2025年上學期高一化學專題突破（離子反應與氧化還原）一、離子反應的核心概念與實質離子反應是指在水溶液中或熔融狀態(tài)下，有離子參與或生成的化學反應。其本質是離子濃度的減小，可通過生成沉淀、氣體、弱電解質或發(fā)生氧化還原反應實現(xiàn)。例如，氯化鈉溶液與硝酸銀溶液混合時，Cl?與Ag?結合生成AgCl沉淀，導致溶液中這兩種離子濃度顯著降低，反應方程式為：Ag?+Cl?=AgCl↓。（一）電解質與非電解質的判斷標準電解質：在水溶液中或熔融狀態(tài)下能導電的化合物，包括酸、堿、鹽、活潑金屬氧化物等。強電解質：在水溶液中完全電離，以離子形式存在，如HCl（H?+Cl?）、NaOH（Na?+OH?）、NaCl（Na?+Cl?）。弱電解質：部分電離，溶液中存在分子和離子共存狀態(tài)，如CH?COOH（CH?COO?+H?）、NH?·H?O（NH??+OH?）。非電解質：在上述條件下均不導電的化合物，如蔗糖（C??H??O??）、乙醇（C?H?OH）等。注意：單質（如Cu、Cl?）和混合物（如鹽酸）既不是電解質也不是非電解質，因為電解質的研究對象是化合物。（二）離子方程式的書寫與正誤判斷書寫步驟（以Ba(OH)?與H?SO?反應為例）：寫：寫出化學方程式：Ba(OH)?+H?SO?=BaSO?↓+2H?O拆：將強電解質拆為離子形式：Ba2?+2OH?+2H?+SO?2?=BaSO?↓+2H?O刪：刪除不參與反應的離子（無）查：檢查原子守恒和電荷守恒（左邊電荷：2++2×(-1)+2×(+1)+(-2)=0，右邊電荷：0，守恒）。常見錯誤類型：拆分錯誤：弱電解質（如H?O、CH?COOH）、沉淀（如CaCO?）、氣體（如CO?）不可拆分。電荷不守恒：如Fe3?+Cu=Fe2?+Cu2?（左邊電荷+3，右邊+4，錯誤，應為2Fe3?+Cu=2Fe2?+Cu2?）。漏寫部分反應：如NaOH與CO?反應，CO?少量時生成CO?2?（2OH?+CO?=CO?2?+H?O），過量時生成HCO??（OH?+CO?=HCO??）。（三）離子共存的條件離子之間若能發(fā)生反應，則不能大量共存，具體包括：生成沉淀：如Ba2?與SO?2?（BaSO?↓）、Fe3?與OH?（Fe(OH)?↓）。生成氣體：如H?與CO?2?（CO?↑）、NH??與OH?（NH?↑+H?O）。生成弱電解質：如H?與OH?（H?O）、H?與CH?COO?（CH?COOH）。發(fā)生氧化還原反應：如Fe3?與I?（2Fe3?+2I?=2Fe2?+I?）、MnO??（H?）與Cl?（2MnO??+16H?+10Cl?=2Mn2?+5Cl?↑+8H?O）。附加條件：酸性溶液（pH<7或c(H?)=10??mol/L）中，OH?、CO?2?、HCO??等不能共存。堿性溶液（pH>7或c(OH?)=10??mol/L）中，H?、NH??、Fe3?等不能共存。無色溶液中，排除Cu2?（藍色）、Fe2?（淺綠色）、Fe3?（黃色）、MnO??（紫紅色）等有色離子。二、氧化還原反應的基本規(guī)律與應用氧化還原反應的本質是電子轉移，特征是元素化合價的升降?；蟽r升高的過程稱為氧化（還原劑被氧化），化合價降低的過程稱為還原（氧化劑被還原）。（一）核心術語與關系氧化劑：所含元素化合價降低，得電子，發(fā)生還原反應，生成還原產物。還原劑：所含元素化合價升高，失電子，發(fā)生氧化反應，生成氧化產物?？谠E：“升失氧還，降得還氧”（化合價升高→失電子→被氧化→作還原劑；化合價降低→得電子→被還原→作氧化劑）。示例：在反應MnO?+4HCl（濃）$\xlongequal{\Delta}$MnCl?+Cl?↑+2H?O中，Mn元素從+4價降為+2價（MnO?是氧化劑），Cl元素從-1價升為0價（HCl是還原劑），Cl?是氧化產物，MnCl?是還原產物。（二）氧化還原反應的基本規(guī)律守恒規(guī)律：電子守恒：氧化劑得電子總數(shù)=還原劑失電子總數(shù)。例如，3Cu+8HNO?（?。?3Cu(NO?)?