诠释“离子反应”的考查类型

2021-12-07 14:56张文娟
中学化学 2021年10期
关键词:离子反应碱性电解质

张文娟

根据反应中是否有离子参加或生成,可将化学反应分为离子反应和非离子反应。离子反应是高考考查的热点,为帮助学生掌握其解题方法,现举例说明其考查方式与解题思路。

一、考查有关电解质的概念

例1 (2021年高考浙江省6月化学卷)下列物质属于弱电解质的是(  )。

A.CO2 B.H2O C.HNO3 D.NaOH

解析 CO2在水溶液中和熔融状态下均不能够电离,属于非电解质,A项错误;H2O能够部分电离,属于弱电解质,B项正确;HNO3属于强酸,在水溶液中能够完全电离,属于强电解质,C项错误;NaOH属于强碱,在水溶液中或熔融状态下能够完全电离,属于强电解质,D项错误。答案为B项。

点评 此题考查了弱电解质的判断,掌握电解质与非电解质的概念及强电解质与弱电解质的判断方法是解题的关键。

二、考查离子方程式正误的判断

例2 (2021年高考全国理综乙卷)下列过程中的化学反应,相应的离子方程式正确的是(  )。

A.用碳酸钠溶液处理水垢中的硫酸钙:

CO2-3+CaSO4CaCO3+SO2-4

B.过量铁粉加入稀硝酸中:

Fe+4H++NO-3Fe3++NO↑+2H2O

C.硫酸铝溶液中滴加少量氢氧化钾溶液:

Al3++4OH-AlO-2+2H2O

D.氯化铜溶液中通入硫化氢:

Cu2++S2-CuS↓

解析 A项,硫酸钙微溶,用碳酸钠溶液处理水垢中的硫酸钙转化为难溶的碳酸钙,其离子方程式书写正确;B项错在产物不符合客观事实,其正确的离子方程式应为:

3Fe+8H++2NO-33Fe2++2NO↑+4H2O

C项错在产物不符合客观事实,其正确的离子方程式应为:

Al3++3OH-Al(OH)3↓

D项错在将难电离的H2S拆写成离子形式,其正确的离子方程式应为:

Cu2++H2SCuS↓+2H+

显然,只有A项正确。答案为A项。

点评 求解此题的关键有三點:一是要明确Fe3+具有较强的氧化性,能与Fe反应生成Fe2+,即过量铁粉加入稀硝酸中铁的氧化产物为Fe2+;二是要弄清Al3+与少量的OH-反应生成Al(OH)3沉淀;三是要掌握H2S是弱电解质,在离子方程式中不能拆写成离子形式。

例3 (2021年高考浙江省6月化学卷)不能正确表示下列变化的离子方程式是(  )。

A.碳酸镁与稀盐酸反应:

CO2-3+2H+CO2↑+H2O

B.亚硫酸氢钠的水解:

HSO-3+H2OH2SO3+OH-

C.锌溶于氢氧化钠溶液:

Zn+2OH-+2H2O\[Zn(OH)4\]2-+H2↑

D.亚硝酸钠与氯化铵溶液受热反应:

NO-2+NH+4△N2↑+2H2O

解析 A项错在将难溶于水的碳酸镁拆写成离子形式,其正确的离子方程式为:

MgCO3+2H+Mg2++H2O+CO2↑

A项不正确;B项,亚硫酸氢钠是弱酸的酸式盐,在溶液中水解生成亚硫酸和氢氧化钠,其离子方程式书写正确;C项,锌与氢氧化钠溶液反应生成偏锌酸钠和氢气,其离子方程式书写正确;D项,亚硝酸钠溶液与氯化铵溶液共热反应生成氯化钠、氮气和水,其离子方程式书写正确。答案为A项。

点评 求解此题的关键有两点:一是要明确反应的原理,弄清反应产物;二是要掌握离子方程式的书写方法(如难溶物碳酸镁不能拆写成离子形式,弱酸的酸式酸根离子HSO-3不能拆写成离子形式)。

三、考查离子能否大量共存的判断

例4 (2021年天津市河北区高三质检)下列各离子组在指定的溶液中能够大量共存的是(  )。

A.无色溶液中:Cu2+、K+、SCN-、Cl-

B.pH=1的溶液中:Cl-、K+、S2O2-3、SO2-4

C.含有NO-3的溶液中:I-、SO2-3、SO2-4、H+

D.水电离出的c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1的溶液中:Na+、K+、SO2-4、Cl-

