高一化学离子反应知识精讲

发布 2021-05-20 07:49:28 阅读 8180

本讲主要内容】

离子反应。本节是中学化学重要的基本概念,主要内容是让同学们了解电解质和非电解质,强电解质和弱电解质的概念,理解离子反应和离子方程式的含义,理解离子反应发生的条件和离子方程式的书写方法,能根据离子反应的规律判断一些常见离子在同一溶液中能否共存、离子方程式是否正确等问题。

知识掌握】知识点精析】

前面,我们复习了化学反应的四大基本类型,并且学习了氧化还原反应,知道根据研究问题的角度不同,化学反应可有不同的分类方式。那么今天我们将继续学习另外一种重要的分类方法,将有离子参加的反应统称为离子反应,没有离子参加的反应叫做非离子反应。

下面,我们就来学习离子反应,见如下实验装置图:

通过实验我们会发现溶液导电性不同。用盐酸、氢氧化钠、氯化钠溶液进行实验时,灯泡明亮;醋酸、氨水做实验时灯泡较暗;而用酒精进行实验时灯泡不亮。在初中我们已经了解了溶液导电是靠自由移动的离子,于是我们把化合物在一定的条件下离解成自由移动离子的过程叫做电离,而根据化合物的电离的不同我们可将化合物分成电解质和非电解质。

我们把这种在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物叫做电解质,如:酸、碱、盐。

[讨论]下列物质中哪些是电解质?

cu、nacl固体、naoh固体、k2so4溶液、co2、蔗糖、nacl溶液、h2o、酒精。

[小结]应注意以下几点:

①电解质应是化合物。而cu则是单质,k2so4与nacl溶液都是混合物。

②电解质应是一定条件下本身电离而导电的化合物。而co2能导电是因co2与h2o反应生成了h2co3,h2co3能够电离而非co2本身电离。所以co2不是电解质。

③酸、碱、盐、水是电解质,蔗糖、酒精为非电解质。

通过上面的实验我们还发现,相同条件下,不同种类的酸、碱、盐溶液的导电能力也不相同。电解质溶液导电能力的大小决定于溶液中自由移动的离子的浓度和离子所带电荷数。而当溶液体积、浓度和离子所带的电荷数都相同的情况下,取决于溶液中自由移动离子数目,导电能力强的溶液里的自由移动的离子数目一定比导电能力弱的溶液里的自由移动的离子数目多。

显然,在ch3cooh、nh3h2o溶液中的自由移动离子数目较少。可见溶液中自由移动的离子多少跟电解质的电离程度有关。因此,我们把在水溶液中全部电离成离子的电解质叫做强电解质,而在水溶液中只一部分电离成离子的电解质叫做弱电解质。

为便于记忆,我将这些概念总结成如下**:

[讨论]baso4、caco3、agcl等难溶于水的盐是否属电解质?ch3cooh易溶,是否属强电解质?

[小结]baso4、caco3、agcl虽然难溶,但溶解的极少部分却是完全电离,所以它们为强电解质ch3cooh易溶于水,但它却不能完全电离,所以属弱电解质。因此,电解质的强弱跟其溶解度无必然联系,本质区别在于它们在水溶液中的电离程度。

[资料]强电解质和弱电解质的区别(以下数据是在20c测定)

表示电解质电离的化学方程式叫电离方程式:

hcl=h++cl-

h2so4=2h++so42-

nacl=na+ +cl-

ch3coohch3coo-+h+

[总结]通过前面的学习我们已经知道,电解质包括酸、碱、盐、活泼金属的氧化物和水等。这些物质在水溶液中或熔融状态可以电离出自由离子,在这种情况下发生的大多数反应有离子参加,请看下面实验:

演示实验:[实验分析]

第一支试管没有发生明显变化,为什么?因为生成物中无沉淀、气体、难电离物生成(不符合复分解反应的条件。)

第二支试管中溶液依然是蓝色,说明铜离子没有发生反应,只有硫酸根和钡离子发生了反应,推断:氯离子也没有反应。

第三只试管中溶液中的氯离子和银离子发生了反应,但是溶液依然是蓝色,说明铜离子依然没有发生反应。

[总结]第二支试管中cuso4溶液与bacl2溶液反应的实质是ba2+与so42-离子之间的反应;可表示成:

ba2++so42-=baso4↓

第三只试管中氯离子和银离子发生了反应可表示成:

ag++cl—=agcl↓

于是我们定义在溶液中(或熔化状态下)有离子参加或生成的反应叫离子反应,用实际参加反应的离子来表示的反应叫离子方程式。下面我们就介绍一下离子方程式书写的方法和意义:

一。 离子方程式书写的方法:(初学者可采用下列步骤书写离子方程式)

1. 正确写出反应的化学方程式;

2. 将易溶于水且全部电离的物质(强酸、强碱、可溶性盐)拆成离子形式,其它物质仍用化学式表示;

3. 删去方程式两边未参加反应的离子;

4. 检查离子方程式两边各元素的原子个数和电荷数是否相等。

以上四个步骤可简要地概括为“写”、“拆”、“删”、“检”四个字.

例1:2naoh+h2so4→na2so4+2h2o写。

2na++2oh- 2h++so42- 2na+ +so42拆。

2oh-+2h+→2h2o删。

oh-+h+→h2o查。

关键是拆,对象强酸、强碱、可溶性盐。

例2:写出碳酸钙与盐酸反应的离子方程式。

①“写”:

②“拆”:

③“删”:

④“查”:检查方程式两边各元素、原子个数和电荷数是否守恒。

[练习]写出下列反应的离子方程式:

***气体通入氢氧化钠溶液中 h+ +oh- →h2o

硫化氢气体通入氢氧化钠溶液中 h2s + 2ohˉ →s2ˉ +2h2o

稀硫酸与氢氧化铜反应2h+ +cu(oh)2 → cu2+ +2h2o

稀硫酸与氢氧化钡溶液反应 2h+ +so42- +2oh- +ba2+ →baso4 ↓+2h2o

二。 离子方程式的分类及代表的意义。

根据离子反应发生的原理,可分为复分解反应和氧化还原反应等类型.

