【核心素养目标】人教版（2023）高一化学必修第一册1.2 离子反应（第3课时 离子反应应用）

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第二节离子反应

第3课时离子反应应用

人教版必修第一册

学习目标

1．应用离子发生的条件，正确判断常见离子在溶液中能否大量共存。

2．利用离子的特征反应能鉴别离子以及进行综合推断。

学习目标

通过掌握离子推断的方法，培养学生“宏观辨识与微观探析“证据推理与模型认知”的核心素养。

素养目标

情境引入

近期，环境保护组织对某市相邻甲、乙两企业排出的废水进行了检测，发现甲企业的废水中含有下列几种离子：K＋、SO42-、CO32－、Cl－。乙企业的废水中含有大量H＋、Ba2＋、NO3－，若将这两种废水混合，废水的污染性明显降低，这是什么原因呢？

甲厂

乙厂

SO42－、Ba2＋两种离子不能共存，会生成BaSO4白色沉淀，可有效降低重金属Ba2＋的浓度：Ba2＋+SO42－=BaSO4↓；CO32－与H＋不能共存，反应生成了CO2气体：CO32－+2H＋=CO2↑+H2O，可有效降低H＋的浓度（酸污染）。因此，甲、乙两企业排出的废水混合，可以降低或消除环境污染。

【结论】

情境引入

教学过程

一、离子共存问题

离子共存

本质

不共存

条件

几种离子在同一溶液中能大量共存，就是指离子之间不发生任何反应；若离子之间能发生反应，则不能大量共存。

①离子间反应生成沉淀（难溶物或微溶物）的离子不能大量共存。

②离子间反应生成气体也不能大量共存。

③离子间反应有难电离的物质生成，则不能大量共存。

1.离子共存的本质

教学过程

（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.离子不能共存的条件

教学过程

(1)注意判断离子共存的情况：“能、不能”，“一定、可能、一定不能”。

(2)注意题干中提示的溶液酸碱性：酸性溶液应考虑H＋的存在，碱性溶液应考虑OH－的存在。

(3)注意题干中提示的溶液颜色：溶液无色时，有色离子不能存在。

(4)注意正确理解“透明溶液”，如：NaCl溶液、KOH溶液为无色透明溶液，CuSO4溶液、FeCl3溶液是有色透明溶液，不能认为“有色”就不透明。

离子共存问题审题技巧

教学过程

3.其他限定条件

（1）无色溶液限定条件

几种常见离子的颜色

离子Cu2＋Fe3＋Fe2＋MnO4-Cr2O72－CrO42－Cr3＋

溶液颜色蓝色棕黄色浅绿色紫红色橙红色黄色绿色

注意：透明不代表无色，即透明溶液中有色离子可以大量共存

教学过程

（2）限制酸性溶液的条件（隐含有H+）

①常温下pH7的溶液；

②使pH试纸变蓝；

③使红色石蕊试纸变蓝（紫色石蕊溶液呈蓝色）；

④使酚酞呈红色；

⑤c(OH-)＞c(H+)的溶液

（3）限制碱性溶液的条件（隐含有OH-）

典例1．

课堂练习

【答案】C

在无色透明的强酸性溶液中，下列各组离子能大量共存的是()

A．Cu2＋、K＋、Cl-、NO3-

B．Ag＋、Na＋、NO3-、Cl-

C．Mg2＋、Na＋、SO42-、Cl-

D．Na＋、K＋、Cl-、CO32-

典例2．

课堂练习

【答案】D

甲、乙、丙、丁四位同学分别进行实验，测定四份不同澄清溶液的成分，记录结果如下，其中记录结果合理的是()

甲：K2SO4、BaCl2、NaCl

乙：NaCl、Ba(OH)2、K2CO3

丙：HCl、K2CO3、NaCl

丁：K2SO4、Na2CO3、KCl

A．甲B．乙C．丙D．丁

教学过程

二、离子推断问题

思考讨论：假设我们要确定溶液中是否存在某种离子，你认为在设计方案时应注意哪些问题（原则）？

离子推断四原则

①肯定原则：根据实验现象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的离子

②互斥原则：在肯定某些离子存在的同时，结合离子共存规律，否定一些离子的存在（肯定的同时看否定）

③电中性原则：溶液呈电中性，溶液中有阳离子，必有阴离子，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。

④进出原则：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。

教学过程

依据物理性质、化学性质的差异—颜色的变化、是否有气体产生、能否溶解、有无沉淀、能否产生某个现象（或产生某个现象的快慢）、有无吸热或放热等现象来判断。

依据

步骤

观察物理性质→取少量样品→加入某种试剂→加热、振荡等→现象→结论

思路

根据实验操作和现象，判断一定含有的离子→根据离子共存，判断一定不含的离子→根据电荷守恒，判断还含有的离子或可能含有的离子。

思维模型

离子推断

典例3．

课堂练习

某Y形河流上游两旁有甲、乙两个化工厂，其位置如图所示。经某化学课外活动小组检测，已知它们排放的工业废水中，共含K＋、Ag＋、Fe3＋、Cl－、OH－、NO3－六种离子。

(1)经该小组检测，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)该小组认为，乙厂的废水中含有另外三种离子，如果加一定量的(填“活性炭”“硫酸亚铁”或“铁粉”)，可以回收其中的金属(填元素符号)，达到变废为宝的目的。

(3)该小组有一个设想，建议甲厂和乙厂联合起来，把废水按适当比例混合，可以使废水中的

(填离子符号)转化为沉淀。在丙地建立一个灌溉站，河水可用来直接浇灌农田，他们的理由是经过滤后的废水主要含，有利于农作物的生长。你认为他们的方案是否可行，并写出理由：。

课堂练习

【答案】(1)K+Cl-OH-

(2)铁粉Ag2Ag++Fe=2Ag+Fe2+

(3)Ag+、Cl-、Fe3+、OH-K+、NO3-

【解析】(1)甲厂排放的工业废水明显呈碱性，一定含有OH－，与OH－可共存的离子有K＋、Cl－、NO3-，考虑到Ag＋与Cl－、OH－不能共存，所以甲厂废水中含OH－、K＋、Cl－，乙厂废水中含Ag＋、Fe3＋、NO3-。

(2)在乙厂废水中加入一定量的铁粉可以回收银。

(3)若将两厂废水按适当比例混合，可将Ag＋与Cl－、Fe3＋与OH－分别转化为AgCl、Fe(OH)3沉淀，经过滤后溶液中主要含有KNO3，KNO3是含钾元素、氮元素的复合肥料。

课堂练习

某溶液的溶质可能由下列离子组成：Cl-、SO42-、CO32-、H＋、Ba2＋、Na＋，某同学进行了如下实验：

(1)向溶液中加入过量的BaCl2溶液，有白色沉淀产生，过滤；

(2)向(1)中滤液里加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生；

(3)将(1)中的沉淀加入稀盐酸中，沉淀部分消失，有气体产生。依据以上实验可以推断，原溶液中一定含有；一定没有；可能含有________。

典例4．

SO42-、CO32-、Na＋

H＋、Ba2＋

Cl-

【答案】

课堂小结

课后小任务

海水中得到的粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-，为了进一步提纯，设计实验方案、写出实验步骤、所加试剂及离子方程式。

粗盐

精盐

第①步：加NaOH溶液过滤:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓；

第②步：加BaCl2溶液过滤：SO42－+Ba2＋=BaSO4↓；

第③步：