2020-2021學年高中化學第3章物質在水溶液中的行為第4節(jié)離子反應第2課時離子反應的應用學案魯科版選修4 （經典實用）

1、第2課時離子反應的應用學習目標：1.了解常見陽離子和陰離子的檢驗方法。(重點)2.理解利用酸堿中和滴定法測強酸、強堿溶液濃度的原理、方法和誤差分析。(難點)3.通過離子反應在生產、生活中的廣泛應用，體會化學在人類生產、生活中的作用和貢獻。自 主 預 習探 新 知1物質檢驗與含量測定(1)離子檢驗利用離子的特征反應來檢驗一些常見離子。如利用Fe3與SCN反應生成血紅色溶液檢驗Fe3，離子方程式為Fe33SCN=Fe(SCN)3(血紅色)；利用I與Ag反應生成黃色沉淀檢驗I，離子方程式為AgI=AgI(黃色)。(2)測定溶液中離子的濃度沉淀法：如溶液中SO的濃度，用Ba2將其轉化為BaSO4沉淀，

2、再稱量沉淀質量求得。酸堿中和滴定法：強酸溶液中H的濃度可以用已知準確濃度的強堿溶液滴定的方法獲得。氧化還原滴定法：如溶液中MnO的濃度可以用已知準確濃度的Fe2溶液滴定獲得。2物質制備與純化(1)物質的制備：離子反應可以用于制備一些酸、堿、鹽、氣體等。氯堿工業(yè)生產燒堿和氯氣的離子方程式：2Cl2H2O2OHCl2H2。實驗室制取CO2的離子方程式：CaCO32H=Ca2CO2H2O。(2)物質的純化制高純度的氯化鈉：除去其中少量的SO、Mg2、Ca2，需要引入的試劑離子分別為Ba2、OH、CO。除去污水中的重金屬離子：將其轉化為沉淀而除去。3生活中的離子反應(1)胃酸過多的治療服用胃舒平主要成

3、分是Al(OH)3，離子反應為Al(OH)33H=Al33H2O。服用小蘇打片，離子方程式為HCOH=CO2H2O。(2)硬水及其軟化硬水的含義：自然界里含Ca2、Mg2較多的水。硬水的形成：水中的二氧化碳與巖石中的CaCO3和MgCO3發(fā)生反應生成可溶性碳酸氫鹽而使Ca2、Mg2進入水中形成，離子方程式為CaCO3CO2H2O=Ca22HCO，MgCO3CO2H2O=Mg22HCO。硬水的軟化方法a加熱法：加熱可使HCO分解，生成的CO與Ca2、Mg2結合成沉淀，發(fā)生反應如下：Ca22HCO=CaCO3CO2H2O，Mg22HCO=MgCO3CO2H2O。b加沉淀劑法：在硬水中加入Na2CO

4、3等沉淀劑也可以降低水中Ca2、Mg2的濃度，發(fā)生反應如下：Ca2CO=CaCO3，Mg2CO=MgCO3?；A自測1判斷對錯(對的在括號內打“”，錯的在括號內打“”。)(1)能使石灰水變渾濁的無色無味氣體一定是CO2。()(2)中和滴定時為了節(jié)省時間，不需要重復23次實驗。()(3)可以用鐵粉除去FeCl3中的FeCl2。()(4)治療胃酸過多的胃藥中含有燒堿。()(5)用石灰水鑒別NaHCO3和Na2CO3。()(6)用BaCl2溶液鑒別Na2SO4和Na2CO3。()(7)用足量稀硝酸除去鐵粉中的Cu。()(8)將混有HCl的CO2通入飽和NaHCO3溶液中除去HCl。()提示(1)(2

