高中化学离子共存问题

1化学离子共存问题（一）分解反应１、有气体产生。H+与CO32ˉ、HCO3ˉ、SO32ˉ、HSO3ˉ、S2ˉ、HSˉ等不能共存如CO32-、S2-、HS-、HSO3-、等易挥发的弱酸的酸根与H+不能大量共存，主要是由于CO32-＋2H+＝CO2↑＋H2O、HS-＋H+＝H2S↑。２、有沉淀生成。①SO42ˉ与Ba2+、Ca2+、Ag+等不能共存；②CO32ˉ与Ba2+、Ca2+、Mg2+、Ag+、Cu2+、Zn2+等不能共存；③S2ˉ与Cu2+、Pb2+、Fe2+、Hg2+、Ag+等不能共存；④OHˉ与Mg2+、Al3+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、Ag+、Zn2+等不能共存；⑤AlO2ˉ与HCO3ˉ不能大量共存：AlO2ˉ+HCO3ˉ+H2O=Al(OH)3↓+CO32ˉMg2+不能与SO42-大量共存主要是由于Ba2+＋CO32-＝CaCO3↓、Ca2+＋SO42-＝CaSO4（微溶）；Cu2+、Fe3+等不能与OH-大量共存也是因为Cu2+＋2OH-＝Cu(OH)2↓，Fe3+＋3OH-＝Fe(OH)3↓等。2３、有弱电解质生成。如OH-、CH3COO-、PO43-、HPO42-、H2PO-等与H+不能大量共存，主要是由于OH-＋H+＝H2O、CH3COO-＋H+＝CH3COOH；一些酸式弱酸根不能与OH-大量共存是因为HCO3-＋OH-=CO32-＋H2O、HPO42-＋OH-＝PO43-＋H2O、NH4+＋OH-=NH3·H2O等。４、一些容易发生水解的离子，在溶液中的存在是有条件的。如AlO2-、S2-、CO32-、C6H5O-等必须在碱性条件下才能在溶液中存在；如Fe3+、Al3+等必须在酸性条件下才能在溶液中存在。这两类离子不能同时存在在同一溶液中，即离子间能发生“双水解”反应。lO2-＋3Al3+＋6H2O=4Al(OH)3↓等。(二)、由于发生氧化还原反应，离子不能大量共存①H+与OHˉ、AlO2ˉ、SiO32ˉ、ClOˉ、Fˉ、PO43ˉ、HPO42ˉ、H2PO4ˉ、CH3COOˉ、C6H5Oˉ等不能大量共存；②OHˉ与H+、NH4+、HCO3ˉ、HSO3ˉ、HSˉ、H2PO4ˉ、HPO42ˉ等不能大量共存；若是酸性溶液，所有弱酸根离子和OH-不能大量共存。在中学化学中不能在酸性溶液中共存的离子有：OH-、AlO2-、CO32-、HCO3-、SiO32-、SO32-、HSO3-、S2O32-、S2-、HS-、ClO-、F-、3PO43-、H2PO4-、C6H5O-、CH3COO-、-OOC-COO-、C6H5COO-、CH3CH2O-、SCN-、H2N-CH2-COO-等；若是碱性溶液，则所有弱碱阳离子及H+均不能大量共存。在中学化学中不能在碱性溶液中大量共存的是：H+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、Ag+、Zn2+、Mg2+、Al3+、NH4+、HCO3-、HPO42-、H2PO4-、HSO3-、HS-、HOOC-COO-等。１、具有较强还原性的离子不能与具有较强氧化性的离子大量共存。如I-和Fe3+不能大量共存是由于2I-＋2Fe3+=I2＋2Fe2+。２、在酸性或碱性的介质中由于发生氧化还原反应而不能大量共存。（1）在酸性条件下①NO3ˉ与Iˉ、Brˉ、Fe2+、S2ˉ、HSˉ、SO32ˉ、HSO3ˉ等不能共存；②S2ˉ与SO32ˉ等不能共存；（碱性条件下可以共存）③MnO4ˉ与Iˉ、Brˉ、Clˉ、S2ˉ、HSˉ、SO32ˉ、HSO3ˉ、Fe2+等不能共存；④ClOˉ与Fe2+、Iˉ、S2ˉ、HSˉ、SO32ˉ、HSO3ˉ等不能共存；4（2）Fe2+与S2ˉ、HSˉ、SO32ˉ、HSO3ˉ、Iˉ等不能共存；如NO3-和I-在中性或碱性溶液中可以共存，但在有大量H+存在情况下则不能共存；SO32-和S2-在碱性条件下也可以共存，但在酸性条件下则由于发生2S2-＋SO32-＋6H+＝3S↓＋3H2O反应不能存在。(三)、由于形成络合离子，离子不能大量共存（1）Fe3+和SCN-、C6H5O-不能共存；（2）Ag+与NH4+在碱性条件下不能共存。如Fe3+与SCN-不共存；Ag+与NH3·H2O分子不共存；Ag+与CN-不共存。由于Fe3+＋SCN-[Fe(SCN)]2+等络合反应而不能大量共存。(四)、能水解的阳离子跟能水解的阴离子在水溶液中不能大量共存。