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第3講 離子反應的應用
1.離子共存的本質
幾種離子在同一溶液中能大量共存，就是指離子之間 ；若離子之間能 ，則不能大量共存。
2.判斷離子能否大量共存的“四個要點”
判斷多種離子能否大量共存于同一溶液中，歸納起來就是：一色、二性、三特殊、四反應。
(1)一色——溶液顏色
離子 Cu2＋ Fe3＋ Fe2＋ MnO4-
溶液顏色 藍色 棕黃色 淺綠色 紫紅色
不發生任何反應
發生反應
考點一 離子共存的判斷
無色 ≠澄清
(2)二性——溶液的酸堿性
(3)三特殊——三種特殊情況：
①在酸性溶液中，OH－及弱酸根陰離子(如CO32－、SO32－、S2－、CH3COO－等)不能大量存在。②在堿性溶液中，H＋及弱堿陽離子(如NH4＋、Al3＋、Fe3＋等)不能大量存在。
①AlO2－與HCO3－不能大量共存：AlO2－＋HCO3－＋H2O=Al(OH)3↓＋CO32－。②NH4+與CH3COO－、CO32－，Mg2＋與HCO3－等組合中，雖然兩種離子都能水解且水解相互促進，但總的水解程度仍很小，它們在溶液中仍能大量共存。③“NO3－＋H＋”組合具有強氧化性，能與S2－、Fe2＋、I－、SO32－等還原性的離子發生氧化還原反應而不能大量共存。
若陰、陽離子發生水解相互促進的反應，水解程度較大而不能大量共存，有的甚至水解完全。如：
特別提醒：發生微弱雙水解的離子能共存，例如NH4+與CO32—、 HCO3-、 CH3COO-，Mg2+與HCO3-等組合。
常見的、典型的雙水解反應（徹底）：
①Al3＋與AlO2－、CO32－、HCO3－、 HS－、S2－、SiO32－
② Fe3＋與AlO2－、CO32－、HCO3－ 、SiO32－
③ NH4＋與SiO32－、AlO2－
(4)四反應——四種反應類型
四反應是指離子間通常能發生的四種類型的反應，能相互反應的離子顯然不能大量共存。
①復分解反應：如Ba2＋與SO42－，NH4+與OH－，H＋與CH3COO－等。②氧化還原反應：如Fe3＋與I－、S2－，NO3－(H＋)與Fe2＋等。③相互促進的水解反應：如Al3＋與CO32－、HCO3－或AlO2－等。④絡合反應：如Fe3＋與SCN－等。
提升關鍵能力
一、判斷離子共存，注意附加條件
1.下列溶液中，離子一定能大量共存的有哪些？
(1)使酚酞溶液變紅的溶液：Na＋、Cl－、SO42－、Fe3＋(2)使紫色石蕊溶液變紅的溶液：Fe2＋、Mg2＋、NO3－、Cl－(3)常溫下，c(H＋)＝1×10－13 mol·L－1的溶液中：NH4+、Al3＋、SO42－、NO3－(4)碳酸氫鈉溶液：K＋、SO42－、Cl－、H＋(5)含大量Fe3＋的溶液中：NH4+、Na＋、Cl－、SCN－(6)強堿溶液中：Na＋、K＋、AlO2－、CO32－(7)常溫下，pH＝1的溶液中：K＋、Fe2＋、Cl－、NO3－(8)加入鋁粉有氫氣產生的溶液中：K＋、Na＋、CO32－、SO42－(9)由水電離出的c水(H＋)＝1×10－12 mol·L－1的溶液：Na＋、K＋、Cl－、NO3－(10)c(H＋)∶c(OH－)＝1∶10－2的溶液：K＋、Ba2＋、ClO－、CO32－
(11)澄清透明的溶液中：Fe3＋、Mg2＋、Br－、Cl－
√
√
√
溶液中離子共存的判斷技巧
歸納總結
(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。
二、因氧化還原反應不能大量共存的離子判斷
2.(1)判斷下表中所列離子能否發生氧化還原反應。
S2－ SO32－ I－ Fe2＋ Br－ Cl－
MnO4-(H＋)
ClO－ (酸性)
NO3－(H＋) — —
Fe3＋
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
×
×
×
(2)S2－與 SO32－ ，Cl—與ClO—在堿性條件下能否大量共存：____(填“能”或“不能”)。寫出上述兩組離子在酸性條件下反應的離子方程式：
；
。
能
Cl－＋ClO－＋2H＋=Cl2↑＋H2O
2S2－＋SO32－＋6H＋=3S↓＋3H2O
1.常見陽離子的檢驗與推斷依據
根據離子性質不同而在實驗中所表現出的現象不同，可以把檢驗離子的方法歸納為三種類型：①生成沉淀；②生成氣體；③顯現特殊顏色。
(1)依據生成的沉淀檢驗或推斷
陽離子 試劑 實驗現象(證據)
Mg2＋ NaOH溶液 開始產生 色沉淀，NaOH溶液過量沉淀________
