高二化学教案-知识讲解_离子反应的应用(提高).doc

《高二化学教案-知识讲解_离子反应的应用(提高).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高二化学教案-知识讲解_离子反应的应用(提高).doc（8页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、离子反应的应用编稿：宋杰 审稿:张灿丽【学习目标】1、能列举出离子反应的应用实例，体会离子反应在生产、生活以及科学研究领域的重要应用价值；2、知道酸碱中和反应的实质是离子反应，利用酸碱中和反应原理通过滴定的方法可以测定强酸、强碱的浓度；3、了解酸碱中和滴定的原理，学会利用中和滴定法测定强酸、强碱的浓度。【要点梳理】要点一、离子的检验 常见阴离子的检验方法离子检验试剂实验现象化学方程式或离子方程式ClAgNO3溶液，稀HNO3生成白色沉淀，此沉淀不溶于稀HNO3Ag+Cl=AgClBrAgNO3溶液，稀HNO3生成淡黄色沉淀，此沉淀不溶于稀HNO3Ag+Br=AgBrI（1）AgNO3溶液，稀H

2、NO3生成黄色沉淀，此沉淀不溶于稀HNO3Ag+I=AgI（2）淀粉溶液，氯水溶液变蓝色Cl2+2I=2Cl+I2（I2遇淀粉变蓝）SO42稀盐酸，BaCl2溶液生成白色沉淀，此白色沉淀不溶于盐酸Ba2+SO42=BaSO4SO32BaCl2溶液，盐酸生成白色沉淀，此沉淀溶于盐酸，放出有刺激性气味的气体Ba2+SO32=BaSO3BaSO3+2H+=Ba2+H2O+SO2NO3试液浓缩后加浓H2SO4和铜片，加热有红棕色气体放出Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2H2O+2NO2PO43AgNO3溶液，稀HNO3生成黄色沉淀，此沉淀溶于稀HNO33Ag+PO43=Ag3PO4Ag3PO4

3、+3H+=3Ag+H3PO4CO32（1）BaCl2溶液，稀HNO3生成白色沉淀，此沉淀溶于稀HNO3，放出无色无刺激性气味的气体Ba2+CO32=BaCO3BaCO3+2H+=Ba2+H2O+CO2（2）盐酸，石灰水加入盐酸，放出无色、无味、使石灰水变浑浊的气体CO32+2H+=H2O+CO2Ca2+2OH+CO2=CaCO3+H2OHCO3BaCl2溶液，稀HNO3，石灰水不产生白色沉淀，放出无色、无味、使石灰水变浑浊的气体HCO3+H+=H2O+CO2Ca2+2OH+CO2=CaCO3+H2O常见阳离子的检验方法离子检验试剂实验现象化学方程式K+进行焰色反应实验火焰呈浅紫色（透过蓝色钴玻

4、璃观察）Na+进行焰色反应实验火焰呈黄色Al3+NaOH溶液先产生白色沉淀后沉淀溶解Al3+3OH=Al(OH)3Al(OH)3+OH=Al(OH)4Ba2+硫酸或硫酸盐溶液，稀HNO3产生不溶于稀HNO3的白色沉淀Ba2+SO42=BaSO4Fe3+（水溶液呈黄色）（1）KSCN溶液试液变红色Fe3+3SCN=Fe(SCN)3（2）NaOH溶液生成红褐色沉淀Fe3+3OH=Fe(OH)3Fe2+（水溶液呈浅绿色）NaOH溶液生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变成红褐色Fe2+2OH=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3H+紫色石蕊试液石蕊试液变红Cu2+（水溶液呈

5、蓝色）NaOH溶液生成蓝色沉淀Cu2+2OH=Cu(OH)2Ag+盐酸或氯化物溶液和稀HNO3生成不溶于稀HNO3的白色沉淀Ag+Cl=AgClNH4+NaOH溶液、加热产生刺激性气味气体，该气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝NH4+OHNH3+H2O要点二、测定溶液中离子的浓度 1沉淀法。一定体积含待测定离子的溶液沉淀计算所测离子的浓度。2氧化还原滴定法。利用氧化还原反应原理，用已知准确浓度的离子通过滴定法来测定未知浓度的离子的浓度。如：溶液中MnO4的浓度可以用已知准确浓度的Fe2+溶液滴定的方法获得。3中和滴定法。（1）原理用已知浓度的酸（或碱）与未知浓度的碱（或酸）恰好完全反应，测出恰好中和

