1、1考点 7 离子共存及离子推断知识条目 必考要求 加试要求1.离子反应的本质及发生的条件 b b2.离子方程式 b b3.有关化学方程式过量问题的计算 b b一、离子共存的判断1离子共存问题的本质(1)离子共存问题是离子反应条件和本质的直接应用。(2)几种离子能否在同一溶液中大量共存，关键是看离子之间能否反应，若离子之间能够发生反应，则不能大量共存；若离子之间不能发生反应，则能大量共存。2离子不能大量共存的几种情况(1)发生复分解型的离子反应生成难溶、微溶性的物质，如 Ba2 与 CO 、SO 等；23 24生成难电离的物质，如 H 与 ClO 、CH 3COO 等；生成易挥发的物质，如 NH
2、 与 OH 等。4(2)发生氧化还原反应如 Fe3 与 I 、S 2 ；MnO 与 Fe2 等。4(3)发生彻底的双水解如：Al 3 与 S2 、CO 、AlO 、SiO 等；Fe 3 与 CO 、AlO 、SiO 等。23 2 23 23 2 23(4)生成配合物如 Fe3 与 SCN 、Ag 与 NH3H2O等。3常见离子的性质(1)常见有色离子Fe2 ：浅绿色；Cu 2 ：蓝色；Fe 3 ：棕黄色；MnO ：紫色4CrO ：黄色；Cr 2O 橙色；Fe(SCN) 2 ：血红色；Cu(NH 3) ：深蓝色24 27 24(2)常见阳离子的性质H ：能使紫色石蕊试液或橙色的甲基橙试液变为红色
3、。Na ：用焰色反应来检验时，火焰呈黄色。2K ：用焰色反应来检验时，火焰呈紫色(通过钴玻片)。Al3 ：能与适量的 NaOH溶液反应生成白色 Al(OH)3絮状沉淀，该沉淀能溶于盐酸或过量的 NaOH溶液。Ag ：能与稀盐酸或可溶性盐酸盐反应，生成白色 AgCl沉淀，不溶于稀 HNO3，但溶于氨水，生成Ag(NH 3)2 。NH ：铵盐(或浓溶液)与 NaOH浓溶液反应，并加热，放出使湿润的红色石蕊试纸变蓝4的有刺激性气味气体 NH3。Fe2 ：能与少量 NaOH溶液反应，先生成白色 Fe(OH)2沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 Fe(OH)3沉淀。或向亚铁盐的溶液里加入 KSCN溶液
4、，不显红色，加入少量新制的氯水后，立即显红色。Fe3 ：能与 KSCN溶液反应，变成红色 Fe(SCN)3溶液。能与 NaOH溶液反应，生成红褐色 Fe(OH)3沉淀。Cu2 ：蓝色水溶液(浓的 CuCl2溶液显绿色)，能与 NaOH溶液反应，生成蓝色的 Cu(OH)2沉淀，加热后可转变为黑色的 CuO沉淀。含 Cu2 溶液能与 Fe、Zn 片等反应，在金属片上有红色的铜生成。(3)常见阴离子的性质OH ：能使无色酚酞、紫色石蕊、橙色的甲基橙等指示剂分别变为红色、蓝色、黄色。Cl ：能与硝酸银反应，生成白色的 AgCl沉淀，沉淀不溶于稀硝酸，能溶于氨水，生成Ag(NH 3)2 。Br ：能与硝
5、酸银反应，生成淡黄色 AgBr沉淀，不溶于稀硝酸。I ：能与硝酸银反应，生成黄色 AgI沉淀，不溶于稀硝酸；也能与氯水反应，生成I2，使淀粉溶液变蓝。SO ：能与含 Ba2 溶液反应，生成白色 BaSO4沉淀，不溶于硝酸。24SO ：浓溶液能与强酸反应，产生无色有刺激性气味的 SO2气体，该气体能使品红溶23液褪色。能与 BaCl2溶液反应，生成白色 BaSO3沉淀，该沉淀溶于盐酸，生成无色有刺激性气味的 SO2气体。S2 ：能与 Pb(NO3)2溶液反应，生成黑色的 PbS沉淀。CO ：能与 BaCl2溶液反应，生成白色的 BaCO3沉淀，该沉淀溶于硝酸(或盐酸)，生23成无色无味、能使澄清
