【二轮精品】高三化学二轮复习精品教学案【专题2】离子反应离子共存

第1页共13页专题二离子反应和离子共存【考情分析】一、考试要求1.在理解强弱电解质的基础上，真正理解离子反应的本质。2.熟练掌握离子不能共存的几种反应，如生成沉淀、生成气体、生成弱电解质、离子间的氧化还原反应、络合反应等。3．能进行离子方程式的书写及正误判断。4．以上各部分知识与技能的综合应用。二、命题趋向离子方程式书写是高考的重点和热点，经常以填空题的形式出现。纵观近几年高考试题，“离子方程式的正误判断”题型的再现率达100％。离子共存的题目主要是考查同学们对离子反应本质的理解以及对几种常见反应类型的掌握情况。【学法指导】离子共存和离子方程式是与离子反应密切相关的两个重要问题。离子共存问题覆盖面很广，牵涉的知识点很多，综合性也很强，学生普遍感到很棘手，错误率高也就在所难免。要掌握离子能否共存，先要分清哪些离子不能共存，掌握了不能共存的离子，能共存的离子也就同样掌握了。正确书写离子方程式，是高考大纲对化学用语的要求之一，对于揭示化学反应的规律、把握反应的现象和本质以及离子之间消长的数量关系，无疑有着十分重要的作用。本专题从不能共存的离子着手，分析其不能共存的理由及规律；以离子方程式常见错误及原因分析为突破口，进一步强化离子反应的基础知识和离子方程式书写的基本技能，期待确保这部分内容在高考中一分不丢。离子反应：该类题目的主要题型有三个：一是考查离子方程式的书写，从高考试题的表现形式来看，除考查中学化学教材中所涉及的典型的离子反应方程式的书写外，越来越注重有关知识迁移应用的考查即信息给予题。二是判断离子反程式的正误。三是离子共存题，离子共存的条件是：在溶液中离子之间不发生任何化学反应，如复分解反应，氧化还原反应，相互促进的水解反应，络合反应等。在分析判断过程中，除要熟悉常见离子不能共存时所发生的离子反应外，还要注意题目的要求、限制条件，多种离子间的相互影响。【知识归纳】一、离子反应1、定义：从本质上看，凡是有自由离子参加或生成的反应都属于离子反应。离子反应必须在水溶液中或熔融状态下进行。如固体之间或浓H2SO4与固体的反应不属于离子反应。2、类型：①离子发生复分解反应；②离子发生氧化还原反应。3、条件①离子发生复分解反应的条件：生成沉淀、气体、弱电解质。弱电解质包括弱酸、弱碱、弱盐和水四类物质。如醋酸铅(CH3COO)2Pb、草酸铵(NH4)2C2O4等极少数盐属于弱电解质。其中(NH4)2C2O4是弱电解质，在选修“实验化学”中提到。②离子发生氧化还原反应的条件：能生成弱氧化性、弱还原性的物质。二、离子共存问题离子在溶液中能否大量共存，涉及到离子的性质及溶液的酸碱性等综合知识。离子间能发生复分解反应或发生氧化还原反应，则离子不能大量共存。离子不能大量共存一般可从以下几方面考虑：（一）由于发生复分解反应，离子不能大量共存1．若阴、阳离子能相互结合生成难溶或微溶性的盐，则不能大量共存。如Ag+、Pb2+与第2页共13页Cl-；Ba2+、Ca2+、Ag+、Pb2+与SO42－；Ag+与Br-、I-、PO43-；Ca2+与F-、C2O42-等均不能大量共存。2．若阴、阳离子能相互结合生成气体，则不能大量共存。如CO32-、HCO3-、SO32-、HSO3-、S2-、HS-等易挥发的弱酸阴离子与H+均不能大量共存。3．若阴、阳离子能相互结合生成弱电解质，则不能大量共存。（1）CO32-、SiO32-、CH3COO－、C6H5O-、C17H35COO-、C2O42-、NO2-、PO43-、S2-、SO32-、F-、ClO-等与H+；PO43-与H2PO4-；AlO2-与HCO3-等因生成弱酸而不能大量共存。（2）NH4+、Mg2+、Fe2+、Ag+、Al3+、Cu2+、Fe3+等与OH-因生成弱碱而不能大量共存。（3）CH3COO－与Pb2+、NH4+与C2O42-等因生成易溶于水且难电离的盐而不能大量共存。（4）OH－与H+；HCO3－、HPO42－、H2PO4－、HS－、HSO3－与OH－等因生成水而不能大量共存。