内容正文:
第03讲 离子方程式与离子共存
学习目标
重难点
1.通过BaCl2溶液与Na2SO4溶液反应的探究,认识离子反应的本质。
2.通过实验事实认识复分解反应离子反应发生的条件。
3.会书写常见反应的离子方程式,能判断给定反应的离子方程式正误。
4.能根据常见离子的性质,判断在给定条件下离子能否大量共存。
重点:1.离子反应的概念、发生条件、书写及正误的判断。
2.离子共存。
难点:离子方程式的书写及正误的判断。
当把Vc泡腾片投入水中后,会产生大量气泡。这是由于Vc泡腾片溶于水后,碳酸氢钠电离出HCO3-、无水枸橼酸电离出H+,之后HCO3-与H+发生了离子反应,生成了CO2气体,状如沸腾,故名泡腾片。
什么叫离子反应?离子反应发生要具备什么条件呢?
实验
分析
实验前溶液中的离子
Ba2+ Cl-
H+ SO42-
实验后溶液中的离子
H+ Cl-
实验结论
BaCl2溶液与H2SO4溶液的反应,实质是溶液中的Ba2+与SO42-之间的反应:Ba2++SO42-=BaSO4↓
一、离子反应与离子方程式
1.离子反应
概念
电解质在溶液中的反应实质上是离子之间的反应,有离子参加的化学反应称为离子反应。
本质
离子反应总是向着某种离子浓度减小的方向进行。
2.离子方程式
(1)定义与书写
定义
用实际参加反应的离子符号表示离子反应的式子,叫做离子方程式。
书写步骤
写
写出正确的化学反应方程式
拆
把易溶于水、易电离的物质(如强酸、强碱、可溶性盐)写成离子的形式
删
并将把不参加反应的离子从方程式两端等量删去,并将化学计量数化成最简整数比
查
检查方程式两边各元素的原子个数和电荷总数是否相等
离子方程式的书写:以氯化铜和硝酸银的反应为例
步骤
内容
举例
一写
根据客观事实,写出正确的化学方程式
CuCl2+2AgNO3=2AgCl↓+Cu(NO3)2
二拆
把易溶于水且易电离的物质写成离子形式,气体、单质、氧化物、难溶和难电离的物质等仍用化学式表示
Cu2++2Cl-+2Ag++2NO3-=2AgCl↓+Cu2++2NO3-
三删
删去方程式两边不参加反应的离子,并将化学计量数化为最简
Cu2++2Cl-+2Ag++2NO3-=2AgCl↓+Cu2++2NO3-
2Ag++2Cl-=2AgCl↓
四查
整理方程式并检查两边各元素的原子个数和电荷总数是否相等
Ag++Cl-=AgCl↓
书写离子方程式时的拆分原则
(1)强酸、强碱和易溶于水且完全电离的盐拆写成离子形式。
(2)难溶物质、弱电解质、易挥发物质(包括气体)、单质、氧化物、非电解质等均写化学式。
(3)多元弱酸的酸式酸根离子不能继续拆分,如NaHCO3,不能拆写成“Na++H++CO32-”,应写成“Na++HCO3-”。
(4)微溶物如Ca(OH)2、CaSO4、Ag2SO4、MgCO3
①作反应物:澄清溶液中写成离子,悬浊液中写成化学式;
②作生成物:一律视为沉淀,写成化学式。
(5)氨水
①作反应物:写成NH3·H2O;
②作生成物:铵盐与稀碱溶液反应时,写成NH3·H2O,与浓溶液反应或加热时写成“NH3↑”。
通过以上分析发现,在离子方程式中除了易溶于水的强电解质应写成离子形式外,其他均不能拆。
请完成下表酸和碱中和反应的化学方程式和离子方程式。
反应物
化学方程式
离子方程式
HCl+NaOH
HCl+KOH
H2SO4+NaOH
H2SO4+KOH
HNO3+Ba(OH)2
小结:强酸与强碱发生中和反应时,生成可溶的盐和水,其反应都是酸电离的H+与碱电离OH-两种离子间的反应。
离子反应的条件
(1)复分解型离子反应
只要具备上述条件之一,反应就能发生。
(2)氧化还原反应型离子反应
参加离子反应的不一定都是电解质,只要有一种是即可;后面学习的氧化还原型离子反应就不一定满足产生沉淀、气体、难电离的物质的条件,如铁与氯化铁溶液的反应,没有产生沉淀、气体和难电离的物质,但依然是离子反应,离子方程式为Fe+2Fe3+===3Fe2+
2.应用
(1)混合物的分离(以分离MgCl2和NaCl为例)
(2)物质的鉴别
例如:鉴别失去标签的四种溶液——Na2CO3溶液、NaCl溶液、Na2SO4溶液、MgCl2溶液。
【实验操作】各取3mL分别加入四支试管中,先向各试管内滴入少量的Ba(OH)2溶液,再滴人足量的稀盐酸,观察现象。实验现象、结论及离子方程式如下:
实验现象
结论
离子方程式
无明显现象
原溶液是NaCl溶液
—
生成白色沉淀且沉淀不溶于盐酸
原溶液是Na2SO4溶液
SO42-+Ba2+=BaSO4↓
生成白色沉淀且沉淀溶于盐酸并有气体逸出
原溶液是Na2CO3溶液
CO32-+Ba2+=BaCO3↓
BaCO3+H+=Ba2++CO2↑+H2O
生成白色沉淀且沉淀溶于盐酸但无气体逸出
原溶液是MgCl2溶液
Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓
Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O
(3)消除水中污染物
如一种污水中含有KCl,另一种污水中含有AgNO3,若将这两种污水按适当的比例混合,则发生离子反应:Ag++Cl-==AgCl↓。混合后的污水经过滤后再排放,不但消除了水污染,而且还能回收AgCl,再用这样的水浇灌农田又为植物提供了营养(K+和NO3-)。
(4)离子的检验
离子
所用试剂
操作及现象
结论
离子反应
SO42-
稀盐酸
BaCl2溶液
取少许待测液于试管中,滴入稀盐酸,无明显现象(排除CO32-、SO32-、Ag+等的干扰),再滴入BaCl2溶液,产生白色沉淀(注意加入顺序不能颠倒)
待测液中含有SO42-
SO42-+Ba2+=BaSO4↓
Cl-
AgNO3溶液稀HNO3
取少许待测液于试管中,滴入稀HNO3,无明显现象(排除CO32-等的干扰),再滴入AgNO3溶液,有白色沉淀产生(或滴入硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀)
待测液中含有Cl-
Ag++Cl-==AgCl↓
CO32-
CaCl2溶液稀盐酸
澄清石灰水
取少许待测液于试管中,先加入CaCl2溶液,产生白色沉淀,再滴入稀盐酸,沉淀溶解并产生无色无味气体,将产生的气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊
待测液中含有CO32-
CO32-+Ca2+=CaCO3↓
CaCO3+H+=Ca2++CO2↑+H2O
Ca2++2OH-+CO2=CaCO3↓+H2O
把下列离子方程式改写成化学方程式。
离子方程式
化学方程式
Ca2++CO32-=CaCO3↓
2H++CO32-=CO2↑+H2O
判断下列离子方程式书写是否正确。
反应
离子方程式
判断正误
铁和稀硫酸反应
2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
氧化铝和稀盐酸反应
O2-+2H+=H2O
钠和水反应生成氢氧化钠和氢气
2Na+H2O=2Na++2OH-+H2↑
铜和硝酸银溶液反应
Cu+Ag+=Cu2++Ag
碳酸钙和醋酸溶液反应
CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
硫酸铜溶液和氢氧化钡溶液反应
SO42-+Ba2+=BaSO4↓
H2SO4和Ba(OH)2溶液反应
H++SO42-+OH++Ba2+=BaSO4↓+H2O
(3)离子方程式正误判断
①看反应产物是否符合事实,如铁与硫酸铜溶液反应:2Fe+3Cu2+=2Fe3++3Cu,Fe参加反应实际上生成的是Fe2+。
②看物质拆写是否正确,如醋酸与氢氧化钠溶液反应:H++OH-=H2O,CH3COOH不能拆为H+。
③看是否符合原子守恒和电荷守恒,如铝与氯化铜溶液反应:Al+Cu2+=Al3++Cu,电荷不守恒。
④看是否漏写离子反应,如硫酸铁与氢氧化钡溶液反应:SO42-+Ba2+=BaSO4↓,漏写了Fe3+与OH-的反应。
⑤看方程式整体的阴、阳离子配比是否正确,如硫酸与氢氧化钡溶液反应:H++SO42-+Ba2++OH-=BaSO4↓+H2O,实际上H+与SO42-是按2∶1参加反应,Ba2+与OH-是按1∶2参加反应。
