1、第4節(jié)離子反應(yīng)第1課時(shí)離子反應(yīng)發(fā)生的條件學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過離子方程式書寫規(guī)則的學(xué)習(xí),能用化學(xué)用語正確表示水溶液中的離子反應(yīng)。2.通過離子平衡知識(shí)的學(xué)習(xí),能從離子反應(yīng)的角度分析溶液的性質(zhì)。學(xué)習(xí)任務(wù)1離子反應(yīng)發(fā)生的條件 1.離子反應(yīng)的定義:通常將溶液中離子之間以及離子與原子或分子之間發(fā)生的反應(yīng)稱為離子反應(yīng)。2.離子反應(yīng)的類型(1)離子交換型(復(fù)分解型)離子反應(yīng)。沒有元素化合價(jià)變化,一般沒有分子或原子參加,一般是陰、陽離子間反應(yīng)。(2)氧化還原型離子反應(yīng)。有元素化合價(jià)變化,可能是離子離子、離子原子或離子分子之間發(fā)生反應(yīng)。3.離子反應(yīng)發(fā)生的條件(1)離子交換型(復(fù)分解型)離子反應(yīng)。通常必須是“陰、陽離子

2、間才可能反應(yīng)”,當(dāng)陰、陽離子間結(jié)合為沉淀、弱電解質(zhì)或氣體(揮發(fā)性物質(zhì))才能反應(yīng)。(2)氧化還原型離子反應(yīng)。自發(fā)氧化還原反應(yīng):符合以強(qiáng)制弱(即氧化性為氧化劑氧化產(chǎn)物,還原性為還原劑還原產(chǎn)物)才能發(fā)生。非自發(fā)氧化還原反應(yīng):通過外加直流電源才能發(fā)生。我們在第2章學(xué)習(xí)了化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性,通過學(xué)習(xí)知道一個(gè)反應(yīng)G=H-TS4.710-6 mol3L-3,所以反應(yīng)可以發(fā)生。問題2:0.01 molL-1的CaCl2溶液與0.01 molL-1的NaOH溶液等體積混合能否反應(yīng)?提示:同上計(jì)算Q=1.2510-7 mol3L-3Fe3+Cu2+H+(酸)Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+(H2O)Al3+Mg

3、2+Na+Ca2+K+,可知氧化性Fe3+Cu2+,印刷電路板反應(yīng)為2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+,其中Fe3+是氧化劑,Cu2+是氧化產(chǎn)物,氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的,符合“以強(qiáng)制弱”原則,所以反應(yīng)可以發(fā)生。問題6:根據(jù)元素周期律,分析2H2S+O22S+2H2O為什么可以發(fā)生。提示:O與S在同一主族,O在S上一周期,所以氧化性O(shè)2S,符合“以強(qiáng)制弱”原則,所以反應(yīng)可以發(fā)生。常見類型離子反應(yīng)總結(jié)1.離子交換型(復(fù)分解型)離子反應(yīng)(1)生成難溶物或微溶物:常見酸、堿、鹽溶解性可參考必修第一冊最后附錄,沉淀轉(zhuǎn)化型反應(yīng)也屬于此類型。(2)生成弱電解質(zhì)。常見與H+生成弱酸的弱酸根離子:F-、Cl

4、O-、S2-、HS-、SO32-、HSO3-、PO43-、HPO42-、H2PO4-、CO32-、HCO3-、Al(OH)4-、SiO32-、CH3COO-及HCOO-等。常見與OH-結(jié)合的弱堿陽離子:NH4+等。H+與OH-結(jié)合為水,H+與HO2-或O22-結(jié)合為H2O2等。2.氧化還原型離子反應(yīng)(1)常見氧化性離子:MnO4-(H+)、NO3-(H+)、ClO-、Fe3+。(2)常見還原性離子:Cl-、Br-、I-、S2-、HS-、SO32-、HSO3-、Fe2+等。3.特殊類型離子反應(yīng)(1)水解互促型離子反應(yīng):Al3+與CO32-、HCO3-、S2-、HS-、SiO32-、Al(OH)4

5、-、ClO-等,Fe3+與CO32-、HCO3-、SiO32-、Al(OH)4-、ClO-等。(2)配位反應(yīng):Fe3+與SCN-生成Fe(SCN)3;Ag+與NH3H2O生成Ag(NH3)2+;Cu2+與NH3H2O生成Cu(NH3)42+等。1.(2021廣東廣州階段練習(xí))下列離子方程式正確的是(A)A.向次氯酸鈣溶液中加入少量醋酸增強(qiáng)漂白性:ClO-+CH3COOHHClO+CH3COO-B.FeO溶于足量稀硝酸:FeO+2H+Fe2+H2OC.向NaAl(OH)4溶液中加入過量稀硫酸:Al(OH)4-+H+Al(OH)3+H2OD.向NaClO溶液中滴入少量FeSO4溶液:2Fe2+Cl

