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2019版高考化学一轮精选教师用书苏教专用:专题22第二单元 离子反应
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第二单元 离子反应
1.了解电解质的概念,了解强电解质和弱电解质的概念。 2.理解电解质在水中的电离以及电解质溶液的导电性。 3.了解离子反应的概念、离子反应发生的条件。
电解质及其电离
[知识梳理]
一、从电解质的角度对化合物分类
1.分类依据
2.电解质的强弱与物质类别的关系
强酸 强碱 弱酸 弱碱 水
二、电离及电离方程式
1.电解质的电离
电离是指电解质在水溶液中或熔融状态下产生自由移动离子的过程。
2.电离方程式的书写
(1)强电解质的电离方程式中,用“===”连接,弱电解质(包括弱酸的酸式酸根)的电离方程式中,用“”连接。
如Na2SO4:Na2SO4===2Na++SO,HClO:HClOH++ClO-。
(2)多元弱酸的电离分步书写,多元弱碱的电离一步写完。如H2CO3:H2CO3H++HCO,HCOH++CO__;Fe(OH)3:Fe(OH)3Fe3++3OH-。
(3)酸式盐的电离:多元强酸酸式盐与多元弱酸酸式盐的阴离子电离情况不同。
如NaHSO4溶液中:NaHSO4===Na++H++SO__;
NaHCO3溶液中:NaHCO3===Na++HCO__、HCOH++CO。
[自我检测]
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)强电解质溶液的导电性比弱电解质溶液的导电性强。( )
(2)BaSO4投入水中,导电性较弱,故它是弱电解质。( )
(3)强电解质都是离子化合物,弱电解质都是共价化合物。( )
(4)CaO是强电解质,是因为它的水溶液能导电。( )
(5)Cl2的水溶液能导电,所以Cl2是电解质。( )
解析:电解质溶液导电性的强弱与溶液中离子浓度的大小及所带电荷数的多少有关,与电解质强弱没有必然联系,(1)错误;尽管BaSO4难溶于水,但溶解的部分全部电离,故其为强电解质,(2)错误;有的强电解质为共价化合物,如HCl,(3)错误;CaO是强电解质,是因为熔化时能完全电离,它的水溶液能导电,是因为CaO和H2O反应生成Ca(OH)2,Ca(OH)2 能电离出自由移动的Ca2+和OH-,(4)错误;Cl2是单质,即不是电解质也不是非电解质,(5)错误。
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
2.今有10种物质:①Cu ②稀硫酸 ③HCl ④NH3
⑤空气 ⑥CO2 ⑦Hg ⑧NaCl ⑨CaCO3 ⑩Cl2
按照表中提示的信息,把符合左栏条件的物质的化学式或名称填入右栏相应的位置。
序号
符合的条件
物质的化学
式或名称
(1)
混合物
(2)
电解质,但熔融状态
下并不导电
(3)
电解质,但难溶于水
(4)
非电解质
(5)
既不是电解质,
也不是非电解质,
但本身能导电
解析:Cu、Hg是金属单质,既不是电解质也不是非电解质,但能导电;稀硫酸是混合物,能导电;HCl是电解质,是共价化合物,熔融状态下不导电;NH3是非电解质;空气是混合物;CO2是非电解质;NaCl是电解质;CaCO3属于盐是电解质,但难溶于水;Cl2是气体单质。
答案:(1)稀硫酸、空气 (2)HCl (3)CaCO3 (4)NH3、CO2 (5)Cu、稀硫酸、Hg
(1)电解质、非电解质的判断:单质和混合物既不是电解质也不是非电解质,如Cu、NaCl溶液。本身电离而导电的化合物才是电解质,如MgCl2、H2SO4、H2O是电解质。CO2、SO2、NH3的水溶液能导电,但它们属于非电解质。
(2)电解质溶液导电能力的大小,决定于溶液中自由移动离子的浓度和离子的电荷数,和电解质强弱没有必然联系,强电解质溶液的导电能力不一定强,如BaSO4;弱电解质溶液的导电能力不一定弱,如浓的醋酸水溶液。
下列有关说法正确的是( )
A.水是弱电解质
B.氯化铵、次氯酸都属于强电解质
C.BaCO3 的水溶液不易导电,故BaCO3 是弱电解质
D.KClO3和SO3溶于水后能导电,故KClO3和SO3为电解质
[解析] 水部分电离生成H+和OH-,是弱电解质,A项正确;HClO是弱酸,在水溶液中部分电离,属于弱电解质,B项错误;BaCO3虽然在水中的溶解度小,但溶于水的部分完全电离,属于强电解质,C项错误;SO3溶于水能导电,是因为SO3和水反应生成H2SO4,H2SO4是电解质,SO3是非电解质,D项错误。
[答案] A
写出氯化铵、次氯酸在水溶液中的电离方程式:
______________________、______________________。
答案:NH4Cl===NH+Cl- HClOH++ClO-
电离方程式书写的思维模型
题组一 电解质、非电解质、强电解质、弱电解质的判断
1.下列说法中,正确的是( )
A.二氧化硫的水溶液能导电,所以二氧化硫是电解质
B.自由移动离子数目多的电解质溶液导电能力一定强
C.NaHSO4在水溶液及熔融状态下均可电离出Na+、H+、SO
D.NH3属于非电解质,但其水溶液能够导电
解析:选D。二氧化硫本身不能电离出离子,SO2是非电解质,A错误;自由移动离子数目多的溶液中,离子浓度不一定大,离子所带电荷数不一定多,其导电能力不一定强,B错误;NaHSO4在熔融状态下只能电离出Na+、HSO,C错误;NH3是非电解质,但其溶于水后可形成电解质NH3·H2O,溶液能导电,D正确。
2.下列物质中,属于电解质的是________,属于非电解质的是________;属于强电解质的是________,属于弱电解质的是________。(填序号)
①硫酸 ②氯气 ③硫酸钡 ④酒精 ⑤铜 ⑥醋酸
⑦氯化氢 ⑧蔗糖 ⑨氨气 ⑩CO2
解析:酸、碱、盐、水、活泼金属氧化物属于电解质,其中强酸、强碱、绝大多数盐属于强电解质。硫酸、硫酸钡、醋酸、氯化氢分别属于强酸、盐、弱酸、强酸。
答案:①③⑥⑦ ④⑧⑨⑩ ①③⑦ ⑥
题组二 电离方程式的书写及物质的导电性
写出下列物质的电离方程式。
(1)H2SO4:_______________________________________;
(2)Ca(OH)2:_____________________________________;
(3)NH3·H2O:_________________________________;
(4)NaCl:__________________________________________;
(5)NaHSO4(溶液):__________________________________;
(6)NaHCO3(溶液):____________________________;
(7)NaHSO4(熔融):_____________________________;
(8)Al2O3(熔融):_______________________________。
答案:(1)H2SO4===2H++SO
(2)Ca(OH)2===Ca2++2OH-
(3)NH3·H2ONH+OH-
(4)NaCl===Na++Cl-
(5)NaHSO4===Na++H++SO
(6)NaHCO3===Na++HCO、HCOH++CO
(7)NaHSO4Na++HSO
(8)Al2O32Al3++3O2-
4.下列是几种导电性变化的图像。把符合要求的图像序号填在相应的题目后面的括号中。
(1)向H2SO4溶液中加入等体积、等物质的量浓度的Ba(OH)2 溶液。( )
(2)向H2SO4溶液中通入Cl2直至过量。( )
(3)向AgNO3溶液通入少量HCl。( )
(4)向氨水中通入HCl直至过量。( )
(5)向NaOH溶液中通入少量Cl2。( )
(6)向饱和石灰水中不断通入SO2。( )
答案:(1)④ (2)② (3)③ (4)② (5)③ (6)①
金属导电与电解质溶液导电原因对比
(1)金属导电是由于自由电子在电场作用下的定向移动,温度高、金属阳离子振动幅度大,自由电子定向移动阻力增大,金属导电能力减弱。
(2)电解质溶液之所以导电,是由于溶液中有自由移动的离子存在。但温度升高时,弱电解质电离程度增大,导致离子浓度增大,则导电能力会增强。
离子反应及离子方程式
[知识梳理]
一、离子反应
1.概念:有离子参加或有离子生成的反应统称为离子反应。
2.离子反应的条件
在稀H2SO4中分别加入下列物质,请写出有关的离子方程式:
A.加入BaCl2溶液:Ba2++SO===BaSO4↓,
B.加入CH3COONa溶液:CH3COO-+H+===CH3COOH,
C.加入Na2CO3溶液:CO+2H+===CO2↑+H2O,
D.加入Zn粒:Zn+2H+===H2↑+Zn2+,
E.加入NaOH溶液:H++OH-===H2O。
从A~E可知离子反应发生的条件:①生成难溶的物质;②生成难电离的物质;③生成易挥发的物质;④发生氧化还原反应。
3.离子反应的本质
A~E中,混合后溶液中SO的物质的量减少的是A;H+的物质的量减少的是BCDE;因此离子反应的本质是溶液中某些离子的物质的量的改变。
二、离子方程式
1.定义:用实际参加反应的离子的符号表示离子反应的式子叫做离子方程式。
2.离子方程式的书写步骤(以CaCO3与盐酸的反应为例)
CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O
CaCO3+2H++2Cl-===Ca2++2Cl-+CO2↑+H2O
CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O
3.离子方程式的意义
离子方程式不仅表示某个具体或特定的反应,而且还表示同一类型的离子反应,如H++OH-===H2O可以表示NaOH+HCl===NaCl+H2O、Ba(OH)2+2HNO3===Ba(NO3)2+2H2O。
[自我检测]
判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)Na2O2固体与水反应:2O+2H2O===4OH-+O2↑。( )
(2)醋酸溶液与水垢中的CaCO3反应:CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑。( )
(3)Mg(OH)2和稀盐酸的反应:OH-+H+===H2O。( )
(4)向FeCl2溶液中通入Cl2:Fe2++Cl2===Fe3++2Cl-。( )
(5)向稀硝酸中加入铜片:3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O。( )
(6)向水中加入一小块钠:Na+2H2O===Na++2OH-+H2↑。( )
(7)将Na投入CuSO4溶液中:2Na+Cu2+===2Na++Cu。( )
(8)Fe和稀盐酸反应:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑。( )
(9)Fe和稀硝酸反应:Fe+2H+===Fe2++H2↑。( )
(10)Fe(OH)3和HI的反应:Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O。( )
解析:(1)(过)氧化物不能拆:2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑;(2)醋酸是弱酸,不能拆;(3)Mg(OH)2难溶于水,不能拆;(4)电荷不守恒:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-;(6)电荷不守恒:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑;(7)正确的为2Na+Cu2++2H2O ===2Na++Cu(OH)2↓+H2↑;(8)不符合客观事实:Fe+2H+===Fe2++H2↑;(9)稀硝酸与铁反应不生成氢气;(10)Fe3+与I-不能大量共存,两者要发生氧化还原反应生成Fe2+、I2。
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)×
(7)× (8)× (9)× (10)×
强化记忆盐、碱溶解性
钾、钠、铵盐、硝酸盐都易溶;硫酸盐不溶铅和钡;盐酸盐不溶银亚汞;微溶物有四种;强碱都易溶,Ca(OH)2是微溶。
说明:四种微溶物是指Ag2SO4、CaSO4、MgCO3、Ca(OH)2。AgCl、AgBr、AgI、BaSO4及微溶的CaSO4、Ag2SO4都难溶于稀强酸。
(2017·高考海南卷)能正确表达下列反应的离子方程式为( )
A.用醋酸除去水垢:2H++CaCO3===Ca2++CO2↑+H2O
B.硫化亚铁与浓硫酸混合加热:2H++FeS===H2S↑+Fe2+
C.向硫酸铝溶液中滴加碳酸钠溶液:2Al3++3CO===Al2(CO3)3↓
D.用氢氧化钠溶液吸收工业废气中的NO2:2NO2+2OH-===NO+NO+H2O
[解析] A.醋酸是弱酸不能拆写成离子,应是2CH3COOH+CaCO3===2CH3COO-+Ca2++CO2↑+H2O,故A错误;B.浓硫酸具有强氧化性,能把H2S氧化成S,把Fe2+氧化成Fe3+,故B错误;C.发生水解相互促进的反应,应是2Al3++3CO+3H2O===2Al(OH)3↓+3CO2↑,故C错误;D.NO2与OH-发生歧化反应,离子反应方程式为2NO2+2OH-===NO+NO+H2O,故D正确。
[答案] D
(1)离子方程式:H++OH-===H2O一定表示所有强酸与强碱之间发生的中和反应吗?
