知识讲解 离子反应(基础)

高考总复习离子反应

【考纲要求】

1．了解电解质的概念，了解酸、碱、盐在水溶液中的电离。

2．了解离子反应的概念，了解离子反应发生的条件，并会判断离子在溶液中能否大量共存。

3．能运用书写规则书写常见反应的离子方程式；或结合具体反应对所给离子方程式进行正误判断。【考点梳理】

考点一、电解质与非电解质

2.实例分析：电解质与非电解质的辨析

要点诠释：

（1）．电解质、非电解质均应是化合物。金属属于单质，故既不是电解质，也不是非电解质。

（2）．电解质导电必须有外界条件：水溶液或熔融状态。

（3）．电解质应是一定条件下本身电离而导电的化合物；CO2、SO2、SO3、NH3溶于水后也导电，却是与水反应生成新物质后电离而导电的，不是本身电离导电的，故属于非电解质。

（4）．能导电的物质并不一定是电解质，如铜、铝、石墨能导电，但因其为单质，故不属于电解质（也不属于非电解质）；食盐水能导电，但其为混合物，不属于电解质。溶于水不能导电的物质可能是电解质，如BaSO4难溶于水，但其溶于水的部分是完全电离的，属于电解质。

考点二、强电解质与弱电解质

1、强电解质与弱电解质的比较

强电解质弱电解质

概念水溶液中全部电离的电解质水溶液中部分电离的电解质

相同点都是电解质，在水溶液中或熔融状态下都能电离，都能导电，与溶解度无关

不同点

电离程度完全电离部分电离

电离过程不可逆过程可逆过程，存在电离平衡

表示方法电离方程式用“==”电离方程式用“”

溶液中溶质

微粒

只有水合离子水合离子，弱电解质分子

实例

强酸：HCl、HNO3、H2SO4 HBr、HI、

HClO4等

强碱：KOH、NaOH、Ba(OH)2 Ca(OH)2

绝大多数盐：BaSO4、AgCl、CaCO3

弱酸：HF、HClO、H2S、H2SO3、H3PO4、

H2CO3、H2SiO3、CH3COOH、等。

弱碱：NH3·H2O、Al(OH)3等不溶性碱

，H2O

要点诠释：

电解质的强弱是以电离的程度来区分的，与物质的溶解度、溶液的导电能力没有必然联系。

①BaSO4、CaCO3等虽然在水中溶解度很小，溶液的导电性很差，但是由于都是离子化合物，溶于水的部分是全部电离的，是强电解质。

②浓氨水的导电性比极稀NaOH溶液强，但NH3·H2O属于弱电解质。

2．电离方程式的书写方法：

（1）要求左边书写电解质的化学式，右边写电解质电离出的离子的化学式，不同离子间用加号相连。强电解质用“==”，弱电解质用“”。

如：H2SO4==2H++SO42-；NaHSO4==Na++H++SO42—；Ca(HCO3)2==Ca2++2HCO3—

CH3COOH CH3COO- + H+；NH3·H2O NH4+ +OH- ；H2O H++ OH-

（2）电离过程中，元素或原子团的化合价不变。离子所带电荷数等于它在化合物中显示的化合价。

（3）检查电离方程式书写是否正确时，不仅要检查质量是否守恒（即电离前后原子的种类是否相同和个数是否相等），而且要检查电荷是否守恒（即电离后的阴、阳离子所带负、正电荷总数是否相等）。

