離子共存，實(shí)質(zhì)上就是判斷離子間是否發(fā)生反應(yīng)的問題。若在溶液中能夠發(fā)生反應(yīng)，就不能大量共存。判斷能否發(fā)生反應(yīng)，不僅是有沉淀、氣體、水、難電離的物質(zhì)產(chǎn)生，還涉及到溶液酸堿性、有色、無色，能否進(jìn)行氧化還原反應(yīng)等。

一、離子共存知識(shí)要點(diǎn)

離子不能共存的情況：

1、復(fù)分解反應(yīng)中只要有難電離物或易揮發(fā)物或難電離物生成離子不會(huì)大量共存。

①生成難溶物：Ba2+與CO32-、SO42-;Ca2+與CO32-、SO32-;Ag+與Cl-、Br-、I-;OH-與Cu2+、Fe3+、Al3+;AlO2-與H+等。

②生成氣體或揮發(fā)性物質(zhì)：NH4+與OH-;H+與CO32-、HCO3-、SO32-等。

③生成難電離的物質(zhì)：H+與OH-、CH3COO-、F-等。

2、氧化還原反應(yīng)中：一些具有較強(qiáng)的氧化性的離子與一些具有較強(qiáng)還原性的離子不能大量共存。如Fe3+與I-、S2-;ClO-與S2-;酸性條件下NO3-與Fe2+;MnO4-與Fe2+等。

3、發(fā)生互相促進(jìn)水解的離子(雙水解)不能大量共存。如CO32-(或HCO3-)與Fe3+、Al3+。

4、某些離子只能存在于一定pH范圍內(nèi)。

①只能存在于酸性溶液中：水解呈酸性的離子，即弱堿所對(duì)應(yīng)的陽離子。如Fe3+、Al3+、Fe2+、NH4+等。

②只能存在于堿性溶液中：水解呈堿性的離子，即弱酸根。如CH3COO-、CO32-、S2-、HS-、HCO3-、PO43-、HPO42-、F-、H2PO4-、ClO-、AlO2-、SiO32-、CN-、C17H35COO-等。

③強(qiáng)酸、強(qiáng)堿性溶液都不能大量存在：即多元弱酸的酸式酸根離子，如HS-、HCO3-、HSO3-、HPO42-、H2PO4-。

注意題目中的前置條件：

1、對(duì)溶液性質(zhì)的要求：

①顏色：無色透明溶液中一定無Cu2+、Fe2+、Fe3+、MnO4-。

②溶液的酸堿性：如25℃時(shí)由水電離出的c(H+)或c(OH-)=1.0×10-12mol/L;與Al作用產(chǎn)生氫氣;室溫時(shí)某指示劑的顏色(如酚酞變紅);室溫下pH=1或13的溶液等。

2、特殊要求：如在××離子存在下不能共存的;因發(fā)生氧化還原反應(yīng)，而不能大量共存的;因生成沉淀和氣體而不能大量共存的等。

3、能共存或不能共存(不強(qiáng)調(diào)大量共存)。

二、離子共存問題解題依據(jù)

1、氧化還原反應(yīng)與負(fù)分解反應(yīng)

通常情況下，溶液當(dāng)中所含有的多種類型離子會(huì)出現(xiàn)氧化還原反應(yīng)以及負(fù)分解反應(yīng)，使得離子難以共存。以下將詳細(xì)闡述相應(yīng)的狀況。

①離子反應(yīng)中產(chǎn)生氣體：

對(duì)于堿性溶液而言，其中含有部分弱酸性離子，就會(huì)引發(fā)離子反應(yīng)。在此過程中，反應(yīng)的產(chǎn)物當(dāng)中也一定要含有氣體小分子，最常見的就是碳酸根、亞硫酸根、二價(jià)硫離子等等。這種類型的弱酸根能夠與氫離子共存，并且產(chǎn)生離子反應(yīng)，將部分離子消耗掉。

②離子反應(yīng)中產(chǎn)生沉淀物：

通常情況下，在堿性溶液當(dāng)中含有部分金屬陽離子，像是鎂離子與鈣離子等，就能夠與溶液當(dāng)中所含有的碳酸根離子與硫酸根離子等酸根離子接觸，就會(huì)反應(yīng)并且產(chǎn)生相應(yīng)的沉淀物，無法保證兩種不同類型的離子共存。

