(完整word版)高考化学离子共存专题

由天下分享时间：2025/2/2 14:45:04 加入收藏我要投稿点赞

810191 专题：离子共存

离子共存问题一、基本原理 1．一色

“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+（棕黄色）、Cu2+（蓝色）、MnO4－（紫色）等离子，也不含Fe(SCN)2+、Fe(C6H5O) 等有色离子。若“透明”，则溶液不形成混浊或沉淀（与溶液有无颜色无关）。如Ag+与Cl－、Br－、I－、SO42－；Ca2+与CO32－、SO32－；Ba2+与CO32－、SO32－、SO42－等在水溶液中会发生反应，有混浊或明显的沉淀生成，它们不能大量共存。 2．二性

指碱性、酸性。

若是酸性溶液，所有弱酸根离子和OH-不能大量共存。

常见的叙述有酸性溶液、PH=1的溶液、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、c(OH－)=1×10－14mol·L-1的溶液等。

若题目中限定溶液呈酸性，则溶液中有H+存在，其中不能大量含有OH－、弱酸根离子（如CO32－、SO32－、S2－、F－、ClO－、CH3COO－、C6H5O－、PO43－、AlO2－、SiO32－等）以及弱酸的酸式根离子（如HCO3－、HSO3－、HS－、HPO42－、H2PO4－等）。在中学化学中不能在酸性溶液中共存的离子有：OH-、AlO2-、CO32-、HCO3-、SiO32-、SO32-、HSO3-、S2O32-、S2-、HS-、ClO-、F-、PO43-、H2PO4-、

C6H5O-、CH3COO-、-OOC-COO-、C6H5COO-、CH3CH2O-、SCN-、H2N-CH2-COO-等；若是碱性溶液，则所有弱碱阳离子及H+均不能大量共存。

在中学化学中不能在碱性溶液中大量共存的是：H+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、Ag+、Zn2+、Mg2+、Al3+、NH4+、HCO3-、HPO42-、H2PO4-、HSO3-、HS-、HOOC- COO-等。 “酸性或碱性”条件型

常见的叙述有能使Al反应放出H2的溶液、水电离出的c(H+)或c(OH－)＜1×10－7 mol·L－1的溶液等。

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（满足无论是与H+还是与OH－都不会反应）还是可能大量共存（只要满足与H+、OH－中的一种不会反应）。 3．四反应

若离子间能发生下列四种反应中的任一种，则均不能共存。 (1)发生复分解反应

离子相互直接结合生成难溶物(如AgCl、AgBr、BaSO4等)、气体(如NH3、CO2等)或弱电解质(如H2O、HF、H2S等)均不能大量共存于同一溶液中。

①有气体产生。如HCO3－、CO32－、S2－、HS－、SO32-、HSO3－等易挥发性弱酸的酸根离子与H+不能大量共存，因为能发生如下反应：CO32－＋2H+＝CO2↑＋H2O、HCO3－＋H+＝CO2↑+H2O

②有沉淀生成。如Ba2+、Ca2+、Mg2+等不能与SO42－、CO32－、SO32-、SiO32-、PO43-、HPO42-等大量共存，因为Ba2+＋CO32－＝＝CaCO3↓、Ca2+＋SO42－＝CaSO4(微溶)；Cu2+、Fe3+、Mg2+、Zn2+、Fe2+、Pb2+、Ag+不能与OH－大量共存，是因为Cu2+＋2OH－＝Cu(OH)2↓，Fe3+＋3OH－＝＝Fe(OH)3↓等。 ③有弱电解质生成。如OH－、CH3COO－、PO43－、HPO42－、H2PO4－等与H+不能大量共存，因为OH－＋H+ H2O、CH3COO－＋H+ CH3COOH，会生成弱电解质；一些酸式弱酸根不能与OH－大量共存，是因为发生了下列反应：HCO3－＋OH－ CO32－＋H2O、HPO42-＋OH－ PO43－＋H2O、NH4+＋OH－ NH3·H2O等。 (2)发生氧化还原反应

