離子共存

離子共存

離子共存,實質上就是看離子間是否發生反應的問題,能夠在溶液中發生反應的離子就不能共存,不能夠發生反應的離子才可以共存。看能否發生反應,不僅是因為有沉澱、氣體、水、難電離的物質產生,還涉及到溶液酸鹼性、有色、無色,能否進行氧化還原反應等,能發生氧化還原反應的離子也不能共存:如:Fe、Cu與I,H、I、Fe與NO3,S、Fe與ClO,H、I與SO3或S等。

注意點之一

一般注意以下幾點:

①在強酸性溶液中,不能有大量的氫氧根(OH);不能大量存在弱酸根離子:如碳酸根(CO)、碳酸氫根(HCO)、硫離子(S)、硫氫根離子(HS)、亞硫酸根離子(SO)、矽酸根離子(SiO)、偏鋁酸根離子(AlO2)、氟離子(F)、硬脂酸根離子等。

②強鹼性溶液中,不能大量存在氫離子(H)。不能大量存在弱鹼金屬離子。如:鎂離子(Mg)、亞鐵離子(Fe)、鐵離子(Fe)、鋁離子(Al)、銅離子(Cu)及銨根離子(NH)等;也不能大量存在酸式根離子:HCO、HSO、HS、HPO等。

③能發生氧化還原反應的離子也不能共存:如:Fe、Cu與I,H、I、Fe與NO,S、Fe與ClO,H、I與SO或S等。

④能形成絡離子的也不能共存:如:Fe與SCN,Ag與SO,Fe與CHO等。

以上內容簡化為:

①強酸不存弱酸根

離子共存離子共存

②強鹼不存弱鹼金屬

③氧化還原定不存

④成絡也不存

總結:能夠結合生成沉澱、氣體以及水等弱電解質的離子

注意點三

在溶液中離子共存問題的實質是哪些離子之間不能發生反應。能夠發生反應的離子就不能共存,不能夠發生反應的離子才可以共存。

1.酸鹼不共存類

1.強酸(HClO4、HI、HBr、HCl、H2SO4、HNO3、H+)可以和強酸的酸根離子共存;但不能與弱酸根離子共存(F-、CO32-、ClO-、S2-、SiO32-等)

2.強鹼(KOH、NaOH、Ba(OH)2等)OH-與弱鹼的陽離子(如Cu2+、NH4+、Al3+等)不能共存。

3.弱酸的酸式根離子與H+、OH-都不能共存,如HCO3-、HS-、HSO3-、HPO42-等。但強酸的酸式根離子只與鹼不能共存,如HSO4-。

4.相關離子的顏色:MnO4-為紫色;Fe3+為棕黃色;Fe2+為淺綠色;Cu2+為藍色。

5.電解質溶液中至少有一種陽離子和一種陰離子。

複分解反應是有難溶物(微溶物)生成、難電離物質生成、易揮發物質生成。由於難溶物、難電離物微粒之間有比較強的相互作用,分子難以電離成離子;揮發性物質生成並從溶液中分離,都導致溶液中離子濃度降低,使離子不能大量共存。如Cl-與Ag+;Ba2+與SO42-;CO32-、H+;H+、OH-;OH-與NH4+;H+、CH3COO-等。

⒉強氧化劑和強還原劑不能共存(但Fe3+、Fe2+因沒有中間價態可以共存)

常見強氧化劑:硝酸;濃硫酸;MnO4-(H+)溶液;高鐵離子(Fe3+);NO3-(H+)溶液;含有ClO-在酸、鹼性的溶液中都有強氧化性。

常見強還原劑:I-;Fe2+;-2價硫(如S2-、HS-、H2S);+4價硫(SO2、SO32-、HSO3-)等。

⒊發生雙水解反應使離子濃度降低。

鹽溶液中,弱酸的陰離子和弱鹼的陽離子容易發生水解,某些離子相遇形成弱酸弱鹼鹽時,陰陽離子相互促進水解,使平衡向水解方向移動而水解完全,使溶液中的離子濃度迅速降低。常見易發生雙水解的陽離子有(Fe3+或Al3+)與(CO32-、HCO3-、AlO2-)的組合。

Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑

2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑

Al3++3 AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓

⒋發生絡合反應使離子濃度降低。如Fe3+與SCN-等。

二、離子共存問題常見的典型問題

⒈ Al(OH)3有酸式電離和鹼式電離:,增加或OH-、Al3+濃度;或者增加H+、AlO2-離子濃度,都可以使平衡朝生成沉澱的方向移動。因此OH-、Al3+;H+、AlO2-不能共存,但OH-、AlO2-;Al3+、H+可以共存。

