離子共存，實質(zhì)上就是判斷離子間是否發(fā)生反應(yīng)的問題。若在溶液中能夠發(fā)生反應(yīng)，就不能大量共存。判斷能否發(fā)生反應(yīng)，不僅是有沉淀、氣體、水、難電離的物質(zhì)產(chǎn)生，還涉及到溶液酸堿性、有色、無色，能否進行氧化還原反應(yīng)等。

一、離子共存知識要點

離子不能共存的情況：

1、復(fù)分解反應(yīng)中只要有難電離物或易揮發(fā)物或難電離物生成離子不會大量共存。

①生成難溶物：Ba2+與CO32-、SO42-;Ca2+與CO32-、SO32-;Ag+與Cl-、Br-、I-;OH-與Cu2+、Fe3+、Al3+;AlO2-與H+等。

②生成氣體或揮發(fā)性物質(zhì)：NH4+與OH-;H+與CO32-、HCO3-、SO32-等。

③生成難電離的物質(zhì)：H+與OH-、CH3COO-、F-等。

2、氧化還原反應(yīng)中：一些具有較強的氧化性的離子與一些具有較強還原性的離子不能大量共存。如Fe3+與I-、S2-;ClO-與S2-;酸性條件下NO3-與Fe2+;MnO4-與Fe2+等。

3、發(fā)生互相促進水解的離子(雙水解)不能大量共存。如CO32-(或HCO3-)與Fe3+、Al3+。

4、某些離子只能存在于一定pH范圍內(nèi)。

①只能存在于酸性溶液中：水解呈酸性的離子，即弱堿所對應(yīng)的陽離子。如Fe3+、Al3+、Fe2+、NH4+等。

②只能存在于堿性溶液中：水解呈堿性的離子，即弱酸根。如CH3COO-、CO32-、S2-、HS-、HCO3-、PO43-、HPO42-、F-、H2PO4-、ClO-、AlO2-、SiO32-、CN-、C17H35COO-等。

③強酸、強堿性溶液都不能大量存在：即多元弱酸的酸式酸根離子，如HS-、HCO3-、HSO3-、HPO42-、H2PO4-。

注意題目中的前置條件：

1、對溶液性質(zhì)的要求：

①顏色：無色透明溶液中一定無Cu2+、Fe2+、Fe3+、MnO4-。

②溶液的酸堿性：如25℃時由水電離出的c(H+)或c(OH-)=1.0×10-12mol/L;與Al作用產(chǎn)生氫氣;室溫時某指示劑的顏色(如酚酞變紅);室溫下pH=1或13的溶液等。

2、特殊要求：如在××離子存在下不能共存的;因發(fā)生氧化還原反應(yīng)，而不能大量共存的;因生成沉淀和氣體而不能大量共存的等。

3、能共存或不能共存(不強調(diào)大量共存)。

二、離子共存問題解題依據(jù)

1、氧化還原反應(yīng)與負(fù)分解反應(yīng)

通常情況下，溶液當(dāng)中所含有的多種類型離子會出現(xiàn)氧化還原反應(yīng)以及負(fù)分解反應(yīng)，使得離子難以共存。以下將詳細(xì)闡述相應(yīng)的狀況。

①離子反應(yīng)中產(chǎn)生氣體：

對于堿性溶液而言，其中含有部分弱酸性離子，就會引發(fā)離子反應(yīng)。在此過程中，反應(yīng)的產(chǎn)物當(dāng)中也一定要含有氣體小分子，最常見的就是碳酸根、亞硫酸根、二價硫離子等等。這種類型的弱酸根能夠與氫離子共存，并且產(chǎn)生離子反應(yīng)，將部分離子消耗掉。

②離子反應(yīng)中產(chǎn)生沉淀物：

通常情況下，在堿性溶液當(dāng)中含有部分金屬陽離子，像是鎂離子與鈣離子等，就能夠與溶液當(dāng)中所含有的碳酸根離子與硫酸根離子等酸根離子接觸，就會反應(yīng)并且產(chǎn)生相應(yīng)的沉淀物，無法保證兩種不同類型的離子共存。

