(共30张PPT)
1.电解质的概念
在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物称为电解质,包括酸、碱、盐、部分氧化物。
第2节 电解质的电离 离子反应
知识点 1 电解质
必备知识 清单破
名师点睛 电解质一定是化合物,单质或混合物一定不是电解质。电解质能够自身发生电
离,有些化合物在水溶液中能导电,但并不是自身发生电离,而是该化合物与水反应生成的电
解质发生了电离,这类化合物不是电解质,如NH3、CO2、SO2等。
2.电解质的分类
(1)强电解质:在水溶液中能完全电离的电解质,如强酸、强碱、大部分盐等。
(2)弱电解质:在水溶液中部分电离的电解质,如弱酸、弱碱、H2O等。
3.熔融电解质、电解质溶液的导电性
(1)熔融电解质、电解质溶液能导电的原因(以NaCl为例)
NaCl固体 NaCl溶液 熔融NaCl
含有微粒 Na+、Cl- 水合Na+、水合Cl- Na+、Cl-
能否自由移动 否 能 能
能否导电 否 能 能
(2)结论:能导电的物质必须具备的条件是具有能自由移动的带电荷的粒子。
1.电离:电解质溶于水或受热熔化时解离成能够自由移动的离子的过程。
2.表示方法——电离方程式
3.电离方程式书写原则与要求
知识点 2 电解质的电离
(1)电离方程式左边书写化学式,右边书写离子符号。
(2)正确标出离子所带电荷。离子所带电荷数等于该原子或原子团在化合物中的化合价,离
子的个数用阿拉伯数字标在离子符号之前。
(3)遵循原子守恒,即在电离方程式两边原子的种类和数目相同。
(4)遵循电荷守恒,即在电离方程式右边,阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷
总数。
4.从电离角度认识酸、碱、盐
注意 酸式盐电离方程式的书写
5.电解质导电条件及其导电能力强弱判断(详见定点1)
1.概念:在溶液中有离子参加的化学反应。
2.实质:溶液中某种或某些离子的浓度发生改变。
3.复分解型离子反应发生的条件
满足下列条件之一即可发生离子反应。
(1)反应生成难溶物质(沉淀),如BaSO4、CaCO3等;
(2)反应生成挥发性物质(气体),如CO2等;
(3)反应生成难电离物质,如弱酸、弱碱、水。
知识点３ 离子反应
1.概念:用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子叫作离子方程式。
2.离子方程式的书写步骤[以稀硫酸与Ba(OH)2溶液的反应为例]
(1)明确反应物在溶液中的主要存在形式及微粒间的数量关系,分别用离子符号或化学式表
示。
硫酸的电离方程式为H2SO4 2H++S ,溶液中存在着H+和S ,两种离子的物质的量之比
为2∶1;氢氧化钡的电离方程式为Ba(OH)2 Ba2++2OH-,溶液中存在着Ba2+和OH-,两种离子
的物质的量之比为1∶2。
(2)确定发生化学反应的微粒、产物及其数量关系。
稀硫酸与氢氧化钡溶液发生复分解反应:H+与OH-结合生成水,Ba2+与S 结合生成硫酸钡沉
淀,且反应生成水的物质的量是硫酸钡的物质的量的2倍。
知识点４ 离子方程式
(3)写出离子方程式并配平。
综合(1)和(2)可得,稀硫酸与氢氧化钡溶液反应的离子方程式为2H++S +2OH-+Ba2+
BaSO4↓+2H2O。
名师点睛 离子方程式的另一种书写方法(以BaCl2与Na2SO4溶液反应为例):
3.意义:不仅可以表示一个具体的化学反应,还可表示同一类型的化学反应。
4.离子方程式的正误判断方法(详见定点2)
1.判断离子能否大量共存(详见定点3)
2.检验某种(或某些)离子是否存在
(1)检验Cl-的一般方法:向未知溶液中滴加AgNO3溶液有白色沉淀产生,再加稀硝酸,白色沉淀
不溶解,说明有Cl-存在。
(2)检验S 的一般方法:向未知溶液中先加入盐酸酸化,没有明显现象,再加入BaCl2溶液,有
白色沉淀产生,说明有S 存在。
3.进行物质的除杂和分离(详见定点4)
知识点５ 离子反应的应用
1.石墨能导电,SO3溶于水所得的溶液也能导电,故石墨、SO3的水溶液都是电解质,这种说法
正确吗 ( )
电解质一定是化合物,石墨是单质,SO3的水溶液是混合物,单质和混合物不是电解
质。
2.电解质电离与是否通电无关,这种说法正确吗 ( )
电解质在溶于水或受热熔化时发生电离,与是否通电无关。
3.发生离子反应时,溶液中所有离子的浓度一定都减小,这种说法正确吗 ( )
发生离子反应时并不是所有的离子浓度都减小,只是某些离子的浓度减小。
知识辨析 判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ” 。
√
提示
提示
提示
4.溶于水后能电离出H+的化合物都是酸,这种说法正确吗 ( )
硫酸氢钠溶于水后能电离出氢离子,但它属于盐,酸是溶于水后电离出的阳离子全
部是H+的化合物。
5.某溶液中加入BaCl2溶液产生白色沉淀,说明该溶液中一定含有S ,这种说法正确吗 ( )
当溶液中存在Ag+时,加入BaCl2溶液会产生AgCl白色沉淀。
提示
提示
1.不同电解质导电的条件
关键能力 定点破
定点 1 电解质导电条件及其导电能力强弱判断
电解质种类 导电条件
酸 气态、固态或液态时只有分子,没有自由移动的离子,不能导电;在水溶液中受水分子的
作用,电离出自由移动的离子,能够导电
碱和盐 固态时没有自由移动的离子,不能导电;在水溶液里或熔融状态下能电离出自由移动的
离子,能够导电
活泼金属 氧化物 在熔融状态下,自身电离出阴、阳离子能够导电;在水溶液中能和水反应生成新电解质
而导电。如Na2O熔融时电离出Na+、O2-而导电,在水溶液里与水反应生成NaOH,NaOH发生电离产生Na+和OH-而导电
2.电解质溶液导电的实质
电解质在水溶液中发生电离,产生能够自由移动的离子,离子带正、负电荷,在外加电场作用
下发生定向移动,从而导电。
3.电解质溶液导电能力的影响因素
典例 用如图装置(搅拌装置略)探究溶液离子浓度变化,灯光变化不可能出现“亮→暗(或灭)
→亮”现象的是 ( )
选项 A B C D
试剂a CuSO4溶液 H2O H2SO4溶液 Ba(OH)2溶液
试剂b Ba(OH)2溶液 K2CO3溶液 Ba(OH)2溶液 (NH4)2SO4溶液
思路点拨 解答本题时要注意灯光变化,灯光亮说明溶液中阴离子、阳离子浓度相对较大,
灯光暗(或灭)说明溶液中阴离子、阳离子浓度相对较小,反应生成物可能为沉淀、弱酸、弱
碱或水等。
解析 A项,将CuSO4溶液滴入Ba(OH)2溶液中,发生反应生成BaSO4沉淀和Cu(OH)2沉淀,溶液
导电能力减弱,当CuSO4溶液过量时,溶液导电能力又增强,灯泡出现“亮→暗(或灭)→亮”现
象;B项,将H2O滴入K2CO3溶液中,溶液导电能力逐渐减弱,灯泡不会出现“亮→暗(或灭)→
亮”现象;C项,将H2SO4溶液滴入Ba(OH)2溶液中,发生反应生成BaSO4沉淀和水,溶液导电能
力减弱,H2SO4溶液过量时,溶液导电能力又增强,灯泡出现“亮→暗(或灭)→亮”现象;D项,将
Ba(OH)2溶液滴入(NH4)2SO4溶液中,发生反应生成BaSO4沉淀和NH3·H2O,Ba(OH)2溶液过量时,
溶液导电能力又增强,灯泡出现“亮→暗(或灭)→亮”现象;故选B。
答案 B
1.看反应是否符合客观事实
