高中化学知识点回顾离子推断和离子反应.docx

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高中化学知识点回顾离子推断和离子反应

高考化学基础知识回顾

离子反应

1.离子反应：

在水溶液或熔融状态下，有离子参加或生成的反应。

（1）离子反应的发生必须在水溶液或熔融状态下进行，干态条件下不能完成。

（2）离子可以作为反应物，也可以作为生成物。

2.离子反应发生的条件

（1）离子互换非氧化还原反应的离子反应发生的条件：

生成物之一是易挥发的物质、难电离的物质或难溶物质。

这类反应的共同特征是朝着离子浓度减小的方向移动或者说反应物中某种离子的浓度减小，反应即可发生。

此类反应包括：

（2）氧化还原反应型的离子反应发生的条件：

反应中有电子转移。

（3）发生离子反应的本质是反应物中某种离子浓度减小。

3.离子反应方程式：

用实际参加反应的离子符号来表示离子反应的式子。

（1）一个离子方程式可表达同一类型的所有反应。

例如H+ +OH─ ==H2O，表示强酸与强碱在溶液中反应生成可溶性盐的所有反应。

（2）在同一体系中进行的反应必须用同一式子进行表达。

例如：

向硫酸溶液中加入一定量氢氧化钡溶液，应写为：

2H+ +SO42─ +Ba2+ +2OH─ ==2H2O+BaSO4↓，而不能只写出H2O或BaSO4的形成过程。

离子方程式的书写步骤  以次氯酸钠溶液中通入少量的二氧化碳为例

第一步“写”：

写出正确的化学反应方程式，并配平。

2NaClO+CO2 +H2O==2HClO+Na2CO3

第二步“拆”：

把在溶液中完全电离的物质写成离子形式。

2Na++2ClO─+CO2+H2O==2HClO+2Na++CO32─

第三步“删”：

删去方程式左右两端不参加反应的离子。

2ClO─ +CO2 +H2O==2HClO+CO32─

第四步“查”：

检查方程式两端是否遵循质量守恒和电荷守恒。

查原子个数、离子电荷是否配平。

4.书写离子方程式时应注意的问题

（1）离子反应是在溶液或熔融状态时进行反应的，凡非溶液中进行的反应一般不能写离子反应方程式，亦即没有自由移动离子参加的反应，不能写出离子反应方程式。

如NH4Cl固体和Ca（OH）2固体混合加热，虽然也有离子和离子反应，但不能写出离子反应方程式，只能写化学方程式。

（2）原则上说，电解质要不要拆分改写为离子形式，应以物质客观存在的形式为依据。

若化合物主要以离子形式存在，则应“拆”为离子形式表示；若化合物主要以“分子”形式存在，则不能“拆”，而仍应以“分子”形式表示。

如浓H2SO4应以分子式表示，稀H2SO4则应“拆”为离子式（2H+和SO42─）表示。

（3）氧化物、弱电解质弱电解质如弱酸（HF、H2S、HClO、H2CO3等）、弱碱（如NH3·H2O）和中强酸（如H2SO3、H3PO4）等难电离的物质必须写化学式；难溶于水的物质〔如CaCO3、BaSO3、FeS、PbS、BaSO4、Fe（OH）3等〕，不能拆为离子式，要用化学式表示。

（4）多元弱酸的弱酸根离子，如 HCO3─、HSO3─等不能再拆（HSO4─除外）

（5）对于微溶物的处理分三种情况：

微溶物作为生成物析出的不拆，仍写其化学式，（如Ca（OH）2、CaSO4、Ag2SO4）；微溶物作为反应物，若呈混浊液或固态则写其化学式，若呈澄清溶液则拆为离子式表示。

