高中化学反应类热点问题--离子反应（带解析）

 
 
离子能否大量共存类试题的解题策略
1．应注意判断离子共存的情况：“能、不能”，“一定、可能、一定不能”。
2．应注意题干中提示的溶液酸碱性：酸性溶液应考虑H＋的存在，碱性溶液应考虑OH－的存在。
3．应注意题干中提示的溶液颜色：溶液无色时，有色离子不能大量存在。
4．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 mol•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 mol•L－1时，水的电离受到促进，溶液可能为弱酸盐溶液或弱碱盐溶液。
5．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。
检查离子方程式书写是否正确的几个原则
（1）必须满足三个守恒原则
①元素守恒：反应前后各元素的原子个数相等。
②电荷守恒：方程式左右两边离子的电荷总数相等。
③电子守恒(价守恒)：对于氧化还原反应，反应过程中元素化合价升高总数与降低总数相等。
（2）正确把握与“量”有关的反应原则
①某物质若其阴、阳离子都参加了反应，且都反应完全，则方程式中该物质阴、阳离子个数比应与化学式中组成一致，如Ba(OH)2与H2SO4溶液反应，离子方程式为：
Ba2++2OH−+2H++SO42−===BaSO4↓+2H2O
注意：在H+、OH−、H2O之前的化学计量数“2”不可以省去。②若反应物之间由于量比不同可发生反应时，必须结合量比书写。如Ca(OH)2与NaHCO3反应，有两种情况：
若Ca(OH)2过量：Ca2++OH−+HCO3−===CaCO3↓+H2O
若NaHCO3过量：Ca2++2OH−+2HCO3−===CaCO3↓+2H2O+CO32−
（3）注意反应条件的原则
①溶液酸碱性条件：有些物质在不同条件下存在形态不同，如反应产物有碳酸盐时，则CO32−与HCO3−取决于溶液碱性强弱，强碱溶液中写CO32−，弱碱溶液中(如CO2过量时)写HCO3−。
②温度条件：NH4Cl与NaOH溶液反应时，只有在浓溶液且加热条件下，才可写成NH3↑，否则写成NH3•H2O。
③浓度条件：如BaCl2溶液与稀的NaHCO3溶液不发生反应，而BaCl2溶液与浓的NaHCO3反应，生成BaCO3↓，其离子方程式为：
Ba2++2HCO3−===BaCO3↓+H2O+CO2↑
④注意实验操作条件：如Na2CO3溶液与稀盐酸之间的反应，若将少量的HCl往多量Na2CO3溶液中滴加时先发生：CO32−+H+===HCO3−；后发生：H++HCO3−===CO2↑+H2O；若将少量Na2CO3往多量HCl溶液中滴加时：CO32−+2H+===CO2↑+H2O。 
（4）必须遵循依据客观实验事实的原则
只有电解质参加的且具备电离条件的反应，才可写出离子方程式。
题型一  题干中指定限制条件下离子共存的判断
 
某溶液能与锌片作用产生H2，则该溶液中可以大量共存的离子组是
A．Na＋、NO3(－)、K＋、Fe2＋
B．Fe2＋、Na＋、SO4(2－)、K＋
C．K＋、I－、NO3(－)、H＋
D．NH4(＋)、NO3(－)、Na＋、HCO3(－)
【答案】B
 
 
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
离子 Cu2＋ Fe3＋ Fe2＋ 

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 、 、S2－、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 、Al3＋、Fe3＋等)均不能大量存在；
（3）酸式弱酸根离子( 、 、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
（1） 与 不能大量共存： ＋ ＋H2O===Al(OH)3↓＋ ；
（2）“ ＋H＋”组合具有强氧化性，能与S2－、Fe2＋、I－、 等还原性的离子因发生氧化还原反应而不能大量共存；
（3） 与CH3COO－、 ，Mg2＋与 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Ba2＋与 、 ， 与OH－，H＋与CH3COO－等。
（2）氧化还原反应：如Fe3＋与I－、S2－， (H＋)与Fe2＋， (H＋)与 、Cl－等。
（3）相互促进的水解反应：如Al3＋与 、 、S2－、HS－、 等。
（4）络合反应：如Fe3＋与SCN－等。
 
