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        化學(xué)離子能否大量共存的判斷方法

        2014-04-12 00:00:00張友
        當(dāng)代教研論叢 2014年9期

        【摘 要】隨著我國教育改革的深入,化學(xué)作為我國素質(zhì)教育中的重要組成部分,化學(xué)教學(xué)在我國當(dāng)前高中顯得越來越重要了。本文就高中化學(xué)教學(xué)中離子能否大量共存的判段方法的簡單案例進(jìn)行分析。

        【關(guān)鍵詞】高中 化學(xué) 離子

        【中圖分類號】 G633.8 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 A 【文章編號】 2095-6517(2014)09-0051-01

        判斷離子間能否大量共存即判斷離子間能否相互反應(yīng),若可以反應(yīng)則說明離子間不可大量共存,若不能反應(yīng)則可以大量共存。下面就離子能否大量共存的判斷方法歸納如下。

        一、常見離子能否大量共存的判斷依據(jù)

        若滿足下列條件之一,則說明離子間不可大量共存。

        1.發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成沉淀、氣體或水

        如:Ba2+、Ca2+ 與CO32-、SO32-、SO42-;Ag+ 與Cl-、Br-、I-等。

        說明:若陰陽離子間能反應(yīng)生成微溶物,則該離子間可以少量共存,但不可以大量共存。如Ag+ 與SO42-;Ca2+ 與OH-、SO42-等。

        2.生成弱電解質(zhì)

        (1)弱堿的陽離子不能與OH-大量共存。如常見的Fe3+、Cu2+、NH4+、Ag+、Mg2+等與OH-不能大量共存。

        (2)弱酸根陰離子不能與H+ 大量共存。如常見的CH3COO-、F-、CO32-、SO32-、S2-、PO43-等與H+ 不能大量共存。

        注意:弱酸的酸式陰離子與H+ 或OH-均不能大量共存。如常見的HCO3-、HSO3-、HS-、H2PO4-、HPO42-等既不能與H+ 大量共存也不能與OH-大量共存。

        3.發(fā)生氧化還原反應(yīng)

        氧化性較強(qiáng)的粒子與還原性較強(qiáng)的粒子相互間通??砂l(fā)生氧化還原反應(yīng),如MnO4-在酸性條件下具有較強(qiáng)的氧化性,與I-、S2-等還原性較強(qiáng)的粒子能發(fā)生氧化還原反應(yīng),所以不能大量共存。

        氧化性較強(qiáng)的常見粒子:MnO4-(H+)、NO3-(H+)、ClO-、H2O2、Na2O2、Fe3+等。

        還原性較強(qiáng)的常見粒子:I-、Fe2+、S2-、SO32-、HSO3-、SO2、H2S等。

        4.發(fā)生雙水解反應(yīng)

        陰陽離子間均可發(fā)生水解反應(yīng),相互促進(jìn)而不可大量共存,如Al3+與CO32-、AlO2-等。

        水解呈酸性的常見陽離子:Al3+、Fe2+、Fe3+、Ag+、Mg2+等。

        水解呈堿性的常見陰離子:CO32-、HCO3-、AlO2-、ClO-、HS-、S-等。

        注意:NH4+與CH3COO-、CO32+,Mg2+與HCO3-等,雖然兩種離子都能水解且相互促進(jìn),但總的水解程度很小,常溫下它們在溶液中可以大量共存。

        5.發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)

        若離子間能形成絡(luò)合物,那么就不能大量共存。如Fe3+ 與SCN-之間發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),因而不能大量共存。

        二、限定條件下離子能否大量共存的判斷

        1.限定溶液的顏色

        若題目限定是無色透明的,則一定沒有Fe2+(淺綠色)、Fe3+(黃色)、Cu2+(藍(lán)色)、MnO4-(紫紅色)等離子;

