高考化学 考点11 离子能否大量共存的判断(含解析)
展开一、同一溶液中有多种离子时,若任意两种离子间发生反应,即为不能大量共存。常考的不能大量共存的类型如下:
1.生成难溶物或微溶物的离子不能大量共存
2.生成气体及挥发性物质的离子不能大量共存
3.生成难电离物质(水、弱酸、一水合氨等)
H+与CH3COO−、、S2−、等生成弱酸不能大量共存;OH−与(稀溶液)生成弱碱不能大量共存;H+与OH−生成水不能大量共存。
4.发生氧化还原反应的离子不能大量共存
5.发生相互促进水解反应的离子不能大量共存
6.发生络合反应的离子不能大量共存
7.离子共存题中的常见“陷阱”
二、离子共存的判断方法
1.离子间相互结合呈沉淀析出时不能大量共存。
如形成BaSO4、CaSO4、H2SiO3、MgCO3、Ag2SO4等。
2.离子间相互结合呈气体逸出时不能大量共存。
如H+与S2−、HS−、、、、,OH−与等。
3.离子间相互结合成弱电解质时不能大量共存。
如H+与CH3COO−、OH−、ClO−、F−、、、。
4.离子间发生双水解反应析出沉淀或逸出气体时不能大量共存。
如Al3+ 分别与、、、、、C6H5O−;Al3+与S2−、HS−等。
5.离子间发生氧化还原反应时不能大量共存。
如:、ClO−、Fe3+分别与I−、S2−、等。
6.在酸性介质中由于发生氧化还原反应而不能大量共存。
如和I−、S2−、、Fe2+在中性或碱性溶液中可以共存,但在有大量H+存在的情况下则不能共存。
7.离子间相互结合成络合离子时不能大量共存。
如Fe3+与SCN−络合,Ag+、、OH−生成[Ag(NH3)2]+,Fe3+与C6H5O− (H+)也络合等。
8.注意题目的前提设置。
颜色:Cu2+、Fe3+、Fe2+、等有颜色;
酸碱性:直接/间接——指示剂的颜色,水电离出H+或OH−,与Al反应产生H2等。
考向一 无限制条件的离子共存的判断
典例1 水溶液中能大量共存的一组离子是
A.、Ba2+、Br-、
B.Cl-、、Fe2+、H+
C.K+、Na+、、
D.Na+、H+、、
【答案】C
【解析】A.Ba2+与能反应生成BaCO3沉淀,不能大量共存。B. 与H+能反应生成SO2和H2O,与Fe2+能生成沉淀FeSO3,不能大量共存。C.离子之间不反应,可以大量共存。D.H+与能反应生成CO2和H2O,不能大量共存。
1.常温下,下列各组离子在指定溶液中可能大量共存的是
A.澄清透明的溶液中: Fe3+、Mg2+、SCN-、Cl-
B.由水电离产生的c(H+)= 10-13ml/L 的溶液: K+、Na+、CH3COO-、
C.c(Fe2+)= 1ml/L的溶液中: H+、、、
D.pH=1的溶液中: Ba2+、Mg2+、、
【答案】B
【解析】A.Fe3+、SCN-之间能够发生络合反应,在溶液中不能大量共存,故A错误;
B.由水电离产生的c(H+)=10-13 ml•L-1的溶液呈酸性或碱性,K+、Na+、CH3COO-、AlO之间不反应,都不与氢氧根离子反应,在碱性溶液中能够大量共存,故B正确;
C.Fe2+、H+、NO之间能够发生氧化还原反应,在溶液中不能大量共存,故C错误;
D.pH=1的溶液呈酸性,HCO与氢离子能够反应,在溶液中不能大量共存,故D错误;
故选B。
练 后 归 纳
判断多种离子能否大量共存于同一溶液中,归纳起来就是:一色、二性、三特殊、四反应。
1.一色——溶液颜色
2.二性——溶液的酸碱性
(1)在强酸性溶液中,OH-及弱酸根阴离子(如COeq \\al(2—,3) 、SOeq \\al(2—,3) 、S2-、CH3COO-等)均不能大量存在;
(2)在强碱性溶液中,H+及弱碱阳离子(如NHeq \\al(+,4)、Al3+、Fe3+等)均不能大量存在;
(3)酸式弱酸根离子(HCOeq \\al(-,3)、HSOeq \\al(-,3)、HS-等)在强酸性或强碱性溶液中均不能大量存在。
3.三特殊——三种特殊情况
(1) AlOeq \\al(-,2)与HCOeq \\al(-,3)不能大量共存: AlOeq \\al(-,2)+HCOeq \\al(-,3)+H2O===Al(OH)3↓+COeq \\al(2-,3);
