用十字消去法解离子推断题
十字消去法是一类离子推断题的解法，采用“十字消去”可缩小未知物质的范围，以便于利用题给条件确定物质，找出正确答案。下面通过具体实例加以说明。
例：有A、B、C、D、E五种溶液，它们的阳离子分别是Ag+、Na+、Ba2+、Al3+、Fe3+，阴离子分别是Cl(、、OH(、、(都不重复(，现进行如下实验：
(1( C溶液中加入纯铁粉，溶液质量增加。
(2( A、E溶液都呈碱性。测得0(1 mol / L的A溶液pH值小于13。
(3( 在B溶液中逐渐加入氨水，出现沉淀，继续加入氨水，沉淀消失。
(4( 在D溶液中加入硝酸钡溶液，无现象。
由上述现象可推知各种溶液中所含的阴、阳离子是
溶 液 A B C D E 阳离子 阴离子 解析：由于题中阴、阳离子不能重复出现，可采用“十字消去法”求解。把阴离子写成一纵行，阳离子写成一横排，一种阴离子与一种阳离子可组成一种物质，不溶于水的用“—”划之。银盐中只有AgNO3溶于水，故可排除其余银盐和硝酸盐，以“—”划之。碳酸盐只可能是Na2CO3，其余碳酸盐以“—”划之。此时，OH(能与之结合生成强碱的就是Ba(OH(2，其余钡盐和碱又划去，构成十字交叉，最后剩下Al3+、Fe3+和、。(如下图所示(因此，按物质溶于水，通过逻辑推断，得出7种物质：AgNO3、Na2CO3、Ba(OH(2、AlCl3、Al2(SO4(3、FeCl3、Fe2(SO4(3。
由题意(2(可知A应是强碱弱酸盐，即Na2CO3，E是强碱，即Ba(OH(2；由(3(知B是银盐，而可溶性的银盐只有AgNO3；由(1(知C应含Fe3+，故D应含Al3+；再由(4(知D中无，故D是AlCl3，。
溶 液 A B C D E 阳离子 Na+ Ag+ Fe3+ Al3+ Ba2+ 阴离子 Cl( OH( 运用“十字消去法”解实验推断题应注意题目的特点和方法：
(1( 每种离子只能出现一次，否则不能应用此法；
(2( 所推断的物质是溶于水的化合物，这样才能排除不溶物，缩小供选择的物质范围；
(3( 离子推断中，只要有Ag+和，则必是AgNO3，因为银盐中只有AgNO3溶于水。由此可排除其它银盐和硝酸盐，这点是不可忽视的。
(4( 应先考虑生成难溶物多的离子，后考虑生成难溶物少的离子，这样便于排除不溶物，减少写出的物质数目。
(5( 如果运用“十字消去法”后得出的物质种数，大于题中要推断的物质数目时，就必须结合题中有关条件加以分析，给予肯定或否定。
例2．可溶性离子化合物A、B、C、D，分别由以下阴、阳离子中的各一种构成(每种离子只可选一次(。阳离子：Na+、Ag+、Mg2+、；阴离子：、OH(、、。把等质量的A、B、C、D溶解于水，配制成相同体积的溶液，则它们的物质的量浓度按A＞B＞C＞D的顺序排列，可以推测：A ，B ，C ，D 。
解析：可采用十字消去法列出可能的物质。
M：AgNO3＞MgSO4＞(NH4(2SO3＞NaOH，浓度与M顺序相反。
答案：NaOH；(NH4(2SO3；MgSO4；AgNO3。
由上可知，十字消去法的作用是缩小未知物质的范围，以便于利用题给条件确定物质。
例3．有a、b、c、d、e五种无色水溶液，分别由下列一种阴离子和一种阳离子组成(每种溶液中所含的阴、阳离子各不相同(。
阳离子可能是Ag+、、Mg2+、Cu2+、Ba2+、Al3+；
阴离子可能是Cl(、、、、、。
(1( 分别加入氨水，a、c、e都生成沉淀，其中c的沉淀溶于过量氨水，加NaOH溶液于上述a、e的沉淀中，a的沉淀溶解，e的沉淀不溶解；
(2( 将d溶液加入a、b、c、e中，只有e无沉淀，在生成的各沉淀中分别加盐酸，a、c溶液中的沉淀不变，b溶液中的沉淀消失；
(3( 将b、e分别加盐酸，都能产生使澄清石灰水变浑浊的气体，若将b、e分别加入NaOH溶液并加热，仅b有气体放出。
试判断：(用化学式填写(a是 ，b是 ，c是 ，d是 ，e是 。
4( Al2(SO4(3；(NH4(2SO4；AgNO3；BaCl2；Mg(HCO3(2
解析： 用十字消去法列表如下：
排除掉有色的Cu2+，然后画十字，① 肯定有AgNO3，② 写出Mg2+、Ba2+、Al3+的可溶盐，③只能是(NH4(2SO3，只能是(NH4(3PO4， ④剩下的组合可能是：Ba(HCO3(2、MgCl2、Al2(SO4(3；Ba(HCO3(2、AlCl3、MgSO4；Mg(HCO3(2、BaCl2、Al2(SO4(3。
再由题给条件画下表：
a b c d E ① 加氨水 ( ( ( 加氨水至过量 ( ( 加NaOH溶液 ( ② 加入d ( ( ( — 加HCl ( — ( ③ 加HCl ( ( 由实验(1(知c为AgNO3，a含Al3+，e含Mg2+。由实验(3(知产生气体为SO2或CO2，故e为Mg(HCO3(2，a为Al2(SO4(3，b为(NH4(2SO3，剩下的d为BaCl2。
本题后面的三种组合中，一般找出一种物质，就可确定一组物质。(找出Ba(HCO3(2除外(
