高中化学初高中衔接专题09离子反应及其发生的条件学案

专题09 离子反应及其发生的条件
【知识回放】
1．写出电解质H2SO4、Ba(OH)2、HCl、NaOH的电离方程式。

2．完成如下反应方程式：
①NaOH溶液与盐酸混合
②AgNO3溶液与KCl溶液混合
③Na2CO3溶液与盐酸混合
④BaCl2溶液与Na2CO3溶液混合
以上反应为什么能发生？
【答案】
1．H2SO4 = 2H+ + SO42-
Ba(OH)2 = Ba 2+ + 2OH-
HCl = H+ + Cl-
NaOH = Na+ + OH-
2．①NaOH + HCl = NaCl + H2O
②AgNO3 3
③Na2CO3+ 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2
④BaCl2 + Na2CO3 = 2NaCl + BaCO3
以上反应能发生的原因在于符合复分解反应的条件。

【新知精讲】
一、离子反应
1.离子反应
电解质在溶液中的反应实质是离子之间的反应。

如CuSO4和BaCl2在溶液中的反应实质是SO42-和Ba2+之间的反应。

2.离子反应的表示方法——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)书写步骤:
（3）意义：
①表示某一个具体的化学反应。

BaCl2+Na2SO4===BaSO4↓+2NaCl
表示:Ba2++ SO42-===BaSO4↓。

②表示同一类型的离子反应。

如H++OH-===H2O可以表示NaOH和HCl、NaOH和H2SO4、KOH和H2SO4的反应。

二、离子反应发生的条件
1.实验探究
2.离子反应发生条件
电解质在水溶液中相互交换离子的反应。

【科学探究】
探究一离子方程式的书写及正误判断
问题导引
在书写离子方程式和判断离子方程式的正误时要从“两易”“两等”和“两查”入手:
1.离子反应一定是离子与离子之间的反应吗?
提示不一定。

CO2与NaOH反应的离子反应中CO2是非电解质,CO2并不是以离子形式参加反应的。

2.在书写离子方程式时把CaCO3拆写成Ca2+和CO32-正确吗?为什么?
提示不正确。

CaCO3难溶于水,不能拆为离子。

探究二离子共存的判断
问题导引
查阅教材附录Ⅱ部分酸、碱和盐的溶解性表(室温),探究以下问题:
1.思考: CO32-与H+(足量)、Ca2+、Na+、K+、OH-、?试写出相关反应的离子方程式。

提示CO32-能与H+和Ca2+发生反应: CO32-+2H+===CO2↑+H2O, CO32-+Ca2+===CaCO3↓。

2.溶解性表中离子间互相结合生成的微溶性物质有哪些?
提示 Ca(OH)2、CaSO4、Ag2SO4、MgCO3。

【重点突破】
1.书写离子方程式时的拆分原则
(1)强酸、强碱和易溶于水的盐改写成离子形式,难溶物质、难电离物质、易挥发物质、单质、氧化物、非电解质等均写化学式。

(2)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),如石灰水和石灰乳,石灰水写成离子形式而石灰乳则写化学式。

(3)氨水作反应物写NH3·H2O;作生成物,若有加热条件或浓度很大时,可写NH3(标↑号)。

(4)固体之间反应不能写离子方程式,如氯化铵与氢氧化钙的反应;浓硫酸与固体反应不能写离子方程式。

(5)多元弱酸的酸式酸根离子,在离子方程式中不能拆开写,如NaHCO3不能拆写成“Na++H++ CO32-。

2.离子方程式的正误判断
(1)看离子反应是否符合客观事实。

不可主观臆造产物及反应,如2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑就不符合客观事实。

(2)看表示各物质的化学式是否正确。

如多元弱酸的酸式酸根离子在离子方程式中不能拆开写,而HSO4-在水溶液中通常应写成SO42-和H+。

(3)看是否漏掉离子反应。

如Ba(OH)2溶液与CuSO4溶液反应,既要写Ba2+与SO42-的离子反应,又要写Cu2+与OH-的离子反应。

(4)看质量及电荷是否守恒。

如FeCl2溶液与Cl2反应,不能写成Fe2++Cl2===Fe3++2Cl-,而应写成2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。

(5)看反应物或产物的配比是否正确。

如稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应不能写成H++OH-+ SO42-+Ba2+===BaSO4↓+H2O,应写成2H++2OH-+
SO42-+Ba2+===BaSO4↓+2H2O。

3.离子不能大量共存的三种情况
(1)生成难溶或微溶物质的离子不能大量共存:
①生成难溶性的盐:Ca2+与CO32-,Ba2+与CO32-、SO42-,Ag+与Cl-等。

②生成难溶性的碱:OH-与Cu2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+等。

(2)生成气体的离子不能大量共存:
H+与CO32-、HCO3-等。

(3)生成水或其他难电离物质的离子不能大量共存:
H+与OH-等。

4.离子共存问题中易忽视的三类隐含条件
(1)“无色透明”溶液不存在有色离子。

如:
Cu2+Fe3+Fe2+MnO4-
| | | |
蓝色棕黄色浅绿色紫红色
(2)酸性溶液中不能大量存在与H+反应的离子。

“酸性”的不同描述:
①酸性溶液;
②pH<7的溶液;
③使石蕊溶液变红的溶液。

(3)碱性溶液中不能大量存在与OH-反应的离子。

“碱性”的不同描述:
①碱性溶液;
②pH>7的溶液;
③使石蕊溶液变蓝的溶液;
④使酚酞变红的溶液。

【典例探究】
典例1
写出下列反应的离子方程式。

(1)KOH溶液和HCl溶液反应: ;
(2)Ba(OH)2溶液和H2SO4溶液反应: ;
(3)Na2CO3溶液和HNO3溶液反应: 。

【答案】(1)OH-+H+===H2O
(2)Ba2++2OH-+2H++ SO42-===BaSO4↓+2H2O
(3) CO32-+2H+===CO2↑+H2O
变式训练1-1
铁、稀盐酸、澄清石灰水、氯化铜溶液是中学化学中常见的物质,四种物质间的反应关系如图所示。

