第一章 第二节 第2课时 离子反应方程式

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第一章 第二节 离子反应
第2课时 离子反应方程式
【学习目标】
1．通过实验事实认识离子反应发生的条件。
2．会书写离子反应方程式
【素养目标】
1．认识离子反应的本质，培养“科学探究”的能力。
2．用化学符号来表征物质变化的，培养学生“微观探析与模型认知”的核心素养。
必备知识与关键能力
知识点一：认识离子反应
1．概念：有离子参加或有离子生成的反应统称为离子反应。
2．离子反应的条件
3．离子反应的本质
离子反应的本质是溶液中某些离子的物质的量的减少
4．实验探究：
典例1．下列物质混合后，不会发生离子反应的是( )
A．NaOH溶液和FeCl3溶液 B．Na2CO3溶液和稀硫酸
C．Na2SO4溶液和MgCl2溶液 D．澄清石灰水和盐酸
【答案】C
【解析】根据离子反应发生的条件，分析判断。A项中有沉淀生成；B项中有气体生成；D项中有水生成；只有C项中不发生反应。
典例2．下列不能发生离子反应的是________(填字母)。
①NaCl溶液与AgNO3溶液 ②KNO3溶液与NaOH溶液
③稀硫酸与BaCl2溶液 ④盐酸与Na2CO3溶液
⑤Na2CO3溶液与Ca(OH)2溶液 ⑥NaOH溶液与稀HNO3溶液
⑦锌与CuSO4溶液 ⑧稀H2SO4和NaCl溶液
⑨Na2SO4溶液和CuCl2溶液
【答案】②⑧⑨
【解析】复分解型离子反应的条件是a.生成难溶或微溶物质；b.生成难电离物质(弱酸、弱碱、H2O)；c.生成挥发性物质(或气体)。三者满足其一即可发生离子反应，其中①③⑤分别生成AgCl沉淀、BaSO4沉淀、CaCO3沉淀，⑥生成H2O，④生成CO2，⑦Zn与Cu2+发生置换反应，故①③④⑤⑥⑦都能发生离子反应，②⑧⑨不符合离子反应的条件，不能发生离子反应。
知识点二：离子方程式的书写
1．离子方程式的书写(以CaCO3与盐酸的反应为例)
2．物质的“拆分”原则
【注意】
①微溶物出现在反应物中时，澄清溶液可以拆，悬浊液不可拆；微溶物出现在生成物中时当沉淀处理，不可拆。
如：澄清石灰水与盐酸反应的离子方程式：H＋＋OH－===H2O；
用石灰乳制漂白粉的离子方程式：Ca(OH)2＋Cl2===Ca2＋＋Cl－＋ClO－＋H2O。
②三大强酸中浓硫酸不拆，浓盐酸和浓硝酸拆。
③氨水作反应物可写作NH3·H2O；作生成物，若有加热条件或浓度很大时，可写作NH3(标“↑”)。
④多元弱酸的酸式酸根离子，在离子方程式中不能拆开写，如NaHCO3与盐酸反应的离子方程式为HCO＋H＋===CO2↑＋H2O。
⑤既不是水溶液中反应也不是熔融状态下反应，不能写离子方程式。
3．“六看”判断离子方程式的正误
(1)看是否符合反应的客观事实，如铁与稀硫酸反应：
2Fe+6H+===2Fe3+ + 3H2↑ (×)， Fe+2H+===Fe2+ + H2↑ (√)。
(2)看是否符合拆写原则，如碳酸钙与盐酸反应：
CO32-+2H+===CO2↑ +H2O (×)， CaCO3+2H+===Ca2+ + CO2↑+H2O (√)。
(3)看是否符合质量守恒，如钠与水的反应：
2Na +H2O===2Na+ +2OH +H2↑ (×)， 2Na +2H2O===2Na+ +2OH + H2↑ (√)。
(4)看是否符合电荷守恒，如铝和盐酸反应：
Al+2H+===Al3+ + H2↑ (×)， 2Al + 6H+===2Al3+ + 3H2 ↑ (√)。
(5)看是否漏掉离子反应，如CuSO4和Ba(OH)2的反应：
Ba2+ +===BaSO4↓ (×)，Ba2+ ++Cu2+ +2H+ ===BaSO4 + Cu(OH)2↓ (√)。
