高中化学 第三章 物质在水溶液中的行为 第4节 离子反应（第2课时）教学设计1 鲁科版选修4（通用）

第三章物质在水溶液中的行为第4节 离子反应第2课时【教学目标】1了解常见阳离子和阴离子的检验方法。(重点)2理解利用酸碱中和滴定法测强酸、强碱溶液浓度的原理、方法和误差分析。(难点)3通过离子反应在生产、生活中的广泛应用，体会化学在人类生产、生活中的作用和贡献。【教学过程】一、离子反应的应用1离子的检验可利用离子的特征反应来检验一些常见离子。检验离子IFe3试剂AgNO3溶液，稀HNO3KSCN溶液现象有不溶于HNO3的黄色沉淀生成生成血红色溶液离子反应IAg=AgIFe3SCN=Fe(SCN)22.测定溶液中离子的浓度常用的方法有：沉淀法、酸碱中和滴定法、氧化还原滴定法。二、酸 碱 中 和 滴 定1原理：HOH=H2O中和反应中酸提供的H与碱提供的OH的物质的量相等。2实验用品：(1)试剂：标准溶液、待测溶液、指示剂、蒸馏水。(2)仪器：酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、铁架台、烧杯、锥形瓶。(3)滴定管的构造a为酸式滴定管(不能盛放碱液)；b为碱式滴定管(不能盛放酸液和氧化性溶液)；滴定管是精量仪器，读到小数点后两位，“0”刻度在上方，往下越来越大，下方尖嘴处无(填有、无)刻度，全部容积大于它的最大刻度值，量取液体体积VV后V前。3操作步骤：(以标准盐酸滴定待测氢氧化钠溶液的浓度)(1)滴定前的准备：查漏：检查滴定管的活塞是否灵活、滴定管是否漏水。洗涤：酸式、碱式滴定管、锥形瓶依次用洗涤液、自来水、蒸馏水洗涤干净。润洗：用待测溶液将酸式、碱式滴定管润洗23次，以保证装入溶液时不改变溶液的浓度。装液：溶液装入酸式、碱式滴定管中；所装溶液至“0”刻度或者“0”刻度上方2 cm3 cm处。排气：调节活塞(或挤压玻璃球)，赶走气泡使滴定管尖嘴部分充满溶液。调液面：使液面处于“0”刻度或“0”刻度以下某一刻度处。读数：读数时视线应与溶液凹液面最低处相平，记录刻度。(2)滴定：用碱式滴定管取一定体积的待测液于锥形瓶中，并滴入23滴酚酞试剂，把锥形瓶放在酸式滴定管下面。 用左手控制活塞，右手不断旋转振荡锥形瓶，眼睛注视锥形瓶内溶液颜色变化，当滴入最后一滴盐酸溶液由红色变成无色，且半分钟不恢复原色即为滴定终点，记下刻度。滴速：先快后慢(填“快”或“慢”)，当接近终点时，应一滴一摇。(3)数据处理按上述操作重复23次，求出标准盐酸体积的平均值，计算待测液浓度。三、思考探究(1)为什么酸式滴定管不能用来盛装碱液，碱式滴定管不能盛放酸性溶液？【提示】酸式滴定管有磨砂的玻璃活塞，容易被碱液腐蚀。碱式滴定管有橡胶管，容易被酸性溶液腐蚀。(2)滴定管和量筒读数时有什么区别？【提示】滴定管的“0”刻度在上面，越往下刻度值越大，而量筒无“0”刻度，并且越往上刻度越大。记录数据时滴定管一般到0.01 mL，而量筒仅为0.1 mL。(3)中和滴定原理是酸的物质的量与碱的物质的量相等时，二者恰好反应吗？【提示】不是。酸碱完全反应时，n(H)n(OH)，但酸与碱的物质的量不一定相等，因为酸有一元酸、多元酸之分，碱也有一元碱和多元碱之别。(4)用盐酸滴定氨水，选什么作指示剂？怎样描述滴定终点？【提示】可选择甲基橙作指示剂，滴定终点时溶液由黄色变为橙色且半分钟内不再变化。(5)酸碱恰好完全反应的点与滴定终点是否相同？【提示】不相同。酸碱恰好完全反应是指酸与碱按照化学计量数恰好完全反应，酸和碱都不剩余，此时溶液可能为中性，也可能为酸性或碱性；而滴定终点是指指示剂颜色恰好变化的点，二者不相同。