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2021高考化学一轮复习 第一章 化学物质及其变化 第2讲 离子反应学案

2021高考化学一轮复习 第一章 化学物质及其变化 第2讲 离子反应学案

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第2讲　离子反应

1．电解质和非电解质
(1)分类依据

(2)电解质的强弱与物质类别的关系

2．电离方程式的书写
(1)强电解质：完全电离，用“===”表示。
如：H2SO4、NaOH、(NH4)2SO4的电离方程式分别为
H2SO4===2H＋＋SO、NaOH===Na＋＋OH－、(NH4)2SO4===2NH＋SO。
(2)弱电解质：部分电离，用“”表示。
①多元弱酸分步电离，且电离程度逐步减弱，以第一步电离为主。如：H2S的电离方程式为H2SH＋＋HS－。
②多元弱碱：分步电离但一步写出。
如：Cu(OH)2Cu2＋＋2OH－。
③两性氢氧化物双向电离。如Al(OH)3的电离方程式：H＋＋AlO＋H2OAl(OH)3Al3＋＋3OH－。
(3)酸式盐
①强酸酸式盐完全电离，一步写出。如NaHSO4在水溶液中的电离方程式为NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO，在熔融状态下的电离方程式为NaHSO4===Na＋＋HSO。
②多元弱酸酸式盐，不写酸式酸根部分的电离。
如：NaHCO3===Na＋＋HCO。
3．离子反应
(1)概念：有离子参加或生成的化学反应。
(2)实质：溶液中离子的种类或浓度发生改变。
(3)离子反应发生的条件
①发生复分解反应

②发生氧化还原反应
强氧化性物质＋强还原性物质→弱氧化性物质＋弱还原性物质。
如FeCl3溶液与Cu反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。
③发生络合反应
如AgOH＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋OH－＋2H2O
4．离子方程式
(1)书写步骤：以CaCO3与盐酸的反应为例。

(2)意义：离子方程式不仅可以表示某一个具体的化学反应，还可以表示同一类型的离子反应，如氢氧化钠溶液和盐酸反应、氢氧化钙溶液和硝酸反应的离子方程式，都可用H＋＋OH－===H2O来表示。

1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，并指明错因。
(1)Cl2的水溶液能导电，所以Cl2是电解质。(×)
错因：Cl2溶于水与水反应生成电解质，其本身不是电解质。电解质、非电解质都必须是化合物。
(2)NaHCO3在水溶液中的电离：NaHCO3Na＋＋H＋＋CO。(×)
错因：NaHCO3是可溶性多元弱酸的酸式盐，属于强电解质，其电离方程式为NaHCO3===Na＋＋HCO。
(3)H2SO3在水溶液中电离：H2SO32H＋＋SO。(×)
错因：多元弱酸分步电离。
(4)Fe和稀盐酸反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑。(×)
错因：Fe与稀盐酸反应生成Fe2＋。
(5)Na2O2固体与水反应：2O＋2H2O===4OH－＋O2↑。(×)
错因：书写离子方程式时Na2O2不拆。
(6)FeO和稀HNO3的反应：FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O。(×)
错因：HNO3有强氧化性，与FeO反应生成Fe3＋。
2．教材改编题
(据人教必修一P34T6)下列离子方程式，正确的是(　　)
A．稀HNO3和Fe反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
B．生石灰与稀盐酸反应：CaO＋2H＋===Ca2＋＋H2O
C．钠与CuSO4溶液反应：Na＋Cu2＋===Na＋＋Cu
D．稀盐酸滴在石灰石上：CO＋2H＋===H2O＋CO2↑
答案　B
解析　Fe与稀HNO3反应不生成H2，生成NO，A错误；钠与盐溶液反应时，先与水反应生成H2和NaOH，NaOH与CuSO4反应生成Cu(OH)2沉淀，C错误；CaCO3为难溶的盐，不拆，D错误。

考点　电解质及其导电能力

[解析]　H2S是弱酸，溶于水后仅少部分电离成H＋和HS－，而Na2S是易溶于水的强电解质，完全电离，离子浓度更大，其导电能力比同浓度的H2S溶液强的多，A正确；碳酸是弱酸，故HCO不能拆成“H＋＋CO”，B错误；SO3溶于水生成H2SO4，H2SO4是电解质，SO3是非电解质，C错误；酸、碱、盐都是电解质，BaSO4虽然难溶于水，但溶于水的部分完全电离，是强电解质，D错误。
[答案]　A

