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2019-2020年高一化學 知識點精析精練 離子反應 1．強弱電解質的概念及物質分類 在水溶液或熔融狀態(tài)下完全電離成離子的電解質稱為強電解質。主要有強酸，如H2SO4、HCI、 HNO3等；強堿，如NaOH、KOH、Ba(OH)2等；大多數(shù)鹽，如NH4Cl、BaSO4等。 在水溶液或熔融狀態(tài)下只有部分電離成離子的電解質稱為弱電解質。主要有弱酸，如H2CO3、 H2S等；弱堿，如NH3H2O、Cu(OH)2等；少數(shù)鹽，如(CH3COO)2Pb以及水等。 2．離子反應的實質 離子反應的實質是溶液中的離子濃度發(fā)生了改變。 復分解反應發(fā)生的條件(即生成氣體、沉淀或水)實際上就是離子反應發(fā)生的實質原因。如NaOH和H2SO4中和，即溶液中H+和OH-離子濃度減小。有時雖然反應未生成氣體、沉淀或水，但因生成了其他弱電解質而導致離子濃度改變，反應同樣能發(fā)生(如Ag3PO4溶于HN03，Ag3PO4+3H+ 3Ag+H3PO4，溶液中Ag+濃度增大，而H+濃度減小)。 3．離子反應可表示相同類型的一類反應 如：H++OH- H2O 可表示為HCI+NaOH NaCI+H2O 或H2SO4+2KOH K2SO4+2H2O 或2HNO3+Ba(OH)2 Ba(NO3)2+2H2O 學法建議 本節(jié)內容學習要抓住離子反應的本質，明確離子反應的表示方法，并將知識延伸遷移應用，解決某些實際問題，如離子共存、溶液導電性等。 1．離子反應表示方法——離子方程式書寫規(guī)則 (1)中學所講的離子反應一般是溶液中進行的反應。 (2)可溶的強電解質寫成離子形式，難溶的或弱電解質則寫化學式。 (3)固體間反應或固體和一種特定的濃溶液(如Cu和濃H2SO4)反應不能寫成離子反應方程式。 (4)氧化物或氣體或其他非電解質一律寫化學式。 2．離子方程式的書寫方法與正誤判斷 (1)離子方程式的書寫方法： ①寫出化學方程式； ②改寫離子符號(哪些能改?)； ③移項抵消相同的離子符號； ④檢查原子、電荷是否守恒。 (2)離子方程式正誤判斷(其他以后會學到)： ①分子式與離子符號混寫(錯)；②原子不守恒(錯)；③電荷不守恒(錯)；④不符合實驗事實(錯)。 3．溶液中哪些離子不能共存 (1)酸、堿不共存，如H+與OH-、HCO-3與OH-等。 (2)相互結合生成弱電解質的不共存，如H+與弱酸根離子(CO2-3、S2-、SO2-3、ClO-等)、OH-與弱堿陽離子(Mn2+、A13+、Cu2+、Fe3+、NH+4等)。 (3)相互結合生成沉淀的不共存，如Ba2+與SO2-4、Ag+與C1-等。 (4)氧化性較強的離子與還原性較強的離子不共存，如Fe3+與I-等。 4．強電解質溶液導電能力是否一定強 這兩者并不一定完全一致，因為導電能力的強弱是與溶液中離子濃度大小一致的，而強電解質溶液未必溶液濃度大，且未必溶解度大，故導電能力不一定強。 [例1]下列反應的離子方程式正確的是 ( ) A.碳酸銀與稀硝酸反應： Ag2CO3+2H 2Ag++CO2↑+H2O B.鐵與稀硫酸反應：2Fe+6H+ 2Fe3++3H2↑ C.碳酸氫銨溶液與燒堿溶液反應： NH4++OH- NH3H2O D. NaHSO4,溶液與過量的Ba(OH)2溶液反應： 2H++SO2-4+Ba2++2OH- BaSO4↓+2H2O 思路分析 選項B化合價變化不正確，選項C反應次序不正確，選項D反應物化學計量數(shù)比不正確，選項A符合離子反應書寫規(guī)則。 [答案] A 思維診斷 本題在酸式鹽與堿的反應上容易出現(xiàn)思維混亂，如選項C應是HC03-先與OH-中和，而選項D由于OH-過量，故產物應是BaSO4和NaOH，所以離子反應式中的化學計量數(shù)應都是1。 [例2]下列各組離子，在堿性溶液中能大量共存，且溶液呈無色透明的離子組是 ( ) A．K+、MnO-4、Mg2+、Cl- B．Na+、Ba2+、HC03-、N03- C.Na+、NO3-、CO2-3、Cl- D..K+、H+、C1-、S2- 上述離子中Mn04-是紫色的，而Mg2+、HCO3-和H+不能在堿性溶液中存在，故只有C選項符合。 [答案] C 易錯提示 若忽視無色透明則會誤選A，若忽視堿性溶液則會誤選B，只有D是組內離子不共存。所以不僅要考慮組內離子的相互關系，還要注意題干的附加條件。 [例3]已知PbSO4難溶于水，也難溶于HNO3，卻可溶于CH3COONH4溶液，其化學方程式為PbSO4+2CH3COOH4 Pb(CH3COO)2+(NH4)2SO4。當在 Pb(CH3COO)2溶液中通入H2S時，有黑色PbS沉淀生成。表示這個反應的有關方程式中正確的是 ( ) A.．Pb(CH3COO)2+H2S＝PbS↓+2CH3COOH B．Pb2++H2S＝PbS↓+2H+ C.Pb2++2CH3COO-+H2S＝PbS↓+2CH3COOH D.Pb2++2CH3COO-+S2-＝PbS↓+2CH3COOH 思路分析 題中紿出的化學方程式表示兩種鹽之間的復分解反應能夠完成。—個復分解反應必須符介一定條件才能完成，此反應的生成物都是鹽，不會是揮發(fā)性物質。又從題意中可知兩種生成物都是可溶性的，且已知(NH4)2SO4是易電離的，由此可知，Pb(CH3COO)2一定是難電離的物質，否則，這個復分解反應是不能完成的。 Pb(CH3COO)2 溶液中通入H2S的化學方程式為： Pb(CH3COO)2+H2S=PbS↓+2CH3COOH。在離子方程式中Pb（CH3COO）2不能寫成離子，H2S溶液為弱酸，CH3COOH為弱酸，都不能寫成離子。所以B、C、D三個選項均不正確，只有A正確。 [答案] A 思維診斷 錯因：①對離子方程式中什么物質川離子符號，什么物質川化學式表示沒有掌握。 ②缺乏對題給信息進行分析、加工并運用于解決題目中的問題的能力。 知能達標訓練 1．下列離子方程式的書寫中，錯誤的是 ( ) A.碳酸鈣跟鹽酸反應：CaCO3+2H+＝Ca2-+CO2++H2O B.稀疏酸與氫氧化鈉溶液反應：H++OH-＝H2O C．氯氣通入FeCl2溶液中：Cl2+Fe2+＝2C1-+Fe3+ D.氫氧化鋇溶液滴加H2SO4:Ba2++OH-+H++SO2-4 =BaSO4↓+H2O 答案: CD C中電荷不平，D中OH-、H+、H2O前都有化學計量數(shù)2 2．下列說法中錯誤的是 ( ) A.AgCl是一種鹽，屬于電解質 B.AgCl難溶于水，因此未必能制得可導電(使電路小燈泡發(fā)光)的AgCl溶液 C．AgCl見光易分解，它在空氣中受熱后未及融化已自行分解 D．由B和C判斷AgCl屬非電解質 答案: D AgCl是電解質 3．絕大多數(shù)鹽類是強電解質，而醋酸鉛是弱電解質，下列能證明醋酸鉛是弱電解質的方法是 ( ) A．向醋酸鉛溶液中加入稀硫酸溶液 B．測定醋酸鉛(純凈物)的熔點、沸點 C．測定醋酸鉛在常溫下的溶解度 D．比較同濃度醋酸鉛、氯化鈣溶液的導電性 答案: D 比較相同條件下醋酸鉛、氯化鈣溶液的導電性，即可推斷其在水溶液中的電離程度，從而判斷電解質的強弱 4．下列物質中屬于弱電解質的是 ( ) A．燒堿 B.硫酸 C．碳酸鈣 D.醋酸 答案:D 5．下列各組離子可大量共存于溶液中的是 ( ) A．