
1.通過分析酸、堿、鹽之間的反應事實及硫酸鈉溶液與氯化鋇溶液反應實質(zhì)探究,認識離子反應,理解離子反應的定義及實質(zhì)?!? 2.通過閱讀思考,實例分析,知道離子方程式的定義、意義及書寫步驟,理解離子反應發(fā)生的條件,掌握常見離子方程式的書寫及正誤判斷的基本方法。 3.通過實驗探究、總結(jié)歸納、分析推理等一系列科學研究過程,了解科學研究的基本方法,建立溶液中離子反應的基本模型。
傳說三國時,諸葛亮為了擒拿南王孟獲(歷史上有名的七擒七縱),率軍南征至云南西洱河,遇四口毒泉,其中一口為啞泉。時逢天氣好生炎熱,人馬飲用了啞泉水后,全都中毒,將士們都說不出話來。后來幸得一智者指教,復飲安樂泉水,“隨即吐出惡涎,便能言語”。你知道其中的化學原理嗎?通過本節(jié)課的學習,我們就能解開這個謎團!
活動一、探究離子反應的實質(zhì)
任務一、實驗探究:結(jié)合教材P17實驗1-3,完成實驗,并將實驗現(xiàn)象及結(jié)論填在下列表格中。
KCl=K++Cl-、Na2SO4==2Na++SO42-
BaCl2=Ba2++2Cl-、Na2SO4==2Na++SO42-
Na+、SO42-、K+、Cl-
Ba2+、SO42-、Na+、Cl-
無明顯現(xiàn)象。溶液中K+、Cl-、Na+、SO42-相互之間不發(fā)生反應
產(chǎn)生白色沉淀。溶液中Ba2+與SO42-結(jié)合生成不溶于水的硫酸鋇
Ba2++SO42-== BaSO4↓
電解質(zhì)在溶液中的反應實質(zhì)是離子之間的反應
任務二、閱讀教材P18頁第二自然段,請寫出BaCl2溶液與Na2SO4溶液反應的化學方程式,并從微觀粒子的角度分析BaCl2溶液與Na2SO4溶液反應的實質(zhì)?回答什么是離子反應?。
混合前:Ba2+、SO42-、Na+、Cl-四種離子混合后:Ba2++SO42-== BaSO4↓,主要存在Na+、Cl-兩種離子化學方程式:BaCl2+Na2SO4==BaSO4↓+2NaCl;結(jié)論:生成BaSO4白色沉淀,導致Ba2+、SO42-濃度減小。
離子之間的反應,即有離子參加或有離子生成的化學反應。中學階段所學的離子反應一般是指在溶液中進行的反應。
反應物的某些離子濃度減小(發(fā)生改變)的過程。
任務三、應用探究:已知,銅為重金屬,可溶性的Cu2+會使蛋白質(zhì)變性,因此,如果人和動物喝了含Cu2+的水就會中毒。啞泉水是一種含銅鹽的泉水,主要成分為硫酸銅,稱為膽水。這種膽水飲用后會使人惡心、嘔吐、腹瀉,言語不清,直至虛脫、痙攣而死。而安樂泉水中含有大量的石灰水,請你用所學知識解釋用安樂泉水給啞泉水解毒的原理。
CuSO4 == Cu2++SO42-Ca(OH)2==2 OH-+Ca2+ Cu(OH)2↓即:CuSO4+Ca(OH)2== Cu(OH)2↓+CaSO4
誤飲啞泉中含有較多的可溶性CuSO4的水后,再大量飲安樂泉中含有大量堿的泉水,堿先中和了胃酸,然后多余的堿又會在胃腸中與CuSO4發(fā)生反應Cu2++2OH-==Cu(OH)2↓。使原來會使人體吸收的可溶性銅鹽變成不溶性的Cu(OH)2沉淀而不再會被吸收,因此,具有解毒作用。
【典例1】NaHCO3和NaHSO4的溶液混合后,實際參加反應的離子是( ) A.H+和CO32- B.HCO3-和HSO4- C.Na+、HCO3-和H+ D.HCO3-和H+
【解析】NaHCO3和NaHSO4的電離方程式分別如下:NaHCO3===Na++HCO3-;NaHSO4===Na++H++SO42-,故D項正確。
