2025版高一化學(xué)必修第一冊 第一章 第二節(jié) 第3課時 離子反應(yīng)的應(yīng)用

第3課時離子反應(yīng)的應(yīng)用課標(biāo)定向目標(biāo)定位1.了解常見離子的檢驗方法。(宏觀辨識與微觀探析)2.能用化學(xué)沉淀法去除粗鹽中的雜質(zhì)離子。(科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任)厘清重點掌握物質(zhì)分離、提純與鑒別中的離子反應(yīng)及離子推斷中的知識應(yīng)用突破難點離子反應(yīng)知識在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用學(xué)習(xí)任務(wù)一:離子反應(yīng)在物質(zhì)分離與提純中的應(yīng)用【必備知識·探究】[情境]粗鹽通過簡單的溶解、過濾和蒸發(fā)操作后得到的鹽中仍然會有可溶性雜質(zhì)CaCl2、MgCl2及一些硫酸鹽等。利用化學(xué)方法可以將這些可溶性雜質(zhì)進(jìn)一步去除,常選用的試劑有BaCl2、Na2CO3、NaOH和稀鹽酸。(1)分析粗鹽的組成,從粗鹽溶液中所含離子的角度分析,需要保留的離子和需要除去的雜質(zhì)離子分別是什么?提示:粗鹽溶液中含有Na+、Ca2+、Mg2+、SO42-和Cl-等。需要保留的離子是Na+和Cl-,需要除去的雜質(zhì)離子是Ca2+、Mg2+和(2)選擇能使雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為氣體或沉淀的物質(zhì)作為除雜試劑,除雜試劑不能影響要保留的離子。根據(jù)要除去的雜質(zhì)離子與信息所給出的試劑,你能選擇除去這些雜質(zhì)離子的對應(yīng)試劑嗎?用離子方程式表示其除雜的原理。提示:用BaCl2溶液除去SO42-,離子反應(yīng)為SO42-+Ba2+===BaSO4↓;用Na2CO3溶液除去Ca2+、Ba2+,離子反應(yīng)為Ca2++CO32-===CaCO3↓、Ba2++CO32-===BaCO3↓;用NaOH溶液除去Mg(3)如何保證每一步除雜都能把雜質(zhì)除凈?除雜過程中有可能引入的新雜質(zhì)應(yīng)如何處理?提示:為保證每一步除雜都能把雜質(zhì)除凈,加入的除雜試劑要適當(dāng)過量,并且保證在后續(xù)過程中能把新引入的雜質(zhì)除去。故先加入BaCl2除去SO42-,再加入Na2CO3除去Ca2+和過量的Ba2+,再加入NaOH除去Mg2+,過濾后,加HCl除去過量的CO3【核心要點·歸納】混合物的分離與提純1.物質(zhì)提純的一般思路混合物組成分析→沉淀劑的選擇→合理安排加入沉淀劑的順序→考慮過量沉淀劑如何除去→確定實驗步驟及實驗操作。2.提純示例——粗鹽提純【學(xué)力診斷·測評】1.用一種試劑除去下列物質(zhì)中的雜質(zhì)(括號內(nèi)物質(zhì)為雜質(zhì),所用試劑均足量),寫出所加的試劑及有關(guān)反應(yīng)的離子方程式。(1)FeSO4溶液(CuSO4):試劑為___________,

離子方程式為________________________。

答案:(1)鐵粉Fe+Cu2+===Cu+Fe2+【解析】(1)Fe比Cu活潑,因此可向溶液中加入鐵粉置換出銅,反應(yīng)的離子方程式為Fe+Cu2+===Cu+Fe2+。(2)Cu(Mg):試劑為________,離子方程式為________________________。

答案:(2)稀鹽酸(或稀硫酸)Mg+2H+===Mg2++H2↑【解析】(2)Mg是活潑金屬,能與酸性溶液反應(yīng),而Cu是不活潑金屬,不與酸性溶液反應(yīng),故試劑可選用稀鹽酸(或稀硫酸),反應(yīng)的離子方程式為Mg+2H+===Mg2++H2↑。(3)CO(CO2):試劑為___________,

離子方程式為________________________。

答案:(3)氫氧化鈉溶液CO2+2OH-===CO32-【解析】(3)CO2能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)而CO不能,故試劑可選用氫氧化鈉溶液,反應(yīng)的離子方程式為CO2+2OH-===CO32-+H2.為了將混有Na2SO4、NaHCO3的NaCl提純,并制得純凈的溶液,某學(xué)生設(shè)計了如圖所示的實驗方案:(1)操作①盛放藥品可選用________(填儀器名稱)。

