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5离子反应78

离子反应

【学习目标】

1.掌握电解质的概念，会区分强电解质和弱电解质；

2.掌握正确书写离子方程式的方法；

3.学会常见离子的检验。

【学习导引】

一、酸、碱、盐在水溶液中的电离

思考：

为什么酸都能与石蕊作用显红色？

且能与活泼金属反应放出氢气？

1．电解质

在______或______状态下能够导电的______叫电解质。

在以上两种情况下均不能导电的化合物，叫非电解质。

在常见化合物中，______、______、______都属于电解质。

注意：

Cu、Cl2等单质既不是电解质，也不是非电解质。

思考：

①电解质本身，如固体NaCl、液态HCl等是否能导电呢？

②知识拓展

如图示，进行电解质溶液的导电实验，所用各电解质溶液的浓度均为0.1mol·L－1，电压220V，实验结果记录在下表中。

请思考两个灯泡较暗的电路中电解质与灯泡较亮的电路中电解质有何不同？

实验编号

电解质溶液

接通电源后灯泡亮度

0.1mol/LHCl

明亮

0.1mol/LNaOH

明亮

0.1mol/LCH3COOH

亮，但灯光较暗

0.1mol/LNH3·H2O

亮，但灯光较暗

0.1mol/LNaCl

明亮

——电解质里，像HCl、H2SO4、HNO3、NaOH、KOH、Ba（OH）2等强酸、强碱及NaCl等绝大多数盐，它们在水溶液里均能全部电离成阴、阳离子，这样的电解质叫强电解质。

强电解质在溶液里只以离子形式存在。

而像CH3COOH（醋酸）、NH3·H2O（一水合氨）等弱酸和弱碱，在水溶液里往往只有很少一部分分子发生电离，叫弱电解质。

弱电解质在水溶液里既有分子，又有离子，主要是以电解质分子的形式存在的。

2．电解质的电离

（1）电离的本质

电解质导电的前提是发生______，形成能够自由移动的______。

这个过程叫做电解质的电离。

电解质发生电离的条件可以是______或______。

电解质在熔化状态下的电离，是由于构成电解质的离子在受热时吸收能量，摆脱原来离子间的相互作用，而成为自由离子；电解质在水溶液里的电离，则是电解质在______的作用下，解离成自由移动的离子，并与水分子结合，形成______的过程。

