有關(guān)高中化學(xué)的離子共存問題分析

徐 迅

（湖南省寧鄉(xiāng)縣第一高級中學(xué)，湖南 寧鄉(xiāng) 410600）

許多同學(xué)在進(jìn)入到高中化學(xué)課程的學(xué)習(xí)后，對于“離子共存”問題感覺不會做，也即是判斷溶液中離子可否共存的相關(guān)問題。有的時(shí)候哪怕是得出答案，但是也感覺沒有底氣，模模糊糊。但是，眾所周知的是離子共存問題是高中化學(xué)最為常見的問題，也是近些年高考的?？?。文章對有關(guān)高中化學(xué)的離子共存問題進(jìn)行研究和探討，不足之處，敬請指正。

1 離子共存判斷類問題失分的原因分析

對近些年高考中有關(guān)離子共存問題進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)這些問題屬于中等偏易的難度，但是數(shù)據(jù)調(diào)查卻發(fā)現(xiàn)這類題目的區(qū)分度比較大。換言之，就是題目不難，考生在這類題目上能否拿到分?jǐn)?shù)具有很大的差異，導(dǎo)致這種情況主要是因?yàn)榭忌趯υ?、化合物等知識內(nèi)容的學(xué)習(xí)過程中，沒有對知識進(jìn)行系統(tǒng)整理，未對這類知識內(nèi)容進(jìn)行有序存儲，再次提取、辨認(rèn)時(shí)，很容易出現(xiàn)錯誤或者障礙，也有可能記得不完整，掌握的不全面，物質(zhì)之間的反應(yīng)規(guī)律不太清楚。

2 離子共存判斷類題目的解題依據(jù)

所謂離子共存類題目，也就是幾種離子在同一溶液中可以大量共存，離子之間不會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，如果離子之間可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，則表示其無法大量共存。離子在溶液之間發(fā)生的反應(yīng)類型包括：復(fù)分解反應(yīng)、雙水解反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)以及絡(luò)合反應(yīng)等，我們在對這類問題進(jìn)行判斷時(shí)必須要準(zhǔn)確判斷離子之間發(fā)生什么樣的化學(xué)反應(yīng)，以此可以快速解決此類題目。

2.1 是否發(fā)生復(fù)分解、氧化還原反應(yīng)而導(dǎo)致無法共存

多種離子在同一溶液中發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，或者是氧化還原反應(yīng)而導(dǎo)致離子無法共存，這種情況可以細(xì)分為以下情況：

（2）生成沉淀。離子體系中非常多金屬陽離子只能存在于酸性溶液環(huán)境下，當(dāng)遇到堿性環(huán)境，或者是遇到陰離子，則會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而生成沉淀，離子被大量消耗。比如 Ba2+、Ca2+、Ma2+等離子無法和及大量共存；MG2+、Fe2+、Ag+、Al3+、Zn2+、Cu2+、Fe3+等 無 法 和 OH-大 量 共存；Pb2+和 Cl-，F(xiàn)e2+和 S2-，Ca2+和，Ag+和 I-等無法大量共存。比如，在溶液中如果Ba2+和大量相遇，則二者會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而生成BaSO4沉淀，是以同比例消耗，具體化學(xué)方程式如下所示：Ba2++=BaSO4↓，高中化學(xué)課程中有關(guān)鑒定實(shí)驗(yàn)，Ba2+鋇離子的作用就是檢驗(yàn)溶液中是不是包含硫離子的一種標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法。

（3）生成弱電解質(zhì)。生成弱電解質(zhì)和生成沉淀的原理具有一致性，生成弱電解質(zhì)離子也無法共存，弱電解質(zhì)生成的過程離子被大量消耗，唯一區(qū)別是脫離溶液體系。比如 說等無法和 H+共存；酸式弱酸根，包括等無法和 OH-共存；OH-無法和大量共存；比如說，CH3COOK和驗(yàn)算HCl可否共存為例進(jìn)行判斷，二者均在水中能夠完全電解成離子狀態(tài)，然而醋酸根離子CH3COO-和氫離子遇時(shí)會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成醋酸CH3COOH分子，其化學(xué)工程式為H++CH3COO-=CH3COOH，這個醋酸CH3COOH分子實(shí)際上是一個弱電解質(zhì)，換言之就是反應(yīng)生成的弱酸分子無法電解除和反應(yīng)消耗離子數(shù)量一致的離子，導(dǎo)致離子數(shù)量損耗，因此二者無法大量共存。

2.2 是否發(fā)生水解和絡(luò)合反應(yīng)而導(dǎo)致無法共存

（1）水解反應(yīng)。一般來說，水解程度較大的陽離子和水解程度較大的陰離子在溶液中無法大量共存，比如Al3+和等 ；Fe3+和ClO-等無法大量共存。舉例說明，Al3+會在水中發(fā)生水解反應(yīng)而呈現(xiàn)出酸性，其化學(xué)方程式為：Al3++3H20=Al（OH）3+3H+,是因?yàn)樵谒袝l(fā)生水解而呈現(xiàn)出堿性，二者共存造成酸堿中和，會導(dǎo)致水解反應(yīng)更加劇烈,兩種離子因?yàn)樗夥磻?yīng)而被大量消耗。除此之外，也有特殊情況，比如離子盡管在同一溶液中卻可以大量共存。

