内容正文:
化学 必修 第一册(鲁科)
第2课时 离子反应
核心素养发展重点
学业要求
1.依据宏观现象判断溶液中离子的存在和改变,基于离子和离子反应认识酸、碱、盐的化学性质以及它们在水溶液中的反应,培养宏观辨识与微观探析能力。
2.发展对化学反应实质的认识,知道酸、碱、盐在水溶液中的反应是离子反应,增强变化观念与平衡思想。
1.能依据离子反应发生的条件判断离子反应能否发生,并用离子方程式表示。
2.能利用电离、离子反应等概念对常见的反应进行分类和分析说明。
1.离子反应
(1)定义:在溶液中有离子参加的化学反应称为离子反应。
(2)离子反应发生的条件
溶液中的某种或某些离子的浓度发生改变时,离子反应才能发生。
复分解型离子反应发生的条件:
①生成难溶的物质:如CaCO3、BaSO4、AgCl、Cu(OH)2等。
②生成挥发性的物质:如CO2、NH3、H2S等。
③生成难电离的物质:如H2O、CH3COOH、NH3·H2O等。
2.离子方程式
(1)定义:用实际参加反应的离子的符号表示离子反应的式子称为离子方程式。
(2)书写方法一(以稀H2SO4和Ba(OH)2溶液反应为例)
①明确反应物在溶液中的主要存在形式及微粒间的数量关系,分别用离子符号或化学式表示。
反应物在水溶液中的电离方程式:
H2SO4===,
Ba(OH)2===2OH-+Ba2+。
②根据离子反应发生的条件确定发生反应的微粒、产物及数量关系:
③写出离子方程式并配平:
2H++2OH-+===2H2O+BaSO4↓
(3)书写方法二(以盐酸和氢氧化钠溶液反应为例)
①写出化学方程式:
HCl+NaOH===NaCl+H2O
②改写化学方程式:
将化学方程式中易溶于水且易电离的物质改用离子符号(即该物质电离产物的符号)表示,而难溶于水的物质、挥发性物质和水等仍用化学式表示,则上述化学方程式被改写为H++Cl-+Na++OH-===H2O+Na++Cl-。
③删去未参与反应的离子的符号,得到离子方程式:
将上式中没有参与反应的Cl-、Na+删去,便可得到该反应的离子方程式:H++OH-===H2O。
④检查离子方程式是否配平:
根据电荷守恒以及原子种类和数量守恒的原则,检查所写的离子方程式是否配平。
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)参加离子反应的一定都是电解质。( )
(2)任何一种离子的浓度在离子反应中一定变小。( )
(3)自由离子之间的反应不能在固态物质中进行。( )
(4)没有沉淀、气体、水生成的反应就不是离子反应。( )
(5)离子反应中参加反应的全是离子。( )
(6)AgNO3溶液与NaCl溶液反应和AgNO3溶液与盐酸反应都可用Ag++Cl-===AgCl↓来表示。( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√
解析:(1)CO2+2OH-===CO+H2O中CO2是非电解质。
(2)在(1)的反应中CO的浓度增大。
(4)Na2O+H2O===2Na++2OH-的反应中无沉淀、气体和H2O生成。
(5)在(1)的反应中参加反应的CO2不是离子。
2.下列物质混合发生化学反应,且反应属于离子反应的是( )
A.H2与O2反应生成水
B.锌片投入稀硫酸中
C.KClO3(固体)与MnO2(固体)混合加热制O2
D.NaOH溶液与K2SO4溶液混合
答案:B
解析:氢气与氧气点燃生成水的反应不是离子反应;锌片投入稀硫酸中会与硫酸中的氢离子反应生成氢气;固体和固体的反应不是离子反应;NaOH溶液和K2SO4溶液混合不会发生反应。
3.下列离子反应不能发生的是( )
A.NaOH+KCl===NaCl+KOH
B.BaCl2+K2SO4===BaSO4↓+2KCl
C.Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH
D.NaOH+NH4NO3===NaNO3+NH3·H2O
答案:A
4.下列反应可用离子方程式H++OH-===H2O表示的是( )
A.NH4Cl+NaOHNaCl+NH3↑+H2O
B.Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O
C.2NaOH+H2CO3===Na2CO3+2H2O
D.NaOH+HNO3===NaNO3+H2O
答案:D
解析:A项中NH4Cl不是强酸而是盐,不能电离出H+;B项中Mg(OH)2是难溶于水的碱,不能写成离子形式;C项中H2CO3是弱酸,需写成分子形式。
5.(1)写出下列化学反应的离子方程式。
①氢氧化钡溶液与稀硫酸反应:__________________________________________________;
②碳酸钙与足量稀盐酸反应:__________________________________________。
