“附加条件”型离子能否大量共存问题归纳
时间:2019-06-28 21:12 来源:未知 作者:栾春武 点击:次 所属专题: 离子共存
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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- CO32-Br- 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(a + b=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(a+b>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- CO32-Na+ B、Na+ Ba2+ Mg2+ HCO3-
C、SO42-Na+ 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- SiO32-K+
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。
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