1、能力课时2 离子反应的应用离子共存与推断探 究 任 务1利用离子反应的条件判断离子共存问题。2利用离子反应及现象推断离子的存在。离子共存的分析探究1离子之间反应的条件同一溶液中，若离子间符合下列任意一个条件就会发生离子反应，离子之间便不能在溶液中大量共存。(1)生成难溶物或微溶物。如Ba2与CO、SO，Ag与Cl，Fe3、Ca2与OH等。(2)生成气体或挥发性物质。如NH与OH，H与CO、HCO等。(3)生成难电离物质。如H与CH3COO、CO、HCO、S2、HS、SO、HSO等生成难电离的酸；OH与NH生成难电离的碱；H与OH生成水等。2离子共存问题中易忽视的三类隐含条件(1)溶液无色透明时
2、，则溶液中一定没有有色离子，如Cu2、Fe3、Fe2、MnO等。(2)滴入酚酞溶液变红的溶液或pH7(常温下)的溶液中肯定不能大量存在与OH反应的离子，如Al3、Mg2、Cu2、Zn2、Fe3、Fe2、Ca2、NH、H、HCO、HSO等。(3)滴入石蕊溶液变红的溶液或pH7(常温下)的溶液中肯定不能大量存在与H反应的离子，如OH、CO、HCO等。下列各组离子中，在碱性溶液中能大量共存，且溶液为无色透明的是( )AK、MnO、Cl、SOBNa、CO、SO、ClCNO、Na、HCO、Ba2DNa、NO、H、SOB 碱性溶液说明溶液中含大量OH，H、HCO不能共存，C、D错误；溶液为无色，MnO不能
3、大量存在，A错误，B正确。1在强酸性无色透明溶液中，下列各组离子能大量共存的是( )AFe3、K、Cl、NO BAg、Na、NO、ClCZn2、Al3、SO、ClDBa2、NH、Cl、HCOC A选项中四种离子不能相互反应，可共存，但Fe3在溶液中为棕黄色，不符合题意；B选项中Ag与Cl反应生成AgCl沉淀，不能共存；D选项的四种离子可以共存，但HCO在强酸性条件下不能存在，不符合题意。2在给定的四种溶液中加入以下各种离子，能在原溶液中大量共存的是( )A常温下pH7的溶液：Cu2、Na、Mg2、NOB滴加酚酞溶液显红色的溶液：Fe3、NH、Cl、NOC所含溶质为NaOH的溶液：K、SO、NO
4、、HD碱性溶液：K、HCO、Br、Ba2A A项，常温下溶液pH7，即为酸性溶液，选项中所列离子与H能共存；B项，滴加酚酞溶液显红色，即为碱性溶液，发生反应：Fe33OH=Fe(OH)3、NHOH=NH3H2O，故不能大量共存；C项，NaOH溶液为碱溶液，H不能大量共存；D项，发生反应：OHHCO=H2OCO，故HCO不能大量存在。离子或物质的推断1三种离子的检验方法2离子推断的“四项基本原则”(1)肯定性原则：据现象推断肯定存在或肯定不存在的离子。(2)互斥性原则：如溶液中含有Ba2，则不存在大量的CO、SO。(3)进出性原则：要注意所加试剂引入什么离子，是否造成干扰。(4)守恒原则(电中性
5、原则)：阳离子和阴离子同时存在于溶液中且正负电荷总量相等。有一瓶无色透明溶液，含Cl、CO、SO、Na、K、Mg2、Cu2中的某几种。取少量原溶液加入足量的Ba(OH)2溶液产生白色沉淀；取少量原溶液加入足量的BaCl2溶液不产生沉淀；取少量原溶液加入足量的AgNO3溶液产生白色沉淀，再加稀硝酸，白色沉淀不溶解。回答下列问题：(1)原溶液中一定含有的离子是_，一定不含有的阴离子是_，可能含有的离子是_。(2)有的同学认为实验可以省略，你认为是否正确(填“是”或“否”) _，说明理由_。(3)写出中反应的离子方程式：_。解析 因溶液为无色，一定不存在有色离子Cu2；根据实验，原溶液中加入足量的B
