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第2课时 离子反应
学业水平目标
学科核心素养
1.通过实验事实认识离子反应
2.通过实验事实认识离子反应发生的条件
1.通过BaCl2溶液与Na2SO4溶液的反应现象,认识离子反应的本质,培养“科学探究与创新意识”的能力
2.通过离子方程式的书写,培养用化学符号说明物质变化的能力
[知识梳理]
1.离子反应的含义
(1)探究电解质在水溶液中反应的实质
实验操作
实验现象
随着H2SO4溶液的滴入,
(1)电导率先由 大变小 后由 小变大
(2)溶液:出现 白色沉淀 ,溶液颜色 由红色变浅至无色
解释
稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应的实质是溶液中的 H+和OH- 结合生成难电离的水、 Ba2+和SOeq \o\al(2-,4) 结合生成硫酸钡沉淀,溶液中离子的浓度 降低
(2)离子反应
①概念:在溶液中有 离子 参加或生成的化学反应。
②实质:溶液中某种离子的浓度发生了变化。
③复分解型离子反应发生的条件:
2.离子方程式
(1)表示:离子反应可以用离子方程式表示。例如,NaOH溶液与盐酸反应的离子方程式为H++OH-===H2O。
(2)书写步骤(以氯化钡溶液和硫酸钠溶液反应为例)
(3)意义
①表示一个具体的化学反应。
②表示所有同一类型的化学反应。
如NaOH和HNO3、KOH和H2SO4的反应都可用离子方程式 H++OH-===H2O 表示。
[预习质检]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)只要生成气体的反应就是离子反应。( × )
(2)溶液中有离子参加或生成的化学反应都属于离子反应。( √ )
(3)发生离子反应时溶液中的离子浓度一定会减小。( × )
(4)某溶液中加入BaCl2溶液产生白色沉淀,说明该溶液中一定含有SOeq \o\al(2-,4)。( × )
(5)检验溶液中的Cl-时,可先加盐酸,再加AgNO3溶液。( × )
2.下列物质混合后,没有离子反应发生的是( )
A.Na2CO3溶液与稀盐酸
B.CuSO4溶液与BaCl2溶液
C.H2SO4溶液与NaCl溶液
D.稀硝酸与Ba(OH)2溶液
解析:C [A项中COeq \o\al(2-,3)与H+反应;B项中SOeq \o\al(2-,4)与Ba2+反应;D项中H+与OH-反应。]
3.能在水溶液中大量共存的一组离子是( )
A.NHeq \o\al(+,4)、Ag+、POeq \o\al(3-,4)、Cl-
B.Fe3+、K+、Cl-、OH-
C.K+、Na+、NOeq \o\al(-,3)、MnOeq \o\al(-,4)
D.Ag+、Mg2+、SOeq \o\al(2-,4)、COeq \o\al(2-,3)
解析:C [Ag+与Cl-、POeq \o\al(3-,4)反应产生沉淀;Fe3+与OH-反应产生沉淀;Ag+与SOeq \o\al(2-,4)、COeq \o\al(2-,3)反应产生沉淀。]
离子方程式的书写
[问题探究]
(1)如图所示,纵轴表示导电能力,横轴表示所加溶液的量:
哪条曲线表示向Ba(OH)2溶液中滴加稀硫酸?写出该过程中发生反应的离子方程式。
提示:向Ba(OH)2溶液中滴加稀硫酸,反应生成硫酸钡沉淀和极弱的电解质水,离子浓度降低,当硫酸过量时离子浓度又增大,因此导电能力先减小再增大,应该是曲线C。反应的离子方程式为2H++SOeq \o\al(2-,4)+Ba2++2OH-===BaSO4↓+2H2O。
(2)所有的化学反应都能写成离子方程式吗?
