新苏教版高中化学必修1课件3：3.2.3 离子反应

第二单元金属钠及钠的化合物第3课时

离子反应

学习目标一、强电解质和弱电解质1.概念:知识梳理2.常见物质:(1)强电解质。(2)弱电解质。3.电离方程式的书写:(1)强电解质:用_____表示。如H2SO4:__________________________。NaOH:________________________。NaCl:________________________。H2SO4====2H++NaOH====Na++OH-NaCl====Na++Cl-====(2)弱电解质:用_____表示。如CH3COOH:__________________________。NH3·H2O:_______________________。CH3COOHCH3COO-+H+NH3·H2O+OH-【自主探索】1.为什么NaCl、KNO3等电解质,在干燥时不导电,而溶于水或熔化后却能导电呢?提示:NaCl、KNO3干燥时,其中存在的离子不能自由移动,NaCl、KNO3溶于水或熔化后,其水溶液(或液体)中存在着能自由移动的、带电荷的粒子。2.(情境思考)夏天出了很多汗的手不能去接触电器或擦拭电器,否则容易发生触电事故(如图1)。一旦有人因接触电线发生触电事故,在取走电线的时候应该用干燥的木杆或竹竿挑走,切不可直接用手拿走(如图2)。(1)为什么出了很多汗的手可以导电?(2)化学中有哪些物质的溶液可以导电?提示:(1)人体的汗液中含有大量的盐,汗液中盐发生电离产生自由移动的阴阳离子,可以导电。(2)酸、碱、盐的水溶液可以导电。二、离子反应1.离子反应:2.离子方程式的书写:以Na2CO3溶液和盐酸反应为例3.离子方程式的意义:4.发生条件:5.常见类型和应用:【自主探索】1.(情境思考)2020年,全球暴发了新型冠状病毒肺炎疫情,200多个国家都发现了确诊病例,“84”消毒液(主要成分NaClO)是疫情期间常用的消毒剂,其消毒原理可表示为NaClO+CO2+H2O====NaHCO3+HClO,HClO是一种弱酸,能够使病毒变性而将病毒杀死,写出该反应的离子方程式。提示:ClO-+CO2+H2O====

+HClO2.(情境思考)《三国演义》中有这样一个故事:诸葛亮第四次释放孟获后,孟获逃至秃龙洞,秃龙洞的毒泉中有一个“哑泉”。蜀军先锋王平率数百军士前来探路,由于天气炎热,人马均争先恐后误喝哑泉水(含有较多的硫酸铜)。回营后军士们个个说不出话来,生命危在旦夕,诸葛亮也毫无办法。此时,幸巧遇见一老叟,经指点,蜀军众将士及时饮用万安溪安乐泉水(含有较多的碱),终于逐渐转危为安,渡过难关。那么喝了万安溪安乐泉水又为何转危为安呢?发生的反应是否是离子反应?若是,写出反应的离子方程式。提示:安乐泉水中含有较多的碱,大量饮此泉水,其中碱先中和了胃酸,然后多余的碱又会在胃肠中与CuSO4发生反应生成不溶物Cu(OH)2,而不再会被吸收,因此具有解毒作用。该过程发生了两个离子反应,离子方程式为H++OH-====H2O,Cu2++2OH-====Cu(OH)2↓。知识点一强弱电解质的比较

强电解质弱电解质物质类别都是化合物,都是纯净物电离程度完全电离部分电离电离条件溶于水或熔融状态溶于水或熔融状态溶液中的粒子种类溶质阳离子和阴离子以及水分子,无电解质分子溶质阳离子和阴离子、电解质分子和水分子能力提升强电解质弱电解质电离方程式用“====”连接用“”连接典型代表物强酸:HCl、H2SO4、HNO3等;强碱:NaOH、KOH等;大多数盐(包括难溶性盐)弱酸:H2CO3、CH3COOH等;弱碱:NH3·H2O等;少数盐;水【易错警示】电解质的认识误区(1)溶于水导电的化合物不一定是电解质,如CO2、SO2、SO3、NH3等。(2)强电解质溶液导电性不一定强。导电性主要与阴阳离子的浓度和所带的电荷数有关。(3)难溶的物质不一定是弱电解质,如CaCO3、BaCO3等均为强电解质。【合作探究】