(2)下列离子方程式中,只能表示一个化学反应的是________。
①Fe+Cu2+===Fe2++Cu
②Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O
③Cl2+H2OH++Cl-+HClO
④CO+2H+===CO2↑+H2O
⑤Ag++Cl-===AgCl↓
答案:(1)不一定。H++OH-===H2O只表示酸中酸根离子与碱中阳离子之间不发生反应的强酸与强碱间的反应,如盐酸与NaOH之间的反应等;但H2SO4与Ba(OH)2之间的反应就不能用H++OH-===H2O表示。
(2)③
脱离“写、拆、删、查”四步书写法的直接书写过程
题组一 常见典型的离子方程式的书写
1.完成下列反应的离子方程式。
(1)向NaHSO3溶液中加入过量NaHSO4溶液:________________________。
(2)小苏打溶液与乙酸溶液混合:________________________。
(3)氧化镁溶于稀硫酸:________________________________。
(4)澄清石灰水中加入盐酸:__________________________________。
(5)NH4Cl与NaOH两稀溶液混合:________________________________。
(6)浓硝酸和Cu的反应:________________________________。
(7)Ba(OH)2溶液与(NH4)2SO4溶液混合:________________________。
(8)Fe2O3溶于HI溶液中:____________________________________。
(9)FeO溶于稀HNO3中:___________________________________。
答案:(1)HSO+H+===H2O+SO2↑
(2)HCO+CH3COOH===CH3COO-+H2O+CO2↑
(3)MgO+2H+===H2O+Mg2+
(4)OH-+H+===H2O
(5)NH+OH-===NH3·H2O
(6)Cu+4H++2NO===Cu2++2H2O+2NO2↑
(7)Ba2++2OH-+2NH+SO===BaSO4↓+2NH3·H2O
(8)Fe2O3+6H++2I-===2Fe2++3H2O+I2
(9)3FeO+10H++NO===3Fe3++NO↑+5H2O
题组二 离子方程式书写的正误判断
2.(2017·高考江苏卷)下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A.钠与水反应:Na+2H2O===Na++2OH-+H2↑
B.电解饱和食盐水获取烧碱和氯气:2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-
C.向氢氧化钡溶液中加入稀硫酸:Ba2++OH-+H++SO===BaSO4↓+H2O
D.向碳酸氢铵溶液中加入足量石灰水:Ca2++HCO+OH-===CaCO3↓+H2O
解析:选B。电荷不守恒,A项错误;OH-、H+和H2O前面的系数应为2,C项错误;碳酸氢铵电离出的NH也可与OH-反应,D项错误。
3.(2018·漳州高三月考)下列离子方程式错误的是 ( )
A.向Ba(OH)2溶液中滴加稀硫酸:Ba2++2OH-+2H++ SO ===BaSO4↓+2H2O
B.酸性介质中KMnO4氧化H2O2:2MnO +5H2O2+6H+ === 2Mn2++5O2↑+8H2O
C.等物质的量的MgCl2、Ba(OH)2 和 HCl溶液混合:Mg2++2OH-=== Mg(OH)2↓
D.铅酸蓄电池充电时的正极反应:PbSO4+2H2O-2e-=== PbO2+4H++SO
解析:选C。A.反应的化学方程式为Ba(OH)2+H2SO4===BaSO4↓+2H2O,A选项正确;B.符合氧化还原反应的规律,且遵守电荷守恒和质量守恒,B选项正确;C.首先考虑H+和OH-发生反应生成H2O,然后剩余的OH-才会与Mg2+发生反应生成Mg(OH)2沉淀,C选项错误;D.铅蓄电池中,充电时,PbSO4在阳极失电子,生成PbO2,D选项正确。
判断离子方程式正误的“七注意”
(1)离子反应是否符合客观事实,不可主观臆造产物及反应物。如2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑就不符合客观事实。
(2)“===”“”“↑”“↓”等使用是否正确。
(3)表示各物质的化学式是否正确。如HCO不能写成CO+H+,HSO通常应写成SO+H+,HCOO-不可写成COOH-等。
(4)是否漏掉离子反应。如Ba(OH)2溶液与硫酸铜溶液反应,既要写Ba2+与SO的离子反应,又要写Cu2+与OH-的离子反应。
(5)电荷及质量是否守恒。如FeCl2溶液与Cl2反应,不能写成Fe2++Cl2===Fe3++2Cl-,而应写成2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。
(6)反应物或产物的配比是否正确。如稀H2SO4与Ba(OH)2溶液反应不能写成H++OH-+SO+Ba2+===BaSO4↓+H2O,应写成2H++2OH-+SO+Ba2+===BaSO4↓+2H2O。
(7)是否符合题设条件及要求,“过量”“少量”“等物质的量”“适量”“任意量”以及滴加顺序等对离子方程式的影响。如往FeBr2溶液中通入少量Cl2的离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-;往FeBr2溶液中通入过量Cl2的离子方程式为2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-。
用分类思想突破与量有关的离子方程式的书写
[知识梳理]
1.连续反应型:即生成物因又能跟剩余(过量)的反应物继续反应而与用量有关。采用“分步书写”法,如向AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液,可按照反应顺序分别写出两步反应:①Al3++3OH-===Al(OH)3↓,②Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O,由①+②可得Al3++4OH-===AlO+2H2O。
2.先后反应型:即一种反应物的两种或两种以上的组成离子,都能跟另一种反应物的组成离子反应,但因反应次序不同而与用量有关。采用“假设定序”法:这类反应只要明确了离子反应的先后顺序,离子方程式的书写也就迎刃而解了。在不明确离子反应的先后顺序时,可先假设其中一种离子先反应,然后分析产物与另一种离子是否反应,从而确定反应的先后顺序。如FeBr2和Cl2反应,可假设Cl2先与Br-反应,则生成的溴单质还要氧化Fe2+生成Fe3+,这样就可确定Cl2先与Fe2+ 反应,后与Br-反应,然后再根据量的关系书写即可。
3.离子配比型:当一种反应物中有两种或两种以上组成离子参与反应时,因其组成比例不协调(一般为复盐或酸式盐),当一种组成离子恰好完全反应时,另一种组成离子不能恰好完全反应(有剩余或不足)而与用量有关。采用“少定多变”法:(1)“定”量少的反应物,按1 mol分析,其离子的化学计量数根据化学式确定。(2)“变”过量的反应物,其离子的化学计量数根据反应实际需要量来确定,不受化学式中比例的制约,是可变的。如NaHCO3溶液与过量的Ca(OH)2反应:HCO+Ca2++OH-===CaCO3↓+H2O,与少量的Ca(OH)2反应:2HCO+Ca2++2OH-===CaCO3↓+CO+2H2O。
[自我检测]
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)过量SO2和NaOH反应:SO2+OH-===HSO。( )
(2)少量Ba(OH)2和NaHCO3反应:Ba2++OH-+HCO===BaCO3↓+H2O。( )
(3)NH4HSO3与足量NaOH反应:NH+HSO+2OH-===NH3·H2O+SO+H2O。( )
(4)向FeI2中通入足量Cl2:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。( )
答案:(1)√ (2)× (3)√ (4)×
2.完成下列反应的离子方程式。
(1)Ba(OH)2溶液与(NH4)2SO4溶液混合加热:
________________________________________________________________________。
(2)NH4HCO3与足量Ba(OH)2溶液混合:
________________________________________________________________________。
(3)Ba(OH)2与NaHSO4两稀溶液等浓度等体积混合:
________________________________________________________________________。
(4)FeO溶于HI溶液中:
________________________________________________________________________。
答案:(1)Ba2++2OH-+2NH+SOBaSO4↓+2NH3↑+2H2O
(2)NH+HCO+2OH-+Ba2+===NH3·H2O+BaCO3↓+H2O
(3)Ba2++OH-+H++SO===BaSO4↓+H2O
(4)FeO+2H+===Fe2++H2O
中学化学中出现了许多与用量有关的离子反应,且较简单的与用量有关的离子反应方程式的书写、正误判断及其运用,又是中学化学中的重点和高考的热点,但同学们对于与用量有关的离子反应进行识记、辨别、理解和运用时,均有较大难度。对与用量有关的离子反应,若能按其成因进行归类梳理,就不仅可以知其然,而且还可以知其所以然。
下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A.0.5 mol/L NaHSO4与0.5 mol/L Ba(OH)2混合至溶液呈中性:Ba2++OH-+SO+H+===BaSO4↓+H2O
B.向Na2SiO3溶液中通入过量SO2:SiO+H2O+SO2===H2SiO3↓+SO
C.向Na2CO3溶液中滴加少量稀盐酸:CO+2H+===CO2↑+H2O
D.(2015·高考江苏卷)NaHCO3溶液中加足量Ba(OH)2溶液:HCO+Ba2++OH-===BaCO3↓+H2O
[解析] 等浓度的NaHSO4与Ba(OH)2混合至溶液呈中性,正确的离子方程式为2H++SO+Ba2++2OH-===2H2O+BaSO4↓,故A不正确;向Na2SiO3溶液中通入过量SO2,正确的离子方程式为SiO+2SO2+2H2O===H2SiO3↓+2HSO,故B不正确;向Na2CO3溶液中滴加少量稀盐酸,正确的离子方程式为CO+H+===HCO,故C不正确;少量NaHCO3定为 1 mol,以此来确定Ba2+和OH-各消耗1 mol,故D正确。
[答案] D
下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A.(2016·高考天津卷)室温下,测得氯化铵溶液pH<7,证明一水合氨是弱碱:NH+2H2O===NH3·H2O+H3O+
B.(2016·高考四川卷)稀硫酸与Ba(OH)2溶液的反应:H++SO+Ba2++OH-===BaSO4↓+H2O
C.向Na2CO3溶液中滴加少量稀盐酸:CO+2H+===CO2↑+H2O
D.NH4HCO3溶于过量的KOH溶液中:NH+HCO+2OH-===CO+NH3·H2O+H2O
解析:选D。NH的水解反应属于可逆反应,A不正确;氢离子、氢氧根离子和水的系数应为2,B不正确;应生成HCO,C不正确。
“定一法”书写酸式盐与碱反应的离子方程式
(1)根据相对量将少量物质定为“1 mol”,若少量物质有两种或两种以上离子参加反应,则参加反应离子的物质的量之比与物质组成之比相符。
(2)依据少量物质中离子的物质的量,确定过量物质中实际参加反应的离子的物质的量。
(3)依据“先中和后沉淀”的思路正确书写离子方程式。
题组一 与量有关的复分解反应离子方程式的书写
1.连续反应型
(1)可溶性多元弱酸(或其酸酐)与碱溶液反应。如CO2通入NaOH溶液中
①CO2少量:___________________________________________;
②CO2过量:______________________________________________。
(2)多元弱酸(或其酸酐)与更弱的酸的盐溶液。如CO2通入NaAlO2溶液中
①NaAlO2过量:__________________________________________;
②NaAlO2不足:________________________________________________。
(3)多元弱酸盐与强酸反应。如Na2CO3溶液与稀盐酸
①盐酸不足:____________________________________________;
②盐酸过量:______________________________________________。
(4)铝盐溶液与强碱溶液
①铝盐过量:______________________________________________;
②强碱过量:______________________________________________。
答案:(1)①CO2+2OH-===CO+H2O
②CO2+OH-===HCO
(2)①2AlO+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+CO
②AlO+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO
(3)①CO+H+===HCO
②CO+2H+===CO2↑+H2O
(4)①Al3++3OH-===Al(OH)3↓
②Al3++4OH-===AlO+2H2O
2.先后反应型
NH4HSO4溶液与NaOH溶液的反应
NaOH不足:________________________________________________;
NaOH过量:____________________________________________。
答案:H++OH-===H2O
NH+H++2OH-===NH3·H2O+H2O
3.离子配比型
(1)Ca(HCO3)2溶液与NaOH溶液
①NaOH不足:___________________________________________;
②NaOH过量:_________________________________________。
(2)NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液
①溶液呈中性时:________________________________________;
②SO完全沉淀时:____________________________________________。
