内容正文:
1.离子共存的本质
同一溶液中的几种离子不发生任何反应。
2.离子不能共存的四种反应类型
(1)离子间发生复分解反应
①生成难电离物质(水、弱酸、一水合氨等)或气体的离子不能大量共存。
如H+与CH3COO-、CO、S2-、SO__等不能大量共存;OH-与NH等不能大量共存;H+与OH-生成水不能大量共存。
②生成难溶物或微溶物的离子不能大量共存。
阳离子
不能大量共存的阴离子
Ba2+、Ca2+、Pb2+
CO、SO、SO、SiO、PO
Cu2+、Fe2+
OH-、S2-、CO、HCO、SiO、[Al(OH)4]-
Mg2+、Zn2+
OH-、CO、SiO、[Al(OH)4]-
H+
SiO、[Al(OH)4]-
(2)离子间发生氧化还原反应
强氧化性与强还原性的离子(或分子)在溶液中会发生氧化还原反应而不能大量共存。
【示例】 判断下表中所列离子之间能否发生氧化还原反应,能反应的打“√”,不能反应的打“×”。
S2-
SO
I-
Fe2+
Cl-
MnO(H+)
√
√
√
√
√
ClO-
√
√
√
√
√(酸性)
NO(H+)
√
√
√
√
-
(3)离子间发生水解相互促进的反应
当弱酸的酸根(如CO)与弱碱的阳离子(如Al3+)同时存在于水溶液中时,弱酸的酸根水解生成的OH-与弱碱的阳离子水解生成的H+反应生成水,从而使两种离子的水解平衡互相促进而向水解方向移动,甚至完全反应,如3CO+2Al3++3H2O===3CO2↑+2Al(OH)3↓。常见的因发生相互促进的水解反应而不能大量共存的离子如下:
①Al3+与CO、HCO、S2-、HS-、[Al(OH)4]-、SiO。
②Fe3+与CO、HCO、[Al(OH)4]-、SiO。
【说明】 NH与CH3COO-、CO,Mg2+与HCO等组合中,虽然两种离子都能水解且水解相互促进,但总的水解程度仍很小,它们在溶液中仍能大量共存。
(4)离子间发生络合反应
①Fe3+与SCN-因生成Fe(SCN)3而不能大量共存。
②Ag+与NH3·H2O因生成[Ag(NH3)2]+而不能大量共存。
③Cu2+与NH3·H2O因生成[Cu(NH3)4]2+而不能大量共存。
3.判断离子能否共存的注意事项
(1)解答离子共存类题目要审清题目要求的关键词语,如“一定大量共存”“可能大量共存”或“不能大量共存”等。
(2)无色溶液中,有颜色的离子一定不能大量存在。几种常见离子在溶液中的颜色:Cu2+(蓝色)、Fe3+(棕黄色)、Fe2+(浅绿色)、MnO(紫红色)。
(3)充分考虑指定微粒或物质对溶液酸碱性、氧化性和还原性的影响,如:
①含有大量Fe3+的溶液,隐含溶液呈酸性,并具有较强氧化性。
②含有大量NO的酸性溶液,隐含溶液具有强氧化性。
③含有大量S2-、SO、[Al(OH)4]-的溶液,隐含溶液呈碱性。
1.(2024·浙江1月选考)在溶液中能大量共存的离子组是( )
A.H+、I-、Ba2+、NO
B.Fe3+、K+、CN-、Cl-
C.Na+、SiO、Br-、Ca2+
D.NH、SO、CH3COO-、HCO
解析:选D。硝酸根离子在酸性环境下具有强氧化性,能将碘离子氧化为碘单质而不能大量共存,A项不符合题意;铁离子能与CN-反应生成[Fe(CN)6]3-而不能大量共存,B项不符合题意;硅酸根离子能与钙离子反应生成难溶于水的硅酸钙沉淀而不能大量共存,C项不符合题意;NH、SO、CH3COO-、HCO之间不反应,能大量共存,D项符合题意。
2.(2022·湖北高考)下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是( )
A.在0.1 mol·L-1氨水中:Ag+、Cu2+、NO、SO
B.在0.1 mol·L-1氯化钠溶液中:Fe3+、I-、Ba2+、HCO
C.在0.1 mol·L-1醋酸溶液中:SO、NH、Br-、H+
D.在0.1 mol·L-1硝酸银溶液中:K+、Cl-、Na+、CO
解析:选C。氨水显碱性,会与Ag+、Cu2+反应,不能大量共存,且Ag+、Cu2+均会与SO发生反应生成沉淀,A项错误;Fe3+与HCO、I-会发生反应,不能大量共存,且Fe3+不能大量存在于中性溶液中,B项错误;醋酸显酸性,在醋酸溶液中SO、NH、Br-、H+均不会发生反应,能大量共存,C项正确;硝酸银中的银离子会与氯离子、CO反应生成沉淀,不能大量共存,D项错误。
3.(2021·湖南高考)对下列粒子组在溶液中能否大量共存的判断和分析均正确的是( )
选项
粒子组
判断和分析
A
Na+、Al3+、Cl-、NH3·H2O
不能大量共存,因发生反应:Al3++4NH3·H2O===[Al(OH)4]-+4NH
B
H+、K+、S2O、SO
不能大量共存,因发生反应:2H++S2O===S↓+SO2↑+H2O
C
Na+、Fe3+、SO、H2O2
能大量共存,粒子间不反应
D
H+、Na+、Cl-、MnO
能大量共存,粒子间不反应
解析:选B。Al3+和NH3·H2O反应生成Al(OH)3沉淀而不是[Al(OH)4]-,A错误;S2O和H+反应生成单质硫、二氧化硫和水,离子方程式为2H++S2O===S↓+SO2↑+H2O,B正确;Fe3+可催化H2O2分解,不能大量共存,C错误;在酸性条件下MnO能将Cl-氧化为Cl2,不能大量共存,D错误。
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