内容正文:
专题2 离子反应与氧化还原反应
第一单元 离子反应和离子方程式
复习目标
1.认识酸、碱、盐等电解质在水溶液中或熔融状态下能发生电离。
2.通过实验事实认识离子反应及其发生的条件。
考点一 电解质及其电离
[对应学生用书P20]
1.电解质及其分类
(1)电解质和非电解质
(2)强电解质和弱电解质
2.电解质的电离及电离方程式
(1)电离的条件及结果
(2)电离方程式及书写
①强电解质:完全电离,用“===”连接。例如,Ba(OH)2:Ba(OH)2===Ba2++2OH-;H2SO4:H2SO4===2H++SO。
②弱电解质
③两类酸式盐
3.从电离角度认识酸、碱和盐
电离特征及产生离子
酸
电离时生成的阳离子全部是H+的化合物是酸,分为强酸与弱酸、含氧酸与无氧酸等
碱
电离时生成的阴离子全部是OH-的化合物是碱,分为强碱与弱碱、可溶性碱与难溶性碱等
盐
由金属阳离子(或铵根离子)与酸根离子构成的化合物是盐,分为可溶性盐与难溶性盐,酸式盐、碱式盐与正盐等
(1)SO2、NH3的水溶液能导电,故SO2、NH3均是电解质( × )
(2)金属铝和NaCl溶液都能导电,故二者都属于电解质( × )
(3)离子化合物都是强电解质,共价化合物都是弱电解质( × )
(4)强电解质溶液的导电性比弱电解质溶液的导电性强( × )
考向1 电解质和非电解质、强电解质和弱电解质的判断
【例1】 (2022·浙江1月选考卷)下列物质属于非电解质的是( )
A.CH4 B.KI C.NaOH D.CH3COOH
A 解析:KI属于盐,NaOH属于碱,CH3COOH属于酸,都是电解质。CH4是烃类有机物,属于非电解质。
【例2】 下列说法正确的是( )
A.硅是芯片的主要成分之一,晶体硅是一种性能优良的半导体材料,它属于非电解质
B.晶体硅和无定形硅是硅元素的同素异形体,二者化学性质完全不同
C.光刻胶是制造芯片的关键材料,金属氧化物纳米颗粒光刻胶由金属氧化物纳米簇和溶剂等组成,是一种胶体
D.工业粗硅的冶炼方法为SiO2+2CSi+2CO↑,在该反应中SiO2作还原剂
C 解析:硅是单质,既不属于电解质也不属于非电解质,故A错误;同素异形体化学性质相似,物理性质不同,故B错误;光刻胶中分散质的粒子直径在1~100 nm之间,属于胶体,故C正确;SiO2中硅元素化合价降低,得电子,作氧化剂,故D错误。
考向2 电离方程式的书写
【例3】 电解质的电离可用电离方程式进行表征,写出下列物质在水中的电离方程式。
(1)CaCO3:_______________________________________________;
(2)H2SO3:_________________________________________________________;
(3)Cu(OH)2:_______________________________________________________;
(4)NH4HCO3:____________________________________________________________。
[思路剖析]
①
判断电解质的类型,看是强电解质还是弱电解质
②
依据不同类型电解质的电离方程式的书写要求,规范书写电离方程式
答案:(1)CaCO3===Ca2++CO
(2)H2SO3⥫⥬H++HSO、HSO⥫⥬H++SO
(3)Cu(OH)2⥫⥬Cu2++2OH-
(4)NH4HCO3===NH+HCO、HCO⥫⥬H++CO
[深度思考]HCO在水溶液中存在电离和水解,判断下列两个离子方程式的变化类型。
(1)HCO+H2O⥫⥬H3O++CO:_________________________________________;
(2)HCO+H2O⥫⥬H2CO3+OH-:_______________________________________。
答案:(1)电离 (2)水解
(1)电解质的导电能力及其判断
(2)书写电离方程式的基本思路
1.下列电离方程式正确的是( )
A.氨水: NH3·H2O⥫⥬NH+OH-
B.醋酸钠的水溶液:CH3COONa⥫⥬CH3COO-+Na+
C.熔融的NaHSO4:NaHSO4===Na++H++SO
D.H2SO3的水溶液: H2SO3⥫⥬2H++SO
