2019_2020学年高中化学第2章元素与物质世界第2节第3课时离子反应的应用学案鲁科版.docx

离子反应的应用核心素养发展目标1.依据宏观现象判断溶液中离子的存在和改变，发展对化学反应实质的认识，知道酸、碱、盐在水溶液中的反应是离子反应。2.掌握常见离子Cl、SO、CO的检验方法。3.掌握粗盐的提纯方法，学会利用离子反应进行物质的除杂和分离。一、离子检验常见阴离子的检验检验离子使用的试剂实验操作及反应现象反应的离子方程式实验结论ClAgNO3溶液、稀硝酸少取待测液，滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀，再滴加稀硝酸，沉淀不溶解ClAg=AgCl溶液中存在ClSOBaCl2溶液、稀盐酸少取待测液，滴加足量稀盐酸无沉淀，再滴加BaCl2溶液产生白色沉淀Ba2SO=BaSO4溶液中存在SOCOCaCl2溶液、盐酸、澄清石灰水少取待测液，先加入CaCl2溶液，如果产生沉淀，再加入盐酸，沉淀溶解，产生无色无味的气体，将该气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊Ca2CO=CaCO3，CaCO32H=Ca2CO2H2O，CO2Ca22OH=CaCO3H2O溶液中存在CO离子检验的注意事项(1)离子检验时一定要排除杂质离子的干扰。检验Cl时，为排除CO、SO等离子的干扰，应加入稀硝酸。检验SO时，为排除CO、SO等离子的干扰，应先加入稀盐酸。检验CO时，为排除HCO离子的干扰，用CaCl2溶液或BaCl2溶液区别HCO和CO。(2)离子检验时为排除其他离子的干扰，一定要注意滴加试剂的顺序。如检验SO时，为排除CO、Ag、SO等离子的干扰，应先加稀盐酸，没有白色沉淀生成，再加BaCl2溶液，产生白色沉淀。若顺序颠倒，无法排除Ag的干扰。(3)检验固体物质中的离子时，则应先将其溶解后再取样检验。(4)检验溶液中的离子时，则应“先取样，后操作”。例1下列检验试样中有无SO的操作及结论正确的是()A.滴加BaCl2有白色沉淀生成，一定有SOB.加盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀生成，一定有SOC.滴加硝酸酸化的AgNO3溶液没有白色沉淀生成，一定没有SOD.先加盐酸无明显现象，再加BaCl2溶液有白色沉淀生成，一定有SO答案D解析A中可能为CO、SO或Ag；B中可能为Ag；Ag2SO4是微溶物，只有当浓度较大时才出现沉淀，所以C选项中不能排除有少量SO存在的可能。易错警示(1)检验SO存在时，一定先加稀盐酸后加BaCl2溶液，不能将两种试剂颠倒，防止Ag、CO、SO等干扰。(2)检验Cl存在时，必须用硝酸酸化，防止CO等离子的干扰，但不能用盐酸酸化。例2只用一种试剂就能鉴别出碳酸钠、氯化钡、氯化钠三种溶液，该试剂是()A.氢氧化钠B.硝酸银C.稀硫酸D.氯化钙答案C解析与稀硫酸反应有气体产生的是碳酸钠溶液，有沉淀生成的是氯化钡溶液，没有现象的是氯化钠溶液。思维启迪用一种试剂鉴别多种物质时，所选用的试剂必须能和被鉴别物质反应或混合后产生不同的实验现象。例3某溶液中含有K、Cl、CO、SO等，今要求在该溶液中先后检验出CO、SO、Cl，请你帮助小明同学完成下列实验设计：(1)试剂：先加_，依据现象_，确定CO存在；再加_，再依据现象_，确定SO存在；最后加_，依据现象_，确定Cl存在。(2)根据你选择的试剂，写出检验CO、SO、Cl的离子方程式：_；_；_。