第一章 物质及其变化
第二节 离子反应
第2课时 离子反应
(1)通过分析酸、碱、盐之间的反应事实,认识离子反应,归纳离子反应发生的条件。
(2)正确书写这些反应的离子方程式。
(3)通过实验了解常见离子的检验方法,进一步理解离子反应。
【内容分析】
在学习电离和电离方程式的基础上,教材通过实验1-3的现象和分析,得出Na2SO4稀溶液与BaCl2稀溶液反应的微观实质,从而引出离子反应和离子方程式,并介绍离子方程式的书写步骤。然后,教材以“思考与讨论”的形式,得出中和反应的实质,引导学生深人认识离子反应。最后,教材说明酸、碱、盐在水溶液中发生复分解反应的微观实质,并总结这类离子反应发生的条件等。
本节内容的特点是概念多、抽象,理论性强。在呈现方式上,教材-方面紧密结合实验引人概念,充分发挥实验在化学概念形成中的重要功能,如现象直观、易懂,有利于激发学习兴趣等;另一方面注重基于实验证据(宏观现象)进行分析和推理,逐步引导学生认识物质导电性及电解质在溶液中反应的本质特征(微观实质),建立电离与离子反应的概念模型,体会模型在解释化学现象、揭示现象的本质中所发挥的重要作用,发展化学学科核心素养。
【教学重点和难点】
重点:离子方程式的书写。
难点:电解质概念,离子反应发生的条件
【教学流程】
【学习任务一】温故知新,发现问题
电解质溶于水后,电离成为自由移动的离子。这些离子之间是否一定会发生反应?
通过实验【1-3】 的改进装置如图1-3,说明硫酸钠和氢氧化钡,硫酸和氢氧化钡均发生了反应。
【新概念】电解质在溶液中的反应实质上是离子之间的反应,这样的反应属于离子反应。用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子叫做离子方程式。
【设计意图】通过实验培养学生分析、解决化学问题的探究精神。
【学习任务二】宏观辨识,分析、解决问题
【问题探究】两个反应的过程中均产生白色沉淀,表观现象无差异。下列对应的离子方程式是否正确。
反应①a为硫酸钠时: Ba2++SO42- =BaSO4↓
反应②a为稀硫酸时 : Ba2++ SO42-=BaSO4↓
【问题分析】反应中除Ba2+和SO42-结合生成可见的白色沉淀BaSO4外,还有其他离子吗 它们是否也能结合 有可见的现象吗 如果不可见,可以通过实验来证明吗 怎么证明
(反应①中还有Na+、OH-,反应②中还有H+和OH-,它们能否分别结合决定了溶液中是否仍存在自由移动的离子。二者的差异可以由溶液导电性实验予以外显。)
溶液导电性实验:按图1-4所示装置进行实验。
实验现象:反应①发生时,灯泡亮度变化不大;反应②发生时,灯泡亮度先变小至熄灭,再变大。
【设计意图】提出挑战性问题引发科学探究,实现深度学习在离子反应概念建立初期,宜使用伴有沉淀生成等明显现象的反应。为了让学生更深人地理解离子反应概念,可以给出更具挑战性的问题,引发科学探究过程。
【学习任务三】微观辨析,探究问题根源
【思考】如何正确书写上述两个实验的离子方程式,离子方程式的书写步骤是怎样的?
