内容正文:
高考总复习 化学
大单元一 化学语言与
概念
第2讲 离子反应及其应用
第一章 物质及其变化
课标引领
熔融
酸
碱
盐
不导电
氧化物
氢
化物
考点一 电解质 离子反应及离子方程式
全部
强酸
强碱
部分
弱酸
弱碱
考点一 电解质 离子反应及离子方程式
自由移动的离子
溶于水
受热熔化
溶于水
自由移动
考点一 电解质 离子反应及离子方程式
考点一 电解质 离子反应及离子方程式
考点一 电解质 离子反应及离子方程式
离子
减小
考点一 电解质 离子反应及离子方程式
沉淀
难电离
易挥发
氧化性
还原性
考点一 电解质 离子反应及离子方程式
离子符号
化学反应
同一类型
考点一 电解质 离子反应及离子方程式
考点一 电解质 离子反应及离子方程式
考点一 电解质 离子反应及离子方程式
A
考点一 电解质 离子反应及离子方程式
考点一 电解质 离子反应及离子方程式
C
考点一 电解质 离子反应及离子方程式
考点一 电解质 离子反应及离子方程式
×
√
√
×
考点一 电解质 离子反应及离子方程式
考点一 电解质 离子反应及离子方程式
考点一 电解质 离子反应及离子方程式
考点一 电解质 离子反应及离子方程式
考点一 电解质 离子反应及离子方程式
考点一 电解质 离子反应及离子方程式
D
考点一 电解质 离子反应及离子方程式
考点一 电解质 离子反应及离子方程式
考点一 电解质 离子反应及离子方程式
D
考点一 电解质 离子反应及离子方程式
考点一 电解质 离子反应及离子方程式
考点一 电解质 离子反应及离子方程式
考点一 电解质 离子反应及离子方程式
D
考点一 电解质 离子反应及离子方程式
考点一 电解质 离子反应及离子方程式
C
考点一 电解质 离子反应及离子方程式
考点一 电解质 离子反应及离子方程式
考点一 电解质 离子反应及离子方程式
考点一 电解质 离子反应及离子方程式
考点一 电解质 离子反应及离子方程式
考点一 电解质 离子反应及离子方程式
考点一 电解质 离子反应及离子方程式
考点一 电解质 离子反应及离子方程式
棕黄色
紫红色
考点二 离子反应的应用
考点二 离子反应的应用
弱酸根离子
酸式酸根离子
弱碱阳离子
酸式酸根离子
还原
氧化
考点二 离子反应的应用
氧化性
氧化性
还原性
碱
考点二 离子反应的应用
考点二 离子反应的应用
考点二 离子反应的应用
考点二 离子反应的应用
D
考点二 离子反应的应用
考点二 离子反应的应用
B
考点二 离子反应的应用
考点二 离子反应的应用
考点二 离子反应的应用
×
×
×
考点二 离子反应的应用
考点二 离子反应的应用
考点二 离子反应的应用
C
考点二 离子反应的应用
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D
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考点二 离子反应的应用
考点二 离子反应的应用
考点二 离子反应的应用
A
考点二 离子反应的应用
考点二 离子反应的应用
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1.认识酸、碱、盐等电解质在水溶液里或熔融状态下能发生电离;能用电离方程式表示某些酸、碱、盐的电离。
2.通过实验事实认识离子反应及其发生的条件,能认识离子反应的本质,能结合实例书写离子方程式。
3.通过实验事实认识离子反应及其发生的条件,了解常见离子的检验方法。
4.能利用典型代表物的性质和反应,进行离子的推断和设计常见物质检验的方案。
1.电解质及其分类
(1)电解质和非电解质
(2)强电解质和弱电解质
2.电解质的电离及符号表征
(1)电离的条件及结果
(2)电离方程式的书写
强电解质
在水中完全电离,用“===”连接。例如,H2SO4:
___________________________
弱电解质
多元弱酸分步电离,分步书写,以第一步电离为主。例如,H2SO3的电离:H2SO3___________、HSOH++SO
