北京四中網(wǎng)校2013年高考化學一輪復習 離子反應 專題知識導學
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1、離子反應專題 [重點內(nèi)容] 一、電解質、非電解質、強電解質、弱電解質等概念的含義; 二、離子反應,離子方程式的書寫方法。 [重點內(nèi)容解析] 一、電解質 ?、?、電解質和非電解質 從宏觀角度認識:在水溶液中或熔化狀態(tài)下能夠導電的化合物叫電解質。而在水溶液或熔化狀態(tài)下都不能導電的化合物叫非電解質。 從微觀角度認識:在水溶液中或熔化狀態(tài)下能自身電離出自由移動的離子的化合物是電解質,而在水溶液或熔化狀態(tài)下自身不能電離出自由移動的離子的化合物是非電解質。 因而電解質是在化合物范疇內(nèi)研究的。酸、堿、鹽、活潑金屬的氧化物、部分有機物
2、屬于電解質。 ㈡、強弱電解質 有些電解質在水溶液中或熔化狀態(tài)下能全部電離為離子,則為強電解質;強酸、強堿及大多數(shù)鹽為強電解質。而有些電解質在水中或熔化狀態(tài)下只能部分電離為離子,稱為弱電解質;弱酸、弱堿、水均為弱電解質。 常見強酸有:H2SO4、HNO3、HClO4、HClO3、HCl、HBr、HI 常見強堿有:KOH、NaOH、Ba(OH)2 常見弱酸有:一元:HF、HClO、CH3COOH;二元:H2S、H2SO3、H2CO3、H2SiO3;三元:H3PO4 常見弱堿有:NH3·H2O及難溶性堿 ?、?、關于電解質的一些說明
3、 1.關于電解質和非電解質 (1)電解質和非電解質必須是化合物,單質及混合物(如Cl2、食鹽水)既不是電解質也不是非電解質。 (2)有些化合物的水溶液能導電,如二氧化碳水溶液,但其導電的根本原因不是CO2本身發(fā)生電離產(chǎn)生離子所致,所以CO2是非電解質,H2CO3才是電解質。 (3)有些化合物水溶液不能導電,如BaSO4、AgCl溶液等,是因為它們的溶解度小,其水溶液測不出導電性,但只要溶解的部分完全電離,在熔化狀態(tài)下,它們也能完全電離,所以BaSO4和AgCl等難溶鹽是電解質。 2.關于強電解質和弱電解質 (1)屬于強電解質的有: ①強酸:HCl
4、、H2SO4、HNO3等; ②強堿:KOH、NaOH、Ba(OH)2等; ?、鄞蠖鄶?shù)鹽類:NaCl、KNO3、BaSO4、NaHSO4、NaHCO3、CH3COONH4等。 ?、芑顫娊饘俚难趸铮喝鏝a2O、K2O等 (2)屬于弱電解質的有: ①中強酸和弱酸:H3PO4、H2SO3、H2CO3、CH3COOH、HF、H2S等; ?、谌鯄A:NH3·H2O、Fe(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2等; ?、鬯皟尚詺溲趸铮篐2O、Al(OH)3 ?、苌贁?shù)鹽,如AlCl3等。 (3)要區(qū)分好溶液的導電性強弱與電解質強弱的關系。 溶液的
5、導電性強弱是由溶液中自由移動的離子濃度及離子所帶電荷決定的,即離子濃度越大,離子所帶電荷越多,則溶液的導電性越強,反之導電性弱。因此,強電解質溶液的導電性不一定比弱電解質溶液的導電性強,如:BaSO4是強電解質,由于其溶液濃度小,溶液中離子濃度很小,幾乎不導電,其溶液的導電性就比一定濃度的弱電解質CH3COOH溶液的導電性弱。但同濃度、同溫度時,強電解質溶液的導電性一定要比弱電解質溶液的導電性強。 而電解質的強弱是根據(jù)其在水溶液或熔化狀態(tài)下電離程度決定的,在水中溶解的部分完全電離或熔化狀態(tài)下完全電離,則這種化合物為強電解質,反之為弱電解質。 (4)電離方程式的書寫:
6、?、購婋娊赓|:完全電離,用等號“=”,如: H2SO4=2H++SO42- Ba(OH)2=Ba2++2OH- CH3COONH4=CH3COO-+NH4+ ?、谌蹼娊赓|:部分電離,用可逆號“ ”,如: 多元弱酸分步電離: 多元弱堿也是分步電離,但書寫時可一步寫完: 二、離子反應、離子方程式 1、離子反應: 離子反應是指有離子參加或有離子生成的化學反應。 2、離子方程式: 用實際參加反應的離子的符號來表示離子反應的式子叫做離子方程式。 例如:在NaOH溶液中存在有Na+,OH
7、-,而HCl溶液中有H+,Cl-,當向NaOH溶液中加入HCl發(fā)生下述反應:NaOH+HCl=NaCl+H2O,因為NaCl在水溶液中仍以離子形式存在,故實際上參加反應的離子只H+和OH-,故離子方程式為H++OH-=H2O。又如:BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl,其離子方程式為Ba2++SO42-=BaSO4↓。 3、離子方程式書寫步驟(以H2SO4與Ba(OH)2反應為例說明): ①寫出并配平反應的化學方程式: H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O ?、诎岩兹苡谒膹婋娊赓|(即:易溶于且在水中完全電離的電解質)拆成離子形式,其
8、他仍以分子形式書寫: 2H++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O ③刪去兩邊未反的離子:此反應中沒有不參加反應的離子 ?、軝z查兩邊的元素是否守恒、凈電荷數(shù)是否守恒、電子得失是否守恒、該用=號還是號、有沒有漏寫↑、↓等符號。 4、離子方程式的書寫規(guī)則 <1>在離子方程式書寫時,同時符合①易溶于水,②完全電離兩個條件的強電解質(即:強酸、強堿、可溶性鹽)拆開成離子形式,其他(包括難電離物質、難溶物、單質和氧化物及其他所有氣體)一律寫化學式。 (1)難電離物質包括: ?、偃跛幔篐2CO3、HClO、H2S、CH3COOH等;