5、)為了減少滴定誤差，須進行23次實驗。(3)Fe2FeCl3=3FeCl2，無法除去FeCl2。(4)燒堿具有強腐蝕性。(5)NaHCO3、Na2CO3與石灰水均產生CaCO3沉淀。(6)BaCl2溶液與Na2SO4、Na2CO3均產生白色沉淀。(7)Fe、Cu均溶于足量的稀硝酸。(8)2下列有關反應方程式正確的是()A實驗室制備Al(OH)3：Al33OH=Al(OH)3B實驗室制氨氣：NHOHNH3H2OC實驗室制取Cl2：MnO24HClMn2Cl22Cl2H2OD除去FeCl3中含有的FeCl2：2Fe2Cl2=2Fe32ClDA項，應為Al33NH3H2O=Al(OH)33NH；B項

6、，應為2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O；C項，應為MnO24H2ClMn2Cl22H2O。3下列解釋事實的方程式準確的是 ()A測0.1 molL1氨水的pH為11：NH3H2O=NHOHB碳酸鈉溶液顯堿性：COH2O=HCOOHC鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時，鐵作負極被氧化：Fe3e=Fe3D向污水中投放明礬，生成能凝聚懸浮物的膠體：Al33H2OAl(OH)3(膠體)3HD0.1 molL1NH3H2O的pH11，說明NH3H2O不完全電離，若完全電離pH13，A錯；CO水解是可逆反應，B錯；鐵發(fā)生吸氧腐蝕時負極反應生成的是Fe2，C錯；明礬能夠凝聚懸浮物是因為生成了Al(OH)

7、3膠體，反應的離子方程式為Al33H2OAl(OH)3(膠體)3H，D對。合 作 探 究攻 重 難離子的檢驗1.常見陰離子的檢驗離子鑒定方法產生現(xiàn)象 OH在試管中取少量試液滴加紫色石蕊(或無色酚酞)試液；用玻璃棒蘸取試液于紅色石蕊試紙紫色石蕊試液變藍(或酚酞變紅)；紅色石蕊試紙變藍Cl在試管中取少量試液，滴加AgNO3溶液，再加稀HNO3生成白色沉淀，不溶于稀HNO3Br在試管中取少量試液，滴加AgNO3溶液，再加稀HNO3生成淺黃色沉淀，不溶于稀HNO3I在試管中取少量試液，滴加AgNO3溶液，再加稀HNO3生成黃色沉淀，不溶于稀HNO3CO在試管中取少量試液，先加BaCl2產生白色沉淀，另

8、取少量溶液于試管中加入稀鹽酸或稀硝酸，將生成的氣體通入澄清的石灰水產生無色、無味的氣體，此氣體能使澄清的石灰水變渾濁SO在試管中，取少量試液，滴加鹽酸無明顯現(xiàn)象，再加BaCl2生成白色沉淀SO在試管中，取少量試液，先加BaCl2產生白色沉淀，另取少量溶液加鹽酸生成氣體，把氣體通入品紅溶液生成無色有刺激性氣味的氣體，品紅溶液退色2.常見陽離子的檢驗離子鑒定方法產生現(xiàn)象NH在試管中，取少量試液，加濃NaOH微熱，用潤濕的紅色石蕊試紙靠近管口有刺激性氣味，使?jié)櫇竦募t色石蕊試紙變藍Al3在試管中取少量試液加適量NaOH溶液；加過量NaOH溶液有白色絮狀沉淀；上述沉淀消失Fe3在試管中取少量試液，加KS

9、CN溶液；在試管中取少量試液，加入NaOH溶液溶液呈血紅色；產生紅褐色沉淀Fe2在試管中取少量試液加入NaOH溶液生成白色沉淀，迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色思考交流下面是對溶液中有無SO檢驗的實驗方案，請評價各方案是否嚴密？分別說明理由。1方案甲：試液白色沉淀沉淀不溶解提示不嚴密。如果試液中含有Ag(或Pb2、Hg2)而不含SO，當加入BaCl2時同樣產生白色沉淀，并且加入稀HNO3后沉淀不溶解，故方案甲不嚴密(Ag等干擾)。2方案乙：試液無沉淀白色沉淀提示嚴密。只有含SO的無色透明溶液才會出現(xiàn)此方案的現(xiàn)象，故方案乙嚴密。3方案丙：試液無沉淀白色沉淀提示不嚴密。如果試液中含有SO而不含SO，