1．电解质、非电解质判断
(1)电解质不一定能导电，如固态NaCl、液态HCl等；能导电的物质不一定是电解质，如金属单质、NaCl溶液。
(2)自身电离生成离子而导电的化合物才是电解质，如CO2、SO3、SO2、NH3的水溶液能导电，但是它们属于非电解质。
(3)
(4)“非电解质”与“不是电解质”不同，“不是电解质”包括：“非电解质”、单质和混合物，单质和混合物既不是电解质也不是非电解质，如Cu、NaCl溶液等，而“非电解质”的前提必须是化合物。
2．强电解质、弱电解质判断
(1)强电解质主要是大部分离子化合物及某些共价化合物，弱电解质主要是某些共价化合物。

(2)电解质的强弱与其溶解性无关。如BaSO4难溶于水，但却是强电解质，CH3COOH、NH3·H2O均易溶于水，但是弱电解质。

1．下列说法正确的一组是(　　)
①不溶于水的盐都是弱电解质　②可溶于水的盐都是强电解质　③0.5 mol·L－1一元酸溶液H＋浓度为0.5 mol·L－1　④强酸溶液中的H＋浓度一定大于弱酸溶液中的H＋浓度　⑤电解质溶液导电的原因是溶液中有自由移动的阴阳离子　⑥熔融的电解质都能导电
A．①③⑤⑥ B．②④⑤⑥
C．只有⑤ D．只有⑥
答案　C
解析　电解质的强弱与溶解性无关，不溶于水的盐可能是强电解质，如硫酸钡；可溶于水的盐可能是弱电解质，如醋酸铅，故①②错误；0.5 mol·L－1一元酸溶液H＋浓度不一定为0.5 mol·L－1，如醋酸，故③错误；0.01 mol·L－1盐酸中的c(H＋)不一定比 CH3COOH中c(H＋)大，④错误。酸在熔融状态时均不导电，只有溶于水时才导电，故⑥错误。
2．(2019·永州调研)同一温度下，强电解质溶液a、弱电解质溶液b、金属导体c三者的导电能力相同，若升高温度后，它们的导电能力强弱顺序是(　　)
A．b>a>c B．a＝b＝c
C．c>a>b D. b>c>a
答案　A
解析　金属导体随温度升高导电能力减弱；强电解质溶液中不存在电离平衡，升高温度，溶液中的离子浓度不变，导电能力不变；弱电解质溶液中存在电离平衡，升高温度，弱电解质的电离程度增大，溶液中的离子浓度增大，随温度的升高，弱电解质的导电能力增加。

溶液的导电能力与电解质的强弱没有必然联系。溶液导电能力的强弱由溶液中能自由移动的离子的浓度决定，也与离子所带电荷数的多少有关。很稀的强电解质溶液的导电能力较弱，而浓度较大的弱电解质溶液的导电能力可能较强。因此，强电解质溶液的导电能力不一定强，弱电解质溶液的导电能力不一定弱。
考点　离子反应和离子方程式的书写

[答案]　Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓　NH＋OH－===NH3·H2O　
Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O

