化学离子共存问题

离子共存问题

离子共存　　离子共存之一 　　所谓离子共存，实质上就是看离子间是否发生反应的问题。若在溶液中发生反应，就不能共存。看能否发生反应，不仅是因为有沉淀、气体、水、难电离的物质产生，还涉及到溶液酸碱性、有色、无色，能否进行氧化还原反应等。 一般注意以下几点： 　　①在强酸性溶液中，不能大量存在弱酸根离子：如CO32－、HCO3－、S2－、HS－、SO32－、SiO32-、AlO2－、F－等，也不能有大量的OH－。 　　②强碱性溶液中，不能大量存在弱碱金属离子。 如：Mg2+、Fe2+、Al3+、Cu2+及NH4＋等，也不能大量存在H＋及酸式根离子：HCO3－、HSO3－、HS－、H2PO4－...全部

  离子共存　　离子共存之一 　　所谓离子共存，实质上就是看离子间是否发生反应的问题。若在溶液中发生反应，就不能共存。看能否发生反应，不仅是因为有沉淀、气体、水、难电离的物质产生，还涉及到溶液酸碱性、有色、无色，能否进行氧化还原反应等。
  一般注意以下几点： 　　①在强酸性溶液中，不能大量存在弱酸根离子：如CO32－、HCO3－、S2－、HS－、SO32－、SiO32-、AlO2－、F－等，也不能有大量的OH－。 　　②强碱性溶液中，不能大量存在弱碱金属离子。
  如：Mg2+、Fe2+、Al3+、Cu2+及NH4＋等，也不能大量存在H＋及酸式根离子：HCO3－、HSO3－、HS－、H2PO4－等。 　　③能发生氧化还原反应的离子也不能共存：如：Fe3+与I－、Cu2+与I2，H＋、Fe2+与NO3－、H＋与S2O32－，ClO－与S2－，ClO－与Fe2+。
  H＋、I－与NO3－，H＋、I－与SO32－或S2－等。 　　④能形成络离子的也不能共存：如：Fe2+与SCN－，Ag+与S2O32－，Fe3+与C6H5O－等。 　　离子共存之二 　　所谓几种离子在同一溶液中能大量共存，就是指离子之间不发生任何反应；若离子之间能发生反应，则不能大量共存。
   　　1．同一溶液中若离子间符合下列任意一个条件就会发生离子反应，离子之间便不能在溶液中大量共存。 　　(1)生成难溶物或微溶物：Ba2+与CO32－、Ag+与Br－、Ca2+与SO42－等不能大量共存。
   　　(2)生成气体或挥发性物质：如NH4＋与OH－，H＋与CO32－、HCO3－、S2－、HS－、HSO3－、SO32－等不能大量共存。 　　(3)生成难电离的物质：如H＋与Ac－、CO32－、S2-、SO32－等生成弱酸；OH－与NH4＋、Cu2+、Fe3＋等生成弱碱；H＋与OH－生成水，这些离子不能大量共存。
   　　(4)发生氧化还原反应：氧化性离子(如Fe3+、NO3－、ClO－、MnO4－等)与还原性离子(如S2－、I－、Fe2+ 、SO32－等)不能大量共存。 　　注意Fe2+与Fe3+可以共存。
   　　（5）形成配合物：如Fe3+与SCN-反应生成配合物而不能大量共存。 　　2．附加隐含条件的应用规律： 　　（1）溶液无色透明时，则溶液中肯定没有有色离子。常见的有色离子是Cu2+、Fe3+、Fe2+、MnO4－等。
   　　（2）强碱性溶液中肯定不存在与OH－起反应的离子。 　　（3）强酸性溶液中肯定不存在与H+起反应的离子。 　　 限制酸性溶液的条件 　　1。 PH=1的溶液 　　2。
  使紫色石蕊溶液呈红色 　　3。使甲基橙呈红色 　　4。加镁粉放氢气 　　5。c(oH-)为十的负十四次方 　　隐含有H- 　　 限制碱性的条件 　　1。PH=14 　　的溶液 　　2。
  使pH变蓝 　　3。使红色石蕊变蓝 　　4。酚酞呈红色 　　5。甲基橙呈黄色 　　6。c(H+）为十的负十四次方 　　可酸可碱的条件 　　1。水电离c(OH-)或者c(H+)浓度为十的负N次方摩尔每升 　　2。
  加入铝粉有氢气产生 　　3。HCO3-离子不能稳定存在的溶液 　　离子共存之三 　　在溶液中离子共存问题的实质是哪些离子之间不能发生反应。能够发生反应的离子就不能共存，不能够发生反应的离子才可以共存。