复分解反应是否能发生,应根据第二讲提到的方法(酸碱、酸盐看强弱,盐碱、盐盐看溶解)进行判断。从生成物看,应有沉淀、气体或像水一样的难电离物类的离子方程式通常可表示某一类反应,例如:oh-+h+→h2o一般表示强酸强碱的中和反应。

氧化还原类型的离子方程式一般只代表某一个特定的反应,有些也可以表示某一类的反应。例如:cu2++fe=cu+fe2+代表可溶性铜盐和fe的置换反应;而mno2+ 4h++2cl-=mn2++cl2↑+2h2o则表示mno2和hcl(浓)的反应。

氧化还原类型的离子反应有时相当复杂,其意义也相应复杂化,在今后的学习中要不断的总结积累。

解题方法指导】

例1. 下列各组离子能在同一溶液中大量共存的是( )

a. ag+、k+、cl-、no3b. ba2+、cl-、h+、so42-

c. h+、co32-、cl-、nad. na+、oh-、ba2+、no3-

分析讲解:对于a组离子,ag+和cl-间能反应生成氯化银沉淀;对于b组,ba2+和so42-之间能反应生成硫酸钡沉淀;对于c组,h + 跟 co32-可反应生成弱电解质碳酸,碳酸又可分解生成二氧化碳气体;以上三组离子间都可发生复分解反应,因此不能大量共存。答案选d。

例2. 能正确表示下列化学变化的离子方程式是( )

a. 碳酸钙与盐酸反应 co32-+2h+ =co2↑+ h2o

b. 金属铁放入稀盐酸中 fe+2h+=fe2+ +h2↑

c. 氯化亚铁溶液中通入氯气 fe2+ +cl2=fe3+ +2cl-

d. 二氧化锰与浓盐酸反应 mno2 + 4hcl = mn2+ +2cl- +cl2↑+2h2o

分析讲解:a中碳酸钙不溶于水所以不能拆;c中电荷不守恒即使原子守恒也是错的;d中盐酸为强酸所以应该拆成离子形式。所以b正确。

例3. 有一含四种阴离子的水溶液,用它进行如下实验:(a)向溶液中加入稀h2so4,有无色气体产生;(b)将生成的无色气体通入澄清石灰水,有白色沉淀生成,通入过量co2气体,白色沉淀消失,溶液呈无色,再加入澄清石灰水,又产生白色沉淀;(c)将实验(a)产生的无色气体通入cuso4溶液中,有黑色沉淀产生;(d)若将实验(a)产生的无色气体通入酸性高锰酸钾溶液中,则紫色褪去并产生淡黄色浑浊物;(e)在实验(a)反应后的溶液中加入agno3溶液,有浅黄色沉淀产生;分离出沉淀后再加过量氨水,沉淀部分溶解,剩下黄色沉淀;过滤,在滤液中加入hno3溶液,则有白色沉淀生成。

根据上述现象,推断溶液中含有哪些阴离子?

分析讲解:由(a)产生的“无色气体”(不能理解为某种气体,可能是混合气体)可推知,四种阴离子中可能含有co32-、so32-、s2-等。由(c)、(d)可确定含有s2-。

由(b)可以确定含有co32-,而不含so32-,因h2so3比h2co3酸性强,caso3沉淀在co2的水溶液中不能转化为可溶的ca(hso3)2。由(e)中的黄色沉淀可推知,原溶液中可能含有i-,由加过量氨水沉淀不溶解,可断定含有i-,根据“白色沉淀”可断定溶液中肯定有cl-,而没有br-。综合起来可得溶液中含有s2-、co32-、i-、cl-。

考点突破】考点指要】

离子反应是高中化学重要的基本概念,离子方程式书写正误的判断、离子共存的问题是高考题中常见的题型。考察的内容为中学化学教材的基本反应,错误原因大都是对化学式拆分处理不当,电荷未配平、产物不合理等,另外它还可和实验设计及物质推断一起综合考察。05年分数占到15% 。

典型例题分析】

例1. (02年全国高考题)

下列反应的离子方程式正确的是( )

a. 次氯酸钙溶液中通入过量co2

ca2++2clo-+co2+h2o=caco3↓+2hclo

b. 硫酸亚铁溶液中加过氧化氢溶液。

fe2++2h2o2+4h+=fe3++4h2o

c. 用氨水吸收少量二氧化硫。

nh3·h2o+so2=nh4+ +hso3—

d. 硝酸铁溶液中加过量氨水。

fe3++3nh3·h2o=fe(oh)3↓+3nh4+

解析:该题考察能否按题意正确写出生成物,所以a中过量co2,c中少量二氧化硫这些条件判断错误,所以a、c均错;b中电荷不守恒故只有d正确。

例2. (01年上海)

某河道两旁有甲乙两厂,它们排放的工业废水中,共含k+、ag+、fe3+、cl-、oh-、no3-六种离子。甲厂的废水明显呈碱性,故甲厂废水中所含的三种离子是___1乙厂的废水中含有另外三种离子。如果加一定量___2)__选填:

活性炭、硫酸亚铁铁粉),可以**其中的金属__(3)__填写金属元素符号)。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___4填写离子符号)转化为沉淀,经过滤后的废水主要含__(5)__可用来浇灌农田。

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