1、第4讲 离子反应,一、电解质及其电离 1.电解质 (1)判断依据在 水溶液里或熔融状态下 能否 导电 。导电的是电解质 ,不导电的是非电解质。 (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。,教材研读,(3)电解质与金属导电的区别 金属导电是金属中自由电子定向运动产生的,而电解质导电是自由移动 的 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
2、的离子 的过程。 (2)电离的条件:熔融状态(离子化合物)或水溶液里(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H2SO4 2H+S 。 2)弱电解质,如NH3H2O N +OH- 。 3.判断离子化合物和共价化合物的方法 可以通过 熔融 态的导电实验判断物质是离子化合物还是共价化 合物。 自测1 (1)电解质一定能导电吗?导电的物质一定是电解质吗? (2)某物质溶于水所得的溶液能导电,该物质一定是电解质吗?试举例说 明。,答案 (1)电解质不一定能导电。电解质与导电之间无直接关系,电解 质只有发生了电离才能导电。 导电的物质不一定是电解质。除电离后的电解质导电外
3、,导体、半导体 等也能导电,如Fe、Al、Si等也能导电,但不是电解质。 (2)不一定。如Cl2的水溶液能导电,但Cl2不是化合物,所以它既不是电解 质,也不是非电解质。再如CO2、SO2、NH3的水溶液也能导电,但导电 的原因并不是CO2、SO2、NH3发生了电离,而是它们与水反应生成的H2 CO3、H2SO3、NH3H2O电离产生了自由移动的离子,故CO2、SO2、NH3 是非电解质。,自测2 今有10种物质:Cu 稀硫酸 HCl NH3 空气 CO2 Hg NaCl CaCO3 Cl2,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。,答案 (1) (2) (3) (4)
4、 (5) 解析 10种物质中稀硫酸和空气属于混合物。HCl溶于水可电离出H+、 Cl-,能导电,是电解质;但熔融状态下不存在自由移动的离子,不导 电。CaCO3是难溶性的电解质。NH3、CO2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NH3H2O和 H2CO3发生了电离,故它们属于非电解质。Cu和Hg属于单质,既不是电 解质也不是非电解质,但能导电。 二、离子反应 离子方程式 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发生的条件 a.生成沉淀,如BaSO4、CaCO3、CuS等; b.生成 弱电
5、解质 ,如弱酸、弱碱、水等; c.生成气体,如CO2、H2S等。 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:FeCl3溶液 中加入Cu,FeCl2溶液中通入Cl2的离子方程式分别为 2Fe3+Cu 2 Fe2+Cu2+ ,2Fe2+Cl2 2Fe3+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Fe3+的溶液中加入KSCN或NH4SCN溶液,溶液出现红色,反应的离子方程,式为: Fe3+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。 (
6、2)离子方程式书写步骤(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 CaCO3+2HCl CaCl2+CO2+H2O 。 2)拆:把 易溶于水且易电离的物质 写成离子形式,难溶的物质、 气体和水等仍用化学式表示,如 CaCO3+2H+2Cl- Ca2+2Cl-+CO2+H2O 。 3)删:删去方程式两边不参加反应的离子,如 CaCO3+2H+ Ca2+,CO2+H2O 。 4)查:检查离子方程式两边 各元素的原子个数 和 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+ CO2+H2O可以表示可溶性碳酸盐和强酸
7、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)小苏打与乙酸溶液混合:。 (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)碳酸钙与醋酸溶液反应:。,(6)氢氧化铝溶于盐酸:。 (7)氢氧化铝溶于氢氧化钠溶液:。,答案 (1)Al3+3NH3H2O Al(OH)3+3N (2)HC +CH3COOH CH3COO-+CO2+H2O (3)Fe2O3+6H+ 2Fe3+3H2O (4)C
8、a2+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,自测4 有一无色透明溶液,欲确定是否含有下列离子:K+、Mg2+、Al3+、Fe2+、Ba2+、N 、S 、Cl-、I-、HC ,取该溶液进行如下实验:,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(说明使用试剂的名称,不必写详细操作步骤): 。,答案 (1)Mg2+、Al3+、N
