论文部分内容阅读
摘 要:离子反应专题涵盖了整个高中化学教学,在高考中举足轻重的地位,当然也是高考必考的知识点。离子是否共存是各类别考试中的常见问题,也是历年高考必考的题目。
关键词:离子互换反应离子共存氧化还原
中图分类号:G623.31 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)08(a)-0189-01离子反应专题涵盖了整个高中化学教学,在高考中举足轻重的地位,当然也是高考必考的知识点。离子是否共存是各类别考试中的常见问题,也是历年高考必考的题目。出题的发展方向可能为:
(1)设置一些隐藏要素,如酸碱、颜色、气味、形状、氧化还原反应是否发生等;
(2)在定性中引入一定计算,例“由水电离分解出的c(H+)=1×10-8mol·L-1的溶液中”。
除此之外,离子是否共存可以由单选题向解答题、问答题方向逐步变难;题目結构由简易向杂糅,定性中潜藏定量,变量具有一定的隐蔽性,要在掌握好基础知识的基础上活学活用,提高得分率。
中学化学中,影响离子共存的主要因素是离子间的复分解反应、氧化还原反应、双水解反应、络合反应等。
1 离子在溶液中不能大量共存的分类
(1)因发生复分解反应而不能共存:复分解反应发生的条件包括生成难溶性物质、难电离物质、挥发性物质。下面几种情况同学们应作重点掌握:
①有生成沉淀(微溶或不易溶性的物质)如:碳酸钡(BaCO3)、氢氧化铜(Cu(OH)2)、硫酸钙(CaSO4、氯化银(AgCl)等
②有生成气体(挥发性物质)如:O2、SO2、H2等
③生成难电解的物质(弱电解质)如:氯酸(HClO)、氨水(NH3·H2O)、H2O、氟化氢(HF)等
(2)因发生双水解反应而不可共存:弱酸的负离子和弱碱的正离子双水解相互促进反应彻底:
①常见情况,如Fe3+分别与HCO3－、CO32－、ClO－等,Al3+与HS－、S2－、HCO3－、CO32－;
②易错点:Fe3+与HS－、S2－不能共存,不是因双水解反应而是因为氧化还原反应。Al3+、AlO2－不能共存,NH4+与HCO3－、CO32－可以共存。这样记忆或理解,在已学过的物质NH4HCO3中可以得到证明,也说明它不易发生双水解反应或双水解趋势较弱,所以它们才得以存在。
(3)因生成络合物而不能共存:中学阶段掌握Fe3+与SCN－、C6H5O－的络合反应就够了。
(4)因发生氧化还原反应而不能共存:如
①可以发生氧化反应的离子:Fe3+、MnO4-、NO3-(酸性环境中)、ClO-等
②可以发生还原反应的离子:S2-、I- 、Br-、Fe2+(其中有且只有Fe2+与Fe3+可以共存)
2 某些离子对溶液酸碱性的要求
(1)酸性溶液中能大量存在的离子:水解呈酸性的离子,即那些弱碱的正离子:如Fe3+、Al3+、Fe2+、Cu2+、NH4+等
(2)碱性溶液中可多数存在的离子:水解呈碱性,也就是弱酸的阴离子:如CH3COO-、CO32－、S2－、SO32－、PO43－、F-、ClO-、AlO2－、SiO32－、CN－、C17H35COO－、等
(3)强酸、强碱性溶液都不能大量存在的离子:即多元弱酸的酸氢根离子:
如:HS－、HCO3－、HSO3-－、H2PO4－和HPO42-等
3 认真审题读题,挖掘题目中的隐含条件
(1)看清题干中的限制条件:
①条件中有无对溶液颜色描述,但要注意透明不一定无色:无色透明溶液中一定无Cu2+、Fe2+、Fe3+、MnO4-
②溶液的酸碱性是否有要求:溶液若酸性或碱性则均和Al反应生成氢气;室温时酸碱示剂的颜色(如石蕊试液显蓝色);室温下pH=2或12;由水电离的OH-离子浓度等于1×10-9mol·L-1的溶液等。
(2)读出题目的特殊条件:;例如某些离子存在下不能共存的;发生氧化还原反应,不能大量共存的;因生成沉淀和气体弱电解质而不能大量共存的等。对具有隐含条件的问题,必须先将隐含条件挖掘出来。
(3)能共存与不能共存(不强调大量共存)
(4)注意前后(题干条件、要求与选项)联系,不要丢三落四,思维要严密。
【典型例题】
1、在pH＝1的无色溶液中能大量共存的离子组是( )。