⒉Fe2+、NO3-可以共存,但有H+時不能共存,因為HNO3具有強氧化性。

⒊某溶液與鋁反應可以生成氫氣,在該溶液中不一定存在與H+或者OH-可以共存的離子。

⒋常溫下,某溶液中由水電離出的H+為0.01mol/L,則該溶液可能是pH=2或者pH=12的溶液。該溶液為酸性或鹼性,有H+或者OH-。

⒌某種溶液中有多種陽離子,則陰離子一般有NO3-;某種溶液中有多種陰離子,一般陽離子有K+、Na+、NH4+中的一種或幾種。

⒍酸性條件下ClO—與Cl—不共存。

離子共存問題(聯考熱點)

⒈離子在溶液中能否大量共存首先應看其能否發生以下反應:

⑴能發生複分解反應,即能夠形成沉澱、易揮發性物質(氣體)、弱電解質(如水、弱酸、弱鹼等)的離子不能大量共存。其中,微溶物如CaSO4等少量可以共存,大量不能共存。

例1、下列各組離子在水溶液中能大量共存的是(A)

(A)Na+、Ba2+、OH-、AlO2- (B)H+、Na+、Cl-、SO32-

(C)H+、Na+、HPO42-、NO3- (D)K+、Ca2+、ClO-、SO42-

⑵能發生完全雙水解的陰陽離子在水溶液中不能大量共存。

例2、下列各組離子在水溶液中能夠大量共存的是(C)

(A)Al3+、SO42-、HCO3-、NO3- (B)NH4+、Cl-、SiO32-、SO42-

(C)NH4+、NO3-、CH3COO-、HCO3- (D)Fe3+、Cl-、HCO3-、NO3-

總結

一般地,生成物中有沉澱或氣體產生的雙水解反應可以完全進行。

⑶能發生氧化還原反應的離子不能大量共存。

例3、下列各組離子在水溶液中不能大量共存的是(AB)

(A)Na+、Mg2+、NO3-、I- (B)H+、Fe2+、NO3-、Cl-

(C)Na+、K+、ClO-、S2- (D)H+、Fe2+、SO42-、I-

⑷能形成絡合物的離子不能大量共存,如 Fe3+ 和SCN-。

⒉注意題乾的附加條件。如“無色溶液”中不應含MnO4-、Fe2+、Fe3+、Cu2+等有色離子;又如“pH=1的溶液”中有大量H+,再如“加入金屬鋁有H2放出的溶液”或“由水電離出的H+的濃度為10-13mol/L-1的溶液”可能有大量H+或OH-。

例4、下列各組離子中,在[H+]=10-13mol/L-1的溶液中能大量共存,且加入NaHSO4溶液過程中會產生氣體和沉澱的是(C)

(A)Na+、NO3-、AlO2-、Cl- (B)Na+、K+、NO3-、SiO32-

(C)K+、Cl-、AlO2-、CO32- (D)Na+、Mg2+、HCO3-、Cl-

練習

⒈下列各組離子在水溶液中不能大量共存的是(AC)

(A)H+、Na+、CH3COO-、Cl- (B)Na+、[Ag (NH3)2]+、OH-、NO3-

(C)H+、K+、MnO4-、Cl- (D)Na+、K+、AlO2-、NO3-

⒉某溶液中加入金屬鋁有H2放出,則下列各組離子在該溶液中一定能大量共存的是(1 2) ;一定不能大量共存的是(4567) ;可能大量共存的是(389)

⑴Na+、K+、Cl-、SO42- ⑵Na+、K+、Ba2+、Cl- ⑶Na+、Mg2+、Cl-、SO42-

⑷K+、Ba2+、Cl-、SO42- ⑸K+、Mg2+、NO3-、SO42- ⑹K+、NH4+、Cl-、CO32-

⑺K+、Na+、Cl-、HCO3- ⑻K+、Ca2+、Br-、Cl- ⑼K+、Na+ 、AlO2-、SO42-

⒊某無色透明的溶液跟金屬鋁反應時放出H2,試判斷下列離子Mg2+、Cu2+、H+、Ba2+ 、Ag+、SO42-、SO32-、HCO3-、OH-、NO3-何者能大量在此溶液中共存。

