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第2课时 离子反应及其应用
(建议用时:15分钟)
1.离子反应是在溶液中有________参加的化学反应;离子反应发生的条件是溶液中的某种(或某些)__________发生改变,可用________表示离子反应。
答案 离子 离子的浓度 离子方程式
2.离子方程式的书写方法:首先要明确溶液中反应物的____________及微粒间的数量关系;其次要确定发生反应的________、产物及其________;最后写出离子方程式并配平。
答案 主要存在形式 微粒 数量关系
3.利用某些离子反应产生的现象来____________;利用某些离子反应产生________或气体来提纯和________物质。
答案 检验离子的存在 沉淀 分离
1.下列有关离子反应的理解不正确的是( )
A.离子反应一定是离子与离子之间的反应
B.电解质溶液之间发生的反应均为离子反应
C.在溶液中有离子参加的化学反应是离子反应
D.离子反应均能用离子方程式表示
答案 A
解析 在溶液中有离子参加的化学反应称为离子反应,A错误。
2.下列离子反应不能发生的是( )
A.KHCO3+HCl===KCl+CO2↑+H2O
B.AgNO3+NaCl===AgCl↓+NaNO3
C.Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH
D.2HCl+Na2SO4===2NaCl+H2SO4
答案 D
解析 反应只要生成沉淀、气体、难电离的物质(如水)中的一种,复分解型离子反应就能发生;A项,生成了气体CO2和水,反应能发生,不符合题意;B、C均生成了沉淀,反应能发生,不符合题意;D项,不满足离子反应发生的条件,符合题意。
3.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,NH4Cl不是强酸而是盐,不能电离出H+;B项,Mg(OH)2是难溶于水的碱,不能写成离子形式;C项,H2CO3是弱酸,需写成分子形式。
4.下列反应的离子方程式正确的是( )
A.碳酸钙与盐酸的反应:CO+2H+===CO2↑+H2O
B.硫酸溶液与氢氧化钡溶液的反应:H++OH-===H2O
C.硝酸银溶液与氯化钠溶液的反应:AgNO3+Cl-===AgCl↓+NO
D.铝与硫酸铜溶液的反应:2Al+3Cu2+===2Al3++3Cu
答案 D
解析 碳酸钙是难溶性物质,应该用化学式表示,不能拆开,A错误;硫酸溶液与氢氧化钡溶液的反应中还有难溶性的硫酸钡产生,B错误;硝酸银易溶于水且在溶液中完全电离出银离子与硝酸根离子,不能用化学式表示,C错误。
5.下列各组离子一定能大量共存的是( )
A.Ba2+、Cl-、K+、SO、CO
B.H+、Mg2+、Na+、CO、SO
C.OH-、Cu2+、NO、SO、Na+
D.Na+、H+、K+、SO、NO
答案 D
解析 SO和CO均能与Ba2+反应产生沉淀,A不能大量共存;CO与H+、Mg2+均能反应,B不能大量共存;Cu2+会与OH-反应产生Cu(OH)2沉淀,C不能大量共存。
6.通过海水晾晒可得粗盐,粗盐中除含有NaCl外,还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质。制备精盐的各步操作流程如下:
(1)在第⑦步蒸发过程中要用玻璃棒搅拌,目的是________________________________。
(2)第②、④步操作的目的分别是除去粗盐中的Na2SO4和CaCl2,需要加入的试剂依次是________________________。
(3)第⑥步操作中发生反应的离子方程式为____________________________________。
(4)在第③步操作中,选择的除杂试剂不能是KOH溶液,理由是________________________________________________________________________。
答案 (1)防止液体局部受热温度过高,造成液滴飞溅
(2)BaCl2溶液、Na2CO3溶液
(3)H++OH-===H2O,CO+2H+===H2O+CO2↑
(4)会引入新杂质K+
解析 (2)第②步操作的目的是除去粗盐中的硫酸钠,则需要加入过量BaCl2溶液,第④步操作是为了除去CaCl2及过量的BaCl2,则需要加入过量Na2CO3溶液。