【学生活动】思考讨论,形成书写离子方程式的思维模板。
【思考与讨论】完成下表中各反应的化学方程式和离子方程式,思考两种方程式在表示某一类反应时,表达的含义有什么不同,并进行讨论。
反应物 化学方程式 离子方程式 两种方程式的不同
HCI + NaOH
HCI + KOH
H2SO4 + NaOH
H2SO4+ KOH
【设计意图】通过常见化学反应,回归离子反应的实质,落实宏观辨识与微观辨析素养。
【评价任务一】离子方程式的正误判断(练习题)
【评价任务二】离子共存(练习题)
【设计意图】关注高考,培养学生证据推理与模型认知素养。
【评价任务三】离子反应在生产生活中的应用
水体中含量过高的Ca2+、Mg2+ 既会造成锅炉结垢,也会降低洗涤衣物时肥皂的使用效率。如何在不引入新杂质的情况下除去这些离子,使水得到净化
【方案设计】①选择药品(溶液),确定加药顺序和操作顺序;②确保所加药品(应适当过量)在后续反应中被清除。
【学生活动】①根据要求分小组设计方案;②实施实验方案,并做好记录;③分享实验结果并作出评价。
【设计意图】引导学生关注社会,培养学生科学态度与社会责任素养。
一.实验
[实验1-3]
向盛有2mLNa2SO4稀溶液的试管中加入2mLBaCl2稀溶液,观察现象并分析。
现象 分析
Na2SO4和BaCl2的电离方程式 混合前两种溶液中的离子 混合后溶液中的离子
使用建议:
(1)在完成教材中表格的填写后可做进-步讨论: 怎样判断反应中两种离子的结合 能够通过实验现象直接判断其他离子没有结合吗 如何用实验加以证明
(可以取反应后的滤液加人HNO3酸化的AgNO3溶液检验其中的Cl-。)
(2)可对本实验进行深入分析,用导电性对比实验确定反应中哪些离子反应(结合)了,哪些没有。
二、思考与讨论
【思考与讨论】
完成下表中各反应的化学方程式和离子方程式,思考两种方程式在表示某一类反应时,表达的含义有什么不同,并进行讨论。
反应物 化学方程式 离子方程式 两种方程式的不同
HCI + NaOH HCI+NaOH= =NaCl+H2O H++0H-=H2O 化学方程式表示一个具体反应,离子方程式表示一类反应的本质。
HCI + KOH HCI +KOH=KCl+H2O H++OH-=H2O
H2SO4 + NaOH H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O H++OH-=H2O
H2SO4+ KOH H2SO4+2KOH=K2SO4+2H2O H++OH-=H2O
三、练习与应用
1.下列离子方程式中,正确的是( )。
A.将稀硫酸滴在铜片上: Cu+2H+=Cu2++H2↑
B.将氧化镁与稀盐酸混合: MgO+2 H+ = Mg2++ H2O
C.将铜片插入硝酸银溶液中: Cu+Ag+= Cu2++Ag
D.将稀盐酸滴在石灰石上: CaCO3+2H+= Ca2++ H2CO3
2.下列各组中的离子,能在溶液中大量共存的是( )。
A. K+、H+、SO42-、 OH-
B. Na+、 Ca2+、CO32-、NO3-
C. Na+、H+、Cl-、CO32-
D. Na+、Cu2+、Cl-、SO42-
3.对于下面4组物质,能发生反应的,写出有关反应的化学方程式;属于离子反应的,写出离子方程式;不能发生反应的,说明原因。
(1)硫酸钠溶液与氯化钡溶液
(2)铝片与硫酸铜溶液
(3)稀盐酸与碳酸钠溶液
(4)硝酸钠溶液与氯化钾溶液
4.写出与下列离子方程式相对应的一个化学方程式。
(1 )Cu2++ 2OH- = Cu(OH)2↓
(2)H+ +OH-= H2O
(3)2H+ +CO32+= H2O + CO2↑
(4)Cu2++Fe= Fe2++ Cu
5.从稀盐酸、Ba(OH)2溶液、 Zn和CuSO4 溶液中选出适当的物质,写出实现下列要求的反应的离子方程式。
(1)实验室制取H2的反应。
(2)金属与盐的置换反应。
(3)酸与碱的中和反应。
(4)生成沉淀的复分解反应。
6.某兴趣小组的同学向一定体积的Ba(OH)2溶液中逐滴加人稀硫酸,并测得混合溶液的导电能力随时间变化的曲线如图所示。
(1)写出Ba(OH)2溶液与稀硫酸反应的离子方程式。
(2)该小组的同学关于右图的下列说法中,正确的是____(填序号)。
①AB段溶液的导电能力不断减弱,说明生成的BaSO4不是电解质
②B处溶液的导电能力约为0,说明溶液中几乎没有自由移动的离子
③BC段溶液的导电能力不断增大,主要是由于过量的Ba(OH)2电离出的离子导电
④a时刻Ba(OH)2溶液与稀硫酸恰好完全中和
7.牙膏是常见的日用化学品。
(1)下表列出了两种牙膏中的摩擦剂,请写出它们所属的物质类别(填“酸”“碱”“盐”或“氧化物”)。