1．实验室需配制一种仅含四种离子(不包括水电离出的离子)的混合溶液，且在混合液中四种离子的物质的量浓度均为0.5 mol•L−1，下面四个选项中能达到此目的的是
A．Fe2＋、Na＋、 、Cl−    B．Mg2＋、 、 、
C．H＋、K＋、Cl−、CH3COO−   D．K＋、Mg2＋、 、OH−
【答案】B
 化镁沉淀而不能大量共存，故D错。
2．在溶液中加入足量Na2O2后仍能大量共存的离子组是
A．NH4(＋)、Ba2＋、Cl－、NO3(－)
B．K＋、AlO2(－)、Cl－、SO4(2－)
C．Ca2＋、Mg2＋、NO3(－)、HCO3(－)
D．Na＋、Cl－、CO3(2－)、SO3(2－)
【答案】B
 
题型二  选项中指定限制条件下离子共存的判断
 
常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A．1.0 mol•L−1 KNO3溶液：H＋、Fe2＋、SCN−、
B．c(H＋)/c(OH−)=10−10的溶液：K＋、Ba2＋、 、Cl−
C．pH=0的溶液：Al3＋、 、Cl−、
D．c(ClO−)=1.0 mol•L−1的溶液：Na＋、 、S2−、
【答案】B
【解析】本题主要考查离子共存。A． 、H＋可以将Fe2＋氧化为Fe3＋，Fe3＋、SCN−发生反应，故不选A。B．c(H＋)/c(OH−)=10−10，c(H＋)<c(OH−)，溶液呈碱性，OH−、K＋、Ba2＋、 、Cl−不发生反应，故选B。C．pH=0的溶液呈酸性，H＋+  2 + Ag+，故不选C。D．ClO−、 发生氧化还原反应，ClO−、S2−发生氧化还原反应，故不选D。 
 
 
离子共存题中的常见“陷阱”
条件类型 题目中的常见表述 含义
常见的限
制条件 “无色” 有色离子不能大量存在
 “pH=1”或“pH=13” 溶液显酸性或碱性
 “因发生氧化还原反应而不能共存” 具有氧化性的离子和还原性的离子不共存
常见的
易错点 “透明” “透明”也可“有色”
 “不能共存” 易看成“能共存”
常见的隐
含条件 “与Al反应放出H2” 溶液既可能显酸性也可能显碱性
 “由水电离出的 c(H+)=
1×10−12 mol•L−1” 溶液既可能显酸性也可能显碱性
 “通入足量的NH3” 与NH3•H2O反应的离子不能存在
常见题干
要求 （1）“一定大量共存”
（2）“可能大量共存”
（3）“不能大量共存” 审清关键字
 
1．[2018江苏]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+、NH4+ 、NO3−、SO42−
C．0.1 mol•L−1 HCl 溶液：Ba2+、K+、CH3COO−、NO3−
D．0.1 mol•L−1 NaOH溶液：Mg2+、Na+、SO42−、HCO3−
【答案】B
 
2．下列说法中不正确的是
A．常温下pH=7的溶液中：Fe3+、Mg2+、 、Cl−能大量共存
B．在含有0.1 mol•L−1 Fe3+的溶液中：SCN−、Cl−、K+不能大量共存
C．在含有 、 、S2−、CH3COO−四种阴离子的溶液中加入足量的Na2O2固体后，CH3COO−浓度变化最小
D．常温下，水电离出c(H+)=10−10的溶液中：Na+、ClO−、S2−、 不能大量共存
【答案】A
 
题型三  离子方程式的书写与正误判断
 
下列离子方程式正确的是
A．硫酸氢钠溶液与氢氧化钡溶液恰好完全反应呈中性：2H++ +Ba2++2OH− 2H2O+BaSO4↓
B．向石灰水中加入过量小苏打溶液： +Ca2++OH− CaCO3↓+H2O
C．0.1 mol•L−1的NaAlO2溶液和0.15 mol•L−1的H2SO4溶液等体积混合： +4H+ Al3++2H2O
D．向H2C2O4(弱酸)溶液中加入酸性KMnO4溶液：2 +5H2C2O4 2Mn2+ +10CO2↑+2H2O+6OH−
【答案】A
【解析】Ba(OH)2中Ba2+数与OH−数之比为1∶2，要使溶液呈中性，则H+与OH−的物质的量之比应为1∶1，A项正确；NaHCO3过量时，Ca(OH)2应完全反应，故Ca2+与OH−的系数之比应为1∶2，且 的系数应为2，B项错误；设NaAlO2溶液和H2SO4溶液的体积均为1 L，0.15 mol H2SO4溶液中含有0.3 mol H+，则 与H+的物质的量之比为1∶3，故反应应生成Al(OH)3沉淀和Al3+，C项错误；溶液呈酸性，因此不可能生成OH−，D项错误。
 
