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高中离子反应教案

发表时间:2020-10-21

判断水溶液中离子不能大量共存的依据。

一位优秀的教师不打无准备之仗,会提前做好准备,作为教师就需要提前准备好适合自己的教案。教案可以让讲的知识能够轻松被学生吸收,帮助教师更好的完成实现教学目标。怎么才能让教案写的更加全面呢?为了让您在使用时更加简单方便,下面是小编整理的“判断水溶液中离子不能大量共存的依据”,相信能对大家有所帮助。

一、依据溶液的颜色
如果试题已指明溶液无色,则有色离子不能大量共存。常见呈现颜色的离子有:外壳电子数为9~17的第一过渡系元素的水合离子,能吸收一定波长的可见光,使其离子由基态跃迁到激发态,而呈现颜色。这些离子的颜色列于表1。

align=middlewidth="100%"colSpan=4表1第一过渡系元素离子的颜色align=middlewidth="25%"离子align=middlewidth="25%"颜色align=middlewidth="25%"离子align=middlewidth="25%"颜色align=middlewidth="25%"Ti3+align=middlewidth="25%"紫色align=middlewidth="25%"Fe3+align=middlewidth="25%"淡紫色align=middlewidth="25%"V3+align=middlewidth="25%"绿色align=middlewidth="25%"Fe2+align=middlewidth="25%"浅绿色align=middlewidth="25%"V4+align=middlewidth="25%"蓝色align=middlewidth="25%"Co2+align=middlewidth="25%"粉红色align=middlewidth="25%"Cr3+align=middlewidth="25%"蓝紫色align=middlewidth="25%"Ni2+align=middlewidth="25%"亮绿色align=middlewidth="25%"Mn2+align=middlewidth="25%"桃红色align=middlewidth="25%"Cu2+align=middlewidth="25%"蓝色

*水解后,呈黄棕色。
水溶液中某些含氧酸根是有色的。例如,MnO4-呈紫色,MnO42-呈绿色,CrO42-呈黄色,Cr2O72-显橙红色,VO3-显黄色。
2电子或8电子外壳的离子是无色的。例如,Li+,Na+,K+,Ca2+,Sr2+,Ba2+,F-,Cl-,Br-,I-,S2-,Se2-等。
二、依据溶液的酸碱性
1.由试题所给条件确定溶液的酸碱性
如果试题给出溶液的pH<7,则为酸性;pH>7,则为碱性。如果试题指明,在298K,水的电离度减小,则溶液可能是酸性,也可能是碱性。其原因是:在298K,纯水电离所产生的H+和OH-浓度的乘积是1×10-14,即水的离子积,[H+]×[OH-]=1×10-14。在纯水中加入较大量的可溶性强酸时,可将酸电离所产生的H+的浓度,当做溶液中H+的总浓度,且[H+]1×10-7mol·L-1。这时水的离子积仍保持为1×10-14,故由水电离所产生的[OH-]和[H+]均小于1×10-7mol·L-1。由此可见,加入可溶性酸时,能抑制水的电离,使其电离度减小,溶液呈现酸性。同理,加入较大量的可溶性强碱时,水的电离度也能显著减小,溶液呈现碱性。
2.在酸性或碱性溶液中不能大量共存的离子
在强酸性溶液中,由两性氢氧化物生成的含氧酸根不能大量共存,例如,AlO2-,ZnO22-,CrO2-等。在强碱性溶液中,由两性氢氧化物电离所产生的简单阳离子不能大量共存,例如,Al3+,Cr3+,Zn2+等。
三、依据非氧化还原反应
水溶液中离子之间能够发生非氧化还原反应时,则不能大量共存。离子之间的非氧化还原反应可区分为:
1.生成难溶于水的物质
(1)Pb2+,Ag+,Hg22+与Cl-不能大量共存,因为能生成难溶的PbCl2,AgCl,Hg2Cl2。
(2)Cu2+,Cd2+,Bi3+,Hg2+,As3+,Sb3+,Sn2+和Ag+与S2-,HS-不能大量共存,因为能生成难溶于水和稀酸的硫化物。
(3)Mn2+,Fe2+,Co2+,Ni2+和Zn2+与S2-不能大量共存。虽然它们的硫化物能溶于稀酸([H+]为0.3mol·L-1),但是它们能同(NH4)2S和NH3·H2O溶液中的S2-反应,生成难溶的硫化物沉淀。
(4)Ca2+,Sr2+,Ba2+,Fe2+,Pb2+,Zn2+和Ag+与CO32-不能大量共存,因为能生成难溶的碳酸盐。
(5)Ca2+,Sr2+和Ba2+与SO42-不能大量共存,因为CaSO4微溶于水,SrSO4和BaSO4难溶于水。
(6)Ca2+,Sr2+和Ba2+与PO43-不能大量共存,因为它们的磷酸盐难溶于水。
(7)Mg2+,Cu2+,Zn2+,Al3+和Fe3+与OH-不能大量共存,因为它们的氢氧化物难溶于水。
(8)Al3+和S2-,不能大量共存于溶液中,因为二者能完全水解,生成难溶的Al(OH)3和H2S。
2.生成难电离的物质
(1)H+与OH-不能大量共存,因为能反应生成难电离的H2O。H2PO4-,HCO3-与OH-不能大量共存,因为二者同OH-反应分别生成PO43-,CO32-和难电离的H2O。
(2)ClO-与H+不能大量共存,因为能生成难电离的HClO。
3.生成气态物质
(1)CO32-,HCO3-,SO32-和S2-与H+不能大量共存,因为它们能同H+反应,分别生成CO2,SO2,H2O和H2S。Al3+与CO32-不能大量共存,因为二者水解,相互反应生成难溶的Al(OH)3和气体CO2。
(2)NH4+与OH-不能大量共存,因为二者反应,能生成气体NH3和H2O。
4.生成配合物
当两种离子在水溶液中反应生成配合物时,则二者不能大量共存。例如,Fe3+与SCN-不能大量共存,因为二者反应,生成配合物[Fe(NCS)n]3-n(n=1~6)。Ag+与CN-不能大量共存,因为二者反应,生成[Ag(CN)2]-。
四、依据氧化还原反应
在水溶液中,如果氧化性离子与还原性离子能自发地进行氧化还原反应,则二者不能大量共存。
1.根据化合价判断离子的氧化性或还原性
在离子中某元素的原子呈现最高化合价时,这个离子只有氧化性,例如,SO42-;呈现中间价态时,既有氧化性,又有还原性,例如,SO32-;呈现最低化合价时,只有还原性,例如,S2-。由于氮的最高化合价是+5,最低化合价是-3,所以,NO3-只有氧化性,NO2-既有氧化性,又有还原性,NH4+只有还原性。MnO4-和Cr2O72-只有氧化性,二者是强的氧化剂,因为锰的最高化合价是+7,铬的最高化合价是+6。
2.自发进行氧化还原反应的条件
自发地进行氧化还原反应的条件是强的氧化剂和强的还原剂反应,生成弱的还原剂和弱的氧化剂。例如:
3.氧化剂和还原剂相对强弱的比较
(1)酸性介质中氧化剂和还原剂的相对强弱
在酸性介质中,温度是298K,离子浓度为1mol·L-1,气体分压为1.01×105Pa,某些常见氧化剂的氧化性和还原剂的还原性的相对强弱列于表2。

align=middlewidth="100%"colSpan=4表2酸性介质中常见氧化剂的氧化性和还原剂的还原性的相对强弱align=middlewidth="50%"colSpan=2氧化剂align=middlewidth="50%"colSpan=2还原剂align=middlewidth="13%"rowSpan=19↓











align=middlewidth="37%"SO42-align=middlewidth="38%"SO32-(H2SO3)align=middlewidth="12%"rowSpan=19↑











align=middlewidth="37%"SO32-(HSO3)align=middlewidth="38%"Salign=middlewidth="37%"I2align=middlewidth="38%"I-align=middlewidth="37%"Fe3+align=middlewidth="38%"Fe2+align=middlewidth="37%"NO3-align=middlewidth="38%"NO2(N2O4)align=middlewidth="37%"NO3-align=middlewidth="38%"NO2-(HNO2)align=middlewidth="37%"NO3-align=middlewidth="38%"NOalign=middlewidth="37%"NO2-align=middlewidth="38%"NOalign=middlewidth="37%"Br2align=middlewidth="38%"Br-align=middlewidth="37%"IO3-align=middlewidth="38%"I2align=middlewidth="37%"Cr2O72-align=middlewidth="38%"Cr3+align=middlewidth="37%"Cl2align=middlewidth="38%"Cl-align=middlewidth="37%"IO-(HIO)align=middlewidth="38%"I2align=middlewidth="37%"ClO3-align=middlewidth="38%"Cl2align=middlewidth="37%"BrO3-align=middlewidth="38%"Br2align=middlewidth="37%"MnO4-align=middlewidth="38%"Mn2+align=middlewidth="37%"BrO-(HBrO)align=middlewidth="38%"Br2align=middlewidth="37%"ClO-(HClO)align=middlewidth="38%"Cl2align=middlewidth="37%"MnO4-align=middlewidth="38%"MnO2

