北京市2021高考化学一轮复习专题一基本概念第4讲离子反应课件 42页

第4讲　离子反应 一、电解质及其电离 教材研读 1.电解质 (1)判断依据 化合物在水溶液里或熔融状态下能否导电。能导电的是① 　 电解质      ,不能 导电的是非电解质。 单质和混合物都不是电解质,如Cu、NaCl溶液。本身电离而导电的化合物才 是电解质,如MgCl 2 、H 2 SO 4 、H 2 O是电解质;CO 2 、SO 2 、NH 3 的水溶液能导电, 但不是自身电离引起的,不是电解质。 (2)电解质导电的实质 1)内因:电解质在一定条件(溶于水或加热熔化)下电离成自由移动的离子。 2)外因:电解质溶液与电源构成闭合回路。 (3)电解质与金属导电的区别 金属导电是金属中自由电子在电场作用下定向移动产生的,而电解质导电是 自由移动的② 　 阴、阳离子      定向移动产生的,电解质电离是导电的前提。 电解质溶液中自由移动的离子浓度越大,离子所带电荷数越多,其导电能力越 强。 2.电离 (1)概念:电解质在水溶液里或熔融状态下离解成能够自由移动的离子的过 程。 (2)电离的条件:熔融状态(离子化合物)或溶于水(离子化合物、共价化合 物)。 (3)表示方法——电离方程式 1)强电解质,如H 2 SO 4   2H + +S   。 2)弱电解质,如NH 3 ·H 2 O③         N   +OH -      。 自测1 　判断正误,正确的画“√”,错误的画“ ✕ ”。 (1)NaCl溶液在电流的作用下电离成钠离子和氯离子   ( ✕ ) (2)氨水能导电,液氨不能导电,所以氨水是电解质   ( ✕ ) (3)H 2 SO 4 是强电解质,故浓硫酸具有很强的导电性   ( ✕ ) (4)二氧化碳溶于水能部分电离,故二氧化碳属于弱电解质   ( ✕ ) (5)盐酸的导电性一定强于醋酸溶液的导电性   ( ✕ ) (6)强电解质都是离子化合物,弱电解质都是共价化合物   ( ✕ ) 自测2 　现有10种物质:①Cu、②稀硫酸、③AlCl 3 、④NH 3 、⑤空气、⑥CO 2 、 ⑦Hg、⑧NaCl、⑨CaCO 3 、⑩Cl 2 ,按照表中提示的信息,把符合条件的物 质的序号填入右栏相应的位置。 序号 符合的条件 物质的序号 (1) 混合物 (2) 电解质,但熔融状态下并不导电 (3) 电解质,但难溶于水 (4) 非电解质 (5) 既不是电解质也不是非电解质,但本身能导电 解析 　10种物质中稀硫酸和空气属于混合物。AlCl 3 溶于水可电离出Al 3+ 、 Cl - ,能导电,是电解质,但AlCl 3 属于共价化合物,熔融状态下不存在自由移动的 离子,不导电。CaCO 3 是难溶性的电解质。NH 3 、CO 2 的水溶液虽然能导电,但 不是它们本身发生了电离,而是它们分别与水发生反应生成的NH 3 ·H 2 O和H 2 CO 3 发生了电离,故它们属于非电解质。Cu和Hg属于单质,稀硫酸属于混合 物,既不是电解质也不是非电解质,但本身能导电。 答案     (1)②⑤　(2)③　(3)⑨　(4)④⑥　(5)①②⑦ 1.离子反应 (1)定义:有离子参加的反应。 (2)离子反应发生的条件 1)在水溶液中进行的复分解反应的条件 a.生成沉淀,如BaSO 4 、CaCO 3 、CuS等; b.生成① 　 弱电解质      ,如弱酸、弱碱、水等; c.生成气体,如CO 2 、H 2 S等。 二、离子反应　离子方程式 2)离子之间发生氧化还原反应的条件 强氧化剂转变为弱还原剂,强还原剂转变为弱氧化剂。例如:FeCl 3 溶液中加 入Cu,FeCl 2 溶液中通入Cl 2 的离子方程式分别为② 　 2Fe 3+ +Cu   2Fe 2+ +Cu 2+      , 2Fe 2+ +Cl 2   2Fe 3+ +2Cl - 。 