书写离子方程式时应注意的问题
（1）离子反应是在溶液或熔融状态时进行反应的，非溶液中进行的反应一般不能写离子反应方程式，亦即没有自由移动离子参加的反应，不能写出离子反应方程式。如NH4Cl固体和Ca(OH)2固体混合加热，虽然也有离子和离子反应，但不能写出离子反应方程式，只能写化学方程式。
（2）单质、氧化物、气体在溶液中的反应一律写化学式；弱电解质如弱酸(HF、H2S、HClO、H2CO3等)、弱碱(如NH3•H2O)和中强酸(如H2SO3、H3PO4)等难电离的物质必须写化学式；难溶于水的物质(如CaCO3、BaSO3、FeS、PbS、BaSO4、Fe(OH)3等)必须写化学式。
（3）多元弱酸的酸式盐的酸根离子在离子方程式中不能拆写。如NaHCO3溶液和稀硫酸反应：
HCO3−+H+===CO2↑+H2O
（4）对于微溶物的处理有三种情况：
①在生成物里有微溶物析出时，微溶物用化学式表示。如Na2SO4溶液中加入AgNO3溶液：
2Ag++SO42−===Ag2SO4↓
②当反应物里有微溶物处于溶液状态(稀溶液)时，应写成离子的形式。如CO2气体通入澄清石灰水中：
CO2+Ca2++2OH−===CaCO3↓+H2O
③当反应物里有微溶物处于浊液或固态时，应写化学式。如在石灰乳中加入Na2CO3溶液：
Ca(OH)2+CO32−===CaCO3↓+2OH−
（5）操作顺序或反应物相对量不同时离子方程式不同。如：
①少量烧碱滴入Ca(HCO3)2溶液(此时碳酸氢钙过量)中，有：
Ca2++HCO3−+OH−===CaCO3↓+H2O
②少量Ca(HCO3)2溶液滴入烧碱溶液(此时氢氧化钠过量)中，有：
Ca2++2HCO3−+2OH−===CaCO3↓+CO32−+2H2O
 
1．[2018江苏]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−+CaSO4 CaCO3+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↑
【答案】A
 
点睛：本题考查离子方程式正误的判断。判断离子方程式是否正确可从以下几个方面进行：①从反应原理进行判断，如反应是否能发生、反应是否生成所给产物（题中D项）等；②从物质存在形态进行判断，如拆分是否正确、是否正确表示了难溶物和气体等；③从守恒角度进行判断，如原子守恒、电荷守恒、氧化还原反应中的电子守恒等（题中B项）；④从反应的条件进行判断（题中C项）；⑤从反应物的组成以及反应物之间的配比进行判断。
2．下列反应的离子方程式书写正确的是
A．澄清石灰水与足量小苏打溶液混合：Ca2++OH−+  CaCO3↓+H2O
B．1 mol•L−1的NaAlO2溶液和2.5mol•L−1的盐酸等体积混合：2 +5H+ Al(OH)3↓+Al3++H2O
C．实验室配制的亚铁盐溶液在空气中被氧化：4Fe2++O2+2H2O 4Fe3++4OH−
D．用酸化的高锰酸钾溶液氧化双氧水：2 +6H++H2O2 2Mn2++3O2↑+4H2O
【答案】B
【解析】本题考查离子方程式的正误判断。澄清石灰水与足量小苏打溶液混合反应的离子方程式为：Ca2++2OH−+2  CaCO3↓+2H2O＋ ，故A错；设取1L溶液，1mol•L−1 的 NaAlO2 溶液和2.5 mol•L−1的盐酸分别含偏铝酸钠和盐酸分别为1mol和2.5mol，根据反应：  NaAlO2+HCl+H2O NaCl+Al(OH)3↓①，Al(OH)3+3HCl AlCl3+3H2O②，按①反应的偏铝酸钠和盐酸分别为：1mol、1mol，同时生成1mol氢氧化铝，按②反应的盐酸和氢氧化铝分别为1.5mol、0.5mol，最终剩余0.5mol的氢氧化铝，生成0.5mol的氯化铝，所以总反应为：2 +5H+ Al(OH)3↓+Al3++H2O，故B正确；氢氧化铁为沉淀，不能拆，故C错；用酸化的高锰酸钾溶液氧化双氧水的离子方程式为：2 +5H2O2 2Mn2++5O2↑+10H+，故D错；答案选B。
题型四  涉及“量”的问题的离子方程式书写与正误判断
 
