离子能否共存的原因与判断方法

1、离子能否共存的原因与判断方法河北省宣化县第一中学 栾春武判断离子能否大量共存实际上就是判断离子之间能否反应，只要离子间相互反应，那么就不能大量共存。下面就离子能否共存的原因与判断方法归纳如下： 一、常见的离子不能大量共存的原因：（1）发生复分解反应生成难溶物、挥发性物质和难电离物质时不能大量共存。如： 若阴阳离子能相互结合生成难溶物或微容物性盐，就不能大量共存。如常见的Ba2+、Ca2+ 与CO32-、SO32-、SO42-、PO43-、SiO32-等；再如常见的Ag+ 与Cl-、Br-、I-、PO43-、CO32-、SO42-、S2-等。  弱碱的阳离子不能与OH大量共存

2、。如常见的Fe2+、Fe3+、Cu2+、NH4+、Ag+、Mg2+、Al3+、Zn2+等与OH不能大量共存。  弱酸根阴离子不能与H+ 大量共存。如常见的CH3COO、F、CO32、SO32、S2、PO43等与H+ 不能大量共存。 弱酸的酸式阴离子与H+ 或OH均不能大量共存。如常见的HCO3、HSO3、HS、H2PO4、HPO42等既不能与H+ 大量共存也不能与OH大量共存。 （2）若离子间能发生氧化还原反应，也不能大量共存。如：  在酸性条件下，MnO4具有较强的氧化性，与常见的Cl、Br、I、S2等能发生氧化还原反应，而不能大量共存；同样，NO3在

3、酸性条件下也具有较强的氧化性，与Br、I、S2、Fe2+、SO32等不能大量共存。  在中性条件下，NO3与I、Fe2+ 等可以大量共存。 无论是在酸性或碱性条件下，ClO都具有氧化性，与常见的还原性离子如I、Fe2+、S2、SO32等均不能大量共存。 （3）若阴、阳离子间发生“双水解”反应，有的促进反应进行，不能大量共存。常见的能发生“双水解”反应离子归纳如下：  Al3+与HS-、S-、CO32-、HCO3-、AlO2-、SiO32-、ClO-等；  Fe3+与CO32-、HCO3-、AlO2-、ClO-等；  NH4+与AlO2、SiO3

4、2等；发生“双水解”反应时，由于水解彻底，可用“=”连接反应物和产物，水解生成的难容物或挥发性物质要加沉淀符号“”或气体反符号“”。例如FeCl3与NaHCO3溶液混合的离子反应方程式为：Fe3+ + 3HCO3= Fe(OH)3 + 3CO2，该类反应要注意电荷守恒。  NH4+与CH3COO、CO32+，Mg2+与HCO3等组合中，虽然两种离子都能水解且相互促进，但总的水解程度很小，它们在溶液中可以大量共存，但加热就不能了。（4）若离子间能形成络合物，那么就不能大量共存。如Fe3+ 与SCN之间就非常容易络合，因而不能大量共存。 （5）不能在中性溶液中大量存在的离子，如

5、Al3+、Fe3+、Cu2+ 等弱碱性阳离子，其本性是使溶液呈酸性，它们不能在中性溶液中大量存在；ClO、CO32、PO43等弱酸根阴离子，其本性是使溶液显碱性，它们不能在中性溶液中大量存在。 二、离子共存的判断方法：所谓的几种离子在同一溶液中能否共存，就是指离子之间不发生任何的反应，解决这类问题，一定要注意题目中的前提条件，现归纳如下： （1）要看清题目的问法，如“能大量共存”、“不能大量共存”还是“可能大量共存”等等。 （2）弄清题目的限定条件，如：  限定溶液的颜色，若题目限定是无色透明的，则一定没有Fe2+（浅绿色）、Fe3+（棕黄色）、Cu2+

6、（蓝色）、MnO4（紫色）等离子；还要注意“透明”不是“无色”。  限定溶液酸碱性， a.“在强酸性（或pH1）溶液中”，就是含有大量的H+，应把H+ 考虑在内，OH及弱酸根离子都不能大量共存。 b.“在强碱性（或pH14）溶液中”，就是含有大量的OH，应把OH考虑在内，H+及弱碱阳离子都不能大量共存。 c.“在由水电离出c(H+) 1×1010 mol/L的溶液中，或在由水电离出c(OH) 1×1010 mol/L的溶液中”能大量共存的，就是说在酸或碱性条件下均能大量共存的离子组； d.“在与Al反应能产生H2的溶液中”，

7、其实就是说在酸或碱性条件下的溶液中(硝酸除外)； e.“能溶解Al2O3或Al(OH)3的溶液”，就是含有大量的H+ 或OH的溶液，其实就是说在强酸或强碱性条件下的溶液中； f. “在中性溶液中”，不能在中性溶液中大量存在的离子，如Al3+、Fe3+、Cu2+ 等弱碱性阳离子，其本性是使溶液呈酸性，它们不能在中性溶液中大量存在；ClO、CO32、PO43等弱酸根阴离子，其本性是使溶液显碱性，它们不能在中性溶液中大量存在。  限定反应类型 “因氧化还原反应”，即只考虑离子间的氧化还原反应； 限定溶液中已存在的离子 如“溶液中已存在Fe3

8、+、Cl”，则OH、SCN、Ag+ 等离子不能大量共存。 三、链接高考 【例题1】（2011江苏高考4）常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是 A. 1.0 mol·L1的KNO3溶液：H、Fe2、Cl、SO42 B. 甲基橙呈红色的溶液：NH4、Ba2、AlO2、Cl C. pH12的溶液：K、Na、CH3COO、Br D. 与铝反应产生大量氢气的溶液：Na、K、CO32、NO3 解析：本题以溶液中离子共存的方式考查学生对硝酸的氧化性、亚铁离子还原性、甲基橙呈红色水溶液的呈酸性、酸性溶液AlO2不能在

