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高一化学《离子反应》

来源:101教育网整理 2018-03-28 字体大小: 分享到:

 

   

高一

   

化学

   

通用版

内容标题

离子反应

编稿老师

李莉

本讲主要内容

 

离子反应

 

本节是中学化学重要的基本概念,主要内容是让同学们了解电解质和非电解质,强电解质和弱电解质的概念,理解离子反应和离子方程式的含义,理解离子反应发生的条件和离子方程式的书写方法,能根据离子反应的规律判断一些常见离子在同一溶液中能否共存、离子方程式是否正确等问题。

 

【知识掌握】

知识点精析

 

前面,我们复习了化学反应的四大基本类型,并且学习了氧化还原反应,知道根据研究问题的角度不同,化学反应可有不同的分类方式。那么今天我们将继续学习另外一种重要的分类方法,将有离子参加的反应统称为离子反应,没有离子参加的反应叫做非离子反应。

高一化学《离子反应》

 

下面,我们就来学习离子反应,见如下实验装置图:

高一化学《离子反应》

通过实验我们会发现溶液导电性不同。用盐酸、氢氧化钠、氯化钠溶液进行实验时,灯泡明亮;醋酸、氨水做实验时灯泡较暗;而用酒精进行实验时灯泡不亮。在初中我们已经了解了溶液导电是靠自由移动的离子,于是我们把化合物在一定的条件下离解成自由移动离子的过程叫做电离,而根据化合物的电离的不同我们可将化合物分成电解质和非电解质。我们把这种在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物叫做电解质,如:酸、碱、盐。

 

[讨论]下列物质中哪些是电解质?

Cu

NaCl固体、NaOH固体、K2SO4溶液、CO2、蔗糖、NaCl溶液、H2O、酒精。

 

 

[小结]应注意以下几点:

 

①电解质应是化合物。而Cu则是单质,K2SO4NaCl溶液都是混合物。

 

②电解质应是一定条件下本身电离而导电的化合物。而CO2能导电是因CO2H2O反应生成了H2CO3H2CO3能够电离而非CO2本身电离。所以CO2不是电解质。

 

③酸、碱、盐、水是电解质,蔗糖、酒精为非电解质。

 

通过上面的实验我们还发现,相同条件下,不同种类的酸、碱、盐溶液的导电能力也不相同。电解质溶液导电能力的大小决定于溶液中自由移动的离子的浓度和离子所带电荷数。而当溶液体积、浓度和离子所带的电荷数都相同的情况下,取决于溶液中自由移动离子数目,导电能力强的溶液里的自由移动的离子数目一定比导电能力弱的溶液里的自由移动的离子数目多。显然,在CH3COOHNH3H2O溶液中的自由移动离子数目较少。可见溶液中自由移动的离子多少跟电解质的电离程度有关。因此,我们把在水溶液中全部电离成离子的电解质叫做强电解质,而在水溶液中只一部分电离成离子的电解质叫做弱电解质。为便于记忆,我将这些概念总结成如下表格:

高一化学《离子反应》

 

[讨论]BaSO4CaCO3AgCl等难溶于水的盐是否属电解质?CH3COOH易溶,是否属强电解质?

 

[小结]BaSO4CaCO3AgCl虽然难溶,但溶解的极少部分却是完全电离,所以它们为强电解质CH3COOH易溶于水,但它却不能完全电离,所以属弱电解质。因此,电解质的强弱跟其溶解度无必然联系,本质区别在于它们在水溶液中的电离程度。

 

 

[资料]强电解质和弱电解质的区别(以下数据是在20oC测定)

高一化学《离子反应》

 

表示电解质电离的化学方程式叫电离方程式:

HCl

HCl

H2SO4

2HSO42

NaCl

Na Cl

 

CH3COOH高一化学《离子反应》CH3COOH

 

[总结]

高一化学《离子反应》

 

通过前面的学习我们已经知道,电解质包括酸、碱、盐、活泼金属的氧化物和水等。这些物质在水溶液中或熔融状态可以电离出自由离子,在这种情况下发生的大多数反应有离子参加,请看下面实验:

 

演示实验:

高一化学《离子反应》

 

[实验分析

 

第一支试管没有发生明显变化,为什么?因为生成物中无沉淀、气体、难电离物生成(不符合复分解反应的条件。)