(6)看是否符合阴、阳离子配比，如氢氧化钠溶液与稀盐酸反应：
Ba2+ +OH + H++ SO42-===BaSO4↓+ H2O (×)，
Ba2+ +2OH + 2H++ SO42-===BaSO4↓+2H2O (√)。
典例3．只能表示一个化学反应的离子方程式是( )
A．H＋＋OH－===H2O
B．CO＋2H＋===H2O＋CO2↑
C．Zn(OH)2＋2H＋===Zn2＋＋2H2O
D．Mg2＋＋2OH－＋Ba2＋＋SO===BaSO4↓＋Mg(OH)2↓
【答案】D
【解析】H＋代表强酸，如H2SO4、HCl、HNO3等，OH－代表强碱，如NaOH、KOH等，A项表示强酸和强碱的多个反应；CO表示可溶性碳酸盐，如K2CO3、Na2CO3、(NH4)2CO3等，H＋代表强酸，B项表示可溶性碳酸盐和强酸的多个反应；C项表示Zn(OH)2和强酸的多个反应。
典例4．下列离子方程式书写正确的是( )
A．铜与硝酸银溶液反应：Cu＋Ag＋===Cu2＋＋Ag
B．碳酸氢钠溶液加入盐酸中：HCO＋H＋===H2CO3
C．氢氧化钠和醋酸溶液反应：OH－＋H＋===H2O
D．氯化铁与氢氧化钾溶液反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
【答案】D
【解析】A项中所给离子方程式电荷不守恒，应为Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag；B项中生成的H2CO3不稳定，立即分解为H2O和CO2，故不写成H2CO3的形式；C项中醋酸应写成CH3COOH的形式，离子方程式为CH3COOH＋OH－===CH3COO－＋H2O。
核心价值与学科素养
【知识结构化】
生活情境题
典例5．矿物质水是指在纯净水的基础上添加了矿物质类食品添加剂而制成的。下面是某矿物质饮用水的部分标签，则该饮用水中还可能较大量存在( )
OH－ B．Ag＋ C．Na＋ D．Ba2＋
【答案】C
【解析】OH－与Mg2＋反应生成氢氧化镁沉淀，在溶液中不能大量共存，故A项错误；Ag＋与Cl－反应生成氯化银沉淀，在溶液中不能大量共存，故B项错误；Na＋不与Mg2＋、Cl－、K＋、SO发生反应，在溶液中能够大量共存，故C项正确；Ba2＋与SO反应生成硫酸钡沉淀，在溶液中不能大量共存，故D项错误。
典例6．胃液中含有盐酸，胃酸过多的人常有胃疼烧心的感觉，易吐酸水，服用适量的小苏打(NaHCO3)能治疗胃酸过多；如果病人同时患胃溃疡，为防胃壁穿孔，不能服用小苏打，此时最好用含氢氧化铝的胃药(如胃舒平)。
(1)小苏打能治疗胃酸过多，其离子方程式为_______________________________________，
但胃溃疡病人不能服用小苏打的原因为 。
(2)胃舒平中和胃酸的离子方程式为 。
(3)小苏打与NaOH溶液反应的离子方程式为 。
【答案】 (1)HCO＋H＋===CO2↑＋H2O 生成CO2气体易造成胃溃疡病人胃穿孔
(2)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
(3)HCO＋OH－===CO＋H2O
【跟踪练习】 基础过关
1． 下列离子方程式中，正确的是(　　)
A．稀硫酸滴在铜片上：Cu+2H+===Cu2++H2↑
B．氧化铜与硫酸反应：O2 +2H+===H2O
C．硫酸钠和氯化钡两种溶液混合：Ba2++ SO42 ===BaSO4↓
D．盐酸与石灰石反应：CO32 +2H+===H2O+CO2↑
【答案】C
【解析】Cu与稀硫酸不反应，不能写离子反应方程式，故A错误；氧化铜与硫酸反应的离子反应为CuO+2H+===H2O+Cu2+，故B错误；硫酸钠和氯化钡两种溶液混合的离子反应为Ba2++ SO42 === BaSO4↓，故C正确；盐酸与石灰石反应的离子反应为CaCO3+2H+H2O+CO2↑+Ca2+，故D错误。
