专题五　离子共存　离子方程式-2020年高三二轮复习化学学案

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专题五 离子共存 离子方程式
【学习目标】：
重点、难点：
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【学习内容】：
知识网络详解：
■思维深化——做一做
1．下列各组离子在指定的溶液中，能大量共存的打“√”，不能大量共存的打“×”。
(1)含有大量Fe3＋的溶液：Na＋、SCN－、Cl－、I－。( )
(2)含有大量NOeq \\al(－,3)的溶液：H＋、Fe2＋、Cl－、SOeq \\al(2－,4)。( )
(3)常温下，pH＝12的溶液：K＋、Cl－、SOeq \\al(2－,4)。( )
(4)c(H＋)＝0.1 ml·L－1的溶液：Na＋、NHeq \\al(＋,4)、SOeq \\al(2－,4)、S2Oeq \\al(2－,3)。( )
(5)使pH试纸显蓝色的溶液：Cu2＋、NOeq \\al(－,3)、Fe3＋、SOeq \\al(2－,4)。( )
(6)使红色石蕊试纸变蓝的溶液：SOeq \\al(2－,4)、COeq \\al(2－,3)、Na＋、K＋。( )
(7)常温下eq \f(cH＋,cOH－)＝1×10－12的溶液：K＋、AlOeq \\al(－,2)、COeq \\al(2－,3)、Na＋。( )
(8)中性溶液：Fe3＋、Al3＋、NOeq \\al(－,3)、SOeq \\al(2－,4)。( )
(9)使甲基橙变红色的溶液：Mg2＋、K＋、SOeq \\al(2－,4)、SOeq \\al(2－,3)。( )
(10)c(H＋)水＝10－12 ml·L－1的溶液：Na＋、K＋、COeq \\al(2－,3)、SOeq \\al(2－,4)。( )
(11)使酚酞变红色的溶液：Na＋、Cu2＋、Fe2＋、NOeq \\al(－,3)。( )
(12)0.1 ml·L－1的Na2CO3溶液：Al3＋、SOeq \\al(2－,4)、Cl－、K＋。( )
答案：(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√ (7)√ (8)× (9)× (10)× (11)× (12)×
2．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)Na2O2固体与水反应：2Oeq \\al(2－,2)＋2H2O===4OH－＋O2↑。( )
(2)Mg(OH)2和稀盐酸反应：
OH－＋H＋===H2O。( )
(3)向FeCl2溶液中通入Cl2：Fe2＋＋Cl2===Fe3＋＋2Cl－。( )
(4)MnO2和浓盐酸混合加热：MnO2＋4H＋＋2Cl－eq \(=====,\s\up15(△))Mn2＋＋2H2O＋Cl2↑。( )
(5)将Na投入CuSO4溶液中：2Na＋Cu2＋===2Na＋＋Cu。( )
(6)Fe和稀盐酸反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑。( )
(7)Zn和浓硫酸反应：Zn＋2H＋===H2↑＋Zn2＋。( )
(8)稀硫酸和Ba(OH)2溶液反应：H＋＋SOeq \\al(2－,4)＋Ba2＋＋OH－===BaSO4↓＋H2O。( )
(9)HS－的电离：HS－＋H2O===H3O＋＋S2－。( )
(10)向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2：ClO－＋H2O＋CO2===HClO＋HCOeq \\al(－,3)。( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)×(7)× (8)× (9)× (10)×
[探高考·真题鉴赏]
1．(2019·高考全国卷Ⅲ)离子交换法净化水过程如图所示。下列说法中错误的是( )
A．经过阳离子交换树脂后，水中阳离子的总数不变
B．水中的NOeq \\al(－,3)、SOeq \\al(2－,4)、Cl－通过阴离子树脂后被除去
C．通过净化处理后，水的导电性降低
D．阴离子树脂填充段存在反应H＋＋OH－===H2O
答案：A
2．(2019·高考全国卷Ⅱ)以重晶石(BaSO4)为原料，可按如下工艺生产立德粉(ZnS·BaSO4)：
(1)在潮湿空气中长期放置的“还原料”，会逸出臭鸡蛋气味的气体，且水溶性变差，其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的________(填化学式)。
(2)沉淀器中反应的离子方程式为_____________________。
答案：(1)BaCO3
(2)S2－＋Ba2＋＋Zn2＋＋SOeq \\al(2－,4)===ZnS·BaSO4↓
[研考纲·聚焦素养]
最新考纲
1．了解离子反应的概念，离子反应发生的条件。
