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第09讲 电解质的电离 离子反应-【暑假自学课】2023年新高一化学暑假精品课(鲁科版2019必修第一册)(原卷版+解析版)
展开1.了解电解质的概念,区分强弱电解质,电解质的电离方程式书写
2.掌握离子反应的概念,能发生离子反应的条件,熟练书写离子方程式
3.熟练运用离子反应进行离子鉴定、除杂。
一、电解质的电离
1.电解质和非电解质
(1)电解质:在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物。如:酸、碱、盐、金属氧化物、水。
(2)非电解质:在水溶液里和熔融状态下均不能导电的化合物。如:蔗糖、乙醇、部分非金属氧化物等。
【归纳总结】①不是电解质的物质不一定是非电解质,如:单质和混合物既不是电解质也不是非电解质;
②电解质不一定导电,导电是有条件的,电解质只有在水溶液里或熔融状态下电离产生自由移动的离子才能导电,其他条件下不导电。如:CaCO3固态时不导电;
③能导电的物质不一定是电解质:a.Fe、Cu等金属在熔融状态下也能导电,但它们是单质,既不属于电解质,也不属于非电解质;b.稀盐酸能导电,但稀盐酸不是电解质,因为稀盐酸是混合物;c.CO2、SO2、NH3的水溶液能导电,但CO2、SO2、NH3不是电解质,H2CO3、H2SO3、NH3·H2O是电解质;
④电解质不一定易溶于水(如:硫酸钡等),易溶于水的化合物不一定是电解质(如:酒精等);
⑤电解质溶于水能导电,但熔融状态下不一定能导电(如:氯化氢等)。
2. 导电原因:具有自由移动的,带有电荷的粒子。如NaCl固体不导电,因为Na+和Cl-紧密排列,没有自用移动的离子,而NaCl水溶液能导电,是因为Na+和Cl-脱离NaCl固体表面进入水中,能够形成自由移动的水合钠离子和水合氯离子。
【归纳总结】
(1)一般来说,对于NaOH、KCl等可溶性的碱和盐,在水溶液和熔融状态都可以导电。
(2)有些难溶于水的电解质只在熔融状态下才能导电,难溶性的盐如BaSO4、金属氧化物如Fe2O3。
(3)像HCl、H2SO4等酸只能在水溶液才可以导电,但熔融状态下不导电。
(4)金属能够导电是因为金属中存在自由移动的电子,电子在外电场的作用下,定向移动形成电流而导电。
【拓展视野】强、弱电解质
(1)强电解质:在水溶液或熔融状态下能全部电离的电解质。包括以下几种:
强酸:HCl、H2SO4、HNO3、HClO4、HBr、HI(常考六大强酸);
强碱:KOH、NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2(四大强碱);
绝大多数盐:NaCl、Na2CO3、CaCO3、AgCl等;
金属氧化物:Na2O、CaO等。
弱电解质:在水溶液或熔融状态下部分电离的电解质。包括以下几种:
弱酸:CH3COOH、HClO、HF、HCN、HNO2、H2SO3、H2S、H2CO3、H2SiO3、H3PO4等;
弱碱:NH3·H2O、Mg(OH)2、Al(OH)3、Zn(OH)2、Fe(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2、AgOH等;
少数盐:(CH3COO)2Pb、Hg2Cl2等;
H2O
注意:①电解质强弱与物质溶解度无关,如AgCl虽难溶于水,但为强电解质。
②强电解质导电性不一定比弱电解质强。导电性强弱与离子浓度和离子所带电荷数有关。
二 电解质的电离与电离方程式
1. 电解质的电离
(1)电离:电解质在水溶液中或熔融状态下,离解成自由移动的离子的过程。
(2)电离条件:酸的电离条件是溶于水,盐、碱或氧化物的电离条件是溶于水或熔融。
2. 电离方程式的书写
电解质在水溶液中能够导电,是因为它们在溶液中发生了电离,产生了能够自由移动的离子,其过程常用电离方程式来表示。电离方程式是表示电解质电离过程的式子。
3.电离方程式 电解质的电离用电离方程式来表示。
(1)强电解质电离方程式:用连接。
NaClNa++Cl- KNO3K++NO3-
H2SO42H++SO42- NaOHNa++OH-
(2)弱电解质电离方程式:用 连接。
CH3COOH CH3COO- + H+
NH3·H2O NH4+ + OH-
H2CO3 H++ HCO3-
HCO3- H++ CO32-
多元弱酸分步电离,且第一步电离程度远大于第二步
Cu(OH)2 Cu2++2OH-
多元弱碱一步电离
(3)酸式盐的电离方程式
酸式盐均为强电解质,电离用连接。
①NaHSO4的电离。
NaHSO4 在水溶液能完全电离出H+和SO42-,在熔融状态下只能电离出Na+和 HSO4-。
在水溶液中:NaHSO4 Na++ H++ SO42-
在熔融状态下:NaHSO4(熔融) Na++ HSO4-
②NaHCO3的电离。
