怎样判断离子共存问题 如何判断离子共存问题
判断离子共存问题有以下六点:
1、生成难溶性或微溶性的物质
如果溶液中的某些离子之间能够反应有难溶性或微溶性的物质生成,则溶液中的这些离子就不能大量共存。
常见易生成难溶物质的离子如下:
SO₄²⁻与Ba²⁺、Ag⁺;OH⁻与Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Mg²⁺、Al³⁺。
Ag⁺与Cl⁻、Br⁻、I⁻、CO₃²⁻、SO₃²⁻、S²⁻。
Mg²⁺、Mn²⁺、Zn²⁺、Ba²⁺、Ca²⁺与CO₃²⁻、SO₃²⁻、PO₄³⁻。
S²⁻与Cu²⁺、Pb²⁺;Ca²⁺与SO₄²⁻等不能大量共存。
原理:金属阳离子能够结合酸根离子或者阴离子生成难溶性或者微溶性的物质。
2、生成难电离的物质
如果溶液中的某些离子间结合有难电离的物质生成,则溶液中的这些离子之间就不能大量共存。
常见易生成难电离的离子如下:
(1) H⁺与OH⁻、Cl⁻、O⁻、CH₃COO⁻、F⁻、S²⁻因生成水和弱酸而不能共存。
(2) OH⁻与H⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Mg²⁺、Al³⁺因生成弱碱和水,所以不能大量共存。
3、生成挥发性物质
如果溶液中离子间能结合有挥发性的物质生成,则溶液中的这些离子不能大量共存。
4、生成配合物
如果溶液中离子间能结合有络合物生成,则这些离子不能共存。
例如:Fe³⁺和SCN⁻。
原理:3SCN⁻+Fe³⁺=FeSCN₃生成络合物硫氰化铁等。
5、离子间发生双水解
如果溶液中存在弱酸和弱碱,则弱酸对应的酸根离子和弱碱对应的金属阳离子或铵根离子反应,相互促进发生双水。
6、离子间发生氧化还原反应
如果溶液中有还原性较强的离子,则溶液中不能存在较强氧化性的离子,两类离子不能大量共存。
例如:H⁺和NO³⁻同时存在, 则不能与S²⁻、Fe²⁺、I⁻共存等。
原理:H⁺与NO³⁻结合生成的硝酸,硝酸有强氧化性与还原性较强的S²⁻、Fe²⁺、I⁻等离子发生氧化还原反应, 不能共存。
参考资料来源:百度百科-离子共存
离子共存问题(离子共存5类题型例析)
离子共存问题的判断,可以按“一色、二性、三特殊、四反应”的解题思路进行。一色即溶液的颜色:如“无色透明的溶液”,则不含有色离子,如:Fe3+(棕黄色)、Fe2+(浅绿色)、Cu2+(蓝色)和MnO4-(紫红色)等离子。离子共存题是中考中重现率较高的题,题型新颖、灵活。但是虽然每年的考题在形式上常有所改变,但考查内容却变化不大。下面结合近年中考试题,对离子共存题常见题型进行归纳总结例析:
一、5类题型解析
1.“无色透明”条件型
例1 某无色透明的溶液中,下列各组离子能大量共存的是( )。
A.H+、Cl-、Ba2+、CO32-
B.Ag+、Cl-、K+、NO3-
C.K+、OH-、Cl-、Na+
D.Fe3+、Cl-、NO3-、Na+
解析: 正确选项应满足无色透明、能大量共存两个条件。答案为C项。
2.“酸性”条件型
常见的叙述有酸性溶液、pH=1的溶液、能使pH试纸变红的溶液、紫色石蕊试液呈红色的溶液、加入镁粉能放出氢气的溶液等。若题目中限定溶液呈酸性,则溶液中有H+存在,其中不能大量含有OH-、弱酸根离子(如CO32-等)以及弱酸的酸式根离子(如HCO3-等)。
例2 在pH=1的溶液中,可以大量共存的离子是( )。
A.K+、Na+、SO42-、CO32-
B.NH4+、Mg2+、SO42-、Cl-
C.Na+、K+、OH-、Cl-
D.K+、Na+、HCO3-、NO3-