2．能正确书写离子方程式。
核心素养
1．宏观辨识与微观探析：用符号(离子方程式)表示化学反应，从微观层面理解化学变化的本质。
2．变化观念与平衡思想：通过离子共存问题，多角度、动态地分析化学反应，运用化学反应原理解决实际问题。
3．证据推理与模型认知：根据判断离子反应的能否发生，体会通过分析、推理等方法认识离子反应的本质特征，并能运用离子反应原理解释化学现象，揭示现象的本质和规律。
4．科学探究与创新意识：利用特征离子反应或物质进行定性研究或判断，能发现和提出有探究价值的问题。
题型一 离子共存
1．(2019·河南郑州模拟)常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A．无色透明溶液中：K＋、MnOeq \\al(－,4)、Cl－、H＋
B．c(OH－)/c(H＋)＝10－12的溶液中：Na＋、K＋、NOeq \\al(－,3)、ClO－
C．pH＝12的无色溶液：K＋、Na＋、CH3COO－、Br－
D．含Na2SO3的溶液中：K＋、H＋、Cl－、NOeq \\al(－,3)
答案：C
2．下列离子或分子组中，在相应的环境中能大量共存的是( )
答案：D
3．(2019·江西红色七校联考)某中学化学实验小组在实验室鉴定某无色溶液。已知溶液中的溶质仅由NHeq \\al(＋,4)、K＋、Ag＋、Ca2＋、Al3＋、AlOeq \\al(－,2)、MnOeq \\al(－,4)、COeq \\al(2－,3)、SOeq \\al(2－,4)中的若干种组成。取该溶液进行如下实验：
(1)取适量溶液，加入过量盐酸，有气体生成，并得到无色溶液；
(2)在(1)所得溶液中加入过量NH4HCO3溶液，有气体生成，同时产生白色沉淀甲；
(3)在(2)所得溶液中加入过量Ba(OH)2溶液并加热也有气体生成，同时产生白色沉淀乙，则下列离子在原溶液中一定存在的有( )
A．K＋、COeq \\al(2－,3)、AlOeq \\al(－,2)
B．SOeq \\al(2－,4)、AlOeq \\al(－,2)、K＋、COeq \\al(2－,3)
C．COeq \\al(2－,3)、K＋、Al3＋、NHeq \\al(＋,4)
D．MnOeq \\al(－,4)、K＋、COeq \\al(2－,3)、NHeq \\al(＋,4)
答案：A
[题型建模] 离子共存问题审题“三大”注意
(1)审清题干中的要求：①一定能大量共存；②可能大量共存；③不能大量共存。
(2)应注意题干中提示的水的电离程度：当由水电离出的c(H＋)或c(OH－)小于1×10－7 ml·L－1时，水的电离受到抑制，溶液可能为酸性溶液或碱性溶液；当由水电离出的c(H＋)或c(OH－)大于1×10－7 ml·L－1时，水的电离得到促进，溶液可能为弱酸盐溶液或弱碱盐溶液。
(3)注意正确理解“透明溶液”，如：NaCl溶液、KOH溶液为无色透明溶液，CuSO4溶液、FeCl3溶液是有色透明溶液，不能认为“有色”就不透明。
题型二 离子方程式
[研——题型探究]
►角度一 离子方程式的正误判断
1．(2019·辽宁沈阳模拟)下列反应的离子方程式书写不正确的是( )
A．向氯化铝溶液中加入过量的氨水：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NHeq \\al(＋,4)
B．用氨水吸收过量的二氧化硫：NH3·H2O＋SO2===NHeq \\al(＋,4)＋HSOeq \\al(－,3)
C．向偏铝酸钠溶液中加入过量的稀盐酸：AlOeq \\al(－,2)＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓
D．向次氯酸钠溶液中通入少量二氧化碳：ClO－＋CO2＋H2O===HClO＋HCOeq \\al(－,3)
答案：C
[题型建模] “四两”破千题——离子方程式正误判断要注意“4个两”
►角度二 滴加顺序不同离子方程式的书写
2．按要求书写下列反应的离子方程式：
(1)AlCl3溶液和NaOH溶液
①向AlCl3溶液中逐滴滴加NaOH溶液直至过量。
____________________________________________________，
____________________________________________________。
②向NaOH溶液中逐滴滴加AlCl3溶液直至过量。
_____________________________________________________，
___________________________________________________。
③n(AlCl3)∶n(NaOH)＝2∶7。
____________________________________________________。
(2)NaAlO2溶液和盐酸
①向NaAlO2溶液中逐滴滴入盐酸直至过量。
