人教版 (2019)必修 第一册第一章 物质及其变化第二节 离子反应第3课时导学案

第3课时　与量有关的离子方程式的书写　

常见离子的检验与推断(提升课时)　

与量有关的离子方程式的书写

限定条件的离子方程式的书写方法

1．过量型：

书写原则：“以少定多”，即先根据题给条件判断“少量物质”，以少量物质的离子计量数(充分反应)确定所需“过量物质”的离子数目。

如向Ca(HCO3)2溶液中加入过量NaOH溶液的离子方程式的书写方法为

2．定量型：

首先按题给条件中反应物的物质的量，结合“以少定多”原则及离子反应顺序，逐步写出各步反应的离子方程式，然后把各步离子方程式加和即可得到总反应的离子方程式。

现以明矾与Ba(OH)2溶液的定量型反应为例详细说明：

明矾与含等物质的量的Ba(OH)2溶液反应的离子方程式的书写为

3．目标型：

先写出能达到目标的主要离子方程式，然后用设“1”的方法使其完善。

如向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液，溶液呈中性时的离子方程式：

先写出H＋＋OH－===H2O，如两物质各为1 mol则NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO而Ba(OH)2===2OH－＋Ba2＋，溶液中的H＋被完全中和时Ba(OH)2只需要0.5 mol，故离子方程式为SO＋2H＋＋2OH－＋Ba2＋===BaSO4↓＋2H2O。

【典例】(双选)下列离子方程式正确的是(　　)

A．向澄清石灰水中通入少量CO2：OH－＋CO2===HCO

B．碳酸氢钠溶液与过量的澄清石灰水：　HCO＋Ca2＋＋OH－===CaCO3↓＋H2O

C.向Mg(HCO3)2溶液中加入少量的NaOH溶液Mg2＋＋2HCO＋4OH－===Mg(OH)2↓＋2CO＋2H2O

D．硫酸氢钠溶液与足量氢氧化钡溶液混合：H＋＋SO＋Ba2＋＋OH－===BaSO4↓＋H2O

【解题指南】解答本题应该注意以下两点：

(1)明确反应物的量的多少，以少量的为“1”进行书写；

(2)明确与同一离子反应的多个离子的反应前后顺序。

【解析】选B、D。少量CO2与Ca(OH)2反应得到CaCO3而不是Ca(HCO3)2，A错误；NaHCO3溶液与过量Ca(OH)2反应的离子方程式为HCO＋Ca2＋＋OH－===CaCO3↓＋H2O，B正确；向Mg(HCO3)2溶液中加入少量的NaOH溶液而只有Mg2＋反应，离子方程式为Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，C错误。

(1)写出向Ba(OH)2溶液中加入过量NaHSO4溶液反应的离子方程式。

提示：Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O。

(2)写出向Ca(HCO3)2溶液中加入足量NaOH溶液反应的离子方程式。

提示：Ca2＋＋2HCO＋2OH－===CaCO3↓＋CO＋2H2O。

1．(2021·上海浦东新区高一检测)下列反应不能用离子方程式Ba2＋＋2OH－＋SO＋2H＋===BaSO4↓＋2H2O来表示的是(　　)

A．向Ba(OH)2溶液中滴加NaHSO4溶液至溶液恰好呈中性

B．向Ba(OH)2溶液中滴加NaHSO4溶液至沉淀量最多

C．向H2SO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液至溶液恰好呈中性

D．向H2SO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液至沉淀量最多

【解析】选B。向Ba(OH)2溶液中滴加NaHSO4溶液至中性时，Ba(OH)2和NaHSO4以1∶2的物质的量之比进行反应生成硫酸钠、硫酸钡和水，离子反应为Ba2＋＋2OH－＋SO＋2H＋===BaSO4↓＋2H2O，故A符合；向Ba(OH)2溶液中滴加NaHSO4溶液至沉淀量最多时，Ba(OH)2和NaHSO4以物质的量之比1∶1进行反应生成氢氧化钠、硫酸钡和水，离子反应为Ba2＋＋OH－＋SO＋H＋===BaSO4↓＋H2O，故B不符合；向H2SO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液至溶液恰好呈中性时，H2SO4和Ba(OH)2的物质的量之比为1∶1进行反应生成硫酸钡和水，离子反应为Ba2＋＋2OH－＋SO＋2H＋===BaSO4↓＋2H2O，故C符合；向H2SO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液至沉淀量最多时，H2SO4和Ba(OH)2的物质的量之比为1∶1进行反应生成硫酸钡和水，离子反应为Ba2＋＋2OH－＋SO＋2H＋===BaSO4↓＋2H2O，故D符合。