提示:不是。不是在溶液中进行的反应、不是自由移动的离子之间或生成自由移动离子的反应都不能写成离子方程式,如煅烧碳酸钙制氧化钙等。
[深化拓展]
1.离子方程式的书写步骤
写化学方程式—易溶、易电离的物质拆成离子形式一删掉没反应的离子—检查是否配平。
2.书写离子方程式的关键
书写离子方程式的关键是物质的“拆分”是否合理。
(1)强酸、强碱和可溶性盐改写成离子形式。
(2)弱酸、弱碱、难溶性盐、气体、单质、氧化物等都写成化学式。
3.“六看”判断离子方程式的正误
(1)看是否符合反应的客观事实,如铁与稀硫酸反应。
2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑( × )
Fe+2H+===Fe2++H2↑( √ )
(2)看是否符合拆写原则,如碳酸钙与盐酸反应。
COeq \o\al(2-,3)+2H+===CO2↑+H2O( × )
CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O( √ )
(3)看是否符合质量守恒,如钠与水的反应。
2Na+H2O===2Na++2OH-+H2↑( × )
2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑( √ )
(4)看是否符合电荷守恒,如铝与盐酸反应。
Al+2H+===Al3++H2↑( × )
2Al+6H+===2Al3++3H2↑( √ )
(5)看是否漏掉离子反应,如CuSO4和Ba(OH)2的反应。
Ba2++SOeq \o\al(2-,4)===BaSO4↓( × )
Ba2++SOeq \o\al(2-,4)+Cu2++2OH-===BaSO4↓+
Cu(OH)2↓( √ )
(6)看是否符合阴、阳离子配比,如氢氧化钡溶液与稀硫酸反应。
Ba2++OH-+H++SOeq \o\al(2-,4)===BaSO4↓+H2O( × )
Ba2++2OH-+2H++SOeq \o\al(2-,4)===BaSO4↓+2H2O( √ )
[典例剖析]
[例1] 写出下列反应的离子方程式。
(1)CaCO3与醋酸反应:__________________________________。
(2)向澄清的Ca(OH)2溶液中通入过量CO2:________________
______________________________________________________。
(3)向CuO中加入盐酸:_________________________________。
(4)三氯化铁溶液跟过量氨水反应:________________________。
(5)向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至中性:______________________________。
[解析] (1)CaCO3与醋酸反应的离子方程式为CaCO3+2CH3COOH===2CH3COO-+Ca2++H2O+CO2↑。
(2)向澄清的Ca(OH)2溶液中通入过量CO2,二氧化碳与氢氧根离子反应生成碳酸氢根离子,离子方程式为OH-+CO2===HCOeq \o\al(-,3)。
(3)氧化铜和稀盐酸反应生成氯化铜和水,离子方程式为CuO+2H+===Cu2++H2O。
(4)三氯化铁溶液与氨水反应生成氢氧化铁沉淀和氯化铵,反应的离子方程式为Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NHeq \o\al(+,4)。
(5)向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至中性,反应生成硫酸钡、硫酸钠和水,反应的离子方程式为2H++SOeq \o\al(2-,4)+2OH-+Ba2+===BaSO4↓+2H2O。
[答案] (1)CaCO3+2CH3COOH===Ca2++2CH3COO-+H2O+CO2↑
(2)CO2+OH-===HCOeq \o\al(-,3)
(3)CuO+2H+===Cu2++H2O
