高中化学 专题2 从海水中获得的化学物质 第二单元 钠.docx
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高中化学专题2从海水中获得的化学物质第二单元钠
第3课时 离子反应
知识内容
必考要求
加试要求
1.强、弱电解质的概念。
2.离子反应的本质及发生的条件。
3.离子方程式。
a
b
b
a
b
b
目标
定位
1.理解强电解质和弱电解质的概念,能用电离方程式表示电解质的电离。
2.了解离子反应和离子方程式的含义,掌握离子方程式的书写步骤和方法。
3.能判断溶液中的离子能否大量共存,能推断溶液中离子的存在,能判断离子方程式的正误。
一 强电解质和弱电解质
1.按右图装置做实验,比较0.1mol·L-1的盐酸和0.1mol·L-1的醋酸溶液导电性有什么差异?
为什么有这种差异?
答案 实验表明,一定体积的0.1mol·L-1的盐酸比同体积同浓度的醋酸溶液导电性强。
这是因为氯化氢在水中完全电离,而醋酸在水中只有部分电离。
因此相同体积的0.1mol·L-1的盐酸和醋酸溶液所含有的H+的量不同,所以两种溶液的导电能力不一样。
2.向两支试管中分别加入等体积的物质的量浓度均为0.1mol·L-1的盐酸和醋酸溶液,然后向其中加入等质量的镁粉,观察实验现象并比较两者有何差异?
答案 0.1mol·L-1的盐酸与镁反应产生气泡速率要比0.1mol·L-1的醋酸与镁反应产生气泡速率更快,但与等量镁反应时醋酸产生气泡持续的时间更长,如果将产生的氢气完全收集起来测量,二者产生的氢气体积相同。
3.不同电解质在相同条件下的电离程度是不一样的,有的能够完全电离,有的只能部分电离。
根据电解质在水溶液中电离程度的不同(即能否完全电离)将其分为两种:
强电解质和弱电解质。
(1)强电解质:
在水溶液中能完全电离成离子的电解质。
如H2SO4、HCl、Ba(OH)2、NaNO3等。
(2)弱电解质:
在水溶液中不能完全电离成离子的电解质。
如CH3COOH、H2CO3、NH3·H2O等。
归纳总结
强电解质和弱电解质的比较
强电解质
弱电解质
电离程度
完全电离
部分电离
电离过程
不可逆过程
可逆过程
溶液中微粒
只有电解质电离出的阴、阳离子、溶剂分子,不存在电解质分子
既有电解质电离出的阴、阳离子、溶剂分子,还有电解质分子
实例
多数盐(包括难溶盐)、强酸、强碱等
弱酸:
CH3COOH、HF、H2CO3等
弱碱:
NH3·H2O、Cu(OH)2、Fe(OH)3等H2O
电离方程式
用“===”表示;如:
KNO3===K++NO
;
H2SO4===2H++SO
用“”表示;如:
NH3·H2ONH
+OH-;
CH3COOHCH3COO-+H+
[提醒]
(1)电解质的强弱与溶液的导电能力及电解质的溶解度都没有必然联系,只与电离程度有关。
某些难溶(或微溶)于水的盐(如AgCl、BaSO4等),其溶解度很小,但其溶于水的部分是完全电离的,它们仍属于强电解质。
(2)电解质溶液的导电能力与自由离子的浓度和离子所带的电荷数有关。
强电解质溶液的导电能力不一定强。
1.写出下列物质在水溶液中的电离方程式:
(1)CH3COOH:
_________________________________________________________。
(2)Ca(OH)2:
___________________________________________________________。
(3)H2SO4:
_____________________________________________________________。
(4)NH4NO3:
___________________________________________________________。
(5)NaHCO3:
___________________________________________________________。
(6)HClO:
_____________________________________________________________。
答案
(1)CH3COOHH++CH3COO-
(2)Ca(OH)2===Ca2++2OH-
(3)H2SO4===2H++SO
(4)NH4NO3===NH
+NO
(5)NaHCO3===Na++HCO
(6)HClOH++ClO-
2.下列说法正确的是( )
A.能完全溶于水的电解质是强电解质
B.强电解质溶液一定比弱电解质溶液导电性强
C.弱电解质水溶液中存在溶质分子