若题目中出现因发生氧化还原反应而不能大量共存这样的条件时，要考虑各离子组中是否存在强氧化性和强还原性的离子。如Fe3+与S2－、SO32－、HSO3－、I－；H+与S2O32－； SO32－(H+)与S2－；MnO4－(H+)与Cl－；MnO4－(H+)、NO3－(H+)与Fe2+、S2－、HS－、SO32－、HSO3－、Br－、I－等不能大量共存。两离子相遇若发生氧化还原反应，则不能共存。如Fe3+与S2-、Fe3+与I-、Fe2+与NO3- (H+)等；MnO4-、NO3- (H+)、ClO-(H+)、Cr2O72-与S2-、I-、SO32-、Fe2+不共存；酸性条件下SO32-与S2-不共存。

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。Fe3+与S2-、SO32-、I-；常见的强氧化剂MnO4-、

810191 专题：离子共存

ClO-、Cr2O72-、NO3-（H+）分别与常见的还原剂S2-、I-、SO32-、Fe2+等因为发生氧化还原反应而不能大量共存，但Fe3+与Fe2+能大量共存。如I－和Fe3+不能大量共存是由于2I－＋2Fe3+=I2＋2Fe2+。 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NO3－和I－在中性或碱性溶液中可以共存，但在有大量H+存在情况下则不能共存；SO32－和S2－在碱性条件下也可以共存，但在酸性条件下则由于发生2S2－＋SO32－＋6H+＝3S↓＋3H2O反应不能共存。 (3)发生双水解反应

弱碱阳离子与弱酸阴离子间因发生双水解反应，故它们不能共存，如Al3+与CO32-、SO32-、HCO3-、HSO3-、HS-、AlO2-不共存；AlO2-与Fe3+、Fe2+、Zn2+、Cu2+、Ag+、NH4+不共存；SiO32-与NH4+不共存。Al3＋和HCO3－、CO32-、HSO3-、SO32-、S2-、HS-、AlO2-；Fe3＋和HCO3－、CO32-、AlO2- 、HSO3-、SO32-；AlO2-与Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、NH4+、Al3+等，因为双水解反应而不能大量共存。 (4)发生络合反应

若离子间发生络合反应生成络离子，则这些离子不能共存。如Fe3+与SCN-不共存；Ag+与NH3·H2O分子不共存；Ag+与CN-不共存。中学化学中还应注意少数离子可形成络离子而不能大量共存的情况。如Fe3+和SCN－、C6H5O－，除此之外，Fe3+、Fe2+、Cu2+、Ag+可与SCN-、CN-、NH3之间形成络离子。由于发生Fe3+＋SCN－ [Fe(SCN)]2+等络合反应而不能大量共存。 4．三特

离子间在同一溶液中能否大量共存，除上述普遍规律外，还有以下三种特殊情况：

(1)由于水解和电离的相互影响而不能大量共存。AlO2-与HCO3-虽然均属于弱酸根离子，水溶液因水解呈碱性，但H3AlO3的酸性太弱，AlO2-的水解能力太强，含有AlO2-的水溶液中[OH-]较大，能直接与HCO3-作用生成Al(OH)3沉淀和CO32-。故AlO2-与HCO3-不能共存于同一溶液中。与其类似的还有AlO2-与HSO3-、HS-、H2PO4-、HPO42-等。

(2)具有氧化性的某些含氧酸根离子(如NO3-)若不是在酸性溶液中，则能与某些还原性较强的离子(如S2-、I-、Fe2+等)共存。因为这些含氧酸根离子只有在酸性条件下才能表现出强氧化性。又如：MnO4-在碱性条件下能氧化SO32-、S2O32-、S2-、I-，但不能氧化Cl-、Br-；在酸性条件下，MnO4-的氧化性很强，常温下就能氧化Cl-、Br-。