【典例2】下列各組物質(zhì)相互混合后,不會發(fā)生離子反應的是( ) A.Na2SO4溶液和MgCl2溶液 B.Na2CO3溶液和稀硫酸 C.NaOH溶液和Fe2(SO4)3溶液 D.Ca(OH)2和鹽酸
【解析】題中的各種物質(zhì)在溶液中如果能夠發(fā)生反應,則都是復分解反應。Na2SO4溶液和MgCl2溶液如果反應,則生成MgSO4和NaCl,由于MgSO4和NaCl都是可溶性物質(zhì),不具備復分解反應發(fā)生的條件,所以不會發(fā)生離子反應。
活動二、探究離子反應發(fā)生的條件
任務一、思考交流:電解質(zhì)溶液之間發(fā)生反應時有哪些不同情況?并完成下表內(nèi)容。
Cu2++ 2OH-= Cu(OH)2↓
H++OH-= H2O
2H++CO32-=H2O+CO2↑
生成沉淀使銅離子和氫氧根離子濃度減小
生成水,使氫離子和氫氧根離子濃度減小
生成氣體,使氫離子和碳酸根離子濃度減小
任務二、歸納總結(jié):結(jié)合上分析,閱讀教材P19頁第二自然段,你認為酸、堿、鹽在水溶液中發(fā)生的復分解反應的條件及結(jié)果分別是什么?
水溶液中的復分解反應
兩種電解質(zhì)在溶液中相互交換離子(即陰、陽離子重新組合)的過程。
生成難溶于水的物質(zhì)(又稱沉淀反應)、放出氣體(又稱產(chǎn)氣反應)或生成水。
導致溶液中某些(或某種)離子濃度明顯減小。即電解質(zhì)在溶液中反應的實質(zhì)。
【典例1】下列不能發(fā)生離子反應的是____________ ①NaCl溶液與AgNO3溶液 ②KNO3溶液與NaOH溶液 ③稀硫酸與BaCl2溶液 ④鹽酸與Na2CO3溶液 ⑤Na2CO3溶液與Ca(OH)2溶液 ⑥NaOH溶液與稀HNO3溶液 ⑦鋅與CuSO4溶液 ⑧稀H2SO4和NaCl溶液 ⑨Na2SO4溶液和CuCl2溶液
【解析】a.生成難溶或微溶物質(zhì);b.生成難電離物質(zhì)(弱酸、弱堿、H2O);c.生成揮發(fā)性物質(zhì)(或氣體)。三者滿足其一即可發(fā)生離子反應,其中①③⑤分別生成AgCl沉淀、BaSO4沉淀、CaCO3沉淀,⑥生成H2O,④生成CO2,⑦Zn與Cu2+發(fā)生置換反應,故①③④⑤⑥⑦都能發(fā)生離子反應,②⑧⑨不符合離子反應的條件,不能發(fā)生離子反應。
【典例2】在如圖所示電解質(zhì)溶液的導電性裝置中,若向某一電解質(zhì)溶液中逐滴加入另一種溶液或通入一種氣體時,則燈泡由亮變暗至熄滅后又逐漸變亮的是( )A.稀鹽酸中逐滴加入食鹽溶液 B.稀硫酸中逐滴加入氫氧化鈉溶液C.飽和石灰水中不斷通入CO2 D.稀硝酸中逐滴加入氫氧化鋇溶液
【解析】電解質(zhì)溶液中離子濃度越大,其導電性越強,若向某一電解質(zhì)溶液中逐滴加入另一種溶液或通入一種氣體時,燈泡由亮變暗至熄滅后又逐漸變亮,說明該過程中離子濃度先減小到0然后增大,據(jù)此分析解答。A.稀鹽酸和NaCl溶液不反應,溶液中離子濃度不可能為0,燈泡不可能熄滅,選項A錯誤;B.稀硫酸中加入氫氧化鈉溶液,二者反應生成硫酸鈉和水,溶液中離子濃度不可能為0,燈泡不可能熄滅,選項B錯誤;C.飽和石灰水中通入二氧化碳,先生成碳酸鈣沉淀和水,當二者恰好完全反應生成碳酸鈣時,此時離子濃度幾乎為0,燈泡熄滅,繼續(xù)通入二氧化碳后,二氧化碳和碳酸鈣、水反應生成可溶性的碳酸氫鈣,溶液中離子濃度增大,燈泡變亮,選項C正確;D.稀硝酸中加入氫氧化鋇,二者反應生成硝酸鋇和水,溶液中離子濃度不可能為0,燈泡不可能熄滅,選項D錯誤;答案選C。
活動一、探究離子方程式書寫
任務一、思考交流:閱讀教材P18頁內(nèi)容,結(jié)合離子反應的實質(zhì)回答離子方程式的定義及意義是什么?
