2019-2020年高三化學教材教案離子反應的本質.doc
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2019-2020年高三化學教材教案離子反應的本質重點難點離子反應的本質;離子反應發(fā)生的條件。知識點精析一、離子反應的本質離子反應的本質是反應物的某些離子濃度的減小。離子反應是指有離子參加(或生成)的反應。水溶液中的離子反應是指電解質溶解在水中,通過它們電離出來的離子的互換或結合而發(fā)生復分解反應以及它們的離子之間、離子與分子、離子與原子之間發(fā)生的氧化還原反應等反應。從本質上說,如果反應物的某些離子能反應生成新物質而使溶液中的這些離子濃度減小,就會發(fā)生離子反應。二、離子反應發(fā)生的條件1離子反應發(fā)生的條件研究離子反應發(fā)生的條件,實質上就是研究在什么條件下可以使反應的某些離子濃度減小。總起來講,具備下列條件之一就可以使反應物的某些離子濃度降低。(1)生成更難溶的物質生成更難溶的物質可以使某些離子濃度減小,因此離子反應能夠發(fā)生。例如:向NaCl溶液中滴入硝酸酸化的AgNO3溶液,發(fā)生下列反應:Ag+Cl=AgCl(可溶難溶)再如:向Na2SO4溶液中加入酸化的AgNO3溶液也能生成白色沉淀(此時微溶物Ag2SO4為沉淀),其離子反應式為:2Ag+ =Ag2SO4(可溶微溶)由微溶物生成難溶物的離子反應也能發(fā)生,如向澄清石灰水中通CO2氣體則發(fā)生如下反應:Ca2+2OH+CO2=CaCO3+H2O,如果向石灰乳中加入Na2CO3溶液,則發(fā)生反應為:Ca(OH)2+ =CaCO3+2OH。常見的難溶物除了一些金屬、非金屬(如Fe、S、Si等)和氧化物(如Al2O3、SiO2等)外,主要還有兩類:一類是堿,而另一類是鹽。微溶物在離子反應中的處理:當離子濃度足夠大時,在生成物中出現(xiàn)時,一般將其視為沉淀物。如向CaCl2溶液中加入飽和Na2SO4溶液則發(fā)生:Ca2+ =CaSO4。當以溶液形式出現(xiàn)在反應物中時,與普通易溶物一樣處理。如向石灰水中加入Na2CO3溶液,則寫出反應方程式為:Ca2+ =CaCO3。當以固體形式出現(xiàn)在反應物中時,則寫成不溶物的形式,如向Ag2SO4沉淀中加鹽酸,則發(fā)生反應:Ag2SO4+2Cl=2AgCl+ 。(2)生成更難電離的物質生成更難電離的物質(如更弱的酸、更弱的堿或生成水等)可以降低某些離子的濃度,故能發(fā)生離子反應。例如下列反應: 向苯酚鈉溶液中通入CO2氣體:C6H5O+H2O+CO2C6H5OH+ ,生成了比H2CO3更弱的酸石炭酸。向氯化銨溶液中加入燒堿稀溶液: +OH=NH3H2O 由強堿制得難電離的弱堿。鹽酸和燒堿中和反應:H+OH=H2O 生成難電離的水。中學階段常見的難電離物質并不多,除H2O外,還有H2CO3、NH3H2O、C6H5OH以及CH3COOH等。H2SO4、H3PO4等中強酸和HCl、H2SO4等強酸相比也屬于難電離的物質。難電離物質與沉淀和揮發(fā)性物質不同,比如說BaSO4為常見沉淀,但其在水中溶解的部分完全電離,當然在熔融狀態(tài)下也完全電離;又如NH3為易揮發(fā)性的物質,但一水合氨NH3H2O為難電離物質。因此所謂難電離物質一般指“弱電解質”。(3)生成揮發(fā)性的物質若離子間能結合而生成氣體,則可以降低某些離子的濃度,離子反應也就能夠發(fā)生。一般來說判斷依據(jù)是生成不穩(wěn)定的酸(H2CO3、H2SO3等)、生成不穩(wěn)定的堿(如NH3H2O)和生成揮發(fā)性的酸(如H2S)等。