论文部分内容阅读
离子在溶液中能大量共存的条件是离子之间不能发生反应，各离子浓度不会降低。题型多以选择题为主，其次是推断题。以下是离子共存题的经典“题眼”。
1. 溶液的酸碱性
（1）酸性溶液
常见的叙述：酸性溶液、常温下pH＜7的溶液、能使pH试纸变红的溶液、使紫色石蕊试液呈红色的溶液、使甲基橙呈红色的溶液、加入镁粉能放出氢气的溶液、溶液中c（H＋）＞c（OH-）、c（OH-）=1×10-14 mol·L-1的溶液等。
若题目中限定溶液呈酸性，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）。
例1 在pH=1的溶液中能大量共存的一组离子或分子是（ ）
A. Na+、Mg2+、ClO-、NO3-
B. Al3+、NH4+、Br-、Cl-
C. K+、Cr2O72-、CH3CHO、SO42-
D. Na+、K+ 、SiO32-、Cl-
解析 酸性环境下，A项中，生成次氯酸；C项中，Cr2O72-氧化CH3CHO；D项中，生成硅酸沉淀。
答案 B
（2）碱性溶液
常见的叙述：碱性溶液、pH=14的溶液、能使pH试纸变蓝的溶液、红色石蕊试纸变蓝的溶液、酚酞呈粉红色的溶液、加入铝粉反应后生成AlO2-的溶液、c（H+）=1×10-14 mol·L-1的溶液、[Kwc(H+)]=0.1 mol·L-1的溶液、既能溶解Al（OH）3又能溶解H2SiO3的溶液等。
若题目中限定溶液呈碱性，其中不能大量含有H+、弱碱的阳离子（如NH4+、Mg2+、Ag+、Al3+、Zn2+、Cu2+、Fe2+、Fe3+ 等）以及弱酸的酸式根离子。
例2 下列离子组一定能大量共存的是（ ）
A．甲基橙呈黄色的溶液中：I-、Cl-、NO3-、Na+
B．石蕊呈蓝色的溶液中：Na+、AlO2-、NO3-、HCO3-
C．含大量AlO2-的溶液中：K+、Na+、NO3-、HCO3-
D．含大量OH-的溶液中：CO32-、Cl-、F-、K+
解析 使甲基橙呈黄色的溶液，当pH大于4.4，小于7时，NO3-表现强氧化性，将I-氧化为I2，排除A项；使石蕊呈蓝色的溶液的pH大于8，溶液呈碱性，OH-能和HCO3-反应，排除B项；含大量AlO2-的溶液中，溶液呈碱性，其中的OH-能和HCO3-反应生成CO32-，排除C项。
答案 D
（3）酸性或碱性
常见的叙述：能和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，则溶液中可能有大量H+存在，也可能有大量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）。
例3 在加入金属Al产生H2的溶液中，一定能大量共存的是（ ）
A．Na+、CO32-、Cl-、SO42-
B．Na+、K+、Ba2+、HCO3-
C．K+、Mg2+、NO3-、SO42-
D．Na+、K+、Cl-、SO42-
解析 本题的题眼为“加入金属Al产生H2”， 溶液可能是酸性（不含NO3-），也可能是碱性。限制条件为“一定不能大量共存”，这就要求所选离子组不论在酸溶液中或碱溶液中都不能大量共存。选项A，CO32-在酸性条件下不能存在，但在碱性条件下均共存；选项B，HCO3-在酸、碱性条件下均能共存；选项C中含有NO3-，酸性条件下不产生H2而不共存。
答案 D
点拨 在不能确定溶液类别的时候，需要对不同的情况进行综合分析；同时还要看清楚题目的限制条件，例如“可能大量共存”“一定不能大量共存”“一定能大量共存”，不同的限制，也会得出不同的结论。
2. 无色、透明溶液
“无色”溶液，即不含有色离子，如Fe2+（浅绿色）、Fe3+（棕黄色）、Cu2+（蓝色）、[Fe（SCN）2]+（血红）、MnO4-（紫色）、MnO42-（墨绿）、Cr3+（深蓝）、CrO42-（蛋黄）、Cr2O72-（橘红）等。
“透明”溶液，即溶液不出现浑浊或生成沉淀（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，出现浑浊或生成明显的沉淀，不能大量共存。
例4 下列无色透明溶液，能大量共存的是（ ）
A. H+、Cl-、K+、SiO32-
B. Cl-、Cu2+、SO42-、NO3-
