高考化学一轮复习 专题2-2 离子反应 离子共存及检验(讲).doc
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1、1 / 28【2019【2019 最新最新】精选高考化学一轮复习精选高考化学一轮复习 专题专题 2-22-2 离子反应离子反应 离子共存离子共存及检验(讲)及检验(讲)1、了解电解质的概念。了解强电解质和弱电解质的概念。2、了解离子反应的概念、离子反应发生的条件。3、了解电解质在水溶液中的电离以及电解质溶液的导电性。4、能正确书写化学方程式和离子方程式,并能进行有关计算。5、掌握离子检验方法,能判断离子是否大量共存。一、电解质和非电解质基础知识成网络:1.电解质与非电解质电解质:在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物, 酸、碱、盐属于电解质。非电解质:在水溶液里和熔融状态下都不能导电的化合物,如
2、蔗糖、乙醇等。【易错警示】正确理解电解质等概念电解质和非电解质均是化合物,单质和混合物既不是电解质,也不是非电解质。电解质不一定导电,如固态 NaCl、液态 HCl 等;导电物质不一定是电解质,如铁、铝等金属单质。电解质一定是指自身电离生成离子的化合物,有些化合物的水溶液能导电,但溶液中的离子不是它自身电离产生的,不属于电解质,如CO2、SO2、NH3、SO3 等非电解质。它们与水反应生成的产物2 / 28H2CO3、H2SO3、NH3H2O、H2SO4 自身能电离,是电解质。电解质与金属的导电原理不同。电解质的导电是由于自由移动的阴、阳离子定向移动产生的;金属导电是由于金属晶体中自由电子的定
3、向移动。2.强电解质和弱电解质强电解质:在溶液中能够全部电离的电解质。则强电解质溶液中不存在电离平衡。弱电解质:在溶液中只是部分电离的电解质。则弱电解质溶液中存在电离平衡。【总结】强电解质与弱电解质的比较:强电解质弱电解质定义溶于水后几乎完全电离的电解质溶于水后只有部分电离的电解质化合物类型离子化合物及具有强极性键的共价化合物某些具有弱极性键的共价化合物。电离程度几乎 100完全电离只有部分电离电离过程不可逆过程,无电离平衡可逆过程,存在电离平衡溶液中存在的微粒(水分子不计)只有电离出的阴阳离子,不存在电解质分子既有电离出的阴阳离子,又有电解质分子实例绝大多数的盐(包括难溶性盐)强酸:H2SO
4、4、HCl、HClO4等弱酸:H2CO3 、CH3COOH 等。弱碱:NH3H2O、Cu(OH)2 Fe(OH)3等。3 / 28强碱:Ba(OH)2 Ca(HO)2等电离方程式KNO3=K+NOH2SO4=2H+SONH3H2ONH+OH_H2SH+HS_ HS- H+S2-二、电离与电离方程式的书写1概念电解质在水溶液中或熔融状态下离解成自由移动离子的过程。电离条件:酸的电离条件是溶于水,盐和碱的电离条件是溶于水或熔融,金属氧化物的电离条件是熔融。2电离方程式书写方法(1)强电解质:完全电离,用=表示。如 H2SO4、NaOH、(NH4)2SO4 的电离方程式分别为H2SO4=2HSO、N
5、aOH=NaOH、(NH4)2SO4=2NHSO。(2)弱电解质:部分电离,用“”表示。多元弱酸分步电离 ,且电离程度逐步减弱,以第一步电离为主。如 H2S 的电离方程式为 H2SHHS;HSS2。多元弱碱分步电离,但一步写出。如 Cu(OH)2Cu22OH。两性氢氧化物双向电离。如 Al(OH)3 的电离方程式:HAlOH2OAl(OH)3Al33OH。(3)酸式盐:强酸酸式盐完全电离,一步写出。如 NaHSO4 在水溶液中的电离方程式为 NaHSO4=NaHSO,在熔融状态下的电离方程式为 NaHSO4=NaHSO。4 / 28多元弱酸酸式盐,第一步完全电离,其余部分电离。如 NaHCO3
