2020-2021學(xué)年高中化學(xué)新教材魯科版選擇性必修1學(xué)案：第3章 第4節(jié) 第2課時 離子反應(yīng)的應(yīng)用

1、第2課時離子反應(yīng)的應(yīng)用發(fā) 展 目 標(biāo)體 系 構(gòu) 建1.了解水溶液中的離子反應(yīng)與平衡在物質(zhì)檢測、化學(xué)反應(yīng)規(guī)律研究、物質(zhì)轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用。2.了解溶液ph的調(diào)控在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科研中的應(yīng)用。3.通過酸堿中和滴定實驗，知道化學(xué)定量分析實驗在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要作用。 1物質(zhì)檢驗與含量測定(2)測定溶液中某些離子的濃度沉淀法：如溶液中so的濃度，用ba2將其轉(zhuǎn)化為baso4沉淀，再稱量沉淀的質(zhì)量求得。酸堿中和滴定法：強(qiáng)酸溶液中h的濃度可以用已知準(zhǔn)確濃度的強(qiáng)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(zhǔn)確濃度的fe2溶液滴定的方法來獲得。2物質(zhì)制備與純化(1)物質(zhì)的制備：離子反應(yīng)可以用于

2、制備物質(zhì)。氯堿工業(yè)生產(chǎn)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(zhì)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(zhuǎn)化為沉淀而除去。3生活中常見的離子反應(yīng)(1)胃酸過多的治療服用“胃舒平”主要成分是al(oh)3，離子反應(yīng)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mgc

3、o3發(fā)生反應(yīng)生成可溶性碳酸氫鹽而使ca2、mg2進(jìn)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(jié)合成沉淀，發(fā)生反應(yīng)如下：ca22hcocaco3co2h2o，mg22hcomgco3co2h2o。b加沉淀劑法：在硬水中加入na2co3等沉淀劑也可以降低水中ca2、mg2的濃度，發(fā)生反應(yīng)如下：ca2co=caco3，mg2co=mgco3。1判斷對錯(對的在括號內(nèi)打“”，錯的在括號內(nèi)打“×”。)(1)能使石灰水變渾濁的無色無味氣體一定是co2。()(2)中和

4、滴定時為了節(jié)省時間，不需要重復(fù)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。()提示：(1)(2)×為了減少滴定誤差，須進(jìn)行23次實驗。(3)×fe2fecl3=3fecl2，無法除去fecl2。(4)×燒堿具有強(qiáng)腐蝕性。(5)×nahco3、na2co3與石灰水均產(chǎn)生caco3沉淀。2準(zhǔn)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酸式滴定管 d50 ml堿式滴定管ckmno4具有強(qiáng)氧化性，能腐

5、蝕堿式滴定管中的橡膠管，而量筒只能精確到0.1 ml，故應(yīng)選用50 ml的酸式滴定管。3下列有關(guān)反應(yīng)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(yīng)為al33nh3·h2o=al(oh)33nh；b項，應(yīng)為2nh4clca(oh)2cacl22nh32h2o，加熱固體混合物，沒有離子參加反應(yīng)，不能寫離子反應(yīng)；c項，應(yīng)為mno24h2clmn2cl22h2o。離子的檢驗(素養(yǎng)養(yǎng)成宏觀辨識與

6、微觀探析)某同學(xué)為檢驗溶液中是否含有常見的四種無機(jī)離子，進(jìn)行了下圖所示的實驗操作，其中檢驗過程中產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)。1該同學(xué)能否通過第、步確定原溶液中含有so、cl和fe3？為什么？提示：不能。第步在溶液中加ba(no3)2溶液和稀鹽酸，若溶液中存在so或ag，也能產(chǎn)生白色沉淀，故不能檢驗so存在與否；第步在濾液中加agno3溶液雖然生成白色沉淀，但由于第步加入稀鹽酸，引入了cl，故原溶液中是否存在cl也無法確定；第步在濾液中加kscn溶液能檢驗出此時濾液中含有fe3，但原溶液中也可能只含fe2，在第步后被氧化為fe3。2通過第步實驗，你能確定原溶液中含有哪種離子？提示：nh

7、。第步加naoh產(chǎn)生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體一定是nh3，說明原溶液中一定含有nh。1離子檢驗的類型(1)生成沉淀；(2)生成氣體；(3)顯示特殊顏色。2檢驗方法方法離子試劑現(xiàn)象注意沉淀法cl、br、iagno3溶液和稀硝酸agcl(白色)、agbr(淡黃色)、agi(黃色)so稀鹽酸和bacl2溶液白色沉淀先用稀鹽酸酸化fe2naoh溶液白色沉淀灰綠色沉淀紅褐色沉淀fe3naoh溶液紅褐色沉淀al3naoh溶液白色沉淀溶解氣體法nh濃naoh溶液和濕潤的紅色石蕊試紙產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體，且氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)要加熱co稀鹽酸和澄清石灰水澄清石灰水變渾濁so、hco、hso