2．写出下列反应的离子方程式：

(1)少量NaHCO3加入过量Ca(OH)2溶液中：

_______________________________________________________________；

(2)少量Ca(OH)2加入过量NaHCO3溶液中：

_______________________________________________________________；

(3)少量KHSO4加入过量Ba(OH)2溶液中：

________________________________________________________________；

(4)少量Ba(OH)2滴入KHSO4溶液中：

_______________________________________________________________；

(5)少量烧碱加入过量Ca(HCO3)2溶液中：

________________________________________________________________。

答案：(1)Ca2＋＋HCO＋OH－===CaCO3↓＋H2O　(2)Ca2＋＋2HCO＋2OH－===CaCO3↓＋2H2O＋CO

(3)Ba2＋＋SO＋H＋＋OH－===BaSO4↓＋H2O

(4)Ba2＋＋SO＋2H＋＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O

(5)Ca2＋＋HCO＋OH－===CaCO3↓＋H2O

　胃液中含有盐酸，胃酸过多的人常有胃疼烧心的感觉，易吐酸水，服用适量的小苏打(NaHCO3)能治疗胃酸过多；如果病人同时患胃溃疡，为防胃壁穿孔，不能服用小苏打，此时最好用含氢氧化铝的胃药(如胃舒平)。

(1)NaHCO3能治疗胃酸过多的原理是什么(离子方程式表示)？为什么胃溃疡病人不能服用？

提示：HCO＋H＋===CO2↑＋H2O。生成CO2气体易造成胃溃疡病人胃穿孔。

(2)胃舒平治疗胃酸过多的原理是什么(用离子方程式表示)?

提示：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。

(3)NaOH能否治疗胃酸？为什么？

提示：不能，NaOH具有强腐蚀性，溶于水放出大量热。 

常见离子的检验与推断

1．常见离子的特征反应实验操作与现象

(1)常见阳离子的检验

 (2)常见阴离子的检验

2．常见离子推断的注意事项

(1)注意有颜色的离子与溶液的颜色是否一致。

(2)根据某现象推断出含有某种离子，该离子是溶液原有的还是实验操作引入的。

(3)注意离子共存问题

①推断的离子是否能存在于溶液中，要特别注意推断的离子存在与溶液的性质(如酸碱性、氧化性、还原性)是否矛盾。

②推断结果中的离子是否能共存于同一溶液中。

3．坚持“四项”基本原则，破解离子推断题

(1)肯定性原则

根据实验现象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的离子(记住几种常见的有色离子：Fe2＋、Fe3＋、Cu2＋、MnO、CrO、Cr2O)。

(2)互斥性原则

在肯定某些离子存在的同时，结合离子共存规律而否定其他离子的存在(要注意题目中的隐含条件，如酸性、碱性、指示剂的变化等)。

(3)电中性原则

溶液呈电中性，即阳离子、阴离子一定同时存在，且溶液中阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数相等(这一原则可帮助我们确定一些不太明确的离子)。

(4)进出性原则

通常是在实验过程中使用，是指在实验过程中反应生成的离子或引入的离子对后续实验的干扰。

【典例】有一包白色固体粉末，其中可能含有NaCl、Ba(NO3)2、CuSO4、Na2CO3中的一种或几种。现进行以下实验：

①将部分粉末加入水中，振荡后有白色沉淀生成，过滤后溶液呈无色：

②向①的沉淀物中加入足量稀硝酸，固体完全溶解，并有气泡产生；

③取少量②的溶液，滴入稀硫酸，有白色沉淀产生；

④另取①中过滤后的溶液加入足量AgNO3溶液，产生白色沉淀。

根据上述实验事实，回答下列问题：

(1)原白色粉末中一定含有的物质是_________________________________

_______________________(写化学式，下同)，一定不含有的物质是________

________________________________________________________________，

可能含有的物质是________________。

(2)写出各步变化的离子方程式：①__________________________________；

②______________________________________________________________。

【解析】(1)将部分粉末加入水中，振荡后有白色沉淀生成，过滤后溶液呈无色，说明无CuSO4且沉淀只能为碳酸钡，所以白色粉末中一定有Ba(NO3)2和Na2CO3；(2)向①的沉淀物中加入足量稀硝酸，固体完全溶解，并有气泡产生，进一步确定白色沉淀为碳酸钡；③取少量②的溶液，滴入稀硫酸，有白色沉淀产生，确定固体粉末含有Ba(NO3)2；④因为Na2CO3与硝酸钡反应后可能有剩余，所以另取①中过滤后的溶液加入AgNO3溶液时Na2CO3干扰Cl－的检验，所以不能确定是否有NaCl。

