高三化学 16离子不能共存及离浓度问题培优教案

1、 离子不能共存及离浓度问题网上课堂本讲主要内容1 溶液中离子不能共存的规律学习指导一溶液中离子不能共存的规律1有色离子不能在无色溶液中共存。Cu2+、Fe3+、Fe2+、MnO4-、Fe(SCN)2+、Fe(C6H5O)63-、等有色离子，不可在无色溶液中存在。2酸性溶液中，所有的弱酸根离子和OH-离子不能大量共存。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-、PO43-、HPO42-、C6H5O-、CH3COO-、COO-、C6H5COO-、SCN-、 COO-H2N-

2、CH2-COO-等。若是碱性溶液，则所有的弱碱阳离子及H+离子均不能大量共存。在中学化学中不能在碱性溶液中大量共存的有：H+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、Ag+、Zn2+、Mg2+、Al3+、NH4+、HCO3-、HPO42-、H2PO4-、HSO3-、HS-、HOOC-COO-等。3离子间相互发生反应，不可共存（1）发生复分解反应，生成难溶物和微溶物，AgCl、Ag2SO4、AgBr、AgI、BaSO4、CaSO4、CaCO3、BaCO3等；生成气体，如NH3、SO2、CO2等；生成弱电解质，如H2O、HF、H2S等。（2）发生氧化还原反应两离子相互发生氧化还原反应，则不能共存。如Fe3+

3、与S2-，Fe3+与I-，Fe2+与NO3-(H+)等；、MnO4-、NO3-(H+)、ClO-(H+)、Cr2O72-与S2-、I-、SO32-、Fe2+不共存；酸性条件下SO32-与S2-不共存。（3）发生互促水解反应的离子不共存弱碱阳离子与弱酸阴离子间因发生互促水解反应，故它们不可大量共存。如Al3+与CO32-、SO32-、HCO3-、HSO3-、HS-、AlO2-不共存；AlO2-与Fe3+、Fe2+、Zn2+、Cu2+、Ag+、NH4+不共存；SiO32-与NH4+不共存。（4）发生络合反应的离子不共存，如Fe3+与SCN-，C6H5O-不共存；Ag+与NH3H2O不共存；Cu2+

4、与NH3H2O不共存。4三个特殊情况（1）由于水解和电离的相互影响而不能大量共存。AlO2-和HCO3-均为弱酸根离子，因水解，溶液呈碱性。但AlO2-的水解程度太大，AlO2的水溶液中C(OH-)浓度很大，抑制了HCO3-的水解，而促进了HCO3-的电离，AlO2-与HCO3-直接作用生成了Al(OH)3和CO32-，所以AlO2-和HCO3-不可共存。与其类似的还有AlO2-与HSO3-、HS-、H2PO4-、和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

5、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阴离子（如Mg2+与HCO3-、Mg2+与HSO3-等）可以不考虑水解，能共存于同一溶液中。二电解质溶液中微粒浓度的关系在高考试题中，我们常可以看到有关电解质溶液中离子浓度的大小比较的问题。这类问题涉及的知识点，主要是电解质电离（弱电解质的电离平衡）、盐类的水解、电解质之间的反应，溶液中阴阳离子电荷守恒等，解题时我们可根据不同的类型进行分析，解答。归纳起来，电解质溶液中离

6、子浓度关系常见类型有以下四种:1相同浓度的不同电解质溶液中离子浓度的关系解这类问题主要抓住强弱电解质的概念，盐类水解的实质等，根据不同电解质的特点，寻找解题捷径。例1：相同温度、相同物质的量浓度的四种溶液：CH3COONa NaHSO4 NaCl -ONa，按pH由大到小的顺序排列正确的是：（1992年高考试题）ABCD分析：在这四种电解质溶液中，NaCl是中性物质，NaHSO4由于电离（NaHSO4=Na+H+SO42-）而呈酸性。CH3COONa和C6H5ONa均因水解溶液呈碱性。因此，我们主要比较CH3COONa与C6H5ONa溶液的碱性强弱。根据一元弱酸盐水解“越弱越水解”规律可知C6

7、H5ONa水解程度较CH3COONa大，即C6H5ONa水溶液的碱性比CH3COONa溶液强，故应选A。2一种电解质溶液中离子浓度的关系解答这类问题主要是抓住电解质的电离，离子的水解以及利用电解质溶液中阴、阳离子电荷守恒的原则进行解答。例2在氯化铵溶液中，下列关系式正确的是（1994年高考试题）AC(Cl-)C(NH4+)C(H+)C(OH-)BC(NH4+)C(Cl-)C(H+)C(OH-)CC(Cl-)=C(NH4+)C(H+)C(OH-)DC(NH4+)=C(Cl-)C(H+)=C(OH-)分析：根据电解质溶液中阴、阳离子所带电荷相等，整个溶液呈电中性的原则，便可排除B、C，考虑NH4C