以下几题供使用练习：
1．A、B、C、D四种可溶性盐，它们的阳离子可能是Ba2+、Ag+、K+、Fe2+，阴离子可能是、、Br(、，彼此不重复。进行如下实验：
(1( 将四种盐分别配成少量溶液，其中呈现淡绿色的只有B盐溶液；
(2( 向上述溶液中分别加入盐酸，C盐溶液中有沉淀生成，A盐溶液中有无色无味的气体逸出。
试确定：A是 ，B是 ，C是 ，D是 。
1( K2CO3；FeSO4；AgNO3；BaBr2
2．有三种可溶性离子化合物A、B、C，它们分别是由阳离子、Na+、Fe3+和阴离子OH( 、S2( 、两两结合组成。取质量相等的A、B、C分别溶解于水，配成等体积的溶液，这三种溶液的物质的量浓度的大小顺序是：B＞A＞C。
根据题意回答下列问题：
(1( 推断A是 ，B是 ，C是 。
(2( 这三种溶液的pH值由大到小的顺序是 。
(3( 写出A与B溶液混合加热发和发生反应的离子方程式：
。
(4( 写出B、C两溶液混合发生反应的离子方程式：
。
答案：(1( A：(NH4(2SO4；B：NaOH；C：Fe2(SO4(3
(2( B、A、C
(3( ＋OH(NH3(＋H2O
(4( Fe3+＋3OH(＝Fe(OH(3(
3．实验室中有A、B、C、D四种物质，它们由Ag+、Na+、Al3+、Ba2+、Cu2+、、、Cl(、S2( 、中的八种离子两两结合而成，这四种物质具下表所列的性质。
溶解性 水溶液颜色 加入Na2CO3溶液 滴入稀盐酸 加入A溶液 A 易 无色 白色沉淀 白色沉淀 — B 易 无色 无沉淀 臭鸡蛋气味气体 黑色沉淀 C 易 无色 白色沉淀 无现象 白色沉淀 D 易 无色 白色沉淀，无色气体 无现象 白色沉淀
(1( 根据上述实验现象，分别判断各是什么物质：
A ，B ，C ，D 。
(2( 写出B物质与有关物质反应的离子方程式。
答案：(1( AgNO3；Na2S；BaCl2；Al2(SO4(3
(2( 2H+＋S2( ＝H2S(；2Ag+＋S2( ＝Ag2S(
注意：下面这个问题用十字消去法就不行。因为消去后不确定物质太多。
4．已知五种电解质溶液中分别含有下列阴、阳离子各一种，并且不重复。
Ba2+ Na+ Al3+ H+
Cl( OH(
将这五种未知溶液分别标记为A、B、C、E、D、E进行实验，其结果如下：
(1( 在10 mL A或10 mL E中滴入数滴D，均有沉淀生成；
(2( 在10 mL E中滴入数滴C也有沉淀生成；
(3( E与C反应时生成的气体能被A吸收；
(4( A与E反应时生成的气体能被C吸收；
(5( 为了进一步区分B与D，在这两种溶液中分别滴入其他一种电解质溶液F，结果B溶液中产生沉淀。
① 写出A ( F溶液中各电解质的分子式：
A ，B ，C ，
D ，E ，F 。
② 分别写出B与过量C反应和A与D反应的离子方程式：
B与过量C反应： 。
A与D反应： 。
答案：① H2SO4；AlCl3；NaOH；Ba(NO3(2；(NH4(2CO3；AgNO3
② Al3+＋4OH－ ＝ ＋2H2O；Ba2+ ＋
怎样解答离子存在与否的推断题
这些推断题的解法在于掌握离子的特有反应以及离子间的共存情况。在解题之前，应对所提供的离子在溶液中能否大量共存进行分析，做到心中有数。一般来说，离子间能生成沉淀、或气体、或弱电解质，以及能发生氧化还原反应的，就不能在溶液中大量共存。例如，H+与OH( ，H+与弱酸根阴离子，OH( 与弱碱阳离子，Ag+与Cl( 、Br( 、I( 、、，Ba2+、Ca2+与、，Fe2+与(酸性条件下(，Fe3+与S2( ，Al3+与、S2( 等等，都不能在溶液中共存。
在具体推断过程中，要注意以下几点：
(1( 把推断离子的肯定与否定存在结合起来考虑，不要单打一。
(2( 推断过程中，前后的结论不应该矛盾。因此，前面已下结论的离子，在后面的推断过程中可不再重叙。若在分析中发现前后结论有矛盾，则应找出错误原因。
(3( 在作推断结果时，应该考虑三个方面，即肯定存在的离子，肯定不存在的离子，不能判定存在与否的离子。并且这三个方面的离子应是互相独立的，任何一种离子只能出现一次，不能重复出现。当然有的题目中不一定三种情况都需要回答，但分析问题时都应该考虑到。
例1．有一瓶澄清的溶液，其中可能含有、K+、Na+、Mg2+、Ba2+、Al3+、Fe3+、、、、Cl－和I－。取该溶液进行以下实验：
(1( 用pH试纸试验，表明溶液呈强酸性；
(2( 取部分溶液，加入少量CCl4及数滴新制的氯水，经振荡后CCl4层呈紫红色；
(3( 另取部分溶液，逐滴加入稀NaOH溶液，使溶液从酸性转变为碱性，在滴加过程中及滴加完毕后，溶液中均无沉淀生成；
(4( 取部分上述碱性溶液，加Na2CO3溶液，有白色沉淀生成；
(5( 将(3(得到的碱性溶液加热，有气体放出，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