答案:(1)①Ca2++HCO+OH-===CaCO3↓+H2O
②Ca2++2HCO+2OH-===CaCO3↓+2H2O+CO
(2)①2H++SO+2OH-+Ba2+===BaSO4↓+2H2O
②H++SO+Ba2++OH-===H2O+BaSO4↓
题组二 与量有关的氧化还原反应离子方程式的书写
4.(1)FeBr2溶液中通入少量Cl2:
________________________________________________________________________。
(2)FeBr2溶液中通入与其等物质的量的Cl2:
________________________________________________________________________。
(3)FeBr2溶液中通入足量Cl2:
________________________________________________________________________。
答案:(1)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
(2)2Fe2++2Br-+2Cl2===2Fe3++Br2+4Cl-
(3)2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-
5.(1)少量铁粉加入足量稀硝酸中:
________________________________________________________________________。
(2)n(Fe)∶n[HNO3(稀)]=1∶3:
________________________________________________________________________。
(3)足量铁粉加入少量稀硝酸中:
________________________________________________________________________。
答案:(1)Fe+4H++NO===Fe3++NO↑+2H2O
(2)4Fe+12H++3NO===3Fe2++Fe3++3NO↑+6H2O
(3)3Fe+8H++2NO===3Fe2++2NO↑+4H2O
离子方程式正误判断的“常见陷阱”
1.“拆分”陷阱。离子方程式的正误判断中,常常设置物质是否能“拆分陷阱”,(过)氧化物、弱电解质、沉淀、酸式酸根(HSO除外)在离子方程式中均不能拆分。在复习时,应熟记常见的弱电解质、碱和盐的溶解度表及常见多元弱酸的酸式酸根。
2.“守恒”陷阱。离子方程式除符合质量守恒外,还应符合电荷守恒,学生往往只注意质量守恒,而忽略电荷守恒,这也是命题者经常设置的“陷阱”。
3.“原理”陷阱。离子反应应符合客观事实,而命题者往往设置不符合“反应原理”的陷阱,如Fe和非氧化性酸反应生成Fe3+(应生成Fe2+);金属和氧化性酸反应放出H2(实际不放H2)。忽略隐含反应,不符合配比关系,“===”“”使用不正确以及易忽略反应条件等。
4.“量比”陷阱。在离子方程式正误判断中,学生往往忽略反应物相对量的影响,命题者往往设置“离子方程式正确,但不符合反应物相对量”的陷阱。突破该陷阱的方法:一是审准“相对量”的多少,二是看离子反应是否符合该量。
离子共存问题的突破方法
[知识梳理]
判断多种离子能否大量共存于同一溶液中,归纳起来就是“一色、二性、三特殊、四反应”。
1.一色——溶液颜色
几种常见离子的颜色:
离子
Cu2+
Fe3+
Fe2+
MnO
颜色
蓝色
棕黄色
浅绿色
紫红色
2.二性——溶液的酸碱性
(1)在强酸性溶液中,OH-及弱酸根阴离子(如CO 、SO 、S2-、CH3COO-等)均不能大量存在。
(2)在强碱性溶液中,H+及弱碱阳离子(如NH、Al3+、Fe3+等)均不能大量存在。
(3)酸式弱酸根离子(HCO 、HSO、HS-等)在强酸性或强碱性溶液中均不能大量存在。
3.三特殊——三种特殊情况
(1)AlO与 HCO不能大量共存:AlO+HCO+H2O===Al(OH)3↓+ CO。
(2)“NO+H+”组合具有强氧化性,能与S2-、Fe2+、I-、SO 等还原性的离子因发生氧化还原反应而不能大量共存。
(3)NH与CH3COO-、CO,Mg2+与HCO等组合中,虽然两种离子都能水解且水解相互促进,但总的水解程度仍很小,它们在溶液中能大量共存。
4.四反应——四种反应类型
指离子间通常能发生的四种类型的反应,能相互反应的离子显然不能大量共存。
(1)复分解反应,如Ba2+与CO、SO,NH与OH-,H+与CH3COO-等。
(2)氧化还原反应,如Fe3+与I-、S2-,NO(H+)与Fe2+,MnO(H+)与SO、Cl-等。
(3)相互促进水解的反应,如Al3+与CO、HCO、S2-、HS-、AlO等。
(4)络合反应,如Fe3+与SCN-等。
[自我检测]
1.指出下列离子组不能共存的原因。
(1)Na+、OH-、SO、Fe3+
________________________________________________________________________。
(2)K+、Mg2+、I-、ClO-
________________________________________________________________________。
(3)含有大量Fe3+的溶液:Na+、SCN-、Cl-、I-
________________________________________________________________________。
(4)含有大量NO的溶液:H+、Fe2+、Cl-、SO
________________________________________________________________________。
(5)常温下,pH=12的溶液:K+、Cl-、SO、SiO、Ca2+
________________________________________________________________________。
(6)c(H+)=0.1 mol·L-1的溶液:Na+、NH、SO、S2O
________________________________________________________________________。
(7)使pH试纸显蓝色的溶液中:Cu2+、NO、Fe3+、SO
________________________________________________________________________。
(8)与铝粉反应放出氢气的无色溶液中:NO、Al3+、Na+、SO
________________________________________________________________________。
(9)pH=0的溶液中:Al3+、NH、Ca2+、ClO-
________________________________________________________________________。
答案:(1)Fe3+与OH-反应生成沉淀
(2)I-能被ClO-氧化
(3)Fe3+与SCN-发生络合反应,Fe3+与I-发生氧化还原反应
(4)NO在酸性条件下能氧化Fe2+
(5)Ca2+与SO、SiO反应生成沉淀
(6)S2O与H+反应:S2O+2H+===S↓+SO2↑+H2O
(7)溶液呈碱性,Cu2+、Fe3+与OH-反应生成沉淀
(8)溶液可能呈碱性也可能呈酸性,NO在酸性溶液中与铝粉反应不能放出氢气,Al3+在碱性溶液中不能大量存在
(9)ClO-与H+生成弱电解质HClO,不能大量共存
2.符合如图所示条件的离子组是( )
A.Ba2+、Mg2+、NO、CO
B.H+、Ba2+、Al3+、Cl-
C.K+、Ba2+、Cl-、HCO
D.NH、Ba2+、Fe2+、Cl-
解析:选C。B、C、D项中的离子能大量共存,A项中的离子不能大量共存;对于B项,加少量稀H2SO4因生成BaSO4而有白色沉淀,但加入过量NaOH溶液时,溶液中无白色沉淀产生,不符合题意;对于C项,加入少量稀H2SO4时产生BaSO4沉淀,加入过量NaOH溶液时产生BaCO3沉淀,符合题意;D项,加入稀H2SO4时产生BaSO4沉淀,但加入过量NaOH溶液时,因生成的Fe(OH)2很快被氧化,最终看不到白色沉淀,不符合题意。
(1)由水电离的c(H+)=1×10-14 mol·L-1的溶液、水电离出来的H+和OH-浓度的乘积为1×10-28 的溶液、放入铝片能放出H2的溶液等,其隐含的条件是该溶液既可能为酸性也可能为碱性。常温下c(H+)=的溶液,可知溶液呈中性,则易水解的离子,如Fe3+等不能大量存在。
(2)使pH试纸变红的溶液,隐含的条件是溶液呈酸性;使pH试纸变蓝的溶液,隐含的条件是溶液呈碱性。
(2017·高考江苏卷)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.无色透明的溶液中:Fe3+、Mg2+、SCN-、Cl-
B.=1×10-12的溶液中:K+、Na+、CO、NO
C.c(Fe2+)=1 mol·L-1的溶液中:K+、NH、MnO、SO
D.能使甲基橙变红的溶液中:Na+、NH、SO、HCO
[解析] Fe3+为黄色,且Fe3+与SCN-反应会生成红色的Fe(SCN)3,A项错误;c(H+)<c(OH-),溶液显碱性,题述中四种离子与OH-可以共存,B项正确;MnO可以氧化Fe2+,C项错误;能使甲基橙变红的溶液呈酸性,H+与溶液中的HCO反应可生成CO2和H2O,二者不能大量共存,D项错误。
[答案] B
(2015·高考江苏卷)常温下,下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是( )
A.使酚酞变红色的溶液中: Na+、Al3+、SO、Cl-
B.=1×10-13 mol·L-1的溶液中: NH 、Ca2+、Cl-、NO
C.与Al反应能放出H2的溶液中: Fe2+、K+、NO 、SO
D.水电离的c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液中: K+、Na+、AlO 、CO
解析:选B。A选项,使酚酞变红色的溶液显碱性,而Al3+在碱性条件下不能大量存在,所以错误;B选项,溶液的pH=1,各离子之间不发生反应,可以大量共存,所以正确;C选项,与Al反应放出H2的溶液可能显酸性也可能显碱性,若溶液显碱性,Fe2+不能大量存在,若溶液显酸性,Fe2+和NO不能大量共存,所以错误;D选项,该溶液可能显酸性也可能显碱性,如果显酸性,AlO和CO不能大量存在,所以错误。
判断离子共存的步骤
“细审题干关键点”
(1)注意“一定大量共存”“可能大量共存”还是“不能大量共存”等关键点;
(2)注意“透明溶液”意味着无难溶物和微溶物,但并不意味着溶液无色。
“分析限制条件”
(1)常见表示溶液呈酸性的表述
①常温下,pH=1的溶液;②使pH试纸变红的溶液;③使甲基橙呈红色的溶液;④与镁粉反应放出氢气的溶液;⑤c(OH-)=1×10-14 mol·L-1的溶液。
(2)常见表示溶液呈碱性的表述
①常温下,pH=14的溶液;②使pH试纸变蓝的溶液;③使酚酞试液变红的溶液;④c(H+)=1×10-14 mol·L-1的溶液。
(3)常见表示溶液既可能呈酸性也可能呈碱性的表述
①与铝粉反应放出氢气的溶液;②常温下,水电离出的c(OH-)=1×10-12 mol·L-1的溶液;③与NH4HCO3反应能产生气体的溶液。
(4)无色溶液:不含有Cu2+、Fe3+、Fe2+、MnO等。
“抓住反应发生条件”
(1)生成气体、沉淀、弱电解质的复分解反应。
(2)特别注意氧化还原反应。
(3)熟记相互促进的水解反应。
题组一 无限制条件的离子共存
1.(2015·高考广东卷)水溶液中能大量共存的一组离子是( )
A.NH、Ba2+、Br-、CO
B.Cl-、SO、Fe2+、H+
C.K+、Na+、SO、MnO
D.Na+、H+、NO、HCO
解析:选C。A.Ba2+与CO能反应生成BaCO3沉淀,不能大量共存。B.SO与H+能反应生成SO2和H2O,SO与Fe2+能生成沉淀FeSO3,不能大量共存。C.离子之间不反应,可以大量共存。D.H+与HCO能反应生成CO2和H2O,不能大量共存。
2.水溶液中能大量共存的一组离子是( )
A.Ba2+、Na+、SO、Cl-
B.MnO、SO、H+、K+
C.AlO、Mg2+、K+、HCO
D.K+、Na+、NO、SO
解析:选D。A项,Ba2+与SO反应生成BaSO4沉淀;B项,MnO、H+、SO发生氧化还原反应;C项,AlO与HCO发生相互促进的水解反应:AlO+HCO+H2O===Al(OH)3↓+CO,不能大量共存。
题组二 有限制条件的离子共存
3.(2018·济南高三一模)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A.在0.1 mol·L-1NaOH溶液中:K+、Na+、SO、HCO
B.在0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中:Al3+、Na+、NO、Cl-
C.在0.1 mol·L-1FeCl3溶液中:K+、NH、I-、SCN-
D.在c(H+)/c(OH-)=10-12的溶液中:K+、Na+、ClO-、NO
解析:选D。在0.1 mol·L-1NaOH溶液中,HCO+OH- ===CO+H2O,不能大量共存,A项错误;在0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中,3CO+2Al3++3H2O===2Al(OH)3↓+3CO2↑,不能大量共存,B项错误;在0.1 mol·L-1FeCl3溶液中,2Fe3++2I- === 2Fe2++I2,Fe3++3SCN- === Fe(SCN)3,不能大量共存,C项错误;c(H+)/c(OH-)=10-12的溶液呈碱性,碱性条件下组内离子间不反应,能大量共存,D项正确。
4.下列离子组在指定的反应体系中能大量存在的是( )
选项
离子组
反应体系
A
Cl-、Ca2+、HCO、NH
铁与稀硫酸反应后的溶液
B
K+、Na+、OH-、NO
通入足量CO2的NaOH溶液
C
Na+、AlO、SO、Cl-
向明矾溶液中滴加Ba(OH)2溶液至SO恰好完全沉淀
D
K+、Na+、HSO、Cl-
通入氯气的水溶液
解析:选C。A项,铁与稀硫酸反应后的溶液中存在Fe2+、SO,Fe2+与HCO发生相互促进的水解反应,Ca2+与SO反应生成CaSO4微溶物,不能大量共存,错误;B项,通入足量CO2的NaOH溶液中含有HCO,OH-与HCO反应生成CO和H2O,不能大量共存,错误;D项,氯水有强氧化性,能氧化HSO,不能大量共存,错误。
警惕题干中的常见“陷阱”
条件类型
高考的常见表述
误点点悟
常见的
限制条件
“无色”
有色离子不能大量存在
“pH=1”或“pH=13”
溶液显酸性或碱性
“因发生氧化还原反应而不能大量共存”
只能是氧化性离子和还原性离子不能大量
共存,不包括其他
类型反应的离子
常见的
易错点
“透明”
“透明”也可“无色”
“不能大量共存”
易看成“大量共存”
“与Al反应放出H2”
溶液既可能显酸性也可能显碱性,但不能是
