高中化学 专题2 从海水中获得的化学物质 第二单元 第3课时 离子反应学案 苏教版必修1-苏教版高中必修1化学学案

第3课时离子反应[核心素养发展目标]1.理解强电解质和弱电解质的概念，能用电离方程式表示电解质的电离。2.了解离子反应和离子方程式的含义，掌握离子方程式的书写步骤和方法。3.能判断溶液中的离子能否大量共存，能推断溶液中离子的存在，能判断离子方程式的正误。一、强电解质和弱电解质1．强电解质(1)概念：在水溶液中能完全电离的电解质。(2)常见的强电解质①强酸：H2SO4、HCl、HNO3等。②强碱：NaOH、KOH等。③绝大多数盐。(3)电离方程式①H2SO4：H2SO4=2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)。②KOH：KOH=K＋＋OH－。③CaCl2：CaCl2=Ca2＋＋2Cl－。2．弱电解质(1)概念：在水溶液中不能完全电离的电解质。(2)常见的弱电解质①弱酸：H2CO3、CH3COOH等。②弱碱：NH3·H2O等。(3)电离方程式①CH3COOH：CH3COOHCH3COO－＋H＋。②NH3·H2O：NH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－。强电解质和弱电解质的比较强电解质弱电解质电离条件溶于水或熔融状态溶于水或熔融状态电离程度完全电离部分电离电离过程不可逆过程可逆过程溶液中微粒只有电解质电离出的阴、阳离子、溶剂分子，不存在电解质分子既有电解质电离出的阴、阳离子、溶剂分子，还存在电解质分子实例多数盐(包括难溶盐)、强酸、强碱等弱酸、弱碱、水例1下列说法正确的是()A．能完全溶于水的电解质是强电解质B．强电解质溶液一定比弱电解质溶液导电性强C．弱电解质水溶液中存在溶质分子D．稀盐酸是强电解质答案C解析在水溶液中能完全电离的电解质叫强电解质，A错误；溶液导电能力只与自由移动的离子浓度及离子所带电荷数有关，与电解质强弱没有必然联系，如较高浓度的弱酸溶液的导电能力也可能比很稀的强酸溶液的导电能力强，B错误；弱电解质在水溶液中部分电离，故存在溶质分子，C正确；稀盐酸是混合物，不是电解质，D错误。易错提醒电解质的强弱取决于其在水溶液中的电离程度，与其溶解性及溶液的导电性无关。如BaSO4不溶于水，但它是强电解质；溶液的导电性与其离子浓度大小及离子所带电荷数有关。二、离子反应与离子方程式1．离子反应(1)电解质在溶液中反应的实验探究按下图所示完成实验，并回答问题：①图甲实验的现象是无明显变化，因为溶液K＋、Cl－、Na＋、SOeq\o\al(2－,4)相互之间不发生化学反应。②图乙实验的现象是有白色沉淀生成，其原因是溶液中Ba2＋与SOeq\o\al(2－,4)结合生成硫酸钡。③结论：电解质在溶液中的反应实质是离子之间的反应。(2)离子反应：有离子参加或有离子生成的化学反应。2．离子反应方程式(1)离子反应常用离子方程式来表示。离子方程式是用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。(2)离子方程式的书写步骤以氯化钡和硫酸钠在溶液中反应为例：①写：化学方程式(必须根据实验事实)BaCl2＋Na2SO4=BaSO4↓＋2NaCl；②拆：把易溶于水、易电离的物质拆成离子的形式：2Na＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋Ba2＋＋2Cl－=BaSO4↓＋2Na＋＋2Cl－；③删：删去方程式两边不参加反应的离子：SOeq\o\al(2－,4)＋Ba2＋=BaSO4↓；④查：检查方程式两边各元素的原子个数和电荷总数是否相等、反应条件、沉淀符号、气体符号等。1书写步骤：“写是基础→拆是关键→删是途径→查是保证”。2书写关键：①要将易溶于水、易电离的电解质写成离子的形式；②单质、沉淀、气体、难电离的物质如水、弱酸、弱碱等写成化学式。例2下列反应的离子方程式书写正确的是()A．稀硫酸滴在铜片上：Cu＋2H＋=Cu2＋＋H2↑B．稀硫酸与氢氧化钡溶液混合：SOeq\o\al(2－,4)＋Ba2＋=BaSO4↓C．稀硝酸滴在大理石上：CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋H2CO3D．氧化铁与稀盐酸混合：Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O答案D解析选项A中铜与稀硫酸不反应；选项B中H＋与OH－参加反应生成水；选项C中反应生成的碳酸不稳定，可分解成二氧化碳和水。思维启迪——离子方程式正误判断——“五看”(1)看是否符合客观事实。(2)看拆分是否正确。(3)看是否符合原子守恒和电荷守恒。(4)看是否漏写离子反应。(5)看是否符合题设条件。例3下列化学方程式中，不可以用H＋＋OH－=H2O表示的是()A．2NaOH＋H2SO4=Na2SO4＋2H2OB．