内容正文:
离子反应
一、物质含量的测定
第一、沉淀法或气体法:
例如:测定氯化钠中碳酸钠的含量
第二、酸碱中和滴定法
例如:用已知浓度的氢氧化钠溶液测定稀盐酸的物质的量浓度
第三、氧化还原滴定法:
例如:用KMnO4溶液测定Fe 2+的物质的量浓度
常用的方法
1.滴定管:具有精确刻度的细长玻璃管。(0.01mL)
2.分类: ①酸式滴定管: 下面有活塞,
装酸性溶液和氧化性溶液。 ②碱式滴定管: 下面有橡皮管, 里面有颗珠子,装碱性溶液
3:构造:
0刻度在上方,但不在最上方,且刻度从上到下依次增大,最大刻度在下方,但不在最下方。
思考:容量为25 mL的滴定管,滴定过程中用去10.00 mL的液体,此时滴定管中剩余液体的体积为15 mL吗?
4.使用方法:
①检漏
②先用蒸馏水洗涤
再用待盛液洗涤2~3次;
③注入待盛液
④驱赶滴定管尖嘴部分中的
气泡
⑤调液面:调至0刻度
或0刻度以下某刻度处。
常见酸碱指示剂 pH变色范围
酚酞 ~ 8.2 ~ 10~
石蕊 ~ 5 ~ 8 ~
甲基橙 ~ 3.1 ~ 4.4 ~
无色 浅红 红
红 紫 蓝
红 橙 黄
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第二级
第三级
第四级
第五级
酸碱中和滴定
1.实质:
H++OH- =H2O
2.定义:用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的方法。
3.原理: c(OH-)V(碱)= c(H+)V(酸)
4.关键:
准确测出参加反应的两溶液的体积
准确判断滴定终点
5.仪器:
酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶、滴定管夹、铁架台、白纸、烧杯、
6.药品:
标准溶液:0.1000 mol/L的盐酸
待测溶液:未知浓度NaOH溶液
指示剂:酚酞
7
[例2]把上题中HCl改成H2SO4,则NaOH的物质的量浓度为多少?
(1)查漏:
(2)洗涤:
(3)装液:
(4)取液:
变红
检查滴定管是否漏水和堵塞
滴定管: 蒸馏水洗→待盛液润洗
锥形瓶: 只用蒸馏水洗
将酸装入酸式滴定管→排气泡
→调整液面→读数并记录V1。
用碱式滴定管量10.00mL待测液
NaOH放入锥形瓶中,滴入2-3滴酚酞。
7.步骤
(5)滴定:
(6)读数:
(7)重复操作步骤 3—6
(8)计算:
滴定终点的判断:
当滴入最后一滴____溶液时,锥形瓶内溶液颜色由____色突变为____色,且半分钟内不变回原来的颜色。则滴定完成
左手控制滴定管活塞; 右手摇动锥形瓶;
眼睛注视锥形瓶内溶液颜色变化。
直至达到滴定终点为止。
V2,(V2-V1)即消耗的酸的体积
c(OH-)V(碱)=c(H+)V(酸)
盐酸
红
无
多组数据中,看是否有差别较大的,若有,
把差别较大的一组删去
(8)记录起始体积时,仰视读数
(9)记录起始体积时,仰视读数,终点时俯视
偏低
偏低
(10)滴定前,酸式滴定管有气泡,滴定后消失
(11)滴定前,酸式滴定管无气泡,滴定后产生气泡
(12)滴定后滴定管尖嘴处悬有一滴液体
偏高
偏低
偏高
(13)碱式滴定管水洗后,就用来量取待测液
(14)用碱式滴定管量取待测液,停止放液时, 俯视读数
偏低
偏高
2:一般有KMnO4溶液、I2溶液或Fe3+溶液参加的滴定反应,通常选取什么指示剂?
1.滴定终点就是酸碱恰好中和的点吗?
