内容正文:
优化探究
第一章 物质及其变化
第二节 离子反应
第2课时 离子反应
任务一 离子反应及发生的条件
任务二 离子方程式的书写及意义
课时作业 巩固提升
任务一 离子反应及发生的条件
1.实验探究离子反应的实质
实验操作:向盛有2 mL Na2SO4稀溶液的试管中加入2 mL BaCl2稀溶液(二者恰好完全反应),观察现象并分析。
(1)实验现象: 。
(2)化学方程式:Na2SO4+BaCl2 ===BaSO4↓+2NaCl。
有白色沉淀生成
(3)微观分析
物质 BaCl2溶液 Na2SO4溶液
电离
方程式
混合前两种溶液中
的离子
混合后数目减少的离子
混合后数目不变的离子
反应实质
BaCl2===Ba2++2Cl-
Na2SO4===S+2Na+
Ba2+、Cl-
Na+、S
Ba2+、S
Na+、Cl-
Ba2+与S结合生成BaSO4白色沉淀
2.离子反应的概念
电解质在溶液中的反应实质上是 之间的反应,这样的反应属于离子反应。
离子
3.离子反应发生的条件
(1)复分解型离子反应
从微观角度看,酸、碱、盐在水溶液中发生的复分解反应,实质上是两种电解质在溶液中 的反应。
相互交换离子
(2)置换型离子反应
溶液中有离子参加的置换反应,如活泼金属与酸、活泼金属与盐的反应等,发生的条件与复分解型离子反应不同。
如:①锌和稀硫酸的反应可用离子方程式表示为 。
②铜和硝酸银溶液反应的离子方程式为 。
Zn+2H+===Zn2++H2↑
Cu+2Ag+===2Ag+Cu2+
1.下列物质混合能否发生离子反应?能反应的请说明哪些离子发生了反应,并列举发生离子反应的证据,不能反应的请说明理由。
(1)C和充足的O2混合且点燃。
提示:(1)不能。因为C、O2、CO2都不是电解质。
(2)硝酸钾溶液与硫酸钠溶液混合。
提示: (2)不能。K+与S,Na+与N在水溶液中不结合。
(3)碳酸钠溶液和足量稀硫酸混合。
提示: (3)能。C与H+发生了离子反应,证据是有CO2气体(现象是有气泡产生)和H2O生成。
(4)CuSO4溶液和足量Ba(OH)2溶液混合。
提示: (4)能。Cu2+与OH-、Ba2+与S均发生了离子反应。证据是溶液蓝色变浅,最终变成无色,同时有蓝色沉淀和白色沉淀生成,Cu2+与OH-结合生成Cu(OH)2沉淀,Ba2+与S结合生成BaSO4沉淀。
2.某溶液中可能有S、Cl-、OH-中的一种或几种离子。
(1)当溶液中有大量H+存在时,溶液中不可能大量含有 。
(2)当溶液中有大量Ba2+存在时,溶液中不可能有 。
(3)当溶液中有阳离子 和阴离子N时,上述所有阴离子都不可能存在。
C、OH-
S
Ag+
1.只要有离子参与 (反应或生成)的反应都可将其称为离子反应,离子反应不是一个新反应,是从“离子”的视角对原有反应的新认识。
2.离子反应发生的条件可大致理解为所研究体系中离子数目的改变。
3.让原溶液(体系)中离子数目改变的方法:(1)将其变成气体逸出(如C――→CO2);(2)将其变成难溶物沉淀析出(如C――→CaCO3);(3)将其转化为别的离子或非离子的存在形式(如Fe2+――→Fe3+,CH3COO-――→CH3COOH)。
4.离子间能反应就不能大量共存,Ag+与S、Cl-、OH-四种离子分别生成硫酸银沉淀、碳酸银沉淀、氯化银沉淀和氢氧化银沉淀。
1.(双选)下列溶液中的离子,加入NaOH溶液后,数目不会减少的是( )
A.Cu2+ B.Ba2+ C.S D.H+
BC
凡是能与OH-反应的离子,加入NaOH溶液后其数目均要减少,Cu2+、H+均可以与OH-反应;而Ba2+、S与OH-反应,离子数目不会减少。
2.下列各组离子能在溶液中大量共存的是( )