A．NH4+、Mg2+、SO42－、Cl－
B．Ba2+、K+、HCO3－、NO3－
C．Al3+、Cu2+、SO42－、AlO2－
D．Na+、Fe2+、Cl－、NO3－
解析:首先审题,弄清题目有三个限制性条件:一是pH=1(溶液中有大量的H+离子);二是无色溶液;三能大量共存;再针对条件并结合选项综合解析。离子组存在的环境(pH=1)是强酸性的,HCO3－和AlO2－不能大量共存,即可排除B、C选项;酸性溶液中NO3－有氧化性,与还原性的Fe2+不能共存,故排除D选项;且溶液为无色,排除含有色离子(Cu2+)的离子组C,故答案为A。
2．某酸性溶液中可能含有Br-、SO42-、H2SO3、NH4+中的一种或多种,现进行以下实验:①加热时放出一定量气体,并可让品红褪色;②加入碱溶液可让溶液呈碱性,再加热放出的气体可让湿润的红色石蕊试纸变成蓝色;③加入氯水时,溶液呈橙红色,若加入BaCl2溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀物。对于下列描述的不能确定其在原溶液中是否存在的离子是 :
A．Br – B．SO42– C．H2SO3 D．NH4+
3．某未知溶液中可能含有NH4+、Ba2+、Mg2+、Ag+、OH-、SO42-、CO32-中的一种或几种,现将该溶液进行以下操作:①取此溶液少量,并加入足量盐酸无明显反应;②另再取少许加入足量浓氢氧化钠溶液,有白色沉淀产生;③将②中沉淀过滤掉,取滤液加热少许,有无色刺激性气味气体出现,此气体能使湿润的红色石蕊试纸变成蓝色。
(1)由此推断,次溶液中一定有————————————————离子,肯定无———————————————离子。
(2)写出有关反应的离子方程式———————————————。
【参考答案】:
1．A 2．B 3． K+、Al3+
3．⑴NH4+、Mg2+、SO42-;
Ba2+-、Ag+、OH-+、CO32-
(2)、Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
NH4++OH-=NH3.H2O
关键词:离子互换反应离子共存氧化还原
中图分类号:G623.31 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)08(a)-0189-01离子反应专题涵盖了整个高中化学教学,在高考中举足轻重的地位,当然也是高考必考的知识点。离子是否共存是各类别考试中的常见问题,也是历年高考必考的题目。出题的发展方向可能为:
(1)设置一些隐藏要素,如酸碱、颜色、气味、形状、氧化还原反应是否发生等;
(2)在定性中引入一定计算,例“由水电离分解出的c(H+)=1×10-8mol·L-1的溶液中”。
除此之外,离子是否共存可以由单选题向解答题、问答题方向逐步变难;题目結构由简易向杂糅,定性中潜藏定量,变量具有一定的隐蔽性,要在掌握好基础知识的基础上活学活用,提高得分率。
中学化学中,影响离子共存的主要因素是离子间的复分解反应、氧化还原反应、双水解反应、络合反应等。
1 离子在溶液中不能大量共存的分类
(1)因发生复分解反应而不能共存:复分解反应发生的条件包括生成难溶性物质、难电离物质、挥发性物质。下面几种情况同学们应作重点掌握:
①有生成沉淀(微溶或不易溶性的物质)如:碳酸钡(BaCO3)、氢氧化铜(Cu(OH)2)、硫酸钙(CaSO4、氯化银(AgCl)等
②有生成气体(挥发性物质)如:O2、SO2、H2等
③生成难电解的物质(弱电解质)如:氯酸(HClO)、氨水(NH3·H2O)、H2O、氟化氢(HF)等
(2)因发生双水解反应而不可共存:弱酸的负离子和弱碱的正离子双水解相互促进反应彻底:
①常见情况,如Fe3+分别与HCO3－、CO32－、ClO－等,Al3+与HS－、S2－、HCO3－、CO32－;
②易错点:Fe3+与HS－、S2－不能共存,不是因双水解反应而是因为氧化还原反应。Al3+、AlO2－不能共存,NH4+与HCO3－、CO32－可以共存。这样记忆或理解,在已学过的物质NH4HCO3中可以得到证明,也说明它不易发生双水解反应或双水解趋势较弱,所以它们才得以存在。
