3、离子共存的问题

(1)生成难溶或微溶物质不能大量共存。例如:Ag+与Cl-、Ca2+与CO32-、Ba2+和SO42-等。

(2)强酸中不共存的离子有氢氧根和弱酸的酸根,如:ClO-、F-、S2-、HSO3-、AlO2-、PO43-、HS-、H2PO4-、CO32-、SiO32-等。

(3)强碱中不共存的离子有:氢离子和弱碱的阳离子,如:NH4+、Fe3+、Cu2+、Al3+、Mg2+等以及弱酸的酸式酸根,如:HCO3-、HSO3-、HPO42-、HS-等。

(4)发生氧化还原反应的离子不能大量共存,如:Fe3+与S2-、I-; MnO4-与S2-、I-、SO32-、Fe2+;H+和NO3-与S2-、I-、Fe2+等。

考题回顾

[例1](2004江苏)Cl2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。实验室可通过以下反应制得ClO2:2KCl O3+H2C2O4+H2 SO4===2 ClO2↑+K2 SO4+2CO 2 ↑+2H2 O 下列说法正确的是

A.KCl O3在反应中得到电子  B.ClO2是氧化产物

C.H2C2O4在反应中被氧化  D.1mol KCl O3参加反应有2mol电子转移

解析:由反应方程式看出KCl O3中Cl元素的化合价由+5降到了+4,所以A正确,D错误;B错误,ClO2应是还原产物;H2C2O4中C元素的化合价由+3升到CO 2中的+4,H2C2O4被氧化正确。本题关键要记清氧化剂、还原剂、还原产物、氧化产物之间的关系。答案:AC。

[例2](2002上海卷)在氯氧化法处理的废水过程中,液氯在碱性条件下可以将氰化物氧化成氰酸盐(其毒性仅为氰化物的千分之一)氰酸盐进一步被氧化为无毒物质。

(1) 某厂废水中含KCN,其浓度为650 ml·L-1,现用氯氧化法处理,发生如下反应(其中N均为-3价):KCN+2KOH+Cl2→KOCN+2KCl+H2O,被氧化的元素是_______

(2)投入过量的液氯,可将氰本盐是一步氧化为氮敢。请配平下列化学方程式:___KOCN+__KOH+___Cl2=___CO2+___N2+____KCl+___H2O

(3)若处理上述废水20L,使KCN完全转化为无毒物质,至少需液氯________g

解析:(1)此题关键是判断元素前后价态的变化,氯元素化合价降低。K、H、O三元素化合价未变,所以变化的是碳(升高)。(2)首先分清还原剂是KOCN,氧化剂是Cl2,再配平其计量数。(3)在完成(1)(2)的基础上找出关系式2KCN~3Cl进行计算。此题主要是考查氧化还原反就的概念、配平及有关多步反应的计算,此题是一信息题,与实际生活相联系,思考量大,有效地考查了学生分析问题的能力,增强学生的环保意识,是今后命题的方向。

答案:(1)碳(或C) (2)2KOCN+4KOH+3Cl2→2CO2+N2+ 6KCl+2H2O (3)35.5

[例3](2002年上海,19)下列离子方程式书写正确的是 

A.FeCl2溶液中通入Cl2: Fe2++Cl2=Fe3++2Cl 

B.澄清石灰水与少量小苏打溶液混合: Ca2++OH+HCO3-=CaCO3↓+H2O 

C.FeS固体放入稀硝酸溶液中: FeS+2H+=Fe2++H2S↑ 

D.AlCl3溶液中加入过量氨水: Al3++4OH=AlO2-+2H2O 

解析:A选项电荷不守恒,正确的是2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl;C选项中未考虑稀硝酸的氧化性,导致产物有误;D选项中氨水是弱电解质,在离子方程式中应写化学式,同时Al(OH)3也不溶于过量的氨水,正确的是Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓)+2NH4+。答案:B

