警惕离子共存试题中的“陷阱”

赵勤学

离子能否大量共存的判断是高考化学试题的热点.然而，有的学生在求解此类试题时，由于不能识破命题人设置的种种“陷阱”，而常常出现错误.现举例进行分析.

一、警惕溶液的“颜色陷阱”

在无色溶液中，不能存在有色离子.中学化学中常见的有色离子有Cu2+（蓝色）、MnO-4（紫色）、Fe3+（棕黄色）、Fe2+（浅绿色）等.

例1 在某无色溶液中，下列各组离子能大量共存的是（  ）.

A.MnO-4、H+、Na+、SO2-4

B.Cl-、K+、Cu2+、NO-3

C.K+、Na+、HCO-3、Ca2+

D.Fe3+、NH+4、Cl-、SO2-4

解析 A组的MnO-4为紫色离子，B组的Cu2+为蓝色离子，D组的Fe3+为棕黄色离子，则A、B、D组离子均不能大量共存;而C组离子均为无色离子、且彼此不反应，则C组离子能大量共存.

故答案为C项.

二、警惕溶液的“酸碱性陷阱”

在酸性溶液中，OH-、弱酸的酸根离子及弱酸的酸式酸根离子不能大量共存;且NO-3具有强氧化性，还原性离子不能大量共存.在碱性溶液中，H+、弱碱根离子及弱酸的酸式酸根离子不能大量共存.

1.溶液呈酸性的常见表示方法有：

①常温下，pH<7的溶液;

②使甲基橙呈红色或使pH试纸变红的溶液;

③跟Mg、Fe或Sn反应产生H2的溶液;

④常温下c（H+）>1×10-7 mol·L-1的溶液.

2.溶液呈碱性的常见表示方法有：

①常温下，pH>7的溶液;

②使酚酞变红色或使pH试纸变蓝的溶液;

③常温下c（OH-）>1×10-7 mol·L-1的溶液.

3.溶液可能呈酸性也可能呈碱性的常见表示方法有：

①跟Al反应产生H2的溶液;

②常温下水电离出的c（H+）<1×10-7 mol·L-1或c（OH-）<1×10-7 mol·L-1的溶液.

③跟碳酸铵和碳酸氢铵反应产生气体的溶液.

例2 常温下，下列各组离子能够大量共存的是（  ）.

A.使甲基橙呈红色的溶液中：

Na+、K+、CO2-3、SO2-4

B.pH=1的溶液中：

Mg2+、Cl-、Cu2+、SO2-4

C.跟Fe反应产生H2的溶液中：

K+、HSO-3、Na+、Cl-

D.c（H+）=0.1 mol·L-1的溶液中：

Fe2+、NO-3、Na+、SO2-4

解析 酸性溶液中，有大量的H+.A项，使甲基橙呈红色的溶液呈酸性，H+能与CO2-3反应而不能大量共存;B项，pH=1的溶液呈酸性，在H+存在下B组离子彼此不反应而能够大量共存;C项，跟Fe反应产生H2的溶液呈酸性，H+能与HSO-3反应而不能大量共存;D项，c（H+）=0.1 mol·L-1的溶液呈酸性，在H+存在下NO-3能将Fe2+氧化而不能大量共存;只有B项符合题意.

故答案为B项.

例3 25℃时，下列各组离子能够大量共存的

是（  ）.

A.使酚酞變红色的溶液中：

K+、Cl-、Fe3+、SO2-4

B.c（OH-）=1 mol·L-1的溶液中：

K+、NO-3、NH+4、Cl-

C.使pH试纸变蓝的溶液中：

Na+、AlO-2、SO2-4、CO2-3

D.pH=14的溶液中：

HCO-3、K+、Cl-、Mg2+

解析 碱性溶液中，有大量的OH-.A项，使酚酞变红色的溶液呈碱性，OH-能与Fe3+反应而不能大量共存;B项，c（OH-）=1 mol·L-1的溶液中有大量的OH-，OH-能与NH+4反应而不能大量共存;C项，使pH试纸变蓝的溶液呈碱性，C组离子彼此不反应而能够大量共存;D项，pH=14的溶液中c（OH-）=1×10-141×10-14mol·L-1=1 mol·L-1，即有大量的OH-，OH-能分别与HCO-3、Mg2+反应而不能大量共存;只有C项符合题意.