用實際參加反應的離子符合表示離子反應的式子叫做離子方程式。如鹽酸與氫氧化鈉反應:H++OH-= H2O
離子方程式不僅可以表示某個具體的化學反應,還可以表示某一類型的離子反應。如硫酸與氯化鋇、硫酸鈉與硝酸鋇的離子方程式均為:Ba2++SO42-== BaSO4↓
任務二、討論交流:閱讀教材P18頁第三自然段,思考書寫離子方程式 有哪些步驟?并舉例說明。
離子方程式的書寫步驟
刪—刪去方程式兩邊不參加反應的離子,并將方程式化為最簡。
拆—把易溶于水且易電離的物質(zhì)(如強酸、強堿和大部分可溶性鹽)寫成離子形式,難溶的物質(zhì)、氣體和水等用化學式表示。
寫—寫出反應的化學方程式。
查—檢查離子方程式兩邊各元素的原子個數(shù)和電荷總數(shù)是否相等。
【溫馨提示】①書寫離子方程式四步中“寫”是基礎→“拆”是關鍵→“刪”是途徑→“查”是保證”。 ②離子方程式書寫要求按“寫—拆—刪—查”四步進行, 但一般不需要用上述步驟書寫,而是要抓住離子反應的實質(zhì),根據(jù)實驗現(xiàn)象,直接書寫出離子反應方程式。如:CuSO4溶液與Ba(OH)2溶液反應的離子方程式書寫步驟: 第一步:首先分析溶液中的離子有:Cu2+、SO42-、Ba2+、OH-; 第二步:然后分析哪些離子相互結(jié)合,Cu2+與OH-反應生成難溶的Cu(OH)2,SO42-與Ba2+反應生成難溶的BaSO4; 第三步:根據(jù)離子的個數(shù)比配平方程式:Cu2++SO42-+Ba2++2OH-== Cu(OH)2 ↓+BaSO4↓
任務二、拓展探究:在書寫離子方程式時,有哪些特殊的物質(zhì)需“拆”或“不拆”?
常見酸:鹽酸、硝酸、稀硫酸(三大強酸)、氫碘酸、氫溴酸、高氯酸強酸(將要學習的強酸)等 ;
常見堿: NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2(澄清)等強堿;
常見鹽:鉀鹽、鈉鹽、銨鹽、硝酸鹽等可溶性鹽。
特殊物質(zhì):微溶物[如Ca(OH)2]澄清溶液、濃鹽酸和濃硝酸等。
常見酸:醋酸、氫硫酸、磷酸、碳酸(易分解)、氫氟酸、硅酸(不溶)等弱酸;水。
常見鹽:CaCO3、MaCO3、BaCO3、BaSO4、BaSO4、AgCl等難溶性鹽。
特殊物質(zhì):單質(zhì)、氣體、氧化物(水溶液)、濃硫酸、微溶物作生成物、多元弱酸酸式酸根離子(如HCO3-)。
常見堿: NH3·H2O(易分解)、Mg(OH)2、Cu(OH)2、Fe(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3等弱堿;
【典例1】下列指定溶液之間的反應不能用離子方程式:SO42-+Ba2+=BaSO4↓表示的是( ) A.Na2SO4與Ba(OH)2 B.MgSO4與BaCl2 C.H2SO4與Ba(OH)2 D.H2SO4與Ba(NO3)2
【解析】A. Na2SO4與Ba(OH)2反應生成硫酸鋇和氫氧化鈉溶液,可用 SO+Ba2+=BaSO4↓表示,A不符合;B. MgSO4與BaCl2反應生成硫酸鋇和氯化鎂,可用SO+Ba2+=BaSO4↓表示,B不符合;C.H2SO4與Ba(OH)2反應生成硫酸鋇和水,不可用SO+Ba2+=BaSO4↓表示,C符合;D. H2SO4與Ba(NO3)2反應生成硫酸鋇和硝酸,可用SO+Ba2+=BaSO4↓表示,D不符合;答案選C。