如果是溶液當(dāng)中所含的鐵離子、銅離子與鋅離子等多種金屬陽離子和溶液當(dāng)中的氫氧根接觸同樣會(huì)發(fā)生反應(yīng)，同時(shí)形成堿性的沉淀物，使得離子無法實(shí)現(xiàn)共存。除此之外，如果是溶液當(dāng)中的部分酸根離子，像是汞離子與銅離子等接觸，同樣會(huì)反應(yīng)并且產(chǎn)生沉淀物。

③離子反應(yīng)中形成弱電解質(zhì)：

與沉淀物產(chǎn)生的基本原理大致相同，在離子反應(yīng)的過程中，如果形成了弱電解質(zhì)也會(huì)將部分離子消耗掉。與此同時(shí)，會(huì)與溶液相互脫離，最終所形成的弱電解質(zhì)難以共同存在。最具代表性的就是碳酸根等弱酸就難以與氫氧根共存。

2、絡(luò)合反應(yīng)與雙水解反應(yīng)

①絡(luò)合反應(yīng)：

溶液當(dāng)中含有部分離子，像是二價(jià)鐵離子、三價(jià)鐵離子與硫氰根等，因?yàn)殛庪x子與陽離子接觸會(huì)出現(xiàn)絡(luò)合反應(yīng)，所以離子也會(huì)隨之消耗，最終導(dǎo)致離子間無法共存。

②雙水解反應(yīng)：

我們?cè)诟咧袑W(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的時(shí)候了解到溶液當(dāng)中含有部分水解程度相對(duì)較大的陰離子和陽離子，但兩者無法大量共存。其中，二價(jià)硫離子、碳酸根與硫酸根等多種陰離子在溶液當(dāng)中就難以與鋁離子共存。

最主要的原因鋁離子會(huì)在溶液當(dāng)中出現(xiàn)水解反應(yīng)，但其中的弱酸根也會(huì)出現(xiàn)水解反應(yīng)，最終致使水溶液呈現(xiàn)出堿性特征。而在水解反應(yīng)過程中會(huì)生成相關(guān)產(chǎn)物，并且發(fā)生另一反應(yīng)，致使水解反應(yīng)程度不斷加劇。在這種情況下，離子消耗量明顯增加，無法實(shí)現(xiàn)共存。

3、其他情況

對(duì)于離子共存產(chǎn)生最大程度的影響因素就是溶液環(huán)境酸堿性，可以將二價(jià)鐵離子和硝酸根難以共存的問題作為案例進(jìn)行分析。在酸性溶液當(dāng)中含有這兩種離子，但因?yàn)槿芤捍嬖跉潆x子，所以硝酸根就會(huì)與氫離子發(fā)生反應(yīng)，最終形成強(qiáng)酸物質(zhì)硝酸。受硝酸強(qiáng)氧化性的影響，使得二價(jià)鐵離子發(fā)生氧化并形成三價(jià)鐵離子，使得溶液的顏色發(fā)生了明顯的變化。

三、離子共存解題步驟

(一)看溶液顏色

1、注意審題：澄清透明≠無色透明，所謂澄清透明的溶液，可以有顏色，但不能出現(xiàn)混濁或產(chǎn)生沉淀。

2、排除有色：若題設(shè)溶液呈無色透明，則像Cu2+(藍(lán)色)、Fe2+(淺綠色)、Fe3+(黃色)、MnO4-(紫色)等常見有色離子，肯定不能大量共存。

(二)看溶液性質(zhì)

1、當(dāng)心下列說法：25℃時(shí)水電離的c(H+) 1×10-7mol·L-1，意味著水的電離受到了抑制，加酸或加堿均可以對(duì)水的電離起到抑制作用，那么該溶液可能呈酸性也可能是堿性(2Al+6H+=2Al3++3H2↑);與鋁反應(yīng)能放出氫氣，則該溶液可能是酸性也可能是堿性(2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑);

酚酞呈無色，因?yàn)榉犹淖兩秶鸀椋?無色)8.2～10.0(紅色)，所以溶液呈酸性、中性、弱堿性均有可能;甲基橙呈黃色，因?yàn)榧谆鹊淖兩秶鸀?紅色)3.1～4.4(黃色)，所以溶液呈弱酸性、中性、堿性均有可能。

