高中化学第二节 第2课时　离子反应

第2课时离子反应[核心素养发展目标]1.通过实验事实认识离子反应，并掌握离子反应发生的条件，增强化学核心素养中的变化观念意识。2.掌握离子方程式的书写步骤及正误判断，初步掌握离子能否大量共存的判断方法，促进形成证据推理与模型认知的化学核心素养。一、离子反应及其发生的条件1．离子反应(1)探究离子反应的实质向盛有2mLNa2SO4稀溶液的试管中加入2mLBaCl2稀溶液。①实验现象：有白色沉淀生成；②化学方程式：Na2SO4＋BaCl2=BaSO4↓＋2NaCl；③微观分析BaCl2和Na2SO4的电离方程式BaCl2=Ba2＋＋2Cl－、Na2SO4=SOeq\o\al(2－,4)＋2Na＋混合前两种溶液中的离子BaCl2溶液：Ba2＋、Cl－Na2SO4溶液：Na＋、SOeq\o\al(2－,4)混合后数目减少的离子Ba2＋、SOeq\o\al(2－,4)混合后数目不变的离子Na＋、Cl－反应实质Ba2＋、SOeq\o\al(2－,4)结合生成BaSO4白色沉淀(2)概念：电解质在溶液中的反应实质上是离子之间的反应，这样的反应属于离子反应。(3)实质：①从微观角度，酸、碱、盐在水溶液中发生的复分解反应，实质上是两种电解质在溶液中相互交换离子的反应。②离子反应使溶液中某些离子的浓度减小。2．离子反应发生的条件(1)复分解型离子反应(2)置换型离子反应溶液中有离子参加的置换反应，如活泼金属与酸(锌与稀H2SO4)、活泼金属与盐(铁与CuSO4溶液)的反应等。3．离子反应的应用离子反应在物质制备和分离、物质提纯和鉴定，以及消除水中污染物等方面都有广泛的应用。1．加入NaOH溶液后，下列溶液中的离子数目不会减少的是()A．Cu2＋B．Fe3＋C．SOeq\o\al(2－,4)D．H＋答案C解析凡是能与OH－反应的离子，其数目均要减少，Cu2＋、Fe3＋、H＋均可以与OH－反应；而SOeq\o\al(2－,4)不与OH－反应，离子数目不会减少。2．下列溶液混合能否发生离子反应，能发生离子反应的写出参与反应的离子(微粒)，不能发生离子反应的写出原因。①NaCl溶液与AgNO3溶液：______________________________________________；②KNO3溶液与NaOH溶液：_________________________________________________；③盐酸与Na2CO3溶液：_______________________________________________________；④NaOH溶液与稀HNO3溶液：_________________________________________；⑤稀H2SO4和NaCl溶液：______________________________________________；⑥Zn与CuSO4溶液：________________________________________________________。答案①能，Ag＋与Cl－反应生成AgCl沉淀②不能，无沉淀、气体或水生成③能，H＋与COeq\o\al(2－,3)反应生成CO2和H2O④能，H＋与OH－反应生成H2O⑤不能，无沉淀、气体或水生成⑥能，Zn与Cu2＋发生置换反应二、离子方程式的书写1．离子方程式用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。如：Na2SO4溶液和BaCl2溶液反应的离子方程式可表示为Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓。2．离子方程式的书写步骤以氯化钡和硫酸钠在溶液中的反应为例：(1)写：化学方程式(必须根据实验事实)：BaCl2＋Na2SO4=BaSO4↓＋2NaCl。(2)拆：把易溶于水且易电离的物质拆成离子的形式：2Na＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋Ba2＋＋2Cl－=BaSO4↓＋2Na＋＋2Cl－。(3)删：删去方程式两边不参加反应的离子，并将方程式化为最简：SOeq\o\al(2－,4)＋Ba2＋=BaSO4↓。(4)查：检查离子方程式两边各元素的原子个数和电荷总数是否相等以及反应条件、沉淀符号、气体符号等。3．离子方程式的意义写出下列反应的化学方程式和离子方程式。溶液中反应物化学方程式离子方程式盐酸与氢氧化钠HCl＋NaOH=NaCl＋H2OH＋＋OH－=H2O盐酸与氢氧化钾HCl＋KOH=KCl＋H2OH＋＋OH－=H2O硫酸与氢氧化钠H2SO4＋2NaOH=Na2SO4＋2H2OH＋＋OH－=H2O总结离子方程式不仅可以表示某个具体的化学反应，还可以表示同一类型的离子反应1．