高中化学离子反应学案设计

这是一份高中化学离子反应学案设计，共21页。学案主要包含了离子反应与离子方程式，离子反应发生的条件，离子共存等内容，欢迎下载使用。
导学目标
（学生通过阅读明确学习目标，1分钟）
1.通过实验事实理解离子反应以及离子反应发生的条件。
2.归纳离子方程式的书写方法步骤，并能正误判断。
3.理解并总结归纳离子大量共存的判断方法。
课堂导入
（1分钟）

《三国演义》中有这样一个故事：诸葛亮第四次释放孟获后，孟获逃至秃龙洞，秃龙洞的毒泉中有一个“哑泉”，“人若饮之，则不能言，不过旬日必死”。不久，蜀军先锋王平率数百军士前来探路，由于天气炎热，人马均争先恐后误喝了哑泉水。军士们个个说不出话来，生命危在旦夕，诸葛亮也毫无办法。原因是什么呢？原因是士兵喝的水中含有 CuSO4，造成了重金属中毒。后经一老叟指点，喝了万安溪安乐泉水后转危为安。原来该泉水中含有较多的碱（一般味苦），在人体误食CuSO4后又大量饮此泉水，其中碱先中和了胃酸，然后多余的碱又会在胃肠中与CuSO4发生离子反应Cu2＋＋2OH－=Cu（OH）2↓。致使原来会使人体吸收的可溶性铜盐变成不溶性的Cu（OH）2沉淀而不再会被吸收，因此，具有解毒作用。
新知精讲
一、离子反应与离子方程式（12分钟）
1．离子反应
（1）离子反应：有 参加或有 生成的化学反应。
【答案】离子；离子
例1. 请判断下列反应是否属于离子反应。
（1）2H2+O22H2O
（2）HCl+NaOHNaCl+H2O
【答案】（1）不属于离子反应，无离子参加或生成。
（2）属于离子反应，H+和OH-反应生成难电离物质H2O。
针对训练1.下列反应中，属于离子反应的是（ ）
A.C和O2反应生成CO2
B.CO还原氧化铜
C.高炉炼铁
D. CaCl2溶液+纯碱溶液
【答案】D
【解析】离子反应是自由移动的离子之间发生的反应，A、B、C均未有自由移动的离子反应，所以答案选D。
2．离子反应方程式
（1）离子反应常用离子方程式来表示。离子方程式是用实际参加反应的离子来表示反应的式子。
（2）离子方程式的书写步骤：
（1）书写步骤：“写（基础）→拆（关键）→删（途径）→查（保证） ”。
（2）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。
【注意事项】
（1）书写离子方程式时拆分原则
①强酸、强碱和易溶于水的盐改写成离子形式，难溶物质、难电离物质、易挥发物质、单质、氧化物、非电解质等均写化学式。
②微溶物作为反应物，若是澄清溶液写离子符号，若是悬浊液写化学式，如石灰水和石灰乳，石灰水写成离子形式而石灰乳则写化学式。微溶物作为生成物，一般写化学式（标“↓”符号）。
③一水合氨作反应物写NH3·H2O；作生成物，若有加热条件或浓度很大时，可写NH3（标“↑”符号）。
④固体之间反应不能写离子方程式，如氯化铵与氢氧化钙的反应；浓硫酸与固体物质反应不能写离子方程式。
⑤多元弱酸的酸式酸根离子，在离子方程式中不能拆开写，如NaHCO3不能拆写成“Na＋＋H＋＋COeq \\al(2－,3)”。
（2）常见物质在离子方程式中的书写要求
例2.写出氯化钡和硫酸钠在溶液反应的离子方程式：
①写：化学方程式（必须根据实验事实）
②拆：把易溶于水、易电离的物质拆成离子的形式
③删：删去方程式两边不参加反应的离子
④查：检查方程式两边各元素的原子个数和电荷总数是否相等、反应条件、沉淀符号、气体符号等。
【答案】BaCl2＋Na2SO4===BaSO4↓＋2NaCl；2Na＋＋SOeq \\al(2－,4)＋Ba2＋＋2Cl－===BaSO4↓＋2Na＋＋2Cl－；SOeq \\al(2－,4)＋Ba2＋===BaSO4↓；
针对训练2.书写下列反应的离子方程式：
①NaOH溶液与稀硫酸： ；
