化学选择性必修1第4节 离子反应第1课时学案设计

这是一份化学选择性必修1第4节 离子反应第1课时学案设计，共11页。
第4节离子反应

第1课时　离子反应发生的条件及离子反应的应用


明课程标准
扣核心素养
1.通过实验事实认识离子反应及其发生的条件，了解常见离子的检验。
2.能用化学用语正确表示水溶液中的离子反应与平衡，能通过实验证明水溶液中存在的离子平衡，能举例说明离子反应与平衡在生产、生活中的应用。
3.能综合运用离子反应、化学平衡原理，分析和解决生产、生活中有关电解质溶液的实际问题。
1.变化观念与平衡思想：知道离子反应的实质和离子反应发生的条件，会判断离子反应能否发生。
2.证据推理与模型认知：会书写离子方程式，熟知离子反应的应用，建立离子检验与推断的思维模型。




某化学兴趣小组探究电解质在水溶液中反应的实质，设计如下实验步骤：

(1)利用有关仪器组装成如图所示的装置。
(2)在水槽中加入200 mL 0.2 mol·L－1的H2SO4溶液，同时将一个表面光滑的小球放入溶液中，小球悬浮于溶液中。
[问题探讨]
1．闭合开关K，向溶液中逐滴加入200 mL 0.2 mol·L－1的Ba(OH)2溶液有何现象？
提示：向溶液中加入Ba(OH)2溶液，发生反应：H2SO4＋Ba(OH)2===BaSO4↓＋2H2O，反应过程中溶质不断减少直到没有。小球不断下沉，检流计指针偏转角逐渐变小直到为零，溶液中有白色沉淀生成。
2．若将Ba(OH)2溶液改为Na2CO3溶液，试推测实验过程中检流计的变化有何不同？
提示：若改为Na2CO3溶液，则反应过程中Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑，n(H2SO4)＝n(Na2SO4)，只是随着溶液体积的增大，离子浓度在逐渐变小，变小幅度比滴加Ba(OH)2溶液幅度小，因此检流计指针偏转角缓慢变小，且不会减小到零。
3．电解质在水溶液中反应的实质是什么？
提示：其实质是离子之间的反应。

1．复分解反应型
(1)生成难溶物或微溶物的离子反应。
(2)生成弱电解质的离子反应
常见的与H＋结合的弱酸酸根离子有F－、ClO－、S2－、HS－、SO、HSO、PO、HPO、H2PO、CO、HCO、CH3COO－、[Al(OH)4]－、SiO等；
常见的与OH－结合的弱碱阳离子有NH、Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、Zn2＋、Cu2＋等。
(3)生成气体或挥发性物质的离子反应
如H＋与CO、SO、S2－、HS－、HSO、HCO等；OH－与NH。
2．氧化还原反应型
(1)MnO(H＋)与Cl－、Br－、I－、S2－、HS－、SO、HSO、Fe2＋等。
(2)NO(H＋)与Br－、I－、S2－、HS－、SO、HSO、Fe2＋等。
(3)ClO－与Br－、I－、S2－、HS－、SO、HSO、Fe2＋等。
(4)Fe3＋与I－、S2－、HS－、SO、HSO等。
3．相互促进水解型
(1)Al3＋与CO、HCO、S2－、HS－、SiO、[Al(OH)4]－、ClO－等。
(2)Fe3＋与CO、HCO、SiO、[Al(OH)4]－、ClO－等。
(3)Mg2＋与S2－、HS－、[Al(OH)4]－、SiO等。
(4)NH与[Al(OH)4]－、ClO－、SiO等。
4．络合反应型
如Fe3＋与SCN－生成Fe(SCN)3；Ag＋与NH3·H2O生成[Ag(NH3)2]＋。

