第2讲 离子反应

第2讲离子反应自主复习夯实基础考纲要求1.了解电解质的概念｡了解强电解质和弱电解质的概念｡2.了解电解质在水溶液中的电离,以及电解质溶液的导电性｡3.了解离子反应的概念､离子反应发生的条件｡4.能正确书写离子方程式｡教材回扣一､电解质1.电解质､非电解质(1)电解质在熔融状态或溶液中能够导电的化合物｡(2)非电解质在熔融状态以及溶液中不能导电的化合物｡2.强电解质､弱电解质(1)强电解质在水溶液中,能完全电离的电解质,主要包括强酸､强碱､大多数盐类等｡(2)弱电解质在水溶液中,部分电离的电解质,主要包括弱酸､弱碱､水等｡3.熔融电解质或电解质溶液导电的实质熔融状态下电解质导电或电解质溶液导电的过程实质是电解的过程,发生了化学变化;金属导电发生物理变化｡4.电离及电离方程式

(1)电离:电解质在熔融状态或在水中产生离解的过程｡

(2)电离方程式的书写

强电解质的电离方程式中用“＝”号连接,弱电解质(包括弱酸的酸式酸根)的电离方程式用“⇌”号连接,多元酸分步电离｡

Na2SO4:Na2SO4＝2Na++｡

H2CO3:H2CO3⇌H++二､离子反应的条件及离子共存问题1.离子反应(1)概念:有离子参加或离子生成的反应统称为离子反应｡(2)离子反应的条件

在稀H2SO4中分别加入下列物质能发生反应的请写出有关离子方程式:

A.加入BaCl2溶液:Ba2++＝BaSO4↓｡

B.加入CH3COONa溶液:CH3COO-+H+＝CH3COOH｡

C.加入Na2CO3溶液:+2H+＝CO2↑+H2O｡

D.加入Zn粒:Zn+2H+＝H2↑+Zn2+｡

E.加入NaNO3溶液:不反应｡从A-E可知离子反应发生的条件:①生成难溶的物质;②生成难电离的物质;③生成易挥发的物质;④发生氧化还原反应｡

(3)离子反应的本质从A-E中,混合后溶液中离子的物质的量减少的是A(填序号);H+物质的量减少的是B､C､D;H+､SO2-4物质的量不变的是E,因此离子反应的本质是反应物的某些离子的物质的量的减少｡

2.离子共存离子共存问题是离子反应条件和本质的最直接应用｡所谓几种离子在同一溶液中能大量共存,就是指离子之间不发生任何反应;若离子之间能发生反应,则不能大量共存｡同一溶液中若离子间符合①生成难溶物或微溶物,②生成气体或挥发性物质,③生成难电离物质,④发生氧化还原反应中任意一个条件,就会发生离子反应,离子之间便不能在溶液中大量共存｡三､离子方程式的意义､实质及书写1.意义离子方程式表示同一类型的所有的离子反应｡如Ba2++CO2-3＝BaCO3↓,表示可溶性钡盐和可溶性碳酸盐在溶液中进行的反应｡2.实质离子之间发生反应,生成沉淀､难电离的物质､挥发性气体,或者发生氧化还原反应等,使溶液中的离子浓度减小,反应向着离子浓度减小的方向进行｡3.离子方程式的书写(以CaCO3和HCl反应为例)(1)写:写出正确的化学方程式,并配平｡CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O(2)拆:把溶液中完全电离的物质写成离子形式｡CaCO3+2H++2Cl-＝Ca2++2Cl-+CO2↑+H2O(3)删:删去方程式两边不参加反应的离子｡CaCO3+2H+＝Ca2++CO2↑+H2O(4)查:检查方程式两边是否遵守质量守恒和电荷守恒｡课堂互动热点突破热点考向1.判断常见物质是否属于电解质,以及电离情况｡2.正确判断指定条件下的离子方程式的正误｡3.结合氧化还原反应考查离子反应的原理､实质及计算｡4.判断限定条件下的离子共存问题｡5.结合实验考查离子反应在物质的检验､除杂和推断中的应用｡热点探究热点1电解质和非电解质､强电解质和弱电解质的比较1.电解质和非电解质的比较定义相同点不同点实例电解质在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物都是化合物一定条件下能电离产生离子NaCl､H2SO4､NaOH非电解质在水溶液里和熔融状态下都不导电的化合物 不能电离,不能导电蔗糖､酒精

