高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一章 物质及其变化第二节 离子反应优质学案

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一章 物质及其变化第二节 离子反应优质学案，共11页。学案主要包含了与量有关的离子方程式的书写，离子共存等内容，欢迎下载使用。

核心知识点一


一、与量有关的离子方程式的书写


1. 连续型


指反应生成的离子因又能跟剩余（过量）的反应物继续反应而跟用量有关。


（1）可溶性多元弱酸（或其酸酐）与碱溶液反应。如CO2通入NaOH溶液中：


碱过量：CO2＋2OH－===CO＋H2O；


碱不足：CO2＋OH－===HCO。


（2）多元弱酸盐与强酸反应。如Na2CO3溶液与稀盐酸：


盐酸不足：CO＋H＋===HCO；


HCO+ H＋=== CO2↑＋H2O


盐酸过量：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O。


（3）铝盐溶液和强碱溶液的反应


Al（OH）3 + OH- === AlO2- + 2H2O


2. 先后型


一种反应物的两种或两种以上的组成离子，都能跟另一种反应物的组成离子反应，但因反应次序不同而跟用量有关。又可称为竞争型。


（1）NH4HSO4溶液与NaOH溶液的反应：


NaOH不足：H＋＋OH－===H2O；


NaOH过量：NH＋H＋＋2OH－===NH3·H2O＋H2O。


（2）向含有OH－、CO的溶液中，逐滴加入稀盐酸至过量，反应的离子方程式依次为：


OH－＋H＋===H2O；


CO＋H＋===HCO，HCO＋H＋===CO2↑＋H2O。


3. 配比型


当一种反应物中有两种或两种以上的组成离子参与反应时，因其组成比例不协调（一般为复盐或酸式盐），当一种组成离子恰好完全反应时，另一种组成离子不能恰好完全反应（有剩余或不足），因而跟用量有关。


酸式盐与碱反应的离子方程式常用“定1法”：根据相对量将少量物质定为“1ml”，若少量物质中有两种或两种以上离子参加反应，则参加反应离子的物质的量之比与物质组成之比相符。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。


（1）非氧化还原型离子反应


①Ca（HCO3）2溶液与NaOH溶液反应：


NaOH不足：Ca2＋＋HCO＋OH－===CaCO3↓＋H2O；


NaOH过量：Ca2＋＋2HCO＋2OH－===CaCO3↓＋2H2O＋CO。


②NaHCO3溶液与Ca（OH）2溶液反应：


NaHCO3不足：HCO＋OH－＋Ca2＋===CaCO3↓＋H2O；


NaHCO3过量：Ca2＋＋2OH－＋2HCO===CaCO3↓＋CO＋2H2O。


③Ba（OH）2溶液与NaHSO4溶液的反应：


n[Ba（OH）2]∶n（NaHSO4）＝1∶1


Ba2＋＋OH－＋H＋＋SO===BaSO4↓＋H2O，此时溶液呈碱性；


n[Ba（OH）2]∶n（NaHSO4）＝1∶2


Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O，此时溶液呈中性，若向该溶液中再加Ba（OH）2溶液，离子方程式为SO＋Ba2＋===BaSO4↓。


（2）FeBr2与Cl2


Cl2少量：2Fe2+ ＋ Cl2 ===2Fe3+ ＋ 2Cl-


Cl2过量：2Fe2+ ＋ 4Br-＋3Cl2 ===2Fe3+ ＋ 2Br2 ＋ 6Cl-





二、离子共存


离子共存即离子之间不能发生反应，判断一个溶液中离子能否大量共存，就是判断溶液中离子能否发生反应


1. 离子间因发生复分解反应而不能大量共存的情况及详见实例。


（1）生成难溶物：Ag+与Cl-，Ba2+与SO42-，Cu2+、Fe3+与OH-等。


（2）生成气体：H+与CO32-、SO32-、S2-等。


（3）生成难电离物质：H+与OH-，H+与ClO-，H+与CH3COO-。


2. 溶液透明时，不存在有色离子


Cu2+（蓝色）、Fe2+（浅绿色）、Fe3+（黄色）、MnO4-（紫色）等有色离子。


3. 隐含条件


（1）酸性溶液在题目中常以几种形式隐含存在，比如在题目中提到强酸性溶液或使石蕊变红的溶液或是常温下PH小于7的溶液，这些均指酸性溶液，即溶液中有大量H+，那能与氢离子反应的离子肯定不能大量存在，弱酸根离子（如CO32-、SO32-、S2-、SiO32-、CH3COO-、ClO-）多元弱酸的酸式酸根离子（如HCO3-、HSO3- 、HS-）。