H2SO4溶液与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式：2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋Ba2＋＋2OH－=BaSO4↓＋2H2O；NaHSO4溶液与KOH溶液反应的离子方程式：H＋＋OH－=H2O。根据以上的离子方程式完成下列判断：(1)酸碱中和反应的离子方程式都是H＋＋OH－=H2O(×)(2)H＋＋OH－=H2O仅表示酸碱中和反应(×)2．书写下列反应的离子方程式。(1)用碳酸钙与稀盐酸反应制备二氧化碳。(2)铁与稀硫酸反应生成氢气。(3)二氧化碳与澄清石灰水反应生成沉淀。(4)碳酸氢钠与盐酸反应。答案(1)CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋CO2↑＋H2O(2)Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑(3)Ca2＋＋2OH－＋CO2=CaCO3↓＋H2O(4)HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=CO2↑＋H2O离子方程式中的“拆”与“不拆”(1)能拆写成离子的物质拆eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(强酸：HNO3、H2SO4、HCl、HBr、HI、HClO4等,强碱：NaOH、KOH、CaOH2、BaOH2等,可溶性盐))(2)不能拆写成离子的物质不拆eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(单质、气体、氧化物,难溶性物质：AgCl、BaSO4、CaCO3等,难电离物质：水、弱酸如CH3COOH、,H2CO3等、弱碱如NH3·H2O等))(3)特殊物质的拆与不拆①在溶液中的NaHSO4应拆写成Na＋、H＋和SOeq\o\al(2－,4)的形式，NaHCO3应拆写成Na＋和HCOeq\o\al(－,3)的形式。②对微溶物，如Ca(OH)2，如果是反应物且为澄清石灰水，应拆成Ca2＋和OH－的形式，如果是生成物或是石灰乳等，则保留化学式Ca(OH)2。1．下列溶液混合后，不会发生离子反应的是()A．硝酸钡溶液和硫酸钠溶液B．铁与硫酸铜溶液C．碳酸钾溶液和硫酸氢钠溶液D．硝酸钾溶液和氯化铜溶液答案D解析选项B中Fe与CuSO4反应的实质是Fe置换出Cu2＋；选项D中的溶液混合后无沉淀、气体或水生成，不能发生离子反应。2．下列化学方程式对应的离子方程式正确的是()A．CaCO3＋2NaOH=Ca(OH)2↓＋Na2CO3Ca2＋＋2OH－=Ca(OH)2↓B．Ba(OH)2＋H2SO4=BaSO4↓＋2H2OBa2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓C．AgNO3＋NaCl=AgCl↓＋NaNO3Ag＋＋Cl－=AgCl↓D．Cu(OH)2＋H2SO4=CuSO4＋2H2OOH－＋H＋=H2O答案C解析CaCO3是难溶盐，在书写离子方程式时不能拆开，故A错误；有H2O生成，反应的离子方程式为Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓＋2H2O，故B错误；AgNO3和NaCl反应的实质为Ag＋＋Cl－=AgCl↓，化学方程式与离子方程式相对应，故C正确；Cu(OH)2不溶于水，不能拆成Cu2＋和OH－，故D错误。3．离子方程式：Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓可能表示()①可溶性钡盐溶液与可溶性硫酸盐溶液之间的反应②氢氧化钡溶液与可溶性硫酸盐溶液之间的反应③稀硫酸与可溶性钡盐溶液之间的反应④氢氧化钡溶液与稀硫酸反应A．①② B．①②④C．②③ D．①②③答案D解析氢氧化钡溶液与稀硫酸反应的离子方程式为Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓＋2H2O，④不正确。4．写出下列反应的离子方程式。(1)氯化钠溶液与硝酸银溶液：________________________________________________；(2)氢氧化钡溶液和硫酸铜溶液：__________________________________________________；(3)铜与硝酸银溶液反应：_____________________________________________________；(4)碳酸钠溶液与氢氧化钙溶液反应：_________________________________________。