(2)“NOeq \\al(-,3)+H+”组合具有强氧化性,能与S2-、Fe2+、I-、SOeq \\al(2-,3) 等还原性的离子因发生氧化还原反应而不能大量共存;
(3) NHeq \\al(+,4)与CH3COO-、COeq \\al(2-,3),Mg2+与HCOeq \\al(-,3)等组合中,虽然两种离子都能水解且水解相互促进,但总的水解程度仍很小,它们在溶液中能大量共存。
4.四反应——四种反应类型
指离子间通常能发生的四种类型的反应,能相互反应的离子显然不能大量共存。
(1)复分解反应:如Ba2+与COeq \\al(2-,3)、SOeq \\al(2—,4),NHeq \\al(+,4)与OH-,H+与CH3COO-等。
(2)氧化还原反应:如Fe3+与I-、S2-,NOeq \\al(-,3)(H+)与Fe2+,MnOeq \\al(-,4)(H+)与SOeq \\al(2-,3)、Cl-等。
(3)相互促进的水解反应:如Al3+与COeq \\al(2-,3)、HCOeq \\al(-,3)、S2-、HS-、AlOeq \\al(-,2)等。
(4)络合反应:如Fe3+与SCN-等。
考向二 有限制条件的离子大量共存的判断
典例1 在c(Ca2+)=0.1 ml·L-1的新制漂白粉的溶液中,下列各组离子能大量共存的是
A.Na+、K+、COeq \\al(2-,3)、NOeq \\al(-,3)
B.Na+、K+、SOeq \\al(2-,3)、OH-
C.K+、Na+、NOeq \\al(-,3)、CH3COO-
D.H+、NHeq \\al(+,4)、NOeq \\al(-,3)、SOeq \\al(2-,4)
【答案】C
【解析】在c(Ca2+)=0.1 ml·L-1的新制漂白粉的溶液中含有大量的Cl-和ClO-。Ca2+与COeq \\al(2-,3)能够反应生成CaCO3沉淀,不能大量共存,A项错误;ClO-能够将SOeq \\al(2-,3)氧化,不能大量共存,B项错误;K+、Na+、NOeq \\al(-,3)、CH3COO-与Ca2+、Cl-和ClO-都不反应,能够大量共存,C项正确:Ca2+与SOeq \\al(2-,4)能够反应生成硫酸钙沉淀,不能大量共存,D项错误。
2.下列指定溶液中能大量共存的离子组是( )
A.无色溶液中:H+、Cl-、S2O、K+
B.无色透明的溶液中:Fe3+、NH、I-、CO
C.无色透明的溶液中:K+、Cu2+、NO、Cl-
D.澄清透明的溶液中:Fe3+、Mg2+、Br-、Cl-
【答案】D
【解析】
A.H+与S2O能反应生成硫、二氧化硫和水,不能大量共存,A错误;
B.Fe3+有颜色、Fe3+与I-不能大量共存,在无色溶液中也不能大量共存,B错误;
C.Cu2+有颜色,在无色溶液中不能大量共存,C错误;
D.在澄清透明的溶液中:Fe3+、Mg2+、Br-、Cl-不发生反应,能够大量共存,D正确;
故选D。
易错警示
易错点 忽视题目中的限制条件导致判断离子共存失误
易错点击:(1)易忽视无色溶液和有色离子的不匹配。常见的有色离子有Fe2+、Fe3+、Cu2+、等,均不能存在于无色溶液中。
(2)易忽视溶液中隐含的酸碱性。如pH=1的溶液隐含着溶液具有强酸性这一条件,不能大量存在、、、S2-、等弱酸根离子。由水电离出的H+浓度为1×10-12 ml·L-1,则隐含着该溶液具有强酸性或强碱性这一条件,不能大量存在能与H+或OH-反应的离子。与Al反应放出H2,隐含着溶液具有酸性或碱性这一条件,不能大量存在能与H+或OH-反应的离子。
(3)易忽视溶液中氧化性离子与还原性离子不能大量共存。如在pH=1的溶液中含有大量,由于在酸性溶液中具有强氧化性,则Fe2+等还原性离子不能存在。
(4)易忽视“水解相互促进”与“大量共存”的关系而作出错误的判断。能水解的阴离子与能水解的阳离子,即:能发生水解相互促进反应的离子,一般不能同时存在于同一溶液中,如Al3+和(或、S2-、HS-、)、Fe3+和(或、)等。
1.下列各组离子一定能大量共存的是 ( )
A.含有大量Fe3+的溶液中:NH4+、Na+、、
B.在强碱溶液中:Na+、K+、、-
C.在c(H+)= 10-13m1/L的溶液中:NH4+、A13+、、
D.在pH=1的溶液中:K+、Fe2+、、
【答案】B
【解析】
A.Fe3+、SCN-结合生成络离子,不能共存,选项A错误;
