2019-2020年高三化學第一學期新課離子反應的本質人教版.doc

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2019-2020年高三化學第一學期新課離子反應的本質人教版一. 本周教學內容：離子反應的本質二. 重點、難點：1. 離子反應的本質2. 離子反應發(fā)生的條件3. 離子方程式的書寫方法三. 知識分析：本節(jié)是在初中復分解反應發(fā)生的條件以及高中離子反應、氧化還原反應等基礎上展開，從離子反應的本質出發(fā)，研究在什么條件下可使反應物的某些離子濃度減小，課本綜合歸納了四種離子反應發(fā)生的條件，并對中學化學中常見的難溶物，難電離物質和揮發(fā)性物質等進行小結，使學生的知識系統(tǒng)化、網絡化。（一）離子反應1. 概念：有離子參加的化學的反應。2. 本質：反應物的某些離子濃度的減小。3. 類型（1）離子互換的反應（即復分解反應）：包括生成難溶物、易揮發(fā)性物質、難電離物質。（2）有離子參加的氧化還原反應：有置換反應 復雜的氧化還原反應（3）鹽類的水解反應：這類離子反應方程式應區(qū)分為一般程度的水解和進行完全的水解，正確的使用“”、“”、“”、“”。（4）絡合反應：此外，根據參加反應的微粒，離子反應又可分為離子與離子、離子與原子、離子與分子三類。（二）離子反應的書寫1. 定義：用實際參加反應的離子符號來表示離子反應的式子。2. 離子方程式的書寫步驟：四步。“一寫”：首先以客觀事實為依據寫出反應的化學方程式。“二改”：把易溶于水、易電離物質改寫成離子形式（最關鍵的一步）。“三刪”：刪去方程式兩邊未參加反應的離子?！八牟椤保簷z查離子方程式兩邊各元素的原子個數和電荷總數是否相等。3. 離子方程式表示的意義：離子方程式反映了離子反應的實質，它不僅能表示一定物質間的某個反應，而且可以表示同一類型的離子反應。（三）離子反應發(fā)生的條件 1. 復分解型離子反應的條件這類離子反應發(fā)生的條件與復分解反應的條件一致，分三種情況：（1）生成難溶的物質 常見的難溶物有： 當有關離子濃度足夠大時，生成微溶物的反應也能發(fā)生，常見的微溶物有CaSO4、Ag2SO4、MgCO3、等。如：Ca2SO42CaSO4 由微溶物生成難溶物的反應也能發(fā)生，如：（微溶） （難溶）CaSO4CO32CaCO3SO42（微溶） （難溶）（2）生成難電離的物質 常見的難電離的物質 反應規(guī)律：由強酸制弱酸，由強堿制弱堿。如：鹽酸溶液HClOHClO稀醋酸苯酚鈉溶液CH3COOHC6H5OCH3COOC6H5OHNH4Cl溶液NaOH溶液NH4OHNH3H2O（3）生成揮發(fā)性物質 常見的揮發(fā)性物質有：SO2、CO2、NH3、H2S等。其中SO2、CO2、NH3即是揮發(fā)性物質，也是難電離物質（H2SO3、H2CO3、NH3H2O）進一步分解的產物，因此，從離子反應的本質上是相同的。 有些離子反應不是電解質在電離的條件下進行的，不能用離子方程式表示。如：實驗室制NH3，用固態(tài)銨鹽與固體反應：實驗室制HCl、HF、HNO3用濃硫酸與其鹽反應：但Cu與濃H2SO4的反應不是離子反應。2. 有離子參與的氧化還原反應的條件有些在溶液中進行的離子反應，是由于發(fā)生了氧化還原反應，使反應物的某些離子濃度減小。此類反應能否發(fā)生取決于有關離子的氧化性、還原性強弱，須滿足由強變弱的原則，即由氧化性和還原性強的性質生成氧化性和還原性弱的物質。主要包括有離子參與的置換反應與其他有離子參與的氧化還原反應。如： 其他的離子反應，如鹽類的水解、絡合反應能發(fā)生的條件是反應物的某些離子結合成難電離的物質而引起反應物離子濃度的減小。