1、第四单元 离子反应,一 离子反应发生的条件,二 离子共存、离子方程式,教材研读,三 离子推断,突破一 离子方程式的正误判断,突破二 溶液中离子能否大量共存的判断方法,重难突破,突破三 离子的检验和推断,一、离子反应发生的条件 1.复分解型离子反应发生的条件: 生成沉淀 、放出气体或生成弱 电解质。 常见的弱电解质: (1)弱酸:H2CO3、H2SiO3、HNO2、H3PO4、H2S、H2SO3、HF、CH3COOH、HClO。,教材研读,(2)弱碱: NH3H2O 。 (3)极少数盐,如:(CH3COO)2Pb(写名称) 醋酸铅 。 (4)水。,2.离子发生氧化还原反应的条件:能生成弱氧化性、
2、弱还原性的物质。,1.若阴、阳离子能相互结合生成难溶或微溶的盐,则不能大量共存。如 Ba2+、Ca2+、Ag+、Pb2+与S 不能大量共存。,二、离子共存、离子方程式 (一)离子共存,2.若阴、阳离子能相互结合生成气体,则不能大量共存。如C 、HC 与H+不能大量共存。,3.若阴、阳离子能相互结合生成弱电解质,则不能大量共存。如ClO-与 H+ 、N 与 OH- 、CH3COO-与 H+ 、OH-与 H+ 不能大量共存。,4.具有较强还原性的离子不能与具有较强氧化性的离子大量共存。如 S2-、I-与Fe3+不能大量共存。,5.若阴、阳离子能生成配合物或配离子,则不能大量共存。如Fe3+与 SC
3、N-不能大量共存。,2.书写步骤(以碳酸钙和足量盐酸的反应为例) (1)写:写出反应的化学方程式并配平,如CaCO3+2HCl CaCl2+CO2 +H2O。 (2)拆:把易溶于水且易电离的物质拆写成离子形式,把难溶的物质、气 体和水等仍用化学式表示。如CaCO3+2H+2Cl- Ca2+2Cl-+CO2+ H2O。,1.概念 用实际参加反应的离子的符号表示反应的式子。,(二)离子方程式,(3)删:删去方程式两边不参加反应的离子,如CaCO3+2H+ Ca2+CO2 +H2O。 (4)查:检查方程式两边各元素的原子个数和电荷总数是否相等。,3.意义 离子方程式能表示同一类型的化学反应。例如,离
4、子方程式C +2H+CO2+H2O可以表示可溶性碳酸盐与强酸在溶液中的反应。,三、离子推断 1.坚持“四项基本原则”,破解离子推断题 (1)肯定性原则:根据实验现象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的离 子。记住几种常见的有色离子(写出离子符号和颜色): Fe2+(浅绿色) 、 Fe3+(黄色) 、 Cu2+(蓝色) 、 Mn (紫红色) 。 (2)互斥性原则:在肯定某些离子的同时,结合离子共存规律, 否定 一些离子的存在。(要注意题目中的隐含条件,如:酸性、碱性、指示剂 的变化、与铝反应产生H2、水的电离情况等),(3)电中性原则:溶液呈电中性,一定既有阳离子,又有阴离子,且溶液中正 电荷总数与
5、负电荷总数 相等 。(这一原则可帮助我们确定一些 隐含的离子) (4)进出性原则:通常是在实验过程中使用,是指在实验过程中反应生成 的离子或引入的离子对后续实验的干扰。,2.电荷守恒在离子反应定量推断试题中的应用 解答与离子反应有关的定量推断类试题时,需要掌握定量推断最后一种 离子是否存在的方法:如果多种离子共存,且只有一种离子的物质的量 未知,可以用电荷守恒来确定最后一种离子是否存在,即阳离子所带的 正电荷总数 等于 阴离子所带的负电荷总数。,1.下列离子方程式不正确的是 ( B ) A.氢氧化钠溶液与二氧化硅反应:SiO2+2OH- Si +H2O B.碳酸钠溶液与氢氧化钡溶液反应:C +
