1、第2课时 离 子 反 应 概念认知自主学习一、离子反应1离子反应：BaCl2、Na2SO4溶液混合前后的比较2.离子方程式：(1)离子方程式：用实际参加反应的_来表示反应的式子。(2)离子方程式的书写步骤(以Na2SO4溶液与BaCl2溶液的反应为例)离子符号 3离子方程式表示的意义：(1)表示某个具体的化学反应；(2)表示_的离子反应，如“HOH=H2O”能表示强酸与可溶性强 碱生成水和可溶性盐的反应。二、离子反应发生的条件1复分解反应的实质：两种电解质在溶液中_。2溶液中复分解反应的条件：同一类型 相互交换离子 3.离子反应的应用：(1)应用于物质_；(2)应用于物质_；(3)应用于消除水
2、中污染物等。反应物离子方程式发生条件KOH、HNO3_生成_HCl、Na2CO3 _生成_NaCl、AgNO3_生成_23COHOH=H2O水 2H=H2OCO2气体 ClAg=AgCl沉淀 制备和分离 提纯和鉴定【概念理解】1判断下列说法是否正确：(1)CuSO4溶液与BaCl2溶液反应，实质是和Ba2生成BaSO4的反应。()提示：离子反应的实质是使溶液中某些离子浓度减小，和Ba2生成BaSO4使溶液中 和Ba2浓度减小。(2)离子反应中参加反应的全是离子。()提示：参加离子反应的物质有些是不能写成离子形式的，如单质、氧化物、难 溶物等。24SO24SO24SO(3)AgNO3溶液与NaC
3、l溶液反应和AgNO3溶液与盐酸反应都可用AgCl=AgCl来表示。()提示：AgNO3溶液与NaCl溶液反应和AgNO3溶液与盐酸反应时实际参加离子反应的都是Ag和Cl。(4)Fe和稀盐酸反应：2Fe6H=2Fe33H2。()提示：Fe和稀盐酸反应生成Fe2。2教材中描述“复分解反应发生的条件，即生成沉淀、放出气体或生成水”。已知CH3COOH为弱酸，难电离。为何反应CH3COONaHCl=CH3COOHNaCl可以发生？提示：发生反应的原因是生成了难电离的弱酸。3厨房中的化学无处不在，将一个生鸡蛋浸泡在白醋中一个晚上，第二天会发现鸡蛋壳消失了(如图)。已知：鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙，白醋的
4、主要成分是醋酸。试分析鸡蛋壳放在白醋中出现上述现象的原因是什么？提示：鸡蛋壳的主要成分碳酸钙与白醋的主要成分醋酸相遇发生反应生成CO2和H2O，符合复分解反应发生的条件，所以鸡蛋壳没有了。反应的离子方程式为CaCO32CH3COOH=Ca22CH3COOH2OCO2。能力形成合作探究离子方程式的书写及正误判断 材料一：2020年，全球暴发新型冠状病毒肺炎疫情，“84”消毒液(主要成分NaClO)是疫情期间常用的消毒剂，其消毒原理可表示为NaClOCO2H2O=HClONaHCO3。其中HClO是一种弱酸，能够使病毒变性而将病毒杀死。材料二：用水壶长期加热澄清的自来水，水壶里会出现厚厚的一层水垢
5、，水垢碎片进入胃中会与盐酸反应，产生钙、镁离子和二氧化碳，前者会导致结石形成，后者则会使人胀气、难受，胃溃疡病人还可能发生胃穿孔的危险。离子方程式的书写(1)写出材料一反应的离子方程式。提示：ClOCO2H2O=HClOHCO3。(2)若自来水中存在部分Ca2和HCO 3，请你写出自来水在加热情况下生成碳酸钙的离子反应方程式。提示：Ca22HCO3=CaCO3H2OCO2。离子方程式的正误判断(1)已知水垢的成分是碳酸钙和Mg(OH)2，某同学写出水垢在胃中发生反应的离子方程式如下：CO232H=H2OCO2HOH=H2O请判断正误。提示：错误。碳酸钙和Mg(OH)2都不溶于水，不能写成离子形
