离子共存、离子的检验和推断
[考纲要求] 1.应用离子反应发生的条件,正确判断常见离子在溶液中能否大量共存。2.利用离子的特征反应,能鉴别常见离子以及进行综合推断。
考点一 离子共存
1. 离子共存问题是离子反应条件和本质的最直接应用 所谓几种离子在同一溶液中能大量共存,就是指离子之间不发生任何反应;若离子之间能发生反应,则不能大量共存。 2. 熟记常考离子的性质 颜色 氧化性 还原性 水解显酸性 水解显碱性 两性离子 MnO4-(紫)、Cu2+(蓝)、Fe2+(浅绿)、Fe3+(黄) ClO-、MnO-4、NO3-(H+)、Fe3+、Cr2O27- S2-(HS-)、SO23-(HSO-3)、I-、Br-、Cl-、Fe2+ NH+4、Mg2+、Al3+、Cu2+、Fe2+、Fe3+ AlO2-、S2-、SO23-、CO23-、SiO23-、ClO-、CH3COO- HCO3-、HS-、HSO3-、HPO24-、H2PO-4 注意 “两性离子”指既能与酸反应又能与碱反应的离子,一般为多元弱酸的酸式酸根离
子。
3. 常见溶液酸、碱性的判断
酸性溶液:pH<7(常温);能使pH试纸呈红色的溶液;能使甲基橙呈红色或橙色的溶液;能使石蕊试液呈红色的溶液。
碱性溶液:pH>7(常温);能使pH试纸呈蓝色的溶液;能使石蕊试液呈蓝色的溶液;能使酚酞试液呈红色的溶液。 呈酸性或碱性的溶液:和Al反应放出H2的溶液(注HNO3除外);能使甲基橙呈黄色的溶液;c(H+)水或c(OH-)水等于10-a mol·L-1(a>7)的溶液。 深度思考
(1)OH-不能和________________________________________________________大量共存(填具体离子,下同) 答案 H+、NH+4、Fe2+、Fe3+、Zn2+、Mg2+、Al3+、Cr3+、HCO-3、HS-、HSO3-、H2PO4-、HPO24-
(2)H+不能和_____________________________________________________大量共存。 答案 OH-、CO23-(HCO-3)、S2-(HS-)、SO23-(HSO3-)、PO34-(H2PO-4,HPO24-)、SiO23-、AlO2-、ClO-、F-、CH3COO-、NO2- (3)CO23-不能和________________________________________________大量共存。 答案 H+、Mg2+、Ba2+、Ca2+、Fe3+、Al3+、Fe2+、Cu2+ (4)SO23-不能和__________________________________________大量共存。 答案 H+、MnO-4、NO3-(H+)、Mg2+、Ba2+、Fe3+、Al3+、Fe2+、Cu2+ (5)Fe3+不能和______________________________________________大量共存。 答案 OH-、I-、SO23-、ClO-、CO23-(HCO3-)、S2-(HS-)、AlO2-
(6)Al3+不能和______________________________________________大量共存。 答案 OH-、SO23-、ClO-、CO23-(HCO3-)、S2-(HS-)、AlO2-
(7)I-不能和____________________________________________大量共存。 答案 Fe3+、NO3-(H+)、MnO4-、ClO-、Cr2O27- (8)NO-3(H+)不能和______________________________________大量共存。 答案 CO23-(HCO3-)、SiO23-、ClO-、CH3COO-、S2-(HS-)、Fe2+、SO23-(HSO-3) 反思归纳
判断一些常见离子能否和其他离子大量共存时,一般从以下几个方面考虑 (1)CO23-考虑生成气体和沉淀 (2)SO23-考虑生成气体、沉淀和其还原性
(3)Fe3+考虑生成Fe(OH)3、双水解及其氧化性 (4)Al3+考虑生成Al(OH)3、双水解 (5)I-只考虑其还原性 (6)NO-3(H+)考虑酸性及NO-3在酸性条件下的强氧化性。
题组一 无限制条件的离子大量共存的判断
1. 下列各组离子,能在溶液中大量共存的是 ( ) A.Na+、Mg2+、Cl-、OH- B.H+、Ca2+、CO23-、NO3- C.Cu2+、K+、SO24-、NO3- D.Na+、HCO3-、OH-、Ca2+ 答案 C
