化学班教案：《离子共存教案》

教育学院第_四_期 学员 _化学_班教案 课 题 离子共存 授课时间 2 小时 执 教 人 朱继收 教材和学情分析 教材分析 离子共存是高中化学学习的重点内容，涉及知识点多而杂，易失分。本教案讲练结合，结合 教材帮助学生理解性地去学习归纳总结，为后面其它部分的学习打好基础。 学生分析 有关溶液中离子能否共存问题是中学化学中的常见问题。近几年高考几乎每年都设置判 断离子共存问题的试题。从历年高考中有关离子共存问题的难度上分析，这类问题都属于中 等难度偏易题，但这类题的区分度都比较高。考生在元素及其化合物知识的学习中，没有将 众多的元素及其化合物知识统摄整理，使之网络化并进行有序的存储，因而在提取、再现、 辨认时，或出现错误，或发生障碍，或不完整；也有知识掌握不完整，物质间相互反应的规 律不清晰，在解决问题时缺乏信心等因素。 教学目标 1.掌握离子共存条件的判断。 2. 了解强、弱电解质的概念。 3.通过归纳总结离子反应的实质。 4.培养归纳、整理、探究事物规律的意识。 教学重点 1.判断在指定条件下，在同一溶液中离子能否大量共存； 2.根据离子共存规律推断溶液组成； 教学难点 1.根据离子共存规律及指定条件推断溶液中可能存在的离子。 教具准备 离子共存讲义 多媒体 一基础知识 概念：只要离子组内有两种或多种离子能相互反应，则这组离子就不能大量共存。 离子不能大量共存的条件（离子不能大量共存的规律）： 生成气体或挥发性物质； 生成难溶物或微溶物； 生成弱电解质的物质； 发生氧化还原反应； 5 发生络合反应； (6)生双水解反应的离子不能大量共存； (7)酸酸式酸根离子不能与 H+、OH -共存：如 HCO3-、HS - (8)若题目中提示酸性溶液（pH7）或碱性溶液（pH7）应在各待选答案中均加入 H+ 二知识梳理 1.由于发生复分解反应，离子不能大量共存 有气体产生 如：H +与 CO32-、HCO 3-、S 2-、HS -、SO 32-、HSO 3-等不能大量共存，主要是由于发生 CO32- 2H +CO 2H 2O、 HS-H +H 2S等。 有沉淀生成 如： Ca 2+、Mg 2+ 、Ba 2+等与 SO42-、SO 32-、CO 32-等不能大量共存，主要是由于 Ba2+CO 32- BaCO 3、Ca 2+SO 42-CaSO 4（微溶） ； Mg2+、Al 3+、Cu 2+、Fe 2+、Fe 3+等与 OH-不能大量共存是因为： Cu2+2OH -Cu(OH) 2，Fe 3+3OH -Fe(OH) 3等； 有弱电解质生成 如：OH -、ClO -、F -、CH 3COO-、PO 43-、HPO 42-、H 2PO4-等与 H+不能大量共存，主要由于 OH- H +H 2O、CH 3COOH +CH 3COOH 一些弱酸的酸式根或 NH4+不能与 OH-大量共存是因为： HCO3-OH -=CO32-H 2O、HPO 42-OH -PO 43-H 2O、NH 4+OH -=NH3H2O 此类离子反应总是朝着使溶液中某些离子浓度降低的方向进行！ 2 由于发生氧化还原反应，离子不能大量共存。 一般情况下，具有较强还原性的离子不能与具有较强氧化性的离子大量共存。 如：I -、 、S 2-、HS -和 Fe3+不能大量共存是由于： 2I-2Fe 3+=I22Fe 2+、 2Fe 3+ S 2-=S2Fe 2+、 2Fe 3+3S 2-=S2Fe S。 在酸性或碱性的介质中由于发生氧化还原反应而不能大量共存。 如：NO 3-和 I-在中性或碱性溶液中可以共存，但在有大量 H+存在下不能共存； 如：SO 32- 、S 2O32-和 S2-在碱性条件下可以共存，但在酸性条件下由于发生：2S 2-SO 32- 6H +3S3H 2O、 2S2-S 2O32-6H +4S3H 2O 不能共存。 