（2）碱性溶液，在题目中提到强碱性溶液或使石蕊变蓝的溶液或使酚酞变红的溶液，或者是常温下PH大于7的溶液，这些均是指碱性溶液，即在溶液中有大量OH-，则能与氢氧根反应的离子肯定不能大量存在。比如H+ 、NH4+、多元弱酸的酸式酸根离子（如HCO3-、HSO3- 、HS-、H2PO4- 、HPO42-）、活动性顺序在Mg之后（如Mg2+、Al3+、Fe3+、Fe2+、Cu2+、Ag+）


4. 发生氧化还原反应


强氧化性离子MnO4-、ClO-、NO3-（H+）与还原性离子S2-、Fe2+、I-、SO32-不能大量共存，Fe3+与S2-、I-不能大量共存





核心知识点二：


一、常见离子的检验与鉴别


1. 常见离子的鉴别方法


（1）沉淀法





（2）气体法





[注意] ①检验CO时首先排除HCO、SO和HSO造成的干扰；②使澄清石灰水变浑浊的不一定是CO2，也可能是SO2；③SO2能使品红溶液褪色，Cl2也能使品红溶液褪色，但Cl2为黄绿色且用Cl2漂白后的品红溶液加热后不恢复红色。


（3）显色法


2. 离子推断的原则


（1）肯定性原则：根据实验现象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的离子。


（2）互斥性原则：在肯定存在某些离子的同时，结合离子共存规律否定一些离子的存在。例如，在某混合的水溶液中，可能含有以下离子中的若干种：K+、Mg2+、Fe3+、Cl-、OH-、SO42-，若通过有关实验现象已经得出，溶液中肯定存在较多的OH-，那溶液中一定不存在Mg2+、Fe3+，同时根据溶液呈电中性原则，可以推出溶液中一定存在K+。


（3）电中性原则：溶液呈电中性，溶液中一定既有阳离子，又有阴离子，且溶液中正、负电荷总数相等。


（4）进出性原则：通常是在实验过程中使用的，是指在实验过程中反应生成的离子或者引入的离子对后续实验的影响。比如在检验溶液中是否同时存在SO42-和Cl-时，一般是先检验SO42-，再检验Cl-，SO42-的检验用盐酸和氯化钡溶液，但这里注意了，要用稀硝酸和硝酸钡溶液代替盐酸和氯化钡溶液做检验试剂。原因是因为使用盐酸和氯化钡溶液作为检验试剂，会引入氯离子，对后面检验溶液中的Cl-产生干扰。再检验出SO42-后，需要将BaSO4沉淀过滤出去，再往溶液中滴加稀硝酸和硝酸银溶液，检验Cl-。








核心知识点一：





下列无色透明溶液，在酸性条件下一定能大量共存的是（ ）


Na+、Mg2+、NO3-、Cl-


Na+、K+ 、CO32-、NO3-


K+ 、Ba2+、HCO3-、Cl-


Na+、K+ 、MnO4-、SO42-


【答案】A


【解析】题目要求：①强酸性②无色透明③能大量共存。B项，CO32-与H+反应；C项、HCO3-与H+反应；D项，MnO4-为紫色。


【考点】离子共存








下列指定反应的离子方程式不正确的是（ ）


A. 钠与水反应：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑


B. 向碳酸氢铵溶液中加入足量石灰水：Ca2＋＋HCO+OH－===CaCO3↓＋H2O


C. 向氢氧化钡溶液中加入稀硫酸：Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O


D. 泡沫灭火器反应原理：3HCO＋Al3＋===3CO2↑＋Al（OH）3↓


【答案】B


【解析】钠与水反应的离子方程式为2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑，故A正确；向碳酸氢铵溶液中加入足量石灰水，铵根离子也反应生成NH3·H2O，故B错误；向氢氧化钡溶液中加入稀硫酸，离子方程式：Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O，故C正确；泡沫灭火器的反应原理为碳酸氢钠和硫酸铝混合后发生相互促进的水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体，反应的离子方程式A13＋＋3HCO===Al（OH）3↓＋3CO2↑，故D正确。


