离子共存之一

(一)发生复分解反应，离子不能大量共存

１、有气体产生。

H^＋与CO₃^2－、HCO₃ˉ、SO₃^2－、HSO₃ˉ、S^2-、HSˉ等不能共存

如CO₃^2－、S^2-、HS^－、HSO₃^－、等易挥发的弱酸的酸根与H^＋不能大量共存，

主要是由于CO₃^2－＋2H^＋＝CO₂↑＋H₂O、HS^－＋H^＋＝H₂S↑。
　　２、有沉淀生成。

①SO₄^2－与Ba^2＋、Ca^2＋、Ag^＋等不能共存；

②CO₃^2－与Ba^2＋、Ca^2＋、Mg^2＋、Ag^＋、Cu^2＋、Zn^2＋等不能共存；

③S^2-与Cu^2＋、Pb^2＋、Fe^2＋、Hg^2＋、Ag^＋等不能共存；

④OHˉ与Mg^2＋、Al^3＋、Fe^2＋、Fe^3＋、Cu^2＋、Ag^＋、Zn^2＋等不能共存；

⑤AlO₂ˉ与HCO₃ˉ不能大量共存：AlO₂ˉ＋HCO₃ˉ＋H₂O=Al(OH)₃↓＋CO₃₂ˉ

Mg^2＋不能与SO₄^2－大量共存

主要是由于Ba^2＋＋CO₃^2－＝CaCO₃↓、Ca^2＋＋SO₄^2－＝CaSO₄(微溶)；

Cu^2＋、Fe^3＋等不能与OH^－大量共存

也是因为Cu^2＋＋2OH^－＝Cu(OH)₂↓，Fe^3＋＋3OH^－＝Fe(OH)₃↓等。

３、有弱电解质生成。

如OH^－、CH₃COO^－、PO₄^3－、HPO₄^2－、H₂PO₄^－等与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与OH^－大量共存

是因为HCO₃^－＋OH^－=CO₃^2－＋H₂O、

HPO₄^2－＋OH^－＝PO₄^3－＋H₂O、

NH₄^＋＋OH^－=NH₃·H₂O等。

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^－、S^2-、CO₃^2－、C₆H₅O^－等必须在碱性条件下才能在溶液中存在；

如Fe^3＋、Al^3＋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^－＋3Al^3＋＋6H₂O=4Al(OH)₃↓等。

(二)由于发生氧化还原反应，离子不能大量共存

①H^＋与OHˉ、AlO₂ˉ、SiO₃^2－、ClOˉ、Fˉ、PO₄^3－、HPO₄^2－、H₂PO₄ˉ、CH₃COOˉ、C₆H₅Oˉ等不能大量共存；

②OHˉ与H^＋、NH₄^＋、HCO₃ˉ、HSO₃ˉ、HSˉ、H₂PO₄ˉ、HPO₄^2－等不能大量共存；
　　若是酸性溶液，所有弱酸根离子和OH^－不能大量共存。在中学化学中不能在酸性溶液中共存的离子有：OH^－、AlO₂^－、CO₃^2－、HCO₃^－、SiO₃^2－、SO₃^2－、HSO₃^－、S₂O₃^2－、S^2-、HS^－、ClO^－、F^－、PO₄^3－、H₂PO₄^－、C₆H₅O^－、CH₃COO^－、－OOC－COO^－、C₆H₅COO^－、CH₃CH₂O^－、SCN^－、H₂N－CH₂－COO^－等；

若是碱性溶液，则所有弱碱阳离子及H^＋均不能大量共存。在中学化学中不能在碱性溶液中大量共存的是：H^＋、Fe^2＋、Fe^3＋、Cu^2＋、Ag^＋、Zn^2＋、Mg^2＋、Al^3＋、NH₄^＋、HCO₃^－、HPO₄^2－、H₂PO₄^－、HSO₃^－、HS^－、HOOC－ COO^－等。

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I^－和Fe^3＋不能大量共存是由于2I^－＋2Fe^3＋=I₂＋2Fe^2＋。

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。

(1)在酸性条件下

①NO₃ˉ与Iˉ、Brˉ、Fe^2＋、S^2-、HSˉ、SO₃^2－、HSO₃ˉ等不能共存；

②S^2-与SO₃^2－等不能共存；

(碱性条件下可以共存)

