1、第4节 离子反应第1课时 离子反应发生的条件1.了解离子反应的概念和离子反应的实质。2了解离子反应发生的条件，知道如何判断离子反应的方向。3能正确书写离子方程式。课程标准导航一、离子反应的定义、实质、表示方法 1定义 溶液中_之间，以及_与_之间发生的反应。2实质 溶液中某种或某些离子_。新知初探自学导引自主学习 离子离子原子或分子浓度降低3表示方法 常用离子方程式来表示。二、离子反应发生的条件1生成沉淀(1)生成沉淀：由可溶性电解质之间发生反应生成沉淀：如 Ba(OH)2溶液与 Na2SO4溶液混合时，其离子方程式为_Ba2SO24=BaSO4。(2)沉淀的转化：如 MgCO3与 NaOH
2、溶液反应可生成 Mg(OH)2 沉淀，其离子方程式为：_。MgCO32OH=Mg(OH)2CO232生成弱电解质(1)生成水：如NaOH溶液与硫酸反应，离子方程式为：_。(2)生成其他弱电解质 强酸生成弱酸：如盐酸与CH3COONa溶液反应的离子方程式为：_。HOH=H2OHCH3COO=CH3COOH强碱生成弱碱：如NH4Cl溶液与NaOH溶液反应的离子方程式为：_。水解反应：如CH3COONa水解的离子方程式为：_。NHOH=NH3H2OCH3COOH2O CH3COOHOH3生成气体Na2CO3 溶液与足量盐酸反应，离子方程式为：_。浓 NH4Cl 溶液与浓 NaOH溶液共热时的离子方程
3、式为：_。CO23 2H=H2OCO2NH4 OH=NH3H2O。4发生氧化还原反应(1)非电化学原理的氧化还原反应 向CuSO4溶液中加入锌片：_。ZnCu2=Zn2Cu(2)电解池反应如氯碱工业中电解饱和食盐水的反应为：阳极反应式：_阴极反应式：_，电解反应：_。2Cl2e=Cl2，2H2O2e=H22OH2Cl2H2O=通电 H22OHCl21对于离子反应，下列说法正确的是()A参加离子反应的一定都是电解质 B任何一种离子的浓度在离子反应中一定变小 C自由离子之间的反应不能在固态物质中进行 D没有沉淀、气体、水生成的反应就不是离子反应自主体验 解析：选C。离子反应是指离子和离子、离子和原
4、子或分子之间的反应，其中有电解质,也可能有非电解质或其他物质，故A错；离子反应可生成沉淀、气体、弱电解质等，使溶液中某种或某些离子浓度降低，但不一定都降低，B错；固态物质中一定无自由离子存在，C正确；没有沉淀、气体、水生成的反应也可能是离子反应，例如有配位化合物生成的反应，故D错。2下列离子方程式中，正确的是()A把金属铁放入稀硫酸中 2Fe6H=2Fe33H2 B碳酸钡和稀硫酸反应 BaCO32H=Ba2CO2H2OC澄清石灰水跟盐酸反应 H OH=H2OD向硫酸铜溶液中加入适量的氢氧化钡溶液 Ba2SO24=BaSO4解析：选C。铁与H反应只能生成Fe2；BaCO3和稀H2SO4反应会生成
5、BaSO4沉淀；CuSO4与Ba(OH)2反应不要漏掉了部分离子之间的反应。3下列各组离子，能在强酸溶液里大量共存，并且溶液呈无色透明的是()AMnO4、K、Na、SO24BNa、K、HCO3、ClCMg2、NH4、Cl、NO3DBa2、K、S2、SO24解析：选C。注意题目的限制条件：“无色”、“强酸溶液”，“大量共存”。探究导引1 离子方程式的书写要点有哪些？提示：两易：易溶、易电离的物质(可溶性的强电解质包括强酸、强碱、大多数可溶性盐)以实际参加反应的离子符号表示；非电解质、弱电解质、难溶物、气体、单质、氧化物等用化学式表示。要点突破讲练互动离子方程式的正误判断(2)两等：离子方程式两边