电解质的电离______（需要/不需要）通电。

注意：

任何电解质在水溶液里都可以发生电离，而一般认为，共价化合物型的电解质（如HCl、H2CO3等）只能在水溶液里发生电离，在熔化状态下并不能电离。

（2）从电离的角度认识酸、碱、盐的概念

在水溶液里，电离出的______全部是______的电解质叫酸；在水溶液里，电离出的______全部是______的电解质叫碱。

酸电离出的阴离子一般叫酸根离子，碱电离出的阳离子一般是金属离子，或

（铵根离子）。

由于盐是酸和碱发生中和反应的产物，故盐在水溶液里一般可电离出______离子和______离子。

思考：

分别写出下列常见物质的电离方程式。

HNO3、Ca（OH）2、KOH、BaCl2、MgSO4、（NH4）2SO4。

3．书写离子方程式的要点

两易：

易溶、易电离的物质

两等：

原子个数、电荷总数相等

两查：

检查是否有公约数，漏写必要反应条件

4．离子反应及其分类

（1）离子反应——电解质溶液中发生的反应

由于电解质在水溶液里大多以离子形式存在，故电解质在溶液里的性质，往往表现为离子的性质。

（2）离子反应的类型（请分别对每类离子反应举2例，用离子方程式表示）

类型

反应规律

发生条件

实例

离子互换反应

（复分解反应）

电解质之间发生离子交换，形成新的电解质

（1）产生气体

（2）形成沉淀

（3）生成难电离的物质

（弱电解质）。

如水等

氧化还原反应

强氧化剂与强还原剂反应形成弱氧化剂和弱还原剂

离子间或离子与其它微粒间发生电子转移。

如置换反应

提示：

如何判断离子互换类反应是否能够发生呢？

关键是要知道离子互换后，所得新电解质的性质如何（是否气体？

是否难溶于水？

是否难电离物质？

）。

其中，气体和弱酸、弱碱、水等难电离物质（弱电解质）比较容易掌握，关键是沉淀物的判断，往往成为学习上的难点。

这需要对教材后边所附的“酸、碱、盐溶解性表”进行研究性的学习，总结规律，帮助记忆。

有如下口诀可帮助记忆：

钾、钠、铵（碱和盐）、硝（酸和盐）均可溶；盐酸难溶银、亚汞；碱中溶有钠、钾、钡；硫酸（盐）难溶钡和铅；碳硅磷硫（化）亚硫酸（盐），它们只溶钾、钠、铵。

（3）离子方程式表示的意义——离子方程式与一般化学方程式不同，一个离子方程式往往可表示一类化学反应的本质。

思考：

请列举能用离子方程式H＋＋OH－＝H2O表示的化学方程式3个。

并思考，是否可以认为，任何酸与任何碱的中和反应都可用此离子方程式表示？

5．离子反应的应用

（1）物质（离子）的检验

物质的检验要依据该物质不同于其它物质的特殊性质（物质的特性）进行。

离子的检验也是如此。

如通过大量的实验，人们总结出，银离子所形成的常见化合物中，只有AgCl是白色且难溶于水、难溶于稀酸的。

故一般用硝酸银溶液和稀硝酸检验一份未知成分的溶液里是否含有Cl－。

中学化学常见物质（离子）的特性及检验方法见下表，请把表格中空的栏目补充完整。

物质/离子

特性

检验试剂

主要现象

有关反应的离子方程式

酸（H＋）

碱（OH－）

CO2

Cl－

（2）电解质的提纯

提纯是指通过一定的物理手段或化学手段除去杂质，只保留主体物质的过程。

对于电解质的提纯，通常可根据离子反应的原理，把构成杂质的离子利用其它电解质与之反应，转化成沉淀物、气体等除去。

提纯的基本原则是，不引入新的杂质，最好是能把杂质转化为主体物质。

请就下表中涉及的提纯过程进行分析思考，填写表中的空白：

混合物（括号内为杂质）

提纯用试剂

发生反应的离子方程式

注意事项

Na2SO4（Na2CO3）

稀硫酸

控制硫酸用量

KOH[Ba（OH）2]

NaCl（NaOH和Na2CO3）

控制溶液pH为7

思考：

请归纳总结上述各例中，选择除杂质试剂的基本思路是怎样的？

【重点精讲】

1.判断离子方程式的正误

1　看离子反应是否符合客观事实，不可主观臆造产物及反应。

2　看“=”“≒”“↑”“↓”等是否正确。

3　看表示各物质的化学式是否正确。

如HCO3-不能写成CO32-＋H+

4　看是否漏掉离子反应。

5　看电荷是否守衡。

6　看反应物或产物的配比是否正确。

7　看是否符合题设条件及要求。

8　看物料是否守衡。

2.定量离子方程式的书写

1　过量型

2　定量型

3　目标型

4　条件不同，相同反应物间的离子反应

a.滴加顺序不同

b.条件不同

c.微溶物状态不同

3.与反应物的用量无关的离子反应总结

1　苯酚钠与CO+的反应

2　苯酚与碳酸钠的反应

3　Al3+与氨水的反应

4　FeCl3与H2S反应

5　Ba（OH）2溶液与稀H2SO4反应

例1

（1）向NaHSO4溶液中，逐滴加入Ba（OH）2溶液至中性，请写出发生反应的离子方程式。

（2）在以上溶液中，继续滴加Ba（OH）2溶液，请写出此步反应的离子方程式。

4.判断离子能否大量共存

“一色，二性，三特，四反应”

1　一色：

溶液颜色

2　二性：

酸性，碱性

3　三特：

三种特殊情况

4　四反应：

复分解反应：

氧化还原反应;