(3)第⑥步操作的目的是除去滤液中过量的碳酸钠和氢氧化钠,所以发生反应的化学方程式为NaOH+HCl===NaCl+H2O,Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑,其离子方程式依次为H++OH-===H2O,CO+2H+===H2O+CO2↑。
(4)不能用KOH溶液代替NaOH溶液,理由是氢氧化钾和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钾,会引入新杂质K+。
(建议用时:40分钟)
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1.对于离子反应,下列说法正确的是( )
A.参加离子反应的一定都是电解质
B.任何一种离子的浓度在离子反应中一定变小
C.自由离子之间的反应不能在固态物质中进行
D.没有沉淀、气体、水生成的反应就不是离子反应
答案 C
解析 参加离子反应的不一定都是电解质,如Zn+2H+===Zn2++H2↑的反应中,Zn不是电解质,A错误;离子反应中不一定每一种离子的浓度都减小,如Fe+Cu2+===Fe2++Cu的反应中,Fe2+的浓度是增大的,B错误;复分解型离子反应发生的条件是产生沉淀、气体、难电离的物质,而其他类型离子反应就不一定满足这些条件,如Fe+2Fe3+===3Fe2+,故D错误。
2.下列不属于离子反应的是( )
A.氢气在氧气中燃烧
B.盐酸和氢氧化钠溶液反应
C.铁和硫酸铜溶液反应
D.大理石和稀盐酸反应
答案 A
解析 在溶液中有离子参加的化学反应是离子反应。A项,氢气在氧气中燃烧生成水,不属于离子反应;B项,盐酸和氢氧化钠溶液发生中和反应,属于离子反应;C项,铁和硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜,属于离子反应;D项,大理石和稀盐酸发生复分解反应,属于离子反应。
3.下列离子方程式书写错误的是( )
A.氢氧化钠溶液与盐酸反应:OH-+H+===H2O
B.金属铁与稀硫酸反应:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑
C.碳酸钡与盐酸反应:BaCO3+2H+===Ba2++CO2↑+H2O
D.向氯化钠溶液中滴加硝酸银溶液:Cl-+Ag+===AgCl↓
答案 B
解析 金属铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气:Fe+2H+===Fe2++H2↑,B错误。
[名师答疑] 离子方程式的正误判断(“六看”)
一看反应是否符合客观事实。
如Fe与稀硫酸的反应:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑(×),Fe+2H+===Fe2++H2↑(√)。
二看质量是否守恒、电荷是否守恒。
三看拆分是否正确。
四看是否忽略了隐藏的离子反应。
如CuSO4溶液和Ba(OH)2溶液反应:Ba2++SO===BaSO4↓(×),Cu2++SO+Ba2++2OH-===Cu(OH)2↓+BaSO4↓(√)。
五看阴、阳离子配比是否正确。
如稀H2SO4和Ba(OH)2溶液反应:H++SO+OH-+Ba2+===BaSO4↓+H2O(×),2H++SO+2OH-+Ba2+===BaSO4↓+2H2O(√)。
六看是否符合反应物的用量。
如少量二氧化碳通入澄清石灰水中,应写为Ca2++2OH-+CO2===CaCO3↓+H2O;过量二氧化碳通入澄清石灰水中,应写为CO2+OH-===HCO。
4.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。
5.在强酸性溶液中能大量共存的一组离子是( )
A.Na+、K+、SO、Cl-
B.Al3+、SO、Na+、Cl-
C.Na+、Ag+、Cl-、SO
D.Na+、Ca2+、HCO、Cl-
答案 B
解析 强酸性溶液中存在大量H+。A项,SO与H+不能大量共存;C项,Ag+与Cl-不能大量共存;D项,HCO与H+不能大量共存。
6.下列说法中不正确的是 ( )
A.Ba2++SO===BaSO4↓可表示氯化钡溶液与硫酸钠溶液的反应
B.H++OH-===H2O可表示强碱氢氧化钠、氢氧化钾分别与盐酸、硫酸间的反应
C.CO+2H+===CO2↑+H2O表示可溶性碳酸盐与强酸之间的复分解反应
D.BaCO3+2H+===Ba2++CO2↑+H2O表示碳酸钡与强酸之间的复分解反应
答案 D
解析 BaCO3+2H+===Ba2++CO2↑+H2O表示碳酸钡与强酸(但不能为硫酸)之间的复分解反应,D错误。
7.下表是某矿物质饮用水的部分标签,则该饮用水中还可能大量存在的是( )
主要成分
