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3.2 第4课时　离子反应(2)
【学习目标】
1.利用离子反应及其发生的条件,学会离子共存的判断方法。
2.学会判断离子方程式书写的正误,进一步巩固离子方程式的书写步骤及方法。
3.掌握离子推断的方法,通过整理归纳,得出结论,并形成一定的知识规律。
【合作探究】
【学习情境】
下图分别是氯化钠溶液与硝酸银溶液反应、NaOH溶液和盐酸反应的微观示意图。
从反应示意图中可以看出Ag+与Cl-在溶液中不能大量共存,H+与OH-在溶液中不能大量共存,为什么 哪些离子在溶液中不能大量共存呢
任务1　离子共存
【新知生成】
离子在溶液中不能大量共存的原因
(1)离子间反应生成　　　　。
(2)离子间反应生成　　　　。
(3)离子间反应生成　　　　的物质。
(4)离子间发生　　　　反应。
(5)隐含条件
①溶液无色透明时,不存在　　　　。
常见的有色离子有:Cu2+(　　　　色)、Fe3+(　　　　色)、Fe2+(　　　　色)、Mn(　　　　色)。
②强酸性溶液、常温下pH小于7的溶液或使石蕊试液变红的溶液,都是指酸性溶液,则　　　　的离子肯定不能大量存在。
③强碱性溶液、常温下pH大于7的溶液或使酚酞试液变红的溶液,都含有大量OH-,则　　　　的离子肯定不能大量存在。
④“透明溶液”意味着无　　　　物和　　　　物,但并不意味着　　　　。
【答案】(1)沉淀　(2)气体　(3)难电离　(4)氧化还原　(5)①有色离子　蓝　黄　浅绿　紫红　②能与H+反应　③能与OH-反应　④难溶　微溶　溶液无色
【核心突破】
典例1　下列各组离子在溶液中能大量共存的是(　　)。
A.Ba2+、N、H+、S
B.K+、Cl-、C、Na+
C.H+、N、Na+、C
D.N、S、K+、OH-
【答案】B
【解析】A项中的Ba2+与S反应生成硫酸钡沉淀,二者不能大量共存;C项中的H+与C反应生成二氧化碳气体和水,二者不能大量共存;D项中的N与OH-反应生成难电离的弱碱一水合氨,二者不能大量共存。
训练1　下列各组离子在给定条件下能大量共存的是(　　)。
A.在酸性较强的溶液中:N、K+、C、Cl-
B.有大量S存在的溶液中:Na+、Mg2+、Ba2+、Br-
C.使酚酞溶液变红的溶液中:Na+、Cl-、S、Fe3+
D.无色透明的水溶液中:K+、Ba2+、Cl-、N
【答案】D
【解析】C在酸性溶液中不能大量存在;由于BaSO4难溶于水,因此有S存在的溶液中Ba2+不能大量存在;使酚酞溶液变红的溶液为碱性溶液,在碱性溶液中Fe3+不能大量存在。
训练2　如何判断溶液中的离子能不能大量共存 下列各组离子能否大量共存 说明你的判断依据。
①Ca2+　Na+　C　N
②Ca2+　Na+　S　N
③H+　K+　Cl-　OH-
④N　K+　OH-　S
⑤H+　K+　HC　S
⑥Na+　K+　C　OH-
【答案】当溶液中离子间能发生离子反应时,则不能大量共存;反之则能大量共存。
①Ca2+　Na+　C　N　生成难溶物CaCO3
②Ca2+　Na+　S　N　生成微溶物CaSO4
③H+　K+　Cl-　OH-　生成水
④N　K+　OH-　S　生成弱电解质
⑤H+　K+　HC　S　生成气体、水
⑥Na+　K+　C　OH-　能大量共存
任务2　离子方程式的正误判断
【新知生成】
离子方程式的正误判断——“五看”
(1)看是否符合客观事实。
(2)看拆分是否正确。
(3)看是否符合原子守恒和电荷守恒。
(4)看是否漏写离子反应。
(5)看是否符合阴、阳离子的个数配比。
【核心突破】
典例2　下列反应的离子方程式书写正确的是(　　)。
A.稀硫酸滴在氧化铜上:O2-+2H+H2O
B.稀硫酸与氢氧化钡溶液混合:S+Ba2+BaSO4↓
C.稀硝酸滴在大理石上:CaCO3+2H+Ca2++H2CO3
D.氧化铁与稀盐酸混合:Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O
【答案】D
【解析】CuO不能拆,A项错误;漏写H+与OH-参加反应生成水,B项错误;反应生成的碳酸不稳定,可分解成二氧化碳和水,C项错误。
训练3　下列反应的离子方程式书写正确的是(　　)。
A.金属镁与稀盐酸反应:Mg+2H++2Cl-MgCl2+H2↑
B.氯化钡溶液与稀硫酸反应:Ba2++SBaSO4↓
