2022-2022学年高中化学第3章物质在水溶液中的行为第4节离子反应第1课时离子反应发生的条件学案鲁科版选修.doc

第1课时　离子反应发生的条件
学习目标：1.了解离子反应概念和离子反应发生的条件。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。(重点)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。(重难点)
[自 主 预 习·探 新 知]
1．离子反应
—
　|
—溶液中某种或某些离子浓度的降低
　|
—离子方程式
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：Cu­Zn­H2SO4。
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。
[基础自测]
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。(　　)
(5)在溶液中Fe3＋、Na＋、SCN－、Cl－可以大量共存。(　　)
(6)在＝10－4的溶液中，Mg2＋、Al3＋、Cl－、SO可以大量共存。(　　)
[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：复分解型、氧化还原型、综合型、双方面促进水解型。
(3)×　溶液的稀释过程离子浓度减小，但没发生离子反应。
(4)√
(5)×　Fe3＋与SCN－反应。
(6)×　＝10－4的溶液呈碱性，Mg2＋、Al3＋均不能大量共存。
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．下列各组离子在无色溶液中能大量共存，且加入铝粉一定能放出氢气的是(　　)
A．Fe2＋、Na＋、H＋、SO
B．H＋、Ba2＋、Cl－、NO
C．Ba2＋、Na＋、OH－、NO
D．Na＋、Mg2＋、NO、OH－
C　[A项，Fe2＋为浅绿色；B项，Al与H＋、NO反应产生NO；D项，Mg2＋与OH－不共存。]
[合 作 探 究·攻 重 点]

离子反应发生的条件
某同学探究电解质溶液中离子反应的条件，设计实验如下：

在水槽中加入200 mL 0.2 mol·L－1的H2SO4溶液，同时将一个表面光滑的小球放入溶液，小球悬浮于溶液中。
[思考交流]
1．Ba(OH)2溶液中主要含有哪些离子？H2SO4溶液中主要含有哪些离子？
[提示]　Ba2＋、OH－；H＋、SO。
2．闭合开关K，向溶液中逐滴加入200 mL 0.2 mol·L－1的Ba(OH)2溶液有何现象？
[提示]　向溶液中加入Ba(OH)2溶液，H2SO4＋Ba(OH)2===BaSO4↓＋2H2O，反应过程中溶质不断减少直到没有。小球不断下沉，检流计指针偏转角变小到零，溶液中有白色沉淀。
3．若将Ba(OH)2溶液改为Na2CO3溶液，试推测实验过程中检流计的变化有何不同？
[提示]　若改为Na2CO3溶液，则反应过程中Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑，n(H2SO4)＝n(Na2SO4)，只是随着溶液体积增大，离子浓度在逐渐变小，变小幅度比滴加Ba(OH)2幅度小，因此检流计指针偏转角缓慢变小，且不会减小到零。
4．由上述实验可得出离子反应的条件是什么？
[提示]　生成沉淀、气体、难电离物质(弱电解质)。
[对点训练]
题组1　离子反应的条件
1．下列离子检验过程中，发生了生成沉淀的离子反应的是(　　)
A．用BaCl2溶液和稀盐酸检验SO
B．用NH4SCN溶液和Cl2检验Fe2＋
C．用铂丝、盐酸和蓝色钴玻璃检验K＋
D．用NaOH浓溶液和湿润的pH试纸检验NH
A　[A项，发生反应Ba2＋＋SO===BaSO4↓，A项正确。B项，用NH4SCN溶液和Cl2检验Fe2＋的过程中发生了氧化还原反应且生成了络合物，B项错误。C项，所发生的是焰色反应，C项错误。D项，所发生的反应为生成气体的离子反应，D项错误。]
2．下列反应中均有弱电解质生成，其中不属于离子反应的是(　　)
【导学号：41722182】
A．将SO2通入NaOH溶液中
B．将Cl2通入水中
C．碳酸氢铵固体分解
D．将HCl通入醋酸钠溶液中
C　[A项，SO2与OH－反应生成弱电解质水，是离子反应。B项，Cl2与水反应生成弱电解质HClO，是离子反应。D项，H＋与CH3COO－反应生成弱电解质CH3COOH，是离子反应。]
[教师备选]
下列生成气体的反应为离子反应的是(　　)
A．在MnO2的催化作用下，用H2O2制备O2
B．加热条件下，NaHCO3固体分解生成CO2
C．微热浓氨水，生成NH3
D．铜与稀硝酸反应生成NO
D　[A项，2H2O2MnO2,2H2O＋O2↑，不是离子反应。B项，2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，不是离子反应。C项，NH3·H2ONH3↑＋H2O，不是离子反应。D项，3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋4H2O＋2NO↑，此反应为离子反应。]
题组2　离子大量共存的判断
3．下列各组离子在水溶液中能大量共存的是(　　)
A．K＋、NH、HCO、OH－
B．Fe3＋、Zn2＋、SO、I－
C．Ba2＋、Al3＋、NO、Na＋
D．Ca2＋、NH、CO、SO
C　[A项，NH、HCO与OH－不能大量共存；B项，Fe3＋与I－不能大量共存；D项，Ca2＋与CO不能大量共存。]
[教师备选]
下列离子组中，因发生氧化还原反应而不能大量共存的是(　　)
A．Fe3＋、NH、CO、Cl－ B．Ba2＋、Na＋、SO、Cl－
C．H＋、NO、SO、Na＋ D．HCO、OH－、Cl－、Ca2＋
C　[SO在酸(H＋)性环境中被NO氧化成SO，故SO、H＋、NO因发生氧化还原反应而不能大量共存。]
4．室温下，下列各组离子在指定溶液中可以大量共存的是(　　)
【导学号：41722183】
A．pH＝12的溶液：Ca2＋、NH、Br－、HSO
B．无色溶液：K＋、Al3＋、HCO、Cl－
C．H2S的水溶液：Cu2＋、Na＋、I－、SO
D．[H＋]＝1×10－2mol/L的溶液：Fe3＋、Ba2＋、NO、Cl－
D　[A项，pH＝12的溶液为碱性溶液，碱性溶液中不能大量存在Ca2＋、NH和HSO，A项不正确。B项，Al3＋水解显酸性，而HCO水解显碱性，二者不能大量共存，B项不正确。C项，Cu2＋与H2S反应生成CuS沉淀，即此溶液中Cu2＋不能大量存在，C项不正确。D项，酸性溶液中，Fe3＋、Ba2＋、NO、Cl－能大量共存，D项正确。]