9、其中共存、与铝反应产生大量氢气有强酸碱性两种可能等相关知识的理解程度，考查学生综合运用所学化学知识解决相关化学问题的能力。 答案：C 【例题2】（2011安徽高考8）室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是 A. 饱和氯水中：Cl、NO3、Na、SO32 B. c(H)1.0×1013mol/L溶液中：C6H5O、K、SO42、Br C. Na2S溶液中：SO42、 K、Cl、Cu2 D. pH12的溶液中：NO3、I、Na、Al3 解析：饱和氯水具有强氧化性，能将SO32氧化成SO42，A中不能大量共存；c

10、(H)=1.0×1013mol/L溶液，说明该溶液显碱性，因此可以大量共存；S2和Cu2可以结合生成难溶性CuS沉淀，所以不能大量共存；pH=12的溶液，说明该溶液显碱性，而Al3与碱不能大量共存。所以正确的答案是B。 答案：B 【例题3】（2011广东高考8）能在水溶液中大量共存的一组离子是A. H、I、NO3、SiO32                 B. Ag、Fe3、Cl、SO42C.K、SO42

11、、Cu2、NO3                                  D.NH4、OH、Cl、HCO3 解析：本题考察离子共存问题。SiO32属于弱酸硅酸的酸根与酸不能大量共存，同时在酸性溶液中，NO3具有氧化性能氧化I生成单质碘，A不正确；Ag

12、与Cl和SO42均可生成难溶性物质AgCl和Ag2SO4，B不正确；在碱性溶液中NH4和HCO3均与OH结合分别形成氨水和CO32，因此D也不正确，所以答案是C。 答案：C 【例题4】(2011全国II卷11)将足量CO2通入下列各溶液中，所含离子还能大量共存的是     AK、SiO32、Cl、NO3             BH、NH4、Al3、SO42    CNa、S2、OH、S

13、O42              DNa、C6H5O、CH3COO、HCO3 解析：SiO32与CO2反应；OH与CO2反应；C6H5O与CO2反应。 答案：B 【例题5】（2011四川高考）甲、乙、丙、丁四种易溶于水的物质，分别由NH4+、Ba2+、Mg2+、H+、OH、Cl、HCO3、SO42中的不同阳离子和阴离子各一种组成。已知：将甲溶液分别与其它三种物质的溶液混合，均有白色沉淀生成； 0.1mol/L乙溶液中c(H+)0.1mo

14、l/L； 向丙溶液中滴入AgNO3溶液有不溶于稀HNO3的白色沉淀生成。下列结论不正确的是A. 甲溶液含有Ba2+        B. 乙溶液含有SO42C丙溶液含有Cl        D. 丁溶液哈有Mg2+ 解析：可以形成白色沉淀的有BaSO4、BaCO3、Mg(OH)2，因此甲只能是Ba(OH)2；0.1mol/L乙溶液中c(H+)0.1mol/L，那么乙是硫酸；向丙溶液中滴入AgNO3溶液有不溶于稀HNO3的白色沉淀生成，说明丙是MgCl

15、2，所以丁是NH4HCO3。 答案：D 【例题6】（2011上海高考）某溶液中可能含有Na+、NH4+、Ba2+、SO42、I、S2。分别取样：用pH计测试，溶液显弱酸性；加氯水和淀粉无明显现象。为确定该溶液的组成，还需检验的离子是   A Na+      BSO42    C Ba2+         DNH4+ 解析：溶液显弱酸性，说明有NH4+（水解显酸性）；加氯水和淀粉无明显现象排除I、S2。所以

16、必需含有SO42，故不能有Ba2+。Na+无法排除。答案：A 四、巩固练习 【练习1】下列各组离子，在强酸性溶液中能大量共存并且溶液为无色透明的离子组是A. NH4+、Al3+、SO42、NO3        B. K+、Na+、AlO2、NO3C. K+、NH4+、MnO4、SO42        D. K+、Na+、NO3、HSO3 解析：B选项中的AlO2在强酸性条件下不能存在，发生反应：H+ + AlO2+ H2O =

17、Al(OH)3；C选项中MnO4为紫色；D选项中，HSO3在强酸性条件下生成H2SO3并被HNO3氧化成H2SO4。 答案：A 【练习2】下列各组离子，在强碱性溶液中能大量共存的离子组是A. Cl、AlO2、I、S2         B. K+、Na+、NH4+、Ba2+ C. Cl、Br、CO32、S2        D. HCO3、SO42、SO32、NO3 解析：在强酸性条件下c(OH)较大，A选项中离子不能反

18、应，故可以大量存在；B选项中发生反应：NH4+ + OH=  NH3·H2O ；C选项中离子不能反应，故可以大量存在；D选项中，HCO3在强碱性条件下生成CO32因而不能大量共存。答案：A、C 【练习3】下列各组离子，因发生氧化还原反应而不能大量共存的离子组是A. Na+、OH、SO42、H2PO4   B. Fe2+、Fe3+、SO42、ClC. Cl、H+、Na+、S2O32        D. Na+、Cu2+、S2、SO42 解析：A、D选项不能大量共存，但不是氧化还原反应；B选项可以大量共存；只有C选项符合题意。 答案：C 【练习4】下列各组离子，在溶液中一定能大量共存的是A. 使酚酞变红的溶液：Na+、Cl、SO42、Fe3+B. 使紫色石蕊变红的溶液：Fe2+、Mg2+、Cl、NO3C. c(H+)1