判断水溶液中离子不能大量共存的依据是(如何判断离子在水溶液中能够大量共存)
导语：判断水溶液中离子不能大量共存的依据
一、依据溶液的颜色
如果试题已指明溶液无色，则有色离子不能大量共存。常见呈现颜色的离子有:外壳电子数为9～17的第一过渡系元素的水合离子，能吸收一定波长的可见光，使其离子由基态跃迁到激发态，而呈现颜色。这些离子的颜色列
于表1。
水溶液中某些含氧酸根是有色的。例如，MnO4－呈紫色，MnO42－呈绿色，CrO42－呈黄色，Cr2O72－显橙红色，VO3－显黄色。
2电子或8电子外壳的离子是无色的。例如，Li＋，Na＋，K＋，Ca2＋，Sr2＋，Ba2＋，F－，Cl－，Br－，I－，S2－，Se2－等。
二、依据溶液的酸碱性
1.由试题所给条件确定溶液的酸碱性
如果试题给出溶液的pH＜7，则为酸性；pH＞7，则为碱性。如果试题指明，在298 K，水的电离度减小，则溶液可能是酸性，也可能是碱性。其原因是:在298 K，纯水电离所产生的H＋和OH－浓度的乘积是1×10－14，即水的离子积，[H＋]×[OH－]=1×10－14。在纯水中加入较大量的可溶性强酸时，可将酸电离所产生的H＋的浓度，当做溶液中H＋的总浓度，且[H＋] 1×10－7mol·L－1。这时水的离子积仍保持为1×10－14，故由水电离所产生的[OH－]和[H＋]均小于1×10－7mol·L－1。由此可见，加入可溶性酸时，能抑制水的电离，使其电离度减小，溶液呈现酸性。同理，加入较大量的可溶性强碱时，水的电离度也能显著减小，溶液呈现碱性。
2.在酸性或碱性溶液中不能大量共存的离子
在强酸性溶液中，由两性氢氧化物生成的含氧酸根不能大量共存，例如，AlO2－，ZnO22－，CrO2－等。在强碱性溶液中，由两性氢氧化物电离所产生的简单阳离子不能大量共存，例如，Al3＋，Cr3＋，Zn2＋等。
三、依据非氧化还原反应
水溶液中离子之间能够发生非氧化还原反应时，则不能大量共存。离子之间的非氧化还原反应可区分为:
1.生成难溶于水的物质
(1)Pb2＋，Ag＋，Hg2 2＋与Cl－不能大量共存，因为能生成难溶的PbCl2，AgCl，Hg2Cl2。
(2)Cu2＋，Cd2＋，Bi3＋，Hg2＋，As3＋，Sb3＋，Sn2＋和Ag＋与S2－，HS－不能大量共存，因为能生成难溶于水和稀酸的硫化物。
(3)Mn2＋，Fe2＋，Co2＋，Ni2＋和Zn2＋与S2－不能大量共存。虽然它们的硫化物能溶于稀酸([H＋]为0.3 mol·L－1)，但是它们能同(NH4)2S和NH3·H2O溶液中的S2－反应，生成难溶的硫化物沉淀。
(4)Ca2＋，Sr2＋，Ba2＋，Fe2＋，Pb2＋，Zn2＋和Ag＋与CO32－不能大量共存，因为能生成难溶的碳酸盐。
(5)Ca2＋，Sr2＋和Ba2＋与SO42－不能大量共存，因为CaSO4微溶于水，SrSO4和BaSO4难溶于水。
(6)Ca2＋，Sr2＋和Ba2＋与PO43－不能大量共存，因为它们的磷酸盐难溶于水。
(7)Mg2＋，Cu2＋，Zn2＋，Al3＋和Fe3＋与OH－不能大量共存，因为它们的氢氧化物难溶于水。
(8)Al3＋和S2－，不能大量共存于溶液中，因为二者能完全水解，生成难溶的Al(OH)3和H2S。
2.生成难电离的物质
(1)H＋与OH－不能大量共存，因为能反应生成难电离的H2O。H2PO4－，HCO3－与OH－不能大量共存，因为二者同OH－反应分别生成PO43－，CO32－和难电离的H2O。
(2)ClO－与H＋不能大量共存，因为能生成难电离的HClO。
3.生成气态物质
(1)CO32－，HCO3－，SO32－和S2－与H＋不能大量共存，因为它们能同H＋反应，分别生成CO2，SO2，H2O和H2S。Al3＋与CO32－不能大量共存，因为二者水解，相互反应生成难溶的Al(OH)3和气体CO2。