（4）多元弱酸分步电离，且第一步电离程度远远大于第二步，如碳酸电离方程式：

H2CO3H++HCO3―；HCO3―H++CO32―

3．酸、碱、盐的定义

（1）酸：电离时生成的阳离子全部是氢离子(H+)的化合物叫做酸。

HCl = H+ + Cl- H2SO4 = 2H+ + SO42- HNO3 = H+ + NO3-

（2）碱：电离时生成的阴离子全部是氢氧根离子的的化合物叫做碱。

NaOH = Na+ + OH- Ba(OH)2 = Ba2+ + 2OH- KOH = K+ + OH-

（3）电离时生成金属阳离子（或铵根离子）和酸根阴离子的化合物叫做盐。

NH4NO3 = NH4+ + NO3- MgCl2 = Mg2+ + 2Cl- Fe2(SO4)3 = 2Fe3+ + 3SO42-

考点三、离子反应

1．定义：由于电解质溶于水后电离成为离子，所以，电解质在溶液中的反应实质上是离子之间的反应，像这样，有离子参加的反应，就叫做离子反应。

2．本质：一般指反应物中的某些离子的浓度减小。

3．发生条件：

①生成难溶（或微溶）的物质，如Al(OH)3、BaSO4、Ag2SO4、CaSO4、Cu(OH)2等。

②生成难电离的物质，如弱酸、弱碱、水等。

③生成挥发性的物质，如CO2、SO2、NH3等。

④发生氧化还原反应：如Zn与硫酸铜溶液：Zn+Cu2+== Zn2++Cu

考点四、离子方程式

1．概念：用实际参加反应的离子符号表示离子反应的式子。

2．书写离子方程式的四个步骤（以碳酸钙和盐酸的反应为例）：

“一写”：首先以客观事实为依据写出反应的化学方程式：

CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O

“二改”（或拆）：把易溶于水且易电离的物质改写成离子形式（最关键的一步）：

CaCO3+2H++2Cl―==Ca2++2Cl―+CO2↑+H2O

注意：（1）书写离子方程式时，反应物或生成物中易溶的强电解质（强酸、强碱和可溶性盐）必须写成阴、阳离子的形式。难溶的强电解质、弱电解质、非电解质和单质则必须保留化学式。

（2）对于微溶性的强电解质：①在反应物中视情况而定。如澄清石灰水中Ca(OH)2以Ca2+、OH―存在，可以拆成离子的形式；石灰乳中主要以不溶的Ca(OH)2固体形式存在，不能拆成离子形式。②在生成物中，一般不能拆，以化学式形式表示。

（3）可溶性多元弱酸酸式盐的酸式根一律保留酸式根形式。如在水溶液中HCO3―写成H++CO32―是不对的。

“三删”：删去方程式两边未参加反应的离子：

CaCO3+2H+==Ca2++CO2↑+H2O

“四查”：检查离子方程式两边各元素的原子个数和电荷总数是否相等。

3．离子方程式的意义：

化学方程式只表示某一个具体反应，而离子方程式表示的是某一类反应，并且它只写参与反应的离子，更能体现反应本质。例如：离子方程式CO32―+2H+==CO2↑+H2O表示可溶性碳酸盐和强酸在溶液中的反应，如Na2CO3和盐酸的反应。

考点五、离子方程式的正误判断

一个离子方程式是否正确，关键要看它能否反映溶液中离子反应的真实情况。我们可以从以下几个方面进行判断：

（1）是否以客观事实为依据：如铁与稀盐酸反应就不能写成：2Fe+6H+ = 2Fe3++3H2↑，而应写成：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑。

（2）是否符合质量守恒定律，即式中等号两边各种原子的种类和个数是否相等。如铝与稀盐酸的反应不能写成：Al+3H+ = Al3++H2↑，而应写成：2Al + 6H+ = 2Al3+ + 3H2↑。

（3）电荷是否守恒

如硝酸银溶液中加入铜粉的反应不能写成：Ag++Cu==Cu2++Ag，应写成：2Ag++Cu==Cu2++2Ag。

（4）电解质拆分要正确：

如碳酸钡和稀硝酸反应不能写成：CO32-+2H+ = H2O+CO2↑，因为碳酸钡难溶于水要保留它的化学式，这个反应的离子方程式应写成：BaCO3+2H+ = Ba2++H2O+CO2↑。

（5）要注意阴阳离子配比：

如稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应：H++SO42―+Ba2++OH―==BaSO4↓+H2O，错在SO42―和H+、Ba2+和OH―未遵循1∶2这一组成。应为：2H++SO42―+Ba2++2OH―==BaSO4↓+2H2O。

（6）注意反应中的“量”

