化学复习难点4——离子反应规律 离子反应规律的应用主要涉及离子方程式正误判断、离子共存、离子推断等问题，由于高中阶段离子反应多而繁杂，各种离子反应类型容易混淆，离子反应相互干扰也较多，于是，这一复习难点始终成为学生学习障碍。为此，理解掌握有关离子反应规律，强化训练有关题目，全面感悟三种题型解题思维要点，是突破这一难点的关键。 一、知识要点——离子反应规律 离子反应原则：离子反应总是向着使溶液中某些离子浓度减小的方向进行。 1．离子间生成沉淀而发生复分解反应。如：生成BaSO4、CaCO3、AgCl等。 2．离子间生成气体而发生复分解反应。如：生成SO2、CO2、H2S等。 3．离子间生成弱电解质或难电离的离子而发生复分解反应。如：生成HClO、NH3·H2O、H2O、HCO3－等。 4．离子间发生相互促进水解反应生成沉淀或逸出气体。如：Al3+分别与CO32－、HCO3－、S2－、HS－、[Al(OH)4]－等，Fe3+与CO32－、HCO3－、[Al(OH)4]－等。 5．离子间或离子与分子间生成配合物离子而发生络合反应。如：Fe3++SCN－==[Fe(SCN)]2+或Ag++2NH3·H2O==[Ag(NH3)2]++2H2O 6．离子与难溶物之间发生沉淀转化的复分解反应。如：BaCO3(s)+SO42－(aq)==BaSO4(s)+CO32－(aq)或FeS(s)+Cu2+(aq)==CuS(s)+Fe2+(aq) 7．离子间发生氧化还原反应。如：2Fe3++2I－==2Fe2++I2、2S2－+SO32－+6H+==3S↓+3H2O等。 8．离子与原子或分子间发生置换反应。如：2H++Fe==Fe2++H2↑、2I－+Cl2==2Cl－+I2等。 9．有些有离子生成的反应也属于离子反应。如钠或过氧化钠和水：2Na+2H2O==2Na++2OH－ +H2↑或2Na2O2 +2H2O==4Na++4OH－ +O2↑SO2通入溴水里：SO2+Br2+2H2O==4H++SO42－+2Br－ ；碳酸钙溶于乙酸：CaCO3+2CH3COOH==Ca2++2CH3COO－+CO2↑+H2O等。 10．有少数反应都没有离子生成也属于离子反应。如弱电解质醋酸铅溶液通入硫化氢气体的反应：H2S+(CH3COO)2Pb==2CH3COOH+PbS↓ 二、离子不共存规律 离子之间若发生以上复分解反应、氧化还原反应、络合反应、双水解反应等，则不能大量共存。离子之间若不发生任何反应，则可以大量共存。 三、离子推断规律 主要决定于离子的特性与离子反应规律(离子不共存规律)。 典例1．(2022·江苏高考9)下列指定反应的离子方程式正确的是( ) A．氯气溶于水：Cl2+H2O==2H++Cl－+ClO－\n B．Na2CO3溶液中CO32－的水解：CO32－+H2O==HCO3－+OH－ C．酸性溶液中KIO3与KI反应生成I2：IO3－+I－+6H+==I2+3H2O D．NaHCO3溶液中加足量Ba(OH)2溶液：HCO3－+Ba2++OH－==BaCO3↓+H2O 思维要点：当符合以上离子反应规律时，首先，要考虑化学式拆分问题，只有易溶、易电离的物质可拆分写成离子式。难溶物、难电离物、气体、单质、氧化物、弱酸的酸式盐酸根、微溶物浑浊态、非电解质等一律写成化学式。选项A中的HClO是弱电解质不能拆。其次，要考虑“三守恒”问题，若是氧化还原反应的离子方程式，要依次分析其是否满足电子守恒、电荷守恒、原子守恒；若是非氧化还原反应的离子方程式，省略电子守恒的分析。选项C不符合电子守恒。第三，要考虑反应物用量不同时离子方程式不同的情况。选项D中NaHCO3不足，定为1mol，故只需1molBa2+与1molOH－参与反应，D正确。最后，检查等号“==”与可逆号“”、气体箭号“↑”与沉淀符号“↓”、加热号“△”等细节。选项C中CO32－的水解是可逆的，故C错。正确答案为D。 感悟：错误拆分化学式、氧化还原反应的电子不守恒、电荷不守恒、忽视某物质过量、忽视单个离子水解的可逆号、阴阳离子的配比不合理、漏掉部分反应等都要作为判断离子方程式正误的重要内容，不可遗漏。 典例2．(2022·江苏高考6)常温下，下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是( ) A．使酚酞变红色的溶液中：Na+、Al3+、SO42－、Cl－ B．