【典型例題】例1 下列離子方程式的書寫是否正確？如不正確，錯在哪里？應該怎樣寫？（1）將漂白粉加到鹽酸中：（2）稀H2SO4與溶液混合：H+OHBa2+SO42+=BaSO4H2O；（3）檢驗銨鹽：；（4）濃FeCl3溶液中投入銅片：Fe3CuFe2Cu2；（5）Na2SO3溶液中滴加HNO3：SO322HH2OSO2；（6）磷酸二氫鈣與足量燒堿溶液反應：3Ca26H2PO412OH4PO4312H2O；（7）NaHCO3溶液中HCO3的水解：HCO3H2OCO32H3O；（8）在含有n mol FeBr2的溶液中通入的Cl2的物質的量為nmol：2Fe24Br3Cl22Fe32Br26Cl。答案：見解析。解析： （1）不正確。是可溶性鹽，應寫離子形式，應寫為：HClOHClO。（2）不正確。應按物質的組成比寫出離子，應寫為：2HSO42Ba22OHBaSO42H2O（3）正確。檢驗NH4是在水溶液中進行的，并且需要加熱。（4）不正確。電荷不守恒，應寫為：2Fe3Cu2Fe2Cu2。（5）不正確。不符合實驗事實，應寫為：2H2NO33SO322NO3SO42H2O（6）正確。（7）不正確。HCO3水解時結合H2O電離出的H生成H2CO3，題中寫成HCO3的電離，且應用“”，應寫為：HCO3H2O H2CO3OH。（8）不正確。沒有注意到FeBr2與Cl2是等物質的量反應，產物不符合實驗事實，應寫為：2Fe22Br2Cl22Fe34ClBr2。例2 在某100ml混合液中，HNO3和H2SO4的物質的量濃度分別是：0.4molL1、0.1molL1。向該混合液中加入1.92克銅粉，加熱，待充分反應后，所得溶液中Cu2的物質的量濃度是_。答案：見解析。解析：該題很容易讓同學產生誤解，認為Cu跟稀H2SO4不起反應，只和稀HNO3起反應，生成、NO、H2O，實際上反應生成的中的NO3可跟稀H2SO4中的H形成HNO3，繼續(xù)跟Cu起反應，故該計算只能利用離子方程式計算。3Cu+8H+2NO33Cu2+2NO+4H2O依據題意：n（H）=（0.4molL10.12molL1）0.1L=0.06moln（Cu）=0.03moln（NO3）=0.4molL10.1L0.04moln（H）：n（NO3）=0.06:0.043:28:2n（Cu）：n（NO3）=0.03:0.04=3:43:2說明NO3過量。N（H）：n（Cu）=0.06:0.03=2:18:3說明Cu過量故用H作計算，可得：參加反應n（Cu）=n（Cu2）=0.06mol=0.0225molc（Cu2+）=例3 在室溫時，某溶液的pH為1，該溶液中可能大量共存的離子組是（ ）A. ，B. ，C. ，D. ，答案：AD解析：題干中“pH為1”這一限制必須在審題時審出，即相當于在每組中又增加一種。B組不能共存的原因：或。C組不能共存的原因：或。小結：離子大量共存的規(guī)律1. 幾種離子在同一溶液中，若離子之間不能發(fā)生反應，就能大量共存，否則不能大量共存。離子不能大量共存的原因從本質上說就是具備了離子反應發(fā)生的條件，主要分為以下四個方面：（1）離子之間發(fā)生復分解反應 生成難溶的物質 生成易揮發(fā)的物質 生成難電離的物質H與OH、CH3COO、CN、SiO32、ClO、PO43不共存。（2）離子間發(fā)生氧化還原反應 此外，在酸性條件下，S2O32、SO32與S2、ClO與Cl、ClO3與Cl、MnO4與Cl都因發(fā)生氧化反應不能大量共存。（3）離子間發(fā)生了雙水解反應 （4）絡合反應：Fe3與SCN因發(fā)生絡合反應不能大量共存。