在表2中,由上到下,氧化剂的氧化性依次增强。由上到下,氧化剂的氧化性依次增强,最强的氧化剂是MnO4-;最弱的氧化剂是SO42-。由下到上,还原剂的还原性依次增强,最强的还原剂是SO32-;最弱的还原剂是MnO2。
在某较强氧化剂和较强还原剂之间,该氧化剂的还原产物和还原剂的氧化产物之间,画两条对角线。位于对角线左下角的氧化剂和位于右上角的还原剂是反应物;另一对角线位置的是生成物。例如,由Cr2O72-与Fe2+,Cr3+与Fe3+的对角线可知,下面氧化还原反应可自发进行:
Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
显而易见,位于表2中左下方的离子和右上方的离子在酸性溶液中不能大量共存。
综上所述,可得出以下结论:
①在酸性介质中MnO4-与简单阴离子Cl-,Br-,I-,Fe2+,低价含氧酸根SO32-和NO2-不能大量共存于溶液中。
②在酸性介质中Cr2O72-与简单阴离子Br-,I-,Fe2+,低价含氧酸根SO32-,NO2-不能大量共存于溶液中。
③在酸性介质中,Cl-与ClO-,Cl-与ClO3-,Br-与BrO-,Br-与BrO3-,I-与IO-,I-与IO3-不能大量共存,因这它们之间能够进行高低价反应分别生成卤素单质Cl2,Br2,I2。
(2)碱性介质中,某些氧化剂和还原剂的相对强弱。
在298K,离子浓度为1mol·L-1时,碱性介质中某些氧化剂和还原剂的相对强弱列于表3。

align=middlewidth="100%"colSpan=4表3碱性介质中某些氧化剂和还原剂的相对强弱align=middlewidth="50%"colSpan=2氧化剂align=middlewidth="50%"colSpan=2还原剂align=middlewidth="25%"rowSpan=10↓









↓align=middlewidth="25%"SO42-align=middlewidth="25%"SO32-align=middlewidth="25%"rowSpan=10↑









↑align=middlewidth="25%"Sealign=middlewidth="25%"Se2-align=middlewidth="25%"Salign=middlewidth="25%"S2-align=middlewidth="25%"NO3-align=middlewidth="25%"NO2-align=middlewidth="25%"IO3-align=middlewidth="25%"I-align=middlewidth="25%"MnO4-align=middlewidth="25%"MnO2align=middlewidth="25%"BrO3-align=middlewidth="25%"Br-align=middlewidth="25%"ClO3-align=middlewidth="25%"Cl-align=middlewidth="25%"BrO-align=middlewidth="25%"Br-align=middlewidth="25%"ClO-align=middlewidth="25%"Cl-

由表3可得出结论:
①在碱性介质中,MnO4-与I-,Se2-,S2-,SO32-,NO2-不能大量共存于溶液中。
②在碱性介质中,BrO3-与I-,ClO3-与Br-,BrO-与Cl-,ClO-与Br-不能大量共存于溶液中。

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第三章水溶液中的离子平衡知识点归纳


一名优秀的教师在教学时都会提前最好准备,作为教师就要早早地准备好适合的教案课件。教案可以让讲的知识能够轻松被学生吸收,帮助教师在教学期间更好的掌握节奏。教案的内容要写些什么更好呢?下面是小编为大家整理的“第三章水溶液中的离子平衡知识点归纳”,欢迎大家阅读,希望对大家有所帮助。

第三章水溶液中的离子平衡知识点归纳
一、弱电解质的电离
课标要求
1、了解电解质和非电解质、强电解质和弱电解质的概念
2、掌握弱电解质的电离平衡
3、熟练掌握外界条件对电离平衡的影响
要点精讲
1、强弱电解质
(1)电解质和非电解质
电解质是指溶于水或熔融状态下能够导电的化合物;非电解质是指溶于水和熔融状态下都不导电的化合物。
注:①单质、混合物既不是电解质,也不是非电解质。
②化合物中属于电解质的有:活泼金属的氧化物、水、酸、碱和盐;于非电解质的有:非金属的氧化物。
(2)强电解质和弱电解质
①强电解质:在水溶液中能完全电离的电解质称为强电解质(如强酸、强碱和大部分的盐)
②弱电解质:在水溶液里只有部分电离为离子(如:弱酸、弱碱和少量盐)。
注:弱电解质特征:存在电离平衡,平衡时离子和电解质分子共存,而且大部分以分子形式存在。
(3)强电解质、弱电解质及非电解的判断

2、弱电解质的电离
(1)弱电解质电离平衡的建立(弱电解质的电离是一种可逆过程)

(2)电离平衡的特点
弱电解质的电离平衡和化学平衡一样,同样具有“逆、等、动、定、变”的特征。
①逆:弱电解质的电离过程是可逆的。
②等:达电离平衡时,分子电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等③动:动态平衡,即达电离平衡时分子电离成离子和离子结合成分子的反应并没有停止。
④定:一定条件下达到电离平衡状态时,溶液中的离子浓度和分子浓度保持不变,溶液里既有离子存在,也有电解质分子存在。且分子多,离子少。
⑤变:指电离平衡是一定条件下的平衡,外界条件改变,电离平衡会发生移动。
(3)电离常数
①概念:在一定条件下,弱电解质在达到电离平衡时,溶液中电离所生成的各种离子浓度的乘积跟溶液中未电离的分子浓度的比是一个常数。这个常数叫做电离平衡常数,简称电离常数,用K来表示。

③意义:K值越大,表示该弱电解质越易电离,所对应的弱酸或弱碱相对较强。
④电离常数的影响因素
a.电离常数随温度变化而变化,但由于电离过程热效应较小,温度改变对电离常数影响不大,其数量级一般不变,所以室温范围内可忽略温度对电离常数的影响
b.电离常数与弱酸、弱碱的浓度无关,同一温度下,不论弱酸、弱碱的浓度如何变化,电离常数是不会改变的。即:电离平衡常数与化学平衡常数一样,只与温度有关。
(3)电解质的电离方程式
①强电解质的电离方程式的书写强电解质在水中完全电离,水溶液中只存在水合阴、阳离子,不存在电离平衡。在书写有关强电解质电离方程式时,应用“”
②弱电解质的电离方程式的书写弱电解质在水中部分电离,水溶液中既有水合阴、阳离子又有水合分子,存在电离平衡,书写电离方程式时应该用“”。
(4)影响电离平衡的因素
①内因:电解质本身的性质,是决定性因素。
②外因
a.温度:因电离过程吸热较少,在温度变化不大的情况下,一般不考虑温度变化对电离平衡的影响。
b.浓度:在一定温度下,浓度越大,电离程度越小。因为溶液浓度越大,离子相互碰撞结合成分子的机会越大,弱电解质的电离程度就越小。因此,稀释溶液会促进弱电解质的电离。
c.外加物质:若加入的物质电离出一种与原电解质所含离子相同的离子,则会抑制原电解质的电离,使电离平衡向生成分子的方向移动;若加入的物质能与弱电解质电离出的离子反应,则会促进原电解质的电离,使电离平衡向着电离的方向移动。
本节知识树
弱电解质的电离平衡类似于化学平衡,应用化学平衡的知识来理解电离平衡的实质和影响因素,并注意电离常数的定义。

