(共20张PPT)
第一章
物质及其变化
第二节
离子反应
第2课时
离子反应
【学习任务一】温故知新,发现问题
电解质溶于水后,电离成为自由移动的离子。若将两种电解质溶液混合在一起,这些离子之间是否一定会发生反应?
写出氢氧化钡溶液、硫酸钠溶液、硫酸的电离方程式。
Na2SO4
=2Na+
+
SO42-
Ba(OH)2
=2OH-
+
Ba2+
H2SO4
=2H+
+
SO42-
【实验1-3】
用如图装置及试剂进行【实验1-3】,并参考下表进行分析。
(a溶液是硫酸钠溶液或者硫酸)
创原家独
现象
分析
相应物质的电离方程式
混合前两溶液中的离子
混合后溶液中的离子
【结论】实验中产生了白色沉淀,说明Ba2+
和SO42-
发生反应,生成了BaSO4沉淀。这种离子间的反应,叫做离子反应。
【新概念】
离子反应:电解质在溶液中的反应实质上是离子之间的反应,这样的反应属于离子反应。
离子方程式:用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子叫做离子方程式。
【问题探究】
两个反应的过程中均产生白色沉淀,表观现象无差异。
两个反应是否都可以用如下离子方程式表示呢?
反应①a为硫酸钠时:
Ba2++SO42-
=BaSO4↓
反应②a为稀硫酸时
:
Ba2++
SO42-=BaSO4↓
【学习任务二】宏观辨识,分析、解决问题
【问题分析】
反应中除Ba2+和SO42-结合生成可见的白色沉淀BaSO4外,还有其他离子吗?它们是否也能结合?有可见的现象吗?如果不可见,可以通过实验来证明吗?怎么证明?
反应①中还有Na+、OH-,反应②中还有H+和OH-,它们能否分别结合决定了溶液中是否仍存在自由移动的离子。二者的差异可以由溶液导电性实验予以外显。
【补充实验】按图1-4所示装置进行溶液导电性实验。
实验现象:反应①发生时,灯泡亮度变化不大;
反应②发生时,灯泡亮度先变小至熄灭,再变大。
【学习任务三】微观辨析,探究问题根源
【思考】如何正确书写上述两个实验的离子方程式,离子方程式的书写步骤是怎样的?
步骤:
(1)写----写出反应的化学方程式
(2)拆----把易溶于水且易电离的物质(如强酸、强碱和大部分可溶性盐)写成离子形式,难溶的物质、气体和水等仍用化学式表示。
(3)删----删去方程式两边不参加反应的离子,并将方程式化为最简。
(4)查----检查离子方程式两边各元素的原子个数和电荷总数是否相等。
通过以上四步可得出上述两个实验的离子方程式:
反应①a为硫酸钠时:
Ba2++SO42-
=BaSO4↓
反应②a为稀硫酸时
:
Ba2++
2OH-
+
2H++SO42-
=BaSO4↓+2H2O
{
强酸:HCl、HNO3、H2SO4
强碱:NaOH、KOH、Ba(OH)2
可溶性盐:熟记溶解性表
拆:易溶易电离的物质
【书写关键】
通过离子反应方程式的书写还可得出以下结论:
离子反应的结果(实质):使某些离子的浓度降低
【思考】从上述实验可知,并不是所有的离子之间都可以发生离子反应,那么哪些离子之间可以发生反应呢?你能举些具体例子并写出相关离子方程式吗?离子反应发生的条件是什么呢?
(提示:请联系初中所学知识进行归纳总结)
举例:
碳酸钙与盐酸制备二氧化碳的反应
CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
氢氧化钠和盐酸的反应
H++OH-
=H2O
……
【小结】离子反应的条件
复分解型:生成沉淀、放出气体或生成水
【思考与讨论】完成下表中各反应的化学方程式和离子方程式,思考两种方程式在表示某一类反应时,表达的含义有什么不同,并进行讨论。
——自由移动的离子之间
的反应
用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子——
——写、拆、删、查
——生成沉淀、
气体或水
【课堂小结】
有离子参与的置换反应也属于离子反应。
【评价任务一】
锌和稀硫酸的反应是离子反应吗?如果是,请写出该离子方程式。
Zn
+
2H+
=
Zn2+
+
H2↑
【思考】该反应还能表示哪些化学反应呢?你能从中得出什么结论?
金属单质Zn和强酸发生置换生成氢气的反应。
1.表示可溶性钙盐和可溶性碳酸盐反应的离子方程式为:
。
2.离子反应Ba2+
+
SO42-
=
BaSO4↓表示的可能是哪类反应?