2.下列反應的離子方程式書寫正確的是( ) A.氧化銅與稀硫酸反應: CuO+4H++SO42-=Cu2++SO2↑+2H2O B.二氧化碳通入足量澄清石灰水中:Ca2++2OH-+CO2=CaCO3↓+H2O C.鐵和鹽酸反應:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑ D.氫氧化鋇溶液與硫酸反應:OH-+H+=H2O
【解析】氧化銅與稀硫酸反應不會生成SO2,應為: CuO+2H+=Cu2+ +H2O,A錯誤;二氧化碳通入足量澄清石灰水中,澄清石灰水過量,生成白色沉淀,應為:Ca2++2OH-+CO2=CaCO3↓+H2O,B正確;鐵和鹽酸反應生成氯化亞鐵而不是氯化鐵,應為: Fe+2H+=Fe2++H2↑,C錯誤;氫氧化鋇溶液與硫酸反應生成硫酸鋇是沉淀不能拆,應為:2OH-+2H++Ba2++SO42-=2H2O+BaSO4↓,D錯誤;故答案為:B。
活動二、探究離子方程式正誤的判斷
任務一、結(jié)合教材P19頁“思考與討論”,完成下列表格中的內(nèi)容:
AgNO3+NaCl= AgCl↓+ NaNO3
Ag++ Cl-= AgCl↓
AgNO3+HCl= AgCl↓+ HNO3
?Ba(OH)2 + H2SO4 = BaSO4↓ + 2H2O
Ba2++ 2OH-+ 2H++ SO42-= BaSO4↓ + 2H2O
CaCO3+ 2HCl = CaCl2+ H2O + CO2↑
CaCO3+ 2H+= Ca2++ H2O + CO2↑
2NaHCO3+H2SO4 =Na2SO4+ 2H2O + 2CO2↑
HCO3- + H+ =H2O + CO2↑
⑥⑦⑧⑨四個反應化學方程式是不同的,但離子方程式是完全相同的:四個反應是不同的強酸強堿之間中和反應,
HCl+NaOH=NaCl+H2O
HCl+KOH = KCl+H2O
H2SO4+2NaOH = Na2SO4+ 2H2O
H2SO4+2KOH = K2SO4+2H2O
H++ OH-= H2O
?H++ OH-= H2O
這說明化學方程式表示是一個具體的反應,而離子方程式還可以表示一類反應。其對應的離子方程式都是H++ OH-= H2O。
任務二、討論交流:結(jié)合離子方程式的書寫方法,思考如何判斷離子方程式的正誤?
離子方程式正誤判斷法
①看:離子反應是否符合客觀事實。如鐵與稀硫酸反應生成Fe2+而不生成Fe3+。
④看:物質(zhì)的拆寫是否正確。如氧化物均不拆等。
②看:是否漏寫離子反應。如Ba(OH)2溶液與CuSO4溶液反應,既要寫B(tài)a2+與SO42-反應生成BaSO4沉淀的離子反應,又不能漏寫Cu2+與OH-反應。
③看:電荷是否守恒。如FeCl2溶液與Cl2反應,不能寫成Fe2++Cl2==Fe3++2Cl-。
⑤看:反應物或產(chǎn)物的配比是否正確。如稀硫酸與Ba(OH)2溶液反應不能寫成H++OH-+SO42-+Ba2+===BaSO4↓+H2O,
【典例1】判斷下列離子方程式是否正確并說明理由: (1)鐵與稀鹽酸反應:2Fe + 6H+ = 2Fe3++ 3H2↑ (2)澄清石灰水與鹽酸反應:Ca(OH)2+2H+===2H2O+Ca2+ (3)硫酸和Ba(OH)2溶液反應:Ba2+ + OH- + H+ + SO42- = BaSO4↓ + H2O (4)碳酸鋇和稀硝酸反應:CO32-+2H+ = H2O+CO2↑
【答案】錯誤,違背客觀事實,鐵與稀鹽酸反應只能生成Fe2+。
【答案】錯誤,物質(zhì)拆分不正確,澄清石灰水屬于強堿溶液要拆。
【答案】錯誤,物質(zhì)比例不符合客觀事實。
【答案】錯誤,物質(zhì)拆分不正確,碳酸鋇難溶不能拆。