二、水的电离和溶液的酸碱性
课标要求
1、熟练掌握水的电离平衡,外加物质对水的电离平衡的影响
2、熟练掌握溶液的计算
3、理解酸碱中和滴定的原理就是中和反应
4、熟练掌握中和滴定的步骤,中和滴定实验的误差分析
要点精讲
1、水的电离
(1)水的电离特点
水是极弱的电解质,能发生微弱电离,电离过程吸热,存在电离平衡。其电离方程式为
(2)水的离子积
①定义:一定温度下,水的离子积是一个定值。我们把水溶液中叫做水的离子积常数。
②一定温度时,Kw是个常数,Kw只与温度有关,温度越高Kw越大
③任何水溶液中,水所电离而生成的
④任何水溶液中,
2、溶液的酸碱性与pH
(1)根据水的离子积计算溶液中H+或OH-的浓度

室温下,若已知氢离子浓度即可求出氢氧根离子的浓度。
(2)溶液的酸碱性与C(H+)、C(OH-)的关系
①中性溶液:
②酸性溶液:
③碱性溶液:
(3)溶液的酸碱性与pH的关系

3、酸碱中和滴定
(1)中和滴定的概念
用已知物质的量浓度的酸(或碱)来测定未知物质的量浓度的碱(或酸)的实验方法。
(2)酸碱中和反应的实质
酸碱中和反应的实质是酸电离产生的H+与碱电离产生的OH-结合生成水的反应。
(3)原理:在中和反应中,使用一种已知物质的量浓度的酸(或碱)溶液与未知物质的量浓度的碱(或酸)溶液完全中和,测出二者所用的体积,根据化学方程式中酸碱物质的量比求出未知溶液的物质的量浓度。
(4)指示剂的选择
①强酸和强碱相互滴定时,既可选择酚酞,也可选择甲基橙作指示剂;
②强酸滴定弱碱时,应选择甲基橙作指示剂;
③强碱滴定弱酸时,应选择酚酞作指示剂。
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三、盐类的水解
课标要求
1、了解盐溶液的酸碱性
2、理解盐类水解的实质
3、熟练掌握外界条件对盐类水解平衡的影响
要点精讲
1、探究盐溶液的酸碱性
强碱和弱酸反应生成的盐的水溶液呈碱性;强酸和弱碱反应生成的盐的水溶液呈酸性;强酸和强碱反应生成的盐的水溶液呈中性。
2、盐溶液呈现不同酸碱性的原因
(1)探究盐溶液呈现不同酸碱性的原因
盐溶液的酸碱性与盐所含的离子在水中能否与水电离出的H+或OH-生成弱电解质有关。
(2)盐类水解的定义:在溶液中盐电离出来的离子跟水电离出来的H+或OH-原结合生成弱电解质的反应,叫做盐类的水解。
盐类水解的实质是水的电离平衡发生了移动。可看作中和反应的逆反应。
(3)盐类水解离子方程式的书写
一般盐类水解程度很小,水解产物很少,通常不生成沉淀和气体,也不发生分解,因此盐类水解的离子方程式中不标“↑”或“↓”,也不把生成物写成其分解产物的形式。
3、影响盐类水解的主要因素和盐类水解反应的利用
(1)影响盐类水解平衡的因素
①内因(决定性因素):盐的组成。盐类水解程度的大小是由盐的本身性质所决定的。
②外因:
a.温度:水解是酸碱中和的逆过程,是吸热反应,故升高温度可促进水解。
b.浓度:稀释溶液,可使水解生成的离子和分子间的碰撞机会减少,故溶液越稀,水解的程度越大。
c.外加酸、碱。
d.两种离子水解且水解后溶液酸碱性相反,则二者的水解相互促进――双水解。
(2)盐类水解反应的应用
①判断盐溶液的酸碱性
一般情况下,按盐水解的规律判断盐溶液的酸碱性情况。
不同弱酸的盐,酸根对应的酸越弱,其水解程度越大,溶液的碱性越强。
②配制溶液
③保存溶液
④除去溶液中的杂质
⑤明矾净水原理:明矾中的Al3+水解产生的胶体具有吸附作用,能吸附水中悬浮的杂质离子形成沉淀。
⑥化肥的施用
小贴士:盐的水解规律可概括为“有弱才水解,无弱不水解;越弱越水解;都弱都水解;谁强显谁性”。具体理解如下:
(1)“有弱才水解,无弱不水解”是指盐中有弱酸的阴离子或者有弱碱的阳离子才能水解;若没有,则是强酸强碱盐,不发生水解反应。
(2)“越弱越水解”指的是弱酸阴离子对应的酸越弱,就越容易水解;弱碱阳离子对应的碱越弱,就越容易水解。
(3)“都弱都水解”是指弱酸弱碱盐电离出的弱酸阴离子和弱碱阳离子都发生水解,且水解相互促进。
(4)“谁强显谁性”是指若盐中的弱酸阴离子对应的酸比弱碱阳离子对应的碱更容易电离,则水解后盐溶液显酸性;反之,就显碱性。
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盐类水解的实质是盐电离生成的离子能消耗掉水电离生成的H+或OH-,从而引起水的电离平衡发生移动,致使溶液中自由移动的H+和OH-的浓度不等,使盐溶液显示不同的酸碱性。

四、难溶电解质的溶解平衡
课标要求
1、了解沉淀溶解平衡的定义和影响因素
2、理解沉淀转化的条件及其应用
3、了解溶度积的概念及应用
要点精讲
1、难溶电解质的溶解平衡
(1)Ag+和Cl-的反应真能进行到底吗?
①难溶物质的溶解度根据溶解度大小,我们把物质分为难溶、易溶、微溶和不溶等。
溶解度与溶解性的关系

任何化学反应都具有可逆性,可逆反应达到平衡状态时,反应物和生成物的浓度不再变化,从这种意义上说,生成沉淀的离子反应是不能进行到底的。
(2)Ag+和Cl-的反应
AgCl是难溶的强电解质,在一定温度下,当把AgCl固体放入水中时,AgCl表面上的Ag+和Cl-在H2O分子作用下,会脱离晶体表面进入水中。反过来水中的水合Ag+与水合Cl-不断地做无规则运动,其中一些Ag+和Cl-在运动中相互碰撞,又可能沉积在固体表面。当溶解速率与沉淀速率相等时,在体系中便存在固体与溶液中离子之间的动态平衡。

这种溶液是饱和溶液。上述平衡称为沉淀溶解平衡。这种沉淀溶解平衡的存在,决定了Ag+和Cl-的反应不能进行到底。
(3)沉淀溶解平衡
①沉淀溶解平衡的定义
在一定条件下,难溶电解质溶于水形成饱和溶液时,溶解速度与沉淀速度相等,溶质的离子与该固态物质之间建立了动态平衡,叫做沉淀溶解平衡。
②溶解平衡的特征
“动”――动态平衡,溶解的速率和沉淀的速率并不为0。
“等”――。
“定”――达到平衡时,溶液中离子的浓度保持不变。
“变”――当改变外界条件时,溶解平衡将发生移动,达到新的平衡。
2、沉淀反应的应用
由于难溶电解质的溶解平衡也是动态平衡,因此可以通过改变条件使平衡移动――溶液中的离子转化为沉淀,或沉淀转化为溶液中的离子。
(1)不同沉淀方法的应用
①直接沉淀法:除去指定溶液中某种离子或获取该难溶电解质。
②分步沉淀法:鉴别溶液中离子或分别获得不同难溶电解质。
③共沉淀法:加入合适的沉淀剂,除去一组中某种性质相似的离子。
④氧化还原法:改变某种离子的存在形式,促使其转化为溶解度更小的难溶电解质便于分离。
(2)沉淀的溶解
规律:加入的试剂能与沉淀所产生的离子发生反应,生成挥发性物质或弱电解质(弱酸、弱碱或水)使溶解平衡向溶解的方向移动,则沉淀就会溶解。
(3)溶度积
①定义:在一定条件下,难溶强电解质AmBn溶于水形成饱和溶液时,溶质的离子与该固态物质之间建立动态平衡,这时,离子浓度的乘积为一常数,叫做溶度积Ksp。