Ca2+
+
CO32-
=
CaCO3↓
可溶性硫酸盐和可溶性钡盐的反应、硫酸和可溶性钡盐的反应
【跟踪练习】
3.写出与下列离子方程式相对应的化学方程式:
(2)
CO32-
+
2H+
=
H2O
+
CO2
(1)
Cu2++
2OH-
=Cu(OH)2
Na2CO3
+
2HCl
=
2NaCl
+
H2O
+
CO2
CuSO4
+
2NaOH
=
Na2SO4
+
Cu(OH)2
H+
强酸(硫酸,盐酸,硝酸等)
OH-
可溶性强碱(NaOH,KOH等)
酸根离子
钠盐,钾盐
金属阳离子
强酸盐(硫酸盐,氯化物,硝酸盐)
①铁与盐酸反应
Fe
+
2H+
=Fe3+
+H2
↑
②铜与硫酸锌反应:
Cu
+Zn2+
=
Zn
+
Cu2+
③石灰石与盐酸反应:
CO32-
+
2H+
=H2O
+CO2↑
判断下列离子方程式的正误:
不符合反应事实
不该拆的拆了
【评价任务二】
·
⑤氧化铜与盐酸反应:
O2-
+
2H+
=H2O
④向澄清的石灰水中滴加稀盐酸:Ca(OH)2
+2H+=
Ca2+
+
2H2O
(澄清石灰水应该拆)
(氧化物不该拆)
⑥氯气通入亚铁溶液:
Fe2+
+
Cl2
=
Fe3+
+
2Cl-
(电荷不守恒)
⑦氢氧化钡溶液与稀硫酸混合:
Ba2+
+SO42-=BaSO4
↓
漏了一些离子的反应
【评价任务三】
1.
在强酸性无色透明溶液中,下列各组离子能
大量共存的是(
)
A.Fe3+
、
K+
、
Cl-
、
NO3-
B.
Ag+
、
Na+
、
NO3-
、
Cl-
C.
Zn2+
、
Al3+
、
SO42-
、
Cl-
D.
Ba2+
、
NH4+
、
Cl
-
、
HCO3-
C
2.在强碱性溶液中能大量共存并且溶液为无色透明
的离子组是(
)
Na+
、
Cu2+
、
NO3-
、
Cl-
B.
K+
、
Na+
、
CO32-
、
NO3-
C.
K+
、
Ba2+
、
CO32-
、
Cl-
D.
Na+
、
K+
、
MnO4-
、
SO42-
B
离子共存小结:
原则:能反应生成沉淀、气体、难电离物质的不能共存。
1
.
与H+
不能
共存的离子:
CO32-
、CH3COO-
、HCO3-
OH-
H+
会生成氢氧化物沉淀的离子
3.
微溶物、难溶物的两种离子不能共存:如CaSO4是
微溶物,故Ca2+与SO42-不共存,AgCl是难溶物故Ag+
与Cl-不共存。
2.
与OH—
不能
共存的离子:
4.
要注意题目隐含条件:溶液有无颜色【Cu2+(蓝)、Fe3+(棕黄)、Fe2+(浅绿)、MnO4-(紫色)】,溶液的酸碱性、pH等。
【评价任务四】
离子反应在生活生产中有较广泛的应用。如混合物分离、物质提纯和鉴定、清除水中污染物等。水体中含量过高的Ca2+、Mg2+
既会造成锅炉结垢,也会降低洗涤衣物时肥皂的使用效率。如何在不引入新杂质的情况下除去这些离子,使水得到净化?
【方案设计】
①选择药品(溶液),确定加药顺序和操作顺序;
②确保所加药品(应适当过量)在后续反应中被清除。
【参考答案】
先加石灰除去Mg2+
,再加碳酸钠除去Ca2+,最后加盐酸除去过量的OH-和CO32-。第一章
物质及其变化
第二节
离子反应
第2课时
离子反应
教学目标
(1)通过分析酸、碱、盐之间的反应事实,认识离子反应,归纳离子反应发生的条件。
(2)正确书写这些反应的离子方程式。
(3)通过实验了解常见离子的检验方法,进一步理解离子反应。
【内容分析】
在学习电离和电离方程式的基础上,教材通过实验1-3的现象和分析,得出Na2SO4稀溶液与BaCl2稀溶液反应的微观实质,从而引出离子反应和离子方程式,并介绍离子方程式的书写步骤。然后,教材以“思考与讨论”的形式,得出中和反应的实质,引导学生深人认识离子反应。最后,教材说明酸、碱、盐在水溶液中发生复分解反应的微观实质,并总结这类离子反应发生的条件等。
本节内容的特点是概念多、抽象,理论性强。在呈现方式上,教材-方面紧密结合实验引人概念,充分发挥实验在化学概念形成中的重要功能,如现象直观、易懂,有利于激发学习兴趣等;另一方面注重基于实验证据(宏观现象)进行分析和推理,逐步引导学生认识物质导电性及电解质在溶液中反应的本质特征(微观实质),建立电离与离子反应的概念模型,体会模型在解释化学现象、揭示现象的本质中所发挥的重要作用,发展化学学科核心素养。
【教学重点和难点】
重点:离子方程式的书写。
难点:电解质概念,离子反应发生的条件
【教学流程】
【学习任务一】温故知新,发现问题
电解质溶于水后,电离成为自由移动的离子。这些离子之间是否一定会发生反应?