2、換個(gè)角度理解：若溶液呈強(qiáng)酸性，則OH-和弱酸根陰離子均不能與其中大量存在的H+共存，然而弱酸根離子太多會(huì)給學(xué)生帶來記憶上的困難，于是換個(gè)說法也就是：H+只與Cl-、Br-、I-、SO42-、NO3-、ClO4-等六大強(qiáng)酸根離子共存。

同理可得：若溶液呈強(qiáng)堿性，則H+和弱酸陽離子均不能與其中大量存在的OH-共存，也就等價(jià)為OH-只與Na+、K+、Ba2+等三大強(qiáng)堿陽離子共存。

3、關(guān)注特別提醒：酸式弱酸根離子(如HCO3-、HSO3-、HS-、H2PO4-、HPO42-、HC2O4-等)在強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性溶液中均不能大量存在，以為HCO3-例說明:HCO3-+H+=H2O+CO2↑且HCO3-+OH-=H2O+CO32-。

(三)看特殊情況

1、AlO2-+HCO3-+H2O=Al(OH)3↓+CO32-說明AlO2-與HCO3-不能大量共存，但不是因?yàn)轭愃艫l3+與HCO3-的完全雙水解而是強(qiáng)酸(HCO3-)制弱酸(HAlO2)。

2、NO3-+H+的組合常常較為隱蔽，具有強(qiáng)氧化性，不能與Fe2+、S2-、I-等還原性離子共存，另外也要當(dāng)心：該組合與Al反應(yīng)也不產(chǎn)生H2而產(chǎn)生NO。

3、NH4+與等CH3COO-、HCO3-、CO32-能大量共存，因?yàn)殡m然兩者相互促進(jìn)水解但程度仍然很小。

4、中性條件下不可能大量存在Fe3+，因?yàn)樵趐H≥3.7時(shí)Fe3+就已經(jīng)完全沉淀了。

(四)看四大反應(yīng)

1、復(fù)分解反應(yīng):

①生成難溶或微溶物，可借助“溶解度口訣”來加以理解、記憶并突破：鉀鈉銨硝均易溶;鹽酸除了銀離子;硫酸除了鋇和鉛;堿中溶有鉀鈉鋇;碳硅硫磷亞硫酸，它們只溶鉀鈉銨;另記幾種微溶物：Ca(OH)2、CaSO4、Ag2SO4、MgCO3。

②生成揮發(fā)性物質(zhì)，關(guān)鍵在于把握：H+與HCO3-、HSO3-、HS-不能大量共存;OH-與NH4+不能大量共存。

③生成弱電解質(zhì)，重點(diǎn)得當(dāng)心弱電解質(zhì)不是只有水，還包括弱酸、弱堿：因?yàn)闀?huì)生成水，所以H+與OH-不能大量共存;因?yàn)闀?huì)生成弱酸，所以H+只與Cl-、Br-、I-、SO42-、NO3-、ClO4-等六種強(qiáng)酸的酸根離子共存;因?yàn)闀?huì)生成弱堿，所以O(shè)H-只與Na+、K+、Ba2+等三種強(qiáng)堿的陽離子共存。在此，有一個(gè)問題必須得澄清：為什么Ca(OH)2是強(qiáng)堿，但Ca2+與OH-卻不能大量共存呢?最主要還是因?yàn)镃a(OH)2微溶。

2、氧化還原反應(yīng):

先按常見陰離子(F-、Cl-、Br-、I-、S2-等)的還原性由弱到強(qiáng)排出如下圖所示的順序，再將Fe2+和SO32-插空進(jìn)去;最后將常見的離子型氧化劑列在相應(yīng)離子的下方，詳見下圖：

在酸性條件下，NO3-與Fe2+不能共存，同時(shí)還原性排在Fe2+離子前的I-、SO32-、S2-也不能與之共存;Fe3+與I-不能共存，同時(shí)還原性排在I-離子前的SO32-、S2-也不能與之共存;另外SO32-與S2-在堿性條件下可以共存，但若溶液呈酸性，則兩者會(huì)發(fā)生歸中反應(yīng)，即SO32-+2S2-+6H+=3S↓+3H2O。

3、完全雙水解反應(yīng):