②表达式:

对于难溶电解质在任一时刻都有。
通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积――离子积Qc的相对大小,可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解。
QcKsp,溶液过饱和,有沉淀析出,直至溶液饱和,达到新的平衡。
Qc=Ksp,溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态。
QcKsp,溶液未饱和,无沉淀析出,若加入过量难溶电解质,难溶电解质溶解直至溶液饱和。
本节知识树
沉淀溶解平衡与化学平衡、电离平衡、水解平衡并称为四大平衡体系,均适用于平衡移动原理,本节主要学习了沉淀溶解平衡的形成及其应用。

溶液中离子浓度的比


专题6溶液中离子浓度的比较
【专题目标】
1、理解电解质的电离平衡概念以及电离度的概念。
2、理解水的电离、盐类水解的原理。了解盐溶液的酸碱性。
3、认识以下几种常见题型:
单一溶液中离子浓度的大小比较
混合溶液中离子浓度的大小比较
同浓度不同种溶液中同种离子浓度的大小比较

【知识要点】
 1、电解质的电离
电解质溶解于水或受热熔化时,离解成能自由移动的离子的过程叫做电离。
强电解质如NaCl、HCl、NaOH等在水溶液中是完全电离的,在溶液中不存在电解质分子。弱电解质在水溶液中是少部分发生电离的。25℃0.1mol/L的如CH3COOH溶液中,CH3COOH的电离度只有1.32%,溶液中存在较大量的H2O和CH3COOH分子,少量的H+、CH3COO-和极少量的OH-离子。多元弱酸如H2CO3还要考虑分步电离:
H2CO3H++HCO3-;HCO3-H++CO32-。
 2、水的电离
水是一种极弱的电解质,它能微弱地电离,生成H3O+和OH-,H2OH++OH-。在25℃(常温)时,纯水中[H+]=[OH-]=1×10-7mol/L。
在一定温度下,[H+]与[OH-]的乘积是一个常数:水的离子积Kw=[H+][OH-],在25℃时,Kw=1×10-14。
在纯水中加入酸或碱,抑制了水的电离,使水的电离度变小,水电离出的[H+]水和[OH-]水均小于10-7mol/L。在纯水中加入弱酸强碱盐、弱碱强酸盐,促进了水的电离,使水的电离度变大,水电离出的[H+]水或[OH-]均大于10-7mol/L。
 3、盐类水解
在溶液中盐的离子跟水所电离出的H+或OH-生成弱电解质的反应,叫做盐类的水解。
强酸弱碱盐如NH4Cl、Al2(SO4)3等水解后溶液呈酸性;强碱弱酸盐如CH3COONa、Na2CO3等水解后溶液呈碱性。多元弱酸盐还要考虑分步水解,如CO32-+H2OHCO3-+OH-、HCO3-+H2OH2CO3+OH-。
 4、电解质溶液中的守恒关系
电荷守恒:电解质溶液中所有阳离子所带有的正电荷数与所有的阴离子所带的负电荷数相等。如NaHCO3溶液中:n(Na+)+n(H+)=n(HCO3-)+2n(CO32-)+n(OH-)推出:[Na+]+[H+]=[HCO3-]+2[CO32-]+[OH-]
物料守恒:电解质溶液中由于电离或水解因素,离子会发生变化变成其它离子或分子等,但离子或分子中某种特定元素的原子的总数是不会改变的。如NaHCO3溶液中n(Na+):n(c)=1:1,推出:c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)
质子守恒:电解质溶液中分子或离子得到或失去质子(H+)的物质的量应相等。例如在NH4HCO3溶液中H3O+、H2CO3为得到质子后的产物;NH3、OH-、CO32-为失去质子后的产物,故有以下关系:c(H3O+)+c(H2CO3)=c(NH3)+c(OH-)+c(CO32-)。

【经典题型】
题型一:单一溶液中离子浓度的大小比较
【例1】在氯化铵溶液中,下列关系式正确的是
A.C(Cl-)>C(NH4+)>C(H+)>C(OH-)B.C(NH4+)>C(Cl-)>C(H+)>CC(OH-)
 C.C(Cl-)=C(NH4+)>C(H+)=C(OH-)D.C(NH4+)=C(Cl-)>C(H+)>C(OH-)
【点拨】NH4Cl是可溶性的盐,属于强电解质,在溶液中完全电离NH4Cl=NH4++Cl-。因为NH4Cl是强酸弱碱所生成的盐,在水中要发生水解;NH4++H2ONH3H2O+H+,所以C(NH4+)比C(H+)及C(OH-)大得多;溶液因水解而呈酸性,所以C(H+)>C(OH-)。又由于水解反应是中和反应的逆反应,相对于中和来说是次要的,综合起来,不难得出:C(Cl-)>C(NH4+)>C(H+)>C(OH-)。答案为A。
【例2】在0.1mol/l的NH3H2O溶液中,下列关系正确的是
 A.C(NH3H2O)>C(OH-)>C(NH4+)>C(H+)
B.C(NH4+)>C(NH3H2O)>C(OH-)>C(H+)
 C.C(NH3H2O)>C(NH4+)=C(OH-)>C(H+)
D.C(NH3H2O)>C(NH4+)>C(H+)>C(OH-)
【点拨】NH3H2O是一元弱酸,属于弱电解质,在水溶液中少部分发生电离(NH3H2ONH4++OH-),所以C(NH3H2O)必大于C(NH4+)及C(OH-)。因为C(OH-)=C(H+)+C(NH4+),所以C(OH-)>C(NH4+)。综合起来,C(NH3H2O)>C(OH-)>C(NH4+)>C(H+)。答案为A。
【规律总结】
1、必须有正确的思路:
2、掌握解此类题的三个思维基点:电离、水解和守恒
3、分清他们的主要地位和次要地位
【巩固】
1、Na2S溶液中各离子浓度由小到大的顺序是。;
2、将0.4mol/L盐酸和0.2mol/L的NaAlO2溶液等体积混合,所得溶液中离子浓度由小到大的顺序是。

题型二:混合溶液中离子浓度的大小比较
【例3】把0.02mol/LCH3COOH溶液和0.01mol/LNaOH溶液等体积混合,则混合溶液中微粒浓度关系正确的是()
A.C(CH3COO-)>C(Na+)B.C(CH3COOH)>C(CH3COO-)
C.2C(H+)=C(CH3COO-)-C(CH3COOH)D.C(CH3COOH)+C(CH3COO-)=0.01mol/L
【点拨】此题实质上是0.05mol/L的CH3COOH溶液和0.05mol/L的CH3COONa溶液的混合溶液。由电荷守恒关系可得:c(H+)+c(Na+)=c(CH3COO-)+c(OH-)(1)
由物料守恒关系可得:c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=c(Na+)×2=0.01mol/L(2)
由(2)可知D正确。
将(1)×2+(2)可得:
2c(H+)=c(CH3COO-)+2c(OH-)-c(CH3COOH)(3)C选项错误。
【例4】用物质的量都是0.1mol的CH3COOH和CH3COONa配制成1L混合溶液,已知其中C(CH3COO-)>C(Na+),对该混合溶液的下列判断正确的是()
 A.C(H+)>C(OH-)B.C(CH3COOH)+C(CH3COO-)=0.2mol/L
 C.C(CH3COOH)>C(CH3COO-)D.C(CH3COO-)+C(OH-)=0.2mol/L
【点拨】CH3COOH和CH3COONa的混合溶液中,CH3COOH的电离和CH3COONa的水解因素同时存在。已知C(CH3COO-)>C(Na+),根据电荷守恒C(CH3COO-)+C(OH-)=C(Na+)+C(H+),可得出C(OH-)<C(H+)。说明混合溶液呈酸性,进一步推测出0.1mol/L的CH3COOH和0.1mol/L的CH3COONa溶液中,电离和水解这一对矛盾中起主要作用是电离,即CH3COOH的电离趋势大于CH3COO-的水解趋势。根据物料守恒,可推出(B)是正确的。
【巩固】
1、在0.1mol/LNaHSO3溶液中存在着微粒浓度的关系式,正确的是
A.C(Na+)C(HSO3-)C(SO32-)C(H+)C(OH—)
B.C(Na+)+C(H+)=C(HSO3-)+C(SO32-)+C(OH—)
C.C(Na+)+C(H+)=C(HSO3—)+2C(SO32-)+C(OH—)
D.C(Na+)=C(HSO3—)+C(SO32-)+C(H2SO3)
2、现有NH4Cl和氨水组成的混合溶液C(填“”、“”或“=”)
①若溶液的pH=7,则该溶液中C(NH4+)C(Cl-);
②若溶液的pH7,则该溶液中C(NH4+)C(Cl-);
③若C(NH4+)C(Cl-),则溶液的pH7。