3)发生配合反应的条件 离子与离子或离子与分子间能形成配合离子或配合物。例如:在含有Fe 3+ 的 溶液中加入KSCN或NH 4 SCN溶液,溶液出现红色,反应的离子方程式为 ③      Fe 3+ +3SCN -   Fe(SCN) 3      。 2.离子方程式 (1)概念:用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。 (2)离子方程式的书写步骤(以碳酸钙和盐酸的反应为例) 1)写:正确写出反应的化学方程式并配平,如CaCO 3 +2HCl   CaCl 2 +CO 2 ↑+ H 2 O。 2)拆:把易溶于水且易电离的物质写成离子形式,把难溶的物质、气体和弱电 解质(如水、弱酸、弱碱等)仍用化学式表示,如CaCO 3 +2H + +2Cl -   Ca 2+ + 2Cl - +CO 2 ↑+H 2 O。 3)删:删去方程式两边不参加反应的离子,如CaCO 3 +2H +   Ca 2+ +CO 2 ↑+H 2 O 。 4)查:检查离子方程式两边各元素的④ 　 原子个数      和⑤ 　 电荷总数      是否 相等。 (3)意义 离子方程式可表示同一类型的离子反应。例如:离子方程式C   +2H +   CO 2 ↑+H 2 O可以表示可溶性碳酸盐和强酸在溶液中的反应。 3.离子共存 所谓几种离子在同一溶液中能大量共存,就是指离子之间不发生化学反应;若 离子之间能发生化学反应,则不能大量共存。 自测3 　写出下列典型反应的离子方程式。 (1)氯化铝溶液中加入过量氨水:       。 (2)小苏打与醋酸溶液混合:       。 (3)氧化铁溶于稀硫酸:       。 (4)澄清石灰水中通入少量二氧化碳:       。 (5)碳酸钙溶于醋酸溶液:      。 (6)氢氧化铝溶于盐酸:       。 答案 　(1)Al 3+ +3NH 3 ·H 2 O   Al(OH) 3 ↓+3N   (2)HC   +CH 3 COOH   CH 3 COO - +CO 2 ↑+H 2 O (3)Fe 2 O 3 +6H +   2Fe 3+ +3H 2 O (4)Ca 2+ +2OH - +CO 2   CaCO 3 ↓+H 2 O (5)CaCO 3 +2CH 3 COOH   Ca 2+ +2CH 3 COO - +CO 2 ↑+H 2 O (6)Al(OH) 3 +3H +   Al 3+ +3H 2 O 自测4 　有一无色透明溶液,欲确定是否含有下列离子:K + 、Mg 2+ 、Al 3+ 、Fe 2+ 、 Ba 2+ 、N   、S   、Cl - 、I - 、HC   ,取该溶液进行如下实验: 实验步骤 实验现象 ①取少量该溶液,加几滴甲基橙 溶液变红色 ②取少量该溶液加热浓缩,加Cu片和浓H 2 SO 4 ,加热 有无色气体产生,气体遇空气可以变成红棕色 ③取少量该溶液,加BaCl 2 溶液 有白色沉淀生成 ④取③中上层清液,加AgNO 3 溶液 有稳定的白色沉淀生成,且不溶于稀HNO 3 ⑤取少量该溶液,加NaOH溶液 有白色沉淀生成,当NaOH过量时沉淀部分溶解 由此判断: (1)溶液中肯定存在的离子是       , 溶液中肯定不存在的离子是 　　　　　　　　　     。 (2)为进一步确定其他离子,写出应该补充的实验及对应欲检离子的名称(说 明使用试剂或操作的名称,不必写详细操作步骤): 　　　　　　　　　　     　　　　　　　　　　　　     。 