内容正文:
第 2 章
海洋中的卤素资源
2.2.2 离子反应
沪科版(2020)必修一
1
目
录
电解质的电离
离子反应
01
02
2
本课学习目标
回忆物质的分类和分散系,复分解反应及其发生条件,认识电解质及电离过程
认识离子反应及其发生条件
3
电解质的电离
壹
物质导电的必要条件是什么?为什么氯化钠水溶液和盐酸能导电,而氯化钠固体和气态氯化氢却不能导电呢?
一、电解质的电离
物质导电的必要条件是存在自由移动的带电粒子(如自由电子或离子)。这些粒子在电场作用下定向移动,形成电流。
气体状态的电解质需溶于水或熔融后才能导电。
导电的关键:物质中存在自由移动的带电粒子(如离子或电子)。
状态差异:溶液或熔融态的电解质可离解为离子,而固体或气体(未离解)则无法导电。
一、电解质的电离
实验探究:物质的导电性
按图 2.12 装置,在容器中,可以分别放入以下物质:氯化钠固体和氯化钠水溶液、氢氧化钠固体和氢氧化钠水溶液、硝酸钾固体和硝酸钾水溶液、蔗糖固体和蔗糖水溶液、无水酒精和酒精水溶液、盐酸。接通电源,观察实验现象并做好记录。
图 2.12 物质导电实验装置
一、电解质的电离
1. 氯化钠水溶液、氢氧化钠水溶液、硝酸钾水溶液、盐酸
现象:通电时灯泡发光(或电流表有读数)。
原因:这些物质在溶液中完全电离,产生自由移动的离子(如Na⁺、Cl⁻、H⁺、OH⁻等),能够导电。
2.蔗糖固体/蔗糖水溶液、无水酒精/酒精水溶液
现象:通电时无明显现象。
原因:蔗糖和酒精在水溶液中不发生电离,无法产生自由移动的离子,因此不导电。
实验探究:物质的导电性
如蔗糖、酒精等,在水溶液中和熔融状态下均不能导电,这类化合物叫做非电解质。常见的酸、碱、盐大多数都是电解质,蔗糖、酒精等有机化合物大多数都是非电解质。
能在水溶液中或熔融状态下导电的化合物叫做电解质。如氯化钠、氢氧化钠和氯化氢的水溶液能导电,硝酸钾固体加热至熔融时也能导电。
一、电解质的电离
电解质的水溶液或熔融状态之所以能够导电,是因为在水溶液中或熔融状态下,产生了可以自由移动的离子,与外接电源形成闭合通路时,就产生了电流。
一、电解质的电离
例如,氯化钠溶于水时,在水分子的作用下,钠离子和氯离子脱离氯化钠固体表面进入水中,与水分子结合形成能够自由移动的水合钠离子和水合氯离子。氯化钠熔融时也能产生自由移动的钠离子和氯离子。
图 2.14 氯化钠电离过程的示意图
电解质在水溶液中或熔融状态下,形成可以自由移动离子的过程称为电离。这一过程可用电离方程式表示如下(为了书写简便,用离子符号表示水合子):
NaCl = Na+ + Cl-
HCl = H+ + Cl-
NaOH = Na+ + OH-
一、电解质的电离
写出下列电解质的电离方程式。
Ba(OH) 2:____________________________________。
Na2SO4:____________________________________。
BaCl2:______________________________________。
Ba(OH)2 = Ba2+ + 2OH-
Na2SO4 = 2Na+ + SO42-
BaCl2 = Ba2+ + 2Cl-
像氯化钠、氯化氢、氢氧化钠等在水溶液中能够全部电离为自由移动离子的电解质称为强电解质。像醋酸、一水合氨(NH3·H2O)等在水溶液中仅有部分分子能电离出自由移动离子的电解质称为弱电解质。弱电解质的电离是一个可逆过程,因此电离方程式中用“ ”来表示。醋酸、一水合氨的电离方程式可表示为:
一、电解质的电离
强酸、强碱和大多数盐都是强电解质,弱酸、弱碱等是弱电解质,水则是极弱的电解质。
水分子会发生非常微弱的电离(图 2.15),写出水的电离方程式(用简单离子符号来表示)。
一、电解质的电离
2H2O H3O+ + OH-
离子反应
贰
二、离子反应
实验探究:溶液中的离子反应
有白色沉淀
生成
Na+
SO42-
Cl-
Na+
Cl-
Ba2+
BaSO4
Ba2+ + SO42- = BaSO4 ↓
Ba2+
Cl-
Cl-
BaCl2 Ba2+ + 2Cl-
Na+
SO42-
Na+
Na2SO4 2Na+ + SO42-
BaCl2溶液 与 Na2SO4溶液混合
二、离子反应
Ba2++SO42-=BaSO4↓
混合前(H2O忽略) 混合后(H2O忽略)
宏观现象 微观粒子 宏观现象 微观粒子
Na2SO4溶液 无色透明溶液 自由移动的
Na+和SO42- 无色透明
溶液
白色沉淀
自由移动的
Na+和Cl-