看反应能否发生,是否符合物质的性质,如铁与稀盐酸反应生成Fe2+,若写成Fe3+就违背了客观
事实。
2.看“ ”“↑”“↓”等符号的使用是否正确
3.看参加反应的离子是否有遗漏
有的离子反应,不仅是两种离子间的反应,可能有多种离子参加反应,写离子方程式时要分析
全面。如CuSO4溶液与Ba(OH)2溶液混合,应该写成Cu2++S +Ba2++2OH- BaSO4↓+Cu
(OH)2↓,如果只写Cu2++2OH- Cu(OH)2↓或Ba2++S BaSO4↓就不正确。
4.看化学式的拆分是否正确
(1)强酸、强碱和大部分可溶性盐写成离子形式。
定点 2 离子方程式的正误判断
(2)微溶物作为生成物,写化学式;作为反应物,若为澄清溶液写离子形式,若为悬浊液写化学
式。
(3)可溶性多元弱酸酸式盐的酸式酸根离子保留酸式酸根离子形式。如在水溶液中HC 写
成H++C 的形式是不对的。
5.看是否遵循原子守恒和电荷守恒
书写离子方程式时,要遵循原子守恒和电荷守恒。如Na2CO3与稀硫酸反应:C +H+ CO2
↑+H2O(错),不符合原子守恒和电荷守恒,正确的离子方程式应为C +2H+ CO2↑+H2O;
Cu加入AgNO3溶液中:Cu+Ag+ Cu2++Ag(错),不符合电荷守恒,正确的离子方程式应为Cu+
2Ag+ Cu2++2Ag。
6.看是否符合阴、阳离子的配比
离子方程式中阴、阳离子的配比要正确,且各离子配比应为最简比。如Ba(OH)2溶液和稀硫
酸反应:Ba2++OH-+H++S BaSO4↓+H2O(错),离子配比不正确,正确的离子方程式应为
Ba2++2OH-+2H++S BaSO4↓+2H2O;NaOH溶液与稀硫酸反应:2OH-+2H+ 2H2O(错),
不是最简比,正确的离子方程式应为OH-+H+ H2O。
7.看是否符合反应物用量条件
相同的反应物,如果试剂用量不同,对应的离子方程式可能不相同。如向澄清石灰水中通入
少量CO2(生成CaCO3),其离子方程式为Ca2++2OH-+CO2 CaCO3↓+H2O;通入过量CO2[生成
Ca(HCO3)2],其离子方程式为OH-+CO2 HC 。
注意 书写与“量”有关的离子方程式时,要注意题目要求,特别要注意“过量”“适量”
“少量”等条件,一般把少量物质的化学计量数定为1,同时也要注意滴加顺序。
典例 下列反应的离子方程式书写正确的是 ( )
A.向石灰乳中通入Cl2制漂白粉:2OH-+Cl2 Cl-+ClO-+H2O
B.制备Fe(OH)3胶体:Fe3++3H2O Fe(OH)3↓+3H+
C.向NaHSO4溶液中滴入Ba(OH)2溶液至S 恰好沉淀完全:H++S +OH-+Ba2+ BaSO4↓
+H2O
D.小苏打溶液与少量澄清石灰水混合:Ca2++2OH-+2HC CaCO3↓+2H2O+C
思路点拨 可结合判断离子方程式正误的方法进行逐一分析判断。
解析 石灰乳不能写成离子的形式,正确的离子方程式为Ca(OH)2+Cl2 Ca2++Cl-+ClO-+H2
O,故A错误;氢氧化铁胶体不应该有沉淀符号,正确的离子方程式为Fe3++3H2O Fe(OH)3
(胶体)+3H+,故B错误;向NaHSO4溶液中滴入Ba(OH)2溶液至S 恰好沉淀完全,NaHSO4的物
质的量与Ba(OH)2的物质的量之比为1∶1,反应生成硫酸钡沉淀和水的物质的量之比为1∶1,
故C正确;小苏打与少量澄清石灰水反应的离子方程式为Ca2++2OH-+2HC CaCO3↓+2
H2O+C ,故D正确。
答案 CD
1.离子共存
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反应,若离子之间能发生反应,则
不能大量共存。
(1)离子间发生反应而不能大量共存的类型
定点 3 离子共存及离子推断
类型 示例
生成 难溶物 ①Ca2+与C ,Ba2+与C 、S ,Ag+与Cl-等;
②OH-与Fe3+、Cu2+等
生成气体 H+与C 、HC 等
生成难 电离物质 ①H+与OH-、CH3COO-;
②OH-与N 等
(2)限定或隐含条件
①无色溶液中,不能存在在溶液中呈现某种颜色的离子,如Cu2+(蓝色)、Fe3+(棕黄色)、Fe2+(浅
绿色)、Mn (紫色)等。
②使紫色石蕊溶液变红、常温下pH<7的溶液,均呈酸性,即溶液中有较多H+,能与H+反应的
OH-、C 等均不能大量存在。
③使紫色石蕊溶液变蓝、无色酚酞溶液变红、常温下pH>7的溶液,均呈碱性,即溶液中有较
多OH-,能与OH-反应的H+、Fe3+等均不能大量存在。
2.离子推断
(1)常见离子推断的注意事项
①注意有颜色的离子与溶液的颜色是否一致。
②根据某现象推断出含有某种离子,注意该离子是溶液原有的还是实验操作引入的。
③注意离子共存问题。
(2)坚持“四项”基本原则
①肯定性原则:根据实验现象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的离子。
②互斥性原则:在肯定某些离子存在的同时,否定一些离子的存在(要注意题目中的隐含条件,
如:酸性、碱性、指示剂的变化、与铁反应产生H2等)。
③电中性原则:溶液呈电中性,溶液中一定既有阳离子,又有阴离子,且溶液中阳离子所带正电
荷总数与阴离子所带负电荷总数相等;利用这一原则可确定一些隐含的离子。
④进出性原则:通常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。
典例 某样品中可能含有Na+、Ba2+、Mg2+、Fe3+、S 、Cl-、C 、HC 等离子。某同学
取适量样品,配成试样溶液,设计如下实验探究其中含有的离子:
①取一定体积的溶液,加入足量BaCl2溶液,产生白色沉淀,继续滴加足量盐酸,沉淀不溶解,同
时得到无色气体。②另取一定体积的溶液,加入足量NaOH溶液,产生白色沉淀,继续滴加足
量稀盐酸,沉淀全部溶解。下列判断错误的是 ( )
A.操作①中产生的无色气体为CO2
B.可能含有C
C.肯定含有Mg2+、S 、HC
D.一定不存在Ba2+、Fe3+
思路点拨 熟记S 、Mg2+、C 、HC 等常见离子的反应,结合离子发生复分解反应而
不能大量共存的情况,逐一分析各选项。
解析 ①取一定体积的溶液,加入足量BaCl2溶液,产生白色沉淀,继续滴加足量盐酸,沉淀不
溶解,同时得到无色气体,说明白色沉淀为BaSO4,气体为CO2,推知溶液中含有S 、HC ,故
溶液中不含Ba2+、C ;②另取一定体积的溶液,加入足量NaOH溶液,产生白色沉淀,继续滴
加足量稀盐酸,沉淀全部溶解,沉淀为Mg(OH)2,溶液中含有Mg2+,不含Fe3+,进一步说明没有C
,不能确定是否含有Na+、Cl-。由上述分析可知,A、C、D正确,B错误。
答案 B
1.除杂的“四原则”
2.检验杂质离子是否除尽的方法
定点４ 物质的除杂和分离
取除杂后的溶液少许于洁净的试管中,继续加入沉淀剂,看是否有沉淀生成,若无,说明杂质离
子已除尽。
典例 氯化钠是生活必需品,也是重要的化工原料。某化学兴趣小组在实验室提纯含少量泥
沙及Ca2+、Mg2+、S 等杂质离子的粗盐,流程如图:
回答下列问题:
(1)操作Ⅲ的名称是 。
(2)步骤Ⅱ中,需要的试剂有:①碳酸钠溶液,②氯化钡溶液,③氢氧化钠溶液。依次加入的顺序
为 (填序号)。
(3)滤渣中除泥沙、Mg(OH)2、CaCO3、BaSO4外还有 (填化学式),步骤Ⅳ加盐酸