6、Ba(OH)2 BaCO3+2OH- C.酸性硫酸亚铁溶液在空气中被氧化:4Fe2+O2+4H+ 4Fe3+2H2O D.氯气与氢氧化钠溶液反应:Cl2+2OH- ClO-+Cl-+H2O,2.下列指定反应的离子方程式正确的是 ( B ) A.钠与水反应:Na+2H2O Na+2OH-+H2 B.电解饱和食盐水获取烧碱和氯气:2Cl-+2H2O H2+Cl2+2OH- C.向氢氧化钡溶液中加入稀硫酸:Ba2+OH-+H+S BaSO4+H2O D.向碳酸氢铵溶液中加入足量石灰水:Ca2+HC +OH- CaCO3+ H2O,3.制备(NH4)2Fe(SO4)26H2O的实验中,需对过滤出产品的
7、母液(pH1)进 行处理。室温下,分别取母液并向其中加入指定物质,反应后的溶液中 主要存在的一组离子正确的是 ( D ) A.通入过量Cl2:Fe2+、H+、N 、Cl-、S B.加入少量NaClO溶液:N 、Fe2+、H+、S 、ClO- C.加入过量NaOH溶液:Na+、Fe2+、N 、S 、OH- D.加入过量NaClO和NaOH的混合溶液:Na+、S 、Cl-、ClO-、OH-,突破一 离子方程式的正误判断对离子方程式进行正误判断时要“七看”。,重难突破,1.看是否符合客观事实。如Fe和稀盐酸的离子方程式写成2Fe+6H+ 2Fe3+3H2是错误的,Fe和稀盐酸反应生成Fe2+。,2.
8、看化学式拆写是否正确。这是书写时关键的一步,应注意以下几点: (1)易溶于水的强电解质均写成离子形式,如强酸、强碱和大多数可溶 性盐。其他物质均用化学式表示,如单质、气体、弱电解质(弱酸、弱 碱、水)、非电解质及难溶性盐。 (2)微溶物的写法。一般来说,强电解质微溶物的澄清溶液(如澄清石灰 水)写成离子形式,若是浊液或沉淀写成化学式。 (3)可溶性多元弱酸的酸式酸根一律写成酸式酸根离子的形式,如HC 。,(4)非溶液状态下的反应,一般不用离子方程式表示。如实验室制取氨 气的反应,虽然是离子反应,但不能用离子方程式表示。,3.看符号使用是否正确。要注意“ ”“ ”“ ”“” “”等符号的正确使用
9、。,4.看是否遵循原子守恒、电荷守恒和得失电子守恒。如Fe3+Cu Fe2+Cu2+是错误的。,5.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S 反应生成BaSO4沉淀,也不能漏掉Cu2+与OH-反应生成Cu(OH)2沉 淀。,7.看是否符合题设条件的要求。如过量、少量、等物质的量、适量、 任意量以及滴加顺序等对反应产物的影响。如向溴化亚铁溶液中通入 少量Cl2的离子方程式为2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-;向溴化亚铁溶液中通 入过量Cl2的离子方程式为2Fe2+4Br-+3Cl2 2Fe3+6Cl-+2Br2。,6.看反应物的配比是否正确。如稀硫酸与
10、Ba(OH)2溶液反应,不能写成H+ OH-+S +Ba2+ BaSO4+H2O,应写成2H+2OH-+S +Ba2+ BaSO4+2H2O。,典例1 下列涉及离子方程式书写的评价合理的是 ( C ),解析 A中正确的离子方程式为Ca2+2ClO-+2SO2+2H2O CaSO4+ 2Cl-+4H+S ;B中的离子方程式正确;C中正确的离子方程式为Fe3+3 NH3H2O Fe(OH)3+3N ,C中评价正确;铝不能直接溶解在碳酸 中,D中评价错误。,温馨提示 离子方程式正误判断的一般思路,1-1 下列实验设计及其对应的离子方程式均正确的是 ( C ) A.用铜电极电解NaCl溶液制备Cl2:
11、2Cl-+2H2O Cl2+H2+2OH- B.向MgCl2溶液中加入氨水制备Mg(OH)2:Mg2+2OH- Mg(OH)2 C.将FeS溶于稀硝酸制备Fe(NO3)3:FeS+4H+N Fe3+NO+S+ 2H2O D.用浓盐酸酸化的KMnO4溶液与H2O2反应,证明H2O2具有还原性: 2Mn +6H+5H2O2 2Mn2+5O2+8H2O,1-2 下列离子方程式的书写及评价均合理的是 ( D ),解析 A项,Cl2少量,先与I-反应,正确的离子方程式为Cl2+2I- 2Cl-+I2, 错误;B项,NaOH溶液足量,以Mg(HCO3)2作为离子计量标准,正确的离子 方程式是Mg2+2HC
12、 +4OH- Mg(OH)2+2H2O+2C ,错误;C项, 过量SO2通入到NaClO溶液中,正确的离子方程式为SO2+ClO-+H2O 2H+S +Cl-,错误;D项,1 molL-1的NaAlO2溶液和2.5 molL-1的HCl溶液 等体积均匀混合,n(Al )n(H+)=25,反应的离子方程式为2Al +5H+Al3+Al(OH)3+H2O,Al 与Al(OH)3消耗的H+的物质的量之比为 23,正确。,突破二 溶液中离子能否大量共存的判断方法多种离子能否共存于同一种溶液中,归纳起来就是一句话:一色、 二性、三特殊、四反应。,1.一色,即溶液颜色。若限定为无色溶液,则Cu2+(蓝色)
13、、Fe3+(黄色)、Fe2+ (浅绿色)、Mn (紫红色)等有色离子不能存在。,2.二性,即溶液的酸性和碱性。在强酸性溶液中,OH-及弱酸根离子(如C 、S 、CH3COO-等)均不能大量存在;在强碱性溶液中,H+及弱碱阳离子(如 N 、Al3+、Mg2+、Fe3+等)均不能大量存在;弱酸的酸式酸根离子(如HC 、HS 等)在强酸性、强碱性溶液中均不能大量存在。,3.三特殊,指三种特殊情况:Al 与HC 不能大量共存: Al +HC +H2O Al(OH)3+C ;“N +H+”组合具有强氧化 性,能与S 、Fe2+、I-等发生氧化还原反应,而这一种组合较为隐蔽,不 易被察觉;N 与CH3CO
14、O-、C ,Mg2+与HC 等组合中,虽然离子都 能水解且相互促进水解,但总的水解程度仍很小,它们在溶液中能大量 共存。,4.四反应,指离子间通常能发生的四种类型的反应,能相互反应的离子显 然不能大量共存。复分解反应,如Ba2+与S 、N 与OH-、H+与CH3 COO-等;氧化还原反应,如Fe3+与I-,N (H+)与Fe2+,Mn (H+)与Br-,H+与 S2 等;相互促进的水解反应,如Al3+与HC 、Al3+与Al 等;配合 反应,如Fe3+与SCN-等。,典例2 下列各组离子在溶液中能大量共存,且满足相应要求的是 ( D ),解析 A项,溶液中阳离子只有K+,所以当c(K+)c(C
15、l-)时,溶液不呈电中 性,错误;B项,CaSO3微溶于水,Ca2+与S 不能大量共存,错误;C项,逐滴 滴加NaOH溶液,溶液中先出现Al(OH)3沉淀,不会立即有气体产生,错 误。,2-1 下列各组离子中,一定能够大量共存的是( D ) A.Na+、Al3+、Cl-、C B.Fe2+、H+、S 、N C.K+、Fe3+、N 、SCN- D.Mg2+、N 、Cl-、S,解析 Al3+和C 相互促进水解生成Al(OH)3和CO2,不能大量共存,A错 误;酸性条件下,N 具有强氧化性,能够氧化Fe2+,B错误;Fe3+和SCN-会发 生反应生成配合物而不能大量共存,C错误。,2-2 常温下,下列