(2)请根据用途推测并说明二氧化硅在水中的溶解性(“易溶”或“难溶" )。
(3)牙膏中的摩擦剂碳酸钙可以用石灰石来制备。
①甲同学设计了一种在实验室中制备碳酸钙的实验方案(如下所示),请写出下述方案中有关反应的化学方程式。
②乙同学设计的实验方案为:
乙同学的实验方案与甲同学的相比,有哪些优点 请写出乙同学的方案中有关反应的离子方程式。
【参考答案与解析】
1. B
【解析】 A.在金属活动性顺序中,铜位于氢之后,不能与稀硫酸发生反应;C.书写离子方程式应做到电荷守恒; D. H2CO3不稳定,会分解生成CO2和H2O,因此作为生成物,应将H2CO3写成CO2+H2O。
2. D
【解析】能相互结合生成H2O(A)、沉淀(B)和气体(C)的离子不能在溶液中共存。
3. (1)Na2SO4+BaCl2=2NaCl+BaSO4↓ SO42- +Ba2+=BaSO4↓
(2)2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu 2Al+3Cu2+=2A13++3Cu
(3)2HCl+Na2CO3=2NaCl+CO2↑+H2O 2H++C032-=CO2↑+H2O
(4)不反应,没有离子能够结合生成沉淀、气体或水,即不符合复分解反应发生的任何一个条件。
4. (1)CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4
(2)HCl+NaOH= =NaCl+H2O
(3)2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑
(4)CuSO4+Fe=Cu+FeSO4
5. (1)Zn+2H+= =Zn2++H2↑
(2)Zn+Cu2+=Zn2++Cu
(3)H++OH-=H2O
(4 )Ba2++20H-+Cu2++SO42+ =BaSO4↓+Cu(OH)2↓
6. (1)Ba2++2OH-+2H++ SO42- =BaSO4↓+2H2O
(2)②④
6. (1)碳酸钙:盐二氧化硅: 氧化物
(2)作为牙膏中的摩擦剂,二氧化硅应是难溶于水的。
(3)① CaO+H2O=Ca(OH)2 Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH
②优点:反应步骤少、节约能源(其他合理答案均可)
CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑ Ca2++ CO32-=CaCO3↓第一章 物质及其变化
第二节 离子反应
第2课时 离子反应
一、选择题
1.下列各组离子在溶液中可以大量共存的是( )
A.Al3+、NH、OH-、CO B.H+、Ca2+、CO、Cl-
C.Ba2+、Na+、SO、NO D.K+、Na+、SO、Cl-
【答案】D
【解析】A.Al3+、NH均能和OH-发生离子反应,不能大量共存,另外Al3+和CO也能发生双水解反应,不能大量共存,故A错误;
B.H+、Ca2+均能和CO发生离子反应,不能大量共存,故B错误;
C.Ba2+和SO发生离子反应,不能大量共存,故C错误;
D.K+、Na+、SO、Cl-彼此间不发生离子反应,能大量共存,故D正确。
2.下列反应的离子方程式书写正确的是( )
A.Fe与盐酸反应:Fe + 2H+= Fe2++ H2↑
B.大理石与稀硝酸反应:CO32-+ 2H+= CO2↑+ H2O
C.Ba(OH)2溶液与稀硫酸反应:H++ OH-= H2O
D.铜与硝酸银溶液反应:Cu + Ag+= Cu2++ Ag
【答案】A
【解析】A.Fe与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,Fe、氢气写化学式:Fe+2H+=Fe2++ H2↑,离子方程式正确,A正确;
B.大理石与稀硝酸反应,大理石为碳酸钙,为沉淀,写化学式:CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+ H2O,离子方程式错误,B错误;
C.Ba(OH)2溶液与稀硫酸反应生成硫酸钡沉淀和水,Ba2++2H++ SO42-+2OH-=2H2O+ BaSO4,离子方程式错误,C错误;
D.铜与硝酸银溶液反应:Cu +2Ag+=Cu2++2Ag,离子方程式错误,D错误;答案为A。
3.下列说法正确的是
A.离子反应中反应物和生成物都是离子
B.有单质参加或生成的反应一定属于氧化还原反应
C.金属氧化物不一定是碱性氧化物,酸酐不一定是酸性氧化物
D.金属单质只能做还原剂,非金属单质只能做氧化剂
【答案】C
【解析】A.有离子参加的反应是离子反应,离子反应中反应物和生成物不一定都是离子,如Fe+Cu2+=Fe2++Cu,故A错误;