_____________________________________________________，
_____________________________________________________。
②向盐酸中逐滴滴入NaAlO2溶液直至过量。
____________________________________________________，
_____________________________________________________。
③n(NaAlO2)∶n(HCl)＝2∶3。
____________________________________________________。
(3)Na2CO3溶液和稀盐酸
①向Na2CO3溶液中逐滴滴入稀盐酸直至过量。
_____________________________________________________，
②向稀盐酸中滴入Na2CO3溶液。
__________________________________________________。
答案：(1)①Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ Al(OH)3＋OH－===AlOeq \\al(－,2)＋2H2O ②Al3＋＋4OH－===AlOeq \\al(－,2)＋2H2O 3AlOeq \\al(－,2)＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓ ③2Al3＋＋7OH－===Al(OH)3↓＋AlOeq \\al(－,2)＋2H2O (2)①AlOeq \\al(－,2)＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓ Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O ②AlOeq \\al(－,2)＋4H＋===Al3＋＋2H2O Al3＋＋3AlOeq \\al(－,2)＋6H2O===4Al(OH)3↓ ③6AlOeq \\al(－,2)＋9H＋＋3H2O===5Al(OH)3↓＋Al3＋ (3)①COeq \\al(2－,3)＋H＋===HCOeq \\al(－,3) HCOeq \\al(－,3)＋H＋===H2O＋CO2↑ ②COeq \\al(2－,3)＋2H＋===H2O＋CO2↑
►角度三 定量型离子方程式的书写
3．按要求书写下列反应的离子方程式：
(1)NaHCO3溶液分别与①少量澄清石灰水、②过量澄清石灰水反应的离子方程式。
_____________________________________________________，
_________________________________________ (2)向明矾溶液中滴加Ba(OH)2溶液：①使SOeq \\al(2－,4) 完全沉淀、②使Al3＋完全沉淀、③n[KAl(SO4)2]∶n[Ba(OH)2]＝4∶7。
_____________________________________________________，
____________________________________________________，
(3)向含有等物质的量的NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2混合溶液中通入CO2气体，写出依次发生的离子方程式。
______________________________________________________
_____________________________________________________。
答案：(1)①2HCOeq \\al(－,3)＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋COeq \\al(2－,3)＋2H2O
②HCOeq \\al(－,3)＋OH－＋Ca2＋===CaCO3↓＋H2O
(2)①Al3＋＋2SOeq \\al(2－,4)＋2Ba2＋＋4OH－===AlOeq \\al(－,2)＋2H2O＋2BaSO4↓
②2Al3＋＋3Ba2＋＋3SOeq \\al(2－,4)＋6OH－===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓
③4Al3＋＋7SOeq \\al(2－,4)＋7Ba2＋＋14OH－= (3)Ba2＋＋2OH－＋CO2===BaCO3↓＋H2O，
2OH－＋CO2===COeq \\al(2－,3)＋H2O，
2AlOeq \\al(－,2)＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋COeq \\al(2－,3)，
COeq \\al(2－,3)＋CO2＋H2O===2HCOeq \\al(－,3)，