1.(思维升华)BaSO4、AgCl、CaCO3等难溶于水,且它们的水溶液几乎也不导电,那么它们是电解质吗?提示:BaSO4、AgCl、CaCO3都属于盐,所以它们均为电解质。2.二氧化硫、二氧化碳、氨气的水溶液导电,是电解质吗?为什么?提示:二氧化硫、二氧化碳、氨气的水溶液导电,均不是电解质,因为它们是混合物,二氧化硫、二氧化碳、氨气是非电解质,因为它们是化合物,而且熔融态也是分子,不导电,水溶液虽然导电,但不是自身产生离子,其与水反应的产物H2SO3、H2CO3、NH3·H2O是电解质。【合作探究】(教材二次开发)教材【实验探究】对同浓度的不同电解质溶液进行了导电性实验,验证电解质的强弱。某同学对教材实验进行了改进,按如下图所示的实验装置把仪器连接好,然后把相同条件下(电解质物质的量浓度、装置都相同)的盐酸、醋酸、NaOH溶液、NaCl溶液和氨水分别倒入五只烧杯中,接通电源,观察灯泡发光的明亮程度。(科学探究与创新意识)①根据灯泡的明亮程度确定上述溶液中溶质是强电解质的有哪些物质?提示:HCl、NaOH、NaCl。②强电解质溶液的导电性一定比弱电解质溶液的强吗?举例说明。并归纳溶液导电性的影响因素有哪些?提示:不一定,如很稀的HCl溶液可能比较浓的醋酸溶液的导电性弱。电解质溶液的导电能力的强弱取决于溶液中自由离子浓度的大小和离子所带电荷的多少。离子浓度越大,离子所带电荷越多,溶液的导电能力就越强;反之就越弱。【典例示范】【典例】现有以下物质:①NaCl溶液,②液态SO3,③乙醇(C2H5OH),④熔融的KNO3,⑤BaSO4固体,⑥干冰,⑦铜,⑧醋酸,⑨HCl气体,⑩氨气。请回答下列问题(用序号填写):(1)能导电的是__________________。

(2)属于电解质的是__________________。

(3)属于非电解质的是____________________。

(4)属于强电解质的是____________________。

(5)属于弱电解质的是____________________。

【思维建模】解答此类题目的具体步骤:【解析】NaCl在水溶液或熔融状态下都能够导电,属于电解质,但是NaCl溶液属于混合物,铜是单质,两者都不属于电解质或非电解质的范围;非电解质主要包括非金属氧化物和酒精、蔗糖等大多数有机化合物,氨气的水溶液虽然能导电,但不是自身电离,而是与水结合成电解质NH3·H2O的电离,所以②③⑥⑩属于非电解质;KNO3和BaSO4属于盐类物质,是强电解质,固体电解质中无自由移动的离子,所以不能导电,HCl气体溶于水以后完全电离,是强电解质。答案:(1)①④⑦

(2)④⑤⑧⑨

(3)②③⑥⑩(4)④⑤⑨

(5)⑧【母题追问】(1)液态SO3溶于水可以导电,是电解质吗?为什么?提示:不是。因为液态SO3溶于水可以导电是SO3与水反应产生的硫酸电离出的离子导电,而非SO3自身电离产生的离子导电,所以液态SO3不是电解质。(2)醋酸是强电解质还是弱电解质?写出其电离方程式。提示:醋酸是弱酸,属于弱电解质。其电离方程式为:CH3COOH

CH3COO-+H+。【素养训练】俗话“养鱼先养水”。在鱼类养殖生产过程中,养殖水体的水质条件是养殖成败的关键因素之一。评价水质的好坏有以下几个指标(部分节选)。Ⅰ.养殖塘水环境中的溶氧量。池水中90%以上的溶解氧是靠水中植物的光合作用产生的,光合作用是①二氧化碳和水通过叶绿体生成②葡萄糖和氧气。Ⅱ.水体中氨氮的含量。水体中氨氮是以③非离子氨(NH3)和铵根离子(

