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离子能否共存的原因与判断方法

来源:未知作者:栾春武 点击:所属专题: 离子共存

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判断离子能否大量共存实际上就是判断离子之间能否反应,只要离子间相互反应,那么就不能大量共存。下面就离子能否共存的原因与判断方法归纳如下: 一、常见的离子不能大量共存的原因: (1)发生复分解反应生成难溶物、挥发性物质和难电离物质时不能大量共存。如: ① 若

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判断离子能否大量共存实际上就是判断离子之间能否反应,只要离子间相互反应,那么就不能大量共存。下面就离子能否共存的原因与判断方法归纳如下:

一、常见的离子不能大量共存的原因:

(1)发生复分解反应生成难溶物、挥发性物质和难电离物质时不能大量共存。如:

① 若阴阳离子能相互结合生成难溶物或微容物性盐,就不能大量共存。如常见的Ba2+、Ca2+ 与CO32、SO32、SO42、PO43、SiO32等;再如常见的Ag+ 与Cl、Br、I、PO43、CO32、SO42、S2等。

② 弱碱的阳离子不能与OH大量共存。如常见的Fe2+、Fe3+、Cu2+、NH4+、Ag+、Mg2+、Al3+、Zn2+等与OH不能大量共存。

③ 弱酸根阴离子不能与H+ 大量共存。如常见的CH3COO、F、CO32、SO32、S2、PO43等与H+ 不能大量共存。

④弱酸的酸式阴离子与H+ 或OH均不能大量共存。如常见的HCO3、HSO3、HS、H2PO4、HPO42等既不能与H+ 大量共存也不能与OH大量共存。

(2)若离子间能发生氧化还原反应,也不能大量共存。如:

① 在酸性条件下,MnO4具有较强的氧化性,与常见的Cl、Br、I、S2等能发生氧化还原反应,而不能大量共存;同样,NO3在酸性条件下也具有较强的氧化性,与Br、I、S2、Fe2+、SO32等不能大量共存。

② 在中性条件下,NO3与I、Fe2+ 等可以大量共存。

③ 无论是在酸性或碱性条件下,ClO都具有氧化性,与常见的还原性离子如I、Fe2+、S2、SO32等均不能大量共存。

(3)若阴、阳离子间发生“双水解”反应,有的促进反应进行,不能大量共存。常见的能发生“双水解”反应离子归纳如下:

① Al3+与HS、S、CO32、HCO3、AlO2、SiO32、ClO等;

② Fe3+与CO32、HCO3、AlO2、ClO等;

③ NH4+与AlO2、SiO32等;

发生“双水解”反应时,由于水解彻底,可用“===”连接反应物和产物,水解生成的难容物或挥发性物质要加沉淀符号“↓”或气体反符号“↑”。例如FeCl3与NaHCO3溶液混合的离子反应方程式为:

Fe3+ + 3HCO3 === Fe(OH)3↓ + 3CO2↑,该类反应要注意电荷守恒。

④ NH4+与CH3COO、CO32+,Mg2+与HCO3等组合中,虽然两种离子都能水解且相互促进,但总的水解程度很小,它们在溶液中可以大量共存,但加热就不能了。

(4)若离子间能形成络合物,那么就不能大量共存。如Fe3+ 与SCN之间就非常容易络合,因而不能大量共存。

二、离子共存的判断方法:

所谓的几种离子在同一溶液中能否共存,就是指离子之间不发生任何的反应,解决这类问题,一定要注意题目中的前提条件,现归纳如下:

(1)要看清题目的问法,如“能大量共存”、“不能大量共存”还是“可能大量共存”等等。

(2)弄清题目的限定条件,如:

① 限定溶液的颜色,若题目限定是无色透明的,则一定没有Fe2+(浅绿色)、Fe3+(棕黄色)、Cu2+(蓝色)、MnO4(紫色)等离子;还要注意“透明”不是“无色”。

