内容正文:
第二单元 金属钠及钠的化合物
第3课时 离子反应
专题3 从海水中获得的化学物质
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生成蓝色沉淀
溶液红色消失
产生气泡
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沉淀
水
气体
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发生反应
不发生反应
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专题3 从海水中获得的化学物质
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[学习目标]
1.理解强电解质和弱电解质的概念,能用电离方程式表示电解质的电离。
2.了解离子反应和离子方程式的含义,掌握离子方程式的书写步骤和方法。
3.能判断溶液中离子能否大量共存,能推断溶液中离子的存在,能判断离子方程式的正误。
知识点一 强电解质与弱电解质
1.实验探究
(1)装置
(2)实验过程
烧杯中物质
现象
结论
0.1 mol·L-1盐酸
灯泡很亮,有电流产生
盐酸导电能力强
0.1 mol·L-1醋酸溶液
灯泡不太亮,有微弱电流产生
醋酸导电能力弱
0.1 mol·L-1氢氧化钠溶液
灯泡很亮,有电流产生
氢氧化钠导电
能力强
0.1 mol·L-1氨水
灯泡不太亮,有微弱电流产生
氨水导电能力弱
2.强电解质
(1)概念:在水溶液里能____________的电解质。强酸、强碱、大部分盐等都是强电解质。
(2)电离方程式
强电解质的电离方程式用“===”,如
H2SO4:___________________,KOH:___________________。
H2SO4===2H++SO
KOH===K++OH-
3.弱电解质
(1)概念:在水溶液里____________的电解质。__________________等都是弱电解质。
(2)电离方程式
弱电解质的电离方程式用“⥫⥬”,如
CH3COOH:___________________________,
NH3·H2O:___________________________。
CH3COOH⥫⥬CH3COO-+H+
NH3·H2O⥫⥬NH+OH-
1.强电解质的溶解度一定比弱电解质大吗?
提示 某些难溶于水的盐,由于溶于水的部分完全电离,它们属于强电解质,如BaSO4、CaCO3等。另如CH3COOH在水中的溶解度很大,但它是弱电解质,因此,强、弱电解质划分的标准不是溶解度大小,而是依据在水溶液中能否完全电离。
2.强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液强吗?
提示 由于溶液的导电性强弱与溶液中自由移动离子的浓度大小和离子所带的电荷多少有关,所以强电解质溶液的导电能力不一定强,弱电解质溶液的导电能力也不一定弱。
1.判断电解质的强弱不是看物质的溶解度而是看电离程度。某些难溶(或微溶)于水的盐(如AgCl、BaSO4等),其溶解度很小,但其溶于水的部分是完全电离的,它们仍属于强电解质。
2.虽然CO2、SO2、SO3、NH3等物质的水溶液能导电,但导电的离子是它们与水反应生成的酸或碱电离出来的,它们自身不电离,属于非电解质。
3.强电解质溶液的导电能力不一定强。只有在物质的量浓度相等的情况下,强电解质溶液的导电能力才比弱电解质溶液的导电能力强。
4.电离方程式的书写
(1)强电解质的电离方程式
①强电解质在水溶液中完全电离,在书写电离方程式时用符号“===”。
②有些电解质因条件不同,其电离方程式的书写形式也不同。例如,熔融时,KHSO4===K++HSO;水溶液中:KHSO4===K++H++SO。
(2)弱电解质的电离方程式
①弱电解质在水溶液中发生部分电离,在书写电离方程式时用符号“⥫⥬”。例如,CH3COOH⥫⥬CH3COO-+H+,NH3·H2O⥫⥬NH+OH-。
②多元弱酸在水溶液中的电离是分步进行的,要求分步写出电离方程式,几元酸就有几级电离方程式。例如,H2CO3⥫⥬H++HCO、HCO⥫⥬H++CO。