6、O-+2H+Cl-+2Fe3+H2O解析:次氯酸鈣與醋酸反應(yīng)生成醋酸鈣與次氯酸,離子方程式為ClO-+CH3COOHHClO+CH3COO-,A正確;FeO與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸鐵、一氧化氮、水,離子方程式為3FeO+NO3-+10H+3Fe3+5H2O+NO,B錯(cuò)誤;NaAl(OH)4與過量稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁和水,C錯(cuò)誤;NaClO溶液顯堿性,滴入少量FeSO4溶液生成Fe(OH)3沉淀,D錯(cuò)誤。2.(2021湖南長沙階段練習(xí))25 時(shí),下列有關(guān)溶液組成的描述合理的是(C)A.無色溶液中可能大量存在Fe3+、NH4+、Cl-、S2-B.酸性溶液中可能大量存在Na+、SiO32-、SO42-、

7、I-C.由水電離的c水(OH-)=110-13 molL-1的溶液中可能大量存在Na+、K+、Cl-、CO32-D.pH=12的溶液中可能大量存在Mg2+、K+、Cl-、SO42-解析:含F(xiàn)e3+的溶液顯棕黃色,A錯(cuò)誤;SiO32-與H+反應(yīng)生成難溶物H2SiO3,B錯(cuò)誤,;由水電離的c水(OH-)=110-13 molL-1的溶液可能呈酸性,也可能呈堿性,CO32-在酸性溶液中不能大量存在,但在堿性溶液中,四種離子均能大量存在,C正確;pH=12的溶液呈堿性,Mg2+與OH-不能大量共存,D錯(cuò)誤。(1)離子大量共存問題,本質(zhì)上就是離子反應(yīng)發(fā)生的條件問題,離子間發(fā)生反應(yīng)則必然不能大量共存。(2

8、)離子大量共存問題解題思路:首先考慮離子間是否能發(fā)生氧化還原反應(yīng),如果不能發(fā)生氧化還原反應(yīng),再考慮是否能發(fā)生復(fù)分解型離子反應(yīng)。復(fù)分解型離子反應(yīng)一般反應(yīng)原則是“陰、陽離子反應(yīng)”,陰、陽離子結(jié)合為沉淀、弱電解質(zhì)、氣體、配合物時(shí)就不能共存。(3)注意兩個(gè)“特例”,OH-與HCO3-不能共存,OH-+HCO3-H2O+CO32-;Al(OH)4-與HCO3-不能共存,Al(OH)4-+HCO3-Al(OH)3+H2O+CO32-。嚴(yán)格講這兩個(gè)特例也是“陰、陽離子反應(yīng)”,前者一般認(rèn)為是HCO3-H+CO32-與H+OH-H2O疊加而成,后者是HCO3-H+CO32-與H+Al(OH)4-Al(OH)3+

9、H2O疊加而成。學(xué)習(xí)任務(wù)2離子方程式 1.離子方程式的書寫方法以CaCO3與HCl的反應(yīng)為例。微點(diǎn)撥:化學(xué)式拆寫要點(diǎn)(1)易溶于水的強(qiáng)電解質(zhì)均寫成離子形式,包括強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、大多數(shù)可溶性鹽;其他均用化學(xué)式表示,如單質(zhì)、氧化物、氣體、弱電解質(zhì)(弱酸、弱堿、水)、非電解質(zhì)、難溶性鹽。(2)微溶物寫法:微溶物作為反應(yīng)物,若是溶液,寫離子符號(hào),若是濁液,寫化學(xué)式;微溶物作為生成物,一般寫化學(xué)式。(3)酸式鹽的寫法:多元弱酸根離子不能拆開寫;強(qiáng)酸酸式酸根離子拆開寫。(4)一水合氨寫法:一水合氨作為反應(yīng)物時(shí)寫NH3H2O;作為生成物時(shí),若加熱條件或濃度大時(shí),NH3H2O分解,寫成NH3+H2O,若無加熱條件