NaHCO3在水溶液和熔融状态下HCO3-不拆成离子,但HCO3-在水溶液中能继续电离,熔融状态下不能再继续电离。
在水溶液中:NaHCO3 Na++ HCO3-
HCO3- H++ CO32-
【书写原则】
(1)电离方程式左边书写化学式,右边书写离子符号。
(2)符合客观事实,不能随意书写离子符号,离子所带电荷数必须等于该元素或原子团在该化合物中的化合价。
(3)质量守恒,即电离方程式左右两侧元素的种类、原子或原子团的个数相等。
(4)电荷守恒,即电离方程式左右两侧的正负电荷数相等,溶液呈电中性。
4. 从电离角度认识酸、碱、盐
(1)酸--电离时产生的阳离子全部是H+的化合物,比如:HCl、H2SO4
(2)碱--电离时产生的阴离子全部是OH-的化合物,比如:NaOH、Ca(OH)2
(3)盐--电离时能产生金属阳离子或NH eq \\al(+,4)和酸根阴离子的化合物,比如:NaCl、Na2CO3、NH4HCO3
三、离子反应及离子方程式
1. 实验探究电解质在溶液中的反应
向0.01ml/LBa(OH)2溶液中滴入几滴酚酞溶液,然后向Ba(OH)2溶液中匀速逐滴加入0.2ml/LH2SO4溶液,注意观察溶液中现象和溶液电导率的变化。
实验现象及结论
【归纳总结】①电解质溶液间的反应实质是离子间的反应
②有离子参加的反应叫做离子反应
③离子反应的实质是某种或某些离子浓度的改变
④化学反应包括离子反应和非离子反应。
2.离子反应
(1)概念:电解质在溶液中的反应实质上是离子之间的反应,有离子参加的化学反应称为离子反应。
(2)本质:离子反应总是向着某种离子浓度减小的方向进行。
3. 离子反应方程式
(1)定义:用实际参加反应的离子符号来表示化学反应的式子。
(2)离子反应方程式的书写步骤:写、拆、删、查
书写步骤要求(以Ba(OH)2和H2SO4在溶液中反应为例):
①写:写出正确的化学反应方程式(必须根据实验事实)
Ba(OH)2+H2SO4===BaSO4↓+2H2O;
②拆:把易溶于水、易电离的物质(如强酸、强碱、可溶性盐)写成离子的形式
Ba2++2OH-+2H++SOeq \\al(2-,4)===BaSO4↓+2H2O;
③删:并将把不参加反应的离子从方程式两端等量删去,并将化学计量数化成最简整数比
Ba2++2OH-+2H++SO eq \\al(2-,4)===BaSO4↓+2H2O;
④查:检查方程式两边各元素的原子个数和电荷总数是否相等、反应条件、沉淀符号、气体符号等。
(3)离子方程式正误判断
①看反应产物是否符合事实,如铁与硫酸铜溶液反应:2Fe+3Cu2+=2Fe3++3Cu,Fe参加反应实际上生成的是Fe2+。
②看物质拆写是否正确,如醋酸与氢氧化钠溶液反应:H++OH-=H2O,CH3COOH不能拆为H+。
③看是否符合原子守恒和电荷守恒,如铝与氯化铜溶液反应:Al+Cu2+=Al3++Cu,电荷不守恒。
④看是否漏写离子反应,如硫酸铁与氢氧化钡溶液反应:SO42-+Ba2+=BaSO4↓,漏写了Fe3+与OH-的反应。
⑤看方程式整体的阴、阳离子配比是否正确,如硫酸与氢氧化钡溶液反应:H++SO42-+Ba2++OH-=BaSO4↓+H2O,实际上H+与SO42-是按2∶1参加反应,Ba2+与OH-是按1∶2参加反应。
(4)离子反应方程式的意义
离子方程式不仅可以表示某个具体的化学反应,还可以表示同类型的离子反应。
【温馨提示】(1)微溶物作为反应物,若是澄清溶液写离子符号,若是悬浊液写化学式。微溶物作为生成物,一般写化学式(标“↓”号)。如澄清石灰水中加盐酸的离子方程式为OH-+H+===H2O,石灰乳制漂白粉的离子方程式为Ca(OH)2+Cl2===Ca2++Cl-+ClO-+H2O;
(2)氨水作为反应物写NH3·H2O;作为生成物,若有加热条件或浓度很大,则写NH3(标“↑”号),若是稀溶液且不加热,则写NH3·H2O;
(3)未处于自由移动离子状态的反应不能写离子方程式,如铜和浓硫酸反应、氯化铵固体和氢氧化钙固体反应等;
(4)操作顺序或反应物相对量不同时,离子方程式可能不同。如Ca(OH)2溶液中通入少量CO2,离子方程式为Ca2++2OH-+CO2===CaCO3↓+H2O;Ca(OH)2溶液中通入过量CO2,离子方程式为OH-+CO2===HCOeq \\al(-,3);
(5)与“量”有关的复分解反应的离子方程式按“以少定多”的原则,把量少的物质设为1 ml,来确定其他物质的物质的量并初步确定化学计量数。如Ca(HCO3)2溶液中加入过量的NaOH溶液,先考虑中和2个HCOeq \\al(-,3)需2个OH-,则可写出:Ca2++2HCOeq \\al(-,3)+2OH-===CaCO3↓+COeq \\al(2-,3)+2H2O,若是加入少量的NaOH溶液,1个OH-需要一个HCOeq \\al(-,3),即反应为OH-+Ca2++HCOeq \\al(-,3)===CaCO3↓+H2O。
4.离子反应类型
