1、专题四 离子反应 高频考点导悟考点一 离子方程式的书写及正误判断典例 1 能正确表示下列反应的离子方程式的是_。A将铜屑加入 Fe3溶液中：2Fe3Cu=2Fe2Cu2B将磁性氧化铁溶于盐酸：Fe3O48H=3Fe34H2OC将氧化亚铁溶液和稀硝酸混合：Fe24HNO3=Fe32H2ONOD将铁粉加入稀硫酸中：2Fe6H=2Fe33H2E向明矾溶液中加入过量的氢氧化钡溶液：Al32SO24 2Ba24OH=2BaSO4AlO2 2H2OF向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸：Fe(OH)22H=Fe22H2OG向磷酸二氢铵溶液中加入足量的氢氧化钠溶液：NH+4 OH=NH3H2O答案 AE解析 A正
2、确，符合3个守恒；B错误，电荷不守恒，Fe3O4中Fe有两种价态，正确的离子方程式应该为Fe3O48H=2Fe3Fe24H2O；C错误，得失电子不守恒，电荷不守恒，正确的应为3Fe2NO3 4H=3Fe3NO2H2O；D错误，不符合客观实际，反应后铁只能生成Fe2；E项正确，氢氧化钡溶液过量，Al3转化为AlO2，SO24 完全转化为沉淀；F不符合客观事实，错误，硝酸有强氧化性，可将Fe2氧化为Fe3，稀硝酸被还原为NO；G项错误，在磷酸二氢铵中加入足量的氢氧化钠，磷酸二氢根离子中的氢将被中和。规律总结离子方程式的书写及正误判断应注意的问题：1强酸、强碱和易溶于水的盐改写成形式，难溶物质、难电
3、离物质、易挥发物质、单质、氧化物、非电解质等均写。离子化学式2微溶物作为反应物，若是澄清溶液写符号，若是悬浊液写；微溶物作为生成物，一般写化学式(标号)。如澄清石灰水加盐酸的离子方程式为。3氨水作为反应物写 NH3H2O；作为生成物，若有加热条件或浓度很大时，可写 NH3(标号)。4未处于自由移动离子状态的反应不能写离子方程式，如铜和浓硫酸，氯化铵固体和氢氧化钙固体，Cl2 与石灰乳反应等。5离子方程式要做到原子个数守恒、电荷守恒、得失电子守恒。离子化学式OHH=H2O6操作顺序或反应物相对量不同时离子方程式不同。如Ca(OH)2 中通入少量 CO2，离子方程式为；Ca(OH)2 中通入过量C
4、O2，离子方程式为。7多元弱酸酸式酸根离子，在离子方程式中不能拆开写。如HCO3 不能写成 H和 CO23。Ca22OHCO2=CaCO3H2OOHCO2=HCO3命题猜想1 表中评价合理的是()选项化学反应及离子方程式评价A锌片插入硝酸银溶液中：ZnAg=Zn2Ag正确B将碳酸氢钙溶液加入醋酸中：Ca(HCO3)22CH3COOHCa22CH3COO2CO22H2O错误，碳酸氢钙应写成离子形式C向硫酸铵溶液中加入氢氧化钡溶液：Ba2SO24=BaSO4正确DFeBr2溶液与等物质的量的Cl2反应：2Fe22Br2Cl2=2Fe34ClBr2错误，Fe2与Br的化学计量数之比应为12 解析 A
5、中电荷不守恒，正确的离子方程式：Zn2Ag=Zn22Ag，评价错误；B中Ca(HCO3)2为可溶性强电解质，应拆成离子形式，正确的离子方程式：HCO3 CH3COOH=CH3COOCO2H2O，评价正确；C中应同时生成一水合氨，评价错误；D中氯气先氧化Fe2，然后再氧化Br，离子方程式正确，评价错误。答案 B考点二 离子能否大量共存的判断典例 2 常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是()ApH1 的溶液中：Fe2、NO3、SO24、NaB由水电离出的 c(H)11014molL1 的溶液中：Ca2、K、Cl、HCO3Cc(H)/c(OH)1012 的溶液中：NH+4、Al3、NO3、
6、ClDc(Fe3)0.1 molL1 的溶液中：K、ClO、SO24、SCN解析 A项，pH1的溶液中含有大量H，大量H存在时，NO3 能将Fe2氧化，A项离子不能大量共存；B项，水电离出的c(H)11014 molL1，水的电离受到抑制，可能是酸性溶液也可能是碱性溶液，HCO3 既能与H反应，又能与OH反应，B项离子不能大量共存；C项，c(H)/c(OH)1012为强酸性溶液，NH+4、Al3、NO3、Cl与H相互之间不反应，C项离子可以大量共存；D项，Fe3与SCN发生络合反应，D项离子不能大量共存。答案 C知识归纳1离子共存的限制条件限制条件不能大量存在的离子Fe3OH、SCN、CO23