图中两圆相交部分(A、B、C、D)表示物质间的反应,其中对应反应的离子方程式书写正确的是( )
A.OH-+HCl=H2O+Cl-
B.Ca(OH)2+Cu2+=Ca2++Cu(OH)2↓
C.Fe+Cu2+=Cu+Fe2+
D.2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
【答案】C
变式训练1-2
下列各组物质间的反应中,不属于离子反应的是( )
A.Zn+H2SO4(稀)
B.NaCl溶液+AgNO3溶液
C.C+O2
D.Fe+CuSO4溶液
【答案】C
【解析】A、B、D选项中的反应都是在溶液中进行的反应,且每一组中都有可拆写出的离子参与反应,所以都是离子反应;C与O2反应无论产物是CO还是CO2,都不是在溶液中进行的反应,故不属于离子反应。

变式训练1-3
下列同组中的两个不同反应(在溶液中进行),可用同一离子方程式表示的是( )
A.Na2CO3+HNO3与NaHCO3+HNO3
B.CaCl2+Na2CO3 与Ca(NO3)2+K2CO3
C.Ba(OH)2+NaHSO4与BaCl2+NaHSO4
D.NaOH+H2SO4 与 Fe(OH)3+H2SO4
【答案】B
【解析】A选项中,Na2CO3和HNO3反应的离子方程式为CO32-+2H+===H2O+CO2↑,NaHCO3与HNO3反应的离子方程式为HCO3-+H+===H2O+CO2↑,两离子方程式不相同。

B选项离子方程式均为
Ca2++ CO32-===CaCO3↓。

C选项中,Ba(OH)2和NaHSO4除了Ba2+和SO42-反应生成BaSO4沉淀外,还有H+和OH-生成H2O的反应。

BaCl2和NaHSO4的反应只有Ba2+和SO42-生成BaSO4沉淀的反应。

D选项中,NaOH与H2SO4反应的离子方程式为H++OH-===H2O;Fe(OH)3与H2SO4反应的离子方程式为Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O。

变式训练1-4
下列各组中两种物质在溶液中的反应,可用同一离子方程式表示的是( )
A.Cu(OH)2+HCl与Cu(OH)2+CH3COOH
B.CaCO3+H2SO4与Na2CO3+HCl
C.H2SO4+NaOH与H2SO4+Ba(OH)2
D.BaCl2+H2SO4 与 Ba(OH)2+Na2SO4
【答案】:D
【解析】A项,HCl是强酸,应该拆成离子,CH3COOH是弱酸,不能拆成离子;B项,CaCO3难溶于水,而Na2CO3易溶于水,前者不能拆,后者可拆成离子;C项,前者仅发生H++OH-===H2O,后者为
2H++ SO42-+Ba2++2OH-===2H2O+BaSO4↓;D项,二者的离子反应均是SO42-+Ba2+===BaSO4↓,D正确。

变式训练1-5
(1)向CuCl2溶液中滴加NaOH溶液,现象: ,离子方程式: 。

(2)向NaHCO3溶液中滴加稀硫酸,现象: ,离子方程式: 。

(3)稀硝酸与KOH溶液混合,现象: ,离子方程式：。

(4)上述三个反应均属于反应(填基本反应类型),反应发生条件的不同点是第一个生成,第二个生成,第三个生成;相同点是。

【答案】(1)生成蓝色沉淀Cu2++2OH-===Cu(OH)2↓
(2)生成无色无味气体HCO3-+H+===CO2↑+H2O
(3)无明显现象H++OH-===H2O
(4)复分解沉淀气体和水水溶液中的离子浓度减小
典例2
下列各组离子中,在碱性溶液中能大量共存,且溶液为无色透明的是( )
A.K+、MnO4-、Cl-、SO42-
B.Na+、CO32-、SO42-、Cl-
C. NO3-、Na+、HCO3-、Ba2+
D.Na+、NO3-、H+、SO42-
【答案】B
【解析】A项含MnO4-的溶液为紫红色;C项HCO3-与OH-反应生成CO32-和H2O,生成的CO32-发生反应: CO32-+Ba2+===BaCO3↓;D项H+与OH-反应生成H2O。

易错警示
解答此类题时要注意题目给出的限制条件,如溶液的颜色、酸碱性等,还要看清是问“能”“不能”,还是“一定能”“一定不能”等对选项的限制条件。

变式训练2-1
某无色溶液中,可大量共存的离子组是( )
A.Na+、CO32-、SO42-、Cl-
B.Cu2+、NO3-、Cl-、SO42-
C.H+、Cl-、K+、CO32-
D.K+、Mg2+、SO42-、OH-
【答案】A
【解析】B项,无色溶液中Cu2+不能大量存在;C项,H+与CO32-不能大量共存;D项,Mg2+与OH-不能大量共存。

变式训练2-2
下列各组离子能在溶液中大量共存的是( )
A.Na+、Mg2+、Cl-、OH-
B.H+、 Ca2+、CO32-、NO3-
C.Cu2+、K+、SO42-、NO3-
D. Na+、HCO3-、OH-、Ca2+
【答案】C。