有關高中化學的離子共存問題分析

徐 迅

（湖南省寧鄉縣第一高級中學，湖南 寧鄉 410600）

許多同學在進入到高中化學課程的學習后，對于“離子共存”問題感覺不會做，也即是判斷溶液中離子可否共存的相關問題。有的時候哪怕是得出答案，但是也感覺沒有底氣，模模糊糊。但是，眾所周知的是離子共存問題是高中化學最為常見的問題，也是近些年高考的常客。文章對有關高中化學的離子共存問題進行研究和探討，不足之處，敬請指正。

1 離子共存判斷類問題失分的原因分析

對近些年高考中有關離子共存問題進行研究，發現這些問題屬于中等偏易的難度，但是數據調查卻發現這類題目的區分度比較大。換言之，就是題目不難，考生在這類題目上能否拿到分數具有很大的差異，導致這種情況主要是因為考生在對元素、化合物等知識內容的學習過程中，沒有對知識進行系統整理，未對這類知識內容進行有序存儲，再次提取、辨認時，很容易出現錯誤或者障礙，也有可能記得不完整，掌握的不全面，物質之間的反應規律不太清楚。

2 離子共存判斷類題目的解題依據

所謂離子共存類題目，也就是幾種離子在同一溶液中可以大量共存，離子之間不會產生化學反應，如果離子之間可以發生化學反應，則表示其無法大量共存。離子在溶液之間發生的反應類型包括：復分解反應、雙水解反應、氧化還原反應以及絡合反應等，我們在對這類問題進行判斷時必須要準確判斷離子之間發生什么樣的化學反應，以此可以快速解決此類題目。

2.1 是否發生復分解、氧化還原反應而導致無法共存

多種離子在同一溶液中發生復分解反應，或者是氧化還原反應而導致離子無法共存，這種情況可以細分為以下情況：

（2）生成沉淀。離子體系中非常多金屬陽離子只能存在于酸性溶液環境下，當遇到堿性環境，或者是遇到陰離子，則會產生化學反應而生成沉淀，離子被大量消耗。比如 Ba2+、Ca2+、Ma2+等離子無法和及大量共存；MG2+、Fe2+、Ag+、Al3+、Zn2+、Cu2+、Fe3+等 無 法 和 OH-大 量 共存；Pb2+和 Cl-，Fe2+和 S2-，Ca2+和，Ag+和 I-等無法大量共存。比如，在溶液中如果Ba2+和大量相遇，則二者會產生化學反應而生成BaSO4沉淀，是以同比例消耗，具體化學方程式如下所示：Ba2++=BaSO4↓，高中化學課程中有關鑒定實驗，Ba2+鋇離子的作用就是檢驗溶液中是不是包含硫離子的一種標準檢驗方法。

（3）生成弱電解質。生成弱電解質和生成沉淀的原理具有一致性，生成弱電解質離子也無法共存，弱電解質生成的過程離子被大量消耗，唯一區別是脫離溶液體系。比如 說等無法和 H+共存；酸式弱酸根，包括等無法和 OH-共存；OH-無法和大量共存；比如說，CH3COOK和驗算HCl可否共存為例進行判斷，二者均在水中能夠完全電解成離子狀態，然而醋酸根離子CH3COO-和氫離子遇時會發生化學反應而生成醋酸CH3COOH分子，其化學工程式為H++CH3COO-=CH3COOH，這個醋酸CH3COOH分子實際上是一個弱電解質，換言之就是反應生成的弱酸分子無法電解除和反應消耗離子數量一致的離子，導致離子數量損耗，因此二者無法大量共存。

2.2 是否發生水解和絡合反應而導致無法共存

（1）水解反應。一般來說，水解程度較大的陽離子和水解程度較大的陰離子在溶液中無法大量共存，比如Al3+和等 ；Fe3+和ClO-等無法大量共存。舉例說明，Al3+會在水中發生水解反應而呈現出酸性，其化學方程式為：Al3++3H20=Al（OH）3+3H+,是因為在水中會發生水解而呈現出堿性，二者共存造成酸堿中和，會導致水解反應更加劇烈,兩種離子因為水解反應而被大量消耗。除此之外，也有特殊情況，比如離子盡管在同一溶液中卻可以大量共存。

