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生活中的化学
1.家里的水壶使用久了往往出现水垢,这时我们可以用厨房里的食醋进行浸泡后再清晰,请用化学原理解释(是离子反应的写出离子方程式)
2.现在药店经常使用含NaHCO3或者Al(OH)3的药物来中和胃酸过多,请用化学原理解释(是离子反应的写出离子方程式)
CaCO3 + CH3COOH = Ca2+ + CH3COO-+H2O + CO2↑
HCO3 -+ H+ = H2O + CO2↑
Al(OH)3+ 3H+ =3 H2O + Al3+
第二节 离子反应
第3课时 离子反应的应用
(1) 看是否符合反应的客观事实
铁与稀盐酸的反应:
2Fe+6H+ === 2Fe3++3H2↑
Fe+2H+ === Fe2++H2↑
×
√
判断下列反应的离子方程式的正误
稀硫酸滴在铜片上:Cu+2H+ === Cu2++H2↑
铁与硫酸铜反应:2Fe+3Cu2+ === 2Fe3++3Cu
×不反应
×
Fe + Cu2+ === Fe2++Cu
1.离子方程式的正误判断
氢氧化铜与稀盐酸的反应:
OH-+H+ = H2O
Cu(OH)2+2H+ = Cu2++2H2O
(2)看是否符合拆写原则 :
碳酸钙与盐酸的反应:
CO32-+2H+ = CO2↑+H2O
CaCO3+2H+ = Ca2++CO2↑+H2O
×
×
(3)看是否漏掉离子反应
CuSO4和Ba(OH)2的反应:
Ba2++SO42- = BaSO4↓
Ba2++SO42-+Cu2++2OH- = BaSO4↓+Cu(OH)2↓
×
H2SO4和Ba(OH)2的反应:
Ba2++SO42- = BaSO4↓
2H++SO42-+Cu2++2OH- = BaSO4↓+2H2O
×
(4)看原子个数、电荷总数是否守恒钠与水反应
2Na+H2O = 2Na++2OH-+H2↑
2Na+2H2O = 2Na++2OH-+H2↑
×
铝和盐酸的反应:Al+2H+ = Al3++H2↑
2Al+6H+ = 2Al3++3H2↑
×
镁和硝酸银溶液反应:
Mg+Ag+ === Mg2++Ag
Mg+2Ag+ === Mg2++2Ag
×
(5)看反应物或产物中粒子的配比是否正确
稀硫酸与 Ba(OH)2 溶液反应:
H+ + OH- + SO42- + Ba2+ == BaSO4↓ + H2O (错误)
2H+ + 2OH- + SO42- + Ba2+ == BaSO4↓ + 2H2O (正确)
(6)看是否化为最简
2H+ + 2OH- == 2H2O是不恰当的
(7)是否符合题设条件及要求
向澄清石灰水中通入二氧化碳:
(少量CO2)Ca2+ + 2OH- + CO2 == CaCO3↓ + H2O
(过量CO2)OH- + CO2 == HCO3-
如“过量” 、“少量” 、“等物质的量” 、“适量”以及滴加顺序等对离子方程式 和产物的影响
1.下列离子方程式书写错误的是( )
A.氢氧化钠与盐酸反应:OH-+H+===H2O
B.氧化镁与稀硫酸反应:O2-+2H+===H2O
C.碳酸钡与盐酸反应:BaCO3+2H+===Ba2++CO2↑+H2O
D.向食盐水中滴加硝酸银溶液:Cl-+Ag+===AgCl↓
B
2.下列反应可用CO32-+2H+===CO2↑+H2O表示的是( )
A.向稀硫酸中加入CaCO3
B.将盐酸滴在BaCO3上
C.向盐酸中滴加Na2CO3溶液
D.向盐酸中滴加NaHCO3溶液
C
3.下列反应的离子方程式书写正确的是( )
A.将稀硫酸滴在铁片上:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑
B.氧化钙与稀盐酸反应:CaO+2H+===Ca2++H2O
C.稀硝酸与石灰乳反应:H++OH-===H2O
D.锌和硝酸银溶液反应:Zn+Ag+===Zn2++Ag
B
4.能正确表示下列化学反应的离子方程式的是( )
氢氧化钡溶液与稀硝酸反应:OH-+H+ === H2O
澄清的石灰水与稀盐酸反应:
Ca(OH)2+2H+ === Ca2++2H2O
醋酸与氢氧化钠溶液反应:H++OH- === H2O
碳酸钡溶于稀盐酸中:CO32-+2H+ === CO2↑+H2O
A
2.离子共存问题:
(1)离子共存的本质
几种离子在同一溶液中能大量共存,就是指离子之间不发生任何反应;若离子之间能发生反应,则不能大量共存。