   　　（1）离子间能直接结合生成难溶性物质时，则这些离子不能大量共存。如SO42－与Ba2+、Ag+；OH－与Cu2+、Fe3+、Mg2+、Al3+；Ag+与Cl－、Br－、I－、CO32－、SO32-、S2－；Mg2+、Ba2+、Ca2+与CO32－、SO32－、PO43－；S2－与Cu2+、Pb2+等不能大量共存。
   　　（2）离子间能结合生成难电离物质时，则这些离子不能大量共存。 　　如OH－、ClO－、CH3COO－、HPO42－、H2PO4－与H＋；HCO3－、HS－、HSO3—、H2PO4－、HPO42-、H＋与OH－等不能大量共存。
   　　（3）离子间能结合生成挥发性物质时，则这些离子不能大量共存。 　　如CO32－、SO32-、HCO3－、HSO3－、S2－、HS－与H＋；NH4＋与OH－等不能大量共存。 　　（4）离子之间能发生氧化还原反应时，则这些离子不能大量共存。
   　　一般说来，有氧化性的离子(如MnNO4－、ClO－、Fe3+、NO3－等)与有还原性的离子(如S2－、Br－、I－、SO32－、Fe2+等)不能大量共存。 　　注意以下几种情况： 　　①在有H＋存在时，MnO4－、ClO－、NO3－的氧化性会增强。
   　　②Fe3+与Fe2+可以共存，因为它们之间不存在中间价态。 　　Fe3+不能氧化Cl－。 　　③NO3－(有H＋时)不能氧化Cl－。 　　④还应注意题目是否给出溶液的酸碱性，是否给定是在无色溶液中。
  在酸性溶液中除题给离子外，还应有大量H+；在碱性溶液中除题给离子外，还应有大量OH-。若给定溶液为无色时，则应排除Cu2+（蓝色）、Fe2+(浅绿色)、Fe3+(黄棕色)、MnO4－(紫色)。
   　　1。强酸（HClO4、HI、HBr、HCl、H2SO4、HNO3、H＋）可以和强酸的酸根离子共存；但不能与弱酸根离子共存（F－、CO32－、ClO－、S2－、SiO32－等） 　　2强碱（KOH、NaOH、Ba(OH)2等）OH－与弱碱的阳离子（如Cu2＋、NH4＋、Al3+等）不能共存。
   　　3弱酸的酸式根离子与H＋、OH－都不能共存，如HCO3－、HS－、HSO3－、HPO42－等。但强酸的酸式根离子只与碱不能共存，如HSO4－。 　　4。相关离子的颜色：MnO4－为紫色；Fe3+为棕黄色；Fe2+为浅绿色；Cu2+为蓝色。
   　　5。电解质溶液中至少有一种阳离子和一种阴离子。 　　复分解反应是有难溶物（微溶物）生成、难电离物质生成、易挥发物质生成。由于难溶物、难电离物微粒之间有比较强的相互作用，分子难以电离成离子；挥发性物质生成并从溶液中分离，都导致溶液中离子浓度降低，使离子不能大量共存。
  如Cl－与Ag＋；Ba2＋与SO42－；CO32－、H＋；H＋、OH－；OH－与NH4＋；H＋、CH3COO－等。 　　2。强氧化剂和强还原剂不能共存（但Fe3+、Fe2＋因没有中间价态可以共存） 　　常见强氧化剂：硝酸；浓硫酸；MnO4－（H＋）溶液；高铁离子（Fe3+）；NO3－（H＋）溶液；含有ClO－在酸、碱性的溶液中都有强氧化性。
   　　常见强还原剂：I－；Fe2＋；+2价硫（如S2－、HS－、H2S）；+4价硫（SO2、SO32－、HSO3－）等。 　　3。发生双水解反应使离子浓度降低。 　　盐溶液中，弱酸的阴离子和弱碱的阳离子容易发生水解，某些离子相遇形成弱酸弱碱盐时，阴阳离子相互促进水解，使平衡向水解方向移动而水解完全，使溶液中的离子浓度迅速降低。
  常见易发生双水解的阳离子有（Fe3+或Al3+）与（CO32－、HCO3－、AlO2－）的组合。 　　Al3+＋3HCO3－=Al（OH）3↓+3CO2↑ 　　2Al3+＋3CO32－+3H2O=2Al（OH）3↓+3CO2↑ 　　Al3+＋3 AlO2－＋6H2O=4Al(OH)3↓ 　　4。
  发生络合反应使离子浓度降低。 　　如Fe3+与SCN－等。 　　三、离子共存问题常见的典型问题 　　1。 Al(OH)3有酸式电离和碱式电离：，增加或OH－、Al3+浓度；或者增加H＋、AlO2－离子浓度，都可以使平衡朝生成沉淀的方向移动。
