离子会因为发生双水解而不能共存
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双水解的原理及应用当弱酸的酸根与弱碱的阳离子同时存在于水溶液中时,弱酸的酸根水解生成的氢氧根离子与弱碱的阳离子水解生成的氢离子反应生成水而使两种离子的水解平衡向水解方向移动而互相促进水解,而水解完全。
基本介绍例如:泡沫灭火器中的主要化学物质是碳酸氢钠与硫酸铝,互相促进水解生成二氧化碳气体和氢氧化铝沉淀,从而产生大量的泡沫。
3(HCO3-)+(Al3+)= 3CO2↑ +Al(OH)3↓Al2S3+3H2O=2Al(OH)3↓ +3H2S↑AlN+3H2O=Al(OH)3↓+NH3↑弱酸阴离子与弱碱阳离子在水溶液中互相促进水解,水解程度增大。
有些互促水解反应不能完全进行,有些互促水解反应能完全进行(俗称“双水解反应”)。
那么,哪些弱酸根离子与弱碱阳离子在水溶液中互相促进水解反应能完全进行呢?由于中学化学教学中往往仅列出能发生“双水解反应”的一些例子让学生记住,学生较难掌握且不能举一反三、灵活运用;本文浅谈互促水解反应完全进行的条件及其推论,揭示其本质,以便该知识能较易被掌握和应用。
发生条件一.“双水解反应”发生的条件:首先我们来分析Al3+与HCO3-在水溶液中为什么能发生“双水解反应”而Mg2+与CO32-或HCO3-却不能发生“双水解反应”?互相促进水解其水解程度增大,由于Al(OH)3溶解度非常小且H2CO3又不稳定易分解即生成的水解产物能脱离反应体系,根据平衡移动原理水解条件之一是:水解产物是容易脱离反应体系的溶解度非常小的物质(如:Al(OH)3、Fe(OH)3或H2、O2等极难溶的气体)。
当然,若互相促进水解程度非常大水解反应也可以认为完全进行。
如:(NH4)2S几乎99.9%水解成NH3·H2O和HS-。
综上所述,双水解反应能否完全进行决定于两个因素:1.互相促进水解程度大小(包括物质本性、外界条件等的影响);2.水解产物的溶解度。
推论应用二.有关推论及其应用:高中化学中常见的能发生“双水解反应”的离子对有:Al3 +与HCO3-、CO32-、HS-、S2-;Fe3+与HCO3-、CO32-;NH4+与SiO32-;Al3+与Al(OH)4-等。
中学化学中常见离子共存问题归纳:在溶液中离子共存问题的实质是:哪能些离子刘不能发生反应,能发生反应者不能共存。
主要的反应类型有四类;复分解反应、氧化还原反应、络合反应、双水解反应。
中学化学常见不能共存的离子组如下:1、看是否因发生氧化还原反应而不共存:常见的如下:Fe3+与S2-、I-不能共存;;;NO3-(H+)、MnO4-(H+)、ClO-(H+)、Cr2O72-(H+)、H2O2、等与S2-、I-、SO32-、Fe2+等不能共存。
;;;;;;;;;;另在酸性条件下,特殊离子间不共存并附离子方程式如下:①H+与S2O32-:②H+与SO32- 和S2-:③H+与ClO- 和Cl- :④H+与MnO4- 和Cl- :2、看是否发生复分解反应而不共存:具体又分三种情况:①生成难溶于混合体系的物质:(即常理解为生成沉淀的一大类)常见的如下:H+与SiO32-、AlO2-、C17H35COO- ;;;OH-与除NH4+之外的所有的弱碱金属阳离子均生成难溶的碱;Ag+与Cl-、OH-、S2-、I-、Br-、SO32-、CO32-、SiO32-、PO43-、SO42- 等;Pb2+与OH-、S2-、SO32-、CO32-、SiO32-、PO43-、SO42-等;Ba2+、Ca2+与SO32-、CO32-、SiO32-、PO43-、SO42-等;Fe2+、Cu2+、Mg2+、Zn2+等与OH-、S2-、SO32-、CO32-、SiO32-、PO43-等;S2-(H2S)与Ag+、Cu2+、Pb2+、Hg2+、Fe2+与S2-反应与H2S不反应。
