离子能否共存的原因与判断方法

11-07 15:44:21   浏览次数:914次  栏目：高一化学教学设计

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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： ① 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CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-、PO₄^3-、SiO₃^2-等；再如常见的Ag⁺ 与Cl^-、Br^-、I^-、PO₄^3-、CO₃^2-、SO₄^2-、S^2-等。   ② 弱碱的阳离子不能与OH^－大量共存。如常见的Fe²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、NH₄⁺、Ag⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Zn²⁺等与OH^－不能大量共存。   ③ 弱酸根阴离子不能与H⁺ 大量共存。如常见的CH₃COO^－、F^－、CO₃^2－、SO₃^2－、S^2－、PO₄^3－等与H⁺ 不能大量共存。   ④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^－、HPO₄^2－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：   ① 在酸性条件下，MnO₄^－具有较强的氧化性，与常见的Cl^－、Br^－、I^－、S^2－等能发生氧化还原反应，而不能大量共存；同样，NO₃^－在酸性条件下也具有较强的氧化性，与Br^－、I^－、S^2－、Fe²⁺、SO₃^2－等不能大量共存。   ② 在中性条件下，NO₃^－与I^－、Fe²⁺ 等可以大量共存。   ③ 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⁺、S^2－、SO₃^2－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：   ① Al³⁺与HS^-、S^-、CO₃^2-、HCO₃^-、AlO₂^-、SiO₃^2-、ClO^-等；   ② Fe³⁺与CO₃^2-、HCO₃^-、AlO₂^-、ClO^-等；   ③ NH₄⁺与AlO₂^－、SiO₃^2－等； 发生“双水解”反应时，由于水解彻底，可用“_{===↓”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。}”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“   ④ 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^－、CO₃^2－、PO₄^3－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：   ① 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⁺（蓝色）、MnO₄^－（紫色）等离子；还要注意“透明”不是“无色”。   ② 限定溶液酸碱性，  

www.lexue88.com a.“在强酸性（或pH＝1）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pH＝14）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⁺)＝ 1×10^－10 mol/L的溶液中，或在由水电离出c(OH^－)＝ 1×10^－10 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”，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^－、CO₃^2－、PO₄^3－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。   ③ 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；   ④限定溶液中已存在的离子   如“溶液中已存在Fe³⁺、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·L^－1的KNO₃溶液：H^＋、Fe^2＋、Cl^－、SO₄^2－   B. 甲基橙呈红色的溶液：NH₄^＋、Ba^2＋、AlO₂^－、Cl^－   C. pH＝12的溶液：K^＋、Na^＋、CH₃COO^－、Br^－   D. 与铝反应产生大量氢气的溶液：Na^＋、K^＋、CO₃^2－、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^＋、SO₃^2－  B. c(H^＋)＝1.0×10^－13mol/L溶液中：C₆H₅O^－、K^＋、SO₄

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