6、石灰水变浑浊的 CO2气体。HCO ：取含 HCO 盐溶液煮沸，放出无色无味 CO2气体，气体能使澄清石灰水变浑浊。3 3或向 HCO 盐溶液里加入稀 MgSO4溶液，无现象，加热煮沸，有白色沉淀 MgCO3生成，同时3放出 CO2气体。二、离子推断31常见离子的检验方法根据离子的性质，选择现象明显、操作方便的方法进行检验。(1)常见阳离子的检验离子 所用的试剂 主要实验现象H紫色石蕊试液锌片pH 试纸紫色石蕊试液变为红色锌片表面生成无色气体pH 试纸变为红色Ag盐酸或可溶性氯化物溶液，稀硝酸氢氧化钠溶液、氨水生成白色沉淀，该沉淀不溶于稀硝酸生成白色沉淀，该沉淀迅速转变成棕色，此沉淀溶于氨水，
7、形成无色溶液Na 焰色反应 火焰呈黄色K 焰色反应 火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃)Fe3氢氧化钠溶液KSCN 溶液生成红褐色沉淀溶液呈红色Fe2KSCN 溶液、过氧化氢(或新制氯水)溶液铁氰化钾溶液加入 KSCN溶液后无明显现象，滴加过氧化氢(或新制氯水)溶液后，溶液呈红色加入铁氰化钾溶液后，有蓝色沉淀生成NH4 氢氧化钠溶液加热并用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体，试纸变蓝(2)常见阴离子的检验离子 所用的试剂 主要实验现象OH紫色石蕊试液无色酚酞试液pH 试纸紫色石蕊试液变为蓝色无色酚酞试液变为红色pH 试纸显蓝色至深蓝Cl 硝酸银溶液、稀硝酸 生成白色沉淀，此沉淀不溶于稀硝酸Br 硝酸银溶
8、液、稀硝酸 生成浅黄色沉淀，此沉淀不溶于稀硝酸I硝酸银溶液、稀硝酸淀粉溶液、氯水生成黄色沉淀，此沉淀不溶于稀硝酸溶液显蓝色CO23氯化钡溶液、稀盐酸稀盐酸、澄清的石灰水生成白色沉淀，该沉淀溶于稀盐酸且有无色无味气体产生生成了无色无味气体并能使澄清的石灰水变浑浊SO24 稀盐酸、氯化钡 先加稀盐酸，无明显现象，再加氯化钡，4生成白色沉淀SO23氯化钡、稀盐酸稀盐酸或稀硫酸、品红溶液生成白色沉淀，此沉淀溶于稀盐酸并放出有刺激性气味气体(SO 2)生成的气体能使品红溶液褪色，加热后溶液恢复红色2.离子推断依据题干中所给信息，如选择的试剂和方法、描述的反应现象(颜色的变化、沉淀的生成和溶解、气体的产生
9、和气味、火焰的颜色等)，进行判断、推理。【例 1】 下列各组离子在指定条件下，可能大量共存的是( )A能使蓝色石蕊试纸变红色的溶液中：K 、Na 、CO 、NO23 3B c(H )0.1molL 1 的溶液中：Fe 2 、Al 3 、SO 、NO24 3C能使淀粉碘化钾试纸变蓝的溶液中：Na 、NH 、Fe 2 、Br 4D水电离出的 c(H )110 12 mol/L的溶液中：Na 、Mg 2 、Cl 、SO 24【解析】 A能使蓝色石蕊试纸变红色的溶液为酸性，则 CO 不能大量存在，故 A23错误；BH 和 NO 大量存在于溶液中，HNO 3和 Fe2 发生氧化还原反应而不能大量共存，故
