人教版高二化学 离子反应问题

人教版高二化学 离子反应问题

离子反应问题 教案3（章节1－3：离子反应问题）‎ ‎ [高考要求分析]‎ ‎1．理解离子反应的概念。‎ ‎2．能熟练地书写离子方程式，判断离子方程式的书写正误。‎ ‎3．能根据无机反应和有机反应的一般规律分析判断能否发生离子反应。‎ ‎4．熟悉常见离子的性质，掌握离子间的反应。判断离子共存问题。能够用平衡移动观点理解一些特殊的离子反应发生的原理。‎ ‎[知识综合脉络]‎ ‎[基础知识梳理]‎ ‎1．离子反应、电解质、非电解质、离子方程式 ‎（1）离子反应 定义：有离子参加的反应。‎ 类型： ‎ n 离子互换的非氧化还原反应：当有难溶物(如CaCO3 难电离物(如H20、弱酸、弱碱)以及挥发性物质(如 HCl)生成时离子反应可以发生。‎ n ‎ - 6 -‎ 离子间的氧化还原反应：取决于氧化剂和还原剂的相对强弱，氧化剂和还原剂越强，离子反应越完全 n 注意点：离子反应不一定都能用离子方程式表示。‎ n 如实验室制氨气 (NH4)2SO4 +Ca(OH)2 =CaSO4+2NH3↑+2H2O ‎ H2S气体的检验Pb(AC)2+H2S=PbS↓+2HAc（注：Pb(AC)2可溶于水的盐的弱电解质）‎ ‎（2）电解质、非电解质、强、弱电解质 ‎ ●电解质：在水溶液里或熔化状态下能够导电的化合物。‎ ‎ ●非电解质：在水溶液和熔化状态都不导电的化合物。‎ ‎ ●强电解质：在水溶液里全部电离成离子的电解质。‎ ‎ ●弱电解质：在水溶液里只有一部分分子电离成离子的电解质 ‎ ●强电解质与弱电解质的注意点 ‎①电解质的强弱与其在水溶液中的电离程度有关，与其溶解度的大小无关。例如：难溶的BaSO4、CaSO3等和微溶的Ca(OH)2等在水中溶解的部分是完全电离的，故是强电解质。而易溶于水的CH3COOH、H3PO4等在水中只有部分电离，故归为弱电解质。‎ ‎②电解质溶液的导电能力的强弱只与自由移动的离子浓度及离子所带的电荷数有关，而与电解质的强弱没有必然的联系。例如：一定浓度的弱酸溶液的导电能力也可能比较稀的强酸溶液强。‎ ‎③强电解质包括：强酸(如HCl、HNO3、H2SO4)、强碱(如NaOH、KOH、Ba(OH)2)和大多数盐(如NaCl、 MgCl2、K2SO4、NH4C1)及所有的离子化合物；弱电解质包括：弱酸(如CH3COOH)、弱碱(如NH3·H2O)、中强酸 (如H3PO4 )，注意：水也是弱电解质。‎ ‎④共价化合物在水中才能电离，熔融状态下不电离 举例：KHSO4在水中的电离式和熔融状态下电离式是不同的。‎ ‎(3)离子方程式：‎ 定义：用实际参加反应的离子符号表示离子反应的式子 使用环境：离子程式在水溶液或熔融状态下才可用离子方程式表示 ‎2．离子方程式的书写 ‎ (1)离子反应是在溶液中或熔融状态时进行时反应，凡非溶液中进行的反应一般不能写离子方程式，即没有自由移动离子参加的反应，不能写离子方程式。如 NH4Cl固体和Ca(OH)：固体混合加热，虽然也有离子和离子反应，但不能写成离子方程式，只能写化学方程式。即：‎ ‎ 2NH4Cl(固)+Ca(OH)2(固) CaCl2+2H2O +2NH3 ↑‎ ‎ (2)单质、氧化物在离子方程式中一律写化学式；弱酸(HF、H2S、HClO、H2SO3等)、弱碱(如NH3·H2O)等难电离的物质必须写化学式；难溶于水的物质(如CaCO3、BaSO3、FeS、PbS、BaSO4，Fe(OH)3等)必须写化学式。