高一化学必修一讲义：第五讲 离子共存

第五讲离子共存

【教学目标】

1、应用离子反应发生的条件，正确判断常见离子在溶液中能否大量共存

2、能够离子共存的规律进行离子推断

【知识梳理】

一、离子共存

1、概念：所谓几种离子在同一溶液中能大量共存，就是指离子之间不能发生离子反应；若离子之间能发生离子

反应，则不能大量共存

2、在溶液中离子不能大量共存的条件

(1)离子间反应生成沉淀：如Ca2＋与CO2－3、Ag＋与Cl－、Mg2＋与OH－等

(2)离子间反应生成气体：如H＋与CO2－3、H＋与HCO－3等

(3)离子间反应生成难电离的物质：如H＋与OH－、H＋与CH3COO－、OH－与NH＋4等

3、常见的离子不共存归纳

(1)在“无色透明”溶液中，不能存在有色离子，如：MnO4—(紫红色)、Fe3＋(棕黄色)、Fe2+(浅绿色)、Cu2+(蓝色)

(2)在酸性(H+)溶液中(pH＝1、pH＜7、紫色石蕊试液变红的溶液中)不能共存的离子有

①氢氧根离子：OH—

②弱酸根离子：CO32—、S2—、SO32—、ClO—、F—、CH3COO—、PO43—

③弱酸酸式酸根离子：HCO3—、HS—、HSO3—、HPO42—、H2PO4—

(3)在碱性(OH—)溶液中(pH＝13、pH＞7、紫色石蕊试液变蓝、酚酞变红的溶液中)不能共存的离子有

①氢离子：H+

②弱碱阳离子：NH4+、Mg2+、Al3+、Cu2+、Fe2+、Fe3+

③弱酸酸式酸根离子：HCO3—、HS—、HSO3—、HPO42—、H2PO4—

(4)弱酸的酸式根离子既不能与H+离子大量共存，又不能与OH—大量共存

如：HCO3—、HS—、HSO3—、HPO42—、H2PO4—与H+、OH—不共存

HCO3— + H+===CO2↑+ H2O HCO3— + OH—===CO32— + H2O

HSO3— + H+===SO2↑+ H2O HSO3— + OH—===SO32— + H2O

HS— + H+===H2S↑HS— + OH—===S2— + H2O

(5)离子间反应生成沉淀，则不能大量共存

①Ag+与Cl—、Br—、I—、CO32—

②Ba2+与SO42—、CO32—、SO32—

③Ca2+与CO32-、SO32—、F—

④Mg2+、Al3+、Cu2+、Fe2+、Fe3+与OH—

⑤SiO32—、AlO2—、S2O32—与H+

⑥Cu2+、Fe2+与S2—

(6)离子间反应生成微溶物，则不能大量共存

①Ag+、Ca2+与SO42—②Mg2+与CO32—③Ca2+与OH—

(7)离子间反应生成气体物质，不能大量共存

①CO32—、HCO3—、S2—、HS—、SO32—、HSO3—与H+不能大量共存

②NH4+与OH—(加热)

二、解答离子共存问题的方法

1、一是判断离子共存，还是判断不共存，注意题目要求是“一定大量共存”、“可能大量共存”还是“不能大量共

存” 等要求

2、二是看是否有隐含限制条件，如：碱性、酸性、无色等。这些问题较易忽视，故放在第一步

①在无色透明溶液中：中学常见的有色离子：MnO4—，Fe3＋，Fe2+，Cu２＋

②在酸性溶液中、pH＝1、pH＜7、紫色石蕊试液变红的溶液中

③在碱性溶液中、pH＝13、pH＞7、紫色石蕊试液变蓝、酚酞变红的溶液中

3、看能否发生复分解反应。可分三步进行：

①查H＋，主要看是否有弱酸根离子和酸式酸根离子等

②查OH－，主要看是否有NH＋4、酸式酸根离子和金属离子

③查金属离子，主要看是否与酸根产生难溶性盐(包括微溶性盐)

