离子共存问题,感觉好乱。

如题所述

第1个回答  2013-11-21

          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。


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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。

⑴生成难溶物或微溶物:如SO42-与Ba2+、Ag+;OH-与Cu2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+、Al3+;Ag+与Cl-、Br-、I-、CO32-、SO32-、S2-;Mg2+、Ba2+、Ca2+与CO32-、SO32-、PO43-;S2-与Cu2+、Pb2+、Ca2+与SO42-等不能大量共存。

⑵生成气体或挥发性物质:如NH4+与OH-,H+与CO32-、HCO3-、SO32-、OH-、HSO3-、S2-、HS-等不能大量共存。

⑶生成难电离的物质:如H+与CH3COO-(即醋酸根离子)、OH-、ClO-、HPO42-、H2PO4-、CO32-、S2-、SO32-等生成弱酸;OH-与NH4+、Cu2+、Fe3+、HCO3-、HS-、HSO3—、H2PO4-、HPO42-、H+等生成弱碱;H+与OH-生成水,这些离子不能大量共存。

⑷发生氧化还原反应:一般说来,有氧化性的离子(如MnO4-、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,则应排除有色离子。(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。)

⑸形成络合物:如Fe3+与SCN-反应生成络合物而不能大量共存。

2.附加隐含条件的应用规律:

⑴溶液无色透明时,则溶液中肯定没有有色离子。

⑵强碱性溶液中肯定不存在与OH-起反应的离子!

⑶强酸性溶液中肯定不存在与H+起反应的离子!

⑷离子能够大量共存,包括离子相互间不会发生化学反应,不会生成沉淀,不会生成气体挥发

限制酸性溶液的条件

⒈ PH=1的溶液。

⒉使紫色石蕊溶液呈红色。

⒊使甲基橙呈红色。

⒋加镁粉放氢气。

⒌c(oH-)为十的负十四次方。

隐含有H+。

限制碱性的条件

⒈ P H=14。

的溶液。

⒉使红色石蕊试纸变蓝。

⒊酚酞呈红色。

⒋c(H+)为十的负十四次方。

可酸可碱的条件

⒈水电离c(OH-)或者c(H+)浓度为十的负N次方摩尔每升。

⒉加入铝粉有氢气产生。

⒊HCO3-离子不能稳定存在的溶液。

3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.酸碱不共存类

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。

⒉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。

⒊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↓

⒋发生络合反应使离子浓度降低。

如Fe3+与SCN-等。

二、离子共存问题常见的典型问题

⒈ 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。

⒉Fe2+、NO3-可以共存,但有H+时不能共存,因为HNO3具有强氧化性。

⒊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。

⒋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-。

⒌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。

⒍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(AB)

(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-


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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-

4解题方略

三审

1. 溶液有没有颜色

Cu2+蓝色 Fe3+棕黄色 Fe2+浅绿色 MnO4-紫红色 Cr2O7 2-橙(红)色

CrO4 2-(浅)黄色 Cr3+绿色

Mn2+浅玫瑰色,稀溶液无色 Fe(H2O) 6 3+淡紫色 Co2+玫瑰色 Ni2+绿色

MnO4 2-绿色 Fe(CN)6 4-黄绿色 Fe(CN)6 3-黄棕色

2. 溶液的酸碱性(注:H3O+等同于H+)

OH-及弱酸根离子(如F-,CO3 2-,SO3 2-,S2-,CH3COO-)不能与H+大量共存

H+及弱碱根离子(Mg2+,Al3+,Zn2+,Fe3+,Fe2+,Cu2+,Ag+,NH4+)不能与OH大量共存

酸式弱酸根离子(如HCO3-,HSO3-,HS-,HPO4 2-,H2PO4-)与H+或OH-均不能大量共存

3. 共存不共存

注:生成气体:CO3 2-,HCO3-,SO3 2-,HSO3-,S2-,HS-与H+

生成沉淀:SiO3 2-与H+

Mg2+,Al3+,Zn2+,Fe3+,Fe2+,Cu2+,Ag+与OH-

难溶或微溶性盐

生成弱电解质:H+,酸式弱酸根与OH-,

F-,CH3COO-,ClO-与H+

NH4+与OH-

1. 是否发生复分解反应

(生成难溶、难电离、挥发性物质)

2. 是否发生氧化还原反应

Fe3+与I-,S2-,SO3 2-(在H+环境下,可抑制Fe3+水解)

NO3-(H+)与I-,S2-,SO3 2-,Br-,Fe2+

MnO4-(H+)与I-,S2-,SO3 2-,Br-,Fe2+,Cl-

S2-(H+)与SO3 2-

ClO-与I-,S2-,SO3 2-,Br-,Fe2+

歧化反应:2H+ +S2O3 2-=S↓+SO2↑+H2O(产生无色气体和淡黄色沉淀)

注:①HS- 视同S2-,HSO3-视同SO3 2-

②ClO-与I-,S2-,SO3 2-,Br-,Fe2+

Fe3+与I-,S2-,SO3 2-不需要在H+环境下

助记:锰与氯

氯、硝、锰与溴、亚铁

铁、氯、硝、锰与碘、负二正四价硫

硫负二与正四价

3. 是否发生双水解反应

Al3+与S2-,(HS-),CO3 2-,(HCO3-),AlO2-,SiO3 2-

Fe3+与CO3 2-,(HCO3-),AlO2-,SiO3 2-

NH4+与AlO2-,SiO3 2-

(其它:AlO2与Mg,Fe)

注:[Al(OH)4]-相当于AlO2- +2H2O

助记:硅酸根、偏铝酸根与铝铁铵

碳酸根、碳酸氢根与铝铁

硫离子、氢硫酸根只与铝

4. 是否发生络合反应

Fe3+与SCN-,C6H5O-

Ag+与NH3·H2O(NH4+,OH-)

特例

① AlO2- + HCO3- +H2O=Al(OH)3↓+CO3 2-

AlO2- + HSO3- +H2O=Al(OH)3↓+SO3 2-

② PO4 3- +H2PO4- =2HPO4 2-

溶解性

① 碱

K+,Na+,Ba2+,NH4+碱可溶,Ca(OH)2只微溶,其它碱均不溶

② 盐

钾钠铵盐都可溶

硝酸盐遇水无影无踪

氯化物不溶氯化银

硫酸盐不溶硫酸钡、铅(CaSO4,Ag2SO4微溶)

碳酸盐钾、钠、铵才可溶(MgCO3微溶)

其它:①PO4 3-,HPO4 2-钾、钠、铵才可溶

H2PO4-均可溶

②硫化物(S2-)钾钠铵钙镁可溶

亚硫酸盐(SO3 2-)钾钠铵可溶

③AgCl↓白色AgBr↓淡黄色 AgI↓黄色 Ag2S↓黑色



追答

  说白了,就是判断是否生成沉淀(难溶、不溶)、气体等

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