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第2节 离子反应教案

【本讲教育信息】

一. 教学内容：

    第二章  第二节  电解质

二. 教学目的

1、了解电离、电解质、离子反应、离子方程式的含义

2、知道酸、碱、盐发生电离

3、通过实验事实认识离子反应及其发生条件能正确书写常见反应的离子方程式

4、了解常见离子的检验方法

三. 教学重点、难点

  1、电解质的概念

2、通过实验事实认识离子反应及其发生条件，能正确书写常见反应的离子方程式

四. 知识分析

（一）电解质的电离

实验探究：测试物质的导电

物质导电的情况：a、金属导电：含有 自由移动的电子  

                b、化合物（熔融或水溶液）：含有自由移动的离子

1、电离：

（1）定义：一些物质溶解于水或受热熔化而离解成自由移动离子的过程。

（2）条件：溶于水或熔化

2、电离方程式：用符号来表示电离过程的式子，叫电离方程式。

练习：写出电离方程式

H₂SO₄＝2H^＋＋SO₄^2－    Ba(OH)₂＝Ba^2＋＋2OH^－

    Fe₂(SO₄)₃＝2Fe^3＋＋ 3SO₄^2－     (NH₄)₂CO₃＝2NH₄^＋＋CO₃^2－

3、酸：电离出的阳离子全部是H^＋的化合物叫做酸

    碱：电离出的阴离子全部是OH^－的化合物叫做碱

    盐：电离时，生成金属离子（或铵根离子）和酸根离子的化合物。

4、电解质与非电解质：

（1）比较

    （2）强电解质与弱电解质

扩展：弱电解质的电离方程式：

a、写出CH₃COOH、H₂CO₃的电离方程式（多元弱酸分步电离）：

CH₃COOH⇌CH₃COO^－＋H^＋

    H₂CO₃⇌HCO₃^－＋H^＋   HCO₃^－⇌ H^＋＋CO₃^2－

   b、写出NH₃•H₂O、Fe(OH)₃的电离方程式：

NH₃•H₂O⇌NH₄^＋＋OH^－      Fe(OH)₃⇌Fe^3＋＋3OH^－

练一练：

（1）下列物质中属于强电解质的是（    ），弱电解质的是（    ），非电解质的是（    ）

A、KI  B、乙醇 C、氨水 D、蔗糖 E、HClO  F、硫酸氢钠 G、NH₃•H₂O   H、液氯  I、CO₂  J、硝酸  K、Na₂O 

（2）下列电离方程式错误的是（    ）

A、Al₂(SO₄)₃＝2Al^3＋＋3SO₄^2－        B、NH₃•H₂O ＝NH₄^＋＋OH^－

C、NaHCO₃＝Na^＋＋HCO₃^2－             D、H₂SO₄＝2H^＋＋SO₄^2－

（3）下列叙述正确的是（    ）

A、NaCl在电流的作用下电离出Na^＋、Cl^—

B、溶于水后电离出H^＋的化合物是酸

C、HCl溶于水能导电，但液态HCl不导电

D、导电性强的溶液里自由移动的离子数目一定比导电性弱的溶液里的自由移动的离子数目多

（4）把0.05mol的NaOH固体分别加入下列100ml溶液中，溶液的导电能力变化不大的是（    ）

A、自来水  B、0.5mol/L盐酸   C、0.5mol/L醋酸   D、0.5mol/LNH₄Cl溶液

答案：（1）AFJK；GE；BDI  （2）C  （3）C  （4）BD

小结：

1、电解质必须是本身电离出离子

2、常见的强电解质：

强酸：HCl   HNO₃  H₂SO₄

强碱：NaOH  KOH  Ca(OH)₂  Ba(OH)₂

盐：NaCl   K₂SO₄    KClO₃  FeCl₃

金属氧化物：CaO    Na₂O

常见的弱电解质：

弱酸：CH₃COOH     H₂CO₃    HClO

弱碱：NH₃•H₂O                   H₂O

（二）电解质在水溶液中的反应

1、离子反应：

（1）定义：有离子参加的反应称为离子反应。

（2）实质：反应物某些离子浓度的减小。

（3）发生条件：①生成难溶的物质；②生成难电离的物质；③生成挥发性物质。

2、离子方程式

（1）定义：用实际参加反应的离子的符号来表示化学反应的式子叫离子方程式

（2）书写：

步骤：

a、写出反应的化学方程式；

b、把易溶于水，易电离的物质（即易溶性强电解质）改写为离子形式，难溶物、难电离的物质以及气体等用化学式表示；

