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离子反应方程式与离子共存

作者:佚名    文章来源:学科网    点击数:    更新时间:2018/11/3

    1.复习重点
    (1)增加限制条件,如强酸性、无色透明、碱性、pH=1、甲基橙呈红色、发生氧化还原反应等。
    (2)定性中有定量,如“由水电离出的H+或OH-浓度为1×10-10mol/L的溶液中,……”。
    2.难点聚焦
    (一)、由于发生复分解反应,离子不能大量共存。
    1、有气体产生。如CO32-、HCO3-、S2-、HS-、SO32-、HSO3-等易挥发的弱酸的酸根与H+不能大量共存,主要是由于发生CO32-+2H+=CO2↑+H2O、HS-+H+=H2S↑等。
    2、有沉淀生成。如Ba2+、Ca2+、Mg2+等不能与SO42-、CO32-等大量共存,主要是由于Ba2++CO32-=BaCO3↓、Ca2++SO42-=CaSO4↓(微溶);Mg2+、Al3+、Cu2+、Fe2+、Fe3+等不能与OH-大量共存是因为Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓,Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓等;SiO32-、AlO2-、S2O32-等不能与H+大量共存是因为SiO32-+2H+=H2SiO3↓、AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓、S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O
    3、有弱电解质生成。如OH-、ClO-、F-、CH3COO-、HCOO-、PO43-、HPO42-、H2PO4-等与H+不能大量共存,主要是由于OH-+H+=H2O、CH3COO-+H+=CH3COOH等;一些酸式弱酸根及NH4+不能与OH-大量共存是因为HCO3-+OH-=CO32-+H2O、HPO42-+OH-=PO43-+H2O、NH4++OH-=NH3·H2O等。
    4、一些容易发生水解的离子,在溶液中的存在是有条件的。如:AlO2-、S2-、HS-、CO32-、HCO3-、SO32-、HSO3-、ClO-、F-、CH3COO-、HCOO-、PO43-、SiO32-、C6H5O-等必须在碱性条件下才能在溶液中大量存在;Mg2+、Al3+、Cu2+、Fe2+、Fe3+、NH4+等必须在酸性条件下才能在溶液中大量存在。
    (二)、由于发生氧化还原反应,离子不能大量共存
    1、一般情况下,具有较强还原性的离子不能与具有较强氧化性的离子大量共存。如I-、、S2-、HS-和Fe3+不能大量共存是由于2I-+2Fe3+=I2+2Fe2+、2Fe3++S2-=S↓+2Fe2+、2Fe3++3S2-=S↓+2FeS↓。
    2、在酸性或碱性的介质中由于发生氧化还原反应而不能大量共存。如NO3-和I-在中性或碱性溶液中可以共存,但在有大量H+存在情况下不能共存;SO32-、S2O32-和S2-在碱性条件下可以共存,但在酸性条件下由于发生2S2-+SO32-+6H+=3S↓+3H2O、2S2-+S2O32-+6H+=4S↓+3H2O不能共存。ClO-与S2-不论是在酸性条件下还是在碱性条件下都不能大量共存。
    (三)、由于形成络合离子,离子不能大量共存
    中学化学中还应注意有少数离子可形成络合离子而不能大量共存的情况。如Fe3+和SCN-、C6H5O-,由于Fe3++SCN-[Fe(SCN)]2+等络合反应的发生而不能大量共存。
    (四)、能水解的阳离子与能水解的阴离子一般不能同时存在在同一溶液中,即离子间能发生“双水解”反应。例如:Al3+和HCO3-,Al3+和CO32-,Al3+和S2-,Al3+和HS-,Al3+和AlO2-,Al3+和C6H5O-,Fe3+和AlO2-,Fe3+和HCO3-,Fe3+和CO32-,NH4+和AlO2-等。如3AlO2-+Al3++6H2O=4Al(OH)3↓等。特别注意:NH4+和CO32-、NH4+和HCO3-、NH4+和CH3COO-在同一溶液中能大量共存。
    注意事项:
    1.首先必须从化学基本概念和基本理论出发,搞清楚离子反应的规律和“离子共存”的条件。在中学化学中要求掌握的离子反应规律主要是离子间发生复分解反应和离子间发生氧化还原反应,以及在一定条件下一些微粒(离子、分子)可形成络合离子等。“离子共存”的条件是根据上述三个方面统筹考虑、比较、归纳整理而得出的。因此解决“离子共存”问题可从离子间的反应规律入手,逐条梳理。
    2.审题时应注意题中给出的附加条件,如:
    ①酸性溶液(H+)、碱性溶液(OH-)、能在加入铝粉后放出可燃性气体的溶液、由水电离出的H+或OH-浓度为1×10-10mol/L的溶液等。
    ②有色离子:MnO4-,Fe3+,Fe2+,Cu2+,Fe(SCN)2+使溶液呈现一定的颜色。
    ③MnO4-、NO3-、Cr2O72-等在酸性条件下具有强氧化性。
    ④注意题目要求“一定大量共存”、“可能大量共存”还是“不能大量共存”等要求。
    3.审题时还应特别注意以下几点:
    (1)注意溶液的酸碱性对离子间发生氧化还原反应的影响。如:Fe2+与NO3-能共存,但在强酸性条件下发生3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O而不能大量共存;I-与NO3-能共存,但在强酸性条件下不能大量共存;MnO4-与Cl-在强酸性条件下也不能大量共存;S2-与SO32-在碱性条件下可共存,但在酸性条件下不能大量共存。
    (2)弱酸的酸式根离子(如HCO3-、HSO3-、HS-、HPO42-、H2PO4-)既不能与H+大量共存也不能与OH-大量共存。如:HCO3-+OH-=CO32-+H2O(HCO3-遇碱时进一步电离)
    HCO3-+H+=CO2↑+H2O。
    (3)注意挖掘题目中隐含的信息,排除干扰信息,克服非智力因素失分。
    离子方程式的书写正误是历年高考必出的试题,考查离子方程式的目的主要是了解考生使用化学用语的准确程度和熟练程度,具有一定的综合性。从命题的内容看,存在着三种特点:
    ⑴所考查的化学反应均为中学化学教材中的基本反应,错因大都属于化学式能否拆分、处理不当、电荷未配平、产物不合理和漏掉部分反应等。
    (2)所涉及的化学反应类型以复分解反应、溶液中的氧化还原反应为主。
    ⑶一些重要的离子反应方程式,在历年考卷中多次重复。
    4.离子方程式正误判断规律(八“看”)
    ⑴看离子反应是否符合客观事实,不可主观臆造产物及反应。
    ⑵看“=”“≒”“↑”“↓”等是否正确。
    ⑶看表示各物质的化学式是否正确。如HCO3-不能写成CO32-+H+
    ⑷看是否漏掉离子反应。
    ⑸看电荷是否守衡。
    ⑹看反应物或产物的配比是否正确。
    ⑺看是否符合题设条件及要求。
    ⑻看物料是否守衡。
    例题精讲
    [例1]下列各组中的离子,能在溶液中大量共存的是:
    A.K+、Ag+、NO3-、Cl-B.Ba2+、Na+、CO32-、OH-
    C.Mg2+、Ba2+、OH-、NO3-D.H+、K+、CO32-、SO42-
    E.Al3+、Fe3+、SO42-、Cl-F.K+、H+、NH4+、OH-
    解析:A组中:Ag++Cl-=AgCl↓B组中,Ba2++CO32-=BaCO3↓
    C组中,Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓D组中,2H++CO32-=CO2↑+H2O
    E组中,各种离子能在溶液中大量共存。
    F组中,NH4+与OH-能生成难电离的弱电解质NH3·H2O,甚至有气体逸出。NH4++OH-=NH3·H2O或NH4++OH-=NH3↑+H2O
    答案:E
    [例2]在pH=1的无色透明溶液中,不能大量共存的离子组是:
    A.Al3+、Ag+、NO3-、I-B.Mg2+、NH4+、NO3-、Cl-
    C.NH4+、K+、S2-、Br-D.Zn2+、Na+、NO3-、SO42-
    解析:题目给出两个重要条件:pH=1(即酸性)和无色透明,并要求找出不能大量共存的离子组。选项A中Ag+与I-不能共存,生成黄色的AgI不溶于HNO3(H+和NO3-),Al3+、NO3-、H+都为无色,符合题意。选项B、D中的各离子虽都是无色的,但能共存于酸性溶液中,不符合题意。选项C中各离子能够共存,且为无色,但S2-与H+不能大量共存,所以C也符合题意。
    答案:A、C
    [例3]下列各组离子,在强碱性溶液中可以大量共存的是:
    A.K+、Na+、HSO3-、Cl-B.Na+、Ba2+、AlO2-、NO3-
    C.NH4+、K+、Cl-、NO3-D.K+、Na+、ClO-、S2-
    解析:A中HSO3-+OH-=SO32-+H2OC中NH4++OH-=NH3·H2O
    D中ClO-具有强氧化性,S2-具有还原性,发生氧化还原反应
    答案:B
    [例4]下列各组离子在水溶液中能大量共存的是:
    (1)I-、ClO-、NO3-、H+(2)K+、NH4+、HCO3-、OH-
    (3)SO32-、SO42-、Cl-、OH-(4)Fe3+、Cu2+、SO42-、Cl-
    (5)H+、K+、AlO2-、HSO3-(6)Ca2+、Na+、SO42-、CO32-
    A.(1)和(6)B.(3)和(4)C.(2)和(5)D.(1)和(4)
    解析:通常组合选择题需对题干及各项逐一分析,选出符合题意的组合,然后与各选项比较得出结论。但本题可用排除法,先判断出组合(1)由于次氯酸是弱酸,故ClO-与H+不能大量共存,发生反应:H++ClO-=HClO,次氯酸有较强的氧化性以及硝酸(NO3-、H+)都能与I-(具有还原性)发生氧化还原反应,因此该组不合题意,凡是含(1)的选项即A和D都不正确,可以排除。(2)中因发生:NH4++OH-=NH3·H2O,HCO3-+OH-=CO32-+H2O而不能大量共存,由此排除C,正确答案为B。其中(3)和(4)这两组离子在水溶液中能大量共存。本题涉及的组合(5)也不能大量共存,因为发生:H++AlO2-+H2O=Al(OH)3↓,H++HSO3-=SO2↑+H2O而不能大量共存。组合(6)中因Ca2++CO32-=CaCO3↓析出沉淀而不能大量共存。
    答案:B
    

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