(2)根据下列离子方程式,各写一个符合条件的化学方程式。
①Zn+2H+===Zn2++H2↑:________________________________;
②HCO+H+===CO2↑+H2O:____________________________________。
答案:(1)①Ba2++2OH-+SO+2H+===BaSO4↓+2H2O
②CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑
(2)①Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
②NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O(合理即可)
解析:(2)①Zn+2H+===Zn2++H2↑表示锌与非氧化性强酸反应生成锌离子和氢气的反应,如:Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑,②HCO+H+===CO2↑+H2O,根据离子方程式知,该盐是可溶性的,如钠盐、钾盐等;该酸是强酸,如盐酸、稀硫酸、硝酸等,如NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O。
探究一 离子反应的实质
1.电解质在溶液中的反应实质上是离子反应。
2.复分解型离子反应的实质是:某些离子的浓度降低(离子是指自由移动的离子),原因是生成沉淀、难电离的物质、挥发性物质。
1.下列物质混合后,不会发生离子反应的是( )
A.NaOH溶液和FeCl3溶液
B.Na2CO3溶液和稀硫酸
C.Na2SO4溶液和MgCl2溶液
D.澄清的石灰水和盐酸
答案:C
解析:根据离子反应发生的条件,分析判断A中有沉淀生成;B中有气体产生;D中有水生成;只有C中不能发生反应。
2.现有下列物质:
A.烧碱 B.硫酸 C.干冰 D.硫酸钡 E.纯碱 F.铁
(1)其中既不是电解质,也不是非电解质的是________。
(2)烧碱溶液与稀硫酸混合,发生反应的离子方程式为________________________________。
(3)将干冰升华后所得的气体通入过量烧碱溶液中,发生反应的离子方程式为______________。
(4)a、b、c、d分别是Na2CO3、BaCl2、HCl、AgNO3四种溶液中的一种,现将它们两两混合,现象如下表所示:
反应物
a+b
c+d
a+d
a+c
b+d
现象
白色沉淀
白色沉淀
白色沉淀
白色沉淀
无色气体
①b是________(用化学式填写)。
②写出a+c反应的离子方程式:______________________________。
答案:(1)F(或铁)
(2)H++OH-===H2O
(3)CO2+2OH-===CO+H2O
(4)①HCl ②Ag++Cl-===AgCl↓
解析:(4)a分别与b、c、d混合都能生成白色沉淀,则a为AgNO3;b与d反应生成无色气体,则b和d分别为Na2CO3和HCl中的一种,则c为BaCl2;c与d生成白色沉淀,则d为Na2CO3,b为HCl。
探究二 离子方程式的书写
1.书写离子方程式时注意的问题
(1)一定要依据客观事实正确地写出化学方程式,如Fe与稀H2SO4反应生成H2和FeSO4,而不是Fe2(SO4)3。
(2)化学式拆写是书写离子方程式步骤中最关键的一步,拆写时注意以下问题:
①易溶于水的强酸(如HCl、H2SO4、HNO3)、强碱[KOH、NaOH、Ba(OH)2]和盐拆写成离子形式,弱酸、弱碱、难溶性盐、气体、单质、氧化物等都写成化学式。
②微溶物如Ca(OH)2作为反应物,若是澄清溶液应拆写成离子形式,若是悬浊液则应写成化学式;微溶物如作为生成物,一般视为沉淀,应写成化学式并标“↓”符号。
③多元弱酸的酸式酸根离子不能拆开写,如HCO不能拆写成H+和CO。
(3)看是否漏写参加反应的离子。如硫酸铜溶液和氢氧化钡溶液的反应,离子方程式不能写成SO+Ba2+===BaSO4↓,应写成Cu2++SO+Ba2++2OH-===Cu(OH)2↓+BaSO4↓。
(4)看原子和电荷是否守恒。如Cu和AgNO3溶液反应的离子方程式不能写成Cu+Ag+===Cu2++Ag,而应写成Cu+2Ag+===Cu2++2Ag。
(5)看反应物或生成物的配比是否正确。如稀硫酸与Ba(OH)2溶液的反应不能写成H++OH-+SO+Ba2+===BaSO4↓+H2O,应写成2H++2OH-+SO+Ba2+===BaSO4↓+2H2O。
2.与量有关的离子方程式的书写
