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高中化学之离子能否共存的原因与判断方法(重点_难点_常考点!!!!!!)

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离子能否共存的原因与判断方法

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离子能否共存的原因与判断方法(重点,难点,常考点!!!)

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。下面就离子能否共存的原因与判断方法归纳如下:

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: ①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 Ba、Ca与CO3、SO3、SO4、PO4、SiO3等;再如常见的Ag与Cl、Br、I、PO4、CO3、SO4、S等。

②弱碱的阳离子不能与OH大量共存。如常见的Fe、Fe、Cu、NH4、Ag、Mg、Al、Zn等与OH不能大量共存。

③弱酸根阴离子不能与H大量共存。如常见的CH3COO、F、CO3、SO3、S、PO4

等与H不能大量共存。

④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、HPO4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:

①在酸性条件下,MnO4具有较强的氧化性,与常见的Cl、Br、I、S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、S、Fe、SO3等不能大量共存。

②在中性条件下,NO3与I、Fe等可以大量共存。

③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、Fe、S、SO3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:

① Al与HS、S、CO3、HCO3、AlO2、SiO3、ClO等;

② Fe与CO3、HCO3、AlO2、ClO等;

③ NH4与AlO2、SiO3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FeCl3与NaHCO3溶液混合的离子反应方程式为:Fe+ 3HCO3=== Fe(OH)3↓ + 3CO2↑,该类反应要注意电荷守恒。

④NH4与CH3COO、CO3,Mg与HCO3等组合中,虽然两种离子都能水解且相互促进,但

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离子能否共存的原因与判断方法

——————————————————————————————————————— 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Fe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Al、Fe、Cu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、CO3、PO4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。

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:

① 限定溶液的颜色,若题目限定是无色透明的,则一定没有Fe(浅绿色)、Fe(棕黄色)、Cu(蓝色)、MnO4(紫色)等离子;还要注意“透明”不是“无色”。

②限定溶液酸碱性,

a.“在强酸性(或pH=1)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pH=14)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)= 1×10

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mol/L的溶液中,或在由水电离出c(OH)= 1×10

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(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Al、Fe、Cu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、CO3、PO4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。

③ 限定反应类型

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离子能否共存的原因与判断方法

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“因氧化还原反应„„”,即只考虑离子间的氧化还原反应;

④限定溶液中已存在的离子

如“溶液中已存在Fe、Cl”,则OH、SCN、Ag等离子不能大量共存。

三、链接高考

【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 mol·L的KNO3溶液:H、Fe、Cl、SO4

B.甲基橙呈红色的溶液:NH4、Ba、AlO2、Cl

C. pH=12的溶液:K、Na、CH3COO、Br

D.与铝反应产生大量氢气的溶液:Na、K、CO3、NO3

解析:本题以溶液中离子共存的方式考查学生对的氧化性、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、SO3 B. c(H)=1.0×10

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mol/L溶液中:C6H5O、K、SO4、Br

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C. Na2S溶液中:SO4、 K、Cl、Cu D. pH=12的溶液中:NO3、I、Na、Al

解析:饱和氯水具有强氧化性,能将SO3氧化成SO4,A中不能大量共存;c(H)=1.0×10

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mol/L溶液,说明该溶液显碱性,因此可以大量共存;S和Cu可以结合生成难溶性CuS

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沉淀,所以不能大量共存;pH=12的溶液,说明该溶液显碱性,而Al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、SiO3 B. Ag、Fe、Cl、SO4 C.K、SO4、Cu、NO3

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D.NH4、OH、Cl、HCO3

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离子能否共存的原因与判断方法

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解析:本题考察离子共存问题。SiO3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;Ag与Cl和SO4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CO3,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

A.K、SiO3、Cl、NO3 B.H、NH4、Al、SO4 C.Na、S、OH、SO4 D.Na、C6H5O、CH3COO、HCO3

解析:SiO3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、Ba、Mg、H、OH、Cl、HCO3、SO4中的不同阳离子和阴离子各一种组成。已知:①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;② 0.1mol/L乙溶液中c(H)>0.1mol/L;③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Ba B.乙溶液含有SO4 C.丙溶液含有Cl D.丁溶液哈有Mg

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NH4HCO3。

答案:D

【例题6】(2011上海高考)某溶液中可能含有Na、NH4、Ba、SO4、I、S。分别取样:①用pH计测试,溶液显弱酸性;②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 B.SO4 C. Ba D.NH4

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、S。所以必需含有SO4,故不能有Ba。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、Al、SO4、NO3 B. K、Na、AlO2、NO3

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离子能否共存的原因与判断方法

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C. K、NH4、MnO4、SO4 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、S B. K、Na、NH4、Ba C. Cl、Br、CO3、S D. HCO3、SO4、SO3、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=== NH3·H2O;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CO3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、SO4、H2PO4 B. Fe、Fe、SO4、Cl C. Cl、H、Na、S2O3 D. Na、Cu、S、SO4

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、SO4、Fe B.使紫色石蕊变红的溶液:Fe、Mg、Cl、NO3 C. c(H)=1×10

解析:A选项,碱性条件下Fe不能大量共存;B选项,Fe、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、Fe B. pH=0的溶液中:Fe、Cl、NO3、HCO3 C.含MnO4的溶液中:Fe、NO3、Mg、SO4 D.与Al反应能产生H2的溶液中:Mg、NO3、Cl、K

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mol/L的溶液:K、Ba、Cl、Br

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D.碳酸氢钠溶液:K、SO4、Cl、H

离子能否共存的原因与判断方法

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解析:注意题目中的隐含信息,A选项为无色溶液,Fe为浅绿色,故错误;B选项为强酸性溶液,NO3(H)具有强氧化性,与Fe不能大量共存,且H与HCO3也不能大量共存;C选项中虽然含强氧化性的MnO4,但题组中的离子部不能被MnO4氧化,因此符合题意;D选项能与Al反应能产生H2的溶液可能呈强酸性,也可能呈强碱性,若为强酸性,由于有NO3

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与Al反应不能产生H2,而是生成含低价氮的物质,若为强碱性,因为题组中含Mg,故也 答案:C

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不能大量共存。

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