鲁科版高考化学一轮总复习第2章第2节电解质的电离离子反应课时学案
展开第2节 电解质的电离 离子反应
考试评价解读
1.通过酸、碱、盐了解电解质及强、弱电解质的概念;理解电解质在水中的电离及电解质溶液的导电性,并能用电离方程式表示。
2.了解离子反应的概念及其发生的条件,能正确书写离子方程式。能利用典型代表物的性质和反应,设计常见物质提纯、检验等简单任务的方案。
核心素养达成
证据推理
与
模型认知
具有证据意识,能基于不同电解质溶液导电性的差异,分析推理,理解溶液中电解质的电离特点和导电规律。
宏观辨识
与
微观探析
能从不同层次认识化学反应和离子反应的异同点;能从微观的角度认识溶液中离子导电的规律,能从宏观和微观相结合的视角理解化学反应和离子反应,并能运用离子反应解决实际问题。
电解质的电离
[以练带忆]
1.下表中物质的分类组合完全正确的是( )
选项
A
B
C
D
强电解质
KNO3
H2SO4
BaSO4
HClO4
弱电解质
HF
CaCO3
HClO
CH3COONH4
非电解质
SO2
Al
H2O
C2H5OH
A 解析:CaCO3属于强电解质,Al既不是电解质也不是非电解质,B错误;H2O属于弱电解质,C错误;CH3COONH4属于强电解质,D错误。
2.下列指定化学用语正确的是( )
A.NaHCO3的电离方程式:NaHCO3 ===Na++H++CO
B.HF的电离方程式:HF ===H++F-
C.NaHSO4的电离方程式:NaHSO4===Na++H++SO
D.H2S的电离方程式:H2S2H++S2-
C 解析:NaHCO3===Na++HCO、HCOH++CO,A错误;氢氟酸为弱酸:HFH++F-,B错误;氢硫酸为弱酸,分步电离:H2SH++HS-,HS-H++S2-,D错误。
3.下列说法正确的是( )
A.CO2的水溶液能导电,所以CO2是电解质
B.BaSO4不溶于水,其水溶液的导电能力极弱,所以BaSO4的电离方程式为BaSO4Ba2++SO
C.NaCl溶液可以导电,因此NaCl溶液为电解质
D.强电解质溶液的导电能力不一定比弱电解质溶液的导电能力强
D 解析:A中是因为CO2+H2OH2CO3,H2CO3电离出H+和HCO从而使溶液导电,而不是CO2自身导电,因此H2CO3是电解质,CO2是非电解质,A错误;电解质强弱的划分是根据其电离的程度,而不是根据其溶解度的大小,BaSO4溶解度很小,但溶于水的BaSO4完全电离,所以BaSO4是强电解质,不能用“”,B错误;电解质和非电解质都是化合物,NaCl溶液是混合物,既不是电解质也不是非电解质,C错误;电解质导电能力的强弱与溶液中自由移动的离子的浓度大小以及所带的电荷多少有关,所以强电解质的导电性不一定比弱电解质溶液强,D正确。
[练后梳理]
1.电解质及其分布
2.熟记常见的强电解质和弱电解质
(1)强电解质
强酸:H2SO4、HNO3、HCl、HBr、HI、HClO4。
强碱:NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2。
盐:盐无论难溶、易溶,大多数盐都是强电解质。
活泼金属氧化物:Na2O、Na2O2、MgO。
(2)弱电解质
弱酸:HF、HClO、H2SO3、H2S、HNO2、H3PO4、H2CO3、H2SiO3、HCN、CH3COOH、H2C2O4。
弱碱:NH3·H2O以及难溶的碱,如Mg(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2等。
水及少数盐,如(CH3COO)2Pb。
3.电解质导电的原因
(1)内因:电解质在一定条件(溶于水或加热熔融)下电离成自由移动的离子。
(2)外因:电解质溶液(或熔融电解质)与电源构成闭合回路。
(3)电解质电离与导电的关系
4.电离方程式的书写
(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)电离方程式
①强电解质完全电离,用“===”表示,写出下列物质在水溶液中的电离方程式。
(NH4)2SO4:(NH4)2SO4===2NH+SO;
BaSO4:BaSO4===Ba2++SO;
KAl(SO4)2:KAl(SO4)2===K++Al3++2SO。
②弱电解质部分电离,用“”表示,多元弱酸的电离分步书写,多元弱碱分步电离一步书写。
写出下列物质在水溶液中的电离方程式:
NH3·H2O:NH3·H2ONH+OH-;
H2CO3:H2CO3H++HCO、HCOH++CO。
③酸式盐的电离。多元强酸酸式盐与多元弱酸酸式盐的阴离子电离方式不同。
NaHSO4:NaHSO4===Na++H++SO;
NaHCO3:NaHCO3===Na++HCO、HCOH++CO。
电解质相关判断的4个注意点
(1)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,如固体NaCl、液态HCl均不导电;导电的物质不一定是电解质,如金属单质、电解质溶液均可导电,但都不是电解质。
(3)本身电离而导电的化合物才是电解质,如NH3、SO2、SO3、CO2等为非电解质。
(4)电解质的强弱与电解质溶液导电能力的强弱、溶解性大小没有必然联系,如CaCO3的溶解度很小,其水溶液导电能力很弱,但CaCO3属于强电解质。
离子反应
[以练带忆]
1.下列反应可用离子方程式“H++OH-===H2O” 表示的是( )
A.NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液混合
B.NH4Cl溶液与Ca(OH)2溶液混合
C.HNO3溶液与KOH溶液混合