6、的原子个数、电荷种类、总数均应相等。(3)两查：检查各项是否有公约数，是否漏写必要的反应条件。要点归纳1看是否符合反应客观事实 即反应能否发生，是否符合物质的性质，如铁片与稀盐酸反应，应该生成Fe2，若写成Fe3就违背客观事实，又如Ca(ClO)2SO2H2O=CaSO32HClO，生成物HClO还能继续氧化CaSO3为CaSO4。2看“=”、“”、“”、“”等符号使用是否正确如 Al33H2O=Al(OH)33H就有两处用错符号，即无“”，且“=”应为“”。3看是否符合守恒关系 守恒关系主要有原子个数守恒、电荷守恒、氧化还原反应得失电子守恒，如FeFe3=2Fe2电荷和得失电子不守恒。4看反
7、应条件的影响 如氨水作为反应物写NH3H2O；作为生成物,若有加热条件或浓度很大时，可写NH3(标“”)，若无加热条件且浓度很稀，写NH3H2O形式。5看反应中存在的特殊条件(1)混合顺序不同，离子反应不同，如AlCl3与NaOH、Na2CO3与盐酸、NaAl(OH)4与盐酸的反应等。(2)反应物相对量不同，离子方程式不同，如CO2与Ca(OH)2、SO2与NaOH、AlCl3与NaOH、NaAl(OH)4与盐酸的反应等。(3)反应物中有两种或两种以上的离子被一种物质氧化或还原的反应，按不同比值混合时,离子方程式不同，如FeBr2与Cl2、FeI2与Cl2的反应等。(4)多元弱酸酸式盐与量有关
8、的离子反应，书写离子方程式时可用“少定多变法”来书写。所谓“少定”即量少的反应物，其离子的计量数按化学式确定，所谓“多变”即量多的反应物，其离子的计量数根据反应的需要量确定，不受化学式中的比例制约，是可变的，如Ca(HCO3)2溶液中加入过量的NaOH溶液、Ca(HCO3)2溶液中加入少量的NaOH溶液的反应等。即时应用1判断下列离子方程式是否正确，指出错误原因并改正。(1)氢氧化镁与稀硫酸反应：HOH=H2O_ _。(2)向氯化铝溶液中加入过量氢氧化钠溶液：Al33OH=Al(OH)3_ _。(3)单质铜与稀硝酸反应：Cu2H2NO3=Cu22NOH2O_。(4)FeCl2溶液中通入 Cl2
9、：Fe2Cl2=Fe32Cl_。(5)硫化钠的第一步水解：S22H2OH2S2OH_。(6)以石墨做电极电解氯化铝溶液：2Cl2H2O=通电 2OHH2Cl2_。(7)氯气通入冷的氢氧化钠溶液中2Cl22OH=3ClClOH2O_ _。(8)碳酸氢钠溶液与少量石灰水反应：HCO3Ca2OH=CaCO3H2O_。(9)铁与盐酸反应：2Fe6H=2Fe33H2_。解析：以上9个离子方程式取自近年来高考试题，分别代表了高考试题中五个基本的类型：该拆写的物质没有拆写、不该拆写的物质拆写成了离子形式、电荷不守恒、臆造方程式、忽略量比关系。答案：(1)错。Mg(OH)2不溶于水，不能拆写成离子形式。应为M
10、g(OH)22H=Mg22H2O(2)错。当NaOH过量时，生成的Al(OH)3会继续与NaOH反应。应为Al34OH=Al(OH)4(3)错。电荷不守恒。应为 3Cu8H2NO3=3Cu22NO4H2O(4)错。电荷不守恒。应为 2Fe2Cl2=2Fe32Cl(5)错。S2水解以第一步为主。应为 S2H2O HSOH(6)错。忽略了 Al3与 OH的反应。应为 2Al36Cl6H2O=通电 2Al(OH)33H23Cl2(7)错。电荷不守恒。应为 Cl22OH=ClClOH2O。(8)错。忽略了反应物之间的量比关系。应为2HCO3 Ca22OH=2H2OCaCO3CO23(9)错。不符合客观