【考点】离子方程式的正误判断





下列离子方程式的书写及评价均合理的是（ ）


【答案】D


【解析】A项，Cl2少量，先与I-反应，正确的离子方程式为Cl2 + 2I- = 2C1- + I2，错误；B项，NaOH足量，以Mg（HCO3）2作为离子计量标准，正确的离子方程式是Mg2+ + 2HCO3- + 4OH- =Mg（OH）2 ↓ + 2H2O + 2CO32-，错误；C项，过量SO2通入到NaClO溶液中，正确的离子方程式为SO2 + ClO- + H2O = 2H+ + SO42- + Cl-，错误；D项，1ml/L的NaAlO2溶液和2.5ml/L的HCl溶液等体积互相均匀混合，n（AlO2-）：n（H+）=2∶5，反应的离子方程式为2AlO2- + 5H+ = Al3+ + Al（OH）3 ↓ + H2O，AlO2-与Al（OH）3消耗的H+的物质的量之比为2∶3，正确。


【考点】有关量的离子方程式的书写





核心知识点二：





某无色溶液中只可能含有K+、Ag+、Ba2+、Cu2+、Cl-、OH-、CO32-、SO42-中的一种或几种，对其进行如下实验操作：


①取少量溶液，滴加无色酚酞试液，酚酞试液变红；


②另取少量溶液，加入足量BaCl2溶液，产生白色沉淀；


③向②所得溶液中加入足量盐酸，沉淀部分溶解，并有无色气体生成；


④将③所得混合物过滤，向滤液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成。


下列对该溶液的说法正确的是（ ）


A. 一定含有K+ 、OH-、 CO32- 、SO42-


B. 可能含有Cl-、 OH-


C. 一定不含有Ag+、Ba2+、Cu2+、Cl-


D. 无法判断


【答案】A


【解析】①无色溶液不含Cu2+，滴加无色酚酞试液变红，说明含OH-，不含Ag+；②加入足量BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明含CO32-或SO42-或两者都有，不含Ba2+；③向混合物中加足量盐酸，沉淀部分溶解，并有无色气体产生，说明原溶液中同时含CO32-和SO42-，根据电荷守恒可知，溶液中一定要有阳离子，故溶液中必含K+；④向滤液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成，说明滤液中含有Cl-，但加入BaCl2溶液及盐酸时引入了Cl-，不能确定原溶液是否含有Cl-。综上所述可知，原溶液一定含有K+、OH-、CO32-、SO42-，可能含有Cl-，一定不含Cu²+、Ag+、Ba2+。


【考点】离子的检验与推断








某试液中只可能含有K＋、NH、Fe2＋、Al3＋、Cl－、SO、CO、AlO中的若干种离子。离子浓度均为0.3 ml·L－1。某同学进行了如下实验：





下列说法正确的是（ ）


A. 无法确定原试液中是否含有Al3＋、Cl－


B. 原溶液中存在的离子为NH、Fe2＋、Cl－、SO


C. 滤液X中大量存在的阳离子有NH、Fe2＋和Ba2＋


D. 无法确定沉淀C的成分


【答案】B


【解析】该试液加入稀硫酸无明显现象，说明试液不含有CO、AlO。加入Ba（NO3）2溶液产生的气体是NO，说明试液含有还原性离子Fe2＋。加入氢氧化钠溶液产生气体，说明试液含有NH。从实验得到结论：试液含有Fe2＋、NH，不含有CO、AlO，为了保持电荷守恒，要求试液含有Cl－、SO，不含有Al3＋，故A错误；原溶液中存在的离子为NH、Fe2＋、Cl－、SO，故B正确；在过量稀硫酸和硝酸钡溶液作用下，滤液X中Fe2＋不能大量存在，故C错误；沉淀C的成分是碳酸钡，故D错误。


【考点】离子的检验与推断








（答题时间：25分钟）


一、选择题：


1. 能正确表达下列反应的离子方程式为（ ）


A. 用醋酸除去水垢： 2H＋＋CaCO3===Ca2＋＋CO2↑＋H2O


B. 硫化亚铁与浓硫酸混合加热：2H＋＋FeS===H2S↑＋Fe2＋


C. 向硫酸铝溶液中滴加碳酸钠溶液： 2Al3＋＋3CO===Al2（CO3）3↓


D. 用氢氧化钠溶液吸收工业废气中的NO2： 2NO2＋2OH－===NO＋NO＋H2O


2. 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 ml·L－1 KI溶液：Na＋、K＋、ClO－、OH－