6、=NaHCO,HCOHCO。3金属导电与电解质溶液导电原因对比(1)金属导电是由于自由电子在电场作用下的定向移动,温度高、金属阳离子振动幅度大,自由电子定向移动阻力增大,金属导电性变弱。(2)电解质溶液之所以导电,是由于溶液中有自由移动的离子存在。电解质溶液导电能力的大小,决定于溶液中自由移动离子的浓度和离子的电荷数,和电解质的强弱没有必然联系。但温度升高时,弱电解质电离程度增大、离子浓度增大、导电性会增强。【典型例题 1】 【市区 2018 届高三下学期质检】下列物质属于强电解质的是 ( )A硫酸钡 B盐酸 C乙醇 D三氧化硫【答案】A【点评】在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物是电解质,包
7、括酸、碱、盐、活泼金属氧化物和水;在水溶液里和熔融状态下都不能导电的化合物是非电解质,包括一些非金属氧化物、氨气、大多数有机物(如蔗糖、酒精等)。【迁移训练 1】 【2018 届高三一轮复习化学:微考点 58】下列有关电解质的说法正确的是 ( )A强电解质一定是离子化合物,弱电解质一定是共价化合物BHClO 是弱酸,所以 NaClO 是弱电解质C易溶性强电解质的溶液中不存在溶质分子D由于硫酸钡难溶于水,所以硫酸钡是弱电解质【答案】C5 / 28二、离子反应和离子方程式1、离子反应(1)概念:凡有离子参加或生成的反应都是离子反应。(2)本质:溶液中某些离子的物质的量的减小或子种类发生改变。(3)
8、离子反应发生的条件复分解反应类型:氧化还原反应类型:强氧化性物质强还原性物质弱氧化性物质弱还原性物质。如 FeCl3 溶液与 Cu 反应的离子方程式为 2Fe3Cu=2Fe2Cu2。络合反应:生成稳定的络合物或络合离子。如向 FeCl3 溶液中滴入 KSCN 溶液时反应的离子方程式为Fe33SCN=Fe(SCN)3。盐类的水解反应:在溶液中盐电离出的离子与水电离出的 H或 OH结合生成弱电解质。如 NH4Cl 水解离子方程式为 NHH2ONH3H2OH。电化学反应:实质为氧化还原反应,但需要添加电解或通电条件。2、离子方程式及书写(1)离子方程式:用实际参加反应的离子符号来表示离子反应的式子所
9、谓实际参加反应的离子,即是在反应前后数目发生变化的离子。(2)意义:离子方程式不仅表示一定物质间的某个反应,而且可以表示所有同一类型的离子反应。如:H+ OHH2O 可以表示强酸与强碱反应生成可溶性盐的中和反应。(3)离子方程式书写步骤6 / 28书写离子方程式按照“一写、二改、三消、四查”的步骤书写。应注意的是,第二步“改”是关键:把易溶于水、易电离的物质 拆写成离子形式,难溶、难电离、气体、单质、氧化物等 仍用化学式表示以 CaCO3 与盐酸的反应为例【特别提醒特别提醒】书写离子方程式的注意事项书写离子方程式的注意事项微溶物处理方式有三种情况:出现在生成物中写化学式;作反应物处于溶液状态写
10、离子符号;作反应物处于浊液或固态时写化学式。单一离子水解的离子方程式不要忘记“” 。NH 与 OH在稀溶液中反应生成 NH3H2O,在浓溶液中并加热时生成NH3(g)和 H2O。 浓 HCl、浓 HNO3 在离子方程式中写离子符号,浓 H2SO4 不写离子符号。HCO、HS、HSO 等弱酸的酸式酸根离子不能拆开写。易溶、易电离的物质(可溶性强电解质,包括强酸、强碱、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、气体、单质、氧化物均用化学式表示。离子方程式要遵循质量守恒、电荷守恒,是氧化还原反应的还要遵循得失电子守恒。【典型例题 2】 【黑龙江省大庆中学 2018 届高三上
11、学期期中】向明矾溶液中逐滴加入 Ba(OH)2 溶液至铝离子刚好沉淀完全时,溶液 pH_7(填、=) ,离子反应总方程式:_ _向明矾溶液中逐滴加入 Ba(OH)2 溶液至硫酸根离子刚好沉淀完全时,溶液pH_7(填、=) ,离子反应总方程式:_ _7 / 28【答案】 = 2Al3+3SO42+3Ba2+6OH2Al(OH)3+3BaSO4 Al3+2SO42+2Ba2+4OH2BaSO4+AlO2+2H2O3+3BaSO4;(2)先假设明矾KAl(SO4)212H2O为 1mol,要将 SO42的沉淀完全,则需要 2mol Ba2+,即要加入 2mol Ba(OH)2,进而书写反应的离子方程