)两种形式存在。水体中氨氮的升高可导致水体富营养化现象的产生。养鱼水体的氨氮主要来源于④饲料和⑤肥料。Ⅲ.水体中⑥硫化氢(H2S)的含量也是指征水体质量的因素。硫化氢在有氧条件下很不稳定,可通过化学或微生物作用转化为硫酸盐,因在底层水中有一定量的⑦活性铁,故可被转化为无毒的⑧硫或⑨硫化铁(Fe2S3)。(1)上述短文中标有序号的物质,属于混合物的有__________(填序号,下同),属于电解质的有________,属于非电解质的有________。

提示:④⑤⑥⑨①②③。上述标有序号的物质中,属于混合物的是饲料和肥料,属于电解质的是硫化氢和硫化铁,属于非电解质的是二氧化碳、葡萄糖和非离子氨。(2)社会上有些不法分子采用通电的方法捕鱼,会造成鱼类资源的严重破坏。河水为什么可以导电?河水是电解质吗?提示:河水中含有大量的矿物质,大部分是盐类,盐是电解质,发生电离,使河水可以导电。河水属于混合物不是电解质。知识点二离子方程式的书写及正误判断

1.离子方程式书写及判断的核心在书写离子方程式和判断离子方程式的正误时要从“两易”“两等”和“两查”入手:2.“六看”判断离子方程式的正误(1)看是否符合客观事实如Fe加入硫酸铜溶液中:2Fe+3Cu2+====2Fe3++3Cu(×)Fe+Cu2+====Fe2++Cu(√)(2)看是否符合拆写原则如石灰石加入稀盐酸中:

+2H+====CO2↑+H2O(×)CaCO3+2H+====Ca2++CO2↑+H2O(√)(3)看是否遵守质量守恒定律如Na2CO3与稀硫酸反应:

+H+====CO2↑+H2O(×)

+2H+====CO2↑+H2O(√)(4)看是否遵守电荷守恒如钠与稀硫酸反应:Na+2H+====Na++H2↑(×)

2Na+2H+====2Na++H2↑(√)(5)看是否漏掉参加反应的离子如CuSO4与Ba(OH)2溶液反应:Ba2++

====BaSO4↓(×)Ba2++

+Cu2++2OH-====BaSO4↓+Cu(OH)2↓(√)(6)看是否符合阴、阳离子的个数配比如Ba(OH)2溶液和稀硫酸反应:Ba2++OH-+H++

====BaSO4↓+H2O(×)Ba2++2OH-+2H++

====BaSO4↓+2H2O(√)【易错警示】离子方程式中的“拆”与“不拆”(1)多元弱酸的酸式酸根离子不能拆开写,如NaHCO3不能拆写成Na+、H+和

,应拆写成Na+和

。(2)浓硫酸作为反应物不能拆开写,应写成化学式;浓盐酸、浓硝酸拆成离子形式。(3)在溶液中的NaHSO4应拆写成Na+、H+和

。(4)对微溶物,如Ca(OH)2,如果是反应物且为澄清石灰水,应拆成Ca2+和OH-的形式,如果是生成物或是石灰乳等,则不能拆写成离子,应保留化学式Ca(OH)2。【合作探究】1.H++OH-====H2O能表示所有的强酸和强碱发生的反应吗?为什么?(宏观辨识与微观探析)提示:不能。如H2SO4与Ba(OH)2反应除H+和OH-反应生成H2O外,Ba2+与

反应生成BaSO4沉淀,故其离子方程式为Ba2++2OH-+2H++

====BaSO4↓+2H2O。2.(情境思考)期刊《广东公安科技》曾在1996年发表过一篇题为《碳酸钡中毒致死一例分析》的文章。文章中有如下描述:本例是在搬运碳酸钡之后发生的,因死者误认为搬运货物为立德粉而未加以防护。因而通过口、鼻部吸入或吞入过多的碳酸钡粉尘。进入胃内的碳酸钡,因胃酸的作用,钡离子易被吸收入血液。呼吸道吸入的碳酸钡粉尘,在小支气管和肺泡内部分钡离子亦可被吸收入血液。钡离子通过血液进入全身各个器官,对人体的平滑肌、心肌等组织可引起过度的刺激和兴奋,并且心肌的应激性和传导可增强,心跳加快,严重时出现室颤或心肌麻痹而死亡。(1)已知胃酸中有盐酸,写出胃酸与碳酸钡反应的离子方程式。(宏观辨识与微观探析)提示:2H++BaCO3====Ba2++CO2↑+H2O(2)某同学根据离子反应的相关知识,认为若人误食碳酸钡后,可以服用MgSO4溶液来解毒。你认为他的观点有道理吗?并给出相应的理由。(证据推理与模型认知)提示:有道理。硫酸镁中的