滴定终点是指示剂颜色发生突变的点,不一定是酸碱恰好中和的点。
思考:
(2)滴定曲线如图所示。①在图中A的pH范围使用的指示剂是________;C的pH范围使用的指示剂是________。
酚酞
甲基橙
(1)如图是这次滴定时的滴定管中的液面,
其读数为 mL。
22.60
练习1:在标准氢氧化钠溶液滴定未知盐酸实验中
DE
(4)判断滴定终点的现象是:
滴入最后一滴标准溶液,溶液变为粉红色, 且半分钟内不恢复原色。
1.不能用石蕊作指示剂。
2.滴定终点为碱性时,用酚酞作指示剂,例如用NaOH溶液滴定醋酸。
3.滴定终点为酸性时,用甲基橙作指示剂,例如用盐酸滴定氨水。
4.强酸滴定强碱一般用甲基橙,但用酚酞也可以。
5.并不是所有的滴定都须使用指示剂,如用标准的Na2SO3溶液滴定KMnO4溶液时,KMnO4溶液颜色褪去时即为滴定终点。
【小结1】指示剂选择的基本原则
方法技巧
当滴入最后一滴××××××标准溶液后,溶液变成××××××色,且半分钟内不恢复原来的颜色。
说明:解答此类题目注意三个关键点:
(1)最后一滴:必须说明是滴入“最后一滴”溶液。
(2)颜色变化:必须说明滴入“最后一滴”溶液后溶液“颜色的变化”。
(3)半分钟:必须说明溶液颜色变化后“半分钟内不再恢复原来的颜色”。
方法技巧
【小结2】滴定终点判断的答题模板
滴入最后一滴标准溶液,生成砖红色沉淀
C
2Ag+ + CrO42- = Ag2CrO4
17
17
滴定
次数 待测溶液的
体积/mL 标准溶液的体积
滴定前刻/mL 滴定后刻/mL
1 25.00 1.02 21.03
2 25.00 2.00 21.99
3 25.00 2.20 20.20
20.01
19.99
18
偏大
63%
【1】下列说法错误的是( )。
A.滴定管装滴定液时应用滴定液润洗
B.“中和滴定”实验中,容量瓶和锥形瓶用蒸馏水洗净后即可使用,滴定管和移液管用蒸馏水洗净后,须经干燥或润洗后方可使用
C.用0.200 0 mol·L-1 NaOH标准溶液滴定HCl与CH3COOH的混合液(混合液中两种酸的浓度均约为0.1 mol·L-1), 至中性时,溶液中的酸未被完全中和
D.中和滴定实验时,用待测液润洗锥形瓶
D
当堂检测:
2:准确移取20.00mL某待测HCl溶液于锥形瓶中,用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定,下列说法正确的是( )
A.滴定管用蒸馏水洗涤后,装入NaOH溶液进行滴定
B.随着NaOH溶液滴入,锥形瓶中溶液pH由小变大
C.用酚酞作指示剂,当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定
D.滴定达终点时,发现滴定管尖嘴部分有悬滴,则测定结果偏小
B
用0.1000mol/L氢氧化钠溶液滴定20ml0.1000mol/L盐酸溶液过程中溶液pH变化的曲线图(以pH变化为纵坐标,以烧碱溶液的体积为横坐标)。
拓展视野
PH突跃范围是(4.3——9.7)
氯碱工业、84消毒液、漂白粉
粗盐中含Ca 2+ Mg2+ SO42-
工业污水中的Cu 2+ Hg2+ 的处理
2.物质的制备与纯化:教材P122
(1)在粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质,精制时所用的试剂为:______________________
________________________________________
加入试剂的顺序是________________________
例题:海水中含有丰富的化学元素,下面是海水综合利用的生产流程简图:
MgCl2
Mg
Cl2
电解
脱水
母液
Mg(OH)2
MgCl2·6H2O
粗盐
饱和食盐水
精制
烧碱、Cl2、H2
电解
过滤
海水
结晶
BDCA(CBDA或BCDA)
A.HCl溶液;
B.BaCl2溶液;C.NaOH溶液;D.Na2CO3溶液。
(2)Mg(OH)2中加入盐酸后,获得MgCl2·6H2O晶体,需要进行的实验操作依次为______。
A.蒸馏 B.灼烧 C.过滤
D.蒸发 E.冷却结晶
(3)利用MgCl2·6H2O可制得无水氯化镁,应采取的措施是_______________________________
(4)在电解饱和食盐水过程中,与电源正极相连的一极所发生反应为:_______________。与电源负极相连的一极附近的溶液pH_____(填“不变”、“增大”或“减小”)。
DEC
在HCI气流中加热蒸发、冷却结晶
2CI-+2e-=CI2↑
增大
3、生活中常见的离子反应
胃舒平
硬水的形成
水垢的形成与处理
硬水的转化
洁厕灵与84消毒液、漂白粉不能混用
阳离子 方法
NH4+
Fe3+
