例析在限定條件下的離子共存判斷在高考中的應用

汪哮楠

離子反應原理是中學化學中的重要反應原理，在社會工農業(yè)生產、科技發(fā)展、生活實際中的多項領域里廣泛應用，在高考中也成為考查熱點和高頻考點。近幾年試題已發(fā)展到給出新情境、新信息等限定條件考查學生運用離子反應原理進行離子是否共存的判斷，能有效地考查學生能否掌握和應用該反應原理，特別是考查學生獲取信息，運用信息的遷移能力，有較好的區(qū)分度，下面舉列說明。

例1某無色溶液含有下列離子中的若干種：H+、NH+4、Fe3+、Ba2+、Al3+、CO2-3、Cl-、OH-、NO-3。向該溶液中加入鋁粉，只放出H2，則溶液中能大量存在的離子最多有（ ）。

A.3種B.4種C.5種D.6種

解題分析本題是傳統(tǒng)性的題型，給出溶液中一定數目的離子組，考查離子反應原理，從離子組上來看，常規(guī)的解題思路是分酸性溶液和堿性溶液再用離子反應原理進行分組，但題中附加了多種限定條件和隱含附加條件，題中是無色可排除Fe3+的存在，另向溶液中加入鋁粉只產生H2，則可能是酸性溶液，也可能是堿性溶液。如在酸性溶液中隱含了不存在NO-3，考生往往最容易出現錯誤。用分組和排除進行分析：若是酸性溶液，則存在H+，排除CO2-3、OH-、NO-3，能大量存在的離子有NH4+、Ba2+、Al3+、Cl-，共5種；若是堿性溶液，則存在OH-，則排除：H+、NH+4、Al3+，能大量存在的離子有：Ba2+、CO2-3、Cl-、NO-3，也是共5種，所以選擇C。

答案：C。

例2常溫下，下列各組離子在指定溶液中一定能大量共存的是（ ）。

A.1.0 mol·L-1 KNO3溶液：H+、Fe2+、SCN-、SO2-4

B.c（H+）/c（OH-）=10-10的無色溶液：Na +、Ba2+、NO-3、Cl-

C.由水電離產生c （H+）=10-10mol/L的溶液：NH4 + 、AlO2-、Ca2+、S2-

D.c（ClO-）=1.0 mol·L-1的溶液：K+、SO2-3、S2-、SO2-4

解題分析本題比較常規(guī)性，給出幾種離子和限定條件運用離子反應原理來判斷離子之間能否發(fā)生反應，注意題中條件是“一定能大量共存”，尤其要注意隱含條件對離子之間能否發(fā)生反應的判斷。選項A中有隱含條件，在1.0 mol·L-1 KNO3溶液中含有NO3-與給定的離子組中H+組合相當于硝酸，具有強氧化性，能將Fe2+氧化成Fe3+，故選項A錯誤。選項B中c（H+）/c（OH-）=10-10的無色溶液是呈堿性，給定的離子之間不能相互發(fā)生反應，故一定能大量共存，正確。選項C中由水電離產生c （H+）=10-10mol/L的溶液，該溶液可能呈酸性，也可能呈堿性，呈酸性AlO-2、S2-不能大量存在，呈堿性NH4 +不能大量存在，所以C選項一定不能大量共存，選項C不符合題意，錯誤。選項D中含有ClO-具有強氧化性，能將SO2-3、S2-氧化而不能存在，故選項D錯誤。

答案：B。

例3制備（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O的實驗中，需對過濾出產品的母液（pH<1）進行處理。室溫下，分別取母液并向其中加入指定物質，反應后的溶液中主要存在的一組離子正確的是（）。

A.通入過量Cl2：Fe2+、H+、NH+4、Cl-、SO2-4

B.加入少量NaClO溶液：NH4+、Fe2+、H+、SO2-4、ClO-

C.加入過量NaOH溶液：Na+、Fe2+、NH+4、SO2-4、OH-

D.加入過量NaClO和NaOH的混合溶液：Na+、SO2-4、Cl-、ClO-、OH-

解題分析本題題型呈現與以往不同，以往此類題主要是給出幾種離子和一定條件來考查學生對離子間能否發(fā)生離子反應而判斷離子是否共存，本題以化學實驗制備（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O過程為信息載體，題中隱含了（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O是溶于水的鹽，通過結晶析出（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O晶體，過濾后的母液中主要還含有共存的NH4+、Fe2+、SO2-4，再通過附加條件來判斷溶液中的離子是否還能共存，同時題干又隱含了附加條件pH<1的酸性溶液，各選項中又限定了其他不同的附加條件來進行考查，體現了江蘇高考創(chuàng)新意識，又達到了對考生能力的多方面考查的目的。選項A中通入過量Cl2，Fe2+具有較強的還原性，Cl2能將Fe2+氧化為Fe3+，所以Fe2+不能存在。選項A錯誤。選項B中加入少量NaClO溶液，ClO-在酸性條件下也具有較強的氧化性，同樣可將Fe2+氧化為Fe3+而使Fe2+不能存在，實際上H+與ClO-也不能大量共存，所以選項B錯誤。選項C中加入過量NaOH溶液，OH-與Fe2+會反應生成Fe（OH）2沉淀、OH-與NH4+生成一水合氨而使Fe2+和NH4+都不能主要存在，所以選項C錯誤。選項D中雖然是加入過量NaClO和NaOH的混合溶液，題中給出的離子都不能發(fā)生離子反應，能共同存在，所以選項D正確。答案：D。

例4下列關于離子共存或離子反應的說法正確的是（ ）。

A.某無色溶液中可能大量存在H+、Cl-、MnO-4

B.pH=2的溶液中可能大量存在Na+、NH+4、SiO2-3

C.Fe2+與H2O2在酸性溶液中的反應：2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O

D.稀硫酸和Ba（OH）2溶液反應：H++SO2-4+Ba2++OH-BaSO4↓+H2O

解題分析本題將歷屆考查離子反應的兩種題型離子共存和離子反應方程式正誤判斷合為一題，也是一種創(chuàng)新意識的體現。選項A中附加條件是無色，而MnO-4是紫（紅）色而排除，其實在常溫下酸性條件下MnO-4可將Cl-氧化成氯氣而不能大量存在，故A錯誤。選項B附加條件是pH=2的溶液呈酸性，SiO2-3與H+反應生成H2SiO3沉淀而不能大量存在，B錯。選項D是最常見的離子反應方程式，不符合離子之間的配比關系，應該是2H++SO2-4+Ba2++2OH-BaSO4↓+2H2O，不能部分約簡，所以D。C項符合離子反應方程式的原理，原子、電符、得失電子都守恒，C項正確。

答案：C。

離子反應原理考查在題型上是千變萬化的，只要學生理解了離子反應原理，知道離子反應的反應實質和類型，掌握了題中給出的各種離子的性質、反應規(guī)律和一些特殊離子的特性，再注意題中的附加條件，特別是題中隱含附加條件，要充分挖掘和利用，不管題型如何變化，如何呈現考查方式，但考查的核心仍然是離子反應原理和常見重要離子的知識體系，以不變應萬變，提高能力和思維，這類題是很容易高效正確的解決。

（收稿日期：2016-08-15）