高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 离子反应第2课时学案设计

第2课时　离子反应

学习任务一　离子反应及离子方程式

【课前自主预习】

一、离子反应

1.[实验探究]电解质在溶液中的反应

2.离子反应

通过以上实验现象和分析可得,电解质在溶液中的反应实质是　　　　之间的反应,这样的反应称作离子反应。 

二、离子方程式书写及含义

1.离子方程式的定义

用实际参加反应的　　　　来表示反应的式子叫作离子方程式。 

2.离子方程式的书写步骤(以Na2SO4溶液与BaCl2溶液的反应为例)

(1)写(基础):正确写出反应的化学方程式。

Na2SO4+BaCl2　　　　　　　 

(2)拆(关键):把易溶于水且易电离的物质拆写成　　　　　　,难溶的物质、气体和水等仍用　　　　表示。上述化学方程式可改写成　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)删(途径):删去方程式两边不参加反应的离子,并将方程式化为最简。删去不参加反应的　　　和　　　后上述方程式变为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)查(保证):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,即　　　　守恒和　　　　守恒。 

3.离子方程式的含义

(1)以强酸与强碱发生中和反应为例:

上述4个反应的化学方程式不同,但它们的离子方程式却　　　　,表明强酸与强碱发生中和反应的实质是强酸电离出来的　　　　与强碱电离出来的　　　　结合生成H2O。 

(2)离子方程式不仅可以表示某个具体的化学反应,还可以表示　　　　　　的离子反应。 

【实验问题探究】

　　用如图甲所示装置进行稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应的实质探究,向一定体积的Ba(OH)2溶液中滴入几滴酚酞溶液,然后向Ba(OH)2溶液中匀速滴加H2SO4溶液,溶液电导率变化曲线如图乙所示:

　　　甲

乙

问题一:推测上述实验过程中会产生的实验现象是什么?

问题二: 电导率为什么先逐渐减小后逐渐增大?该反应的实质是什么?

【知识迁移应用】

例1 下列离子方程式书写正确的是 (　　)

A.醋酸溶解水垢(CaCO3):CaCO3+2H+Ca2++H2O+CO2↑

B.小苏打治疗胃酸过多:H++HCCO2↑+H2O

C.氢氧化镁和盐酸反应:H++OH-H2O

D.铁跟硝酸银溶液反应:Fe+Ag+Fe2++Ag

[方法点拨] 判断离子方程式的正误需“五看”

(1)看是否符合反应的客观事实;

(2)看反应是否符合拆分原则(把易溶且易电离的物质拆写为离子形式,而其他物质写成化学式形式);

(3)看是否符合守恒规律(检查离子方程式左右两侧是否满足各元素原子个数和电荷总数相等);

(4)看是否漏掉部分离子反应;

(5)看是否符合题设条件,是否考虑反应物量的关系。

例2 下列离子方程式中只能表示一个化学反应的是 (　　)

①Ag++Cl-AgCl↓

②Ba2++2OH-+2H++SBaSO4↓+2H2O

③CaCO3+2H+CO2↑+H2O+Ca2+

④Fe+Cu2+Fe2++Cu

A.①③  B.以上都不能

C.②   D.④

[归纳总结] 离子方程式和化学方程式都可以用来描述化学反应,但离子方程式所表示的不仅仅是一个化学反应,而是一类化学反应,并揭示了这类化学反应的实质。

学习任务二　离子反应发生的条件

【课前自主预习】

一、离子反应发生的条件

1.复分解反应型

酸、碱、盐在水溶液中发生的复分解反应,实质上是两种电解质在溶液中相互交换离子的反应。这类离子反应发生的条件就是复分解反应发生的条件,即　　　　　　　、　　　　或　　　　　　　　。只要具备上述条件之一,离子反应就能发生。 

2.置换反应型

在水溶液中有离子参加的置换反应。如Zn与稀硫酸反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。 

二、离子反应的应用

1.检验溶液中的离子

2.用于物质的分离及提纯

离子反应可以用于物质的分离及提纯。例如,可以利用Na2CO3溶液除去溶液中的Ca2+,离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　。 

【核心知识讲解】

溶液中离子能否大量共存问题

1.溶液中离子能否大量共存的判断

(1)离子在溶液中能否大量共存,取决于它们之间是否发生反应。若离子之间不发生反应,能大量共存;若离子之间能发生反应,则不能大量共存。

(2)离子之间若发生下列反应之一,就不能大量共存。

①离子之间反应生成沉淀。凡是能在水溶液中相互结合生成难溶物或微溶物的离子不能大量共存,如Ca2+与C、Ba2+与S、Ag+与Cl-、Mg2+与OH-等之间能发生反应生成沉淀而不能大量共存。