10、當加入足量稀HNO3溶液后，SO被氧化成SO，再加入Ba(NO3)2試液后出現(xiàn)不溶于稀HNO3的白色沉淀，故方案丙不嚴密(SO干擾)。對點訓練題組1物質的檢驗1有關溶液中所含離子的檢驗，下列判斷正確的是()A加入AgNO3溶液后生成的白色沉淀不溶于稀鹽酸，則原溶液中一定有Cl存在B加入氨水時生成白色沉淀，當氨水過量時白色沉淀消失，則原溶液中一定有Al3存在C加入NaOH溶液并加熱，有能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體生成，則原溶液中一定有NH存在D加入鹽酸有能使澄清石灰水變渾濁的氣體生成，則原溶液中一定有大量的CO存在C若原溶液中含有CO，Ag2CO3與鹽酸反應會轉化為AgCl，A項不正確；Al

11、(OH)3不溶于氨水，B項不正確；該溶液中還可能有HCO、HSO或SO，D項不正確。2如圖是某學生設計的探究鐵及其化合物的某些化學性質的流程圖。下列有關敘述正確的是()A反應的離子方程式為Fe2O36H=2Fe33H2OB檢驗乙溶液中的金屬陽離子可用KSCN溶液C反應可制得一種紅褐色的膠體D物質丙在空氣中能穩(wěn)定存在AA項，甲、乙、丙分別為FeCl3、FeCl2和Fe(OH)2，F(xiàn)e2O3溶于酸生成Fe3，A項正確。B項，KSCN溶液可檢驗Fe3，不能檢驗Fe2，B項錯誤。C項，F(xiàn)e(OH)2為白色沉淀，C項錯誤。D項，F(xiàn)e(OH)2不穩(wěn)定，在空氣中易被氧化為Fe(OH)3，D項錯誤。題組2物質

12、推斷3某白色粉末由兩種物質組成，為鑒別其成分進行如下實驗：取少量樣品加入足量水仍有部分固體未溶解；再加入足量稀鹽酸，有氣泡產生，固體全部溶解；取少量樣品加入足量稀硫酸有氣泡產生，振蕩后仍有固體存在。該白色粉末可能為() 【導學號：41722187】ANaHCO3、Al(OH)3BAgCl、NaHCO3CNa2SO3、BaCO3DNa2CO3、CuSO4CA項中，NaHCO3、Al(OH)3加入足量水中，NaHCO3溶解，Al(OH)3不溶解；加入稀鹽酸，固體全部溶解，且有氣泡產生；NaHCO3、Al(OH)3均能與H2SO4反應，最后不會有固體剩余。B項中，NaHCO3溶于水，AgCl不溶于水

13、，加入足量稀鹽酸，AgCl仍不溶解。C項中Na2SO3溶于水，BaCO3不溶于水，BaCO3能溶于稀鹽酸：BaCO32HCl=BaCl2H2OCO2，Na2SO3、BaCO3均能與稀H2SO4反應：Na2SO3H2SO4=Na2SO4SO2H2O、BaCO3H2SO4=BaSO4H2OCO2。D項中，CuSO4和Na2CO3都能溶于稀硫酸。4某無色透明溶液中，可能含有以下離子中的若干種：K、Mg2、Al3、Fe2、Ba2、NO、SO、CO、I和Cl，取該溶液進行如下實驗：將溶液滴在pH試紙上，呈紅色。將少許溶液濃縮后加入銅片和硫酸，有無色氣體逸出，通入空氣則立即變成紅棕色。取少許溶液滴入BaC

14、l2溶液，則產生白色沉淀。取實驗中的澄清溶液，滴入AgNO3溶液，產生不溶于稀HNO3的白色沉淀。另取少許溶液，滴入NaOH溶液，有白色沉淀生成，當NaOH過量時，又有部分白色沉淀溶解。根據(jù)以上現(xiàn)象判斷原溶液中()A肯定不存在的離子是Ba2、Fe2、CO、IB肯定存在的離子是Al3、SO、Cl、NO、Mg2C不能作出判斷的離子是KD以上判斷都不正確A無色透明溶液中無Fe2；說明溶液呈酸性，可判斷無CO；可以判斷有NO；結合，酸性溶液中NO有強氧化性，可判斷無還原性較強的I；中產生白色沉淀，溶液中應該有SO，進而推斷溶液中無Ba2；滴入BaCl2溶液，引入了Cl；中檢驗出的Cl不一定是原溶液的；

