2025届高考化学大一轮复习讲义 第二章 第2讲 离子反应 离子方程式导学案

第二章第2讲离子反应离子方程式引言同学们，我们已经进入了化学学习的核心阶段。在这一阶段，我们将更深入地探索化学反应的本质。今天我们聚焦的“离子反应”，便是水溶液中化学反应的主要表现形式之一，也是高考化学的重点考查内容。理解离子反应的实质，掌握离子方程式的书写与判断，不仅能帮助我们更清晰地认识化学反应的微观过程，也是解决许多化学问题的关键工具。本讲我们将系统梳理这部分知识，希望大家能扎实掌握，为后续学习奠定坚实基础。一、学习目标1.知识与技能：理解电解质、非电解质、强电解质、弱电解质的概念；能准确判断常见物质的电离情况；掌握离子反应的概念、实质及发生条件；熟练书写离子方程式并能进行正误判断。2.过程与方法：通过对电解质电离的分析，培养从微观角度认识物质在水溶液中行为的能力；通过离子方程式的书写训练，提升分析问题和解决问题的能力，形成规范化书写的习惯。3.情感态度与价值观：体会化学符号系统的简洁与精准，感受化学学科的逻辑之美；通过对离子反应规律的探究，培养严谨求实的科学态度。二、基础知识梳理（一）电解质与非电解质我们在初中就接触过溶液的导电性实验。有些物质的水溶液能导电，有些则不能。这背后的原因是什么呢？1.电解质：在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物。*思考：为什么电解质的水溶液或熔融态能导电？（提示：与其中的微粒种类有关）*常见类别：酸、碱、盐、部分金属氧化物等。2.非电解质：在水溶液里和熔融状态下都不能导电的化合物。*常见类别：多数非金属氧化物、多数有机物（如蔗糖、酒精）等。*注意：单质和混合物既不是电解质也不是非电解质。例如，铜能导电，但它是单质，不属于电解质。（二）强电解质与弱电解质同为电解质，它们在水溶液中的电离程度是否完全相同呢？1.强电解质：在水溶液中能完全电离成离子的电解质。*常见类别：强酸（如HCl、H₂SO₄、HNO₃等）、强碱（如NaOH、KOH、Ba(OH)₂等）、大多数盐（包括难溶性盐，因其溶解的部分能完全电离）。*电离方程式书写：用“=”表示。例如：HCl=H⁺+Cl⁻；NaOH=Na⁺+OH⁻；NaCl=Na⁺+Cl⁻。2.弱电解质：在水溶液中只能部分电离成离子的电解质。*常见类别：弱酸（如CH₃COOH、H₂CO₃、H₂SO₃、H₃PO₄、HClO等）、弱碱（如NH₃·H₂O、Cu(OH)₂、Fe(OH)₃等）、水。*电离方程式书写：用“⇌”表示。例如：CH₃COOH⇌CH₃COO⁻+H⁺；NH₃·H₂O⇌NH₄⁺+OH⁻。思考与辨析：*难溶于水的盐都是弱电解质吗？（提示：BaSO₄、AgCl等难溶性盐，虽然溶解度小，但溶解的部分是完全电离的，属于强电解质。）*强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液强吗？（提示：溶液的导电能力取决于溶液中离子的浓度和离子所带的电荷数，与电解质的强弱无直接必然联系。）（三）离子反应及其发生的条件1.概念：有离子参加或生成的化学反应。2.实质：溶液中某些离子的浓度发生改变（即离子间发生结合，生成新的物质，使原离子浓度减小）。3.发生条件（以复分解反应为例）：*生成沉淀：如Ba²⁺与SO₄²⁻结合生成BaSO₄沉淀。*生成气体：如H⁺与CO₃²⁻结合生成CO₂气体和水；NH₄⁺与OH⁻结合生成NH₃气体和水。*生成弱电解质：如H⁺与OH⁻结合生成水（弱电解质）；H⁺与CH₃COO⁻结合生成CH₃COOH（弱电解质）。*（后续还会学习到发生氧化还原反应等条件）（四）离子方程式1.定义：用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。2.意义：不仅表示一个具体的化学反应，还能表示同一类型的离子反应。例如，H⁺+OH⁻=H₂O可以表示强酸和强碱反应生成可溶性盐和水的中和反应。