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- 2021-05-13 发布
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江苏省海门市三厂中学2012届高三化学大一轮复习
专题四 离子反应方程式、离子共存基础
【考纲要求】
1.了解电离、电解质、强电解质和弱电解质的概念。
2.了解弱电解质在水溶液中的电离平衡。
3.了解离子反应的概念,了解离子反应发生的条件。能正确书写简单的离子反应方程式。
【知识整理】
一、电解质与非电解质
1.电解质是指 或 化合物,例: ;
非电解质是指 和 化合物,例: 。
关系电解质与非电解质:
(1)离子化合物在熔化状态时都能导电,因此都是电解质。有些离子化合物因难溶于水而使其水溶液难导电,如BaSO4、AgCl等。
(2)共价化合物在水溶液中可电离的为电解质,相反为非电解质。如HCl、H2SO4、HNO3等,在液态时虽不导电,但水溶液能导电,是电解质。
(3)有些化合物如SO2、SO3、NH3、PCl3等,其水溶液也可导电,但它们却是非电解质,原因是它们在水溶液中并不能电离出离子,只是与水发生反应产生电解质而引起导电。
(4)氯水、铁、石墨等尽管能导电,但既不是电解质,又不非电解质。
2.强电解质和弱电解质比较
电解质
强电解质
弱电解质
定义
代表物质
在水溶液中的粒子
电离程度
电离方程式
NaHCO3
NaHSO4
H2SO3
CH3COOH
水是一种极弱的电解质。
二、离子反应
离子反应是指 。
1.离子反应的类型及其发生的条件
(1)复分解反应:这类离子反应又叫离子互换反应,其反应条件是:产生沉淀、产生气体或产生难电离的物质如:
Ba(OH)2+H2SO4═BaSO4↓+2H2O
Na2CO3+2HCl═2NaCl+CO2↑+2H2O
NH4Cl+NaOH═NH3·H2O+NaCl
这些反应的共同特点是:反应后溶液中自由移动的离子数目减少,因此离子互换反应一般是朝着溶液离子浓度减少的方向进行。但有少数例外,如:CaCO3+CO2+H2O═Ca(HCO3)2
此反应能够进行的原因,是因为生成了难电离的H2CO3与CaCO3反应可生成更难电离的
HCO3-化合物。
(2)氧化还原反应:这类离子反应发生的条件是: 。
2.书写离子方程式时应注意的问题
(1)离子反应是在溶液或熔融状态时进行反应的,凡非溶液中进行的反应一般不能写离子反应方程式,亦即没有自由移动离子参加的反应,不能写出离子反应方程式。如NH4Cl固体和Ca(OH)2固体混合加热,虽然也有离子和离子反应,但不能写出离子反应方程式,只能写化学方程式。
(2)单质、氧化物、气体在溶液中的反应一律写化学式;弱电解质如弱酸(HF、H2S、HClO、H2CO3等)、弱碱(如NH3·H2O)和中强酸(如H2SO3、H3PO4)等难电离的物质必须写化学式;难溶于水的物质〔如CaCO3、BaSO3、FeS、PbS、BaSO4、Fe(OH)3等〕必须写化学式。
(3)多元弱酸的酸式盐的酸根离子在离子方程式中不能拆写。如NaHCO3溶液和稀硫酸
反应 HCO3-+H+═CO2↑+H2O
(4)对于微溶物的处理有三种情况:
①在生成物里有微溶物析出时,微溶物用化学式表示。如Na2SO4溶液中加入AgNO3溶液:
2Ag++ SO42-═ Ag2SO4↓
②当反应物里有微溶物处于溶液状态(稀溶液)时,应写成离子的形式。如CO2气体通入澄清石灰水中:CO2+Ca2++ 2OH-═ CaCO3↓+H2O
③当反应物里有微溶物处于浊液或固态时,应写化学式。如在石灰乳中加入Na2CO3溶液:Ca(OH)2 + CO32-═ CaCO3↓+2OH-
(5)操作顺序或反应物相对量不同时离子方程式不同。如:
①少量烧碱滴入Ca(HCO3)2溶液〔此时碳酸氢钙过量〕中,有:
Ca2++HCO3-+OH-═CaCO3↓+H2O
②少量Ca(HCO3)2溶液滴入烧碱溶液〔此时氢氧化钠过量〕中,有:
Ca2++HCO3-+2OH-═CaCO3↓+OH-+2H2O
