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高考对离子共存问题的考查

来源:未知作者:张县 点击:所属专题: 离子共存

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溶液中的离子共存问题是高考的热点问题,也是高考化学复习的重、难点问题。此类问题涉及面较广,有定性分析,也有定量分析,题设中常有附加隐含条件以增加试题的难度,是一类综合考查学生对离子反应规律全面理解和掌握的好题型。高考复习中应引起足够的重视。 一、思维

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溶液中的离子共存问题是高考的热点问题,也是高考化学复习的重、难点问题。此类问题涉及面较广,有定性分析,也有定量分析,题设中常有附加隐含条件以增加试题的难度,是一类综合考查学生对离子反应规律全面理解和掌握的好题型。高考复习中应引起足够的重视。

   一、思维要点点拨

   离子共存问题的解题思维要点可以概括为:

   1.关注“一色”:即溶液颜色。若题干设定是无色溶液,则溶液中一定没有有色离子,如Cu2+(蓝色)、Fe3+(棕黄色)、Fe2+(浅绿色)、MnO4(紫色)、Fe(SCN)2+(红色)等。

   2.抓住“二性”:即溶液呈酸性或碱性。若设定是强酸性溶液,则溶液中一定没有与H+反应的离子,如OH和弱酸阴离子ClO、F、SO32、S2、PO43、CO32、SiO32、CH3COO、[Al(OH)4]或AlO2等离子;若设定是强碱性溶液,则溶液中一定没有与OH反应的离子,如H+和弱碱阳离子NH4+、Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、Ag+等离子;若设定是可能是强酸性溶液也可能强碱性溶液,则溶液中一定没有弱酸酸式阴离子,如HSO3、HS、H2PO4、HPO42、HCO3等离子。

   3.紧扣“三特”:即三种特殊情况。一是[Al(OH)4]或AlO2与HCO3不能大量共存,[Al(OH)4]+HCO3==Al(OH)3↓+CO32。二是MnO4(H+)、NO3(H+)、ClO(H+)等与I、Br、Cl、S2、SO32、Fe2+等因发生氧化还原反应而不能大量共存;S2与SO32在酸性条件下因发生氧化还原反应也不能大量共存。三是NH4+与CH3COO、CO32、HCO3等离子,Mg2+与HCO3等,这些离子都能水解且互相促进水解,但水解反应的程度很小,它们在溶液中能大量共存;如果加热促进水解就不能大量共存。

   4.全面分析“四反应”:即离子间通常能发生反应的四种类型。一是复分解反应,如Ba2+、Ca2+与SO42、SO32、PO43、CO32等;Ag+与Cl、Br、I等;Ca2+与F、C2O42等;NH4+与OH等。二是氧化还原反应,如Fe3+与I、S2、SO32等;H+与S2O32等。三是互相促进水解的反应,如Al3+与CO32、HCO3、S2、HS、SiO32、[Al(OH)4]或AlO2等;Fe3+与CO32、HCO3、[Al(OH)4]或AlO2、SiO32、ClO等;NH4+与SiO32、[Al(OH)4]或AlO2等。四是络合反应,如Fe3+与SCN等;Ag+、Cu2+与NH3·H2O等。

   二、解题具体思路

   一看题干有无增设限制条件,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,确定上述解题思维要素;二看选项中各种离子间符合哪种离子反应类型,有无隐含条件的离子反应,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。

   三、学生存在问题

   未全面梳理好离子反应规律,未全面掌握离子不共存的条件,未认真细致分析题目要求,未认真细致挖掘出隐含条件。 

   四、典型例题剖析

   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、[Al(OH)4]  D.Na+、Fe2+、Cl、NO3 

   解析:审清题干的三个限制性条件: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。溶液为无色,含有有色离子Cu2+、 Fe2+的C、D选项可排除;pH=1的强酸性环境中HCO3和[Al(OH)4]不能大量共存,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,可排除D选项。正确答案为A。

   2(2011江苏高考4)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.1.0 mol·L-1的KNO3溶液:H+、Fe2+、Cl、SO42

   B.甲基橙呈红色的溶液:NH4+、Ba2+、[Al(OH)4]、Cl

   C.pH=12的溶液:K+、Na+、CH3COO、Br

   D.与铝反应产生大量氢气的溶液:Na+、K+、CO32、NO3

   解析:本题要紧扣各选项中的前置条件:A选项有酸性介质的NO3(H+)可氧化Fe2+;B选项甲基橙呈红色的溶液呈酸性,[Al(OH)4]不能在其中共存;C选项pH=12的溶液呈碱性,各离子均可共存;D选项与铝反应产生大量氢气的溶液有强酸性或强碱性两种可能,强酸性溶液CO32不能大量共存。正确答案为C。

   感悟:以上两例或题干限制条件或选项限制条件,均要作为“有条件”的离子共存问题的分析依据,关注“一色”、抓住“二性”、紧扣“三特”是此类题审题的关键,题干中或选项中的条件审到位且注意应用了,解题就不会出错。

   3(2010广东高考7)能在溶液中大量共存的一组离子是(   )

   A.NH4+、Ag+、PO43、Cl     B.Fe3+、H+、I、HCO3

   C.K+、Na+、NO3、MnO4    D.Al3+、Mg2+、SO42、CO32

   解析:A选项中Ag+和PO43、Cl因发生复分解反应生成沉淀不共存;B选项中H+和HCO3因发生复分解反应生成气体不共存,Fe3+和HCO3因互促水解不共存,Fe3+和I因发生氧化还原反应不共存;D选项中Al3+和CO32因互促水解不共存,Mg2+和CO32因发生复分解反应生成沉淀不共存。正确答案为C。

   4(2010江苏高考6)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是 (  )

   A.pH=1的溶液中: Fe2+、NO3、SO42、Na+

   B.由水电离的c(H+)=1.0×1014mol·L-1的溶液中:Ca2+、K+、Cl、HCO3

   C.c(H+)/ c(OH) =1012的溶液中:NH4+、Al3+、NO3、Cl

   D.c(Fe3+)=0.1 mol·L-1的溶液中:K+、ClO、SO42、SCN

   解析:A选项中H+、NO3与Fe2+发生氧化还原反应而不能大量共存;B选项水的电离受抑制,溶液中存在大量的H+或OH,HCO3与H+或OH都不能共存;选项C中的c(H+)=0.1 mol·L-1,能与本组离子共存;D选项Fe3+能与SCN-发生络合反应,且Fe3+与ClO发生互促水解不共存。正确答案为C。

   感悟:以上两例涉及了离子反应的四种类型,离子在溶液中能否大量共存,关键是看溶液中有无发生离子反应使有关离子浓度发生显著改变的,如果有,则不能大量共存。如生成难溶、难电离、气体物质或能转变成其它种类的离子(包括氧化还原反应、络合反应等),这样的离子组就不能大量共存。

   五、经典考题演练

   1(2011广东高考8)能在水溶液中大量共存的一组离子是(   )

   A.H+、I、NO3、SiO32    B.Ag+、Fe3+、Cl、SO42

   C.K+、SO42、Cu2+、NO3     D.NH4+、OH、Cl、HCO3

   2.(2011全国II卷11)将足量CO2通入下列各溶液中,所含离子还能大量共存的是(   )

   A.K+、SiO32、Cl、NO3       B.H+、NH4+、Al3+、SO42

   C.Na+、S2、OH、SO42        D.Na+、C6H5O、CH3COO、HCO3

   3.(2011上海高考13)某溶液中可能含有Na+、NH4+、Ba2+、SO42

I、S2。分别取样:①用pH计测试,溶液显弱酸性;②加氯水和淀粉无明显现象。为确定该溶液的组成,还需检验的离子是(  )

   A.Na+        B.SO42      C.Ba2+      D.NH4+

   4.(2011安徽高考8)室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )

   A.饱和氯水中                    Cl、NO3、Na+、SO32

   B.c(H+)=1.0×1013mol·L-1溶液中    C6H5O、K+、SO42、Br

   C.Na2S溶液中                    SO42、K+、Cl、Cu2+

    D.pH=12的溶液中                NO3、I、Na+、Al3+

   5(2011四川高考10)甲、乙、丙、丁四种易溶于水的物质,分别由NH4+、Ba2+、Mg2+、H+、OH、Cl、HCO3、SO42中的不同阳离子和阴离子各一种组成。已知:①将甲溶液分别与其它三种物质的溶液混合,均有白色沉淀生成;② 0.1 mol·L-1乙溶液中c(H+)>0.1 mol·L-1;③ 向丙溶液中滴入AgNO3溶液有不溶于稀HNO3的白色沉淀生成。下列结论不正确的是(  )

   A.甲溶液含有Ba2+      B.乙溶液含有SO42

   C.丙溶液含有Cl       D.丁溶液含有Mg2+

   6.(2010安徽高考9)在pH=1的溶液中能大量共存的一组离子或分子是(  )

   A.Na+、Mg2+、ClO、NO3         B.Al3+、NH4+、Br、Cl

   C.K+、Cr2O72、CH3CHO、SO42    D.Na+、K+、SiO32、Cl

   7.(2010上海高考9)下列离子组一定能大量共存的是(  )

   A.甲基橙呈黄色的溶液中:I、Cl、NO3、Na+

   B.石蕊呈蓝色的溶液中:Na+、AlO2、NO3、HCO3

   C.含大量Al3+的溶液中:K+、Na+、NO3、ClO

   D.含大量OH的溶液中:CO32、Cl、F、K+

   8(2009江苏高考7)在下列各溶液中,离子一定能大量共存的是(  )

   A.强碱性溶液中:K+、Al3+、Cl、SO42

   B.含有0.1 mol·L-1Fe3+的溶液中:K+、Mg2+、I、NO3

   C.含有0.1 mol·L-1Ca2+的溶液中:Na+、K+、CO32、Cl

   D.室温下,pH=1的溶液中:Na+、Fe3+、NO3、SO42

   9(2009安徽高考10 )在溶液中能大量共存的一组离子或分子是 (  )

   A.NH4+、H+、NO3、HCO3

   B.K+、Al3+、SO42、NH3·H2O

   C.Na+、K+、SO32、Cl2

   D.Na+、CH3COO、CO32、OH

   10(2009全国Ⅰ卷6)下列各组离子,在溶液中能大量共存、加入NaOH溶液后加热既有气体放出又有沉淀生成的一组是(   )

   A.Ba2+、NO3、NH4+、Cl   B.Ca2+、HCO3、NH4+、AlO2

   C.K+、Ba2+、Cl、HSO3    D.Mg2+、NH4+、SO42、K+

   11.(2009四川高考8)在下列给定条件的溶液中,一定能大量共存的离子组是(   )

   A.无色溶液:Ca2+、H+、Cl、HSO3

   B.能使pH试纸呈红色的溶液:Na+、NH4+、I、NO3

   C.FeCl2溶液:K+、Na+、SO42、AlO2

   D.KW/c(H+)=0.1 mol·L-1的溶液:Na+、K+、SiO32、NO3

   12(2009重庆高考8)下列各组离子,能在溶液中大量共存的是(   )

   A.Na+、Mg2+、AlO2、Br    B.H+、Fe2+、SO42、NO3

   C.K+、NH4+、CO32、OH    D.Ca2+、Al3+、NO3、Cl

   答案:1.C 2.B 3.A 4.B 5.D  6.B 7.D  8.D  9.D   10.D   11.D 12.D

 

(责任编辑:化学自习室)
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