Kw/c(H+) =1×10-13mol·L-1的溶液中：NH4+、Ca2+、Cl－、NO3－ C．与Al反应能放出H2的溶液中：Fe2+、K+、NO3－、SO42－ D．水电离的c(H+)=1×10－13mol·L－1的溶液中：K+、Na+、AlO2－、CO32－ 思维要点：关注溶液是酸性还是碱性是本题解题关键。如选项A酚酞变红色的溶液是碱性溶液；选项B的溶液氢离子浓度为0.1mol·L－1，显酸性；选项C与Al反应放出H2的溶液可能酸性也可能碱性；选项D水的电离受抑制的溶液可能酸性也可能碱性。然后梳理好有关离子反应规律，选项A中的Al3+和OH－不能大量共存。选项C中的Fe2+、NO3－和H+不能大量共存，Fe2+和OH－也不能大量共存。选项D中的AlO2－、CO32－分别和H+均不能大量共存。正确答案为B。 感悟：认真细致挖掘隐含条件、全面梳理离子反应规律等都要作为判断离子是否大量共存的重要内容，不可忽视。题干或选项前置词增设的限制条件，如无色透明、强酸性、碱性、pH=1、甲基橙呈红色、由水电离的c(H+)=1×10-13mol·L-1的溶液中、发生氧化还原反应等等解题要素要细心关注到位。要借助于各选项中各种离子间符合哪种离子反应类型，来确定离子间“能大量共存”或“不能大量共存”或“可能共存”或“一定能共存”等。 典例3．(2022·上海高考17)某溶液可能含有Cl－、SO42－、CO32－、NH4+、Fe3+、Al3+和K+。取该溶液100mL，加入过量NaOH溶液，加热，得到0.02mol气体，同时产生红褐色沉淀；顾虑，洗涤，灼烧，得到1.6g固体；向上述滤液中加足量BaCl2溶液，得到4.66g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－)≥0.4mol·L-1\n C．SO42－、NH4+、Fe3+一定存在，Cl－可能不存在 D．CO32－、Al3+一定不存在，K+可能存在 思维要点：首先根据实验现象推断出某离子后，一定要关注溶液中与其不共存的离子。如：该溶液加过量NaOH溶液加热得到气体，肯定有NH4+，产生红褐色沉淀肯定有Fe3+，因Fe3+与CO32－不共存，肯定没有CO32－。其次，根据实验现象推断出某离子，一定要关注该离子是否为前面实验操作引入的。如：向上述滤液中加足量BaCl2溶液，得到不溶于盐酸的沉淀，肯定有SO42－，无法确定Cl－，因加BaCl2溶液引入了Cl－。题设有定量数据，一定要通过定量计算确证离子是否存在。若本题不重视题设定量关系很容易误选C。由于溶液中有0.02molNH4+，0.02molFe3+，0.02molSO42－，阳离子所带的正电荷多了，根据电荷守恒，至少有0.04molCl－，故溶液中至少存在4种离子。由于所加的NaOH溶液是过量的，其中隐含着Al3+转化为[Al(OH)4]－的反应，且没有明显现象体现，故可能存在Al3+和K+，所以c(Cl－)≥0.4mol·L-1。正确答案为B。 感悟：定性分析要关注离子反应的特殊现象、离子间的隐含反应、不共存离子的排除、一般现象间的干扰、相类似离子的干扰、引入离子的干扰等，定量分析要善于应用电荷守恒。这就是离子推断的解题关键。 四、现场强化训练 1．(2022·全国I卷12)能正确表示下列反应的离子方程式为( ) A．硫化亚铁溶于稀硝酸中：FeS+2H+==Fe2++H2S↑ B．NH4HCO3溶于过量的NaOH溶液中：HCO3－+OH－==CO32－+H2O C．少量SO2通入苯酚钠溶液中：C6H5O－+SO2+H2O==C6H5OH+HSO3－ D．大理石溶于醋酸中：CaCO3+2CH3COOH==Ca2++2CH3COO－+CO2↑+H2O 2．(2022·安徽高考10)下列有关NaClO和NaCl混合溶液的叙述正确的是( ) A．该溶液中，H+、NH+4、SO42－、Br－可以大量共存 B．该溶液中，Ag+、K+、NO3－、CH3CHO可以大量共存 C．向该溶液中滴入少量FeSO4溶液，反应的离子方程式为2Fe2++ClO－+2H+==Cl－+2Fe3++H2O D．向该溶液中加入浓盐酸，每产生1molCl2，转移电子约为6.02×1023个 3．(2022·广东高考8)水溶液中能大量共存的一组离子是( ) A．NH4+、Ba2+、Br－、CO32－ B．