离子共存问题分析

离子共存问题分析

高中化学知识点总结：离子共存问题 　　1．由于发生复分解反应，离子不能大量共存。 　　（1）有气体产生。如CO32-、SO32-、S2-、HCO3-、HSO3-、HS-等易挥发的弱酸的酸根与H+不能大量共存。 　　（2）有沉淀生成。如Ba2+、Ca2+、Mg2+、Ag+等不能与SO42-、CO32-等大量共存；Mg2+、Fe2+、Ag+、Al3+、Zn2+、Cu2+、Fe3+等不能与OH-大量共存；Pb2+与Cl-，Fe2+与S2-、Ca2+与PO43-、Ag+与I-不能大量共存。 　　（3）有弱电解质生成。如OH-、CH3COO-、PO43-、HPO42-、H2PO4-、F-、ClO-、AlO2-、SiO32-、CN-、C17H35COO-、 等与H+不能大量共存；一些酸式弱酸根如HCO3-、HPO42-、HS-、H2PO4-、HSO3-不能与OH-大量共存；NH4+与OH-不能大量共存。 　　（4）一些容易发生水解的离子，在溶液中的存在是有条件的。如AlO2-、S2-、CO32-、C6H5O-等必须在碱性条件下才能在溶液中存在；如Fe3+、Al3+等必须在酸性条件下才能在溶液中存在。这两类离子不能同时存在在同一溶液中，即离子间能发生“双水解”反应。如3AlO2-+3Al3++6H2O=4Al(OH)3↓等。 　　2．由于发生氧化还原反应，离子不能大量共存。 　　（1）具有较强还原性的离子不能与具有较强氧化性的离子大量共存。如S2-、HS-、SO32-、I-和Fe3+不能大量共存。 　　（2）在酸性或碱性的介质中由于发生氧化还原反应而不能大量共存。如MnO4-、Cr2O7-、NO3-、ClO-与S2-、HS-、SO32-、HSO3-、I-、Fe2+等不能大量共存；SO32-和S2-在碱性条件下可以共存，但在酸性条件下则由于发生2S2-+SO32-+6H+=3S↓+3H2O反应不能共在。H+与S2O32-不能大量共存。 　　3．能水解的阳离子跟能水解的阴离子在水溶液中不能大量共存（双水解）。 　　例：Al3+和HCO3-、CO32-、HS-、S2-、AlO2-、ClO-等；Fe3+与CO32-、HCO3-、AlO2-、ClO-等不能大量共存。 　　4．溶液中能发生络合反应的离子不能大量共存。 　　如Fe2+、Fe3+与SCN-不能大量共存；Fe3+与 不能大量共存。 　　5、审题时应注意题中给出的附加条件。     ①酸性溶液（H+）、碱性溶液（OH-）、能在加入铝粉后放出可燃气体的溶液、由水电离出的H+或OH-=1×10-10mol/L的溶液等。 　　②有色离子MnO4-,Fe3+,Fe2+,Cu2+,Fe(SCN)2+。 ③MnO4-,NO3-等在酸性条件下具有强氧化性。④S2O32-在酸性条件下发生氧化还原反应：S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O 　　⑤注意题目要求“大量共存”还是“不能大量共存”。 　　6、审题时还应特别注意以下几点： 　　（1）注意溶液的酸性对离子间发生氧化还原反应的影响。如：Fe2+与NO3-能共存，但在强酸性条件下（即Fe2+、NO3-、H+相遇）不能共存；MnO4-与Cl-在强酸性条件下也不能共存；S2-与SO32-在钠、钾盐时可共存，但在酸性条件下则不能共存。 　　（2）酸式盐的含氢弱酸根离子不能与强碱（OH-）、强酸（H+）共存。     如HCO3-+OH-=CO32-+H2O（HCO3-遇碱时进一步电离）；HCO3-+H+=CO2↑+H2O ‎1、氢离子与弱酸的酸根离子不能大量共存，如：CO32-、HCO3-、CH3COO-、 HS-、S2-、F-、SO32-、HSO3-、PO43-、HPO42-、AlO2、SiO32-等都不能与H+大量共存。 2、氢氧根离子与弱碱的金属阳离子及弱酸的酸式酸根不能大量共存，如：NH4+、Fe3+、Fe2+ 、Cu2+、Al3+、Zn2+、HCO3-、HS-、H2PO4-、HPO42-、HSO3-、SO32-等与OH-‎ 不能大量共存。 3、能生成难溶物质的两种离子不能大量共存，如：Ca2+与CO32-，Ba2+与SO42-Cu2+与S2-，Pb2+与SO42-等不能大量共存。 