2.对电解质和非电解质定义的理解,应注意如下几点:(1)电解质与非电解质都属于化合物,单质､混合物既不是电解质,也不是非电解质｡(2)电解质溶液导电不是因为电解质溶液发生电离｡恰恰相反,正因为电解质在水溶液中发生电离,溶液才能导电｡

(3)某化合物是否是电解质与溶解性无关｡如蔗糖溶于水,但是蔗糖是非电解质;难溶或不溶于水的盐,由于溶解度很小,很难测出其溶液的导电性,但它们溶于水的那部分,却完全电离成离子,在熔融状态下也完全电离,所以它们是电解质,如BaSO4､CaCO3等｡(4)有些溶于水能导电的化合物,还需要分析其导电原因｡如CO2､SO2的水溶液能导电,但并不是CO2､SO2分子电离所致,而是由于它们与水反应生成的H2CO3､H2SO3电离出自由移动的离子而导电,所以只能说H2CO3､H2SO3是电解质,不能说CO2､SO2是电解质,因此酸性氧化物､NH3为非电解质｡3.强电解质和弱电解质强电解质和弱电解质的比较

强电解质 弱电解质概念 在水溶液里分子全部电离成离子的电解质子的电解质在水溶液里只有一部分分子电离成离化合物类型离子化合物､共价化合物共价化合物电离程度 完全电离部分电离溶液中存在的微粒(水分子不计)只有电离出的阴､阳离子,不存在电解质分子既有电离出的阴､阳离子,又有电解质分子代表物绝大多数的盐(包括难溶性盐):NaCl､NH4Cl等;强酸:HCl､HNO3等;强碱:KOH､NaOH等弱酸:H2CO3､CH3COOH等;弱碱:NH3·H2O等;水也是弱电解质

4.电离方程式

(1)概念:表示电解质电离的方程式｡

(2)书写:对电离方程式的书写,应注意以下问题:

①强电解质:完全电离,用“＝”表示,如NaCl＝Na++Cl-,H2SO4＝2H++

②弱电解质:部分电离,用“⇌”表示,如CH3COOH⇌CH3COO-+H+,NH3·H2O⇌+OH-｡

【例1】下列关于电解质电离的叙述中,正确的是()A.碳酸钙在水中的溶解度很小,其溶液的导电性很弱,所以碳酸钙是弱电解质B.碳酸钙在水中的溶解度虽小,但被溶解的碳酸钙全部电离,所以碳酸钙是强电解质C.氯气和氨气的水溶液导电性都很好,所以它们是强电解质D.纯水几乎不导电,所以水是非电解质[答案]B

[解析]判断强弱电解质的依据是电离程度的大小,与溶解性无关,强电解质不一定有强的导电性｡强电解质主要指强酸､强碱和大部分盐类｡弱酸､弱碱则为弱电解质,其中,水是一种常见的弱电解质｡CaCO3等一些难溶性物质,虽然溶解度很小,但已溶解的部分全部电离,CaCO3为强电解质｡Cl2和NH3不是电解质,因为Cl2是单质,NH3与水反应生成的NH3·H2O才是电解质｡

