“離子共存”考查形式特點(diǎn)及解題思路

彭映麗 衷明華

(韓山師范學(xué)院化學(xué)系，廣東 潮州 521041)

離子共存問題一直是高考的熱點(diǎn)問題，也是高考化學(xué)復(fù)習(xí)的重、難點(diǎn)問題。此類問題涉及面較廣，有定性分析，也有用定量分析，題設(shè)中常有附加隱含條件以增加試題的難度，是一類綜合考查學(xué)生對(duì)離子反應(yīng)規(guī)律全面理解和掌握的好題型。該題的考查形式主要有以下的三大類：給定條件下四組離子的選擇、結(jié)合實(shí)驗(yàn)定量分析、結(jié)合實(shí)驗(yàn)定性分析。

一、給定條件下四組離子的選擇

特點(diǎn)：是傳統(tǒng)的考查形式，主要通過題干的多樣化，離子組合的多變化來增大考生的解答難度。命題者經(jīng)常在題干中設(shè)置一些隱含條件來考查學(xué)生敏捷而又嚴(yán)密的思維能力，而這些隱含條件就是考生解題的“隱形殺手”，如果不深入剖析，很可能掉入命題者設(shè)置的“陷阱”中。

解題思路：

一看：看清楚題干要求。辨別離子組“共存”還是“不共存”、“可能”還是“一定”等字眼，以確定答題方向；

二挖：挖掘出題干中隱含的限定條件。如無色透明的溶液、溶液的酸堿性、加入某種物質(zhì)后是否產(chǎn)生氣體或沉淀、某指示劑的顏色變化等；

三找：找出因發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、水解反應(yīng)、絡(luò)合反應(yīng)而無法“和平共處”的離子。

常見的考查題型有以下兩種：

(1)1個(gè)題干，4個(gè)選項(xiàng)型。

[例1](2012·安徽)下列離子或分子在溶液中能大量共存，通入CO2后仍能大量共存的一組是( )。

A.K+、Ca2+、Cl-、NO3-

B.K+、Na+、Br-、SiO32-

C.H+、Fe2+、SO42-、Cl2

D.K+、Ag+、NH3·H2O、NO3-

解析：選項(xiàng)B，通入CO2后發(fā)生反應(yīng)：SiO32-+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO32-；選項(xiàng)C，Cl2能氧化Fe2+；選項(xiàng)D，Ag+和NH3·H2O可以發(fā)生反應(yīng)：Ag++NH3·H2O=AgOH↓+NH4+，氨水過量還可以發(fā)生反應(yīng)：AgOH+2NH3·H2O=Ag(NH3)2OH+2H2O，故選A。

(2)4個(gè)題干給定不同條件，4個(gè)選項(xiàng)型。

[例2](2013·江蘇)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.使甲基橙變紅色的溶液：Mg2+、K+、SO42-、NO3-

B.使酚酞變紅色的溶液：Na+、Cu2+、HCO3-、NO3-

C.0.1mol·L-1AgNO3溶液：H+、K+、SO42-、I-

D.0.1mol·L-1NaAlO2溶液：H+、Na+、Cl-、SO42-

解析：選項(xiàng)A，使甲基橙變紅色的溶液，即溶液顯酸性，該組離子之間不反應(yīng)，能共存，故A正確；選項(xiàng)B，使酚酞變紅色的溶液，即溶液顯堿性，Cu2+、HCO3-分別與堿反應(yīng)，則不能共存，故B錯(cuò)誤；選項(xiàng)C，Ag+、I-結(jié)合生成AgI為黃色沉淀，Ag+、SO42-結(jié)合生成沉淀，則不能共存，故C錯(cuò)誤；選項(xiàng)D，AlO2-、H+反應(yīng)時(shí)，酸少量生成沉淀，酸過量時(shí)生成Al3+，則不能共存，故D錯(cuò)誤；

二、結(jié)合實(shí)驗(yàn)定性分析

特點(diǎn)：往往是通過一些基本粒子的鑒別實(shí)驗(yàn)來判斷出一定存在或一定不存在的離子或分子。這種考查方式不僅能體現(xiàn)考生對(duì)離子反應(yīng)的熟練程度，而且能反映出考生對(duì)一些常見離子的檢驗(yàn)操作和基本的一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的掌握情況。