如：‎ CO2+2OH－=CO32－+H2O CaCO3+2H+=CO2↑+H2O+Ca2+‎ ‎ (3)多元弱酸的酸式盐的酸根离子在离子方程式中不能拆开写。如NaHSO3溶液和稀硫酸反应：HSO3－ +H+=SO2↑+H2O ‎ ‎ (4)对于微溶物的处理有三种情况；‎ ‎①在生成物中有微溶物析出时，微溶物用化学式表示。如Na2S04溶液中加入AgNO3 ，溶液：2Ag++SO42－=Ag2SO4 ↓‎ ‎ ②‎ ‎ - 6 -‎ 当反应物里有微溶物处于溶液状态(稀溶液)，应写成离子的形式。如C02气体通人澄清石灰水中：CO2+Ca2++2OH－=CaCO3 ↓+H2O ‎ ‎ ③当反应物里有微溶物处于悬浊液或固态时，应写成化学式。如在石灰乳中加入Na2C03溶液：Ca(OH)2+CO32－=CaCO3↓+H2O 。‎ ‎ (5)操作顺序或反应物相对量不同时离子方程式不同，例如少量烧碱滴人Ca(HC03)2溶液[此时Ca(HCO3)2 过量]，有 ‎ ‎ Ca2++HCO3－+OH－=CaCO3 ↓+H2O ‎ 少量Ca(HC03)2溶液滴人烧碱溶液(此时NaOH过量)，有 ‎ Ca2++2OH－+2HCO3－ =CaCO3↓+CO32－ +2H2O ‎ 离子共存问题 ‎(1)“不共存”情况归纳 ‎ ①离子之间相互结合呈沉淀析出时不能大量共存。如形成BaSO4、CaSO4、H2SiO3、Ca(OH)2、MgSO3、MgCO3、 PbCl2、H2SO4、Ag2SO4等。‎ ‎ ②离子之间相互结合呈气体逸出时不能大量共存，如：H+与S2－、HCO3－、SO32－、HSO3－和OH－与NH4+等，由于逸出H2S、CO2、SO2、NH3等气体或S2－变成HS－，CO32－变成HCO3－而不能大量共存。‎ ‎ ③离子之间相互结合成弱电解质时不能大量共存。如：H+与CH3COO－、OH－、PO43－等离子，由于生成 CH3COOH、H2O、HPO42－、H2PO4－、H3PO4而不能大量共存。‎ ‎ ④离子之间发生双水解析出沉淀或逸出气体时不能大量共存，如Al3+与AlO2－、Fe3+与HCO3－ 、Al3+与HS－ 、S2－、HCO3－、CO32－等离子。‎ ‎ ⑤离子之间发生氧化还原反应时不能大量共存，如：Fe3+与S2－、Fe3+与I－等。‎ ‎ ⑥离子之间相互结合成络离子时不能大量共存。如Fe3+与SCN－生成[Fe(SCN)]2+，Ag+、NH4+、OH－生成[Ag(NH3)2]+，Fe3+与C6H5OH也络合等 ‎ (2)离子在酸性或城性溶液中存在情况的归纳。‎ ‎ ①某些弱碱金屑阳离子，如：Zn2+、Fe3+、Fe2+、 Cu2+、Al3+、NH4+、Pb2+、Ag+等。在水溶液中发生水解，有OH－则促进水解生成弱碱或难溶的氢氧化物。故上述离子可和H+(在酸性溶液中)大量共存，不能与OH－(在碱性溶液中)共存。但有NO3－存在时的酸性溶液， Fe2+等还原性离子不与之共存。‎ ‎ ②某些弱酸的酸式酸根离子，如HCO3－、HS－等可和酸发生反应，由于本身是酸式酸根，故又可与碱反应，故此类离子与H+和OH－都不能共存。‎ ‎ ③某些弱酸的阴离子，如：CH3COO－ 、S2－、CO32－、 PO43－、AlO2－、SO32－、ClO－ 、SiO32－—等离子在水溶液中发生水解，有H‘则促进其水解，生成难电离的弱酸或弱酸的酸式酸根离子。