[最新]高中化学第3章物质在水溶液中的行为第4节离子反应第2课时离子反应的应用学案鲁科版选修4.doc

优质教学资料 优质教学资料 优质教学资料第2课时离子反应的应用学习目标：1.了解常见阳离子和阴离子的检验方法。(重点)2.理解利用酸碱中和滴定法测强酸、强碱溶液浓度的原理、方法和误差分析。(难点)3.通过离子反应在生产、生活中的广泛应用，体会化学在人类生产、生活中的作用和贡献。自 主 预 习·探 新 知1物质检验与含量测定(1)离子检验利用离子的特征反应来检验一些常见离子。如利用Fe3与SCN反应生成血红色溶液检验Fe3，离子方程式为Fe33SCN=Fe(SCN)3(血红色)；利用I与Ag反应生成黄色沉淀检验I，离子方程式为AgI=AgI(黄色)。(2)测定溶液中离子的浓度沉淀法：如溶液中SO的浓度，用Ba2将其转化为BaSO4沉淀，再称量沉淀质量求得。酸碱中和滴定法：强酸溶液中H的浓度可以用已知准确浓度的强碱溶液滴定的方法获得。氧化还原滴定法：如溶液中MnO的浓度可以用已知准确浓度的Fe2溶液滴定获得。2物质制备与纯化(1)物质的制备：离子反应可以用于制备一些酸、碱、盐、气体等。氯碱工业生产烧碱和氯气的离子方程式：2Cl2H2O2OHCl2H2。实验室制取CO2的离子方程式：CaCO32H=Ca2CO2H2O。(2)物质的纯化制高纯度的氯化钠：除去其中少量的SO、Mg2、Ca2，需要引入的试剂离子分别为Ba2、OH、CO。除去污水中的重金属离子：将其转化为沉淀而除去。3生活中的离子反应(1)胃酸过多的治疗服用胃舒平主要成分是Al(OH)3，离子反应为Al(OH)33H=Al33H2O。服用小苏打片，离子方程式为HCOH=CO2H2O。(2)硬水及其软化硬水的含义：自然界里含Ca2、Mg2较多的水。硬水的形成：水中的二氧化碳与岩石中的CaCO3和MgCO3发生反应生成可溶性碳酸氢盐而使Ca2、Mg2进入水中形成，离子方程式为CaCO3CO2H2O=Ca22HCO，MgCO3CO2H2O=Mg22HCO。硬水的软化方法a加热法：加热可使HCO分解，生成的CO与Ca2、Mg2结合成沉淀，发生反应如下：Ca22HCO=CaCO3CO2H2O，Mg22HCO=MgCO3CO2H2O。b加沉淀剂法：在硬水中加入Na2CO3等沉淀剂也可以降低水中Ca2、Mg2的浓度，发生反应如下：Ca2CO=CaCO3，Mg2CO=MgCO3。基础自测1判断对错(对的在括号内打“”，错的在括号内打“×”。)(1)能使石灰水变浑浊的无色无味气体一定是CO2。()(2)中和滴定时为了节省时间，不需要重复23次实验。()(3)可以用铁粉除去FeCl3中的FeCl2。()(4)治疗胃酸过多的胃药中含有烧碱。()(5)用石灰水鉴别NaHCO3和Na2CO3。()(6)用BaCl2溶液鉴别Na2SO4和Na2CO3。()(7)用足量稀硝酸除去铁粉中的Cu。()(8)将混有HCl的CO2通入饱和NaHCO3溶液中除去HCl。()提示(1)(2)×为了减少滴定误差，须进行23次实验。(3)×Fe2FeCl3=3FeCl2，无法除去FeCl2。(4)×烧碱具有强腐蚀性。(5)×NaHCO3、Na2CO3与石灰水均产生CaCO3沉淀。(6)×BaCl2溶液与Na2SO4、Na2CO3均产生白色沉淀。(7)×Fe、Cu均溶于足量的稀硝酸。(8)2下列有关反应方程式正确的是()A实验室制备Al(OH)3：Al33OH=Al(OH)3B实验室制氨气：NHOHNH3H2OC实验室制取Cl2：MnO24HClMn2Cl22Cl2H2OD除去FeCl3中含有的FeCl2：2Fe2Cl2=2Fe32ClDA项，应为Al33NH3·H2O=Al(OH)33NH；B项，应为2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O；C项，应为MnO24H2ClMn2Cl22H2O。