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高考化学考点全复习——考点04《离子反应》精选题(含解析)(全国通用)
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考点4 离子反应
本考点内容为离子方程式的书写及正误判断、溶液中的离子共存是每年高考的热点,高考再现率为100%。在高考试题中,大多以选择题形式呈现,但增加了限制条件和隐含条件,基本每一个选项都会有干扰,并且加大氧化还原反应的考察,甚至与有机物中的官能团性质结合,综合程度大大增加,区分度加大。主观题中,离子方程式的书写也已经穿插到工业流程题、实验题之中,以社会生活中的热点问题为切入点,以新知识介绍为载体,一般都会涉及一到两个离子反应方程式的书写等问题,查学生用离子反应、离子方程式的知识去分析、解释、处理新问题的能力。
预计2023年将更加注重教材中常见的离子方程式和信息型离子方程式的书写;对离子推断也需密切关注。陌生的离子方程式包括两种类型:一是氧化还原型,书写时注意按照电子守恒→电荷守恒→原子守恒的顺序配平;二是非氧化还原反应型,书写时依据题目提供的信息,判断出反应物和生成物,再根据电荷守恒和原子守恒配平。
一、离子反应与离子方程式
二、离子共存
离子反应与离子方程式
1.离子反应
有离子参加或有离子生成的反应统称为离子反应。
2.离子方程式
(1)概念:用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。
(2)意义:离子方程式不仅可以表示某一个具体的化学反应,还可以表示同一类型的离子反应。
3.离子方程式书写的基本方法(以CaCO3溶于盐酸为例)
4.书写离子方程式应注意的问题
(1)易溶、易电离的物质(可溶性强电解质,包括强酸、强碱、可溶性盐)以实际参加反应的离子符号表示;非电解质、弱电解质、难溶物、气体、单质、氧化物均用化学式表示。
(2)书写离子方程式时,浓硫酸不能拆写成离子形式,而浓硝酸、浓盐酸要拆写成离子形式。
(3)多元弱酸的酸式酸根不能拆写成离子形式,如NaHCO3不能拆写成“Na++H++CO”。
(4)氨水作为反应物写为NH3·H2O;作为生成物,若有加热条件或浓度很大时,写为“NH3↑+H2O”。
(5)拆写时,微溶物的澄清溶液要写成离子形式;呈浑浊状态或沉淀时要写成化学式,如澄清石灰水表示为“Ca2++2OH-”,而石灰乳表示为“Ca(OH)2”。
(6)盐类水解的离子方程式不要忘记“”。
5.强化记忆盐、碱溶解性
钾、钠、铵盐、硝酸盐都易溶;
硫酸盐不溶铅和钡;盐酸盐不溶银亚汞;
微溶物有四种;强碱都易溶,Ca(OH)2是微溶。
说明 (1)四种微溶物是指Ag2SO4、CaSO4、MgCO3、Ca(OH)2。(2)AgCl、AgBr、AgI、BaSO4及微溶的CaSO4、Ag2SO4都难溶于稀强酸。
6.与“量”有关的离子方程式的书写技巧
(1)多元弱酸盐与强酸反应时,应注意反应物的用量。如在Na2CO3溶液中滴加少量盐酸,离子方程式为CO+H+===HCO;若盐酸过量,离子方程式为CO+2H+===CO2↑+H2O。
(2)CO2(或SO2)与强碱溶液反应时,应注意CO2(或SO2)是否过量。一般地,若CO2(或SO2)少量,产物为碳酸盐(或亚硫酸盐),若CO2(或SO2)过量,产物为碳酸氢盐(或亚硫酸氢盐)。如将少量CO2气体通入澄清石灰水中,离子方程式为CO2+Ca2++2OH-===CaCO3↓+H2O;若通入过量的CO2,离子方程式为CO2+OH-===HCO。
(3)酸式盐与碱反应时,应注意物质之间“量”的关系。如NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液的反应,NaHCO3溶液与Ca(OH)2溶液的反应,Ca(HCO3)2溶液与NaOH溶液的反应等。
(4)同一氧化剂(或还原剂)可能与多种还原剂(或氧化剂)反应,应注意离子反应顺序。如将少量的Cl2通入到FeBr2溶液中,离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-;若Cl2过量,则离子方程式为2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-。解此类题应抓住三点:①确定氧化剂或还原剂强弱顺序。如还原性I->Fe2+>Br->Cl-,氧化性Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+等。②根据强弱规律,判断反应顺序。同一氧化剂与多种还原剂反应,还原性强的还原剂优先发生反应;同一还原剂与多种氧化剂反应,氧化性强的氧化剂优先发生反应
6.判断离子反应顺序的方法
(1)氧化还原型离子反应——强者优先
同一氧化剂(或还原剂)可能与多种还原剂(或氧化剂)反应,其中还原性(或氧化性)最强的还原剂(或氧化剂)最先反应,反应完全后由强到弱依次进行。
(2)复分解型离子反应——最稳定生成物优先