10、3B错误；C能使淀粉碘化钾试纸变蓝的溶液中含有强氧化剂，则 Fe2 不能大量存在，故 C错误；D水电离出的 c(H )110 12 mol/L的溶液，即可能为强酸性也可能为强碱性，该组离子中 Mg2 能在酸性溶液中大量存在，而不能在强碱性溶液中大量存在，其他离子在两种溶液中均能存在，因此该选项正确。【答案】 D【提炼】 注意题干中“可能大量共存”或“一定大量共存”的要求，如本题中 D选项，该组离子只在酸性溶液中大量共存，若题干改为“一定大量共存”则该选项错误。【例 2】 已知某工业废水中含有 NO ，某化学活动小组取一定量的废水，逐滴滴加稀 NaOH溶3液，沉淀的物质的量与加入 NaOH溶液体
11、积之间的关系如图所示，根据图像分析，溶液中可5能存在的离子组是( )AAl 3 、NH 、H BFe 3 、NH 、H 4 4CFe 2 、NO 、H DAg 、NH 、H 3 4【解析】 A由图像可得，一开始没有沉淀生成，发生中和反应，则溶液中有 H ，产生沉淀后，出现直线段说明含有 NH ，然后沉淀逐渐减少直至完全溶解，故选4A。B.Fe(OH) 3不能在 NaOH溶液中溶解；C.先加 KNO3，后加 HCl，那么溶液中相当于存在HNO3，则 Fe2 就不能大量存在；D.AgOH 易分解为 Ag2O，不溶于 NaOH溶液。【答案】 A【提炼】 因发生复分解反应而不能大量共存的离子，一般先发
12、生中和反应，然后生成沉淀，再生成气体。先后加入的两种物质中的离子可能构成一种有影响的新物质，如先加 KNO3，后加 HCl，那么溶液中相当于存在 HNO3，则还原性离子，如 Fe2 就不能大量存在，如 C选项。【例 3】 在碱性溶液中能大量共存且溶液为无色透明的离子组是( )AK 、MnO 、Na 、Cl BK 、Na 、NO 、CO4 3 23CNa 、H 、NO 、SO DFe 3 、Na 、Cl 、SO3 24 24【解析】 题干信息中要求为碱性溶液且为无色透明，则 A、D 选项因含有色离子而错误；而 C选项含有 H 不符合碱性溶液的要求，故选 B。【答案】 B【提炼】 注意溶液的颜色，
13、但要注意“无色透明溶液”与“透明溶液”的区别。 “透明溶液”只需可以透过溶液清晰地看到物体，溶液不呈浑浊状、没有沉淀、不是胶体即可，而“无色透明溶液”是指溶液不仅“透明”且没有颜色，如例 3中限定原溶液是无色溶液，即原溶液不能有浑浊、沉淀，且溶液中不能存在有色离子。【例 4】 某溶液中可能含有下列 6种离子中的某几种：Cl 、SO 、HCO 、Na 、K 、Mg 2 ，所含离子的浓度均相等。为了确认溶液的组成，进24 3行如下实验：取 200mL上述溶液，加入足量 Ba(OH)2溶液，反应后将沉淀过滤、洗涤、干燥，得沉淀 4.88g，向沉淀中加入过量的盐酸，仍有 2.33g沉淀剩余。关于原溶液
14、组成的结论，不正确的是( )A一定存在 SO 、HCO 、Mg 2 ，至少存在 Na 、K 中的一种24 3B为了确定是否存在 Cl ，可向溶液中加入硝酸酸化的硝酸银溶液C c(HCO )0.05mol/L3D4.88g 沉淀中含有 3种成分【解析】 2.33g 沉淀为 BaSO4，所以 n(SO )0.01mol,4.88g 沉淀中可能还含有24BaCO3和 Mg(OH)2，由于所含离子浓度均相等，所以 n(HCO )和 n(Mg2 )均为 0.01mol，经3过计算发现 HCO 和 Mg2 均存在。A 选项根据溶液呈电中性，至少存在 Na 、K 中的一种；36B选项 Cl 的检验受到 SO