如果是溶液當(dāng)中所含的鐵離子、銅離子與鋅離子等多種金屬陽離子和溶液當(dāng)中的氫氧根接觸同樣會發(fā)生反應(yīng)，同時形成堿性的沉淀物，使得離子無法實現(xiàn)共存。除此之外，如果是溶液當(dāng)中的部分酸根離子，像是汞離子與銅離子等接觸，同樣會反應(yīng)并且產(chǎn)生沉淀物。

③離子反應(yīng)中形成弱電解質(zhì)：

與沉淀物產(chǎn)生的基本原理大致相同，在離子反應(yīng)的過程中，如果形成了弱電解質(zhì)也會將部分離子消耗掉。與此同時，會與溶液相互脫離，最終所形成的弱電解質(zhì)難以共同存在。最具代表性的就是碳酸根等弱酸就難以與氫氧根共存。

2、絡(luò)合反應(yīng)與雙水解反應(yīng)

①絡(luò)合反應(yīng)：

溶液當(dāng)中含有部分離子，像是二價鐵離子、三價鐵離子與硫氰根等，因為陰離子與陽離子接觸會出現(xiàn)絡(luò)合反應(yīng)，所以離子也會隨之消耗，最終導(dǎo)致離子間無法共存。

②雙水解反應(yīng)：

我們在高中學(xué)習(xí)化學(xué)知識的時候了解到溶液當(dāng)中含有部分水解程度相對較大的陰離子和陽離子，但兩者無法大量共存。其中，二價硫離子、碳酸根與硫酸根等多種陰離子在溶液當(dāng)中就難以與鋁離子共存。

最主要的原因鋁離子會在溶液當(dāng)中出現(xiàn)水解反應(yīng)，但其中的弱酸根也會出現(xiàn)水解反應(yīng)，最終致使水溶液呈現(xiàn)出堿性特征。而在水解反應(yīng)過程中會生成相關(guān)產(chǎn)物，并且發(fā)生另一反應(yīng)，致使水解反應(yīng)程度不斷加劇。在這種情況下，離子消耗量明顯增加，無法實現(xiàn)共存。

3、其他情況

對于離子共存產(chǎn)生最大程度的影響因素就是溶液環(huán)境酸堿性，可以將二價鐵離子和硝酸根難以共存的問題作為案例進行分析。在酸性溶液當(dāng)中含有這兩種離子，但因為溶液存在氫離子，所以硝酸根就會與氫離子發(fā)生反應(yīng)，最終形成強酸物質(zhì)硝酸。受硝酸強氧化性的影響，使得二價鐵離子發(fā)生氧化并形成三價鐵離子，使得溶液的顏色發(fā)生了明顯的變化。

三、離子共存解題步驟

(一)看溶液顏色

1、注意審題：澄清透明≠無色透明，所謂澄清透明的溶液，可以有顏色，但不能出現(xiàn)混濁或產(chǎn)生沉淀。

2、排除有色：若題設(shè)溶液呈無色透明，則像Cu2+(藍(lán)色)、Fe2+(淺綠色)、Fe3+(黃色)、MnO4-(紫色)等常見有色離子，肯定不能大量共存。

(二)看溶液性質(zhì)

1、當(dāng)心下列說法：25℃時水電離的c(H+) 1×10-7mol·L-1，意味著水的電離受到了抑制，加酸或加堿均可以對水的電離起到抑制作用，那么該溶液可能呈酸性也可能是堿性(2Al+6H+=2Al3++3H2↑);與鋁反應(yīng)能放出氫氣，則該溶液可能是酸性也可能是堿性(2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑);

