离子反应、离子方程式
考点聚焦
1. 理解离子反应的本质。
2. 能进行离子方程式的书写及正误判断。
3. 能应用离子反应判断离子在溶液中以能否大量共存。
知识梳理
一、电解质的有关概念
1.电解质导电的原因及影响因素
根据 ,可以判断是否为电解质。
(1)离子化合物在熔化状态时都能导电,因此都是电解质。有些离子化合物因难溶于水而使其水溶液难导电,如BaSO4、AgCl等。
(2)共价化合物在水溶液中可电离的为电解质,相反为非电解质。如HCl、H2SO4、HNO3等,在液态时虽不导电,但水溶液能导电,是电解质。
(3)有些化合物如SO2、SO3、NH3、PCl3等,其水溶液也可导电,但它们却是非电解质,原因是它们在水溶液中并不能电离出离子,只是与水发生反应产生电解质而引起导电。
(4)氯水、铁、石墨等尽管能导电,但既不是电解质,又不非电解质。
2.强电解质和弱电解质
强电解质是指 。
弱电解质是指 。
强酸:HCl、H2SO4、HNO3、HBr、HI、HClO4 ……………
强电解质 强碱:NaOH、KOH、Ba(OH)2 ………………
大多数盐(含难溶盐):NaCl、CaSO4、KNO3、BaSO4、AgCl …………
弱酸:HF、HClO、H2SO3、H2CO3、H3PO4、CH3COOH、 ……
弱电解质 弱碱:NH3?H2O、Cu(OH)2、Fe(OH)3、………………
少数盐:Pb(CH3COO)2…………
水是一种极弱的电解质。
离子反应是指 。
二、离子反应
1.离子反应的类型及其发生的条件
(1)复分解反应:这类离子反应又叫离子互换反应,其反应条件是:产生深沉、产生气体或产生难电离的物质如:
BaSO4+H2SO4ㄔBaSO4↓+2H2O
Na2CO3+2HClㄔ2NaCl+CO2↑+2H2O
NH4Cl+NaOHㄔNH3?H2O+NaCl
这些反应的共同特点是:反应后溶液中自由移动的离子数目减少,因此离子互换反应一般是朝着溶液离子浓度减少的方向进行。但有少数例外,如:
CaCO3+CO2+H2OㄔCa(HCO3)2
此反应能够进行的原因,是因为生成了难电离的H2CO3与CaCO3反应可生成更难电离的HCO3-化合物。
(2)氧化还原反应:这类离子反应发生的条件是:
。
2.书写离子方程式时应注意的问题
(1)离子反应是在溶液或熔融状态时进行反应的,凡非溶液中进行的反应一般不能写离子反应方程式,亦即没有自由移动离子参加的反应,不能写出离子反应方程式。如NH4Cl固体和Ca(OH)2固体混合加热,虽然也有离子和离子反应,但不能写出离子反应方程式,只能写化学方程式。
(2)单质、氧化物、气体在溶液中的反应一律写化学式;弱电解质如弱酸(HF、H2S、HClO、H2CO3等)、弱碱(如NH3?H2O)和中强酸(如H2SO3、H3PO4)等难电离的物质必须写化学式;难溶于水的物质〔如CaCO3、BaSO3、FeS、PbS、BaSO4、Fe(OH)3等〕必须写化学式。
(3)多元弱酸的酸式盐的酸根离子在离子方程式中不能拆写。如NaHCO3溶液和稀硫酸反应:HCO3-+H+ㄔCO2↑+H2O
(4)对于微溶物的处理有三种情况:
①在生成物里有微溶物析出时,微溶物用化学式表示。如Na2SO4溶液中加入AgNO3溶液:
2Ag+ + SO42- ㄔ Ag2SO4↓
②当反应物里有微溶物处于溶液状态(稀溶液)时,应写成离子的形式。如CO2气体通入澄清石灰水中:
CO2+Ca2++2OH-ㄔCaCO3↓+H2O
③当反应物里有微溶物处于浊液或固态时,应写化学式。如在石灰乳中加入Na2CO3溶液:
Ca(OH)2+CO32-ㄔCaCO3↓+2OH-
(5)操作顺序或反应物相对量不同时离子方程式不同。如:
①少量烧碱滴入Ca(HCO3)2溶液〔此时碳酸氢钙过量〕中,有:
Ca2++HCO3-+OH-ㄔCaCO3↓+H2O
②少量Ca(HCO3)2溶液滴入烧碱溶液〔此时氢氧化钠过量〕中,有:
Ca2++HCO3-+2OH-ㄔCaCO3↓+CO32-+2H2O
3.检查离子方程式书写是否正确的几个原则
(1)必须满足三个守恒原则
①元素守恒:反应前后各元素的原子个数相等。
②电荷守恒:方程式左右两边离子的电荷总数相等。
③电子守恒(价守恒):对于氧化还原反应,反应过程中元素化合价升高总数与降低总数相等。
(2)正确把握与“量”有关的反应原则
①某物质若其阴、阳离子都参加了反应,且都反应完全,则方程式中,该物质阴、阳离子个数比应与化学式中组成一致,如Ba(OH)2与H2SO4溶液反应,离子方程式为:
Ba2++2OH-+2H++SO42-ㄔBaSO4↓+2H2O
注意:在H+、OH-、H2O之前的化学计量数2是不可能省去。
②若反应物之间由于量比不同可发生反应时,必须结合量比书写。如Ca(OH)2与NaHCO3反应,有两种情况:
若Ca(OH)2过量:Ca2++OH-+HCO3-ㄔCaCO3↓+H2O
若NaHCO3过量:Ca2++2OH-+2HCO3-ㄔCaCO3↓+2H2O+CO32-
(3)注意反应条件的原则
①溶液酸碱性条件:有些物质在不同条件下存在形态不同,如反应产物有碳酸盐时,则CO32-与HCO3-取决于溶液碱性强弱,强碱溶液中写CO32-,弱碱溶液中(如CO2过量时)写HCO3-。
②温度条件:NH4Cl与NaOH溶液反应时,只有在浓溶液且加热条件下,才可写成NH3↑,否则写成NH3?H2O。
③浓度条件:如BaCl2溶液与稀的NaHCO3溶液不发生反应,而BaCl2溶液与浓的NaHCO3反应,生成BaCO3↓,其离子方程式为:
Ba2++2HCO3-ㄔBaCO3↓+H2O+CO2↑
④注意实验操作条件:如Na2CO3溶液与稀盐酸之间的反应,若将少量的HCl往多量Na2CO3溶液中滴加时:先发生:CO32-+H+ㄔHCO3-;后发生:H++HCO3-ㄔCO2↑+H2O;若将少量Na2CO3往多量HCl中滴加时:CO32-+2H+ㄔCO2↑+H2O。
(4)必须遵循依据客观实验事实的原则
只有电解质参加的且具备电离条件的反应,才可写出离子方程式。
三、判断溶液中离子共存的规律
1.同一溶液中若离子间符合下列任意一个条件就会发生离子反应,离子便不能在同一溶液中大量共存.
(1)生成难溶物或微溶物:如Ba2+与CO32-、Ag+与Br-、Ca2+与SO42-等不能大量共存。
(2)生成气体或挥发性物质:如NH4+与OH-、H+与CO32-、HCO3-、S2-、HS-、HSO3-、SO32-等不能大量共存。
(3)生成难电离的物质:如H+与CH3COO-、CO32-、S2-、SO32-等生成弱酸;OH-与NH4+、Cu2+、Fe3+等生成弱碱或沉淀;H+与OH-生成水,这些离子不能大量共存。
(4)发生氧化还原反应:氧化性离子(如Fe3+、NO3-、ClO-、MnO4-等)与还原性离子(如S2-、I-、Fe2+、SO32-等)因在溶液中(特别是在酸性溶液中)发生氧化还原反应而不能大量共存。
(5)形成配合物:如Fe3+与SCN-反应生成配合物而不能大量共存。
2.附加隐含条件的应用规律
(1)溶液无色透明时,则溶液肯定无有色离子。如Cu2+(蓝色)、Fe3+(棕黄色)、Fe2+(浅绿色)、MnO4-(紫红色)等都有颜色,若无色溶液则说明这些离子不存在。
(2)强碱性溶液中肯定不存在与OH-起反应的离子。
(3)强酸性溶液中肯定不存在与H+起反应的离子
(4)与水反应的离子,如O2-、N3-、P3-等在水溶液中不存在。
试题枚举
【例1】下列离子方程式正确的是
A.NaHSO3溶液与NaOH溶液反应:HSO+OH-=SO+H2O
B.少量二氧化碳通入足量的NaOH溶液:CO2+OH-=HCO
C.Fe与盐酸反应产生H2:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
D.氨水和醋酸溶液混合NH3?H2O+CH3COOH=NH+CH3COO-+H2O
解析: 判断离子方程式的正误应注意①是否符合客观实际;②应该用化学式表示的(气体、沉淀、水、弱酸、弱碱、氧化物、单质等)是否写对,应该删掉的离子是否删去;③是否配平,电子转移是否合理.
据此检查各选项,A、D正确.B错,因少量的CO2通入足量的NaOH溶液中,应生成CO.
正确的写法为:CO2+2OH-=CO+H2O
C错.因不符合客观实际,应生成Fe2+.
正确的写法为:Fe+2H+=Fe2++H2↑
答案: AD
【例2.】下列各组离子中,能在强酸溶液里大量共存,并且溶液呈无色透明的是
A.MnO,K+,Na+,SO B.Na+,K+,HCO,Cl-
C.Mg2+,NH,Cl-,NO D.Ba2+,K+,S2-,SO
解析:对于离子能否共存问题:必须考虑两个问题,一看同组离子是否发生反应(复分解或氧化还原),二看是否满足题干要求.
有颜色离子:Fe3+,Fe2+,Cu2+,MnO……
强酸性(或强碱性),说明溶液中除离子组内各离子外,还应有H+或(OH-),典型的氧化性离子(如Fe3+,MnO,Cr2O等)和典型的还原性离子(如Fe2+,S2-,I-,SO等)在溶液中会发生氧化还原反应.据以上分析得此题正确选项为C.
答案:C
【例3】(1)向NaHSO4溶液中,逐滴加入Ba(OH)2溶液中至中性,请写出发生反应的离子方程式: 。
(2)在以上中性溶液中,继续滴加Ba(OH)2溶液,请写出此步反应的离子方程式 。
解析:题目要求NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液反应呈中性,也即要求写出的离子方程式属于下列反应 2NaHSO4 + Ba(OH)2 = 2H2O + Na2SO4 + BaSO4↓。则离子方程式为:2H+ + SO42- + Ba2+ + 2OH- = BaSO4 ↓ + 2H2O 。若向上述溶液中继续滴加B(OH)2,则有 Ba2+ + SO42- = BaSO4 ↓
答案:2H+ + SO42- + Ba2+ + 2OH- = BaSO4 ↓ + 2H2O
Ba2+ + SO42- = BaSO4 ↓
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