?第04講 離子共存及離子檢驗


必備知識



一、離子共存
1．所謂幾種離子在同一溶液中能大量共存，就是指離子之間 不發(fā)生任何化學反應　；若離子之間能 發(fā)生化學反應　，則一般不能大量共存。
2．離子能否大量共存必備知識
(1)中學常見的六種有顏色的離子
MnO　(紫紅色)、 Cu2＋(藍色)、 Fe3＋(棕黃色)、 Fe2＋(淺綠色)、 Cr2O(橙色)、 CrO　(黃色)
(2)常見的表示溶液呈酸性的表述
①pH＝1的溶液(常溫下)；
②使pH試紙變 紅　的溶液；
③使甲基橙呈 紅色　的溶液；
④與鎂粉反應放出 H2　的溶液；
⑤c(OH－)＝1×10－14 mol/L的溶液(常溫下)。
(3)常見的表示溶液呈堿性的表述
①pH＝14的溶液(常溫下)；
②使pH試紙變 藍　的溶液；
③使酚酞試液變 紅　的溶液；
④c(H＋)＝1×10－14 mol/L的溶液(常溫下)。
(4)常見的表示溶液可能呈酸性也可能呈堿性的表述
①與鋁粉反應放出 H2　的溶液；
②由水電離出的c(OH－)＝1×10－12 mol/L的溶液(常溫下)；
③與NH4HCO3反應能產(chǎn)生氣體的溶液。
3．判斷離子能否大量共存的“四個要點”
判斷離子能否大量共存的“四個要點”，關鍵是看“一色、二性、三特殊、四反應”。
(1)一色——溶液顏色，無色溶液中不存在 有色　離子。
(2)二性——溶液的酸堿性：
①在強酸性溶液中， OH－　及弱酸根離子(如CO、SO、S2－、CH3COO－等)均不能大量存在；
②在強堿性溶液中， H＋　及弱堿陽離子(如NH、Al3＋、Mg2＋、Fe3＋等)均不能大量存在；
③弱酸的酸式酸根離子(如HCO、HSO、HS－等)在強酸性和強堿性溶液中均不能大量存在。
(3)三特殊——三種特殊情況：
①AlO與HCO不能大量共存，發(fā)生反應的離子方程式為AlO＋HCO＋H2O=== Al(OH)3↓＋CO　。
②“NO＋H＋”組合具有強氧化性，能與S2－、Fe2＋、I－、SO等具有還原性的離子發(fā)生 氧化還原　反應而不能大量共存。
③NH與CH3COO－、CO，Mg2＋與HCO等組合中，雖然兩種離子都能水解且水解相互促進，但總的水解程度仍很小，它們在溶液中能大量共存。
(4)四反應——離子不能大量共存的四種反應類型：
①發(fā)生復分解反應
離子間因發(fā)生反應生成沉淀而不能大量共存。常見的離子組有：H＋與 SiO　； OH－　與Mg2＋、Al3＋、Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋等；Ag＋與 Cl－　、Br－、I－等； SO(或CO)　與Ba2＋、Ca2＋、Ag＋等。
離子間因發(fā)生反應生成弱電解質而不能大量共存。常見的離子組有： H＋　與OH－、CH3COO－、F－、ClO－等。
離子間因發(fā)生反應生成氣體而不能大量共存。常見的離子組有： H＋　與CO、HCO、SO等；加熱條件下，OH－與 NH　。
②發(fā)生氧化還原反應
離子間因發(fā)生氧化還原反應而不能大量共存。常見的離子組有：在酸性條件下，MnO或 NO　與Fe2＋、I－等。
③發(fā)生相互促進的水解反應
離子間因發(fā)生相互促進的水解反應而不能大量共存的有：
Al3＋　或Fe3＋與AlO、HCO等。
④發(fā)生絡合反應
離子間因發(fā)生絡合反應而不能大量共存的一般指Fe3＋與 SCN－　，該反應通常還可以作為檢驗Fe3＋的實驗依據(jù)。
二、三種常見離子的檢驗
(1)SO的檢驗。
①檢驗方法。

②排除干擾。
Ag＋的干擾
先用鹽酸酸化，能防止Ag＋干擾
CO、SO
的干擾
因為BaCO3、BaSO3也是白色沉淀，與BaSO4白色沉淀不同的是這些沉淀能溶于鹽酸中，因此檢驗SO時，必須先用足量鹽酸酸化(不能用HNO3、H2SO4酸化)
注明：所用的鋇鹽不能用Ba(NO3)2溶液，因為在酸性條件下，SO、HSO會被溶液中的NO氧化成SO，從而得出錯誤結論。
(2)CO的檢驗。
①檢驗方法