（6）操作顺序或反应物相对量不同时离子方程式不同。

如：

①少量烧碱滴入Ca（HCO3）2溶液〔此时碳酸氢钙过量〕中，有：

Ca2+ +HCO3─ +OH─ ==CaCO3↓+H2O

②少量Ca（HCO3）2溶液滴入烧碱溶液〔此时氢氧化钠过量〕中，有：

Ca2++HCO3─+2OH─ ==CaCO3↓+CO32─+2H2O

（7）一些特殊的反应要注意产物之间的比例关系。

例如，硫酸与氢氧化钡的反应中产物H2O与BaSO4的比例关系为2：

1。

5.离子反应中的反应原理

①优先氧化原理（或优先还原原理）

书写时以电子守恒法判断离子方程式中的离子的化学计量数。

如向含1molFeBr2的溶液中通入氯气。

要将溶液中的1molFe2＋和2molBr－全部氧化，需要转移3mol电子，若通入的氯气为0.5mol或少于0.5mol，则只有Fe2＋被氧化；若通入的氯气为0.8mol，能转移1.6mol电子，则Fe2＋全部被氧化后还有0.6mol电子，还能氧化0.6molBr－，故可写出离子方程式：

Fe2＋＋0.6Br－＋0.8Cl2=Fe3＋＋0.3Br2＋1.6Cl－，然后将化学计量数调整为整数即可。

②优先沉淀原理

若某一溶液中同时存在几种能与所加试剂形成沉淀的离子，则溶解度（严格讲应为溶度积）小的物质优先沉淀。

如向Mg（HCO3）2溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，应优先生成Mg（OH）2沉淀，而不是MgCO3沉淀。

（3）多离子反应分析

两种试剂混合，同时存在多个离子反应，分析时可令其中一种离子完全反应，然后分析另一种离子的反应情况。

如明矾[KAl（SO4）2·12H2O]溶液与氢氧化钡溶液的反应。

如向1mol明矾的溶液中加入氢氧化钡溶液，可假设铝离子完全沉淀，则需要氢氧化钡1.5mol，此时明矾溶液中的硫酸根离子只有1.5mol沉淀为硫酸钡，则离子方程式可表示为：

Al3＋＋1.5SO42－＋1.5Ba2＋＋3OH－=1.5BaSO4↓＋Al（OH）3↓，然后将小数调整为整数即可。

假设硫酸根离子完全沉淀，则需要氢氧化钡2mol，而2mol氢氧化钡提供4mol氢氧根离子，故与1mol铝离子恰好完全反应生成偏铝酸根离子，则离子方程式可表示为：

Al3＋＋2SO42－＋2Ba2＋＋4OH－=2BaSO4↓＋AlO2－＋2H2O；同理可写出任意给定物质的量之比的反应的离子方程式。

根据相同的分析方法可写出任意比值的硫酸氢钠溶液与氢氧化钡溶液反应的离子方程式。

【例题】（2013·海南卷）能正确表示下列反应的离子反应方程式为（  ）

A．NH4HCO3溶于过量的浓KOH溶液中：

NH4++HCO3-+2OH-=CO32-+NH3↑+2H2O

B．向明矾溶液中滴加Ba（OH）2溶液，恰好使SO42-沉淀完全：

2Al3++3SO42-+3Ba2++6OH-=2Al（OH）3↓+3BaSO4↓

C．向FeBr2溶液中通入足量氯气：

2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-

D．醋酸除去水垢：

2H++CaCO3=Ca2++CO2↑+H2O

离子推断

一、定性推断型：

主要考查常见阴、阳离子的性质，特别是常见阴、阳离子特殊的物理性质和特征的化学性质必须熟练掌握。

如：

（1）特征颜色：

Cu2+（蓝色）、Fe2+（浅绿色）、Fe3+（棕黄色）、MnO4-（紫红色）、[Fe（SCN）]2+（红色）、[Fe（C6H5O）6]3-（紫色）；

（2）特征现象：

焰色反应：

K+：

紫色（透过蓝色钴玻璃），Na+：

黄色 ；遇OH-生成红褐色沉淀、遇苯酚溶液显紫色、遇SCN-显红色的离子是Fe3+；与碱反应生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色或遇SCN-颜色无明显变化、通入Cl2后显红色的离子是Fe2+；与NaOH溶液共热，能产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝、遇酚酞试液变红的碱性气体的离子是NH4+；加入HBr产生浅黄色沉淀的离子是Ag+或S2-和SO32-组成。