11、事实。应为 Fe2H=Fe2H2探究导引2 怎样判断离子能否共存？提示：看离子间是否发生反应，若在溶液中能发生反应，就不能共存。看能否发生反应,不仅是因为有气体，沉淀，水，难电离的物质产生,还涉及到溶液酸碱性、有色、无色、能否进行氧化还原反应等。离子是否共存的判断方法要点归纳几种离子在同一溶液中大量共存，就是指离子间不发生任何反应，若几种离子之间能发生反应，即离子浓度明显减小，则不能大量共存。有下列情况不能大量共存：1相互结合生成难溶或微溶物质的离子不能大量共存。如：Cu2、Fe2、Mg2、Zn2与 S2、OH、CO23、SO23、SiO23、PO34 不能共存；Ag与 X(Cl、Br、I)、
12、PO34、S2、CO23、SO23、OH、SO24不能共存；OH与 Mg2、Cu2、Al3、Hg2、Zn2、Ag、Fe2、Pb2、Fe3、Sn2 不能共存；Pb2与 S2、SO24、OH、CO23、SO23、PO34不能共存；Ba2(Ca2)与CO23、SO23、PO34、SiO23、SO24 不能共存。2结合生成难电离物质的离子不能大量共存。如：H与 OH、CH3COO、CN、ClO、SO23、PO34 不能共存；OH与 Fe3、Al3、NH4 不能共存。3结合生成挥发性物质的离子不能大量共存。如：H与 SO23、HSO3、CO23、HCO3、S2、HS不能共存；OH与 NH4 不能共存。4
13、发生氧化还原反应的离子不能大量共存。如：Fe3与 S2、I不能共存；MnO4、ClO、Cr2O27、NO3(H)与 S2、I、SO23、Fe2不能共存。5发生水解相互促进反应的离子不能大量共存。如：Al3与 CO23、HCO3、S2、HS、SO23、SiO23、Al(OH)4不能共存；Fe3与 CO23、HCO3、Al(OH)4、SiO23 不能共存；Al(OH)4与Fe3、Fe2、Cu2、Al3、Ag、NH4 不能共存。6弱酸的酸式酸根离子不能与 H、OH、Al(OH)4等大量共存。如：HCO3、HS、H2PO4、HPO24、HSO3 与 H、OH、Al(OH)4不能共存；H2PO4 与 P
14、O34 不能共存。另外，判断溶液中离子是否大量共存可以从以下几个方面加以具体分析：(1)分析溶液的颜色若题目限定无色透明则溶液中一定无 Fe2(浅绿色)、Fe3(棕黄色)、Cu2(蓝色)、MnO4(紫色)等离子。(2)分析溶液的酸碱性若题目限定为碱性，则溶液中有大量 OH存在，与 OH能发生反应的离子都不能共存。如H；与 OH生成弱碱的阳离子：Fe2、Fe3、Cu2、Mg2、Al3、Zn2、Ag、NH4；酸式酸根离子：HCO3、HSO3、H2PO4、HS等。若题目限定为酸性，则与 H能发生反应的离子都不能共存。如：OH或弱酸根离子：Al(OH)4、CO23、HCO3、SiO23、S2、HS、S
15、O23、PO34、CH3COO、F、CN等。1溶液中的 NO3 必须在酸性介质中才具有强氧化性，而 MnO4、ClO、Cr2O27 却在酸性、中性或碱性介质中均具有强或较强的氧化性。2SO23、S2在 H溶液中发生氧化还原反应而不能大量共存。特别提醒2(2011高考安徽卷)室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是()A饱和氯水中 Cl、NO3、Na、SO23Bc(H)1.01013 molL1溶液中 C6H5O、K、SO24、BrCNa2S 溶液中 SO24、K、Cl、Cu2DpH12 的溶液中 NO3、I、Na、Al3即时应用解析：选 B。A 项，氯水中的 Cl2能将 SO23 氧化成
