内容正文:
离子反应(2)
(大脑放电影~) 新知学习
【知识梳理1】 离子反应和离子方程式
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.离子方程式的书写及意义
(1)概念
用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子叫做离子方程式。
(2)离子方程式的书写:
离子方程式体现了化学反应的本质,因此在书写时必须以客观事实为依据,不能凭空臆造事实上不存在的物质、离子和离子反应。书写离子方程式的一般步骤如下∶
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↓
【方法总结】
在书写离子方程式的四个步骤中,“拆”是关键,拆分时应注意一些原则。
1.拆写成离子符号的物质:易溶于水且易电离的物质。
①强酸∶HCI、H2SO4、HNO3、HCIO4、HI、HBr等;
②强碱∶NaOH、KOH、Ba(OH)2等;
③易溶易电离的盐∶NaCl、MgSO4等。
2.书写化学式的物质:
①气体:CO2、SO2、NH3等; ②单质:Na、Fe、H2等;
③氧化物:Na2O、Fe2O3、CuO等;
④难溶物:CaCO3、Mg(OH)2、Cu(OH)2、BaSO4、AgCl等;
⑤难电离的物质:弱酸(如H2CO3)、弱碱(如NH3·H2O)和H2O。
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。
【加强理解】
与量有关的离子方程式的书写
“定1法”书写离子方程式:
(1)把“量少”的物质的化学计量数定为“1”,使其阴、阳离子都完全反应,若少量物质有两种或两种以上离子参加反应,则参加反应的离子的数目之比与其化学式相符。
(2)依据少量物质中离子的数目,确定过量物质中实际参加反应的离子的数目。
①连续型:主要指反应生成的离子又能与过量的反应物继续反应而导致其离子方程式与用量有关。此类离子方程式的书写应首先分析判断物质是否过量,再根据反应原理书写。
【例如】向 Na2CO3溶液中滴加盐酸,其反应过程
“CO32-→H+→HCO3-→H+→CO2↑+H2O”
开始滴加时,酸不足,其离子方程式为CO32-+H+=HCO3-
当酸过量时,其离子方程式为CO32-+2H+=CO2↑+H2O
在水溶液中进行的离子反应很多都属于这种类型。如CO2、SO2、H3PO4、H2S 等与 NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2、NH3·H2O等反应。
②先后型:指由于离子反应的先后顺序不同而导致其离子方程式与用量有关。此类离子方程式的书写应首先判断反应发生的先后顺序,再根据反应物量的多少来书写。
【例如】NH4HSO4溶液和NaOH溶液反应∶
①若NaOH少量,由于NH4+和H+都能与OH-反应,但H+和OH-结合能力更强,所以发生反应的离子方程式为
H++OH-=H2O
②若NaOH足量,则NH4+和H+都与OH-反应,发生反应的离子方程式为NH4++H++2OH-=NH3·H2O+H2O。
③配比型:主要指一种反应物中有两种或两种以上的离子同时参与反应时,因离子配比不协调(一般为复盐和酸式盐),当一种离子恰好完全反应时,另一种离子不能恰好完全反应(有剩余或不足)而导致其离子方程式与用量有关。常见的有含Ca2+、Ba2+、HCO3-、H2PO4-,以及同时含H+、SO42-等的酸式盐溶液与碱溶液的反应。
【例如】Ba(OH)2与NaHSO4的反应∶
①若 Ba(OH)2少量,Ba2+、OH- 一定完全反应,且二者按化学式[Ba(OH)2]中离子比1∶2参加反应;而NaHSO4中的H+、SO42-的个数则由反应需要而定,即
Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O。
②若NaHSO4少量,H+、SO42-一定按化学式中离子比1∶1参加反应;而 Ba(OH)2中的 Ba2+、OH-的个数则由反应需要而定,即
H++SO42-+Ba2++OH-=BaSO4↓+H2O。
(3)离子方程式的意义
下表是用化学方程式和离子方程式表示的不同的酸碱中和反应。
化学方程式
离子方程式
NaOH+HCl=NaCl+H2O
H++OH-=H2O
KOH+HNO3=KNO3+H2O
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+H2O
2KOH+H2SO4=K2SO4+H2O
由上表可知,化学方程式只表示某一具体的反应,而离子方程式不仅可以表示某一具体的化学反应,而且可以表示同一类型的离子反应,更能体现反应的本质。
离子反应的本质是反应物中某些离子浓度的减小,即离子反应总是向着某种离子浓度减小的方向进行。
【易混易错】
①H++OH-=H2O这一离子方程式表示强酸和强碱生成可溶性盐和水这一类型的中和反应,并不能表示所有的中和反应,如不能表示稀硫酸与氢氧化钡溶液的反应(2H++SO42-+Ba2++2OH-=2H2O+BaSO4↓),氢氧化钠与醋酸溶液的反应(OH-+CH3COOH=H2O+CH3COO-)。
②H++OH-=H2O这一离子方程式也不一定只表示强酸和强碱反应生成可溶性盐和水的中和反应。如 NaOH与 NaHSO4,溶液的反应(NaOH+NaHSO4=H2O+Na2SO4),其离子方程式也为H++OH-=H2O。
【例题精讲】
1.下列离子方程式的书写正确的是( )
A.铝与盐酸反应:Al+6H+===Al3++3H2↑
B.少量CO2通入Ca(OH)2溶液中:CO2+2OH-===CO+H2O
C.氢氧化钠溶液与盐酸反应:NaOH+H+===H2O+Na+
D.碳酸钠溶液与氯化钙溶液混合:CO+Ca2+===CaCO3↓
2.下列反应可以用同一离子方程式表示的是( )
A.HCl溶液+Na2CO3溶液;HCl溶液+NaHCO3溶液
B.BaCl2溶液+H2SO4溶液;Ba(OH)2溶液+Na2SO4溶液
C.NaOH溶液+HCl溶液;Ba(OH)2溶液+H2SO4溶液
D.CaCO3+HCl溶液;Na2CO3溶液+H2SO4溶液
3.写出下列反应的离子方程式。
(1)将铁粉加入硫酸铜溶液中:
________________________________________________________________________。
(2)锌和稀硫酸反应:
________________________________________________________________________。
(3)将CO2通入足量澄清石灰水中:
________________________________________________________________________。
(4)向盐酸中滴加碳酸钠溶液:
________________________________________________________________________。
【知识梳理2】 离子反应发生的条件和应用
1.离子反应的条件
从微观角度看,酸、碱、盐在水溶液中发生的复分解反应,实质上就是两种电解质在溶液中相互交换离子(即阴、阳离子重新组合)的反应。这类离子反应发生的条件就是复分解反应发生的条件,即生成难溶物[如Cu(OH)2]、难电离的物质(如H2O)或挥发性物质(如CO2)。只要具备上述条件之一,反应就能发生。
参加离子反应的不一定都是电解质,只要有一种是即可;复分解型离子反应发生的条件是产生沉淀、气体、难电离的物质,但后面第三节学习的氧化还原型离子反应就不一定满足这些条件,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
【例题精讲】
1.探究一瓶久置的NaOH溶液是否变质,进行如下实验。
实验一:取少量样品于试管中,滴加1~2滴酚酞溶液,溶液显红色。
实验二:取少量样品于试管中,加入适量稀硫酸,有气泡放出。
实验三:取少量样品于试管中,加入足量的BaCl2溶液,有白色沉淀生成。过滤,向滤液中滴加1~2滴酚酞溶液,溶液显红色。
下列结论正确的是
A.实验一说明NaOH溶液没有变质
B.实验二说明NaOH溶液全部变质
C.实验三中生成的沉淀为Ba(OH)2
D.实验三说明NaOH溶液部分变质
2.下列关于物质或离子检验的叙述正确的是
A.向某溶液中加入硝酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成,该溶液中一定含有SO42-
B.气体通过无水CuSO4,粉末变蓝,证明原气体中含有水蒸气
C.向某盐溶液的试管中加入氢氧化钠溶液,管口的红色石蕊试纸未变蓝,则该盐不是铵盐
D.向某溶液中加入盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,该溶液中有CO32-
3.从海水中得到的粗盐往往含有可溶性杂质(主要有Na2SO4、MgCl2、CaCl2)和不溶性杂质(泥沙等),必须进行分离和提纯后才能使用,粗盐提纯的部分流程如图所示,下列说法正确的是
A.操作、均需要用到的玻璃仪器有烧杯和玻璃棒
B.过量溶液a(氯化钡)和过量溶液b(碳酸钠)的加入顺序可以调换
C.加入溶液c(盐酸)发生的反应只有:2H++CO32-=CO2↑+H2O
D.操作获得NaCl固体的方法:蒸发结晶,待有大量固体析出时停止加热
【知识梳理3】 离子共存
判断离子能否大量共存,即判断离子之间能否发生反应。若发生反应,则不能大量共存;若不发生反应,则能大量共存。
1.看溶液颜色
当给出了有关颜色的信息(无色或有色)时,应注意具有特殊颜色的离子。以下是几种常见离子的颜色;
离子
Cu2-
Fe3+
Fe2+
MnO4-
CrO42-
Cr2O72-
颜色
蓝色
棕黄色
浅绿色
紫红色
黄色
橙色
2.注意溶液的酸碱性
(1)强酸性溶液、pH小于7(常温下)的溶液或使紫色石蕊变红的溶液,都含有大量的H+,则能与H+反应的离子不能大量存在,如OH-、HCO3-等。
(2)强碱性溶液、pH大于7(常温下)的溶液、使紫色石蕊变蓝的溶液或使酚酞变红的溶液,都含有大量的OH-,则能与OH-反应的离子不能大量存在,如H+、NH4+等。
3.看是否发生反应
如能发生复分解反应和氧化还原反应的离子不能大量共存:
类型
举例
发生复分解反应
生成难溶或微溶的物质
①Ca2+与CO32-,Ba2+与CO32-、SO42-、SO32-,Ag+与Cl-、Br-、I-、S2-、CO32-等
②OH-与Fe3+、Fe2+、Mg2+、Cu2-、Al3+等
③Ag+与SO42-,Ca2+与SO42-,Mg2+与CO32-等
生成气体
H+与CO32-、HCO3-、SO32-、HSO3-、S2-、HS-等
生成水或其他难电离的物质
H+与OH-、CH3COO-等,OH-与HCO3-、NH4+等
发生氧化还原反应
涉及的离子共存问题将在以后的学习中进行详细介绍
【例题精讲】
1.下列各组离子,在溶液中能大量共存的是
A. B.
C. D.
2.能在酸性溶液中大量共存,且溶液为无色透明的一组物质是
A.、、 B.、、
C.、、 D.、、
(认真思考,切勿0帧起手~)课堂达标练习
考点一 离子方程式正误判断
1.(2025•高一云南玉溪期中)下列离子方程式书写正确的是( )
A.向氢氧化钡溶液中加入硫酸:Ba2++OH-+H++ SO42- =BaSO4↓+H2O
B.利用覆铜板制作印刷电路板:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
C.NaHCO3溶液中加入少量澄清石灰水:Ca2++HCO3-+OH-=CaCO3↓+H2O
D.用醋酸除去水壶中的水垢:CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
2.(2025•高一湖北黄石期中)下列离子方程式中书写错误的是( )
A.铁与稀盐酸反应:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
B.碳酸钙和盐酸反应:CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + CO2↑ + H2O
C.铜与硝酸银溶液发生置换反应:Cu+2Ag+=Cu2++2Ag
D.盐酸和碳酸氢钠溶液反应:H++ HCO3-=H2O+CO2↑
3.(2025•高一江西萍乡期中)离子方程式不仅可以表示某个具体的化学反应,还可以表示同一类型的离子反应。下列各组中的反应Ⅰ和反应Ⅱ不能用同一离子方程式表示的是( )
选项
反应Ⅰ
反应Ⅱ
A
氧化铁与稀盐酸
氧化铁与稀硫酸
B
Ba(OH)2溶液与H2SO4溶液
Ba(OH)2溶液与K2SO4溶液
C
BaCl2溶液与H2SO4溶液
Ba(OH)2溶液与Na2SO4溶液
D
Na2CO3溶液与足量稀盐酸
K2CO3溶液与足量稀硫酸
4.下列各组溶液中的两个反应,可用同一离子方程式表示的是( )
A.CaCO3和HCl、Na2CO3和HCl B.BaCl2和H2SO4、Ba(OH)2和H2SO4
C.HNO3 和K2CO3、HCl和NaHCO3 D.KOH和H2SO4、Ba(OH)2和HNO3
5.下列离子方程式改写成化学方程式正确的是(双选)( )
A.Mg2++2OH﹣=Mg(OH)2↓ MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl
B.CO32-+2H+=CO2↑+H2O CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
C.Cl-+Ag+=AgCl↓ AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3
D.CO2+2OH﹣=CO32-+H2O CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
考点二 离子方程式书写
1.Cl2通入石灰乳中:
2.向CaCl2溶液中通入CO2
3.Fe与稀硫酸反应:
4.Ca(HCO3)2与过量Ca(OH)2溶液反应:
5.CaCO3溶于醋酸:
6.MgSO4溶液与Ba(OH)2溶液混合:
7.向Ba(HCO3)2溶液中滴入NaHSO4溶液使Ba2+全沉淀:
8.钠溶液与澄清石灰水反应:
9.钙与稀硝酸反应:
10.钠溶液中通入少量CO2
11.下列物质:①铜②熔融KCl ③Ba(OH)2 ④CO2 NaHCO3晶体 ⑥胆矾 ⑦O3 ⑧NaHSO4 ⑨盐酸 ⑩酒精
(1)属于非电解质的有 ,能导电的有 。(填序号)
(2)将⑤加入⑧的水溶液中,反应的离子方程式为: 。
(3)向Ba(OH)2溶液逐滴加入NaHSO4溶液至Ba2+恰好完全沉淀,发生反应的离子方程式为 ,然后继续滴加NaHSO4溶液至中性时,此步发生反应的离子方程式为 。
考点三 离子共存
1.(2025•高一四川内江期中)常温下,下列各组离子能大量共存的是( )
A.Na+、Cl-、H+、CO32- B.H+、Cl-、SO42-、Ba2+
C.K+、Na+、SO42-、 D.Al3+、Cu2+、Cl-、OH-
2.(2025•高二江苏扬州期中)在水溶液中能大量共存的一组离子是( )
A.Na+、Ba2+、Cl- B.Ba2+、S2-、SO42-
C.NH4+、H+、OH– D.Ca2+、Br-、CO32-
3.(2025•高一贵州铜仁期中)下列各组离子在溶液中能大量共存,且加入过量NaOH溶液后仍为澄清溶液的是( )
A.Na+、Cu2+、Cl-、SO42- B.Ba2+、Na+、Cl-、NO3-
C.Ag+、K+、NO3-、Cl- D.K+、Ca2+、CO32-、Cl-
4.在强酸性的无色溶液中,能够大量共存的离子组是
A.Cu2+、Cl-、Ba2+、Na+ B.K+、CO32-、Na+、Cl-