D.Na2HPO4溶液与NaOH溶液混合
C 解析:A项,NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液混合时,除了H+与OH-反应外,还有SO与Ba2+反应生成BaSO4沉淀;B项,NH4Cl溶液与Ca(OH)2溶液混合产生NH3·H2O;C项,HNO3溶液与KOH溶液混合,为可溶性强酸与强碱反应只生成水的类型,符合该离子方程式;D项,Na2HPO4不能拆写成H+形式。
2.(2020·济宁模拟)下列离子方程式正确的是( )
A.氯气溶于水:Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-
B.钠与水反应:Na+2H2O===Na++2OH-+H2↑
C.氧化亚铁溶于稀硝酸:FeO+2H+===Fe2++H2O
D.KI溶液久置空气中变黄色:4I-+O2+2H2O===2I2+4OH-
D 解析:HClO是弱酸,不能拆分,A错误;钠与水反应电荷不守恒,B错误;硝酸具有强氧化性,氧化FeO为Fe3+,C错误;久置的KI溶液会被溶解的O2氧化为I2,D正确。
3.完成下列反应的离子方程式。
(1)向NaHSO3溶液中加入过量NaHSO4溶液:
_____________________________________________________。
(2)小苏打溶液与乙酸溶液混合:________________________。
(3)氧化镁溶于稀硫酸:______________________。
(4)NH4Cl溶液与NaOH稀溶液混合:____________________。
(5)用MnO2与浓盐酸共热制Cl2:________________________。
(6)用NaOH吸收Cl2:__________________________________。
(7)过氧化钠溶于水:__________________________________。
答案:(1)HSO+H+===H2O+SO2↑
(2)HCO+CH3COOH===CH3COO-+H2O+CO2↑
(3)MgO+2H+===H2O+Mg2+
(4)NH+OH-===NH3·H2O
(5)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(6)Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
(7)2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑
[练后梳理]
1.离子反应发生的条件
(1)复分解反应型
①生成难溶性的物质,如Al(OH)3、BaSO4等。
②生成难电离的物质,如弱酸、弱碱、水等。
③生成挥发性的物质,如CO2、SO2、NH3等。
(2)氧化还原反应型
离子间发生电子转移。如FeCl3溶液与Cu反应的离子方程式为2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+。
(3)络合反应型:如Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3。
2.离子方程式
(1)概念:用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。
(2)意义:离子方程式不仅可以表示某一个具体的化学反应,还可以表示同一类型的化学反应。
3.离子方程式的书写方法(以CaCO3溶于盐酸为例)
(1)根据离子反应的实质直接写
第1步:分析反应物在溶液中电离产生的大量离子,CaCO3难溶于水,不能以大量离子的形式存在,盐酸中大量存在的离子为H+和Cl-。
第2步:分析反应的本质
CaCO3溶于盐酸的本质是CaCO3与H+反应生成CO2气体和水。
第3步:根据离子反应发生的条件或现象写出反应物和生成物的离子符号或物质(单质、氧化物、难溶物质、弱电解质、气体等)的化学式,并配平。
CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O
第4步:检查方程式两边是否符合电荷守恒和原子守恒。
(2)根据化学方程式改写为离子方程式
离子方程式书写中物质拆分的一般规律
(1)能拆分的物质一般为强酸、强碱和大多数可溶性盐。
(2)不能拆分的物质:难溶物(如CaCO3)、弱电解质(如H2O、HF)、氧化物(如Na2O、CO2)、多元弱酸的酸式酸根离子(如HSO)、不是电解质(如蔗糖)、固相反应(如氯化铵固体与氢氧化钙固体混合加热)。
离子共存
[以练带忆]
1.在一无色透明溶液中,下列各组离子能大量共存的是( )
A.H+、Cl-、K+、SiO
B.Cl-、Cu2+、SO、NO
C.K+、Na+、HCO、Ca2+
D.Fe3+、NH、Cl-、I-
C 解析:本题的隐含条件是“溶液中不含有颜色的离子”,所以有颜色的离子组可直接排除。选项B中的Cu2+是蓝色;选项D中的Fe3+是黄色,直接排除;选项A中H+和SiO反应生成H2SiO3沉淀,只有选项C正确。
2.下列能在溶液中大量共存,加入 (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O 晶体后仍能大量存在的离子组是( )
A.Na+、H+、Cl-、NO
B.K+、Ba2+、OH-、I-
C.Na+、Mg2+、Cl-、SO
D.Cu2+、S2-、Br-、ClO-