3.书写步骤（以BaCl₂溶液与Na₂SO₄溶液反应为例）：*“写”：写出反应的化学方程式（基础）。BaCl₂+Na₂SO₄=BaSO₄↓+2NaCl*“拆”：把易溶于水且易电离的物质（即强电解质）拆写成离子形式；难溶物、难电离物质（弱电解质）、气体、单质、氧化物等仍用化学式表示。Ba²⁺+2Cl⁻+2Na⁺+SO₄²⁻=BaSO₄↓+2Na⁺+2Cl⁻*“删”：删去方程式两边不参加反应的离子（即相同的离子）。Ba²⁺+SO₄²⁻=BaSO₄↓*“查”：检查方程式两边各元素的原子个数和电荷总数是否相等（质量守恒和电荷守恒）。左边：Ba²⁺(1个，+2价)，SO₄²⁻(1个，-2价)，电荷总数0。右边：BaSO₄(1个)，电荷总数0。检查无误。关键“拆”与“不拆”的判断：*可拆的：强酸、强碱、可溶性盐。*强酸：如HCl、H₂SO₄、HNO₃、HI、HBr等。*强碱：如NaOH、KOH、Ba(OH)₂、Ca(OH)₂（澄清石灰水时可拆，石灰乳时不拆）。*可溶性盐：参考溶解性表，钾盐、钠盐、铵盐、硝酸盐一般均可溶。*不可拆的：*难溶物：如BaSO₄、AgCl、CaCO₃、Cu(OH)₂等（需熟记常见难溶物）。*难电离物质（弱电解质）：水、弱酸、弱碱。*气体：如CO₂、SO₂、NH₃等。*单质：如Fe、Cu、Cl₂等。*氧化物：如CaO、Fe₂O₃、CuO等。三、重点难点突破：离子方程式的正误判断与书写技巧（一）离子方程式正误判断“六看”1.看是否符合客观事实：反应能否发生，产物是否正确。*错误示例1：铁与稀盐酸反应：2Fe+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂↑（错，产物应为Fe²⁺）*正确：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑2.看“拆”与“不拆”是否正确：牢记拆写原则。*错误示例2：碳酸钙与稀盐酸反应：CO₃²⁻+2H⁺=CO₂↑+H₂O（错，CaCO₃难溶，不应拆）*正确：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O*错误示例3：醋酸与氢氧化钠反应：H⁺+OH⁻=H₂O（错，CH₃COOH为弱电解质，不应拆）*正确：CH₃COOH+OH⁻=CH₃COO⁻+H₂O3.看是否守恒（质量守恒与电荷守恒）：*错误示例4：Fe³⁺+Cu=Fe²⁺+Cu²⁺（错，电荷不守恒，左边3+，右边2+2=4+）*正确：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺*错误示例5：Al+H⁺=Al³⁺+H₂↑（错，质量不守恒，H原子个数不相等；电荷也不守恒）*正确：2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑4.看是否漏掉离子反应：*错误示例6：氢氧化钡溶液与硫酸铜溶液反应：Ba²⁺+SO₄²⁻=BaSO₄↓（错，漏掉了Cu²⁺与OH⁻的反应）*正确：Ba²⁺+2OH⁻+Cu²⁺+SO₄²⁻=BaSO₄↓+Cu(OH)₂↓5.看符号使用是否正确：沉淀符号“↓”、气体符号“↑”、等号“=”、可逆号“⇌”是否恰当。*错误示例7：Na₂CO₃溶液中通入少量CO₂：CO₃²⁻+CO₂+H₂O=2HCO₃⁻（此式正确，但若为可逆反应则用⇌，此处为完全反应）*对于盐的水解反应，应用“⇌”，如CH₃COO⁻+H₂O⇌CH₃COOH+OH⁻。6.看反应物或产物的配比是否正确：*错误示例8：稀硫酸与氢氧化钡溶液反应：H⁺+OH⁻+SO₄²⁻+Ba²⁺=BaSO₄↓+H₂O（错，H⁺与OH⁻的配比应为2:2，即1:1，但SO₄²⁻与Ba²⁺是1:1，正确的离子方程式中H₂O的系数应为2）*正确：2H⁺+2OH⁻+SO₄²⁻+Ba²⁺=BaSO₄↓+2H₂O（二）与量有关的离子方程式书写这是离子方程式书写中的难点，需根据反应物的相对用量来确定产物。