②离子之间反应生成气体。凡是能在水溶液中相互作用生成气体的离子也不能大量共存,如H+与C、H+与HC等之间能发生反应生成气体而不能大量共存。

③离子之间反应生成难电离的物质。若水溶液中的离子之间能发生反应生成难电离的物质,则不能大量共存,如HC与OH-、N与OH-、CH3COO-与H+等之间都不能大量共存。

2.隐含条件的分析

(1)无色透明的溶液中,不存在有色离子。如Cu2+(蓝色)、Fe3+(棕黄色)、Fe2+(浅绿色)、Mn(紫红色)等。

(2)强酸性溶液中,不存在与H+反应的离子。例如,OH-、C、HC、S2-、HS-等。

(3)强碱性溶液中,不存在与OH-反应的离子。例如,H+、Mg2+、Cu2+、Fe3+、Fe2+等。

(4)弱酸的酸式酸根离子在较强的酸性和碱性环境中都不能大量存在。例如,HC+H+H2O+CO2↑,HC+OH-H2O+C。

【知识迁移应用】

例3 下列各组物质中,能发生离子反应的是 (　　)

A.NaCl溶液与硝酸

B.Na2SO4溶液与盐酸

C.Ba(NO3)2溶液与NaOH溶液

D.KOH溶液与CuCl2溶液

例4 下列离子能在溶液中大量共存的是  (　　)

A.Cl-、N、K+、Cu2+ 

B.Na+、OH-、HC、Mg2+

C.Na+、Ca2+、C、Cl- 

D.OH-、K+、H+、S

[归纳总结] 解答离子共存问题的方法

(1)看是否有隐含限制条件,如碱性、酸性、无色等。这些问题较易被忽视,故放在第一步。

(2)看能否发生复分解反应。可分三步进行:①查H+,主要看是否有弱酸根离子和酸式酸根离子等;②查OH-,主要看是否有N、酸式酸根离子和某些金属离子等;③查金属离子,主要看是否与酸根离子产生难溶性盐(包括微溶性盐)。

1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。

(1)CuSO4溶液与BaCl2溶液反应,实质上是S和Ba2+生成BaSO4的反应。 (　　)

(2)KNO3溶液和CaCl2溶液混合,能发生离子反应。 (　　)

(3)反应①AgNO3溶液和NaCl溶液混合;反应②AgNO3溶液和盐酸混合,两个反应实质都可用Ag++Cl-AgCl↓来表示。              (　　)

(4)在酸性条件下,C、Na+、S、Ba2+能够大量共存。 (　　)

(5)在K2CO3溶液中,Na+、Ba2+、Cl-、OH-可以大量共存。 (　　)

(6)在NaOH溶液中,Na+、K+、C、S可以大量共存。 (　　)

(7)锌粉与稀硫酸反应的实质是Zn与H2SO4电离出的H+发生反应。 (　　)

(8)“OH-+H+H2O”代表所有酸和碱发生中和反应的一类反应。 (　　)

2.（不定选）能正确表示下列化学反应的离子方程式的是 (　　)

A.氢氧化钡溶液与硫酸的反应:OH-+H+H2O

B.澄清石灰水与稀盐酸反应:Ca(OH)2+2H+Ca2++2H2O

C.铜片插入硝酸银溶液中:Cu+2Ag+Cu2++2Ag

D.碳酸钙溶于稀盐酸中:CaCO3+2H+Ca2++H2O+CO2↑

3.能用H++OH—H2O来表示的化学反应是 (　　)

A.氢氧化镁和稀盐酸反应

B.澄清石灰水和稀硝酸反应

C.Ba(OH)2溶液滴入硫酸铜溶液中

D.二氧化碳通入足量澄清石灰水中

4. 向某溶液中加入Ba(OH)2溶液后生成白色沉淀,加入足量稀盐酸后沉淀部分溶解,同时有无色无味的气体生成,将该气体通入澄清石灰水,澄清石灰水变浑浊。下列离子组符合上述现象的是              (　　)

A.C、S   B.C、N

C.Cl-、C   D.S、OH-

5. Ba(OH)2溶液中滴加NaHSO4溶液之后,溶液导电能力随滴入NaHSO4溶液体积变化曲线如图所示。

(1)AB段反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)C点对应的溶液呈　　　　 (填“酸”“碱”或“中”)性。 