 

第二支试管中溶液依然是蓝色,说明铜离子没有发生反应,只有硫酸根和钡离子发生了反应,推断:氯离子也没有反应。

 

第三只试管中溶液中的氯离子和银离子发生了反应,但是溶液依然是蓝色,说明铜离子依然没有发生反应。

 

[总结]

 

第二支试管中CuSO4溶液与BaCl2溶液反应的实质是Ba2+与SO42-离子之间的反应;可表示成:

Ba2

++SO42-=BaSO4

 

第三只试管中氯离子和银离子发生了反应可表示成:

Ag

ClAgCl

 

于是我们定义在溶液中(或熔化状态下)有离子参加或生成的反应叫离子反应,用实际参加反应的离子来表示的反应叫离子方程式。下面我们就介绍一下离子方程式书写的方法和意义:

 

. 离子方程式书写的方法:(初学者可采用下列步骤书写离子方程式)

1.

正确写出反应的化学方程式;

2.

将易溶于水且全部电离的物质(强酸、强碱、可溶性盐)拆成离子形式,其它物质仍用化学式表示;

3.

删去方程式两边未参加反应的离子;

4.

检查离子方程式两边各元素的原子个数和电荷数是否相等。

 

以上四个步骤可简要地概括为“写”、“拆”、“删”、“检”四个字.

 

12NaOHH2SO4Na2SO42H2O

2Na

2OH 2HSO422Na SO42

2OH

2H2H2O

OH

HH2O

 

关键是,对象
强酸、强碱、可溶性盐。

 

 

2:写出碳酸钙与盐酸反应的离子方程式

 

①“写”:高一化学《离子反应》

 

②“拆”:高一化学《离子反应》

 

③“删”:高一化学《离子反应》

 

④“查”:检查方程式两边各元素、原子个数和电荷数是否守恒。

 

[练习]
写出下列反应的离子方程式:

?????

氯化氢气体通入氢氧化钠溶液中 H OH H2O

?????

硫化氢气体通入氢氧化钠溶液中 H2S 2OHˉ S2ˉ 2H2O

?????

稀硫酸与氢氧化铜反应 2H CuOH2 Cu2 2H2O

?????

稀硫酸与氢氧化钡溶液反应 2H SO42 2OH Ba2 BaSO4 ↓+ 2H2O

 

. 离子方程式的分类及代表的意义

 

根据离子反应发生的原理,可分为复分解反应和氧化还原反应等类型.

 

复分解反应是否能发生,应根据第二讲提到的方法(酸碱、酸盐看强弱,盐碱、盐盐看溶解)进行判断。从生成物看,应有沉淀、气体或像水一样的难电离物类的离子方程式通常可表示某一类反应,例如:OHHH2O一般表示强酸强碱的中和反应。

 

氧化还原类型的离子方程式一般只代表某一个特定的反应,有些也可以表示某一类的反应。例如:Cu2++FeCuFe2+代表可溶性铜盐和Fe的置换反应;而MnO2 4H2ClMn2++Cl2↑+2H2O则表示MnO2HCl(浓)的反应。

 

氧化还原类型的离子反应有时相当复杂,其意义也相应复杂化,在今后的学习中要不断的总结积累。

 

解题方法指导

 

1. 下列各组离子能在同一溶液中大量共存的是(    

A. Ag

KClNO3 B. Ba2+、ClHSO42

C. H

CO32-、ClNa D. NaOHBa2+、NO3

 

分析讲解:对于A组离子,AgCl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 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。答案选D

 

 

2. 能正确表示下列化学变化的离子方程式是(    

A.

碳酸钙与盐酸反应 CO32-+2H CO2↑+ H2O

B.

金属铁放入稀盐酸中 Fe2HFe2 H2

C.

氯化亚铁溶液中通入氯气 Fe2 Cl2Fe3 2Cl

D.

