資源簡介

第3講　離子反應的應用
[課程標準]　1.了解離子反應發生條件，正確判斷常見離子在溶液中能否大量共存。2.掌握常見離子的檢驗，能根據實驗現象推斷溶液中的離子。
考點一　離子共存
離子不能共存的“四種”類型
類型一　復分解反應型
生成難溶物或微溶物的離子不能大量共存
陰離子 不能大量共存的陽離子
OH－ Mg2＋、Al3＋、Ca2＋、Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋
Cl－、Br－、I－ Ag＋
SO Ba2＋、Pb2＋、Ag＋
S2－ Cu2＋、Pb2＋、Ag＋
CO、SO Mg2＋、Ca2＋、Ba2＋、Ag＋
SiO H＋、Mg2＋、Ca2＋
AlO H＋
類型二　氧化還原反應型
具有較強氧化性離子與具有較強還原性離子，會發生氧化還原反應而不能大量共存。
(1)氧化性較強的離子：ClO－、MnO(H＋)、NO(H＋)、Fe3＋、Cr2O、FeO。
(2)還原性較強的離子：Fe2＋(可與Fe3＋共存)、S2－、I－、SO、HS－、HSO。
類型三　水解相互促進型
當弱酸的酸根與弱堿的陽離子同時存在于水溶液中時，弱酸的酸根水解生成的氫氧根離子與弱堿的陽離子水解生成的氫離子反應生成水，從而使兩種離子的水解平衡互相促進而向水解方向移動，甚至完全反應。常見的因發生相互促進的水解反應而不能大量共存的離子如下：
(1)Al3＋與CO、HCO、S2－、HS－、AlO、SiO、ClO－；
(2)Fe3＋與CO、HCO、AlO、SiO、ClO－；
(3)NH與AlO、SiO。
類型四　絡合反應型
離子間因發生絡合反應而不能大量共存，中學常見的反應有
(1)Fe3＋與SCN－因生成Fe(SCN)3而不能大量共存。
(2)Ag＋與NH3·H2O因生成[Ag(NH3)2]＋而不能大量共存。
(3)Cu2＋與NH3·H2O因生成[Cu(NH3)4]2＋而不能大量共存。
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一、判斷離子共存，注意“題干”限制條件
1．下列各組離子在溶液中因發生復分解反應而不能大量共存的是 。
①Na＋、H＋、CH3COO－、Cl－
②Ba2＋、Na＋、CO、NO
③Na＋、HCO、H＋、NO
④Al3＋、Fe3＋、NO、SO
⑤K＋、Na＋、AlO、NO
⑥Na＋、H＋、Cl－、OH－
⑦Cu2＋、Fe2＋、Cl－、SO
⑧K＋、Na＋、SiO、NO
答案：　①②③⑥
2．下列各組離子在溶液中因發生氧化還原反應而不能大量共存的是 。
①Na＋、H＋、CO、Cl－
②H＋、NO、Fe2＋、Na＋
③Na＋、Fe3＋、I－、Cl－
④H＋、S2－、SO、SO
⑤SO、NO、Na＋、H＋
⑥I－、ClO－、K＋、H＋
⑦Na＋、K＋、MnO、Cl－
⑧Fe3＋、Ca2＋、H＋、NO
答案：　②③④⑥
3．下列各組離子因水解相互促進而不能大量共存的是 。
①Al3＋、HCO、Cl－、K＋
②Al3＋、SiO、Na＋、Cl－
學生用書?第12頁
③Fe3＋、NH、SO、S2－
④Fe3＋、Cl－、Na＋、CO
⑤Al3＋、Fe3＋、SCN－、Cl－
⑥Na＋、Al3＋、NO、AlO
⑦Na＋、Ca2＋、HCO、HSO
⑧S2O、Na＋、H＋、SO
⑨Na＋、Al3＋、SO、S2－
答案：　①②④⑥⑨
二、判斷離子共存，注意“選項”限制條件
4．下列各組離子在指定的溶液中，一定能大量共存的打“√”，不能大量共存的打“×”。
(1)c(H＋)水＝10－12 mol·L－1的溶液：Na＋、K＋、CO、SO(　　)
(2)使酚酞變紅色的溶液：Na＋、Cu2＋、Fe2＋、NO(　　)
(3)常溫下，pH＝12的溶液：K＋、Cl－、SO(　　)
(4)c(H＋)＝0.1 mol·L－1的溶液：Na＋、NH、SO、S2O(　　)
(5)使pH試紙顯藍色的溶液：Cu2＋、NO、Fe3＋、SO(　　)
(6)與鋁粉反應放出H2的無色溶液：NO、Al3＋、Na＋、SO(　　)
(7)使紅色石蕊試紙變藍的溶液：SO、CO、Na＋、K＋(　　)
(8)常溫下，＝1×10－12的溶液：K＋、AlO、CO、Na＋(　　)
(9)中性溶液：Fe3＋、Al3＋、NO、SO(　　)
(10)使甲基橙變紅色的溶液：Mg2＋、K＋、SO、SO(　　)
答案：　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)×　(7)√　(8)√　(9)×　(10)×
溶液中離子共存的判斷技巧
1．審清題干要求的關鍵詞語，如“一定大量共存”“可能大量共存”或“不能大量共存”等。
2．規避顏色陷阱，如“無色溶液”“透明溶液”等。
3．注意離子共存的條件，如酸性、堿性及特殊離子存在。　　
考點二　離子的檢驗
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1．常見陽離子的檢驗