酚酞呈無色，因為酚酞的變色范圍為：(無色)8.2～10.0(紅色)，所以溶液呈酸性、中性、弱堿性均有可能;甲基橙呈黃色，因為甲基橙的變色范圍為(紅色)3.1～4.4(黃色)，所以溶液呈弱酸性、中性、堿性均有可能。

2、換個角度理解：若溶液呈強酸性，則OH-和弱酸根陰離子均不能與其中大量存在的H+共存，然而弱酸根離子太多會給學(xué)生帶來記憶上的困難，于是換個說法也就是：H+只與Cl-、Br-、I-、SO42-、NO3-、ClO4-等六大強酸根離子共存。

同理可得：若溶液呈強堿性，則H+和弱酸陽離子均不能與其中大量存在的OH-共存，也就等價為OH-只與Na+、K+、Ba2+等三大強堿陽離子共存。

3、關(guān)注特別提醒：酸式弱酸根離子(如HCO3-、HSO3-、HS-、H2PO4-、HPO42-、HC2O4-等)在強酸性或強堿性溶液中均不能大量存在，以為HCO3-例說明:HCO3-+H+=H2O+CO2↑且HCO3-+OH-=H2O+CO32-。

(三)看特殊情況

1、AlO2-+HCO3-+H2O=Al(OH)3↓+CO32-說明AlO2-與HCO3-不能大量共存，但不是因為類似Al3+與HCO3-的完全雙水解而是強酸(HCO3-)制弱酸(HAlO2)。

2、NO3-+H+的組合常常較為隱蔽，具有強氧化性，不能與Fe2+、S2-、I-等還原性離子共存，另外也要當(dāng)心：該組合與Al反應(yīng)也不產(chǎn)生H2而產(chǎn)生NO。

3、NH4+與等CH3COO-、HCO3-、CO32-能大量共存，因為雖然兩者相互促進水解但程度仍然很小。

4、中性條件下不可能大量存在Fe3+，因為在pH≥3.7時Fe3+就已經(jīng)完全沉淀了。

(四)看四大反應(yīng)

1、復(fù)分解反應(yīng):

①生成難溶或微溶物，可借助“溶解度口訣”來加以理解、記憶并突破：鉀鈉銨硝均易溶;鹽酸除了銀離子;硫酸除了鋇和鉛;堿中溶有鉀鈉鋇;碳硅硫磷亞硫酸，它們只溶鉀鈉銨;另記幾種微溶物：Ca(OH)2、CaSO4、Ag2SO4、MgCO3。

②生成揮發(fā)性物質(zhì)，關(guān)鍵在于把握：H+與HCO3-、HSO3-、HS-不能大量共存;OH-與NH4+不能大量共存。

③生成弱電解質(zhì)，重點得當(dāng)心弱電解質(zhì)不是只有水，還包括弱酸、弱堿：因為會生成水，所以H+與OH-不能大量共存;因為會生成弱酸，所以H+只與Cl-、Br-、I-、SO42-、NO3-、ClO4-等六種強酸的酸根離子共存;因為會生成弱堿，所以O(shè)H-只與Na+、K+、Ba2+等三種強堿的陽離子共存。在此，有一個問題必須得澄清：為什么Ca(OH)2是強堿，但Ca2+與OH-卻不能大量共存呢?最主要還是因為Ca(OH)2微溶。

2、氧化還原反應(yīng):

先按常見陰離子(F-、Cl-、Br-、I-、S2-等)的還原性由弱到強排出如下圖所示的順序，再將Fe2+和SO32-插空進去;最后將常見的離子型氧化劑列在相應(yīng)離子的下方，詳見下圖：

在酸性條件下，NO3-與Fe2+不能共存，同時還原性排在Fe2+離子前的I-、SO32-、S2-也不能與之共存;Fe3+與I-不能共存，同時還原性排在I-離子前的SO32-、S2-也不能與之共存;另外SO32-與S2-在堿性條件下可以共存，但若溶液呈酸性，則兩者會發(fā)生歸中反應(yīng)，即SO32-+2S2-+6H+=3S↓+3H2O。