4、注意正确理解“透明溶液”，如：NaCl溶液、KOH溶液为无色透明溶液，CuSO4溶液、FeCl3溶液是有色透明溶液，不能认为“有色”就不透明

【课后作业】

1、判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)在溶液中与Ag＋能共存的常见阴离子只有NO－3()

(2)无色透明溶液中，一定不存在Cu2＋、Fe3＋、MnO－4等()

(3)强酸性溶液中，一定不能大量存在CO2－3、HCO－3、S2－、OH－等()

(4)滴入酚酞溶液显红色的溶液中K＋、Na＋、Cu2＋、SO2－4不能大量共存()

2、在强酸性溶液中能大量共存并且溶液为无色透明的离子组是()

A．Ba2＋、Na＋、NO－3、SO2－4B．Mg2＋、Cl－、Al3＋、SO2－4

C．K＋、Cl－、CO2－3、NO－3D．Ca2＋、Na＋、Fe3＋、NO－3

3、下列各组离子一定能大量共存的是()

A．含有大量Ba2＋的溶液中：Cl－、K＋、SO2－4、CO2－3

B．含有大量H＋的溶液中：Mg2＋、Na＋、HCO－3、SO2－4

C．含有大量OH－的溶液中：Mg2＋、NO－3、SO2－4、CO2－3

D．含有大量Na＋的溶液中：H＋、K＋、SO2－4、NO－3

4、在碱性溶液中能大量共存且溶液为无色透明的离子组是()

A．K＋、MnO－4、Na＋、Cl－B．K＋、Na＋、NO－3、CO2－3

C．Na＋、H＋、NO－3、SO2－4D．Fe3＋、Na＋、Cl－、SO2－4

5、在水溶液中能大量共存，且加入过量稀硫酸时，有气体生成的是()

A．Na＋、Ag＋、CO2－3、Cl－B．K＋、Ba2＋、SO2－4、Cl－

C．Na＋、K＋、CO2－3、Cl－D．Na＋、K＋、Cl－、SO2－4

6、下列各组离子，能在溶液中大量共存的是()

A．K＋、H＋、SO2－4、OH－B．Na＋、Ca2＋、NO－3、CO2－3

C．Na＋、H＋、Cl－、CO2－3D．Na＋、Cu2＋、Cl－、SO2－4

7、下列各组离子在溶液中可大量共存的是()

A．Ba2＋、NO－3、H＋、SO2－4B．K＋、Cl－、CO2－3、Na＋

C．H＋、NO－3、Na＋、CO2－3D．NH＋4、SO2－4、K＋、OH－

8、在强碱性溶液中不能大量共存的离子组是()

A．Ba2＋、Na＋、NO－3、Cl－B．K＋、Na＋、CO2－3、S2－

C．K＋、Na＋、NO－3、SO2－4D．NH＋4、Cu2＋、Cl－、NO－3

9、下列各组中的离子，能在溶液中大量共存的是()

A．H＋、Ca2＋、Cl－、CO2－3B．Na＋、Mg2＋、SO2－4、OH－

C．K＋、Na＋、OH－、Cl－D．Cu2＋、Ba2＋、Cl－、SO2－4

10、下列各组离子能在溶液中大量共存的是()

A．Ag＋、K＋、Cl－、NO－3B．Ba2＋、Cl－、H＋、SO2－4

C．H＋、CO2－3、Cl－、Na＋D．Na＋、Ba2＋、OH－、NO－3

11、在强酸性无色透明溶液中，能大量共存的离子组是()

A．NH＋4、Mg2＋、SO2－4、Cl－B．K＋、OH－、NO－3、Fe3＋

C．Al3＋、Cu2＋、SO2－4、Cl－D．Na＋、Ca2＋、Cl－、CO2－3

12、某溶液中存在大量的H＋、SO2－4、Cl－，该溶液中还可能大量存在的离子是()

A．OH－B．NO－3C．Ag＋D．Ba2＋

13、甲、乙、丙、丁四位同学分别进行实验，测定四份不同澄清溶液的成分，记录结果如下，其中记录结果合理的是()

