探析離子共存問題的解決方法

卞小峰

離子在溶液中的行為一直是化學(xué)高考中的重要考點(diǎn)。高考試題中的主要考查形式有：①離子在溶液中的共存；②離子方程式的書寫及離子方程式正誤判斷；③溶液中各種粒子濃度的比較；④溶液中離子濃度的計(jì)算。高考中離子在溶液中的行為考查方式中，離子在溶液中的共存、溶液中粒子濃度的比較及離子方程式正誤判斷一般都是以選擇題的形式進(jìn)行考查，而離子方程式的書寫及溶液中離子濃度的相關(guān)計(jì)算是以非選擇題的形式進(jìn)行考查。本文結(jié)合高考真題的解析對溶液中離子共存問題的解決方法進(jìn)行初步探究。

一、最常見的離子共存或不共存情況

離子在溶液中的共存主要分為兩類：一類是離子間發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)而不能共存；另一類是因離子間發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能共存。

1.離子間發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)而不能共存

（1）與H+不能共存的離子：溶液中與H+不能共存的離子主要有三類：①OH-；②弱酸根離子，其中中學(xué)常見的有CO2-3、F-、ClO-、S2-、SO2-3、AlO-2、SiO2-3、PO3-4、CH3COO-等；③弱酸的酸式根離子，主要有HCO-3、HSO-3、HPO2-4及H2PO-4等。

（2）與OH-不能共存的離子主要有三類：①H+；②弱堿陽離子，其中主要包括NH+4、金屬活動(dòng)性順序表中鎂及鎂之后的金屬元素形成的金屬陽離子，即Mg2+、Al3+、Zn2+、……、Ag+等等；③弱酸的酸式根離子，主要有HCO-3、HSO-3、HPO2-4及H2PO-4等。

（3）金屬離子與酸根離子相互結(jié)合生成沉淀而不能相互共存：①CO2-3、SO2-3、S2-、SiO2-3除了與K+、Na+、NH+4能共存以外，其他金屬離子都不能共存；②SO

2-4除了與Ba2+、Pb2+不能共存外，其他常見金屬離子都能共存（雖然與Ca2+、Ag+結(jié)合為微溶物，但它不是考點(diǎn)，了解即可）；③Cl-除了與Ag+不能共存以外，其他金屬離子都能共存。從歷年的高考考查中分析而得到，其他金屬離子與酸根離子間不考查相互結(jié)合形成沉淀而不共存。

（4）金屬離子與酸根離子結(jié)合成難電離物質(zhì)而不能共存：Fe3+與SCN-會(huì)生成Fe（SCN）3的難電離物質(zhì)而不能共存。

2.離子間發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能共存

一些離子具有氧化性、一些離子具有還原性，它們之間會(huì)因相互間發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能共存。常見的氧化性離子有Fe3+、ClO-、MnO-4、酸性條件下的NO-3，常見的還原性離子有Fe2+、I-、S2-，這些常見的氧化性離子與還原性離子間因能發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能共存。

二、最常見的離子共存題中附加條件

離子共存題中不僅是要我們解決四種離子之間能或是不能相互共存，同時(shí)還會(huì)明顯地在題干中附加相關(guān)條件，或是在題干中隱晦地附加條件。

題干中附加的條件主要有“某強(qiáng)酸性溶液”、“某強(qiáng)堿性溶液”“某無色透明溶液”、“某pH=1的溶液”、“某與Al反應(yīng)放出H2的溶液（溶液呈酸性或堿性）”、“離子間一定大量共存，或是可能大量共存”等等，在解題中需要特別加以注意和解決。

題干中的附加條件是指在每個(gè)選項(xiàng)中添加一些限制性條件。常見的有：①酸性條件，如“加入甲基橙或石蕊試液顯紅色的溶液”、“c（H+）>1×10-7mol/L的溶液中”“pH=1的溶液中”、“c（H+）/c（OH-）=1013”；②堿性條件，如“加入酚酞顯紅色的溶液”“c（H+）<1×10-7mol/L的溶液中”、“pH=13的溶液中”、“c（H+）/c（OH-）=10-13”；③既可能酸性，也可能酸性條件，如“某溶液中水電離出的H+濃度為1×10-13mol/L”、“某與Al反應(yīng)放出H2的溶液”，另外還有附加一些溶液中存在特定的物質(zhì)，等等。

三、體驗(yàn)高考真題離子共存問題的解決

例1（2014年江蘇高考化學(xué)第3題）25℃時(shí)，下列各組離子在指定溶液中一定能大量共