资源简介

（A13）11-12高中化学大纲版、第三册、、第3章、第2节、 离子反应的本质（备课资料）
●备课资料
一、离子反应的类型
1.复分解型（如溶液中酸碱盐之间的离子反应）
2.置换反应型（如活泼金属与酸、盐溶液中的阳离子和活泼非金属与盐溶液中的阴离子间反应等）。Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－
3.盐类水解型
Fe3＋＋3H2OFe（OH）3＋3H＋
PO＋H2OHPO＋OH－
2Al3＋＋3S2－＋6H2O===2Al（OH）3↓＋3H2S↑
4.复杂的氧化还原型
2Fe3＋＋H2S===S↓＋2Fe2＋＋2H＋
3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
5.水溶液中进行的电解反应，如：
2Cu2＋＋2H2O===2Cu＋O2↑＋4H＋（电解CuSO4溶液）
6.有络合物生成的反应，如：
Fe3＋＋3SCN－===Fe（SCN）3
二、离子方程式的正误判断
1.必须遵守“三大守恒”
方程式都要遵守三大守恒规律：①方程式两边元素的种类应守恒；②方程式两边的原子个数应守恒；③方程式两边各离子所带的电荷数的代数和应守恒。
2.必须符合反应事实
（1）化学用语是否准确，化学式、离子符号、沉淀、气体符号、等号、可逆符号的书写是否符合反应事实。一般易溶于水的强电解质在水溶液中应写成离子符号，不溶于水的电解质，可溶于水的弱电解质及所有的非电解质、单质均应写成化学式。如CaCO3、CH3COOH、SO2、P4、Fe、CH3CH2OH、H2SiO3均应在离子方程式中写成化学式，至于强电解质的微溶物，在生成物中一般写成化学式，反应物中则看情况而定，如：石灰乳则写成Ca（OH）2，而澄清的石灰水则应写成Ca2＋＋2OH－，又如NH＋OH－，一般未说明或浓溶液中应写成NH＋OH－===NH3↑＋H2O，而在稀溶液中反应可写成NH＋OH－===NH3·H2O。弱电解质的电离、弱离子的不完全水解，常见的可逆反应均用可逆符号。如Cl2＋H2OHCl＋HClO、NH＋CH3COO－＋H2OCH3COOH＋NH3·H2O。一般情况下，可逆符号与沉淀符号和气体符号不同时使用。
（2）氧化还原反应是否符合反应事实：主要是看反应能否进行或反应产物是否正确。如Fe＋H＋只能生成Fe2＋＋H2，而非Fe3＋＋H2。
（3）与量有关的反应是否表达准确。由于许多反应是分步进行的，则方程式的书写应根据反应物的量的关系来确定反应进行的程度。如未给出反应物的量的关系，则各程度的反应的方程式均认为可能发生。如FeBr2＋Cl2，氯气不足，应写成2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；若氯气过量，则应写成：2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－。若未加说明反应物的量关系，则二者均可。
三、常见与反应物的量有关的离子方程式
1.少量的NaHCO3与足量的澄清石灰水反应
NaHCO3与足量的澄清石灰水反应
2.氯化铝溶液中加入少量氢氧化钠溶液
氯化铝溶液中加入过量氢氧化钠溶液
3.硝酸银溶液中加入少量氨水
硝酸银溶液中加入过量氨水
4.碳酸钠溶液中缓慢加入少量盐酸
碳酸钠溶液中缓慢加入过量盐酸
5.溴化亚铁溶液中通入少量氯气
溴化亚铁溶液中通入过量氯气
6.在稀硝酸中加入少量铁粉
在稀硝酸中加入过量铁粉
1.HCO＋Ca2＋＋OH－===CaCO3↓＋H2O
2HCO＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋CO＋2H2O
2.Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓
Al3＋＋4OH－===AlO－2＋2H2O
3.2Ag＋＋2NH3·H2O===Ag2O↓＋2NH＋H2O
Ag＋＋2NH3·H2O===［Ag（NH3）2］＋＋2H2O
4.CO＋H＋===HCO CO＋2H＋===CO2↑＋H2O
5.2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋6Cl－＋2Br2
6.Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O
3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋NO↑＋4H2O
四、微溶化合物在离子方程式中的书写原则
1.有微溶化合物参加的、在稀溶液中进行的离子反应，若生成物的溶解度小于微溶化合物（反应物）的溶解度，该微溶化合物应写成离子的形式。
2.微溶化合物以浊液参加反应时，微溶化合物应写成分子形式。
五、用离子—电子法配平氧化—还原离子方程式
离子—电子法主要用于在水溶液中发生的较复杂的氧化还原离子方程式的配平。
离子—电子法配平的基本步骤如下：
1.根据反应中的氧化剂和还原剂及相应的还原产物和氧化产物写出两个反应式，一个代表还原剂被氧化的反应，另一个代表氧化剂被还原的反应。这两个反应分别被称为半反应式。
2.根据反应前后电荷相等的原则写明半反应中得失电子的情况。
3.根据氧化剂和还原剂得失电子数相等的原则，在两个半反应式中分别乘以适当的系数。（由得失电子数求出的最小公倍数而进一步确定的系数）
4.将两个半反应式相加就得到了一个配平的离子方程式。
在具体使用这种方法配平时，有时会遇到氧化—还原的两个半反应式两边的氧原子数不等的情况。正确地处理好这个问题是这种配平法的一个难点，在处理时根据反应的介质情况采取加H＋、OH－或H2O的方法进行调节。下面举例说明
（1）当反应物氧原子数少于生成物氧原子数时。
①在中性或酸性介质中半反应式可采取下面的办法：
（左）＋H2O2H＋＋（右）
例：在配平中性介质中KMnO4与K2SO3反应生成MnO2和K2SO4的化学方程式中遇到SOSO的氧化反应式（其中反应物氧原子数少于生成物）。
SOSO
加水进行调节得：
SO＋H2OSO＋2H＋＋2e－
②在碱性介质中半反应式可采取：
（左）＋OH－H2O＋（右）
例：配平Cl2和NaOH溶液反应生成NaCl和NaClO的方程式。
半反应式为：
氧化反应：Cl22ClO－（反应物氧原子数少于生成物氧原子数）。
左边加OH－进行调节：
Cl2＋4OH－2ClO－＋2H2O＋2e－
还原反应为：Cl2＋2e－===2Cl－
两个半反应相加得：
2Cl2＋4OH－2ClO－＋2Cl－＋2H2O
化简为：Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O
（2）当反应物氧原子数多于生成物中的氧原子时。
①在酸性介质中可采用：
（左）＋2H＋H2O＋（右）
例如：配平KMnO4与HCl反应的方程式。
半反应分别为：
氧化反应：2Cl－Cl2＋2e－
还原反应：MnOMn2＋（反应物中氧原子数多于生成物中氧原子数）
左边加H＋调节
MnO＋8H＋＋5e－Mn2＋＋4H2O
使两个半反应式中的氧化剂、还原剂得失电子数相等。
所以（2e）×5得：10Cl－5Cl2＋10e－
（5e）×2得：2MnO＋16H－＋10e－Mn2＋＋4H2O
两个半反应相加得：
2MnO＋10Cl－＋16H＋===2Mn2＋＋5Cl2＋8H2O