氧化性酸,如HNO3
常见的
隐含条件
“由水电离出的c(H+)=1×10-12 mol·L-1”
溶液既可能显酸性也可能显碱性
“通入足量的NH3”
与NH3·H2O反应的离子不能大量存在
“NO”
在酸性条件下具有强氧化性
常见题
干要求
(1)“一定大量共存”
(2)“可能大量共存”
(3)“不能大量共存”
审清关键字
[课后达标检测]
一、选择题
1.下列物品中属于强电解质的是( )
A.酒精 B.高锰酸钾
C.碘酒 D.食醋
解析:选B。A项酒精不能导电,为非电解质;C、D项均为混合物,既不是电解质也不是非电解质。
2.水溶液中能大量共存的一组离子是( )
A.Na+、Ca2+、Cl-、SO
B.Fe2+、H+、SO、ClO-
C.Mg2+、NH、Cl-、SO
D.K+、Fe3+、NO、SCN-
解析:选C。逐一分析判断每个选项中四种微粒的性质,如果能生成沉淀、气体、弱电解质、络合离子或发生氧化还原反应就不能大量共存。A.Ca2+和SO能生成硫酸钙沉淀,不能大量共存。B.ClO-能氧化Fe2+、SO,Fe2+和SO能生成FeSO3沉淀,H+和SO能生成二氧化硫气体,H+与ClO-能生成HClO,不能大量共存。C.四种离子之间不发生反应,能大量共存。D.Fe3+和SCN-能形成络合离子,不能大量共存。
3.在如图点滴板上进行四个溶液间反应的小实验,其对应反应的离子方程式书写正确的是( )
A.a反应:Fe2++2H++H2O2===Fe3++2H2O
B.b反应:HCO+OH-===CO+H2O
C.c反应:H++OH-===H2O
D.d反应:Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH
解析:选D。A项电荷不守恒,错误;B项离子方程式书写不完整,NH也与OH-反应,错误;C项忽视醋酸为弱电解质,不能拆分为离子形式,错误。
4.下列说法不正确的是( )
①将CaCO3放入水中不能导电,所以CaCO3是非电解质
②氨溶于水得到的氨水能导电,所以氨水是电解质
③固态共价化合物不导电,熔融态的共价化合物可以导电
④固态的离子化合物不导电,熔融态的离子化合物也不导电
A.①④ B.③④
C.①②③ D.①②③④
解析:选D。CaCO3属于难溶物质,但溶解的部分是完全电离的;NH3是非电解质,氨水是混合物,既不是电解质也不是非电解质;熔融态的共价化合物分子中没有离子,不可以导电;熔融态的离子化合物存在自由移动的离子,能导电。
5.含有下列各组离子的溶液中,通入(或加入)过量的某种物质后仍能大量共存的是( )
A.H+、Ba2+、Fe3+、NO,通入SO2气体
B.Ca2+、Cl-、K+、H+,通入CO2气体
C.AlO、Na+、Br-、SO,通入CO2气体
D.HCO、Na+、I-、HS-,加入AlCl3溶液
解析:选B。A项,SO2可被NO(H+)氧化为SO,通入SO2气体后生成硫酸钡沉淀,不能大量共存,错误;B项,通入二氧化碳不发生反应,能大量共存,正确;C项,在溶液中,AlO可和CO2气体反应,不能大量共存,错误;D项,Al3+和弱酸的酸式酸根离子(HCO、HS-)反应,不能大量共存,错误。
6.下列各组中的两种物质相互反应时,无论哪种过量都可以用同一个离子方程式表示的是( )
①偏铝酸钠溶液和盐酸 ②碳酸钠溶液与盐酸
③硝酸银溶液与氨水 ④苯酚钠溶液与二氧化碳
⑤碳酸氢钠溶液与澄清石灰水 ⑥硫酸铝溶液与氨水
A.④⑥ B.②④⑥
C.仅有⑥ D.①③
解析:选A。①偏铝酸钠溶液与盐酸反应,前者过量,反应为AlO+H++H2O===Al(OH)3↓,产生白色沉淀;后者过量发生的反应为AlO+4H+===Al3++2H2O,量不同,生成产物不同,故①错误。②碳酸钠溶液与盐酸反应,前者过量,反应为CO+H+===HCO;后者过量,即碳酸钠少量,发生的反应为CO+2H+===CO2↑+H2O,量不同,生成产物不同,故②错误。③向硝酸银溶液中滴加氨水是银氨溶液的配制方法,先产生白色氢氧化银沉淀,继续滴加,形成配合物银氨络离子使沉淀溶解,即先发生:Ag++NH3·H2O===AgOH↓+NH,后发生:AgOH+2NH3·H2O===Ag(NH3)+OH-+2H2O;向氨水中滴加硝酸银溶液,一开始就产生银氨溶液(氨水过量),量不同,生成产物不同,故③错误。④苯酚钠溶液中通入二氧化碳反应生成碳酸氢钠和苯酚,与量无关,离子方程式为C6H5O-+CO2+H2O―→C6H5OH+HCO,故④正确。⑤碳酸氢钠溶液与澄清石灰水的反应:前者过量,反应为2HCO+Ca2++2OH-===CaCO3↓+CO+2H2O;后者过量,反应为HCO+Ca2++OH-===CaCO3↓+H2O,量不同,生成产物不同,故⑤错误。⑥Al(OH)3不溶于过量的氨水,与量无关,离子方程式为Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH,故⑥正确。
7.下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是( )
A.明矾溶液中滴加过量氨水:Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH
B.醋酸溶液与Mg(OH)2反应:Mg(OH)2+2H+===Mg2++2H2O
C.小苏打溶液中加足量澄清石灰水:2HCO+Ca2++2OH-===CaCO3↓+2H2O+CO
D.SO2通入FeCl3溶液中:SO2+Fe3++2H2O===SO+Fe2++4H+
解析:选A。A项,氨水是弱碱,不能溶解Al(OH)3;B项,醋酸是弱酸,不能拆成离子形式;C项,NaHCO3少量,NaHCO3化学计量数应为1,正确的是HCO+Ca2++OH-===CaCO3↓+H2O;D项,电荷不守恒、得失电子不守恒,正确的是SO2+2Fe3++2H2O===SO+2Fe2++4H+。
8.(2015·高考上海卷)某无色溶液含有下列离子中的若干种:H+、NH、Fe3+、Ba2+、Al3+、CO、Cl-、OH-、NO。向该溶液中加入铝粉,只放出H2,则溶液中能大量存在的离子最多有( )
A.3种 B.4种
C.5种 D.6种
解析:选C。含有Fe3+的溶液显棕黄色,在无色溶液中不能大量存在;H+与CO、OH-会发生反应,不能大量共存;OH-与NH、Al3+会发生反应,不能大量共存;Ba2+、Al3+与CO会发生反应,不能大量共存。向该溶液中加入铝粉,只放出H2,若溶液为碱性,则含有大量的OH-,还可能含有大量的Ba2+、Cl-、NO,离子最多4种;若溶液为酸性,由于H+、NO起硝酸的作用,加入Al不能产生氢气,所以含有的离子可能是H+、NH、Ba2+、Al3+、Cl-,最多是5种离子。
9.类推思维是化学解题中常用的一种思维方法,下列有关离子方程式类推正确的是( )
选项
已知
类推
A
将Fe加入CuSO4溶液中:Fe+Cu2+===Cu+Fe2+
将Na加入CuSO4溶液中:2Na+Cu2+===Cu+2Na+
B
向污水(无还原性)中投放Al2(SO4)3,生成凝聚悬浮物的胶体:Al3++3H2O
Al(OH)3(胶体)+3H+
向污水(无还原性)中投放Fe2(SO4)3,生成凝聚悬浮物的胶体:Fe3++3H2O
Fe(OH)3(胶体)+3H+
C
氯气与Ca(OH)2悬浊液反应:Cl2+Ca(OH)2
===Ca2++Cl-+ClO-+H2O
氯气与CaCO3悬浊液反应:Cl2+CaCO3===Ca2++Cl-+ClO-+CO2
D
向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2:Ca2++2ClO-+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO
向Ca(ClO)2溶液中通入少量SO2:Ca2++2ClO-+SO2+H2O===CaSO3↓+2HClO
解析:选B。A项,金属Na太活泼,不能先和溶液中的Cu2+反应生成Cu,而是先与水反应,离子反应方程式为2Na+Cu2++2H2O===Cu(OH)2↓+2Na++H2↑;C项,HClO的酸性弱于H2CO3,氯气与CaCO3悬浊液反应的离子反应方程式应为2Cl2+H2O+CaCO3===Ca2++2Cl-+2HClO+CO2;D项,HClO能够将CaSO3氧化为CaSO4。
10.(2015·高考山东卷)下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是( )
A.向稀HNO3中滴加Na2SO3溶液:SO+2H+===SO2↑+H2O
B.向Na2SiO3溶液中通入过量SO2:SiO+SO2+H2O===H2SiO3↓+SO
C.向Al2(SO4)3溶液中加入过量NH3·H2O:Al3++4NH3·H2O===AlO+2H2O+4NH
D.向CuSO4溶液中加入Na2O2:2Na2O2+2Cu2++2H2O===4Na++2Cu(OH)2↓+O2↑
解析:选D。A.稀HNO3与Na2SO3发生氧化还原反应,而不是复分解反应。B.通入过量SO2,产物应为HSO,而不是SO。C.Al(OH)3不溶于氨水,Al2(SO4)3 与过量氨水反应只能生成Al(OH)3沉淀。D.Na2O2与水反应:2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑,NaOH与CuSO4反应:2OH-+Cu2+===Cu(OH)2↓,将两方程式合并可得:2Na2O2+2Cu2++2H2O===4Na++2Cu(OH)2↓+O2↑。
二、非选择题
11.离子反应是中学化学中重要的反应类型。回答下列问题:
(1)在发生离子反应的反应物或生成物中,一定存在________(填序号)。
①单质 ②氧化物 ③电解质 ④盐 ⑤化合物
(2)可用图示的方法表示不同反应类型之间的关系。如分解反应和氧化还原反应可表示为下图。请在下面的方框中画出离子反应、置换反应和氧化还原反应三者之间的关系。
(3)离子方程式是重要的化学用语。下列是有关离子方程式的一些错误观点,请在下列表格中用相应的离子方程式否定这些观点。
①所有的离子方程式均可以表示一类反应
②酸碱中和反应均可表示为H++OH-===H2O
③离子方程式中凡是难溶性酸、碱、盐均要标“↓”符号
(4)试列举出三种不同类别的物质(酸、碱、盐)之间的反应,它们对应的离子方程式都可用“Ba2++SO===BaSO4↓” 来表示,请写出有关反应的化学方程式:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________。
解析:离子反应中一定有离子参与反应或有离子生成,因此一定有电解质(化合物)参与反应或生成。置换反应一定是氧化还原反应,二者有一部分可用离子方程式表示,如Zn+CuSO4===Cu+ZnSO4,有的则只能用化学方程式表示,如CuO+H2Cu+H2O。
答案:(1)③⑤
(2)
(3)①2CH3COOH+CaCO3===2CH3COO-+Ca2++H2O+CO2↑
②CH3COOH+OH-===CH3COO-+H2O
③CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑
(答案合理即可)
(4)①BaCl2+H2SO4===BaSO4↓+2HCl
②Ba(OH)2+Na2SO4===BaSO4↓+2NaOH
③NaHSO4+BaCl2===BaSO4↓+HCl+NaCl
(答案合理即可)
12.在烧杯里加入20 mL 0.1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液,再滴几滴酚酞试液,然后用滴定管向烧杯中滴加等物质的量浓度的NaHSO4溶液。实验装置如图(夹持仪器已省略):
实验现象如下:
①灯泡逐渐变暗;
②烧杯中有白色沉淀生成,溶液红色变浅甚至消失。
请依据实验现象回答下列问题:
(1)灯泡变暗的原因是_________________________________。
(2)有白色沉淀生成,说明_____________________________________,
红色变浅说明____________________________________。
(3)当Ba2+恰好完全沉淀时,消耗NaHSO4溶液的体积为________mL,溶液呈__________色,离子反应方程式为____________________________________。
(4)若向(3)得到的溶液中,继续滴加NaHSO4溶液到恰好变为无色,此阶段的离子反应方程式为__________________________________________。
答案:(1)溶液中可自由移动离子的浓度变小
(2)Ba2+和SO发生了反应 H+和OH-发生了反应,使溶液碱性减弱
(3)20 浅红 Ba2++OH-+SO+H+===BaSO4↓+H2O
(4)H++OH-===H2O
13.已知某溶液X可能由K+、Mg2+、Cu2+、Ag+、Ba2+、Al3+、Fe2+、AlO、CO、SO、I-、SiO、MnO中的若干种离子组成。某化学兴趣小组通过下列实验确定了其组成。
(1)根据下列实验步骤和现象,推断实验结论:
实验步骤与实验现象
实验结论
Ⅰ.观察溶液:无色透明
①原溶液中一定不含的离子是________________________________________________________________________
Ⅱ.取适量该溶液,加入过量的硝酸,有气体生成,并得到无色溶液
②原溶液中一定不含的离子是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
一定含有的离子是______
Ⅲ.在Ⅱ所得溶液中再加入过量的碳酸氢铵溶液,有气体生成,同时析出白色沉淀A
③原溶液中还一定含有的离子是________,生成沉淀A的离子方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
Ⅳ.在Ⅲ所得溶液中再逐滴加入氢氧化钡溶液至过量,加热也有气体生成,同时析出白色沉淀B
④白色沉淀B中一定含有________,可能含有______________
(2)上述实验步骤Ⅳ中开始阶段发生反应的离子方程式一定有_______________________。
(3)该化学兴趣小组的同学为了进一步确定B的成分,取一定量经洗涤后的B与Y溶液反应,白色固体的物质的量与Y溶液体积之间的关系如图所示。
Y可能为________________________。B的组成及比例为_____________________。
(4)已知氢氧化铝电离出H+比碳酸氢钠电离出H+更难。根据上述,取少量原溶液于试管中,向试管中滴加少量硫酸氢钠稀溶液至过量,按先后顺序可以观察到的现象有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