*基本原则：“少量定一”法。即设量少的反应物为1mol，根据其电离出的离子个数，确定量多的反应物中实际参加反应的离子的物质的量。*常见类型：1.酸式盐与碱的反应：如NaHCO₃与Ca(OH)₂、Ba(OH)₂与NaHSO₄等。例：向NaHCO₃溶液中加入少量Ca(OH)₂溶液。分析：Ca(OH)₂少量，设为1mol。则Ca(OH)₂电离出1molCa²⁺和2molOH⁻。2molOH⁻需要2molHCO₃⁻与之反应生成2molCO₃²⁻和2molH₂O。生成的2molCO₃²⁻中，1mol与Ca²⁺结合生成CaCO₃沉淀，剩余1molCO₃²⁻。离子方程式：Ca²⁺+2OH⁻+2HCO₃⁻=CaCO₃↓+CO₃²⁻+2H₂O（若Ca(OH)₂过量，则NaHCO₃少量，设为1mol，大家可自行尝试书写）2.多元弱酸的酸酐与碱的反应：如CO₂、SO₂与NaOH、Ca(OH)₂等。例：向NaOH溶液中通入少量CO₂；通入足量CO₂。少量CO₂：CO₂+2OH⁻=CO₃²⁻+H₂O足量CO₂：CO₂+OH⁻=HCO₃⁻3.多元弱酸的酸式盐与强酸或强碱的反应：（视具体情况分析）4.其他与量有关的反应：如FeBr₂溶液中通入Cl₂（Cl₂少量时先氧化Fe²⁺，足量时再氧化Br⁻）。四、典型例题分析例题1：下列说法正确的是（）A.液态HCl不导电，所以HCl是非电解质B.NH₃的水溶液能导电，所以NH₃是电解质C.铜、石墨均导电，所以它们是电解质D.BaSO₄难溶于水，但BaSO₄是强电解质解析：本题考查电解质、非电解质的概念辨析。A项，HCl在水溶液中能导电，是电解质，液态HCl不导电是因为未电离，A错误。B项，NH₃的水溶液导电是因为NH₃与水反应生成的NH₃·H₂O电离出离子，NH₃本身不能电离，是非电解质，B错误。C项，铜、石墨是单质，既不是电解质也不是非电解质，C错误。D项，BaSO₄虽难溶，但溶解的部分完全电离，是强电解质，D正确。答案：D例题2：写出下列反应的离子方程式。(1)碳酸钙与稀硝酸反应(2)氢氧化镁与稀硫酸反应(3)向澄清石灰水中通入少量二氧化碳(4)铁与硫酸铜溶液反应(5)碳酸钠溶液与足量稀盐酸反应解析：(1)碳酸钙难溶，硝酸是强酸。CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O(2)氢氧化镁难溶，硫酸是强酸。Mg(OH)₂+2H⁺=Mg²⁺+2H₂O(3)澄清石灰水Ca(OH)₂可拆，少量CO₂生成正盐。Ca²⁺+2OH⁻+CO₂=CaCO₃↓+H₂O(4)置换反应，生成Fe²⁺和Cu。Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu(5)碳酸钠是可溶性盐，盐酸足量生成CO₂和水。CO₃²⁻+2H⁺=CO₂↑+H₂O例题3：判断下列离子方程式是否正确，如不正确，请改正。(1)铁与稀盐酸反应：2Fe+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂↑(2)氧化铜与稀硫酸反应：O²⁻+2H⁺=H₂O(3)碳酸氢钠溶液与稀盐酸反应：CO₃²⁻+2H⁺=CO₂↑+H₂O(4)氢氧化钡溶液与稀硫酸反应：Ba²⁺+SO₄²⁻=BaSO₄↓解析：(1)错误，铁与稀盐酸反应生成Fe²⁺。改正：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑(2)错误，CuO是氧化物，不能拆成O²⁻。改正：CuO+2H⁺=Cu²⁺+H₂O(3)错误，HCO₃⁻是弱酸的酸式酸根，不能拆成CO₃²⁻。改正：HCO₃⁻+H⁺=CO₂↑+H₂O(4)错误，漏掉了H⁺与OH⁻的反应。改正：Ba²⁺+2OH⁻+2H⁺+SO₄²⁻=BaSO₄↓+2H₂O五、方法规律总结1.