高中化学之离子能否共存的原因与判断方法(重点,难点,常考点)

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离子能否共存的原因与判断方法(重点,难点,常考点!!!)

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CO32-、SO32-、SO42-、PO43-、SiO32-等;再如常见的Ag+与Cl-、Br-、I-、PO43-、CO32-、SO42-、S2-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-、CO32-、SO32-、S2-、PO43-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-、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:

①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。

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+、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:

① Al3+与HS-、S-、CO32-、HCO3-、AlO2-、SiO32-、ClO-等;

② Fe3+与CO32-、HCO3-、AlO2-、ClO-等;

③ NH4+与AlO2-、SiO32-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。

④NH4+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-、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:

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,

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-、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。

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

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+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

A.K+、SiO32-、Cl-、NO3- B.H+、NH4+、Al3+、SO42-

C.Na+、S2-、OH-、SO42- D.Na+、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:①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;② 0.1mol/L乙溶液中c(H+)>

0.1mol/L;③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SO42-

C.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MgCl2,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:①用pH计测试,溶液显弱酸性;②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+ B.SO42- C. Ba2+ D.NH4+

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-。所以必需含有SO42-,故不能有Ba2+。Na+无法排除。

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