1、基础课时21离子反应的应用学习任务1.了解水溶液中的离子反应与平衡在物质检测、化学反应规律研究、物质转化中的应用，培养平衡知识迁移应用的能力和模型认知能力。2了解溶液pH的调控在工农业生产和科研中的应用。3通过酸碱中和滴定实验，知道化学定量分析实验在工农业生产中的重要作用。培养科学态度与社会责任的化学核心素养。一、物质检验与含量测定2测定溶液中某些离子的浓度(1)沉淀法：如溶液中SO的浓度，用Ba2将其转化为BaSO4沉淀，再称量沉淀的质量求得。(2)酸碱中和滴定法：强酸溶液中H的浓度可以用已知准确浓度的强碱溶液滴定的方法获得。(3)氧化还原滴定法：如溶液中MnO的浓度可以用已知准确浓度的Fe
2、2溶液滴定的方法来获得。(正确的打“”，错误的打“”)(1)能使石灰水变浑浊的无色无味气体一定是CO2。()(2)中和滴定时为了节省时间，不需要重复23次实验。()(3)用石灰水鉴别NaHCO3和Na2CO3。()提示：(1)CO2是无色无味可使澄清石灰水变浑浊的气体。(2)为了减少滴定误差，需进行23次实验。(3)NaHCO3、Na2CO3与石灰水反应均产生CaCO3沉淀。二、物质制备与纯化1物质的制备：离子反应可以用于制备物质。(1)氯碱工业生产烧碱和氯气的离子方程式：2Cl2H2O2OHCl2H2。(2)实验室制取CO2的离子方程式：CaCO32H=Ca2CO2H2O。2物质的纯化(1)
3、制高纯度的氯化钠：除去其中少量的SO、Mg2、Ca2，需要引入的试剂离子分别为Ba2、OH、CO。(2)除去污水中的重金属离子：将其转化为沉淀而除去。(正确的打“”，错误的打“”)(1)用足量稀硝酸除去铁粉中的Cu。()(2)将混有HCl的CO2通入饱和NaHCO3溶液中除去HCl。()(3)可以用铁粉除去FeCl3中的FeCl2。()提示：(1)Fe、Cu均溶于足量的稀硝酸。(2)HCl与NaHCO3反应产生CO2从而除去HCl。(3)Fe2FeCl3=3FeCl2，无法除去FeCl2。三、生活中常见的离子反应1胃酸过多的治疗(1)服用“胃舒平”主要成分是Al(OH)3，离子反应为Al(OH
4、)33H=Al33H2O。(2)服用小苏打片，离子方程式为HCOH=CO2H2O。2硬水及其软化(1)硬水的含义：自然界里含Ca2、Mg2较多的水。(2)硬水的形成：水中的二氧化碳与岩石中的CaCO3和MgCO3发生反应生成可溶性碳酸氢盐而使Ca2、Mg2进入水中形成，离子方程式为CaCO3CO2H2O=Ca22HCO，MgCO3CO2H2O=Mg22HCO。矿泉水是从地下深处自然涌出的或者是经人工发掘的、未受污染的地下矿水，含有一定量的矿物盐、微量元素锂、锶、锌、硒等。因矿泉水一般含钙、镁较多，常温下钙、镁呈离子状态，极易被人体所吸收，起到很好的补钙作用。若煮沸时，钙、镁易与碳酸根生成水垢析
5、出，这样既丢失了钙、镁，还造成了感官上的不适，所以矿泉水最佳饮用方法是在常温下饮用。(1)怎样测定矿泉水中的微量元素呢？(2)为什么矿泉水煮沸时易形成水垢？提示：(1)测定矿泉水中的微量元素可以用滴定法。(2)矿泉水煮沸时碳酸氢钙、碳酸氢镁均易分解形成碳酸盐沉淀。离子检验与推断某同学为检验溶液中是否含有常见的四种无机离子，进行了下图所示的实验操作，其中检验过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。1该同学能否通过第、步确定原溶液中含有SO、Cl和Fe3？为什么？提示：不能。第步在溶液中加Ba(NO3)2溶液和稀盐酸，若溶液中存在SO或Ag，也能产生白色沉淀，故不能检验SO存在与否；第步在滤液
6、中加AgNO3溶液虽然生成白色沉淀，但由于第步加入稀盐酸，引入了Cl，故原溶液中是否存在Cl也无法确定；第步在滤液中加KSCN溶液能检验出此时滤液中含有Fe3，但原溶液中也可能只含Fe2，在第步后被氧化为Fe3。2通过第步实验，你能确定原溶液中含有哪种离子？提示：NH。第步加NaOH产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体一定是NH3，说明原溶液中一定含有NH。1离子检验方法方法离子试剂现象注意沉淀法Cl、Br、IAgNO3溶液和稀硝酸AgCl(白色)、AgBr(淡黄色)、AgI(黄色)SO稀盐酸和BaCl2溶液白色沉淀先用稀盐酸酸化Fe2NaOH溶液白色沉淀灰绿色沉淀红褐色沉淀Fe3NaOH溶液