Cl－、SO32－、Fe2+、H+ C．K+、Na+、SO42－、MnO4－ D．Na+、H+、NO3－、HCO3－ 4．(2022·山东高考12)下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是( ) A．向稀硝酸中滴加Na2SO3溶液：SO32－+2H+==SO2↑+H2O B．向Na2SiO3溶液中通入过量SO2：SiO32－+SO2+H2O==H2SiO3↓+SO32－\n C．向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水：Al3++4NH3·H2O==[Al(OH)4]－+4NH4+ D．向CuSO4溶液中加入Na2O2：2Na2O2+2Cu2++2H2O==4Na++2Cu(OH)2↓+O2↑ 5．(2022·上海高考17)某无色溶液含有下列离子中的若干种：H+、NH4+、Fe3+、Ba2+、Al3+、CO32－、Cl－、OH－、NO3－。向该溶液中加入铝粉，只放出H2，则溶液中能大量存在的离子最多有( ) A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 6．(2022·上海高考19双选)离子方程式2Ca2++3HCO3－+3OH－==2CaCO3↓+CO32－+3H2O可以表示( ) A．Ca(HCO3)2与NaOH溶液反应 B．NaHCO3与澄清石灰水反应 C．Ca(HCO3)2与澄清石灰水反应 D．NH4HCO3与澄清石灰水反应 7．(2022·四川高考2)下列有关CuSO4溶液的叙述正确的是( ) A．该溶液中Na+、NH4+、NO3－、Mg2+可以大量共存 B．通入CO2气体产生蓝色沉淀 C．与H2S反应的离子方程式：Cu2++S2－==CuS↓ D．与过量浓氨水反应的离子方程式：Cu2++2NH3·H2O==Cu(OH)2↓+2NH4+ 8．(2022·四川高考6)常温下，将等体积，等物质的量浓度的NH4HCO3与NaCl溶液混合，析出部分NaHCO3晶体，过滤，所得滤液pH<7，下列关于滤液中的离子浓度关系不正确的是( ) A．Kw/c(H+)<1.010-7mol/L B．c(Na+)=c(HCO3－)+c(CO32－)+c(H2CO3) C．c(H+)+c(NH4+)=c(OH－)+c(HCO3－)+2c(CO32－) D．c(Cl－)>c(NH4+)>c(HCO3－)>c(CO32－) 9．(2022·安徽高考8)下列有关Fe2(SO4)3，溶液的叙述正确的是( ) A．该溶液中，K+、Fe2+、C6H5OH、Br－可以大量共存 B．和KI溶液反应的离子方程式：Fe3++2I－==Fe2++I2 C．和Ba(OH)2溶液反应的离子方程式：Fe3++SO42－+Ba2++3OH－==Fe(OH)3↓+BaSO4↓ D．1L0.1mol·L-1该溶液和足量的Zn充分反应，生成11.2gFe 10．(2022·北京高考9)下列解释事实的方程式不正确的是( ) A．测0.1mol·L-1氨水的pH为11：NH3·H2O NH4++OH－ B．将Na块放入水中，产生气体：2Na+2H2O===2NaOH+H2↑ C．用CuCl2溶液做导电实验，灯泡发光：CuCl2 Cu2++2Cl－\n D．Al片溶于NaOH溶液中，产生气体：2Al+2OH－+2H2O==2AlO2－+3H2↑ 11．(2022·广东高考8)水溶液中能大量共存的一组离子是( ) A．Na+、Ca2+、Cl－、SO42－ B．Fe2+、H+、SO32－、ClO－ C．Mg2+、NH4+、Cl－、SO42－ D．K+、Fe3+、NO3－、SCN－ 12．(2022·江苏高考3)25℃时，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( ) A．pH＝1的溶液中：Na+、K+、MnO4－、CO32－ B．c(H+)＝1×10-13mol·L-1的溶液中：Mg2+、Cu2+、SO42－、NO3－ C．0.1mol·L-1NH4HCO3溶液中：K+、Na+、NO3－、Cl－ D．0.1mol·L-1FeCl3溶液中：Fe2+、NH4+、SCN－、SO42－ 13．