人教版 (新课标)必修1第二节 离子反应第2课时学案

第2课时　离子反应及其发生的条件

一、离子反应

1．离子反应

 (1)实验探究

(2)离子反应：

2．离子方程式

(1)含义：用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。

(2)书写步骤(以氯化钡与硫酸钠溶液反应为例)：

总结：写是基础，拆是关键，删是途径，查是保证。

3．离子方程式表示的意义

　(1)生活中常用酸液除去金属表面的锈迹。以除去铁锈(主要成分为Fe2O3)为例，用离子方程式表示原理。

提示：6H＋＋Fe2O3===2Fe3＋＋3H2O。

(2)(情境思考)请同学们观察下列漫画：

H＋＋OH－===H2O能表示所有的强酸和强碱发生的反应吗？

提示：不能。如H2SO4与Ba(OH)2反应除H＋和OH－生成H2O外，Ba2＋与SO反应生成BaSO4沉淀，故其离子方程式为Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O。

二、离子反应发生的条件

1．离子反应发生条件探究实验

三个实验中发生反应的离子方程式分别是

①Cu2＋＋__2OH－===Cu(OH)2↓

②H＋＋OH－===H2O

③CO＋2H＋===CO2↑＋__H2O

2．复分解型离子反应发生的条件

溶液中金属与酸、盐的置换反应也是离子反应的一种类型：如Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。

　(1)根据复分解反应发生的条件分析离子反应发生后的结果是什么？

提示：复分解反应发生的条件是：生成沉淀、放出气体或生成水(具备上述条件之一即可)；因此离子反应发生后导致溶液中某些离子浓度明显减小。

(2)(情境思考)厨房中化学无处不在，将一个生鸡蛋浸泡在食醋中一个晚上，第二天发现鸡蛋壳消失了，鸡蛋变成了“软蛋”。

试分析出现该现象的原因是什么？该反应发生的条件是什么？

提示：鸡蛋壳主要成分CaCO3，食醋主要成分CH3COOH，两者相遇发生反应：CaCO3＋2CH3COOH===Ca2＋＋2CH3COO－＋H2O＋CO2↑，鸡蛋壳没有了。该反应发生是因为可以生成气体和水。

知识点一　离子方程式的书写及正误判断

1．离子方程式书写及判断的核心：

在书写离子方程式和判断离子方程式的正误时要从“两易”“两等”和“两查”入手：

2.“六看”判断离子方程式的正误

(1)看是否符合客观事实

如Fe加入硫酸铜溶液中：

2Fe＋3Cu2＋===2Fe3＋＋3Cu(×)

Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu(√)

(2)看是否符合拆写原则

如石灰石加入稀盐酸中：

CO＋2H＋===CO2↑＋H2O(×)

CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O(√)

(3)看是否遵守质量守恒定律

如Na2CO3与稀硫酸反应：

CO＋H＋===CO2↑＋H2O(×)

CO＋2H＋===CO2↑＋H2O(√)

(4)看是否遵守电荷守恒

如钠与稀硫酸反应：

Na＋2H＋===Na＋＋H2↑(×)

2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑(√)

(5)看是否漏掉参加反应的离子

如CuSO4与Ba(OH)2溶液反应：

Ba2＋＋SO===BaSO4↓(×)

Ba2＋＋SO＋Cu2＋＋2OH－===BaSO4↓＋Cu(OH)2↓(√)

(6)看是否符合阴、阳离子的个数配比

如Ba(OH)2溶液和稀硫酸反应：

Ba2＋＋OH－＋H＋＋SO===BaSO4↓＋H2O(×)

Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O(√)

【误区警示】容易出现错误的几类物质的改写

(1)多元弱酸的酸式酸根离子不能拆开写，如NaHCO3不能拆写成Na＋、H＋和CO，应拆写成Na＋和HCO。

(2)在溶液中的NaHSO4应拆写成Na＋、H＋和SO。

(3)浓硫酸作为反应物不能拆开写，应写成化学式；浓盐酸、浓硝酸拆成离子形式。

(4)对微溶物，如Ca(OH)2，如果是反应物且为澄清石灰水，应拆成Ca2＋和OH－的形式，如果是生成物或是石灰乳等，则不能拆写成离子，应保留化学式Ca(OH)2。

　(1)(思维升华)澄清石灰水中通入CO2是否一定产生沉淀？(宏观辨识与微观探析)

提示：不一定。持续不断地通入CO2产生的沉淀会溶解，即CaCO3转化为Ca(HCO3)2。

(2)(思维升华)离子方程式：CO＋2H＋===H2O＋CO2↑的含义是什么？(宏观辨识与微观探析)