B.强碱溶液中该组离子之间不反应,可大量共存,选项B正确;
C.c(H+)=10-13ml/L的溶液,显碱性,不能大量存在NH4+、Al3+、HCO3-,且Al3+、HCO3-相互促进水解不能共存,选项C错误;
D.pH=1的溶液,显酸性,H+、Fe2+、NO3-发生氧化还原反应,不能共存,选项D错误;
答案选B。
2.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.溶液中:
B.酸性溶液中:
C.溶液中:
D.的溶液中:
【答案】D
【解析】A.与OH-会发生复分解反应,因此不能大量共存,故A错误;
B.酸性溶液中:会发生氧化还原反应生成Fe3+和NO,故B错误;
C.Fe3+会与SCN-发生络合反应,生成血红色物质,因此不能大量共存,故C错误;
D.的溶液中,K+,Cu2+,Cl-,四种离子之间不会相互反应,并且与H+也不会发生反应,因此能大量共存,故D正确;
答案选D。
3.常温下,下列各组离子能大量共存的是( )
A.H+、Na+、SO、Cu2+B.Na+ 、NH、H+、CO
C.K+、Fe2+、 H+、NOD.Ca2+、Ba2+、SO、Cl-
【答案】A
【解析】
A.溶液中H+、Na+、SO、Cu2+四种离子之间不发生任何反应,能大量共存,故A正确;
B.溶液中H+与CO反应生成二氧化碳,不能大量共存,故B错误;
C.溶液中Fe2+、H+、NO发生氧化还原反应,不能大量共存,故C错误;
D.溶液中SO与Ca2+、Ba2+反应生成微溶的硫酸钙和难溶的硫酸钡沉淀,不能大量共存,故D错误;
故选A。
4.常温下,下列各组离子能大量共存的是( )
A.H+ Na+ SO Ba2+B.Ca2+ Na+ H+ CO
C.K+ Fe3+ H+ NOD.Ag+ Mg2+ SO Cl-
【答案】C
【解析】
A.SO、Ba2+反应生成硫酸钡沉淀,A不能大量共存;
B.H+、CO反应生成二氧化碳气体,B不能大量共存;
C.K+、Fe3+、H+、NO不反应,C能大量共存;
D.Ag+与SO或Cl-反应生成硫酸银或氯化银沉淀,D不能大量共存;
答案为C。
5.下列各组离子在澄清透明溶液中能大量共存的是 ( )
A.室温下 溶液中:Fe2+、SO 、Cl-
B.I-、H+、 Na+、 K+
C.Na+、Ba2+、SO、Cl-
D.0.2 ml/L的NaNO3溶液:H+、Fe2+、SO、Cl-
【答案】B
【解析】
A.室温下=10-13的溶液中含有大量的H+, SO与H+可生成二氧化硫气体,A不能大量共存;
B.I-、H+、Na+、K+不反应,B能大量共存;
C.Ba2+、SO反应生成硫酸钡沉淀,C不能大量共存;
D.0.2 ml/L的NaNO3溶液含有硝酸根离子,H+、Fe2+、能反应生成NO、铁离子和水,D不能大量共存;
答案为B。
6.下列各组离子在碱性条件下能大量共存,而在强酸性条件下能发生氧化还原反应的是( )
A.、、、B.、、、
C.、、、D.、、、
【答案】C
【解析】
A.碱性溶液中,OH-与Mg2+结合生成沉淀,则不能共存,故A错误;
B.碱性溶液中,该组离子之间不反应,能共存,但加入酸不发生氧化还原反应,故B错误;
C.碱性溶液中,该组离子之间不反应,能共存,且加入酸时H+、NO3-、SO32-发生氧化还原反应,故C正确;
D.碱性溶液中,OH-与NH4+结合生成弱电解质,则不能共存,故D错误;
故答案为C。
7.某溶液中含有较大量的Cl-、CO、OH-三种阴离子,如果只取一次该溶液就能够分别将3种阴离子依次检验出来,下列实验操作顺序中,正确的是( )
①滴加Mg(NO3)2溶液;②过滤;③滴加AgNO3溶液;④滴加Ba(NO3)2溶液
A.①②④②③B.④②③②①
C.①②③②④D.④②①②③
【答案】D
【解析】
由于碳酸根离子能与AgNO3溶液、Mg(NO3)2溶液反应,分别生成Ag2CO3沉淀、MgCO3沉淀,故要先检验碳酸根离子,再检验氢氧根离子、氯离子,由于氢氧根离子与银离子结合成的AgOH极不稳定,故要先检验氢氧根离子。仅用一份样品溶液,可先滴加Ba(NO3)2溶液产生白色沉淀,说明含有碳酸根离子;过滤,向滤液中再滴加Mg(NO3)2溶液产生白色沉淀,说明含有氢氧根离子;过滤,再向滤液中再滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明含有氯离子;综上所述,正确的实验操作顺序是④②①②③。