（5）Al3+与CO32-、HCO3-、S2-、HS-、AlO2-；Fe3+与CO32-、HCO3-、AlO2-、ClO-、C6H5O-；NH4+与AlO2-等因发生双水解反应而不能大量共存。（6）Fe3+与F-、SCN-、、C6H5O－；Al3+与F-；Cu2+、Ag+与NH4+、OH-等因发生络合反应而不能大量共存。（二）由于发生氧化还原反应，离子不能大量共存1．具有较强还原性的离子不能与具有较强氧化性的离子大量共存。如Fe3+与S2-、HS-、SO32-、I-；MnO4-与I-、Br-、Cl-、S2-、SO32-、Fe2+等不能大量共存。2．在酸性或碱性的介质中由于发生氧化还原反应而不能大量共存。Fe2+与NO3-能大量共存，但在强酸性条件下因发生反应3Fe2++NO3-+4H+==3Fe3++NO↑+2H2O而不能大量共存；SO32-和S2-在碱性条件下可以大量共存，但在酸性条件下因发生归中反应2S2-+SO32-+6H+=3S↓+3H2O而不能大量共存。S2O32-与H+因发生歧化反应S2O32-+2H+==S↓+SO2+H2O不能大量共存。（三）审题时应注意题中给出的附加条件1．介质。酸性溶液（该溶液存在大量H+）；碱性溶液（该溶液存在大量OH-）；能在加入铝粉后产生氢气的溶液（该溶液呈酸性或碱性，需分这两种情况考虑）；由水电离出的H+或OH-浓度小于1×10-7mol·L-1的溶液（该溶液加入了酸或碱而呈酸性或碱性，需分这两种情况考虑）；由水电离出的H+或OH-浓度大于1×10-7mol·L-1的溶液（该溶液加入了弱碱盐或弱酸盐而呈酸性或碱性，需分这两种情况考虑）。2．颜色。如果指明是无色溶液，则有色离子不能共存其中。中学常见的有色离子如下：MnO4-紫红色，Fe3+棕黄色，Fe2+浅绿色，Cu2+蓝色。3．要求。注意选项要求，是“能大量共存的离子组”，还是“不能大量共存的离子组”，是“一定能大量共存的离子组”，还是“可能大量共存的离子组”。三、离子方程式1．概念：用实际参加反应的离子符号来表示离子反应的方程式。化学方程式只能表示一个具体的反应，而离子方程式能从本质上表示一类反应。电离方程式表示的不是化学反应，而是属于物理变化的电离过程。2．书写步骤：①写（基础）；②拆（关键）；③删（途径）；④查（保证）。3．能否拆开的原则：溶质在水中，若主要存在形式是离子，则拆开写成离子。若主要存在形式是分子，则不拆开。所以，难溶的物质（如沉淀、气体），不拆。易溶的物质，如果易电离（如强酸、强碱、绝大多数可溶性盐），拆；易溶的物质，如果难电离（如弱酸、弱碱、极少数可溶性盐、水），不拆。4．正误判断离子方程式遵循电荷守恒和元素守恒，若是氧化还原反应的离子方程式还遵循电子守恒。所以检查内容有：电子得失总数、电荷总数、原子总数、反应条件、生成物状态、微粒符号、第3页共13页系数约简、组成关系、试剂加入的先后顺序、反应是否在溶液或熔化状态下进行、微溶性物质是反应物（稀溶液写成离子；悬浊液写成分子）还是生成物（生成物直接写成分子）、酸式酸根离子是强酸的还是弱酸的、试剂的用量是少量还是过量、离子反应是否符合客观事实等。5．常见错误及原因分析（1）离子反应误判如实验室制氨气：Ca(OH)2+2NH4+Ca2++2NH3↑+2H2O；铜和浓硫酸加热反应：Cu+2H2SO4(浓)Cu2++SO42-+SO2↑+2H2O。错因：该反应不是在水溶液中进行的，因此不能写成离子反应方程式。（2）违背客观事实如Fe2O3与氢碘酸：Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O。错因：忽视了Fe3+与I-发生氧化一还原反应。Mg(HCO3)2与过量NaOH溶液反应：Mg2++2HCO3-+2OH-=MgCO3↓+CO32-+H2O。错因：在过量NaOH溶液中Mg2+应生成溶解度更小的Mg(OH)2沉淀而不是MgCO3沉淀。