2022高考化学第2章化学物质及其变化第2节离子反应考点3离子共存讲与练含解析

考点三　离子共存李仕才1．离子共存问题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。(1)OH－与NH不能大量共存是因为反应生成NH3·H2O，与Fe2＋、Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Mg2＋、Al3＋、Cr3＋不能大量共存，是因为反应生成沉淀，与HCO、HS－、HSO、HPO不能大量共存是因为分别生成CO、S2－、SO、PO和H2O。(2)H＋不能与CO(HCO)、S2－(HS－)、SO(HSO)、PO(H2PO、HPO)、ClO－、F－、CH3COO－、NO大量共存的原因是生成弱电解质或弱酸根离子；与SiO不能大量共存是因为生成H2SiO3沉淀；与AlO不能大量共存是因为生成Al(OH)3或Al3＋。(3)CO不能和Mg2＋、Ba2＋、Ca2＋、Fe2＋、Cu2＋大量共存是因为生成沉淀，与Fe3＋、Al3＋不能大量共存是因为相互促进水解生成沉淀和气体。(4)SO与Mg2＋、Ba2＋、Fe2＋、Cu2＋不能大量共存主要是因为生成沉淀，与Al3＋不能大量共存是因为相互促进水解生成沉淀和气体；与MnO(H＋)、NO(H＋)、Fe3＋不能大量共存是因为SO能被氧化。(5)Fe3＋不能和I－、SO、S2－(HS－)大量共存是因为这些离子能被Fe3＋氧化；与ClO－、AlO不能大量共存是因为相互促进水解生成沉淀，与SCN－不能大量共存是因为生成Fe(SCN)3(填具体物质的化学式)。(6)Al3＋与ClO－、S2－(HS－)、AlO不能大量共存是因为相互促进水解生成沉淀。(7)AlO与HCO不能大量共存是因为AlO水解呈碱性且较强，HCO在较强碱性中不能大量共存。(8)I－可被Fe3＋、NO(H＋)、MnO、ClO－氧化而与它们不能大量共存。(9)NO(H＋)可氧化S2－(HS－)、Fe2＋、SO(HSO)、I－，而不能与之大量共存。(10)S2－与SO在碱性条件下能大量共存，但在酸性条件下因为发生反应：2S2－＋SO＋6H＋===3S↓＋3H2O(填离子方程式)不能大量共存。2．熟记常考离子的性质9\n颜色MnO(紫)、Cu2＋(蓝)、Fe2＋(浅绿)、Fe3＋(黄)氧化性ClO－、MnO、NO(H＋)、Fe3＋、Cr2O还原性S2－(HS－)、SO(HSO)、I－、Br－、Cl－、Fe2＋水解显酸性NH、Mg2＋、Al3＋、Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋水解显碱性AlO、S2－、SO、CO、SiO、ClO－、CH3COO－酸式酸根离子HCO、HS－、HSO、HPO、H2PO注意：既能与酸反应又能与碱反应的离子，一般为多元弱酸的酸式酸根离子。无限制条件的离子大量共存的判断1．水溶液中能大量共存的离子或分子组是________。①Al3＋、Cl－、AlO、SiO②K＋、NO、I－、H2SO3③Na＋、Fe3＋、NO、CO④Al3＋、NO、SO、OH－⑤H＋、Na＋、S2－、ClO－⑥Fe3＋、Ca2＋、SCN－、NO⑦Na＋、Mg2＋、Cl－、SO⑧K＋、S2O、NO、H＋⑨Na＋、Ba2＋、HCO、OH－⑩Al3＋、NH、SO、Br－⑪Na＋、Ca2＋、Cl－、SO⑫Fe2＋、H＋、SO、ClO－⑬K＋、Fe3＋、NO、SCN－答案：⑦⑩选项中有限制条件的离子大量共存的判断2．常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是________。①无色溶液中：K＋、H＋、MnO、HSO②澄清透明的溶液中：Cu2＋、Fe3＋、NO、Cl－③石蕊呈红色的溶液中：Fe2＋、NO、SO、Na＋④石蕊呈蓝色的溶液中：Na＋、AlO、NO、HCO⑤pH＝－lgKw的溶液中：Na＋、Al3＋、NO、I－⑥既能溶解Al(OH)3，又能溶解H2SiO3的溶液中：Na＋、Fe2＋、SO、Cl－⑦＝1012的溶液中：NH、Al3＋、NO、Cl－⑧水电离产生的c(OH－)＝10－13mol·L－1的溶液：Na＋、Fe2＋、NO、Cl－⑨加入Al粉能放出H2的溶液中：Cl－、HCO、SO、NH⑩各离子物质的量浓度相等的溶液中：K＋、Na＋、SO、NO9\n⑪能使淀粉KI试纸变蓝色的溶液：K＋、SO、S2－、SO⑫c(ClO－)＝1.0mol·L－1的溶液：Na＋、I－、SO、Cl－⑬c(CO)＝0.1mol·L－1的溶液：Na＋、NH、Br－、SO⑭1.0mol·L－1NaAlO2溶液：H＋、Al3＋、Cl－、SO⑮＝10－10的溶液：Na＋、Ba2＋、NO、Cl－⑯含有Fe3＋的溶液中：Na＋、H＋、SCN－、Cl－答案：②⑦⑬⑮1．