内容正文:
第4讲 离子反应
[课程标准] 1.了解电解质的概念,了解强弱电解质的概念。2.了解离子反应的概念,离子反应的发生条件。3.能正确书写离子方程式,并能进行相关计算。
考点一 电解质及其电离
1.电解质及其分类
依据元素周期表,突破强、弱电解质的记忆
ⅠA:除LiOH外其余都是强碱。
ⅡA:除Mg(OH)2、Be(OH)2外其余都是强碱。
ⅢA:Al(OH)3是两性氢氧化物。
ⅣA:H2CO3、H2SiO3均为弱酸。
ⅤA:强酸:HNO3;中强(或弱)酸:HNO2、H3PO4。
ⅥA:强酸:H2SO4;中强酸:H2SO3;弱酸:H2S。
ⅦA:强酸:HCl、HBr、HI、HClO4等;弱酸:HF、HClO等。
过渡元素中的常见弱碱:Fe(OH)3、Fe(OH)2、Cu(OH)2等。
2.电解质的电离
(1)电离
(2)电离方程式的书写
强电解质在水溶液中完全电离,用“===”连接。
弱电解质在水溶液中部分电离,用“”连接,多元弱酸分步电离,一般以第一步电离为主;多元弱碱,分步电离,一步完成。
按要求书写下列电解质的电离方程式:
①Ba(OH)2: Ba(OH)2===Ba2++2OH- 。
②HCOOH: HCOOHHCOO-+H+ 。
③H2SO3: H2SO3H++HSO、HSOH++SO 。
④Fe(OH)3: Fe(OH)3Fe3++3OH- 。
⑤NaHSO4溶于水: NaHSO4===Na++H++SO 。
⑥NaHSO4熔融: NaHSO4===Na++HSO 。
⑦KHCO3: KHCO3===K++HCO 。
规避判断电解质相关概念的误区
(1)单质和混合物既不是电解质也不是非电解质。
(2)电解质不一定能导电,如固态NaCl、液态HCl等;能导电的物质不一定是电解质,如铁、铝等金属单质。
(3)本身电离而导电的化合物才是电解质。如CO2、SO2、NH3的水溶液能导电,但均是非电解质。
(4)电解质的强弱与电解质溶液导电能力的强弱、溶解性的大小没有直接关系。如碳酸钙,其溶解性小,溶液导电性差,但其属于强电解质。
正确的打“√”,错误的打“×”。
1.Cl2的水溶液能导电,所以Cl2是电解质( )
2.NaCl溶液在电流的作用下电离成钠离子和氯离子( )
3.强电解质都是离子化合物,弱电解质都是共价化合物( )
4.强电解质溶液的导电性比弱电解质溶液的导电性强( )
5.BaSO4的水溶液不易导电,但BaSO4是强电解质( )
答案 1.× 2.× 3.× 4.× 5.√
电解质的类别
1.下列说法正确的是( )
A.NaHCO3是强电解质,故NaHCO3的电离方程式为NaHCO3===Na++H++CO
B.室温下,0.1 mol·L-1的BOH溶液的pH=11,则BOH的电离方程式为BOHB++OH-
C.25 ℃ NaA溶液的pH>7,则HA的电离方程式为HA===H++A-
D.CaCO3的饱和水溶液导电性很弱,故CaCO3的电离方程式为CaCO3Ca2++CO
解析 NaHCO3的电离方程式为:NaHCO3===Na++HCO,HCOH++CO,A错误;25 ℃ NaA溶液的pH>7,说明HA是弱酸,电离方程式为:HAH++A-,C错误;CaCO3难溶于水,是强电解质,D错误。
答案 B
2.现有12种物质:①Al ②稀硝酸 ③HNO3 ④NH3·H2O ⑤CO2 ⑥空气 ⑦NaCl
⑧CaCO3 ⑨NaHCO3 ⑩乙醇 ⑪Al2O3 ⑫Cu(OH)2
按照表中提示的信息,把符合左栏条件的物质的序号填入右栏相应的位置。
序号
符合的条件
物质的序号
(1)
电解质,熔融状态下能导电
(2)
非电解质
(3)
强电解质,但熔融状态下并不导电
(4)
强电解质,但难溶于水
(5)
弱电解质
(6)
既不是电解质,也不是非电解质,但本身能导电
答案 (1)⑦⑧⑨⑪⑫ (2)⑤⑩ (3)③ (4)⑧⑪ (5)④⑫ (6)①②
溶液导电性变化的判断
3.用下图所示的装置分别进行如下导电性实验,小灯泡的亮度比反应前明显减弱的是( )
A.向亚硫酸钠溶液中通入氯气
B.向硝酸银溶液中通入少量氯化氢
C.向氢碘酸饱和溶液中通入少量氧气
D.向氢氧化钠溶液中通入少量氯气
解析 首先依据信息书写化学方程式:Na2SO3+Cl2+H2O===Na2SO4+2HCl、AgNO3+HCl===AgCl↓+HNO3、4HI+O2===2H2O+2I2、2NaOH+Cl2===NaClO+NaCl+H2O,分析各反应发生后溶液中各离子浓度的变化情况,由此可知导电性分别增强、不变、减弱、不变。
答案 C
4.下列是几种导电性变化的图像,把符合要求的图像的字母填在相应的题目后面的括号中。
