小化修复了能量水晶后，古灵带他来到元素圣殿的门前。圣殿的大门紧闭，门上刻着一行字：“欲入此门，先解顺序之谜。”古灵说：“若反应体系中有两种或两种以上的离子，都能与另一种离子发生反应，此时需要考虑反应的先后顺序问题。”
小化看到门上刻着一道题：“若某溶液中含有Mg²⁺、H⁺、SO₄²⁻，往该溶液中逐滴滴加NaOH溶液，反应的先后顺序是什么？”他思考片刻，回答道：“NaOH先与H⁺反应，因为中和反应优先；再与Mg²⁺反应生成Mg(OH)₂沉淀；SO₄²⁻不反应，因为Na⁺和SO₄²⁻不生成沉淀、气体或水。”古灵点头：“正确！顺序是：先H⁺，再Mg²⁺，SO₄²⁻不反应。”
大门缓缓打开，小化走进元素圣殿。第二层有一个巨大的天平，左边放着“少量”的砝码，右边放着“过量”的砝码。古灵说：“这一关，你要根据少量/过量的不同情况，写出正确的离子方程式。解题思路是‘定少为1’——将少量的物质定为1 mol，再确定过量物质中实际参加反应的离子的物质的量。”
古灵展示了几组反应：(1) 碱性溶液中通入CO₂/SO₂：少量CO₂生成CO₃²⁻，离子方程式为CO₂ + 2OH⁻ = CO₃²⁻ + H₂O；过量CO₂生成HCO₃⁻，离子方程式为CO₂ + OH⁻ = HCO₃⁻。少量SO₂生成SO₃²⁻，离子方程式为SO₂ + 2OH⁻ = SO₃²⁻ + H₂O；过量SO₂生成HSO₃⁻，离子方程式为SO₂ + OH⁻ = HSO₃⁻。过量时之所以生成HCO₃⁻/HSO₃⁻，是由于发生了过渡反应：CO₃²⁻ + H₂O + CO₂ = 2HCO₃⁻；SO₃²⁻ + H₂O + SO₂ = 2HSO₃⁻。
(2) 多元弱酸与碱的反应：烧碱溶液中通硫化氢气体，少量H₂S：2NaOH + H₂S = Na₂S + 2H₂O；过量H₂S：NaOH + H₂S = NaHS + H₂O。氢硫酸溶液中滴入烧碱溶液，少量NaOH：H₂S + NaOH = NaHS + H₂O；过量NaOH：H₂S + 2NaOH = Na₂S + 2H₂O。
(3) 多元弱酸的正盐与酸的反应：碳酸钠溶液中滴入稀盐酸，少量HCl：Na₂CO₃ + HCl = NaHCO₃ + NaCl；过量HCl：Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + CO₂↑。亚硫酸钠溶液滴入稀盐酸，少量HCl：Na₂SO₃ + HCl = NaHSO₃ + NaCl；过量HCl：Na₂SO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + SO₂↑。硫化钠溶液滴入稀盐酸，少量HCl：Na₂S + HCl = NaHS + NaCl；过量HCl：Na₂S + 2HCl = 2NaCl + H₂S↑。
(4) 酸式盐与H⁺/OH⁻的反应：往碳酸氢钙溶液中逐滴滴加烧碱溶液，少量NaOH：Ca(HCO₃)₂ + NaOH = CaCO₃↓ + NaHCO₃ + H₂O；过量NaOH：Ca(HCO₃)₂ + 2NaOH = CaCO₃↓ + Na₂CO₃ + 2H₂O。往澄清石灰水中逐滴滴加小苏打溶液，少量NaHCO₃：Ca(OH)₂ + NaHCO₃ = H₂O + CaCO₃↓ + NaOH；过量NaHCO₃：Ca(OH)₂ + 2NaHCO₃ = 2H₂O + CaCO₃↓ + Na₂CO₃。
(5) 往Ba(HCO₃)₂溶液中逐滴滴加NaHSO₄溶液，少量NaHSO₄：Ba(HCO₃)₂ + NaHSO₄ = H₂O + CO₂↑ + BaSO₄↓ + NaHCO₃；过量NaHSO₄：Ba(HCO₃)₂ + 2NaHSO₄ = 2H₂O + 2CO₂↑ + BaSO₄↓ + Na₂SO₄。往Ba(OH)₂溶液中逐滴滴加NaHSO₄溶液，少量NaHSO₄：Ba(OH)₂ + NaHSO₄ = H₂O + BaSO₄↓ + NaOH；过量NaHSO₄：Ba(OH)₂ + 2NaHSO₄ = 2H₂O + BaSO₄↓ + Na₂SO₄。
(6) 特例：由于Ka的影响，CO₂与NaClO、苯酚钠反应时，无论CO₂是少量还是过量，产物都是NaHCO₃。漂白液中加入少量/过量CO₂：NaClO + H₂O + CO₂ = NaHCO₃ + HClO。苯酚钠水溶液中加入少量/过量CO₂：C₆H₅ONa + CO₂ + H₂O → C₆H₅OH + NaHCO₃。