1．常见酸、碱、盐的溶解性口诀
钾、钠、铵、硝全都溶；(含钾离子、钠离子、硝酸根离子、铵根离子的化合物，都可溶解)
盐酸不溶银、亚汞；(氯化物中氯化银、氯化亚汞难溶，重点记住氯化银)
硫酸钡、铅不溶解，钙、银、亚汞是微溶；(硫酸钡、硫酸铅难溶，重点记住硫酸钡；硫酸钙、硫酸银、硫酸亚汞微溶)
可溶之碱有四位，就是钾、钠、铵和钡；(NH3·H2O、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钡可溶。氢氧化钙微溶)
亚硫酸盐、磷酸盐，还有碳酸、硅酸盐，溶者只有钾、钠、铵。(只有相应的钾盐、钠盐和铵盐可溶)
2．与量有关的离子方程式的书写方法
(1)反应连续型
主要指生成物又能与过量的反应物继续反应而导致其离子方程式与用量有关。书写时首先判断出某种反应物质是否过量，再根据原理书写。如将CO2通入NaOH溶液中，首先发生反应：CO2＋2OH－===CO＋H2O，继续再通入CO2，CO2与新生成的CO发生反应：CO＋H2O＋CO2===2HCO，故过量CO2与NaOH溶液反应的离子方程式为CO2＋OH－===HCO。
(2)反应竞争型
两种或两种以上的离子都能跟同一种反应物反应，但因反应顺序不同而离子方程式不同，又称为竞争型。
依据“竞争反应，强者优先”的规律，解决离子反应的先后顺序问题，解答时先确定出反应先后的离子，再分步书写出离子方程式。
如：向含有Na＋、OH－、CO、AlO的溶液中，逐滴加入盐酸，因为结合质子的能力：OH－＞AlO＞CO>Al(OH)3，故反应的先后次序为：
①H＋＋OH－===H2O
②H＋＋AlO＋H2O===Al(OH)3↓
③CO＋2H＋===CO2↑＋H2O
④Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
(3)物质配比型
当一种反应物中有两种或两种以上组成离子参与反应时(一般为复盐或酸式盐)，一种组成离子恰好完全反应，另一种组成离子不能完全反应(有剩余或不足)的离子方程式的类型。
物质配比型离子方程式的书写——“少定多变”法
①“少定”就是把相对量较少的物质定为“1 mol”，若少量物质有两种或两种以上离子参加反应，则参加反应的离子的物质的量之比与原物质组成比相符。
②“多变”就是过量的反应物，其离子的化学计量数根据反应实际需求量来确定，不受化学式中的比例制约，是可变的。如NaHCO3与足量Ca(OH)2溶液的反应：
“少定”——即定HCO的物质的量为1 mol，
“多变”——1 mol HCO能与1 mol OH－发生反应，得到1 mol H2O和1 mol CO，1 mol CO再与1 mol Ca2＋结合生成CaCO3沉淀。离子方程式为HCO＋Ca2＋＋OH－===CaCO3↓＋H2O。
再如，向Ca(HCO3)2溶液中加入过量NaOH溶液

3．完成下列教材中重要氧化还原反应的离子方程式
(1)用MnO2与浓盐酸共热制Cl2
______________________________________________________。
(2)用NaOH溶液吸收Cl2
______________________________________________________。
(3)铜分别溶于浓、稀硝酸
_______________________________________________________；
_______________________________________________________。
(4)FeCl3腐蚀铜箔
______________________________________________________。
(5)过氧化钠溶于水
______________________________________________________。
答案　(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
(2)Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
(3)Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O
3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(4)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
(5)2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑
4．(2019·天津市静海一中高三调研)请按要求书写下列离子方程式。
(1)将NaHSO4溶液滴加到Ba(OH)2溶液中，当溶液恰好呈中性时，反应的离子方程式为____________________________________________。
(2)向Ba(HCO3)2溶液中滴入NaHSO4溶液，至沉淀完全，写出反应的离子方程式：____________________________________________________。在上述溶液中继续滴入NaHSO4溶液，此时离子方程式为___________________________。
(3)0.2 mol·L－1的NH4Al(SO4)2溶液与0.3 mol·L－1的Ba(OH)2溶液等体积混合：
______________________________________________________。
答案　(1)2H＋＋SO＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O
(2)Ba2＋＋SO＋H＋＋HCO===BaSO4↓＋H2O＋CO2↑　HCO＋H＋===CO2↑＋H2O
(3)2Al3＋＋3SO＋3Ba2＋＋6OH－===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓
解析　(1)恰好呈中性时，反应物NaHSO4与Ba(OH)2的物质的量之比为2∶1。
(2)Ba(HCO3)2溶液中滴加NaHSO4溶液生成沉淀BaSO4，沉淀完全时，反应物的物质的量之比为1∶1。沉淀完全后，溶液为NaHCO3溶液，故再滴加NaHSO4溶液时，发生反应的离子方程式为HCO＋H＋===H2O＋CO2↑。
(3)结合OH－的能力：Al3＋>NH>Al(OH)3，所以两溶液等体积混合后两溶质的物质的量之比为2∶3，反应的化学方程式为：2NH4Al(SO4)2＋3Ba(OH)2===3BaSO4↓＋2Al(OH)3↓＋(NH4)2SO4，拆、删后得离子方程式。

书写离子方程式应注意的问题
(1)易溶且易电离的物质(可溶性强电解质，包括强酸、强碱、绝大多数可溶性盐)以实际参加反应的离子符号表示；非电解质、弱电解质、难溶物、气体、单质、氧化物均用化学式表示。
(2)书写离子方程式时，浓硫酸不能拆写成离子形式，而浓硝酸、浓盐酸要拆写成离子形式。
(3)多元弱酸的酸式酸根不能拆写成离子形式，如HCO不能拆写成“H＋＋CO”。
(4)氨水作为反应物写为NH3·H2O；作为生成物，若有加热条件或浓度很大时，写为“NH3↑＋H2O”。
(5)拆写时，微溶物的澄清溶液要写成离子形式：呈浑浊状态或沉淀时要写成化学式，如澄清石灰水表示为“Ca2＋＋2OH－”，而石灰乳表示为“Ca(OH)2”。
(6)盐类水解的离子方程式不要忘记“”。
考点　离子方程式的正误判断