对于反应物的量不同则离子方程式不同的情况,要特别注意哪种物质过量,哪种物质不足。对于此类反应应抓住题给信息,确定其量的多少;对于反应物中量不足的物质,可以依照“以少定多”的原则去书写反应的离子方程式,即量不足的物质参加反应的离子的物质的量之比(或阴、阳离子个数之比)一定要与它的化学式相符合,而足量的物质则不一定。如:向Ba(OH)2溶液中滴加少量的NaHCO3溶液的离子方程式为HCO+Ba2++OH-===BaCO3↓+H2O[Ba(OH)2过量];而向NaHCO3溶液中滴加少量Ba(OH)2溶液的离子方程式为Ba2++2OH-+2HCO===BaCO3↓+2H2O+CO(NaHCO3过量)。
3.下列离子方程式对应的化学方程式正确的是( )
A.H++OH-===H2O;
Ba(OH)2+H2SO4===2H2O+BaSO4↓
B.Ag++Cl-===AgCl↓;
AgNO3+NaCl===AgCl↓+NaNO3
C.Cu2++2OH-===Cu(OH)2↓;
CuCO3+2NaOH===Cu(OH)2+Na2CO3
D.Cu+2Ag+===Cu2++2Ag;
Cu+2AgCl===CuCl2+2Ag
答案:B
解析:A项中化学方程式对应的离子方程式为Ba2++2OH-+2H++SO===2H2O+BaSO4↓,错误;C项中化学方程式中的CuCO3为难溶于水的电解质,不能拆写为离子形式,错误;D项中化学方程式中的AgCl为难溶于水的电解质,不能拆写为离子形式,错误。
4.(2024·浙江杭州四中期中)下列离子反应中,表达正确的是( )
A.过量的CO2通入NaOH溶液中:CO2+2OH-===CO+H2O
B.NaHCO3溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液:HCO+Ba2++OH-===BaCO3↓+H2O
C.稀硫酸中加入Ba(OH)2溶液:Ba2++OH-+H++SO===BaSO4↓+H2O
D.向氢氧化钠溶液中逐滴加入几滴FeCl3饱和溶液:Fe3++3OH-===Fe(OH)3(胶体)
答案:B
解析:过量的CO2通入NaOH溶液中:CO2+OH-===HCO,A错误;稀硫酸中加入Ba(OH)2溶液:Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O,C错误;向氢氧化钠溶液中逐滴加入几滴FeCl3饱和溶液,发生复分解反应产生氢氧化铁沉淀:Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓,D错误。
本课小结
课时作业
题号
1
2
3
4
5
6
7
难度
★
★
★
★
★
★
★
对点
离子反应及其发生的条件
离子方程式的书写
离子方程式的书写
离子方程式的书写
离子方程式的书写及正误判断
离子方程式的书写
离子方程式的书写及正误判断
题号
8
9
10
11
12
13
难度
★★
★★
★★
★★★
★★
★★★
对点
离子方程式的书写及正误判断
离子方程式的书写及正误判断
离子方程式的书写及正误判断
离子反应发生的条件、离子方程式的书写
离子反应发生的条件、离子方程式的书写
离子方程式的书写
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1.下列属于离子反应的是( )
A.胆矾失水 B.用食醋除去水垢
C.KMnO4加热制O2 D.C在O2中燃烧
答案:B
解析:B中发生的是离子反应,离子方程式为2CH3COOH+CaCO3===2CH3COO-+Ca2++H2O+CO2↑。
2.下列叙述正确的是( )
A.所有的酸、碱发生中和反应的离子方程式都一样
B.所有的离子方程式都可表示一类反应
C.单质和氧化物在离子方程式中不用离子符号表示
D.易溶于水的化合物都可写成离子形式
答案:C
解析:不是所有的酸、碱发生中和反应的离子方程式都一样,强酸和可溶性强碱写成离子形式,但弱酸和弱碱等不能写成离子形式,A错误;不是所有的离子方程式都可表示一类反应,有些离子方程式只能表示少数几个或一个反应,如2H++2OH-+Ba2++SO===BaSO4↓+2H2O,能表示硫酸(或足量的硫酸氢钠、硫酸氢钾)和氢氧化钡反应,2CH3COOH+2Na===2Na++2CH3COO-+H2↑只能表示钠和醋酸反应生成醋酸钠和氢气的反应,B错误;易溶于水的弱电解质(如醋酸等)、非电解质(如乙醇等)不能写成离子形式,D错误。
3.下列各组中的两个反应,可用同一离子方程式表示的是( )
A.CaCO3和HCl、K2CO3和HCl
B.BaCl2和H2SO4、Ba(OH)2和H2SO4
C.HCl和Na2CO3、HCl和NaHCO3
D.NaOH和H2SO4、Ba(OH)2和HNO3
答案:D