6、式，正确的离子方程式为CaCO22H=Ca2H2OCO2，Mg(OH)22H=Mg22H2O。(2)下列离子方程式能否正确表示化学反应？氢氧化钡溶液与硫酸的反应：OHH=H2O提示：错误。漏掉部分离子反应，正确应为Ba22OH2HSO24=BaSO42H2O。澄清的石灰水与稀盐酸反应：Ca(OH)22H=Ca22H2O提示：错误。Ca(OH)2为澄清溶液时应拆成离子的形式，故正确应为OHH=H2O。铜片插入硝酸银溶液中：CuAg=Cu2Ag提示：错误。电荷不守恒，正确应为Cu2Ag=Cu22Ag。“六看”判断离子方程式的正误(1)看是否符合客观事实如Fe加入硫酸铜溶液中：2Fe3Cu2=2Fe
7、33Cu()FeCu2=Fe2Cu()(2)看是否符合拆写原则如石灰石加入稀盐酸中：CO232H=CO2H2O()CaCO32H=Ca2CO2H2O()(3)看是否遵守质量守恒定律如Na2CO3与稀硫酸反应：CO23H=CO2H2O()CO232H=CO2H2O()(4)看是否遵守电荷守恒如钠与稀硫酸反应：Na2H=NaH2()2Na2H=2NaH2()(5)看是否漏掉参加反应的离子如CuSO4与Ba(OH)2溶液反应：Ba2SO24=BaSO4()Ba2SO24Cu22OH=BaSO4Cu(OH)2()(6)看是否符合阴、阳离子的个数配比如Ba(OH)2溶液和稀硫酸反应：Ba2OHHSO24
8、=BaSO4H2O()Ba22OH2HSO24=BaSO42H2O()【规律方法】离子方程式书写中的“拆”与“不拆”(1)可拆为离子符号的物质注意：浓硫酸不能拆成离子；在澄清石灰水中，Ca(OH)2拆成离子形式；在其悬浊液或固体时不能拆成离子，写化学式。(2)不可拆为离子符号的物质【思考讨论】(1)HOH=H2O能表示所有的强酸和强碱发生的反应吗？提示：不能。如H2SO4与Ba(OH)2反应除H和OH生成H2O外，Ba2与SO24反应生成BaSO4沉淀，故其离子方程式为Ba22OH2HSO24=BaSO42H2O。(2)澄清石灰水中通入CO2是否一定产生沉淀？提示：不一定。持续不断地通入CO2
9、产生的沉淀会溶解，即CaCO3转化为Ca(HCO3)2。(3)离子方程式：CO232H=H2OCO2的含义是什么？提示：可溶性碳酸盐与强酸或强酸的酸式盐生成可溶性盐和水、二氧化碳的反应。【典例】下列反应的离子方程式正确的是()A锌片插入稀硫酸中：ZnH=Zn2H2BCO2通入Ba(OH)2溶液中：Ba(OH)2CO2=BaCO3H2OC铁与硫酸铜溶液反应：2Fe3Cu2=2Fe33CuD氢氧化铜加到盐酸中：Cu(OH)22H=Cu22H2O【解题指南】解答本题时应注意以下几点：(1)离子方程式要符合元素守恒和电荷守恒；(2)离子方程式的书写要遵循实验事实；(3)氢氧化铜为难溶物。【解析】选D。
10、锌片插入稀硫酸中，反应生成硫酸锌和氢气，离子方程式为Zn2H=Zn2H2，故A错误；氢氧化钡完全电离，故CO2通入Ba(OH)2溶液中的离子方程式为Ba22OHCO2=BaCO3H2O，故B错误；铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，离子方程式为FeCu2=Fe2Cu，故C错误；氢氧化铜难溶于水，不能拆成离子形式，离子方程式为Cu(OH)22H=Cu22H2O，故D正确。对于上题B选项中的反应，某兴趣小组同学采用如图所示装置进行探究：将CO2通入Ba(OH)2溶液中，观察有关现象。(1)在没有通入CO2时，小灯泡是否亮？为什么？(关键能力分析与推测)提示：灯泡亮。因为Ba(OH)2属于强电解质，
