2019-2020年高三化学教材教案离子反应的本质.doc

2019-2020年高三化学教材教案离子反应的本质重点难点离子反应的本质；离子反应发生的条件。知识点精析一、离子反应的本质离子反应的本质是反应物的某些离子浓度的减小。离子反应是指有离子参加（或生成）的反应。水溶液中的离子反应是指电解质溶解在水中，通过它们电离出来的离子的互换或结合而发生复分解反应以及它们的离子之间、离子与分子、离子与原子之间发生的氧化还原反应等反应。从本质上说，如果反应物的某些离子能反应生成新物质而使溶液中的这些离子浓度减小，就会发生离子反应。二、离子反应发生的条件1离子反应发生的条件研究离子反应发生的条件，实质上就是研究在什么条件下可以使反应的某些离子浓度减小。总起来讲，具备下列条件之一就可以使反应物的某些离子浓度降低。（1）生成更难溶的物质生成更难溶的物质可以使某些离子浓度减小，因此离子反应能够发生。例如：向NaCl溶液中滴入硝酸酸化的AgNO3溶液，发生下列反应：Ag+Cl=AgCl（可溶难溶）再如：向Na2SO4溶液中加入酸化的AgNO3溶液也能生成白色沉淀（此时微溶物Ag2SO4为沉淀），其离子反应式为：2Ag+ =Ag2SO4（可溶微溶）由微溶物生成难溶物的离子反应也能发生，如向澄清石灰水中通CO2气体则发生如下反应：Ca2+2OH+CO2=CaCO3+H2O，如果向石灰乳中加入Na2CO3溶液，则发生反应为：Ca(OH)2+ =CaCO3+2OH。常见的难溶物除了一些金属、非金属（如Fe、S、Si等）和氧化物（如Al2O3、SiO2等）外，主要还有两类：一类是碱，而另一类是盐。微溶物在离子反应中的处理：当离子浓度足够大时，在生成物中出现时，一般将其视为沉淀物。如向CaCl2溶液中加入饱和Na2SO4溶液则发生：Ca2+ =CaSO4。当以溶液形式出现在反应物中时，与普通易溶物一样处理。如向石灰水中加入Na2CO3溶液，则写出反应方程式为：Ca2+ =CaCO3。当以固体形式出现在反应物中时，则写成不溶物的形式，如向Ag2SO4沉淀中加盐酸，则发生反应：Ag2SO4+2Cl=2AgCl+ 。（2）生成更难电离的物质生成更难电离的物质（如更弱的酸、更弱的碱或生成水等）可以降低某些离子的浓度，故能发生离子反应。例如下列反应： 向苯酚钠溶液中通入CO2气体：C6H5O+H2O+CO2C6H5OH+ ，生成了比H2CO3更弱的酸石炭酸。向氯化铵溶液中加入烧碱稀溶液： +OH=NH3H2O 由强碱制得难电离的弱碱。盐酸和烧碱中和反应：H+OH=H2O 生成难电离的水。中学阶段常见的难电离物质并不多，除H2O外，还有H2CO3、NH3H2O、C6H5OH以及CH3COOH等。H2SO4、H3PO4等中强酸和HCl、H2SO4等强酸相比也属于难电离的物质。难电离物质与沉淀和挥发性物质不同，比如说BaSO4为常见沉淀，但其在水中溶解的部分完全电离，当然在熔融状态下也完全电离；又如NH3为易挥发性的物质，但一水合氨NH3H2O为难电离物质。因此所谓难电离物质一般指“弱电解质”。（3）生成挥发性的物质若离子间能结合而生成气体，则可以降低某些离子的浓度，离子反应也就能够发生。一般来说判断依据是生成不稳定的酸（H2CO3、H2SO3等）、生成不稳定的碱（如NH3H2O）和生成挥发性的酸（如H2S）等。