判断以下各组离子在溶液中能否大量共存:
离子组
能否大量共存
Na+、NH、Ca2+、NO3-、Cl-、CO32-
H+、K+、NH、CO32-、SO42-、Cl-、NO3-
K+、NH、Na+、NO3-、OH-、SO42-、Cl-
二、离子共存和离子推断
1.离子共存
概念
几种离子在同一溶液中能大量共存,就是指离子之间不能发生离子反应;若离子之间能发生离子反应,则不能大量共存。
离子不共存
生成气体
H+ 与CO32-、HCO3-、SO32-、HSO3-、S2-、HS-
生成沉淀
Ba2+、Ca2+与CO、SO、SO等
Ag+与Cl-、Br-、I-、CO等
OH-与Mg2+、Zn2+、Ag+、Al3+、Cu2+、Fe2+、Fe3+
生成难电离物质
H+与CH3COO-、ClO-、SiO32-、F-
OH-与NH、HCO、HSO、HS-、H2PO、HPO
审题技巧
注意判断离子共存的情况
“能、不能”,“一定、可能、一定不能”
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
注意题干中提示的溶液颜色
溶液无色时,有色离子不能存在
注意
隐含条件
无色透明
不存在有色离子,如Cu2+(蓝色) 、Fe3+(棕黄色)、Fe2+(浅绿色)、MnO4-(紫红色)
酸性溶液
①酸性溶液;②pH<7的溶液;③使石蕊溶液变红的溶液
碱性溶液
①碱性溶液;②pH>7的溶液;③使石蕊溶液变蓝的溶液
透明溶液
“透明”与溶液有无颜色无关,不能认为“有色”就不透明。只要溶液不形成混浊或沉淀,即为透明溶液。如:NaCl溶液、KOH溶液为无色透明溶液,CuSO4溶液、FeCl3溶液是有色透明溶液。
2.离子推断
离子推断的一般解题思路为:
根据实验现象判断一定含有的离子→根据离子共存判断一定不含有的离子→可能含有的离子。
(1)注意操作过程中上一步中所加的试剂的离子,是否会对后续实验产生影响。
(2)若某种离子无法确定,可利用电荷守恒来确定该离子是否存在。
1.下列反应能用2H+ + CO = CO2↑ +H2O表示的是( )
A.盐酸与MgCO3溶液反应 B.醋酸与Na2CO3溶液反应
C.HNO3溶液与NaHCO3溶液反应 D.稀硫酸与(NH4)2CO3溶液反应
2.下列离子方程式书写正确的是( )
A.硫酸铜溶液和铁反应:3Cu2++2Fe=2Fe3++3Cu
B.硫酸镁溶液与氢氧化钠溶液混合:MgSO4+2OH-=Mg(OH)2↓+SO
C.氢氧化铜与盐酸反应:Cu(OH)2+2H+=Cu2++2H2O
D.澄清石灰水吸收二氧化碳:2OH-+CO2=CO+H2O
3.下列无色溶液中的离子能大量共存,且加入氢氧化钠溶液后也能大量共存的( )
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
4.下列四组物质的溶液混合后,能发生离子反应,且溶液的总质量不会发生改变的是( )
A.氯化钠溶液和蔗糖水混合溶液
B.硝酸钠溶液与碳酸钠溶液混合
C.人工盐(含有硫酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、硫酸钾)溶液与BaCl2溶液混合
D.氢氧化钾溶液与盐酸混合
5.下列化学反应方程式对应的离子方程式正确的是( )
A.CuCO3+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2CO3 Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓
B.Ba(OH)2+H2SO4=BaSO4↓+2H2O Ba2++SO42-=BaSO4↓
C.AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3 Ag++Cl-=AgCl↓
D.Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O OH-+H+=H2O
6.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
7.下列各组离子在水溶液中一定能大量共存的是( )
A.含有大量Ba2+的溶液中:Cl-、K+、SO42-、CO32-
B.含有大量Na+溶液中:H+、K+、NO3-、SO42-
C.含有大量OH-的溶液中:Al3+、NO3-、SO42-、CO32-
D.含有大量H+的溶液中:Al3+、Na+、SO42-、HCO3-
8.离子交换法净化水过程如图所示,下列说法中错误的是( )
A.通过净化处理后,水的导电性降低
B.水中的通过阴离子树脂后被除去
C.经过阳离子交换树脂后,水中阳离子的总数不变
D.阴离子树脂填充段存在反应
9.取某固体样品,进行如下实验:
①取一定量的样品,加足量水充分溶解,过滤得到滤液和滤渣;
②取少量滤液,加入溶液,有白色沉淀产生,过滤得到滤液和滤渣;
③取①②少量滤渣,加入足量稀盐酸,滤渣全部溶解,同时有气体产生。
根据上述实验现象,该固体样品的成分可能是( )
A. B.
C. D.
10.某化学兴趣小组的同学向一定体积的溶液中逐滴加入稀硫酸,测得混合溶液的导电能力随时间的变化如图所示,下列相关说法正确的是( )
A.段溶液的导电能力不断减弱,说明反应的生成物不是电解质
B.B处溶液的导电能力几乎为0,是因为溶液中几乎没有可自由移动的离子
C.段溶液导电能力不断增大,是因为溶液中未反应的电离出了可自由移动的离子
D.上述反应过程可以用离子方程式表示为:
11.有下列物质:①冰醋酸;②铜;③;④硫酸溶液;⑤固体;⑥固体;⑦固体;⑧氨水;⑨稀硝酸;⑩蔗糖。回答下列问题:
(1)上述物质中属于电解质的有 (填编号,下同),属于强电解质的有 ,属于非电解质的有 ,能导电的物质有 。
(2)i.当过量③和⑥混合后,写出离子方程式: ;
ii.当④通入⑥的水溶液中,写出离子方程式: ;
iii.当⑦与⑧混合后,写出离子方程式: ;
iv.当⑤与⑥溶于水使溶液呈中性,写出该离子方程式: 。
12.实验室有一瓶无色透明的溶液,可能含有 中的若干种离子,且每种离子的个数一样多。化学兴趣小组设计了一系列实验来探究该溶液的成分。
(1)通过观察,该溶液中一定不存在 (填写离子符号)。
为鉴别该溶液的成分,对该溶液进行了以下实验。
①取少量溶液,加入紫色石蕊,溶液变红。
②取样,向溶液中加入过量的Ba(NO3)2溶液,生成白色沉淀。
③将②得到的浊液过滤,再加入溶液,生成白色沉淀。
(2)实验①证明溶液含有 。
(3)写出实验②发生的离子方程式 。
(4)写出实验③发生的离子方程式 。
(5)结合上述实验,溶液中一定存在的离子是 ,可能存在的离子是 。
13.人体胃液中含有胃酸(0.2%~0.4%的盐酸),起杀菌、帮助消化等作用,但胃酸的量不能过多或过少,它必须控制在一定范围内。当胃酸过多时就会出现“咯酸水”“烧心”“胃部隐隐作痛”等症状。目前市场上的抗酸药主要有①吸收性抗酸药,如NaHCO3等。②非吸收性抗酸药,如CaCO3、MgO、Al(OH)3等。
(1)上述所举抗酸药中有 个是电解质。
(2)CaCO3作抗酸药时发生反应的离子方程式为 。
(3) (填“可以”或“不可以”)服用BaCO3来治疗胃酸过多,理由是
。
(4)如果病人同时患有胃溃疡,此时最好服用胃舒平[主要成分是Al(OH)3],反应的离子方程式为 。
14.现代工业生产中的污水处理问题是环保问题的重要方面。高效合理的污水处理是我们幸福生活的保障。
某河道两旁有甲、乙两厂,它们排放的工业废水中,共含K+、Ag+、Fe3+、Cl-、OH-、NO六种离子。
若甲、乙两厂分别含有不相同的三种离子。根据题目要求回答问题:
(1)若甲厂的废水显棕黄色,则甲厂含有的离子为 ,同时该厂还含有的离子为
,理由是
。
(2)若甲厂的废水显碱性,则甲厂含有的离子为 。
(3)在污水处理厂某技术人员提出了另一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合,经过滤后的废水,可用来浇灌农田。你能解释其中的原因吗?
