人教版高中化学必修第一册第一章物质及其变化第二节第2课时离子反应学案

第2课时　离子反应
[学习目标]　1.通过实验事实认识离子反应，并掌握离子反应发生的条件。　2.掌握离子方程式的书写方法及正误判断。
任务一　离子反应
实验探究离子反应的实质
实验操作 向盛有2 mL Na2SO4稀溶液的试管中加入2 mL BaCl2稀溶液。
实验现象 有白色沉淀生成
化学方程式 Na2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2NaCl
电离方程式 Na2SO4 Na2SO4===2Na＋＋SO
BaCl2 BaCl2===Ba2＋＋2Cl－
反应前溶液 中的离子 Na2SO4 Na＋、SO
BaCl2 Ba2＋、Cl－
反应后溶液 中的离子 SO和Ba2＋数目减少； Na＋和Cl－数目不变
实验结论 SO和Ba2＋反应生成BaSO4沉淀； Na＋和Cl－没有发生化学反应
离子反应的实质
1．酸、碱、盐在溶液中发生的复分解反应，实质上是相互交换离子的反应。
2．离子反应使溶液中某些离子的浓度减小。　　
2．离子反应的概念
电解质在溶液中的反应实质是离子之间的反应，这样的反应属于离子反应。
3．离子反应发生的条件
1．下列不属于离子反应的是(　　)
A．氢气在氧气中燃烧
B．盐酸和氢氧化钠溶液反应
C．铁和硫酸铜溶液反应
D．大理石和稀盐酸反应
答案：A
2．下列溶液混合能否发生离子反应，能发生离子反应的说出参与反应的离子(微粒)，不能发生离子反应的说出原因。
(1)氯化钠溶液与硝酸银溶液
(2)氢氧化钾溶液与硝酸溶液
(3)盐酸与碳酸钠溶液
(4)硝酸钠溶液与氯化钾溶液
(5)锌与CuSO4溶液
答案：(1)能，Ag＋与Cl－反应生成AgCl沉淀。
(2)能，H＋与OH－生成 H2O。
(3)能，H＋与CO反应生成CO2和 H2O。
(4)不能，因为无沉淀、气体或水生成。
(5)能，Zn与Cu2＋发生置换反应。
任务二　离子方程式
1．概念
用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。
2．书写步骤
以Na2SO4溶液和BaCl2溶液反应为例。
(1)写：正确书写反应的化学方程式：Na2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2NaCl。
(2)拆：把易溶于水且易电离的物质拆写成离子的形式：2Na＋＋SO＋Ba2＋＋2Cl－===BaSO4↓＋2Na＋＋2Cl－。
(3)删：删去方程式两边不参加反应的离子：SO＋Ba2＋===BaSO4↓。
(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。
[交流研讨1]　(1)书写离子方程式时，哪些类别的物质要拆写为离子的形式？
提示：将易溶于水的强酸、强碱和盐写成离子的形式。
强酸：HNO3、H2SO4、HCl、HBr、HI、HClO4；
强碱：NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2。
(2)书写离子方程式时，酸式盐如何拆分？
提示：在溶液中强酸的酸式盐如NaHSO4应拆写成Na＋、H＋和SO，多元弱酸的酸式盐如NaHCO3应拆写成Na＋和HCO。
(3)书写离子方程式时，微溶物如何处理？
提示：对微溶物，如Ca(OH)2能不能拆，需要看情况。
①若为反应物且表述为“澄清石灰水”、“饱和石灰水”、“Ca(OH)2溶液”时，可以拆；若为生成物，则不可以拆。
②表述为“石灰乳”、“石灰浆”时不可以拆。
3．离子方程式表示的意义
[交流研讨2]　探究离子方程式表示的意义。
溶液中反应物 化学方程式 离子方程式
盐酸与 氢氧化钠 HCl＋NaOH===NaCl＋H2O H＋＋OH－===H2O
盐酸与 氢氧化钾 HCl＋KOH===KCl＋H2O H＋＋OH－===H2O
稀硫酸与 氢氧化钠 H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O H＋＋OH－===H2O
稀硫酸与 氢氧化钾 H2SO4＋2KOH===K2SO4＋2H2O H＋＋OH－===H2O
　　离子方程式不仅表示某一个具体的化学反应，还表示同一类的离子反应。　　
[交流研讨3]　(1)写出下列反应的离子方程式：
H2SO4溶液与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式：______________________________________
________________________________________________________________________；
NaHSO4溶液与KOH溶液反应的离子方程式：________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)根据以上的离子方程式完成下列判断，正确的打“√”，错误的打“×”。
①酸碱中和反应的离子方程式都是H＋＋OH－===H2O(　　)
②H＋＋OH－===H2O仅表示酸碱中和反应(　　)
