第2章　第2节　第3课时　离子反应的应用-鲁科版高一上学期化学教案

第3课时离子反应的应用课标定向1.能用化学方程式、离子方程式正确表示典型物质的主要化学性质。(证据推理与模型认知)2.了解常见离子的检验方法,能利用典型代表物的性质和反应,设计常见物质制备、分离、提纯、检验等实验的操作方案。(科学探究与创新意识)必备知识·导学探究学习任务一离子共存【合作探究】【探究】离子共存的条件[情境]“绿水青山就是金山银山”,现代工业生产中的污水处理问题是环保问题的重要方面,高效合理的污水处理是我们幸福生活的保障。某河道两旁有甲、乙两厂。它们排放的工业废水中分别含有不相同的三种离子,共含K+、Ag+、Cu2+、Cl-、OH-、NO3(1)若甲厂的废水显蓝色,则甲、乙两厂的废水中分别含有哪些离子?提示:甲厂的废水显蓝色,说明含有Cu2+。因为Cu2+可以与OH-反应生成Cu(OH)2沉淀,因而OH-应在乙厂的废水中;因为Ag+和OH-反应生成沉淀,则Ag+只能在甲厂的废水中;由于Ag+与Cl-反应生成AgCl沉淀,则Cl-应在乙厂的废水中;根据溶液电中性的原则,则甲厂的废水中一定有阴离子NO3-,所以甲厂的废水中含有的离子为Cu2+、Ag+、NO3-,乙厂的废水中含有的离子为K+、Cl-(2)若甲厂的废水显碱性,则甲厂的废水中含有的离子有哪些?提示:甲厂废水呈碱性,则溶液中含有大量的OH-,与OH-反应的Ag+、Cu2+不能大量共存,根据溶液电中性可知甲厂废水中应含有K+,故乙厂的废水中含有Ag+、Cu2+,则乙厂的废水中不含与Ag+反应的Cl-,所以甲厂的废水中还含有Cl-,由此可知,甲厂的废水中含有的离子为K+、Cl-、OH-。(3)污水处理厂某技术人员提出了一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合,经过滤后的废水,可用来浇灌农田。你能解释其中的原因吗?提示:甲厂和乙厂的废水按比例混合后,Ag+、Cl-、Cu2+、OH-将会沉淀,过滤除去,经过滤后的废水溶质主要为KNO3,可用来浇灌农田。【总结升华】1.离子共存的原则离子间不能发生化学反应,它们在同一溶液中能大量共存;离子间能发生化学反应,它们在同一溶液中不能大量共存。2.离子不能大量共存的三种情况(1)离子之间反应生成沉淀:如图连线的两离子之间。(2)离子之间反应生成气体:如图连线的两离子之间。(3)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.离子共存判断的隐含条件(1)“无色透明”溶液不存在有色离子。(2)酸性溶液中不能大量存在与H+反应的离子。“酸性”溶液的不同描述a.酸性溶液。b.pH<7的溶液。c.使石蕊溶液变红色的溶液不能和H+大量共存的常见离子OH-、弱酸根阴离子(如CO32-、SO32-、ClO-、CH3COO-等)及弱酸的酸式酸根离子(如HCO3-、HSO(3)碱性溶液中不能大量存在与OH-反应的离子。“碱性”溶液的不同描述a.碱性溶液。b.pH>7的溶液。c.使石蕊溶液变蓝色的溶液。不能和OH-大量共存的常见离子H+、弱碱阳离子(如NH4+、Fe3+、Al3+等)以及弱酸的酸式酸根离子(如HCO3-、HSO3(4)既不能和H+又不能和OH-大量共存的离子有弱酸的酸式酸根离子。如HCO3-、HSO3-、HS-等既不能和H+大量共存,【即学即练】1.易错辨析(1)某溶液中存在较多的H+、SO42-和Cl-,该溶液中还可能含有银离子。(×提示:Ag+和Cl-反应生成AgCl沉淀,不能大量存在。(2)某澄清透明的溶液中不可能含有有颜色的离子。(×)提示:有颜色的溶液也可能澄清透明。(3)强酸性溶液中可能同时含有:K+、HCO3-、Br-、Ba2+等离子。