(3)因生成络合物而不能共存:中学阶段掌握Fe3+与SCN－、C6H5O－的络合反应就够了。
(4)因发生氧化还原反应而不能共存:如
①可以发生氧化反应的离子:Fe3+、MnO4-、NO3-(酸性环境中)、ClO-等
②可以发生还原反应的离子:S2-、I- 、Br-、Fe2+(其中有且只有Fe2+与Fe3+可以共存)
2 某些离子对溶液酸碱性的要求
(1)酸性溶液中能大量存在的离子:水解呈酸性的离子,即那些弱碱的正离子:如Fe3+、Al3+、Fe2+、Cu2+、NH4+等
(2)碱性溶液中可多数存在的离子:水解呈碱性,也就是弱酸的阴离子:如CH3COO-、CO32－、S2－、SO32－、PO43－、F-、ClO-、AlO2－、SiO32－、CN－、C17H35COO－、等
(3)强酸、强碱性溶液都不能大量存在的离子:即多元弱酸的酸氢根离子:
如:HS－、HCO3－、HSO3-－、H2PO4－和HPO42-等
3 认真审题读题,挖掘题目中的隐含条件
(1)看清题干中的限制条件:
①条件中有无对溶液颜色描述,但要注意透明不一定无色:无色透明溶液中一定无Cu2+、Fe2+、Fe3+、MnO4-
②溶液的酸碱性是否有要求:溶液若酸性或碱性则均和Al反应生成氢气;室温时酸碱示剂的颜色(如石蕊试液显蓝色);室温下pH=2或12;由水电离的OH-离子浓度等于1×10-9mol·L-1的溶液等。
(2)读出题目的特殊条件:;例如某些离子存在下不能共存的;发生氧化还原反应,不能大量共存的;因生成沉淀和气体弱电解质而不能大量共存的等。对具有隐含条件的问题,必须先将隐含条件挖掘出来。
(3)能共存与不能共存(不强调大量共存)
(4)注意前后(题干条件、要求与选项)联系,不要丢三落四,思维要严密。
【典型例题】
1、在pH＝1的无色溶液中能大量共存的离子组是( )。
A．NH4+、Mg2+、SO42－、Cl－
B．Ba2+、K+、HCO3－、NO3－
C．Al3+、Cu2+、SO42－、AlO2－
D．Na+、Fe2+、Cl－、NO3－
解析:首先审题,弄清题目有三个限制性条件:一是pH=1(溶液中有大量的H+离子);二是无色溶液;三能大量共存;再针对条件并结合选项综合解析。离子组存在的环境(pH=1)是强酸性的,HCO3－和AlO2－不能大量共存,即可排除B、C选项;酸性溶液中NO3－有氧化性,与还原性的Fe2+不能共存,故排除D选项;且溶液为无色,排除含有色离子(Cu2+)的离子组C,故答案为A。
2．某酸性溶液中可能含有Br-、SO42-、H2SO3、NH4+中的一种或多种,现进行以下实验:①加热时放出一定量气体,并可让品红褪色;②加入碱溶液可让溶液呈碱性,再加热放出的气体可让湿润的红色石蕊试纸变成蓝色;③加入氯水时,溶液呈橙红色,若加入BaCl2溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀物。对于下列描述的不能确定其在原溶液中是否存在的离子是 :
A．Br – B．SO42– C．H2SO3 D．NH4+
3．某未知溶液中可能含有NH4+、Ba2+、Mg2+、Ag+、OH-、SO42-、CO32-中的一种或几种,现将该溶液进行以下操作:①取此溶液少量,并加入足量盐酸无明显反应;②另再取少许加入足量浓氢氧化钠溶液,有白色沉淀产生;③将②中沉淀过滤掉,取滤液加热少许,有无色刺激性气味气体出现,此气体能使湿润的红色石蕊试纸变成蓝色。
(1)由此推断,次溶液中一定有————————————————离子,肯定无———————————————离子。
(2)写出有关反应的离子方程式———————————————。
【参考答案】:
1．A 2．B 3． K+、Al3+
3．⑴NH4+、Mg2+、SO42-;
Ba2+-、Ag+、OH-+、CO32-
(2)、Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
NH4++OH-=NH3.H2O