解析: 正确选项应满足pH=1(有H+存在)、可以大量共存两个条件。答案为B项。
3.“碱性”条件型
常见的叙述有碱性溶液、pH=14的溶液、能使pH试纸变蓝的溶液等。若题目中限定溶液呈碱性,则溶液中有OH-存在,其中不能大量含有H+、如NH4+、Mg2+、Ag+、Al3+、Zn2+、Cu2+、Fe2+、Fe3+等阳离子。
例3 在某碱性溶液中可以大量共存的离子组是( )。
A.K+、Na+、H+、NO3-
B.Na+、SO42- 、Cl-、CO32-
C.H+、Mg2+、SO42- 、NO3-
D.Ag+、K+、NO3- 、Na+
解析: 正确选项应满足溶液有OH-存在、可以大量共存两个条件,只有B项符合题意。
4.离子推断型
例4 在分开盛放的A、B两溶液中,共含有Na+、Cu2+、Ba2+、Mg2+、NO3- 、OH-、SO42- 七种离子,两溶液里所含离子各不相同,已知A溶液里含有三种阳离子和两种阴离子,其余在B溶液里,则B溶液里所含离子应该是_____________。
解析: 解此题关键应以那些离子在溶液中不能共存为考虑出发点。因为Cu2+、Mg2+不能与OH-共存,Ba2+与SO42-不能共存,而Na+、NO3-与其他离子都能共存,所以A溶液里含有Na+、Cu2+、Mg2+、NO3-、SO42-,B溶液里含有Ba2+和OH-。
5.联系实际型
例5 甲、乙两个相邻的化工厂排放的污水中含有Ag+、Ba2+、Fe3+、Na+、Cl-、SO42- 、NO3- 、OH-这8种离子中各不相同的4种离子若单独排放会污染环境,如将甲、乙两厂的污水按适当比例充分混合经沉淀后排放出的污水转为无色澄清的硝酸钠溶液,污染程度大大降低,又测得甲工厂污水的pH大于7,试判断甲厂污水中含有的4种离子是:_____________,乙工厂污水中含有的4种离子是:_____________。
解析: 从题目的条件分析可知,甲、乙两厂各含4种离子且各不相同,甲厂污水的pH又大于7,因此甲厂污水中含有OH-,又知Ag+、Fe3+与OH-;Ag+与Cl-、SO42- ;Ba2+与SO42-不能共存,所以甲厂污水中含有的四种离子是:Na+、Cl-、SO42- 、OH-,乙厂污水中含有的四种离子是:Ag+、Fe3+、Ba2+、NO3- 。
二、解题思路点拨
1.平时做选择型离子共存题时,最好将四个选项都分析一遍,考试时为节省时间,最好用排除法。
2.分析时要看清楚题目要求回答的是能大量共存还是不能大量共存、是一定能大量共存还是可能大量共存等问题,不要作出相反的答案。
3.具体到题目中时,可能是上述条件之一,也可能是上述条件的组合,分析时,要逐一找出,同时满足要求,才能作出正确解答。
三、跟踪训练
1.下列各组离子在溶液中能大量共存的是()。
A.酸性溶液Na+、K+、CO32-、Cl-
B.酸性溶液Fe3+、NH4+、Na+、NO3-
C.碱性溶液Na+、K+、NH4+、SO42-
D.碱性溶液Ba2+、Na+、CO32-、Cl-
2.在某溶液加入镁粉能放出氢气。下列离子在该溶液中不能大量存在的是()。
A.SO42- B.Cl- C.NO3- D.CO32-
3.已知某溶液中存在较多的H+、SO42-、NO3-,则该溶液中还可能大量存在的离子组是()。
A.Na+、OH-、Cl-
B.Mg2+、Ba2+、Cl-
C.Mg2+、CO32-、Cl-
D.Na+、NH4+、Cl-
4.在pH=l含Ba2+离子的溶液中,还能大量存在的离子是()。
A.CO32- B.OH- C.Cl- D.SO42-
5.在pH=1的无色溶液中能大量共存的离子组是().
