高中化学鲁科版选修4 化学反应原理第4节 离子反应第1课时教案

第4节　离子反应

第1课时　离子反应发生的条件

目标与素养：1.了解离子反应概念和离子反应发生的条件。(宏观辨识)2.运用离子反应发生的条件，判断离子在溶液中能否大量共存。(微观探析)3.综合运用电解质电离、离子反应发生的条件，判断离子方程式书写正误。(变化观念)

1．离子反应

微点拨：(1)某些物质在熔融状态时也可以发生离子反应。(2)离子反应的实质是溶液中某种或某些离子的浓度降低，并不是所有的离子浓度都降低。

2．复分解型离子反应发生的条件

(1)生成沉淀

①Na2SO4溶液与Ba(OH)2溶液混合的离子反应：

Ba2＋＋SO===BaSO4↓。

②向MgCO3悬浊液中加入NaOH溶液的离子反应：

MgCO3＋2OH－===Mg(OH)2＋CO。

(2)生成弱电解质

①NaOH与盐酸混合：H＋＋OH－===H2O。

②盐酸与CH3COONa混合：

H＋＋CH3COO－===CH3COOH。

③向稀NH4NO3溶液中加入NaOH溶液：

NH＋OH－===NH3·H2O。

(3)生成气体

①Na2CO3溶液与稀硫酸混合：

CO＋2H＋===H2O＋CO2↑。

②浓NH4NO3溶液中加入浓NaOH溶液：

NH＋OH－===NH3↑＋H2O。

3．氧化还原型离子反应

(1)非原电池、电解池的反应

在溶液中，具有氧化性和还原性的离子相遇时，二者能发生氧化还原反应而使离子浓度降低，例如：

①向FeCl2溶液中加入酸性KMnO4溶液，离子方程式为 5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。

②向CuSO4溶液中加入锌片，离子方程式为

Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu。

③FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板，离子方程式为

2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。

(2)原电池、电解池反应

①原电池：Cu－Zn－H2SO4。

电极反应式：负极：Zn－2e－===Zn2＋，

正极：2H＋＋2e－===H2↑，

总反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。

②电解池：电解饱和食盐水。

阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑。

阴极：2H＋＋2e－===H2↑。

总反应：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。

微点拨：(1)微溶物在产物中写成化学式，在反应物中若是澄清溶液写成离子形式，若是悬浊液写成化学式，不能拆。(2)弱酸的酸式酸根不能拆写成H＋和弱酸酸根离子形式。

1．判断对错(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。)

(1)在溶液中进行的氧化还原反应不可能有分子参加。 (　　)

(2)离子反应发生的条件一定是复分解反应发生的条件。 (　　)

(3)溶液中离子的浓度减小，一定发生了离子反应。 (　　)

(4)溶液中的置换反应一定既是离子反应，也是氧化还原反应。

  (　　)

[提示]　(1)×　溶液中进行的氧化还原反应中可能有分子参加，如2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。

(2)×　离子反应的类型有：复分解反应型、氧化还原反应型、络合反应型、水解相互促进型。

(3)×　溶液的稀释过程离子浓度减小，但没发生离子反应。

(4)√

2．下列反应的离子方程式正确的是(　　)

A．向Ba(OH)2溶液中滴加稀盐酸：2H＋＋2Cl－＋Ba2＋＋2OH－===2H2O＋BaCl2

B．往FeCl3溶液中加入铁粉：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋

C．往澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca2＋＋2OH－＋CO2===CaCO3↓＋H2O

D．往FeCl3溶液中加入铜粉：Fe3＋＋Cu===Fe2＋＋Cu2＋

B　[A项，应为H＋＋OH－===H2O；C项，应为OH－＋CO2===HCO；D项，应为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。]

3．下列各组离子中，能在强酸溶液里大量共存，并且溶液呈无色透明的是(　　)

A．MnO、K＋、Na＋、SO

B．Na＋、K＋、HCO、Cl－

C．Mg2＋、NH、Cl－、NO

D．Ba2＋、K＋、S2－、SO

[答案]　C

1.复分解反应型

(1)生成难溶物或微溶物的离子反应。

(2)生成弱电解质的离子反应

常见的与H＋结合的弱酸根离子有：F－、ClO－、S2－、HS－、SO、HSO、PO、HPO、H2PO、CO、HCO、CH3COO－、[Al(OH)4]－、SiO等；

常见的与OH－结合的弱碱阳离子有：NH、Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、Zn2＋、Cu2＋等。