甲：K2SO4、BaCl2、NaCl 乙：NaCl、Ba(OH)2、K2CO3

丙：HCl、K2CO3、NaCl 丁：K2SO4、Na2CO3、KCl

A．甲B．乙C．丙D．丁

14、重金属离子有毒性。实验室有甲、乙两种废液，均有一定毒性。甲废液经化验呈碱性，主要有毒离子为

Ba2＋，若将甲、乙两废液按一定比例混合，毒性明显降低。乙废液中可能含有的离子是()

A．Cu2＋和SO2－4B．Cu2＋和Cl－C．K＋和SO2－4D．Ag＋和NO－3

15、下列离子在水溶液中可与CO2－3大量共存的是()

A．Ca2＋B．Ba2＋C．Na＋D．H＋

16、在无色透明的强酸性溶液中，下列各组离子能大量共存的是()

A．Cu2＋、K＋、Cl－、NO－3B．Ag＋、Na＋、NO－3、Cl－

C．Mg2＋、Na＋、SO2－4、Cl－D．Na＋、K＋、Cl－、CO2－3

17、某地甲、乙两厂排放的污水中各含有下列8种离子中的4种(两厂废水所含离子不同)：Ag＋、Ba2＋、Fe2＋、Na＋、Cl－、SO2－4、NO－3、OH－。若两厂单独排放污水都会造成严重的水污染，如将两厂的污水按一定比例混合，沉淀后污水便能变得无色澄清，溶质主要含硝酸钠，污染程度大大降低。根据所给信息有以下几种说法，你认为正确的是()

A．Na＋和NO－3来自同一工厂B．Cl－和NO－3一定来自同一工厂

C．Ag＋和Na＋可能来自同一工厂D．SO2－4和OH－一定来自同一工厂

18、有一固体混合物，可能由Na2CO3、Na2SO4、CuSO4、CaCl2、NaCl等混合而成，为检验它们，做了以下实验：

①将固体混合物溶于水中，搅拌后得无色透明溶液

②往此溶液中滴加硝酸钡溶液，有白色沉淀产生

③过滤，将沉淀物置于稀硝酸中，发现沉淀全部溶解

根据上述实验事实，回答下列问题：

(1)原固体混合物中一定含有的物质是____________，一定不含有的物质是__________________，可能含有的物

质是________(以上空格均填写化学式)。对可能含有的物质，可采用向滤液中滴加__________________溶液的方法来检验

(2)写出步骤③中的离子方程式：______________________________________________

19、现有A、B、C、D四种可溶性盐溶液，它们的阳离子分别是Ba2＋、Ag＋、Na＋、Cu2＋中的某一种，阴离子分别是NO－3、SO2－4、Cl－、CO2－3中的某一种。

(1)根据已知条件分析，将同一种盐溶液中的阳离子与阴离子用短线连接。

Ba2＋Ag＋Na＋Cu2＋

NO－3SO2－4Cl－CO2－3

(2)四种盐溶液中，B溶液呈蓝色。则B中溶质的化学式为________

(3)向另外三种无色溶液中分别加入盐酸，A溶液变浑浊，C溶液有气泡产生。则A中溶质的化学式为________，C溶液与D溶液混合的离子方程式为____________________________

20、某无色透明溶液中可能大量存在Ag＋、Mg2＋、Cu2＋、Fe3＋、Na＋中的几种。请填写下列空白：

(1)不做任何实验就可以肯定原溶液中不存在的离子是__________

(2)取少量原溶液，加入过量稀盐酸，有白色沉淀生成；再加入过量的稀硝酸，沉淀不消失。说明原溶液中肯定

存在的离子是__________________

(3)取(2)中的滤液，加入过量的氢氧化钠溶液，出现白色沉淀，说明原溶液中肯定有____________，有关的离子

方程式为____________________________________________

(4)原溶液可能大量共存的阴离子是________

A．Cl－B．NO－3C．CO2－3D．OH－

21、Ⅰ.有A、B、C、D四种溶液，它们分别为K2CO3、K2SO4、H2SO4、Ba(NO3)2中的一种，分别取少量样品进行下列实验，现象为：在A中加C，无明显变化；在A中加D，无明显变化；在B中加D，生成沉淀E，并得到一种溶液；在B中加C，生成沉淀并得到溶液F；将少量E加入过量F中，有气体放出。