答案(1)Cl－＋Ag＋=AgCl↓(2)Ba2＋＋2OH－＋SOeq\o\al(2－,4)＋Cu2＋=BaSO4↓＋Cu(OH)2↓(3)Cu＋2Ag＋=Cu2＋＋2Ag(4)Ca2＋＋COeq\o\al(2－,3)=CaCO3↓题组一离子反应及其反应条件1．下列各组物质间的反应不属于离子反应的是()A．锌和稀硫酸反应B．氯化钠溶液和硝酸银溶液反应C．木炭和氧气反应D．烧碱溶液和氯化铁溶液反应答案C解析选项C中的反应不在溶液中进行且无离子参加或生成，不属于离子反应。2．依据离子反应发生的条件分析，下列不能发生离子反应的是()A．AgNO3＋HCl=AgCl↓＋HNO3B．NaOH＋KCl=NaCl＋KOHC．Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑D．Fe＋CuCl2=Cu＋FeCl2答案B解析选项A、C中的反应符合复分解反应的条件，能发生离子反应；选项B中NaOH与KCl不符合复分解反应的条件，二者不能发生离子反应。3．下列对于离子反应的表述正确的是()A．离子反应中一定有沉淀生成B．反应中有气体生成的反应一定是离子反应C．复分解型离子反应发生的条件之一可以是有难电离的物质生成D．非电解质二氧化碳与足量烧碱溶液的反应不属于离子反应答案C解析离子反应不一定有沉淀生成，有气体或难电离的物质生成的反应也是离子反应；有气体生成的不一定是离子反应，如碳酸钙加热分解生成二氧化碳气体的反应不是离子反应；二氧化碳与烧碱溶液反应有碳酸根离子和水生成，该反应属于离子反应。4．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，记录如下：甲BaCl2、NH4NO3、K2SO4乙NaCl、Ca(OH)2、K2CO3丙HCl、Na2CO3、NaCl丁KCl、K2SO4、NaNO3其中记录合理的是()A．甲B．乙C．丙D．丁答案D解析甲中会有BaSO4沉淀，乙中会有CaCO3沉淀，丙中H＋与COeq\o\al(2－,3)反应生成CO2气体。题组二离子方程式5．(2022·山西朔城区第一中学高一开学考试)下列化学反应的离子方程式书写正确的是()A．金属铝与CuSO4溶液反应：Al＋Cu2＋=Cu＋Al3＋B．金属铁与稀盐酸：2Fe＋6H＋=2Fe3＋＋3H2↑C．H2SO4溶液中滴入Ba(OH)2溶液：Ba2＋＋OH－＋H＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓＋H2OD．澄清石灰水中通入少量二氧化碳：Ca2＋＋2OH－＋CO2=CaCO3↓＋H2O答案D解析金属铝与CuSO4溶液反应生成硫酸铝和铜：2Al＋3Cu2＋=3Cu＋2Al3＋，故A错误；金属铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，故B错误；H2SO4溶液中滴入Ba(OH)2溶液生成硫酸钡和水：Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓＋2H2O，故C错误。6．下列化学反应的离子方程式正确的是()A．向碳酸镁中滴加稀盐酸：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2OB．碳酸钡与硫酸溶液反应：Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓C．氢氧化铜加入稀盐酸中：Cu(OH)2＋2H＋=Cu2＋＋2H2OD．醋酸溶液与氢氧化钠溶液反应：H＋＋OH－=H2O答案C解析A项，MgCO3为难溶性盐，应写化学式；B项，BaCO3为难溶性盐，应写化学式，正确的离子方程式为BaCO3＋2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4＋CO2↑＋H2O；D项，CH3COOH为弱酸，应写化学式。7．(2022·河南林州高一检测)下列化学反应可以用离子方程式H＋＋OH－=H2O表示的是()A．稀盐酸与氧化铜混合B．稀硝酸与氢氧化钾溶液混合C．稀硫酸与氢氧化钡溶液混合D．