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1、第4講離子反應,一、電解質及其電離 1.電解質 (1)判斷依據(jù) 在水溶液里或熔融狀態(tài)下能否導電。導電的是 電解質,不導電的是非電解質。 (2)電解質導電的實質 1)內因:電解質在一定條件(溶于水或加熱熔化)下電離成自由移動的離子。 2)外因:電解質溶液與電源構成閉合回路。,教材研讀,(3)電解質與金屬導電的區(qū)別 金屬導電是金屬中自由電子定向運動產生的,而電解質導電是自由移動的陰、陽離子定向移動產生的,電解質電離是導電的前提。電解質溶液中自由移動的離子濃度越大,離子所帶電荷越多,其導電能力越強。 2.電離 (1)概念:電解質在水溶液里或熔融狀態(tài)下離解成能夠自由移動的離子的過程。 (2)電離的條件

2、:熔融狀態(tài)(離子化合物)或水溶液里(離子化合物、共價化合物)。 (3)表示方法電離方程式,1)強電解質,如H2SO4 2H++S。 2)弱電解質,如NH3H2O N+OH-。 3.判斷離子化合物和共價化合物的方法 可以通過熔融態(tài)的導電實驗判斷物質是離子化合物還是共價化合物。 自測1(1)電解質一定能導電嗎?導電的物質一定是電解質嗎? (2)某物質溶于水所得的溶液能導電,該物質一定是電解質嗎?試舉例說明。,答案(1)電解質不一定能導電。電解質與導電之間無直接關系,電解質只有發(fā)生了電離才能導電。 導電的物質不一定是電解質。除電離后的電解質導電外,導體、半導體等也能導電,如Fe、Al、Si等也能導電

3、,但不是電解質。 (2)不一定。如Cl2的水溶液能導電,但Cl2不是化合物,所以它既不是電解質,也不是非電解質。再如CO2、SO2、NH3的水溶液也能導電,但導電的原因并不是CO2、SO2、NH3發(fā)生了電離,而是它們與水反應生成的H2CO3、H2SO3、NH3H2O電離產生了自由移動的離子,故CO2、SO2、NH3是非電解質。,自測2今有10種物質:Cu稀硫酸HClNH3空氣CO2HgNaClCaCO3Cl2,按照表中提示的信息,把符合條件的物質的序號填入右欄相應的位置。,答案(1)(2)(3)(4)(5) 解析10種物質中稀硫酸和空氣屬于混合物。HCl溶于水可電離出H+、 Cl-,能導電,是

4、電解質;但熔融狀態(tài)下不存在自由移動的離子,不導電。CaCO3是難溶性的電解質。NH3、CO2的水溶液雖然能導電,但不是它們本身發(fā)生了電離,而是它們分別與水發(fā)生反應生成的NH3H2O和H2CO3發(fā)生了電離,故它們屬于非電解質。Cu和Hg屬于單質,既不是電解質也不是非電解質,但能導電。 二、離子反應離子方程式 1.離子反應 (1)定義:有離子參加的反應。 (2)離子反應發(fā)生的條件,1)在水溶液中進行的復分解反應發(fā)生的條件 a.生成沉淀,如BaSO4、CaCO3、CuS等; b.生成弱電解質,如弱酸、弱堿、水等; c.生成氣體,如CO2、H2S等。 2)離子之間發(fā)生氧化還原反應的條件 強氧化劑轉變?yōu)?/p>

5、弱還原劑,強還原劑轉變?yōu)槿跹趸瘎?。例?FeCl3溶液中加入Cu,FeCl2溶液中通入Cl2的離子方程式分別為2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+,2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-。 3)發(fā)生配合反應的條件 離子與離子或離子與分子間能形成配合離子或配合物。例如:在含有Fe3+的溶液中加入KSCN或NH4SCN溶液,溶液出現(xiàn)紅色,反應的離子方程,式為:Fe3++3SCN- Fe(SCN)3。 2.離子方程式 (1)概念:用實際參加反應的離子符號來表示反應的式子。 (2)離子方程式書寫步驟(以碳酸鈣和鹽酸的反應為例) 1)寫:正確寫出反應的化學方程式并配平,如CaCO3+2HCl CaC