9、 ②中強酸:HF、H2SO3、H3PO4等; ③弱堿:NH3·H2O、Cu(OH)2、Fe(OH)3等; ④中性物質:H2O; ?、輧尚晕镔|:Al(OH)3等。 (2)難溶物:詳見課本溶解性表。 (3)單質:Fe、Zn、S、Cl2、Br2、I2等。 (4)氧化物:CO2、SO2、CaO、Fe2O3等。 (5)所有氣體,如:NH3 <2>在離子方程式中,微溶物(如Ca(OH)2、CaSO4、Ag2SO4、MgCO3等)寫成離子形式還是寫成化學式,要具體問題具體分析 (1)微溶物在生成物中要寫成化學式。 (
10、2)微溶物在反應物中如果以溶液形式存在(濃度小,如澄清石灰水),要寫成離子形式;如果以懸濁液形式存在(濃度大,如石灰乳),要寫成化學式。 <3>酸式鹽的寫法 在離子方程式中的酸式鹽,如果是強酸的酸式根,一般拆寫成離子形式,如HSO4-要寫成H+和SO42-;如果是弱酸的酸式根則不能拆開寫,如HCO3-、HSO3-、HS-、H2PO4-等均不能拆開寫。 <4>不是熔融狀態(tài)下固體間發(fā)生的反應和有濃硫酸參加的反應不能寫成離子方程式 如實驗室制NH3: 實驗室制HCl: 均不能寫成離子方程式。 5、離子反應
11、方程式中化學計量數(shù)處理 方程式兩邊各物質前的化學計量數(shù)含有公約數(shù)可以消掉,例如:Ba(OH)2+2HCl=BaCl2+2H2O寫成離子形式為:2H++2OH-=2H2O,∴“2”可以去掉,離子方程式為:H++OH-=H2O。 只部分物質的化學計量數(shù)有公約數(shù)則不能去掉。 例如:Ba(OH)2+H2SO4=BaSO4↓+2H2O, 其離子方程式為:Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O, 不能寫成:Ba2++OH-+H++SO42-=BaSO4↓+H2O 6、離子方程式的意義 離子方程式較化學方程式更能突出表現(xiàn)反
12、應的實質,不同物質間的反應其實質可能是一樣的,例如:NaOH+HCl=NaCl+H2O,2KOH+H2SO4=K2SO4+2H2O,NaOH+HNO3=NaNO3+H2O,其反應實質均是H++OH-=H2O。由此可知離子方程式代表的不僅是某一個反應,還可以表示某一類反應。 根據(jù)離子方程式表示的某一類反應,可以將離子方程式改寫成化學方程式。 例如:2H++CO32-=H2O+CO2↑,該反應的代表的是強酸和可溶性碳酸鹽生成可溶性鹽及水和CO2的一類反應。符合該離子方程式的化學反應有:2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑,2HNO3+K2CO3=2KNO3+H2
13、O+CO2↑等,即酸應為強酸如H2SO4、HNO3、HCl,而反應物中的鹽應為可溶性的碳酸鹽,如鉀鹽或鈉鹽等。 7、離子反應發(fā)生的條件 若離子之間的反應是兩種電解質在溶液中相互交換離子,這類反應發(fā)生的條件是:(1)生成難溶物質;(2)生成難電離物質(弱酸、弱堿、水);(3)生成揮發(fā)性物質(如CO2、HCl等) 離子反應若屬氧化還原反應,其反應發(fā)生條件應遵照氧化還原反應規(guī)律進行。 根據(jù)離子反應發(fā)生的條件不僅能判斷反應能否發(fā)生,且可以判斷離子間是否可以共存。 8、離子能否大量共存的判斷 離子之間能否大量共存,實際是判斷離子之間能否發(fā)生化學反應,若
14、不發(fā)生反應即可共存,若反應則不能共存。 (1)在強酸性條件下(即有大量H+),不能共存的離子有:OH-(大量)、CO32-、HCO3-、S2-、HS-、SO32-、HSO3-等,即:OH-和弱酸的酸根、弱酸的根式根離子不能與H+共存。 (2)在強堿性條件下(即有大量OH-);不能共存的離子有:H+(大量)、HCO3-、HS-、HSO3-、NH4+、Mg2+、Al3+、Fe2+、Fe3+、Cu2+等,即:H+及弱酸的酸式根離子、弱堿的陽離子不能與OH-共存。 (3)相互反應生成沉淀的離子間不能共存,如Ag+跟Cl-、Br-、I-,Ba2+跟CO32-、SO42-、S
15、O32-、PO43-,H+和SiO32-等。 (4)相互反應生成氣體的離子間不能共存,如H+跟HSO3-、HCO3-、HS-,OH-和NH4+(加熱)等。 (5)相互反應生成難電離物質的離子間不能共存,如H+跟F-、ClO-、CH3COO-,OH-和NH4+等。 (6)離子間發(fā)生氧化還原反應的不能共存,如H+跟NO3-、Fe2+,H+跟MnO4-、Cl-,S2-跟ClO-、H+(OH-),F(xiàn)e3+跟I-或S2-,H+跟S2O32-,H+跟S2-、SO32-等。 (7)離子間發(fā)生相互促進水解反應的不能大量共存,如S2-和Al3+,F(xiàn)e3+和CO32- (H
16、CO3-),Al3+和CO32-(HCO3-),NH4+和SiO32-等。 (8)離子間能相互形成絡合物的不能共存,如Fe3+和SCN-,F(xiàn)e3+和C6H5O-等。 三、與量有關的離子方程式 在物質發(fā)生化學反應時,有些反應會因操作順序或反應物相對量不同而發(fā)生不同的反應,此時,離子方程式也會不同。 書寫的基本原則是:不足量者完全反應;或該反應的所有離子均參加反應時,則要符合該反應物的化學式中各離子的個數(shù)比。而過量的反應物的離子的用量隨意選用。 現(xiàn)將常見的反應舉例如下: ⑴某些氧化還原反應: 例如: ?、貴eBr2溶液與不同量的