Ba(OH)2＋2HCl=BaCl2＋2H2OC．Cu(OH)2＋2HNO3=Cu(NO3)2＋2H2OD．KOH＋HCl=KCl＋H2O答案C解析H＋＋OH－=H2O代表强酸和可溶性强碱反应生成可溶性盐和水的反应，选项A、B、D符合；而选项C中氢氧化铜为难溶性弱碱，应写成化学式的形式。思维启迪离子方程式表示的意义，以H＋＋OH－=H2O为例：(1)表示某一个具体的化学反应，如NaOH＋HCl=NaCl＋H2O。(2)表示同一类反应，即强酸与可溶性强碱生成水和可溶性盐的反应。三、离子反应发生的条件1．实验探究(1)上述三个实验的现象：①生成蓝色沉淀；②溶液红色消失；③产生气泡。(2)写出上述三个实验中反应的离子方程式：①Cu2＋＋2OH－=Cu(OH)2↓；②H＋＋OH－=H2O；③COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O。2．复分解型离子反应发生的条件3．离子共存(1)几种离子在溶液中能否大量共存，取决于它们之间是否发生反应。(2)在溶液中若离子之间不发生反应，则能大量共存；否则不能大量共存。例4下列各组离子在溶液中可大量共存的是()A．Ba2＋、NOeq\o\al(－,3)、H＋、SOeq\o\al(2－,4)B．K＋、Cl－、COeq\o\al(2－,3)、Na＋C．H＋、NOeq\o\al(－,3)、Na＋、COeq\o\al(2－,3)D．NHeq\o\al(＋,4)、SOeq\o\al(2－,4)、K＋、OH－答案B解析选项A中的Ba2＋与SOeq\o\al(2－,4)反应生成硫酸钡沉淀，二者不能大量共存；选项C中的H＋与COeq\o\al(2－,3)反应生成二氧化碳气体和水，二者不能大量共存；选项D中的NHeq\o\al(＋,4)与OH－反应生成难电离的弱碱一水合氨，二者不能大量共存。在溶液中离子不能大量共存的条件(1)离子间反应生成沉淀：如Ca2＋与COeq\o\al(2－,3)、Ag＋与Cl－、Mg2＋与OH－等。(2)离子间反应生成气体：如H＋与COeq\o\al(2－,3)、H＋与HCOeq\o\al(－,3)等。(3)离子间反应生成难电离的物质：如H＋与OH－、H＋与CH3COO－、OH－与NHeq\o\al(＋,4)等。例5在强碱性溶液中不能大量共存的离子组是()A．Ba2＋、Na＋、NOeq\o\al(－,3)、Cl－B．K＋、Na＋、COeq\o\al(2－,3)、S2－C．K＋、Na＋、NOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)D．NHeq\o\al(＋,4)、Cu2＋、Cl－、NOeq\o\al(－,3)答案D解析铜离子在强碱性条件下可生成氢氧化铜沉淀，铵根离子在强碱性条件下可生成一水合氨(或氨气和水)。例6溶液中可能有下列阴离子中的一种或几种：SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)、Cl－。(1)当溶液中有大量H＋存在时，则不可能有__________存在。(2)当溶液中有大量Ba2＋存在时，溶液中不可能有________存在。(3)当溶液中有________和________两种阳离子存在时，上述所有阴离子都不可能存在。答案(1)COeq\o\al(2－,3)(2)SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)(3)Ba2＋Ag＋解析当溶液中有大量H＋存在时，H＋与COeq\o\al(2－,3)会生成二氧化碳气体和水；Ba2＋可与SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)分别反应生成沉淀；如果溶液中既含有Ba2＋又含有Ag＋时，则上述所有阴离子都不可能存在。思维启迪——溶液中离子能否大量共存的判断(1)先看题目是否有隐含的限制条件，如碱性(含OH－)、酸性(含H＋)、无色(不含Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋、MnOeq\o\al(－,4))等。(2)再看离子间能否反应，即有无沉淀、气体或难电离物质(如醋酸、碳酸、氨水和水等)生成。(1)电解质eq\o(→,\s\up7(水溶液中))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\x(\o(→,\s\up7(完全电离))强电解质),\x(\o(→,\s\up7(部分电离))弱电解质)))(2)离子反应eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(实质：离子之间的反应,复分解离子反应发生的条件,离子方程式的书写与正误判断,离子能否大量共存的判断))1．下列物质按强电解质、弱电解质、非电解质排列的是()A．NaClHFCl2B．