16、各组离子在指定溶液中能大量共存的是 ( B ) A.无色透明的溶液中:Fe3+、Mg2+、SCN-、Cl- B. =110-12的溶液中:K+、Na+、C 、N C.c(Fe2+)=1 molL-1的溶液中:K+、N 、Mn 、S D.能使甲基橙变红的溶液中:Na+、N 、S 、HC,解析 本题考查离子共存。无色透明的溶液中不会大量存在Fe3+,且Fe3+ 与SCN-结合会生成Fe(SCN)3而不能大量共存,A错;Fe2+水解使溶液呈酸 性,酸性条件下Mn 与Fe2+不能大量共存,C错;使甲基橙变红的溶液呈 酸性,H+与HC 不能大量共存,D错。,典例3 某试液中只可能含有K+、N 、Fe2+
17、、Al3+、Cl-、S 、C 、 Al 中的若干种离子,离子浓度均为0.1 molL-1。某同学进行了如 下实验:,突破三 离子的检验和推断,下列说法正确的是 ( A ) A.原溶液中存在的离子为N 、Fe2+、Cl-、S B.滤液X中大量存在的阳离子有N 、Fe2+和Ba2+ C.沉淀C为Al(OH)3 D.无法确定原试液中是否含有K+、Cl-,解析 加入过量稀硫酸无明显变化,说明试液中无C 、Al ;加入Ba (NO3)2溶液有气体产生,因为前面已经加入了稀硫酸,N 在酸性条件下 具有强氧化性,说明有还原性的Cl-存在且被氧化,沉淀A为BaSO4;滤液X 中加入过量NaOH溶液有气体产生,
18、说明存在N ,沉淀B为Fe(OH)3;滤液 中通入少量CO2产生沉淀,结合电荷守恒可知,沉淀C为BaCO3。因为试 液中存在的各离子浓度均为0.1 molL-1,从电荷的角度考虑,只能含有N 、Fe2+、Cl-、S 才能保证电荷守恒,K+必然不能存在。故B、C、D 错误,A正确。,温馨提示 在离子推断题中,常根据溶液呈电中性,即电荷守恒,来 确定最后一种阴离子或阳离子是否存在,如果已知其他离子的物质的量 或浓度,还可确定该未知离子的物质的量或浓度。,3-1 某溶液可能含有Cl-、S 、C 、N 、Fe3+、Al3+和K+。取该溶 液100 mL,加入过量NaOH溶液,加热,得到0.02 mol
19、气体,同时产生红褐 色沉淀;过滤、洗涤、灼烧,得到1.60 g固体;向上述滤液中加足量BaCl2 溶液,得到4.66 g不溶于盐酸的沉淀。由此可知原溶液中 ( B ) A.至少存在5种离子 B.Cl-一定存在,且c(Cl-)0.4 molL-1 C.S 、N 一定存在,Cl-可能不存在 D.C 、Al3+一定不存在,K+可能存在,解析 根据加入过量NaOH溶液,加热,得到0.02 mol气体,说明有N ,为 0.02 mol,同时产生红褐色沉淀,说明有Fe3+,而且为0.02 mol,则溶液中没 有C ;根据不溶于盐酸的4.66 g沉淀,说明有S ,而且为0.02 mol,则根 据电荷守恒可知
20、一定有Cl-,至少有0.04 mol,B正确。,3-2 甲、乙、丙、丁四种易溶于水的物质,分别由N 、Ba2+、Mg2+、 H+、OH-、Cl-、HC 、S 中的不同阳离子和阴离子各一种组成。已 知:将甲溶液分别与其他三种物质的溶液混合,均有白色沉淀生成; 0.1 molL-1乙溶液中c(H+)0.1 molL-1;向丙溶液中滴入AgNO3溶液有 不溶于稀HNO3的白色沉淀生成。下列结论不正确的是 ( D ) A.甲溶液含有Ba2+ B.乙溶液含有S C.丙溶液含有Cl- D.丁溶液含有Mg2+,解析 能与其他三种物质的溶液产生白色沉淀的只可能是Ba(OH)2,故 甲为Ba(OH)2;根据可知乙是H2SO4;根据可知丙的阴离子是Cl-,甲与 丙能产生白色沉淀,则丙为MgCl2,丁为NH4HCO3,所以D错误。,
