10 第二章 离子反应(教师版)

第二章离子反应

一、知识梳理

（一）电解质和非电解质

1、电解质：在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物叫做电解质。

常见的酸、碱、盐都是电解质。如：氯化钠、氢氧化钠、纯硫酸等。

2、非电解质：在水溶液里和熔化状态下都不能导电的化合物叫做非电解质。

如：蔗糖、酒精等化合物。

3、电离：电解质在水溶液中或熔化状态下离解成能自由移动的离子的过程叫做电离。

电解质导电的关键：要有自由移动的离子。

【注意】电解质应是一定条件下，自身电离出自由移动的离子而导电的化合物。但SO2、NH3、CO2等物质，虽然它们的水溶液也能导电，可是它们溶于水后，溶质发生了变化，其自由移动的离子是由生成物电离产生，因而SO2、NH3、CO2等物质属于非电解质。

像蔗糖、酒精等物质，在水溶液里和熔融状态都不发生电离，不能产生自由移动的离子，故它们的水溶液和熔融状态都不能导电。

【实验回顾】相同体积、相同浓度的HCl、CH3COOH、NaOH、NaC1溶液和氨水分别倒入五个烧杯中，接通电源。观察灯泡的明亮程度。

【现象及原理】相同浓度时，HCl、NaOH和NaCl溶液的导电能力比CH3COOH溶液和氨水强。电解质溶液能导电是由于溶液里有自由移动的离子存在，而电解质溶液的导电能力则与溶液里自由移动离子的浓度有关，自由移动离子浓度越高，溶液的导电性越强，自由移动离子浓度越低，溶液的导电性则越弱。所以，HCl、NaOH和NaCl 溶液中自由移动离子浓度高于CH3COOH溶液和氨水中自由移动离子浓度。醋酸和氨水中自由移动离子浓度低，说明醋酸和氨水的电离程度较小，由此证明电解质的电离程度有所不同，电解质有强弱之分。

（二）强电解质和弱电解质

1、强电解质：实验证明，在水溶液里可以全部电离为阳离子和阴离子的电解质叫做强电解质

强酸、强碱和大多数盐都是强电解质，例如，硫酸、氢氧化钠、硫酸钡等。

2、弱电解质：在水溶液里只有部分电离为离子的电解质称为弱电解质。

同浓度的强碱、强酸溶液中的自由移动的离子浓度，比同浓度的弱酸，弱碱溶液中的自由移动的离子浓度大，所以它们的导电能力也强。

弱酸(如醋酸、碳酸、氢硫酸等)，弱碱(如氨水等)是弱电解质。水能发生微弱的电离，所以水是极弱的电解质。

3、电离方程式：电解质的电离过程可以用电离方程式(表示电解质电离的式子)表示。由于强电解质和弱电解质在水里的电离程度不同，所以，在书写电离方程式时，要采用不同的表示方式。强电解质在水溶液里全部电离，电离方程式要用“→”表示。如：