7、、HCO3、AlO2、I、S2、HS、SO23Ca2CO23、SO24、OH当已大量存在某离子时ClOH、强还原性离子(I、S2、SO23 等)无色溶液有色的离子不能大量存在。如MnO4(紫色)、Cu2(蓝色)、Fe3(黄色)、Fe2(浅绿色)当溶液呈强碱性时H、弱碱阳离子(如Al3、Cu2、Fe3、Mg2、NH+4等)、弱酸的酸式酸根(如HCO3、HSO3、HS、H2PO4、HPO24 等)当溶液呈强酸性时OH、弱酸根(如 S2、SO23、S2O23、CO23、CH3COO、ClO、F等)、弱酸的酸式酸根(如 HCO3、HSO3、HS、H2PO4、HPO24 等)常温下，c(H)c(OH)1
8、012 的溶液由 c(H)c(OH)1014，可知溶液中c(OH)0.1 molL1，溶液呈较强碱性常温下 c(H)Kw的溶液可知溶液呈中性，则易水解的离子，如Fe3等不能大量存在 2.发生离子反应不能大量共存的几种情况反应类型不能大量共存的离子生成沉淀如Ba2与CO23、SO24、SO23；SiO23 与H不能大量共存生成气体H与CO23、HCO3、S2、SO23 等不能大量共存复分解反应生成弱电解质H与OH、ClO、F、CH3COO不能大量共存氧化还原反应Fe3能氧化S2、I等；MnO4、ClO在酸性、碱性、中性条件下都有强氧化性，能将I、Fe2、SO23 氧化盐的双水解Al3、Fe3与A
9、lO2、HCO3、CO23 等水解彻底不能大量共存络合反应Fe3与SCN、；Ag与NH3H2O命题猜想 2 在下列溶液中，各组离子一定能够大量共存的是()A使酚酞试液变红的溶液：Na、Cl、SO24、Fe3B使紫色石蕊试液变红的溶液：Fe2、Mg2、NO3、ClCc(H)1012 molL1 的溶液：K、Ba2、Cl、BrDNaHCO3 溶液：K、SO24、Cl、HC解析 A 中溶液能使酚酞试液呈红色，该溶液必定呈碱性，含有大量 OH，而 OH与 Fe3不能大量共存。B 中使紫色石蕊试液变红的溶液呈酸性，NO3 在酸性溶液中具有强氧化性，与 Fe2不能大量共存。c(H)1012 molL1 的
10、溶液呈碱性，在碱性溶液中，C 中离子均能大量共存。D 中 HCO3 与H不能大量共存。考点三 在工艺流程中的离子反应的综合应用典例 3 利用化学原理对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。(一)染料工业排放的废水中含有大量有毒的 NO2，可以在碱性条件下加入铝粉除去(加热处理后的废水会产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体)。除去 NO2 的离子方程式为_。(二)某工厂对制革工业污泥中 Cr()回收与再利用的工艺如下(硫酸浸取液中金属离子主要是 Cr3，其次是 Fe3、Fe2、Al3、Ca2、Mg2)：常温下部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的 pH 见下表：阳离子Fe3Fe2Mg2Al
11、3Ca2 Cr3开始沉淀时的pH1.97.04.7沉淀完全时的pH3.29.011.186.79(9溶解)(1)酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是_(至少写一条)。(2)调节 pH8 是为了除去_(填 Fe3、Al3、Ca2、Mg2)。(3)钠离子交换树脂的原理为 MnnNaRMRnnNa，被交换的杂质离子是_(填 Fe3、Al3、Ca2、Mg2)。(4)试配平氧化还原反应方程式：Na2Cr2O7SO2H2O=Cr(OH)(H2O)5SO4Na2SO4；每生成 1 mol Cr(OH)(H2O)5SO4 消耗 SO2 的物质的量为_。(三)印刷电路铜板腐蚀剂常用 FeCl3。腐蚀铜板后的混合
