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離子共存問題
【回顧】
一、離子的共存
判斷幾種物質在同一種溶液中能不能共存、能不能大量共存、能不能在指定的酸堿度下共存，關鍵是看這幾種物質能否發生反應。若能反應，則不能共存，反之則能共存；若有微溶物生成，則不能大量共存。判斷幾種物質是否能發生反應，關鍵是判斷幾種離子在同一種溶液中相互結合能不能生成沉淀、氣體、水(即復分解反應的三個條件)。
生成水(H2O)：H＋、OH－不能共存。
生成氣體：如CO2：H＋、CO32－不能共存，H＋、HCO3－ 不能共存；如NH3：NH4＋、OH－不能共存。
生成沉淀：常見鹽的溶解性口訣——鉀鈉銨鹽都可溶；硝酸遇水無影蹤(含硝酸根的都可溶)；硫酸除鋇(硫酸鋇)氯除銀(氯化銀)，沒有提到都可溶。
綜合上述情況，可以分為以下幾種情況：
1．所有的弱酸根離子(如CO32－、SO32－)和OH－都不能在酸性溶液中共存。
2．與OH－生成氣體的NH4＋、所有與OH－生成沉淀的金屬離子(如Mg2＋、Al3＋、Mn2＋、 Zn2＋、Fe2＋、Fe3＋、Cu2＋、Ag＋)和H＋都不能在堿性溶液中共存。
3．酸式鹽中的含氫弱酸根離子不能與強堿(OH－)、強酸(H＋)共存。如 HCO3－＋OH－=== CO32－＋H2O、HCO3－＋H＋===CO2↑＋H2O。
4．所有有顏色的離子(如Fe2＋、Fe3＋、Cu2＋、MnO4－)都不能在無色溶液中存在。
5．有的離子對之間不能共存。如Ba2＋與SO42－、Ag＋與Cl－、Ca2＋與CO32－等。
二、離子方程式
常見酸、堿、鹽之間反應的本質是生成了氣體、沉淀、水。
1．離子反應(離子之間進行的反應)
定義：有離子參加或生成的反應。酸、堿、鹽之間在水溶液中的反應屬于離子反應。
2．離子方程式
用實際參加反應的離子符號表示離子反應的式子。離子方程式符合質量守恒和電荷守恒。
3．離子方程式的書寫
(1)寫出化學方程式(基礎)
例：2AgNO3＋CuCl2===2AgCl↓＋Cu(NO3)2
(2)把易溶于水、易電離的物質拆寫成離子形式(關鍵)，難溶或難電離的物質以及氣體等仍用化學式表示。
2Ag＋＋2NO3－＋Cu2＋＋2Cl－===2AgCl↓＋Cu2＋＋2NO3－
(3)刪去方程式兩邊形式相同的離子(途徑)
2Ag＋＋2NO3－,)＋Cu2＋,)＋2Cl－===2AgCl↓＋Cu2＋,)＋2NO3－,)
(4)整理方程式并檢查兩邊各元素的原子個數和電荷總數是否相等(保證)。
2Ag＋＋2Cl－===2AgCl↓
Ag＋＋Cl－===AgCl↓
步驟口訣：一寫、二拆、三刪、四查。
拆寫的規則：
①可寫成離子的物質：易溶于水、易電離的物質。
A．強酸：H2SO4、HCl、HNO3；
B．強堿：NaOH、KOH、Ba(OH)2；
說明：Ca(OH)2微溶于水，溶液中一般寫離子，懸濁液則寫化學式。
C．可溶性鹽(注意記憶課本后的溶解性表)。
②仍用化學式表示的物質：
A．難溶性物質：BaSO4、Cu(OH)2、CaCO3、AgCl等；
B．難電離物質：弱酸、弱堿(氨水、難溶性堿)、水等；
C．氣體：CO2、H2、SO2等；
D．單質：H2、Na、Fe、O2等；
E．氧化物：Na2O、Fe2O3等。
　　　　　　　　　　　　　　　　
例　下列離子組中，能大量共存的是(　　)
A．Na＋、NH4＋、Cl－、OH－
B．H＋、Fe2＋、SO42－、NO3－
C．Cu2＋、Ba2＋、Cl－、SO42－
D．Na＋、H＋、NO3－、CO32－