例1.（2011上海）某溶液中可能含有Na+、NH4+、Ba2+、SO42－、I－、S2－。

分别取样：

①用pH计测试，溶液显弱酸性；②加氯水和淀粉无明显现象。

为确定该溶液的组成，还需检验的离子是（  ）    

 A．Na+    B．SO42－   C．Ba2+       D．NH4+

解析：

溶液显弱酸性，说明有NH4+（水解显酸性）；加氯水和淀粉无明显现象排除I－、S2－。

所以必需含有SO42－，故不能有Ba2+。

Na+无法排除。

答案：

A

 例2.（2008年全国卷Ⅱ）某钠盐溶液可能含有阴离子NO3－、CO32－、SO32－、SO42－、Cl－、Br－、I一。

为鉴定这些离子，分别取少量溶液进行以下实验：

①测得混合液呈碱性；

②加HCl后，生成无色无味气体。

该气体能使饱和石灰水溶液变浑浊；

③加CCl4，滴加少量氯水，振荡后，CCl4层未变色；

④加BaCl2溶液产生白色沉淀，分离，在沉淀中加人足量盐酸，沉淀不能完全溶解；

⑤加HNO3酸化后，再加过量AgNO3，溶液中析出白色沉淀。

（1）分析上述5个实验，写出每一实验鉴定离子的结论与理由。

实验①____________________________________________________

实验②____________________________________________________

实验③____________________________________________________

实验④____________________________________________________

实验⑤____________________________________________________

（2）上述5个实验不能确定是否存在的离子是________。

解析 本题依托离子的检验，考查了卤族、氧族、碳族、氮族等重点离子的检验以及盐类的水解等知识。

（1）①该溶液可能含有的阴离子无OH―，因此只能考虑盐类的水解。

CO32－、SO32－是弱酸的阴离子，在溶液中可发生水解使溶液呈碱性，所以CO32－、SO32－可能存在（至少存在其中的一种）。

 ②这些阴离子中，只有CO32－、SO32－能与HCl溶液反应，但SO32－与HCl溶液反应时生成的SO2为刺激性气体，而所得气体为无色无味，故CO32－一定存在，SO32－一定不存在。

 ③加入少量的氯水后，用CCl4萃取，CCl4层颜色没有改变，说明原溶液中不存在Br－、I－，因二者均要与Cl2反应生成Br2、I2，导致CCl4层出现橙红色或紫色。

 ④加入Ba2＋后生成的沉淀部分溶解，说明原溶液中有SO42－。

因为SO42－与Ba2＋反应生成不溶于酸的白色沉淀BaSO4。

 ⑤加入AgNO3时，能生成白色沉淀的离子有SO42－和Cl―，但Ag2SO4能溶解在浓度较高的硝酸中（根据离子极化理论可解释），所以白色沉淀应该为AgCl，故原溶液中含有Cl―。

（2）整个实验过程中都没有涉及到NO3－的鉴定，故NO3－无法确定其有无。

答案 

（1）①CO32－和SO32－可能存在，因为它们水解显碱性。

②CO32－肯定存在，因产生的气体是CO2；SO32－不存在，因为没有刺激性气味的气体产生。

③+Br－、I－不存在，因为没有溴和碘的颜色出现。

④SO42－存在。

因为BaSO4不溶于盐酸。

⑤Cl－存在。

因与Ag+形成白色沉淀。

（2）NO3－二、定量推断型：

主要考查学生在熟练掌握阴、阳离子性质的基础上进行定量推断以及相关化学量的计算能力。

例3.[2011·四川]甲、乙、丙、丁四种易溶于水的物质分别由NH4+、Ba2＋、Mg2＋、H＋、OH－、Cl－、HCO3-、SO42-中的不同阳离子和阴离子各一种组成。

