论文部分内容阅读
摘要：离子共存问题是高考的热点问题，要做好这类题型必须要读懂题目所给的隐含条件和从化学基本理论和概念出发，搞清楚离子反应的规律和“离子共存”的条件。
关键词：高考； 离子共存
有关溶液中的离子共存问题是高考的热点问题，也是高考化学复习的重、难点问题。从历年高考中有关离子共存问题的难度上分析，这类问题都属于中等难度偏易题，但这类题的区分度都比较高。此类问题涉及面较广，有定性分析，也有定量分析，题设中常有附加隐含条件以增加试题的难度，是一类综合考查学生对离子反应规律全面理解和掌握的好题型。要做好这类题目，一要读懂题目所给的隐含条件，二要清楚离子之间是否发生反应。
一、要读懂题目所给的隐含条件
.1、“无色透明”条件型
若题目限定溶液“无色”，则不含有色离子，即Fe2+（浅绿色）、Fe3+（黄色）、Cu2+（蓝色）、MnO4-（紫色）等离子。若“透明”，则溶液不形成混浊或沉淀（与溶液有无颜色无关）。
2、“酸性”条件型
常见的叙述有强酸性溶液、PH=1的溶液、溶液中C（H+） =1×10-5 、C（OH-）=1×10-11 或C（H+）/C（OH-）=1×104、能使PH试纸变红的溶液、紫色石蕊试液呈红色的溶液、甲基橙呈红色的溶液、加入镁粉能放出氢气的溶液等。
3、“碱性”条件型
常见的叙述有强碱性溶液、PH=14的溶液、溶液中C（OH-）=1×10-4 、C（H+）=1×10-11或C（H+）/C（OH-）=1×10-4、能使PH試纸变蓝的溶液、红色石蕊试纸变蓝的溶液、酚酞呈红色的溶液、甲基橙呈黄色的溶液、加入铝粉反应后生成AlO2-的溶液、既能溶解Al（OH）3又能溶解H2SiO3的溶液等。
4、“酸性或碱性”条件型
常见的叙述有能与Al反应放出H2的溶液，溶液中由水电离出的C（H+） =1×10-12 或溶液中由水电离出的C（OH-）=1×10-12等。若题目中出现这样的条件，则溶液中可能有H+存在，也可能有OH-存在，分析时要注意题目要求回答的是一定能大量共存还是可能大量共存。如果是一定能大量共存那么无论是与H+还是与OH-都不会反应；如果是可能大量共存只要满足与H+、OH-中的一种不会反应就可以。
5、注意题目要求“能大量共存”或“不能大量共存”或“可能共存”或“一定能共存”等。
二、要清楚离子之间是否发生反应
1.由于发生复分解反应，离子不能大量共存。
（1）有气体产生。如CO32-、SO32-、S2-、HCO3-、HSO3-、HS-等易挥发的弱酸的酸根与H+不能大量共存。
（2）有沉淀生成。如Ba2+、Ca2+、Mg2+、Ag+等不能与SO42-、CO32-等大量共存；Mg2+、Fe2+、Ag+、Al3+、Zn2+、Cu2+、Fe3+等不能与OH-大量共存；Pb2+与Cl-，Fe2+与S2-、Ca2+与PO43-、Ag+与I-不能大量共存。
（3）有弱电解质生成。如OH-、CH3COO-、PO43-、HPO42-、H2PO4-、F-、ClO-、AlO2-、SiO32-、CN-、C17H35COO-、 等与H+不能大量共存；一些酸式弱酸根如HCO3-、HPO42-、HS-、H2PO4-、HSO3-不能与OH-大量共存；NH4+与OH-不能大量共存。
（4）一些容易发生水解的离子，在溶液中的存在是有条件的。如AlO2-、S2-、CO32-、C6H5O-等必须在碱性条件下才能在溶液中存在；如Fe3+、Al3+等必须在酸性条件下才能在溶液中存在。这两类离子不能同时存在于同一溶液中，即离子间能发生“双水解”反应。如3AlO2-+3Al3++6H2O=4Al（OH）3↓等。
2.由于发生氧化还原反应，离子不能大量共存。
（1）具有较强还原性的离子不能与具有较强氧化性的离子大量共存。如S2-、SO32-、I-和Fe3+不能大量共存。
（2）在酸性或碱性的介质中由于发生氧化还原反应而不能大量共存。
如MnO4-、Cr2O7-、NO3-、ClO-与S2-、HS-、SO32-、HSO3-、I-、Fe2+等不能大量共存；SO32-和S2-在碱性条件下可以共存，但在酸性条件下则由于发生2S2-+SO32-+6H+=3S↓+3H2O反应不能共在。H+与S2O32-不能大量共存。
3.能水解的阳离子跟能水解的阴离子在水溶液中不能大量共存（双水解）。
如：Al3+和HCO3-、CO32-、HS-、S2-、AlO2-、ClO-等；Fe3+与CO32-、HCO3-、AlO2-、ClO-等不能大量共存。
