2019-2020年高三化學(xué)教材教案離子反應(yīng)的本質(zhì).doc

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2019-2020年高三化學(xué)教材教案離子反應(yīng)的本質(zhì)重點(diǎn)難點(diǎn)離子反應(yīng)的本質(zhì)；離子反應(yīng)發(fā)生的條件。知識(shí)點(diǎn)精析一、離子反應(yīng)的本質(zhì)離子反應(yīng)的本質(zhì)是反應(yīng)物的某些離子濃度的減小。離子反應(yīng)是指有離子參加（或生成）的反應(yīng)。水溶液中的離子反應(yīng)是指電解質(zhì)溶解在水中，通過(guò)它們電離出來(lái)的離子的互換或結(jié)合而發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)以及它們的離子之間、離子與分子、離子與原子之間發(fā)生的氧化還原反應(yīng)等反應(yīng)。從本質(zhì)上說(shuō)，如果反應(yīng)物的某些離子能反應(yīng)生成新物質(zhì)而使溶液中的這些離子濃度減小，就會(huì)發(fā)生離子反應(yīng)。二、離子反應(yīng)發(fā)生的條件1離子反應(yīng)發(fā)生的條件研究離子反應(yīng)發(fā)生的條件，實(shí)質(zhì)上就是研究在什么條件下可以使反應(yīng)的某些離子濃度減小。總起來(lái)講，具備下列條件之一就可以使反應(yīng)物的某些離子濃度降低。（1）生成更難溶的物質(zhì)生成更難溶的物質(zhì)可以使某些離子濃度減小，因此離子反應(yīng)能夠發(fā)生。例如：向NaCl溶液中滴入硝酸酸化的AgNO3溶液，發(fā)生下列反應(yīng)：Ag+Cl=AgCl（可溶難溶）再如：向Na2SO4溶液中加入酸化的AgNO3溶液也能生成白色沉淀（此時(shí)微溶物Ag2SO4為沉淀），其離子反應(yīng)式為：2Ag+ =Ag2SO4（可溶微溶）由微溶物生成難溶物的離子反應(yīng)也能發(fā)生，如向澄清石灰水中通CO2氣體則發(fā)生如下反應(yīng)：Ca2+2OH+CO2=CaCO3+H2O，如果向石灰乳中加入Na2CO3溶液，則發(fā)生反應(yīng)為：Ca(OH)2+ =CaCO3+2OH。常見(jiàn)的難溶物除了一些金屬、非金屬（如Fe、S、Si等）和氧化物（如Al2O3、SiO2等）外，主要還有兩類(lèi)：一類(lèi)是堿，而另一類(lèi)是鹽。微溶物在離子反應(yīng)中的處理：當(dāng)離子濃度足夠大時(shí)，在生成物中出現(xiàn)時(shí)，一般將其視為沉淀物。如向CaCl2溶液中加入飽和Na2SO4溶液則發(fā)生：Ca2+ =CaSO4。當(dāng)以溶液形式出現(xiàn)在反應(yīng)物中時(shí)，與普通易溶物一樣處理。如向石灰水中加入Na2CO3溶液，則寫(xiě)出反應(yīng)方程式為：Ca2+ =CaCO3。當(dāng)以固體形式出現(xiàn)在反應(yīng)物中時(shí)，則寫(xiě)成不溶物的形式，如向Ag2SO4沉淀中加鹽酸，則發(fā)生反應(yīng)：Ag2SO4+2Cl=2AgCl+ 。（2）生成更難電離的物質(zhì)生成更難電離的物質(zhì)（如更弱的酸、更弱的堿或生成水等）可以降低某些離子的濃度，故能發(fā)生離子反應(yīng)。