（2）絡合反應。溶液中離子可以發生絡合反應，則表示其無法大量共存。比如Fe2+、Fe3+和SCN-無法大量共存，是因為離子Fe3+和離子SCN-在溶液中發生絡合反應從而結合在一起，具體化學工程式為：Fe3++nSCN-=[Fe（SCN）n]3-n，造成兩種離子按照一定比例消耗。

2.3 其他條件而造成無法共存

酸堿性條件對離子共存問題的影響非常大，舉例說明Fe2+和無法共存，然而在強酸性環境下，也就是Fe2+、、H+相遇則無法共存，這是由于強酸環境下，和H+發生化學反應而形成HNO3，對二價鐵離子進行氧化，生成三價鐵離子，使得溶液的顏色也發生變化。中性和堿性、弱酸性環境下可以共存的是、Cl-離子，強酸性條件下H+和發生化學反應生成高錳酸HMnO4,使得Cl-離子被氧化成Cl2，因此這兩種離子在強酸條件下無法大量共存。

3 有關離子共存的高考常考題型

離子共存在歷年化學高考試卷中成為常客，縱觀近些年的高考試題，發現盡管知識點的考查方式有所變化，但是一旦理解此類題目的基本規律，解題準確性將大幅度提升。本文對有關離子共存的高考常考題型進行分類和探討。

（1）題干中沒有隱含條件，這類離子共存問題直接考查。

[例1]（2000年上海）下列各組離子在溶液中可以大量共存的是（ ）

[本題解析]答案為A，分析本道題發現是直接考查離子共存的試題。按照題意得知B中Al3+和會發生雙水解而無法共存；選項C中由于Fe2+會和發生化學反應而生成FeS，因此無法大量共存；選項D中Fe3+和SCN-會發生化學反應而生成Fe（SCN）3，因此無法大量共存。所以分析得知正確答案為A。

（2）題干中附加溶液表現為強酸性，或者是PH＜7，考查隱含條件的離子共存問題。

[例2]（2003年遼寧）強酸溶液中，下列各組離子可以大量共存的是（ ）

[本題解析]正確答案為C，按照題干中所得信息，強酸溶液中得知溶液中不可能有和H+氫離子發生反應的離子，因此對逐個選型進行分析即可得出正確答案。選型A中和H+氫離子會發生化學反應而生成二氧化碳；選型B中和H+氫離子以及H20會發生化學反應而生成沉淀物Al（OH）3；選型D中Fe2+會和H+氫離子及發生氧化反應；選型C中各個離子之間無法發生反應，和H+氫離子也無法發生反應，因此正確答案為C。

（3）題干中附加溶液表現出“無色透明”、“溶液酸堿性”等隱含條件，實際上需要綜合考查對離子共存問題進行判斷。

[例3]（2002年上海）在PH=1的無色溶液中可以大量共存的離子組是（ ）

[本題解析]正確答案是A，對本題進行解答過程中要特別注意審題，一方面是注意PH=1，另一方面是無色溶液。選型B中OH-和選型D中AlO2-離子均無法在酸性條件下存在，因此排除B和D；選型C中Cu2+離子是有顏色的，在溶液中呈現出藍色，因此和題干中“無色溶液”矛盾，因此排除選型C。則正確答案為A。

4 結語

總而言之，離子共存問題是高中化學離子相關知識點的重要考查方式，一方面反應學生對于離子反應的理解能力，另一方面也考查學生對于該部分知識點的掌握情況。在歷年高考試題中已經得以體現，掌握離子共存這部分知識點，將對于化學反應條件的學生有所幫助，提升學生解決問題的能力。文章對有關高中化學的離子共存問題進行研究，提醒同學們在解題過程中注意溶液的酸堿性對于離子氧化還原反應會產生影響；弱酸的酸式根離子不可和H+大量共存，也無法和OH-離子大量共存，除此之外要注意對題目中隱含信息進行挖掘，同時排除一些無用的干擾信息，努力克服非智力因素而引起的失誤，最后要注意題目中的敏感信息，比如“一定大量共存”、“可能大量共存”、“無法大量共存”等條件。