(3)D点对应的溶液中存在的离子主要是　　　　。 

参考答案

【新课探究】

学习任务一

课前自主预习

一、1.无明显现象　白色沉淀　Na+、Cl-、K+、S　Ba2+、Cl-、K+、S

2.离子

二、1.离子符号

2.(1)BaSO4↓+2NaCl

(2)离子形式　化学式　2Na++S+Ba2++2Cl-BaSO4↓+2Na++2Cl-

(3)Na+　Cl-　S+Ba2+BaSO4↓　(4)质量　电荷

3.(1)H++OH-H2O　H++OH-H2O　H++OH-H2O　H++OH-H2O　相同　H+　OH-

(2)同一类型

实验问题探究

问题一:提示:上述实验过程中会产生白色沉淀,溶液的红色逐渐变浅,最后变成无色。

问题二:提示:H2SO4、Ba(OH)2反应生成BaSO4和H2O,溶液中自由移动的离子减少,溶液的电导率减小,二者恰好反应时,电导率最小,随后稀硫酸过量,溶液中的离子增多,电导率逐渐增大。

该反应的实质是溶液中的H+和OH-结合生成难电离的水,Ba2+与S结合生成BaSO4沉淀,可用离子方程式表示为2H++S+Ba2++2OH-BaSO4↓+2H2O。

知识迁移应用

例1　B　【解析】 A错误,醋酸是弱酸,要用化学式表示,正确的应为CaCO3+2CH3COOHCa2++2CH3COO-+CO2↑+H2O;B正确,小苏打是NaHCO3,胃酸的主要成分是盐酸,发生反应:HC+H+CO2↑+H2O;C错误,氢氧化镁难溶于水,要用化学式表示,正确的应为Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2O;D错误,不符合电荷守恒,正确的应为Fe+2Ag+Fe2++2Ag。

例2　B　【解析】 ①可以表示可溶性银盐与可溶性氯化物或盐酸的反应,不正确;②可以表示氢氧化钡与硫酸或者硫酸氢盐的反应,不正确;③可以表示CaCO3与盐酸或者硝酸的反应,不正确;④可以表示Fe与可溶性铜盐的反应,不正确。

学习任务二

课前自主预习

一、1.生成沉淀　放出气体　生成水

2.Zn+2H+Zn2++H2↑

二、1.Ag++Cl-AgCl↓　Ba2++SBaSO4↓

2.Ca2++CCaCO3↓

知识迁移应用

例3　D　【解析】 溶液中酸、碱、盐之间大多发生复分解反应,生成沉淀、气体或水,KOH溶液与CuCl2溶液混合后,OH-与Cu2+发生反应生成Cu(OH)2沉淀,只有D项符合题意。

例4　A　【解析】 Cl-、N、K+、Cu2+之间不反应,能大量共存,A符合题意;OH-和HC反应生成水和碳酸根离子,OH-和Mg2+反应生成氢氧化镁沉淀,不能大量共存,B不符合题意;Ca2+和C反应生成碳酸钙沉淀,不能大量共存,C不符合题意;OH-和H+反应生成水,不能大量共存,D不符合题意。

【课堂评价】

1.(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)√　(7)√　(8)×

2.CD　【解析】 氢氧化钡溶液与硫酸混合,Ba2+与S结合生成BaSO4沉淀,H+和OH-结合生成H2O,应为Ba2++S+2OH-+2H+2H2O+BaSO4↓,A错误;澄清的石灰水用离子符号Ca2+和OH-表示,应为OH-+H+H2O,B错误。

3.B　【解析】 可溶性的强酸与强碱反应生成可溶性盐和水的离子反应可用H++OH-H2O表示。氢氧化镁难溶,在离子反应中保留化学式, A项错误; B项正确;Ba(OH)2与CuSO4反应的离子方程式为Ba2++2OH-+Cu2++SBaSO4↓+Cu(OH)2↓,C项错误; 二氧化碳通入足量澄清石灰水中,反应的离子方程式为CO2+Ca2++2OH-CaCO3↓+H2O,D项错误。

4.A　【解析】 某溶液中加入Ba(OH)2溶液后生成沉淀,加入足量稀盐酸后沉淀部分溶解,则未溶解的沉淀是BaSO4,该溶液中含有S;产生无色无味的气体,该气体能使澄清石灰水变浑浊,则该气体是CO2,该溶液中含有C,故只有A项符合题意。

5.(1)Ba2++OH-+H++SBaSO4↓+H2O　(2)碱

(3)Na+、S

【解析】 (1)AB段为Ba(OH)2与NaHSO4反应生成硫酸钡沉淀、水和氢氧化钠,反应的离子方程式为Ba2++OH-+H++SBaSO4↓+H2O;(2)BD段为NaOH与NaHSO4反应生成硫酸钠,C点为BD段上的一点,则溶液中存在大量OH-,溶液呈碱性;(3)D点时,溶液中的OH-与NaHSO4恰好完全反应,溶质为Na2SO4,主要离子为Na+、S。