HCl→H++Cl-

【思考】书写下列物质在水溶液中的电离方程式：

NaOH H2SO4

NaCl K2CO3

BaSO4 HNO3

Ba(OH)2 KAl(SO4)2

NaHCO3 NaHSO4 【答案】NaOH→Na++OH-，H2SO4→2H++SO42-，NaCl→Na++Cl-，K2CO3→2K++CO32-，

BaSO4→Ba2++SO42-，HNO3→H++NO3-，Ba(OH)2→Ba2++2OH-，KAl(SO4)2→K++Al3++2SO42-，

NaHCO3→Na++HCO3-，NaHSO4→Na++H++SO42-

(三)离子反应

1、离子反应的概念

有离子参加的化学反应称之为离子反应。

2、离子方程式的概念

用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子叫做离子方程式。

3、离子反应的类型

①离子之间交换的非氧化还原反应如：Ag++C1-→AgCl↓

②离子和分子之间的非氧化还原反应如：CO2+Ca2++2OH→CaCO3↓+H2 O

③有单质和离子参加的氧化还原反应

如：C12+2OH→Cl-+CIO-+H2O

（四）离子方程式的书写步骤：写、拆、删、查

以电解饱和食盐水反应为例，说明书写离子方程式的步骤。

第一步：写出反应的化学方程式：

2NaCl+2H2O

???→

通电

2NaOH+H2↑+C12↑

第二步：把易溶于水且易电离的物质（强酸、强碱和可溶性盐）写成离子形式，其他物质写化学式，如单质、沉淀、气体、难电离物质、氧化物等。上述化学方程式可改写为：

2Na++2Cl-+2H2O

???→

通电

2Na++2OH-+H2↑+C12↑

第三步：删去两边未参与反应的离子，即为：

2Cl-+2H2O

???→

通电

2OH-+H2↑+C12↑

第四步：检查方程式两边各元素的原子个数和电荷总数是否守恒。

【思考】下列各组物质能否发生反应?写出反应的离子方程式。

(1)硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液

(2)硫酸铜溶液与氢氧化钾溶液

(3)碳酸钠溶液和盐酸

(4)碳酸钙与盐酸

(5)氢氧化钾溶液和硝酸

(6)氢氧化钠溶液和硫酸

【答案】Cu2++2OH-→Cu(OH)2↓，Cu2++2OH-→Cu(OH)2↓，

CO32-+H+→H2O+CO2↑,CaCO3+H+→Ca2++H2O+CO2↑,

OH-+H+→H2O, OH-+H+→H2O

【归纳】离子方程式与一般化学方程式不同。离子方程式不仅表示特定物质间的某一个具体反应，而且表示了所有同一类型的化学反应。

复分解反应(离子互换反应)发生的条件：生成沉淀、气体或水等难电离的物质。

【注意】微溶物要视其具体情况而定，一般做反应物时写成离子形式，做生成物时写成化学式。但如果做反应物的微溶物是悬浊液，则将该微溶物写成化学式。如：将二氧化碳气体通入澄清的石灰水中，则将Ca(OH)2写成离子形式，其离子方程式为：

CO2+Ca2++2OH→CaCO3↓+H2O

若将Cl2通入石灰乳中，此时Ca(OH)2写成化学式，其离子方程式为：C12+Ca(OH)2→Ca2++Cl-+ClO-+H2O 二、典型例题

【例1】下列物质能导电的是_____________，属于电解质的是_____________，属于非电解质的是_____________。

①汞②液氨③氯水④氯化钠晶体⑤盐酸⑥干冰⑦三氧化硫⑧金刚石

【解析】(1)电解质与非电解质均属于化合物的范围，确定电解质与非电解质时，既要排除单质，又要排除混合物。

(2)导电性不是电解质在任何状况下都有的性质，而是在电解质溶于水或熔化时才具有的性质。(3)电解质的水溶液或熔化状态下的导电是离子导电，所以电解质必须是自身电离而产生自由移动离子的物质。答案是能导电的是①、③、⑤；属于电解质的是④；属于非电解质的是②、⑥、⑦。

【例2】下列离子方程式正确的是：

(A)氯气跟水反应：Cl2+H2O 垐?

噲?2H++Cl-+ClO-

(B)硫化亚铁跟盐酸反应：S2-+2H+→H2S↑

(C)金属铁跟稀硫酸作用：2Fe+6H+→2Fe3++3H2↓

(D)氢氧化钡跟稀硫酸反应：Ba”+SO42-→BaSO4↓

(E)在澄清石灰水中通入过量的CO2气体：OH-+CO2→2HCO3-

【解析】(1)次氯酸是弱电解质，应写成HClO。

(2)硫化亚铁是难溶于水的盐，应写成FeS。

(3)稀硫酸是弱氧化性酸，只能将Fe氧化成Fe2+。

(4)氢氧化钡与稀硫酸反应除了生成BaSO4外，还生成弱电解质H2O。

(5)石灰水中通入过量的CO2，反应应分两步进行：

Ca2++2OH-+CO2→CaCO3↓+H2 O

CaCO3+CO2+H2O→Ca2++2HCO3-

将以上两步连续进行的反应合并后，消去两边相同的微粒即得：OH-+CO3-→HCO3-，正确选项为(E)。【例3】判断下列各组离子能否大量共存：①Na+、OH-、Cu2+、Cl- ②H+、Na+、OH-、K+ ③K+、SO4-、Cl-、Ba2+ ④H+、Cl-、Na+、CO32- ⑤K+、S2-、Cl-、Na+ ⑥K+、SO42-、HCO3-、H+。