C 解析:A项中H+、NO能将 (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O 晶体溶于水后产生的Fe2+氧化为Fe3+;B项中OH-与NH、Fe2+不能大量共存,Ba2+与SO不能大量共存;D项中S2-与Cu2+、ClO-不能大量共存。
[练后梳理]
1.离子共存的本质
几种离子在同一溶液中能大量共存,就是指离子之间不发生任何反应;若离子之间能发生反应,则不能大量共存。
2.判断离子能否大量共存的“四个要点”
判断多种离子能否大量共存于同一溶液中,归纳起来是一色、二性、三特殊、四反应。
(1)一色——溶液颜色
几种常见离子的颜色:
离子
Cu2+
Fe3+
Fe2+
MnO
溶液颜色
蓝色
棕黄色
浅绿色
紫红色
(2)二性——溶液的酸碱性
①在强酸性溶液中,OH-及弱酸根阴离子(如CO、SO、S2-、CH3COO-等)不能大量存在。
②在强碱性溶液中,H+及弱碱阳离子(如NH、Al3+、Fe3+等)不能大量存在
(3)三特殊——三种特殊情况:
①[Al(OH)4]-与HCO不能大量共存:[Al(OH)4]-+HCO===Al(OH)3↓+CO+H2O。
②“NO+H+”组合具有强氧化性,能与S2-、Fe2+、I-、SO等还原性的离子发生氧化还原反应而不能大量共存。
③NH与CH3COO-、CO,Mg2+与HCO等组合中,虽然两种离子都能水解且水解相互促进,但总的水解程度仍很小,它们在溶液中仍能大量共存。
(4)四反应——四种反应类型
离子间通常能发生的四种类型的反应,能相互反应的离子显然不能大量共存。
①复分解反应:如Ba2+与SO,NH与OH-,H+与CH3COO-等。
②氧化还原反应:
强氧化性离子
还原性离子
ClO-、MnO(H+)、
NO(H+)、Fe3+
Fe2+(可与Fe3+共存)、S2-、I-、SO、HS-、HSO
③相互促进的水解反应:如Al3+与CO、HCO或[Al(OH)4]-等。
④络合反应:Fe3+与SCN-因生成Fe(SCN)3而不能大量共存;Ag+与NH3·H2O因生成[Ag(NH3)2]+而不能大量共存;Cu2+与NH3·H2O因生成 [Cu(NH3)4]2+ 而不能大量共存。
常见离子的检验
[以练带忆]
1.下列关于物质或离子检验的叙述正确的是( )
A.在溶液中加KSCN,溶液显红色,证明原溶液中有Fe3+,无Fe2+
B.气体通过无水CuSO4,粉末变蓝,证明原气体中含有水蒸气
C.灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有Na+,无K+
D.将气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊,证明原气体是CO2
B 解析:在溶液中加KSCN,溶液显红色,证明原溶液中一定含有Fe3+,但不能确定是否含有Fe2+,A项错误;白色无水硫酸铜粉末遇水蒸气生成蓝色固体胆矾,故无水硫酸铜变蓝可证明原气体中含有水蒸气,B项正确;灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中含有Na+,但无法确定是否含有K+,C项错误;能使澄清石灰水变浑浊的气体可能是二氧化碳,也可能是二氧化硫,D项错误。
2.某澄清溶液中可能含有Cl-、I-、NO、CO、SO、Fe3+、NH、Al3+、K+、Mg2+中的两种或多种,为了检验其中的离子组成,做如下实验。
(1)取少量溶液,向其中加入少量BaCl2溶液,产生白色沉淀,过滤,在滤渣中加入稀盐酸无现象,可推知 ________不存在。
(2)在(1)的滤液中加入少量稀硫酸和CCl4液体,振荡后发现下层液体呈紫红色,可推知________存在。
(3)另取少量溶液,向其中加入少量浓NaOH溶液,闻到有刺激性气味气体产生,可推知________存在;并有沉淀产生,继续滴加NaOH溶液至过量,沉淀逐渐增多,后又有部分溶解,沉淀溶解时发生反应的离子方程式为____________________________________。
(4)根据以上事实确定,该溶液中一定存在的离子是________,还不能确定的阳离子是________,检验该阳离子的实验方法为________。
解析:(1)取少量溶液,向其中加入少量BaCl2溶液,产生白色沉淀,过滤,在滤渣中加入稀盐酸无现象,则说明沉淀不溶解,不含碳酸钡,可推知CO不存在。(2)在(1)的滤液中加入少量稀硫酸和CCl4液体,振荡后发现下层液体呈紫红色,则在酸性条件下有碘单质生成,原溶液中含有碘离子,因碘离子与铁离子不能共存,则不含有铁离子,应该含有在酸性条件下才体现强氧化性的硝酸根离子,故可推知I-、NO存在。(3)另取少量溶液,向其中加入少量浓NaOH溶液,闻到有刺激性气味气体产生,该气体为氨气,可推知NH存在;并有沉淀产生,继续滴加NaOH溶液至过量,沉淀逐渐增多,后又有部分溶解,可知沉淀为氢氧化镁和氢氧化铝,沉淀溶解是氢氧化铝溶解,反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-。(4)根据以上事实确定,该溶液中一定存在的离子是I-、NO、SO、NH、Al3+、Mg2+,还不能确定的阳离子是K+,检验该阳离子的实验方法为焰色试验。
答案:(1)CO (2)I-、NO
(3)NH Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-
(4)I-、NO、SO、NH、Al3+、Mg2+ K+ 焰色试验
[练后梳理]
1.常见阳离子的检验
(1)沉淀法(用NaOH溶液检验)
(2)气体法
NH:加浓NaOH溶液、加热,生成的气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