(3)生成气体或挥发性物质的离子反应

如H＋与CO、SO、S2－、HS－、HSO、HCO等；OH－与NH。

2．氧化还原反应型

(1)MnO(H＋)与Cl－、Br－、I－、S2－、HS－、SO、HSO、Fe2＋等。

(2)NO(H＋)与Br－、I－、S2－、HS－、SO、HSO、Fe2＋等。

(3)ClO－与Br－、I－、S2－、HS－、SO、HSO、Fe2＋等。

(4)Fe3＋与I－、S2－、HS－、SO、HSO等。

3．水解互相促进型

(1)Al3＋与CO、HCO、S2－、HS－、SiO、[Al(OH)4]－、ClO－等。

(2)Fe3＋与CO、HCO、SiO、[Al(OH)4]－、ClO－等。

(3)Mg2＋与S2－、HS－、[Al(OH)4]－、SiO等。

(4)NH与[Al(OH)4]－、ClO－、SiO等。

4．络合反应型

如Fe3＋与SCN－生成Fe(SCN)3；Ag＋与NH3·H2O生成[Ag(NH3)2]＋。

【例1】　常温下，下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是(　　)

A．使酚酞变红色的溶液中：Na＋、Al3＋、SO、Cl－

B．[OH－]＝1×10－13 mol·L－1的溶液中：NH、Ca2＋、Cl－、NO

C．与Al反应能放出H2的溶液中：Fe2＋、K＋、NO、SO

D．水电离的[H＋]＝1×10－11 mol·L－1的溶液中：K＋、Na＋、[Al(OH)4]－、CO

[答案]　B

(1NO与还原性离子在碱性条件下能大量共存，在酸性条件下不能大量共存。

2与铝反应放出H2的溶液条件下，溶液可能是酸性、碱性两种情况，但若是酸性条件，则溶液中不能大量存在NO。

3NH与CH3COO－、CO、HCO，Mg2＋与HCO等组合，在水溶液中可以大量共存。

1．常温下，某溶液中含有大量Fe2＋、Fe3＋、Mg2＋和NH，其[H＋]＝1.0×10－2 mol·L－1，在该溶液中可以大量存在的阴离子是(　　)

A．SO　　　 B．NO

C．SCN－ D．CO

A　[溶液中[H＋]＝1.0×10－2 mol·L－1说明溶液呈酸性，CO不能大量存在；酸性条件下NO有强氧化性，可与还原性的Fe2＋反应；SCN－可与Fe3＋反应。]

2．下列各组离子因发生氧化还原反应而不能大量共存的是 (　　)

A．Fe3＋、NH、CH3COO－、Cl－

B．Ba2＋、Na＋、SO、Cl－

C．H＋、NO、SO、Na＋

D．HCO、OH－、Cl－、Ca2＋

C　[A项，Fe3＋和CH3COO－因发生相互促进的水解反应而不能大量共存；B项，Ba2＋和SO因结合产生沉淀而不能大量共存；C项，NO在有H＋存在的情况下具有强氧化性，SO具有还原性，所以NO与SO因发生氧化还原反应而不能大量共存；D项，OH－与HCO反应生成CO和H2O，CO又与Ca2＋结合生成沉淀，因而不能大量共存。]

1.书写要点：抓住一易、两等、三查

(1)一易：易溶的强电解质(强酸、强碱和大多数可溶性盐)以实际参加反应的离子符号表示；其他物质(非电解质、弱电解质、难溶物、气体、单质、氧化物等)用化学式表示。

(2)两等：离子方程式两边的原子个数、电荷总数均应相等。

(3)三查：检查各项是否都有公约数，是否漏写必要的反应条件，是否漏写离子反应。

2．与量有关的离子方程式的书写注意问题

(1)要注意“过量”“少量”“等物质的量”“适量”“任意量”以及滴加顺序对离子方程式的影响。

(2)以量少的为标准，一般将少量物质的物质的量，先定为“1 mol”，确定另一种物质参加反应的离子的物质的量。同时少量物质参加反应的离子系数之比要符合化学式。

【例2】　下列是离子反应的写出离子方程式

(1)实验室用NH4Cl和熟石灰共热制氨气：

_______________________________________________________________

(2)氧化铁溶于稀硫酸：_________________________________________。

(3)醋酸与氨水反应：____________________________________________。

(4)小苏打加入NaHSO4溶液中：

______________________________________________________________。

(5)小苏打与NaOH溶液：

________________________________________________________________

(6)CuSO4溶液与Ba(OH)2溶液反应：

________________________________________________________________

[答案]　(1)不是离子反应

(2)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O

(3)CH3COOH＋NH3·H2O===CH3COO－＋NH＋H2O

(4)HCO＋H＋===CO2↑＋H2O

(5)HCO＋OH－===CO＋H2O

(6)Cu2＋＋SO＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋Cu(OH)2↓

1．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－===HSO

B．碳酸氢钠溶液与足量氢氧化钡溶液混合：

HCO＋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：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O