C.K+、Ba2+、OH-、NO3- D.Mg2+、Na+、Cl-、SO42-
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.下列能在无色水溶液中大量共存的一组离子是( )
A.Mg2+、Cl-、NO3-、OH- B.Fe3+、Ca2+、Cl-、NO3-
C.K+、SO42-、Cu2+、NO3- D.K+、OH-、Cl-、CO32-
7.常温时下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.澄清透明的溶液中:Cu2+、Mg2+、NO3-、Cl- B.酸性溶液中:Na+、NH、CO32-、SO42-
C.碳酸钠溶液中:K+、Ba2+、Cl-、OH- D.强碱性溶液中:Na+、HCO3-、Cl-、NO3-
8.(2025•高一山东东营期中)常温下,下列各组离子在同一溶液中一定能大量共存的是( )
A.在盐酸溶液中:Mg2+、Na+、NO3-、SO42-
B.在能使石蕊呈蓝色的溶液中:K+、Fe3+、Cl-、SO42-
C.在澄清石灰水中:K+、CO32-、Cl-、SO42-
D.在含大量CO32-的溶液中:Ba2+、Na+、NO3-、Cl-
(认真思考,切勿0帧起手~)课后巩固练习
1.对溶液中的离子反应存在下列几种说法,其中正确的是( )
A.不可能有固态物质参加反应 B.只能是中和反应
C.可以是复分解反应 D.不一定有离子参加反应
2.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
3.下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A.Fe与稀硫酸反应:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
B.Cu与AgNO3溶液反应:Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+
C.向氢氧化钡溶液中加入稀硫酸:Ba2++OH-+H++SO42-= BaSO4↓+H2O
D.向碳酸钙中加入足量稀盐酸:2H++CO32-=CO2↑+H2O
4.下列离子方程式书写正确的是( )
A.稀硫酸与铁丝制取氢气:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
B.向氢氧化铜悬浊液中加入稀硫酸:OH-+H+=H2O
C.碳酸钙与稀盐酸制备二氧化碳:CO32-+2H+=CO2↑+H2O
D.CuSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液:Cu2++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+Cu(OH)2↓
5.离子方程式CO32-+2H+===CO2↑+H2O表示( )
A.碳酸盐与盐酸之间的反应 B.一切碳酸盐与一切酸之间的反应
C.可溶性碳酸盐与酸之间的反应 D.可溶性碳酸盐与强酸之间的反应
6.下列化学方程式中,不能用离子方程式Ba2++SO42-=BaSO4↓表示的是( )
A.Ba(NO3)2+K2SO4=BaSO4↓+2KNO3 B.Ba(OH)2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaOH
C.BaCO3+H2SO4=BaSO4↓+H2O+CO2↑ D.BaCl2+(NH4)2SO4=BaSO4↓+2NH4Cl
7.在无色溶液中能大量共存的一组离子是( )
A.NO3-、SO42-、K+、Cl- B.Ag+、OH-、Na+ 、Cl-
C.Cu2+、Cl-、Na+、Ca2+ D.NO3-、OH-、Mg2+、Na+
8.在某强酸性的溶液中能大量共存且溶液为无色透明的离子组是( )
A.Cu2+、Na+、Cl-、NO3- B.Na+、K+、CO32-、Cl-
C.Na+、Cl-、Ag+、NO3- D.Na+、Cl-、K+、NO3-
9.(2025•高一宁夏吴忠期中)下列溶液中一定能大量共存的离子组是( )
A.Cl−、Al3+、Ag+、NO3- B.H+、Ba2+、NO3-、SO42-
C.Na+、K+、H+、HCO3- D.Mg2+、K+、Cl−、NO3-
10.(2025•高一山东日照期中)某澄清透明溶液中,下列离子一定能大量共存的是( )
A.Cu2+、Na+、SO42-、OH- B.K+、Ba2+、OH-、HCO3-
C.K+、Fe3+、NO3-、 D.Ca2+、Na+、CO32-、Cl-
11.将Ba(OH)2溶液分为两等份放入烧杯中,分别向其中滴入H2SO4和NaHSO4溶液,两份溶液导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图。下列分析不正确的是( )
A.曲线②代表滴加NaHSO4溶液的变化曲线
B.b点之前,溶液中发生的离子反应方程式为Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O
C.a、c两点对应的溶液均为中性
D.曲线①说明浓度相同的稀硫酸导电能力强于稀Ba(OH)2溶液
12.牙膏是我们日常生活中的常用物品。牙膏中常用摩擦剂有①CaCO3、②CaHPO4、③SiO2、④Al(OH)3。某实验室设计两种工艺流程制取超细CaCO3,其原理如图所示。回答下列问题:
(1)推测Al(OH)3、SiO2的溶解性: (填写“易溶于水”、“难溶于水”)。
(2)若Al(OH)3属于碱,Al(OH)3与盐酸反应的离子方程式是 。
(3)方案一中操作a用的玻璃仪器是 。方案一“沉钙”时发生反应的离子方程式为 。
(4)方案二 :为了提高“酸浸”效率可以采取的措施 ,“酸浸”时发生反应的离子方程式是 ,若生成44g气体B,则消耗 gCaCO3。
(5)下列说法正确的是_______。
A.操作a、操作b、操作c是相同的操作方法 B.方案二能源消耗少,步骤简单
C.气体A与气体B主要成分相同 D.溶液B 的成分是NaOH溶液
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离子反应(2)
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【知识梳理1】离子反应和离子方程式
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.离子方程式的书写及意义
(1)概念
用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子叫做离子方程式。
(2)离子方程式的书写:
离子方程式体现了化学反应的本质,因此在书写时必须以客观事实为依据,不能凭空臆造事实上不存在的物质、离子和离子反应。书写离子方程式的一般步骤如下∶
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↓
【方法总结】
在书写离子方程式的四个步骤中,“拆”是关键,拆分时应注意一些原则。
1.拆写成离子符号的物质:易溶于水且易电离的物质。
①强酸∶HCI、H2SO4、HNO3、HCIO4、HI、HBr等;
②强碱∶NaOH、KOH、Ba(OH)2等;
③易溶易电离的盐∶NaCl、MgSO4等。
2.书写化学式的物质:
①气体:CO2、SO2、NH3等; ②单质:Na、Fe、H2等;
③氧化物:Na2O、Fe2O3、CuO等;
④难溶物:CaCO3、Mg(OH)2、Cu(OH)2、BaSO4、AgCl等;
⑤难电离的物质:弱酸(如H2CO3)、弱碱(如NH3·H2O)和H2O。
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。
【加强理解】