陽離子 試劑或方法 實驗現象
Na＋ 焰色試驗 黃色火焰
K＋ 焰色試驗 紫色火焰(透過藍色鈷玻璃)
Fe3＋ NaOH溶液 生成紅褐色沉淀
KSCN溶液 溶液呈紅色
Fe2＋ NaOH溶液 白色沉淀→灰綠色→紅褐色
先加KSCN溶液，再加氯水 加KSCN溶液無明顯變化，再加氯水變為紅色
Fe2＋(含Fe3＋) K3[Fe(CN)6]溶液 產生藍色沉淀
NH NaOH溶液，加熱 產生使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體
Al3＋ NaOH溶液 白色沉淀，溶于過量的強堿
2.常見陰離子的檢驗
陰離子 試劑或方法 實驗現象
Cl－ 加入AgNO3溶液、稀硝酸 生成白色沉淀(AgCl)，該沉淀不溶于稀硝酸
Br－ 加入AgNO3溶液、稀硝酸 生成淺黃色沉淀(AgBr)，該沉淀不溶于稀硝酸
加入氯水后振蕩，滴入少許四氯化碳 四氯化碳層(下層)呈橙紅色
I－ 加入AgNO3溶液、稀硝酸 生成黃色沉淀(AgI)，該沉淀不溶于稀硝酸
加入氯水后振蕩，滴入少許四氯化碳 四氯化碳層(下層)呈紫紅色
加入氯水和淀粉試液 溶液變藍
學生用書?第13頁
陰離子 試劑或方法 實驗現象
SO 先加入鹽酸再加入BaCl2溶液(加鹽酸防止CO、Ag＋的干擾；不用HNO3防止SO干擾) 生成白色沉淀(BaSO4)
CO 加入CaCl2或BaCl2溶液、稀鹽酸、澄清的石灰水 加入CaCl2或BaCl2溶液生成白色沉淀(CaCO3或BaCO3)，將沉淀溶于稀鹽酸，產生無色、無味的氣體(CO2)，該氣體能使澄清的石灰水變渾濁
加入鹽酸、澄清的石灰水、CaCl2溶液 加入鹽酸，產生無色、無味的氣體，該氣體能使澄清的石灰水變渾濁；向原溶液中加入CaCl2溶液，產生白色沉淀
3.排除離子檢驗的“干擾”
(1)SO的檢驗
①檢驗方法
②排除干擾
Ag＋的干擾：先用鹽酸酸化，能防止Ag＋干擾；
CO、SO的干擾：因為BaCO3、BaSO3也是白色沉淀，與BaSO4白色沉淀不同的是這些沉淀能溶解于鹽酸中，因此檢驗SO時，必須用鹽酸酸化(不能用HNO3、H2SO4酸化)。
(2)CO的檢驗
①檢驗方法
②排除干擾
HCO、HSO的干擾 若被檢液中不含CO而含有HCO(或HSO )，則加入CaCl2(或BaCl2)溶液時不會產生白色沉淀，故可用BaCl2(或CaCl2)溶液排除干擾
SO的干擾 因為CaSO3與CaCO3一樣，也是白色沉淀，且CaSO3也能與鹽酸反應產生使澄清石灰水變渾濁的氣體(SO2)，但SO2是有刺激性氣味的氣體，故可用無色無味來排除SO的干擾
(3)Fe2＋的檢驗
①溶液中只含Fe2＋：可用KSCN溶液和氯水檢驗，不考慮干擾問題。
②溶液中含Fe2＋、Fe3＋，不含Cl－時，可加入酸性KMnO4溶液，溶液褪色，說明溶液中含有Fe2＋，不能用KSCN溶液和氯水，原因是Fe3＋會形成干擾。
③溶液中含有Fe2＋、Fe3＋、Cl－時，加入K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液，生成藍色沉淀，不能用酸性KMnO4溶液，原因是Cl－有還原性，也能使酸性KMnO4溶液褪色，形成干擾。
(4)Cl－、SO共存的溶液
(5)CO、HCO共存的溶液
[正誤辨析]　
(1)加入稀鹽酸酸化的BaCl2溶液，出現白色沉淀，則溶液中可能有SO或Ag＋(　　)
(2)加入鹽酸，產生白色沉淀，滴加硝酸白色沉淀不溶解，則溶液中有Ag＋(　　)
學生用書?第14頁
(3)滴入硝酸酸化的BaCl2溶液，產生白色沉淀，溶液中一定存在SO(　　)
(4)滴加KSCN溶液無現象，將所得溶液滴加飽和氯水，溶液無紅色，則溶液中一定不存在Fe2＋(　　)
(5)某溶液的焰色試驗呈黃色，則溶液中一定有鈉元素，不能確定是否有鉀元素(　　)
(6)無色溶液加入CCl4無現象，滴加氯水后CCl4層呈紫紅色，則溶液中一定存在I－(　　)
答案：　(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√　(6)√
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一、“操作、現象、結論”型判斷
1．向四支試管中分別加入少量不同的無色溶液進行如下操作，結論正確的是(　　)
選項 操作 現象 結論
A 滴加BaCl2溶液 生成白色沉淀 原溶液中有SO
B 滴加硫酸 有刺激性氣味的氣體產生 原溶液中有SO
C 用潔凈鉑絲蘸取溶液進行焰色試驗 火焰呈紫色(透過藍色鈷玻璃) 原溶液中有鉀元素
D 滴加NaOH溶液，將濕潤紅色石蕊試紙置于試管口 試紙不變藍 原溶液中無NH
C　[A項加入BaCl2溶液得到白色沉淀，原溶液中可能含有SO或SO或Ag＋；B項HSO也有同樣的現象；C項觀察鉀的焰色試驗應透過藍色鈷玻璃，排除鈉的干擾；D項檢驗NH應加入濃NaOH溶液，且需要加熱。]
