1.由于发生复分解反应,离子不能大量共存。
(1)有气体产生。如CO32-、SO32-、S2-、HCO3-、HSO3-、HS-等易挥发的弱酸的酸根与H+不能大量共存。
(2)有沉淀生成。如Ba2+、Ca2+、Mg2+、Ag+等不能与SO42-、CO32-等大量共存;Mg2+、Fe2+、Ag+、Al3+、Zn2+、Cu2+、Fe3+等不能与OH-大量共存;Pb2+与Cl-,Fe2+与S2-、Ca2+与PO43-、Ag+与I-不能大量共存。
(3)有弱电解质生成。如OH-、CH3COO-、PO43-、HPO42-、H2PO4-、F-、ClO-、AlO2-、SiO32-、CN-、C17H35COO-、 等与H+不能大量共存;一些酸式弱酸根如HCO3-、HPO42-、HS-、H2PO4-、HSO3-不能与OH-大量共存;NH4+与OH-不能大量共存。
(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。
2.由于发生氧化还原反应,离子不能大量共存。
(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S2-、HS-、SO32-、I-和Fe3+不能大量共存。
(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。如MnO4-、Cr2O7-、NO3-、ClO-与S2-、HS-、SO32-、HSO3-、I-、Fe2+等不能大量共存;SO32-和S2-在碱性条件下可以共存,但在酸性条件下则由于发生2S2-+SO32-+6H+=3S↓+3H2O反应不能共在。H+与S2O32-不能大量共存。
3.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(双水解)。
例:Al3+和HCO3-、CO32-、HS-、S2-、AlO2-、ClO-等;Fe3+与CO32-、HCO3-、AlO2-、ClO-等不能大量共存。
4.溶液中能发生络合反应的离子不能大量共存。
如Fe2+、Fe3+与SCN-不能大量共存;Fe3+与 不能大量共存。
5、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-)、能在加入铝粉后放出可燃气体的溶液、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+。 ③MnO4-,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”。
6、审题时还应特别注意以下几点:
(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-在强酸性条件下也不能共存;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
1、有气体产生。
H+与CO32ˉ、HCO3ˉ、SO32ˉ、HSO3ˉ、S2ˉ、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。
①SO42ˉ与Ba2+、Ca2+、Ag+等不能共存;如Ca2++SO42-=CaSO4(微溶)
②CO32ˉ与Ba2+、Ca2+、Mg2+、Ag+、Cu2+、Zn2+等不能共存;如Ba2++CO32-=CaCO3↓
③S2ˉ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↓+CO32ˉ ;
Mg2+不能与SO42-大量共存;
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。
5、能发生氧化还原反应的离子也不能共存。
如:Fe3+与S2-、SO32-、HSO3-、I-;H+与S2O32-和S2-;MnO4-(H+)与Cl-;MnO4-(H+)、NO3-(H+)与Fe2+、S2-、HS-、SO32-、HSO3-、Br-、I-等。
6、能形成络离子的也不能共存。
如Fe3+与SCN-、C6H5O-,Ag+与NH4+在碱性条件下不能共存。Ag+与NH3·H2O分子不共存;Ag+与CN-不共存。
★注意题目所给的限定条件
1.“无色透明”条件型
若题目限定溶液“无色”,则不含有色离子,即Fe2+(浅绿色)、Fe3+(黄色)、Cu2+(蓝色)、MnO4-(紫色)等离子。若“透明”,则溶液不形成混浊或沉淀(与溶液有无颜色无关)。如Ag+与Cl-、Br-、I-、SO42-;Ca2+与CO32-、SO42-;Ba2+与CO32-、SO32-、SO42-等在水溶液中会发生反应,有混浊或明显的沉淀生成,它们不能大量共存。
