第四講：離子反應(yīng)
【內(nèi)容與解析】
本節(jié)要復(fù)習(xí)的內(nèi)容是兩個(gè)基本概念：電解質(zhì)、非電解質(zhì)與強(qiáng)弱電解質(zhì)。以及離子共存與離子方程式的書寫。就是指給出的物質(zhì)體系中能得出哪些是電解質(zhì)、非電解質(zhì)與強(qiáng)弱電解質(zhì)能區(qū)別，離子在可溶性的強(qiáng)電解質(zhì)可以共存其它的不能大量存在。離子方程的書寫要要記住四個(gè)步驟寫、改、刪、查。而復(fù)習(xí)的思路是：利用學(xué)生自主復(fù)習(xí)得出對這一講大體的印象，再利用熱點(diǎn)典例突破使學(xué)生的知識(shí)得到升華，在此基礎(chǔ)上再總結(jié)下方法規(guī)律技巧讓學(xué)生得出出學(xué)習(xí)離子反應(yīng)的具體手段與方法。
【目標(biāo)與解析】
1．目標(biāo)
1.了解電解質(zhì)的概念。了解強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)的概念。
2．了解電解質(zhì)在水溶液中的電離，以及電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性。
3．了解離子反應(yīng)的概念、離子反應(yīng)發(fā)生的條。 4．能正確書寫離子方程式。
2．目標(biāo)解析
1.了解電解質(zhì)的概念。了解強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)的概念。就是指：酸堿鹽金屬氧化物與水是電解質(zhì)強(qiáng)酸堿絕大多數(shù)鹽與金屬氧化物是強(qiáng)電解質(zhì)。
2．了解電解質(zhì)在水溶液中的電離，以及電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性。就是指：酸堿能阻止水的電離，有些鹽能促進(jìn)水的電離。電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電是由于陰陽離子的定向移動(dòng)。
3．了解離子反應(yīng)的概念、離子反應(yīng)發(fā)生的條。就是指：與復(fù)分解的反應(yīng)條對照。
4．能正確書寫離子方程式。就是指離子反應(yīng)方程式的書寫的四個(gè)步驟：寫、改、刪、查
【問題診斷分析】
在本節(jié)的教學(xué)中，學(xué)生可能遇到的問題是離子共存問題與離子反應(yīng)方程式的問題，產(chǎn)生這一問題的原因是離子共存問題設(shè)計(jì)到和知識(shí)很多，很多學(xué)生只知道生成沉淀與氣體與水不能存在的外其它的就不知道了。要解決這一問題，就要到把氧化還原反應(yīng)不能共存的現(xiàn)象與形成絡(luò)合物的情形再就是雙水解的情況分開，其中關(guān)鍵是在記住特殊情況下不能共存的離子外其它的記住共性就行了。
【教學(xué)支持條分析】
學(xué)生前預(yù)習(xí)
一、電解質(zhì)
1．電解質(zhì)、非電解質(zhì) [:高考資網(wǎng)]
(1)電解質(zhì) 在熔融或溶液中能夠?qū)щ姷幕衔铩?br>(2)非電解質(zhì) 在熔融以及溶液中不能導(dǎo)電的化合物。
2．強(qiáng)電解質(zhì)、弱電解質(zhì)
(1)強(qiáng)電解質(zhì) 在水溶液中，能完全電離的電解質(zhì)，主要包括強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、大多數(shù)鹽類等。
(2)弱電解質(zhì)
在水溶液中，部分電離的電解質(zhì)，主要包括弱酸、弱堿、水等。
3．熔融電解質(zhì)或電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)
熔融狀態(tài)下電解質(zhì)導(dǎo)電或電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的過程實(shí)質(zhì)是電解的過程，發(fā)生了化學(xué)變化；金屬導(dǎo)電發(fā)生物理變化。
4．電離及電離方程式
(1)電離：電解質(zhì)在熔融狀態(tài)或在水中產(chǎn)生離解的過程。(2)電離方程式的書寫
強(qiáng)電解質(zhì)的電離方程式中用“===”號(hào)連接，弱電解質(zhì)(包括弱酸的酸式酸根)的電離方程式用“→”號(hào)連接，多元酸分步電離。
Na2SO4：Na2SO4===2Na＋＋SO2－4。
H2CO3：H2CO3??H＋＋HCO－3，HCO－3??H＋＋CO2－3。
二、離子反應(yīng)的條及離子共存問題
1．離子反應(yīng)
(1)概念：有離子參加或離子生成的反應(yīng)統(tǒng)稱為離子反應(yīng)。
(2)離子反應(yīng)的條
在稀H2SO4中分別加入下列物質(zhì)能發(fā)生反應(yīng)的請寫出有關(guān)離子方程式：[:Z,xx,k]
A．加入BaCl2溶液：Ba2＋＋SO2－4===BaSO4↓。
B．加入CH3COONa溶液：CH3COO－＋H＋===CH3COOH。
C．加入Na2CO3溶液：CO2－3＋2H＋===CO2↑＋H2O。
D．加入Zn粒：Zn＋2H＋===H2↑＋Zn2＋。 E．加入NaNO3溶液：不反應(yīng)。
從A～E可知離子反應(yīng)發(fā)生的條：①生成難溶的物質(zhì)；②生成難電離的物質(zhì)；③生成易揮發(fā)物質(zhì)；④發(fā)生氧化還原反應(yīng)。
(3)離子反應(yīng)的本質(zhì)