2．下列有關離子檢驗的方法正確的是(　　)
A．加入硝酸銀溶液，產生白色沉淀，原溶液中一定含有Cl－
B．加入氫氧化鈉溶液立即有白色沉淀產生，原溶液中一定含有Al3＋
C．加入稀鹽酸，產生能使澄清石灰水變渾濁的氣體，原溶液中一定含有CO
D．加入稀鹽酸無現象，再加入氯化鋇溶液有白色沉淀產生，原溶液中一定含有SO
D　[某溶液中加入硝酸銀溶液，產生白色沉淀，能夠與硝酸銀生成白色沉淀的離子不一定為Cl－，可能含有SO、CO，A錯誤；某溶液中加入氫氧化鈉溶液立即有白色沉淀產生，該白色沉淀不一定為Al(OH)3，也可能為Mg(OH)2沉淀，所以原溶液中不一定有Al3＋，B錯誤；某溶液中加入稀鹽酸，產生能使澄清石灰水變渾濁的氣體，該氣體可能為CO2或SO2，該溶液中可能存在CO、HCO、SO、HSO等，因此不一定含有CO，C錯誤；某溶液中加入稀鹽酸無現象，排除了Ag＋、CO、SO等干擾，加入氯化鋇溶液有白色沉淀產生，該白色沉淀為BaSO4，則該溶液中一定有SO，D正確。]
二、從定性、定量的角度推斷離子或物質
3．某100 mL溶液可能含有Na＋、NH、Fe2＋、CO、SO、Cl－中的若干種，取該溶液進行連續實驗，實驗過程如圖所示(所加試劑均過量，氣體全部逸出)，下列說法不正確的是(　　)
A．向原溶液中加K3[Fe(CN)6]溶液，無明顯現象
B．原溶液中c(Cl－)≥0.1 mol·L－1
C．用潔凈的鉑絲蘸取原溶液，在酒精燈上灼燒，火焰呈黃色
D．將濕潤的紅色石蕊試紙靠近實驗產生的氣體，試紙變藍
C　[根據實驗過程分析，向100 mL溶液中加入氯化鋇溶液產生的沉淀1為4.30 g，加入鹽酸后，沉淀2的質量為2.33 g，說明原溶液中含有CO、SO；向濾液中加入氫氧化鈉溶液，產生氣體，該氣體為氨氣，則原溶液中含有NH；所以原溶液中一定含有CO、SO、NH，一定不含Fe2＋。原溶液中不含Fe2＋，加入K3[Fe(CN)6]溶液，無明顯現象，A項正確；硫酸鋇沉淀的質量為2.33 g，n(SO)＝n(BaSO4)＝＝0.01 mol，n(CO)＝n(BaCO3)＝＝0.01 mol，n(NH)＝n(NH3)＝＝0.05 mol，根據電荷守恒可知，0.01×2＋0.01×2<0.05×1，所以溶液中含有Cl－，溶液中可能含有陽離子Na＋，則原溶液中c(Cl－)≥ mol·L－1，B項正確；溶液中不一定含Na＋，火焰不一定呈黃色，C項錯誤；加入NaOH溶液后產生的氣體為NH3，能夠使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，D項正確。]
4．離子反應在實驗室制備物質和工業生產中有著重要的作用。某無色溶液中可能含有Na＋、Ba2＋、Cl－、Br－、SO、SO中的若干種，依順序進行下列實驗，且每步所加試劑均過量，觀察到的現象如下：
步驟 操作 現象
① 用pH試紙檢驗 溶液的pH大于7
② 向①所得溶液中滴加新制氯水，再加入CCl4振蕩，靜置 CCl4層呈橙色
③ 向②所得水溶液中加入Ba(NO3)2溶液和稀硝酸 有白色沉淀產生
④ 向③的濾液中加入AgNO3溶液 有白色沉淀產生
請完成下列問題：
(1)根據步驟①可知，一定不存在的離子是 。
(2)步驟②發生反應的離子方程式為 _
、
。
(3)綜合上述四步操作，無法確定是否存在的離子有 。
解析：　由步驟①結合鹽類水解的知識可知，原溶液中一定有SO，則一定不含Ba2＋。由步驟②CCl4層呈橙色可知，原溶液中含有Br－。步驟③中白色沉淀為BaSO4，可能為原溶液中含有的SO被氧化生成的SO與Ba2＋反應產生的，因此，不能確定原溶液是否含SO。由步驟④可知，白色沉淀為AgCl，但是Cl－可能是加入新制氯水時引入的，因此，不能確定原溶液是否含有Cl－。根據溶液電荷守恒可知，原溶液中一定含有Na＋。綜上所述，原溶液中一定不存在的是Ba2＋，一定存在的是SO、Br－、Na＋，不能確定的是Cl－、SO。
答案：　(1)Ba2＋
(2)Cl2＋SO＋H2O===SO＋2H＋＋2Cl－
Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－
(3)Cl－、SO
學生用書?第15頁
必做實驗一　用化學沉淀法去除粗鹽中的雜質離子
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1．粗食鹽水中常含有的雜質離子：Ca2＋、Mg2＋、SO。
2．粗鹽的除雜原理及規律
(1)原理
(2)路線
3．粗鹽提純過程中涉及的主要操作
1．加入試劑的順序：BaCl2必須在Na2CO3之前加。
2．過濾之后再加入稀鹽酸除去過量的Na2CO3和NaOH。
3．除去多種雜質時必須考慮加入試劑的順序。
4．除雜時，每次所加試劑都要略微過量是為了將雜質離子完全除去。　　