答案：(1)Ba(NO3)2、Na2CO3　CuSO4　NaCl

(2)①Ba2＋＋CO===BaCO3↓

②BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋CO2↑＋H2O

若有四种白色固体粉末，分别是NaCl、Ba(NO3)2、CuSO4、Na2CO3，请设计方案一一鉴别。[已知硫酸铜与碳酸钠溶液混合发生反应2CuSO4＋2Na2CO3＋H2O===Cu2(OH)2CO3↓(蓝色沉淀)＋2Na2SO4＋CO2↑]

提示：①取少量固体溶于水，得到蓝色溶液的为CuSO4，其他为无色溶液；

②分别取少量三种无色溶液，加入上述CuSO4溶液，无明显现象的为NaCl溶液，产生白色沉淀的为Ba(NO3)2溶液，产生蓝色沉淀和气泡的为Na2CO3溶液。

　有甲、乙、丙三种溶液，进行如下操作：

则甲、乙、丙三种溶液可能是(　　)

A．BaCl2、H2SO4、MgCl2

B．BaCl2、HCl、Na2SO4

C．CaCl2、HNO3、NaCl

D．CaCl2、HNO3、BaCl2

【解析】选B。向碳酸钠溶液中加入氯化钡溶液生成碳酸钡白色沉淀，再加入过量的硫酸生成硫酸钡沉淀，所以不会看到沉淀溶解，A错误；向碳酸钠溶液中加入氯化钡溶液生成碳酸钡白色沉淀，再加入过量的盐酸，生成氯化钡、水和二氧化碳气体，最后向溶液中加入硫酸钠溶液会生成硫酸钡白色沉淀，B正确；向碳酸钠溶液中加入氯化钙溶液生成碳酸钙白色沉淀，再加入过量的硝酸生成硝酸钙、水和二氧化碳气体，最后加入氯化钠溶液不发生反应，C错误；向碳酸钠溶液中加入氯化钙溶液生成碳酸钙白色沉淀，再加入过量的硝酸生成硝酸钙、水和二氧化碳气体，最后加入氯化钡溶液不发生反应，D错误。

　2020年12月29日生态环境部举行例行新闻发布会，总结回顾2020年生态环境保护工作进展。某无色透明的河水中可能大量存在Ag＋、Mg2＋、Cu2＋、Fe3＋、Na＋中的几种。请填写下列空白：

(1)不做任何实验就可以肯定原溶液中不存在的离子是________________。

(2)取少量原溶液，加入过量稀盐酸，有白色沉淀生成；再加入过量的稀硝酸，沉淀不消失。说明原溶液中，肯定存在的离子是________，有关离子方程式为___________________________________________________________________

_________________________________________________________________。

(3)取(2)中的滤液，加入过量的稀氨水(NH3·H2O)，出现白色沉淀，说明原溶液中肯定有_______________________________________________________，

有关的离子方程式为____________________________________________。

(4)原河水可能大量存在的阴离子是下列的________(填字母)。

A．Cl－　　B．NO　　C．CO　　D．OH－

【解析】(1)无色透明溶液中不可能含有Cu2＋、Fe3＋有色离子。(2)加盐酸有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成，则肯定存在Ag＋，离子方程式为Ag＋＋Cl－===AgCl↓。(3)加稀氨水有白色沉淀出现，肯定含有Mg2＋。(4)原溶液中由于含有Ag＋、Mg2＋，阴离子中不可能含有Cl－、CO、OH－，可能含NO。

