怎樣判斷離子共存問題 如何判斷離子共存問題
判斷離子共存問題有以下六點(diǎn):
1、生成難溶性或微溶性的物質(zhì)
如果溶液中的某些離子之間能夠反應(yīng)有難溶性或微溶性的物質(zhì)生成,則溶液中的這些離子就不能大量共存。
常見易生成難溶物質(zhì)的離子如下:
SO₄²⁻與Ba²⁺、Ag⁺;OH⁻與Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Mg²⁺、Al³⁺。
Ag⁺與Cl⁻、Br⁻、I⁻、CO₃²⁻、SO₃²⁻、S²⁻。
Mg²⁺、Mn²⁺、Zn²⁺、Ba²⁺、Ca²⁺與CO₃²⁻、SO₃²⁻、PO₄³⁻。
S²⁻與Cu²⁺、Pb²⁺;Ca²⁺與SO₄²⁻等不能大量共存。
原理:金屬陽離子能夠結(jié)合酸根離子或者陰離子生成難溶性或者微溶性的物質(zhì)。
2、生成難電離的物質(zhì)
如果溶液中的某些離子間結(jié)合有難電離的物質(zhì)生成,則溶液中的這些離子之間就不能大量共存。
常見易生成難電離的離子如下:
(1) H⁺與OH⁻、Cl⁻、O⁻、CH₃COO⁻、F⁻、S²⁻因生成水和弱酸而不能共存。
(2) OH⁻與H⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Mg²⁺、Al³⁺因生成弱堿和水,所以不能大量共存。
3、生成揮發(fā)性物質(zhì)
如果溶液中離子間能結(jié)合有揮發(fā)性的物質(zhì)生成,則溶液中的這些離子不能大量共存。
4、生成配合物
如果溶液中離子間能結(jié)合有絡(luò)合物生成,則這些離子不能共存。
例如:Fe³⁺和SCN⁻。
原理:3SCN⁻+Fe³⁺=FeSCN₃生成絡(luò)合物硫氰化鐵等。
5、離子間發(fā)生雙水解
如果溶液中存在弱酸和弱堿,則弱酸對應(yīng)的酸根離子和弱堿對應(yīng)的金屬陽離子或銨根離子反應(yīng),相互促進(jìn)發(fā)生雙水。
6、離子間發(fā)生氧化還原反應(yīng)
如果溶液中有還原性較強(qiáng)的離子,則溶液中不能存在較強(qiáng)氧化性的離子,兩類離子不能大量共存。
例如:H⁺和NO³⁻同時存在, 則不能與S²⁻、Fe²⁺、I⁻共存等。
原理:H⁺與NO³⁻結(jié)合生成的硝酸,硝酸有強(qiáng)氧化性與還原性較強(qiáng)的S²⁻、Fe²⁺、I⁻等離子發(fā)生氧化還原反應(yīng), 不能共存。
參考資料來源:百度百科-離子共存
離子共存問題(離子共存5類題型例析)
離子共存問題的判斷,可以按“一色、二性、三特殊、四反應(yīng)”的解題思路進(jìn)行。一色即溶液的顏色:如“無色透明的溶液”,則不含有色離子,如:Fe3+(棕黃色)、Fe2+(淺綠色)、Cu2+(藍(lán)色)和MnO4-(紫紅色)等離子。離子共存題是中考中重現(xiàn)率較高的題,題型新穎、靈活。但是雖然每年的考題在形式上常有所改變,但考查內(nèi)容卻變化不大。下面結(jié)合近年中考試題,對離子共存題常見題型進(jìn)行歸納總結(jié)例析:
一、5類題型解析
1.“無色透明”條件型
例1 某無色透明的溶液中,下列各組離子能大量共存的是( )。
A.H+、Cl-、Ba2+、CO32-
B.Ag+、Cl-、K+、NO3-
C.K+、OH-、Cl-、Na+
D.Fe3+、Cl-、NO3-、Na+
解析: 正確選項應(yīng)滿足無色透明、能大量共存兩個條件。答案為C項。
2.“酸性”條件型
常見的敘述有酸性溶液、pH=1的溶液、能使pH試紙變紅的溶液、紫色石蕊試液呈紅色的溶液、加入鎂粉能放出氫氣的溶液等。若題目中限定溶液呈酸性,則溶液中有H+存在,其中不能大量含有OH-、弱酸根離子(如CO32-等)以及弱酸的酸式根離子(如HCO3-等)。
例2 在pH=1的溶液中,可以大量共存的離子是( )。
A.K+、Na+、SO42-、CO32-
B.NH4+、Mg2+、SO42-、Cl-
C.Na+、K+、OH-、Cl-
D.K+、Na+、HCO3-、NO3-
解析: 正確選項應(yīng)滿足pH=1(有H+存在)、可以大量共存兩個條件。答案為B項。
3.“堿性”條件型
常見的敘述有堿性溶液、pH=14的溶液、能使pH試紙變藍(lán)的溶液等。若題目中限定溶液呈堿性,則溶液中有OH-存在,其中不能大量含有H+、如NH4+、Mg2+、Ag+、Al3+、Zn2+、Cu2+、Fe2+、Fe3+等陽離子。
例3 在某堿性溶液中可以大量共存的離子組是( )。
A.K+、Na+、H+、NO3-
B.Na+、SO42- 、Cl-、CO32-
C.H+、Mg2+、SO42- 、NO3-
D.Ag+、K+、NO3- 、Na+
解析: 正確選項應(yīng)滿足溶液有OH-存在、可以大量共存兩個條件,只有B項符合題意。
4.離子推斷型