题型三:同浓度不同种溶液中同种离子浓度的大小比较
【例5】同浓度的下列溶液中NH4+的浓度的由大到小顺序为
①NH4HSO4②(NH4)2SO4③(NH4)2Fe(SO4)④NH4HCO3⑤(NH4)2CO3
【点拨】先考虑盐直接电离出的NH4+的浓度的大小,②③⑤中的NH4+的浓度大于①④中的
NH4+的浓度。再考虑影响NH4+的浓度的大小因素,是受到促进还是受到抑制。③中NH4+和Fe2+都水解产生H+,NH4+的水解受到了抑制,⑤中CO32-的水解促进了NH4+的水解,②中NH4+的水解未受到影响,固NH4+的浓度③②⑤。①中HSO4-电离出的H+抑制了NH4+的水解,④中HCO3-的水解促进了NH4+的水解,固NH4+的浓度①④。所以NH4+的浓度的由大到小顺序为③②⑤①④
【巩固】
1、物质的量浓度相同的下列溶液:①Na2CO3②NaHCO3③H2CO3④(NH4)2CO3
⑤NH4HCO3,按C(CO32—)由小到大排列顺序正确的是()
A.⑤④③②①B.③⑤②④①C.③②⑤④①D.③⑤④②①
2、某二元弱酸(简写为H2A)溶液,按下式发生一级和二级电离:
H2AH++HA-;HA-H++A2-已知一级电离远大于二级电离,设有下列四种溶液:
A.0.01mol.L-1的H2A溶液B.0.01mol.L-1的NaHA溶液(C(OH-)>C(H+))
C.0.02mol.L-1的HCl与0.04mol.L-1的NaHA溶液等体积混合液
D.0.02mol.L-1的NaOH与0.02mol.L-1的NaHA溶液等体积混合液
据此,填写下列空白(填代号)
A溶液中各离子浓度大小为
B溶液中各离子浓度大小为
B溶液中可能存在的等式关为有
D溶液中各离子浓度大小为
D溶液中可能存在的等式关为有
(2)C(H+)最大的是______________________,最小的是______________________。
(3)C(H2A)最大的是______________________,最小的是______________________。
(4)C(A2-)最大的是______________________,最小的是______________________。

课堂练习:
1、在0.1moll-1的NH3H2O溶液中,下列关系正确的是()
A.c(NH3H2O)>c(OH-)>c(NH4+)>c(H+) 
B.c(NH4+)>c(NH3H2O)>c(OH-)>c(H+)
C.c(NH3H2O)>c(NH4+)=c(OH-)>c(H+) 
D.c(NH3H2O)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)
2、在0.1molL-1的NaHCO3溶液中,下列关系式正确的是()
A.c(Na+)>c(HCO3-)>c(H+)>c(OH-)
B.c(Na+)+(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+2c(CO32-)
C.c(Na+)=c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)
D.c(Na+)=c(HCO3-)+c(H2CO3)+c(CO32-)
3、实验测得常温下0.1moll-1某一元酸c(HA)溶液的pH值等于1,0.1moll-1某一元碱c(BOH)溶液里c(H+)/c(OH-)=10-12。将此两种溶液等体积混合后,所得溶液呈的各离子的浓度由大到小排列的顺序是()
A.c(B+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+) 
B.c(A-)>c(B+)>c(H+)>c(OH-)
C.c(B+)=c(A-)>c(H+)=c(OH-) 
D.c(B+)>c(A-)>c(H+)>c(OH-)
4、将0.2moll-1的NH4NO3溶液与0.1moll-1的NaOH溶液等体积混合,下列有关混合溶液中微粒的浓度关系正确的()
A.c(NH4+)=c(Na+)>c(OH-)>c(NH3H2O)
B.c(NH4+)=c(Na+)>c(NH3H2O)>c(OH-)
C.c(NH4+)>c(Na+)>c(NH3H2O)>c(OH-)
D.c(NH4+)+c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(NO3-)
5、在H2SO3溶液中由H2SO3产生的各种离子浓度大小的关系为____________________
6、(1)、将等体积等物质的量浓度的盐酸和氨水混合后,呈_____性,溶液中c(NH4+)与c(Cl-)的大小关系是___________________;
(2)、将PH=3的盐酸和PH=11的氨水等体积混合后溶液呈_____性,溶液中c(NH4+)与c(Cl-)的大小关系是___________________;
(3)、将物质的量浓度相同的盐酸与氨水混合后,溶液中c(NH4+)与c(Cl-)浓度相等,则混合溶液呈_____性,盐酸与氨水体积大小关系是_________________;
(4)、将mmolL-1的盐酸和nmolL-1氨水等体积混合后,溶液的PH=7,m与n的大小关系是_______,则盐酸中c(H+)与氨水中c(OH-)的大小关系是_______;