答案：(1)Cu2＋、Fe3＋　(2)Ag＋　Ag＋＋Cl－===AgCl↓　(3)Mg2＋　Mg2＋＋2NH3·H2O===Mg(OH)2↓＋2NH　(4)B

【补偿训练】

有一瓶无色透明溶液，含Cl－、CO、SO、Na＋、K＋、Mg2＋、Cu2＋中的某几种。

①取少量原溶液加入足量的Ba(OH)2溶液产生白色沉淀；

②取少量原溶液加入足量的BaCl2溶液不产生沉淀；

③取少量原溶液加入足量的AgNO3溶液产生白色沉淀，再加稀硝酸，白色沉淀不溶解。回答下列问题：

(1)原溶液中一定含有的离子是____________，一定不含有的阴离子是____________，可能含有的离子是______________。

(2)有的同学认为实验③可以省略，你认为是否正确(填“是”或“否”)________，说明理由_______________________________________

　_____________________________________________________________。

(3)写出①中反应的离子方程式：__________________________________

_______________________________________________________________。

【解析】因溶液为无色，一定不存在有色离子Cu2＋；实验②中原溶液中加入足量的BaCl2溶液不产生沉淀，说明原溶液中不存在CO、SO；实验①中原溶液中加入足量的Ba(OH)2溶液产生白色沉淀，再结合实验②则判断原溶液中一定含有Mg2＋；实验③中原溶液中加入足量的AgNO3溶液产生白色沉淀且白色沉淀不溶解于稀硝酸，已判断溶液中无CO、SO，则该白色沉淀为AgCl而原溶液中一定含有Cl－。由上述分析可知：(1)原溶液中一定含有的离子是Mg2＋、Cl－；一定不含有的阴离子是CO、SO；可能含有的离子是Na＋、K＋。(2)根据溶液呈电中性，该溶液中唯一的阴离子即Cl－一定存在，所以实验③可省略。(3)原溶液加入足量的Ba(OH)2溶液产生Mg(OH)2白色沉淀，反应的离子方程式为

Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓。

答案：(1)Mg2＋、Cl－　SO、CO　Na＋、K＋　(2)是　根据溶液呈电中性，原溶液中一定含有Cl－

(3)Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓

　【鲁科版】P59【利用离子反应除去杂质的思路和方法】

1．分析物质组成，确定要保留的物质和需要除去的杂质。

2．明确要保留的物质和杂质之间的性质差异。

3．选择能使杂质离子转化为气体或沉淀的物质作为除杂试剂。除杂试剂不能影响要保留的离子，且应适当过量。

4．分析因除杂试剂过量而引入的新杂质如何除去。

5．综合考虑原有杂质离子和可能引入的新杂质离子，确定试剂添加顺序和实验操作步骤。

　某溶液有Cl－、CO、SO，要求依次检验出这三种离子，请完成下列实验设计：

【解析】滴加稀硝酸产生无色气泡而证明含CO，离子方程式为CO＋2H＋===CO2↑＋H2O；检验SO用可溶性钡盐，因还要检验Cl－而应用硝酸钡，离子方程式为Ba2＋＋SO===BaSO4↓；检验Cl－应用硝酸银，离子方程式为Ag＋＋

Cl－===AgCl↓。

答案：(1)产生无色气泡　CO＋2H＋===CO2↑＋H2O　(2)硝酸钡　Ba2＋＋SO===BaSO4↓(合理即可)　(3)硝酸银　Ag＋＋Cl－===AgCl↓(合理即可)

1．(水平1)下列各项中离子方程式的书写与反应物的用量无关的是(　　)

A．NaOH溶液与CO2

B．Ba(OH)2溶液与H2SO4溶液

C．盐酸与Na2CO3溶液

D．Ca(HCO3)2溶液与NaOH溶液

【解析】选B。NaOH溶液与少量CO2和过量CO2反应分别生成Na2CO3和NaHCO3，故A项错；Ba(OH)2与H2SO4溶液反应为Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O，与反应物的用量无关，故B项正确；盐酸与Na2CO3溶液反应，若盐酸少量则发生反应：H＋＋CO===HCO；若盐酸足量则发生反应：2H＋＋CO===CO2↑＋H2O，故C项错；Ca(HCO3)2溶液与少量NaOH溶液反应为OH－＋Ca2＋＋HCO===H2O＋CaCO3↓；Ca(HCO3)2溶液与过量NaOH溶液则发生反应2OH－＋Ca2＋＋2HCO===2H2O＋CaCO3↓＋CO，故D项错。

【补偿训练】

下列离子方程式中不正确的是(　　)