已知：

①将甲溶液分别与其他三种物质的溶液混合，均有白色沉淀生成；②0.1mol/L乙溶液中c（H＋）>0.1mol/L；③向丙溶液中滴入AgNO3溶液有不溶于稀HNO3的白色沉淀生成。

下列结论不正确的是（　　）

A．甲溶液含有Ba2＋                   B．乙溶液含有SO 

C．丙溶液含有Cl－                    D．丁溶液含有Mg2＋

 解析：

可以形成白色沉淀的只有BaSO4、BaCO3、Mg（OH）2，因此甲只能是Ba（OH）2；0.1mol/L乙溶液中c（H＋）>0.1mol/L，推断乙是硫酸；向丙溶液中滴入AgNO3溶液有不溶于稀HNO3的白色沉淀生成，说明丙是MgCl2，所以丁是NH4HCO3。

答案：

D

例4.（2009年全国II卷29）

现有A、B、C、D、E、F六种化合物，已知它们的阳离子有

，阴离子有

，现将它们分别配成

的溶液，进行如下实验：

①    

测得溶液A、C、E呈碱性，且碱性为A>E>C；

②    

向B溶液中滴加稀氨水，先出现沉淀，继续滴加氨水，沉淀消失；③    

向D溶液中滴加

溶液，无明显现象；

④    

向F溶液中滴加氨水，生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。

根据上述实验现象,回答下列问题:

（1） 

实验②中反应的化学依据是                                          

   ;

（2）E溶液是       ,判断依据是                                           

;

（3）写出下列四种化合物的化学式:

A     、C        、

D        、F     .

解析：

本题考查离子共存、盐类水解综合运用。

根据溶液的性质，确定CO32—只能与K+形成显碱性的溶液，另外可能形成的碱性溶液为碱Ba（OH）2。

由于醋酸的酸性大于碳酸，所以醋酸盐水解的碱性小于碳酸盐，因此A为Ba（OH）2，E为K2CO3，C为醋酸盐，由②可得B中阳离子为Ag+，则肯定为AgNO3，由③可得D中无SO42—，则F中的阴离子为SO42—，D中的阴离子为Cl—。

由④可得F中的阳离子为Fe2+，即F为FeSO4，而CH3COO—若与Al3+形成溶液时，Al3+也发生水解，所以C为醋酸钙，而D为AlCl3。

答案如下：

（1）AgNO3+NH3.H2O==AgOH↓+NH4NO3

AgOH+2NH3.H2O==Ag（NH3）2OH+2H2O

（2）碳酸钾     由①中碱性强弱的顺序可知，E是碳酸盐。

六种阳离子中可以与碳酸根形成可溶性盐的只有钾离子，所以E是碳酸钾。

（3）Ba（OH）2   Ca（CH3COO）2  AlCl3   FeSO4

三、综合推断型：

主要考查学生定性分析和定量分析的综合能力。

在进行离子推断时应注意三个原则：

互斥原则：

即相互反应的离子不能共存；进出原则    即考虑加入试剂时带入的离子和发生反应时消耗的离子；守恒原则：

即溶液中阴阳离子电荷守恒，有阳离子则必定有阴离子。

例5.某无色溶液，其中可能存在如下离子：

Na＋、Ag＋、Ba2＋、Al3＋、AlO2―、S2―、CO32―、SO32―、SO42―，现取该溶液进行有关实验，结果与下图所示。

 试回答下列问题：

（1）生成沉淀甲的离子方程式为                                      。

（2）由溶液甲生成沉淀乙的离子方程式                                  。

 （3）沉淀丙是           如何用一化学实验确定其成分                       。

 （4）气体甲的成分有哪几种可能                                        。

 （5）综合上述信息，可以肯定存在的离子有                                    ，

 一定不存在的离子是                 ，可能存在的离子是                  。

 解析：

（1）学生容易从“HBr”和“浅黄色沉淀”就轻率地把沉淀甲判断为AgBr。

全面地分析一下题给的各种可能存在的离子，若无色溶液中油Ag+，那么S2-、CO32-、SO32-、SO42-、AlO2-等都不能大量存在，所以原溶液中不存在Ag+。