钾离子(K+):20~27.3 mg·L-1
氯离子(Cl-):30~34.2 mg·L-1
镁离子(Mg2+):20.2~24.9 mg·L-1
硫酸根离子(SO):24~27.5 mg·L-1
A.OH- B.Ag+
C.Na+ D.Ca2+
答案 C
解析 OH-与Mg+不能大量共存;Ag+与SO、Cl-不能大量共存;Ca2+与SO不能大量共存;C正确。
8.某混合溶液中所含离子的浓度如表所示,则M可能为( )
离子
NO
SO
H+
M
浓度/(mol·L-1)
2
1
2
1
A.Cl- B.Ba2+
C.Na+ D.Mg2+
答案 D
解析 设M所带电荷数为x,根据溶液呈电中性可得2×1+1×2=2×1+x×1,得x=2,因此M应该带2个单位的正电荷。由于SO与Ba2+能够反应生成沉淀,即不能大量共存,所以M可能为Mg2+。
9.下列选项中各组微粒能大量共存,当加入相应试剂后会发生化学反应,且发生反应的离子方程式书写正确的是( )
选项
微粒组(水溶液)
所加药品
离子方程式
A
H+、Na+、SO
Fe粉
Fe+H+===Fe3++H2↑
B
Na+、Cl-、NO
金属钠
2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
C
NH、H+、CH3COO-
氧化铁
6H++Fe2O3===2Fe3++3H2O
D
Ca2+、SO、Cl-
AgNO3
Cl-+Ag+===AgCl↓
答案 B
解析 Fe与H+反应生成的是Fe2+,所以离子方程式应为Fe+2H+===Fe2++H2↑,A错误;金属钠与Na+、Cl-、NO均不反应,只与溶液中的水反应,B正确;H+和CH3COO-反应生成醋酸,属于弱电解质,所以二者不能大量共存,C错误;Ca2+和SO反应生成微溶的硫酸钙,所以二者不能大量共存,D错误。
[名师答疑] 熟记强酸、强碱和可溶性盐是解决“书写离子方程”和“离子共存”问题的关键
(1)强酸:硫酸、盐酸、硝酸及高氯酸(HClO4)、氢溴酸(HBr)、氢碘酸(HI),这些在溶液中可拆,故H+与SO、Cl-、NO、ClO、Br-、I-共存。
(2)强碱:NaOH、KOH、Ba(OH)2这些碱在溶液中可拆,故OH-与Na+、K+、Ba2+共存。
(3)可溶性盐如钾盐、钠盐、铵盐、硝酸盐,及除AgCl外的盐酸盐……在水溶液中可拆,组成可溶性盐的阴、阳离子共存,如Cu2+与SO共存,组成不溶盐的离子不共存,如:Ba2+与SO不共存。
(4)HCO、HSO等既不与H+共存也不与OH-共存。
10.在溶液中能大量共存,加入OH-后有沉淀析出的一组离子是( )
A.Ca2+、HCO、NO、Cl-
B.K+、H+、Cl-、SO
C.Na+、NO、SO、Cl-
D.Ca2+、NH、CO、Cl-
答案 A
解析 A项,四种离子可以共存,加入OH-后发生反应:HCO+OH-===H2O+CO,CO+Ca2+===CaCO3↓,符合题意;B项,四种离子可以共存,加入OH-不会产生沉淀;C项,四种离子可以共存,加入OH-不产生沉淀;D项,Ca2+与CO不能大量共存。
11.下列离子方程式书写正确的是( )
A.氯气跟水反应:Cl2+H2O===2H++Cl-+ClO-
B.硫酸铜溶液跟氢氧化钡溶液反应:Ba2++SO===BaSO4↓
C.氯气与澄清石灰水反应:Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
D.小块钠投入到CuSO4溶液中:2Na+Cu2+===Cu+2Na+
答案 C
解析 A项,次氯酸为弱电解质,应写成化学式,正确的离子方程式为Cl2+H2O===H++Cl-+HClO,错误;B项,漏掉了铜离子与氢氧根离子的反应,正确的离子方程式为Ba2++2OH-+Cu2++SO===BaSO4↓+Cu(OH)2↓,错误;D项,钠先与H2O反应:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑,生成的NaOH与CuSO4反应:Cu2++2OH-===Cu(OH)2↓,合起来的离子方程式为:2Na+2H2O+Cu2+===Cu(OH)2↓+H2↑+2Na+,错误。
12.下列选项中一定能大量共存的离子组是( )
A.无色透明的水溶液中:K+、Mg2+、SO、MnO
B.滴入酚酞显红色的水溶液中:NH、Fe2+、SO、Cl-
C.c(HCO)=0.1 mol/L的溶液中:Na+、K+、CO、Br-
D.能使红色石蕊试纸变蓝的溶液中:H+、Mg2+、Cl-、NO
答案 C
