2022高一化学教案第3讲离子反应.doc

第3讲 离子反应课堂引入你知道吗？人体体液包含水分和电解质，在炎热的夏天以及大量的体力活动过后，人体的水分及电解质会随汗液排出体外，造成人体缺水与电解质不平衡，所以口干时只喝水并不能把问题完全解决。“2012年中国特殊用途饮料发展研讨会”上，常翠青教授就“电解质饮料”发表了专题演讲。如果需要在软饮料的类别划分中专门辟出一个新的类别电解质饮料的话，国内市场上在售的饮品中比如像宝矿力水特等饮料将被划分在此品类中。用水将一组化合物溶解，制成电解质饮料。此饮料可补充人体新陈代谢的消耗。其电解质成分有钠离子、钾离子、镁离子、氯离子、硫酸根离子、磷酸根离子、柠檬酸盐、蔗糖、葡萄糖、维生素C及维生素B6。其中各种离子成分的比，即钠：钾：镁：氯化物：硫酸盐：磷酸盐为57：35：13：56：13：57，以毫克当量计算。为了改进口感，可往饮料中加入柠檬风味剂。还可添加其它风味剂、甜味剂和防腐剂。往饮料中添加磷酸盐和柠檬酸盐的另一种作用，可起到缓冲剂的作用，使饮料的pH值保持在可允许的范围内，最好是6.87.4。添加蔗糖、葡萄糖和柠檬酸盐的目的是给饮料提供热量的，使每克饮料成分可提供3.4千卡的热能。每克饮料成分应含维生素C 10毫克，含维生素B 62.5毫克。电解质的特点是：可迅速补充人体水分的消耗、迅速解除疲劳，维生素C和维生素B6可促进肝脏的新陈代谢，有利于排除有害物质，如酒精、氨等废物。3.1 电解质知识点睛【实验】下面是一组检测物质的导电性实验：（b、c、d盛装的溶液物质的量浓度相等）a.蒸馏水 b.蔗糖溶液 c.CuSO4溶液 d.氨水溶液在初中我们已经知道，NaCl、NaOH和HCl等物质溶于水后，在水分子的作用下产生能够自由移动的离子，从而使溶液具有导电性，如果把NaCl、NaOH等固体加热至熔融，它们也会产生自由移动的离子，也具有导电性，而酒精、蔗糖等物质无论是溶于水还是在熔融状态下都不能导电。化学上根据一定条件下的导电性实验，将化合物分为电解质和非电解质。一、电解质和非电解质1定义电解质：在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物。非电解质：在水溶液里和熔融状态下均不能导电的化合物。【注意】电解质与非电解质都属于化合物，单质、混合物既不是电解质也不是非电解质。导电是检验电解质的条件，但是能导电的物质不一定是电解质，电解质也不一定能导电。“或”指的是，只要有一种情况下可以导电即是电解质；非电解质必须在两种情况下都不导电。电解质导电必须是其自身电离出离子，而不是与水反应后的产物电离出的离子。如：CO2水溶液能导电是因为与水发生反应，生成可以自身电离的电解质H2CO3，故CO2是非电解质。类似的还有SO2、SO3、NH3等。是否为电解质与其在水中的溶解度无关。如：BaSO4虽然难溶于水，但其在熔融状态下是可导电的，所以是电解质。2常见的电解质和非电解质电解质：酸、碱、盐、H2O、金属氧化物非电解质：非金属氧化物、非金属氢化物（除H2O外）、大多数有机物（如：乙醇、蔗糖）二、电离纯水几乎不能导电，食盐晶体也不导电，但是食盐水却可以导电。电解质的水溶液或电解质在熔融状态下之所以能够导电，与其自身的结构有着密切的联系。以NaCl为例：NaCl晶体是由带正电荷的Na+和带负电荷的Cl-，通过静电作用按一定规律紧密地排列所形成的（如图）。