10、且濃度很小,寫成NH3H2O。2.離子方程式的正誤判斷(1)檢查是否符合客觀事實(shí),即反應(yīng)能否發(fā)生,生成物是否符合事實(shí)。如Na與CuSO4溶液的反應(yīng)為2Na+Cu2+2Na+Cu(錯(cuò)誤);Fe與稀鹽酸的反應(yīng)為2Fe+6H+2Fe3+3H2(錯(cuò)誤)。(2)檢查化學(xué)式拆寫是否正確。(3)檢查符號(hào)使用是否正確,要注意“”“”“”“”等符號(hào)的正確使用。如AlCl3溶于水中:Al3+3H2OAl(OH)3+3H+(錯(cuò)誤)。(4)檢查是否遵循原子守恒、電荷守恒和得失電子守恒。如Fe3+CuFe2+Cu2+(錯(cuò)誤);Fe2+Cl2Fe3+Cl-(錯(cuò)誤)。(5)檢查是否漏掉參加反應(yīng)的離子。如Ba(OH)2溶液與

11、CuSO4溶液反應(yīng):Ba2+SO42-BaSO4(錯(cuò)誤)。(6)檢查反應(yīng)物或產(chǎn)物的配比是否正確。如稀H2SO4與Ba(OH)2溶液的反應(yīng):H+SO42-+Ba2+OH-BaSO4+H2O(錯(cuò)誤)。(7)檢查是否符合用量關(guān)系,即過量、少量、等物質(zhì)的量、適量、任意量、逐滴加入引起的用量變化等對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響。(8)檢查反應(yīng)條件的影響。有的反應(yīng)與試劑的滴加順序有關(guān)。如Na2CO3溶液中逐滴加入稀鹽酸,離子方程式為CO32-+H+HCO3-,HCO3-+H+H2O+CO2。稀鹽酸中逐滴加入Na2CO3溶液,離子方程式為CO32-+2H+H2O+CO2;再如AlCl3溶液與NaOH溶液、NaAl(OH)

12、4溶液與鹽酸反應(yīng)等。濃度條件:如硝酸與銅反應(yīng)時(shí),濃硝酸被還原為NO2,稀硝酸一般被還原為NO;再如濃硫酸與Zn反應(yīng),濃硫酸被還原為SO2,稀硫酸被還原為H2等。離子方程式用實(shí)際參加反應(yīng)的離子的符號(hào)表示反應(yīng),相對(duì)化學(xué)方程式來講,離子方程式更簡潔,能從更深層次表示一個(gè)反應(yīng)的本質(zhì)。探究離子方程式的書寫問題1:鹽酸與NaOH溶液混合發(fā)生中和反應(yīng),鹽酸中有哪些離子?氫氧化鈉溶液中有哪些離子?這些離子是否自由?提示:鹽酸中含有H+、Cl-、OH-(極少);NaOH溶液中含有Na+、OH-、H+(極少);離子均為自由離子。問題2:鹽酸與氫氧化鈉溶液混合后,離子種類有沒有改變?離子的數(shù)量如何改變?提示:種類沒

13、有改變;但H+與OH-數(shù)量大幅度降低,兩者結(jié)合為H2O分子。問題3:鹽酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)過程中Cl-與Na+數(shù)量有沒有改變?兩者反應(yīng)前后自由度有無改變?提示:兩者數(shù)量沒有改變;反應(yīng)前后均為自由離子。問題4:通過上述分析,你認(rèn)為離子方程式的本質(zhì)是什么?提示:離子方程式實(shí)際上是把沒有參與反應(yīng)的離子(種類、數(shù)量、自由度均沒有變化)刪除之后,用實(shí)際參與反應(yīng)的離子(種類改變或數(shù)量改變或自由度改變的離子)表示化學(xué)反應(yīng)?！岸ㄒ环ā睍鴮懰崾禁}與堿反應(yīng)的離子方程式(1)根據(jù)相對(duì)量將少量物質(zhì)定為“1 mol”,若少量物質(zhì)有兩種或兩種以上離子參加反應(yīng),則參加反應(yīng)的離子的物質(zhì)的量之比與物質(zhì)組成之比相符。(2)根據(jù)少

14、量物質(zhì)中離子的物質(zhì)的量,確定過量物質(zhì)中實(shí)際參加反應(yīng)的離子的物質(zhì)的量。(3)根據(jù)“先中和后沉淀”的思路正確書寫離子方程式。1.(2021河南周口階段練習(xí))下列反應(yīng)的離子方程式書寫正確的是(B)A.已知氧化性Cl2Br2Fe3+,向FeBr2溶液中通入等物質(zhì)的量的Cl2:2Fe2+4Br-+3Cl22Fe3+2Br2+6Cl-B.向澄清石灰水中加入Ca(HCO3)2溶液:Ca2+OH-+HCO3-CaCO3+H2OC.將過氧化鈉加入硫酸亞鐵溶液中:2Fe2+2Na2O2+3H2O2Fe(OH)3+4Na+O2D.向Ba(OH)2溶液中滴加NaHSO4溶液至混合溶液恰好為中性:Ba2+OH-+H+S