(3)特殊颜色法
(4)焰色试验法
2.常见阴离子的检验
(1)特殊颜色法
(2)沉淀法
(3)气体法
离子检验中常见的干扰因素及排除方法
待检离子
干扰离子
排干扰措施
Cl-
SO
加过量的Ba(NO3)2溶液
CO
加稀硝酸酸化
OH-
SO
CO
加盐酸酸化
SO
Ag+
SO
CO
加盐酸后将产生的气体通入品红溶液中
CO
SO
加硝酸后将产生的无色无味气体通入澄清石灰水中
考点1 电解质的电离及其导电性
[抓本质·悟考法]
在两份相同的Ba(OH)2溶液中,分别滴入物质的量浓度相等的H2SO4、NaHSO4溶液,其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示。
下列分析不正确的是( )
A.①代表滴加H2SO4溶液的变化曲线
B.b点,溶液中大量存在的离子是Na+、OH-
C.c点,两溶液中含有相同量的OH-
D.a、d两点对应的溶液均显中性
【解题关键点】 解答本题应注意以下两点:
(1)电解质溶液导电能力的强弱与溶液中离子浓度和离子的电荷,即电荷浓度有关,电荷浓度越大,导电能力越强。
(2)在两份相同的Ba(OH)2溶液中,分别滴入物质的量浓度相等的H2SO4、NaHSO4溶液,则开始是溶液中Ba2+、OH-导电。
【易错失分点】
(1)不能从反应过程和离子反应的角度理解曲线的变化规律。
(2)不能正确分析曲线拐点的特点。
[自主解答]
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C 解析:向Ba(OH)2溶液中加入H2SO4溶液,发生反应H2SO4+Ba(OH)2===BaSO4↓+2H2O,当加入H2SO4的物质的量与Ba(OH)2的物质的量相等时,溶液中的离子浓度最低,导电能力最弱,对应①中a点,继续滴加H2SO4溶液,导电能力逐渐增强,故①代表滴加H2SO4溶液的曲线,A项正确。另一份溶液,当加入少量NaHSO4溶液时,发生反应NaHSO4+Ba(OH)2===BaSO4↓+H2O+NaOH,当加入的NaHSO4的物质的量与Ba(OH)2的物质的量相等时,反应后混合液的主要溶质为NaOH,此时对应②中b点,B项正确。继续滴加NaHSO4溶液,发生反应NaOH+NaHSO4===Na2SO4+H2O,当加入的NaHSO4总物质的量与Ba(OH)2的物质的量之比为2∶1时,发生反应2NaHSO4+Ba(OH)2===BaSO4↓+Na2SO4+2H2O,溶质为Na2SO4,对应②中d点。c点两溶液导电能力相同,但是①中主要溶质为H2SO4,溶液显酸性,②中主要溶质为NaOH和Na2SO4,溶液显碱性,故C项错误。a点溶液几乎为纯水,d点主要溶质为Na2SO4,a、d两点溶液均显中性,故D项正确。
[多角度·突破练]
⊳角度1 电解质的概念
1.下列物质的水溶液能导电,但属于非电解质的是( )
A.CH3COOH B.SO2
C.(NH4)2CO3 D.Cl2
B 解析:CH3COOH在水溶液中的电离方程式为CH3COOHCH3COO-+H+,CH3COOH是电解质,故A错误;SO2常温下为气体,只有SO2分子,没有自由移动的离子,故不导电,SO2在水溶液中与水反应,生成亚硫酸,亚硫酸电离出自由移动的离子,溶液能够导电,但自由移动的离子不是SO2自身电离的,SO2是非电解质,故B正确;(NH4)2CO3在水溶液中能电离出自由移动的阴阳离子而导电,是电解质,故C错误;氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,所以氯气的水溶液导电,氯气是非金属单质,所以它既不是电解质也不是非电解质,故D错误。
2.下列物质中,属于电解质的是________(填标号,下同),属于非电解质的是________,属于强电解质的是________,属于弱电解质的是________。
①H2SO4 ②盐酸 ③氯气 ④硫酸钡 ⑤乙醇
⑥铜 ⑦H2CO3 ⑧氯化氢 ⑨蔗糖 ⑩氨气 ⑪CO2
答案:①④⑦⑧ ⑤⑨⑩⑪ ①④⑧ ⑦
电解质和非电解质概念剖析
(1)电解质和非电解质均为化合物,单质、混合物既不是电解质也不是非电解质。
例如:铁、盐酸等既不是电解质也不是非电解质。
(2)电解质符合“在水溶液里导电或熔融状态下导电”其一即可,非电解质必须两者都不满足。
例如AlCl3在熔融状态下不导电,但溶于水中能够导电,是电解质;乙醇、葡萄糖等是非电解质。
(3)电解质一定是指自身电离生成离子的化合物。
例如:SO3、CO2、NH3等是非电解质,与水反应生成的产物H2SO4、H2CO3、NH3·H2O是电解质。
⊳角度2 电解质的电离及溶液导电性
3.(双选)下列物质在指定条件下电离方程式正确的是( )
A.Na2CO3溶于水:Na2CO3===Na+CO
B.Al(OH)3酸式电离:Al(OH)3+H2O[Al(OH)4]-+H+
C.NaHS溶于水HS-的电离:HS-+H2OH2S+OH-
D.NaHSO4加热熔化:NaHSO4===Na++HSO
BD 解析:A项应为Na2CO3===2Na++CO;C项是HS-的水解反应。
4.下列几种导电性变化图像中,把符合要求的图像序号填在相应题目后面的括号中。
(1)向H2SO4溶液中加入等体积、等物质的量浓度的Ba(OH)2溶液 ( )
(2)向H2SO3溶液中通入Cl2直至过量 ( )
(3)向AgNO3溶液通入少量HCl ( )
(4)向氨水中通入HCl直至过量 ( )
(5)向NaOH溶液中通入少量Cl2 ( )
(6)向饱和石灰水中不断通入CO2 ( )
答案:(1)④ (2)② (3)③ (4)② (5)③ (6)①