4、离子间能发生氧化还原反应的不能大量共存，如：Fe3+与S2-、I-；MnO4-与SO32-、S2-；MnO4-、H+与Cl-；NO3-、H+与Fe2+；ClO-与S2-等不能大量共存。 5、弱酸的酸根与弱碱的金属阳离子因发生双水解反应而不能大量共存，如：Al3+和HCO3-；Fe3+与HCO-；AlO2-与Al3+,NH4+与SiO32-等不能大量共存。 6、微粒间能发生络合的不能大量共存，如Fe3+与SCN-，Ag+与NH3等。 [练习]1、在某无色透明的PH=0的溶液中能共存的离子组是               （   ） A．NH4+、NO3-、Al3+、Cl-        B.Na+、AlO2-、K+、NO3- C．MnO4-、K+、SO42-、Na+     D.K+、SO42-、HCO3-、Na+ 2、下列各组离子能在同一溶液中大量共存，用酸酸化后，溶液仍然澄清透明且颜色也无变化的是                             (       ) A.Na+  K+  S2O32-  SO42-             B.Na+  Ca2+  Cl-  HPO42- C.K+  Na+ OH-  AlO2-              D.Mg2+  Fe2+  NO3-  SO42-   3、在水电离出的[H+]=10-14mol/L的溶液中，一定能大量共存的离子组是  (    ) A．K+  Fe2+ SO32-    MnO4-                   B.Na+  Cl-  NO3-  SO42-   C.Na+  AlO2-  Br-  Cl-                          D.Al3+  NH4+  Cl-  SO42-   4、在PH值为1的溶液中，因发生氧化还原反应而不能大量共存的离子组是 A．K+   Br-  HCO3-  NH4+      B.AlO2-  Na+  Cl-  NO3- C.Fe2+  SO42-  NH4+  NO3-       D.Cu2+  NO3-  Fe3+  Cl- 5、在下列离子组中因发生双水解反应而不能大量共存的是      （    ） A．Cu2+  Na+  Cl-  S2-         B.AlO2-   Na+  Cl-   HCO3-  SO42-   C.AlO2-  Na+   Cl- Al3+       D.H2PO4-  Na+  Cl-  PO43-‎ 离子大量共存的归纳 一、题干中没有附加条件的 这一类型的题目是最简单的，学生不必考虑题干的条件，只要抓住各选项中各离子之间能否会发生反应，如能发生反应，即离子不能大量共存。‎ 例1：下列各组中的离子，能在溶液中大量共存的是 （ ）‎ A. K+、H+、SO42-、OH- B. Na+、Ca2+、CO32-、NO3-‎ C. Na+、H+、 CO32-、Cl- D. Na+、Cu2+ 、Cl-、SO42-‎ 解析：A项中，因为H+、与OH-结合生成水而不能大量共存，B项中，Ca2+与CO32-反应生成CaCO3沉淀，C项中，H+与CO32-反应生成气体和水，只有D项中的四种离子之间不会发生反应而共存，所以答案为D。‎ 例2：下列各组中的离子，不能在溶液中大量共存的是 （ ）‎ A. K+、Na+、CO32-、NO3- B. Na+、Mg2+、CO32-、SO42-‎ C. Fe2+、H+、 NO3-、Cl- D. NH4+、Cu2+ 、NO3-、SO42-‎ 解析：A项中，任何两种离子之间均不会发生反应而能大量共存，B项中，Mg2+与CO32-反应生成MgCO3沉淀，Mg2+与SO42-结合成微溶物，C项中的四种离子若只从两种离子之间能否反应出发，表面能共存，而H+与NO3-合并可看作HNO3，具有强的氧化性，Fe2+具有还原性，它们能发生氧化还原反应，故不能共存，任何两种离子之间均不会发生反应而能大量共存， D项中任何两种离子之间均不会发生反应而能大量共存，所以答案为B 、C。‎ 可见，考虑离子是否大量共存时，不能只是考虑任何两种离子之间能否发生反应，也要考虑三种或以上离子之间能否发生反应。