精品高中化学鲁科版选修4教学案:第3章 第4节 第1课时 离子反应 Word版含解析.doc
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1、中学化学精品资料第4节离子反应第1课时离子反应 课标要求1了解离子反应发生的条件是生成沉淀、生成弱电解质、生成气体或发生氧化还原反应。2综合运用电解质电离、离子反应发生的条件,进行离子方程式正误判断。3学会常见物质的检验方法。4熟练掌握离子反应在生产生活中的应用。1将溶液中离子之间,以及离子与原子或分子之间发生的反应称为离子反应。2有沉淀或气体或弱电解质生成的离子反应能够发生。3离子反应的实质是某种或某些离子浓度的降低。4在溶液中,还原性最强的离子首先被氧化;氧化性最强的离子首先被还原。5常见离子的检验可分为常见阳离子的检验和常见阴离子的检验。6硬水的形成:CaCO3CO2H2O=Ca22HC
2、O,MgCO3CO2H2O=Mg22HCO;1离子反应的概述(1)概念:溶液中离子之间,以及离子与原子或分子之间发生的反应。(2)实质:溶液中某种或某些离子浓度降低。(3)表示方法:常用离子方程式来表示。(4)离子反应的主要类型有复分解反应、氧化还原反应、盐类水解反应等。特别提醒一个离子反应方程式可以代表多个化学反应的实质。固固、固气、气气之间的反应不属于离子反应。2离子反应发生的条件(1)复分解型离子反应发生的条件生成沉淀aNa2SO4溶液与Ba(OH)2溶液混合的离子反应:Ba2SO=BaSO4。b向MgCO3悬浊液中加入NaOH溶液的离子反应:MgCO32OH=Mg(OH)2CO 。生成
3、弱电解质aNaOH与盐酸混合:HOH=H2O。b盐酸与CH3COONa混合:HCH3COO=CH3COOH。c向NH4NO3稀溶液中加入NaOH溶液:NHOH=NH3H2O。生成气体aNa2CO3溶液与稀硫酸混合:CO2H=H2OCO2。b浓NH4NO3溶液中加入浓NaOH溶液:NHOH=NH3H2O。(2)氧化还原型离子反应非原电池、电解池的反应在溶液中,具有氧化性和还原性的离子相遇时,二者能发生氧化还原反应而使离子浓度降低,例如:a向FeCl2溶液中加入酸性KMnO4溶液,离子方程式为5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O。b向CuSO4溶液中加入锌片,离子方程式为ZnCu2=Zn2C
4、u。cFeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板,离子方程式为2Fe3Cu=2Fe2Cu2。原电池、电解池反应a原电池:CuZnH2SO4。电极反应式:负极:Zn2e=Zn2,正极:2H2e=H2,总反应:Zn2H=Zn2H2。b电解池:电解饱和食盐水。阳极:2Cl2e=Cl2,阴极:2H2e=H2,。1复分解反应CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2是典型的强酸制弱酸的反应;而在CuSO4溶液中通入H2S气体,也能发生离子反应。为什么?提示:CuSO4H2S=CuSH2SO4虽然酸性H2SFe2Br,所以FeBr2溶液中通入Cl2,首先被氧化的是Fe2;向FeI2溶液中通入少量Cl2,首先被氧化的是
5、I。3在含等浓度Fe3、Cu2、H的溶液中加入铁粉,反应的先后顺序如何?提示:因为氧化性Fe3Cu2H,所以铁粉先与Fe3反应,然后依次为Cu2、H。1离子之间结合生成沉淀、气体、弱电解质,或发生氧化还原反应、相互促进的水解反应、配合反应,使溶液中某种或某些离子浓度降低,离子反应就会发生,离子不能大量共存。2在离子反应发生过程中,溶液中某种离子的浓度可能增大,如Cu2与Zn反应有Zn2生成。3若溶液中存在多种还原性离子并且浓度相同,向其中加入氧化剂时,还原性最强的离子首先被氧化。同样,多种氧化性离子共存并且浓度相同时,向其中加入强还原剂,氧化性最强的离子首先被还原。4盐类的水解反应(复分解反应