例如下列反應(yīng)： 向苯酚鈉溶液中通入CO2氣體：C6H5O+H2O+CO2C6H5OH+ ，生成了比H2CO3更弱的酸石炭酸。向氯化銨溶液中加入燒堿稀溶液： +OH=NH3H2O 由強(qiáng)堿制得難電離的弱堿。鹽酸和燒堿中和反應(yīng)：H+OH=H2O 生成難電離的水。中學(xué)階段常見(jiàn)的難電離物質(zhì)并不多，除H2O外，還有H2CO3、NH3H2O、C6H5OH以及CH3COOH等。H2SO4、H3PO4等中強(qiáng)酸和HCl、H2SO4等強(qiáng)酸相比也屬于難電離的物質(zhì)。難電離物質(zhì)與沉淀和揮發(fā)性物質(zhì)不同，比如說(shuō)BaSO4為常見(jiàn)沉淀，但其在水中溶解的部分完全電離，當(dāng)然在熔融狀態(tài)下也完全電離；又如NH3為易揮發(fā)性的物質(zhì)，但一水合氨NH3H2O為難電離物質(zhì)。因此所謂難電離物質(zhì)一般指“弱電解質(zhì)”。（3）生成揮發(fā)性的物質(zhì)若離子間能結(jié)合而生成氣體，則可以降低某些離子的濃度，離子反應(yīng)也就能夠發(fā)生。一般來(lái)說(shuō)判斷依據(jù)是生成不穩(wěn)定的酸（H2CO3、H2SO3等）、生成不穩(wěn)定的堿（如NH3H2O）和生成揮發(fā)性的酸（如H2S）等。例如下列反應(yīng)：鹽酸與碳酸鈉溶液反應(yīng)：2H+ =H2O+CO2為排除 對(duì) 檢驗(yàn)干擾先加鹽酸并攪動(dòng)： +2H+=H2O+SO2氯化銨溶液中加入濃燒堿液并加熱： +OH NH3+H2O生成揮發(fā)性的物質(zhì)的反應(yīng)，常見(jiàn)的多為先生成難電離的物質(zhì)（如H2CO3、H2SO3、NH3H2O等），然后難電離的物質(zhì)分解產(chǎn)生氣體或直接揮發(fā)。所以該反應(yīng)條件與生成難電離的物質(zhì)在本質(zhì)上是相同的。生成氣體的反應(yīng)并不一定都是發(fā)生離子反應(yīng)的條件。問(wèn)題討論實(shí)驗(yàn)室常用固態(tài)的銨鹽和熟石灰共熱來(lái)制備N(xiāo)H3，該反應(yīng)可用 +OH NH3+H2O工業(yè)制鋁是將熔融的Al2O3電解。試問(wèn)該反應(yīng)原理是否為離子反應(yīng)，如是，寫(xiě)出離子方程式。答案 該反應(yīng)的實(shí)質(zhì)雖然是離子間的互換反應(yīng)，但一般不用離子方程式表示，而如果為它們?cè)谌芤褐械姆磻?yīng)則可以用上式表示。是離子反應(yīng)，高溫下Al2O3完全電離，其反應(yīng)式為：Al2O3 2Al3+3O2-。并在陰陽(yáng)兩極發(fā)生氧化還原反應(yīng)，其反應(yīng)式為：4Al3+6O2-4Al+3O2。（4）能發(fā)生氧化還原反應(yīng)離子間能否發(fā)生氧化還原反應(yīng)取決于反應(yīng)物的氧化性或還原性的強(qiáng)弱。一般地，氧化性強(qiáng)的物質(zhì)能夠制取氧化性弱的物質(zhì)，還原性強(qiáng)的物質(zhì)能夠制取還原性弱的物質(zhì)，具備上述條件的離子可以通過(guò)氧化還原反應(yīng)使某些離子濃度降低而發(fā)生離子反應(yīng)。例如：氧化性Cl2Br2，還原性BrCl，故能夠發(fā)生Cl2+2Br=Br2+2Cl。又如，氧化性Fe3+I2，還原性：IFe2+，因此能夠發(fā)生反應(yīng)2Fe3+2I=I2+2Fe2+。