B.有化合价变化的反应是氧化还原反应,有单质参加或生成的反应不一定属于氧化还原反应,如3O2=2O3,故B错误;
C.金属氧化物不一定是碱性氧化物,如Na2O2;酸酐不一定是酸性氧化物,醋酸酐不是酸性氧化物,故C正确;
D.非金属单质既能做氧化剂又能做还原剂,如氢氧化钠和氯气反应生成次氯酸钠、氯化钠、水,氯气既是氧化剂又是还原剂,故D错误;答案选C。
4.下列离子方程式的书写正确的是( )
A.实验室用大理石和稀盐酸制取CO2:2H++CO32-===CO2↑+H2O
B.钠与水反应:Na+2H2O=Na++2OH-+H2↑
C.将稀硫酸滴在铜片上: Cu+2H+=Cu2++H2↑
D.NaHCO3溶液与NaOH溶液反应:OH﹣+ HCO3-=== CO32-+H2O
【答案】D
【解析】A. 大理石是碳酸钙,不溶于水,不能拆成离子形式,故离子方程式2H++CO32-===CO2↑+H2O是错误的,故错误;
B. 电荷不守恒,应为:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑,A项错误;
C. 铜与稀硫酸不反应,故错误;
D. NaHCO3溶液与NaOH溶液反应生成碳酸钠和水,离子方程式为:OH﹣+ HCO3-= CO32-+H2O,故正确。
故选D。
5.在含有大量H+、Ba2+、Cl-的溶液中,还可能大量共存的离子是( )
A.Ag+ B.K+ C. D.
【答案】B
【解析】A.Ag+与Cl-会发生反应生成AgCl沉淀,不能大量共存,A不合题意;
B.K+与H+、Ba2+、Cl-都不反应,能大量共存,B符合题意;
C.与Ba2+会发生反应生成BaCO3沉淀,不能大量共存,C不合题意;
D.与Ba2+会发生反应生成BaSO4沉淀,不能大量共存,D不合题意;故选B。
6.下列各组离子在无色溶液中能大量共存的是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
【答案】C
【解析】A. 、反应生成水和,故A不符合题意;
B. 在溶液中呈黄色,故B不符合题意;
C. 、、、 互不反应,在溶液中可以大量共存,故C符合题意;
D. 、反应生成二氧化碳和水,、生成沉淀,、生成微溶物,故D不符合题意。答案为C。
7.在某无色透明的酸性溶液中,能共存的离子组是
A.Na+、K+、、 B.Cu2+、K+、Cl-、
C.Na+、K+、Cl-、 D.Ba2+、K+、、Cl-
【答案】C
【解析】A.酸性溶液中存在大量H+,H+与会发生复分解反应,不能大量共存,故A不符合题意;
B.含Cu2+的溶液呈蓝色,故B不符合题意;
C.离子之间均不发生反应,能够大量共存,故C符合题意;
D.Ba2+与能够发生复分解反应,不能大量共存,故D不符合题意;故答案为:C。
8.下列离子方程式书写正确的是( )
A.铁和硝酸银溶液反应 Fe+3Ag+=3Ag+Fe3+
B.氢氧化铜与硫酸溶液反应 OH-+H+=H2O
C.碳酸钙与盐酸溶液反应:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
D.铁与稀硫酸反应 2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
【答案】C
【解析】A. 铁和硝酸银溶液反应生成硝酸亚铁,离子方程式为:Fe+2Ag+=2Ag+Fe2+,A错误;
B. 氢氧化铜不溶于水,应该用化学式表示,离子方程式为:Cu(OH)2+2H+= Cu2++2H2O, B错误;
C. 碳酸钙难溶于水的,用化学式表示,离子方程式为:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑,C正确;
D. 铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁,离子方程式为:Fe+2H+=Fe2++H2↑,D错误。答案选C。
9.能用H+ + OH- = H2O 表示的是( )
A.Ba(OH)2溶液和稀硫酸的反应 B.NaOH溶液和稀硫酸的反应
C.Cu(OH)2和稀HNO3的反应 D.Ba(OH)2溶液NaHSO4溶液的反应
【答案】B
【解析】H++OH-=H2O表示强酸与可溶性强碱生成可溶性盐的中和反应,并且溶液中仅存在H+和OH-的反应。
A.Ba(OH)2溶液和稀硫酸的反应中钡离子和硫酸根离子会产生硫酸钡沉淀,此反应一定要写入方程中,故A不符合题意;
B.NaOH溶液和稀硫酸的反应生成水和硫酸钠,溶液中仅存在H+和OH-的反应,钠离子和硫酸根离子不反应,离子反应方程式为:H+ + OH- = H2O,故B符合题意;