与量有关的离子方程式的书写
“定1法”书写离子方程式:
(1)把“量少”的物质的化学计量数定为“1”,使其阴、阳离子都完全反应,若少量物质有两种或两种以上离子参加反应,则参加反应的离子的数目之比与其化学式相符。
(2)依据少量物质中离子的数目,确定过量物质中实际参加反应的离子的数目。
①连续型:主要指反应生成的离子又能与过量的反应物继续反应而导致其离子方程式与用量有关。此类离子方程式的书写应首先分析判断物质是否过量,再根据反应原理书写。
【例如】向 Na2CO3溶液中滴加盐酸,其反应过程
“CO32-→H+→HCO3-→H+→CO2↑+H2O”
开始滴加时,酸不足,其离子方程式为CO32-+H+=HCO3-
当酸过量时,其离子方程式为CO32-+2H+=CO2↑+H2O
在水溶液中进行的离子反应很多都属于这种类型。如CO2、SO2、H3PO4、H2S 等与 NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2、NH3·H2O等反应。
②先后型:指由于离子反应的先后顺序不同而导致其离子方程式与用量有关。此类离子方程式的书写应首先判断反应发生的先后顺序,再根据反应物量的多少来书写。
【例如】NH4HSO4溶液和NaOH溶液反应∶
①若NaOH少量,由于NH4+和H+都能与OH-反应,但H+和OH-结合能力更强,所以发生反应的离子方程式为
H++OH-=H2O
②若NaOH足量,则NH4+和H+都与OH-反应,发生反应的离子方程式为NH4++H++2OH-=NH3·H2O+H2O。
③配比型:主要指一种反应物中有两种或两种以上的离子同时参与反应时,因离子配比不协调(一般为复盐和酸式盐),当一种离子恰好完全反应时,另一种离子不能恰好完全反应(有剩余或不足)而导致其离子方程式与用量有关。常见的有含Ca2+、Ba2+、HCO3-、H2PO4-,以及同时含H+、SO42-等的酸式盐溶液与碱溶液的反应。
【例如】Ba(OH)2与NaHSO4的反应∶
①若 Ba(OH)2少量,Ba2+、OH- 一定完全反应,且二者按化学式[Ba(OH)2]中离子比1∶2参加反应;而NaHSO4中的H+、SO42-的个数则由反应需要而定,即
Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O。
②若NaHSO4少量,H+、SO42-一定按化学式中离子比1∶1参加反应;而 Ba(OH)2中的 Ba2+、OH-的个数则由反应需要而定,即
H++SO42-+Ba2++OH-=BaSO4↓+H2O。
(3)离子方程式的意义
下表是用化学方程式和离子方程式表示的不同的酸碱中和反应。
化学方程式
离子方程式
NaOH+HCl=NaCl+H2O
H++OH-=H2O
KOH+HNO3=KNO3+H2O
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+H2O
2KOH+H2SO4=K2SO4+H2O
由上表可知,化学方程式只表示某一具体的反应,而离子方程式不仅可以表示某一具体的化学反应,而且可以表示同一类型的离子反应,更能体现反应的本质。
离子反应的本质是反应物中某些离子浓度的减小,即离子反应总是向着某种离子浓度减小的方向进行。
【易混易错】
①H++OH-=H2O这一离子方程式表示强酸和强碱生成可溶性盐和水这一类型的中和反应,并不能表示所有的中和反应,如不能表示稀硫酸与氢氧化钡溶液的反应(2H++SO42-+Ba2++2OH-=2H2O+BaSO4↓),氢氧化钠与醋酸溶液的反应(OH-+CH3COOH=H2O+CH3COO-)。
②H++OH-=H2O这一离子方程式也不一定只表示强酸和强碱反应生成可溶性盐和水的中和反应。如 NaOH与 NaHSO4,溶液的反应(NaOH+NaHSO4=H2O+Na2SO4),其离子方程式也为H++OH-=H2O。
【例题精讲】
1.下列离子方程式的书写正确的是( )
A.铝与盐酸反应:Al+6H+===Al3++3H2↑
B.少量CO2通入Ca(OH)2溶液中:CO2+2OH-===CO+H2O
C.氢氧化钠溶液与盐酸反应:NaOH+H+===H2O+Na+
D.碳酸钠溶液与氯化钙溶液混合:CO+Ca2+===CaCO3↓
【答案】D
【解析】A项中电荷不守恒;B项中产物应为CaCO3沉淀;C项中NaOH是易溶于水的强碱,应写成离子形式。
2.下列反应可以用同一离子方程式表示的是( )
A.HCl溶液+Na2CO3溶液;HCl溶液+NaHCO3溶液
B.BaCl2溶液+H2SO4溶液;Ba(OH)2溶液+Na2SO4溶液
C.NaOH溶液+HCl溶液;Ba(OH)2溶液+H2SO4溶液
D.CaCO3+HCl溶液;Na2CO3溶液+H2SO4溶液
【答案】B
【解析】HCl溶液+Na2CO3溶液反应的离子方程式为2H++CO===CO2↑+H2O,HCl溶液+NaHCO3溶液反应的离子方程式为H++HCO===CO2↑+H2O,二者不同,A项错误;BaCl2溶液+H2SO4溶液、Ba(OH)2溶液+Na2SO4溶液反应的离子方程式均为Ba2++SO===BaSO4↓,B项正确;NaOH溶液+HCl溶液反应的离子方程式为H++OH-===H2O,Ba(OH)2溶液+H2SO4溶液反应的离子方程式为Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O,二者不同,C项错误;CaCO3+HCl溶液反应的离子方程式为CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O,Na2CO3溶液+H2SO4溶液反应的离子方程式为CO+2H+===CO2↑+H2O,二者不同,D项错误。
3.写出下列反应的离子方程式。
(1)将铁粉加入硫酸铜溶液中:
________________________________________________________________________。
(2)锌和稀硫酸反应:
________________________________________________________________________。
(3)将CO2通入足量澄清石灰水中:
________________________________________________________________________。
(4)向盐酸中滴加碳酸钠溶液:
________________________________________________________________________。
【答案】(1)Fe+Cu2+===Cu+Fe2+
(2)Zn+2H+===Zn2++H2↑
(3)CO2+Ca2++2OH-===CaCO3↓+H2O
(4)CO+2H+===H2O+CO2↑
【知识梳理2】 离子反应发生的条件和应用
1.离子反应的条件
从微观角度看,酸、碱、盐在水溶液中发生的复分解反应,实质上就是两种电解质在溶液中相互交换离子(即阴、阳离子重新组合)的反应。这类离子反应发生的条件就是复分解反应发生的条件,即生成难溶物[如Cu(OH)2]、难电离的物质(如H2O)或挥发性物质(如CO2)。只要具备上述条件之一,反应就能发生。
参加离子反应的不一定都是电解质,只要有一种是即可;复分解型离子反应发生的条件是产生沉淀、气体、难电离的物质,但后面第三节学习的氧化还原型离子反应就不一定满足这些条件,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
【例题精讲】
1.探究一瓶久置的NaOH溶液是否变质,进行如下实验。
实验一:取少量样品于试管中,滴加1~2滴酚酞溶液,溶液显红色。
实验二:取少量样品于试管中,加入适量稀硫酸,有气泡放出。
实验三:取少量样品于试管中,加入足量的溶液,有白色沉淀生成。过滤,向滤液中滴加1~2滴酚酞溶液,溶液显红色。
下列结论正确的是
A.实验一说明NaOH溶液没有变质
