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“附加条件”型离子能否大量共存问题归纳

离子在溶液中能否大量共存,要看离子间能否发生反应导致离子浓度是否变化。若不能,则能大量共存。若改变(一般是减少,但发生氧化还原反应和络合反应时有的离子浓度要增大),则不能大量共存。引起离子浓度变化即导致发生离子反应主要有以下几个条件:

①生成难溶性物质(如沉淀);

②生成难电解物质(如弱电解质,包括弱酸、弱碱和水);

③生成挥发性物质(如气体);

④离子间或离子与分子、原子间发生氧化还原反应;

⑤发生络合反应;

⑥能发生相互促进的双水解的离子;

这类试题的类型有如下几种:

一、限定离子能否大量共存的溶液环境

1、指明溶液为中性

【例题1】下列各组离子在水溶液中能大量共存的是

A、K HCO3 CO32Br          B、CO32 HCO3 OH K

C、Fe3+   Cu2+   I SO42            D、H Cl  Na  SO32

解析:a选项中没有发生离子反应的条件,能大量共存。b选项中因HCO3与OH反应生成水而不能共存。C选项中因Fe3+与I发生氧化还原反应而不能共存。D选项中因H与SO32反应生成挥发性物质而不能共存。

答案:A

点拨:在这类例题中,其题干有时还表述为“25℃时,在pH=7的溶液中能大量共存的离子组是”,“室温时,在pH=a的强酸与pH=b的强碱(ab=14)等体积混合的溶液中能大量共存的离子组是”等等。

2、指明溶液显酸性

【例题2】在强酸性溶液中不能大量共存的离子组是

A、Al3+     Ag  NO3  Cl     B、Mg2+     NH4 NO3  Cl

C、Ba2+   K  HCO3 Cl          D、Zn2+   Na NO3 SO42

解析:选项A因生成AgCl沉淀而不能共存。B、D选项可以大量共存。C选项在不考虑题干条件下能够共存,但在酸性溶液中HCO3与H因生成挥发性物质而不能共存。

答案:A、C

点拨:在这类例题中,其题干有时还表述为“若某溶液跟甲基橙作用呈红色,则下列离子在该溶液中的浓度不可能很大的是”,“在pH=1的含有Mg2+、Fe2+、Al3+三种阳离子的溶液中,可能存在的阴离子是”,“c(H)=0.1mol·L-1的溶液中,可大量共存的离子组是”,“在pH=a的强酸与pH=b的强碱(a + b<14)等体积混合的溶液中,能大量共存的离子组是”等等。

3、指明溶液显碱性

【例题3】下列各组离子在强碱性溶液中可以大量共存的是

A、I AlO2 Cl S2-        B、Na  K   NH4  Ba2+

C、Br-    S2- Cl SiO32    D、SO32 NO3 SO42 HCO3

解析:B选项因NH4与OH反应而不能大量共存。D选项因HCO3与OH反应生成水而不能大量共存。

答案:A、C

点拨:在这类例题中,其题干有时又表述为“25℃时,在pH=13的溶液中能大量共存的离子组是”,“c(OH)=0.1mol·L-1的溶液中不能大量共存的离子组是”,“25℃时,pH=a的强酸与pH=b的强碱(ab>14)等体积混合的溶液中能大量共存的离子组是”等等。

4、所给溶液可能显酸性,也可能显碱性

【例题4】向加入铝粉能放出氢气的溶液中分别加入下列各组离子,一定能大量共存的是

A、NH4 NO3 CO32Na       B、Na Ba2+    Mg2+      HCO3

C、SO42Na K Cl          D、NO3 K AlO2 OH-    

解析:跟铝粉反应产生氢气的溶液可能显酸性,也可能显强碱性。A选项NH4在强碱性溶液里不能大量共存。B选项HCO3在酸性或碱性溶液里均不能大量存在。D选项中AlO2、OH在酸性溶液里不能大量存在。

答案:C

点拨:在这类例题中,其题干有时也表述为“某溶液能溶解Al(OH)3,在其中能大量共存的离子组是”、“在pH=0和pH=14的条件下,下列各组溶液中的离子能大量共存的是”、“25℃时,由水电离出的H和OH的浓度之积c(H)c(OH)=10-28”,在该溶液中一定不能存在的离子是”,“常温下测知水电离出c(H)(水)=10-13mol·L-1,又知该溶液中还含有Na、NO3、Cl,在该溶液中还可能存在的离子是”等等。