发生反应的离子方程式为 、 。
(4)步骤Ⅳ加过量盐酸 影响NaCl的纯度(填“会”或“不会”),步骤Ⅴ操作为
。
思路点拨 利用离子反应除去粗盐中杂质,要选择能使杂质离子转化为气体或沉淀的物质作
为除杂试剂;除杂试剂不能影响要保留的离子,且应适当过量,同时除杂试剂过量而引入的新
杂质离子也要除去,综合考虑原有杂质离子和可能引入的杂质离子,确定试剂添加顺序和实
验操作步骤。
解析 大颗粒粗盐用水溶解后加入除杂试剂(氢氧化钠溶液的作用是除去Mg2+,氯化钡溶液
的作用是除去S ,碳酸钠溶液的作用是除去Ca2+和多余的Ba2+,故碳酸钠溶液在氯化钡溶液
之后加入),然后过滤,向滤液中加盐酸除去过量的碳酸钠和氢氧化钠,得到氯化钠溶液,氯化
钠溶液进行蒸发结晶、洗涤、烘干,得到氯化钠固体。(1)操作Ⅲ是将滤渣和滤液分开,应为
过滤操作。(2)由上述分析可知,除杂试剂的顺序为③②①或②③①或②①③。(3)步骤Ⅲ
“过滤”操作中所得滤渣除泥沙、BaSO4、Mg(OH)2、CaCO3外,还有碳酸钠和过量氯化钡
反应生成的BaCO3;步骤Ⅳ操作的目的是除去滤液中过量的氢氧化钠和碳酸钠,稀盐酸和氢氧
化钠反应生成氯化钠和水,稀盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,离子方程式分
别为H++OH- H2O、2H++C H2O+CO2↑。(4)步骤Ⅴ为从溶液中得到固体,操作为
蒸发结晶;稀盐酸在加热蒸发的过程中挥发,所以步骤Ⅳ中加入过量的稀盐酸对NaCl固体的
纯度不会造成影响。
答案 (1)过滤 (2)③②①(或②③①或②①③) (3)BaCO3 H++OH- H2O 2H++C
H2O+CO2↑ (4)不会 蒸发结晶第2章 元素与物质世界
第2节 电解质的电离 离子反应
第1课时 电解质的电离
基础过关练
题组一 电解质的判断
1.下列物质中属于电解质且能导电的是( )
①盐酸 ②生石灰 ③铜 ④石墨 ⑤二氧化氯 ⑥熔融氯化钾
A.②⑤ B.⑥
C.④⑥ D.①③⑥
2.(易错题)下列说法正确的是( )
A.氨气溶于水能导电,所以氨气是电解质
B.氧化钠在熔融状态下能导电,氧化钠是电解质
C.BaSO4、AgCl均难溶于水,所以BaSO4、AgCl不是电解质
D.NaCl和H2SO4都是电解质,在熔融状态下均可导电
题组二 电解质的电离及电离方程式的书写与判断
3.下列物质在水溶液中的电离方程式书写正确的是( )
A.H2SO4
B.NaHSO4 Na++HS
C.NH4NO3 N
D.2KIO3 2K++2I-+3O2-
4.(1)判断下列物质在相应条件下能否电离,并说明理由。
①液态HCl: , 。
②熔融状态下的NaCl: , 。
③高温熔化后的铁: , 。
④固体KOH: , 。
(2)写出下列物质在水溶液中的电离方程式:①NaHCO3: ;
②Ba(OH)2: ;
③NaClO: 。
题组三 从电离的角度认识酸、碱、盐
5.下列各组均为两种化合物溶于水时电离出的离子,其中仅由酸、碱、盐电离产生的依次是( )
①Na+、OH-、S ②H+、Cl-、S
③Na+、K+、OH- ④Na+、K+、N
A.②③④ B.②①④
C.②③① D.②①③
6.下表是常见的几种酸、碱、盐在水溶液中电离出离子的情况,根据表中信息分析正确的是( )
物质 酸 盐 碱
HCl H2SO4 NaCl NaHSO4 NH4Cl NaOH NH3· H2O
电离 出的 离子 H+、 Cl- H+、 S Na+、 Cl- Na+、 H+、 S N、 Cl- Na+、 OH- N、 OH-
A.在水溶液中电离出H+的物质一定是酸
B.在水溶液中电离出金属阳离子和酸根离子的物质一定是盐
C.盐在水溶液中电离出来的阳离子一定是金属离子
D.碱在水溶液中电离出的离子一定是金属阳离子和OH-
能力提升练
题组一 电解质的导电原理
1.能导电的物质本质上是存在自由移动的带电粒子,下列说法不正确的是( )
A.金属和石墨能导电是因为存在自由移动的电子
B.酸、碱、盐的溶液能导电是因为存在自由移动的阴、阳离子
C.氢氧化铁胶体也能导电
D.电解质受热熔化时都能产生自由移动的离子
2.(教材内容拓展)图a~c分别为氯化钠在不同状态下的导电实验(X、Y均表示石墨电极,X与电源正极相连,Y与电源负极相连)微观示意图。下列说法错误的是( )
A.图中代表的离子是氯离子
B.图a中氯化钠固体不能导电
C.图b表示熔融NaCl能导电
D.图c表示带负电荷的水合氯离子向与电源负极相连的电极移动
题组二 探究电解质溶液的导电性
3.某学生利用如图装置对电解质溶液导电能力进行实验探究。下列说法中正确的是( )
A.闭合开关K,电流表指针发生偏转,证明稀盐酸是电解质
B.闭合开关K,向烧杯中加入NaCl固体,由于HCl与NaCl不反应,故电流表指针不发生变化
C.选取相同浓度的稀硫酸替换稀盐酸,电流表的示数相同
D.闭合开关K,向溶液中加入Na2CO3固体,电流表示数几乎不变
4.常温下,向同体积某浓度的两份硫酸铜溶液中分别加入硫酸铜固体和Ba(OH)2固体,随着二者的加入,溶液的导电能力变化如图所示。下列分析不合理的是( )
A.原硫酸铜溶液一定不是饱和溶液
B.若将Ba(OH)2固体换成BaCl2固体,曲线变化可能完全重叠
C.M点后曲线表示的是新加入的硫酸铜固体生成了胆矾晶体,使溶液质量减小
D.N点时CuSO4和Ba(OH)2恰好完全反应
5.在如图所示的串联装置中,发现灯泡不亮,但若向其中一个烧杯加水,灯泡会亮起来。
(1)加水的烧杯为 (填“A”“B”“C”或“D”)。
(2)写出B、D烧杯中电解质的电离方程式:B 、D 。
(3)向A烧杯中加入少量Ba(OH)2溶液,溶液的导电能力 。
答案与分层梯度式解析
第2章 元素与物质世界
第2节 电解质的电离 离子反应
第1课时 电解质的电离
基础过关练
1.B ①盐酸是氯化氢的水溶液,为混合物,不是电解质,能导电;②生石灰属于电解质,但生石灰为固体,不导电;③铜是单质,不是电解质,能导电;④石墨是单质,不是电解质,能导电;⑤二氧化氯不是电解质;⑥熔融氯化钾能导电,属于电解质;故选B。
2.B 氨气的水溶液能导电是因为氨气与水反应生成的NH3·H2O能电离产生离子,氨气本身不能电离产生离子,所以氨气不是电解质,故A错误;氧化钠在熔融状态下能导电是因为熔融氧化钠可电离出离子,氧化钠是电解质,故B正确;BaSO4、AgCl是盐,二者均难溶于水,但在熔融状态下均能够发生电离产生自由移动的离子,所以BaSO4、AgCl属于电解质,故C错误;H2SO4在熔融状态下不导电,故D错误。
易错分析 对电解质的概念及物质导电的本质认识不清导致错选。在水溶液中或熔融状态下能自身电离出离子从而导电的化合物为电解质。难溶于水的物质若满足在熔融状态下导电,也属于电解质。
3.C H2SO4属于强酸,在水溶液中完全电离生成氢离子和硫酸根离子,其电离方程式为H2SO4 2H++S,故A错误;NaHSO4在水溶液中完全电离生成Na+、H+和S,故B错误;NH4NO3由铵根离子和硝酸根离子构成,在水溶液中电离方程式为NH4NO3 N,故C正确;KIO3由钾离子和碘酸根离子构成,在水溶液中电离方程式为KIO3 K++I,故D错误。