6、l2+CO2+H2O。 2)拆:把易溶于水且易電離的物質寫成離子形式,難溶的物質、氣體和水等仍用化學式表示,如CaCO3+2H++2Cl- Ca2++2Cl-+CO2+H2O。 3)刪:刪去方程式兩邊不參加反應的離子,如CaCO3+2H+ Ca2++,CO2+H2O。 4)查:檢查離子方程式兩邊各元素的原子個數(shù)和電荷總數(shù) 是否相等。 (3)意義 離子方程式可表示同一類型的離子反應。例如:離子方程式 C+2H+ CO2+H2O可以表示可溶性碳酸鹽和強酸在溶液中的反 應。 3.離子共存 所謂幾種離子在同一溶液中能大量共存,就是指離子之間不發(fā)生 化學反應;若離子之間能發(fā)生化學反應,則不能大量共存。,

7、自測3寫出下列典型反應的離子方程式: (1)氯化鋁溶液中加入過量氨水: 。 (2)小蘇打與乙酸溶液混合: 。 (3)氧化鐵溶于稀硫酸: 。 (4)澄清石灰水中通入少量二氧化碳: 。 (5)碳酸鈣與醋酸溶液反應: 。,(6)氫氧化鋁溶于鹽酸: 。 (7)氫氧化鋁溶于氫氧化鈉溶液: 。,答案(1)Al3++3NH3H2O Al(OH)3+3N (2)

8、HC+CH3COOH CH3COO-+CO2+H2O (3)Fe2O3+6H+ 2Fe3++3H2O (4)Ca2++2OH-+CO2 CaCO3+H2O (5)CaCO3+2CH3COOH Ca2++2CH3COO-+CO2+H2O (6)Al(OH)3+3H+ Al3++3H2O (7)Al(OH)3+OH- Al+2H2O,自測4有一無色透明溶液,欲確定是否含有下列離子:K+、Mg2+、Al3+、 Fe2+、Ba2+、N、S、Cl-、I-、HC,取該溶液進行如下實驗:,由此判斷: (1)溶液中肯定存在的離子是 , 溶液中肯定不存在的離子是。,(2)為進一步確定其他離子,寫

9、出應該補充的實驗及對應欲檢離子的名 稱(說明使用試劑的名稱,不必寫詳細操作步驟):。,答案(1)Mg2+、Al3+、N、SFe2+、Ba2+、I-、HC (2)焰色反應,檢驗K+;稀HNO3、AgNO3溶液,檢驗Cl- 解析首先根據(jù)溶液無色,確定Fe2+不存在;步驟(1)表明溶液呈酸性,則HC不存在;步驟(2)表明N存在,酸性條件下,N可氧化I-,故I-不存 在;步驟(3)證明S存在,則Ba2+不存在;步驟(4)雖然產生了白色沉淀 AgCl,但由于步驟(3)中加入了BaCl2,故此步實驗不能確定原溶液中是否含有Cl-;步驟(5)表明溶液中存在Al3+和Mg2+。,考點突破,考點一離子方程式的正

10、誤判斷,考點三溶液中離子能否大量共存的判斷方法,考點二離子方程式的書寫方法,1.看是否符合客觀事實。如Fe和稀鹽酸反應的離子方程式寫成2Fe+6H+2Fe3++3H2是錯誤的,Fe和稀鹽酸反應生成Fe2+。 2.看化學式拆寫是否正確。這是書寫離子方程式時最關鍵的一步,應注意以下幾點: (1)易溶于水的強電解質均寫成離子形式,如強酸、強堿和大多數(shù)鹽。其他物質用化學式表示,如單質、氧化物、氣體、弱電解質(弱酸、弱堿、水等)及難溶性鹽。 (2)微溶物的寫法。一般來說,微溶于水的強電解質的澄清溶液(如澄清石灰水)中微溶物寫成離子形式,濁液中的微溶物寫成化學式。 (3)可溶性多元弱酸的酸式酸根一律寫成酸