8、有干擾so稀硫酸和品紅溶液產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體，且氣體能使品紅溶液褪色顯色法i氯水(少量)，ccl4下層為紫色fe2kscn溶液和氯水先是無變化，滴加氯水后變紅色先加kscn溶液，無變化，再加氯水fe3kscn溶液紅色焰色反應(yīng)法na、kpt(fe)絲和稀鹽酸火焰分別呈黃色、紫色k要透過藍(lán)色鈷玻璃片觀察焰色1下列根據(jù)實驗現(xiàn)象所得出的結(jié)論中，一定正確的是()a某無色溶液能使紅色石蕊試紙變藍(lán)，結(jié)論：該溶液一定是堿溶液b某無色溶液加稀硝酸酸化的bacl2產(chǎn)生白色沉淀，結(jié)論：該溶液中一定含有soc某無色溶液焰色反應(yīng)呈黃色，結(jié)論：該溶液中一定含有nad某無色溶液加入na2co3溶液產(chǎn)生白色沉淀，結(jié)論：該

9、溶液中一定含ca2ca項中可能是強(qiáng)堿弱酸鹽溶液；b項中可能含so、ag；d項中也可能含ba2。進(jìn)行離子檢驗時，需排除干擾離子的影響。如檢驗so時，不能直接或間接引入no，防止so的干擾，為排除co、so、ag等的干擾，正確的操作是：先向溶液中加稀鹽酸沒有白色沉淀，再加bacl2溶液有白色沉淀，證明溶液中一定含有so。2有關(guān)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(dāng)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(lán)的氣體生成，則原溶液中一定有

10、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不能排除so、co、so等離子的干擾，a項不正確；al(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。酸堿中和滴定實驗(素養(yǎng)養(yǎng)成科學(xué)探究與創(chuàng)新意識)1原理酸和堿反應(yīng)的實質(zhì)是hoh=h2o。用已知濃度的鹽酸(標(biāo)準(zhǔn)液)來滴定未知濃度的naoh溶液(待測液)的計算公式為c待。2常用酸堿指示劑及其變色范圍指示劑變色范圍的ph石蕊<5.0紅色5.08.0紫色>8.0藍(lán)色甲基橙<3.1紅色3.14.4橙色>4.4黃色酚酞<8.2無色8.210.0粉紅色>

11、;10.0紅色3實驗用品(1)儀器酸式滴定管、堿式滴定管、滴定管架(鐵架臺和蝴蝶夾)、錐形瓶。酸式滴定管：可盛放酸性溶液、氧化性溶液，不能盛放堿性溶液，因為堿性物質(zhì)易腐蝕玻璃，致使玻璃活塞無法打開。堿式滴定管：可盛放堿性溶液，不能盛放酸性溶液、氧化性溶液，因為酸性和氧化性物質(zhì)易腐蝕橡膠。滴定管的上端都標(biāo)有規(guī)格大小、使用溫度、0刻度；滴定管的精確度為0.01 ml。(2)試劑：標(biāo)準(zhǔn)液、待測液、指示劑、蒸餾水。4實驗操作(以標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定待測naoh溶液為例)(1)滴定前的準(zhǔn)備滴定管：檢漏洗滌潤洗裝液排氣泡調(diào)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(biāo)準(zhǔn)液，指

12、示劑變色，且半分鐘內(nèi)不變原色，視為滴定終點并記錄消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積。5數(shù)據(jù)處理 將上述操作重復(fù)23次，求出用去標(biāo)準(zhǔn)鹽酸體積的平均值，根據(jù)c(naoh)計算。6中和滴定誤差分析酸堿中和滴定的誤差分析關(guān)鍵是根據(jù)c待進(jìn)行分析，計算中v待與c標(biāo)均為確定值，只有v標(biāo)影響著c待的計算結(jié)果，故在誤差分析時應(yīng)最終歸結(jié)為對v標(biāo)的影響：v標(biāo)增大，實驗結(jié)果偏高；v標(biāo)減小，實驗結(jié)果偏低。1滴定實驗時，必須要按以下要求做的是()a錐形瓶用蒸餾水洗凈后要烘干b酸式或堿式滴定管用水洗凈后用相應(yīng)溶液潤洗c待測液一定要放在錐形瓶中，標(biāo)準(zhǔn)液一定要放在滴定管中d滴定前讀數(shù)要求精確，凹液面的最低點在平視時必須在“0”刻度或“0”刻度以

