第3讲 离子反应的应用-【高效备考】2024年高考化学一轮复习讲义+分层练习

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1.掌握离子共存的条件，会判断溶液中离子能否大量共存。
2.掌握常见离子的检验，能根据实验现象推断溶液中的某些离子。
必备知识
考点一 离子共存的判断
1．离子共存的本质
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．判断离子能否大量共存的“四个要点”
判断多种离子能否大量共存于同一溶液中，归纳起来就是：一色、二性、三特殊、四反应。
(1)一色——溶液颜色
几种常见离子的颜色：
(2)二性——溶液的酸碱性
①在酸性溶液中，OH－及弱酸根阴离子(如COeq \\al(2－,3)、SOeq \\al(2－,3)、S2－、CH3COO－等)不能大量存在。
②在碱性溶液中，H＋及弱碱阳离子(如NHeq \\al(＋,4)、Al3＋、Fe3＋等)不能大量存在。
(3)三特殊——三种特殊情况：
①AlOeq \\al(－,2)与HCOeq \\al(－,3)不能大量共存：AlOeq \\al(－,2)＋HCOeq \\al(－,3)＋H2O===Al(OH)3↓＋COeq \\al(2－,3)。
②“NOeq \\al(－,3)＋H＋”组合具有强氧化性，能与S2－、Fe2＋、I－、SOeq \\al(2－,3)等还原性的离子发生氧化还原反应而不能大量共存。
③NHeq \\al(＋,4)与CH3COO－、COeq \\al(2－,3)，Mg2＋与HCOeq \\al(－,3)等组合中，虽然两种离子都能水解且水解相互促进，但总的水解程度仍很小，它们在溶液中仍能大量共存。
(4)四反应——四种反应类型
四反应是指离子间通常能发生的四种类型的反应，能相互反应的离子显然不能大量共存。
①复分解反应：如Ba2＋与SOeq \\al(2－,4)，NHeq \\al(＋,4)与OH－，H＋与CH3COO－等。
②氧化还原反应：如Fe3＋与I－、S2－，NOeq \\al(－,3)(H＋)与Fe2＋等。
③相互促进的水解反应：如Al3＋与COeq \\al(2－,3)、HCOeq \\al(－,3)或AlOeq \\al(－,2)等。
④络合反应：如Fe3＋与SCN－等。
要点突破
必备知识
1．下列各组离子在溶液中可以大量共存的是（ ）
A．Al3+、NH、OH-、COB．H+、Ca2+、CO、Cl-
C．Ba2+、Na+、SO、NOD．K+、Na+、SO、Cl-
2．常温下，下列各组离子在指定溶液中可能大量共存的是（ ）
A．澄清透明的溶液中： Fe3+、Mg2+、SCN-、Cl-
B．由水电离产生的c(H+)= 10-13ml/L 的溶液： K+、Na+、CH3COO-、
C．c(Fe2+)= 1ml/L的溶液中： H+、、、
D．pH=1的溶液中： Ba2+、Mg2+、、
3.常温下,某学生从一强酸性的未知无色溶液中检出Ag+,他还想通过实验检验溶液中是否含有大量的Cl-、CO32-、NO3-、Cu2+、Fe3+、K+等。你认为其中 是需要检验的,而 是不需要检验的。其原因是 。
必备知识
考点二 物质的性质与变化
1．常见阳离子的检验与推断依据
根据离子性质不同而在实验中所表现出的现象不同，可以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。
(1)依据生成的沉淀检验或推断
(2)依据生成的气体检验或推断
NHeq \\al(＋,4)eq \(―――――→,\s\up7(浓NaOH溶液),\s\d5(加热))产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。
(3)依据显示特殊颜色检验或推断
2．常见阴离子的检验与推断依据
(1)依据生成的沉淀检验或推断
(2)依据生成的气体检验或推断
(3)依据显示特殊颜色检验或推断
①
②eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\c1(Br－,I－))eq \(――→,\s\up7(氯水),\s\d5(CCl4))有机层下层eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(橙红色，表明有Br－,紫红色，表明有I－))
③I－eq \(――――――→,\s\up7(①氯水或H2O2),\s\d5(②淀粉溶液))溶液变蓝，表明有I－
3．离子推断的“四原则”
要点突破
1.检验下列物所选用的试剂正确的是( )
2．一瓶无色澄清的溶液，其中可能含有H+、NH4+、Na+、Al3+、Fe3+、I-、NO3-、CO32-、SO42-、AlO2-。取该溶液进行以下实验：
①用pH试纸检验，溶液呈强酸性 ②取溶液适量，加入少量CCl4和数滴新制氯水，振荡，CCl4层呈紫红色 ③该溶液的焰色反应没有黄色；根据以上实验结果，下列推断正确的是( )
A．向该溶液中加入BaCl2不一定能观察到白色沉淀
B．可以确定没有Na+、Fe3+、CO32-、AlO2-，不能确定是否有NO3-
C．该溶液可能是NH4NO3与HI的混合
D．一定没有Al3+、CO32-和NO3-
3．2023年3月22日是第三十一届“世界水日”。为了深人开展珍惜水、爱护水的主题活动，推进水资源的集约安全利用，某校、化学兴趣小组的同学展开对我市某饮用水源水库水组成问题的研究，他们猜想该水库水中可能含有大量Cu2+、Ca2+、Mg2+和某些阴离子，从而进行了三组实验：