小化感叹：“原来少量/过量的情况这么多！但只要掌握了‘定少为1’的解题思路，就能迎刃而解。”古灵点头：“很好！第一颗元素之心归你了。”
小化拿着第一颗元素之心，来到元素圣殿的第二层。这里有一个巨大的天平，左边放着“少量”的砝码，右边放着“过量”的砝码。古灵说：“这一关，你要根据少量/过量的不同情况，写出正确的离子方程式。解题思路是‘定少为1’——将少量的物质定为1 mol，再确定过量物质中实际参加反应的离子的物质的量。若少量的物质中有两种或两种以上离子参加反应，则反应离子的物质的量之比等于物质组成之比。”
古灵展示了几组反应：(1) 碱性溶液中通入CO₂/SO₂：少量CO₂生成CO₃²⁻，离子方程式为CO₂ + 2OH⁻ = CO₃²⁻ + H₂O；过量CO₂生成HCO₃⁻，离子方程式为CO₂ + OH⁻ = HCO₃⁻。少量SO₂生成SO₃²⁻，离子方程式为SO₂ + 2OH⁻ = SO₃²⁻ + H₂O；过量SO₂生成HSO₃⁻，离子方程式为SO₂ + OH⁻ = HSO₃⁻。过量时之所以生成HCO₃⁻/HSO₃⁻，是由于发生了过渡反应：CO₃²⁻ + H₂O + CO₂ = 2HCO₃⁻；SO₃²⁻ + H₂O + SO₂ = 2HSO₃⁻。
(2) 多元弱酸与碱的反应：烧碱溶液中通硫化氢气体，少量H₂S：2NaOH + H₂S = Na₂S + 2H₂O；过量H₂S：NaOH + H₂S = NaHS + H₂O。氢硫酸溶液中滴入烧碱溶液，少量NaOH：H₂S + NaOH = NaHS + H₂O；过量NaOH：H₂S + 2NaOH = Na₂S + 2H₂O。
(3) 多元弱酸的正盐与酸的反应：碳酸钠溶液中滴入稀盐酸，少量HCl：Na₂CO₃ + HCl = NaHCO₃ + NaCl；过量HCl：Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + CO₂↑。亚硫酸钠溶液滴入稀盐酸，少量HCl：Na₂SO₃ + HCl = NaHSO₃ + NaCl；过量HCl：Na₂SO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + SO₂↑。硫化钠溶液滴入稀盐酸，少量HCl：Na₂S + HCl = NaHS + NaCl；过量HCl：Na₂S + 2HCl = 2NaCl + H₂S↑。
(4) 酸式盐与H⁺/OH⁻的反应：往碳酸氢钙溶液中逐滴滴加烧碱溶液，少量NaOH：Ca(HCO₃)₂ + NaOH = CaCO₃↓ + NaHCO₃ + H₂O；过量NaOH：Ca(HCO₃)₂ + 2NaOH = CaCO₃↓ + Na₂CO₃ + 2H₂O。往澄清石灰水中逐滴滴加小苏打溶液，少量NaHCO₃：Ca(OH)₂ + NaHCO₃ = H₂O + CaCO₃↓ + NaOH；过量NaHCO₃：Ca(OH)₂ + 2NaHCO₃ = 2H₂O + CaCO₃↓ + Na₂CO₃。
(5) 往Ba(HCO₃)₂溶液中逐滴滴加NaHSO₄溶液，少量NaHSO₄：Ba(HCO₃)₂ + NaHSO₄ = H₂O + CO₂↑ + BaSO₄↓ + NaHCO₃；过量NaHSO₄：Ba(HCO₃)₂ + 2NaHSO₄ = 2H₂O + 2CO₂↑ + BaSO₄↓ + Na₂SO₄。往Ba(OH)₂溶液中逐滴滴加NaHSO₄溶液，少量NaHSO₄：Ba(OH)₂ + NaHSO₄ = H₂O + BaSO₄↓ + NaOH；过量NaHSO₄：Ba(OH)₂ + 2NaHSO₄ = 2H₂O + BaSO₄↓ + Na₂SO₄。
(6) 特例：由于Ka的影响，CO₂与NaClO、苯酚钠反应时，无论CO₂是少量还是过量，产物都是NaHCO₃。漂白液中加入少量/过量CO₂：NaClO + H₂O + CO₂ = NaHCO₃ + HClO。苯酚钠水溶液中加入少量/过量CO₂：C₆H₅ONa + CO₂ + H₂O → C₆H₅OH + NaHCO₃。
小化感叹：“原来少量/过量的情况这么多！但只要掌握了‘定少为1’的解题思路，就能迎刃而解。”古灵点头：“很好！第二颗元素之心归你了。”
小化拿着第二颗元素之心，来到元素圣殿的第三层。这里有一个巨大的水晶球，里面悬浮着各种离子。古灵说：“这一关，你要判断哪些离子能大量共存，哪些不能。几种离子在同一溶液中能大量共存，就是指离子之间不能发生离子反应。”