A．盐酸滴在石灰石上：CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑

B．向Ba(OH)2溶液中滴入少量的NaHSO4溶液：H＋＋SO＋Ba2＋＋OH－===BaSO4↓＋H2O

C．向Ba(OH)2溶液中滴入过量的NaHSO4溶液：2H＋＋SO＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O

D．稀硫酸滴在铜片上：Cu＋2H＋===Cu2＋＋H2↑

【解析】选D。离子方程式的书写一定要注意化学反应的正确性和拆写原则。D中铜与稀硫酸不反应。

2．(双选)某同学在实验室中进行如下实验：

以下结论正确的是(　　)

A．Ⅰ中无明显变化，说明两溶液不反应

B．Ⅱ中的白色沉淀为BaSO4

C．Ⅲ中的离子方程式为2H＋＋Zn===Zn2＋＋H2↑

D．Ⅲ中发生的反应不是离子反应

【解析】选B、C。Ⅰ中虽无明显现象，但发生了离子反应：H＋＋OH－===H2O，A错误；Ⅱ中发生反应：Ba2＋＋SO===BaSO4↓，白色沉淀为BaSO4，B正确；Ⅲ中的反应是离子反应，离子方程式为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，C正确、D错误。

3．(水平1)某未知溶液中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成，加入稀硝酸后，沉淀部分溶解，有无色无味的气体生成，将气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，已知该溶液中含有阴离子是如下四组中的一组，则它是(　　)

A．Cl－　SO　　　　　　 B．Cl－　NO

C．Cl－　CO        D．Cl－　OH－

【解析】选C。在未知溶液中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成，加入稀硝酸后，沉淀部分溶解，说明有沉淀不溶解，证明该溶液中含有Cl－；由已知条件“加入稀硝酸后，沉淀部分溶解，有无色无味气体生成，将气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊”可知，放出能使澄清石灰水变浑浊的气体的沉淀是碳酸盐，说明未知溶液中含有碳酸根。

4．(双选)下列离子方程式正确的是(　　)

A．向碳酸镁中加入稀盐酸：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O

B．腐蚀法制作印刷线路板：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋

C．Ca(HCO3)2溶液中加入过量KOH溶液：

　Ca2＋＋HCO＋OH－===CaCO3↓＋H2O

D．向碳酸钠溶液中逐滴加入与之等体积等物质的量浓度的稀醋酸：CO＋CH3COOH===CH3COO－＋HCO

【解析】选B、D。碳酸镁难溶于水而必须写化学式，故A错误；C项中Ca(HCO3)2与过量KOH溶液反应的离子方程式为Ca2＋＋2HCO＋2OH－===CaCO3↓＋CO＋2H2O。

5．(水平2)为提纯含有少量硝酸钡杂质的硝酸钾溶液，实验设计方案如下，则X试剂为(　　)

A．碳酸钠　　　　　　　　　B．碳酸钾

C．硫酸钠         D．硫酸钾

【解析】选B。由分离实验方案可知，X试剂除去钡离子而使钡离子转化为沉淀，过滤而除去沉淀；再加适量硝酸除去过量试剂X且除杂不能引入新杂质，则A、C排除，而D中硫酸钾与硝酸不反应而引入新杂质，故只有B中碳酸钾符合要求。

6．(水平2·教材习题改编)如图甲所示，某同学称取一定质量的MgCl2固体配成溶液，向该溶液中加入一定量稀盐酸；再向此混合溶液中逐滴加入NaOH溶液。其中，加入NaOH溶液的体积与沉淀的质量关系如图乙所示。

请回答下列问题：

(1)溶解MgCl2固体所用的玻璃仪器有________(填字母)。

a．天平　　b．烧杯　　c．漏斗　　d．玻璃棒

(2)OA段反应的离子方程式为______________________________________

_________________________________________________________________。

(3)AB段反应的离子方程式为_________________________________________

_______________________________________________________________。

(4)在B点对应的溶液中滴加AgNO3溶液，观察到的现象是__________________________________________________________，

反应的离子方程式为______________________________________________。

【解析】乙图中OA段无沉淀，表明OH－先与H＋反应；AB段为OH－与Mg2＋反应生成Mg(OH)2；B点对应溶液为NaCl溶液，加入AgNO3溶液发生反应：Ag＋＋Cl－===AgCl↓。

答案：(1)b、d　(2)H＋＋OH－===H2O

(3)Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓

(4)有白色沉淀生成

Ag＋＋Cl－===AgCl↓