離子共存專題

摘 要:離子反應(yīng)專題涵蓋了整個(gè)高中化學(xué)教學(xué)，在高考中舉足輕重的地位，當(dāng)然也是高考必考的知識(shí)點(diǎn)。離子是否共存是各類別考試中的常見問(wèn)題，也是歷年高考必考的題目。

關(guān)鍵詞:離子互換反應(yīng)離子共存氧化還原

中圖分類號(hào):G623.31文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2012)08(a)-0189-01離子反應(yīng)專題涵蓋了整個(gè)高中化學(xué)教學(xué)，在高考中舉足輕重的地位，當(dāng)然也是高考必考的知識(shí)點(diǎn)。離子是否共存是各類別考試中的常見問(wèn)題，也是歷年高考必考的題目。出題的發(fā)展方向可能為:

(1)設(shè)置一些隱藏要素，如酸堿、顏色、氣味、形狀、氧化還原反應(yīng)是否發(fā)生等;

(2)在定性中引入一定計(jì)算，例“由水電離分解出的c(H+)=1×10-8mol·L-1的溶液中”。

除此之外，離子是否共存可以由單選題向解答題、問(wèn)答題方向逐步變難;題目結(jié)構(gòu)由簡(jiǎn)易向雜糅，定性中潛藏定量，變量具有一定的隱蔽性，要在掌握好基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上活學(xué)活用，提高得分率。

中學(xué)化學(xué)中，影響離子共存的主要因素是離子間的復(fù)分解反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、雙水解反應(yīng)、絡(luò)合反應(yīng)等。

1 離子在溶液中不能大量共存的分類

(1)因發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)而不能共存:復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件包括生成難溶性物質(zhì)、難電離物質(zhì)、揮發(fā)性物質(zhì)。下面幾種情況同學(xué)們應(yīng)作重點(diǎn)掌握:

①有生成沉淀(微溶或不易溶性的物質(zhì))如:碳酸鋇(BaCO3)、氫氧化銅(Cu(OH)2)、硫酸鈣(CaSO4、氯化銀(AgCl)等

②有生成氣體(揮發(fā)性物質(zhì))如:O2、SO2、H2等

③生成難電解的物質(zhì)(弱電解質(zhì))如:氯酸(HClO)、氨水(NH3·H2O)、H2O、氟化氫(HF)等

(2)因發(fā)生雙水解反應(yīng)而不可共存:弱酸的負(fù)離子和弱堿的正離子雙水解相互促進(jìn)反應(yīng)徹底:

①常見情況，如Fe3+分別與HCO3－、CO32－、ClO－等，Al3+與HS－、S2－、HCO3－、CO32－;

②易錯(cuò)點(diǎn):Fe3+與HS－、S2－不能共存，不是因雙水解反應(yīng)而是因?yàn)檠趸€原反應(yīng)。Al3+、AlO2－不能共存，NH4+與HCO3－、CO32－可以共存。這樣記憶或理解，在已學(xué)過(guò)的物質(zhì)NH4HCO3中可以得到證明，也說(shuō)明它不易發(fā)生雙水解反應(yīng)或雙水解趨勢(shì)較弱，所以它們才得以存在。

(3)因生成絡(luò)合物而不能共存:中學(xué)階段掌握Fe3+與SCN－、C6H5O－的絡(luò)合反應(yīng)就夠了。

(4)因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能共存:如

①可以發(fā)生氧化反應(yīng)的離子:Fe3+、MnO4-、NO3-(酸性環(huán)境中)、ClO-等

②可以發(fā)生還原反應(yīng)的離子:S2-、I- 、Br-、Fe2+(其中有且只有Fe2+與Fe3+可以共存)

2 某些離子對(duì)溶液酸堿性的要求

(1)酸性溶液中能大量存在的離子:水解呈酸性的離子，即那些弱堿的正離子:如Fe3+、Al3+、Fe2+、Cu2+、NH4+等

(2)堿性溶液中可多數(shù)存在的離子:水解呈堿性，也就是弱酸的陰離子:如CH3COO-、CO32－、S2－、SO32－、PO43－、F-、ClO-、AlO2－、SiO32－、CN－、C17H35COO－、等