c、删去等号两边未参加反应的离子；

d、检查离子方程式两边各元素的原子个数及电荷总数是否相等。

例如：氯化钡溶液与硫酸反应：

    BaCl₂＋H₂SO₄＝BaSO₄↓＋2HCl

    Ba^2＋＋2Cl^－＋2H^＋＋SO₄^2－＝ BaSO₄↓＋2Cl^－＋2H^＋

Ba^2＋＋SO₄^2－＝ BaSO₄↓

（3）含义：表示一类化学反应。

练一练：写出下列反应的离子方程式

①铁与稀硫酸

②碳酸钙与盐酸

③钠与水

④澄清石灰水与硝酸

⑤小苏打溶液与苛性钠溶液

⑥硫酸氢钠溶液与氢氧化钠溶液

⑦氢氧化铜与硫酸

⑧CO₂通入澄清石灰水

答案：①Fe＋2H^＋＝Fe^2＋＋H₂↑

②CaCO₃＋2H^＋＝Ca^2＋＋CO₂↑＋H₂O

③2Na＋2H₂O＝2Na^＋＋2OH^－＋H₂↑

④H^＋＋OH^－＝H₂O

⑤HCO₃^－＋OH^－＝CO₃^2－＋H₂O

⑥H^＋＋OH^－＝ H₂O

⑦Cu(OH)₂＋2H^＋＝Cu^2＋＋2H₂O

⑧Ca^2＋＋CO₂＋2OH^－＝ CaCO₃↓＋H₂O

（4）书写原则：

     a、合事实

     b、须二“恒”

     c、“号”符实

     d、“拆”合理  

（5）检查

a、符合物质反应的客观事实

b、必须遵循质量守恒定律

c、必须遵循电荷守恒原理

d、必须遵循定组成规律

（三）物质的检验

1、不用外加试剂

    方法：观察法、加热法、借用试剂法、相互作用法

练一练：不用外加试剂鉴别四种溶液：NaOH、KCl、CuSO₄、MgCl₂

答案：先观察溶液呈蓝色的为CuSO₄溶液，再用其与剩余无色溶液混合，产生蓝色沉淀的为NaOH溶液，再用NaOH溶液与剩余溶液混合，产生白色沉淀的是MgCl₂溶液，剩余的是KCl溶液。

2、限用一种试剂

练一练：限用一种试剂鉴别三种无色溶液：KCl、Na₂CO₃、Ba（NO₃）₂

答案：硫酸

3、任选试剂

练一练：

（1）鉴别稀硫酸、澄清石灰水、NaOH溶液

答案：碳酸钠溶液 

（2）某溶液中含有SO₄^2－、CO₃^2－、OH^－、Cl^－，请分别检验

①先检验OH^－，加入酚酞试剂。

②后检验CO₃^2－，加入HNO₃试剂，离子方程式2H^＋＋CO₃^2－＝CO₂↑＋H₂O

③再检验SO₄^2－，加入Ba(NO₃)₂ 试剂，离子方程式Ba^2＋＋SO₄^2－＝BaSO₄↓

④最后检验Cl^－，加入AgNO₃试剂，离子方程式Ag^＋＋Cl^－＝AgCl↓

（四）离子共存问题

    凡离子间能发生离子反应的，均不能大量共存。

练一练：

1、下列各组中的离子，能在溶液中大量共存的是（    ）

　　A. K^＋、Ag^＋、NO₃^—、Cl^—                 B. Ba^2＋、Na^＋、CO₃^2－、OH^－

　　C. Mg^2＋、Ba^2＋、OH^－、NO₃^－              D. H^＋、K^＋、CO₃^2－、SO₄^2－

　　E. Al^3＋、Fe^3＋、SO₄^2－、Cl^－              F. K^＋、H^＋、NH₄^＋、OH^－

2、在某无色透明的pH＝0的溶液中能共存的离子组是（   ）

A. NH₄^＋、NO₃^－、Al^3＋、Cl^－              B.Na^＋、S^2－、K^＋、NO₃^－

C. MnO₄^－、K^＋、SO₄^2－、Na^＋              D.K^＋、SO₄^2－、HCO₃^－、Na^＋

3、在pH＝1的溶液中，可以大量共存的离子是  (    )

A. Na^＋  K^＋    Cl^－              B.   Mg^2＋    Cl^－

C. K^＋  Na^＋   SO₃^2－                D. K^＋  Na^＋  ClO^－ 

4、某强碱性溶液中，在该溶液中可以大量共存的离子组是（    ）

A. K^＋、Na^＋、、             B. Na^＋、、Cl^-、ClO^-

C. H^＋、Mg^2＋、、             D. Ag^＋、K^＋、、Na^＋ 

5、下列各组离子在溶液中能大量共存的是                  (      )