解析:A项中离子方程式分别为CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑和CO+2H+===CO2↑+H2O;B项中离子方程式分别为Ba2++SO===BaSO4↓和Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O;C项中离子方程式分别为CO+2H+===CO2↑+H2O和HCO+H+===CO2↑+H2O;D项中离子方程式均为H++OH-===H2O。
4.下列化学方程式中,不能用离子方程式CO+2H+===CO2↑+H2O表示的是( )
A.Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O
B.NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O
C.Na2CO3+H2SO4===Na2SO4+CO2↑+H2O
D.K2CO3+2HNO3===2KNO3+CO2↑+H2O
答案:B
解析:在B中NaHCO3在水溶液里电离出Na+、HCO,HCO不拆分,所有弱酸的酸式酸根离子都不拆分。
5.能正确表示下列化学反应的离子方程式的是( )
A.澄清的石灰水与盐酸的反应:OH-+H+===H2O
B.氧化镁与稀硝酸反应:O2-+2H+===H2O
C.硫酸镁溶液与氢氧化钡溶液混合:Ba2++SO===BaSO4↓
D.碳酸钙溶于稀盐酸中:CO+2H+===H2O+CO2↑
答案:A
解析:单质、氧化物、难溶于水的物质、难电离的物质不能写成离子形式,B、D均错误;C项还生成氢氧化镁沉淀。
6.下列离子方程式改写为化学方程式正确的是( )
选项
离子方程式
化学方程式
A
2H++Zn===
Zn2++H2↑
2CH3COOH+Zn===
(CH3COO)2Zn+H2↑
B
Ba2++SO
===BaSO4↓
H2SO4+Ba(OH)2
===BaSO4↓+2H2O
C
Ag++Cl-
===AgCl↓
AgNO3+HCl===
AgCl↓+HNO3
D
Ca2++CO
===CaCO3↓
Ca(OH)2+CO2===
CaCO3↓+H2O
答案:C
解析:A项,在离子方程式中醋酸应该用化学式表示,错误;B项,H2SO4+Ba(OH)2===BaSO4↓+2H2O的离子方程式为2H++SO+Ba2++2OH-===BaSO4↓+2H2O,错误;D项,Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O的离子方程式为Ca2++2OH-+CO2===CaCO3↓+H2O,错误。
7.下列反应的离子方程式正确的是( )
A.向Ba(OH)2溶液中滴加稀硫酸:Ba2++OH-+H++SO===BaSO4↓+H2O
B.用稀盐酸除水垢中的氢氧化镁:Mg(OH)2+2H+===Mg2++2H2O
C.用碳酸氢钠作为抗酸药中和胃酸:2H++CO===H2O+CO2↑
D.用H2SO4中和碱性废水:H2SO4+2OH-===2H2O+SO
答案:B
解析:向Ba(OH)2溶液中滴加稀硫酸,发生反应的离子方程式为Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O,故A错误;胃酸的主要成分是盐酸,能和碳酸氢钠反应,其反应的离子方程式为H++HCO===H2O+CO2↑,故C错误;H2SO4属于强酸,中和碱性废水的离子方程式为H++OH-===H2O,故D错误。
8.下列离子方程式正确的是( )
A.钠跟水反应:Na+H2O===Na++OH-+H2↑
B.向Fe2(SO4)3溶液中加入NaOH溶液:Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
C.盐酸与碳酸钙反应制备二氧化碳:CO+2H+===CO2↑+H2O
D.稀硫酸与氢氧化钙溶液反应:H++OH-===H2O
答案:B
解析:A项,离子方程式应为2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。C项,碳酸钙难溶,不能拆分,离子方程式应为CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑。D项,H+与OH-、Ca2+与SO均反应,离子方程式应为Ca2++SO+2H++2OH-===CaSO4↓+2H2O。
9.下列离子方程式书写正确的是( )
A.向碳酸氢钠溶液中加入盐酸:CO+2H+===CO2↑+H2O
B.向沸水中滴加饱和的FeCl3溶液至溶液呈红褐色:Fe3++3H2O3H++Fe(OH)3↓
C.氢氧化铜与稀硝酸反应:H++OH-===H2O
D.澄清的石灰水与碳酸钠溶液反应:CO+Ca2+===CaCO3↓
答案:D