(1)写出下列物质的化学式：B________，C________

(2)如果将A和B混合，有关反应的离子方程式为____________________________；将E加入过量F中，有关反应的离子方程式为_________________________________________________ ______________________。

Ⅱ.某溶液中含有Ba2＋、Cu2＋、Ag＋，现用NaOH溶液、盐酸和Na2SO4溶液将这三种离子逐一沉淀分离。其流程图如图，则

(1)沉淀的化学式：沉淀1__________，沉淀2__________，沉淀3__________

(2)写出混合液＋A的离子方程式__________________________________________

溶液＋B的离子方程式______________________________ _____________

22、A、B、C、D、E五瓶透明溶液，分别是HCl、BaCl2、NaHSO4、Na2CO3和AgNO3中的一种。已知：

①A与B反应有气体生成②B与C反应有沉淀生成

③C与D反应有沉淀生成④D与E反应有沉淀生成

⑤A与E反应有气体生成⑥在②和③的反应中生成的沉淀是同一种物质。请填空：

(1)在②和③的反应中，生成的沉淀物质的化学式(分子式)是_______________

(2)A是__________，B是__________，C是__________，D是__________，E是__________

(3)A与E反应的离子方程是_______________

23、某无色待测液中可能含有Ag＋、Fe3＋、K＋、Ba2＋、NH＋4等阳离子。某同学进行如下实验：

Ⅰ.加入过量的稀盐酸，有白色沉淀生成

Ⅱ.过滤，取少许滤液，向其中加入过量的稀硫酸，又有白色沉淀生成

Ⅲ.另取少量步骤Ⅱ中的滤液，加入NaOH溶液至溶液呈碱性，加热，可产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体

(1)待测液中一定含有的离子是________，一定不含有的离子是________

(2)步骤Ⅲ中产生气体的离子方程式为________________

24、A、B、C、D四种可溶性盐，其阳离子分别是Ba2＋、Ag＋、Na＋、Cu2＋中的某一种，阴离子分别是NO－3、

SO2－4、Cl－、CO2－3中的某一种。

(1)若把四种盐分别溶解于盛有蒸馏水的四支试管中，只有C盐的溶液呈蓝色。

(2)若向(1)的四支试管中分别加入盐酸，B盐溶液有沉淀产生，D盐溶液有无色无味气体逸出。根据(1)、(2)实验事实可推断它们的化学式为：A________；B________；C________；D________

25、某河道两旁有甲、乙两厂。它们排放的工业废水中，共含K＋、Ag＋、Fe3＋、Cl－、OH－、NO－3六种离子。

(1)甲厂的废水明显呈碱性，故甲厂废水中所含的三种离子是__________

(2)乙厂的废水中含有另外三种离子。如果加一定量________(填“活性炭”或“铁粉”)，可以回收其中的________(填写金属元素符号)

(3)另一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合，可以使废水中的________(填写离子符号)转化为沉淀。

经过滤后的废水主要含________，可用来浇灌农田

【离子共存】答案

1、(1)√(2)√(3)√(4)√

2、B。解析：A项Ba2＋与SO2－4生成BaSO4沉淀；C项H＋与CO2－3反应产生CO2气体；D项Fe3＋的水溶液呈棕黄色。

3、D。解析：选项A中Ba2＋可与SO2－

4、CO2－3反应生成BaSO4、BaCO3沉淀；选项B中H＋可与HCO－3反应生成CO2和H2O；选项C中OH－、CO2－3可与Mg2＋分别生成Mg(OH)2、MgCO3沉淀。

4、B。解析：题设要求为碱性条件，故还有OH－的存在。同时，溶液为无色，排除A、D，因MnO－4呈紫色，Fe3＋呈黄色。C中H＋＋OH－===H2O，不共存。

5、C。解析：A项，Ag＋与Cl－、CO2－3能发生反应，生成AgCl、Ag2CO3白色沉淀，不能大量共存；B项，Ba2＋与SO2－4能发生反应，生成BaSO4白色沉淀，不能大量共存；C、D项中的离子在水溶液中能大量共存，加入稀硫酸后，C项中的CO2－3与H＋可发生反应，生成CO2气体，D项中的离子与H＋不能发生反应，故C项符合题意。