(1)向H2SO4溶液中加入等体积、等物质的量浓度的Ba(OH)2溶液( )
(2)向H2S溶液中通入Cl2直至过量( )
(3)向AgNO3溶液中通入少量HCl( )
(4)向氨水中通入HCl直至过量( )
(5)向饱和石灰水中不断通入CO2( )
解析 (1)H+与OH-中和生成极弱电解质水,Ba2+与SO结合成难溶的BaSO4,溶液中自由移动的离子浓度降低。(2)和(4)都是因发生离子反应,使弱电解质生成强电解质,自由移动的离子浓度增加。(3)虽然发生了离子反应,但自由移动的离子的物质的量浓度未发生改变。(5)开始阶段CO2与Ca(OH)2反应生成CaCO3沉淀,离子浓度降低,Ca(OH)2完全反应后,继续通入CO2,CO2和H2O与CaCO3反应生成可溶性的Ca(HCO3)2,自由移动的离子浓度又增加。
答案 (1)D (2)B (3)C (4)B (5)A
判断溶液导电能力变化的思维模型
(1)溶液的导电能力与溶液中离子浓度及所带电荷数目有关,相同温度时,自由移动离子的浓度越大,所带的电荷数越多,电解质溶液的导电能力越强。
(2)相同温度和浓度时,强电解质的导电能力比弱电解质强。
(3)两种溶液混合时,不仅要考虑反应过程中自由移动离子物质的量的变化,还要考虑溶液体积的变化。
考点二 离子反应 离子方程式
1.离子反应
(1)概念:有离子参加或生成的化学反应。
(2)反应类型
复分解反应
生成__沉淀__的物质,如Al(OH)3、BaSO4等
生成__难电离__的物质,如弱酸、弱碱、水等
生成__气态__的物质,如CO2、SO2、NH3等
氧化还原反应
溶液中进行的氧化还原反应,如FeCl3溶液与Cu反应的离子方程式:2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+
络合反应
如FeCl3溶液与KSCN溶液反应的离子方程式:Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3
水解反应
如硫酸铝溶液与碳酸氢钠溶液反应的离子方程式:Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
2.物质的“拆分”原则
(1)能拆分的物质:易电离的强电解质(强酸、强碱、大多数可溶性盐)拆成离子形式。例如:
强酸:HCl、H2SO4、HNO3、HBr、HI、HClO4。
强碱:NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2。
可溶性盐:钾盐、钠盐、铵盐、硝酸盐。
(2)不能拆分的物质:氧化物、过氧化物、弱电解质、多元弱酸的酸根离子、沉淀、气体、非电解质在离子方程式中均不能拆分。
(3)拆分的方法:可溶性酸式盐在书写离子方程式时,按照电离方程式进行拆分,如在水溶液中:
NaHSO4===Na++H++SO,NaHCO3===Na++HCO。
注意:氢氧化钙作澄清石灰水时完全电离,拆成Ca2+和OH-出现在方程式中,作石灰乳时不可拆,以Ca(OH)2的形式书写在离子方程式中。
书写离子方程式特殊情况的处理
(1)微溶物处理如下:
微溶物
处理方式
举例
为反应物呈澄清溶液
拆写成离子符号
澄清石灰水与盐酸反应:OH-+H+===H2O
为生成物或反应物呈悬浊液
写化学式
用石灰乳制取漂白粉:Ca(OH)2+Cl2===Ca2++Cl-+ClO-+H2O
(2)铵根离子与碱的反应
离子方程式的书写
1.(1)FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)已知在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2,该反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜,反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(4)KMnO4与浓盐酸反应生成MnCl2和Cl2,其离子方程式为________________________________________________________________________。
(5)Cl2通入NaOH溶液反应的离子方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)用CH3COOH溶解CaCO3的离子方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(7)MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
