判断离子能否大量共存实际上就是判断离子之间能否反应,只要离子间相互反应,那么就不能大量共存,否则就能大量共存。下面讨论离子能否共存的原因与判断方法: 一、常见的离子不能大量共存的原因:
(1)发生复分解反应生成难溶物、挥发性物质和难电离物质时不能大量共存。如: ① 若阴阳离子能相互结合生成难溶物或微容物性盐,就不能大量共存。如常见的Ba2+、Ca2+ 与CO32-、SO32-、SO42-、PO43-、SiO32-等;
再如常见的Ag+ 与Cl-、Br-、I-、PO43-、CO32-、SO42-、S2-等。
② 弱碱的阳离子不能与OH-大量共存。如常见的Fe2+、Fe3+、Cu2+、NH4+、Ag+、Mg2+、
-
Al3+、Zn2+等与OH不能大量共存。
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③ 弱酸根阴离子不能与H+ 大量共存。如常见的CH3COO、F-、CO32、SO32、S2、
-
PO43等与H+ 不能大量共存。
--
④ 弱酸的酸式阴离子与H+ 或OH-均不能大量共存。如常见的HCO3、HSO3、
---
HS、H2PO4、HPO42等既不能与H+ 大量共存也不能与OH-大量共存。 (2)若离子间能发生氧化还原反应,也不能大量共存。如:
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① 在酸性条件下,MnO4-具有较强的氧化性,与常见的Cl、Br、I、S2等能发生氧化
-
还原反应,而不能大量共存;同样,NO3在酸性条件下也具有较强的氧化性,与
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Br、I、S2、Fe2+、SO32等不能大量共存。
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② 在中性条件下,NO3与I、Fe2+ 等可以大量共存。
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③ 无论是在酸性或碱性条件下,ClO都具有氧化性,与常见的还原性离子如I、Fe2+、
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S2、SO32等均不能大量共存。
(3)若阴、阳离子间发生“双水解”反应,有的促进反应进行,不能大量共存。
常见的能水解相互促进达到完全水解的离子归纳如下: ① Al3+与HS-、S-、CO32-、HCO3-、AlO2-、SiO32-、ClO-等; ② Fe3+与CO32-、HCO3-、AlO2-、ClO-等;
--
③ NH4+与AlO2、SiO32等;
因Fe(OH)3和Al(OH)3溶解度比较小,所以Fe3+、 Al3+
发生水解彻底的反应时,由于水解彻底,可用“===”连接反应物和产物,水解生成的难容物或挥发性物质要加沉淀符号“↓”或气体反符号“↑”。例如FeCl3与NaHCO3溶液
-
混合的离子反应方程式为:Fe3+ + 3HCO3=== Fe(OH)3↓ + 3CO2↑,该类反应要注意电荷守恒。
--
④ NH4+与CH3COO、CO32+,Mg2+与HCO3等组合中,虽然两种离子都能水解且相互促
进,但总的水解程度很小,它们在溶液中可以大量共存,但加热就不能了。
(4)若离子间能形成络合物,那么就不能大量共存。如Fe3+ 与SCN之间就非常容易络合,
因而不能大量共存。
(5)不能在中性溶液中大量存在的离子,如Al3+、Fe3+、Cu2+ 等弱碱性阳离子,其本性是
--
使溶液呈酸性,它们不能在中性溶液中大量存在;ClO-、CO32、PO43等弱酸根阴离子,其本性是使溶液显碱性,它们不能在中性溶液中大量存在。
二、离子共存的判断方法:
所谓的几种离子在同一溶液中能否共存,就是指离子之间不发生任何的反应,解决这类问题,一定要注意题目中的前提条件,现归纳如下:
