[科普中国]-离子共存

所谓离子共存，实质上就是判断离子间是否发生反应的问题。若在溶液中能够发生反应，就不能大量共存。判断能否发生反应，不仅是有沉淀、气体、水、难电离的物质产生，还涉及到溶液酸碱性、有色、无色，能否进行氧化还原反应等。1

定义离子反应是向着离子减弱的方向进行, 离子共存本质上是指离子能不能发生化学反应, 若离子之间不能发生离子反应, 则能共存。相反如果溶液中的离子之间能发生反应, 则不能共存。离子之间发生反应需要考虑许多方面的因素, 如:溶液中的离子间是否有挥发性物质生成、是否有难溶性物质生成、是否有弱电解质生成等。2

规律总结生成难溶性或微溶性的物质如果溶液中的某些离子之间能够反应有难溶性或微溶性的物质生成, 则溶液中的这些离子就不能大量共存。

常见易生成难溶物质的离子如下:

如SO42－与Ba2+、Ag+；OH－与Cu2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+、Al3+；Ag+与Cl－、Br－、I－、CO32－、SO32-、S2－；Mg2+、Mn2+、Zn2+、Ba2+、Ca2+与CO32－、SO32－、PO43－；S2－与Cu2+、Pb2+；Ca2+与SO42－等不能大量共存

原理:金属阳离子能够结合酸根离子或者阴离子生成难溶性或者微溶性的物质。1

生成难电离的物质如果溶液中的某些离子间结合有难电离的物质生成, 则溶液中的这些离子之间就不能大量共存。

常见易生成难电离的离子如下:

(1) H+与OH-、Cl O-、CH3COO-、F-、S2-因生成水和弱酸而不能共存。

(2) OH-与H+、Cu2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+、Al3+因生成弱碱和水, 所以不能大量共存。

生成挥发性物质如果溶液中离子间能结合有挥发性的物质生成, 则溶液中的这些离子不能大量共存。

生成络合物如果溶液中离子间能结合有络合物生成, 则这些离子不能共存。

例如:Fe3+和SCN-。

原理:3SCN-+Fe3+=Fe SCN3生成络合物硫氰化铁等。

离子间发生双水解如果溶液中存在弱酸和弱碱, 则弱酸对应的酸根离子和弱碱对应的金属阳离子或铵根离子反应, 相互促进发生双水。

离子间发生氧化还原反应如果溶液中有还原性较强的离子, 则溶液中不能存在较强氧化性的离子, 两类离子不能大量共存。

例如:H+和NO3-同时存在, 则不能与S2-、Fe2+、I-共存等。

原理:H+与NO3-结合生成的硝酸, 硝酸有强氧化性与还原性较强的S2-、Fe2+、I-等离子发生氧化还原反应, 不能共存。2

离子不能共存的隐藏条件总结颜色离子共存题干中经常会有一些隐含的条件, 需要我们仔细地阅读题意, 当题中说明溶液为无色时则溶液中一定不存在有色离子。

常见的有色离子如下:

Cu2+蓝色、Fe2+浅绿色、Fe3+黄色、Mn O4+紫红色[5]等。

状态若题中说溶液为透明则不代表溶液无色, 透明是溶液的状态, 也可代表溶液有颜色。

性质1. 溶液呈酸性

如果题中溶液 (1) 呈酸性、 (2) 滴加石蕊试剂呈红色、 (3) 滴加甲基橙呈红色、 (4) p H7符合以上五个条件中的任意一个[6], 则溶液中一定没有H+或弱碱阳离子 (Mg2+、Al3+、Fe3+、NH+4) 。、 3. 酸碱性皆不能共存

4. 酸碱性

(1) 与金属Al反应能放出H2, 则溶液可能呈酸性或碱性。

(2) 水电离出的c (H+) =1×10-12mol/L, 则溶液可能呈酸性或碱性。

(3) 在酸性的条件下Mn O4+和Cl O-等离子具有氧化性, 则具有还原性的离子不能共存。1

本词条内容贡献者为:

赵阳国 - 副教授 - 中国海洋大学