2.2离子共存问题 讲义-2025-2026学年高一上学期化学人教版必修第一册

离子共存 1.离子共存：所谓几种离子在同一溶液中能大量共存，就是指离子之间不发生任何反应；若离子之间能发生反应，则不能大量共存。 离子共存问题是离子反应条件和本质的最直接应用 2.常见离子的性质 氧化性 ClO－、MnO、NO(H＋)、Fe3＋、Cr2O 还原性 S2－(HS－)、SO(HSO)、 I－、Br－、Cl－、Fe2＋ S2- > SO32- > I- > Fe2+ > Br- > Cl- 水解显酸性 NH、Mg2＋、Al3＋、Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋ 水解显碱性 [Al(OH)₄]⁻/AlO、S2－、SO、CO、SiO、 ClO－、CH3COO－ 两性离子 HCO、HS－、HSO、HPO、H2PO 注意： ① NO只有在酸性环境中才具有氧化性，可氧化Fe2+之前的离子。 ② Fe3+可氧化I-之前的离子。 ③ ClO－ 在酸性、中性和碱性环境中均有较强的氧化性。 ④酸性MnO4- 或 酸性Cr2O72- 具有较强的氧化性，可以将 CH3CH2OH氧化； ⑤“两性离子”指既能与强酸反应又能与强碱反应的离子，一般为多元弱酸的酸式酸根离子;HCO3-、HSO3-、HS-等弱酸的酸式酸根离子在酸性、碱性溶液中都不能存在。 ⑥发生彻底双水解而不能大量共存,如Al3+、Fe3+与CO32-、HCO3-、AlO2-； AlO2-与Mg2+、Fe2+； NH4+与SiO32-、[Al(OH)₄]⁻。判断方法：一阴一阳（一个是阳离子一个是阴离子），生成沉淀！ ⑦NH4+与CO32-、HCO3-、CH3COO-可以共存（无沉淀生成） , Mg2+与HCO3-可以共存（Mg(OH)2为中强碱）。 [Al(OH)₄]⁻与HCO3-不共存的原因是（强酸制弱酸） ⑧与Al反应生成H2的溶液——可以酸性也可碱性且酸性环境中不能有NO3-，会生成NO。 ⑨有些离子在特殊情况下不能大量共存,如NO与I－、S2－与SO、Cl－与ClO－、I－与IO3-——酸性溶液不能共存，但碱性溶液可以共存。 几种常见离子的颜色： 离子 Cu2＋ Fe3＋ Fe2＋ MnO CrO42- CrO72- Cr3+ 溶液颜色 蓝色 棕黄色 浅绿色 紫红色 黄色 橙色 绿色 3.常见溶液酸、碱性的判断 1　 酸性溶液（一定含有大量的H＋） pH＜7(常温)；能使pH试纸呈红色的溶液；能使甲基橙呈红色或橙色的溶液；能使石蕊试液呈红色的溶液。 在强酸性溶液中，OH－及弱酸根阴离子(如CO、SO、S2－、CH3COO－等)均不能大量存在； ※所有的弱酸根离子都有结合H+的能力，都不与H+大量共存，与OH-大量共存。 H＋不能与CO(HCO)、S2－(HS－)、SO(HSO)、PO(H2PO、HPO)、ClO－、F－、CH3COO－、NO、C2O42-、[Al(OH)₄]⁻大量共存是因为生成弱电解质或弱离子；与SiO不能大量共存是因为生成H2SiO3沉淀；与[Al(OH)₄]⁻不能大量共存是因为生成Al(OH)3或Al3＋。 2　 碱性溶液（一定含有大量的OH－） pH＞7(常温)；能使pH试纸呈蓝色的溶液；能使石蕊试液呈蓝色的溶液；能使酚酞试液呈红色的溶液。 在强碱性溶液中，H＋及弱碱阳离子(如NH、Al3＋、Fe3＋等)均不能大量存在； OH－与NH、Fe2＋、Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Mg2＋、Al3＋、Cr3＋不能大量共存，与NH不能大量共存是因为反应生成NH3·H2O，与Fe2＋、Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Mg2＋、Al3＋、Cr3＋不能大量共存，是因为反应生成相应沉淀，与HCO、HS－、HSO、HPO不能大量共存是因为分别生成CO、S2－、SO、PO和H2O 3　 呈酸性或碱性的溶液 和Al反应放出H2的溶液(HNO3除外)；能使甲基橙呈黄色的溶液；c水(H＋)或c水(OH－)等于10－a mol/L(a＞7)的溶液。 