(1)要看清题目的问法,如“能大量共存”、“不能大量共存”还是“可能大量共存”等等。
(2)弄清题目的限定条件,如:
① 限定溶液的颜色,若题目限定是无色透明的,则一定没有Fe(浅绿色)、Fe(棕黄色)、Cu(蓝色)、MnO4(紫色)等离子;还要注意“透明”不是“无色”。
② 限定溶液酸碱性,
a.“在强酸性(或pH=1)溶液中”,就是含有大量的H,应把H考虑在内,OH及弱酸根离子都不能大量共存。
b.“在强碱性(或pH=14)溶液中”,就是含有大量的OH,应把OH考虑在内,H及弱碱阳离子都不能大量共存。
c.“在由水电离出c(H)= 1×1010
-10
+
-10
-
-
+
+
+
-
2+
-
2+
3+
mol/L的溶液中,或在由水电离出c(OH)= 1×
-
mol/L的溶液中”能大量共存的,就是说在酸或碱性条件下均能大量共存的离子组;
d.“在与Al反应能产生H2的溶液中”,其实就是说在酸或碱性条件下的溶液中(硝酸除外);
e.“能溶解Al2O3或Al(OH)3的溶液”,就是含有大量的H或OH的溶液,其实就是说在强酸或强碱性条件下的溶液中;
f. “在中性溶液中”,不能在中性溶液中大量存在的离子,如Al、Fe、Cu等弱碱性阳离子,其本性是使溶液呈酸性,它们不能在中性溶液中大量存在;ClO、CO3、PO4
-
-
2-
3
3+
3+
2+
+
-
等弱酸根阴离子,其本性是使溶液显碱性,它们不能在中性溶液中大量存在。 ③ 限定反应类型
“因氧化还原反应……”,即只考虑离子间的氧化还原反应; ④限定溶液中已存在的离子
如“溶液中已存在Fe、Cl”,则OH、SCN、Ag 等离子不能大量共存。
3+
-
-
-
+
三、相关高考分析
【例题1】(20xx江苏高考4)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 1.0 mol〃L的KNO3溶液:H、Fe、Cl、SO4 B. 甲基橙呈红色的溶液:NH4+、Ba2+、AlO2-、Cl- C. pH=12的溶液:K+、Na+、CH3COO-、Br-
D. 与铝反应产生大量氢气的溶液:Na+、K+、CO32-、NO3-
解析:本题以溶液中离子共存的方式考查学生对硝酸的氧化性、亚铁离子还原性、甲基橙呈红色水溶液的呈酸性、酸性溶液AlO2-不能在其中共存、与铝反应产生大量氢气有强酸碱性两种可能等相关知识的理解程度,考查学生综合运用所学化学知识解决相关化学问题的能力。
答案:C
【例题2】(20xx安徽高考8)室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A. 饱和氯水中:Cl-、NO3-、Na+、SO32-
B. c(H+)=1.0×10-13mol/L溶液中:C6H5O-、K+、SO42-、Br- C. Na2S溶液中:SO42-、 K+、Cl-、Cu2+ D. pH=12的溶液中:NO3-、I-、Na+、Al3+
解析:饱和氯水具有强氧化性,能将SO32-氧化成SO42-,A中不能大量共存;c(H+)=1.0×10-13mol/L溶液,说明该溶液显碱性,因此可以大量共存;S2-和Cu2+
可以结合生成难溶性CuS沉淀,所以不能大量共存;pH=12的溶液,说明该溶液显碱性,而Al3+与碱不能大量共存。所以正确的答案是B。
答案:B
【例题3】(20xx广东高考8)能在水溶液中大量共存的一组离子是 A. H+、I-、NO3-、SiO32- B. Ag+、Fe3+、Cl-、SO42-
C.K+、SO42-、Cu2+、NO3- D.NH4+、OH-、Cl-、HCO3-
-1
+
2+
-
2-
解析:本题考察离子共存问题。SiO32-属于弱酸硅酸的酸根与酸不能大量共存,同时在酸性溶液中,NO3―具有氧化性能氧化I―生成单质碘,A不正确;Ag+与Cl―和SO42―均可生成难溶性物质AgCl和Ag2SO4,B不正确;在碱性溶液中NH4+