此外，還有以下四種情況應注意： 弱酸的酸式酸根離子既不能與H大量共存，又不能與OH大量共存。如：HSHH2S，HSOHS2H2O。 能生成微溶物質的兩種離子也不能大量共存。如：Ca2和SO42，Ag與SO42，Ca2與OH。 絡離子與能破壞該離子的離子不能大量共存。如： H2PO4與PO43不能大量共存。因為H2PO4PO432HPO42。2. 附加隱含條件的應用（1）要抓住溶液特征：呈酸性、堿性還是中性，是否有顏色。常見有顏色的離子有：Cu2+（藍色）、Fe2+（淺綠色）、Fe3+（棕黃色）、MnO4（紫色）。（2）對離子的限制條件：因發(fā)生氧化還原反應或加入某種物質不會產生氣體或者沉淀而共存或不共存。（3）題干中出現pH值、某指示劑變化，與Al反應放出H2等條件時，隱含著還要增加一種或幾種離子。（4）要看清要求是共存還是不共存例2 某溶液中含有Cl，SO42，S2，用AgNO3，溶液分別將上述陰離子沉淀出來，加入試劑的正確操作順序是（ ）A. ，AgNO3，B. ，AgNO3C. AgNO3， D. ，AgNO3答案：B，D解析：利用AgNO3，3種溶液分別沉淀Cl，SO42，S23種陰離子，這就要求每加入一種試劑只能出現一種沉淀，而不能同時出現兩種沉淀。如先加入溶液，可先將SO42離子沉淀出來（BaSO4），其他兩種離子沒變化，然后再加入，可將S2-離子沉淀出來，最后加入，可將Cl離子沉淀出來（AgCl）?；蛘呦燃尤肴芤海沙恋沓鯯2（CuS），其他兩種離子沒變化，然后再加入溶液，可將SO42離子沉淀出來（BaSO4），最后加AgNO3溶液，將Cl離子沉淀出來（AgCl），但如果首先加入AgNO3溶液，除Cl被沉淀出來后，S2離子也將同時沉淀出來（Ag2S），不合題意要求。例3（1）向NaHSO4溶液中，逐滴加入溶液至中性，請寫出發(fā)生反應的離子方程式：_；（2）在以上中性溶液中，繼續(xù)滴加溶液，請寫出此步反應的離子方程式：答案：（1）2H+SO42+Ba2+2OH=BaSO4+2H2O（2）SO42+Ba2+=BaSO4解析：用NaHSO4是二元強酸的酸式鹽，可以全部電離。向NaHSO4溶液中，逐滴加入溶液至中性，說明NaHSO4和反應的物質的量之比為2:1，其化學方程式為：2NaHSO4+=BaSO4+Na2SO4+2H2O離子方程式為：2H+SO42+Ba2+2OH=BaSO4+2H2O同樣可得（2）的離子方程式為：SO42+Ba2+=BaSO4離子反應是否發(fā)生，只要觀察反應中某種離子濃度是否發(fā)生改變，只要有一種離子濃度改變，該反應即可發(fā)生。例4 一種溶液里可能含有OH、Cl、CO32、SO42四種離子中的一種或幾種。取少量這種溶液分別盛于三支試管中，進行如下實驗：（1）向第一支試管中滴入酚酞溶液變紅。（2）向第二支試管中加入溶液，有白色沉淀生成。（3）向第三支試管中逐滴加入稀HNO3溶液，有無色氣體生成，該氣體能使澄清的石灰水變渾濁；繼續(xù)加入稀HNO3使溶液顯酸性時，再加入溶液不產生沉淀。試判斷該溶液中肯定含有_離子，肯定沒有_離子，不能肯定有或沒有的是_離子。答案：OH、CO32；SO42；Cl解析：在進行離子檢驗或推斷時，首先要考慮到是否有其它可能產生同樣現象的離子存在，這種離子叫做干擾離子。對于干擾離子必須加入某種試劑加以排除，否則就會得出錯誤結論。例如在檢驗SO42離子時，加入可溶性鋇鹽后再加稀HCl或稀HNO3，就是為了排除CO32離子的干擾。當溶液中含有SO32時，應加入BaCl2溶液，再加稀HCl來排除干擾；若使用溶液，再加稀HNO3，就會因亞硫酸鹽被稀HNO3氧化成難溶性的BaSO4而產生干擾現象。