。
15.在两份相同的Ba(OH)2溶液中,分别滴入物质的量浓度相等的H2SO4、NaHSO4溶液,其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示。
请回答下列问题
(1)写出NaHSO4溶液的电离方程式 ;图中代表滴加H2SO4溶液的变化曲线 。
(2)曲线①中从起始到a点反应的化学方程式 ;曲线②中bd段反应的离子方程式 。
(3)b点对应溶液中大量存在的离子是 ;a点对应的溶液显 (填“酸性”、“中性”或“碱性”),此时溶液导电能力接近于0的原因是 。
1.下列各组物质能发生离子反应的是( )
A.NaCl溶液与盐酸 B.KNO3溶液与NaOH溶液
C.稀硫酸与BaCl2溶液 D.Na2SO4溶液与HNO3溶液
2.下列离子方程式中,能表示KOH稀溶液与NaHCO3溶液反应的是( )
A.2K++OH-+HCO3-=K2CO3+H2O
B.OH-+NaHCO3=Na2CO3+H2O
C.OH-+HCO3-=CO32-+H2O
D.2K++OH-+HCO3-+2Na+=Na2CO3+K2CO3+2H2O
3.下列反应能用离子方程式CO32-+2H+=CO2↑+H2O表示的是( )
A.Na2CO3+2CH3COOH=2CH3COONa+CO2↑+H2O
B.NH4HCO3+HNO3=NH4NO3+CO2↑+H2O
C.BaCO3+2HCl=BaCl2+CO2↑+H2O
D.K2CO3+2HCl=2KCl+CO2↑+H2O
4.下列离子方程式中不正确的是( )
A.向硝酸银溶液中加入铜粉:Ag++Cu=Cu2++Ag
B.碳酸钠溶液与氯化钙溶液混合:CO32-+Ca2+=CaCO3↓
C.氧化铁与稀盐酸混合:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
D 向澄清石灰水中通入少量CO2:Ca2++2OH-+CO2=H2O+CaCO3↓
5.某老师做实验的时候发现一未贴标签的烧杯内盛有无色透明的酸性溶液,该老师根据实验记录列出了溶液中可能存在的几种离子组合,下列离子组合中合理的是( )
A.Na+、Ca2+、CO32-、NO3- B.Na+、Fe3+、Cl-、NO3-
C.K+、Ca2+、Cl-、NO3- D.Ba2+、K+、OH-、NO3-
6.化学方程式只表示一个具体的反应,而离子反应表示的是一类反应,下列化学方程式不能改写成H++OH-=H2O的是( )
A.2HCl+Ba(OH)2=BaCl2+2H2O B.NaHSO4+NaOH=Na2SO4+H2O
C.KHCO3+KOH=K2CO3+H2O D.HCl+KOH=KCl+H2O
7.(多选)在两份相同的Ba(OH)2溶液中,分别滴入浓度相等的H2SO4、NaHSO4溶液,其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示。
下列说法正确的是( )
A.①代表滴加NaHSO4溶液的变化曲线
B.b点,溶液中大量存在的离子是Na+、OH-
C.O―→a反应的离子方程式为:Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O
D.c点,两溶液中含有相同量的OH-
8.粗食盐水中常含有少量Ca2+、Mg2+、SO42-杂质离子,实验室提纯粗食盐水制取食盐的流程如下,关于实验过程中所选用的试剂、目的及所发生反应的离子方程式均正确的是
选项
试剂
目的
离子方程式
A
KOH溶液
仅除去Mg2+
Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓
B
BaCl2溶液
仅除去SO42-
Ba2++Na2SO4=BaSO4↓+2Na+
C
Na2CO3溶液
仅除去Ca2+
Ca2++CO32-=CaCO3↓
D
盐酸
除去OH-和CO32-
H++OH-=H2O
2H++CO32-=CO2↑+H2O
9.某同学利用实验室中几种等浓度溶液:①AgNO3 ②HCl ③Na2CO3,进行以下实验。
序号
操作
现象
离子方程式
i
向盛有2 mL①的试管中加入1 mL②
产生白色沉淀
a
ii
向盛有2 mL②的试管(滴加酚酞)中加入1 mL③
产生气体
b
(1)将表格补充完整。a. ;b. 。
(2)除以上试剂外,请任意选择一种能与③反应的试剂,并写出反应的离子方程式。试剂: ,离子方程式: 。
10.如图所示,先在小烧杯中加入某浓度的Ba(OH)2溶液50 mL,再滴入几滴酚酞溶液,接通电源,可观察到小灯泡变亮。
(1)从物质类别看,Ba(OH)2属于 ,它在水中电离的方程式是 ;小灯泡变亮的原因是 。
(2)向小烧杯中滴加某浓度的H2SO4溶液,观察到以下现象,按要求填写产生对应现象的原因:
序号
现象
产生该现象的原因
1
酚酞颜色变浅直至褪去
用化学用语表达:① 。
2
产生白色沉淀
用化学用语表达:② 。
3
小灯泡变暗直至熄灭
文字表达:③ 。
4
小灯泡又变亮
用化学用语表达:④ 。
11.化学是在原子、分子水平上研究物质的组成﹑结构、性质、转化及其应用的基础自然科学。
(1)根据下列物质的组成和性质完成填空。
a.铜;b.熔融氯化钠;c.二氧化碳气体;d.饱和氯化铁溶液;e.氢氧化钠固体;
f.石墨。
①属于电解质的是 (填字母序号,下同),上述状态下能导电的物质有 。
②写出d的电离方程式 。
③鉴别由d制成的胶体的方法是 。
(2)向一定量的H2SO4和MgSO4混合溶液中逐滴滴加氢氧化钠溶液至过量(体积变化忽略不计)。下列图像不能正确反映对应变化关系的是 。
A . B. C.
(3)经检测﹐某酸性废水中存在大量的。欲除去其中的,并得到中性溶液﹐设计的工艺流程如图所示(流程中试剂a,试剂b均过量)。
①滴加NaOH溶液至呈碱性,原废水中物质的量会减少的离子是 (用离子符号表示)。
②加入试剂a发生反应的离子方程式为 ,试剂c的作用是 。
12.在两份相同的Ba(OH)2溶液中,分别滴入相同浓度的H2SO4、NaHSO4溶液,其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如下图所示。
(1)图中①、②代表滴加哪种溶液的变化曲线① (填化学式)
(2)b点溶液中大量存在的离子是 。
(3)a、d两点对应的溶液均显 (填“酸性”、“中性”、“碳性”)
(4)曲线①中的a点导电能力最弱的原因是 (用化学方程式表示)
(5)c点两溶液中氢离子浓度① ②(填大于,小于或等于)
(6)曲线②中的c点显 (填“酸性”、“中性”、“碱性”)
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第03讲 离子方程式与离子共存
学习目标
重难点
1.通过BaCl2溶液与Na2SO4溶液反应的探究,认识离子反应的本质。
2.通过实验事实认识复分解反应离子反应发生的条件。
3.会书写常见反应的离子方程式,能判断给定反应的离子方程式正误。
4.能根据常见离子的性质,判断在给定条件下离子能否大量共存。
重点:1.离子反应的概念、发生条件、书写及正误的判断。
2.离子共存。
难点:离子方程式的书写及正误的判断。
当把Vc泡腾片投入水中后,会产生大量气泡。这是由于Vc泡腾片溶于水后,碳酸氢钠电离出HCO3-、无水枸橼酸电离出H+,之后HCO3-与H+发生了离子反应,生成了CO2气体,状如沸腾,故名泡腾片。
什么叫离子反应?离子反应发生要具备什么条件呢?