(2)操作為什么不用Ba(NO3)2溶液,其理由是____________________。

(3)進(jìn)行操作②后,如何判斷已除盡?方法是__________________________。

(4)操作③的目的是________________;為何不先過濾后加Na2CO3溶液,其理由是__________________________。

(5)此設(shè)計方案是否嚴(yán)密?請說明理由:_____________。

答案:(1)坩堝(2)會引入NO3(3)取上層清液于干凈的試管中,向試管中滴加BaCl2溶液,若無沉淀說明SO42-、(4)除去過量的Ba2+可減少過濾次數(shù)(5)不嚴(yán)密,在操作③時加入的Na2CO3溶液煮沸并不能除去,因此在操作④之后應(yīng)加入適量鹽酸,然后再加熱煮沸,除去HCl【解析】將混合物放在坩堝中加熱得到殘留物為NaCl、Na2SO4、Na2CO3的混合物,溶解后加入過量的BaCl2溶液可以除去溶液中的SO42-、CO32-,再加入過量Na2CO3溶液可以除去溶液中過量的Ba2+,過濾除去沉淀后,向濾液中加入稍過量的鹽酸除去溶液中過量的CO32-,Ba(NO3學(xué)習(xí)任務(wù)二:離子的檢驗與推斷【必備知識·探究】[情境]氯堿工業(yè)的主要原料是粗食鹽。粗食鹽中除了含有難溶性雜質(zhì)外,還含有鈣鹽、鎂鹽等可溶性雜質(zhì)。(1)向某無色溶液中加入硝酸銀溶液后有白色沉淀產(chǎn)生,能否證明一定有Cl-?若加入稀硝酸后白色沉淀不溶解呢?提示:不能,加入硝酸銀溶液生成白色沉淀,可能是Cl-,也可能是CO32-;若加入稀硝酸后白色沉淀不溶解,則可推斷該溶液含有Cl-,因為碳酸銀沉淀不溶于水,(2)某同學(xué)懷疑溶液中有SO42-,設(shè)計了幾種方案進(jìn)行檢驗,①加鹽酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀生成,一定有SO4提示:錯誤。溶液中可能含Ag+,生成氯化銀沉淀。②滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,沒有白色沉淀生成,一定沒有SO4提示:錯誤。Ag2SO4是微溶物,只有當(dāng)濃度較大時才出現(xiàn)沉淀,所以不能排除溶液中有少量SO4③滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,一定有SO4提示:錯誤?？赡苡蠧O32-或【核心要點·歸納】常見離子的檢驗離子試劑與操作現(xiàn)象H+紫色石蕊溶液溶液變紅甲基橙溶液溶液變紅OH-酚酞溶液變紅紫色石蕊溶液溶液變藍(lán)Ag+含Cl-的溶液,稀硝酸白色沉淀加稀氨水至過量先生成白色沉淀,然后沉淀溶解Cu2+觀察法藍(lán)色溶液或藍(lán)綠色溶液NaOH溶液生成藍(lán)色沉淀Cl-AgNO3溶液和稀硝酸白色沉淀(AgCl)Br-淡黃色沉淀(AgBr)I-黃色沉淀(AgI)SO先加足量的稀鹽酸,再加BaCl2溶液白色沉淀CO先加入BaCl2溶液,再加入足量稀鹽酸,將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水白色沉淀→沉淀溶解,產(chǎn)生無色無味氣體→澄清石灰水變渾濁【學(xué)力診斷·測評】向某無色溶液中加入BaCl2溶液,生成白色沉淀,加入稀硝酸,沉淀不溶解,則有關(guān)該溶液的下列說法正確的是()A.一定有SOB.一定沒有SOC.一定有Ag+D.可能有SO42-,也可能有Ag【解析】選D。加入BaCl2溶液形成的不溶于稀硝酸的白色沉淀可能是AgCl或BaSO4。由于Ag2SO4是微溶物,因此Ag+和SO4【補(bǔ)償訓(xùn)練】(2024·臨沂高一檢測)某無色、澄清溶液中可能含有①Na+、②SO42-、③Cl-、④HCO3-、⑤CO32-、⑥H+、⑦Cu2+步驟操作現(xiàn)象(1)向溶液中滴加2~3滴紫色石蕊溶液溶液變紅(2)向溶液中滴加BaCl2溶液和稀鹽酸有白色沉淀生成(3)將(2)中所得沉淀過濾,向濾液中加入AgNO3溶液和稀硝酸有白色沉淀生成下列結(jié)論正確的是()A.