人教版 (2019)必修 第一册第二节 离子反应第二课时导学案

第二课时　离子反应

1．通过实验事实认识离子反应，并掌握离子反应发生的条件，增强化学核心素养中的变化观念与平衡思想意识。

2．掌握离子方程式的书写方法及正误判断，初步掌握离子大量共存的判断方法，促进证据推理与模型认知化学核心素养的发展。

[实验]　探究BaCl2与Na2SO4溶液反应的实质

(1)实验一中，KCl的电离方程式：KCl===K＋＋Cl－，

Na2SO4的电离方程式：Na2SO4===2Na＋＋SO；

实验前两种溶液中存在的离子：K＋、Cl－、Na＋、SO；

实验后混合溶液中存在的离子：K＋、Cl－、Na＋、SO，因此溶液中的离子没有发生反应。

(2)实验二中，BaCl2的电离方程式：BaCl2===Ba2＋＋2Cl－，Na2SO4的电离方程式：Na2SO4===2Na＋＋SO；

实验前两种溶液中存在的离子：Ba2＋、Cl－、Na＋、SO；

实验后混合溶液中大量存在的离子：Na＋、Cl－。

上述实验过程可用如图表示：

(3)由上述实验得出的结论是BaCl2与Na2SO4溶液之间的反应，实质上是Ba2＋与SO之间的反应。

即电解质在溶液中的反应，实质上是离子之间的反应。

离子反应的含义和实质

1．下列实验中，能发生离子反应的是(　　)

A．氢气还原氧化铜

B．盐酸与K2SO4溶液混合

C．降低饱和KNO3溶液的温度

D．KOH溶液与CuSO4溶液混合

解析：选D　H2还原氧化铜不是离子反应；盐酸与K2SO4溶液不发生反应；降低饱和KNO3溶液的温度，析出晶体，不是化学变化；KOH溶液与CuSO4溶液反应生成Cu(OH)2沉淀是离子反应。

2．加入适量的稀硫酸，可使溶液中下列离子数目明显减小的是(　　)

A．Cl－ B．Na＋

C．NO D．Ba2＋

解析：选D　加入稀硫酸(H＋、SO)，只有Ba2＋和加入的SO反应生成BaSO4沉淀，使溶液中的Ba2＋数目明显减小。

1．概念

用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子叫作离子方程式。

2．离子方程式的书写步骤(以Na2SO4溶液与BaCl2溶液的反应为例)

[名师点拨]

(1)离子方程式书写的拆写原则

①拆成离子的物质：易溶、易电离的物质，如强酸、强碱、绝大部分可溶性盐。

②书写化学式的物质：a.单质；b.气体；c.氧化物；d.难溶性物质；e.难电离的物质；f.非电解质；g.浓硫酸。

③多元弱酸的酸式酸根离子不能拆写，如NaHCO3不能拆写成“Na＋＋H＋＋CO”，应写作“Na＋＋HCO”。

④微溶物[如Ca(OH)2]：a.作反应物时，澄清溶液中写成离子形式，悬浊液中写成化学式；b.作生成物时，写成化学式。

⑤有气体或沉淀生成的离子反应，要检查离子方程式中是否注明“↑”或“↓”。

(2)酸碱盐溶解性口诀

全溶钾、钠、铵、硝盐；氯化物中银沉淀；硫酸钡难、银钙微；碱中溶钡、钾、钠、铵；碳酸只溶钾、钠、铵；碳酸氢盐常溶完。

3．离子方程式的意义

上表中4个反应都是中和反应，虽然4个反应的化学方程式不同，但它们的离子方程式却是相同的。这表明：强酸与强碱发生中和反应的实质是强酸电离出来的H＋与强碱电离出来的OH－结合生成H2O。

可以看出，离子方程式不仅可以表示某个具体的化学反应，还可以表示同一类型的离子反应。

[问题探讨]

1．酸碱中和反应的离子方程式是否都可以写成H＋＋OH－===H2O?

提示：否；如H2SO4与Ba(OH)2反应的离子方程式为Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===

BaSO4↓＋2H2O。

2．H＋＋OH－===H2O仅表示酸碱中和反应吗？

提示：不一定；如NaHSO4与NaOH反应的离子方程式为H＋＋OH－===H2O。

[方法导引]

离子方程式的书写方法——直接书写法[以Ba(OH)2与稀H2SO4的反应为例]

(1)明确反应物在溶液中的主要存在形式及微粒间的数量关系，分别用离子符号或化学式表示反应物在水溶液中的主要存在形式。对于易溶于水且易电离的反应物(如强酸、强碱、可溶性盐)，根据其电离方程式明确溶液中存在的离子，写出它们的离子符号；对于其他反应物，则用它们的化学式来表示。