6、时二者的体积，由c (H+)V (H+)=c (OH)V (OH)即可计算出未知溶液的浓度。（2）主要仪器 酸式滴定管（不能盛放碱性溶液） 碱式滴定管（不能盛放酸性溶液、强氧化性溶液及有机溶剂） 锥形瓶、铁架台、滴定管夹等 （3）操作 以用已知浓度的盐酸（0.1000 molL1）滴定25.00 mL未知浓度的NaOH溶液，测定NaOH的物质的量浓度为例。图示如下。 a检查滴定管是否漏水。 b洗涤：用蒸馏水将滴定管、锥形瓶洗涤干净。 c润洗：用标准盐酸润洗酸式滴定管23次，用待测NaOH溶液润洗碱式滴定管23次。 d装液调整：酸式滴定管装盐酸标准液，碱式滴定管装NaOH待测液，至“0”刻度上方

7、23 cm处。 e调节活塞（碱式滴定管挤压玻璃球），赶走气泡使滴定管尖嘴部分充满溶液，并使液面处于“0”刻度（或“0”刻度以下某一刻度处），记录刻度（保留两位小数）。 f滴定：用碱式滴定管（或移液管）取一定体积的待测液于锥形瓶中，滴入23滴酚酞。用左手控制活塞，右手不断旋转振荡锥形瓶，眼睛注视锥形瓶内溶液颜色，当滴入一滴盐酸溶液变至无色且半分钟内不再恢复红色，记下刻度。 g计算：重复滴定23次，取其平均值按下式计算：。 4物质的制备与纯化。 （1）物质的制备 离子反应可用于制备一些酸、碱、盐、气体等，如制备Ca(OH)2、FeSO4、CO2、SO2的反应原理如下： Ca2+2OH=Ca(OH)

8、2 Fe+2H+=Fe2+H2 CaCO3+2H+=Ca2+H2O+CO2 SO32+2H+=SO2+H2O （2）物质的纯化NaCl的精制粗盐中的主要成分是NaCl，此外还会有泥沙、Ca2+、Mg2+、SO42等杂质，其纯化的过程如下。 粗盐水 盐水 精制食盐水 精制食盐 涉及到的离子方程式： Ba2+SO42=BaSO4 Mg2+2OH=Mg(OH)2 Ca2+CO32=CaCO3 Ba2+CO32=BaCO3 OH+H+=H2O CO32+2H+=H2O+CO2 5生活中的离子反应。 在生活中，离子反应随处可见。 （1）治胃酸过多，服用胃舒平成分A1(OH)3，其反应的离子方程式为Al(

9、OH)3+3H+=Al3+3H2O。 （2）硬水的形成与软化 硬水的形成 硬水是由于水中的二氧化碳与岩石中的碳酸钙和碳酸镁发生反应，生成可溶性碳酸氢盐而使Ca2+、Mg2+进入水中： CaCO3+CO2+H2O=Ca2+2HCO3 MgCO3+CO2+H2O=Mg2+2HCO3 硬水的软化 加热法：加热可以使HCO3分解成CO32、与Ca2+、Mg2+结合或沉淀。 Ca2+2HCO3CaCO3+CO2+H2O Mg2+2HCO3MgCO3+CO2+H2O 沉淀法：在硬水中加入Na2CO3等沉淀剂，使Mg2+、Ca2+转化为沉淀而除去。 Ca2+CO32=CaCO3 Mg2+2OH=Mg(OH)

10、2要点三、离子检验中误区警示 1检验某溶液中同时含有Cl和SO42，应先加入过量Ba(NO3)2溶液和稀HNO3，检验出SO42，过滤除去不溶物，再加入AgNO3溶液和稀HNO3检验Cl-，因为Ag2SO4也微溶于酸，对Cl的检验产生干扰。 2为了鉴定某盐中含SO32或CO32，可以直接加酸（非氧化性酸，如盐酸），根据放出气体的气味及与石灰水作用的现象等，判定气体是CO2或SO2，进而确定物质中含CO32或SO32。若加硝酸，因它的氧化性和SO32的还原性，它们之间因发生氧化还原反应有时会干扰检验，故最好使用盐酸，不用硝酸。 3灵活运用阴离子检验的知识，有时可以解决某些阳离子的鉴别问题。例如，

11、在一定条件下，可考虑用卤离子（如Cl）检出Ag+，用SO42检出Ba2+。 4使用AgNO3溶液和稀HNO3检验PO43时，若被检验的溶液本身酸性较强，在加AgNO3溶液之前，应加少量碱溶液（NaOH），再加入AgNO3溶液，否则，不能析出黄色沉淀。【典型例题】类型一、离子的检验例1（2014 浙江十二校联考）某无色透明溶液中，可能含有以下离子中的若干种：K+、Mg2+、Al3+、Fe2+、Ba2+、NO3、SO42、CO32、I和Cl，取该溶液进行如下实验： 将溶液滴在pH试纸上，呈红色。 将少许溶液浓缩后加入铜片和硫酸，有无色气体产生，通入空气则立即变成红棕色。 取少许溶液滴入BaCl2溶