例如下列反应：盐酸与碳酸钠溶液反应：2H+ =H2O+CO2为排除 对 检验干扰先加盐酸并搅动： +2H+=H2O+SO2氯化铵溶液中加入浓烧碱液并加热： +OH NH3+H2O生成挥发性的物质的反应，常见的多为先生成难电离的物质（如H2CO3、H2SO3、NH3H2O等），然后难电离的物质分解产生气体或直接挥发。所以该反应条件与生成难电离的物质在本质上是相同的。生成气体的反应并不一定都是发生离子反应的条件。问题讨论实验室常用固态的铵盐和熟石灰共热来制备NH3，该反应可用 +OH NH3+H2O工业制铝是将熔融的Al2O3电解。试问该反应原理是否为离子反应，如是，写出离子方程式。答案 该反应的实质虽然是离子间的互换反应，但一般不用离子方程式表示，而如果为它们在溶液中的反应则可以用上式表示。是离子反应，高温下Al2O3完全电离，其反应式为：Al2O3 2Al3+3O2-。并在阴阳两极发生氧化还原反应，其反应式为：4Al3+6O2-4Al+3O2。（4）能发生氧化还原反应离子间能否发生氧化还原反应取决于反应物的氧化性或还原性的强弱。一般地，氧化性强的物质能够制取氧化性弱的物质，还原性强的物质能够制取还原性弱的物质，具备上述条件的离子可以通过氧化还原反应使某些离子浓度降低而发生离子反应。例如：氧化性Cl2Br2，还原性BrCl，故能够发生Cl2+2Br=Br2+2Cl。又如，氧化性Fe3+I2，还原性：IFe2+，因此能够发生反应2Fe3+2I=I2+2Fe2+。对下列常见物质的氧化还原能力的准确记忆有助于解决一些常见的氧化还原反应所引起的离子反应：氧化性：F2Cl2Br2Fe3+I2S还原性：FClBrFe2+IS2-酸性高锰酸钾（H+、 ）的氧化性强于Cl2，硝酸盐溶液中加酸会使溶液有强氧化性（ 、H+）。2离子反应的类型根据离子反应发生的条件，概括起来中学阶段离子反应常见有以下几类：（1）离子间的交换反应（复分解反应）生成沉淀反应。如H2S+Cu2+=CuS+2H+生成难电离物。如ClO+CO2+H2O=HClO+ 生成易挥发物。如 +OH NH3+H2O（2）离子间氧化还原反应。如银镜反应：2Ag(NH3)2+2OH+CH3CHO CH3COO+ +2Ag+3NH3+H2O（3）水解反应（含弱离子的盐类水解）。如：S2-+H2O HS+OH（第一步为主）Al3+3H2O Al(OH)3 （不写）+3H+Fe3+3H2O Fe(OH)3胶体+3H+（不可逆）Al3+ +6H2O=4Al(OH)3（不可逆）如果同时存在弱酸根和弱碱阳离子则二者水解互相促进，假如它们的水解产物易以沉淀或挥发性气体与溶液脱离，则水解不写可逆号且生成物可用或表示生成沉淀或气体。（4）络合反应（少见）。如Fe3+的检验：Fe3+6SCN= （血红色）（5）电极反应。如钢铁腐蚀：（）2Fe4e=2Fe2+；（+）O2+2H2O+4e=4OH解题能力培养1离子方程式的书写及其正误判断例1、下列离子方程式，正确的是（ ）A碳酸氢钙和盐酸两溶液混合： +2H+=CO2+H2OB磷酸二氢钙跟氢氧化钙溶液混合： +2OH= +2H2OC氢碘酸中通入氯气：2I+Cl2=2Cl+I2D铁与稀硫酸反应制备氢气：2Fe+6H+=2Fe3+3H2分析离子方程式常见的错误主要是由以下几点原因造成的：（1）反应的原理不正确。审题时应注意反应是否符合客观事实。不可主观臆造反应及产物。如本题D答案应生成Fe2+。（2）不能正确使用分子式与离子符号来表示参加反应的物质。如本例A答案 不能写成 +H+，但应注意 通常在水溶液中是不存在的而应写成 +H+。