B. 0.1 ml·L－1 Fe2（SO4）3溶液：Cu2＋、NH、NO、SO


C. 0.1 ml·L－1 HCl溶液：Ba2＋、K＋、CH3COO－、NO


D. 0.1 ml·L－1 NaOH溶液：Mg2＋、Na＋、SO、HCO


3. 下列指定反应的离子方程式正确的是（ ）


A. 饱和Na2CO3溶液与CaSO4固体反应：CO32-＋CaSO4 === CaCO3↓＋SO42-


B. 酸化NaIO3和NaI的混合溶液：I－＋IO＋6H＋===I2＋3H2O


C. KClO碱性溶液与Fe（OH）3反应：3ClO－＋2Fe（OH）3===2FeO42-＋3Cl－＋4H＋＋H2O


D. 电解饱和食盐水：2Cl－＋2H＋Cl2↑＋H2↑


4. 下列离子检验的方法正确的是（ ）


A. 某溶液有白色沉淀，说明原溶液中有Cl－


B. 某溶液有白色沉淀，说明原溶液中有SO


C. 某溶液有蓝色沉淀，说明原溶液中有Cu2＋


D. 某溶液生成无色气体，说明原溶液中有CO


5. 为检验某种钠盐溶液中含有的阴离子是SO、CO还是OH－、Cl－，下面设计的方案中合理的是（ ）


A. 检验CO：向待测液中加入足量的盐酸产生气泡，将气体通入浓Ba（OH）2溶液有白色沉淀生成


B. 检验SO：向待测液中加入盐酸至酸性，未见沉淀或气体生成，再加入BaCl2溶液出现白色沉淀


C. 检验OH－：向待测液中加入石蕊溶液，溶液变红色


D. 检验Cl－：向待测液中加入AgNO3溶液和稀盐酸的混合液，有白色浑浊物出现





二、非选择题


6. 某废水含有下列离子中的5种（忽略水的电离及离子的水解）：K＋、Cu2＋、Al3＋、Fe2＋、Cl－、CO、NO、SO，若各种离子的物质的量浓度相等，为探究废水的组成，某同学进行了如下实验：


①用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察无紫色火焰；


②另取少量溶液加入足量稀盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变；


③另取少量溶液加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。


根据上述实验，回答下列问题：


（1）可以确定存在的离子：___________________________________。


（2）可以确定不存在的离子：_________________________________________。


（3）步骤③中的沉淀为__________________________________________。











1.【答案】D


【解析】A项，醋酸为弱酸，离子方程式中醋酸不能拆开；B项，硫化亚铁与浓硫酸混合加热生成硫酸铁、二氧化硫和水且浓硫酸不能拆；C项，向硫酸铝溶液中滴加碳酸钠溶液发生水解相互促进反应，生成氢氧化铝和二氧化碳；D项，用氢氧化钠溶液吸收工业废气中的NO2，生成硝酸钠、亚硝酸钠和水，离子方程式正确。


考点：离子方程式的正误判断


2.【答案】B


【解析】B项，各离子可以大量共存；A项，ClO－有氧化性，能将I－氧化为I2，不能大量共存；C项，CH3COOH为弱电解质，CH3COO－与H＋不能大量共存；D项，OH－与Mg2＋、HCO均不能大量共存。


3.【答案】A


【解析】B错，正确的离子方程式应为5I－＋IO＋6H＋===3I2＋3H2O；C错，正确的离子方程式应为2Fe（OH）3＋3ClO－＋4OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O；D错，正确的离子方程式应为2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。


4.【答案】C


【解析】A项，也可能含有CO等离子，错误。B项，也可能含有Ag＋等离子，错误。D项，也可能含有碳酸氢盐，错误。


考点：离子的检验


5.【答案】B


【解析】A项待测液与盐酸产生的气体通入浓Ba（OH）2溶液有白色沉淀生成，不一定是CO，还可能是SO；C项溶液中若有OH－，则OH－会使溶液变成蓝色；D项中AgNO3溶液和稀盐酸的混合液，就会有白色浑浊物出现，无法检验待测液中是否含有Cl－。