(2)4H++5ClO===Cl-+4ClO2↑+2H2O
(3)Al2O3+2OH-===2AlO+H2O
(4)2MnO+16H++10Cl-===2Mn2++5Cl2↑+8H2O
(5)Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
(6)2CH3COOH+CaCO3===Ca2++2CH3COO-+H2O+CO2↑
(7)MgCO3+2H+===Mg2++H2O+CO2↑
离子方程式的正误判断
2.(2021·广东卷)宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一。下列物质性质实验对应的反应方程式书写正确的是( )
A.Na2O2放入水中:Na2O2+H2O===2NaOH+O2↑
B.H2O(g)通过灼热铁粉:3H2O+2Fe===Fe2O3+3H2
C.铜丝插入热的浓硫酸中:Cu+H2SO4===CuSO4+H2↑
D.SO2通入酸性KMnO4溶液中:5SO2+2H2O+2MnO===5SO+4H++2Mn2+
解析 Na2O2放入水中化学方程式应该是:2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,A选项中氧元素不守恒,A错误;H2O(g)通过灼热铁粉在高温条件下生成四氧化三铁和氢气,B错误;铜丝插入热的浓硫酸中生成的气体不是氢气,应是二氧化硫,C错误;SO2通入酸性KMnO4溶液中,SO2被MnO氧化为SO,MnO被SO2还原为Mn2+,再根据电子守恒、电荷守恒和元素守恒可得离子方程式为5SO2+2H2O+2MnO===5SO+4H++2Mn2+,D正确。
答案 D
3.(2023·泰安模拟)下列反应的离子方程式书写正确的是( )
A.实验室配制的亚铁盐溶液在空气中被氧化:4Fe2++O2+2H2O===4Fe3++4OH-
B.用稀硫酸酸化的KMnO4溶液与少量H2O2反应:2MnO+6H++5H2O2===2Mn2++5O2↑+8H2O
C.向碳酸氢铵溶液中加入足量的澄清石灰水:Ca2++HCO+OH-===CaCO3↓+H2O
D.向Na2S2O3溶液中通入足量的氯气:S2O+2Cl2+H2O===2SO+4Cl-+2H+
解析 亚铁盐溶液显酸性,故离子方程式中不能出现OH-,A错误;NH4HCO3溶液中加入足量的澄清石灰水,NH、HCO都与OH-反应,C错误;Na2S2O3溶液与足量的Cl2反应,硫元素应该被氧化为+6价,产物为SO,D错误。
答案 B
离子方程式正误判断的审题要点
陌生离子方程式的书写
4.某工业污水中含有大量的Fe2+、Zn2+、Hg2+三种金属离子。除去污水中金属离子,并回收绿矾、皓矾(ZnSO4·7H2O)和汞的实验流程如图:
已知:①Zn(OH)2是两性氢氧化物,Zn(OH)2+2NaOH===Na2ZnO2+2H2O;
②可供选择的试剂为NaOH溶液、硫化钠溶液、硫化亚铁、稀硫酸、铁粉。
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ若为加入硫化钠溶液,写出生成FeS的离子方程式________________________________________________________________________。
(2)步骤Ⅱ中发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)步骤Ⅲ中生成Fe(OH)3的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)步骤Ⅵ中得到硫酸锌溶液的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)Fe2++S2-===FeS↓
(2)FeS+2H+===Fe2++H2S↑,
ZnS+2H+===Zn2++H2S↑
(3)4Fe2++O2+8OH-+2H2O===4Fe(OH)3↓
[分步书写也可:Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓,4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3]
(4)ZnO+4H+===Zn2++2H2O
[分步书写也可:ZnO+2H+===Zn(OH)2↓,Zn(OH)2+2H+===Zn2++2H2O]
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