和HCO3-均与OH-结合分别形成氨水和CO32-,因此D也不正确,所以答案是C。
答案:C
【例题4】(20xx全国II卷11)将足量CO2通入下列各溶液中,所含离子还能大量共存的是
A.K、SiO3、Cl、NO3 B.H、NH4、Al、SO4 C.Na+、S2-、OH-、SO42- D.Na+、C6H5O-、CH3COO-、HCO3-
解析:SiO3与CO2反应;OH与CO2反应;C6H5O与CO2反应。 答案:B
【例题5】(20xx四川高考)甲、乙、丙、丁四种易溶于水的物质,分别由NH4+、Ba2+、Mg2+、H+、OH-、Cl-、HCO3-、SO42-中的不同阳离子和阴离子各一种组成。已知:①将甲溶液分别与其它三种物质的溶液混合,均有白色沉淀生成;② 0.1mol/L乙溶液中c(H+)>0.1mol/L;③ 向丙溶液中滴入AgNO3溶液有不溶于稀HNO3的白色沉淀生成。下列结论不正确的是
A. 甲溶液含有Ba2+ B. 乙溶液含有SO42- C.丙溶液含有Cl- D. 丁溶液哈有Mg2+
解析:可以形成白色沉淀的有BaSO4、BaCO3、Mg(OH)2,因此甲只能是Ba(OH)2;0.1mol/L乙溶液中c(H+)>0.1mol/L,那么乙是硫酸;向丙溶液中滴入AgNO3溶液有不溶于稀HNO3的白色沉淀生成,说明丙是MgCl2,所以丁是NH4HCO3。
答案:D
【例题6】(20xx上海高考)某溶液中可能含有Na+、NH4+、Ba2+、SO42-、I-
、S2-。分别取样:①用pH计测试,溶液显弱酸性;②加氯水和淀粉无明显现象。为确定该溶液的组成,还需检验的离子是
A. Na+ B.SO42- C. Ba2+ D.NH4+
解析:溶液显弱酸性,说明有NH4+(水解显酸性);加氯水和淀粉无明显现象排除I-、S2-。所以必需含有SO42-,故不能有Ba2+。Na+无法排除。
2-
-
-
+
2-
-
-
+
+
3+
2-
答案:A 四、巩固练习
【练习1】下列各组离子,在强酸性溶液中能大量共存并且溶液为无色透明的离子组是
A. NH4+、Al3+、SO42-、NO3- B. K+、Na+、AlO2-、NO3- C. K+、NH4+、MnO4-、SO42- D. K+、Na+、NO3-、HSO3- 解析:B选项中的AlO2-在强酸性条件下不能存在,发生反应:
H+ + AlO2-+ H2O ===Al(OH)3↓;C选项中MnO4-为紫色;D选项中,HSO3-在强酸性条件下生成H2SO3并被HNO3氧化成H2SO4。
答案:A
【练习2】下列各组离子,在强碱性溶液中能大量共存的离子组是 A. Cl-、AlO2-、I-、S2- B. K+、Na+、NH4+、Ba2+ C. Cl-、Br-、CO32-、S2- D. HCO3-、SO42-、SO32-、NO3- 解析:在强酸性条件下c(OH)较大,A选项中离子不能反应,故可以大量存在;B选项中发生反应:
NH4+ + OH-=== NH3〃H2O ;C选项中离子不能反应,故可以大量存在;D选项中,HCO3-在强碱性条件下生成CO32-因而不能大量共存。答案:A、C
【练习3】下列各组离子,因发生氧化还原反应而不能大量共存的离子组是
A. Na+、OH-、SO42-、H2PO4- B. Fe2+、Fe3+、SO42-、Cl- C. Cl-、H+、Na+、S2O32- D. Na+、Cu2+、S2-、SO42-
解析:A、D选项不能大量共存,但不是氧化还原反应;B选项可以大量共存;只有C选项符合题意。
答案:C
【练习4】下列各组离子,在溶液中一定能大量共存的是 A. 使酚酞变红的溶液:Na+、Cl-、SO42-、Fe3+
-
B. 使紫色石蕊变红的溶液:Fe2+、Mg2+、Cl-、NO3- C. c(H+)=1×10-12 mol/L的溶液:K+、Ba2+、Cl-、Br- D. 碳酸氢钠溶液:K+、SO42-、Cl-、H+
