内容正文:
第一章 物质及其变化
第二节 离子反应
第3课时 离子反应的应用
1.判断下列各组离子在溶液中能否大量共存,不能大量共存的请说明理由。
(1)①Mg2+、Ba2+、N、OH-
②Ba2+、Fe3+、S、Cl-
(2)K+、C、H+、N
(3)①H+、S、OH-、Na+
②Na+、H+、Ca2+、CH3COO-
CH3COO-能与H+反应生成CH3COOH,
不能大量共存。
(4)使酚酞溶液变红的溶液:Na+、Cl-、S、Fe3+
(5)无色透明溶液中:K+、S、Mn、H+
2.在下列条件的溶液中,各组离子能否大量共存,若不能大量共存则指出其原因。
(1)使酚酞溶液变红的溶液:Na+、Cl-、S、Fe3+
提示 不能,使酚酞溶液变红的溶液为碱性溶液,Fe3+会与OH-反应生成Fe(OH)3沉淀而不能大量共存。
(2)无色透明溶液中:K+、S、Mn、H+
提示 不能,高锰酸根离子为有色离子。
(3)可与锌反应放出氢气的溶液中:Na+、Ca2+、Cl-、C
提示 不能,与锌反应放出氢气的溶液为酸性溶液,H+与C反应生成CO2和H2O而不能大量共存。
(4)使pH试纸变蓝的溶液中:Ba2+、Na+、N、Cl-
提示 能。
学习评价
1. 判断下列各组离子能否大量共存?
① Ca2+ Na+ CO32- NO3-
② H+ Na+ HCO3- NO3-
③ H+ K+ Cl- OH-
④ NH4+ K+ OH- SO42-
⑤ H+ K+ CH3COO- SO42-
生成难溶物 CaCO3
生成气体
生成水
生成 气体NH3
生成 弱酸 醋酸
⑥无色澄清溶液中:K+、Fe3+、SO42-、Mg2+
⑦使石蕊变红的溶液中:NO3-、Cl-、K+、SO42-
离子共存判断的“一色、二性、三反应”
(1)记住几种溶液颜色,如C(蓝色)、F(浅绿色)、F(棕黄色)、Mn(紫红色)等。
(2)溶液呈酸性,如石蕊溶液显红色、pH=2等,溶液呈碱性,如石蕊溶液显蓝色、pH=12等。
(3)能生成沉淀、气体、难电离物质(H2O、弱酸、弱碱)等符合离子反应条件的离子不能大量共存。
思维建模
任务一 离子共存
2.离子不能大量共存的常见类型
(1)复分解反应类型
(2)氧化还原应类型
(3)水解相互促进类型
(4)络合反应类型
以后学习
3、离子共存常见的隐藏限制条件
一色”无色透明溶液”
如 Cu2+(蓝色) 、Fe3+(棕黄色)、Fe2+(浅绿色)、(紫红色)。
“透明”与溶液有无颜色无关,只要溶液不形成浑浊或沉淀,即为透明溶液。
二性:“酸性溶液”
酸性溶液
常温下,pH<7的溶液
紫色石蕊溶液变红
使pH试纸变红的溶液
H+ 与 OH-、CO32-、HCO3-、
SO32-、S2-、CH3COO-等不共存
碱性溶液
常温下,pH>7的溶液
紫色石蕊溶液变蓝
使pH试纸变蓝的溶液
OH-与 H+ 、 Mg2+、Al3+、Cu2+ 、Ag+ 、 NH4+、等不共存
学习评价
1.下列离子在指定条件下的溶液中,一定能大量共存的是( )
A.无色澄清溶液中:K+、Fe2+、SO42-、Mg2+
B.使石蕊变蓝的溶液:中CO32-、Cl-、K+、SO42-
C.含有大量Ba2+的溶液:NH4+、Na+、CO32-、I-
D.加入Na2O固体的溶液中:Ba2+、Cu2+、NO3-、Cl-
B
任务二 与“量”有关的离子方程式的书写
1.连续反应型:反应生成的离子因又能跟剩余(过量)的反应物继续反应而跟用量有关。
常见的是CO2、SO2通入碱液中:
例:澄清石灰水Ca(OH)2中通入少量CO2:
澄清石灰水Ca(OH)2中通入过量CO2:
CO2+Ca2++2OH-=CaCO3↓+H2O
CO2+OH- =HCO3-
提示:写出总的化学方程式,再进行改写
CO2+Ca (OH)2=CaCO3↓+H2O
CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2
2CO2+Ca (OH)2= Ca(HCO3)2
“少定多变”法,“少量定为一”
少定
:量少的反应物完全反应,按化学式配比将量定为“1”
多变
:过量的反应物其离子数目按反应需要的量确定,不受化学式离子比例的制约