(1)复分解离子反应发生的条件
有难溶物(沉淀)、挥发性物质(气体)、难电离的的物质(弱酸、弱碱、水)生成,三者具备其一即可。
①生成难溶的物质,如生成BaSO4、AgCl、CaCO3、Fe(OH)3、Cu(OH)2等沉淀。
②生成气体或易挥发性物质,如生成CO2、SO2、H2S等气体。
③生成难电离的物质,如生成H2O等。
(2)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2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+。
四、离子反应的应用
1.离子共存问题
发生复分解反应的离子不能大量共存;
①生成沉淀:例如Ag+与Cl-,Ba2+与SO42-不能共存;
②生成气体:例如CO32-、HCO3-、SO32-、HSO3-等一挥发的弱酸酸根不能与H+大量共存。
③生成难电离物质:如H+和OH-生成H2O,CH3COO-和H+生成CH3COOH等。
2.审题技巧
①注意判断离子共存的情况,“能、不能”,“一定、可能、一定不能”
②注意题干中提示的溶液酸碱性,酸性溶液应考虑H+的存在,碱性溶液应考虑OH-的存在
③注意题干中提示的溶液颜色,溶液无色时,有色离子不能存在
3. 隐含条件
(1)无色透明--不存在有色离子,如Cu2+(蓝色) 、Fe3+(棕黄色)、Fe2+(浅绿色)、MnO4-(紫红色)
(2)酸性溶液--①酸性溶液;②pH<7的溶液;③使石蕊溶液变红的溶液
(3)碱性溶液--①碱性溶液;②pH>7的溶液;③使石蕊溶液变蓝的溶液
(4)透明溶液--"透明"与溶液有无颜色无关,不能认为"有色"就不透明。只要溶液不形成混浊或沉淀,即为透明溶液。如:NaCl溶液、KOH溶液为无色透明溶液,CuSO4溶液、FeCl3溶液是有色透明溶液。
2.离子的检验与鉴别
常见溶液中的离子检验如下:
【H+】加入紫色石蕊溶液,现象是溶液变红测量PH,现象是PH<7;加入锌粒,现象是产生气泡
【OH-】加入紫色石蕊,现象是溶液变蓝;加入无色酚酞溶液,现象是溶液变红;测量PH,现象是PH>7(与CO32-进行鉴别时不能使用);加入可溶性铜(铁)盐,现象是有蓝色(红褐)色沉淀产生。
【Cl-】滴入硝酸银溶液和稀硝酸,现象:产生白色沉淀
【SO42-】滴入氯化钡溶液和稀硝酸,现象:产生白色沉淀;有CO32-存在时,先加稀盐酸,再加BaCl2,现象:产生先有气泡,后有白色沉淀的现象
【Ag+】滴入NaCl溶液和稀硝酸,现象:产生白色沉淀
【Ba2+】滴入Na2SO4溶液和稀硝酸,现象:产生白色沉淀
【CO32-】滴入稀盐酸,产生使澄清石灰水变浑浊的气体
【NH4+】加入氢氧化钠溶液,加热,产生使红色石蕊试纸变蓝的气体(或加入熟石灰,产生刺激性气味的气体)。
【Cu2+】溶液呈蓝色;加入NaOH溶液,产生蓝色沉淀。
【Fe3+】溶液呈黄色;加入NaOH溶液,产生红褐色沉淀。
3.治理污水
如一种污水中含有KCl,另一种污水中含有AgNO3,若将这两种污水按适当比例混合,则发生离子反应:Ag+ + Cl- ==AgCl↓,混合后的污水过滤后再排放,不但消除了水污染,还能回收AgCl。
考点一:电解质和非电解质
【例1】下列说法正确的是( )
A.液态HCl不导电,所以HCl是非电解质
B.CO2的水溶液导电,所以CO2是电解质
C.铜、石墨均导电,所以它们都是电解质
D.蔗糖在水溶液中和熔融时均不导电,所以蔗糖是非电解质
【答案】D
【解析】酸、碱、盐都是电解质,A项错误;非金属氧化物都是非电解质,CO2溶于水生成H2CO3,H2CO3是电解质,其电离产生了自由移动的离子,故能导电,B项错误;单质既不是电解质也不是非电解质,C项错误。
【易错点拨】(1)从物质分类角度:电解质和非电解质都是化合物,单质(如Cu、Fe)和混合物(如盐酸、食盐水)既不是电解质,也不是非电解质。
(2)从电离角度:电解质必须是自身能直接电离成自由移动离子的化合物,某些化合物如CO2溶于水可导电,但其本身不是电解质,与水反应生成的H2CO3才是电解质。
(3)从性质角度:电解质导电的条件是电解质溶于水或熔融状态下能自身电离的化合物,二者具备其一即可。与溶解度大小无关,如蔗糖溶于水,但是蔗糖是非电解质;难溶于水的盐,如BaSO4、AgCl在熔融状态下完全电离,在水中溶解的部分也能完全电离,是电解质。
考点二:电离方程式
【例2】下列物质在水中的电离方程式书写正确的是
A.MgCl2=Mg2++ClB.NaHCO3=Na++H++CO
C.H2CO3H++HCOD.Ba(OH)2=Ba2++2(OH)-
【答案】C
【分析】用化学式和离子符号表示电离过程的式子,称为电离方程式,表示物质溶解于水或熔融状态下电离成离子的化学方程式。
【解析】A.氯化镁完全电离出镁离子和氯离子:MgCl2=Mg2++2Cl-,A错误;
B.碳酸氢钠是弱酸的酸式盐,完全电离出钠离子和碳酸氢根离子:NaHCO3=Na++HCO,B错误;