對(duì)下列常見(jiàn)物質(zhì)的氧化還原能力的準(zhǔn)確記憶有助于解決一些常見(jiàn)的氧化還原反應(yīng)所引起的離子反應(yīng)：氧化性：F2Cl2Br2Fe3+I2S還原性：FClBrFe2+IS2-酸性高錳酸鉀（H+、 ）的氧化性強(qiáng)于Cl2，硝酸鹽溶液中加酸會(huì)使溶液有強(qiáng)氧化性（ 、H+）。2離子反應(yīng)的類(lèi)型根據(jù)離子反應(yīng)發(fā)生的條件，概括起來(lái)中學(xué)階段離子反應(yīng)常見(jiàn)有以下幾類(lèi)：（1）離子間的交換反應(yīng)（復(fù)分解反應(yīng)）生成沉淀反應(yīng)。如H2S+Cu2+=CuS+2H+生成難電離物。如ClO+CO2+H2O=HClO+ 生成易揮發(fā)物。如 +OH NH3+H2O（2）離子間氧化還原反應(yīng)。如銀鏡反應(yīng)：2Ag(NH3)2+2OH+CH3CHO CH3COO+ +2Ag+3NH3+H2O（3）水解反應(yīng)（含弱離子的鹽類(lèi)水解）。如：S2-+H2O HS+OH（第一步為主）Al3+3H2O Al(OH)3 （不寫(xiě)）+3H+Fe3+3H2O Fe(OH)3膠體+3H+（不可逆）Al3+ +6H2O=4Al(OH)3（不可逆）如果同時(shí)存在弱酸根和弱堿陽(yáng)離子則二者水解互相促進(jìn)，假如它們的水解產(chǎn)物易以沉淀或揮發(fā)性氣體與溶液脫離，則水解不寫(xiě)可逆號(hào)且生成物可用或表示生成沉淀或氣體。（4）絡(luò)合反應(yīng)（少見(jiàn)）。如Fe3+的檢驗(yàn)：Fe3+6SCN= （血紅色）（5）電極反應(yīng)。如鋼鐵腐蝕：（）2Fe4e=2Fe2+；（+）O2+2H2O+4e=4OH解題能力培養(yǎng)1離子方程式的書(shū)寫(xiě)及其正誤判斷例1、下列離子方程式，正確的是（ ）A碳酸氫鈣和鹽酸兩溶液混合： +2H+=CO2+H2OB磷酸二氫鈣跟氫氧化鈣溶液混合： +2OH= +2H2OC氫碘酸中通入氯氣：2I+Cl2=2Cl+I2D鐵與稀硫酸反應(yīng)制備氫氣：2Fe+6H+=2Fe3+3H2分析離子方程式常見(jiàn)的錯(cuò)誤主要是由以下幾點(diǎn)原因造成的：（1）反應(yīng)的原理不正確。審題時(shí)應(yīng)注意反應(yīng)是否符合客觀事實(shí)。不可主觀臆造反應(yīng)及產(chǎn)物。如本題D答案應(yīng)生成Fe2+。（2）不能正確使用分子式與離子符號(hào)來(lái)表示參加反應(yīng)的物質(zhì)。如本例A答案 不能寫(xiě)成 +H+，但應(yīng)注意 通常在水溶液中是不存在的而應(yīng)寫(xiě)成 +H+。（3）不能正確使用“”，“ ”，“”，“”等符號(hào)。（4）沒(méi)有做到三個(gè)守恒：即得失電子守恒、電荷守恒和原子個(gè)數(shù)守恒。如FeCl2溶液與Cl2反應(yīng)不能寫(xiě)成下式：Fe3+Cl2=Fe2+2Cl，其僅滿(mǎn)足了原子守恒而不滿(mǎn)足電子守恒和電荷守恒。除此以外以下兩點(diǎn)是一般同學(xué)在解題時(shí)應(yīng)特別留意的：（1）看是否遺漏了離子反應(yīng)。如本例B項(xiàng)中遺漏了生成Ca3(PO4)2沉淀的反應(yīng)。其正確的離子方程式應(yīng)該寫(xiě)成：2 +4OH+3Ca2+=Ca3(PO4)2+4H2O。（2）注意反應(yīng)物用量的影響。