课后习题
1.等体积等浓度的MOH强碱溶液和HA弱酸溶液混和后,混和液中有关微粒的浓度应满足的关系是()
A.c(M+)c(OH-)c(A-)c(H+)
B.c(M+)c(A-)c(H+)c(OH-)
C.c(M+)c(A-)c(OH-)c(H+)
D.c(M+)c(OH-)=c(H+)+c(HA)
2.将100毫升0.2摩/升的BaCl2溶液加入到100毫升0.1摩/升的H2SO4溶液中,则溶液中存在的离子浓度关系是()
A.c(H+)c(Cl-)c(Ba2+)c(SO42-)
B.c(Cl-)c(H+)c(SO42-)c(Ba2+)
C.c(H+)c(SO42-)c(Ba2+)c(Cl-)
D.c(Cl-)c(H+)c(Ba2+)c(SO42-)
3、.用2moll-1的NaOH溶液滴定pH=5的HCN溶液100mL至中性,此时溶液中各离子浓度关系正确的是()
A.c(Na+)c(CN-)c(OH-)c(H+)B.c(CN-)=c(Na+)c(H+)=c(OH-)C.c(Na+)+c(CN-)=2moll-1 D.c(Na+)+c(OH-)=c(CN-)+c(H+)
4、0.1moll-1KHSO4和0.1moll-1Na2S溶液等体积混合后,溶液能使pH试纸变蓝,则离子浓度关系正确的是()
A.c(SO42-)>c(HS-)>c(OH-)>c(H+)
B.c(Na+)>c(K+)>c(H+)>c(OH-)
C.c(Na+)=c(S2-)+c(H2S)+c(HS-)+c(SO42-)
D.c(Na+)+c(K+)+c(H+)=c(SO42-)+c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)
5、将0.2moll-1CH3COOK与0.1moll-1盐酸等体积混合后,溶液中下列微粒的物质的量浓度关系正确的是()
A.c(CH3COO-)=c(Cl-)=c(H+)c(CH3COOH) 
B.c(CH3COO-)=c(Cl-)c(CH3COOH)c(H+)
C.c(CH3COO-)c(Cl-)c(H+)c(CH3COOH) 
D.c(CH3COO-)c(Cl-)c(CH3COOH)c(H+)
6、将7.8g铁粉加入200mL2moll-1的HNO3溶液中,使之充分反应放出NO气体,所得溶液中主要离子浓度的大小关系是 ()
A.c(NO3-)>c(Fe2+)>c(Fe3+)>c(H+)
B.c(NO3-)>c(Fe3+)>c(Fe2+)>c(H+)
C.c(Fe2+)>c(Fe3+)>c(NO3-)>c(H+) 
D.c(Fe2+)>c(NO3-)>c(Fe3+)>c(H+)
7、0.1moll-1的NaOH溶液0.2L,通入448mL(标准状况)H2S气体,所得溶液离子浓度大小关系正确的是()
A.c(Na+)c(HS-)c(OH-)c(H2S)c(S2-)c(H+) 
B.c(Na+)+c(H+)=c(HS-)+c(S2-)+c(OH-)
C.c(Na+)=c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)+c(OH-) 
D.c(S2-)+c(OH-)=c(H+)+c(H2S)
8、设氨水的pH=x,某盐酸的pH=y,已知x+y=14,且x11。将上述两溶液分别取等体积充分混合后,所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序是()
A.c(Cl-)c(NH4+)c(H+)c(OH-)B.c(NH4+)c(Cl-)c(H+)c(OH-)C.c(NH4+)c(Cl-)c(OH-)c(H+)D.c(Cl-)c(NH4+)c(OH-)c(H+)
9、在常温下10mLpH=10的KOH溶液中,加人pH=4的一元酸HA溶液至pH刚好等于7(假设反应前后体积不变),则对反应后溶液的叙述正确的是()
A.c(A-)=c(K+)B.c(H+)=c(OH-)<c(K+)<c(A-)
C.V总≥20mLD.V总≤20mL
10、室温下,向20mL0.1moll-1的醋酸溶液中逐滴加入0.1moll-1的NaOH溶液,直至氢氧化钠溶液稍过量。在此过程中,溶液中各离子浓度关系不可能是()
A.c(CH3COO—)>c(Na+)>c(H+)>c(OH—)
Bc(Na+)>c(CH3COO—)>c(OH—)>c(H+)
C.c(CH3COO—)=c(Na+)>c(OH—)=c(H+)
D.c(Na+)>c(OH—)>c(H+)>c(CH3COO—

填空题:
11、相同温度下,相同物质的量浓度的下列溶液,它们的pH从大到小排列的正确顺序是。
(1)NH4Cl(2)NaCl(3)CH3COONa(4)Na2CO3(5)NaOH(6)NaHCO3(7)Na2SiO3(8)HCl(9)Ba(OH)2(10)CH3COOH(11)H2SO4(12)NaAlO2(13)NH3H2O
12、已知某溶液中只存在OH—、H+、NH4+、Cl—四种离子,某同学推测其离子浓度大小顺序有如下四种关系:
①.c(Cl—)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH—)
②.c(Cl—)>c(NH4+)>c(OH—)>c(H+)
③.c(NH4+)>c(Cl—)>c(OH—)>c(H+)
④.c(Cl—)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH—)
填写下列空白。
⑴若溶液中只溶解了一种溶质,则该溶质是_____________,上述四种离子浓度的大小顺序为______________(填序号)。
⑵若上述关系中③是正确的,则溶液中的溶质为____________________________;若上述关系中④是正确的,则溶液中的溶质为_____________________________
⑶若该溶液是由体积相等的稀盐酸和氨水混合而成,且恰好呈中性,则混合前c(HCl)_________c(NH3H2O)c(填“大于”、“小于”或“等于”,下同),混合前酸中c(H+)和碱中c(OH—)的关系c(H+)________c(OH—)。
13、某二元弱酸(简写为H2A)溶液,按下式发生一级和二级电离:
H2AH++HA-HA-H++A2-
 已知相同浓度时的电离程度H2AHA-,设有下列四种溶液:
 A.0.01mol.L-1的H2A溶液
 B.0.01mol.L-1的NaHA溶液
 C.0.01mol.L-1的HCl与0.04mol.L-1的NaHA溶液等体积混合液
 D.0.02mol.L-1的NaOH与0.02mol.L-1的NaHA溶液等体积混合液
 据此,填写下列空白(填代号)
(1)c(H+)最大的是______________________,最小的是______________________。
(2)c(H2A)最大的是______________________,最小的是______________________。
(3)c(A2-)最大的是______________________,最小的是______________________
参考答案:
课堂练习
1A2BD3C4CD5c(H+)>c(HSO3-)>c(SO32-)
6(1)中c(Cl—)>c(NH4+)(2)碱c(NH4+)c(Cl-)(3)中V(HCl)<V(NH3)(4)m<nc(H+)>c(OH—)
课后习题
1CD2D3B4AC5D6A7D8C9AD10D
11、(9)(5)(13)(12)(7)(4)(6)(3)(2)(1)(10)(8)(11)12、(1)NH4Cl①(2)NH3H2ONH4Cl(3)NH4ClHCl(4)<>
13(1)A,D(2)C,D(3)D,A

离子共存、离子的检验和推断导学案


三大段一中心五环节高效课堂—导学案

制作人:修改人:审核人:
班级:姓名:组名:
课题第二章第3讲 离子共存、离子的检验和推断
学习

目标知识与技能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。
过程与方法:复习有关电解质、强电解质和弱电解质的概念,能正确书写离子方程式,并判断其正误,离子反应发生的条件
情感态度价值观:通过学习培养学生对化学学习的兴趣和总结能力
教学
重点离子反应发生的条件
教学
难点离子反应发生的条件
学法
指导探究学习,自主学习
学习过程

一.自主探究——问题发现
自我检测:问题:
你存在的问题:
二.合作探究——问题生成与解决:知识点的学习
第二章第3讲 离子共存、离子的检验和推断
[考纲解读] 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。
溶液中离子能否共存的判断方法
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MnO-4(紫)、Cu2+(蓝)、Fe2+(浅绿)、Fe3+(黄)

氧化性ClO-、MnO-4、NO-3(H+)、Fe3+、Cr2O2-7

还原性S2-(HS-)、SO2-3(HSO-3)、I-、Br-、Cl-、Fe2+

水解显酸性NH+4、Mg2+、Al3+、Cu2+、Fe2+、Fe3+

水解显碱性AlO-2、S2-、SO2-3、CO2-3、SiO2-3、ClO-、CH3COO-

两性离子HCO-3、HS-、HSO-3、HPO2-4、H2PO-4

注:“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。
【例1】 近年高考中10种常考易错离子组合的剖析
高考中常见离子组合能否共存反应类型备注
(1)Na+、Ca2+、NH+4、AlO-2
(2)Na+、H+、S2O2-3、Cl-
(3)H+、Br-、I-、NO-3
(4)H+、Na+、Cl-、NO-3
(5)S2-、Na+、ClO-、Cl-
(6)K+、Na+、OH-、HSO-3
(7)Na+、Fe2+、S2-、Cl-
(8)Na+、Fe3+、S2-、Cl-
(9)Na+、Al3+、S2-、Cl-
(10)MnO-4、H+、Cl-、S2-
【例2】 (2009四川理综,8)在下列给定条件的溶液中,一定能大量共存的离子组是()
A.无色溶液:Ca2+、H+、Cl-、HSO-3
B.能使pH试纸呈红色的溶液:Na+、NH+4、I-、NO-3
C.FeCl2溶液:K+、Na+、SO2-4、AlO-2
D.Kwc(H+)=0.1molL-1的溶液:Na+、K+、SiO2-3、NO-3
【例3】 常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是()
A.无色透明的溶液中:Ba2+、H+、MnO-4、Br-
B.加入铝粉产生H2的溶液中:Cu2+、Na+、SO2-4、ClO-
C.滴入KSCN溶液显血红色的溶液中:K+、Mg2+、SO2-4、Cl-
D.滴加甲基橙试剂显红色的溶液中:Na+、Fe2+、Cl-、NO-3
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误点点悟
常见的限
制条件“无色”有色离子不能大量存在
“pH=1”或“pH=13”溶液显酸性或碱性
“因发生氧化还原反应而不能大量共存”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
常见的易错点“透明”“透明”也可“有色”
“不共存”易看成“共存”
常见的隐含条件“与Al反应放出H2”溶液既可能显酸性也可能显碱性
“由水电离出的c(H+)=1×10-12molL-1”溶液既可能显酸性也可能显碱性
“通入足量的NH3”与NH3H2O反应的离子不能大量存在
常见题干要求(1)“一定大量共存”(2)“可能大量共存”(3)“不能大量共存”审清关键字