写出最后发生反应的离子方程式:_______________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)Ⅰ.溶液无色透明,说明有颜色的离子MnO、Fe2+、Cu2+不存在。Ⅱ.加入过量的硝酸,产生气体并得到无色溶液,推知一定存在CO,则能与CO反应的离子Mg2+、Ag+、Ba2+、Al3+都不存在,根据溶液呈电中性知K+一定存在;由于I-、SiO能与硝酸反应分别生成I2(使溶液呈黄色)、H2SiO3(白色沉淀),所以它们也不存在。Ⅲ.碳酸氢铵先与过量的硝酸反应,然后与铝离子发生水解相互促进的反应生成二氧化碳和氢氧化铝,逆推原溶液中一定含有AlO。Ⅳ.在Ⅲ所得溶液中含有碳酸氢铵和硝酸铵,刚开始加入少量氢氧化钡溶液时,发生反应:2NH4HCO3+Ba(OH)2(少量)===BaCO3↓+(NH4)2CO3+2H2O。仅根据实验现象不能判断硫酸根离子是否存在,所以白色沉淀B中一定含有碳酸钡,可能含有硫酸钡。(2)碳酸氢铵中铵根离子结合OH-的能力比碳酸氢根离子的弱,所以,碳酸氢根离子优先与OH-反应生成CO,CO再结合Ba2+生成白色沉淀。(3)从图像上看,白色固体部分溶于Y溶液,碳酸钡溶于盐酸或硝酸,0.5 mol固体B中含0.2 mol BaSO4、0.3 mol BaCO3。(4)原溶液中存在K+、AlO、CO、SO,滴加硫酸氢钠溶液,相当于滴加强酸,由于氢氧化铝电离出H+比碳酸氢钠电离出H+更难,所以优先生成氢氧化铝;又因为Al3+与CO、HCO不能大量共存,CO转化成CO2之后,Al(OH)3又与H+反应。现象是先产生白色沉淀,然后产生气泡,最后白色沉淀又溶解。
答案:(1)①Cu2+、Fe2+、MnO ②I-、SiO、Mg2+、Ag+、Ba2+、Al3+ K+、CO ③AlO Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑ ④BaCO3 BaSO4
(2)Ba2++2OH-+2HCO===BaCO3↓+CO+2H2O
(3)HCl(或HNO3) BaSO4和BaCO3,且=
(4)先产生白色沉淀,然后产生气泡,最后白色沉淀又溶解 Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
1.了解电解质的概念,了解强电解质和弱电解质的概念。 2.理解电解质在水中的电离以及电解质溶液的导电性。 3.了解离子反应的概念、离子反应发生的条件。
电解质及其电离
[知识梳理]
一、从电解质的角度对化合物分类
1.分类依据
2.电解质的强弱与物质类别的关系
强酸 强碱 弱酸 弱碱 水
二、电离及电离方程式
1.电解质的电离
电离是指电解质在水溶液中或熔融状态下产生自由移动离子的过程。
2.电离方程式的书写
(1)强电解质的电离方程式中,用“===”连接,弱电解质(包括弱酸的酸式酸根)的电离方程式中,用“”连接。
如Na2SO4:Na2SO4===2Na++SO,HClO:HClOH++ClO-。
(2)多元弱酸的电离分步书写,多元弱碱的电离一步写完。如H2CO3:H2CO3H++HCO,HCOH++CO__;Fe(OH)3:Fe(OH)3Fe3++3OH-。
(3)酸式盐的电离:多元强酸酸式盐与多元弱酸酸式盐的阴离子电离情况不同。
如NaHSO4溶液中:NaHSO4===Na++H++SO__;
NaHCO3溶液中:NaHCO3===Na++HCO__、HCOH++CO。
[自我检测]
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)强电解质溶液的导电性比弱电解质溶液的导电性强。( )
(2)BaSO4投入水中,导电性较弱,故它是弱电解质。( )
(3)强电解质都是离子化合物,弱电解质都是共价化合物。( )
(4)CaO是强电解质,是因为它的水溶液能导电。( )
(5)Cl2的水溶液能导电,所以Cl2是电解质。( )
解析:电解质溶液导电性的强弱与溶液中离子浓度的大小及所带电荷数的多少有关,与电解质强弱没有必然联系,(1)错误;尽管BaSO4难溶于水,但溶解的部分全部电离,故其为强电解质,(2)错误;有的强电解质为共价化合物,如HCl,(3)错误;CaO是强电解质,是因为熔化时能完全电离,它的水溶液能导电,是因为CaO和H2O反应生成Ca(OH)2,Ca(OH)2 能电离出自由移动的Ca2+和OH-,(4)错误;Cl2是单质,即不是电解质也不是非电解质,(5)错误。
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
2.今有10种物质:①Cu ②稀硫酸 ③HCl ④NH3
⑤空气 ⑥CO2 ⑦Hg ⑧NaCl ⑨CaCO3 ⑩Cl2
按照表中提示的信息,把符合左栏条件的物质的化学式或名称填入右栏相应的位置。
序号
符合的条件
物质的化学
式或名称
(1)
混合物
(2)
电解质,但熔融状态
下并不导电
(3)
电解质,但难溶于水
(4)
非电解质
(5)
既不是电解质,
也不是非电解质,
但本身能导电
解析:Cu、Hg是金属单质,既不是电解质也不是非电解质,但能导电;稀硫酸是混合物,能导电;HCl是电解质,是共价化合物,熔融状态下不导电;NH3是非电解质;空气是混合物;CO2是非电解质;NaCl是电解质;CaCO3属于盐是电解质,但难溶于水;Cl2是气体单质。
答案:(1)稀硫酸、空气 (2)HCl (3)CaCO3 (4)NH3、CO2 (5)Cu、稀硫酸、Hg
(1)电解质、非电解质的判断:单质和混合物既不是电解质也不是非电解质,如Cu、NaCl溶液。本身电离而导电的化合物才是电解质,如MgCl2、H2SO4、H2O是电解质。CO2、SO2、NH3的水溶液能导电,但它们属于非电解质。
(2)电解质溶液导电能力的大小,决定于溶液中自由移动离子的浓度和离子的电荷数,和电解质强弱没有必然联系,强电解质溶液的导电能力不一定强,如BaSO4;弱电解质溶液的导电能力不一定弱,如浓的醋酸水溶液。
下列有关说法正确的是( )
A.水是弱电解质
B.氯化铵、次氯酸都属于强电解质
C.BaCO3 的水溶液不易导电,故BaCO3 是弱电解质
D.KClO3和SO3溶于水后能导电,故KClO3和SO3为电解质
[解析] 水部分电离生成H+和OH-,是弱电解质,A项正确;HClO是弱酸,在水溶液中部分电离,属于弱电解质,B项错误;BaCO3虽然在水中的溶解度小,但溶于水的部分完全电离,属于强电解质,C项错误;SO3溶于水能导电,是因为SO3和水反应生成H2SO4,H2SO4是电解质,SO3是非电解质,D项错误。
[答案] A
写出氯化铵、次氯酸在水溶液中的电离方程式:
______________________、______________________。
答案:NH4Cl===NH+Cl- HClOH++ClO-
电离方程式书写的思维模型
题组一 电解质、非电解质、强电解质、弱电解质的判断
1.下列说法中,正确的是( )
A.二氧化硫的水溶液能导电,所以二氧化硫是电解质
B.自由移动离子数目多的电解质溶液导电能力一定强
C.NaHSO4在水溶液及熔融状态下均可电离出Na+、H+、SO
D.NH3属于非电解质,但其水溶液能够导电
解析:选D。二氧化硫本身不能电离出离子,SO2是非电解质,A错误;自由移动离子数目多的溶液中,离子浓度不一定大,离子所带电荷数不一定多,其导电能力不一定强,B错误;NaHSO4在熔融状态下只能电离出Na+、HSO,C错误;NH3是非电解质,但其溶于水后可形成电解质NH3·H2O,溶液能导电,D正确。
2.下列物质中,属于电解质的是________,属于非电解质的是________;属于强电解质的是________,属于弱电解质的是________。(填序号)
①硫酸 ②氯气 ③硫酸钡 ④酒精 ⑤铜 ⑥醋酸
⑦氯化氢 ⑧蔗糖 ⑨氨气 ⑩CO2
解析:酸、碱、盐、水、活泼金属氧化物属于电解质,其中强酸、强碱、绝大多数盐属于强电解质。硫酸、硫酸钡、醋酸、氯化氢分别属于强酸、盐、弱酸、强酸。
答案:①③⑥⑦ ④⑧⑨⑩ ①③⑦ ⑥
题组二 电离方程式的书写及物质的导电性
写出下列物质的电离方程式。
(1)H2SO4:_______________________________________;
(2)Ca(OH)2:_____________________________________;
(3)NH3·H2O:_________________________________;
(4)NaCl:__________________________________________;
(5)NaHSO4(溶液):__________________________________;
(6)NaHCO3(溶液):____________________________;
(7)NaHSO4(熔融):_____________________________;
(8)Al2O3(熔融):_______________________________。
答案:(1)H2SO4===2H++SO
(2)Ca(OH)2===Ca2++2OH-
(3)NH3·H2ONH+OH-
(4)NaCl===Na++Cl-
(5)NaHSO4===Na++H++SO
(6)NaHCO3===Na++HCO、HCOH++CO
(7)NaHSO4Na++HSO
(8)Al2O32Al3++3O2-
4.下列是几种导电性变化的图像。把符合要求的图像序号填在相应的题目后面的括号中。
(1)向H2SO4溶液中加入等体积、等物质的量浓度的Ba(OH)2 溶液。( )
(2)向H2SO4溶液中通入Cl2直至过量。( )
(3)向AgNO3溶液通入少量HCl。( )
(4)向氨水中通入HCl直至过量。( )
(5)向NaOH溶液中通入少量Cl2。( )
(6)向饱和石灰水中不断通入SO2。( )
答案:(1)④ (2)② (3)③ (4)② (5)③ (6)①
金属导电与电解质溶液导电原因对比
(1)金属导电是由于自由电子在电场作用下的定向移动,温度高、金属阳离子振动幅度大,自由电子定向移动阻力增大,金属导电能力减弱。
(2)电解质溶液之所以导电,是由于溶液中有自由移动的离子存在。但温度升高时,弱电解质电离程度增大,导致离子浓度增大,则导电能力会增强。
离子反应及离子方程式
[知识梳理]
一、离子反应
1.概念:有离子参加或有离子生成的反应统称为离子反应。
2.离子反应的条件
在稀H2SO4中分别加入下列物质,请写出有关的离子方程式:
A.加入BaCl2溶液:Ba2++SO===BaSO4↓,
B.加入CH3COONa溶液:CH3COO-+H+===CH3COOH,
C.加入Na2CO3溶液:CO+2H+===CO2↑+H2O,
D.加入Zn粒:Zn+2H+===H2↑+Zn2+,
E.加入NaOH溶液:H++OH-===H2O。
从A~E可知离子反应发生的条件:①生成难溶的物质;②生成难电离的物质;③生成易挥发的物质;④发生氧化还原反应。
3.离子反应的本质
A~E中,混合后溶液中SO的物质的量减少的是A;H+的物质的量减少的是BCDE;因此离子反应的本质是溶液中某些离子的物质的量的改变。
二、离子方程式
1.定义:用实际参加反应的离子的符号表示离子反应的式子叫做离子方程式。
2.离子方程式的书写步骤(以CaCO3与盐酸的反应为例)
CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O
CaCO3+2H++2Cl-===Ca2++2Cl-+CO2↑+H2O
CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O
3.离子方程式的意义
离子方程式不仅表示某个具体或特定的反应,而且还表示同一类型的离子反应,如H++OH-===H2O可以表示NaOH+HCl===NaCl+H2O、Ba(OH)2+2HNO3===Ba(NO3)2+2H2O。
[自我检测]
判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)Na2O2固体与水反应:2O+2H2O===4OH-+O2↑。( )
(2)醋酸溶液与水垢中的CaCO3反应:CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑。( )
(3)Mg(OH)2和稀盐酸的反应:OH-+H+===H2O。( )
(4)向FeCl2溶液中通入Cl2:Fe2++Cl2===Fe3++2Cl-。( )
(5)向稀硝酸中加入铜片:3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O。( )
(6)向水中加入一小块钠:Na+2H2O===Na++2OH-+H2↑。( )
(7)将Na投入CuSO4溶液中:2Na+Cu2+===2Na++Cu。( )
(8)Fe和稀盐酸反应:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑。( )
(9)Fe和稀硝酸反应:Fe+2H+===Fe2++H2↑。( )
(10)Fe(OH)3和HI的反应:Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O。( )
解析:(1)(过)氧化物不能拆:2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑;(2)醋酸是弱酸,不能拆;(3)Mg(OH)2难溶于水,不能拆;(4)电荷不守恒:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-;(6)电荷不守恒:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑;(7)正确的为2Na+Cu2++2H2O ===2Na++Cu(OH)2↓+H2↑;(8)不符合客观事实:Fe+2H+===Fe2++H2↑;(9)稀硝酸与铁反应不生成氢气;(10)Fe3+与I-不能大量共存,两者要发生氧化还原反应生成Fe2+、I2。
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)×
(7)× (8)× (9)× (10)×
强化记忆盐、碱溶解性
钾、钠、铵盐、硝酸盐都易溶;硫酸盐不溶铅和钡;盐酸盐不溶银亚汞;微溶物有四种;强碱都易溶,Ca(OH)2是微溶。
说明:四种微溶物是指Ag2SO4、CaSO4、MgCO3、Ca(OH)2。AgCl、AgBr、AgI、BaSO4及微溶的CaSO4、Ag2SO4都难溶于稀强酸。
(2017·高考海南卷)能正确表达下列反应的离子方程式为( )
A.用醋酸除去水垢:2H++CaCO3===Ca2++CO2↑+H2O
B.硫化亚铁与浓硫酸混合加热:2H++FeS===H2S↑+Fe2+
C.向硫酸铝溶液中滴加碳酸钠溶液:2Al3++3CO===Al2(CO3)3↓
D.用氢氧化钠溶液吸收工业废气中的NO2:2NO2+2OH-===NO+NO+H2O
[解析] A.醋酸是弱酸不能拆写成离子,应是2CH3COOH+CaCO3===2CH3COO-+Ca2++CO2↑+H2O,故A错误;B.浓硫酸具有强氧化性,能把H2S氧化成S,把Fe2+氧化成Fe3+,故B错误;C.发生水解相互促进的反应,应是2Al3++3CO+3H2O===2Al(OH)3↓+3CO2↑,故C错误;D.NO2与OH-发生歧化反应,离子反应方程式为2NO2+2OH-===NO+NO+H2O,故D正确。
[答案] D
(1)离子方程式:H++OH-===H2O一定表示所有强酸与强碱之间发生的中和反应吗?