Fe2+
Ag+
Al3+
Mg2+
取少量待测液于试管中,加入浓NaOH溶液,加热,将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,试纸变蓝证明原溶液中有NH4+
加过NaOH溶液
加 KSCN溶液或加NaOH溶液
加NaOH溶液或先加KSCN溶液再加氯水
或K3[Fe(CN)6]
加NaCl溶液,稀HNO3
4.常见离子的检验
加过NaOH溶液
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阴离子 方法
Cl–
SO42–
SO32–
CO32–
加稀HNO3酸化的AgNO3溶液
加HCl溶液无现象,再加BaCl2溶液有白色沉淀。
加BaCl2溶液出现白色沉淀,沉淀溶于稀盐酸,并放出刺激性气味的气体,气体能使品红溶液褪色
加BaCl2溶液出现白色沉淀,沉淀溶于稀盐酸,并放出无色无味的气体。
Na+:
用铂丝蘸其溶液,放到酒精灯火焰上灼烧,火焰呈黄色,证明原溶液中有Na+。
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5.判断离子能否大量共存
生成沉淀
生成弱电解质
生成气体
发生氧化还原反应
发生互促水解
发生络合反应
若存在以下情况则不能大量共存:
酸性
>1
注意题干的隐含条件
①
酸性溶液中
PH<7 (常温)
使石蕊变红的溶液
与Al反应产生H2的溶液
由水电离产生的[H+]或[OH-]
小于10-7的溶液
碱性
<1
②
碱性溶液中
PH>7(常温)
使石蕊变蓝的溶液;使酚酞变红的溶液
与Al反应产生H2的溶液
由水电离产生的[H+]或[OH-]
小于10-7的溶液
③“无色溶液”则不存在有色的Fe3+(棕黄色),Fe2+(浅绿),Cu2+(蓝),MnO4- (紫红)等离子。
④.审清关键字
(1)“一定大量共存” (2)“可能大量共存” (3)“不能大量共存” (4) “透明”也可“有色”
1.下列各组离子,在水溶液中不可能大量共存的是( ) A、H+、K+、Cl- 、SO42- B、K+、 Al3+ 、Cl--、H+ C、Na+、Fe3+、SO42-、S2-
D、Al3+、Cl--、SO42-、 CO32-
2.在PH=1的无色透明溶液中,不能大量共存的是( ) A、Fe2+、Ag+、NO3-、Al3+ B、Mg2+、 NH4+、Cl- 、NO3- C、Ba2+、K+、S2- 、Cl- D、Zn2+、Na+、NO3- 、SO42-
CD
AC
3.已知某溶液中存在较多的H+、SO42-、NO3-,则该溶液中还可能大量存在的离子组是( ) A.Al3+、CH3COO-、Cl- B.Mg2+、Ba2+、Br- C.Mg2+、Cl-、I- D.Na+、NH4+、Cl-
4.下列各组离子,在强碱性溶液中可以大量共存的是( ) A、K+ Na+ HSO3- Cl- B、Na+ Ba2+ [Al(OH)4]- NO3- C、NH4+ K+ Cl- NO3- D、K+ Na+ ClO- S2-
D
B
1.定义:溶液中离子之间、离子与原子或分子之间发生的反应。
二、离子反应
2.实质:溶液中某种或某些离子 。
浓度降低
1、复分解反应
①可溶性电解质反应生成沉淀:
②沉淀的转化:
弱电解质包括弱酸、弱碱、水。
离子反应类型
(3)生成气体
(2).生成弱电解质
(1).生成沉淀
2、发生氧化还原反应
①非原电池、电解池的反应
如Fe3+与SCN-。
②原电池反应
③.电解池反应
如Al3+与HCO3-。
3、互促水解的彻底反应
4、发生络合反应
(1)几种还原性(氧化性)不同的离子与同种氧化剂(还原剂)反应,还原性(氧化性)强的先被氧化(还原)
氧化性:NO3- (H+) >Fe3+>Cu2+> H+>Fe2+>Zn2+等
还原性:S2- >SO32- >I->Fe2+>Br->Cl- >Mn2+
(2)能生成更难溶物质的离子先反应
(3)能生成更弱的酸(或碱)的离子先反应
离子反应的原则:强者优先
氧化性:MnO4- (或ClO-) > Cl2>Br2>Fe3+>I2 >SO42-
还原性:K >Ca >Na>Mg>Al>Zn>Fe >其它金属
(4)OH-与H+的反应优先于与其它离子的反应
离子反应的原则:强者优先
酸性:H+ >Fe3+> Al3+ > Cu2+ > Mg2+ >HCO3- > NH4+>Al(OH)3
酸性:H+ >H2C2O4> H2SO3 >CH3COOH>H2CO3 >HClO >HCN > HCO3-
碱性:OH- >Al(OH)4- >SiO32->NH3H20 >CO32- > ClO-> HCO3- > HSO3- >Al(OH)3
1、向同浓度NaBr与NaI的混合溶液中通入氯气,哪种离子先被氧化?