提示：(1)2H＋＋SO＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O　H＋＋OH－===H2O　(2)①×　②×
1．书写下列反应的离子方程式。
(1)氧化镁溶于稀盐酸：___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)用碳酸钙与稀盐酸反应制备二氧化碳：____________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)铁与稀硫酸反应生成氢气：_____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)二氧化碳与澄清石灰水反应生成沉淀：__________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)氢氧化铜溶于稀硫酸：_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O
(2)CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O
(3)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
(4)Ca2＋＋2OH－＋CO2===CaCO3↓＋H2O
(5)Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O
2．把下列离子方程式改写成化学方程式。
(1)Ba2＋＋SO===BaSO4↓：_______________________________________________________
________________________________________________________________________；
(2)2H＋＋CO===CO2↑＋ H2O：____________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)BaCl2＋Na2SO4===2NaCl＋BaSO4↓
(2)H2SO4＋K2CO3===K2SO4＋H2O＋CO2↑(答案不唯一)
1．(2023·江西高安高一期末)根据化学反应前后是否有离子参加或离子生成，可以将化学反应分为离子反应和非离子反应。下列化学反应中不属于置换反应但属于离子反应的是(　　)
A．CO＋CuOCu＋CO2
B．2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
C．Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
D．2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2
答案：D
解析：A既不属于置换反应也不属于离子反应；B、C是置换反应也是离子反应；D不是置换反应是离子反应。
2．下列反应的离子方程式正确的是(　　)
A．铁与盐酸：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
B．CuO和硝酸：O2－＋2H＋===H2O
C．盐酸和NaHCO3：H＋＋HCO===CO2↑＋H2O
D．Ba(OH)2和H2SO4溶液：Ba2＋＋OH－＋H＋＋SO===BaSO4↓＋H2O
答案：C
解析：铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，A错误；CuO和硝酸反应生成硝酸铜和水：CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O，B错误；盐酸和NaHCO3反应生成氯化钠、水和二氧化碳：H＋＋ HCO===CO2↑＋H2O，C正确；Ba(OH)2和H2SO4溶液反应生成硫酸钡和水：Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O，D错误。
3．(2023·安徽肥东二中月考)能用离子方程式H＋＋OH－===H2O表示的化学反应是(　　)
A．Cu(OH)2(s)和H2SO4(aq)的反应
B．澄清石灰水和HCl(aq)的反应
C．KOH(aq)和CH3COOH的反应
D．Ba(OH)2(aq)和H2SO4(aq)的反应
答案：B
解析：Cu(OH)2(s)为难溶物，不能拆成离子形式，故A错误；澄清石灰水和HCl(aq)均可拆成离子形式，且生成物中只有水不能拆，故B正确；CH3COOH为弱电解质，不能拆成离子形式，故C错误；Ba(OH)2(aq)和H2SO4(aq)反应生成的硫酸钡为难溶物，不能拆成离子形式，故D错误。
4．含镉废水是危害最严重的重金属废水之一，镉具有毒性，长期过量接触镉会引起慢性中毒，影响人体肾功能。日本有名的“痛痛病”也是由镉中毒引起的。据研究，对于一般工业含镉废水，可投入熟石灰，使Cd2＋形成难溶的Cd(OH)2沉淀而除去。
(1)请写出相关反应的离子方程式：_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)试分析此法的缺点为_______________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)Cd2＋＋Ca(OH)2===Cd(OH)2＋Ca2＋