15、 干扰；C 选项 c(HCO )0.01mol/0.2 L0.05 mol/L；D 选24 3项 4.88g沉淀中含 BaSO4、BaCO 3和 Mg(OH)2。【答案】 B【提炼】 注意电中性原则。溶液是呈电中性的，即溶液中一定既有阳离子，又有阴离子，且溶液中阳离子所带的正电荷总数一定等于阴离子所带的负电荷总数。因此，当其他阳离子都被排除后，剩余的最后一种阳离子一定存在；阴离子也是如此。或者可以先计算已经确定的阴阳离子所带电荷数目，进而确定剩余离子的存在可能性与物质的量。某些离子的检验需要注意进出性原则，即实验操作过程中反应生成的离子或引入的离子对后续实验的干扰。【例 5】 某无色废水中可能
16、含有H 、NH 、Fe 3 、Al 3 、Mg 2 、Na 、NO 、CO 、SO 中的几种，为分析其成分，分4 3 23 24别取废水样品 100mL，进行了三组实验，其操作和有关图像如下所示：请回答下列问题：(1)根据上述 3组实验可以分析废水中一定不存在的离子有_。(2)实验中所发生反应的离子方程式为_。(3)分析图像，在原溶液中 c(NH )与 c(Al3 )的比值为_，NO 是否存在？填4 3_(“存在” “不存在”或“不确定”)。【解析】 (1)无色废水确定无 Fe3 ，根据实验确定有钠离子，根据实验确定有硫酸根离子，根据实验确定有铝离子、铵根离子、氢离子，一定不含镁离子和铁离子，
17、因为碳酸根离子与铝离子不能共存，所以无碳酸根离子；故溶液中存在的离子为：Na 、Al 3 、NH 、H 、SO ；一定不存在的离子有 Fe3 、Mg 2 、CO 。4 24 23(2)实验中依次发生的离子反应有酸碱中和：H OH =H2O，生成沉淀：7Al3 3OH =Al(OH)3，生成一水合氨，NH OH =NH3H2O，氢氧化铝能溶于氢氧化4钠中，即 Al(OH)3OH =AlO 2H 2O。2(3)已知硫酸钡沉淀为 2.33g，则 n(SO )2.33g233gmol 1 0.01mol，根据图24像可知与 Al(OH)3反应的 n(OH )0.007mol，Al(OH)3OH =Al
18、O 2H 2O2n(Al3 ) 0.007 mol所以 n(Al3 )0.007 mol，将铝离子沉淀需要氢氧化钠 0.021 mol，溶液中 H 消耗氢氧化钠 0.014 mol，氢离子的物质的量是 0.014 mol，NH OH =NH3H2O，消耗氢氧化4钠 0.007 mol，所以铵根离子的物质的量是 0.007 mol， 原溶液中 c(NH )与 c(Al3 )的比4值为 11，根据电荷守恒，一定存在硝酸根离子。【答案】 (1)Fe 3 、Mg 2 、CO 23(2)H OH =H2O、Al 3 3OH =Al(OH)3、NH OH =NH3H2O、4Al(OH)3OH =AlO 2H 2O2(3)11 存在【提炼】 离子推断过程中要灵活应用互斥性原则。所谓互斥性原则就是当我们利用题中信息判断出一定有某种离子时，应立即运用已有的知识，将不能与之共存的离子排除掉，从而判断出一定没有哪种离子。如本题中判定有 Al3 ，则根据碳酸根离子与铝离子不能共存，可推断出无碳酸根离子。
