離子反應和離子共存-教案

離子反應和離子共存適用學科高中化學適用年級高中三年級適用區(qū)域人教版適用地區(qū)課時時長（分鐘）60知識點電解質、非電解質、強電解質、弱電解質；書寫電離方程式；判斷電解質溶液的導電能力強弱；離子反應的本質；離子共存的先決條件。教學目標離子方程式的書寫及正誤判斷、溶液中的離子共存都是高考的熱點，屬于每年高考必考的內容。在高考試題中，既可以以選擇、填空的形式獨立命題，直接考查離子方程式的書寫、溶液中的離子共存，也可以穿插到工業(yè)流程題、實驗題之中，以社會生活中的熱點問題為切入點，以新知識介紹為載體，考查學生對離子反應、離子方程式的掌握程度，考查學生用離子反應、離子方程式的知識去分析、解釋、處理新問題的能力。在復習中，要注意通過對比、歸納的方法，熟練掌握相應的知識規(guī)律，要注意提高運用知識分析處理新情景下問題的能力。教學重點能正確判斷電解質、非電解質、強電解質、弱電解質；能正確書寫電離方程式；正確判斷電解質溶液的導電能力強弱。理解離子反應的本質；能正確書寫離子方程式，分析離子共存的先決條件，正確判斷溶液中的離子共存。本專題高考分值約為10-20分。教學難點能正確判斷電解質、非電解質、強電解質、弱電解質；能正確書寫電離方程式；正確判斷電解質溶液的導電能力強弱。理解離子反應的本質；能正確書寫離子方程式，分析離子共存的先決條件，正確判斷溶液中的離子共存。本專題高考分值約為10-20分。教學過程一、復習引入1.復習電解質的概念。了解強電解質和弱電解質的概念。2.復習電解質在水溶液中的電離，以及電解質溶液的導電性。3.復習弱電解質在水溶液中的電離平衡。4.復習水的電離，離子積常數(shù)。5.復習溶液pH的定義。了解測定溶液pH的方法，能進行pH的簡單計算。6.復習鹽類水解的原理、影響鹽類水解程度的主要因素、鹽類水解的應用。7.復習離子反應的概念、離子反應發(fā)生的條件。了解常見離子的檢驗方法。8.復習難溶電解質的溶解平衡及沉淀轉化的本質。二、知識講解考點1：電解質的有關概念1、判斷是否為電解質：電解質：在水溶液中或熔融狀態(tài)時能夠導電的化合物。非電解質：在水溶液中和熔融狀態(tài)都不能導電的化合物。（1）離子化合物在熔化狀態(tài)時都能導電，因此都是電解質。有些離子化合物因難溶于水而使其水溶液難導電，如BaSO4、AgCl等。（2）共價化合物在水溶液中可電離的為電解質，相反為非電解質。如HCl、H2SO4、HNO3等，在液態(tài)時雖不導電，但水溶液能導電，是電解質。（3）有些化合物如SO2、SO3、NH3、PCl3等，其水溶液也可導電，但它們卻是非電解質，原因是它們在水溶液中并不能電離出離子，只是與水發(fā)生反應產生電解質而引起導電。（4）氯水、鐵、石墨等盡管能導電，但既不是電解質，又不非電解質。2、強電解質和弱電解質（1）強電解質如NaCl、HCl、NaOH等在水溶液中是完全電離的，在溶液中不存在電解質分子，溶液中的離子濃度可根據(jù)電解質濃度計算出來。（2）弱電解質在水溶液中是少部分發(fā)生電離的。強酸：HCl、H2SO4、HNO3、HBr、HI、HClO4HClO3……………強電解質強堿：NaOH、KOH、Ba(OH)2Ca(OH)2………………大多數(shù)鹽（含難溶鹽）：NaCl、CaSO4、KNO3、BaSO4、AgCl…………弱酸：HF、HClO、H2SO3、H2CO3、H3PO4、CH3COOH、……弱電解質弱堿：NH3·H2O、Cu(OH)2、Fe(OH)3、………………少數(shù)鹽：Pb(CH3COO)2Hg2Cl2…………水是一種極弱的電解質?！咎貏e提醒】：1.判斷電解質注意點電解質與非電解質的相同點是研究的對象都是化合物，二者的主要不同是在水溶液里或熔融狀態(tài)下能否導電。要注意：①電解質不一定導電，如固態(tài)NaCl、液態(tài)HCl等；導電物質不一定是電解質，如鐵、鋁等金屬單質。②非電解質不導電，但不導電的物質不一定是非電解質，如金剛石、單質硫等一些非金屬單質。③電解質必須是化合物本身電離出的離子導電，否則不屬于電解質。