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专题九 离子共存
【专题目标】
掌握不同条件下在水溶液中不同的离子能（或不能）大量（或少量）共存的规律
【经典题型】
题型1：离子间因发生复分解反应（离子互换反应）而不能大量共存。
例1、(1988年全国高考题)下列各组离子在水溶液中能大量共存的是(AC)
（A）K+ HCO3— CO32— Br—
（B）CO32— HCO3— OH— K+
（C）Fe3+ Cu2+ NO3- SO42-
（D）H+ Cl- Na+ SO32-
解析：分析所给选项B中：HCO3—+ OH—= CO32—+H2O；而D中：2H+ + SO32-= H2SO3
题型2：在酸性（或碱性）溶液中不能大量共存。
例2、(1997年高考题)下列各组离子，在强碱性溶液中可以大量共存的是(AC)
（A）I- AlO2- Cl- S2-
（B）Na+ K+ NH4+ Ba2+
（C）Br- S2- Cl- HCO3-
（D）SO32- NO3- SO42- HCO3-
解析：分析所给选项B中：NH4+ C中： HCO3- 在强碱性溶液中均不能大量存在。
例3、(1997年高考试测题)室温时某溶液的pH为1，该溶液中可能大量共存的离子组是(AD)
（A）Zn2+ Cl- Ba2+ NO3-
（B）Na+ NO3- K+ CO32-
（C）K+ SO42- Na+ AlO2-
（D）Cu2+ NO3- Al3+ SO42-
解析：分析所给选项B中CO32- 和C中AlO2- 均不能在酸性溶液中大量存在
题型3：离子间因发生氧化还原反应而不能大量共存。
例4（2001年上海市高考题）下列离子在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存的是（A）
(A)H3O+、 NO3- 、 Fe2+ 、 Na+
(B)Ag+、 NO3- 、Cl-、 K+
(C)K+ 、Ba2+、OH-、 SO42-
(D)Cu2+、NH4+、Br-、OH-
解析：所给四个选项中各组离子均不能大量共存，只有A中的 H3O+ 、NO3- 、Fe2+三种离子因发生氧化还原反应符合题意。
点拨：抓住不能共存的条件——发生氧化还原反应。
强强反应规律及中学常见强氧化剂、强还原剂的识记，是解决氧化还原应用问题（特别是隐含氧化还原反应问题）的关键，例如检验SO42-时不能用硝酸酸化，就是因为HNO3会使SO32-氧化为SO42- ，而干扰检验。
题型4：在无色透明的溶液中离子间能够大量共存。
例5、(1990年全国高考题)下列各组离子中，在碱性溶液里能大量共存，并且溶液为无色透明的是（BD）
（A）K+ MnO4- Cl- SO42-
（B）Na+ AlO2- NO3- CO32-
（C）Na+ H+ NO3- SO42-
（D）Na+ SO42- S2- Cl-
解析：分析所给四个选项A中MnO4- 有颜色不合题意，C中H+ 也不合题材意。
题型5：在强酸或强碱性溶液中均不能大量共存。
例6、(2003年江苏高考题)若溶液中由水电离产生的C(OH-)=1×10-14 mol·L-1，满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是（B）
(A) Al3+ Na+ NO3- Cl-
(B) K+ Na+ Cl- NO3-
(C) K+ Na+ Cl- AlO2-
(D) K+ NH4+ SO42- NO3-
解析：由题意水的电离被抑制，说明水溶液可能呈强酸性或强碱性。A项中Al3+D项中NH4+在碱性溶液中不能存在；C项中AlO2-在酸性溶液中不能存在。
例7、某无色透明溶液,跟金属铝反应放出H2 ，试判断下列离子:Mg2+、Cu2+、 Ba2+ 、H+、Ag+、 SO42- 、 SO32-、HCO3- 、OH-、NO3- ，何者能存在于此溶液中?