C.碳酸是二元弱酸,部分电离,以第一步电离为主:H2CO3H++HCO,C正确;
D.氢氧化钡是二元强碱,完全电离出氢氧根离子和钡离子:Ba(OH)2=Ba2++2OH-,D错误;
考点三:离子方程式的正误判断
【例3】(2022年河北省张家口市期中)下列离子方程式书写正确的是
A.稀硫酸与铁丝制取氢气:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
B.向氢氧化铜悬浊液中加入稀硫酸:OH-+H+=H2O
C.碳酸钙与稀盐酸制备二氧化碳:CO32-+2H+=CO2↑+H2O
D.CuSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液:Cu2++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+Cu(OH)2↓
【答案】D
【解析】A项,Fe与稀硫酸反应生成的是Fe2+而不是Fe3+,错误;B项,Cu(OH)2是难溶物,不能拆为OH-,错误;C项,CaCO3难溶于水,不能拆为CO32-,错误;CuSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液反应时, Cu2+、SO42-、Ba2+、OH-四种离子均参加了反应,正确。
【归纳总结】离子方程式的书写步骤:“写→拆→删→查”。其关键是要将易溶于水、易电离的电解质写成离子的形式,单质、沉淀、气体,难电离的物质(如水、弱酸、弱碱)等写成化学式。
①醋酸(CH3COOH)、一水合氨(NH3·H2O)是难电离的电解质,不能拆成离子形式,在书写离子方程式时,要写成分子的形式。
②酸式酸根:多元弱酸的酸式酸根——不能拆写成离子形式,如HCO3-不能拆写成“H++COeq \\al(2-,3)”,应写作“HCOeq \\al(-,3)”;多元强酸的酸式酸根——可拆写成离子形式,如HSO4-拆成H+和SO42-。
③微溶物[如Ca(OH)2]:当作反应物时澄清溶液(表述为“澄清石灰水”、“饱和石灰水”、“Ca(OH)2溶液”)写成离子,悬浊液(表述为“石灰乳”、“石灰浆”)写成化学式;当作生成物时写成化学式。
考点四:离子共存
【例4】(2022年北京交通大学附属中学期中)在强酸性的无色溶液中,能够大量共存的离子组是
A.Cu2+、Cl-、Ba2+、Na+B.K+、CO32-、Na+、Cl-
C.K+、Ba2+、OH-、NO3-D.Mg2+、Na+、Cl-、SO42-
【答案】D
【解析】A项,铜离子在溶液中为淡蓝色,则无色溶液中不可能含有铜离子,错误;B项,在强酸性的无色溶液中,碳酸根离子与氢离子反应,不能大量共存,错误;C项,在强酸性的无色溶液中,氢氧根离子与氢离子反应,不能大量共存,错误;D项,在强酸性的无色溶液中,Mg2+、Na+、Cl-、SO42-四种离子不能发生任何反应,能大量共存,正确。
【归纳总结】解答离子共存问题的方法
一看是否有隐含限制条件,如溶液的碱性、酸性、颜色或有无特定离子、物质的存在等。
二看离子间能否反应,现阶段是离子间发生复分解反应——能生成沉淀、气体、难电离的物质(如H2O),以后学到间离子还可能发生氧化还原反应——如MnO4-与Fe2+,Fe2+与H+、NO3-。
1.(2022秋·广东广州·高一广州市第八十六中学校考期中)下列物质在水溶液中的电离方程式书写正确的是
A.B.
C.D.
【答案】A
【详解】A.碳酸氢钠是强电解质,完全电离外钠离子和碳酸氢根离子,电离方程式为:,故A正确;
B.难溶于水,在水中不能发生电离,故B错误;
C.是强电解质,在溶液中完全电离出镁离子和氯离子,电离方程式为:,故C错误;
D.NaHSO4是强酸的酸式盐,属强电解质,溶液中完全电离,电离出Na+、H+、SO离子,电离方程式为:NaHSO4=Na++H++SO,故D错误;
故选:A。
2.(2022秋·浙江温州·高一校联考期中)离子方程式H++OH-=H2O所表示的反应可以是
A.所有酸和碱之间的中和反应B.碳酸氢钠和氢氧化钠之间的反应
C.所有可溶性酸和可溶性碱的反应D.稀盐酸与氢氧化钡的反应
【答案】D
【详解】A.弱酸和弱碱不能写成离子,所以H++OH-=H2O不能表示所有酸和碱之间的中和反应,A不符合题意;
B.碳酸氢钠和氢氧化钠反应的离子方程式为HCO+OH-=H2O+CO,B不符合题意;
C.可溶性酸和可溶性碱还可能反应生成沉淀,例如硫酸和氢氧化钡的反应,不能用H++OH-=H2O表示,C不符合题意;
D.稀盐酸与氢氧化钡反应生成氯化钡和水,离子方程式为H++OH-=H2O,D符合题意;
综上所述答案为D。
3.(2022秋·湖南株洲·高一校考期中)下列四个图中,能比较准确地反映出Ba(OH)2溶液的导电能力和通入CO2气体量的关系的是(x轴表示CO2通入的量,y轴表示导电能力)
A.B.C.D.