（2）絡(luò)合反應(yīng)。溶液中離子可以發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，則表示其無法大量共存。比如Fe2+、Fe3+和SCN-無法大量共存，是因?yàn)殡x子Fe3+和離子SCN-在溶液中發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)從而結(jié)合在一起，具體化學(xué)工程式為：Fe3++nSCN-=[Fe（SCN）n]3-n，造成兩種離子按照一定比例消耗。

2.3 其他條件而造成無法共存

酸堿性條件對離子共存問題的影響非常大，舉例說明Fe2+和無法共存，然而在強(qiáng)酸性環(huán)境下，也就是Fe2+、、H+相遇則無法共存，這是由于強(qiáng)酸環(huán)境下，和H+發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而形成HNO3，對二價(jià)鐵離子進(jìn)行氧化，生成三價(jià)鐵離子，使得溶液的顏色也發(fā)生變化。中性和堿性、弱酸性環(huán)境下可以共存的是、Cl-離子，強(qiáng)酸性條件下H+和發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成高錳酸HMnO4,使得Cl-離子被氧化成Cl2，因此這兩種離子在強(qiáng)酸條件下無法大量共存。

3 有關(guān)離子共存的高考?？碱}型

離子共存在歷年化學(xué)高考試卷中成為常客，縱觀近些年的高考試題，發(fā)現(xiàn)盡管知識點(diǎn)的考查方式有所變化，但是一旦理解此類題目的基本規(guī)律，解題準(zhǔn)確性將大幅度提升。本文對有關(guān)離子共存的高考?？碱}型進(jìn)行分類和探討。

（1）題干中沒有隱含條件，這類離子共存問題直接考查。

[例1]（2000年上海）下列各組離子在溶液中可以大量共存的是（ ）

[本題解析]答案為A，分析本道題發(fā)現(xiàn)是直接考查離子共存的試題。按照題意得知B中Al3+和會發(fā)生雙水解而無法共存；選項(xiàng)C中由于Fe2+會和發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成FeS，因此無法大量共存；選項(xiàng)D中Fe3+和SCN-會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成Fe（SCN）3，因此無法大量共存。所以分析得知正確答案為A。

（2）題干中附加溶液表現(xiàn)為強(qiáng)酸性，或者是PH＜7，考查隱含條件的離子共存問題。

[例2]（2003年遼寧）強(qiáng)酸溶液中，下列各組離子可以大量共存的是（ ）

[本題解析]正確答案為C，按照題干中所得信息，強(qiáng)酸溶液中得知溶液中不可能有和H+氫離子發(fā)生反應(yīng)的離子，因此對逐個選型進(jìn)行分析即可得出正確答案。選型A中和H+氫離子會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成二氧化碳；選型B中和H+氫離子以及H20會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成沉淀物Al（OH）3；選型D中Fe2+會和H+氫離子及發(fā)生氧化反應(yīng)；選型C中各個離子之間無法發(fā)生反應(yīng)，和H+氫離子也無法發(fā)生反應(yīng)，因此正確答案為C。

（3）題干中附加溶液表現(xiàn)出“無色透明”、“溶液酸堿性”等隱含條件，實(shí)際上需要綜合考查對離子共存問題進(jìn)行判斷。

[例3]（2002年上海）在PH=1的無色溶液中可以大量共存的離子組是（ ）

[本題解析]正確答案是A，對本題進(jìn)行解答過程中要特別注意審題，一方面是注意PH=1，另一方面是無色溶液。選型B中OH-和選型D中AlO2-離子均無法在酸性條件下存在，因此排除B和D；選型C中Cu2+離子是有顏色的，在溶液中呈現(xiàn)出藍(lán)色，因此和題干中“無色溶液”矛盾，因此排除選型C。則正確答案為A。

4 結(jié)語

總而言之，離子共存問題是高中化學(xué)離子相關(guān)知識點(diǎn)的重要考查方式，一方面反應(yīng)學(xué)生對于離子反應(yīng)的理解能力，另一方面也考查學(xué)生對于該部分知識點(diǎn)的掌握情況。在歷年高考試題中已經(jīng)得以體現(xiàn)，掌握離子共存這部分知識點(diǎn)，將對于化學(xué)反應(yīng)條件的學(xué)生有所幫助，提升學(xué)生解決問題的能力。文章對有關(guān)高中化學(xué)的離子共存問題進(jìn)行研究，提醒同學(xué)們在解題過程中注意溶液的酸堿性對于離子氧化還原反應(yīng)會產(chǎn)生影響；弱酸的酸式根離子不可和H+大量共存，也無法和OH-離子大量共存，除此之外要注意對題目中隱含信息進(jìn)行挖掘，同時(shí)排除一些無用的干擾信息，努力克服非智力因素而引起的失誤，最后要注意題目中的敏感信息，比如“一定大量共存”、“可能大量共存”、“無法大量共存”等條件。