12、溶液中，若 Cu2、Fe3和 Fe2的浓度均为 0.10 molL1，请参照上表给出的数据和提供的药品，简述除去 CuCl2 溶液中 Fe3和 Fe2的实验步骤：_；_；过滤。(提供的药品：Cl2、浓 H2SO4、NaOH 溶液、CuO、Cu)。解析(一)在碱性条件下用铝粉还原 NO2，根据题意知 NO2 被还原的产物为 NH3H2O，铝元素被氧化成 AlO2，然后进行书写和配平。(二)先对污泥处理过程作整体分析，过滤的目的是除去污泥中的不溶性杂质，然后用 H2O2 将难以沉淀的 Fe2氧化成易沉淀的Fe3，在此过程中 Cr3被氧化成 Cr2O27。再通过调节 pH 至 8时，通过对照阳离子沉
13、淀 pH 表可知，此时 Fe3和 Al3完全沉淀，通过过滤后除去沉淀，溶液中还有 Cr3、Ca2、Mg2，其中的 Ca2、Mg2(从所给的离子中选择)通过钠离子交换树脂可以除去，最后用 SO2 还原 Cr2O27 得到最终的产物。还原时，每生成 1 mol Cr(OH)(H2O)5SO4 时转移电子的物质的量为 3 mol，需要 SO2 1.5 mol。答案(一)2AlOHNO2 2H2O=2AlO2 NH3H2O(二)(1)升高温度、搅拌、过滤后再向滤渣中加入硫酸(多次浸取)、适当延长浸取时间(只要答出任意一点即可，其他合理答案也可)(2)Fe3、Al3(3)Mg2、Ca2(4)1 3 11
14、 2 1 1.5 mol(三)通入足量氯气将 Fe2氧化成 Fe3 加入 CuO 调节溶液的 pH 至 3.24.7(三)欲除去 CuCl2 溶液中的 Fe3和 Fe2，必须先将 Fe2氧化成 Fe3，然后再通过调节 pH 至 3.24.7，可以将 Fe3转化成 Fe(OH)3 沉淀而除去。为了不引入新的杂质，氧化时用氯气，调节 pH 用 CuO。命题猜想 3 聚合硫酸铁又称聚铁，化学式为Fe2(OH)n(SO4)30.5nxH2Om，它是一种高效无机水处理剂，其制备原理是增大 Fe2(SO4)3 溶液的 pH，通过促进其水解而结晶析出。其制备原料主要是炼铁产生的炉渣，炉渣中主要含Fe2O3、
15、FeO、SiO2 等杂质。聚合硫酸铁生产的工艺流程如下：(1)搅 拌 加 热 操 作 过 程 中 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式 为_；_。(2)生产过程中操作 A 和操作 C 的名称均为_(操作 A和操作 C 均为简单操作)。(3)调节 pH 至 3.04.0 的目的是_。(4)为使得到的晶体较纯净，生产过程中加入的物质 B 可选用_(填序号)。ANaOH BFe(OH)3 C氨水 DFe2O3ENa2CO3(5)要 确 认 溶 液 X 中 除 Fe3 外 还 含 有 Fe2 ，应 选 用_(填序号)。AKSCN 溶液和新制氯水B铁粉和 KSCN 溶液C浓氨水D酸性 KMnO4 溶液
16、解析 读懂实验过程，明确每步所加试剂的作用及相应实验操作的目的是解答本题的关键。在炉渣中加入稀硫酸的目的是让稀硫酸与Fe2O3、FeO反应，生成Fe3、Fe2，再通过操作A(过滤)，将SiO2等杂质除去，得到溶液X溶质为FeSO4，Fe2(SO4)3，然后通入适量的空气，利用氧气将Fe2氧化成Fe3。由于加入的硫酸是过量的，故需再加入Fe(OH)3或Fe2O3消耗多余的硫酸，最后，通过调节溶液pH的方法，促进Fe3水解，使结晶析出，得到聚合硫酸铁。检验溶液中的Fe2，可根据Fe2具有还原性，能被酸性高锰酸钾溶液氧化，从而使酸性高锰酸钾溶液的紫色褪去。答案(1)Fe2O36H=2Fe33H2O
17、FeO2H=Fe2H2O(2)过滤(3)增大溶液的 pH，促进 Fe3的水解，使结晶析出(4)BD(5)D高考模拟导练1(2010江苏，3)下列离子方程式表达正确的是()A用惰性电极电解熔融氯化钠：2Cl2H2O=电解 Cl2H22OHB用氢氧化钠溶液除去铝表面的氧化膜：Al2O32OH=2AlO2 H2OC用稀氢氧化钠溶液吸收二氧化氮：2OH2NO2=NO3 NOH2OD用食醋除去水瓶中的水垢：CO23 2CH3COOH=2CH3COOCO2H2O解析 电解熔融氯化钠，没有水参加反应，A 错误；铝表面的氧化膜 Al2O3 能溶于强碱 NaOH 溶液中，生成 NaAlO2，B正确；C 项中反应
