高中化学人教版 (2019)必修 第一册离子反应学案及答案

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册离子反应学案及答案，共19页。学案主要包含了离子反应及发生条件，离子反应方程式的书写与正误判断，离子共存的判断等内容，欢迎下载使用。
预习回顾
（2分钟）
活动探究
探究一、离子反应及发生条件（6分钟）
同学们分组讨论探究以下问题
问题1.往氢氧化钠溶液中滴加酚酞有什么现象？继续滴加盐酸有什么现象？从微观角度解释原因。
【答案】酚酞遇碱性溶液变红；加入盐酸红色褪去；氢氧化钠溶液含有OH-，可以使酚酞变红，盐酸中含有H+，会消耗OH-，导致溶液褪色。
问题2.电解质在溶液中反应的实验探究
按下图所示完成实验，并回答问题：
①图甲实验的现象是 ，因为溶液K＋、Cl-、Na＋、SO42-相互之间 。
②图乙实验的现象是 ，其原因是溶液中Ba2＋与SO42-结合生成硫酸钡。
③结论：电解质在溶液中的反应实质是 的反应。
【答案】①无明显变化 不发生化学反应 ②有白色沉淀生成 ③离子之间
问题3.当任意两种或多种电解质溶液混合后，溶液中离子之间是否能够发生反应?
【答案】
【探究总结】
1.电解质在溶液中电离出自由移动的离子，其反应实质是离子之间的反应，离子反应发生的条件是离子之间相遇后能生成沉淀、气体或难电离的物质。
【针对训练】1 下列物质混合后，没有离子反应发生的是（ ）
A．Na2CO3溶液与稀盐酸
B．CuSO4溶液与BaCl2溶液
C．H2SO4溶液与NaCl溶液
D．稀硝酸与Ba（OH）2溶液
【答案】C
【解析】A项中COeq \\al(2－,3)与H＋可以生成二氧化碳气体和水，能发生离子反应；
B项中SOeq \\al(2－,4)与Ba2＋可以生成硫酸钡沉淀，能发生离子反应；
D项中H＋与OH－能生成难电离的水，能发生离子反应。
探究二、离子反应方程式的书写与正误判断（10分钟）
同学们分组讨论探究以下问题
问题1.判断下列各组反应参与反应的微粒。
（1）盐酸与NaOH溶液：__________________________________。
（2）硫酸与NaOH溶液：__________________________。
（3）硝酸与Na2CO3溶液：________________________________。
（4）氯化钡与稀硫酸：____________________________________________。
【答案】（1）H＋和OH- （2）H＋和OH-（3）CO32-和H＋（4） Ba2＋和SO42-
问题2.写出以上反应的离子方程式
【答案】（1）H＋＋OH-=H2O
（2）H＋＋OH-=H2O
（3）CO32-＋2H＋=CO2↑＋H2O
（4） Ba2＋＋SO42-=BaSO4↓
问题3.判断下列离子方程式的正误，并指出错误的原因。
（1）盐酸与Cu（OH）2反应：H++OH-=H2O
（2）CuO溶于盐酸：O2-+2H+=H2O
（3）Na2CO3溶液与稀硫酸反应：Na2CO3+2H+=2Na++CO2↑+H2O
（4）CuSO4溶液与Ba（OH）2溶液反应：Cu2++2OH-=Cu（OH）2↓
（5）CO2通入澄清石灰水中：CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O
（6）NaHCO3溶液与稀硫酸反应：CO32-+2H+=CO2↑+H2O
【答案】（1）错误，Cu（OH）2为难溶物，不能拆成Cu2+和2OH-。
（2）错误，CuO为氧化物，不可拆成Cu2+和O2-。
（3）错误，Na2CO3为可溶性盐，应拆成2Na+和CO32-。
（4）错误，漏掉SO42-与Ba2+的反应。
（5）错误，澄清石灰水为Ca（OH）2溶液，Ca（OH）2应拆为Ca2+和2OH-。
（6）错误，HCO3-为弱酸酸式酸根离子，不能拆成H+和CO32-。
【探究总结】
1.（1）离子方程式的书写原则：
a.必须以客观事实为依据，不能凭空臆造事实上不存在的物质、离子和离子反应。
b.必须遵循原子守恒。
c.必须遵循电荷守恒。
（2）书写步骤：写（基础）→拆（关键）→删（途径）→查（保证）