根据上述实验事实确定：
在该溶液中肯定存在的离子是 ，肯定不存在的离子是 ，还不能确定是否存在的离子是 。
解析：① 首先考虑题目所给离子间的共存情况。Ba2+与、Fe3+与I－、与Mg2+、Ba2+、Al3+、Fe3+、H+在溶液中大量共存。
② 由步骤(1(知，溶液中有大量的H+，因而可排除的存在。
③ 由步骤(2(知，CCl4层中有单质碘出现，故溶液中含有I－。
④ 由步骤(3(加入NaOH至过量，皆无沉淀生成，可排除弱碱金属阳离子Mg2+、Al3+(当然也排除Fe3+ (的存在。
⑤ 由步骤(4(知，生成的沉淀是BaCO3，溶液中含有Ba2+，由此可排除(当然也排除(的存在。
⑥ 由步骤(5(知，产生的气体是氨气，故溶液中含有。
结论；肯定存在的离子是、Ba2+、I－，肯定不存在的离子是、、Mg2+、Al3+、Fe3+，不能确定是否存在的离子是K+、Na+、Cl－ 、。
例2．一种澄清透明的溶液中，可能含有下列离子：K+、Fe3+、Ba2+、Al3+、、Cl－、、、。现做以下实验：
(1) 将溶液滴在蓝色石蕊试纸上，试纸呈红色；
(2) 取少量溶液，加入用稀HNO3酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀；
(3) 将(2)中的沉淀过滤，向滤液中加入AgNO3溶液，产生白色沉淀；
(4) 另取溶液，逐滴加入NaOH溶液至过量，只看到有棕色沉淀生成，且沉淀质量不减少。
由此可以推断：
溶液中肯定存在的离子有________________；
溶液中肯定不存在的离子有_________________；
溶液中不可能确定是否存在的离子有____________________。
解析：① 首先考虑离子间的共存：与Ba2+，与Al3+、Fe3+间不能大量共存。
② 由(1(知该溶液为酸性溶液；
③ 由(2(知，溶液中一定有，从而否定Ba2+的存在；
④ 由于(2(溶液中加入了Cl－，对(3(中加入AgNO3溶液后所生成的沉淀无法判断原溶液中是否有Cl－；
⑤ 由(4(知，产生的棕色沉淀是Fe(OH(3，肯定溶液中有Fe3+；由于加入过量碱后沉淀量没有减少，说明没有Al3+；
答案：、Fe3+； Ba2+、Al3+、； K+、、Cl－、
以上解题过程可概括为：有无要相伴，前定后不管；前后无矛盾，结论议三方。
怎样判断离子方程式的正误
判断离子方程式的正误是一种常考题型，其正误的判断可根据书写离子方程式的几个标准加以考虑，看是否违背了什么原理或规则。
1．客观性原理：反应的生成物必须正确。这是书写化学方程式必须遵守的基本原则。如铁与稀盐酸反应，写成Fe＋2H+＝Fe3+＋H2↑就错了，因为该反应只能生成Fe2+； 又如K2S的水解，写成S2( ＋2H2OH2S＋2OH( 也错了，因为S2( 是分步水解，第一步只能生成HS(。由于中学化学里讲的是水溶液中的离子反应，故不在水溶液里进行的反应不能写离子方程式。如铜与浓硫酸的反应，浓硫酸中水只有约2％，硫酸大部分都未电离，得到的硫酸铜也不是处于溶解电离状态，不能写成离子方程式。同理，铵盐(固体)与碱( 固体)反应制氨气，氯化钠固体与浓硫酸反应制氯化氢，硝酸钠固体与浓硫酸反应制硝酸等，都不能写离子方程式。这也可以看作是违背了客观性原理。
2．等量性原理，即质量守恒定律：反应前后各种元素的原子个数应该相等。违背这种原理的考题一般较少。
3．等电性原理，即电荷守恒定律：反应前后离子的电荷数应该相等。这是离子方程式区别于化学方程式的一个显著特征。如Fe＋Fe3+2Fe2+，Fe2+＋Cl2＝Fe3+ ＋2Cl(，Al＋2H+ ＝Al3+＋H2↑，都违背了等电性原理。
4．书写规则：只有易溶于水的强电解质(即易电离的物质)才能写离子形式，其余物质，包括沉淀(即难溶物)、气体(即挥发性物质)、弱电解质(即难电离的物质)、非电解质和单质都应写原式。如把H2S、FeS、CaCO3、Cu(OH)2、BaSO4等写成离子形式，把H2O写成2H+＋O2(；把盐酸、稀硝酸和稀硫酸写成分子式，这些都违背了书写规则。对于微溶物，到底应该写离子形式还是化学式，总的原则是：清离浑分，左离右分。譬如，澄清石灰水参加反应就该写成离子形式，若是石灰桨或石灰乳就应写化学式；若是未写明清浊，则微溶物作为反应物时写离子形式，作为生成物时写化学式。
5. 组成原则：凡是在离子方程式中没有出现参加反应的离子被部分消去时， 强电解质所电离出的阴、阳离子数之比必须等于其组成比。如硫酸溶液与氢氧化钡溶液反应，写成Ba2+ ＋OH(＋H+＋＝BaSO4↓＋H2O，就违背了Ba(OH)2和H2SO4的组成；又如溴化亚铁溶液中通入过量的氯气，其离子方程式应该是：2Fe2+＋4Br(＋3Cl2＝2Fe3+＋2Br2＋6Cl(，如果写成了4Fe2+＋2Br(＋3Cl2＝4Fe3+＋Br2＋6Cl(，就违背了组成原则。