与Ba2+结合生成BaSO4沉淀,可以减少Ba2+的中毒症状。【典例示范】【典例】下列化学反应的离子方程式错误的是 (

)A.BaCl2溶液与K2SO4溶液的反应:Ba2++

====BaSO4↓B.NaOH溶液与硝酸的反应:OH-+H+====H2OC.Na2CO3溶液与硫酸的反应:

+2H+====CO2↑+H2OD.碳酸钙与盐酸的反应:

+2H+====CO2↑+H2O【解题指南】解答本题注意以下两点:(1)注意离子方程式正误判断的“六看”;(2)离子方程式书写中的“拆”“不拆”。【解析】选D。D项中因碳酸钙为不溶于水的固体,应写化学式,正确的离子方程式为CaCO3+2H+====Ca2++CO2↑+H2O。【母题追问】(1)若将B项改成“NaOH溶液与硫酸的反应”,该选项是否正确?为什么?提示:正确。因为都是强酸与强碱之间的反应,所以离子方程式均为“OH-+H+====H2O”。(2)若将D项改成“碳酸钡与盐酸的反应”,则反应的离子方程式是什么?提示:BaCO3+2H+====Ba2++CO2↑+H2O。【素养训练】镉具有较强的稳定性和防腐性,被广泛应用于现代工业生产。但镉的毒性较大,一旦受其影响,可导致肺障碍病变和肾功能不良,还可以通过器官组织中的积蓄引起骨痛病。目前,对于含镉(主要含Cd2+)废水的处理主要采用沉淀法或化学反应等方法。(1)目前,沉淀法是处理含镉废水的一种主要方法。该方法是在含镉的工业废水中投入消石灰,使Cd2+形成难溶的Cd(OH)2沉淀而除去。请写出相应的离子反应方程式

。

(2)除去镉离子的另一方法是还原法。利用置换反应,加入铁等金属单质,将Cd2+从废水体系中还原出来,然后分离即可。请你写出该过程的离子反应方程式

。

【解析】(1)利用镉离子与氢氧根离子生成难溶的Cd(OH)2沉淀。(2)利用置换反应,然后写成离子方程式。答案:(1)Cd2++Ca(OH)2====Cd(OH)2+Ca2+(2)Fe+Cd2+====Fe2++Cd知识点三离子共存问题

判断离子能否共存实际上是看离子之间能否反应,若反应,则不共存;若不反应,则大量共存。1.离子不能大量共存的三种情况(1)生成难溶性或微溶性物质的离子不能大量共存:①生成难溶性的盐:如Ca2+与

,Ba2+与、

,Ag+与Cl-等。②生成难溶性的碱:如OH-与Cu2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+、Al3+等。(2)生成气体的离子不能大量共存:如H+与

、

等。(3)生成水或其他难电离物质的离子不能大量共存:如H+与OH-、CH3COO-,OH-与等。2.注意事项——“隐含条件”(1)“无色透明”溶液不存在有色离子,如:(2)酸性溶液中不能大量存在与H+反应的离子“酸性”溶液的不同描述:①酸性溶液。②pH<7的溶液。③使石蕊溶液变红色的溶液。(3)碱性溶液中不能大量存在与OH-反应的离子“碱性”溶液的不同描述:①碱性溶液。②pH>7的溶液。③使石蕊溶液变蓝的溶液。【方法规律】解答离子共存问题的方法(1)看是否有隐含限制条件,如碱性、酸性、无色等。这些问题较易忽视,故放在第一步。(2)看能否发生复分解反应。可分三步进行:①查H+,主要看是否有弱酸根离子和酸式酸根离子等;②查OH-,主要看是否有