提示：可溶性碳酸盐与强酸或强酸的酸式盐生成可溶性盐和二氧化碳的反应。

(3)2020年全球爆发了新型冠状病毒肺炎疫情，截至4月7日，全球累计确诊134万例。“84”消毒液(主要成分NaClO)是疫情期间常用的消毒剂，其消毒原理可表示为NaClO＋CO2＋H2O===NaHCO3＋HClO，HClO是一种弱酸，能够使病毒变性而将病毒杀死，写出生成HClO的离子方程式。

提示：ClO－＋CO2＋H2O===HCO＋HClO。

【典例】下列反应的离子方程式正确的是(　　)

A．锌片插入稀硫酸中：Zn＋H＋===Zn2＋＋H2↑

B．CO2通入Ba(OH)2溶液中：Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O

C．铁与硫酸铜溶液反应：2Fe＋3Cu2＋===2Fe3＋＋3Cu

D．氢氧化铜加到盐酸中：Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O

【解题指南】解答本题时应注意以下几点：

(1)离子方程式要符合元素守恒和电荷守恒；

(2)离子方程式的书写要遵循实验事实；

(3)氢氧化铜为难溶物。

【解析】选D。锌片插入稀硫酸中，反应生成硫酸锌和氢气，离子方程式为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，故A错误；氢氧化钡完全电离，故CO2通入Ba(OH)2溶液中的离子方程式为Ba2＋＋2OH－＋CO2===BaCO3↓＋H2O，故B错误；铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，离子方程式为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，故C错误；氢氧化铜难溶于水，不能拆成离子形式，离子方程式为Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O，故D正确。

　【母题追问】

对于上题B选项中的反应，某兴趣小组同学采用如图所示装置进行探究：将CO2通入Ba(OH)2溶液中，观察有关现象。

(1)在没有通入CO2时，小灯泡是否亮？为什么？

提示：灯泡亮。因为Ba(OH)2属于强电解质，溶于水后电离出离子，溶液中离子的浓度比较大，故灯泡亮。

(2)在CO2气体的通入过程中将观察到什么现象？

提示：溶液中出现白色沉淀，小灯泡逐渐变暗至熄灭；然后沉淀逐渐溶解消失，然后又逐渐变亮。

(3)解释小灯泡在实验过程中随着CO2气体通入时的变化。

提示：发生了反应CO2＋Ba(OH)2===H2O＋BaCO3↓，溶液中自由移动的离子减少，灯泡先变暗后熄灭；随后发生反应CO2＋H2O＋BaCO3===Ba(HCO3)2，Ba(HCO3)2完全电离出自由移动的离子，溶液中离子浓度增大，灯泡又逐渐变亮。

【规律方法】“拆”与“不拆”

(1)可拆为离子符号的物质

(2)不可拆为离子符号的物质

　豆腐不可与菠菜一起煮。原因是菠菜中含有丰富的草酸、草酸钠(Na2C2O4)，豆腐中含有较多的钙盐。一起煮时上述物质发生复分解反应，生成草酸钙沉淀等物质。

(1)写出草酸钠(Na2C2O4)与可溶性钙盐反应的离子方程式______________________。

(2)生活中还有很多类似的例子，请利用所学知识解释。

①洁瓷精(主要成分为HCl)可用于除去水垢[主要成分有CaCO3、Mg(OH)2]，写出相关反应的离子方程式_________________、____________________。

②生活中常用白醋(主要成分为CH3COOH，为一元弱酸)擦拭洗手盆上的铁锈(主要成分为Fe2O3)，请用离子方程式解释原因____________________________。

【解析】(1)由题意知草酸钙为沉淀，故反应的离子方程式为Ca2＋＋C2O===CaC2O4↓。

(2)①CaCO3、Mg(OH)2与HCl发生复分解反应，生成可溶物，则水垢除去，反应的离子方程式为：CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑，Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O。

②Fe2O3为金属氧化物能够溶于酸，反应的离子方程式为Fe2O3＋6CH3COOH===2Fe3＋＋3H2O＋6CH3COO－。

答案：(1)Ca2＋＋C2O===CaC2O4↓

(2)①CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑

Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O

②Fe2O3＋6CH3COOH===2Fe3＋＋3H2O＋6CH3COO－

【加固训练】

1．(2020·沈阳高一检测)下列离子方程式书写正确的是(　　)