該實驗無法確定是否含有③B.肯定含有的離子是①②⑥C.可能含有的離子是①③D.肯定不含的離子有④⑤⑥⑦【解析】選B。因溶液是無色的,則溶液中不含Cu2+;向溶液中滴加2~3滴紫色石蕊溶液,溶液變紅,說明溶液顯酸性,含有H+,不含CO32-和HCO3-;向溶液中滴加BaCl2溶液和稀鹽酸,有白色沉淀生成,此沉淀為BaSO4,說明溶液中含有SO42-;將(2)中所得沉淀過濾,向濾液中加入AgNO3溶液和稀硝酸,有白色沉淀生成,此沉淀為AgCl,因(2)中引入了Cl-,故無法說明溶液中是否含有Cl-;由于每種離子的個數(shù)相等,且溶液呈電中性,則溶液中一定含有Na+,一定不含Cl-;結(jié)合以上分析可知,溶液中一定含有①Na+、②SO42-、⑥H+,一定不含③Cl-、④學(xué)情檢測·素養(yǎng)達(dá)標(biāo)1.甲、乙、丙、丁四位同學(xué)分別進(jìn)行實驗,測定四份不同澄清溶液的成分,記錄如下:甲MgCl2、Na2SO4、KOH乙K2CO3、Ba(OH)2、NaCl丙K2SO4、CuCl2、NaCl丁HCl、KCl、Na2CO3其中記錄合理的是()A.甲B.乙C.丙D.丁【解析】選C。A.MgCl2與KOH反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀,故A不符合題意;B.K2CO3與Ba(OH)2反應(yīng)生成BaCO3沉淀,故B不符合題意;C.K2SO4、CuCl2、NaCl之間互不反應(yīng),故C符合題意;D.HCl和Na2CO3反應(yīng)生成CO2、H2O和NaCl,故D不符合題意。2.某無色透明溶液中可能含有下列離子中的幾種:Na+、Mg2+、Cu2+、OH-、Cl-、CO32-、N①取少量溶液用紅色石蕊試紙檢驗,試紙變藍(lán)色;②另取少量溶液逐滴滴加鹽酸至過量,無氣體放出;③另取少量溶液用硝酸酸化后,加入AgNO3溶液有白色沉淀生成。下列說法錯誤的是()A.不用進(jìn)行實驗,就可判斷出原溶液中一定無Cu2+B.由實驗①可知:原溶液中一定不存在Mg2+C.實驗②中,首先發(fā)生的反應(yīng)為2H++CO32-===H2D.由實驗③可知:AgCl不溶于硝酸【解析】選C。A.含有Cu2+的溶液呈藍(lán)色,無色溶液中一定不含Cu2+,故A正確;B.取少量溶液用紅色石蕊試紙檢驗,試紙變藍(lán)色,說明溶液呈堿性,含有OH-,可與Mg2+產(chǎn)生沉淀,可知:原溶液中一定不存在Mg2+,故B正確;C.另取少量溶液逐滴滴加鹽酸至過量,無氣體放出,說明溶液中不含CO32-,故C錯誤;D.Cl-、Ag+反應(yīng)生成AgCl沉淀,另取少量溶液用硝酸酸化后,加入AgNO3溶液有白色沉淀生成,可知AgCl不溶于硝酸,3.(2024·重慶高一檢測)某工業(yè)廢水中存在大量的Na+、SO42-、Cu2+、Cl-,欲除去其中的Cu2+、SO(1)加入NaOH溶液時反應(yīng)的離子方程式:______________。

答案:(1)Cu2++2OH-===Cu(OH)2↓【解析】工業(yè)廢水中存在大量的Na+、SO42-、Cu2+、Cl-,欲除去其中的Cu2+、SO42-,由工藝流程圖可知,先加NaOH除去Cu2+,然后加試劑a即BaCl2溶液可除去SO42-,再加試劑Na2CO3溶液,生成碳酸鋇沉淀,可除去過量鋇離子,操作X為過濾,分離出的溶液含氯化鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉,最后加試劑b鹽酸可除去碳酸鈉、氫氧化鈉。(1)氫氧根離子可以和銅離子反應(yīng)生成沉淀,(2)試劑a為____________,試劑b為________。

答案:(2)BaCl2溶液鹽酸【解析】(2)由分析可知試劑