3、完全雙水解反應(yīng):

常見離子組為：Al3+與HCO3-、HS-、AlO2-不能大量共存;Fe3+與HCO3-、AlO2-不能大量共存，細(xì)心的人對比后會發(fā)現(xiàn)Fe3+只比Al3+少了一組——HS-，原因是Fe3+和HS-會優(yōu)先發(fā)生氧化還原反應(yīng)。NH4+只與AlO2-不能大量共存，是因為NH4+結(jié)合OH-的能力(即NH4+的水解能力)比Fe3+和Al3+都弱。

4、絡(luò)合反應(yīng):

Fe3+與SCN-會發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)而不能共存，反應(yīng)為Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3。

(五)看題目設(shè)置

1、是否注明：因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能共存，就只能是發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能是其他反應(yīng)。

2、還得看清：在強酸性和強堿性的條件下，一定能大量共存，即意味著該組離子不管是與H+還是與OH-均可大量共存;一定不能大量共存，即意味著該組離子不管是與H+還是與OH-都不可以大量共存;可能大量共存，即意味著該組離子與H+或OH-只要滿足其一即可。

四、離子共存例題

1、氧化還原反應(yīng)

在高中化學(xué)學(xué)習(xí)離子共存問題的過程中，由于離子之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)，導(dǎo)致離子不能大量共存的現(xiàn)象非常普遍。因此，學(xué)習(xí)這類知識點時，掌握氧化還原反應(yīng)的概念、常見的氧化還原反應(yīng)類型格外重要。

例1：下列離子溶液中，由于發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量存在的是()。

A.H+、NO3-、Fe2+、Na+

B.Ag+、NO3-、Cl-、K+

C.K+、Ba2+、OH-、SO42-

D.Cu2+、NH4+、Br-、OH-

分析：解答這類題目時，需要抓住題目中給定的關(guān)鍵信息。本題的關(guān)鍵信息是“發(fā)生氧化還原反應(yīng)”、“不能大量存在”，兩個條件既要滿足氧化還原反應(yīng)，同時又不能共存。解答本題時，有學(xué)生只關(guān)注不能共存導(dǎo)致錯選答案。

解：A項,溶液顯酸性，硝酸根與氫離子共存有氧化性，從而將Fe2+氧化，因此不能共存。B項,溶液中Ag+和Cl-發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀，因此不能大量共存。C項,溶液中Ba2+和SO42-發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀，不可共存。D項,溶液中生成氫氧化銅藍(lán)色沉淀不能共存。B、C、D雖滿足不能共存條件，但是不是因為發(fā)生氧化還原反應(yīng)，因此選A。

評注：本題考查因發(fā)生氧化還原反應(yīng)離子不能共存知識點，解答本題時需要同時滿足兩個條件。出題者容易抓住學(xué)生審題不認(rèn)真的缺點，安排陷阱選項。

2、絡(luò)合反應(yīng)

由于發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)導(dǎo)致離子不能大量共存是較為常見的“離子共存”問題。其中銀氨溶液絡(luò)合、銅氨溶液絡(luò)合以及Fe2+、Fe3+和SCN-絡(luò)合都是經(jīng)常考查的知識。因此，在解決此類問題時，遇到有關(guān)離子就要集中注意，分析是否發(fā)生了絡(luò)合反應(yīng)。

例2：下列水溶液中的各組離子因為發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)而不能大量共存的是()。

A.Na+、Ba2+、Cl-、SO42-

B.Ca2+、HCO3-、Cl-、K+

C.H+、Fe3+、SCN-、Cl-

D.H+、K+、MnO4-、I-

分析：學(xué)生在瀏覽本題時，需要抓住兩點，既需要滿足離子不能大量共存，又要滿足離子間因發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)而不能共存。絡(luò)合反應(yīng)是學(xué)生解答這類題目時容易忽略的一個知識點，高中學(xué)生只需要掌握銀氨絡(luò)合，銅氨絡(luò)合，及鐵離子和SCN-之間的絡(luò)合。