（3）书写关键：
①要将易溶于水、易电离的电解质写成离子的形式；
②单质、沉淀、气体、难电离的物质（如水、弱酸、弱碱）等写成化学式。
3.离子方程式正误判断——“五看”
（1）看是否符合客观事实。
（2）看拆分是否正确。
（3）看是否符合原子守恒和电荷守恒。
（4）看是否漏写离子反应。
（5）看是否符合题设条件。
【针对训练】
1．下列离子方程式中书写错误的是（ ）
A．铁跟稀硫酸反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
B．氢氧化钙溶液跟盐酸反应：H＋＋OH－===H2O
C．醋酸跟氢氧化钾溶液反应：CH3COOH＋OH－===CH3COO－＋H2O
D．碳酸镁跟稀硫酸反应：MgCO3＋2H＋===Mg2＋＋H2O＋CO2↑
【答案】A
【解析】铁与稀硫酸反应产生Fe2＋。
2.下列化学方程式中，不可以用H＋＋OH-=H2O表示的是（ ）
A.2NaOH＋H2SO4=Na2SO4＋2H2O
B.Ba（OH）2＋2HCl=BaCl2＋2H2O
C.Cu（OH）2＋2HNO3=Cu（NO3）2＋2H2O
D.KOH＋HCl=KCl＋H2O
【答案】C
【解析】H＋＋OH-=H2O代表强酸和可溶性强碱反应生成可溶性盐和水的反应，选项A、B、D符合；而选项C中氢氧化铜为难溶性弱碱，应写成化学式的形式。
3.书写下列反应的离子方程式：
（1）Ba（OH）2和H2SO4： 。
（2）铁与硫酸铜溶液： 。
（3）碳酸钙与盐酸： 。
【答案】（1）Ba2++2OH-+SO42-+2H+=BaSO4↓+2H2O
（2）Fe+Cu2+=Fe2++Cu
（3）CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
探究三、离子共存的判断（12分钟）
问题1.现有离子:①Cl- ②SO42- ③H+ ④OH- ⑤CO32- ⑥HCO3- ⑦Na+ ⑧Cu2+ ⑨Ca2+ ⑩Ag+ ⑪Ba2+ ⑫K+ ⑬MnO4- ⑭Fe3+
（1）在酸性条件下，一定不能大量共存的有 （填序号，下同）。
（2）在碱性条件下，一定不能大量共存的有 。
（3）在无色溶液中，一定不能大量共存的有 。
（4）在含有⑪Ba2+的溶液中，一定不能大量共存的有 。
【答案】（1）④⑤⑥；（2）③⑥⑧⑨⑩⑭；（3）⑧⑬⑭ ；（4）②⑤
【解析】能发生反应的离子不能大量共存，即能产生沉淀、气体或者水的离子不能大量共存。
问题2. 某无色溶液中只可能含有K+、Ag+、Ba2+、Cu2+、Cl-、OH-、CO32-、SO42-中的一种或几种，对其进行如下实验操作：
（1）取少量溶液，滴加无色酚酞溶液，酚酞变红；
（2）另取少量溶液，加入足量BaCl2溶液，产生白色沉淀；
（3）向（2）所得混合物中加足量盐酸，沉淀部分溶解，并有无色气体生成；
（4）将（3）所得混合物过滤，向滤液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成。
下列对该溶液的说法正确的是（ ）。
A.一定含有K+、OH-、CO32-、SO42-
B.可能含有Cl-、OH-
C.一定不含有Ag+、Ba2+、Cu2+、Cl-
D.可能含有K+
【答案】 A
【解析】（1）无色溶液不含Cu2+，滴加无色酚酞溶液变红，说明含OH-，不含Ag+；（2）加入足量BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明含CO32-或SO42-或两者都有，不含Ba2+，根据电荷守恒，溶液中含有K+；（3）向混合物中加足量盐酸，沉淀部分溶解，并有无色气体产生，说明原溶液中含CO32-和SO42-；（4）向滤液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成，说明滤液中含有Cl-，但可能是加入的BaCl2溶液及盐酸引入的，不能确定原溶液是否含有Cl-。综上所述，原溶液中一定含有K+、OH-、CO32-、SO42-，可能含有Cl-。
【探究总结】
1.离子不能大量共存的三种情况：
A：“无色透明”溶液中不存在有色离子。