11、式酸根離子的形式(如HC ）。,考點一 離子方程式的正誤判斷,(4)非溶液狀態(tài)下的反應,一般不用離子方程式表示。如實驗室中制備氨氣的反應。 3.看符號使用是否正確。要注意“”“”“”“”等符 號的正確使用。 4.看是否遵循原子守恒、電荷守恒和得失電子守恒。如Fe3++CuFe2 ++Cu2+不符合電荷守恒及得失電子守恒,是錯誤的。 5.看是否漏掉離子反應。如Ba(OH)2溶液與CuSO4溶液反應,既要寫B(tài)a2+與S生成BaSO4沉淀的反應,又不能漏掉Cu2+與OH-生成Cu(OH)2沉淀 的反應。 6.看反應物的組成比例是否正確。如稀硫酸與Ba(OH)2溶液反應,不能,寫成H++OH-+S+

12、Ba2+ BaSO4+H2O,應寫成2H++2OH-+S+Ba2+ BaSO4+2H2O。 7.看是否符合題設條件的要求。如過量、少量、等物質的量、適量、任意量以及滴加順序等對反應產物的影響。如向溴化亞鐵溶液中通入少量Cl2的離子方程式為2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-;向溴化亞鐵溶液中通 入過量Cl2的離子方程式為2Fe2++4Br-+3Cl2 2Fe3++6Cl-+2Br2。,典例1(2018北京海淀期末)下列解釋事實的方程式中,不正確的是 () A.銅和濃HNO3反應可用于制NO2氣體:Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2 NO2+2H2O B.“84”消毒液中滴少量白醋可

13、增強漂白性:ClO-+H+HClO C.氨水吸收少量SO2防止污染空氣:2NH3H2O+SO22N+S+H2O D.Na2O2在潛艇中可用于吸收二氧化碳并供氧:2Na2O2+2CO22Na2 CO3+O2,B,答案BB項,醋酸為弱酸,應寫化學式。,1-1下列反應的現(xiàn)象描述與離子方程式都正確的是() A.金屬鎂與稀鹽酸反應:有氫氣產生;Mg+2H++2Cl- MgCl2+H2 B.氯化鋇溶液與硫酸反應:有白色沉淀生成;Ba2++S BaSO4 C.碳酸鈉溶液與鹽酸反應:有氣泡逸出;Na2CO3+2H+ 2Na++CO2+H2O D.過量鐵粉與氯化鐵溶液反應:溶液變?yōu)闇\綠色;Fe+Fe3+ 2Fe

14、2+,B,答案BA項,現(xiàn)象應描述為有氣體產生,且離子方程式應為Mg+2H+ Mg2++H2;C項,離子方程式應為C+2H+ H2O+CO2;D項, 離子方程式應為Fe+2Fe3+ 3Fe2+。,1-2下列離子方程式正確的是() A.用CH3COOH溶解CaCO3:CaCO3+2H+ Ca2++H2O+CO2 B.Fe2(SO4)3和Ba(OH)2溶液混合:Fe3++S+Ba2++3OH- Fe(OH)3+ BaSO4 C.硫酸工業(yè)尾氣中的SO2用過量的氨水吸收:2NH3H2O+SO2 2N+ S+H2O D.Cu溶于濃HNO3:3Cu+8H++2N 3Cu2++2NO+4H2O,C,答案CA項

15、,CH3COOH是弱電解質,在離子方程式中應寫化學式;B項,離子的計量關系錯誤,應該是2Fe3++3S+3Ba2++6OH- 2Fe(OH)3 +3BaSO4;C項,SO2用過量的氨水吸收的產物是亞硫酸銨和水;D項,濃HNO3的還原產物是二氧化氮。,一、離子方程式的書寫要點 1.抓住兩易、兩等、兩查 兩易:即易溶、易電離的物質(包括強酸、強堿、大多數(shù)可溶性鹽)以實際參加反應的離子符號表示,非電解質、弱電解質、難溶物質、氣體等用化學式表示。 兩等:離子方程式兩邊的原子個數(shù)、電荷總數(shù)均應相等。 兩查:檢查各項是否都有公約數(shù),是否漏寫必要的反應條件。 2.注意的問題 (1)微溶物作為反應物,若是澄清