從A～E中，混合后溶液中SO2－4離子的物質(zhì)的量減少的是A(填序號(hào))；H＋物質(zhì)的量減少的是B、C、D；H＋、SO2－4物質(zhì)的量不變的是E，因此離子反應(yīng)的本質(zhì)是反應(yīng)物的某些離子的物質(zhì)的量的減少。
2．離子共存
離子共存問題是離子反應(yīng)條和本質(zhì)的最直接應(yīng)用。
所謂幾種離子在同一溶液中能大量共存，就是指離子之間不發(fā)生任何反應(yīng)；若離子之間能發(fā)生反應(yīng)，則不能大量共存。
同一溶液中若離子間符合①生成難溶物或微溶物，②生成氣體或揮發(fā)性物質(zhì)，③生成難電離物質(zhì)，④發(fā)生氧化還原反應(yīng)中任意一個(gè)條，就會(huì)發(fā)生離子反應(yīng)，離子之間便不能在溶液中大量共存。
三、離子方程式的意義、實(shí)質(zhì)及書寫
1．意義
離子方程式表示同一類型的所有的離子反應(yīng)。如Ba2＋＋CO2－3===BaCO3↓，表示可溶性鋇鹽和可溶性碳酸鹽在溶液中進(jìn)行的反應(yīng)。
2．實(shí)質(zhì)
離子之間發(fā)生反應(yīng)，生成沉淀、難電離的物質(zhì)、揮發(fā)性氣體，或者發(fā)生氧化還原反應(yīng)等，使溶液中的離子濃度減小，反應(yīng)向著離子濃度減小的方向進(jìn)行。
3．離子方程式的書寫(以CaCO3和HCl反應(yīng)為例)
(1)寫：寫出正確的化學(xué)方程式，并配平。CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O
(2)拆：把溶液中完全電離的物質(zhì)寫成離子形式。CaCO3＋2H＋＋2Cl－===Ca2＋＋2Cl－＋CO2↑＋H2O
(3)刪：刪去方程式兩邊不參加反應(yīng)的離子。CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O
(4)查：檢查方程式兩邊是否遵守質(zhì)量守恒和電荷守恒。
網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
1.電解質(zhì)和非電解質(zhì)
2．離子反應(yīng)
問題1、電解質(zhì)和非電解質(zhì)、強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)的比較
1.電解質(zhì)和非電解質(zhì)的比較
定義相同點(diǎn)不同點(diǎn)實(shí)例
電解質(zhì)在水溶液里或熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔锒际腔衔镆欢l下能電離產(chǎn)生離子[:學(xué)�？�。網(wǎng)Z。X。X。][:學(xué)+科+網(wǎng)]NaCl、H2SO4、NaOH
非電解質(zhì)在水溶液里和熔融狀態(tài)下都不導(dǎo)電的化合物不能電離，不能導(dǎo)電蔗糖、酒精
2.對電解質(zhì)和非電解質(zhì)定義的理解，應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：
(1)電解質(zhì)與非電解質(zhì)都屬于化合物，單質(zhì)、混合物既不是電解質(zhì)，也不是非電解質(zhì)。
(2)電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是因?yàn)殡娊赓|(zhì)在水溶液中發(fā)生電離，溶液才能導(dǎo)電。
(3)某化合物是否是電解質(zhì)與溶解性無關(guān)。如蔗糖溶于水，但是蔗糖是非電解質(zhì)；難溶或不溶于水的鹽，由于溶解度很小，很難測出其溶液的導(dǎo)電性，但它們?nèi)苡谒哪遣糠郑瑓s完全電離成離子，在熔融狀態(tài)下也完全電離，所以它們是電解質(zhì)，如BaSO4、CaCO3等。
(4)有些溶于水能導(dǎo)電的化合物，還需要分析其導(dǎo)電原因。如CO2、SO2的水溶液能導(dǎo)電，但并不是CO2、SO2分子電離所致，而是由于它們與水反應(yīng)生成的H2CO3、H2SO3電離出自由移動(dòng)的離子而導(dǎo)電，所以只能說H2CO3、H2SO3是電解質(zhì)，不能說CO2、SO2是電解質(zhì)。
3．強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)
強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)的比較
強(qiáng)電解質(zhì)弱電解質(zhì)
概念在水溶液里分子全部電離成離子的電解質(zhì)在水溶液里只有一部分分子電離成離子的電解質(zhì)
化合物類型離子化合物、共價(jià)化合物共價(jià)化合物
電離程度完全電離部分電離
溶液中存在的微粒(水分子不計(jì))只有電離出的陰、陽離子，不存在電解質(zhì)分子既有電離出的陰、陽離子，又有電解質(zhì)分子
代表物絕大多數(shù)的鹽(包括難溶性鹽)：NaCl、NH4Cl等；強(qiáng)酸：HCl、HNO3等；強(qiáng)堿：OH、NaOH等弱酸：H2CO3、CH3COOH等；弱堿：NH3•H2O等；水也是弱電解質(zhì)
4.電離方程式
(1)概念：表示電解質(zhì)電離的方程式。
(2)書寫：對電離方程式的書寫，應(yīng)注意以下問題：
①強(qiáng)電解質(zhì)：完全電離，用“===”表示，如NaCl===Na＋＋Cl－，H2SO4===2H＋＋SO2－4。
②弱電解質(zhì)：部分電離，用“??”表示，如CH3COOH??CH3COO－＋H＋，NH3•H2O??NH＋4＋OH－。
【例1】 下列關(guān)于電解質(zhì)電離的敘述中，正確的是( )
A．碳酸鈣在水中的溶解度很小，其溶液的導(dǎo)電性很弱，所以碳酸鈣是弱電解質(zhì)