②排除干擾
HCO
的干擾
若被檢溶液中含有的離子是HCO，則加入CaCl2(或BaCl2)溶液時不會產(chǎn)生白色沉淀，故可用BaCl2(或CaCl2)溶液排除干擾
SO
的干擾
因為CaSO3與CaCO3都是白色沉淀，且CaSO3也能與鹽酸反應產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體(SO2)，但SO2是有刺激性氣味的氣體，故可以通過生成的氣體無色無味來排除SO的干擾
(3)Fe2＋的檢驗。
①溶液中只含F(xiàn)e2＋，可用KSCN溶液和氯水檢驗，不考慮干擾問題。
②溶液中含F(xiàn)e2＋、Fe3＋，不含Cl－時，可加入酸性KMnO4溶液，溶液褪色，說明溶液中含有Fe2＋，不能用KSCN溶液和氯水，原因是Fe3＋會形成干擾。
③溶液中含有Fe2＋、Fe3＋、Cl－時，可通過加入K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液生成藍色沉淀說明溶液中含有Fe2＋，不能用酸性KMnO4溶液，原因是Cl－也能使酸性KMnO4溶液褪色，Cl－能形成干擾。
易混易錯點


一、與溶液顏色有關的易混易錯點
1．在題干上常有與溶液顏色有關的限制條件的表述，如：有色、無色、透明等。溶液是無色時，有色離子不能大量共存；溶液為透明時，“透明”也可以“有色”。
二、與溶液酸堿性有關的易混易錯點
1．在堿性條件下：
①OH－與NH不能大量共存是因為反應生成 NH3·H2O?。?br /> ②OH－與Fe2＋、Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Cr3＋不能大量共存，是因為反應生成 沉淀　；
③OH－與HCO、HS－、HSO、HPO不能大量共存是因為分別生成 CO、S2－、SO、PO　和H2O。
2．在酸性條件下：
①H＋不能與CO(HCO)、S2－(HS－)、SO(HSO)、ClO－、F－、CH3COO－大量共存是因為生成 弱電解質或弱離子??；
②H＋與SiO不能大量共存是因為生成 H2SiO3　沉淀；
③H＋與AlO不能大量共存是因為生成 Al(OH)3或Al3＋　。
三、與物質的溶解性有關的易混易錯點
1．CO不能和Ba2＋、Ca2＋大量共存是因為生成 沉淀??；
2．CO或HCO與Fe3＋、Al3＋不能大量共存是因為 相互促進水解生成沉淀和氣體　。
3．SO與Ba2＋、Ca2＋大不能大量共存主要是因為生成 BaSO3　沉淀；
4．SO與Al3＋不能大量共存是因為 相互促進水解生成沉淀和氣體　；
四、與溶液離子的氧化還原反應有關的易混易錯點
1．SO與MnO(H＋)、NO(H＋)、Fe3＋不能大量共存是因為 SO被氧化　。
2．具有氧化性的離子[MnO、ClO－、NO(H＋)、Fe3＋等]與具有還原性的離子(I－、S2－、SO等)不能大量共存。
3．某些特殊情況下不能大量共存：
①如NO與I－、S2－與SO、Cl－與ClO－等，在堿性溶液中能大量共存，但在酸性溶液中不能大量共存。
②如S2O在酸性條件下會發(fā)生歧化反應，生成S和SO2氣體。
五、與溶液中絡合反應有關的易混易錯點
1．形成配合物，如Fe3＋與SCN－因反應生成配合物Fe(SCN)3而不能大量共存。
2．Ag+和氨水反應可生成銀氨絡離子。
六、與題干中常見的限定條件或隱含條件有關的易混易錯點
1．常見的限定條件
①“pH＝1”或“pH＝13”， 溶液顯酸性或堿性。
②與Al反應放出H2，溶液既可能顯酸性又可能顯堿性。
③常溫下，由水電離出的c(H＋)＝1×10－12 mol·L－1，溶液既可能顯酸性又可能顯堿性。
④NO在堿性和中性環(huán)境中沒有氧化性，在酸性環(huán)境中具有氧化性，NO與I－、S2－與SO、Cl－與ClO－等，在堿性溶液中能大量共存，但在酸性溶液中不能大量共存。
⑤審清關鍵字：“一定能大量共存”； “可能大量共存”； “不能大量共存”； 若溶液可能呈強酸性也可能呈強堿性時,“可能大量共存”的含義是在兩種條件下只要有一種能大量共存即符合題目要求。“一定大量共存”的含義是兩種條件下離子均能大量共存才符合題目要求。
⑥酸或堿與NH4HCO3反應均能產(chǎn)生氣體。
⑦ClO－在酸性、中性和堿性環(huán)境中均有較強的氧化性，所以Fe2＋和S2－與ClO－，不論是酸性或堿性均不能共存，都能發(fā)生氧化還原反應。
2．常見的隱含條件
①含有大量Fe3+的溶液,隱含是酸性溶液,并具有強氧化性。
②含有大量N的溶液,隱含酸性條件下具有強氧化性。
③含有大量[Al(OH)4]-的溶液,隱含是堿性溶液。
④含大量S2-、S的溶液,隱含是堿性溶液。
七、與離子檢驗有關的易混易錯點
1．在實驗時要注意排除干擾離子。如檢驗SO時，要先用鹽酸排除Ag＋引起的干擾，且選用的鋇試劑是BaCl2而不是Ba(NO3)2溶液，以免酸性條件下NO將溶液中的SO氧化成SO而造成新的干擾。其一般檢驗流程為
2．檢驗某溶液中含有Fe2+而不含F(xiàn)e3+的方法是取適量溶液置于潔凈的試管中,滴加幾滴KSCN溶液,無明顯現(xiàn)象,再向溶液中滴加幾滴H2O2溶液(或新制氯水),溶液變?yōu)榧t色,說明溶液中含有Fe2+而不含F(xiàn)e3+。
3．焰色反應：用焰色反應可檢驗出溶液中的K+和Na+。
K+—火焰呈紫色（透過藍色鈷玻璃）；Na+—火焰呈黃色；
清洗鉑絲只能用鹽酸，不能用硫酸，因為鹽酸在加熱時能揮發(fā)，沒有殘留。
細剖精析·易混不混·易錯不錯


