2020_2021学年高中化学第三章物质在水溶液中的行为第4节第1课时离子反应发生的条件学案鲁科版选修420210317221

1、第1课时离子反应发生的条件1了解离子反应概念和离子反应发生的条件。2运用离子反应发生的条件，判断离子在溶液中能否大量共存。3综合运用电解质电离、离子反应发生的条件，判断离子方程式书写正误。(重点)授课提示：对应学生用书第61页知识点一离子反应的定义、实质以及反应方向1定义通常将溶液中离子之间，以及离子与原子或分子之间发生的反应称为离子反应，通常用离子方程式表示。2实质溶液中某些离子的浓度降低。3反应方向(1)熵变与焓变判据：在T、P一定时利用HTS判据可以判断离子反应能否自发进行。(2)平衡常数判据：由于平衡常数K反映了反应趋势的大小，因而可根据平衡常数来判断一个离子反应能否自发进行。自我诊断

2、离子反应一定在水溶液中才能发生吗？提示不一定，离子反应还可以在一些离子化合物的熔融状态下进行。知识点二离子反应发生的条件1生成沉淀(1)生成沉淀：由可溶性电解质之间发生反应生成沉淀：如Ba(OH)2溶液与H2SO4溶液混合时，其离子方程式为Ba22OH2HSO=BaSO42H2O。(2)沉淀的转化：MgCO3与NaOH溶液反应可生成Mg(OH)2沉淀，其离子方程式为：MgCO32OH=Mg(OH)2CO。2生成弱电解质(1)生成水：如NaOH溶液与盐酸反应，离子方程式为：OHH=H2O。(2)生成其他弱电解质：强酸生成弱酸：如盐酸与CH3COONa溶液反应的离子方程式为：HCH3COO=CH3

3、COOH。强碱生成弱碱：如NH4Cl溶液与NaOH溶液反应的离子方程式为：NHOH=NH3H2O。水解反应：如CH3COONa水解的离子方程式为：CH3COOH2OCH3COOHOH。3生成气体Na2CO3溶液与足量盐酸反应，离子方程式为：CO2H=H2OCO2。浓NH4Cl溶液与浓NaOH溶液共热时的离子方程式为：NHOHNH3H2O。4发生氧化还原反应(1)非电化学原理的氧化还原反应：向CuSO4溶液中加入锌片：ZnCu2=Zn2Cu，FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板：2Fe3Cu=2Fe2Cu2。(2)电化学原理的氧化还原反应：原理实例反应原电池铜锌原电池负极Zn2e=Zn2正极Cu22e

4、=Cu总反应ZnCu2=Zn2Cu电解池电解饱和食盐水阳极2Cl2e=Cl2阴极2H2O2e=H22OH总反应2Cl2H2OCl2H22OH 自我诊断离子之间的关系都可以用离子方程式表示吗？提示否，只有溶液中自由移动离子之间的反应才可以用离子方程式表示。如实验室用NH4Cl固体和Ca(OH)2固体反应制取NH3，这也是一个离子之间的反应，但不可以用离子方程式表示。授课提示：对应学生用书第62页要点一离子方程式的正误判断：“七看”典例1能正确表示下列反应的离子方程式是()A浓盐酸与铁屑反应：2Fe6H=2Fe33H2B钠与CuSO4溶液反应：2NaCu2=Cu2NaCNaHCO3溶液与稀H2SO

5、4反应：CO2H=H2OCO2D向FeCl3溶液中加入Mg(OH)2：3Mg(OH)22Fe3=2Fe(OH)33Mg2解析：金属铁和盐酸反应时，因为H的氧化性比较弱，只能把铁氧化为正二价的铁，故不能生成三价铁离子，A项错误；金属钠是一种非常活泼的金属，所以当它遇到CuSO4溶液时，优先与水发生反应，故不能置换出金属铜，B项错误；碳酸氢钠在水溶液中电离出的是钠离子和碳酸氢根离子而不是碳酸根离子，故反应时应为碳酸氢根离子与氢离子发生反应，C项错误；氢氧化镁和氢氧化铁均为不溶于水的碱，故在书写离子方程式时应写成化学式，且氢氧化铁比氢氧化镁更难溶于水，故可以用氢氧化镁制取氧氧化铁，D项正确。答案：D