多元弱碱分步电离,但一步书写。例如,Fe(OH)3的电离:Fe(OH)3__________
H2SO4===2H++SO
H++HSO
Fe3++3OH-
HCOH++CO
弱电解质
两性氢氧化物的电离,例如,Al(OH)3的电离:______________ (酸式电离)Al(OH)3_____________(碱式电离)
酸式盐
强酸的酸式盐,在水中完全电离,例如,NaHSO4:NaHSO4=== _________________
多元弱酸的酸式盐,第一步完全电离,其余部分电离。例如,NaHCO3:NaHCO3===Na++HCO、_____________________
H++[Al(OH)4]-
Al3++3OH-
Na++H++SO
3.离子反应及发生条件
(1)概念及本质
(2)发生条件
4.离子方程式
(1)概念:用实际参加反应的____________来表示反应的式子叫做离子方程式。
(2)意义:离子方程式不仅可以表示某一个具体的____________,还可以表示____________的离子反应。
(3)书写方法——“改写法”(以BaCl2溶液和Na2SO4溶液的反应为例)
1.电解质和非电解质
[精读教材] (必修第一册·P15)
在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物叫做电解质。HCl、H2SO4、NaOH、Ca(OH)2、NaCl、KNO3等都是电解质。
[考题对接1] (2024·浙江1月选考卷)下列物质不属于电解质的是( )
A.CO2 B.HCl
C.NaOH D.BaSO4
解析:CO2是非电解质;HCl是酸,NaOH是碱,BaSO4是盐,都属于电解质。
2.强电解质和弱电解质
[精读教材] (选择性必修1·P59)
能够全部电离的电解质称为强电解质,反之称为弱电解质。强酸、强碱和大部分盐,如H2SO4、NaOH和NaCl等属于强电解质;弱酸和弱碱,如CH3COOH和NH3·H2O等属于弱电解质。
[考题对接2] (2022·浙江6月选考卷)下列物质属于强电解质的是( )
A.HCOOH B.Fe
C.Na2CO3 D.C2H2
解析:HCOOH是弱酸,属于弱电解质;Fe是金属单质,不是电解质;C2H2是烃,属于非电解质。
[模型认知] 书写电离方程式的思维模型
1.电解质及其分类
[辨析明理] 结合“电解质及其分类”判断,对的打“√”,错的打“×”。
(1)(2023·浙江6月选考卷)氯化铁属于弱电解质( )
(2)(2023·浙江1月选考卷)硫酸铜属于强电解质( )
(3)(2022·北京卷)醋酸钠是强电解质( )
(4)(2022·辽宁卷)H2S电离:H2S2H++S2-( )
解析:(1)氯化铁是活泼金属铁形成的盐,属于强电解质。(4)H2S是二元弱酸,分步电离,以第一步电离为主:H2SH++HS-。
2.离子方程式的书写
[考题对接3] (1)(2023·广东卷,节选)向少量Fe(SO4)3溶液中加入Fe粉,溶液颜色变浅的同时有气泡冒出,说明存在反应A[Fe+Fe2(SO4)3 === 3FeSO4]和______________________(用离子方程式表示)。
(2)(2023·湖南卷,节选)操作(a)()中,反应的离子方程式是________________________。
(3)(2024·上海卷,节选)粗盐中含有SO、K+、Ca2+、Mg2+等杂质离子,实验室按下面的流程进行精制:
ⅰ.步骤④中用盐酸调节pH至3~4,除去的离子有__________。
ⅱ.请用离子方程式表示加入盐酸后发生的反应:________________
__________________________________________________________。
答案:(1)Fe+2H+===Fe2++H2↑
(2)2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑
(3)ⅰ.OH-、CO ⅱ.OH-+H+===H2O、CO+2H+===CO2↑+H2O
(1)易溶于水的强电解质(强酸、强碱、大多数可溶性盐)拆成离子形式。