晶体中的离子（Na+和Cl-）不能自由移动，因此晶体不能导电。当NaCl晶体溶解于水时，Na+和Cl-就会逐渐脱离晶体表面而进入溶液，成为能够自由移动的离子。受热熔化时，NaCl晶体中的Na+和Cl-也能成为自由移动的离子。在外加电场的作用下，能够自由移动的离子就会发生定向移动形成电流，因此NaCl的水溶液和熔融的NaCl能够导电。1定义电解质溶解于水或受热熔化时，离解成能够自由移动的离子的过程称为电离。实验证明，酸在溶解于水时能发生电离，而碱、盐在溶解于水或受热熔化时能发生电离。2电离方程式 【注意】在水溶液中，电离时生成的阳离子全部是H+的化合物叫做酸；在水溶液中，电离时生成的阴离子全部是OH-的化合物叫做碱；在水溶液中，电离时生成金属离子(铵根离子)和酸根离子的化合物叫做盐。【小贴士】植物电离影像自然界中也存在着许多类似的现象。这些非凡的图像是通过80000伏特的高压电在金属板上对花卉和植物引发电离作用产生的。三、强电解质和弱电解质尽管电解质溶液能够导电，但是我们可以发现相同浓度的不同电解质溶液导电性也有所不同。导电实验显示灯泡的亮度并不相同，这说明电解质有强弱之别。1强电解质：在水溶液中能够完全电离的电解质 如：强酸 HCl、H2SO4、HNO3 等 强碱 NaOH、KOH、Ba(OH)2 等 盐 NaCl、K2CO3、CuSO4、NaHSO4、CaCO3 等2弱电解质：在水溶液中部分电离（不完全电离）的电解质 如：弱酸 CH3COOH、H2CO3、H3PO4 等 弱碱 NH3·H2O、Mg(OH)2、Fe(OH)3 等 H2O【注意】判断强弱电解质不能依据导电能力，而是要看其电离程度。由于强电解质在水溶液中能够完全电离，所以在书写电离方程式时用“=”号。弱电解质在水溶液中不完全电离，所以在书写电离方程式时用“”号。例题精讲【例1】 电解质是（）A导电性很强的物质 B可溶性盐类 C在溶于水或熔融状态下能导电的化合物 D在溶于水或熔融状态下全部电离的化合物【答案】C【例2】 下列说法正确的是（） A在水溶液中或熔融状态下能导电的物质叫电解质 B化合物除了电解质之外都是非电解质 C碳酸钙的水溶液不能导电，故碳酸钙是非电解质D强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质的导电能力强【答案】B【例3】 下列物质中，能够导电的电解质是（）ACu丝 B熔融的MgCl2 C液氨 D蔗糖 【答案】B【例4】 0.05molNaOH固体分别加入到下列100mL液体中，溶液导电性变化不大的是（ ）A自来水 B0.5mol/L 盐酸C0.5mol/L NaCl溶液 D0.5mol/L NaNO3溶液【答案】B【例5】 下列物质哪些是电解质？哪些能导电？ 金属铜 固态NaCl CO2 H2SO4 碳棒 酒精 稀盐酸熔融状态的KNO3葡萄糖 氨气 电解质： 非电解质： 能导电的物质： 【答案】电解质： 非电解质： 能导电：【例6】 下列物质铁片 KI 氨水 醋酸酒精 H2S 浓H2SO4 KOH 蔗糖 CaCO3 属于电解质的是 ； 属于非电解质的是 ；属于强电解质的是 ；属于弱电解质的是 。【答案】KI 醋酸 H2S KOH CaCO3；酒精 蔗糖；KI KOH CaCO3；醋酸 H2S。【例7】 下列电离方程式不正确的是（ ）A BC D【答案】C 3.2 离子反应知识点睛在AgNO3溶液中滴入稀盐酸会产生白色AgCl沉淀，滴入NaCl溶液同样会产生白色AgCl沉淀，上面的反应的实质都是Ag+与Cl-反应生成了AgCl。