关于离子共存问题的多角度探析

崔恒祥

角度一：离子的物质性质

从物理性质角度来分析溶液中的离子能否大量共存，指的是利用离子的物理性质。主要包括离子的状态和颜色，而后者具有较强的隐蔽性，也是容易出错的知识点，最为基本的原理是有色离子不能存在于无色溶液中。

例1 下列各组离子可以大量存在于某无色透明溶液中的是（  ）。

A. Fe2+、NH+4、SO2-4、OH-

B. ClO-、Na+、NO-3、AlO-2

C. MnO-4、K+、SO2-4、Na+

D. HCO-3、CO2-3、Cu2+、K+

分析 该题指明溶液为无色透明状态，有色离子不能存在于溶液中，因此考题实际上就是考查有色离子的颜色，角度较为单一，只需要对其中的有色离子加以提取即可。

解 A选项的Fe2+为浅绿色，显然不能存在于题干指定的溶液中，错误;B选项中的四种离子均为无色离子，且不发生离子间反应，可以共存，正确;C选项的MnO-4为紫红色，也不能存在于无色透明的溶液中，错误;D选项的Cu2+为蓝色，也不能存在于无色溶液中，错误。正确的选项为B。

启示 从离子颜色角度来分析离子能否共存是最基本的方式，学生应明晰基本的判别原理，然后总结常见的有色离子，如Fe2+为浅绿色、Fe3+为棕黄色、MnO-4为紫红色、Cu2+为蓝色、Cr2O2-7为黄色、Cr3+为绿色。

角度二：根据溶液的性质

离子能否大量共存，必然与溶液的性质有关，不同性质的溶液会对离子造成一定的影响，因此可以从分析溶液性质的角度来加以判断。常见的情形有溶液的酸碱性、溶液所含元素或离子的性质等影响离子共存，而分析的难点在于如何判断溶液的酸碱性，常见的方式有根据酸碱指示剂的变色范围、溶液与某种物质的反应现象、pH数值、溶液中所含的离子等。

例2 分析下列溶液中的离子，其中一定可以大量共存的是（  ）。

A.1.0mol/L的KNO3溶液中存在的离子：Fe2+、Cl-、H+、SO2-4

B.能使甲基橙变红的溶液中存在的离子：NH+4、AlO-2、Cl-、Ba2+

C.pH=12的溶液中存在的离子：K+、Na+、CH3COO-、Br-

D.溶液可以与Al生成大量的氢气，存在的离子：K+、Na+、CO2-3、NO-3

分析 题目指明要求分析特定溶液中离子能否大量共存，并且选项可以分为两部分：第一部分是关于溶液性质的描述，第二部分是需要分析的离子。因此在解析时首先需要根据溶液的描述来判斷溶液的性质，然后根据溶液的性质分析后一部分的离子能否大量共存。最基本的原理是酸性溶液中H+会与弱酸阴离子生成弱电解质而不能大量共存;在碱性溶液中OH-与H+或弱碱阳离子生成弱电解质而不能大量共存。另外，多元弱酸的酸式根离子只能存在于中性溶液中。

解 A选项的KNO3溶液为中性，因此不可能大量存在H+，错误;B选项的溶液可以使甲基橙变红，可知溶液为酸性，而AlO-2会与H+反应生成HAlO2，后者为弱电解质，不能大量共存，错误;C选项的溶液pH=12，则溶液为碱性，溶液富含OH-，选项的各离子均不与其反应，且相互之间可以共存，正确;D选项的溶液可以与Al发生反应生成H2，分析Al的性质可知溶液可能为碱性也可能为酸性，若为碱性，上述离子可以大量共存，若为酸性，则溶液中的H+会与CO2-3发生反应，不能共存，因此错误。所以正确的选项为C。

启示 从溶液性质角度来分析离子共存，实际上就是分析溶液的酸碱性和所含的离子，前者的难点有两个：一是根据条件判断溶液的酸碱性，二是分析离子在不同性质溶液中的存在性。溶液性质的判别方法，可以从物理和化学反应两个角度加以总结。后者则需要明确原理，即离子与溶液生成弱电解质则不能共存，属于化学反应。

角度三：根据离子间反应

离子间若发生复分解反应、氧化还原反应、络合反应以及相互促进的双水解反应就不能大量共存，即“有反应，不共存;可共存，无反应”。利用该角度进行离子共存判断需要掌握的知识点有很多，难度也较大，如常见的复分解反应类型、离子的氧化性和还原性强弱、常见的络合物以及离子的双水解知识等。

例3 校实验小组想要配制一种只含有四种离子的溶液（不考虑水电离的离子），并且要求各离子的浓度均相等，则下列选项的离子可以满足配制要求的是（  ）。

A. Al3+、K+、NO-3、SO2-4 B. Na+、Mg2+、Cl-、SO2-4

C. ClO-、I-、Na+、K+D. Cl-、Al3+、NO-3、HCO-3

分析 题目要求配制的溶液中含有四种离子，且浓度均相等，则从化学角度分析需要满足两个条件：一是四种离子可以大量共存，二是四种离子满足电荷守恒，溶液为电中性。在选项中给出了四种离子，分析时首先需要确保离子之间不会发生反应，因此需要结合一些特殊反应来加以判断，一旦四种离子存在复分解反应、氧化还原反应、络合反应或双水解反应，则可以直接判定离子不能共存。

解 A选项的四种离子虽然可以大量共存，但若各离子的浓度均相等显然不满足电荷守恒，错误;B选项的四种离子可以大量共存，且满足浓度相等时的电荷守恒要求，正确;C选项的四种离子中ClO-具有较强的氧化性，而I-具有较强的还原性，显然两者可以发生氧化还原反应，不能共存，错误;D选项的四种离子中Al3+会和HCO-3发生双水解反应，故不能大量共存，错误。正确的选项为B。

启示 从离子间的相互反应来判断离子共存实际上就是结合几种特殊的化学反应来加以分析。教学中需要引导学生掌握几种化学反应的特征和判断方法，如复分解反应有三类：生成难溶或微溶物、生成气态物质、生成弱电解质，溶液中同时存在具有较强氧化性和还原性的离子时会发生氧化还原反应，弱酸根离子和弱碱离子共存时会发生双水解。

（收稿日期：2018-12-10）