6、的一种)也是离子反应,主要有单一弱离子的水解反应和水解相互促进的反应。1下列反应中不属于离子反应的是()A2H2O2 2H2OBNaOHHCl=NaClH2OCFeCuSO4=CuFeSO4DCl2Na2SO3H2O=2HClNa2SO4解析:选AA中反应不在溶液中进行,无离子参加或生成。2某同学在实验室中进行如下实验:编号实验现象没有明显变化,溶液仍为无色有白色沉淀生成,溶液为蓝色有无色气体放出以下结论正确的是()A中无明显变化,说明两溶液不反应B中的白色沉淀为CuCl2C中的离子方程式为2HZn=Zn2H2D中发生的反应不是离子反应解析:选C中虽无明显现象,但发生了离子反应:HOH=H2O
7、,A错误;中发生反应为Ba2SO=BaSO4,白色沉淀为BaSO4,B错误;中的反应是离子反应,离子方程式为Zn2H=Zn2H2,C正确,D错误。3下列有关离子反应和氧化还原反应的说法正确的是()A在溶液中进行的氧化还原反应不可能有分子参加B离子反应发生的条件一定是复分解反应发生的条件C溶液中离子的浓度减小,一定发生了离子反应D溶液中的置换反应一定既是离子反应,也是氧化还原反应解析:选DA项,如Cl22I=I22Cl中有分子参加,A项错误。B项,离子反应发生的条件还包括发生氧化还原反应,B项错误。C项,如稀释NaCl溶液,Na、Cl的浓度减小,发生的是物理变化,并没有发生离子反应,C项错误。D
8、项,置换反应一定是氧化还原反应,在溶液中进行则为离子反应,D项正确。1离子的检验可利用离子的特征反应来检验一些常见离子。待检离子IFe3试剂AgNO3溶液、稀硝酸(Cl2、淀粉)KSCN溶液现象生成不溶于稀硝酸的黄色沉淀(或生成蓝色溶液)生成红色溶液反应原理AgI=AgI(或Cl22I=I22Cl)Fe33SCN=Fe(SCN)32.测定溶液中离子浓度的三种方法(1)沉淀法(重量法):一定体积含待测定离子的溶液得沉淀求得待测离子浓度。如溶液中SO的浓度可用Ba2将其转化为BaSO4沉淀,再称量沉淀的质量求得。(2)氧化还原滴定法:利用氧化还原反应原理,用已知准确浓度的离子的溶液通过滴定来测定未
9、知浓度离子的浓度。如溶液中MnO的浓度可用已知准确浓度的Fe2的溶液滴定的方法求得。(3)中和滴定法:让已知标准浓度的酸(或碱)与未知浓度的碱(或酸)恰好反应,通过测恰好中和时消耗标准液的体积来计算未知溶液的浓度。如强酸中H浓度可以用已知准确浓度的强碱溶液滴定的方法获得。某同学为检验溶液中是否含有常见的四种无机离子,进行了下图所示的实验操作,其中检验过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。问题思考1该同学能否通过第、步确定原溶液中含有SO、Cl和Fe3?为什么?提示:不能。第步在溶液中加Ba(NO3)2溶液和稀盐酸,若溶液中存在SO或Ag,也能产生白色沉淀,故不能检验SO存在与否;第步在滤
10、液中加AgNO3溶液虽然生成白色沉淀,但由于第步加入稀盐酸,引入了Cl,故原溶液中是否存在Cl也无法确定;第步在滤液中加KSCN溶液能检出此时滤液中含有Fe3,但原溶液中也可能只含Fe2,在第步后被氧化为Fe3。2通过第步实验,你能确定原溶液中含有哪种离子?提示:NH。第步加NaOH产生的气体一定是NH3,说明原溶液中一定含有NH。1常见阳离子的检验(1)常规检验法用NaOH溶液能检验出Cu2、Fe3、Fe2、Al3、NH。Cu2产生蓝色沉淀Fe3产生红褐色沉淀Fe2先产生白色沉淀,然后迅速变成灰绿色,最终变为红褐色Al3产生白色沉淀,继续加入NaOH溶液,白色沉淀又会溶解NH共热,生成使湿润