8.某混合溶液中所含离子的浓度如下表,则 M 离子可能为 ( )
【答案】D
【解析】该溶液中阴离子所带的负电荷数为2×1+1×2=4,而H+所带的正电荷数为2×1=2,所以M应为阳离子,且带两个正电荷。因为Ba2+与SO42-不能共存于同一溶液中,所以M离子应为Mg2+。故选D。
9.下列离子能大量共存,通入足量SO2后,所含离子仍能大量共存的是( )
A.、Al3+ 、、B.Na+ 、、Cl-、K+
C.Na+ 、、、Cl-D.K+ 、I-、Cl- 、
【答案】C
【解析】
A.Al3+、相互促进水解生成沉淀,不能大量共存,故A错误;
B.该组离子之间不反应,可大量共存,但通入足量SO2后与反应生成,故B错误;
C.该组离子之间不反应,可大量共存,且通入足量SO2后仍不反应,可大量共存,故C正确;
D.该组离子之间不反应,可大量共存,但通入足量SO2后与发生氧化还原反应,酸性溶液中I-、发生氧化还原反应,不能大量共存,故D错误;
故选:C。
1.(2020·江苏卷)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.氨水溶液:Na+、K+、OH-、NO
B.盐酸溶液:Na+、K+、SO、SiO
C.KMnO4溶液:NH、Na+、NO、I-
D.AgNO3溶液:NH、Mg2+、Cl-、SO
【答案】A
【解析】在0.1ml/L氨水中,四种离子可以大量共存,A选;在0.1ml/L盐酸中含有大量氢离子,四种离子中硅酸根可以与氢离子反应生成硅酸沉淀,故不能共存,B不选;MnO4-具有强氧化性,可以将碘离子氧化成碘单质,故不能共存,C不选;在0.1ml/L硝酸银溶液中,银离子可以与氯离子、硫酸根离子反应生成氯化银、硫酸银沉淀,不能共存,D不选;故选A。
2.[2019江苏] 室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.0.1 ml·L−1NaOH溶液:Na+、K+、、
B.0.1 ml·L−1FeCl2溶液:K+、Mg2+、、
C.0.1 ml·L−1K2CO3溶液:Na+、Ba2+、Cl−、OH−
D.0.1 ml·L−1H2SO4溶液:K+、、、
【答案】A
【解析】【分析】此题考的是离子共存问题,应从选项的条件获取信息,再从中判断在此条件的环境中是否有离子会互相反应,能大量共存就是没有可以互相发生反应的离子存在。
【详解】A.是一个碱性环境,离子相互间不反应,且与OH-不反应,能大量共存;
B.MnO4-具有强氧化性,Fe2+具有还原性,两者会发生氧化还原反应而不能大量共存;
C.Ba2+可以与CO32-发生反应生成沉淀而不能大量存在;
D.酸性条件下H+与HSO3-不能大量共存,同时酸性条件下NO3-表现强氧化性会将HSO3-氧化而不能大量共存;故选A。
3.[2018江苏卷]室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A. 0. 1 ml·L−1KI 溶液:Na+、K+、ClO− 、OH−
B. 0. 1 ml·L−1Fe2(SO4)3溶液:Cu2+、NH4+ 、NO3−、SO42−
C. 0. 1 ml·L−1HCl 溶液:Ba2+、K+、CH3COO−、NO3−
D. 0. 1 ml·L−1NaOH溶液:Mg2+、Na+、SO42−、HCO3−
【答案】B
【解析】A项,I-具有强还原性,ClO-具有强氧化性,I-与ClO-发生氧化还原反应,I-与ClO-不能大量共存;B项,在Fe2(SO4)3溶液中离子相互间不反应,能大量共存;C项,CH3COO-能与H+反应生成CH3COOH,在HCl溶液中CH3COO-不能大量存在;D项,Mg2+、HCO3-都能与OH-反应,Mg2+、HCO3-与OH-不能大量共存;答案选B。
点睛:本题考查离子共存,掌握离子的性质和离子不能大量共存的原因是解题的关键。离子间不能大量共存的原因有:①离子间发生复分解反应生成水、沉淀或气体,如题中C、D项;②离子间发生氧化还原反应,如题中A项;③离子间发生双水解反应,如Al3+与HCO3-等;④离子间发生络合反应,如Fe3+与SCN-等;⑤注意题中的附加条件。
