2012高中化学 第3节第4节 第2课时 离子反应的应用课件同步导学 鲁科版选修4

•第2课时离子反应的应用•1．了解常见阴离子和阳离子的检验方法。•2．理解利用酸碱中和滴定法测定强酸、强碱溶液浓度的原理和方法。•3．通过离子反应在生产生活中的广泛应用，使学生体会化学在人类生产、生活中的作用和贡献。•一、物质检验与含量测定•1．离子的检验•可利用离子的来检验一些常见离子。特征反应检验离子I－Fe3＋试剂AgNO3溶液，稀HNO3KSCN溶液现象离子反应有黄色不溶于HNO3的沉淀生成血红色溶液Ag＋＋I－===AgI↓Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3•2.测定溶液中离子的浓度•(1)沉淀法(重量法)•一定体积含待测定离子的溶液求得待测离子浓度。•(2)氧化还原滴定法•可利用原理，用已知准确浓度的离子通过来测定未知浓度离子的浓度。•(3)中和滴定法•让已知标准浓度的酸(或碱)与未知浓度的碱(或酸)恰好反应，通过测恰好中和时来计算未知溶液的浓度。得沉淀氧化还原反应消耗标准液的体积滴定•[开放探究]进行酸碱中和滴定时，如何选择酸碱指示剂？•提示：强酸强碱相互滴定，由于生成的盐溶液显中性，可选择酚酞或甲基橙作指示剂；强酸弱碱相互滴定，由于生成的盐溶液显酸性，应选择甲基橙作指示剂；强碱弱酸相互滴定，由于生成的盐溶液显碱性，应选择酚酞作指示剂。•二、用于物质制备与纯化•1．物质的制备•(1)氯碱工业：•(填离子方程式，下同)。•(2)实验室制取CO2：•。CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O•2．物质的纯化•(1)制高纯度氯化钠：除去其中少量的•。•(2)软化硬水：除去或降低的浓度。•(3)除去污水中的重金属离子：将其转化为而除去。Ca2＋、Mg2＋、SO42－Ca2＋、Mg2＋沉淀•三、生活中常见的离子反应•1．胃酸过多的治疗•(1)服用小苏打片离子方程式为：•。•(2)服用胃舒平离子方程式为：•。•2．硬水的形成及软化•(1)含义•①硬水：含有较多的水；•②暂时硬水：含有较多的水。HCO3－＋H＋===H2O＋CO2↑Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2OCa2＋、Mg2＋Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2•(2)形成(暂时硬水)•离子方程式为：；•。•(3)软化方法•①加热法：；•。•②加沉淀剂法：在硬水中加入等沉淀剂的离子方程式为：；。CaCO3＋CO2＋H2O===Ca2＋＋2HCO3－MgCO3＋CO2＋H2O===Mg2＋＋2HCO3－Ca2＋＋2HCO3－===CaCO3↓＋CO2↑＋H2OMg2＋＋2HCO3－===MgCO3↓＋CO2↑＋H2ONa2CO3Ca2＋＋CO32－===CaCO3↓Mg2＋＋CO32－===MgCO3↓•1．准确量取25.00mL高锰酸钾溶液，可选用的仪器是()•A．50mL量筒B．10mL量筒•C．50mL酸式滴定管D．50mL碱式滴定管•解析：量筒的精确度为0.1mL，KMnO4溶液具有强氧化性，对橡胶有腐蚀作用，所以必须用酸式滴定管量取。•答案：C2．下列各反应都是生活中常见的离子反应，其离子方程式书写正确的是()A．向沸水中滴加FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体：Fe3＋＋3H2O====△Fe(OH)3↓＋3H＋B．用小苏打治疗胃酸过多：HCO3－＋H＋===CO2↑＋H2OC．实验室用浓盐酸与MnO2反应制Cl2：MnO2＋2H＋＋2Cl－====△Cl2↑＋Mn2＋＋H2OD．用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板：Fe3＋＋Cu===Fe2＋＋Cu2＋•解析：胶体不是沉淀，A项错；C项明显氧原子不守恒；D项得失电子不守恒。•答案：B•3．下列几种情况，对中和滴定结果无影响的是()•A．滴定管用蒸馏水洗后注入标准液•B．滴定管尖端未充满液体•C．滴定管中标准液在零刻度以上•D．