离子共存问题的探讨

山西 李志平

离子共存问题的探讨

山西 李志平

离子反应是高一新课标人教版《必修1》第二章第二节内容，本节内容分为“酸，碱，盐在水溶液中的电离”和“离子反应及其发生的条件”两部分《化学新课程标准》明确指出，学生要能通过实验认识离子反应及其发生条件，了解常见离子的检验方法，同时离子反应又是重要的化学用语，在中学阶段的基本概念，基础理论知识中，占有及其重要的地位，贯穿于整个高中化学教材的始终，是中学化学教学的重点、难点之一。在中学化学中要学习许多重要元素及其化合物知识，都可能涉及离子反应及其方程式的书写，所以“离子反应问题”在每年的高考中都是必考内容，并分成两种形式考查：离子共存问题及离子方程式的正误判断。近几年高考命题逐步由知识型向能力型、由怕暴露型向潜隐型、由单一型向综合型的方向发展。所以，离子共存题型首先要分析隐含条件，其次是离子间能否发生反应。现归纳一些离子在哪些情况下不能大量共存：

一、隐含条件

1.无色溶液：即不能存在 MnO4-、Fe2+、Fe3+、Cu2+等有色离子。

例：在强酸性无色透明溶液中，下列各组离子能大量共存的是（C）

A·Cu2+，K+，CI-，NO3-…B··Ag+，Na+，NO3-，CI

C·K+，AI3+，SO42-，CI-…D··Ba2+，NH4+，CI-，HCO3-

2.PH=1即酸性溶液，PH=14即碱性溶液。

例：在下列各溶液中，离子一定能大量共存的是（D）

A··在强碱溶液中：K+，AI3+，CI-，SO42-··

B··含有 0.1mol.L-1Fe3+的溶液中：K+，Mg2+，I-，NO3-····

C··含有 0.1mol.L-1Ca2+的溶液中：Na+，K+，CO32-，CI

D··室温下，PH=1 的溶液中：Na+，Fe3+，NO3-，SO42-

3.由水电离出的c(H+)=10-12mol/L的溶液由水电离出的c(OH-)=1*10-14mol/L的溶液，隐含着溶液呈强碱性或强酸性，故酸性时、碱性离子S2O32-、AlO2-等不能共存；碱性时，酸性离子 NH4+、Fe3+、Fe2+等离子不能存在。

例：下列各组离子，在溶液中能大量共存，加入氢氧化钠溶液后加热既有气体放出又有沉淀生成的一组是（D）

A··Ba2+，NO3-，NH4+，CI-·B·Ca2+，HCO3-，NH4+，AIO2-

C··K+，Ba2+，CI-，HSO3-··D·Mg2+，NH4+，SO42-，K+

4.加入Mg能放H2的溶液，即溶液显酸性，而加入Al能放H2的溶液，则隐含着溶液显强酸性或强碱性。

5.遇指示剂变成某色的溶液：遇蓝色石蕊试液变红的溶液即酸性溶液，遇酚酞变红的溶液即碱性溶液。

在分析了题目的隐含条件后，就需要分析选项中所给离子间能否反应。

二、离子间相互反应不能大量共存

1.分析能否发生酸碱型离子反应

a、酸性离子:H+;Fe3+、Al3+;Fe2+、Cu2+、Ag+、NH4+（水解显酸性）。在PH＞7的溶液中不能存在。

b、碱性离子:OH-;PO43-、CO32-、S2-、SO32-;AlO2-、ClO-（水解显碱性）。这些离子在PH＜7的溶液中不能存在。

所以a与b中的离子在同一种溶液中不能共存。c、两性离子：（弱酸的酸式根），例如：

HCO3-+H+=H2O+CO2↑；HCO3-+OH-=CO32-+H2O、HS-、HSO3-、COOH-COO-（草酸氢根）；HPO42-两性离子在PH＜7或PH＞7的溶液中都不能存在，与a或b中的离子都不能共存。

例如：室温下，在强酸性和强碱性溶液中都不能大量共存的离子组是（D）

A、NH4+、Cu2+、CI-NO3-··B、K+、Na+、SO32-、S2-

C、K+，Na+、AlO2-、SO42-··D、Ba2+、Fe2+、NO3-、Br-

分析：A中NH4+、Cu2+都属于酸性离子在碱性溶液中不能共存；B中SO32-、S2-，C中AlO2-属于碱性离子，在酸性溶液中不能共存；D中Fe2+属于酸性离子在碱溶液中不能共存，而在酸性溶液中与NO3-会形成强氧化性酸HNO3能把Fe2+氧化成Fe3+，故选D。

2.分析能否发生氧化还原反应：常见的能发生氧化还原反应的微粒有氧化型离子：M nO4-、Or2O7-、NO3-、(H+)、Fe3+、Cu2+、ClO-(H+)

还原型离子：S2-、I-、Fe2+、SO32-、Br-、Cl-（注：MnO4-、可以氧化所有的还原型离子）

例如：下列各组离子在水溶液中能大量共存的是：（B）A、I-、ClO-、NO3-、H+B、Fe3+、Cu2+、SO42-、Cl-C、H+、K+、AlO2-、HSO3-D、K+、NH4+HCO3-、OH-

其中A选项中ClO-、NO3-在H+存在时有强氧化性可以把I-氧化，故不能共存，其余C项D项属于酸碱型离子的反应也不能共存，故选B。

3.分析能否产生沉淀

能产生沉淀的离子组有：Ba2+与 CO32-、SO42-;Ag+与 Cl-、CO32-;Ca2+、与CO32-、SO42-;Ng2+与 OH-等。

4.分析能否发生络合反应

如Fe3+与SCN-因发生络合反应不能共存。

5.分析能否发生双水解反应

如Al3+与CO32-、NH4+与HCO3-等，在分析离子能否共存时，先审清题是否有隐含条件，再分析每个选项属于哪种类型就不容易出错了。

综上所述，学生在做离子共存问题是首先必须从化学基本理论和概念出发，搞清楚离子反应的规律主要是离子间发生复分解反应和离子间发生氧化还原反应，以及在一定条件下一些微粒可形成络合离子等。“离子共存”的条件是根据上述三个方面统筹考虑，比较，归纳整理而得出的，因此，解决离子共存问题应从离子见得反应规律入手，逐条梳理。

（编辑 王旸）

（作者单位：介休市职业中学）