B.实验二说明NaOH溶液全部变质
C.实验三中生成的沉淀为
D.实验三说明NaOH溶液部分变质
【答案】D
【解析】NaOH变质生成,溶液呈碱性,也能使酚酞变红,A错误;如果有少量NaOH变质生成,加稀硫酸也产生气泡,B错误;与反应生成的白色沉淀为,C错误;加入足量,生成白色沉淀,说明有NaOH变质为,向滤液中滴加酚酞溶液显红色,说明滤液中含有NaOH,故NaOH溶液部分变质,D正确。
2.下列关于物质或离子检验的叙述正确的是
A.向某溶液中加入硝酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成,该溶液中一定含有
B.气体通过无水,粉末变蓝,证明原气体中含有水蒸气
C.向某盐溶液的试管中加入氢氧化钠溶液,管口的红色石蕊试纸未变蓝,则该盐不是铵盐
D.向某溶液中加入盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,该溶液中有
【答案】B
【解析】A.若溶液中含有银离子,会生成不溶于酸的氯化银沉淀,干扰硫酸根离子检验,A错误;
B.CuSO4为白色粉末,遇水变为蓝色晶体,故气体通过CuSO4粉末变蓝,证明原气体中一定含有水蒸气,B正确;
C.证明铵根离子应该使用浓氢氧化钠溶液且加热使得生成氨气逸出,实验中未明确使用浓氢氧化钠溶液且未加热,不能说明该盐不是铵盐,C错误;
D.产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,该溶液中可能有碳酸根离子、碳酸氢根离子、亚硫酸根离子、亚硫酸氢根离子,不确定一定是碳酸根离子,D错误;
故选B。
3.从海水中得到的粗盐往往含有可溶性杂质(主要有、、)和不溶性杂质(泥沙等),必须进行分离和提纯后才能使用,粗盐提纯的部分流程如图所示,下列说法正确的是
A.操作、均需要用到的玻璃仪器有烧杯和玻璃棒
B.过量溶液a(氯化钡)和过量溶液b(碳酸钠)的加入顺序可以调换
C.加入溶液c(盐酸)发生的反应只有:
D.操作获得NaCl固体的方法:蒸发结晶,待有大量固体析出时停止加热
【答案】D
【分析】由题给流程可知,粗盐溶解得到溶液,向溶液中加入过量的氯化钡溶液,将硫酸根离子转化为硫酸钡沉淀,加入过量的氢氧化钠溶液,将镁离子转化为氢氧化镁沉淀,再加入过量的碳酸钠溶液,将钙离子和过量的钡离子转化为碳酸钙、碳酸钡沉淀,过滤得到含有硫酸钡、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸钡的沉淀和滤液;向滤液中加入适量盐酸,将溶液中过量的氢氧化钠和碳酸钠除去,蒸发、结晶、烘干得到精盐。
【解析】A.由分析可知,操作I为过滤,所用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗,操作II为蒸发结晶,所用到的玻璃仪器为酒精灯、玻璃棒,操作I、II均需要用到的玻璃仪器为玻璃棒,A错误;
B.由分析可知,加入过量的碳酸钠溶液的目的是将溶液中的钙离子和过量的钡离子转化为碳酸钙、碳酸钡沉淀,则不能将过量氯化钡溶液与过量碳酸钠溶液的加入顺序调换,否则会导致滤液中含有钡离子,B错误;
C.由分析可知,溶液c为盐酸,加入盐酸的作用是除去过量的NaOH和,发生的反应为:,,C错误;
D.滤液中加入盐酸,经蒸发结晶,待有大量固体析出时停止加热,利用余热蒸干可得到NaCl固体,D正确;
故选D。
【知识梳理3】 离子共存
判断离子能否大量共存,即判断离子之间能否发生反应。若发生反应,则不能大量共存;若不发生反应,则能大量共存。
1.看溶液颜色
当给出了有关颜色的信息(无色或有色)时,应注意具有特殊颜色的离子。以下是几种常见离子的颜色;
离子
Cu2-
Fe3+
Fe2+
MnO4-
CrO42-
Cr2O72-
颜色
蓝色
棕黄色
浅绿色
紫红色
黄色
橙色
2.注意溶液的酸碱性
(1)强酸性溶液、pH小于7(常温下)的溶液或使紫色石蕊变红的溶液,都含有大量的H+,则能与H+反应的离子不能大量存在,如OH-、HCO3-等。
(2)强碱性溶液、pH大于7(常温下)的溶液、使紫色石蕊变蓝的溶液或使酚酞变红的溶液,都含有大量的OH-,则能与OH-反应的离子不能大量存在,如H+、NH4+等。
3.看是否发生反应
如能发生复分解反应和氧化还原反应的离子不能大量共存:
类型
举例
发生复分解反应
生成难溶或微溶的物质
①Ca2+与CO32-,Ba2+与CO32-、SO42-、SO32-,Ag+与Cl-、Br-、I-、S2-、CO32-等
②OH-与Fe3+、Fe2+、Mg2+、Cu2-、Al3+等
③Ag+与SO42-,Ca2+与SO42-,Mg2+与CO32-等
生成气体
H+与CO32-、HCO3-、SO32-、HSO3-、S2-、HS-等
生成水或其他难电离的物质
H+与OH-、CH3COO-等,OH-与HCO3-、NH4+等
发生氧化还原反应(下节学习)
涉及的离子共存问题将在以后的学习中进行详细介绍
【例题精讲】
1.下列各组离子,在溶液中能大量共存的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】A.Fe3+与OH-会生成Fe(OH)3沉淀,无法大量共存,A错误;
B.H+与HCO反应生成CO2和H2O,无法大量共存,B错误;
C.Na+、SO、Fe2+、I-之间无沉淀、气体或弱电解质生成,且无强氧化性离子引发氧化还原反应,可以大量共存,C正确;
D.H+与CH3COO-结合生成弱电解质CH3COOH,无法大量共存,D错误;
故选C。
2.能在酸性溶液中大量共存,且溶液为无色透明的一组物质是
A.、、 B.、、
C.、、 D.、、
【答案】B
【分析】酸性溶液中存在大量氢离子;
【解析】A.铁离子的溶液为黄色、铜离子的溶液为蓝色,A不符合题意;
B.酸性溶液中、、相互不反应,能大量共存,且溶液为无色,B符合题意;
C.碳酸钠和钙离子、氢离子、银离子均会反应,且银离子和氯离子也会反应,不能大量共存,C不符合题意;
D.钡离子和硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀,氢离子和氢氧根离子反应生成水,不能大量共存,D不符合题意;
故选B。
(认真思考,切勿0帧起手~)课堂达标练习
考点一 离子方程式正误判断
1.(2025•高一云南玉溪期中)下列离子方程式书写正确的是( )
A.向氢氧化钡溶液中加入硫酸:Ba2++OH-+H++ SO42- =BaSO4↓+H2O
B.利用覆铜板制作印刷电路板:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
C.NaHCO3溶液中加入少量澄清石灰水:Ca2++HCO3-+OH-=CaCO3↓+H2O
D.用醋酸除去水壶中的水垢:CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
【答案】B
【解析】A项,向氢氧化钡溶液中加入硫酸:Ba2++2OH-+2H++ SO42- =BaSO4↓+2H2O,A错误;B项,用FeCl3制作印刷电路板,生成氯化亚铁和氯化铜:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,B正确;C项,NaHCO3溶液中加入少量澄清石灰水:Ca2++2HCO3-+2OH-=CaCO3↓+2H2O+CO32-,C错误;D项,用醋酸除去水壶中的水垢:CaCO3+2CH3COOH=Ca2++CO2↑+H2O+2CH3COO-,D错误;故选B。
2.(2025•高一湖北黄石期中)下列离子方程式中书写错误的是( )
A.铁与稀盐酸反应:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
B.碳酸钙和盐酸反应:CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + CO2↑ + H2O