[答案] B
A中四種離子中的OH－與NH4＋結合會產生氣體；C中四種離子中的Ba2＋和SO42－結合會產生沉淀；D中四種離子中的H＋和CO32－會結合產生氣體。
[方法點撥] 在離子共存問題中要注意：H＋、OH－、顏色(如無色)、結合產生沉淀等關鍵詞，所以記憶酸、堿、鹽的溶解性表對解決此類問題有非常大的幫助；在做物質共存和離子共存問題時，凡是能夠反應生成沉淀、氣體或水的都是不能共存的。
　　　　　　　　　　　　　　　
1．下列反應不能用離子方程式Ba2＋＋SO42－===BaSO4↓表示的是(　　)
A．Ba(NO3)2＋H2SO4===BaSO4↓＋2HNO3
B．BaCl2＋Na2SO4===BaSO4↓＋2NaCl
C．BaCO3＋H2SO4===BaSO4↓＋H2O＋CO2↑
D．BaCl2＋H2SO4===BaSO4↓＋2HCl
2．下列各組離子在水溶液中能大量共存的是(　　)
A．Na＋、Ba2＋、Cl－、SO42－
B．Ca2＋、HCO3－、Cl－、K＋
C．Mg2＋、Ag＋、NO3－、Cl－
D．H＋、Cl－、Na＋、CO32－
3．在pH＝1的無色溶液中，可以大量存在的物質是(　　)
A．NaOH、NaNO3、KNO3
B．Na2CO3、NaCl、KCl
C．CuSO4、NaCl、BaCl2
D．NaNO3、MgCl2、K2SO4
4．某溶液能與鎂反應生成氫氣，則下列各組物質在該溶液中能大量存在的是(　　)
A．KCl、NaCl、Na2SO4 B．NaCl、NaNO3、AgNO3
C．Na2CO3、NaCl、Na2SO4 D．BaCl2、NaCl、Na2SO4
5．某無色溶液，在pH＝0和pH＝14的條件下都能大量共存的是(　　)
A．Fe2＋、K＋、SO42－、NO3－
B．Mg2＋、NH4＋、SO42－、Cl－
C．Na＋、K＋、CO32－、MnO4－
D．Ba2＋、Na＋、NO3－、Cl－
6．某城市有甲、乙兩工廠排放污水，污水中各含有下列6種離子中的3種(兩廠不含相同離子)：H＋、Ba2＋、Na＋、OH－、CO32－、NO3－。兩廠單獨排放都會造成嚴重的水污染，若將兩廠的污水按一定比例混合，便會變成無色澄清只含硝酸鈉的溶液。關于污染源的分析，你認為正確的是(　　)
A．CO32－和NO3－來自同一工廠
B．OH－和NO3－一定不在同一工廠
C．H＋和Ba2＋一定不在同一工廠
D．Na＋和NO3－來自同一工廠
7．下列各組離子在溶液中能夠大量共存，當溶液中pH>7時，既有氣體產生，又能生成沉淀。則該組離子可能是(　　)
A．Na＋、Ba2＋、NO3－、CO32－
B．Ba2＋、K＋、Cl－、NO3－
C．Mg2＋、NH4＋、SO42－、Cl－
D．Fe2＋、Na＋、SO42－、NO3－
8．(多選)溫州中學自主招生模擬現有一混合物的水溶液，只可能含有以下離子中的若干種：Na＋、NH4＋、Ba2＋、SO42－、CO32－、Cl－。現取兩份等質量的溶液進行如下實驗：①第一份加足量NaOH溶液，加熱，收集到氣體0.68 g；②第二份加足量BaCl2溶液后，過濾、干燥后得6.27 g沉淀，將沉淀用足量鹽酸洗滌、干燥后，稱得不溶性固體的質量為2.33 g。根據上述實驗，以下推測正確的是(　　)
A．一定不存在Ba2＋，可能存在NH4＋
B．一定存在CO32－與NH4＋
C．一定存在Na＋
D．一定不存在Cl－
9．現有甲、乙兩種溶液，共含有八種離子，分別為H＋、Ag＋、K＋、Ba2＋、OH－、Cl－、 NO3－和CO32－，且兩種溶液里所含的離子各不相同。已知向甲溶液里滴入紫色石蕊試液，溶液變成藍色，說明甲溶液呈________(填“酸性”“堿性”或“中性”)，那么乙溶液里含有的四種離子是________________________(填離子符號)。