注意：酸式弱酸根离子(如HCO、HSO、HS－等)在强酸性或强碱性溶液中均不能大量存在。 弱酸的酸式酸根：HCO、HSO、HS-、HC2O4-、H2PO₄-、HPO42-与H+不能大量共存，与OH-也不能大量共存. HCO3⁻+H⁺=CO₂↑+H2O HCO3⁻+OH⁻=CO32-+H2O 4.离子不能大量共存的三种情况 生成难溶性或微溶性物质的离子不能大量共存 生成难溶性的盐 如Ca2＋与CO，Ba2＋与CO、SO，Ag＋与Cl－等 生成难溶性的碱 如OH－与Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋、Mg2＋、Al3＋等 生成气体的离子不能大量共存 如H＋与CO、HCO等 生成水或其他难电离物质的离子不能大量共存 如H＋与OH－、CH3COO－等 注意：四种微溶物Ag2SO4、CaSO4、MgCO3、Ca(OH)2 三种特殊情况 (1)[Al(OH)₄]⁻/AlO与HCO不能大量共存：AlO＋HCO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO； 2Al+2OH−+2H2O→2AlO2−​+3H2​↑（简化形式） 2Al+2OH−+6H2​O→2[Al(OH)4​]−+3H2​↑（水合形式） (2)“NO＋H＋”组合具有强氧化性，能与S2－、Fe2＋、I－、SO等还原性的离子因发生氧化还原反应而不能大量共存； (3)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，它们在溶液中能大量共存。 5.判断离子能否大量共存的“隐含条件” ①“无色透明”溶液中不能大量存在有色离子，如 注意：“透明”即不表示溶液必须为无色，也可以有色。如：硫酸铜溶液蓝色透明。 ②酸性溶液中不能大量存在与H＋反应的离子。 “酸性”溶液的不同描述： a．酸性溶液； b．pH<7的溶液； c．使石蕊溶液变红色的溶液。 常见表示溶液呈酸性的表述 ①常温下，pH＝1的溶液；②使pH试纸变红的溶液；③使甲基橙呈红色的溶液；④与镁粉反应放出氢气的溶液；⑤c(OH－)＝1×10－14 mol·L－1的溶液。 ③碱性溶液中不能大量存在与OH－反应的离子。 “碱性”溶液的不同描述： a．碱性溶液； b．pH>7的溶液； c．使石蕊溶液变蓝色的溶液。 常见表示溶液呈碱性的表述 ①常温下，pH＝14的溶液；②使pH试纸变蓝的溶液；③使酚酞试液变红的溶液；④c(H＋)＝1×10－14 mol·L－1的溶液。 常见表示溶液既可能呈酸性也可能呈碱性的表述 ①与铝粉反应放出氢气的溶液；②常温下，水电离出的c(OH－)＝1×10－12 mol·L－1的溶液；③与NH4HCO3反应能产生气体的溶液。 ④生成配合物不共存：Fe3++3SCN⁻=Fe(SCN)₃ 6.常见离子的检验与推断依据 常见阳离子的检验方法： （1）NH4+：加NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体，试纸变蓝。 （2）Na+、K+：焰色反应，观察火焰的焰色分别为黄色或紫色（透过蓝色的钴玻璃）； （3）检验Fe2+的方法： ①加入铁氰化钾 K3Fe(CN)6溶液,生成蓝色沉淀——最佳检验方法。 ②先加入KSCN溶液，无现象；再加入H2O2，溶液变为血红色——适用没有Fe3+干扰； ③加入酸性KMnO4溶液，溶液褪色——有Fe3+照样适用，但不能有还原性的Cl- ； ④加入NaOH溶液（生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色）； ⑤颜色（绿色）——适用于浓度较大时； （4）检验Fe3+的方法： ①加入KSCN溶液（溶液变为血红色）——最佳检验方法； ②颜色（黄色）——适合浓度较大的溶液； ③加入NaOH溶液（生成红褐色沉淀）； ④加入苯酚（溶液变为紫色）； 常见阴离子的检验方法： （1）Cl－、Br -、I-： ①沉淀法：分别加入硝酸酸化的AgNO3溶液，分别生成白色、浅黄色、黄色沉淀； ②氧化法：分别加入氯水，再加入苯或CCl4进行萃取，观察有机层的颜色； 单质 水溶液 有机溶剂 Br2 深红棕色液体 黄色 橙红色 I2 紫黑色固体 黄色 紫红色 （2）SO42-：先加过量稀盐酸，无明显现象(若有沉淀，则静置后取上层清液继续实验)，再加入氯化钡溶液，产生白色沉淀，则证明溶液里含有SO。 