BaCl2溶液 无色透明溶液 自由移动的
Ba2+和Cl-
Na2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2NaCl
Na+
SO42-
Ba2+
Cl-
Na+
Cl-
2Na+ +SO42-+ Ba2+ + 2Cl- = 2Na+ + 2Cl- + BaSO4↓
离子反应
离子方程式
实验中产生了白色沉淀,说明Ba2+ 和SO42- 发生反应,生成了BaSO4沉淀。这种离子间的反应,叫做离子反应。
实验结论:
二、离子反应
定义:
电解质在溶液中的反应实质上是_____之间的反应,这样的反应属于离子反应。
离子
离子反应
相互交换离子
实质:
①从微观角度,酸、碱、盐在水溶液中发生的复分解反应,实质上是两种电解质在溶液中_____________的反应。②离子反应使溶液中某些离子的浓度_____。
减小
指反应、生成或二者皆有
离子方程式:
用实际参加反应的 _________来表示反应的式子。
如:Na2SO4溶液和BaCl2溶液反应的离子方程式可表示为 ______________________。
离子符号
Ba2++SO42-===BaSO4↓
二、离子反应
离子反应发生的条件
生成
难溶物
生成挥发性的物质
生成难电离的物质
件
发
生
条
上述三个条件中,只要具备其一,离子反应就能发生。
离子方程式的书写
电解质溶液中发生的氧化还原反应也可用离子方程式表示。例如:
化学方程式:Fe + CuSO4=FeSO4 + Cu
离子方程式:Fe + Cu2+ =Fe2+ + Cu
二、离子反应
有的离子方程式可能出现某一侧所有物质均不能拆分的情况,例如Ba(OH)2 与 H2SO4反应所有生成物均不能拆分。
Ba(OH)2 + H2SO4 = BaSO4↓ + 2H2O
化学方程式:
离子方程式:
Ba2+ + 2OH- + 2H+ + SO42- = BaSO4↓ + 2H2O
微溶物作为反应物,若是澄清溶液写离子符号,若是悬浊液写化学式;
易溶且易电离的物质(包括强酸、强碱、大多数可溶性盐)写成离子的形式;
单质、气体、氧化物、难溶物、难电离的物质(弱酸、弱碱、水等)等一律用化学式表示;
离子反应方程式
氨水作为生成物,若有加热条件或浓度很大时,要写NH3 ↑ (要标↑);
微溶物作为生成物或是石灰乳,一般写化学式并标↓,如Ca(OH)2 ↓;
在溶液中的NaHSO4应拆写成Na+、H+和SO42-,NaHCO3应拆写成Na+和HCO3-。
离子方程式中的“拆”与“不拆”
二、离子反应
课堂小练
C
1.下列各组离子能大量共存的是
【答案】C
【详解】A.碳酸根离子和钙离子生成碳酸钙沉淀,不共存,A不符合题意;
B.铜离子和氢氧根离子生成氢氧化铜沉淀,不共存,B不符合题意;
C. 互不反应、能在溶液中大量共存,C符合题意;
D.氢离子和碳酸氢根离子生成水和二氧化碳,不共存,D不符合题意;故选C。
2.下列离子方程式中,正确的是
A.将稀硫酸滴在铜片上:Cu+2H+=Cu2++H2↑
B.将氧化镁与稀盐酸混合:MgO+2H+=Mg2++H2O
C.将铜片插入硝酸银溶液中:Cu+Ag+=Cu2++Ag
D.将稀盐酸滴在石灰石上:CaCO3+2H+=Ca2++H2CO3
课堂小练
B
课堂小练
【详解】A.稀硫酸与铜不反应,故A错误;
B.氧化镁可溶于稀盐酸,其离子方程式为MgO+2H+=Mg2++H2O,故B正确;
C.离子方程式要满足电荷守恒,其离子方程式应为Cu+2Ag+=Cu2++2Ag,故C错误;
D.碳酸不稳定易分解,应成水和二氧化碳,所以其离子方程式应为CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2,故D错误;
故选B。
2.答案解析:
【答案】B
课堂小练
3.书写下列反应的离子方程式
(1)氧化镁溶于稀盐酸。
(2)用碳酸钙与稀盐酸反应制备二氧化碳。
(3)铁与稀硫酸反应生成氢气。
(4)二氧化碳与澄清石灰水反应生成沉淀。
(5)氢氧化铜溶于稀硫酸。
MgO+2H+===Mg2++H2O
CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O
Fe+2H+===Fe2++H2↑
Ca2++2OH-+CO2===CaCO3↓+H2O
Cu(OH)2+2H+===Cu2++2H2O
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