9、 、S Fe2+、Ba2+、I-、HC (2)焰色反应,检验K+;稀HNO3、AgNO3溶液,检验Cl- 解析 首先根据溶液无色,确定Fe2+不存在;步骤(1)表明溶液呈酸性,则 HC 不存在;步骤(2)表明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Ba2+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BaCl2,故此步实验不能确定原溶液中是否 含有Cl-;步骤(5)表明溶液中存在Al3+和Mg2+。,考点突破,考点一 离子方程式的正误判断,考点三 溶液中离子能否大量共存的判断方法,考点二 离子方程式的书写方法,1.看是否符合客观
10、事实。如Fe和稀盐酸反应的离子方程式写成2Fe+6H + 2Fe3+3H2是错误的,Fe和稀盐酸反应生成Fe2+。 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 ）。,考点一 离子方程式的正误判断,(4)非溶液状态下的反
11、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Fe3+Cu Fe2 +Cu2+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CuSO4溶液反应,既要写Ba2+ 与S 生成BaSO4沉淀的反应,又不能漏掉Cu2+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 +Ba2+ BaSO4+H2O,应写成2H+2OH-+S +Ba2+BaSO4+
12、2H2O。 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Cl2的离子方程式为2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-;向溴化亚铁溶液中通 入过量Cl2的离子方程式为2Fe2+4Br-+3Cl2 2Fe3+6Cl-+2Br2。,典例1 (2018北京海淀期末)下列解释事实的方程式中,不正确的是 ( ) A.铜和浓HNO3反应可用于制NO2气体:Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2 NO2+2H2O B.“84”消毒液中滴少量白醋可增强漂白性:ClO-+H+ HClO C.氨水吸收少量SO2防止污染空气:2N
13、H3H2O+SO2 2N +S +H2O D.Na2O2在潜艇中可用于吸收二氧化碳并供氧:2Na2O2+2CO2 2Na2 CO3+O2,B,答案 B B项,醋酸为弱酸,应写化学式。,1-1 下列反应的现象描述与离子方程式都正确的是 ( ) A.金属镁与稀盐酸反应:有氢气产生;Mg+2H+2Cl- MgCl2+H2 B.氯化钡溶液与硫酸反应:有白色沉淀生成;Ba2+S BaSO4 C.碳酸钠溶液与盐酸反应:有气泡逸出;Na2CO3+2H+ 2Na+CO2+H2O D.过量铁粉与氯化铁溶液反应:溶液变为浅绿色;Fe+Fe3+ 2Fe2+,B,答案 B A项,现象应描述为有气体产生,且离子方程式应
14、为Mg+2H+ Mg2+H2;C项,离子方程式应为C +2H+ H2O+CO2;D项, 离子方程式应为Fe+2Fe3+ 3Fe2+。,1-2 下列离子方程式正确的是 ( ) 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.硫酸工业尾气中的SO2用过量的氨水吸收:2NH3H2O+SO2 2N + S +H2O D.Cu溶于浓HNO3:3Cu+8H+2N 3Cu2+2NO+4H2O,C,答案 C A项,CH3COOH是弱电解质,在离子方程式中应写化学式;
15、B 项,离子的计量关系错误,应该是2Fe3+3S +3Ba2+6OH- 2Fe(OH)3 +3BaSO4;C项,SO2用过量的氨水吸收的产物是亚硫酸铵和水;D项, 浓HNO3的还原产物是二氧化氮。,一、离子方程式的书写要点 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:检查各项是否都有公约数,是否漏写必要的反应条件。 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
16、生成物,一般写化学式(标“”号)。如澄清石灰水中,考点二 离子方程式的书写方法,加盐酸的离子方程式为:OH-+H+ H2O。 (2)氨水作为反应物写NH3H2O;作为生成物,若有加热条件或浓度很大 时,可写NH3(标“”号)。 (3)未处于自由移动离子状态的反应不能写离子方程式,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(SO4)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