6. 规范原则：元素符号、离子符号及化学式必须正确书写；是等号还是可逆符号；沉淀符号和气体符号不能漏掉。如制取氢氧化铁胶体，写成：Fe3+＋3H2OFe(OH)3↓＋3H+就是错的，应该写为：Fe3+＋3H2OFe(OH)3(胶体(＋3H+。另外，把离子电荷写成了化合价，等等，都是违背了规范原则。
7. 数量关系：离子方程式要符合题目条件中有关物质的量的关系。例如，把112 mL(标准状况)Cl2通入10 mL 1 mol／L FeBr2溶液中发生反应的离子方程式是______________。由于Cl2为0.005 mol，FeBr2为0.01 mol，FeBr2过量，因此就不能写成Cl2过量的上述离子方程式。由2Fe2+＋Br2＝2Fe3+＋2Br(，知还原性：Fe2+ ＞Br(，故Cl2先氧化Fe2+，后氧化Br(；且Fe2+与Cl2之比已为2∶1，不可能再氧化溴离子，其离子方程式应为：2Fe2+＋Cl2＝2Fe3+＋2Cl(。又如在Ca(OH)2溶液中加入过量的NaHCO3溶液，反应的离子方程式为：Ca2+＋2OH(＋2＝CaCO3↓＋＋2H2O；在NaHCO3溶液中加入过量的Ca(OH)2溶液，反应的离子方程式为：Ca2+＋OH(＋＝CaCO3↓＋H2O。如果把上述两个离子方程式写反了，就违背了量的关系。
有人可能看出最后这个离子方程式违背了组成原则，Ca2+与OH(之比不是1∶2，其实这是由于部分OH( 被消去的结果。如何来判断这种情况的正误呢?对于酸式盐溶液参与的沉淀反应的离子方程式，完全反应的物质的阴、阳离子数之比一定与该物质的化学式相符合，过量物质的阴、阳离子数之比则不一定符合其化学式的组成。
以下是书写离子方程式中常见的一些问题。
1．违背客观性原理
(1) 检验Fe3+的离子方程式写成：Fe3+＋SCN( ＝Fe(SCN)3↓，因为Fe(SCN)3是血红色溶液，而非沉淀。
(2) 铵盐溶液与稀碱溶液反应：＋OH( ＝NH3↑＋H2O就错了， 因为氨气的溶解度很大，只有两者的浓溶液加热反应才能写这个离子方程式；两者的稀溶液不加热反应，其离子方程式是：＋OH( ＝NH3·H2O或＋OH( NH3·H2O。
(3) NH4HCO3溶液与NaOH溶液共热写成：＋OH( ＝NH3↑＋H2O就不对；应为＋＋OH( ＝NH3↑＋＋H2O
2．违背书写规则
(1) CuSO4溶液与Ba(OH)2溶液反应不能写成：Ba2+＋＝BaSO4↓;应为 Cu2+＋＋Ba2+＋2OH( ＝BaSO4↓＋Cu(OH)2↓
(2) H2SO4溶液与Ba(OH)2溶液反应不能写成:Ba2+＋＝BaSO4↓和H+＋OH( ＝H2O两个离子方程式，应为:Ba2+＋2OH( ＋2H+＋＝BaSO4↓＋2H2O
3．违背组成原则
(1) 足量的NaHSO4溶液与Ba(HCO3)2溶液反应：2H+＋＋Ba2+＋2＝BaSO4↓＋2CO2↑＋2H2O，若写成1个就错了。
下面提供一组判断离子方程式的正误的选择题：
1．下列反应的离子方程式正确的是(MCE97.12) ( BD )
A. 氨气通入醋酸溶液中 CH3COOH＋NH3 ＝ CH3COONH4
B. H+＋OH－ ＝ H2O
C. BaCO3＋2H+ ＝ Ba2+H2O＋CO2↑
D. 金属钠跟水反应 2Na＋2H2O ＝ 2Na+2OH－＋H2↑
下列离子方程式书写正确的是(上海96.19) C
A. 氯化铁溶液中通入硫化氢气体 2Fe3+＋S2－＝2Fe2+S↓
B. 碳酸钡中加入稀硫酸 BaCO3＋2H+＝Ba2+CO2↑＋H2O
C. 偏铝酸钠溶液中加入过量盐酸 ＋4H+＝Al3+2H2O
D. 碳酸氢铵溶液中加入过量氢氧化钠溶液 ＋OH－＝H2O
下列离子方程式不正确的是(MCE96.12) D
A. 氨气通入稀硫酸溶液中 NH3＋H+ ＝
B. CO2＋＋H2O ＝ 2
C. Al3+＋3＋6H2O ＝ 4Al(OH)3
D. 氯气通入冷的氢氧化钠溶液中 2Cl2＋2OH－ ＝ 3ClClO－＋H2O
4．下列离子方程式不正确的是(MCE95.10) D
A. 氢氧化钡溶液与盐酸的反应 OH－＋H+ ＝ H2O
B. Fe＋3NH3·H2O ＝ Fe(OH)33
C. 小苏打溶液跟烧碱溶液反应 ＋OH ＝ H2O
D. 氯气能通入冷水中 Cl2＋H2O ＝ ClClO－＋2H+
下列离子方程式中不正确的是(MCE94.14) AC
A. 碳酸氢钙溶液跟盐酸反应：Ca(HCO3)2＋2H+ ＝ Ca2+2H2O＋2CO2↑
B. 碘化钾溶液跟适量溴水反应：2I－＋Br2 ＝ I22Br－
C. 将金属钠加入水中：Na＋2H2O ＝ Na+2OH－＋H2↑
D. 将氯气通入氯化亚铁溶液：2Fe2+＋Cl2 ＝ 2Fe3+2Cl－
6．下列化学方程式或离子方程式正确的是(北师88.17) D
A. 铝片与烧碱溶液共热
B. 硫化氢通入醋酸铅溶液Pb2+＋H2S == PbS↓＋2H+