16、 SO24；B 项，在碱性溶液中，C6H5O、K、SO24、Br均可以大量共存；C 项，S2与 Cu2因形成 CuS 沉淀而不能大量共存；D 项，在碱性溶液中，Al3不能大量存在。3(2011高考江苏卷)常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是()A1.0 molL1 的 KNO3 溶液：H、Fe2、Cl、SO24B甲基橙呈红色的溶液：NH4、Ba2、AlO2、ClCpH12 的溶液：K、Na、CH3COO、BrD与铝反应产生大量氢气的溶液：Na、K、CO23、NO3解析：选 C。A 项，HNO3 可将 Fe2氧化；B项，AlO2 在酸性条件下不能大量存在；D 项，与铝反应产生 H2
17、 的溶液呈酸性或碱性，而CO23 在酸性条件下不能大量存在。题型探究权威预测离子方程式的正误判断例1(2011高考江苏卷)下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是()AFeCl3溶液与 Cu 的反应：CuFe3=Cu2Fe2BNO2 与水的反应：3NO2H2O=2NO3 NO2HC醋酸溶液与水垢中的 CaCO3反应：CaCO32H=Ca2H2OCO2D向 NaAlO2溶液中通入过量 CO2：2AlO2CO23H2O=2Al(OH)3CO23 H2O【解析】A 项，电荷不守恒；C 项，醋酸为弱酸，应写成分子形式；D 项，通入过量CO2 应生成 HCO3。【答案】B 下 列 反应 的离 子方 程式
18、 正确 的是()A氢氧化钠溶液中通入少量二氧化硫：SO2OH=HSO3B碳酸氢钠溶液与足量氢氧化钡溶液混合：HCO3 Ba2OH=BaCO3H2O例2C盐酸滴入氨水中：HOH=H2OD碳酸钙溶解于稀硝酸中：CO23 2H=CO2H2O【解析】本题考查离子方程式的判定。A选项因 SO2 少量，生成 Na2SO3，反应式为SO22OH=SO23 H2O。B 项正确。C 项中氨水是弱碱，难电离，不能拆开，反应式为 HNH3H2O=NH4 H2O。D 项中CaCO3 难溶物质不能拆开，其反应式为CaCO32H=Ca2CO2H2O。【答案】B【名师点睛】书写离子方程式的注意事项(1)易溶于水的强酸、强碱
19、和易溶于水的盐改写成离子形式，难溶物质、难电离物质(弱电解质)、易挥发物质、单质、氧化物、非电解质等均写化学式(在水溶液中)；H3PO4、H2SO3为中强酸，但作为反应物应划归在弱酸范围内，故应写成分子式。(2)微溶物作为反应物，若是澄清的溶液写离子符号，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)。(3)氨水作为反应物写NH3H2O；作为生成物,若有加热条件或浓度很大时，写NH3(标号)。(4)固体与固体间的反应不能写离子方程式，浓H2SO4、浓H3PO4与固体的反应不能写离子方程式。(5)一些特殊的反应(如有酸式盐参加或生成的反应，两种或两种以上的离子被一种物质氧化或还原，B
20、a(OH)2与KAl(SO4)2按不同比例的反应等)要考虑并满足反应物物质的量的比值。(6)多元弱酸酸式酸根离子，在离子方程式中不能拆开写。离子共存例3 (2011高考大纲全国卷)将足量 CO2 通入下列各溶液中，所含离子还能大量共存的是()AK、SiO23、Cl、NO3BH、NH4、Al3、SO24CNa、S2、OH、SO24DNa、C6H5O、CH3COO、HCO3【解析】A 项，CO2 与 SiO23 反应生成H2SiO3，SiO23 不能大量存在；C 项，CO2与OH、S2反应，OH、S2不能大量存在；D项，CO2 与 C6H5O反应生成 C6H5OH，使C6H5O不能大量存在。【答案