6、1看离子反应是否符合客观事实，不可主观臆造产物及反应如2Fe6H=2Fe33H2就不符合客观事实。2看“=”“”“”“”等是否正确如用饱和FeCl3溶液制备胶体的离子方程式不能写为Fe33H2OFe(OH)33H，应该写为Fe33H2OFe(OH)3(胶体)3H。3看表示各物质的化学式是否正确如HCO不能写成COH，HSO通常写成SOH，HCOO不可写成COOH等。4看是否漏掉离子反应如Ba(OH)2溶液与CuSO4溶液反应，既要写Ba2与SO的反应方程式，又要写Cu2与OH的反应方程式。5看是否遵循“两等”即离子方程式两边的原子个数和电荷总数均应相等。氧化还原反应还应看转移的电子个数是否相等

7、。如FeCl2溶液与Cl2反应，不能写成Fe2Cl2=Fe32Cl，而应写成2Fe2Cl2=2Fe32Cl。6看反应物或产物的配比是否正确如稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应不能写成：HOHSOBa2=BaSO4H2O，应写成：2H2OHSOBa2=BaSO42H2O。7看是否符合题设条件要求如“过量”“少量”“等物质的量”“适量”“任意量”以及滴加顺序等对反应的影响。如向FeBr2溶液中通入少量Cl2的离子方程式为2Fe2Cl2=2Fe32Cl；往FeBr2溶液中通入过量Cl2的离子方程式为：2Fe24Br3Cl2=2Fe32Br26Cl；Na2CO3溶液中通入过量SO2的离子方程式为：CO2S

8、O2H2O=CO22HSO。1下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是()AFeCl3溶液与Cu的反应：CuFe3=Cu2Fe2BNO2与水的反应：3NO2H2O=2NONO2HC醋酸溶液与水垢中的CaCO3反应：CaCO32H=Ca2H2OCO2D向NaAl(OH)4溶液中通入过量CO2：2Al(OH)4CO2=2Al(OH)3COH2O解析：A项电荷不守恒，错误；NO2与水反应生成硝酸和NO，B项正确；醋酸是弱电解质，不能拆为离子形式，C项错误；NaAl(OH)4与过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，D项错误。答案：B要点二离子能否大量共存的判断典例2常温下，下列各组离子在指定溶液

9、中一定能大量共存的是()A使甲基橙变红色的溶液：Mg2、K、SO、NOB使酚酞变红色的溶液：Na、Cu2、HCO、NOC0.1 molL1 AgNO3溶液：H、K、SO、ID0.1 molL1NaAl(OH)4溶液：H、Na、Cl、SO解析：使甲基橙变红色的溶液显酸性，该组四种离子能大量共存，A正确；使酚酞变红的溶液显碱性，HCO、Cu2与OH反应，不能大量共存，B错误；SO、I与Ag会生成沉淀，因而不能大量共存，C错误；Al(OH)4与H能反应而不能大量共存，D错误。答案：A离子能否大量共存，关键在于分析给出的离子间有无反应发生。若离子间发生反应，则不能大量共存。1同一溶液中若离子间符合下列

10、任意一个条件就会发生离子反应，离子便不能在溶液中大量共存(1)生成难溶物或微溶物：如Ba2与CO、SO、SO；Ag与Br、S2、OH；Ca2与SO不能大量共存。(2)生成气体或挥发性物质：如H与CO、HCO、S2、HSO、SO；NH与OH不能大量共存。(3)生成难电离的物质：如H与CH3COO、F生成弱酸；H与OH不能大量共存。(4)发生氧化还原反应时：氧化性离子(如Fe3、ClO、MnO、NO等)与还原性离子(如S2、I、SO、Fe2等)不能大量共存。(5)能形成配合物及两种离子水解互相促进时，离子不能大量共存。如Fe3与SCN形成配合物Fe(SCN)3，因此不能共存：Fe33SCN=Fe(