如：ClO -与 S2-不论是在酸性条件下还是在碱性条件下都不能大量共存。 3一些容易发生水解的离子，在溶液中的存在是有条件的。 如：AlO 2-、S 2-、HS -、CO 32-、HCO 3-、SO 32-、HSO 3- 、ClO -、F -、CH 3COO-、PO 43- 、SiO 32-、等存在于碱性 溶液，而不存在于酸性溶液。 如：Mg 2+、Al 3+、Cu 2+、Fe 2+、Fe 3+、NH 4+等存在于酸性溶液，而不存在于碱性溶液。 而上述两组离子一般不能同时存在在同一溶液中，即离子间能发生“双水解”反应。 因为：3CO 32-2Al 3+3H 2O=3 CO22Ai(OH) 3 3AlO 2-Al 3+6H 2O=4Al(OH)3 等 4由于形成络合离子，离子不能大量共存。 中学化学中还应注意有少数离子可形成络合离子而不能大量共存的情况。 如：Fe 3+和 SCN-由于 Fe3+SCN -=Fe(SCN)2+等络合反应的发生而不能大量共存，还有Fe(SCN) 2、Fe(SCN)3、Ag(NH3)+、Cu(NH3)42+ 等 三典题讲解 问题 1：常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是（ ） 1.0mol/L 的 KNO3溶液中：H + Fe2+ Cl- SO42- B. 甲基橙呈红色的溶液：NH 4+ Ba2+ AlO2- Cl- C. PH=12 的溶液：K + Na+ CH3COO- Br- D. 与铝反应产生氢气的溶液：Na + K+ CO32- Cl- 解析：A 中 H+与 NO3-的组合具有强氧化性，会将 Fe2+氧化为 Fe3+，所以不可大量共存。在考试常见的还有 H+ 与 ClO-、MnO 4-的组合也具有强氧化性，不能和具有还原性的离子共存;B 中甲基橙呈红色说明溶液呈酸性， 存在 H+，弱酸根离子 AlO2-不能大量存在；C 溶液呈碱性，互相之间不发生反应可以大量共存；D 中与铝反应 产生氢气的溶液既可以呈酸性，也可以呈碱性，若溶液为酸性，弱酸根离子 CH3COO-不可以大量存在，若溶 液为碱性，可以大量共存。但题干要求一定能大量共存，所以选 C。 问题 2：在某无色透明酸性溶液中，能共存的离子组是( ) （A）NH 4+ NO3- Al3+ Cl- （B）Na + AlO2- K+ NO3- （C）MnO 4- K+ SO42- Na+ （D）K + SO42- HCO3- Na+ 解析：在酸性溶液中，AlO 2- 、HCO 3-均不可大量存在，溶液为无色透明而 MnO4- 为紫红色，所以选 A 问题 3：因发生氧化还原反应在水溶液中不能大量共存的离子组是 ( ) （A）Ca 2+ Br- Fe3+ CO32- （B）Fe 2+ Cl- NO3- H+ （C）Fe 3+ Ca2+ H+ NO3- （D）NO 3- OH- Cl- Ba2+ 解析：A 中离子不可大量共存因 Ca2+与 CO32-可以发生复分解反应产生沉淀；C、D 中离子可以大量共存，B 中 “H+NO3-”的组合具有强氧化性，能与 Fe2+发生氧化还原反应，故选 B 四归纳总结 判断离子共存的关键是看离子间能否发生反应，以及是否符合指定条件，总结起来就是一句话：一色二性三 特殊四反应。 一色。溶液的颜色。若限定为无色溶液，则 Cu2+(蓝色)、Fe 2+（浅绿色） 、Fe 3+（棕黄色） 、MnO 4- (紫红色)等 有色离子不能够存在； 二性。溶液的酸性和碱性。在强酸性溶液中，OH -及弱酸根阴离子(如 CO32-、SO 32-、AlO 2-、CH 3COO-、S 2- 、ClO -、F -、SiO 32-、C 6H5O-等)均不能大量存在；在强碱性溶液中，H +及弱碱阳离子（如 NH4+、Al 3+、Mg 2+、Fe 3+等）均不能大量存在；酸式弱酸根离子（如 HCO3-、HSO 3-、HS -、H 2PO4-等）在强酸性或 强碱性溶液中均不能大量存在。 