有些反应，反应物的相对量不同，生成物也不同，离子方程式也就不同。

如Ca(HCO3)2溶液与NaOH溶液：

若NaOH溶液过量，离子方程式为：Ca2++2HCO3―+2OH―==CaCO3↓+CO32―+2H2O

若Ca(HCO3)2溶液过量，离子方程式为：Ca2++HCO3―+OH―==CaCO3↓+H2O

考点六、判断溶液中离子是否能大量共存

1、能相互反应的离子显然不能大量共存，主要有以下几种情形：

（1）在反应里生成难溶或微溶物质（如CaCO3、BaSO4、AgCl、Cu（OH）2等）。

BaCl2＋H2SO4 = BaSO4↓+2HCl

（2）在反应里生成气态物质（如CO2、SO2、NH3等）。

CaCO3＋2HCl = CaCl2＋H2O＋CO2↑

（3）在反应里生成弱电解质[包括水、弱酸（如CH3COOH）、弱碱（如NH3·H2O）等）]。

NaOH＋HCl = NaCl＋H2O

CH3COONa + HCl = CH3COOH + NaCl

【高清课堂：离子反应】

（4）发生氧化还原反应：2Fe3++2I―==2Fe2++I2

下图中相应氧化性离子可以把下面对应还原性离子氧化

说明：

I、NO3—、SO32—只有在酸性环境下才表现氧化性

II、酸性环境可加大MnO4—、ClO—的氧化性

2、注意限定条件：

①若限定溶液的颜色为无色溶液，则MnO4－（紫色）、Fe3+（黄色）、Cu2+（蓝色）、Fe2+（浅绿色）等有色离子不能存在，应首先将这四种离子排除。

②在强酸性溶液中，OH―及弱酸根阴离子（如CO32―、SO32―、S2―、CH3COO―、ClO―等）均不能大量存在；

③在强碱性溶液中，H+及弱碱阳离子（如NH4+、Al3+、Mg2+、Fe3+、Cu2+等）均不能大量存在；

④酸式弱酸根离子（如HCO3―、HSO3―等）在强酸性或强碱性溶液中均不能大量存在。

【典型例题】

类型一、电解质与非电解质的概念

例1、下列物质中①NaCl溶液、②NaOH 、③H2SO4、④Cu、⑤CH3COOH、⑥NH3·H2O、⑦CO2、⑧乙醇、⑨

水，____________是电解质；__________是非电解质；____________既不是电解质，也不是非电解质。

【思路点拨】本题考查基本概念的记忆与理解，电解质指的是在水溶液中或熔化状态下能够导电的化合物；而非电解质指的是在水溶液和熔化状态下都不能导电的化合物。

【答案】②③⑤⑥⑨；⑦⑧；①④

【解析】首先判断是否是化合物，然后判断水溶液中或熔化状态下能否导电，是化合物的有②③⑤⑥⑦⑧⑨，而NaCl溶液是混合物，是电解质溶液，不是电解质。

【总结升华】只要在水溶液中、熔化状态下任一条件导电，就是电解质，比如某些共价化合物熔化状态下都不导电，但溶于水可以导电，所以就是电解质；水溶液中、熔化状态下都不导电才是非电解质。

举一反三：

【变式1】以下有10种物质：①铜②稀硫酸③氯化氢④氨气⑤空气⑥二氧化碳

⑦金属汞(俗称水银)⑧氯化钠⑨硫酸钡⑩氯气

其中____________是电解质；__________是非电解质；____________既不是电解质，也不是非电解质且能导电。

【答案】③⑧⑨；④⑥；①②⑦

【变式2】下列叙述正确的是（）

A．氯化钠溶液在电流作用下电离成钠离子和氯离子

B．溶于水后能电离出氢离子的化合物都是酸

C．硫酸钡难溶于水，但硫酸钡属于电解质

D．水难电离，纯水几乎不导电，所以水不是电解质

【答案】C

【变式3】下列物质都能导电，其中属于电解质的是()