(4)Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NHeq \o\al(+,4)
(5)2H++SOeq \o\al(2-,4)+Ba2++2OH-===BaSO4↓+2H2O
[方法点拨] 离子方程式书写的特殊情况
特殊情况
处理方式
举例
微溶性反应物呈澄清溶液形式
拆写成离子符号
澄清石灰水和盐酸反应:OH-+H+===H2O
微溶性生成物或反应物呈悬浊液形式
仍写化学式
用石灰乳制漂白粉的反应:Ca(OH)2+Cl2===Ca2++Cl-+ClO-+H2O
氨水为反应物或不加热的稀溶液中的生成物
写成NH3·H2O
硫酸铝溶液中加入氨水:Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NHeq \o\al(+,4)
氨水为加热条件或很浓溶液中的生成物
写成NH3↑+H2O
浓NaOH溶液中加入浓硫酸铵溶液并加热:OH-+NHeq \o\al(+,4)
eq \o(=====,\s\up7(△))NH3↑+H2O
[变式训练]
1.下列离子反应方程式正确的是( )
①稀盐酸与铁屑反应:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑
②碳酸镁与稀硫酸反应:MgCO3+2H+===H2O+CO2↑+Mg2+
③碳酸氢钙溶液中加入少量氢氧化钠溶液:Ca2++HCOeq \o\al(-,3)+OH-===CaCO3↓+H2O
④向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至SOeq \o\al(2-,4)刚好沉淀完全:H++SOeq \o\al(2-,4)+Ba2++OH-===H2O+BaSO4↓
⑤向NaHSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液至溶液呈中性:2H++SOeq \o\al(2-,4)+Ba2++2OH-===2H2O+BaSO4↓
⑥向碳酸氢铵溶液中加入足量石灰水:Ca2++HCOeq \o\al(-,3)+OH-===CaCO3↓+H2O
A.①②③④
B.②③④⑤
C.③④⑤⑥
D.①②③⑤
解析:B [稀盐酸与铁屑反应生成Fe2+,①错误;碳酸镁与稀硫酸反应的离子方程式为MgCO3+2H+===H2O+CO2↑+Mg2+,②正确;碳酸氢钙溶液中加入少量氢氧化钠溶液反应的离子方程式为Ca2++HCOeq \o\al(-,3)+OH-===CaCO3↓+H2O,③正确;向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至SOeq \o\al(2-,4)刚好沉淀完全,反应的离子方程式为H++SOeq \o\al(2-,4)+Ba2++OH-===H2O+BaSO4↓,④正确;向NaHSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液至溶液呈中性,反应的离子方程式为2H++SOeq \o\al(2-,4)+Ba2++2OH-===2H2O+BaSO4↓,⑤正确;向碳酸氢铵溶液中加入足量石灰水,NHeq \o\al(+,4)和OH-也会发生反应,⑥不正确。]
离子共存
[问题探究]
查阅酸、碱和盐的溶解性表(室温),探究以下问题。
(1)COeq \o\al(2-,3)与H+(足量)、Ca2+、Na+、K+、OH-、NOeq \o\al(-,3)中哪些离子能发生离子反应?试写出相关反应的离子方程式。
提示:COeq \o\al(2-,3)与H+、Ca2+能发生反应。COeq \o\al(2-,3)+2H+===CO2↑+H2O、COeq \o\al(2-,3)+Ca2+===CaCO3↓。
(2)某无色溶液中可能含有大量的Fe3+、Na+、Cl-、OH-吗?
提示:不可能。无色溶液中不会含有大量Fe3+(棕黄色),且Fe3+与OH-因生成沉淀而不能大量共存。
(3)某溶液中加入紫色石蕊溶液显红色,则该溶液中可能含有大量的K+、COeq \o\al(2-,3)吗?
