内容正文:
第2讲 离子反应 离子方程式
【备考目标】 1.认识酸、碱、盐等电解质在水溶液中或熔融状态下能发生电离;能通过实验事实认识离子反应及其发生的条件。2.能用电离方程式表示某些酸、碱、盐的电离;能运用化学方程式、离子方程式正确表示典型物质的主要化学性质。
考点1 电解质及其电离
1.电解质与非电解质
电解质
在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物
强电解质:在水溶液中能完全电离的电解质,包括强酸、强碱、大多数盐类等
弱电解质:在水溶液中只能部分电离的电解质,包括弱酸、弱碱、水等
非电解质
在水溶液里和熔融状态下都不导电的化合物,如蔗糖、乙醇
【示例】 填写符合条件的物质的序号:①Cu ②盐酸 ③HNO3 ④CH3COOH ⑤SO2 ⑥Na2SO4溶液
⑦BaCl2 ⑧BaSO4 ⑨Na2CO3 ⑩苯 ⑪Al2O3 ⑫Ba(OH)2。
(1)熔融状态下能导电的电解质:________________________________________________________________________。
(2)非电解质:________________________________________________________________________。
(3)熔融状态下不导电的强电解质:________________________________________________________________________。
(4)难溶于水的强电解质:________________________________________________________________________。
(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)④ (6)①②⑥
【提醒】 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、电解质溶解性的大小没有直接关系。如碳酸钙的溶解性小,溶液导电性差,但其属于强电解质。
2.电解质的电离
(1)电离的概念和条件
①概念:电解质溶于水或受热熔化时,形成自由移动的离子的过程。
②离子化合物的电离条件:在水溶液中或熔融状态下;
共价化合物的电离条件:在水溶液中。
(2)电离方程式的书写
①强电解质的电离方程式中用“===”连接,弱电解质(包括弱酸的酸式酸根)的电离方程式中用“⇌”连接。
如Na2SO4:Na2SO4===2Na++SO;
HClO:HClO⇌H++ClO-。
②多元弱酸的电离分步书写,多元弱碱的电离一步写出。
如H2CO3:H2CO3⇌H++HCO、HCO⇌H++CO;
Fe(OH)3:Fe(OH)3⇌Fe3++3OH-。
③酸式盐的电离
如NaHCO3溶液中:NaHCO3===Na++HCO、HCO⇌H++CO;
NaHSO4溶液中:NaHSO4===Na++H++SO;
NaHSO4熔化:NaHSO4===Na++HSO。
④两性氢氧化物[如Al(OH)3]的电离
碱式:Al(OH)3⇌Al3++3OH-;
酸式:Al(OH)3+H2O⇌[Al(OH)4]-+H+。
【基点判断】(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)NaCl溶液在电流的作用下电离成钠离子和氯离子(×)
(2)强电解质溶液的导电性比弱电解质溶液的导电性强(×)
(3)NO2溶于水能导电,所以为电解质(×)
(4)乙酸易溶于水,属于强电解质;BaSO4难溶于水,属于弱电解质(×)
一、电解质、非电解质的分析与判断
1.(2022·浙江6月选考)下列物质属于强电解质的是( )
A.HCOOH B.Fe C.Na2CO3 D.C2H2
答案:C
2.(人教必修第一册P20T2)下列叙述中,正确的是( )
A.KNO3固体不导电,所以KNO3不是电解质
B.铜丝、石墨均能导电,所以它们都是电解质
C.熔融的MgCl2能导电,所以MgCl2是电解质
D.NaCl溶于水,在通电条件下才能发生电离
解析:选C。KNO3在水溶液中或熔融状态下可以导电,KNO3是电解质,A错误;电解质和非电解质都是化合物,铜丝、石墨是单质,B错误;电解质的电离过程不需要通电,D错误。
二、离子反应过程中溶液导电性变化的分析
3.(人教必修第一册P21T9拓展延伸)下列几种导电性变化图像,把符合要求的图像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NaOH溶液中通入少量Cl2( )
(6)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)和(5)虽然发生了离子反应,但自由移动离子的浓度基本未发生改变。(6)开始阶段CO2与Ca(OH)2反应生成CaCO3沉淀,离子浓度降低至Ca(OH)2完全反应,继续通入CO2,CO2、H2O与CaCO3反应生成可溶性的Ca(HCO3)2,自由移动离子的浓度又增加。