B．碳酸鈣在水中的溶解度雖小，但被溶解的碳酸鈣全部電離，所以碳酸鈣是強(qiáng)電解質(zhì)
C．氯氣和氨氣的水溶液導(dǎo)電性都很好，所以它們是強(qiáng)電解質(zhì)
D．純水幾乎不導(dǎo)電，所以水是非電解質(zhì)
[解析] 判斷強(qiáng)弱電解質(zhì)的依據(jù)是電離程度的大小，與溶解性無關(guān)，強(qiáng)電解質(zhì)不一定有強(qiáng)的導(dǎo)電性。強(qiáng)電解質(zhì)主要指強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和大部分鹽類。弱酸、弱堿則為弱電解質(zhì)，其中，水是一種常見的弱電解質(zhì)。CaCO3等一些難溶性物質(zhì)，雖然溶解度很小，但已溶解的部分全部電離，CaCO3為強(qiáng)電解質(zhì)。Cl2和NH3不是電解質(zhì)，因?yàn)镃l2是單質(zhì)，NH3與水反應(yīng)生成的NH3•H2O才是電解質(zhì)。
[答案] B
變式1 下列物質(zhì)中，屬于強(qiáng)電解質(zhì)的是__________(均填序號(hào))；屬于弱電解質(zhì)的是__________；屬于非電解質(zhì)的是__________。
①氨氣�、诎彼、埯}酸 ④醋酸(CH3COOH)�、萘蛩徜^�、蘼然y�、呗然c溶液 ⑧二氧化碳�、岽姿徜@�、鈿錃�
解析：強(qiáng)、弱電解質(zhì)的區(qū)別在于其在水溶液中能否完全電離，電解質(zhì)和非電解質(zhì)都指的是化合物。氨氣(NH3)、二氧化碳(CO2)本身不電離，又是化合物，所以是非電解質(zhì)；氫氣是單質(zhì)，既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì)；氯化鈉溶液、氨水、鹽酸都是混合物，即不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì)；“酸、堿、鹽都是電解質(zhì)”，所以醋酸(CH3COOH)、硫酸鋇、氯化銀、醋酸銨都是電解質(zhì)，硫酸鋇(BaSO4)、氯化銀(AgCl)由于溶解度小，所以離子濃度小，雖然溶液導(dǎo)電性弱，但溶解的部分完全電離，所以BaSO4、AgCl不僅是電解質(zhì)，而且是強(qiáng)電解質(zhì)；CH3COOH、NH3•H2O在水溶液中只能部分電離，屬于弱電解質(zhì)，但兩者反應(yīng)的產(chǎn)物醋酸銨(CH3COONH4)在水溶液中完全電離，是強(qiáng)電解質(zhì)。
答案：⑤⑥⑨�、堋、佗�
點(diǎn)評：NH3的水溶液能導(dǎo)電，是因?yàn)镹H3與水反應(yīng)生成的NH3•H2O在水溶液中電離出陰、陽離子使溶液導(dǎo)電，并非NH3本身電離而導(dǎo)電，NH3是非電解質(zhì)。難溶性物質(zhì)不一定是弱電解質(zhì)。鹽酸和氨水是混合物，不屬于電解質(zhì)或非電解質(zhì)。
問題2、離子方程式的書寫及正誤判斷
1.離子方程式的書寫注意事項(xiàng)
(1)易溶于水的強(qiáng)電解質(zhì)均拆成離子形式，如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、大多數(shù)可溶性的鹽。
(2)單質(zhì)、氧化物、弱電解質(zhì)(弱酸、弱堿、水)、非電解質(zhì)及難溶性鹽用化學(xué)式表示。
(3)微溶物的寫法。一般說，微溶物的澄清溶液寫成離子形式；渾濁或沉淀時(shí)寫成化學(xué)式，如澄清石灰水表示為“Ca2＋＋2OH－”，而石灰乳則表示為“Ca(OH)2”。
(4)可溶性多元弱酸酸式鹽的酸式根一律保留酸式根的形式，如NaHCO3溶液中應(yīng)拆成“Na＋＋HCO－3”而不能拆成“Na＋＋H＋＋CO2－3”(NaHSO4溶液中應(yīng)拆為“Na＋＋H＋＋SO2－4”)。
(5)固體之間的反應(yīng)(如消石灰與氯化銨)或固體與特殊溶液(如銅和濃硫酸)的反應(yīng)不能用離子方程式表示。只有在水溶液中或熔融狀態(tài)下進(jìn)行的離子反應(yīng)，才能寫離子方程式。
2．離子方程式的正誤判斷
(1)違背客觀事實(shí)：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
(2)違背質(zhì)量守恒定律：2Na＋H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。
(3)違背電荷守恒定律：Na＋2H2O===Na＋＋2OH－＋H2↑。
(4)違背定組成定律：Ba2＋＋SO2－4＋H＋＋OH－===BaSO4↓＋H2O。
(5)違背得失電子守恒定律：2nO－4＋3H2O2＋6H＋===2n2＋＋4O2↑＋6H2O。
(6)掌握離子符號(hào)和化學(xué)式的準(zhǔn)確應(yīng)用：
其原則是強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和可溶性鹽(溶液中的自由離子)用離子符號(hào)表示，其余均以原的化學(xué)式表示。所出錯(cuò)的情況就是該拆的不拆，不該拆的拆了。
(7)注意連接符號(hào)和狀態(tài)符號(hào)的準(zhǔn)確使用：“===”“↑”“↓”，錯(cuò)例不再列舉。
(8)物質(zhì)以氣體、固體參加反應(yīng)或電離程度較小的應(yīng)寫化學(xué)式不寫離子式，未處于自由移動(dòng)離子狀態(tài)的反應(yīng)，不能寫離子方程式。
如：Cu＋2H2SO4(濃)=====△CuSO4＋SO2↑＋2H2O
C＋2H2SO4(濃)=====△CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