采用“假设验证法”:假设某种离子先反应,若生成产物与其他成分能共存,则该离子优先反应,否则该离子不能优先反应。如向含有Al3+、NH4+、H+溶液中逐滴加入NaOH溶液,OH-按H+→Al3+→NH4+→Al(OH)3顺序依次反应。
7.与“量”有关的离子方程式的书写技巧
多组离子反应,且反应比例不协调的离子方程式的书写——“少定多变”法
(1)“少定”就是把相对量较少的物质定为“1 mol”,若少量物质有两种或两种以上离子参加反应,则参加反应的离子的物质的量之比与组成比相符。
(2)“多变”是把过量反应物离子的化学计量数根据反应实际需求量来确定,不受化学式中的比例制约,是可变的。
【小试牛刀】
请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)Na2O2固体与水反应:2O+2H2O===4OH-+O2↑( )
(2)Mg(OH)2和稀盐酸的反应:OH-+H+===H2O( )
(3)向FeCl2溶液中通入Cl2:Fe2++Cl2===Fe3++2Cl-( )
(4)向水中加入一小块钠:Na+2H2O===Na++2OH-+H2↑( )
(5)向稀硝酸中加入铜片:Cu+2H++NO===Cu2++NO↑+H2O( )
(6)MnO2和浓盐酸混合加热:MnO2+4H++2Cl-Mn2++2H2O+Cl2↑( )
(7)酸性溶液中KIO3与KI反应生成I2:IO+I-+6H+===I2+3H2O( )
(8)用过氧化氢从酸化的海带灰浸出液中提取碘:2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O( )
(9)将Na投入到CuSO4溶液中:2Na+Cu2+===2Na++Cu(×)
(10)向NaClO溶液中通入少量SO2:2ClO-+SO2+H2O===2HClO+SO( )
(11)向FeBr2溶液中通入等量Cl2:2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-( )
(12)向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2:ClO-+H2O+CO2===HClO+HCO( )
(13)少量SO2和NaOH反应:SO2+OH-===HSO( )
(14)向Na2CO3溶液中滴入少量盐酸:CO+2H+===H2O+CO2↑( )
(15)少量Ca(OH)2和NaHCO3溶液反应:Ca2++OH-+HCO===CaCO3↓+H2O( )
【典例】
例1 (2022•湖南选择性考试)下列离子方程式正确的是( )
A.Cl2通入冷的 NaOH溶液:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
B.用醋酸和淀粉溶液检验加碘盐中的IO3-:IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O
C.FeSO4溶液中加入H2O2产生沉淀:2Fe2++ H2O2+4H2O=2Fe(OH)3↓+4H+
D.NaHCO3溶液与少量的Ba(OH)2溶液混合:HCO3-+Ba2++OH-=BaCO3↓+H2O
【答案】AC
【解析】A项,Cl2通入冷的 NaOH溶液中发生反应生成氯化钠和次氯酸钠,该反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,A正确;B项,用醋酸和淀粉-KI溶液检验加碘盐中的IO3-的原理是IO3-在酸性条件下与I-发生归中反应生成I2而遇淀粉变蓝,由于醋酸是弱酸,在离子方程式中不能用H+表示,因此B不正确;C项,H2O2具有较强的氧化性,FeSO4溶液中加入H2O2产生的沉淀是氢氧化铁,该反应的离子方程式为2Fe2++ H2O2+4H2O=2Fe(OH)3↓+4H+,C正确;D项,NaHCO3溶液与少量的Ba(OH)2溶液混合后发生反应生成碳酸钡沉淀、碳酸钠和水,NaHCO3过量,Ba(OH)2全部参加反应,因此该反应的离子方程式为2HCO3-+Ba2++2OH-=BaCO3↓+CO32-+2H2O,D不正确;故选AC。
例2 (2021•湖南选择性考试)对下列粒子组在溶液中能否大量共存的判断和分析均正确的是( )
粒子组
判断和分析
A
Na+、Al3+、Cl﹣、NH3•H2O
不能大量共存,因发生反应:Al3++4NH3•H2O═AlO2﹣+4NH4++2H2O
B
H+、K+、S2O32﹣、SO42﹣
不能大量共存,因发生反应:2H++S2O32﹣═S↓+SO2↑+H2O
C
Na+、Fe3+、SO42﹣、H2O2
能大量共存,粒子间不反应
D
H+、Na+、Cl﹣、MnO4﹣
能大量共存,粒子间不反应
【答案】B