3下列解释事实的方程式准确的是 ()A测0.1 mol·L1氨水的pH为11：NH3·H2O=NHOHB碳酸钠溶液显碱性：COH2O=HCOOHC钢铁发生吸氧腐蚀时，铁作负极被氧化：Fe3e=Fe3D向污水中投放明矾，生成能凝聚悬浮物的胶体：Al33H2OAl(OH)3(胶体)3HD0.1 mol·L1NH3·H2O的pH11，说明NH3·H2O不完全电离，若完全电离pH13，A错；CO水解是可逆反应，B错；铁发生吸氧腐蚀时负极反应生成的是Fe2，C错；明矾能够凝聚悬浮物是因为生成了Al(OH)3胶体，反应的离子方程式为Al33H2OAl(OH)3(胶体)3H，D对。合 作 探 究·攻 重 难离子的检验1.常见阴离子的检验离子鉴定方法产生现象 OH在试管中取少量试液滴加紫色石蕊(或无色酚酞)试液；用玻璃棒蘸取试液于红色石蕊试纸紫色石蕊试液变蓝(或酚酞变红)；红色石蕊试纸变蓝Cl在试管中取少量试液，滴加AgNO3溶液，再加稀HNO3生成白色沉淀，不溶于稀HNO3Br在试管中取少量试液，滴加AgNO3溶液，再加稀HNO3生成浅黄色沉淀，不溶于稀HNO3I在试管中取少量试液，滴加AgNO3溶液，再加稀HNO3生成黄色沉淀，不溶于稀HNO3CO在试管中取少量试液，先加BaCl2产生白色沉淀，另取少量溶液于试管中加入稀盐酸或稀硝酸，将生成的气体通入澄清的石灰水产生无色、无味的气体，此气体能使澄清的石灰水变浑浊SO在试管中，取少量试液，滴加盐酸无明显现象，再加BaCl2生成白色沉淀SO在试管中，取少量试液，先加BaCl2产生白色沉淀，另取少量溶液加盐酸生成气体，把气体通入品红溶液生成无色有刺激性气味的气体，品红溶液退色2.常见阳离子的检验离子鉴定方法产生现象NH在试管中，取少量试液，加浓NaOH微热，用润湿的红色石蕊试纸靠近管口有刺激性气味，使润湿的红色石蕊试纸变蓝Al3在试管中取少量试液加适量NaOH溶液；加过量NaOH溶液有白色絮状沉淀；上述沉淀消失Fe3在试管中取少量试液，加KSCN溶液；在试管中取少量试液，加入NaOH溶液溶液呈血红色；产生红褐色沉淀Fe2在试管中取少量试液加入NaOH溶液生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色思考交流下面是对溶液中有无SO检验的实验方案，请评价各方案是否严密？分别说明理由。1方案甲：试液白色沉淀沉淀不溶解提示不严密。如果试液中含有Ag(或Pb2、Hg2)而不含SO，当加入BaCl2时同样产生白色沉淀，并且加入稀HNO3后沉淀不溶解，故方案甲不严密(Ag等干扰)。2方案乙：试液无沉淀白色沉淀提示严密。只有含SO的无色透明溶液才会出现此方案的现象，故方案乙严密。3方案丙：试液无沉淀白色沉淀提示不严密。如果试液中含有SO而不含SO，当加入足量稀HNO3溶液后，SO被氧化成SO，再加入Ba(NO3)2试液后出现不溶于稀HNO3的白色沉淀，故方案丙不严密(SO干扰)。对点训练题组1物质的检验1有关溶液中所含离子的检验，下列判断正确的是()A加入AgNO3溶液后生成的白色沉淀不溶于稀盐酸，则原溶液中一定有Cl存在B加入氨水时生成白色沉淀，当氨水过量时白色沉淀消失，则原溶液中一定有Al3存在C加入NaOH溶液并加热，有能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体生成，则原溶液中一定有NH存在D加入盐酸有能使澄清石灰水变浑浊的气体生成，则原溶液中一定有大量的CO存在C若原溶液中含有CO，Ag2CO3与盐酸反应会转化为AgCl，A项不正确；Al(OH)3不溶于氨水，B项不正确；该溶液中还可能有HCO、HSO或SO，D项不正确。