2NaCl(s)＋H2SO4(濃)=====△Na2SO4＋2HCl↑
2NH4Cl(s)＋Ca(OH)2(s)=====△CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
(9)多元弱酸的酸式根應(yīng)整體寫出不能拆寫。
如NaHS溶液與NaOH溶液反應(yīng)：HS－＋OH－===S2－＋H2O；
NaHCO3溶液與鹽酸反應(yīng)：HCO－3＋H＋===H2O＋CO2↑。
(10)易溶氣體、易分解物質(zhì)寫離子方程式時(shí)，要注意條(濃稀及加熱與否)。
如：NH＋4＋OH－(稀、冷)===NH3•H2O； NH＋4＋OH－(濃、熱)===NH3↑＋H2O。
(11)對于微溶物的處理有三種：
①在生成物中有微溶物析出時(shí)，應(yīng)寫出化學(xué)式，如：2Ag＋＋SO2－4===Ag2SO4↓；
②當(dāng)反應(yīng)物里有微溶物處于溶液狀態(tài)時(shí)(稀溶液)，應(yīng)寫離子形式，如向澄清石灰水中通入少量的二氧化碳：Ca2＋＋2OH－＋CO2===CaCO3↓＋H2O；
③當(dāng)反應(yīng)物里有微溶物處于濁液或固態(tài)時(shí)，應(yīng)寫成化學(xué)式，如向石灰乳中加入碳酸鈉溶液：Ca(OH)2＋CO2－3===CaCO3↓＋2OH－。
(12)注意氧化還原反應(yīng)與沉淀反應(yīng)的競爭：具有強(qiáng)氧化性的微粒與強(qiáng)還原性的微粒相遇時(shí)，首先要考慮氧化還原反應(yīng)。
如：H2S＋2Fe3＋===2Fe2＋＋S↓＋2H＋(√) 3H2S＋2Fe3＋===Fe2S3↓＋6H＋(×)
(13)注意雙水解反應(yīng)與沉淀反應(yīng)的競爭：
如：2Fe3＋＋3CO2－3===Fe2(CO3)3(×) 2Fe3＋＋3CO2－3＋3H2O===2Fe(OH)3↓＋3CO2↑(√)
【例2】 (2010•新標(biāo)全國理綜)下表中評價(jià)合理的是( )
選項(xiàng)化學(xué)反應(yīng)及其離子方程式評價(jià)
AFe3O4與稀硝酸反應(yīng)：
2Fe3O4＋18H＋===6Fe3＋＋H2↑＋8H2O正確
B向碳酸鎂中加入稀鹽酸：
CO2－3＋2H＋===CO2↑＋H2O
錯(cuò)誤，碳酸鎂不應(yīng)寫成離子形式
C向硫酸銨溶液中加入氫氧化鋇溶液：Ba2＋＋SO2－4===BaSO4↓
正確
DFeBr2溶液與等物質(zhì)的量的Cl2反應(yīng)：
2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2===2Fe3＋＋4Cl－＋Br2錯(cuò)誤，F(xiàn)e2＋與Br－的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比應(yīng)為1：2
[解析] 本題考查離子方程式的正誤判斷，意在考查考生的分析評價(jià)能力。A項(xiàng)Fe3O4中的Fe2＋能夠被硝酸氧化，但應(yīng)生成NO氣體；C項(xiàng)應(yīng)同時(shí)生成NH3•H2O；D項(xiàng)氯氣先氧化Fe2＋為Fe3＋，然后再氧化Br－，離子方程式正確，評價(jià)不正確。
[答案] B
變式2 (2010•江蘇卷)下列離子方程式表達(dá)正確的是( )
A．用惰性電極電解熔融氯化鈉：2Cl－＋2H2O=====通電 Cl2↑＋H2↑＋2OH－
B．用氫氧化鈉溶液除去鋁表面的氧化膜：Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O
C．用稀氫氧化鈉溶液吸收二氧化氮：2OH－＋2NO2===NO－3＋NO↑＋H2O
D．用食醋除去水瓶中的水垢：CO2－3＋2CH3COOH===2CH3COO－＋CO2↑＋H2O
解析：本題考查離子方程式，意在考查考生書寫和判斷正確的離子方程式的能力；A項(xiàng)，電解熔融的氯化鈉方程式為2Na＋＋2Cl－=====通電2Na＋Cl2↑；B項(xiàng)，正確；C項(xiàng)，氫氧化鈉溶液吸收NO2的離子方程式為：2NO2＋2OH－===NO－3＋NO－2＋H2O；D項(xiàng)，水垢主要成分是CaCO3，離子方程式中應(yīng)寫它的化學(xué)式，即CaCO3＋2CH3COOH===Ca2＋＋2CH3COO－＋CO2↑＋H2O。
答案：B
問題3、離子共存
多種離子能否大量共存于同一溶液中，歸納起就是一句話：一色、二性、三特、四反應(yīng)。
1．一色。即溶液顏色。若限定無色溶液，則Cu2＋、Fe3＋、Fe2＋、nO－4等有色離子不能存在。
2．二性。即溶液的酸性和堿性。在強(qiáng)酸性溶液中，OH－及弱酸根陰離子(如CO2－3、SO2－3、S2－、CH3COO－等)均不能大量存在；在強(qiáng)堿性溶液中，H＋及弱堿陽離子(如NH＋4、Al3＋、g2＋、Fe3＋等)均不能大量存在；弱酸酸式酸根離子(如HCO－3、HSO－3、HS－、H2PO－4、HPO2－4等)在強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性溶液中均不能大量存在。
3．三特殊。指三種特殊情況：
(1)AlO－2與HCO－3不能大量共存：AlO－2＋HCO－3＋H2O===Al(OH)3↓＋CO2－3；
(2)“NO－3＋H＋”組合具有強(qiáng)氧化性，能與S2－、Fe2＋、I－等發(fā)生反應(yīng)，而這一種組合常常較為隱蔽，不易被察覺；
(3)NH＋4與CH3COO－、CO2－3，g2＋與HCO－3等組合中，雖然兩種離子都能水解且水解相互促進(jìn)，但總的水解程度仍很小，它們在溶液中能大量共存(加熱就不同了)。
4．四反應(yīng)。指離子間通常能發(fā)生的四種類型的反應(yīng)，能相互反應(yīng)的離子顯然不能大量共存。