D.稀盐酸是强电解质
答案 C
解析 在水溶液中能完全电离的电解质叫强电解质,A错;溶液导电能力只与自由移动的离子浓度及离子所带电荷数有关,与电解质强弱没有必然联系,如较高浓度的弱酸溶液导电能力也可能比很稀的强酸溶液的导电能力强,B错;弱电解质在水溶液中部分电离,故存在溶质分子,C正确;稀盐酸是混合物,不是电解质,D错。
二 离子方程式
1.完成下列实验:
(1)向Na2SO4溶液中滴加KCl溶液,现象:
无明显变化,结论:
K+、Cl-、Na+、SO
相互之间不发生化学反应。
(2)向Na2SO4溶液中滴加BaCl2溶液,现象:
产生白色沉淀,结论:
Ba2+与SO
反应生成BaSO4沉淀,可表示为Ba2++SO
===BaSO4↓。
通过以上实验探究,归纳总结:
(3)离子反应是有离子参加的化学反应。
(4)离子方程式是用实际参加反应的离子符号来表示离子反应的式子。
2.按照离子方程式的书写步骤要求,写出氯化钡溶液与硫酸钠溶液反应的离子方程式:
(1)“写”化学方程式,必须根据实验事实:
BaCl2+Na2SO4===BaSO4↓+2NaCl;
(2)“改”反应物和生成物,将易溶、易电离的物质改写成离子形式,其他物质写化学式[如单质、沉淀、气体、非电解质、弱电解质、氧化物等]:
2Cl-+Ba2++SO
+2Na+===2Cl-+BaSO4↓+2Na+;
(3)“删”两边相同的离子,去除与离子反应无关的离子:
Ba2++SO
===BaSO4↓;
(4)“查”两边原子个数和电荷数是否相等、反应条件、沉淀符号、气体符号等:
Ba2++SO
===BaSO4↓。
3.写出下列酸碱中和反应的化学方程式和离子方程式:
①盐酸与氢氧化钠溶液混合
________________________________________________________________________;
________________________________________________________________________。
②硫酸与氢氧化钾溶液混合
________________________________________________________________________;
________________________________________________________________________。
③硝酸与氢氧化钡溶液混合
________________________________________________________________________;
________________________________________________________________________。
(1)通过分析上表可知,中和反应的实质是____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)离子方程式与化学方程式的主要不同是____________________________________
________________________________________________________________________。
答案 ①HCl+NaOH===NaCl+H2O
H++OH-===H2O
②H2SO4+2KOH===K2SO4+2H2O
H++OH-===H2O
③2HNO3+Ba(OH)2===Ba(NO3)2+2H2O
H++OH-===H2O
(1)酸电离出的H+与碱电离出的OH-结合生成水
(2)离子方程式不仅表示一个具体的化学反应,而且还可以表示同一类型的离子反应
归纳总结
离子方程式的书写要求
(1)离子方程式书写的关键是正确使用“离子符号”和“化学式”:
①能改写成离子符号的物质,必须同时具备易溶、易电离这两个条件。
需要熟记的有:
a.强酸(HCl、HNO3、H2SO4等);b.强碱[NaOH、KOH、Ba(OH)2等];c.可溶性盐。
②用化学式表示的物质有:
非电解质、弱电解质(弱酸、弱碱、水等)、难溶物质、单质、气体、氧化物等。
(2)化学方程式只表示一个化学反应,不能揭示化学反应的实质;离子方程式能表示一类化学反应,且表示出化学反应的实质。
[提醒]
(1)微溶物处于澄清状态(如澄清石灰水)时写离子形式,处于浊液或固体状态(如石灰乳)或在生成物中出现时写化学式。
(2)强酸的酸式盐全部拆开(如NaHSO4拆成Na+、H+、SO
),弱酸的酸式盐中的酸根阴离子不能拆开(如NaHCO3拆成Na+、HCO