答案:(1)D (2)B (3)C (4)B (5)C (6)A
【思维建模】 电解质溶液的导电原理分析
考点2 离子反应 离子方程式的书写
1.离子反应
(1)概念:在溶液中有离子参加的化学反应。
(2)实质:溶液中离子的种类或浓度减小。
(3)类型
复分解
反应
生成难溶的物质,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
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。
(2)意义:离子方程式不仅可以表示某一个具体的化学反应,还可以表示同一类型的离子反应。如强酸、强碱生成可溶性盐和水的中和反应可用H++OH-===H2O表示。
(3)书写步骤(以CaCO3与盐酸反应为例)
3.书写离子方程式的注意事项
(1)注意“拆分”
①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。浓盐酸、浓硝酸在离子方程式中可拆,浓硫酸一般不拆。
②强酸的酸式酸根离子(如HSO)在水溶液中可拆,在熔融状态下不能拆开。
③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。
(2)注意特例
①氨水作为反应物写为NH3·H2O;作为生成物,若有加热条件或浓度很大时,写为“NH3↑+H2O”。
②微溶物出现在反应物中时,澄清溶液可以拆,悬浊液不可拆;微溶物出现在生成物中时当沉淀处理,不可拆。四种常见的微溶物是Ag2SO4、CaSO4、MgCO3、Ca(OH)2。如:澄清石灰水与盐酸反应的离子方程式:H++OH-===H2O;用石灰乳制漂白粉的离子方程式:Ca(OH)2+Cl2===Ca2++Cl-+ClO-+H2O。
一、依据反应事实,书写常见反应的离子方程式
1.写出下列离子方程式,注意物质拆分。
(1)氯气与水的反应:________________________________________________________________________。
(2)实验室用MnO2和浓盐酸共热制取Cl2:
________________________________________________________________________。
(3)向碳酸钙中加入醋酸溶液:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)铜与浓硝酸的反应:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO
(2)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(3)CaCO3+2CH3COOH===Ca2++2CH3COO-+H2O+CO2↑
(4)Cu+4H++2NO===Cu2++2NO2↑+2H2O
2.写出下列离子方程式,注意物质的多重性。
(1)Ba(OH)2溶液与H2SO4溶液混合:
________________________________________________________________________。
(2)Ba(OH)2溶液与(NH4)2SO4溶液混合:
________________________________________________________________________。
(3)FeO溶于稀HNO3中:________________________________________________________________________。
(4)Fe2O3溶于HI溶液中:________________________________________________________________________。
答案:(1)Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O
(2)Ba2++2OH-+2NH+SO===BaSO4↓+2NH3·H2O
(3)3FeO+10H++NO===3Fe3++NO↑+5H2O
(4)Fe2O3+6H++2I-===2Fe2++3H2O+I2
二、信息给予题中离子方程式的书写[更全内容见P40 热点提升(三)]
3.按要求写出对应的离子方程式。
(1)在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl-和NO,其离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)将氨水和NH4HCO3溶液混合,可制得(NH4)2CO3溶液,其离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)NO被H2O2氧化为NO 的离子方程式为
________________________________________________________________________。
(4)Ag2SO3难溶于水,能溶于氨水,其溶于氨水时发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)3HClO+2NO+H2O===3Cl-+2NO+5H+