(×提示:强酸性溶液中:H+、HCO32.(2025·宿迁高一检测)下列各组离子在透明溶液中能大量共存的是()A.K+、OH-、HCO3-、B.Cl-、Cu2+、SO42-、C.Mg2+、K+、OH-、SOD.Ba2+、Na+、CO32-、【解析】选B。OH-和HCO3-反应生成水和碳酸根离子,不能大量共存,A错误;Cl-、Cu2+、SO42-、NH4+相互之间不反应,可以共存,B正确;Mg2+和OH-反应生成沉淀,不能大量共存,C错误;Ba2+和C3.下列溶液中,各组离子一定能大量共存的是()A.使酚酞试液变红的溶液:Na+、Cl-、SO42-、FeB.使紫色石蕊试液变红的溶液:Ag+、Mg2+、NO3-、C.碳酸氢钠溶液中:K+、SO42-、Cl-、D.碱性溶液中:K+、Ba2+、Cl-、NO【解析】选D。使酚酞试液变红的溶液显碱性,Fe3+与OH-不能大量共存,故A不符合题意;使紫色石蕊试液变红的溶液显酸性,Ag+与Cl-反应,在溶液中不能大量共存,故B不符合题意;碳酸氢钠溶液中,H+与HCO3-不能大量共存,故C不符合题意;碱性溶液中,K+、Ba2+、Cl-、NO3-之间以及与OH-之间均不反应,能大量共存【易错提醒】判断离子共存的注意事项(1)应特别注意题中的隐含条件,如“酸性环境”“碱性环境”“无色”“指示剂变色”等。(2)“一定”即在任何条件下都可以,如酸性、碱性条件下都能符合题意。(3)“可能”即有一个条件下共存即可,如酸性或碱性一个条件下共存即符合题意。学习任务二离子的检验【新知导学】一、硫酸根离子(SO42-1.原理:Ba2++SO42-===BaSO2.试剂:稀盐酸、BaCl2溶液3.检验方法:二、氯离子(Cl-)的检验1.原理:Ag++Cl-===AgCl↓2.试剂:AgNO3溶液、稀硝酸两者无先后顺序,一般加入硝酸酸化的硝酸银3.检验方法:【合作探究】【探究】离子检验及鉴别[情境]草木灰中含有可溶性钾盐(主要成分是K2SO4、K2CO3、KCl)。某学生按下列操作提取草木灰中的钾盐:①取草木灰加水溶解;②过滤,取滤液;③蒸发滤液;④冷却结晶。为检验草木灰中的阴离子,取少量晶体溶于水,并把溶液分成三等份:(1)取一份溶液,加入适量稀盐酸,观察到什么现象证明含有碳酸根?提示:由于CO32-+2H+===CO2↑+H2(2)取剩余的一份溶液,加适量的硝酸银,观察到有沉淀产生,该学生由此证明溶液中一定含有Cl-。你认为所得的结论是否合理?提示:不合理,CO32-、SO42-【总结升华】1.常见离子的检验(1)生成沉淀如用NaOH溶液检验Cu2+、Fe3+,或用BaCl2检验SO42-,AgNO3溶液检验Cl(2)生成气体(3)呈现特殊颜色①利用酸碱指示剂检验②利用某些特征反应检验2.常见的离子推断(1)依据:离子反应所表现出的某“唯一性”的特征性质及现象。(2)离子推断要遵循“四个原则”。①肯定性原则:据现象推断肯定存在或肯定不存在的离子。②互斥性原则:如溶液中含有Ba2+,则不存在大量的CO32-、S③进出性原则:要注意所加试剂引入什么离子,是否造成干扰。④守恒原则(电中性原则):阳离子和阴离子同时存在于溶液中且正、负电荷总量相等。【即学即练】1.易错辨析(1)向溶液中加入酚酞溶液,若溶液变红色,则溶液中含有OH-。(√)提示:酚酞属于酸碱指示剂,酚酞遇到碱显红色。(2)检测溶液中的Cl-时,可先加盐酸,再加AgNO3溶液。(×)提示:若向待测液中加入盐酸,观察到溶液中有白色沉淀生成,不能说明氯离子一定是原溶液中的氯离子。(3)加入稀盐酸,产生无色无味的气体,溶液中可能存在CO32-。(√提示:溶液中也可能存在HCO2.某溶液中可能含有的阴离子有SO42-、Cl-、CO32-等,为了检验其中是否含有SO42-,除使用BaCl2溶液外A.