例4 在分開盛放的A、B兩溶液中,共含有Na+、Cu2+、Ba2+、Mg2+、NO3- 、OH-、SO42- 七種離子,兩溶液里所含離子各不相同,已知A溶液里含有三種陽離子和兩種陰離子,其余在B溶液里,則B溶液里所含離子應(yīng)該是_____________。
解析: 解此題關(guān)鍵應(yīng)以那些離子在溶液中不能共存為考慮出發(fā)點(diǎn)。因?yàn)镃u2+、Mg2+不能與OH-共存,Ba2+與SO42-不能共存,而Na+、NO3-與其他離子都能共存,所以A溶液里含有Na+、Cu2+、Mg2+、NO3-、SO42-,B溶液里含有Ba2+和OH-。
5.聯(lián)系實(shí)際型
例5 甲、乙兩個相鄰的化工廠排放的污水中含有Ag+、Ba2+、Fe3+、Na+、Cl-、SO42- 、NO3- 、OH-這8種離子中各不相同的4種離子若單獨(dú)排放會污染環(huán)境,如將甲、乙兩廠的污水按適當(dāng)比例充分混合經(jīng)沉淀后排放出的污水轉(zhuǎn)為無色澄清的硝酸鈉溶液,污染程度大大降低,又測得甲工廠污水的pH大于7,試判斷甲廠污水中含有的4種離子是:_____________,乙工廠污水中含有的4種離子是:_____________。
解析: 從題目的條件分析可知,甲、乙兩廠各含4種離子且各不相同,甲廠污水的pH又大于7,因此甲廠污水中含有OH-,又知Ag+、Fe3+與OH-;Ag+與Cl-、SO42- ;Ba2+與SO42-不能共存,所以甲廠污水中含有的四種離子是:Na+、Cl-、SO42- 、OH-,乙廠污水中含有的四種離子是:Ag+、Fe3+、Ba2+、NO3- 。
二、解題思路點(diǎn)撥
1.平時做選擇型離子共存題時,最好將四個選項都分析一遍,考試時為節(jié)省時間,最好用排除法。
2.分析時要看清楚題目要求回答的是能大量共存還是不能大量共存、是一定能大量共存還是可能大量共存等問題,不要作出相反的答案。
3.具體到題目中時,可能是上述條件之一,也可能是上述條件的組合,分析時,要逐一找出,同時滿足要求,才能作出正確解答。
三、跟蹤訓(xùn)練
1.下列各組離子在溶液中能大量共存的是()。
A.酸性溶液Na+、K+、CO32-、Cl-
B.酸性溶液Fe3+、NH4+、Na+、NO3-
C.堿性溶液Na+、K+、NH4+、SO42-
D.堿性溶液Ba2+、Na+、CO32-、Cl-
2.在某溶液加入鎂粉能放出氫氣。下列離子在該溶液中不能大量存在的是()。
A.SO42- B.Cl- C.NO3- D.CO32-
3.已知某溶液中存在較多的H+、SO42-、NO3-,則該溶液中還可能大量存在的離子組是()。
A.Na+、OH-、Cl-
B.Mg2+、Ba2+、Cl-
C.Mg2+、CO32-、Cl-
D.Na+、NH4+、Cl-
4.在pH=l含Ba2+離子的溶液中,還能大量存在的離子是()。
A.CO32- B.OH- C.Cl- D.SO42-
5.在pH=1的無色溶液中能大量共存的離子組是().
A.NH4+、Mg2+、SO42-、Cl-
B.Ba2+、K+、OH-、NO3-
C.Al3+、Cu2+、SO42-、Cl-
D.Na+、Ca 2+、Cl-、CO32-
6.在A、B兩組溶液中共含有七種離子:Na+、Cu2+、Ba2+、Mg2+、NO3-、OH-、SO42-;已知兩溶液中含離子各不相同,A溶液中含有四種離子,且能使紫色石蕊試液藍(lán)色,則B溶液中含有的離子是 。
參考答案:
1.B
2.D
3.D
4.C
5.A
6. Cu2+、Mg2+、SO42-
化學(xué)離子共存問題
發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)
1、有氣體產(chǎn)生。 H+與CO32ˉ、HCO3ˉ、SO32ˉ、HSO3ˉ、S2
ˉ、HSˉ等不能共存
如CO32-、S2-、HS-、HSO3-、等易揮發(fā)的弱酸的酸根與H+不能大量共存, 主要是由于CO32-+2H+=CO2↑+H2O、HS-+H+=H2S↑。
2、有沉淀生成。
①SO42
ˉ與Ba2+
、Ca2+
、Ag+
等不能共存;
②CO32
ˉ與Ba2+
、Ca2+
、Mg2+
、Ag+
、Cu2+
、Zn2+
等不能共存;
③S2
ˉ與Cu2+
、Pb2+
、Fe2+
、Hg2+
、Ag+
等不能共存;
④OHˉ與Mg2+
、Al3+
、Fe2+
、Fe3+
、Cu2+
、Ag+
、Zn2+
等不能共存;
⑤AlO2ˉ與HCO3ˉ不能大量共存:AlO2ˉ+HCO3ˉ+H2O=Al(OH)3↓+CO32
ˉ Mg2+不能與SO42-大量共存
主要是由于Ba2++CO32-=CaCO3↓、Ca2++SO42-=CaSO4(微溶); Cu2+、Fe3+等不能與OH-大量共存
也是因?yàn)镃u2++2OH-=Cu(OH)2↓,F(xiàn)e3++3OH-=Fe(OH)3↓等。