(2)下列离子方程式中,只能表示一个化学反应的是________。
①Fe+Cu2+===Fe2++Cu
②Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O
③Cl2+H2OH++Cl-+HClO
④CO+2H+===CO2↑+H2O
⑤Ag++Cl-===AgCl↓
答案:(1)不一定。H++OH-===H2O只表示酸中酸根离子与碱中阳离子之间不发生反应的强酸与强碱间的反应,如盐酸与NaOH之间的反应等;但H2SO4与Ba(OH)2之间的反应就不能用H++OH-===H2O表示。
(2)③
脱离“写、拆、删、查”四步书写法的直接书写过程
题组一 常见典型的离子方程式的书写
1.完成下列反应的离子方程式。
(1)向NaHSO3溶液中加入过量NaHSO4溶液:________________________。
(2)小苏打溶液与乙酸溶液混合:________________________。
(3)氧化镁溶于稀硫酸:________________________________。
(4)澄清石灰水中加入盐酸:__________________________________。
(5)NH4Cl与NaOH两稀溶液混合:________________________________。
(6)浓硝酸和Cu的反应:________________________________。
(7)Ba(OH)2溶液与(NH4)2SO4溶液混合:________________________。
(8)Fe2O3溶于HI溶液中:____________________________________。
(9)FeO溶于稀HNO3中:___________________________________。
答案:(1)HSO+H+===H2O+SO2↑
(2)HCO+CH3COOH===CH3COO-+H2O+CO2↑
(3)MgO+2H+===H2O+Mg2+
(4)OH-+H+===H2O
(5)NH+OH-===NH3·H2O
(6)Cu+4H++2NO===Cu2++2H2O+2NO2↑
(7)Ba2++2OH-+2NH+SO===BaSO4↓+2NH3·H2O
(8)Fe2O3+6H++2I-===2Fe2++3H2O+I2
(9)3FeO+10H++NO===3Fe3++NO↑+5H2O
题组二 离子方程式书写的正误判断
2.(2017·高考江苏卷)下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A.钠与水反应:Na+2H2O===Na++2OH-+H2↑
B.电解饱和食盐水获取烧碱和氯气:2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-
C.向氢氧化钡溶液中加入稀硫酸:Ba2++OH-+H++SO===BaSO4↓+H2O
D.向碳酸氢铵溶液中加入足量石灰水:Ca2++HCO+OH-===CaCO3↓+H2O
解析:选B。电荷不守恒,A项错误;OH-、H+和H2O前面的系数应为2,C项错误;碳酸氢铵电离出的NH也可与OH-反应,D项错误。
3.(2018·漳州高三月考)下列离子方程式错误的是 ( )
A.向Ba(OH)2溶液中滴加稀硫酸:Ba2++2OH-+2H++ SO ===BaSO4↓+2H2O
B.酸性介质中KMnO4氧化H2O2:2MnO +5H2O2+6H+ === 2Mn2++5O2↑+8H2O
C.等物质的量的MgCl2、Ba(OH)2 和 HCl溶液混合:Mg2++2OH-=== Mg(OH)2↓
D.铅酸蓄电池充电时的正极反应:PbSO4+2H2O-2e-=== PbO2+4H++SO
解析:选C。A.反应的化学方程式为Ba(OH)2+H2SO4===BaSO4↓+2H2O,A选项正确;B.符合氧化还原反应的规律,且遵守电荷守恒和质量守恒,B选项正确;C.首先考虑H+和OH-发生反应生成H2O,然后剩余的OH-才会与Mg2+发生反应生成Mg(OH)2沉淀,C选项错误;D.铅蓄电池中,充电时,PbSO4在阳极失电子,生成PbO2,D选项正确。
判断离子方程式正误的“七注意”
(1)离子反应是否符合客观事实,不可主观臆造产物及反应物。如2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑就不符合客观事实。
(2)“===”“”“↑”“↓”等使用是否正确。
(3)表示各物质的化学式是否正确。如HCO不能写成CO+H+,HSO通常应写成SO+H+,HCOO-不可写成COOH-等。
(4)是否漏掉离子反应。如Ba(OH)2溶液与硫酸铜溶液反应,既要写Ba2+与SO的离子反应,又要写Cu2+与OH-的离子反应。
(5)电荷及质量是否守恒。如FeCl2溶液与Cl2反应,不能写成Fe2++Cl2===Fe3++2Cl-,而应写成2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。
(6)反应物或产物的配比是否正确。如稀H2SO4与Ba(OH)2溶液反应不能写成H++OH-+SO+Ba2+===BaSO4↓+H2O,应写成2H++2OH-+SO+Ba2+===BaSO4↓+2H2O。
(7)是否符合题设条件及要求,“过量”“少量”“等物质的量”“适量”“任意量”以及滴加顺序等对离子方程式的影响。如往FeBr2溶液中通入少量Cl2的离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-;往FeBr2溶液中通入过量Cl2的离子方程式为2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-。
用分类思想突破与量有关的离子方程式的书写
[知识梳理]
1.连续反应型:即生成物因又能跟剩余(过量)的反应物继续反应而与用量有关。采用“分步书写”法,如向AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液,可按照反应顺序分别写出两步反应:①Al3++3OH-===Al(OH)3↓,②Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O,由①+②可得Al3++4OH-===AlO+2H2O。
2.先后反应型:即一种反应物的两种或两种以上的组成离子,都能跟另一种反应物的组成离子反应,但因反应次序不同而与用量有关。采用“假设定序”法:这类反应只要明确了离子反应的先后顺序,离子方程式的书写也就迎刃而解了。在不明确离子反应的先后顺序时,可先假设其中一种离子先反应,然后分析产物与另一种离子是否反应,从而确定反应的先后顺序。如FeBr2和Cl2反应,可假设Cl2先与Br-反应,则生成的溴单质还要氧化Fe2+生成Fe3+,这样就可确定Cl2先与Fe2+ 反应,后与Br-反应,然后再根据量的关系书写即可。
3.离子配比型:当一种反应物中有两种或两种以上组成离子参与反应时,因其组成比例不协调(一般为复盐或酸式盐),当一种组成离子恰好完全反应时,另一种组成离子不能恰好完全反应(有剩余或不足)而与用量有关。采用“少定多变”法:(1)“定”量少的反应物,按1 mol分析,其离子的化学计量数根据化学式确定。(2)“变”过量的反应物,其离子的化学计量数根据反应实际需要量来确定,不受化学式中比例的制约,是可变的。如NaHCO3溶液与过量的Ca(OH)2反应:HCO+Ca2++OH-===CaCO3↓+H2O,与少量的Ca(OH)2反应:2HCO+Ca2++2OH-===CaCO3↓+CO+2H2O。
[自我检测]
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)过量SO2和NaOH反应:SO2+OH-===HSO。( )
(2)少量Ba(OH)2和NaHCO3反应:Ba2++OH-+HCO===BaCO3↓+H2O。( )
(3)NH4HSO3与足量NaOH反应:NH+HSO+2OH-===NH3·H2O+SO+H2O。( )
(4)向FeI2中通入足量Cl2:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。( )
答案:(1)√ (2)× (3)√ (4)×
2.完成下列反应的离子方程式。
(1)Ba(OH)2溶液与(NH4)2SO4溶液混合加热:
________________________________________________________________________。
(2)NH4HCO3与足量Ba(OH)2溶液混合:
________________________________________________________________________。
(3)Ba(OH)2与NaHSO4两稀溶液等浓度等体积混合:
________________________________________________________________________。
(4)FeO溶于HI溶液中:
________________________________________________________________________。
答案:(1)Ba2++2OH-+2NH+SOBaSO4↓+2NH3↑+2H2O
(2)NH+HCO+2OH-+Ba2+===NH3·H2O+BaCO3↓+H2O
(3)Ba2++OH-+H++SO===BaSO4↓+H2O
(4)FeO+2H+===Fe2++H2O
中学化学中出现了许多与用量有关的离子反应,且较简单的与用量有关的离子反应方程式的书写、正误判断及其运用,又是中学化学中的重点和高考的热点,但同学们对于与用量有关的离子反应进行识记、辨别、理解和运用时,均有较大难度。对与用量有关的离子反应,若能按其成因进行归类梳理,就不仅可以知其然,而且还可以知其所以然。
下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A.0.5 mol/L NaHSO4与0.5 mol/L Ba(OH)2混合至溶液呈中性:Ba2++OH-+SO+H+===BaSO4↓+H2O
B.向Na2SiO3溶液中通入过量SO2:SiO+H2O+SO2===H2SiO3↓+SO
C.向Na2CO3溶液中滴加少量稀盐酸:CO+2H+===CO2↑+H2O
D.(2015·高考江苏卷)NaHCO3溶液中加足量Ba(OH)2溶液:HCO+Ba2++OH-===BaCO3↓+H2O
[解析] 等浓度的NaHSO4与Ba(OH)2混合至溶液呈中性,正确的离子方程式为2H++SO+Ba2++2OH-===2H2O+BaSO4↓,故A不正确;向Na2SiO3溶液中通入过量SO2,正确的离子方程式为SiO+2SO2+2H2O===H2SiO3↓+2HSO,故B不正确;向Na2CO3溶液中滴加少量稀盐酸,正确的离子方程式为CO+H+===HCO,故C不正确;少量NaHCO3定为 1 mol,以此来确定Ba2+和OH-各消耗1 mol,故D正确。
[答案] D
下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A.(2016·高考天津卷)室温下,测得氯化铵溶液pH<7,证明一水合氨是弱碱:NH+2H2O===NH3·H2O+H3O+
B.(2016·高考四川卷)稀硫酸与Ba(OH)2溶液的反应:H++SO+Ba2++OH-===BaSO4↓+H2O
C.向Na2CO3溶液中滴加少量稀盐酸:CO+2H+===CO2↑+H2O
D.NH4HCO3溶于过量的KOH溶液中:NH+HCO+2OH-===CO+NH3·H2O+H2O
解析:选D。NH的水解反应属于可逆反应,A不正确;氢离子、氢氧根离子和水的系数应为2,B不正确;应生成HCO,C不正确。
“定一法”书写酸式盐与碱反应的离子方程式
(1)根据相对量将少量物质定为“1 mol”,若少量物质有两种或两种以上离子参加反应,则参加反应离子的物质的量之比与物质组成之比相符。
(2)依据少量物质中离子的物质的量,确定过量物质中实际参加反应的离子的物质的量。
(3)依据“先中和后沉淀”的思路正确书写离子方程式。
题组一 与量有关的复分解反应离子方程式的书写
1.连续反应型
(1)可溶性多元弱酸(或其酸酐)与碱溶液反应。如CO2通入NaOH溶液中
①CO2少量:___________________________________________;
②CO2过量:______________________________________________。
(2)多元弱酸(或其酸酐)与更弱的酸的盐溶液。如CO2通入NaAlO2溶液中
①NaAlO2过量:__________________________________________;
②NaAlO2不足:________________________________________________。
(3)多元弱酸盐与强酸反应。如Na2CO3溶液与稀盐酸
①盐酸不足:____________________________________________;
②盐酸过量:______________________________________________。
(4)铝盐溶液与强碱溶液
①铝盐过量:______________________________________________;
②强碱过量:______________________________________________。
答案:(1)①CO2+2OH-===CO+H2O
②CO2+OH-===HCO
(2)①2AlO+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+CO
②AlO+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO
(3)①CO+H+===HCO
②CO+2H+===CO2↑+H2O
(4)①Al3++3OH-===Al(OH)3↓
②Al3++4OH-===AlO+2H2O
2.先后反应型
NH4HSO4溶液与NaOH溶液的反应
NaOH不足:________________________________________________;
NaOH过量:____________________________________________。
答案:H++OH-===H2O
NH+H++2OH-===NH3·H2O+H2O
3.离子配比型
(1)Ca(HCO3)2溶液与NaOH溶液
①NaOH不足:___________________________________________;
②NaOH过量:_________________________________________。
(2)NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液
①溶液呈中性时:________________________________________;
②SO完全沉淀时:____________________________________________。
答案:(1)①Ca2++HCO+OH-===CaCO3↓+H2O
②Ca2++2HCO+2OH-===CaCO3↓+2H2O+CO
(2)①2H++SO+2OH-+Ba2+===BaSO4↓+2H2O
②H++SO+Ba2++OH-===H2O+BaSO4↓
题组二 与量有关的氧化还原反应离子方程式的书写
4.(1)FeBr2溶液中通入少量Cl2:
________________________________________________________________________。
(2)FeBr2溶液中通入与其等物质的量的Cl2:
________________________________________________________________________。
(3)FeBr2溶液中通入足量Cl2:
________________________________________________________________________。
答案:(1)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
(2)2Fe2++2Br-+2Cl2===2Fe3++Br2+4Cl-
(3)2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-
5.(1)少量铁粉加入足量稀硝酸中:
________________________________________________________________________。
(2)n(Fe)∶n[HNO3(稀)]=1∶3:
________________________________________________________________________。
(3)足量铁粉加入少量稀硝酸中:
________________________________________________________________________。
答案:(1)Fe+4H++NO===Fe3++NO↑+2H2O
(2)4Fe+12H++3NO===3Fe2++Fe3++3NO↑+6H2O
(3)3Fe+8H++2NO===3Fe2++2NO↑+4H2O
离子方程式正误判断的“常见陷阱”
1.“拆分”陷阱。离子方程式的正误判断中,常常设置物质是否能“拆分陷阱”,(过)氧化物、弱电解质、沉淀、酸式酸根(HSO除外)在离子方程式中均不能拆分。在复习时,应熟记常见的弱电解质、碱和盐的溶解度表及常见多元弱酸的酸式酸根。
2.“守恒”陷阱。离子方程式除符合质量守恒外,还应符合电荷守恒,学生往往只注意质量守恒,而忽略电荷守恒,这也是命题者经常设置的“陷阱”。
3.“原理”陷阱。离子反应应符合客观事实,而命题者往往设置不符合“反应原理”的陷阱,如Fe和非氧化性酸反应生成Fe3+(应生成Fe2+);金属和氧化性酸反应放出H2(实际不放H2)。忽略隐含反应,不符合配比关系,“===”“”使用不正确以及易忽略反应条件等。
4.“量比”陷阱。在离子方程式正误判断中,学生往往忽略反应物相对量的影响,命题者往往设置“离子方程式正确,但不符合反应物相对量”的陷阱。突破该陷阱的方法:一是审准“相对量”的多少,二是看离子反应是否符合该量。
离子共存问题的突破方法
[知识梳理]
判断多种离子能否大量共存于同一溶液中,归纳起来就是“一色、二性、三特殊、四反应”。
1.一色——溶液颜色
几种常见离子的颜色:
离子
Cu2+
Fe3+
Fe2+
MnO
颜色
蓝色
棕黄色
浅绿色
紫红色
2.二性——溶液的酸碱性
(1)在强酸性溶液中,OH-及弱酸根阴离子(如CO 、SO 、S2-、CH3COO-等)均不能大量存在。
(2)在强碱性溶液中,H+及弱碱阳离子(如NH、Al3+、Fe3+等)均不能大量存在。
(3)酸式弱酸根离子(HCO 、HSO、HS-等)在强酸性或强碱性溶液中均不能大量存在。
3.三特殊——三种特殊情况
(1)AlO与 HCO不能大量共存:AlO+HCO+H2O===Al(OH)3↓+ CO。
(2)“NO+H+”组合具有强氧化性,能与S2-、Fe2+、I-、SO 等还原性的离子因发生氧化还原反应而不能大量共存。
(3)NH与CH3COO-、CO,Mg2+与HCO等组合中,虽然两种离子都能水解且水解相互促进,但总的水解程度仍很小,它们在溶液中能大量共存。
4.四反应——四种反应类型
指离子间通常能发生的四种类型的反应,能相互反应的离子显然不能大量共存。
(1)复分解反应,如Ba2+与CO、SO,NH与OH-,H+与CH3COO-等。
(2)氧化还原反应,如Fe3+与I-、S2-,NO(H+)与Fe2+,MnO(H+)与SO、Cl-等。
(3)相互促进水解的反应,如Al3+与CO、HCO、S2-、HS-、AlO等。
(4)络合反应,如Fe3+与SCN-等。
[自我检测]
1.指出下列离子组不能共存的原因。
(1)Na+、OH-、SO、Fe3+
________________________________________________________________________。
(2)K+、Mg2+、I-、ClO-
________________________________________________________________________。
(3)含有大量Fe3+的溶液:Na+、SCN-、Cl-、I-
________________________________________________________________________。
(4)含有大量NO的溶液:H+、Fe2+、Cl-、SO
________________________________________________________________________。
(5)常温下,pH=12的溶液:K+、Cl-、SO、SiO、Ca2+
________________________________________________________________________。
(6)c(H+)=0.1 mol·L-1的溶液:Na+、NH、SO、S2O
________________________________________________________________________。
(7)使pH试纸显蓝色的溶液中:Cu2+、NO、Fe3+、SO
________________________________________________________________________。
(8)与铝粉反应放出氢气的无色溶液中:NO、Al3+、Na+、SO
________________________________________________________________________。
(9)pH=0的溶液中:Al3+、NH、Ca2+、ClO-
________________________________________________________________________。
答案:(1)Fe3+与OH-反应生成沉淀
(2)I-能被ClO-氧化
(3)Fe3+与SCN-发生络合反应,Fe3+与I-发生氧化还原反应
(4)NO在酸性条件下能氧化Fe2+
(5)Ca2+与SO、SiO反应生成沉淀
(6)S2O与H+反应:S2O+2H+===S↓+SO2↑+H2O
(7)溶液呈碱性,Cu2+、Fe3+与OH-反应生成沉淀
(8)溶液可能呈碱性也可能呈酸性,NO在酸性溶液中与铝粉反应不能放出氢气,Al3+在碱性溶液中不能大量存在
(9)ClO-与H+生成弱电解质HClO,不能大量共存
2.符合如图所示条件的离子组是( )
A.Ba2+、Mg2+、NO、CO
B.H+、Ba2+、Al3+、Cl-
C.K+、Ba2+、Cl-、HCO
D.NH、Ba2+、Fe2+、Cl-
解析:选C。B、C、D项中的离子能大量共存,A项中的离子不能大量共存;对于B项,加少量稀H2SO4因生成BaSO4而有白色沉淀,但加入过量NaOH溶液时,溶液中无白色沉淀产生,不符合题意;对于C项,加入少量稀H2SO4时产生BaSO4沉淀,加入过量NaOH溶液时产生BaCO3沉淀,符合题意;D项,加入稀H2SO4时产生BaSO4沉淀,但加入过量NaOH溶液时,因生成的Fe(OH)2很快被氧化,最终看不到白色沉淀,不符合题意。
(1)由水电离的c(H+)=1×10-14 mol·L-1的溶液、水电离出来的H+和OH-浓度的乘积为1×10-28 的溶液、放入铝片能放出H2的溶液等,其隐含的条件是该溶液既可能为酸性也可能为碱性。常温下c(H+)=的溶液,可知溶液呈中性,则易水解的离子,如Fe3+等不能大量存在。
(2)使pH试纸变红的溶液,隐含的条件是溶液呈酸性;使pH试纸变蓝的溶液,隐含的条件是溶液呈碱性。
(2017·高考江苏卷)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.无色透明的溶液中:Fe3+、Mg2+、SCN-、Cl-
B.=1×10-12的溶液中:K+、Na+、CO、NO
C.c(Fe2+)=1 mol·L-1的溶液中:K+、NH、MnO、SO
D.能使甲基橙变红的溶液中:Na+、NH、SO、HCO
[解析] Fe3+为黄色,且Fe3+与SCN-反应会生成红色的Fe(SCN)3,A项错误;c(H+)<c(OH-),溶液显碱性,题述中四种离子与OH-可以共存,B项正确;MnO可以氧化Fe2+,C项错误;能使甲基橙变红的溶液呈酸性,H+与溶液中的HCO反应可生成CO2和H2O,二者不能大量共存,D项错误。
[答案] B
(2015·高考江苏卷)常温下,下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是( )
A.使酚酞变红色的溶液中: Na+、Al3+、SO、Cl-
B.=1×10-13 mol·L-1的溶液中: NH 、Ca2+、Cl-、NO
C.与Al反应能放出H2的溶液中: Fe2+、K+、NO 、SO
D.水电离的c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液中: K+、Na+、AlO 、CO
解析:选B。A选项,使酚酞变红色的溶液显碱性,而Al3+在碱性条件下不能大量存在,所以错误;B选项,溶液的pH=1,各离子之间不发生反应,可以大量共存,所以正确;C选项,与Al反应放出H2的溶液可能显酸性也可能显碱性,若溶液显碱性,Fe2+不能大量存在,若溶液显酸性,Fe2+和NO不能大量共存,所以错误;D选项,该溶液可能显酸性也可能显碱性,如果显酸性,AlO和CO不能大量存在,所以错误。
判断离子共存的步骤
“细审题干关键点”
(1)注意“一定大量共存”“可能大量共存”还是“不能大量共存”等关键点;
(2)注意“透明溶液”意味着无难溶物和微溶物,但并不意味着溶液无色。
“分析限制条件”
(1)常见表示溶液呈酸性的表述
①常温下,pH=1的溶液;②使pH试纸变红的溶液;③使甲基橙呈红色的溶液;④与镁粉反应放出氢气的溶液;⑤c(OH-)=1×10-14 mol·L-1的溶液。
(2)常见表示溶液呈碱性的表述
①常温下,pH=14的溶液;②使pH试纸变蓝的溶液;③使酚酞试液变红的溶液;④c(H+)=1×10-14 mol·L-1的溶液。
(3)常见表示溶液既可能呈酸性也可能呈碱性的表述
①与铝粉反应放出氢气的溶液;②常温下,水电离出的c(OH-)=1×10-12 mol·L-1的溶液;③与NH4HCO3反应能产生气体的溶液。
(4)无色溶液:不含有Cu2+、Fe3+、Fe2+、MnO等。
“抓住反应发生条件”
(1)生成气体、沉淀、弱电解质的复分解反应。
(2)特别注意氧化还原反应。
(3)熟记相互促进的水解反应。
题组一 无限制条件的离子共存
1.(2015·高考广东卷)水溶液中能大量共存的一组离子是( )
A.NH、Ba2+、Br-、CO
B.Cl-、SO、Fe2+、H+
C.K+、Na+、SO、MnO
D.Na+、H+、NO、HCO
解析:选C。A.Ba2+与CO能反应生成BaCO3沉淀,不能大量共存。B.SO与H+能反应生成SO2和H2O,SO与Fe2+能生成沉淀FeSO3,不能大量共存。C.离子之间不反应,可以大量共存。D.H+与HCO能反应生成CO2和H2O,不能大量共存。
2.水溶液中能大量共存的一组离子是( )
A.Ba2+、Na+、SO、Cl-
B.MnO、SO、H+、K+
C.AlO、Mg2+、K+、HCO
D.K+、Na+、NO、SO
解析:选D。A项,Ba2+与SO反应生成BaSO4沉淀;B项,MnO、H+、SO发生氧化还原反应;C项,AlO与HCO发生相互促进的水解反应:AlO+HCO+H2O===Al(OH)3↓+CO,不能大量共存。
题组二 有限制条件的离子共存
3.(2018·济南高三一模)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A.在0.1 mol·L-1NaOH溶液中:K+、Na+、SO、HCO
B.在0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中:Al3+、Na+、NO、Cl-
C.在0.1 mol·L-1FeCl3溶液中:K+、NH、I-、SCN-
D.在c(H+)/c(OH-)=10-12的溶液中:K+、Na+、ClO-、NO
解析:选D。在0.1 mol·L-1NaOH溶液中,HCO+OH- ===CO+H2O,不能大量共存,A项错误;在0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中,3CO+2Al3++3H2O===2Al(OH)3↓+3CO2↑,不能大量共存,B项错误;在0.1 mol·L-1FeCl3溶液中,2Fe3++2I- === 2Fe2++I2,Fe3++3SCN- === Fe(SCN)3,不能大量共存,C项错误;c(H+)/c(OH-)=10-12的溶液呈碱性,碱性条件下组内离子间不反应,能大量共存,D项正确。
4.下列离子组在指定的反应体系中能大量存在的是( )
选项
离子组
反应体系
A
Cl-、Ca2+、HCO、NH
铁与稀硫酸反应后的溶液
B
K+、Na+、OH-、NO
通入足量CO2的NaOH溶液
C
Na+、AlO、SO、Cl-
向明矾溶液中滴加Ba(OH)2溶液至SO恰好完全沉淀
D
K+、Na+、HSO、Cl-
通入氯气的水溶液
解析:选C。A项,铁与稀硫酸反应后的溶液中存在Fe2+、SO,Fe2+与HCO发生相互促进的水解反应,Ca2+与SO反应生成CaSO4微溶物,不能大量共存,错误;B项,通入足量CO2的NaOH溶液中含有HCO,OH-与HCO反应生成CO和H2O,不能大量共存,错误;D项,氯水有强氧化性,能氧化HSO,不能大量共存,错误。
警惕题干中的常见“陷阱”
条件类型
高考的常见表述
误点点悟
常见的
限制条件
“无色”
有色离子不能大量存在
“pH=1”或“pH=13”
溶液显酸性或碱性
“因发生氧化还原反应而不能大量共存”
只能是氧化性离子和还原性离子不能大量
共存,不包括其他
类型反应的离子
常见的
易错点
“透明”
“透明”也可“无色”
“不能大量共存”
易看成“大量共存”
“与Al反应放出H2”
溶液既可能显酸性也可能显碱性,但不能是
氧化性酸,如HNO3
常见的
隐含条件
“由水电离出的c(H+)=1×10-12 mol·L-1”
溶液既可能显酸性也可能显碱性
“通入足量的NH3”
与NH3·H2O反应的离子不能大量存在
“NO”
在酸性条件下具有强氧化性
常见题
干要求
(1)“一定大量共存”
(2)“可能大量共存”
(3)“不能大量共存”
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一、选择题
1.下列物品中属于强电解质的是( )
A.酒精 B.高锰酸钾
C.碘酒 D.食醋
解析:选B。A项酒精不能导电,为非电解质;C、D项均为混合物,既不是电解质也不是非电解质。
2.水溶液中能大量共存的一组离子是( )
A.Na+、Ca2+、Cl-、SO
B.Fe2+、H+、SO、ClO-
C.Mg2+、NH、Cl-、SO
D.K+、Fe3+、NO、SCN-
解析:选C。逐一分析判断每个选项中四种微粒的性质,如果能生成沉淀、气体、弱电解质、络合离子或发生氧化还原反应就不能大量共存。A.Ca2+和SO能生成硫酸钙沉淀,不能大量共存。B.ClO-能氧化Fe2+、SO,Fe2+和SO能生成FeSO3沉淀,H+和SO能生成二氧化硫气体,H+与ClO-能生成HClO,不能大量共存。C.四种离子之间不发生反应,能大量共存。D.Fe3+和SCN-能形成络合离子,不能大量共存。
