第讲离子反应.ppt

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1、第第4 4讲讲 离子反应离子反应 考点1 离子反应方程式的书写与正误判断 一、与“量”有关的离子方程式 离子方程式是中学化学的一个重要知识点，也 是高考热点内容之一，而一些与“量”有关的离 子方程式都是这一重要知识点的难点，中学化 学中常见与“量”有关的离子方程式： 1试剂的滴加顺序涉及的“量” 例如：AlCl3与NaOH、NaAlO2与盐酸、Na2CO3与 盐酸、氨水与AgNO3、氯水与FeBr2、氯水与FeI2 、CO2和石灰水等。向AlCl3溶液中滴入几滴NaOH 溶液(碱不足)，反应的离子方程式为：Al3+3OH- =Al(OH)3。 向NaOH溶液中滴入几滴AlCl3溶液(碱过量)，

2、反应 的离子方程式为：Al3+4OH-= +2H2O 2酸式盐与碱反应涉及的“量” 例如，Ca(HCO3)2溶液与少量NaOH溶液反应： Ca(HCO3)2溶液与足量NaOH溶液反应： 此外，NaHSO4与Ba(HCO3)2、Ca(OH)2与NaHCO3、 NaH2PO4与Ba(OH) 2等反应均与“量”有关。 3氧化还原反应中涉及的“量” 氧化性：Cl2Br2Fe3+I2 还原性：Cl-Br-Fe2+I- 所以向FeBr2溶液中通入少量Cl2，反应的离子 方程式为： 2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl- 向FeBr2溶液中通入过量Cl2，反应的离子方程 式为： 2Fe2+4Br-+3Cl2=

3、2Fe3+2Br2+6Cl- 二、正确的离子反应方程式必须满足 1反应符合客观事实 2物质拆写正确 3满足三个守恒 (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。 例1 (1)向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至 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】因为NaHSO4是二元强酸的酸式盐，可 以理解成全部电离。 方法1：当反应后溶液呈中性时

4、其反应式是 2NaHSO4+Ba(OH)2=BaSO4+Na2SO4+2H2O，离 子反应式是Ba2+2OH-+2H+ =BaSO4+2H2O。 此时溶液中只有Na2SO4溶液，加入Ba(OH)2溶液的 离子反应式为Ba2+ =BaSO4。 方法2： B 例2 (2011江苏卷)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=2 +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： 2 +CO2+3H

5、2O=2Al(OH)3+CO 【解析】 A.电荷不守恒，离子方程式要注意三守恒(元素、电子、 电荷)等。正确的方程式是：Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+； B.NO2与水的反应生成硝酸和NO，仅硝酸可拆成离子。 C.用食醋除去水瓶中的水垢涉及弱电解质及难溶物质的 书写，碳酸钙、醋酸均不能拆成离子。正确的方程式是 ：CaCO3+2CH3COOH=2CH3COO-+Ca2+H2O+CO2； D.向NaAlO2溶液中通入过量CO2的产物是Al(OH)3+ ，本选项对 部分学生有难度，但在单项选择题 可以用排 除法解决。正确的方程式是： AlO+CO2+2H2O=Al(OH)3+ 。 【点评】 例

6、1的关键是NaHSO4与Ba(OH)2 的反应中包含有两个反应，而两个反应不可能 同时恰好反应完。谁能反应完要看两种物质的 相对量。透过这道题，我们可以加深理解离子 反应的本质。例2的难点在答案D。离子方程式 的书写与正误判断，关键还是要有扎实的元素 化合物基础知识。此外还要注意题中限定条件 ，如过量、少量或溶液的滴加顺序等，条件不 同一般对应的离子方程式也不同。 考点2 溶液中离子共存问题 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Ca2+与 、Ag+与Br-、 Ba2+与 等不能大量共

7、存。 (2)生成气体或挥发性物质：如 与OH-、H+与 、 、S2-、HS-、 、 等不能大量共存。 (3)生成难电离的物质：如H+与CH3COO-、 、S2-、 等生成弱酸；OH-与 、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+、 、 ClO-、 等)与还原性离子(如S2-、I-、Fe2+、 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)由于双水解而不能大量共存。如Al3+、Fe3+与 、 。 (6)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

8、含条件的应用规律 (1)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)、 (紫 红色)等都有颜色，若无色溶液则说明这些离子不 存在。 (2)强碱性溶液中肯定不存在与OH-起反应的离子。 (3)强酸性溶液中肯定不存在与H+起反应的离子。 (4)与水反应的离子，如O2-、N3-、P3-等在水溶液中 不存在。 例3 (2011江苏卷)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 molL-1的KNO3溶液：H+、Fe2+、Cl-、 C.pH=12的溶液：K+、Na+、CH3COO-、Br- B.甲基橙呈红色的溶液： 、