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1．(2022·廣東卷)實驗室進行粗鹽提純時，需除去Ca2＋、Mg2＋和SO，所用試劑包括BaCl2以及(　　)
A.Na2CO3、NaOH、HCl
B．Na2CO3、HCl、KOH
C．K2CO3、HNO3、NaOH
D．Na2CO3、NaOH、HNO3
A　[除雜過程中不能引入新雜質，同時為保證除雜完全，所加除雜試劑一般過量，然后選擇合適的試劑將所加過量的物質除去。粗鹽中主要成分為NaCl。除去Ca2＋選用CO將其轉化為沉淀，為了不引入新雜質，所加物質的陽離子為Na＋，即選用Na2CO3除去Ca2＋，同理可知，除去Mg2＋需選用NaOH，除去SO需選用BaCl2，因所加除雜試劑均過量，因此向粗鹽樣品中加入除雜試劑的順序中，BaCl2先于Na2CO3加入，利用Na2CO3除去Ca2＋和多余的BaCl2，因Na2CO3、NaOH均過量，成為新雜質，需要過濾后向濾液中加入HCl，至溶液中不再有氣泡產生，以此除去Na2CO3、NaOH，然后將溶液蒸干得到較為純凈的食鹽產品。]
2．精制粗鹽(雜質是MgCl2、CaCl2和Na2SO4)，選用NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液作為除雜試劑，最后用鹽酸調節溶液pH，得到精制NaCl。下列說法正確的是(　　)
A．依次向粗鹽溶液中加入NaOH、Na2CO3、BaCl2
B．用HNO3酸化的AgNO3溶液檢驗SO是否除盡
C．除去Ca2＋的主要反應是：Ca2＋＋2OH－===Ca(OH)2↓
D調節pH后，采用蒸發濃縮結晶的方法獲得精制NaCl
D　[碳酸鈉一定在氯化鋇之后，則依次向粗鹽溶液中加入NaOH、BaCl2、Na2CO3或BaCl2、NaOH、Na2CO3或BaCl2、Na2CO3、NaOH，故A錯誤；檢驗SO的試劑為鹽酸、氯化鋇，則利用鹽酸、氯化鋇檢驗SO是否除盡，故B錯誤；鈣離子轉化為碳酸鈣沉淀，則除去Ca2＋的主要反應是：Ca2＋＋CO===CaCO3↓，故C錯誤；NaCl溶液可蒸發得到晶體，則調節pH后，采用蒸發濃縮結晶的方法獲得精制NaCl，故D正確。]
3．為除去粗鹽中的Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO以及泥沙等雜質，某同學設計了一種制備精鹽的實驗方案，步驟如圖(用于沉淀的試劑稍過量)：
稱取粗鹽濾液精鹽
(1)第⑤步實驗操作需要燒杯、 等玻璃儀器。
(2)步聚⑦中蒸發結晶時會用到下列儀器中的 (填儀器名稱)。
(3)除雜試劑Na2CO3、NaOH、BaCl2加入的順序還可以是 (任寫一種合理順序即可)。
解析：　(1)過濾裝置是分離難溶性物質和溶液的分離方法，用到的玻璃儀器為燒杯、玻璃棒、漏斗；(2)粗鹽提純的步驟是溶解、過濾、蒸發、結晶，由步驟可推測用到的儀器是鐵架臺、漏斗、燒杯、玻璃棒、蒸發皿和酒精燈，會用到下列儀器中的蒸發皿；(3)除雜試劑為了完全除去雜質離子，一般是過量的，碳酸鈉可以將鈣離子以及過量的鋇離子沉淀下
來，BaCl2、NaOH、Na2CO3加入的順序必須滿足BaCl2在Na2CO3之前加入，過濾后再加鹽酸至不再有氣體生成即可，除雜試劑加入的順序可以是BaCl2、NaOH、Na2CO3或NaOH、BaCl2、Na2CO3或BaCl2、Na2CO3、NaOH。
答案：　(1)玻璃棒、漏斗　(2)蒸發皿　(3)NaOH、BaCl2、Na2CO3(或BaCl2、Na2CO3、NaOH或BaCl2、NaOH、Na2CO3)
學生用書?第16頁
答題規范1 　離子反應的規范解答
實驗操作(取少量或適量待檢溶液于試管中，加入……試劑，再加入……試劑)

現象描述(①溶液由……變為……，②若有……生成，③若沒有……等)

得出結論(如“若……說明……，若……說明……”)
應用1．為了探究AgNO3的氧化性，某化學興趣小組設計了如下實驗：
將光亮的鐵絲伸入AgNO3溶液中，一段時間后將鐵絲取出。為檢驗溶液中Fe的氧化產物，將溶液中的Ag＋除盡后，進行了如下實驗，可選用試劑：KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯水。
請完成下表：
操作 現象 結論
取少量除盡Ag＋后的溶液于試管中，加入KSCN溶液，振蕩 存在Fe3＋
取少量除盡Ag＋后的溶液于試管中，加入 ，振蕩 存在Fe2＋
[實驗結論]　 Fe的氧化產物為Fe2＋和Fe3＋
解析：　Fe3＋遇KSCN溶液，溶液變紅色。由于氯水與Fe2＋反應，現象不明顯，應直接用K3[Fe(CN)6]溶液檢驗，若有藍色沉淀出現，則證明Fe2＋存在，否則不存在。
答案：　溶液呈紅色　K3[Fe(CN)6]溶液　產生藍色沉淀
應用2．按要求回答下列問題：
(1)已知Na2S2O3·5H2O遇酸易分解：S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O