例如下列反應:鹽酸與碳酸鈉溶液反應:2H+ =H2O+CO2為排除 對 檢驗干擾先加鹽酸并攪動: +2H+=H2O+SO2氯化銨溶液中加入濃燒堿液并加熱: +OH NH3+H2O生成揮發(fā)性的物質的反應,常見的多為先生成難電離的物質(如H2CO3、H2SO3、NH3H2O等),然后難電離的物質分解產生氣體或直接揮發(fā)。所以該反應條件與生成難電離的物質在本質上是相同的。生成氣體的反應并不一定都是發(fā)生離子反應的條件。問題討論實驗室常用固態(tài)的銨鹽和熟石灰共熱來制備NH3,該反應可用 +OH NH3+H2O工業(yè)制鋁是將熔融的Al2O3電解。試問該反應原理是否為離子反應,如是,寫出離子方程式。答案 該反應的實質雖然是離子間的互換反應,但一般不用離子方程式表示,而如果為它們在溶液中的反應則可以用上式表示。是離子反應,高溫下Al2O3完全電離,其反應式為:Al2O3 2Al3+3O2-。并在陰陽兩極發(fā)生氧化還原反應,其反應式為:4Al3+6O2-4Al+3O2。(4)能發(fā)生氧化還原反應離子間能否發(fā)生氧化還原反應取決于反應物的氧化性或還原性的強弱。一般地,氧化性強的物質能夠制取氧化性弱的物質,還原性強的物質能夠制取還原性弱的物質,具備上述條件的離子可以通過氧化還原反應使某些離子濃度降低而發(fā)生離子反應。例如:氧化性Cl2Br2,還原性BrCl,故能夠發(fā)生Cl2+2Br=Br2+2Cl。又如,氧化性Fe3+I2,還原性:IFe2+,因此能夠發(fā)生反應2Fe3+2I=I2+2Fe2+。對下列常見物質的氧化還原能力的準確記憶有助于解決一些常見的氧化還原反應所引起的離子反應:氧化性:F2Cl2Br2Fe3+I2S還原性:FClBrFe2+IS2-酸性高錳酸鉀(H+、 )的氧化性強于Cl2,硝酸鹽溶液中加酸會使溶液有強氧化性( 、H+)。2離子反應的類型根據(jù)離子反應發(fā)生的條件,概括起來中學階段離子反應常見有以下幾類:(1)離子間的交換反應(復分解反應)生成沉淀反應。如H2S+Cu2+=CuS+2H+生成難電離物。如ClO+CO2+H2O=HClO+ 生成易揮發(fā)物。如 +OH NH3+H2O(2)離子間氧化還原反應。如銀鏡反應:2Ag(NH3)2+2OH+CH3CHO CH3COO+ +2Ag+3NH3+H2O(3)水解反應(含弱離子的鹽類水解)。如:S2-+H2O HS+OH(第一步為主)Al3+3H2O Al(OH)3 (不寫)+3H+Fe3+3H2O Fe(OH)3膠體+3H+(不可逆)Al3+ +6H2O=4Al(OH)3(不可逆)如果同時存在弱酸根和弱堿陽離子則二者水解互相促進,假如它們的水解產物易以沉淀或揮發(fā)性氣體與溶液脫離,則水解不寫可逆號且生成物可用或表示生成沉淀或氣體。(4)絡合反應(少見)。如Fe3+的檢驗:Fe3+6SCN= (血紅色)(5)電極反應。如鋼鐵腐蝕:()2Fe4e=2Fe2+;(+)O2+2H2O+4e=4OH解題能力培養(yǎng)1離子方程式的書寫及其正誤判斷例1、下列離子方程式,正確的是( )A碳酸氫鈣和鹽酸兩溶液混合: +2H+=CO2+H2OB磷酸二氫鈣跟氫氧化鈣溶液混合: +2OH= +2H2OC氫碘酸中通入氯氣:2I+Cl2=2Cl+I2D鐵與稀硫酸反應制備氫氣:2Fe+6H+=2Fe3+3H2分析離子方程式常見的錯誤主要是由以下幾點原因造成的:(1)反應的原理不正確。審題時應注意反應是否符合客觀事實。不可主觀臆造反應及產物。如本題D答案應生成Fe2+。(2)不能正確使用分子式與離子符號來表示參加反應的物質。