离子能否大量共存问题的分析与判断

1、.离子能否大量共存问题的分析与判断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，否则就能大量共存。下面讨论离子能否共存的原因与判断方法：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： 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。 弱碱的阳离子不能与OH大量共存。如常见的Fe2+、Fe3+、Cu

2、2+、NH4+、Ag+、Mg2+、Al3+、Zn2+等与OH不能大量共存。 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。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： 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。

3、 在中性条件下，NO3与I、Fe2+ 等可以大量共存。 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： Al3+与HS-、S-、CO32-、HCO3-、AlO2-、SiO32-、ClO-等； Fe3+与CO32-、HCO3-、AlO2-、ClO-等； 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FeC

4、l3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。 NH4+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

5、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： 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”。 限定溶液酸碱性，a.“在强酸性（或pH1）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pH1

6、4）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+) 11010 mol/L的溶液中，或在由水电离出c(OH) 11010 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

7、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。 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；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、相关高考分析【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A. 1.0 molL1的KNO3溶液：H、Fe2、Cl、SO42B. 甲基橙呈红色的溶液：NH4、Ba2、AlO2、ClC. pH12的溶液：K、Na、CH3COO、BrD. 与铝反应产生大量氢气的溶液：Na、K、

8、CO32、NO3解析：本题以溶液中离子共存的方式考查学生对硝酸的氧化性、亚铁离子还原性、甲基橙呈红色水溶液的呈酸性、酸性溶液AlO2不能在其中共存、与铝反应产生大量氢气有强酸碱性两种可能等相关知识的理解程度，考查学生综合运用所学化学知识解决相关化学问题的能力。答案：C【例题2】（2011安徽高考8）室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是A. 饱和氯水中：Cl、NO3、Na、SO32B. c(H)1.01013mol/L溶液中：C6H5O、K、SO42、BrC. Na2S溶液中：SO42、 K、Cl、Cu2D. pH12的溶液中：NO3、I、Na、Al3解析：饱和氯水具有强氧化性，能将S

9、O32氧化成SO42，A中不能大量共存；c(H)=1.01013mol/L溶液，说明该溶液显碱性，因此可以大量共存；S2和Cu2可以结合生成难溶性CuS沉淀，所以不能大量共存；pH=12的溶液，说明该溶液显碱性，而Al3与碱不能大量共存。所以正确的答案是B。答案：B【例题3】（2011广东高考8）能在水溶液中大量共存的一组离子是A. H、I、NO3、SiO32 B. Ag、Fe3、Cl、SO42C.K、SO42、Cu2、NO3 D.NH4、OH、Cl、HCO3解析：本题考察离子共存问题。SiO32属于弱酸硅酸的酸根与酸不能大量共存，同时在酸性溶液中，NO3具有氧化性能氧化I生成单质碘，A不正确

10、；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 AK、SiO32、Cl、NO3 BH、NH4、Al3、SO42 CNa、S2、OH、SO42 DNa、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

11、、HCO3、SO42中的不同阳离子和阴离子各一种组成。已知：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； 0.1mol/L乙溶液中c(H+)0.1mol/L； 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SO42C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NH4

12、HCO3。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：用pH计测试，溶液显弱酸性；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+ BSO42 C Ba2+ DNH4+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。答案：A四、巩固练习【练习1】下列各组离子，在强酸性溶液中能大量共存并且溶液为无色透明的离子组是A. NH4+、Al3+、SO42、NO3 B. K+、Na+、AlO2、NO3C. K+、NH4+、

13、MnO4、SO42 D. K+、Na+、NO3、HSO3解析：B选项中的AlO2在强酸性条件下不能存在，发生反应：H+ + AlO2+ H2O =Al(OH)3；C选项中MnO4为紫色；D选项中，HSO3在强酸性条件下生成H2SO3并被HNO3氧化成H2SO4。答案：A【练习2】下列各组离子，在强碱性溶液中能大量共存的离子组是A. Cl、AlO2、I、S2 B. K+、Na+、NH4+、Ba2+ C. Cl、Br、CO32、S2 D. HCO3、SO42、SO32、NO3解析：在强酸性条件下c(OH)较大，A选项中离子不能反应，故可以大量存在；B选项中发生反应：NH4+ + OH= NH3H2

14、O ；C选项中离子不能反应，故可以大量存在；D选项中，HCO3在强碱性条件下生成CO32因而不能大量共存。答案：A、C【练习3】下列各组离子，因发生氧化还原反应而不能大量共存的离子组是A. Na+、OH、SO42、H2PO4 B. Fe2+、Fe3+、SO42、ClC. Cl、H+、Na+、S2O32 D. Na+、Cu2+、S2、SO42解析：A、D选项不能大量共存，但不是氧化还原反应；B选项可以大量共存；只有C选项符合题意。答案：C【练习4】下列各组离子，在溶液中一定能大量共存的是A. 使酚酞变红的溶液：Na+、Cl、SO42、Fe3+B. 使紫色石蕊变红的溶液：Fe2+、Mg2+、Cl、NO3C. c(H+)11012 mol/L的溶液：K+、Ba2+、Cl、BrD. 碳酸氢钠溶液：K+、SO42、Cl、H+解析：A选项，碱性条件下Fe3+ 不能大量共存；B选项，Fe2+、NO3和H+发生氧化还原反应不能大量共存；D选项，HCO3与H+不能大量共存。答案：C【练习5】在溶液中下列离子能够大量共存的是A. 无色溶液中：Na+、Cl、NO3、Fe2+B. pH0的溶液中：Fe2+、Cl、NO3、HCO3C. 含MnO4的溶液中：Fe3+、NO3、Mg2+、SO42D. 与Al反应能产生H2的溶液中：Mg2+、NO3、Cl、K