②生成易挥发的物质:(即常理解为生成气体的一大类)常见的如下:H+与S2-(H2S)、SO32-(HSO3-)、CO32-(HCO3-)不共存,OH-与NH4+加热时生成氨气不共存;另外有些时侯也要特别注意HCl和HNO3的挥发性。
③生成难电离的物质:(即初中常理解为生成水的)除了生成水的以外主要就是H+与弱酸根离子生成难电离的弱酸以及OH-与NH4+常温时生成NH3·H2O难电离。
高考化学复习热点问题专题训练离子大量共存问题有关溶液中离子能否共存问题是中学化学中的常见问题。
近几年高考几乎每年都设置判断离子共存问题的试题。
从历年高考中有关离子共存问题的难度上分析,这类问题都属于中等难度偏易题,但这类题的区分度都比较高。
也就是说,题不难,但考生在这类题上能否得分差异较大。
造成之种状况的原因,主要是考生在元素及其化合物知识的学习中,没有将众多的元素及其化合物知识统摄整理,使之网络化并进行有序的存储,因而在提取、再现、辨认时,或出现错误,或发生障碍,或不完整。
也有知识掌握不完整,物质间相互反应的规律不清晰,在解决问题时缺乏信心等因素造成。
相关知识点:(一)、由于发生复分解反应,离子不能大量共存。
1、有气体产生。
如CO32-、S2-、HS-、HSO3-、等易挥发的弱酸的酸根与H+不能大量共存,主要是由于CO32-+2H+=CO2↑+H2O、HS-+H+=H2S↑。
2、有沉淀生成。
如Ba2+、Ca2+、Mg2+等不能与SO42-、CO32-等大量共存主要是由于Ba2++CO32-=CaCO3↓、Ca2++SO42-=CaSO4(微溶);Cu2+、Fe3+等不能与OH-大量共存也是因为Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓,Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓等。
3、有弱电解质生成。
如OH-、CH3COO-、PO43-、HPO42-、H2PO-等与H+不能大量共存,主要是由于OH-+H+=H2O、CH3COO-+H+=CH3COOH;一些酸式弱酸根不能与OH-大量共存是因为HCO3-+OH-=CO32-+H2O、HPO42-+OH-=PO43-+H2O、NH4++OH-=NH3·H2O 等。
4、一些容易发生水解的离子,在溶液中的存在是有条件的。
如AlO2-、S2-、CO32-、C6H5O-等必须在碱性条件下才能在溶液中存在;如Fe3+、Al3+等必须在酸性条件下才能在溶液中存在。
什么是双⽔解反应双⽔解反应的条件 双⽔解反应是指弱酸根离⼦和弱碱阳离⼦相互促进⽔解,相信⼤家都不太了解双⽔解反应的概念,下⾯就让店铺来给你科普⼀下什么是双⽔解反应。
双⽔解反应的基本介绍 如:泡沫灭⽕器中的主要化学物质是碳酸氢钠与硫酸铝,互相促进⽔解⽣成⼆氧化碳⽓体和氢氧化铝沉淀,从⽽产⽣⼤量的泡沫。
Al(HCO3)3=Al(OH)3↓+3CO2↑ Al2S3+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑ AlN+3H2O=Al(OH)3↓+NH3↑ 弱酸阴离⼦与弱碱阳离⼦在⽔溶液中互相促进⽔解,⽔解程度增⼤。
⽔解问题包含彻底⽔解和不彻底⽔解。
有些互促⽔解反应不能完全进⾏,有些互促⽔解反应能完全进⾏(俗称“双⽔解反应”)。
常见的双⽔解进⾏完全的有:、与、 ( )。
双⽔解反应的发⽣条件 ⾸先我们来分析Al3+与HCO3–在⽔溶液中为什么能发⽣“双⽔解反应”⽽Mg2+与CO32-或HCO3-却不能发⽣“双⽔解反应”?互相促进⽔解其⽔解程度增⼤,由于Al(OH)3溶解度⾮常⼩且H2CO3⼜不稳定易分解即⽣成的⽔解产物能脱离反应体系,根据平衡移动原理⽔解反应继续向右进⾏,直⾄反应完全进⾏;但Mg(OH)2溶解度⽐Al(OH)3⼤些,不容易脱离反应体系,则⽔解反应进⾏到⼀定程度就达到平衡,⽔解反应不能完全进⾏。