9、Ba2+、 、Cl- D.与铝反应产生大量氢气的溶液：Na+、K+、 、 C 【解析】 本题以溶液中离子共存的方式考查 学生对硝酸的氧化性、亚铁离子还原性、甲基橙 呈红色水溶液的呈酸性、酸性溶液 不能在其 中共存、与铝反应产生大量氢气有强酸碱性两种 可能等相关知识的理解程度，考查学生综合运用 所学化学知识解决相关化学问题的能力。 【点评】 解答此类题目时有两个关键：一是 题干中的要求是“能共存”还是“不能共存”，是“可 能”还是“一定”。二是题目中的隐含条件的分析。 考点3 与离子反应有关的综合推断 离子推断的基本题型是确定溶液中一定存在 、一定不存在和可能存在哪些离子，或确定几种 溶液(或固

10、体)的成分(是由哪些离子组成的)。命题 方式是给出相关的实验操作、现象和数据，以填 空或简答的形式设问，还可能涉及定量因素，即 在确定有什么离子的基础上还涉及这些离子的物 质的量关系。解这类试题要遵循以下几个原则： (1)互斥性原则。当利用题给实验现象判断出一定 有某种离子存在时，应立即运用已有的知识，将 不能与之共存的离子排除掉，从而判断出一定没 有哪种离子。 (2)进出性原则。在进行离子检验时，往往要加入 试剂，这样就会引入新的离子，原溶液中是否存 在该种离子就无法判断，还会有一些离子随着实 验过程中所产生的沉淀或气体而消失，有可能对 后续的实验造成影响。 (3)电中性原则。在任何电解质溶

11、液中，阴、阳 离子所带的总电荷数是守恒的，即溶液呈电中 性。在判断混合体系中某些离子存在与否时， 有的离子并未通过实验验证，但我们可运用溶 液中电荷守恒理论来判断其是否存在。如用排 除法推断只剩下一种阳离子或阴离子时，溶液 中一定含有这种离子。 例4 现有五种可溶性物质A、B、C、D、E，它 们所含的阴、阳离子互不相同，分别含有五种阳 离子Na+、Al3+、Mg2+、Ba2+、Fe3+和五种阴离子 Cl-、OH-、 、 、X中的一种。 (1)某同学通过比较分析，认为无需检验就可判断其 中必有的两种物质是_和_。(填 化学式) Ba(OH)2Na2CO3 (2)为了确定X，现将(1)中的两种物质

12、记为A和B， 当C与B的溶液混合时，产生红褐色沉淀和无色无 味气体；当C与A的溶液混合时产生棕色沉淀，向 该沉淀中滴入稀硝酸，沉淀部分溶解，最后留有 白色沉淀不再溶解。则： X为_。 A中的化学键类型为_。 B的水溶液中所有离子的浓度由大到小的顺序 为_(用 离子符号表示)。 B 离子键、(极性)共价键 将0.02 mol的A与0.01 mol的C同时溶解在足量的蒸 馏水中，充分反应后，最终所得沉淀的质量为 _(精确到0.1 g)。 利用上述已经确定的物质，可以检验出D、E中的 阳离子。请简述实验操作步骤、现象及结论： _ _ _ _ _。 往D的溶液中逐渐加入Ba(OH)2溶液直至过量，若先

13、 出现白色沉淀后又逐渐溶解，则D中含有Al3+，E中 含有Mg2+(或往D的溶液中加入适量Na2CO3溶液，若 产生了白色沉淀和无色无味的气体，则D中含有Al3+ ，E中含有Mg2+等其他合理答案也可) 6.1 g (3)将Cu投入到装有D溶液的试管中，Cu不溶解； 再滴加稀硫酸，Cu逐渐溶解，管口附近有红棕色 气体出现。则物质D一定含有上述离子中的 _(填相应的离子符号)。有关反应的离子方 程式为 _。 3Cu+8H+2 =3Cu2+2NO+4H2O 【解析】 (1) 只能与阳离子中的Na+形成可溶 性物质Na2CO3；OH-只能与剩余四种阳离子Al3+、 Mg2+、Ba2+、Fe3+中的B

14、a2+形成可溶性物质Ba(OH)2 。由(2)可知B为Na2CO3，那么A为Ba(OH)2。由(2)中 的“红褐色沉淀”可知C中含有Fe3+，由C和Ba(OH)2反 应加入硝酸“最后留有白色沉淀不再溶解”可知C中含 有 ，即C为Fe2(SO4)3，棕色沉淀是白色的BaSO4 和红褐色Fe(OH)3的混合物；0.02 mol的Ba(OH)2与 0.01 mol的Fe2(SO4)3反应生成0.02 mol BaSO4和0.04/3 mol Fe(OH)3，所以沉淀质量=0.02mol233 g mol- 1+0.04/3 mol107 g mol-1=6.1 g。(3)红棕色气体为 NO2，说明D

15、溶液中含有 。 【点评】 离子推断题是物质推断的一 种重要题型，它既考查常见离子的典型性 质，又考查考生的推理能力，具有综合性 强、能力要求高的特点。 在同一体系中发生多个反应时，如果能将 这些方程式相加，则可大大简化计算和推断的 过程。但要先弄清能不能加。一般情况下，反 应分先后进行，第一个反应的产物是第二个反 应的反应物，而且该物质在第二个反应中完全 反应。这两个反应可以相加。如向氯化铝溶液 中加入过量的氢氧化钠溶液总反应方程式可写 为：AlCl3+4NaOH=NaAlO2+2H2O； 如果几个反应是同时进行的，无因果关系 ，则不能相加。如向氢氧化钠溶液中通氯气时 既生成次氯酸钠又生成氯酸