(1)復(fù)分解反應(yīng)，如Ba2＋與SO2－4、NH＋4與OH－、H＋與CH3COO－等；
(2)氧化還原反應(yīng)，如Fe3＋與I－，NO－3(H＋)與Fe2＋，nO－4(H＋)與Br－，H＋與S2O2－3等；
(3)相互促進(jìn)的水解反應(yīng)，如Al3＋與HCO－3、Al3＋與AlO－2等；
(4)絡(luò)合反應(yīng)，如Fe3＋與SCN－等。
判斷離子共存問題，應(yīng)先看清試題的前置條，如“在強(qiáng)酸性溶液中……”“在無色透明溶液中……”“在由水電離出的c(H＋)＝1×10－13 mol•L－1的溶液中……”“……因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而……”等等，再分析離子間的相互反應(yīng)情況。
【例3】 (2010•江蘇)常溫下，下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是( )
A．pH＝1的溶液中：Fe2＋、NO－3、SO2－4、Na＋
B．由水電離的c(H＋)＝1×10－14 mol•L－1的溶液中：Ca2＋、＋、Cl－、HCO－3
C．c(H＋)/c(OH－)＝1012的溶液中：NH＋4、Al3＋、NO－3、Cl－
D．c(Fe3＋)＝0.1 mol•L－1的溶液中：＋、ClO－、SO2－4、SCN－
[解析] 本題考查離子共存的知識(shí)，意在考查考生是否熟練掌握離子反應(yīng)的條。A項(xiàng)，酸性條下，F(xiàn)e2＋會(huì)被NO－3氧化，故不可以大量共存；B項(xiàng)，水電離受到抑制，溶液可能是酸的溶液，也可能是堿的溶液，兩種條下HCO－3均不可以大量共存；C項(xiàng)，c(H＋)/c(OH－)＝1012的溶液呈酸性，題中離子可以大量共存；D項(xiàng)，F(xiàn)e3＋與SCN－發(fā)生絡(luò)合，不可以大量共存。
[答案] C
變式3 (2010•安徽理綜)在pH＝1的溶液中，能大量共存的一組離子或分子是( )
A．g2＋、Na＋、ClO－、NO－3
B．Al3＋、NH＋4、Br－、Cl－
C．＋、Cr2O2－7、CH3CHO、SO2－4
D．Na＋、＋、SiO2－3、Cl－
解析：本題考查離子大量共存問題，意在考查考生的綜合分析能力。酸性條下，A項(xiàng)ClO－會(huì)形成弱酸HClO；C項(xiàng)Cr2O2－7能夠氧化CH3CHO；D項(xiàng)形成H2SiO3沉淀。
答案：B
方法規(guī)律技巧
一、與量有關(guān)的離子方程式的書寫
1．試劑的滴加順序涉及到的“量”
例如：AlCl3與NaOH、NaAlO2與鹽酸、Na2CO3與鹽酸、氨水與AgNO3、氯水與FeBr2、氯水與FeI2、CO2和石灰水等。
向AlCl3溶液中滴入幾滴NaOH溶液(堿不足)，反應(yīng)的離子方程式為：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓。
向NaOH溶液中滴入幾滴AlCl3溶液(堿過量)，反應(yīng)的離子方程式為：Al3＋＋4OH－===AlO－2＋2H2O。
2．若是復(fù)分解反應(yīng)，可用“少定多變法”書寫
所謂“少定”即量少的反應(yīng)物，其離子的計(jì)量數(shù)按化學(xué)式確定，所謂“多變”即過量的反應(yīng)物，其計(jì)量數(shù)根據(jù)反應(yīng)的需要量確定，不受化學(xué)式中的比例制約，是可變的。如Ca(HCO3)2溶液中加入過量的NaOH溶液，先確定Ca2＋、HCO－3的比例為1：2，再取用OH－，中和2個(gè)HCO－3需2個(gè)OH－，則可寫出：Ca2＋＋2HCO－3＋2OH－===CaCO3↓＋CO2－3＋2H2O，若是加入少量的NaOH溶液，則反應(yīng)為OH－＋Ca2＋＋HCO－3===CaCO3↓＋H2O(只中和1個(gè)HCO－3，Ca2＋、HCO－3不是1：2了)。
此外，NaHSO4與Ba(HCO3)2、Ca(OH)2與NaHCO3、NaH2PO4與Ba(OH)2等反應(yīng)均與“量”有關(guān)。
3．氧化還原反應(yīng)中涉及到的“量”
氧化性：Cl2>Br2>Fe3＋>I2 還原性：Cl－<Br－<Fe2＋<I－
所以向FeBr2溶液中通入少量Cl2，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；
向FeBr2溶液中通入過量Cl2，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－。
4．較特殊的反應(yīng)涉及的“量”
如g(HCO3)2溶液與過量的NaOH反應(yīng)，不可忽視g(OH)2比gCO3更難溶、更穩(wěn)定；明礬與足量的Ba(OH)2溶液反應(yīng)，不可忽視Al(OH)3的兩性；NH4HSO4溶液與足量的Ba(OH)2反應(yīng)，不可忽視NH3•H2O也是弱電解質(zhì)。
5．從知識(shí)角度看，除掌握好前面概括的基礎(chǔ)知識(shí)外，對氧化還原反應(yīng)問題、限量問題(過量與少量)、有機(jī)反應(yīng)問題、水解問題應(yīng)特別關(guān)注。
如苯酚與碳酸鈉反應(yīng)的產(chǎn)物為苯酚鈉與碳酸氫鈉，苯酚鈉中通入少量或過量的CO2，均生成苯酚與碳酸氫鈉。
【例1】 按要求完成下列反應(yīng)的離子方程式：
(1)將一小片銅片加入稀硫酸中沒有反應(yīng)，再加入適量NO3晶體，則銅片逐漸溶解，并產(chǎn)生無色氣體。
________________________________________________________________________。
(2)向NaHSO4溶液中，逐滴加入Ba(OH)2溶液呈中性。________________________________________。