C. 碳酸氢钙溶液中加入氢氧化钠溶液Ca2+＋＋OH－ == CaCO3↓＋H2O
D. 工业制硝酸尾气用氢氧化钠溶液吸收NO2＋NO＋2OH－ == 2＋H2O
7．下列离子方程式中，书写正确，且能正确表示复分解反应的是 ( C )
A. CaCO3＋2HBr ＝ Ca2+H2O＋2Br－＋CO2↑
B. Zn＋Ag+ ＝ AgZn2+
C. ＋2OH－ ＝ 2H2O
D. Cl2＋2Fe2+ ＝ 2Fe3+2Cl－ (广东90.17)
8．下列反应的离子方程式正确的是 ( BC )
A. 在氢氧化钡溶液中加入过量的小苏打：
Ba2+＋OH－＋＝BaCO3↓＋H2O
B. 碳酸钙与醋酸反应：
CaCO3＋2CH3COOH＝Ca2+＋2CH3COO－＋H2O＋CO2↑
C. 漂白粉溶液中通入少量CO2气体：
Ca2+＋2ClO－＋CO2＋H2O＝CaCO3↓＋2HClO
D. 明矾水溶液显酸性：
Al3+＋3H2O＝Al(OH)3↓＋3H+
9．能正确表示下列反应的离子方程式是 A
A. 硫化亚铁跟稀盐酸反应：FeS＋2H+ ＝ Fe2+＋H2S↑
B. 氯气跟水反应：Cl2＋H2O ＝ 2H+＋Cl－＋ClO－
C. 钠跟水反应：Na＋2H2O ＝ Na+＋2OH－＋H+↑
D. 硫酸铜溶液跟氢氧化钡溶液反应：Ba2+＋ ＝ BaSO4↓
10．已知3Br2＋6FeCl2＝4FeCl3＋2FeBr3，则112 mL Cl2(标准状况)通入10 mL 1mol／L的FeBr2溶液中，发生反应的离子方程式书写正确的是 B
A. Cl2＋2Br－＝2Cl－＋Br2
B. Cl2＋2Fe2+＝2Cl－＋2Fe3+
C. 2Fe2+＋2Br－＋2Cl2＝2Fe3+＋Br2＋4Cl－
D. 2Fe2+＋4Br－＋3Cl2＝2Fe3+＋2Br2＋6Cl－
11．下列反应的离子方程式不正确的是 BC
A. 醋酸加入氨水：CH3COOH＋NH3·H2OCH3COO－＋＋H2O
B. 铜片插入硝酸银溶液： Cu ＋Ag+ ＝Cu2+ ＋ Ag
C. 碳酸钙加入醋酸： ＋2CH3COOH ＝CO2↑＋2CH3COO－＋H2O
D. 硫氰化钾溶液加入三氯化铁溶液：Fe3+ ＋ SCN－ ＝ [Fe(SCN)]2+
12．下列反应的离子方程式正确的是 AD
A. 氯化铵溶于水：＋2H2OH3O+＋NH3·H2O
B. 铁跟盐酸反应：2Fe＋6H+ ＝ 2Fe3+＋3H2↑
C. 钾跟冷水反应：K＋2H2O ＝ K+＋OH－＋H2↑
D. 氢氧化铜溶于盐酸：Cu(OH)2＋2H+ ＝ Cu2+＋2H2O
13．下列离子方程式中不正确的是 AC
A. 碳酸氢钙溶液跟盐酸反应： Ca(HCO3)2＋2H+＝Ca2+＋2H2O＋2CO2↑
B. 碘化钾溶液跟适量溴水反应： 2I－＋Br2＝I2＋2Br－
C. 将金属钠加入水中： Na＋2H2O＝Na+＋2OH－＋H2↑
D. 将氯气通入氯化亚铁溶液中： 2Fe2+＋Cl2＝2Fe3+＋2Cl－
14．下列离子方程式书写正确的是 D
A( 碳酸氢钙溶液中加入等物质的量的氢氧化钠溶液
Ca2+＋2＋2OH( ＝CaCO3(＋2H2O＋
B( 碳酸钠溶液中加入等物质的量的乙酸
＋2CH3COOH＝CO2(＋H2O＋2CH3COO(
C( Ca(ClO(溶液中通入过量的二氧化硫气体
Ca2+＋2ClO(＋H2O＋SO2＝CaSO3(＋2HClO
D( 用碳棒作电极电解氯化钠饱和溶液
2Cl(＋2H2O2OH(＋Cl2(＋H2(
解析：A( Ca2+＋＋OH( ＝CaCO3(＋H2O；B( ＋CH3COOH＝＋2CH3COO(；C( 具有氧化性，将生成CaSO4沉淀，Ca2+＋ClO(＋H2O＋SO2＝CaSO4(＋2H+＋Cl(
怎样确定有机物的同分异构体数目
一般来说，已知分子式确定同分异构体的数目，只需写出碳骨架，而不必把相连的氢原子全部写出；已知结构简式确定同分异构体数目，则可用箭头或用阿拉伯数字表示，而不必将其结构式一一写出；这样可以节约很多时间。要判断两种结构简式是否互为同分异构体，首先要看分子式是否相等，然后看结构是否不同。
等效氢法
烃的一取代物数目的确定，实质上是看处于不同位置的氢原子数目。可用“等效氢法”判断。判断“等效氢”的三条原则是：
① 同一碳原子上的氢原子是等效的；如甲烷中的4个氢原子等同。
② 同一碳原子上所连的甲基是等效的；如新戊烷中的4个甲基上的12个氢原子等同。
③ 处于对称位置上的氢原子是等效的。如乙烷中的6个氢原子等同，2,2,3,3—四甲基丁烷上的24个氢原子等同，苯环上的6个氢原子等同。
在确定同分异构体之前，要先找出对称面，判断等效氢，从而确定同分异构体数目。
例1：下列有机物的一氯取代物其同分异构体的数目相等的是 ( )