3.检查离子方程式书写是否正确的几个原则
⑴必须满足三个守恒原则
①元素守恒:反应前后各元素的原子个数相等。
②电荷守恒:方程式左右两边离子的电荷总数相等。
③电子守恒(价守恒):对于氧化还原反应,反应过程中元素化合价升高总数与降低总数相等。
(2)正确把握与“量”有关的反应原则
①某物质若其阴、阳离子都参加了反应,且都反应完全,则方程式中,该物质阴、阳离子个数比应与化学式中组成一致,如Ba(OH)2与H2SO4溶液反应,离子方程式为:
Ba2++2OH-+2H++SO42-═BaSO4↓+2H2O
注意:在H+、OH-、H2O之前的化学计量数2是不可能省去。
②若反应物之间由于量比不同可发生反应时,必须结合量比书写。如Ca(OH)2与NaHCO3反应,有两种情况:
若Ca(OH)2过量:Ca2++OH-+HCO3-═CaCO3↓+H2O
若NaHCO3过量:Ca2++2OH-+2HCO3-═CaCO3↓+2H2O+CO32-
(3)注意反应条件的原则
①溶液酸碱性条件:有些物质在不同条件下存在形态不同,如反应产物有碳酸盐时,则
CO32-与HCO3-取决于溶液碱性强弱,强碱溶液中写CO32-,弱碱溶液中(如CO2过量时)写HCO3-。
②温度条件:NH4Cl与NaOH溶液反应时,只有在浓溶液且加热条件下,才可写成NH3↑,否则写成NH3·H2O。
③浓度条件:如BaCl2溶液与稀的NaHCO3溶液不发生反应,而BaCl2溶液与浓的NaHCO3反应,生成BaCO3↓,其离子方程式为:Ba2++2HCO3-═BaCO3↓+H2O+CO2↑
④注意实验操作条件:如Na2CO3溶液与稀盐酸之间的反应,若将少量的HCl往多量Na2CO3溶液中滴加时:先发生:CO32-+H+═HCO3-后发生:H++HCO3-═CO2↑+H2O;若将少量Na2CO3往多量HCl中滴加时:CO32-+2H+═CO2↑+H2O。
(4)必须遵循依据客观实验事实的原则
只有电解质参加的且具备电离条件的反应,才可写出离子方程式。
三、判断溶液中离子共存的规律
1.同一溶液中若离子间符合下列任意一个条件就会发生离子反应,离子便不能在同一溶液中大量共存。
(1) 生成难溶物或微溶物:如Ba2+与CO32-、Ag+与Br-、Ca2+与SO42-等不能大量共存。
(2)生成气体或挥发性物质:如NH4+与OH-、H+与CO32-、HCO3-、S2-、HS-、HCO3-、SO32-等不能大量共存。
(3)生成难电离的物质:如H+与CH3COO-、CO32-、S2-、SO32-等生成弱酸;OH-与NH4+、
Cu2+、Fe3+等生成弱碱或沉淀;H+与OH-生成水,这些离子不能大量共存。
(4) 发生氧化还原反应:氧化性离子(如Fe3+、NO3-、ClO-、MnO4-等)与还原性离子(如S2-、I-、Fe2+、SO32-等)因在溶液中(特别是在酸性溶液中)发生氧化还原反应而不能大量共存。
(5)形成配合物:如Fe3+与SCN-反应生成配合物而不能大量共存。
2.附加隐含条件的应用规律
⑴溶液无色透明时,则溶液肯定无有色离子。如Cu2+(蓝色)、Fe3+(棕黄色)、Fe2+(浅绿色)、MnO4-(紫红色)等都有颜色,若无色溶液则说明这些离子不存在。
⑵强碱性溶液中肯定不存在与OH-起反应的离子。
⑶强酸性溶液中肯定不存在与H+起反应的离子。
【典型例题】
【例1】(06江苏)下列反应的离子方程式正确的是
A.向沸水中滴加FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体:Fe3++3H2O Fe(OH)3↓+3H+
B.用小苏打治疗胃酸过多:HCO3-+H+=CO2↑+H2O
C.实验室用浓盐酸与MnO2反应制Cl2:MnO2+2H++2Cl-Cl2↑+Mn2++H2O
D.用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板:Fe3++Cu=Fe2++Cu2+
【例2】(08江苏)下列文字表述与反应方程式对应且正确的是
A.溴乙烷中滴入AgNO3溶液检验其中的溴元素:Br-+Ag+=AgBr↓