【答案】D
【详解】Ba(OH)2溶液通入二氧化碳时发生反应Ba(OH)2+CO2=BaCO3↓+H2O,该过程中溶液中自由移动的离子的浓度逐渐减小,所以一开始导电能力逐渐下降,继续通入二氧化碳,发生反应CO2+H2O+BaCO3=Ba(HCO3)2,随着反应的进行,离子浓度逐渐增大,导电能力又逐渐增大;
综上所述答案为D。
4.(2023秋·广东深圳·高一深圳第三高中校考期末)下列反应既属于氧化还原反应,又属于离子反应的是
A.水滴石穿B.氢氧化铝治疗胃酸过多
C.金属钠放入水中D.燃料的燃烧
【答案】C
【详解】A.水滴石穿,碳酸钙、水和二氧化碳反应生成碳酸氢钙,在溶液中进行,有离子生成,属于离子反应,反应前后没有化合价变化,不是氧化还原反应,A错误;
B.氢氧化铝治疗胃酸过多,酸碱中和反应,在溶液中有离子参加反应,属于离子反应,反应前后没有化合价变化,不是氧化还原反应,B错误;
C.金属钠放入水中,生成氢氧化钠和氢气,在溶液中反应,有离子生成,属于离子反应,反应前后有化合价变化,属于氧化还原反应,C正确;
D.燃料的燃烧,反应过程中没有离子参与,不是离子反应,有氧气参加,属于氧化还原反应,D错误;
故答案为:C。
5.(2023春·浙江温州·高一乐清市知临中学校考期中)下列离子方程式书写正确的是
A.氢氧化钡的电离方程式:Ba(OH)2=Ba2++(OH)
B.Cl2通入冷的NaOH溶液:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
C.过氧化钠与水反应:2O+2H2O=4OH-+O2↑
D.石灰石与足量稀盐酸反应:CO+2H+=CO2↑+H2O
【答案】B
【详解】A.氢氧化钡为强电解质,完全电离,电离方程式:Ba(OH)2=Ba2++2OH-,故A错误;
B.Cl2通入冷的NaOH溶液中生成NaCl、NaClO和H2O,离子方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,故B正确;
C.过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,离子方程式为:2Na2O2+2H2O=4OH-+O2↑+4Na+,故C错误;
D.石灰石与足量稀盐酸反应生成二氧化碳和水,离子方程式为:CaCO3+2H+=CO2↑+H2O+Ca2+,故D错误;
故选B。
6.(2018秋·北京海淀·高一人大附中校考期中)下列说法正确的是
A.铜、石墨均导电,所以它们是电解质
B.NH3、CO2的水溶液均能导电,所以NH3、CO2均是电解质
C.蔗糖、酒精在液态或水溶液里均不导电,所以它们是非电解质
D.液态HCl、固态AgCl均不导电,所以HCl、AgCl是非电解质
【答案】C
【详解】A.电解质为在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物,铜、石墨都是单质,不属于电解质,故A错误;
B.在水溶液中或熔融状态下能自身电离出自由移动离子的化合物为电解质,而NH3、CO2的水溶液能导电和其本身无关,所以NH3、CO2均是非电解质,故B错误;
C.非电解质为在水溶液中和熔融状态下不能导电的化合物,蔗糖、酒精在液态或水溶液里均不导电,二者都是化合物,所以它们是非电解质,故C正确;
D.液体氯化氢在水溶液中能导电,氯化银熔融状态能导电,二者都是化合物,属于电解质,故D错误;
故选:C。
7.(2022秋·广东阳江·高一校联考期中)下列反应能用2H+ + CO = CO2↑ +H2O表示的是
A.盐酸与MgCO3溶液反应B.醋酸与Na2CO3溶液反应
C.HNO3溶液与NaHCO3溶液反应D.稀硫酸与(NH4)2CO3溶液反应
【答案】D
【详解】A.MgCO3为微溶物,MgCO3的非澄清溶液在离子方程式中不能拆分,因此不能用2H+ + CO = CO2↑ +H2O表示,故A项不选;
B.醋酸为弱酸,在离子方程式中不能拆分,因此不能用2H+ + CO = CO2↑ +H2O表示,故B项不选;
C.NaHCO3在水中电离出Na+和,与HNO3溶液中H+能发生复分解反应生成CO2和H2O,因此不能用2H+ + CO = CO2↑ +H2O表示,故C项不选;
D.(NH4)2CO3在水中电离出和,与稀硫酸中H+能发生复分解反应生成CO2和H2O,反应离子方程式为2H+ + CO = CO2↑ +H2O,故D项选;
综上所述,答案为D。
8.(2022秋·广东广州·高一广州市第二中学校考期中)下列叙述正确的是
A.凡是离子化合物,在离子方程式中都要以离子形式表示
B.电解质在溶液中的反应实质是离子之间的反应
C.酸碱中和反应的实质是与结合生成水,故酸碱中和反应都可以用表示
D.复分解反应必须具备离子反应发生的三个条件才能进行
【答案】B
【详解】A.只有可溶性盐在离子方程式中才可以写成离子形式,故A错误;
B.电解质溶于水后,电离成为自由移动的离子,因此,电解质在溶液中的反应一定与离子有关。电解质在溶液中的反应实质上是离子之间的反应,故B正确;