如CO2、NH3、Cl2等物質的水溶液雖能導電，但它們并不是電解質，因為它們是與水反應后生成了電解質，才使溶液導電的。2.判斷電解質強、弱的注意點①電解質的強弱是由物質內部結構決定的，與任何外界因素無關。②電解質的強弱與其溶解性無關。某些鹽如BaSO4等雖難溶于水，但溶于水的部分卻是完全電離的，所以它們是強電解質；相反，能溶于水的未必都是強電解質，如CH3COOH、NH3·H2O等雖然能溶于水，但溶解時只有部分電離，故這些是弱電解質。③電解質溶液之所以導電，是由于溶液中有自由移動的離子存在。電解質溶液導電能力的大小，決定于溶液中自由移動的離子的濃度和離子的電荷數(shù)，和電解質的強弱沒有必然聯(lián)系，如1mol·L－1的醋酸溶液的導電能力就大于0.00001mol·L－1的鹽酸，所以說鹽酸的導電能力一定大于醋酸是錯誤的?？键c2：離子反應1、定義：從本質上看，凡是有自由離子參加或生成的反應都屬于離子反應。離子反應必須在水溶液中或熔融狀態(tài)下進行。如固體之間或濃H2SO4與固體的反應不屬于離子反應。2、類型：①離子發(fā)生復分解反應；②離子發(fā)生氧化還原反應。3、條件：①離子發(fā)生復分解反應的條件：生成沉淀、氣體、弱電解質。弱電解質包括弱酸、弱堿、弱鹽和水四類物質。如醋酸鉛(CH3COO)2Pb、草酸銨(NH4)2C2O4等極少數(shù)鹽屬于弱電解質。其中(NH4)2C2O4是弱電解質，在選修“實驗化學②離子發(fā)生氧化還原反應的條件：能生成弱氧化性、弱還原性的物質?？键c3：離子共存問題離子在溶液中能否大量共存，涉及到離子的性質及溶液的酸堿性等綜合知識。離子間能發(fā)生復分解反應或發(fā)生氧化還原反應，則離子不能大量共存。離子不能大量共存一般可從以下幾方面考慮：（一）由于發(fā)生復分解反應，離子不能大量共存1．若陰、陽離子能相互結合生成難溶或微溶性的鹽，則不能大量共存。如Ag+、Pb2+與Cl-；Ba2+、Ca2+、Ag+、Pb2+與SO42－；Ag+與Br-、I-、PO43-；Ca2+與F-、C2O42-等均不能大量共存。2．若陰、陽離子能相互結合生成氣體，則不能大量共存。如CO32-、HCO3-、SO32-、HSO3-、S2-、HS-等易揮發(fā)的弱酸陰離子與H+均不能大量共存。3．若陰、陽離子能相互結合生成弱電解質，則不能大量共存。（1）CO32-、SiO32-、CH3COO－、C6H5O-、C17H35COO-、C2O42-、NO2-、PO43-、S2-、SO32-、F-、ClO-等與H+；PO43-與H2PO4-；AlO2-與HCO3-等因生成弱酸而不能大量共存。（2）NH4+、Mg2+、Fe2+、Ag+、Al3+、Cu2+、Fe3+等與OH-因生成弱堿而不能大量共存。（3）CH3COO－與Pb2+、NH4+與C2O42-等因生成易溶于水且難電離的鹽而不能大量共存。（4）OH－與H+；HCO3－、HPO42－、H2PO4－、HS－、HSO3－與OH－等因生成水而不能大量共存。（5）Al3+與CO32-、HCO3-、S2-、HS-、AlO2-；Fe3+與CO32-、HCO3-、AlO2-、ClO-、C6H5O-；NH4+與AlO2-等因發(fā)生雙水解反應而不能大量共存。（6）Fe3+與F-、SCN-、、C6H5O－；Al3+與F-；Cu2+、Ag+與NH4+、OH-等因發(fā)生絡合反應而不能大量共存。（二）由于發(fā)生氧化還原反應，離子不能大量共存1．具有較強還原性的離子不能與具有較強氧化性的離子大量共存。如Fe3+與S2-、HS-、SO32-、I-；MnO4-與I-、Br-、Cl-、S2-、SO32-、Fe2+等不能大量共存。2．在酸性或堿性的介質中由于發(fā)生氧化還原反應而不能大量共存。Fe2+與NO3-能大量共存，但在強酸性條件下因發(fā)生反應3Fe2++NO3-+4H+==3Fe3++NO↑+2H2O而不能大量共存；SO32-和S2-在堿性條件下可以大量共存，但在酸性條件下因發(fā)生歸中反應2S2-+SO32-+6H+=3S↓+3H2O而不能大量共存。S2O32-與H+因發(fā)生歧化反應S2O32-+2H+==S↓+SO2+H2O不能大量共存。