6、D。解析：H＋、OH－结合生成水，不能大量共存，故A错误；Ca2＋、CO2－3结合生成沉淀，不能大量共存，故C错误；H＋、CO2－3结合生成水和气体，不能大量共存，故C错误；D项离子之间不反应，可大量共存，正确；故选D。

7、B。解析：选项A中的Ba2＋与SO2－4反应生成硫酸钡沉淀，二者不能大量共存；选项C中的H＋与CO2－3反应生成二氧化碳气体和水，二者不能大量共存；选项D中的NH＋4与OH－反应生成难电离的弱碱一水合氨，二者不能大量共存。

8、D。解析：铜离子在强碱性条件下可生成氢氧化铜沉淀，铵根离子在强碱性条件下可生成一水合氨(或氨气和水)。

9、C。解析：选项A中H＋、Ca2＋与CO2－3都不能大量共存；选项B中Mg2＋与OH－不能大量共存；选项D中Ba2＋与SO2－4不能大量共存。

10、D。解析：选项A中Ag＋与Cl－不能大量共存；选项B中Ba2＋与SO2－4不能大量共存；选项C中H＋与CO2－3不能大量共存。

11、A。解析：选项B中含有Fe3＋、选项C中含有Cu2＋，二者溶液不可能为无色；溶液为强酸性，选项B中OH －、选项D中CO2－3都不能大量存在。

12、B。解析：H＋与OH－反应生成H2O，Ag＋与Cl－反应生成AgCl沉淀，SO2－4与Ba2＋反应生成BaSO4沉淀，故溶液中可能大量存在的离子是NO－3。

13、D。解析]甲会形成BaSO4沉淀而不能共存；乙会形成BaCO3沉淀而不能共存；丙会产生CO2气体而不能共存。

14、A。解析：甲废液中主要毒性物质可看作是Ba(OH)2，乙废液有一定毒性且与甲废液按一定比例混合后毒性明显降低，可推知乙废液中的重金属离子可与甲废液中的OH－结合形成沉淀，同时乙废液中含有能沉淀甲废液中Ba2＋的SO2－4或CO2－3，A正确。

15、C。解析：CO2－3与Ca2＋、Ba2＋都能结合生成沉淀，CO2－3与H＋能反应生成二氧化碳和水，选项C正确。

16、C。解析：A项，Cu2＋溶液有颜色；B项，Ag＋与Cl－反应生成AgCl沉淀；C项，无沉淀生成，不反应；D 项，CO2－3与H＋反应放出CO2气体。故只有选项C中离子可以大量共存。

17、D

18、(1)Na2CO3Na2SO4、CuSO4、CaCl2NaCl硝酸酸化的硝酸银

(2)BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋CO2↑＋H2O

解析：根据①“无色透明”知原固体混合物中无CuSO4，根据②和③知该白色沉淀是碳酸钡，故原固体混合物中一定有碳酸钠，且沉淀溶解的离子方程式是BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋CO2↑＋H2O，则一定无硫酸钠和氯化钙。无法判断NaCl是否含有，若进一步确认，可向溶液中滴加硝酸酸化的硝酸银，若产生白色沉淀，则原溶液中有氯化钠。

19、(1)

(2)CuSO4(3)AgNO3Ba2＋＋CO2－3===BaCO3↓

解析：(1)由离子共存知识可知，CO2－3只能与Na＋结合成可溶性盐；而SO2－4与Ba2＋、Ag＋都生成沉淀，故只有与Cu2＋结合形成可溶的CuSO4；而AgCl是沉淀，则Cl－只能与Ba2＋结合形成可溶的BaCl2；最后NO－3与Ag＋结合形成可溶的AgNO3。(2)呈蓝色的溶液中一定含有Cu2＋，故B为CuSO4溶液。(3)加入盐酸变浑浊的溶液中一定含有Ag＋，故A为AgNO3溶液；加入盐酸后有气泡产生，则溶液中一定含有CO2－3，则C为Na2CO3溶液；因D 为BaCl2溶液，Na2CO3溶液与BaCl2溶液混合时的离子方程式为Ba2＋＋CO2－3===BaCO3↓。

