對高中化學離子共存問題的探討

劉小艷

【內(nèi)容摘要】本文將接合筆者多年的高中化學教學工作實踐，首先對化學離子不能大量共存的條件進行分析，隨后在對判斷離子共存解題的方法極其常見考題展開探究，以供廣大教師參考。

【關鍵詞】高中化學 化學離子 共存

一、化學離子不能大量共存的條件

1.水解、絡合反應導致離子不能共存

（1）離子發(fā)生水解反應，是不能大量共存的。水解反應會導致溶液顯酸性的陽離子和溶液顯堿性的陰離子反應更加劇烈，兩種離子在溶液中水解作用導致大量消耗，因此無法大量共存。

（2）離子發(fā)生絡合反應導致離子不能共存。絡合反應是指分子或者離子與金屬離子結(jié)合，形成很穩(wěn)定的新的離子的過程。而絡離子是由一種離子跟一種或多種分子，或由兩種或多種不同離子所形成的一類復雜離子或分子。例如，F(xiàn)e3+、Fe2+與SCN-就無法大量共存，由于Fe2+與SCN-通過產(chǎn)生絡合反應最后結(jié)合在一起，從而導致兩種離子在溶液中造成一定的消耗，無法大量共存。

2.由于復分解反應導致離子不能共存

（1）生成弱電解質(zhì)。例如H+與OH-發(fā)生反應生成H2O、H+與CH3COO-發(fā)生反應生成CH3COOH，這類物質(zhì)都屬于弱點解質(zhì)，從而降低溶液中離子的濃度而使離子不能大量共存。相似的如H+與ClO-、PO43-、HPO42-、H2PO4-、AlO2-、SiO32-、F-、CN-等，OH-與NH4+，OH-與一些酸式弱酸根如HCO3-、HSO3-、HS-、HPO42-、H2PO4-不能大量共存。

（2）產(chǎn)生氣體。離子之間發(fā)生復分解反應，產(chǎn)生揮發(fā)氣體，從而導致了這類離子不能共存。例如，弱酸性的酸根離子HS-、HCO3-、CO32-、HSO3-、S2-、SO32-與氫離子不能大量共存，會產(chǎn)生H2、CO2、SO2等揮發(fā)性氣體

（3）生成沉淀。由于離子之間發(fā)生復分解反應而產(chǎn)生沉淀，從而降低溶液中離子的濃度，也是離子不能共存的原因之一。例如，在堿性溶液中，OH-容易與Fe2+、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Mg2+、Al3+、Ag+等金屬陽離子發(fā)生反應，生產(chǎn)沉淀而不能大量共存；Fe2+與S2-、Ca2+與PO43-、Pb2+與Cl-、Ag+與Cl-因產(chǎn)生沉淀而不能大量共存。Mg2+、Ca2+、Ba2+、Ag+等金屬陽離子能與CO32-、SO42-這類離子發(fā)生反應產(chǎn)生沉淀。

（4）一些在特殊條件下才能存在，容易水解反應的離子，當特殊條件發(fā)生改變時，或者存在另一種離子能與之發(fā)生雙水解反應時，離子是不能大量共存的。例如，F(xiàn)e3+、Al3+等在中性或者堿性溶液中易發(fā)生水解反應生產(chǎn)沉淀。因此，這類離子必須在酸性溶液中才能大量存在，而AlO2-、S2-、CO32-、C6H5O-等必須在堿性條件下才能在溶液中存在。若溶液中出現(xiàn)AlO2-、Al3+，則會發(fā)生雙水解反應，生成Al（OH）3沉淀，而不能大量共存。

3.由于氧化還原反應導致離子不能共存

（1）強還原性的離子和強氧化性的離子不能大量共存。如Fe3+不能與HS-、S2-、Cl-、SO32-大量共存。

（2）在酸性或堿性條件下，由于氧化還原反應的發(fā)生而導致離子不能大量共存。例如堿性條件下，SO32-和S2-可以共存，但在酸性條件下則由于發(fā)生氧化還原反應，生成水和沉淀而不能共存；NO3-、MnO4-與Fe2+、S2-、HS-、HSO3-、SO32-等不能大量共存。

二、判斷離子共存解題的方法和常見考題

1.判斷離子共存解題的方法

判斷在同一溶液中離子是否能夠共存，就是要清楚離子之間能夠發(fā)生反應。對此，對題目給出的前提條件一定要理解清楚：

①要弄清題目是肯定句還是否定句的問法，如：“能大量共存”和“無法大量共存”是兩個相反的條件。

②對題目的限定條件需要了解清楚，對溶液的顏色進行限定，如：像出現(xiàn)Cu2-（藍色）、Fe2+（淺綠色）這些離子就需要排除，另外，還要注意顏色限定時“無色”與“透明”的區(qū)別。另外，還有對溶液酸堿性的限定，在溶液為強堿性（或PH=1）中，應考慮到H+的作用，弱酸性離子和OH-都無法大量共存。

2.近些年來，高考化學考題當中，離子共存問題一直都是常見的熱門考題，盡管考查知識點的方式一直有在變化，考題大多都是以選擇題的方式給出。能夠掌握離子共存的基本規(guī)律，是能正確解題的關鍵，以下對理念離子共存問題考題進行分析和探討。

例：下列各組離子一定能大量共存的是：

A.在含大量Fe3+的溶液中：NH4+、Na+、Cl-、SCN-

B.在pH=1的溶液中：K+、Fe2+、Cl-、NO3-

C.在強堿溶液中：Na+、K+、AlO2-、CO32-

D.在c（H+）=10-13mol/L的溶液中：NH4+、Al3+、SO42-、NO3-