+2NO↑+4H?O中，Cu失電子數(shù)：3×2=6，N得電子數(shù)：2×3=6，二者相等。質量守恒：反應前后元素種類和原子個數(shù)不變。電荷守恒：離子方程式中，反應物和生成物的總電荷數(shù)相等。強弱規(guī)律：氧化性：氧化劑>氧化產物；還原性：還原劑>還原產物。例如，由反應Cl?+2Br?=2Cl?+Br?可推知：氧化性Cl?>Br?，還原性Br?>Cl?。先后規(guī)律：當一種氧化劑與多種還原劑反應時，優(yōu)先氧化還原性強的物質；反之亦然。例如，向FeBr?溶液中通入Cl?，因還原性Fe2?>Br?，Cl?先與Fe2?反應：2Fe2?+Cl?=2Fe3?+2Cl?，過量后再與Br?反應：2Br?+Cl?=Br?+2Cl?。（三）氧化還原反應方程式的配平（化合價升降法）以配平KMnO?+HCl（濃）→KCl+MnCl?+Cl?↑+H?O為例：標價態(tài)：標出變價元素化合價：$\overset{+7}{Mn}$O??+$\overset{-1}{Cl}$?→$\overset{+2}{Mn}$2?+$\overset{0}{Cl}$?列變化：計算化合價升降數(shù)：Mn：+7→+2，降5價（得5e?）；Cl：-1→0，升1價（失1e?），每個Cl?分子含2個Cl，故每生成1個Cl?升2價。求倍數(shù)：最小公倍數(shù)為10，故MnO??配2（降10價），Cl?配5（升10價）。配系數(shù)：根據(jù)原子守恒配平其他物質：2KMnO?+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl?+5Cl?↑+8H?O（注：16個HCl中，10個Cl?被氧化為Cl?，6個Cl?形成KCl和MnCl?，未參與氧化還原）。三、離子反應與氧化還原反應的綜合應用（一）離子推斷題的解題策略這類題目通常給出溶液的顏色、pH值、與其他物質反應的現(xiàn)象等信息，要求推斷溶液中存在或不存在的離子。解題關鍵：利用特征現(xiàn)象：如加入AgNO?生成白色沉淀，可能含Cl?、CO?2?等；加入KSCN溶液變紅，一定含F(xiàn)e3?。排除法：根據(jù)離子共存條件，逐步排除不可能存在的離子。電中性原則：溶液中陽離子所帶正電荷總數(shù)等于陰離子所帶負電荷總數(shù)。例如，若溶液中確定含H?、Fe3?，則必含陰離子（如Cl?、SO?2?）以保持電中性。示例：某無色溶液中可能含有Na?、Mg2?、Ba2?、OH?、Cl?、CO?2?、SO?2??，F(xiàn)取該溶液少量，加入稀硫酸，有白色沉淀生成，且沉淀不溶解。則溶液中一定含Ba2?，一定不含CO?2?（與Ba2?生成BaCO?可溶于酸）、SO?2?（與稀硫酸不反應），可能含Na?、Cl?、OH?（需結合其他條件判斷）。（二）氧化還原反應的計算技巧電子守恒法：直接利用氧化劑得電子數(shù)等于還原劑失電子數(shù)計算。例題：24mL濃度為0.05mol/L的Na?SO?溶液恰好與20mL濃度為0.02mol/L的K?Cr?O?溶液完全反應，已知Na?SO?被氧化為Na?SO?，則Cr元素在還原產物中的化合價為多少？解析：設Cr元素化合價降為x，SO?2?→SO?2?升2價，Cr?O?2?中Cr為+6價，每個Cr降（6-x）價，2個Cr共降2(6-x)價。電子守恒：0.024L×0.05mol/L×2=0.02L×0.02mol/L×2(6-x)解得x=+3，即還原產物為Cr3?。關系式法：通過多步反應中電子轉移的關系，建立氧化劑與還原劑的物質的量之比。例如，工業(yè)制硫酸中，S→SO?→SO?→H?SO?，S元素化合價升6價，每生成1molH?SO?轉移6mol電子。（三）離子反應與氧化還原反應的競爭關系當溶液中同時存在復分解反應和氧化還原反應的可能時，需判斷優(yōu)先發(fā)生的反應類型：優(yōu)先發(fā)生氧化還原反應：若離子間能發(fā)生氧化還原反應，通常優(yōu)先于復分解反應。例如，向Fe(NO?)?溶液中加入鹽酸，NO??