A.NH4+、Mg2+、SO42-、Cl-
B.Ba2+、K+、OH-、NO3-
C.Al3+、Cu2+、SO42-、Cl-
D.Na+、Ca 2+、Cl-、CO32-
6.在A、B两组溶液中共含有七种离子:Na+、Cu2+、Ba2+、Mg2+、NO3-、OH-、SO42-;已知两溶液中含离子各不相同,A溶液中含有四种离子,且能使紫色石蕊试液蓝色,则B溶液中含有的离子是 。
参考答案:
1.B
2.D
3.D
4.C
5.A
6. Cu2+、Mg2+、SO42-
化学离子共存问题
发生复分解反应
1、有气体产生。 H+与CO32ˉ、HCO3ˉ、SO32ˉ、HSO3ˉ、S2
ˉ、HSˉ等不能共存
如CO32-、S2-、HS-、HSO3-、等易挥发的弱酸的酸根与H+不能大量共存, 主要是由于CO32-+2H+=CO2↑+H2O、HS-+H+=H2S↑。
2、有沉淀生成。
①SO42
ˉ与Ba2+
、Ca2+
、Ag+
等不能共存;
②CO32
ˉ与Ba2+
、Ca2+
、Mg2+
、Ag+
、Cu2+
、Zn2+
等不能共存;
③S2
ˉ与Cu2+
、Pb2+
、Fe2+
、Hg2+
、Ag+
等不能共存;
④OHˉ与Mg2+
、Al3+
、Fe2+
、Fe3+
、Cu2+
、Ag+
、Zn2+
等不能共存;
⑤AlO2ˉ与HCO3ˉ不能大量共存:AlO2ˉ+HCO3ˉ+H2O=Al(OH)3↓+CO32
ˉ Mg2+不能与SO42-大量共存
主要是由于Ba2++CO32-=CaCO3↓、Ca2++SO42-=CaSO4(微溶); Cu2+、Fe3+等不能与OH-大量共存
也是因为Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓,Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓等。
3、有弱电解质生成。
如OH-、CH3COO-、PO43-、HPO42-、H2PO-等与H+不能大量共存, 主要是由于OH-+H+=H2O、CH3COO-+H+=CH3COOH; 一些酸式弱酸根不能与OH-大量共存 是因为HCO3-+OH-=CO32-+H2O、 HPO42-+OH-=PO43-+H2O、 NH4++OH-=NH3·H2O等。
4、一些容易发生水解的离子,在溶液中的存在是有条件的。
如AlO2-、S2-、CO32-、C6H5O-等必须在碱性条件下才能在溶液中存在; 如Fe3+、Al3+等必须在酸性条件下才能在溶液中存在。
这两类离子不能同时存在在同一溶液中,即离子间能发生“双水解”反应。 如3AlO2-+3Al3++6H2O=4Al(OH)3↓等。
(二)、由于发生氧化还原反应,离子不能大量共存
①H+
与OHˉ、AlO2ˉ、SiO32
ˉ、ClOˉ、Fˉ、PO43
ˉ、HPO42
ˉ、H2PO4ˉ、CH3COOˉ、C6H5Oˉ等不能大量共存;
②OHˉ与H+
、NH4+
、HCO3ˉ、HSO3ˉ、HSˉ、H2PO4ˉ、HPO42
ˉ等不能大量共存; 若是酸性溶液,所有弱酸根离子和OH-不能大量共存。在中学化学中不能在酸性溶液中共存的离子有:OH-、AlO2-、CO32-、HCO3-、SiO32-、SO32-、HSO3-、S2O32-、S2-、HS-、ClO-、F-、PO43-、H2PO4-、C6H5O-、CH3COO-、-OOC-COO-、C6H5COO-、CH3CH2O-、SCN-、H2N-CH2-COO-等;
若是碱性溶液,则所有弱碱阳离子及H+均不能大量共存。在中学化学中不能在碱性溶液中大量共存的是:H+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、Ag+、Zn2+、Mg2+、Al3+、NH4+、HCO3-、HPO42-、H2PO4-、HSO3-、HS-、HOOC- COO-等。
1、具有较强还原性的离子不能与具有较强氧化性的离子大量共存。 如I-和Fe3+不能大量共存
是由于2I-+2Fe3+=I2+2Fe2+。
2、在酸性或碱性的介质中由于发生氧化还原反应而不能大量共存
。(1)在酸性条件下
①NO3ˉ与Iˉ、Brˉ、Fe2+
、S2
ˉ、HSˉ、SO32
ˉ、HSO3ˉ等不能共存; ②S2
ˉ与SO32
ˉ等不能共存; (碱性条件下可以共存)
③MnO4ˉ与Iˉ、Brˉ、Clˉ、S2
ˉ、HSˉ、SO32
ˉ、HSO3ˉ、Fe2+
等不能共存;
④ClOˉ与Fe2+
、Iˉ、S2
ˉ、HSˉ、SO32
ˉ、HSO3ˉ等不能共存;