盛未知浓度溶液的锥形瓶中有少量蒸馏水•解析：A中应用标准液润洗，否则浓度下降，消耗标准液多；B中致使起始读数偏大；C中零刻度以上的液体体积无法读出。蒸馏水的存在并不影响待测液的量，故不影响测定结果。•答案：D•一、常见离子的检验•1．常见阳离子的检验•(1)常规检验法•①用NaOH溶液能检验出Cu2＋、Fe3＋、Fe2＋、Al3＋、NH4＋•②焰色反应•用焰色反应可检验出溶液中的K＋和Na＋。•(2)特殊检验法•2．常见阴离子的检验离子使用的试剂反应现象有关反应的离子方程式①Cl－②Br－③I－AgNO3溶液、稀硝酸产生沉淀：①白色；②浅黄色；③黄色①Ag＋＋Cl－===AgCl↓②Ag＋＋Br－===AgBr↓③Ag＋＋I－===AgI↓CO32－①CaCl2溶液②盐酸、澄清石灰水①加入CaCl2溶液有白色沉淀生成②加入盐酸，放出无色无味的气体，将气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊CO32－＋2H＋===CO2↑＋H2OCa2＋＋2OH－＋CO2===CaCO3↓＋H2O离子使用的试剂反应现象有关反应的离子方程式SO42－BaCl2溶液，稀盐酸先加过量盐酸酸化，无明显现象，再加入BaCl2溶液，生成白色沉淀Ba2＋＋SO42－===BaSO4↓SO32－BaCl2溶液、盐酸加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，该沉淀可溶于稀盐酸，放出无色、有刺激性气味的气体Ba2＋＋SO32－===BaSO3↓BaSO3＋2H＋===Ba2＋＋SO2↑H2O•(1)对离子进行检验时需排除干扰物的影响，如用Ba2＋检验SO42－，应排除CO32－、SO32－等的干扰。•(2)反应要有明显的外部特征，如溶液颜色的改变，沉淀的生成或溶解、气体的产生等。•(3)物质检验的一般步骤为：各取少许→溶解→加入试剂→必要的操作→描述现象→得出结论。•有一瓶澄清的溶液，其中可能含有NH4＋、K＋、Na＋、Mg2＋、Ba2＋、Al3＋、Fe3＋、Cl－、I－、NO3－、CO32－、SO42－，取该溶液进行以下实验：•①取pH试纸检验，表明溶液呈强酸性；•②取少许溶液，加入少量CCl4及数滴新制氯水，经振荡后CCl4层呈紫红色；•③另取溶液少许，加入NaOH溶液使溶液由酸性逐渐变为碱性，整个操作过程均无沉淀产生；•④取③的溶液少许，加入Na2CO3溶液有白色沉淀生成。•⑤若将③的溶液加热有气体放出，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。•根据上述实验事实确定该溶液中：•(1)肯定存在的离子有__________________；•(2)不能确定是否存在的离子有__________________；•(3)取④的上层溶液做焰色实验，火焰呈黄色，________(填“能”或“不能”)证明原溶液中含有Na＋。•由实验①知溶液中一定无CO32－；由实验②知溶液中一定含有I－，同时知Fe3＋、NO3－一定不存在；由实验③知溶液中一定无Mg2＋和Al3＋，再由实验④知溶液中一定含有Ba2＋，同时知溶液中一定无SO42－；由实验⑤知溶液中含有NH4＋。故溶液中一定存在NH4＋、Ba2＋、I－，一定不存在Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、NO3－、CO32－、SO42－，不能确定的是Na＋、K＋、Cl－。•因在实验④中加入Na2CO3溶液，尽管焰色反应呈黄色，但仍无法判断原溶液中是否存在Na＋。•答案：(1)NH4＋、Ba2＋、I－•(2)Na＋、K＋、Cl－•(3)不能•规律方法：鉴别、鉴定、推断的异同点不同点相似点鉴别用一定的方法或试剂把多种物质一一区别开来三者都需根据物质的特征反应，选择适当的试剂和方法，准确观察反应中的颜色变化、沉淀的生成或溶解、气体的生成、焰色反应等现象加以判定鉴定用化学方法来确定物质的组成，要求把组成物质的各部分一一确定下来推断根据已知的实验操作步骤和现象，经过分析、推理，确认被检验物质的组成或名称•1.