3.4.4离子反应的应用(三)(共24张PPT)_高中化学鲁科版（2019）选择性必修一

(共24张PPT)
物质在水溶液中的行为
第三章
3.4.4 离子反应的应用(三)
核心素养目标
1. 宏观辨识与微观探析
能通过分析物质制备、纯化及生活中离子反应的宏观过程和现象，辨识离子反应的应用场景；从微观角度理解离子反应在物质制备、纯化中粒子的转化及对物质组成的影响，明确宏观应用与微观离子行为的联系。
2. 变化观念与平衡思想
认识离子反应在物质制备、纯化及生活应用中的动态变化；能运用平衡移动原理分析离子反应的条件控制，理解离子反应的调控对物质制备和纯化的重要性，形成变化观念，掌握利用离子反应解决实际问题的方法。
3. 科学态度与社会责任
通过探究离子反应在物质制备、纯化及生活中的应用，养成严谨求实、基于证据推理的科学态度。
学习重难点
重点：
1.离子反应在物质制备、纯化中的应用原理及相关离子方程式书写；
2.生活中离子反应的分析，理解其对物质组成和性质的改变。
难点：
1.复杂工业流程（如海水提二氧化碳 ）中离子反应的分析及电极反应、离子方程式的推导；
2.离子反应在物质制备和纯化中条件优化（如离子交换膜选择、除杂顺序 ）的理解，构建离子反应与实际应用深度融合的知识体系。
课前导入
工业上大量的烧碱是怎么生产出来的？ 这背后涉及怎样的化学反应？
硬水为什么会产生水垢？ 怎样通过化学反应软化硬水？
物质的制备与纯化
PART 01
物质的制备
离子反应可以用于制备物质。氯碱工业通过电解饱和食盐水生产烧碱和氯气，利用的就是在通电条件下食盐水中发生的离子反应。
2Cl－+2H2O===Cl2↑+H2↑+2OH－
电解
离子反应还可以制备其他的的酸、碱、盐等。如：
（1）制Cu(OH)2：
Cu2+ + 2OH- === Cu(OH)2↓
（2）制CO2：
CaCO3 + 2H+ === Ca2+ + H2O + CO2↑
物质的纯化
1.粗盐的纯化
粗盐的主要成分是NaCl，此外还含有泥沙、Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质，其纯化流程如图所示：
粗盐
溶解
反应①
反应②
反应③
过滤
反应④
蒸发
精盐
除去SO42-
除去Mg2+
除去Ca2+、Ba2+
除去OH-、CO32-
除去泥沙和沉淀物
物质的纯化
反应① ：过量BaCl2溶液除去SO42-
Ba2+ + SO42- === BaSO4 ↓
反应② ：过量NaOH溶液除去Mg2+
Mg2+ + 2OH- === Mg(OH)2↓
反应③ ：过量Na2CO3溶液除去Ca2+、Ba2+
Ba2+ + Ca2+ + 2CO32- === CaCO3↓ + BaCO3↓
反应④ ：过量盐酸除去OH-、CO32-
H+ + OH- === H2O
CO32- + 2H+ === H2O + CO2↑
物质的纯化
2.除去污水中的重金属离子
可利用沉淀剂通过离子反应使污水中的重金属离子生成沉淀，再进行过滤，以达到净水的目的。
【交流·研讨】
海水中含有 HCO3- 等离子，呈弱碱性。海洋表层水的 pH 曾为 8.3，当空气中过量的二氧化碳进入海洋中时，海水就会酸化。
研究表明，由于人类活动的影响，过量的二氧化碳排放已将海洋表层水的 pH 降低了 0.2。海水酸性的增强将使多种海洋生物乃至生态系统面临巨大威胁，因而引起了全世界相关领域研究人员的高度重视。
物质的纯化
有研究者提出，用如图所示方法从海水中提取二氧化碳，可以降低环境中温室气体二氧化碳的含量。
从海水中提取二氧化碳装置示意图
物质的纯化
（1）请分析用上述方法从海水中提取二氧化碳的原理，写出相关的电极反应和离子方程式。
反应室 电极反应式或离子方程式
a室(阳极室)
c室(阴极室)
b室(提取CO2)
2H2O - 4e- === O2 ↑+ 4H+
2H2O + 2e- === H2 ↑+ 2OH-