C.表示的是强酸和强碱反应且没有沉淀生成,如稀硫酸和氢氧化钡溶液的反应为,故B错误;
D.复分解反应只要具备①有弱电解质生成;②有气体生成;③有难溶盐生成;三个条件中的任何一个就可以发生,故D错误;
故选B。
9.(2022秋·广东广州·高一广州四十七中校考期中)下列实验或装置不能达到实验目的的是
A.AB.BC.CD.D
【答案】A
【详解】A.氯水具有漂白性,能使pH试纸褪色,无法测定氯水的pH,故A错误;
B.碳酸钠受热不分解,碳酸氢钠受热分解,外管温度高,内管温度低,则外管中装碳酸钠,内管中装碳酸氢钠,可用于比较碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性,故B正确;
C.NaCl溶液可以导电,可以证明NaCl是电解质,故C正确;
D.胶体有丁达尔效应而溶液没有,可以用丁达尔效应区分胶体和溶液,故D正确;
故选A。
10.(2023春·福建莆田·高一莆田一中校考期中)图a~c分别为氯化钠在不同状态下的导电实验(X、Y均表示石墨电极)微观图示。下列说法错误的是
A.图示中小黑球代表的是氯离子
B.图a中放入的是氯化钠固体,该条件下氯化钠不导电
C.图b和图c中发生的化学反应完全相同
D.图b能证明氯化钠属于离子化合物
【答案】C
【详解】A.氯离子的半径大于钠离子,可知小黑球代表氯离子,小白球代表钠离子,故A正确;
B.氯化钠在固体状态下,钠离子和氯离子均不能自由移动,不能导电,故B正确;
C.图b中只有氯离子和钠离子定向移动,可知为电解熔融的氯化钠的过程,图c中离子周围被水分子包围,可知为电解氯化钠溶液,而氯化钠溶液电解时阴极是氢离子放电,反应不同,故C错误;
D.图b能说明熔融状态下的氯化钠可以导电,则可知固体氯化钠中存在离子,离子之间存在离子键,属于离子化合物,故D正确;
故选C。
一、单选题
11.(2023秋·江苏盐城·高一盐城市第一中学校联考期末)在澄清透明的溶液中,能够大量共存的离子组是
A.Ba2+、H+、Cl-、SOB.HCO、Na+、H+、NO
C.Fe3+、SO、K+、OH-D.Cu2+ 、K+、SO、NO
【答案】D
【详解】A.H+和SO会发生反应生成SO2和H2O,不能大量共存,故A不选;
B.H+和HCO会发生反应生成CO2和H2O,不能大量共存,故B不选;
C.Fe3+和OH-会发生反应生成Fe(OH)3沉淀,不能大量共存,故C不选;
D.Cu2+ 、K+、SO、NO在溶液中互间不反应,可大量共存,故D选;
故选D。
12.(2023秋·云南·高一云南省昆明市第十二中学校联考期末)下列有关描述正确的是
A.能与水反应生成酸的氧化物一定是酸性氧化物
B.溶于水能导电的化合物一定是电解质
C.溶于水能电离出H+的物质一定是酸
D.做熔融的氯化钠导电实验时,半径较大的离子移向与电源正极相连的电极
【答案】D
【详解】A.和水反应生成硝酸和一氧化氮,但不是酸性氧化物,能与水反应生成酸的氧化物不一定是酸性氧化物,选项A错误;
B.二氧化碳溶于水能够使溶液导电,但二氧化碳是非电解质,选项B错误;
C.溶于水能电离出,但属于盐,选项C错误;
D.熔融的氯化钠中存在和,离子半径,做熔融的氯化钠导电实验时,移向与电源正极相连的电极,选项D正确;
答案选D。
13.(2022·浙江·高一期中)有些离子方程式能表示一类反应,有些离子方程式却只能表示一个反应。下列离子方程式中,只能表示一个化学反应的是
①
②
③
④
⑤
A.③④B.②③C.③⑤D.①④
【答案】B
【详解】①可以表示Na与可溶性铜盐发生的一类反应;
②只能表示SO3与水发生的反应;
③只能表示Ba(OH)2与CuSO4发生的反应;
④可以表示可溶性碳酸盐与强酸发生的一类反应;
⑤可以表示AgNO3与可溶性盐酸盐发生的一类反应;
综合以上分析,只有②③表示一个化学反应,故选B。
14.(2022秋·安徽马鞍山·高一马鞍山二中校考期中)下列反应的离子方程式可用H++OH-=H2O表示的是
A.NaOH溶液和稀醋酸的反应B.Ba(OH)2溶液和稀硫酸的反应
C.NaOH溶液和NaHSO4溶液的反应D.Mg(OH)2和稀硝酸溶液的反应
【答案】C
【详解】A.CH3COOH是弱酸,主要以电解质分子存在,应该写化学式,反应的离子方程式为:CH3COOH+OH-=CH3COO-+H2O,A不符合题意;
B.二者反应除产生H2O,还产生BaSO4沉淀,反应的离子方程式为:Ba2++2OH-+2H++=BaSO4↓+2H2O,B不符合题意;
C.反应符合事实,遵循物质的拆分原则,C符合题意;
D.Mg(OH)2难溶于水,主要以固体存在,应该写化学式,反应的离子方程式应该为:Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O,D不符合题意;
故合理选项是C。
15.(2022秋·广东珠海·高二珠海市斗门区第一中学校考期中)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.澄清透明的酸性溶液中:Fe3+、Cu2+、SCN-、SO