解題思路：先根據(jù)溶液的性質(zhì)或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象推出溶液中一定含有的離子(或一定不含有的離子)，然后根據(jù)離子共存，推出一定不含有的離子。有時(shí)要注意加入的試劑對(duì)某種離子的干擾，如加入氯水對(duì)有無Cl-的干擾等。

[例3]甲乙兩種溶液，分別含有下列八種離子中各不相同的四種離子：OH-、NO3-、CO32-、Cl-、Ag+、K+、Mg2+、Ca2+?，F(xiàn)進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：①蘸取少量甲溶液于紅色石蕊試紙，觀察到試紙變藍(lán)色；②將甲乙兩溶液混合產(chǎn)生白色沉淀，加入稀硝酸，沉淀減少。則甲乙兩溶液中含有的離子分別是：甲：____、乙：____。

解析：依據(jù)甲溶液能紅色石蕊試紙變藍(lán)色可知甲溶液中含有OH-，而OH-與Mg2+、Ag+、Ca2+不能大量共存，Ca2+和Mg2+與CO32-、Ag+與CO32-和Cl-不能共存，則甲溶液一定不含有Mg2+、Ag+、Ca2+，由于溶液必須為電中性，則乙中除了Mg2+、Ag+、Ca2+，必須有NO3-，故甲中含有的離子是：K+、OH-、Cl-、CO32-；乙中含有的離子是：Mg2+、Ca2+、Ag+、NO3-。

三、結(jié)合實(shí)驗(yàn)定量分析

特點(diǎn)：在第2種方式的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了從定性考查向定量考查的轉(zhuǎn)變，充分體現(xiàn)了高考命題創(chuàng)新的特點(diǎn)，當(dāng)題目中出現(xiàn)離子的具體量時(shí)，要注意應(yīng)用電荷守恒思想來判斷。

解題思路：先依據(jù)溶液的性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推出溶液中可能含有的離子，然后根據(jù)計(jì)算分析來確定一定含有的離子，最后根據(jù)離子共存或電荷守恒規(guī)律，推出其他一定含有的離子。

[例4]今有一混合物的水溶液，只可能含有以下離子中的若干種：K+、NH4+、Cl-、Mg2+、Ba2+、CO32-、SO42-，現(xiàn)取3份100mL溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

第1份加入AgNO3溶液有沉淀產(chǎn)生；

第2份加足量NaOH溶液加熱后，收集到氣體0.04mol；

第3份加足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀6.27g，經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后，沉淀質(zhì)量為2.33g。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，以下推測(cè)正確的是( )。

A.K+一定存在

B.100mL溶液中含0.01mol CO32-

C.Cl-可能存在

D.Ba2+一定不存在，Mg2+可能存在

解析：第1份加入AgNO3溶液有沉淀產(chǎn)生，說明可能含有Cl-、CO32-、SO42-中的1種或2種或者全有；第2份加足量NaOH溶液加熱后，收集到氣體0.04mol，所以含有NH4+；第3份加足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀6.27g，經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后，沉淀質(zhì)量為2.33g，計(jì)算分析得到一定有CO32-、SO42-；所以根據(jù)題目信息可以得出一定有NH4+、CO32-、SO42-，但根據(jù)三者的物質(zhì)的量發(fā)現(xiàn)，溶液電荷不守恒，陰離子電荷總數(shù)大于陽(yáng)離子電荷總數(shù)，所以根據(jù)電荷守恒得到還有K+，當(dāng)K+的物質(zhì)的量大于0.02mol時(shí)，還可能含Cl-；一定沒有Mg2+、Ba2+。

離子共存題作為高考“?？汀?，雖然考查的形式呈現(xiàn)多樣化，但是傳統(tǒng)的考查形式即“給定條件下四組離子的選擇”仍是近年考高考的熱點(diǎn)，特別是上述的第(2)種，即4個(gè)題干給定不同條件，4個(gè)選項(xiàng)型。這種題型雖然主題干簡(jiǎn)單，但由于每個(gè)選項(xiàng)均有不同要求，實(shí)際增大了考核難度，增大了思維容量。因此，這是考生應(yīng)重點(diǎn)復(fù)習(xí)的一個(gè)方向。