7、红褐色沉淀Al3NaOH溶液白色沉淀溶解气体法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要加热CO稀盐酸和澄清石灰水澄清石灰水变浑浊SO、HCO、HSO有干扰SO稀硫酸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显色法I氯水(少量)，CCl4下层为紫色Fe2KSCN溶液和氯水先是无变化，滴加氯水后变红色先加KSCN溶液，无变化，再加氯水Fe3KSCN溶液红色焰色反应法Na、KPt(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2.离子推断的四个原则1下列根据实验现象所得出的结论中，一定正确的是()A某无色溶液能使红
8、色石蕊试纸变蓝，结论：该溶液一定是碱溶液B某无色溶液加稀硝酸酸化的BaCl2产生白色沉淀，结论：该溶液中一定含有SOC某无色溶液焰色反应呈黄色，结论：该溶液中一定含有NaD某无色溶液加入Na2CO3溶液产生白色沉淀，结论：该溶液中一定含Ca2CA项中可能是强碱弱酸盐溶液；B项中可能含SO、Ag；D项中也可能含Ba2。进行离子检验时，需排除干扰离子的影响。如检验SO时，不能直接或间接引入NO，防止SO的干扰，为排除CO、SO、Ag等的干扰，正确的操作是：先向溶液中加稀盐酸没有白色沉淀，再加BaCl2溶液有白色沉淀，证明溶液中一定含有SO。2有关溶液中所含离子的检验，下列判断正确的是()A加入Ag
9、NO3溶液后生成的白色沉淀不溶于稀盐酸，则原溶液中一定有Cl存在B加入氨水时生成白色沉淀，当氨水过量时白色沉淀消失，则原溶液中一定有Al3存在C加入NaOH溶液并加热，有能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体生成，则原溶液中一定有NH存在D加入盐酸有能使澄清石灰水变浑浊的气体生成，则原溶液中一定有大量的CO存在C不能排除SO、SO等离子的干扰，且所加稀盐酸也含Cl，A项不正确；Al(OH)3不溶于氨水，B项不正确；该溶液中还可能有HCO、HSO或SO，D项不正确。酸碱中和滴定实验1现在有一瓶失去标签的盐酸，为了测出其真实浓度，请设计实验方案并分析方案的可行性。提示：可利用气体法、沉淀法、pH试纸法、
10、中和法等测定该盐酸的浓度。气体法难以准确测量气体的体积，沉淀法操作麻烦，pH试纸法不够准确，中和法具有可行性。 2用盐酸滴定氨水，选什么作指示剂？怎样描述滴定终点？提示：可选择甲基橙作指示剂，滴定终点时溶液由黄色变为橙色且半分钟内不再变化。 3酸碱恰好完全反应的点与滴定终点是否相同？提示：不相同。酸碱恰好完全反应是指酸与碱按照物质系数恰好完全反应，酸和碱都不剩余，此时溶液可能为中性，也可能为酸性或碱性；而滴定终点是指指示剂颜色恰好变化的点，二者不相同。酸碱恰好完全反应与滴定终点特别接近，在一般科学研究中不会造成大的误差。1原理酸和碱反应的实质是HOH=H2O。用已知浓度的盐酸(标准液)来滴定未
11、知浓度的NaOH溶液(待测液)的计算公式为c待。2常用酸碱指示剂及其变色范围指示剂变色范围的pH石蕊8.0蓝色甲基橙4.4黄色酚酞10.0红色3.实验用品(1)仪器酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管架(铁架台和蝴蝶夹)、锥形瓶。酸式滴定管：可盛放酸性溶液、氧化性溶液，不能盛放碱性溶液，因为碱性物质易腐蚀玻璃，致使玻璃活塞无法打开。碱式滴定管：可盛放碱性溶液，不能盛放酸性溶液、氧化性溶液，因为酸性和氧化性物质易腐蚀橡胶。滴定管的上端都标有规格大小、使用温度、0刻度；滴定管的精确度为0.01 mL。(2)试剂：标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。4实验操作(以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例)(1)滴定前