解析：首先判断对称面：①和④无对称面，②和③有镜面对称，只需看其中一半即可。然后，看有否连在同一碳原子上的几个甲基：①中有两个甲基连在一碳上，六个氢原子等效；③中有也有两个甲基连在同一碳原子上，加上镜面对称，应有十二个氢原子等效。最后用箭头确定不同的氢原子。如下所示，即可知①和④都有七种同分异构体，②和③都只有4种同分异构体。应选B、D。
例2：含碳原子个数为10或小于10的烷烃中，其一卤代烷烃不存在同分异构体的烷烃共有 ( )
A. 2种 B. 3种 C. 4种 D. 5种
解析：按照等效氢原则，小于11个碳原子的烷烃中，只有一种一卤代物的，甲烷和乙烷符合，以及甲烷型的新戊烷和乙烷型的2,2,3,3—四甲基丁烷符合，共4种。故应选C。
2、轴线移动法
对于多个苯环并在一起的稠环芳烃，要确定两者是否为同分异构体，则可画一根轴线，再通过平移或翻转来判断是否互为同分异构体。
例3：萘分子的结构式可以表示为 或 ，两者是等同的。苯并[a]芘是强致癌物质(存在于烟囱灰、煤焦油、燃烧烟草的烟雾和内燃机的尾气中)。它的分子由五个苯环并合而成，其结构式可表示为(Ⅰ)或(Ⅱ)式，这两者也是等同的。现有结构式(A)~(D)，其中
(1) 跟(Ⅰ)、(Ⅱ)式等同的结构式是____________；
(2) 跟(Ⅰ)、(Ⅱ)式是同分异构体的是___________。(MCE94.18—19)
解析：首先要看出C式中右上边的环不是苯环，因有一个碳原子连有2个氢原子。其次在连在一条线上的3个苯环画一条轴线，如下图，再移动或翻转便可看出A、D与(Ⅰ)、(Ⅱ)式等同，为同一物质。B与(Ⅰ)、(Ⅱ)式结构不同，另两个苯环分别在轴线的两侧，故为同分异构体。本题答案是：(1). A、D (2). B。
3．定一移二法
对于二元取代物的同分异构体的判断，可固定一个取代基位置，再移动另一取代基位置以确定同分异构体数目。
例4：若萘分子中有两个氢原子分别被溴原子取代后所形成的化合物的数目有 ( )
A.5 B. 7 C. 8 D. 10
解析：萘分子中两个苯环是等同的，除并在一起的两个碳原子外，只存在两种不同的碳原子，即(位的和(位的碳原子。定一个(位的碳原子，再连接其余的(位的和(位的碳原子，这样形成的二溴代物就有7种；定一个(位的碳原
子，再连接其余的(位的碳原子，这样形成的二溴
代物就有3种。如图所示。因此，总共有10种，
应选D。
四、排列组合法
例5：若萘分子中有两个氢原子分别被溴原子取代后所形成的化合物的数目有 ( D )
A. 5 B. 7 C. 8 D. 10
解析：萘环上只有两种不同的氢原子：((和((，二取代物的组合有3种情况：(((：3种，(((：4种，(((：3种，共10种同分异构体。
例6：有三种不同的基团，分别为－X、―Y、―Z，若同时分别取代苯环上的三个氢原子，能生成的同分异构体数目是 A
A. 10 B. 8 C. 6 D. 4
解析：邻位3种：XYZ，XZY，ZXY；邻间位6种：XY(Z，XZ(Y，YX(Z，YZ(X，ZX(Y，ZY(X；间位1种：X(Y(Z，共有10种。
例7：分子结构中含有两个(CH3、一个(CH2(、一个 基、一个 (OH，且属于酚类的同分异构体有6种，其结构简式为：__________、_________、_________、_________、_________、__________。
解析：由于是酚类，且只有3个取代基，实际上是(C2H5、(CH3、(OH三个基团的组合。三取代基处于邻间位，共有6种：XY(Z，XZ(Y，YX(Z，YZ(X，ZX(Y，ZY(X。
例8：可简写为。两个环共用2个以上碳原子的多环烃叫桥环烃。双环桥环烃的命名是根据环上碳原子的总数称为二环某烃。以几个碳桥交会处的两个碳原子为桥头，在环字后面的方括号内用阿拉伯数字标明一个碳桥上碳原子的数目，几个数字按大小次序列出，数字之间在下角用逗号分开。例如：
二环[2,2,1]庚烷 二环[4,4,0]癸烷
分子式：C7H12 分子式：C10H18
根据上述叙述，回答下列问题：
(1) 某桥环烃的结构简式为：，
名称：_______________________，分子式：_____________。
(2) 二环辛烷(C8H14)异构体较多，其中属于双环桥环烃的异构体就有6种，它们是：
⑤__________ ⑥__________
(3) 上述①二环[2,2,2]辛烷的一氯取代物有______种同分异构体(不考虑空间异构)。
此题可从组合上去考虑，6种情况为：5,1,0；4,2,0；4,1,1；3,3,0；3,2,1；2,2,2。①为2,2,2；②为3,2,1；③为4,1,1；④为5,1,0；所以剩下的两种就是4,2,0和3,3,0。
答案：(1) 二环[3,2,2]壬烷；C9H16 (2) (3) 2
例9：下面是稠环芳香烃中蒽和并五苯的结构简式：
由于取代烃的位置不同，产生的异构现象称为官能团位置异构。一氯并五苯有 个异构体；二氯蒽有 (填数字(个异构体。