17、氯水混合, 當氯水足量時:2Fe2++4Br-+3C12=2Fe3++2Br2+6Cl- 當氯水少量時:2Fe2++C12=2Fe3++2Cl- (因為Fe2+的還原能力比Br-強,所以當氯水少量時將先氧化Fe2+) 當FeBr2與C12為1∶1時:2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl- ?、贔eCl3溶液與不同量的Na2S溶液混合 當Na2S溶液少量時:2Fe3++S2-=2Fe2++S ↓ 當Na2S溶液過量時:2Fe3++3S2-=2FeS(黑)↓ +S↓ ?、勐葰馀c堿溶液的反應 ?、其X鹽溶液
18、(或鋅鹽溶液)和強堿溶液的反應 如: ?、瞧X酸鹽(或鋅酸鹽)和強酸的反應 如: ?、炔糠诛@堿性的鹽溶液與CO2氣體的反應。 此處NaAlO2可被Na2SiO3等鹽代替。 ⑸酸性氧化物與堿溶液反應。 如: 類似有SO2、SO3、P2O5與堿的反應。 ⑹多元酸(如:H2S、H2SO3、H3PO4、H2CO3等)與堿反應,酸和堿的量不同可生成不同的鹽。 如: 再如 將NaOH溶液滴入H3PO4中(NaOH由少量到足量),相繼發(fā)生如下反應: ?、怂崾?/p>
19、鹽與堿溶液的反應。 如: ?、貰a(OH)2與NaHSO4溶液混合,當NaHSO4溶液足量和少量時有以下兩種寫法。 NaHSO4溶液足量時,Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O NaHSO4溶液少量時,Ba2++OH-+H++SO42-=BaSO4↓+H2O ?、贑a(HCO3)2與NaOH溶液混合,當NaOH溶液的量不同時亦出現(xiàn)以下幾種寫法。 NaOH溶液足量時,Ca2++2HCO3-+2OH-=CaCO3↓+2H2O+CO32- NaOH溶液少量時,Ca2++HCO3-+OH-=CaCO3↓+H2O n
20、[Ca(HCO3)2]∶n(NaOH)=2∶3時,2Ca2++3HCO3-+3OH-=2CaCO3↓+CO32-+3H2O ?、跰g(HCO3)2溶液與NaOH溶液反應 該反應除了要考慮反應物的量的關系外還要考慮 ① Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的溶解度要小,反應后生成的沉淀是Mg(OH)2而不是MgCO3, ② OH-先與Mg2+反應后與HCO3-反應。 Ⅰ、當n[Mg(HCO3)2]∶n(NaOH)≤1∶4時,即NaOH足量。 Mg2++2HCO3-+4OH-=Mg(OH)2↓+2CO32-+2H2O ?、颉攏[Mg(HCO3)2]∶n(N
21、aOH)≥1∶2時,即NaOH不足。
Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓
?、蟆?∶4 22、鹽與NaHSO4溶液反應。
如:
?、尾糠侄嘣跛猁}(如Na2S、Na2CO3、Na2SO3)與強酸的反應
如:
⑾硝酸銀和氨水的反應。
規(guī)律:如果組成某反應物的多種(兩種或兩種以上)離子參加了離子反應,該物質處于過量時,不考慮離子間的數(shù)量組成比,如果處于少量或適量時一定要考慮離子間的組成比,否則是錯誤的。
例 完成下列反應的離子方程式:
(1)向NaHCO3溶液中滴入少量Ca(OH)2;
(2)向NaHCO3溶液中滴入過量Ca(OH)2。
這兩個反應的實質是:HCO3-與OH-反應生成CO32-和H2 23、O,Ca2+再與CO32-反應。(1)中HCO3-過量,與OH-反應生成CO32-和H2O,OH- 不剩余,而CO32-與Ca2+結合后還有剩余,生成Na2CO3。(2)中OH- 過量,把所有的HCO3-均變?yōu)镃O32-,由于Ca2+過量,所以又把所有的CO32-轉變?yōu)镃aCO3,過量的OH-與NaHCO3電離產(chǎn)生的鈉離子結合成NaOH。所以化學方程式為:
(1)Ca(OH)2+2NaHCO3=CaCO3 ↓+Na2CO3+2H2O
(2)Ca(OH)2+NaHCO3=CaCO3 ↓+NaOH+H2O
從化學方程式的書寫中也能看出兩者量的關系,故離子方程式為:
24、
(1)Ca2++2OH-+2HCO3-=CaCO3 ↓+CO32- +2H2O
(2)Ca2++OH-+HCO3-=CaCO3 ↓+H2O
四、離子方程式正誤判斷
離子方程式的判斷正誤,可總結為“八查”:
1.一查反應是否符合客觀事實
如鈉投入CuSO4溶液中:
2Na+Cu2+=2Na++Cu (×)
2Na+Cu2++2H2O=2Na++Cu(OH)2↓+H2↑(√)
2.二查質量是否守恒、電荷是否守恒、得失電子是否守恒
如Fe2++Cl2=Fe3++2Cl- (×)
25、 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-(√)
3.三查化學符號(↑、↓、=、 、化學式、離子形式)使用是否正確,如碳酸氫鈣溶液與鹽酸反應:
Ca(HCO3)2+2H+=Ca2++2H2O+2CO2↑(×)
HCO3-+H+=H2O+CO2↑ (√)
4.四查是否忽略隱離子反應
如CuSO4溶液和Ba(OH)2溶液反應:
Ba2++SO42-=BaSO4↓ (×)
Cu2++SO42-+Ba2++2OH-=Cu(OH)2↓+BaSO4↓(√)
5.五查陰、陽離子配比是否正確
26、 如稀H2SO4和Ba(OH)2溶液反應:
H++SO42-+OH-+Ba2+=BaSO4↓+H2O (×)
2H++SO42-+2OH-+Ba2+=BaSO4↓+2H2O(√)
6.六查反應物用量與其反應是否一致。如碳酸氫鈣溶液中加入少量氫氧化鈉:
Ca2++2HCO3-+2OH-=CaCO3↓+CO32-+2H2O(×)
Ca2++HCO3-+OH-=CaCO3↓+H2O (√)
7.七查加入試劑順序與其反應是否一致。如往Na2CO3溶液中滴入少量稀鹽酸:
2H++CO32-=H2O+CO2↑(×)
27、 H++CO32-=HCO3- (√)
8.八查反應條件與其反應是否一致。如往氯化銨溶液中滴入燒堿溶液:
NH4++OH-=NH3↑+H2O (×)
NH4++OH-NH3·H2O(√)
例1:下列離子方程式書寫正確的是( )
?。ˋ)氨水中加入稀HNO3:NH3·H2O+H+=NH4++H2O
?。˙)碳酸氫鈣溶液中加入稀鹽酸:Ca(HCO3)2+2H+=Ca2++2CO2↑+2H2O
?。–)氫硫酸與NaOH溶液反應:H++OH-=H2O
?。―)硫酸氫鈉溶液中加入氫氧化鈉溶液:H++OH-=H2O
[分析]
28、(B)中Ca(HCO3)2屬可溶性的鹽,在溶液中以Ca2+和HCO3-離子存在,應寫成離子形式;氫硫酸是弱酸,應寫成分子形式。
答案:(A)(D)
例2:在強酸性溶液中能大量共存,并且溶液為無色透明的離子組是:( )
?。ˋ)NH4+、Al3+、SO42-、NO3-
?。˙)K+、Na+、S2-、Cl-
?。–)K+、NH4+、MnO4-、SO42-
?。―)Na+、K+、NO3-、HCO3-
[分析]
在強酸性條件下,要考慮這些離子與H+能否共存。溶液為“無色透明”要考慮各離子的顏色。S2-、HCO3-均與H+不能共存S2-+2H+= 29、H2S↑,HCO3-+H+=H2O+CO2↑,而MnO4-在水溶液中呈紫色。
答案:(A)
五、離子共存
下面是離子間不能共存的幾種情況:
1.由于發(fā)生復分解反應,離子不能大量共存
(1)有氣體產(chǎn)生。例如:CO32-、SO32-、S2-、HCO3-、HSO3-、HS-等易揮發(fā)的弱酸的酸根或酸式根與H+不能大量共存。
(2)有沉淀生成。例如:Ba2+、Ca2+、Mg2+、Ag+等不能與SO42-、CO32-等大量共存;Mg2+、Fe2+、Ag+、Al3+、Zn2+、Cu2+、Fe3+等不能與OH-大量共存;Pb2+與Cl-,F(xiàn)e2+與S2- 30、、Ca2+與PO43-、Ag+與Cl-、Br-、I-等不能大量共存。
(3)有弱電解質生成。
?、賶AOH-、弱酸的酸根或弱酸的酸式根CH3COO-、PO43-、HPO42-、H2PO4-、F-、ClO-、AlO2-、SiO32-、CN-、C17H35COO-、等與H+不能大量共存;
?、谒崾饺跛岣纾篐CO3-、HPO42-、HS-、H2PO4-、HSO3-及弱堿的陽離子如NH4+、Al3+、Fe2+等不能與OH-大量共存。
2.由于發(fā)生氧化還原反應,離子不能大量共存
(1)具有較強還原性的離子不能與具有較強氧化性的離子大量共存。例如:S2-、HS-、 31、SO32-、I-和Fe3+不能大量共存。
(2)在酸性或堿性的介質中由于發(fā)生氧化還原反應而不能大量共存。例如:MnO4-、Cr2O72-、NO3-、ClO-與S2-、HS-、SO32-、HSO3-、I-、Fe2+等不能大量共存;SO32-和S2-在堿性條件下可以共存,但在酸性條件下則由于發(fā)生2S-+SO32-+6H+=3S↓+3H2O反應不能共存。H+與S2O32-不能大量共存。
3.水解不能大量共存
一些容易發(fā)生水解的離子,在溶液中的存在是有條件的。例如:AlO2-、S2-、CO32-、C6H5O-等必須在堿性條件下才能在溶液中存在;再如:Fe3+、Al3+等必須在 32、酸性條件下才能在溶液中存在。這兩類離子不能同時存在在同一溶液中,即離子間能發(fā)生“雙水解”反應。例如:3AlO2-+Al3++6H2O=4Al(OH)3↓等。具體如下:
?、貯l3+和HCO3-、CO32-、HS-、S2-、AlO2-、ClO-等;Fe3+與CO32-、HCO3-、AlO2-、ClO-等相互促進水解不能大量共存。
?、谌鯄A金屬陽離子和NH發(fā)生水解,溶液呈酸性,就不能與OH-大量共存。如:NH、Fe3+、Fe2+、Cu2+、Al3+、Zn2+等均不能與堿共存。
?、廴跛岣x子易與H+結合生成弱酸,故不能與H+大量共存。如:CO ,S2-,AlO,SiO ,C 33、H3COO-,C6H5O-等。
4.弱酸的酸式酸根離子,既不能與大量H+共存,也不能與大量OH-共存。如:HCO,HS-,H2PO,HPO等均不能同H+和OH-大量共存。
5.溶液中能發(fā)生絡合反應的離子不能大量共存
例如:Fe2+、Fe3+與SCN-不能大量共存;Fe3+與 不能大量共存。
6.隱含規(guī)律:
?、贌o色溶液中一定不含Cu2+,F(xiàn)e3+,F(xiàn)e2+,MnO
?、趶妷A性溶液中一定含OH-離子。
③強酸性溶液中一定含H+離子。
④“透明溶液”意味著無難溶物和微溶物,并不意味著溶液無色。
例3:下列各組離子能在溶液中 34、大量共存的是( )