③MnO₄ˉ与Iˉ、Brˉ、Clˉ、S^2-、HSˉ、SO₃^2－、HSO₃ˉ、Fe^2＋等不能共存；

④ClOˉ与Fe^2＋、Iˉ、S^2-、HSˉ、SO₃^2－、HSO₃ˉ等不能共存；

(2)Fe^2＋与S^2-、HSˉ、SO₃^2－、HSO₃ˉ、Iˉ等不能共存；

如NO₃^－和I^－在中性或碱性溶液中可以共存，但在有大量H^＋存在情况下则不能共存；

SO₃^2－和S^2-在碱性条件下也可以共存，但在酸性条件下则由于发生2S^2-＋SO₃^2－＋6H^＋＝3S↓＋3H₂O反应不能存在。

(三)由于形成络合离子，离子不能大量共存

(1)Fe^3＋和SCN^－、C₆H₅O^－不能共存；

(2)Ag^＋与NH₄^＋在碱性条件下不能共存。

如Fe^3＋与SCN^－不共存；Ag^＋与NH₃·H₂O分子不共存；Ag^＋与CN^－不共存。

由于Fe^3＋＋SCN^－ [Fe(SCN)]^2＋等络合反应而不能大量共存。

(四)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。

例：Al^3＋和HCO₃^－，Al^3＋和S^2-等

双水解

(1)Al^3＋与AlO₂ˉ、HCO₃ˉ、CO₃^2－、HSˉ、S^2-、SO₃^2－、HSO₃^－、SiO₃^2－、ClOˉ、C₆H₅Oˉ等不能共存；

(2)Fe^3＋与AlO₂ˉ、HCO₃ˉ、CO₃^2－、SiO₃^2－、ClOˉ等不能共存；

(3)NH₄^＋与AlO₂ˉ、SiO₃^2－等不能共存；

Al^3＋与CO₃^2－、SO₃^2－、HCO₃^－、HSO₃^－、HS^－、AlO₂^－不共存；

AlO₂^－与Fe^3＋、Fe^2＋、Zn^2＋、Cu^2＋、Ag^＋、NH₄^＋不共存；

SiO₃^2－与NH₄^＋不共存。 

(1)由于水解和电离的相互影响而不能大量共存。AlO₂^－与HCO₃^－虽然均属于弱酸根离子，水溶液因水解呈碱性，但H₃AlO₃的酸性太弱，AlO₂^－的水解能力太强，含有AlO₂^－的水溶液中[OH^－]较大，能直接与HCO₃^－作用生成Al(OH)₃沉淀和CO₃^2－。故AlO₂^－与HCO₃^－不能共存于同一溶液中。

与其类似的还有AlO₂^－与HsO₃^－、HS^－、H₂PO₄^－、HPO₄^2－等。 

(2)具有氧化性的某些含氧酸根离子(如NO₃^－)若不是在酸性溶液中，则能与某些还原性较强的离子(如S^2-、I^－、Fe^2＋等)共存。因为这些含氧酸根离子只有在酸性条件下才能表现出强氧化性。又如：MnO₄^－在碱性条件下能氧化SO₃^2－、S₂O₃^2－、S^2-、I^－，但不能氧化Cl^－、Br^－；在酸性条件下，MnO₄^－的氧化性很强，常温下就能氧化Cl^－、Br^－。 

(3)水解能力弱的弱碱阳离子与弱酸根离子(如Mg^2＋与HCO₃^－、Mg^2＋与HSO₃^－等)，可以不考虑它们之间的双水解，能共存于同一溶液中。

离子共存之二

限制酸性溶液的条件

1. pH=1的溶液

2.使紫色石蕊溶液呈红色

3.使甲基橙呈红色

4.加镁粉放氢气

5.c(OH^－)为十的负十四次方隐含有H^＋

限制碱性的条件

1.pH=14的溶液

2.使pH变蓝

3.使红色石蕊变蓝

4.酚酞呈红色

5.甲基橙呈黄色

6.c(H^＋)为十的负十四次方隐含有OH^－

可酸可碱的条件

1.水电离c(OH^－)或者c(H^＋)浓度为十的负n次方

2.加入铝粉有氢气产生

3.HCO₃^－离子不能稳定存在的溶液

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^－)