8、l是强酸弱碱盐，水解后呈酸性，故答案应选A。3两种电解质溶液混合后离子浓度关系解答这类问题首先考虑两种电解质是否发生反应，然后再考虑反应剩余物及生成物的性质。例3将0.2molL-1CH3COOK与0.1molL-1盐酸等体积混合后，溶液中下列微粒的物质的量浓度的关系正确的是（1991年高考）AC(CH3COO-)=C(Cl-)=C(H+)C(CH3COOH)BC(CH3COO-)=C(Cl-)C(CH3COOH)C(H+)CC(CH3COO-)C(Cl-)C(H+)C(CH3COOH)DC(CH3COO-)C(Cl-)C(CH3COOH)C(H+)分析：要先考虑CH3COOK与盐酸的反应：C

9、H3COOK+HCl=KCl+CH3COOH，显然CH3COOK是过量的。反应后的溶液中含有等物质的量的CH3COOK、KCl和CH3COOH。一种思维方法是：CH3COOK和KCl是强电解质，完全电离，CH3COOH是弱电解质，仅一小部分发生了电离，C(H+)最小。在CH3COOK和CH3COOH是等浓度的条件下，CH3COO-水解受抑制，所以可粗略认为CH3COO-没水解。这样思维的结果是C(CH3COO-)浓度最大，C(Cl-)浓度没变。C(CH3COOH)由于一小部分发生了电离而使它小于C(Cl-)所以选择D。另一种思维方法可以进行粗略地计算：考虑到CH3COOH的电离和CH3COO-

10、的水解程度都很小，但在题给条件下我们不难判断：C(CH3COOH)C(H+)；C(H+)C(OH-)。溶液中的CH3COO-、Cl-、CH3COOH的物质的量浓度近似求得：C(CH3COO-)=0.05mol/L+C(H+)-C(OH-)0.05mol/LC(CH3COOH)=0.05mol/L+C(OH-)-C(H+)C(Cl-)C(CH3COOH)C(H+)应选择D。4电解质溶液电解后离子浓度关系例4将两个铂电极插入500mLCuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064g（设电解时该电极无H2放出，且不考虑水解和溶液体积的变化）。此时溶液中C(H+)约为（ ）A4103

11、mol/LB2103mol/LC1103mol/LD110-7mol/L分析：解答这类题的关键是弄清电解原理，解答阴、阳两极的变化，从而得出溶液中各离子浓度的关系。电解硫酸铜溶液的化学方程式为：2CuSO4+2H2O2Cu+O2+2H2SO4根据析出Cu的物质的量，可以求出H+的物质的量，从而求出C(H+)=410-3mol/L，故选A。网上能力训练题基础性训练题以下是近年来高考中离子是否共存试题。一选择题:1（1987）下列各组离子在溶液中不能同时大量存在的是（ ）AK+、Al3+、NO3-、AlO2-BCu2+、Al3+、Cl-、NO3-CCa2+、Fe3+、SO42-、Cl-DMg2+、

12、H+、Cl-、NO3-ENa+、K+、CO32-、SO42-2（1989）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（ ）ANH4+、Al3+、SO42-、NO3-BK+、Na+、AlO2-、NO3-CK+、NH4+、MnO4-、SO42-DNa+、K+、NO3-、HSO3-3（1990）下列各组离子中，在碱性溶液里能大量共存，并溶液为无变透明的是（ ）AK+、MnO4-、Cl-、SO42-BNa+、AlO2-、NO3-、CO32-CNa+、H+、NO3-、SO42-DNa+、SO42-、S2-、Cl-4（1993上海）下列各组离子中，能在pH=1的溶液大量共存，并且溶液为无色透明的

13、是（ ）AMnO4-、K+、Na+、SO42-BNa+、K+、AlO2-、Cl-CMg2+、NH4+、Cl-、NO3-DBa2+、K+、S2-、SO42-5（1993）向某溶液中加入过量的盐酸生成白色沉淀；过滤后向滤液中加入过量的氨水，使溶液呈碱性又有白色沉淀生成；再过滤向滤液中加入碳酸钠溶液，又生成白色沉淀。原溶液中含有的离子可能是（ ）AAg+、Cu2+、Ba2+BAg+、Ba2+、Al3+CAg+、Al3+、Ca2+DAl3+、Mg2+、K+6（1993）下列各组离子：（1）I-、ClO-、NO3-、H+，（2）K+、NH4+、HCO3-、OH-，（3）SO32-、SO42-、Cl-、O

14、H-，（4）Fe3+、Cu2+、SO42-、Cl-，（5）H+、K+、AlO2-、HSO3-，（6）Ca2+、Na+、SO42-、CO32-在水溶液中能大量共存的是（ ）A（1）和（6）B（3）和（4）C（2）和（5）D（1）和（4）7（1988）下列各组离子在水溶液中能大量共存的是（ ）AK+、HCO3-、CO32-、Br-BCO32-、HCO3-、OH-、K+CFe3+、Cu2+、NO3-、SO42-DH+、Cl-、Na+、SO32-8（1991，上海）把金属铁加入氯化铁、氯化亚铁和氯化铜混合液中，反应后铁有剩余，则溶液中浓度最大的阳离子是（ ）ACu2+BFe3+CFe2+DH+9（19