3、有弱電解質(zhì)生成。
如OH-、CH3COO-、PO43-、HPO42-、H2PO-等與H+不能大量共存, 主要是由于OH-+H+=H2O、CH3COO-+H+=CH3COOH; 一些酸式弱酸根不能與OH-大量共存 是因?yàn)镠CO3-+OH-=CO32-+H2O、 HPO42-+OH-=PO43-+H2O、 NH4++OH-=NH3·H2O等。
4、一些容易發(fā)生水解的離子,在溶液中的存在是有條件的。
如AlO2-、S2-、CO32-、C6H5O-等必須在堿性條件下才能在溶液中存在; 如Fe3+、Al3+等必須在酸性條件下才能在溶液中存在。
這兩類離子不能同時存在在同一溶液中,即離子間能發(fā)生“雙水解”反應(yīng)。 如3AlO2-+3Al3++6H2O=4Al(OH)3↓等。
(二)、由于發(fā)生氧化還原反應(yīng),離子不能大量共存
①H+
與OHˉ、AlO2ˉ、SiO32
ˉ、ClOˉ、Fˉ、PO43
ˉ、HPO42
ˉ、H2PO4ˉ、CH3COOˉ、C6H5Oˉ等不能大量共存;
②OHˉ與H+
、NH4+
、HCO3ˉ、HSO3ˉ、HSˉ、H2PO4ˉ、HPO42
ˉ等不能大量共存; 若是酸性溶液,所有弱酸根離子和OH-不能大量共存。在中學(xué)化學(xué)中不能在酸性溶液中共存的離子有:OH-、AlO2-、CO32-、HCO3-、SiO32-、SO32-、HSO3-、S2O32-、S2-、HS-、ClO-、F-、PO43-、H2PO4-、C6H5O-、CH3COO-、-OOC-COO-、C6H5COO-、CH3CH2O-、SCN-、H2N-CH2-COO-等;
若是堿性溶液,則所有弱堿陽離子及H+均不能大量共存。在中學(xué)化學(xué)中不能在堿性溶液中大量共存的是:H+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、Ag+、Zn2+、Mg2+、Al3+、NH4+、HCO3-、HPO42-、H2PO4-、HSO3-、HS-、HOOC- COO-等。
1、具有較強(qiáng)還原性的離子不能與具有較強(qiáng)氧化性的離子大量共存。 如I-和Fe3+不能大量共存
是由于2I-+2Fe3+=I2+2Fe2+。
2、在酸性或堿性的介質(zhì)中由于發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存
。(1)在酸性條件下
①NO3ˉ與Iˉ、Brˉ、Fe2+
、S2
ˉ、HSˉ、SO32
ˉ、HSO3ˉ等不能共存; ②S2
ˉ與SO32
ˉ等不能共存; (堿性條件下可以共存)
③MnO4ˉ與Iˉ、Brˉ、Clˉ、S2
ˉ、HSˉ、SO32
ˉ、HSO3ˉ、Fe2+
等不能共存;
④ClOˉ與Fe2+
、Iˉ、S2
ˉ、HSˉ、SO32
ˉ、HSO3ˉ等不能共存;
(2)Fe2+
與S2
ˉ、HSˉ、SO32
ˉ、HSO3ˉ、Iˉ等不能共存;
如NO3-和I-在中性或堿性溶液中可以共存,但在有大量H+存在情況下則不能共存;
SO32-和S2-在堿性條件下也可以共存,但在酸性條件下則由于發(fā)生2S2-+SO32-+6H+=3S↓+3H2O反應(yīng)不能存在。
(三)、由于形成絡(luò)合離子,離子不能大量共存 (1)Fe3+和SCN-、C6H5O-不能共存;
(2)Ag+
與NH4+
在堿性條件下不能共存。
如Fe3+與SCN-不共存;Ag+與NH3·H2O分子不共存;Ag+與CN-不共存。 由于Fe3++SCN- [Fe(SCN)]2+等絡(luò)合反應(yīng)而不能大量共存。
(四)、能水解的陽離子跟能水解的陰離子在水溶液中不能大量共存。 例:Al3+和HCO3-,Al3+和S2-等
雙水解
(1)Al3+
與AlO2ˉ、HCO3ˉ、CO32
ˉ、HSˉ、S2
ˉ、SO32
ˉ、HSO3ˉ、SiO32
ˉ、ClOˉ、C6H5Oˉ等不能共存;
(2)Fe3+
與AlO2ˉ、HCO3ˉ、CO32
ˉ、SiO32
ˉ、ClOˉ等不能共存; (3)NH4+
與AlO2ˉ、SiO32
ˉ等不能共存;
Al3+與CO32-、SO32-、HCO3-、HSO3-、HS-、AlO2-不共存; AlO2-與Fe3+、Fe2+、Zn2+、Cu2+、Ag+、NH4+不共存;
SiO32-與NH4+不共存。
(1)由于水解和電離的相互影響而不能大量共存。AlO2-與HCO3-雖然均屬于弱酸根離子,水溶液因水解呈堿性,但H3AlO3的酸性太弱,AlO2-的水解能力太強(qiáng),含有AlO2-的水溶液中[OH-]較大,能直接與HCO3-作用生成Al(OH)3沉淀和CO32-。故AlO2-與HCO3-不能共存于同一溶液中。
與其類似的還有AlO2-與HSO3-、HS-、H2PO4-、HPO42-等。
