离子能否大量共存问题的分析与判断

离子能否大量共存问题的分析与判断

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，否则就能大量共存。下面讨论离子能否共存的原因与判断方法：

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CO

32-、SO

3

2-、SO

4

2-、PO

4

3-、SiO

3

2-等；再如常见的Ag+ 与Cl-、Br-、

I-、PO

43-、CO

3

2-、SO

4

2-、S2-等。

②弱碱的阳离子不能与OH－大量共存。如常见的Fe2+、Fe3+、Cu2+、NH

4

+、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CH

3COO－、F－、CO

3

2－、SO

3

2

－、S2－、PO

4

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HCO

3－、HSO

3

－、

HS－、H

2PO

4

－、HPO

4

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，MnO

4

－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，NO

3

－在酸性条件下也具有较

强的氧化性，与Br－、I－、S2－、Fe2+、SO

3

2－等不能大量共存。

②在中性条件下，NO

3

－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+、S2－、SO

3

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-、CO

32-、HCO

3

-、AlO

2

-、SiO

3

2-、ClO-等；

② Fe3+与CO

32-、HCO

3

-、AlO

2

-、ClO-等；

③ NH

4+与AlO

2

－、SiO

3

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

FeCl

3与NaHCO

3

溶液混合的离子反应方程式为：Fe3+ + 3HCO

3

－=== Fe(OH)

3

↓ + 3CO

2

↑，该类反应要注意电荷守恒。

④ NH

4+与CH

3

COO－、CO

3

2+，Mg2+与HCO

3

－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－、CO

3

2－、

PO

4

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）、MnO

4

－（紫色）等离子；还要注意“透明”不是“无色”。

②限定溶液酸碱性，

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+)＝ 1×10－10mol/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H

2

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Al

2O

3

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－、CO

32－、PO

4

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、相关高考分析

【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KNO

3溶液：H＋、Fe2＋、Cl－、SO

4

2－

B. 甲基橙呈红色的溶液：NH

4＋、Ba2＋、AlO

2

－、Cl－

C. pH＝12的溶液：K＋、Na＋、CH

3

COO－、Br－

D. 与铝反应产生大量氢气的溶液：Na＋、K＋、CO

32－、NO

3

－

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AlO

2

－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－、NO

3－、Na＋、SO

3

2－

B. c(H＋)＝×10－13mol/L溶液中：C

6H

5

O－、K＋、SO

4

2－、Br－