高中化学离子共存问题的探讨

曾位东

在高中化学课程中，离子共存问题一直是教学的重难点.有些高中生难以弄清离子共存的问题，而近年考试中，离子共存的考题频繁出现.只有弄清楚高中化学中离子反应的规律和离子共存的条件，才能让学生更好地掌握知识.下面结合自己的教学实践就高中化学离子共存问题进行简要探讨.

一、高中化学离子共存类题型失分的原因

对高中化学离子共存问题高考题目的分析结果显示，离子共存问题均属于中等偏易的题型.这类题型区分度上存在较大的跨度.也就是说，这类题并不难，但学生在这类题型上得分与失分的差异却非常大.致使学生失分的原因是，在学习高中化学知识时，学生没有对离子共存问题进行系统的整理，无法合理有序地进行知识记忆，当再次使用的时候，出现知识混淆、记忆不完整、不全面的情况，对物质之间的反应规律也不太清楚，最终造成错误.

二、离子共存判断类题目的解题依据

在化学教学中，以离子在同一溶液中是否会发生化学反应为依据来判断离子是否可共存.离子在溶液中发生的化学反应主要可以分为4个类型，其分别为复分解反应、双水解反应、氧化还原反应和络合反应.要做到对离子共存类型题进行准确快速的判断，就要熟知溶液离子之间产生化学反应的类型.

1.发生复分解或氧化还原反应导致无法共存.多种离子在同一溶液中发生复分解反应，或者是氧化还原反应而导致离子无法共存.这种情况可以细分为以下情况：（1）离子反应有气体产生.大多弱酸性的阴离子在碱性环境中会发生化学反应，并生成一定量的气体小分子，如CO32-、SO32-、S2-、HS-、HSO3- 等.因此，诸如此类易挥发的弱酸的酸根无法与H+大量共存，因为它们之间会由于发生化学反应而导致离子消耗，如CO32-+2H+=CO2↑+H2O.（2）离子反应有沉淀产生.化学中大部分的金属阳离子在碱性条件下与一些阴离子相遇时会发生化学反应，导致离子消耗的同时产生沉淀.比如，金属阳离子Ba2+、Ca2+、Mg2+、Ag+等与CO32-、SO42-无法大量共存；Mg2+、Fe2+、Ag+、Al3+、Zn2+、Cu2+、Fe3+等与OH- 无法大量共存；S2-与Cu2+、Pb2+、Fe2+、Hg2+、Ag+等不能共存.例如，溶液中的Ba2+与 SO42-相遇的话，会导致离子同比例消耗产生化学反应而生成 BaSO4沉淀，离子反应式为Ba2++SO42-=BaSO4↓.因此，高中化学教材中使用Ba2+检验溶液中是否含有SO42-.（3）离子反应生成弱电解质.生成弱电解质的原理近似生成沉淀的原理，弱电解质的生成过程也消耗离子但脱离溶液体系，所生成的弱电解质无法共存.比如，OH-、CH3COO-、PO43-、HP042-、F-、ClO-、SiO32-、CN-、C17 H35COO-等不能和H+大量共存；HCO3-、HS-、HPO42-、HSO3- 等弱酸根无法和OH-大量共存；OH- 与NH4+ 无法大量共存.例如，CH3COOK和HCl在溶液中都可完全电解成离子状态，但完全电解出来的 CH3COO- 与H+发生化学反应生成CH3COOH，变成分子状态，其反应的化学方程式为H++CH3COO-=CH3COOH.生成的CH3COOH分子属于弱电解质.简单来说就是，生成的分子没法再变为同等数量的离子，所以两者无法大量共存.

2.发生水解和络合反应导致无法共存.（1）双水解反应.在高中化学中，水解程度较大的阳离子和阴离子之间无法在溶液中大量共存.比如，Al3+和 HCO3-、CO32-、SO32-、S2-、HS- 等不能大量共存.由于Al3+在溶液中会水解为酸性：Al3++3H2O=Al（OH）3 +3H+，而 CO32-等会在溶液中水解为碱性：CO32-+3H20=HCO3-+OH-，两者水解后产生中和反应会进一步加剧水解反应，从而消耗大量离子而不能共存.但NH4+和HCO3-，NH4+和 CO3-例外，可在同一溶液中大量共存.（2）络合反应.离子能在溶液中发生化学反应则无法共存.例如， Fe2+、Fe3+无法和SCN-大量共存，它们之间会发生络合反应导致离子消耗.

3.其他条件导致无法共存.对离子共存干扰最大的就是环境的酸碱性.就Fe2+无法与NO3-共存问题来说，它们在强酸环境即大量存在H+的环境中无法共存，此时NO3- 会和H+产生化学反应生成HNO3的同时，Fe2+也被氧化成Fe3+致使溶液变色.MnO4-、Cl-在中性、碱性、弱酸性环境下都可共存，但在强酸环境中会反应产生高锰酸，Cl-被氧化成Cl2.

总之，对弱酸的酸根无法与H+、OH- 离子大量共存、溶液的酸碱性可能导致离子的氧化还原反应等有关离子共存知识进行分析，能够帮助学生更好地理顺知识点，提高学生的解题能力.此外，教学中教师还应要求学生在答题过程中注意审题，挖掘题目中隐含的信息，对无用的干扰信息进行清晰排除，减少答题失误.