18、前后电荷不守恒，错误；水垢中的成分之一 CaCO3 难溶于水，在离子方程式中不能拆分为离子形式，D 错误。答案 B2(2010北京理综，10)下列解释实验事实的方程式不准确的是()A0.1 molL1 CH3COOH 溶液的 pH1CH3CH3COOHB“NO2 球”浸泡在冷水中，颜色变浅：2NO2(g)N2O4(g)H0(红棕色)(无色)C铁溶于稀硝酸，溶液变黄：3Fe8H2NO3=3Fe22NO4H2OD向 Na2CO3 溶液中滴入酚酞溶液，溶液变红：CO23 H23 OH解析 本题考查方程式的正误判断，意在考查考生运用化学原理分析实验事实的能力。0.1 molL1 CH3COOH 溶液的
19、 pH1，则 c(H)0.1 molL1，说明醋酸没有完全电离，存在电离平衡：CH33COOH，A 项正确；“NO2球”浸泡在冷水中，温度降低，平衡 2NO2N2O4(g)向正反应方向移动，颜色变浅，B 项正确；铁溶于稀硝酸，溶液变黄，说明 Fe 被氧化为 Fe3：Fe4HNO3=Fe3NO2H2O，C 项错误；Na2CO3 溶液中由于 CO23 水解溶液显碱性，滴入酚酞溶液，溶液变红，D 项正确。答案 C3下列各组在溶液中的反应，不管反应物量的多少，都只能用同一个离子方程式来表示的是()AFeBr2和Cl2BBa(OH)2与H2SO4CHCl与Na2CO3DCa(HCO3)2与NaOH解析
20、A项中，Cl2少量只氧化Fe2，Cl2多量既能氧化Fe2，也能氧化Br；C项中，HCl少量时，反应为CO23 H=HCO3，HCl多量时，反应为CO 23 2H=H2OCO2；D项中，当NaOH少量时，反应为Ca2HCO3 OH=CaCO3H2O，NaOH多量时，反应为2OH2HCO3 Ca2=CaCO3CO23 2H2O。理解反应的实质是解题的关键，如HCl与Na2CO3反应是H与CO23 反应，且分步进行，首先HCO 23=HCO3，然后HCO3 H=CO2H2O，当HCl少量时，只发生第一步反应。又如Ca(HCO3)2与NaOH反应，首先，HCO3 OH=H2OCO23，然后，Ca2CO
21、23=CaCO3。当NaOH足量时，Ca(HCO3)2中HCO3 全部反应，离子方程式中Ca2与HCO3 的个数比应为12。答案 B4(2011新课标全国卷，12)能正确表示下列反应的离子方程式的为()A硫化亚铁溶于稀硝酸中：FeS2H=Fe2H2SBNH4HCO3 溶于过量的 NaOH 溶液中：HCO3 OH=CO23 H2OC 少 量 SO2 通 入 苯 酚 钠 溶 液 中：C6H5O SO2 H2O=C6H5OHHSO3D大理石溶于醋酸中：CaCO32CH3COOH=Ca22CH3COOCO2H2O解析 Fe2和 S2都具有还原性，可被硝酸氧化为 Fe3和SO2，A 错误。由于 NaOH
22、 过量，OH与 NH4 和 HCO3 都反应，正确的离子方程式为 NH4 HCO3 2OH=NH3H2OCO23 H2O，B 错误。少量 SO2 通入苯酚钠溶液中生成苯酚和亚硫酸钠，正确的离子方程式为 2C6H5OSO2H2O=2C6H5OHSO23，C 错误。CaCO3 是难溶物，醋酸是弱酸，均不拆写，醋酸钙是易溶于水的盐，拆写，D 项离子方程式正确。答案 D5(2010安徽理综，9)在 pH1 的溶液中，能大量共存的一组离子或分子是()AMg2、Na、ClO、NO3BAl3、NH+4、Br、ClCK、Cr2O27、CH3CHO、SO24DNa、K、SiO23、ClB6(2011四川理综，1