(3)向氫氧化鋇溶液中滴加明礬溶液至Ba2＋完全沉淀：______________________，繼續(xù)加入明礬溶液，又發(fā)生的反應(yīng)為：____________。
(4)已知Br2水與FeCl2(aq)發(fā)生如下反應(yīng)：3Br2＋6FeCl2===4FeCl3＋2FeBr3
現(xiàn)將112 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)Cl2通入10.0 mL 1.0 mol/L的FeBr2(aq)中，寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式____________________。
[解析] (1)NO－3在酸性環(huán)境中有較強(qiáng)的氧化性，能氧化銅。
(2)NaHSO4溶液中H＋恰好完全反應(yīng)，設(shè)H＋的物質(zhì)的量為1 mol，則加入Ba(OH)2應(yīng)為0.5 mol，所以有：
H＋＋OH－＋12Ba2＋＋12SO2－4===H2O＋12BaSO4↓，整理得：2H＋＋2OH－＋Ba2＋＋SO2－4===2H2O＋BaSO4↓。
(3)Ba(OH)2溶液中Ba2＋恰好完全反應(yīng)，取Ba(OH)2的物質(zhì)的量為1 mol，則n(Ba2＋)＝1 mol，n(OH－)＝2 mol，由n(Ba2＋)＝1 mol知Ba2＋恰好完全反應(yīng)時(shí)應(yīng)加入12mol Al(SO4)2，此時(shí)加入n(Al3＋)＝12 mol，即n(OH－)：n(Al3＋)＝2 mol：12 mol＝4：1，Al3＋與OH－恰好完全反應(yīng)生成AlO－2。再加入明礬溶液，AlO－2與Al3＋發(fā)生雙水解反應(yīng)。
(4)通過題給反應(yīng)可比較出Fe3＋與Br2的氧化性強(qiáng)弱(Br2強(qiáng))，從而明確Cl2通入FeBr2(aq)中先與Fe2＋反應(yīng)，若Cl2還有剩余，再與Br－發(fā)生反應(yīng)。
n(Cl2)＝0.112 L22.4 L/mol＝5.00×10－3 mol，
n(FeBr2)＝10.0×10－3 L×1.0 mol/L
＝1.0×10－2 mol。
Fe2＋可失去1.0×10－2 mol的電子，而Cl2最多得1.0×10－2 mol的電子，由得失電子的守恒，故Br－不失電子。
[答案] (1)3Cu＋2NO－3＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(2)2H＋＋SO2－4＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O
(3)2Ba2＋＋4OH－＋Al3＋＋2SO2－4===2BaSO4↓＋AlO－2＋2H2O Al3＋＋3AlO－2＋6H2O===4Al(OH)3↓
(4)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
變式1 (2010•四川理綜)下列離子方程式書寫正確的是( )
A．向明礬溶液中加入過量的氫氧化鋇溶液：Al3＋＋2SO2－4＋2Ba2＋＋4OH－===2BaSO4↓＋AlO－2＋2H2O
B．向氫氧化亞鐵中加入足量的稀硝酸：Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O
C．向磷酸二氫銨溶液中加入足量的氫氧化鈉溶液：NH＋4＋OH－===NH3•H2O
D．向CH2BrCOOH中加入足量的氫氧化鈉溶液并加熱：CH2BrCOOH＋OH－??→△CH2BrCOO－＋H2O
解析：本題考查的知識(shí)點(diǎn)是離子方程式，意在考查考生對離子反應(yīng)的理解。硝酸具有強(qiáng)氧化性，能夠?qū)嗚F離子氧化為鐵離子，B錯(cuò)；磷酸二氫銨與氫氧化鈉的反應(yīng)中，H2PO－4也參與了離子反應(yīng)，因此選項(xiàng)C中正確的離子方程式為：NH＋4＋H2PO－4＋3OH－===NH3↑＋PO3－4＋3H2O；CH2BrCOOH中的兩個(gè)官能團(tuán)都能與熱堿反應(yīng)，生成物是CH2OHCOO－，故D錯(cuò)誤。
答案：A
二、離子推斷與檢驗(yàn)
1．離子的檢驗(yàn)與推斷是離子反應(yīng)的重要應(yīng)用，是對離子反應(yīng)概念的進(jìn)一步深化，在考試中，多以選擇題和填空題的形式出現(xiàn)。本類題目要求根據(jù)離子的特征反應(yīng)，選擇適當(dāng)?shù)脑噭┖头椒�，或者根�?jù)有關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，對溶液中可能存在的離子作出正確的判斷，從而得出正確的結(jié)論。
2．解題思路與技巧
(1)解題思路：依據(jù)溶液的性質(zhì)推出溶液中一定含有的離子(或一定不含有的離子)，然后依據(jù)離子共存，推出一定不含的離子。
(2)解題技巧：
①先看題干：如溶液顏色、pH、酸堿性等。 ②再根據(jù)溶液的性質(zhì)或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象推斷。
③注意加入的試劑對某些離子的干擾(如加入氯水、BaCl2溶液對原溶液有無Cl－的干擾)。
【例2】 (2010•浙江理綜)某鈉鹽溶液中可能含有NO－2、SO2－4、SO2－3、CO2－3、Cl－、I－等陰離子。
某同學(xué)取5份此溶液樣品，分別進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
①用pH計(jì)測得溶液的pH大于7 ②加入鹽酸，產(chǎn)生有色刺激性氣體