而KNO3溶液中滴入稀盐酸和NaCl溶液都不会发生反应。同样是酸碱盐在水溶液中混合，为什么有的可以发生，有的却不能发生呢？Na+ NO3- AgClAg+ NO3- Na+ Cl-Ag+ NO3- H+ NO3- AgClH+ Cl- Na+ NO3- K+ Cl-K+ NO3- Na+ Cl-K+ NO3- H+ Cl-H+ NO3- K+ Cl-一、定义在水溶液中，有离子参与的反应称为离子反应。【注意】电解质溶于水后电离成为自由移动的离子，所以酸、碱、盐在溶液中互相交换成分所发生的复分解反应，实质上是离子之间的反应。离子反应中，或有离子参加或有离子生成，或既有参加又有生成。二、离子方程式1定义用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子叫做离子方程式。2离子方程式的书写写：写出正确的化学方程式；拆：将化学方程式中易溶解于水的易电离的物质拆写成阴、阳离子形式；而难溶的物质、气体和水仍用化学式表示；删：删去方程式两边不参加反应的，即重复的离子；查：检查方程式两边各元素的原子个数和电荷总数是否相等。【思考】写出氯化铜与氢氧化钠反应的离子方程式。【答案】 写：CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2 + 2NaCl拆：Cu2+ + 2Cl- + 2Na+ + 2OH- = Cu(OH)2 + 2Na+ + 2Cl-删：Cu2+ + 2Cl- + 2Na+ + 2OH- = Cu(OH)2 + 2Na+ + 2Cl-查：Cu2+ + 2OH- = Cu(OH)2 方程左右原子个数守恒，电荷守恒。【注意】 离子反应是在溶液中或熔融状态时进行的反应，凡非溶液或熔融状态下进行的反应一般不能写离子方程式，亦即没有自由移动离子参加的反应，不能写离子方程式。比如NH4Cl固体和Ca(OH)2固体混合加热制NH3，就不能写离子方程式。规律是：一般易溶于水的强酸（H2SO4、HNO3、HCl等）、强碱（NaOH、KOH、Ba(OH)2等）、大多数可溶性盐均写成离子符号（拆）；而单质、氧化物、弱电解质、非电解质及难溶于水的物质均写成化学式（不拆）。三、离子反应发生的条件生成沉淀，放出气体，生成水（三者至少满足一个）【注意】一般来说离子反应发生的条件，大多指我们初三学习的复分解反应发生的条件，即有沉淀、气体或水生成。当然，这里的“水”严格意义上应该用“弱电解质”替换。判断一个反应是否是离子反应有些时候还需要其他的条件，比如离子间能发生氧化还原反应时，可以没有沉淀、气体或弱电解质生成。四、意义离子反应不仅仅表示一个具体的化学反应，还表示一类化学反应，并从微观上揭示了这类化学反应的实质。附：部分酸、碱和盐的溶解性表(20)阴离子阳离子OHNO3ClSO42CO32SiO32H+溶、挥溶、挥溶溶、挥微NH4+溶、挥溶溶溶溶K+溶溶溶溶溶溶Na+溶溶溶溶溶溶Ba2+溶溶溶难难难Ca2+微溶溶微难难Mg2+难溶溶溶微难Al3+难溶溶溶难Mn2+难溶溶溶难难Zn2+难溶溶溶难难Fe2+难溶溶溶难难Fe3+难溶溶溶难Cu2+难溶溶溶难难Ag+溶难微难难钾钠铵盐皆易溶，硝盐入水无影踪。盐酸不溶氯化银，硫酸不溶钡和铅。碳酸只溶钾钠铵，磷酸盐中多不溶。多数酸溶碱少溶，钾钠钙钡碱能溶。