4.答案 (1)①不能 HCl是酸,液态时不电离,在水溶液中电离 ②能 NaCl是电解质,熔融状态下电离出Na+和Cl- ③不能 Fe是单质 ④不能 电解质在固态时不电离 (2)①NaHCO3 Na++HC ②Ba(OH)2 Ba2++2OH- ③NaClO Na++ClO-
解析 (1)酸在水溶液中电离,液态时只有分子,没有离子;碱、盐在水溶液中或熔融状态下能电离,但固态时不电离;单质不是电解质,不电离。(2)书写电离方程式时,要遵循原子守恒、电荷守恒。
5.A 酸电离出的阳离子只有H+,②符合要求;碱电离出的阴离子只有OH-,③符合要求;盐电离出金属阳离子(或铵根离子)和酸根离子,④符合要求。
6.B NaHSO4属于盐,在水溶液中可电离出H+,A错误;在水溶液中电离出金属阳离子和酸根离子的物质一定是盐,B正确;盐在水溶液中电离出来的阳离子是金属离子或N,强酸的酸式盐还会电离出H+,C错误;NH3·H2O属于碱,在水溶液中电离出的阳离子是N,不是金属离子,D错误。
能力提升练
1.D 电解质受热熔化时不一定产生自由移动的离子,如硫酸,故D错误。
名师点睛 电解质溶液导电与金属导电的区别
(1)金属导电是靠自由移动的电子,电解质溶液导电是靠自由移动的离子。
(2)金属中自由移动的电子带负电荷,电解质溶液中的阳离子带正电荷,阴离子带负电荷。
(3)金属导电只发生电子的定向移动,电解质溶液导电过程一定发生化学反应。
2.D 根据题图b中向与电源正极相连的电极移动可知,其带负电荷,为氯离子,故A正确;干燥的氯化钠固体中虽然含有阳离子和阴离子,但它们不能自由移动,所以题图a中的氯化钠固体不导电,故B正确;题图b中钠离子和氯离子发生定向移动,因为熔融的氯化钠中存在自由移动的钠离子和氯离子,所以熔融的氯化钠能导电,故C正确;带负电荷的水合氯离子在通电的条件下向与电源正极相连的电极移动,故D错误。
3.D 稀盐酸是氯化氢的水溶液,属于混合物,混合物不是电解质,故A错误;氯化钠是易溶于水的电解质,闭合开关K,向烧杯中加入氯化钠固体,氯化钠溶于水使溶液中离子的浓度增大,导电能力增强,电流表指针会发生变化,故B错误;H2SO4是二元强酸,盐酸是一元强酸,稀硫酸导电能力强于等浓度的稀盐酸,则选取相同浓度的稀硫酸替换稀盐酸,电流表的示数不相同,故C错误;闭合开关K,向溶液中加入碳酸钠固体,碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,反应前后溶液中的离子数目和离子所带电荷数不变,且生成水的量很少,可视为不影响溶液体积,溶液导电能力几乎不变,电流表示数几乎不变,故D正确。
4.B 开始时随硫酸铜固体的加入溶液导电能力增强,说明加入的硫酸铜固体溶解使溶液中离子浓度增大,则原硫酸铜溶液一定不是饱和溶液,A项正确。向硫酸铜溶液中加入Ba(OH)2固体,发生反应CuSO4+Ba(OH)2 BaSO4↓+Cu(OH)2↓,溶液中离子浓度减小,导电能力减弱,当二者恰好完全反应时,溶液中离子浓度几乎为0,导电能力几乎为0,当Ba(OH)2过量时,随Ba(OH)2固体的加入溶液导电能力增强;若将Ba(OH)2固体换成BaCl2固体,发生反应CuSO4+BaCl2 BaSO4↓+CuCl2,与原CuSO4溶液相比导电能力基本不变,恰好完全反应后继续加入BaCl2固体,溶液中离子浓度增大,导电能力增强,曲线变化与加入Ba(OH)2固体不相同,B项错误,D项正确。M点后,溶液导电能力几乎不变,说明加入的硫酸铜固体变成胆矾晶体导致溶液中离子浓度不变,使溶液质量减小,C项正确。
5.答案 (1)C
(2)Cu(NO3)2 Cu2++2N KOH K++OH-
(3)减弱
解析 (1)纯H3PO4不导电,加水后可使其发生电离而导电。(2)Cu(NO3)2的电离方程式为Cu(NO3)2 Cu2++2N,KOH的电离方程式为KOH K++OH-。(3)向A烧杯中加入少量Ba(OH)2溶液,发生反应H2SO4+Ba(OH)2 BaSO4↓+2H2O,溶液中离子浓度减小,导电能力减弱。
11第2章 元素与物质世界
第2节 电解质的电离 离子反应
第2课时 离子反应
基础过关练
题组一 离子反应发生的条件
1.下列两种溶液混合后,能发生离子反应,且溶液的总质量不会发生改变的是( )
A.澄清石灰水和稀盐酸混合
B.小苏打溶液和柠檬水混合制汽水
C.人工盐(含有Na2SO4、NaHCO3、NaCl、K2SO4)溶液与BaCl2溶液混合
D.氯化钠溶液和蔗糖水混合
2.(经典题)某同学在实验室中进行如下实验,以下结论不正确的是( )
编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
实验
现象 没有明显变化,溶液仍为无色 有白色沉淀生成,溶液为蓝绿色 有无色气体放出
A.Ⅰ中无明显变化,说明两溶液不反应
B.Ⅱ中的白色沉淀为BaSO4
C.Ⅲ中发生的反应是离子反应
D.Ⅱ中发生反应的实质是钡离子与硫酸根离子反应
3.某学习小组以Ba(OH)2、水、H2SO4为实验对象探究离子反应发生的条件。
实验1:向烧杯中依次加入下列试剂,记录灯泡变化
①Ba(OH)2粉末:灯泡不亮 ②加入蒸馏水:灯泡变亮 ③逐滴滴加0.1 mol·L-1硫酸,灯泡变化如下:亮暗熄灭亮
(1)Ba(OH)2粉末加水后灯泡变亮的原因是Ba(OH)2发生了电离,写出Ba(OH)2的电离方程式: 。
(2)用离子方程式解释过程Ⅰ中灯泡变暗的原因: 。
(3)实验2:用Na2SO4溶液替代稀硫酸,重复实验进行对照。
①Na2SO4溶液的浓度是 。
②加入Na2SO4溶液过程中灯泡不熄灭,原因是 。
题组二 离子方程式的书写与正误判断
4.(经典题)下列有关离子方程式正确的是( )
A.Na投到水中:Na+H2O Na++OH-+H2↑
B.CuSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液:Ba2++S BaSO4↓
C.Fe与稀盐酸混合:2Fe+6H+ 2Fe3++3H2↑
D.用NaOH溶液吸收多余氯气:Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O
5.(教材习题改编)下列反应能用离子方程式H++OH- H2O表示的是( )
A.氢氧化钡溶液与稀硫酸的反应
B.氨水与盐酸的反应
C.烧碱溶液与硫酸氢钠溶液的反应
D.醋酸与澄清石灰水的反应
6.按要求写出下列反应的离子方程式。
(1)BaCO3与稀盐酸反应: 。
(2)将少量三氧化二铁加入稀盐酸中,反应的离子方程式是 ;取少量反应后的棕黄色溶液于试管中,加少量NaOH溶液,可观察到红褐色沉淀,反应的离子方程式是 ;再加入足量盐酸,反应的离子方程式是 。
(3)写出CO2+2OH- C+H2O所对应的一个化学方程式: 。
(4)写出过量CO2通入NaOH溶液中反应的离子方程式: 。
7.向硝酸银溶液中通入少量氯化氢气体,溶液导电能力变化如图所示:
用离子方程式和文字解释原因: 。
题组三 离子共存
8.某矿物质饮用水的部分标签如图所示,则该饮用水中还可能较大量存在的离子是( )
主要成分
钾离子(K+):20~27.8 mg·L-1
氯离子(Cl-):30~34.2 mg·L-1
镁离子(Mg2+):20.2~24.9 mg·L-1
硫酸根离子(S):24~27.5 mg·L-1
A.OH- B.Ag+ C.Na+ D.Ba2+
9.(经典题)下列各组离子在指定的溶液中能大量共存的是( )