6、aCl2溶液不产生沉淀，说明原溶液中不存在CO、SO；根据实验，原溶液中加入足量的Ba(OH)2溶液产生白色沉淀，再结合实验，则原溶液中一定含有Mg2；根据实验，原溶液中加入足量的AgNO3溶液产生白色沉淀，再加稀硝酸，白色沉淀不溶解，该白色沉淀为AgCl，原溶液中一定含有Cl。(1)由上述分析可知，原溶液中一定含有的离子是Mg2、Cl；一定不含有的阴离子是CO、SO；可能含有的离子是Na、K。(2)根据溶液呈电中性，该溶液中一定存在唯一的阴离子Cl，所以实验可以省略。(3)原溶液加入足量的Ba(OH)2溶液产生Mg(OH)2白色沉淀，反应的离子方程式为Mg22OH=Mg(OH)2。答案 (1
7、)Mg2、Cl SO、CO Na、K (2)是 根据溶液呈电中性，原溶液中一定含有Cl (3)Mg22OH=Mg(OH)23某无色澄清溶液中可能含有Na、SO、Cl、HCO、CO、H、Cu2中的若干种，依次进行下列实验，且每步所加试剂均过量，观察到的现象如表，下列结论正确的是( )步骤操作现象用紫色石蕊溶液检验溶液变红向溶液中滴加BaCl2溶液和稀盐酸有白色沉淀生成将中所得混合物过滤，向滤液中加入AgNO3溶液和稀硝酸有白色沉淀生成A肯定含有的离子是B该实验无法确定是否含有C可能含有的离子是D肯定没有的离子是，可能含有的离子是B 溶液无色澄清，可知溶液里没有Cu2；用紫色石蕊溶液检验，溶液变红
8、，说明溶液显酸性，溶液里不含CO和HCO；向溶液中滴加BaCl2溶液和稀盐酸，有白色沉淀生成，此沉淀为BaSO4，说明溶液里有SO；将中所得混合物过滤，向滤液中加入AgNO3溶液和稀硝酸，产生的沉淀为AgCl，但无法说明溶液里有Cl，因实验中滴加了稀盐酸和BaCl2溶液，引入了Cl；由以上分析可知溶液里一定存在SO、H，一定不存在HCO、CO、Cu2，可能存在Na、Cl，B正确。4有一固体物质，可能由Na2CO3、Na2SO4、CuSO4、CaCl2、NaCl中的一种或几种组成，为检验该物质的成分，做了如下实验：(1)将固体物质溶于水，搅拌后得到无色透明溶液；(2)往此溶液中滴加Ba(NO3)
9、2溶液，有白色沉淀生成；(3)过滤，将沉淀物置于稀硝酸中，发现沉淀全部溶解。试判断：固体物质中肯定有_，肯定没有_，可能有_。对可能有的物质，可采用向滤液中滴加_的方法检验。解析 由(1)可知该物质中一定没有CuSO4；(2)中产生的白色沉淀在(3)中又全部溶解，故肯定有Na2CO3，一定没有Na2SO4、CaCl2；该物质中是否含有NaCl无法判断。答案 Na2CO3 CuSO4、Na2SO4、CaCl2 NaCl 稀硝酸和AgNO3溶液素材1 “84”消毒液(主要成分NaClO)是新冠疫情期间常用的消毒剂，其消毒原理是NaClO与CO2、H2O发生反应生成NaHCO3和HClO，其中HCl
10、O酸性比H2CO3弱，能够使病毒变性而死亡。素材2 用水壶长期加热澄清的自来水，水壶里会出现厚厚的一层水垢，水垢碎片进入胃中会与盐酸反应，产生钙、镁离子和二氧化碳，前者会导致结石形成，后者则会使人胀气、难受，胃溃疡病人还可能发生胃穿孔的危险。素材3 在我们日常生活中常用洁厕净(主要成分为盐酸)除去卫生间的污垢；常用白醋(含CH3COOH)除去钢铁制品的铁锈。1素材1中反应为离子反应，请写出“84”消毒液的消毒原理。提示 ClOCO2H2O=HCOHClO2关于素材2，已知水垢的成分是碳酸钙和Mg(OH)2，请你写出水垢在胃中发生的离子反应方程式。若自来水中存在部分Ca2和HCO，请你写出自来水