盐酸 B.NaOHC.硫酸 D.硝酸钠【解析】选A。使用BaCl2溶液,如果不加酸酸化,CO32-或Ag+等离子会干扰SO42-的检验,所以应先加盐酸酸化,排除CO32-或Ag+等离子的干扰,然后加入BaCl2溶液,【方法技巧】离子检验试题答题模板取样(若为固体样品)取某固体样品少许,溶于水配成溶液,取溶液少许于试管中。(若为液体样品)取溶液少许于试管中操作加入××溶液(或物质)现象看到有××色气体生成(或××色沉淀产生)等结论证明有(或无)××离子存在3.向四支试管中分别加入少量不同的无色溶液后,再进行如下操作,结论正确的是()选项操作现象结论A滴加BaCl2溶液产生白色沉淀原溶液中有SOB滴加稀硫酸有无色无味的气体产生原溶液中有COC滴加盐酸酸化的BaCl2溶液产生白色沉淀原溶液中有SOD滴加硝酸酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀原溶液中有Cl-【解析】选D。向无色溶液中滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,原溶液中可能有SO42-,也可能有SO32-、CO32-、Ag+,A项错误;向无色溶液中滴加稀硫酸,有无色无味的气体产生,原溶液中可能有CO32-,也可能有HCO3-,B项错误;向无色溶液中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀,此白色沉淀为氯化银或硫酸钡,则原溶液中有Ag+或SO42-,C项错误;向无色溶液中滴加硝酸酸化的AgNO学习任务三物质的分离与提纯——食盐的精制【新知导学】实验探究:食盐的精制1.实验目的:除去粗食盐水中的Ca2+、Mg2+、SO42.实验方案设计3.实验操作流程[思考]如何检验食盐水中杂质离子SO42-、Mg2+、Ca2+提示:①取少许滤液于试管中,加入稀盐酸,再加BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,证明SO42-已除尽;②取少许滤液于试管中,加入NaOH溶液,若无白色沉淀生成,证明Mg2+已除尽;③取少许滤液于试管中,加入Na2CO3溶液,若无白色沉淀生成,证明Ca2【总结升华】分离和提纯的比较项目分离提纯概念把混合物中各组成成分分离开,得到纯净的各物质把被提纯物质中的杂质除去,并分离出纯净的被提纯物区别和联系分离和提纯都是依据混合物中各物质的物理性质和化学性质的区别设计方案,即二者原理相同。提纯过程也包含分离过程,只是杂质部分通常要弃去原则与注意事项分离或提纯一般应遵循不增、不减、易得、易分的“两不两易”原则,即不增加杂质,不减少所需物质,所选试剂便宜易得,欲得物质易于分离【即学即练】1.易错辨析(1)除去粗盐中的硫酸根离子可以用硝酸钡溶液。(×)提示:会引入硝酸根离子。(2)粗盐提纯中过量的碳酸根离子和氢氧根离子均可以用盐酸除掉。(√)提示:除去钙离子所用的碳酸根离子与除去镁离子所用的氢氧根离子均过量,先过滤,再加盐酸调节溶液的pH以除去碳酸根离子和氢氧根离子。(3)粗盐提纯时,可以先加入碳酸钠溶液,再加入氯化钡溶液,最后加入氢氧化钠溶液。(×)提示:碳酸根离子应该在钡离子之后加入。2.为了除去粗盐中的CaCl2、MgCl2、Na2SO4及泥沙,可将粗盐溶于水,然后进行下列五项操作:①过滤②加过量NaOH溶液③加适量盐酸④加过量Na2CO3溶液⑤加过量BaCl2溶液。正确的操作顺序是()A.①④②⑤③ B.④①②⑤③C.⑤④①②③ D.⑤②④①③【解析】选D。