解析 MnO有颜色,不符合题目中无色的要求;滴入酚酞显红色的水溶液显碱性,Fe2+与OH-反应生成沉淀,NH与OH-反应生成弱电解质一水合氨,均不能大量共存;c(HCO)=0.1 mol/L的溶液中,题述离子之间不发生任何反应,能大量共存;能使红色石蕊试纸变蓝的溶液呈碱性,H+与OH-反应生成水,Mg2+与OH-反应生成氢氧化镁沉淀,均不能大量存在。
二、非选择题
13.(1)实验室用碳酸钙与盐酸反应制取CO2气体,反应的离子方程式是__________________________________ ___________________________________
________________________________________________________________________;
常用澄清石灰水检验CO2气体的离子方程式是________________________________________________________________________。
(2)将表面附有铁锈(主要成分是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________________________________。
(3)人体胃液中有胃酸(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,医生通常用“小苏打片”或“胃舒平”给病人治疗。
①用小苏打片(NaHCO3)治疗胃酸过多的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________。
②如果病人同时患有胃溃疡,此时最好服用胃舒平[主要成分是Al(OH)3],反应的离子方程式为__________________________________。
答案 (1)CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O
Ca2++2OH-+CO2===CaCO3↓+H2O
(2)Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O Fe+2H+===Fe2++H2↑
(3)①HCO+H+===CO2↑+H2O
②Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
解析 在书写离子方程式时,碳酸钙、Fe2O3、单质铁、CO2、H2、H2O等用化学式表示。Ca(OH)2微溶于水,溶液(澄清石灰水)状态用离子符号表示,浊液(石灰乳)状态用化学式表示。
14.用一种试剂除去下列物质中的杂质(括号内物质为杂质,所用试剂均足量),写出所加的试剂及有关反应的离子方程式。
(1)FeSO4溶液(CuSO4):试剂为________,离子方程式为_____________________________________。
(2)Cu(Mg):试剂为________,离子方程式为____________________________________。
(3)CO(CO2):试剂为________,离子方程式为____________________________________。
答案 (1)铁粉 Fe+Cu2+===Cu+Fe2+ (2)稀盐酸 Mg+2H+===Mg2++H2↑
(3)氢氧化钠溶液 CO2+2OH-===CO+H2O
15.某河道两旁有甲、乙两厂,它们排放的工业废水中含有K+、Ag+、Fe3+、Cl-、OH-、NO六种离子。
(1)甲厂的废水明显呈碱性,故甲厂废水中所含的三种离子是________、________、________。
(2)乙厂的废水中含有另外三种离子,如果向其中加入一定量的________(填“活性炭”“硫酸亚铁”或“铁粉”),可以回收其中的金属________(填元素符号)。
(3)若将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合,可以使废水中的__________________转为沉淀,过滤后的废水主要含有________(填化学式),可用来浇灌农田。
答案 (1)OH- Cl- K+ (2)铁粉 Ag (3)Ag+、Fe3+、Cl-、OH- KNO3
解析 甲厂的废水呈碱性,一定含有大量OH-,与OH-可以共存的离子有K+、Cl-、NO,由于Ag+与Cl-不能大量共存,所以甲厂废水中含有OH-、K+和Cl-,则乙厂废水中含有Ag+、Fe3+、NO,在乙厂的废水中加入一定量的铁粉可得到Ag。
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