(2)具有氧化性的某些含氧酸根離子(如NO3-)若不是在酸性溶液中,則能與某些還原性較強(qiáng)的離子(如S2-、I-、Fe2+等)共存。因?yàn)檫@些含氧酸根離子只有在酸性條件下才能表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性。又如:MnO4-在堿性條件下能氧化SO32-、S2O32-、S2-、I-,但不能氧化Cl-、Br-;在酸性條件下,MnO4-的氧化性很強(qiáng),常溫下就能氧化Cl-、Br-。
(3)水解能力弱的弱堿陽離子與弱酸根離子(如Mg2+與HCO3-、Mg2+與HSO3-等),可以不考慮它們之間的雙水解,能共存于同一溶液中。
限制酸性溶液的條件
1. PH=1的溶液 2.使紫色石蕊溶液呈紅色 3.使甲基橙呈紅色 4.加鎂粉放氫氣
5.c(oH-)為十的負(fù)十四次方 隱含有H-
限制堿性的條件
1.PH=14的溶液 2.使pH變藍(lán) 3.使紅色石蕊變藍(lán) 4.酚酞呈紅色 5.甲基橙呈黃色
6.c(H+)為十的負(fù)十四次方 隱含有OH- 可酸可堿的條件
1.水電離c(OH-)或者c(H+)濃度為十的負(fù)N次方摩爾每升 2.加入鋁粉有氫氣產(chǎn)生
3.HCO3-離子不能穩(wěn)定存在的溶液
審題時應(yīng)注意題中給出的附加條件 ①酸性溶液(H+)、堿性溶液(OH-)
“與Al反應(yīng)能放出H2的某溶液”,
可能是強(qiáng)酸性溶液(其中不可能含NO3ˉ),也可能是強(qiáng)堿溶液。、 由水電離出的H+或OH-=1×10-10mol/L的溶液等。
②有色離子MnO4-,F(xiàn)e3+,F(xiàn)e2+,Cu2+,F(xiàn)e(SCN)2+。
如:Fe2+
(淺綠色)、Fe3+
(黃色)、Cu2+
(藍(lán)色)、MnO4ˉ(紫紅色)、Fe(SCN)2+
(血紅色)、Fe(C6H5O)63
ˉ(紫色)等。
③ MnO4-,NO3-等在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性。 ④S2O32-在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng): S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O
⑤ 注意題目要求“大量共存”還是“不能大量共存”。 審題時還應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn): 與酸堿指示劑顏色變化有關(guān)的信息。
(1)注意溶液的酸性對離子間發(fā)生氧化還原反應(yīng)的影響。 如:Fe2+與NO3-能共存,
但在強(qiáng)酸性條件下(即Fe2+、NO3-、H+相遇)不能共存; MnO4- 與Cl-在強(qiáng)酸性條件也不能共存;
S2-與SO32-在鈉、鉀鹽時可共存,但在酸性條件下則不能共存。 (2)酸式鹽的含氫弱酸根離子不能與強(qiáng)堿(OH-)、強(qiáng)酸(H+)共存。如:
HCO3-+OH-=CO32-+H2O (HCO3-遇堿時進(jìn)一步電離) HCO3-+H+=CO2↑+H2O 離子共存之三
在溶液中離子共存問題的實(shí)質(zhì)是哪些離子之間不能發(fā)生反應(yīng)。能夠發(fā)生反應(yīng)的離子就不能共存,不能夠發(fā)生反應(yīng)的離子才可以共存。
(1)離子間能直接結(jié)合生成難溶性物質(zhì)時,則這些離子不能大量共存 。如SO42-與Ba2+、Ag+;
OH-與Cu2+、Fe3+、Mg2+、Al3+;
Ag+與Cl-、Br-、I-、CO32-、SO32-、S2-; Mg2+、Ba2+、Ca2+與CO32-、SO32-、PO43-; S2-與Cu2+、Pb2+等不能大量共存。
(2)離子間能結(jié)合生成難電離物質(zhì)時,則這些離子不能大量共存。
如OH-、ClO-、CH3COO-、HPO42-、H2PO4-與H+;
HCO3-、HS-、HSO3—、H2PO4-、HPO42-、H+與OH-等不能大量共存。 (3)離子間能結(jié)合生成揮發(fā)性物質(zhì)時,則這些離子不能大量共存。
如CO32-、SO32-、HCO3-、HSO3-、S2-、HS-與H+;NH4+與OH-等不能大量共存。
(4)離子之間能發(fā)生氧化還原反應(yīng)時,則這些離子不能大量共存。
一般說來,有氧化性的離子(如MnNO4-、ClO-、Fe3+、NO3-等)與有還原性的離子(如S2-、Br-、I-、SO32-、Fe2+等)不能大量共存。 注意以下幾種情況:
①在有H+存在時,MnO4-、ClO-、NO3-的氧化性會增強(qiáng)。 ②Fe3+與Fe2+可以共存,因?yàn)樗鼈冎g不存在中間價態(tài)。 Fe3+不能氧化Cl-。