17、酸式酸根离子在离子方程式中不能拆开写。,二、具有限定条件的离子方程式的书写方法 1.过量型 其程序是:按照组成比例写出不足物质参加反应的离子; 过量物质的离子满足不足离子的需要。如Ca(HCO3)2溶液与过量 NaOH溶液反应,离子方程式中Ca2+与HC 的比例一定是12,OH-的化 学计量数为2,满足2HC 。综合起来可得离子方程式: Ca2+2HC +2OH- CaCO3+C +2H2O 此类情况也可以总结为以量少的反应物完全反应(一般以“1 mol”计) 来判断产物,进而写出相应的离子方程式。 2.定量型 其程序是:按题给条件写出各反应离子的物质的量;遵 循过量离子满足不足离子的原则。如
18、明矾与等物质的量的Ba(OH)2反 应,则S 和Al3+过量,可得离子方程式:,3Ba2+3S +6OH-+2Al3+ 3BaSO4+2Al(OH)3 3.目标型 其程序是:根据目标要求按比例写出离子符号,如在明矾溶 液中加入Ba(OH)2溶液至Al3+沉淀完全,就要先写出Al3+3OH-;按组成 比例写出与目标离子结合的其他离子,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.相同反应物间的离子反应 (1)反应物滴加顺序不同,离子反应不同,如: 把A
19、lCl3溶液逐滴加入到NaOH溶液中至过量: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溶液中至过量:Al3+3OH- Al(OH)3, Al(OH)3+OH- Al(OH)4-或Al(OH)3+OH- Al +2H2O。 (2)反应条件不同,离子反应不同,如: 氯化铵溶液与氢氧化钠溶液混合,离子方程式为:N +OH- NH3H2O。 若氯化铵溶液与氢氧化钠溶液混合,并加热,则离子方程式为:N +OH-NH3+H2O。 (3)微溶物状
20、态不同,离子反应不同,如: 石灰乳与碳酸钠溶液混合,离子方程式为:Ca(OH)2+C CaCO3+ 2OH-。 若澄清石灰水与碳酸钠溶液混合,则离子方程式为:Ca2+C CaCO3。,知识拓展与“量”有关的反应的离子方程式,可用“少定多变法”来书写。 所谓“少定”即量少的反应物,其离子的化学计量数按化学式确定;所 谓“多变”即过量的反应物,其离子的化学计量数根据反应的需要量确 定,不受化学式中的比例制约。,典例2 用来解释下列事实的方程式不正确的是 ( ) A.钢铁发生吸氧腐蚀的正极反应:O2+4e-+2H2O 4OH- B.将氯气通入石灰乳中制备漂白粉:2Cl2+2Ca(OH)2 CaCl2
21、+Ca(ClO)2 +2H2O C.向Na2SiO3溶液中通过量CO2制备硅酸凝胶:Si +2CO2+2H2O H2 SiO3(胶体)+2HC D.溶质的物质的量之比为11的明矾溶液和Ba(OH)2溶液混合:2S +2 Ba2+Al3+4OH- Al +2BaSO4+2H2O,D,答案 D D项,假设两种物质的物质的量均为1 mol,则铝离子和氢氧根 离子的物质的量之比为12,氢氧根离子不足,铝离子最终转化成氢氧 化铝沉淀。,2-1 能正确表示下列反应的离子方程式是 ( ) A.Cl2通入NaOH溶液中:Cl2+OH- Cl-+ClO-+H2O B.NaHCO3溶液中加入稀盐酸:C +2H+
22、CO2+H2O C.AlCl3溶液中加入过量稀氨水:Al3+4NH3H2O Al +4N +2H2O D.Cu溶于稀HNO3:3Cu+8H+2N 3Cu2+2NO+4H2O,D,答案 D A项,电荷不守恒,正确的离子方程式应为Cl2+2OH- Cl-+ ClO-+H2O;B项,正确的离子方程式应为HC +H+ H2O+CO2;C项, NH3H2O不能溶解Al(OH)3,正确的离子方程式应为Al3+3NH3H2O Al(OH)3+3N 。,2-2 向Ba(OH)2溶液中逐滴加入稀硫酸,请完成下列问题: (1)写出反应的离子方程式: 。 (2)下列三种情况,离子方程式与(1)相同的是 (填字母)。
23、 A.向NaHSO4溶液中,逐滴加入Ba(OH)2溶液至溶液显中性 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溶液至过量 (3)若缓缓加入稀硫酸直至过量,整个过程中混合溶液的导电能力(用电 流强度I表示)可近似地用下图中的 曲线表示(填字母)。,(4)若向装有Ba(OH)2溶液的烧杯里缓缓滴入KAl(SO4)2溶液至Ba2+恰好 完全反应。则反应的离子方程式是 。,答案 (1)Ba2+2OH-+S +2H+ BaSO4+2H2O (2)A (3)C (4)2Ba2+4OH-+Al3+2S 2BaSO4+Al +2H2
24、O 解析 (1)Ba(OH)2溶液中逐滴加入稀硫酸生成水和硫酸钡沉淀,离子方 程式为Ba2+2OH-+2H+S BaSO4+2H2O。 (2)A中反应的离子方程式是Ba2+2OH-+2H+S BaSO4+2H2O; B、C中反应的离子方程式是Ba2+OH-+H+S BaSO4+H2O。 (3)随着H2SO4的加入,溶液的导电能力逐渐减弱;二者恰好完全反应时, 得到的液体是水,导电能力最弱,继续加硫酸,溶液的导电能力逐渐增 强。 (4)Ba2+恰好完全反应时,二者物质的量之比为21,OH-与Al3+的物质的,量之比为41,Al3+全部变为Al ,即2Ba2+4OH-+Al3+2S 2BaSO 4