(2)Fe2+
与S2
ˉ、HSˉ、SO32
ˉ、HSO3ˉ、Iˉ等不能共存;
如NO3-和I-在中性或碱性溶液中可以共存,但在有大量H+存在情况下则不能共存;
SO32-和S2-在碱性条件下也可以共存,但在酸性条件下则由于发生2S2-+SO32-+6H+=3S↓+3H2O反应不能存在。
(三)、由于形成络合离子,离子不能大量共存 (1)Fe3+和SCN-、C6H5O-不能共存;
(2)Ag+
与NH4+
在碱性条件下不能共存。
如Fe3+与SCN-不共存;Ag+与NH3·H2O分子不共存;Ag+与CN-不共存。 由于Fe3++SCN- [Fe(SCN)]2+等络合反应而不能大量共存。
(四)、能水解的阳离子跟能水解的阴离子在水溶液中不能大量共存。 例:Al3+和HCO3-,Al3+和S2-等
双水解
(1)Al3+
与AlO2ˉ、HCO3ˉ、CO32
ˉ、HSˉ、S2
ˉ、SO32
ˉ、HSO3ˉ、SiO32
ˉ、ClOˉ、C6H5Oˉ等不能共存;
(2)Fe3+
与AlO2ˉ、HCO3ˉ、CO32
ˉ、SiO32
ˉ、ClOˉ等不能共存; (3)NH4+
与AlO2ˉ、SiO32
ˉ等不能共存;
Al3+与CO32-、SO32-、HCO3-、HSO3-、HS-、AlO2-不共存; AlO2-与Fe3+、Fe2+、Zn2+、Cu2+、Ag+、NH4+不共存;
SiO32-与NH4+不共存。
(1)由于水解和电离的相互影响而不能大量共存。AlO2-与HCO3-虽然均属于弱酸根离子,水溶液因水解呈碱性,但H3AlO3的酸性太弱,AlO2-的水解能力太强,含有AlO2-的水溶液中[OH-]较大,能直接与HCO3-作用生成Al(OH)3沉淀和CO32-。故AlO2-与HCO3-不能共存于同一溶液中。
与其类似的还有AlO2-与HSO3-、HS-、H2PO4-、HPO42-等。
(2)具有氧化性的某些含氧酸根离子(如NO3-)若不是在酸性溶液中,则能与某些还原性较强的离子(如S2-、I-、Fe2+等)共存。因为这些含氧酸根离子只有在酸性条件下才能表现出强氧化性。又如:MnO4-在碱性条件下能氧化SO32-、S2O32-、S2-、I-,但不能氧化Cl-、Br-;在酸性条件下,MnO4-的氧化性很强,常温下就能氧化Cl-、Br-。
(3)水解能力弱的弱碱阳离子与弱酸根离子(如Mg2+与HCO3-、Mg2+与HSO3-等),可以不考虑它们之间的双水解,能共存于同一溶液中。
限制酸性溶液的条件
1. PH=1的溶液 2.使紫色石蕊溶液呈红色 3.使甲基橙呈红色 4.加镁粉放氢气
5.c(oH-)为十的负十四次方 隐含有H-
限制碱性的条件
1.PH=14的溶液 2.使pH变蓝 3.使红色石蕊变蓝 4.酚酞呈红色 5.甲基橙呈黄色
6.c(H+)为十的负十四次方 隐含有OH- 可酸可碱的条件
1.水电离c(OH-)或者c(H+)浓度为十的负N次方摩尔每升 2.加入铝粉有氢气产生
3.HCO3-离子不能稳定存在的溶液
审题时应注意题中给出的附加条件 ①酸性溶液(H+)、碱性溶液(OH-)
“与Al反应能放出H2的某溶液”,
可能是强酸性溶液(其中不可能含NO3ˉ),也可能是强碱溶液。、 由水电离出的H+或OH-=1×10-10mol/L的溶液等。
②有色离子MnO4-,Fe3+,Fe2+,Cu2+,Fe(SCN)2+。
如:Fe2+
(浅绿色)、Fe3+
(黄色)、Cu2+
(蓝色)、MnO4ˉ(紫红色)、Fe(SCN)2+
(血红色)、Fe(C6H5O)63
ˉ(紫色)等。
③ MnO4-,NO3-等在酸性条件下具有强氧化性。 ④S2O32-在酸性条件下发生氧化还原反应: S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O
⑤ 注意题目要求“大量共存”还是“不能大量共存”。 审题时还应特别注意以下几点: 与酸碱指示剂颜色变化有关的信息。
(1)注意溶液的酸性对离子间发生氧化还原反应的影响。 如:Fe2+与NO3-能共存,
但在强酸性条件下(即Fe2+、NO3-、H+相遇)不能共存; MnO4- 与Cl-在强酸性条件也不能共存;
S2-与SO32-在钠、钾盐时可共存,但在酸性条件下则不能共存。 (2)酸式盐的含氢弱酸根离子不能与强碱(OH-)、强酸(H+)共存。如:
HCO3-+OH-=CO32-+H2O (HCO3-遇碱时进一步电离) HCO3-+H+=CO2↑+H2O 离子共存之三
在溶液中离子共存问题的实质是哪些离子之间不能发生反应。能够发生反应的离子就不能共存,不能够发生反应的离子才可以共存。