（三）審題時應注意題中給出的附加條件1．介質。酸性溶液（該溶液存在大量H+）；堿性溶液（該溶液存在大量OH-）；能在加入鋁粉后產生氫氣的溶液（該溶液呈酸性或堿性，需分這兩種情況考慮）；由水電離出的H+或OH-濃度小于1×10-7mol·L-1的溶液（該溶液加入了酸或堿而呈酸性或堿性，需分這兩種情況考慮）；由水電離出的H+或OH-濃度大于1×10-7mol·L-1的溶液（該溶液加入了弱堿鹽或弱酸鹽而呈酸性或堿性，需分這兩種情況考慮）。2．顏色。如果指明是無色溶液，則有色離子不能共存其中。中學常見的有色離子如下：MnO4-紫紅色，F(xiàn)e3+棕黃色，F(xiàn)e2+淺綠色，Cu2+藍色。3．要求。注意選項要求，是“能大量共存的離子組”，還是“不能大量共存的離子組”，是“一定能大量共存的離子組”，還是“可能大量共存的離子組”。考點4：離子方程式1．概念：用實際參加反應的離子符號來表示離子反應的方程式?；瘜W方程式只能表示一個具體的反應，而離子方程式能從本質上表示一類反應。電離方程式表示的不是化學反應，而是屬于物理變化的電離過程。2．書寫步驟：①寫（基礎）；②拆（關鍵）；③刪（途徑）；④查（保證）。3．能否拆開的原則：溶質在水中，若主要存在形式是離子，則拆開寫成離子。若主要存在形式是分子，則不拆開。所以，難溶的物質（如沉淀、氣體），不拆。易溶的物質，如果易電離（如強酸、強堿、絕大多數(shù)可溶性鹽），拆；易溶的物質，如果難電離（如弱酸、弱堿、極少數(shù)可溶性鹽、水），不拆。4．正誤判斷離子方程式遵循電荷守恒和元素守恒，若是氧化還原反應的離子方程式還遵循電子守恒。所以檢查內容有：電子得失總數(shù)、電荷總數(shù)、原子總數(shù)、反應條件、生成物狀態(tài)、微粒符號、系數(shù)約簡、組成關系、試劑加入的先后順序、反應是否在溶液或熔化狀態(tài)下進行、微溶性物質是反應物（稀溶液寫成離子；懸濁液寫成分子）還是生成物（生成物直接寫成分子）、酸式酸根離子是強酸的還是弱酸的、試劑的用量是少量還是過量、離子反應是否符合客觀事實等。三、例題精析【例題1】下列各組離子中，能在強酸溶液里大量共存，并且溶液呈無色透明的是()A．MnO4-、K+、Na+、SO42-B．Na+、K+、HCO3-、Cl-C．Mg2+、NH4+、Cl-、NO3-D．Ba2+、K+、S2-、SO42-【答案】C【解析】A中，MnO4-有顏色；B中HCO3-在強酸性中不能大量共存；D中Ba2+與SO42-不能大量共存。據(jù)以上分析得此題正確選項為C?！纠}2】在由水電離產生的H+濃度為1×10－13mol·L－1的溶液中，一定能大量共存的離子組是（）①K+、Cl－、NO3－、S2－②K+、Fe2+、I－、SO42－③Na+、Cl－、NO3－、SO42－④Na+、Ca2+、Cl－、HCO3－⑤K+、Ba2+、Cl－、NO3－A．①③ B．③⑤ C．③④ D．②⑤【答案】B【解析】由水電離產生的H+濃度為1×10－13mol·L－1，說明水的電離受到了抑制，所以，此溶液可能為酸性或堿性。①中NO3－與S2－離子在酸性中不能共存，在堿性中可以共存；②中Fe2+在堿性溶液中不能共存，F(xiàn)e2+會與OH生成白色沉淀；在酸性溶液中可以共存。③中各離子無論在酸性還是在堿性溶液中都能共存；④中HCO3－無論在酸性還是在堿性溶液中都不能共存；⑤中各離子無論在酸性還是在堿性溶液中都能共存。四、課堂運用【基礎】1、為防止流感病毒的傳播，許多公共場所都注意環(huán)境消毒，以下消毒藥品屬于強電解質的是()2、下列解釋事實的方程式不準確的是()A.用濃鹽酸檢驗氨：NH3+HCl＝NH4ClB.碳酸鈉溶液顯堿性：CO2-3+H2OHCO-3+OH-C.鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時，鐵作負極被氧化：Fe-3e-＝Fe3+D.長期盛放石灰水的試劑瓶內壁出現(xiàn)白色固體：Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O【鞏固】1、鐵、稀鹽酸、澄清石灰水、氯化銅溶液是中學化學中常見物質，四種物質間的反應關系如右圖所示。