10．已知某無色溶液中，可能含有H＋、Ag＋、Cu2＋、Na＋、OH－、Cl－、NO3－、CO32－八種離子中的幾種，取該溶液少許，滴入幾滴紫色石蕊試液，溶液變紅，則原溶液中可能大量共存的離子是________________________________________________________________________。
答案
1．C　 BaCO3不可溶，不能拆成離子，生成物中有氣體和水，不能刪除。
2．B　
3．D　 要同時滿足pH＝1(酸性)和無色兩個條件。首先看有顏色的物質，C中的CuSO4是藍色溶液；再看滿足pH＝1(酸性)這個條件，A中NaOH會與酸反應，B中的Na2CO3在酸性條件下會生成氣體。
4．A　 某溶液能與鎂反應生成氫氣，說明該溶液是酸性溶液。C中的Na2CO3在酸性條件下會生成二氧化碳氣體，所以不能大量存在；B和D中分別會生成AgCl和BaSO4沉淀，所以不能共存。
5．D　
6．B　 因為氫氧根離子不能與氫離子共存，則若氫離子在甲廠污水中，則氫氧根離子應該在乙廠；氫離子不能和碳酸根離子共存，則碳酸根離子應該在乙廠；碳酸根離子不能與鋇離子共存，則鋇離子存在于甲廠污水中，溶液中必須同時存在陰、陽離子，故甲廠污水中含有硝酸根離子，乙廠污水中含有鈉離子；即H＋、Ba2＋、NO3－應該在一個廠；OH－、 CO32－、Na＋應該在一個廠。
7．C　 A中Ba2＋、CO32－會生成沉淀，不能共存；B中不能與堿性溶液反應生成沉淀和氣體；D中只能與堿性溶液反應生成沉淀。
8．BC　 ①能與足量NaOH溶液共熱產生氣體的物質應為銨鹽，因此溶液中應含有 NH4＋。②在可能存在的五種離子中，能與氯化鋇溶液反應形成的沉淀只有CO32－和SO42－，因此沉淀有三種情況：可能是碳酸鋇；可能是硫酸鋇；可能是既有碳酸鋇又有硫酸鋇。其中硫酸鋇不溶于酸也不能與酸反應；碳酸鋇能與酸反應而使沉淀質量減少；根據題意可知，沉淀中既有碳酸鋇又有硫酸鋇，則原溶液中存在CO32－、SO42－。因為Ba2＋與CO32－、SO42－不能共存，所以原溶液中一定不存在Ba2＋。Cl－對①②的現象沒有影響，因此可能有，也可能沒有。Na＋對①②的現象沒有影響，結合①②計算得出，已知的陰離子所帶電荷總數大于陽離子所帶電荷總數，所以溶液中一定存在Na＋。故原溶液中一定存在NH4＋、CO32－、 SO42－、Na＋，一定不存在Ba2＋，可能存在Cl－。
9．堿性　H＋、Ag＋、Ba2＋、NO3－
根據紫色石蕊試液遇堿變藍，可以推知甲溶液顯堿性，說明甲溶液中存在氫氧根離子，氫氧根離子和氫離子不能共存，氫離子應該存在于乙溶液中；氫離子和碳酸根離子不能共存，碳酸根離子存在于甲溶液中；碳酸根離子和鋇離子會生成沉淀，鋇離子存在于乙溶液中；碳酸根離子和銀離子會生成沉淀，銀離子存在于乙溶液中；氯離子和銀離子會生成沉淀，氯離子存在于甲溶液中。要構成物質既要有陰離子也要有陽離子，所以鉀離子存在于甲溶液中，硝酸根離子存在于乙溶液中。
10．H＋、Ag＋、Na＋、NO3－或H＋、Na＋、Cl－、NO3－
滴入石蕊試液后，溶液呈現紅色，說明溶液中肯定存在氫離子，肯定不存在氫氧根離子和碳酸根離子；溶液是無色的，則不存在銅離子，銀離子和氯離子會生成沉淀，兩者不會同時存在。

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