(2)单质、氧化物、过氧化物、弱电解质、多元弱酸的酸式根离子、沉淀、气体、非电解质等用化学式表示。
考向1 电解质的电离及溶液的导电性
[例1] (经典高考题)使用如图装置(搅拌装置略)探究溶液离子浓度变化,灯光变化不可能出现“亮→暗(或灭)→亮”现象的是( )
A
B
C
D
试剂a
CuSO4
NH4HCO3
H2SO4
CH3COOH
试剂b
Ba(OH)2
Ca(OH)2
Ba(OH)2
NH3·H2O
解析:向Ba(OH)2溶液中加入CuSO4溶液,发生反应:Ba(OH)2+CuSO4===BaSO4↓+Cu(OH)2↓,离子浓度变化:减小→接近于0→增大,灯泡亮度:变暗→熄灭→变亮,A正确;向Ca(OH)2溶液中加入NH4HCO3溶液,发生反应:Ca(OH)2+NH4HCO3===CaCO3↓+NH3·H2O+H2O,离子浓度变化:减小→接近于0→增大,灯泡亮度:变暗→熄灭→变亮,B正确;向Ba(OH)2溶液中加入H2SO4溶液,发生反应:Ba(OH)2+H2SO4===BaSO4↓+2H2O,离子浓度变化:减小→接近于0→增大,灯
泡亮度:变暗→熄灭→变亮,C正确;向氨水中滴加CH3COOH溶液,发生离子反应:CH3COOH+NH3·H2O===CH3COO-+NH+H2O,溶液中离子浓度增大,溶液导电能力增强,灯泡变亮,不会出现亮→灭(或暗)→亮的变化,D错误。
[对点训练1] (2024·辽宁省名校联盟联考)某兴趣小组测定混合溶液导电性实验,下列说法错误的是( )
A.图①可以是向H2SO4溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的Ba(OH)2溶液
B.图②可以是将饱和氯水进行光照
C.图③可以是向NaOH溶液中通入少量Cl2
D.图④可以是向饱和石灰水中不断通入CO2
解析:向H2SO4溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的Ba(OH)2溶液,发生反应:H2SO4+Ba(OH)2===BaSO4↓+2H2O,二者完全反应生成沉淀和弱电解质水,导致溶液导电性几乎为0,再继续滴加硫酸溶液,溶液中离子浓度增大,导电性又逐渐增强,A正确;将饱和氯水进行光照,次氯酸分解得到盐酸和氧气:2HClO2HCl+O2↑,盐酸是强酸,HClO是弱酸,光照后电解质导电性增强,B正确;向NaOH溶液中通入少量Cl2会发生反应:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,自由移
动离子浓度几乎不变,导电性也基本不变,C正确;向石灰水中通入二氧化碳,得到难溶的碳酸钙沉淀和水,导电能力会明显降低,继续通二氧化碳,在溶液中和碳酸钙反应得到易电离的碳酸氢钙,导电性又会逐渐变强,D错误。
考向2 判断离子方程式的正误
判断离子方程式正误的“五看”:一看是否符合反应事实;二看化学式是否拆分合理;三看是否符合守恒规律;四看是否符合反应物用量关系;五看是否符合物质电离产生的离子配比关系。
[例2] (2024·全国甲卷)下列过程对应的离子方程式正确的是( )
A.用氢氟酸刻蚀玻璃:SiO+4F-+6H+===SiF4↑+3H2O
B.用氯化铁溶液刻制覆铜电路板:2Fe3++3Cu===3Cu2++2Fe
C.用硫代硫酸钠溶液脱氯:S2O+2Cl2+3H2O===2SO+4Cl-+6H+
D.用碳酸钠溶液浸泡锅炉水垢中的硫酸钙:CaSO4+CO===CaCO3+SO
解析:氢氟酸刻蚀玻璃,玻璃中含SiO2,应为SiO2+4HF===SiF4↑+H2O,A错误;Fe比Cu更活泼,Cu不能置换Fe,应为2Fe3++Cu=== Cu2+ +2Fe2+,B错误;Cl2具有较强氧化性,S2O被氧化为SO,C错误。
[对点训练2] (2024·全国新课标卷)对于下列过程中发生的化学反应,相应离子方程式正确的是( )
A.试管壁上的银镜用稀硝酸清洗:Ag+2H++NO===Ag++NO2↑+H2O
B.工业废水中的Pb2+用FeS去除:Pb2++S2-===PbS↓