(1)离子间能直接结合生成难溶性物质时,则这些离子不能大量共存 。如SO42-与Ba2+、Ag+;
OH-与Cu2+、Fe3+、Mg2+、Al3+;
Ag+与Cl-、Br-、I-、CO32-、SO32-、S2-; Mg2+、Ba2+、Ca2+与CO32-、SO32-、PO43-; S2-与Cu2+、Pb2+等不能大量共存。
(2)离子间能结合生成难电离物质时,则这些离子不能大量共存。
如OH-、ClO-、CH3COO-、HPO42-、H2PO4-与H+;
HCO3-、HS-、HSO3—、H2PO4-、HPO42-、H+与OH-等不能大量共存。 (3)离子间能结合生成挥发性物质时,则这些离子不能大量共存。
如CO32-、SO32-、HCO3-、HSO3-、S2-、HS-与H+;NH4+与OH-等不能大量共存。
(4)离子之间能发生氧化还原反应时,则这些离子不能大量共存。
一般说来,有氧化性的离子(如MnNO4-、ClO-、Fe3+、NO3-等)与有还原性的离子(如S2-、Br-、I-、SO32-、Fe2+等)不能大量共存。 注意以下几种情况:
①在有H+存在时,MnO4-、ClO-、NO3-的氧化性会增强。 ②Fe3+与Fe2+可以共存,因为它们之间不存在中间价态。 Fe3+不能氧化Cl-。
③NO3-(有H+时)不能氧化Cl-。
④还应注意题目是否给出溶液的酸碱性,是否给定是在无色溶液中。
1.强酸(HClO4、HI、HBr、HCl、H2SO4、HNO3、H+)可以和强酸的酸根离子共存;但不能与弱酸根离子共存(F-、CO32-、ClO-、S2-、SiO32-等) 2强碱(KOH、NaOH、Ba(OH)2等)OH-与弱碱的阳离子(如Cu2+、NH4+、Al3+等)不能共存。
3弱酸的酸式根离子与H+、OH-都不能共存,如HCO3-、HS-、HSO3-、HPO42-等。但强酸的酸式根离子只与碱不能共存,如HSO4-。
4.相关离子的颜色:MnO4-为紫色;Fe3+为棕黄色;Fe2+为浅绿色;Cu2+为蓝色。
5.电解质溶液中至少有一种阳离子和一种阴离子。
2.强氧化剂和强还原剂不能共存(但Fe3+、Fe2+因没有中间价态可以共存) 常见强氧化剂:硝酸;浓硫酸;MnO4-(H+)溶液;高铁离子(Fe3+);NO3-(H+)溶液;含有ClO-在酸、碱性的溶液中都有强氧化性。
常见强还原剂:I-;Fe2+;+2价硫(如S2-、HS-、H2S);+4价硫(SO2、SO32-、HSO3-)等。
三、离子共存问题常见的典型问题
1. Al(OH)3有酸式电离和碱式电离:,增加或OH-、Al3+浓度;或者增加H+、AlO2-离子浓度,都可以使平衡朝生成沉淀的方向移动。因此OH-、Al3+;H+、AlO2-不能共存,但OH-、AlO2-;Al3+、H+可以共存。
2.Fe2+、NO3-可以共存,但有H+时不能共存,因为HNO3具有强氧化性。 3.某溶液与铝反应可以生成氢气,在该溶液中不一定存在与H+或者OH-可以共存的离子。
4.常温下,某溶液中由水电离出的H+为0.01mol/L,则该溶液可能是pH=2或者pH=12的溶液。该溶液为酸性或碱性,有H+或者OH-。
5.某种溶液中有多种阳离子,则阴离子一般有NO3-; 6.酸性条件下 ClO—与Cl—不共存
离子共存问题
离子共存之一
所谓离子共存,实质上就是看离子间是否发生反应的问题。若在溶液中发生反应,就不能共存。看能否发生反应,不仅是因为有沉淀、气体、水、难电离的物质产生,还涉及到溶液酸碱性、有色、无色,能否进行氧化还原反应等。一般注意以下几点: ①在强酸性溶液中,不能大量存在弱酸根离子:如CO32-、HCO3-、S2-、HS-、SO32-、SiO32-、AlO2-、F-等,也不能有大量的OH-。 ②强碱性溶液中,不能大量存在弱碱金属离子。如:Mg2+、Fe2+、Al3+、Cu2+及NH4+等,也不能大量存在H+及酸式根离子:HCO3-、HSO3-、HS-、H2PO4-等。 ③能发生氧化还原反应的离子也不能共存:如:Fe3+与I-,Cu2+与I-,H+Fe2+与NO3-,H+与S2O32-,ClO-与S2-,ClO-与Fe2+,H+、I-与NO3-,H+、I-与SO32-或S2-等。 ④能形成络离子的也不能共存:如:Fe3+与SCN-,Ag+与S2O32-,Fe3+与C6H5O-等。
[编辑本段]离子共存之二