A 解析:一水合氨在溶液中部分电离出铵根离子和氢氧根离子,其电离方程式为NH3·H2O⥫⥬NH+OH-,故A正确;醋酸钠在水溶液中完全电离出钠离子和醋酸根离子,其电离方程式为CH3COONa===CH3COO-+Na+,故B错误;熔融的NaHSO4完全电离出钠离子和硫酸氢根离子,电离方程式为NaHSO4===Na++HSO,故C错误;H2SO3为二元弱酸,在溶液中分步电离,主要以第一步电离为主,其电离方程式为H2SO3⥫⥬H++HSO,故D错误。
2.分析下列四种导电性变化图示,将符合要求的图像的标号填在相应的横线上。
(1)向Ba(OH)2溶液中加入等体积、等物质的量浓度的H2SO4溶液:______。
(2)向AgNO3溶液通入少量HCl(g):______。
(3)向氨水中通入HCl(g)至过量:_______________________________________。
(4)向饱和石灰水中通入CO2(g)至过量:______________________________________。
答案:(1)D (2)C (3)B (4)A
解析:(1)H+与OH-反应生成极弱的电解质水,Ba2+与SO结合成难溶的BaSO4,溶液中自由移动的离子浓度降低。
(2)虽然发生了离子反应,生成AgCl沉淀,但自由移动离子的物质的量浓度未发生改变。
(3)发生离子反应,使弱电解质生成强电解质,自由移动的离子浓度增加,导电能力增强。
(4)开始阶段CO2与Ca(OH)2反应生成CaCO3沉淀,离子浓度降低至Ca(OH)2完全反应后,继续通入CO2,CO2和H2O与CaCO3反应生成可溶性的Ca(HCO3)2,自由移动的离子浓度又增加,导电能力增强。
考点二 离子反应和离子方程式
[对应学生用书P22]
1.离子反应及发生条件
(1)概念及本质
(2)发生条件
复分解反应型
生成难溶的物质,如CaCO3、Cu(OH)2等
生成难电离的物质,如弱酸、弱碱、水等
生成易挥发的物质,如SO2、CO2、NH3等
氧化还原反应型
强氧化性与强还原性的粒子发生反应,如Fe2+与ClO-、NO(H+)等反应
络合反应型
发生络合反应,如Fe3+和SCN-生成Fe(SCN)3
2.离子方程式
(1)概念:用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子叫作离子方程式。
(2)意义:离子方程式不仅可以表示某一个特定的化学反应,还可以表示同一类化学反应。
(3)书写方法——“改写法”(以BaCl2溶液和Na2SO4溶液的反应为例)
①易溶于水的强电解质(强酸、强碱、绝大多数可溶性盐)拆成离子形式;
②单质、氧化物、过氧化物、弱电解质、多元弱酸的酸式酸根离子、沉淀、气体、非电解质等不能拆分。
考向1 规范书写反应的离子方程式
【例1】 (教材改编题)从稀盐酸、KOH溶液、AgNO3溶液和Fe中选取适当的物质,写出实现下列要求的反应的离子方程式。
(1)酸与碱的中和反应: __________________________________。
(2)酸与金属的置换反应:______________________________________。
(3)金属与盐的置换反应:___________________________________________________。
(4)生成沉淀的复分解反应:___________________________________________________。
答案:(1)OH-+H+===H2O
(2)Fe+2H+===Fe2++H2↑
(3)2Ag++Fe===Fe2++2Ag
(4)Ag++Cl-===AgCl↓
考向2 巧妙书写多重反应的离子方程式
【例2】 分析物质的组成及性质,完成下列反应的离子方程式。
(1)等体积、等浓度Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液混合:________________________。
(2)NaHCO3溶液与少量Ca(OH)2溶液混合:____________________________。
(3)CuSO4溶液与Ba(OH)2溶液混合: ___________________________。
(4)Fe2O3溶于HI溶液中:________________________________________。
[思路剖析]
①
Ba(OH)2与NaHSO4按物质的量比1∶1进行反应
②
采用“定1法”,将Ca(OH)2的化学计量数定为1,再确定参与反应的HCO的量