(2)处理之后的废水含大量的石灰渣，不断堆积容易产生二次污染，管道易结垢堵塞、泥渣体积庞大、脱水困难，需要进一步处理
5．人体胃液中含有胃酸(0.2%～0.4%的盐酸)，起杀菌、帮助消化等作用，但胃酸的量不能过多或过少，它必须控制在一定范围内。当胃酸过多时就会出现“咯酸水”“烧心”“胃部隐隐作痛”等症状。目前市场上的抗酸药主要有①吸收性抗酸药，如NaHCO3等。②非吸收性抗酸药，如CaCO3、MgO、Al(OH)3等。
(1)上述所举抗酸药中有________种是电解质。
(2)CaCO3作抗酸药时发生反应的离子方程式为_______________________________________
________________________________________________________________________。
(3)________(填“可以”或“不可以”)服用BaCO3来治疗胃酸过多，理由是_______________
________________________________________________________________________ 。
答案：(1)4　(2)CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O　(3)不可以　BaCO3与胃酸中的H＋反应生成Ba2＋，Ba2＋是重金属离子，对人体有害
解析：(1)在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物是电解质，碳酸氢钠、碳酸钙、氧化镁和氢氧化铝均是电解质，则上述所举抗酸药中有4种是电解质。(2)CaCO3作抗酸药时与氢离子反应，则发生反应的离子方程式为CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑。(3)碳酸钡与酸反应生成钡离子，Ba2＋是重金属离子，对人体有害，因此不可以服用BaCO3来治疗胃酸过多。
课时测评5　离子反应
(本栏目内容在学生用书中以活页形式分册装订！)
题点一　离子反应及发生条件
1．下列各组物质间的反应中，不属于离子反应的是(　　)
A．锌和稀硫酸反应
B．氯化钠溶液和硝酸银溶液反应
C．木炭和氧气反应
D．烧碱溶液和氯化铁溶液反应
答案：C
解析：选项C中的反应不在溶液中进行且无离子参加或生成，不属于离子反应。
2．下列各组物质相互混合后，不会发生离子反应的是(　　)
A．NaOH溶液和CuCl2溶液
B．Na2CO3溶液和稀硫酸
C．Na2SO4溶液和MgCl2溶液
D．Ca(OH)2和盐酸
答案：C
解析：物质在溶液中是否能够发生化学反应，可根据是否生成难溶性物质、是否生成难电离的物质或是否生成易挥发性物质来进行判断。Na2SO4和MgCl2溶液混合后既没有难溶性物质，也没有难电离的物质和易挥发性物质生成，故不发生离子反应。
3．离子反应、复分解反应、置换反应之间可用集合关系来表示，其中正确的是(　　)
答案：C
解析：置换反应与复分解反应没有相交的关系，离子反应与置换反应和复分解反应分别有相交的关系。
4．下列各组离子在溶液中能大量共存的是(　　)
A．Na＋、Al3＋、Cl－、SO
B．Cu2＋、Cl－、NO、OH－
C．Ca2＋、Na＋、CO、NO
D．H＋、SO、NO、OH－
答案：A
解析：选项A中的离子互相之间都不反应，所以可以共存，正确。Cu2＋和OH－反应会得到氢氧化铜沉淀，所以B错误。Ca2＋和CO反应会得到碳酸钙沉淀，所以C错误。H＋和OH－反应得到水，所以D错误。
5．加入NaOH溶液后，下列离子数目不会减少的是(　　)
A．Cu2＋ B．Fe3＋
C．SO D．H＋
答案：C
解析：凡是能与OH－反应的离子，其数目均要减少，Cu2＋、Fe3＋、H＋均可以与OH－反应；而SO不与OH－反应，离子数目不会减少。
6．在某无色溶液中含有大量的Ba2＋、H＋、Cl－，该溶液中还可能大量存在的离子是(　　)
A．NH B．OH－
C．SO D．Cu2＋
答案：A
解析：OH－与H＋不共存，SO与Ba2＋不共存，Cu2＋为蓝色，所以只有A符合题意。
题点二　离子方程式
7．离子方程式BaCO3＋2H＋===CO2↑＋H2O＋Ba2＋中的H＋不能代表的物质是(　　)
①HCl　②H2SO4　③HNO3　
④NaHSO4⑤CH3COOH
A．①②③ B．③④⑤
C．②④⑤ D．②③④
答案：C
8．(2023·北京101中学高一调研)下列可用离子方程式CO＋2H＋===H2O＋CO2↑表示的反应是(　　)
A．碳酸钙与稀盐酸反应
B．碳酸钠与稀盐酸反应
C．二氧化碳与氢氧化钠溶液反应
D．稀盐酸与碳酸氢钠反应
答案：B
9．(2023·六安市舒城中学高一检测)能正确表示下列化学反应的离子方程式的是(　　)
A．氢氧化钡溶液与稀硝酸反应：OH－＋H＋===H2O
B．澄清的石灰水与稀盐酸反应：Ca(OH)2＋2H＋===Ca2＋＋2H2O
C．醋酸与氢氧化钠溶液反应：H＋＋OH－===H2O
D．碳酸钡溶于稀盐酸中：CO＋2H＋===H2O＋CO2↑
答案：A
