Question

哪些化学离子不能大量共存？详细一点，全一点的最好！

Answer 1

离子间不能大量共存的问题：
1．离子间因直接发生离子反应而不能大量共存
溶液中离子之间不能大量共存的本质原因是离子之间发生了离子反应，离子之间常因发生下列离子反应而不能大量共存。
⑴离子间反应生成沉淀 凡是能在水溶液中相互结合生成难溶物或微溶物的离子之间都不能大量共存，如，Ca2＋与CO32－、Ba2＋与SO42－、Ag＋与Cl－、Mg2＋与0H－等之间能发生沉淀反应而不能大量共存。
⑵离子间反应生成气体 凡是能水溶液中相互作用生成气体的离子之间也不能大量共存。如，H＋与CO32－、H＋与HCO3－等之间能发生反应生成气体而不能大量共存。
⑶离子间反应有弱电解质生成 若水溶液中的离子之间能发生作用生成难电离的弱电解质，不能大量共存。如，HCO3－与0H－、NH4＋与0H－、H＋与CH3COO－等之间都不能大量共存。
⑷离子之间发生氧化还原反应 若是溶液中的离子之间相互作用时，有电子得失，离子之间也不能大量共存。如Fe3＋与I－、Cu2＋与I－等之间可以发生氧化还原反应而不能大量共存。
⑸离子之间发生其它反应 如Fe3＋能与SCN－在水溶液中结合生成[Fe（SCN）]2+、Al3＋能与HCO3－在水溶液中发生反应生成Al(OH)3 和CO2而不能大量共存。
2．离子间因在外界条件下发生反应而不能大量共存
有些离子之间在水溶液中并不能直接发生离子反应，因而在通常情况下大量地共存是安全的，但一旦具备发生离子反应的条件，离子之间便不可能大量共存。
⑴在H＋存在下不能大量共存 一些离子可以稳定的存在于同一溶液中，但溶液一旦处于酸性条件，这些离子间便因为发生氧化还原反应而不能大量共存。 这类反应在相当多的情况下发生在含氧氧化剂与还原剂的离子之间，如MnO4－与Cl－、NO3－与Fe2＋、ClO－与Cl－、SO32－与S2－等之间可以大量共存，而H＋存在下，也即在酸性条件下他们都不能大量共存。
⑵在OH－存在下不能大量共存 某些离子之间可以安全地共存于同一溶液中，如果溶液出现碱性，就会引起离子间发生一系列反应，导致离子间不能大量共存，如Ca2＋与HCO3－之间可以大量地共存，若是在碱性条件下，HCO3－会转化为CO32-而与Ca2＋发生沉淀。
⑶加热条件下不能大量共存 有些离子通常情况下可以大量共存于同一溶液中，一旦遇热便发生离子反应，从而导致这些离子间不能大量共存，如NH4－与HCO3－在常温下可以共存于同一溶液中，但加热条件下会因为发生反应产生氨气与二氧化碳而不能大量共存。
练习：
判断下列各组离子之间能否大量共存，若不能大量共存，请说明理由。
⑴ K+ HCO3- CO32- Br-
⑵ CO32- HCO3- OH- K+
⑶ Al3+ NH4+ NO3- Cl-
⑷ Fe2+ Cu2+ NO3- SO42-
⑸ Ca2+ Na+ HCO3- Cl- OH-
⑹ H+ Fe2+ K+ NO3- SO42－
⑺ K+ Na+ H+ ClO- Cl-
⑻ Ba2+ K+ H+ SO42- Cl-
答案：⑴能 ⑵不能 ⑶能 ⑷能 ⑸不能 ⑹不能 ⑺不能 ⑻不能重要的是判断离子对的共存：
所谓离子共存，实质上就是看离子间是否发生反应的问题。若在溶液中发生反应，就不能共存。看能否发生反应，不仅是因为有沉淀、气体、水、难电离的物质产生，还涉及到溶液酸碱性、有色、无色，能否进行氧化还原反应等。一般注意以下几点：
①在强酸性溶液中，不能大量存在弱酸根离子：如CO32－、HCO3－、S2－、HS－、SO32－、SiO32-、AlO2－、F－等，也不能有大量的OH－。
②强碱性溶液中，不能大量存在弱碱金属离子。如：Mg2+、Fe2+、Al3+、Cu2+及NH4＋等，也不能大量存在H＋及酸式根离子：HCO3－、HSO3－、HS－、H2PO4－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，H＋、Fe2+与NO3－、H＋与S2O32－，ClO－与S2－，ClO－与Fe2+。H＋、I－与NO3－，H＋、I－与SO32－或S2－等。
④能形成络离子的也不能共存：如：Fe2+与SCN－，Ag+与S2O32－，Fe3+与C6H5O－等。