11、溶于水后电离出离子，溶液中离子的浓度比较大，故灯泡亮。(2)在CO2气体的通入过程中将观察到什么现象？(关键能力探究与创新)提示：溶液中出现白色沉淀，小灯泡逐渐变暗至熄灭；然后沉淀逐渐溶解消失，然后又逐渐变亮。(3)解释小灯泡在实验过程中随着CO2气体通入时的变化。(关键能力归纳与论证)提示：发生了反应CO2Ba(OH)2=H2OBaCO3，溶液中自由移动的离子减少，灯泡先变暗后熄灭；随后发生反应CO2H2OBaCO3=Ba(HCO3)2，Ba(HCO3)2完全电离出自由移动的离子，溶液中离子浓度增大，灯泡又逐渐变亮。(4)用离子方程式描述CO2通入过程中的反应。(关键能力归纳与论证)提示：B
12、a22OHCO2=BaCO3H2O，BaCO3CO2H2O=Ba22HCO3。【备选例题】下列反应的离子方程式中，正确的是()A稀硫酸滴在铜片上：Cu2H=Cu2H2B硫酸铜溶液与Ba(OH)2溶液混合：SO24Ba2=BaSO4C稀硝酸滴在大理石上：CaCO32H=Ca2H2CO3D.氧化铁与稀盐酸混合：Fe2O36H=2Fe33H2O【解析】选D。A项反应不能发生，因为Cu的金属活动性弱，不能置换出氢气；B项忽视了所有阴、阳离子均参加了反应，产物中BaSO4和Cu(OH)2均是难溶物；C项反应生成的H2CO3不稳定，分解成CO2和H2O；D项正确。1(2021长春高一检测)下列各组中的两个
13、反应，可用同一离子方程式表示的是()ACaCO3和HCl、K2CO3和HClBBaCl2和H2SO4、Ba(OH)2和H2SO4CHCl和Na2CO3、HCl和NaHCO3DNaOH和H2SO4、Ba(OH)2和HNO3【解析】选D。A项中离子方程式分别为CaCO32H=Ca2H2OCO2和CO232H=CO2H2O；B项中离子方程式分别为Ba2SO24=BaSO4和Ba22OH2HSO24=BaSO42H2O；C项中离子方程式分别为CO232H=CO2H2O和HCO 3H=CO2H2O；D项中离子方程式均为HOH=H2O。2(2021湖州高一检测)下列离子方程式书写正确的是()ACu(OH)
14、2与稀HNO3混合：OHH=H2OBCaCl2与Na2CO3反应：CaCl2CO23=CaCO32ClC.MgSO4与Ba(OH)2溶液反应：SO24Ba2=BaSO4DFe2O3溶于稀H2SO4：Fe2O36H=2Fe33H2O【解析】选D。Cu(OH)2是不溶物，应写其化学式，A错误；CaCl2与Na2CO3反应：Ca2CO23=CaCO3，B错误；C中Mg2与OH反应生成Mg(OH)2沉淀，C错误。化学是一门自然科学，渗透在我们生活的每一个环节。例如：豆腐不可与菠菜一起煮。原因是菠菜中含有丰富的草酸、草酸钠(Na2C2O4)，豆腐中含有较多的钙盐，如硫酸钙等。一起煮时上述物质发生复分解反
15、应，生成草酸钙沉淀等物质。(1)写出草酸钠(Na2C2O4)与可溶性钙盐反应的离子方程式。提示：Ca2C2O24=CaC2O4。(2)生活中还有很多类似的例子，请利用所学知识解释。洁厕剂(主要成分为HCl)可用于除去卫生间瓷砖污垢主要成分有CaCO3、Mg(OH)2，原因是什么？写出相关反应的离子方程式。提示：CaCO3、Mg(OH)2与HCl发生复分解反应，生成可溶物，则水垢除去，反应的离子方程式为CaCO32H=Ca2H2OCO2，Mg(OH)22H=Mg22H2O。生活中常用白醋(主要成分为CH3COOH，为一元弱酸)擦拭洗手盆上的铁锈(主要成分为Fe2O3)，请用离子方程式解释原因。提
