2024-2025学年新教材高中化学第一章物质及其变化2第2课时离子反应学案新人教版必修1

PAGE11-第2课时离子反应学习目标核心素养1．利用试验探究离子反应发生的条件。2．会书写常见的离子方程式，并能进行正误推断。3．结合电解质学问，驾驭常见离子能否大量共存的推断方法。1．通过对“离子反应”的学习，培育科学探究与创新意识。2．通过对“离子方程式”的学习，培育证据推理和模型认知实力。3．通过对“离子共存学问”的学习，培育证据推理实力。新课情境呈现视察反应现象，探讨稀硫酸与氢氧化钡溶液反应的本质，让我们走进教材，学习离子反应及其发生的条件。课前素能奠基学问回顾1．复分解反应是指两种化合物相互__交换__成分，生成另外两种化合物的反应，其发生的条件为__生成沉淀__、__放出气体__或__生成水__。2．写出a.H2SO4b．NaOHc．BaCl2在水溶液中的电离方程式：a．H2SO4=__2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)__；b．NaOH=__Na＋＋OH－__；c．BaCl2=__Ba2＋＋2Cl－__。(1)a和b两溶液混合后发生反应的化学方程式为__H2SO4＋2NaOH=Na2SO4＋2H2O__；(2)a和c两溶液混合后发生反应的化学方程式为__H2SO4＋BaCl2=2HCl＋BaSO4↓__；(3)b和c两溶液混合__不能__(填“能”或“不能”)发生复分解反应，缘由是__二者混合无气体、沉淀或水生成__。新知预习一、离子反应1．概念：电解质在溶液中反应的实质是__离子__之间的反应。2．试验探究：试验操作试验现象__无明显现象____有白色沉淀__混合前溶液中微粒K＋、Cl－Ba2＋、Cl－Na＋、SOeq\o\al(2－,4)Na＋、SOeq\o\al(2－,4)混合后溶液中微粒K＋、Cl－、Na＋、SOeq\o\al(2－,4)__BaSO4__、Na＋、Cl－试验结论离子浓度未变Ba2＋、SOeq\o\al(2－,4)浓度减小3．实质：离子反应使溶液中某些离子浓度__减小__。点拨：某些状况下，无明显现象不代表不发生化学反应。二、离子方程式1．概念：用实际参与反应的__离子符号__表示离子反应的式子。2.书写步骤(以氯化钡与硫酸钠溶液反应为例)：eq\a\vs4\al(写)—正确书写反应的化学方程式：__BaCl2＋Na2SO4=BaSO4↓＋2NaCl__eq\a\vs4\al(拆)—把__易溶于水且易电离__的物质拆成离子的形式：__Ba2＋＋2Cl－＋2Na＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓＋2Na＋＋2Cl－__。eq\a\vs4\al(删)—删去方程式两边__不参与反应__的离子__SOeq\o\al(2－,4)＋Ba2＋=BaSO4↓__eq\a\vs4\al(查)—eq\a\vs4\al(检查方程式两边各元素的__原子个数__和__电荷总数__是否相等)点拨：不参与反应的离子指方程式两边完全相同的离子。3．意义：探讨反应物化学方程式离子方程式两种方程式的异同HCl＋NaOH__HCl＋NaOH=NaCl＋H2O____H＋＋OH－=H2O__4个反应的化学方程式__不同__，但其离子方程式却__相同__HCl＋KOH__HCl＋KOH=KCl＋H2O____H＋＋OH－=H2O__H2SO4＋NaOH__H2SO4＋2NaOH=Na2SO4＋2H2O____H＋＋OH－=H2O__H2SO4＋KOH__H2SO4＋2KOH=K2SO4＋2H2O____H＋＋OH－=H2O__结论：强酸与强碱发生中和反应的实质是，强酸电离出的__H＋__与强碱电离出的__OH－__结合生成__H2O__。②离子方程式的意义离子方程式不仅可以表示__某个详细的化学反应__，还可以表示__同一类型的离子反应__。三、离子反应的类型及发生反应的条件1．类型：复分解反应和置换反应等。2．离子反应条件的探究试验：试验操作试验现象有__蓝色沉淀__生成溶液__红色消逝__有__气泡产生__三个试验中发生反应的离子方程式分别是①__Cu2＋＋2OH－=Cu(OH)2↓__②__H＋＋OH－=H2O__③__COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O__3．