由上不难看出: ⽣成的⽔解产物脱离反应体系是反应得以完全进⾏的重要原因. 因此, “双⽔解反应”发⽣的条件之⼀是:⽔解产物是容易脱离反应体系(溶解度⾮常⼩)的物质如:Al(OH)3、Fe(OH)3或H2、O2等极难溶的⽓体。
当然,若互相促进⽔解程度⾮常⼤⽔解反应也可以认为完全进⾏。
综上所述,双⽔解反应能否完全进⾏决定于两个因素:1.互相促进⽔解程度⼤⼩(包括物质本性、外界条件等的影响)2.⽔解产物的溶解度。
双⽔解反应的推论及应⽤ 发⽣双⽔解的离⼦不共存。
下⾯我们思考这样⼀个问题:Al3+遇到⽐碳酸还弱的酸的酸根如:ClO-、SiO32-、AlO2-等会不会发⽣“双⽔解反应”呢?根据以上条件,答案是肯定的。
一、离子方程式离子方程式书写的基本规律要求。
(1)合事实:离子反应要符合客观事实,不可臆造产物及反应。
(2)式正确:化学式与离子符号使用正确合理。
(3)号实际:“=”“ ”“→”“↑”“↓”等符号符合实际。
(4)两守恒:两边原子数、电荷数必须守恒(氧化还原反应离子方程式中氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数要相等)。
(5)明类型:依据离子反应原理,分清类型,总结方法技巧。
(6)检查细:结合书写离子方程式过程中易出现的错误,细心检查。
二、离子共存1.由于发生复分解反应,离子不能大量共存。
(1)有气体产生。
如CO32-、SO32-、S2-、HCO3-、HSO3-、HS-等易挥发的弱酸的酸根与H+不能大量共存。
(2)有沉淀生成。
如Ba2+、Ca2+、Mg2+、Ag+等不能与SO42-、CO32-等大量共存;Mg2+、Fe2+、Ag+、Al3+、Zn2+、Cu2+、Fe3+等不能与OH-大量共存;Pb2+与Cl-,Fe2+与S2-、Ca2+与PO43-、Ag+与I-不能大量共存。
(3)有弱电解质生成。
如OH-、CH3COO-、PO43-、HPO42-、H2PO4-、F-、ClO-、AlO2-、SiO32-、CN -、等与H+不能大量共存;一些酸式弱酸根如HCO3-、HPO42-、HS-、H2PO4-、HSO3-不能与OH-大量共存;NH4+与OH-不能大量共存。
*(4)一些容易发生水解的离子,在溶液中的存在是有条件的。
如AlO2-、S2-、CO32-、C6H5O-等必须在碱性条件下才能在溶液中存在;如Fe3+、Al3+等必须在酸性条件下才能在溶液中存在。
这两类离子不能同时存在在同一溶液中,即离子间能发生“双水解”反应。
如3AlO2-+ 3Al3++6H2O=4Al(OH)3↓等。
2.由于发生氧化还原反应,离子不能大量共存。
(1)具有较强还原性的离子不能与具有较强氧化性的离子大量共存。
如S2-、HS-、SO32-、I-和Fe3+不能大量共存。
离子能否大量共存问题的分析与判断判断离子能否大量共存实际上就是判断离子之间能否反应,只要离子间相互反应,那么就不能大量共存,否则就能大量共存。
下面讨论离子能否共存的原因与判断方法:一、常见的离子不能大量共存的原因:(1)发生复分解反应生成难溶物、挥发性物质和难电离物质时不能大量共存。
如:①若阴阳离子能相互结合生成难溶物或微容物性盐,就不能大量共存。
如常见的Ba2+、Ca2+ 与CO32-、SO32-、SO42-、PO43-、SiO32-等;再如常见的Ag+ 与Cl-、Br-、I-、PO43-、CO32-、SO42-、S2-等。
②弱碱的阳离子不能与OH-大量共存。
如常见的Fe2+、Fe3+、Cu2+、NH4+、Ag+、Mg2+、Al3+、Zn2+等与OH-不能大量共存。
③弱酸根阴离子不能与H+ 大量共存。
如常见的CH3COO-、F-、CO32-、SO32-、S2-、PO43-等与H+ 不能大量共存。