实验
分析
实验前溶液中的离子
Ba2+ Cl-
H+ SO42-
实验后溶液中的离子
H+ Cl-
实验结论
BaCl2溶液与H2SO4溶液的反应,实质是溶液中的Ba2+与SO42-之间的反应:Ba2++SO42-=BaSO4↓
一、离子反应与离子方程式
1.离子反应
概念
电解质在溶液中的反应实质上是离子之间的反应,有离子参加的化学反应称为离子反应。
本质
离子反应总是向着某种离子浓度减小的方向进行。
2.离子方程式
(1)定义与书写
定义
用实际参加反应的离子符号表示离子反应的式子,叫做离子方程式。
书写步骤
写
写出正确的化学反应方程式
拆
把易溶于水、易电离的物质(如强酸、强碱、可溶性盐)写成离子的形式
删
并将把不参加反应的离子从方程式两端等量删去,并将化学计量数化成最简整数比
查
检查方程式两边各元素的原子个数和电荷总数是否相等
离子方程式的书写:以氯化铜和硝酸银的反应为例
步骤
内容
举例
一写
根据客观事实,写出正确的化学方程式
CuCl2+2AgNO3=2AgCl↓+Cu(NO3)2
二拆
把易溶于水且易电离的物质写成离子形式,气体、单质、氧化物、难溶和难电离的物质等仍用化学式表示
Cu2++2Cl-+2Ag++2NO3-=2AgCl↓+Cu2++2NO3-
三删
删去方程式两边不参加反应的离子,并将化学计量数化为最简
Cu2++2Cl-+2Ag++2NO3-=2AgCl↓+Cu2++2NO3-
2Ag++2Cl-=2AgCl↓
四查
整理方程式并检查两边各元素的原子个数和电荷总数是否相等
Ag++Cl-=AgCl↓
书写离子方程式时的拆分原则
(1)强酸、强碱和易溶于水且完全电离的盐拆写成离子形式。
(2)难溶物质、弱电解质、易挥发物质(包括气体)、单质、氧化物、非电解质等均写化学式。
(3)多元弱酸的酸式酸根离子不能继续拆分,如NaHCO3,不能拆写成“Na++H++CO32-”,应写成“Na++HCO3-”。
(4)微溶物如Ca(OH)2、CaSO4、Ag2SO4、MgCO3
①作反应物:澄清溶液中写成离子,悬浊液中写成化学式;
②作生成物:一律视为沉淀,写成化学式。
(5)氨水
①作反应物:写成NH3·H2O;
②作生成物:铵盐与稀碱溶液反应时,写成NH3·H2O,与浓溶液反应或加热时写成“NH3↑”。
通过以上分析发现,在离子方程式中除了易溶于水的强电解质应写成离子形式外,其他均不能拆。
请完成下表酸和碱中和反应的化学方程式和离子方程式。
反应物
化学方程式
离子方程式
HCl+NaOH
HCl+KOH
H2SO4+NaOH
H2SO4+KOH
HNO3+Ba(OH)2
【答案】
反应物
化学方程式
离子方程式
HCl+NaOH
HCl+NaOH=NaCl+H2O
H++OH-=H2O
HCl+KOH
HCl+KOH=KCl+H2O
H++OH-=H2O
H2SO4+NaOH
H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O
H++OH-=H2O
H2SO4+KOH
H2SO4+2KOH=Na2SO4+2H2O
H++OH-=H2O
HNO3+Ba(OH)2
2HNO3+Ba(OH)2=Ba(NO3)2+2H2O
H++OH-=H2O
小结:强酸与强碱发生中和反应时,生成可溶的盐和水,其反应都是酸电离的H+与碱电离OH-两种离子间的反应。
离子反应的条件
(1)复分解型离子反应
只要具备上述条件之一,反应就能发生。
(2)氧化还原反应型离子反应
参加离子反应的不一定都是电解质,只要有一种是即可;后面学习的氧化还原型离子反应就不一定满足产生沉淀、气体、难电离的物质的条件,如铁与氯化铁溶液的反应,没有产生沉淀、气体和难电离的物质,但依然是离子反应,离子方程式为Fe+2Fe3+===3Fe2+
2.应用
(1)混合物的分离(以分离MgCl2和NaCl为例)
(2)物质的鉴别
例如:鉴别失去标签的四种溶液——Na2CO3溶液、NaCl溶液、Na2SO4溶液、MgCl2溶液。
【实验操作】各取3mL分别加入四支试管中,先向各试管内滴入少量的Ba(OH)2溶液,再滴人足量的稀盐酸,观察现象。实验现象、结论及离子方程式如下:
实验现象
结论
离子方程式
无明显现象
原溶液是NaCl溶液
—
生成白色沉淀且沉淀不溶于盐酸
原溶液是Na2SO4溶液
SO42-+Ba2+=BaSO4↓
生成白色沉淀且沉淀溶于盐酸并有气体逸出
原溶液是Na2CO3溶液
CO32-+Ba2+=BaCO3↓
BaCO3+H+=Ba2++CO2↑+H2O
生成白色沉淀且沉淀溶于盐酸但无气体逸出
原溶液是MgCl2溶液
Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓
Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O
(3)消除水中污染物
如一种污水中含有KCl,另一种污水中含有AgNO3,若将这两种污水按适当的比例混合,则发生离子反应:Ag++Cl-==AgCl↓。混合后的污水经过滤后再排放,不但消除了水污染,而且还能回收AgCl,再用这样的水浇灌农田又为植物提供了营养(K+和NO3-)。
(4)离子的检验
离子
所用试剂
操作及现象
结论
离子反应
SO42-
稀盐酸
BaCl2溶液
取少许待测液于试管中,滴入稀盐酸,无明显现象(排除CO32-、SO32-、Ag+等的干扰),再滴入BaCl2溶液,产生白色沉淀(注意加入顺序不能颠倒)
待测液中含有SO42-
SO42-+Ba2+=BaSO4↓
Cl-
AgNO3溶液稀HNO3
取少许待测液于试管中,滴入稀HNO3,无明显现象(排除CO32-等的干扰),再滴入AgNO3溶液,有白色沉淀产生(或滴入硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀)
待测液中含有Cl-
Ag++Cl-==AgCl↓
CO32-
CaCl2溶液稀盐酸
澄清石灰水
取少许待测液于试管中,先加入CaCl2溶液,产生白色沉淀,再滴入稀盐酸,沉淀溶解并产生无色无味气体,将产生的气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊
待测液中含有CO32-
CO32-+Ca2+=CaCO3↓
CaCO3+H+=Ca2++CO2↑+H2O
Ca2++2OH-+CO2=CaCO3↓+H2O
把下列离子方程式改写成化学方程式。
离子方程式
化学方程式
Ca2++CO32-=CaCO3↓
2H++CO32-=CO2↑+H2O
【答案】
离子方程式
化学方程式
Ca2++CO32-=CaCO3↓
表示可溶性的钙盐或Ca(OH)2与可溶性碳酸盐反应:
CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl
Ca(OH)2+K2CO3=CaCO3↓+2KOH
2H++CO32-=CO2↑+H2O
表示强酸与可溶性碳酸盐反应生成可溶性盐反应:
2HCl+Na2CO3=CaCl2+CO2↑+H2O
2HNO3+K2CO3=2KCl+CO2↑+H2O
判断下列离子方程式书写是否正确。
反应
离子方程式
判断正误
铁和稀硫酸反应
2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
氧化铝和稀盐酸反应
O2-+2H+=H2O
钠和水反应生成氢氧化钠和氢气
2Na+H2O=2Na++2OH-+H2↑
铜和硝酸银溶液反应
Cu+Ag+=Cu2++Ag
碳酸钙和醋酸溶液反应
CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
硫酸铜溶液和氢氧化钡溶液反应
SO42-+Ba2+=BaSO4↓
H2SO4和Ba(OH)2溶液反应
H++SO42-+OH++Ba2+=BaSO4↓+H2O
【答案】错误、错误、错误、错误、错误、错误、错误
(3)离子方程式正误判断
①看反应产物是否符合事实,如铁与硫酸铜溶液反应:2Fe+3Cu2+=2Fe3++3Cu,Fe参加反应实际上生成的是Fe2+。
②看物质拆写是否正确,如醋酸与氢氧化钠溶液反应:H++OH-=H2O,CH3COOH不能拆为H+。
③看是否符合原子守恒和电荷守恒,如铝与氯化铜溶液反应:Al+Cu2+=Al3++Cu,电荷不守恒。
④看是否漏写离子反应,如硫酸铁与氢氧化钡溶液反应:SO42-+Ba2+=BaSO4↓,漏写了Fe3+与OH-的反应。
⑤看方程式整体的阴、阳离子配比是否正确,如硫酸与氢氧化钡溶液反应:H++SO42-+Ba2++OH-=BaSO4↓+H2O,实际上H+与SO42-是按2∶1参加反应,Ba2+与OH-是按1∶2参加反应。
