亦谈离子共存

亦谈离子共存

罗永祥

罗永祥(犍为县罗城中学四川犍为614400)

【摘要】历届高考有关溶液中离子能否共存问题是中学化学中的常考问题。从高考中有关离子共存问题的难度上分析，这类问题都属于中等难度偏易题，但这类题的区分度都比较高。也就是说，题不难，但学生在这类题上能否得分差异较大。

【关键词】高考；离子；共存

离子共存：指在溶液中，若离子间相互不发生化学反应，则离子能大量共存；若离子间有互相能发生的离子，则这些离子不能大量共存。新课程中对元素及化合物的性质要求的调整，导致离子共存这类题目的难度增加，究其原因，主要是同学们对离子共存知识掌握不完整，物质间相互反应的规律不清晰，同学们在元素及其化合物知识的学习中，没有将众多的元素及其化合物知识统摄整理，使之网络化并进行有序的存储，因而在提取、再现、辨认时，或出现错误，或发生障碍，或不完整。也有在解决问题时缺乏信心等因素造成。

历届高考有关溶液中离子能否共存问题是中学化学中的常考问题。从高考中有关离子共存问题的难度上分析，这类问题都属于中等难度偏易题，但这类题的区分度都比较高。也就是说，题不难，但学生在这类题上能否得分差异较大。为了让同学们能更好地掌握离子共存相关知识，就以下三方面介绍离子共存。

1.离子共存的判别

①在酸性溶液中不能共存的离子有：OH-、弱酸根离子（包含弱酸酸式根离子）。

常见的叙述有能使PH试纸变红的溶液、强酸性溶液、PH=3的溶液、甲基橙呈红色的溶液、紫色石蕊试液呈红色的溶液、加入镁粉能放出氢气的溶液等。

②在碱性溶液中不能共存的离子有：H+、NH4+、弱碱阳离子、弱酸酸式根离子、HSO4-等

常见的叙述有能使PH试纸变蓝的溶液、强碱性溶液、PH=12的溶液、红色石蕊试纸变蓝的溶液、酚酞呈红色的溶液、的加入铝粉反应后生成AlO2-的溶液、既能溶解Al(OH)3又能溶解H2SiO3的溶液等。

③可能是酸性溶液、也可能是碱性溶液：这种情况溶液中一般不存在弱离子。

常见的叙述有某溶液中由水电离的H+或OH-的浓度为10-11mol/l、能使Al反应放出H2的溶液、甲基橙呈黄色的溶液等。

④离子间彼此能结合生成难溶性或微溶性物质的离子不能大量共存。要掌握好此点，就需要记住各物质的溶解度。

⑤离子间能形成络合离子或络合物，则离子不能大量共存：如Fe3+和SCN-、C6H5O-因发生络合反应而不能大量共存。

⑥在溶液中，强氧化性微粒与强还原性微粒因发生氧化还原反应而不能大量共存。

若题目中出现氧化性微粒：Fe3+、MnO4-(H+)、NO3-(H+)、CIO-；还原性微粒：Fe2+、S2-、HS-、SO32-、HSO3-、I-等时，若二者同时存在要考虑各离子组中的离子是否发生氧化还原反应。如Fe3+与S2-、SO32-、HSO3-、I-；MnO4-(H+)与Cl-；MnO4-(H+)、NO3-(H+)与Fe2+、S2-、HS-、SO32-、HSO3-、I-等离子不能大量共存。

⑦弱酸根离子与弱碱阳离子因发生双水解而不能大量共存（部分弱酸的铵盐例外）。

2.离子共存的解题注意要点

解决“离子共存”问题可从离子间的反应规律入手，按照上面的七点逐条对照。

①审题干或题设，判别溶液的酸碱性：

②关注题干或题设的其他条件：如溶液有无颜色：加入物质产生什么现象?含有Fe3+、Al3+或其他离子等。

③注意题目要求“大量共存”还是“不能大量共存”；“一定大量共存”还是“可能大量共存”。

例1：某无色透明的溶液中，下列各组离子能大量共存的是。

A、MnO4-、Cl-、Ba2+、HSO4-B、NO3-、AlO2-、K+、HCO3-、

C、K+、OH-、Cl-、Na+D、：H+、Na+、NO3-、I-

解析：解决本题的关键词是无色透明溶液和能大量共存两个条件。答案为C项。

例2：若溶液能与Al反应放出H2，满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是。

A、K+、Na+、NO3-、Cl-B、K+、Na+、Cl-、SO42-

C、K+、Na+、Cl-、AlO2-D、K+、NH4+、SO42-、NO3-

解析：解决本题的关键是判断溶液为酸性(含有H+)或碱性(含有OH-)溶液。正确选项应满足在酸性或碱性都能大量共存的条件，同时，酸性条件下，如果溶液中含有NO3-，则金属与之反应，不能产生H2，只有B项符合题意。