③多元弱碱在水溶液中的电离比较复杂,因此多元弱碱的电离方程式的书写一般是一步到位,但仍用符号“⥫⥬”。例如,Cu(OH)2⥫⥬Cu2++2OH-。
(3)弱酸的酸式盐的电离方程式
弱酸的酸式盐是强电解质,在水中第一步完全电离出阳离子和弱酸的酸式酸根离子,而弱酸的酸式酸根离子又可以进行电离,且为可逆过程。例如,NaHCO3在水溶液中的电离方程式为:NaHCO3===Na++HCO、HCO⥫⥬H++CO。
1.下列说法正确的是( )
A.能完全溶于水的电解质是强电解质
B.强电解质溶液一定比弱电解质溶液导电性强
C.弱电解质水溶液中存在溶质分子
D.稀盐酸是强电解质
答案 C
2.下列说法中正确的是( )
A.硫酸钡不溶于水,其水溶液导电能力极弱,所以硫酸钡是弱电解质
B.硫酸氢钠在水溶液中的电离方程式为NaHSO4===Na++HSO
C.强电解质是在水溶液中完全电离成离子的电解质,所以强电解质的水溶液中不存在任何分子
D.CH3COOH在水溶液中的电离方程式为CH3COOH⥫⥬H++CH3COO-
解析 硫酸钡虽然难溶于水,但是溶解在水中的硫酸钡能够完全电离,所以属于强电解质;硫酸氢钠在水中完全电离生成Na+、H+和SO;强电解质溶液中存在水分子;弱电解质的电离方程式必须用“⥫⥬”不能用“===”,D正确。
答案 D
知识点二 离子反应与离子方程式
1.离子反应
以CaCl2溶液与Na2CO3溶液为例探究离子反应的实质
(1)化学方程式:Na2CO3+CaCl2===CaCO3↓+2NaCl。
(2)微观分析
CaCl2和Na2CO3
的电离方程式
CaCl2===Ca2++2Cl-、
Na2CO3===CO+2Na+
混合前两种溶液中的离子
CaCl2溶液:
Ca2+、Cl-
Na2CO3溶液:
Na+、CO
混合后数目减少的离子
Ca2+、CO
混合后数目不变的离子
Na+、Cl-
反应实质
Ca2+、CO结合成CaCO3白色沉淀
(3)概念:有离子参加的化学反应称为离子反应。
(4)本质:离子反应使溶液中某些离子的浓度减小。
2.离子方程式
(1)概念:用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。
如碳酸钠溶液分别与氯化钙溶液、澄清石灰水反应的离子方程式均可表示为CO+Ca2+===CaCO3↓ 。
(2)书写步骤(以氯化钡和硫酸钠在溶液中的反应为例):
①写。化学方程式(必须根据实验事实):
BaCl2+Na2SO4===BaSO4↓+2NaCl。
②拆。把溶于水且完全电离的物质拆成离子的形式,难溶于水或溶于水但难电离的物质仍用化学式表示:2Na++SO+Ba2++2Cl-===BaSO4↓+2Na++2Cl-。
③删。删去化学方程式两边不参加反应的离子,并将化学方程式化为最简:SO+Ba2+===BaSO4↓。
④查。检查离子方程式两边各元素的原子数目和离子所带的电荷总数是否相等以及反应条件、沉淀符号、气体符号等。
1.下列反应属于离子反应吗?
(1)氢气和氧气反应生成水
(2)木炭在高温下与水蒸气反应生成CO和H2
(3)锌片投入稀硫酸中
(4)双氧水(H2O2)分解生成O2
(5)氨气遇到HCl气体生成白烟(NH4Cl颗粒)
提示 (1)(2)(4)(5)均为分子间的反应,不属于离子反应。(3)中反应在溶液中发生,硫酸发生了电离,属于离子反应。
2.H++OH-===H2O能表示所有的强酸和强碱发生的反应吗?
提示 不能 H++OH-===H2O仅能表示强酸和强碱反应生成可溶性盐和水的中和反应,但不能表示所有的强酸与强碱发生的中和反应,如H2SO4与Ba(OH)2的反应,除H+和OH-反应生成H2O外,还存在Ba2+和SO反应生成BaSO4沉淀,故其离子方程式用Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O表示。
提示 化学方程式只能描述化学反应,而离子方程式还可以揭示化学反应的本质,可以表示一类化学变化。
3.H++OH-===H2O只能表示酸、碱中和反应吗?
提示 不一定只表示中和反应,如NaOH与NaHSO4溶液反应的离子方程式也为H++OH-===H2O。
4.离子方程式与一般的化学方程式有什么区别和联系?