复分解反应类离子反应的发生条件：预习自测1．下列各组物质间的反应中，不属于离子反应的是(C)A．Zn＋H2SO4(稀) B．NaCl溶液＋AgNO3溶液C．C＋O2 D．Fe＋CuSO4溶液解析：A、B、D选项中的反应都是在溶液中进行的反应，且每一组中都有离子参与反应，所以都是离子反应；C与O2反应无论产物是CO还是CO2，都不是电解质在溶液中进行的反应，不属于离子反应。2．下列各组离子能在溶液中大量共存的是(C)A．Na＋、Mg2＋、Cl－、OH－B．H＋、Ca2＋、COeq\o\al(2－,3)、NOeq\o\al(－,3)C．Cu2＋、K＋、SOeq\o\al(2－,4)、NOeq\o\al(－,3)D．Na＋、HCOeq\o\al(－,3)、OH－、Ca2＋解析：溶液中的离子能否大量共存，关键是看离子间能否发生反应。Mg2＋和OH－能反应生成Mg(OH)2沉淀，即Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓；H＋和COeq\o\al(2－,3)、Ca2＋和COeq\o\al(2－,3)都能发生反应，即2H＋＋COeq\o\al(2－,3)=H2O＋CO2↑，Ca2＋＋COeq\o\al(2－,3)=CaCO3↓；HCOeq\o\al(－,3)和OH－、Ca2＋和OH－都能反应，即HCOeq\o\al(－,3)＋OH－=H2O＋COeq\o\al(2－,3)，Ca2＋＋2OH－=Ca(OH)2↓；唯有选项C中的离子间不会发生反应。3．下列各组物质相互混合后，不会发生离子反应的是(A)A．Na2SO4溶液和MgCl2溶液B．Na2CO3溶液和稀硫酸C．NaOH溶液和Fe2(SO4)3溶液D．Ca(OH)2溶液和盐酸解析：B项中COeq\o\al(2－,3)和H＋发生离子反应；C项中Fe3＋和OH－发生离子反应；D项中OH－和H＋发生离子反应。4．下列离子方程式书写正确的是(B)A．盐酸与碳酸钡反应：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2OB．硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液：2OH－＋Cu2＋=Cu(OH)2↓C．硝酸银溶液中加入铜粉：Ag＋＋Cu=Cu2＋＋AgD．铁与稀盐酸反应：2Fe＋6H＋=2Fe3＋＋3H2↑解析：A项中碳酸钡不能拆写成COeq\o\al(2－,3)和Ba2＋；C项中离子方程式电荷不守恒；D项中离子反应违反客观事实。5．下列同组中的两个不同反应(在溶液中进行)，可用同一离子方程式表示的是(B)A．Na2CO3＋HNO3与NaHCO3＋HNO3B．CaCl2＋Na2CO3与Ca(NO3)2＋K2CO3C．Ba(OH)2＋NaHSO4与BaCl2＋NaHSO4D．NaOH＋H2SO4与Fe(OH)3＋H2SO4解析：A选项中，Na2CO3和HNO3反应的离子方程式为COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋CO2↑，NaHCO3与HNO3反应的离子方程式为HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=H2O＋CO2↑，两离子方程式不相同。B选项中，两反应离子方程式均为Ca2＋＋COeq\o\al(2－,3)=CaCO3↓。C选项中，Ba(OH)2和NaHSO4的反应，除了Ba2＋和SOeq\o\al(2－,4)反应生成BaSO4沉淀外，还有H＋和OH－生成H2O的反应；而BaCl2和NaHSO4的反应只有Ba2＋和SOeq\o\al(2－,4)生成BaSO4沉淀的反应。D选项中，NaOH与H2SO4反应的离子方程式为H＋＋OH－=H2O；Fe(OH)3与H2SO4反应的离子方程式为Fe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O。6．写出下列反应的离子方程式。