2009高三化学专题复习--离子共存问题
一、基本原理
1.一色
“无色透明”条件型
若题目限定溶液“无色”,则不含有色离子,即Fe2+(浅绿色)、Fe3+(棕黄色)、Cu2+(蓝色)、MnO4-(紫色)等离子,也不含Fe(SCN)2+、Fe(C6H5O) 等有色离子。
若“透明”,则溶液不形成混浊或沉淀(与溶液有无颜色无关)。如Ag+与Cl-、Br-、I-、SO42-;Ca2+与CO32-、SO32-;Ba2+与CO32-、SO32-、SO42-等在水溶液中会发生反应,有混浊或明显的沉淀生成,它们不能大量共存。
2.二性
指碱性、酸性。
若是酸性溶液,所有弱酸根离子和OH-不能大量共存。
常见的叙述有酸性溶液、PH=1的溶液、能使PH试纸变红的溶液、紫色石蕊试液呈红色的溶液、甲基橙呈红色的溶液、加入镁粉能放出氢气的溶液、c(OH-)=1×10-14mol·L-1的溶液等。
若题目中限定溶液呈酸性,则溶液中有H+存在,其中不能大量含有OH-、弱酸根离子(如CO32-、SO32-、S2-、F-、ClO-、CH3COO-、C6H5O-、PO43-、AlO2-、SiO32-等)以及弱酸的酸式根离子(如HCO3-、HSO3-、HS-、HPO42-、H2PO4-等)。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。
“酸性或碱性”条件型
常见的叙述有能使Al反应放出H2的溶液、水电离出的c(H+)或c(OH-)<1×10-7 mol·L-1的溶液等。
若题目中出现这样的条件,则溶液中可能有H+存在,也可能有OH-存在,分析时要注意题目要求回答的是一定能大量共存(满足无论是与H+还是与OH-都不会反应)还是可能大量共存(只要满足与H+、OH-中的一种不会反应)。
3.四反应
若离子间能发生下列四种反应中的任一种,则均不能共存。
(1)发生复分解反应
离子相互直接结合生成难溶物(如AgCl、AgBr、BaSO4等)、气体(如NH3、CO2等)或弱电解质(如H2O、HF、H2S等)均不能大量共存于同一溶液中。
①有气体产生。如HCO3-、CO32-、S2-、HS-、SO32-、HSO3-等易挥发性弱酸的酸根离子与H+不能大量共存,因为能发生如下反应:CO32-+2H+=CO2↑+H2O、HCO3-+H+=CO2↑+H2O