4.溶液中能发生络合反应的离子不能大量共存。
如Fe3+与SCN-不能大量共存。
三、典型例题剖析
例1.（2011江苏高考4）常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是（ ）
A.1.0 mol·L-1的KNO3溶液：H+、Fe2+、Cl-、SO42-
B.甲基橙呈红色的溶液：NH4+、Ba2+、[Al（OH）4]-、Cl-
C.pH=12的溶液：K+、Na+、CH3COO-、Br-
D.与铝反应产生大量氢气的溶液：Na+、K+、CO32-、NO3-
解析：本题要紧扣各选项中的前置条件：A选项有酸性介质的NO3-（H+）可氧化Fe2+；B选项甲基橙呈红色的溶液呈酸性，[Al（OH）4]-不能在其中共存；C选项pH=12的溶液呈碱性，各离子均可共存；D选项与铝反应产生大量氢气的溶液有强酸性或强碱性两种可能，强酸性溶液CO32-不能大量共存。正确答案为C。以上例题要抓住选项限制条件，作为“有条件”的离子共存问题的分析依据，关注“颜色”、抓住“性质”、紧扣“特性”是此类题审题的关键，选项中的条件审到位且注意应用了，解题就不会出错。
例2.（2010广东高考7）能在溶液中能大量共存的一组离子是（ ）
A.NH4+、Ag+、PO43-、Cl- B.Fe3+、H+、I-、HCO3-
C.K+、Na+、NO3-、MnO4- D.Al3+、Mg2+、SO42-、CO32-
解析：A选项中Ag+和Cl-因发生复分解反应生成沉淀不共存；B选项中H+和HCO3-因发生复分解反应生成气体不共存，Fe3+和HCO3-因互促水解不共存，Fe3+和I-因发生氧化还原反应不共存；D选项中Al3+和CO32-因互促水解不共存，Mg2+和CO32-因发生复分解反应生成沉淀不共存。正确答案为C。
所以要做好这类题型必须从化学基本理论和概念出发，搞清楚离子反应的规律和“离子共存”的条件。在中学化学中要求掌握的离子反应规律主要是离子间发生复分解反应和离子间发生氧化反应，以及在一定条件下一些微粒（离子、分子）可形成络合离子等。“离子共存”的条件是根据上述三个方面统筹考虑、比较、归纳整理而得出。因此解决“离子共存”问题可从离子间的反应规律入手，逐条梳理。只有这样在高考时才能得心应手的解决这类题型。
关键词：高考； 离子共存
有关溶液中的离子共存问题是高考的热点问题，也是高考化学复习的重、难点问题。从历年高考中有关离子共存问题的难度上分析，这类问题都属于中等难度偏易题，但这类题的区分度都比较高。此类问题涉及面较广，有定性分析，也有定量分析，题设中常有附加隐含条件以增加试题的难度，是一类综合考查学生对离子反应规律全面理解和掌握的好题型。要做好这类题目，一要读懂题目所给的隐含条件，二要清楚离子之间是否发生反应。
一、要读懂题目所给的隐含条件
.1、“无色透明”条件型
若题目限定溶液“无色”，则不含有色离子，即Fe2+（浅绿色）、Fe3+（黄色）、Cu2+（蓝色）、MnO4-（紫色）等离子。若“透明”，则溶液不形成混浊或沉淀（与溶液有无颜色无关）。
2、“酸性”条件型
常见的叙述有强酸性溶液、PH=1的溶液、溶液中C（H+） =1×10-5 、C（OH-）=1×10-11 或C（H+）/C（OH-）=1×104、能使PH试纸变红的溶液、紫色石蕊试液呈红色的溶液、甲基橙呈红色的溶液、加入镁粉能放出氢气的溶液等。
3、“碱性”条件型
常见的叙述有强碱性溶液、PH=14的溶液、溶液中C（OH-）=1×10-4 、C（H+）=1×10-11或C（H+）/C（OH-）=1×10-4、能使PH試纸变蓝的溶液、红色石蕊试纸变蓝的溶液、酚酞呈红色的溶液、甲基橙呈黄色的溶液、加入铝粉反应后生成AlO2-的溶液、既能溶解Al（OH）3又能溶解H2SiO3的溶液等。
4、“酸性或碱性”条件型
常见的叙述有能与Al反应放出H2的溶液，溶液中由水电离出的C（H+） =1×10-12 或溶液中由水电离出的C（OH-）=1×10-12等。若题目中出现这样的条件，则溶液中可能有H+存在，也可能有OH-存在，分析时要注意题目要求回答的是一定能大量共存还是可能大量共存。如果是一定能大量共存那么无论是与H+还是与OH-都不会反应；如果是可能大量共存只要满足与H+、OH-中的一种不会反应就可以。
5、注意题目要求“能大量共存”或“不能大量共存”或“可能共存”或“一定能共存”等。
二、要清楚离子之间是否发生反应