判断以下各组离子在溶液中能否大量共存:
离子组
能否大量共存
Na+、NH、Ca2+、NO3-、Cl-、CO32-
H+、K+、NH、CO32-、SO42-、Cl-、NO3-
K+、NH、Na+、NO3-、OH-、SO42-、Cl-
【答案】
离子组
能否大量共存
Na+、NH、Ca2+、NO3-、Cl-、CO32-
Ca2+与CO32-反应生成CaCO3沉淀,不能大量共存
H+、K+、NH、CO32-、SO42-、Cl-、NO3-
H+与CO32-反应生成CO2气体,不能大量共存
K+、NH、Na+、NO3-、OH-、SO42-、Cl-
NH与OH-反应生成难电离的NH3·H2O,不能大量共存
二、离子共存和离子推断
1.离子共存
概念
几种离子在同一溶液中能大量共存,就是指离子之间不能发生离子反应;若离子之间能发生离子反应,则不能大量共存。
离子不共存
生成气体
H+ 与CO32-、HCO3-、SO32-、HSO3-、S2-、HS-
生成沉淀
Ba2+、Ca2+与CO、SO、SO等
Ag+与Cl-、Br-、I-、CO等
OH-与Mg2+、Zn2+、Ag+、Al3+、Cu2+、Fe2+、Fe3+
生成难电离物质
H+与CH3COO-、ClO-、SiO32-、F-
OH-与NH、HCO、HSO、HS-、H2PO、HPO
审题技巧
注意判断离子共存的情况
“能、不能”,“一定、可能、一定不能”
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
注意题干中提示的溶液颜色
溶液无色时,有色离子不能存在
注意
隐含条件
无色透明
不存在有色离子,如Cu2+(蓝色) 、Fe3+(棕黄色)、Fe2+(浅绿色)、MnO4-(紫红色)
酸性溶液
①酸性溶液;②pH<7的溶液;③使石蕊溶液变红的溶液
碱性溶液
①碱性溶液;②pH>7的溶液;③使石蕊溶液变蓝的溶液
透明溶液
“透明”与溶液有无颜色无关,不能认为“有色”就不透明。只要溶液不形成混浊或沉淀,即为透明溶液。如:NaCl溶液、KOH溶液为无色透明溶液,CuSO4溶液、FeCl3溶液是有色透明溶液。
2.离子推断
离子推断的一般解题思路为:
根据实验现象判断一定含有的离子→根据离子共存判断一定不含有的离子→可能含有的离子。
(1)注意操作过程中上一步中所加的试剂的离子,是否会对后续实验产生影响。
(2)若某种离子无法确定,可利用电荷守恒来确定该离子是否存在。
1.下列反应能用2H+ + CO = CO2↑ +H2O表示的是( )
A.盐酸与MgCO3溶液反应 B.醋酸与Na2CO3溶液反应
C.HNO3溶液与NaHCO3溶液反应 D.稀硫酸与(NH4)2CO3溶液反应
【答案】D
【解析】A.MgCO3为微溶物,MgCO3的非澄清溶液在离子方程式中不能拆分,因此不能用2H+ + CO = CO2↑ +H2O表示,故A项不选;
B.醋酸为弱酸,在离子方程式中不能拆分,因此不能用2H+ + CO = CO2↑ +H2O表示,故B项不选;
C.NaHCO3在水中电离出Na+和,与HNO3溶液中H+能发生复分解反应生成CO2和H2O,因此不能用2H+ + CO = CO2↑ +H2O表示,故C项不选;
D.(NH4)2CO3在水中电离出和,与稀硫酸中H+能发生复分解反应生成CO2和H2O,反应离子方程式为2H+ + CO = CO2↑ +H2O,故D项选;综上所述,答案为D。
2.下列离子方程式书写正确的是( )
A.硫酸铜溶液和铁反应:3Cu2++2Fe=2Fe3++3Cu
B.硫酸镁溶液与氢氧化钠溶液混合:MgSO4+2OH-=Mg(OH)2↓+SO
C.氢氧化铜与盐酸反应:Cu(OH)2+2H+=Cu2++2H2O
D.澄清石灰水吸收二氧化碳:2OH-+CO2=CO+H2O
【答案】C
【解析】A.硫酸铜溶液和铁发生置换反应,生成亚铁离子,离子方程式:Cu2++Fe=Fe2++Cu,故A错误;
B.硫酸镁为可溶盐,需拆成离子形式,离子方程式:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,故B错误;
C.氢氧化铜为难溶性沉淀,不拆为离子,与盐酸反应生成氯化铜和水,离子方程式:Cu(OH)2+2H+=Cu2++2H2O,故C正确;
D.澄清石灰水吸收二氧化碳生成难溶性盐碳酸钙,离子方程式:Ca2++2OH-+CO2=CaCO3↓+H2O,故D错误;答案选C。
3.下列无色溶液中的离子能大量共存,且加入氢氧化钠溶液后也能大量共存的( )
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
【答案】A
【解析】A.各离子为无色离子,且在加入氢氧化钠后不发生反应,可以共存,故A正确;
B.与加入的氢氧根离子发生反应生成氢氧化镁沉淀,无法共存,故B错误;
C.会与反应生成二氧化碳和水,会与加入的氢氧根离子反应生成一水合氨,不能大量共存,故C错误;
D.和反应生成硫酸钡沉淀,不能大量共存,故D错误;答案选A。
4.下列四组物质的溶液混合后,能发生离子反应,且溶液的总质量不会发生改变的是( )
A.氯化钠溶液和蔗糖水混合溶液
B.硝酸钠溶液与碳酸钠溶液混合
C.人工盐(含有硫酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、硫酸钾)溶液与BaCl2溶液混合
D.氢氧化钾溶液与盐酸混合
【答案】D
【解析】A项,NaC1与蔗糖不发生反应,不符合题意,错误;B项,硝酸钠溶液与碳酸钠溶液混合,未发生离子反应,错误;C项,SO42-与Ba2+反应生成BaSO4沉淀,发生了离子反应,生成了沉淀,溶液总质量变小,错误;D项,氢氧化钾溶液与盐酸混合,发生离子反应生成氯化钾和水,溶液质量不变,正确。
5.下列化学反应方程式对应的离子方程式正确的是( )
A.CuCO3+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2CO3 Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓
B.Ba(OH)2+H2SO4=BaSO4↓+2H2O Ba2++SO42-=BaSO4↓
C.AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3 Ag++Cl-=AgCl↓
D.Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O OH-+H+=H2O
【答案】C
【解析】A项,碳酸铜难溶于水,应以化学式保留,错误;B项,Ba(OH)2+H2SO4=BaSO4↓+2H2O反应实质是氢离子与氢氧根离子反应生成水,钡离子与硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀,离子方程式为Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O,错误;C项,AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3反应实质是Ag+和Cl-反应生成AgCl沉淀:Ag++Cl-=AgCl↓,正确;D项,Cu(OH)2难溶于水,在离子方程式中保留化学式,错误。
6.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
【答案】D
【解析】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其盐溶液中置换出来(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。
7.下列各组离子在水溶液中一定能大量共存的是( )
A.含有大量Ba2+的溶液中:Cl-、K+、SO42-、CO32-
B.含有大量Na+溶液中:H+、K+、NO3-、SO42-
C.含有大量OH-的溶液中:Al3+、NO3-、SO42-、CO32-
D.含有大量H+的溶液中:Al3+、Na+、SO42-、HCO3-
【答案】B
【解析】A项,钡离子和硫酸根离子或碳酸根离子反应生成沉淀,不能大量共存,错误;B项,四种离子都不反应,能大量共存,正确;C项,铝离子和氢氧根离子或碳酸根离子反应不能共存,错误;D项,氢离子和碳酸氢根离子反应不能共存,错误。
8.离子交换法净化水过程如图所示,下列说法中错误的是( )
A.通过净化处理后,水的导电性降低
B.水中的通过阴离子树脂后被除去