二、在上述某种条件下,附加“溶液是否有颜色”

【例题5】能在强酸性溶液中大量共存,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、Na K NO3 HSO3

解析:在强酸性溶液中,AlO2、HSO3不以大量存在。C选项虽然共存,但KMnO4溶液呈紫色。

答案:A

三、在上述某种条件下,增添“加入某种试剂(如酸、碱、盐等)”或“产生某些现象(如沉淀、气体、变色等)”等附加条件

【例题6】在下列各组离子中,能在溶液显碱性时大量共存,且在加入盐酸的过程中能同时产生沉淀和气体的是

A、Na NO3 AlO2 SO42 

B、Na NO3 SiO32K

C、K Cl AlO2 CO32 

D、Na Cl HCO3 Ca2+

解析:在碱性溶液中A、B、C均能共存,但向a选项中加入盐酸时只产生Al(OH)3沉淀,盐酸过量时沉淀便溶解了,B选项中只产生H4SiO4沉淀。C选项中既可产生CO2气体,也可产生Al(OH)3沉淀,因此C选项符合题意。

答案:C

【例题7】下列各组离子在溶液中可大量共存,且在加入氨水时也不产生沉淀的是

A、Na Ba2+      Cl SO42 

B、K AlO2 NO3 OH

C、H NH4 Al3+   SO42 

D、H Cl CH3COO- NO3

解析:A选项因生成BaSO4沉淀而不能共存。D选项因生成弱电解质CH3COOH而不能共存。C能大量共存,且加入氨水时会产生沉淀。

答案:B

四、特意指明因发生某种反应而不能共存

【例题8】下列各组溶液中的离子因发生氧化还原反应而不能大量共存的是

A、Na HCO3 K OH 

B、Fe3+     SCN Cl NH4

C、Fe2+     NO3 SO42 H 

D、Na NH4 AlO2 OH

解析:A选项因HCO3与OH生成水而不能共存。B选项因生成络合物Fe(SCN)3而不能共存。C选项Fe2+、H、NO3因发生氧化还原反应而不能共存。D选项中NH4与AlO2因双水解、NH4与OH因反应均不能大量共存。

答案:C

五、根据题给信息判断离子的来源

【例题9】某地有甲、乙两工厂,各排放含4种离子的污水(不含大量相同的离子),这些离子是Ag、Na、Ba2+、Fe3+、Cl、OH、NO3、SO42。两厂的污水单独排放时都会造成严重的水污染,但将两厂的污水按一定比例混合并经过沉淀后的污水变得无色澄清,且仅含硝酸钠,污染程度可大大降低。以下分析中正确的是

A、SO42和NO3可能来自同一工厂 

B、Cl和NO3一定不来自同一工厂

C、Ag和Na可能来自同一工厂 

D、Na和NO3来自同一工厂

解析:依题意知,Ag和Cl、Ba2+和SO42、Fe3+和OH不能同时在同一工厂排出的污水中,显然,Ag、Ba2+、Fe3+只能跟NO3在同一工厂排出的污水中。Cl、SO42、OH必与Na在另一工厂排出的污水中。对选项b的分析正确。

答案:B

六、跟踪练习

【例题10】下列限制条件下的离子一定可以大量共存的是

A、由水电离出c(H)=1×10-13mol/L 的溶液中:Al3+、K、NO3、SO42

B、加水稀释c(H)c(OH)明显减小的溶液中:K、Fe2+、I、SO42 

C、加入铝粉放出氢气的溶液中:NH4、SO42、Cl、HCO3

D、加入二氧化锰固体可冒出气泡的溶液:K、Mg、I、NO3

解析:A选项,由水电离出c(H)=1×10-13mol/L 的溶液中可能是酸性溶液,也可能是碱性溶液,Al3+在碱性溶液中不能大量共存;B选项,加水稀释c(H)c(OH)明显减小的溶液是酸性溶液,故该选项正确;C选项,加入铝粉放出氢气的溶液可能是酸性溶液,也可能是碱性溶液,因此该选项不符合题意;D选项,加入二氧化锰固体可冒出气泡的溶液是酸性溶液,且有还原性离子,因此该选项不符合题意。

(责任编辑:化学自习室)
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