11、的红色石蕊试纸变蓝的气体焰色反应。用焰色反应可检验出溶液中的K和Na。K火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃观察)Na火焰呈黄色(2)特殊检验法Fe3加入KSCN溶液呈红色Fe2加入KSCN溶液无明显现象,再滴加新制氯水后溶液呈红色2.常见阴离子的检验(1)利用酸碱指示剂检验(2)利用盐酸和其他试剂检验CO:加入BaCl2或CaCl2溶液后生成白色沉淀,再加稀盐酸沉淀溶解,并放出无色无味的气体。SO:先加入足量稀盐酸,无沉淀生成,再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀。SO:加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加稀盐酸,放出无色有刺激性气味且能使品红溶液退色的气体。(3)利用AgNO3(HNO3酸化)溶液检
12、验(4)利用某些特征反应检验I:滴入淀粉溶液和氯水,溶液变蓝色。1下列检验方法和结论都正确的是()A加入AgNO3溶液有白色沉淀生成,证明原溶液中一定有ClB在加入稀硝酸后的溶液中滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,证明原溶液中一定有SOC加入盐酸后加热,放出能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体,证明原溶液中一定含有COD加入紫色石蕊溶液,溶液显红色,证明溶液一定呈酸性解析:选D用反例法解答。加入AgNO3溶液后产生的白色沉淀也可能是Ag2CO3,A项错误;B中的白色沉淀也可能为AgCl,错误;C中HCO也能与盐酸反应生成CO2,错误。2甲、乙、丙、丁四种易溶于水的物质,分别由NH、Ba2、Mg
13、2、H、OH、Cl、HCO、SO中的不同阳离子和阴离子各一种组成。已知:将甲溶液分别与其他三种物质的溶液混合,均有白色沉淀生成;0.1 molL1乙溶液中H0.1 molL1;向丙溶液中滴入AgNO3溶液有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成。下列结论不正确的是()A甲溶液含有Ba2B乙溶液含有SOC丙溶液含有Cl D丁溶液含有Mg2解析:选D根据可知,乙溶液为H2SO4溶液;根据可知,只有Ba(OH)2才能与SO、Mg2、HCO反应均产生白色沉淀,所以甲为Ba(OH)2;根据可知,丙溶液中含有Cl,丙为MgCl2,丁为NH4HCO3,D项错误。1物质的制备与纯化(1)物质的制备利用离子反应可制备常用物
14、质,如制备酸、碱、盐、气体等。用可溶性铝盐与氨水反应制备Al(OH)3的离子方程式为Al33NH3H2O=Al(OH)33NH。电解饱和食盐水制备烧碱和氯气的离子方程式为2Cl2H2O2OHCl2H2。(2)物质的纯化通过离子反应把物质中的某些杂质以沉淀、气体的形式除掉而达到提纯物质的目的。制高纯度的氯化钠除去粗盐中少量的SO、Mg2、Ca2,应依次加入的试剂为:BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液、HCl溶液或NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、HCl溶液或BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液、HCl溶液。主要离子反应有:Ba2SO=BaSO4,Mg22OH=