23、0)甲、乙、丙、丁四种易溶于水的物质，分别由 NH4、Ba2、Mg2、H、OH、Cl、HCO3、SO24中的不同阳离子和阴离子各一种组成。已知：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；0.1 molL1 乙溶液中 c(H)0.1 molL1；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 Ba2B乙溶液含有 SO24C丙溶液含有 ClD丁溶液含有 Mg2D解析 能与其他三种物质的溶液产生白色沉淀的只可能是Ba(OH)2，故甲为 Ba(OH)2；根据可知乙是 H2SO4；根据可知丙的阴离子是 Cl，甲与丙能产生白色沉淀，则
24、丙为MgCl2；丁为 NH4HCO3，所以 D 错误。7某无色溶液中含有：Na、Ba2、Cl、Br、SO 23、SO 24 中的一种或几种，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：步骤操作现象(1)用pH试纸检验溶液的pH大于7(2)向溶液中滴加氯水，再加入CCl4振荡，静置CCl4层呈橙色(3)向(2)所得的溶液中加入Ba(NO3)2溶液和稀HNO3有白色沉淀产生(4)过滤，向滤液中加入AgNO3溶液和稀HNO3有白色沉淀产生下列结论正确的是()A肯定含有的离子是B肯定没有的离子是C可能含有的离子是D不能确定的离子是答案 A解析 由(1)可知溶液显碱性，肯定有SO23，故肯
25、定没有Ba2，则肯定有Na，由(2)可知一定有Br，由(3)可确定有SO23，但无法确定是否有SO24，因为加入了氯水，所以无法确定是否有Cl。8某化工厂排放的污水中含有 Al3、Hg2、Fe3、Cu2四种离子，甲、乙、丙三位同学设计从污水中回收铜的方案如下：(1)以上实验方法能否得到纯铜(填“能”或“不能”)：甲：_，乙：_，丙：_。(2)在 制 得 铜 的 方 案 中 会 导 致 环 境 污 染 的 一 步 操 作 是_，其原因是_。(3)在 制 得 铜 的 方 案 中，主 要 的 离 子 方 程 式 为_。解析 方案甲中实验后的滤渣中含 Hg(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2，它
26、们受热分解，不能得到纯净 CuO，故经后不能制得纯 Cu；方案乙：反应后的滤渣为 Fe、Hg、Cu，再经得到 Cu、Hg，经时汞挥发，Cu 变为 CuO，CuO 经得到 Cu；方案丙：经后的滤渣成分与乙相同，经后汞挥发，得到 Fe2O3、CuO 的混合物，用 H2 还原后得不到纯 Cu。答案(1)不能 能 不能(2)甲、乙中的与丙中的 加热时可产生汞蒸气会污染环境(应装一个“冷凝液化”回收装置)(3)Fe2Fe3=3Fe2、FeCu2=Fe2Cu、FeHg2=HgFe2、Fe2H=Fe2H29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
27、，阴离子有 Cl、OH、CH3COO、NO3、SO24、CO23。现将它们分别配成 0.1 molL1 的溶液，进行如下实验：测得溶液 A、C、E 呈碱性，且碱性为 AEC；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；向 D 溶液中滴加 Ba(NO3)2 溶液，无明显现象；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：_。解析 由中碱性强弱顺序可知，A 是碱，E 是碳酸盐，C是醋酸盐；而
28、所给六种阳离子可以与 CO23 形成可溶性盐的只有 K，所以 E 为 K2CO3。由中现象可知 B 中有 Ag，则应是 AgNO3。由中现象可知 D 中无 CO23 和 SO24。由中现象可知 F 中有 Fe2。由题意知六种化合物均是可溶性的，A 是 碱，则 应 是 Ba(OH)2。C 是 强 碱 弱 酸 盐，则 为(CH3COO)2Ca。D 中无 CO23 和 SO24，则 F 中有 SO24，F为 FeSO4，D 是 AlCl3。答案(1)AgNO3NH3H2O=AgOHNH4NO3，AgOH2NH3H2O=Ag(NH3)2OH2H2O(2)碳酸钾 由中碱性强弱的顺序可知，E 是碳酸盐。六种阳离子中可以与碳酸根形成可溶性盐的只有钾离子，所以 E是碳酸钾(3)Ba(OH)2(CH3COO)2Ca AlCl3 FeSO4返回