(供選擇的試劑：稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液)
結晶析出Na2S2O3·5H2O，其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等雜質。利用所給試劑設計實驗，檢測產品中是否存在Na2SO4，簡要說明實驗操作、現象和結論： _
。
(2)榴石礦石可以看作CaO、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2組成。試設計實驗證明榴石礦中含有FeO(試劑任選，說明實驗操作與現象)
。
答案：　(1)取少量產品溶于足量稀鹽酸，靜置，取上層溶液(或過濾，取濾液)于一試管中，滴加BaCl2溶液，若產生白色沉淀則說明含有Na2SO4雜質(合理即可)
(2)取礦石少許，加稀硫酸充分反應后，向其中滴加酸性高錳酸鉀溶液，若紫紅色褪去，證明礦石中含有FeO(不能加鹽酸溶解)
真題演練　明確考向
1．(2022·湖北卷)下列各組離子在給定溶液中能大量共存的是(　　)
A.在0.1 mol·L－1氨水中：Ag＋、Cu2＋、NO、SO
B．在0.1 mol·L－1氯化鈉溶液中：Fe3＋、I－、Ba2＋、HCO
C.在0.1 mol·L－1醋酸溶液中：SO、NH、Br－、H＋
D.在0.1 mol·L－1硝酸銀溶液中：K＋、Cl－、Na＋、CO
C　[氨水顯堿性，會與Ag＋、Cu2＋反應，不能大量共存，A項錯誤；Fe3＋、I－會發生氧化還原反應，不能大量共存，B項錯誤；醋酸顯酸性，在醋酸溶液中SO、NH、Br－、H＋均不會發生反應，能大量共存，C項正確；硝酸銀中的銀離子會與Cl－、CO反應生成沉淀，不能大量共存，D項錯誤。]
2．(2022·全國乙卷)某白色粉末樣品，可能含有Na2SO4、Na2SO3、Na2S2O3和Na2CO3。取少量樣品進行如下實驗：
①溶于水，得到無色透明溶液。
②向①的溶液中滴加過量稀鹽酸，溶液變渾濁，有刺激性氣體逸出，離心分離。
③取②的上層清液，向其中滴加BaCl2溶液有沉淀生成。
該樣品中確定存在的是(　　)
A．Na2SO4、Na2S2O3 B．Na2SO3、Na2S2O3
C．Na2SO4、Na2CO3 D．Na2SO3、Na2CO3
A　[由題意可知，①取少量樣品溶于水得到無色透明溶液，說明固體溶于水且相互之間能共存，②向①的溶液中滴加過量稀鹽酸，溶液變渾濁，有刺激性氣體放出，說明固體中存在Na2S2O3，發生反應S2O＋2H＋===S↓＋H2O＋SO2↑，離心分離，③取②的上層清液，向其中滴加BaCl2溶液，有沉淀生成，則沉淀為BaSO4，說明固體中存在Na2SO4，不能確定是否有Na2SO3和Na2CO3, Na2SO3與過量鹽酸反應生成二氧化硫，Na2CO3與過量鹽酸反應生成二氧化碳，而這些現象可以被Na2S2O3與過量鹽酸反應的現象覆蓋掉，綜上分析，該樣品中確定存在的是：Na2SO4、Na2S2O3。]
3．(2021·湖南選擇考，12)對下列粒子組在溶液中能否大量共存的判斷和分析均正確的是(　　)
學生用書?第17頁
選項 粒子組 判斷和分析
A Na＋、Al3＋、Cl－、NH3·H2O 不能大量共存，因發生反應：Al3＋＋4NH3·H2O===AlO＋4NH＋2H2O
B H＋、K＋、S2O、SO 不能大量共存，因發生反應：2H＋＋S2O===S↓＋SO2↑＋H2O
C Na＋、Fe3＋、SO、H2O2 能大量共存，粒子間不反應
D H＋、Na＋、Cl－、MnO 能大量共存，粒子間不反應
B　[Al3＋和NH3·H2O生成Al(OH)3沉淀而不是生成AlO，故A錯誤；S2O和H＋反應生成單質硫、二氧化硫和水，離子方程式為：2H＋＋S2O===S↓＋SO2↑＋H2O，故B正確；Fe3＋可以將H2O2氧化得到Fe2＋和O2，不能大量共存，故C錯誤；在酸性條件下MnO能將Cl－氧化為Cl2，不能大量共存，故D錯誤。]
4．(2020·江蘇高考，4)常溫下，下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是(　　)
A．0.1 mol·L－1氨水溶液：Na＋、K＋、OH－、NO
B．0.1 mol·L－1鹽酸溶液：Na＋、K＋、SO、SiO
C.0.1 mol·L－1KMnO4溶液：NH、Na＋、NO、I－
D.0.1 mol·L－1AgNO3溶液：NH、Mg2＋、Cl－、SO
A　[在0.1 mol/L氨水中，四種離子可以大量共存，A符合題意；在0.1 mol/L鹽酸中含有大量氫離子，四種離子中硅酸根離子可以與氫離子反應生成硅酸沉淀，故不能共存，B不符合題意；MnO具有強氧化性，可以將碘離子氧化成碘單質，故不能共存，C不符合題意；在0.1 mol/L硝酸銀溶液中，銀離子可以與氯離子、硫酸根離子反應生成氯化銀、硫酸銀沉淀，不能共存，D不符合題意。]