【解析】离子能否共存，目前主要考虑三个方面，有无沉淀、气体、水(或难电离物质)形成。①Cu(OH) 2沉淀②H2O形成③BaSO4沉淀④H2O和CO2生成⑥H2O和CO2，只有⑤能大量共存。

三、课堂练习

1．下列物质属于电解质的是( )

A．Fe B．BaSO4 C．CO2 D．乙醇

2．下列物质属于强电解质的是( )

①NaNO3 ②NH3·H2O ③Ba(OH) 2 ④CH3COOH ⑤NaHCO3

A．①②⑤B．①③④C．②③④D．①③⑤

3．电解质溶液导电能力的强弱决定于( )

A．溶液中离子的浓度B．溶液的浓度

C．溶液的体积D．电解质本身的化学性质

4．在下列物质中，属于弱电解质的是( )

A．HNO3 B．NH3·H2O C．CH3COONa D．Na2SO4

5．在20毫升0.1mol／L醋酸溶液中逐滴加入20毫升0.1mol／L氨水溶液，溶液导电能力( ) A．逐渐减弱B．逐渐增强C．不变D．先增强后减弱

6．下列离子在无色透明的溶液里能大量共存的是( )

A．Cu2+、Na+、Cl-、NO3- B．CO32-、OH-、Ba2+、Cl-

c．Na+、H+、Cl-、SO42- D．H+、K+、NO3-、CO3 2-

7．电解质的导电性强弱与溶液中离子浓度的大小有关。在烧杯中放一定量的稀硫酸，插入电极并通电，然后不断分别滴加下列各溶液，测得电流强度与滴加溶液体积的关系如图，符合该曲线的溶液是( )

A．氢氧化钠溶液B．氯化钡溶液

C．氢氧化钡溶液D．盐酸溶液

8．写出下列离子方程式相对应的化学方程式：

(1)H++OH-→H2O

(2)Ba2++SO42-→BaSO4↓

(3)2H++CO32-→H2O+CO2↑

(4)Cu2++Zn→Cu+Zn2+

9．某无色溶液中可能有SO2-、CO32-、Cl-等阴离子中的一种或几种。

①当该溶液中有大量H+存在时，则溶液中可能含有______________________

②当该溶液中有Ba。’存在时，则溶液中可能含有______________________

10．写出下列物质的电离方程式：

(1)明矾______________________

(3)硫酸氢钠______________________

(2)碳酸氢钠______________________

(6)氨水______________________

(4)水______________________

四、课堂总结（由学生回答，答案请见知识梳理部分）

1．什么是电解质?什么是非电解质?举例说明。

2．以氯化钠、氯化氢为例叙述电解质溶于水后是如何发生电离的。

3．什么是强电解质?什么是弱电解质?举例说明。

4．离子方程式与化学方程式有什么不同之处。

5．复分解反应完成的条件是什么?

6．复分解反应发生的根本原因是什么?

五、视野拓展

弱电解质的电离方程式

弱电解质在水溶液里溶质只有部分电离。在弱电解质的溶液中，不仅存在着分子电离成离子的过程，同时也存在着离子结合成弱电解质的过程(如图)，弱电解质的电离是个可逆的过程，电离方程式中用“垐?

噲?”表示。如：

六、课后作业

1．下列物质中，导电性能最差的是( )

A．熔融氢氧化钠B．盐酸C．石墨棒D．固态氯化钾

2．下列各组离子在溶液中能大量共存的是( )

A．Ca2+、HCO3-、Cl-、Na+B．K+、Ag+、Cl-、NO3-

c．H+、Ba2+、Cl-、SO42-D．H+、Cl-、CH3COO-、SO42-

3．下列状态下的物质，属于电解质，且能导电的是( )

A．纯硫酸B．熔化的NaOH C．SO2D．纯碱固体

4．把0.05mOl NaOH固体分别加入到l00mL下列液体中，溶液的导电能力变化最小的是( )

A．自来水B．0.5mol·L-1盐酸

C．0.5mol·L-1CH3COOH溶液D．0.5mol·L-1KCl溶液

5．下列反应中，能用离子方程式H’+OH一一H。O表示的是( )