变式1:下列物质中,属于强电解质的是__________(均填序号);属于弱电解质的是__________;属于非电解质的是__________｡

①氨气

②氨水

③盐酸

④醋酸(CH3COOH)⑤硫酸钡

⑥氯化银

⑦氯化钠溶液

⑧二氧化碳

⑨醋酸铵

⑩氢气

⑤⑥⑨④①⑧解析:强､弱电解质的区别在于其在水溶液中能否完全电离,电解质和非电解质都指的是化合物｡氨气(NH3)､二氧化碳(CO2)本身不电离,又是化合物,所以是非电解质;氢气是单质,既不是电解质也不是非电解质;氯化钠溶液､氨水､盐酸都是混合物,即不是电解质也不是非电解质;“酸､碱､盐都是电解质”,所以醋酸(CH3COOH)､硫酸钡､氯化银､醋酸铵都是电解质,硫酸钡(BaSO4)､氯化银(AgCl)由于溶解度小,所以离子浓度小,虽然溶液导电性弱,但溶解的部分完全电离,所以BaSO4､AgCl不仅是电解质,而且是强电解质;CH3COOH､NH3·H2O在水溶液中只能部分电离,属于弱电解质,但两者反应的产物醋酸铵(CH3COONH4)在水溶液中完全电离,是强电解质｡[点评]NH3的水溶液能导电,是因为NH3与水反应生成的NH3·H2O在水溶液中电离出阴､阳离子使溶液导电,并非NH3本身电离而导电,NH3是非电解质｡难溶性物质不一定是弱电解质｡盐酸和氨水是混合物,不属于电解质或非电解质｡热点2离子方程式的书写及正误判断1.离子方程式的书写注意事项(1)易溶于水的强电解质均拆成离子形式,如强酸､强碱､大多数可溶性的盐｡(2)单质､氧化物､弱电解质(弱酸､弱碱､水),非电解质及难溶性盐用化学式表示｡(3)微溶物的写法｡一般来说,微溶物的澄清溶液写成离子形式;浑浊或沉淀时写成化学式,如澄清石灰水表示为“Ca2++2OH-”,而石灰乳则表示为“Ca(OH)2”｡

(4)可溶性多元弱酸酸式盐的酸式根一律保留酸式根的形式,如NaHCO3溶液中应拆为“Na++”而不能拆成“Na++H++”(NaHSO4溶液中应拆为

“Na++H++”)｡

(5)固体之间的反应(如消石灰与氯化铵)或固体与特殊溶液(如铜和浓硫酸)的反应不能用离子方程式表示｡只有在水溶液中或熔融状态下进行的离子反应,才能写离子方程式｡2.离子方程式的正误判断

(1)违背客观事实:H++AgCl＝HCl+Ag+｡

(2)违背质量守恒定律:2Na+H2O＝2Na++2OH-+H2↑｡

(3)违背电荷守恒定律:Na+2H2O＝Na++2OH-+H2↑｡

(4)违背定组成定律:Ba2++SO2-4+H++OH-＝BaSO4↓+H2O｡

(5)违背得失电子守恒定律:+3H2O2+6H+＝2Mn2++4O2↑+6H2O｡

(6)掌握离子符号和化学式的准确应用:其原则是强酸､强碱和可溶性盐(溶液中的自由离子)用离子符号表示,其余均以原来的化学式表示｡所出错的情况就是该拆的不拆,不该拆的拆了｡(7)注意连接符号和状态符号的准确使用:“＝”“↑”“↓”,错例不再列举｡(8)物质以气体､固体参加反应或电离程度较小的应写化学式不写离子式,未处于自由移动离子状态的反应,不能写离子方程式｡(9)多元弱酸的酸式根应整体写出不能拆写｡

如:NaHS溶液与NaOH溶液反应:HS-+OH-＝S2-+H2O;NaHCO3溶液与盐酸反应:+H+＝H2O+CO2↑｡

(10)易溶气体､易分解物质写离子方程式时,要注意条件(浓稀及加热与否)｡

如:+OH-(稀､冷)＝NH3·H2O;

+OH-(浓､热)＝NH3↑+H2O｡(11)对于微溶物的处理有三种:

①在生成物中有微溶物析出时,应写出化学式,如:2Ag++＝Ag2SO4↓;

②当反应物里有微溶物处于溶液状态时(稀溶液),应写离子形式,如向澄清石灰水中通入少量的二氧化碳:Ca2++2OH-+CO2＝CaCO3↓+H2O;

③当反应物里有微溶物处于浊液或固态时,应写成化学式,如向石灰乳中加入碳酸钠溶液:Ca(OH)2+＝CaCO3↓+2OH-｡

(12)注意氧化还原反应与沉淀反应的竞争:具有强氧化性的微粒与强还原性的微粒相遇时,首先要考虑氧化还原反应｡

如:H2S+2Fe3+＝2Fe2++S↓+2H+(√)

3H2S+2Fe3+＝Fe2S3↓+6H+(×)

(13)注意双水解反应与沉淀反应的竞争:

如:2Fe3++＝Fe2(CO3)3(×)

2Fe3++

+3H2O＝2Fe(OH)3↓+3CO2↑(√)【例2】(2010·新课标全国卷)下表中评价合理的是()

选项化学反应及其离子方程式评价AFe3O4与稀硝酸反应:2Fe3O4+18H+＝6Fe3++H2↑+8H2O正确B 向碳酸镁中加入稀盐酸:+2H+＝CO2↑+H2O错误,碳酸镁不应写成离子形式C向硫酸铵溶液中加入氢氧化钡溶液:Ba2++＝BaSO4↓正确DFeBr2溶液与等物质的量的Cl2反应:2Fe2++2Br-+2Cl2＝2Fe3++4Cl-+Br2

错误,Fe2+与Br-的化学计量数之比应为1:2

[解析]本题考查离子方程式的正误判断,意在考查考生的分析评价能力｡A项Fe3O4中的Fe2+能够被硝酸氧化,但应生成NO气体;C项应同时生成NH3·H2O;D项氯气先氧化Fe2+为Fe3+,然后再氧化Br-,离子方程式正确,评价不正确｡[答案]B答案:B解析:本题考查离子方程式,意在考查考生书写和判断正确的离子方程式的能力;A项,电解熔融的氯化钠方程式为2NaCl(熔融)

2Na+Cl2↑;B项,正确;C项,氢氧化钠溶液吸收NO2的离子方程式为:2NO2+2OH-＝+H2O;D项,水垢主要成分是CaCO3,反应方程式中应写它的化学式,即CaCO3+2CH3COOH＝Ca2++2CH3COO-+CO2↑+H2O｡热点3与量有关的离子方程式的书写

1.试剂的滴加顺序涉及到的“量”

例如:AlCl3与NaOH､NaAlO2与盐酸､Na2CO3与盐酸､氨水与AgNO3､氯水与FeBr2､氯水与FeI2､CO2和石灰水等｡

向AlCl3溶液中滴入几滴NaOH溶液(碱不足),反应的离子方程式为:Al3++3OH-＝Al(OH)3↓｡

向NaOH溶液中滴入几滴AlCl3溶液(碱过量),反应的离子方程式为:Al3++4OH-＝+2H2O｡2.若是复分解反应,可用“少定多变法”来书写

所谓“少定”即量少的反应物,其离子的计量数按化学式确定,所谓“多变”即过量的反应物,其计量数根据反应的需要量确定,不受化学式中的比例制约,是可变的｡如Ca(HCO3)2溶液中加入过量的NaOH溶液,先确定Ca2+､的比例为1:2,再取用OH-,中和2个需2个OH-,则可写出:Ca2++2