所以这些离子可和OH－(在碱性溶液中)大量共存，不能与H+(在酸性溶液中)大量共存。‎ ‎④强酸的酸根离子和强碱的金属阳离子，如：Cl－、 Br－ 、I－、SO42－、NO3－、K+、Na+等离子，因为在水溶液中不发生水解，所以不论在酸性或碱性溶液中都可以大量共存。但SO42－与Ba2+不共存。‎ ‎ ⑤某些络离子，如[Ag(NH3)2]+，它们的配位体能与H+结合成NH3 [Ag(NH3)2]+ +2H+＝Ag++ 2NH4+，所以，它们只能存在于碱性溶液中，即可与OH－共存，而不能与H+共存。‎ ‎ - 6 -‎ 分析：“共存”问题，还应考虑到题目附加条件的影响，如溶液的酸碱性、PH值、溶液颜色、水的电离情况等。‎ ‎[典型例题分析]‎ ‎[例1]某强酸性溶液中可能存在NO3－、I－、Cl－、Fe3+中的一种或几种。向该溶液中加入溴水后，溴被还原，由此推断该溶液中（ ）‎ A．不含NO3－，也不含Fe3+ B．含有NO3－、I－、Cl－‎ C．含I－，但不能确定是否含Cl－ D．含有Fe3+‎ ‎[解析] NO3－、I－、Cl－、Fe3+四种离子中只有I－离子能被Br2氧化，所以溶液中必存在I－离子。由于在强酸性溶液中NO3－和Fe3+都能把I－氧化，即NO3－、Fe3+都不能跟I－共存。Cl－离子不参与反应，所以无法确定它的存在与否。‎ ‎[答案]AC。‎ ‎[例2]下列各组离子能在同一溶液中大量共存的是（ ）‎ A．Ag+、K+、Cl－、NO3－ B．Ba2+、Cl－、H+、SO42－‎ C．H+、CO32－、Cl－、Na+ D．Na+、OH－、Ba2+、NO3－‎ ‎[解析]对于A组离子，Ag+和Cl－间能反应生成氯化银沉淀；对于B组，Ba2+和SO42－之间能反应生成硫酸钡沉淀；对于C组，H + 跟 CO32－可反应生成弱电解质碳酸，碳酸又可分解生成二氧化碳气体；以上三组离子间都可发生复分解反应，因此不能大量共存。‎ ‎[答案]D。‎ ‎[课堂练习]‎ ‎1．下列各组离子在溶液中可以大量共存，且加入足量氨水后也不产生沉淀的是（ ）。‎ A．Na+、Ba2+、Cl－、SO42－ B．H+、NH4+、Al3+、SO42－‎ C．H+、CH3COO－、Cl－、NO3－ D．K+、AlO2－、NO3－、OH－‎ ‎2．下列各离子组中，在溶液中能够大量共存的一组是 （ ）‎ A．AlO2－、SO42－、Cl－、K+ B．Al3+、Ca2+、HCO3－、Na+‎ C．Fe3+、NH4+、SO42－、SCN－ D．H+、Cl－、Na+、H2PO4－‎ ‎3．鉴别纯碱、石灰石、芒硝、石膏四种白色固体物质，下列试剂中应该选用 （ ）‎ A．NaOH溶液 B．HNO3溶液 C．水，盐酸 D．BaCl2和HNO3混合液 ‎4．某溶液中加入铝片有氢气产生，则在该溶液中一定能大量共存的离子组是 （ ）‎ A．Cl－、NO3－、Ba2+、Ca2+ B．SO42－、CH3COO－、Al3+、Mg2+‎ C．Na+、K+、SO42－、Cl－ D．NH4+、Ba2+、Cl－、HCO3－‎ ‎5．下列反应的离子方程式正确的是 （ ）‎ A．苯酚钠溶液中通入二氧化碳：2C6H5O－+CO2+H2O=2C6H5OH+CO32－‎ B．硫酸氢钠溶液中加入氢氧化钡溶液至溶液pH=7：Ba2++SO42－=BaSO4↓‎ C．氯化铝溶液中加入过量的氨水：Al3++3OH－=Al(OH)3↓‎ D．氯化亚铁溶液中滴入溴水：2Fe2++Br2=2Fe3++2Br－‎ ‎6．