C.铜与硝酸银溶液发生置换反应:Cu+2Ag+=Cu2++2Ag
D.盐酸和碳酸氢钠溶液反应:H++ HCO3-=H2O+CO2↑
【答案】A
【解析】A项,铁与稀盐酸反应生成FeCl2和H2,离子方程式为:Fe+2H+=Fe2++H2↑,A错误;B项,碳酸钙和盐酸反应生成CaCl2、CO2和水,离子方程式为:CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + CO2↑ + H2O,B正确;C项,铜与硝酸银溶液发生置换反应生成Ag单质和硝酸铜,离子方程式为:Cu+2Ag+=Cu2++2Ag,C正确;D项,盐酸和碳酸氢钠溶液反应生成NaCl、CO2和水,离子方程式为:H++HCO3-=H2O+CO2↑,D正确;故选A。
3.(2025•高一江西萍乡期中)离子方程式不仅可以表示某个具体的化学反应,还可以表示同一类型的离子反应。下列各组中的反应Ⅰ和反应Ⅱ不能用同一离子方程式表示的是( )
选项
反应Ⅰ
反应Ⅱ
A
氧化铁与稀盐酸
氧化铁与稀硫酸
B
Ba(OH)2溶液与H2SO4溶液
Ba(OH)2溶液与K2SO4溶液
C
BaCl2溶液与H2SO4溶液
Ba(OH)2溶液与Na2SO4溶液
D
Na2CO3溶液与足量稀盐酸
K2CO3溶液与足量稀硫酸
【答案】B
【解析】A项,氧化铁与稀盐酸或稀硫酸反应均为:Fe2O3+6H+=2Fe2++3H2O,A不符合题意;B项,Ba(OH)2溶液与H2SO4溶液生成硫酸钡沉淀和水:Ba2++2OH-+2H++SO42-= BaSO4↓+H2O,Ba(OH)2溶液与K2SO4溶液生成硫酸钡沉淀和氢氧化钾:Ba2++SO42-= BaSO4↓,不能用同一离子方程式表示,B符合题意;C项,BaCl2溶液与H2SO4溶液生成硫酸钡沉淀和HCl,Ba(OH)2溶液与Na2SO4溶液生成硫酸钡沉淀和氢氧化钠,反应均为Ba2++SO42-= BaSO4↓,C不符合题意;D项,Na2CO3溶液与足量稀盐酸、K2CO3溶液与足量稀硫酸反应实质均为碳酸根离子和氢离子生成水和二氧化碳:2H++CO32-=CO2↑+H2O,D不符合题意;故选B。
4.下列各组溶液中的两个反应,可用同一离子方程式表示的是( )
A.CaCO3和HCl、Na2CO3和HCl B.BaCl2和H2SO4、Ba(OH)2和H2SO4
C.HNO3 和K2CO3、HCl和NaHCO3 D.KOH和H2SO4、Ba(OH)2和HNO3
【答案】D
【解析】CaCO3难溶于水不能拆,Na2CO3易溶于水,应拆成离子,A错误;前者为Ba2++SO42-===BaSO4↓,后者为Ba2++2OH-+2H++SO42-===BaSO4↓+2H2O,B错误;前者为2H++CO32-===CO2↑+H2O,后者为H++HCO3-===CO2↑+H2O,C错误;两者均为H++OH-===H2O,D正确。
5.下列离子方程式改写成化学方程式正确的是(双选)( )
A.Mg2++2OH﹣=Mg(OH)2↓ MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl
B.CO32-+2H+=CO2↑+H2O CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
C.Cl-+Ag+=AgCl↓ AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3
D.CO2+2OH﹣=CO32-+H2O CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
【答案】AC
【解析】A项,MgCl2和NaOH 、NaCl都是可溶性物质,Mg(OH)2是难溶性物质,所以离子方程式Mg2++2OH﹣=Mg(OH)2↓可以改写成MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl,错误;B项,因为CaCO3是难溶性物质,在溶液中不能拆,所以离子方程式CO32-+2H+=CO2↑+H2O不能改写成CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O,错误;C项,AgNO3、HCl和HNO3都是可溶性物质,AgCl为难溶性物质,所以离子方程式Cl-+Ag+=AgCl↓可以改写成AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3,正确;D项,Ca(OH)2为微溶性物质,石灰乳不能拆,故离子方程式CO2+2OH﹣=CO32-+H2O不能改写成CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O,故错误。
考点二 离子方程式书写
1.Cl2通入石灰乳中:
2.向CaCl2溶液中通入CO2:不反应
3.Fe与稀硫酸反应:
4.Ca(HCO3)2与过量Ca(OH)2溶液反应:
5.CaCO3溶于醋酸:
6.MgSO4溶液与Ba(OH)2溶液混合:
7.向Ba(HCO3)2溶液中滴入NaHSO4溶液使Ba2+全沉淀:
8.碳酸钠溶液与澄清石灰水反应:,
9.碳酸钙与稀硝酸反应:
10.氢氧化钠溶液中通入少量CO2:
11.现有下列物质:①铜②熔融KCl ③Ba(OH)2 ④CO2 NaHCO3晶体 ⑥胆矾 ⑦O3 ⑧NaHSO4 ⑨盐酸 ⑩酒精
(1)属于非电解质的有 ,能导电的有 。(填序号)
(2)将⑤加入⑧的水溶液中,反应的离子方程式为: 。
(3)向Ba(OH)2溶液逐滴加入NaHSO4溶液至Ba2+恰好完全沉淀,发生反应的离子方程式为 ,然后继续滴加NaHSO4溶液至中性时,此步发生反应的离子方程式为 。
【答案】(1)④⑩ ①②⑨
(2)+H+=H2O+CO2↑
(3)Ba2++OH-+H++=BaSO4↓+H2O OH-+H+=H2O
【解析】(1)电解质是在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物;非电解质是在水溶液中和熔融状态下不能导电的化合物;单质和混合物既不是电解质也不是非电解质;物质导电条件是存在自由电子或者自由移动的离子。
在上述物质中,①铜是金属单质,能导电,既不是电解质也不是非电解质;
②熔融的KCl能导电,属于电解质;
③Ba(OH)2是电解质,不能导电;
④CO2是非电解质,不能导电;
⑤NaHCO3晶体是电解质,不能导电;
⑥胆矾是电解质,不能导电;
⑦O3是非金属单质,既不是电解质,也不是非电解质,不能导电;
⑧NaHSO4是电解质,不能导电;
⑨盐酸能导电,是混合物,既不是电解质也不是非电解质;
⑩酒精是非电解质,不能导电。
综上所述可知:上述物质中属于非电解质的有④⑩,能够导电的物质有①②⑨;
(2)将NaHCO3加到NaHSO4溶液中,二者发生复分解反应产生Na2SO4、H2O、CO2,反应的离子方程式为:+H+=H2O+CO2↑;
(3)向Ba(OH)2溶液逐滴加入NaHSO4溶液至Ba2+恰好完全沉淀,发生反应产生BaSO4沉淀、H2O、NaOH,该反应的离子方程式为:Ba2++OH-+H++=BaSO4↓+H2O;
然后继续滴加NaHSO4溶液至中性时,NaOH与NaHSO4溶液反应产生Na2SO4、H2O,该步反应的离子方程式为:OH-+H+=H2O。
考点三 离子共存
1.(2025•高一四川内江期中)常温下,下列各组离子能大量共存的是( )
A.Na+、Cl-、H+、CO32- B.H+、Cl-、SO42-、Ba2+
C.K+、Na+、SO42-、 D.Al3+、Cu2+、Cl-、OH-
【答案】C
【解析】A项,H+、CO32-会发生反应生成CO2、H2O,不能大量共存,A不选;B项,SO42-、Ba2+会反应生成BaSO4,不能大量共存,B不选;C项,K+、Na+、SO42-、OH-之间不发生反应,可以大量共存,C选;D项,Al3+、Cu2+和OH-会反应生成沉淀,不能大量共存,D不选;故选C。