所谓几种离子在同一溶液中能大量共存,就是指离子之间不发生任何反应;若离子之间能发生反应,则不能大量共存。 1.同一溶液中若离子间符合下列任意一个条件就会发生离子反应,离子之间便不能在溶液中大量共存。 (1)生成难溶物或微溶物:Ba2+与CO32-、Ag+与Br-、Ca2+与SO42-等不能大量共存。 (2)生成气体或挥发性物质:如NH4+与OH-,H+与CO32-、HCO3-、S2-、HS-、HSO3-、SO32-等不能大量共存。 (3)生成难电离的物质:如H+与Ac-(即醋酸根离子)、CO32-、S2-、SO32-等生成弱酸;OH-与NH4+、Cu2+、Fe3+等生成弱碱;H+与OH-生成水,这些离子不能大量共存。 (4)发生氧化还原反应:氧化性离子(如Fe3+、NO3-、ClO-、MnO4-等)与还原性离子(如S2-、I-、Fe2+ 、SO32-等)不能大量共存。 注意Fe2+与Fe3+可以共存。 (5)形成配合物:如Fe3+与SCN-反应生成配合物而不能大量共存。 2.附加隐含条件的应用规律: (1)溶液无色透明时,则溶液中肯定没有有色离子。常见的有色离子是Cu2+、Fe3+、Fe2+、MnO4-等。 (2)强碱性溶液中肯定不存在与OH-起反应的离子! (3)强酸性溶液中肯定不存在与H+起反应的离子! (4)离子能够大量共存,包括离子相互间不会发生化学反应,不会生成沉淀,不会生成气体挥发
限制酸性溶液的条件
1. PH=1的溶液。 2.使紫色石蕊溶液呈红色。 3.使甲基橙呈红色。 4.加镁粉放氢气。 5.c(oH-)为十的负十四次方。 隐含有H+。
限制碱性的条件
1.PH=14。 的溶液。 2.使红色石蕊变蓝。 3.酚酞呈红色。 4.甲基橙呈黄色。 5.c(H+)为十的负十四次方。 可酸可碱的条件 1.水电离c(OH-)或者c(H+)浓度为十的负N次方摩尔每升。 2.加入铝粉有氢气产生。 3.HCO3-离子不能稳定存在的溶液。
[编辑本段]离子共存之三
在溶液中离子共存问题的实质是哪些离子之间不能发生反应。能够发生反应的离子就不能共存,不能够发生反应的离子才可以共存。 。 (1)离子间能直接结合生成难溶性物质时,则这些离子不能大量共存。如SO42-与Ba2+、Ag+;OH-与Cu2+、Fe3+、Mg2+、Al3+;Ag+与Cl-、Br-、I-、CO32-、SO32-、S2-;Mg2+、Ba2+、Ca2+与CO32-、SO32-、PO43-;S2-与Cu2+、Pb2+等不能大量共存。 (2)离子间能结合生成难电离物质时,则这些离子不能大量共存。 如OH-、ClO-、CH3COO-、HPO42-、H2PO4-与H+;HCO3-、HS-、HSO3—、H2PO4-、HPO42-、H+与OH-等不能大量共存。 (3)离子间能结合生成挥发性物质时,则这些离子不能大量共存。 如CO32-、SO32-、HCO3-、HSO3-、S2-、HS-与H+;NH4+与OH-等不能大量共存。 (4)离子之间能发生氧化还原反应时,则这些离子不能大量共存。 一般说来,有氧化性的离子(如MnO4-、ClO-、Fe3+、NO3-等)与有还原性的离子(如S2-、Br-、I-、SO32-、Fe2+等)不能大量共存。 注意以下几种情况: ①在有H+存在时,MnO4-、ClO-、NO3-的氧化性会增强。 ②Fe3+与Fe2+可以共存,因为它们之间不存在中间价态。 Fe3+不能氧化Cl-。 ③NO3-(有H+时)不能氧化Cl-。 ④还应注意题目是否给出溶液的酸碱性,是否给定是在无色溶液中。在酸性溶液中除题给离子外,还应有大量H+;在碱性溶液中除题给离子外,还应有大量OH-。若给定溶液为无色时,则应排除Cu2+(蓝色)、Fe2+(浅绿色)、Fe3+(黄棕色)、MnO4-(紫红色)。 1.强酸(HClO4、HI、HBr、HCl、H2SO4、HNO3、H+)可以和强酸的酸根离子共存;但不能与弱酸根离子共存(F-、CO32-、ClO-、S2-、SiO32-等) 2强碱(KOH、NaOH、Ba(OH)2等)OH-与弱碱的阳离子(如Cu2+、NH4+、Al3+等)不能共存。 3弱酸的酸式根离子与H+、OH-都不能共存,如HCO3-、HS-、HSO3-、HPO42-等。但强酸的酸式根离子只与碱不能共存,如HSO4-。 4.相关离子的颜色:MnO4-为紫色;Fe3+为棕黄色;Fe2+为浅绿色;Cu2+为蓝色。 5.电解质溶液中至少有一种阳离子和一种阴离子。 复分解反应是有难溶物(微溶物)生成、难电离物质生成、易挥发物质生成。由于难溶物、难电离物微粒之间有比较强的相互作用,分子难以电离成离子;挥发性物质生成并从溶液中分离,都导致溶液中离子浓度降低,使离子不能大量共存。