次氯酸钙溶液中通入少量二氧化硫：Ca2++2ClO-+H2O+SO2=CaSO3↓+2HClO。错因：CaSO3在HClO中将被氧化成CaSO4。向苯酚钠溶液中通入少量二氧化碳：CO2+H2O+2C6H5O-→2C6H5OH+CO32-。错因：苯酚钠溶液中通入二氧化碳不管用量是多是少，总是生成HCO3-。（3）违反守恒定律如FeCl2溶液中通Cl2：Fe2++Cl2＝Fe3++2Cl-。错因：电子得失不相等，离子电荷不守恒。（4）分不清强、弱电解质如NaOH溶液中通入HI：OH-+HI＝H2O+I-。错因：HI误认为弱酸。电解AgF溶液：4Ag++2H2O电解====4Ag+O2↑+4H+。错因：没有考虑F-与H+的反应。乙醛的银镜反应：CH3CHO+2Ag(NH3)2OH→CH3COONH4+2Ag↓+3NH3↑+H2O。错因：Ag(NH3)2OH和CH3COONH4均是强电解质。（5）忽视反应物的用量如澄清石灰水与少量小苏打溶液混合：Ca2++2OH-+2HCO3-=CaCO3↓+CO32-+H2O。错因：应抓住不足的反应物（该反应物全部参加了反应）的用量进行讨论。设NaHCO3为1mol，则需要1molOH-生成1molCO32-，而1molCO32-又需要1molCa2+生成CaCO3沉淀。纠正：Ca2++OH-+HCO3-=CaCO3↓+H2O氨水中入少量硝酸银溶液：Ag++NH3·H2O=AgOH↓+NH4+。错因：AgOH会继续与NH3·H2O作用生成Ag(NH3)2OH。（6）违背一种物质中阴、阳离子配比如H2SO4溶液加入Ba(OH)2溶液：Ba2++OH-+H++SO42-＝BaSO4↓+H2O。错因：H2SO4电离出的H+和SO42-为2∶1，Ba(OH)2电离出的Ba2+和OH-为1∶2。（7）不会处理微溶物如石灰乳中加入盐酸溶液：H++OH-＝H2O。错因：微溶物作为反应物，若为乳状物，则写化学式，若为澄清溶液，则拆成离子形式。纠正：Ca(OH)2+2H+===Ca2++2H2O。（8）漏写反应条件如电解饱和食盐水：2Cl-+2H2O=H2↑+Cl2↑+2OH-。错因：电解反应条件不能丢！（9）“＝”、“”、“↑”、“↓”符号运用不当如Al3++3H2O＝Al(OH)3↓+3H+。错因：盐的水解一般是可逆的，不能用“＝”，Al(OH)3量少，故不能打“↓”。第4页共13页6．电极反应式原电池和电解池中电极反应式的书写要求，与离子方程式完全一样，它是标有电子得失的氧化还原反应两个半反应的离子方程式。如铅蓄电池放电时电极反应：负极：Pb-2e-+SO42-=PbSO4；正极：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O。作为介质的稀硫酸，应拆开写成H+和SO42-，PbSO4是沉淀，不能拆开。【考点例析】例1．下列各组离子中，能在强酸溶液里大量共存，并且溶液呈无色透明的是()A．MnO4-、K+、Na+、SO42-B．Na+、K+、HCO3-、Cl-C．Mg2+、NH4+、Cl-、NO3-D．Ba2+、K+、S2-、SO42-解析：A中，MnO4-有颜色；B中HCO3-在强酸性中不能大量共存；D中Ba2+与SO42-不能大量共存。据以上分析得此题正确选项为C。答案：C。［感悟］对于离子能否共存问题：必须考虑两个问题。一看同组离子是否发生反应(复分解或氧化还原)。二看是否满足题干要求。有颜色离子：Fe3+，Fe2+，Cu2+，MnO4-。强酸性(或强碱性)，说明溶液中除离子组内各离子外，还应有H+(或OH-)，典型的氧化性离子(如Fe3+、MnO4-、Cr2O72-等)和典型的还原性离子(如Fe2+、S2-、I-、SO32-等)在溶液中会发生氧化一还原反应。例2．在由水电离产生的H+浓度为1×10－13mol·L－1的溶液中，一定能大量共存的离子组是（）①K+、Cl－、NO3－、S2－②K+、Fe2+、I－、SO42－③Na+、Cl－、NO3－、SO42－④Na+、Ca2+、Cl－、HCO3－