(2)离子不能大量共存的常见类型
①复分解反应类型
②氧化还原应类型
③水解相互促进类型
④络合反应类型
以后学习
⑤其他限定条件
①复分解反应类型
弱酸、弱碱、水
H+:
与CH3COO-、CO32-、S2-、SO32-、ClO-、F-等生成弱酸不能大量共存
OH-:
与NH4+、Cu2+、Mg2+等生成弱碱不能大量共存
OH-:
与H+、HCO3-、HSO3-、HS-等生成水不能大量共存
a.生成难电离物质的离子不能大量共存
OH-:
与除了Na+、K+、Ba2+以外常见金属离子均不能大量共存
CO32-/SO32-/S2-:
与除了Na+、K+以外常见金属离子均不能大量共存
SO42-:
与Ba2+、Ca2+、Pb2+、Ag+等不能大量共存
Cl-:
与Hg2+、Ag+等不能大量共存
b.生成难溶物或微溶物的离子不能大量共存
H+:
与CO32-、HCO3-、S2-、HS-、SO32-、HSO3-、S2O32--不能大量共存
OH-:
与NH4+不能大量共存
c.生成易挥发的离子不能大量共存
Fe3+ 棕黄色 CrO42- 黄色
Fe2+ 浅绿色 Cr2O72- 橙色
Cu2+ 蓝色 Cr3+ 绿色
MnO4- 紫红色
透明不代表无色,即透明溶液中有色离子可以大量共存
微提醒
a.无色溶液限定条件
⑤其他限定条件
①常温下pH< 7的溶液;
②使紫色石蕊溶液呈红色(或蓝色石蕊试纸变红);
③使pH试纸变红;
④使甲基橙呈红色;
⑤加镁粉放氢气;
⑥c(H+)>c(OH-)的溶液;
b.限制酸性溶液的条件(隐含有H+)
c.限制碱性溶液的条件(隐含有OH-)
①常温下pH>7的溶液;
②使pH试纸变蓝;
③使红色石蕊试纸变蓝(紫色石蕊溶液呈蓝色);
④使酚酞呈红色;
⑤c(OH-)>c(H+)的溶液
①加入铝粉有氢气产生
②HCO3-不能稳定存在的溶液
③与NH4HCO3反应能产生气体的溶液
d.常见表示溶液既可能呈酸性又可能呈碱性的条件
e.注意判断离子共存的情况:“能、不能”,“一定、可能、一定不能”。
1.下列能大量共存的离子组是
A.Na+、Ag+、Cl-、OH-
B.
C.
D.Na+、K+、OH-、Cl-
√
2.在pH=1的溶液中,可以大量共存的离子是
A. B.
C. D.
√
小试牛刀
3.在强酸性溶液中,下列能大量共存的无色透明离子组是
A. B.Mg2+、Na+、Cl-、
C.K+、Na+、Br-、OH- D.Na+、Ba2+、Zn2+、
√
4.在溶液中能大量共存,加入OH-有沉淀产生,加入H+有气体放出的是
A. B.
C. D.
√
5.下列各组离子一定能大量共存的是( )
A.在无色溶液中:Na+、Fe3+、Cl-、SO42-
B.在含大量Fe3+的溶液中:NH4+、K+、NO3-、OH-
C.在强碱溶液中:Na+、K+、NO3-、CO32-
D.滴加紫色石蕊溶液显红色的溶液中:K+、Fe2+、Cl-、CO32-
C
6.在给定的四种溶液中,加入以下各种离子,各离子能在原溶液中共存的是( )
A.含有大量SO42-的溶液:加入Mg2+、Cu2+、Cl-、NO3-
B.滴加酚酞变红的溶液:加入SO42-、Cu2+、K+、Cl-
C.所含溶质为NaHSO4的溶液:加入K+、CO32-、NO3-、Na+
D.常温下,加入铁粉能生成H2的溶液:加入Na+、Ca2+、Cl-、HCO3-
A
1.沉淀法:
(1)Cu2+:加NaOH溶液,产生蓝色沉淀
(2)Cl-:加AgNO3溶液和稀HNO3,产生白色沉淀
(3)SO42-:加BaCl2溶液和稀HCl,产生白色沉淀
2.气体法:
CO32-:加稀盐酸,产生使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体
HCO3-:加稀盐酸,产生使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体
3.离子的检验
离子推断题将离子共存、离子检验设定在一个可能的离子组中,要求通过多重推断,确定某些离子肯定存在,某些离子肯定不存在,某些离子不能确定是否存在,有的最后还设置一个探究问题或者一个计算题。
其一般解题思路如下所示:根据实验操作和反应现象,判断一定含有的离子→根据能否共存,判断一定不含的离子→根据电荷守恒,判断还含有的离子或可能含有的离子
4.离子的推断
四项原则推断物质
(1)肯定性原则:根据题干或实验现象确定物质。