C.经过阳离子交换树脂后,水中阳离子的总数不变
D.阴离子树脂填充段存在反应
【答案】C
【解析】A.通过净化处理后,离子浓度降低,水的导电性降低,故A正确;
B.水中的通过阴离子树脂后被氢氧根离子代替而除去,故B正确;
C.经过阳离子交换树脂后,金属阳离子被氢离子代替,根据电荷守恒,水中阳离子的总数增大,故C错误;
D.通过阴离子交换树脂后,阴离子被氢氧根离子代替,氢氧根离子和氢离子反应生成水,阴离子树脂填充段存在反应,故D正确;选C。
9.取某固体样品,进行如下实验:
①取一定量的样品,加足量水充分溶解,过滤得到滤液和滤渣;
②取少量滤液,加入溶液,有白色沉淀产生,过滤得到滤液和滤渣;
③取①②少量滤渣,加入足量稀盐酸,滤渣全部溶解,同时有气体产生。
根据上述实验现象,该固体样品的成分可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】A.、、三者溶解后能够反应生成沉淀,滤液中可能含有碳酸根离子,加入氯化钡溶液生成碳酸钡白色沉淀,滤渣、能够与盐酸反应放出二氧化碳而溶解,符合上述实验过程,A正确;
B.、、三者溶解后能够反应生成碳酸银沉淀,与盐酸反应会生成氯化银沉淀,氯化银不溶于盐酸,不符合③,B错误;
C.、、三者溶解后能发生反应生成硫酸钡和碳酸钡沉淀,硫酸钡不溶于盐酸,不符合③,C错误;
D.、、三者溶解后能够反应生成氢氧化镁沉淀,加入溶液无沉淀,与实验②现象不符,,且氢氧化镁与盐酸反应没有气体放出,不符合③,D错误;故选A。
10.某化学兴趣小组的同学向一定体积的溶液中逐滴加入稀硫酸,测得混合溶液的导电能力随时间的变化如图所示,下列相关说法正确的是( )
A.段溶液的导电能力不断减弱,说明反应的生成物不是电解质
B.B处溶液的导电能力几乎为0,是因为溶液中几乎没有可自由移动的离子
C.段溶液导电能力不断增大,是因为溶液中未反应的电离出了可自由移动的离子
D.上述反应过程可以用离子方程式表示为:
【答案】B
【解析】A.段溶液的导电能力不断减弱,是因为生成的难溶于水,属于电解质,故A错误;
B.B点处,和稀硫酸恰好完全反应生成和,几乎没有可以自由移动的离子,所以不导电,故B正确;
C.B点后溶液导电性增强是因为过量,过量的硫酸电离出可自由移动的离子,故C错误;
D.溶液中逐滴加入稀硫酸生成硫酸钡沉淀和水,反应的离子方程式应为,故D错误;选B。
11.有下列物质:①冰醋酸;②铜;③;④硫酸溶液;⑤固体;⑥固体;⑦固体;⑧氨水;⑨稀硝酸;⑩蔗糖。回答下列问题:
(1)上述物质中属于电解质的有 (填编号,下同),属于强电解质的有 ,属于非电解质的有 ,能导电的物质有 。
(2)i.当过量③和⑥混合后,写出离子方程式: ;
ii.当④通入⑥的水溶液中,写出离子方程式: ;
iii.当⑦与⑧混合后,写出离子方程式: ;
iv.当⑤与⑥溶于水使溶液呈中性,写出该离子方程式: 。
【答案】(1)①⑤⑥⑦ ⑤⑥⑦ ③⑩ ②④⑧⑨
(2)
【解析】(1)①冰醋酸是乙酸分子,不存在自由移动电子,不能导电,在水溶液中可部分电离出H+和CH3COO-,属于弱电解质;
②铜是金属单质,含有自由移动的电子而能够导电,单质既不属于电解质,也不属于非电解质;
③CO2是由分子构成的共价化合物,其中无自由移动的离子,因此不能导电,该物质在水中和熔融状态下都不能因自身发生电离而导电,因此属于非电解质;
④硫酸溶液中含有大量自由移动的离子而能够导电,溶液是混合物,既不属于电解质,也不属于非电解质;
⑤NaHSO4固体是硫酸盐,属于离子化合物,其中含有的离子不能自由移动,因此不能导电,该物质在水溶液中和熔融状态下能够发生完全电离而导电,因此NaHSO4属于强电解质;
⑥Ba(OH)2固体是离子化合物,其中含有的离子不能自由移动,因此不能导电,该物质在水溶液中和熔融状态下能够发生完全电离而导电,因此Ba(OH)2属于强电解质;
⑦Al2(SO4)3固体是离子化合物,其中含有的离子不能自由移动,因此不能导电,该物质在水溶液中和熔融状态下能够发生完全电离而导电,因此Al2(SO4)3固体属于强电解质;
⑧氨水中含有大量自由移动的离子而能够导电,氨水是溶液,属于混合物,既不属于电解质,也不属于非电解质;
⑨稀硝酸中含有大量自由移动的离子而能够导电,稀硝酸是溶液,属于混合物,故稀硝酸既不属于电解质,也不属于非电解质;
⑩蔗糖是由分子构成的共价化合物,其中无自由移动的离子,因此不能导电;该物质在水中和熔融状态下都不能因自身发生电离而导电,因此蔗糖属于非电解质;
综上所述:属于电解质的有①⑤⑥⑦,属于强电解质的有⑤⑥⑦,属于非电解质的有③⑩,能导电的物质有②④⑧⑨。
(2)i.过量CO2与Ba(OH)2混合生成Ba(HCO3)2,离子方程式为;
ii.硫酸与氢氧化钡生成硫酸钡沉淀和水,离子方程式为;
iii.硫酸铝与氨水生成氢氧化铝和硫酸铵,离子方程式为;
iv.硫酸氢钠和氢氧化钡以2:1反应生成硫酸钡、硫酸钠和水,溶液为中性,离子方程式为。
12.实验室有一瓶无色透明的溶液,可能含有 中的若干种离子,且每种离子的个数一样多。化学兴趣小组设计了一系列实验来探究该溶液的成分。
(1)通过观察,该溶液中一定不存在 (填写离子符号)。
为鉴别该溶液的成分,对该溶液进行了以下实验。
①取少量溶液,加入紫色石蕊,溶液变红。
②取样,向溶液中加入过量的Ba(NO3)2溶液,生成白色沉淀。
③将②得到的浊液过滤,再加入溶液,生成白色沉淀。
(2)实验①证明溶液含有 。
(3)写出实验②发生的离子方程式 。
(4)写出实验③发生的离子方程式 。
(5)结合上述实验,溶液中一定存在的离子是 ,可能存在的离子是 。
【答案】(1)Cu2+(2)H+(3)Ba2++=BaSO4↓(4)Ag++Cl-=AgCl↓(5)H+、、Mg2+、Cl- Na+、
【解析】(1)通过观察,该溶液中一定不存在Cu2+;
(2)根据分析,实验①证明溶液含有H+;
(3)根据分析,实验②发生的离子方程式为:+Ba2+= BaSO4↓;
(4)根据分析,实验③发生的离子方程式Ag++Cl-=AgCl↓;
(5)根据分析,溶液中一定存在Cl-、Mg2+、、H+,可能同时存在Na+,。
13.人体胃液中含有胃酸(0.2%~0.4%的盐酸),起杀菌、帮助消化等作用,但胃酸的量不能过多或过少,它必须控制在一定范围内。当胃酸过多时就会出现“咯酸水”“烧心”“胃部隐隐作痛”等症状。目前市场上的抗酸药主要有①吸收性抗酸药,如NaHCO3等。②非吸收性抗酸药,如CaCO3、MgO、Al(OH)3等。
(1)上述所举抗酸药中有 个是电解质。
(2)CaCO3作抗酸药时发生反应的离子方程式为 。
(3) (填“可以”或“不可以”)服用BaCO3来治疗胃酸过多,理由是
。
(4)如果病人同时患有胃溃疡,此时最好服用胃舒平[主要成分是Al(OH)3],反应的离子方程式为 。
【答案】(1)4 (2)CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O
(3)不可以 Ba2+是重金属离子,对人体有害 (4)Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
【解析】(1)在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物是电解质,碳酸氢钠、碳酸钙、氧化镁和氢氧化铝均是电解质,则上述所举抗酸药中有4个是电解质。(2)CaCO3作抗酸药时与氢离子反应,则发生反应的离子方程式为CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑。(3)碳酸钡与酸反应生成钡离子,Ba2+是重金属离子,对人体有害,因此不可以服用BaCO3来治疗胃酸过多。(4)胃舒平中的Al(OH)3难溶于水,作抗酸药时和胃酸中的H+反应的离子方程式为Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O。
14.现代工业生产中的污水处理问题是环保问题的重要方面。高效合理的污水处理是我们幸福生活的保障。
某河道两旁有甲、乙两厂,它们排放的工业废水中,共含K+、Ag+、Fe3+、Cl-、OH-、NO六种离子。
若甲、乙两厂分别含有不相同的三种离子。根据题目要求回答问题:
(1)若甲厂的废水显棕黄色,则甲厂含有的离子为 ,同时该厂还含有的离子为
,理由是
。
(2)若甲厂的废水显碱性,则甲厂含有的离子为 。
(3)在污水处理厂某技术人员提出了另一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合,经过滤后的废水,可用来浇灌农田。你能解释其中的原因吗?