Ag+、Na+、Cl-、NO-3 B.Mg2+、Ca2+、OH-、Cl- C.H+、Na+、SO2-3、SO2-4 D.H+、K+、SO2-4、Cl- 答案: D 四種離子兩兩組合無沉淀、氣體、弱電解質生成 6．下列各組離子，在無色酸性溶液中可以大量共存的是 ( ) A．Mg2+、A13+、Cl-、SO2-4 B.Cu2+、A13+、C1-、OH- C.Al3+、Fe3+、S2-、SO2-4 D.Ca2+、K+、CO2-3、Cl- 答案: A 無弱酸根，兩兩組合也無沉淀 7．在KHSO4的稀溶液中和熔融狀態(tài)下都存在的離子是 ( ) A．H+ B.HSO-4 C.SO2-4 D.K+ 答案: D KHSO4是離子化合物，熔融時破壞了離子鍵而未破壞共價鍵，電離產生K+和HSO-4,而在稀溶液中電了成K+、H+和SO2-4，因此，兩種情況中都存在的離子是K+ 8．下列反應的離子方程式中，書寫正確的是 ( ) A.四氧化三鐵與鹽酸：Fe3O4+8H+ 3Fe3++4H2O B.小蘇打溶液與燒堿溶液反應：HCO3-+OH- CO2-3+H2O C.硫酸與氫氧化鋇溶液反應：Ba2++SO2-4 BaSO4↓ D．氯化鐵溶液與銅單質反應：Fe3++Cu Fe2++Cu2+ 答案:B 另外均有錯，A中少Fe2+，C中少H+和OH-的反應，D中電荷不平 9．NaHCO3和NaHSO4的稀溶液混合后，實際參加反應的離子是 ( ) A．H+和CO2-3 B. HCO-3和HSO-4 C．HCO-3和SO2-4 D.HCO-3和H+ 答案:D 10．下列各組離子：①I-、ClO-、NO-3、H+；②K+、NH+4、HCO-3、OH-；③SO2-4、SO2-3、Cl-、OH-； ④Fe3+、Cu2+、SO2-4、C1-；⑤H+、K+、CO32-、HSO-3；⑥Ca2+、Na+、CO2-3、NO-3在水溶液中能大量共存的是 ( ) A.①和⑥ B.③和④ C.②和⑤ D.①和④ 答案:B ①中I-、ClO-、H+不共存，②中HCO-3與OH-，NH+4與OH-不共存，⑤中CO2-3與H+不共存，⑥中Ca2+和CO2-3不共存 11.某地有甲、乙兩工廠排放污水，污水中各含有下列8種離子中的4種(兩廠不含相同離子)：Ag+、Ba2+、Fe3+、Na+、C1-、SO2-4、NO-3、OH-。若兩廠單獨排放都會造成嚴重的水污染，如將兩廠的污水按一定比例混合，沉淀后污水變成只含硝酸鈉無色澄清的溶液而排放，污染程度會大大降低。關于污染源的分析，你認為正確的是 ( ) A.Na+和NO-3來自同一工廠 B.Cl-和NO-3一定來自不同工廠 C.Ag+和Na+可能在同一工廠 D.SO2-4和NO-3可能來自同一工廠 答案: B 一廠廢水含Ag+、Ba2+、Fe2+、NO3-；另一廠廢水含C1-、SO42-，OH-、Na+ 12．(典型例題)將足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物質的量(n)和通入CO2體積(V)的關系正確的是 ( ) 答案: D 本題屬于反應的進程題。從化學原理分析，反應應分為三個階段：第一階段是發(fā)生反應Ca2++2OH-+CO2 CaCO3↓+H2O；第二階段是2OH-+CO2 CO2-3+H2O，若認為有下列反應發(fā)生： CaCO3+H2O+ CO2 C a2++2HCO3-，由于有OH-的存在，則反應Ca2++2HCO3-+2OH- CaCO3↓+2H2O隨之發(fā)生，這就相當于碳酸鈣沒有溶解；第三階段是碳酸鈣的溶解過程，發(fā)生的反應是：CaCO3+H2O+ CO2 Ca2++2HCO3-。對照題中的示意圖，D項符合題意 13．下列各組中兩種溶液間的反應，均可用同一離子方程式來表示的是 ( ) A．