A.无色透明的溶液中:K+、Mn、N
B.滴加酚酞显红色的溶液中:HC、Na+、Cl-
C.加入Zn粒有H2产生的溶液中:Na+、Cl-、N
D.1 mol·L-1 CuCl2溶液中:S、OH-、N
10.(不定项)向含Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入稀盐酸,生成气体的物质的量随加入盐酸体积的变化关系如图所示。则下列离子组在对应的溶液中,一定能大量共存的是( )
A.a点对应的溶液中:Cu2+、Cl-、S、N
B.b点对应的溶液中:Na+、Ba2+、N、OH-
C.c点对应的溶液中:Na+、Ca2+、N、Cl-
D.d点对应的溶液中:Fe3+、Mg2+、S、N
题组四 离子检验与推断
11.某无色强碱性溶液中仅含有Na+、Mg2+、Cl-、OH-、C、S中的若干种,为了确定该溶液的组成,某同学进行如下实验:
①取少量溶液,加入过量BaCl2溶液,有白色沉淀产生;
②向①所得白色沉淀中加入足量盐酸,沉淀部分溶解,并有无色气体生成;
③将②所得混合物过滤,向滤液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成。
分析上述实验,下列说法正确的是( )
A.一定不含有Cl-
B.一定含有OH-、S、Cl-
C.可能含有Mg2+
D.一定含有Na+、OH-、C、S
12.(经典题)某无色透明溶液中可能大量存在Ag+、Mg2+、Cu2+、Fe3+、Na+中的几种。请回答下列问题:
(1)不做任何实验就可以肯定原溶液中不存在的离子是 。
(2)取少量原溶液,加入过量稀盐酸,有白色沉淀生成;再加入过量稀硝酸,沉淀不溶解。说明原溶液中肯定存在的离子是 。
(3)取(2)中的滤液,加入过量的氢氧化钠溶液,出现白色沉淀,说明原溶液中肯定有 ,有关的离子方程式为 。
(4)原溶液可能大量存在的阴离子是 (填字母)。
A.Cl- B.N D.OH-
能力提升练
题组一 与量有关的离子方程式的书写及正误判断
1.下列离子方程式中正确的是( )
A.将CO2通入CaCl2溶液中:CO2+H2O+Ca2+ CaCO3↓+2H+
B.向NaOH溶液中加入过量Ca(HCO3)2溶液,有白色沉淀生成:Ca2++2HC+2OH- CaCO3↓+2H2O+C
C.Ca(HCO3)2溶液与过量Ca(OH)2溶液反应:Ca2++HC+OH- CaCO3↓+H2O
D.向NaHSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液至溶液呈中性:B BaSO4↓+H2O
2.在两份相同的Ba(OH)2溶液中,分别逐滴滴入含有溶质的物质的量相同、溶液体积相同的稀H2SO4和NaHSO4溶液,其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示。 请回答下列问题:
(1)图中①代表滴加 溶液的变化曲线。
(2)曲线② b点之前发生反应的离子方程式为 ;bd段发生反应的离子方程式为 。
(3)a点对应的溶液显 (填“酸性”“中性”或“碱性”,下同),b点对应的溶液显 。
题组二 离子反应在物质除杂和提纯中的应用
3.(不定项)某KCl样品中含有少量K2CO3、K2SO4和不溶于水的杂质。为了提纯KCl,先将样品溶于适量水中,搅拌、过滤,再将滤液按如图所示步骤进行提纯。下列说法正确的是( )
A.操作a、b均是过滤
B.试剂Ⅰ为BaCl2溶液
C.试剂Ⅱ为Na2CO3溶液
D.步骤③中发生反应的离子方程式为C+2H+ H2O+CO2↑
4.化学不仅能创造新物质,还能分离、提纯物质。
Ⅰ.用一种试剂除去下列各物质中的杂质(括号内为杂质),并写出离子方程式。
(1)NaOH 溶液[Ca(OH)2],试剂: ,离子方程式: 。
(2)Ba(NO3)2溶液(BaCl2),试剂: ,离子方程式: 。
Ⅱ.现要将含有少量Zn2+、Fe3+、Cu2+等重金属离子的污水(其阴离子主要为Cl-)进行处理,得到可排放的水,实验流程如图所示。
已知:3Zn(足量)+2Fe3+ 2Fe+3Zn2+
(3)操作Ⅰ的名称为 ,需要用到的玻璃仪器有 。
(4)写出生成Zn(OH)2沉淀的离子方程式: 。
(5)若加入的稀硫酸过量,则红色固体属于 (填“纯净物”或“混合物”),浅绿色溶液中的溶质除过量的H2SO4外,还有 (填化学式)。
答案与分层梯度式解析
第2章 元素与物质世界
第2节 电解质的电离 离子反应
第2课时 离子反应
基础过关练
1.A 发生了离子反应:H++OH- H2O,溶液总质量不变,A正确;HC与酸反应产生CO2气体,发生了离子反应,有CO2逸出,溶液总质量变小,B错误;S与Ba2+反应生成BaSO4沉淀,发生了离子反应,溶液总质量变小,C错误;NaCl与蔗糖不发生反应,D错误。
名师点睛 复分解型离子反应满足下列条件之一即可发生:反应生成难溶物质(如BaSO4、AgCl等)、生成挥发性物质(如SO2、CO2等)、生成难电离物质(如弱酸、弱碱、水)。
2.A 酸和碱发生中和反应生成可溶性盐和水,无明显现象,A错误;Ⅱ中发生复分解反应生成硫酸钡白色沉淀,B正确;Ⅲ中Zn与稀盐酸发生置换反应,有离子参加,为离子反应,C正确;Ⅱ中发生反应的实质是钡离子与硫酸根离子反应,铜离子和氯离子未参与反应,D正确。
3.答案 (1)Ba(OH)2 Ba2++2OH-
(2)Ba2++2OH-+2H++S BaSO4↓+2H2O
(3)①0.1 mol·L-1 ②Ba(OH)2和Na2SO4反应生成BaSO4沉淀和NaOH,NaOH在溶液中电离出Na+、OH-,溶液导电
解析 (1)Ba(OH)2为强电解质,其电离方程式为Ba(OH)2 Ba2++2OH-。
(2)Ba(OH)2和稀硫酸反应生成BaSO4沉淀和水,溶液中自由移动离子的浓度减小,溶液导电能力减弱,灯泡变暗,反应的离子方程式为Ba2++2OH-+2H++S BaSO4↓+2H2O。
(3)①用Na2SO4溶液替代稀硫酸,Na2SO4溶液的浓度应该和稀硫酸的浓度相同,所以Na2SO4溶液的浓度为0.1 mol·L-1;②Ba(OH)2和Na2SO4反应生成BaSO4沉淀和NaOH,NaOH在溶液中电离出Na+、OH-,溶液导电,所以加入Na2SO4溶液过程中灯泡不熄灭。
4.D 该离子方程式不满足原子守恒,故A错误;CuSO4与Ba(OH)2反应生成的BaSO4和Cu(OH)2均为沉淀,该离子方程式缺少部分离子反应,故B错误;不符合客观事实,Fe与稀盐酸反应的离子方程式为Fe+2H+ Fe2++H2↑,故C错误;用NaOH溶液吸收多余氯气,发生反应的离子方程式为Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O,故D正确。
5.C 氢氧化钡溶液与稀硫酸反应的离子方程式为Ba2++S+2OH-+2H+ 2H2O+BaSO4↓,A项不符合题意;NH3·H2O为弱碱,在书写离子方程式时不拆,B项不符合题意;NaOH与NaHSO4反应的离子方程式为H++OH- H2O,C项符合题意;醋酸为弱酸,在书写离子方程式时不拆,D项不符合题意。
名师点睛 离子方程式不仅可以表示某个具体反应,还可以表示一类反应,因此解答该类型的试题需要逐一分析才能得出正确的结论。
6.答案 (1)2H++BaCO3 Ba2++H2O+CO2↑