C.碳酸钠溶液与稀盐酸反应:Na2CO3+2H+2Na++H2O+CO2↑
D.氢氧化镁与稀硫酸反应:OH-+H+H2O
【答案】B
【解析】Cl-不参与离子反应,MgCl2在水中完全电离,正确的离子方程式应为Mg+2H+Mg2++H2↑,A项错误;Na2CO3应拆写为离子形式,即离子方程式应为C+2H+CO2↑+H2O,C项错误;Mg(OH)2为难溶物,不可拆写成离子形式,即离子方程式应为Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2O,D项错误。
训练4　判断下列离子方程式书写的正误,错误的说明原因。
(1)氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应:FeCl3+3OH-Fe(OH)3↓+3Cl- (　　)
(2)氧化钠与盐酸:O2-+2H+H2O (　　)
(3)碳酸氢钠溶液与稀硫酸:C+2H+H2O+CO2↑ (　　)
(4)钠与水反应:Na+2H2ONa++2OH-+H2↑ (　　)
(5)氯气与溴化钾溶液反应:Br-+Cl2Cl-+Br2 (　　)
(6)Fe与稀盐酸反应:2Fe+6H+2Fe3++3H2↑ (　　)
(7)稀硫酸与氢氧化钡溶液反应:H++OH-H2O (　　)
(8)稀硫酸与氢氧化钡溶液反应:Ba2++OH-+H++SBaSO4↓+H2O (　　)
【答案】(1)×,FeCl3应拆成离子形式　(2)×,Na2O不能拆　(3)×,HC不能拆　(4)×,电荷不守恒　(5)×,原子不守恒　(6)×,不符合客观事实,Fe与稀盐酸反应生成Fe2+　(7)×,漏掉了参加反应的离子,没体现Ba2+与S反应生成BaSO4沉淀　(8)×,阴、阳离子的个数配比不正确,正确的离子方程式为Ba2++2OH-+2H++SBaSO4↓+2H2O
任务3　离子推断
【新知生成】
离子推断的方法策略
(1)肯定性原则:根据实验现象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的离子。(记住几种常见的有色离子:Fe2+、Fe3+、Cu2+、Mn)
(2)互斥性原则:在肯定某些离子存在的同时,结合离子共存规律,否定一些离子的存在。
(3)电中性原则:溶液呈电中性,一定既有阳离子,又有阴离子,且溶液中正电荷总数与负电荷总数相等。(这一原则可帮助我们确定一些隐含的离子)
(4)进出性原则:通常是在实验过程中使用,是指在实验过程中反应生成的离子或引入的离子对后续实验的干扰。
【核心突破】
典例3　今有一混合物的水溶液,只可能含有以下离子中的若干种:Na+、N、Ba2+、Cl-、C、S。现取两份200mL的溶液进行如下实验:①第一份加足量NaOH溶液,加热,收集到气体1.36g;②第二份加足量BaCl2溶液后,得干燥沉淀12.54g,经足量盐酸洗涤、干燥后,沉淀质量为4.66g。根据上述实验,以下推测正确的是(　　)。
A.一定不存在Ba2+,N可能存在
B.C一定不存在
C.Na+一定存在
D.一定不存在Cl-
【答案】C
【解析】由①知,溶液中存在N,n(N)==0.08mol。由②知,溶液中存在S,n(S)==0.02mol;存在C,n(C)==0.04mol。溶液中有S和C,则一定不存在Ba2+。阳离子所带电荷为0.08mol,阴离子所带电荷为0.02mol×2+0.04mol×2=0.12mol,根据电荷守恒可知,溶液中一定还存在Na+,可能存在Cl-。
典例4　某河道两旁有甲、乙两厂。它们排放的工业废水中,共含K+、Ag+、Fe3+、Cl-、OH-、N六种离子。
(1)甲厂的废水明显呈碱性,故甲厂废水中所含的三种离子是什么
(2)乙厂的废水中含有另外三种离子。如果加一定量的物质A可以回收其中的某种金属B,A、B分别是什么(填写金属元素符号)
(3)污水处理厂某技术人员提出了另一种设想: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
【答案】(1)K+、Cl-、OH-　(2)Fe、Ag　(3)将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合,可生成AgCl、Fe(OH)3沉淀,经过滤后的废水中溶质主要为KNO3,可用来浇灌农田。