NaHCO3NH3·H2OCCl4C．Ba(OH)2HClCuD．HClOBaSO4C2H5OH答案B2．下列溶液混合后，不会发生离子反应的是()A．硝酸钡溶液和硫酸钠溶液B．醋酸钠溶液和稀硫酸C．碳酸钾溶液和硫酸氢钠溶液D．硝酸钾溶液和氯化铜溶液答案D解析选项D中的溶液混合无沉淀、气体或难电离物质生成，不能发生离子反应。3．能正确表示下列化学反应离子方程式的是()A．澄清的石灰水与盐酸的反应：OH－＋H＋=H2OB．氧化镁与稀硝酸反应：O2－＋2H＋=H2OC．硫酸镁溶液与氢氧化钡溶液混合：Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓D．碳酸钙溶于稀盐酸中：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋CO2↑答案A解析选项B中的氧化镁和选项D中的碳酸钙都不能写成离子的形式，应用化学式表示；选项C中还应生成氢氧化镁沉淀。4．下列各组中的离子，能在溶液中大量共存的是()A．H＋、Ca2＋、Cl－、COeq\o\al(2－,3) B．Na＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)、OH－C．K＋、Na＋、OH－、Cl－ D．Cu2＋、Ba2＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)答案C解析选项A中H＋、Ca2＋与COeq\o\al(2－,3)都不能大量共存；选项B中Mg2＋与OH－不能大量共存；选项D中Ba2＋与SOeq\o\al(2－,4)不能大量共存。5．写出下列反应的离子方程式。(1)氢氧化钠溶液与硫酸溶液：_____________________________________；(2)氯化钠溶液与硝酸银溶液：_______________________________________；(3)氢氧化钡溶液和硫酸溶液：________________________________________；(4)铁与硫酸铜溶液反应：________________________________________________；(5)碳酸钠溶液与氢氧化钙溶液反应：________________________________；(6)铁与稀盐酸反应：______________________________________；(7)碳酸钠溶液与稀硫酸反应：_____________________________________。答案(1)H＋＋OH－=H2O(2)Cl－＋Ag＋=AgCl↓(3)Ba2＋＋2OH－＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋=BaSO4↓＋2H2O(4)Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu(5)Ca2＋＋COeq\o\al(2－,3)=CaCO3↓(6)Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑(7)COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋CO2↑解析初学离子方程式的书写应严格按照书写步骤进行，熟练之后可以省略中间步骤。题组一强电解质和弱电解质1．下列说法中正确的是()A．CO2溶于水能导电，因此CO2是电解质B．KHSO4只有在电流作用下才能电离成K＋、H＋和SOeq\o\al(2－,4)C．强电解质溶液的导电能力不一定都强；弱电解质溶液的导电能力不一定都弱D．AgCl难溶于水，所以AgCl是弱电解质；醋酸易溶于水，所以醋酸是强电解质答案C解析CO2溶于水能导电是因为生成了H2CO3，H2CO3是电解质；KHSO4溶于水后电离成K＋、H＋和SOeq\o\al(2－,4)；AgCl难溶于水，但溶解的那一部分是全部电离的，所以AgCl是强电解质；醋酸虽然易溶于水，但溶解的那一部分不能完全电离，所以醋酸是弱电解质。2．下列电离方程式中正确的是()A．H2S=2H＋＋S2－B．NaHCO3Na＋＋H＋＋COeq\o\al(2－,3)C．NaCl=Na＋＋Cl－D．CH3COOH=CH3COO－＋H＋答案C题组二离子反应3．下列各组物质间的反应中，不属于离子反应的是()A．锌和稀硫酸反应B．氯化钠溶液和硝酸银溶液反应C．木炭和氧气反应D．烧碱溶液和氯化铁溶液反应答案C解析选项C中的反应不在溶液中进行且无离子参加或生成，不属于离子反应。4．下列溶液混合后，不能发生离子反应的是()A．氢氧化钠溶液和氯化铁溶液B．碳酸钠溶液和稀硫酸C．硫酸钠溶液和氯化镁溶液D．硫酸铜溶液和氢氧化钡溶液答案C解析选项C中的溶液混合无沉淀、气体和难电离物质生成，不能发生离子反应。5．