内容正文:
第2节 离子反应
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1
知识清单
一、电解质及其电离
1.电解质
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注意
①电解质和非电解质均属于化合物。单质和混合物既不是电解质也不是非电解质。
②自身电离而导电的化合物才是电解质,有些化合物的水溶液虽然能导电,但溶液中的
离子不是其自身电离产生的,这些化合物属于非电解质,如CO2、NH3、SO2等。③能导
电的物质也不一定是电解质,如金属。④电解质固态时不导电,溶于水时或熔融状态下
才导电。⑤电解质溶液的导电能力与溶液中的离子浓度及离子所带电荷多少有关。
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(2)多元弱酸分步电离,以第一步电离为主,如碳酸溶液中存在电离:H2CO3 H++HC
(主),HC H++C (次)。
多元弱碱的电离用一步电离表示,如Fe(OH)3 Fe3++3OH-。
(3)在水溶液中强酸的酸式盐中酸式酸根离子完全电离,弱酸的酸式盐中酸式酸根离子
不完全电离。例如:
NaHSO4:NaHSO4 Na++H++S
NaHCO3:NaHCO3 Na++HC
HC H++C
2.电离方程式的书写
(1)强电解质的电离用“ ”连接,弱电解质的电离用“ ”连接。
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注意
在熔融状态下,NaHSO4 Na++HS 。
二、离子反应
1.概念:在溶液中有离子参加的化学反应。
2.离子反应发生的条件
(1)在水溶液中发生复分解反应
①生成沉淀,如BaSO4、CaCO3、CuS等;
②生成气体,如CO2、NH3等;
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③生成弱电解质,如弱酸、弱碱、水等。
(2)离子之间发生氧化还原反应
强氧化性离子和强还原性离子相遇发生反应。例如向FeCl3溶液中加入KI溶液的离子
方程式为2Fe3++2I- 2Fe2++I2。
(3)离子之间发生配合反应
金属离子或原子与某些分子或离子以配位键结合形成配位化合物。如Ag+与NH3·H2O
生成[Ag(NH3)2]+,Cu2+与NH3·H2O生成[Cu(NH3)4]2+。
(4)相互促进的水解反应
两种离子在水溶液中同时发生水解,且水解产物(沉淀、气体或弱电解质)的生成会进
一步推动双方水解反应正向进行,导致水解程度显著增大,甚至反应完全。如Al3+与C
、HC 、S2-、HS-等。
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3.用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子(学生必做实验)
[实验目的]1.用化学沉淀法除去粗盐中的Ca2+、Mg2+和S 。
2.熟练掌握溶解、过滤、蒸发等操作,认识化学方法在物质分离中的重要作用。
[实验方案设计]
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实验步骤 实验装置、仪器 实验操作
①溶解 天平、烧杯、玻璃棒、量筒 用天平称取5.0 g粗盐,放入100 mL烧杯中,然后加入20 mL蒸馏水,用玻璃棒搅拌,使粗盐全部溶解,得到粗盐水(注意玻璃棒的作用)
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②沉淀
(注意加入试剂和加入顺序及原因)
烧杯、胶头滴管 向粗盐水中滴加过量的BaCl2溶液(约2~3 mL),使S 与Ba2+完全反应生成BaSO4沉淀,将烧杯静置
静置后,沿烧杯壁向上层清液中继续滴加2~3滴BaCl2溶液。若溶液不出现浑浊,表明S 已沉淀完全;若出现浑浊,则应继续滴加BaCl2溶液,直至S 沉淀完全
烧杯、胶头滴管 继续向粗盐水中滴加过量的NaOH溶液(约0.25 mL),使Mg2+与OH-完全反应生成Mg(OH)2沉淀;然后滴加过量的饱和
Na2CO3溶液(2~3 mL),使Ca2+、Ba2+与C 完全反应生成沉淀。用与检验S 类似的方法分别检验Mg2+、Ca2+和Ba2+是否沉淀完全
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③过滤
铁架台(带铁圈)、烧杯、玻璃棒、漏斗 将烧杯静置,然后过滤,除去生成的沉
淀和不溶性杂质
④除去NaOH与
Na2CO3
烧杯、胶头滴管、玻璃棒 向所得滤液中滴加盐酸,用玻璃棒搅
拌,直到没有气泡冒出,并用pH试纸
检验,使滤液呈中性或微酸性
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⑤蒸发结晶
铁架台(带铁圈)、蒸发皿、玻璃棒、
酒精灯、坩埚钳、陶土网 将滤液倒入蒸发皿中,用酒精灯加热,并用玻璃棒不断搅拌。当蒸发皿中出现较多固体时,停止加热,利用蒸发皿的余热使滤液蒸干。用坩埚钳将蒸发皿夹持到陶土网上冷却,得到去除了杂质离子的精盐
考查方向 ①溶解、过滤、蒸发所用仪器、操作要领及作用;
②试剂添加的顺序及原因;
③先过滤还是先加盐酸及原因;
④每次所加试剂略微过量的原因;
⑤S 沉淀完全的检验方法和步骤;
⑥用pH试纸测溶液pH的方法等
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注意
①除去多种杂质时必须考虑加入试剂的顺序,如BaCl2溶液必须在Na2CO3溶液之前加;
②过滤之后再加入盐酸除去过量的Na2CO3和NaOH;③除杂时,每次所加试剂都略微过
量是为了将杂质离子完全除去。
[实验分步操作时体系中的主要离子和沉淀成分]
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操作 主要离子 杂质离子 沉淀成分