B.能使石蕊试液变红的溶液中:K+,NH、Cl-、NO
C.c(OH-)=0.01ml•L-1的溶液中:Na+、Al3+、Cl-、SO
D.c(OH-)=0.01ml•L-1的溶液中:H+、Mg2+、SO、NO
【答案】B
【详解】A.Fe3+、SCN-之间发生络合反应生成硫氰化铁,不能大量共存,A错误;
B.能使石蕊试液变红的溶液呈酸性,K+,NH、Cl-、NO之间不反应能大量共存,B正确;
C.c(OH-)=0.01ml•L-1的溶液呈碱性,Al3+和OH-之间发生反应,不能大量共存,C错误;
D.c(OH-)=0.01ml•L-1的溶液呈碱性,H+、Mg2+和OH-之间发生反应,不能大量共存,D错误;
故选B。
16.(2023春·江苏南京·高一南京师大附中校考期中)下列各组中的离子,能在无色透明的溶液中大量共存的是
A.Mg2+、、Cl-、OH-B.Na+、Ba2+、、
C.、H+、Cu2+、D.K+、Ba2+、、OH-
【答案】D
【详解】A.Mg2+、与OH-都能发生反应,分别生成沉淀和水,不能大量共存,A不合题意;
B.Ba2+、在溶液中会发生反应生成BaCO3沉淀,不能大量共存,B不合题意;
C.Cu2+呈蓝色,不能在无色透明的溶液中大量存在,C不合题意;
D.K+、Ba2+、、OH-相互不反应且无色,能在无色透明的溶液中大量共存,D符合题意;
故选D。
二、填空题
17.(2021秋·安徽滁州·高一统考期末)某小组在实验室探究溶液与稀盐酸反应的实质。向溶液中滴加盐酸,定导电率的变化如图所示。回答下列问题:
(1)的电离方程式为___________。
(2)从A点到B点,下列说法错误的是___________(填标号)。
A.没有改变,不断减小
B.不断减小,也不断减小
C.发生的离子反应是
D.溶液中自由移动的离子种类和数目均发生了改变
(3)B点时,溶液中的溶质是___________(填化学式)。
(4)下列中和反应的实质与溶液与稀盐酸反应的实质相同的是___________(填标号)。
A.溶液和溶液反应 B.溶液和溶液反应
C.溶液和溶液反应 D.和溶液反应
【答案】 D BC
【详解】(1) 是强电解质,故的电离方程式为,故答案为:;
(2)A.A-B点过程中为,所以没有改变,不断减小,故A正确;
B.H+和OH-反应,不断减小,也不断减小,故B正确;
C.该过程导电率下降,即溶液中离子浓度降低,发生的离子反应是,故C正确;
D.自由离子的种类未发生变化,仍为Ba2+、H+、OH-、Cl-,而是数目发生了变化,故D错误;
故选D。
(3) B点时,氢氧化钡与盐酸恰好完全反应,所以B为BaCl2,故答案为:BaCl2;
(4) 氢氧化钡与盐酸的实质为,
A.溶液和溶液反应的实质为Ba2++SO=BaSO4↓,故A错误;
B.溶液和溶液反应的实质为,故B正确;
C.溶液和溶液反应的实质为,故C正确;
D.是难溶物,其与盐酸反应的实质为+2H+=Cu2++2H2O,故D错误;
故选BC。
18.(2021秋·北京西城·高一北京四中校考期中)下列几种导电性变化图象,把符合要求的图象序号填在相应的题目后面,并以化学用语(离子方程式)解释实验现象。
(1)向H2SO4溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液,___________,离子方程式:___________:
(2)向AgNO3溶液通入少量HCl,___________,离子方程式:___________:
(3)向NaOH溶液中通入少量Cl2,___________,离子方程式:___________;
(4)向饱和石灰水中不断通入CO2,______,离子方程式:______,_______。
【答案】(1) A 2H+++Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O
(2) C Ag++Cl-=AgCl↓
(3) C Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
(4) A CO2+Ca2++2OH-=CaCO3↓+H2O CO2+H2O+CaCO3=Ca2++2
【详解】(1)向H2SO4溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液,发生反应:2H+++Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O,当硫酸与氢氧化钡恰好完全反应时,溶液中的离子浓度接近为零,溶液的导电性几乎为零,继续加入氢氧化钡,由于氢氧化钡溶液中含有离子,所以导电能力增强,故图A符合;
(2)向AgNO3溶液通入少量HCl,发生反应:Ag++Cl-=AgCl↓,可以看做是H+代替了Ag+,所以溶液中离子浓度几乎不变,导电能力不变,故图C符合;