B.用醋酸除去水垢:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
C.利用腐蚀法制作印刷线路板:Fe3++Cu=Fe2++Cu2+
D.实验室用液溴和苯在催化剂作用下制溴苯:
【例3】(09江苏)下列离子方程式与所述事实相符且正确的是
A.漂白粉溶液在空气中失效:ClO-+CO2+H2O=HClO+HCO3-
B.用浓盐酸与MnO2反应制取少量氯气:MnO2+2H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
C.向NaAlO2溶液中通入过量CO2制Al(OH)3: AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO3-
D.在强碱溶液中次氯酸钠与Fe(OH)3反应生成Na2FeO4:
3ClO-+2Fe(OH)3=2FeO42-+3Cl-+H2O+4H+
【例4】(10江苏)下列离子方程式表达正确的是
A.用惰性电极电解熔融氯化钠: 2Cl-+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH-
B.用氢氧化钠溶液出去铝表面的氧化膜:Al2O3+2OH-=2 AlO2-+H2O
C.用稀氢氧化钠吸收二氧化氮: 2OH-+2NO2=NO3-+NO↑+H2O
D.用食醋除去水瓶中的水垢: CO32-+ 2CH3COOH=2CH3COO-+ CO2↑+ H2O
【例5】(11江苏)下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是
A.FeCl3溶液与Cu的反应: Cu+Fe3+=Cu2++Fe2+
B.NO2与水的反应: 3NO2+H2O=2NO3-+NO+2H+
C.醋酸溶液与水垢中的CaCO3反应: CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
D.向NaAlO2溶液中通入过量CO2: 2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-
【例6】(07江苏)向存在大量Na+、Cl-的溶液中通入足量的NH3后,该溶液中还可能大量存在的离于组是
A.K+、Br-、CO32- B.Al3+、H+、MnO4-
C.NH4+、Fe3+、SO42- D.Ag+、Cu2+、NO3-
【例7】(08江苏)在下列溶液中,各组离子一定能够大量共存的是
A.使酚酞试液变红的溶液: Na+、Cl-、SO42-、Fe3+
B.使紫色石蕊试液变红的溶液:Fe2+、Mg2+、NO3-、Cl-
C.c(H+)=10-12 mol·L-1的溶液:K+、Ba2+、Cl-、Br-
D.碳酸氢钠溶液:K+、SO42-、Cl-、H+
【例8】(09江苏)在下列各溶液中,离子一定能大量共存的是
A.强碱性溶液中:K+、Al3+、Cl-、SO42-
B.含有0.1 mol·L-1 Fe3+的溶液中:K+、Mg2+、I-、NO3-
C.含有0.1 mol·L-1 Ca2+溶液在中:Na+、K+、CO32-、Cl-
D.室温下,pH=1的溶液中:Na+、Fe3+、NO3-、SO42-
【例9】(10江苏)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.pH=1的溶液中:Fe2+、NO3-、Na+、SO42-
B.水电离出的c(H+) =10-12mol/L中:Ca2+、K+、Cl-、HCO3-
C.c(H+)/c(OH-)=1012的水溶液中:NH4+、Al3+、NO3-、Cl-
D.c(Fe3+) =0.1mol/L的溶液中:K+、ClO-、SO42-、SCN-
【例10】(2011江苏高考4)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.1.0 mol·L-1的KNO3溶液:H+、Fe2+、Cl-、SO42-