通过实验【1-3】
的改进装置如图1-3,说明硫酸钠和氢氧化钡,硫酸和氢氧化钡均发生了反应。
【新概念】电解质在溶液中的反应实质上是离子之间的反应,这样的反应属于离子反应。用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子叫做离子方程式。
【设计意图】通过实验培养学生分析、解决化学问题的探究精神。
【学习任务二】宏观辨识,分析、解决问题
【问题探究】两个反应的过程中均产生白色沉淀,表观现象无差异。下列对应的离子方程式是否正确。
反应①a为硫酸钠时:
Ba2++SO42-
=BaSO4↓
反应②a为稀硫酸时
:
Ba2++
SO42-=BaSO4↓
【问题分析】反应中除Ba2+和SO42-结合生成可见的白色沉淀BaSO4外,还有其他离子吗?它们是否也能结合?有可见的现象吗?如果不可见,可以通过实验来证明吗?怎么证明?
(反应①中还有Na+、OH-,反应②中还有H+和OH-,它们能否分别结合决定了溶液中是否仍存在自由移动的离子。二者的差异可以由溶液导电性实验予以外显。)
溶液导电性实验:按图1-4所示装置进行实验。
实验现象:反应①发生时,灯泡亮度变化不大;反应②发生时,灯泡亮度先变小至熄灭,再变大。
【设计意图】提出挑战性问题引发科学探究,实现深度学习在离子反应概念建立初期,宜使用伴有沉淀生成等明显现象的反应。为了让学生更深人地理解离子反应概念,可以给出更具挑战性的问题,引发科学探究过程。
【学习任务三】微观辨析,探究问题根源
【思考】如何正确书写上述两个实验的离子方程式,离子方程式的书写步骤是怎样的?
【学生活动】思考讨论,形成书写离子方程式的思维模板。
【思考与讨论】完成下表中各反应的化学方程式和离子方程式,思考两种方程式在表示某一类反应时,表达的含义有什么不同,并进行讨论。
反应物
化学方程式
离子方程式
两种方程式的不同
HCI
+
NaOH
HCI
+
KOH
H2SO4
+
NaOH
H2SO4+
KOH
【设计意图】通过常见化学反应,回归离子反应的实质,落实宏观辨识与微观辨析素养。
【评价任务一】离子方程式的正误判断(练习题)
【评价任务二】离子共存(练习题)
【设计意图】关注高考,培养学生证据推理与模型认知素养。
【评价任务三】离子反应在生产生活中的应用
水体中含量过高的Ca2+、Mg2+
既会造成锅炉结垢,也会降低洗涤衣物时肥皂的使用效率。如何在不引入新杂质的情况下除去这些离子,使水得到净化?
【方案设计】①选择药品(溶液),确定加药顺序和操作顺序;②确保所加药品(应适当过量)在后续反应中被清除。
【学生活动】①根据要求分小组设计方案;②实施实验方案,并做好记录;③分享实验结果并作出评价。
【设计意图】引导学生关注社会,培养学生科学态度与社会责任素养。
一.实验
[实验1-3]
向盛有2mLNa2SO4稀溶液的试管中加入2mLBaCl2稀溶液,观察现象并分析。
现象
分析
Na2SO4和BaCl2的电离方程式
混合前两种溶液中的离子
混合后溶液中的离子
使用建议:
(1)在完成教材中表格的填写后可做进-步讨论:
怎样判断反应中两种离子的结合?能够通过实验现象直接判断其他离子没有结合吗?如何用实验加以证明?
(可以取反应后的滤液加人HNO3酸化的AgNO3溶液检验其中的Cl-。)
(2)可对本实验进行深入分析,用导电性对比实验确定反应中哪些离子反应(结合)了,哪些没有。
二、思考与讨论
【思考与讨论】
完成下表中各反应的化学方程式和离子方程式,思考两种方程式在表示某一类反应时,表达的含义有什么不同,并进行讨论。
反应物
化学方程式
离子方程式
两种方程式的不同
HCI
+
NaOH
HCI+NaOH=
=NaCl+H2O
H++0H-=H2O
化学方程式表示一个具体反应,离子方程式表示一类反应的本质。
HCI
+
KOH
HCI
+KOH=KCl+H2O
H++OH-=H2O
H2SO4
+
NaOH
H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O
H++OH-=H2O
H2SO4+
KOH
H2SO4+2KOH=K2SO4+2H2O
H++OH-=H2O
三、练习与应用
1.下列离子方程式中,正确的是(
)。
A.将稀硫酸滴在铜片上:
Cu+2H+=Cu2++H2↑
B.将氧化镁与稀盐酸混合:
MgO+2
H+
=
Mg2++
H2O
C.将铜片插入硝酸银溶液中:
Cu+Ag+=
Cu2++Ag
D.将稀盐酸滴在石灰石上:
CaCO3+2H+=
Ca2++
H2CO3
2.下列各组中的离子,能在溶液中大量共存的是(
)。
A.