解析 A项,在溶液中Cu2+显蓝色,无色溶液中不可能含有Cu2+,A项错误;B项,pH=1的溶液中有大量的H+,H+能够与S2O2-3反应而不能大量共存,B项错误;C项,在H+存在下NO-3具有强氧化性,能将I-、SO2-3氧化而不能大量共存,C项错误;D项,由水电离出的c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1的溶液可能显酸性也可能显碱性,在酸性或碱性溶液中四种离子彼此不反应而能够大量共存,D项正确。答案为D项。

点评 求解此题的关键有四点:一是要明确在溶液中Cu2+为有色离子;二是要知道pH=1的溶液中有大量的H+;三是要掌握在H+存在下NO-3具有强氧化性;四是要弄清由水电离出的c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1的溶液可能显酸性也可能显碱性。

例5 (2021年山东省济宁市高三质检)下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是(  )。

A.在新制饱和氯水中:NH+4、Na+、SO2-3、SO2-4

B.在能使红色石蕊试纸变蓝的溶液中:Na+、K+、NO-3、CO2-3

C.在加入铝粉能产生H2的溶液中:Fe2+、Na+、SO2-4、NO-3

D.在c(H+)=1.0×10-1 mol·L-1的溶液中:Na+、K+、S2-、SO2-3

解析 A项,新制氯水中含有Cl2、HClO、ClO-等强氧化性微粒,能将SO2-3氧化而不能大量共存。B项,能使红色石蕊试纸变蓝的溶液呈碱性,四种离子在碱性溶液中彼此不反应一定能大量共存。C项,加入铝粉能产生H2的溶液可能呈强酸性也可能呈强碱性,在强酸性溶液中有大量的H+,在H+存在下,NO-3会与Al发生氧化还原反应生成NO,则NO-3不能存在;在强碱性溶液中有大量的OH-,OH-能够与Fe2+反应而不能大量共存。D项,c(H+)=1.0×10-1 mol·L-1的溶液呈酸性,S2-与SO2-3能够发生氧化还原反应而不能大量共存。答案为B项。

点评 求解此题的关键有四点:一是要明确新制饱和氯水具有强氧化性;二是要知道能使红色石蕊试纸变蓝的溶液呈碱性;三是要弄清加入铝粉能产生H2的溶液可能呈强酸性也可能呈强碱性;四是要掌握在酸性条件下S2-与SO2-3能够发生氧化还原反应。

四、离子的推断

例6 (2021年浙江省高三选考模拟题)某溶液中只可能含有K+、NH+4、Fe2+、Al3+、Cl-、CO2-3、SO2-4、NO-3中的若干种离子,离子浓度均为0.1 mol·L-1,某同学进行如图1所示实验。下列说法正确的是(  )。

试液稀硫酸过量

→气体A

→溶液过量NaOH溶液加热→气体B→滤液→沉淀C 少量CO2无沉淀

A.无法确定沉淀C的成分

B.无法确定原溶液中是否存在K+、Al3+、Cl-

C.试液中可能含有CO2-3、K+、NH+4

D.试液中一定存在的离子为NH+4、Fe2+、SO2-4、NO-3

解析 因试液中加入过量稀硫酸产生气体,则试液中可能存在Fe2+和NO-3或CO2-3;因与稀硫酸反应后所得溶液中加入过量NaOH溶液并加热产生气体和沉淀C,则试液中一定存在NH+4,沉淀C只能是Fe(OH)3,试液中一定存在Fe2+、NO-3,试液中一定不存在CO2-3;因滤液中通入少量CO2無沉淀,则试液中一定不存在Al3+;因此试液中一定存在NH+4、Fe2+、NO-3;因离子浓度均为0.1 mol·L-1,则根据电荷守恒原理可知试液中一定存在SO2-4;综上所述可知,试液中一定存在的离子为NH+4、Fe2+、SO2-4、NO-3,一定不存在CO2-3、Al3+,无法确定原溶液中是否存在K+、Cl-,沉淀C的成分为Fe(OH)3;显然,只有D项正确。答案为D项。

点评 解答此类题目,须根据有关离子的特性,应用有关反应原理,结合有关实验现象,并排除有关离子的干扰,并注重电荷守恒法的应用,从而做出正确判断。

(收稿日期:2021-07-20)

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