例：Al3＋和HCO3-，Al3＋和S２－等双水解（1）Al3+与AlO2ˉ、HCO3ˉ、CO32ˉ、HSˉ、S2ˉ、SO32ˉ、HSO3ˉ、SiO32ˉ、ClOˉ、C6H5Oˉ等不能共存；（2）Fe3+与AlO2ˉ、HCO3ˉ、CO32ˉ、SiO32ˉ、ClOˉ等不能共存；（3）NH4+与AlO2ˉ、SiO32ˉ等不能共存；Al3+与CO32-、SO32-、HCO3-、HSO3-、HS-、AlO2-不共存；AlO2-与Fe3+、Fe2+、Zn2+、Cu2+、Ag+、NH4+不共存；5SiO32-与NH4+不共存。(1)由于水解和电离的相互影响而不能大量共存。AlO2-与HCO3-虽然均属于弱酸根离子，水溶液因水解呈碱性，但H3AlO3的酸性太弱，AlO2-的水解能力太强，含有AlO2-的水溶液中[OH-]较大，能直接与HCO3-作用生成Al(OH)3沉淀和CO32-。故AlO2-与HCO3-不能共存于同一溶液中。与其类似的还有AlO2-与HSO3-、HS-、H2PO4-、HPO42-等。(2)具有氧化性的某些含氧酸根离子(如NO3-)若不是在酸性溶液中，则能与某些还原性较强的离子(如S2-、I-、Fe2+等)共存。因为这些含氧酸根离子只有在酸性条件下才能表现出强氧化性。又如：MnO4-在碱性条件下能氧化SO32-、S2O32-、S2-、I-，但不能氧化Cl-、Br-；在酸性条件下，MnO4-的氧化性很强，常温下就能氧化Cl-、Br-。(3)水解能力弱的弱碱阳离子与弱酸根离子(如Mg2+与HCO3-、Mg2+与HSO3-等)，可以不考虑它们之间的双水解，能共存于同一溶液中。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61.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+）为十的负十四次方隐含有OH-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审题时应注意题中给出的附加条件①酸性溶液（H＋）、碱性溶液（OH－）“与Al反应能放出H2的某溶液”，可能是强酸性溶液（其中不可能含NO3ˉ），也可能是强碱溶液。、由水电离出的H+或OH-=1×10-10mol/L的溶液等。②有色离子MnO4－，Fe3＋，Fe2+，Cu2＋，Fe（SCN）2＋。如：Fe2+（浅绿色）、Fe3+（黄色）、Cu2+（蓝色）、MnO4ˉ（紫红色）、Fe(SCN)2+(血红色)、Fe(C6H5O)63ˉ（紫色）等。③MnO4－，NO3－等在酸性条件下具有强氧化性。④S2O32－在酸性条件下发生氧化还原反应：S2O32－＋2H＋＝S↓＋SO2↑＋H2O⑤注意题目要求“大量共存”还是“不能大量共存”。7审题时还应特别注意以下几点：与酸碱指示剂颜色变化有关的信息。（1）注意溶液的酸性对离子间发生氧化还原反应的影响。如：Fe2＋与NO3－能共存，但在强酸性条件下(即Fe2＋、NO3－、H＋相遇)不能共存；MnO4－与Cl－在强酸性条件也不能共存；S2－与SO32－在钠、钾盐时可共存,但在酸性条件下则不能共存。(2)酸式盐的含氢弱酸根离子不能与强碱(OH－)、强酸(H＋)共存。如：HCO3－＋OH－＝CO32－＋H2O(HCO3－遇碱时进一步电离)HCO3－＋H＋＝CO2↑＋H2O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－；8Mg2+、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9色溶液中。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。6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。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10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－；6.酸性条件下ClO—与Cl—不共存例题分析:[例1]下列各组中的离子，能在溶液中大量共存的是：A．K＋、Ag＋、NO3－、Cl－B．Ba2＋、Na＋、CO32－、OH－C．Mg2＋、Ba2＋、OH－、NO3－D．H＋、K＋、CO32－、SO42－E．Al3＋、Fe3＋、SO42－、Cl－F．K＋、H＋、NH4＋、OH－解析：A组中：Ag＋＋Cl－＝AgCl↓B组中，Ba2＋＋CO32－＝BaCO3↓C组中，Mg2＋＋2OH－＝Mg(OH)2↓D组中，2H＋＋CO32－＝CO2↑＋H2OE组中，各种离子能在溶液中大量共存。F组中，NH4＋与OH－能生成难电离的弱电解质NH3•H2O，甚至有气体逸出。NH4＋＋