二氧化锰与浓盐酸反应 MnO2 4HCl Mn2 2Cl Cl2↑+2H2O

 

分析讲解:A中碳酸钙不溶于水所以不能拆;C中电荷不守恒即使原子守恒也是错的;D中盐酸为强酸所以应该拆成离子形式。所以B正确。

 

 

3. 有一含四种阴离子的水溶液,用它进行如下实验:(a)向溶液中加入稀H2SO4,有无色气体产生;(b)将生成的无色气体通入澄清石灰水,有白色沉淀生成,通入过量CO2气体,白色沉淀消失,溶液呈无色,再加入澄清石灰水,又产生白色沉淀;(c)将实验(a)产生的无色气体通入CuSO4溶液中,有黑色沉淀产生;(d)若将实验(a)产生的无色气体通入酸性高锰酸钾溶液中,则紫色褪去并产生淡黄色浑浊物;(e)在实验(a)反应后的溶液中加入AgNO3溶液,有浅黄色沉淀产生;分离出沉淀后再加过量氨水,沉淀部分溶解,剩下黄色沉淀;过滤,在滤液中加入HNO3溶液,则有白色沉淀生成。根据上述现象,推断溶液中含有哪些阴离子?

 

分析讲解:由(a)产生的“无色气体”(不能理解为某种气体,可能是混合气体)可推知,四种阴离子中可能含有CO32-、SO32-、S2-等。由(c)、(d)可确定含有S2-。由(b)可以确定含有CO32-,而不含SO32-,因H2SO3H2CO3酸性强,CaSO3沉淀在CO2的水溶液中不能转化为可溶的CaHSO32。由(e)中的黄色沉淀可推知,原溶液中可能含有I,由加过量氨水沉淀不溶解,可断定含有I,根据“白色沉淀”可断定溶液中肯定有Cl,而没有Br。综合起来可得溶液中含有S2-、CO32-、ICl

 

【考点进阶】

【考点指要】

 

离子反应是高中化学重要的基本概念,离子方程式书写正误的判断、离子共存的问题是高考题中常见的题型。考察的内容为中学化学教材的基本反应,错误原因大都是对化学式拆分处理不当,电荷未配平、产物不合理等,另外它还可和实验设计及物质推断一起综合考察。05年分数占到15%

 

典型例题分析

 

1. 02年全国高考题)

 

下列反应的离子方程式正确的是(    

A.

次氯酸钙溶液中通入过量CO2

Ca2

++2ClOCO2H2OCaCO3↓+2HClO

B.

硫酸亚铁溶液中加过氧化氢溶液

Fe2

++2H2O24HFe3++4H2O

C.

用氨水吸收少量二氧化硫

NH3·H2O

SO2NH4 HSO3

D.

硝酸铁溶液中加过量氨水

Fe3

++3NH3·H2OFeOH3↓+3NH4

 

解析:该题考察能否按题意正确写出生成物,所以A中过量CO2C中少量二氧化硫这些条件判断错误,所以AC均错;B中电荷不守恒故只有D正确。

 

 

2. 01年上海)

 

某河道两旁有甲乙两厂,它们排放的工业废水中,共含KAgFe3+、ClOHNO3六种离子。甲厂的废水明显呈碱性,故甲厂废水中所含的三种离子是_____1________。乙厂的废水中含有另外三种离子。如果加一定量___2__(选填:活性炭、硫酸亚铁铁粉),可以回收其中的金属__3____(填写金属元素符号)。另一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合,可以使废水中的________4____________(填写离子符号)转化为沉淀,经过滤后的废水主要含__5____,可用来浇灌农田。

 

解析:该题考察离子间的反应,应抓住Ag只能与NO3共存,依次找出:(1OHClK   2Fe   3Ag  4AgClFe3+、OH  5KNO3

 

 

3. 2003上海18题)下列离子方程式中正确的是

A.

过量的NaHSO4BaOH2溶液反应:Ba2++2OH2HSO42-→BaSO4↓+2H2O

B. NH4HCO3

溶液与过量NaOH溶液反应:NH4OHNH3↑+H2O

C.

苯酚钠溶液中通入少量:高一化学《离子反应》

D. FeBr2

溶液中通入过量Cl22Fe2++2Br2Cl22Fe3++Br24Cl

 

答案:AC

 

【达标测试】

(本卷答题时间60分钟,学习100分)

. 单项选择题(本题包括10小题,每小题3分,共30分。每小题只有一个选项符合题意)

1.

下列关于电解质的判断中,正确的观点是(    

A. 在熔融状态下能导电的物质

B.

在熔融或溶解状态下能导电的物质

C. 在溶解或熔融状态下能导电的化合物

D. 在熔融和溶液的状态下都能导电的化合物

2.