A. 酸性溶液Na^＋、K^＋、、NO₃^－     B. 酸性溶液Fe^3＋、、S^2－、

C. 碱性溶液Na^＋、K^＋、Ag^＋、       D. 碱性溶液Ba^2＋、Na^＋、、Cl^-

6、在pH＝1的无色透明溶液中不能大量共存的离子组是（    ）

    A. Al^3＋、Ag^＋、、Cl^－              B. Mg^2＋、、、Cl^－

    C. Ba^2＋、K^＋、Cu^2＋、Cl^－                D. Zn^2＋、Na^＋、、

7、在溶液中能共存，加OH^－有沉淀析出，加H^＋能放出气体的是（    ）

    A. Na^＋、Cu^2＋、Cl^－、              B. Ba^2＋、K^＋、OH^－、

    C. H^＋、Al^3＋、、            D. Na^＋、Ca^2＋、Cl^－、

8、在pH＝1的无色透明溶液中不能大量共存的离子组是（    ）

    A. Al^3＋、Ag^＋、、Cl^－             B. Mg^2＋、、、Cl^－

    C. Ba^2＋、K^＋、S^2－、Cl^－                 D. Zn^2＋、Na^＋、、

  9、下列各组离子中，能在pH＝1的溶液里大量共存，并且溶液呈无色透明的是 （    ）

    A. 、K^＋、Na^＋、            B. Na^＋、K^＋、SO₃^2－、Cl^－

    C. Mg^2＋、、Cl^－、           D. Ba^2＋、K^＋、S^2－、

10、某强碱性透明溶液里所含的离子可能是（    ）

    A. Na^＋、Cl^－、Al^3＋、Ca^2＋               B. K^＋、S^2－、、

    C. Al^3＋、Mg^2＋、Cl^－、             D. Fe^2＋、Na^＋、K^＋、Cl^－

11、下列各组离子在水溶液中能大量共存的是：         （     ）

　　（1）K^＋、NH₄^＋、HCO₃^－、OH^－　　（2）SO₃^2－、SO₄^2－、Cl^－、OH^－

（3）Fe^3＋、Cu^2＋、SO₄^2－、Cl^－　　 （4）H^＋、K^＋、Al^3＋、HSO₃^－

    （5）Ca^2＋、Na^＋、SO₄^2－、CO₃^2－

12、某饱和溶液中含有三种阳离子：Ag^＋、Ba^2＋、Al^3＋，同时测知此溶液中pH＝3，则该溶液中所含有的阴离子可以是下列中的（    ）

A. CO₃^2－             B. SO₄^2－          C. NO₃^－           D. S^2－

13、下列各组离子，可以在溶液中大量共存的是（    ）

A. Ag^＋、Ca^2＋、Br^－、SO₄^2－              B. H^＋、SO₃^2－、SO₄^2－、Ba^2＋

C. Na^＋、Cl^－、SO₄^2－、SO₃^2－              D. H^＋、Na^＋、Cu^2＋、S^2－

14、下列各组离子在水溶液中能大量共存的是（    ）

A. Na^＋ 、OH^－ 、Cu^2＋ 、Cl^－             B. HCO₃^－ 、Na^＋ 、OH^－ 、K^＋

C. K^＋ 、CO₃^2－、Br^－ 、SO₄^2－             D. H^＋ 、Cl^－ 、Na^＋ 、SO₃^2－

15、向0.1 mol·L^-1 NaOH溶液中通入过量CO₂后，溶液中存在的主要离子是    (   )

A. Na^＋、                        B. Na^＋、

C. 、                     D. Na^＋、OH^-

答案：

1、E   2、A   3、B   4、B   5、A

6、A   7、D   8、AC   9、C   10、C

11、2、3   12、C   13、C   14、C   15、B

小结：

（一）正确判断离子间能否大量共存的关键是看离子间能否发生反应.如:能生成沉淀.生成气体、生成弱电解质，大致可分为以下几种情况：

1、氢离子与弱酸的酸根离子不能大量共存，如：CO₃^2－、HCO₃^－、CH₃COO^－、HS^－、S^2－、F^－、SO₃^2－、HSO₃^－、PO₄^3－、HPO₄^2－、H₂PO₄^－等都不能与H^＋大量共存。

2、氢氧根离子与弱碱的金属阳离子及弱酸的酸式酸根不能大量共存，如：NH₄^＋、Fe^3＋、Fe^2＋、Cu^2＋、Al^3＋、Zn^2＋、HCO₃^－、HS^－、H₂PO₄^－、HPO₄^2－、HSO₃^－、等与OH^－不能大量共存。