解释：先加盐酸的作用是排除CO32-、SO32-、Ag+的干扰。 不能用硝酸或硝酸钡的原因：防止SO32-被氧化成SO42-而造成干扰 注意：不溶于硝酸的沉淀：BaSO4、AgCl、AgBr、AgI。 6.1.常见阳离子的检验与推断依据 根据离子性质不同而在实验中所表现出的现象不同，可以把检验离子的方法归纳为三种类型：①生成沉淀；②生成气体；③显现特殊颜色。 (1)依据生成沉淀检验或推断 阳离子 试剂 实验现象(证据) Mg2＋ NaOH溶液 开始产生白色沉淀，NaOH溶液过量沉淀不溶解 Al3＋ NaOH溶液 开始产生白色沉淀，NaOH溶液过量沉淀溶解 Fe2＋ NaOH溶液 先产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色 Fe3＋ NaOH溶液 产生红褐色沉淀 Cu2＋ NaOH溶液 产生蓝色沉淀 (2)依据生成气体检验或推断 NH产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。 (3)依据显示特殊颜色检验或推断 阳离子 试剂或方法 实验现象(证据) H＋ 紫色石蕊溶液 溶液变红 Na＋ 焰色试验 黄色火焰 K＋ 焰色试验 紫色火焰(透过蓝色钴玻璃) Fe3＋ KSCN溶液 溶液呈红色 Fe2＋ 先加KSCN溶液再加氯水 先无明显变化，再变红色 6.2.常见阴离子的检验与推断依据 (1)依据生成沉淀检验或推断 阴离子 试剂 实验现象(证据) Cl－ Br－ I－ AgNO3溶液和稀HNO3 产生白色沉淀AgCl 产生淡黄色沉淀AgBr 产生黄色沉淀AgI SO 稀盐酸和BaCl2溶液 加盐酸无明显现象，加BaCl2溶液产生白色沉淀 CO CaCl2溶液和稀盐酸 加CaCl2溶液产生白色沉淀，再加盐酸沉淀溶解，产生无色无味气体 (2)依据生成气体检验或推断 阴离子 试剂 实验现象(证据) CO 稀盐酸和澄清石灰水 产生无色、无味能使澄清石灰水变浑浊的气体 HCO 稀盐酸和澄清石灰水 产生无色、无味能使澄清石灰水变浑浊的气体 SO 稀H2SO4和品红溶液 加硫酸产生有刺激性气味的气体，且气体能使品红溶液褪色 HSO 稀H2SO4和品红溶液 加硫酸产生有刺激性气味的气体，且气体能使品红溶液褪色 (3)依据显示特殊颜色检验或推断 ① ②有机层(下层) ③I－溶液变蓝，表明有I－。 6.3．离子推断的“四原则” 7.常见离子检验“三法” 方法 离子 试剂 现象 注意 沉 淀 法 Cl－、Br－、 I－ AgNO3和 HNO3 白色沉淀 (AgCl)、淡黄色 沉淀(AgBr)、 黄色沉淀(AgI) SO 稀HCl和 BaCl2 白色沉淀 先用足量 HCl酸化 沉 淀 法 Fe2＋ NaOH溶液 白色沉淀→ 灰绿色→ 红褐色沉淀 Fe3＋ NaOH溶液 红褐色沉淀 Al3＋ NaOH溶液 白色沉淀 →沉淀溶解 Zn2＋也 有此现象 气 体 法 NH 浓NaOH溶 液和湿润的 红色石蕊试纸 产生刺激性 气体，使试 纸变蓝 反应要 加热 CO 稀盐酸和 石灰水 石灰水 变浑浊 HCO、 SO、 HSO也 有此现象 SO 稀H2SO4和 品红溶液 品红溶 液褪色 显 色 法 I－ 氯水(少量)和 CCl4 下层为紫色 Fe2＋ KSCN溶液， 再滴氯水 先是无变化， 滴氯水后 变红色 Fe3＋ KSCN溶液 红色 苯酚溶液 紫色 Na＋、K＋ 铂丝和HCl 火焰为黄色 (Na＋)、浅紫 色(K＋) 要透过蓝 色钴玻璃 观察K＋ 的焰色 8.物质的提纯 （1）物质提纯的一般思路 混合物组成分析→沉淀剂的选择→合理安排加入沉淀剂的顺序→考虑过量沉淀剂如何除去→确定实验步骤及实验操作。 （2）溶液中可溶性杂质的除去原则 (3)离子检验实验操作的答题模板 操作　　　 ⇒　现象　　　⇒　　结论 取样，加入……⇒有……生成　⇒……的是…… 以SO的检验为例：取少量溶液于试管中，加入足量稀盐酸，无明显现象，再加入BaCl2溶液，若有白色沉淀产生，则证明有SO 学科网（北京）股份有限公司 $