  因此OH－、Al3+；H+、AlO2－不能共存，但OH－、AlO2－；Al3+、H＋可以共存。 　　2。Fe2+、NO3－可以共存，但有H＋时不能共存，因为HNO3具有强氧化性。 　　3。
  某溶液与铝反应可以生成氢气，在该溶液中不一定存在与H＋或者OH－可以共存的离子。 　　4。常温下，某溶液中由水电离出的H＋为0。01mol/L，则该溶液可能是pH＝2或者pH＝12的溶液。
  该溶液为酸性或碱性，有H＋或者OH－。 　　5。某种溶液中有多种阳离子，则阴离子一般有NO3－；某种溶液中有多种阴离子，一般阳离子有K＋、Na＋、NH4＋中的一种或几种。 　　6。酸性条件下 ClO—与Cl—不共存 　　离子共存问题（高考热点） 　　⒈离子在溶液中能否大量共存首先应看其能否发生以下反应： 　　⑴能发生复分解反应，即能够形成沉淀、易挥发性物质（气体）、弱电解质（如水、弱酸、弱碱等）的离子不能大量共存。
  其中，微溶物如CaSO4等少量可以共存，大量不能共存。 　　例1、下列各组离子在水溶液中能大量共存的是（ A ） 　　（A）Na+、Ba2+、OH-、AlO2- （B）H+、Na+、Cl-、SO32- 　　（C）H+、Na+、HPO42-、NO3- （D）K+、Ca2+、ClO-、SO42- 　　⑵能发生完全双水解的阴阳离子在水溶液中不能大量共存。
   　　例2、下列各组离子在水溶液中能够大量共存的是（ C ） 　　（A）Al3+、SO42-、HCO3-、NO3- （B）NH4+、Cl-、SiO32-、SO42- 　　（C）NH4+、NO3-、CH3COO-、HCO3- （D）Fe3+、Cl-、HCO3-、NO3- 　　【总结】一般地，生成物中有沉淀或气体产生的双水解反应可以完全进行。
   　　⑶能发生氧化还原反应的离子不能大量共存。 　　例3、下列各组离子在水溶液中不能大量共存的是（ BC ） 　　（A）Na+、Mg2+、NO3-、I- （B）H+、Fe2+、NO3-、Cl- 　　（C）Na+、K+、ClO-、S2- （D）H+、Fe2+、SO42-、I- 　　⑷能形成络合物的离子不能大量共存，如 Fe3+ 和SCN- 。
   　　⒉注意题干的附加条件。如“无色溶液”中不应含MnO4-、Fe2+、Fe3+、Cu2+等有色离子；又如“pH=1的溶液”中有大量H+，再如“加入金属铝有H2放出的溶液”或“由水电离出的H+的浓度为10-13mol•L-1的溶液”可能有大量H+或OH-。
   　　例4、下列各组离子中，在[H+]=10-13mol•L-1的溶液中能大量共存，且加入NaHSO4溶液过程中会产生气体和沉淀的是（ C ） 　　（A）Na+、NO3-、AlO2-、Cl- （B）Na+、K+、NO3-、SiO32- 　　（C）K+、Cl-、AlO2-、CO32- （D）Na+、Mg2+、HCO3-、Cl- 　　【练习】⒈下列各组离子在水溶液中不能大量共存的是（ AC ） 　　（A）H+、Na+、CH3COO-、Cl- （B）Na+、[Ag (NH3)2]+、OH-、NO3- 　　（C）H+、K+、MnO4-、Cl- （D）Na+、K+、AlO2-、NO3- 　　⒉某溶液中加入金属铝有H2放出，则下列各组离子在该溶液中一定能大量共存的是( 1 2 ) ；一定不能大量共存的是(4567 ) ；可能大量共存的是（ 389 ） 　　⑴Na+、K+、Cl-、SO42- ⑵Na+、K+、Ba2+、Cl- ⑶Na+、Mg2+、Cl-、SO42- 　　⑷K+、Ba2+、Cl-、SO42- ⑸K+、Mg2+、NO3-、SO42- ⑹K+、NH4+、Cl-、CO32- 　　⑺K+、Na+、Cl-、HCO3- ⑻K+、Ca2+、Br-、Cl- ⑼K+、Na+ 、AlO2-、SO42- 　　⒊某无色透明的溶液跟金属铝反应时放出H2，试判断下列离子Mg2+、Cu2+、H+、Ba2+ 、Ag+、SO42-、SO32-、HCO3-、OH-、NO3-何者能大量在此溶液中共存。
   　　⑴当生成Al3+时可存在 H+、Mg2+ SO42-；⑵当生成AlO2-时可存在 OH-、 Ba2+ NO3-。收起