Al3＋ NaOH溶液 開始產生 色沉淀，NaOH溶液過量沉淀_____
白
不溶解
白
溶解
考點二 離子的檢驗和推斷
陽離子 試劑 實驗現象(證據)
Fe2＋ NaOH溶液 先產生 色沉淀，迅速變為灰綠色，最后變為 色
K3[Fe(CN)6] (鐵氰化鉀)溶液 產生 色沉淀
Fe3＋ NaOH溶液 產生 色沉淀
Cu2＋ NaOH溶液 產生 色沉淀
白
紅褐
藍
紅褐
藍
(2)依據生成的氣體檢驗或推斷
變藍
3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓
(3)依據顯示特殊顏色檢驗或推斷
陽離子 試劑或方法 實驗現象(證據)
H＋ 紫色石蕊溶液 溶液變____
Na＋ 焰色試驗 ____色火焰
K＋ 焰色試驗 色火焰(透過藍色鈷玻璃)
Fe3＋ KSCN溶液 溶液呈 色
Fe2＋ 先加KSCN溶液再加氯水 先無明顯變化，后變 色
紅
黃
紫
紅
紅
2.常見陰離子的檢驗與推斷依據
(1)依據生成的沉淀檢驗或推斷
陰離子 試劑 實驗現象(證據)
Cl－ Br－ I－ AgNO3溶液和稀HNO3 產生 沉淀：AgCl
產生 沉淀：AgBr
產生 沉淀：AgI
SO42－ 稀鹽酸和BaCl2溶液 加稀鹽酸 現象，再加BaCl2溶液產生 沉淀
CO32－ CaCl2溶液和稀鹽酸 加CaCl2溶液產生 沉淀，再加稀鹽酸沉淀 ，產生無色 氣體
白色
淡黃色
黃色
無明顯
白色
白色
溶解
無味
(2)依據生成的氣體檢驗或推斷
陰離子 試劑 實驗現象(證據)
CO32－ 稀鹽酸和澄清石灰水 產生無色、無味能使澄清石灰水 的氣體
HCO3－ 稀鹽酸和澄清石灰水 產生無色、無味能使澄清石灰水 的氣體
CO32－ 稀H2SO4和品紅溶液 加稀硫酸產生有 的氣體，且氣體能使 褪色
HSO3－ 稀H2SO4和品紅溶液 加稀硫酸產生有 的氣體，且氣體能使 褪色
變渾濁
變渾濁
刺激性氣味
品紅溶液
刺激性氣味
品紅溶液
(3)依據顯示的特殊顏色檢驗或推斷
①
紅
黃
②
Br－
I－
有機層
(下層)
橙紅色，表明有____
紫紅色，表明有___
Br－
I－
藍
I－
OH—
滴入酚酞溶液，溶液變 色
滴入紫色石蕊溶液，溶液變 色
×
√
×
×
√
×
離子檢驗中的常見干擾離子以及排除措施
易錯警示
3.某澄清溶液中含有下表離子中的一種或多種。
二、依據圖像推斷離子
分別取它的水溶液兩份進行實驗，結果如下：
①向一份溶液中加入過量鹽酸，產生氣泡，溶液顏色變深，但仍澄清；
②繼續向①溶液中加入少許四氯化碳，振蕩，靜置，下層呈現紫紅色，上層溶液呈現黃色；
③向另一份溶液中加入過量氫氧化鈉溶液，產生沉淀質量與加入堿液的體積關系如圖所示。
根據以上信息，回答下列問題：
(1)原溶液中肯定含有的離子是____________________。
(2)①中生成的氣體是____(填化學符號)，它具有的性質是______(填字母)。
A.無色無味 B.能被NaOH溶液吸收
C.屬于大氣污染物 D.難溶于水
NO
ACD
(3)①中發生反應的離子方程式有__________________________________________
__________________________________________________________________。
(4)③中沉淀溶解的化學方程式是____________________________________。
Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O
三、從定性、定量的角度推斷離子或物質
①用pH試紙檢驗，溶液呈強酸性?、谌∪芤哼m量，加入少量CCl4和數滴新制氯水，振蕩，CCl4層呈紫紅色　③該溶液的焰色試驗沒有黃色；根據以上實驗結果，下列推斷正確的是
A.向該溶液中加入BaCl2不一定能觀察到白色沉淀
√
①向第一份中加入AgNO3溶液，有白色沉淀產生；
②向第二份中加入足量NaOH溶液后加熱，收集到氣體 0.896 L(標準狀況)；
③向第三份中加入足量BaCl2溶液，得到沉淀6.27 g，沉淀經足量鹽酸洗滌后，剩余2.33 g。
試回答下列問題：
(1)肯定存在的離子有_______________________，肯定不存在的離子有____________。
Mg2＋、Fe3＋
(2)可能存在的離子是____，為確定該離子是否存在，可取少許原溶液，然后______
___________________________________________________________________________________________________________(填實驗操作)。
Cl－　 加入足量的稀硝酸和硝酸鋇溶液，過濾，向濾液中滴入AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，則證明有Cl－存在，否則不存在
5.有一混合物的水溶液，可能含有以下離子中的若干種：K＋、NH4＋、Cl－、Mg2＋、Fe3＋、CO32－、SO42－，現取三份各100 mL溶液進行如下實驗：
(3)試分別確定肯定存在的離子在原溶液中各自的物質的量濃度：_________________
_________________________________________________________________________。
用化學沉淀法去除粗鹽中的雜質離子
必做實驗提升(一)
1.粗食鹽水中常含有的雜質離子：Ca2＋、Mg2＋、SO42-。
2.粗鹽的除雜原理及規律
(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沉淀而除去。
1.某溶液中含有較大量的Cl－、 CO32- 和OH－3種陰離子，如果只取一次該溶液就能夠分別將3種陰離子依次檢驗出來，下列實驗操作順序正確的是
①滴加過量Mg(NO3)2溶液?、谶^濾　③滴加過量AgNO3溶液　④滴加過量Ba(NO3)2溶液
A.①②④②③ B.④②①②③
C.①②③②④ D.④②③②①
1
2
√
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……”)
答題規范（1）離子反應的規范解答及實際應用
檢驗裝置D內溶液中有SO32－無 SO42－的實驗操作和現象是______________________
__________________________________________________________________________________________________。
取少量裝置D內溶液于試管中，滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀，加入足量稀鹽酸后，沉淀完全溶解，放出無色有刺激性氣味的氣體
1.按要求回答下列問題：
(1)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：_________
__________________________________________________________________________________________________________________________。
已知Na2S2O3·5H2O遇酸易分解： ＋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
(2)榴石礦石可以看作由CaO、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2組成。試設計實驗證明榴石礦石中含有FeO(試劑任選，說明實驗操作與現象)：____________________________
_______________________________________________________________________________。
取礦石少許，加稀硫酸充分溶解后，向其中滴加酸性高錳酸鉀溶液，若紫色褪去，證明礦石中含有FeO(不能加鹽酸溶解)
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.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＋
溶液呈紅色
K3[Fe(CN)6]溶液
產生藍色沉淀
【實驗結論】 Fe的氧化產物為Fe2＋和Fe3＋。
1.(2021·湖南，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
1
2
3
√
4
5
1
2
3
4
5
4.(2019·上海，12)能證明亞硫酸鈉部分變質所需要的試劑是
A.硝酸鋇，稀硫酸 B.稀鹽酸，氯化鋇
C.稀硫酸，氯化鋇 D.稀硝酸，氯化鋇
√
繼續滴加HCl至無氣泡產生

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