2． 下列离子方程式的书写正确的是(　　)
A．氢氧化铜和稀盐酸反应：H+ + OH ===H2O
B．氢氧化钡溶液与硫酸镁溶液混合：Ba2++SO42 ===BaSO4↓
C．向碳酸氢钠溶液中滴加稀盐酸：CO32 + 2H+===H2O + CO2↑
D．氧化铁与稀盐酸混合：Fe2O3 + 6H+===2Fe3+ + 3H2O
【答案】D
【解析】A、氢氧化铜为难溶物，在离子方程式中不可拆开，故A错误；B、漏掉了镁离子与氢氧根的反应，离子方程式为Ba2++SO42﹣+Mg2++2OH﹣=Mg(OH)2↓+BaSO4↓，故B错误；C、HCO3﹣为多元弱酸的酸式根离子，不能拆，离子方程式为HCO3﹣+H+=CO2↑+H2O；D、电荷守恒、拆分正确、产物正确，故D正确。故选D。
3． 只能表示一个化学反应的离子方程式是( )
A．H＋＋OH－===H2O
B．CO＋2H＋===H2O＋CO2↑
C．Zn(OH)2＋2H＋===Zn2＋＋2H2O
D．Mg2＋＋2OH－＋Ba2＋＋SO===BaSO4↓＋Mg(OH)2↓
【答案】D
【解析】H＋代表强酸，如H2SO4、HCl、HNO3等，OH－代表强碱，如NaOH、KOH等，A项表示强酸和强碱的多个反应；CO表示可溶性碳酸盐，如K2CO3、Na2CO3、(NH4)2CO3等，H＋代表强酸，B项表示可溶性碳酸盐和强酸的多个反应；C项表示Zn(OH)2和强酸的多个反应。
4． 下列离子方程式书写正确的是( )
A．铜与硝酸银溶液反应：Cu＋Ag＋===Cu2＋＋Ag
B．碳酸氢钠溶液加入盐酸中：HCO＋H＋===H2CO3
C．氢氧化钠和醋酸溶液反应：OH－＋H＋===H2O
D．氯化铁与氢氧化钾溶液反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
【答案】D
【解析】A项中所给离子方程式电荷不守恒，应为Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag；B项中生成的H2CO3不稳定，立即分解为H2O和CO2，故不写成H2CO3的形式；C项中醋酸应写成CH3COOH的形式，离子方程式为CH3COOH＋OH－===CH3COO－＋H2O。
5．离子方程式H＋＋OH－===H2O所表示的反应可以是( )
A．所有易溶酸和易溶碱的中和反应
B．NaHCO3溶液和KOH溶液之间的反应
C．硫酸和石灰乳之间的反应
D．硝酸和澄清石灰水之间的反应
【答案】D
【解析】A项，NH3·H2O是易溶碱，但难电离，NH3·H2O应保留化学式，错误；B项，正确的离子方程式为OH－＋HCO===CO＋H2O，错误；C项，石灰乳为Ca(OH)2的悬浊液，正确的离子方程式为2H＋＋SO＋Ca(OH)2===CaSO4＋2H2O，错误；D项，澄清石灰水为Ca(OH)2的水溶液，Ca(OH)2全部溶解且完全电离，正确的离子方程式为H＋＋OH－===H2O，正确。
能力达成
6． 限用硝酸、硫酸、盐酸、醋酸、钠盐、钾盐、钡盐在溶液中反应，符合离子方程式2H＋＋SO32-===H2O＋SO2↑的化学方程式个数有(　　)
A．3 B．5 C．8 D．12
【答案】C
【解析】亚硫酸的钾盐、钠盐、钡盐中，BaSO3不溶于水，离子方程式中不能用SO32-表示，其余在溶液中均可用SO32-表示；四种酸中，醋酸是弱酸，离子方程式中不能用H＋表示，另外硝酸有强氧化性，能氧化SO32-，不能使用硝酸；则符合离子方程式2H＋＋SO32-===SO2↑＋H2O，存在两种盐(钾盐、钠盐)与两种酸(盐酸、硫酸)可组合出4个反应，且离子方程式相同；此外硫酸氢钠、硫酸氢钾为强酸的酸式盐，完全电离，与亚硫酸钠、亚硫酸钾，可组合出4个反应，且离子方程式相同；所以共有8个离子方程式相同的反应；故选C。