“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。2．注意题目要求“一定大量共存”“可能大量共存”“不能大量共存”等。一、无限制条件的离子共存判断1．在水溶液中能大量共存的一组离子是(　　)A．Al3＋、Na＋、HCO、SOB．H＋、Fe2＋、ClO－、Cl－C．Na＋、Ca2＋、Cl－、SOD．K＋、Ba2＋、NO、Cl－解析：A项，Al3＋与HCO反应生成Al(OH)3和CO2；B项，ClO－氧化Fe2＋，H＋与ClO－反应生成HClO；C项，Ca2＋与SO反应生成微溶沉淀CaSO4。答案：D二、题干有限制条件的离子共存判断2．在某无色透明的酸性溶液中，能大量共存的离子组是(　　)A．Na＋、K＋、SO、HCOB．Cu2＋、K＋、SO、NOC．Na＋、K＋、Cl－、NOD．Fe3＋、K＋、SO、Cl－解析：在水溶液中，Cu2＋呈蓝色、Fe3＋呈棕黄色，由溶液无色可排除B、D两项；溶液呈酸性，说明溶液中含有大量的H＋，HCO能与H＋发生离子反应：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑，排除A项，选C。答案：C3．将足量二氧化硫通入下列各溶液中，所含离子因发生氧化还原反应而不能大量共存的是(　　)9\nA．Na＋、NH、Br－、Cl－B．K＋、Na＋、SO、SiOC．Na＋、NH、SO、CH3COO－D．H＋、Fe3＋、NO、SO解析：A项，能大量共存；B项，因发生复分解反应生成硅酸而不能大量共存；C项，发生复分解反应生成醋酸，发生化合反应生成亚硫酸氢根离子而不能大量共存；D项，二氧化硫溶于水生成H2SO3，其能被硝酸、铁离子氧化而不能大量共存。答案：D4．硫酸铁铵[Fe2(SO4)3·(NH4)2SO4·6H2O]广泛用于生活用水的净化处理。制备硫酸铁铵的实验中，过滤出产品后，常温下另取母液(pH<1)，向其中加入指定物质，反应后溶液中主要存在的一组离子正确的是(　　)A．加入过量NaOH溶液：Na＋、NH、SO、OH－B．加入过量KI溶液：K＋、Fe2＋、NH、SO、I－C．加入过量BaCl2溶液：Ba2＋、NH、Fe3＋、SO、Cl－D．加入过量KSCN溶液：K＋、NH、Fe3＋、SO、SCN－解析：根据已知信息可知，母液中主要存在的离子有NH、Fe3＋、SO、H＋。加入过量NaOH溶液，NH与OH－反应生成NH3·H2O，不能大量存在，A错误；加入过量KI溶液，发生反应：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，各离子可以大量共存，B正确；加入过量BaCl2溶液，发生反应：Ba2＋＋SO===BaSO4↓，SO不能大量存在，C错误；加入过量KSCN溶液，发生反应：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3，Fe3＋不能大量存在，D错误。答案：B三、选项有限制条件的离子共存判断5．25℃时，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是(　　)A．0.1mol·L－1NH4HCO3溶液：K＋、Na＋、SO、OH－B．能使pH试纸呈红色的溶液：Na＋、NH、I－、NOC．0.1mol·L－1CH3COONa溶液：Mg2＋、H＋、Cl－、SOD.＝0.1mol·L－1的溶液：Na＋、K＋、SiO、NO解析：NH4HCO3溶液中不能大量存在OH－，故不选A；能使pH试纸呈红色的溶液，显酸性，H＋、I－、NO发生氧化还原反应，不能大量共存，故不选B；CH3COONa溶液中不能大量存在H＋，故不选C；＝0.1mol·L－1的溶液显碱性，该组离子之间不反应，可大量共存，故选D。答案：D9\n6．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．