A．NaHCO3溶液与稀硫酸反应：CO＋2H＋===H2O＋CO2↑

B．饱和石灰水跟盐酸反应：H＋＋OH－===H2O

C．向碳酸镁中加入稀盐酸：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O

D．Fe2(SO4)3溶液和Ba(OH)2溶液反应：Fe3＋＋SO＋Ba2＋＋3OH－===Fe(OH)3↓＋BaSO4↓

【解析】选B。NaHCO3在水溶液中电离出Na＋和HCO，不是CO，正确的离子方程式为HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，A错误；碳酸镁为沉淀，不应写成离子形式，C错误；Fe2(SO4)3溶液和Ba(OH)2溶液反应的离子方程式应该是2Fe3＋＋3SO＋3Ba2＋＋6OH－===2Fe(OH)3↓＋3BaSO4↓，D错误。

2．(2019·长春高一检测)下列各组中的两个反应，可用同一离子方程式表示的是(　　)

A．CaCO3和HCl、K2CO3和HCl

B．BaCl2和H2SO4、Ba(OH)2和H2SO4

C．HCl和Na2CO3、HCl和NaHCO3

D．NaOH和H2SO4、Ba(OH)2和HNO3

【解析】选D。A中离子方程式分别为CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑和CO＋2H＋===CO2↑＋H2O；B中离子方程式分别为Ba2＋＋SO===BaSO4↓和Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O；C中离子方程式分别为CO＋2H＋===CO2↑＋H2O和HCO＋H＋===CO2↑＋H2O；D中离子方程式均为H＋＋OH－===H2O。

知识点二　离子共存

1．离子共存问题中易忽视的三类隐含条件

2．离子不能大量共存的两类情况

1．(思维升华)电解质在水溶液中发生反应后，所有离子浓度是否均减小？(宏观辨识与微观探析)

提示：否。只有相互结合生成难溶物、气体、难电离物质的离子浓度才减小。

2．强酸性和强碱性溶液中，Cu2＋、Cl－、NO、HCO、CO都能大量共存吗？(宏观辨识与微观探析)

提示： Cu2＋能与OH－反应，CO能与H＋反应，HCO既与OH－反应，又与H＋反应，故只有Cl－、NO在强酸性和强碱性溶液中都能大量共存。

3．(情境应用)三国时期，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”。蜀军误喝哑泉水，个个说不出话来，生命危在旦夕。幸巧遇见一老者指点，及时饮用万安溪安乐泉水，终于逐渐转危为安，渡过难关。

经当代化学工作者分析研究，发现哑泉泉水中含有较多的硫酸铜，人喝了含有铜离子的水就会中毒。而安乐泉水中含有较多的碱。你知道安乐泉水为什么能够解毒吗？

提示：安乐泉水含有较多的碱，会在胃肠中与CuSO4发生反应。致使原来的铜离子变成不溶性的Cu(OH)2沉淀而不会再被吸收，因此具有解毒作用。

【典例】(2020·柳州高一检测)某无色溶液可能是强酸性又可能是强碱性，在该溶液中一定能大量共存的离子是(　　)

A．H＋　Na＋　MnO　NO

B．Na＋　CO　Ca2＋　Cl－

C．K＋　Na＋　Cl－　SO

D．K＋　Cl－　Ba2＋　HCO

【思维建模】解答有关离子共存问题的思维流程如下：

【解析】选C。A项，MnO是紫红色；B项，酸性时CO＋2H＋===CO2↑＋H2O；D项，酸性时HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，碱性时HCO＋OH－===CO＋H2O。

　【母题追问】(1)上题A、D项的溶液混合，离子能否大量共存？会产生什么现象？

提示：不能，有气泡产生。A中H＋与D中HCO发生反应HCO＋H＋===CO2↑＋H2O。

(2)向上题C项中分别加入少量AgNO3溶液、BaCl2溶液，反应的离子方程式分别是什么？

提示：Ag＋＋Cl－===AgCl↓，Ba2＋＋SO===BaSO4↓。

　某河道两旁有甲乙两厂。它们排放的工业废水中，共含K＋、Ag＋、Fe3＋、Cl－、OH－、NO六种离子。

(1)甲厂的废水明显呈碱性，故甲厂废水中所含的三种离子是____________。

(2)乙厂的废水中含有另外三种离子。如果加一定量的物质A可以回收其中的某种金属B，A为________，B是____________。

(3)某同学提出了另一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合，经过滤后的废水，可用来浇灌农田。你能解释其中的原因吗？

_______________________________________

【解析】(1)甲厂废水呈碱性，则溶液中含有大量的OH－，与OH－离子反应的Ag＋、Fe3＋不能大量共存，根据溶液电中性可知甲厂废水中应含有K＋，乙厂中含有Ag＋、Fe3＋，则与Ag＋、Fe3＋反应的Cl－、OH－不能共存，所以根据溶液电中性可知乙厂还有NO，由此可知：甲厂含有K＋、Cl－、OH－，乙厂含有Ag＋、Fe3＋、NO。