离子反应、复分解反应、置换反应之间可用集合关系来表示，其中正确的是()答案C解析置换反应与复分解反应没有相交的关系，离子反应与置换反应和复分解反应分别有相交的关系。题组三离子反应方程式6．下列离子方程式书写正确的是()A．碳酸钙与盐酸反应：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2OB．硫酸钠和氯化钡溶液反应：Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓C．澄清石灰水中通入少量的二氧化碳：2OH－＋CO2=COeq\o\al(2－,3)＋H2OD．铁钉放入硫酸铜溶液中：2Fe＋3Cu2＋=2Fe3＋＋3Cu答案B7．下列离子方程式书写不正确的是()A．铁跟稀硫酸反应：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑B．铜片插入硝酸银溶液中：Cu＋Ag＋=Cu2＋＋AgC．铁与氯化铜溶液反应：Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋CuD．碳酸钙跟稀盐酸反应：CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋H2O＋CO2↑答案B解析选项B中电荷不守恒，正确的离子方程式为Cu＋2Ag＋=Cu2＋＋2Ag。8．离子方程式H＋＋OH－=H2O所表示的反应可以是()A．所有酸和碱之间的中和反应B．碳酸氢钠和氢氧化钠之间的反应C．所有可溶性酸和可溶性碱的反应D．硫酸氢钠与氢氧化钠的反应答案D解析该离子方程式表明，反应物是易电离出H＋的物质和易电离出OH－的碱，且生成物为可溶性盐和水，选项D正确。9．与下列离子方程式相对应的化学方程式书写不正确的是()A．Cu2＋＋2OH－=Cu(OH)2↓CuSO4＋2KOH=Cu(OH)2↓＋K2SO4B．COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2OBaCO3＋2HCl=BaCl2＋H2O＋CO2↑C．Ca2＋＋COeq\o\al(2－,3)=CaCO3↓CaCl2＋Na2CO3=CaCO3↓＋2NaClD．H＋＋OH－=H2O2KOH＋H2SO4=K2SO4＋2H2O答案B解析选项B中的碳酸钡不溶于水，不能写成离子的形式。题组四离子共存10．下列各组离子能在溶液中大量共存的是()A．Ag＋、K＋、Cl－、NOeq\o\al(－,3)B．Ba2＋、Cl－、H＋、SOeq\o\al(2－,4)C．H＋、COeq\o\al(2－,3)、Cl－、Na＋D．Na＋、Ba2＋、OH－、NOeq\o\al(－,3)答案D解析选项A中Ag＋与Cl－不能大量共存；选项B中Ba2＋与SOeq\o\al(2－,4)不能大量共存；选项C中H＋与COeq\o\al(2－,3)不能大量共存。11．下列离子在水溶液中可与COeq\o\al(2－,3)大量共存的是()A．Ca2＋B．Ba2＋C．Na＋D．H＋答案C解析COeq\o\al(2－,3)与Ca2＋、Ba2＋都能结合生成沉淀，COeq\o\al(2－,3)与H＋能反应生成二氧化碳和水，选项C正确。12．(2018·徐州高一检测)在强酸性无色透明溶液中，能大量共存的离子组是()A．NHeq\o\al(＋,4)、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)、Cl－B．K＋、OH－、NOeq\o\al(－,3)、Fe3＋C．Al3＋、Cu2＋、SOeq\o\al(2－,4)、Cl－D．Na＋、Ca2＋、Cl－、COeq\o\al(2－,3)答案A解析选项B中含有Fe3＋、选项C中含有Cu2＋，二者溶液不可能为无色；溶液为强酸性，选项B中OH－、选项D中COeq\o\al(2－,3)都不能大量存在。13．某混合溶液中所含离子的浓度如表所示，则M可能为()离子NOeq\o\al(－,3)SOeq\o\al(2－,4)H＋M浓度/mol·L－12121A.Cl－B．Ba2＋C．Na＋D．Mg2＋答案D解析设M所带电荷数为x，根据溶液呈电中性可得2×1＋1×2＝2×1＋x×1，得x＝2，因此M应该带2个单位的正电荷。由于SOeq\o\al(2－,4)与Ba2＋能够反应生成沉淀，即不能大量共存，所以M可能为Mg2＋。14．根据图示实验，回答问题：(1)试管A中的现象是______________________________________，反应的离子方程式是____________________________________________。(2)试管B中的现象是____________________________________________，反应的离子方程式是________________________________________。(3)试管C中的现象是_________________________