C.海水提溴过程中将溴吹入SO2吸收塔:Br2+SO2+2H2O===2Br-+SO+4H+
D.用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度:2MnO+5C2O+16H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O
解析:试管壁上的银镜用稀硝酸清洗,银溶于稀硝酸生成硝酸银和一氧化氮:3Ag+4H++NO===3Ag++NO↑+2H2O,A错误;由于PbS的溶解度远远小于FeS,因此,工业废水中的Pb2+用FeS去除:Pb2++FeS===PbS+Fe2+,B错误;用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度,H2C2O4被氧化为CO2,H2C2O4属于弱酸,该反应的离子方程式为2MnO+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O,D错误。
考向3 信息型离子方程式的书写
[例3] (2023·北京卷,节选)以银锰精矿(主要含Ag2S、MnS、FeS2)和氧化锰矿(主要含MnO2)为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如下。
(1)“浸银”时,使用过量FeCl3、HCl和CaCl2的混合液作为浸出剂,将Ag2S中的银以[AgCl2]-形式浸出。将“浸银”反应的离子方程式补充完整:□Fe3++Ag2S+□________□________+2[AgCl2]-+S。
(2)“沉银”过程中需要过量的铁粉作为还原剂。该步反应的离子方程式有______________________________________________________。
结合银锰精矿和氧化锰矿的成分,本题中物质转化分析如下:
答案:(1)2 4 Cl- 2 Fe2+
(2)2[AgCl2]-+Fe===Fe2++2Ag+4Cl-、2Fe3++Fe===3Fe2+
[对点训练3] (1)(2023·辽宁卷,节选)“氧化”中,用石灰乳调节pH=4,Mn2+被H2SO5氧化为MnO2,该反应的离子方程式为_____________ _____________________(H2SO5的电离第一步完全,第二步微弱)。
(2)(2023·湖北卷,节选)铜与过量H2O2反应的探究如下:
实验中Cu溶解的离子方程式为_______________________________。
答案:(1)Mn2++HSO+H2O===MnO2↓+SO+3H+
(2)Cu+H2O2+2H+===Cu2++2H2O
1.判断溶液中离子能否大量共存的“四个角度”
(1)溶液的颜色
离子
Cu2+
Fe3+
Fe2+
MnO
颜色
蓝色
_________
浅绿色
_________
(2)溶液的性质
判断溶液中离子能否大量共存,要考虑溶液的性质,如酸性和碱性、氧化性和还原性等。
溶液的性质
不能大量存在的离子
强酸性
OH-、______________(如CO、SO、S2-、CH3COO-等)、弱酸的______________(如HS-、HCO、HSO等)
强碱性
H+、____________(如NH、Al3+、Fe3+等)、弱酸的_______________(如HS-、HCO、HSO等)
氧化性
S2-(HS-)、SO(HSO)、I-、Fe2+等______性离子
还原性
ClO-、MnO、NO(H+)、Fe3+、Cr2O等______性离子
(3)隐含信息
判断溶液中离子能否大量共存时,要充分挖掘溶液中隐含的信息,考虑指定粒子(或物质)受溶液的酸碱性、氧化性、还原性等因素的影响。例如:
①含有大量Fe3+的溶液,隐含溶液呈酸性,并具有较强_________。
②含有大量ClO-或NO的酸性溶液,隐含溶液具有强_________。
③含有大量Fe2+的溶液,隐含溶液具有强_________。
④含有大量S2-、SO、[Al(OH)4]-的溶液,隐含溶液呈___性。