(2)乙厂含有的金属离子有Ag＋、Fe3＋，加入单质Fe，可置换出Ag。

(3)将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合，可生成AgCl、Fe(OH)3沉淀，生成沉淀的离子有Ag＋、Fe3＋、Cl－、OH－，经过滤后的废水主要含KNO3。

答案：(1)OH－、 Cl－ 、 K＋

(2)铁粉　Ag

(3)将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合，可生成AgCl、Fe(OH)3沉淀，经过滤后的废水主要含KNO3，可作为钾肥灌溉农田

【加固训练】

1．某工厂排出的废水没有特殊颜色，加入OH－有沉淀生成，加入H＋有气体生成，推测下列哪一组离子符合这一情况(　　)

A．K＋、Mg2＋、Cl－、HCO

B．K＋、Cu2＋、SO、Na＋

C．NH、CO、NO、Na＋

D．NH、Cl－、HCO、K＋

【解析】选A。A项加入OH－有Mg(OH)2沉淀生成， 加入H＋有CO2气体生成，符合题意；B项Cu2＋显蓝色；C、D项加入OH－没有沉淀生成。

2．(2020·长沙高一检测)常温下，下列各组离子在指定溶液或水溶液中能大量共存的一组是(　　)

A．0.1 mol·L－1的NaOH溶液：K＋、Na＋、SO、CO

B．K＋、Cu2＋、OH－、NO

C．0.1 mol·L－1的Na2CO3溶液：K＋、Ba2＋、NO、Cl－

D．K＋、Mg2＋、SO、OH－

【解析】选A。A项，无离子反应；B项，Cu2＋与OH－反应生成沉淀；C项，CO与Ba2＋反应生成沉淀；D项，Mg2＋与OH－反应生成沉淀。

三言两语话重点

1．离子方程式书写的4个步骤：写→拆→删→查；

2．复分解反应发生的3个条件

(1)生成难溶物；

(2)难电离的物质(弱酸、弱碱和水等)；

(3)易挥发的物质(气体等)。

3．离子方程式判断的“六看”

4．离子共存判断易忽略的3个条件

(1)无色透明；

(2)酸性：强酸性、pH＜7、使石蕊试液变红等；

(3)碱性：强碱性、pH＞7、使石蕊试液变蓝、酚酞试液变红等。

1．正常人体血液中钾元素的含量应在一定范围内，如果钾元素含量偏低，会影响肌肉和神经的功能，这时就需要补充钾。一种医用补钾化合物的水溶液能与硝酸银溶液反应生成白色不溶于稀硝酸的沉淀，该化合物可能是(　　)

A．KNO3　　　　　　 B．K2CO3

C．KCl        D．KOH

【解析】选C。KNO3不与AgNO3反应，故A错误；K2CO3可与AgNO3反应生成 Ag2CO3，Ag2CO3可溶于稀HNO3，故B错误；KCl可与AgNO3反应生成不溶于稀HNO3的AgCl沉淀，故C正确；KOH可与AgNO3反应生成AgOH，AgOH可溶于稀HNO3，故D错误。

2．(2020·漳州高一检测)能正确表示下列化学反应的离子方程式的是(　　)

A．NaOH溶液与盐酸的反应：OH－＋H＋===H2O

B．氧化镁与稀硝酸反应：O2－＋2H＋===H2O

C．硫酸镁溶液与氢氧化钡溶液混合：Ba2＋＋SO===BaSO4↓

D．碳酸钙溶于稀盐酸中：CO＋2H＋===H2O＋CO2↑

【解析】选A。单质、氧化物、难溶于水的物质、难电离的物质不能写成离子形式，B、D均错误；C选项中还生成氢氧化镁沉淀。

3．(教材二次开发·教材习题改编)离子方程式CO＋2H＋===H2O＋CO2↑中的CO代表的物质可以是(　　)

A．CaCO3　　　　　　 B．NaHCO3

C．Na2CO3　　　　     D．BaCO3

【解析】选C。离子方程式中的CO代表易溶于水且易电离的碳酸盐。

4．下列离子在溶液中能大量共存，加入OH－能产生白色沉淀的是(　　)