A.NaCl溶液

B.铁

C.稀硫酸

D.熔融的NaOH

【答案】D

【解析】电解质是溶于水或熔融状态下能导电的化合物。

类型二、强、弱电解质的概念

例2、下列物质中：（1）属于电解质的是________；（2）属于非电解质的是________；（3）属于强电解质的是________；（4）属于弱电解质的是________；（5）能导电的是________。

A．NaOH溶液B．Cu C．冰醋酸D．稀硫酸E．蔗糖溶液F．BaSO4

G．氨水H．CuSO4晶体I．熔化的KOH J．无水乙醇

【思路点拨】根据电解质、非电解质、强电解质、弱电解质的概念进行判断。离子化合物在水溶液里、熔融状态下能导电，共价化合物中的电解质在水溶液里能导电，金属单质和部分非金属单质能导电。

【答案】（1）C、F、H、I（2）J（3）F、H、I（4）C（5）A、B、D、G、I

【解析】第（1）～（4）问根据电解质、非电解质、强电解质、弱电解质的概念进行判断。

（5）离子化合物在水溶液里、熔融状态下能导电，共价化合物中的电解质在水溶液里能导电，金属单质和部分非金属单质能导电。

【总结升华】

（1）单质、混合物既不是电解质，也不是非电解质，应先将这些物质排除。

（2）冰醋酸是纯醋酸，而稀硫酸是H2SO4的水溶液。

举一反三：

【变式1】下列属于强电解质的是（）

①NaOH②NH3·H2O③AgCl④醋酸⑤NaHCO3

A．①②⑤B．①③④C．②③④D．①③⑤

【答案】D

【变式2】下列各组关于强电解质、弱电解质、非电解质的归类，完全正确的是（）

类型三、电离方程式的书写

例3．下列电解质在水中的电离方程式书写错误的是（）。

A．NaHCO3==Na++H++CO3－B．NaHSO4==Na++H++SO42－

C．MgCl2==Mg++Cl2－D．Ba(OH)2==Ba2++2OH－

【思路点拨】离子方程式中等号右边书写该电解质实际主要存在的微粒形式。

【答案】AC

【解析】HCO3－为弱酸根离子，在溶液中只有很少一部分发生电离，不能拆成H+与CO32－，应写为NaHCO3== Na++HCO3－，A错。NaHSO4中的HSO4－在水溶液中能够完全电离成H+与SO42－，B正确。MgCl2电离应写为MgCl2==Mg2++2Cl－，C错。Ba(OH)2是强碱，D正确。

【总结升华】 NaHSO4在受热熔化时只能电离成金属阳离子和酸根离子，无H+生成，电离方程式为NaHSO4==Na++HSO4－。

举一反三：

【变式1】下列电离方程式中正确的是()