C.Cu(OH)2和稀HNO3的反应中Cu(OH)2难溶于水,与稀HNO3的反应的离子方程式为Cu(OH)2+2H+=Cu2++2H2O,故C不符合题意;
D.Ba(OH)2溶液NaHSO4溶液的反应中钡离子和硫酸根离子会产生硫酸钡沉淀,此反应过程要写入方程中,故D不符合题意;答案选B。
10.下列实验过程中产生的现象与图形相符合的是( )
A.稀硫酸滴加到 B a (O H)2 溶液中(横坐标是稀硫酸的体积,纵坐标为溶液的导电能力)
B.铁粉加到一定量 CuSO4 溶液中(横坐标是铁粉的质量,纵坐标为沉淀质量)
C.CO2 通入一定量 NaOH 溶液中(横坐标是 CO2 的体积,纵坐标为溶液的导电能力)
D.稀盐酸滴加到一定量 NaOH 溶液中(横坐标是稀盐酸的体积,纵坐标为钠离子物质的量)
【答案】A
【解析】A. 滴入的硫酸与氢氧化钡反应,生成硫酸钡沉淀和水,溶液中离子浓度减少,导电能力下降,恰好完全反应导电性变为零,再随着稀硫酸的滴入,溶液导电能力增加,直到变为定值,所以A选项是正确的;
B.铁粉加到一定量CuSO4溶液中发生反应Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,根据方程式知每当消耗56g铁,生成64g固体,所以固体的质量一直在增加,而图象中的固体的质量先变小后变大,故B错误;
C. CO2通入一定量NaOH溶液中,发生的化学反应是CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O、Na2CO3+H2O +CO2= 2NaHCO3,根据方程式知钠离子浓度基本不变,所以导电能力基本不变,故C错误;
D. HCl+NaOH=NaCl+H2O,氢氧化钠和氯化钠都是强电解质,在水中完全电离,所以钠离子的物质的量不变,而图象中的钠离子先变小后变大,故D错误。所以A选项是正确的。
二、非选择题
11.(1)书写下列反应的离子方程式
①NaOH溶液和H2SO4溶液:___________________________;
②NaCl溶液和AgNO3溶液:___________________________;
③Ba(OH)2溶液和H2SO4溶液:_________________________;
④Fe与CuSO4溶液反应:______________________________;
⑤Na2CO3溶液与Ca(OH)2溶液反应: ___________________。
(2)写出下列离子方程式表示的化学方程式。
①CO32-+2H+=CO2↑+H2O_________________________;
②Ag++Cl-=AgCl↓________________________________;
③Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓__________________________;
④SO2+2OH-=SO32-+H2O___________________________;
⑤Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O_______________________;
⑥Ba2++2OH-+CO2=BaCO3↓+H2O_______________;
⑦Ba2++SO42-=BaSO4↓____________________________;
⑧Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O_______________________。
【答案】(1)H++OH-=H2O Ag++Cl-=AgCl↓ Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O Fe+Cu2+=Cu+Fe2+ CO32-+Ca2+=CaCO3↓
(2)Na2CO3+2HNO3=CO2↑+H2O+2NaNO3 AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3 Cu(NO3)2+2NaOH=Cu(OH)2↓+2NaNO3 SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O Fe2O3+6HNO3=2Fe(NO3)3+3H2O Ba(OH)2+CO2=BaCO3↓+H2O Ba(NO3)2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaNO3 Fe(OH)3+3HNO3=Fe(NO3)3+3H2O
【解析】 (1) ① NaOH溶液和H2SO4溶液反应生成硫酸钠和水,离子方程式为H++OH-=H2O;