[答案]　B

2．写出下列与量有关的离子方程式

(1)过量的二氧化硫通入氢氧化钠溶液反应的离子方程式________________________________________________________________

(2)向NaHSO4溶液中逐滴滴入Ba(OH)2溶液至沉淀完全

____________________________________________________。

溶液至中性_______________________________________。

(3)向同浓度的NaBr、NaI混合溶液中滴入少量氯水

________________________________________________________________

[解析]　(1)因SO2过量，故与碱反应生成HSO。

(2)用数值假设法确定，假设NaHSO4为1 mol，使原溶液中的SO恰好完全沉淀，需要Ba(OH)2 1 mol，根据各离子的物质的量判断反应的程度，以此书写离子方程式；若溶液呈中性，则H＋与OH－恰好完全反应。

(3)因还原性I－＞Br－，故少量Cl2只氧化I－。

[答案]　(1)SO2＋OH－===HSO

(2)H＋＋SO＋Ba2＋＋OH－===BaSO4↓＋H2O

2H＋＋SO＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O

(3)2I－＋Cl2===I2＋2Cl－

1．下列有关离子反应概念的理解正确的是(　　)

A．离子反应一定发生在离子与离子之间

B．在离子反应发生过程中，溶液中某种离子的浓度可能增大

C．离子反应的反应物均是离子

D．可逆反应不可能是离子反应

B　[离子反应可能发生在离子与分子之间，如Cl2与OH－的反应，也可能发生在离子与原子之间，如Zn与Cu2＋的反应，A、C项错误。在某些离子反应中有新的离子生成，如Cu2＋与Zn反应有Zn2＋生成，B项正确。水解反应一般是可逆反应，也是离子反应，D项错误。]

2．水溶液中能大量共存的一组离子是(　　)

A．NH、Ba2＋、Br－、CO

B．Cl－、SO、Fe2＋、H＋

C．K＋、Na＋、SO、MnO

D．Na＋、H＋、NO、HCO

C　[A.Ba2＋与CO能反应生成BaCO3沉淀，不能大量共存。B.SO与H＋能反应生成SO2和H2O，SO与Fe2＋能生成沉淀FeSO3，不能大量共存。C.离子之间不反应，可以大量共存。D.H＋与HCO能反应生成CO2和H2O，不能大量共存。]

3．已知在碱性溶液中可发生如下反应：2R(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2RO＋3Cl－＋5H2O，则2RO中R的化合价是(　　)

A．＋3　　　　　 B．＋4

C．＋5 D．＋6

D　[根据反应前后电荷守恒可知，－3－4＝－2n－3，解得n＝2，所以RO中R的化合价为＋6，D项正确。]

4．下列指定反应的离子方程式正确的是(　　)

A．将铜丝插入稀硝酸中：Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O

B．向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉：Fe3＋＋Fe===2Fe2＋

C．向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH

D．向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸：Na2SiO3＋2H＋===H2SiO3↓＋2Na＋

C　[A项中，离子方程式应为3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；B项中，离子方程式应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；C项正确；D项中，离子方程式应为SiO＋2H＋===H2SiO3↓。]

5．某无色溶液X，由K＋、NH、Ba2＋、Al3＋、Fe3＋、CO、SO中的若干种离子组成，取该溶液进行如下实验：

(1)白色沉淀甲是________。

(2)试写出实验过程中生成气体A、B的离子方程式___________

________________________________________________________________

(3)通过上述实验，可确定X溶液中一定存在的离子是________，尚未确定是否存在的离子是________。

[解析]　溶液无色一定无Fe3＋；由①生成气体A可知溶液中一定含有CO，A为CO2，有CO一定无Ba2＋、Al3＋；由②生成气体B可知溶液中一定含有NH，B为NH3，生成白色沉淀甲可知溶液中一定含有SO，甲为BaSO4，无法确定是否含有K＋。

[答案]　(1)BaSO4

(2)CO＋2H＋===CO2↑＋H2O、

NH＋OH－△,NH3↑＋H2O

(3)NH、CO、SO　K＋