12、式,并判断溶液的酸碱性。1mol KAl(SO4)212H2O 中含有 2mol SO42、1molAl3+,加入 2mol Ba(OH)2,含有 2mol Ba2+、4molOH,生成 2molBaSO4, 1molAlO2,反应的离子方程式为 Al3+2SO42+2Ba2+4OH2BaSO4+AlO2+2H2O,反应后溶液溶质为 KAlO2,呈碱性,pH7。故答案为:;Al3+2SO42+2Ba2+4OH2BaSO4+AlO2+2H2O。【点评】本题主要考查离子反应方程式的书写及溶液酸碱性的判断,要熟悉“定 1”法的运用,即假设一种物质的物质的量为 1mol,再定性分析另一种物质的加入量,
13、然后书写方程式。【迁移训练 2】 【新疆石河子第二中学 2018 届高三上学期第一次月考】、为探究 NH4HCO3 和 NaOH 的反应,设计实验方案如下:含 0.1 mol NH4HCO3 的溶液中加入 0.1 mol NaOH,反应完全后,滴加氯化钙稀溶液。(1)若有沉淀,则 NH4HCO3 与 NaOH 的反应可能为_(写离子方程式);(2)若无沉淀,则 NH4HCO3 与 NaOH 的反应可能为8 / 28_(写离子方程式)。、Ba(OH)2 溶液与 NaHSO4 溶液的反应;(1) 当反应后的溶液呈碱性时;反应离子方程式:_;(2)当 nBa(OH)2n(NaHSO4)12 时反应的
14、离子方程式:_;按要求完成下列离子方程式。(1)生物硝化法:在富氧条件下,通过硝酸盐菌的作用,将氨氮(以 NH4表示,下同)氧化成硝酸盐,其反应的离子方程式为_。(2)将过碳酸钠(2Na2CO33H2O2)溶于水配成溶液,加入适量稀硫酸,再加入足量 KI,充分反应后加入少量淀粉试剂,溶液呈蓝色,其反应的离子方程式为_【答案】 HCO3+OH CO32+H2O NH4+OHNH3H2O Ba2+OH+SO42-+H+ BaSO4+H2O Ba2+2OH+SO42-+2H+ BaSO4+2H2O NH42O2=NO3H2O2H H2O22I2H=I22H2O三、离子共存所谓几种离子在同一溶液中能大
15、量共存,就是指离子之间不发生任何反应;若离子之间能发生反应,则不能大量共存。发生下列反应而不能大量共存的情况:1、发生复分解反应。(1)生成难溶物或微溶物:如:Ba2+与 CO,Ag+与 Br-,Ca2+与 SO 等不能9 / 28大量共存。(2)生成气体或挥发性物质:如:NH 与 OH-,H+与 CO、HCO、S2-、HS-、SO、HSO 等不能大量共存。(3)生成难电离物质:如:H+与 CH3COO-、CO、S2-、SO 等因生成弱酸不能大量共存;OH-与 NH4+因生成的弱碱不能大量共存;H+与 OH-生成水不能大量共存。2、发生氧化还原反应:氧化性离子(如 Fe3+、NO、ClO-、M
16、nO (H+)等)与还原性离子(如 S2-、I-、Fe2+、SO 等)不能大量共存。3、离子间发生水解相互促进不能共存:弱酸对应的阴离子和弱碱对应的阳离子相互促进双水解进行到底。如Al3+、Fe3+、NH 与 CO、HCO、S2-、HS-、AlO 等。4、络合反应:如 Fe3+和 SCN-。【思维建模】离子共存问题分析模式【典型例题 3】 【2018 届苏锡常镇四市三模】工业上用盐酸酸化的 FeCl3 溶液腐蚀铜制线路板,分别取腐蚀后的滤液并向其中加入下列指定物质,反应后的溶液中主要存在的-组离子正确的是 ( )A加入过量 CuO:Fe3+、H+、Cu2+、Cl-B加入过量 NaOH 溶液:
17、Na+、Fe2+、 OH-、Cl-C通入过量 Cl2: Fe3+、H+、Cu2+、Cl-D通入过量 SO2: Fe3+、H+、Cu2+、SO42-、Cl-【答案】C【点评】掌握相关离子的性质是解答的关键,另外解决离子共存问题时还应该10 / 28注意题目所隐含的条件,题目所隐含的条件一般有:(1)溶液的酸碱性,据此来判断溶液中是否有大量的 H+或 OH-;(2)溶液的颜色,如无色时可排除 Cu2+、 Fe2+、Fe3+、MnO4-等有色离子的存在;(3)溶液的具体反应条件,如“氧化还原反应” 、 “加入铝粉产生氢气” ;(4)是“可能”共存,还是“一定”共存等。【迁移训练 3】 【2018 届