③NO3-(有H+時)不能氧化Cl-。
④還應(yīng)注意題目是否給出溶液的酸堿性,是否給定是在無色溶液中。
1.強(qiáng)酸(HClO4、HI、HBr、HCl、H2SO4、HNO3、H+)可以和強(qiáng)酸的酸根離子共存;但不能與弱酸根離子共存(F-、CO32-、ClO-、S2-、SiO32-等) 2強(qiáng)堿(KOH、NaOH、Ba(OH)2等)OH-與弱堿的陽離子(如Cu2+、NH4+、Al3+等)不能共存。
3弱酸的酸式根離子與H+、OH-都不能共存,如HCO3-、HS-、HSO3-、HPO42-等。但強(qiáng)酸的酸式根離子只與堿不能共存,如HSO4-。
4.相關(guān)離子的顏色:MnO4-為紫色;Fe3+為棕黃色;Fe2+為淺綠色;Cu2+為藍(lán)色。
5.電解質(zhì)溶液中至少有一種陽離子和一種陰離子。
2.強(qiáng)氧化劑和強(qiáng)還原劑不能共存(但Fe3+、Fe2+因沒有中間價態(tài)可以共存) 常見強(qiáng)氧化劑:硝酸;濃硫酸;MnO4-(H+)溶液;高鐵離子(Fe3+);NO3-(H+)溶液;含有ClO-在酸、堿性的溶液中都有強(qiáng)氧化性。
常見強(qiáng)還原劑:I-;Fe2+;+2價硫(如S2-、HS-、H2S);+4價硫(SO2、SO32-、HSO3-)等。
三、離子共存問題常見的典型問題
1. Al(OH)3有酸式電離和堿式電離:,增加或OH-、Al3+濃度;或者增加H+、AlO2-離子濃度,都可以使平衡朝生成沉淀的方向移動。因此OH-、Al3+;H+、AlO2-不能共存,但OH-、AlO2-;Al3+、H+可以共存。
2.Fe2+、NO3-可以共存,但有H+時不能共存,因?yàn)镠NO3具有強(qiáng)氧化性。 3.某溶液與鋁反應(yīng)可以生成氫氣,在該溶液中不一定存在與H+或者OH-可以共存的離子。
4.常溫下,某溶液中由水電離出的H+為0.01mol/L,則該溶液可能是pH=2或者pH=12的溶液。該溶液為酸性或堿性,有H+或者OH-。
5.某種溶液中有多種陽離子,則陰離子一般有NO3-; 6.酸性條件下 ClO—與Cl—不共存
離子共存問題
離子共存之一
所謂離子共存,實(shí)質(zhì)上就是看離子間是否發(fā)生反應(yīng)的問題。若在溶液中發(fā)生反應(yīng),就不能共存。看能否發(fā)生反應(yīng),不僅是因?yàn)橛谐恋怼怏w、水、難電離的物質(zhì)產(chǎn)生,還涉及到溶液酸堿性、有色、無色,能否進(jìn)行氧化還原反應(yīng)等。一般注意以下幾點(diǎn): ①在強(qiáng)酸性溶液中,不能大量存在弱酸根離子:如CO32-、HCO3-、S2-、HS-、SO32-、SiO32-、AlO2-、F-等,也不能有大量的OH-。 ②強(qiáng)堿性溶液中,不能大量存在弱堿金屬離子。如:Mg2+、Fe2+、Al3+、Cu2+及NH4+等,也不能大量存在H+及酸式根離子:HCO3-、HSO3-、HS-、H2PO4-等。 ③能發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子也不能共存:如:Fe3+與I-,Cu2+與I-,H+Fe2+與NO3-,H+與S2O32-,ClO-與S2-,ClO-與Fe2+,H+、I-與NO3-,H+、I-與SO32-或S2-等。 ④能形成絡(luò)離子的也不能共存:如:Fe3+與SCN-,Ag+與S2O32-,F(xiàn)e3+與C6H5O-等。
[編輯本段]離子共存之二
所謂幾種離子在同一溶液中能大量共存,就是指離子之間不發(fā)生任何反應(yīng);若離子之間能發(fā)生反應(yīng),則不能大量共存。 1.同一溶液中若離子間符合下列任意一個條件就會發(fā)生離子反應(yīng),離子之間便不能在溶液中大量共存。 (1)生成難溶物或微溶物:Ba2+與CO32-、Ag+與Br-、Ca2+與SO42-等不能大量共存。 (2)生成氣體或揮發(fā)性物質(zhì):如NH4+與OH-,H+與CO32-、HCO3-、S2-、HS-、HSO3-、SO32-等不能大量共存。 (3)生成難電離的物質(zhì):如H+與Ac-(即醋酸根離子)、CO32-、S2-、SO32-等生成弱酸;OH-與NH4+、Cu2+、Fe3+等生成弱堿;H+與OH-生成水,這些離子不能大量共存。 (4)發(fā)生氧化還原反應(yīng):氧化性離子(如Fe3+、NO3-、ClO-、MnO4-等)與還原性離子(如S2-、I-、Fe2+ 、SO32-等)不能大量共存。 注意Fe2+與Fe3+可以共存。 (5)形成配合物:如Fe3+與SCN-反應(yīng)生成配合物而不能大量共存。 2.附加隱含條件的應(yīng)用規(guī)律: (1)溶液無色透明時,則溶液中肯定沒有有色離子。常見的有色離子是Cu2+、Fe3+、Fe2+、MnO4-等。 (2)強(qiáng)堿性溶液中肯定不存在與OH-起反應(yīng)的離子! (3)強(qiáng)酸性溶液中肯定不存在與H+起反應(yīng)的離子! (4)離子能夠大量共存,包括離子相互間不會發(fā)生化學(xué)反應(yīng),不會生成沉淀,不會生成氣體揮發(fā)