②在中性或碱性介质中采取：
（左）＋H2OOH－＋（右）
例如：在配平中性介质中KMnO4与K2SO3反应生成MnO2和K2SO4的化学方程式。
半反应分别为：
还原反应：MnOMnO2（反应物中氧原子多于生成物中的氧原子数）
左边加水调节得：MnO＋2H2O＋3e－MnO2＋4OH－
氧化反应：SOSO（反应物中的氧原子数少于生成物中的氧原子数）
左边加OH－调节得：
SO＋2OH－H2O＋SO＋2e－
将两个半反应中的物质配以适当的系数使其中的氧化剂、还原剂得失电子数相等。
（3e×2） 2MnO＋4H2O＋6e－2MnO2＋8OH－
（2e×3） 3SO＋6OH－3H2O＋3SO＋6e－
两个半反应式相加即得到配平了的离子方程式：
2MnO＋3SO＋H2O===2MnO2＋3SO＋2OH－
六、纯净水和矿泉水
1.怎样区别两瓶没有标签的水，其中一瓶是纯净水，一瓶是矿泉水？
（1）电导率法。由于纯净水中几乎不含或含极少量的离子，导电能力很差。而矿泉水中有许多以离子形式存在的矿物元素，因此矿泉水的导电能力会明显强于纯净水。我们只要用电导率仪分别测定两种水的电导率（一种衡量溶液导电能力的物理量），电导率大的水就是矿泉水。事实上，电导率指数正是纯净水合格的指标之一，只有电导率小于一定数值的水，才是合格的纯净水。
（2）观察法：这是一种比较简便的方法。由于矿泉水中含有各种矿物质，所以矿泉水比纯净水具有更大的表面张力。如果将两瓶水分别倒在两个相同的杯子中，矿泉水表现出较强的满而不溢的特性。再将硬币小心平放在两杯水的表面，矿泉水往往可以托住硬币而不下沉。
2.纯净水和矿泉水有什么不同？
由于矿泉水与纯净水包装形式一致，饮用口感相似，所以普通消费者往往误认为两种产品是一样的。其实不然，这两种水在其水质、水源、加工工艺及对人体的作用方面是不完全相同的。
纯净水是市场上销售的蒸馏水、太空水等的合称，它是以符合生活饮用水卫生标准的水为水源，采用蒸馏法、电渗析法、离子交换法、反渗透法及其他适当的加工方法去除水中的矿物质、有机成分、有害物质及微生物等，经过深度净化，制得纯度很高、没有任何添加物（臭氧除外）、可直接饮用的水。纯净水的生产流程如下图所示：
纯净水对人体的作用主要有以下6点：
①纯净水的溶解度高，极易为人体细胞所吸收，有利于生津止渴，解除疲劳，促进新陈代谢；
②纯净水是一种弱碱性饮料，能消除人体系统中的油腻，进而还可以消除血管上的血脂，有利于血管弹性的恢复。
③服药时饮用纯净水能使药物充分溶解、吸收而提高药效，使药的残余物及时排出体外，可以减少副作用；
④纯净水能延缓乙醇的吸收，并使之加速排泄，因而有利于解酒；
⑤能降低血脂胆固醇，适用于高血压、动脉硬化、冠心病患者饮用；
⑥经常用纯净水洗脸能滋润皮肤，防止面部起皱纹，起到美容效果，因此人们将这种富含氧气的纯净水称之为“20世纪90年代的饮用水”。
矿泉水是在地下深处循环形成的。含有国家标准规定的矿物质（锂、锶、锌、溴、碘、酮硅酸、游离二氧化碳等）并符合其他指标。人体如果缺乏某些元素或体内元素平衡失调就会出现疲乏、头昏、恶心、食欲不振、全身绵软无力的症状，甚至引发疾病，目前有一些查不出病因的疾病，其实是人体缺乏某种元素。根据身体状况及地区饮用水的差异，选择合适的矿泉水，可以起到补充矿物质，特别是微量元素的作用。尤其是在盛夏季节饮用矿泉水来补充因出汗流失的矿物质，也是有效手段之一。