除去粗盐中的泥沙、CaCl2、MgCl2、Na2SO4得到NaCl,加NaOH除去MgCl2,加BaCl2除去Na2SO4,加Na2CO3除去CaCl2,Na2CO3一定在BaCl2之后加入,以便除去过量的BaCl2,过滤后加盐酸,则正确的操作顺序为⑤②④①③或②⑤④①③。3.实验室用化学沉淀法除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-获得精制盐。下列叙述有误的是(A.杂质离子除去顺序可确定为SO42-、Mg2+、CaB.加入试剂顺序可依次为:NaOH溶液、Na2CO3溶液、BaCl2溶液、盐酸C.杂质离子沉淀完后,采取的分离操作用到的仪器是a、b、c、dD.沉淀分离完成后,加入盐酸时可用e判断盐酸是否过量【解析】选B。杂质离子可依次加入过量的BaCl2、NaOH、Na2CO3依次除去SO42-、Mg2+、Ca2+,A项正确;加入试剂顺序不可以依次为NaOH、Na2CO3、BaCl2、盐酸四种溶液,因为过量的BaCl2未被除去,所以应确保BaCl2在Na2CO3之前,B项错误;沉淀后进行过滤,所涉及的仪器有玻璃棒、漏斗、烧杯、铁架台,C项正确;沉淀分离完成后,加入过量盐酸后溶液显酸性,pH<7,可用pH试纸检验课堂检测·效果诊断1.在无色透明强酸性溶液中,能大量共存的离子组是()A.Ca2+、K+、Cl-、NOB.Na+、OH-、Cl-、COC.K+、Na+、MnO4-、D.Cl-、NH4+、SO42-【解析】选A。题中所给离子在指定溶液中能够大量共存,故A符合题意;OH-、CO32-与H+反应分别生成H2O、CO2,因此所给离子在指定溶液中不能大量共存,故B不符合题意;MnO4-显紫红色,故C不符合题意;Ba2+、SO42-反应生成白色沉淀BaSO42.(2025·北京一零一中学高一检测)某溶液中含有较大量的Cl-、CO32-、OH-3种阴离子,如果只取一次该溶液就能够分别将3种阴离子依次检验出来,下列实验操作顺序正确的是(①滴加Mg(NO3)2溶液;②过滤;③滴加AgNO3溶液;④滴加Ba(NO3)2溶液A.①②④②③B.④②①②③C.①②③②④ D.④②③②①【解析】选B。检验氯离子选择硝酸银溶液,检验氢氧根离子选择硝酸镁溶液,检验碳酸根离子选择硝酸钡溶液;而硝酸银溶液与氯离子、碳酸根离子、氢氧根离子都生成沉淀;硝酸镁溶液与碳酸根离子和氢氧根离子均能生成白色沉淀;硝酸钡溶液只与碳酸根离子生成白色的碳酸钡沉淀,所以先检验碳酸根离子再检验氢氧根离子,最后检验氯离子。实验顺序为滴加硝酸钡溶液至沉淀不再产生,过滤;再滴加硝酸镁溶液至沉淀不再产生,过滤;最后加入硝酸银溶液。3.某溶液中存在Mg2+、Ag+、Ba2+三种金属离子,现用NaOH、Na2CO3、NaCl三种溶液使它们分别沉淀并分离出来,要求每次只加一种溶液,滤出一种沉淀,所加溶液顺序正确的是()A.Na2CO3NaClNaOHB.NaOHNaClNa2CO3C.NaClNaOHNa2CO3D.NaClNa2CO3NaOH【解析】选C。碳酸钠溶液中的碳酸根离子与溶液中的Mg2+、Ag+、Ba2+均形成沉淀,氢氧化钠溶液中的氢氧根离子能与溶液中的Mg2+、Ag+形成沉淀,氯化钠只能与溶液中的Ag+形成氯化银沉淀,故先加氯化钠,然后加入氢氧化钠与溶液中的Mg2+形成氢氧化镁沉淀,最后加入碳酸钠与溶液中的Ba2+形成碳酸钡沉淀,满足每次只得到一种沉淀的要求,C正确。4.有一瓶无色透明溶液,只含Cl-、CO32-、SO42-、Na+、K+、Mg2+、Cu①取少量原溶液加入足量的Ba(OH)2溶液产生白色沉淀;②取少量原溶液加BaCl2溶液不产生沉淀;③取少量原溶液加AgNO3溶液产生白色沉淀,再加稀硝酸白色沉淀不溶解。回答下列问题:(1)试分析原溶液中一定含有的离子是____________,