限制酸性溶液的條件
1. PH=1的溶液。 2.使紫色石蕊溶液呈紅色。 3.使甲基橙呈紅色。 4.加鎂粉放氫氣。 5.c(oH-)為十的負(fù)十四次方。 隱含有H+。
限制堿性的條件
1.PH=14。 的溶液。 2.使紅色石蕊變藍(lán)。 3.酚酞呈紅色。 4.甲基橙呈黃色。 5.c(H+)為十的負(fù)十四次方。 可酸可堿的條件 1.水電離c(OH-)或者c(H+)濃度為十的負(fù)N次方摩爾每升。 2.加入鋁粉有氫氣產(chǎn)生。 3.HCO3-離子不能穩(wěn)定存在的溶液。
[編輯本段]離子共存之三
在溶液中離子共存問題的實(shí)質(zhì)是哪些離子之間不能發(fā)生反應(yīng)。能夠發(fā)生反應(yīng)的離子就不能共存,不能夠發(fā)生反應(yīng)的離子才可以共存。 。 (1)離子間能直接結(jié)合生成難溶性物質(zhì)時,則這些離子不能大量共存。如SO42-與Ba2+、Ag+;OH-與Cu2+、Fe3+、Mg2+、Al3+;Ag+與Cl-、Br-、I-、CO32-、SO32-、S2-;Mg2+、Ba2+、Ca2+與CO32-、SO32-、PO43-;S2-與Cu2+、Pb2+等不能大量共存。 (2)離子間能結(jié)合生成難電離物質(zhì)時,則這些離子不能大量共存。 如OH-、ClO-、CH3COO-、HPO42-、H2PO4-與H+;HCO3-、HS-、HSO3—、H2PO4-、HPO42-、H+與OH-等不能大量共存。 (3)離子間能結(jié)合生成揮發(fā)性物質(zhì)時,則這些離子不能大量共存。 如CO32-、SO32-、HCO3-、HSO3-、S2-、HS-與H+;NH4+與OH-等不能大量共存。 (4)離子之間能發(fā)生氧化還原反應(yīng)時,則這些離子不能大量共存。 一般說來,有氧化性的離子(如MnO4-、ClO-、Fe3+、NO3-等)與有還原性的離子(如S2-、Br-、I-、SO32-、Fe2+等)不能大量共存。 注意以下幾種情況: ①在有H+存在時,MnO4-、ClO-、NO3-的氧化性會增強(qiáng)。 ②Fe3+與Fe2+可以共存,因?yàn)樗鼈冎g不存在中間價態(tài)。 Fe3+不能氧化Cl-。 ③NO3-(有H+時)不能氧化Cl-。 ④還應(yīng)注意題目是否給出溶液的酸堿性,是否給定是在無色溶液中。在酸性溶液中除題給離子外,還應(yīng)有大量H+;在堿性溶液中除題給離子外,還應(yīng)有大量OH-。若給定溶液為無色時,則應(yīng)排除Cu2+(藍(lán)色)、Fe2+(淺綠色)、Fe3+(黃棕色)、MnO4-(紫紅色)。 1.強(qiáng)酸(HClO4、HI、HBr、HCl、H2SO4、HNO3、H+)可以和強(qiáng)酸的酸根離子共存;但不能與弱酸根離子共存(F-、CO32-、ClO-、S2-、SiO32-等) 2強(qiáng)堿(KOH、NaOH、Ba(OH)2等)OH-與弱堿的陽離子(如Cu2+、NH4+、Al3+等)不能共存。 3弱酸的酸式根離子與H+、OH-都不能共存,如HCO3-、HS-、HSO3-、HPO42-等。但強(qiáng)酸的酸式根離子只與堿不能共存,如HSO4-。 4.相關(guān)離子的顏色:MnO4-為紫色;Fe3+為棕黃色;Fe2+為淺綠色;Cu2+為藍(lán)色。 5.電解質(zhì)溶液中至少有一種陽離子和一種陰離子。 復(fù)分解反應(yīng)是有難溶物(微溶物)生成、難電離物質(zhì)生成、易揮發(fā)物質(zhì)生成。由于難溶物、難電離物微粒之間有比較強(qiáng)的相互作用,分子難以電離成離子;揮發(fā)性物質(zhì)生成并從溶液中分離,都導(dǎo)致溶液中離子濃度降低,使離子不能大量共存。如Cl-與Ag+;Ba2+與SO42-;CO32-、H+;H+、OH-;OH-與NH4+;H+、CH3COO-等。 2.強(qiáng)氧化劑和強(qiáng)還原劑不能共存(但Fe3+、Fe2+因沒有中間價態(tài)可以共存) 常見強(qiáng)氧化劑:硝酸;濃硫酸;MnO4-(H+)溶液;高鐵離子(Fe3+);NO3-(H+)溶液;含有ClO-在酸、堿性的溶液中都有強(qiáng)氧化性。 常見強(qiáng)還原劑:I-;Fe2+;+2價硫(如S2-、HS-、H2S);+4價硫(SO2、SO32-、HSO3-)等。 3.