③
利用复分解反应规律,确定CuSO4溶液与Ba(OH)2溶液反应的生成物
④
确定发生氧化还原反应的粒子,配平:Fe2O3+H++I-―→Fe2++I2+H2O
答案:(1)Ba2++OH-+H++SO===BaSO4↓+H2O
(2)2HCO+Ca2++2OH-===CaCO3↓+CO+2H2O
(3)Cu2++SO+Ba2++2OH-===BaSO4↓+Cu(OH)2↓
(4)Fe2O3+6H++2I-===2Fe2++I2+3H2O
考向3 判断离子方程式的正误
【例3】 (2022·浙江1月选考卷)下列实验对应的离子方程式不正确的是( )
A.将碳酸氢钙溶液与过量的澄清石灰水混合:HCO+Ca2++OH-===CaCO3↓+H2O
B.将少量NO2通入NaOH溶液:2NO2+2OH-===NO+NO+H2O
C.将少量SO2通入NaClO溶液:SO2+H2O+2ClO-===SO+2HClO
D.向氨水中滴入少量硝酸银溶液:Ag++2NH3·H2O===Ag(NH3)+2H2O
C 解析: 将少量SO2通入NaClO溶液,发生氧化还原反应,生成硫酸钠和盐酸,正确的离子方程式为SO2+H2O+2ClO-===SO+HClO+H++Cl-。
(1)书写离子方程式时三类特殊情况的处理
①微溶物作为生成物时视为沉淀,作为反应物时处理如下:
②NH与OH-反应的处理
③酸式酸根离子的处理
(2)判断离子方程式正误的思维流程
1.能正确表示下列反应的离子方程式的是( )
A.将少量氯气通入NaHSO3溶液中:HSO+H2O+Cl2===2Cl-+3H++SO
B.将少量NaAlO2溶液滴入Ca(HCO3)2溶液中: AlO+HCO+H2O===Al(OH) 3↓+CO
C.将Ba(OH)2溶液滴入明矾[KAl (SO4)2·12H2O]溶液中至沉淀质量最大:Al3++2SO+2Ba2++4OH-===2BaSO4↓+AlO+2H2O
D.NH4H2PO4溶液与NaOH溶液等体积、等物质的量浓度混合:NH+OH-===NH3·H2O
C 解析:将少量氯气通入NaHSO3溶液中生成Na2SO4、NaCl、SO2气体和H2O,离子方程式为4HSO+Cl2===2Cl-+3SO2+SO+2H2O,故A错误;将少量NaAlO2溶液滴入Ca ( HCO3)2溶液中生成Al(OH)3沉淀、CaCO3沉淀和NaHCO3,反应的离子方程式为AlO+HCO+H2O+Ca2+===Al(OH)3↓+CaCO3↓,故B错误;将Ba(OH)2溶液滴入明矾[KAl2 (SO4)2·12H2O]溶液中至沉淀质量最大时SO恰好沉淀完全,此时反应的离子方程式为Al3++2SO+2Ba2++4OH-===2BaSO4↓+AlO+2H2O,故C正确;NH4H2PO4溶液与NaOH溶液混合时,H2PO优先与OH-反应,二者1∶1反应时生成HPO和H2O,离子方程式为H2PO+OH-===HPO+H2O,故D错误。
2.请你结合相应的实验操作和结果,完成相关离子方程式的书写。
(1)实验室利用碳酸钙和稀盐酸制取CO2:____________________________。
(2)向K2SO4溶液中滴加BaCl2溶液:________________________________。
(3)向氢氧化镁悬浊液中滴加稀盐酸:__________________________________。
(4)向NH4HSO3溶液中加入过量NaOH溶液:__________________________。
答案:(1)CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O
(2)Ba2++SO===BaSO4↓
(3)Mg(OH)2+2H+===Mg2++2H2O
(4)NH+HSO+2OH-===NH3·H2O+SO+H2O
[对应学生用书P24]
角度 电解质及溶液的导电性
1.(2021·北京卷)使用如图装置(搅拌装置略)探究溶液离子浓度变化,灯光变化不可能出现“亮→暗(或灭)→亮”现象的是( )
试剂a
试剂b
A
CuSO4
Ba(OH)2
B
NH4HCO3
Ca(OH)2
C
H2SO4
Ba(OH)2
D
CH3COOH
NH3·H2O