【解析】(1)甲厂废水呈碱性,则溶液中含有大量的OH-,能与OH-反应的Ag+、Fe3+不能大量共存,根据溶液呈电中性可知,甲厂废水中应含有K+,乙厂废水中含有Ag+、Fe3+,与Ag+、Fe3+反应的Cl-、OH-不能共存,所以乙厂废水中还有N,由此可知:甲厂废水中含有K+、Cl-、OH-,乙厂废水中含有Ag+、Fe3+、N。(2)乙厂的废水中含有的金属离子有Ag+、Fe3+,加入单质Fe,可置换出Ag。A、B分别是Fe、Ag。(3)将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合,可生成AgCl、Fe(OH)3沉淀,经过滤后的废水中溶质主要为KNO3,可用来浇灌农田。
训练5　某无色透明溶液中可能大量存在Ag+、Mg2+、Cu2+、Fe3+、Na+中的几种,请填写下列问题:
(1)通过观察就可以肯定原溶液中不存在的离子是　　　　。
(2)取少量原溶液,加入过量稀盐酸,有白色沉淀生成;再加入过量的稀硝酸,沉淀不消失。说明原溶液中肯定存在的离子是　　　　,有关的离子方程式为　　　　　　　　。
(3)取(2)中的滤液,加入过量的稀氨水,出现白色沉淀,说明原溶液中肯定有　　　　,有关的离子方程式为　　　　　　　　　　　　。
(4)原溶液中可能大量存在的阴离子是下列中的　　　　(填字母)。
A.Cl-　　B.N　　C.C　　D.OH-
【答案】(1)Cu2+、Fe3+　(2)Ag+　Ag++Cl-AgCl↓　(3)Mg2+　2NH3·H2O+Mg2+Mg(OH)2↓+2N　(4)B
【解析】(1)无色透明溶液中不可能含有有色离子Cu2+、Fe3+。(2)加盐酸有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成,则肯定存在Ag+,离子方程式为Ag++Cl-AgCl↓。(3)加过量稀氨水有白色沉淀出现,肯定含有Mg2+。(4)原溶液中含有Ag+,故阴离子中不可能含有Cl-、C、OH-,可能大量存在N。
课堂小结
【随堂检测】
1.下列各组离子中一定能大量共存的是(　　)。
A.在强酸性溶液中:Na+、K+、S、HC
B.在无色溶液中:Cu2+、K+、S、N
C.在强碱性溶液中:Na+、K+、Cl-、N
D.在含有大量Ba2+的溶液中:Fe3+、K+、S、Cl-
【答案】C
【解析】A项,在强酸性溶液中HC不能大量存在;B项,Cu2+显蓝色;D项,Ba2+与S不能大量共存。
2.下列反应的离子方程式书写正确的是(　　)。
A.H2SO4溶液与氨水反应:H++OH-H2O
B.CuO与稀盐酸反应:CuO+2H+Cu2++H2O
C.CaCO3与盐酸反应:C+2H+H2O+CO2↑
D.Cl2与氢氧化钠溶液反应:Cl2+2OH-2ClO-+H2O
【答案】B
【解析】NH3·H2O是弱电解质,不能拆分,A项错误;CaCO3是沉淀,不能拆分,C项错误;不符合客观事实,D项错误。
3.下列离子方程式书写正确的是(　　)。
A.少量金属钠加到冷水中:Na+2H2ONa++OH-+H2↑
B.氢氧化铜加到盐酸中:Cu(OH)2+2H+Cu2++2H2O
C.澄清石灰水中通入少量的二氧化碳:2OH-+CO2C+H2O
D.铁钉放入硫酸铜溶液中:2Fe+3Cu2+2Fe3++3Cu
【答案】B
【解析】反应前后氢原子个数不守恒,A项错误;生成的碳酸钙应写化学式,C项错误;铁与硫酸铜反应生成Fe2+,D项错误。
4.某溶液中可能含有K+、Na+、C、Cl-中的一种或几种,为鉴别其中所含离子,现进行如下实验:
序号 实验操作及现象
① 取原溶液,进行焰色反应,显黄色,透过蓝色钴玻璃观察无紫色
② 取原溶液,向溶液中加入盐酸,有气体产生
请回答下列问题:
(1)原溶液中一定存在的离子是　　　　(填离子符号,下同),一定不存在的离子是　　　　,可能存在的离子是　　　　。
(2)为进一步确定原溶液中可能存在的离子是否存在,应进行的实验操作及判断依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
【答案】(1)Na+、C　K+　Cl-　(2)取原溶液少许,向其中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,再加入足量稀HNO3,若白色沉淀不消失,则原溶液中存在Cl-,反之,原溶液中不存在Cl-
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