。
【答案】(1) 、 甲厂的废水含有。与会产生沉淀,则在乙厂,又因为和反应,则只能在甲厂,则在乙厂,根据溶液电中性的原则,则甲厂一定有阴离子,所以甲厂还含有的离子为、
(2)、、
(3)将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合,可生成AgCl、Fe(OH)3沉淀,经过滤后的废水中溶质主要为KNO3可作为复合肥灌溉农田
【解析】(1)甲厂的废水显棕黄色,说明含有。根据离子共存的判断依据,则在乙厂,因为和反应,则只能在甲厂,则在乙厂,根据溶液电中性的原则,则甲厂一定有阴离子,所以甲厂含有的离子为、Ag+、,答案为:,、,甲厂的废水含有。与会产生沉淀,则在乙厂,又因为和反应,则只能在甲厂,则在乙厂,根据溶液电中性的原则,则甲厂一定有阴离子,所以甲厂还含有的离子为、;
(2)甲厂废水呈碱性,则溶液中含有大量的,与OH-反应的、不能大量共存,根据溶液电中性可知甲厂废水中应含有,乙厂中含有Ag+、,则与、反应的、不能共存,所以根据溶液电中性可知乙厂还有,由此可知:甲厂含有、、,乙厂含有、、,答案为:、、;
(3)将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合,可生成AgCl、Fe(OH)3沉淀,生成沉淀的离子有、、、,经过滤后的废水中溶质主要为KNO3,答案为:将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合,可生成AgCl、Fe(OH)3沉淀,经过滤后的废水中溶质主要为KNO3可作为复合肥灌溉农田。
15.在两份相同的Ba(OH)2溶液中,分别滴入物质的量浓度相等的H2SO4、NaHSO4溶液,其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示。
请回答下列问题
(1)写出NaHSO4溶液的电离方程式 ;图中代表滴加H2SO4溶液的变化曲线 。
(2)曲线①中从起始到a点反应的化学方程式 ;曲线②中bd段反应的离子方程式 。
(3)b点对应溶液中大量存在的离子是 ;a点对应的溶液显 (填“酸性”、“中性”或“碱性”),此时溶液导电能力接近于0的原因是 。
【答案】(1) ①
(2)
(3) 、 中性 溶液中几乎没有自由移动的离子
【分析】两份相同的氢氧化钡溶液中,分别滴入物质的量浓度相等的H2SO4、NaHSO4溶液,Ba(OH)2与H2SO4反应生成硫酸钡沉淀和水,溶液中离子浓度大幅减小,导电能力大幅下降,两者完全反应时导电能力几乎为零,为曲线①,Ba(OH)2与NaHSO4反应生成硫酸钡沉淀和水,溶液中钠离子始终存在,且钡离子与硫酸根离子完全反应时,氢氧根离子有剩余,则溶液导电能力虽下降,但是不会接近于零,为曲线②。
【详解】(1)NaHSO4溶液的电离方程式为NaHSO4=Na++H++。图中代表滴加硫酸溶液的变化曲线为①。
(2)曲线①代表滴加硫酸,a点时硫酸和氢氧化钡完全反应,故从起始到a点反应的化学方程式为H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O,曲线②中从开始到b点反应为Ba(OH)2+NaHSO4=BaSO4↓+H2O+NaOH,bd段反应为NaOH与NaHSO4反应,离子方程式为H++OH-=H2O。
(3)曲线②中从开始到b点反应为Ba(OH)2+NaHSO4=BaSO4↓+H2O+NaOH,此时溶液中大量存在的离子为Na+和OH-,a点时氢氧化钡和硫酸完全反应,溶液呈中性。此时钡离子与硫酸根离子完全反应生成硫酸钡沉淀,氢离子和氢氧根离子反应生成水,溶液中几乎没有自由移动的离子,因此导电能力接近于0。
1.下列各组物质能发生离子反应的是( )
A.NaCl溶液与盐酸 B.KNO3溶液与NaOH溶液
C.稀硫酸与BaCl2溶液 D.Na2SO4溶液与HNO3溶液
【答案】C
【解析】A项,NaCl溶液与盐酸不反应,不符合题意;B项,KNO3溶液与NaOH溶液不反应,不符合题意;C项,稀硫酸与BaCl2溶液反应生成硫酸钡沉淀和盐酸,属于离子反应,符合题意;D项,Na2SO4溶液与HNO3溶液不反应,不符合题意。
2.下列离子方程式中,能表示KOH稀溶液与NaHCO3溶液反应的是( )
A.2K++OH-+HCO3-=K2CO3+H2O
B.OH-+NaHCO3=Na2CO3+H2O
C.OH-+HCO3-=CO32-+H2O
D.2K++OH-+HCO3-+2Na+=Na2CO3+K2CO3+2H2O
【答案】C
【解析】碳酸氢钠是弱酸的酸式盐,则KOH稀溶液与NaHCO3溶液反应的离子方程式为OH-+HCO3-=CO32-+H2O;答案选C项。
3.下列反应能用离子方程式CO32-+2H+=CO2↑+H2O表示的是( )
A.Na2CO3+2CH3COOH=2CH3COONa+CO2↑+H2O
B.NH4HCO3+HNO3=NH4NO3+CO2↑+H2O
C.BaCO3+2HCl=BaCl2+CO2↑+H2O
D.K2CO3+2HCl=2KCl+CO2↑+H2O
【答案】D
【解析】CO32-+2H+=CO2↑+H2O表示可溶性的碳酸正盐与强酸反应生成可溶的盐的反应。A项,CH3COOH是弱酸,不能拆成H+,不符合题意;B项,NH4HCO3是酸式盐,HCO3-不能拆成CO32-,不符合题意;C项,BaCO3是难溶盐,不能拆成CO32-,不符合题意;D项,K2CO3是可溶性碳酸正盐,可拆为CO32-,HCl是强酸,可拆为H+,符合题意。
4.下列离子方程式中不正确的是( )
A.向硝酸银溶液中加入铜粉:Ag++Cu=Cu2++Ag
B.碳酸钠溶液与氯化钙溶液混合:CO32-+Ca2+=CaCO3↓
C.氧化铁与稀盐酸混合:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
D 向澄清石灰水中通入少量CO2:Ca2++2OH-+CO2=H2O+CaCO3↓
【答案】A
【解析】A项,Ag++Cu=Cu2++Ag电荷不守恒,正确的方程式为:Cu+2Ag+=Cu2++2Ag,符合题意;B项,碳酸钠溶液与氯化钙溶液混合,钙离子与碳酸根结合成碳酸钙沉淀:CO32-+Ca2+=CaCO3↓,不符合题意;C项,氧化铁是金属氧化物,与盐酸反应生成相应的盐和水:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O,不符合题意;D项,向澄清石灰水中通入少量CO2,生成碳酸钙白色沉淀:Ca2++2OH-+CO2=H2O+CaCO3↓,不符合题意。
5.某老师做实验的时候发现一未贴标签的烧杯内盛有无色透明的酸性溶液,该老师根据实验记录列出了溶液中可能存在的几种离子组合,下列离子组合中合理的是( )
A.Na+、Ca2+、CO32-、NO3- B.Na+、Fe3+、Cl-、NO3-
C.K+、Ca2+、Cl-、NO3- D.Ba2+、K+、OH-、NO3-
【答案】C
【解析】A项,Ca2+和CO32-形成沉淀,不能共存,错误;B项,含Fe3+是黄色溶液,不符合题意的无色溶液,错误;C项,四种离子之间不反应,能共存,正确;D项,酸性溶液中与OH-不能共存,错误。
6.化学方程式只表示一个具体的反应,而离子反应表示的是一类反应,下列化学方程式不能改写成H++OH-=H2O的是( )
A.2HCl+Ba(OH)2=BaCl2+2H2O B.NaHSO4+NaOH=Na2SO4+H2O
C.KHCO3+KOH=K2CO3+H2O D.HCl+KOH=KCl+H2O
【答案】C
【解析】A项,HCl和Ba(OH)2都是强电解质,属于酸和碱的中和反应,可写成H++OH- =H2O,不符合题意;B项,NaHSO4电离方程式:NaHSO4=Na++H++SO42-,与NaOH反应实质是H++OH-=H2O,不符合题意;C项,KHCO3电离方程式:KHCO3=K++HCO3-,离子方程式为:HCO3-+OH-=CO32-+H2O,符合题意;D项,HCl和KOH属于中和反应,离子方程式为H++OH-=H2O,不符合题意。
7.(多选)在两份相同的Ba(OH)2溶液中,分别滴入浓度相等的H2SO4、NaHSO4溶液,其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示。
下列说法正确的是( )
A.①代表滴加NaHSO4溶液的变化曲线
B.b点,溶液中大量存在的离子是Na+、OH-
C.O―→a反应的离子方程式为:Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O
D.c点,两溶液中含有相同量的OH-
【答案】BC
【解析】氢氧化钡和硫酸恰好完全反应生成硫酸钡和水,此时溶液的导电性几乎为0,因此①代表硫酸和氢氧化钡反应。
A项,根据前面分析得到①代表滴加H2SO4溶液的变化曲线,错误;B项,b点是氢氧化钡中钡离子恰好完全反应的点,即发生Ba2++OH-+H++SO42-=BaSO4↓+H2O(化学方程式为Ba(OH)2+H2SO4=BaSO4↓+H2O+NaOH),因此溶液中大量存在的离子是Na+、OH-,正确;C项,O―→a是氢氧化钡和硫酸反应,反应的离子方程式为:Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O,正确;D项,曲线②中b点还剩余氢氧根,在d点氢氧根反应完,在c点还有氢氧根剩余,而曲线①中a点氢氧化钡已经完全反应完,后面继续加硫酸,因此两溶液中含有OH-的量不相同,错误。