3.在如图点滴板上进行四个溶液间反应的小实验,其对应反应的离子方程式书写正确的是( )
A.a反应:Fe2++2H++H2O2===Fe3++2H2O
B.b反应:HCO+OH-===CO+H2O
C.c反应:H++OH-===H2O
D.d反应:Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH
解析:选D。A项电荷不守恒,错误;B项离子方程式书写不完整,NH也与OH-反应,错误;C项忽视醋酸为弱电解质,不能拆分为离子形式,错误。
4.下列说法不正确的是( )
①将CaCO3放入水中不能导电,所以CaCO3是非电解质
②氨溶于水得到的氨水能导电,所以氨水是电解质
③固态共价化合物不导电,熔融态的共价化合物可以导电
④固态的离子化合物不导电,熔融态的离子化合物也不导电
A.①④ B.③④
C.①②③ D.①②③④
解析:选D。CaCO3属于难溶物质,但溶解的部分是完全电离的;NH3是非电解质,氨水是混合物,既不是电解质也不是非电解质;熔融态的共价化合物分子中没有离子,不可以导电;熔融态的离子化合物存在自由移动的离子,能导电。
5.含有下列各组离子的溶液中,通入(或加入)过量的某种物质后仍能大量共存的是( )
A.H+、Ba2+、Fe3+、NO,通入SO2气体
B.Ca2+、Cl-、K+、H+,通入CO2气体
C.AlO、Na+、Br-、SO,通入CO2气体
D.HCO、Na+、I-、HS-,加入AlCl3溶液
解析:选B。A项,SO2可被NO(H+)氧化为SO,通入SO2气体后生成硫酸钡沉淀,不能大量共存,错误;B项,通入二氧化碳不发生反应,能大量共存,正确;C项,在溶液中,AlO可和CO2气体反应,不能大量共存,错误;D项,Al3+和弱酸的酸式酸根离子(HCO、HS-)反应,不能大量共存,错误。
6.下列各组中的两种物质相互反应时,无论哪种过量都可以用同一个离子方程式表示的是( )
①偏铝酸钠溶液和盐酸 ②碳酸钠溶液与盐酸
③硝酸银溶液与氨水 ④苯酚钠溶液与二氧化碳
⑤碳酸氢钠溶液与澄清石灰水 ⑥硫酸铝溶液与氨水
A.④⑥ B.②④⑥
C.仅有⑥ D.①③
解析:选A。①偏铝酸钠溶液与盐酸反应,前者过量,反应为AlO+H++H2O===Al(OH)3↓,产生白色沉淀;后者过量发生的反应为AlO+4H+===Al3++2H2O,量不同,生成产物不同,故①错误。②碳酸钠溶液与盐酸反应,前者过量,反应为CO+H+===HCO;后者过量,即碳酸钠少量,发生的反应为CO+2H+===CO2↑+H2O,量不同,生成产物不同,故②错误。③向硝酸银溶液中滴加氨水是银氨溶液的配制方法,先产生白色氢氧化银沉淀,继续滴加,形成配合物银氨络离子使沉淀溶解,即先发生:Ag++NH3·H2O===AgOH↓+NH,后发生:AgOH+2NH3·H2O===Ag(NH3)+OH-+2H2O;向氨水中滴加硝酸银溶液,一开始就产生银氨溶液(氨水过量),量不同,生成产物不同,故③错误。④苯酚钠溶液中通入二氧化碳反应生成碳酸氢钠和苯酚,与量无关,离子方程式为C6H5O-+CO2+H2O―→C6H5OH+HCO,故④正确。⑤碳酸氢钠溶液与澄清石灰水的反应:前者过量,反应为2HCO+Ca2++2OH-===CaCO3↓+CO+2H2O;后者过量,反应为HCO+Ca2++OH-===CaCO3↓+H2O,量不同,生成产物不同,故⑤错误。⑥Al(OH)3不溶于过量的氨水,与量无关,离子方程式为Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH,故⑥正确。
7.下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是( )
A.明矾溶液中滴加过量氨水:Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH
B.醋酸溶液与Mg(OH)2反应:Mg(OH)2+2H+===Mg2++2H2O
C.小苏打溶液中加足量澄清石灰水:2HCO+Ca2++2OH-===CaCO3↓+2H2O+CO
D.SO2通入FeCl3溶液中:SO2+Fe3++2H2O===SO+Fe2++4H+
解析:选A。A项,氨水是弱碱,不能溶解Al(OH)3;B项,醋酸是弱酸,不能拆成离子形式;C项,NaHCO3少量,NaHCO3化学计量数应为1,正确的是HCO+Ca2++OH-===CaCO3↓+H2O;D项,电荷不守恒、得失电子不守恒,正确的是SO2+2Fe3++2H2O===SO+2Fe2++4H+。
8.(2015·高考上海卷)某无色溶液含有下列离子中的若干种:H+、NH、Fe3+、Ba2+、Al3+、CO、Cl-、OH-、NO。向该溶液中加入铝粉,只放出H2,则溶液中能大量存在的离子最多有( )
A.3种 B.4种
C.5种 D.6种
解析:选C。含有Fe3+的溶液显棕黄色,在无色溶液中不能大量存在;H+与CO、OH-会发生反应,不能大量共存;OH-与NH、Al3+会发生反应,不能大量共存;Ba2+、Al3+与CO会发生反应,不能大量共存。向该溶液中加入铝粉,只放出H2,若溶液为碱性,则含有大量的OH-,还可能含有大量的Ba2+、Cl-、NO,离子最多4种;若溶液为酸性,由于H+、NO起硝酸的作用,加入Al不能产生氢气,所以含有的离子可能是H+、NH、Ba2+、Al3+、Cl-,最多是5种离子。
9.类推思维是化学解题中常用的一种思维方法,下列有关离子方程式类推正确的是( )
选项
已知
类推
A
将Fe加入CuSO4溶液中:Fe+Cu2+===Cu+Fe2+
将Na加入CuSO4溶液中:2Na+Cu2+===Cu+2Na+
B
向污水(无还原性)中投放Al2(SO4)3,生成凝聚悬浮物的胶体:Al3++3H2O
Al(OH)3(胶体)+3H+
向污水(无还原性)中投放Fe2(SO4)3,生成凝聚悬浮物的胶体:Fe3++3H2O
Fe(OH)3(胶体)+3H+
C
氯气与Ca(OH)2悬浊液反应:Cl2+Ca(OH)2
===Ca2++Cl-+ClO-+H2O
氯气与CaCO3悬浊液反应:Cl2+CaCO3===Ca2++Cl-+ClO-+CO2
D
向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2:Ca2++2ClO-+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO
向Ca(ClO)2溶液中通入少量SO2:Ca2++2ClO-+SO2+H2O===CaSO3↓+2HClO
解析:选B。A项,金属Na太活泼,不能先和溶液中的Cu2+反应生成Cu,而是先与水反应,离子反应方程式为2Na+Cu2++2H2O===Cu(OH)2↓+2Na++H2↑;C项,HClO的酸性弱于H2CO3,氯气与CaCO3悬浊液反应的离子反应方程式应为2Cl2+H2O+CaCO3===Ca2++2Cl-+2HClO+CO2;D项,HClO能够将CaSO3氧化为CaSO4。
10.(2015·高考山东卷)下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是( )
A.向稀HNO3中滴加Na2SO3溶液:SO+2H+===SO2↑+H2O
B.向Na2SiO3溶液中通入过量SO2:SiO+SO2+H2O===H2SiO3↓+SO
C.向Al2(SO4)3溶液中加入过量NH3·H2O:Al3++4NH3·H2O===AlO+2H2O+4NH
D.向CuSO4溶液中加入Na2O2:2Na2O2+2Cu2++2H2O===4Na++2Cu(OH)2↓+O2↑
解析:选D。A.稀HNO3与Na2SO3发生氧化还原反应,而不是复分解反应。B.通入过量SO2,产物应为HSO,而不是SO。C.Al(OH)3不溶于氨水,Al2(SO4)3 与过量氨水反应只能生成Al(OH)3沉淀。D.Na2O2与水反应:2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑,NaOH与CuSO4反应:2OH-+Cu2+===Cu(OH)2↓,将两方程式合并可得:2Na2O2+2Cu2++2H2O===4Na++2Cu(OH)2↓+O2↑。
二、非选择题
11.离子反应是中学化学中重要的反应类型。回答下列问题:
(1)在发生离子反应的反应物或生成物中,一定存在________(填序号)。
①单质 ②氧化物 ③电解质 ④盐 ⑤化合物
(2)可用图示的方法表示不同反应类型之间的关系。如分解反应和氧化还原反应可表示为下图。请在下面的方框中画出离子反应、置换反应和氧化还原反应三者之间的关系。
(3)离子方程式是重要的化学用语。下列是有关离子方程式的一些错误观点,请在下列表格中用相应的离子方程式否定这些观点。
①所有的离子方程式均可以表示一类反应
②酸碱中和反应均可表示为H++OH-===H2O
③离子方程式中凡是难溶性酸、碱、盐均要标“↓”符号
(4)试列举出三种不同类别的物质(酸、碱、盐)之间的反应,它们对应的离子方程式都可用“Ba2++SO===BaSO4↓” 来表示,请写出有关反应的化学方程式:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________。
解析:离子反应中一定有离子参与反应或有离子生成,因此一定有电解质(化合物)参与反应或生成。置换反应一定是氧化还原反应,二者有一部分可用离子方程式表示,如Zn+CuSO4===Cu+ZnSO4,有的则只能用化学方程式表示,如CuO+H2Cu+H2O。
答案:(1)③⑤
(2)
(3)①2CH3COOH+CaCO3===2CH3COO-+Ca2++H2O+CO2↑
②CH3COOH+OH-===CH3COO-+H2O
③CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑
(答案合理即可)
(4)①BaCl2+H2SO4===BaSO4↓+2HCl
②Ba(OH)2+Na2SO4===BaSO4↓+2NaOH
③NaHSO4+BaCl2===BaSO4↓+HCl+NaCl
(答案合理即可)
12.在烧杯里加入20 mL 0.1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液,再滴几滴酚酞试液,然后用滴定管向烧杯中滴加等物质的量浓度的NaHSO4溶液。实验装置如图(夹持仪器已省略):
实验现象如下:
①灯泡逐渐变暗;
②烧杯中有白色沉淀生成,溶液红色变浅甚至消失。
请依据实验现象回答下列问题:
(1)灯泡变暗的原因是_________________________________。
(2)有白色沉淀生成,说明_____________________________________,
红色变浅说明____________________________________。
(3)当Ba2+恰好完全沉淀时,消耗NaHSO4溶液的体积为________mL,溶液呈__________色,离子反应方程式为____________________________________。
(4)若向(3)得到的溶液中,继续滴加NaHSO4溶液到恰好变为无色,此阶段的离子反应方程式为__________________________________________。
答案:(1)溶液中可自由移动离子的浓度变小
(2)Ba2+和SO发生了反应 H+和OH-发生了反应,使溶液碱性减弱
(3)20 浅红 Ba2++OH-+SO+H+===BaSO4↓+H2O
(4)H++OH-===H2O
13.已知某溶液X可能由K+、Mg2+、Cu2+、Ag+、Ba2+、Al3+、Fe2+、AlO、CO、SO、I-、SiO、MnO中的若干种离子组成。某化学兴趣小组通过下列实验确定了其组成。
(1)根据下列实验步骤和现象,推断实验结论:
实验步骤与实验现象
实验结论
Ⅰ.观察溶液:无色透明
①原溶液中一定不含的离子是________________________________________________________________________
Ⅱ.取适量该溶液,加入过量的硝酸,有气体生成,并得到无色溶液
②原溶液中一定不含的离子是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
一定含有的离子是______
Ⅲ.在Ⅱ所得溶液中再加入过量的碳酸氢铵溶液,有气体生成,同时析出白色沉淀A
③原溶液中还一定含有的离子是________,生成沉淀A的离子方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
Ⅳ.在Ⅲ所得溶液中再逐滴加入氢氧化钡溶液至过量,加热也有气体生成,同时析出白色沉淀B
④白色沉淀B中一定含有________,可能含有______________
(2)上述实验步骤Ⅳ中开始阶段发生反应的离子方程式一定有_______________________。
(3)该化学兴趣小组的同学为了进一步确定B的成分,取一定量经洗涤后的B与Y溶液反应,白色固体的物质的量与Y溶液体积之间的关系如图所示。
Y可能为________________________。B的组成及比例为_____________________。
(4)已知氢氧化铝电离出H+比碳酸氢钠电离出H+更难。根据上述,取少量原溶液于试管中,向试管中滴加少量硫酸氢钠稀溶液至过量,按先后顺序可以观察到的现象有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
写出最后发生反应的离子方程式:_______________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)Ⅰ.溶液无色透明,说明有颜色的离子MnO、Fe2+、Cu2+不存在。Ⅱ.加入过量的硝酸,产生气体并得到无色溶液,推知一定存在CO,则能与CO反应的离子Mg2+、Ag+、Ba2+、Al3+都不存在,根据溶液呈电中性知K+一定存在;由于I-、SiO能与硝酸反应分别生成I2(使溶液呈黄色)、H2SiO3(白色沉淀),所以它们也不存在。Ⅲ.碳酸氢铵先与过量的硝酸反应,然后与铝离子发生水解相互促进的反应生成二氧化碳和氢氧化铝,逆推原溶液中一定含有AlO。Ⅳ.在Ⅲ所得溶液中含有碳酸氢铵和硝酸铵,刚开始加入少量氢氧化钡溶液时,发生反应:2NH4HCO3+Ba(OH)2(少量)===BaCO3↓+(NH4)2CO3+2H2O。仅根据实验现象不能判断硫酸根离子是否存在,所以白色沉淀B中一定含有碳酸钡,可能含有硫酸钡。(2)碳酸氢铵中铵根离子结合OH-的能力比碳酸氢根离子的弱,所以,碳酸氢根离子优先与OH-反应生成CO,CO再结合Ba2+生成白色沉淀。(3)从图像上看,白色固体部分溶于Y溶液,碳酸钡溶于盐酸或硝酸,0.5 mol固体B中含0.2 mol BaSO4、0.3 mol BaCO3。(4)原溶液中存在K+、AlO、CO、SO,滴加硫酸氢钠溶液,相当于滴加强酸,由于氢氧化铝电离出H+比碳酸氢钠电离出H+更难,所以优先生成氢氧化铝;又因为Al3+与CO、HCO不能大量共存,CO转化成CO2之后,Al(OH)3又与H+反应。现象是先产生白色沉淀,然后产生气泡,最后白色沉淀又溶解。
答案:(1)①Cu2+、Fe2+、MnO ②I-、SiO、Mg2+、Ag+、Ba2+、Al3+ K+、CO ③AlO Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑ ④BaCO3 BaSO4
(2)Ba2++2OH-+2HCO===BaCO3↓+CO+2H2O
(3)HCl(或HNO3) BaSO4和BaCO3,且=
(4)先产生白色沉淀,然后产生气泡,最后白色沉淀又溶解 Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
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