稀盐酸与碳酸钠溶液混合答案B解析氧化铜属于金属氧化物，在离子方程式中保留化学式，A不符合题意；稀硝酸与氢氧化钾溶液混合，发生中和反应，离子方程式为H＋＋OH－=H2O，B符合题意；稀硫酸与氢氧化钡溶液混合生成硫酸钡和水，其离子方程式为2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋Ba2＋＋2OH－=BaSO4↓＋2H2O，C不符合题意；稀盐酸与碳酸钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水，其离子方程式为2H＋＋COeq\o\al(2－,3)=CO2↑＋H2O，D不符合题意。8．下列离子方程式中，只能表示一个化学反应的是()A．H＋＋OH－=H2OB．2H＋＋COeq\o\al(2－,3)=H2O＋CO2↑C．Zn(OH)2＋2H＋=Zn2＋＋2H2OD．Cu2＋＋2OH－＋Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓＋Cu(OH)2↓答案D解析H＋＋OH－=H2O可以代表强酸和强碱反应生成可溶性的盐和水的反应，如盐酸和氢氧化钠、盐酸和氢氧化钡、硝酸和氢氧化钾等，故A错误；COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O代表可溶性的碳酸盐和强酸之间的反应，如碳酸钠和盐酸、碳酸钠和硝酸等，故B错误；Zn(OH)2＋2H＋=Zn2＋＋2H2O代表氢氧化锌和强酸之间的反应，如氢氧化锌和盐酸、硝酸、硫酸等，故C错误；Ba2＋＋2OH－＋Cu2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓＋Cu(OH)2↓只能表示氢氧化钡和硫酸铜之间的反应，故D正确。9．与下列离子方程式相对应的化学方程式书写不正确的是()A．Cu2＋＋2OH－=Cu(OH)2↓CuSO4＋2KOH=Cu(OH)2↓＋K2SO4B．COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2OBaCO3＋2HCl=BaCl2＋H2O＋CO2↑C．Ca2＋＋COeq\o\al(2－,3)=CaCO3↓CaCl2＋Na2CO3=CaCO3↓＋2NaClD．H＋＋OH－=H2O2KOH＋H2SO4=K2SO4＋2H2O答案B解析选项B中的碳酸钡为难溶性盐，不能写成离子的形式。10．某同学在实验室中进行如下实验：编号ⅠⅡⅢ实验现象没有明显变化，溶液仍为无色有白色沉淀生成，溶液为蓝色有无色气泡产生以下结论正确的是()A．Ⅰ中无明显变化，说明两溶液不反应B．Ⅱ中的白色沉淀为CuCl2C．Ⅲ中发生反应的离子方程式为2H＋＋Zn=Zn2＋＋H2↑D．Ⅲ中发生的反应不是离子反应答案C解析硫酸溶液和氢氧化钠溶液反应生成硫酸钠和水，没有明显现象，A项错误；氯化钡溶液和硫酸铜溶液反应生成硫酸钡白色沉淀和氯化铜，B项错误；锌和盐酸反应生成氯化锌和氢气，反应的离子方程式为Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑，C项正确、D项错误。11．某同学做了一个趣味家庭实验：将一只鸡蛋放入食醋(CH3COOH较难电离)中，过了一会儿发现蛋壳表面附有气泡，又过了一段时间发现蛋壳变软了，聪明的你判断鸡蛋壳与食醋发生反应的离子方程式正确的是()A．COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋CO2↑B．CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋H2O＋CO2↑C．CaCO3＋2CH3COOH=Ca2＋＋2CH3COO－＋H2O＋CO2↑D．COeq\o\al(2－,3)＋2CH3COOH=2CH3COO－＋H2O＋CO2↑答案C解析CaCO3难溶于水，CH3COOH难电离，在离子方程式中都要写成化学式。12．(2022·吉林梅河口市第五中学高一检测)下列指定反应的离子方程式正确的是()A．向Cu(OH)2中滴入稀盐酸：OH－＋H＋=H2OB．NaHCO3溶液与盐酸反应：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2OC．足量CO2通入NaOH溶液中：CO2＋2OH－=COeq\o\al(2－,3)＋H2OD．NaHSO4和Ba(OH)2以1∶1反应：H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋Ba2＋＋OH－=BaSO4↓＋H2O答案D解析氢氧化铜难溶于水，不能拆，正确的离子方程式是Cu(OH)2＋2H＋=Cu2＋＋2H2O，A错误；碳酸氢根离子不能拆，正确的离子方程式是HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=CO2↑＋H2O，B错误；CO2足量时应该生成碳酸氢根离子，正确的离子方程式是CO2＋OH－=HCOeq\o\al(－,3)，C错误；NaHSO4和Ba(OH)2以1∶1反应生成硫酸钡沉淀和水，离子方程式为H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋Ba2＋＋OH－=BaSO4↓＋H2O，D正确。