B.甲基橙呈红色的溶液:NH4+、Ba2+、AlO2-、Cl-
C.pH=12的溶液:K+、Na+、CH3COO-、Br-
D.与铝反应产生大量氢气的溶液:Na+、K+、CO32-、NO3-
【反馈训练】
1.下列化学反应的离子方程式正确的是
A.用小苏打治疗胃酸过多:HCO3-+H+=CO2↑+H2O
B.往碳酸镁中滴加稀盐酸:CO32-+2H+=CO2↑+H2O
C.往氨水中滴加氯化铝:Al3++4OH-=AlO2-+2H2O
D.氢氧化钡溶液与稀硫酸反应:Ba2++SO42-+H++OH-=BaSO4↓+H2O
2.下列反应的离子方程式正确的是
A.氢氧化钠溶液中通入少量二氧化硫:SO2+OH-→HSO3-
B.碳酸氢钠溶液与足量氢氧化钡溶液混合:HCO3-+Ba2++OH-→BaCO3↓+H2O
C.盐酸滴入氨水中:H++OH-→H2O
D.碳酸钙溶解于稀硝酸中:CO32-+2H+→CO2↑+H2O
3.能正确表示下列反应的离子方程式是
A.碳酸氢钙溶液和氢氧化钠溶液混合 HCO3-+OH-=CO32-+H2O
B.醋酸钠溶液和盐酸混合 CH3COONa+H+ =CH3COOH+Na+
C.少量金属钠放入冷水中 Na+2H2O=Na++2OH-+H2↑
D.硫酸铜溶液和氢氧化钡溶液混合 Cu2++SO42-+Ba2++2OH—=Cu(OH)2↓+BaSO4↓
4.下列反应的离子方程式正确的是
A.锌片插入硝酸银溶液中:Zn+Ag+=Zn2++Ag
B.碳酸氢钙溶液加到醋酸中: Ca(HCO3)2+2CH3COOH=Ca2++2CH3COO-+2CO2↑+2H2O
C.少量金属钠加到冷水中: Na+2H2O=Na++OH-+H2↑
D.氢氧化铜加到盐酸中: Cu(OH)2+2H+=Cu2++2H2O
5.下列离子方程式中正确的是
A.H2SO4与Ba(OH)2溶液反应:Ba2++2OH-+2H++SO42-→ BaSO4↓+2H2O
B.Ca(HCO3)2与过量Ca(OH)2溶液反应:Ca2++HCO3-+2OH-→CaCO3↓+CO32-+2H2O
C.Na2CO3溶液中通入少量CO2: CO32-+CO2+H2O→2HCO3-
D.CH3COOH溶液与NaOH溶液反应: H++OH—→H2O
6.下列离子方程式中,正确的是
A.在氯化亚铁溶液中通入氯气 Fe2++Cl2 =Fe3++2Clˉ
B.三氯化铁溶液跟过量氨水反应 Fe3++3NH3•H2O = Fe(OH)3↓+3NH4+
C.碳酸氢钙溶液跟稀硝酸反应 Ca(HCO3)2+2H+=Ca2++2H2O+2CO2↑
D.氯气通入冷的氢氧化钠溶液中 2Cl2+2OHˉ=3Clˉ+ClOˉ+H2O
7.(11安徽)室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.饱和氯水中 Cl-、NO3-、Na+、SO32-
B.c(H+)=1.0×10-13mol/L溶液中 C6H5O-、K+、SO42-、Br-
C.Na2S溶液中 SO42-、 K+、Cl-、Cu2+
D.pH=12的溶液中 NO3-、I-、Na+、Al3+
8.(11广东)能在水溶液中大量共存的一组离子是
A.H+、I―、NO3―、SiO32- B.Ag+、Fe3+、Cl―、SO42―
C.K+、SO42-、Cu2+、NO3― D.NH4+、OH-、Cl-、HCO3-
9.(10上海)下列离子组一定能大量共存的是
A.甲基橙呈黄色的溶液中:I-、Cl-、NO3-、Na+
B.石蕊呈蓝色的溶液中:Na+、AlO2-、NO3-、HCO3-
C.含大量Al3+的溶液中:K+、Na+、NO3-、ClO-
D.含大量OH-的溶液中:CO32-、Cl-、F-、K+
10.(11全国)将足量CO2通入下列各溶液中,所含离子还能大量共存的是
A.K+、SiO32-、Cl-、NO3- B.H+、NH4+、Al3+、SO42-
C.Na+、S2-、OH-、SO42- D.Na+、C6H5O-、CH3COO-、HCO3-
11.(11北京)下列与处理方法对应的反应方程式不正确的是