圖中兩圓相交部分(A、B、C、D)表示物質間的反應，其中對應反應的離子方程式書寫正確的是()A．OH－＋HCl===H2O＋Cl－B．Ca(OH)2＋Cu2＋===Ca2＋＋Cu(OH)2C．Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋D．Fe＋2H＋===Fe3＋＋H2↑2、(創(chuàng)新題)下列各選項中的兩個反應，可用同一個離子方程式表示的是()選項ⅠⅡABa(OH)2溶液與過量NaHCO3溶液混合NaOH溶液與過量NaHCO3溶液混合B少量SO2通入Ba(OH)2溶液中過量SO2通入Ba(OH)2溶液中CBaCl2溶液與Na2SO3溶液混合Ba(NO3)2溶液與H2SO3溶液混合D少量氨水滴入AlCl3溶液中少量AlCl3溶液滴入氨水中【拔高】1、欲將混合液中Al3＋、Cu2＋、Ba2＋、Ag＋逐一沉淀出來加以分離，加入試劑①Cl－②SOeq\o\al(2－,4)③OH－④CO2⑤COeq\o\al(2－,3)的正確順序是()A．①②③④ B．③⑤①②C．②①③⑤ D．①⑤③②2、甲、乙、丙是三種不含相同離子的可溶性強電解質。它們所含離子如表所示：陽離子NHeq\o\al(＋,4)、Na＋、Mg2＋陰離子OH－、NOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)取等質量的三種化合物配制相同體積的溶液，其溶質物質的量濃度：c(甲)>c(乙)>c(丙)，則乙物質可能是()①MgSO4②NaOH③(NH4)2SO4④Mg(NO3)2⑤NH4NO3A．①②B．③④C．③⑤ D．①⑤課程小結離子能否大量共存規(guī)律總結：一色、二性、三特、四反應。“一色”即溶液顏色，若限定溶液無色，則Fe3+黃色Fe2+淺綠色Cu2+藍色MnO4-紫色等有色離子不能存在?！岸浴奔慈芤旱乃嵝院蛪A性。①在強酸性溶液中，OH-和弱酸根離子（CO32-SO32-S2-CH3COO-ClO-F-SiO32-C6H5O-PO43-S2O32-HCO3-HSO3-HS-HPO42-H2PO4-等）不能大量共存；②在強堿性溶液中，H+和弱堿陽離子（如Mg2+Fe2+Fe3+Cu2+Al3+NH4+HCO3-HSO3-HS-HPO42-H2PO4-等）均不能大量共存；③酸式弱酸根離子（HCO3-、HSO3-、HS-、H2PO4-、HPO42-等）在強酸性或強堿性溶液中均不能大量共存。④若題中涉及到水的電離則考慮到a、室溫時溶液中由水電離出來的H+濃度如果大于10-7mol/L表示溶液顯酸性b、室溫時溶液中由水電離出來的H+濃度如果小于10-7mol/L表示溶液顯酸性或堿性“三特”指三種特殊情況。①AlO2-與HCO3-不能大量共存：AlO2-+HCO3-+H2O==Al(OH)3↓+CO32-。②“NO3-+H+”和“ClO-”等代表的是強氧化性，能與S2-、HS-、Fe2+、I-等發(fā)生氧化還原反應，所以不能大量共存。注意，在酸性的NO3-溶液中，加入鋁不放氫氣。③NH4+與CH3COO-、CO32-，Mg2+與HCO3-等組合中，雖然存在弱的雙水解，但因水解程序很小，在溶液它們仍然可以大量共存?！八姆磻敝傅氖请x子間通常進行的四種反應類型?！鶑头纸庑碗x子反應：①有氣體產生。如CO32—、SO32—、S2—、HCO3—等易揮發(fā)的弱酸根與H+不能大量共存。②有沉淀生成或微溶物如Ba2＋和CO32-、Ca2＋和OH—、Ba2＋、Ca2＋、Mg2＋、Ag＋與CO32—、SO42—不能大量共存；Pb2＋、Fe2＋、Al3＋、Zn2＋、Cu2＋、Mg2＋、Ag＋與OH—不能大量共存；Fe2＋與S2—、Ag＋與Cl—、Br—、I—不能大量共存。③有弱酸、弱堿或水生成。如OH—、CH3COO—、PO43—、HPO42—、F—、CN—、H2PO4—、AlO2—、SiO32—、C17H35COO－與H＋不能大量共存；一些酸式根如HCO3—、HSO3—、HS—等不能與OH—大量共存；NH4＋不能與OH—大量共存.※氧化還原型離子反應：①具有較強還原性的離子不能與具有較強氧化性的離子大量共存。