故答案为C项.

例4 25 ℃时，下列各组离子一定能够大量共存的是（  ）.

A.跟铝反应产生H2的溶液中：

Na+、NO-3、Fe2+、SO2-4

B.由水电离出的c（H+）=1×10-14 mol·L-1的溶液中：

Na+、K+、CO2-3、AlO-2

C.由水电离出的c（OH-）=1×10-14 mol·L-1的溶液中：

K+、Na+、HSO-3、Cl-

D.与NH4HCO3反应能产生气体的溶液中：

K+、Na+、SO2-4、NO-3

解析 A项，与Al反应产生氢气的溶液可能呈酸性也可能呈碱性，即可能含有大量的H+也可能含有大量的OH-，在H+存在下，NO-3能将Fe2+氧化而不能大量共存，A项错误;B项，由水电离出的c（H+）=1×10-14 mol·L-1的溶液可能呈酸性也可能呈碱性，即可能含有大量的H+也可能含有大量的OH-，H+能分别与CO2-3、AlO-2反应而不能大量共存，B项错误;C项，由水电离出的c（OH-）=1×10-14 mol·L-1的溶液可能呈酸性也可能呈碱性，即可能含有大量的H+也可能含有大量的OH-，H+或OH-均能够分别与HSO-3反应而不能够大量共存，C项错误;D项，与NH4HCO3反应能产生气体的溶液可能呈酸性或呈碱性，在酸性或碱性溶液中D项离子彼此不反应而能够大量共存，D项正确.

故答案为D项.

三、警惕特定情况下的“隐含因素陷阱”

在指定离子或物质的溶液中，要充分考虑其对溶液酸碱性、氧化性或还原性等的影响.如含有大量Fe3+的溶液，其隐含条件是溶液呈酸性和具有较强的氧化性;含有大量NO-3的酸性溶液，其隐含条件是溶液具有强氧化性;含有大量S2-、SO2-3或AlO-2的溶液，其隐含条件是溶液呈碱性等.

例5 下列各组离子能够大量共存的是（  ）.

A.c（ClO-）=1.0 mol·L-1的溶液中：

K+、Na+、S2-、SO2-4

B.c（Fe2+）=1.0 mol·L-1的溶液中：K+、Fe3+、Cl-、SO2-4

C.1 mol·L-1的CH3CHO溶液中：

Na+、ClO-、SO2-4、K+

D.0.1 mol·L-1的苯酚溶液中：

Na+、Cl-、Fe3+、SO2-4

解析 A项，ClO-具有较强的氧化性，能将S2-氧化而不能够大量共存，A项错误;B项，在c（Fe2+）=1.0 mol·L-1的溶液中，四种离子彼此不反应而能够大量共存，B项正确;C项，CH3CHO具有还原性，ClO-具有较强的氧化性，ClO-能够将CH3CHO氧化而不能大量共存，C项错误;D项，Fe3+能够与苯酚反应而不能够大量共存，D项错误.

故答案为B项.

四、警惕题目的“关键词陷阱”

在求解离子共存试题时，要根据题目要求，抓住关键词语（如“一定能大量共存”“可能大量共存”或“不能大量共存”等），认真进行分析，按照要求解答.

例6 与Al反应放出氢气的溶液中，一定能大量共存的离子组是（  ）.

A.K+、Na+、HS-、Cl-

B.NH+4、SO2-4、CH3COO-、K+

C.Na+、Cl-、NO-3、K+

D.Al3+、NH+4、Cl-、SO2-4

解析 与Al反应放出氢气的溶液可能呈酸性也可能呈碱性，即可能含有大量的H+也可能含有大量的OH-.A项，H+和OH-均能与HS-反应而不能大量共存，A項错误;B项，H+能与CH3COO-反应而不能大量共存，OH-能与NH+4反应而不能大量共存，B项错误;C项，在H+和OH-存在下，四种离子均彼此不反应而一定能大量共存，C项正确;D项，OH-能分别与Al3+、NH+4反应而不能大量共存，D项错误.

故答案为C项.

（收稿日期：2021-09-20）