A.Na+、Cu2+、Cl-、S
B.Ca2+、Na+、N
C.H+、Na+、Cl-、C
D.K+、H+、S、OH-
A
离子之间不反应,可大量共存,A符合题意;Ca2+、C反应生成沉淀,不能大量共存,B不符合题意;H+、C反应生成水和CO2,不能大量共存,C不符合题意;H+、OH-反应生成水,不能大量共存,D不符合题意。
3.下列溶液混合能否发生离子反应,能发生离子反应的写出参与反应的离子(微粒),不能发生离子反应的写出原因。
(1)NaCl溶液与AgNO3溶液: ;
(2)KNO3溶液与NaOH溶液: ;
(3)盐酸与Na2CO3溶液: ;
(4)NaOH溶液与稀HNO3溶液: ;
(5)稀H2SO4和NaCl溶液: ;
(6)Zn与CuSO4溶液: 。
能,Ag+和Cl-
不能,无沉淀、气体或水生成
能,H+和C
能,H+和OH-
不能,无沉淀、气体或水生成
能,Zn和Cu2+
任务二 离子方程式的书写及意义
1.离子方程式——离子反应的表示方法
用实际参加反应的 来表示反应的式子叫做离子方程式。
离子符号
2.离子方程式的书写
例如:Na2SO4溶液和BaCl2溶液反应的离子方程式可表示为
。
具体的书写步骤为
(1)写:写出反应的化学方程式: ;
(2)拆:把易溶于水且易电离的物质(如强酸、强碱和大部分可溶性盐)写成离子形式,难溶的物质、气体和水等仍用化学式表示:_________________
;
Ba2++S===BaSO4↓
Na2SO4+BaCl2===2NaCl+BaSO4↓
2Na++S+Ba2++
2Cl-===2Na++2Cl-+BaSO4↓
(3)删:删去方程式两边不参加反应的离子,并将方程式化为最简:
;
(4)查:检查离子方程式两边各元素的原子个数和电荷总数是否相等。
Ba2++S===BaSO4↓
3.离子方程式中的“拆”与“不拆”
(1)能拆写成离子的物质:强酸、强碱、可溶性盐。
(2)不能拆写成离子的物质
①单质、气体、氧化物;②难溶性物质:AgCl、BaSO4、CaCO3等;③难电离物质:水、弱酸(如CH3COOH、HClO等)、弱碱(如NH3·H2O等)。
(3)特殊物质的拆与不拆
①在溶液中的NaHSO4应拆写成Na+、H+和S,NaHCO3应拆写成Na+和HC。
②对微溶物,如Ca(OH)2,如果是反应物且为澄清石灰水,应拆成Ca2+和OH-的形式,如果是生成物或是石灰乳等,则保留化学式Ca(OH)2。
③固体之间反应不能写离子方程式,如氯化铵与氢氧化钙反应生成氯化钙、氨气和水。
④浓硫酸与固体反应不能写离子方程式。
4.离子方程式的意义
离子方程式不仅可以表示 ,还可以表示
。
例如:H++OH-===H2O,该离子方程式可以表示(写3个具体的化学反应):
(1) ;
(2) ;
(3) 。
这个离子方程式表明:强酸与强碱发生中和反应的实质为
。
某个具体的化学反应
同一类型的离子反应
HCl+NaOH===NaCl+H2O
2HCl+Ba(OH)2===BaCl2+2H2O
H2SO4+2KOH===K2SO4+2H2O
强酸电离出来的H+与强碱电离出来的OH-结合生成H2O
5.离子反应的应用
离子反应在物质 、物质 ,以及消除水中污染物等方面都有广泛的应用。
制备和分离
提纯和鉴定
现有如下两组反应体系:
第一组:稀H2SO4与NaOH溶液混合;
第二组:稀H2SO4与Ba(OH)2溶液混合。
(1)分别书写上述反应的离子方程式。
提示:(1)第一组:H++OH-===H2O;
第二组:2H++S+Ba2++2OH-===BaSO4↓+2H2O。
(2)第二组也是酸碱中和反应,为什么不能用H++OH-===H2O表示?
