“离子共存”题型8种
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“离子共存”题型8种
离子共存题高考中重现率很高,每年考题只在隐含条件上进行变化,但考查内容相同。
审题时,要深入挖掘题中各种隐含条件,可能是本文所述条件之一,更可能是条件组合,逐一分析,同时满足要求,作出正确解答;分析时要看清楚题目要求,找出关键词:“能大量共存” 、“不能大量共存”、“一定能大量共存” 、“可能大量共存”等,不要作出相反的答案或答非所问。
解题思路一般为一看溶液颜色,二看外加试剂,三看溶液环境(酸碱性或氧化还原性环境),四看反应现象,从而做出正确判断。
1.无色透明型
若题目限定溶液“无色”,则不含有色离子或物质,如Fe2+(浅绿色)、Fe3+(棕黄色)、Cu2+(蓝色)、MnO4-(紫色)、Cr2O72-(橙色)、Fe(SCN)3(红色)等不会大量共存。
若“透明”,则溶液不形成浑浊或沉淀(与溶液有无颜色无关)。
如Ag+与Cl-、Br-、I-、SO42-;Ca2+与CO32-、SO32-;Ba2+与CO32-、SO32-、SO42-等在水溶液中会发生反应,有浑浊或明显的沉淀生成,它们不能大量共存。
要注意HCO3-与Ba2+ 、Ca2+并不会结合为沉淀。
2.酸碱环境型
(1)酸性环境型
若溶液PH=2、c(H+)>c(OH-)、溶液中c(OH-)=1×10-14mol·L-1、能使紫色石蕊试液变红、PH试纸变红、甲基橙呈红色的溶液、能与镁粉反应生成H2、能与碳酸盐反应生成CO2、通入NO2、加入Cl2水等隐含条件说明了溶液呈酸性环境,则溶液中有大量H+存在,其中不能大量含有OH-、弱酸根离子(如CO32-、SO32-、S2-、F-、ClO-、CH3COO-、C6H5O-、PO43-、AlO2-、SiO32-等)、弱酸的酸式根离子(如HCO3-、HSO3-、HS-、HPO42-、H2PO4-等)以及S2O32-等。
(2)碱性环境型
若溶液PH=12、c(H+)<c(OH-)、溶液中c(H+)=1×10-14 mol·L-1、能使PH试纸变蓝、红色石蕊试纸变蓝、酚酞呈粉红色、甲基橙呈黄色的溶液、加入铝粉反应后生成AlO2-的溶液、加入NH4+有刺激性气体生成、加入NaOH、Na2O2、通入NH3、既能溶解AI(OH)3又能溶解H2SiO3的溶液等隐含条件说明了溶液呈碱性环境,则溶液中有大量OH-存在,其中不能大量含有H+、弱碱的阳离子(如NH4+、Mg2+、Ag+、Al3+、Zn2+、Cu2+、Fe2+、Fe3+ 等)以及弱酸的酸式根离子(如HCO3-、HSO3-、HS-、HPO42-、H2PO4-等)。
要注意Ag+与NH3·H2O与量有关的反应,注意通入NH3时NH4+可以大量共存。
(3)酸性或碱性环境型
若室温时溶液中由水电离出来的c(H+)或c(OH-)<10-7mol/L、能与铝反应生成H2等隐含条件说明了溶液呈酸性或碱性环境,则溶液中可能有大量H+存在,也可能有大量OH-存在,分析时要注意题目要求回答的是一定能大量共存(满足无论是与H+还是与OH-都不会反应)、可能大量共存(只要满足与H+和OH-中的一种不会反应)还是一定不能大量共存(满足与H+还是与OH-都会反应)。
3.氧化还原型
若溶液中有MnO4-、Fe3+、NO3-(H+)、Cr2O72-、ClO-或加入了Na2O2(H2O2)、Cl2水等,溶液呈强氧化性环境,则强还原性离子不能大量共存;若溶液中有I—、Fe2+、S2-(或HS-)、SO32-等溶液则呈强还原性环境,则强氧化性离子不能大量共存。
如Fe3+与S2-、SO32-、HSO3-、I-;H+与S2O32-;SO32-(H+)与S2-;MnO4-(H+)与Cl-;MnO4-(H+)、NO3-(H+)与Fe2+、S2-、HS-、SO32-、HSO3-、Br-、I-等等不能大量共存。
4.双水解反应型
发生双水解反应而不能大量共存的离子组常见的有:Fe3+与CO32-、HCO3-、AlO2-、ClO-;Al3+与CO32-、HCO3-、S2-、HS-、AlO2-;NH4+与AlO2-、SiO32-等会发生双水解反应而不能大量共存。
特别注意:NH4+ 与CO32-、NH4+ 与HCO3-、NH4+与CH3COO-在同一溶液中虽能相互促进水解反应,但不彻底,因此能大量共存。
但AlO2-与HCO3-不能共存不是因为双水解反应,而是HCO3-电离出来的H+与AlO2-反应生成Al(OH)3。
5.络合反应型
因发生络合反应而不能大量共存的离子组常见的有:SCN-与Fe2+、Fe3+、Fe3+与C6H5O-等会发生络合反应而不能大量共存。
6.已知粒子型
题干中会给出一种或几种已知离子甚至分子,要求对大量共存的离子进行判断,增大了题目容量与难度,做题时要逐一分析,防止漏掉某些离子对能大量共存离子的影响。
7.限定现象型
常见现象有颜色变化、生成沉淀、生成气体、既有沉淀又有气体生成等,做题时要结合对应离子反应现象,审清题意,全盘考虑,防止粗心出错。
8.外加试剂型
常见外加试剂有Al、Na、NH4+、Na2O2、H2O2、NaOH、NH3·H2O、Cl2水、已经含有NO3-的溶液加H+,这样使题容量更大,要仔细分析加入试剂后,溶液的酸碱性,氧化还原性等变化,做出推断。