+2OH-＝CaCO3↓++2H2O,若是加入少量的NaOH溶液,则反应为OH-+Ca2++＝CaCO3↓+H2O(只中和1个,Ca2+､不是1:2了)｡此外,NaHSO4与Ba(HCO3)2､Ca(OH)2与NaHCO3､NaH2PO4与Ba(OH)2等反应均与“量”有关｡3.氧化还原反应中涉及到的“量”氧化性:Cl2>Br2>Fe3+>I2还原性:Cl-<Br-<Fe2+<I-所以向FeBr2溶液中通入少量Cl2,反应的离子方程式为:2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl-;向FeBr2溶液中通入过量Cl2,反应的离子方程式为:2Fe2++4Br-+3Cl2＝2Fe3++2Br2+6Cl-｡4.较特殊的反应涉及的“量”如Mg(HCO3)2溶液与过量的NaOH反应,不可忽视Mg(OH)2比MgCO3更难溶､更稳定;明矾与足量的Ba(OH)2溶液反应,不可忽视Al(OH)3的两性;NH4HSO4溶液与足量的Ba(OH)2反应,不可忽视NH3·H2O也是弱电解质｡5.从知识角度看,除掌握好前面概括的基础知识外,对氧化还原反应问题､限量问题(过量与少量)､有机反应问题､水解问题应特别关注｡如苯酚与碳酸钠反应的产物为苯酚钠与碳酸氢钠,苯酚钠中通入少量或过量的CO2,均生成苯酚与碳酸氢钠｡【例3】按要求完成下列反应的离子方程式:

(1)将一小片铜片加入稀硫酸中没有反应,再加入适量KNO3晶体,则铜片逐渐溶解,并产生无色气体:

______________________________________｡

(2)向NaHSO4溶液中,逐滴加入Ba(OH)2溶液呈中性:

____________________｡

(3)向氢氧化钡溶液中滴加明矾溶液至Ba2+完全沉淀:

___________________________________,

继续加入明矾溶液,又发生的反应为:______________________________｡

(4)已知Br2水与FeCl2(aq)发生如下反应:

3Br2+6FeCl2＝4FeCl3+2FeBr3

现将112mL(标准状况)Cl2通入10.0mL1.0mol/L的FeBr2(aq)中,写出发生反应的离子方程式______________________________｡(4)通过题给反应可比较出Fe3+与Br2的氧化性强弱(Br2强),从而明确Cl2通入FeBr2(aq)中先与Fe2+反应,若Cl2还有剩余,再与Br-发生反应｡

n(Cl2)==5.00×10-3mol,

n(FeBr2)=10.0×10-3L×1.0mol/L

=1.0×10-2mol｡

Fe2+可失去1.0×10-2mol的电子,而Cl2最多得1.0×10-2mol的电子,由得失电子的守恒,故Br-不失电子｡

变式3:下列离子方程式与所述事实相符且正确的是()

A.0.5mol/LNaHSO4(aq)与0.5mol/LBa(OH)2(aq)混合至溶液呈中性:Ba2++OH-+SO2-4+H+＝BaSO4↓+H2O

B.向2mol/L硝酸亚铁溶液中滴加少量氢碘酸:

3Fe2+++4H+＝3Fe3++NO↑+2H2O

C.向20mL0.5mol/LFeBr2(aq)中通入224mLCl2(标准状况):2Fe2++4Br-+3Cl2＝2Fe3++2Br2+6Cl-

D.向30mL0.5mol/LNaOH(aq)中通入224mLCO2(标准状况):3OH-+2CO2＝+H2O答案:D解析:A项,等物质的量的NaHSO4和Ba(OH)2反应:Ba(OH)2+NaHSO4＝BaSO4↓+NaOH+H2O,溶液呈碱性,A项错误;B项,硝酸氧化I-,再氧化Fe2+,B项错误;C项,n(Fe2+)=0.01mol,n(Br-)=0.02mol,n(Cl2)=0.01mol,还原性;Fe2+>Br-,先发生:2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl-,后发生:2Br-+Cl2＝Br2+2Cl-,0.01molCl2只能氧化0.01molFe2+和0.01molBr-,离子方程式为2Fe2++2Br-+2Cl2＝2Fe3++Br2+2Cl-,C项错误;D项,n(NaOH)=0.015mol,n(CO2)=0.01mol,先发生:OH-+CO2＝,后发生:OH-++H2O,0.015molNaOH与0.01molCO2反应生成0.005molNaHCO3和0.005molNa2CO3,化学方程式为3NaOH+2CO2＝Na2CO3+NaHCO3+H2O,D项正确｡热点4离子共存多种离子能否大量共存于同一溶液中,归纳起来就是一句话:一色､二性､三特殊､四反应｡1.一色｡即溶液颜色｡若限定无色溶液,则Cu2+､Fe3+､Fe2+､