溶液导电性辨析
(1)影响因素:自由移动离子浓度和离子所带电荷数,与电解质强弱无直接关系。
(2)电解质导电条件
酸:溶于水导电,熔融不导电。
强碱、盐:溶于水、熔融一般都导电。
(3)导电性变化
①若离子浓度基本保持不变,导电性变化不明显,如1 mol·L-1 NaCl溶液和1 mol·L-1 HNO3溶液。
②若离子浓度明显变大,如由弱电解质变成强电解质,则导电性明显变强。
考点2 离子方程式的书写与正误判断
[抓本质·悟考法]
下列离子方程式的书写及评价,均合理的是( )
选项
离子方程式
评价
A
Na2CO3溶液处理水垢中的CaSO4:Ca2++CO === CaCO3↓
正确:碳酸钙溶解度更小
B
向CuSO4溶液中通入过量的H2S:Cu2++H2S === CuS↓+2H+
错误:H2S的酸性比H2SO4弱
C
Ba(HCO3)2溶液与足量NaOH溶液反应:Ba2++HCO+OH-===BaCO3↓+H2O
错误:Ba2+与HCO化学计量数比应为1∶2
D
过量SO2通入NaClO溶液中:SO2+ClO-+H2O ===HClO+HSO
正确:H2SO3的酸性比HClO强
【解题关键点】
(1)水垢中的CaSO4微溶于水,应写成化学式;沉淀转化反应属于可逆反应,应用“”。
(2)一般复分解反应中,强酸可制备弱酸,也应注意特例。CuS的Ksp极小,既不能溶于水,也不溶于酸,因此可通过H2S与CuSO4溶液反应得到。
【易错失分点】
(1)“Ba(HCO3)2溶液与足量的NaOH溶液反应”,注意两种反应物的比例不同,离子反应的形式不同。
(2)SO2通入NaClO溶液中发生的是氧化还原反应,而非强酸制弱酸的复分解反应。
[自主解答]
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C 解析:Na2CO3溶液处理水垢中的CaSO4,反应生成更难溶的碳酸钙,水垢中的硫酸钙不能拆分,正确的离子方程式为CaSO4+COCaCO3+SO,A项错误;向CuSO4溶液中通入过量的H2S生成CuS沉淀和硫酸,其中氢硫酸为弱酸、CuS是沉淀,均不能拆分,正确的离子方程式为Cu2++H2S===CuS↓+2H+,该反应之所以可以发生,是因为硫化铜的溶解度极小,既不能溶于水,也不溶于酸,B项错误;Ba(HCO3)2溶液与足量的NaOH溶液反应,离子方程式为Ba2++2HCO+2OH- ===BaCO3↓+2H2O+CO,评价合理,C项正确;过量SO2通入NaClO溶液中,SO2有强还原性,ClO-有强氧化性,发生氧化还原反应,正确的离子方程式为SO2+H2O+ClO-===2H++SO+Cl-,D项错误。
[多角度·突破练]
⊳角度1 离子方程式的正误判断
1.(2020·北京模拟)(双选)下列解释事实的方程式书写正确的是( )
A.用FeS除去废水中的Cu2+:Cu2++S2- ===CuS↓
B.Na2O2做呼吸面具的供氧剂:2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
C.用稀硝酸洗涤做过银镜反应的试管:3Ag+4H++NO===3Ag++NO↑+2H2O
D.FeCl3溶液腐蚀线路板:Fe3++Cu===Fe2++Cu2+
BC 解析:FeS不能拆开,正确的离子方程式为Cu2++FeS ===CuS+Fe2+,故A错误;Na2O2与二氧化碳反应生成氧气,可做呼吸面具的供氧剂,故B正确;用稀硝酸洗涤做过银镜反应的试管,反应生成NO,正确的离子方程式为3Ag+4H++NO===3Ag++NO↑+2H2O,故C正确;FeCl3与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜,正确的离子方程式为2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,故D错误。
2.(2020·镇江模拟)下列离子方程式正确的是( )
A.酸化NaIO3和NaI的混合溶液:I-+IO+6H+===I2+3H2O
B.Ca(HCO3)2溶液与少量NaOH溶液反应:Ca2++HCO+OH-===CaCO3↓+H2O
C.大理石与醋酸反应:CO+2CH3COOH===2CH3COO-+H2O+CO2↑
D.向氯化钙溶液中通入少量CO2:Ca2++CO2+H2O===CaCO3↓+2H+
B 解析:酸化NaIO3和NaI的混合溶液,根据得失电子守恒,离子方程式是5I-+IO+6H+===3I2+3H2O,故A错误;Ca(HCO3)2溶液与少量NaOH溶液反应,离子方程式为Ca2++HCO+OH-===CaCO3↓+H2O,故B正确;碳酸钙难溶于水,不能拆写成离子,大理石与醋酸反应的离子方程式是CaCO3+2CH3COOH===2CH3COO-+Ca2++H2O+CO2↑,故C错误;氯化钙溶液和CO2不反应,故D错误。
判断离子方程式正误的七注意
(1)离子反应是否符合客观事实,不可主观臆造产物及反应物。(2)“===”“”“↑”“↓”等是否正确。
(3)表示各物质的化学式是否正确。
(4)是否漏掉离子反应。
(5)电荷及质量是否守恒。
(6)反应物或产物的配比是否正确。
(7)是否符合题设条件及要求。
⊳角度2 离子反应方程式的书写
3.按要求完成下列反应的离子方程式。
(1)MgCl2溶液与NaOH溶液混合
_____________________________________________________。
(2)石灰石与稀盐酸反应
_____________________________________________________。
(3)稀硫酸与Ba(OH)2溶液混合
