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第3讲 离子反应的应用
离子共存
1．离子共存的含义
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。离子共存问题是离子反应条件和本质的最直接应用。
2．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 溶液颜色 (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CO3、SO3、S、CH3COO等)均不能大量存在； ②在强碱性溶液中，H及弱碱阳离子(如NH4、Al、Fe等)均不能大量存在； ③酸式弱酸根离子(如HCO3、HSO3、HS等)在强酸性或强碱性溶液中均不能大量存在。 (3)三特殊——三种特殊情况
①AlO2与HCO3不能大量共存：AlO2＋HCO3＋H2O===Al(OH)3↓＋CO3；
②“NO3＋H”组合具有强氧化性，能与S、Fe、I、SO3等还原性的离子因发生氧化还原反应而不能大量共存；
③NH4与CH3COO、CO3，Mg与HCO3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，它们在溶液中能大量共存。
(4)四反应——四种反应类型
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Ba与SO4，NH4与OH，H与CH3COO等；
②氧化还原反应，如Fe与I、S，NO3(H)与Fe，MnO4(H)与Br等；
③相互促进的水解反应，如Al与HCO3、CO3、S、HS、AlO2；Fe与HCO3、CO3等； ④络合反应，如Fe与SCN等。
1．水溶液中能大量共存的一组离子是( ) A．NH4、Ba、Br、CO3
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3＋
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Cu 蓝色 2＋Fe 棕黄色 3＋Fe 浅绿色 2＋MnO4 紫红色 －B．Cl、SO3、Fe、H C．K、Na、SO4、MnO4 D．Na、H、NO3、HCO3
解析：选C。A.Ba与CO3能反应生成BaCO3沉淀，不能大量共存。B.SO3与H能反应生成SO2和H2O，SO3与Fe能生成沉淀FeSO3，不能大量共存。C.离子之间不反应，可以大量共存。D.H与HCO3能反应生成CO2和H2O，不能大量共存。
2．常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( ) A．能溶解氧化铝的溶液中：K、NH4、HCO3、NO3 B．c(OH)为1×10
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2＋2＋
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－2－2＋＋
mol·L的溶液中：Na、Al、I、SiO3
＋
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－1＋3＋－2－
C．滴入酚酞显红色的溶液中：Na、AlO2、SO4、Cl D．含有KNO3的溶液中：Fe、H、Cl、SO4
解析：选C。能溶解氧化铝的溶液可能是强酸性溶液或强碱性溶液，HCO3在强酸性和强碱性溶液中都不能大量存在，NH4在强碱性溶液中不能大量存在，A项错误；c(OH)为1×10
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2－＋
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－12
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＋
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2－
mol·L的溶液为酸性溶液，SiO3不能大量存在，B项错误；滴入酚酞显红色的溶液是碱性溶液，各离子可以大量共存，C项正确；H、NO3和Fe因能发生氧化还原反应而不能大量共存，D项错误。
3．制备(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的实验中，需对过滤出产品的母液(pH<1)进行处理。室温下，分别取母液并向其中加入指定物质，反应后的溶液中主要存在的一组离子正确的是( )
A．通入过量Cl2：Fe、H、NH4、Cl、SO4 B．加入少量NaClO溶液：NH4、Fe、H、SO4、ClO C．加入过量NaOH溶液：Na、Fe、NH4、SO4、OH
D．加入过量NaClO和NaOH的混合溶液：Na、SO4、Cl、ClO、OH
解析：选D。A项，Cl2会氧化Fe，错误；B项，ClO会氧化Fe，且H会与ClO结合成弱电解质HClO，错误；C项，OH会与Fe反应生成Fe(OH)2沉淀，OH也会与NH4反应生成NH3·H2O，错误；D项，加入过量的ClO会氧化Fe生成Fe和Cl，过量的OH会除去Fe和NH4，最终溶液中含Na、Cl和SO4，而ClO和OH均是过量的，正确。
判断离子共存的步骤
第一步 “细审题干关键点”
(1)注意“一定大量共存”“可能大量共存”还是“不能大量共存”等关键点。 (2)注意“透明溶液”意味着无难溶物和微溶物，但并不意味着溶液无色。 第二步 “分析限制条件” (1)常见表示溶液呈酸性的表述
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2＋