(2)否定性原则:在肯定某些离子的同时,结合离子共存规律、否定一些离子。
(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。
(3)电中性原则:在溶液中一定为电中性,阴、阳离子带的电荷数相等。(利用这一原则可确定一些隐含的离子)。
某河道两旁建有甲、乙两化工厂,某兴趣小组的同学分别收集了两厂排放的污水带回学校进行实验探究,工厂的师傅告诉同学们甲、乙厂排放的工业废水中含有下列离子中的三种(各不相同)。
(1)甲同学测得甲厂的废水明显呈碱性,因此甲厂中所含有的离子:________________;乙厂中所含有的离子:______________________
(2)乙同学看到工厂师傅给出的离子后,认为可以在某工厂的废水中加入一种金属,从而回收另一种金属。请写出反应过程中的离子方程式___________
(3)丙同学认为将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合,可以使废水中的某些离子完全转化为沉淀,写出甲、乙两厂废水混合过程中反应的离子方程式_______________________________________________________________________
阳离子 K+、Ag+、Fe3+
阴离子 Cl-、OH-、NO3-
K+
OH-
肯定性原则
互斥性原则
Ag+、Fe3+
电中性原则
Cl-
NO3-
互斥性原则
Fe+2Ag+=2Ag+Fe2+
Ag++Cl-=AgCl↓
Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
5、除杂提纯
利用离子反应原理进行除杂提纯是生产生活中常用的手段,如沉淀法、气体法、置换法等。粗盐提纯、饮用水净化应用了离子反应原理。
例:粗盐提纯:食盐是日常生活的必需品,也是重要的化工原料。粗盐中常含有少量泥沙及Ca2+、Mg2+、SO42―
实验方案:
沉淀
Ca2+
CaCO3沉淀
Mg2+
Mg(OH)2沉淀
SO42―
BaSO4沉淀
(1)除杂试剂Na2CO3 、BaCl2 哪个先加?
(2)请写出步骤②③④⑥中涉及反应的离子方程式:
②
③
④
⑥
(3)粗盐提纯的整个操作过程中多处需要使用到玻璃棒,步骤⑦蒸发过程中使用玻璃棒的作用是_ _ _。
(4)若先加盐酸再过滤,将对提纯效果产生影响,其原因是__ _ 。
BaCl2
Ba2++SO42-=BaSO4 ↓
Ba2++CO32-=BaCO3 ↓
Ca2++CO32-=CaCO3 ↓
Mg2++2OH-=Mg(OH)2 ↓
2H++CO32-=H2O+CO2 ↑
H++OH-=H2O ↓
搅拌,防止局部过热使液体飞溅
在酸性条件下会有部分沉淀溶解,从而影响精盐的纯度
(1)除杂试剂Na2CO3 、BaCl2 哪个先加?
(2)请写出步骤②③④⑥中涉及反应的离子方程式:
②
③
④
⑥
(3)粗盐提纯的整个操作过程中多处需要使用到玻璃棒,步骤⑦蒸发过程中使用玻璃棒的作用是_ _ _。
(4)若先加盐酸再过滤,将对提纯效果产生影响,其原因是__ _ 。
BaCl2
Ba2++SO42-=BaSO4 ↓
Ba2++CO32-=BaCO3 ↓
Ca2++CO32-=CaCO3 ↓
Mg2++2OH-=Mg(OH)2 ↓
2H++CO32-=H2O+CO2 ↑
H++OH-=H2O ↓
搅拌,防止局部过热使液体飞溅
在酸性条件下会有部分沉淀溶解,从而影响精盐的纯度
练习:除去括号中杂质,写出所加试剂与反应的离子方程式。
⑴SO42-(CO32-),所加试剂:_______,
离子方程式:________________________。
⑵Cl-(SO42-),所加试剂:________,
离子方程式:___________________________。
⑶Fe2+(Cu2+),所加试剂:________,
离子方程式:______________________。
⑷NO3-(Cl-),所加试剂:________,
离子方程式:_____________________。
H2SO4
BaCl2
Fe
2H+ +CO32- = H2O + CO2↑
Ba2+ +SO42- = BaSO4↓
Cu2+ + Fe = Fe2+ +Cu
Cl- +Ag+ = AgCl↓
AgNO3
除杂遵循:不增、不减、易分、易复原的原则