提示:可能有大量的K+,但不能有大量的COeq \o\al(2-,3)。溶液中加入紫色石蕊溶液显红色说明溶液显酸性,则不可能含有大量的COeq \o\al(2-,3),因为二者发生反应COeq \o\al(2-,3)+2H+===CO2↑+H2O。
[深化拓展]
1.离子共存的原则
离子间不能发生化学反应,说明它们在同一溶液中能大量共存,离子间能发生化学反应,则它们在同一溶液中不能大量共存。
2.离子不能大量共存的三种情况
(1)生成难溶或微溶物质的离子不能大量共存。
a.生成难溶性的盐:Ca2+与COeq \o\al(2-,3),Ba2+与COeq \o\al(2-,3)、SOeq \o\al(2-,4),Ag+与Cl-等。
b.生成难溶性的碱:OH-与Cu2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+等。
c.生成微溶物质:Ag+与SOeq \o\al(2-,4),Ca2+与SOeq \o\al(2-,4)、OH-,Mg2+与COeq \o\al(2-,3)等。
(2)能发生反应生成气体的离子不能大量共存。
H+与COeq \o\al(2-,3)、HCOeq \o\al(-,3)、SOeq \o\al(2-,3)、HSOeq \o\al(-,3)、S2-、HS-等。
(3)生成水或其他难电离物质的离子不能大量共存。
H+与OH-、CH3COO-;OH-与NHeq \o\al(+,4)等。
3.判断离子共存应注意的问题
(1)不要忽略题干本身隐含的条件,如无色溶液中不能含有大量有颜色的离子,酸性溶液中不能大量存在与H+反应的离子,碱性溶液中不能大量存在与OH-反应的离子。
(2)对于溶液中哪些离子能发生反应及反应的条件必须熟练掌握,知道哪些离子之间能发生反应,哪些离子之间不能发生反应。
[典例剖析]
[例2] (双选)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A.强酸性溶液;K+、HCOeq \o\al(-,3)、Br-、Ba2+
B.滴加酚酞溶液显红色的溶液:Fe3+、NHeq \o\al(+,4)、Cl-、NOeq \o\al(-,3)
C.强酸性溶液:Cu2+、Na+、Mg2+、SOeq \o\al(2-,4)
D.含有大量HCOeq \o\al(-,3)的溶液:Na+、NOeq \o\al(-,3)、Cl-、Ca2+
[解析] CD [强酸性溶液含有大量H+,H+与HCOeq \o\al(-,3)反应生成水和二氧化碳,故A不符合题意;滴加酚酞溶液显红色的溶液呈碱性,Fe3+、NHeq \o\al(+,4)都能与OH-反应,故B不符合题意;Cu2+、Na+、Mg2+、SOeq \o\al(2-,4)相互间不反应,和H+也不发生反应,故C符合题意;Na+、NOeq \o\al(-,3)、Cl-,Ca2+相互间不反应,与HCOeq \o\al(-,3)也不反应,故D符合题意。]
[易错警示] 判断离子共存应注意的四点
(1)注意判断离子共存的情况:“能”“不能”“一定”“可能”“一定不能”。
(2)注意题干中提示的溶液酸碱性:酸性溶液应考虑H+的存在,碱性溶液应考虑OH-的存在。
(3)注意题干中提示的溶液颜色:溶液无色时,有色离子[Fe3+(棕黄色)、Fe2+(浅绿色)、Cu2+(蓝色)、MnOeq \o\al(-,4)(紫色)]不能大量存在。
(4)注意正确理解“透明溶液”,不能认为“有色”就不透明,如CuSO4溶液是蓝色透明的溶液。
[变式训练]
2.在强酸性和强碱性溶液中都能大量共存的一组离子是( )
A.Ba2+、Fe3+、Br-、NOeq \o\al(-,3)
B.Na+、Ca2+、HCOeq \o\al(-,3)、NOeq \o\al(-,3)
C.Al3+、NHeq \o\al(+,4)、SOeq \o\al(2-,4)、Na+
D.Na+、K+、NOeq \o\al(-,3)、SOeq \o\al(2-,4)
解析:D [在碱性溶液中Fe3+不能大量共存,A错误;在强酸性溶液中HCOeq \o\al(-,3)不能大量共存,在强碱性溶液中HCOeq \o\al(-,3)也不能大量共存,B错误;在强碱性溶液中Al3+和NHeq \o\al(+,4)均不能大量共存,C错误;Na+、K+、NOeq \o\al(-,3)、SOeq \o\al(2-,4)相互之间互不反应,在酸性或碱性溶液中也不反应,可以大量共存,D正确。]
(2)检验Cl-一般要排除哪些离子的干扰?
