一、离子共存的基本概念
离子共存,指的是在溶液中各离子能否和谐共处,不发生反应的问题。当溶液中离子间能发生反应生成沉淀、气体、水或难电离的物质时,这些离子就不能大量共存。除此之外,还需考虑溶液酸碱性、氧化还原反应及络离子的形成等因素。
二、离子不能共存的情况
1. 在强酸性溶液中,不能大量存在弱酸根离子,如CO32-、HCO3-等,也不能有大量的OH-。
2. 在强碱性溶液中,不能大量存在弱碱金属离子,如Mg2+、Fe2+等,也不能大量存在H+及酸式根离子,如HCO3-等。
3. 能发生氧化还原反应的离子也不能共存,如Fe3+与I-、Cu2+与I2等。
4. 能形成络离子的也不能共存,如Fe2+与SCN-等。
5. 有色离子,如常见的Fe3+(黄色)、Cu2+(蓝色)等,在溶液中不能大量存在。
三、离子能共存的情况分析
在同一溶液中,若离子间符合下列任意一个条件就会发生离子反应,离子之间便不能在溶液中大量共存:生成难溶物或微溶物、生成气体或挥发性物质、生成难电离的物质以及发生氧化还原反应等。
四、特定环境下的离子共存问题
例如,在碱性溶液中,所有的弱碱阳离子及H+均不能大量共存。常见的不能与OH-大量共存的离子有:H+、Fe2+、Fe3+、Cu2+等。而K+、OH-、Cl-、碳酸根离子在碱性溶液中都是可以大量共存的。判断离子是否共存的关键在于判断离子间是否能发生反应。常见的反应类型包括生成难溶物、易挥发的物质以及难电离的物质等。例如,OH-与某些离子结合会生成沉淀,如与Fe3+结合生成氢氧化铁沉淀。还需注意某些离子的特殊性质,如氢氧化钙是强碱,而在碱性环境下某些离子可能生成碱式盐等。
理解离子共存的关键在于理解离子间的反应机制和条件,通过判断离子间能否发生反应来判断其是否能共存。