CH3COOH與Na2CO3 CH3COOH與NnHCO3 B.AgNO3與HCl Ag2SO4與BaCl2 C.BaCl2與Na2SO4 Ba(OH)2與(NH4)2SO4 D.KOH與CH3COONH4 Ba(OH)2與NH4Cl 答案: D 均可用NH4++OH NH3↑+H2O表示 14．下列離子方程式中錯誤的是 ( ) A.Ba(OH)2溶液中滴加少量H2SO4溶液：Ba2++2OH-+2H++SO2-4＝BaSO4↓+2H2O B. Ba(OH)2溶液中滴加足量H2SO4溶液：Ba2++OH-+H++SO2-4＝BaSO4↓+H2O C. Ba(OH)2溶液中滴加足量NaHSO4溶液：Ba2++2OH-+2H++SO2-4＝BaSO4↓+2H2O D. Ba(OH)2溶液中滴加少量NaHSO4溶液：Ba2++OH-+H++SO2-4 BaSO4↓+H2O 答案: B 應為Ba2++2OH-+2H++SO2+4 BaSO4↓+2H2O l5．下列離子方程式中不正確的是 ( ) A.亞硫酸鋇與鹽酸反應：BaSO3+2H+＝Ba2++SO2↑+H2O B.少量二氧化碳通入足量的NaOH溶液：CO2+OH- HCO-3 C．澄清的石灰水與鹽酸反應：H+OH-＝H2O D．亞硫酸氫鈉溶液與NaOH溶液反應：HSO-3+OH- SO2-3+H2O 答案: B 應為 CO2+2OH- CO2-3+H2O 16．下列五種物質：(a)燒堿；(b)鋅；(c)五氧化二磷；(d)醋酸；(e)碳酸鋇。請將符合下列(1)～(4)各題答案的序號填入空格： (1)不溶于水，但在高溫下能分解的電解質是_______。 答案:e (2)固態(tài)和液態(tài)都能導電，但不是電解質的是_______。 答案:b (3)固態(tài)不導電，但在熔化和溶于水后能導電的是_______。 答案:a (4)固態(tài)和熔化狀態(tài)都不導電，溶于水后能導電且是非電解質的足________。 答案:c 17．往氨水和氫氧化鉀溶液中分別滴加同濃度的H2SO4溶液進行中和，在滴入H2SO4溶液的過程中，氨水導電性實驗的燈泡發(fā)光程度的變化是___________________。中和過程中所發(fā)生反應的離子方程式分別為_________________和___________________。 答案: 逐漸變亮； NH3H2O+H+ NH+4+H2O； OH-+H+ H2O 18．完成下面反應的化學方程式并改寫成離子方程式。 (1)硝酸銀溶液中加入食鹽水； 答案: AgNO3+NaCl AgCl↓+NaNO3， Ag++Cl- AgCl↓ (2)碳酸鈉溶液中滴入石灰水； 答案: Na2CO3+Ca(OH)2 CaCO3↓+2NaOH，CO2-3+Ca2+ CaCO3↓ (3)鹽酸與碳酸鋇反應； 答案: 2HCl+BaCO3 BaCl2+CO2↑+H2O，2H++BaCO3 Ba2++CO2↑+H2O (4)向澄清石灰水中通入過量的二氧化碳。 答案: Ca(OH)2+2CO2 Ca(HCO3)2，OH-+CO2 HCO-3 19．離子反應、復分解反應、置換反應和氧化還原反應之間可用集合關系來表示，其中正確的是( ) 答案:A 20．宋代初期，人們發(fā)現(xiàn)江西上饒有一苦泉，蒸發(fā)這種苦泉水會得到藍色晶體，熬苦泉水的鐵鍋用久了會變成銅鍋，這也是濕法煉銅的起源。該反應的離子方程式為___________________； 答案: 請標出電子轉移的方向和數(shù)目，其中氧化劑是_________________。 答案:Cu2+ 綜合能力訓練 1．現(xiàn)有NaOH和CaCl2兩種無色溶液，請用盡可能多的方法將它們鑒別開來，并寫出發(fā)生反應的離子方程式。 答案: 方法一：用FeCl3溶液。