1.2.3 离子反应的应用 课件 2024-2025学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

某河道两旁有甲、乙两厂，它们排放的工业废水中， 共含 K＋、Ag＋、Fe3＋、Cl－、OH－、NO3－六种离 子，甲厂的废水明显呈碱性，乙厂的废水中含有另 外三种离子。若将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合，可以使废水的污染性明显降低，经过滤后的废水可用来浇灌农田。这是什么原因呢？ 甲 乙 第一章 物质及其变化 第二节 离子反应 第3课时 离子反应的应用 人教 2019版 必修1 题型 1 2 题型二　离子方程式的正误判断 题型三　离子的推断与检验 题型一　判断溶液中离子能否大量存在 3 4 题型四　物质的分离和提纯 题型一　判断溶液中离子能否大量存在 1、离子大量共存： 溶液中的离子之间不能发生反应。 例：判断下列各组离子在溶液中能否大量共存，不能大量共存的请说明理由。 (1)①Fe3＋、Ba2＋、NO3－、OH－___________________________________； ②Ba2＋、Mg2＋、SO42－、Cl－ ____________________________________。 (2)①K＋、CO32－、H＋、NO3－_____________________________________； ②H＋ 、SO42－、OH－、Na＋_____________________________________。 不能，Mg2＋与OH－生成Fe(OH)3沉淀 不能，Ba2＋与SO42－反应生成BaSO4沉淀 不能，CO32－与H＋反应生成CO2和H2O 不能，H＋能与OH－反应生成H2O 2、离子不能大量共存的原因： 发生复分解反应 同一溶液中有多种离子时，若任意两种离子间发生反应，使离子浓度减少，即为不能大量共存。 [思考1] 下列各组中的离子，能不能在溶液中大量共存？为什么？ Ａ.　Fe3+ 、 Na+ 、OH－ 、 Cl－ Ｂ.　Ca2+ 、K+ 、CO32－ 、NO3－ Ｃ.　Ba2+ 、Mg2+ 、SO42－ 、Cl－ Ｄ.　K+ 、 Ag+ 、 Cl－ 、NO3－ 离子间不能大量共存的原因是什么？ (1)生成难溶物或微溶物： Fe(OH)3↓ CaCO3↓ BaSO4↓ AgCl↓ 钾钠铵硝酸盐 OH－ CO32－、SO32－ Cl－ SO42－ 均可溶 碱溶钾钠铵钡 碳酸盐溶钾钠铵 氯不溶银 硫酸盐不溶钡和铅 Ca(OH)2、CaSO4、Ag2SO4、MgCO3 微溶。 [思考2] 下列各组中的离子，能不能在溶液中大量共存，为什么？ A：K+ 、H+ 、CO32－、Cl－ B：Na2+ 、H+ 、SO32－ 、SO42－ (2)生成挥发性物质的离子不能大量共存： SO2↑ CO2↑ 生成气体 H+ 与 [思考3] 下列各组中的离子，不能在溶液中大量共存，为什么？ A：Na+ 、H+ 、OH－ 、 Cl－ B：H+ 、K+ 、CH3COO－、SO42－ C：Na+ 、NH4+ 、OH－ 、 Cl－ H2O CO32－、 HCO3－、SO32－、HSO3－、S2－、HS－ (3)生成弱电解质(水、弱酸、弱碱等)： H＋： OH－： 与NH4＋生成弱碱； 与CH3COO－、F－等弱酸根生成弱酸； CH3COOH H＋与OH－生成水。 NH3·H2O 【题型分析】在下列条件的溶液中，各组离子能否大量共存，若不能大量共存则指出其原因。