11、SCN)3。又如Al3与HCO间发生水解的互相促进，不能大量共存：3HCOAl3=Al(OH)33CO22附加隐含条件的应用规律(1)溶液为无色透明时，则溶液中肯定没有有色离子。常见有色离子是：Fe2(浅绿色)、Fe3(棕黄色)、Cu2(蓝色)、MnO(紫色)等。(2)强碱性溶液中肯定不存在能与OH发生反应的离子；强酸性溶液中肯定不存在与H能发生反应的离子。(3)水电离出的H11012 molL1的溶液，可能是酸性溶液，也可能是碱性溶液。3几种离子不能共存的特殊情况(1)NO与还原性离子在中性和碱性溶液中可以共存，在酸性溶液中不能共存。(2)S2和SO在碱性条件下可以共存，在酸性条件下不能共存

12、。(3)ClO与S2、I在酸性和碱性条件下都不能大量共存。2在下列各溶液中，离子一定能大量共存的是()A强碱性溶液中：K、Al3、Cl、SOB含有0.1 molL1 Fe3的溶液中：K、Mg2、I、NOC含有0.1 molL1 Ca2的溶液中：Na、K、CO、ClD室温下，pH1的溶液中：Na、Fe3、NO、SO解析：碱性条件下Al3不能存在，A错；Fe3可氧化I，B错；Ca2与CO结合生成CaCO3，C错，答案选D。答案：D实验探究电解质在水溶液中反应的实质典例某化学兴趣小组探究电解质在水溶液中反应的实质，设计如下实验步骤，请完成有关内容：(1)利用有关仪器组装成如图所示装置。(2)在水槽中

13、加入200 mL 0.2 molL1的H2SO4溶液，同时将一个表面光滑的小球放入溶液，小球悬浮于溶液中。(3)闭合开关K，观察到检流计指针向_(填“左”或“右”)偏转，极板上_(填实验现象)。(4)持续通电一段时间，观察到_，其原因是_。(5)向溶液中逐滴滴加与H2SO4浓度相同的Ba(OH)2溶液观察到_。思考：通过以上实验，能否得出结论？若能，说明结论并解释原因；若不能请解释原因。若将Ba(OH)2溶液改为Na2CO3溶液，试推测实验过程中检流计的变化有何不同？解析：如图所示装置，小球的浮动表示出溶液密度的变化，进一步可反映出溶质的变化。检流计指针的偏转情况反映了溶液中自由移动的离子的浓

14、度变化，通过对溶质变化和离子浓度变化的分析可得出实验结论。(3)根据有关物理知识，当电源的正极和检流计的正极相连，电源的负极和检流计的负极相连时，检流计向右偏转，反之向左偏转。如图所示，当电路接通时，应向右偏。由于组成电解池装置，因此当电路接通时电解H2SO4溶液，两极分别产生H2和O2，极板上会看到气泡。(4)持续通电一段时间，由于水的电解导致H2SO4增大，H和SO增大，H2SO4浓度增大，溶液密度增大，因此检流计指针偏转角度变大，小球上浮。(5)向溶液中加入Ba(OH)2溶液，H2SO4Ba(OH)2=BaSO42H2O，反应过程中溶质不断减少直到没有，恰好完全反应时溶液为水。所以小球不断下沉，检流计指针偏角变小到零，溶液中有白色沉淀。思考：能得出结论，电解质在水溶液中反应的实质是离子反应。因为通过实验，检流计指针偏转角不断变小，自由移动的离子浓度减小，且生成白色沉淀，应为Ba2SO=BaSO4、HOH=H2O的结果。思考：若改为Na2CO3溶液，则反应过程中Na2CO3H2SO4=Na2SO4H2OCO2，溶液中仍有溶质，且n(H2SO4)n(Na2SO4)，只是随着溶液体积增大，离子浓度逐渐变小，变小幅度比