K+、H+、SO42-、
OH-
B.
Na+、
Ca2+、CO32-、NO3-
C.
Na+、H+、Cl-、CO32-
D.
Na+、Cu2+、Cl-、SO42-
3.对于下面4组物质,能发生反应的,写出有关反应的化学方程式;属于离子反应的,写出离子方程式;不能发生反应的,说明原因。
(1)硫酸钠溶液与氯化钡溶液
(2)铝片与硫酸铜溶液
(3)稀盐酸与碳酸钠溶液
(4)硝酸钠溶液与氯化钾溶液
4.写出与下列离子方程式相对应的一个化学方程式。
(1
)Cu2++
2OH-
=
Cu(OH)2↓
(2)H+
+OH-=
H2O
(3)2H+
+CO32+=
H2O
+
CO2↑
(4)Cu2++Fe=
Fe2++
Cu
5.从稀盐酸、Ba(OH)2溶液、
Zn和CuSO4
溶液中选出适当的物质,写出实现下列要求的反应的离子方程式。
(1)实验室制取H2的反应。
(2)金属与盐的置换反应。
(3)酸与碱的中和反应。
(4)生成沉淀的复分解反应。
6.某兴趣小组的同学向一定体积的Ba(OH)2溶液中逐滴加人稀硫酸,并测得混合溶液的导电能力随时间变化的曲线如图所示。
(1)写出Ba(OH)2溶液与稀硫酸反应的离子方程式。
(2)该小组的同学关于右图的下列说法中,正确的是____(填序号)。
①AB段溶液的导电能力不断减弱,说明生成的BaSO4不是电解质
②B处溶液的导电能力约为0,说明溶液中几乎没有自由移动的离子
③BC段溶液的导电能力不断增大,主要是由于过量的Ba(OH)2电离出的离子导电
④a时刻Ba(OH)2溶液与稀硫酸恰好完全中和
7.牙膏是常见的日用化学品。
(1)下表列出了两种牙膏中的摩擦剂,请写出它们所属的物质类别(填“酸”“碱”“盐”或“氧化物”)。
(2)请根据用途推测并说明二氧化硅在水中的溶解性(“易溶”或“难溶"
)。
(3)牙膏中的摩擦剂碳酸钙可以用石灰石来制备。
①甲同学设计了一种在实验室中制备碳酸钙的实验方案(如下所示),请写出下述方案中有关反应的化学方程式。
②乙同学设计的实验方案为:
乙同学的实验方案与甲同学的相比,有哪些优点?请写出乙同学的方案中有关反应的离子方程式。
【参考答案与解析】
1.
B
【解析】
A.在金属活动性顺序中,铜位于氢之后,不能与稀硫酸发生反应;C.书写离子方程式应做到电荷守恒;
D.
H2CO3不稳定,会分解生成CO2和H2O,因此作为生成物,应将H2CO3写成CO2+H2O。
2.
D
【解析】能相互结合生成H2O(A)、沉淀(B)和气体(C)的离子不能在溶液中共存。
3.
(1)Na2SO4+BaCl2=2NaCl+BaSO4↓
SO42-
+Ba2+=BaSO4↓
(2)2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu
2Al+3Cu2+=2A13++3Cu
(3)2HCl+Na2CO3=2NaCl+CO2↑+H2O
2H++C032-=CO2↑+H2O
(4)不反应,没有离子能够结合生成沉淀、气体或水,即不符合复分解反应发生的任何一个条件。
4.
(1)CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4
(2)HCl+NaOH=
=NaCl+H2O
(3)2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑
(4)CuSO4+Fe=Cu+FeSO4
5.
(1)Zn+2H+=
=Zn2++H2↑
(2)Zn+Cu2+=Zn2++Cu
(3)H++OH-=H2O
(4
)Ba2++20H-+Cu2++SO42+
=BaSO4↓+Cu(OH)2↓
6.
(1)Ba2++2OH-+2H++
SO42-
=BaSO4↓+2H2O
(2)②④
6.
(1)碳酸钙:盐二氧化硅:
氧化物
(2)作为牙膏中的摩擦剂,二氧化硅应是难溶于水的。
(3)①
CaO+H2O=Ca(OH)2
Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH
②优点:反应步骤少、节约能源(其他合理答案均可)
CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
Ca2++
CO32-=CaCO3↓