16、示：Fe2O3为碱性氧化物能够溶于酸，反应的离子方程式为Fe2O36CH3COOH=2Fe33H2O6CH3COO。离子大量共存的判断材料一：实验室有甲、乙两种废液，均有一定毒性。甲废液经化验呈碱性，主要有毒离子为Ba2，若将甲、乙两废液按一定比例混合，毒性明显降低。材料二：镉具有毒性，含镉废水是危害最严重的重金属废水之一。长期过量接触镉会引起慢性中毒而影响人体肾功能，日本有名的“痛痛病”也是由镉中毒引起的。据研究，对于一般工业含镉废水，可投入消石灰以消除镉的毒性。离子大量共存的判断(1)材料一的乙废液中可能含有的离子是_。提示：Cu2和SO24(或CO23)。甲废液中主要毒性物质可看作是Ba
17、(OH)2，乙废液有一定毒性且与甲废液按一定比例混合后毒性明显降低，可推知乙废液中的重金属离子可与甲中的OH结合形成沉淀，同时乙中含有能沉淀甲中Ba2的SO24、CO23或SO23。(2)从离子共存的角度分析消石灰可以消除镉的毒性的原因？提示：加入消石灰后溶液中OH和Cd2发生反应生成难溶的Cd(OH)2沉淀而除去Cd2。1离子共存判断的“一个原则”：离子共存判断实际是看离子之间能否反应，若反应。则不能大量共存；若不反应，则能大量共存。2离子共存判断的“三种类型”：(1)离子之间反应生成难溶物或微溶物：如图连线的两离子之间。(2)离子之间反应生成气体：如图连线的两离子之间。HCO3H CO23
18、(3)离子之间反应生成水或其他难电离的物质：如图连线的两离子之间。HCH3COOOHNH4【思考讨论】(1)电解质在水溶液中发生反应后，所有离子浓度是否均减小？提示：否。只有相互结合生成难溶物、气体、难电离物质的离子浓度才减小。(2)参加离子反应的物质是不是一定是电解质？提示：不一定。电解质必须是化合物，而单质也可以参加离子反应。(3)强酸性和强碱性溶液中，Cu2、Cl、NO3、HCO3、CO23都能大量共存吗？提示：Cu2能与OH反应，CO23能与H反应，HCO3既与OH反应，又与H反应，故只有Cl、NO3在强酸性和强碱性中都能大量共存。【典例】(2021柳州高一检测)某无色溶液可能是强酸性
19、又可能是强碱性，在该溶液中一定能大量共存的离子是()AH Na MnO4 NO3BNa CO23 Ca2 ClCK Na Cl SO24DK Cl Ba2 HCO3【思维建模】解答有关离子共存问题的思维流程如下：【解析】选C。A项，MnO 4在溶液中显紫红色；B项，酸性时CO232H=CO2H2O，碱性时OH与Ca2生成微溶性的Ca(OH)2，且Ca2与CO23生成CaCO3沉淀；D项，酸性时HCO3H=CO2H2O，碱性时HCO3OH=CO23H2O，Ba2CO23=BaCO3。(1)上题A、D项的溶液混合，离子能否大量共存？会产生什么现象？(关键能力分析与推测)提示：不能，有气泡产生。A中
20、H与D中HCO 3发生反应HCO 3H=CO2H2O。(2)向上题C项中分别加入少量AgNO3溶液与BaCl2溶液反应的主要离子方程式分别是什么？(关键能力分析与推测)提示：AgCl=AgCl，Ba2SO24=BaSO4。【规律方法】离子共存判断的“一色、二性、三反应”(1)记住几种溶液颜色，如Cu2(蓝色)、Fe2(浅绿色)、Fe3(棕黄色)、MnO4(紫红色)等。(2)溶液酸性(如石蕊显红色、pH2等)、碱性(如石蕊显蓝色、pH12等)。(3)能生成沉淀、气体、难电离物质(H2O、弱酸、弱碱)等符合离子反应条件的离子不能大量共存。1某工厂排出的废水没有特殊颜色，加入OH有沉淀生成，加入H有
21、气体生成，推测下列哪一组离子符合这一情况()AK、Mg2、Cl、HCO3BK、Cu2、SO24、NaCNH4、CO23、NO3、NaDNH4、Cl、HCO3、K【解析】选A。A项加入OH有Mg(OH)2沉淀生成，加入H有CO2气体生成，符合题意；B项Cu2显蓝色；C、D项加入OH没有沉淀生成；D项加H与OH均有气体。2(2021长沙高一检测)常温下，下列各组离子在指定溶液或水溶液中能大量共存的一组是()ANaOH溶液：K、Na、SO24、CO23BK、Cu2、OH、NO3CNa2CO3溶液：K、Ba2、NO3、ClDK、Mg2、SO24、OH【解析】选A。A项，无离子反应；B项，Cu2与OH反