④弱酸的酸式阴离子与H+ 或OH-均不能大量共存。
如常见的HCO3-、HSO3-、HS-、H2PO4-、HPO42-等既不能与H+ 大量共存也不能与OH-大量共存。
(2)若离子间能发生氧化还原反应,也不能大量共存。
如:①在酸性条件下,MnO4-具有较强的氧化性,与常见的Cl-、Br-、I-、S2-等能发生氧化还原反应,而不能大量共存;同样,NO3-在酸性条件下也具有较强的氧化性,与Br-、I-、S2-、Fe2+、SO32-等不能大量共存。
②在中性条件下,NO3-与I-、Fe2+ 等可以大量共存。
③无论是在酸性或碱性条件下,ClO-都具有氧化性,与常见的还原性离子如I-、Fe2+、S2-、SO32-等均不能大量共存。
(3)若阴、阳离子间发生“双水解”反应,有的促进反应进行,不能大量共存。
常见的能发生“双水解”反应离子归纳如下:①Al3+与HS-、S-、CO32-、HCO3-、AlO2-、SiO32-、ClO-等;②Fe3+与CO32-、HCO3-、AlO2-、ClO-等;③NH4+与AlO2-、SiO32-等;发生“双水解”反应时,由于水解彻底,可用“===”连接反应物和产物,水解生成的难容物或挥发性物质要加沉淀符号“↓”或气体反符号“↑”。
离子能否共存的原因与判断方法判断离子能否大量共存实际上就是判断离子之间能否反应,只要离子间相互反应,那么就不能大量共存。
下面就离子能否共存的原因与判断方法归纳如下:一、常见的离子不能大量共存的原因:(1)发生复分解反应生成难溶物、挥发性物质和难电离物质时不能大量共存。
如:①若阴阳离子能相互结合生成难溶物或微容物性盐,就不能大量共存。
如常见的Ba2+、Ca2+ 与CO32-、SO32-、SO42-、PO43-、SiO32-等;再如常见的Ag+ 与Cl-、Br-、I-、PO43-、CO32-、SO42-、S2-等。
②弱碱的阳离子不能与OH-大量共存。
如常见的Fe2+、Fe3+、Cu2+、NH4+、Ag+、Mg2+、Al3+、Zn2+等与OH -不能大量共存。
③弱酸根阴离子不能与H+ 大量共存。
如常见的CH3COO-、F-、CO32-、SO32-、S2-、PO43-等与H+ 不能大量共存。
④弱酸的酸式阴离子与H+ 或OH-均不能大量共存。
如常见的HCO3-、HSO3-、HS-、H2PO4-、HPO42-等既不能与H+ 大量共存也不能与OH-大量共存。
(2)若离子间能发生氧化还原反应,也不能大量共存。
如:①在酸性条件下,MnO4-具有较强的氧化性,与常见的Cl-、Br-、I-、S2-等能发生氧化还原反应,而不能大量共存;同样,NO3-在酸性条件下也具有较强的氧化性,与Br-、I-、S2-、Fe2+、SO32-等不能大量共存。
②在中性条件下,NO3-与I-、Fe2+ 等可以大量共存。
③无论是在酸性或碱性条件下,ClO-都具有氧化性,与常见的还原性离子如I-、Fe2+、S2-、SO32-等均不能大量共存。
(3)若阴、阳离子间发生“双水解”反应,有的促进反应进行,不能大量共存。
常见的能发生“双水解”反应离子归纳如下:① Al3+与HS-、S-、CO32-、HCO3-、AlO2-、SiO32-、ClO-等;② Fe3+与CO32-、HCO3-、AlO2-、ClO-等;③ NH4+与AlO2-、SiO32-等;发生“双水解”反应时,由于水解彻底,可用“===”连接反应物和产物,水解生成的难容物或挥发性物质要加沉淀符号“↓”或气体反符号“↑”。
离子共存专题总结正确判断离子间能否大量共存的关键是看离子间能否发生反应.如:能生成沉淀.生成气体、生成弱电解质、生成络离子,大致可分为以下几种情况:1 、氢离子与弱酸的酸根离子不能大量共存,如:CO32-、HCO3-、CH3COO-、HS-、S2-、F-、SO32-、HSO3?、PO43-、HPO42-、AlO2、SiO32-等都不能与H+大量共存。