15、沉淀部分溶解，可確定有Al3、Mg2。綜上所述，溶液中一定有Mg2、Al3、NO、SO，可能有K、Cl，一定無Fe2、Ba2、CO、I。酸堿中和滴定滴定操作(以標準鹽酸滴定待測氫氧化鈉溶液為例)：(1)滴定前的準備滴定管：檢漏洗滌潤洗裝液排氣泡調液面記錄。錐形瓶：注堿液記讀數(shù)加指示劑。 (2)滴定(3)終點判斷等到滴入最后一滴標準液，指示劑變色，且半分鐘內不變色，視為滴定終點并記錄消耗標準液的體積。思考交流1滴定管a、b的名稱分別是什么？提示a是酸式滴定管，b是堿式滴定管。2為什么酸式滴定管不能用來盛裝堿液，堿式滴定管不能盛放酸性溶液？提示酸式滴定管有磨砂的玻璃活塞，容易被堿液腐蝕。堿式滴定管

16、有橡膠管，容易被酸性溶液腐蝕。3滴定管和量筒讀數(shù)時有什么區(qū)別？提示滴定管的“0”刻度在上面，越往下刻度值越大，而量筒無“0”刻度，并且越往上刻度越大。記錄數(shù)據(jù)時滴定管一般到0.01 mL，而量筒僅為0.1 mL。4中和滴定原理是酸的物質的量與堿的物質的量相等時，二者恰好反應嗎？提示不是。酸堿完全反應時，n(H)n(OH)，但酸與堿的物質的量不一定相等，因為酸有一元酸、多元酸之分，堿也有一元堿和多元堿之別。5用鹽酸滴定氨水，選什么作指示劑？怎樣描述滴定終點？提示可選擇甲基橙作指示劑，滴定終點時溶液由黃色變?yōu)槌壬野敕昼妰炔辉僮兓?酸堿恰好完全反應的點與滴定終點是否相同？提示不相同。酸堿恰好完全

17、反應是指酸與堿按照物質系數(shù)恰好完全反應，酸和堿都不剩余，此時溶液可能為中性，也可能為酸性或堿性；而滴定終點是指指示劑顏色恰好變化的點，二者不相同。酸堿恰好完全反應與滴定終點特別接近，在一般科學研究中不會造成大的誤差。對點訓練題組1酸堿中和滴定教師備選在鹽酸滴定NaOH溶液的實驗中，用甲基橙作指示劑，滴定到終點時，溶液的顏色變化是()A由黃色變?yōu)榧t色B由黃色變?yōu)槌壬獵由橙色變?yōu)榧t色D由紅色變?yōu)槌壬獴甲基橙在NaOH溶液中顯黃色，滴定到終點時，由黃色變?yōu)槌壬?下列有關敘述正確的是()A下端連有橡膠管的滴定管為酸式滴定管B在進行滴定時，左手操作錐形瓶，右手操作滴定管C滴定前應排除滴定管尖嘴部分的氣

18、泡D滴定過程中兩眼應注意滴定管內液面的變化CA選項中所指滴定管是堿式滴定管；B選項中應右手操作錐形瓶，左手操作滴定管；D選項，滴定過程中兩眼應觀察錐形瓶內顏色的變化。2用已知濃度的NaOH溶液測定某H2SO4溶液的濃度，參考下圖，判斷表中組合正確的是()選項錐形瓶中溶液滴定管中溶液選用指示劑選用滴定管A堿液酸液石蕊乙B酸液堿液酚酞甲C堿液酸液甲基橙甲D酸液堿液石蕊甲C甲為酸式滴定管，乙為堿式滴定管，若錐形瓶中裝入一定體積的NaOH溶液(標準液)，則選用甲滴定管裝H2SO4溶液，若錐形瓶中裝入一定體積的H2SO4溶液(待測液)，則選用乙滴定管裝NaOH溶液。題組2酸堿中和滴定的有關計算及誤差分析