(1) 当生成Al3+时,可能存在__________；
(2) 当生成AlO2-时,可能存在__________。
解析：（1）说明溶液呈酸性：一则有H+ ，二必有SO42- ，三可能有Mg2+ （注意无NO3- ）；（2）说明溶液呈碱性：一则有OH- ，二必有Ba2+ ，三可能有NO3- 。
解题回顾：一是审题中注意溶液是无色的，二是注意H+、NO3-与Al作用不产生H2。
题型6：在特殊条件下能够大量共存。
例8、(1996年上海市高考题)下列各组离子中，在碱性溶液中共存，且加入盐酸过程中会产生气体和沉淀的是(C)
（A）Na+ NO3- AlO2- SO42-
（B）Na+ NO3- SiO32- K+
（C）K+ Cl- AlO2- CO32-
（D）Na+ Cl- HCO3- Ca2+
解析：分析所给四个选项：D中HCO3-不能在碱性溶液中大量存在，A和B中加入盐酸后无气体产生也不合题意。
【规律总结】
离子反应发生的条件——反应物某些离子浓度的减小，也就是离子不能大量共存的原因。
一、 离子不能大量共存的情况
1、离子互换反应（复分解反应）：
（1） 生成沉淀（难溶或微溶性物质）如：CaCO3、Mg(OH)2、BaSO4、AgSO4等
（2） 生成气体（挥发性物质）如：CO2、NH3、H2S等
（3） 生成难电离的物质（弱电解质）如：CH3COOH、NH3·H2O、H2O等
2、双水解反应：弱酸所对应的阴离子与弱碱所对应的阳离子互相促进双水解进行到底
如：Al3+ 与CO32—、S2—、HCO3—、AlO2—； NH4+与SiO32—、AlO2— ；Fe3+ （Fe2+）与CO32—、HCO3—、AlO2—等
3、络合反应：如Fe3+与SCN—
4、氧化还原反应：如
氧化性离子：Fe3+、MnO4—、NO3—（酸性条件下）、ClO—
还原性离子：S2—、I— ； Fe2+
（其中只有Fe3+ 与Fe3+可以共存）
二、 某些离子只能存在于一定PH范围内
1、只能存在于酸性溶液中：水解呈酸性的离子，
即弱碱所对应的阳离子：如Fe3+、Al3+、Fe2+、NH4+等
2、只能存在于碱性溶液中：水解呈碱性的离子，
即弱酸根：如CH3COO—、CO32—、S2—、HS—、HCO3—、PO43—、HPO42—、F—、H2PO4—、ClO—、AlO2—、SiO32—、CN—、C17H35COO—、等
3、 强酸、强碱性溶液都不能大量存在：即多元弱酸的酸式酸根离子，
如：HS—、HCO3—、HSO3—、HPO42—、H2PO4—
三、 注意题目中的前提设置
1、对溶液性质的要求：
（1）颜色：无色透明溶液中一定无Cu2+、Fe2+、Fe3+、MnO4—
（2）溶液的酸碱性：如25℃时由水电离出的C(H+)或C(OH—)=1.0×10—12 mol/L;与Al作用产生氢气；室温时某指示剂的颜色（如酚酞变红）；室温下PH=1或13的溶液等。
2、特殊要求：如在××离子存在下不能共存的；因发生氧化还原反应，而不能大量共存的；因生成沉淀和气体而不能大量共存的等。
3、能共存或不能共存（不强调大量共存）
【随堂作业】
1、(2007年全国高考题)在某无色透明酸性溶液中，能共存的离子组是(A)
（A）NH4+ NO3- Al3+ Cl-
（B）Na+ AlO2- K+ NO3-
（C）MnO4- K+ SO42- Na+
（D）K+ SO42- HCO3- Na+
2、(2002年上海市高考题)在pH=12的无色溶液中能大量共存的离子组是 ( B )
（A）NH4+ Mg2+ SO42- Cl-
（B）Ba2+ K+ OH- NO3-
（C）Al3+ Cu2+ SO42- Cl-
（D）Na+ Ca2+ Cl- AlO2-
3、(2003年南京市质量检测题)在某溶液中加入铝片有氢气产生，则在该溶液中一定能大量共存的离子组是 ( C )
（A）Cl- NO3- Ba2+ Ca2+
（B）SO42- CH3COO- Al3+ Mg2+
（C）Na+ K+ SO42- Cl-
（D）NH4+ Ba2+ Cl- HCO3-
4、因发生氧化还原反应在水溶液中不能大量共存的离子组是 ( BC )
（A）Ca2+ Br- Fe3+ CO32-
（B）Fe2+ Cl- NO3- H+
（C）Fe3+ Ca2+ H+ NO3-
（D）NO3- OH- Cl- Ba2+