提示:应排除COeq \o\al(2-,3)、SOeq \o\al(2-,3)等离子对Cl-检验的干扰。
离子检验
[问题探究]
(1)某同学采用下列方案检验某溶液中是否含有SOeq \o\al(2-,4),溶液eq \o(――→,\s\up7(BaCl2溶液))产生白色沉淀eq \o(――→,\s\up7(稀盐酸))白色沉淀不溶解→结论:溶液中含有SOeq \o\al(2-,4)。请分析该同学得到的结论是否正确。
提示:不正确。Ag+与Cl-生成AgCl白色沉淀会干扰SOeq \o\al(2-,4)的检验。
[深化拓展]
常见离子的检验
(1)氯离子(Cl-)的检验
①反应原理:Ag++Cl-===AgCl↓(白色)。
②可能存在的干扰离子:COeq \o\al(2-,3)。
因为COeq \o\al(2-,3)+2Ag+===Ag2CO3↓(白色),但Ag2CO3能与硝酸反应而溶解:Ag2CO3+2HNO3===2AgNO3+CO2↑+H2O。
③试剂:AgNO3溶液、稀硝酸。
④检验方法:
eq \x(待测液)
eq \o(――→,\s\up17(滴加),\s\do15(AgNO3溶液))
eq \x(白色沉淀)
eq \o(――→,\s\up17(滴加),\s\do15(稀硝酸))
eq \x(\a\al(沉淀不,溶解))―→eq \x(存在Cl-)
(2)硫酸根离子(SOeq \o\al(2-,4))的检验
①反应原理:Ba2++SOeq \o\al(2-,4)===BaSO4↓。
②可能存在的干扰离子:Ag+、SOeq \o\al(2-,3)、COeq \o\al(2-,3)。因为Ag++Cl-===AgCl↓、Ba2++SOeq \o\al(2-,3)===BaSO3↓;Ba2++COeq \o\al(2-,3)===BaCO3↓。但Ag+、SOeq \o\al(2-,3)、COeq \o\al(2-,3)均可用稀盐酸排除掉。
③试剂:稀盐酸、BaCl2溶液。
④检验方法:
eq \x(待测液)
eq \o(――→,\s\up17(滴加),\s\do15(稀盐酸))
eq \x(无明显现象)
eq \o(――→,\s\up17(滴加),\s\do15(BaCl2溶液))
eq \x(白色沉淀)―→eq \x(存在SO\o\al(2-,4))
[注意] 检验SOeq \o\al(2-,4)时一定是先加盐酸后加BaCl2溶液,不能将两种试剂的顺序颠倒,防止Ag+干扰。
(3)NHeq \o\al(+,4)的检验
①反应原理:NHeq \o\al(+,4)+OH-eq \o(=====,\s\up7(△))NH3↑+H2O。
②试剂及用品:NaOH溶液,湿润的红色石蕊试纸。
③检验方法:
eq \x(待测液)
eq \o(――→,\s\up17(滴加NaOH溶液),\s\do15(加热))
eq \x(\a\al(产生使湿润的红色,石蕊试纸变蓝的气体))―→eq \x(存在NH\o\al(+,4))
(4)COeq \o\al(2-,3)、HCOeq \o\al(-,3)的检验
①反应原理:Ba2++COeq \o\al(2-,3)===BaCO3↓,COeq \o\al(2-,3)+2H+===H2O+CO2↑、HCOeq \o\al(-,3)+H+===H2O+CO2↑,CO2+Ca2++2OH-===CaCO3↓+H2O。
②试剂:BaCl2溶液、稀盐酸和澄清石灰水。
③可能存在的干扰离子:SOeq \o\al(2-,3)、HSOeq \o\al(-,3)。SOeq \o\al(2-,3)+2H+===H2O+SO2↑、HSOeq \o\al(-,3)+H+===H2O+SO2↑,但SO2有刺激性气味,可以通过生成的气体是否有刺激性气味排除掉干扰。
④检验方法:
[典例剖析]
[例3] 对于某些常见离子的检验及结论一定正确的是( )