(4)特殊情况
①[Al(OH)4]-和HCO不能大量共存,离子方程式为
_________________________________________________________。
②“NO+H+”组合具有强氧化性,可将Fe2+、S2-、I-、SO等还原性离子氧化,不能大量共存。
③NH和CH3COO-、CO,Mg2+和HCO等组合中,虽两种离子都能水解且相互促进,但水解程度仍很小,在溶液中可以大量共存。
[Al(OH)4]-+HCO===Al(OH)3↓+CO+H2O
2.离子的检验及鉴别
(1)五种常见阳离子的检验
(2)四种常见阴离子的检验
1.离子共存的判断
[考题对接1] (2024·浙江1月选考卷)在溶液中能大量共存的离子组是( )
A.H+、I-、Ba2+、NO B.Fe3+、K+、CN-、Cl-
C.Na+、SiO、Br-、Ca2+ D.NH、SO、CH3COO-、HCO
解析:H+、I-、NO发生氧化还原反应,不能大量共存,A错误;Fe3+、CN-生成配离子[Fe(CN)6]3-,不能大量共存,B错误;SiO、Ca2+生成CaSiO3沉淀,不能大量共存,C错误。
2.限制条件的离子共存判断
[考题对接2] (经典高考题)25 ℃时,下列各组溶液在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A.1.0 mol/L氯化钡溶液中:Mg2+、K+、Br-、SO
B.1.0 mol/L硫酸中:Al3+、Na+、Cl-、NO
C.pH=11的氨水中:Fe2+、Na+、NO、ClO-
D.pH=1的硝酸中:Fe3+、K+、I-、SO
解析:氯化钡溶液中含大量Ba2+,Ba2+与SO生成BaSO4沉淀,不能大量共存,A错误;1.0 mol/L硫酸中含大量H+、SO,二者与Al3+、Na+、Cl-、NO不反应,能大量共存,B正确;pH=11的氨水呈较强碱性,Fe2+与氨水反应生成Fe(OH)2沉淀,不能大量共存,C错误;Fe3+与I-发生氧化还原反应,不能大量共存,D错误。
[思维建模] “四步法”突破溶液中离子能否大量共存的判断题
3.离子的检验与鉴别
[辨析明理] 结合左栏中“离子的检验及鉴别”判断,对的打“√”,错的打“×”。
(1)(2024·河北卷)待测液中滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀,则待测液中含有SO( )
(2)(2023·全国新课标卷)取一定量Na2SO3样品,溶解后加入BaCl2溶液,产生白色沉淀;加入浓硝酸,仍有沉淀,此样品中含有SO( )
(3)(2022·全国甲卷)检验铁锈中是否含有二价铁:将铁锈溶于浓盐酸,滴入KMnO4溶液,紫红色褪去,则铁锈中含有二价铁( )
解析:(1)待测液中滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀,该沉淀可能是BaSO4、BaSO3或AgCl,故不能确定待测液中是否含有SO。(2)Na2SO3样品,溶解后加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,加入浓硝酸,仍有沉淀,该沉淀是BaSO4,由于浓硝酸具有强氧化性,可将BaSO3氧化为BaSO4,故不能判断样品中是否含有SO。(3)Fe2+、Cl-都具有还原性,都能将MnO还原为Mn2+,溶液紫红色褪去,故不能确定铁锈中是否含有二价铁。
考向1 判断溶液中离子能否大量共存
判断溶液中离子能否大量共存的“五看”:一看是否生成沉淀,如AgCl、BaSO4等;二看是否生成挥发性物质,如CO2、NH3等;三看是否生成难电离的物质,如H2O、CH3COOH等;四看是否发生氧化还原反应,如Fe3+与I-;五看是否生成配离子,如Fe3+与CN-、SCN-等。
[例1] (2022·湖北卷)下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是( )
A.在0.1 mol/L氨水中:Ag+、Cu2+、NO、SO