5．[2021·廣東高考，17(3)]某氯水久置后不能使品紅溶液褪色，可推測氯水中 已分解。檢驗此久置氯水中Cl－存在的操作及現象是
。
答案：　HClO　取少量樣品于試管中，加入稀硝酸，再滴加AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，則證明樣品中含有Cl－
課時精練(三)　離子反應的應用
(本欄目內容，在學生用書中以獨立形式分冊裝訂！)
1．(2022·重慶二模)下列各組離子能大量共存的是(　　)
A．Fe3＋、Na＋、SCN－、SO
B．K＋、Na＋、ClO－、I－
C．Al3＋、Ca2＋、HCO、NO
D．NH、Cu2＋、CH3COO－、NO
D　[鐵離子和SCN－反應生成絡合離子，不能大量共存，A錯誤；ClO－、I－兩者會發生氧化還原反應，不能大量共存，B錯誤；鋁離子和碳酸氫根離子會發生雙水解，兩者不能大量共存，C錯誤；四種離子相互之間不反應，能大量共存，D正確。]
2．(2022·上海寶山二模)下列離子在溶液中因發生氧化還原反應而不能大量共存的是(　　)
A．H＋、NO、Fe2＋、Na＋
B．Ag＋、NO、Cl－、K＋
C．K＋、Ba2＋、OH－、SO
D．Cu2＋、NH、Br－、OH－
A　[存在氫離子，則酸性環境下Fe2＋被NO氧化為Fe3＋不能共存，A選；Ag＋與Cl－生成氯化銀沉淀不共存，不是氧化還原反應，B不選；Ba2＋與SO生成硫酸鋇沉淀不共存，不是氧化還原反應，C不選；Cu2＋、NH能分別與OH－生成氫氧化銅沉淀和NH3·H2O不共存，不是氧化還原反應，D不選。]
3．常溫下，下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是(　　)
A．pH＝1溶液中：HCO、K＋、Cl－、Fe3＋
B．無色溶液中：NH、K＋、MnO、NO
C．含SO的溶液中：NO、OH－、Na＋、Ba2＋
D．c(OH－)＝10－2 mol/L溶液中：Na＋、CO、Cl－、K＋
D　[pH＝1的溶液是強酸性溶液，HCO不能大量共存，A不符合題意；MnO是紫紅色溶液，B不符合題意；SO與Ba2＋生成沉淀不能大量共存，C不符合題意；c(OH－)＝
10－2 mol/L溶液是堿性溶液，Na＋、CO、Cl－、K＋能大量共存，D符合題意。]
4．常溫下，下列各組離子在指定溶液中一定能大量共存的是(　　)
A．無色透明溶液中：K＋、Na＋、NO、SO
B．0.1 mol·L－1 KI溶液：Na＋、Ca2＋、ClO－、OH－
C．0.1 mol·L－1 HCl溶液：Ba2＋、K＋、CH3COO－、NO
D．使pH試紙顯藍色的溶液中：Cu2＋、Fe3＋、NO、SO
A　[無色透明溶液中這幾種離子均不發生反應，一定能大量共存，故A正確；I－具有還原性，ClO－具有氧化性，能發生氧化還原反應，一定不能大量共存，故B錯誤；酸性環境下CH3COO－會生成醋酸弱電解質，一定不能大量共存，故C錯誤；使pH試紙顯藍色的溶液顯堿性，有大量OH－， OH－與Cu2＋、Fe3＋生成沉淀，一定不能大量共存，故D錯誤。]
5．(2022·天津模擬)常溫下，下列各組離子在指定溶液中可能大量共存的是(　　)
A．麥芽糖溶液中：MnO、K＋、H＋、SO
B.含有大量Fe3＋的溶液中：Al3＋、CO、NH、Br－
C.pH＝0的溶液中：K＋、Na＋、SO、S2O
D．水電離出來的c(H＋)＝10－13 mol/L的溶液：K＋、CO、Br－、AlO
D　[麥芽糖具有還原性，會和酸性高錳酸鉀反應，不能大量共存，A錯誤；鐵離子、鋁離子會和碳酸根離子發生雙水解反應，不能共存，B錯誤；pH＝0的溶液為強酸性溶液，S2O會和氫離子反應生成硫單質和二氧化硫，不能共存，C錯誤；水電離出來的c(H＋)＝10－13 mol/L的溶液，可能為堿性溶液，在堿性溶液中，該四種離子均能存在且相互不反應，可能共存，D正確。]
6．某白色固體混合物由NaCl、KCl、MgSO4、CaCO3中的兩種組成，進行如下實驗：①混合物溶于水，得到澄清透明溶液；②做焰色試驗，通過藍色鈷玻璃可觀察到紫色；③向溶液中加堿，產生白色沉淀。根據實驗現象可判斷其組成為(　　)
A．KCl、NaCl B．KCl、MgSO4
C．KCl、CaCO3 D．MgSO4、NaCl
B　[①混合物溶于水，得到澄清透明溶液，則不含CaCO3；②做焰色試驗，通過藍色鈷玻璃可觀察到紫色，可確定含有鉀元素，即含有KCl；③向溶液中加堿，產生白色沉淀，則應含有MgSO4，綜合以上分析，混合物由KCl和MgSO4兩種物質組成。]
7．(2022·湖南省百所學校高三聯考)下列各組粒子在溶液中可以大量共存，且在加入試劑X后發生反應的離子方程式書寫也正確的是(　　)
選項 微粒組 試劑X 發生反應的離子方程式