2.(2025•高二江苏扬州期中)在水溶液中能大量共存的一组离子是( )
A.Na+、Ba2+、Cl- B.Ba2+、S2-、SO42-
C.NH4+、H+、OH– D.Ca2+、Br-、CO32-
【答案】A
【解析】A项,该组离子之间不反应,能共存,故A正确;B项,因Ba2+与SO42-结合生成BaSO4沉淀,则不能共存,故B错误;C项,因NH4+与OH–结合生成NH3和H2O,H+和OH–结合生成H2O,所以该组离子不能共存,故C错误;D项,因Ca2+和CO32-结合生成CaCO3沉淀,则不能共存,故D错误;故选A。
3.(2025•高一贵州铜仁期中)下列各组离子在溶液中能大量共存,且加入过量NaOH溶液后仍为澄清溶液的是( )
A.Na+、Cu2+、Cl-、SO42- B.Ba2+、Na+、Cl-、NO3-
C.Ag+、K+、NO3-、Cl- D.K+、Ca2+、CO32-、Cl-
【答案】B
【解析】A项,Cu2+加入过量NaOH溶液后生成Cu(OH)2沉淀,A错误;B项,各离子能大量共存且加入过量NaOH溶液后仍为澄清溶液,B正确;C项,Ag+和Cl-生成AgCl沉淀而不能大量共存,C错误;D项,Ca2+和CO32-生成CaCO3沉淀而不能大量共存,D错误;故选B。
4.在强酸性的无色溶液中,能够大量共存的离子组是
A.Cu2+、Cl-、Ba2+、Na+ B.K+、CO32-、Na+、Cl-
C.K+、Ba2+、OH-、NO3- D.Mg2+、Na+、Cl-、SO42-
【答案】D
【解析】A项,铜离子在溶液中为淡蓝色,则无色溶液中不可能含有铜离子,错误;B项,在强酸性的无色溶液中,碳酸根离子与氢离子反应,不能大量共存,错误;C项,在强酸性的无色溶液中,氢氧根离子与氢离子反应,不能大量共存,错误;D项,在强酸性的无色溶液中,Mg2+、Na+、Cl-、SO42-四种离子不能发生任何反应,能大量共存,正确。
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H+与OH-不能共存,错误。
6.下列能在无色水溶液中大量共存的一组离子是( )
A.Mg2+、Cl-、NO3-、OH- B.Fe3+、Ca2+、Cl-、NO3-
C.K+、SO42-、Cu2+、NO3- D.K+、OH-、Cl-、CO32-
【答案】D
【解析】Mg2+与OH-可反应生成Mg(OH)2沉淀,不能大量共存,A不符合题意;Fe3+、Cu2+为有色离子,不满足溶液无色的条件,B、C不符合题意;K+、OH-、Cl-、CO32-各离子之间不发生反应,都为无色离子,可大量共存,D符合题意。
7.常温时下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.澄清透明的溶液中:Cu2+、Mg2+、NO3-、Cl- B.酸性溶液中:Na+、NH、CO32-、SO42-
C.碳酸钠溶液中:K+、Ba2+、Cl-、OH- D.强碱性溶液中:Na+、HCO3-、Cl-、NO3-
【答案】A
【解析】A项,Cu2+、Mg2+、NO3-、Cl-相互之间不发生反应,且溶液澄清透明,可以大量共存,符合题意;B项,酸性溶液中含有H+,H+与CO32-反应生成CO2和H2O而不能大量共存,不符合题意;C项,CO32-与Ba2+反应生成BaCO3沉淀而不能共存,不符合题意;D项,强碱性溶液中含有OH-,OH-与HCO3-反应生成CO32-和H2O而不能大量共存,不符合题意。
8.(2025•高一山东东营期中)常温下,下列各组离子在同一溶液中一定能大量共存的是( )
A.在盐酸溶液中:Mg2+、Na+、NO3-、SO42-
B.在能使石蕊呈蓝色的溶液中:K+、Fe3+、Cl-、SO42-
C.在澄清石灰水中:K+、CO32-、Cl-、SO42-
D.在含大量CO32-的溶液中:Ba2+、Na+、NO3-、Cl-
【答案】A
【解析】A项,Mg2+、Na+、NO3-、SO42-相互之间不反应,也不和盐酸反应,可以大量共存,A正确;B项,能使石蕊呈蓝色的溶液显碱性,此时三价铁可以和氢氧根离子反应生成沉淀,不能大量共存,B错误;C项,澄清石灰水的钙离子和碳酸根反应生成沉淀,不能大量共存,C错误;D项,碳酸根离子和钡离子反应生成沉淀,不能大量共存,D错误;故选A。
(认真思考,切勿0帧起手~)课后巩固练习
1.对溶液中的离子反应存在下列几种说法,其中正确的是( )
A.不可能有固态物质参加反应 B.只能是中和反应
C.可以是复分解反应 D.不一定有离子参加反应
【答案】C
【解析】离子反应就是有离子参加的反应,所以D项肯定不对。在溶液中发生的复分解反应都是离子反应,中和反应只是复分解反应中的一部分,所以B项错误,C项正确。
2.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。
3.下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A.Fe与稀硫酸反应:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
B.Cu与AgNO3溶液反应:Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+
C.向氢氧化钡溶液中加入稀硫酸:Ba2++OH-+H++SO42-= BaSO4↓+H2O
D.向碳酸钙中加入足量稀盐酸:2H++CO32-=CO2↑+H2O
【答案】B
【解析】A项,铁与稀硫酸反应,生成硫酸亚铁,不符合客观事实,A项错误;B项,Cu与AgNO3溶液反应生成银河硝酸铜,离子方程式为:Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+,B项正确;C项,氢氧化钡溶液中加入稀硫酸,生成硫酸钡和水,OH-、H+和H2O前面的系数应为2,C项错误;D项,碳酸钙是难溶物,应写成化学式,D项错误;故选B。
4.下列离子方程式书写正确的是( )
A.稀硫酸与铁丝制取氢气:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
B.向氢氧化铜悬浊液中加入稀硫酸:OH-+H+=H2O
C.碳酸钙与稀盐酸制备二氧化碳:CO32-+2H+=CO2↑+H2O
D.CuSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液:Cu2++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+Cu(OH)2↓
【答案】D
【解析】A项,Fe与稀硫酸反应生成的是Fe2+而不是Fe3+,错误;B项,Cu(OH)2是难溶物,不能拆为OH-,错误;C项,CaCO3难溶于水,不能拆为CO32-,错误;CuSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液反应时, Cu2+、SO42-、Ba2+、OH-四种离子均参加了反应,正确
5.离子方程式CO32-+2H+===CO2↑+H2O表示( )
A.碳酸盐与盐酸之间的反应 B.一切碳酸盐与一切酸之间的反应
C.可溶性碳酸盐与酸之间的反应 D.可溶性碳酸盐与强酸之间的反应
【答案】D
【解析】CO32-+2H+===CO2↑+H2O表示可溶性碳酸盐与强酸之间的反应。
6.下列化学方程式中,不能用离子方程式Ba2++SO42-=BaSO4↓表示的是( )
A.Ba(NO3)2+K2SO4=BaSO4↓+2KNO3 B.Ba(OH)2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaOH
C.BaCO3+H2SO4=BaSO4↓+H2O+CO2↑ D.BaCl2+(NH4)2SO4=BaSO4↓+2NH4Cl
【答案】C