如Cl-与Ag+;Ba2+与SO42-;CO32-、H+;H+、OH-;OH-与NH4+;H+、CH3COO-等。 2.强氧化剂和强还原剂不能共存(但Fe3+、Fe2+因没有中间价态可以共存) 常见强氧化剂:硝酸;浓硫酸;MnO4-(H+)溶液;高铁离子(Fe3+);NO3-(H+)溶液;含有ClO-在酸、碱性的溶液中都有强氧化性。 常见强还原剂:I-;Fe2+;+2价硫(如S2-、HS-、H2S);+4价硫(SO2、SO32-、HSO3-)等。 3.发生双水解反应使离子浓度降低。 盐溶液中,弱酸的阴离子和弱碱的阳离子容易发生水解,某些离子相遇形成弱酸弱碱盐时,阴阳离子相互促进水解,使平衡向水解方向移动而水解完全,使溶液中的离子浓度迅速降低。常见易发生双水解的阳离子有(Fe3+或Al3+)与(CO32-、HCO3-、AlO2-)的组合。 Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑ 2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑ Al3++3 AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓ 4.发生络合反应使离子浓度降低。 如Fe3+与SCN-等。 三、离子共存问题常见的典型问题 1. Al(OH)3有酸式电离和碱式电离:,增加或OH-、Al3+浓度;或者增加H+、AlO2-离子浓度,都可以使平衡朝生成沉淀的方向移动。因此OH-、Al3+;H+、AlO2-不能共存,但OH-、AlO2-;Al3+、H+可以共存。 2.Fe2+、NO3-可以共存,但有H+时不能共存,因为HNO3具有强氧化性。 3.某溶液与铝反应可以生成氢气,在该溶液中不一定存在与H+或者OH-可以共存的离子。 4.常温下,某溶液中由水电离出的H+为0.01mol/L,则该溶液可能是pH=2或者pH=12的溶液。该溶液为酸性或碱性,有H+或者OH-。 5.某种溶液中有多种阳离子,则阴离子一般有NO3-;某种溶液中有多种阴离子,一般阳离子有K+、Na+、NH4+中的一种或几种。 6.酸性条件下 ClO—与Cl—不共存 离子共存问题(高考热点) ⒈离子在溶液中能否大量共存首先应看其能否发生以下反应: ⑴能发生复分解反应,即能够形成沉淀、易挥发性物质(气体)、弱电解质(如水、弱酸、弱碱等)的离子不能大量共存。其中,微溶物如CaSO4等少量可以共存,大量不能共存。 例1、下列各组离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能发生完全双水解的阴阳离子在水溶液中不能大量共存。 例2、下列各组离子在水溶液中能够大量共存的是( C ) (A)Al3+、SO42-、HCO3-、NO3- (B)NH4+、Cl-、SiO32-、SO42- (C)NH4+、NO3-、CH3COO-、HCO3- (D)Fe3+、Cl-、HCO3-、NO3-
总结
一般地,生成物中有沉淀或气体产生的双水解反应可以完全进行。 ⑶能发生氧化还原反应的离子不能大量共存。 例3、下列各组离子在水溶液中不能大量共存的是( BC ) (A)Na+、Mg2+、NO3-、I- (B)H+、Fe2+、NO3-、Cl- (C)Na+、K+、ClO-、S2- (D)H+、Fe2+、SO42-、I- ⑷能形成络合物的离子不能大量共存,如 Fe3+ 和SCN- 。 ⒉注意题干的附加条件。如“无色溶液”中不应含MnO4-、Fe2+、Fe3+、Cu2+等有色离子;又如“pH=1的溶液”中有大量H+,再如“加入金属铝有H2放出的溶液”或“由水电离出的H+的浓度为10-13mol•L-1的溶液”可能有大量H+或OH-。 例4、下列各组离子中,在[H+]=10-13mol•L-1的溶液中能大量共存,且加入NaHSO4溶液过程中会产生气体和沉淀的是( C ) (A)Na+、NO3-、AlO2-、Cl- (B)Na+、K+、NO3-、SiO32- (C)K+、Cl-、AlO2-、CO32- (D)Na+、Mg2+、HCO3-、Cl-
离子共存问题
离子共存问题
离子在溶液中能否大量共存,涉及到离子的性质及溶液酸碱性等综合知识。凡能使溶液中因反应发生使有关离子浓度显著改变的均不能大量共存。如生成难溶、难电离、气体物质或能转变成其它种类的离子(包括氧化一还原反应).
一般可从以下几方面考虑
1.弱碱阳离子只存在于酸性较强的溶液中.如Fe
3+
、Al
3+
、Zn
2+
、Cu
2+
、NH
4
+
、Ag
+
等均与OH
-
不能大量共存.