等有色离子不能存在｡

2.二性｡即溶液的酸性和碱性｡在强酸性溶液中,OH-及弱酸根阴离子(如CO2-3､SO2-3､S2-､CH3COO-等)均不能大量存在;在强碱性溶液中,H+及弱碱阳离子(如､Al3+､Mg2+､Fe3+等)均不能大量存在;弱酸酸式酸根离子(如

等)在强酸性或强碱性溶液中均不能大量存在｡4.四反应｡指离子间通常能发生的四种类型的反应,能相互反应的离子显然不能大量共存｡

(1)复分解反应,如Ba2+与与OH-､H+与CH3COO-等;

(2)氧化还原反应,如Fe3+与I-,(H+)与Fe2+,(H+)与Br-,H+与等;

(3)相互促进的水解反应,如Al3+与､Al3+与等;

(4)络合反应,如Fe3+与SCN-等｡判断离子共存问题,应先看清试题的前置条件,如“在强酸性溶液中……”“在无色透明溶液中……”“在由水电离出的c(H+)=1×10-13mol·L-1的溶液中……”“……因发生氧化还原反应而……”等等,再分析离子间的相互反应情况｡【例4】(2010·江苏卷)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是()

A.pH=1的溶液中:Fe2+、、Na+

B.由水电离的c(H+)=1×10-14mol\5L-1的溶液中:Ca2+、K+、Cl-、

C.c(H+)/c(OH-)=1012的溶液中:、Cl-

D.c(Fe3+)=0.1mol\5L-1的溶液中:K+､ClO-､､SCN-[答案]C

[解析]本题考查离子共存的知识,意在考查考生是否熟练掌握离子反应的条件｡A项,酸性条件下,Fe2+会被氧化,故不可以大量共存;B项,水电离受到抑制,溶液可能是酸的溶液,也可能是碱的溶液,两种条件下均不可以大量共存;C项,c(H+)/c(OH-)=1012的溶液呈酸性,题中离子可以大量共存;D项,Fe3+与SCN-发生络合,不可以大量共存｡

变式4:下列各组离子,在溶液中能大量共存､加入NaOH溶液后加热既有气体放出又有沉淀生成的一组是()

答案:D热点5离子推断与检验1.离子的检验与推断是离子反应的重要应用,是对离子反应概念的进一步深化,在考试中,多以选择题和填空题的形式出现｡本类题目要求根据离子的特征反应,选择适当的试剂和方法,或者根据有关的实验现象,对溶液中可能存在的离子作出正确的判断,从而得出正确的结论｡2.解题思路与技巧(1)解题思路:依据溶液的性质推出溶液中一定含有的离子(或一定不含有的离子),然后依据离子共存,推出一定不含的离子｡(2)解题技巧:①先看题干:如溶液颜色､pH､酸碱性等｡②再根据溶液的性质或实验现象推断｡③注意加入的试剂对某些离子的干扰(如加入氯水､BaCl2溶液对原溶液有无Cl-的干扰)｡【例5】现有A､B､C､D､E､F六种化合物,已知它们的阳离子有K+､Ag+、Ca2+、Ba2+、Fe2+、Al3+,阴离子有Cl-、OH-、CH3COO-、、｡现将它们分别配成0.1mol\5L-1的溶液,进行如下实验:

①测得溶液A､C､E呈碱性,且碱