解析:A选项,碱性条件下Fe3+ 不能大量共存;B选项,Fe2+、NO3-和H+发生氧化还原反应不能大量共存;D选项,HCO3-与H+不能大量共存。
答案:C
【练习5】在溶液中下列离子能够大量共存的是 A. 无色溶液中:Na+、Cl-、NO3-、Fe2+ B. pH=0的溶液中:Fe2+、Cl-、NO3-、HCO3- C. 含MnO4-的溶液中:Fe3+、NO3-、Mg2+、SO42- D. 与Al反应能产生H2的溶液中:Mg2+、NO3-、Cl-、K+
解析:注意题目中的隐含信息,A选项为无色溶液,Fe2+为浅绿色,故错误;B选项为强酸性溶液,NO3-(H+)具有强氧化性,与Fe2+不能大量共存,且H+与HCO3-也不能大量共存;C选项中虽然含强氧化性的MnO4-,但题组中的离子部不能被MnO4-氧化,因此符合题意;D选项能与Al反应能产生H2的溶液可能呈强酸性,也可能呈强碱性,若为强酸性,由于有NO3-与Al反应不能产生H2,而是生成含低价氮的物质,若为强碱性,因为题组中含Mg2+,故也不能大量共存。
答案:C
离子能否共存的原因与判断方法
判断离子能否大量共存实际上就是判断离子之间能否反应,只要离子间相互反应,那么就不能大量共存。下面就离子能否共存的原因与判断方法归纳如下:
一、常见的离子不能大量共存的原因:
(1)发生复分解反应生成难溶物、挥发性物质和难电离物质时不能大量共存。如:
① 若阴阳离子能相互结合生成难溶物或微容物性盐,就不能大量共存。如常见的
Ba2+、Ca2+ 与CO32-、SO32-、SO42-、PO43-、SiO32-等;再如常见的Ag+ 与Cl-、Br-、I-、PO43-、CO32-、SO42-、S2-等。
② 弱碱的阳离子不能与OH-大量共存。如常见的Fe2+、Fe3+、Cu2+、NH4+、Ag+、Mg2+、Al3+、Zn2+等与OH-不能大量共存。
③ 弱酸根阴离子不能与H+ 大量共存。如常见的CH3COO-、F-、CO32-、SO32-、S2-、PO43-等与H+ 不能大量共存。
④弱酸的酸式阴离子与H+ 或OH-均不能大量共存。如常见的HCO3-、HSO3-、HS-、H2PO4-、HPO42-等既不能与H+ 大量共存也不能与OH-大量共存。
(2)若离子间能发生氧化还原反应,也不能大量共存。如:
① 在酸性条件下,MnO4-具有较强的氧化性,与常见的Cl-、Br-、I-、S2-等能发生氧化还原反应,而不能大量共存;同样,NO3-在酸性条件下也具有较强的氧化性,与Br-、I-、S2-、Fe2+、SO32-等不能大量共存。
② 在中性条件下,NO3-与I-、Fe2+ 等可以大量共存。
③ 无论是在酸性或碱性条件下,ClO-都具有氧化性,与常见的还原性离子如I-、Fe2+、S2-、SO32-等均不能大量共存。
(3)若阴、阳离子间发生“双水解”反应,有的促进反应进行,不能大量共存。常见的能发生“双水解”反应离子归纳如下:
① Al3+与HS-、S-、CO32-、HCO3-、AlO2-、SiO32-、ClO-等;
② Fe3+与CO32-、HCO3-、AlO2-、ClO-等;
③ NH4+与AlO2-、SiO32-等;
发生“双水解”反应时,由于水解彻底,可用“===”连接反应物和产物,水解生成的难容物或挥发性物质要加沉淀符号“↓”或气体反符号“↑”。例如FeCl3与NaHCO3溶液混合的离子反应方程式为:Fe3+ + 3HCO3-=== Fe(OH)3↓ + 3CO2↑,该类反应要注意电荷守恒。
④ NH4+与CH3COO-、CO32+,Mg2+与HCO3-等组合中,虽然两种离子都能水解且相互促进,但总的水解程度很小,它们在溶液中可以大量共存,但加热就不能了。
(4)若离子间能形成络合物,那么就不能大量共存。如Fe3+ 与SCN之间就非常容易络合,因而不能大量共存。
(5)不能在中性溶液中大量存在的离子,如Al3+、Fe3+、Cu2+ 等弱碱性阳离子,其本性是使溶液呈酸性,它们不能在中性溶液中大量存在;ClO-、CO32-、PO43-等弱酸根阴离子,其本性是使溶液显碱性,它们不能在中性溶液中大量存在。