、酸式酸根离子和金属离子;③查金属离子,主要看是否与酸根产生难溶性盐(包括微溶性盐)。【合作探究】1.(教材二次开发)教材【交流讨论】中涉及一些离子方程式的书写,由此可以看到溶液中的一些反应实际上是离子之间的反应,由此可知,一些溶液中离子是不能共存的,则在强酸性或强碱性溶液中Mg2+、Cl-、Al3+、、可否大量共存?为什么?(宏观辨识与微观探析)提示:不能。在强酸性溶液中不能存在,在强碱性溶液中Mg2+、Al3+不能存在,故均不可以。2.下图中的阴、阳离子为什么不能共存?(宏观辨识与微观探析)

提示:Ag+与Cl-、OH-、

都能结合生成沉淀,导致溶液中离子浓度降低。【典例示范】【典例】在强酸性的无色透明溶液中,能大量共存的离子组是 (

)A.

、Mg2+、、Cl-B.K+、OH-、、Fe3+C.Al3+、Cu2+、

、Cl-D.Na+、Ca2+、Cl-、【解题指南】解答本题注意以下两点:(1)题目的隐含条件;(2)离子之间不能共存的条件。【解析】选A。无色溶液,B中Fe3+,C中Cu2+不能存在;溶液为强酸性,B中OH-,D中不能大量存在。【母题追问】(1)若将A中的“Mg2+”换成“Ba2+”可否共存?提示:不能。Ba2+可以和

发生反应生成白色的BaSO4沉淀。(2)若将B组中的“Fe3+”换成“”可否共存?为什么?提示:否。因OH-可以和发生反应生成和H2O。【素养训练】习近平总书记指出“绿水青山就是金山银山”。污染问题已经成为我国现代社会发展的突出难题,经过一段时间的治理,现在污染问题已经得到有效控制。现代工业生产中的污水处理问题是环保问题的重要方面。高效合理的污水处理是我们幸福生活的保障。某河道两旁有甲、乙两厂。它们排放的工业废水中,共含K+、Ag+、Fe3+、Cl-、OH-、六种离子。若甲乙两厂分别含有不相同的三种离子。根据题目要求回答问题:(1)若甲厂的废水显棕黄色,则甲厂含有的离子为__________,同时该厂还含有的离子为________,理由是_____________________________。

(2)若甲厂的废水显碱性,则甲厂含有的离子为__________。

(3)在污水处理厂某技术人员提出了另一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合,经过滤后的废水,可用来浇灌农田。你能解释其中的原因吗?_____________________________。

【解析】(1)甲厂的废水显棕黄色,说明含有Fe3+。根据离子共存的判断依据,则OH-在乙厂,因为Ag+和OH-反应,则Ag+

只能在甲厂,则Cl-在乙厂,根据溶液电中性的原则,则甲厂一定有阴离子

,所以甲厂含有的离子为Fe3+、Ag+

、(2)甲厂废水呈碱性,则溶液中含有大量的OH-,与OH-反应的Ag+、Fe3+不能大量共存,根据溶液电中性可知甲厂废水中应含有K+,乙厂中含有Ag+、Fe3+,则与Ag+、Fe3+反应的Cl-、OH-不能共存,所以根据溶液电中性可知乙厂还有

,由此可知:甲厂含有K+、Cl-、OH-,乙厂含有Ag+、Fe3+、。(3)将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合,可生成AgCl、Fe(OH)3沉淀,生成沉淀的离子有Ag+、Fe3+、Cl-、OH-,经过滤后的废水中溶质主要为KNO3。答案:(1)Fe3+