三特殊。指三种特殊情况：AlO 2-与 HCO3-不能大量共存：AlO 2-+ HCO3-+H2O=Al(OH)3+ CO32-；“H +NO3- ”的组合具有强氧化性，能与 S2-、Fe 2+、I -等发生反应，而这种组合往往较为隐蔽，不易被察觉；NH 4+与 CH3COO-、CO 32-，Mg 2+与 HCO3-等组合中，虽然两组离子都能水解且水解相互促进，但总的水解程度仍然很小， 它们在溶液中能够大量共存，但加热条件下就不同了。 四反应。指离子之间通常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。复分解反应，如 Ca2+与 CO32- ，Ag + 与 Cl-等；氧化还原反应，如 Fe3+与 I-，NO 3-（H +）与 Fe2+，MnO 4-（H +）与 S2-等；双 水解反应，如 Al3+与 HCO3- 、CO 32-、HS - 、S 2-、AlO 2-等，Fe 3+与 HCO3- 、CO 32-、AlO 2- ，NH 4+与 AlO2-、SiO 32-等； 络合反应，如 Fe3+与 SCN-等 注意： 1.“透明”与“澄清”溶液指此溶液不形成沉淀或混浊与溶液颜色无关 2.题中涉及到水的电离则考虑到 3.室温时溶液中由水电离出来的 H+浓度如果大于 10-7mol/L 表示溶液显酸性 4.室温时溶液中由水电离出来的 H+浓度如果小于 10-7mol/L 表示溶液显酸性或碱。 5.看清“一定大量共存” 、 “可能大量共存” 、还是“不能大量共存” 等要求。 6.若溶液无色则 Cu2+（蓝） 、Fe 3+（棕黄） 、Fe 2+（浅绿） 、MnO 4-（紫）等有色离子不能存在。 7.溶液中有 H+溶液呈酸性；紫色石蕊试液变红；溶液 PH7；加入铝粉后放出 H2等。 8.溶液中有 OH溶液呈碱性；紫色石蕊试液变蓝；溶液 PH7；加入铝粉后放出 H2等。 9.如“无色透明” 、 “酸性条件” 、 “与铝反应放出氢气的溶液” 等等 。 10.特殊要求，如“某离子存在下不能共存的” 、 “生成气体或沉淀不能大量共存的” 、 “发生氧化还原 反应而不能大量共存的”等等。 五小试牛刀 1.在pH1的溶液中,可以大量共存的离子组是 ( ) ANa +、K +、S 2-、Cl - BAl 3+、Mg 2+、SO 42-、Cl - CK +、Na +、AlO 2-、NO 3- DK +、Na +、SO 42-、S 2O32- 2.下列各组离子能大量共存，且溶液无色的是 （ ） A.Cu2+、K +、NO 3-、Cl - B.Na+、K +、OH -、Cl - C.Fe3+、Na +、OH -、SO 42- D.Ba2+、H +、CO 32-、OH - 3.下列溶液中的离子因发生氧化还原反应而不能大量共存的是 （ ） ANa +、Al 3+、SO 42 、HCO 3 BK +、Fe 3+、Cl 、SCN CCa 2+、Na +、ClO 、S 2 DCa 2+、Ba 2+、F 、Br 六顺手牵羊 4、 在某无色透明的酸性溶液中，能共存的离子组是 （ ） ANa + 、K +、SO 42 、HCO 3 BCu 2+、K +、 SO42 、NO 3 CNa +、 K+、Cl 、 NO3 DFe 3+、K +、SO 42 、Cl 5、 常温下，下列各组离子在指定的环境下一定不能大量共存的是 （ ） ApH=0 的溶液中： Na 、K 、SO 32 、MnO 4 B某无色中性溶液中： Cl 、NO 3 、Al 3 、K CpH 12 的溶液中： Na 、K 、SO 42 、CIO D加入 Al 粉能产生 H2 的溶液中：Na 、Cu 2 、Cl 、SO 42 (2007 年江苏)向存在大量 Na+、Cl 的溶液中通入足量的 NH3后，该溶液中还可能大量存在的离 于组