③加入硝酸酸化的AgNO3溶液產(chǎn)生白色沉淀，且放出有色刺激性氣體
④加足量BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，該沉淀溶于稀硝酸且放出氣體，將氣體通入品紅溶液，溶液不褪色
⑤加足量BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，在濾液中加入酸化的(NH4)2Fe(SO4)2溶液，再滴加SCN溶液，顯紅色
該同學(xué)最終確定在上述六種離子中僅含NO－2、CO2－3、Cl－三種陰離子。
請分析，該同學(xué)只需要完成上述哪幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，即可得出此結(jié)論( )
A．①②④⑤ B．③④ C．③④⑤ D．②③⑤
[解析] 本題考查實(shí)驗(yàn)化學(xué)方面的離子檢驗(yàn)，意在考查考生實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)能力。實(shí)驗(yàn)③在酸性條下生成了NO2，說明溶液中有NO－2存在，則I－不能存在；同時(shí)生成白色沉淀，則溶液中含有Cl－。實(shí)驗(yàn)④生成的白色沉淀能夠溶解且生成的氣體不能使品紅褪色，則溶液中有CO2－3，無SO2－4、SO2－3。
[答案] B
變式2 現(xiàn)有一瓶由Na＋、NH＋4、Cl－、NO－3、CO2－3、SO2－4、SO2－3、OH－等離子中的某幾種組成的混合物。用A、B、C三支試管，各取少量該混合液，分別進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
(1)向試管A中滴加Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀析出。
(2)向試管B中加入稀HNO3至溶液呈酸性，有無色氣體冒出。繼續(xù)加入AgNO3溶液或Ba(NO3)2溶液，均無沉淀生成。
(3)取試管C滴加幾滴酚酞試液，溶液呈紅色，再加入Cu片和濃H2SO4共熱，一段時(shí)間后，試管口冒出紅棕色的氣體。
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推斷，下列說法正確的是 ( )
①原溶液中可能含有Na＋，OH－，CO2－3，NO－3；②一定不可能含有Cl－，NH＋4，SO2－4，SO2－3；③原溶液中可能含有Cl－，CO2－3，SO2－4；④一定不可能含有NH＋4，SO2－4，CO2－3。
A．①② B．①③ C．②③ D．②④
解析：首先應(yīng)該分析題中給出的離子是否能大量共存，其中NH＋4和OH－之間能發(fā)生反應(yīng)：NH＋4＋OH－??NH3•H2O，所以不能大量共存。根據(jù)(3)酚酞紅色，說明溶液呈堿性，即含有OH－而不應(yīng)含有NH＋4，故溶液中含有Na＋。又據(jù)(3)中加濃H2SO4和Cu共熱，生成紅棕色NO2氣體，因此推知含有NO－3。根據(jù)(2)加HNO3生成氣體，說明可能有CO2和SO2。當(dāng)HNO3過量時(shí)，加AgNO3或Ba(NO3)2溶液無沉淀，說明無Cl－和SO2－4，也可推知不含SO2－3(因SO2－3與HNO3反應(yīng)生成SO2－4)。最后由(1)推知原混合物中還有CO2－3，因Ba2＋和 CO2－3生成BaCO3沉淀。
答案：A
備選習(xí)題
1.下列狀態(tài)的物質(zhì)，既能導(dǎo)電又屬于電解質(zhì)的是( )
A．gCl2晶體 B．NaCl溶液 C．液態(tài)氯化氫 D．熔融的OH
解析：gCl2晶體是電解質(zhì)，但無自由移動(dòng)的離子，不導(dǎo)電；NaCl溶液是混合物，稱電解質(zhì)溶液；液態(tài)HCl是共價(jià)化合物，不導(dǎo)電。
答案：D
點(diǎn)評：判斷物質(zhì)是否是電解質(zhì)最有效的方法是根據(jù)物質(zhì)的分類，酸、堿、鹽、水及離子型氧化物均屬于電解質(zhì)。同時(shí)要注意排除混合物，如硫酸溶液。
2．下列說法正確的一組是( )
①不溶于水的鹽(CaCO3、BaSO4等)都是弱電解質(zhì)； ②可溶于水的鹽都是強(qiáng)電解質(zhì)；
③0.5 mol•L－1所有一元酸中氫離子濃度都是0.5 mol•L－1；
④強(qiáng)酸溶液中氫離子濃度一定大于弱酸溶液中氫離子濃度；
⑤電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的原因是溶液中有自由移動(dòng)的陰、陽離子； ⑥熔融的電解質(zhì)都能導(dǎo)電。
A．①③⑤⑥ B．②④⑤⑥ C．只有⑤ D．只有⑥
解析：判定強(qiáng)、弱電解質(zhì)的依據(jù)是電解質(zhì)能否全部電離，不溶于水的鹽熔融時(shí)能全部電離，可溶于水的鹽不一定全部電離，如醋酸鉛就屬于易溶難電離的鹽。對于弱的一元酸，氫離子濃度小于酸的濃度；對于很稀的強(qiáng)酸溶液，氫離子濃度可能要小于濃的弱酸溶液中的氫離子濃度；熔融的共價(jià)化合物電解質(zhì)不電離不導(dǎo)電，如：液態(tài)氯化氫等。
答案：C
點(diǎn)評：區(qū)別強(qiáng)電解質(zhì)與弱電解質(zhì)最好的方法是根據(jù)化合物的分類：(1)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、中學(xué)內(nèi)遇到的大多數(shù)鹽都是強(qiáng)電解質(zhì)；(2)離子化合物都是強(qiáng)電解質(zhì)，部分共價(jià)化合物也屬于強(qiáng)電解質(zhì)。
3．(2010•廣東理綜)能在溶液中大量共存的一組離子是( )
A．NH＋4、Ag＋、PO3－4、Cl－ B．Fe3＋、H＋、I－、HCO－3