解析：由下列图示中可知，并五苯有两个对称面，分子中碳原子上连接的氢原子有4种位置：(、(、(、(，故其一氯并五苯应有4种。蒽也有两个对称面，分子中碳原子上连接有3种氢原子：4个((氢原子、4个((氢原子、两个((氢原子，按照组合原则，(((有3种，(((有4种，(((有2种，(((有3种，(((有2种，(((有1种，一共有15种，故二氯蒽应有15种。
答案：4；15
例10：某有机化合物的结构简式为： ；其中属于芳香醇的同分异构体共有
( (
A( 3种 B( 4种 C( 5种 D( 6种
解析：分子式为C8H10O；可考虑为C6H5·C2H4OH有两种，为CH3·C6H4·CH2OH(两个侧链(有邻、间、对有3种。共5种，应选C。
例11：联苯( (由两个苯环通过单键连接而成。假定二氯连苯分子中，苯环间的单键可以自由旋转，理论上由异构而形成的二氯联苯共有 ( D (
A( 6种 B( 9种 C( 10种 D( 12种
解析：每个苯环上只有三种不同的H原子：(、(、(，用定一移二法时要注意等效氢的存在。同一苯环上有6种，不同苯环间也有6种，共12种。
如果用排列组合法，则同一苯环上有(((一种，(((两种，(((一种，(((一种，(((一种；不同苯环间有(((一种，(((一种，(((一种，(((一种，(((一种，(((一种等6种。如图：
怎样确定原子的电子层排布
一、电子层容量原理
在原子核外电子排布中，每个电子层最多容纳的电子数为2n2，这个规律在一些无机化学教材中叫做最大容量原理。我认为，该原理并不能全面反映原子核外电子排布的真实情况，其一，它只适合于离核近的内电子层，且不是最大，而是等于2n2；其二，离核远的外电子层，实际排布的电子数则远远小于2n2，根本不能用此原理来描述。离核近的内电子层与离核远的外电子层，各有其电子容量的规律，原子的电子层排布，就是这两种规律结合而成的。为此，我总结出内电子层和外电子层的各自的容量规律，并将两者结合起来，称为“电子层容量原理”，其内容如下：
设(为原子的电子层数，n为从原子核往外数的电子层数，m为由原子最外层往里数的电子层数。
当n＜时，为内电子层，每个电子层容纳的电子数＝2n2。
当n≥时，为外电子层，每个电子层最多容纳的电子数＝2(m＋1(2。
核外只有k层时，最多容纳2个电子。
由上述两个关系组成的电子层排布如下：
从以上图示可知，原子的电子排布是两头少，中间多。
应用电子层容量原理，可使外电子层不用2n2，避免出现太大偏差。
应用外电子层的公式，可以取代中学教材中的如下规律：
(1( 最外层电子数不超过8个(最外层为K层，则不超过2个(。
(2( 次外层电子数不超过18个。
(3( 外数第三层电子数不超过32个。……
因为这些规律可直接从外电子层的公式推出。
稀有气体原子的电子层排布则是很规整的相等关系，其内电子层电子数为2n2，外电子层电子数为2(m＋1(2，因此，稀有气体元素原子的电子层结构是一种稳定结构。主族元素的原子，最外层未达到2(m＋1(2个电子(即8个电子(，一般副族元素的原子，最外层和次外层的电子数均小于2(m＋1(2。原子的电子层数越多，出现未填满电子数2(m＋1(2的外电子层数就越多。它可用下式计算：未排满2(m＋1(2个电子的电子层数最多为(当为偶数(或(为奇数(。例如：核外有6个电子层的元素，没有排满2(m＋1(2个电子的外电子层数最多为6/2＝3。镧系元素的原子，一般就有4、5、6三个电子层的电子数未达到2(m＋1(2。
2n2是由电子运动状态的四个量子数及泡利不相容原理所得出的关系，而2(m＋1(2却是由能级交错现象所得出的关系。
对于多电子原子，由于电子的屏蔽作用和穿透作用，出现了原子轨道的交错现象，产生了与元素周期表中周期相对应的能级分组，能级组的通式为ns、(n(2(f、(n(1(d、np。从第3电子层起，出现End＞E(n+1(s，从第4电子层起，出现Enf＞E(n+2(s。因此，在次外层电子数未达到最大容量时，已出现了最外层电子的填充，而最外层电子数未达到最大容量时，又进行次外层电子的填充；并且在更高的电子层出现之前，最外层中只可能出现s轨道和p轨道排有电子，因而最多容纳的电子数为8个；次外层中只能出现s轨道、p轨道和d轨道排有电子，其容纳的电子数不超过18个；余类推。例如，铅(Pb(原子最外层为6s26p2，共4个电子；次外层为5s25p65d10，共18个电子；外数第3层为4s24p64d104f14，共32个电子。如果某原子的6d轨道上占有电子，那末，它就不是最外层，按照能级高低的顺序，7s轨道将会排上2个电子。若第7层是最外层，则第6层就是次外层了。
利用电子层容量原理，可以根据元素的原子序数确定原子的电子层排布，写出原子结构示意图，推断元素在周期表里的位置。
二、饱和结构和稳定结构
饱和结构是指原子的每个电子层的电子数都达到2n2的电子层结构，能够达到饱和结构的原子是不多的，只有氦原子(2(、氖原子(2、8(。
稳定结构则是指符合电子层容量原理的电子层排布，即内电子层的电子数都达到2n2，而外电子层的电子数都达到2(m＋1(2。稀有气体原子的电子层结构是这种稳定结构。
