劉小艷
【內(nèi)容摘要】本文將接合筆者多年的高中化學(xué)教學(xué)工作實(shí)踐,首先對(duì)化學(xué)離子不能大量共存的條件進(jìn)行分析,隨后在對(duì)判斷離子共存解題的方法極其常見考題展開探究,以供廣大教師參考。
【關(guān)鍵詞】高中化學(xué) 化學(xué)離子 共存
一、化學(xué)離子不能大量共存的條件
1.水解、絡(luò)合反應(yīng)導(dǎo)致離子不能共存
(1)離子發(fā)生水解反應(yīng),是不能大量共存的。水解反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致溶液顯酸性的陽離子和溶液顯堿性的陰離子反應(yīng)更加劇烈,兩種離子在溶液中水解作用導(dǎo)致大量消耗,因此無法大量共存。
(2)離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)導(dǎo)致離子不能共存。絡(luò)合反應(yīng)是指分子或者離子與金屬離子結(jié)合,形成很穩(wěn)定的新的離子的過程。而絡(luò)離子是由一種離子跟一種或多種分子,或由兩種或多種不同離子所形成的一類復(fù)雜離子或分子。例如,F(xiàn)e3+、Fe2+與SCN-就無法大量共存,由于Fe2+與SCN-通過產(chǎn)生絡(luò)合反應(yīng)最后結(jié)合在一起,從而導(dǎo)致兩種離子在溶液中造成一定的消耗,無法大量共存。
2.由于復(fù)分解反應(yīng)導(dǎo)致離子不能共存
(1)生成弱電解質(zhì)。例如H+與OH-發(fā)生反應(yīng)生成H2O、H+與CH3COO-發(fā)生反應(yīng)生成CH3COOH,這類物質(zhì)都屬于弱點(diǎn)解質(zhì),從而降低溶液中離子的濃度而使離子不能大量共存。相似的如H+與ClO-、PO43-、HPO42-、H2PO4-、AlO2-、SiO32-、F-、CN-等,OH-與NH4+,OH-與一些酸式弱酸根如HCO3-、HSO3-、HS-、HPO42-、H2PO4-不能大量共存。
(2)產(chǎn)生氣體。離子之間發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),產(chǎn)生揮發(fā)氣體,從而導(dǎo)致了這類離子不能共存。例如,弱酸性的酸根離子HS-、HCO3-、CO32-、HSO3-、S2-、SO32-與氫離子不能大量共存,會(huì)產(chǎn)生H2、CO2、SO2等揮發(fā)性氣體
(3)生成沉淀。由于離子之間發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)而產(chǎn)生沉淀,從而降低溶液中離子的濃度,也是離子不能共存的原因之一。例如,在堿性溶液中,OH-容易與Fe2+、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Mg2+、Al3+、Ag+等金屬陽離子發(fā)生反應(yīng),生產(chǎn)沉淀而不能大量共存;Fe2+與S2-、Ca2+與PO43-、Pb2+與Cl-、Ag+與Cl-因產(chǎn)生沉淀而不能大量共存。Mg2+、Ca2+、Ba2+、Ag+等金屬陽離子能與CO32-、SO42-這類離子發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生沉淀。
(4)一些在特殊條件下才能存在,容易水解反應(yīng)的離子,當(dāng)特殊條件發(fā)生改變時(shí),或者存在另一種離子能與之發(fā)生雙水解反應(yīng)時(shí),離子是不能大量共存的。例如,F(xiàn)e3+、Al3+等在中性或者堿性溶液中易發(fā)生水解反應(yīng)生產(chǎn)沉淀。因此,這類離子必須在酸性溶液中才能大量存在,而AlO2-、S2-、CO32-、C6H5O-等必須在堿性條件下才能在溶液中存在。若溶液中出現(xiàn)AlO2-、Al3+,則會(huì)發(fā)生雙水解反應(yīng),生成Al(OH)3沉淀,而不能大量共存。
3.由于氧化還原反應(yīng)導(dǎo)致離子不能共存
(1)強(qiáng)還原性的離子和強(qiáng)氧化性的離子不能大量共存。如Fe3+不能與HS-、S2-、Cl-、SO32-大量共存。
(2)在酸性或堿性條件下,由于氧化還原反應(yīng)的發(fā)生而導(dǎo)致離子不能大量共存。例如堿性條件下,SO32-和S2-可以共存,但在酸性條件下則由于發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成水和沉淀而不能共存;NO3-、MnO4-與Fe2+、S2-、HS-、HSO3-、SO32-等不能大量共存。
二、判斷離子共存解題的方法和常見考題
1.判斷離子共存解題的方法
判斷在同一溶液中離子是否能夠共存,就是要清楚離子之間能夠發(fā)生反應(yīng)。對(duì)此,對(duì)題目給出的前提條件一定要理解清楚:
①要弄清題目是肯定句還是否定句的問法,如:“能大量共存”和“無法大量共存”是兩個(gè)相反的條件。
②對(duì)題目的限定條件需要了解清楚,對(duì)溶液的顏色進(jìn)行限定,如:像出現(xiàn)Cu2-(藍(lán)色)、Fe2+(淺綠色)這些離子就需要排除,另外,還要注意顏色限定時(shí)“無色”與“透明”的區(qū)別。另外,還有對(duì)溶液酸堿性的限定,在溶液為強(qiáng)堿性(或PH=1)中,應(yīng)考慮到H+的作用,弱酸性離子和OH-都無法大量共存。
2.近些年來,高考化學(xué)考題當(dāng)中,離子共存問題一直都是常見的熱門考題,盡管考查知識(shí)點(diǎn)的方式一直有在變化,考題大多都是以選擇題的方式給出。能夠掌握離子共存的基本規(guī)律,是能正確解題的關(guān)鍵,以下對(duì)理念離子共存問題考題進(jìn)行分析和探討。
例:下列各組離子一定能大量共存的是:
A.在含大量Fe3+的溶液中:NH4+、Na+、Cl-、SCN-
B.在pH=1的溶液中:K+、Fe2+、Cl-、NO3-
C.在強(qiáng)堿溶液中:Na+、K+、AlO2-、CO32-
D.在c(H+)=10-13mol/L的溶液中:NH4+、Al3+、SO42-、NO3-