(1)KOH溶液和HCl溶液反应：__OH－＋H－=H2O__；(2)Ba(OH)2溶液和H2SO4溶液反应：__Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓＋2H2O__；(3)Na2CO3溶液和HNO3溶液反应：__COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O__。解析：书写离子方程式时，要严格依据“写、拆、删、查”四个步骤进行。在娴熟之后，提倡干脆写出离子方程式。在书写过程中，要特殊留意易溶、易电离的物质，如：HCl、H2SO4、HNO3、KOH、Ba(OH)2、NaOH及钠盐、钾盐、硝酸盐等可溶性盐，要用离子符号表示，而H2O、BaSO4、CaCO3、CO2、MgO等要用化学式表示。课堂素能探究学问点离子方程式的书写及正误推断问题探究：1.H＋＋OH－=H2O能表示全部的强酸和强碱发生的反应吗？2．依据复分解反应发生的条件分析离子反应发生后的结果是什么？探究提示：1.不能。如H2SO4与Ba(OH)2反应除H＋和OH－生成H2O外，Ba2＋与SOeq\o\al(2－,4)反应还生成BaSO4沉淀，故其离子方程式为Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓＋2H2O。2．复分解反应发生的条件是生成沉淀、放出气体或生成水(具备上述条件之一即可)；因此离子反应发生后导致溶液中某些离子浓度明显减小。学问归纳总结：1．书写离子方程式的拆分原则：(1)常见物质的拆分原则。书写原则物质类型能拆成离子的物质①强酸：HCl、H2SO4、HNO3等②强碱：KOH、NaOH、Ba(OH)2等③可溶性盐：NaCl、K2SO4、NaNO3等不能拆成离子的物质①单质②气体③氧化物④难溶物：Cu(OH)2、BaSO4、AgCl等⑤难电离的物质：CH3COOH、NH3·H2O、H2O⑥非电解质：乙醇等⑦浓硫酸(2)微溶物的书写原则。2．离子方程式的正误推断：(1)看是否符合反应的客观事实。如铁与稀硫酸反应：(2)看反应是否符合拆写原则。如碳酸钙与盐酸反应：(3)看是否符合质量守恒、电荷守恒。如铝和盐酸反应：eq\a\vs4\al(Al＋2H＋=Al3＋＋H2↑×)电荷不守恒eq\a\vs4\al(2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑√)(4)看是否漏掉离子反应。如CuSO4和Ba(OH)2溶液反应：点拨：简单出现错误的几类物质的改写(1)多元弱酸的酸式酸根离子不能拆开写，如NaHCO3不能拆写成Na＋、H＋和COeq\o\al(2－,3)，应拆写成Na＋和HCOeq\o\al(－,3)。(2)浓硫酸作为反应物不能拆开写，应写成化学式；浓盐酸、浓硝酸拆成离子形式。(3)在溶液中的NaHSO4应拆写成Na＋、H＋和SOeq\o\al(2－,4)。典例1推断下列离子方程式的正误，并指出错误的缘由。(1)盐酸与Cu(OH)2反应：H＋＋OH－=H2O(__错误，Cu(OH)2犯难溶物，不能拆成Cu2＋和2OH－__)(2)CuO溶于盐酸：O2－＋2H＋=H2O(__错误，CuO为氧化物，不行拆成Cu2＋和O2－__)(3)Na2CO3溶液与稀硫酸反应：Na2CO3＋2H＋=2Na＋＋CO2↑＋H2O(__错误，Na2CO3为可溶性盐，应拆成Na＋和COeq\o\al(2－,3)。__)(4)CuSO4溶液与Ba(OH)2溶液反应：Cu2＋＋2OH－=Cu(OH)2↓(__错误，漏掉SOeq\o\al(2－,4)与Ba2＋的反应__)(5)CO2通入澄清石灰水变浑浊：CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O(__错误，澄清石灰水为Ca(OH)2溶液，Ca(OH)2应拆为Ca2＋和OH－__)(6)NaHCO3溶液与稀硫酸反应：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O(__错误，HCOeq\o\al(－,3)为弱酸酸式酸根离子，不能拆成H＋和COeq\o\al(2－,3)__)(7)Fe与稀盐酸反应：2Fe＋6H＋=2Fe3＋＋3H2↑(__错误，Fe与盐酸反应生成Fe2＋__)(8)Cu与AgNO3溶液反应：Cu＋Ag＋=Ag＋Cu2＋(__错误，反应前后电荷不守恒__)〔变式训练1〕铁、稀盐酸、澄清石灰水、氯化铜溶液是中学化学中常见的物质，四种物质间的反应关系如图所示。