所谓几种离子在同一溶液中能大量共存，就是指离子之间不发生任何反应；若离子之间能发生反应，则不能大量共存。
1．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。
(1)生成难溶物或微溶物：Ba2+与CO32－、Ag+与Br－、Ca2+与SO42－等不能大量共存。
(2)生成气体或挥发性物质：如NH4＋与OH－，H＋与CO32－、HCO3－、S2－、HS－、HSO3－、SO32－等不能大量共存。
(3)生成难电离的物质：如H＋与Ac－、CO32－、S2-、SO32－等生成弱酸；OH－与NH4＋、Cu2+、Fe3＋等生成弱碱；H＋与OH－生成水，这些离子不能大量共存。
(4)发生氧化还原反应：氧化性离子(如Fe3+、NO3－、ClO－、MnO4－等)与还原性离子(如S2－、I－、Fe2+ 、SO32－等)不能大量共存。
注意Fe2+与Fe3+可以共存。
（5）形成配合物：如Fe3+与SCN-反应生成配合物而不能大量共存。
2．附加隐含条件的应用规律：
（1）溶液无色透明时，则溶液中肯定没有有色离子。常见的有色离子是Cu2+、Fe3+、Fe2+、MnO4－等。
（2）强碱性溶液中肯定不存在与OH－起反应的离子。
（3）强酸性溶液中肯定不存在与H+起反应的离子。