5、下列各组离子在溶液中能大量共存，且此溶液既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应的是（A）Na+ K+ SO42- HCO3-
（B）AlO2— OH— Na+ K+
（C）K+ NH4+ NO3— Cl-
（D）NH4+ Fe2+ HSO4— OH—
6、在一种能使PH试纸变红的溶液中，下列离子因发生了氧化还原反应而不能大量共存的是（A）
① Ag+ Na+ Al3+ Cl—
② Na+ Fe2+ Cl— NO3—
③ K+ Mg2+ S2— SO42—
④ K+ H+ SO42— SO32—
⑤ Na+ NO3— SO42— I—
（A）②⑤ （B）①②④ （C）②③⑤ （D）全部
7、下列各组离子以适当比例混合，可以形成碱性透明溶液的为（AD）
（A）Na+ Al3+ OH— SO42—
（B）Na+ Al3+ SO42— Cl—
（C）Mg2+ Na+ AlO2— OH—
（D）Ag+ NH4+ OH— NO3—
8、在由水电离出C(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液中，一定不能大量共存的离子组是（CD）
（A）Cl-— AlO2— Na+ K+
（B）Fe3+ NO3— MnO4— K+
（C）Fe2+ NO3— Ba2+ Cl—
（D）HCO3— Na+ Cl— K+
9、下列各组溶液中的离子能大量共存，且向溶液中加入NaOH溶液时产生白色沉淀，加入盐酸时放出气体的一组是（C）
(A) OH— Ba2+ NO3— K+
(B) Na+ SO42— Cu2+ Cl—
(C) HCO3— Cl— Na+ Ba2+
(D) Fe2+ Fe3+ Br— NO3—
10、在PH=1的无色溶液中，能大量共存的是（ A ）
(A) NH4+ Mg2+ SO42- Cl-
(B)Ba2+ K+ OH- NO3-
(C)Al3+ Cu2+ SO42- Cl-
(D)Na+ Ca2+ Cl- CO32-；
11、下列各组离子能大量共存于同一溶液中，并且加入过量NaOH溶液或少量稀硫酸时，都能产生白色沉淀的是（ C ）
（A）Ba2+ Mg2+ NO3- CO32-
（B）Na+ Al3+ Cl- Ag+；
（C）K+ Ba2+ Cl- HCO3-；
（D）NH4+ Ba2+ Fe2+ Cl-；
12、下列各组离子在溶液中能大量共存，且加入过量氨水后也不产生沉淀的（ C ）
（A）K+ Ba2+ NO3- SO42-
（B）H+ NH4+ Al3+ SO42-
（C）Na+ AlO2- Cl- OH‑
（D）H+ Cl- CH3COO- NO3-
13、某无色透明的溶液，在PH=0和PH=14的条件下都能大量共存的是（ C ）
（A）Fe2+ K+ SO42- NO3-
（B）Na+ Ba2+ MnO4- SO42-；
（C）Na+ K+ SO42- NO3-
（D）Mg2+ NH4+ SO42- Cl-
14、下列各组离子能够大量共存的是 ( A )
(A) Ca2+ HCO3- Cl- K+
(B) Al3+ AlO2— HCO3— Na+
(C) Fe2+ NH4+ SO42- S2-
(D) Fe3+ SCN— Na+ CO32-
15、有一无色透明溶液，欲确定是否含有下列离子：K+、Mg2+、Al3+、Fe2+、Ba2+、NO3-、SO42-、Cl-、I-、HCO3-，取该溶液的实验如下：
实验步骤
实验现象
（1）取少量该溶液，加几滴甲基橙
溶液变红色
（2）取少量该溶液加热浓缩，加Cu片和浓硫酸，加热
有无色气体产生，气体遇空气可以变成红棕色
（3）取少量该溶液，加BaCl2溶液
有白色沉淀生成
（4）取（3）中的上层清夜，加AgNO3
有稳定的白色沉淀生成，且不溶于稀硝酸
（5）取少量该溶液，加入NaOH溶液
有白色沉淀生成，当NaOH过量时，沉淀部分溶解
由此判断：
（1）溶液中一定存在的离子是NO3-、SO42- Mg2+、Al3+；溶液中肯定不存在的离子是：Fe2+、HCO3-、I-、Ba2+；
（2）为进一步确定其它离子，应该补充的实验及对应欲检验离子的名称（如为溶液反应，说明使用试剂的名称。不必写详细步骤）K+的检验可以用焰色反应；Cl-的检验：往溶液中加足量的硝酸钡溶液，过滤后，相滤液中加硝酸银溶液，再加稀硝酸，白色沉淀不溶解。
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