答案(1)过量硝酸产生无色、无味气体，且该气体可使澄清石灰水变浑浊稍过量的Ba(NO3)2溶液产生白色沉淀AgNO3溶液产生白色沉淀(2)2HCO=CO2H2OBa2SO=BaSO4AgCl=AgCl解析先确定每种离子检验时所需的试剂，再确定检验离子的先后顺序。检验CO先用盐酸或硝酸，检验Cl用稀硝酸和AgNO3溶液，检验SO用Ba(NO3)2溶液或BaCl2溶液。由于Ag与CO、SO、Cl都能反应，生成白色沉淀，故应先检验CO，最后检验Cl。方法规律同一溶液中多种离子检验时，为排除离子间的干扰，要有检验的先后顺序。二、物质的除杂和分离食盐的精制除去粗食盐水中Ca2、Mg2、SO实验方案的设计1.选择除杂试剂(1)原则：选择能使杂质离子转化为气体或沉淀的物质作为除杂试剂。(2)除杂试剂及新引入的杂质离子杂质离子除杂试剂离子反应引入杂质离子Ca2过量Na2CO3溶液Ca2CO=CaCO3COMg2过量NaOH溶液Mg22OH=Mg(OH)2OHSO过量BaCl2溶液Ba2SO=BaSO4Ba22.确定试剂的添加顺序和实验步骤(1)原则：综合考虑原有杂质离子和新引入杂质离子，确定试剂添加顺序和实验操作。(2)试剂添加顺序和实验操作粗食盐水过滤调节pH到中性。粗食盐水过滤调节pH到中性。粗食盐水过滤调节pH到中性。(3)有关离子反应Ba2SO=BaSO4、Mg22OH=Mg(OH)2、COCa2=CaCO3、Ba2CO=BaCO3、CO2H=H2OCO2、OHH=H2O。3.检验杂质离子是否去除干净如检验SO除净的操作：少取滤液，加入稀盐酸和BaCl2溶液，没有白色沉淀生成，证明SO除净。(1)物质除杂和分离的基本原则不增(不引入新的杂质)。不减(不减少被提纯的物质)。易分离(被提纯的物质与杂质易分离)。易复原(被提纯的物质易复原)。(2)物质除杂和分离注意的问题除杂试剂要过量。后续试剂应能除去过量的前一试剂。尽可能将杂质转化为所需物质。除去多种杂质时考虑加入试剂的合理顺序。例4提纯含有少量硝酸钡杂质的硝酸钾溶液，可以采用的方法是()A.加入过量的碳酸钠溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量的硝酸B.加入过量的硫酸钾溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量的硝酸C.加入过量的硫酸钠溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量的硝酸D.加入过量的碳酸钾溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量的硝酸答案D解析除去KNO3溶液中的Ba(NO3)2，实质是除Ba2，加入CO与Ba2结合为BaCO3沉淀除去，过量的CO加HNO3除去。A、C中会引入Na，B、C中会引入SO。思维启迪分析物质组成，确定要保留的物质和需要除去的杂质，选择将杂质离子转化为沉淀或气体的试剂，不影响要保留离子，尽可能将杂质离子转化为所需物质，而且不引入新杂质，除杂试剂需过量，且后加试剂能将过量的前一试剂除去。例5通过海水晾晒可得粗盐，粗盐中除含有NaCl外，还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质。制备精盐的各步操作流程如下：(1)在第步蒸发过程中要用玻璃棒搅拌，目的是_。(2)第、步操作的目的分别是除去粗盐中的Na2SO4和CaCl2，需要加入的试剂依次是_(填化学式)。(3)第步操作中发生反应的化学方程式为_。(4)在第步操作中，选择的除杂试剂不能是KOH溶液，理由是_。(5)第步操作中，需要的仪器有_、_、_、_。