【典例2】下列離子方程式正確的是( ) A.石灰石與鹽酸反應:CO32-+2H+===CO2↑+H2O B.銅和硝酸銀溶液反應:Cu+Ag+===Cu2++Ag C.向Ba(OH)2溶液中逐滴滴加NaHSO4溶液至SO42-恰好沉淀完全:Ba2++2OH-+2H++SO42-===BaSO4↓+2H2O D.NH4HCO3溶液與過量稀鹽酸混合:HCO3-+H+==CO2↑+H2O
【解析】石灰石難溶于水,不能拆成離子形式,A不正確;該離子方程式?jīng)]有配平,電荷不守恒,B不正確;根據(jù)題意可知NaHSO4是少量的,則沉淀1個SO42-只要1個Ba2+,同時中和1個H+只要1個OH-,故向Ba(OH)2溶液中滴加NaHSO4溶液至SO42-恰好沉淀完全的離子方程式為Ba2++OH-+H++SO42-==BaSO4↓+H2O,C不正確;NH4HCO3溶液與過量稀鹽酸反應的離子方程式為HCO3-+H+===CO2↑+H2O,D正確。
1.下列反應屬于離子反應的是( ) A.H2O和CO2氣體的反應 B.NH3溶于水的反應C.硝酸與Ca(OH)2溶液的反應 D.H2在O2中燃燒
2.下列符合離子方程式Ba2++SO42-==BaSO4↓的化學反應是(均指溶液間)( ) A. H2SO4和Ba(OH)2混合 B.H2SO4與BaCl2混合 C.Ba(OH)2與Na2SO4混合 D.Ba(OH)2與NaHSO4混合
【解析】A應寫成:2H++SO42-+Ba2++2OH-==BaSO4↓+2H2O。D項,若NaHSO4不足, 可以寫成:Ba2++OH-+H++SO42-==BaSO4↓+H2O;若NaHSO4過量,可以寫成:Ba2++2OH-+2H++SO42-==BaSO4↓+2H2O。
3.下列反應的離子方程式書寫正確的是( )A.稀硫酸滴在銅片上:Cu+2H+===Cu2++H2↑B.稀硫酸與氫氧化鋇溶液混合:SO42-+Ba2+===BaSO4↓C.稀硝酸滴在大理石上:CaCO3+2H+===Ca2++H2CO3D.氧化鐵與稀鹽酸混合:Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
【解析】選項A中銅與稀硫酸不反應;選項B中H+與OH-參加反應生成水;選項C中反應生成的碳酸不穩(wěn)定,可分解成二氧化碳和水。
4.某興趣小組的同學向一定體積的Ba(OH)2溶液中逐漸加入等濃度的稀硫酸,并測得混合溶液的導電能力隨時間變化的曲線如圖所示。下列說法不正確的是( ) A.AB段溶液的導電能力不斷減弱,主要是溶液的稀釋引起的B.B處溶液的導電能力約為0,說明溶液中幾乎沒有自由移動的離子C.a(chǎn)時刻Ba(OH)2溶液與稀硫酸恰好完全中和 D.BC段溶液的導電能力不斷增大,主要是由于過量的H2SO4電離出的離子導電
【解析】向一定體積的Ba(OH)2溶液中逐滴加入稀硫酸,生成硫酸鋇和水,AB段溶液的導電能力不斷減弱,主要是因為生成BaSO4沉淀,A說法錯誤;導電能力越強,離子濃度越大,B處的導電能力為0,說明溶液中幾乎沒有自由移動的離子,B說法正確;a時刻導電能力最弱,說明兩者恰好完全反應,離子濃度最小,所以a時刻Ba(OH)2與硫酸恰好完全中和,C說法正確;BC段過量的硫酸電離產(chǎn)生氫離子和硫酸根離子導致溶液中自由移動離子濃度變大,導電能力增強,D說法正確。答案選A。
離子共存離子檢驗(后續(xù)學)
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