8.粗食盐水中常含有少量Ca2+、Mg2+、SO42-杂质离子,实验室提纯粗食盐水制取食盐的流程如下,关于实验过程中所选用的试剂、目的及所发生反应的离子方程式均正确的是
选项
试剂
目的
离子方程式
A
KOH溶液
仅除去Mg2+
Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓
B
BaCl2溶液
仅除去SO42-
Ba2++Na2SO4=BaSO4↓+2Na+
C
Na2CO3溶液
仅除去Ca2+
Ca2++CO32-=CaCO3↓
D
盐酸
除去OH-和CO32-
H++OH-=H2O
2H++CO32-=CO2↑+H2O
【答案】D
【解析】A项,除去NaCl溶液中的Mg2+,应该用NaOH,不能用KOH,错误;B项,加入BaCl2溶液除去SO42-的离子方程式是Ba2++SO42-=BaSO4↓,错误;C项,加入Na2CO3溶液的目的是除去Ca2+、Ba2+,错误;D项,加入盐酸的目的是除去过量的NaOH、Na2CO3,反应的离子方程式是H++OH-=H2O、2H++CO32-=CO2↑+H2O,正确。
9.某同学利用实验室中几种等浓度溶液:①AgNO3 ②HCl ③Na2CO3,进行以下实验。
序号
操作
现象
离子方程式
i
向盛有2 mL①的试管中加入1 mL②
产生白色沉淀
a
ii
向盛有2 mL②的试管(滴加酚酞)中加入1 mL③
产生气体
b
(1)将表格补充完整。a. ;b. 。
(2)除以上试剂外,请任意选择一种能与③反应的试剂,并写出反应的离子方程式。试剂: ,离子方程式: 。
【答案】(1)Ag++Cl-=AgCl↓ 2H++CO32-=CO2↑+H2O(2)CaCl2(合理即可)
Ca2++CO32-=CaCO3↓(合理即可)
【解析】(1)向盛有2 mL AgNO3的试管中加入1 mL HCl溶液,反应生成氯化银沉淀和硝酸,反应的离子方程式是Ag++Cl-=AgCl↓;向盛有2 mL HCl溶液的试管(滴加酚酞)中加入1 mL Na2CO3溶液,反应生成氯化钠、二氧化碳、水,反应的离子方程式是2H++CO32-=CO2↑+H2O;(2)Na2CO3溶液能与CaCl2溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,反应的离子方程式是Ca2++CO32-=CaCO3↓。
10.如图所示,先在小烧杯中加入某浓度的Ba(OH)2溶液50 mL,再滴入几滴酚酞溶液,接通电源,可观察到小灯泡变亮。
(1)从物质类别看,Ba(OH)2属于 ,它在水中电离的方程式是 ;小灯泡变亮的原因是 。
(2)向小烧杯中滴加某浓度的H2SO4溶液,观察到以下现象,按要求填写产生对应现象的原因:
序号
现象
产生该现象的原因
1
酚酞颜色变浅直至褪去
用化学用语表达:① 。
2
产生白色沉淀
用化学用语表达:② 。
3
小灯泡变暗直至熄灭
文字表达:③ 。
4
小灯泡又变亮
用化学用语表达:④ 。
【答案】(1)①碱 ②Ba(OH)2=Ba2++2OH- ③Ba(OH)2电离出Ba2+和OH-,使溶液具有导电性 (2)①OH-+H+=H2O ②Ba2++SO42-=BaSO4↓ ③溶液中离子发生反应,产生沉淀和水,离子浓度减小,溶液导电性降低 ④H2SO4=2H++SO42-
【解析】(1)Ba(OH)2在水溶液中电离出Ba2+、OH-,电离出的阴离子全是OH-,从物质类别看,Ba(OH)2属于碱,它在水中电离的方程式是Ba(OH)2=Ba2++2OH-;Ba(OH)2电离出Ba2+和OH-,溶液中含有自由移动的离子,使溶液具有导电性,所以小灯泡变亮;(2)①酚酞颜色变浅直至褪去,是因为OH-被硫酸电离出的H+中和,可表示为OH-+H+=H2O;②产生白色沉淀,是因为Ba2+和硫酸电离出的SO42-反应生成硫酸钡沉淀,可表示为Ba2++SO42-=BaSO4↓;③小灯泡变暗直至熄灭,是因为溶液中离子发生反应,产生沉淀和水,离子浓度减小,溶液导电性降低;④小灯泡又变亮,是因为过量的硫酸电离出自由移动的H+、SO42-,电离方程式为H2SO4=2H++SO42-。
11.化学是在原子、分子水平上研究物质的组成﹑结构、性质、转化及其应用的基础自然科学。
(1)根据下列物质的组成和性质完成填空。
a.铜;b.熔融氯化钠;c.二氧化碳气体;d.饱和氯化铁溶液;e.氢氧化钠固体;
f.石墨。
①属于电解质的是 (填字母序号,下同),上述状态下能导电的物质有 。
②写出d的电离方程式 。
③鉴别由d制成的胶体的方法是 。
(2)向一定量的H2SO4和MgSO4混合溶液中逐滴滴加氢氧化钠溶液至过量(体积变化忽略不计)。下列图像不能正确反映对应变化关系的是 。
A . B. C.
(3)经检测﹐某酸性废水中存在大量的。欲除去其中的,并得到中性溶液﹐设计的工艺流程如图所示(流程中试剂a,试剂b均过量)。
①滴加NaOH溶液至呈碱性,原废水中物质的量会减少的离子是 (用离子符号表示)。
②加入试剂a发生反应的离子方程式为 ,试剂c的作用是 。
【答案】(1)be abdf 丁达尔效应(2)AC
(3) 除去和
【解析】(1)a.铜是能导电的金属单质,单质既不是电解质也不是非电解质;
b.熔融氯化钠中存在能自由移动离子,能导电,属于电解质;
c.二氧化碳气体不能电离出自由移动的离子,不能导电,属于非电解质;
d.饱和氯化铁溶液是含有能自由移动离子的混合物,能导电,混合物既不是电解质也不是非电解质;
e.氢氧化钠固体中不存在自由移动的离子,不能导电,熔融状态下能电离出自由移动的离子,属于电解质;
f.石墨是能导电的非金属单质,单质既不是电解质也不是非电解质;
①属于电解质的是be;上述状态下能导电的物质有abdf;
②氯化铁是电解质,在溶液中能电离出铁离子和氯离子,电离方程式为;
③鉴别由胶体的方法是丁达尔效应;
(2)向硫酸和硫酸镁的混合溶液中逐滴滴加氢氧化钠溶液时,溶液中硫酸先与氢氧化钠溶液反应生成硫酸钠和水,反应的方程式为H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O,反应中没有沉淀生成,pH增大、溶质的质量增大,硫酸溶液完全反应后,溶液中硫酸镁与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁沉淀和硫酸钠反应的方程式为MgSO4+2NaOH=Na2SO4+Mg(OH)2↓,反应中有氢氧化镁沉淀生成,pH保持不变、溶质的质量增大(溶质增加,溶剂水也增加),硫酸镁溶液完全反应后,再滴加氢氧化钠溶液,pH增大、溶质的质量增大,则能正确反映对应变化关系的是B,不能正确反映对应变化关系的是AC,故答案为:AC;
(3)①向酸性废水中加入氢氧化钠溶液,氢氧根离子与溶液中的氢离子反应生成水、与铜离子反应生成氢氧化铜沉淀,则废水中离子的数目会发生变化的是氢离子和铜离子,故答案为:H+、Cu2+;
②由实验流程可知,向废水中加入过量的氢氧化钠溶液,中和溶液中的氢离子,将溶液中的铜离子转化为氢氧化铜沉淀;加入过量的氯化钡溶液,将溶液中的硫酸根离子转化为硫酸钡沉淀,则试剂a为氯化钡溶液,发生的离子反应为;加入过量的碳酸钠溶液,将溶液中过量的钡离子转化为碳酸钡沉淀,过滤得到含有氢氧化铜、硫酸钡、碳酸钡的滤渣和含有碳酸根离子、氢氧根离子的溶液,则试剂b为碳酸钠溶液、操作X为过滤;向溶液中加入适量盐酸,中和溶液中的氢氧根离子,将溶液中的碳酸根离子转化为二氧化碳和水,除去和,最终得到氯化钠溶液。
12.在两份相同的Ba(OH)2溶液中,分别滴入相同浓度的H2SO4、NaHSO4溶液,其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如下图所示。
(1)图中①、②代表滴加哪种溶液的变化曲线① (填化学式)
(2)b点溶液中大量存在的离子是 。
(3)a、d两点对应的溶液均显 (填“酸性”、“中性”、“碳性”)
(4)曲线①中的a点导电能力最弱的原因是 (用化学方程式表示)
(5)c点两溶液中氢离子浓度① ②(填大于,小于或等于)
(6)曲线②中的c点显 (填“酸性”、“中性”、“碱性”)
【答案】(1)H2SO4 (2)Na+和OH- (3)中性(4)H2SO4+ Ba(OH)2= BaSO4↓+2H2O
(5)大于 (6)碱性
【解析】份相同的Ba(OH)2溶液中,分别滴入相同浓度的H2SO4、NaHSO4溶液,滴入H2SO4与Ba(OH)2恰好完全反应时生成BaSO4和H2O,溶液导电能力几乎为0;滴入NaHSO4与Ba(OH)2恰好完全反应时生成BaSO4、NaOH和H2O,NaOH是强电解质,溶液仍然具有较强的导电能力,继续滴加NaHSO4,则发生酸碱中和反应,得到Na2SO4溶液(1)据分析,结合图中曲线变化,推断①是滴入H2SO4;(2)b点时NaHSO4与Ba(OH)2恰好完全反应,据分析,溶液中大量存在的离子是Na+和OH-;(3)a点是H2SO4与Ba(OH)2恰好完全反应时,d点是NaHSO4与Ba(OH)2恰好酸碱中和反应,得到Na2SO4溶液,Na2SO4是强酸强碱盐,故两点对应的溶液均显中性;(4)据分析,曲线①中的a点导电能力最弱的原因是H2SO4与Ba(OH)2恰好完全反应时生成BaSO4和H2O,化学方程式为:H2SO4+ Ba(OH)2= BaSO4↓+2H2O;(5)曲线①c点时溶液是H2SO4溶液,显酸性,曲线②c点时溶液是Na2SO4和NaOH混合溶液,显碱性,两溶液中氢离子浓度①大于②;(6)根据第5小问分析知,曲线②中的c点显碱性。
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