答案(1)防止液体局部受热温度过高，造成液滴飞溅(2)BaCl2、Na2CO3(3)NaOHHCl=NaClH2O，Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2(4)会引入新杂质K(5)漏斗烧杯玻璃棒铁架台(带铁圈)解析(1)在第步蒸发过程中要用玻璃棒搅拌，目的是防止液体局部受热温度过高，造成液滴飞溅。(2)第步操作的目的是除去粗盐中的硫酸钠，则需要加入过量BaCl2溶液，第步操作是为了除去CaCl2及过量的BaCl2，则需要加入过量Na2CO3溶液。(3)第步操作的目的是除去滤液中过量的氢氧化钠和碳酸钠，所以发生反应的化学方程式为NaOHHCl=NaClH2O，Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2。(4)不能用KOH溶液代替NaOH溶液，理由是氢氧化钾和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钾，会引入新杂质K。(5)过滤操作所需仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台(带铁圈)。规律总结(1)除去粗盐水中Ca2、Mg2、SO的原理表示如下：(2)Na2CO3溶液要在BaCl2溶液之后加入，加入试剂顺序有3种。离子反应的应用1.判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)某溶液中加入BaCl2溶液产生白色沉淀，该溶液中可能含SO()(2)检验溶液中的Cl时，先加盐酸，再加AgNO3溶液()(3)某溶液中加入盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味的气体，该溶液中可能含CO()(4)某溶液中加入AgNO3溶液，产生白色沉淀，该溶液中一定含有Cl()(5)某溶液中加入氯化钡溶液有白色沉淀产生，再加盐酸，沉淀不消失，该溶液中一定有SO()(6)某溶液中滴入盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀，该溶液中一定含有SO()(7)加入碳酸钠溶液产生白色沉淀，再加盐酸白色沉淀消失，一定有Ba2()(8)检验Cl和SO混合溶液中的Cl时，先加入过量的Ba(NO3)2溶液，再加入AgNO3溶液()(9)用Fe粉除去FeSO4溶液中含有的少量CuSO4()(10)用稀盐酸除去BaSO4中混有的BaCO3()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)2.(2018南昌高一检测)用可溶性钡盐检验SO的存在时，先在待测溶液中加入盐酸，其作用是()A.形成较多的白色沉淀B.排除SO以外的其他阴离子及Ag的干扰C.形成的沉淀纯度更高D.排除Ba2以外的其他阳离子的干扰答案B解析检验SO时，须排除CO、Ag、SO等干扰。3.下列实验设计方案中可行的是()A.向某无色溶液中仅加入AgNO3溶液，以检验未知溶液中的ClB.用洗气瓶中的NaOH溶液除去CO2气体中混有的HCl气体C.向某无色溶液中仅加入BaCl2溶液，以检验未知溶液中的SOD.用加入适量铜粉的方法除去Cu(NO3)2溶液中的AgNO3杂质答案D解析A项，加入AgNO3溶液后，应再加入稀HNO3；B项，NaOH与CO2、HCl都能发生反应；C项，应先加入稀盐酸，再加入BaCl2溶液；D项，加入铜粉后：Cu2Ag=2AgCu2，再过滤可除去AgNO3杂质。4.某溶液中含有较大量的Cl、CO、OH3种阴离子，如果只取一次该溶液就能够分别将3种阴离子依次检验出来，下列实验操作顺序正确的是()滴加Mg(NO3)2溶液过滤滴加AgNO3溶液滴加Ba(NO3)2溶液A.B.C.D.