A．H2SO4+2NaOH→Na2SO4+2H2O

B．Cu(OH) 2+2HNO3→Cu(NO3) 2+2H2O

C．NH3·H2O+HCl一NH4C1+H2O

D．Ba(OH) 2+H2SO4→BaSO2↓+2H2O

6．下列各组离子，在强碱性溶液中可以大量共存的是( )

A．K+、Na+、HCO3、SO42-B．NH+、K+、C1-、NO3-

C．Fe3+、Na+、C1-、NO3-D．Na+、K+、C1-、NO3-

7．锌粒投入稀H2SO4中，溶液里___________离子的量减少，___________离子的量增加，___________离子的量没有变化，反应的离子方程式是______________________。

8．在下列物质中：①CH3COOH ②HCl ③NaOH ④NH3·H2O ⑤BaSO4⑥Na2CO3⑦C2H5OH ⑧H2O

⑨SO2⑩Fe

(1)属于强电解质的是___________；(2)属于弱电解质的是___________；

(3)属于非电解质的是___________；(4)溶液中主要以离子形式存在的是___________。

9．写出下列物质的电离方程式。

(1)硫酸钠______________________ (2)盐酸______________________

(3)硫酸______________________ (4)氢氧化钡______________________

10．写出下列反应的离子方程式：

(1)硫酸铜溶液与氢氧化钾溶液反应：______________________

(2)硝酸银溶液与氯化钠溶液反应：______________________

(3)大理石与稀盐酸反应：______________________

(4)铁片放入稀盐酸中：______________________

(5)醋酸与氢氧化钠溶液反应：______________________

(6)氢氧化钡溶液与稀硫酸反应：______________________

11．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+、C1-、OH-、NO3-六种离子。

(1)甲厂的废水明显呈碱性，故甲厂废水中含有的三种离子是___________、___________、___________。

(2)乙厂的废水中含有另外三种离子。如果加一定量___________ (选填：活性炭、硫酸亚铁、铁粉)，可以回收其中的金属___________ (填写金属元素符号)。

(3)另一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合，可以使废水中的___________ (填写离子符号)转化为沉淀。经过滤后的废水主要含___________，可用来浇灌农田。

答案：

一、课堂练习

1．B 2．D 3．A 4．B 5．D 6．C 7．C

8．(1)HCl+NaOH→NaCl+H2O (2)BaCl2+Na2SO4→BaSO4↓+2NaCl (3)H2SO4+Na2CO3→Na2SO4+H2O+CO2↑(4)CuSO4+Zn→ZnSO4+Cu

9．(1)SO42-、C1- (2)C1-

10．(1)KAl(SO4) 2→K++A13++2SO42- (2)NaHCO3→Na++HCO3-(3)NaHSO4→Na++H++SO42-

(4)H2O垐?

噲?CH3COO-+H+(6)NH3·H2O垐?

噲?NH4++OH-

噲?H++OH-(5)CH3COOH垐?

二、课后作业

1．D 2．A 3．B 4．B 5．A 6．D

7．氢离子锌离子硫酸根离子Zn+2H+→Zn2++H2↑

8．(1)②③⑤⑥(2)①④⑧(3)⑦⑨(4)②③⑤⑥

9．(1)Na2SO4→2Na++SO42-

(2)HCl→H++C1-(3)H2SO4→2H++SO42- (4)Ba(OH)2→Ba2++2OH-

10．(1)Cu2++2OH-→Cu(OH) 2↓(2)Ag++Cl-→AgCl↓(3)CaCO3+2H+→Ca2++H2O+CO2↑

(4)Fe+2H+→Fe2++H2↑(5)CH3 COOH+OH-→CH3COO-+H2O (6)Ba2++2OH-+2H++SO42-→BaSO4↓+2H2O

(7)CO2+Ca2++2OH-→CaCO3↓+H2O (8)CuO+2H+→Cu2++H2O

(9)HCO3-+H+→H2O+CO2↑(10)HCO3-+OH-→H2O+CO32-

11．(1)OH-、C1-、K+(2)铁粉Ag (3)Ag+和C1-、Fe3+和OH-K+、NO3-