B.在0.1 mol/L氯化钠溶液中:Fe3+、I-、Ba2+、HCO
C.在0.1 mol/L醋酸溶液中:SO、NH、Br-、H+
D.在0.1 mol/L硝酸银溶液中:K+、Cl-、Na+、CO
解析:氨水显碱性,会与Ag+、Cu2+发生反应,不能大量共存,A错误;Fe3+与I-会发生氧化还原反应,Fe3+与HCO会发生相互促进的水解反应,不能大量共存,B错误;醋酸溶液显酸性,在醋酸溶液中SO、NH、Br-、H+均不会发生反应,能大量共存,C正确;硝酸银溶液中的Ag+会与CO、Cl-反应生成沉淀,不能大量共存,D错误。
[对点训练1] (2022·天津卷)25 ℃时,下列各组离子中可以在水溶液中大量共存的是( )
A.H+、NH、ClO-、Cl- B.H+、Mg2+、I-、NO
C.Na+、Al3+、HCO、SO D.K+、Na+、SO、OH-
解析:H+、ClO-、Cl-发生氧化还原反应生成Cl2,不能大量共存,A错误;H+、I-和NO发生氧化还原反应,不能大量共存,B错误;Al3+、HCO发生相互促进的水解反应,生成Al(OH)3沉淀和CO2,不能大量共存,C错误。
考向2 离子检验与综合推断
[例2] (2024·全国甲卷)四瓶无色溶液NH4NO3、Na2CO3、Ba(OH)2、AlCl3,它们之间的反应关系如图所示。其中a、b、c、d代表四种溶液,e和g为无色气体,f为白色沉淀。下列叙述正确的是( )
A.a呈弱碱性
B.f可溶于过量的b中
C.c中通入过量的e可得到无色溶液
D.b和d反应生成的沉淀不溶于稀硝酸
解析:由题意及关系图可知,a与b反应需要加热,且产生的e为无色气体,则a和b分别为NH4NO3和Ba(OH)2的一种,产生的气体e为NH3;又由于b和c反应生成白色沉淀f,NH4NO3不会与其他三种溶液产生沉淀,故b为Ba(OH)2,a为NH4NO3;又由于c既能与b产生沉淀f,又能与d反应产生沉淀f,故c为AlCl3,d为Na2CO3,生成的白色沉淀为Al(OH)3,无色气体g为CO2。综上所述,a为NH4NO3溶液,b为Ba(OH)2溶液,c为AlCl3溶液,d为Na2CO3溶液,e为NH3,f为Al(OH)3,
g为CO2。a为NH4NO3溶液,为强酸弱碱盐的溶液,NH水解显酸性,故a显弱酸性,A错误;f为Al(OH)3,b为Ba(OH)2溶液,Al(OH)3为两性氢氧化物,可溶于强碱,故f可溶于过量的b中,B正确;c为AlCl3溶液,e为NH3,AlCl3溶液通入NH3会生成Al(OH)3沉淀,Al(OH)3不溶于弱碱,继续通入NH3不能得到无色溶液,C错误;b为Ba(OH)2 ,d为Na2CO3,二者反应生成BaCO3沉淀,可溶于稀硝酸,D错误。
解答溶液中离子综合推断类题的“四原则”
[对点训练2] (2024·江西卷)白色固体样品X,可能含有AgNO3、NH4NO3、BaCl2、KCl、Na2SO3、Na2CO3、Al2O3之中的几种或全部。在三个烧杯中各加入适量X,分别加入足量以下三种试剂并微热使之充分反应,实验记录为:
编号
试剂
反应后的不溶物
生成的气体
Ⅰ
蒸馏水
白色
无色、有刺激性气味
Ⅱ
稀盐酸
白色
无色、无味
Ⅲ
NaOH溶液
无不溶物
无色、有刺激性气味
依据实验现象,下列说法正确的是( )
A.可能含Al2O3 B.含BaCl2
C.含Na2SO3 D.不含KCl
解析:由实验Ⅰ现象说明发生了相互促进的水解反应生成NH3,X中含有NH4NO3,反应生成白色沉淀,该沉淀可能是Al2O3,也可能是AgNO3与Na2SO3、Na2CO3反应生成Ag2SO3、Ag2CO3,或AgNO3与BaCl2、KCl反应生成的AgCl,或BaCl2与Na2SO3、Na2CO3反应生成BaSO3、BaCO3。由实验Ⅱ加入稀盐酸,白色沉淀不溶解,生成无色无味气体,该气体是CO2,则X中含有Na2CO3,不含Na2SO3。由实验Ⅲ加入NaOH溶液,无不溶物,说明X可能含有Al2O3,A正确;固体X可能含有BaCl2,不含Na2SO3,B、C错误;未检验K+,不能确定是否含有KCl,D错误。
$$