又如為了鑒別硫酸鹽和氯化物，如果先加AgNO3溶液，則因生成的Ag2SO4和AgCl都是白色沉淀，都不溶于稀酸，而無法得出正確結論。因而在檢驗SO42和Cl時，為了排除干擾，不能先加入AgNO3溶液，而應先加入可溶性鋇鹽溶液。至于選用哪一種可溶性鋇鹽，應根據具體情況作具體分析，主要原則是不能進新的雜質和干擾離子。在搞清上述問題的基礎上，明確要檢驗和推斷的離子的特征反應，就可根據實驗中出現的現象，得出正確的結論。例5 已知某氯化鉀樣品中含有K2SO4雜質，為了除去K2SO4雜質，設計了以下實驗步驟：（1）將KCl樣品溶于適量蒸餾水，配成溶液；（2）向溶液中滴入BaCl2溶液，邊滴加邊振蕩至不再產白色沉淀；（3）向溶液中滴入K2CO3溶液，邊滴加邊振蕩至不再產生白色沉淀時；（4）過濾，將白色沉淀濾出；（5）向濾液中滴加稀HCl，邊滴加邊振蕩至不再產生氣體；（6）將濾液蒸干，得到晶體；正確的實驗操作程序為_；有關的離子方程式：_。答案：正確的操作程序為：（1）、（2）、（3）、（4）、（5）、（6）。有關的離子方程式：Ba2+SO42=BaSO4；CO32+Ba2+=BaCO3；CO32+2H+=H2O+CO2。解析：這是一道物質提純題，就是要把物質中的雜質除去、以得到某種純物質的過程。物質提純是化學實驗的一項重要內容，本題重點考查利用離子反應除去雜質。除雜質時應當做到： 所選用的試劑不能跟被提純的物質發(fā)生反應。 所加試劑必須過量，以保證把雜質除凈。 由過量試劑所帶入的新雜質，也必須完全除凈。 加入試劑的順序，應以便于過量試劑的處理為準。本題除雜質時主要利用沉淀法和生成氣體法。操作順序為：先將試樣配成溶液；加入過量BaCl2溶液，以便使SO42全部轉化為BaSO4沉淀；再加入過量K2CO3溶液，以便使過量的BaCl2帶入的多余Ba2+全部轉化為BaCO3沉淀；過濾后再滴加HCl，以便使過量的K2CO3帶入的多余CO32全部轉化為CO2氣體除去；再蒸干即可得純KCl晶體?！灸M試題】一. 選擇題：1. 下列各組離子能在溶液中大量共存，且溶液呈透明顯堿性的是（ ）A. AlO、CO、Na、K B. Al3、Cl、AlO、NaC. Na、OH、H2PO、NOD. Fe2、K、H、NO2. 某溶液滴入甲基橙顯紅色，在這種溶液中能大量共存的離子是（ ）A. Mg2、K、Br、SOB. S2O、Na、H、ClC. Ca2、K、ClO、ID. Al3、K、AlO、Cl3. 在加入少量Al（OH）3能溶解的溶液中，加入下列各組離子，有可能在溶液中大量共存的是（ ）A. NH、Na、HCO、ClOB. K、ClO、NO、SOC. Ca2、Fe2、Cl、NOD. Na、AlO、SO、S24. 在pH=0的溶液中，下列各組中的離子因發(fā)生氧化還原反應而不能大量共存的是（ ）A. Ag、Ca2、NO、HCOB. SO、SO、Na、Mg2C. Fe2、K、NO、ClD. K、SO、Na5. 某無色透明溶液中，由水電離出來的c（H）=11013 molL1，在該溶液中一定能夠大量共存的離子組是（ ）A. K、Na、MnO、NOB. K、Na、Cl、NOC. NH、AlO、Na、CH3COOD. Fe3、S2、Al3、HCO6. 下列各離子組的敘述正確的是（ ）A. 在強酸性條件下Na、I、K、NO可以大量共存B. 在強堿性條件下K、AlO、Na、S2可以大量共存C. 在水溶液中H、NH、SiO、Cl不能大量共存D. 在強酸性條件下NH4+、K、SO、S2可以大量共存7. 對下列各組離子的敘述不正確的是（ ）A. H、AlO、Ba2、HCO不能在水中大量共存B. Mg2、NH、Fe2、NO能在酸性溶液中大量共存C. Fe3、K、SCN、Cl能大量共存且使溶液顯紅色D. Na、NO、CO、AlO能在堿性溶液中大量共存8. 