12、液，则产生白色沉淀。 取实验中的澄清溶液，滴入AgNO3溶液，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀。 另取少许溶液，滴入NaOH溶液，有白色沉淀生成，当NaOH过量时，又有部分白色沉淀溶解。根据以上现象判断原溶液中（ ） A肯定不存在的离子是Ba2+、Fe2+、CO32、I B肯定存在的离子是Al3+、SO42、Cl、NO3、Mg2+ C不能作出判断的离子是K+ D以上判断都不正确【思路点拨】本题考查离子的检验，注意离子的特征反应。【答案】A 【解析】无色透明溶液中无Fe2+；说明溶液呈酸性，可判断无CO32；可以判断有NO3；结合，酸性溶液中NO3有强氧化性，可判断无还原性较强的I；中产生白色沉淀，说

13、明溶液中应该有SO42，进而推断溶液中无Ba2+；中滴入了BaCl2溶液，引入了Cl，中检验出的Cl不一定是原溶液中的；沉淀部分溶解，可确定有Al3+、Mg2+。综上所述，溶液中一定有。Mg2+、Al3+、NO3、SO42可能有K+、Cl，一定无Fe2+、Ba2+、CO32、I。A正确，B、C、D错误。【总结升华】做此类题的方法是对每一步都要做出相应的结论，确定一定含哪些离子，一定不含哪些离子，最后与题干现象无关的即为不能确认是否存在的离子。举一反三： 【变式1】某溶液中含有较大量的Cl、CO32、OH三种阴离子，如果只取一次该溶液就能够分别将3种阴离子依次检验出来，下列实验操作顺序正确的是（

14、 ） 滴加Mg(NO3)2溶液 过滤 滴加AgNO3溶液 滴加Ba(NO3)2溶液 A B C D 【答案】B【解析】先滴加Ba(NO3)2溶液，检验出CO32，并把CO32全部沉淀完全；滴加Mg(NO3)2溶液，检验出OH，并把OH沉淀完全；最后滴加AgNO3检验出Cl。【变式2】某钠盐溶液可能含有阴离子NO3、CO32、SO32、SO42、Cl、Br、I。为鉴定这些离子，分别取少量溶液进行以下实验： 测得混合液呈碱性。 加HCl后，生成无色无味气体。该气体能使饱和石灰水溶液变浑浊。 加CCl4，滴加少量氯水，振荡后，CCl4层未变色。 加BaCl2溶液产生白色沉淀，分离，在沉淀中加入足量盐

15、酸，沉淀不能完全溶解。 加HNO3酸化后，再加过量AgNO3，溶液中析出白色沉淀。 （1）分析上述5个实验，写出每一实验鉴定离子的结论与理由。 实验_； 实验_； 实验_； 实验_； 实验_。 （2）上述5个实验不能确定是否存在的离子是_。 【答案】（1）CO32和SO32可能存在，因它们水解呈碱性 CO32肯定存在，因产生的气体是CO2；SO32不存在，因为没有刺激气味的气体产生 Br、I不存在，因没有溴和碘的颜色出现 SO42存在，因BaSO4不溶于盐酸 Cl存在，因与Ag+形成白色沉淀（2）NO3 【解析】本题考查离子的鉴定。（1）联系题干中的各个现象，逐一分析含有的离子和没有的离子。实

16、验混合液呈碱性，则可能存在CO32和SO32，因为两者水解呈碱性；实验放出无色无味气体，说明只有CO32而无SO42；实验加入氯水和CCl4振荡后，CCl4层未变色，说明没有Br和I；实验生成的沉淀加入足量盐酸，沉淀不能完全溶解，说明还有SO42；实验证明有Cl。（2）根据（1）中结果推知唯一没有确定的离子是NO3。类型二、中和滴定 例2 某同学用中和滴定法测定某烧碱的纯度，实验过程如下： （1）配制待测液 称取4.1 g固体烧碱样品（杂质不与酸反应）配制成250 mL溶液，需要的主要仪器有_。 （2）滴定 用_量取10.00 mL待测液。 向锥形瓶中加入几滴酚酞，用0.2010 molL1标