2.量多量少型:
Ba2++2 OH -+SO42-+2H+ = BaSO4↓+2H2O
Ba2++OH-+SO42-+H+ = BaSO4↓ + H2O
Ba2++2 OH -+SO42-+2H+ = BaSO4↓+2H2O
Ba2++OH-+SO42- + H+ = BaSO4↓ + H2O
例如:Ba(OH)2溶液和KHSO4溶液反应
(1) 少量Ba(OH)2滴加到KHSO4溶液的离子方程式为:
(2)过量Ba(OH)2滴加到KHSO4溶液的离子方程式为:
(3)向Ba(OH)2溶液中滴加KHSO4溶液至溶液呈中性的离子方程式为:
(4)向Ba(OH)2溶液中滴加KHSO4溶液至Ba2+恰好沉淀时的离子方程式为:
分析:OH -:H+ = 1 : 1
分析:Ba2+:SO42- = 1 : 1
向两份相同的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。下列分析正确的是
A.曲线①代表滴加NaHSO4溶液的变化曲线
B.B点时反应的离子方程式为 Ba2++2OH-+2H++SO42- = BaSO4↓+2H2O
C.C点时两溶液中含有相同量的OH-
D.A、D两点对应的溶液均显中性
D
Ba2++2OH -+2H+ +SO42- = BaSO4↓+2H2O
Ba2++OH-+H++SO42- = BaSO4↓ + H2O
Ba2++2OH -+SO42-+2H+ = BaSO4↓+2H2O
NaHSO4少量
【回顾】海水中得到的粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-,为了进一步提纯,设计实验方案、写出实验步骤、所加试剂及离子方程式。
要除去可溶杂质离子是:
Ca2+ Mg2+ SO42-
选择要加入的除杂试剂:
变成不溶性杂质、气体或水;尽量不引入新杂质
Na2CO3
Mg(OH) 2
BaSO4
为了能完全除去杂质离子,加入的除杂试剂必须过量
CaCO3
BaCl2
NaOH
任务三 物质的提纯和鉴定
思考与讨论:除杂时加入的试剂可以交换顺序吗?
(1) NaOH溶液一BaCl2溶液一Na2CO3溶液一稀盐酸
(2) BaCl2溶液一NaOH溶液一Na2CO3溶液一稀盐酸
(3) BaCl2溶液一Na2CO3溶液一NaOH溶液一稀盐酸
任务四 物质的分离与提纯
1、Na2CO3溶液加在BaCl2溶液后面便合理;
2、最后过滤加入盐酸适量(或过量)。
加入除杂试剂的顺序可以是:
除杂原则:
*不增(尽量不引入新杂质)
*不减(尽量不损耗样品)
*易分(容易分离—生成完全不溶物或气体)
*复原(除去各种杂质,还原到目标产物)
*最好(最好转化成样品)
学习评价
11.用一种试剂除杂(括号内的物质为杂质),写出所加的试剂及有关反应的离子方程式。
(1)FeSO4溶液(CuSO4):试剂 _______,离子方程式__________________。
(2)Cu(Mg):试剂_ _______,离子方程式__________________。
(3)CO(CO2):试剂____________,离子方程式__________________。
(4)Ca(NO3)2溶液(CaCl2):试剂___________,离子方程式______________。
过量的铁粉
Fe+Cu2+=Fe2++Cu
过量的盐酸
Mg+2H+=Mg2++H2↑
过量的浓NaOH溶液
CO2+2OH-=CO32-+H2O
适量的AgNO3溶液
Cl-+Ag+=AgCl↓
任务四 离子检验与推断
根据离子性质不同而在实验中所表现出的现象不同,可把检验离子的方法归纳为三种类型:①生成沉淀;②生成气体;③ 显现特殊颜色。
(1)H+ ———
使紫色石蕊变红色;加入活泼金属生成H2
(2)OH- ——
使酚酞变红、紫色石蕊变蓝色
(3)Cl- ——
Ag++Cl-==AgCl↓
加入稀硝酸后,再加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成
(4)CO32-——
加入CaCl2后,产生白色沉淀,再向沉淀中加入稀盐酸,有无色无味气体生成,该气体可以使澄清石灰水变浑浊