(3)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿性溶液都不能大量存在的離子:即多元弱酸的酸氫根離子:

如:HS－、HCO3－、HSO3-－、H2PO4－和HPO42-等

3 認(rèn)真審題讀題，挖掘題目中的隱含條件

(1)看清題干中的限制條件:

①條件中有無(wú)對(duì)溶液顏色描述，但要注意透明不一定無(wú)色:無(wú)色透明溶液中一定無(wú)Cu2+、Fe2+、Fe3+、MnO4-

②溶液的酸堿性是否有要求:溶液若酸性或堿性則均和Al反應(yīng)生成氫氣;室溫時(shí)酸堿示劑的顏色(如石蕊試液顯藍(lán)色);室溫下pH=2或12;由水電離的OH-離子濃度等于1×10-9mol·L-1的溶液等。

(2)讀出題目的特殊條件:;例如某些離子存在下不能共存的;發(fā)生氧化還原反應(yīng)，不能大量共存的;因生成沉淀和氣體弱電解質(zhì)而不能大量共存的等。對(duì)具有隱含條件的問(wèn)題，必須先將隱含條件挖掘出來(lái)。

(3)能共存與不能共存(不強(qiáng)調(diào)大量共存)

(4)注意前后(題干條件、要求與選項(xiàng))聯(lián)系，不要丟三落四，思維要嚴(yán)密。

【典型例題】

1、在pH＝1的無(wú)色溶液中能大量共存的離子組是( )。

A．NH4+、Mg2+、SO42－、Cl－

B．Ba2+、K+、HCO3－、NO3－

C．Al3+、Cu2+、SO42－、AlO2－

D．Na+、Fe2+、Cl－、NO3－

解析:首先審題，弄清題目有三個(gè)限制性條件:一是pH=1(溶液中有大量的H+離子);二是無(wú)色溶液;三能大量共存;再針對(duì)條件并結(jié)合選項(xiàng)綜合解析。離子組存在的環(huán)境(pH=1)是強(qiáng)酸性的，HCO3－和AlO2－不能大量共存，即可排除B、C選項(xiàng);酸性溶液中NO3－有氧化性，與還原性的Fe2+不能共存，故排除D選項(xiàng);且溶液為無(wú)色，排除含有色離子(Cu2+)的離子組C，故答案為A。

2．某酸性溶液中可能含有Br-、SO42-、H2SO3、NH4+中的一種或多種，現(xiàn)進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn):①加熱時(shí)放出一定量氣體，并可讓品紅褪色;②加入堿溶液可讓溶液呈堿性，再加熱放出的氣體可讓濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙變成藍(lán)色;③加入氯水時(shí)，溶液呈橙紅色，若加入BaCl2溶液，產(chǎn)生不溶于稀硝酸的白色沉淀物。對(duì)于下列描述的不能確定其在原溶液中是否存在的離子是 :

A．Br – B．SO42– C．H2SO3 D．NH4+

3．某未知溶液中可能含有NH4+、Ba2+、Mg2+、Ag+、OH-、SO42-、CO32-中的一種或幾種，現(xiàn)將該溶液進(jìn)行以下操作:①取此溶液少量，并加入足量鹽酸無(wú)明顯反應(yīng);②另再取少許加入足量濃氫氧化鈉溶液，有白色沉淀產(chǎn)生;③將②中沉淀過(guò)濾掉，取濾液加熱少許，有無(wú)色刺激性氣味氣體出現(xiàn)，此氣體能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變成藍(lán)色。

(1)由此推斷，次溶液中一定有————————————————離子，肯定無(wú)———————————————離子。

(2)寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式———————————————。

【參考答案】:

1．A 2．B 3． K+、Al3+

3．⑴NH4+、Mg2+、SO42-;

Ba2+-、Ag+、OH-+、CO32-

(2)、Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓

NH4++OH-=NH3.H2O