Ag+

、甲厂的废水显棕黄色,说明含有Fe3+。根据离子共存的判断依据,则OH-在乙厂,因为Ag+和OH-反应,则Ag+

只能在甲厂,则Cl-在乙厂,根据溶液电中性的原则,则甲厂一定有阴离子,所以甲厂含有的离子为Fe3+、Ag+

、(2)K+、OH-、Cl-(3)将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合,可生成AgCl、Fe(OH)3沉淀,经过滤后的废水中溶质主要为KNO3,可作为复合肥灌溉农田书写意义发生电离满足反应发生条件电解质自由离子导电电离方程式离子反应溶于水或熔融实质发生条件表示方式离子之间的反应离子方程式生成难溶物生成难电离物质生成挥发性物质表示一个反应；表示一类反应写、拆、删、查课堂小结三言两语话重点(1)掌握电解质的“两种”物质类别:强电解质和弱电解质。(2)学会利用“四步”法书写离子方程式:写—拆—删—查。(3)一色、二性、三反应判断离子共存①记住几种溶液颜色,如Cu2+(蓝色)、Fe2+(浅绿色)、Fe3+(棕黄色)、(紫红色)等。②溶液酸性(如石蕊显红色、0.1mol·L-1H+、pH=2等)、碱性(如石蕊显蓝色、pH=12等)。③能生成沉淀、气体、H2O(难电离的物质)等符合离子反应发生条件的离子不能共存。1.目前市场上有一种专门为婴幼儿设计的电解质饮料,适合在婴幼儿感冒、发烧时快速补充体内流失的电解质成分。下列物质可用作该饮料中的电解质的是 (

)A.Fe B.葡萄糖C.MgSO4 D.CO2【解析】选C。铁是单质,不是电解质,也不是非电解质,A错误;葡萄糖是非电解质,B错误;硫酸镁是电解质,C正确;CO2是非电解质,D错误。当堂检测2.下表是常见的几种酸、碱、盐在水溶液中解离出离子的情况,根据表中信息分析正确的是 (

)酸盐碱溶质HClH2SO4NaClNaHSO4NH4ClNaOHNH3·H2O解离出的离子H+、Cl-H+、

Na+、Cl-Na+、H+、

、Cl-Na+、OH-

、OH-A.在水溶液中解离出H+的物质一定是酸B.在水溶液中解离出金属阳离子和酸根离子的物质一定是盐C.盐溶液解离出的阳离子一定是金属阳离子D.碱溶液解离出的离子一定是金属阳离子和OH-【解析】选B。NaHSO4在水溶液中解离出的离子有H+,但它属于盐,不属于酸,A错误;盐由金属阳离子(或铵根离子)和酸根离子构成,则在水溶液中解离出金属阳离子和酸根离子的物质一定是盐,B正确;在NH4Cl的盐溶液中解离出的阳离子为,而不是金属阳离子,C错误;NH3·H2O属于碱,在水溶液中解离出和OH-,D错误。【补偿训练】铁、稀盐酸、澄清石灰水、氯化铜溶液是中学化学中常见物质,四种物质间的反应关系如图所示。图中两圆相交部分(A、B、C、D)表示物质间的反应,其中对应反应的离子方程式书写正确的是 (

)A.OH-+HCl====H2O+Cl-B.Ca(OH)2+Cu2+====Ca2++Cu(OH)2↓C.Fe+Cu2+====Cu+Fe2+D.Fe+2H+====Fe3++H2↑【解析】选C。A项中HCl应拆为离子的形式,正确的离子方程式为OH-+H+====H2O;B项中Ca(OH)2应拆为离子形式,应为Cu2++2OH-====Cu(OH)2↓;D项中应生成Fe2+,不应为Fe3+,应为Fe+2H+====Fe2++H2↑。3.化学中微粒之间因为发生反应而“水火不容”。下列各组离子能在溶液中大量共存的是 (

)A.Na+、Mg2+、Cl-、OH-B.H+、Ca2+、、C.Cu2+、K+、、D.Na+、、OH-、Ca2+【解析】选C。溶液中的离子能否大量共存,关键是看离子间能否发生反应。A项,Mg2++2OH-====Mg(OH)2↓;B项,2H++

====H2O+CO2↑,Ca2++====CaCO3↓;C项,离子相互之间不会发生反应;D项,+OH

====H2O+,Ca2++====CaCO3↓,另外Ca(OH)2为微溶。4.下列除去杂质(括号内)的方法中,不正确的是 (

)A.Na2CO3固体(NaHCO3):加热B.NaHCO3溶液(Na2CO3):用Ca(OH)2溶液C.NaOH溶液(Na2CO3):适量Ca(OH)2溶液D.NaCl溶液(