思维启迪:澄清石灰水若与足量小苏打溶液混合,离子方程式是________________。

答案: Ca2++2OH+2HCO32-=CaCO3↓+CO32-+2H2O

[例4](2002年上海,9)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+、OH、NO3-

C.Al3+、Cu2+、SO42-、Cl     D.Na+、Ca2+、Cl、AlO2-

解析:pH=1表明溶液呈较强的酸性,在酸性溶液中不存在大量的OH,C项因Cu2+呈蓝色而不符合题意要求,D项中因AlO2-在酸性溶液中发生AlO2-+H++H2O=Al(OH)3或AlO2-+4H+=Al3++2H2O而不能大量共存.审视各项,只有A项符合题意.答案:A。 

思维启迪:在溶液中NO3-几乎与所有的离子能大量共存,如:NO3-与H+、NO3-与Al3+、NO3-与Fe2+等,请思考在pH=1的溶液中NO3-、Cl、Fe2+、K+能否大量共存?答案:不能大

量共存。

[例5]有甲、乙两相邻的工厂,排放的污水经初步处理后只溶有:Ag+、Ba2+、Fe3+、Na+、Cl、SO42-、NO3-、OH中的各不相同的4种离子.若单独排放会造成环境污染.如将两厂的污水按适当比例混合,沉淀后,污水转变成无色澄清的硝酸钠溶液排出,则污染程

度大为降低,现又测得甲厂的污水pH>7,试推断: 

(1)甲厂污水中含有的4种离子是____________________.

(2)乙厂污水含有的4种离子是____________________.

解析:环境保护是目前考试的热点内容.本题实质考查的是离子共存问题,甲厂的污水中含OH,则一定不含Ag+和Fe3+,即乙厂污水中含Ag+和Fe3+,不能含Cl和SO42-,由

此进而推得: 甲厂污水中的离子是OH、Cl、SO42-、Na+; 乙厂污水的离子是Ag+、Fe3+、Ba2+、NO3-. 答案: (1)OH、Cl、SO42-、Na+ (2)Ag+、Fe3+、Ba2+、NO3-

[例6]含有农药、染料、酚、氰化物,以及引起色度、臭味的废水,常用化学氧化法进行处理,所用的氧化剂有氯类(如液氯、次氯酸钙、次氯酸钠等)和氧类(如空气、臭氧、过氧化氢、高锰酸钾等)。一个典型实例是用氯氧化法处理含有剧毒的氰化物(含CN)的废水.在碱性条件

下(pH=8.5-11),氯气可将氰化物中CN氧化为只有它毒性1/1000的氰酸盐(含CNO)。

(1)写出含CN废水用氯气氧化生成氰酸盐的离子方程式____________________.

(2)若向含CNO的废水中再通入氯气,可使CNO转化为无毒的气体,写出这个反应的离子方程式____________________.

(3)在用液氯不便的地区,可用漂白粉处理含CN的废水,若将其氧化为CNO,其离子方程式为__________________________________________________.

解析:(1)CN是在碱性条件下被Cl2氧化的,故反应物应有OH参加,产物除生成氰酸盐外

还应有Cl及H2O,离子方程式为:CN+Cl2+2OH=CNO+2Cl+H2O。 

(2)当Cl2过量时(1)中的产物CNO与Cl2反应,碱性条件下不可能产生CO2及其他气

体,而碳元素的存在形式为CO32-,无毒气体一定为N2,离子方程式: 2CNO+3Cl2+8OH=2 CO32-+6Cl+4H2O+N2↑ 

(3)由于漂白粉中的ClO具有强氧化性,故可发生反应:CN+ClO=CNO+Cl

答案:(1)CN+Cl2+2OH=CNO+2Cl+H2O(2)2CNO+3Cl2+8OH=2 CO32-+6Cl+4H2O+N2↑ (3)CN+ClO=CNO+Cl

单元过关测试

 0  368467  368475  368481  368485  368491  368493  368497  368503  368505  368511  368517  368521  368523  368527  368533  368535  368541  368545  368547  368551  368553  368557  368559  368561  368562  368563  368565  368566  368567  368569  368571  368575  368577  368581  368583  368587  368593  368595  368601  368605  368607  368611  368617  368623  368625  368631  368635  368637  368643  368647  368653  368661  447090 

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