常見離子組為：Al3+與HCO3-、HS-、AlO2-不能大量共存;Fe3+與HCO3-、AlO2-不能大量共存，細(xì)心的人對(duì)比后會(huì)發(fā)現(xiàn)Fe3+只比Al3+少了一組——HS-，原因是Fe3+和HS-會(huì)優(yōu)先發(fā)生氧化還原反應(yīng)。NH4+只與AlO2-不能大量共存，是因?yàn)镹H4+結(jié)合OH-的能力(即NH4+的水解能力)比Fe3+和Al3+都弱。

4、絡(luò)合反應(yīng):

Fe3+與SCN-會(huì)發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)而不能共存，反應(yīng)為Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3。

(五)看題目設(shè)置

1、是否注明：因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能共存，就只能是發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能是其他反應(yīng)。

2、還得看清：在強(qiáng)酸性和強(qiáng)堿性的條件下，一定能大量共存，即意味著該組離子不管是與H+還是與OH-均可大量共存;一定不能大量共存，即意味著該組離子不管是與H+還是與OH-都不可以大量共存;可能大量共存，即意味著該組離子與H+或OH-只要滿足其一即可。

四、離子共存例題

1、氧化還原反應(yīng)

在高中化學(xué)學(xué)習(xí)離子共存問題的過程中，由于離子之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)，導(dǎo)致離子不能大量共存的現(xiàn)象非常普遍。因此，學(xué)習(xí)這類知識(shí)點(diǎn)時(shí)，掌握氧化還原反應(yīng)的概念、常見的氧化還原反應(yīng)類型格外重要。

例1：下列離子溶液中，由于發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量存在的是()。

A.H+、NO3-、Fe2+、Na+

B.Ag+、NO3-、Cl-、K+

C.K+、Ba2+、OH-、SO42-

D.Cu2+、NH4+、Br-、OH-

分析：解答這類題目時(shí)，需要抓住題目中給定的關(guān)鍵信息。本題的關(guān)鍵信息是“發(fā)生氧化還原反應(yīng)”、“不能大量存在”，兩個(gè)條件既要滿足氧化還原反應(yīng)，同時(shí)又不能共存。解答本題時(shí)，有學(xué)生只關(guān)注不能共存導(dǎo)致錯(cuò)選答案。

解：A項(xiàng),溶液顯酸性，硝酸根與氫離子共存有氧化性，從而將Fe2+氧化，因此不能共存。B項(xiàng),溶液中Ag+和Cl-發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀，因此不能大量共存。C項(xiàng),溶液中Ba2+和SO42-發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀，不可共存。D項(xiàng),溶液中生成氫氧化銅藍(lán)色沉淀不能共存。B、C、D雖滿足不能共存條件，但是不是因?yàn)榘l(fā)生氧化還原反應(yīng)，因此選A。

評(píng)注：本題考查因發(fā)生氧化還原反應(yīng)離子不能共存知識(shí)點(diǎn)，解答本題時(shí)需要同時(shí)滿足兩個(gè)條件。出題者容易抓住學(xué)生審題不認(rèn)真的缺點(diǎn)，安排陷阱選項(xiàng)。

2、絡(luò)合反應(yīng)

由于發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)導(dǎo)致離子不能大量共存是較為常見的“離子共存”問題。其中銀氨溶液絡(luò)合、銅氨溶液絡(luò)合以及Fe2+、Fe3+和SCN-絡(luò)合都是經(jīng)?？疾榈闹R(shí)。因此，在解決此類問題時(shí)，遇到有關(guān)離子就要集中注意，分析是否發(fā)生了絡(luò)合反應(yīng)。

例2：下列水溶液中的各組離子因?yàn)榘l(fā)生絡(luò)合反應(yīng)而不能大量共存的是()。

A.Na+、Ba2+、Cl-、SO42-

B.Ca2+、HCO3-、Cl-、K+

C.H+、Fe3+、SCN-、Cl-

D.H+、K+、MnO4-、I-

分析：學(xué)生在瀏覽本題時(shí)，需要抓住兩點(diǎn)，既需要滿足離子不能大量共存，又要滿足離子間因發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)而不能共存。絡(luò)合反應(yīng)是學(xué)生解答這類題目時(shí)容易忽略的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，高中學(xué)生只需要掌握銀氨絡(luò)合，銅氨絡(luò)合，及鐵離子和SCN-之間的絡(luò)合。