(5)SO42- ——
加入稀盐酸后,无明显现象,再加入BaCl2,有白色沉淀生成
2.A、B、C、D四种可溶性盐,它们的阳离子分别是Ba2+、Ag+、Na+、Cu2+中的某一种,阴离子分别是 NO3-、SO42-、Cl-、CO32-中的某一种。
①若把四种盐分别溶解于四支试管中,只有C的溶液呈蓝色。
②若向①的四支试管中分别加入盐酸,B溶液有沉淀产生,D溶液有无色无味气体逸出。
根据①②中的实验事实,可推断它们的化学式分别是A 、B 、C 、D 。
BaCl2
AgNO3
CuSO4
Na2CO3
1.能够用来鉴别BaCl2、NaCl、Na2CO3三种物质的试剂是 ( )
A.AgNO3 B.H2SO4 C.HCl D.HNO3
B
学习评价
任务四 离子检验与推断
离子推断依据
离子推断要坚持“四项基本原则”
离子反应所表现出的某“唯一性”的特征性质及现象。
肯定性原则
根据实验现象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的离子
记住几种常见的有色离子:Fe2+、Fe3+、Cu2+、MnO4-
互斥性原则
在肯定某些离子存在的同时,结合离子共存规律,否定一些离子的存在
如溶液中含有Ba2+,则不存在大量的CO32-、SO42-
注意题目中的隐含条件:如酸、碱性、指示剂颜色变化等
电中性原则
溶液呈电中性,溶液中有阳离子,必有阴离子,且溶液中阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数相等
这一原则可帮助我们确定一些隐含的离子
进出性原则
通常在实验过程中用,指实验过程中反应生成的离子或引入的离子对后续实验的干扰。
当堂检测
例2 某无色溶液中只可能含有K+、Ag+、Ba2+、Cu2+、Cl-、OH-、C、S中的一种或几种,对其进行如下实验操作:
(1)取少量溶液,滴加无色酚酞溶液,酚酞变红;
(2)另取少量溶液,加入足量BaCl2溶液,产生白色沉淀;
(3)向(2)所得混合物中加足量盐酸,沉淀部分溶解,并有无色气体生成;
(4)将(3)所得混合物过滤,向滤液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成。
下列对该溶液的说法正确的是( )。
A.一定含有K+、OH-、C、S
B.可能含有Cl-、OH-
C.一定不含有Ag+、Ba2+、Cu2+、Cl-
D.可能含有K+
A
无Cu2+
有OH-, 无Ag+
有CO32-或SO42-,无Ba2+
有CO32-和SO42-
白色沉淀为AgCl,但(3)中加入足量
盐酸引进Cl-,不能证明原溶液中含有Cl-
有一包固体粉末,其中可能含有NaCl、Ba(NO3)2、K2SO4、Na2CO3、NaNO3中的一种或几种,现做以下实验:
①取部分固体粉末加入水中,振荡,有白色沉淀生成;
②向①的沉淀物中加入足量稀盐酸,固体完全溶解,并有气泡产生;
③取少量②的溶液,滴入硝酸银溶液,有白色沉淀产生。
试根据上述实验事实,回答下列问题:
(1)原固体粉末中一定含有的物质是___________________,一定不含的物质是_________,可能含有的物质是__________________。(以上各种物质均写化学式)
(2)写出上述步骤中发生反应的离子方程式:
①__________________________
②_________________________________
③___________________
Ba(NO3)2、Na2CO3
K2SO4
NaCl、NaNO3
BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O
Ba2++CO32-=BaCO3↓
Ag++Cl-=AgCl↓
随堂演练
20
离子反应的应用
离子共存
离子不能共存的条件
如何判断是否共存
离子检验
离子推断
检验离子的方法
常见离子的检验
坚持“四项基本原则”
物质提纯
不增不减、易分离、易复原
课堂总结
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