2如图是某学生设计的探究铁及其化合物的某些化学性质的流程图。下列有关叙述正确的是()A反应的离子方程式为Fe2O36H=2Fe33H2OB检验乙溶液中的金属阳离子可用KSCN溶液C反应可制得一种红褐色的胶体D物质丙在空气中能稳定存在AA项，甲、乙、丙分别为FeCl3、FeCl2和Fe(OH)2，Fe2O3溶于酸生成Fe3，A项正确。B项，KSCN溶液可检验Fe3，不能检验Fe2，B项错误。C项，Fe(OH)2为白色沉淀，C项错误。D项，Fe(OH)2不稳定，在空气中易被氧化为Fe(OH)3，D项错误。题组2物质推断3某白色粉末由两种物质组成，为鉴别其成分进行如下实验：取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解；再加入足量稀盐酸，有气泡产生，固体全部溶解；取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产生，振荡后仍有固体存在。该白色粉末可能为() 【导学号：41722187】ANaHCO3、Al(OH)3BAgCl、NaHCO3CNa2SO3、BaCO3DNa2CO3、CuSO4CA项中，NaHCO3、Al(OH)3加入足量水中，NaHCO3溶解，Al(OH)3不溶解；加入稀盐酸，固体全部溶解，且有气泡产生；NaHCO3、Al(OH)3均能与H2SO4反应，最后不会有固体剩余。B项中，NaHCO3溶于水，AgCl不溶于水，加入足量稀盐酸，AgCl仍不溶解。C项中Na2SO3溶于水，BaCO3不溶于水，BaCO3能溶于稀盐酸：BaCO32HCl=BaCl2H2OCO2，Na2SO3、BaCO3均能与稀H2SO4反应：Na2SO3H2SO4=Na2SO4SO2H2O、BaCO3H2SO4=BaSO4H2OCO2。D项中，CuSO4和Na2CO3都能溶于稀硫酸。4某无色透明溶液中，可能含有以下离子中的若干种：K、Mg2、Al3、Fe2、Ba2、NO、SO、CO、I和Cl，取该溶液进行如下实验：将溶液滴在pH试纸上，呈红色。将少许溶液浓缩后加入铜片和硫酸，有无色气体逸出，通入空气则立即变成红棕色。取少许溶液滴入BaCl2溶液，则产生白色沉淀。取实验中的澄清溶液，滴入AgNO3溶液，产生不溶于稀HNO3的白色沉淀。另取少许溶液，滴入NaOH溶液，有白色沉淀生成，当NaOH过量时，又有部分白色沉淀溶解。根据以上现象判断原溶液中()A肯定不存在的离子是Ba2、Fe2、CO、IB肯定存在的离子是Al3、SO、Cl、NO、Mg2C不能作出判断的离子是KD以上判断都不正确A无色透明溶液中无Fe2；说明溶液呈酸性，可判断无CO；可以判断有NO；结合，酸性溶液中NO有强氧化性，可判断无还原性较强的I；中产生白色沉淀，溶液中应该有SO，进而推断溶液中无Ba2；滴入BaCl2溶液，引入了Cl；中检验出的Cl不一定是原溶液的；沉淀部分溶解，可确定有Al3、Mg2。综上所述，溶液中一定有Mg2、Al3、NO、SO，可能有K、Cl，一定无Fe2、Ba2、CO、I。酸碱中和滴定滴定操作(以标准盐酸滴定待测氢氧化钠溶液为例)：(1)滴定前的准备滴定管：检漏洗涤润洗装液排气泡调液面记录。锥形瓶：注碱液记读数加指示剂。 (2)滴定(3)终点判断等到滴入最后一滴标准液，指示剂变色，且半分钟内不变色，视为滴定终点并记录消耗标准液的体积。