‎ 二、题干中隐藏有附加条件的 解决这一类型的题目，首先要弄懂题干中的隐藏条件，解题时要逐个条件分别考虑，可用排除法作出符合题目的正确答案。‎ 例3：在无色透明的溶液中可以大量共存的离子组是 （ ）‎ A. Fe2+、K+、Cl-、 MnO4- B. Na+、Cu2+、Cl-、SO42-‎ C. Ca2+、K+、NO3-、Cl- D. H+、Ca2+ 、OH-、CO32-‎ 解析：题目中隐含了无色和透明这两个条件，即有颜色的离子不能符合题意。‎ A中的MnO4-为紫色，Fe2+为浅绿色。B中的Cu2+为蓝色，因而均不符合无色的条件。而D中的H+与OH-结合为水， Ca2+ 与CO32-结合生成沉淀，H+与CO32-也会结合放出气体，因而不能共存。故答案是C 有些题目，文字说法表面不同，但实质却是一样的，如下面几题例子：‎ 例4：在强酸性溶液中可以大量共存的离子组是 （ ）‎ A. K+、Na+、CH3COO-、 Cl- B. Al3+、Mg2+、Cl-、SO42-‎ C. Ba2+ 、Na+、 NO3-、CO32- D. K+、Na+、Cl-、S2-‎ 例5：某溶液中滴入紫色石蕊试液时呈红色，在该溶液中不能大量共存的离子组是 （ ）‎ A. K+、Cu2+、Cl-、SO42- B. NH4+、Na+、NO3-、SO42-‎ C. Ba2+、Ca2+、NO3-、Cl- D. K+、Na+、I-、HCO3-‎ 例6：下列离子在PH=l的溶液中能大量共存的是 （ ）‎ A． F-、Na+、K+、Cl- B. Ca2+、K+、Cl-、NO3-‎ C． Fe2+、K+、Cl-、NO3- D. Al3+、AlO2-、K+、Cl-‎ 解析：以上三例中，例4是酸性、例5滴加紫色石蕊试液时呈红色、例6是PH=l。这三个条件看似不同，但实质均是指溶液中含有大量的H+，因此，解题时一定要将H+加在各选项中进行分析，若撇开此条件，容易出现错误的答案。‎ 例4，A中的CH3COO-与H+结合为弱电解质，C中CO32-与H+反应放出气体且Ca2+与CO32-结合为沉淀，D中S2-与H+结合为气体，所以答案为B 例5，答案D中HCO3-与H+反应放出气体，因此答案为D。‎ 例6，A中的F-与H+结合成HF为弱电解质，C中Fe2+、H+、NO3-三种离子会发生氧化还原反应，D中Al3+、AlO2-会发生双水解，且AlO2- 与H+能反应，因此答案为B。‎ 例7：下列各组中的离子，能在强碱性溶液中大量共存的是 （ ）‎ A． Na+、K+、HCO3- 、Cl- B. Ba2+ 、Na+、 NO3-、Cl-‎ C. NH4+、Na+、NO3-、Cl- D. K+、Cu2+、Cl-、SO42-‎ 例8：在滴入无色酚酞试液时呈红色的溶液中，下列各离子组能大量共存的是 （ ）‎ A． Na+、NO3-、Al3+、Cl- B. CO32-、Na+、 NO3-、K+‎ C. Cl-、SO42- Mg2+、Fe3+ D. K+、Ba2+、Cl-、NO3- ‎ 例9：在PH=l3的溶液中，下列各离子组可以大量共存的是 （ ） ‎ A． Na+、NO3-、H+、Ag+ B. K+、Fe2+、Cl-、SO42-‎ C. K+、Ba2+、Cl-、NO3- D. Na+、AlO2-、K+、Cl-‎ 解析：以上三例中，例7是强碱性，例8滴入无色酚酞试液时呈红色，例9是PH=l3，这三个条件都是同一含义，均是指溶液呈碱性，溶液中暗含有大量的OH-离子。因此在考虑问题的答案时，要把OH-加在各选项中进行分析思考。所以： ‎ ‎ 例7中A的HCO3- 与OH- 反应生成CO32-和水， C中NH4+与OH-结合为NH3·H2O弱电解质，D中Cu2+与OH-结合成沉淀，所以答案为B。例8 A中Al3+ 与OH-结合为沉淀C中Mg2+、Fe3+均与OH-结合成沉淀，故正确答案为B和D。例9 ，A中的H+、与OH- 反应生成水，Ag+与OH-结合成白色沉淀，而此白色沉淀不稳定，易分解变为黑色沉淀B中Fe2+与OH-结合成白色沉淀，此白色沉淀也不稳定，易被O2氧化成红褐色沉淀，所以答案C和D。