4.[2017江苏卷]常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.无色透明的溶液中:Fe3+、Mg2+、SCN–、Cl–
B.=1×10 −12的溶液中:K+、Na +、、
C.c(Fe2+) =1 ml·L−1的溶液中:K+、、、
D.能使甲基橙变红的溶液中:Na+、、、
【答案】B
【解析】A.Fe3+和SCN−会发生反应生成血红色的配合物,A错误;B.根据KW可以求出c(OH−)=0.1ml/L,溶液显碱性,这4种离子可以大量共存,B正确;C.Fe2+还原性较强,氧化性较强,两者因发生氧化还原反应而不能大量共存,C错误;D.使甲基橙变红的溶液显酸性,不能在酸性溶液中大量共存,D错误。
5.[2016·四川]下列关于离子共存或离子反应的说法正确的是
A.某无色溶液中可能大量存在H+、Cl−、
B.pH=2的溶液中可能大量存在Na+、、
C.Fe2+与H2O2在酸性溶液中的反应:2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O
D.稀硫酸和Ba(OH)2溶液反应:H+++Ba2++OH−===BaSO4↓+H2O
【答案】C
【解析】A、水溶液中呈紫色,H+、和Cl−发生氧化还原反应,不能大量共存,错误;B、硅酸根离子和氢离子反应生成硅酸沉淀,不能大量共存,错误;C、满足质量守恒、电子守恒和电荷守恒,正确;D、正确的离子方程式应为2H+++Ba2++2OH−===BaSO4↓+2H2O,错误。
6.[2016·江苏]制备(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的实验中,需对过滤出产品的母液(pH<1)进行处理。室温下,分别取母液并向其中加入指定物质,反应后的溶液中主要存在的一组离子正确的是
A.通入过量Cl2:Fe2+、H+、、Cl−、
B.加入少量NaClO溶液:、Fe2+、H+、、ClO−
C.加入过量NaOH溶液:Na+、Fe2+、、、OH−
D.加入过量NaClO和NaOH的混合溶液:Na+、、Cl−、ClO−、OH−
【答案】D
【解析】A、Cl2具有强氧化性,能将Fe2+氧化为Fe3+,因此Fe2+不存在,A错误;B、ClO−具有强氧化性,能将Fe2+氧化为Fe3+,Fe2+不存在,另外氢离子与次氯酸根离子也不能大量共存,B错误;C、Fe2+与OH−反应生成氢氧化亚铁沉淀,与OH−反应生成一水合氨,C错误;D、组内离子可以在溶液中存在,D正确。答案选D。阳离子
不能大量共存的阴离子
Ba2+、Ca2+、Pb2+
、、、、、S2−
Fe3+、Cu2+、Fe2+
OH−、S2−、、、、
Mg2+、Al3+、Zn2+
OH−、、、、
H+
离子
不能大量共存的离子
H+
、、、、、S2−、HS−
OH−
(浓溶液并加热)
强氧化性离子
还原性离子
ClO−、 (H+)、(H+)、Fe3+、、
Fe2+(可与Fe3+共存)、S2−、I−、、HS−、
阳离子
阴离子
Fe3+、Al3+
、、、S2−
阳离子
离子或分子
Fe3+
SCN−、C6H5O−(苯酚根离子)
I−
I2
条件类型
题目中的常见表述
含义
常见的限
制条件
“无色”
有色离子不能大量存在
“pH=1”或“pH=13”
溶液显酸性或碱性
“因发生氧化还原反应而不能共存”
具有氧化性的离子和还原性的离子不共存
常见的
易错点
“透明”
“透明”也可“有色”
“不能共存”
易看成“能共存”
常见的隐
含条件
“与Al反应放出H2”
溶液既可能显酸性也可能显碱性
“由水电离出的 c(H+)=
1×10−12 ml·L−1”
溶液既可能显酸性也可能显碱性
“通入足量的NH3”
与NH3·H2O反应的离子不能存在
常见题干
要求
(1)“一定大量共存”
(2)“可能大量共存”
(3)“不能大量共存”
审清关键字
离子
Cu2+
Fe3+
Fe2+
MnOeq \\al(-,4)
溶液颜色
蓝色
棕黄色
浅绿色
紫红色
所含离子
NO3-
SO42-
H+
M
浓度/(ml∙L-1)
2
1
2
1
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