20、(1)Cu2＋、Fe3＋(2)Ag＋

(3)Mg2＋Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓(4)B

解析(1)无色透明溶液中不可能含有Cu2＋、Fe3＋等有色离子。(2)加盐酸有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成，则肯定存在Ag＋。(3)加氢氧化钠溶液有白色沉淀出现，肯定含有Mg2＋。(4)原溶液中由于含有Ag＋和Mg2＋，阴离子中不可能含有Cl－、CO2－3、OH－，可能含NO－3。

21、Ⅰ.(1)Ba(NO3)2H2SO4

(2)SO2－4＋Ba2＋===BaSO4↓

BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋H2O＋CO2↑

Ⅱ.(1)AgCl BaSO4[或Cu(OH)2]Cu(OH)2或(BaSO4)

(2)Ag＋＋Cl－===AgCl↓

Ba2＋＋SO2－4===BaSO4↓

[或Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓]

解析：Ⅰ.利用题给信息寻找出交叉点确定物质，据此依次推测和进一步验证。

根据“在A中加C，无明显变化”和“在A中加D，无明显变化”，可判断A一定是K2SO4，并可初步推断C 和D分别为K2CO3和H2SO4中的一种，则B可能是Ba(NO3)2。

根据“在B中加D，生成沉淀E，并得到一种溶液”和“在B中加C，生成沉淀并得到溶液F”，可验证B确实是Ba(NO3)2，C、D是K2CO3、H2SO4中的一种。

Ba(NO3)2＋K2CO3===BaCO3↓＋2KNO3

Ba(NO3)2＋H2SO4===BaSO4↓＋2HNO3

根据“将少量E加入到过量F中，有气体放出”，结合上一步分析中的两个化学方程式，可推断C是H2SO4，D是K2CO3，沉淀E是BaCO3，溶液F是HNO3，将少量E加入到过量F中发生反应的化学方程式为BaCO3＋2HNO3===Ba(NO3)2＋CO2↑＋H2O。

Ⅱ.要使Ba2＋、Cu2＋、Ag＋逐一沉淀分离，必须考虑除杂试剂的加入顺序。由于OH－、SO2－4均能同时与两种阳离子生成沉淀，故应先加入盐酸。除去Ag＋，反应的离子方程式：Ag＋＋Cl－===AgCl↓，然后再加NaOH(或Na2SO4)，除去Cu2＋(或Ba2＋)。

22、(1)AgCl

(2)Na2CO3HCl AgNO3BaCl2 NaHSO4

(3)2H++CO 32—CO2+H2O↑

23、(1)Ag＋、Ba2＋、NH＋4，Fe3＋(2)NH＋4＋OH－△

NH3↑＋H2O

解析：(1)铁离子为浅黄色，所以在无色的溶液中，不存在铁离子。加入盐酸有白色沉淀，说明原溶液中有银离子；加入硫酸有白色沉淀，说明原溶液中有钡离子；加入氢氧化钠后加热产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气，说明原溶液中有铵根离子。所以溶液中一定有Ag＋、Ba2＋、NH＋4，一定没有Fe3＋。(2)铵根离子和氢氧

根离子反应生成氨气和水，离子方程式为：NH＋4＋OH－△

NH3↑＋H2O。

24、BaCl2AgNO3CuSO4Na2CO3

解析：阴离子中的CO2－3只能与阳离子中的Na＋结合为Na2CO3，余下的三种阴离子中的SO2－4(Ag2SO4也是沉淀)只能与Cu2＋结合为CuSO4，再余下的阴离子中的Cl－只能与Ba2＋结合为BaCl2，NO－3离子只能与Ag＋结合为AgNO3。C盐的水溶液呈蓝色，即C为CuSO4；与盐酸反应生成沉淀的是AgNO3，则B为AgNO3；与盐酸反应有无色无味气体逸出的是Na2CO3，则D为Na2CO3。

25、(1)K＋、Cl－、OH－(2)铁粉Ag (3)Ag＋和Cl－、Fe3＋和OH－KNO3