由上述叙述可知，原子的电子层结构中所谓的饱和结构和稳定结构是两个不同的概念，并且只能出现在稀有气体原子的电子层结构中，其它元素原子的电子层结构都不是稳定结构，更不可能是饱和结构，因为它们的电子层结构至少有一个外层电子数未达到2(m＋1(2。但是这些原子有失去或得到电子形成稀有气体原子的电子层结构，这是是引起化学反应的根本原因。这种具有稀有气体原子电子层结构的离子，我们把它简称为稀型离子(稀型离子在元素周期的推断题中往往是很重要的条件和解题的关键(。因此，稀型离子的电子层结构是符合电子层容量原理的。我们一般把这种稳定结构叫做2电子结构和8电子结构，这是常见的一种稳定结构。除此以外，离子的电子层结构还有最外层为18电子的，不足18电子的，以及外电子层为(18＋2(电子等的稳定结构。
三、能级交错的规律
对于核外电子排布的能级交错现象，我总结出以下规律。不同电子层上的能级发生交错的条件是：
亚层差＝电子层差＋1
即：ns＜(n－1(d，ns＜(n－2(f，np＜(n－1(f，……
由此可以得出核外电子排布的能级高低顺序图：
1s2s2p3s3p3d4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s
也可以从上关系中得出：从L层才会出现能级交错现象，即s和d的能级交错；而从P层才会出现s和f的能级交错；从O层才会出现p和f的能级交错。由到组成一个能级组，目前周期表中含有七个能级组，对应周期表里的七个周期。每一能级组中所所包含的电子数，就是对应周期的元素个数。如第6能级组为6s4f5d6p，共有32个电子，对应周期表里的第六周期的32个元素。
四、推断元素
已知元素的原子序数推断元素，确定其在元素周期表中的位置，一般有三种方法。
1．利用元素周期表的结构。用该元素的原子序数，从第一周期元素数目减起，直到减不够为止。如55号元素，55―2―8―8―18―18＝1，故该元素为第六周期、第ⅠA族元素，为铯(Cs(。
此方法可以确定每一个元素，但必须熟悉元素周期表的结构，记住每一周期的元素个数。
2．利用电子排布式确定元素。如55号元素，其电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1，得出该元素为第六周期、第ⅠA族元素，为铯(Cs(。
此方法可以确定每一个元素，但必须熟悉能级高低顺序，能正确地写出它的电子排布式。
3．利用原子结构示意图。周期序数＝电子层数，主族序数＝最外层电子数，由此确定元素在周期表里位置，并知道是什么元素。
利用电子层容量原理，根据元素的原子序数，可以确定稀有气体元素和Ⅳ—Ⅶ族元素原子的电子层排布，写出原子结构示意图。
例如，Rn原子核外有86个电子，有6个电子层。＝＝4。
当n＜4时，每个电子层的电子数用2n2计算，这样，可得出K、L、M层的电子数依次为2，8，18。
当n≥4时，每个电子层的电子数用2(m＋1(2计算：
N层，即外数第3层，m＝3，电子数＝2(3＋1(2＝32。
O层，即次外层，m＝2，电子数＝2(2＋1(2＝18。
P层，即最外层，m＝1，电子数＝2(1＋1(2＝8。
故Rn原子的电子层结构为：2，8，18，32，18，8。
又如，52号元素，原子核外有5个电子层。这是一个主族元素，最外层没有达到8个电子。
＝＝3(5。
即n＜3(5的K、L、M层的电子数用2n2计算，分别为2，8，18。
n＞3(5的N层为次外层，用2(m＋1(2计算电子数，为18，余下的电子数就应排在最外层(O层(，其电子数为52－(2＋8＋18＋18(＝6。
故该元素原子的电子层排布为：2，8，18，18，6。
如果只知道原子序数，不知道电子层数，则可按下述方法确定原子电子层排布。
稀有气体元素的电子层结构为：① 从内层往外数，每个电子层电子数为2n2；② 从外层往里数，每个电子层电子数为2(m＋1(2；③ 以上两种关系，相交而止。
例如，54号元素Xe，有54个电子，按2n2确定K、L、M层的电子数，分别为2，8，18。(N层电子数为32，前4层的总电子数将大于54，不可能(前3层的总电子数为2＋8＋18＝28，剩余电子数为54－28＝26。
按照2(m＋1(2，最外层8个电子，次外层18个电子，共26个电子，故Xe原子的电子层结构为2，8，18，18，8。
又如主族元素114号元素的原子，按2n2可排出：
K L M N
2 8 18 32
60
还剩114－60＝54个电子。按2(m＋1(2得出：
外数第3层 次外层 最外层
32 18 x
50
因此，最外层电子数应为x＝54－50＝4。该原子的电子层排布是2，8，18，32，32，18，
化学资料 - 1 -
α
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
β
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