（1）生成难溶或微溶物质的离子不能大量共存。
①生成难溶性的盐：Ca2＋与CO32-，Ba2＋与CO32-、SO42-，Ag＋与Cl-等。
②生成难溶性的碱：OH-与Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋、Mg2＋、Al3＋等。
③生成微溶物质：如Ag＋与SO42-，Ca2＋与SO42-、OH-，Mg2＋与CO32-等。
（2）生成气体的离子不能大量共存：H＋与CO32-、HCO3-等。
（3）生成水或其他难电离物质的离子不能大量共存：H＋与OH-、CH3COO-等。
常见难电离的物质：H2O；弱酸：CH3COOH、H2CO3、HClO、H2S、H2SO3等；弱碱：Al（OH）3、Cu（OH）2、Fe（OH）3、Fe（OH）2等。
2.隐含条件的发掘
（1）强酸性溶液或能使石蕊变红的溶液或常温下pH7的溶液，均指碱性溶液，即溶液中有大量OH-，则能与OH-反应的离子肯定不能大量存在，如H＋、NH4+等。
【针对训练】
1.下列说法中正确的是（ ）。
A.某无色溶液中可能含有下列离子：H+、Cl-、Na+、Fe2+
B.能使紫色石蕊试液变红的溶液中可能含有Cl-、K+、Na+、NO3-
C.取少量某溶液，向其中加入盐酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成，证明该溶液中含有SO42-
D.H++OH-H2O可描述所有酸碱中和反应的实质
【答案】 B
【解析】Fe2+呈浅绿色，无色溶液中不能含有Fe2+，A项错误；使紫色石蕊试液变红的溶液是酸性溶液，H+、Cl-、K+、Na+、NO3-间不发生反应，可以共存，B项正确；若原溶液中含有Ag+，也会生成白色沉淀，C项错误；H++OH-H2O表示强酸、强碱反应生成可溶性盐的中和反应，D项错误。
2.下列各组离子在给定条件下能大量共存的是（ ）。
A.酸性较强的溶液中：NH4+、K+、CO32-、Cl-
B.有SO42-存在的溶液中：Na+、Mg2+、Ca2+、Br-
C.使酚酞溶液变红的溶液中：Na+、Cl-、SO42-、Fe3+
D.无色透明的水溶液中：K+、Ba2+、Cl-、NO3-
【答案】 D
【解析】A项，CO32-在酸性溶液中不能大量存在；B项，CaSO4微溶于水，因此SO42-与Ca2+不能大量共存；C项，使酚酞溶液变红的溶液为碱性溶液，在碱性溶液中Fe3+不能大量存在。
课堂小结
（3分钟）
一、知识框架
二、关于离子反应的“误区”
（1）理解酸和碱的概念时注意“全部”两个字，即酸电离产生的阳离子只有H+一种，碱电离产生的阴离子也只有OH-一种，否则不能称为“酸”或“碱”。
（2）碱、大部分盐、金属氧化物是由离子组成的，溶于水、受热熔融均能电离。酸是由分子组成的，只有溶于水才电离，熔融状态（或液态）不电离。
三、离子反应及其发生的条件
（1）离子反应：电解质在溶液中的反应实质上是离子之间的反应，这样的反应称为离子反应。
（2）离子方程式：用实际参加反应的离子的符号来表示反应的式子。
离子方程式和化学方程式的区别：
①相同点：两者都是表示物质变化的式子。
②不同点：离子方程式可以描述一类化学反应，化学方程式只能描述一个具体的化学反应；离子方程式能揭示化学反应的本质，化学方程式不能揭示化学反应的本质。
课堂达标
（8分钟）
1.加入NaOH溶液后，下列溶液中的离子数目不会减少的是（ ）
A.Cu2＋ B.Fe3＋ C.SO42- D.H＋
【答案】C
【解析】凡是能与OH-反应的离子，其数目均要减少，Cu2＋、Fe3＋、H＋均可以与OH-反应；而SOeq \\al(2－,4)不与OH-反应，离子数目不会减少。
2.下列离子方程式书写正确的是（ ）
A.碳酸钙与盐酸反应：CO32-+2H+=CO2↑+H2O
B.硫酸和氯化钡溶液反应：Ba2++SO42-=BaSO4↓
C.铜片插入硝酸银溶液中：Cu+Ag+=Ag+Cu2+
D.铁钉放入硫酸铜溶液中：Fe+3Cu2+=2Fe3++3Cu
【答案】B
【解析】A项中CaCO3不溶于水，应写成化学式，C项不满足电荷守恒，D项应该生成Fe2+。