2、向同浓度的Cu(NO3)2与AgNO3混合溶液中加入铁屑,哪种离子先被还原?
Cl2+2I-=2Cl-+I2
Cl2+2Br-=2Cl-+Br2
Cu2++Fe=Cu+Fe2+
2Ag++Fe=2Ag+Fe2+
练:
3、向FeBr2 或FeI2中通Cl2
3、向含等物质的量的Na2SO4和NaI的混合液中滴入少量AgNO3溶液,哪种离子先被沉淀?
4、向CH3COONa和NaHCO3的混合液中逐滴加入盐酸至过量,哪种离子先反应?
5、向含有NH4Cl和HCl的混合溶液逐滴加入NaOH溶液,哪种离子先反应?
AgI更难溶,I-先被沉淀
H2CO3酸性更弱,HCO3-先反应
H+与OH-反应快,H+先反应。
(1)定义:用实际参加反应的离子的符号来表示离子反应的式子。
(2)意义:可表示一个反应,还可表示同一类型的反应。
1.离子方程式
(3)离子方程式的书写方法:
写 拆 删 查
四、离子反应方程式的书写与判断
氨水写法:氨水作为反应物时写NH3·H2O;作为生成物时,若加热条件或浓度大时写成NH3↑+H2O;若无加热条件且浓度稀,写成NH3·H2O。
2.书写离子方程式注意问题
①单质、氧化物、难溶物、弱电解质不拆
做反应物:浊液不拆,澄清液拆
微溶物
做生成物:不拆,用“↓”
②遵循三个守恒(质量、元素、电荷)
③反应物用量的多少
酸式盐的写法:多元弱酸根离子不能拆开写;强酸酸式根离子拆开写。
练习拓展:写出下列反应的离子方程式:
练习①.过氧化钠与水反应
练习②. Ba(OH)2溶液与CuSO4溶液
练习③.向NaHSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液至恰好呈中性
练习④.向NaHSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液至恰好沉淀完全
2Na2O2+2H2O = 4Na++4OH-+O2↑
Cu2++SO42-+Ba2++2OH- =BaSO4↓+Cu(OH)2↓
溶液中SO42-剩余
溶液中OH-剩余
2H++SO42-+Ba2++2OH- =BaSO4↓+2H2O
H++SO42-+Ba2++OH- =BaSO4↓+H2O
3.“限定条件型”离子方程式的书写方法
练习⑤.向NH4HCO3溶液中加入少量NaOH溶液
练习⑥.向NH4HCO3溶液中加入足量NaOH溶液
练习⑦.NaHCO3溶液与Ca(OH)2溶液混合?