17、准盐酸滴定待测烧碱溶液，边滴边摇动锥形瓶，眼睛注视_，直到_时停止滴定。 （3）数据处理实验次数编号盐酸溶液体积 V/mL氢氧化钠溶液体积 V/mL119.9010.00220.1010.00322.0010.00420.0010.00 根据上述各数据，选取合适的三组，计算待测烧碱溶液的浓度为_，烧碱的纯度为_。 （4）下列操作会导致实验结果偏低的是_（填序号）。 碱式滴定管用蒸馏水洗净后没有用待测液润洗 终点读数时俯视（滴定前读数准确） 锥形瓶用蒸馏水洗净后没有用待测液润洗 酸式滴定管尖端气泡没有排除，滴定后消失 酸式滴定管用蒸馏水洗净后没有用标准液润洗振荡时锥形瓶中液滴飞溅出来【思路点拨】

18、本题考查的是酸碱中和滴定，在分析误差时，注意根据计算公式，从根本上分析问题所在。【答案】（1）托盘天平、烧杯、玻璃棒、250 mL容量瓶、胶头滴管（有无量筒均可）（2）碱式滴定管 锥形瓶内颜色的变化 溶液中红色褪去（或红色变为无色），且半分钟内不复原 （3）0.4020 molL1 98.05 （4）【解析】本题考查酸碱中和滴定的仪器、实验操作步骤和误差分析等。（1）配制一定物质的量浓度的NaOH溶液，由于溶质是固体，需称量其质量，用到的仪器是托盘天平，溶解固体NaOH需用到的仪器是烧杯、玻璃棒，配制250 mL的溶液，需用到的仪器是250 mL的容量瓶，在定容时需用到的仪器是胶头滴管。（2）

19、考查中和滴定时仪器的使用和滴定终点的判断。（3）由于第三次测得的V（HCl）与其他三次测得的V（HCl）差距超过1 mL。所以第三次数据不合理，应舍去。 w (NaOH)=(0.4020 molL110.00 mL103 LmL140 gmol1)4.1 g100=98.05（4）依据，再根据V（HCl）的变化情况来确定c（NaOH）的变化情况。项中V（HCl）偏小，导致c（NaOH）偏低。项中V（HCl）不变，对滴定结果无影响。项中V（HCl）偏大，导致c（NaOH）偏高。 【总结升华】中和滴定误差判断的原则： 凡导致滴定液体积增大的因素都会使测定结果偏高。 凡导致滴定液体积减小的因素都会使

20、测定结果偏低。 凡导致被滴定液体积增大的因素都会使测定结果偏高，如用被滴定液润洗锥形瓶。 凡导致被滴定液体积减小的因素都会使测定结果偏低，如摇动锥形瓶时有液体溅出。举一反三：【变式1】(2015 天津一中)某学生用0.100 molL1的KOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸，其操作可分解为如下几步：A移取20.00 mL待测盐酸溶液注入洁净的锥形瓶，并加入23滴酚酞；B用标准溶液润洗滴定管23次；C把盛有标准溶液的碱式滴定管固定好，调节滴定管尖嘴使之充满溶液；D取标准KOH溶液注入碱式滴定管至0刻度以上2 cm3 cm；E调节液面至0或0以下刻度，记下读数；F把锥形瓶放在滴定管的下面，用标准KOH

21、溶液滴定至终点并记下滴定管液面的刻度。就此实验完成填空：(1)正确操作步骤的顺序是(用序号字母填写)_ 。(2)上述B步骤操作的目的是_。(3)上述A步骤操作之前，若先用待测溶液润洗锥形瓶，则滴定结果_(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。(4)判断到达滴定终点的实验现象是_。【答案】(1)BDCEAF(2)洗去附着在滴定管内壁上的水，防止将标准液稀释而带来误差(3)偏高(4)溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不褪色【解析】酸碱中和滴定的实验操作的第一步先检查滴定管是否漏液，然后润洗滴定管。(1)正确的操作顺序为：BDCEAF。(2)无论是盛放标准液还是待测液的滴定管都必须润洗，因为滴定管内壁上附

22、着的蒸馏水会对放入的溶液稀释而引起测定误差。(3)A步骤操作之前，若先用待测液润洗锥形瓶，将使锥形瓶内壁上附着待测液，导致待测液的实际体积大于20.00 mL，最终在滴定过程中消耗的标准液偏多，使测定结果偏高。(4)本实验中采用酚酞作指示剂，故当溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不褪色，即达到了滴定终点。【变式2】草酸能使酸性KMnO4溶液褪色，请配平下列离子方程式： H2C2O4+MnO4+H+=Mn2+CO2+H2O 将0.32 g高锰酸钾样品（杂质不参与反应）配制成25 mL溶液来滴定20.00 mL 0.05 molL1草酸溶液，消耗KMnO4溶液5.00 mL时恰好达到滴定终点。KMn