3.能用离子方程式H++ OH-=H2O来表示的反应是（ ）
A.氨水和盐酸反应
B.NaOH溶液和CH3COOH反应
C.NaHCO3溶液中加入NaOH溶液
D.向Ba（OH）2溶液中加入盐酸
【答案】D
【解析】氨水为弱碱，在离子反应中保留化学式，不能用离子方程式H++ OH-=H2O表示，A不选；CH3COOH是弱酸，在离子反应中保留化学式，不能用离子方程式H++ OH-=H2O表示，B不选；NaHCO3是酸式盐，在溶液中电离出Na+和HCO3-，不能用离子方程式H++ OH-=H2O表示，C不选；D符合题意。
4. （双选）下列离子方程式正确的是（ ）
A.向少量CaCO3中滴加足量醋酸溶液：CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
B.铜和AgNO3溶液反应：Cu+Ag+=Cu2++Ag
C.NaHCO3溶液与HCl溶液反应：HCO3-+H+=CO2↑+H2O
D.NH4HCO3溶液与过量HCl溶液混合：HCO3-+H+=CO2↑+H2O
【答案】CD
【解析】A.醋酸是弱电解质，不能拆成离子形式，正确离子方程式为CaCO3+2CH3COOH=Ca2++CO2↑+2CHCOO-+H2O，A项错误；
B.该离子方程式没有配平，正确离子方程式为Cu+2Ag+=Cu2++2Ag，B项错误；
C.NaHCO3溶液与HCl溶液反应的离子方程式为HCO3-+H+=CO2↑+H2O，C项正确；
D.NH4HCO3溶液与过量HCl溶液反应的离子方程式为HCO3-+H+=CO2↑+H2O，D项正确。
★5. 某混合溶液中所含离子的浓度如表所示，则M可能为（ ）
A.Cl- B.Ba2＋ C.Na＋ D.Mg2＋
【答案】D
【解析】设M所带电荷数为x，根据溶液呈电中性可得2×1＋1×2＝2×1＋x×1，得x＝2，因此M应该带2个单位的正电荷。由于SO42-与Ba2＋能够反应生成沉淀，即不能大量共存，所以M可能为Mg2＋。
★6.NaHCO3溶液和Ba（OH）2溶液反应。
（1）当NaHCO3和Ba（OH）2的量为1：1反应时，则反应的离子方程式为：
。
（2）当NaHCO3和Ba（OH）2的量为2：1反应时，则反应的离子方程式为：
。
【答案】HCO3-＋Ba2+＋OH-=BaCO3↓＋H2O；
2HCO3-＋Ba2+＋2OH-=BaCO3↓＋2H2O＋CO32-
★7.某无色透明溶液中可能大量存在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__________________。
（3）取（2）中的滤液，加入过量的氢氧化钠溶液，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）原溶液可能大量共存的阴离子是________（填字母）。
A.Cl- B.NO3﹣ C.CO32﹣ D.OH-
【答案】 （1）Cu2＋、Fe3＋ （2）Ag＋
（3）Mg2＋ Mg2＋＋2OH-=Mg（OH）2↓ （4）B
【解析】（1）无色透明溶液中不可能含有Cu2＋、Fe3＋等有色离子。
（2）加盐酸有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成，则肯定存在Ag＋。
（3）加氢氧化钠溶液有白色沉淀出现，肯定含有Mg2＋。
（4）原溶液中由于含有Ag＋和Mg2＋，阴离子中不可能含有Cl-、CO32﹣、OH-，可能含NO3﹣。
实验
现象
混合前溶
液中离子
混合后溶
液中离子
生成的
新物质
向滴加酚酞的NaOH溶液中加入适量盐酸
向盐酸中加入适量Na2CO3溶液
实验
现象
混合前溶
液中离子
混合后溶
液中离子
生成的
新物质
向滴加酚酞的NaOH溶液中加入适量盐酸
溶液变为无色
Na+、H+、Cl-、OH-
Na+、Cl-
H2O
向盐酸中加入适量Na2CO3溶液
有气泡产生
Na+、H+、CO32-、Cl-
Na+、Cl-
H2O、CO2
离子
NO3-
SO42-
H＋
M
浓度/ml·L-1
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