在H?存在下具有強氧化性，會先與Fe2?發(fā)生氧化還原反應：3Fe2?+NO??+4H?=3Fe3?+NO↑+2H?O，而非Fe2?與Cl?的復分解反應。復分解反應優(yōu)先：若離子間無氧化還原關系，則按復分解反應規(guī)律（生成更難溶、更難電離或更易揮發(fā)的物質）進行。例如，向Na?CO?和NaOH的混合溶液中滴加鹽酸，H?先與OH?反應（生成H?O），再與CO?2?反應（生成CO?）。四、典型例題解析與易錯點歸納（一）離子方程式正誤判斷例題例1：下列離子方程式正確的是（）A.鐵與稀鹽酸反應：2Fe+6H?=2Fe3?+3H?↑B.碳酸鈣與稀硝酸反應：CO?2?+2H?=CO?↑+H?OC.氫氧化鋇與硫酸銅溶液反應：Ba2?+SO?2?=BaSO?↓D.銅與硝酸銀溶液反應：Cu+2Ag?=Cu2?+2Ag解析：A項鐵與稀鹽酸反應生成Fe2?，正確方程式為Fe+2H?=Fe2?+H?↑；B項CaCO?難溶，不可拆分，應為CaCO?+2H?=Ca2?+CO?↑+H?O；C項漏寫Cu2?與OH?的反應，正確為Ba2?+2OH?+Cu2?+SO?2?=BaSO?↓+Cu(OH)?↓；D項正確。答案：D（二）氧化還原反應配平與計算例題例2：配平以下方程式：□Cu?S+□HNO?（濃）→□Cu(NO?)?+□H?SO?+□NO?↑+□H?O解析：Cu?S中Cu（+1→+2）升1價×2=2，S（-2→+6）升8價，共升10價；HNO?中N（+5→+4）降1價。最小公倍數(shù)為10，故Cu?S配1，NO?配10。再根據(jù)原子守恒配平其他物質：1Cu?S+14HNO?（濃）=2Cu(NO?)?+1H?SO?+10NO?↑+6H?O（注：14個HNO?中，4個N進入Cu(NO?)?，10個N進入NO?）。（三）易錯點歸納離子方程式拆分錯誤：將微溶物（如Ca(OH)?）在澄清溶液中拆為離子（如澄清石灰水），在濁液中保留化學式（如石灰乳）。忽視反應條件：如MnO?與濃鹽酸反應需加熱，離子方程式中需注明“△”；Cl?與水反應為可逆反應，需用“?”。氧化還原反應中變價元素判斷不全：如Cu?S與硝酸反應，Cu和S均被氧化，需同時計算二者的化合價升高總數(shù)。離子共存中隱含條件遺漏：如“透明溶液”不代表無色，可能含Cu2?等有色離子；“水電離出的c(H?)=10?13mol/L”的溶液可能為酸性或堿性。五、專題突破訓練與方法總結（一）離子反應專項訓練基礎題：寫出下列反應的離子方程式：碳酸鈉溶液與足量鹽酸反應：CO?2?+2H?=CO?↑+H?O氯氣與水反應：Cl?+H?O?H?+Cl?+HClO向FeCl?溶液中加入鐵粉：2Fe3?+Fe=3Fe2?提升題：某溶液中可能含有Cl?、SO?2?、CO?2?，為檢驗其成分，進行如下實驗：①加入足量稀硝酸，有無色氣體生成，該氣體能使澄清石灰水變渾濁；②繼續(xù)向①的溶液中加入硝酸鋇溶液，有白色沉淀生成；③再向②的溶液中加入硝酸銀溶液，有白色沉淀生成。結論：該溶液中一定含CO?2?、SO?2?，可能含Cl?（因①中加入稀硝酸引入了NO??，但Cl?的檢驗需排除SO?2?干擾，此處②中已生成BaSO?沉淀，不影響AgCl的判斷，故③中沉淀可證明Cl?存在）。（二）氧化還原反應專項訓練配平題：□K?Cr?O?+□FeSO?+□H?SO?=□Cr?(SO?)?+□Fe?(SO?)?+□K?SO?+□H?O答案：1、6、7、1、3、1、7（Cr降3價×2=6，F(xiàn)e升1價×6=6，最小公倍數(shù)6）。計算題：38.4gCu與適量濃硝酸反應，銅全部溶解后，共收集到22.4L（標準狀況）氣體（NO和NO?的混合氣體），則反應中消耗HNO?的物質的量為多少？解析：根據(jù)N原子守恒，n(HNO?)=n(NO??)+n(氣體)=2n(Cu(NO?)?)+n(氣體)=2×(38.4g/64g/mol)+22.4L/22.4L/mol=1.2mol+1mol=2.2mol。（三）綜合突破方法構建知識網(wǎng)絡：將離子反應（電解質、離子