1.由于发生复分解反应，离子不能大量共存。
（1）有气体产生。如CO32-、SO32-、S2-、HCO3-、HSO3-、HS-等易挥发的弱酸的酸根与H+不能大量共存。
（2）有沉淀生成。如Ba2+、Ca2+、Mg2+、Ag+等不能与SO42-、CO32-等大量共存；Mg2+、Fe2+、Ag+、Al3+、Zn2+、Cu2+、Fe3+等不能与OH-大量共存；Pb2+与Cl-，Fe2+与S2-、Ca2+与PO43-、Ag+与I-不能大量共存。
（3）有弱电解质生成。如OH-、CH3COO-、PO43-、HPO42-、H2PO4-、F-、ClO-、AlO2-、SiO32-、CN-、C17H35COO-、 等与H+不能大量共存；一些酸式弱酸根如HCO3-、HPO42-、HS-、H2PO4-、HSO3-不能与OH-大量共存；NH4+与OH-不能大量共存。
（4）一些容易发生水解的离子，在溶液中的存在是有条件的。如AlO2-、S2-、CO32-、C6H5O-等必须在碱性条件下才能在溶液中存在；如Fe3+、Al3+等必须在酸性条件下才能在溶液中存在。这两类离子不能同时存在于同一溶液中，即离子间能发生“双水解”反应。如3AlO2-+3Al3++6H2O=4Al（OH）3↓等。
2.由于发生氧化还原反应，离子不能大量共存。
（1）具有较强还原性的离子不能与具有较强氧化性的离子大量共存。如S2-、SO32-、I-和Fe3+不能大量共存。
（2）在酸性或碱性的介质中由于发生氧化还原反应而不能大量共存。
如MnO4-、Cr2O7-、NO3-、ClO-与S2-、HS-、SO32-、HSO3-、I-、Fe2+等不能大量共存；SO32-和S2-在碱性条件下可以共存，但在酸性条件下则由于发生2S2-+SO32-+6H+=3S↓+3H2O反应不能共在。H+与S2O32-不能大量共存。
3.能水解的阳离子跟能水解的阴离子在水溶液中不能大量共存（双水解）。
如：Al3+和HCO3-、CO32-、HS-、S2-、AlO2-、ClO-等；Fe3+与CO32-、HCO3-、AlO2-、ClO-等不能大量共存。
4.溶液中能发生络合反应的离子不能大量共存。
如Fe3+与SCN-不能大量共存。
三、典型例题剖析
例1.（2011江苏高考4）常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是（ ）
A.1.0 mol·L-1的KNO3溶液：H+、Fe2+、Cl-、SO42-
B.甲基橙呈红色的溶液：NH4+、Ba2+、[Al（OH）4]-、Cl-
C.pH=12的溶液：K+、Na+、CH3COO-、Br-
D.与铝反应产生大量氢气的溶液：Na+、K+、CO32-、NO3-
解析：本题要紧扣各选项中的前置条件：A选项有酸性介质的NO3-（H+）可氧化Fe2+；B选项甲基橙呈红色的溶液呈酸性，[Al（OH）4]-不能在其中共存；C选项pH=12的溶液呈碱性，各离子均可共存；D选项与铝反应产生大量氢气的溶液有强酸性或强碱性两种可能，强酸性溶液CO32-不能大量共存。正确答案为C。以上例题要抓住选项限制条件，作为“有条件”的离子共存问题的分析依据，关注“颜色”、抓住“性质”、紧扣“特性”是此类题审题的关键，选项中的条件审到位且注意应用了，解题就不会出错。
例2.（2010广东高考7）能在溶液中能大量共存的一组离子是（ ）
A.NH4+、Ag+、PO43-、Cl- B.Fe3+、H+、I-、HCO3-
C.K+、Na+、NO3-、MnO4- D.Al3+、Mg2+、SO42-、CO32-
解析：A选项中Ag+和Cl-因发生复分解反应生成沉淀不共存；B选项中H+和HCO3-因发生复分解反应生成气体不共存，Fe3+和HCO3-因互促水解不共存，Fe3+和I-因发生氧化还原反应不共存；D选项中Al3+和CO32-因互促水解不共存，Mg2+和CO32-因发生复分解反应生成沉淀不共存。正确答案为C。
所以要做好这类题型必须从化学基本理论和概念出发，搞清楚离子反应的规律和“离子共存”的条件。在中学化学中要求掌握的离子反应规律主要是离子间发生复分解反应和离子间发生氧化反应，以及在一定条件下一些微粒（离子、分子）可形成络合离子等。“离子共存”的条件是根据上述三个方面统筹考虑、比较、归纳整理而得出。因此解决“离子共存”问题可从离子间的反应规律入手，逐条梳理。只有这样在高考时才能得心应手的解决这类题型。