解：A項(xiàng),溶液中鋇離子和硫酸根離子因發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，產(chǎn)生硫酸鋇沉淀而不能大量共存。B項(xiàng),溶液中離子間不發(fā)生任何反應(yīng)可以大量共存。C項(xiàng),溶液中鐵離子和SCN-發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，因此不可共存，此選項(xiàng)為正確選擇。D項(xiàng),溶液中酸性的高錳酸根有強(qiáng)氧化性，將碘離子氧化為碘單質(zhì)，因此離子間因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能共存。綜上所述，正確答案為C。

評(píng)注：學(xué)生在解答本題時(shí)需要認(rèn)真審題，離子不能大量共存同時(shí)又要滿足離子間發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，同時(shí)牢記高中學(xué)習(xí)的幾個(gè)特征的絡(luò)合反應(yīng)公式。離子共存問題是高考考試的重點(diǎn)，學(xué)生在平時(shí)的學(xué)習(xí)中要多加練習(xí)，做好總結(jié)工作。

3、水解反應(yīng)

水解反應(yīng)是指，由于離子混在一起，導(dǎo)致原來的水解平衡被打破的現(xiàn)象。同時(shí)水解反應(yīng)產(chǎn)物種類繁多，有些離子水解產(chǎn)生氣體，有些水解產(chǎn)生沉淀，有些離子相互反應(yīng)既產(chǎn)生氣體又產(chǎn)生沉淀。

例3：下列各自離子因發(fā)生水解反應(yīng)而不能大量存在的是()。

A.Ba2+、Cl-、SO42-、Na+

B.Cl-、AlO2-、SO42-、HCO3-

C.OH-、NO3-、SO42-、Fe3+

D.Cl-、Na+、HCO3-、Al3+

分析：解題關(guān)鍵，既要滿足離子不能共存又要滿足發(fā)生水解反應(yīng)導(dǎo)致不可共存，水解反應(yīng)的產(chǎn)物一般就是氣體和沉淀，分析選項(xiàng)時(shí)重點(diǎn)關(guān)注特征離子，例如：Al3+與CO32-、HCO3-在一起時(shí)，會(huì)徹底水解產(chǎn)生氣體和沉淀。

解：A項(xiàng)，溶液中Ba2+和SO42-因發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀不能共存。B項(xiàng)，溶液中AlO2-與HCO3-因發(fā)生強(qiáng)酸制取弱酸而不能大量共存。C項(xiàng)，F(xiàn)e3+與OH-因發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀不能共存。D項(xiàng)HCO3-與Al3+會(huì)發(fā)生雙水解反應(yīng)而不能大量共存。答案為D。

評(píng)注：水解反應(yīng)是離子共存問題學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，同時(shí)也是高考考察的重點(diǎn)，學(xué)生在解答此類問題時(shí)，對(duì)選項(xiàng)中的特殊離子多加關(guān)注，例如CO32-、HCO3-、Al3+、AlO2-等，都是容易發(fā)生水解發(fā)硬的離子。

五、總結(jié)

解決離子共存問題時(shí)，歸納起來有一句話：一色，二性，三特殊，四反應(yīng)。

色就是溶液顏色：題目若是限定無色透明那就不存在Cu2+、Fe3+、MnO4-、Fe2+等;

性即酸堿性：

①在強(qiáng)酸性溶液中，OH-及弱酸根陰離子(如CO32-、SO32-、S2-、CH3COO-等)均不能大量存在;

②在強(qiáng)堿性溶液中，H+及弱堿陽離子(如NH4+、Al3+、Mg2+、Fe3+等)均不能大量存在;

③酸式弱酸根離子(如HCO3-、HSO3-、HS-)在強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性溶液中均不能大量存在。

特殊就是部分特殊情況：

①AlO2-與HCO3-不能大量共存：AlO2-+HCO3-+H2O=Al(OH)3↓+CO32-;

②NO3-+H+組合具有強(qiáng)氧化性，能與S2-、Fe2+、I-、SO32-等因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存;

③NH4+與CH3COO-、CO32-、Mg2+與HCO3-等組合中，雖然兩種離子都能水解且水解相互促進(jìn)，但總的水解程度很小，它們?cè)谌芤褐心艽罅抗泊?加熱就不同了)。