离子方程式中的“拆”与“不拆”
(1)能拆写成离子的物质
①强酸:HNO3、H2SO4、HCl、HBr、HI、HClO4
②强碱:NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2
③可溶性盐:
钾盐、钠盐、硝酸盐、铵盐、盐酸盐(除AgCl外)、硫酸盐(除BaSO4、CaSO4、Ag2SO4外)、碳酸盐[只有Na2CO3、K2CO3、(NH4)2CO3可溶]
(2)不能拆写成离子的物质
①单质、气体、氧化物
②难溶性物质:AgCl、BaSO4、CaCO3等
③难电离物质:水、弱酸(如CH3COOH等)、弱碱(如NH3·H2O等)
(3)特殊物质的拆与不拆
①在溶液中的NaHSO4应拆写成Na+、H+和SO,NaHCO3应拆写成Na+和HCO。
②对微溶物,如Ca(OH)2,如果是反应物且为澄清石灰水,应拆成Ca2+和OH-的形式,如果是生成物或是石灰乳等,则保留化学式Ca(OH)2。
③固体之间反应不能写离子方程式,如氯化铵与氢氧化钙的反应。
1.下列离子方程式正确的是( )
A.二氧化锰与浓盐酸反应制取氯气:MnO2+2H++2Cl-Mn2++Cl2↑+H2O
B.稀H2SO4与铁粉反应:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑
C.碳酸氢钠溶液与稀硫酸反应:HCO+H+===CO2↑+H2O
D.H2SO4与Ba(OH)2溶液反应:H++SO+Ba2++OH-===BaSO4↓+H2O
解析 该方程式电荷、原子不守恒,二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯气、氯化锰、水:MnO2+4H++2Cl-Mn2++2H2O+Cl2↑,故A错误;稀H2SO4与铁粉反应生成硫酸亚铁和氢气,反应的离子方程式为Fe+2H+===Fe2++H2↑,故B错误;碳酸氢钠与稀硫酸反应生成硫酸钠、二氧化碳和水,故C正确;H2SO4与Ba(OH)2溶液反应生成硫酸钡沉淀和水:Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O,故D错误。
答案 C
2.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:_______________________________。
答案 (1)MgO+2H+===Mg2++H2O
(2)CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O
(3)Fe+2H+===Fe2++H2↑
(4)Ca2++2OH-+CO2===CaCO3↓+H2O
(5)Cu(OH)2+2H+===Cu2++2H2O
离子方程式正误判断——“五看”
(1)看是否符合客观事实。
(2)看拆分是否正确。
(3)看是否符合原子守恒和电荷守恒。
(4)看是否漏写离子反应。
(5)看是否符合题设条件。
知识点三 离子反应发生的条件
1.实验探究
(1)上述三个实验的现象:①________________;
②________________;③____________。
(2)写出上述三个实验中反应的离子方程式。
①__________________________;
②__________________________;
③__________________________。
Cu2++2OH-===Cu(OH)2↓
H++OH-===H2O
CO+2H+===CO2↑+H2O
2.复分解型离子反应发生的条件
3.离子共存
(1)几种离子在溶液中能否大量共存,取决于它们之间是否____________。
(2)在溶液中若离子之间______________,则能大量共存;否则不能大量共存。
离子反应在混合物分离、提纯或鉴定等方面有重要意义。完成下列问题。
(1)分离Cu和CuO
(2)除去NaCl溶液中混有的Na2SO4
(3)判断自来水中是否含有Cl-
提示 (1)先加盐酸溶解CuO,过滤、洗涤、干燥后得到Cu,再向滤液中加入适量NaOH溶液,过滤、洗涤、灼烧固体得到。
(2)在溶液中加入适量BaCl2溶液,过滤得NaCl溶液。
(3)取少量自来水,加入AgNO3溶液和稀HNO3,若生成白色沉淀,则含有Cl-。
常见离子反应小结
同一溶液中,若离子间符合下列任意一个条件就会发生离子反应,离子之间便不能在溶液中大量共存。
(1)生成难溶物或微溶物。如Ba2+与CO、SO,Ag+与Cl-,Fe3+、Ca2+与OH-等。
(2)生成气体或挥发性物质。如NH与OH-,H+与CO、HCO等。
(3)生成难电离物质。如H+与CH3COO-、CO、HCO、S2-、HS-、SO、HSO等生成难电离的酸;OH-与NH生成难电离的碱;H+与 OH-生成水等。
1.下列各组离子在溶液中可大量共存的是( )
A.Ba2+、NO、H+、SO
B.K+、Cl-、CO、Na+
C.H+、NO、Na+、CO
D.NH、SO、K+、OH-
解析 A中的Ba2+与SO反应生成硫酸钡沉淀,二者不能大量共存;C中的H+与CO反应生成二氧化碳气体和水,二者不能大量共存;D中的NH与OH-反应生成难电离的弱碱一水合氨,二者不能大量共存。
答案 B
2.某同学称取一定质量的MgCl2固体配成溶液,在该溶液中加入一定量的盐酸,然后向此混合溶液中逐滴加入NaOH溶液。滴加过程中产生沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积的关系如图所示。请回答下列问题:
(1)溶解MgCl2固体所用的玻璃仪器有________(填字母)。
a.容量瓶 b.烧杯 c.量筒 d.玻璃棒
(2)OA段反应的离子方程式为_________________________。
(3)AB段反应的离子方程式为___________________________。