【解析】A项,Na+、Al3+、Cl﹣、NH3•H2O不能大量共存,因为发生反应Al3++3NH3•H2O═Al(OH)3↓+3NH4+,A项判断正确,分析错误,故A错误;B项,H+、K+、S2O32﹣、SO42﹣不能大量共存,因发生反应:2H++S2O32﹣═S↓+SO2↑+H2O,B项判断正确,分析正确,故B正确;C项,Na+、Fe3+、SO42﹣、H2O2粒子中,Fe3+可以作为H2O2分解的催化剂,C项判断错误,故C错误;D项,酸性条件下,MnO4﹣具有强氧化性,可以氧化Cl﹣,D项判断错误,故D错误;故选B。
【对点提升】
对点1 下列离子方程式书写正确的是( )
A.FeCl3溶液和Cu混合:FeCl3+Cu = Fe2++Cu2+ +3Cl-
B.甲醛溶液中加入足量的银氨溶液并加热:HCHO+2[Ag(NH3)2]++2OH﹣ HCOO-+NH4++2Ag↓+3NH3+H2O
C.碳酸氢钠的水解方程式:HCO3-+H2OCO32-+H3O+
D.Ca(HCO3)2溶液中加入过量氨水:Ca2++2HCO3-+2NH3•H2O=CaCO3↓+2H2O+2NH4++CO32-
对点2 下列离子方程式的书写及评价均合理的是( )
选项
离子方程式
评价
A
将2 mol Cl2通入到含1 mol FeI2的溶液中:2Fe2++2I-+2Cl2===2Fe3++4Cl-+I2
正确;Cl2过量,可将Fe2+、I-均氧化
B
Mg(HCO3)2溶液与足量的NaOH溶液反应:Mg2++HCO+OH-===MgCO3↓+H2O
正确;酸式盐与碱反应生成正盐和水
C
过量SO2通入到NaClO溶液中:SO2+H2O+ClO-===HClO+HSO
正确;说明酸性:H2SO3强于HClO
D
1 mol/L的NaAlO2溶液和2.5 mol/L的HCl溶液等体积互相均匀混合:2AlO+5H+===Al3++Al(OH)3↓+H2O
正确;AlO与Al(OH)3消耗的H+的物质的量之比为2∶3
【巧学妙记】
1.离子方程式正误判断的四项要求
2.离子方程式正误判断的思维流程
离子共存
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:
离子
Cu2+
Fe3+
Fe2+
MnO
溶液颜色
蓝色
棕黄色
浅绿色
紫红色
(2)二性——溶液的酸碱性
①在强酸性溶液中,OH-及弱酸根阴离子(如CO、SO、S2-、CH3COO-等)不能大量存在。
②在强碱性溶液中,H+及弱碱阳离子(如NH、Al3+、Fe3+等)不能大量存在
(3)三特殊——三种特殊情况:
①[Al(OH)4]-与HCO不能大量共存:[Al(OH)4]-+HCO===Al(OH)3↓+CO+H2O。
②“NO+H+”组合具有强氧化性,能与S2-、Fe2+、I-、SO等还原性的离子发生氧化还原反应而不能大量共存。
③NH与CH3COO-、CO,Mg2+与HCO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SO,NH与OH-,H+与CH3COO-等。
②氧化还原反应:如Fe3+与I-、S2-,NO(H+)与Fe2+等。
③相互促进的水解反应:如Al3+与CO、HCO或[Al(OH)4]-等。
④络合反应:如Fe3+与SCN-等。
【小试牛刀】
请判断下列溶液中的离子能不能大量共存(能的打“√”,不能的打“×”)
(1)无色溶液中可能大量存在Al3+、NH、Cl-、S2-( )
(2)酸性溶液中可能大量存在Na+、ClO-、SO、I-( )
(3)弱碱性溶液中可能大量存在Na+、K+、Cl-、HCO( ) √
(4)中性溶液中可能大量存在Fe3+、K+、Cl-、SO( )
(5)=1×10-13 mol·L-1的溶液中:NH、Ca2+、Cl-、NO( )
(6)与Al反应能放出H2的溶液中:Fe2+、K+、NO、SO( )
(7)水电离的c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液中:K+、Na+、[Al(OH)4]-、CO( )
(8)使甲基橙变红的溶液中:Na+、Mg2+、SO、[Al(OH)4]-( )
(9)水电离产生的c(H+)=10-13 mol·L-1的溶液中:K+、Ca2+、NO、HCO( )
(9)=1×1012的溶液中:NH、Na+、CO、SiO( )
(10)pH=14的溶液中:Na+、[Al(OH)4]-、SO、Cl-( )
(11)澄清透明的溶液中:Fe3+、Mg2+、Br-、Cl-( )
(12)使酚酞变红色的溶液中:Na+、Al3+、SO、Cl-( )
【典例】
例1 (2018·江苏卷)室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.0.1 mol·L-1 KI溶液:Na+、K+、ClO-、OH-
B.0.1 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液:Cu2+、NH、NO、SO
C.0.1 mol·L-1 HCl溶液:Ba2+、K+、CH3COO-、NO
D.0.1 mol·L-1 NaOH溶液:Mg2+、Na+、SO、HCO
【答案】B