A.Ca2+、NH4+、Cl-、CO32-
B.Na+、NH4+、NO3-、Cl-
C.H+、Na+、NO3-、OH-
D.K+、Mg2+、SO42-、OH-
解析:
A中Ca2++CO32-=CaCO3↓
C中H++OH-=H2O
D中Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓
B中Na+不能與NO3-或Cl-,NH4+不能與NO3-或Cl-結合生成難溶、難電離或易揮發(fā)的物質,可以在溶液中大量共存,所以選B。
例4:某溶液中由水電離產(chǎn)生的c(OH-)=1×10-14 mol·L-1,滿足此條件的溶液中一定可以 35、大量共存的離子組是( )
A.Al3+、Na+、NO3-、Cl-
B.K+、Na+、Cl-、NO3-
C.K+、Na+、Cl-、AlO2-
D.K+、NH4+、SO42-、NO3-
解析:
由水電離產(chǎn)生的c(OH-)=1×10-14 mol·L-1,則由水電離產(chǎn)生的c(H+)=1×10-14 mol·L-1,即溶液為pH=1或pH=14呈酸性或堿性:A.Al3+在堿性條件下生成Al(OH)3↓或AlO2-,C中AlO2-在酸性條件下生成Al(OH)3↓或Al3+,D中NH4+在堿性條件下生成NH3·H2O,B在酸性或堿性條件下離子之間相互不發(fā)生反應。
36、
答案:B
例5:在強酸性溶液中能大量共存,并且溶液為無色透明的離子組是( )
A.MnO4-、K+、Na+、SO42-
B.Na+、K+、HCO3-、Cl-
C.Mg2+、NH4+、Cl-、NO3-
D.Ba2+、K+、S2-、SO42-
解析:
本題有兩個隱蔽條件:一是強酸性溶液;二是溶液需無色透明,根據(jù)這兩個條件分析:A中MnO4-為紫色,B中HCO3-為弱酸酸根離子,在強酸性條件下不能共存;HCO3-+H+=H2O+CO2↑;D中Ba2++SO42-=BaSO4↓二者不能共存,同時白色沉淀難溶于酸。Mg2+或NH4+均不能跟C 37、l-和NO3-反應,所以選C。
六、比較離子濃度大小的兩個原理
1.電荷守恒原理:溶液中陽、陰離子所帶的正負電荷總數(shù)相等,即電解質溶液呈電中性。如在NaHCO3溶液中,陽離子有Na+和H+,陰離子有HCO3-、CO32-和OH-,但一個CO32-需要兩個+1價離子才能與它的電荷數(shù)值相等,即與CO32-電荷守恒的+1價離子的濃度應該是它的濃度的兩倍,根據(jù)電荷守恒原理有:c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+2c (CO32-)。
2.物料守恒原理:指電解質溶液中某一組分的原始濃度(起始濃度)應等于它在溶液中各種存在形式的濃度之和。如在NaHCO3溶液 38、中,有:c(Na+)=c(HCO3-)+C(H2CO3-)+c(CO32-)。
例6:能正確表示下列化學反應的離子方程式是( )
A.用碳酸鈉溶液吸收少量二氧化硫:2CO32-+SO2+H2O=2HCO3-+SO32-
B.金屬鋁溶于鹽酸中:Al+2H+=Al3++H2↑
C.硫化鈉溶于水中:S2-+2H2O=H2S↑+2OH-
D.碳酸鎂溶于硝酸中:CO32-+2H+=H2O+CO2↑
解析:
B中電荷不平衡,2Al+6H+=2Al3++3H2↑,C中S2-分步水解,且無H2S氣體逸出
D中MgCO3因不溶于水,故寫成分子式 39、 MgCO3+2H+=Mg2++CO2↑+H2O
答案:A
例7:下列離子方程式中正確的是( )
A.過量的NaHSO4與Ba(OH)2溶液反應:Ba2++2OH-+2H++SO42-→BaSO4↓+2H2O
B.NH4HCO3溶液與過量NaOH溶液反應:NH4++OH-→NH3↑+H2O
C.苯酚鈉溶液中通入少量CO2:
D.FeBr2溶液中通入少量Cl2:2Fe2++2Br-+2Cl2→2Fe3++Br2+4Cl-
解析:
B中HCO3-與NaOH溶液反應
NH4++HCO3-+2OH-=NH3·H2O+CO32-+H 40、2O
D中少量Cl2只能氧化Fe2+:2Fe2++Cl2→2Fe3++2Cl-
答案:AC
例8:將20mL0.4mol·L-1硝酸銨溶液跟50mL 0.1mol·L-1的氫氧化鋇溶液混合,則混合溶液中離子濃度的大小順序是( )
A.(NO3-)>c(OH-)>c(NH4+)>c(Ba2+)
B.c(NO3-)>c(Ba2+)>c(OH-)>c(NH4+)
C.c(Ba2+)>c(NO3-)>c((OH-)>c(NH4+)
D.c(NO3-)>c(Ba2+)>c(NH4+)>c(OH-)
解析:
2NH4NO3+Ba(OH)2 41、=Ba(NO3)2+2NH3·H2O
2 1
若不考慮體積變化因素,Ba(OH)2過量而NH4NO3 不足,故c(OH-)>c(NH4+),Ba2+與NO3-
離子濃度大小順序
c(NO3-)>c(Ba2+)>c(OH-)>c(NH4+),B正確。
例9:在10mL 0.1mol·L-1NaOH溶液中加入同體積同濃度的CH3COOH溶液,反應同溶液中各粒子濃度關系錯誤的是( )
A.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
B.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
C.c(Na 42、+)=c(CH3COO-)+c(CH2COOH)
