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警惕离子共存中常设的“陷阱”

2020-09-10许海菊

数理化解题研究·高中版 2020年12期
关键词:离子反应陷阱高中化学

摘 要:离子共存问题是高中化学常见的问题之一,除了常见的离子能否共存问题,很多试题题目往往会设置各种“陷阱”,这些“陷阱”应引起学生足够重视,以减少无谓的失分.

关键词:离子反应;离子共存 “ 陷阱”;高中化学

中图分类号:G632      文献标识码:A      文章编号:1008-0333(2020)34-0090-02

收稿日期:2020-09-05

作者简介:许海菊(1964.7-),女,陕西省咸阳人,本科,中学高级教师,从事中学化学教学研究.

学习高中化学离子反应时,有一类问题,在教材的课后习题,平时训练、考试,甚至高考试题中高频的出现,这就是离子能否共存问题.离子能否共存问题是离子反应条件和离子反应本质的最直接的应用.所谓几种离子在同一溶液中能大量共存,就是指离子之间不发生任何化学反应,若离子之间能发生化学反应,则离子就不能大量共存.离子能否共存问题,特别是设有“陷阱”的离子能否共存问题,应引起重视,以减少无谓的失分.

一般来说,出现下列情况之一,离子之间就会发生化学反应,离子就不能大量共存.①有弱电解质生成,如H+与OH-、F-、CH3COO-分别生成弱电解质H2O、HF、CH3COOH、而不能大量共存 .②有挥发性物质生成,如H+与CO2-3、SO2-3分别生成CO2 、SO2而不能共存. ③有难溶物质生成,如CO2-3与Ca2+、Ba2+分别生成难溶的CaCO3、

BaCO3不能共存.④离子之间发生了相互促进的双水解反应,如Al3+与AlO-2、S2- 等分别发生双水解反应而不能共存.⑤离子之间发生氧化还原反应,如Fe3+与I-、S2- 等分别发生氧化還原反应而不能共存. ⑥离子之间反应生成配合物,如Fe3+与SCN-反应生成红色的配合物

Fe(SCN)3而不能共存.当然,离子之间不能共存的情况很多,具体情况具体对待.对一些常见的离子,能否与其他离子共存,常从以下几方面考虑:比如:①CO2-3考虑生成气体和沉淀,②SO2-3考虑生成气体、沉淀及其还原性,③Fe3+考虑生成 Fe(OH)3、双水解及其Fe3+的氧化性,④Al3+考虑生成 Al(OH)3以及与其他离子的双水解反应,⑤I-考虑其具有还原性,⑥NO-3在酸性条件下具有强的氧化性,等等.除了这些情况,在离子共存问题中,命题者往往会设置“陷阱”,你如果稍不留心,就会陷入埋伏,不能自拔,导致失分,常设的“陷阱”有以下几种.

1.题干表述为:下列无色溶液…….则一定没有有色离子,常见的有色离子:Cu2+(蓝色)、Fe3+(黄色)、Fe2+(浅绿色)、MnO4-(紫色)、Cr2O72-(橙色).

例1 在某无色透明酸性溶液中,能大量共存的是(  ).

A.Na+ K+ SO2-4 HCO3-

B.Cu2+ K+ SO2- 4 NO-3

C.Na+ K+ Cl- NO-3

D.Fe3+ K+ SO2-4 Cl-

解析 关键词,无色、透明酸性溶液,答案为:C

2.题干表述为:下列透明溶液…….注意:透明可能溶液“有色”,也可能“无色”,不能把溶液透明与溶液的颜色混为一谈.

3.题干表述为下列离子因发生氧化还原反应而不能共存……

例2 下列离子因发生氧化还原反应而不能共存的是(  ).

A.H+  Fe3+ SO2-4 I-

B.H+ Cl- NO-3 NH+4

C.K+ Cl- NO-3 Ag+

D.K+ AlO-2 Cl- OH-

解析 题目只要求因发生氧化还原反应而不能大量共存,所以,其他类型的离子不包括在内,答案为:A4.题干表述为:下列溶液与Al反应放出H2的溶液……

例3 若在加入铝粉能放出的H2溶液中,分别加入下列各组离子肯定不能大量共存的是(  ).

A.Fe3+ SO2-4 K+ Cl-

B.Ba2+ HCO-3 Mg2+ AlO-2

C.NO-3 Na+ K+ CO2-3

D.NO-3 K+ AlO-2 OH-

解析 因为铝既能与强酸反应又能与强碱反应且均能生成氢气,所以,题目给定的溶液既可能显酸性也可能显碱性,但酸不能是硝酸,答案为:B

5.题干表述为:常温下,在由水电离的H+浓度为1×10-a mol/L的溶液中,一定能大量……

例4 常温下,在由水电离的H+浓度为1×10-13mol/L的溶液中,一定能大量共存的离子组是(  ).

① K+ Cl- NO-3 S2-

②K+ I- Fe2+ SO2-4

③Cl- Na+ NO-3 SO2-4

④Na+ Ca2+ Cl- HCO-3

⑤K+ Ba2+ Cl- NO-3

A.③⑤  B.①③⑤  C.①③  D.②④⑤

解析 由水电离出的H+浓度为1×10-13 mol/L,说明溶液为酸或碱溶液,与酸或碱反应的离子就不能大量共存,即可选出正确选项为:A

6.还要注意题干表述为:“一定大量共存”“可能大量共存”“不能大量共存”等关键词.

如上例中的例3、例4如果表述为“可能大量共存”答案就不一样了.

离子共存中常设的“陷阱”不止以上所罗列的这些,它形式多样,题目的形式也多種多样,解题时要警惕这些“陷阱”,集中精力仔细审题,提高解题的准确率,努力提高学习成绩.

跟踪检测:

判断下列各组离子在指定的溶液中能否大量共存,正确的( √ )画错误的画( × )

1.常温下,pH=13的溶液中: K+ NO-3 NH+4 HCO-3

2.使酚酞变红的溶液中:Na+ Cu2+ Fe2+ NO-3

3.与铝反应放出氢气的溶液中:NO-3 Al3+ K+ Cl-

4.含有大量NO- 3的溶液中:H+ Fe2+ Cl- SO2-4

5、含有大量 Fe3+的溶液中:Na+ Cl- I- K+

6.0.1mol/L KSCN溶液中:Fe3+ NH+4 SO2-4 Br-

7.0.1mol/L AlCl3溶液中:Cu2+ SO2-4 NO-3 Mg2+

8.弱碱性溶液中:Na+ Cl- K+ HCO-3

9.中性溶液中:Fe3+ Al3+ SO2-4 NO-3

10.使pH试纸线蓝色的溶液:Cu2+ NO- 3 Fe3+ SO2-4

参考答案:××××××√√××

参考文献:

[1]张新中.判断离子共存的四原则[J].化学教学,2010(03):45-47.

[责任编辑:季春阳]

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