下列各組離子的無色溶液可能跟鎂粉反應，又能大量共存的是（ ）A. K、Cl、SO、NHB. Ca2、Cl、MnO、NaC. AlO、Na、Al3、ID. H、Cl、Ba2、NO9. 下列各組離子能大量共存于同一溶液中，且加入過量NaOH溶液或少量稀硫酸時，都能產生白色沉淀的是（ ）A. Ba2、Mg2、NO、COB. Na、Al3、Cl、AlOC. K、Ba2、Cl、HCOD. NH、Ba2、Fe3、Cl10. 在c（HCO）=0.1 molL1的溶液中，可以大量共存的離子組是（ ）A. Al3、NO、NH、ClB. Na、SO、K、CH3COOC. H、Ba2、Cl、NOD. Na、CO、K、OH二. 填空題：11.（1）向NaHSO4溶液中，逐滴加入溶液至中性，寫出發(fā)生反應的離子方程式：_。在以上中性溶液中繼續(xù)滴加溶液，寫出此步反應的離子方程式：_。（2）向溶液中，逐滴加入NaHSO4溶液至恰好不再生成沉淀時為止，寫出反應的離子方程式：_。在以上溶液中，繼續(xù)加NaHSO4溶液，寫出此步反應的離子方程式：_。（3）向溶液中，逐滴加入明礬溶液至溶液中Ba2恰好完全沉淀，其反應的離子方程式是：_。在上述溶液中，繼續(xù)滴加明礬溶液，寫出此步反應的離子方程式：_。12. NaBH4是一種強還原劑。（1）NaBH4極易溶于水，并與水劇烈反應放出H2，反應后硼以BO形式存在。寫出反應的離子方程式：_。實驗表明，溶液酸性越強，生成H2的速度越快，其原因是_。（2）在堿性條件下，NaBH4往往不是與水反應，而是與許多金屬離子發(fā)生反應，硼仍以BO形式存在，例如冶金工業(yè)中，用NaBH4可使Au3的廢液中的Au3還原。其離子方程式是_。（3）在60年代，德國拜爾藥廠用下面的反應把NaBH4的生產發(fā)展成工業(yè)規(guī)模。Na2B4O7NaH2SiO2NaBH4Na2SiO3試配平這個方程式_ 。13. 在含有Na、Mg2、HCO、SO的稀溶液中，它們的物質的量之比為2：1：2：1。（1）向該溶液中滴加酚酞試液數滴，溶液呈淡粉紅色，有關反應的離子方程式為_。（2）充分加熱（1）步所得的溶液，加熱的過程中觀察到的現象有_；完全反應后，溶液呈_色，有關反應的離子方程式為_。14. 已知：2Fe2Br22Fe32Br，2I2Fe32Fe2I2試回答下列問題：（1）試比較Fe2、I、Br的還原性強弱。（2）少量Cl2通入FeBr2溶液中，寫出反應的離子方程式。（3）過量Cl2通入FeBr2溶液中，寫出反應的離子方程式。15. 在世紀交替之時，某國煉金廢水泄入尼羅河，導致大量魚類等水生生物死亡，沿河居民長期停止使用此水源，釀成世界污染事件。煉金廢水中含有絡離子，其電離出的CN有毒，當與H結合生成HCN時，其毒性更強。回答下列問題：（1）劇毒物HCN的結構式為_，其水溶液酸性很弱，可知NaCN溶液pH_7（填“”，“=”，“”）。（2）與弱電解質碳酸的電離方程式相似，也存在著兩步電離，其一級電離方程式為_。（3）處理這種廢水時是在堿性條件下NaClO將CN氧化為CO32和N2，其離子方程式為_。在酸性條件下，ClO也能氧化CN，但實際處理廢水時卻不在酸性條件下進行的主要原因是_。16. 某河道兩旁有甲、乙兩廠，它們排放的工業(yè)廢水中共含K、Ag、Fe3、Cl、OH、NO3六種離子。甲廠的廢水明顯呈堿性，故甲廠廢水中所含的三種離子是_。乙廠的廢水中含有另外三種離子。如果加一定量_（選填：“活性炭”、“硫酸亞鐵”、“鐵粉”），可以回收其中的金屬_（填寫元素符號）。