BaCO3＋CO2＋H2O===2HCOeq \\al(－,3)＋Ba2＋==2Al(OH)3↓＋2AlOeq \\al(－,2)＋4H2O＋7BaSO4↓
[题型建模] 判断离子反应顺序的方法
判断反应产物与其他成分是否能大量共存。例如，某溶液中含有Al3＋、NHeq \\al(＋,4)、H＋，向溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液，若先发生反应：NHeq \\al(＋,4)＋OH－===NH3·H2O，则生成的NH3·H2O与H＋、Al3＋都不能大量共存，会发生反应：NH3·H2O＋H＋===NHeq \\al(＋,4)＋H2O，Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NHeq \\al(＋,4)。因此，OH－应先与H＋反应，再与Al3＋反应，最后与NHeq \\al(＋,4)反应。判断离子反应先后顺序的总规则是先发生反应的反应产物与其他物质能大量共存。
[练——即学即用]
1．(2019·海南模拟)下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A．氯化铁溶液溶解铜片：Fe3＋＋Cu===Fe2＋＋Cu2＋
B．Ca(HCO3)2溶液与少量NaOH溶液反应：Ca2＋＋HCOeq \\al(－,3)＋OH－===CaCO3↓＋H2O
C．硝酸银溶液中加入过量氨水：Ag＋＋NH3·H2O===AgOH↓＋NHeq \\al(＋,4)
D．向澄清石灰水中通入氯气：Cl2＋Ca(OH)2===Ca2＋＋Cl－＋ClO－＋H2O
答案：B
2．按要求书写下列反应的离子方程式：
(1)NH4HCO3溶液分别与①少量NaOH溶液、②过量NaOH溶液反应的离子方程式。
____________________________________________________，
___________________________________________________。
(2)向NH4Al(SO4)2溶液中滴加Ba(OH)2溶液：
①使SOeq \\al(2－,4)完全沉淀、②使Al3＋刚好完全沉淀、③n[NH4Al(SO4)2]∶n[Ba(OH)2]＝2∶5。
_________________________________________________，
_________________________________________________，
答案：(1)①HCOeq \\al(－,3)＋OH－===COeq \\al(2－,3)＋H2O
②NHeq \\al(＋,4)＋HCOeq \\al(－,3)＋2OH－===COeq \\al(2－,3)＋H2O＋NH3·H2O
(2)①NHeq \\al(＋,4)＋Al3＋＋2SOeq \\al(2－,4)＋2Ba2＋＋4OH－===NH3·H2O＋Al(OH)3↓＋2BaSO4↓
②2Al3＋＋3SOeq \\al(2－,4)＋3Ba2＋＋6OH－===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓
③NHeq \\al(＋,4)＋Al3＋＋2SOeq \\al(2－,4)＋2Ba2＋＋5OH－===NH3·H2O＋AlOeq \\al(－,2)＋2H2O＋2BaSO4↓
信息型离子方程式的书写
[解题模板]
Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备，工艺流程如下：
回答下列问题：
“酸浸”后，钛主要以TiOCleq \\al(2－,4)形式存在，写出相应反应的离子方程式：_________________________________。
[答案] FeTiO3＋4H＋＋4Cl－===Fe2＋＋TiOCleq \\al(2－,4)＋2H2O
[模板演练]
1．根据“广义”的水解书写离子方程式
(1)四氯化硅与烧碱溶液反应生成两种盐的离子方程式：___________________________________________________________________________________________
(2)常用尿素[CO(NH2)2]除去工业废水中的Cr3＋，流程为：
答案：(1)SiCl4＋6OH－===SiOeq \\al(2－,3)＋4Cl－＋3H2O
(2)2Cr3＋＋3CO(NH2)2＋9H2O===2Cr(OH)3↓＋3CO2↑＋6NHeq \\al(＋,4)
2．根据“较强酸制较弱酸”原理书写
(1)根据要求完成离子方程式：
25 ℃，H2C2O4和HF两种酸的电离平衡常数如下：
则H2C2O4溶液和NaF溶液反应的离子方程式为______________________________________________________
(2)少量CO2分别通入①NaClO溶液、②漂白粉溶液的离子方程式：