D.c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
解析:
NaOH與CH3COOH恰好完全反應生成CH3COONa,由于CH3COO-的水解,顯然c(Na+)>c(CH3COO-),CH3COO-結合水電離出的H+使c(OH-)>c(H+),又由于水解是微弱的,故有c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),C根據(jù)物料守恒可得此結論,D根據(jù)電荷守恒可得此結論。
答案:A
?。厶貏e提示]
1.離子共存問題中常附加條件――“無色溶液”,需記準中學化學中常見離子的顏色:M 43、nO4-(紫色)、Fe3+(黃色)、Cu2+(藍色)、Fe2+(淺綠色)、Fe(SCN)2+(血紅色)等。
2.中學化學中涉及到的難溶物散而亂――疏理如下:
?、糯蟛糠植惶顫娊饘佟? 如Fe、Cu,大部分固體非金屬單質如S、Si難溶于水;
?、撇惶顫娊饘俚难趸铩?如Al2O3、CuO、Fe2O3不溶于水,另外非金屬氧化中的SiO2也不溶于水;
⑶弱堿(除NH3·H2O外) 如Cu(OH)2、Fe(OH)3、Mg(OH)2、Fe(OH)2、Al(OH)3難溶于水;
⑷硅酸及原硅酸不溶于水;
?、甥} 如AgCl、AgBr、AgI;鉀鈉銨外 44、的碳酸鹽、磷酸鹽、磷酸一氫鹽如CaHPO4、CaCO3、BaCO3;另外BaSO4、PbSO4、PbCl2、Hg2Cl2、高級脂肪酸的鈣鹽和鎂鹽不溶于水;
?、柿蚧?除K+、Na+、NH4+)一般不溶于水或水解;
?、水斈承╇x子濃度足夠大時生成微溶物(MgCO3、Ag2SO4、CaSO4)以及當微溶物生成難溶物時,反應也能發(fā)生。例如:CaCl2和MgSO4溶液可發(fā)生:Ca2++SO42-=CaSO4,石灰乳與Na2CO3溶液混合時生成CaCO3沉淀,也降低了Ca2+、CO32-的濃度:Ca(OH)2+CO32-=CaCO3↓+2OH-。
3.比較離子濃度大小時,等物 45、質的量濃度的CH3COOH-CH3COONa及NH3·H2O-NH4Cl混合液中電離趨勢大于水解,而NaCN-HCN的混合液中,水解大于電離。
4.比較離子濃度大小的題目,若關系式中出現(xiàn)中性分子,必是物料守恒與電荷守恒表達式相加的結果。
[參考練習]
1、寫出下列反應的離子方程式:
?。?)大理石和鹽酸反應
?。?)BaCl2溶液中滴加足量H2SO4
(3)澄清石灰水中加入鹽酸
?。?)碳酸氫鈣溶液中加入足量氫氧化鈉溶液
?。?)硫酸銅溶液中加入氫氧化鋇溶液
(6)氨水中加入鹽酸。
2、下列離子方程式書寫正確的是:
?。?)鐵 46、跟稀硝酸反應:Fe+2H+=Fe2++H2↑
?。?)碳酸鋇跟鹽酸反應:BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O
?。?)Fe放入CuSO4溶液中,F(xiàn)e+Cu2+=Fe3++Cu
?。?)H2SO3和NaOH溶液混合:H++OH-=H2O
3、離子方程式:SO32-+2H+=SO2↑+H2O表示的意義是________________________,可發(fā)生下列離子反應Ca2++2HCO3-+2OH-=CaCO3↓+CO32-+2H2O的化學方程式為_______________________________。
4、下列各組離子,在強堿性溶液中可以大量共 47、存的是:( )
(A)K+、Na+、HSO3-、Cl-
?。˙)Na+、Ba2+、CO32-、NO3-
(C)NH4+、K+、Cl-、NO3-
?。―)K+、Na+、S2-、SO42-
5、向CuSO4溶液中加入過量NaOH溶液,反應的離子方程式為_________________________________,向其混合液中再加入過量稀鹽酸,反應的離子方程式為_____________________________________。
[參考答案]
1、(1)CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
(2)Ba2++SO42-= 48、BaSO4↓
?。?)OH-+H+=H2O
?。?)Ca2++2HCO3-+2OH-=CaCO3↓+CO32-+2H2O
?。?)Cu2++SO42-+Ba2++2OH-=Cu(OH)2↓+BaSO4↓
?。?)NH3·H2O+H+=NH4++H2O
2、提示:(2)正確
?。?)鐵跟稀HNO3反應不能出H2。
?。?)Fe與酸、鹽發(fā)生置換反應時,應生成Fe2+
?。?)H2SO3是弱酸,應寫為分子。
H2SO3+2OH-=SO32-+2H2O
3、可溶性亞硫酸鹽與強酸(非氧化性)的反應;Ca(HCO3 49、)2+2NaOH=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O 。
4、A中HSO3-與OH-反應;B中Ba2+與CO32-反應;C中NH4+與OH-反應。
?。―)正確
5、Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓向混合溶液中加入HCl既有Cu(OH)2與HCl的反應,也有過量NaOH與HCl的反應,離子方程式為:OH-+H+=H2O, Cu(OH)2+2H+=Cu2++2H2O。
離子反應測試題
責 編:顧振海
1.下列離子方程式中,正確的是( )
A.向氯化亞鐵溶液中通入氯氣
B.三氯化鐵溶液跟過量氨水反應
C.
D.