1． 復分解類型的離子反應進行的方向是什么？氧化還原類型的離子反應進行的方向是什么？
【細剖精析】
復分解類型的離子反應通過離子交換，溶液中的離子濃度減??；氧化還原類型的離子反應由強氧化性、強還原性物質向弱氧化性、弱還原性物質方向進行。
2．檢驗Cl－時，為什么要加稀硝酸？
【細剖精析】
防止Ag2CO3、Ag3PO4等的干擾。
3．某溶液中加入AgNO3溶液后出現(xiàn)黑色沉淀，其中有Cl－嗎？
【細剖精析】
不一定，因為S2－存在時生成Ag2S黑色沉淀，能夠掩蓋白色的AgCl沉淀。
4．常溫下Fe3＋、Al3＋在pH＝7的溶液中能否存在？
【細剖精析】
不能。二者只能存在于酸性溶液中，抑制Fe3＋、Al3＋的水解。
5．在多種離子同時存在的溶液中，檢驗某些離子時要注意檢驗順序。某溶液中存在下列兩種陰離子時，應如何檢驗兩種離子同時存在？
(1)Cl－、SO：
【細剖精析】
先用硝酸鋇溶液和稀硝酸檢驗SO，加足量硝酸鋇除去SO后，再取上層清液或濾液用硝酸銀溶液檢驗Cl－
(2)OH－、CO：
【細剖精析】
先用氯化鋇檢驗CO，加足量氯化鋇除去CO后，再取上層清液或濾液用酚酞試液檢驗OH－
6．向某溶液中滴加氯水，再加入KSCN溶液，溶液變紅色，則溶液中一定存在Fe2＋，該判斷是否正確？為什么？
【細剖精析】
判斷錯誤，檢驗Fe2＋時，應先加KSCN溶液，再加氯水，否則，F(xiàn)e3＋干擾結果的判斷。
7．怎樣檢驗溶液中既有Cl－，又有SO？
【細剖精析】
向試液中，先加足量的Ba(NO3)2溶液，生成白色沉淀，過濾后，再向濾液中加入AgNO3溶液，仍有白色沉淀，且白色沉淀不溶于稀HNO3。
8．指出下列離子組不能共存的原因。
(1)Na＋、OH－、SO、Fe3＋______________________________________。
(2)K＋、Mg2＋、I－、ClO－________________________________________。
(3)含有大量Fe3＋的溶液：Na＋、SCN－、Cl－、I－____________________。
(4)含有大量NO的溶液：H＋、Fe2＋、Cl－、SO___________________。
(5)常溫下，pH＝12的溶液：K＋、Cl－、SO、SiO、Ca2＋_________。
(6)c(H＋)＝0.1 mol·L－1的溶液：Na＋、NH、SO、S2O___________。
(7)使pH試紙顯藍色的溶液中：Cu2＋、NO、Fe3＋、SO______ _____。
(8)與鋁粉反應放出氫氣的無色溶液中：NO、Al3＋、Na＋、SO______。
(9)pH＝0的溶液中：Al3＋、NH、Ca2＋、ClO－______________________。
【細剖精析】
(1)Fe3＋與OH－反應生成沉淀
(2)I－能被ClO－氧化
(3)Fe3＋與SCN－發(fā)生絡合反應，F(xiàn)e3＋與I－發(fā)生氧化還原反應
(4)NO在酸性條件下能氧化Fe2＋
(5)Ca2＋與SO、SiO反應生成沉淀
(6)S2O與H＋反應：S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O
(7)Cu2＋、Fe3＋與OH－反應生成沉淀
(8)溶液可能呈堿性也可能呈酸性，NO在酸性溶液中與鋁粉反應不能放出氫氣，Al3＋在堿性溶液中不能大量共存
(9)ClO－與H＋生成弱電解質HClO不能大量共存
對點訓練