11、在加热情况下生成碳酸钙的离子反应方程式。提示 CaCO32H=Ca2CO2H2OMg(OH)22H=Mg22H2OCa22HCOCaCO3CO2H2O3关于素材3，写出白醋消除铁锈的离子方程式。提示 6CH3COOHFe2O3=2Fe36CH3COO3H2O通过本情境素材中日常生活中的化学问题，了解离子反应在日常生活中的应用，体现了学以致用的思想，同时也提升了“科学探究与社会责任”的核心素养。1常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )A0.1 molL1 NaHCO3溶液：Na、Ba2、NO、AlOB0.1 molL1 AlCl3溶液中：Na、K、CO、NOC滴加KSCN溶液显
12、红色的溶液：NH、K、Cl、IDc(OH)0.1 molL1的溶液：Na、K、CO、ClOD HCO会与AlO反应生成Al(OH)3沉淀和CO，而CO又会与Ba2结合生成沉淀，不能大量共存，A错误；Al3和CO会发生相互促进的水解反应，不能大量共存，B错误；滴加KSCN溶液显红色的溶液中含有Fe3，能氧化I，不能大量共存，C错误；c(OH)0.1 molL1的溶液为碱性溶液，四种离子均可大量共存，D正确。2某溶液中含有大量的Cl、CO、OH等阴离子，如果只取一次该溶液就能够将3种阴离子依次检验出来，下列实验操作顺序正确的是( )滴加Mg(NO3)2溶液；过滤；滴加AgNO3溶液；滴加Ba(NO
13、3)2溶液A BCDB 若先滴加Mg(NO3)2溶液检验OH，CO也与Mg2反应，造成干扰。若先滴加AgNO3溶液检验Cl，CO、OH也与Ag反应，造成干扰。只能先滴加过量Ba(NO3)2溶液检验CO，生成BaCO3沉淀，过滤；再滴加过量Mg(NO3)2溶液检验OH，生成Mg(OH)2沉淀，过滤；最后滴加AgNO3溶液检验Cl，生成AgCl沉淀。3以下各组离子能在溶液中大量共存的是( )A含有大量SO的溶液中：Mg2、Cu2、Cl、NOB滴加酚酞变红的溶液中：SO、Cu2、K、ClCNaHSO4溶液中：K、CO、NO、NaD常温下，加入Fe粉能生成H2的溶液中：Na、Ca2、Cl、HCOA B
14、项，酚酞变红，溶液中含OH，与Cu2不能大量共存；C项，H与CO反应，不能大量共存；D项，酸性条件下，H与HCO不能大量共存。4如图是某矿物质饮用水的部分标签，则该饮用水中还可能大量存在的是( )AOH BAg CNa DCa2C OH与Mg2不能大量共存；Ag与SO、Cl不能大量共存；Ca2与SO不能大量共存，C正确。5(素养题)某河道两旁建有甲、乙两化工厂，某兴趣小组的同学分别收集了两厂排放的污水带回学校进行实验探究，工厂的师傅告诉同学们甲、乙厂排放的工业废水中含有下列离子中的三种(各不相同)阳离子K、Ag、Fe3阴离子Cl、OH、NO(1)甲同学用pH计(一种测量溶液酸碱性的仪器)测得甲
15、厂的废水明显呈碱性，然后就判断了甲、乙两厂中所含有的离子。请你简述判断的理由：_。(2)乙同学看到工厂师傅给出的离子后，认为可以在某工厂的废水中加入一种金属，从而回收另一种金属。请写出反应过程中的离子方程式：_。(3)丙同学认为将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合，可以使废水中的某些离子完全转化为沉淀，写出甲、乙两厂废水混合过程中反应的离子方程式，并简述经上述处理后废水的主要作用：_。答案 (1)三种阴离子中Ag只能和NO共存，二者存在于同一个工厂的废水中，而Fe3与OH不能大量共存，所以Fe3只能和Ag、NO存在于同一个工厂的废水中。由于甲厂排放的废水显碱性，所以甲厂废水中含有OH、Cl、K，而乙厂废水中含有Fe3、Ag、NO(2)Fe2Ag=2AgFe2(3)混合后生成沉淀的反应的离子方程式是AgCl=AgCl、Fe33OH=Fe(OH)3，反应后经过滤的废水主要含KNO3，可以用作化肥，用来浇灌农田，也可以提取KNO3固体作为工业原料