②KOH溶液与稀盐酸： ；
③BaCl2溶液与稀硫酸溶液： ；
④Ba（NO3）2溶液与硫酸钠溶液： ；
【答案】①NaOH溶液与稀硫酸：OH－＋H＋===H2O；
②KOH溶液与稀盐酸：OH－＋H＋===H2O；
③BaCl2溶液与稀硫酸溶液：Ba2＋＋SOeq \\al(2－,4)===BaSO4↓；
④Ba（NO3）2溶液与硫酸钠溶液：Ba2＋＋SOeq \\al(2－,4)===BaSO4↓；
3.判断离子方程式正误
1.看该反应是否符合科学性原则（能否发生、符合用量要求和符合微粒配比关系）；
2.看该反应是否符合规范性原则（微粒符号表达规范，可溶于水的强电解质要拆成离子形式，沉淀、气体用“”、“”符号）；
3.看该反应是否符合守恒性原则（质量守恒、电荷守恒）。
例3.判断下列反应的离子方程式正误。
①稀硫酸滴在铜片上：Cu＋2H＋Cu2＋＋H2↑（ ）
②稀硫酸与氢氧化钡溶液混合：SOeq \\al(2－,4)＋Ba2＋BaSO4↓（ ）
③稀硝酸滴在大理石上：CaCO3＋2H＋Ca2＋＋H2CO3（ ）
④氧化铁与稀盐酸混合：Fe2O3＋6H＋2Fe3＋＋3H2O（ ）
⑤氢氧化铜和稀盐酸反应：OH－＋H＋H2O（ ）
⑥镁和硝酸银溶液反应：Mg＋Ag＋Mg2＋＋Ag（ ）
【答案】 ①× ②× ③× ④√ ⑤× ⑥×
【解析】①Cu的活泼性小于H2的活泼性，Cu不能和稀硫酸反应生成H2，故①错误；②稀H2SO4和Ba（OH）2溶液混合，除SOeq \\al(2－,4)和Ba2＋反应，还有H＋和OH－反应，离子方程式为：2H＋＋SOeq \\al(2－,4)＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O，故②错误；③反应生成的H2CO3不稳定，分解成CO2和水，故③错误；④Fe2O3为氧化物，在离子方程式中不能拆分为离子，因此④正确；⑤Cu（OH）2在离子反应中，不能拆分为离子，应为Cu（OH）2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O；⑥中离子反应，电荷不守恒，应为Mg＋2Ag＋===2Ag＋Mg2＋。
针对训练3. 下列反应的离子方程式正确的是
A.碳酸氢钙溶液跟稀硝酸反应：HCOeq \\al(－,3)＋H＋H2O＋CO2↑
B.饱和石灰水跟稀硝酸反应：Ca（OH）2＋2H＋Ca2＋＋2H2O
C.稀硫酸滴在铜片上：Cu＋2H＋Cu2＋＋H2↑
D.铜与硝酸银溶液反应Cu＋Ag＋Cu2＋＋Ag
E.碳酸镁与稀H2SO4反应MgCO3＋2H＋Mg2＋＋H2O＋CO2↑
F.石灰乳与稀盐酸反应H＋＋OH－H2O
G.碳酸钙与盐酸反应：COeq \\al(2－,3)＋2H＋H2O＋CO2↑
H.稀硫酸中加入铁粉：2Fe＋6H＋2Fe3＋＋3H2↑
【答案】AE
【解析】B.饱和石灰是可溶性强碱，写成离子的形式；
C.稀硫酸与铜片不反应；
D.不符合电荷守恒原则
F．石灰乳含有大量的固体，不能写成离子的形式；
G．碳酸钙为难溶的固体，不能写成离子的形式；
H．稀硫酸中加入铁粉生成Fe2+。
二、离子反应发生的条件（6分钟）
例4.下列各组离子能发生反应的是（ ）
A.K+、Cl-B.Na+、SO42− C.Cu2+、OH-D.H+、NO3−
【答案】C
【解析】离子反应发生的条件是离子之间相遇后能生成沉淀、气体或水，C中Cu2+与OH-会形成氢氧化铜沉淀，能发生离子反应。
针对训练4.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。
三、离子共存（10分钟）
同一溶液中若离子间能发生离子反应，则离子之间不能在溶液中大量共存；若离子间不反应，则可以大量共存。
1．“不共存”情况归纳：