1．某同学在实验室中进行如下实验：
编号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
实验



现象
没有明显变化，溶液仍为无色
有白色沉淀生成，溶液为蓝色
有无色气体放出
以下结论正确的是(　　)
A．Ⅰ中无明显变化，说明两溶液不反应
B．Ⅱ中的白色沉淀为CuCl2
C．Ⅲ中的离子方程式为2H＋＋Zn===Zn2＋＋H2↑
D．Ⅲ中发生的反应不是离子反应
解析：选C　Ⅰ中虽无明显现象，但发生了离子反应：H＋＋OH－===H2O，A错误；Ⅱ中发生的反应为Ba2＋＋SO===BaSO4↓，白色沉淀为BaSO4，B错误；Ⅲ中的反应是离子反应，离子方程式为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，C正确，D错误。
2．下列物质混合后不能发生离子反应的是(　　)
A．FeCl3溶液中加入KSCN溶液
B．稀硫酸与NaCl溶液
C．Cu粉投入到FeCl3溶液中
D．SO2通入氯水中
解析：选B　C、D为氧化还原反应，依据事实，可以发生离子反应；A中Fe3＋与SCN－反应生成Fe(SCN)3，Fe(SCN)3难电离，可以发生。B中不符合复分解反应发生的条件，故不可以发生反应。





1．物质的检验与含量的测定
(1)常见阳离子的检验
①常规检验法
Ⅰ.用NaOH溶液能检验出Cu2＋、Fe3＋、Fe2＋、Al3＋、NH。
Cu2＋
产生蓝色沉淀
Fe3＋
产生红褐色沉淀
Fe2＋
先产生白色沉淀，然后迅速变成灰绿色，最终变为红褐色
Al3＋
产生白色沉淀，继续加入NaOH溶液，白色沉淀又会溶解
NH
共热，生成使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体

Ⅱ.焰色试验：用焰色试验可检验出溶液中的K＋和Na＋。
K＋
火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃观察)
Na＋
火焰呈黄色

②特殊检验法
Fe3＋
加入KSCN溶液呈血红色
Fe2＋
加入KSCN溶液无明显现象，再滴加新制氯水后溶液呈血红色

(2)常见阴离子的检验
①利用酸碱指示剂检验

②利用盐酸和其他试剂检验
CO：加入BaCl2或CaCl2溶液后生成白色沉淀，再加稀盐酸沉淀溶解，并放出无色无味的气体。
SO：先加入足量稀盐酸，无沉淀生成，再加入BaCl2溶液，产生白色沉淀。
SO：加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，再加稀盐酸，放出无色有刺激性气味且能使品红溶液褪色的气体。
③利用AgNO3(HNO3酸化)溶液检验