“与Al反应能放出H₂的某溶液”，

可能是强酸性溶液(其中不可能含NO₃ˉ)，也可能是强碱溶液。、

由水电离出的H^＋或OH^－=1×10^－10mol/L 的溶液等。 

②有色离子MnO₄^－，Fe^3＋，Fe^2＋，Cu^2＋，Fe(SCN)^2＋。

如：Fe^2＋(浅绿色)、Fe^3＋(黄色)、Cu^2＋(蓝色)、MnO₄ˉ(紫红色)、Fe(SCN)^2＋(血红色)、[Fe(C₆H₅O)₆]³ˉ(紫色)等。

③MnO₄^－，NO₃^－等在酸性条件下具有强氧化性。

④S₂O₃^2－在酸性条件下发生氧化还原反应：

S₂O₃^2－＋2H^＋＝S↓＋SO₂↑＋H₂O 

⑤注意题目要求“大量共存”还是“不能大量共存”。 

审题时还应特别注意以下几点：

与酸碱指示剂颜色变化有关的信息。

(1)注意溶液的酸性对离子间发生氧化还原反应的影响。

如：Fe^2＋与NO₃^－能共存，

但在强酸性条件下(即Fe^2＋、NO₃^－、H^＋相遇)不能共存；

MnO₄^－ 与Cl^－在强酸性条件也不能共存；

S^2-与SO₃^2－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^－＝CO₃^2－＋H₂O (HCO₃^－遇碱时进一步电离) 

HCO₃^－＋H^＋＝CO₂↑＋H₂O

离子共存之三

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)离子间能直接结合生成难溶性物质时，则这些离子不能大量共存。如SO₄^2－与Ba^2＋、Ag^＋；

OH^－与Cu^2＋、Fe^3＋、Mg^2＋、Al^3＋；

Ag^＋与Cl^－、Br^－、I^－、CO₃^2－、SO₃^2－、S^2-；

Mg^2＋、Ba^2＋、Ca^2＋与CO₃^2－、SO₃^2－、PO₄^3－；

S^2-与Cu^2＋、Pb^2＋等不能大量共存。

(2)离子间能结合生成难电离物质时，则这些离子不能大量共存。

如OH^－、ClO^－、CH₃COO^－、HPO₄^2－、H₂PO₄^－与H^＋；

HCO₃^－、HS^－、HSO₃^－、H₂PO₄^－、HPO₄^2－、H^＋与OH^－等不能大量共存。

(3)离子间能结合生成挥发性物质时，则这些离子不能大量共存。

如CO₃^2－、SO₃^2－、HCO₃^－、HSO₃^－、S^2-、HS^－与H^＋；NH₄^＋与OH^－等不能大量共存。

(4)离子之间能发生氧化还原反应时，则这些离子不能大量共存。

一般说来，有氧化性的离子(如MnO₄^－、ClO^－、Fe^3＋、NO₃^－等)与有还原性的离子(如S^2-、Br^－、I^－、SO₃^2－、Fe^2＋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^3＋与Fe^2＋可以共存，因为它们之间不存在中间价态。

Fe^3＋不能氧化Cl^－。

③NO₃^－(有H^＋时)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。

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^－、CO₃^2－、ClO^－、S^2-、SiO₃^2－等)

2强碱(KOH、NaOH、Ba(OH)₂等)OH^－与弱碱的阳离子(如Cu^2＋、NH₄^＋、Al^3＋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^－、HPO₄^2－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^3＋为棕黄色；Fe^2＋为浅绿色；Cu^2＋为蓝色。

5.电解质溶液中至少有一种阳离子和一种阴离子。

2.强氧化剂和强还原剂不能共存(但Fe^3＋、Fe^2＋因没有中间价态可以共存)

常见强氧化剂：硝酸；浓硫酸；MnO₄^－(H^＋)溶液；高铁离子(Fe^3＋)；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＋；＋2价硫(如S^2-、HS^－、H₂S)；＋4价硫(SO₂、SO₃^2－、HSO₃^－)等。

三、离子共存问题常见的典型问题

1. Al(OH)₃有酸式电离和碱式电离：，增加或OH^－、Al^3＋浓度；或者增加H^＋、AlO₂^－离子浓度，都可以使平衡朝生成沉淀的方向移动。因此OH^－、Al^3＋；H^＋、AlO₂^－不能共存，但OH^－、AlO₂^－；Al^3＋、H^＋可以共存。

2.Fe^2＋、NO₃^－可以共存，但有H^＋时不能共存，因为HNO₃具有强氧化性。

3.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。

4.常温下，某溶液中由水电离出的H^＋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^－。

5.某种溶液中有多种阳离子，则阴离子一般有NO₃^－；

6.酸性条件下ClO^－与Cl^－不共存。