離子推斷題的解題原則及其運(yùn)用

黃建平

[摘 要] 離子反應(yīng)是高中化學(xué)的一個(gè)重要知識點(diǎn)，它在高中化學(xué)學(xué)習(xí)中有著舉足輕重的地位，是高考重點(diǎn)和熱點(diǎn)之一，而離子推斷是其中的一種重要題型，它既考查常見離子的典型性質(zhì)，又考查考生的推理能力，對考生的邏輯推理能力和表達(dá)能力有一定的要求。這類題型的解答關(guān)鍵在于掌握離子間的特有反應(yīng)及離子共存情況。

[關(guān)鍵詞] 離子推斷 推理能力 表達(dá)能力 離子共存

[中圖分類號] G633.8 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1674 6058（2015）20 0060

離子反應(yīng)是高中化學(xué)的一個(gè)重要知識點(diǎn)，它在高中化學(xué)學(xué)習(xí)中有著舉足輕重的地位，是高考重點(diǎn)和熱點(diǎn)之一；而離子推斷是其中的一種重要題型，該題型涉及的考點(diǎn)較多，包括離子共存、離子方程式的書寫、元素化合物的性質(zhì)等內(nèi)容，既可以是定性分析，也可以是定量計(jì)算。解答此類試題的關(guān)鍵是依據(jù)題目中的現(xiàn)象和離子的性質(zhì)，推出可能或不可能存在的離子，然后逐步分析，得出正確結(jié)果。

一、原則解讀

1.肯定原則。根據(jù)題目中的已知條件或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象肯定某些離子的存在或不存在。通常這種條件出現(xiàn)在題目的主干或?qū)嶒?yàn)流程中，具體表現(xiàn)一般有以下幾種情況：一是已知溶液為無色時(shí)，可判斷Fe2+、Fe3+、MnO-4等有色離子不能存在；二是已知溶液的酸堿性；三是加入某溶液能產(chǎn)生具體現(xiàn)象，根據(jù)現(xiàn)象判斷某些離子的存在或不存在。

2.互斥原則。在確定某些離子存在的前提下，結(jié)合離子共存的規(guī)律，否定某些離子的存在。若離子之間能反應(yīng)生成沉淀、氣體、弱電解質(zhì)，或相互之間能發(fā)生氧化還原反應(yīng)、絡(luò)合反應(yīng)、強(qiáng)烈的雙水解，則離子間不能共存。

3.守恒原則。在溶液中陰陽離子是同時(shí)存在的，且陽離子所帶的正電荷總數(shù)與陰離子所帶的負(fù)電荷總數(shù)是相等的。守恒定律的應(yīng)用不僅可以幫助我們確定某些離子的存在，還可以用來確定離子的具體濃度。

4.進(jìn)出原則。加入試劑會引入新離子，同時(shí)加入試劑時(shí)可能將溶液中的某些離子轉(zhuǎn)化成其他離子，這些新引入或轉(zhuǎn)化的離子對原溶液中離子的檢驗(yàn)可能有干擾作用。這種情況的出現(xiàn)一般會使題目的難度加大，特別是新轉(zhuǎn)化的離子往往會被忽略。因此，在平時(shí)要加強(qiáng)訓(xùn)練，并有意識地歸納、記憶一些常見離子間的轉(zhuǎn)化及條件。部分離子在加入試劑后有如下幾種變化。

二、典型例題

【例】 某無色溶液，由Na+、Ag+、Ba2+、Al3+、AlO-2、MnO-4、CO2-3、SO2-4中的若干離子組成，取該溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

①取適量試液，加入過量鹽酸，有氣體生成，并得到溶液；

②在①所得的溶液中加入過量的碳酸氫銨溶液，有氣體生成，同時(shí)析出白色沉淀甲；

③在②所得溶液中加入過量的Ba（OH）2溶液，也有氣體生成，并有白色沉淀乙析出。

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)完成下列問題：

（1）溶液中一定不存在的離子是_______。

（2）一定存在的離子是_______。

（3）判斷沉淀乙成分的方法是_______。

（4）寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式：實(shí)驗(yàn)①_______。實(shí)驗(yàn)②_______。

（5）實(shí)驗(yàn)③生成的氣體是_______。

解析： 由無色溶液可知MnO-4不存在；往溶液中加過量鹽酸產(chǎn)生氣體，肯定有CO2-3并確定無Ag+、Ba2+、Al3+，因?yàn)槿吣芘cCO2-3反應(yīng)生成沉淀，同時(shí)由電荷守恒定律可知溶液中必定有Na+；往①所得的溶液中加入過量的碳酸氫銨可與①中剩余的鹽酸產(chǎn)生氣體，同時(shí)可推測白色沉淀是Al（OH）3，因?yàn)锳l3+能與HCO-3發(fā)生強(qiáng)烈雙水解生成沉淀，而Al3+是由AlO-2與過量H+反應(yīng)生成的，故可確定原溶液中有AlO-2；往②所得溶液中加入過量的Ba（OH）2能與②中剩余的NH+4、HCO-3分別反應(yīng)生成NH3、CO2-3，故③中的白色沉淀一定有BaCO3，可能有BaSO4，即原溶液中可能有SO2-4，由上述推理就不難得出答案了。