12、的准备滴定管：检漏洗涤润洗装液排气泡调液面记录。锥形瓶：注碱液记读数加指示剂。(2)滴定(3)终点判断：等到滴入最后一滴标准液，指示剂变色，且半分钟内不变原色，视为滴定终点并记录消耗标准液的体积。5数据处理 将上述操作重复23次，求出用去标准盐酸体积的平均值，根据c(NaOH)计算。6中和滴定误差分析酸碱中和滴定的误差分析关键是根据c待进行分析，计算中V待与c标均为确定值，只有V标影响着c待的计算结果，故在误差分析时应最终归结为对V标的影响：V标增大，实验结果偏高；V标减小，实验结果偏低。【例题】用中和滴定法测定烧碱的纯度，若烧碱中含有与酸不反应的杂质，试根据实验回答：(1)将准确称取的4.3
13、 g烧碱样品配成250 mL待测液，需要的主要仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外，还必须用到的仪器有_。(2)取10.00 mL待测液，用_式滴定管量取。(3)用0.200 0 molL1标准盐酸滴定待测烧碱溶液，滴定时左手旋转酸式滴定管的玻璃活塞，右手不停地摇动锥形瓶，两眼注视_，直到滴定终点。(4)根据下列数据，烧碱的纯度为_。滴定次数待测体积(mL)标准盐酸体积(mL)滴定前读数(mL)滴定后读数(mL)第一次10.000.5020.40第二次10.004.0024.10(5)以标准的盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠溶液为例，判断下列操作引起的误差(填“偏大”“偏小”“无影响”或“无法判断”)。读数：
14、滴定前平视，滴定后俯视_；用待测液润洗锥形瓶_；滴定接近终点时，用少量蒸馏水冲洗锥形瓶内壁_。解析(1)配制一定物质的量浓度的溶液需要用一定规格的容量瓶、胶头滴管等。(2)待测液为碱液，用碱式滴定管量取。(4)第一次V1(盐酸)19.90 mL，第二次V2(盐酸)20.10 mL，两次平均V(盐酸)20.00 mL。设烧碱的纯度为x，10.00 mL20.00103L0.200 0 molL1，x0.930 2，即其纯度为93.02%。(5)滴定后俯视，会造成读数偏小，造成结果偏小。用待测液润洗锥形瓶，相当于多取了待测液，会造成结果偏大。答案(1)250 mL容量瓶、胶头滴管(2)碱(3)锥形
15、瓶内溶液颜色变化(4)93.02%(5)偏小偏大无影响借题发挥(1)若用乙酸滴定此烧碱溶液，则选择什么指示剂较为合适，为什么？(2)若(5)中改成“滴定前酸式滴定管内有气泡，滴定后气泡消失”，则测定值会如何变化？提示：(1)因为二者恰好完全反应时生成醋酸钠，醋酸钠水解溶液显示碱性，故选择酚酞作指示剂。(2)偏大。因为气泡的体积也计算在了需要的盐酸的量中，所以测定值会偏高。1滴定实验时，必须要按以下要求做的是()A锥形瓶用蒸馏水洗净后要烘干B酸式或碱式滴定管用水洗净后用相应溶液润洗C待测液一定要放在锥形瓶中，标准液一定要放在滴定管中D滴定前读数要求精确，凹液面的最低点在平视时必须在“0”刻度或“
16、0”刻度以上的某一刻度B滴定前锥形瓶用蒸馏水洗净后无须干燥，其中的蒸馏水不计入参与反应的试剂的体积，也就不影响滴定结果，A项不符合题意；酸式或碱式滴定管用水洗净后一定要用相应的待装溶液润洗，否则会稀释溶液，B项符合题意；待测液和标准液都可以放在锥形瓶中，盛放在锥形瓶中的溶液的体积为已知量，C项不符合题意；滴定前，滴定管中液体的凹液面在“0”刻度或“0”刻度以下的某一刻度，滴定管的“0”刻度以上没有刻度，D项不符合题意。2某学生用0.200 0 molL1的标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸，其操作包含如下几步：用蒸馏水洗涤碱式滴定管后，立即注入NaOH溶液至刻度“0”以上固定好滴定管并使滴定管