⑴當生成Al3+時可存在 H+、Mg2+ SO42-;

⑵當生成AlO2-時可存在 OH-、 Ba2+ NO3-

解題方略

三審

1.溶液有沒有顏色

Cu2+藍色 Fe3+棕黃色 Fe2+淺綠色 MnO4-紫紅色 Cr2O7 2-橙(紅)色

CrO4 2-(淺)黃色 Cr3+綠色

Mn2+淺玫瑰色,稀溶液無色 Fe(H2O) 6 3+淡紫色 Co2+玫瑰色 Ni2+綠色

MnO4 2-綠色 Fe(CN)6 4-黃綠色 Fe(CN)6 3-黃棕色

2.溶液的酸鹼性(註:H3O+等同於H+)

OH-及弱酸根離子(如F-,CO3 2-,SO3 2-,S2-,CH3COO-)不能與H+大量共存

H+及弱鹼根離子(Mg2+,Al3+,Zn2+,Fe3+,Fe2+,Cu2+,Ag+,NH4+)不能與OH大量共存

酸式弱酸根離子(如HCO3-,HSO3-,HS-,HPO4 2-,H2PO4-)與H+或OH-均不能大量共存

3.共存不共存

註:生成氣體:CO3 2-,HCO3-,SO3 2-,HSO3-,S2-,HS-與H+

生成沉澱:SiO3 2-與H+

Mg2+,Al3+,Zn2+,Fe3+,Fe2+,Cu2+,Ag+與OH-

難溶或微溶性鹽

生成弱電解質:H+,酸式弱酸根與OH-,

F-,CH3COO-,ClO-與H+

NH4+與OH-

1.是否發生複分解反應

(生成難溶、難電離、揮發性物質)

2.是否發生氧化還原反應

Fe3+與I-,S2-,SO3 2-(在H+環境下,可抑制Fe3+水解)

NO3-(H+)與I-,S2-,SO3 2-,Br-,Fe2+

MnO4-(H+)與I-,S2-,SO3 2-,Br-,Fe2+,Cl-

S2-(H+)與SO3 2-

ClO-與I-,S2-,SO3 2-,Br-,Fe2+

歧化反應:2H+ +S2O3 2-=S↓+SO2↑+H2O(產生無色氣體和淡黃色沉澱)

註:①HS- 視同S2-,HSO3-視同SO3 2-

②ClO-與I-,S2-,SO3 2-,Br-,Fe2+

Fe3+與I-,S2-,SO3 2-不需要在H+環境下

助記:錳與氯

氯、硝、錳與溴、亞鐵

鐵、氯、硝、錳與碘、負二正四價硫

硫負二與正四價

3.是否發生雙水解反應

Al3+與S2-,(HS-),CO3 2-,(HCO3-),AlO2-,SiO3 2-

Fe3+與CO3 2-,(HCO3-),AlO2-,SiO3 2-

NH4+與AlO2-,SiO3 2-

(其它:AlO2與Mg,Fe)

註:[Al(OH)4]-相當於AlO2- +2H2O

助記:矽酸根、偏鋁酸根與鋁鐵銨

碳酸根、碳酸氫根與鋁鐵

硫離子、氫硫酸根只與鋁

4.是否發生絡合反應

Fe3+與SCN-,C6H5O-

Ag+與NH3·H2O(NH4+,OH-)

特例

① AlO2- + HCO3- +H2O=Al(OH)3↓+CO3 2-

AlO2- + HSO3- +H2O=Al(OH)3↓+SO3 2-

② PO4 3- +H2PO4- =2HPO4 2-

溶解性

① 鹼

K+,Na+,Ba2+,NH4+鹼可溶,Ca(OH)2隻微溶,其它鹼均不溶

② 鹽

鉀鈉銨鹽都可溶

硝酸鹽遇水無影無蹤

氯化物不溶氯化銀

硫酸鹽不溶硫酸鋇、鉛(CaSO4,Ag2SO4微溶)

碳酸鹽鉀、鈉、銨才可溶(MgCO3微溶)

其它:

①PO4 3-,HPO4 2-鉀、鈉、銨才可溶

H2PO4-均可溶

②硫化物(S2-)鉀鈉銨鈣鎂可溶

亞硫酸鹽(SO3 2-)鉀鈉銨可溶

③AgCl↓白色;AgBr↓淡黃色;AgI↓黃色;Ag2S↓黑色。

熱門詞條

聯絡我們