13、上的某一刻度b滴定前錐形瓶用蒸餾水洗凈后無須干燥，其中的蒸餾水不計入?yún)⑴c反應(yīng)的試劑的體積，也就不影響滴定結(jié)果，a項不符合題意；酸式或堿式滴定管用水洗凈后一定要用相應(yīng)的待裝溶液潤洗，否則會稀釋溶液，b項符合題意；待測液和標(biāo)準(zhǔn)液都可以放在錐形瓶中，盛放在錐形瓶中的溶液的體積為已知量，c項不符合題意；滴定前，滴定管中液體的凹液面在“0”刻度或“0”刻度以下的某一刻度，滴定管的“0”刻度以上沒有刻度，d項不符合題意。2用中和滴定法測定某燒堿樣品的純度，試根據(jù)實驗回答下列問題：(1)準(zhǔn)確稱量8.2 g含有少量中性易溶雜質(zhì)的樣品，配成500 ml待測溶液。稱量時，樣品可放在_(填編號字母)稱量。a小燒杯中

14、b潔凈紙片上c托盤上(2)滴定時，用0.200 0 mol·l1的鹽酸來滴定待測溶液，不可選用_(填編號字母)作指示劑。a甲基橙b石蕊c酚酞 d甲基紅(3)滴定過程中，眼睛應(yīng)注視_；在鐵架臺上墊一張白紙，其目的是_。(4)根據(jù)下表數(shù)據(jù)，計算被測燒堿溶液的物質(zhì)的量濃度是_mol·l1，燒堿樣品的純度是_。滴定次數(shù)待測溶液體積(ml)標(biāo)準(zhǔn)酸體積滴定前的刻度(ml)滴定后的刻度(ml)第一次10.000.4020.50第二次10.004.1024.00解析(1)稱量氫氧化鈉等易潮解、腐蝕性強(qiáng)的試劑時，樣品應(yīng)放在小燒杯中。(2)酸堿中和滴定時，一般應(yīng)選甲基橙、酚酞等顏色變化較明顯的

15、指示劑，石蕊在酸或堿溶液中顏色變化不明顯，易造成誤差。(4)根據(jù)c(naoh)分別求第一、二次的值，再求平均值，解得c(naoh)0.400 0 mol·l1，w(naoh)×100%97.56%。答案(1)a(2)b(3)錐形瓶內(nèi)溶液顏色的變化便于觀察錐形瓶內(nèi)液體顏色的變化，減小滴定誤差(4)0.400 097.56%1下列有關(guān)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(jìn)行滴定時，左手操作錐形瓶，右手操作滴定管c滴定前應(yīng)排除滴定管尖嘴部分的氣泡d滴定過程中兩眼應(yīng)注意滴定管內(nèi)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(yīng)右手操作錐形瓶，左手操作滴定管；

16、d選項，滴定過程中兩眼應(yīng)觀察錐形瓶內(nèi)顏色的變化。2(雙選)下列有關(guān)滴定操作的說法正確的是 ()a滴定前應(yīng)將液面調(diào)到“0”刻度或“0”刻度以下位置b用koh標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定未知濃度的鹽酸，洗凈堿式滴定管后直接取koh標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，則測定結(jié)果偏低c用koh標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定未知濃度的鹽酸，配制標(biāo)準(zhǔn)溶液的固體koh中含有naoh雜質(zhì)，則測定結(jié)果偏高d用未知濃度的鹽酸滴定koh標(biāo)準(zhǔn)溶液時，若讀取讀數(shù)時，滴定前仰視，滴定到終點后俯視，會導(dǎo)致測定結(jié)果偏高ad滴定前，應(yīng)將液面調(diào)“0”，a正確；用koh標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定未知濃度的鹽酸，洗凈堿式滴定管后直接取koh標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，由于沒有潤洗，標(biāo)準(zhǔn)液濃度減小，消耗標(biāo)準(zhǔn)液

17、體積增加，則測定結(jié)果偏高，b錯誤；所用的固體koh中混有naoh雜質(zhì)，相同質(zhì)量的naoh和koh，naoh的物質(zhì)的量大于koh的物質(zhì)的量，故所配的溶液中oh濃度偏大，導(dǎo)致消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積v堿偏小，根據(jù)c酸可知c酸偏小，c錯誤；用未知濃度的鹽酸滴定koh標(biāo)準(zhǔn)溶液時，若滴定前仰視讀數(shù)，滴定至終點后俯視讀數(shù)，導(dