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专题七----离子共存问题(教师)

专题七 离子共存问题（教师）
不能共存的原因
１、有气体产生；
H+与CO32-、HCO3-、SO32-、HSO3ˉ、S2ˉ、HSˉ等不能共存
如CO32-、S2-、HS-、HSO3-等易挥发的弱酸的酸根与H+不能大量共存，
主要是由于CO32-＋2H+＝CO2↑＋H2O、HS-＋H+＝H2S↑。
２、有沉淀生成或生成微溶物质。
①SO42ˉ与Ba2+、Ca2+、Ag+等不能共存；
②CO32ˉ与Ba2+、Ca2+、Mg2+、Ag+、Cu2+、Zn2+等不能共存；
③S2ˉ与Cu2+、Pb2+、Fe2+、Hg2+、Ag+等不能共存；
④OHˉ与Mg2+、Al3+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、Ag+、Zn2+等不能共存；
３、有弱电解质生成。
如OH-、CH3COO-、CO32- 、HCO32- 、SO32-、 HSO3- 与H+不能大量共存，
NH4+与OH-不能大量共存
主要是由于OH-＋H+＝H2O、CH3COO-＋H+＝CH3COOH；
一些酸式弱酸根不能与OH-大量共存
是因为：HCO3-＋OH - =CO32-＋H2O、
HPO42-＋OH-＝PO43-＋H2O、
NH4+＋OH-=NH3·H2O等。
４、酸性，碱性条件下不能共存的离子：
①H+与OHˉ、AlO2ˉ、SiO32ˉ、ClOˉ、Fˉ、PO43ˉ、HPO42ˉ、H2PO4ˉ、CH3COOˉ、C6H5Oˉ等不能大量共存；
②OHˉ与H+、NH4+、HCO3ˉ、HSO3ˉ、HSˉ、H2PO4ˉ、HPO42ˉ等不能大量共存；
　若是酸性溶液，所有弱酸根离子和OH-不能大量共存。
5. 由于发生氧化还原反应，离子不能大量共存
１、具有较强还原性的离子不能与具有较强氧化性的离子大量共存。
如I-和Fe3+不能大量共存是由于2I-＋2Fe3+=I2＋2Fe2+。
２、在酸性或碱性的介质中由于发生氧化还原反应而不能大量共存
①NO3ˉ与Iˉ、Brˉ、Fe2+、S2ˉ、HSˉ、SO32ˉ、HSO3ˉ等不能共存；
②S2ˉ与SO32ˉ等不能共存（碱性条件下可以共存）;
③MnO4ˉ与Iˉ、Brˉ、Clˉ、S2ˉ、HSˉ、SO32ˉ、HSO3ˉ、Fe2+等不能共存；
④ClOˉ与Fe2+、Iˉ、S2ˉ、HSˉ、SO32ˉ、HSO3ˉ等不能共存；
3.Fe3+与S2ˉ、HSˉ、SO32ˉ、HSO3ˉ、Iˉ等不能共存；
注意：MnO4-、NO3-在中性或碱性溶液中氧化应较弱，但在有大量H+存在情况下具有强氧化应性能共存，SO32-和S2-在碱性条件下也可以共存，但在酸性条件下则由于发生
2S2-＋SO32-＋6H+＝3S↓＋3H2O反应不能存在。
6.由于形成络合离子，离子不能大量共存
（1）Fe3+和SCN-、C6H5O-不能共存；
（2）Ag+与NH4+在碱性条件下不能共存。
如Fe3+与SCN-不共存；Ag+与NH3·H2O分子不共存；Ag+与CN-不共存。
由于Fe3+＋SCN-＝ [Fe(SCN)]2+等络合反应而不能大量共存。

三、注意题目中的前提条件设置
1.常温下PH=a(a>7)的溶液;
2.使pH变蓝;
3.使红色石蕊变蓝;
4.酚酞呈红色;
5.审题时应注意题中给出的附加条件
①酸性溶液（H＋）、碱性溶液（OH－）
“与Al反应能放出H2的某溶液”，
可能是强酸性溶液（其中不可能含NO3ˉ），也可能是强碱溶液。、
②有色离子:MnO4－，Fe3＋，Fe2+，Cu2＋，Fe（SCN）2＋。
Fe2+（浅绿色）、Fe3+（黄色）、Cu2+（蓝色）、MnO4ˉ（紫红色）、Fe(SCN)2+(血红色)、
③ MnO4－，NO3－等在酸性条件下具有强氧化性。
④S2O32－在酸性条件下发生氧化还原反应：
S2O32－＋2H+＝S↓＋SO2↑＋H2O
⑤ 注意题目要求“大量共存”还是“不能大量共存”。
例1、下列各组离子在水溶液中能大量共存的是(AC)
（A）K+ HCO3— CO32— Br— （B）CO32— HCO3— OH— K+
（C）Fe3+ Cu2+ NO3- SO42- （D）H+ Cl- Na+ SO32-
例2、下列各组离子中，在碱性溶液里能大量共存，并且溶液为无色透明的是（BD）
（A）K+ MnO4- Cl- SO42- （B）Na+ AlO2- NO3- CO32-
（C）Na+ H+ NO3- SO42- （D）Na+ SO42- S2- Cl-
例4、某无色透明溶液,跟金属铝反应放出H2 ，试判断下列离子:Mg2+、Cu2+、 Ba2+ 、H+、Ag+、 SO42- 、 SO32-、HCO3- 、OH-、NO3- ，何者能存在于此溶液中?
（1）当生成Al3+时,可能存在__________；
（2）当生成AlO2-时,可能存在__________。
例5（2001年上海市高考题）下列离子在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存的是（A）
(A)H3O+、 NO3- 、 Fe2+ 、 Na+ (B)Ag+、 NO3- 、Cl-、 K+
(C)K+ 、Ba2+、OH-、 SO42- (D)Cu2+、NH4+、Br-、OH-
例6、下列各组离子中，在碱性溶液中共存，且加入盐酸过程中会产生气体和沉淀的是(C)
（A）Na+ NO3- AlO2- SO42- （B）Na+ NO3- SiO32- K+
（C）K+ Cl- AlO2- CO32- （D）Na+ Cl- HCO3- Ca2+
例7、在含有I－且能使酚酞变红的无色溶液中，可大量存在的离子组是( D )
A．Na+、Cu2+、Br－、Cl－ B．AlO2－、K+、NH4+、Na+
C．K+、Na+、NO3－、H+ D．K+、S2－、SO42－、OH－
【课堂练习】
1.［2012·江苏化学卷3］常温下，下列各组离子在溶液中一定能大量共存的是（ ）
A.0.1 mol·L－1的NaOH溶液：K＋、Na＋、SO42－、CO32－
B.0.1 mol·L－1的Na2CO3溶液：K＋、Ba2＋、NO3－、Cl－
C.0.1 mol·L－1FeCl3溶液：K＋、NH4＋、I－、SCN－
D.c(H＋)/c(OH－)=1×1014的溶液：Ca2＋、Na＋、ClO－、NO3－
2.［2012·江苏化学卷9］下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是
A.用KIO3氧化酸性溶液中的KI：5I－＋IO3－＋3H2O=3I 2＋6OH－
B.向NH4HCO3溶液中加过量NaOH溶液并加热：NH4＋＋6OH－NH3↑＋H2O
C.将过量二氧化硫气体入冷氨水中：SO2＋NH3·H2O=HSO3－＋NH4＋
D.用稀硝酸洗涤试管内壁的银镜：Ag＋2H＋＋3NO3－=Ag＋＋NO↑＋H2O
4. ［2012·海南化学卷12］能正确表示下列反应的离子方程式为
A．碳酸氢钠溶液中滴入氢氧化钙溶液：HCO3-+OH–= CO32-+ H2O
B．二氧化硫通入次氯酸钠溶液：SO2 + ClO- + 2OH–= SO42-+Cl-+ H2O
C．硫化钡加入稀硫酸：BaS + 2H+ = H2S↑+ Ba2+
D．新制的氧化铝可溶于氢氧化钠溶液：Al2O3+2OH–=2AlO2–+H2O
BD 正确。
5.［2012·安徽理综化学卷8］下列离子或分子在溶液中能大量共存，通后仍能大量共存的一组是A
A．
B．
C．
D．
6. ［2012·重庆理综化学卷11］向10mL 0.1mol·溶液中，滴加等浓度溶液x mL，下列叙述正确的是
A. x=10时，溶液中有、、，且
B. x=10时，溶液中有、、，且
C. x=30时，溶液中有、、，且
D. x=30时，溶液中有、、，且
【答案】A
7. ［2012·广东理综化学卷8］在水溶液中能大量共存的一组是
A B
C D
8. ［2012·四川理综化学卷9］下列离子方程式正确的是
A．钠与水反应：Na+2H2O=Na＋+2OH－+H2↑
B．硅酸钠溶液与醋酸溶液混合：SiO32－+2H＋=H2SiO3↓
C．0.01mol·L－1NH4Al(SO4)2溶液与0.02mol·L－1Ba(OH)2溶液等体积混合：
NH4＋+Al3＋+2SO42－+2Ba2＋+4OH－=2BaSO4↓+Al(OH)3↓+NH3·H2O
D．浓硝酸中加入过量铁粉并加热：Fe+3NO3－+6H+Fe3＋+3NO2↑+3H2O
C
9.［2012·全国大纲理综化学卷7］能正确表示下列反应的离子方程式是
A 硫酸铝溶液中加入过量氨水 +3OH-=Al(OH)3 ↓
B 碳酸钠溶液中加入澄清石灰水 Ca(OH) 2 +=CaCO3 ↓ + 2
C 冷的氢氧化钠溶液中通入氯气 Cl2 + 2=Cl + + H2O
D 稀硫酸中加入铁粉 2Fe + 6 = 2 + 3H2 ↑
C
10. ［2012·北京理综化学卷7］下列结实实验现象的反映方程式正确的是
A．切开的金属Na暴露在空气中，光亮表面逐渐变暗2Na+O2=Na2O2
B．向AgC1悬浊液中滴加Na2S溶液，白色沉淀变成黑色2AgC1+S2-=Ag2S↓+2C1-
C．Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间，变成白色粘稠物2Na2O2=2Na2CO3+O2
D．向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水，出现白色沉淀2HCO3-+Ca2++2OH-=CaCO3↓+CO32-+2H2O
答案：B
11. ［2012·浙江理综化学卷26］(15分)大气中SO2和NOx是形成酸雨的主要物质。某地酸雨中可能含有下列离子：Na+、Mg2+、NH4+、Cl-、SO32-、SO42-、NO3-和NO2-等。某研究小组取该地一定量的酸雨，浓缩后将所得试液分成4份，进行如下实验：第一份酸化后滴加适量的淀粉KI溶液，呈蓝色；第二份滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀析出；第三份滴加NaOH溶液，加热，产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；第四份加入硝酸酸化的AgNO3溶液，有沉淀产生，静置，在上层清液中滴加酸性KMnO4溶液，不褪色。
已知：Ksp(Ag2SO4) = 1.20×10-5
请回答下列问题：
（1）该酸雨中肯定存在的离子有 ；肯定不存在的离子有 ，说明其不存在的理由： 。
（2）写出试液中滴加淀粉KI溶液所发生反应的离子方程式： 。
（3）设计实验方案，检验该试液中是否存在Cl-： 。
（4）该研究小组为了探究NO参与的硫酸型酸雨的形成，在烧瓶中充入含有少量NO的SO2气体，慢慢通入O2，该过程中发生的化学反应有 、 ，再喷射适量蒸馏水即得硫酸型酸雨。说明NO的作用： 。
答案：（1）SO42-、NO3-、NH4+ ；SO32-、NO2- ；SO32-具有较强的还原性，酸性条件下，与NO3-不能共存。若有NO2-，能使酸性KMnO4溶液褪色
（2）6I- + 2NO3- + 8H+ = 3I2 + 2NO↑+ 4H2O
（3）取少量试液，滴加足量的Ba(NO3)2溶液，静置；取上层清液，滴加硝酸酸化的AgNO3
溶液，若有白色沉淀产生，则存在Cl-
（4）2NO+O2= 2NO2 NO2+SO2 = SO3 + NO ；催化剂
12. ［2012·山东理综化学卷28］(12分)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的_______吸收。
a．浓H2SO4 b．稀HNO3 c．NaOH溶液 d．氨水
(2)用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在 (填 离子符号)，检验溶液中还存在Fe2＋的方法是 (注明试剂、现象)。
(3)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为 。
(4)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是 。
a．电能全部转化为化学能 b．粗铜接电源正极，发生氧化反应
c．溶液中Cu2＋向阳极移动 　　　　　d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
(5)利用反应2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为 。
答案：(1)c，d (2)Fe3＋；取少量溶液，滴加KMnO4溶液，KMnO4褪色 (3)3Cu2O+2Al=Al2O3+6Cu
(4)b，d (5)4H＋+O2+4e－=2H2O
13.［2012·四川理综化学卷26］（13分）下列框图中的字母分别代表一种常见的物质或其溶液，相互之间的转化关系如下图所示（部分产物及反应条件已略去）。已知A、B为气态单质，F是地壳中含量最多的金属元素的单质；E、H、I为氧化物，E为黑色固体，I为红棕色气体；M为红褐色沉淀。

请回答下列问题：
（1）B中所含元素位于周期表中第 周期， 族。
（2）A在B中燃烧的现象是 。
（3）D+E→B的反应中，被氧化与被还原的物质的物质的量比是 。
（4）G+J→M的离子方程式是 。
（5）Y受热分解的化学方程式是 。
【答案】⑴三 VIIA (各1分，共2分) ⑵产生苍白色火焰(2分)
⑶2:1(3分) ⑷3AlO2－+Fe3＋+6H2O=3Al(OH)3↓+Fe(OH)3↓(3分)
⑸4Fe(NO3)32Fe2O3+12NO2↑+3O2↑(3分)
14. ［2012·天津理综化学卷9］（18分）信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70％Cu、25％Al、4％Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：

请回答下列问题：
⑴ 第①步Cu与酸反应的离子方程式为___________________________________________；
得到滤渣1的主要成分为___________________。
⑵ 第②步加H2O2的作用是_____________________，使用H2O2的优点是___________________；调溶液pH的目的是使________________________________________生成沉淀。
⑶ 用第③步所得CuSO4·5H2O制备无水CuSO4的方法是___________________________________。
⑷ 由滤渣2制取Al2(SO4)3·18H2O ，探究小组设计了三种方案：

上述三种方案中，_________________方案不可行，原因是_________________________：
从原子利用率角度考虑，___________方案更合理。
⑸ 探究小组用滴定法测定CuSO4·5H2O （Mr＝250）含量。取a g试样配成100 mL溶液，每次取20.00 mL，消除干扰离子后，用c mol LL－1 EDTA（H2Y2－）标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液6 mL。滴定反应如下：Cu2+ + H2Y2－ ＝ CuY2－ + 2H+
写出计算CuSO4·5H2O质量分数的表达式ω＝ _____________________________ ；
下列操作会导致CuSO4·5H2O含量的测定结果偏高的是_____________。
a．未干燥锥形瓶 b．滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡
c．未除净可与EDTA反应的干扰离子
该实验题是物质制备的工艺流程式试题。在天津第一次以这种形式考查。全国各地已多年多次出现。
3 第①加稀硫酸、浓硝酸混合酸后加热，Cu、Al、Fe发生反应生成Cu2+、Al3+、Fe2+。所以滤渣1的成分是Pt和Au，滤液1中的离子是Cu2+、Al3+、Fe2+。Cu和酸反应的离子方程式为或
4 第②步加H2O2的作用是把Fe2+氧化为Fe3+，该氧化剂的优点是不引入杂质，产物对环境物污染。调溶液PH的目的是使Fe3+和Al3+形成沉淀。所以滤液2的成分是Cu2+，滤渣2的成分为氢氧化铁和氢氧化铝。
5 第③步由五水硫酸铜制备硫酸铜的方法应是再坩埚中加热脱水
6.制备硫酸铝晶体的甲、乙、丙三种方法中，甲方案在滤渣中只加硫酸会生成硫酸铁和硫酸铝，冷却、结晶、过滤得到的硫酸铝晶体中混有大量硫酸铁杂质，方法不可行。乙和丙方法均可行。乙方案先在滤渣中加H2SO4，生成Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3,再加Al粉和Fe2(SO4)3生成Al2(SO4)3,蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体。
丙方案先在滤渣中加NaOH,和Al(OH)3反应生成NaAlO2，再在滤液中加H2SO4生成Al2(SO4)3, 蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体。但从原子利用角度考虑方案乙更合理，因为丙加的NaOH和制备的Al2(SO4)3的原子组成没有关系，造成原子浪费。（5）考查中和滴定的简单计算和误差的分析。，造成偏高的选c.
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