提示: (2)因为生成的盐(BaSO4)是一种难溶性的盐,在体系中不能以离子形式存在,不能写成离子形式(Ba2+和S)。
(3)比较化学方程式和离子方程式的异同(从意义、物质的呈现形式以及相互对应关系角度分析)。
提示: (3)意义:化学方程式只表示一个反应,离子方程式可以表示同一类型的离子反应。
物质的呈现形式:化学方程式中物质均以化学式的形式呈现,离子方程式中仅以实际参与反应的离子(或分子)的形式呈现,化学计量数均为最简整数比。
对应关系:一个化学反应的化学方程式只对应一个离子方程式,一个离子方程式可对应多个化学方程式。
1.初学离子方程式的书写,可按“写”→“拆”→“删”→“查”的步骤进行,熟练后,可直接依据反应实际书写。
2.书写离子方程式时,出现的易错点
(1)写化学方程式时,不符合反应事实,如2Fe+6HCl===2FeCl3+3H2↑(错误,应生成FeCl2)。
(2)把物质拆成离子时,该拆的没拆,不该拆的拆了,如将NaHCO3拆写为Na+、H+、C。
(3)删去不参加反应的离子时,多删、少删或错删,如Zn+2H+===Zn2++H2↑,将Zn和Zn2+当成一种物质删掉。
(4)在检查时,没有满足“守恒”和“最简”的要求,如Zn+H+===Zn2++H2↑,2H++2OH-===2H2O。
1.易错辨析
(1)任何一种阳离子和一种阴离子都可以结合,发生离子反应。 ( )
(2)一个化学反应只有一个离子方程式,一个离子方程式只对应一个化学反应。
( )
(3)在书写离子方程式时,删去的离子一定是不参与反应的离子。 ( )
×
×
√
2.(双选)下列离子方程式改写为化学方程式,正确的是( )
A.Ag++Cl-===AgCl↓
AgNO3+NaCl===AgCl↓+NaNO3
B.Cu+2Ag+===Cu2++2Ag
Cu+2AgNO3===Cu(NO3)2+2Ag
C.Ba2++S===BaSO4↓
Ba(OH)2+H2SO4===BaSO4↓+2H2O
D. C+2H+===CO2↑+H2O
NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O
AB
Ba(OH)2与H2SO4反应的离子方程式为Ba2++2OH-+2H++S===BaSO4↓+2H2O,C项错误;NaHCO3在写离子方程式时应拆写为HC、Na+而不能拆写为Na+、C,D项错误。
3.离子方程式:Ba2++S===BaSO4↓可能表示( )
①可溶性钡盐溶液与可溶性硫酸盐溶液之间的反应
②氢氧化钡溶液与可溶性硫酸盐溶液之间的反应
③稀硫酸与可溶性钡盐溶液之间的反应
④氢氧化钡溶液与稀硫酸反应
A.①② B.①②④
C.②③ D.①②③
D
氢氧化钡溶液与稀硫酸反应的离子方程式为Ba2++2OH-+2H++S
===BaSO4↓+2H2O,④不正确,故D项正确。
4.写出下列反应的离子方程式。
(1)氢氧化钠溶液与硝酸溶液: 。
(2)氯化钠溶液与硝酸银溶液: 。
(3)氢氧化钡溶液和硫酸铜溶液:
。
(4)铜与硝酸银溶液反应: 。
(5)碳酸钠溶液与氢氧化钙溶液反应: 。
(6)碳酸钙与稀盐酸反应: 。
H++OH-===H2O
Cl-+Ag+===AgCl↓
Ba2++2OH-+S+Cu2+===BaSO4↓+Cu(OH)2↓
Cu+2Ag+===Cu2++2Ag
Ca2++C===CaCO3↓
CaCO3+2H+===H2O+CO2↑+Ca2+
课时作业 巩固提升
2
3
4
5
6
7
8
1
对点训练
题组一 离子反应及发生的条件
1.下列各组物质间的反应,不属于离子反应的是( )
A.锌和稀硫酸反应
B.氯化钠溶液和硝酸银溶液反应
C.木炭和氧气反应
D.烧碱溶液和氯化铁溶液反应
9
10
C
11
12
13
14
选项C中的反应不在溶液中进行且无离子参加或生成,不属于离子反应。
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
11
12
13
14
2.下列各组物质相互混合后,不会发生离子反应的是( )
A.NaOH溶液和CuCl2溶液
B.Na2CO3溶液和稀硫酸
C.Na2SO4溶液和MgCl2溶液
D.Ca(OH)2和盐酸
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
C
11
12
13
14