【解析】B项,各离子可以大量共存;A项,ClO-有氧化性,能将I-氧化为I2,不能大量共存;C项,CH3COOH为弱电解质,CH3COO-与H+不能大量共存;D项,OH-与Mg2+、HCO均不能大量共存。
例2 (2017·江苏卷)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:Fe3+、Mg2+、SCN-、Cl-
B.=1×10-12的溶液中:K+、Na+、CO、NO
C.c(Fe2+)=1 mol·L-1的溶液中:K+、NH、MnO、SO
D.能使甲基橙变红的溶液中:Na+、NH、SO、HCO
【答案】B
【解析】A项,无色溶液中,有色离子(Fe3+)不能大量存在,且Fe3+与SCN-不能大量共存;B项,溶液呈碱性,四种离子能大量存在;C项,Fe2+与MnO发生氧化还原反应而不能大量共存;D项,溶液呈酸性(pH H2CO3,NaHCO3+ H2C2O4=NaHC2O4+CO2↑+H2O
C.H2C2O4具有还原性,2 MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+ 8H2O
D.H2C2O4可发生酯化反应,HOOCCOOH+2C2H5OHC2H5OOCCOOC2H5+2H2O
19.【2019•江苏卷】下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A.室温下用稀NaOH溶液吸收Cl2:Cl2+2OH−=ClO−+Cl−+H2O
B.用铝粉和NaOH溶液反应制取少量H2:Al+2OH−= Al O2-+H2↑
C.室温下用稀HNO3溶解铜:Cu+2NO3-+2H+=Cu2++2NO2↑+H2O
D.向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸:Na2SiO3+2H+=H2SiO3↓+2Na+
20.【2019•天津卷】下列离子方程式能用来解释相应实验现象的是( )
实验现象
离子方程式
A
向氢氧化镁悬浊液中滴加氯化铵溶液,沉淀溶解
Mg(OH)2+2NH4+= Mg2++2 NH3·H2O
B
向沸水中滴加饱和氯化铁溶液得到红褐色液体
Fe3++3H2O=2Fe(OH)3↓+3H+
C
二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色
3SO2+2MnO4-+4H+=2Mn2++3SO42-+3H2O
D
氧化亚铁溶于稀硝酸
FeO+2H+=2Fe2++H2O
21.【2018•北京卷】下列化学用语对事实的表述不正确的是( )
A.硬脂酸与乙醇的酯化反应:C17H35COOH+C2H518OHC17H35COOC2H5+H218O
B.常温时,0.1 mol·L-1氨水的pH=11.1:NH3·H2ONH4++OH−
C.由Na和C1形成离子键的过程:
D.电解精炼铜的阴极反应:Cu2+ +2e−=Cu
22.【2018•江苏卷】下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A.饱和Na2CO3溶液与CaSO4固体反应:CO32−+CaSO4CaCO3+SO42−
B.酸化NaIO3和NaI的混合溶液:I− +IO3−+6H+=I2+3H2O
C.KClO碱性溶液与Fe(OH)3反应:3ClO−+2Fe(OH)3=2FeO42−+3Cl−+4H++H2O
D.电解饱和食盐水:2Cl−+2H+Cl2↑+ H2↑
23.【2018•江苏卷】室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.0.1 mol·L−1KI 溶液:Na+、K+、ClO− 、OH−
B.0.1 mol·L−1Fe2(SO4)3溶液:Cu2+、NH4+ 、NO3−、SO42−
C.0.1 mol·L−1HCl 溶液:Ba2+、K+、CH3COO−、NO3−
D.0.1 mol·L−1NaOH溶液:Mg2+、Na+、SO42−、HCO3−
24.【2019•江苏卷】室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.0.1 mol·L−1NaOH溶液:Na+、K+、CO32-、AlO2-
B.0.1 mol·L−1FeCl2溶液:K+、Mg2+、SO42-、MnO4-
C.0.1 mol·L−1K2CO3溶液:Na+、Ba2+、Cl−、OH−
D.0.1 mol·L−1H2SO4溶液:K+、NH4+、NO3-、HSO3-
25.【2019•新课标Ⅲ卷】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NO3-、SO42-、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
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