酸碱恰好完全反应与滴定终点特别接近，在一般科学研究中不会造成大的误差。四、认知升华1酸碱中和滴定的关键(1)准确测定参加反应的酸碱溶液的体积。用滴定管测定酸碱溶液的体积，不能用量筒，因为量筒只能粗略量取液体体积，精确度为0.1 mL，而滴定管的精确度为0.01 mL。(2)选取适当指示剂，准确判断滴定终点。指示剂的选择常用的指示剂是酚酞或甲基橙，不用石蕊溶液的原因是石蕊溶液颜色变化不明显，不利于滴定终点的判定。准确判断滴定终点最后一滴恰好使指示剂颜色发生明显的改变且半分钟内不恢复，即为滴定终点。2酸碱中和滴定的误差分析(1)中和滴定误差分析的依据中和滴定实验中，进行误差分析，要根据计算式c待测，把一切造成误差的原因都转嫁到对V标准读数的影响上来。(2)用画图的方法理解和记忆读数误差：如开始读数仰视，滴定完毕读数俯视，如图 ；开始读数俯视，滴定完毕读数仰视，如图 。五、常见阳离子的检验（1）H+ 能使紫色石蕊试液或橙色的甲基橙试液变为红色。（2）Na+、K+ 用焰色反应来检验时，它们的火焰分别呈黄色、浅紫色（通过蓝色钴玻璃片观察钾离子焰色）。（3）Ba2+能使稀H2SO4或可溶性硫酸盐溶液产生白色BaSO4沉淀，且沉淀不溶于稀HNO3。（4）Mg2+能与NaOH溶液反应生成白色Mg(OH)2沉淀。（5）Al3+ 能与适量的NaOH溶液反应生成白色A1(OH)3絮状沉淀，该沉淀能溶于盐酸或过量的NaOH溶液。（6）Ag+ 能与稀盐酸或可溶性盐酸盐反应，生成白色AgCl沉淀，不溶于稀HNO3。（7）NH4+铵盐(或浓溶液)与NaOH浓溶液反应，并加热，放出使湿润的红色石蕊试纸变蓝或有刺激性气味的NH3气体。（8）Fe2+ 能与少量NaOH溶液反应，开始时生成白色Fe(OH)2沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色Fe(OH)3沉淀。或向亚铁盐的溶液里加入KSCN溶液，不显红色，加入少量新制的氯水后，立即显红色。有关反应方程式为：2Fe2+ + Cl22Fe3+ + 2Cl-。（9）Fe3+ 能与KSCN溶液反应，变为血红色溶液；能与NaOH溶液反应，生成红褐色Fe(OH)3沉淀。（10）Cu2+蓝色溶液（浓的CuCl2溶液显绿色）能与NaOH溶液反应，生成蓝色的Cu(OH)2沉淀，加热后可转变为黑色的CuO沉淀。含Cu2+溶液能与Fe、Zn片等反应，在金属片上有红色的铜生成。六、常见的阴离子的检验（1）OH- 能使无色酚酞、紫色石蕊、橙色的甲基橙等指示剂分别变为红色、蓝色、黄色。（2）C1- 能够与AgNO3溶液反应，生成白色的AgCl沉淀，沉淀不溶于稀硝酸，能够溶于氨水，生成Ag(NH3)2+。（3）Br能与AgNO3溶液反应，生成淡黄色AgBr沉淀，沉淀不溶于稀HNO3。（4）I-能与AgNO3反应，生成黄色AgI沉淀，沉淀不溶于稀HNO3。I-也能与氯水反应生成I2，使淀粉溶液变蓝。（5） 能与含Ba2+溶液反应，生成白色BaSO4沉淀，沉淀不溶于硝酸。（6） 浓溶液能与强酸反应，产生无色有刺激性气味的SO2气体，该气体能使品红溶液褪色。能与BaCl2溶液反应，生成白色BaSO3沉淀，该沉淀溶于盐酸，生成无色有刺激性气味的SO2气体。注：BaSO3在硝酸中也不溶解，而是转化为BaSO4沉淀，但有NOx放出。（7）S2- 能与Pb(NO3)2或CuSO4溶液反应，生成黑色PbS或CuS沉淀（8） 能与BaCl2溶液反应，生成白色的BaCO3沉淀，该沉淀溶于硝酸（或盐酸），生成无色无味能使澄清石灰水变浑浊的CO2气体。