(1)无色透明的溶液中：Fe3＋、NH4＋、NO3－、SO42－ _______________________________________________________；(2)无色透明的溶液中：K＋、Na＋、MnO4－、Cl－ _________________________________________________________；(3)澄清透明的溶液中：Cu2＋、Mg2＋、Br－、Cl－ ________________________________________________________；(4)使酚酞变红色的溶液中：Na＋、Al3＋、SO42－、Cl－ ____________________________________________________________；(5)可与铁反应放出氢气的溶液中：Na＋、 Ca2＋、Cl－、CO32－ _____________________________________________________。 不能大量共存。无色透明的溶液中不能大量存在黄色的Fe3＋ 不能大量共存。无色透明的溶液中不能大量存在紫红色的MnO4－ 能大量共存 不能大量共存。使酚酞变红色的溶液呈碱性，Al3＋不能大量共存 不能。溶液显酸性，H＋与CO32－反应生成CO2和H2O；Ca2＋与CO32－反应生成CaCO3沉淀 有隐含条件 澄清透明 ≠ 无色透明 3、“三看”突破溶液中离子能否大量共存问题： (1)看要求：是“能大量共存”还是“不能大量共存”； 是“一定大量共存”还是“可能大量共存”。 (2)看条件： ①“无色透明”溶液不存在有色离子，例如： ②酸性溶液(含大量的H＋)： 是否有隐含条件 Cu2＋(蓝色)、Fe3＋(棕黄色)、Fe2＋(浅绿色)、MnO4－(紫红色) ①常温下，pH＜7的溶液； ②使pH试纸变红、紫色石蕊变红的溶液； ③与活泼金属反应放出氢气的溶液。 ①常温下，pH＞7的溶液； ②使pH试纸变蓝的溶液； ③使酚酞溶液变红的溶液。 ③碱性溶液(含大量的OH－)： (3)看反应：发生复分解反应 ①是否生成难溶物或微溶物。 ②是否生成挥发性物质。 ③是否生成生成弱电解质(水、弱酸、弱碱等)。 【小试身手】(2023·江苏启东高一调研)在下列条件的溶液中，各组离子一定能够大量共存的是 ( ) A．使酚酞溶液变红的溶液：Na＋、Cl－、SO42－、Fe3＋B．无色透明溶液中：K＋、SO42－、MnO4－、H＋C．可与锌反应放出氢气的溶液中：K＋、Ba2＋、Cl－、CO32－D．使pH试纸变蓝的溶液中：Ba2＋、Na＋、NO3－、Cl－ D 【小试身手】下列各组离子在溶液中因发生复分解反应而不能大量共存的是_________________(填序号，下同)。①Na＋、H＋、CH3COO－、Cl－　 ②Ba2＋、Na＋、CO32－、NO3－　③Na＋、HCO3－、H＋、NO3－　 ④Al3＋、Fe3＋、NO3－、SO42－　⑤Na＋、H＋、Cl－、OH－　 ⑥Cu2＋、Fe2＋、Cl－、SO42－ ⑦H+ 、K+ 、F－、Cl－ ⑧Ag＋、K+ 、SO42－、OH－ ①②③⑤⑦⑧ 离子不能大量共存发生反应的类型 （1）复分解反应类型 （2）氧化还原应类型 （3）水解相互促进类型 （4）络合反应类型 以后学习 【题型分析】判断下列反应的离子方程式是否正确，不正确的说明原因并写出正确的离子方程式。 (1)铁与稀硫酸反应：2Fe＋6H＋ == 2Fe3＋＋3H2↑ (2)石灰石与稀硝酸反应：CO32－＋2H＋ == H2O＋CO2↑ Fe＋2H＋ == Fe2＋＋H2↑ 碳酸钙是难溶盐，不能拆写成离子的形式 CaCO3＋2H＋ == Ca2＋＋H2O＋CO2↑ 题型二　离子方程式的正误判断 该反应应生成Fe2＋，而不是Fe3＋，不符合客观事实 一看：是否符合反应客观事实，不可主观臆造产物及反应。 二看：是否符合拆写原则 (3)铜与硝酸银溶液反应：Cu＋Ag＋ == Cu2＋＋Ag 方程式两端电荷不守恒 Cu＋2Ag＋ == Cu2＋＋2Ag 三看：原子和电荷是否守恒 (5)稀硫酸与氢氧化钡溶液反应：H＋＋SO42－＋Ba2＋＋OH－=BaSO4↓＋H2O 反应物配比不正确 2H＋＋SO42－＋2OH－＋Ba2＋ = BaSO4↓＋2H2O 五看：反应物或生成物的配比个数是否正确 (4)硫酸镁溶液和氢氧化钡溶液反应：SO42－＋Ba2＋ == BaSO4↓ 漏写参加反应的Mg2＋和OH－ Mg2＋＋SO42－＋Ba2＋＋2OH－ == Mg(OH)2↓＋BaSO4↓ 四看：是否漏写参加反应的离子 (6)将少量的二氧化碳通入澄清石灰水中：CO2＋OH－ == HCO3－ 没看清题目要求，CO2是少量的 CO2＋Ca2＋＋2OH－ == CaCO3↓＋H2O 六看：是否符合题干要求条件或用量 【小试身手】向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液，写出满足下列条件时溶液中所发生反应的离子方程式。