高中化学中的离子共存问题

高中化学中经常有判断某些离子是否能大量共存的题目. 这类题目知识点多、容易失分,因此很有必要进行整理.

  1. 生成沉淀 常见沉淀有 $\ce{BaSO4}$、$\ce{CaCO3}$、$\ce{BaCO3}$、$\ce{AgCl (Br, I)}$、难溶性碱 (如 $\ce{Cu(OH)2}$ ) 等.

  2. 生成弱电解质或气体

    $\ce{H+}$ 与 $\ce{OH-}$ 生成 $\ce{H2O}$,不能大量共存 .

    强酸溶液中,$\ce{H+}$ 与弱酸的酸根离子不能大量共存.

    强碱溶液中,$\ce{OH-}$ 与 $\ce{NH4+}$ 不能大量共存.

    弱酸的酸式盐,在强酸、强碱溶液中均不能大量共存.

以上是初中内容.

  1. 氧化还原

    1. $\ce{Fe^3+}$ 与还原性离子 $\ce{I-}$、$\ce{S^2-}$、$\ce{HS-}$、$\ce{SO3^2-}$、$\ce{HSO3-}$ 不能大量共存.

    2. $\ce{NO3-}$$\ce{(H^+)}$ 与还原性离子 $\ce{Fe^2+}$、$\ce{Br-}$、$\ce{I-}$、$\ce{S^2-}$、$\ce{HS-}$、$\ce{SO3^2-}$、$\ce{HSO3-}$ 不能大量共存.

    3. $\ce{MnO4^-}$$\ce{(H^+)}$、$\ce{Cr2O7^2-}$$\ce{(H^+)}$ 与还原性离子 $\ce{Fe^2+}$、$\ce{Cl-}$、$\ce{Br-}$、$\ce{I-}$、$\ce{S^2-}$、$\ce{HS-}$、$\ce{SO3^2-}$、$\ce{HSO3-}$ 不能大量共存.

    4. $\ce{ClO-}$ 与还原性离子 $\ce{I-}$、$\ce{S^2-}$、$\ce{HS-}$、$\ce{SO3^2-}$、$\ce{HSO3-}$ 不能大量共存.

    5. $\ce{S2O3-}$ 与 $\ce{H^+}$ 不能大量共存 ( $\ce{S2O3^- + 2H+ -> S\downarrow + SO2\uparrow + H2O}$ ).

  2. 双水解

    1. $\ce{Al^3+}$ 与 $\ce{CO3^2-}$、$\ce{HCO3-}$、$\ce{[Al(OH)4]-}$、$\ce{S^2-}$、$\ce{HS-}$、$\ce{ClO-}$ .
    2. $\ce{Fe^3+}$ 与 $\ce{CO3^2-}$、$\ce{HCO3-}$、$\ce{[Al(OH)4]-}$、$\ce{ClO-}$ .
  3. 配合物 种类较多,例如 $\ce{Fe^3+}$ 与 $\ce{SCN-}$ .

  4. 关于$\ce{Al}$

    $\ce{[Al(OH)4]-}$ 与 $\ce{H+}$、$\ce{HCO3-}$ 不能大量共存.

  5. 带有颜色的离子

    常见阳离子 颜色 常见阴离子 颜色
    $\ce{Fe^2+}$ 浅绿色 $\ce{Cr2O7^2-}$ 橙色
    $\ce{Fe^3+}$ 棕黄色 $\ce{CrO4^2-}$ 黄色
    $\ce{Cu^2+}$ 浅蓝色 $\ce{MnO4^2-}$ 绿色
    $\ce{Cr^3+}$ 绿色或紫色 $\ce{MnO4-}$ 紫红色
    $\ce{Ni^2+}$ 绿色 $\ce{Fe(CN)6^3-}$ 黄棕色
    $\ce{Co^2+}$ 玫瑰色 $\ce{Fe(CN)6^4-}$ 黄绿色
  6. 题干给出的条件

    1. 酸碱性

      给出氢离子浓度、酸碱指示剂颜色等条件.

      需要指出,若给出的条件是“由水电离产生的氢离子浓度”或“加入 $\ce{Al}$ 有气泡冒出”,则溶液可能是酸性,也可能是碱性.

    2. 已经含有的离子

      一般给出检验特定离子的实验结果.

    3. 颜色或是否澄清

      无色:不含有带有颜色的离子.

      澄清:没有沉淀.

    4. 一定(不)含有或可能含有

      一定即考虑所有可能的情况,可能只需有一种情况满足即可.


    参考资料

    https://iupac.org/what-we-do/databases/solubility-data-series/

    https://en.wikipedia.org/wiki/Solubility_chart

    https://www.bilibili.com/video/BV1Q3411y7Ni

    http://m.hxzxs.cn/view-6312-1.html

    https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5ODk3MDE1OA==&mid=2454802845&idx=4&sn=402ef40fd1625d402eef8ab3362f2e5e&chksm=b16767dc8610eeca30fdc12ad211fe0ea103fd34844a6410c42652c4ee8168a6ddc9188aaf70&scene=27

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