[解析]　正确的离子方程式为2Al＋2H2O＋2OH－===2AlO＋3H2↑，B错误；正确的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，C错误；正确的离子方程式为SiO＋2H＋===H2SiO3↓，D错误。
[答案]　A

离子方程式正误判断的基本方法
1．合事实
离子反应必须符合客观事实，而命题者往往设置不符合“反应原理”的陷阱，如Fe和非氧化性酸反应应生成Fe2＋，金属和氧化性酸反应不放H2，Na不能置换出CuSO4中的Cu；忽略氧化还原反应等。
2．写规范——拆分是否正确
(1)单质、氧化物、弱电解质、沉淀、弱酸的酸式酸根在离子方程式中都不能拆分。
(2)强酸、强碱、绝大多数可溶性盐的化学式必须拆分(浓硝酸、浓盐酸的化学式需要拆分，浓硫酸的化学式不拆分)。
(3)对于微溶性的强电解质，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，可拆成离子形式，在生成物中一般不能拆，以化学式形式表示。
(4)可溶性多元弱酸的酸式盐一律保留酸式酸根的形式，如在水溶液中HSO写成H＋、SO是错误的。
3．号正确
弱电解质水解的离子方程式用“”，若两种离子水解相互促进，可以进行到底，则要写成“===”，如Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑，NH与OH－的反应，条件为浓溶液或加热，生成的NH3要标明气体，若为稀溶液，则写成NH3·H2O。
4．三守恒
离子方程式要符合质量守恒、电荷守恒、得失电子守恒，如：Zn＋Ag＋===Zn2＋＋Ag不符合电荷守恒和得失电子守恒。
5．明类型
看是否符合题设条件的要求。如过量、少量、等物质的量、任意量以及滴加顺序对反应产物的影响。如在FeBr2溶液中通入少量Cl2的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；在FeBr2溶液中通入过量Cl2的离子方程式为2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋6Cl－＋2Br2。
6．看环境
注意溶液的酸、碱性提示，或反应物中有无强氧化性，强还原性粒子如NaClO与KI在弱碱性条件下反应ClO－＋2I－＋H2O===Cl－＋I2＋2OH－，在酸性条件下反应ClO－＋2I－＋2H＋===I2＋Cl－＋H2O。

5．(2019·北京海淀高三期中)下列解释事实的方程式正确的是(　　)
A．用碳酸氢钠治疗胃酸过多：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O
B．用氨水吸收烟气中的二氧化硫：SO2＋2OH－===SO＋H2O
C．把金属钠放入冷水中产生气体：Na＋2H2O===Na＋＋2OH－＋H2↑
D．用氢氧化钠溶液可以溶解氢氧化铝固体：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
答案　D
解析　碳酸氢根离子在溶液中应以HCO的形式表示，碳酸氢钠与胃酸反应的离子方程式为：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑，故A错误；一水合氨为弱碱，在溶液中主要以NH3·H2O分子形式存在，当氨水足量时，反应的离子方程式为：2NH3·H2O＋SO2===2NH＋SO＋H2O，故B错误；该离子反应方程式电荷不守恒，把金属钠放入冷水中的离子反应方程式应为：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑，故C错误。
6．(2019·河南汝州实验中学高三期末)下列离子方程式书写正确的是(　　)
A．向明矾溶液中加入过量的氢氧化钡溶液：Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===2BaSO4↓＋AlO＋2H2O
B．向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸：Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O
C．向磷酸二氢铵溶液中加入足量的氢氧化钠溶液：NH＋OH－===NH3·H2O
D．向CH3COOH中加入足量的氢氧化钠溶液：H＋＋OH－===H2O
答案　A
解析　因为所加氢氧化钡是过量的，因此铝元素以AlO的形式存在，即离子方程式为Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===2BaSO4↓＋AlO＋2H2O，A正确；硝酸具有强氧化性，把Fe2＋氧化成Fe3＋，应是3Fe(OH)2＋10H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋8H2O，B错误；缺少H2PO与OH－的反应，C错误；CH3COOH是弱酸，不能拆分，D错误。