答案 　(1)Mg 2+ 、Al 3+ 、N   、S   　Fe 2+ 、Ba 2+ 、I - 、HC   (2)焰色反应,检验K + ;稀HNO 3 、AgNO 3 溶液,检验Cl - 解析 　首先根据溶液无色,确定Fe 2+ 不存在;步骤①证明溶液呈酸性,则HC   不存在;步骤②证明N   存在,酸性条件下,N   可氧化I - ,故I - 不存在;步骤③证 明S   存在,则Ba 2+ 不存在;步骤④虽然产生了白色沉淀AgCl,但由于步骤③中 加入了BaCl 2 溶液,故此步实验不能确定原溶液中是否含有Cl - ;步骤⑤证明原 溶液中存在Al 3+ 和Mg 2+ 。 考点突破 考点一　溶液中离子能否大量共存的判断方法   1.离子共存的判断方法 多种离子能否大量共存于同一溶液中,归纳起来有四点:一色、二性、三特 殊、四反应。 (1)一色,即溶液颜色。若限定溶液为无色溶液,则Cu 2+ 、Fe 3+ 、Fe 2+ 、Mn   、 Co 2+ 、Cr 2   、Cr   、Cr 3+ 等有色离子不能存在。 (2)二性,即溶液的酸性和碱性。在强酸性溶液中,OH - 及弱酸的酸根离子(如 C   、S   、S 2- 、CH 3 COO - 等)均不能大量存在;在强碱性溶液中,H + 及弱碱阳 离子(如N   、Al 3+ 、Mg 2+ 、Fe 3+ 等)均不能大量存在;多元弱酸的酸式酸根离 子(如HC   、HS   、HS - 、H 2 P   等)在强酸性和强碱性溶液中均不能大量存 在。 (3)三特殊,即三种特殊情况。①Al   与HC   不能大量共存,发生反应的离子 方程式为Al   +HC   +H 2 O   Al(OH) 3 ↓+C   ;②“N   +H + ”组合具有强 氧化性,能与S   、Fe 2+ 、I - 等发生氧化还原反应,而这一组合常常较为隐蔽,不 易被察觉;③N   与CH 3 COO - 、Mg 2+ 与HC   等组合中,虽然两种离子都能水解 且相互促进,但总的水解程度仍很小,它们在溶液中能大量共存,但加热时不 能大量共存。 (4)四反应,即离子间通常能发生的四种类型的反应,能相互反应的离子显然 不能大量共存。①复分解反应,如Ba 2+ 与S   、N   与OH - 、H + 与CH 3 COO - 等; ②氧化还原反应,如Fe 3+ 与I - ,在酸性溶液中,N   与Fe 2+ 、Mn   与Br - 等;③相互 促进的水解反应,如Al 3+ 与HC   、Al 3+ 与Al   等;④配合反应,如Fe 3+ 与SCN - 等。 判断离子能否大量共存时,应先看清试题所给的前提条件,如“在强酸性溶液 中 …… ”“在无色透明溶液中 …… ”“由水电离出的 c (H + )=1 × 10 -13 mol·L -1 的 溶液中 …… ”“因发生氧化还原反应而 …… ”等 , 再分析离子间的相互反应 情况。 几种常见附加条件的含义: (1)由水电离出的 c (OH - )或 c (H + )=1 × 10 - n mol·L -1 ( n >7)的溶液可能呈酸性,也可 能呈碱性。 (2)与Al反应放出H 2 的溶液可能呈酸性,也可能呈碱性。如有N   存在,则溶液 只能呈碱性。 (3)“透明溶液”意味着无难溶物和微溶物,但并不意味着溶液无色。 (4)Mn   、N   、Cr 2   等在酸性条件下具有强氧化性。 (5)注意题目要求是“一定能大量共存”“可能大量共存”还是“不能大量 共存”等。 2.熟记常考离子的性质   注意 　“两性离子”指既能与酸反应又能与碱反应的离子,一般为多元弱 酸的酸式酸根离子。   典例1     (2019北京牛栏山一中期中)常温下,下列各组离子在指定溶液中可能 大量共存的是   (　 D 　) A.