对某酸性溶液(可能含有Br－、SO42－、H2SO3、NH4＋)分别进行如下实验：•①加热时放出的气体可以使品红溶液褪色②加碱调至碱性后，加热时放出的气体可以使润湿的红色石蕊试纸变蓝•③加入氯水时，溶液略显黄色，再加入BaCl2溶液，产生的白色沉淀不溶于稀硝酸•对于下列物质不能确认其在原溶液中是否存在的是()•A．Br－B．SO42－•C．H2SO3D．NH4＋•解析：在酸性溶液中存在大量H＋，分析条件：①加热产生的气体使品红褪色，则该气体具有漂白性或强氧化性，结合题目条件，该气体为SO2，则原液一定含H2SO3；②能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体只有NH3，则原液一定含NH4＋；③加入氯水显黄色，则原液一定有Br－，生成Br2使水溶液呈现颜色。由于H2SO3＋Cl2＋H2O===H2SO4＋2HCl，则无法确定产生BaSO4的SO42－的来源。•答案：B•二、酸碱中和滴定•1．滴定管的结构和使用•(1)刻度(以25mL规格为例)•滴定管上标有温度(20℃)和刻度，刻度共25大格，每大格为1mL，每大格分为10小格，每小格为0.1mL，因此能读至0.01mL(估读1位)。“0”刻度在上，“25”刻度在下，在“0”以上至管口和“25”以下至尖嘴均无刻度。•(2)滴定管盛装试剂要求•酸式滴定管不能装碱液、水解呈碱性的盐溶液及氢氟酸。碱式滴定管不能装酸性溶液或高锰酸钾等强氧化性物质的溶液(橡胶易被腐蚀)。•2．中和滴定操作(以标准盐酸滴定待测氢氧化钠溶液为例)•(1)滴定前的准备•①查漏：检查滴定管的活塞是否灵活、滴定管是否漏水。•②洗涤：酸式、碱式滴定管、锥形瓶依次用自来水、蒸馏水洗涤干净。•③润洗：用待盛溶液将酸式、碱式滴定管润洗2～3次，以保证装入溶液时不改变溶液的浓度。•④装液：溶液装入酸式、碱式滴定管中，所装溶液调至“0”刻度上方2～3cm处。•⑤排气：调节活塞(或挤压玻璃球)，赶走气泡使滴定管尖嘴部分充满溶液。•⑥调液面：使液面处于“0”刻度或“0”刻度以下某一刻度处。•⑦读数：读数时视线应与溶液凹液面最低处相平，记录刻度(保留两位小数)。•(2)滴定•①用碱式滴定管(或移液管)取一定体积的待测液于锥形瓶中，并滴入2～3滴酚酞试剂。把锥形瓶放在垫有一张白纸的酸式滴定管下面。•②用左手控制活塞，右手不断旋转振荡锥形瓶，眼睛注视锥形瓶内溶液颜色变化及滴定流速，当溶液变至无色且半分钟内不再恢复红色，记下刻度。•3．数据处理•按上述操作重复2～3次，求出标准盐酸体积的平均值，计算待测液浓度。4．误差分析依据c(待)＝c标·V标V待，将错误操作引起的误差转化成“相当于标准液体积的变化”进行分析。常见错误操作及对应误差归纳如下：错误操作c(待)的误差仪器洗涤酸式滴定管水洗后未用标准液润洗偏大碱式滴定管水洗后未用待测液润洗偏小锥形瓶水洗后用待测液润洗偏大量器读数滴定前俯视酸式滴定管，滴定后平视偏大滴定前仰视酸式滴定管，滴定后俯视偏小错误操作c(待)的误差滴定操作滴定前酸式滴定管尖嘴部分有气泡，滴定结束后气泡消失偏大滴定结束，滴定管尖端挂一滴液体未滴下偏大锥形瓶水洗后留有少量蒸馏水不变滴定过程中，振荡锥形瓶时，不小心将溶液溅出偏小用甲基橙作指示剂，滴至橙色，半分钟内又还原成黄色，不处理就计算偏小•(1)常用的酸碱指示剂及变色范围指示剂酸碱指示剂的变色范围(pH)及颜色甲基橙3.1红色3.1～4.4橙色4.4黄色酚酞8.2无色8.2～10.0浅红色10.0红色•(2)进行数据处理时，若出现某组数据与其他数据差别较大，则剔除该组数据。•阅读下列实验内容，根据题目要求回答问题。•某学生为测定未知浓度的硫酸溶液，实验如下：用1.00mL待测硫酸配制100mL稀硫酸溶液；以0.14mol·L－1的NaOH溶液滴定上述稀硫酸25.00mL，滴定终止时消耗NaOH溶液15.00mL。•(1)该学生用标准0.14mol·L－1NaOH溶液滴定硫酸的实验操作如下：•A．用酸式滴定管取稀硫酸25.00mL，注入锥形瓶中，加入指示剂•B．用待测液润洗酸式滴定管•C．用蒸馏水洗干净滴定管•D．取下碱式滴定管用标准的NaOH溶液润洗后，将标准液注入碱式滴定管“0”刻度以上2cm～3cm处，再把碱式滴定管固定好，调节液面至刻度“0”或“0”刻度以下•E．检查滴定管是否漏水•F．另取锥形瓶，再重复操