（1）在溶液中某些离子能相互反应生成难溶性物质时，这些离子就不能大量共存。
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．附加隐含条件的应用规律：
（1）溶液无色时，则不能含有色离子。如Fe3+（棕黄色）、MnO4- （紫红色）、Fe2+（浅绿色）、Cu2+（蓝色）。
（2）强酸性溶液中不存在能与H+反应的离子[OH-和弱酸根离子等（如CO32-、HCO3-、CH3COO- ）]。
（3）碱性溶液中不存在与OH-反应的离子（弱碱的阳离子、弱酸的酸式酸根离子和H+）。
例5．在某酸性无色透明溶液中能大量共存的离子组是（ ）
A．Al3＋、Ag＋、NOeq \\al(－,3)、Cl－ B．Mg2＋、NHeq \\al(＋,4)、NOeq \\al(－,3)、Cl－
C．Ba2＋、K＋、COeq \\al(2－,3)、Cl－ D．Cu2＋、Na＋、NOeq \\al(－,3)、SOeq \\al(2－,4)
【答案】B
【解析】A. Ag＋与Cl－会产生氯化银沉淀不能大量共存；
C. Ba2＋和COeq \\al(2－,3)会产生碳酸钡沉淀不能大量共存且酸性条件下H+会与COeq \\al(2－,3)反应产生气体；
D. Cu2＋为蓝色，不符合题意。
针对训练5.在强酸性或强碱性溶液中都能大量共存的一组离子是（ ）
A.Ba2＋、Fe3＋、Cl-、NO3-
B.Na＋、Ca2＋、CO32-、NO3-
C.Mg2＋、NO3-、SO42-、Na＋
D.Na＋、K＋、NO3-、SO42-
【答案】D
【解析】在强碱性溶液中Fe3＋不能大量存在，A错误；在强酸性溶液中CO32-不能大量共存且Ca2＋和CO32-也不能大量共存，B错误；在强碱性溶液中Mg2＋不能大量存在，C错误。
例6. 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-。
针对训练6.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。
活动探究
（3分钟）
问题1.以H＋＋OH－H2O为例说明离子方程式表示的意义是什么？
【答案】①表示某一个具体的化学反应，如NaOH＋HCl===NaCl＋H2O。
②表示同一类反应，如：强酸与可溶性强碱生成水和可溶性盐的反应。
问题2.离子反应能写成离子形式的本质原因是什么？
【答案】在化学反应中全部是以自由移动的离子的形式进行化学反应的物质。
问题3.离子反应的本质是什么？
【答案】离子减少的反应
问题4.如何判断溶液中离子能不能大量共存?
【答案】若溶液中离子间发生离子反应，则不能够大量共存；反之则能大量共存。
问题5.常见的不能大量共存的离子的判断方法有哪些?
【答案】当离子间发生反应生成水、气体或沉淀时，不能大量共存。
课堂小结
（2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。
4.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：
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﹣。
书写要求
物质类型
需拆成离子的物质（写离子符号）
①强酸：HCl、H2SO4、HNO3等
②强碱：KOH、NaOH、Ba（OH）2等
③可溶性盐：NaCl、K2SO4、NaNO3等
不能拆成离子的物质（写化学式）
①单质；②气体；③氧化物
④难溶物：Cu（OH）2、BaSO4、AgCl等
⑤难电离的物质：CH3COOH、NH3·H2O、H2O等
⑥非电解质：乙醇等
⑦浓硫酸
离子
NO3-
SO42-
H＋
M
浓度/ml·L-1
2
1
2
1