18、市三模】常温下,下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是 ( )A使酚酞显红色的溶液中:Na+、 Al3+、SO42-、Cl-B=11012 的溶液中:NH4+、Na+、CO32-、SiO32-Cc(Fe2+)=1 molL-1 的溶液中:Mg2+、H+、MnO4-、SO42-D无色透明溶液中:K+、Ca2+、Cl-、HCO3-【答案】D 【解析】使酚酞显红色的溶液呈碱性,Al3+与 OH-发生反应不能共存,A 错误;根据 c(H+)c(OH-)=10-14,=11012,可以得到 c(H+)=0.1mol/L,溶液显酸性,CO32-、SiO32-都能与 H+反应,不能共存,B 错误;Fe2
19、+具有还原性,MnO4-在酸性条件下能氧化 Fe2+,所以 H+、MnO4-、Fe2+三者之间不能共存,C 错误;无色透明溶液中:K+、Ca2+、Cl-、HCO3-四种离子相互间不反应,能大量共存,D 正确;正确选项 D。四、离子检验与推断(一)离子检验1、常见物质的检验(包括鉴别、鉴定、推断)11 / 28鉴别利用不同物质的性质差异,通过实验,将它们区别开来鉴定根据物质的特性,通过实验,检验出该物质的成分,确定它是否是这种物质,如鉴定 NH4Cl,既要检验出 NH,又要检验出 Cl 4类型推断根据已知实验及现象,分析判断,确定被检的是什么物质,并指出可能存在什么,不可能存在什么方法若是固体,
20、一般应先用蒸馏水溶解若同时检验多种物质,应将试管编号要取少量溶液放在试管中进行实验,绝不能在原试剂瓶中进行检验叙述顺序应是:实验(操作)现象结论原理(写方程式)要求反应要有良好的选择性、反应速率要快,并且能够完全反应。反应要有明显的外部特征,如溶液颜色的改变、沉淀的生成或溶解、气体的产生等。要排除干扰物质的影响,如用 Ba2检验 SO的存在,要排除24CO、SO、PO等离子的干扰,如用 Ag检验 Cl、Br、I的存在,232334要排除 CO、PO等离子的干扰。反应要在适宜的酸度、碱度、浓度、2334温度下进行。2、常见的阳离子的检验根据离子检验时生成物所表现出的现象不同,可把检验离子的方法归
21、纳为三种类型:生成沉淀;生成气体;显现特殊颜色。常见阳离子试剂或方法实验现象紫色石蕊试液变红 H 活泼金属(如 Zn)或碳酸盐有无色无味气体产生Na焰色反应黄色火焰K焰色反应紫色火焰(透过蓝色钴玻璃)Mg2NaOH 溶液白色沉淀,不溶于过量的碱Al3NaOH 溶液白色沉淀,溶于过量的强碱NaOH 溶液白色沉淀灰绿色红褐色 Fe2 先加 KSCN 溶液,再加氯水先无明显变化,再变血红色Fe3NaOH 溶液生成红褐色沉淀KSCN 溶液溶液呈红色Cu2NaOH 溶液蓝色沉淀,加热则沉淀变黑Ag含 Cl的溶液,稀硝酸白色沉淀,不溶于稀硝酸12 / 28稀氨水先生成白色沉淀,然后沉淀溶解Ba2稀硫酸或可
22、溶性的硫酸盐溶液白色沉淀3、常见阴离子的检验【规律总结规律总结】常见离子检验干扰问题常见离子检验干扰问题(1)向某溶液中加入 BaCl2 溶液后生成白色沉淀,再加入稀盐酸沉淀不消失,不能判断原溶液中一定存在 SO,若原溶液中存在 Ag,也有相同的现象。(2)向某溶液中加入 Ca(OH)2 溶液,有白色沉淀生成,不能判断原溶液中一定存在 CO,若原溶液中存在 SO、HSO、HCO 等,也有相同的现象。(3)向某溶液中滴入稀盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,不能判断原溶液中一定存在 CO,若原溶液中存在 HCO、SO、HSO 等,也有相同的现象。(4)向某溶液中滴入 BaCl2 溶液,产生白色
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