古灵说：“离子不能大量共存的条件有：生成气体（如H⁺与CO₃²⁻、HCO₃⁻、SO₃²⁻、HSO₃⁻、S²⁻、HS⁻）、生成沉淀（如Ag⁺与Cl⁻、Br⁻、I⁻；Ca²⁺与CO₃²⁻；Ba²⁺与SO₄²⁻、CO₃²⁻；OH⁻与Mg²⁺、Zn²⁺、Ag⁺、Al³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺）、生成弱电解质（弱酸、弱碱、水）。”
“离子共存的常见限制条件有：（1）无色透明：不能存在有色离子，如Cu²⁺（蓝色）、Fe³⁺（棕黄色）、Fe²⁺（浅绿色）、MnO₄⁻（紫红色）。注意，‘透明’与溶液有无颜色无关，只要溶液不形成混浊或沉淀，即为透明溶液。如FeCl₂溶液为浅绿色透明溶液。（2）溶液可能是酸性也可能是碱性：如加入甲基橙显黄色的溶液，离子不能存在的溶液。看清题目要求的是‘一定大量共存’、‘可能大量共存’还是‘不能大量共存’。”
古灵又说：“离子检验的方法有三种：①生成沉淀；②生成气体；③显现特殊颜色。常见离子的检验：OH⁻用酚酞溶液变红或紫色石蕊溶液变蓝；Ag⁺用含Cl⁻的溶液和稀硝酸，白色沉淀，加稀氨水至过量先生成白色沉淀然后沉淀溶解；Cu²⁺用观察法蓝色溶液或蓝绿色溶液，或用NaOH溶液生成蓝色沉淀；Cl⁻用AgNO₃溶液和稀HNO₃，白色沉淀(AgCl)；Br⁻淡黄色沉淀(AgBr)；I⁻黄色沉淀(AgI)；SO₄²⁻先加足量的稀盐酸，再加BaCl₂溶液，白色沉淀；CO₃²⁻先加入BaCl₂溶液，再加入足量稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水，白色沉淀→沉淀溶解，产生无色无味气体→澄清石灰水变浑浊。”
小化仔细观察水晶球中的离子，逐一判断它们能否共存。他总结道：“离子共存就是判断离子之间能否发生反应，若不能反应，则能大量共存；若能反应，则不能大量共存。离子检验则要根据离子的特性，选择合适的方法。”古灵赞许道：“非常准确！第三颗元素之心归你了。”
小化集齐了三颗元素之心，来到元素圣殿的最顶层。古灵说：“最后一关，离子推断。离子推断的一般解题思路为：根据现象判断一定含有的离子→根据离子共存判断一定不含有的离子→可能含有的离子。”
古灵提醒：“注意，（1）时刻注意操作过程中加的试剂所引入的离子，对后续实验是否产生影响；（2）有时可能用到电荷守恒，将定性和定量相结合，判断溶液中还可能含有的离子。阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数，若只有一种离子无法确认，可以利用电荷守恒来确定该离子是否存在以及其物质的量。”
小化看到一道推断题：某无色溶液中可能含有Na⁺、H⁺、Ag⁺、Ba²⁺、OH⁻、Cl⁻、CO₃²⁻、SO₄²⁻中的若干种离子。现进行如下实验：①取少量溶液，滴加紫色石蕊试液，溶液变蓝，说明溶液呈碱性，含有OH⁻；②另取少量溶液，加入足量BaCl₂溶液，产生白色沉淀，说明含有CO₃²⁻或SO₄²⁻；③过滤，向沉淀中加入足量稀盐酸，沉淀完全溶解，并产生无色无味气体，说明沉淀是BaCO₃，不含BaSO₄，因此含有CO₃²⁻，不含SO₄²⁻。
小化分析：“溶液呈碱性，含有OH⁻，则H⁺、Ag⁺不能大量共存，因为它们与OH⁻反应；含有CO₃²⁻，则Ba²⁺、Ag⁺不能大量共存，因为它们与CO₃²⁻反应生成沉淀。溶液中必须含有阳离子，根据电荷守恒，必定含有Na⁺。Cl⁻无法确定，可能含有。因此，一定含有的离子是OH⁻、CO₃²⁻、Na⁺；一定不含有的离子是H⁺、Ag⁺、Ba²⁺、SO₄²⁻；可能含有的离子是Cl⁻。”
古灵点头：“非常准确！你通过了所有考验，元素圣殿修复了！”小化将四颗元素之心嵌入圣殿的祭坛，圣殿顿时光芒四射。他感慨道：“离子反应进阶的知识真是博大精深！从顺序问题到少量/过量，从离子共存到离子检验和推断，每一步都需要严谨的分析。”古灵微笑着说：“你已经完全掌握了离子反应进阶的奥秘。”
口诀总结：离子反应有顺序，中和优先沉淀后；少量过量定少1，比例关系要牢记；离子共存看反应，沉淀气体弱电解质；无色透明看颜色，酸碱环境要分清；离子检验三方法，沉淀气体特殊色；离子推断四步走，一定可能和一定不；电荷守恒来帮忙，定性定量相结合。
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