A.加入碳酸钠溶液产生白色沉淀,再加盐酸白色沉淀消失,一定有Ba2+
B.加氯化钡溶液有白色沉淀产生,再加盐酸沉淀不消失,一定有SOeq \o\al(2-,4)
C.加入氯化钠溶液有白色沉淀产生,再加稀硝酸沉淀不消失,一定有Ag+
D.加稀盐酸产生无色气体,将气体通入澄清石灰水中,溶液变浑浊,一定有COeq \o\al(2-,3)
[解析] C [A中白色沉淀可能是碳酸钡、碳酸钙等,故无法判断原溶液存在的离子,故A错误;B中产生的沉淀可能是硫酸钡,还可能是氯化银,原溶液不一定有硫酸根存在,故B错误;C中产生的沉淀一定是氯化银,故原溶液中一定存在Ag+,故C正确;D中无色气体可能是二氧化碳,也可能是二氧化硫,原溶液不一定有碳酸根存在,故D错误。]
[易错警示] 离子检验一般是根据离子的特性(物理性质或化学性质),通过实验现象确定离子的种类,在实验时要注意排除干扰离子,如检验SOeq \o\al(2-,4)时要先用盐酸排除Ag+的干扰,且选用的钡试剂是BaCl2而不是Ba(NO3)2溶液,以免酸性条件下NOeq \o\al(-,3)将溶液中可能存在的SOeq \o\al(2-,3)氧化成SOeq \o\al(2-,4)而造成新的干扰。检验离子的一般流程为:先溶解后检验→先物理后化学→先取样后反应→排干扰加试剂→依现象得结论。
[变式训练]
3.下列“实验结论”与“实验操作及现象”相符的一组是( )
选项
实验操作及现象
实验结论
A
向某溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成
该溶液中一定含有Cl-
B
向某溶液中加入稀盐酸,产生无色气体
该溶液中一定含有COeq \o\al(2-,3)
C
向某溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成
该溶液中一定含有SOeq \o\al(2-,4)
D
室温下向某溶液中加入几滴酚酞溶液,溶液变红
该溶液一定呈碱性
解析:D [向某溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,可能有碳酸根离子、硫酸根离子等,故A错误;向某溶液中加入稀盐酸,产生无色气体,该溶液中可能含有COeq \o\al(2-,3)、SOeq \o\al(2-,3)、HCOeq \o\al(-,3)、HSOeq \o\al(-,3)等,故B错误;向某溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,该溶液中可能含有SOeq \o\al(2-,4)、COeq \o\al(2-,3)、Ag+等,故C错误;室温下向某溶液中加入几滴酚酞溶液,溶液变红,则该溶液一定呈碱性,故D正确。]
食盐的精制
[问题探究]
上图为粗盐提纯的过程,提纯后的粗盐中还含有Ca2+、Mg2+、SOeq \o\al(2-,4)等杂质离子。在氯碱工业中,这些杂质不但会增加生产耗能,而且会带来安全隐患,必须除去。
(1)除去杂质离子需要加入哪些试剂?加入的顺序是什么?
提示:粗盐水中含有Ca2+、Mg2+、SOeq \o\al(2-,4)等杂质离子。通常加入BaCl2、NaOH、Na2CO3溶液来除去这些离子,最后还要加入盐酸来中和。为了使杂质能除得比较干净,所加试剂一般要过量,为此要设计加入试剂的合理顺序,即要使前一过量试剂在后续除杂操作中除去。从反应原理可知,HCl必须在NaOH和Na2CO3的后面加入(确保除去过量的NaOH和Na2CO3试剂),Na2CO3必须在BaCl2的后面(确保除去过量的BaCl2试剂)。所以有三种顺序:BaCl2→NaOH→Na2CO3→HCl、BaCl2→Na2CO3→NaOH→HCl、NaOH→BaCl2→Na2CO3→HCl。最后通过蒸发结晶,过量的盐酸挥发,便可获得纯净的NaCl。
(2)如何检验杂质离子是否除尽?