图中两圆相交部分(A、B、C、D)表示物质间的反应，其中对应反应的离子方程式书写正确的是(C)A．OH－＋HCl=H2O＋Cl－B．Ca(OH)2＋Cu2＋=Ca2＋＋Cu(OH)2↓C．Fe＋Cu2＋=Cu＋Fe2＋D．2Fe＋6H＋=2Fe3＋＋3H2↑解析：A处是澄清石灰水与稀盐酸的反应，离子方程式应为OH－＋H＋=H2O，故A项错误；B处是澄清石灰水与氯化铜溶液的反应，离子方程式应为2OH－＋Cu2＋=Cu(OH)2↓，故B项错误；C处是铁与氯化铜溶液的反应，离子方程式应为Fe＋Cu2＋=Cu＋Fe2＋，故C项正确；D处是铁与稀盐酸的反应，离子方程式应为Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，故D项错误。学问点离子共存的推断问题探究：1.强酸性和强碱性溶液中，NHeq\o\al(＋,4)、Cu2＋、Cl－、NOeq\o\al(－,3)、HCOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)都能大量共存吗？2．某溶液中加入紫色石蕊试液显红色，则该溶液中可能含有K＋、COeq\o\al(2－,3)吗？探究提示：1.NHeq\o\al(＋,4)、Cu2＋都能与OH－反应，COeq\o\al(2－,3)能与H＋反应，HCOeq\o\al(－,3)既与OH－反应，又与H＋反应，故只有Cl－、NOeq\o\al(－,3)在强酸性和强碱性溶液中都能大量共存。2．可能有K＋，但没有COeq\o\al(2－,3)。溶液中加入紫色石蕊试液显红色说明溶液显酸性，则不行能含有COeq\o\al(2－,3)，因为发生反应COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O。学问归纳总结：1．离子反应的常见类型：(1)复分解反应生成沉淀或气体或H2O(2)碱性氧化物(如CuO)与酸反应(3)酸性氧化物(如CO2)与碱反应(4)活泼金属(如Zn)与酸反应(5)金属(如Zn)与盐(如CuSO4)的反应2．离子反应的应用：(1)检验离子：如向某溶液中加入稀硝酸后，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成，则证明溶液中有Cl－。离子方程式为Ag＋＋Cl－=AgCl↓。(2)推断离子能否大量共存：①离子共存的推断原则——能否反应②离子共存推断的“三种类型”：a．离子之间反应生成难溶物：如图连线的两离子之间。b．离子之间反应生成气体：如图连线的两离子之间。c．离子之间反应生成水或其他难电离的物质：如图连线的两离子之间。③离子共存推断的“隐含条件”：a．“无色透亮”溶液不存在有色离子。Cu2＋Fe3＋Fe2＋MnOeq\o\al(－,4)||||蓝色棕黄色浅绿色紫红色b．溶液的酸碱性。(3)物质的分别与提纯：如用BaCl2、Na2CO3、NaOH和稀盐酸，除去粗盐中的SOeq\o\al(2－,4)、Mg2＋、Ca2＋等离子时，发生的离子反应有SOeq\o\al(2－,4)＋Ba2＋=BaSO4↓，Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓，Ca2＋＋COeq\o\al(2－,3)=CaCO3↓，Ba2＋＋COeq\o\al(2－,3)=BaCO3↓，COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O，OH－＋H＋=H2O。典例2某无色溶液中，可大量共存的离子组是(A)A．Na＋、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、Cl－B．Cu2＋、NOeq\o\al(－,3)、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)C．H＋、Cl－、K＋、COeq\o\al(2－,3)D．K＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)、OH－解析：B项，无色溶液中Cu2＋不能大量存在；C项，H＋与COeq\o\al(2－,3)不能大量共存；D项，Mg2＋与OH－不能大量共存。