(3)水解能力弱的弱碱阳离子与弱酸根离子(如Mg2+与HCO3-、Mg2+与HSO3-等)，可以不考虑它们之间的双水解，能共存于同一溶液中。二、常见题型

例1．某无色透明的溶液中，下列各组离子能大量共存的是( ) A．H+、Cl－、Ba2+、CO32－ B．Ag+、I－、K+、NO3－ C．K+、OH－、Cl－、Na+ D．Fe3+、Cl－、NO3－、Na+

解析: 正确选项应满足无色透明、能大量共存两个条件。答案为C项。例2．（2005年全国高考理综试题?河南等省卷）在pH=1的溶液中，可以大量共存的离子是( ) A．K+、Na+、SO42－、S2O32－ B．NH4+、Mg2+、SO42－、Cl－ C．Na+、K+、HCO3－、Cl－ D．K+、Na+、AlO2－、NO3－

解析: 正确选项应满足pH=1(有H+存在)、可以大量共存两个条件。答案为B项。例3．（2005年江苏高考化学试题）某溶液既能溶解AI(OH)3，又能溶解H2SiO3，在该溶液中可以大量共存的离子组是（）

A．K+、Na+、HCO3－、NO3－ B．Na+、SO42－、Cl－、ClO－ C．H+、Mg2+、SO42－、NO3－ D．Ag+、K+、NO3－、Na+

解析: 正确选项应满足溶液既能溶解AI(OH)3又能溶解H2SiO3 (有OH－存在)、可以大量共存两个条件，只有B项符

810191 专题：离子共存

合题意。例4．（2003年广东高考化学试题）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（） A．Al3+、Na+、NO3－、Cl－ B．K+、Na+、Cl－、NO3－ C．K+、Na+、Cl－、AlO2－ D．K+、NH4+、SO42－、NO3－

解析: 由水电离产生的c(OH－)＝1×10－14 mol·L－1，可知水的电离受到抑制。酸、碱均会抑制水的电离，使水的电离程度减小，则题目所给的溶液为酸性(含有H+)或碱性(含有OH－)溶液。正确选项应满足在酸性或碱性都能大量共存的条件，只有B项符合题意。例5．（2001年上海高考化学试题）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．H3O+、NO3－、Fe2+、Na+ B．Ag+、NO3－、Cl－、K+ C．K+、Ba2+、OH－、SO42－ D．Cu2+、NH4+、Br－、OH－

例6、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]在无色透明的溶液中离子间能够大量共存。

例7、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3]在强酸或强碱性溶液中均不能大量共存。

例8、(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9、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? 当生成Al3+时,可能存在__________；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4]：离子间因发生氧化还原反应而不能大量共存。

例10（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

810191 专题：离子共存

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5]在特殊条件下能够大量共存。

例11、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。例12、在含有I－且能使酚酞变红的无色溶液中，可大量存在的离子组是( D ) A．Na+、Cu2+、Br－、Cl－ B．AlO2－、K+、NH4+、Na+ C．K+、Na+、NO3－、H+ D．K+、S2－、SO42－、OH－

解析:首先理解附加条件：I－不能在强氧化性溶液中存在，使酚酞变红的溶液为碱性，溶液为无色，有色离子不存在。逐一省视各选项：选项A 中Cu2+为蓝色且在碱性溶液中不共存。选项B中NH4+在碱性溶液中不共存。选项C中溶液具有强氧化性，I－不能共存。

解析: 正确选项应满足发生氧化还原反应、不能大量共存两个条件。A项中H3O+(H+)、NO3－、Fe2+能发生氧化还原反应，故答案为A项。。三、跟踪训练 1．（2005年天津高考理综试题）下列各组离子在溶液中能大量共存的是（） A．酸性溶液 Na+、K+、MnO4－、Br－ B．酸性溶液 Fe3+、NH4+、SCN－、NO3－ C．碱性溶液 Na+、K+、AlO2－、SO42－ D．碱性溶液 Ba2+、Na+、CO32－、Cl－ 2．（2005年广东高考化学试题）下列各组离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．在强碱性溶液中

