
离子共存问题常常出现在选择题和推断题中,主要探讨的是离子在溶液中能否大量共存。一般情况下,我们首先分析哪些离子不能共存,然后排除这些离子,找到可以共存的离子。离子不能共存的情况包括生成难溶或微溶物、生成气体或挥发性物质、生成难电离的物质、发生氧化还原反应、发生络合反应、发生互促双水解反应、弱酸酸式酸根离子不能与H+、OH-共存等。
在特定条件下,如酸性或碱性溶液中,需要考虑加入H+或OH-的影响。如果水电离出的氢离子浓度为1×10^-12 mol/L,该溶液可能为酸性或碱性。常见的有色离子包括Cu2+、Fe3+、Fe2+、MnO4-等。
离子反应发生的条件是某些离子浓度减小,具体包括生成沉淀、生成气体、生成难电离物质、双水解反应、络合反应和氧化还原反应等。双水解反应主要涉及弱酸阴离子与弱碱阳离子之间的互促反应,如Al3+与CO32-、S2-、HCO3-、AlO2-,NH4+与SiO32-、AlO2-,Fe3+(Fe2+)与CO32-、HCO3-、AlO2-等。
某些离子只能存在于特定pH范围内,例如酸性溶液中的Fe3+、Al3+、Fe2+、NH4+等,碱性溶液中的CH3COO-、CO32-、S2-、HS-、HCO3-、PO43-、HPO42-、F-、H2PO4-、ClO-、AlO2-、SiO32-、CN-、C17H35COO-等。
还需要注意题目的前提条件,如溶液颜色、酸碱性、特殊要求等。例如,无色透明溶液中一定不存在Cu2+、Fe2+、Fe3+、MnO4-等离子;溶液酸碱性可以通过水电离出的c(H+)或c(OH-)=1.0×10^-12 mol/L、与Al作用产生氢气、室温时某指示剂颜色变化、室温下pH=1或13等方法确定;特殊要求可能包括在特定离子存在下不能共存的情况。
在分析离子共存问题时,需要结合具体条件和离子性质,逐一排除不能共存的离子,从而找到可以共存的离子。这样不仅有助于理解离子之间的相互作用,还能提高解题效率。详情