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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,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H2CO3、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HClNH3空气CO2HgNaClCaCO3Cl2,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)(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 2Fe2+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。 (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)Ca2+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、SFe2+、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+CuFe2 +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+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:2NH3H2O+SO22N+S+H2O D.Na2O2在潜艇中可用于吸收二氧化碳并供氧:2Na2O2+2CO22Na2 CO3+O2,B,答案BB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BA项,现象应描述为有气体产生,且离子方程式应为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CA项,CH3COOH是弱电解质,在离子方程式中应写化学式;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AlCl3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+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DD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+ 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DA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)。 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+2H2O 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+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 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,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。 (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.由水电离出的c(H+)=110-13 molL-1的溶液中:Na+、K+、Cl-、C,C,答案CA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DA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CA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。,
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