16、溶液寫離子符號,若是懸濁液寫化學式。微溶物作為生成物,一般寫化學式(標“”號)。如澄清石灰水中,考點二 離子方程式的書寫方法,加鹽酸的離子方程式為:OH-+H+ H2O。 (2)氨水作為反應物寫NH3H2O;作為生成物,若有加熱條件或濃度很大時,可寫NH3(標“”號)。 (3)未處于自由移動離子狀態(tài)的反應不能寫離子方程式,如氯化銨固體和氫氧化鈣固體的反應等。 (4)離子方程式要做到原子守恒、電荷守恒、得失電子守恒。 (5)一些特殊的反應如有酸式鹽參加或生成的反應、兩種或兩種以上的離子被一種物質氧化或還原的反應、Ba(OH)2與KAl(SO4)2按不同比值進行的反應等要考慮并滿足題設條件對反應物

17、物質的量的比值要求。 (6)多元弱酸酸式酸根離子在離子方程式中不能拆開寫。,二、具有限定條件的離子方程式的書寫方法 1.過量型其程序是:按照組成比例寫出不足物質參加反應的離子;過量物質的離子滿足不足離子的需要。如Ca(HCO3)2溶液與過量NaOH溶液反應,離子方程式中Ca2+與HC的比例一定是12,OH-的化 學計量數(shù)為2,滿足2HC。綜合起來可得離子方程式: Ca2++2HC+2OH- CaCO3+C+2H2O 此類情況也可以總結為以量少的反應物完全反應(一般以“1 mol”計)來判斷產物,進而寫出相應的離子方程式。 2.定量型其程序是:按題給條件寫出各反應離子的物質的量;遵循過量離子滿足

18、不足離子的原則。如明礬與等物質的量的Ba(OH)2反應,則S和Al3+過量,可得離子方程式:,3Ba2++3S+6OH-+2Al3+ 3BaSO4+2Al(OH)3 3.目標型其程序是:根據(jù)目標要求按比例寫出離子符號,如在明礬溶液中加入Ba(OH)2溶液至Al3+沉淀完全,就要先寫出Al3++3OH-;按組成比例寫出與目標離子結合的其他離子,即2S+Al3++3OH-+3/2Ba2+ 3/2BaSO4+Al(OH)3+1/2S,整理即可得3S+2Al3++6OH-+3Ba2+ 3BaSO4+2Al(OH)3,溶液中剩余S。 4.相同反應物間的離子反應 (1)反應物滴加順序不同,離子反應不同,如

19、: 把AlCl3溶液逐滴加入到NaOH溶液中至過量:Al3++4OH- Al(OH)4- (或Al3++4OH- Al+2H2O),3Al(OH)4-+Al3+ 4Al(OH)3或3Al +Al3++6H2O 4Al(OH)3。,把NaOH溶液逐滴加入到AlCl3溶液中至過量:Al3++3OH- Al(OH)3, Al(OH)3+OH- Al(OH)4-或Al(OH)3+OH- Al+2H2O。 (2)反應條件不同,離子反應不同,如: 氯化銨溶液與氫氧化鈉溶液混合,離子方程式為:N+OH- NH3H2O。 若氯化銨溶液與氫氧化鈉溶液混合,并加熱,則離子方程式為:N+OH- NH3+H2O。 (

20、3)微溶物狀態(tài)不同,離子反應不同,如: 石灰乳與碳酸鈉溶液混合,離子方程式為:Ca(OH)2+C CaCO3+ 2OH-。 若澄清石灰水與碳酸鈉溶液混合,則離子方程式為:Ca2++C CaCO3。,知識拓展 與“量”有關的反應的離子方程式,可用“少定多變法”來書寫。所謂“少定”即量少的反應物,其離子的化學計量數(shù)按化學式確定;所謂“多變”即過量的反應物,其離子的化學計量數(shù)根據(jù)反應的需要量確定,不受化學式中的比例制約。,典例2用來解釋下列事實的方程式不正確的是() A.鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕的正極反應:O2+4e-+2H2O 4OH- B.將氯氣通入石灰乳中制備漂白粉:2Cl2+2Ca(OH)2 CaC