解析:向碳酸氢钠溶液中加入盐酸,离子方程式为HCO+H+===CO2↑+H2O,A错误;向沸水中滴加饱和的FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体,离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+,B错误;氢氧化铜与稀硝酸反应,离子方程式为2H++Cu(OH)2===2H2O+Cu2+,C错误。
10.下表中对离子方程式的评价及解释不合理的是( )
选项
化学反应及其
离子方程式
评价及解释
A
足量的CO2与澄清石灰水反应:CO2+Ca2++2OH-===CaCO3↓+H2O
错误,不符合客观事实,应生成Ca(HCO3)2
B
向碳酸钙上滴加稀盐酸:2H++CO===CO2↑+H2O
错误,碳酸钙是难溶物,不应该拆成离子形式
C
向硫酸铵溶液中加入氢氧化钡溶液:Ba2++SO===BaSO4↓
正确
D
铁粉与稀硫酸反应:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑
错误,不符合客观事实,应生成Fe2+
答案:C
解析:C项,向硫酸铵溶液中加入氢氧化钡溶液,不能漏写NH与OH-的反应:2NH+SO+2OH-+Ba2+===BaSO4↓+2NH3·H2O,评价及解释不合理。
二、非选择题
11.某学习小组以Ba(OH)2、水、H2SO4为实验对象探究离子反应发生的条件。
实验1:向烧杯中依次加入下列试剂,记录灯泡变化
①Ba(OH)2粉末:灯泡不亮
②加入蒸馏水:灯泡变亮
③逐滴滴加0.1 mol·L-1硫酸,灯泡变化如下:亮暗熄灭亮
(1)Ba(OH)2粉末加水后灯泡变亮的原因是Ba(OH)2发生了电离,写出Ba(OH)2的电离方程式______________________________________。
(2)用离子方程式解释过程Ⅰ中灯泡变暗的原因:______________________________。
(3)实验2:用Na2SO4溶液替代稀硫酸,重复实验进行对照。
①Na2SO4溶液的浓度是________。
②加入Na2SO4溶液过程中灯泡不熄灭,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)Ba(OH)2===Ba2++2OH-
(2)Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O
(3)①0.1 mol·L-1 ②Ba(OH)2和Na2SO4反应生成BaSO4沉淀和NaOH,NaOH在溶液中电离出Na+、OH-,溶液导电
解析:(2)Ba(OH)2和稀硫酸反应生成BaSO4沉淀和水,溶液中自由移动离子的浓度减小,溶液导电性减弱,灯泡变暗,反应的离子方程式为Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O。
(3)①用Na2SO4溶液替代稀硫酸,Na2SO4溶液的浓度应该和稀硫酸的浓度相同,所以Na2SO4溶液的浓度为0.1 mol·L-1。
12.(1)表面附有铁锈(成分是Fe2O3)的铁钉放入稀硫酸中,开始反应的离子方程式是______________________________________;反应片刻后,可观察到有气体产生,其离子方程式是____________________________________。
(2)“小苏打片”可用于治疗胃酸过多,其离子方程式为______________________________________。
答案:(1)Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
Fe+2H+===Fe2++H2↑
(2)HCO+H+===CO2↑+H2O
13.写出下列反应的离子方程式:
(1)NH4HCO3溶液与足量NaOH溶液反应:____________________________________________________________________________________。
(2)CuO与稀硫酸反应:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)已知:PbSO4难溶于水,但可溶于醋酸铵溶液中形成无色溶液,其化学方程式为PbSO4+2CH3COONH4===(CH3COO)2Pb+(NH4)2SO4。写出该反应的离子方程式:__________________________________。
答案:(1)NH+HCO+2OH-===NH3·H2O+CO+H2O
(2)CuO+2H+===Cu2++H2O
(3)PbSO4+2CH3COO-===(CH3COO)2Pb+SO
解析:(3)由于PbSO4反应后形成无色溶液,无沉淀生成,可推出(CH3COO)2Pb为更难电离的弱电解质,不能拆。
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