在溶液中离子共存问题的实质是哪些离子之间不能发生反应。能够发生反应的离子就不能共存，不能够发生反应的离子才可以共存。
（1）离子间能直接结合生成难溶性物质时，则这些离子不能大量共存。如SO42－与Ba2+、Ag+；OH－与Cu2+、Fe3+、Mg2+、Al3+；Ag+与Cl－、Br－、I－、CO32－、SO32-、S2－；Mg2+、Ba2+、Ca2+与CO32－、SO32－、PO43－；S2－与Cu2+、Pb2+等不能大量共存。
（2）离子间能结合生成难电离物质时，则这些离子不能大量共存。
如OH－、ClO－、CH3COO－、HPO42－、H2PO4－与H＋；HCO3－、HS－、HSO3＝、H2PO4－、HPO42-、H＋与OH－等不能大量共存。
（3）离子间能结合生成挥发性物质时，则这些离子不能大量共存。
如CO32－、SO32-、HCO3－、HSO3－、S2－、HS－与H＋；NH4＋与OH－等不能大量共存。
（4）离子之间能发生氧化还原反应时，则这些离子不能大量共存。
一般说来，有氧化性的离子(如MnNO4－、ClO－、Fe3+、NO3－等)与有还原性的离子(如S2－、Br－、I－、SO32－、Fe2+等)不能大量共存。
注意以下几种情况：
①在有H＋存在时，MnO4－、ClO－、NO3－的氧化性会增强。
②Fe3+与Fe2+可以共存，因为它们之间不存在中间价态。
Fe3+不能氧化Cl－。
③NO3－(有H＋时)不能氧化Cl－。
④还应注意题目是否给出溶液的酸碱性，是否给定是在无色溶液中。在酸性溶液中除题给离子外，还应有大量H+；在碱性溶液中除题给离子外，还应有大量OH-。若给定溶液为无色时，则应排除Cu2+（蓝色）、Fe2+(浅绿色)、Fe3+(黄棕色)、MnO4－(紫色)。
1.强酸（HClO4、HI、HBr、HCl、H2SO4、HNO3、H＋）可以和强酸的酸根离子共存；但不能与弱酸根离子共存（F－、CO32－、ClO－、S2－、SiO32－等）
2强碱（KOH、NaOH、Ba(OH)2等）OH－与弱碱的阳离子（如Cu2＋、NH4＋、Al3+等）不能共存。
3弱酸的酸式根离子与H＋、OH－都不能共存，如HCO3－、HS－、HSO3－、HPO42－、HPO42－等。但强酸的酸式根离子只与碱不能共存，如HSO4－。
4.相关离子的颜色：MnO4－为紫色；Fe3+为棕黄色；Fe2+为浅绿色；Cu2+为蓝色。
5.电解质溶液中至少有一种阳离子和一种阴离子。
复分解反应是有难溶物（微溶物）生成、难电离物质生成、易挥发物质生成。由于难溶物、难电离物微粒之间有比较强的相互作用，分子难以电离成离子；挥发性物质生成并从溶液中分离，都导致溶液中离子浓度降低，使离子不能大量共存。如Cl－与Ag＋；Ba2＋与SO42－；CO32－、H＋；H＋、OH－；OH－与NH4＋；H＋、CH3COO－等。
2.强氧化剂和强还原剂不能共存（但Fe3+、Fe2＋因没有中间价态可以共存）
常见强氧化剂：硝酸；浓硫酸；MnO4－（H＋）溶液；高铁离子（Fe3+）；NO3－（H＋）溶液；含有ClO－在酸、碱性的溶液中都有强氧化性。
常见强还原剂：I－；Fe2＋；+2价硫（如S2－、HS－、H2S）；+4价硫（SO2、SO32－、HSO3－）等。
3.发生双水解反应使离子浓度降低。
盐溶液中，弱酸的阴离子和弱碱的阳离子容易发生水解，某些离子相遇形成弱酸弱碱盐时，阴阳离子相互促进水解，使平衡向水解方向移动而水解完全，使溶液中的离子浓度迅速降低。常见易发生双水解的阳离子有（Fe3+或Al3+）与（CO32－、HCO3－、AlO2－）的组合。
Al3+＋3HCO3－=Al（OH）3↓+3CO2↑
2Al3+＋3CO32－+3H2O=2Al（OH）3↓+3CO2↑
Al3+＋3 AlO2－＋6H2O=4Al(OH)3↓
4.发生络合反应使离子浓度降低。
如Fe3+与SCN－等。
三、离子共存问题常见的典型问题
1. Al(OH)3有酸式电离和碱式电离：，增加或OH－、Al3+浓度；或者增加H＋、AlO2－离子浓度，都可以使平衡朝生成沉淀的方向移动。因此OH－、Al3+；H+、AlO2－不能共存，但OH－、AlO2－；Al3+、H＋可以共存。
2.Fe2+、NO3－可以共存，但有H＋时不能共存，因为HNO3具有强氧化性。
3.某溶液与铝反应可以生成氢气，在该溶液中不一定存在与H＋或者OH－可以共存的离子。
4.常温下，某溶液中由水电离出的H＋为0.01mol/L，则该溶液可能是pH＝2或者pH＝12的溶液。该溶液为酸性或碱性，有H＋或者OH－。
5.某种溶液中有多种阳离子，则阴离子一般有NO3－；某种溶液中有多种阴离子，一般阳离子有K＋、Na＋、NH4＋中的一种或几种。
6.酸性条件下 ClO—与Cl—不共存