例3、下列离子在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存的是。

A、H+、NO3-、Fe2+、Na+B、Ag+、NO3-、I-、K+

C、K+、Fe3+、SCN-、SO42-D、Cu2+、NH4+、Br-、S2-

解析：正确选项应满足发生氧化还原反应、不能大量共存两个条件。A项中H+、NO3-、Fe2+能发生氧化还原反应，故答案为A项。

3.离子推断

离子推断题是离子反应的主要题型之一，主要考查学生定性分析和定量分析的综合思维能力。他因其涉及的知识面广，综合性强，思维容量大，并且能有效地考查离子反应的所有知识而备受高考的青睐。

解决离子推断一般按照以下步骤分析：

①离子分组：根据题干给出的离子分为阳离子组和阴离子组。如果溶液中出现了H+和OH-、就分为H+组和OH-组。

②利用离子共存原则，初步判别哪些离子一定不能同时存在。

③审题干、框图，有时结合题设，筛选出肯定存在或不存在的离子。______________。

④根据实验操作，结合实验现象，分析可能或一定发生的化学反应，推出可能、一定存在或不存在的离子。

⑤特别注意：①审准题设要求，是可能还是一定。当肯定存在某种离子时，思考是否存在另一种离子，或一定不存在某一种离子。反之亦然。②取样是原溶液还是某一步骤的溶液；③加入的物质中是否引入了原混合溶液中的离子；④新生成的离子是否有原混合溶液中的离子。

例：某无色溶液，其中可能存在如下离子：Na+、Ag+、Ba2+、Al3+、AlO2-、S2-、CO32-、SO32-、SO42-、，现取该溶液进行有关实验，结果与下图所示。

试回答下列问题：

①生成沉淀甲的离子方程式为_________________。

②由溶液甲生成沉淀乙的离子方程式_________________。

③沉淀丙是_________________。如何用一化学实验确定其成分_________________。

④气体甲的成分有哪几种可能_________________。

⑤综合上述信息，可以肯定存在的离子有_________________。

一定不存在的离子是_________________，可能存在的离子是_________________。

解析：①学生容易从“HBr”和“浅黄色沉淀”就不经思考地简单地把沉淀甲判断为AgBr。如果深入全面地分析一下题给的各种可能存在的离子，若无色溶液中有Ag+、，那么AlO2-、S2-、CO32-、SO32-、SO42-、等都不能大量存在，则，溶液中不存在阴离子，所以原溶液中不存在Ag+。由此可判断出沉淀甲就是单质硫，生成甲的离子方程式只能为：2S2-＋SO32-＋6H+＝3S↓＋3H2O。②要判断沉淀乙的成分，首先得弄清溶液甲中可能存在的离子。由于原无色溶液中必含有S2-、SO32-、等离子，原溶液中不可能含有Ag+、Ba2+、Al3+等离子，溶液甲中自然也不可能有这些离子，要跟NH4HCO3反应生成白色沉淀乙、气体乙，似乎不可能。这时就需要换个角度分析，原无色溶液中加入过量HBr后有没有可能生成一种能跟NH4HCO3反应生成白色沉淀的离子呢?自然就会想到：AlO2-→Al3+,所以沉淀乙是Al(OH)3，由溶液甲生成沉淀乙的离子方程式为：Al3+＋3HCO3-＝Al(OH)3↓＋3CO2↑，原溶液中应有AlO2-。③从原无色溶液→溶液甲→溶液乙，可分析出溶液乙跟过量Ba(OH)2反应生成的白色沉淀中必定有BaCO3，还可能有BaSO4。为了进一步确定沉淀丙中有无BaSO4，可在所得沉淀中加入过量稀盐酸，若沉淀不能全部溶解说明其中有BaSO4。由此可确定无色溶液中是否含有SO42-，综上所述原溶液中可能存在CO32-。④要分析气体甲的可能组成，需结合定量关系来判断。若S2-、SO32-、恰好全部反应生成S，气体可能是CO2；若S2-过量，气体可能是H2S或H2S和CO2混合气体；若SO32-过量，气体甲可能是SO2或SO2和CO2的混合气体。5.综合上述各个结果，得出原溶液中一定存在的离子只有AlO2-、S2-、SO32-三种。事实上，任何溶液中必定电荷守恒，它应同时既有阴离子，又有阳离子，想到这一层，就得出一定存在的离子还有Na+。可能存在的是CO32-、SO42-。参考答案如下：

①2S2-＋SO32-＋6H+＝3S↓＋3H2O

②Al3+＋3HCO3-＝Al(OH)3↓＋3CO2↑

③BaCO3或BaCO3与BaSO4的混合物；）在所得沉淀丙中加入稀盐酸，若沉淀全部溶解，说明沉淀丙是BaCO3，若沉淀仅部分溶解，说明沉淀是BaCO3和BaSO4的混合物。

②气体甲有5种可能：①H2S②SO2③CO2④CO2和H2S⑤CO2和SO2

⑤Na+、AlO2-、S2-、SO32-；Ag+、Ba2+、Al3+；CO32-、SO42-。