硫酸的电离方程式为H2SO4===2H＋＋SO，溶液中存在H＋和SO，两种离子的数目之比为2∶1；氢氧化钡的电离方程式为Ba(OH)2===Ba2＋＋2OH－，溶液中存在Ba2＋和OH－，两种离子的数目之比为1∶2。

(2)确定发生化学反应的微粒、产物及其数量关系，判断哪些微粒能够相互作用，使溶液中某种或某些离子的浓度改变。推测反应后的产物，用离子符号或化学式表达产物在水溶液中的存在形式，并标注发生反应的微粒间的数量关系。复分解反应中生成的难溶、难电离或具有挥发性的物质用化学式表示。

稀硫酸与Ba(OH)2溶液发生复分解反应：

H＋与OH－结合生成水、Ba2＋与SO结合生成硫酸钡沉淀，且反应生成的水的分子数是硫酸钡的2倍。

(3)写出离子方程式并配平

将相互作用的微粒的符号写在等号左边，把微粒之间作用结果的符号写在等号右边，并根据电荷守恒以及原子种类和数量守恒配平离子方程式。

稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式为2H＋＋2OH－＋Ba2＋＋SO===2H2O＋BaSO4↓。

1．下列离子方程式正确的是(　　)

A．MgSO4溶液与Ba(OH)2溶液反应：SO＋Ba2＋===BaSO4↓

B．NaHCO3溶液与稀盐酸反应：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O

C．Cu片插入AgNO3溶液中：Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag

D．澄清石灰水中加入盐酸：Ca(OH)2＋2H＋===Ca2＋＋2H2O

解析：选C　MgSO4溶液与Ba(OH)2溶液反应生成BaSO4和Mg(OH)2两种沉淀：Mg2＋＋SO＋2OH－＋Ba2＋===BaSO4↓＋Mg(OH)2↓，A项错误；NaHCO3溶液与稀盐酸反应：HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，B项错误；Cu片插入AgNO3溶液中发生置换反应：Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag，C项正确；澄清石灰水中加入盐酸：OH－＋H＋===H2O，D项错误。

2．离子方程式BaCO3＋2H＋===CO2↑＋H2O＋Ba2＋中的H＋能代表的物质是(　　)

①HCl　②H2SO4　③HNO3　④NaHSO4

⑤CH3COOH(醋酸)

A．①③ B．①④⑤

C．②④⑤ D．①⑤

解析：选A　由题给离子方程式知，相应的H＋对应的电解质一定是强酸或强酸的酸式盐，故排除⑤CH3COOH；另外，生成物中的Ba2＋不能与酸根离子反应生成沉淀，由于Ba2＋能与SO反应生成BaSO4白色沉淀，从而排除②H2SO4和④NaHSO4。

3．写出下列反应的离子方程式。

(1)将铁粉加入硫酸铜溶液中：

________________________________________________________________________。

(2)锌和稀硫酸反应：

________________________________________________________________________。

(3)将CO2通入足量澄清石灰水中：

________________________________________________________________________。

(4)向盐酸中滴加碳酸钠溶液：

________________________________________________________________________。

答案：(1)Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋

(2)Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑

(3)CO2＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋H2O

(4)CO＋2H＋===H2O＋CO2↑

[实验]　探究离子反应发生的条件

由上述实验可知，电解质在溶液中的反应实质上是离子之间的反应。离子反应使溶液中某些离子浓度减小。

[问题探讨]

除复分解反应外，水溶液中还能发生其他类型离子反应吗？试举例说明。

提示：能，如锌与稀H2SO4的反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，铁与CuSO4溶液的反应：Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋。

1．离子反应发生的条件

(1)复分解型离子反应

酸、碱、盐在水溶液中发生的复分解反应，实质上是两种电解质在溶液中相互交换离子的反应，只要满足复分解反应的三个条件之一，离子反应就能发生，可用下列图示表示：

(2)置换型离子反应

溶液中有离子参加的置换反应，如铁与稀硫酸反应的离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。

2．离子能否大量共存的判断方法

判断离子能否大量共存，实际上是看离子之间能否反应，若反应，则不共存；若不反应，则大量共存。

(1)离子不能大量共存的三种情况

(2)判断离子能否大量共存的“隐含条件”

①“无色透明”溶液中不能大量存在有色离子，如

②酸性溶液中不能大量存在与H＋反应的离子。

“酸性”溶液的不同描述：

a．酸性溶液；

b．pH<7的溶液；

c．使石蕊溶液变红色的溶液。

③碱性溶液中不能大量存在与OH－反应的离子。

“碱性”溶液的不同描述：

a．碱性溶液；

b．pH>7的溶液；

c．使石蕊溶液变蓝色的溶液。

1．下列物质间不能发生离子反应的是(　　)

