离子共存问题综述

2016-05-14 17:58马志鹄
理科考试研究·高中 2016年7期
关键词:碱性氢气离子

马志鹄

离子共存题在历年高考中出镜率颇高,是高考的重点和热点内容之一.题型以选择题为主,间或将离子共存融入推断题中,难易适中,能有效考查学生对离子反应发生条件的掌握和运用程度.

一、考虑常见的几种前置条件

1.溶液颜色

题干的限定条件一般为“在无色透明的溶液中……”,说明溶液中不含有色离子,溶液无浑浊和沉淀现象,即溶液中不存在Cu2+(蓝色)、Fe2+(浅绿色)、Fe3+(黄色)、MnO-4(紫色)等有色离子.有色离子一般为过渡元素形成的离子,主族元素阳离子一般是无色的.

2.溶液性质

(1)酸性溶液

隐含的条件有:使紫色石蕊试液变红的溶液;使甲基橙变红的溶液;使蓝石蕊试纸变红的溶液;使pH试纸变红的溶液;常温下,pH<7的溶液;加入镁粉能放出氢气的溶液;加入铝粉有Al3+生成的溶液.凡此种种,都意味着该溶液呈酸性,那么与H+不共存的离子就有OH-、弱酸根离子,如CO2-3,SO2-3S2-,CH3COO-,F-,AlO-2,ClO-,PO3-4,SiO2-3;弱酸酸式酸根离子,如HS-,HCO-3,HSO-3,HPO2-4,H2PO-4 等.

(2)碱性溶液

所含条件有:使酚酞试液变红的溶液;使pH试纸变蓝或颜色更深的溶液;使红石蕊试纸变蓝的溶液;常温下,pH>7的溶液;加入铝粉生成AlO-2溶液;既能溶解Al(OH)3,又能溶解H2SiO3的溶液.凡有此条件之一的,说明了溶液呈碱性含OH-, 该溶液中不能存在的离子就有:H+,弱碱阳离子,如:NH+4,Mg2+,Al3+,Fe2+,Fe3+,Cu2+,Ag+,以及弱酸酸式根离子,如,HS-,HCO-3,HSO-3,HPO2-4,H2PO-4等.

(3)两性溶液(酸性或碱性)

前置条件为:常温下,由水电离的c(OH-)或c(H+)均小于1×10-7 mol/L,如由水电离出的c(OH-)=10-13 mol/L或由水电离的c(H+)=10-8 mol/L;与铝粉反应产生氢气的溶液.这两种情况,说明溶液呈酸性(含H+)或碱性.(含OH-).需要强调的是:“若含H+,加铝时放出氢气,还要注意溶液中不存在NO-3,否则Al与该溶液反应不会产生氢气”.

解答这类问题,要弄清题目要求,若问“一定能大量共存”,就意味着酸性和碱性俩条件都要考虑,同时满足;若问:“可能大量共存”,意思是说,要么与H+共存,要么与OH-共存,只要满足其中一个条件即可.

二、熟悉几种常见的离子反应

离子反应发生的条件,就是离子不能共存的原因,如:生成沉淀,气体和难电离的物质等等.离子反应常见类型有:复分解反应,双水解反应,氧化还原反应,络合反应等.

1.复分解反应

三、典型习题

4.某无色溶液,由Na+、Ba2+、Al3+、AlO-2、Fe3+、CO2-3、SO2-4中的若干种组成,取适量该溶液进行如下实验:

①加入过量盐酸,有气体生成.

②在①所的溶液中再加入过量碳酸氢铵溶液,有气体生成,同时析出白色沉淀甲.

③在②所得溶液中加入过量溶液,也有气体生成,并有白色沉淀乙析出.

原溶液中一定存在的离子是[CD#3].

参考答案1.B2.B3.D4.AlO-2、Na+、CO2-3

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