23、O4溶液应盛放在_（填“酸”或“碱”）式滴定管中，滴定到终点时，锥形瓶内的溶液颜色变化为_，该样品中KMnO4的质量分数为_。 【答案】5 2 6 2 10 8 酸 无色变为紫红色 98.75 【解析】以酸性KMnO4溶液滴定草酸溶液，边滴加边振荡，溶液保持无色，若加入一滴KMnO4溶液后溶液呈紫红色且半分钟内不褪色，则表明H2C2O4已被氧化完全（KMnO4溶液过量一滴）此即滴定终点。由关系式5H2C2O42MnO4得：，解得m=0.3160 g。 故。 【总结升华】KMnO4溶液有强氧化性，会腐蚀橡胶，应使用酸式滴定管而不能用碱式滴定管盛装。（多实验室用稀H2SO4酸化KMnO4溶液，而不

24、能用盐酸或稀HNO3，这是因为c（H+）较大时Cl有明显的还原性，NO3有强氧化性，会与MnO4发生氧化还原反应。类型三、物质的分离提纯 例3 某同学设计如下实验方案，以分离KCl和BaCl2两种固体混合物： 试回答下列问题： （1）B物质的化学式为_。 （2）该方案的明显失误是因某一步设计不当而使分离产物不纯，该步正确的方案应是_。 （3）若要测定原混合物中KCl和BaCl2的质量分数，除了要准确称量混合物的质量外，至少还要获得的数据是_的质量。 【答案】（1）BaCl2 （2）步骤应先在滤液中加过量盐酸，然后再蒸发结晶得固体C（3）沉淀A或固体B 【解析】（1）要分离KCl和BaCl2两种

25、固体混合物，据已设计的合成路线知，加入过量K2CO3使BaCl2完全转化成BaCO3沉淀。将沉淀洗涤，与盐酸反应后经蒸发干燥得到的固体B为BaCl2。（2）加入过量K2CO3溶液后所得的滤液中有KCl和K2CO3，直接加热蒸发结晶所得的固体c（氯化钾）中混有K2CO3，因此步骤应先在滤液中加过量盐酸与K2CO3反应，使之转化为KCl后，再蒸发结晶得到纯净的：KCl。（3）固体B（BaCl2）中的所有钡离子全部来源于原混合物，因此，只要测得固体B或沉淀A的质量，据“钡量”守恒可确定BaCl2的质量分数。 【总结升华】分离提纯物质与除杂质不一样，分离提纯时，为了保证将混合物分离，时常要将其中的一种

26、物质转化为另一种物质，使其转化为沉淀或难挥发性的物质等，最后还要使其复原为原物质。为保持其纯净，有时需要多次洗涤或多次蒸馏等操作。举一反三：【变式1】某无色透明溶液可能含有下列离子：K+、Al3+、Fe3+、Ba2+、NO3、SO42、HCO3、Cl，取该溶液分别进行如下实验： 用蓝色石蕊试纸检测该溶液，试纸显红色。 取溶液少许，加入铜片和稀硫酸共热，产生无色气体，该气体遇空气立即变为红棕色。 取溶液少许，加入氨水有白色沉淀生成，继续加入过量氨水，沉淀不消失。 取溶液少许，滴入氯化钡溶液产生白色沉淀。 取实验后的澄清溶液，滴入硝酸银溶液产生白色沉淀，再加入过量的稀硝酸，沉淀不消失。 请回答下列

27、问题： （1）在实验中，下图所示的操作中正确的是_（填字母）。 （2）根据上述实验判断原溶液中肯定存在的离子是_，肯定不存在的离子是_。 （3）写出两个实验的有关离子方程式：_。 _。 【答案】（1）B （2）Al3+、NO3、SO42、Fe3+、Ba2+、HCO3 （3）3Cu+8H+2NO3-=3Cu2+2NO+4H2O Al3+3NH3H2O=A1(OH)3+3NH4+ 【解析】（1）应用试纸检验溶液，应将试纸放在玻璃片上，然后用玻璃棒蘸取待测液，故应选B。（2）由溶液呈酸性，可排除HCO3的存在；由可得发生反应：3Cu+8H+2NO3-=3Cu2+2NO+4H2O，溶液中肯定含有NO3；由可得溶液发生反应：Al3+3NH3H2O=Al(OH)3+3NH4+，肯定含有Al3+，肯定不含有Fe3+；由可得溶液中肯定含有SO42，肯定不含有Ba2+；由不能确定原溶液中是否含有Cl。