),碱式盐在反应中写化学式。
3.写出下列反应的离子方程式:
(1)Ba(OH)2溶液和H2SO4溶液反应__________________________________________。
(2)Na2CO3溶液和HNO3溶液反应___________________________________________。
(3)碳酸钙和HCl溶液反应__________________________________________________。
(4)氧化镁和H2SO4溶液反应________________________________________________。
答案
(1)Ba2++2OH-+2H++SO
===BaSO4↓+2H2O
(2)CO
+2H+===CO2↑+H2O
(3)CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O
(4)MgO+2H+===Mg2++H2O
解析 初学离子方程式的书写,要严格按照“写、改、删、查”四个步骤进行。
在熟练之后,提倡直接写出离子方程式。
在书写过程中,要特别注意:
易溶易电离的物质如:
HCl、H2SO4、HNO3,KOH、Ba(OH)2、NaOH,钠盐、钾盐、硝酸盐等可溶性盐,要用离子符号表示,而H2O、BaSO4、CaCO3、CO2、MgO等要用化学式表示。
4.下列离子方程式书写正确的是( )
A.稀盐酸滴在锌粒上:
Zn+2H+===Zn2++H2↑
B.Ba(OH)2溶液滴入稀硫酸中:
Ba2++SO
===BaSO4↓
C.稀盐酸滴在大理石上:
CO
+2H+===CO2↑+H2O
D.氯气通入FeCl2溶液中:
Cl2+Fe2+===Fe3++2Cl-
答案 A
三 离子反应发生的条件
1.完成下列实验,并填表:
实验编号
实验操作
实验现象
原因解释
Ⅰ
试管中出现蓝色沉淀
OH-与Cu2+结合生成了难溶性的Cu(OH)2沉淀
Ⅱ
溶液先变红,后褪色
OH-可使酚酞变红色,OH-被H+中和后红色褪去
Ⅲ
试管中有气体产生,气球变大
H+与CO
反应生成了CO2气体
2.写出上述各步反应的离子方程式:
Ⅰ.Cu2++2OH-===Cu(OH)2↓;
Ⅱ.OH-+H+===H2O;
Ⅲ.2H++CO
===CO2↑+H2O。
归纳总结
复分解离子反应的理解
(1)复分解离子反应实质是两种电解质在溶液中相互交换离子的反应。
(2)复分解离子反应发生的条件是①生成难溶的物质,如生成BaSO4、AgCl、CaCO3、Fe(OH)3、Cu(OH)2等沉淀;②生成气体或易挥发性物质,如生成CO2、SO2、H2S等气体;③生成难电离的物质,如生成H2O等。
5.下列各组物质,不能发生离子反应的是( )
A.稀硫酸与氯化铜溶液
B.氢氧化钠溶液与氯化亚铁溶液
C.碳酸钠溶液与稀硝酸
D.澄清石灰水与稀盐酸
答案 A
解析
选项
选项剖析
A
各离子间既没有沉淀生成,也没有气体或水生成,故不能发生离子反应
B
有沉淀生成:
Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓
C
有气体生成:
CO
+2H+===H2O+CO2↑
D
有水生成:
OH-+H+===H2O
6.某无色溶液中存在大量的NH
、H+、Cl-,该溶液中还可能大量存在的离子是( )
A.CO
B.OH-C.Cu2+D.Mg2+
答案 D
1.下列物质按强电解质、弱电解质、非电解质排列的是( )
A.NaCl HF Cl2
B.NaHCO3 NH3·H2O CCl4
C.Ba(OH)2 HCl Cu
D.HClO BaSO4 C2H5OH
答案 B
2.向amolNaOH的溶液中通入bmolCO2,下列说法不正确的是( )
A.当a>2b时,发生的离子反应为2OH-+CO2===CO
+H2O
B.当a
C.当2a=3b时,发生的离子反应为3OH-+2CO2===CO
+HCO
+H2O
D.当0.5a
与CO
的物质的量之比为(a-b)∶(2b-a)
答案 D
解析 当a>2b时,氢氧化钠过量,反应生成碳酸钠和水,离子方程式:
2OH-+CO2===CO
+H2O,A正确;当a<b时,二氧化碳过量,反应生成碳酸氢钠,发生的离子反应为OH-+CO2===HCO
,B正确;当2a=3b时,二者反应生成等物质的量的碳酸钠和碳酸氢钠,发生的离子反应为3OH-+2CO2===CO
+HCO
+H2O,C正确;当0.5a<b<a时,依据方程式得:
2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O,