15、Mg(OH)2,Ca2CO=CaCO3,Ba2CO=BaCO3等。除去污水中的重金属离子用沉淀剂可以使污水中的重金属离子沉淀而除去,达到净水的目的。如Hg2的除去:Hg2S2=HgS。特别提醒在进行物质的纯化时要注意:(1)根据杂质离子选择相应的沉淀剂;(2)除杂时,所加试剂要过量;(3)如果有多种杂质,则要确定添加试剂的顺序,保证后加的试剂能将前面过量的试剂和杂质除去;(4)不能引入新的杂质。2生活中常见离子反应(1)胃酸与胃舒平胃舒平的主要成分是Al(OH)3,而胃酸的主要成分是HCl,当胃酸过多时,可以服用胃舒平以达到中和胃酸的目的。离子方程式为Al(OH)33H=Al33H2O。(2)
16、硬水的形成自然界里含有Ca2、Mg2较多的水称为硬水。有一种硬水(暂时硬水)是水中溶解的CO2与岩石中的CaCO3和MgCO3发生反应生成可溶性的碳酸氢盐而使Ca2、Mg2进入水中形成的。所发生的主要反应为CaCO3H2OCO2=Ca22HCO,MgCO3H2OCO2=Mg22HCO。(3)硬水的软化加热法:加热可以使HCO分解,生成的CO与Mg2、Ca2结合成沉淀,起到软化硬水的作用。发生的反应为Ca22HCOCaCO3H2OCO2,Mg22HCOMgCO3H2OCO2。沉淀法:在硬水中加入Na2CO3等沉淀剂也可以降低Mg2、Ca2浓度,起到软化硬水的作用。发生的反应为Ca2CO=CaCO
17、3,Mg2CO=MgCO3。特别提醒由水垢形成过程中产生难溶物MgCO3,因MgCO3与H2O发生沉淀转化:MgCO3(s)H2OMg(OH)2(s)CO2H2O,所经长时间加热的水形成的水垢成分是CaCO3和Mg(OH)2。1下列各步制取物质的方法,最终无法达到目的的是()ABC D解析:选D因浓硝酸易挥发,Al(NO3)3蒸干将得到Al(OH)3,得不到Al(NO3)3晶体;FeSO4与H2S不能反应。2提纯含有少量Ba(NO3)2杂质的KNO3溶液,可以采用的方法是()A加入过量的碳酸钠溶液、过滤、除去沉淀,向溶液中补加适量的硝酸B加入过量的硫酸钾溶液、过滤、除去沉淀,向溶液中补加适量的
18、硝酸C加入过量的硫酸钠溶液、过滤、除去沉淀,向溶液中补加适量的硝酸D加入过量的碳酸钾溶液、过滤、除去沉淀,向溶液中补加适量的硝酸解析:选D除去KNO3溶液中的Ba(NO3)2,实质上是除去Ba2,首先考虑应将Ba2以沉淀的形式除去,但要除尽Ba2,加入的沉淀剂必须是过量的,然后考虑如何除去过量的新杂质。相比较而言,使用CO比使用SO做沉淀剂更好,便于进一步除去过量的CO。加入CO,CO与Ba2结合为BaCO3沉淀除去Ba2,过量的CO可加入HNO3除去。A、C项中会引入杂质Na,B项中会引入杂质SO。3下列各反应都是生活中常见的离子反应,其离子方程式书写正确的是()A向沸水中滴加FeCl3溶液
19、制备Fe(OH)3胶体:Fe33H2OFe(OH)33HB用小苏打治疗胃酸过多:HCOH=H2OCO2C实验室用浓盐酸与MnO2反应制Cl2:MnO22H2ClCl2Mn2H2OD用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板:Fe3Cu=Fe2Cu2解析:选BA中Fe(OH)3不是沉淀而是胶体;C、D中电荷不守恒。三级训练节节过关1对于离子反应,下列说法正确的是()A参加离子反应的一定都是电解质B任何一种离子的浓度在离子反应中一定降低C自由离子之间的反应不能在固态物质中进行D没有沉淀、气体、水生成的反应就不是离子反应解析:选C离子反应是指离子和离子、离子和原子或分子之间的反应,其中有电解质,也可能有非电解质
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