A．Na＋、Ca2＋、SO、Cl－     B．H＋、Mg2＋、CO、S2－

C．K＋、Mg2＋、SO、NO     D．K＋、Na＋、NO、SO

【解析】选C。A项，Ca2＋与SO生成微溶物CaSO4，不能大量共存；B项，H＋与CO、H＋与S2－可生成气体CO2、H2S，不能大量共存，Mg2＋与CO生成MgCO3沉淀，不能大量共存；C项，四种离子可大量共存，且加入OH－能与Mg2＋生成Mg(OH)2白色沉淀；D项，四种离子可大量共存，但加入OH－不能产生白色沉淀。

【加固训练】

如表是某矿物质饮用水的部分标签，则说明该饮用水中还可能较大量存在的是(　　)

主要成分

钾离子(K＋)20～27.3 mg·L－1

氯离子(Cl－)30～34.2 mg·L－1

镁离子(Mg2＋)20.2～24.9 mg·L－1

硫酸根离子(SO)24～27.5 mg·L－1

　A．OH－　　　B．Ag＋　　　C．Na＋　　　D．Ca2＋

【解析】选C。OH－与Mg2＋不共存；Ag＋与SO、Cl－不共存；Ca2＋与SO不能大量共存。

5．下列离子方程式改写成化学方程式正确的是(　　)

A．Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓

CuCO3＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2CO3

B．CO＋2H＋===CO2↑＋H2O

BaCO3＋2HCl===BaCl2＋CO2↑＋H2O

C．Ca2＋＋CO===CaCO3↓

Ca(NO3)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaNO3

D．H＋＋OH－===H2O

Ba(OH)2＋H2SO4===BaSO4↓＋2H2O

【解析】选C。A错，Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓代表可溶性铜盐与强碱反应生成Cu(OH)2和可溶性盐的一类反应，CuCO3难溶于水。B错，CO＋2H＋===CO2↑＋H2O代表可溶性碳酸盐与强酸反应生成可溶性盐、CO2和H2O的一类反应，BaCO3难溶于水。C对，Ca2＋＋CO===CaCO3↓代表可溶性钙盐(或澄清石灰水)与可溶性碳酸盐反应生成CaCO3和可溶性盐(或可溶性强碱)的一类反应，化学方程式符合反应事实及规律。D错，H＋＋OH－===H2O代表强酸(或强酸的酸式盐)与强碱反应生成可溶性盐和水的一类反应，BaSO4是难溶性盐。

6．根据实验事实，把下列化学方程式改写成离子方程式：

(1)澄清石灰水中通入少量的二氧化碳，溶液变浑浊：Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O。

离子方程式：_______________________________。

(2)把一枚洁净的铁钉置于CuSO4溶液中一会儿，铁钉表面有红色物质析出：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。离子方程式：_____________________________。

(3)向BaCl2溶液中滴加稀硫酸，有白色沉淀析出：BaCl2＋H2SO4===BaSO4↓＋2HCl。

离子方程式：________________________________________。

【解析】(1)书写离子方程式时澄清石灰水需拆写成Ca2＋＋2OH－。

(2)CuSO4和FeSO4为可溶性盐，应拆写成Cu2＋＋SO和Fe2＋＋SO。

(3)书写离子方程式时，BaCl2、H2SO4、HCl均需要拆写成离子形式，而BaSO4不能拆写。

答案：(1)Ca2＋＋2OH－＋CO2===CaCO3↓＋H2O

(2)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu

(3)Ba2＋＋SO===BaSO4↓

素养新思维

7．硫酸铜在农业领域，与石灰水混合后生成波尔多液，作为杀菌剂，用于控制作物上的真菌，防止果实等腐烂；无水硫酸铜为白色晶体，胆矾(CuSO4·5H2O)为蓝色晶体，硫酸铜溶液是蓝色溶液，向硫酸铜溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。

(1)硫酸铜电离出的离子是________(用离子符号表示，下同)；BaCl2电离出的离子是________，Cu2＋和Cl－有没有参加反应？________。

(2)生成的白色沉淀是________，硫酸铜与BaCl2反应的实质是____________________________________，

反应的离子方程式是______________________________________。

【解析】(1)CuSO4电离方程式为CuSO4===Cu2＋＋SO，BaCl2电离方程式为BaCl2===Ba2＋＋2Cl－。

(2) SO与Ba2＋结合生成BaSO4白色沉淀，Cu2＋、Cl－不能结合成难溶物，它们不参与反应。CuSO4与BaCl2反应的实质是SO与Ba2＋结合生成难溶性BaSO4，反应的离子方程式是SO＋Ba2＋===BaSO4↓。

答案：(1)Cu2＋、SO　Ba2＋、Cl－　没有

(2)BaSO4　SO与Ba2＋结合生成难溶性BaSO4

SO＋Ba2＋===BaSO4↓