2018-07-31 15:37:29

离子共存 - 化学知识 免费编辑 修改义项名

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所谓离子共存,实质上就是判断离子间是否发生反应的问题。若在溶液中能够发生反应,就不能大量共存。判断能否发生反应,不仅是有沉淀、气体、水、难电离的物质产生,还涉及到溶液酸碱性、有色、无色,能否进行氧化还原反应等。

基本信息

  • 中文名

    离子共存

  • 实质

    离子间是否发生反应的问题

  • 条件

    不在溶液中发生反应

  • 观测

    有沉淀、气体、水、难电离的物质

  • 相关

    溶液酸碱性能否进行氧化还原反应

  • 反应类型

    化学反应

折叠 编辑本段 注意点

一般注意以下几点:

①在强酸性溶液中,不能有大量的氢氧根(OH);不能大量存在弱酸根离子:如碳酸根(CO3)、碳酸氢根(HCO3)、硫离子(S)、硫氢根离子(HS)、亚硫酸根离子(SO3)、硅酸根离子(SiO3)、偏铝酸根离子(AlO2)、氟离子(F)、硬脂酸根离子等。

②强碱性溶液中,不能大量存在氢离子(H)。不能大量存在弱碱金属离子。如:镁离子(Mg)、亚铁离子(Fe)、铁离子(Fe)、铝离子(Al)、铜离子(Cu)及铵根离子(NH4)等;也不能大量存在酸式根离子:HCO3、HSO3、HS、H2PO4等。

③能发生氧化还原反应的离子也不能共存:如:Fe、Cu与I,H、I、Fe与NO3,S、Fe与ClO,H、I与SO3或S等。

④能形成络离子的也不能共存:如:Fe与SCN,Ag与SO3,Fe与C6H5O等。

以上内容简化为:

①强酸不存弱酸根

离子共存离子共存②强碱不存弱碱金属

③氧化还原不共存

④成络(发生络合反应)不共存

总结:能够结合生成沉淀、气体以及水等弱电解质的离子

1.同一溶液中若离子间符合下列任意一个条件就会发生离子反应,离子之间便不能在溶液中大量共存。

⑴生成难溶物或微溶物:如SO4与Ba、Ag;OH与Cu、Fe、Fe、Mg、Al;Ag与Cl、Br、I、CO3、SO3、S;Mg、Mn、Zn、Ba、Ca与CO3、SO3、PO4;S与Cu、Pb;Ca与SO4等不能大量共存。

⑵生成气体或挥发性物质:如NH4与OH,H与CO3、HCO3、SO3、OH、HSO3、S、HS等不能大量共存。

⑶生成难电离的物质:如H与CH3COO(醋酸根离子)、OH、ClO、HPO4、H2PO4、CO3、S、SO3等生成弱酸;OH与NH4、Cu、Fe、HCO3、HS、HSO3、H2PO4、HPO4、H等生成弱碱;H与OH生成水,这些离子不能大量共存。

⑷发生氧化还原反应:一般说来,有氧化性的离子(如MnO4、ClO、Fe、NO3等)与有还原性的离子(如S、Br、I、SO3、Fe等)不能大量共存。

注意以下几种情况:

①在有H存在时,MnO4、ClO、NO3的氧化性会增强。

②Fe与Fe可以共存,因为它们之间不存在中间价态。

Fe不能氧化Cl。

④还应注意题目是否给出溶液的酸碱性,是否给定是在无色溶液中。在酸性溶液中除题给离子外,还应有大量H;在碱性溶液中除题给离子外,还应有大量OH。若给定溶液为无色时,则应排除有色离子。(相关离子的颜色:MnO4为紫红色;Fe为棕黄色;Fe为浅绿色;Cu为蓝色。)

⑸形成络合物:如Fe与SCN反应生成络合物而不能大量共存。

2.附加隐含条件的应用规律:

⑴溶液无色透明时,则溶液中肯定没有有色离子;

⑵强碱性溶液中肯定不存在与OH起反应的离子;

⑶强酸性溶液中肯定不存在与H起反应的离子;

⑷离子能够大量共存,包括离子相互间不会发生化学反应,不会生成沉淀,不会生成气体挥发

表示呈酸性溶液的表述:

⒈PH=1的溶液。

⒉使紫色石蕊溶液呈红色。

⒊使甲基橙呈红色。

⒋加镁粉放氢气。

⒌c(oH)为10。

隐含有H。

表示呈碱性的表述:

⒈PH=14的溶液。

⒉使红色石蕊试纸变蓝。

酚酞呈红色。

⒋c(H+)为10。

可酸可碱的条件

⒈水电离c(OH)或者c(H)浓度为10mol/L。

⒉加入铝粉有氢气产生。

⒊HCO3不能稳定存在的溶液。

4.甲基橙呈黄色的溶液。

在溶液中离子共存问题的实质是哪些离子之间不能发生反应。能够发生反应的离子就不能共存,不能够发生反应的离子才可以共存。

1.酸碱不共存类

1.强酸(HClO4、HI、HBr、HCl、H2SO4、HNO3、H)可以和强酸的酸根离子共存;但不能与弱酸根离子共存(F、CO3、ClO、S、SiO3等)

2.强碱(KOH、NaOH、Ba(OH)2等)OH与弱碱的阳离子(如Cu、NH4、Al等)不能共存。

3.弱酸的酸式根离子与H、OH都不能共存,如HCO3、HS、HSO3、HPO4等。但强酸的酸式根离子只与碱不能共存,如HSO4。

4.相关离子的颜色:MnO4为紫色;Fe为棕黄色;Fe为浅绿色;Cu为蓝色。

5.电解质溶液中至少有一种阳离子和一种阴离子。

复分解反应是有难溶物(微溶物)生成、难电离物质生成、易挥发物质生成。由于难溶物、难电离物微粒之间有比较强的相互作用,分子难以电离成离子;挥发性物质生成并从溶液中分离,都导致溶液中离子浓度降低,使离子不能大量共存。如Cl与Ag;Ba与SO4;CO3、H;H、OH;OH与NH4;H、CH3COO等。

强氧化剂和强还原剂不能共存(但Fe、Fe没有中间价态,所以可以共存)

常见强氧化剂:硝酸;浓硫酸;MnO4(H)溶液;高铁离子(Fe);NO3(H)溶液;含有ClO在酸、碱性的溶液中都有强氧化性。

常见强还原剂:I;Fe;-2价硫(如S、HS、H2S);+4价硫(如SO2、SO3、HSO)等。

发生双水解反应使离子浓度降低。

盐溶液中,弱酸的阴离子和弱碱的阳离子容易发生水解,某些离子相遇形成弱酸弱碱盐时,阴阳离子相互促进水解,使平衡向水解方向移动而水解完全,使溶液中的离子浓度迅速降低。常见易发生双水解的阳离子有(Fe或Al)与(CO3、HCO、AlO)的组合。

Al+3HCO3=Al(OH)3↓+3CO2↑

2Al+3CO3+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑

Al+3 AlO2+6H2O=4Al(OH)3↓

发生络合反应使离子浓度降低。如Fe与SCN等。

二、离子共存问题常见的典型问题

⒈ Al(OH)3有酸式电离和碱式电离:增加OH、Al浓度,或者增加H、AlO浓度,都可以使平衡向生成沉淀的方向移动。因此OH、Al;H、AlO不能大量共存,但OH、AlO;Al、H可以大量共存。

⒉Fe、NO3可以共存,但有H时不能共存,因为HNO3具有强氧化性。

⒊某溶液与铝反应可以生成氢气,在该溶液中不一定存在与H或者OH可以共存的离子。

⒋常温下,某溶液中由水电离出的H浓度为0.01mol/L,则该溶液可能是pH=2或者pH=12的溶液。该溶液为酸性或碱性,有H或者OH。

⒌某种溶液中有多种阳离子,则阴离子一般有NO3;某种溶液中有多种阴离子,一般阳离子有K、Na、NH4中的一种或几种。

⒍酸性条件下ClO与Cl不共存。

离子共存问题(高考热点)

⒈离子在溶液中能否大量共存首先应看其能否发生以下反应:

⑴能发生复分解反应,即能够形成沉淀、易挥发性物质(气体)、弱电解质(如水、弱酸、弱碱等)的离子不能大量共存。其中,微溶物如CaSO4等少量可以共存,大量不能共存。

⑵能发生完全双水解的阴阳离子在水溶液中不能大量共存。

一般地,生成物中有沉淀或气体产生的双水解反应可以完全进行。

⑶能发生氧化还原反应的离子不能大量共存。

⑷能形成络合物的离子不能大量共存,如 Fe3+ 和SCN-。

⒉注意题干的附加条件。如"无色溶液"中不应含MnO4-、Fe2+、Fe3+、Cu2+等有色离子;又如"pH=1的溶液"中有大量H+,再如"加入金属铝有H2放出的溶液"或"由水电离出的H+的浓度为10-13mol/L-1的溶液"可能有大量H+或OH-。