解析 A项中,Mg2+与OH-反应生成Mg(OH)2沉淀,不能大量共存;B项中,H+与CO23-不能大量共存,Ca2+与CO23-会生成CaCO3沉淀,也不能大量共存;C项中各离子之间不能反应,可大量共存;D项中HCO-3与OH-、Ca2+反应会生成CaCO3沉淀和H2O,不能大量共存。 2. 下列各溶液中,离子一定能大量共存的是 ( ) A.Na+、OH-、SO24-、Fe3+ B.K+、Mg2+、I-、ClO- C.K+、Ba2+、Cl-、Br- D.K+、HCO3-、Cl-、H+ 答案 C
解析 OH-与Fe3+反应生成沉淀,A错误。I-能被ClO-氧化,B错误。HCO3-与H+可结合成H2CO3并进一步分解,D错误。
题组二 题干中有限制条件的离子大量共存的判断
3. 下列各组离子因发生氧化还原反应而不能大量共存的是 ( ) A.H+、Fe2+、Cr2O27-、SO24- B.Ca2+、H+、SO24-、HCO-3 C.Na+、Cu2+、Cl-、S2- D.Fe3+、K+、SCN-、Cl- 答案 A
解析 A项酸性条件下,Fe2+能被Cr2O27-氧化为Fe3+;B项H+和HCO3-反应放出CO2而不能大量共存;C项Cu2+和S2-生成CuS沉淀而不能大量共存;D项Fe3+与SCN-发生络合反应而不能大量共存。
4. 将足量的SO2通入下列各溶液中,所含离子还能大量共存的是 ( ) A.K+、SiO23-、Cl-、NO3- B.H+、NH+4、Al3+、SO24- C.Na+、Cl-、MnO-4、SO24-
D.Na+、CO23-、CH3COO-、HCO-3 答案 B
解析 A中SiO23-能与SO2反应;C中MnO-4能与SO2发生氧化还原反应;D中CO23-、CH3COO-、HCO3-均能与SO2反应。
5. 25 ℃时,在由水电离出的c(H+)=1.0×10-12 mol·L-1的溶液中,可以大量共存的离子组是 ( )
A.K+、Cu2+、SO23-、MnO-4 B.NH+4、Fe2+、NO-3、H+ C.HCO-3、Na+、Ca2+、Cl- D.Na+、K+、SO24-、Cl- 答案 D
解析 该溶液中水的电离受到抑制,可能是强酸性溶液(pH=2),也可能是强碱性溶液(pH=12)。A项,Cu2+在强碱性溶液中不能大量存在,SO23-在强酸性溶液中不能大量存在;B项,Fe2+、NO-3、H+三者不能大量共存;C项,HCO3-在强酸性或强碱性溶液中都不能大量存在。
题组三 选项中有限制条件的离子大量共存的判断
6. 下列各组离子在指定的溶液中一定能大量共存的是 ( ) A.含有大量Fe3+的溶液:Na+、SCN-、Cl-、I- B.含有大量NO-3的溶液:H+、Fe2+、Cl-、SO24- C.常温下,pH=12的溶液:K+、Cl-、SO23-、SiO23- D.c(H+)=0.1 mol·L-1的溶液:Na+、NH+4、SO24-、S2O23- 答案 C
解析 c(H+)=0.1 mol·L-1的溶液中,S2O23-可与H+发生反应:S2O23-+2H+===S↓+SO2↑+H2O。
7. 下列各组离子在指定环境中一定能大量共存的是 ( ) A.使pH试纸显蓝色的溶液中:Cu2+、NO-3、Fe3+、SO24- B.与铝粉反应放出氢气的无色溶液中:NO-3、Al3+、Na+、SO24- C.pH=0的溶液中:Al3+、NH4+、Ca2+、ClO- D.使红色石蕊试纸变蓝的溶液中:SO23-、CO23-、Na+、K+ 答案 D
解析 使pH试纸显蓝色的溶液呈碱性,Cu2+、Fe3+不能大量存在,A错误。与铝粉反应放出氢气的溶液可能呈碱性,也可能呈酸性,Al3+在碱性溶液中不能大量存在,B错误。pH=0的溶液呈酸性,ClO-不能大量存在,C错误。使红色石蕊试纸变蓝的溶液呈碱性,选项中的四种离子均可大量共存,D正确。 反思归纳
警惕题干中的常见“陷阱” 条件类型 高考中的常见表述 “无色” 常见的限制条件 “pH=1”或“pH=13” “因发生氧化还原反应而不能大量共存” “透明” 误点点悟 有色离子不能大量存在 溶液显酸性或碱性 只能是氧化性离子和还原性离子不能大量共存,不包括其他类型反应的离子 “透明”也可“有色” 常见的易错点
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