①___________________________________________________；
②__________________________________________________。
（3）工业上可用盐酸处理铝硅酸盐，如正长石(KAlSi3O8)制取硅酸胶体。写出该反应的离子方程式：______________。
答案：(1)H2C2O4＋F－===HF＋HC2Oeq \\al(－,4)
(2)①ClO－＋CO2＋H2O===HCOeq \\al(－,3)＋HClO
②Ca2＋＋2ClO－＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO
(3)KAlSi3O8＋4H＋＋H2O===K＋＋Al3＋＋3H2SiO3(胶体)
3．应用“平衡转化”思想书写
(1)沉钴工艺流程如下图所示，请写出“沉钴”过程中的离子方程式：________________________________________________
(2)利用制磷肥的副产物氟硅酸钠(Na2SiF6)生产冰晶石(Na3AlF6)的工艺流程如下：
①分解过程发生的反应为Na2SiF6＋4NH3·H2O===2NaF＋4NH4F＋X↓＋2H2O。工业上把滤渣X叫白炭黑，其化学式为_______________________________________。
②水浴加热过程中生成冰晶石的离子方程式为___________________________________。
答案：(1)C2＋＋2HCOeq \\al(－,3)===CCO3↓＋CO2↑＋H2O
(2)①SiO2 ②3Na＋＋4NHeq \\al(＋,4)＋6F－＋AlOeq \\al(－,2)eq \(=====,\s\up15(水浴加热))Na3AlF6↓＋4NH3↑＋2H2O
[限时规范训练]
1．(2019·陕西咸阳模拟)室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A．能使甲基橙变为橙色的溶液：Na＋、NHeq \\al(＋,4)、COeq \\al(2－,3)、Cl－
B．能使淀粉碘化钾试纸显蓝色的溶液：K＋、SOeq \\al(2－,4)、S2－、Cl－
C．0.1 ml·L－1 KOH溶液中：S2－、Na＋、SOeq \\al(2－,3)、NOeq \\al(－,3)
D．常温下，eq \f(cH＋,cOH－)＝1.0×1012的溶液：Fe2＋、Mg2＋、NOeq \\al(－,3)、Cl－
解析：能使甲基橙变为橙色的溶液，显酸性，不能大量存在COeq \\al(2－,3)，故A不符合题意；能使淀粉碘化钾试纸显蓝色的溶液，具有氧化性，不能存在还原性S2－，故B不符合题意；碱溶液中C项离子之间不反应，可大量共存，故C符合题意；常温下，eq \f(cH＋,cOH－)＝1.0×1012的溶液显酸性，Fe2＋、H＋、NOeq \\al(－,3)发生氧化还原反应，不能大量共存，故D不符合题意。
答案：C
2．含有下列各组离子的溶液中通入(或加入)过量的某种物质后仍能大量共存的是( )
A．H＋、Ba2＋、Fe3＋、NOeq \\al(－,3)，通入SO2气体
B．Na＋、Cl－、K＋，通入CO2气体
C．AlOeq \\al(－,2)、Na＋、Br－、SOeq \\al(2－,4)，通入CO2气体
D．HCOeq \\al(－,3)、Na＋、I－、HS－，加入AlCl3溶液
解析：A组离子之间不反应，能大量共存，但通入的SO2气体与Fe3＋(或H＋、NOeq \\al(－,3))发生氧化还原反应，不能大量共存；B组离子之间不反应，能大量共存，且通入CO2气体仍不反应，能大量共存；C组离子之间不反应，能大量共存，但通入的CO2气体与AlOeq \\al(－,2)反应生成沉淀，不能大量共存；D组离子之间不反应，能大量共存，但加入的AlCl3溶液与HCOeq \\al(－,3)(或HS－)发生相互促进的水解反应，不能大量共存。
答案：B
3．下列各组中离子能大量共存，且当加入试剂后反应的离子方程式书写正确的是( )
解析：A项，Ca2＋与COeq \\al(2－,3)不能大量共存；B项，K＋、NH3·H2O、COeq \\al(2－,3)能够大量共存，加少量二氧化碳后反应的离子方程式为2NH3·H2O＋CO2===2NHeq \\al(＋,4)＋H2O＋COeq \\al(2－,3)，错误；C项，H＋和NOeq \\al(－,3)大量共存时有氧化性，能够氧化Fe2＋，发生反应的离子方程式错误；D项，Na＋、Al3＋、Cl－能大量共存，加少量的澄清石灰水反应的离子方程式正确。
答案：D
4．(2019·黑龙江大庆模拟)下列解释事实的方程式正确的是( )
A．向Ba(OH)2溶液中逐滴加入NH4HSO4溶液至刚好沉淀完全：
Ba2＋＋OH－＋H＋＋SOeq \\al(2－,4)===BaSO4↓＋H2O
B．测得0.1 ml/L明矾水溶液pH