19、3常溫下，用0.1 molL1的HCl溶液滴定未知濃度的a mL NaOH稀溶液，滴定至終點時，消耗HCl溶液b mL。此時溶液中OH是() 【導學號：41722188】A1107molL1B0 molL1C無法計算 D molL1A由于進行的是一元強酸與一元強堿的中和滴定實驗，故當?shù)味ㄖ两K點時，溶液呈中性，常溫下溶液的pH為7，OH1107molL1。4下列實驗操作一般不會引起誤差的是()A酸堿中和滴定時，用待測液潤洗錐形瓶B酸堿中和滴定時，用沖洗干凈的滴定管盛裝標準溶液C用NaOH標準溶液滴定未知濃度的稀鹽酸，實驗時不小心多加了幾滴酚酞指示劑D用標準鹽酸滴定未知濃度的NaOH稀溶液，實驗結

20、束時，酸式滴定管尖嘴部分有氣泡，實驗開始時無氣泡CA項，錐形瓶不能用待測液潤洗，否則使消耗的標準溶液體積偏大，從而使所測濃度偏大。B項，沖洗干凈的滴定管無論是用于盛裝標準溶液，還是用于量取待測液，都必須用待裝溶液潤洗23次，否則會將標準溶液或待測液稀釋，引起誤差。C項，在滴定過程中，指示劑多加了幾滴，一般不影響實驗結果。D項，實驗開始時酸式滴定管中無氣泡，實驗結束時有氣泡，會導致所讀取的V(HCl)偏小，依據(jù)V(HCl)c(HCl)V(NaOH)c(NaOH)，可知所測得的c(NaOH)偏小。教師備選室溫下，用0.1 molL1的NaOH溶液滴定0.1 molL1的鹽酸，若到達滴定終點時不慎多

21、加了1滴NaOH溶液(1滴溶液的體積約為0.05 mL)，繼續(xù)加水至溶液的體積為50 mL，所得溶液的pH是()A4 B7.2 C10D11.3C由題意知溶液中c(OH)1104molL1，則pH10。根據(jù)公式c待進行中和滴定的誤差分析時，應注意操作錯誤會使公式中的哪些數(shù)據(jù)發(fā)生變化，從而判斷最終結果出現(xiàn)的誤差。如配制標準溶液時，溶質的損失會使標準溶液濃度偏低，進而在滴定時，會使消耗的標準溶液體積偏大，導致測定結果偏大；量取待測液時讀數(shù)偏小，會使測得的待測液濃度偏大。當 堂 達 標固 雙 基1準確量取24.90 mL高錳酸鉀溶液，可選用的儀器是()A50 mL量筒B10 mL量筒C50 mL酸式

22、滴定管D50 mL堿式滴定管CKMnO4具有強氧化性，能腐蝕堿式滴定管中的橡膠管，而量筒只能精確到0.1 mL，故應選用50 mL的酸式滴定管。2下列操作對應的離子方程式不正確的是()A漂白粉溶液中通入過量的CO2：Ca22ClO2CO22H2O=Ca(HCO3)22HClOB硫酸亞鐵的酸性溶液中加入H2O2溶液：2Fe2H2O22H=2Fe32H2OC碳酸氫鈣溶液中加入少量的氫氧化鈉溶液：Ca2HCOOH=CaCO3H2OD硫酸工業(yè)的尾氣處理中用氨水吸收過量的SO2：NH3H2OSO2=NHHSOACa(HCO3)2為易溶性鹽，在離子方程式中應拆分。3能將分別含有Cu2、Fe3、Al3、Mg2、NH、Na、Fe2等離子的七種硫酸鹽溶液一次鑒別開來的是 ()ANaOH溶液BKSCN溶液CNaHCO3溶液DNH3H2O溶液A加入NaOH溶液后分別會看到藍色沉淀、紅褐色沉淀、先有白色沉淀