25、+Al +2H2O。,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Cu2+、Fe3+、Fe2+、Mn 、Co2+、Cr2 、Cr 、Cr3+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-及弱酸根离子(如C 、S 、S2-、CH3COO-等)均不能大量存在;在强碱性溶液中,H+及弱 碱阳离子(如N 、Al3+、Mg2+、Fe3+等)均不能大量存在;多元弱酸的酸 式酸根离子(如HC 、HS 、HS-、H2P 等)在强酸性和强碱性溶液 中均不能大量存在。,考点三
26、 溶液中离子能否大量共存的判断方法,(3)三特殊,指三种特殊情况。Al 与HC 不能大量共存,发生反应 的离子方程式为Al +HC +H2O Al(OH)3+C ;“N +H +”组合具有强氧化性,能与S2-、Fe2+、I-等发生反应,而这一种组合常常 较为隐蔽,不易被察觉;N 与CH3COO-、Mg2+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,指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。复分解反应,如Ba2+与S 、N 与OH-、H+与 CH3COO-等;氧化还原反应,
27、如Fe3+与I-,在酸性溶液中N 与Fe2+、Mn与Br-等;双水解反应,如Al3+与HC 、Al3+与Al 等;生成配合物 的反应,如Fe3+与SCN-等。,判断离子能否共存时,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”“在水电离出的c(H+)=110-13 molL-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)由水电离的c(OH-)或c(H+)=110-n molL-1(n7)的溶液可能呈酸性,也 可能呈碱性。 (2)与Al反应放出氢气的溶液可能呈酸性,也可能呈碱性。如有N 存 在,则溶液只能呈碱性。
28、(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 、Cr2 等在酸性条件下具有强氧化性。,(5)注意题目要求是“一定大量共存”“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3 (2018北京海淀期末)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定 能够大量共存的是 ( ) A.无色透明溶液中: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.由水电离
29、出的c(H+)=110-13 molL-1的溶液中:Na+、K+、Cl-、C,C,答案 C A项,含有Fe3+的溶液呈黄色,另外,Fe3+具有强氧化性,I-具有强 还原性,二者可以发生氧化还原反应而不能大量共存;B项,pH=12的溶液 中含有大量的OH-,OH-与Mg2+会生成白色沉淀而不能大量共存;C项,在1 molL-1的AlCl3溶液中,N 、Ba2+、H+、N 相互之间不能发生反应,可 以大量共存;D项,由水电离出的c(H+)=110-13 molL-1的溶液可能呈酸性, 也可能呈碱性,若呈酸性,则溶液中含有大量的H+,H+与C 会结合生成 弱酸而不能大量共存。,3-1 常温下,下列各
30、组离子在指定溶液中,一定可以大量共存的是 ( )A.无色溶液中:Mg2+、Al3+、S 、C B.pH=1的溶液中:N 、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 D A项,Mg2+、Al3+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 有强氧 化性,Br-、I-有还原性,不能大量共存;D项, =110-12的溶液显碱性, Na+、K+、CH3COO-、S 在碱性溶液中能大量共存。 方法指导 离子共存的审题思路,3-2 (2018北
31、京西城期末)常温下,下列各组离子能大量共存的是 ( ) A.pH=1的溶液中:Ba2+、N 、N 、Fe2+ B.无色溶液中:H+、K+、I-、Mn C.在c(H+)c(OH-)=11012的溶液中:Na+、C 、N 、S D.由水电离出的c(OH-)=1.010-13 molL-1的溶液中:Na+、N 、S 、 HC,C,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Fe2+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,可以大量共存;D项,由水电 离出的c(OH-)=1.010-13 molL-1的溶液可能显酸性,也可能显碱性,HC 不能大量存在。,