如本例A答案 不能寫成 +H+,但應注意 通常在水溶液中是不存在的而應寫成 +H+。(3)不能正確使用“”,“ ”,“”,“”等符號。(4)沒有做到三個守恒:即得失電子守恒、電荷守恒和原子個數(shù)守恒。如FeCl2溶液與Cl2反應不能寫成下式:Fe3+Cl2=Fe2+2Cl,其僅滿足了原子守恒而不滿足電子守恒和電荷守恒。除此以外以下兩點是一般同學在解題時應特別留意的:(1)看是否遺漏了離子反應。如本例B項中遺漏了生成Ca3(PO4)2沉淀的反應。其正確的離子方程式應該寫成:2 +4OH+3Ca2+=Ca3(PO4)2+4H2O。(2)注意反應物用量的影響。如“過量”、“少量”、“等物質的量”等詞語,以及某些特定試劑進行反應時滴加順序不同對方程式的影響。如往FeBr2溶液中通入少量的Cl2的離子方程式應寫成2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl,往其中通入足量Cl2則寫成2Fe2+4Br+3Cl2=2Fe3+2Br2+6Cl。再如向燒堿溶液中加少許AlCl3溶液,寫成Al3+4OH= +2H2O,而向AlCl3溶液中加少許NaOH溶液的離子方程式則為:Al3+3OH=Al(OH)3。綜上所述,我們易知本題正確答案應為C。2離子共存問題例2、下列各組離子:I、ClO、 、H+;K+、 、 、OH; 、 、Cl、OH;Fe3+、Cu2+、Cl;H+、K+、 、 ;Ca2+、Na+、 。在水中能大量共存的是( )A和 B和C和 D和分析離子在溶液中能大量共存的條件是離子之間不能發(fā)生離子反應,通常不能共存的離子有:發(fā)生復分解反應的;發(fā)生氧化還原反應的;發(fā)生雙水解反應的;發(fā)生綜合反應的。本例中組因為H+的存在會生成難電離的HClO分子,且HClO及酸性條件下的 都有強烈的氧化性可氧化有較強還原性的I,因而組離子不能共存;組中應注意任何酸式鹽均可繼續(xù)與強堿起反應而被中和成正鹽,因此不能共存;組組離子均可共存;組中能發(fā)生H+ +H2O=Al(OH)3,甚至Al(OH)3又溶于過量H+而生成Al3+的反應,以及H+ =H2SO3,H2SO3=SO2+H2O的反應而不能共存;組中則易生成CaCO3沉淀,即使沒有,由于CaSO4是微溶物也不能有Ca2+和大量共存的可能。另外像本例這樣的習題,同學們可以根據(jù)自己最拿手的技能通過部分判斷結合排除法快速求解答案。正確答案:B3有條件的離子共存問題例3、在pH=1的無色透明溶液中,不能大量共存的離子組是( )AAl3+、Ag+、Cl BMg2+、 、ClCBa2+、I、F、DZn2+、Na+、分析解答有條件的離子共存問題時,應注意以下幾點:溶液的顏色。若為無色溶液,則應首先排除下列有色離子的存在:Cu2+(藍色)、Fe2+(淺綠色)、Fe3+(黃色)、 (紫色);溶液的酸堿性。若為酸性溶液,需額外考慮H+的大量存在直接造成了下列離子不可能大量存在:CO 、 、 、ClO、 、 、 、 、CH3COO、C6H5O、Ag(NH3)2+、S2-、HS等;還應考慮到在酸性介質中不能與Fe2+、S2-、I、等有還原性的離子大量共存,因為此時相當于有稀HNO3存在。若為堿性條件,則不能大量存在離子有:Fe3+、Fe2+、Cu2+、Mg2+、Al3+、Ag+、Zn2+、和HS、等酸式酸根離子。本例選項A中Ag+與Cl能產生AgCl沉淀,不能大量共存,C項中因 可發(fā)生下列反應2H+=SO2+S+H2O而不能大量存在于酸性條件下。正確答案:A、C- 配套講稿:
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