②NaCl溶液和AgNO3溶液反应生成AgCl沉淀和硝酸钠,离子方程式为Ag++Cl-=AgCl↓;
③Ba(OH)2溶液和H2SO4溶液反应生成硫酸钡沉淀和水,离子方程式为Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O;
④Fe与CuSO4溶液反应生成FeSO4和Cu,离子方程式为Fe+Cu2+=Cu+Fe2+;
⑤Na2CO3溶液与Ca(OH)2溶液反应生成CaCO3沉淀和NaOH,离子方程式为CO32-+Ca2+=CaCO3↓。
(2)①CO32-+2H+=CO2↑+H2O可以表示碳酸钠与硝酸的反应,化学方程式为Na2CO3+2HNO3=CO2↑+H2O+2NaNO3;
②Ag++Cl-=AgCl↓可以表示硝酸银溶液与氯化钠溶液的反应,化学方程式为AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3;
③Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓可以表示硝酸铜溶液与氢氧化钠溶液的反应,化学方程式为Cu(NO3)2+2NaOH=Cu(OH)2↓+2NaNO3;
④SO2+2OH-=SO32-+H2O可以表示SO2与强碱NaOH溶液的反应,化学方程式为SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O;
⑤Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O可以表示氧化铁与强酸硝酸的反应,化学方程式为Fe2O3+6HNO3=2Fe(NO3)3+3H2O;
⑥Ba2++2OH-+CO2=BaCO3↓+H2O可以表示氢氧化钡溶液与二氧化碳的反应,化学方程式为Ba(OH)2+CO2=BaCO3↓+H2O;
⑦Ba2++SO42-=BaSO4↓可以表示硝酸钡溶液与硫酸钠溶液的反应,化学方程式为Ba(NO3)2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaNO3;
⑧Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O可以表示氢氧化铁与硝酸溶液的反应,化学方程式为Fe(OH)3+3HNO3=Fe(NO3)3+3H2O。
12. 某溶液中含有Ba2+,Cu2+,Ag+,现用NaOH溶液、盐酸和Na2SO4溶液将这三种离子逐一沉淀分离。其流程图如右图所示。
请回答相关问题:
(1)沉淀的化学式:沉淀1 ,沉淀2 ,沉淀3 ;
(2)写出混合液+A的离子方程式:
(3)溶液+B的离子方程式:
【答案】(1)AgCl Cu(OH)2 BaSO4(后两空可互换)
(2)Ag++Cl-=AgCl↓ Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓ Ba2++SO42-=BaSO4↓
【解析】每步反应只能分离出一种沉淀,NaOH溶液与Cu2+、Ag+均有沉淀,Na2SO4溶液与Ba2+、 Ag+均有沉淀,盐酸只与Ag+反应,从而得到答案。
13.为了确认电解质溶液中部分离子相互间能否发生反应,及离子反应发生的条件,做如表四组实验:
编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
实验
(1)实验Ⅰ的现象________,写出反应的离子方程式________。
(2)实验Ⅱ的目的是________。
(3)实验Ⅲ的现象证明了溶液中的________两种离子之间发生了化学反应。
(4)实验Ⅳ中发生反应的离子方程式是________。
【答案】(1)有白色沉淀产生 Ba2++SO42-=BaSO4↓
(2)验证Cl﹣与Cu2+不发生反应
(3)H+、OH﹣
(4)CaCO3+2H+═Ca2++CO2↑+H2O
【解析】(1)氯化钡和硫酸铜反应生成硫酸钡白色沉淀,反应的离子方程式为:Ba2++SO42-=BaSO4↓;
(2)实验Ⅰ溶液中还存在氯离子和铜离子,实验Ⅱ可验证Cl-与Cu2+不发生反应;
(3)发生中和反应,溶液由红色变为无色,说明H+、OH-发生反应;
(4)盐酸和碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的离子方程式为CaCO3+2H+═Ca2++CO2↑+H2O。(共20张PPT)
第一章 物质及其变化
第二节 离子反应
第2课时 离子反应
【学习任务一】温故知新,发现问题
电解质溶于水后,电离成为自由移动的离子。若将两种电解质溶液混合在一起,这些离子之间是否一定会发生反应?