二、离子共存的判断方法:
所谓的几种离子在同一溶液中能否共存,就是指离子之间不发生任何的反应,解决这类问题,一定要注意题目中的前提条件,现归纳如下:
(1)要看清题目的问法,如“能大量共存”、“不能大量共存”还是“可能大量共存”等等。
(2)弄清题目的限定条件,如:
① 限定溶液的颜色,若题目限定是无色透明的,则一定没有Fe2+(浅绿色)、Fe3+(棕黄色)、Cu2+(蓝色)、MnO4-(紫色)等离子;还要注意“透明”不是“无色”。
② 限定溶液酸碱性,
a.“在强酸性(或pH=1)溶液中”,就是含有大量的H+,应把H+ 考虑在内,OH-及弱酸根离子都不能大量共存。
b.“在强碱性(或pH=14)溶液中”,就是含有大量的OH-,应把OH-考虑在内,H+及弱碱阳离子都不能大量共存。
c.“在由水电离出c(H+)= 1×10-10 mol/L的溶液中,或在由水电离出c(OH-)= 1×10-10 mol/L的溶液中”能大量共存的,就是说在酸或碱性条件下均能大量共存的离子组;
d.“在与Al反应能产生H2的溶液中”,其实就是说在酸或碱性条件下的溶液中(硝酸除外);
e.“能溶解Al2O3或Al(OH)3的溶液”,就是含有大量的H+ 或OH-的溶液,其实就是说在强酸或强碱性条件下的溶液中;
f. “在中性溶液中”,不能在中性溶液中大量存在的离子,如Al3+、Fe3+、Cu2+ 等弱碱性阳离子,其本性是使溶液呈酸性,它们不能在中性溶液中大量存在;ClO-、CO32-、PO43-等弱酸根阴离子,其本性是使溶液显碱性,它们不能在中性溶液中大量存在。
③ 限定反应类型
“因氧化还原反应……”,即只考虑离子间的氧化还原反应;
④限定溶液中已存在的离子
如“溶液中已存在Fe3+、Cl-”,则OH-、SCN-、Ag+ 等离子不能大量共存。
三、链接高考
【例题1】(2011江苏高考4)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是 C
A. 1.0 mol·L-1的KNO3溶液:H+、Fe2+、Cl-、SO42-
B. 甲基橙呈红色的溶液:NH4+、Ba2+、AlO2-、Cl-
C. pH=12的溶液:K+、Na+、CH3COO-、Br-
D. 与铝反应产生大量氢气的溶液:Na+、K+、CO32-、NO3-
解析:本题以溶液中离子共存的方式考查学生对硝酸的氧化性、亚铁离子还原性、甲基橙呈红色水溶液的呈酸性、酸性溶液AlO2-不能在其中共存、与铝反应产生大量氢气有强酸碱性两种可能等相关知识的理解程度,考查学生综合运用所学化学知识解决相关化学问题的能力。
答案:C
【例题2】(2011安徽高考8)室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是 B
A. 饱和氯水中:Cl-、NO3-、Na+、SO32-
B. c(H+)=1.0×10-13mol/L溶液中:C6H5O-、K+、SO42-、Br-
C. Na2S溶液中:SO42-、 K+、Cl-、Cu2+
D. pH=12的溶液中:NO3-、I-、Na+、Al3+
解析:饱和氯水具有强氧化性,能将SO32-氧化成SO42-,A中不能大量共存;c(H+)=1.0×10-13mol/L溶液,说明该溶液显碱性,因此可以大量共存;S2-和Cu2+可以结合生成难溶性CuS沉淀,所以不能大量共存;pH=12的溶液,说明该溶液显碱性,而Al3+与碱不能大量共存。所以正确的答案是B。
【例题3】(2011广东高考8)能在水溶液中大量共存的一组离子是 C
A. H+、I-、NO3-、SiO32- B. Ag+、Fe3+、Cl-、SO42-
C.K+、SO42-、Cu2+、NO3- D.NH4+、OH-、Cl-、HCO3-