双水解反应：

络合反应：

例2下列同组中的四种离子，可以同时大量存在于同一溶液的是（）

A．Ba2＋、OH－、Cl－、K＋B．Na＋、

、

C．

、

、OH－、Na＋D．Ag＋、

、Na＋、Cl－

例3向含有下列各组离子的溶液中滴加NaOH溶液，得到白色沉淀的是（）

A．Ba2＋、

、K＋、Cl－B．Na＋、

、OH－、

C．Na＋、OH－、

、

D．Mg2＋、

、Na＋、Cl－

【2013高考真题】水溶解中能大量共存的一组离子是（）

A．Na+、Al3+、Cl－、CO32－B．H+、Na+、Fe+、MnO4－

C．K+、Ca2+、Cl－、NO3－D．K+、NH4+、OH－、SO42－

解析：

Al3+和CO32－发生双水解反应生成Al（OH）3和CO2而不能共存，因此A选项错误；H+、Fe2+、MnO4－能发生氧化还原反应而不能共存，因此B选项错误；NH4+、OH－能结合生成弱电解质氨水，因此D选项错误。

答案：

知识点：

离子共存。

【2012高考真题】在水溶液中能大量共存的一组是（）

【习题精练】

一、选择题

1．下列物质，属于电解质的是（）

A．酒精B．纯硫酸C．金属铝D．蔗糖

2．下列物质能够导电，但不属于电解质的是（）

A．氯化钠溶液B．硝酸铜晶体C．碳酸D．氢氧化钾晶体

3．电解质是指（）

A．导电性很强的物质

B．在溶于水或熔化状态下能导电的化合物

C．在溶于水或熔化状态下能全部电离的化合物

D．酸、碱、盐

4．关于酸和碱的下列叙述，正确的是（）

A．凡是组成中含有氢元素的化合物都属于酸

B．凡是组成中含有OH－的化合物都属于碱

C．酸和碱中至少含有一种相同的元素

D．酸和碱中都含有阳离子和阴离子

5．下列电离方程式，不正确的是（）

A．HCl＝H＋＋Cl－B．Na2SO4＝Na2＋＋

C．NaHCO3＝Na＋＋

D．H2SO4＝2H＋＋

6．下列关于电解质的叙述，正确的是（）

A．NaCl溶液在电流作用下电离出Na＋和Cl－

B．凡是溶于水后能电离出H＋的化合物就叫酸

C．HCl溶液能导电，而液态HCl难以导电

D．导电性强的溶液里自由离子数一定比导电性弱的溶液里自由离子数多

7．下列物质中，导电性最差的是（）

A．熔融的NaOHB．石墨棒C．盐酸溶液D．固体KCl

8．物质X在熔化状态下能够导电，则关于物质X的下列说法正确的是（）A．X一定是离子化合物

B．X一定是电解质

C．X可能是离子化合物，也可能是金属单质

D．X可能是离子化合物，也可能是共价化合物

9．下列反应中，不能用离子方程式2H＋＋

＝H2O＋CO2↑表示的是（）

A．碳酸钡与盐酸反应B．碳酸钾与稀硫酸反应

C．碳酸钠与硝酸反应D．碳酸铵与硝酸反应

10．下列离子方程式正确的是（）

A．铁与稀硫酸反应2Fe＋6H＋＝2Fe3＋＋3H2↑

B．碳酸氢钙溶液与盐酸反应Ca（HCO3）2＋2H＋＝Ca2＋＋2H2O＋2CO2↑

C．Cu（OH）2溶于盐酸OH－＋H＋＝H2O

D．硫酸氢钠溶液与氢氧化钠溶液反应OH－＋H＋＝H2O

11．下列离子，既能电离出H＋，又能结合H＋的是（）

A．OH－B．

C．

D．H3O＋

二、简答题

1．NaOH、Na2CO3、Ba（OH）2三种无色溶液均呈碱性，请你选用一种试剂把它们鉴别开来，

写出反应的离子方程式。

2．家庭用的热水瓶中往往沉积一层黄白色的水垢，其主要化学成分是CaCO3和Mg（OH）2。

请设计一个合适的化学方法，利用家中的日用品除去这些水垢，写出反应的离子方程式。

并实际做做看。

3．人及很多哺乳动物的胃液里含有浓度较大的盐酸，用以帮助消化食物。

但有的人因为内分泌不协调会患一种叫“胃酸过多”的病。