(2)NH4＋与OH－不能大量共存，因为二者反应，能生成气体NH3和H2O。
4.生成配合物
当两种离子在水溶液中反应生成配合物时，则二者不能大量共存。例如，Fe3＋与SCN－不能大量共存，因为二者反应，生成配合物[Fe(NCs)n]3－n(n=1～6)。Ag＋与CN－不能大量共存，因为二者反应，生成[Ag(CN)2]－。
四、依据氧化还原反应
在水溶液中，如果氧化性离子与还原性离子能自发地进行氧化还原反应，则二者不能大量共存。
1.根据化合价判断离子的氧化性或还原性
在离子中某元素的原子呈现最高化合价时，这个离子只有氧化性，例如，SO42－；呈现中间价态时，既有氧化性，又有还原性，例如，SO32－；呈现最低化合价时，只有还原性，例如，S2－。由于氮的最高化合价是＋5，最低化合价是－3，所以，NO3－只有氧化性，NO2－既有氧化性，又有还原性，NH4＋只有还原性。MnO4－和Cr2O72－只有氧化性，二者是强的氧化剂，因为锰的最高化合价是＋7，铬的最高化合价是＋6。
2.自发进行氧化还原反应的条件
自发地进行氧化还原反应的条件是强的氧化剂和强的还原剂反应，生成弱的还原剂和弱的氧化剂。
例如:MnO4－强氧化剂＋5Fe2＋强还原剂＋8H＋=Mn2＋弱还原剂＋5 Fe3＋弱氧化剂＋4H2O
3.氧化剂和还原剂相对强弱的比较
(1)酸性介质中氧化剂和还原剂的相对强弱
在酸性介质中，温度是298 K，离子浓度为1 mol·L－1，气体分压为1.01×105Pa，某些常见氧化剂的氧化性和还原剂的还原性的相对强弱列于表2。
表2 酸性介质中常见氧化剂的氧化性和还原剂的还原性的相对强弱
在表2中，由上到下，氧化剂的氧化性依次增强。由上到下，氧化剂的氧化性依次增强，最强的氧化剂是MnO4－；最弱的氧化剂是SO42－。由下到上，还原剂的还原性依次增强，最强的还原剂是SO32－；最弱的还原剂是MnO2。
在某较强氧化剂和较强还原剂之间，该氧化剂的还原产物和还原剂的氧化产物之间，画两条对角线。位于对角线左下角的氧化剂和位于右上角的还原剂是反应物；另一对角线位置的是生成物。
例如，由Cr2O72－与Fe2＋，Cr3＋与Fe3＋的对角线可知，下面氧化还原反应可自发进行:Cr2O72－＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
显而易见，位于表2中左下方的离子和右上方的离子在酸性溶液中不能大量共存。
综上所述，可得出以下结论:
①在酸性介质中MnO4－与简单阴离子Cl－，Br－，I－，Fe2＋，低价含氧酸根SO32－和NO2－不能大量共存于溶液中。
②在酸性介质中Cr2O72－与简单阴离子Br－，I－，Fe2＋，低价含氧酸根SO32－，NO2－不能大量共存于溶液中。
③在酸性介质中，Cl－与ClO－，Cl－与ClO3－，Br－与BrO－，Br－与BrO3－，I－与IO－，I－与IO3－不能大量共存，因这它们之间能够进行高低价反应分别生成卤素单质Cl2，Br2，I2。
(2)碱性介质中，某些氧化剂和还原剂的相对强弱。
在298 K，离子浓度为1 mol·L－1时，碱性介质中某些氧化剂和还原剂的相对强弱列于表3。
表3 碱性介质中某些氧化剂和还原剂的相对强弱
由表3可得出结论:
①在碱性介质中，MnO4－与I－，Se2－，S2－，SO32－，NO2－不能大量共存于溶液中。
②在碱性介质中，BrO3－与I－，ClO3－与Br－，BrO－与Cl－，ClO－与Br－不能大量共存于溶液中。
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