點(diǎn)撥： 在離子推斷過程中，一般不會只用一種方法，大多是將幾種方法綜合起來運(yùn)用才能順利解題。離子推斷型題一般綜合性較強(qiáng)，前后實(shí)驗(yàn)的操作、現(xiàn)象一環(huán)緊扣一環(huán)，每個(gè)問題的前后聯(lián)系比較緊密，往往會出現(xiàn)“一步不慎，滿盤皆輸”的局面，因此在推斷過程中考慮問題要全面，確保思維的嚴(yán)密性。

三、跟蹤訓(xùn)練

【訓(xùn)練題1】 pH<7的X溶液中含有三種常見金屬陽離子和一種常見陰離子，用X溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

（1）根據(jù)有白色沉淀甲生成，判斷X溶液中有 陽離子。

（2）根據(jù)有白色沉淀丙生成，判斷X溶液中有 陽離子；由溶液Z生成沉淀丙的離子方程式為_______ 。

（3）X溶液中一定含有的陰離子是_______。

（4）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)_______（填“能”或“不能”）確定X溶液中的第3種金屬陽離子，理由是_______ 。

點(diǎn)撥： 已知溶液的酸堿性是離子推斷題中一種常見的限制性條件，但出現(xiàn)的情況較多、比較明顯的有已知溶液的pH值、使試紙或試劑變色，比較隱含一點(diǎn)的有已知溶液與某些金屬（特別是與Al）反應(yīng)生成氣體、已知溶液中水電離出氫離子或氫氧根離子的濃度等。本題已知溶液pH<7且含有三種常見金屬陽離子，該條件將本題的解題范圍大大縮小了，因此充分挖掘并利用條件可以迅速確定解題目標(biāo)和方向，對解題有著至關(guān)重要的作用。

【訓(xùn)練題2】 某種溶液僅含下表離子中的5種離子（不考慮水的電離與離子水解），且各種離子的物質(zhì)的量均為1mol。

若向原溶液中加入足量的鹽酸，有無色氣體生成。經(jīng)分析反應(yīng)后溶液中陰離子的種類沒有變化。

（1）溶液中_______（填“一定”、“一定不”或“可能”）含有CO2-3或HCO-3，理由是_______。

（2）原溶液中所含的陰離子為_______，陽離子為_______。

（3）向原溶液中加入足量的鹽酸，有無色氣體生成的離子反應(yīng)方程式為_______ 。

（4）向原溶液中加入足量的氫氧化鈉溶液，充分反應(yīng)后將沉淀過濾、洗滌、干燥灼燒至恒重，得到固體質(zhì)量為_______。

解析： 往溶液中加足量鹽酸必定帶入Cl-，但溶液中的陰離子的種類沒有變化，可斷定無OH-、HCO-3、CO2-3，那么產(chǎn)生無色氣體只能是NO-3在酸性條件下和Fe2+反應(yīng)生成NO的緣故，因此可確定原溶液中一定有Cl-、Fe2+、NO-3；根據(jù)溶液中有5種離子，且各離子的物質(zhì)的量均為1mol，結(jié)合離子共存的條件及組成物質(zhì)中離子的比例關(guān)系不難判斷剩下的兩種離子為Mg2+和SO2-4；由質(zhì)量守恒，向原溶液中加入足量的氫氧化鈉反應(yīng)并過濾、洗滌、干燥、灼燒，最終得到的是0.5molFe2O3和1molMgO，總質(zhì)量為120g。

點(diǎn)撥： 已知溶液中的離子種數(shù)和數(shù)量以及加入試劑后溶液中的離子種類不變是守恒法的另類應(yīng)用，而忽略加入試劑的影響往往會使解題陷入死胡同。離子推斷題的命題趨向于將推理和簡答結(jié)合起來，不僅要求我們知道溶液中有什么，還要求知道為什么，所以加強(qiáng)表達(dá)能力，特別是專業(yè)名詞、專業(yè)術(shù)語表達(dá)的準(zhǔn)確性對解題同樣很重要。

總之，離子推斷型題目涉及的知識點(diǎn)較多，綜合性較強(qiáng)，要求有較強(qiáng)的分析和推理能力，但只要平時(shí)夯實(shí)基礎(chǔ)，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，充分挖掘隱含條件，合理利用解題方法，就能簡單、輕松地解決這類問題。

（責(zé)任編輯 羅 艷）