解析:本题考察离子共存问题。SiO32-属于弱酸硅酸的酸根与酸不能大量共存,同时在酸性溶液中,NO3―具有氧化性能氧化I―生成单质碘,A不正确;Ag+与Cl―和SO42―均可生成难溶性物质AgCl和Ag2SO4,B不正确;在碱性溶液中NH4+和HCO3-均与OH-结合分别形成氨水和CO32-,因此D也不正确,所以答案是C。
【例题4】(2011全国II卷11)将足量CO2通入下列各溶液中,所含离子还能大量共存的是 B
A.K+、SiO32-、Cl-、NO3- B.H+、NH4+、Al3+、SO42-
C.Na+、S2-、OH-、SO42- D.Na+、C6H5O-、CH3COO-、HCO3-
解析:SiO32-与CO2反应;OH-与CO2反应;C6H5O-与CO2反应。
答案:B
【例题5】(2011四川高考)甲、乙、丙、丁四种易溶于水的物质,分别由NH4+、Ba2+、Mg2+、H+、OH-、Cl-、HCO3-、SO42-中的不同阳离子和阴离子各一种组成。已知:①将甲溶液分别与其它三种物质的溶液混合,均有白色沉淀生成;② 0.1mol/L乙溶液中c(H+)>0.1mol/L;③ 向丙溶液中滴入AgNO3溶液有不溶于稀HNO3的白色沉淀生成。下列结论不正确的是
A. 甲溶液含有Ba2+ B. 乙溶液含有SO42-
C.丙溶液含有Cl- D. 丁溶液哈有Mg2+
解析:可以形成白色沉淀的有BaSO4、BaCO3、Mg(OH)2,因此甲只能是Ba(OH)2;0.1mol/L乙溶液中c(H+)>0.1mol/L,那么乙是硫酸;向丙溶液中滴入AgNO3溶液有不溶于稀HNO3的白色沉淀生成,说明丙是MgCl2,所以丁是NH4HCO3。
答案:D
【例题6】(2011上海高考)某溶液中可能含有Na+、NH4+、Ba2+、SO42-、I-、S2-。分别取样:①用pH计测试,溶液显弱酸性;②加氯水和淀粉无明显现象。为确定该溶液的组成,还需检验的离子是 A
A. Na+ B.SO42- C. Ba2+ D.NH4+
解析:溶液显弱酸性,说明有NH4+(水解显酸性);加氯水和淀粉无明显现象排除I-、S2-。所以必需含有SO42-,故不能有Ba2+。Na+无法排除。
四、巩固练习
【练习1】下列各组离子,在强酸性溶液中能大量共存并且溶液为无色透明的离子组是 A
A. NH4+、Al3+、SO42-、NO3- B. K+、Na+、AlO2-、NO3-
C. K+、NH4+、MnO4-、SO42- D. K+、Na+、NO3-、HSO3-
解析:B选项中的AlO2-在强酸性条件下不能存在,发生反应:
H+ + AlO2-+ H2O ===Al(OH)3↓;C选项中MnO4-为紫色;D选项中,HSO3-在强酸性条件下生成H2SO3并被HNO3氧化成H2SO4。
【练习2】下列各组离子,在强碱性溶液中能大量共存的离子组是 A C
A. Cl-、AlO2-、I-、S2- B. K+、Na+、NH4+、Ba2+
C. Cl-、Br-、CO32-、S2- D. HCO3-、SO42-、SO32-、NO3-
解析:在强酸性条件下c(OH-)较大,A选项中离子不能反应,故可以大量存在;B选项中发生反应:
NH4+ + OH-=== NH3·H2O ;C选项中离子不能反应,故可以大量存在;D选项中,HCO3-在强碱性条件下生成CO32-因而不能大量共存。
【练习3】下列各组离子,因发生氧化还原反应而不能大量共存的离子组是 C
A. Na+、OH-、SO42-、H2PO4- B. Fe2+、Fe3+、SO42-、Cl-
C. Cl-、H+、Na+、S2O32- D. Na+、Cu2+、S2-、SO42-
解析:A、D选项不能大量共存,但不是氧化还原反应;B选项可以大量共存;只有C选项符合题意。
【练习4】下列各组离子,在溶液中一定能大量共存的是 C
A. 使酚酞变红的溶液:Na+、Cl-、SO42-、Fe3+
B. 使紫色石蕊变红的溶液:Fe2+、Mg2+、Cl-、NO3-
C. c(H+)=1×10-12 mol/L的溶液:K+、Ba2+、Cl-、Br-
D. 碳酸氢钠溶液:K+、SO42-、Cl-、H+