④利用某些特征反应检验
I－：滴入淀粉溶液和氯水，溶液变蓝色。
(3)测定溶液中离子浓度的三种方法
①沉淀法(重量法)：一定体积含待测定离子的溶液得沉淀求得待测离子浓度。如溶液中SO可用Ba2＋将其转化为BaSO4沉淀，再称量沉淀的质量求得n(SO)。
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的溶液通过滴定来测定未知浓度离子的浓度。如溶液中MnO的浓度可用已知准确浓度的Fe2＋的溶液滴定的方法求得。
③中和滴定法：使已知标准浓度的酸(或碱)与未知浓度的碱(或酸)恰好反应，通过测恰好中和时消耗标准液的体积来计算未知溶液的浓度。如强酸中H＋浓度可以用已知准确浓度的强碱溶液滴定的方法获得。
2．物质的制备与纯化
(1)物质的制备
利用离子反应可制备常用物质，如制备酸、碱、盐、气体等。
①用可溶性铝盐与氨水反应制备Al(OH)3的离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。
②电解饱和食盐水制备烧碱和氯气的离子方程式为2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑。
(2)物质的纯化
通过离子反应把物质中的某些杂质以沉淀、气体的形式除掉而达到提纯物质的目的。
①制高纯度的氯化钠
除去粗盐中少量的SO、Mg2＋、Ca2＋，应依次加入的试剂为BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液、HCl溶液或NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、HCl溶液或BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液、HCl溶液。主要离子反应有Ba2＋＋SO===BaSO4↓，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，Ca2＋＋CO===CaCO3↓，Ba2＋＋CO===BaCO3↓等。
②除去污水中的重金属离子
用沉淀剂可以使污水中的重金属离子生成沉淀而除去，达到净水的目的。如Hg2＋的除去：Hg2＋＋S2－===HgS↓。
[名师点拨]　在进行物质的纯化时的注意事项
(1)根据杂质离子选择相应的沉淀剂；
(2)除杂时，所加试剂要过量；
(3)如果有多种杂质，则要确定添加试剂的顺序，保证后加的试剂能将前面过量的试剂和杂质除去；
(4)不能引入新的杂质。
3．生活中常见的离子反应
(1)胃酸与胃舒平
胃舒平的主要成分是Al(OH)3，而胃酸的主要成分是HCl，当胃酸过多时，可以服用胃舒平以达到中和胃酸的目的。离子方程式为Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。
(2)硬水的形成
自然界里含Ca2＋、Mg2＋较多的水称为硬水。有一种硬水(暂时硬水)是水中溶解的CO2与岩石中的CaCO3和MgCO3发生反应生成可溶性的碳酸氢盐而使Ca2＋、Mg2＋进入水中形成的。所发生的主要离子反应为CaCO3＋H2O＋CO2===Ca2＋＋2HCO，MgCO3＋H2O＋CO2===Mg2＋＋2HCO。
(3)硬水的软化
①加热法：加热可以使HCO分解，生成的CO与Mg2＋、Ca2＋结合成沉淀，起到软化硬水的作用。发生的离子反应为Ca2＋＋2HCOCaCO3↓＋H2O＋CO2↑，Mg2＋＋2HCOMgCO3↓＋H2O＋CO2↑。
②沉淀法：在硬水中加入Na2CO3等沉淀剂也可以降低Ca2＋、Mg2＋浓度，起到软化硬水的作用。发生的离子反应为Ca2＋＋CO===CaCO3↓，Mg2＋＋CO===MgCO3↓。
[名师点拨]
水垢形成过程中产生难溶物MgCO3与CaCO3，因MgCO3与H2O发生沉淀转化：MgCO3(s)＋H2OMg(OH)2(s)＋CO2↑，所以经长时间加热的水形成的水垢的成分是CaCO3和Mg(OH)2。