提示:取提纯后的溶液少许置于洁净的试管中,继续加入沉淀剂,看是否有沉淀生成,若有沉淀生成,说明杂质离子未除尽。
[深化拓展]
1.分离提纯需要遵循的“四原则”、“三必须”
2.除去粗盐中可溶性杂质的原理
[典例剖析]
[例4] 川菜之魂在味,然而在“七味八滋”中,盐应是百味之首。自贡市位于四川盆地南部,智慧的自贡人早在2000年前就开始了用盐井采盐。但刚从盐井中采出的粗盐水因含有Na2SO4、MgCl2、CaCl2和泥沙等,需经过提纯才能被食用。下图展示了一种在实验室用该粗盐水制取NaCl晶体的操作流程:
请回答下列问题:
(1)操作①所用到的玻璃仪器的名称是__________________ 。
(2)物质B和F的化学式分别为 ____________________ 、 ____________________ 。
(3)试剂Ⅰ和试剂Ⅱ分别为______________________________、
____________________ 。
(4)操作流程中,BaCl2溶液和Na2CO3溶液的滴加顺序 ________ (填“可以”或“不可以”)调换?理由是 ____________________ 。
[解析] 第①步除去不溶性杂质通过过滤的方法,得到含有Na2SO4、MgCl2、CaCl2的氯化钠溶液;第②步加入BaCl2溶液除去SOeq \o\al(2-,4),故B为BaSO4;第③步加入Na2CO3溶液除去Ca2+和过量的Ba2+,所以D为CaCO3和BaCO3的混合物;第④步加入的溶液应除去Mg2+,且不引入新杂质,故试剂Ⅰ为NaOH溶液,F为Mg(OH)2;第⑤步加入的试剂应除去过量的Na2CO3溶液和NaOH溶液且不引入新杂质,故试剂Ⅱ为稀盐酸;第⑥步由氯化钠溶液得到氯化钠晶体,采用的方式为蒸发结晶。(1)由分析可知,操作①为过滤,所用到的玻璃仪器的名称是漏斗、玻璃棒、烧杯。
(2)由分析可知,B为BaSO4,F为Mg(OH)2。(3)由分析可知,试剂I为NaOH溶液,试剂Ⅱ为稀盐酸。
(4)BaCl2溶液和Na2CO3溶液的滴加顺序不能调换,加Na2CO3溶液的目的不仅仅是除去Ca2+,还可除去过量的Ba2+。
[答案](1)漏斗、玻璃棒、烧杯
(2)BaSO4 Mg(OH)2
(3)NaOH溶液 稀盐酸
(4)不可以 调换后过量的Ba2+无法除去
[方法点拨] 化学方法除杂的思路:先根据杂质特点选择除杂试剂,通常选择那些易与杂质反应生成气体或沉淀的物质,然后再根据“不能引入新的杂质”的原则,确定加试剂的顺序。
[变式训练]
4.(双选)为从粗食盐水中除去Ca2+、Mg2+、SOeq \o\al(2-,4)等离子,以制得精盐水。某同学设计如下方案:
以下说法正确的是( )
A.A中主要有Mg(OH)2和BaSO4,也可能有一些Ca(OH)2
B.②中加入过量Na2CO3溶液的主要目的是为了除去Mg2+、Ca2+
C.D中有COeq \o\al(2-,3)、Cl-、OH-、Na+这4种离子
D.③中发生的反应只有2H++COeq \o\al(2-,3)===H2O+CO2↑
解析:AC [为了从粗食盐水中除去Ca2+、Mg2+、SOeq \o\al(2-,4)等离子,先加入过量的氢氧化钡溶液,Mg2+与OH-反应生成氢氧化镁沉淀,SOeq \o\al(2-,4)与Ba2+生成硫酸钡沉淀,Ca(OH)2的溶解度较小,Ca2+与OH-也会生成少量Ca(OH)2沉淀,故A正确;B中含有Ca2+、Ba2+、OH-等杂质离子,②中加入过量Na2CO3溶液的主要目的是为了除去Ca2+、Ba2+,故B错误;D中含有Cl-、Na+、COeq \o\al(2-,3)、OH-四种离子,故C正确;③中加入适量盐酸,可除去COeq \o\al(2-,3)、OH-,则③中发生的反应有2H++COeq \o\al(2-,3)===H2O+CO2↑,H++OH-===H2O,故D错误。]