解：A項,溶液中鋇離子和硫酸根離子因發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，產(chǎn)生硫酸鋇沉淀而不能大量共存。B項,溶液中離子間不發(fā)生任何反應(yīng)可以大量共存。C項,溶液中鐵離子和SCN-發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，因此不可共存，此選項為正確選擇。D項,溶液中酸性的高錳酸根有強氧化性，將碘離子氧化為碘單質(zhì)，因此離子間因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能共存。綜上所述，正確答案為C。

評注：學(xué)生在解答本題時需要認(rèn)真審題，離子不能大量共存同時又要滿足離子間發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，同時牢記高中學(xué)習(xí)的幾個特征的絡(luò)合反應(yīng)公式。離子共存問題是高考考試的重點，學(xué)生在平時的學(xué)習(xí)中要多加練習(xí)，做好總結(jié)工作。

3、水解反應(yīng)

水解反應(yīng)是指，由于離子混在一起，導(dǎo)致原來的水解平衡被打破的現(xiàn)象。同時水解反應(yīng)產(chǎn)物種類繁多，有些離子水解產(chǎn)生氣體，有些水解產(chǎn)生沉淀，有些離子相互反應(yīng)既產(chǎn)生氣體又產(chǎn)生沉淀。

例3：下列各自離子因發(fā)生水解反應(yīng)而不能大量存在的是()。

A.Ba2+、Cl-、SO42-、Na+

B.Cl-、AlO2-、SO42-、HCO3-

C.OH-、NO3-、SO42-、Fe3+

D.Cl-、Na+、HCO3-、Al3+

分析：解題關(guān)鍵，既要滿足離子不能共存又要滿足發(fā)生水解反應(yīng)導(dǎo)致不可共存，水解反應(yīng)的產(chǎn)物一般就是氣體和沉淀，分析選項時重點關(guān)注特征離子，例如：Al3+與CO32-、HCO3-在一起時，會徹底水解產(chǎn)生氣體和沉淀。

解：A項，溶液中Ba2+和SO42-因發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀不能共存。B項，溶液中AlO2-與HCO3-因發(fā)生強酸制取弱酸而不能大量共存。C項，F(xiàn)e3+與OH-因發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀不能共存。D項HCO3-與Al3+會發(fā)生雙水解反應(yīng)而不能大量共存。答案為D。

評注：水解反應(yīng)是離子共存問題學(xué)習(xí)的重點，同時也是高考考察的重點，學(xué)生在解答此類問題時，對選項中的特殊離子多加關(guān)注，例如CO32-、HCO3-、Al3+、AlO2-等，都是容易發(fā)生水解發(fā)硬的離子。

五、總結(jié)

解決離子共存問題時，歸納起來有一句話：一色，二性，三特殊，四反應(yīng)。

色就是溶液顏色：題目若是限定無色透明那就不存在Cu2+、Fe3+、MnO4-、Fe2+等;

性即酸堿性：

①在強酸性溶液中，OH-及弱酸根陰離子(如CO32-、SO32-、S2-、CH3COO-等)均不能大量存在;

②在強堿性溶液中，H+及弱堿陽離子(如NH4+、Al3+、Mg2+、Fe3+等)均不能大量存在;

③酸式弱酸根離子(如HCO3-、HSO3-、HS-)在強酸性或強堿性溶液中均不能大量存在。

特殊就是部分特殊情況：

①AlO2-與HCO3-不能大量共存：AlO2-+HCO3-+H2O=Al(OH)3↓+CO32-;

②NO3-+H+組合具有強氧化性，能與S2-、Fe2+、I-、SO32-等因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存;

③NH4+與CH3COO-、CO32-、Mg2+與HCO3-等組合中，雖然兩種離子都能水解且水解相互促進，但總的水解程度很小，它們在溶液中能大量共存(加熱就不同了)。