22、应生成沉淀；C项，CO23与Ba2反应生成沉淀；D项，Mg2与OH反应生成沉淀。【拔高题组】1某溶液遇石蕊试液显红色，下列各组离子中能在该溶液中大量共存的是()ANa、NO3、Ca2、ClBK、SO24、HCO3、NaCFe2、SO24、OH、Ba2DMnO4、SO24、NO3、CO23【解析】选A。能使石蕊试液显红色的溶液是酸性溶液，溶液中存在大量H。A项，所有离子之间以及它们与H都不反应；B项，HCO3与H不能大量共存；C项，Fe2与OH不能大量共存，H与OH不能大量共存，Ba2和SO24不能大量共存；D项，CO23与H不能大量共存。2(2021济宁高一检测)下列各组离子中，在给定条件下能
23、大量共存的是()A使酚酞试液变红的溶液中：Na、Cl、SO24、Fe3B在滴加石蕊试液显蓝色的溶液中：Na、Ca2、HCO3、IC在滴加石蕊试液显红色的溶液中：Na、Mg2、NO3、SO24D无色透明的水溶液中：K、Ba2、MnO4、NO3【解析】选C。使酚酞试液变红的溶液中含有OH与Fe3反应生成沉淀，A错误；在滴加石蕊试液显蓝色的溶液中含有OH与Ca2、HCO 3反应生成碳酸钙沉淀，B错误；在滴加石蕊试液显红色的溶液中含有H与Na、Mg2、NO 3、SO24都不反应，C正确；含有MnO4的溶液显紫红色，D错误。现代工业生产中的污水处理问题是环保问题的重要方面。高效合理的污水处理是我们幸福生
24、活的保障。某河道两旁有甲、乙两厂。它们排放的工业废水中，共含K、Ag、Fe3、Cl、OH、NO3六种离子。若甲乙两厂分别含有不相同的三种离子。根据题目要求回答问题：(1)若甲厂的废水显棕黄色，则甲厂含有的离子为_，同时该厂还含有的离子为_，理由是_。(2)若甲厂的废水显碱性，则甲厂含有的离子为_。(3)在污水处理厂某技术人员提出了另一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合，经过滤后的废水，可用来浇灌农田。你能解释其中的原因吗？_。【解析】(1)甲厂的废水显棕黄色，说明含有 Fe3。根据离子共存的判断依据，则OH在乙厂，因为 Ag和 OH反应，则 Ag 只能在甲厂，则 Cl在乙厂，根据溶液电
25、中性的原则，则甲厂一定有阴离子 NO3，所以甲厂含有的离子为Fe3、Ag、NO3。(2)甲厂废水呈碱性，则溶液中含有大量的 OH，与 OH反应的 Ag、Fe3不能大量共存，根据溶液电中性可知甲厂废水中应含有 K，乙厂中含有 Ag、Fe3，则与 Ag、Fe3反应的 Cl、OH不能共存，所以根据溶液电中性可知乙厂还有 NO3，由此可知：甲厂含有 K、Cl、OH，乙厂含有 Ag、Fe3、NO3。(3)将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合，可生成AgCl、Fe(OH)3沉淀，生成沉淀的离子有Ag、Fe3、Cl、OH，经过滤后的废水中溶质主要为KNO3。答案：(1)Fe3 Ag、NO3甲厂的废水含有Fe3。Fe3与OH会产生沉淀，则OH在乙厂，又因为Ag和OH反应，则Ag 只能在甲厂，则Cl在乙厂，根据溶液电中性的原则，则甲厂一定有阴离子NO3，所以甲厂还含有的离子为Ag、NO3(2)K、OH、Cl(3)将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合，可生成AgCl、Fe(OH)3沉淀，经过滤后的废水中溶质主要为KNO3，可作为复合肥灌溉农田