離子共存問題的探討

山西 李志平

離子共存問題的探討

山西 李志平

離子反應(yīng)是高一新課標(biāo)人教版《必修1》第二章第二節(jié)內(nèi)容，本節(jié)內(nèi)容分為“酸，堿，鹽在水溶液中的電離”和“離子反應(yīng)及其發(fā)生的條件”兩部分《化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)》明確指出，學(xué)生要能通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)離子反應(yīng)及其發(fā)生條件，了解常見離子的檢驗(yàn)方法，同時(shí)離子反應(yīng)又是重要的化學(xué)用語，在中學(xué)階段的基本概念，基礎(chǔ)理論知識(shí)中，占有及其重要的地位，貫穿于整個(gè)高中化學(xué)教材的始終，是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)之一。在中學(xué)化學(xué)中要學(xué)習(xí)許多重要元素及其化合物知識(shí)，都可能涉及離子反應(yīng)及其方程式的書寫，所以“離子反應(yīng)問題”在每年的高考中都是必考內(nèi)容，并分成兩種形式考查：離子共存問題及離子方程式的正誤判斷。近幾年高考命題逐步由知識(shí)型向能力型、由怕暴露型向潛隱型、由單一型向綜合型的方向發(fā)展。所以，離子共存題型首先要分析隱含條件，其次是離子間能否發(fā)生反應(yīng)?，F(xiàn)歸納一些離子在哪些情況下不能大量共存：

一、隱含條件

1.無色溶液：即不能存在 MnO4-、Fe2+、Fe3+、Cu2+等有色離子。

例：在強(qiáng)酸性無色透明溶液中，下列各組離子能大量共存的是（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即堿性溶液。

例：在下列各溶液中，離子一定能大量共存的是（D）

A··在強(qiáng)堿溶液中：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··室溫下，PH=1 的溶液中：Na+，F(xiàn)e3+，NO3-，SO42-

3.由水電離出的c(H+)=10-12mol/L的溶液由水電離出的c(OH-)=1*10-14mol/L的溶液，隱含著溶液呈強(qiáng)堿性或強(qiáng)酸性，故酸性時(shí)、堿性離子S2O32-、AlO2-等不能共存；堿性時(shí)，酸性離子 NH4+、Fe3+、Fe2+等離子不能存在。

例：下列各組離子，在溶液中能大量共存，加入氫氧化鈉溶液后加熱既有氣體放出又有沉淀生成的一組是（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，即溶液顯酸性，而加入Al能放H2的溶液，則隱含著溶液顯強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性。

5.遇指示劑變成某色的溶液：遇藍(lán)色石蕊試液變紅的溶液即酸性溶液，遇酚酞變紅的溶液即堿性溶液。

在分析了題目的隱含條件后，就需要分析選項(xiàng)中所給離子間能否反應(yīng)。

二、離子間相互反應(yīng)不能大量共存

1.分析能否發(fā)生酸堿型離子反應(yīng)

a、酸性離子:H+;Fe3+、Al3+;Fe2+、Cu2+、Ag+、NH4+（水解顯酸性）。在PH＞7的溶液中不能存在。

b、堿性離子:OH-;PO43-、CO32-、S2-、SO32-;AlO2-、ClO-（水解顯堿性）。這些離子在PH＜7的溶液中不能存在。

所以a與b中的離子在同一種溶液中不能共存。c、兩性離子：（弱酸的酸式根），例如：

HCO3-+H+=H2O+CO2↑；HCO3-+OH-=CO32-+H2O、HS-、HSO3-、COOH-COO-（草酸氫根）；HPO42-兩性離子在PH＜7或PH＞7的溶液中都不能存在，與a或b中的離子都不能共存。

例如：室溫下，在強(qiáng)酸性和強(qiáng)堿性溶液中都不能大量共存的離子組是（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+都屬于酸性離子在堿性溶液中不能共存；B中SO32-、S2-，C中AlO2-屬于堿性離子，在酸性溶液中不能共存；D中Fe2+屬于酸性離子在堿溶液中不能共存，而在酸性溶液中與NO3-會(huì)形成強(qiáng)氧化性酸HNO3能把Fe2+氧化成Fe3+，故選D。

2.分析能否發(fā)生氧化還原反應(yīng)：常見的能發(fā)生氧化還原反應(yīng)的微粒有氧化型離子：M nO4-、Or2O7-、NO3-、(H+)、Fe3+、Cu2+、ClO-(H+)

還原型離子：S2-、I-、Fe2+、SO32-、Br-、Cl-（注：MnO4-、可以氧化所有的還原型離子）

例如：下列各組離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選項(xiàng)中ClO-、NO3-在H+存在時(shí)有強(qiáng)氧化性可以把I-氧化，故不能共存，其余C項(xiàng)D項(xiàng)屬于酸堿型離子的反應(yīng)也不能共存，故選B。

3.分析能否產(chǎn)生沉淀

能產(chǎn)生沉淀的離子組有：Ba2+與 CO32-、SO42-;Ag+與 Cl-、CO32-;Ca2+、與CO32-、SO42-;Ng2+與 OH-等。

4.分析能否發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)

如Fe3+與SCN-因發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)不能共存。

5.分析能否發(fā)生雙水解反應(yīng)

如Al3+與CO32-、NH4+與HCO3-等，在分析離子能否共存時(shí)，先審清題是否有隱含條件，再分析每個(gè)選項(xiàng)屬于哪種類型就不容易出錯(cuò)了。

綜上所述，學(xué)生在做離子共存問題是首先必須從化學(xué)基本理論和概念出發(fā)，搞清楚離子反應(yīng)的規(guī)律主要是離子間發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)和離子間發(fā)生氧化還原反應(yīng)，以及在一定條件下一些微?？尚纬山j(luò)合離子等?！半x子共存”的條件是根據(jù)上述三個(gè)方面統(tǒng)籌考慮，比較，歸納整理而得出的，因此，解決離子共存問題應(yīng)從離子見得反應(yīng)規(guī)律入手，逐條梳理。

（編輯 王旸）

（作者單位：介休市職業(yè)中學(xué)）