(2)HCO+NH3·H2O===NH+CO+H2O
(3)2NO+3H2O2===2H++2NO+2H2O
(4)Ag2SO3+4NH3·H2O===2[Ag (NH3)2]++SO+4H2O
考点3 离子方程式的正误判断
一、看反应是否符合客观事实
(1)将Na投入CuSO4溶液中:2Na+Cu2+===2Na++Cu(×)
(2)Fe和稀盐酸反应:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑(×)
(3)Zn和浓硫酸反应:Zn+2H+===H2↑+Zn2+(×)
(4)Fe(OH)3和HI的反应:Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O(×)
(5)向NaClO溶液中通入少量SO2:2ClO-+H2O+SO2===2HClO+SO(×)
(6)向稀HNO3中滴加Na2SO3溶液:SO+2H+===SO2↑+H2O(×)
(7)向AlCl3溶液中加入过量稀氨水:Al3++4NH3·H2O===4NH+[Al(OH)4]-(×)
[总结归纳] ①Fe与稀盐酸、稀硫酸、FeCl3溶液、CuSO4溶液、S、I2反应时均生成Fe2+,而不会生成Fe3+。
②铁与过量稀硝酸反应生成Fe3+,过量Fe与稀HNO3反应生成Fe2+。
③向漂白粉溶液中通入SO2,产物是CaSO4而不是CaSO3。
④Fe2O3与HI反应生成FeI2、I2和水,而不是FeI3和水。
⑤Na、K、F2与盐溶液反应时,均是先与水反应,再考虑产物与盐的反应。
⑥CO2(或SO2)与碱性溶液反应时,少量CO2(或SO2)反应时生成正盐CO(或SO),足量CO2(或SO2)反应时,生成酸式盐HCO(或HSO)。
二、看化学式拆分是否正确
(1)氯气溶于水:Cl2+H2O⇌2H++Cl-+ClO-(×)
(2)向NaHCO3溶液中加入稀盐酸:CO+2H+===CO2↑+H2O(×)
(3)向硫酸铝溶液中加入少量氨水:Al3++3OH-===Al(OH)3↓(×)
(4)Na2O2固体与水反应:2O+2H2O===4OH-+O2↑(×)
(5)Mg(OH)2与醋酸的反应:OH-+H+===H2O(×)
(6)磁性氧化铁溶于稀硝酸:3Fe2++4H++NO===3Fe3++NO↑+3H2O(×)
(7)碳酸锌溶于稀硝酸:CO+2H+===H2O+CO2↑(×)
三、看反应是否符合守恒关系
(1)锌片插入硝酸银溶液中:Zn+Ag+===Zn2++Ag(×)
(2)向FeCl2溶液中通入Cl2:Fe2++Cl2===Fe3++2Cl-(×)
(3)向水中加入一小块钠:Na+2H2O===Na++2OH-+H2↑(×)
(4)向稀硝酸中加入铜片:Cu+2H++NO===Cu2++NO↑+H2O(×)
(5)Fe2+与H2O2在酸性溶液中的反应:2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O(√)
(6)用过氧化氢从酸化的海带灰浸出液中提取碘:2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O(√)
[总结归纳] 非氧化还原反应离子方程式除符合元素守恒外,还应符合电荷守恒,即离子方程式两边离子所带电荷总数相等,因此解题时可首先检查离子方程式两边电荷是否相等而进行判断;氧化还原反应离子方程式除符合元素守恒和电荷守恒外,还必须符合得失电子守恒。
四、看书写是否规范,警惕“符号”陷阱
(1)用FeCl3饱和溶液制备胶体:Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+(×)
(2)NaHCO3溶液因水解呈碱性:HCO+H2O===H2CO3+OH-(×)
(3)向NH4Cl溶液中滴入烧碱溶液并加热:NH+OH-NH3·H2O(×)
(4)AlCl3水解:Al3++3H2O===Al(OH)3↓+3H+(×)
五、看反应物的用“量”对产物的影响
(1)向FeI2溶液中通入少量Cl2:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-(×)
(2)向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2:ClO-+CO2+H2O===HClO+HCO(×)
(3)向盐酸中滴加少量Na[Al(OH)4]溶液:H++[Al(OH)4]-===Al(OH)3↓+H2O(×)
(4)少量SO2和NaOH溶液反应:SO2+OH-===HSO(×)
(5)向Na2CO3溶液中滴入少量盐酸:CO+2H+===H2O+CO2↑(×)
(6)NH4HSO3溶液与NaOH溶液等物质的量反应:NH+HSO+2OH-===NH3·H2O+SO(×)
