判断水溶液中离子不能大量共存的依据

1 / 13 判断水溶液中离子不能大量共存的依据 莲山课 件 k 一、依据溶液的颜色 如果试题已指明溶液无色，则有色离子不能大量共存。常见呈现颜色的离子有：外壳电子数为 9 17的第一过渡系元素的水合离子，能吸收一定波长的可见光，使其离子由基态跃迁到激发态，而呈现颜色。这些离子的颜色列于表 1。 表 1 第一过渡系元素离子的颜色 离子 颜色 离子 颜色 3 紫色 3 淡 紫 色 3 绿色 2 浅 绿 色 4 2 / 13 蓝色 2 粉 红 色 3 蓝 紫 色 2 亮 绿 色 2 桃 红 色 2 蓝色 *水解后，呈黄棕色。 水溶液中某些含氧酸根是有色的。例如， 4呈紫色， 42呈绿色， 42呈黄色， 2 72显橙红色， 3显黄色。 2 电子或 8 电子外壳的离子是无色的。例如， 2， 2， 2， 2， 2等。 二、依据溶液的酸碱性 1由试题所给条件确定溶液的酸碱性 如果试题给出溶液的 7，则为酸性； 7，则为碱性。如果试题指明，在 298，水的电离度减小，则溶液可3 / 13 能是酸性，也可能是碱 性。其原因是：在 298，纯水电离所产生的和浓度的乘积是 110 14，即水的离子积， 110 14。在纯水中加入较大量的可溶性强酸时，可将酸电离所产生的的浓度，当做溶液中的总浓度，且 110 7 1。这时水的离子积仍保持为 110 14，故由水电离所产生的和均小于 110 7 1。由此可见，加入可溶性酸时，能抑制水的电离，使其电离度减小，溶液呈现酸性。同理，加入较大量的可溶性强碱时，水的电离度也能显著减小 ，溶液呈现碱性。 2在酸性或碱性溶液中不能大量共存的离子 在强酸性溶液中，由两性氢氧化物生成的含氧酸根不能大量共存，例如， 2， 22， 2等。在强碱性溶液中，由两性氢氧化物电离所产生的简单阳离子不能大量共存，例如， 3， 3， 2等。 三、依据非氧化还原反应 水溶液中离子之间能够发生非氧化还原反应时，则不能大量共存。离子之间的非氧化还原反应可区分为： 1生成难溶于水的物质 （ 1） 2， 22与不能大量共存，因为能生成难溶的 2， ， 2 2。 （ 2） 2， 2， 3， 2， 3，4 / 13 3， 2和与 2，不能大量共存，因为能生成难溶于水和稀酸的硫化物。 （ 3） 2， 2， 2， 2和 2与2不能大量共存。虽然它们的硫化物能溶于稀酸（为 1），但是它们能同（ 4） 2和 3 2溶液中的 2反应，生成难溶的硫化物沉淀。 （ 4） 2， 2， 2， 2， 2， 2和与 32不能大量共存，因为能生成难溶的碳酸 盐。 （ 5） 2， 2和 2与 42不能大量共存，因为 4微溶于水， 4和 4难溶于水。 （ 6） 2， 2和 2与 43不能大量共存，因为它们的磷酸盐难溶于水。 （ 7） 2， 2， 2， 3和 3与不能大量共存，因为它们的氢氧化物难溶于水。 （ 8） 3和 2，不能大量共存于溶液中，因为二者能完全水解，生成难溶的（） 3 和 2。 2生成难电离的物质 （ 1）与不能大量共存，因为能反应生成难电离的 2。 2 4， 3与不能大量共存，因为二者同反应分别生成 43， 32和难电离的 2。 5 / 13 （ 2）与不能大量共存，因为能生成难电离的。 3生成气态物质 （ 1） 32， 3， 32和 2与不能大量共存，因为它们能同反应，分别生成 2， 2， 2和 2。 3与 32不能大量共存，因为二者水解，相互反应生成难溶的（） 3 和气体 2。 （ 2） 4与不能大量共存，因为二者反应，能生成气体 3 和 2。 4生成配合物 当两种离子在水溶液中反应生成配合物时，则二者不能大量共存。例如， 3与不能大量共存，因为二者反应，生成配合物（） 3（ 1 6）。与不能大量共存，因为二者反应，生成（） 2。 四、依据氧化还原反应 在水溶液中，如果氧化性离子与还原性离子能自发地进行氧化还原反应，则二者不能大量共存。 1根据化合价判断离子的氧化性或还原性 在离子中某元素的原子呈现最高化合价时，这个离子只有氧化性，例如， 42；呈现中间价态时，既有氧化性 ，又有还原性，例如， 32；呈现最低化合价时，只有还原6 / 13 性，例如， 2。由于氮的最高化合价是 5，最低化合价是 3，所以， 3只有氧化性， 2既有氧化性，又有还原性， 4只有还原性。 4和 2 72只有氧化性，二者是强的氧化剂，因为锰的最高化合价是 7，铬的最高化合价是 6。 2自发进行氧化还原反应的条件 自发地进行氧化还原反应的条件是强的氧化剂和强的还原剂反应，生成弱的还原剂和弱的氧化剂。例如： 3氧化剂和还原剂相对强弱的比较 （ 1）酸性介质中氧化剂和还原剂的相对 强弱 在酸性介质中，温度是 298，离子浓度为 1 1，气体分压为 105 ，某些常见氧化剂的氧化性和还原剂的还原性的相对强弱列于表 2。 表 2 酸性介质中常见氧化剂的氧化性和还原剂的还原性的相对强弱 氧 化 剂 还 原 剂 氧 化 剂 的 7 / 13 氧 化 性 依 次 增 强 42 32（ 2 3） 还 原 剂 的 还 原 性 依 次 增 强 8 / 13 32（ 3） 2 3 2 3 2 （ 2 4 ） 3 2（ 2） 3 2 2 3 2 2 72 3 2 9 / 13 （ ） 2 3 2 3 2 4 2 （） 2（） 2 4 2 在表 2 中，由上到下，氧化剂的氧化性依次增强。由上到下， 氧化剂的氧化性依次增强，最强的氧化剂是 4；最弱的氧化剂是 42。由下到上，还原剂的还原性依次增强，最强的还原剂是 32；最弱的还原剂是 2。 在某较强氧化剂和较强还原剂之间，该氧化剂的还原产物和还原剂的氧化产物之间，画两条对角线。位于对角线左下角的氧化剂和位于右上角的还原剂是反应物；另一对角线位置的是生成物。例如，由 2 72与 2， 3与10 / 13 3的对角线可知，下面氧化还原反应可自发进行： 2 72 6 2 14 2 3 6 37 2 显而易见 ，位于表 2 中左下方的离子和右上方的离子在酸性溶液中不能大量共存。 综上所述，可得出以下结论： 在酸性介质中 4与简单阴离子， 2，低价含氧酸根 32和 2不能大量共存于溶液中。 在酸性介质中 2 72与简单阴离子， 2，低价含氧酸根 32， 2不能大量共存于溶液中。 在酸性介质中，与，与 3，与，与 3，与，与 3不能大量共存，因这它们之间能够进行高低价反应分 别生成卤素单质 2， 2， 2。 （ 2）碱性介质中，某些氧化剂和还原剂的相对强弱。 在 298，离子浓度为 1 1 时，碱性介质中某些氧化剂和还原剂的相对强弱列于表 3。 表 3 碱性介质 中 某 些 氧 化 剂 和 还 原 剂 的 相 对 强 弱 氧 化 剂11 / 13 还 原 剂 氧 化 剂 的 氧 化