C. K+、Na+、HCO3-、Ca2+
D. Fe3+、NH4+、Cl-、I-
解析 本题的题眼是“溶液为无色”，有颜色的离子组可直接排除。选项B中的Cu2+是蓝绿色，选项D中的Fe3+是棕黄色，且Fe3+与I-反应，直接排除；选项A中H+和SiO32-反应生成H2SiO3沉淀。
答案 C
3. 氧化还原反应
若题目中出现“因发生氧化还原反应而不能大量共存”时，要考虑各离子组中是否存在强氧化性和强还原性的离子。如Fe3+与S2-、SO32-、HSO3-、I-；H+与S2O32-； SO32-（H+）与S2-；MnO4-（H+）与Cl-；MnO4-（H+）、NO3-（H+）与Fe2+、S2-、HS-、SO32-、HSO3-、Br-、I-。
例5 下列离子在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存的是（ ）
A．H3O+、NO3-、Fe2+、Na+
B．Ag+、NO3-、Cl-、K+
C．K+、Ba2+、OH-、SO42-
D．Cu2+、NH4+、Br-、OH-
解析 正确选项应同时满足“发生氧化还原反应”“不能大量共存”这两个条件。A项中，H3O+（H+）、NO3-、Fe2+能发生氧化还原反应而不共存。
答案 A
4. 加入某物质仍能大量共存的溶液
若遇到“加入某种物质后溶液仍可大量共存”的离子共存题，则要考虑加入的物质是否能与题给离子发生反应。
例6 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＋、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
5. 双水解反应
若题目中出现“因发生双水解反应而不能大量共存”时，要考虑各离子组中是否存在会发生双水解反应的阴、阳离子。如Fe3+与CO32-、HCO3-、AlO2-，Al3+与CO32-、HCO3-、S2-、HS-、AlO2-，NH4+与AlO2-等发生双水解反应而不能大量共存。
6. 络合反应
若题目中出现“因发生络合反应而不能大量共存”时，要考虑各离子组中是否存在会发生络合反应的离子。如SCN-与Fe2+、Fe3+；Fe3+与C6H5O-等。
1. 溶液的酸碱性
（1）酸性溶液
常见的叙述：酸性溶液、常温下pH＜7的溶液、能使pH试纸变红的溶液、使紫色石蕊试液呈红色的溶液、使甲基橙呈红色的溶液、加入镁粉能放出氢气的溶液、溶液中c（H＋）＞c（OH-）、c（OH-）=1×10-14 mol·L-1的溶液等。
若题目中限定溶液呈酸性，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）。
例1 在pH=1的溶液中能大量共存的一组离子或分子是（ ）
A. Na+、Mg2+、ClO-、NO3-
B. Al3+、NH4+、Br-、Cl-
C. K+、Cr2O72-、CH3CHO、SO42-
D. Na+、K+ 、SiO32-、Cl-
解析 酸性环境下，A项中，生成次氯酸；C项中，Cr2O72-氧化CH3CHO；D项中，生成硅酸沉淀。
答案 B
（2）碱性溶液
常见的叙述：碱性溶液、pH=14的溶液、能使pH试纸变蓝的溶液、红色石蕊试纸变蓝的溶液、酚酞呈粉红色的溶液、加入铝粉反应后生成AlO2-的溶液、c（H+）=1×10-14 mol·L-1的溶液、[Kwc(H+)]=0.1 mol·L-1的溶液、既能溶解Al（OH）3又能溶解H2SiO3的溶液等。
若题目中限定溶液呈碱性，其中不能大量含有H+、弱碱的阳离子（如NH4+、Mg2+、Ag+、Al3+、Zn2+、Cu2+、Fe2+、Fe3+ 等）以及弱酸的酸式根离子。
例2 下列离子组一定能大量共存的是（ ）
A．甲基橙呈黄色的溶液中：I-、Cl-、NO3-、Na+
B．石蕊呈蓝色的溶液中：Na+、AlO2-、NO3-、HCO3-
C．含大量AlO2-的溶液中：K+、Na+、NO3-、HCO3-
D．含大量OH-的溶液中：CO32-、Cl-、F-、K+
解析 使甲基橙呈黄色的溶液，当pH大于4.4，小于7时，NO3-表现强氧化性，将I-氧化为I2，排除A项；使石蕊呈蓝色的溶液的pH大于8，溶液呈碱性，OH-能和HCO3-反应，排除B项；含大量AlO2-的溶液中，溶液呈碱性，其中的OH-能和HCO3-反应生成CO32-，排除C项。