a室产生的H+向b室移动发生反应：
HCO3- + H+ === H2O + CO2↑
物质的纯化
（2） 若用图所示装置产生的物质处理 b 室排出的海水，可获得可排回大海的合格海水，请分析采用的是什么处理方法。
b室中的Na+向c室移动，c室中c(NaOH)增大，用c室产生的NaOH溶液调节b室排出的海水，即可获得可排回大海的合格海水。
Na+→
NaOH
生活中常见的离子反应
PART 02
生活中常见的离子反应
1.“胃舒平”
主要成分为Al(OH)3，治疗胃酸过多。
Al(OH)3 + 3H+ === Al3+ + 3H2O
生活中常见的离子反应
2.硬水的形成
含Ca2+、Mg2+较多的水
CaCO3 + CO2 + H2O === Ca2+ + 2HCO3-
MgCO3 + CO2 + H2O === Mg2+ + 2HCO3-
生活中常见的离子反应
3.硬水的软化
降低硬水的Ca2+、Mg2+的浓度
（1）加热法
Ca2+ + 2HCO3- === CaCO3 ↓+ CO2 ↑+ H2O
△
Mg2+ + 2HCO3- === MgCO3 ↓+ CO2 ↑+ H2O
△
生活中常见的离子反应
（2）石灰—纯碱法
硬水
溶解
足量Ca(OH)2
足量Na2CO3
加盐酸调节至pH=7
过滤
Ca2+ + OH- + HCO3- === CaCO3↓ + H2O
2Ca2+ + Mg2+ + 4OH- + 2HCO3- === 2CaCO3↓ + Mg(OH)2↓ + 2H2O
Ca2+ + CO32- === CaCO3↓
H+ + OH- === H2O
CO32- + 2H+ === H2O + CO2↑
归纳总结
物质的制备
物质的纯化
离
子
反
应
的
应
用
生活中的应用
将离子转化为目标物质进行物质的制备
利用离子反应将离子转化为沉淀或气体除去
用离子反应揭示变化的本质
随堂测试
1.下列离子方程式与所给事实不相符的是（ ）
A.Cl2制备84消毒液(主要成分是NaClO)：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
B.食醋去除水垢中的CaCO3：CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑
C.利用覆铜板制作印刷电路板：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
D.Na2S去除废水中的Hg2＋：Hg2＋＋S2－===HgS↓
B
随堂测试
2.下列过程中的化学反应，相应的离子方程式正确的是（ ）
C.硫酸铝溶液中滴加少量氢氧化钾溶液：Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－
D.氯化铜溶液中通入硫化氢：Cu2＋＋ S2－===CuS↓
A
随堂测试
3.下列反应的离子方程式正确的是（ ）
D
随堂测试
4.下列过程中的化学反应，相应的离子方程式不正确的是（ ）
A.“84消毒液”与洁厕灵(主要成分为浓盐酸)混用：ClO－＋Cl－＋2H＋
===Cl2↑＋H2O
D.将闪锌矿浸没在足量的蓝矾溶液：ZnS＋Cu2＋===CuS＋Zn2＋
B
随堂测试
5.下列有关电极方程式或离子方程式错误的是（ ）
A.碱性锌锰电池的正极反应：MnO2＋H2O＋e－===MnO(OH)＋OH－
B.铅蓄电池充电时的阳极反应：Pb2＋＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋
C.K3[Fe(CN)6]溶液滴入FeCl2溶液中：K＋＋Fe2＋＋[Fe(CN)6]3－===
KFe[Fe(CN)6]↓
D.TiCl4加入水中：TiCl4＋(x＋2)H2O===TiO2·xH2O↓＋4H＋＋4Cl－
B
谢谢观看