發(fā)生雙水解反應(yīng)使離子濃度降低。 鹽溶液中,弱酸的陰離子和弱堿的陽離子容易發(fā)生水解,某些離子相遇形成弱酸弱堿鹽時,陰陽離子相互促進(jìn)水解,使平衡向水解方向移動而水解完全,使溶液中的離子濃度迅速降低。常見易發(fā)生雙水解的陽離子有(Fe3+或Al3+)與(CO32-、HCO3-、AlO2-)的組合。 Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑ 2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑ Al3++3 AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓ 4.發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)使離子濃度降低。 如Fe3+與SCN-等。 三、離子共存問題常見的典型問題 1. Al(OH)3有酸式電離和堿式電離:,增加或OH-、Al3+濃度;或者增加H+、AlO2-離子濃度,都可以使平衡朝生成沉淀的方向移動。因此OH-、Al3+;H+、AlO2-不能共存,但OH-、AlO2-;Al3+、H+可以共存。 2.Fe2+、NO3-可以共存,但有H+時不能共存,因?yàn)镠NO3具有強(qiáng)氧化性。 3.某溶液與鋁反應(yīng)可以生成氫氣,在該溶液中不一定存在與H+或者OH-可以共存的離子。 4.常溫下,某溶液中由水電離出的H+為0.01mol/L,則該溶液可能是pH=2或者pH=12的溶液。該溶液為酸性或堿性,有H+或者OH-。 5.某種溶液中有多種陽離子,則陰離子一般有NO3-;某種溶液中有多種陰離子,一般陽離子有K+、Na+、NH4+中的一種或幾種。 6.酸性條件下 ClO—與Cl—不共存 離子共存問題(高考熱點(diǎn)) ⒈離子在溶液中能否大量共存首先應(yīng)看其能否發(fā)生以下反應(yīng): ⑴能發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),即能夠形成沉淀、易揮發(fā)性物質(zhì)(氣體)、弱電解質(zhì)(如水、弱酸、弱堿等)的離子不能大量共存。其中,微溶物如CaSO4等少量可以共存,大量不能共存。 例1、下列各組離子在水溶液中能大量共存的是( A ) (A)Na+、Ba2+、OH-、AlO2- (B)H+、Na+、Cl-、SO32- (C)H+、Na+、HPO42-、NO3- (D)K+、Ca2+、ClO-、SO42- ⑵能發(fā)生完全雙水解的陰陽離子在水溶液中不能大量共存。 例2、下列各組離子在水溶液中能夠大量共存的是( C ) (A)Al3+、SO42-、HCO3-、NO3- (B)NH4+、Cl-、SiO32-、SO42- (C)NH4+、NO3-、CH3COO-、HCO3- (D)Fe3+、Cl-、HCO3-、NO3-
總結(jié)
一般地,生成物中有沉淀或氣體產(chǎn)生的雙水解反應(yīng)可以完全進(jìn)行。 ⑶能發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子不能大量共存。 例3、下列各組離子在水溶液中不能大量共存的是( BC ) (A)Na+、Mg2+、NO3-、I- (B)H+、Fe2+、NO3-、Cl- (C)Na+、K+、ClO-、S2- (D)H+、Fe2+、SO42-、I- ⑷能形成絡(luò)合物的離子不能大量共存,如 Fe3+ 和SCN- 。 ⒉注意題干的附加條件。如“無色溶液”中不應(yīng)含MnO4-、Fe2+、Fe3+、Cu2+等有色離子;又如“pH=1的溶液”中有大量H+,再如“加入金屬鋁有H2放出的溶液”或“由水電離出的H+的濃度為10-13mol•L-1的溶液”可能有大量H+或OH-。 例4、下列各組離子中,在[H+]=10-13mol•L-1的溶液中能大量共存,且加入NaHSO4溶液過程中會產(chǎn)生氣體和沉淀的是( C ) (A)Na+、NO3-、AlO2-、Cl- (B)Na+、K+、NO3-、SiO32- (C)K+、Cl-、AlO2-、CO32- (D)Na+、Mg2+、HCO3-、Cl-
離子共存問題
離子共存問題
離子在溶液中能否大量共存,涉及到離子的性質(zhì)及溶液酸堿性等綜合知識。凡能使溶液中因反應(yīng)發(fā)生使有關(guān)離子濃度顯著改變的均不能大量共存。如生成難溶、難電離、氣體物質(zhì)或能轉(zhuǎn)變成其它種類的離子(包括氧化一還原反應(yīng)).
一般可從以下幾方面考慮
1.弱堿陽離子只存在于酸性較強(qiáng)的溶液中.如Fe
3+
、Al
3+
、Zn
2+
、Cu
2+
、NH
4
+
、Ag
+
等均與OH
-
不能大量共存.