折叠 编辑本段 解题方略

三审

1.溶液有没有颜色

Cu2+蓝色 Fe3+棕黄色 Fe2+浅绿色 MnO4-紫红色 Cr2O7 2-橙(红)色

CrO4 2-(浅)黄色 Cr3+绿色

Mn2+浅玫瑰色,稀溶液无色 Fe(H2O) 6 3+淡紫色 Co2+玫瑰色 Ni2+绿色

MnO4 2-绿色 Fe(CN)6 4-黄绿色 Fe(CN)6 3-黄棕色

2.溶液的酸碱性(注:H3O+等同于H+)

①OH-及弱酸根离子(如:F-,CO3 2-,SO3 2-,S2-,CH3COO-)不能与H+大量共存

②H+及弱碱根离子(如:Mg2+,Al3+,Zn2+,Fe3+,Fe2+,Cu2+,Ag+,NH4+)不能与OH大量共存

③酸式弱酸根离子(如:HCO3-,HSO3-,HS-,HPO4 2-,H2PO4-)与H+或OH-均不能大量共存

3.共存不共存

注:①生成气体:CO3 2-,HCO3-,SO3 2-,HSO3-,S2-,HS-与H+

②生成沉淀:SiO3 2-与H+

Mg2+,Al3+,Zn2+,Fe3+,Fe2+,Cu2+,Ag+与OH-

难溶或微溶性盐

③生成弱电解质:H+,酸式弱酸根与OH-,

F-,CH3COO-,ClO-与H+

NH4+与OH-

1.是否发生复分解反应

(生成难溶、难电离、挥发性物质)

2.是否发生氧化还原反应

Fe3+与I-,S2-,SO3 2-(在H+环境下,可抑制Fe3+水解)

NO3-(H+)与I-,S2-,SO3 2-,Br-,Fe2+

MnO4-(H+)与I-,S2-,SO3 2-,Br-,Fe2+,Cl-

S2-(H+)与SO3 2-

ClO-与I-,S2-,SO3 2-,Br-,Fe2+

歧化反应:2H+ +S2O3 2-=S↓+SO2↑+H2O(产生无色气体和淡黄色沉淀)

注:①HS- 视同S2-,HSO3-视同SO3 2-

②ClO-与I-,S2-,SO3 2-,Br-,Fe2+

Fe3+与I-,S2-,SO3 2-不需要在H+环境下

助记:锰与氯

氯、硝、锰与溴、亚铁

铁、氯、硝、锰与碘、负二正四价硫

硫负二与正四价

3.是否发生双水解反应

Al3+与S2-,(HS-),CO3 2-,(HCO3-),AlO2-,SiO3 2-

Fe3+与CO3 2-,(HCO3-),AlO2-,SiO3 2-

NH4+与AlO2-,SiO3 2-

(其它:AlO2与Mg,Fe)

注:[Al(OH)4]-相当于AlO2- +2H2O

助记:硅酸根、偏铝酸根与铝铁铵

碳酸根、碳酸氢根与铝铁

硫离子、氢硫酸根只与铝

4.是否发生络合反应

Fe3+与SCN-,C6H5O-

Ag+与NH3·H2O(NH4+,OH-)

特例

① AlO2- + HCO3- +H2O=Al(OH)3↓+CO3 2-

AlO2- + HSO3- +H2O=Al(OH)3↓+SO3 2-

② PO4 3- +H2PO4- =2HPO4 2-

溶解性

① 碱

K+,Na+,Ba2+,NH4+碱可溶,Ca(OH)2只微溶,其它碱均不溶

② 盐

钾钠铵盐都可溶

硝酸盐遇水无影无踪

氯化物不溶氯化银

硫酸盐不溶硫酸钡、铅(CaSO4,Ag2SO4微溶)

碳酸盐钾、钠、铵才可溶(MgCO3微溶)

其它:

①PO4 3-,HPO4 2-钾、钠、铵才可溶

H2PO4-均可溶

②硫化物(S2-)钾钠铵钙镁可溶

亚硫酸盐(SO3 2-)钾钠铵可溶

③AgCl↓白色;AgBr↓淡黄色;AgI↓黄色;Ag2S↓黑色。

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