*反渗透法：通常又称超过滤法。该法利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜，将溶液与纯水分隔开。在通常情况下，纯水通过半透膜扩散到溶液一侧，从而使溶液一侧的液面逐渐升高，直至一定的高度才停止，这个过程称为渗析。此时，溶液一侧高出的水柱静压称为渗透压。如果对溶液一侧施加一大于溶液渗透压的外压，那么溶液中的纯水将反渗透到纯水中。反渗透膜属新材料，是一种用高分子材料特殊加工制成的、具有半透膜性能的薄膜。它能够在外加压力作用下使水溶液中的某些组分选择性透过，从而达到淡化、净化或浓缩分离的目的。反渗透法的最大优点是整个过程中无水相变化，能耗较少，而且设备投资省、建设周期短。
说明：《备课资料》中介绍纯净水和矿泉水的内容，一是作为《能力训练题》3的补充扩大学生视野，二是为后面的研究性学习课题提供一点启示。
*有关氧化还原反应和离子反应的课题推荐。
课题1：FeCl3溶液与Na2S溶液相互反应的产物研究。
问题：FeCl3和Na2S溶液之间的反应是否仅仅为氧化还原反应？
实验Ⅰ：将0.5 mol·L－1 Na2S溶液逐滴加入到0.5 mol·L－1 FeCl3的溶液中，局部产生黑色沉淀；振荡，黑色沉淀立即消失；静止后，溶液呈浅黄色且有大量的红褐色絮状沉淀生成，同时闻到较强烈的臭鸡蛋气味。
实验Ⅱ：将0.5 mol·L－1的FeCl3溶液逐滴加入0.5 mol·L－1的Na2S溶液中，同样产生黑色沉淀，但振荡后，黑色沉淀不消失，同时闻到轻微的臭鸡蛋气味。
思考并解释以上两种不同的现象。
参考答案：实验Ⅰ：滴加前，Na2S溶液中存在以下水解反应：
Na2S＋H2ONaHS＋NaOH；NaHS＋H2OH2S＋NaOH
FeCl3溶液中存在水解反应：FeCl3＋3H2OFe（OH）3＋3HCl
若将Na2S溶液滴入到FeCl3溶液中，局部反应为：2FeCl3＋3Na2S===2FeS↓＋S↓＋6NaCl
故产生黑色沉淀（浅黄色S被黑色FeS遮盖）；振荡后，由于FeCl3溶液显酸性，发生反应：FeS＋2HCl===FeCl2＋H2S↑。故黑色沉淀消失，S的浅黄色显示出来；同时，溶液中还存在一个主要的反应：3Na2S＋2FeCl3＋6H2O===2Fe（OH）3↓＋6NaCl＋3H2S↑。故静止后，溶液中还有大量的红褐色絮状沉淀，同时闻到较强烈的臭鸡蛋气味。
实验Ⅱ：反滴时，发生的反应为
2FeCl3＋3Na2S===2FeS↓＋S↓＋6NaCl ①
3Na2S＋2FeCl3＋6H2O===2Fe（OH）3↓＋6NaCl＋3H2S↑ ②
反应①为氧化还原反应，该反应的速率快，是主要反应，故也有黑色沉淀生成；振荡后，由于Na2S溶液显碱性，故FeS不溶解，同时溶液中又发生反应②，故闻到臭鸡蛋气味。该气味是轻微的，说明生成的H2S很少，反应②为次要反应；由于生成的Fe（OH）3量少且被FeS的黑色遮盖，故仍然看到黑色沉淀。
课题2：设计一实验揭示Ba（OH）2与H2SO4在溶液中的反应是离子反应。
背景资料：
使用中学常用实验器材，试设计一个实验验证Ba（OH）2与H2SO4在溶液中的反应是离子反应。要求作出有关实验原理、过程和现象的说明。
（1）实验原理； 。
（2）实验过程： 。
（3）实验现象： 。
参考答案：本题考查实验设计能力。本题的实质是考查离子反应发生的条件：离子反应一旦发生，反应就会向离子数目减少的方向移动。这样溶液的导电性就会减弱，实验设计就以此为起点：
（1）所用溶液的导电性与离子总数成正比，根据溶液在不同反应阶段的不同导电性能，来证明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；
（2）利用测定导电能力的装置，在烧杯中先加入Ba（OH）2溶液，再一边不断滴入H2SO4，一边适时地轻轻摇荡（装置见教材）；
（3）灯泡的亮度随H2SO4的不断加入，呈现由明到暗，几至熄灭，再逐渐变明亮。

展开更多......

收起↑