A．NaCl溶液与AgNO3溶液

B．KNO3溶液与NaOH溶液

C．稀硫酸与BaCl2溶液

D．盐酸与Na2CO3溶液

解析：选B　A项，NaCl电离出的Cl－与AgNO3电离出的Ag＋反应生成AgCl沉淀；C项，硫酸电离出的SO与BaCl2电离出的Ba2＋反应生成BaSO4沉淀；D项，盐酸中的H＋与Na2CO3电离出的CO反应生成H2CO3，H2CO3分解生成CO2和H2O。

2．下列各组中的离子，能在溶液中大量共存的是(　　)

A．Mg2＋、H＋、Cl－、OH－

B．Na＋、Ba2＋、CO、NO

C．K＋、H＋、NO、HCO

D．K＋、Cu2＋、NO、SO

解析：选D　溶液中离子不能大量共存，即发生了离子反应。A项，H＋、Mg2＋均可与OH－发生反应；B项，Ba2＋可与CO反应生成沉淀；C项，H＋可与HCO反应生成气体。

3．在无色溶液中能大量共存的一组离子是(　　)

A．Cu2＋、SO、K＋、Cl－

B．Ag＋、Cl－、OH－、Na＋

C．NO、Cl－、Na＋、Ca2＋

D．NO、OH－、Mg2＋、Na＋

解析：选C　含Cu2＋的溶液呈蓝色，A错误；Ag＋与Cl－、OH－均反应生成沉淀，不能大量共存，B错误；NO、Cl－、Na＋、Ca2＋在溶液中不反应，且均为无色，可以大量共存，C正确；在溶液中OH－与Mg2＋结合生成氢氧化镁沉淀，不能大量共存，D错误。

[分级训练·课课过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1．下列反应中，属于离子反应的是(　　)

A．H2和O2反应生成水

B．锌片投入稀硫酸中

C．木炭在高温下与CO2反应生成CO

D．2KClO32KCl＋3O2↑

解析：选B　离子反应是有自由移动离子参加的反应。提供离子的是电解质，提供自由移动离子的是电解质的水溶液或熔融状态下的电解质，并且符合离子反应发生的条件。

2．下列各组离子，能在强酸溶液中大量共存，并且溶液呈无色透明的是(　　)

A．Mg2＋、Na＋、SO、Cl－

B．K＋、Na＋、HCO、NO

C．OH－、HCO、Ca2＋、Na＋

D．Cu2＋、NH、NO、Cl－

解析：选A　离子共存的实质是离子之间不发生反应。B项，HCO与H＋反应；C项，OH－、HCO均与H＋反应；D项，Cu2＋在溶液中显蓝色。

3．下列离子方程式的书写正确的是(　　)

A．铝与盐酸反应：Al＋6H＋===Al3＋＋3H2↑

B．少量CO2通入Ca(OH)2溶液中：

CO2＋2OH－===CO＋H2O

C．氢氧化钠溶液与盐酸反应：

NaOH＋H＋===H2O＋Na＋

D．碳酸钠溶液与氯化钙溶液混合：

CO＋Ca2＋===CaCO3↓

解析：选D　A项中电荷不守恒；B项中产物应为CaCO3沉淀；C项中NaOH是易溶于水的强碱，应写成离子形式。

4．能用离子方程式“Ba2＋＋SO===BaSO4↓”表示的化学反应是(　　)

A．Ba(OH)2＋H2SO4===BaSO4↓＋2H2O

B．BaCO3＋H2SO4===BaSO4＋H2O＋CO2↑

C．BaCl2＋H2SO4===BaSO4↓＋2HCl

D．Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑

解析：选C　A项中的离子方程式为Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O，错误；B项中的离子方程式为BaCO3＋2H＋＋SO===BaSO4＋H2O＋CO2↑，错误；C项中的离子方程式为Ba2＋＋SO===BaSO4↓，正确；D项中的离子方程式为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，错误。

5．用一种试剂除去下列物质中的杂质(括号内物质为杂质，所用试剂均足量)，写出所加的试剂及有关反应的离子方程式。

(1)FeSO4溶液(CuSO4)：试剂为________，离子方程式为________________________。

(2)Cu(Mg)：试剂为________，离子方程式为________________________。

(3)CO(CO2)：试剂为________，离子方程式为________________________。

解析：(1)Fe比Cu活泼，因此可向溶液中加入铁粉置换出铜，发生反应的离子方程式为Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋。(2)Mg是活泼金属，能与酸性溶液反应，而Cu是不活泼金属，不与酸性溶液反应，故试剂可选用稀盐酸(或稀硫酸)，发生反应的离子方程式为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑。(3)CO2能与氢氧化钠溶液反应而CO不能，故试剂可选用氢氧化钠溶液，发生反应的离子方程式为CO2＋2OH－===CO＋H2O。

答案：(1)铁粉　Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋

(2)稀盐酸(或稀硫酸)　Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑

(3)氢氧化钠溶液　CO2＋2OH－===CO＋H2O