_____________________________________________________。
(4)过氧化钠溶于水
_____________________________________________________。
(5)FeCl3腐蚀铜箔
_____________________________________________________。
(6)用MnO2与浓盐酸共热制Cl2
_____________________________________________________。
(7)用NaOH吸收Cl2
_____________________________________________________。
(8)铜分别溶于浓硝酸、稀硝酸
_____________________________________________________;
_____________________________________________________。
答案:(1)Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
(2)CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑
(3)2H++SO+Ba2++2OH-===BaSO4↓+2H2O
(4)2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑
(5)2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
(6)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(7)Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
(8)Cu+4H++2NO===Cu2++2NO2↑+2H2O
3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O
4.向两份等体积、等浓度、pH不同的FeSO4溶液中逐滴加入NaClO溶液,实验测得溶液pH随加入NaClO溶液体积变化曲线如下图,实验现象如下表。回答下列问题。
实验
实验现象
Ⅰ
滴入V1 mL NaClO溶液产生大量红褐色沉淀
Ⅱ
滴入V1 mL NaClO溶液,溶液变黄,未见沉淀,继续滴加出现红色沉淀
(1)ab段反应的离子方程式为____________________________。
(2)de段反应的离子方程式为____________________________。
(3)c、f点pH接近的主要原因用离子方程式表示为_________。
(4)向c点溶液中加入过量的浓盐酸,沉淀溶解并有刺激性气味的气体放出,产生刺激性气味的气体的离子方程式为________________________________。
解析:(1)ab段生成红褐色沉淀Fe(OH)3,反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+5H2O===2Fe(OH)3↓+Cl-+4H+。
(2)de段溶液变黄,说明生成Fe3+,反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+===2Fe3++Cl-+H2O。
(3)c、f点NaClO过量,NaClO水解溶液显碱性,水解的离子方程式为ClO-+H2OHClO+OH-。
(4)盐酸与氢氧化铁反应生成氯化铁,盐酸与次氯酸钠反应生成氯气,所以加过量的盐酸,沉淀溶解并有刺激性气味的气体放出,产生Cl2的离子方程式为Cl-+ClO-+2H+===Cl2↑+H2O。
答案:(1)2Fe2++ClO-+5H2O===2Fe(OH)3↓+Cl-+4H+
(2)2Fe2++ClO-+2H+===2Fe3++Cl-+H2O
(3)ClO-+H2OHClO+OH-
(4)Cl-+ClO-+2H+===Cl2↑+H2O
与量有关的离子方程式的书写
(1)连续型:即过量反应物与生成物进一步反应。
常见的反应:
OH-
Al3+Al(OH)3[Al(OH)4]-
[Al(OH)4]-Al(OH)3Al3+
HNO3Fe3+Fe2+
Ag+AgOH[Ag(NH3)2]+
Cu2+Cu(OH)2
[Cu(NH3)4]2+
(2)先后型:即离子在反应时按先后顺序发生。
①复分解反应型:竞争反应,强者优先
中和反应>生成沉淀>生成气体>沉淀溶解
如:含Al3+、H+、NH的溶液中滴加碱溶液,按H+>Al3+>NH>Al(OH)3顺序反应。
例如:向NH4Al(SO4)2溶液中滴加少量Ba(OH)2溶液:3Ba2++6OH-+2Al3++3SO===2Al(OH)3↓+3BaSO4↓;
滴加过量Ba(OH)2溶液:NH+Al3++2SO+2Ba2++5OH-===NH3·H2O+[Al(OH)4]-+2BaSO4↓。
②氧化还原反应:氧化性(还原性)强的先反应:还原性:S2->I->Fe2+>Br-。
例如:向FeI2溶液中
通入少量Cl2:2I-+Cl2 ===2Cl-+I2;
通入过量Cl2:2Fe2++4I-+3Cl2 ===2Fe3++2I2+6Cl-。
③复分解反应与氧化还原反应竞争:一般是氧化还原反应先发生。
(3)配比型:即有多个离子参与的反应。
①根据相对量将少量物质定为“1 mol”,若少量物质有两种或两种以上离子参加反应,则参加反应的离子的物质的量之比与物质组成之比相符。