下列物质的水溶液能导电,但其本身属于非电解质的是(    

A. 液氯       B. 干冰     C. 酒精     D. 硫酸钡

3.

下列属于强电解质的是(    

NaOH   NH3·H2O   AgCl   醋酸   NaHCO3

A. ①②⑤ B. ①③④

C. ②③④ D. ①③⑤

4.

下列反应中是离子反应,但不是氧化还原反应的是(    

A. 氯化钠溶液中滴入硝酸银溶液   B. 金属钠在氯气中燃烧

C. 铁片置于硫酸铜溶液中           D. 金属钠放入水中生成氢氧化钠和氢气

5.

对溶液中的离子反应有下列说法:①不可能是氧化还原反应②只能是复分解反应③有可能是置换反应④不可能有分子参加,其中正确的是                        

A. ①②         B. 只有③       C. ②④         D. ①④

6.

下列四种物质的溶液,其中一种与其它三种能发生离子反应,这种物质是(    

A. H2SO4   B. KOH   C. BaCl2       D. Na2CO3

7.

在一定条件下,RO3n-和氟气可发生如下反应:RO3n-+F22OHRO42FH2O。从而可知在RO3n-中,元素R的化合价是(    

A. 4       B. 5       C. 6       D. 7

8. BaCO3

与稀硝酸反应,正确的离子方程式是(    

A. Ba2

++ CO32-+2H=BaNO32 H2OCO2

B. BaCO3

2H2NO3= BaNO32 H2OCO2

C. BaCO3

2H= Ba2++ H2OCO2

D. CO32

-+2H= H2OCO2

9.

已知某溶液中含有NaBa2+、Fe3+三种阳离子,那么溶液中的阴离子可能是(    

A. SO42         B. Cl         C. OH         D. CO32

10.

能用HOH=H2O表示的化学方程式有(    

A.

氢氧化钠溶液与醋酸反应     B. 氢氧化铁与硫酸反应

C. 氢氧化钡与硫酸反应         D. 硫酸氢钠与氢氧化钠溶液反应

 

. 多项选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分。在每题给出的四个选项中,有一个或两个选项符合题意。若正确答案只包括一个选项,多选时,该小题为0分;若正确答案包括两个选项,只选一个且正确的给2分,选两个且都正确给学习,但只要选错一个该小题就为0分)

11.

有四位同学分别对四种溶液中所含的离子进行检测,所得结果如下,其中所得结果错误的是(    

A. KNaClNO3           B. OHCO32-、ClK  

C. Ba2+、NaOHNO3         D. Cu2+、NO3OHCl

12.

下列离子方程式书写正确的是(    
A.     CaOH22H=Ca2++2H2O

B.

稀硫酸与锌反应:H2SO4Zn=Zn2 SO42-+H2

C.

碳酸钙与盐酸反应:CO32-+2H=CO2H2O

D.

小苏打溶于醋酸溶液:HCO3CH3COOH=CH3COOH2OCO2

13.

下列各组的两种物质在溶液中的反应,可用同一离子方程式表示的是(    

A. CuOH2与盐酸,CuOH2与醋酸    

B. BaCl2

溶液与Na2SO4溶液,BaOH2溶液与H2SO4溶液

C. NaHCO3溶液与盐酸,Na2CO3溶液与盐酸    

D.

石灰石与硝酸反应,石灰石与盐酸

14.

03年天津和平)下列各组溶液,不用其他试剂,就可以将它们区别开来的是(    

A. 盐酸,氢氧化钠,碳酸钠,硫酸钠  

B.

盐酸,氢氧化钠,酚酞,硫酸铜

C. 氢氧化钠,硫酸镁,碳酸钠,硫酸氢钠

D. 氯化钡,硫酸钠,氯化钙,硝酸钙

15.

02年全国)在xR2++yHO2=m R3++nH2O的离子方程式中,对系数mR3+的判断正确的是(    

A. m=4

R3+是氧化产物       B. m=yR3+是氧化产物

C. m=2R3+是还原产物       D. m=yR3+是还原产物      

 

. 填空、简答和计算(共8个小题,学习50分)

16.