〔变式训练2〕下列各组离子中，在碱性溶液中能大量共存，且溶液为无色透亮的是(B)A．K＋、MnOeq\o\al(－,4)、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)B．Na＋、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、Cl－C．NOeq\o\al(－,3)、Na＋、HCOeq\o\al(－,3)、Ba2＋D．Na＋、NOeq\o\al(－,3)、H＋、SOeq\o\al(2－,4)解析：A项，含MnOeq\o\al(－,4)的溶液呈紫红色；C项，HCOeq\o\al(－,3)与OH－反应生成COeq\o\al(2－,3)和H2O，生成的COeq\o\al(2－,3)与Ba2＋发生反应：COeq\o\al(2－,3)＋Ba2＋=BaCO3↓；D项，H＋与OH－反应生成H2O。名师博客呈现离子推断题的解法在于驾驭离子的特征反应及离子间的共存状况。解题时要遵循以下四个原则：1．确定性原则：依据试验现象推出溶液中确定存在或确定不存在的离子。2．互斥性原则：在确定某些离子的同时，结合离子共存规律，确定一些不能存在的离子。3．电中性原则：任何溶液中，阴、阳离子所带电荷总数是相等的，即溶液呈电中性。这个隐含条件往往不被留意，从而造成在离子推断中漏选或错选。如题中各种阳离子一一被解除后，依据电中性的特点，最终剩余的那种阳离子确定有；反之亦然。4．进出性原则：在进行离子检验时，往往要加入试剂，这样就会引入新的离子，原溶液中是否存在该种离子就无法推断，如加入过量BaCl2溶液时，过量的离子(Ba2＋、Cl－)将对原溶液中是否有Ba2＋或Cl－的推断产生干扰；还会有一些离子随试验过程中的改变而消逝，可能对后续的检验造成影响。〔即时训练〕现有离子：①Cl－②SOeq\o\al(2－,4)③H＋④OH－⑤COeq\o\al(2－,3)⑥HCOeq\o\al(－,3)⑦Na＋⑧Cu2＋⑨Ca2＋⑩Ag＋⑪Ba2＋⑫K＋⑬MnOeq\o\al(－,4)⑭Fe3＋(1)在酸性条件下，确定不能大量存在的有__④⑤⑥__(填序号，下同)。(2)在碱性条件下，确定不能大量存在的有__③⑥⑧⑨⑩⑭__。(3)在无色溶液中，确定不能存在的有__⑧⑬⑭__。(4)在含有⑪Ba2＋的溶液中，确定不能大量存在的有__②⑤__。课堂达标验收1．下列物质混合后发生化学反应，且属于离子反应的是(B)A．NaOH溶液和K2SO4溶液混合B．锌片投入稀硫酸中C．加热KClO3和MnO2固体混合物制O2D．H2和O2反应生成水解析：A项不具备复分解反应发生的条件；B项离子反应是Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑；C项不是溶液中进行的反应，不属于离子反应；D项不是离子反应。2．下列反应能用H＋＋OH－=H2O表示的是(D)A．醋酸和氢氧化钠溶液 B．氢氧化镁和盐酸C．氢氧化钡和稀硫酸 D．澄清石灰水和硝酸解析：A项中醋酸是弱酸，书写离子方程式时，应写成CH3COOH；B项中氢氧化镁难溶于水，应写其化学式Mg(OH)2；C项反应生成的硫酸钡难溶于水，还发生另一个离子反应：Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓，只有D项符合题意。3．下列离子方程式正确的是(A)A．碳酸钙与盐酸反应：CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋H2O＋CO2↑B．锌与盐酸反应：Zn＋2H＋＋2Cl－=Zn2＋＋2Cl－＋H2↑C．氯化铁与氢氧化钡溶液反应：2Fe3＋＋3Ba(OH)2=2Fe(OH)3↓＋3Ba2＋D．氢氧化铜与硫酸反应：OH－＋H＋=H2O解析：B项，未反应的Cl－应删去；C项，Ba(OH)2是易溶、易电离的物质，应拆写成离子形式；D项，氢氧化铜是难溶物，应用化学式表示，不能拆写成离子形式。故选A项。4．BaCO3与稀硝酸反应，正确的离子方程式是(C)A．Ba2＋＋COeq\o\al(2－,3)＋2H＋＋2NOeq\o\al