物质在溶液中是否能够发生离子反应,可根据是否生成难溶性物质,是否生成难电离的物质或是否生成易挥发性物质来进行判断。Na2SO4溶液和MgCl2溶液混合后既没有难溶性物质生成,也没有难电离的物质和易挥发性物质生成,故不发生离子反应,C项符合题意。
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
11
12
13
14
3.离子反应、复分解反应、置换反应之间可用集合关系来表示,其中正确的是( )
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
C
11
12
13
14
置换反应与复分解反应没有相交的关系,离子反应与置换反应和复分解反应分别有相交的关系,C项正确。
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
11
12
13
14
4.下列物质的水溶液中,加入Ba(OH)2溶液后原溶液中阴、阳离子都减少的是( )
A.Na2CO3 B.Fe2(SO4)3
C.Na2SO4 D.Mg(NO3)2
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
B
11
12
13
14
钡离子与碳酸根离子反应,但钠离子不与氢氧根离子反应,则只能使原溶液中阴离子减少,故A不符合题意; 铁离子能够与氢氧根离子反应、硫酸根离子与钡离子反应,导致原溶液中的阴、阳离子都减少,故B符合题意;钡离子与硫酸根离子反应,但钠离子与氢氧根离子不反应,则只能使原溶液中阴离子减少,故C不符合题意;氢氧根离子与硝酸镁溶液中的镁离子反应,但钡离子不与硝酸根离子反应,则只能使原溶液中阳离子减少,故D不符合题意。
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
11
12
13
14
题组二 判断离子能否大量共存
5.下列各组离子在溶液中能大量共存的是( )
A.Na+、Al3+、Cl-、S
B.Cu2+、Cl-、N、OH-
C.Ca2+、Na+、C
D.H+、S、OH-
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
A
11
12
13
14
离子之间都不反应,所以可以共存,A符合题意;Cu2+和OH-反应会生成氢氧化铜沉淀,不能大量共存,B不符合题意;Ca2+和C反应会生成碳酸钙沉淀,不能大量共存,C不符合题意;H+和OH-反应生成水,不能大量共存,D不符合题意。
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
11
12
13
14
6.在强酸性溶液中,下列能大量共存的无色透明离子组是( )
A.K+、Na+、N、Cu2+
B.Mg2+、Na+、Cl-、S
C.K+、Na+、Br-、OH-
D.Na+、Ba2+、Zn2+、S
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
B
11
12
13
14
该组离子在强酸性溶液中可大量共存,Cu2+在溶液中呈蓝色,故A不符合题意; Mg2+、Na+、Cl-、S及H+之间不反应,且均为无色,能大量共存,故B符合题意;在强酸性溶液中,H+和OH-反应生成水,不能大量共存,故C不符合题意;Ba2+与S结合生成沉淀,不能大量共存,故D不符合题意。
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
11
12
13
14
7.常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A.某无色澄清透明溶液中:K+、H+、Fe2+、Cl-
B.使石蕊溶液显示蓝色的溶液中:Na+、K+、S
C.含C的溶液中:K+、Ca2+、N
D.使pH试纸显示蓝色的溶液中:Fe3+、Ba2+、N、Cl-
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
B
11
12
13
14
该组离子在指定溶液中一定能大量共存,但Fe2+是浅绿色离子,A不符合题意;使石蕊溶液显蓝色说明溶液为碱性,含有大量的OH-,Na+、K+、S四种离子能与OH-大量共存,B符合题意;C与Ca2+反应生成沉淀,C不符合题意;使pH试纸显示蓝色说明溶液为碱性,含有大量的OH-,