(3)向NaOH溶液中通入少量Cl2,发生反应:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,Na+浓度不变,根据离子方程式可知阴离子的个数也不变,所以溶液导电能力不变,故图C符合;
(4)向饱和石灰水中不断通入CO2,先发生反应:CO2+Ca2++2OH-=CaCO3↓+H2O,当恰好完全反应时,溶液中离子浓度接近为零,溶液的导电性几乎为零,继续通入CO2,碳酸钙、水和CO2反应生成碳酸氢钙:CO2+H2O+CaCO3=Ca2++2,溶液中离子增多,导电能力又增强,故图A符合。
19.(2021秋·福建龙岩·高一校联考期中)按要求书写化学方程式或离子方程式。
(1)氢氧化铜与盐酸反应的离子方程式:___________
(2)硝酸钙与碳酸钠反应的离子方程式:___________
(3)2H++CO=CO2↑+H2O对应的化学方程式:___________
(4)H++OH-=H2O对应的化学方程式:___________
(5)Ba2++SO=BaSO4↓对应的化学方程式:___________
【答案】(1)2H++ Cu(OH)2=Cu2+ + 2H2O
(2)Ca2++CO=CaCO3↓
(3)2HCl+K2CO3=CO2↑+H2O + KCl
(4)HCl+NaOH=H2O + NaCl
(5)Ba(OH)2 + Na2SO4=BaSO4↓ + 2NaOH
【解析】(1)
氢氧化铜与盐酸反应,氢氧化铜难溶,不能拆写,离子方程式:2H++ Cu(OH)2=Cu2+ + 2H2O;
(2)
硝酸钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀,离子方程式:Ca2++CO=CaCO3↓;
(3)
2H++CO=CO2↑+H2O代表强酸与可溶性碳酸盐反应生成二氧化碳、水和可溶性盐,对应的化学方程式可以是:2HCl+K2CO3=CO2↑+H2O + KCl。
(4)
H++OH-=H2O代表强酸与可溶性强碱发生酸碱中和反应生成水和可溶性盐,对应的化学方程式可以是:HCl+NaOH=H2O + NaCl。
(5)
Ba2++SO=BaSO4↓代表可溶性钡盐与可溶性硫酸盐或硫酸反应生成硫酸钡沉淀和强电解质,对应的化学方程式可以是:Ba(OH)2 + Na2SO4=BaSO4↓ + 2NaOH。
20.(2022秋·陕西西安·高一校联考期中)离子反应是中学化学中重要的反应类型,回答下列问题:
(1)在发生离子反应的反应物或生成物中,一定存在_______(填序号)。
①单质 ②氧化物 ③电解质 ④盐 ⑤化合物
(2)将两种化合物一起溶于水得到一种无色透明溶液,溶液中可能含有下列离子中的某些离子:、、、、、、和。取该溶液进行如下实验:
Ⅰ.取少许原溶液,滴入紫色石蕊溶液,溶液呈蓝色。
Ⅱ.取少许原溶液,滴入溶液,无白色沉淀产生。
Ⅲ.取少许原溶液先滴加稀硝酸,再滴入溶液,产生白色沉淀。
Ⅳ.取少许原溶液,滴入少量溶液,有白色沉淀产生。
①根据以上现象判断,原溶液中肯定不存在的离子是_______;肯定存在的离子是_______。
②若原溶液中各种离子的浓度相等,确定该溶液中_______(填“有”或“无”),判断依据是_______。
③若原溶液中各离子的浓度相等,取一定量该溶液,加入等体积的稀硫酸(其中硫酸根浓度与原溶液中各离子浓度相等),写出发生反应的离子方程式:_______。
【答案】(1)③⑤
(2) 、、、、、无溶液中一定有、、,浓度相等时电荷守恒,所以无
【详解】(1)有离子参与的化学反应是离子反应,在发生离子反应的反应物或生成物中,一定存在电解质,电解质一定是化合物,选③⑤。
(2)Ⅰ.取少许原溶液,滴入紫色石蕊溶液,溶液呈蓝色,说明溶液呈碱性,原溶液一定含有;、与不共存,所以一定不含、。
Ⅱ.取少许原溶液,滴入溶液,无白色沉淀产生,原溶液不含、。
Ⅲ.取少许原溶液先滴加稀硝酸,再滴入溶液,产生白色沉淀,说明原溶液含有。
Ⅳ.取少许原溶液,滴入少量溶液,有白色沉淀产生,说明原溶液含有;
①根据以上分析,原溶液中肯定不存在的离子是;肯定存在的离子是、、、。
②原溶液中一定含有、和,若原溶液中各种离子的浓度相等,根据电荷守恒,该溶液中无。
③若原溶液中各离子的浓度相等,取一定量该溶液,加入等体积的稀硫酸(其中硫酸根浓度与原溶液中各离子浓度相等),反应生成硫酸钡沉淀、水和盐酸,发生反应的离子方程式:。
实验现象
由实验现象得出的结论
溶液中
①白色沉淀
Ba2+和SO42-结合生成硫酸钡沉淀
②溶液红色变浅至褪色
H+和OH-结合生成难电离的水,Ba(OH)2溶液中OH-浓度减小
电导率
先变小至接近0后变大
Ba(OH)2溶液中离子浓度减小直至恰好中和,继续滴加硫酸,溶液中H+和SO42-浓度增大
A
B
C
D
测氯水的
比较碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性
证明是电解质
区别溶液与胶体
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