7． 如表中评价合理的是
选项 化学反应及其离子方程式 评价
A NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液反应至沉淀完全：2H+++Ba2++2OH ===BaSO4↓+2H2O 正确
B 向碳酸镁溶液中加入足量稀盐酸：+2H+===CO2↑+H2O 错误，碳酸镁不应写成离子形式
C 向沸水中滴加饱和的氯化铁溶液至液体变为红褐色：Fe3++3H2O===Fe(OH)3↓+3H+ 正确
D NaOH溶液中通入少量CO2反应：OH +CO2=== 正确
【答案】B
【解析】NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液反应至SO42-沉淀完全的离子反应为H++ SO42-+Ba2++OH === BaSO4↓+H2O，评价错误，故A不选；向碳酸镁溶液中加入足量稀盐酸的离子反应为MgCO3+2H+=== Mg2++CO2↑+H2O，评价正确，故B选；向沸水中滴加饱和的氯化铁溶液至液体变为红褐色的离子反应为Fe3++3H2O===Fe(OH)3(胶体)+3H+，评价错误，故C不选；NaOH溶液中通入少量CO2反应的离子反应为2OH +CO2=== CO32-+H2O，评价错误，故D不选。
8． 小华在实验室进行以下实验：将四个完全相同的空心薄铁皮球分别放入四个盛有密度为ρ g/cm3的食盐水的烧杯中，铁皮球所处的位置如图所示。然后，他将水、密度均为ρ g/cm3的三种溶液(CuSO4 溶液、AgNO3溶液、稀硫酸)分别加入上述四个烧杯中。回答下列问题：
(1)加入水时，看到的现象是 。
(2)加入稀硫酸时看到的现象是(假定整个反应过程中铁皮球壁完整) ，发生反应的离子方程式是 。
(3)加入CuSO4溶液时看到的现象是 ，发生反应的离子方程式是 。
(4)加入AgNO3溶液时看到的现象是 ，发生反应的离子方程式是 。
【答案】(1)铁皮球下沉
(2)铁皮球表面产生气泡并慢慢上浮 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
(3)铁皮球表面变红，铁皮球下沉 Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋
(4)溶液中有白色沉淀，铁皮球下沉，继而表面有银白色物质生成
Ag＋＋Cl－===AgCl↓、 Fe＋2Ag＋===2Ag＋Fe2＋。
【解析】(1)加入水时，水与铁皮球和食盐均不反应，但加水后溶液密度变小，故铁皮球下沉。(2)加入稀硫酸时，稀硫酸可与铁皮球发生反应，导致铁皮球质量减小，同时生成FeSO4导致溶液密度增大，生成的氢气附着在铁皮球表面使其所受浮力增大，故铁皮球上浮，发生反应的离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。(3)加入CuSO4溶液时，Fe将CuSO4中的铜置换出来，生成Cu的质量大于溶解的Fe的质量，且生成的Cu附着在铁皮球表面，故铁皮球下沉，发生反应的离子方程式为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。(4)加入AgNO3溶液后，AgNO3和食盐水反应生成AgCl沉淀，溶液中出现白色沉淀，此过程中Fe将AgNO3中的Ag置换出来，即铁皮球表面附着银白色物质，铁皮球下沉，发生反应的离子方程式为Ag＋＋Cl－===AgCl↓、Fe＋2Ag＋===Fe2＋＋2Ag。
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