解析：澄清的石灰水是强碱溶液，应拆分为离子，B错误；醋酸是弱电解质不可拆，C错误；碳酸钡难溶于水，不能拆成离子形式，D错误。
10．与下列离子方程式相对应的化学方程式书写不正确的是(　　)
A．Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓：
CuSO4＋2KOH===Cu(OH)2↓＋K2SO4
B．CO＋2H＋===CO2↑＋H2O：
BaCO3＋2HCl===BaCl2＋H2O＋CO2↑
C．Ca2＋＋CO===CaCO3↓：
CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl
D．H＋＋OH－===H2O：
2KOH＋H2SO4===K2SO4＋2H2O
答案：B
解析：选项B中的碳酸钡不溶于水，不能写成离子的形式。
11．下列物质的水溶液中，加入Ba(OH)2溶液后原溶液中阴、阳离子都减少的是(　　)
A．Na2CO3 B．Fe2(SO4)3
C．Na2SO4 D．Mg(NO3)2
答案：B
解析：钡离子与碳酸根离子反应，则只能使阴离子减少，故A不符合题意； 铁离子能够与氢氧根离子反应、硫酸根离子与钡离子反应，导致溶液中的阴、阳离子都减少，故B符合题意；钡离子与硫酸根离子反应，则只能使阴离子减少，故C不符合题意；氢氧根离子与硝酸镁溶液中的镁离子反应，阳离子减少，但是阴离子不变，故D不符合题意。
12．(2023·人大附中高一质检)在强酸性溶液中，下列能大量共存的无色透明离子组是(　　)
A．K＋、Na＋、NO、Cu2＋
B．Mg2＋、Na＋、Cl－、SO
C．K＋、Na＋、Br－、OH－
D．Na＋、Ba2＋、Zn2＋、SO
答案：B
解析：Cu2＋在溶液中呈蓝色，故A不符合题意；Mg2＋、Na＋、Cl－、SO及H＋之间不反应，能大量共存，故B符合题意；H＋和OH－反应生成水，不能大量共存，故C不符合题意；Ba2＋与SO生成硫酸钡沉淀，不能大量共存，故D不符合题意。
13．(2023·河北灵寿高一统考)只能表示一个化学反应的离子方程式是(　　)
A．H＋＋OH－===H2O
B．2H＋＋CO===H2O＋CO2↑
C．Zn(OH)2＋2H＋===Zn2＋＋2H2O
D．Cu2＋＋2OH－＋Ba2＋＋SO===BaSO4↓＋Cu(OH)2↓
答案：D
解析：H＋＋OH－===H2O可以代表强酸和强碱反应生成可溶于水的盐和水的反应，如盐酸和氢氧化钠、盐酸和氢氧化钡、硝酸和氢氧化钾等，故A错误；CO＋2H＋===CO2↑＋H2O代表可溶性的碳酸盐和强酸之间的反应，如碳酸钠和盐酸、碳酸钠和硝酸等，故B错误；Zn(OH)2＋2H＋===Zn2＋＋2H2O代表氢氧化锌和强酸之间的反应，如氢氧化锌和盐酸、硝酸、硫酸等，故C错误；Ba2＋＋2OH－＋Cu2＋＋SO===BaSO4↓＋Cu(OH)2↓只能表示氢氧化钡和硫酸铜之间的反应，故D正确。
14．氧化铜是一种黑色固体，可溶于稀硫酸。某同学想知道稀硫酸中的哪种粒子(H2O、H＋、SO)能使氧化铜溶解。请你和他一起通过下图所示Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ三个实验完成这次探究活动。
(1)通过实验Ⅰ可以证明_______________________________________________________。
(2)要证明另外两种粒子能否溶解氧化铜，还需要进行实验Ⅱ和Ⅲ，在实验Ⅱ中加入稀硫酸后氧化铜溶解，则进一步确认的实验操作是：在实验Ⅲ中先加入________，再加入________。
(3)探究结果为__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)水不能使氧化铜溶解
(2)Na2SO4(或K2SO4等)　稀硫酸(或稀硝酸、稀盐酸)
(3)氧化铜固体溶于稀硫酸是稀硫酸中的H＋在起作用，而H2O、SO两种粒子都不能使CuO溶解
解析：在实验Ⅲ中应先加入可溶性的硫酸盐，以证明CuO的溶解过程中SO不起作用，然后再加入稀硫酸，从而证明CuO溶解是硫酸中的H＋起作用。另外也可加入硝酸、盐酸等使CuO溶解。
15．某同学称取一定质量的MgCl2固体配成溶液，在该溶液中加入一定量的稀盐酸，然后向此混合溶液中逐滴加入NaOH溶液(如图甲所示)。滴加过程中产生沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积的关系如图乙所示。
请回答下列问题：
(1)OA段反应的离子方程式为____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)AB段反应的离子方程式为_________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)H＋＋OH－===H2O　
(2)Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
解析：(1)OA段没有沉淀生成，说明是盐酸和氢氧化钠的反应。(2)AB段为氯化镁和氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀。
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