21、l2+Ca(ClO)2 +2H2O C.向Na2SiO3溶液中通過量CO2制備硅酸凝膠:Si+2CO2+2H2O H2 SiO3(膠體)+2HC D.溶質的物質的量之比為11的明礬溶液和Ba(OH)2溶液混合:2S+2 Ba2++Al3++4OH- Al+2BaSO4+2H2O,D,答案DD項,假設兩種物質的物質的量均為1 mol,則鋁離子和氫氧根離子的物質的量之比為12,氫氧根離子不足,鋁離子最終轉化成氫氧化鋁沉淀。,2-1能正確表示下列反應的離子方程式是() A.Cl2通入NaOH溶液中:Cl2+OH- Cl-+ClO-+H2O B.NaHCO3溶液中加入稀鹽酸:C+2H+ CO2+H2O

22、 C.AlCl3溶液中加入過量稀氨水:Al3++4NH3H2O Al+4N+2H2O D.Cu溶于稀HNO3:3Cu+8H++2N 3Cu2++2NO+4H2O,D,答案DA項,電荷不守恒,正確的離子方程式應為Cl2+2OH- Cl-+ ClO-+H2O;B項,正確的離子方程式應為HC+H+ H2O+CO2;C項, NH3H2O不能溶解Al(OH)3,正確的離子方程式應為Al3++3NH3H2O Al(OH)3+3N。,2-2向Ba(OH)2溶液中逐滴加入稀硫酸,請完成下列問題: (1)寫出反應的離子方程式:。 (2)下列三種情況,離子方程式與(1)相同的是 (填字母)。 A.向Na

23、HSO4溶液中,逐滴加入Ba(OH)2溶液至溶液顯中性 B.向NaHSO4溶液中,逐滴加入Ba(OH)2溶液至S恰好完全沉淀 C.向NaHSO4溶液中,逐滴加入Ba(OH)2溶液至過量 (3)若緩緩加入稀硫酸直至過量,整個過程中混合溶液的導電能力(用電流強度I表示)可近似地用下圖中的曲線表示(填字母)。,(4)若向裝有Ba(OH)2溶液的燒杯里緩緩滴入KAl(SO4)2溶液至Ba2+恰好完全反應。則反應的離子方程式是。,答案(1)Ba2++2OH-+S+2H+ BaSO4+2H2O (2)A(3)C (4)2Ba2++4OH-+Al3++2S 2BaSO4+Al+2H2O 解析(1)Ba(OH

24、)2溶液中逐滴加入稀硫酸生成水和硫酸鋇沉淀,離子方程式為Ba2++2OH-+2H++S BaSO4+2H2O。 (2)A中反應的離子方程式是Ba2++2OH-+2H++S BaSO4+2H2O; B、C中反應的離子方程式是Ba2++OH-+H++S BaSO4+H2O。 (3)隨著H2SO4的加入,溶液的導電能力逐漸減弱;二者恰好完全反應時,得到的液體是水,導電能力最弱,繼續(xù)加硫酸,溶液的導電能力逐漸增強。 (4)Ba2+恰好完全反應時,二者物質的量之比為21,OH-與Al3+的物質的,量之比為41,Al3+全部變?yōu)锳l,即2Ba2++4OH-+Al3++2S 2BaSO 4+Al+2H2O。

25、,1.離子共存的判斷方法 多種離子能否大量共存于同一溶液中,歸納起來有四點:一色、二性、三特殊、四反應。 (1)一色,即溶液顏色。若限定溶液為無色溶液,則Cu2+、Fe3+、Fe2+、Mn、Co2+、Cr2、Cr、Cr3+等有色離子不能存在。 (2)二性,即溶液的酸性和堿性。在強酸性溶液中,OH-及弱酸根離子(如C、S、S2-、CH3COO-等)均不能大量存在;在強堿性溶液中,H+及弱 堿陽離子(如N、Al3+、Mg2+、Fe3+等)均不能大量存在;多元弱酸的酸 式酸根離子(如HC、HS、HS-、H2P等)在強酸性和強堿性溶液 中均不能大量存在。,考點三 溶液中離子能否大量共存的判斷方法,(3

26、)三特殊,指三種特殊情況。Al與HC不能大量共存,發(fā)生反應 的離子方程式為Al+HC+H2O Al(OH)3+C;“N+H +”組合具有強氧化性,能與S2-、Fe2+、I-等發(fā)生反應,而這一種組合常常較為隱蔽,不易被察覺;N與CH3COO-、Mg2+與HC等組合中,雖然 兩種離子都能水解且相互促進,但總的水解程度仍很小,它們在溶液中能大量共存,但加熱時不能大量共存。 (4)四反應,指離子間通常能發(fā)生的四種類型的反應,能相互反應的離子顯然不能大量共存。復分解反應,如Ba2+與S、N與OH-、H+與 CH3COO-等;氧化還原反應,如Fe3+與I-,在酸性溶液中N與Fe2+、Mn 與Br-等;雙水