② 限定溶液酸碱性,

a.“在强酸性(或pH=1)溶液中”,就是含有大量的H+,应把H+ 考虑在内,OH及弱酸根离子都不能大量共存。

b.“在强碱性(或pH=14)溶液中”,就是含有大量的OH,应把OH考虑在内,H+及弱碱阳离子都不能大量共存。

c.“在由水电离出c(H+)= 1×10-10 mol/L的溶液中,或在由水电离出c(OH)= 1×10-10 mol/L的溶液中”能大量共存的,就是说在酸或碱性条件下均能大量共存的离子组;

d.“在与Al反应能产生H2的溶液中”,其实就是说在酸或碱性条件下的溶液中;

e.“能溶解Al2O3或Al(OH)3的溶液”,就是含有大量的H+ 或OH的溶液,其实就是说在强酸或强碱性条件下的溶液中;

③ 限定反应类型

“因氧化还原反应……”,即只考虑离子间的氧化还原反应;

④限定溶液中已存在的离子

如“溶液中已存在Fe3+、Cl”,则OH、SCN、Ag+ 等离子不能大量共存。

【例题1下列各组离子,在强酸性溶液中能大量共存并且溶液为无色透明的离子组是(    ).

A. NH4+、Al3+、SO42、NO3        B. K+、Na+、AlO2、NO3

C. K+、NH4+、MnO4、SO42        D. K+、Na+、NO3、HSO3

解析:B选项中的AlO2在强酸性条件下不能存在,发生反应:

H+ + AlO2+ H2O === Al(OH)3C选项中MnO4为紫色;D选项中,HSO3在强酸性条件下生成H2SO3并被HNO3氧化成H2SO4

答案:A

【例题2下列各组离子,在强碱性溶液中能大量共存的离子组是(    ).

A. Cl、AlO2、I、S2         B. K+、Na+、NH4+、Ba2+

C. Cl、Br、CO32、S2        D. HCO3、SO42、SO32、NO3

解析:在强酸性条件下c(OH)较大,A选项中离子不能反应,故可以大量存在;B选项中发生反应:NH4+ + OH===  NH3·H2O C选项中离子不能反应,故可以大量存在;D选项中,HCO3在强碱性条件下生成CO32因而不能大量共存。

答案:A、C

【例题3下列各组离子,因发生氧化还原反应而不能大量共存的离子组是(    ).

A. Na+、OH、SO42、H2PO4   B. Fe2+、Fe3+、SO42、Cl

C. Cl、H+、Na+、S2O32        D. Na+、Cu2+、S2、SO42

解析:A、D选项不能大量共存,但不是氧化还原反应;B选项可以大量共存;只有C选项符合题意。

答案:C

【例题4下列各组离子,在溶液中一定能大量共存的是(    ).

A. 使酚酞变红的溶液:Na+、Cl、SO42、Fe3+

B. 使紫色石蕊变红的溶液:Fe2+、Mg2+、Cl、NO3

C. c(H+)=1×10-12 mol/L的溶液:K+、Ba2+、Cl、Br

D. 碳酸氢钠溶液:K+、SO42、Cl、H+

解析:A选项,碱性条件下Fe3+ 不能大量共存;B选项,Fe2+、NO3和H+发生氧化还原反应不能大量共存;D选项,HCO3与H+不能大量共存。

答案:C

例题5】在溶液中下列离子能够大量共存的是(    ).

A. 无色溶液中:Na+、Cl、NO3、Fe2+

B. pH=0的溶液中:Fe2+、Cl、NO3、HCO3

C. 含MnO4的溶液中:Fe3+、NO3、Mg2+、SO42

D. 与Al反应能产生H2的溶液中:Mg2+、NO3、Cl、K+

解析:注意题目中的隐含信息,A选项为无色溶液,Fe2+为浅绿色,故错误;B选项为强酸性溶液,NO3(H+)具有强氧化性,与Fe2+不能大量共存,且H+与HCO3也不能大量共存;C选项中虽然含强氧化性的MnO4,但题组中的离子部不能被MnO4氧化,因此符合题意;D选项能与Al反应能产生H2的溶液可能呈强酸性,也可能呈强碱性,若为强酸性,由于有NO3与Al反应不能产生H2,而是生成含低价氮的物质,若为强碱性,因为题组中含Mg2+,故也不能大量共存。

答案:C

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