1．下列有关实验的操作、现象描述及相关结论均正确的是(　　)
A．取少量溶液，加几滴KSCN溶液，若有血红色沉淀产生，则溶液中含有Fe3＋
B．Na2SO4·10H2O失水时吸热，结晶时放热，因而该晶体可作为储热材料实现化学能与热能的相互转化
C．取少量溶液，滴加稀氢氧化钠溶液，然后将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若试纸不变蓝，则原溶液中无NH
D．取一小块金属钠，用滤纸吸干表面的煤油，放入烧杯中，再加一定量的水，观察现象
解析：选B　用KSCN溶液检验Fe3＋的现象是生成血红色溶液，而不是生成血红色沉淀，A项不正确。应加入浓NaOH溶液，且需要加热，C项不正确。观察钠与水反应现象的实验，应该将钠放入水中，D项不正确。
2．某溶液X呈无色，且仅可能含有Ba2＋、Na＋、NH、H＋、Cl－、I－、SO、SO八种离子中的几种(不考虑水的电离)，溶液中各离子浓度均为0.1 mol·L－1，向该溶液中滴加少量新制氯水，所得溶液仍为无色。下列关于溶液X的分析中不正确的是(　　)
A．肯定不含Cl－ B．肯定不含H＋
C．肯定不含NH D．肯定含有SO
解析：选C　某溶液X 呈无色，且仅可能含有Ba2＋、Na＋、NH、H＋、Cl－、I－、SO、SO八种离子中的几种(不考虑水的电离)，根据离子共存，Ba2＋与SO、SO不能同时存在，H＋与SO不能同时存在。向该溶液中滴加少量新制氯水，所得溶液仍为无色，说明氯水中的氯气发生了反应，说明溶液X中一定含有SO，则不存在Ba2＋和H＋，还说明溶液X中一定没有I－；溶液中各离子浓度均为0.1 mol·L－1，为了满足电荷守恒，必须含有Na＋、NH，由于没有其他阳离子存在，则一定没有Cl－和SO。根据上述分析，溶液中肯定不含Cl－，故A正确；根据上述分析，肯定不含H＋，故B正确；根据上述分析，肯定含NH，故C错误；根据上述分析，肯定含有SO，故D正确。
3．四个试剂瓶中分别盛有NaNO3溶液、Na2CO3溶液、Na2SO4溶液和NaCl溶液，就如何检验这四种溶液分别解答下列问题。
在四支试管中分别取四种溶液各1 mL，做下列实验。
(1)在四支试管中分别滴入________，出现________现象的是______，离子方程式是________________________________________________________________________。
(2)在剩余三支试管中分别滴入________，出现________现象的是________，离子方程式是________________________________________________________________________。
(3)在剩余两支试管中分别滴入________，出现________现象的是________，离子方程式是________________________________________________________________________。
三次实验中都没有明显现象的是____________。
解析：在四支试管中分别滴入HNO3溶液，有气体产生的原溶液是Na2CO3溶液，其离子方程式是CO＋2H＋===H2O＋CO2↑。在剩余三支试管中分别滴入Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀的原溶液是Na2SO4溶液。在剩余两支试管中分别滴入AgNO3溶液，产生白色沉淀的原溶液是NaCl溶液。三次实验中都没有明显现象的是NaNO3溶液。
答案：(1)稀HNO3　气泡(或有气体产生)　Na2CO3溶液　CO＋2H＋===H2O＋CO2↑
(2)Ba(NO3)2溶液　白色沉淀　Na2SO4溶液　Ba2＋＋SO===BaSO4↓
(3)AgNO3溶液　白色沉淀　NaCl溶液　Ag＋＋Cl－===AgCl↓　NaNO3溶液
[分级训练·课课过关]_________________________________________________________