（9）HCO3-取含HCO3-盐溶液煮沸，放出无色无味CO2气体，气体能使澄清石灰水变浑浊。或向HCO3-盐溶液里加入稀MgSO4溶液，无现象，加热煮沸，有白色沉淀生成，同时放出CO2气体。（10） 含的中性溶液，能与AgNO3反应，生成黄色Ag3PO4沉淀，该沉淀溶于硝酸。（11）NO3-浓溶液中加入铜片、浓H2SO4加热，放出红棕色气体。有关反应方程式为： Cu + 4H+2NO3- Cu2+ + 2NO2+ 2H2O。七、检测题1. 准确移取20.00 mL某待测HCl溶液于锥形瓶中，用0.100 0 molL1 NaOH溶液滴定。下列说法正确的是()A滴定管用蒸馏水洗涤后，装入NaOH溶液进行滴定B随着NaOH溶液滴入，锥形瓶中溶液pH由小变大C用酚酞作指示剂，当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定D滴定达终点时，发现滴定管尖嘴部分有悬滴，则测定结果偏小2. 下列除去杂质的方法正确的是()物质(杂质)除杂方法ACl2(HCl)将气体通过盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶BCO2(SO2)将气体通过盛有碳酸钠溶液的洗气瓶CFeCl2(FeCl3)加入氢氧化钠溶液后过滤DSiO2(CaCO3)加入盐酸后过滤3. 水溶液中能大量共存的一组离子是( )ANH、Ba2、Br、COBCl、SO、Fe2、HCK、Na、SO、MnODNa、H、NO、HCO4. 常温下，下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是(B)A使酚酞变红色的溶液中： Na、Al3、SO、ClB.11013 molL1的溶液中： NH 、Ca2、Cl、NOC与Al反应能放出H2的溶液中： Fe2、K、NO 、SOD水电离的c(H)11013 molL1的溶液中： K、Na、AlO 、CO5. 请对下列混合物进行除杂，并按要求填写相关空白：原物(杂质)除杂试剂(除杂方法)离子方程式CO(CO2)CO2(HCl)Fe2O3(Al2O3)BaSO4(BaCO3)NaHCO3(Na2CO3)FeCl3溶液(FeCl2)FeCl2溶液(FeCl3)6.7.8.9.10.参考答案1. 【解析】A滴定管用蒸馏水洗涤后，需用待装液润洗才能装入NaOH溶液进行滴定。B.随着NaOH溶液的滴入，锥形瓶内溶液中c(H)越来越小，故pH由小变大。C.用酚酞作指示剂，当锥形瓶内溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不退去，说明达到滴定终点，应停止滴定。D.滴定达终点时，滴定管尖嘴部分有悬滴，则所加标准NaOH溶液量偏多，使测定结果偏大。【答案】B2. 【解析】A项，Cl2与NaOH反应；B项应改为NaHCO3；C项应加入足量Fe粉反应后过滤。【答案】D3. 【解析】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。【答案】C4. 【解析】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pH1，各离子之间不发生反应，可以大量共存，所以正确；C选项，与铝反应放出氢气的溶液可能显酸性也可能显碱性，若溶液显碱性，亚铁离子不能大量存在，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，偏铝酸根离子和碳酸根离子不能大量存在，所以错误。