由水电离产生的 c (OH - )=1 × 10 -12 mol/L的溶液中:HC   、K + 、Na + 、S   B.含有大量Fe 3+ 的溶液中:Al 3+ 、OH - 、Br - 、Na + C.pH=0的溶液中:Na + 、K + 、S 2- 、S   D.能使酚酞变红的溶液中:Na + 、Ba 2+ 、Cl - 、Br - 答案     D　A项,常温下,由水电离产生的 c (OH - )=1 × 10 -12 mol/L的溶液可能是强 酸性溶液,也可能是强碱性溶液,HC   在强酸性和强碱性溶液中都不能大量 共存;B项,含有大量Fe 3+ 的溶液中,Fe 3+ 、Al 3+ 与OH - 都不能大量共存;C项,常温 下,pH=0的溶液呈强酸性,S 2- 、S   在强酸性溶液中都不能大量共存;D项,能 使酚酞变红的溶液呈碱性,碱性溶液中Na + 、Ba 2+ 、Cl - 、Br - 可以大量共存。 1-1     (2020北京西城期末)下列各离子组在指定的溶液中能够大量共存的是   (　 D 　) A.无色溶液中:Cu 2+ 、K + 、SCN - 、Cl - B.含有N   的溶液中:I - 、S   、S   、H + C.由水电离出的 c (H + )=1.0 × 10 -13 mol·L -1 的溶液中:Na + 、N   、S   、HC   D.pH=11的NaOH溶液中:C   、K + 、N   、S   答案     D　A项,Cu 2+ 在溶液中显蓝色,不能存在于无色溶液中,错误;B项,H + 、 N   同时存在具有强氧化性,能与I - 、S   发生氧化还原反应而不能大量共存, 错误;C项,由水电离出的 c (H + )=1.0 × 10 -13 mol·L -1 的溶液可能显酸性,不能与 HC   大量共存,也可能显碱性,不能与HC   、N   大量共存,错误;D项,溶液 中的各离子之间不发生任何反应,可以大量共存,正确。 1-2 　常温下,下列各组离子能大量共存的是   (　 C 　) A.pH=1的溶液中:Ba 2+ 、N   、N   、Fe 2+ B.无色溶液中:H + 、K + 、I - 、Mn   C.在 c (H + )∶ c (OH - )=1∶10 12 的溶液中:Na + 、C   、N   、S   D.由水电离出的 c (OH - )=1.0 × 10 -13 mol·L -1 的溶液中:Na + 、N   、S   、HC   答案     C　A项,pH=1的溶液中含有大量的H + ,酸性条件下N   具有强氧化性, 可以与Fe 2+ 发生氧化还原反应而不能大量共存;B项,Mn   为紫色;C项,由H + 和 OH - 的浓度比可知该溶液显碱性,各离子可以大量共存;D项,由水电离出的 c (OH - )=1.0 × 10 -13 mol·L -1 的溶液可能显酸性,也可能显碱性,若显酸性,HC   不能 大量存在,若显碱性,N   和HC   均不能大量存在。 1-3 　常温下,下列各组离子在指定溶液中,一定可以大量共存的是   (　 D 　) A.无色溶液中:Mg 2+ 、Al 3+ 、S   、C   B.pH=1的溶液中:N   、Ba 2+ 、HC   、N   C.含Mn   的溶液中:H + 、K + 、Br - 、I - D.在   =1 × 10 -12 的溶液中:Na + 、K + 、CH 3 COO - 、S   答案     D　A项,Mg 2+ 、Al 3+ 均不能与C   大量共存;B项,pH=1的溶液显酸性, HC   不能在酸性溶液里大量存在;C项,酸性条件下Mn   具有强氧化性,Br - 、 I - 具有还原性,不能大量共存;D项,   =1 × 10 -12 的溶液显碱性,Na + 、K + 、CH 3 COO - 、S   在碱性溶液中均能大量共存。   