溶液中离子反应的类型
(1)复分解反应型
①生成气体，如H＋与CO、SO、S2－、HCO、HSO、HS－等；②生成沉淀；③生成弱电解质。
(2)氧化还原型
如①MnO与Cl－、Br－、I－、S2－、HS－、Fe2＋、SO、HSO等；
②NO(H＋)与Br－、I－、S2－、HS－、Fe2＋、SO、HSO等；
③ClO－与Br－、I－、S2－、HS－、Fe2＋、SO、HSO等；
④Fe3＋与I－、S2－、HS－、SO、HSO等。
(3)水解互促型
如①Fe3＋与CO、HCO、ClO－、[Al(OH)4]－、SiO等；
②Al3＋与S2－、HS－、CO、 HCO、ClO－、[Al(OH)4]－、SiO等；
③NH与ClO－、[Al(OH)4]－、SiO等；
④Mg2＋与S2－、HS－、[Al(OH)4]－、SiO等。
(4)配合型：如Fe3＋与SCN－等。

离子方程式的书写与正误判断
[思考交流]
与量有关的离子方程式的书写
1．(1)向澄清石灰水中通入少量CO2。
(2)向澄清石灰水中通入足量CO2。
[提示]　(1)Ca2＋＋2OH－＋CO2===CaCO3↓＋H2O　(2)CO2＋OH－===HCO
2．(1)将少量AlCl3溶液逐滴加入到NaOH溶液中。
(2)将少量NaOH溶液逐滴加入到AlCl3溶液中。
[提示]　(1)Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－
(2)Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
3．(1)Na2CO3中滴加少量盐酸。
(2)盐酸中滴加少量Na2CO3溶液。
[提示]　(1)CO＋H＋===HCO　(2)CO＋2H＋===H2O＋CO2↑
4．(1)碳酸氢钠与足量氢氧化钙溶液混合。
(2)碳酸氢钠与少量氢氧化钙溶液混合。
[提示]　(1)HCO＋Ca2＋＋OH－===CaCO3↓＋H2O
(2)2HCO＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋2H2O＋CO
5．(1)FeBr2溶液与少量Cl2反应。
(2)FeBr2溶液与足量Cl2反应。
[提示]　(1)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
(2)2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋6Cl－＋2Br2
[对点训练]
题组1　离子方程式的书写
1．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↓
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－

