解析高中化学中的离子共存问题

吴桂华

【内容摘要】在高中化学知识体系中，离子在物质中地位的重要性不言而喻，离子共存属于难点之一，又是学生需要掌握的重点内容。在化学溶液中不少离子都是无法共存的，原因是不少离子都带电，离子内部的原子之间及原子团之间同样会发生反应。笔者以自身多年的实际为切入点，主要对高中化学中的离子共存问题进行认真解析，同时提出一系列个人观点。

【关键词】高中化学 离子共存问题

一直以来，离子共存都是高中化学课程中的难点部分，学生在日常学习中很难有效分清离子共存问题，其中离子反应方程是化学反应方程的一种，对他们的理解能力与学习能力要求更高。在学习高中化学知识时，学生只有全面理解离子反应规律及其共存条件，才可以灵活运用所学知识解决离子共存问题，这对于提升他们的整体化学知识水平来说意义重大。

一、发生复分解或氧化还原反应导致离子无法共存

假如在溶液中离子之间发生复分解反应或氧化还原反应，就会导致离子无法在溶液内共存。首先，离子反应中生成气体。不少弱酸性离子是阴性，包括亚硝酸离子、硫化氢离子、硫酸离子和碳酸离子等，当它们在碱性条件下将会发生化学反应，还会生成一定量的气体分子，致使酸性物质难以同这些离子共存。如果这些离子大量接触酸性物质，就会因化学反应把离子全部消耗，溶液中将不复存在。诸如，碳酸离子和氢离子相遇时化学反应式是：CO32﹣+2H+=CO2↑+H2O。同时，离子反应中生成沉淀。溶液中的离子之间相互反应后形成沉淀，不少离子都属于金属阳离子，可以存在于酸性溶液中，但是在碱性环境下将会产生化学反应及生成沉淀，最终把溶液中大量的离子消耗殆尽。诸如，溶液中有酸根离子，当与铜离子、汞离子发生反应时，也会生成沉淀物。再如，溶液中存在有钡离子，当钡离子遇到硫酸离子时，两者之间通过化学反应形成新的物质，即为硫酸钡，并在溶液中生成沉淀，化学反应式为：Ba2++SO42-=BaSO4↓。在实验教学中，对这一化学反应式通过实验可以验证，利用钡离子就能够检测溶液中是否存在硫酸离子，假如出现沉淀现象，就表示着溶液中存在有硫酸离子。

二、发生络合反应或双水解反应导致离子无法共存

络合反应或双水解反应都是常见的离子共存问题，也是考试中常见的题型。其一，络合反应。溶液中存在一些离子，像硫氰根、三价铁离子和二价铁离子等，原因是阳离子和阴离子接触之后就会发生络合反应，溶液中的离子将会随之消失，导致离子之间难以共存。其二，双水解反应。经过对高中化学知识的学习，学生了解到溶液中含有一些水解程度相对较大的阳离子与阴离子，不过两者之间是难以大量共存的。特别是二价硫离子、硫酸根和碳酸根等多种阴离子就无法同铝离子在溶液中共存；铁离子与氧化铝离子、氧化氯离子、碳酸离子等也无法在溶液中共存。关键原因是铝离子可以在溶液中发生水解反应，而且其中的弱酸根同样也会发生水解反应，即为出现双水解反应现象，最终导致溶液显现出明显的酸性特征，具体化学反应式是Al3++3H2O=Al（OH）3 +3H+。当然，在双水解反应过程中会生成其它产物，离子之间继续发生反应，促使离子数量消耗的速度显著提升，更是难以实现共存。此外，当碳酸在溶液中发生水解反应之后，溶液具有碱性特征，致使酸碱中和现象的出现，增强水解反应，此时，将会大量消耗溶液中的碳酸离子与氯离子，出现无法共存的现象。

三、在其他溶液环境下不同因素导致离子无法共存

高中化学知识体系广泛且复杂，离子共存问题更是普遍存在，在多个溶液环境下均有可能出现，除上文提到的几种反应之外，在一些其他溶液环境下受不同因素的影响也会导致离子无法共存。比如，在酸碱性溶液环境下，就会对离子共存产生较大的影响。像氨离子与铁离子是难以共存的，原因是在酸性溶液环境下，氨离子会同溶液中的氫离子发生化学反应出现氨酸，氨酸会同溶液中的铁离子继续发生化学反应，最终致使溶液颜色也发生改变。原因是之前的铁离子为正二价，当它发生氧化反应后就会出现新的物质，即为正三价的铁离子。又如，在弱酸性、中性和碱性环境下，当氯离子与氧化锰离子相互接触后，并不会产生化学反应，此时离子是可以共存的。不过当环境条件变成强酸性时，氯离子将会和强酸中的氢离子发生化学反应，从而生成高锰酸，其中的氯离子则会被氧化变成氯气。由此可见，在强酸性环境下，氯离子与氧化锰离子是无法共存的。另外，在离子反应过程中形成弱电解质也会使得溶液中的某些离子消耗掉，且同溶液相互脱离，从而形成的弱电解质无法一起存在。例如，弱酸根无法和氢氧根共存，包括碳酸根、醋酸、亚硫酸根和磷酸根等。

总结

综上所述，离子共存问题既是高中化学中的常见问题，又是难点问题，教师需组织学生梳理相关的化学知识点，指导他们认真审题，发掘题目中的隐性信息，不断培养学生的解题能力，促使他们深入了解和掌握解决离子共存问题的规律与技巧。

【参考文献】

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[3] 崔亚琴. 分析离子反应与离子共存的解题技巧及方法[J]. 数理化解题研究，2016（22）：68.

（作者单位：江苏省如皋市长江高级中学）