【解析】Ba2++SO42-=BaSO4↓表示可溶性的钡盐或Ba(OH)2与可溶性的硫酸盐或硫酸反应,生成难溶的BaSO4,生成的碱是可溶的,注意不可以是Ba(OH)2与H2SO4的反应。A项,反应实质Ba2+是SO42-与之间的反应,正确,不符合题意;B项,反应实质Ba2+是SO42-与之间的反应,正确,不符合题意;C项,表示难溶性的钡盐与硫酸反应,错误,符合题意;D项,反应实质Ba2+是SO42-与之间的反应,正确,不符合题意。
7.在无色溶液中能大量共存的一组离子是( )
A.NO3-、SO42-、K+、Cl- B.Ag+、OH-、Na+ 、Cl-
C.Cu2+、Cl-、Na+、Ca2+ D.NO3-、OH-、Mg2+、Na+
【答案】A
【解析】A项,NO3-、SO42-、K+、Cl-属于无色离子,且离子之间不反应,所以能大量共存,符合题意;B项,Ag+和OH-能发生反应,生成氢氧化银沉淀,Ag+和Cl-反应生成白色沉淀,所以Ag+、Cl-、OH-在溶液中不能大量共存,不符合题意;C项,Cu2+为蓝色溶液,不符合题意;D项,OH-和Mg2+生成白色沉淀,所以OH-和Mg2+不能大量共存,不符合题意。
8.在某强酸性的溶液中能大量共存且溶液为无色透明的离子组是( )
A.Cu2+、Na+、Cl-、NO3- B.Na+、K+、CO32-、Cl-
C.Na+、Cl-、Ag+、NO3- D.Na+、Cl-、K+、NO3-
【答案】D
【解析】A项,在溶液中,Cu2+呈蓝色,不符合题意;B项,在某强酸性的溶液中,CO32-能与酸反应,生成CO2和水,不符合题意;C项,在溶液中,Cl-、Ag+会发生反应,生成AgCl沉淀,不符合题意;D项,在某强酸性的溶液中,Na+、Cl-、K+、NO3-能大量共存,且溶液呈无色,符合题意。
9.(2025•高一宁夏吴忠期中)下列溶液中一定能大量共存的离子组是( )
A.Cl−、Al3+、Ag+、NO3- B.H+、Ba2+、NO3-、SO42-
C.Na+、K+、H+、HCO3- D.Mg2+、K+、Cl−、NO3-
【答案】D
【解析】A项,Cl−与Ag+会生成AgCl沉淀不能大量共存,A错误;B项,Ba2+与SO42-会生成BaSO4沉淀不能大量共存,B错误;C项,H+和HCO3-二者会反应生成CO2气体和水,不能大量共存,C错误D项,Mg2+、K+、Cl−、NO3-离子之间不发生反应,可以大量共存,D正确;故选D。
10.(2025•高一山东日照期中)某澄清透明溶液中,下列离子一定能大量共存的是( )
A.Cu2+、Na+、SO42-、OH- B.K+、Ba2+、OH-、HCO3-
C.K+、Fe3+、NO3-、 D.Ca2+、Na+、CO32-、Cl-
【答案】C
【解析】A项,铜离子和氢氧根离子反应生成氢氧化铜沉淀,不能大量共存,A错误;B项,氢氧根离子和碳酸氢根离子反应生成碳酸根离子和水,生成的碳酸根离子与钡离子生成碳酸钡沉淀,不能大量共存,B错误;C项,离子间不反应,能大量共存,C正确;D项,钙离子和碳酸根离子反应生成碳酸钙沉淀,不能大量共存,D错误;故选C。
11.将Ba(OH)2溶液分为两等份放入烧杯中,分别向其中滴入H2SO4和NaHSO4溶液,两份溶液导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图。下列分析不正确的是( )
A.曲线②代表滴加NaHSO4溶液的变化曲线
B.b点之前,溶液中发生的离子反应方程式为Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O
C.a、c两点对应的溶液均为中性
D.曲线①说明浓度相同的稀硫酸导电能力强于稀Ba(OH)2溶液
【答案】B
【解析】Ba(OH)2溶液和H2SO4、NaHSO4溶液反应方程式分别为H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O、NaHSO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+NaOH+H2O,2NaHSO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+Na2SO4+2H2O,溶液导电能力与离子浓度成正比,根据图知,曲线①在a点溶液导电能力接近0,说明该点溶液离子浓度最小,应该为Ba(OH)2溶液和H2SO4的反应,则曲线②为Ba(OH)2溶液和NaHSO4溶液的反应。A项,根据上述分析可知,曲线②代表滴加NaHSO4溶液的变化曲线,A正确;B项,根据图知,a点为Ba(OH)2溶液和H2SO4恰好反应,则b点溶液溶质为NaOH,b点溶液中加入NaHSO4溶液时,实际上是酸碱中和反应,离子方程式为H++OH-=H2O,B错误;C项,a点①中硫酸和氢氧化钡恰好完全反应,溶液中只含水;c点②中溶质为Na2SO4溶液和水,都呈中性,C正确;D项,曲线①中a点之前溶质为Ba(OH)2,过了a点后溶质为H2SO4,浓度相同H2SO4对应的点纵坐标更大,导电能力更强,D正确;故选B。
22.(2025•高一四川绵阳期中)牙膏是我们日常生活中的常用物品。牙膏中常用摩擦剂有①CaCO3、②CaHPO4、③SiO2、④Al(OH)3。某实验室设计两种工艺流程制取超细CaCO3,其原理如图所示。回答下列问题:
(1)推测Al(OH)3、SiO2的溶解性: (填写“易溶于水”、“难溶于水”)。
(2)若Al(OH)3属于碱,Al(OH)3与盐酸反应的离子方程式是 。
(3)方案一中操作a用的玻璃仪器是 。方案一“沉钙”时发生反应的离子方程式为 。
(4)方案二 :为了提高“酸浸”效率可以采取的措施 ,“酸浸”时发生反应的离子方程式是 ,若生成44g气体B,则消耗 gCaCO3。
(5)下列说法正确的是_______。
A.操作a、操作b、操作c是相同的操作方法 B.方案二能源消耗少,步骤简单
C.气体A与气体B主要成分相同 D.溶液B 的成分是NaOH溶液
【答案】(1)难溶于水
(2) Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
(3)烧杯、漏斗、玻璃棒 Ca2++CO32-=CaCO3↓
(4)粉碎碳酸钙、增大盐酸的浓度、搅拌等 CaCO3+2H+=Ca2+ +CO2↑+H2O 100
(5)ABC
【解析】方案一中,石灰石焙烧发生反应,生成氧化钙和气体A二氧化碳,水浸时,CaO转化为Ca(OH)2,沉钙时氢氧化钙与碳酸钠反应生成氢氧化钠和CaCO3沉淀,过滤可得到CaCO3;方案二中,石灰石与盐酸反应生成氯化钙和气体B二氧化碳,Na2CO3在沉钙中与CaCl2发生复分解反应得到氯化钠和CaCO3沉淀。
(1)Al(OH)3、SiO2可用作牙膏摩擦剂,可知其溶解性是难溶于水;
(2)Al(OH)3与盐酸反应的离子方程式是Al(OH)3+3H+=Al3++3H2;
(3)操作a是过滤,用的玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒;方案一“沉钙”时,氢氧化钙与碳酸钠反应生成氢氧化钠和CaCO3沉淀,发生反应的离子方程式为Ca2++CO32-=CaCO3↓;
(4)方案二 :为了提高“酸浸”效率可以采取的措施有粉碎碳酸钙、增大盐酸的浓度、搅拌等;“酸浸”时石灰石与盐酸反应生成氯化钙和二氧化碳,发生反应的离子方程式是CaCO3+2H+=Ca2+ +CO2↑+H2O;根据关系式CaCO3~CO2,生成44gCO2需消耗CaCO3质量为100g;
(5)A项,操作a、操作b、操作c都是过滤,A正确;B项,方案二不需要高温焙烧,能源消耗少,步骤简单,B正确;C项,根据分析,气体A与气体B主要成分都是二氧化碳,C正确;D项,根据分析,溶液B 的成分是NaCl溶液,D错误;故选ABC。
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