答案B解析检验Cl用AgNO3溶液，但CO、OH均会产生干扰，检验CO用Ba(NO3)2溶液，检验OH用Mg(NO3)2溶液，但CO会产生干扰。因此实验操作顺序应为首先滴加足量Ba(NO3)2溶液，如果出现白色沉淀，证明有CO，同时除去CO；过滤后，在滤液中滴加足量Mg(NO3)2溶液，如果出现白色沉淀，证明有OH，同时除去OH；过滤后，在滤液中滴加AgNO3溶液，如果出现白色沉淀，证明有Cl。5.四支试剂瓶中分别盛装有NaNO3溶液、Na2CO3溶液、Na2SO4溶液和NaCl溶液，就如何检验这四种溶液分别作如下探究。探究过程：分别取四种溶液各1mL于四支试管中，做下列实验。(1)在四支试管中分别滴入_，出现_现象的是_，离子方程式是_。(2)在剩余三支试管中分别滴入_，出现_现象的是_，离子方程式是_。(3)在剩余两支试管中分别滴入_，出现_现象的是_，离子方程式是_。三次实验中都没有明显现象的是_。答案(1)稀HNO3气泡(试管内有气体产生)Na2CO3溶液2HCO=H2OCO2(2)Ba(NO3)2溶液白色沉淀Na2SO4溶液SOBa2=BaSO4(3)AgNO3溶液白色沉淀NaCl溶液AgCl=AgClNaNO3溶液解析此题中四种试剂的阳离子相同，实际是检验四种阴离子，Na2CO3与酸反应产生气体，Na2SO4与可溶性钡盐反应生成白色沉淀，检验Cl用AgNO3溶液。检验时要注意顺序，Ag与CO、SO、Cl都能反应生成白色沉淀，Ba2与CO、SO都能反应生成白色沉淀，所以应最先加入稀HNO3，然后加入Ba(NO3)2溶液，最后加入AgNO3溶液。6.食盐是日常生活的必需品，也是重要的化工原料，粗食盐常含有少量Ca2、Mg2、SO等杂质离子，实验室提纯NaCl的流程如图：提供的试剂：Na2CO3溶液、K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液(1)从上述提供的试剂中选出适当的试剂除去溶液中的Ca2、Mg2、SO，滴加顺序依次为_(只填化学式)。(2)检验溶液中SO沉淀完全的操作为_。(3)操作的名称是_，所需用到的仪器主要有铁架台、酒精灯、铁圈、_、_(填仪器名称)。(4)加盐酸的目的是(用离子方程式表示)_。答案(1)NaOH、BaCl2、Na2CO3(或BaCl2、NaOH、Na2CO3或BaCl2、Na2CO3、NaOH)(2)取少量滤液于试管中，向其中滴加氯化钡溶液，看是否有沉淀生成，若没有沉淀，则硫酸根离子已沉淀完全(3)蒸发结晶蒸发皿玻璃棒(4)HOH=H2O、2HCO=H2OCO2解析(1)要除去SO，应用BaCl2溶液，若用Ba(NO3)2，引入NO，再用NaOH溶液除去Mg2，最后用Na2CO3溶液除去Ca2，不能用K2CO3溶液，否则引入K，再用HCl除去过量的CO、OH，Na2CO3溶液不能加在BaCl2溶液前，目的是除去过量的Ba2。(2)检验SO是否沉淀完全，即检验滤液中是否存在SO，取少量滤液于试管中，向其中滴加氯化钡溶液，看是否有沉淀生成，若没有沉淀，则硫酸根离子已沉淀完全。(3)要得到NaCl晶体，需要蒸发结晶操作，该装置所需用到的仪器主要有铁架台、酒精灯、铁圈、蒸发皿、玻璃棒。(4)加入盐酸除去NaOH和碳酸钠，离子方程式为HOH=H2O、2HCO=H2OCO2。题组1离子检验1.某无色溶液中加入氯化钡溶液后有白色沉淀，该沉淀不溶于稀硝酸，该溶液中()A.一定含有SOB.一定含有AgC.可能含有SO或AgD.一定含有Ag、SO答案C解析加入BaCl2溶液后生成的白色沉淀可能是AgCl，也可能是BaSO4，二者均难溶于稀硝酸。