（3）不能正确使用“”，“ ”，“”，“”等符号。（4）没有做到三个守恒：即得失电子守恒、电荷守恒和原子个数守恒。如FeCl2溶液与Cl2反应不能写成下式：Fe3+Cl2=Fe2+2Cl，其仅满足了原子守恒而不满足电子守恒和电荷守恒。除此以外以下两点是一般同学在解题时应特别留意的：（1）看是否遗漏了离子反应。如本例B项中遗漏了生成Ca3(PO4)2沉淀的反应。其正确的离子方程式应该写成：2 +4OH+3Ca2+=Ca3(PO4)2+4H2O。（2）注意反应物用量的影响。如“过量”、“少量”、“等物质的量”等词语，以及某些特定试剂进行反应时滴加顺序不同对方程式的影响。如往FeBr2溶液中通入少量的Cl2的离子方程式应写成2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl，往其中通入足量Cl2则写成2Fe2+4Br+3Cl2=2Fe3+2Br2+6Cl。再如向烧碱溶液中加少许AlCl3溶液，写成Al3+4OH= +2H2O，而向AlCl3溶液中加少许NaOH溶液的离子方程式则为：Al3+3OH=Al(OH)3。综上所述，我们易知本题正确答案应为C。2离子共存问题例2、下列各组离子：I、ClO、 、H+；K+、 、 、OH； 、 、Cl、OH；Fe3+、Cu2+、Cl；H+、K+、 、 ；Ca2+、Na+、 。在水中能大量共存的是（ ）A和 B和C和 D和分析离子在溶液中能大量共存的条件是离子之间不能发生离子反应，通常不能共存的离子有：发生复分解反应的；发生氧化还原反应的；发生双水解反应的；发生综合反应的。本例中组因为H+的存在会生成难电离的HClO分子，且HClO及酸性条件下的 都有强烈的氧化性可氧化有较强还原性的I，因而组离子不能共存；组中应注意任何酸式盐均可继续与强碱起反应而被中和成正盐，因此不能共存；组组离子均可共存；组中能发生H+ +H2O=Al(OH)3，甚至Al(OH)3又溶于过量H+而生成Al3+的反应，以及H+ =H2SO3，H2SO3=SO2+H2O的反应而不能共存；组中则易生成CaCO3沉淀，即使没有，由于CaSO4是微溶物也不能有Ca2+和大量共存的可能。另外像本例这样的习题，同学们可以根据自己最拿手的技能通过部分判断结合排除法快速求解答案。正确答案：B3有条件的离子共存问题例3、在pH=1的无色透明溶液中，不能大量共存的离子组是（ ）AAl3+、Ag+、Cl BMg2+、 、ClCBa2+、I、F、DZn2+、Na+、分析解答有条件的离子共存问题时，应注意以下几点：溶液的颜色。若为无色溶液，则应首先排除下列有色离子的存在：Cu2+（蓝色）、Fe2+（浅绿色）、Fe3+（黄色）、 （紫色）；溶液的酸碱性。若为酸性溶液，需额外考虑H+的大量存在直接造成了下列离子不可能大量存在：CO 、 、 、ClO、 、 、 、 、CH3COO、C6H5O、Ag(NH3)2+、S2-、HS等；还应考虑到在酸性介质中不能与Fe2+、S2-、I、等有还原性的离子大量共存，因为此时相当于有稀HNO3存在。若为碱性条件，则不能大量存在离子有：Fe3+、Fe2+、Cu2+、Mg2+、Al3+、Ag+、Zn2+、和HS、等酸式酸根离子。本例选项A中Ag+与Cl能产生AgCl沉淀，不能大量共存，C项中因 可发生下列反应2H+=SO2+S+H2O而不能大量存在于酸性条件下。正确答案：A、C