離子共存問題的探討

山西 李志平

離子共存問題的探討

山西 李志平

離子反應是高一新課標人教版《必修1》第二章第二節內容，本節內容分為“酸，堿，鹽在水溶液中的電離”和“離子反應及其發生的條件”兩部分《化學新課程標準》明確指出，學生要能通過實驗認識離子反應及其發生條件，了解常見離子的檢驗方法，同時離子反應又是重要的化學用語，在中學階段的基本概念，基礎理論知識中，占有及其重要的地位，貫穿于整個高中化學教材的始終，是中學化學教學的重點、難點之一。在中學化學中要學習許多重要元素及其化合物知識，都可能涉及離子反應及其方程式的書寫，所以“離子反應問題”在每年的高考中都是必考內容，并分成兩種形式考查：離子共存問題及離子方程式的正誤判斷。近幾年高考命題逐步由知識型向能力型、由怕暴露型向潛隱型、由單一型向綜合型的方向發展。所以，離子共存題型首先要分析隱含條件，其次是離子間能否發生反應。現歸納一些離子在哪些情況下不能大量共存：

一、隱含條件

1.無色溶液：即不能存在 MnO4-、Fe2+、Fe3+、Cu2+等有色離子。

例：在強酸性無色透明溶液中，下列各組離子能大量共存的是（C）

A·Cu2+，K+，CI-，NO3-…B··Ag+，Na+，NO3-，CI

C·K+，AI3+，SO42-，CI-…D··Ba2+，NH4+，CI-，HCO3-

2.PH=1即酸性溶液，PH=14即堿性溶液。

例：在下列各溶液中，離子一定能大量共存的是（D）

A··在強堿溶液中：K+，AI3+，CI-，SO42-··

B··含有 0.1mol.L-1Fe3+的溶液中：K+，Mg2+，I-，NO3-····

C··含有 0.1mol.L-1Ca2+的溶液中：Na+，K+，CO32-，CI

D··室溫下，PH=1 的溶液中：Na+，Fe3+，NO3-，SO42-

3.由水電離出的c(H+)=10-12mol/L的溶液由水電離出的c(OH-)=1*10-14mol/L的溶液，隱含著溶液呈強堿性或強酸性，故酸性時、堿性離子S2O32-、AlO2-等不能共存；堿性時，酸性離子 NH4+、Fe3+、Fe2+等離子不能存在。

例：下列各組離子，在溶液中能大量共存，加入氫氧化鈉溶液后加熱既有氣體放出又有沉淀生成的一組是（D）

A··Ba2+，NO3-，NH4+，CI-·B·Ca2+，HCO3-，NH4+，AIO2-

C··K+，Ba2+，CI-，HSO3-··D·Mg2+，NH4+，SO42-，K+

4.加入Mg能放H2的溶液，即溶液顯酸性，而加入Al能放H2的溶液，則隱含著溶液顯強酸性或強堿性。

5.遇指示劑變成某色的溶液：遇藍色石蕊試液變紅的溶液即酸性溶液，遇酚酞變紅的溶液即堿性溶液。

在分析了題目的隱含條件后，就需要分析選項中所給離子間能否反應。

二、離子間相互反應不能大量共存

1.分析能否發生酸堿型離子反應

a、酸性離子:H+;Fe3+、Al3+;Fe2+、Cu2+、Ag+、NH4+（水解顯酸性）。在PH＞7的溶液中不能存在。

b、堿性離子:OH-;PO43-、CO32-、S2-、SO32-;AlO2-、ClO-（水解顯堿性）。這些離子在PH＜7的溶液中不能存在。

所以a與b中的離子在同一種溶液中不能共存。c、兩性離子：（弱酸的酸式根），例如：

HCO3-+H+=H2O+CO2↑；HCO3-+OH-=CO32-+H2O、HS-、HSO3-、COOH-COO-（草酸氫根）；HPO42-兩性離子在PH＜7或PH＞7的溶液中都不能存在，與a或b中的離子都不能共存。

例如：室溫下，在強酸性和強堿性溶液中都不能大量共存的離子組是（D）

A、NH4+、Cu2+、CI-NO3-··B、K+、Na+、SO32-、S2-

C、K+，Na+、AlO2-、SO42-··D、Ba2+、Fe2+、NO3-、Br-

分析：A中NH4+、Cu2+都屬于酸性離子在堿性溶液中不能共存；B中SO32-、S2-，C中AlO2-屬于堿性離子，在酸性溶液中不能共存；D中Fe2+屬于酸性離子在堿溶液中不能共存，而在酸性溶液中與NO3-會形成強氧化性酸HNO3能把Fe2+氧化成Fe3+，故選D。

2.分析能否發生氧化還原反應：常見的能發生氧化還原反應的微粒有氧化型離子：M nO4-、Or2O7-、NO3-、(H+)、Fe3+、Cu2+、ClO-(H+)

還原型離子：S2-、I-、Fe2+、SO32-、Br-、Cl-（注：MnO4-、可以氧化所有的還原型離子）

例如：下列各組離子在水溶液中能大量共存的是：（B）A、I-、ClO-、NO3-、H+B、Fe3+、Cu2+、SO42-、Cl-C、H+、K+、AlO2-、HSO3-D、K+、NH4+HCO3-、OH-

其中A選項中ClO-、NO3-在H+存在時有強氧化性可以把I-氧化，故不能共存，其余C項D項屬于酸堿型離子的反應也不能共存，故選B。

3.分析能否產生沉淀

能產生沉淀的離子組有：Ba2+與 CO32-、SO42-;Ag+與 Cl-、CO32-;Ca2+、與CO32-、SO42-;Ng2+與 OH-等。

4.分析能否發生絡合反應

如Fe3+與SCN-因發生絡合反應不能共存。

5.分析能否發生雙水解反應

如Al3+與CO32-、NH4+與HCO3-等，在分析離子能否共存時，先審清題是否有隱含條件，再分析每個選項屬于哪種類型就不容易出錯了。

綜上所述，學生在做離子共存問題是首先必須從化學基本理論和概念出發，搞清楚離子反應的規律主要是離子間發生復分解反應和離子間發生氧化還原反應，以及在一定條件下一些微粒可形成絡合離子等。“離子共存”的條件是根據上述三個方面統籌考慮，比較，歸納整理而得出的，因此，解決離子共存問題應從離子見得反應規律入手，逐條梳理。

（編輯 王旸）

（作者單位：介休市職業中學）