A Cl－、NO、Al3＋、NH 少量NaHCO3溶液 Al3＋＋3HCO===3CO2↑＋Al(OH)3↓
B NH、Fe2＋、I－、SO 少量氯水 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
C Al3＋、Ba2＋、AlO、NO 適量的Na2SO4 Ba2＋＋SO===BaSO4↓
D Na＋、SO、S2－、Cl－ 適量HCl SO＋S2－＋4H＋===2S↓＋2H2O
A　[Al3＋和HCO發生雙水解反應生成氫氧化鋁沉淀和二氧化碳氣體，故為Al3＋＋3HCO===3CO2↑＋Al(OH)3↓，A項正確；I－的還原性大于Fe2＋的還原性，加入少量氯水的時候，離子方程式為2I－＋Cl2===I2＋2Cl－，B項錯誤；Al3＋與AlO會發生雙水解生成Al(OH)3，C項錯誤；亞硫酸根離子和硫離子在酸性條件下發生氧化還原反應生成單質S，故加入適量HCl的離子方程式為SO＋2S2－＋6H＋===3S↓＋3H2O，D項錯誤。]
8．(2022·湖南模擬預測)某鹽M由兩種陽離子和一種陰離子構成，為了確定M的組成，進行如圖實驗：
下列說法正確的是(　　)
A．加入NaOH溶液的離子反應為NH＋OH－NH3↑＋H2O
B．上述白色沉淀是BaSO4
C．加入氯水發生的離子反應為Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋Fe3＋
D．M可能是NH4Fe(SO4)2
B　[由題干實驗圖示信息可知，實驗中加入KSCN溶液，無明顯現象，加入氯水后，溶液變紅色，說明原溶液中含有Fe2＋，實驗中加入濃NaOH溶液加熱后產生能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體，說明原溶液中含有NH，實驗中先加入足量的稀鹽酸，無明顯現象，加入足量的BaCl2溶液產生白色沉淀，說明原溶液中含有SO，由此分析可知，某鹽M的組成為(NH4)2Fe(SO4)2，據此分析解題。由分析可知，原溶液中含有Fe2＋和NH，故加入NaOH溶液的離子反應為Fe2＋＋NH＋3OH－NH3↑＋H2O＋Fe(OH)2↓，A錯誤；由分析可知，上述白色沉淀是BaSO4，B正確；加入氯水發生的離子反應為2Fe2＋＋Cl2===
2Cl－＋2Fe3＋，選項中離子方程式電荷不守恒，C錯誤；由分析可知，原溶液中含有Fe2＋、不含Fe3＋，則M不可能是NH4Fe(SO4)2，M的組成為(NH4)2 Fe(SO4)2，D錯誤。]
9．現有S2－、SO、NH、Al3＋、HPO、Na＋、SO、AlO、Fe3＋、HCO、Cl－，請按要求填空：
(1)在水溶液中，水解后溶液呈堿性的離子是
。
(2)在水溶液中，水解后溶液呈酸性的離子是 _
。
(3)既能在酸性較強的溶液中大量存在，又能在堿性較強的溶液中大量存在的離子有
。
(4)既不能在酸性較強的溶液中大量存在，又不能在堿性較強的溶液中大量存在的離子有
。
解析：　(1)弱酸根離子水解后溶液呈堿性，部分酸式酸根離子的水解程度大于電離程度，其水溶液也呈堿性，故填S2－、SO、HPO、AlO、HCO。(2)NH、Al3＋、Fe3＋屬于弱堿陽離子，水解后溶液呈酸性。(3)Na＋是強堿的陽離子，Cl－和SO是強酸的陰離子，它們既能在強酸性溶液中存在，又能在強堿性溶液中存在。(4)HPO、HCO既能與強酸反應，又能與強堿反應。
答案：　(1)S2－、SO、HPO、AlO、HCO　(2)NH、Al3＋、Fe3＋　(3)Na＋、Cl－、SO　(4)HPO、HCO
10．某工業廢水中僅含表中離子中的5種(不考慮水的電離及離子的水解)，且各種離子的物質的量濃度相等，均為0.1 mol/L。
陽離子 K＋、Mg2＋、Fe3＋、Al3＋、Fe2＋
陰離子 Cl－、CO、NO、SO、SiO
某同學欲探究廢水的組成，進行了如下實驗：
①用鉑絲蘸取少量溶液，在火焰上灼燒，無紫色火焰(透過藍色鈷玻璃觀察)。
②取少量溶液，加入KSCN溶液無明顯變化。
③另取溶液加入少量鹽酸，有無色氣體生成，該無色氣體遇空氣變成紅棕色；此時溶液依然澄清，且溶液中陰離子種類不變。
④向③中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。
請推斷：
(1)由①、②、③判斷，溶液中一定不含有的陰離子是 ，一定不含有的陽離子是 (寫離子符號)。
(2)③中加入少量鹽酸生成無色氣體的離子方程式是 _，
④中生成白色沉淀的離子方程式是 _
。
(3)該同學最終確定原溶液中所含陰離子是 ，陽離子是 (寫離子符號)。
(4)另取100 mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，充分反應后過濾，洗滌，灼燒至恒重，得到的固體質量為 g。