一、離子共存
1．指出下列離子組不能大量共存的原因。
(1)Na＋、OH－、SO、Fe3＋__________________________。
(2)K＋、Mg2＋、I－、ClO－_______________________________。
(3)含有大量Fe3＋的溶液中：Na＋、SCN－、Cl－、I－_____________。
(4)含有大量NO的溶液中：H＋、Fe2＋、Cl－、SO__________。
(5)常溫下，pH＝12的溶液中：K＋、Cl－、SO、SiO、Ca2＋__________________。
(6)c(H＋)＝0.1 mol·L－1的溶液中：Na＋、NH、SO、S2O___________________。
(7)使pH試紙顯藍色的溶液中：Cu2＋、NO、Fe3＋、SO___________________。
(8)與鋁粉反應放出氫氣的無色溶液中：NO、Al3＋、Na＋、SO________________。
(9)pH＝0的溶液中：Al3＋、NH、Ca2＋、ClO－______________。
【解析】
(1)Fe3＋與OH－反應生成沉淀
(2)I－能被ClO－氧化
(3)Fe3＋與SCN－發(fā)生絡合反應，F(xiàn)e3＋與I－發(fā)生氧化還原反應
(4)NO在酸性條件下能氧化Fe2＋
(5)Ca2＋與SO、SiO反應生成沉淀
(6)S2O與H＋反應：S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O
(7)Cu2＋、Fe3＋與OH－反應生成沉淀
(8)溶液可能呈堿性也可能呈酸性，NO在酸性溶液中與鋁粉反應不能放出氫氣，Al3＋在堿性溶液中與OH－反應
(9)ClO－與H＋生成弱電解質HClO
二、題干中有限制條件的離子共存問題判斷
2．在c(Ca2＋)＝0.1 mol·L－1的新制漂白粉的溶液中，下列各組離子能大量共存的是(　　)
A．Na＋、K＋、CO、NO
B．Na＋、K＋、SO、OH－
C．K＋、Na＋、NO、CH3COO－
D．H＋、NH、NO、SO
【答案】C
【解析】
在c(Ca2＋)＝0.1 mol·L－1的新制漂白粉的溶液中含有大量的Cl－和ClO－。Ca2＋與CO能夠反應生成CaCO3沉淀，不能大量共存，A項錯誤；ClO－能夠將SO氧化，不能大量共存，B項錯誤；K＋、Na＋、NO、CH3COO－與Ca2＋、Cl－和ClO－都不反應，能夠大量共存，C項正確；Ca2＋與SO能夠反應生成硫酸鈣沉淀，不能大量共存；H＋、Cl－、ClO－反應生成Cl2，不能大量共存，D項錯誤。
3．下列各組離子因發(fā)生氧化還原反應而不能大量共存的是(　　)
A．H＋、Fe2＋、Cr2O、SO
B．Ca2＋、H＋、SO、HCO
C．Na＋、Cu2＋、Cl－、S2－
D．Fe3＋、K＋、SCN－、Cl－
【答案】A
【解析】
A項，酸性條件下，F(xiàn)e2＋能被Cr2O氧化為Fe3＋，因發(fā)生氧化還原反應而不能大量共存，正確；B項，Ca2＋與SO生成CaSO4沉淀、H＋和HCO反應放出CO2而不能大量共存，均是復分解反應，錯誤；C項，Cu2＋和S2－生成CuS沉淀而不能大量共存，該反應不屬于氧化還原反應，錯誤；D項，F(xiàn)e3＋與SCN－發(fā)生絡合反應而不能大量共存，錯誤。
三、選項中有限制條件的離子共存問題判斷
4．常溫下，下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是(　　)
A．無色透明的溶液中：Fe3＋、Mg2＋、SCN－、Cl－
B.＝1×10－12的溶液中：K＋、Na＋、CO、NO
C．c(Fe2＋)＝1 mol·L－1的溶液中：K＋、NH、MnO、SO
D．能使甲基橙變紅的溶液中：Na＋、NH、SO、HCO
【答案】B
【解析】
Fe3＋為棕黃色，且能和SCN－形成紅色配合物Fe(SCN)3，不能大量共存，A項錯誤；c(H＋)

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