写出氢氧化钡溶液、硫酸钠溶液、硫酸的电离方程式。
Na2SO4 =2Na+ + SO42-
Ba(OH)2 =2OH- + Ba2+
H2SO4 =2H+ + SO42-
【实验1-3】
用如图装置及试剂进行【实验1-3】,并参考下表进行分析。
(a溶液是硫酸钠溶液或者硫酸)
创原家独
现象 分析
相应物质的电离方程式
混合前两溶液中的离子 混合后溶液中的离子
【结论】实验中产生了白色沉淀,说明Ba2+ 和SO42- 发生反应,生成了BaSO4沉淀。这种离子间的反应,叫做离子反应。
【新概念】
离子反应:电解质在溶液中的反应实质上是离子之间的反应,这样的反应属于离子反应。
离子方程式:用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子叫做离子方程式。
【问题探究】
两个反应的过程中均产生白色沉淀,表观现象无差异。
两个反应是否都可以用如下离子方程式表示呢?
反应①a为硫酸钠时: Ba2++SO42- =BaSO4↓
反应②a为稀硫酸时 : Ba2++ SO42-=BaSO4↓
【学习任务二】宏观辨识,分析、解决问题
【问题分析】
反应中除Ba2+和SO42-结合生成可见的白色沉淀BaSO4外,还有其他离子吗 它们是否也能结合 有可见的现象吗 如果不可见,可以通过实验来证明吗 怎么证明
反应①中还有Na+、OH-,反应②中还有H+和OH-,它们能否分别结合决定了溶液中是否仍存在自由移动的离子。二者的差异可以由溶液导电性实验予以外显。
【补充实验】按图1-4所示装置进行溶液导电性实验。
实验现象:反应①发生时,灯泡亮度变化不大;
反应②发生时,灯泡亮度先变小至熄灭,再变大。
【学习任务三】微观辨析,探究问题根源
【思考】如何正确书写上述两个实验的离子方程式,离子方程式的书写步骤是怎样的?
步骤:
(1)写----写出反应的化学方程式
(2)拆----把易溶于水且易电离的物质(如强酸、强碱和大部分可溶性盐)写成离子形式,难溶的物质、气体和水等仍用化学式表示。
(3)删----删去方程式两边不参加反应的离子,并将方程式化为最简。
(4)查----检查离子方程式两边各元素的原子个数和电荷总数是否相等。
通过以上四步可得出上述两个实验的离子方程式:
反应①a为硫酸钠时: Ba2++SO42- =BaSO4↓
反应②a为稀硫酸时 : Ba2++ 2OH- + 2H++SO42- =BaSO4↓+2H2O
{
强酸:HCl、HNO3、H2SO4
强碱:NaOH、KOH、Ba(OH)2
可溶性盐:熟记溶解性表
拆:易溶易电离的物质
【书写关键】
通过离子反应方程式的书写还可得出以下结论:
离子反应的结果(实质):使某些离子的浓度降低
【思考】从上述实验可知,并不是所有的离子之间都可以发生离子反应,那么哪些离子之间可以发生反应呢?你能举些具体例子并写出相关离子方程式吗?离子反应发生的条件是什么呢?
(提示:请联系初中所学知识进行归纳总结)
举例: 碳酸钙与盐酸制备二氧化碳的反应
CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
氢氧化钠和盐酸的反应
H++OH- =H2O
……
【小结】离子反应的条件
复分解型:生成沉淀、放出气体或生成水
【思考与讨论】完成下表中各反应的化学方程式和离子方程式,思考两种方程式在表示某一类反应时,表达的含义有什么不同,并进行讨论。
——自由移动的离子之间
的反应
用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子——
——写、拆、删、查
——生成沉淀、
气体或水
【课堂小结】
有离子参与的置换反应也属于离子反应。
【评价任务一】
锌和稀硫酸的反应是离子反应吗?如果是,请写出该离子方程式。
Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑
【思考】该反应还能表示哪些化学反应呢?你能从中得出什么结论?