Ag和SO反应生成Ag2SO4微溶物，因而Ag和SO不能大量共存，C项正确。2.下列离子的检验能达到目的的是()A.检验某溶液是否含有SO时，应取少量该溶液，依次加入BaCl2溶液和稀盐酸B.检验某溶液是否含有Ag，依次加入BaCl2溶液，稀硝酸C.检验某溶液中是否含有SO，依次加入足量稀盐酸和BaCl2溶液D.将澄清石灰水滴入某溶液证明其中存在CO答案C解析A项，若溶液中含有Ag，依次加入BaCl2溶液和稀盐酸时生成AgCl沉淀，不能达到实验目的；B项，若溶液中含有SO，加入BaCl2溶液时生成BaSO4沉淀，不能达到实验目的；C项，可排除Ag、CO等离子的干扰，能达到实验目的；D项，不能排除HCO、SO等离子的干扰，不能达到实验目的。3.在表中，欲用一种试剂Z来检验盐溶液中的离子X，在同时有离子Y存在时，此检验仍可以判别的是()试剂Z离子X离子YANaOHMg2Cu2BAgNO3ClCOCNa2SO4Ba2Mg2DBa(NO3)2SOCO答案C解析A项，Mg2、Cu2分别与OH反应生成白色沉淀和蓝色沉淀，白色沉淀可能被覆盖不能检验Mg2的存在；B项，Cl、CO均与AgNO3反应生成白色沉淀，不能检验Cl的存在，应先加硝酸后加AgNO3；C项，只有Ba2与SO反应生成BaSO4白色沉淀，Mg2不反应，则可检验Ba2的存在；D项，两种阴离子与Ba2均生成白色沉淀，不能检验SO的存在，应先加盐酸，后加Ba(NO3)2，故选C。4.实验室有三瓶失去标签的试剂，分别是Na2CO3、NaCl、AgNO3。实验员选择了一种试剂一次就把它们区别开了，这种试剂是()A.盐酸B.氢氧化钠溶液C.硝酸钡溶液D.硝酸答案A解析稀盐酸与Na2CO3反应放出CO2气体，与NaCl溶液不反应，与AgNO3溶液反应生成AgCl白色沉淀。5.某溶液中含有大量的Cl、CO、SO三种阴离子。如果只取一次该溶液就能够分别将三种阴离子依次检验出来，下列实验操作顺序正确的是()滴加HNO3溶液过滤滴加AgNO3溶液滴加Ba(NO3)2溶液A.B.C.D.答案A解析检验Cl用AgNO3溶液，检验CO用稀硝酸，检验SO用Ba(NO3)2溶液，硝酸银溶液与氯离子、碳酸根、硫酸根离子都生成白色沉淀，所以不能先检验氯离子；可先滴加过量HNO3溶液检验CO，然后滴加过量Ba(NO3)2溶液检验SO，过滤后滴加AgNO3溶液检验Cl，所以实验顺序为，故选A。6.有4瓶常用溶液：BaCl2溶液NaCl溶液Na2SO4溶液CuSO4溶液。不用其他试剂，可通过实验方法将它们一一鉴别开来，鉴别出来的先后顺序可能是()A.B.C.D.答案D解析解此类问题的一般方法是先根据待鉴别的溶液颜色确定出一种溶液，由已确定的溶液做试剂，再去进一步鉴别其他物质。由于CuSO4溶液呈蓝色，故可最先通过观察得出，用CuSO4溶液做试剂，分别加到其他三种物质中，只有BaCl2生成白色沉淀，故第二个鉴别出的是BaCl2溶液，然后再用BaCl2溶液做试剂，可鉴别出Na2SO4溶液和NaCl溶液，故其检出顺序为或。7.(2018青岛高一检测)有一无色未知溶液中检验出Ba2、Ag，同时又测得其酸性很强。某学生还要鉴定此溶液中是否大量存在：Cu2、Fe3、Cl、NO、S2、CO、NH、Mg2、Al3，而事实上有部分离子不用鉴定就能加以否定，你认为不必鉴定的是()A.B.C.D.答案D解析无色溶液中，有色的Cu2、Fe3不存在；已检验出含Ba2、Ag，则与之反应的Cl、S2、CO不存在；测得溶液酸性很强，则再次验证S2、CO不存在。8.重金属离子具有毒性。实验室中有甲、乙两种重金属离子的废液，甲废液经化验呈碱性，主要含有毒离子Ba2，如将甲、乙两废液按一定比例混合，毒性明显降低。