在0.01mol/LBa(OH)2溶液中：Al3＋、NH、NO、HCOB．0.1mol/L的FeCl2溶液中：H＋、Al3＋、SO、ClO－C．滴加KSCN溶液显红色的溶液中：NH、K＋、Cl－、I－D．由水电离产生的c(H＋)＝1×10－13mol/L的溶液中：Na＋、Ba2＋、NO、Cl－解析：在0.01mol/LBa(OH)2溶液中Al3＋、HCO均与OH－反应，不能大量共存，A错误；0.1mol/L的FeCl2溶液中，H＋、ClO－结合成弱电解质HClO，且能将Fe2＋氧化成Fe3＋，不能大量共存，B错误；滴加KSCN溶液显红色的溶液中有Fe3＋，Fe3＋能与I－发生氧化还原反应，不能大量共存，C错误；由水电离产生的c(H＋)＝1×10－13mol/L的溶液可能呈酸性或强碱性，Na＋、Ba2＋、NO、Cl－之间不发生反应，可以大量共存，D正确。答案：D7．下列各组粒子在指定溶液中一定能大量共存的是(　　)A．中性透明溶液中：K＋、SO、NO、Fe3＋B．在酸性KMnO4溶液中：SO、Mg2＋、NO、CH3CH2OHC．常温下由水电离出的c(H＋)·c(OH－)＝10－20mol2·L－2的溶液中：Na＋、NH、Cl－、SiOD．离子的物质的量浓度相同的溶液中：CH3COO－、SO、NH、Cu2＋解析：Fe3＋不能存在于中性透明溶液中，A项错误；在具有强氧化性的酸性KMnO4溶液中，CH3CH2OH不能存在，B项错误；常温下由水电离出的c(H＋)·c(OH－)＝10－20mol2·L－2的溶液中，由水电离的c(H＋)＝c(OH－)＝10－10mol·L－1，水的电离受到抑制，该溶液是酸性溶液或碱性溶液，NH在碱性溶液中不能大量存在，SiO在酸性溶液中不能大量存在，C项错误。答案：D“一、二、三、四”突破离子共存题”1一色：即溶液颜色若限制溶液为无色，则Fe2＋、Fe3＋、Cu2＋、MnO等有色离子均不能存在。但若强调澄清溶液与溶液的颜色无关。2二性：即溶液的酸、碱性(1)强酸性溶液常见的表示溶液呈酸性的表述：①pH＝1的溶液(常温下)；②使pH试纸变红的溶液；9\n③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－)＝1×10－14mol·L－1的溶液。在强酸性溶液中，OH－及弱酸根阴离子(如CO、SO、ClO－、AlO、CH3COO－等)均不能大量存在。(2)强碱性溶液常见的表示溶液呈碱性的表述：①pH＝14的溶液(常温下)；②使pH试纸变蓝的溶液；③使酚酞试液变红的溶液；④c(H＋)＝1×10－14mol·L－1的溶液。在强碱性溶液中，H＋及弱碱阳离子(如NH、Fe3＋、Al3＋等)均不能大量存在。(3)可能是强酸性溶液也可能是强碱性溶液常见的表示溶液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常温下由水电离出的c(H＋)或c(OH－)为10－10mol·L－1；③与NH4HCO3反应能产生气体的溶液。弱酸的酸式酸根离子(如HCO、HSO、HS－、HPO、H2PO等)在强酸性、强碱性溶液中均不能大量存在。3三特殊：即三种需特别注意的情况(1)“NO＋H＋”组合具有强氧化性。(2)NH与CH3COO－、CO、HCO等离子均能水解且水解相互促进，但总的水解程度较小，且氨气极易溶于水，它们在溶液中能大量共存(加热不能共存)。(3)AlO与HCO水解均显碱性，但在溶液中不能大量共存：AlO＋HCO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO。4四反应：指离子间通常发生的四种反应类型(1)复分解反应，如H＋与SiO、OH－与Mg2＋、H＋与CO、OH－与NH等。(2)相互促进的水解反应，如Fe3＋、Al3＋与CO、HCO、AlO等。(3)氧化还原反应，如MnO、ClO－、NO、Cr2O、(H＋)与SO、Fe2＋、S2－、I－、HS－、HSO等。(4)络合反应，如Fe3＋与SCN－。1．下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是(　　)A．在20℃pH＝10的溶液中：Na＋、CH3CHO、Ag(NH3)、NO9\nB．溶液中能大量共存，通入CO2后仍能大量共存：K＋、Ca2＋、Cl－、NOC．与镁反应只产生氢气的溶液中：NO、Cl－、H＋、Al3＋D.