Fe3++3OH- Fe(OH)3↓；方法二：用CuSO4溶液。 Cu2++2OH- Cu(OH)2↓；方法三：用Na2CO3溶液。Ca2++CO2-3 CaCO3↓；方法四：用AgNO3溶液。Ag++Cl-AgCl↓ Ag++OH- AgOH↓(AgOH不穩(wěn)定，又分解為褐色的Ag2O) 2．比較下列實驗現(xiàn)象，回答問題并填空： 有A、B兩試管，分別裝有等量Na2CO3固體，然后往A、B兩試管中分別倒入相同濃度、相同體積的稀鹽酸和稀醋酸，已知反應后溶液呈酸性，試回答： (1)A、B兩試管的反應現(xiàn)象(提示：醋酸的酸性比碳酸強)： 相同點______________________________；不同點______________________________。 答案: Na2CO3固體溶解，同時放出氣體；鹽酸反應激烈，醋酸反應慢 (2)A、B兩試管中生成的氣體體積________，原因是_________________________。 答案: 相等：因為H+總量相等。 3．由Na+、NH+4、Ba2+、Cu2+、OH-、Fe3+、SO2-4、C1-等八種離子中的六種兩兩組成的A、B、C三種化合物(它們不含有共同離子)： (1)A、B、C均易溶于水，形成無色溶液。 (2)將A、B、C三種物質的溶液兩兩相互作用時，發(fā)現(xiàn)A與B混合后產生有刺激性氣味的氣體，此氣體使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍，B與C混合產生白色沉淀。 則A、B、C的化學式是：A為_______或_______，B為_______或_______，C為_______或_______。A+B的離子方程式_____________，B+C的離子方程式____________________。 答案: NH4Cl或NaOH，Ba(OH)2或(NH4)2SO4，Na2SO4或BaCl2 NH+4+OH- NH3↑+H2O; Ba2++SO2-4 BaSO4↓ 4．選擇常用儀器，用較簡便的方法證實氫氧化鋇與硫酸的反應是離子反應。要求畫出簡單的實驗裝置圖，并寫出實驗操作步驟。 答案: (1)如右圖連接實驗裝置。 (2)把一定體積的氫氧化鋇溶液加入燒杯中，并將H2SO4加入到酸式滴定管中。 (3)接通直流電源，發(fā)現(xiàn)燈泡明亮。因為Ba(OH)2是強電解質，在溶液中完全電離出Ba2+和OH-，其溶液所以容易導電。 (4)將滴定管中的H2SO4逐滴加入燒杯中的溶液里，結果燈泡由亮逐漸變暗，直至熄滅。此時繼續(xù)滴加H2SO4，燈泡又逐漸明亮。 (5)由燈泡“亮一暗一亮”的變化可知溶液中的離子濃度由“高→低→高”的變化，從而證明了Ba(OH)2與H2SO4的反應是離子反應。 解析：本題主要考查考生對離子反應的實質的理解，理論聯(lián)系實際，并用化學實驗的方法分析解決化學問題。硫酸與氫氧化鋇的反應離子方程式為：2H++SO2-4+Ba2++2OH- BaSO4↓+2H2O，由離子方程式可知，反應前后，溶液中自由移動的離子濃度發(fā)生明顯變化。而離子濃度的變化可用溶液的導電性實驗來證明。 5.某工廠排出的廢液主要含有Zn(NO3)2和AgNO3，為了從中回收銀和硝酸鋅,按以下步驟處理： 請回答： (1)X、Y分別是什么物質?______________________; 答案: 鋅、稀硫酸 (2)固體A、濾液B、C的主要成分是什么?____________________________; 答案: A：Zn和Ag的混合物 B:Zn(NO3)2 C:ZnSO4 (3)Z是什么操作?____________________。 答案: 蒸發(fā)，冷卻結晶，過濾