下列离子方程式正确的是
A．碳酸氢钙溶液与少量氢氧化钠反应：
 +Ca2++2OH−   CaCO3↓+ +2H2O
B．少量石灰水与过量碳酸氢钠溶液反应： +Ca2+ +OH−  CaCO3↓+H2O
C．向溴化亚铁溶液中通入少量氯气：2Fe2++2Br− +Cl2 2Fe3+ + Br2 +2Cl−
D．向氯化铝溶液中加入过量氢氧化钠溶液：Al3++4OH−  +2H2O
【思路分析】离子方程式考查的知识点较多，易出现错误，一般按以下思路解题：
 
【答案】D
 
 
与量有关的离子方程式书写技巧
1．生成的产物可与过量的物质继续反应的离子反应。
NaOH与AlCl3溶液(足量或不足量)，NaAlO2溶液通入CO2(少量或过量)，Ba(OH)2溶液通入CO2(少量或过量)，NaAlO2溶液加HCl溶液(少量或过量)，有关离子方程式都有区别。这类离子反应，只需注意题给条件，判断产物是否与过量物质继续反应，以确定产物形式。(注意：向C6H5ONa溶液通入少量或过量CO2离子反应方程式是一样的)
2．酸式盐与量有关的离子反应。
如NaHSO4溶液加入过量的Ba(OH)2，因为Ba(OH)2过量，NaHSO4溶液中的H+和 均参加反应，所以参加反应的H+和 与原溶液中的H+和 相等，原溶液中的H+和 物质的量之比为1∶1，即在离子反应方程式中H+和 物质的量之比为1∶1，离子反应方程式如下：H++ +OH−+Ba2+===BaSO4↓+H2O。
3．较特殊且与量有关的离子反应，这类离子反应要求量与其他因素统筹兼顾。
如Mg(HCO3)2溶液与过量NaOH反应，不可忽视Mg(OH)2比MgCO3更难溶、更稳定；明矾与足量Ba(OH)2溶液反应，不可忽视Al(OH)3的两性；NH4HSO4溶液与足量Ba(OH)2溶液反应，不可忽视NH3•H2O也是弱电解质；新制氯水与少量FeBr2溶液反应，不可忽视Fe2+、Br−都能被Cl2氧化等。
 
1．下列指定反应的离子方程式正确的是
A．Na2SO3溶液中滴加足量稀H2SO4：SO3(2－)＋2H＋===SO2↑＋H2O
B．向AlCl3溶液中滴入足量的浓氨水：Al3＋＋4OH－===AlO2(－)＋2H2O
C．Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2：2ClO－＋CO2＋H2O===2HClO＋CO3(2－)
D．Fe(NO3)3溶液中加入过量的HI溶液：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
【答案】A
 
2．下列反应的离子方程式正确的是
A．次氯酸钙溶液中通入过量的二氧化碳：Ca2++2ClO−+H2O+CO2===CaCO3↓+2HClO
B．硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液：Fe2++2H2O2+4H+===Fe3++4H2O
C．用氨水吸收少量二氧化硫：OH−+SO2===HSO3−
D．硝酸铁溶液加入过量氨水：3NH3•H2O+Fe3+===Fe(OH)3↓+3NH4+
【答案】D
 
题型五  离子推断题
 
在Na+的物质的量浓度为0.5 mol•L−1的某澄清溶液中，还可能含有如下离子：K+、Mg2+、Ba2+、 、 、 。取100 mL该溶液进行如下实验(气体体积在标准状况下测定)：
I.向该溶液中加入足量稀盐酸，在标准状况下放出0.56 L气体(不考虑气体溶解)；
II.向I中所得的滤液中滴加足量BaCl2溶液产生白色沉淀2.33 g；
下列说法正确的是
A．一定不存在的离子是Mg2+、Ba2+，不能确定是否含有K+、
B．一定存在的离子是 、 ， 的物质的量浓度为0.25 mol•L−1， 的物质的量浓度为0.1 mol•L−1
C．一定存在的离子是 、 、K+，其中K+浓度≥0.2 mol•L−1
D．一定存在的离子是 、 、K+，其中K+浓度为0.2 mol•L−1
【答案】C
【解析】本题考查离子的检验。由向该溶液中加入足量稀盐酸，在标准状况下放出0.56 L气体，溶液中一定含有 ，其浓度为0.56 L÷22.4 L/mol÷0.1 L=0.25 mol/L，因含有 ，澄清溶液中一定不含有Mg2+、Ba2+；向I中所得的滤液中滴加足量BaCl2溶液产生白色沉淀2.33 g，则溶液中一定含有 ，浓度为2.33 g÷233 g/mol÷0.1 L=0.1 mol/L；根据电荷守恒，0.25 mol/L×2+0.1 mol/L×2>0.5 mol/L，澄清溶液中一定含有除钠外的阳离子，所以一定含有K+，不能确定是否含有 。A．由上分析，含有K+，故A错误；B．由上分析，一定存在的离子是 、 、K+，故B错误；C．一定存在的离子是 、 、K+，其中K+浓度≥0.25mol/L×2+0.1mol/L×2−0.5 mol/L=0.2 mol/L，故C正确；D．由于可能含有 ，故D错误。故答案为C。
 