⑴NaHCO3少量时
⑵NaHCO3过量时
OH-+HCO3- = H2O + CO32-
NH4++HCO3- +2OH- =H2O+CO32-+NH3·H2O
HCO3-+Ca+ + OH- = CaCO3↓+H2O
Ca++2OH- +2HCO3- =CaCO3↓+H2O+CO32-
4.“过量型”:少量设1法。设量少的物质的量为1mol,
6、是否符合用量关系。反应条件的影响。
试剂的滴加顺序、浓度条件
1.是否符合反应事实。
4.是否符合电荷守恒和原子守恒。
2.拆分是否正确
5.是否漏写离子反应以及配比是否正确。
7.注意一些常见的氧化还原反应
3、 符号使用是否正确,要注意“==”、“ ”、
“↑”、“↓”等符号的正确使用。
5.离子方程式的正误判断
1、下列离子方程式中错误的是( )
A.铁跟稀硫酸反应: 2Fe+6H+==2Fe3++3H2↑
B.碳酸氢钙溶液跟盐酸反应: Ca(HCO3)2+2H+=Ca2++2H2O+2CO2↑
C.醋酸跟氢氧化钾溶液反应:
CH3COOH+OH- = CH3COO-+H2O
D.碳酸镁跟强酸应: MgCO3+2H+ =Mg2++H2O+CO2↑
AB
练:
2、下列反应的离子方程式正确的是( )
A.碳酸氢钙溶液跟稀硝酸反应:
HCO3-+H+=H2O+CO2↑
B.饱和石灰水跟稀硝酸反应:
Ca(OH)2+2H+=Ca2++2H2O
C.向稀氨水中加入稀盐酸:
NH3·H2O + H+ = NH4+ + H2O
D.碳酸钙溶于醋酸中:
CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + H2O + CO2↑
AC
3、下列离子方程式不正确的是( )
A.氨气通入稀硫酸溶液中
NH3 + H+ = NH4+
B.二氧化碳通入碳酸钠溶液中
CO2 + CO32- + H2O = 2HCO3-
C.硫酸铝溶液跟四羟基合铝酸钠溶液反应
Al3+ + 3 [Al(OH)4]- = 4Al(OH)3↓
D.氯气通入氢氧化钠溶液中
2Cl2 + 2OH- =3Cl- + ClO- + H2O
D
4、下列反应的离子方程式书写正确的( )
A.硫酸铝溶液中加入过量氨水
Al3++3OH-=Al(OH)3↓
B.电解饱和食盐水
2Cl-+2H2O = H2↑+C12↑+2OH-
C.碳酸钙与盐酸反应
CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑ +H2O
D.硫酸亚铁溶液中加入用硫酸酸化的过氧化氢溶液:Fe2++2H++H2O2=Fe3++2H2O
电解
BC
(3)下列操作(其他操作正确)会造成测定结果偏高的有________(填字母序号)。
A.滴定终点读数时俯视
B.酸式滴定管使用前,水洗后未用待测盐酸润洗
C.锥形瓶水洗后未干燥
D.称量NaOH固体中混有Na2CO3固体
E.碱式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失
中和滴定的拓展应用是近几年高考试题的创新题型,主要类型有沉淀滴定法和氧化还原滴定法。命题角度主要有:
①滴定管的使用问题 ②滴定所用的指示剂选择 ③滴定终点的现象判断④定量计算问题 ⑤滴定误差分析
1.沉淀滴定法
(1)概念:沉淀滴定法是利用沉淀反应进行滴定、测量分析的方法。实际上应用最多的是银量法,即利用Ag+与卤素离子的反应来测定Cl-、Br-、I-浓度。
(2)原理:沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂,滴定剂与被滴定物反应的生成物的溶解度要比滴定剂与指示剂反应的生成物的溶解度小,否则不能用这种指示剂。如用AgNO3溶液滴定溶液中的Cl-的含量时常以CrOeq \o\al(2-,4)为指示剂,这是因为AgCl比Ag2CrO4(砖红色)更难溶的缘故。
[例1] 莫尔法是一种沉淀滴定法,以K2CrO4为指示剂,用标准硝酸银溶液滴定待测液,进行测定溶液中Cl-的浓度。已知:
(1)滴定终点的现象是____________________________。
(2)若用AgNO3溶液滴定NaSCN溶液,可选为滴定指示剂的是___
A.NaCl
B.BaBr2 C.Na2CrO4
刚好达到滴定终点时,发生的离子反应方程式为______。
2.氧化还原滴定法
①酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液
原理:2MnOeq \o\al(-,4)+6H++5H2C2O4===10CO2↑+2Mn2++8H2O
指示剂:酸性KMnO4溶液本身呈紫色,不用另外选择指示剂,当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液,溶液由无色变浅红色,且半分钟内不变色,说明到达滴定终点。
②Na2S2O3溶液滴定碘液
原理:2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI
指示剂:用淀粉溶液作指示剂,当滴入最后一滴Na2S2O3溶液,溶液的蓝色褪去,且半分钟内不变色,说明到达滴定终点。
$$