50、
2.下列反應完成后沒有沉淀的是( )
A.BaCl2溶液與Na2CO3溶液加足量稀CH3COOH
B.Ba(OH)2溶液與KNO3溶液加足量稀H2SO4
C.AgNO3溶液與Na2CO3溶液加足量稀HCl
D.Ca(OH)2溶液與FeCl3溶液加足量稀HNO3
3.已知某溶液中存在較多的H+、SO42—、NO3—,則該溶液中還可能大量存在的離子組是
( )
A.Al3+、CH3C00—、Cl—
B.Mg2+、Ba2+、Br—
C.Mg2+、Cl—、I—
D.Na+、NH4 51、+、Cl—
4.下列反應的離子方程式書寫正確的是( )
A.硫酸鋁溶液中加入過量氨水:Al3++30H—══Al(OH)3↓
B.電解飽和食鹽水:2Cl—+2H2OH2↑+C12↑+20H—
C.碳酸鈣與鹽酸反應:CaCO3+2H+═Ca2++CO2↑ +H2O
D.硫酸亞鐵溶液中加入用硫酸酸化的過氧化氫溶液:Fe2++2H++H2O2══Fe3++2H2O
5.在含有Cu(NO3)3、Mg(NO3)2和AgNO3的溶液中加入適量鋅粉,首先置換出的是( )
A.Mg
B.Cu
C.Ag
D.H2
6.下列 52、離子方程式中正確的是( )
A.硫化亞鐵放入鹽酸中
B.硫酸銅溶液中通入硫化氫
C.氯化鋁溶液中加入過量氨水
D.碳酸氫銨溶液中加入過量氫氧化鈉溶液
7. 下列各組離子在溶液中能大量共存的是( )
A.I—、ClO—、NO3—、H+
B.K+、Cl—、HCO3—、OH-
C.SO32—、SO42—、Cl—、OH—
D.Ca2+、K+、HCO3—、CO32—
8. 下列各組離子在溶液中能大量共存的是( )
A.NH4+、K+、AlO2—、Cl—
B.Fe3+、Cu2+、SO42—、Cl—
53、
C.PO43—、H2PO4—、K+、Na+
D.Cu2+、S2—、K+、Cl—
9. 下列各組離子在溶液中能大量共存的是( )
A.Cl—、ClO3—、OH—、Na+
B.Fe3+、HCO3—、Na+、SO42—
C.H+、K+、F—、Br—
D.H+、Cl—、CH3COO—、NO3—
10. 某溶液能與鋁反應放出氫氣,則在此溶液中一定能夠大量存在的離子組是( )
A.Na+、CO32—、K+、Cl—
B.K+、NH4+、SO4—、Cl—
C.Na+、HS—、NO3—、K+
D.Cl—、K+、Ba2+、Br—
54、
11. 在室溫下,由水電離出的c(H+)=10—12的溶液中,下列離子組可能大量共存的是 ( )
A.K+、Cl—、SO42—、I—
B.S2—、SO32—、Na+、K+
C.Fe2+、NO3—、Cl—、K+
D.AlO2—、MnO4—、HCO3—、Na+
12.在pH=1的溶液中,可以大量共存的離子組是( )
A.Na+、K+、S2—、Cl—
B.Al3+、Mg2+、SO42—、Cl—
C.K+、Na+、AlO2—、NO3—
D.K+、Na+、SO42—、S2O32—
13.在無色酸性溶液中能大量共存的離子組 55、是( )
A.K+、Ba2+、MnO4—、NO3—
B.Na+、Cu2+、Cl—、SO42—
C.Ca2+、Mg2+、NO3—、Cl—
D.Ca2+、Ag+、NO3—、Cl—
14.下列離子在溶液中因發(fā)生氧化還原反應而不能大量共存的是( )
A.H3O+、NO3—、Fe2+、Na+
B.Ag+、NO3—、Cl—、K+
C.K+、Ba2+、OH—、SO42—
D.Cu2+、NH4+、Br—、OH—
15.在含有I—且呈酸性的溶液中,能大量共存的離子組是( )
A.Fe3+、Na+、K+、Br-
B.K+、MnO 56、4—、NO3—、Na+
C.Ba2+、Al3+、Cl—、Br—
D.NH4+、Ca2+、AlO2—、Cl—
16.下列離子方程式不正確的是( )
A.氨氣通入稀硫酸中:NH3+H+=NH4+
B.二氧化碳通入碳酸鈉溶液中:CO2+CO32—+H2O=2HCO3—
C.硫酸鋁溶液與偏鋁酸鈉溶液反應:Al3++3AlO2—+6H2O=4Al(OH)3↓
D.氯氣通入冷的氫氧化鈉溶液中:2Cl2+2OH—=3Cl—+ClO—+H2O
17.下列離子方程式書寫正確的是( )
A.醋酸溶液中滴加氫氧化鈉溶液:H++OH—=H2O
B 57、.碳酸鈣溶液中滴加鹽酸:CO32—+2H+=CO2↑+H2O
C.硫酸跟氫氧化鋇反應:H++SO42—+Ba2++OH—=BaSO4↓+H2O
D.鋅放入稀H2SO4中:Zn+2H+=Zn2++H2↑
18.下列離子方程式中正確的是( )
A.氫氧化鋇溶液中滴加足量硫酸溶液:Ba2++2OH—+2H++SO42—=BaSO4↓+2H2O
B.硫酸溶液中滴加少量的氫氧化鋇溶液:H++SO42—+Ba2++OH—=BaSO4↓+H2O
C.氫氧化鋇溶液中滴加硫酸氫鈉溶液,恰好至沉淀完全:Ba2++2OH—+2H++SO42—=BaSO4↓+2H2O
58、D.氫氧化鋇溶液中滴入硫酸氫鈉溶液,恰好至溶液呈中性:Ba2++OH—+H++SO42—=BaSO4↓+H2O
19.下列離子方程式中書寫正確的是( )
A.向氫氧化鈉溶液中通入少量CO2:OH—+CO2=HCO3—
B.用氨水吸收少量SO2:2NH3·H2O+SO2=2NH4++SO32—+H2O
C.硝酸鋁溶液中加入過量氨水:Al3++4NH3·H2O=AlO2—+4NH4++2H2O
D.向Fe2(SO4)3的酸性溶液中通入足量H2S:Fe3++H2S=Fe2++S↓+2H+
20.下列離子方程式正確的是( )
A.次氯酸鈉溶液中加入 59、少量稀鹽酸:ClO—+H+=HClO
B.二氧化硫通入漂白粉溶液:Ca2++2ClO—+SO2+H2O=CaSO3↓+2HClO