溶解 Na+、Cl- Ca2+、Mg2+、S —
加入过量BaCl2溶液 Na+、Cl- Ca2+、Mg2+、Ba2+ BaSO4
加入过量NaOH溶液 Na+、Cl- Ca2+、Ba2+、OH- BaSO4、Mg(OH)2
加入过量Na2CO3溶液 Na+、Cl- OH-、C BaSO4、Mg(OH)2、BaCO
3、CaCO3
过滤 Na+、Cl- OH-、C —
加入适量盐酸 Na+、Cl- — —
蒸发结晶 得到NaCl晶体
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三、离子共存与离子推断
1.“三看”法判断离子共存
(1)一看题干要求,是“能大量共存”还是“不能大量共存”,是“可能共存”还是“一
定共存”。
(2)二看附加条件,如:①溶液的颜色,若为无色溶液,则Mn 、Fe3+、Cu2+、Fe2+等有色离
子不能大量存在;②溶液的酸性、碱性、氧化性、还原性等,如溶液呈酸性,则HC 、
HS 、S 等不能大量存在;③指定溶液中的溶质,例如指定溶液为KMnO4溶液,则能
与KMnO4反应的离子不能大量存在。
(3)三看所给离子之间能否发生反应
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①复分解反应:如Ba2+与S ,N 与OH-,H+与CH3COO-等。
②氧化还原反应:如Fe3+与I-、S2-,N (H+)与Fe2+等。
③相互促进的水解反应:如Al3+与C 、HC 或[Al(OH)4]-等。
④配合反应:如Fe3+与SCN-、Ag+与NH3·H2O等。
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规律总结
判断溶液酸碱性的常见信息
(1)酸性溶液:①使甲基橙变红;② >1;③常温下 <1×10-7 mol/L、 >1×1
0-7 mol/L等。
(2)碱性溶液:①使酚酞变红;② <1;③常温下 >1×10-7 mol/L、 <1×10-7
mol/L等。
(3)酸性或碱性溶液:①常温下由水电离出的c(H+)<1×10-7 mol/L的溶液;②与Al反应能放
出H2的溶液(若是酸性溶液,则不含有N )等;③使甲基橙变黄。
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2.离子推断的“四原则”
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四、离子方程式
1.离子方程式的书写步骤
以CaCO3和盐酸的反应为例。
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2.离子方程式书写的关键
(1)两易—易溶且易(完全)电离的物质(包括强酸、强碱、大多数可溶性盐)拆成离子,其
他物质用化学式表示。
(2)两等—离子方程式两边的原子个数、电荷数均应相等。
(3)两查—检查化学计量数是否约到最简,是否漏标必要的反应条件。
注意
微溶物的处理:①出现在生成物中写化学式;②反应物中处于溶液状态时拆成离子形式,
处于浊液或固态时写化学式。
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即练即清
1.下列物质属于弱电解质的是 ( )
A.CO2 B.H2O
C.HNO3 D.NaOH
B
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解析 CO2不是电解质,H2O是弱电解质,HNO3、NaOH是强电解质,故选B。
易错警示
电解质必须是本身能全部或部分电离出离子的化合物,CO2溶于水后,溶液可以导电,但
溶液中的离子不是CO2电离产生的,而是CO2与H2O反应生成的H2CO3电离产生的。
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2.常温下,下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是 ( )
A.无色透明的溶液中:Fe3+、Mg2+、SCN-、Cl-
B. =1×10-13 mol·L-1的溶液中:N 、Ca2+、Cl-、N
C.与Al反应能放出H2的溶液中:Fe2+、K+、N 、S
D.使酚酞变红的溶液中:Na+、Al3+、S 、Cl-
B
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解析 A项,含Fe3+的溶液有颜色,且Fe3+和SCN-反应生成红色配合物,不能大量共存。B
项,常温下, =c(OH-)=1×10-13 mol·L-1,则溶液呈酸性,四种离子在酸性溶液中不发生
反应,可大量共存。C项,与Al反应能放出H2的溶液可能呈酸性也可能呈碱性,若是酸性
溶液,N 能将Fe2+氧化,同时不能生成H2;若是碱性溶液,Fe2+和OH-反应生成沉淀。D项,
使酚酞变红的溶液呈碱性,碱性条件下Al3+不能大量存在。故选B。
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3.下列离子方程式中正确的是 ( )
A.氯化钡溶液与硫酸钠溶液混合:Ba2++S BaSO4↓
B.铁片插入硫酸铜溶液中:Fe+Cu2+ Fe3++Cu
C.稀硫酸滴在石灰石上:C +2H+ CO2↑+H2O
D.稀盐酸滴在铜片上:Cu+2H+ Cu2++H2↑
A
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解析 Ba2+和S 反应生成BaSO4沉淀,A正确;产物不正确,离子方程式应为Fe+Cu2+
Fe2++Cu,B错误;石灰石的主要成分碳酸钙难溶于水,不拆写,同时生成的硫酸钙是
微溶物,也不拆写,C错误;稀盐酸与铜片不反应,不符合反应事实,D错误。
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