(4)在B点对应的溶液中滴加AgNO3溶液,观察到的现象是____________________,反应的离子方程式为_____________________ _______________。
解析 图中OA段表示OH-先与H+反应,AB段表示OH-与Mg2+反应,B点对应的溶液为NaCl溶液,加AgNO3溶液发生反应Ag++Cl-
===AgCl↓,现象是有白色沉淀生成。
答案 (1)bd (2)H++OH-===H2O
(3)Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
(4)有白色沉淀生成 Ag++Cl-===AgCl↓
在溶液中离子不能大量共存的条件
(1)离子间反应生成沉淀:如Ca2+与CO、Ag+与Cl-、Mg2+与OH-等。
(2)离子间反应生成气体:如H+与CO、H+与HCO等。
(3)离子间反应生成难电离的物质:如H+与OH-、H+与CH3COO-、OH-与NH等。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)碳酸钙在水中的溶解度很小,其溶液的导电性很弱,所以碳酸钙是弱电解质。( )
(2)CaCO3与HCl溶液反应的离子方程式为CO+2H+===H2O+CO2↑。( )
(3)AgNO3溶液与NaCl溶液反应和AgNO3溶液与盐酸反应都可用Ag++Cl-===AgCl↓来表示。( )
(4)稀H2SO4与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式为Ba2++SO===BaSO4↓。( )
(5)在酸性条件下,CO、Na+、SO、Ba2+能够大量共存。( )
(6)在溶液中与Ag+能共存的常见阴离子只有NO。( )
(7)澄清透明溶液中,一定不存在Cu2+、Fe3+、Fe2+、MnO。( )
(8)离子方程式中的H+只能代表强酸。( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√ (7)× (8)×
2.下列说法正确的是( )
A.根据物质能否导电,可以将化合物分为电解质和非电解质
B.电解质与非电解质的本质区别是在水溶液或熔融状态下能否电离
C.酸、碱和盐都属于电解质,其他化合物都是非电解质
D.常见的强酸、强碱和大部分盐都是强电解质,其他化合物都是非电解质
解析 根据化合物在水溶液或熔融状态下能否导电将其分为电解质和非电解质,A错误、B正确;水不是酸、碱、盐,但是属于电解质,C错误;常见的强酸、强碱和大部分盐都是强电解质,其他化合物不一定是非电解质,如弱酸、弱碱等是弱电解质,D错误。
答案 B
3.下列化学方程式中,不可以用H++OH-===H2O表示的是( )
A.2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O
B.Ba(OH)2+2HCl===BaCl2+2H2O
C.Cu(OH)2+2HNO3===Cu(NO3)2+2H2O
D.KOH+HCl===KCl+H2O
答案 C
4.在强酸性或强碱性溶液中都能大量共存的一组离子是( )
A.Ba2+、Fe3+、Cl-、NO
B.Na+、Ca2+、HCO、NO
C.Al3+、NH、SO、Na+
D.Na+、K+、NO、SO
答案 D
5.填空。
(1)氯水有漂白作用,是由于其中含具有漂白性的________(填“HCl”或“HClO”)的缘故。一种淡黄色固体,可用在呼吸面具里和潜艇里作为氧气的来源,这种固体是________(填“氧化钠”或“过氧化钠”)。
(2)写出下列反应的离子方程式。
①钠与水反应:________________________________。
②氯气与NaOH溶液反应:__________________________。
③Na2CO3溶液与CH3COOH溶液反应:____________________。
④Cu(OH)2与硝酸溶液反应:___________________________。
解析 (1)氯水中含有的次氯酸具有强氧化性,能使有机色质漂白褪色而表现漂白性;淡黄色的过氧化钠固体能与人呼出的二氧化碳和水蒸气反应生成氧气,常用在呼吸面具里和潜艇里作为氧气的来源。(2)①钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,离子方程式为:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。②氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,离子方程式为:Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O。③足量的碳酸钠溶液与少量醋酸溶液反应生成醋酸钠、碳酸氢钠,醋酸是弱酸,离子方程式中不可拆,离子方程式为:CH3COOH+CO===HCO+CH3COO-;
少量的碳酸钠溶液与足量醋酸溶液反应生成醋酸钠、二氧化碳和水,醋酸是弱酸,离子方程式中不可拆,离子方程式为:2CH3COOH+CO===2CH3COO-+CO2↑+H2O。④氢氧化铜和硝酸溶液反应生成硝酸铜和水,氢氧化铜是沉淀,离子方程式中不可拆,离子方程式为:Cu(OH)2+2H+===Cu2++2H2O。
答案 (1)HClO 过氧化钠
(2)①2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
②Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
③CH3COOH+CO===HCO+CH3COO-或2CH3COOH+CO===2CH3COO-+CO2↑+H2O ④Cu(OH)2+2H+===Cu2++2H2O
$$