例题、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+、I-、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和能大量共存两个条件。答案为C项。
2.“酸性”条件型
常见的叙述有强酸性溶液、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、甲基橙呈红色的溶液、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-、SO32-、S2-、F-、ClO-、CH3COO-、PO43-、AlO2-、SiO32-等)以及弱酸的酸式根离子(如HCO3-、HSO3-、HS-、HPO42-、H2PO4-等)。
例题、在pH=1的溶液中,可以大量共存的离子是
A.K+、Na+、SO42-、SO32-
B.NH4+、Mg2+、SO42-、Cl-
C.Na+、K+、HCO3-、Cl-
D.K+、Na+、AlO2-、NO3-
解析:正确选项应满足pH=1(有大量H+存在)和可以大量共存两个条件。答案为B项。
3.“碱性”条件型
常见的叙述有强碱性溶液、pH=13的溶液、能使pH试纸变蓝的溶液、红色石蕊试纸变蓝的溶液、酚酞呈红色的溶液、甲基橙呈黄色的溶液、加入铝粉反应后生成AlO2-的'溶液、既能溶解Al(OH)3又能溶解H2SiO3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+、弱碱的阳离子(如NH4+、Mg2+、Ag+、Al3+、Cu2+、Fe2+、Fe3+等)以及弱酸的酸式根离子(如HCO3-、HSO3-、HS-、HPO42-、H2PO4-等)。
例题、某溶液既能溶解Al(OH)3又能溶解H2SiO3的溶液,在该溶液中可以大量共存的离子组是( )
A.K+、Na+、HCO3-、NO3-
B.Na+、SO42-、Cl-、ClO-
C.H+、Mg2+、SO42-、NO3-
D.Ag+、K+、NO3-、Na+
解析:正确选项应满足溶液既能溶解Al(OH)3又能溶解H2SiO3的溶液(有OH-存在)、可以大量共存两个条件,只有B项符合题意。
4.“酸性或碱性”条件型
常见的叙述有能使Al反应放出H2的溶液等。
若题目中出现这样的条件,则溶液中可能有H+存在,也可能有OH-存在,分析时要注意题目要求回答的是一定能大量共存(满足无论是与H+还是与OH-都不会反应)还是可能大量共存(只要满足与H+、OH-中的一种不会反应就可以)。
例题、若溶液能与Al反应放出H2,满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是
A.Al3+、Na+、NO3-、Cl-
B.K+、Na+、Cl-、SO42-
C.K+、Na+、Cl-、AlO2-
D.K+、NH4+、SO42-、NO3-
解析:题目所给的溶液为酸性(含有H+)或碱性(含有OH-)溶液。正确选项应满足在酸性或碱性都能大量共存的条件,只有B项符合题意。
5.“氧化还原反应”条件型
若题目中出现因发生氧化还原反应而不能大量共存这样的条件时,要考虑各离子组中是否存在强氧化性和强还原性的离子。如Fe3+与S2-、SO32-、HSO3-、I-;H+与S2O32-和S2-;MnO4-(H+)与Cl-;MnO4-(H+)、NO3-(H+)与Fe2+、S2-、HS-、SO32-、HSO3-、Br-、I-等不能大量共存。
例题、下列离子在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存的是( )。
A.H+、NO3-、Fe2+、Na+
B.Ag+、NO3-、Cl-、K+
C.K+、Ba2+、OH-、SO42-
D.Cu2+、NH4+、Br-、OH-
解析:正确选项应满足发生氧化还原反应、不能大量共存两个条件。A项中H+、NO3-、Fe2+能发生氧化还原反应,故答案为A项。
【练习】
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+、MnO4-、Br-
B.酸性溶液Fe3+、NH4+、I-、NO3-
C.碱性溶液Na+、K+、AlO2-、SO42-
D.碱性溶液Ba2+、Na+、CO32-、Cl-
2.下列各组离子一定能大量共存的是( )
A.在含大量Fe3+的溶液中
NH4+、Na+、Cl-、OH-
B.在强碱性溶液中
Na+、K+、AlO2-、CO32-
C.在无色透明的溶液中
NH4+、Fe3+、SO42-、NO3-
D.在PH=1的溶液中
K+、Fe2+、Cl-、NO3-
答案:1、C 2、B
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