可判断出沉淀甲就是单质硫，生成甲的离子方程式为：

2S2―＋SO32―＋6H＋＝3S↓＋3H2O。

（2）要判断沉淀乙的成分，首先得弄清溶液甲中可能存在的离子。

由于原无色溶液中必含有S2-、SO32-等离子，原溶液中不可能含有Ag+、Ba2+、Al3+等离子，溶液甲中自然也不可能有这些离子，要跟NH4HCO3反应生成白色沉淀乙、气体乙，似乎不可能。

这时就需要换个角度分析，原无色溶液中加入过量HBr后有没有可能生成一种能跟NH4HCO3反应生成白色沉淀的离子呢?

自然就会想到：

AlO2- →Al3+,所以沉淀乙是Al（OH）3，由溶液甲生成沉淀乙的离子方程式为：

Al3＋＋3HCO3―＝Al（OH）3↓＋3CO2↑，原溶液中应有AlO2-。

（3）从原无色溶液→溶液甲→溶液乙，可分析出溶液乙跟过量Ba（OH）2反应生成的白色沉淀中必定有BaCO3，还可能有BaSO4。

为了进一步确定沉淀丙中有无BaSO4，可在所得沉淀中加入过量稀盐酸，若沉淀不能全部溶解说明其中有BaSO4。

由此可确定无色溶液中是否含有SO42-，综上所述原溶液中可能存在CO32-。

（4）要分析气体甲的可能组成，需结合定量关系来判断。

若S2-、SO32-恰好全部反应生成S，气体可能是CO2；若S2-过量，气体可能是H2S或H2S和CO2混合气体；若SO32-过量，气体甲可能是SO2或SO2和CO2的混合气体。

5.综合上述各个结果，得出原溶液中一定存在的离子只有S2-、SO32-、AlO2-三种。

事实上，任何溶液中必定应同时既阴离子，又有阳离子，想到这一层，就得出一定存在的离子还有Na+。

可能存在的是CO32-、SO42-。

答案如下：

（1）2S2―＋SO32―＋6H＋＝3S↓＋3H2O 

（2）Al3＋＋3HCO3―＝Al（OH）3↓＋3CO2↑  

 （3）BaCO3或BaCO3与BaSO4的混合物；）在所得沉淀丙中加入稀盐酸，若沉淀全部溶解，说明沉淀丙是BaCO3，若沉淀仅部分溶解，说明沉淀是BaCO3和BaSO4的混合物。

 （4）气体甲有5种可能：

①H2S②SO2③CO2④CO2和H2S⑤CO2和SO2   

 （5）Na＋、S2―、SO32―、AlO2―；Ag＋、Ba2＋、Al3＋；CO32―、SO42―   

【巩固练习】

1.某无色溶液中可能含有Na+、K+、Fe3+、

、Cu2+、

、

、

-、

、

这几种离子中的若干种，依次进行下列实验，观察到的现象记录如下：

①pH试纸检验，溶液的pH>7。

②取少量原溶液，向溶液中加入过量的BaCl2和盐酸的混合溶液，无白色沉淀生成。

③另取少量原溶液，向溶液中滴加足量氯水

，无气体产生，再加入CCl4振荡，静置后CCl4层呈橙色，用分液

漏斗分液。

④向分液后的水溶液中加入Ba（NO3）2和HNO3溶液，有白色沉淀产生，过滤。

⑤在滤液中加入AgNO3和HNO3的混合溶液有白色沉淀产生。

则关于原溶液的判断中不正确的是（  ）

A．肯定不存在的离子是Fe3+、Cu2+、

、

、

B．肯定存在的离子是

、

；Na+、K+离子至少有一种存在。

C．无法确定原溶液中是否存在

D．若步骤④改用BaCl2和盐酸的混合溶液，则对溶液中离子的判断有影响。

答案D