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离子检验的一般程序与思路
1.常见离子的检验方法
根据离子性质不同而在实验中所表现出的现象不同,可把检验离子的方法归纳为三种类型:①生成沉淀;②生成气体;③显现特殊颜色。

离子试剂现象注意


法Cl-、Br-、I-AgNO3溶液和稀HNO3AgCl(白色)AgBr(淡黄色)、AgI(黄色)
SO2-4
稀盐酸和BaCl2溶液白色沉淀先用稀盐酸酸化
Fe2+NaOH溶液灰绿色沉淀→白色沉淀→红褐色沉淀
Fe3+NaOH溶液红褐色沉淀
Al3+NaOH溶液白色沉淀→溶解不一定是Al3+


法NH+4
浓NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸产生有刺激性气味的气体,且气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝要加热
CO2-3
稀盐酸和石灰水石灰水变浑浊SO2-3、HCO-3有干扰

CO2-3
稀盐酸和石灰水石灰水变浑浊SO2-3、HCO-3有干扰

SO2-3
稀H2SO4和品红溶液产生有刺激性气味的气体,且气体能使品红溶液褪色


法I-氯水(少量),CCl4下层为紫色
Fe2+KSCN溶液和氯水先是无变化,滴加氯水后变血红色先加KSCN溶液,无变化,再加氯水
Fe3+①KSCN溶液血红色
②苯酚溶液紫色
Na+、K+Pt(Fe)丝和稀盐酸火焰分别呈黄色、紫色K+要透过蓝色钴玻璃片观察
2.熟练掌握在溶液中有特征颜色的离子
常见的溶液中有颜色的离子有MnO-4——呈紫色,
Cu2+——呈蓝色,Fe2+——呈浅绿色,Fe3+——呈黄色。
沉淀的颜色:Cu(OH)2——蓝色沉淀,Fe(OH)3——红褐色沉淀。
解题中特别注意题干条件是“无色透明”还是“澄清透明”。
3.无色溶液中离子检验的一般思路
无色待检溶液
【例4】 根据下列实验内容得出的结论正确的是()
选项实验内容结论
A某物质的水溶液能使红色石蕊试纸变蓝该物质一定是氨气
B某气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝该气体一定是氯气
C向某物质的水溶液中加入盐酸,产生无色无味气体该溶液中一定含有大量碳酸根离子
D向铁和稀硝酸反应后的溶液中滴加KSCN溶液,溶液显血红色反应后溶液中肯定有Fe3+,可能还有Fe2+
【例5】 关于某无色溶液中所含离子的鉴别,下列判断正确的是()
A.加入AgNO3溶液,生成白色沉淀,加稀盐酸沉淀不溶解时,可确定有Cl-存在
B.通入Cl2后,溶液变为深黄色,加入淀粉溶液后溶液变蓝,可确定有I-存在
C.加入Ba(NO3)2溶液,生成白色沉淀,加稀盐酸后沉淀不溶解时,可确定有SO2-4存在
D.加入稀盐酸,生成的气体能使澄清石灰水变浑浊,可确定有CO2-3存在

推理型离子推断题的解题思路
【例6】 有M、N两种溶液,经测定这两种溶液中含有下列12种离子:Al3+、Cl-、Na+、K+、NO-3、OH-、Fe2+、AlO-2、CO2-3、NH+4、SO2-4、H+。
(1)完成下列表格中实验①的结论和实验②的实验内容以及现象:
实验内容以及现象结论
①取少量N溶液滴加足量的硝酸钡溶液,无沉淀产生
②确定M溶液中含有Na+,不含K+
③用pH试纸检测M溶液,pH试纸呈蓝色
(2)根据(1)中的实验回答:
NO-3存在于________溶液中,理由是___________________________________________;
Cl-存在于________溶液中,理由是____________________________________________。
(3)根据(1)中的实验确定,M溶液中含有的离子为________________________________。
【例7】 某钠盐溶液可能含有阴离子NO-3、CO2-3、SO2-3、SO2-4、Cl-、Br-、I-。为了鉴别这些离子,分别取少量溶液进行以下实验:
①所得溶液呈碱性;
②加HCl后,生成无色无味的气体。该气体能使饱和石灰水变浑浊。
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,在沉淀中加入足量的盐酸,沉淀不能完全溶解。
⑤加HNO3酸化后,再加过量的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_____________________________________。
反思归纳 坚持“四项基本原则”,破解离子推断题。,(1)肯定性原则,根据实验现象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的离子;,(记住几种常见的有色离子:Fe2+、Fe3+、Cu2+、MnO-3、CrO2-4、Cr2O2-7
(2)互斥性原则:在肯定某些离子的同时,结合离子共存规律,否定一些离子的存在;(要注意题目中的隐含条件,如:酸性、碱性、指示剂的变化、与铝反应产生H2、水的电离情况等)
(3)电中性原则:溶液呈电中性,一定既有阳离子,又有阴离子,且溶液中正电荷总数与负电荷总数相等;(这一原则可帮助我们确定一些隐含的离子)
(4)进出性原则:通常是在实验过程中使用,是指在实验过程中反应生成的离子或引入的离子对后继实验的干扰。
【例8】 有一无色透明溶液,欲确定是否含有下列离子:K+、Mg2+、Al3+、Fe2+、Ba2+、NO-3、SO2-4、Cl-、I-、HCO-3,实验如下:
实验步骤实验现象
(1)取少量该溶液,加入几滴甲基橙溶液变红
(2)取少量该溶液,加入Cu片和浓硫酸,加热有无色气体产生,气体遇空气可以变成红棕色
(3)取少量该溶液,加入BaCl2溶液有白色沉淀生成
(4)取(3)中反应后的上层清液,加入AgNO3溶液有稳定的白色沉淀生成,且不溶于稀硝酸
(5)取少量该溶液,加入NaOH溶液有白色沉淀生成,当NaOH过量时,沉淀部分溶解
由此判断:
(1)溶液中一定存在的离子是______________;溶液中肯定不存在的离子是__________。
(2)为了进一步确定其他离子,应该补充的实验及对应欲检验离子的名称(如为溶液反应,说明使用试剂的名称,不必写详细步骤)________________________________________。
高考题组一 离子共存
1.将足量CO2通入下列各溶液中,所含离子还能大量共存的是()
A.K+、SiO2-3、Cl-、NO-3
B.H+、NH+4、Al3+、SO2-4
C.Na+、S2-、OH-、SO2-4
D.Na+、AlO-2、CH3COO-、HCO-3
2.(2011江苏,4)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是()
A.1.0molL-1的KNO3溶液:H+、Fe2+、Cl-、SO2-4
B.甲基橙呈红色的溶液:NH+4、Ba2+、AlO-2、Cl-
C.pH=12的溶液:K+、Na+、CH3COO-、Br-
D.与铝反应产生大量氢气的溶液:Na+、K+、CO2-3、NO-3
3.(2011安徽理综,8)室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是()
A.饱和氯水中 Cl-、NO-3、Na+、SO2-3
B.c(H+)=1.0×10-13molL-1溶液中 C6H5O-、K+、SO2-4、Br-
C.Na2S溶液中 SO2-4、K+、Cl-、Cu2+
D.pH=12的溶液中 NO-3、I-、Na+、Al3+
4.(2011广东理综,8)能在水溶液中大量共存的一组离子是()
A.H+、I-、NO-3、SiO2-3
B.Ag+、Fe3+、Cl-、SO2-4
C.K+、SO2-4、Cu2+、NO-3
D.NH+4、OH-、Cl-、HCO-3