考查：离子的检验


6.【答案】（1）Cu2＋、Fe2＋、Cl－、NO、SO


（2）K＋、Al3＋、CO


（3）BaSO4


【解析】用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察无紫色火焰，则说明没有K+；另取溶液加入足量稀盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，则说明含有具有氧化性的NO3-和还原性的Fe2+；若向溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明原溶液中含有CO32-或SO42-，因为有Fe2+，Fe2+与CO32-不能共存，所以没有CO32-；


则溶液中的离子有Fe2+、NO3-、SO42-，已知各种离子的物质的量浓度相等，阴离子电荷比阳离子电荷多，所以还有另外的阳离子Cu2+或Al3+，若有Cu2+，阳离子的电荷多还须有Cl-，若有Al3+，阴离子加上Cl-，电荷仍不守恒；所以根据电荷守恒可知还有Cu2+、Cl-，所以原溶液中所含的离子为：Cu2+、Fe2+、Cl-、NO3-、SO42-，一定不含：K+、Al3+、CO32-离子。


重难点
题型
分值
重点
1. 掌握与量有关离子方程式的书写


2. 判断溶液中离子共存问题


3. 掌握离子检验与推断的方法
选择与填空
6-10分
难点
与量有关离子方程式的书写、离子的检验
离子
试剂
现象
反应原理（离子方程式）
Cl－、Br－、I－
稀HNO3和AgNO3溶液
AgCl（白色）、AgBr（淡黄色）、AgI（黄色）
Ag＋＋Cl－===AgCl↓、


Ag＋＋Br－===AgBr↓、


Ag＋＋I－===AgI↓
SO
稀盐酸和


BaCl2溶液⇨
白色沉淀
Ba2＋＋SO===BaSO4↓
（先加入盐酸后加入BaCl2溶液）
Fe2＋
NaOH溶液
白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀
Fe2＋＋2OH－===Fe（OH）2↓、


4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3
K3[Fe（CN）6]


溶液eq \a\vs4\al(⇨)
蓝色沉淀
生成铁氰化亚铁沉淀
（更适合含有Fe3＋的混合溶液中Fe2＋的检验）
Fe3＋
NaOH溶液
红褐色沉淀
Fe3＋＋3OH－===Fe（OH）3↓
离子
试剂
现象
反应原理（离子方程式）
NH
浓NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸
产生有刺激性气味的气体，且气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
NH＋OH－NH3↑＋H2O
CO
稀盐酸和石灰水
石灰水变浑浊
CO＋2H＋===H2O＋CO2↑，CO2＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋H2O
SO
稀H2SO4和品红溶液
产生有刺激性气味的气体，且气体能使品红溶液褪色
SO＋2H＋===SO2↑＋H2O
离子
试剂
现象
反应原理（离子方程式）
I－
氯水、淀粉溶液
溶液变蓝色
2I－＋Cl2===2Cl－＋I2
Fe2＋
KSCN溶液和氯水
先加KSCN无变化，滴加氯水后变红色
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、


Fe3＋＋3SCN－===Fe（SCN）3
Fe3＋
KSCN溶液
红色
Fe3＋＋3SCN－===Fe（SCN）3
Na＋、K＋
Pt（Fe）丝和稀盐酸
火焰分别呈黄色、紫色
K＋要透过蓝色钴玻璃观察焰色
选项
离子方程式
评价
A
将1mlCl2通入到含1mlFeI2的溶液中：2Fe2+ + 2I- + 2Cl2 === 2Fe3+ + 4Cl- + I2
正确；Cl2过量，可将Fe2+、I-均氧化
B
Mg（HCO3）2溶液与足量的NaOH溶液反应：Mg2+ + HCO3- + OH-=== MgCO3 + H2O
正确；酸式盐与碱反应生成盐和水
C
过量SO2通入到NaClO溶液中：SO2 + H2O + ClO- === HClO + HSO3-
正确；说明酸性：H2SO3强于HClO
D
1ml/L的NaAlO2溶液和2.5ml/L的HCl溶液等体积互相均匀混合：2AlO2 + 5H+ === Al3+ + Al（OH）3↓ + H2O
正确；AlO2-与Al（OH）3消耗的H+的物质的量之比为2∶3