用小苏打（化学式NaHCO3）或氢氧化铝[化学式Al（OH）3，难溶于水]均可制成治疗“胃酸过多”的药物。

（1）请写出这些药物在胃中发生作用的离子方程式。

（2）调查分析用这两种药物的利弊。

（3）重金属离子对人体是有毒的。

钡就是一种重金属，但硫酸钡（BaSO4）因其具有不溶于水、不溶于酸，且不易被X光透过的性质，被用于“钡餐透视”时肠胃等软组织的造影剂。

碳酸钡（BaCO3）可否用于“钡餐透视”的造影剂？

为什么？

4．下列离子均为中学化学常见的离子：

Na＋、Ba2＋、Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、Cu2＋、

、H＋、Cl－、

、

、OH－等。

（1）上述离子中，在强酸性溶液里不可能大量存在的是____________；在强碱性溶液中不可能大量存在的离子有____________；既不能在强酸性溶液里大量存在，也不能在强碱性溶液里大量存在的是______；无论在强酸性溶液还是强碱性溶液里，都可以大量存在的是____________。

（2）请总结归纳与H＋不能大量共存的离子的共同特点。

5．将适当的分子或离子填在下边的横线上（每条线均应填上一种分子或离子，不能空白），完成下列离子方程式，并写出一个对应的化学方程式。

（1）Cu2＋＋______＝Fe2＋＋______；__________________

（2）______＋H＋＝______＋H2O＋CO2↑；__________________

（3）

＋______＝

＋______；__________________

6．分析化学实验中，常常用沉淀的方法对同一溶液中的不同阳离子进行分离。

某溶液中含有Ag＋、Ba2＋、Cu2＋三种金属阳离子，现欲用OH－、

、Cl－三种不同的阴离子分别使上述金属阳离子形成沉淀。

（1）加入阴离子的顺序是______。

（2）写出有关反应的离子方程式。

7．电解食盐水法是工业上得到烧碱、氯气、氢气及盐酸等重要化工原料的方法。

可是，天然食盐水中除了Na＋、Cl－外，往往还含有微量的Mg2＋、Ca2＋、

等无机盐离子和泥沙等，为提高产品纯度及防止电解中发生事故，食盐水进入电解池前必须把这些杂质除去。

（1）实际生产中采取的措施有：

①加适量盐酸调节溶液的pH到合适的值；②加适当过量的碳酸钠溶液；③加适当过量的氯化钡溶液；④加适当过量的NaOH溶液[除Mg2＋，因Mg（OH）2的溶解度比MgCO3小得多，故用OH－可以将其除尽]；⑤过滤。

以上步骤不得重复，请你给出一个合理的顺序______________________________。

（2）写出上述除杂质的过程中所有反应的离子方程式。

参考答案

一、1．B2．A3．B4．C5．B6．C

7．D8．C9．A10．D11．B

二、1．稀硫酸H＋＋OH－＝H2O（硫酸加入NaOH溶液无明显变化）；

2H＋＋

＝H2O＋CO2↑（硫酸加入碳酸钠溶液有无色气体逸出）；

Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋

＝BaSO4↓＋2H2O（硫酸加入Ba（OH）2溶液生成白色沉淀）

2．用食醋或醋精（白醋）CaCO3＋2CH3COOH＝2CH3COO－＋Ca2＋＋H2O＋CO2↑；

Mg（OH）2＋2CH3COOH＝Mg2＋＋2CH3COO－＋2H2O

3．

（1）

＋H＋＝H2O＋CO2↑；Al（OH）3＋3H＋＝Al3＋＋3H2O

（2）用小苏打时会产生气体，造成胃部气胀，对于有胃溃疡、胃穿孔的病人要慎用小苏打；Al（OH）3虽不会造成气胀，但Al3＋会在体内积累形成铝的慢性中毒，可能导致老年痴呆症等（3）不可碳酸钡会与胃酸反应BaCO3＋2H＋＝Ba2＋＋H2O＋CO2↑，产生出重金属离子Ba2＋使人中毒