(2022·江苏高考7)下列指定反应的离子方程式正确的是( ) A．Cu溶于稀硝酸HNO3：Cu+2H++NO3－==Cu2++NO2↑+H2O B．(NH4)2Fe(SO4)2溶液与过量NaOH溶液反应制Fe(OH)2：Fe2++2OH－==Fe(OH)2↓ C．用CH3COOH溶解CaCO3：CaCO3+2H+==Ca2++H2O+CO2↑ D．向NaAlO2溶液中通入过量CO2制Al(OH)3：CO2+AlO2－+2H2O==Al(OH) 3↓+HCO3－ 14．(2022·全国高考11)下列离子方程式错误的是( ) A．向Ba(OH)2溶液中滴加稀硫酸：Ba2++2OH－+2H++SO42－==BaSO4↓+2H2O B．酸性介质中KMnO4氧化H2O2：2MnO4－+5H2O2+6H+==2Mn2++5O2↑+8H2O C．等物质的量的MgCl2、Ba(OH)2和HC1溶液混合：Mg2++2OH－==Mg(OH)2↓ D．铅酸蓄电池充电时的正极反应：PbSO4+2H2O－2e－==PbO2+4H++SO42－ 15．(2022·上海高考18双选)某未知溶液可能含Cl－、CO32－、Na+、SO42－、Al3+，将溶液滴在蓝色石蕊试纸上，试纸变红。取少量试液，滴加硝酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成；在上层清液中滴加硝酸银溶液，产生白色沉淀。下列判断合理的是( ) A．一定有Cl－ B．一定有SO42－ C．一定没有Al3+ D．一定没有CO32－ 16．(2022·上海高考20)向等物质的量浓度的NaOH和Na2CO3的混合溶液中加入稀盐酸。下列离子方程式与事实不相符的是( ) A．OH－+CO32－+2H+==HCO3－+H2O \n B．2OH－+CO32－+3H+==HCO3－+2H2O C．2OH－+CO32－+4H+==CO2↑+3H2O D．OH－+CO32－ +3H+==CO2↑+2H2O 17．(2022·浙江高考20)雾霾严重影响人们的生活与健康。某地区的雾霾中可能含有如下可溶性无机离子：Na+、NH4+、Mg2+、Al3+、SO42－、NO3－、Cl－。某同学收集了该地区的雾霾，经必要的预处理后试样溶液，设计并完成了如下的实验： 已知：3NO3－+8Al+5OH－+2H2O3NH3↑+8AlO2－ 根据以上的实验操作与现象，该同学得出的结论不正确的是( ) A．试样中肯定存在NH4+、Mg2+、SO42－和NO3－ B．试样中一定不含Al3+ C．试样中可能存在Na+、Cl－ D．该雾霾中可能存在NaNO3、NH4Cl和MgSO4 18．(2022·山东高考12)下列有关溶液组成的描述合理的是( ) A．无色溶液中可能大量存在Al3+、NH4+、Cl－、S2－ B．酸性溶液中可能大量存在Na+、ClO－、SO42－、I－ C．弱碱性溶液中可能大量存在Na+、K+、Cl－、HCO D．中性溶液中可能大量存在Fe3+、K+、Cl－、SO42－ 19．(2022·四川高考3)能正确表示下列反应的离子方程式是( ) A．Cl2通往NaOH溶液中：Cl2+OH－==Cl－+ClO－+H2O B．NaHCO3溶液中加入HCl：CO32－+2H+==CO2↑+H2O C．AlCl3溶液中加入过量稀氨水：Al3++4NH3·H2O==AlO2－+4NH4++2H2O D．Cu溶液于稀HNO3：3Cu+8H++2NO3－==3Cu2++2NO↑+4H2O 20．(2022·北京高考8)下列解释事实的方程式不准确的是( ) A．用浓盐酸检验氨：NH3+HCl==NH4Cl B．碳酸钠溶液显碱性：CO32－+H2OHCO3－+OH－ C．钢铁发生吸氧腐蚀时，铁作负极被氧化：Fe－3e－==Fe3+\n D．长期盛放石灰水的试剂瓶内壁出现白色固体：Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O 21．(2022·新课标Ⅱ卷10)能正确表示下列反应的离子方程式是( ) A．浓盐酸与铁屑反应：2Fe+6H+==2Fe3++3H2↑ B．钠与CuSO4溶液反应：2Na+Cu2+==Cu↓+2Na+ C．NaHCO3溶液与稀H2SO4反应：CO32－+2H+==H2O+CO2↑ D．