(2)Fe2O3+6H+ 2Fe3++3H2O Fe3++3OH- Fe(OH)3↓ Fe(OH)3+3H+ Fe3++3H2O
(3)2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O(答案合理即可)
(4)CO2+OH- HC
解析 (1)BaCO3与稀盐酸反应生成氯化钡、二氧化碳和水,离子方程式为2H++BaCO3 Ba2++H2O+CO2↑。(2)将少量三氧化二铁加入稀盐酸中,反应生成氯化铁和水,反应的离子方程式为Fe2O3+6H+ 2Fe3++3H2O;取少量反应后的棕黄色溶液于试管中,加少量NaOH溶液,可观察到红褐色沉淀,反应的离子方程式为Fe3++3OH- Fe(OH)3↓;再加入足量盐酸,反应的离子方程式为Fe(OH)3+3H+ Fe3++3H2O。(3)离子方程式CO2+2OH- C+H2O表示二氧化碳与强碱反应生成可溶性碳酸盐和水,所对应的化学方程式有2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O、2KOH+CO2 K2CO3+H2O等。(4)过量CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3,离子方程式为CO2+OH- HC。
7.答案 Ag++Cl- AgCl↓,消耗的Ag+的物质的量与引入的H+的物质的量相等,溶液中离子浓度不变,溶液的导电能力不变
解析 向硝酸银溶液中通入少量氯化氢气体,发生反应Ag++Cl- AgCl↓,消耗的Ag+的物质的量与引入的H+的物质的量相等,溶液中离子浓度不变,溶液的导电能力不变。
8.C 离子之间不发生反应,则能大量共存。OH-与Mg2+反应生成Mg(OH)2沉淀,Ag+与Cl-反应生成AgCl沉淀,Ba2+与S反应生成BaSO4沉淀;Na+与K+、Cl-、Mg2+、S均不反应,故选C。
9.C 含Mn的溶液呈紫色,A项不符合题意;滴加酚酞显红色的溶液呈碱性,HC在碱性条件下不能大量存在,B项不符合题意;加入Zn粒有H2产生的溶液显酸性,各离子之间互不反应,能大量共存,C项符合题意;Cu2+与OH-不能大量共存,OH-与N反应生成NH3·H2O,也不能大量共存,D项不符合题意。
名师点睛 (1)无色溶液中,不能存在Cu2+(蓝色)、Fe3+(棕黄色)、Fe2+(浅绿色)、Mn(紫色)等。
(2)使紫色石蕊溶液变红、常温下pH<7的溶液均呈酸性,即溶液中有较多H+,能与H+反应的OH-、C等均不能大量存在。
(3)使紫色石蕊溶液变蓝、无色酚酞溶液变红、常温下pH>7的溶液均呈碱性,即溶液中有较多OH-,能与OH-反应的H+、Fe3+等均不能大量存在。
10.CD 向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入稀盐酸,首先发生反应:Na2CO3+HCl NaHCO3+NaCl,然后发生反应:NaHCO3+HCl NaCl+H2O+CO2↑。A项,a点溶液中溶质为NaHCO3、Na2CO3、NaCl,Cu2+与C反应生成沉淀而不能大量存在;B项,b点溶液中溶质为NaHCO3、NaCl,OH-与HC反应而不能大量存在;C项,c点恰好完全反应,溶液中溶质为NaCl,Na+、Ca2+、N、Cl-之间相互不反应,可以大量共存;D项,d点盐酸过量,溶液中溶质为NaCl、HCl,Fe3+、Mg2+、S、N之间相互不反应,也不与溶质反应,可以大量共存。
11.D
12.答案 (1)Cu2+、Fe3+ (2)Ag+ (3)Mg2+ Mg2++2OH- Mg(OH)2↓ (4)B
解析 (1)含Cu2+的溶液呈蓝色,含Fe3+的溶液呈棕黄色,所以在无色溶液中肯定不存在的离子是Cu2+、Fe3+。(2)向少量原溶液中加入过量稀盐酸,有白色沉淀生成;再加入过量稀硝酸,沉淀不溶解,该沉淀为AgCl,说明原溶液中肯定存在的离子是Ag+。(3)因Ag+与过量氯离子完全反应,取(2)中的滤液,加入过量氢氧化钠溶液,出现白色沉淀,该沉淀为Mg(OH)2,说明原溶液中肯定有Mg2+,反应的离子方程式为Mg2++2OH- Mg(OH)2↓。(4)由上述分析可知,该溶液中肯定不存在的离子是Cu2+、Fe3+,肯定存在的离子为Ag+、Mg2+,不能确定的离子为Na+;Cl-与Ag+反应产生AgCl沉淀,不可能大量存在;N与Ag+、Mg2+、Na+不反应,可能大量存在;C与Ag+、Mg2+均能形成沉淀,不能大量存在;OH-与Ag+、Mg2+均能形成沉淀,不能大量存在;故选B。
能力提升练
1.C CO2通入CaCl2溶液不产生白色沉淀,故A错误;向NaOH溶液中加入过量Ca(HCO3)2溶液,根据“少定多变”,离子方程式为Ca2++HC+OH- CaCO3↓+H2O,故B错误;Ca(HCO3)2与过量Ca(OH)2溶液反应的离子方程式为Ca2++HC+OH- CaCO3↓+H2O,故C正确;向NaHSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液至溶液呈中性,反应的离子方程式为Ba2++2OH-+2H++S BaSO4↓+2H2O,故D错误。
方法点津 书写与“量”有关的离子方程式时,要注意题目要求,如“过量”“适量”“少量”等条件,一般把少量物质的化学计量数定为1,同时也要注意滴加顺序。
2.答案 (1)H2SO4 (2)Ba2++OH-+H++S BaSO4↓+H2O OH-+H+ H2O (3)中性 碱性
解析 (1)向Ba(OH)2溶液中滴加稀H2SO4,发生反应:Ba(OH)2+H2SO4 BaSO4↓+2H2O,溶液中离子浓度减小,导电能力减弱,当二者恰好完全反应时,溶液导电能力几乎为0,H2SO4过量时,随稀硫酸的加入溶液导电能力增强;向Ba(OH)2溶液中滴加NaHSO4溶液时,开始时发生反应Ba(OH)2+NaHSO4 BaSO4↓+H2O+NaOH,溶液中离子浓度减小,导电能力减弱,后发生反应NaOH+NaHSO4 H2O+Na2SO4,溶液中离子浓度继续减小,导电能力减弱,当NaHSO4过量时,溶液导电能力增强。故①代表滴加稀H2SO4的变化曲线,②代表滴加NaHSO4溶液的变化曲线。(2)由(1)中分析可知,b点之前发生反应的离子方程式为Ba2++OH-+H++S BaSO4↓+H2O;bd段发生反应的离子方程式为OH-+H+ H2O。(3)由(1)中分析可知,a点时Ba(OH)2与H2SO4恰好完全反应,溶液显中性;b点时Ba(OH)2与NaHSO4按物质的量之比为1∶1反应,溶液中溶质为NaOH,溶液显碱性。
3.BD KCl样品中含有少量K2CO3、K2SO4和不溶于水的杂质,加水溶解、过滤,除去不溶性杂质,滤液中含杂质离子C、S,先加过量氯化钡溶液(试剂Ⅰ),反应生成硫酸钡、碳酸钡沉淀,再加过量K2CO3溶液(试剂Ⅱ),除过量氯化钡,过滤(操作a),滤液中含有氯化钾、碳酸钾,加适量盐酸(试剂Ⅲ)除碳酸钾,蒸发结晶(操作b)得氯化钾晶体。操作a是过滤,操作b是蒸发结晶,A错误;由上述分析可知,B正确;除杂时不能引入新杂质,如果加入Na2CO3溶液,会引入杂质离子Na+,C错误;步骤③的目的是除去碳酸钾,反应的离子方程式为C+2H+ H2O+CO2↑,D正确。
名师点睛 除杂过程中,加入的除杂试剂要稍过量,确保杂质被完全除去,且不能引入新的杂质。此类题目还常考查实验操作,如过滤、蒸发结晶等。