D 解析:向Ba(OH)2溶液中加入CuSO4溶液,发生反应:Ba(OH)2+CuSO4===BaSO4↓+Cu(OH)2↓,离子浓度变化:减小→接近于0→增大,灯泡亮度:变暗→熄灭→变亮,A正确;向Ca(OH)2溶液中加入NH4HCO3溶液,发生反应:Ca(OH)2+NH4HCO3===CaCO3↓+NH3·H2O+H2O,离子浓度变化:减小→增大,灯泡亮度:变暗→变亮,B正确;向Ba(OH)2溶液中加入H2SO4溶液,发生反应:Ba(OH)2+H2SO4===BaSO4↓+2H2O,离子浓度变化:减小→接近于0→增大,灯泡亮度:变暗→熄灭→变亮,C正确;向氨水中滴加CH3COOH溶液,氨水发生离子反应:CH3COOH+NH3·H2O===CH3COO-+NH+H2O,溶液中离子浓度增大,溶液导电能力增强,灯泡变亮,不会出现亮→灭(或暗)→亮的变化,D错误。
某化学兴趣小组的同学向一定体积的Ba(OH)2溶液中逐滴加入NaHSO4溶液,并测得混合溶液的导电能力随加入NaHSO4溶液体积的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.NaHSO4在水溶液中的电离方程式为NaHSO4===Na++HSO
B.P点对应的溶液中溶质只有1种
C.Q点时Ba2+恰好反应完全
D.MN段溶液中Ba2+、OH-的数目在减少
D 解析:NaHSO4属于强电解质,在水溶液中完全电离生成氢离子、钠离子和硫酸根离子,电离方程式为NaHSO4===Na++H++SO,故A错误;Q点后NaHSO4过量,P点溶质为NaHSO4和Na2SO4,故B错误;N点Ba2+恰好完全反应,故C错误;MN段生成BaSO4和H2O,Ba2+、OH-的数目在减少,故D正确。
角度 判断离子方程式的正误
2.(2022·广东卷)下列关于Na的化合物之间转化反应的离子方程式书写正确的是( )
A.碱转化为酸式盐:OH-+2H++CO===HCO+2H2O
B.碱转化为两种盐:2OH-+Cl2===ClO-+Cl-+H2O
C.过氧化物转化为碱:2O+2H2O===4OH-+O2↑
D.盐转化为另一种盐: Na2SiO3+2H+===H2SiO3↓+2Na+
B 解析:向NaOH溶液中通入足量CO2,碱可以转化成酸式盐,离子方程式为CO2+OH-===HCO,A错误;Na2O2和水反应生成NaOH和O2,书写离子方程式时,Na2O2不能拆成离子,C错误;Na2SiO3溶于水,书写离子方程式时要写成离子,应为SiO+2H+===H2SiO3↓,D错误。
3.(双选)(2022·湖南卷)下列离子方程式正确的是 ( )
A.Cl2通入冷的NaOH溶液:Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
B.用醋酸和淀粉KI溶液检验加碘盐中的IO:IO+5I-+6H+===3I2+3H2O
C.FeSO4溶液中加入H2O2产生沉淀:2Fe2++H2O2+4H2O===2Fe(OH)3↓+4H+
D.NaHCO3溶液与少量的Ba(OH)2溶液混合:HCO+Ba2++OH-===BaCO3↓+H2O
AC 解析:用醋酸和淀粉KI溶液检验加碘盐中的IO,醋酸要用化学式表示,B错误;NaHCO3溶液与少量的Ba(OH)2溶液混合,NaHCO3过量,Ba(OH)2全部参加反应,离子方程式为2HCO+Ba2++2OH-===BaCO3↓+CO+2H2O,D错误。
(1)(2022·浙江6月选考卷)下列反应的离子方程式不正确的是( )
A.盐酸中滴加Na2SiO3溶液:SiO+2H+===H2SiO3↓
B.Na2CO3溶液中通入过量SO2:CO+2SO2+H2O===2HSO+CO2
C.乙醇与K2Cr2O7酸性溶液反应:3CH3CH2OH+2Cr2O+16H+―→3CH3COOH+4Cr3++11H2O
D.溴与冷的NaOH溶液反应:Br2+OH-===Br-+BrO-+H+
(2)(2022·全国甲卷)能正确表示下列反应的离子方程式为( )
A.硫化钠溶液和硝酸混合:S2-+2H+===H2S↑
B.明矾溶液与过量氨水混合:Al3++4NH3+2H2O===AlO+4NH
C.硅酸钠溶液中通入二氧化碳:SiO+CO2+H2O===HSiO+HCO
D.将等物质的量浓度的Ba(OH)2和NH4HSO4溶液以体积比1∶2混合:Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O
答案:(1)D (2)D
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