思考交流1滴定管a、b的名称分别是什么？提示a是酸式滴定管，b是碱式滴定管。2为什么酸式滴定管不能用来盛装碱液，碱式滴定管不能盛放酸性溶液？提示酸式滴定管有磨砂的玻璃活塞，容易被碱液腐蚀。碱式滴定管有橡胶管，容易被酸性溶液腐蚀。3滴定管和量筒读数时有什么区别？提示滴定管的“0”刻度在上面，越往下刻度值越大，而量筒无“0”刻度，并且越往上刻度越大。记录数据时滴定管一般到0.01 mL，而量筒仅为0.1 mL。4中和滴定原理是酸的物质的量与碱的物质的量相等时，二者恰好反应吗？提示不是。酸碱完全反应时，n(H)n(OH)，但酸与碱的物质的量不一定相等，因为酸有一元酸、多元酸之分，碱也有一元碱和多元碱之别。5用盐酸滴定氨水，选什么作指示剂？怎样描述滴定终点？提示可选择甲基橙作指示剂，滴定终点时溶液由黄色变为橙色且半分钟内不再变化。6酸碱恰好完全反应的点与滴定终点是否相同？提示不相同。酸碱恰好完全反应是指酸与碱按照物质系数恰好完全反应，酸和碱都不剩余，此时溶液可能为中性，也可能为酸性或碱性；而滴定终点是指指示剂颜色恰好变化的点，二者不相同。酸碱恰好完全反应与滴定终点特别接近，在一般科学研究中不会造成大的误差。对点训练题组1酸碱中和滴定教师备选在盐酸滴定NaOH溶液的实验中，用甲基橙作指示剂，滴定到终点时，溶液的颜色变化是()A由黄色变为红色B由黄色变为橙色C由橙色变为红色D由红色变为橙色B甲基橙在NaOH溶液中显黄色，滴定到终点时，由黄色变为橙色。1下列有关叙述正确的是()A下端连有橡胶管的滴定管为酸式滴定管B在进行滴定时，左手操作锥形瓶，右手操作滴定管C滴定前应排除滴定管尖嘴部分的气泡D滴定过程中两眼应注意滴定管内液面的变化CA选项中所指滴定管是碱式滴定管；B选项中应右手操作锥形瓶，左手操作滴定管；D选项，滴定过程中两眼应观察锥形瓶内颜色的变化。2用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度，参考下图，判断表中组合正确的是()选项锥形瓶中溶液滴定管中溶液选用指示剂选用滴定管A碱液酸液石蕊乙B酸液碱液酚酞甲C碱液酸液甲基橙甲D酸液碱液石蕊甲C甲为酸式滴定管，乙为碱式滴定管，若锥形瓶中装入一定体积的NaOH溶液(标准液)，则选用甲滴定管装H2SO4溶液，若锥形瓶中装入一定体积的H2SO4溶液(待测液)，则选用乙滴定管装NaOH溶液。题组2酸碱中和滴定的有关计算及误差分析3常温下，用0.1 mol·L1的HCl溶液滴定未知浓度的a mL NaOH稀溶液，滴定至终点时，消耗HCl溶液b mL。此时溶液中OH是() 【导学号：41722188】A1×107mol·L1B0 mol·L1C无法计算 D mol·L1A由于进行的是一元强酸与一元强碱的中和滴定实验，故当滴定至终点时，溶液呈中性，常温下溶液的pH为7，OH1×107mol·L1。4下列实验操作一般不会引起误差的是()A酸碱中和滴定时，用待测液润洗锥形瓶B酸碱中和滴定时，用冲洗干净的滴定管盛装标准溶液C用NaOH标准溶液滴定未知浓度的稀盐酸，实验时不小心多加了几滴酚酞指示剂D用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH稀溶液，实验结束时，酸式滴定管尖嘴部分有气泡，实验开始时无气泡CA项，锥形瓶不能用待测液润洗，否则使消耗的标准溶液体积偏大，从而使所测浓度偏大。B项，冲洗干净的滴定管无论是用于盛装标准溶液，还是用于量取待测液，都必须用待装溶液润洗23次，否则会将标准溶液或待测液稀释，引起误差。C项，在滴定过程中，指示剂多加了几滴，一般不影响实验结果。