1.抓住“两易、两等、两查” 两易:即易溶、易电离的物质(包括强酸、强碱、大多数可溶性盐)以实际参 加反应的离子符号表示,非电解质、弱电解质、难溶性物质、气体等用化学 式表示。 两等:离子方程式两边的原子个数、电荷总数均应相等。 两查:检查各项是否有公约数,是否漏写必要的反应条件。 一、离子方程式的书写要点 考点二　离子方程式的书写及正误判断 2.注意的问题 (1)微溶物作为反应物,若是澄清溶液写离子符号,若是悬浊液写化学式。微 溶物作为生成物,一般写化学式(应标“↓”符号)。如澄清石灰水中加盐酸 的离子方程式为OH - +H +   H 2 O。 (2)氨水作为反应物写成NH 3 ·H 2 O;作为生成物,若有加热条件或浓度很大时,写 成NH 3 (应标“↑”符号)和H 2 O。 (3)未处于自由移动离子状态的反应不能写成离子方程式,如氯化铵固体和氢 氧化钙固体的反应等。 (4)离子方程式要做到原子守恒、电荷守恒、得失电子守恒。 (5)一些特殊的反应[如有酸式盐参加或生成的反应、两种或两种以上的离子 被一种物质氧化或还原的反应、Ba(OH) 2 与KAl(SO 4 ) 2 按不同比值进行的反 应等]要考虑并满足题设条件对反应物物质的量的比值要求。 (6)多元弱酸的酸式酸根离子在离子方程式中不能拆开写。 二、离子方程式的正误判断 1.看是否符合客观事实。 如Fe和稀盐酸反应的离子方程式写成2Fe+6H +   2Fe 3+ +3H 2 ↑是错误的,Fe和稀盐酸反应生成Fe 2+ 。 2.看化学式拆写是否正确。 这是书写离子方程式时最关键的一步,应注意以 下几点: (1)易溶于水的强电解质均写成离子形式,如强酸、强碱和大多数盐。其他物 质用化学式表示,如单质、氧化物、气体、弱电解质(弱酸、弱碱、水等)及 难溶性盐。 (2)微溶物的写法。一般来说,微溶于水的强电解质的澄清溶液(如澄清石灰 水)中微溶物写成离子形式,浊液中的微溶物写成化学式。 (3)可溶性多元弱酸的酸式酸根一律写成酸式酸根离子的形式(如HC   ),不能 拆开写。 (4)非溶液状态下的反应,一般不用离子方程式表示。如实验室中制备氨气的 反应。 3.看符号使用是否正确。 要注意“   ”“   ”“↓”“↑”等符号的正 确使用。 4.看是否遵循原子守恒、电荷守恒和得失电子守恒。 如Fe 3+ +Cu   Fe 2+ +Cu 2+ 不符合电荷守恒及得失电子守恒,是错误的。 5.看是否漏掉离子反应。 如Ba(OH) 2 溶液与CuSO 4 溶液反应,既要写出Ba 2+ 与 S   生成BaSO 4 沉淀的反应,又不能漏掉Cu 2+ 与OH - 生成Cu(OH) 2 沉淀的反应。 6.看反应物的组成比例是否正确。 如稀硫酸与Ba(OH) 2 溶液反应,不能写成 H + +OH - +S   +Ba 2+   BaSO 4 ↓+H 2 O,应写成2H + +2OH - +S   +Ba 2+ BaSO 4 ↓+2H 2 O。 7.看是否符合题设条件的要求。 如过量、少量、等物质的量、适量、任意 量以及滴加顺序等对反应产物的影响。如向溴化亚铁溶液中通入少量Cl 2 的 离子方程式为2Fe 2+ +Cl 2   2Fe 3+ +2Cl - ;向溴化亚铁溶液中通入过量Cl 2 的离 子方程式为2Fe 2+ +4Br - +3Cl 2   2Fe 3+ +6Cl - +2Br 2 。   典例2 　 (2020北京朝阳期末)下列解释事实的离子方程式 不正确 的是 (     C 　) A.