【答案】B5. 【解析】(1)若要利用离子反应除去固体中的杂质，一般对样品先进行溶解。(2)除杂基本原则：不增(不引入新杂质)；不减(不减少被提纯物)；易分离(被提纯物与杂质易分离)；易复原(被提纯物易复原)。(3)除杂注意事项：除杂试剂需过量；过量试剂需除尽；去除多种杂质时要考虑加入试剂的顺序；选择最佳的除杂途径。【答案】NaOH溶液(洗气)CO22OH=COH2O饱和NaHCO3溶液(洗气)HCOH=CO2H2ONaOH溶液(溶解、过滤)Al2O32OH3H2O=2Al(OH)4盐酸(溶解、过滤)BaCO32H=Ba2CO2H2OCO2(溶解、加酸、低温蒸干)COCO2H2O=2HCOCl2(加氧化剂转化法)2Fe2Cl2=2Fe32Cl铁粉(加还原剂转化法)2Fe3Fe=3Fe26. 【解析】【答案】7. 【解析】【答案】8. 【解析】【答案】9. 【解析】【答案】10. 【解析】【答案】1.常见阴离子的检验离子ClBrICOSOSO使用的试剂AgNO3溶液、稀硝酸盐酸、澄清石灰水BaCl2溶液、稀盐酸BaCl2溶液、盐酸反应现象产生沉淀白色浅黄色黄色加入盐酸，放出无色无味的气体，将气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊先加过量稀盐酸酸化，无明显现象，再加入BaCl2溶液，生成白色沉淀加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，该沉淀可溶于稀盐酸，放出无色、有刺激性气味的气体2.常见阳离子的检验离子NHAl3Fe3Fe2使用的试剂浓NaOH、浓盐酸红色石蕊试纸NaOH溶液NaOH溶液KSCN溶液NaOH溶液氯水和KSCN溶液反应现象加入浓NaOH溶液加热，有刺激性气味的气体产生，该气体遇HCl气体产生白烟该气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝加适量的NaOH溶液，生成白色絮状沉淀，加过量的NaOH溶液，沉淀溶解加入NaOH溶液生成红褐色沉淀滴加KSCN溶液，溶液变成血红色加入NaOH溶液先生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变为灰绿色，最终变成红褐色先加少量KSCN溶液，无明显现象，再加入新制的氯水，溶液立即变为血红色(Fe2与SCN作用不产生血红色溶液，用KSCN溶液来区别Fe2和Fe3)探究一：进行物质检验的基本步骤1物质检验的基本步骤（1）对试样进行外观观察：主要目的是利用被检验物质的颜色和状态，气味等，对可能含有的某些组分进行推断，进而排除另一些组分存在的可能性。（2）试样的准备：不论是固体试样，还是液体试样，都只能取少量（固体以刚好铺满试管底部为准，液体为l2mL）用于配制溶液或用于检验，要留有一定量的试样备用，不能全部取用完。绝对不能将检测试剂直接加入到待测液中，一者造成待测液浪费，二者无法进行后续检测。（3）检验：在进行检验时，除了要考虑各离子的特征反应外，最重要的是要选取适当的措施排除离子之间可能存在的干扰。只要排除干扰的方法得当，就可以设计出正确的实验方案。特别提醒（1）在对物质进行检验时，一定要取少量或少许样品加入一洁净试管，切不可直接在原试剂瓶中加入药品检验；（2）在描述现象时，不可直呼其名，应描述为待检物或待测液。探究二：物质的制备和纯化1.物质的制备：Cu(OH)2.Al(OH)3.FeSO4.CO2.SO2.NO、NO2.Al、NaOH和Cl2.漂白粉、“84”消毒液、波尔多液等2.物质的纯化（除杂