13．(2019·全国卷Ⅲ，10改编)离子交换法净化水过程如图所示。下列说法中错误的是()A．经过阳离子交换树脂后，水中阳离子的总数增加B．水中的NOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、Cl－通过阴离子交换树脂后被除去C．通过净化处理后，水的导电性不变D．阴离子树脂填充段存在反应：H＋＋OH－=H2O答案C解析离子交换树脂净化水的原理：当含有Na＋、Ca2＋、Mg2＋等阳离子及SOeq\o\al(2－,4)、Cl－、NOeq\o\al(－,3)等阴离子的原水通过阳离子交换树脂时，水中的阳离子被树脂所吸附，而树脂上可交换的阳离子H＋则被交换到水中，并和水中的阴离子组成相应的无机酸；当含有无机酸的水再通过阴离子交换树脂时，水中的阴离子也被树脂所吸附，树脂上可交换的阴离子OH－也被交换到水中，同时与水中的H＋结合成水。根据电荷守恒可知经过阳离子交换树脂后，水中阳离子总数增加，A正确。14．人体胃液中含有胃酸(0.2%～0.4%的盐酸)，起杀菌、帮助消化等作用，但胃酸的量不能过多或过少，它必须控制在一定范围内。当胃酸过多时就会出现“咯酸水”“烧心”“胃部隐隐作痛”等症状。目前市场上的抗酸药主要有①吸收性抗酸药，如NaHCO3等，②非吸收性抗酸药，如CaCO3、MgO、Al(OH)3等。(1)上述所列举的抗酸药中有____________个是电解质。(2)CaCO3作抗酸药时发生反应的离子方程式为______________________________________________________________________________________________________________。(3)________(填“可以”或“不可以”)服用BaCO3来治疗胃酸过多，理由是__________。(4)如果病人同时患有胃溃疡，此时最好服用胃舒平[主要成分是Al(OH)3]，反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)4(2)CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋CO2↑＋H2O(3)不可以BaCO3会与胃酸中的HCl反应生成Ba2＋，Ba2＋是重金属离子，对人体有害(4)Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O解析(1)在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物是电解质，碳酸氢钠、碳酸钙、氧化镁和氢氧化铝均是电解质，则上述所列举的抗酸药中有4个是电解质。(2)CaCO3作抗酸药时与氢离子反应，则发生反应的离子方程式为CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋H2O＋CO2↑。(3)碳酸钡与酸反应生成钡离子，Ba2＋是重金属离子，对人体有害，因此不可以服用BaCO3来治疗胃酸过多。(4)胃舒平中的Al(OH)3难溶于水，作抗酸药时和胃酸中的H＋反应的离子方程式为Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O。15．某学习小组为证实Ba(OH)2溶液和H2SO4溶液的反应是离子反应，设计了如下实验。请把该实验报告补充完整。(1)[实验原理]溶液的导电性由溶液中离子的浓度及离子电荷数决定。观察____________________，据此判断溶液中自由移动的离子浓度的变化，从而证明反应是离子反应。[实验装置]如图1所示。[实验过程与记录]实验步骤实验现象实验结论连接好装置，向烧杯中加入25mL一定浓度的Ba(OH)2溶液和2滴酚酞溶液，逐滴滴加一定浓度的H2SO4溶液直至过量，边滴边振荡________(填写支持实验结论的证据)Ba(OH)2溶液和H2SO4溶液的反应是离子反应(2)整个过程中混合溶液的导电能力(用电流强度I表示)可近似地用图2中的曲线________(填字母)表示。(3)书写下列两种情况的离子方程式。①向NaHSO4溶液中，逐滴加入Ba(OH)2溶液至SOeq\o\al(2－,4)恰好完全沉淀：________