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①常温下，pH＝1的溶液；②使pH试纸变红的溶液；③使甲基橙呈红色的溶液；④与镁粉反应放出氢气的溶液；
⑤c(OH)＝1×10
－
－14
mol·L的溶液。
－1
(2)常见表示溶液呈碱性的表述
①常温下，pH＝14的溶液；②使pH试纸变蓝的溶液；③使酚酞试液变红的溶液；④c(H
＋
)＝1×10
－14
mol·L的溶液。
－1
(3)常见表示溶液既可能呈酸性也可能呈碱性的表述
①与铝粉反应放出氢气的溶液；②常温下，水电离出的c(OH)＝1×10液；③与NH4HCO3反应能产生气体的溶液。
(4)无色溶液：不含有Cu、Fe、Fe、MnO4等。 第三步 “抓住反应发生条件”
(1)生成气体、沉淀、弱电解质的复分解反应。 (2)特别注意氧化还原反应。 (3)熟记相互促进的水解反应。
离子检验和推断[学生用书P13]
1．熟记常见离子的性质
氧化性 还原性 水解显酸性 水解显碱性 两性离子 －2－2＋
3＋
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－12
mol·L的溶
－1
ClO、MnO4、NO3(H)、Fe、Cr2O7 S(HS)、SO3(HSO3)、I、Br、Cl、Fe NH4、Mg、Al、Cu、Fe、Fe AlO2、S、SO3、CO3、SiO3、ClO、CH3COO HCO3、HS、HSO3、HPO4、H2PO4 －－－2－－2－2－2－2－－－＋2＋3＋2＋2＋3＋－2－－－－－2＋－－－＋3＋2－注意：“两性离子”指既能与强酸反应又能与强碱反应的离子，一般为多元弱酸的酸式酸根离子。
2．常见溶液酸、碱性的判断 (1)酸性溶液
pH＜7(常温)；能使pH试纸呈红色的溶液；能使甲基橙呈红色或橙色的溶液；能使石蕊试液呈红色的溶液。
(2)碱性溶液
pH＞7(常温)；能使pH试纸呈蓝色的溶液；能使石蕊试液呈蓝色的溶液；能使酚酞试液呈红色的溶液。
(3)呈酸性或碱性的溶液
和Al反应放出H2的溶液(HNO3除外)；能使甲基橙呈黄色的溶液；c水(H)或 c水(OH)等
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＋
－
于10 mol/L(a＞7)的溶液。
3．常见离子检验“三法” 方法 离子 试剂 现象 白色沉淀 Cl、Br、I －－－－a注意 AgNO3和HNO3 (AgCl)、淡黄色沉淀(AgBr)、黄色沉淀(AgI) SO4 沉淀法 Fe Fe Al 3＋3＋2＋2－稀HCl和BaCl2 白色沉淀 白色沉淀→灰绿色→ 红褐色沉淀 红褐色沉淀 白色沉淀→沉淀溶解 产生刺激性 气体，使试 纸变蓝 先用足量 HCl酸化 Zn也 有此现象 反应要 加热 HCO3、 －2＋NaOH溶液 NaOH溶液 NaOH溶液 浓NaOH溶 NH ＋4液和湿润的 红色石蕊试纸 气体法 CO3 2－稀盐酸和 石灰水 石灰水变浑浊 SO3、 HSO3也 有此现象 －2－SO 2－3稀H2SO4和 品红溶液 氯水(少量)和CCl4 KSCN溶液，再滴氯水 KSCN溶液 苯酚溶液 品红溶 液褪色 下层为紫色 先是无变化，滴氯水后 变红色 红色 紫色 I － 显色法 Fe 2＋ Fe 3＋ - 4 -
火焰为黄色(Na)、浅Na、K ＋＋＋要透过蓝 色钴玻璃 观察K的焰色 ＋铂丝和HCl 紫 色(K) ＋
1．(2018·浙江4月选考，T25)某绿色溶液A含有H、Na、Mg、Fe、Cu、SO4、Cl
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、CO3和HCO3离子中的若干种，取该溶液进行如下实验(已知Ag2SO4微溶于水，可溶于酸)： ①向溶液中滴加Ba(OH)2溶液，过滤，得到不溶于酸的白色沉淀和绿色滤液B； ②取滤液B，先用HNO3酸化，再滴加0.001 mol·L AgNO3 溶液，有白色沉淀生成。 下列说法不正确的是( )
A．溶液A中一定存在H、SO4和Cl
B．溶液A中不存在Mg、CO3和HCO3，不能确定Na的存在 C．第②步生成的白色沉淀中只有AgCl，没有Ag2CO3
D．溶液A中存在Fe与Cu中的一种或两种，且可以用NaOH溶液判断 答案：B
2．某溶液可能含有Cl、SO4、CO3、NH4、Fe、Al和K。取该溶液100 mL，加入过
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量NaOH溶液，加热，得到0.02 mol气体，同时产生红褐色沉淀；过滤，洗涤，灼烧，得到1.6 g固体；向上述滤液中加足量BaCl2溶液，得到4.66 g不溶于盐酸的沉淀。由此可知原溶液中( )
A．至少存在5种离子
B．Cl一定存在，且c(Cl)≥0.4 mol/L C．SO4、NH4一定存在，Cl可能不存在 D．CO3、Al一定不存在，K可能存在
解析：选B。根据加入过量NaOH溶液并加热，得到0.02 mol气体，说明该溶液中有NH4，为0.02 mol，同时产生红褐色沉淀，说明该溶液中有Fe，为0.02 mol，可知该溶液中没有CO3。根据得到不溶于盐酸的4.66 g沉淀，说明该溶液中有SO4，且为 0.02 mol，则根据溶液呈电中性原则可知溶液中一定有Cl，至少有0.04 mol，B正确。
3．(2017·浙江4月选考，T25)某固体混合物中可能含有：K、Na、Cl、CO3、SO4等离子，将该固体溶解所得到的溶液进行了如下实验：
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下列说法正确的是( ) A．该混合物一定是K2CO3和NaCl
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(浙江选考)2020版高考化学二轮复习专题三第3讲离子反应的应用教案