另一種設想是將甲廠和乙廠的廢水按適當的比例混合，可以使廢水中的_（填寫離子符號）轉化為沉淀，經過濾后的廢水主要含_，可用來澆灌農田。17. 硝酸鉛的稀溶液中滴入幾滴稀Na2SO4，生成白色PbSO4沉淀，再滴入數滴飽和醋酸鈉溶液，微熱，并不斷攪拌，沉淀慢慢溶解。以上發(fā)生的都是復分解反應，寫出反應過程的離子方程式：_。試推測第二步離子反應發(fā)生的原因是_。18. 某強堿性溶液中含有的離子是K、NH4、Al3、AlO2、SO42、SiO32、CO32、Cl中的某幾種離子，現進行如下實驗： 取少量的溶液用硝酸酸化后，加溶液，無沉淀生成。 另取少量溶液加入鹽酸，其現象是：一段時間保持原樣后，開始產生沉淀并逐漸增多，沉淀量基本不變后產生一種氣體，最后沉淀逐漸減少至消失。則原溶液中肯定存在的離子是_，肯定不存在的離子是_。已知一定量的原溶液中加入5ml 0.2molL1鹽酸時，沉淀會完全消失，加入足量的硝酸銀溶液可得到沉淀0.187g，則原溶液中是否含有Cl？答：_。參考答案/一. 1. A 2. A 3. BD 4. CD 5. B 6. BC 7. BC 8. AD 9. C 10. B二. 11. （1）2HSOBa22OH=BaSO42H2OSOBa2=BaSO4（2）Ba2OHHSO=BaSO4H2OOHH=H2O（3）2Ba24OHAl32SO=2BaSO4AlO2H2OAl33AlO6H2O=4Al（OH）312. （1）BH2H2O=4H2BO從離子反應的角度看，NaBH4與H2O反應的實質是BH與H2O電離出的H發(fā)生氧化還原反應。H濃度越大，BH與H反應的速率越快（2）3BH48Au324OH=3BO8Au18H2O（3）1，16，8，74，713. （1）HCOH2OH2CO3OH（2）放出氣體，溶液變渾濁，紅色加深；紅；Mg22Hg（OH）22CO214. （1）IFe2Br（2）Cl22Fe22Fe32Cl（3）3Cl22Fe24Br6Cl2Fe32Br215. （1）HCN；pH7（2）AuCN+CN（3）5ClO2CN2OH2CO32N25ClH2O不在酸性條件下處理廢水中的CN，是防止生成劇毒物HCN對人體有害。提示：（1）HCN為共價化合物，根據穩(wěn)定結構的原則可推出HCN的電子式為：，結構式為HCN；NaCN為強堿弱酸鹽，其水溶液會因CN的水解而呈堿性。（2）仿照H2CO3的第一級電離：H2CO3H+HCO3，的第一級電離為Au（CN）2AuCN+CN（注意判斷Au的化合價很重要，可由此寫出AuCN）。（3）先寫出反應離子和生成離子，再配平即可。不采用酸性條件下ClO氧化CN，原因可以從閱讀信息中得到。16. OH、Cl、K；鐵粉；Ag ；Ag、Fe3、Cl、OH；KNO3提示：甲廠排放的工業(yè)廢水明顯呈堿性，一定含OH，與OH可以共存的離子有K、Cl、NO3，考慮到Ag與Cl不共存，所以甲廠廢水中含OH、K和Cl，乙廠廢水中含Ag、Fe3和NO3。在乙廠廢水中加入一定量的鐵粉得到Ag。17. Pb2SO42=PbSO4，反應生成了難電離的物質，說明(CH3COO)2Pb為弱電解質。提示：Pb2和SO42生成PbSO4，是復分解反應，PbSO4溶解也是陰陽離子交換的復分解反應，說明生成了難電離的物質。18. OH、AlO2、CO32、K；NH4、SO42、SiO32、Al3；有Cl提示：因溶液為強堿性，則不存在NH4、Al3；由判斷不存在SO42、SiO32，由判斷加入鹽酸保持原樣是由于含OH，開始產生沉淀并增多是因含AlO2，后產生氣體是因為存在CO32，最后溶解。加入鹽酸中n（Cl）=1103mol，而n（AgCl）=1.3103mol1103mol說明原溶液中含有Cl。