        注意:“澄清透明”非“無色透明”,澄清透明可以有顏色,但不能有沉淀。

        2.限定溶液酸堿性

        (1)“在強(qiáng)酸性(或pH=1)溶液中”,就是含有大量的H+,應(yīng)把H+ 考慮在內(nèi),OH-及弱酸根離子都不能大量共存。同樣,在“在強(qiáng)堿性(或pH=14)溶液中”,就是含有大量的OH-,應(yīng)把OH-考慮在內(nèi),H+及弱堿陽離子都不能大量共存。

        (2)常溫下,由水電離出c(H+)或c(OH-)<1×10-7 mol/L的溶液,該溶液可能呈酸性也可能呈堿性,就是說在判斷時(shí)要注意考慮酸或堿性條件下能否大量共存。

        (3)“在與Al反應(yīng)能產(chǎn)生H2的溶液中”,其實(shí)就是說在酸或堿性條件下的溶液中(硝酸除外)。

        (4)Al3+、Fe3+、Cu2+ 等弱堿性陽離子可發(fā)生水解反應(yīng)呈酸性,所以題目中若有信息“在中性溶液中……”,等同于加入了堿,引入了OH-,而Al3+、Fe3+、Cu2+與OH-不能大量共存。同樣,不能在中性溶液中大量存在;ClO-、CO32-、等弱酸根陰離子,其本性是使溶液顯堿性,它們不能在中性溶液中大量存在。

        三、高考真題例析

        1.(2014年廣東高考)水溶液中能大量共存的一組離子是

        A.Na+、Ca2+、Cl-、SO42- B.Fe2+、H+、SO32-、ClO-

        C.Mg2+、NH4+、Cl-、SO42- D.K+、Fe3+、NO3-、SCN-

        答案:C

        解析:A項(xiàng)、Ca2+和SO42- 結(jié)合生成CaSO4,CaSO4微溶不可大量共存;B項(xiàng):酸性條件下(H+),ClO-具有強(qiáng)氧化性,能把Fe2+、SO32-具有還原性的微粒氧化,B不能大量共存;D項(xiàng):Fe3+和SCN-不可共存(結(jié)合生成Fe(SCN)3)。

        2. (2014年山東高考)下列有關(guān)溶液組成的描述合理的是( )

        A.無色溶液中可能大量存在Al3+、NH4-、Cl-、S2-

        B.酸性溶液中可能大量存在Na+、ClO-、SO42-

        C.弱堿性溶液中可能大量存在Na+、K+、Cl-、HCO3-

        D.中性溶液中可能大量存在Fe3+、K+、Cl-、SO42-

        答案:C

        解析:Al3+、S2-發(fā)生水解互促反應(yīng)不能大量共存,A項(xiàng)錯誤;酸性溶液中不能大量存在ClO-,B項(xiàng)錯誤;HCO3-水解使溶液呈弱堿性,因此弱堿性溶液中可大量存在Na+、K+、Cl-、HCO3-,C項(xiàng)正確;中性溶液中不能大量存在Fe3+,D項(xiàng)錯誤。

        3.(2014年江蘇高考) 25 ℃時(shí),下列各組離子在指定溶液中一定能大量共存的是( )

        A.pH=1的溶液中:Na+、K+、MnO4-、CO32-

        B.c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液中:Mg2+、Cu2+、SO42-、NO3-

        C.0.1 mol·L-1NH4HCO3溶液中:K+、Na+、NO3-、Cl-

        D.0.1 mol·L-1FeCl3溶液中:Fe2+、NH4+、SCN-、SO42-

        答案:C

        解析:pH=1的溶液中,c(H+)=0.1 mol· L-1,CO32-與H+生成H2O、CO2而不能大量共存,A項(xiàng)錯誤;c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液顯堿性,Mg2+、Cu2+不能與OH-大量共存,B項(xiàng)錯誤;NH4HCO3電離出的NH4+和HCO3-與K+、Na+、NO3-、Cl-都不反應(yīng),C項(xiàng)正確; Fe3+能與SCN-發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)而不能大量共存,D項(xiàng)錯誤。

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