1.酸、碱、盐在水溶液中发生的复分解反应实际上就是两种电解质在溶液中相互交换离子,此类离子反应发生的条件为( )
A.生成沉淀、放出气体或生成水三者要同时具备
B.生成沉淀、放出气体或生成水中只要具备两个即可
C.生成沉淀、放出气体或生成水中只要具备一个即可
D.以上都不对
答案:C
2.下列有关反应中不属于离子反应的是( )
A.Na2CO3溶液与澄清石灰水的反应
B.氢氧化铜与稀硫酸的反应
C.锌与氯化铜溶液的反应
D.二氧化碳与生石灰作用生成碳酸钙的反应
解析:D [离子反应指的是有离子参加或生成的反应。酸、碱、盐在溶液中相互之间的反应都有离子参加,活泼金属可以把较不活泼的金属从它们的盐溶液中置换出来(K、Ca、Na除外),在这些反应中也都有离子参加,因此这些反应都属于离子反应。二氧化碳与生石灰的反应没有离子参加,不属于离子反应。]
3.能正确表示下列化学反应的离子方程式的是( )
A.向ZnCl2溶液中加入Fe粉:Fe+Zn2+===Fe2++Zn
B.向硫酸溶液加入Cu(OH)2固体;OH-+H+===H2O
C.向碳酸氢钠溶液中加入稀盐酸:COeq \o\al(2-,3)+2H+===CO2↑+H2O
D.向氯化钾溶液中滴加硝酸银溶液:Cl-+Ag+===AgCl↓
解析:D [A项不符合化学事实,错误;B项Cu(OH)2为难溶性固体,不能拆分成离子形式,错误;C项NaHCO3应拆分为HCOeq \o\al(-,3),错误;D正确。]
4.离子方程式COeq \o\al(2-,3)+2H+===CO2↑+H2O表示( )
A.碳酸盐与盐酸之间的反应
B.一切碳酸盐与一切酸之间的反应
C.可溶性碳酸盐与强酸之间的反应
D.可溶性碳酸盐与一切酸之间的反应
解析:C [COeq \o\al(2-,3)只代表可溶性的碳酸盐,从此点分析选项A和选项B都是不正确的;H+只代表强酸而不是一切酸(如弱酸H2S、HF、CH3COOH等均不能用H+表示)。正确选项为C。]
5. 写出下列各组反应的离子方程式。
(1)盐酸分别与NaOH溶液、Cu(OH)2反应:
______________________________________________________。
(2)硫酸分别与NaOH溶液、Ba(OH)2溶液反应:
_______________________________________________________
______________________________________________________。
(3)硝酸分别与Na2CO3溶液、K2CO3溶液反应:
_____________________________________________________。
(4)锌分别与稀盐酸、稀硫酸反应:__________________________
______________________________________________________。
解析:根据离子方程式的书写步骤,逐一写出离子方程式。
答案:(1)H++OH-===H2O,Cu(OH)2+2H+===Cu2++2H2O
(2)H++OH-===H2O,2H++2OH-+Ba2++SOeq \o\al(2-,4)===BaSO4↓+2H2O
(3)COeq \o\al(2-,3)+2H+===CO2↑+H2O
(4)Zn+2H+===Zn2++H2↑
[课堂小结]
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