金属单质Zn和强酸发生置换生成氢气的反应。
1.表示可溶性钙盐和可溶性碳酸盐反应的离子方程式为: 。
2.离子反应Ba2+ + SO42- = BaSO4↓表示的可能是哪类反应?
Ca2+ + CO32- = CaCO3↓
可溶性硫酸盐和可溶性钡盐的反应、硫酸和可溶性钡盐的反应
【跟踪练习】
3.写出与下列离子方程式相对应的化学方程式:
(2) CO32- + 2H+ = H2O + CO2
(1) Cu2++ 2OH- =Cu(OH)2
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2
CuSO4 + 2NaOH = Na2SO4 + Cu(OH)2
H+
强酸(硫酸,盐酸,硝酸等)
OH-
可溶性强碱(NaOH,KOH等)
酸根离子
钠盐,钾盐
金属阳离子
强酸盐(硫酸盐,氯化物,硝酸盐)
①铁与盐酸反应
Fe + 2H+ =Fe3+ +H2 ↑
②铜与硫酸锌反应:
Cu +Zn2+ = Zn + Cu2+
③石灰石与盐酸反应:
CO32- + 2H+ =H2O +CO2↑
判断下列离子方程式的正误:
不符合反应事实
不该拆的拆了
【评价任务二】
·
⑤氧化铜与盐酸反应:
O2- + 2H+ =H2O
④向澄清的石灰水中滴加稀盐酸:Ca(OH)2 +2H+= Ca2+ + 2H2O
(澄清石灰水应该拆)
(氧化物不该拆)
⑥氯气通入亚铁溶液:
Fe2+ + Cl2 = Fe3+ + 2Cl-
(电荷不守恒)
⑦氢氧化钡溶液与稀硫酸混合:
Ba2+ +SO42-=BaSO4 ↓
漏了一些离子的反应
【评价任务三】
1. 在强酸性无色透明溶液中,下列各组离子能
大量共存的是( )
A.Fe3+ 、 K+ 、 Cl- 、 NO3-
B. Ag+ 、 Na+ 、 NO3- 、 Cl-
C. Zn2+ 、 Al3+ 、 SO42- 、 Cl-
D. Ba2+ 、 NH4+ 、 Cl - 、 HCO3-
C
2.在强碱性溶液中能大量共存并且溶液为无色透明
的离子组是( )
Na+ 、 Cu2+ 、 NO3- 、 Cl-
B. K+ 、 Na+ 、 CO32- 、 NO3-
C. K+ 、 Ba2+ 、 CO32- 、 Cl-
D. Na+ 、 K+ 、 MnO4- 、 SO42-
B
离子共存小结:
原则:能反应生成沉淀、气体、难电离物质的不能共存。
1 . 与H+ 不能
共存的离子:
CO32- 、CH3COO- 、HCO3-
OH-
H+
会生成氢氧化物沉淀的离子
3. 微溶物、难溶物的两种离子不能共存:如CaSO4是
微溶物,故Ca2+与SO42-不共存,AgCl是难溶物故Ag+ 与Cl-不共存。
2. 与OH— 不能
共存的离子:
4. 要注意题目隐含条件:溶液有无颜色【Cu2+(蓝)、Fe3+(棕黄)、Fe2+(浅绿)、MnO4-(紫色)】,溶液的酸碱性、pH等。
【评价任务四】
离子反应在生活生产中有较广泛的应用。如混合物分离、物质提纯和鉴定、清除水中污染物等。水体中含量过高的Ca2+、Mg2+ 既会造成锅炉结垢,也会降低洗涤衣物时肥皂的使用效率。如何在不引入新杂质的情况下除去这些离子,使水得到净化
【方案设计】
①选择药品(溶液),确定加药顺序和操作顺序;
②确保所加药品(应适当过量)在后续反应中被清除。
【参考答案】
先加石灰除去Mg2+ ,再加碳酸钠除去Ca2+,最后加盐酸除去过量的OH-和CO32-。