则乙废液中可能含有的离子是()A.Cu2和SOB.Cu2和ClC.K和SOD.Ag和NO答案A解析根据题意，甲废液中存在有毒离子Ba2，由于甲废液呈碱性，溶液中还有OH；将甲、乙两废液按一定比例混合，毒性明显降低，则乙废液中有SO，发生的反应为Ba2SO=BaSO4；乙废液中的重金属离子能与甲中的OH生成沉淀，Cu2、Ag均能生成沉淀；由乙中的阴离子和阳离子可判断A正确。题组2物质的除杂或分离9.某溶液中有Cl、SO、CO三种阴离子，现加入三种试剂，分别含Ag、Ba2、H，每次只除一种阴离子的加入顺序为()A.Ag、Ba2、HB.Ba2、H、AgC.Ba2、Ag、HD.H、Ba2、Ag答案D解析Ag与Cl、SO、CO三种离子都能形成沉淀，Ba2能与SO、CO两种离子形成沉淀，H只与CO反应放出CO2气体，故应先加H除去CO，再加Ba2除去SO，最后加Ag除去Cl。D正确。10.为了除去粗盐中的Ca2、Mg2、SO及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作，正确的操作是()过滤加过量NaOH溶液加入适量稀盐酸加过量Na2CO3溶液加过量BaCl2溶液A.B.C.D.答案C解析SO用过量的BaCl2溶液除去，Mg2用过量NaOH溶液除去，Ca2用过量Na2CO3溶液除去，过量的Ba2用CO除去，过量的OH和CO用稀盐酸除去。所以应放在之后加入以除去Ba2、Ca2，最后为除去OH、CO。操作可以是或或。11.为了除去粗盐中的Ca2、Mg2、SO以及泥沙等杂质，某同学设计了一种制备精盐的实验方案，步骤如下(用于沉淀的试剂均过量)称取粗盐滤液精盐下列叙述正确的是()A.第步发生的反应只有CaCl2Na2CO3=CaCO32NaClB.中的试剂可以是NaOH溶液也可以是KOH溶液C.步骤和顺序可以颠倒D.步操作用到的玻璃仪器只有烧杯、漏斗和玻璃棒答案D解析A项，氯化钙和碳酸钠会生成碳酸钙沉淀和氯化钠，氯化钡和碳酸钠会生成碳酸钡沉淀和氯化钠，化学方程式为CaCl2Na2CO3=CaCO32NaCl，BaCl2Na2CO3=BaCO32NaCl；B项，氢氧根离子和镁离子会生成氢氧化镁沉淀，所使用除杂试剂的化学式为NaOH；而用KOH溶液，则引入杂质K；C项，碳酸钠必须放在氯化钡后加入，这样既可以将钙离子除去，也可以将反应剩余的钡离子除去。12.某溶液中含有Ba2、Cu2、Ag，现用NaOH溶液、盐酸和Na2SO4溶液将这三种离子逐一沉淀分离，其流程图如下：(1)写出化学式：沉淀1_，沉淀2_，沉淀3_。(2)写出混合液与A反应的离子方程式：_。答案(1)AgClCu(OH)2BaSO4(2)AgCl=AgCl解析(1)在该溶液中先加盐酸，生成AgCl沉淀；加入B得到无色溶液，故B为NaOH溶液，沉淀2为Cu(OH)2；无色溶液中含Ba2，加入Na2SO4溶液后得到沉淀BaSO4。(2)因A为盐酸，故混合液与盐酸反应的离子方程式为AgCl=AgCl。13.(1)为除去粗盐中的Ca2、Mg2、Fe3、SO以及泥沙等杂质，某同学设计了一种制备精盐的实验方案，步骤如下(用于沉淀的试剂稍过量)：称取粗盐滤液精盐.第步实验操作需要烧杯、_、_(填玻璃仪器)；.步骤中，判断加入BaCl2已过量的方法：_。(2)为检验粗盐溶液中Cl、SO，请根据内容填空：.首先检验_，应先加入过量的_。.将所得混合物过滤，然后在溶液中加入_试剂检验另一离子。答案(1).玻璃棒漏斗.取第步后的上层清液(或取少量上层清液于试管中)，再滴入适量BaCl2溶液，若溶液未变浑浊，则表明BaCl2已过量(2).SOBa(NO3)2溶液.硝酸酸化的硝酸银溶