4.答案 Ⅰ.(1)碳酸钠溶液 C+Ca2+ CaCO3↓ (2)硝酸银溶液 Cl-+Ag+ AgCl↓ Ⅱ.(3)过滤 漏斗、玻璃棒、烧杯 (4)Zn2++2OH- Zn(OH)2↓ (5)纯净物 FeSO4、ZnSO4
解析 Ⅰ.(1)除去NaOH溶液中的Ca(OH)2,即除去Ca2+,可考虑将Ca2+转化为CaCO3沉淀。为了不引入杂质阳离子,则除杂试剂为碳酸钠溶液,离子方程式为C+Ca2+ CaCO3↓。(2)除去Ba(NO3)2溶液中的BaCl2,即除去Cl-,可考虑将Cl-转化为AgCl沉淀。为了不引入杂质阴离子,除杂试剂为硝酸银溶液,离子方程式为Cl-+Ag+ AgCl↓。Ⅱ.污水静置后难溶物沉降,过滤分离溶液与难溶物;向澄清溶液中加入过量锌粉,将铜离子、铁离子转化为铜、铁单质,过滤,所得滤渣A中含Fe、Cu及过量的Zn;向A中加入稀硫酸,红色固体铜不反应,铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,过量的锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气;向滤液中加入适量氢氧化钠,OH-与锌离子反应生成氢氧化锌沉淀。(3)操作Ⅰ是分离固液的操作,为过滤,需要用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯。(4)OH-和锌离子反应生成氢氧化锌沉淀:Zn2++2OH- Zn(OH)2↓。(5)若加入的稀硫酸过量,铁、锌完全反应,则红色固体中只含有铜,属于纯净物;浅绿色溶液中的溶质除过量的硫酸外,还有铁和硫酸反应生成的硫酸亚铁(FeSO4)、过量的锌与硫酸反应生成的硫酸锌(ZnSO4)。
19第2章 元素与物质世界
专题强化练3 离子鉴别及推断
1.下列有关离子的检验及结论正确的是( )
A.加入Na2CO3溶液,出现白色沉淀,则原溶液中一定含有Ca2+
B.加入稀盐酸产生无色无味气体,将气体通入澄清石灰水中,溶液变浑浊,则原溶液中一定含有C
C.加入BaCl2溶液,出现白色沉淀,则原溶液中一定含有S
D.加入稀硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,则原溶液中一定含有Cl-
2.(经典题)在甲、乙两烧杯的溶液中,各含有大量的Cu2+、K+、H+、Cl-、C、OH-六种离子中的三种,已知甲烧杯中的溶液呈蓝色,则乙烧杯的溶液中大量存在的离子是( )
A.Cu2+、H+、Cl- B.C、OH-、Cl-
C.K+、H+、Cl- D.K+、OH-、C
3.某无色澄清溶液中可能含有①Na+、②S、③Cl-、④HC、⑤C、⑥H+、⑦Cu2+中的若干种,依次进行下列实验,且每步所加试剂均过量,观察到的现象如下:
步骤 操作 现象
(1) 向溶液中滴加紫色石蕊试液 溶液变红
(2) 向溶液中滴加BaCl2溶液和稀盐酸 有白色沉淀生成
(3) 将(2)中所得混合物过滤,向滤液中加入AgNO3溶液和稀HNO3 有白色沉淀生成
下列结论正确的是( )
A.肯定含有的离子是②③⑥
B.该实验无法确定是否含有③
C.可能含有的离子是①③⑦
D.肯定没有的离子是④⑥,可能含有的离子是②
4.某无色透明的溶液a中可能含有Cl-、S、HC、Na+、Mg2+和Fe3+中的一种或几种,为了确定该溶液的组成,取一定体积的上述溶液进行如下实验,下列说法正确的是( )
A.“白色沉淀1”和“白色沉淀2”中都含有BaCO3
B.加入Ba(OH)2时会发生反应Ba2++HC+OH- BaCO3↓+H2O
C.“溶液a”中可能存在Mg2+和Fe3+
D.向“溶液2”中滴加稀HNO3酸化的AgNO3溶液,若产生白色沉淀说明“溶液a”中含有Cl-
5.由Ca2+、Ag+、K+、Fe3+、N、S、Cl-、C这8种离子构成A、B、C、D四种可溶性盐(离子在物质中不能重复出现)。现做如下实验:
①把四种盐分别溶于盛有蒸馏水的四支试管中,只有C的溶液呈棕黄色;
②向①的四支试管中分别加入盐酸,A的溶液中有沉淀生成,B的溶液中有无色无味的气体逸出。
回答下列问题:
(1)写出A、C的化学式:A ,C 。
(2)写出盐酸与B反应的离子方程式: 。
(3)向C中滴入NaOH溶液的现象为 。
(4)现有与C含有同一种阳离子的氯化物M,配制M的饱和溶液并进行以下实验:
①在烧杯中加入40 mL蒸馏水,加热至沸腾后,向沸水中加入制取的饱和M溶液5~6滴,继续煮沸至液体呈 色,停止加热,用激光笔照射烧杯中的液体,可以观察到液体中 ,该液体中分散质粒子的直径介于 。
②向①的烧杯中逐滴加入过量的盐酸,写出发生反应的离子方程式: 。
(5)写出D在溶液中与NH4HCO3反应产生沉淀、气体和一种氮肥的化学方程式: 。
6.现有一混合溶液,只含有以下离子中的某几种:K+、N、Cl-、Mg2+、Ba2+、C、S,取三份100 mL该混合溶液进行如下实验。
实验①:向第一份混合溶液中加入AgNO3溶液,有沉淀产生;
实验②:向第二份混合溶液中加入足量NaOH溶液,加热,收集到0.08 mol气体;
实验③:向第三份混合溶液中加入足量BaCl2溶液后,得到干燥的沉淀12.54 g,再加足量稀盐酸,过滤、洗涤、干燥后,沉淀质量变为4.66 g。已知:N+OH- NH3↑+H2O。
(1)由实验②推断该混合溶液中应含有 (填离子符号),其物质的量浓度为 mol·L-1。
(2)由实验③可知12.54 g沉淀的成分为 (填化学式),写出该步骤中沉淀质量减小的离子方程式: 。
(3)综合上述实验,你认为以下结论正确的是 (填字母)。
A.该混合溶液中一定含有K+、N、C、S,可能含Cl-,且100 mL溶液中n(K+)≥0.04 mol
B.该混合溶液中一定含有N、C、S,可能含K+、Cl-
C.该混合溶液中一定含有N、C、S,可能含Mg2+、K+、Cl-
D.该混合溶液中一定含有N、S,可能含Mg2+、K+、Cl-
7.在Na+浓度为0.5 mol·L-1的某澄清溶液中,还可能含有下表中的若干种离子。(已知H2SiO3为不溶于水的胶状沉淀,加热条件下分解为两种氧化物)
阳离子 K+、Ag+、Ca2+、Ba2+
阴离子 N、C、Si、S
现取该溶液100 mL进行如下实验(气体体积在标准状况下测定)。
序号 实验内容 实验结果
Ⅰ 向该溶液中加入足量稀盐酸 生成白色胶状沉淀并放出标准状况下0.56 L气体
Ⅱ 将Ⅰ中产生的混合液过滤,对沉淀洗涤、灼烧至恒重,称量所得固体质量 固体质量为2.4 g
Ⅲ 向Ⅱ的滤液中滴加BaCl2溶液 无明显现象
请回答下列问题:
(1)根据实验Ⅰ能确定一定不存在的离子是 。
(2)实验Ⅰ中生成气体的离子方程式为 。
(3)通过实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和必要计算,填写下表中阴离子的浓度(能计算出的离子,填写计算结果,一定不存在的离子填“0”,不能确定是否存在的离子填“ ”)。
阴离子 N C Si S
c/(mol·L-1) 0.25
(4)判断K+是否存在,若存在,计算其最小浓度;若不存在,请说明理由: 。
答案与分层梯度式解析
第2章 元素与物质世界
专题强化练3 离子鉴别及推断