2、氢氧根离子与弱碱的金属阳离子及弱酸的酸式酸根不能大量共存,如:NH4+ 、Fe3+、Fe2+ 、Cu2+ 、Al3+ 、Zn2+、HCO3-、HS? 、H2PO4-、HPO42-、HSO3? 、SO32-等与OH- 不能大量共存。
3 、能生成难溶物质的两种离子不能大量共存,如:Ca2+与CO32-,Ba2+与SO42-Cu2+与S2-,Pb2+与SO42-等不能大量共存。
4、离子间能发生氧化还原反应的不能大量共存,如:Fe3+与S2-、I-;MnO4-与SO32-、S2-;MnO4、H+与Cl-;NO3?、H+与Fe2+;ClO-与S2-等不能大量共存。
5、弱酸的酸根与弱碱的金属阳离子因发生双水解反应而不能大量共存,如:Al3+和HCO3-;Fe3+与HCO3- ;AlO2-与Al3+,NH4+与SiO32-等不能大量共存。
6、微粒间能发生络合的不能大量共存,如Fe3+与SCN-,Ag+与NH3 等。
一、离子共存下面是离子间不能共存的几种情况:1.由于发生复分解反应,离子不能大量共存(1)有气体产生。
例如:CO32—、SO32—、S2—、HCO3—、HSO3—、HS—等易挥发的弱酸的酸根与H+不能大量共存。
(2)有沉淀生成。
例如:Ba2+、Ca2+、Mg2+、Ag+等不能与SO42—、CO32—等大量共存;Mg2+、Fe2+、Ag+ 、Al3+、Zn2+、Cu2+、Fe3+等不能与OH—大量共存;Pb2+与Cl —,Fe2+与S2—、Ca2+与PO43—、Ag+与Cl-、Br-、I—等不能大量共存。
2022-2023学年湖北省部分名校高二下学期5月联考化学试题1.化学与生活、生产密切相关,下列说法错误的是A.液化石油气、汽油、凡士林、石蜡的主要成分都是烷烃B.四氯乙烯可作衣物干洗剂,它属于不饱和烃C.氯乙烷可与其他药物制成“复方氯乙烷气雾剂”,用于运动中的急性损伤D.聚苯胺经过掺杂处理后可以具有一定的导电性能2.下列各组离子中,因为发生完全双水解而不能共存的是A.、、、B.、、、C.、、、D.、、、3.利用图中实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是A B C DA.A B.B C.C D.D 4.设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是A.溶液中的数目为B.固体中含有的阳离子数为C.晶体中含有D.常温、常压下,乙醛中含有的键数目为5.下列反应的化学方程式或离子方程式书写错误的是A.将少量通入苯酚钠溶液中:B.草酸钠与酸性高锰酸钾溶液反应:C.丙烯醛与足量溴水反应:D.在一定条件下乙炔与水反应:6.下列说法中正确的是A.任何晶体中,若含有阳离子就一定有阴离子B.方形容器中结出的冰是方形的,体现了晶体的自范性C.气态物质不一定都是由分子组成的D.接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比按化学式计算出的要大一些,可以用范德华力解释这种异常性7.下列说法中正确的是A.沸点:B.和均为含有非极性键的非极性分子C.晶体的硬度:金刚石>晶体硅>碳化硅D.由于键长比键长短,所以键能比键能更大8.滴加化学试剂是实验室中常用的鉴别物质的方法,下列各物质鉴别中,说法错误的是A.氯乙烷、溴乙烷可以用水来鉴别B.丙醛、丙酮可以用新制氢氧化铜悬浊液来鉴别C.苯酚、苯甲醇可以用溶液来鉴别D.环己烯、甲苯可以用酸性高锰酸钾溶液来鉴别9.下列说法中,正确的是A.从空间角度看,轨道比轨道大,其空间包括了轨道B.能级的能量一定比能级的能量高C.根据两元素第一电离能的大小,可以比较元素的金属性强弱D.第四周期的金属元素从左到右,元素的金属性依此减弱10.有机化合物分子中原子间(原子与原子团间)的相互影响会导致其化学性质改变。