用石墨电极电解饱和食盐水:2Cl - +2H 2 O   2OH - +H 2 ↑+Cl 2 ↑ B.用Na 2 CO 3 溶液处理锅炉水垢中的CaSO 4 :CaSO 4 (s)+C     CaCO 3 (s)+S   C.过量铁粉与稀硝酸反应:Fe+N   +4H +   Fe 3+ +NO↑+2H 2 O D.向Ba(OH) 2 溶液中逐滴加入NaHSO 4 溶液至Ba 2+ 恰好沉淀完全:Ba 2+ +OH - +H + + S     BaSO 4 ↓+H 2 O 答案     C　A项,用石墨电极电解饱和食盐水时,Cl - 在阳极失去电子生成Cl 2 ,水 在阴极得到电子生成H 2 和OH - ,正确;B项,用Na 2 CO 3 溶液处理锅炉水垢中的 CaSO 4 是由于碳酸钙的溶解度小于硫酸钙,故硫酸钙可以转化为碳酸钙,正确; C项,过量铁粉与稀硝酸反应生成Fe 2+ ,不能生成Fe 3+ ,错误;D项,向Ba(OH) 2 溶液 中逐滴加入NaHSO 4 溶液至Ba 2+ 恰好沉淀完全生成BaSO 4 和H 2 O,正确。 2-1 　能正确表示下列反应离子方程式的是   (　 D 　) A.Cl 2 通入NaOH溶液中:Cl 2 +OH -   Cl - +ClO - +H 2 O B.NaHCO 3 溶液中加入稀盐酸:C   +2H +   CO 2 ↑+H 2 O C.AlCl 3 溶液中加入过量稀氨水:Al 3+ +4NH 3 ·H 2 O   Al   +4N   +2H 2 O D.Cu溶于稀HNO 3 :3Cu+8H + +2N     3Cu 2+ +2NO↑+4H 2 O 答案     D　A项,电荷不守恒,正确的离子方程式应为Cl 2 +2OH -   Cl - +ClO - + H 2 O;B项,正确的离子方程式应为HC   +H +   H 2 O+CO 2 ↑;C项,NH 3 ·H 2 O不 能溶解Al(OH) 3 ,正确的离子方程式应为Al 3+ +3NH 3 ·H 2 O   Al(OH) 3 ↓+3N   。 2-2     (2020北京东城期末)下列用离子方程式表示的原理中,正确的是   (     A 　) A.用水除去NO中的NO 2 :3NO 2 +H 2 O   2   +2N   +NO B.用碳酸钙与稀盐酸制取CO 2 :C   +2H +   H 2 O+CO 2 ↑ C.用稀硝酸溶解银:Ag+N   +2H +   Ag + +NO 2 ↑+H 2 O D.用明矾作净水剂:Al 3+ +3H 2 O   Al(OH) 3 ↓+3H + 答案     A　A项,用水除去NO中的NO 2 是由于水能与NO 2 发生氧化还原反应生 成NO,且NO不溶于水,正确;B项,碳酸钙难溶于水,应写化学式,错误;C项,稀硝 酸与金属银反应生成NO,错误;D项,用明矾作净水剂是由于Al 3+ 水解生成Al(OH) 3 胶体,离子方程式为Al 3+ +3H 2 O   Al(OH) 3 (胶体)+3H + ,错误。 2-3 　下列解释事实的方程式中,不正确的是   (　 B 　) A.铜和浓HNO 3 反应可用于制NO 2 气体:Cu+4HNO 3 (浓)   Cu(NO 3 ) 2 +2NO 2 ↑+ 2H 2 O B.“84”消毒液中滴加少量白醋可增强漂白性:ClO - +H +   HClO C.氨水吸收少量SO 2 防止污染空气:2NH 3 ·H 2 O+SO 2   2N   +S   +H 2 O D.Na 2 O 2 在潜艇中可用于吸收二氧化碳并供氧:2Na 2 O 2 +2CO 2   2Na 2 CO 3 +O 2 答案     B　B项,醋酸为弱酸,应写化学式。