2.弱酸陰離子只存在于堿性溶液中。如CH
3
COO
-
、F
-
、CO
3
2-
、SO
3
2-
、S
2-
、PO
4
3-
、
AlO
2
-
均與H
+
不能大量共存.
3.弱酸的酸式陰離子在酸性較強(qiáng)或堿性較強(qiáng)的溶液中均不能大量共存.它們遇強(qiáng)酸(H
+
)會生成弱酸分子;遇強(qiáng)堿(OH
-
)生成正鹽和水.
如:HSO
3
-
、HCO
3
-
、HS
-
、H
2
PO
4
-
、HPO
4
2-
等
4.若陰、陽離子能相互結(jié)合生成難溶或微溶性的鹽,則不能大量共存.
如:Ba
2+
、Ca
2+
與CO
3
2-
、SO
3
2-
、PO
4
3-
、SO
4
2-
等;Ag
+
與Cl
-
、Br
-
、I
-
等;Ca
2+
與F
-
,C
2
O
4
2-
等
5.若陰、陽離子發(fā)生雙水解反應(yīng),則不能大量共存.
如:Al
3+
與HCO
3
-
、CO
3
2-
、HS
-
、S
2-
、AlO
2
-
、ClO
-
、SiO
3
2-
等
Fe
3+
與HCO
3
-
、CO
3
2-
、AlO
2
-
、ClO
-
、SiO
3
2-
、C
6
H
5
O
-
等;NH
4
+
與AlO
2
-
、SiO
3
2-
、ClO
-
、CO
3
2-
等
6.若陰、陽離子能發(fā)生氧化一還原反應(yīng)則不能大量共存.
如:Fe
3+
與I
-
、S
2-
;MnO
4
-
(H
+
)與I
-
、Br
-
、Cl
-
、S
2-
、SO
3
2-
、Fe
2+
等;NO
3
-
(H
+
)與上述陰離子;
S
2-
、SO
3
2-
、H
+
7.因絡(luò)合反應(yīng)或其它反應(yīng)而不能大量共存
如:Fe
3+
與F
-
、CN
-
、SCN
-
等;
H
2
PO
4
-
與PO
4
3-
會生成HPO
4
2-
,故兩者不共存.
離子共存問題
1.相互結(jié)合生成沉淀。如:Ba2+ 和SO42- , Ag+ 和Cl- , Cu2+ 和OH-。
2.相互結(jié)合形成揮發(fā)性物質(zhì)。如:H+ 和S2-、HS- 、CO32- 、HCO32-、SO32- 、HSO3- 等。
3.離子間相互結(jié)合成弱電解質(zhì)。如:H+ 和OH- 、PO43- 弱酸根等。
4.弱酸根與弱堿的陽離子會發(fā)生雙水解反應(yīng)。如:S2- 和Al3+ , Fe3+ 和CO32- 。
5.離子間發(fā)生氧化還原反應(yīng)。如:Fe3+ 和S2-、I- , MnO4- 和Fe2+、S2-、I- 、SO32- 等。
6.離子間相互結(jié)合形成絡(luò)離子。如:Fe3+與SCN- 形成 [Fe(SCN)]2+絡(luò)離子
二.特殊條件要求某些離子不能大量共存
1.無色溶液中,則有色離子不能大量共存:如:Cu2+ 、Fe2+、Fe3+ 、MnO4- 均是有色離子。
2.強(qiáng)酸性溶液,則非強(qiáng)酸根離子、OH- 不能大量共存。如:PH=1的溶液中,OH-、S2-、HS-、CO32-、HCO3- 、SO32- 、HSO3- 、ClO- 、F- 、PO43-、HPO42- 、S2O32- 等不能大量存在。
3.強(qiáng)堿性溶液中則H+、酸式根(如HCO3-、HSO3- 、HS- )、非強(qiáng)堿的陽離子不能大量共存。如:PH=13的溶液中,H+ 、Cu2+ 、HCO3- 等不能大量共存。
4.具有較強(qiáng)氧化性微粒的溶液中,還原性離子不能大量共存。如:有MnO4- 離子大量存在的溶液中,I- 、Fe2+ 、S2-、Br- 和SO32- 等不能大量共存。
5.具有較強(qiáng)還原性微粒的溶液中,氧化性離子不能大量共存:如在有I- 離子大量存在的溶液中,F(xiàn)e3+ 、MnO4- 、H++NO3- 和ClO- 等不能大量共存。
6.其它特殊條件,如:
①加入鋁能放出H2 的溶液中
②“水電離產(chǎn)生的[H+]水=1×10-13 mol/l(或[OH-]水=1×10-13 mol/l)的溶液中”
③“水電離產(chǎn)生的[H+]水[OH-]水=1×10-26 mol/l的溶液中”
④“在水的電離度為1.8×10-13%的溶液中”
以上條件均可有兩種情況,即既可是強(qiáng)酸性溶液也可以是強(qiáng)堿性溶液。
④穩(wěn)含條件:如“PH=1的溶液中, Ca2+ .Fe2+ .K+ .NO3- ”,粗看它們相安無事但酸性溶液中有NO3- 即相當(dāng)于有HNO3 ,具有強(qiáng)氧化性,Fe2+ 不能大量存在