＝1.0×10－12溶液中：Cl－、K＋、SO、CH3COO－解析：碱性条件下，CH3CHO、Ag(NH3)发生反应不能大量共存，A错误；几种离子之间不反应，碳酸酸性小于盐酸、硝酸，这几种离子和二氧化碳也不反应，能大量共存，B正确；硝酸具有强氧化性，硝酸和镁反应生成氮的化合物而不生成氢气，C错误；＝1.0×10－12溶液呈强酸性，CH3COO－不能大量存在，D错误。答案：B2．下列各溶液中一定能大量共存的离子组是(　　)A．加入铝粉有氢气生成的溶液中：Mg2＋、Cu2＋、SO、K＋B．使pH试纸呈红色的溶液中：Fe2＋、I－、NO、Cl－C．常温下，c(H＋)＝10－14mol·L－1的溶液中：Na＋、AlO、S2－、SOD．常温下，水电离出的c(H＋)与c(OH－)乘积为10－28的溶液中：K＋、Na＋、HCO、Ca2＋解析：加入铝粉有氢气生成的溶液既可能为强酸性溶液也可能为强碱性溶液，而Mg2＋、Cu2＋不能在强碱性溶液中大量存在，A错；使pH试纸呈红色的溶液为酸性溶液，Fe2＋、I－与NO不能大量共存，B错；常温下，c(H＋)＝10－14mol·L－1的溶液为强碱性溶液，Na＋、AlO、S2－和SO能大量共存；常温下，水电离出的c(H＋)与c(OH－)乘积为10－28的溶液中，水的电离受到抑制，可能为强酸性溶液也可能为强碱性溶液，HCO在强酸性和强碱性溶液中均不能大量存在，D错。答案：C3．关于微粒在指定溶液中能否大量共存的评价正确的是(　　)选项溶液微粒评价A8%H2O2水溶液Fe3＋、Mg2＋、SO、Na＋可以大量共存B室温下pH＝12的水溶液NO、Na＋、SO、K＋NO能将SO氧化而不能大量共存C1mol·L－1的NH4Cl溶液Ba2＋、OH－、NH3·H2ONH4Cl溶液显酸性，NH3·H2O不能大量共存DNaHSO4水溶液I－、K＋、CH3COO－、Br－CH3COO－能与NaHSO4溶液反应，不能大量共存9\n解析：Fe3＋对H2O2的分解有催化作用，A错；NO只有在酸性条件下才有强氧化性，B项中的评价错误；C项中OH－不能大量共存，原因是NH＋OH－===NH3·H2O，C项中的评价错误；NaHSO4能完全电离生成H＋，故能发生反应CH3COO－＋H＋===CH3COOH，D项正确。答案：D4．室温下，下列各组离子能大量共存的是(　　)A．pH＝7的溶液中：Fe3＋、Mg2＋、SO、Cl－B．NaHS溶液中：SO、K＋、Cl－、Cu2＋C．Kw/c(H＋)＝10－13mol·L－1的溶液中：NH、Mg2＋、SOD．通入大量CO2的溶液中：Na＋、ClO－、CH3COO－、HCO解析：pH＝7的溶液中，Fe3＋不能大量存在，A项错误；HS－与Cu2＋可发生反应HS－＋Cu2＋===CuS↓＋H＋，B项错误；Kw/c(H＋)＝10－13mol·L－1的溶液中，c(OH－)＝10－13mol·L－1，即溶液呈强酸性，NH、Mg2＋、SO在此溶液中均能大量共存，C项正确；通入大量CO2的溶液中含有较多的H2CO3，ClO－不能与之大量共存，D项错误。答案：C5．常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是(　　)①0.1mol·L－1NaAlO2溶液：H＋、Na＋、Cl－、SO②pH＝11的溶液中：CO、Na＋、AlO、NO、S2－、SO③水电离的H＋浓度为10－12mol·L－1的溶液中：Cl－、CO、NO、SO④加入Mg能放出H2的溶液中：Mg2＋、NH、Cl－、K＋、SO⑤使甲基橙变黄的溶液中：Fe2＋、MnO、NO、Na＋、SO⑥中性溶液中：Fe3＋、Al3＋、NO、Cl－、S2－A．①③⑤B．②④C．②⑤⑥D．④⑤解析：AlO和H＋不能大量共存，①错误；常温下，pH＝11的溶液为碱性溶液，提供的离子能大量共存，②正确；水电离的c(H＋)＝10－12mol·L－1的溶液可以为酸性溶液，也可以为碱性溶液，CO、SO在酸性溶液中不能大量存在，③错误；加入Mg能放出H2的溶液为酸性溶液，提供的离子能大量共存，④正确；甲基橙呈黄色的溶液，pH>4.4，可以是酸性、中性或碱性溶液，酸性溶液中Fe2＋与MnO、NO能发生氧化还原反应而不能大量共存，碱性溶液中Fe2＋不能大量存在，⑤错误；Fe3＋、Al3＋与S2－会发生相互促进的水解反应而不能大量共存，⑥错误。综上所述，B项正确。答案：B9\n9