17、尖嘴部分充满液体调节液面至刻度“0”或“0”稍下，并记下读数移取20.00 mL待测液注入洁净的锥形瓶中，并加入2滴酚酞溶液用标准液滴定至终点，记下滴定管液面读数回答下列问题：(1)以上操作中有错误的是_(填序号)，该错误操作会使测定结果_(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。(2)操作中，在记下滴定管液面读数时，若滴定管尖嘴部分有气泡，则会使测定结果_(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。(3)判断已滴定至终点的现象是_。解析(1)碱式滴定管必须用标准NaOH溶液润洗。若不润洗，则相当于稀释NaOH溶液，会使所测值偏大。(3)滴定至终点时，混合液由无色变为红色且半分钟内不变色。答案(1)偏大(2
18、)偏小(3)滴入最后一滴NaOH溶液，混合液由无色变为红色且半分钟内不变色1下列有关叙述正确的是()A下端连有橡胶管的滴定管为酸式滴定管B在进行滴定时，左手操作锥形瓶，右手操作滴定管C滴定前应排除滴定管尖嘴部分的气泡D滴定过程中两眼应注意滴定管内液面的变化CA选项中所指滴定管是碱式滴定管；B选项中应右手操作锥形瓶，左手操作滴定管；D选项，滴定过程中两眼应观察锥形瓶内颜色的变化。2某无色溶液中可能含有I、NH、Cu2、SO，向该溶液中加入少量溴水，溶液仍呈无色，则下列关于溶液组成的判断正确的是()肯定不含I；肯定不含Cu2；肯定含有SO；可能含有I。ABC DD根据关键信息“少量溴水”、“仍无色
19、”及还原性ISO分析可知，溶液中没有Cu2，肯定含有SO，若SO没全部被氧化，I不会参与反应，所以可能含有I。3下列有关水处理的离子方程式不正确的是()A沉淀法：加入Na2S处理含Hg2废水，Hg2S2=HgSB中和法：加入生石灰处理酸性废水，HOH=H2OC氧化法：加入次氯酸处理氨氮废水，2NH3HClO=N23H2O5H3ClD混凝法：加入明矾K2SO4Al2(SO4)324H2O使水中的悬浮颗粒发生凝聚，Al33H2O=Al(OH)3(胶体)3HB用Na2S处理含Hg2的废水是利用Hg2与S2生成沉淀HgS的原理，其离子方程式为Hg2S2=HgS，故A项正确；生石灰为CaO，不能拆成离子
20、形式，加入到酸性废水中发生反应的离子方程式应该是CaO2H=Ca2H2O，故B项错误；次氯酸具有强氧化性，氨气具有还原性可以被次氯酸氧化2NH3HClO=N23H2O5H3Cl，离子、电荷、原子均守恒，故C项正确；明矾做混凝剂是利用Al3水解生成的Al(OH)3胶体的吸附性使悬浮颗粒发生聚沉，其离子方程式为Al33H2O=Al(OH)3(胶体)3H，故D项正确。4(素养题)水体中的含氮化合物是引起富营养化的主要污染物，分析监测水体中的硝酸(盐)和亚硝酸(盐)含量，控制水体中的含氮污染物，对水资源的循环利用意义重大。(1)亚硝酸(HNO2)是一种弱酸，其电离平衡常数的表达式为_。(2)水体中亚硝
21、酸的含量可以利用KI溶液进行分析测定。该测定反应中，含氮的生成物可以是NO、N2O、NH2OH、NH3等。NH2OH中，氮元素的化合价为_。某水样中含有亚硝酸盐，加入少量稀硫酸酸化后，用KI溶液测定，且选用淀粉溶液作指示剂，反应中含N的生成物为NO，反应的离子方程式为_，其中氧化产物为_(写化学式)。取20 mL含NaNO2的水样，酸化后用0.001 molL1的KI标准溶液滴定(反应中含N的生成物为NO)，滴定前和滴定后的滴定管内液面高度如图所示，由此可知水样中NaNO2的浓度为_mgL1。解析(1)亚硝酸的电离方程式为HNO2NOH，因此其电离平衡常数Ka。(2)根据化合物中所有元素的化合价代数和为0可知，NH2OH中氮元素的化合价为1。亚硝酸具有氧化性，被I还原，生成NO，I被氧化为I2。由滴定前后的滴定管读数可知消耗的KI标准溶液为2.00 mL，反应的关系式为NaNO2HNO2I，故n(NaNO2)n(I)2.00103 L0.001 molL12106 mol，则水样中NaNO2的浓度为2106 mol69 gmol10.02 L6.9103 gL16.9 mgL1。答案(1)(2)12HNO22I2H=I22NO2H2OI26.9