Na+、K+、AlO2－、CO32－

C．在c(H+)=10－13 mol·L－1的溶液中 NH4+、Al3+、SO42－、NO3－ D．在PH=1的溶液中 K+、Fe2+、Cl－、NO3－ 3．（2004年全国高考理综试题?甘肃等省区卷）在某溶液中酚酞呈粉红色。下列离子在该溶液中不能大量存在的是（） A．K+ B．Na+ C．Ba2+ D．Al3+ 4．（2004年江苏高考化学试题）巳知某溶液中存在较多的H+、SO42－、NO3－，则该溶液中还可能大量存在的离子组是( )

A．Al3+、CH3C00－、Cl－ B．Mg2+、Ba2+、Br－ C．Mg2+、Cl－、I－ D．Na+、NH4+、Cl－ 5．（2004年全国高考理综试题?河南等省区卷）在pH＝l含Ba2+离子的溶液中，还能大量存在的离子是（） A．AIO2－ B．CIO－ C．CI－ D．SO42－ 6．（2002年上海高考化学试题）在pH＝1的无色溶液中能大量共存的离子组是（） A．NH4+、Mg2+、SO42－、Cl－ B．Ba2+、K+、OH－、NO3－ C．Al3+、Cu2+、SO42－、Cl－ D．Na+、Ca2+、Cl－、AlO2－ 7．（2001年全国高考化学试题）下列各组离子，在强碱性溶液中可以大量共存的是（） A．I－、AlO2－、Cl－、S2－

810191 专题：离子共存

B．Na+、K+、NH4+、Ba2+ C．Br－、S2－、Cl－、CO32－

D．SO32－、NO3－、SO42－、HCO3－ 8．（1999年全国高考化学试题）下列各组离于在溶液中既可以大量共存，且加入氨水后也不产生沉淀的是( ) A．Na+ 、Ba2+ 、Cl－、SO42－ B．K+ 、AlO2－、NO3－、OH－

C．H+ 、NH4+ 、Al3+ 、SO42－ D．H+ 、Cl－、CH3COO－、NO3－

9．某无色透明的溶液中含有Mg2+、Al3+、Ba2+、H+、Ag+、SO42－、HCO3－、OH－、NO3－中的三种离子，若向其中加入铝粉，反应后生成AlO2－，则原溶液中可能存在的离子是( ) A．Ba2+、OH－、NO3－ B．Ag+、HCO3－、NO3－ C．Mg2+、Al3+、SO42－ D．Mg2+、SO42－、OH－

10．下列各组离子在指定的环境下一定能大量共存的是( ) A．PH=7的溶液

Al3+、K+、SO42-、HCO3-

B．由水电离出的c(H+)=1×10-12 mol·L－1的溶液 Fe2+、ClO-、Na+、SO42-

C．加入镁粉释放出氢气的溶液 SO32-、AlO2-、I-、NO3-

D．使红色石蕊试纸变蓝的溶液 SO32－、CO32－、Na+、K+

11．某溶液中含有大量Fe2+、Fe3+、Mg2+和NH4+，其c(H+)＝1×10-2 mol·L－1，在该溶液中可以大量存在的阴离子是 ( )

A．SO42- B．NO3- C．SCN- D．CO32-

12．若某溶液跟甲基橙作用呈红色，则下列离子在该溶液中浓度不可能很大的是( ) A．SO42- B．S2- C．NO3- D．Cl-

13．若在加入铝粉能放出氢气的溶液中，分别加入下列各组离子，一定能大量共存的是( ) Ａ．NH4+、NO3-、CO32-、Na+ Ｂ．Ba2+、Mg2+、HCO3-、AlO2- Ｃ．NO3-、Ca2+、K+、Cl- Ｄ．NO3-、K+、AlO2-、OH-

14．下列各组离子中，在碱性溶液中共存，且在加入盐酸过程中会产生气体和沉淀的是( ) A．Na+、NO3-、AlO2-、SO42- B． Na+、NO3-、SiO32-、K+ C．K+ 、Cl-、AlO2-、 CO32-

?D. Na、Cl、HCO3、Ca2

＋