C．＋、Na＋、NO－3、nO－4 D．Al3＋、g2＋、SO2－4、CO2－3
解析：本題考查離子共存問題，意在考查考生對常見離子反應(yīng)發(fā)生條的理解和應(yīng)用能力。Ag＋和PO3－4、Cl－能發(fā)生沉淀反應(yīng)而不能大量共存，A項(xiàng)錯(cuò)誤；Fe3＋和I－能發(fā)生氧化還原反應(yīng)：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I(xiàn)2而不能大量共存，F(xiàn)e3＋、H＋均可與HCO－3發(fā)生反應(yīng)而不能大量共存，B項(xiàng)錯(cuò)誤；g2＋和CO2－3能發(fā)生沉淀反應(yīng)而不能大量共存，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案：C
4．(2010•威海調(diào)研)下列離子方程式書寫正確的是( )
A．將SiO2與NaOH溶液混合：SiO2＋OH－===SiO2－3＋H＋
B．Na2S固體加入稀硝酸溶液中：S2－＋2H＋===H2S↑
C．等物質(zhì)的量的HCO3和Ba(OH)2的溶液混合： HCO－3＋Ba2＋＋OH－===BaCO3↓＋H2O
D．氧化鐵溶于氫碘酸：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
解析：本題考查了離子方程式的書寫。SiO2與NaOH溶液混合，生成SiO2－3和H2O，A錯(cuò)；Na2S固體加入稀硝酸溶液中，得不到H2S，S2－被氧化為單質(zhì)，B錯(cuò)；C正確，但要注意量的關(guān)系；氧化鐵溶于氫碘酸，F(xiàn)e3＋把I－氧化為I2，D錯(cuò)。
答案：C
5．(1)向Ba(OH)2溶液中逐滴加入NaHSO4溶液至剛好完全沉淀，此時(shí)離子方程式為______________________，繼續(xù)向溶液中滴加NaHSO4溶液，此時(shí)反應(yīng)的離子方程式為______________________。
(2)寫出下列離子方程式：
①向澄清的石灰水中加入過量的NaHCO3溶液______________________________。
②向NaHCO3溶液中加入過量的澄清石灰水__________________________________________。
解析：(1)向Ba(OH)2溶液中逐滴加入NaHSO4溶液時(shí)，由于開始時(shí)NaHSO4不足量，H＋和SO2－4按組成比例1：1參加反應(yīng)，而Ba(OH)2溶液中的Ba2＋和OH－的組成比例為1：2，相當(dāng)于OH－過量。離子方程式應(yīng)表示為：H＋＋SO2－4＋Ba2＋＋OH－===BaSO4↓＋H2O。當(dāng)沉淀恰好完全時(shí)，即當(dāng)Ba2＋與加入的SO2－4物質(zhì)的量相等時(shí)，溶液仍顯堿性，如果再加入NaHSO4時(shí)，只發(fā)生中和反應(yīng)：H＋＋OH－===H2O。
(2)澄清石灰水的成分為Ca(OH)2，與(1)中Ba(OH)2相似，但NaHCO3溶液與NaHSO4溶液不相似。NaHCO3電離的方程式為NaHCO3===Na＋＋HCO－3，即HCO－3是一個(gè)整體，不能拆開寫。
答案：(1)H＋＋SO2－4＋Ba2＋＋OH－===BaSO4↓＋H2O H＋＋OH－===H2O
(2)①Ca2＋＋2OH－＋2HCO－3===CaCO3↓＋CO2－3＋2H2O②HCO－3＋Ca2＋＋OH－===CaCO3↓＋H2O
6．有一瓶澄清的溶液，其中可能含有NH＋4、＋、g2＋、Ba2＋、Al3＋、Fe3＋、SO2－4、CO2－3、NO－3、I－，取該溶液進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：
①用pH試紙測得該溶液呈酸性；
②取部分溶液，加入數(shù)滴新制的氯水及少量CCl4，經(jīng)振蕩、靜置后，CCl4層呈紫紅色；
③另取部分溶液，逐滴加入稀NaOH溶液，使溶液從酸性逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閴A性，在整個(gè)滴加過程中無沉淀生成；
④取部分上述堿性溶液，加入Na2CO3溶液，有白色沉淀生成；
⑤將③得到的堿性溶液加熱，有氣體放出，該氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)。
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)事實(shí)確定：
(1)寫出②所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式________________________；
(2)該溶液中肯定存在的離子是______________________；
(3)該溶液中肯定不存在的離子是________________________________。
解析：該題為離子型推斷題，試題是結(jié)合元素化合物的特殊反應(yīng)以及物質(zhì)某些特征現(xiàn)象形成問題情境。試題難度中等。解決問題最好是結(jié)合試題信息選擇離子。根據(jù)澄清的溶液和條①知道溶液中無CO2－3；由②知道有I－，則無Fe3＋和NO－3(硝酸氧化性)；由③知無g2＋、Al3＋；根據(jù)④知道有Ba2＋，則原溶液無SO2－4、CO2－3；由⑤知道有NH＋4，但是＋不能肯定。
答案：(1)Cl2＋2I－===I2＋2Cl－
(2)NH＋4、Ba2＋、I－
(3)g2＋、Al3＋、Fe3＋、SO2－4、CO2－3、NO－3
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