A．HNO3===H＋＋N5＋＋3O2－B．Ca(OH)2===Ca2＋＋(OH－)2

C．AlCl3===Al＋3＋3Cl－D．Al2(SO4)3===2Al3＋＋3SO42－

【答案】D

【解析】A项错误，原子团在写电离方程式时一般不拆开；B项错误，其中数字2表示有2个OH－，应标在OH－的前面；C项错误，Al＋3中的“＋”号应放在3的后面。

【变式2】下列电离方程式书写错误的是

A、BaSO4==Ba2++SO42-

B、H2SO4==2H++ SO42-

C、KClO3==K++Cl-+3O2-

D、Ca（OH）2==Ca2++2OH-

【答案】C

【变式3】写出下列物质在水溶液中的电离方程式：

（1）Na2SO4（2）H2SO4（3）CH3COONH4

【答案】

⑴Na2SO4=2Na++SO42-

⑵H2SO4=2H++ SO42-

⑶CH3COONH4=CH3COO-+NH4+

【变式4】下列电离方程式正确的是（）

A．H2 CO32H++ CO32―B．NaHCO3Na++H++ CO32―

C．NaHSO4==Na++H++SO42―D．HClO==H++ClO―

【答案】C

【解析】A、B项应分步写出，D项为“”。

【总结升华】先判断强弱电解质，强电解质用“==”，弱电解质用“”。

类型四、离子方程式的书写与正误判断

例4、下列离子方程式中，不正确的是（填序号）

①大理石跟盐酸反应：CO32-+2H+=CO2↑+H2O

②硫酸铜溶液跟氢氧化钡溶液反应：Ba2++SO42-=BaSO4↓

③把金属铁放入稀硝酸中：Fe+2H+=Fe2++H2↑

④铜片插入硝酸银溶液：Cu+Ag+=Cu2++Ag

⑤碳酸钙跟盐酸反应：CaCO3+2HCl=Ca2++2Cl-+H2O+CO2↑

⑥氢氧化钡溶液跟硫酸反应；Ba2++SO42-+OH-+H+=H2O+BaSO4↓

【思路点拨】重点检查该拆的才能拆，不该拆的绝不能拆。

【答案】①②③④⑤⑥

【解析】本题考查离子方程式的书写。①中大理石的主要成分碳酸钙难溶于水，所以不能拆；②中是同时发生了两个离子反应：Cu2++SO42-+Ba2++2OH-=Cu(OH)2↓+BaSO4↓；③中铁放入稀硝酸中生成Fe3+和NO气体；④中不满足电荷守恒；⑤中盐酸没有拆，⑥中不能将其中的中和反应局部约分，应为：Ba2++SO42-+2OH-+2H+=2H2O+BaSO4↓。

【总结升华】判断离子方程式正误的方法是“五查”“三看”。“五查”：一查化学式是否需改写或改写是否正确；二查“==”或“”使用是否恰当；三查两个守恒：质量守恒和电荷守恒；四查电子得失是否相等（对氧化还原反应）；五查反应是否符合客观事实。“三看”：一看反应环境，到底是酸性介质还是碱性介质；二看物质的溶解性；三看反应的可能性，即反应是否能发生，或者反应过程中的过量与不足的讨论。

举一反三：

【变式1】下列离子方程式书写正确的是( )

A．碳酸钙与盐酸反应：CO32－＋2H＋===CO2↑＋H2O

B．硫酸和氯化钡溶液反应：Ba2＋＋SO42－===BaSO4↓

C．铜片插入硝酸银溶液中：Cu＋Ag＋===Ag＋Cu2＋

D．铁钉放入硫酸铜溶液中：Fe＋3Cu2＋===2Fe3＋＋3Cu

【答案】B

【解析】A项错误，碳酸钙难溶于水，应用化学式表示；C项错误，反应前后电荷不相等；D项错误，违背了客观事实，铁在发生置换反应时一般生成Fe2＋。

【变式2】下列离子方程式正确的是()

A．稀硫酸滴在铁片上：Fe+2H+＝Fe3++H2↑

B．硫酸铜溶液与氢氧化钡溶液反应：SO42-+Ba2+＝BaSO4↓

C．足量盐酸滴在石灰石上：CaCO3+2H+＝Ca2++CO2↑+H2O

D．氢氧化铜与稀硫酸混合：H++OH-＝H2O

【答案】C

【变式3】下列离子方程式正确的是（）

A．盐酸与碳酸钡反应: CO32-+2H+==CO2↑+H2O

B．硫酸铜溶液中滴加氢氧化钡溶液: Ba2++2OH-+Cu2++SO42-==BaSO4↓+Cu(OH)2↓

C．硝酸银溶液中加入铜粉: Ag++Cu==Cu2++Ag↓

D．石灰石溶于硝酸: CO32－ + 2H+ = H2O + CO2↑

【答案】B

【变式4】(2015高考·江苏卷)下列指定反应的离子方程式正确的是（）

A．氯气溶于水：Cl2＋H2O=2H＋＋Cl-＋ClO-

B．Na2CO3溶液中CO32-的水解：CO32-＋H2O=HCO3-＋OH-

C．酸性溶液中KIO3与KI反应生成I2：IO3-＋I-＋6H＋=I2＋3H2O

D．NaHCO3溶液中加足量Ba(OH)2溶液：HCO3-＋Ba2+＋OH-=BaCO3↓＋H2O。

【答案】D

【解析】A：次氯酸是弱酸，不可以拆写，应写成分子形式。B：单水解反应是可逆的，应使用可逆符号。

C：反应前后电荷不守恒。D：NaHCO3溶液中加足量Ba(OH)2溶液，说明此时NaHCO3溶液不足，发生的化学方式为：NaHCO3+ Ba(OH)2= BaCO3+NaOH+H2O，所以离子反应方程式为HCO3-＋Ba2+＋OH-=BaCO3↓＋H2O。故选：D