向FeCl3溶液中加入Mg(OH)2：3Mg(OH)2+2Fe3+==2Fe(OH)3+3Mg2+ 22．(2022·四川高考3)下列离子方程式正确的是( ) A．Cl2通入水中：Cl2+H2O==2H++Cl－+ClO－ B．双氧水加入稀硫酸和KI溶液：H2O2+2H++2I－==I2+2H2O C．用铜做电极电解CuSO4溶液：2Cu2++2H2O 2Cu＋O2↑+4H+ D．Na2S2O3溶液中加入稀硫酸：2S2O32－+4H+==SO42－+3S↓+2H2O 23．(2022·安徽高考9)下列分子或离子在指定的分散系中能大量共存的一组是( ) A．银氨溶液：Na+、K+、NO3－、NH3·H2O B．空气：C2H2、CO2、SO2、NO C．氢氧化铁胶体：H+、K+、S2－、Br－ D．高锰酸钾溶液：H+、Na+、SO42－、葡萄糖分子 24．(2022·广东高考8)水溶解中能大量共存的一组离子是( ) A．Na+、Al3+、Cl－、CO32－ B．H+、Na+、Fe2+、MnO4－ C．K+、Ca2+、Cl－、NO3－ D．K+、NH4+、OH－、SO42－ 25．(2022·重庆高考7)在水溶液中能量共存的一组离子是( ) A．Na+、Ba2+、Cl－、NO3－ B．Pb2+、Hg2+、S2－、SO42－ C．NH4+、H+、S2O32－、PO43－ D．ClO－、Al3+、Br－、CO32－ 26．(2022·江苏高考3)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．使甲基橙变红色的溶液：Mg2+、K＋、SO42－、NO3－ B．使酚酞变红色的溶液：Na+、Cu2+、HCO3－、NO3－ C．0.1mol·L－1AgNO3溶液：H+、K+、SO42－、I－ D．0.1mol·L－1NaAlO2溶液:H+、Na+、Cl－、SO42－ 27．(2022·江苏高考8)下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是( )\n A．MnO2与浓盐酸反应制Cl2：MnO2+4HClMn2++2Cl－+Cl2↑+2H2O B．明矾溶于水产生Al(OH)3胶体：Al3++3H2O==Al(OH)3↓+3H+ C．Na2O2溶于水产生O2：Na2O2+H2O==2Na++2OH－+O2↑ D．Ca(HCO3)2溶液与少量NaOH溶液反应：HCO3－+Ca2++OH－==CaCO3↓+H2O 28．(2022·海南高考10双选)能正确表示下列反应的离子反应方程式为( ) A．NH4HCO3溶于过量的浓KOH溶液中：NH4++HCO3－+2OH－==CO32－+NH3↑+2H2O B．向明矾溶液中滴加Ba(OH)2溶液，恰好使SO42-沉淀完全：2Al3++3SO42－+3Ba2++6OH－==2Al(OH)3↓+3BaSO4↓ C．向FeBr2溶液中通入足量氯气：2Fe2++4Br－+3Cl2==2Fe3++2Br2+6Cl－ D．醋酸除去水垢：2H++CaCO3==Ca2++CO2↑+H2O 29．(2022·福建高考8)室温下，对于0.10mol·L-1的氨水，下列判断正确的是( ) A．与AlCl3溶液反应发生的离子方程式为Al3++3OH－==Al(OH)3↓ B．加水稀释后，溶液中c(NH4+)·c(OH－)变大 C．用HNO3溶液完全中和后，溶液不显中性 D．其溶液的pH=13 30．(2022·广西高考11)能正确表示下列反应的离子方程式是( ) A．用过量氨水吸收工业尾气中的SO2： 2NH3·H2O+SO2==2NH4++SO32－+H2O B．氯化钠与浓硫酸混合加热：H2SO4+2Cl－ SO2↑+Cl2↑+H2O C．磁性氧化铁溶于稀硝酸：3Fe2++4H++NO3－==3Fe3++NO↑+3H2O D．明矾溶液中滴入Ba(OH)2溶液使SO42－恰好完全沉淀：2Ba2++3OH－+Al3++2SO42－==2BaSO4↓+Al(OH)3↓ 参考答案：1.D 2.D 3.C 4.D 5.C 6.AB 7.A 8.C 9.D 10.C 11.C 12.C 13.D 14.C 15.BD 16.C 17.B 18.C 19.D 20.C 21.D 22.B 23.A 24.C 25.A 26.A 27.D 28.AC 29.C 30.A