如：Fe3＋與S2—、HS—、I—、SO32—不能大量共存。②在酸性或堿性介質中，由于發(fā)生氧化還原反應，離子不能大量共存。如在酸性介質中：MnO4—、Cr2O72—、NO3—、ClO—與Fe2＋、S2—、HS—、I—、SO32—不能大量共存；SO32—與S2—在酸性不能大量共存，而堿性介質中能大量共存?！p水解型離子反應：如Al3+與HCO3-CO32-HS-S2-AlO2-等Fe3+與HCO3-CO32-AlO2-等NH4+與AlO2-SiO32-等不能共存；※絡合型離子反應：如：Fe2＋、Fe3＋與SCN—、Fe3＋和不能大量共存。課后作業(yè)【基礎】1、水溶液X中只可能溶有K＋、Mg2＋、Al3＋、[Al(OH)4]－、SiOeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)中的若干種離子。某同學對該溶液進行了如下實驗：下列判斷正確的是()A．氣體甲一定是純凈物B．沉淀甲是硅酸和硅酸鎂的混合物C．K＋、[Al(OH)4]－和SiOeq\o\al(2－,3)一定存在于溶液X中D．COeq\o\al(2－,3)和SOeq\o\al(2－,4)一定不存在于溶液X中2、下列對各組離子或物質是否能夠大量共存解釋正確的是()A常溫常壓下NH3、O2、H2、CO2不能共存NH3為堿性氣體、CO2為酸性氣體，二者反應生成(NH4)2CO3Bc(OH－)＝1.0×10－13mol/L溶液中，F(xiàn)e2＋、NOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、Na＋不能共存發(fā)生反應：3Fe2＋＋NOeq\o\al(－,3)＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2OC溶液中：K＋、Cu2＋、Cl－、NH3·H2O不能共存發(fā)生反應：Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓D溶液中：Al3＋、Na＋、SOeq\o\al(2－,4)、HCOeq\o\al(－,3)可以共存不能發(fā)生反應【鞏固】1、下表中評價合理的是()選項化學反應及其離子方程式評價AFe3O4與稀硝酸反應：2Fe3O4＋18H＋===6Fe3＋＋H2↑＋8H2O正確B向碳酸鎂中加入稀鹽酸：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋===CO2↑＋H2O錯誤，碳酸鎂不應寫成離子形式C向硫酸銨溶液中加入氫氧化鋇溶液：Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)===BaSO4↓正確DFeBr2溶液與等物質的量的Cl2反應：2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2===2Fe3＋＋4Cl－＋Br2錯誤，F(xiàn)e2＋與Br－的化學計量數(shù)之比應為1∶22、(1)NaHSO4溶液滴加到有酚酞試液的Ba(OH)2溶液中，當溶液的顏色剛好由紅色變?yōu)闊o色時，反應的離子方程式為__________________________________。(2)向Ba(HCO3)2溶液中滴入NaHSO4溶液，至沉淀完全，寫出反應的離子方程式：________________________________。在上述溶液中繼續(xù)滴入NaHSO4溶液，此時離子方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________?！景胃摺?、A、B、C、D、E均是由下列離子組成的可溶性化合物。組成這五種物質的離子有(離子不能重復組合)：陽離子Na＋Mg2＋Al3＋Ba2＋Fe3＋陰離子OH－Cl－COeq\o\al(2－,3)SOeq\o\al(2－,4)HCOeq\o\al(－,3)分別取它們進行實驗，結果如下：①A溶液與D溶液混合，沒有明顯現(xiàn)象；②當B溶液加入到D溶