类型五、与量有关的离子方程式的书写与正误判断

例5、向Ca(HCO3)2溶液中滴入足量NaOH溶液，请写出离子方程式。

【思路点拨】此要注意NaOH溶液是足量的。

【答案】Ca2++2HCO3－+2OH－==2H2O+CaCO3↓+CO32－

【解析】将溶液中Ca(HCO3)2定为1，即为1 mol Ca2+和2 mol HCO3－。中和2 mol HCO3－需2 mol OH－，生成2 mol H2O和2 mol CO32－，溶液中有1 mol Ca2+会与1 mol CO3－反应生成CaCO3沉淀，所以溶液中还剩1 mol CO32－。【总结升华】此类问题一般是设少量的一方为“1”入手分析。

举一反三：

【变式1】向Ca(HCO3)2溶液中滴入少量NaOH溶液，请写出离子方程式。

【答案】Ca2++HCO3－+OH－==H2O+CaCO3↓

【变式2】向Ca(OH)2溶液中滴入足量Na HCO3溶液，请写出离子方程式。

【答案】Ca2++2OH－+2HCO3－==2H2O+CaCO3↓+CO32－

【变式3】向Ca(OH)2溶液中滴入少量NaHCO3溶液，请写出离子方程式。

【答案】Ca2++OH－+HCO3－==H2O+CaCO3↓

【变式4】下列反应的离子方程式中不．正确的是( )

A．H2SO4与Ba(OH)2溶液反应：Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO42－===BaSO4↓＋2H2O

B．Ca(HCO3)2与过量Ca(OH)2溶液反应：Ca2＋＋2HCO3－＋2OH－===CaCO3↓＋CO32－＋2H2O

C．Na2CO3溶液中通入少量CO2：CO32－＋CO2＋H2O===2HCO3－

D．CH3COOH溶液与NH3·H2O溶液反应：H＋＋OH－===H2O

【答案】BD

【解析】B项，离子方程式为：Ca2＋＋HCO3－＋OH－===CaCO3↓＋H2O，D项，正确的离子方程式为CH3COOH＋NH3·H2O===CH3COO－＋NH4＋＋H2O。

类型六、有关“离子能否大量共存”的考查

例6、碱性溶液中能大量共存且溶液为无色透明的是( )

A．K＋、MnO4－、Na＋、Cl－ B．K＋、Na＋、NO3－、CO32－

C．Na＋、H＋、NO3－、SO42－ D．Fe3＋、Na＋、Cl－、SO42－

【思路点拨】重点注意题干中的限制条件：碱性溶液且溶液为无色透明。

【答案】B

【解析】首先排除水溶液中带有颜色的离子，A项中有MnO4－，D项中有Fe3＋首先排除；C项中的H＋在碱性溶液中不能大量存在。

【总结升华】要强化有关离子共存题目的专项训练，准确快速解决此类问题。

举一反三：

【变式1】在无色透明强酸性溶液中，能大量共存的离子组是（）

A．K+、Cu2+、NO3-、SO42-B．K+、Na+、Cl-、CO32-

C．Zn2+、NH4+、NO3-、Cl-D．K+、Na+、MnO4-、SO42-

【答案】C

【变式2】(2015 广东高考)水溶液中能大量共存的一组离子是

A．NH4+、Ba2+、Br-、CO32-B．Cl-、SO32-、Fe2+、H+

C．K+、Na+、SO42-、MnO4-D．Na+、H+、NO3-、HCO3-

【答案】C

【解析】A：碳酸根离子和钡离子反应生成碳酸钡沉淀，不可以大量共存。B：亚硫酸根离子和大量氢离子反应生成二氧化硫和水，不可以大量共存。C：可以共存。D：氢离子和碳酸氢根离子反应生成二氧化碳和水。