(1)滴到使溶液恰好呈中性： _____________________________________________________。(2)滴到使溶液中的SO42－恰好完全沉淀： _______________________________________________________。 Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO42－ == BaSO4↓＋2H2O Ba2＋＋OH－＋H＋＋SO42－ == BaSO4↓＋H2O 七看：连接符号和生成物状态是否正确 (7)①制备Fe(OH)3胶体： FeCl3 +3H2O △ Fe(OH)3↓+3HCl ②稀硝酸滴在大理石上：CaCO3＋2H＋ == Ca2＋＋H2CO3 制备胶体，不是沉淀 FeCl3 +3H2O △ Fe(OH)3(胶体)+3HCl CaCO3＋2H＋ == Ca2＋＋H2O＋CO2↑ 反应生成的H2CO3不稳定，分解成CO2和水 一看：是否符合反应客观事实 二看：是否符合拆写原则 “七个角度”判断离子方程式正误 三看：原子和电荷是否守恒 四看：是否漏写参加反应的离子 五看：反应物或生成物的配比个数是否正确 六看：是否符合题干要求条件或用量 七看：连接符号和生成物状态是否正确 【小试身手】判断下列反应的离子方程式正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)稀硫酸滴在铜片上：Cu＋2H＋ == Cu2＋＋H2↑ (　　)(2)稀硫酸与氢氧化钡溶液混合：SO42－＋Ba2＋ == BaSO4↓ (　　)(3)稀硝酸滴在大理石上：CaCO3＋2H＋ == Ca2＋＋H2CO3 (　　)(4)氧化铁与稀盐酸混合：Fe2O3＋6H＋ == 2Fe3＋＋3H2O (　　)(5)氢氧化铜和稀盐酸反应：OH－＋H＋ == H2O (　　)(6)镁和硝酸银溶液反应：Mg＋Ag＋===Mg2＋＋Ag (　　) × × × √ × × 【解决问题】某河道两旁有甲、乙两厂，它们排放的工业废水中， 共含 K＋、Ag＋、Fe3＋、Cl－、OH－、NO3－六种离子，甲厂的废水明显呈碱性，含 、 、 三种离子，乙厂的废水中含有另外三种离子 、 、 。 OH－ Ag＋ Fe3＋ K＋ Cl－ NO3－ ①肯定性原则： 题型三　离子的推断与检验 1、离子推断题的“四项基本原则”： 根据现象推出肯定存在或肯定不存在的离子 ③电中性原则： ②互斥性原则： 在肯定某些离子存在的同时，结合离子共存规律，否定一些离子的存在。 溶液呈电中性 ④进出性原则：要注意所加试剂引入的离子，是否造成干扰。 也可能含SO32－或Ag＋ 离子推断四原则 ①肯定性原则：根据实验现象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的离。 ②互斥性原则：在肯定某些离子存在的同时，结合离子共存规律，否定一些离子的存在。 ③电中性原则：溶液呈电中性，溶液中有阳离子，必有阴离子，且溶液中阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数相等。 ④进出性原则：所加试剂引入的离子，是否造成干扰。 有XX则无XX 【小试身手】判断下列说法的正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)加盐酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀，则溶液中可能有SO42－或Ag＋。 (2)加入CaCl2溶液，有白色沉淀生成，溶液中一定存在CO32－。 √ × 离子 试 剂 现 象 Cl－ SO42－ CO32－ SO32－ Cu2+ Fe3+ AgNO3溶液和稀HNO3 产生白色沉淀 稀盐酸和BaCl2溶液 加盐酸无明显现象，加BaCl2产生白色沉淀 CaCl2溶液和稀盐酸 加CaCl2溶液产生白色沉淀，再加盐酸沉淀溶解，产生无色无色无味的气体 CaCl2溶液和稀盐酸 加CaCl2溶液产生白色沉淀，再加盐酸沉淀溶解，产生刺激性气味的气体 NaOH溶液 ②产生红褐色沉淀 ①产生蓝色沉淀 【思考交流】根据离子的检验方法，思考如何检验Cl－、SO42－、CO32－、SO32－、NH4+、Cu2+、Fe3+等离子？并完成下表内容。 根据性质不同实验现象分为三种类型： ①生成沉淀； ②生成气体； ③显现特殊颜色 【小试身手】某溶液中大量存在四种离子：NO3－、SO42－、H＋、M，其离子个数之比为：NO3－∶SO42－∶H＋∶M＝3∶1∶3∶1，则M可能为：①Fe3＋　②Mg2＋　③Cl－　④Ba2＋　（ ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．①②④ B．③ C．② D．①② C 互斥性原则： 有SO42－则无Ba2＋ 电中性原则： 溶液中阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数相等。 【小试身手】某溶液中含有CO32－、SO42－、SO32－、Cl－、Na＋、Ag＋中的若干种，为确定该溶液的离子组成，进行如下实验：①取少量该溶液，向其中滴加 BaCl2溶液，产生白色沉淀②然后继续加入稀盐酸至溶液呈酸性，产生无刺激性气味且能使澄清石灰 水变浑浊的气体；白色沉淀部分溶解③取②中上层清液继续滴加BaCl2溶液至无沉淀时，再滴加AgNO3溶液，产 生白色沉淀。根据上述实验，以下推测不正确的是(　　)A．一定有CO32－ B．一定有SO42－C．不能确定Cl－是否存在D．不能确定SO42－是否存在 D 如何检验是否含有Cl－？ 2、离子的检验： 取样 滴加试剂 描述现象 得出结论 取样后，先除去CO32－、SO42－才能检验是否含有Cl－。 有CO32－则无 可能CO32－、SO42－ SO32－、Ag＋ 有SO42－ AgCl↓ 引入了Cl－ Ag＋ 溶液于试管 或 取少量固体于试管，加 XX溶解(若还有沉淀，取上层清液于另一试管) 2、离子的检验： 开学考 22、（16分）已知某粗盐样品中含有Na2SO4、MgCl2、CaCl2等杂质，实验室提纯流程如下： (2)步骤③和步骤⑤颠倒后，则粗盐中会含有___________，如何 判断精盐中含有上述杂质？简述其方法_________________。 取少量精盐于试管，加蒸馏水溶解，加入少量的硫酸钠溶液，若发现出现白色沉淀，则说明精盐中含有氯化钡。 BaCl2 如何除去粗盐中的杂质？请写出实验步骤和所加试剂。 杂质离子： SO42－、Mg2＋、Ca2＋ 除杂试剂要过量，过量试剂要在后续的步骤中除去，最终不能引入新杂质。 除杂试剂： 引入新杂质： 题型四、物质的分离和提纯： 杂质离子： SO42－、Mg2＋、Ca2＋ 【基本原则】不增‌、不减、易分离易复原 【注意】1、除杂试剂要过量； 2、过量试剂要在后续的步骤中除去，最终不能引入新杂质。 除杂试剂： BaCl2 引入新杂质： 【小试身手】已知某粗盐样品中含有Na2SO4、MgCl2、CaCl2等杂质，如何除去粗盐中的杂质？请写出实验步骤和所加试剂。 Ba2＋ NaOH Na2CO3 CO32－ OH－ 溶液加在 溶液之前，剩下的 用 除去，加热蒸发时挥发除去。 盐酸 BaCl2 Na2CO3 OH－和CO32－ 【小试身手】某溶液中含有Ba2＋、Ag＋、Cu2＋三种离子，现有①NaOH溶液、②K2SO4溶液、③盐酸，将这三种离子逐一沉淀并加以分离，则加入试剂顺序正确的是(　　)A．①②③ B．②③①C．③①② D．②①③ C $$