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。

题组2　离子方程式的正误判断
3．下列离子方程式书写正确的是(　　)
A．硫氢化钠溶液中滴入硫酸铜溶液：S2－＋Cu2＋===CuS↓
B．次氯酸钠溶液中加入双氧水有氧气产生：
ClO－＋H2O2===O2↑＋Cl－＋H2O
C．二氧化硫通入氯化铁溶液：
SO2＋2Fe3＋＋4H＋===SO＋2Fe2＋＋2H2O
D．从酸化的海带灰浸出液中提取碘：2I－＋H2O2===I2＋2OH－
B　[A项，应为HS－＋Cu2＋===CuS↓＋H＋；C项，电荷不守恒，应为SO2＋2Fe3＋＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋；D项，应为2I－＋H2O2＋2H＋===I2＋2H2O。]
4．下列反应的离子方程式书写正确的是(　　)
A．等体积、等物质的量浓度的氢氧化钡稀溶液与碳酸氢铵稀溶液混合：Ba2＋＋2OH－＋2HCO===BaCO3↓＋CO＋2H2O
B．用CH3COOH溶液溶解CaCO3：CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑
C．甲烷与氯气在光照条件下生成一氯甲烷：CH4＋Cl2―→CH3Cl＋H＋＋Cl－
D．铜溶解于氯化铁溶液中：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
D　[等体积、等物质的量浓度的氢氧化钡稀溶液与碳酸氢铵稀溶液混合，铵根离子也参与了反应，正确的离子方程式为Ba2＋＋2OH－＋NH＋HCO===BaCO3↓＋NH3·H2O＋H2O，A项错误；醋酸不能拆开写，正确的离子方程式为CaCO3＋2CH3COOH===Ca2＋＋H2O＋CO2↑＋2CH3COO－，B项错误；甲烷与氯气在光照条件下生成一氯甲烷和氯化氢的反应不是离子反应，C项错误；铜溶解于氯化铁溶液中生成氯化亚铁和氯化铜，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，D项正确。]
[教师备选]
某消毒液的主要成分为NaClO，还含有一定量的NaOH。下列用来解释事实的方程式中，不合理的是(已知：饱和NaClO溶液的pH约为11)(　　)
A．该消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2制备：Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O
B．该消毒液的pH约为12：ClO－＋H2OHClO＋OH－
C．该消毒液与洁厕灵(主要成分为HCl)混用，产生有毒Cl2：2H＋＋Cl－＋ClO－===Cl2↑＋H2O
D．该消毒液加白醋生成HClO，可增强漂白作用：CH3COOH＋ClO－===HClO＋CH3COO－
B　[A.将Cl2通入NaOH溶液中可制得消毒液，离子方程式为2OH－＋Cl2===Cl－＋ClO－＋H2O。B.饱和NaClO溶液的pH约为11，现在该消毒液的pH为12，故不可能仅为ClO－的水解所致，该消毒液中还含有一定量的NaOH，是使消毒液的pH约为12的主要原因。C.该消毒液与洁厕灵混用时，ClO－与Cl－会发生氧化还原反应生成Cl2。D.HClO有较强的漂白性。因为CH3COOH的酸性强于HClO，在该消毒液中加入CH3COOH，会使CH3COOH与ClO－反应生成HClO，增强其漂白性。]

离子方程式正误判断的技巧
(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。

[当 堂 达 标·固 双 基]
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。]
[教师备选]
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。]
2．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↓。]
3．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。]
4．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＋