‎ 例10：２５℃时，某溶液中由水电离出的C（OH-）=1×10-13 mol/L，该溶液一定大量共存的离子组是 （ ）‎ A. NH4+、Fe3+、SO42-、Cl- B. CO32-、PO43-、 Na+、K+ C. Na+、NO3-、Cl-、SO42- D． Na+、K+、Cl- 、HSO3- ‎ ‎ 解析：此题型在离子共存中是难度最大的题型之一，题中的条件：水电离出的C（OH-）=1×10-13 mol/L，很多学生都认为水电离出的C（OH-）就是溶液的C（OH-），故而得出溶液的PH=l，是强酸性溶液，而忽视C（OH-）只是由水电离而出，而不是就是溶液的总的C（OH-）。‎ 因为水是极弱的电解质，发生极微弱的电离：H2O ≒ H+ + OH-，溶液的酸碱性都会影响水的电离，常温时水电离出的C（H+）= C（OH-）= 1×10-7 mol/L > 1×10-13 mol/L，所以水电离受到抑制，即此溶液有可能是酸性，也可能是碱性。当溶液呈酸性时，B选项CO32-与H+不共存，D选项中的HSO3-与H+不共存，即A 与C选项可共存；当溶液呈碱性时，A选项中的NH4+与OH-结合为弱电解质，Fe3+与OH-结合为红褐色沉淀而不共存，D选项中的HSO3-与OH-不共存，即B与C选项可共存。所以溶液中一定不能大量共存的是D选项，可能共存的是A与B选项，一定能大量共存的是C选项，因此此题的正确答案是D选项 ‎1．与金属铝反应只能放出氢气，且一定能大量共存的离子组是　　　　 ‎ A NH4+、NO3-、CO32-、Na+　　　　　 B Na+、Ba2+、Cl-、SO42-‎ C NO3-、K+、Cl-、Na+ 、OH-　　　 D AlO2-、K+、OH-、Al3+‎ ‎2..下列各组离子在水溶液中能大量共存的是　　　　　　　　　　　 ‎ A K+、HCO3-、CO32-、Br -　　　　 　　　　B SO32-、HSO3-、OH-、K+‎ C Fe3+、Cu2+、NO3-、SO32-　　　　　　　 　D H+、Na+、NO3-、I-‎ ‎3.在pH=0和pH=14的溶液中，都能大量共存的离子组是　　　　 　　‎ A Cu2+、Na+、Mg2+、NO3-　　　 B K+、Cl-、I-、SO42-‎ C S2O32-、Na+、K+、AlO2-　　　 D H2PO4-、NH4+、Ag+、NO3-‎ ‎4.某饱和溶液中含有三种阳离子：Ag+、Ba2+、Al3+，同时测知此溶液中pH=3，则该溶液中所含有的阴离子可以是下列中的　　　　　　　　　　　　　　‎ A CO32-　　　 B SO42-　　　 C NO3-　　　　　 D S2-‎ ‎5.下列各组离子在指定环境下能大量共存的是 A. pH=1的溶液中 Na+、 S2-、K+、 MnO4-‎ B. pH=7的溶液中.Al3+、Cl-、SO42-、HCO3- ‎ C. pH>7的溶液中 Na+、AlO2–、SO42-、K+‎ D. pH=0的溶液中Na+、、K+、Fe2+、ClO- ‎ ‎6．下列各组离子既能与镁粉反应，又能大量共存，且其溶液为无色溶液的是：‎ A. Ca2+、Cl-、MnO4-、Na+　　　　　　B. K+、Cl-、SO42-、NH4+‎ C. AlO2-、Na+、Al3+、I-　　　　　　　　 D. H+、Cl-、Ba2+、NO3-‎ ‎7． 下列各组中的离子或分子，能较大量共存同一溶液中的是：‎ A. Fe2+、SO42-、Cl2、H2S　　　 B. S2-、Br2、Na+、I-‎ C. H+、SO42-、Ba2+、OH-　　　 D. Fe3+、Cl2、Mg2+、NO3-‎ ‎8．下列各组离子中，在碱性溶液里能大量共存，且溶液为无色透明的是 A K+、MnO4–、Cl–、SO42–　　　　　　　　　 B Na+、AlO2–、NO3–、CO32–‎ C Na+、H+、NO3–、SO42–　　　　　　　　　　　 D Na+、Ag+、NO3–、I–‎ ‎9．下列各组离子在溶液中不能大量共存，且加入过量NaOH溶液或过量稀盐酸均能得到澄清溶液的是 A Fe3＋、CI－、Na+、SO42－　　　　 B AI3+、Na+、CO32－、NO3－‎ C Ag+、Na+、SO42－、NO3－　　　 D AIO2－、CO32－、K＋、Na＋‎ ‎10.