1.D 加入Na2CO3溶液有白色沉淀产生,该沉淀可能为CaCO3、BaCO3、MgCO3等,所以溶液中不一定含有Ca2+,A错误;加入稀盐酸产生使澄清石灰水变浑浊的无色无味的气体,原溶液中可能含有HC,B错误;加入BaCl2溶液有白色沉淀产生,该沉淀可能为AgCl或BaSO4,溶液中可能含Ag+,不一定有S,C错误;加入稀硝酸酸化的AgNO3溶液,有白色沉淀生成,此沉淀只能为AgCl沉淀,所以溶液中一定含有Cl-,D正确。
2.D 甲烧杯中的溶液呈蓝色,说明含Cu2+,OH-、C不能和Cu2+大量共存,则C、OH-在乙烧杯中,H+和OH-、C不能大量共存,H+存在于甲烧杯中,根据溶液呈电中性,Cl-在甲烧杯中,K+在乙烧杯中,因此乙烧杯的溶液中含有的离子为K+、C、OH-,选D。
3.B Cu2+在水溶液中显蓝色,则无色澄清溶液中不可能含有Cu2+,向溶液中滴加紫色石蕊试液,溶液变红,说明溶液呈酸性,溶液中含有大量H+,由于H+能与HC、C反应,所以原溶液中一定不含HC、C;向溶液中滴加BaCl2溶液和稀盐酸,产生不溶于盐酸的白色沉淀,推知原溶液中一定含有S;将(2)中所得混合物过滤,向滤液中加入AgNO3溶液和稀HNO3,有白色沉淀AgCl生成,说明滤液中含有Cl-,但步骤(2)引入了Cl-,所以无法确定原溶液中是否含有Cl-;根据题述实验操作及现象,无法确定原溶液中是否存在Na+。综合上述分析可知,溶液中一定不含Cu2+、HC、C,一定含有S、H+,无法确定是否含有Na+、Cl-,故选B。
4.B 加入足量Ba(OH)2时有白色沉淀1生成,向生成的白色沉淀1中加入足量的稀盐酸后有白色沉淀2剩余,白色沉淀2为BaSO4;白色沉淀1部分溶解生成气体1,结合题中离子,可推知气体1是CO2,白色沉淀1为BaCO3、BaSO4的混合物,A错误。加入Ba(OH)2时,Ba(OH)2与HC反应有BaCO3生成,离子方程式为Ba2++HC+OH- BaCO3↓+H2O,B正确。该溶液为无色溶液,肯定不含Fe3+,C错误。由于加入了足量稀盐酸,所以无法确定溶液2中的Cl-是否来自溶液a,D错误。
名师点睛 (1)解答此类试题时要将实验操作、实验现象与对应物质的性质结合起来分析。
(2)特别注意在实验中加入某试剂时,是否引入了与原溶液相同的离子,这将影响到该离子的判断,如本题中的Cl-。
5.答案 (1)AgNO3 Fe2(SO4)3 (2)C+2H+ H2O+CO2↑ (3)产生红褐色沉淀 (4)①红褐 出现一条光亮的“通路” 1~100 nm ②Fe(OH)3(胶体)+3H+ Fe3++3H2O (5)2NH4HCO3+CaCl2 CaCO3↓+2NH4Cl+CO2↑+H2O
解析 把四种盐分别溶于盛有蒸馏水的四支试管中,只有C的溶液呈棕黄色,则C中含有Fe3+;向①的四支试管中分别加入盐酸,A的溶液中有沉淀生成,结合题中给出的离子可知,该沉淀为AgCl,则A为AgNO3,B的溶液中有无色无味的气体逸出,该气体为CO2,则B为K2CO3,由于硫酸钙微溶,则D应为CaCl2,C为Fe2(SO4)3。(1)根据上述分析可知,A为AgNO3,C为Fe2(SO4)3。(2)HCl与K2CO3反应生成KCl、CO2和H2O,离子方程式为C+2H+ H2O+CO2↑。(3)C为Fe2(SO4)3,向C中滴入NaOH溶液生成氢氧化铁沉淀,故现象为产生红褐色沉淀。(4)①M的饱和溶液为氯化铁饱和溶液,在烧杯中加入40 mL蒸馏水,加热至沸腾后,向沸水中加入制取的饱和氯化铁溶液5~6滴,继续煮沸至液体呈红褐色,停止加热,则有氢氧化铁胶体生成,用激光笔照射烧杯中的液体,可以观察到液体中出现一条光亮的“通路”;该分散系属于胶体,其分散质粒子的直径介于1~100 nm。②向①的烧杯中逐滴加入过量的盐酸,反应的离子方程式为Fe(OH)3(胶体)+3H+ Fe3++3H2O。(5)D为CaCl2,在溶液中与NH4HCO3反应产生碳酸钙沉淀、CO2、氯化铵和水,化学方程式为2NH4HCO3+CaCl2 CaCO3↓+2NH4Cl+CO2↑+H2O。
6.答案 (1)N 0.8 (2)BaSO4、BaCO3 BaCO3+2H+ Ba2++H2O+CO2↑ (3)A
解析 实验①:向第一份混合溶液中加入AgNO3溶液,有沉淀产生,说明可能有Cl-、C、S;实验②:向第二份混合溶液中加入足量NaOH溶液,加热,收集到0.08 mol气体,根据已知信息可知,溶液中含有0.08 mol N)为0.8 mol·L-1;实验③:向第三份混合溶液中加入足量BaCl2溶液后,得到干燥的沉淀12.54 g,再加足量稀盐酸,过滤、洗涤、干燥后,沉淀质量变为4.66 g (该沉淀为BaSO4),说明溶液中含有C、S=0.02 mol,c(S=0.2 mol·L-1;BaCO3的质量为12.54 g-4.66 g=7.88 g,n(C=0.04 mol,c(C=0.4 mol·L-1;故原混合溶液中不存在Ba2+、Mg2+。(2)12.54 g沉淀的成分为BaSO4、BaCO3,加足量稀盐酸,BaCO3与稀盐酸反应,离子方程式为BaCO3+2H+ Ba2++H2O+CO2↑。(3)根据分析可知,原混合溶液中一定不含Ba2+、Mg2+,一定含有N、C、S,物质的量分别为0.08 mol、0.04 mol、0.02 mol,根据电荷守恒可知,该混合溶液中一定含有K+,可能含Cl-,且100 mL溶液中n(K+)≥0.04 mol,故该混合溶液中一定含有N、C、S、K+,可能含Cl-,一定不含Mg2+、Ba2+,故选A。
方法点津 (1)离子推断类题是离子反应的拓展应用,解题时首先根据实验操作与现象推断出对应的离子,然后根据离子是否共存进一步作出判断。
(2)在推断过程中还要注意溶液呈电中性特点的应用,利用该特点确定是否存在某种离子。
7.答案 (1)Ag+、Ca2+、Ba2+ (2)C+2H+ H2O+CO2↑ (3) 0.4 0 (4)存在,最小浓度为0.8 mol·L-1
解析 向该溶液中加入足量稀盐酸,生成白色胶状沉淀并放出标准状况下0.56 L(0.025 mol)气体,说明含有Si和0.025 mol C,根据离子共存可知,一定不含Ag+、Ca2+、Ba2+;将Ⅰ中产生的混合液过滤,对沉淀(硅酸)洗涤、灼烧至恒重,得到SiO2固体,称量所得固体质量为2.4 g,根据硅原子守恒可知,Si=0.04 mol;向Ⅱ的滤液中滴加BaCl2溶液,无明显现象,说明一定不含S、C所带负电荷总物质的量为0.13 mol、Na+所带正电荷总物质的量为0.05 mol,根据溶液呈电中性可知,一定含有K+。
(1)由上述分析可知,根据实验Ⅰ能确定一定不存在的离子是Ag+、Ca2+、Ba2+。(2)实验Ⅰ中生成的气体是二氧化碳,反应的离子方程式为C+2H+ H2O+CO2↑。(3)通过实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和必要计算,可知100 mL该溶液中含0.025 mol C、0.04 mol Si,一定不含S,不能确定是否含N。(4)由上述分析可知一定含有K+,100 mL该溶液中若不含N,n(K+)=0.13 mol-0.05 mol=0.08 mol,若含N,n(K+)>0.08 mol,故K+最小浓度为0.8 mol·L-1。
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