4．

（1）

、

、OH－Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、Cu2＋、

、H＋、

、

、Na＋、Ba2＋、Cl－、

（2）凡是与H＋反应（结合H＋形成水、弱酸）的离子都不能与H＋大量共存，主要是OH－和弱酸根离子（包括弱酸的酸式根离子）。

如：

OH－、

、

、S2－、HS－、CH3COO－等

5．

（1）FeCu2＋Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu

（2）CaCO3Ca2＋CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑

（3）OH－H2ONaHCO3＋NaOH＝Na2CO3＋H2O

6．

（1）Cl－、OH－、

；

（2）Ag＋＋Cl－＝AgCl↓；Cu2＋＋2OH－＝Cu（OH）2↓；Ba2＋＋

＝BaCO3↓。

7．

（1）③②④⑤①或④③②⑤①或③④②⑤①（提示：

关键是把②放在③后，因为要利用

既除原溶液里的Ca2＋又除步骤③中过量的Ba2＋；把所有沉淀一起过滤，可节约成本，步骤①的目的是除去过量的OH－和

）

（2）Mg2＋＋2OH－＝Mg（OH）2↓；Ba2＋＋

＝BaSO4↓；Ca2＋＋

＝CaCO3↓；

Ba2＋＋

＝BaCO3↓；2H＋＋

＝H2O＋CO2↑；H＋＋OH－＝H2O

【附录】

离子反应解题注意事项：

1．首先必须从化学基本概念和基本理论出发，搞清楚离子反应的规律和“离子共存”的条件。

在中学化学中要求掌握的离子反应规律主要是离子间发生复分解反应和离子间发生氧化还原反应，以及在一定条件下一些微粒（离子、分子）可形成络合离子等。

“离子共存”的条件是根据上述三个方面统筹考虑、比较、归纳整理而得出的。

因此解决“离子共存”问题可从离子间的反应规律入手，逐条梳理。

2．审题时应注意题中给出的附加条件，如：

①酸性溶液（H＋）、碱性溶液（OH－）、能在加入铝粉后放出可燃性气体的溶液、由水电离出的H+或OH-浓度为1×10-10mol/L的溶液等。

②有色离子：

MnO4－，Fe3＋，Fe2+，Cu２＋，Fe（SCN）２＋使溶液呈现一定的颜色。

③MnO4－、NO3－、Cr2O72－等在酸性条件下具有强氧化性。

④注意题目要求“一定大量共存”、“可能大量共存”还是“不能大量共存”等要求。

3．审题时还应特别注意以下几点：

（1）注意溶液的酸碱性对离子间发生氧化还原反应的影响。

如：

Fe2＋与NO3－能共存，但在强酸性条件下发生3Fe2＋+NO3－+4H＋=3Fe3++NO↑＋2H2O而不能大量共存；I－与NO3－能共存，但在强酸性条件下不能大量共存；MnO4－与Cl－在强酸性条件下也不能大量共存；S2－与SO32－在碱性条件下可共存，但在酸性条件下不能大量共存。

（2）弱酸的酸式根离子（如HCO3-、HSO3-、HS-、HPO42-、H2PO4-）既不能与H＋大量共存也不能与OH－大量共存。

如：

HCO3－＋OH－＝CO32－＋H2O（HCO3－遇碱时进一步电离）

HCO3－＋H＋＝CO2↑＋H2O。

（3）注意挖掘题目中隐含的信息，排除干扰信息，克服非智力因素失分。

离子方程式的书写正误是历年高考必出的试题，考查离子方程式的目的主要是了解考生使用化学用语的准确程度和熟练程度，具有一定的综合性。

从命题的内容看，存在着三种特点：

⑴所考查的化学反应均为中学化学教材中的基本反应，错因大都属于化学式能否拆分、处理不当、电荷未配平、产物不合理和漏掉部分反应等。

（2）所涉及的化学反应类型以复分解反应、溶液中的氧化还原反应为主。

⑶一些重要的离子反应方程式，在历年考卷中多次重复。

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