27、解反應,如Al3+與HC、Al3+與Al等;生成配合物 的反應,如Fe3+與SCN-等。,判斷離子能否共存時,應先看清試題所給的前提條件,如“在強酸性溶液中”“在無色透明溶液中”“在水電離出的c(H+)=110-13 molL-1的溶液中”“因發(fā)生氧化還原反應而”等,再分析離子間的相互反應情況。 幾種常見附加條件的含義: (1)由水電離的c(OH-)或c(H+)=110-n molL-1(n7)的溶液可能呈酸性,也可能呈堿性。 (2)與Al反應放出氫氣的溶液可能呈酸性,也可能呈堿性。如有N存 在,則溶液只能呈堿性。 (3)“透明溶液”意味著無難溶物和微溶物,但并不意味著溶液無色。 (4)Mn、

28、N、Cr2等在酸性條件下具有強氧化性。,(5)注意題目要求是“一定大量共存”“可能大量共存”還是“不能大量共存”等。 2.熟記常考離子的性質,注意“兩性離子”指既能與酸反應又能與堿反應的離子,一般為多 元弱酸的酸式酸根離子。,典例3(2018北京海淀期末)常溫下,下列各組離子在指定溶液中一定能夠大量共存的是() A.無色透明溶液中:Na+、Fe3+、Cl-、I- B.pH=12的溶液中:Mg2+、K+、CH3COO-、S C.1 molL-1的AlCl3溶液中:N、Ba2+、H+、N D.由水電離出的c(H+)=110-13 molL-1的溶液中:Na+、K+、Cl-、C,C,答案CA項,含有

29、Fe3+的溶液呈黃色,另外,Fe3+具有強氧化性,I-具有強還原性,二者可以發(fā)生氧化還原反應而不能大量共存;B項,pH=12的溶液中含有大量的OH-,OH-與Mg2+會生成白色沉淀而不能大量共存;C項,在1 molL-1的AlCl3溶液中,N、Ba2+、H+、N相互之間不能發(fā)生反應,可 以大量共存;D項,由水電離出的c(H+)=110-13 molL-1的溶液可能呈酸性,也可能呈堿性,若呈酸性,則溶液中含有大量的H+,H+與C會結合生成 弱酸而不能大量共存。,3-1常溫下,下列各組離子在指定溶液中,一定可以大量共存的是() A.無色溶液中:Mg2+、Al3+、S、C B.pH=1的溶液中:N、

30、Ba2+、HC、N C.含Mn的溶液中:H+、K+、Br-、I- D.在=110-12的溶液中:Na+、K+、CH3COO-、S,D,答案DA項,Mg2+、Al3+均不能與C大量共存;B項,pH=1的溶液顯 酸性,HC不能在酸性溶液里大量存在;C項,酸性條件下Mn有強氧 化性,Br-、I-有還原性,不能大量共存;D項,=110-12的溶液顯堿性, Na+、K+、CH3COO-、S在堿性溶液中能大量共存。 方法指導 離子共存的審題思路,3-2(2018北京西城期末)常溫下,下列各組離子能大量共存的是( ) A.pH=1的溶液中:Ba2+、N、N、Fe2+ B.無色溶液中:H+、K+、I-、Mn C.在c(H+)c(OH-)=11012的溶液中:Na+、C、N、S D.由水電離出的c(OH-)=1.010-13 molL-1的溶液中:Na+、N、S、 HC,C,答案CA項,pH=1的溶液中含有大量的H+,酸性條件下N具有強氧 化性,可以與Fe2+發(fā)生氧化還原反應而不能大量共存;B項,Mn為紫色; C項,由H+和OH-的濃度比可知該溶液顯堿性,可以大量共存;D項,由水電離出的c(OH-)=1.010-13 molL-1的溶液可能顯酸性,也可能顯堿性,HC 不能大量存在。,