離子共存

離子反應是向着離子減弱的方向進行, 離子共存本質上是指離子能不能發生化學反應, 若離子之間不能發生離子反應, 則能共存。相反如果溶液中的離子之間能發生反應, 則不能共存。離子之間發生反應需要考慮許多方面的因素, 如:溶液中的離子間是否有揮發性物質生成、是否有難溶性物質生成、是否有弱電解質生成等。 ^[2] 

如果溶液中的某些離子之間能夠反應有難溶性或微溶性的物質生成, 則溶液中的這些離子就不能大量共存。

常見易生成難溶物質的離子如下:

如SO₄^2－與Ba²⁺、Ag⁺；OH^－與Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Mg²⁺、Al³⁺；Ag⁺與Cl^－、Br^－、I^－、CO₃^2－、SO₃^2-、S^2－；Mg²⁺、Mn²⁺_、Zn²⁺_、Ba²⁺、Ca²⁺與CO₃^2－、SO₃^2－、PO₄^3－；S^2－與Cu²⁺、Pb²⁺；Ca²⁺與SO₄^2－等不能大量共存

原理:金屬陽離子能夠結合酸根離子或者陰離子生成難溶性或者微溶性的物質。 ^[1] 

如果溶液中的某些離子間結合有難電離的物質生成, 則溶液中的這些離子之間就不能大量共存。

常見易生成難電離的離子如下:

(1) H⁺與OH^-、ClO^-、CH₃COO^-、F^-、S2^-、HCO₃^-、CO₃^2-、HSO₃^-、SO₃^2-、HS^-、S^2-、H₂PO₄^-、HPO₄^2-、PO₄^3-、F^-、HSiO₃^-、SiO₃^2-，因生成水和弱酸而不能共存。

(2) OH^-與H⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Mg²⁺、Al³⁺、HCO₃^-、HSO₃^-、HS^-、H₂PO₄^-、HPO₄^2-、HSiO₃^-因生成弱鹼和水，所以不能大量共存。

如果溶液中離子間能結合有揮發性的物質生成, 則溶液中的這些離子不能大量共存。

如果溶液中離子間能結合有絡合物生成, 則這些離子不能共存。

例如:Fe³⁺和SCN^-。

原理:3SCN^-+Fe³⁺=Fe(SCN)₃ 生成絡合物硫氰化鐵等。

如果溶液中存在弱酸和弱鹼, 則弱酸對應的酸根離子和弱鹼對應的金屬陽離子或銨根離子反應, 相互促進發生雙水解。

如果溶液中有還原性較強的離子, 則溶液中不能存在較強氧化性的離子, 兩類離子不能大量共存。

例如:H⁺和NO₃^-同時存在, 則不能與S^2-、Fe²⁺、I^-共存等。

原理:H⁺與NO₃^-結合生成的硝酸, 硝酸有強氧化性與還原性較強的S^2-、Fe²⁺、I^-等離子發生氧化還原反應, 不能共存。 ^[2] 

離子共存題幹中經常會有一些隱含的條件, 需要我們仔細地閲讀題意, 當題中説明溶液為無色時則溶液中一定不存在有色離子。

常見的有色離子如下:

Cu²⁺藍色、Fe²⁺淺綠色、Fe³⁺黃色、MnO₄^-紫紅色等。

若題中説溶液為透明則不代表溶液無色, 透明是溶液的狀態, 也可代表溶液有顏色。

1. 溶液呈酸性

如果題中溶液 (1) 呈酸性、 (2) 滴加石蕊試劑呈紅色、 (3) 滴加甲基橙呈紅色、 (4) pH<7符合以上四個條件中的任意一個, 則溶液中一定沒有OH^-或弱酸根陰離子 (CO₃^2-、S^2-、ClO^-、AlO₂^-) 。

2. 溶液呈鹼性

如果溶液 (1) 呈鹼性、 (2) 向溶液中滴加酚酞呈紅色、 (3) 滴加石蕊呈藍色、 (4) pH>7符合以上五個條件中的任意一個, 則溶液中一定沒有H⁺或弱鹼陽離子 (Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、NH₄⁺) 。

3. 酸鹼性皆不能共存

4. 酸鹼性

(1) 與金屬Al反應能放出H₂, 則溶液可能呈酸性或鹼性。

(2) 水電離出的c (H⁺) =1×10^-12mol/L, 則溶液可能呈酸性或鹼性。

(3) 在酸性的條件下MnO₄^-和ClO^-等離子具有氧化性，則具有還原性的離子不能共存。 ^[1]