化学必修 第一册第二节 离子反应导学案

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应用一 离子共存问题的分析
1．离子不能大量共存的两类情况
提醒：(1)酸性(H＋)条件下，弱酸根(CH3COO－、COeq \\al(2－,3)、HCOeq \\al(－,3)、F－、SOeq \\al(2－,3)、S2－等)不能大量共存
(2)碱性(OH－)条件下，弱碱阳离子(NHeq \\al(＋,4)、Fe3＋、Cu2＋等)不能大量共存
2．三类隐含条件
(1)无色溶液：不含Cu2＋(蓝色)、Fe3＋(棕黄色)、Fe2＋(浅绿色)、MnOeq \\al(－,4)(紫红色)等。
(2)酸性溶液：强酸性溶液或使石蕊变红的溶液或常温下pH<7的溶液，均指酸性溶液，即溶液中有大量H＋，则能与H＋反应的离子肯定不能大量存在，如OH－、COeq \\al(2－,3)等。
(3)碱性溶液：强碱性溶液或使石蕊变蓝的溶液或使酚酞变红的溶液或常温下pH>7的溶液，均指碱性溶液，即溶液中有大量OH－，则能与OH－反应的离子肯定不能大量存在，如H＋、NHeq \\al(＋,4)等。
1．在强酸性无色透明溶液中，下列各组离子能大量共存的是( )
A．Fe3＋、K＋、Cl－、NOeq \\al(－,3)
B．Ag＋、Na＋、NOeq \\al(－,3)、Cl－
C．Zn2＋、Al3＋、SOeq \\al(2－,4)、Cl－
D．Ba2＋、NHeq \\al(＋,4)、Cl－、HCOeq \\al(－,3)
C [A选项中四种离子不能相互反应，可共存，但Fe3＋在溶液中为棕黄色，不符合题意；B选项中Ag＋与Cl－反应生成AgCl沉淀，不能共存；D选项的四种离子可以共存，但HCOeq \\al(－,3)在强酸性条件下不能存在，不符合题意。]
2．室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A．0.1 ml·L－1 NaOH溶液：Na＋、K＋、COeq \\al(2－,3)、Cl－
B．0.1 ml·L－1 FeCl2溶液：K＋、SOeq \\al(2－,4)、OH－
C．0.1 ml·L－1 K2CO3溶液：Na＋、Ba2＋、Cl－、OH－
D．0.1 ml·L－1 H2SO4的溶液：K＋、Cl－、CH3COO－、NHeq \\al(＋,4)
A [A项，可以共存，正确；B项，Fe2＋与OH－不共存，错误；C项，COeq \\al(2－,3)与Ba2＋会反应生成BaCO3沉淀，错误；D项，CH3COO－和H＋结合生成弱电解质醋酸，不能大量共存，错误。]
应用二 物质的检验与推断
1．物质检验的几个方面
(1)沉淀法：如Ag＋、Cl－、SOeq \\al(2－,4)、Ca2＋的检验。
(2)气体法：如COeq \\al(2－,3)。
2．四项原则推断物质
(1)肯定性原则：根据题干或实验现象确定物质。
(2)否定性原则：根据已确定的物质结合反应排除不存在的物质。
(3)引入性原则：注意实验过程中物质的引入对推断物质的干扰。
(4)电中性原则：在溶液中一定为电中性，阴、阳离子带的电荷数相等。
【典例】 有一包白色固体粉末，其中可能含有NaCl、Ba(NO3)2、CuSO4、Na2CO3中的一种或几种，现做以下实验：
①将部分粉末加入水中，振荡，有白色沉淀生成，过滤，溶液呈无色：
②向①的沉淀物中加入足量稀硝酸，固体完全溶解，并有气泡产生；
③取少量②的溶液，滴入稀硫酸，有白色沉淀产生；
④另取①中过滤后的溶液加入足量AgNO3溶液，产生白色沉淀。
根据上述实验事实，回答下列问题：
(1)原白色粉末中一定含有的物质是________(写化学式，下同)，一定不含有的物质是__________，可能含有的物质是________。
(2)写出各步变化的离子方程式：①____________________；②______________________________________________。
[解析] (1)将部分粉末加入水中，振荡，有白色沉淀生成，过滤，溶液呈无色，说明无CuSO4，沉淀只能为碳酸钡，所以白色粉末中一定有Ba(NO3)2和Na2CO3。(2)向①的沉淀物中加入足量稀硝酸，固体完全溶解，并有气泡产生，进一步确定白色沉淀为碳酸钡；③取少量②的溶液，滴入稀硫酸，有白色沉淀产生，确定有Ba(NO3)2。④另取①中过滤后的溶液加入足量AgNO3溶液，产生白色沉淀，因为Na2CO3与硝酸钡反应后可能过量，碳酸钠也可以与硝酸银溶液反应生成白色沉淀，所以不能确定是否有NaCl。
[答案] (1)Ba(NO3)2、Na2CO3 CuSO4 NaCl
(2)①Ba2＋＋COeq \\al(2－,3)===BaCO3↓
②BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋CO2↑＋H2O
3．有一瓶无色透明溶液，含Cl－、COeq \\al(2－,3)、SOeq \\al(2－,4)、Na＋、K＋、Mg2＋、Cu2＋中的某几种。
①取少量原溶液加入足量的Ba(OH)2溶液产生白色沉淀；
②取少量原溶液加入足量的BaCl2溶液不产生沉淀；
③取少量原溶液加入足量的AgNO3溶液产生白色沉淀，再加稀硝酸，白色沉淀不溶解。
回答下列问题：
(1)原溶液中一定含有的离子是______________，一定不含有的阴离子是______________，可能含有的离子是______________。
(2)有的同学认为实验③可以省略，你认为是否正确(填“是”或“否”) ________，说明理由______________________________。
(3)写出①中反应的离子方程式：_______________________。
[解析] 因溶液为无色，一定不存在有色离子Cu2＋；根据实验②，原溶液中加入足量的BaCl2溶液不产生沉淀，说明原溶液中不存在COeq \\al(2－,3)、SOeq \\al(2－,4)；根据实验①，原溶液中加入足量的Ba(OH)2溶液产生白色沉淀，再结合实验②，则原溶液中一定含有Mg2＋；根据实验③，原溶液中加入足量的AgNO3溶液产生白色沉淀，再加稀硝酸，白色沉淀不溶解，该白色沉淀为AgCl，原溶液中一定含有Cl－。(1)由上述分析可知，原溶液中一定含有的离子是Mg2＋、Cl－；一定不含有的阴离子是COeq \\al(2－,3)、SOeq \\al(2－,4)；可能含有的离子是Na＋、K＋。(2)根据溶液呈电中性，该溶液中一定存在唯一的阴离子Cl－，所以实验③可以省略。(3)原溶液加入足量的Ba(OH)2溶液产生Mg(OH)2白色沉淀，反应的离子方程式为Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓。
[答案] (1)Mg2＋、Cl－ SOeq \\al(2－,4)、COeq \\al(2－,3) Na＋、K＋ (2)是 根据溶液呈电中性，原溶液中一定含有Cl－ (3)Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
发生反应类型
反应条件
举例
复分解反应
生成难溶或微溶的物质
如生成BaSO4、AgCl、CaCO3、CaSO4、BaCO3、MgCO3、Fe(OH)3等
生成难电离的物质
如生成H2O、CH3COOH、NH3·H2O等
生成挥发性物质(气体)
如生成CO2、SO2、H2S等
置换反应
金属单质与金属阳离子之间
如Fe与CuSO4溶液的反应，实际上是Fe与Cu2＋之间的置换反应