2021高考化学试题分类汇编-离子共存离子反应1.(2021江苏高考4)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是A.1.0 mol·L-1的KNO3溶液:H+、Fe2+、Cl-、SO42-B.甲基橙呈红色的溶液:NH4+、Ba2+、AlO2-、Cl-C.pH=12的溶液:K+、Na+、CH3COO-、Br-D.与铝反应产生大量氢气的溶液:Na+、K+、CO32-、NO3-解析:本题以溶液中离子共存的方式考查学生对硝酸的氧化性、亚铁离子还原性、甲基橙呈红色水溶液的呈酸性、酸性溶液AlO2-不能在其中共存、与铝反应产生大量氢气有强酸碱性两种可能等相关知识的理解程度,考查学生综合运用所学化学知识解决相关化学问题的能力。
答案:C2.(2021安徽高考8)室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是A.饱和氯水中Cl-、NO3-、Na+、SO32-B.c(H+)=1.0×10-13mol/L溶液中C6H5O-、K+、SO42-、Br-C.Na2S溶液中SO42-、K+、Cl-、Cu2+D.pH=12的溶液中NO3-、I-、Na+、Al3+解析:饱和氯水具有强氧化性,能将SO32-氧化成SO42-,A中不能大量共存;c(H+)=1.0×10-13mol/L溶液,说明该溶液显碱性,因此可以大量共存;S2-和Cu2+可以结合生成难溶性CuS沉淀,所以不能大量共存;pH=12的溶液,说明该溶液显碱性,而Al3+与碱不能大量共存。
所以正确的答案是B。
答案:B3. (2021广东高考8)能在水溶液中大量共存的一组离子是A. H+、I―、NO3―、SiO32-B. Ag+、Fe3+、Cl―、SO42―C.K+、SO42-、Cu2+、NO3―D.NH4+、OH-、Cl-、HCO3-解析:本题考察离子共存问题。
SiO32-属于弱酸硅酸的酸根与酸不能大量共存,同时在酸性溶液中,NO3―具有氧化性能氧化I―生成单质碘,A不正确;Ag+与Cl―和SO42―均可生成难溶性物质AgCl和Ag2SO4,B不正确;在碱性溶液中NH4+和HCO3-均与OH-结合分别形成氨水和CO32-,因此D也不正确,所以答案是C。
双水解反应是指弱酸根和弱碱阳离子相互促进水解,直至完全的反应.常见的双水解进行完全的有:Fe3﹢、Al3﹢与AlO₂﹣、CO₃2﹣(HCO₃﹣)
1、【铝离子和碳酸氢根离子】
Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑
2、【铝离子和碳酸根离子】
2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑
3、【铝离子和硫离子】
2Al3++3S2-+6H20=2Al(OH)3↓+3H2S↑
4、【铝离子和HS-(硫氢根)离子】
Al3++3HS-+3H2O=Al(OH)3↓+3H2S↑
5、【铁离子和四羟基合铝酸根离子】
Fe3++3(Al(OH)4)-=Fe(OH)3↓+3Al(OH)3↓
6、【铁离子和碳酸根离子】
2Fe3++3(CO3)2-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑
7、【铵根离子和四羟基合铝酸根离子】
NH4++(Al(OH)4)-=NH3·H2O+Al(OH)3↓
8、【铁离子和碳酸氢根离子】
Fe3++3HCO3-=Fe(OH)3↓+3CO2↑(因为反应物和生成物中都有水抵消了,就不表示出来了)
9、【铵根离子和偏铝酸根离子】
AlO2- + NH4+ + H2O == Al(OH)3↓+ NH3↑
10、【铝离子和偏铝酸根离子】
Al3+ + 3AlO2- + 6H2O ═4Al(OH)3↓。