下列离子方程式中正确的是 （ ）‎ A．硫化亚铁放入盐酸中：S2－+2H+→H2S↑‎ ‎ - 6 -‎ B．硫酸铜溶液中通入硫化氢：Cu2++H2S→CuS↓+2H+‎ C．氯化铝溶液中加入过量氨水：Al3++4NH3·H2O→AlO2－+4NH4++2H2O D．碳酸氢铵溶液中加入过量氢氧化钠溶液：HCO3－+OH－→CO32－+H2O ‎7．向含3molCa(OH)2的石灰水中逐滴加入H3PO4溶液至不再发生反应为止，所得沉淀物质的物质的量（纵坐标y）与加入H3PO4物质的量（横坐标x）的关系图是 （ ）‎ ‎8．某白色固体可能含有CuSO4、Na2SiO3、BaCl2、Na2CO3和NaHCO3中的一种或几种，取该固体少许溶于水得无色澄清溶液，向该溶液中通入过量的CO2气体，有白色沉淀生成，过滤后在溶液中加入饱和石灰水又产生白色沉淀。此沉淀与盐酸反应，又放出CO2气体。‎ ‎（1）判断该白色固体中一定含有 物质，写出有关反应的化学方程式：‎ ① ‎ ② ‎ ③ ‎ ④ ‎ ‎（可填满、也可不填满、也可补充）‎ ‎（2）一定不含 物质，理由是 。‎ ‎（3）可能含有 物质，理由是 。‎ ‎9．A－I九种物质相互转化如图所示。其中A、B、C、D为单质，其余均为化合物。常温下只有C、D、F、G为气体。F极易溶于水形成无色溶液，H溶于水形成黄色溶液。‎ 试回答下列问题：‎ ‎（1）写出三种单质的名称：A C D ‎ ‎（2）写出I→H的离子方程式 ‎ ‎（3）写出G+H→I+A+F的离子方程式 ‎ ‎ - 6 -‎ ‎[课堂练习答案]‎ ‎1D（题干中有“大量共存”“加入足量氨水不产生沉淀”等两个条件）。‎ ‎2A（有学生由于对Fe3+、SCN－两种离子会结合成稳定的[Fe(SCN)]2+离子不了解而错选C）。‎ ‎3C（要注硫酸钙微溶于水这一性质。加入水时，纯碱、芒硝易溶解于水中，碳酸钙、石膏等由于溶解度小，不溶解于水，这样可分成两组。再在每一组中分别加入稀盐酸就可检验开来）。‎ ‎4C（加入铝片产生氢气，可能是强碱性溶液、也可能是强酸性溶液）。‎ ‎5D（苯酚钠溶液中通入二氧化碳只能生成碳酸氢根离子。硫酸氢钠中加入氢氧化钡溶液时，氢离子、氢氧根离子也发生了反应。氨水是弱电解质，在离子方程式中要写成分子式）。‎ ‎6B。‎ ‎7C（注意题中“所得沉淀物质的物质的量”这一条件。第一阶段生成磷酸钙，第二阶段生成磷酸一氢钙，最后阶段沉淀溶解全部转化为磷酸二氢钙。）‎ ‎8．（1）Na2SiO3，‎ Na2SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2NaHCO3‎ ‎2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑‎ ‎（2）CuSO4、BaCl2，若含有硫酸铜溶液要显蓝色，不可能是无色溶液；氯化钡跟硅酸钠易反应生成硅酸钡沉淀，固体溶于水不可能得到无色溶液。‎ ‎（3）Na2CO3、NaHCO3。CO32－与CO2反应也生成HCO3－。‎ ‎9．（1）A是硫；C是氯气；D是氢气。‎ ‎（2）2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl－‎ ‎（3）2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+‎ ‎ - 6 -‎