A.用Na2S去除废水中的Hg2+:Hg2++S2-=HgS↓
B.用催化法处理汽车尾气中的CO和NO:CO+NOC+NO2
C.向污水中投放明矾,生成能凝聚悬浮物的胶体:Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+
D.用高温催化氧化法去除烃类废气(CxHy):
12.(08广东)下列反应的离子方程式正确的是
A.钠与水的反应:Na+H2O=Na++OH-+H2↑
B.氯气与水反应:Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-
C.氢氧化铝中和胃酸:Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
D.用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板:Fe3++Cu=Fe2++Cu2+
13.(10全国)能正确表示下列反应的离子方程式是
A.将铜屑加入Fe3+溶液中:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
B.将磁性氧化铁溶于盐酸:Fe3O4+8H+=3Fe3++4H2O
C.将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合:Fe2++4H++NO3-=Fe3++2H2O+NO↑
D.将铁粉加入稀硫酸中:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
14.(10天津)下列实验设计及其对应的离子方程式均正确的是
A.用FeCl3溶液腐蚀铜线路板:Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
B.Na2O2与H2O反应制备O2 :Na2O2+H2O=2Na++2OH-+O2↑
C.将氯气溶于水制备次氯酸:Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-
D.用浓盐酸酸化的KMnO4溶液与H2O2反应,证明H2O2具有还原性:
2MnO4-+6H++5H2O2=2Mn2++5O2↑+8H2O
15.(10安徽)在pH=1的溶液中能大量共存的一组离子或分子是
A.Na+、Mg2+、ClO-、NO3- B.Al3+、NH4+、Br-、Cl-
C.K+、Cr2O72-、CH3CHO、SO42- D.Na+、K+、SiO32-、Cl-
16.(10广东)能在溶液中大量共存的一组离子是
A.NH4+、Ag+、PO43-、Cl- B.Fe3+、H+、I-、HCO3-
C.K+、Na+、NO3-、MnO4- D.Al3+、Mg2+、SO42-、CO32-
17.(2011新课标全国)能正确表示下列反应的离子方程式为
A.硫化亚铁溶于稀硝酸中:FeS+2H+=Fe2++H2S↑
B.NH4HCO3溶于过量的NaOH溶液中:HCO3-+OH-=CO32-+H2O
C.少量SO2通入苯酚钠溶液中:C6H5O-+SO2+H2O=C6H5OH+HSO3-
D.大理石溶于醋酸中:CaCO3+2CH3COOH=Ca2++2CH3COO-+CO2↑+H2O
18.下列离子方程式正确的是
A.NaHSO3溶液与NaOH溶液反应:HSO3-+OH-=SO32-+H2O
B.少量二氧化碳通入足量的NaOH溶液:CO2+OH-=HCO3-
C.Fe与硝酸反应产生H2:Fe+2H+=Fe2++H2↑
D.氨水和醋酸溶液混合:NH3·H2O+CH3COOH=NH4++CH3COO-+H2O
19.(1)向NaHSO4溶液中,逐滴加入Ba(OH)2溶液中至中性,请写出发生反应的离子方程式: 。
(2)在以上中性溶液中,继续滴加Ba(OH)2溶液,请写出此步反应的离子方程式 。
解析:题目要求NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液反应呈中性,也即要求写出的离子方程式属于下列反应 2NaHSO4 +Ba(OH)2 =2H2O +Na2SO4+ BaSO4↓。则离子方程式为:
2H++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O 。
若向上述溶液中继续滴加Ba(OH)2,则有 Ba2++SO42-=BaSO4↓
答案:2H++SO42-+Ba2++2OH-= BaSO4↓+2H2O
Ba2+ +SO42-=BaSO4 ↓
20.(08宁夏卷)某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+等离子。有人设计了图中的工艺流程,利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑,从废水中回收金,并生产一定量的铁红和氧化铜。
填写下面空白。
(1) 图中标号处需加入的相应物质分别是① 、② 、③ 、④ 、⑤ 。
(2)写出①处发生反应的离子方程式
。写出③处发生反应的化学方程式 。
(3)铁红的化学式为 ;分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途:铁红 ;氧化铜 。
20.答案:(1)①铁屑;②稀硫酸;③稀硝酸;④氢氧化钠;⑤氢氧化钠。
(2)Fe+2H+=Fe2++H2↑;2Fe3++Fe=3Fe2+。
Cu2++Fe=Cu+Fe2+;2Au3++3Fe=2Au+3Fe2+。
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(3)Fe2O3;用作红色涂料;用作制造铜盐的原料。
【规律、方法、技巧】
1.解答离子共存问题注意点:一方面要掌握离子共存的基本原理,另一方面要注意审题,挖掘出隐含条件,如:①某无色溶液,表明不存在Cu2+、Fe2+、Fe3+、MnO等有颜色离子。②某强酸性溶液,表明有大量H+存在。③某强碱性溶液,表明有大量OH-存在。④某溶液中由水本身电离出的c(OH-) =1×10-12mol/L,表明溶液的pH可能等于2或12,即可能有大量H+存在,也可能有大量OH-存在。⑤某溶液与Al反应产生H2,表明该溶液可能是强酸性溶液,也可能是强碱性溶液,且强酸性溶液中不可能存在NO3-。注意对选项的限制条件的设置 要看清是问“能”、“不能”,还是“一定能”、“一定不能”等对选项的限制条件。
2.离子方程式的正误判断一般从这几个方面入手分析:(1)反应(特别是氧化还原反应)是否符合反应事实,主要是看反应能否进行或反应产物是否正确、是否漏掉某些反应,(2)离子方程式是否遵守二大守恒规律(质量守恒和电荷守恒),(3)化学用语是否正确,化学式、离子符号、沉淀、气体符号、等号、可逆符号的书写是否符合反应事实,(4)与量(少量、过量以及给出具体物质的量)有关的是否表达正确,看是否遵循定组成定律,特别注意有些反应反应物的配比关系。离子方程式的书写一般根据离子反应发生的条件,找出参加反应的离子,然后再分析参加反应的离子的来源,根据物质的性质,确定所书写的化学符号,最后确定电荷数是否守恒。
备用题:
1.(2011上海21)在复盐NH4Fe(SO4)2溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液,可能发生的反应的离子方程式是
A.Fe2++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+Fe(OH)2↓
B.NH4++Fe3++2SO42-+2Ba2++4OH-=2BaSO4↓+Fe(OH)3↓+NH3·H2O
C.2Fe3++3SO42-+3Ba2++6OH-=3BaSO4↓+2Fe(OH)3↓
D.3NH4++Fe3++3SO42-+3Ba2++6OH-=3BaSO4↓+Fe(OH)3↓+3NH3·H2O
解析;复盐NH4Fe(SO4)2中Fe的化合价是+3价,因此选项A不正确;又因为NH4Fe(SO4)2还可以形成(NH4)2SO4·Fe2(SO4)3的形式,因此当Ba(OH)2不足时选项C也有可能发生。