如“過(guò)量”、“少量”、“等物質(zhì)的量”等詞語(yǔ)，以及某些特定試劑進(jìn)行反應(yīng)時(shí)滴加順序不同對(duì)方程式的影響。如往FeBr2溶液中通入少量的Cl2的離子方程式應(yīng)寫(xiě)成2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl，往其中通入足量Cl2則寫(xiě)成2Fe2+4Br+3Cl2=2Fe3+2Br2+6Cl。再如向燒堿溶液中加少許AlCl3溶液，寫(xiě)成Al3+4OH= +2H2O，而向AlCl3溶液中加少許NaOH溶液的離子方程式則為：Al3+3OH=Al(OH)3。綜上所述，我們易知本題正確答案應(yīng)為C。2離子共存問(wèn)題例2、下列各組離子：I、ClO、 、H+；K+、 、 、OH； 、 、Cl、OH；Fe3+、Cu2+、Cl；H+、K+、 、 ；Ca2+、Na+、 。在水中能大量共存的是（ ）A和 B和C和 D和分析離子在溶液中能大量共存的條件是離子之間不能發(fā)生離子反應(yīng)，通常不能共存的離子有：發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)的；發(fā)生氧化還原反應(yīng)的；發(fā)生雙水解反應(yīng)的；發(fā)生綜合反應(yīng)的。本例中組因?yàn)镠+的存在會(huì)生成難電離的HClO分子，且HClO及酸性條件下的 都有強(qiáng)烈的氧化性可氧化有較強(qiáng)還原性的I，因而組離子不能共存；組中應(yīng)注意任何酸式鹽均可繼續(xù)與強(qiáng)堿起反應(yīng)而被中和成正鹽，因此不能共存；組組離子均可共存；組中能發(fā)生H+ +H2O=Al(OH)3，甚至Al(OH)3又溶于過(guò)量H+而生成Al3+的反應(yīng)，以及H+ =H2SO3，H2SO3=SO2+H2O的反應(yīng)而不能共存；組中則易生成CaCO3沉淀，即使沒(méi)有，由于CaSO4是微溶物也不能有Ca2+和大量共存的可能。另外像本例這樣的習(xí)題，同學(xué)們可以根據(jù)自己最拿手的技能通過(guò)部分判斷結(jié)合排除法快速求解答案。正確答案：B3有條件的離子共存問(wèn)題例3、在pH=1的無(wú)色透明溶液中，不能大量共存的離子組是（ ）AAl3+、Ag+、Cl BMg2+、 、ClCBa2+、I、F、DZn2+、Na+、分析解答有條件的離子共存問(wèn)題時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：溶液的顏色。若為無(wú)色溶液，則應(yīng)首先排除下列有色離子的存在：Cu2+（藍(lán)色）、Fe2+（淺綠色）、Fe3+（黃色）、 （紫色）；溶液的酸堿性。若為酸性溶液，需額外考慮H+的大量存在直接造成了下列離子不可能大量存在：CO 、 、 、ClO、 、 、 、 、CH3COO、C6H5O、Ag(NH3)2+、S2-、HS等；還應(yīng)考慮到在酸性介質(zhì)中不能與Fe2+、S2-、I、等有還原性的離子大量共存，因?yàn)榇藭r(shí)相當(dāng)于有稀HNO3存在。若為堿性條件，則不能大量存在離子有：Fe3+、Fe2+、Cu2+、Mg2+、Al3+、Ag+、Zn2+、和HS、等酸式酸根離子。本例選項(xiàng)A中Ag+與Cl能產(chǎn)生AgCl沉淀，不能大量共存，C項(xiàng)中因 可發(fā)生下列反應(yīng)2H+=SO2+S+H2O而不能大量存在于酸性條件下。正確答案：A、C