21、】B (2010高考广东卷)能在溶液中大量共存的一组离子是()ANH4、Ag、PO34、ClBFe3、H、I、HCO3CK、Na、NO3、MnO4DAl3、Mg2、SO24、CO23例4【解析】Ag与 Cl、PO34 均产生沉淀，不能共存；Fe3与 I发生氧化还原反应不能共存，H与 HCO3 反应产生 CO2和 H2O 不能共存；Al3与 CO23 发生双水解反应，Mg2与 CO23 产生 MgCO3 沉淀而不能共存。【答案】C【名师点睛】(1)几种离子在同一溶液中大量共存，就是指离子间不发生任何反应，若几种离子之间能发生反应，即离子浓度明显减小，则不能大量共存。(2)离子之间结合生成沉淀、气
22、体、弱电解质,或发生氧化还原反应、相互促进的水解反应、络合反应，使溶液中某种或某些离子浓度降低,离子反应就会发生，离子不能大量共存。(3)溶液若无色，有色离子不能大量共存，常见的有色离子有Fe3(棕黄色)、Cu2(蓝色)、MnO(紫红色)、Fe2(浅绿色)等。热点示例思维拓展 经典案例 某化学兴趣小组探究电解质在水溶液中反应的实质，设计如下实验步骤，请完成有关内容：(1)利用有关仪器组装成如图所示装置。(2)在水槽中加入200 mL 0.2 molL1的H2SO4溶液，同时将一个表面光滑的小球放入溶液,小球悬浮于溶液中。(3)闭合开关K，观察到检流计指针向_(填“左”或“右”)偏转，极板上_(
23、填实验现象)。(4)持续通电一段时间，观察到_，其原因是_。(5)向溶液中逐滴滴加与H2SO4浓度相同的Ba(OH)2溶液观察到_。思考：通过以上实验，能否得出结论？若能，说明结论并解释原因；若不能请解释原因。若将Ba(OH)2溶液改为Na2CO3溶液，试推测实验过程中检流计的变化有何不同？【解析】如图所示装置，小球的浮动表示出溶液密度的变化，进一步可反应出溶质的变化。检流计指针的偏转情况反映了溶液中自由移动的离子的浓度变化，通过对溶质变化和离子浓度变化的分析可得出实验结论。(3)根据有关物理知识，当电源的正极和检流计的正极相连，电源的负极和检流计的负极相连时，检流计向右偏转，反之向左偏转，如
24、图所示，当电路接通时，应向右偏。由于组成电解池装置，因此当电路接通时电解H2SO4溶液，两极分别产生H2和O2，极板上会看到气泡。(4)持续通电一段时间，由于水的电解导致H2SO4增大，H和SO24 增大，H2SO4浓度增大，因此检流计指针偏转角度变大，小球上浮。断减少直到没有，恰好完全反应时溶液为水。所以小球不断下沉，检流计指针偏角变小到零,溶液中有白色沉淀。思考：能得出结论，电解质在水溶液中反应的实质是离子反应。因为通过实验，检流计指针偏转角不断变小，自由移动的离子浓度减小，且生成白色沉淀，应为 Ba2SO24=BaSO4、HOH=H2O 的结果。思考：若改为Na2CO3溶液，则反应过程中
25、Na2CO3H2SO4=Na2SO4H2OCO2,溶液中仍有溶质，且n(H2SO4)n(Na2SO4),只是随着溶液体积增大，离子浓度逐渐变小,变小幅度比滴加Ba(OH)2小，因此检流计指针偏转角缓慢变小，且不会减小到零。【答案】(3)右 有气泡生成(4)检流计指针偏转角度增大，小球上浮 此过程中电解水使H2SO4浓度增大(5)检流计指针偏转角度减小，小球下沉，有白色沉淀生成思考能。电解质在水溶液中反应的实质是离子反应，实验中检流计指针偏转角度不断减小、自由离子浓度减小且生成白色沉淀，应为 Ba2SO24=BaSO4、HOH=H2O 的结果。不完全相同，若改为 Na2CO3，检流计指针偏转角缓慢变小且不会减小到零。