a
Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3
(b-
)(b-
) 2(b-
)
溶液中HCO
与CO
的物质的量之比为(2b-a)∶[
-(b-
)]=(2b-a)∶(a-b),D错误。
3.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.Fe+2H+===Fe3++H2↑
答案 C
解析 A项HCl应拆开;B项Ca(OH)2应拆开;D项应生成Fe2+。
4.下列各组离子在溶液中能大量共存的是( )
A.Cu2+、Mg2+、SO
、NO
B.H+、Mg2+、SO
、CH3COO-
C.Ag+、Na+、NO
、Cl-
D.NH
、Ba2+、NO
、OH-
答案 A
5.能正确表示下列化学反应的离子方程式的是( )
A.饱和石灰水跟稀硝酸反应:
Ca(OH)2+2H+===Ca2++2H2O
B.钠和水反应:
Na+2H2O===Na++H2↑+2OH-
C.大理石与盐酸反应:
CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑
D.硫酸与氢氧化钡溶液反应:
Ba2++OH-+H++SO
===BaSO4↓+H2O
答案 C
解析 A项,在饱和石灰水中溶质是以离子的形式存在的,离子方程式为OH-+H+===H2O,错误;B项,钠与水反应,电子、电荷不守恒,应该为2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑,错误;C项,符合事实及拆写原则,正确;D项,离子配比关系错误,应该为Ba2++2OH-+2H++SO
===BaSO4↓+2H2O。
6.写出下列反应的离子方程式:
(1)BaCl2溶液与K2SO4溶液反应:
____________________________________________。
(2)NaOH溶液与硝酸反应:
__________________________________________________。
(3)氢氧化铜与稀硫酸反应:
__________________________________________________。
(4)碳酸钡与盐酸反应:
______________________________________________________。
答案
(1)Ba2++SO
===BaSO4↓
(2)OH-+H+===H2O
(3)Cu(OH)2+2H+===Cu2++2H2O
(4)BaCO3+2H+===Ba2++CO2↑+H2O
课时作业
[经典基础题]
1.下列说法中正确的是( )
A.CO2溶于水能导电,因此CO2是电解质
B.KHSO4只有在电流作用下才能电离成K+、H+和SO
C.强电解质溶液的导电能力不一定都强;弱电解质溶液的导电能力不一定都弱
D.AgCl难溶于水,所以AgCl是弱电解质;醋酸铅易溶于水,所以醋酸铅是强电解质
答案 C
解析 CO2溶于水能导电是因为生成了H2CO3,H2CO3是电解质;KHSO4溶于水后电离成K+、H+和SO
;AgCl难溶于水,但溶解的那一部分是全部电离的,所以AgCl是强电解质,醋酸铅虽然易溶于水,但溶解的那一部分不能完全电离。
2.下列物质既能导电又是强电解质的是( )
A.氯化钠溶液B.氢氧化钠晶体
C.熔融的硝酸钾D.液态氯化氢
答案 C
解析 氯化钠、氢氧化钠、硝酸钾都是离子化合物,在水溶液中能完全电离,氯化氢在水溶液中也能全部电离,它们都是强电解质,但只有在水溶液中或熔融状态下才有自由移动的离子而导电。
故氢氧化钠晶体、液态氯化氢都不导电。
氯化钠溶液是混合物,不属于电解质范围。
3.下列化学方程式中,不能用H++OH-===H2O表示的是( )
A.2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O
B.Ba(OH)2+2HCl===BaCl2+2H2O
C.Cu(OH)2+2HNO3===Cu(NO3)2+2H2O
D.KOH+HCl===KCl+H2O
答案 C
解析 A项,氢氧化钠是强碱,硫酸是强酸,硫酸钠是可溶性的盐,正确;B项,氢氧化钡是强碱,盐酸是强酸,氯化钡是可溶性的盐,正确;C项,氢氧化铜是一种弱碱,其离子反应方程式为Cu(OH)2+2H+===2H2O+Cu2+,错误;D项,氢氧化钾是强碱,盐酸是强酸,氯化钾是可溶性的盐,正确。
4.离子方程式Ba2++SO
===BaSO4↓可以表示( )