答案 D
（3）酸性或碱性
常见的叙述：能和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，则溶液中可能有大量H+存在，也可能有大量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）。
例3 在加入金属Al产生H2的溶液中，一定能大量共存的是（ ）
A．Na+、CO32-、Cl-、SO42-
B．Na+、K+、Ba2+、HCO3-
C．K+、Mg2+、NO3-、SO42-
D．Na+、K+、Cl-、SO42-
解析 本题的题眼为“加入金属Al产生H2”， 溶液可能是酸性（不含NO3-），也可能是碱性。限制条件为“一定不能大量共存”，这就要求所选离子组不论在酸溶液中或碱溶液中都不能大量共存。选项A，CO32-在酸性条件下不能存在，但在碱性条件下均共存；选项B，HCO3-在酸、碱性条件下均能共存；选项C中含有NO3-，酸性条件下不产生H2而不共存。
答案 D
点拨 在不能确定溶液类别的时候，需要对不同的情况进行综合分析；同时还要看清楚题目的限制条件，例如“可能大量共存”“一定不能大量共存”“一定能大量共存”，不同的限制，也会得出不同的结论。
2. 无色、透明溶液
“无色”溶液，即不含有色离子，如Fe2+（浅绿色）、Fe3+（棕黄色）、Cu2+（蓝色）、[Fe（SCN）2]+（血红）、MnO4-（紫色）、MnO42-（墨绿）、Cr3+（深蓝）、CrO42-（蛋黄）、Cr2O72-（橘红）等。
“透明”溶液，即溶液不出现浑浊或生成沉淀（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，出现浑浊或生成明显的沉淀，不能大量共存。
例4 下列无色透明溶液，能大量共存的是（ ）
A. H+、Cl-、K+、SiO32-
B. Cl-、Cu2+、SO42-、NO3-
C. K+、Na+、HCO3-、Ca2+
D. Fe3+、NH4+、Cl-、I-
解析 本题的题眼是“溶液为无色”，有颜色的离子组可直接排除。选项B中的Cu2+是蓝绿色，选项D中的Fe3+是棕黄色，且Fe3+与I-反应，直接排除；选项A中H+和SiO32-反应生成H2SiO3沉淀。
答案 C
3. 氧化还原反应
若题目中出现“因发生氧化还原反应而不能大量共存”时，要考虑各离子组中是否存在强氧化性和强还原性的离子。如Fe3+与S2-、SO32-、HSO3-、I-；H+与S2O32-； SO32-（H+）与S2-；MnO4-（H+）与Cl-；MnO4-（H+）、NO3-（H+）与Fe2+、S2-、HS-、SO32-、HSO3-、Br-、I-。
例5 下列离子在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存的是（ ）
A．H3O+、NO3-、Fe2+、Na+
B．Ag+、NO3-、Cl-、K+
C．K+、Ba2+、OH-、SO42-
D．Cu2+、NH4+、Br-、OH-
解析 正确选项应同时满足“发生氧化还原反应”“不能大量共存”这两个条件。A项中，H3O+（H+）、NO3-、Fe2+能发生氧化还原反应而不共存。
答案 A
4. 加入某物质仍能大量共存的溶液
若遇到“加入某种物质后溶液仍可大量共存”的离子共存题，则要考虑加入的物质是否能与题给离子发生反应。
例6 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＋、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
5. 双水解反应
若题目中出现“因发生双水解反应而不能大量共存”时，要考虑各离子组中是否存在会发生双水解反应的阴、阳离子。如Fe3+与CO32-、HCO3-、AlO2-，Al3+与CO32-、HCO3-、S2-、HS-、AlO2-，NH4+与AlO2-等发生双水解反应而不能大量共存。
6. 络合反应
若题目中出现“因发生络合反应而不能大量共存”时，要考虑各离子组中是否存在会发生络合反应的离子。如SCN-与Fe2+、Fe3+；Fe3+与C6H5O-等。