D项，实验开始时酸式滴定管中无气泡，实验结束时有气泡，会导致所读取的V(HCl)偏小，依据V(HCl)·c(HCl)V(NaOH)·c(NaOH)，可知所测得的c(NaOH)偏小。教师备选室温下，用0.1 mol·L1的NaOH溶液滴定0.1 mol·L1的盐酸，若到达滴定终点时不慎多加了1滴NaOH溶液(1滴溶液的体积约为0.05 mL)，继续加水至溶液的体积为50 mL，所得溶液的pH是()A4 B7.2 C10D11.3C由题意知溶液中c(OH)1×104mol·L1，则pH10。根据公式c待进行中和滴定的误差分析时，应注意操作错误会使公式中的哪些数据发生变化，从而判断最终结果出现的误差。如配制标准溶液时，溶质的损失会使标准溶液浓度偏低，进而在滴定时，会使消耗的标准溶液体积偏大，导致测定结果偏大；量取待测液时读数偏小，会使测得的待测液浓度偏大。当 堂 达 标·固 双 基1准确量取24.90 mL高锰酸钾溶液，可选用的仪器是()A50 mL量筒B10 mL量筒C50 mL酸式滴定管D50 mL碱式滴定管CKMnO4具有强氧化性，能腐蚀碱式滴定管中的橡胶管，而量筒只能精确到0.1 mL，故应选用50 mL的酸式滴定管。2下列操作对应的离子方程式不正确的是()A漂白粉溶液中通入过量的CO2：Ca22ClO2CO22H2O=Ca(HCO3)22HClOB硫酸亚铁的酸性溶液中加入H2O2溶液：2Fe2H2O22H=2Fe32H2OC碳酸氢钙溶液中加入少量的氢氧化钠溶液：Ca2HCOOH=CaCO3H2OD硫酸工业的尾气处理中用氨水吸收过量的SO2：NH3·H2OSO2=NHHSOACa(HCO3)2为易溶性盐，在离子方程式中应拆分。3能将分别含有Cu2、Fe3、Al3、Mg2、NH、Na、Fe2等离子的七种硫酸盐溶液一次鉴别开来的是 ()ANaOH溶液BKSCN溶液CNaHCO3溶液DNH3·H2O溶液A加入NaOH溶液后分别会看到蓝色沉淀、红褐色沉淀、先有白色沉淀后溶解、白色沉淀、气体、无明显现象、先有白色沉淀后迅速变为灰绿色最后变为红褐色。NH3·H2O不能区分Al3和Mg2以及NH和Na。4水体中的含氮化合物是引起富营养化的主要污染物，分析监测水体中的硝酸(盐)和亚硝酸(盐)含量，控制水体中的含氮污染物，对水资源的循环利用意义重大。(1)亚硝酸(HNO2)是一种弱酸，其电离平衡常数的表达式为_。(2)水体中亚硝酸的含量可以利用KI溶液进行分析测定。该测定反应中，含氮的生成物可以是NO、N2O、NH2OH、NH3等。NH2OH中，氮元素的化合价为_。某水样中含有亚硝酸盐，加入少量稀硫酸酸化后，用KI溶液测定，且选用淀粉溶液作指示剂，反应中含N的生成物为NO，反应的离子方程式为_，其中氧化产物为_(写化学式)。取20 mL含NaNO2的水样，酸化后用0.001 mol/L的KI标准溶液滴定(反应中含N的生成物为NO)，滴定前和滴定后的滴定管内液面高度如图所示，由此可知水样中NaNO2的浓度为_mg/L。解析(1)亚硝酸的电离方程式为HNO2NOH，因此其电离平衡常数Ka。(2)根据化合物中所有元素的化合价代数和为0可知，NH2OH中氮元素的化合价为1。亚硝酸具有氧化性，被I还原，生成NO，I被氧化为I2。由滴定前后的滴定管读数可知消耗的KI标准溶液为2.00 mL，反应的关系式为NaNO2HNO2I，故n(NaNO2)n(I)2.00×103 L×0.001 mol/L2×106 mol，则水样中NaNO2的浓度为2×106 mol×69 g/mol÷0.02 L6.9×103 g/L6.9 mg/L。答案(1)(2)12HNO22I2H=I22NO2H2OI26.9最新精品资料