化学离子共存问题

2024-12-19 22:29:48

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回答（1）：

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

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