例题精讲【例8】 下列反应属于离子反应的是（）A和反应生成水 B锌片投入稀硫酸中C加热分解制取D遇气体生成白烟【答案】B【例9】 下列实验过程中，始终无明显现象的是（ ）ANaHCO3溶液与NaHSO4溶液混合 BCO2通入澄清石灰水溶液中CNaHCO3溶液与KOH溶液混合 DSO2通入BaCl2和NaOH的混合溶液中【答案】C【例10】 将两种物质的溶液相混合，有白色沉淀生成，加入稀硝酸后，沉淀消失并有气泡生成，再加入溶液，又生成白色沉淀，则这两种物质是（）A和B和CNaOH和 D和【答案】A【例11】 写出下列反应的离子方程式： （1）氢氧化钡溶液和硫酸 （2）碳酸钠溶液和硫酸 （3）碳酸钙和盐酸 （4）硫酸铜溶液和氢氧化钾溶液 （5）氧化铜和硫酸 （6）铁片和盐酸 （7）铝和硝酸铜溶液 【答案】（1） （2） （3） （4） （5） （6） （7）【例12】 下列离子方程式中正确的是（ ）A铁跟稀硫酸反应：B铜与硝酸银溶液反应：C氢氧化镁跟硫酸反应：D碳酸钙与盐酸反应： 【答案】C【例13】 写出下列离子方程式对应的一个化学反应方程式1 2 3 4 5 6 【答案】1 23 45 6【例14】 判断下列每组反应是否能用同一离子方程式表示，若能，请写出相应的离子方程式；若不能，请简述理由。（1）CaCO3、Na2CO3分别与盐酸反应： ；（2）MgCl2，MgSO4分别与Na2CO3溶液反应： ；（3）分别与稀盐酸、稀硫酸反应： ；（4）将CO2分别通入到足量的溶液和澄清溶液中： ；（5）向盐酸、氯化钠溶液中分别滴加溶液： 。【答案】（1）不能。因为不溶应写成化学式，而是易溶的强电解质应拆成离子形式。（2）能。因为和都应拆成离子形式，它们和的反应是与的反应。（3）能。因为和都是以离子形式存在的，它们和的反应都是与的反应。（4）不能。因为反应生成的产物不同，与反应生成易溶、易电离的，应拆成离子形式；与反应生成难溶的，用分子形式表示。（5）能。实质上都是与的反应。【例15】 现有稀盐酸、稀硫酸、氢氧化钡、碳酸钠四瓶失去标签的溶液，分别编号为A、B、C、D。每次取少量溶液两两混合，所观察到现象记录在下表中(“”表示无明显现象；“”表示有沉淀生成；“”表示有气体生成) ABCDA-BC-D-（1）据此推断这四瓶溶液中的溶质分别为A ；B ；C ；D ；（2）写出上述实验过程中有关物质间反应的离子方程式：AB ； CD ； AC ； 【答案】（1）稀硫酸、碳酸钠、氢氧化钡、稀盐酸； （2） ；。【例16】 某河道两旁有甲乙两厂。它们排放的工业废水中，共含、六种离子。（1）甲厂的废水明显呈碱性，故甲厂废水中所含的三种离子是 、 、 。（2）乙厂的废水中含有另外三种离子。如果加一定量 （填标号：活性炭硫酸亚铁铁粉），可以回收其中的金属 （填写金属元素符号）。（3）另一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合，可以使废水中的 （填写离子符号）转化为沉淀，经过滤后的废水主要含 ，可用来浇灌农田。【答案】（1）、；（2），；（3）、，。【例17】 已知：经测定0.1mol/L的KHSO4溶液与0.1mol/L的HCl溶液中的氢离子浓度基本相同，（1）KHSO4的电离方程式可以表示为 。（2）往的KHSO4溶液中加入锌片，预计可以观察到的现象是 ，反应的离子方程式为 。【答案】（1）；（2）有气体产生，锌片逐渐溶解。