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1、810191 专题：离子共存离子共存问题一、基本原理1一色 “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+（棕黄色）、Cu2+（蓝色）、MnO4（紫色）等离子，也不含Fe(SCN)2+、Fe(C6H5O) 等有色离子。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、SO32；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。2二性指碱性、酸性。若是酸性溶液，所有弱酸根离子和OH-不能大量共存。常见的叙述有酸性溶液、PH=1的溶液、能
2、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、c(OH)=11014molL-1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、C6H5O、PO43、AlO2、SiO32等）以及弱酸的酸式根离子（如HCO3、HSO3、HS、HPO42、H2PO4等）。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-、C6H5
3、O-、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。“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、水电离出的c(H+)或c(OH)1107molL1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
4、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）。3四反应若离子间能发生下列四种反应中的任一种，则均不能共存。(1)发生复分解反应离子相互直接结合生成难溶物(如AgCl、AgBr、BaSO4等)、气体(如NH3、CO2等)或弱电解质(如H2O、HF、H2S等)均不能大量共存于同一溶液中。有气体产生。如HCO3、CO32、S2、HS、SO32-、HSO3等易挥发性弱酸的酸根离子与H+不能大量共存，因为能发生如下反应：CO322H+CO2H2O、HCO3H+CO2+H2O有沉淀生成。如Ba2+、Ca2+、Mg2+等不能与SO42、CO32、
5、SO32-、SiO32-、PO43-、HPO42-等大量共存，因为Ba2+CO32CaCO3、Ca2+SO42CaSO4(微溶)；Cu2+、Fe3+、Mg2+、Zn2+、Fe2+、Pb2+、Ag+不能与OH大量共存，是因为Cu2+2OHCu(OH)2，Fe3+3OHFe(OH)3等。有弱电解质生成。如OH、CH3COO、PO43、HPO42、H2PO4等与H+不能大量共存，因为OHH+ H2O、CH3COOH+ CH3COOH，会生成弱电解质；一些酸式弱酸根不能与OH大量共存，是因为发生了下列反应：HCO3OH CO32H2O、HPO42-OH PO43H2O、NH4+OH NH3H2O等。(
6、2)发生氧化还原反应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；SO32(H+)与S2；MnO4(H+)与Cl；MnO4(H+)、NO3(H+)与Fe2+、S2、HS、SO32、HSO3、Br、I等不能大量共存。两离子相遇若发生氧化还原反应，则不能共存。如Fe3+与S2-、Fe3+与I-、Fe2+与NO3- (H+)等；MnO4-、NO3- (H+)、ClO-(H+)、Cr2O72-与S2-、I-、SO32-、Fe2+不共存；酸性条件下SO32-与S2-不共存。具有较强还
7、原性的离子不能与具有较强氧化性的离子大量共存。Fe3+与S2-、SO32-、I-；常见的强氧化剂MnO4-、ClO-、Cr2O72-、NO3-（H+） 分别与常见的还原剂S2-、I-、SO32-、Fe2+等因为发生氧化还原反应而不能大量共存，但Fe3+与Fe2+能大量共存。如I和Fe3+不能大量共存是由于2I2Fe3+=I22Fe2+。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2S2SO326H+3S3H2O反应不能共存。(3)发生双水解反应弱
8、碱阳离子与弱酸阴离子间因发生双水解反应，故它们不能共存，如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。Al3和HCO3、CO32-、HSO3-、SO32-、S2-、HS-、AlO2-；Fe3和HCO3、CO32-、AlO2- 、HSO3-、SO32-；AlO2-与Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、NH4+、Al3+等，因为双水解反应而不能大量共存。(4)发生络合反应若离子间发生络合反应生成络离子，则这些离子不能共存。如Fe3+与SCN-不共存；A
9、g+与NH3H2O分子不共存；Ag+与CN-不共存。中学化学中还应注意少数离子可形成络离子而不能大量共存的情况。如Fe3+和SCN、C6H5O，除此之外，Fe3+、Fe2+、Cu2+、Ag+可与SCN-、CN-、NH3之间形成络离子。由于发生Fe3+SCN Fe(SCN)2+等络合反应而不能大量共存。4三特离子间在同一溶液中能否大量共存，除上述普遍规律外，还有以下三种特殊情况：(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
10、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
11、)，可以不考虑它们之间的双水解，能共存于同一溶液中。二、常见题型 例1某无色透明的溶液中，下列各组离子能大量共存的是() AH+、Cl、Ba2+、CO32 BAg+、I、K+、NO3 CK+、OH、Cl、Na+ DFe3+、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。 例2（2005年全国高考理综试题?河南等省卷）在pH=1的溶液中，可以大量共存的离子是() AK+、Na+、SO42、S2O32 BNH4+、Mg2+、SO42、Cl CNa+、K+、HCO3、Cl DK+、Na+、AlO2、NO3 解析:正确选项应满足pH=1(有H+存在)、可以大量共存
12、两个条件。答案为B项。 例3（2005年江苏高考化学试题）某溶液既能溶解AI(OH)3，又能溶解H2SiO3，在该溶液中可以大量共存的离子组是（） AK+、Na+、HCO3、NO3 BNa+、SO42、Cl、ClO CH+、Mg2+、SO42、NO3 DAg+、K+、NO3、Na+ 解析:正确选项应满足溶液既能溶解AI(OH)3又能溶解H2SiO3(有OH存在)、可以大量共存两个条件，只有B项符合题意。 例4（2003年广东高考化学试题）若溶液中由水电离产生的c(OH)11014molL1，满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是（） AAl3+、Na+、NO3、Cl BK+、Na+、Cl
13、、NO3 CK+、Na+、Cl、AlO2 DK+、NH4+、SO42、NO3 解析:由水电离产生的c(OH)11014molL1，可知水的电离受到抑制。酸、碱均会抑制水的电离，使水的电离程度减小，则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。 例5（2001年上海高考化学试题）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（） AH3O+、NO3、Fe2+、Na+ BAg+、NO3、Cl、K+ CK+、Ba2+、OH、SO42 DCu2+、NH4+、Br、OH 例6、下列各组离子在水溶液中能大量共存的是(AC)（
14、A）K+ HCO3 CO32 Br （B）CO32 HCO3 OH K+（C）Fe3+ Cu2+ NO3- SO42- （D）H+ Cl- Na+ SO32-解析：分析所给选项B中：HCO3+ OH= CO32+H2O；而D中：2H+ + SO32-= H2SO3题型2在无色透明的溶液中离子间能够大量共存。例7、下列各组离子中，在碱性溶液里能大量共存，并且溶液为无色透明的是（BD）（A）K+ MnO4- Cl- SO42- （B）Na+ AlO2- NO3- CO32-（C）Na+ H+ NO3- SO42- （D）Na+ SO42- S2- Cl-解析：分析所给四个选项A中MnO4- 有颜色不合题意，C中H+ 也不合题材意。题型3在强酸或强碱性溶液中均不能大量共存。例8、(2003年江苏高考题)若溶液中由水电离产生的C(OH-)=110-14 molL-1，满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是（B）(A) Al3+ Na+ NO3- Cl- (B) K+ Na+ Cl- NO3-(C) K+ Na+ Cl- AlO2-