OH-与Fe3+反应生成沉淀,D不符合题意。
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
11
12
13
14
题组三 离子方程式的书写及意义
8.(双选)下列化学反应的离子方程式书写正确的是( )
A.氢氧化钡溶液与稀硝酸反应:OH-+H+===H2O
B.澄清的石灰水与稀盐酸反应:OH-+H+===H2O
C.醋酸与氢氧化钠溶液反应:H++OH-===H2O
D.碳酸钡溶于稀盐酸中:C+2H+===H2O+CO2↑
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
AB
11
12
13
14
澄清的石灰水作为反应物,Ca(OH)2应拆写为离子形式,B正确;醋酸是弱酸,不可拆,C错误;碳酸钡难溶于水,不能拆写成离子形式,D错误。
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
11
12
13
14
9.下列化学方程式不能用H++OH-===H2O表示的是( )
A.KOH+HCl===KCl+H2O
B.Ba(OH)2+2HCl===BaCl2+2H2O
C.2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O
D.Cu(OH)2+2HNO3===Cu(NO3)2+2H2O
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
D
11
12
13
14
氢氧化铜难溶于水,不能拆写为离子形式,该反应的离子方程式应为Cu(OH)2+2H+===Cu2++2H2O,故选D。
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
11
12
13
14
10.下列离子方程式与之相对应的化学方程式书写不正确的是( )
A.Cu2++2OH-===Cu(OH)2↓:CuSO4+2KOH===Cu(OH)2↓+K2SO4
B.C+2H+===CO2↑+H2O:BaCO3+2HCl===BaCl2+H2O+CO2↑
C.Ca2++C===CaCO3↓:CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl
D.H++OH-===H2O:2KOH+H2SO4===K2SO4+2H2O
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
B
11
12
13
14
选项B中的碳酸钡不溶于水,不能拆写成离子形式。
11.下列叙述不正确的是( )
A.NaHSO4在水溶液中的电离方程式:NaHSO4===Na++H++S
B.氢氧化铁胶体的制备原理:FeCl3+3NaOH===Fe(OH)3↓+3NaCl
C.铜片插入硝酸银溶液中:Cu+2Ag+===Cu2++2Ag
D.将Ba(OH)2溶液滴入稀H2SO4溶液中:Ba2++2OH-+2H++S===2H2O+BaSO4↓
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
11
12
13
14
B
NaHSO4在水溶液中的电离方程式:NaHSO4===Na++H++S,A正确;氢氧化铁胶体的制备原理为向沸水中滴加氯化铁饱和溶液,化学方程式为FeCl3+3H2O===Fe(OH)3(胶体)+3HCl,B错误;铜片插入硝酸银溶液中发生置换反应:Cu+2Ag+===Cu2++2Ag,C正确;将Ba(OH)2溶液滴入稀H2SO4溶液中,离子方程式:Ba2++2OH-+2H++S===2H2O+BaSO4↓,D正确。
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
11
12
13
14
12.只能表示一个化学反应的离子方程式是( )
A.H++OH-===H2O
B.2H++C===H2O+CO2↑
C.Zn(OH)2+2H+===Zn2++2H2O
D.Cu2++2OH-+Ba2++S===BaSO4↓+Cu(OH)2↓
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
11
12
13
14