解析：　(1)由①、②、③判斷，溶液中一定不含有的陽離子是K＋、Fe3＋，一定不含有的陰離子是CO和SiO。(2)③中加入少量鹽酸生成無色氣體的的離子方程式是3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O；④中生成白色沉淀的離子方程式是Ba2＋＋SO===BaSO4↓。(3)根據工業廢水中僅含表中離子中的5種，最終確定原溶液中所含的陰離子是Cl－、NO、SO，陽離子是Fe2＋、Mg2＋。(4)原溶液中所含陽離子是Fe2＋、Mg2＋，若向原溶液中加入足量的NaOH溶液，充分反應后過濾，洗滌，灼燒至恒重，得到的固體是MgO, Fe2O3，根據題意知各離子的物質的量均為0.01 mol，所以m(MgO)＝0.01 mol×40 g/mol＝0.4 g, m(Fe2O3)＝0.005 mol×160 g/mol＝0.8 g，所得固體的質量為0.4 g＋0.8 g＝1.2 g。
答案：　(1)CO、SiO　K＋、Fe3＋
(2)3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O　Ba2＋＋SO===BaSO4↓
(3)Cl－、NO、SO　Fe2＋、Mg2＋　(4)1.2
11．現有四種溶液m、n、p、q，分別含陰陽離子NH、Na＋、Ba2＋、Al3＋、OH－、SO、HCO、NO中的各一種，為了確定組成，進行了以下實驗：將四種溶液兩兩混合，發現m、n能劇烈反應，產生白色沉淀和無色氣體，p、q能產生無色有刺激性氣味的氣體，p與m、n均有沉淀產生，且在m中逐滴滴入p時，沉淀增多，后減少但沒有完全消失。回答下列問題。
(1)p是 ，q是 (均填化學式)。
(2)寫出在m中逐滴滴入p，沉淀減少時發生反應的離子方程式： 。
(3)實驗室檢驗q中陽離子需要的試劑和試紙是 。
(4)經分析，SO存在于 (填m、n、p、q)溶液中，實驗室常用重量法檢驗該溶液中SO的濃度，步驟如下：Ⅰ.用量筒取該溶液8.0 mL并轉移至小燒杯中；Ⅱ.加入鹽酸酸化，然后加入足量的BaCl2溶液(沉淀反應在接近沸騰的溫度下進行)；Ⅲ.過濾所得沉淀，洗滌，烘干后得到a g固體。
①所用量筒的規格為 。
A．10 mL B．50 mL
C．100 mL D．500 mL
②過濾時，沉淀物顆粒的大小會影響過濾速度，從利于過濾的角度分析，沉淀反應需要在接近沸騰的溫度下進行的原因可能是
。
③檢驗沉淀洗滌干凈的方法是 _
。
④計算，硫酸根的濃度為 mol/L(用含a的式子表示)。
解析：　由在m中逐滴滴入p時，沉淀增多，后減少但沒有完全消失可知，在現有離子中，能滿足先產生沉淀后沉淀部分溶解現象的，一定是向鋁鹽溶液中逐滴滴入強堿溶液，故m為可溶性鋁鹽，p為強堿，再結合堿過量，沉淀未完全溶解，說明強堿與鋁鹽混合，除了有氫氧化鋁生成，還有其他沉淀生成，則可判斷出m為Al2(SO4)3，p為Ba(OH)2，p、q能產生無色有刺激性氣味的氣體，q含NH，m、n能劇烈反應，產生白色沉淀和無色氣體，符合鋁離子與HCO雙水解生成氫氧化鋁和二氧化碳的現象，則n含HCO，由于所剩離子僅為Na＋和NO，溶液呈電中性，故q為NH4NO3，n為NaHCO3。
(1)根據上述分析，p為Ba(OH)2，q為NH4NO3。
(2)m為Al2(SO4)3，p為Ba(OH)2，沉淀為氫氧化鋁，沉淀減少時的離子方程式為Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。
(3)q為NH4NO3，則檢驗NH的方法為：取待測液于試管中，加入濃氫氧化鈉溶液，加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗逸出的氣體，若試紙變藍，則原待測液中含NH，故需要的試劑和試紙為濃氫氧化鈉溶液和濕潤的紅色石蕊試紙。
(4)m為Al2(SO4)3，故SO存在于m溶液中。①量筒量取液體時，所選規格遵循“近而大”的原則，故選規格為10 mL的量筒。②過濾時，沉淀物顆粒的大小會影響過濾速度，顆粒較大，有利于液體順利濾出，故沉淀過程在接近沸騰的溫度下進行，是為了使沉淀盡量凝聚，即有利于產生顆粒較大的沉淀。③檢驗沉淀是否洗滌干凈，本質就是沉淀表面是否仍有可溶性離子殘留，即是否有Cl－殘留。④烘干后的固體成分仍為BaSO4，硫元素守恒，故8.0 mL溶液中，n(SO)＝n(BaSO4)＝ mol，則c(SO)＝＝ mol/L。
答案：　(1)Ba(OH)2　NH4NO3　(2)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O　(3)濃NaOH溶液、濕潤的紅色石蕊試紙　(4)m　①A　②沸騰時，有利于產生顆粒較大的沉淀　③用小試管取最后一次洗滌液少許，向其中加入少量的AgNO3溶液，如沒有出現渾濁，說明沉淀洗滌干凈，反之，說明沉淀沒有洗滌干凈　④

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