15、96）下列各组离子，在强碱性溶液中可以大量共存的是（ ）AK+、Na+、HSO3-、Cl-BNa+、Ba2+、AlO2-、NO3-CNH4+、K+、Cl-、NO3-DK+、Na+、ClO-、S2-10（1995）在pH=1的溶液中，可以大量共存的离子组是（ ）ANa+、K+、S2-、Cl-BAl3+、Mg2+、SO42-、Cl-CK+、Na+、AlO2-、NO3-DK+、Na+、SO42-、S2O32-11（1997）下列各组离子，在强碱性溶液中可以大量共存的是（ ）AI-、AlO2-、Cl-、S2-BNa+、K+、NH4+、Ba2+CBr-、S2-、Cl-、CO32-DSO32-、NO3-、

16、SO42-、HCO3-12（1998）将铁屑溶于过量的盐酸后，再加入下列物质，会有三价铁生成的是（ ）A硫酸B氯水C硝酸锌D氯化铜13（1999）下列各组离子在溶液中既可以大量共存，且加入氨水后也不产生沉淀的是（ ）ANa+、Ba2+、Cl-、SO42-BK+、AlO2-、NO3-、OH-CH+、NH4+、Al3+、SO42-DH+、Cl-、CH3COO-、NO3-二选择题:以下是各届高考中离子浓度问题14（1985）将10mL0.1molL-1的氨水和12mL0.1molL-1的盐酸混合后，溶液里各种离子物质的量浓度由大到小的顺序是（ ）AC(Cl-)C(NH4+)C(OH-)C(H+)BC

17、(Cl-)C(NH4+)C(H+)C(OH-)CC(H+)C(OH-)C(Cl-)C(NH4+)DC(Cl-)C(H+)C(NH4+)C(OH-)EC(H+)C(Cl-)C(NH4+)C(OH-)15（1989）下列溶液中的C(Cl-)与50mL1mol/L的氯化铝溶液中的C(Cl-)相等的是（ ）A150mL1molL-1的氯化钠B75mL2molL-1的氯化铵C150mL3molL-1氯化钾D75mL1moLL-1的氯化铝16（1989）将等体积的0.4mol/LCH3COONa溶液与0.2mol/LHNO3溶液混合，混合液中各离子浓度由大到小的顺序排列为_。17（1995）100mL0.

18、1molL-1醋酸与50mL0.2molL-1氢氧化钠溶液混合，在所得溶液中（ ）AC(Na+)C(CH3COO-)C(OH-)C(H+)BC(Na+)C(CH3COO-)C(H+)C(OH-)CC(Na+)C(CH3COO-)C(H+)=C(OH-)DC(Na+)=C(CH3COO-)C(OH-)C(H+)18（1996）将pH=3的盐酸溶液和pH=11的氨水等体积混合后，溶液中离子浓度关系正确的是（ ）AC(NH4+)C(Cl-)C(H+)C(OH-)BC(NH4+)C(Cl-)C(OH-)C(H+)CC(Cl-)C(NH4+)C(H+)C(OH-)DC(Cl-)C(NH4+)C(OH-)

19、C(H+)19（1997）0.1molL-1NaOH和0.1molL-1NH4Cl溶液等体积混合后，离子浓度大小正确的次序是（ ）AC(Na+)C(Cl-)C(OH-)C(H+)BC(Na+)=C(Cl-)C(OH-)C(H+)CC(Na+)=C(Cl-)C(H+)C(OH-)DC(Cl-)C(Na+)C(OH-)C(H+)20（1998）等体积等浓度的MOH强碱溶液和HA弱酸溶液混合后，混合液中有关离子的浓度应满足的关系是（ ）AC(M+)C(OH-)C(A-)C(H+)BC(M+)C(A-)C(H+)C(OH-)CC(M+)C(A-)C(OH-)C(H+)DC(M+)+C(H+)=C(A-

20、)+C(OH-)研究性习题21有五瓶溶液分别是：10mL0.6molL-1的NaOH水溶液，20mL0.5molL-1的H2SO4水溶液，30mL0.4molL-1HCl水溶液，40mL0.30moLL-1HAc水溶液，50mL和0.20molL-1蔗糖水溶液。以上各瓶溶液所含离子，分子总数的大小顺序是（ ）ABCD220.01molL-1Na2S溶液中，下列各种关系不正确的是（ ）AC(OH-)=C(HS-)+C(H+)+2C(H2S)BC(Na+)=2C(S2-)+2C(HS-)+2C(H2S)CC(H+)+C(Na+)=C(OH-)+C(HS-)+2C(S2-)DC(OH-)=C(HS-)+C(H+)+C(H2S)230.01molL-1H2S溶液中，下列关系正确的是（ ）AC(H+)=C(HS-)+C(OH-)+2C(S2-)BC(H+)=C(HS-)+C(S2-)CC(H+)=