1．能正确表示下列反应的离子方程式的是(　　)
A．碳酸氢铵溶液与足量的NaOH溶液混合后加热：NH＋OH－NH3↑＋H2O
B．向Fe(NO3)2稀溶液中加入盐酸：3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
C．铜片与浓HNO3：Cu＋NO＋4H＋===Cu2＋＋NO↑＋2H2O
D．氯化铵浓溶液与浓NaOH溶液混合后加热：NH＋OH－NH3·H2O
解析：选B　碳酸氢铵溶液与足量的NaOH溶液混合后加热生成碳酸钠、氨气和水，正确的离子方程式为NH＋HCO＋2OH－NH3↑＋2H2O＋CO，故A错误；在酸性条件下，硝酸根离子能氧化二价铁离子，发生氧化还原反应，所以向Fe(NO3)2稀溶液中加入盐酸，离子方程式为3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，故B正确；铜片与浓HNO3反应生成硝酸铜、二氧化氮气体和水，离子方程式为Cu＋2NO＋4H＋===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O，故C错误；氯化铵浓溶液与浓NaOH溶液混合后加热生成氨气，正确的离子方程式为OH－＋NHNH3↑＋H2O，故D错误。
2．下列离子方程式正确的是(　　)
A．NaHSO4溶液中加入Ba(OH)2溶液至沉淀完全：SO＋H＋＋Ba2＋＋OH－===BaSO4↓＋H2O
B．NaHCO3溶液中加入过量石灰水：2HCO＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋2H2O＋CO
C．Na[Al(OH)4]溶液中通入少量CO2：AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO
D．Na2CO3溶液与醋酸溶液混合：2H＋＋CO===CO2↑＋H2O
解析：选A　NaHSO4溶液中加入Ba(OH)2溶液至沉淀完全，NaHSO4为少量，按照少量物质的物质的量书写离子方程式：SO＋H＋＋Ba2＋＋OH－===BaSO4↓＋H2O，A项正确；NaHCO3溶液中加入过量石灰水生成CaCO3，离子方程式为HCO＋Ca2＋＋OH－===CaCO3↓＋H2O，B项错误；NaAlO2溶液中通入少量CO2，生成碳酸根离子，离子方程式为2[Al(OH)4]－＋CO2===2Al(OH)3↓＋CO＋H2O，C项错误；Na2CO3溶液与醋酸溶液混合，醋酸为弱电解质不能拆成离子形式，离子方程式为2CH3COOH＋CO===CO2↑＋H2O＋2CH3COO－，D项错误。
3．某无色溶液中加入过量盐酸有沉淀产生，过滤后向滤液中加入过量纯碱溶液有沉淀产生，下列溶液中符合此条件的是(　　)
①Ag＋、Fe3＋、NO　②Ag＋、Al3＋、NO　③Ag＋、Ba2＋、NO　④SiO、K＋、[Al(OH)4]－　⑤Ag＋、NH、NO　⑥SiO、K＋、Al3＋
A．各组均符合 B．②③④⑥
C．①②③④⑥ D．②③④
解析：选B　①组中Fe3＋为棕黄色，不符合要求；②③⑤与盐酸反应生成AgCl沉淀；④⑥则会生成H2SiO3沉淀；滤液中加入过量Na2CO3溶液后，②中产生Al(OH)3沉淀，③中生成BaCO3沉淀，④中[Al(OH)4]－加入过量盐酸后转变为Al3＋，Al3＋与CO反应生成 Al(OH)3 沉淀，⑤中离子与Na2CO3溶液不反应，⑥中生成Al(OH)3沉淀。所以满足要求的是②③④⑥。
4．下列物质提纯方案错误的是(　　)
选项
被提纯的物质
杂质
除杂试剂
除杂方法
A
CO(g)
CO2(g)
NaOH溶液、浓硫酸
洗气
B
NH4Cl(aq)
Fe3＋(aq)
NaOH溶液
过滤
C
Cl2(g)
HCl(g)
饱和食盐水、浓硫酸
洗气
D
Na2CO3(s)
NaHCO3(s)
———
灼烧

解析：选B　混合气体通过盛有NaOH溶液的洗气瓶时，CO2被吸收，再通过盛有浓硫酸的洗气瓶时可将上一步带出的水蒸气除去，得到纯净的CO，A项正确；NaOH溶液可与NH4Cl溶液发生反应：NaOH＋NH4Cl===NaCl＋NH3·H2O，B项错误；Cl2在饱和食盐水中的溶解度很小，而HCl在饱和食盐水中的溶解度很大，混合气体通过盛有饱和食盐水的洗气瓶时HCl气体被吸收，再通过盛有浓硫酸的洗气瓶时可除去上一步带出的水蒸气，C项正确；灼烧时，杂质NaHCO3发生反应：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，D项正确。
5．实验室制备Al(OH)3，选用的试剂为①NaOH溶液　②氨水　③AlCl3溶液　④Na2S溶液
(1)若将足量的NaOH溶液滴入AlCl3溶液中，开始产物为________，最终产物为________，离子反应方程式分别是____________________，________________________。
(2)若将足量的氨水滴入AlCl3溶液中，开始产物为________，最终产物为________，离子方程式为_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)向AlCl3溶液中滴入Na2S溶液，现象是________________，反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)由以上实验可知，制备Al(OH)3最好选用的试剂为__________________。
解析：(1)NaOH溶液与AlCl3溶液反应，生成的Al(OH)3沉淀又被NaOH溶液溶解生成Na[Al(OH)4]。(2)NH3·H2O与AlCl3反应生成的Al(OH)3沉淀不会被氨水溶解。(3)Al3＋与S2－在水溶液中，水解彻底，产物为Al(OH)3和H2S。
答案：(1)Al(OH)3　Na[Al(OH)4]
Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－
(2)Al(OH)3　Al(OH)3
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
(3)有白色沉淀和臭鸡蛋气味气体生成
2Al3＋＋3S2－＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H2S↑
(4)②和③(或氨水和AlCl3溶液)