16、钠，这两个反应不 能相加。只有提供了次氯酸钠、氯酸钠的比例 。才可以按比例将两个反应相加。 硫酸铜溶液与氢氧化钡溶液反应： Ba2+ =BaSO4 将金属钠加入水中： 2Na+2H2O=2Na+2OH-+H2 石灰石溶于醋酸： CaCO3+2CH3COOH=2CH3COO-+Ca2+CO2+H2O 氟气与水反应：F2+H2O=H+F-+HFO 1.下列反应的离子方程式正确的是( ) B 小苏打溶液中加入少量的石灰水： Ca2+2OH-+2 =CaCO3+ +2H2O 次氯酸钙溶液中通入过量二氧化碳： Ca2+2ClO-+CO2+H2O=CaCO3+2HClO 钠与硫酸铜溶液反应：Cu2+2Na

17、=2Na+Cu 氯气与水反应：Cl2+H2O=2H+Cl-+ClO- 纯碱溶液中滴加少量盐酸 +H+= A B C D 2 3 CO - 1.下列反应的离子方程式正确的是( ) C 3.下列溶液中，一定能大量共存的微粒组是( )B 4.(2011 全国卷)将足量CO2通入下列各溶液中 ，所含离子还能大量共存的是( ) B 【解析】 与CO2反应；OH-与CO2反应；C6H5O- 与CO2反应。 5.下表中评价合理的是( ) 选 项 化学反应及离子方程式评价 A Fe3O4与稀硝酸反应： 2Fe3O4+18H+=6Fe3+H2+8H2O 正确 B 向碳酸镁中加入稀盐酸： +2H+ =CO2+H2

18、O 错误，碳酸镁不 应写成离子形式 C 向硫酸铵溶液中加入氢氧化钡溶 液：Ba2+ =BaSO4 正确 D FeBr2溶液与等物质的量的Cl2反应： 2Fe2+2Br-+2Cl2=2Fe3+4Cl-+Br2 错误，Fe2+与Br- 的化学计量数之 比应为12 B 6.(2011上海卷)某溶液中可能含有Na+、 、Ba2+ 、 、I-、S2-。分别取样：用pH计测试 ，溶 液显弱酸性；加氯水和淀粉无明显现象。为 确定该溶液的组成，还需检验的离子是( )A ANa+ B CBa2+ D 【解析】 溶液显弱酸性，说明有 (水解显 酸性)；加氯水和淀粉无明显现象排除I-、S2-。所 以必需含有 ，故不

19、能有Ba2+。Na+无法排除。 7.某溶液仅含下表离子中的5种(不考虑水的电离及 离子的水解)且各种离子物质的量均为1 mol。 阳离子 Na+ Mg2+ Fe3+ Al3+ Fe2+ 阴离子 OH- Cl- 阳离子 Na+ Mg2+ Fe3+ Al3+ Fe2+ 阴离子 OH- Cl- 若向溶液中加入KSCN溶液无明显变化； 若向原溶液中加入稀盐酸，有无色气体生成， 该无色气体遇空气变成红棕色，且溶液中阴离子 种类不变； 请推断： (1)原溶液中含有阳离子：_；含有阴离子 ： _ 。 (2)向原溶液中加入足量稀盐酸发生反应的离子方 程式：_。 3Fe2+ +4H+=3Fe3+NO+2H2O

20、7.某溶液仅含下表离子中的5种(不考虑水的电离及 离子的水解)且各种离子物质的量均为1 mol。 阳离子 Na+ Mg2+ Fe3+ Al3+ Fe2+ 阴离子 OH- Cl- 阳离子 Na+ Mg2+ Fe3+ Al3+ Fe2+ 阴离子 OH- Cl- Fe2+、Mg2+ 、Cl-、 7.某溶液仅含下表离子中的5种(不考虑水的电离及 离子的水解)且各种离子物质的量均为1 mol。 阳离子 Na+ Mg2+ Fe3+ Al3+ Fe2+ 阴离子 OH- Cl- 阳离子 Na+ Mg2+ Fe3+ Al3+ Fe2+ 阴离子 OH- Cl- (3)若向原溶液中加入足量的NaOH溶液，充分反 应后过滤，洗涤，灼烧至恒重，得到的固体质量 为_g。120 【解析】 根据确定溶液中无Fe3+，中生 成的气体为NO，即溶液中含有NO和还原性离子 Fe2+，则溶液中不能含有OH-、 ，结合含有5种 离子且均为1 mol，根据电荷守恒等确定还含有 Mg2+和Cl-、 ，即原溶液中含有Fe2+、Mg2+、Cl -、NO、 5种离子，加入NaOH溶液后充分反应 过滤、洗涤、灼烧得到0.5 mol Fe2O3和1 mol MgO，其质量为120 g。