离子推断题的解题原则
（1）互斥性原则。利用题给条件判断出一定存在某种离子时，可将不能与之共存的离子排除掉，从而判断出一定没有哪种离子。
（2）电中性原则。任何溶液中，阴、阳离子所带电荷总数是守恒的，即溶液呈电中性。这个隐含条件往往被忽略，从而造成漏选或错选。如题中各种阳离子一一被排除后，根据电中性原则，最后剩余的那种阳离子肯定存在；反之，阴离子亦然。
（3）进出性原则。在进行离子检验时，往往要加入试剂，这样就会引入新的离子，原溶液中是否存在该种离子就无法判断，如加入过量BaCl2溶液时，过量的Ba2+、Cl−将影响对原溶液中是否有Ba2+或Cl−的判断；还有一些离子会随实验过程的变化而消失(如原溶液中的 在酸性条件下转化为Al3+)，可能对后续的检验产生影响。
（4）推断结果时应从三个方面考虑：肯定存在的离子，肯定不存在的离子，不能判定存在与否的离子。并且这三个方面是相互独立的，任何一种离子只能出现一次，不能重复出现。
 
1．某溶液仅含下表离子中的5种(不考虑水的电离与离子水解)，且各种离子的物质的量均为1 mol。向该溶液中加入足量的盐酸，有无色气体生成。经分析反应后溶液中阴离子的种类没有变化。
阳离子 K+　Ba2+　Fe2+　Al3+　Fe3+　Mg2+
阴离子 OH−　 　 　Cl−　  

下列叙述中不正确的是
A．原溶液中一定不含有 或
B．原溶液中所含的阴离子为Cl−、 、 ，阳离子为Fe2+、Mg2+
C．向原溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，充分反应后将沉淀过滤、洗涤、干燥、灼烧至恒重，理论上可得固体质量为165 g
D．向原溶液中加入足量的盐酸，有无色气体生成的离子反应方程式为3Fe2++ +4H+ 3Fe3++NO↑+2H2O
【答案】C
 
2．某溶液中可能含有下列离子中的几种：Na＋、NH4(＋)、Mg2＋、Al3＋、CO3(2－)、SO4(2－)、Cl－、NO3(－)。为确定该溶液组成进行如下实验：
①取20.00 mL该溶液，加入到20.00 mL 5 mol•L－1 NaOH溶液中加热，有白色沉淀产生，过滤、洗涤、干燥，得沉淀0.58 g，同时产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体0.448 L(已换算成标准状况，假定产生的气体全部逸出)，再将滤液稀释至200 mL，测得c(OH－)＝0.1 mol•L－1；②另取20.00 mL该溶液，加入足量Ba(NO3)2溶液，反应生成沉淀4.66 g；③向②的滤液中加入足量AgNO3溶液，生成白色沉淀2.87 g。请回答下列问题：
（1）根据步骤①给出的数据计算，将溶液中存在的离子及其浓度填入表中：
存在的离子 浓度/mol•L－1
 
 
 
（2）根据步骤②给出的数据计算，溶液中存在的离子为________，其浓度为_______________________。
（3）根据步骤③给出的数据计算，溶液中存在的离子为________，其浓度为____________________。
（4）溶液中还存在一种离子，此离子为_____________，其浓度最小为_________________。
（5）当向该20.0 mL溶液中逐滴加入20.00 mL 5 mol•L－1的NaOH溶液时，在图中画出生成沉淀的物质的量n(沉淀)随NaOH溶液的体积V(NaOH溶液)变化的关系曲线。
 
【答案】（1）
存在的离子 浓度/mol•L－1
Mg2＋ 0.5
Al3＋ 0.5
NH4(＋)
1.0
（2）SO4(2－) 1.0 mol•L－1
（3）Cl－ 1.0 mol•L－1
（4）NO3(－) 0.5 mol•L－1
（5）