①可溶性钡盐溶液与可溶性硫酸盐溶液之间的反应
②氢氧化钡溶液与可溶性硫酸盐溶液之间的反应
③稀硫酸与可溶性钡盐溶液之间的反应
④氢氧化钡溶液与稀硫酸之间的反应
A.①③B.①②④
C.②③D.①②③
答案 A
解析 ②Ba(OH)2溶液与MgSO4(或CuSO4)溶液反应,除生成BaSO4外,还生成Mg(OH)2[或Cu(OH)2]沉淀;④氢氧化钡溶液与稀硫酸反应除了生成BaSO4沉淀外,还生成水,不符合题意。
5.下列离子方程式中正确的是( )
A.澄清石灰水与稀盐酸反应:
Ca(OH)2+2H+===Ca2++2H2O
B.氢氧化钠与碳酸氢钠反应:
OH-+H+===H2O
C.铜片插入硝酸银溶液中:
Cu+Ag+===Cu2++Ag
D.氯化镁溶液与氢氧化钠溶液反应:
Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
答案 D
解析 离子方程式正误判断的方法是“三查”:
一查电荷数是否守恒,原子个数是否守恒;二查物质拆分是否正确;三查物质间的反应是否符合客观事实。
据此可知A中石灰水是澄清的,Ca(OH)2应拆写成离子的形式;B中NaHCO3应拆写出Na+和HCO
;C中离子电荷不守恒。
6.能正确表示下列反应的离子方程式的是( )
A.浓盐酸与铁屑反应:
2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑
B.钠与CuSO4溶液反应:
2Na+Cu2+===Cu+2Na+
C.NaHCO3溶液与稀H2SO4反应:
CO
+2H+===H2O+CO2↑
D.MnO2与浓盐酸反应:
MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O
答案 D
解析 A不正确,无论稀盐酸还是浓盐酸都不具有强氧化性,仅能够将铁单质氧化为Fe2+;B不正确,因为单质钠具有很强的还原性,其与盐溶液反应时先与H2O反应,生成的NaOH再与盐反应,不会直接置换出金属单质;C不正确,NaHCO3为强电解质,但因为HCO
是弱酸的酸式酸根,故不能完全电离,因此在书写离子方程式时要写成HCO
的形式;D正确,MnO2与浓盐酸反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O,根据离子方程式的书写规则,HCl、MnCl2为强电解质,均需改写成离子形式,可得题给离子方程式。
7.下列各组离子中,能在溶液中大量共存的是( )
A.H+、Cu2+、OH-B.H+、Cl-、S2-
C.Fe3+、Cl-、SO
D.Na+、Ba2+、SO
答案 C
8.下列各组离子中,能在强酸性溶液中大量共存,并且溶液呈无色透明的是( )
A.Fe3+、K+、Na+、SO
B.Na+、K+、CO
、Cl-
C.Mg2+、Na+、Cl-、NO
D.Na+、K+、HCO
、SO
答案 C
解析 Fe3+呈棕黄色,与题干中“无色”矛盾,A错误;B、D项中CO
和HCO
与H+不能大量共存,故B、D错误。
9.在给定的四种溶液中加入以下各种离子,能在原溶液中较大量共存的是( )
A.pH<7的溶液:
Cu2+、Na+、Mg2+、NO
B.滴加酚酞溶液显红色的溶液:
Fe3+、NH
、Cl-、NO
C.所含溶质为NaOH的溶液:
K+、SO
、NO
、H+
D.强碱性溶液:
K+、HCO
、Br-、Ba2+
答案 A
解析 A项中pH<7,即酸性溶液,几种离子能大量共存;B项中滴加酚酞溶液显红色,即在碱性条件下,Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓,NH
+OH-===NH3·H2O,故不能大量共存;C项为碱性溶液,H+不可大量共存;D项中OH-+HCO
===H2O+CO
,故不能大量共存。
[能力提升题]
10.有下列物质:
①胆矾、②CaCO3、③HNO3、④硫化氢(H2S)、⑤SO3、⑥Mg、⑦石墨、⑧氨水、⑨NH3·H2O,其中属于强电解质的是______________________________________,
属于弱电解质的是______________________________________________________。
答案 ①②③ ④⑨
解析 ⑧氨水是混合物不属于电解质也不属于非电解质;⑥Mg、⑦石墨是单质既不属于电解质又不属于非电解质;⑤SO3本身不能电离,不是电解质,属于非电解质;①胆矾、②C
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