[总结归纳] 离子方程式正误判断中,要关注反应物“少量”“足量”“一定量”对产物的影响。如NH4HCO3与过量石灰水反应时,既要考虑HCO与OH-、Ca2+的反应,又要考虑NH与OH-的反应。
【真题演练·感悟高考】
1.(2024·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:选C。银和稀硝酸反应产生AgNO3、NO,其离子方程式为3Ag+4H++NO===3Ag++NO↑+2H2O,A项错误;FeS为难溶物,在离子方程式中不能拆开,正确的离子方程式为Pb2++FeS===Fe2++PbS,B项错误;海水提溴过程中将溴吹入SO2吸收塔,Br2与SO2发生氧化还原反应生成HBr和H2SO4,离子方程式为Br2+SO2+2H2O===2Br-+SO+4H+,C项正确;草酸为弱酸,在离子方程式中不能拆开,正确的离子方程式为2MnO+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O,D项错误。
2.(2024·浙江6月选考)下列离子方程式正确的是( )
A.用CuSO4溶液除H2S气体:Cu2++S2-===CuS↓
B.H2SO3溶液中滴加Ba(NO3)2溶液:H2SO3+Ba2+===BaSO3↓+2H+
C.NaHCO3溶液中通入少量Cl2:2HCO+Cl2===2CO2+Cl-+ClO-+H2O
D.用FeCl3溶液刻蚀覆铜板制作印刷电路板:2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
解析:选D。H2S在离子方程式中应以化学式保留,正确的离子方程式为Cu2++H2S===CuS↓+2H+,A项错误;酸性条件下NO会将H2SO3氧化成H2SO4,Ba2+与SO形成BaSO4沉淀,滴加少量Ba(NO3)2时的离子方程式为Ba2++2NO+3H2SO3===BaSO4↓+2NO↑+2SO+4H++H2O,滴加足量Ba(NO3)2时的离子方程式为3Ba2++2NO+3H2SO3===3BaSO4↓+2NO↑+4H++H2O,B项错误;Cl2与水反应生成的HClO与NaHCO3不反应,正确的离子方程式为Cl2+HCO===Cl-+HClO+CO2,C项错误;Cu与FeCl3溶液反应生成CuCl2、FeCl2,反应的离子方程式为Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+,D项正确。
3.(2024·贵州高考)下列离子方程式书写错误的是( )
A.用氢氟酸雕刻玻璃:SiO2+4H++4F-===SiF4↑+2H2O
B.用绿矾(FeSO4·7H2O)处理酸性废水中的Cr2O:6Fe2++Cr2O+14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O
C.用泡沫灭火器灭火的原理:Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
D.工业电解饱和食盐水制烧碱和氯气:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
答案:A
4.(2023·湖南高考)下列有关电极方程式或离子方程式错误的是( )
A.碱性锌锰电池的正极反应:MnO2+H2O+e-===MnO(OH)+OH-
B.铅酸蓄电池充电时的阳极反应:Pb2++2H2O-2e-===PbO2+4H+
C.K3[Fe(CN)6]溶液滴入FeCl2溶液中:K++Fe2++[Fe(CN)6]3-===KFe[Fe(CN)6]↓
D.TiCl4加入水中:TiCl4+(x+2)H2O===TiO2·xH2O↓+4H++4Cl-
解析:选B。碱性锌锰电池中正极上MnO2得电子生成MnO(OH),A项正确;铅酸蓄电池充电时,阳极上PbSO4失电子生成PbO2,电极反应式为PbSO4-2e-+2H2O===PbO2+4H++SO,B项错误;K3[Fe(CN)6]溶液滴入FeCl2溶液中,产生KFe[Fe(CN)6]蓝色沉淀,C项正确;TiCl4加入水中发生水解反应生成TiO2·xH2O和HCl,D项正确。
5.(2022·广东高考)下列关于Na的化合物之间转化反应的离子方程式书写正确的是( )
A.碱转化为酸式盐:OH-+2H++CO===HCO+2H2O
B.碱转化为两种盐:2OH-+Cl2===ClO-+Cl-+H2O
C.过氧化物转化为碱:2O+2H2O===4OH-+O2↑
D.盐转化为另一种盐:Na2SiO3+2H+===H2SiO3↓+2Na+
解析:选B。少量的氢氧化钠可以和碳酸反应生成碳酸氢钠,碳酸不能拆,离子方程式为OH-+H2CO3===HCO+H2O,故A错误;过氧化物不能拆分,离子方程式为2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑,故C错误;硅酸钠为可溶性盐,应拆成离子形式,离子方程式为SiO+2H+===H2SiO3↓,故D错误。
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