15、O42-BaSO4+H2O解析:向FeBr2溶液中通入等物質(zhì)的量的Cl2,已知氧化性Cl2Br2Fe3+,Fe2+的還原性強(qiáng)于Br-的,Cl2先與Fe2+發(fā)生反應(yīng),令FeBr2的物質(zhì)的量為 1 mol,根據(jù)得失電子數(shù)目守恒得消耗的n(Br-)=1 mol,消耗Fe2+、Br-、Cl2的物質(zhì)的量之比等于系數(shù)之比,即為111,其離子方程式為2Fe2+2Br-+2Cl22Fe3+Br2+4Cl-,故A錯(cuò)誤;澄清石灰水與Ca(HCO3)2溶液反應(yīng),即OH-與HCO3-反應(yīng)生成CO32-和H2O,CO32-與Ca2+反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀,離子方程式為Ca2+OH-+HCO3-CaCO3+H2O,故B正確;

16、反應(yīng)前后氧原子不守恒,故C錯(cuò)誤;反應(yīng)至中性,其離子方程式為Ba2+2OH-+2H+SO42-BaSO4+2H2O,故D錯(cuò)誤。2.(2021湖南長沙階段練習(xí))下列過程中的化學(xué)反應(yīng),其相應(yīng)的離子方程式正確的是(D)A.氯化銅溶液中通入硫化氫:Cu2+S2-CuSB.過量鐵粉加入稀硝酸中:Fe+4H+NO3-Fe3+NO+2H2OC.碳酸氫鈉的水解:HCO3-+H2OCO32-+H3O+D.向FeCl3溶液中加入Mg(OH)2:3Mg(OH)2+2Fe3+2Fe(OH)3+3Mg2+解析:H2S是弱酸,不能拆成離子形式,正確的離子方程式為Cu2+H2SCuS+2H+,A錯(cuò)誤;鐵粉過量,生成亞鐵離子,

17、正確的離子方程式為3Fe+8H+2NO3-3Fe2+2NO+4H2O,B錯(cuò)誤;HCO3-+H2OCO32-+H3O+是HCO3-的電離方程式,水解方程式為HCO3-+H2OH2CO3+OH-,C錯(cuò)誤。警惕離子方程式書寫與判斷四大陷阱1.“拆分”陷阱離子方程式的正誤判斷中,常常設(shè)置物質(zhì)是否能“拆分”的陷阱,氧化物、弱電解質(zhì)、沉淀、多元弱酸的酸式酸根離子在離子方程式中均不能拆分。在學(xué)習(xí)時(shí),應(yīng)熟記常見的弱電解質(zhì)、溶解度表及常見多元弱酸的酸式酸根離子。2.“守恒”陷阱離子方程式除符合質(zhì)量守恒外,還應(yīng)符合電荷守恒,做題時(shí)往往只注意質(zhì)量守恒,而忽略電荷守恒,這也是命題者經(jīng)常設(shè)置的“陷阱”。3.“原理”陷阱離子反應(yīng)應(yīng)符合客觀事實(shí),而命題者往往設(shè)置不符合“反應(yīng)原理”的陷阱,如Fe和氧化性酸反應(yīng)生成Fe2+、金屬和氧化性酸反應(yīng)生成H2,忽略隱含反應(yīng)、不符合配比關(guān)系、“”“”使用不正確以及反應(yīng)條件不恰當(dāng)?shù)取?.“量比”陷阱在離子方程式正誤判斷中,做題時(shí)往往忽略相對(duì)量的影響,命題者往往設(shè)置“離子方程式正確,但不符合相對(duì)量”的陷阱。突破“陷阱”的方法:一是審準(zhǔn)“相對(duì)量”的多少,二是看離子反應(yīng)是否符合該相對(duì)量。 【知識(shí)整合】【易錯(cuò)提醒】1.誤認(rèn)為電解質(zhì)參加的反應(yīng)都能寫成離子方程式。其實(shí)不然,固體之間的反應(yīng)不能寫成離子方程式,如高錳酸鉀受熱分解、氯化銨固體與氫氧化鈣固體