②依据少量物质中离子的物质的量,确定过量物质中实际参加反应的离子的物质的量。
考点3 溶液中离子共存的正误判断
[抓本质·悟考法]
(双选)下列离子组在给定条件下离子共存判断及反应的离子方程式均正确的是( )
选项
条件
离子组
离子共存判断及反应的离子方程式
A
滴加氨水
Na+、Al3+、Cl-、NO
不能大量共存,Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH
B
AG=lg=10的溶液中
NH、Fe2+、I-、NO
一定能大量共存
C
pH=1的溶液
Fe2+、Al3+、
SO、MnO
不能大量共存,5Fe2++MnO+8H+===Mn2++5Fe3++4H2O
D
通入少量SO2
K+、Na+、ClO-、SO
不能大量共存,2ClO-+SO2+H2O ===2HClO+SO
【解题关键点】 解答本题应注意以下两点:
(1)正确判断在给定条件下离子能否大量共存。
(2)若在给定条件下离子组不能大量共存,正确书写离子方程式。
【易错失分点】
(1)不能根据AG=lg=10正确判断溶液的酸碱性。
(2)SO2与ClO-发生的是氧化还原反应,而非强酸制弱酸的复分解反应。
[自主解答]
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
AC 解析:一水合氨是弱碱不能拆分,离子方程式为Al3++3NH3·H2O ===Al(OH)3↓+3NH,A正确;根据lg=10,=1010,常温下c(H+)=0.01 mol·L-1,溶液呈强酸性,NO能氧化Fe2+和I-,故不能大量共存,B错误;酸性条件下,MnO氧化Fe2+,C正确;SO2具有强还原性,ClO-具有强氧化性,二者发生氧化还原反应,D错误。
[多角度·突破练]
⊳角度1 考虑溶液的性质
1.(2020·驻马店模拟)室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.0.1 mol·L-1Na2SO4溶液:Cu2+、K+、Cl-、NO
B.0.1 mol·L-1FeCl3溶液:Al3+、NH、SCN-、I-
C.0.1 mol·L-1KOH溶液:Na+、Mg2+、Br-、SO
D.0.1 mol·L-1HNO3溶液;Fe2+、Ba2+、ClO-、AlO
A 解析:A中各离子之间不发生反应,能大量共存;B中Fe3+具有强氧化性,可氧化I-:2Fe3++2I- ===2Fe2++I2;Fe3+还可与SCN-反应:Fe3++3SCN- ===Fe(SCN)3;C中OH-和Mg2+产生白色沉淀:Mg2++2OH- ===Mg(OH)2↓;D中HNO3溶液、ClO-均具有强氧化性,能氧化Fe2+。
离子共存中常见的5类限制条件
(1)常见酸性溶液的表述
①pH=1(常温下);c(OH-)=1×10-14 mol·L-1(常温下)或lg=12的溶液。
②能使甲基橙、石蕊溶液或pH试纸变红的溶液。
③与镁粉反应放出氢气的溶液。
(2)常见碱性溶液的表述
①pH=14(常温下);c(H+)=1×10-14 mol·L-1(常温下)或lg=12的溶液。
②使石蕊溶液或pH试纸变蓝的溶液。
③使酚酞变红的溶液。
(3)常见溶液可能呈酸性,也可能呈碱性的表述
①与Al反应放出H2的溶液。
②由水电离出的c(H+)=1×10-12 mol·L-1的溶液。
③与NH4HCO3反应产生气体的溶液。
⊳角度2 考虑溶液的颜色
2.(2020·抚顺模拟)(双选)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A.澄清透明的溶液中:Fe3+、Ba2+、NO、Cl-
B.使酚酞变红色的溶液中:Na+、NH、Cl-、SO
C.c(Al3+)=0.1 mol·L-1的溶液中:K+、Mg2+、SO、H+
D.由水电离产生的c(H+)=10-13 mol·L-1的溶液中:K+、Na+、CH3COO-、NO
AC 解析:A项,Fe3+、Ba2+、NO、Cl-四种离子互相之间都不反应,所以可以大量共存,符合题意;B项,使酚酞变红色的溶液显碱性,碱性溶液中不能存在大量的NH,不符合题意;C项,离子互相之间都不反应,所以可以大量共存,符合题意;D项,由水电离产生的c(H+)=10-13 mol·L-1,说明水的电离被抑制,溶液可能呈酸性,也可能呈碱性,在酸性条件下CH3COO-不能大量存在,不符合题意。
记住有色离子,跳出“溶液的颜色”陷阱
(1)若为无色溶液或无色透明溶液,则溶液中Cu2+、Fe3+、Fe2+、MnO等有色离子不能大量存在。
(2)“澄清透明溶液”意味着溶液中不含难溶物,并不代表溶液呈无色,也可以有色。例如,CuSO4溶液是蓝色透明溶液。
1.自来水常用二氧化氯(ClO2)来杀菌消毒,它能转化为可溶性氯化物,市场上有些不法商贩为牟取暴利,用自来水冒充纯净水出售,为辨别纯净水的真伪,你想选用的化学试剂是( )
A.氯化钡溶液 B.石蕊溶液
C.硝酸银溶液 D.氢氧化钠溶液
C 解析:自来水中含有可溶性氯化物,鉴别是否为纯净水,主要是检测水中是否含有可溶性氯化物,用硝酸银来检验Cl-,若有白色沉淀生成,则为自来水,故C正确。
2.(命题情境:化学与污水处理)(2020·北京模拟)某地有甲、乙两工厂排放污水,污水中各含有下列8种离子中的4种(两厂不含相同的离子):Ag+、Ba2+、Fe3+、Na+、SO、NO、OH-、Cl-。两厂单独排放都会造成严重的水污染,如将两厂的污水按一定比例混合,沉淀后污水便变成无色澄清且只含硝酸钠,污染程度大大降低。关于污染源的分析,你认为正确的是( )
A.SO和NO可能来自同一工厂