3、能生成难溶（微溶）物质的两种离子不能大量共存，如：Ca^2＋与CO₃^2－，Ba^2＋与SO₄^2－、Cu^2＋与S^2－，Pb^2＋与SO₄^2－、Ca^2＋与SO₄^2－等不能大量共存。

（二）审题时应注意题中给出的附加条件

1、酸性溶液（H^＋）、碱性溶液（OH^－）能在加入铝粉后放出可燃气体的溶液等。

2、有色离子：MnO₄^－，Fe^3＋，Fe^2＋，Cu^2＋等。

3、MnO₄^－，ClO^－等在酸性条件下具有强氧化性。

4、注意题目要求“大量共存”还是“不能大量共存”。

……

【典型例题】

例题1. 下列说法正确的是（     ）

    A. 凡是能导电的物质都是电解质

    B. 电解质溶液能导电的原因是溶液中有自由移动的离子

    C. 盐酸能导电的原因是溶液在电流作用下电离生成了自由移动的离子的缘故

    D. 凡是能电离的物质一定能导电

    答案：B

    解析：对于电解质的概念有几点说明：①电解质是指在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物。②电解质是化合物，金属也能导电，但不是化合物，故排除A项。③电解质电离是水分子作用的结果，而非电流作用的结果，故排除C项。④电解质能导电需具备两个条件：即有离子并且离子能自由移动，两个条件同时具备才能导电。例如NaCl晶体在水溶液或熔化状态能导电，但固态的NaCl晶体中Na^＋、Cl^－不能自由移动，故NaCl晶体能电离但不能导电，所以选B。

    点评：准确把握电解质、自由移动的离子、导电、电离等概念的不同，弄清楚导电、电离的条件。

例题2. 下列反应属于离子反应的是（     ）

    A. H₂ 和O₂ 反应生成水

    B. 锌片投入稀硫酸中

    C. KMnO₄ 加热分解制取O₂

    D. NH₃ 遇HCl气体生成白烟（NH₄Cl 小颗粒）

    答案：B

    解析：凡是有离子参与的反应都是离子反应。常见的有电解质在溶液中进行的反应。A、D是分子间的反应。C中KMnO₄ 的分解，也不属于离子反应。

    点评：NH₃ 与HCl都是由分子构成的，虽生成了离子化合物NH₄Cl ，但未电离，故不是离子反应，一定要区分HCl气体与盐酸。若将NH₃ 通入盐酸中发生的反应就是离子反应，写为：NH₃ ＋H^＋＝NH₄^＋。有些反应，如2Na＋2H₂O ＝ 2NaOH ＋H₂↑看似无离子参与，实际是离子反应，因实质是H₂O 电离出的H^＋得电子生成H₂。一般有水参与的反应都是离子反应。

例题3. 某溶液中可能有下列阴离子：SO₄^2－、SO₃ ^2－、CO₃ ^2－、Cl^－。

    （1）当溶液中存在大量H^＋ 时，溶液中不能大量存在的离子是___________.

    （2）当溶液中存在大量Ba^2＋ 时，溶液中不能大量存在的离子是___________.

   （3）当溶液中存在大量_______________和_________________离子时，上述阴离子都不存在。

答案：（1）SO₃^2－、CO₃ ^2－   （2）SO₄^2－、SO₃ ^2－、CO₃ ^2－   （3）Ba^2＋；Ag^＋

解析：（1）2H^＋ ＋  SO₃ ^2－＝  SO₂ ↑＋  2H₂O

          2H^＋ ＋  CO₃ ^2－＝  CO₂ ↑＋  2H₂O

      （2）BaSO₄ 、BaSO₃、BaCO₃是难溶物。

      （3）BaSO₄ 、BaSO₃、BaCO₃、AgCl是难溶物。

点评：离子不能大量共存情况有多种，生成难溶物、微溶物、难电离物、挥发性物质等，对此熟记。

例题4. 某同学从一种未知的无色溶液中检验出有Ba^2＋、Ag^＋，同时溶液的酸性较强，准备继续检验溶液中是否含有Cu^2＋、Cl^－、CO₃^2－、K^＋、SO₄^2－、NO₃^－等离子。显然有些离子还必须检验，有些离子已不需检验。你认为还必须检验的离子有______________。

答案：K^＋、NO₃^－

解析：由溶液呈无色，推知无Cu^2＋；因含有大量H^＋、Ba^2＋、Ag^＋，故与之不能大量共存的离子Cl^－、CO₃^2－、SO₄^2－不能存在，无需检验，但剩余离子还需检验。

点评：此题是离子共存问题的变形题，应熟记常见难溶物，仔细审题，综合考虑。