C.銅片投入氯化鐵溶液中:Fe3++Cu=Fe2++Cu2+
D.碳酸氫鈣溶液與鹽酸:Ca(HCO3)2+2H+=Ca2++2H2O+2CO2↑
21.將pH=3的鹽酸溶液和pH=11的氨水等體積混合后溶液中離子濃度關系正確的是( )
A.c(NH4+)>c(Cl—)>c(H+)>c(OH—)
B.c(NH4+)>c(Cl—)>c(OH—)>c(H+)
C.c(Cl—)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH—)
60、D.c(Cl—)>c(NH4+)>c(OH—)>c(H+)
22.100mL 0.1mol·L—1CH3COOH與50mL 0.2mol·L—1 NaOH溶液混合,所得溶液中( )
A.c(Na+)>c(CH3COO—)>c(OH—)>c(H+)
B.c(Na+)>c(CH3COO—)>c(H+)>c(OH—)
C.c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO—)+c(OH—)
D.c(Na+)=c(CH3COO—)>c(OH—)>c(H+)
23.表示0.1mol·L—1NaHCO3溶液中有關粒子濃度(mol·L—1)的關系式,正確的是( )
61、 ?、賑(Na+)>c(HCO3—)>c(CO32—)>c(H+)>c(OH—)
?、赾(Na+)>c(H+)=c(HCO3—)+c(CO32—)+c(OH—)
③c(Na+)+c(H+)=c(HCO3—)+2c(CO32—)+c(OH—)
?、躢(Na+)=c(HCO3—)+c(CO32—)+c(H2CO3)
A.①③
B.①④
C.②④
D.③④
24.下列離子方程式不正確的是( )
A.石英與燒堿溶液反應:SiO2+2OH—=SiO32—+H2O
B.向澄清石灰水中通入過量的CO2:CO2+OH—=HCO3—
62、C.向小蘇打溶液加入過量的石灰水:2HCO3—+Ca2++2OH—=CaCO3↓+2H2O+CO32—
D.向水玻璃中加入適量鹽酸:2H++SiO32—+H2O=H4SiO4↓
25.用物質的量都是0.1mol的CH3COOH和CH3COONa配成1L混合液,已知其中c(CH3COO—)>c(Na+),對該溶液的下列判斷正確的是( )
?、賑(CH3COOH)>c(CH3COO—)
?、赾(CH3COO—)+c(OH—)=0.1mol·L—1
③c(H+)>c(OH—)
④c(CH3COOH)+c(CH3COO—)=0.2mol·L—1
?、輈(H+ 63、)+c(Na+)=c(CH3COO—)+c(OH—)
A.只有①
B.只有②
C.①②
D.③④⑤
26.某溶液中含有大量Fe2+、Fe3+、Mg2+和NH4+,其c(H+)=10—2mol·L—1,在該溶液中可以大量存在的陰離子是( )
A.SO42—
B.NO3—
C.SCN—
D.CO32—
27.重金屬離子有毒性。實驗室有甲、乙兩種廢液,均有一定毒性。甲廢液經(jīng)化驗呈堿性,主要有毒離子為Ba2+離子,如將甲、乙廢液按一定比例混合,毒性明顯降低。乙廢液中可能含有的離子是( )
A.Cu2+和 64、SO42—
B.Cu2+和Cl-
C.K+和SO42—
D.Ag+和NO3—
28.下列各組離子的無色溶液可以跟鎂粉反應,又能大量共存的是( )
A.K+、Cl—、SO42—、NH4+
B.Ca2+、Cl—、MnO4—、Na+
C.AlO2—、Na+、Al3+、I—
D.H+、Cl—、Ba2+、NO3—
29.下列實驗過程中產(chǎn)生的現(xiàn)象與對應的圖形相符合的是( )
30.某電解質溶液中,可能大量存在有Ag+、H+、Cu2+、CO32—、OH—、Cl—,你認為一定有的離子是________,一定沒有的離子是___ 65、_______;怎樣判斷有無H+、Cu2+__________。
31.某待測液中可能含有Fe2+、Fe3+、Ag+、Al3+、Ba2+、Ca2+、NH4+等離子,進行下述實驗(所加入酸、堿、氨水、溴水都是過量的):
根據(jù)實驗結果:
(1)判定待測液中有無Ba2+、Ca2+離子,并寫出理由。答:_________________________。
(2)寫出沉淀D的化學式:_________________________。
(3)寫出從溶液D生成沉淀E的反應的離子方程式:_________________________。
32.對A、 66、B兩種鹽進行如下實驗,實驗現(xiàn)象記錄如下:
①將A、B按物質的量之比為1∶1混合,在水溶液中進行反應,生成具有刺激性氣味的氣體C;
?、贏和NaOH按物質的量之比為1:1在溶液中混合無氣體生成,A 和NaOH按物質的量之比為1∶2混合共熱生成氣體D,D遇濕潤的紅色石蕊試紙變藍;③
A和硫酸按物質的量之比為2∶1混合生成氣體C,B和硫酸不反應,B和NaOH按物質的量之比為1∶1在溶液中混合無氣體生成,B和NaOH按物質的量之比為1∶2混合加熱生成氣體。據(jù)此回答下列問題:
(1)寫出A、B的化學式:A__________,B__________。
(2)寫出下列實驗中有關反應的離子方程式:
a.A、B按物質的量之比為1∶1在溶液中混合_________________________。
b.A和NaOH按物質的量之比為1∶2在溶液中混合_________________________。
離子反應測試題答案
1. 答案:B
解析:
A、D兩項電荷不守恒,C項中Ca(HCO3)2應改寫成Ca2+和 形式,
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