6分)现有以下物质:①NaCl晶体  ②液态SO3  ③液态的醋酸   ④汞  BaSO4固体 ⑥蔗糖(C12H22O11  ⑦酒精(C2H5OH  ⑧熔化KNO3  ⑨纯水。请回答下列问题(用序号):

1)以上物质中能导电的是__________

2)以上物质属于电解质的是_____________

3)以上物质中属于非电解质的是______________

4)以上物质中属于弱电解质的是______________

17.

8分)写出下列反应的离子方程式

1)向澄清石灰水中加硝酸                          ________________

2)用石灰石与盐酸反应制取二氧化碳                      _________________

3)锌粉加入硫酸氢钠溶液中                                _______________

4)向Na2CO3溶液中滴加几滴稀盐酸:                   _________________

18.

6分)H2S的水溶液不易导电,写出2FeCl3H2S=2FeCl2S↓2HCl的离子方程式是__________________________________是氧化剂,_________________是还原剂,_________________是氧化产物,_________________是还原产物。

19.

4分) 有下列离子:KMg2,Ba2+,Cu2,Na,CO32,SO42-,OH NO3Cl等按其在溶液中大量共存的原则,将上述离子等分成二组(要求每组不少于两种阳离子和两种阴离子),则两组分别是甲___________________________ ____________________

20.

4分)有ABCD四种可溶性离子化合物,它们的阳离子是AgNaMg2+、Cu2+,阴离子是ClOHNO3SO42-(每种离子只能用一次)

现将溶液两两混合,记录现象如下:

AB→白色沉淀 2B D→白色沉淀;CD→蓝色沉淀

ABCD的化学式分别是_______________________________________

21.

01年上海)(8分)某河道两旁有甲、乙两厂。它们排放的工业废水中,共含KAgFe3+、ClOHNO3六种离子。

1)甲厂的废水明显呈碱性,故甲厂废水所含的三种离子是___________________________

2)乙厂的废水中含有另外三种离子。如果加一定量________(选填:活性炭、硫酸亚铁、硫酸亚铁、铁粉),可能回收其中的金属__________(填元素符号)

3)另一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合,可以使废水中的__________(填入离子符号)转化为沉淀。经过滤后的废水主要含_________________,可用来浇灌农田。

22.

04年全国)(8分)现有稀盐酸、稀硫酸、氢氧化钡、碳酸钠四瓶失去标签的溶液,分别编号为ABCD。每次取少量溶液两两混合,所观察到现象记录在下表中(表示无明显现象;“↓”表示有沉淀生成;“↑”表示有气体生成)

高一化学《离子反应》

1)据此推断这四瓶溶液中的溶质分别为

A            B              C            D            

2)写出上述实验过程中有关物质间反应的离子方程式:

AB                              

CD                                

AC                                      

23.

6分)一学生设计了如下实验方法分离NaClCaCl2两种固体混合物。

高一化学《离子反应》

填空和回答下列问题

1B物质是                      (写化学式)

2)按此实验方案分离得到的NaCl,经分析含有杂质,是因为上述方案中某一步设计有毛病,这一步的正确设计方案应是                        

3)若要测定该样品中NaClCaCl2的质量比,可称量干燥的B物质和另一物质的质量,这种物质是                      

高一化学《离子反应》

 

【达标测试答案】

. 单项选择题

题号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

答案

C

B

D

A

B

A

B

C

B

D

 

. 多项选择题

题号

11

12

13

14

15

答案

D

D

D

BC

AB

16.

1 ⑧(2 ①③⑤⑧⑨(3)⑥⑦(4)③⑨

17.

1OH2H= H2O          2CaCO32H=Ca2++CO2H2O

3Zn2HZn2++H24 CO32-+H=HCO3  

18. 2Fe3

++H2S2Fe2++ S↓ 2H

FeCl3 H2S S FeCl2

19. 甲:OHBa2+,KNa, Cl   乙:Mg2,Cu2+,SO42-, CO32 NO3

20. A

AgNO3     BMgCl2      CCuSO4 DNaOH

21.

1OH KCl;(2)铁粉,Ag 3AgClFe3+和OHNO3K

22.

1 稀硫酸、碳酸钠、氢氧化钡、稀盐酸

2CO32++2H=CO2H2OOHH= H2OBa2++ 2OH2H SO42= BaSO42H2O

23.

1CaCO3  2)加入适量盐酸至不产生气体  3A

 

 

 

                                                           

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