2.弱酸阴离子只存在于碱性溶液中。如CH
3
COO
-
、F
-
、CO
3
2-
、SO
3
2-
、S
2-
、PO
4
3-
、
AlO
2
-
均与H
+
不能大量共存.
3.弱酸的酸式阴离子在酸性较强或碱性较强的溶液中均不能大量共存.它们遇强酸(H
+
)会生成弱酸分子;遇强碱(OH
-
)生成正盐和水.
如:HSO
3
-
、HCO
3
-
、HS
-
、H
2
PO
4
-
、HPO
4
2-
等
4.若阴、阳离子能相互结合生成难溶或微溶性的盐,则不能大量共存.
如:Ba
2+
、Ca
2+
与CO
3
2-
、SO
3
2-
、PO
4
3-
、SO
4
2-
等;Ag
+
与Cl
-
、Br
-
、I
-
等;Ca
2+
与F
-
,C
2
O
4
2-
等
5.若阴、阳离子发生双水解反应,则不能大量共存.
如:Al
3+
与HCO
3
-
、CO
3
2-
、HS
-
、S
2-
、AlO
2
-
、ClO
-
、SiO
3
2-
等
Fe
3+
与HCO
3
-
、CO
3
2-
、AlO
2
-
、ClO
-
、SiO
3
2-
、C
6
H
5
O
-
等;NH
4
+
与AlO
2
-
、SiO
3
2-
、ClO
-
、CO
3
2-
等
6.若阴、阳离子能发生氧化一还原反应则不能大量共存.
如:Fe
3+
与I
-
、S
2-
;MnO
4
-
(H
+
)与I
-
、Br
-
、Cl
-
、S
2-
、SO
3
2-
、Fe
2+
等;NO
3
-
(H
+
)与上述阴离子;
S
2-
、SO
3
2-
、H
+
7.因络合反应或其它反应而不能大量共存
如:Fe
3+
与F
-
、CN
-
、SCN
-
等;
H
2
PO
4
-
与PO
4
3-
会生成HPO
4
2-
,故两者不共存.
离子共存问题
1.相互结合生成沉淀。如:Ba2+ 和SO42- , Ag+ 和Cl- , Cu2+ 和OH-。
2.相互结合形成挥发性物质。如:H+ 和S2-、HS- 、CO32- 、HCO32-、SO32- 、HSO3- 等。
3.离子间相互结合成弱电解质。如:H+ 和OH- 、PO43- 弱酸根等。
4.弱酸根与弱碱的阳离子会发生双水解反应。如:S2- 和Al3+ , Fe3+ 和CO32- 。
5.离子间发生氧化还原反应。如:Fe3+ 和S2-、I- , MnO4- 和Fe2+、S2-、I- 、SO32- 等。
6.离子间相互结合形成络离子。如:Fe3+与SCN- 形成 [Fe(SCN)]2+络离子
二.特殊条件要求某些离子不能大量共存
1.无色溶液中,则有色离子不能大量共存:如:Cu2+ 、Fe2+、Fe3+ 、MnO4- 均是有色离子。
2.强酸性溶液,则非强酸根离子、OH- 不能大量共存。如:PH=1的溶液中,OH-、S2-、HS-、CO32-、HCO3- 、SO32- 、HSO3- 、ClO- 、F- 、PO43-、HPO42- 、S2O32- 等不能大量存在。
3.强碱性溶液中则H+、酸式根(如HCO3-、HSO3- 、HS- )、非强碱的阳离子不能大量共存。如:PH=13的溶液中,H+ 、Cu2+ 、HCO3- 等不能大量共存。
4.具有较强氧化性微粒的溶液中,还原性离子不能大量共存。如:有MnO4- 离子大量存在的溶液中,I- 、Fe2+ 、S2-、Br- 和SO32- 等不能大量共存。
5.具有较强还原性微粒的溶液中,氧化性离子不能大量共存:如在有I- 离子大量存在的溶液中,Fe3+ 、MnO4- 、H++NO3- 和ClO- 等不能大量共存。
6.其它特殊条件,如:
①加入铝能放出H2 的溶液中
②“水电离产生的[H+]水=1×10-13 mol/l(或[OH-]水=1×10-13 mol/l)的溶液中”
③“水电离产生的[H+]水[OH-]水=1×10-26 mol/l的溶液中”
④“在水的电离度为1.8×10-13%的溶液中”
以上条件均可有两种情况,即既可是强酸性溶液也可以是强碱性溶液。
④稳含条件:如“PH=1的溶液中, Ca2+ .Fe2+ .K+ .NO3- ”,粗看它们相安无事但酸性溶液中有NO3- 即相当于有HNO3 ,具有强氧化性,Fe2+ 不能大量存在