B.Cl-和NO一定在相同的工厂
C.Ag+和Na+可能来自同一工厂
D.Na+和NO一定来自不同的工厂
D 解析:Ag+与SO、OH-、Cl-不能大量共存,则Ag+与SO、OH-、Cl-来自不同的工厂,与Ag+在同一工厂的阴离子为NO;SO与Ag+、Ba2+不能大量共存,OH-与Ag+、Fe3+不能大量共存,Cl-与Ag+不能大量共存,根据电荷守恒,与SO、OH-、Cl-在同一工厂的阳离子为Na+;与Ag+在同一工厂的离子有Ba2+、Fe3+、NO。
3.海水的综合利用一直是热门的研究课题。某地天然海水主要含Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO、Br-、CO、HCO等离子,研究用海水吸收燃煤排放的含有SO2烟气的工艺流程如图所示,下列说法中正确的是( )
A.工艺中天然海水显酸性
B.氧化过程中可能发生的离子反应为2SO2+2H2O+O2===4H++2SO
C.排入大海的溶液与天然海水相比,只有SO数量发生了变化
D.若将氧化后的液体进行蒸发结晶,得到的晶体中CaSO4含量最高
B 解析:天然海水中有CO或HCO,它们水解使海水呈弱碱性,故A错误;氧化过程中可能发生的离子反应为2SO2+2H2O+O2===4H++2SO,故B正确;排入大海的溶液与天然海水相比,除了SO数量发生了变化,CO和HCO数量也发生变化,故C错误;海水中氯化钠含量最高,若将氧化后的液体进行蒸发结晶,得到的晶体中氯化钠含量最高,故D错误。
4.(命题情境:化学与水净化)离子交换法净化水的过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.经过阳离子交换树脂后,水中阳离子总数减少
B.通过阴离子交换树脂后,水中只有SO被除去
C.通过净化处理后的水,导电性增强
D.阴离子交换树脂填充段存在反应H++OH-===H2O
D 解析:离子交换时,按电荷守恒进行,经过阳离子交换树脂后,1个Mg2+被2个H+替换,所以水中阳离子总数增多,A错误;通过阴离子交换树脂后,水中Cl-、SO都被除去,B错误;通过净化处理后的水,离子浓度大大减小,导电性减弱,C错误;阴离子交换树脂填充段生成OH-,与阳离子交换树脂段生成的H+结合,从而存在反应H++OH-===H2O,D正确。
5.(命题情境:化学与污水处理)保护水资源、合理利用废水、节省水资源、加强废水的回收利用已被越来越多的人所关注。已知:某无色废水中可能含有H+、NH、Fe3+、Al3+、Mg2+、Na+、NO、CO、SO中的几种,为分析其成分,分别取废水样品 1 L,进行了三组实验,其操作和有关图像如下所示:
请回答下列问题:
(1)根据上述3组实验可以分析废水中一定不存在的阴离子是______________,一定存在的阳离子是________。
(2)写出实验③图像中沉淀达到最大量且质量不再发生变化阶段发生反应的离子方程式:___________________________________。
(3)分析图像,在原溶液中c(NH)与c(Al3+)的比值为________,所得沉淀的最大质量是________g。
(4)若通过实验确定原废水中c(Na+)=0.18 mol·L-1,试判断原废水中NO是否存在?________(填“存在”“不存在”或“不确定”)。若存在,c(NO)=________ mol·L-1(若不存在或不确定则此空不填)。
解析:无色废水中肯定不存在Fe3+,根据实验①确定存在Na+,根据实验②确定存在SO,根据实验③结合图像可知,溶液中有H+、NH、Al3+、Mg2+,因为CO与H+、Al3+不能共存,所以无CO。根据硫酸钡沉淀质量为93.2 g,得出n(SO)==0.4 mol,根据图像求出n(Al3+)=n[Al(OH)3]=0.8 mol-0.7 mol=0.1 mol,n(NH)=0.7 mol-0.5 mol=0.2 mol和n(H+)=0.1 mol,生成0.1 mol Al(OH)3消耗0.3 mol NaOH,则生成Mg(OH)2消耗的氢氧化钠为0.5 mol-0.1 mol-0.3 mol=0.1 mol,即含有Mg2+的物质的量是0.05 mol。根据电荷守恒,阳离子电荷总物质的量=(0.1+0.2+0.1×3+0.05×2) mol=0.7 mol,阴离子电荷总物质的量=(0.4×2) mol=0.8 mol,可能含有NO,则Na+至少有0.1 mol。(1)根据上述分析,废水中一定不存在的阴离子是CO,一定存在的阳离子是Na+、H+、Al3+、Mg2+、NH。(2)实验③图像中沉淀达到最大量且质量不再发生变化的阶段发生反应的离子方程式为NH+OH-===NH3·H2O。(3)根据上述分析,在原溶液中===,沉淀最多时含有0.1 mol Al(OH)3和0.05 mol Mg(OH)2 ,其质量为0.1 mol×78 g·mol-1+0.05 mol×58 g·mol-1=10.7 g。(4)根据上述分析,若通过实验确定原废水中c(Na+)=0.18 mol·L-1,即含有Na+为0.18 mol,根据电荷守恒,则含有NO为0.08 mol,c(NO)==0.08 mol·L-1。
答案:(1)CO Na+、H+、Al3+、Mg2+、NH
(2)NH+OH-===NH3·H2O
(3)2∶1 10.7 (4)存在 0.08
鲁科版高考化学一轮复习第8章第43讲弱电解质的电离教学课时学案: 这是一份鲁科版高考化学一轮复习第8章第43讲弱电解质的电离教学课时学案,共27页。
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