下列各离子加入强酸或强碱后，都能使其离子浓度降低的是 A.Al3+　　　　　 　　　　　 B.AlO2¯　　　　　　 　　　 　C.HCO3-　　 　　　　　 D.Mg2+‎ ‎11.无色透明的强酸性溶液中，可以大量共存的离子组是：‎ A . ＮＯ3－、Ｎａ＋、Ｓ２－、Ｃｌ－ B .Ｎａ＋、Ｃｌ－、ＳＯ4２－、Ｋ＋‎ C. Ａｌ３＋、ＳＯ4２－、Ｍｇ２＋、ＮＯ3－　　　　D. Ｃｌ－、Ｎａ＋、ＡｌＯ2－、ＭｎＯ4－‎ ‎12．下列各组离子：（1）I-、ClO-、NO-3、H+　 （2）K+、NH+4、HCO-3、OH-‎ ‎（3）SO2-3、SO2-4、Cl-、OH-　 （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）‎ ‎13．在水电离出来的[H+]=10－2.5mol/L的溶液中，下列各组离子可大量共存的是 A. Ag+　 K+ 　Ba2+ 　I－ 　　　　B. AlO2－ S2— 　PO43— Na+‎ C. NH4+　　 Fe3+　 Br—　 SO2— 　　　D. Fe2+　　 Cu2+　 Mg2+　 NO3—‎ ‎14．某pH=12的溶液中加入BaCl2溶液 ，产生白色沉淀，再加入稀HNO3，沉淀不消失，则该溶液中存在的离子可能为 A Ag+ 　　B SO32- 　　　C CO32-　 　　D SiO32-‎ ‎15.某人欲配制下列不同阴阳离子的四种溶液，其中能配成的是 A．Na＋,OH－,K＋,HPO４２－　 　B．Ca2+,K＋,NO３－,Cl—　　 ‎ C．Fe3+,Cl－,H＋,I－　 　　　　D．Ca２＋,HCO３－,Cl－,AlO２－‎ ‎16.下列各组离子中，因发生氧化还原反应而不能大量共存的是 A H+、Na+、S2O32-、Cl-　　　　　　　　 B Fe3+、K+、SCN-、NO3-‎ C Fe3+、K+、Cl-、CO32-　　　　　　　　 D K+、Fe3+、MnO4-、SO42-‎ ‎17.由于发生氧化还原反应，而在溶液中不能大量共存的是 A NH4+ 、H+、NO3-、S2-　　　　 B Al3+、AlO2- Na + SO42-‎ C Fe3+　 Fe2+ SO42- NO3-、　　　　　 D Na+、OH-、SO42-、H2PO4-、‎ ‎18.某溶液中含有大量Fe2+、Fe3+、Mg2+和NH4+，其[H+]=10-2mol·L-1，在该溶液中可以大量存在的阴离子是 　　A. SO42-　　 B. NO3-　　　C.SCN-　　　 D.CO32+‎ ‎19.向某溶液中加入过量盐酸生成白色沉淀;过滤后向滤液中加入过量的氨气(使溶液呈碱性),又有白色沉淀生成;再过滤后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 ‎ A Ag+、Cu2+、Ba2+　　 　　　　　　 B Ag+、Ba2+、Al3+‎ C Ag+、Al3+、Ca2+　　　　　　 　　　　 D Al3+、Mg2+、K+‎ ‎20．某无色酸性溶液中含有HClO，则此溶液中能够存在的一组离子是 A.Na+、NO3—、Cu2+、SO42—　　 　　　B.Br—、SO42—、K+、Na+‎ C.NO3—、Al3+、Ca2+、Cl—　　　 　　　D.F—、Ba2+、MnO4—、K+‎ ‎21．在给定的四种溶液中，加入以下各种离子，各离子能在原溶液中大量共存的有 A 滴加石蕊试液显红色的溶液：Fe2＋、NH4－、Cl－、NO3－‎ B pH值为11的溶液：S2－、SO32－、S2O32－、Na＋‎ C 水电离出来的[H＋]=10－13mol/L的溶液：K＋、HCO3－、Br－、Ba2＋‎ D 所含溶质为Na2SO4的溶液：K＋、SiO32-、NO3-、Al3＋‎ ‎22.现将等物质的量的CuSO4、FeCl3、Zn放入盛有水的烧杯中充分反应，所得溶液中除SO42-、Cl-外，还含有的金属阳离子是：　　　　 ‎ A Zn2+、Cu2+、Fe3+　　　　　 B Zn2+ 、Fe2+、Cu2+、Fe3+‎ C Zn2+、Cu2+、Fe2+　　　　　 D Zn2+、Fe3+‎