D
H++OH-===H2O可以代表强酸和强碱生成可溶于水的盐和水的反应,如盐酸和氢氧化钠、盐酸和氢氧化钡、硝酸和氢氧化钾等,故A不符合题意;C+2H+===CO2↑+H2O代表可溶性的碳酸盐和强酸之间的反应,如碳酸钠和盐酸、碳酸钠和硝酸等,故B不符合题意;Zn(OH)2+2H+===Zn2++2H2O代表氢氧化锌和强酸之间的反应,如氢氧化锌和盐酸、硝酸、硫酸等,故C不符合题意;Ba2++2OH-+Cu2++S===BaSO4↓+Cu(OH)2↓只能表示氢氧化钡和硫酸铜之间的反应,故D符合题意。
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
11
12
13
14
综合强化
13.人体胃液中含有胃酸(0.2%~0.4%的盐酸),起杀菌、帮助消化等作用,但胃酸的量不能过多或过少,它必须控制在一定范围内。当胃酸过多时就会出现“咯酸水”“烧心”“胃部隐隐作痛”等症状。目前市场上的抗酸药主要有①吸收性抗酸药,如NaHCO3等;②非吸收性抗酸药,如CaCO3、MgO、Al(OH)3等。
(1)上述所举抗酸药中有 种是电解质。
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
11
12
13
14
4
(1)在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物是电解质,碳酸氢钠、碳酸钙、氧化镁和氢氧化铝均是电解质,则所举抗酸药中有4种是电解质。
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
11
12
13
14
(2)CaCO3作抗酸药时发生反应的离子方程式为
。
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
11
12
13
14
CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O
(2)CaCO3作抗酸药时与人体胃液中的胃酸(0.2%~0.4%的盐酸)即氢离子反应,则发生反应的离子方程式为CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑。
(3) (填“可以”或“不可以”)服用BaCO3来治疗胃酸过多,理是
。
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
11
12
13
14
不可以
碳酸钡与酸反应生成Ba2+,Ba2+是重金属离子,对人体有害
(3)碳酸钡与酸反应生成Ba2+,Ba2+是重金属离子,对人体有害,因此不可以服用BaCO3来治疗胃酸过多。
14.离子反应实质上是离子之间的重新组合,生成难溶、易挥发的物质或水,利用离子反应可以进行物质的检验、除杂或制备。
(1)除去铁钉表面的铁锈(成分是Fe2O3),将铁钉放入稀硫酸中,开始反应的离子方程式为 ;
反应片刻后,可观察到有气体产生,此时反应的离子方程式为 。
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
11
12
13
14
Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
Fe+2H+===Fe2++ H2↑
(1)带有铁锈的铁钉与酸反应时,首先是Fe2O3与酸反应,然后是Fe与酸反应。
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
11
12
13
14
(2)某同学拟用氯化钙固体、碳酸钠溶液和稀硝酸等试剂,先制得碳酸钙,最终制得纯净的硝酸钙晶体。
①写出制取过程中发生反应的离子方程式: 、
。
②请帮助该同学完成下列实验操作步骤(不要求回答使用的仪器):
a.用蒸馏水完全溶解CaCl2固体后,加入 。
b.将反应后的混合物过滤,并用适量蒸馏水洗涤沉淀至无Cl-。
c.加入 ,使沉淀完全溶解。
d.将所得溶液蒸发、结晶,得到纯净的硝酸钙晶体。
2
3
4
5
6
7
8
1
9
10
11
12
13
14
Ca2++C===CaCO3↓
CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O
碳酸钠溶液
稀硝酸
$$