高考题组二 离子推断
5.(2011上海,13)某溶液中可能含有Na+、NH+4、Ba2+、SO2-4、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.SO2-4C.Ba2+D.NH+4
6.(2010浙江理综,13)某钠盐溶液中可能含有NO-2、SO2-4、SO2-3、CO2-3、Cl-、I-等阴离子。某同学取5份此溶液样品,分别进行了如下实验:
①用pH计测得溶液的pH大于7
②加入盐酸,产生有色刺激性气体
③加入硝酸酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀,且放出有色刺激性气体
④加足量BaCl2溶液,产生白色沉淀,该沉淀溶于稀硝酸且放出气体,将气体通入品红溶液,溶液不褪色
⑤加足量BaCl2溶液,产生白色沉淀,过滤,在滤液中加入酸化的(NH4)2Fe(SO4)2溶液,再滴加KSCN溶液,显红色
该同学最终确定在上述六种离子中仅含NO-2、CO2-3、Cl-三种阴离子。
请分析,该同学只需要完成上述哪几个实验,即可得出此结论()
A.①②④⑤B.③④
C.③④⑤D.②③⑤
7.(2009全国理综Ⅱ,29)现有A、B、C、D、E、F六种化合物,已知它们的阳离子有K+、Ag+、Ca2+、Ba2+、Fe2+、Al3+,阴离子有Cl-、OH-、CH3COO-、NO-3、SO2-4、CO2-3。现将它们分别配成0.1molL-1的溶液,进行如下实验:
①测得溶液A、C、E呈碱性,且碱性为AEC;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Ba(NO3)2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中反应的化学方程式是_____________________________________________;
(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________。

高考题组三 物质的检验、鉴别
8.判断下列说法是否正确,正确的划“√”,错误的划“×”
(1)(2011天津理综,3改编)向四支试管中分别加入少量不同的无色溶液进行如下操作,判断下列说法正确与否
操作现象结论填“√”或“×”
A滴加BaCl2溶液生成白色沉淀原溶液中有SO2-4

B滴加氯水和CCl4,振荡、静置下层溶液显紫色原溶液中有I-
C用洁净铂丝蘸取溶液
进行焰色反应火焰呈黄色原溶液中有Na+,无K+
D滴加稀NaOH溶液,
将湿润红色石蕊试纸置于试管口试纸不变蓝原溶液中无NH+4

(2)某钾盐溶于盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体,说明该钾盐是K2CO3()
(2010江苏,10A)
(3)利用HNO3能够鉴别MgI2、AgNO3、Na2CO3、NaAlO2四种溶液()
(2010重庆理综,9A改编)
(4)利用金属钠可区分乙醇和乙醚()
(2011大纲全国卷,7A)
9.(2011重庆理综,11)不能鉴别AgNO3、BaCl2、K2SO3和Mg(NO3)2四种溶液(不考虑它们间的相互反应)的试剂组是()
A.盐酸、硫酸B.盐酸、氢氧化钠溶液
C.氨水、硫酸D.氨水、氢氧化钠溶液
10.(2011四川理综,10)甲、乙、丙、丁四种易溶于水的物质,分别由NH+4、Ba2+、Mg2+、H+、OH-、Cl-、HCO-3、SO2-4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;②0.1molL-1乙溶液中c(H+)>0.1molL-1;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SO2-4
C.丙溶液含有Cl-D.丁溶液含有Mg2+

离子反应 离子共存 离子方程式


电解质在溶液里所起的反应,实质上就是离子之间的相互反应。离子间的反应是趋向于降低离子浓度的方向进行。离子反应通常用离子方程式来表示。理解掌握离子反应发生的条件和正确书写离子方程式是学好离子反应的关键。溶液中离子共存的问题,取决于离子之间是否发生化学反应,如离子间能反应,这些离子就不能大量共存于同一溶液中。
一.离子反应发生的条件
1.离子反应生成微溶物或难溶物。
2.离子反应生成气体。
3.离子反应生成弱电解质。
4.离子反应发生氧化还原反应。

根据化学反应类型,离子反应可分为两类,一是酸碱盐之间的复分解反应;二是氧化性离子与还原性离子间的氧化还原反应。离子反应还应注意:

1.微溶物向难溶物转化,如用煮沸法软化暂时硬水
MgHCO3==MgCO3+CO2↑+H2O
MgCO3虽然难溶,但在溶液中溶解的哪部分是完全电离的,当Mg2+遇到水溶液里的OH-时会结合生成比MgCO3溶解度更小的Mg(OH)2而沉淀析出
MgCO3+H2O==Mg(OH)2↓+CO2↑
2.生成络离子的反应:
FeCl3溶液与KSCN溶液的反应:Fe3++SCN-==Fe(SCN)2+生成物既不是沉淀物也不是气体,为什么反应能发生呢?主要是生成了难电离的Fe(SCN)2+络离子。

3.优先发生氧化还原反应:
具有强氧化性的离子与强还原性的离子相遇时首先发生氧化还原反应。例如:Na2S溶液与FeCI3溶液混合,生成S和Fe2+离子,而不是发生双水解生成Fe(OH)3沉淀和H2S气体。
2Fe3++S2-=2Fe2++S↓
总之:在水溶液里或在熔融状态下,离子间只要是能发生反应,总是向着降低离子浓度的方向进行。反之,离子反应不能发生。

二.离子反应的本质:反应体系中能够生成气、水(难电离的物质)、沉淀的离子参与反应,其余的成分实际上未参与反应。请看下面的动态模拟反应(Na2SO4与BaCI2):
以上的模拟反应,形象地反映了离子反应的本质。

三.离子反应方程式的类型
1.复分解反应的离子方程式。
2.氧化还原反应的离子方程式。
3.盐类水解的离子方程式。
4.络合反应的离子方程式。

掌握离子方程式的类型及特征,才能书写好离子方程式,正确书写、判断离子方程式是学生必须掌握的基本技能。

例1下列离子方程式正确的是
A用石灰软化暂时硬水
Mg2++2HCO3-+2OH-=MgCO3↓+CaCO3+2H2O
B 实验室制HCI气体
H+ + CI- = HCI
C 氯化铵溶液中加入稀氢氧化钠溶液
NH4+ + OH- = NH3·H2O
D 铜片和稀硝酸共热
3Cu+8H++2NO3- =3Cu2++2NO↑+4H2O
解析:解答此类题除要掌握离子反应的本质外,还要注意温度、浓度、物质的量,反应反应物状态等对离子方程式书写的影响。
选项A,Ca(OH)2中的OH-首先与Mg2+结合生成溶解度比MgCO3更小的mg(oh)2沉淀,故不能生成MgCO3沉淀。
选项B,固态NaCI和浓H2SO4反应不能写成离子方程式,浓H2SO4和任何固态物质反应都不能写离子方程式。
选项C,稀NaOH溶液,常温,NH3极易溶于水生成NH3·H2O;故C正确。强碱溶液与铵盐的反应有下列两种情况:
NH4++OH-(稀、冷)=NH3·H2O
NH4++OH-(浓、热)=NH3↑+H2O
选项D考虑了稀HNO3的氧化性和酸性,又注意了离子电荷数的配平,故D正确。
例2 将过量的氯气通人溴化亚铁溶液中,反应的离子方程式是 
A CI2+2Br-=2CI-+Br2
B CI2+2Fe2+=2Fe3++2CI-
C CI2+2Fe2++4Br-=2Fe3++2Br2+2CI-
D 3CI2+2Fe2++4Br-=2Fe3++2Br2+6CI-
解析:CI2过量,Fe2+和Br-都应充分被氧化成Fe3+和Br2,A、B两个选项考虑的不完整。C电荷未配平,D正确。