①取适量该水库水于试管中，滴加过量的NaOH溶液，产生白色沉淀；
②过滤后取滤液于试管中，滴加过量的Na2CO3溶液，又有白色沉淀生成：
③另取适量该水库水于试管中，滴加足量稀硝酸后再滴加AgNO3溶液，也产生白色沉淀。
请根据已有知识和反应事实回答以下问题：
(1)该小组有关大量存在___________ (填写离子符号)的猜想是错误的。
(2)通过实验可初步确定该水库水中___________(填“含有”或“不含有”)大量Ca+、Mg2+；判断依据的离子方程式有___________。
(3)该水库水中所含阴离子可以确定有___________，理由是___________。
(4)确定实验②中滴加的Na2CO3溶液已过量的检验方法是___________。
必备知识
考点三 用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子
1．粗食盐水中常含有的杂质离子：Ca2＋、Mg2＋、SOeq \\al(2－,4)。
2．粗盐的除杂原理及规律
(1)原理
(2)路线
3．粗盐提纯过程中涉及的主要操作
(1)过滤 (2)蒸发

4.注意事项
(1)加入试剂的顺序：BaCl2必须在Na2CO3之前加。
(2)过滤之后再加入稀盐酸除去过量的Na2CO3和NaOH。
(3)除去多种杂质时必须考虑加入试剂的顺序。
(4)除杂时，每次所加试剂都要略微过量是为了将杂质离子完全沉淀而除去。
要点突破
1．某溶液中含有较大量的Cl－、COeq \\al(2－,3)和OH－3种阴离子，如果只取一次该溶液就能够分别将3种阴离子依次检验出来，下列实验操作顺序正确的是( )
①滴加过量Mg(NO3)2溶液 ②过滤 ③滴加过量AgNO3溶液 ④滴加过量Ba(NO3)2溶液
A．①②④②③ B．④②①②③
C．①②③②④ D．④②③②①
2．某无色溶液中可能含有①Na＋、②Ba2＋、③Cl－、④Br－、⑤SOeq \\al(2－,3)、⑥SOeq \\al(2－,4)、⑦Fe2＋中的几种离子，依次进行下列实验，且每步所加试剂均过量，观察到的现象如下：
下列结论正确的是( )
A．肯定含有的离子是①④⑤
B．肯定没有的离子是②⑤⑦
C．可能含有的离子是①②⑥
D．不能确定的离子是①③⑥
3．碳酸钠在轻工、建材、纺织、国防、医药等工业中有重要的应用。工业碳酸钠(纯度约为98%)中含有Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、Cl－和SOeq \\al(2－,4)等杂质，提纯工艺线路如下：
碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如图所示：
请回答下列问题：
(1)试剂A是________，“母液”中除了含有Na＋、COeq \\al(2－,3)、OH－外，还含有________等离子，过滤要“趁热”的目的是________。
(2)检验试剂级Na2CO3中Cl－和SOeq \\al(2－,4)是否除尽，选用的试剂及加入的先后次序是___(填字母)。
a．HCl、BaCl2、AgNO3
b．AgNO3、HNO3、Ba(NO3)2
c．HNO3、Ba(NO3)2、AgNO3
d．AgNO3、HCl、BaCl2
离子
Cu2＋
Fe3＋
Fe2＋
MnOeq \\al(－,4)
溶液颜色
蓝色
棕黄色
浅绿色
紫红色
阳离子
试剂
实验现象(依据)
Mg2＋
NaOH溶液
开始产生白色沉淀，NaOH溶液过量沉淀不溶解
Al3＋
NaOH溶液
开始产生白色沉淀，NaOH溶液过量沉淀溶解
Fe2＋
NaOH溶液
先产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色
K3[Fe(CN)6] 溶液
产生蓝色沉淀
Fe3＋
NaOH溶液
产生红褐色沉淀
Cu2＋
NaOH溶液
产生蓝色沉淀
阳离子
试剂或方法
实验现象(依据)
H＋
紫色石蕊溶液
溶液变红
Na＋
焰色试验
黄色火焰
K＋
焰色试验
紫色火焰(透过蓝色钴玻璃)
Fe3＋
KSCN溶液
溶液呈红色
Fe2＋
先加KSCN溶液再加氯水
先无明显变化，后变红色
阴离子
试剂
实验现象(依据)
Cl－
Br－
I－
AgNO3溶液和稀HNO3
产生白色沉淀：AgCl
产生淡黄色沉淀：AgBr
产生黄色沉淀：AgI
SOeq \\al(2－,4)
稀盐酸和BaCl2溶液
加稀盐酸无明显现象，再加BaCl2溶液产生白色沉淀
COeq \\al(2－,3)
CaCl2溶液和稀盐酸
加CaCl2溶液产生白色沉淀，再加稀盐酸沉淀溶解，产生无色无味气体
阴离子
试剂
实验现象(依据)
COeq \\al(2－,3)、HCOeq \\al(－,3)
稀盐酸和澄清石灰水
产生无色、无味能使澄清石灰水变浑浊的气体
SOeq \\al(2－,3)、HSOeq \\al(－,3)
稀H2SO4和品红溶液
加稀硫酸产生有刺激性气味的气体，且气体能使品红溶液褪色
待检验物质
所用试剂
A
海水中的碘元素
淀粉溶液
B
SO2气体
澄清石灰水
C
溶液中的Cu2+
氨水
D
溶液中的NH4+
NaOH溶液，湿润的蓝色石蕊试纸
步骤
操作
现象
Ⅰ
用pH试纸检验
溶液的pH大于7
Ⅱ
向溶液中滴加氯水，再加入CCl4，振荡，静置
CCl4层呈橙红色
Ⅲ
取Ⅱ的上层溶液，加入Ba(NO3)2溶液和稀硝酸
有白色沉淀产生
Ⅳ
将 Ⅲ 过滤，向滤液中加入AgNO3溶液和稀硝酸
有白色沉淀产生