解析:A选项,碱性条件下Fe3+ 不能大量共存;B选项,Fe2+、NO3-和H+发生氧化还原反应不能大量共存;D选项,HCO3-与H+不能大量共存。
【练习5】在溶液中下列离子能够大量共存的是 C
A. 无色溶液中:Na+、Cl-、NO3-、Fe2+
B. pH=0的溶液中:Fe2+、Cl-、NO3-、HCO3-
C. 含MnO4-的溶液中:Fe3+、NO3-、Mg2+、SO42-
D. 与Al反应能产生H2的溶液中:Mg2+、NO3-、Cl-、K+
解析:注意题目中的隐含信息,A选项为无色溶液,Fe2+为浅绿色,故错误;B选项为强酸性溶液,NO3-(H+)具有强氧化性,与Fe2+不能大量共存,且H+与HCO3-也不能大量共存;C选项中虽然含强氧化性的MnO4-,但题组中的离子部不能被MnO4-氧化,因此符合题意;D选项能与Al反应能产生H2的溶液可能呈强酸性,也可能呈强碱性,若为强酸性,由于有NO3-与Al反应不能产生H2,而是生成含低价氮的物质,若为强碱性,因为题组中含Mg2+,故也不能大量共存。
氢离子与弱酸的酸根离子不能大量共存,
1、 与H+不能大量共存OH-、ClO-、CO32-、HCO3-、CH3COO-、HS-、S2-、F-、SO32-、HSO3-、
PO43-、HPO42-、HCOO-、AlO2-、SiO32-等,生成弱电解质
CO32-、SO32-、S2-、HCO3-、HSO3-、HS-等易挥发的弱酸的酸根与H+能生成气体,所以不能大量共存。
2与OH-不能大量共存: NH4+、Fe3+、Fe2+ 、Cu2+、Al3+、Zn2+、Ag+、Mg2+、HCO3-、HS-、H2PO4-、HPO42-、HSO3-、SO32-等。
+弱酸的酸式根离子(如HCO3-、HSO3-、HS-、HPO42-、H2PO4-)既不能与H大量共存也不
-----+能与OH大量共存。如:HCO3+OH=CO32+H2O HCO3+H=CO2↑+H2O。
3、能生成难溶物质的两种离子不能大量共存,
如:Ca2+与PO43-、CO32-、SO42-;Ba2+与CO32-、SO42-;Cu2+与S2-,Pb2+与SO42-、Cl-等不能大量共存。Fe2+与S2-、Ag+与I-不能大量共存,等。
2-SiO32-、AlO2- 、S2O3等不能与H+大量共存是因为
2-+SiO32-+2H+=H2 SiO3↓、AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓、S2O3+2H=S↓+SO2↑+H2O
4、离子间能发生氧化还原反应的不能大量共存,
如:Fe3+与S2-、HS- 、I-、SO32-;
酸性条件下:MnO4-、Cr2O7-、NO3-、ClO-与S2-、HS-、SO32-、HSO3-、I-、Cl-、Fe2+等不能大量共存
5.一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-、HS-、CO32-、HCO3-、SO32-、HSO3- 、ClO-、F-、CH3COO-、PO43- 、SiO32-、、HCOO-、C6H5O-等存在于碱性溶液,而不存在于酸性溶液。
如:Mg2+、Al3+、Cu2+、Fe2+、Fe3+、NH4+等存在于酸性溶液,而不存在于碱性溶液。
6、因发生双水解反应而不能大量共存,5中的弱酸跟阴离子不能跟弱碱阳离子共存,发生双水解
+Al3和CO32-、HCO3-、S2-、HS-、AlO2-、ClO-、C6H5O- 等不能大量共存
Fe3+和CO32-、HCO3-、AlO2-、ClO-等不能大量共存
特别注意:NH4+和CO32-、NH4+和HCO3-、NH4+ 、CH3COO- 和SiO32-在同一溶液中能大量共存。
7、微粒间能发生络合的不能大量共存,如Fe3+与SCN-,Ag+与NH3等。
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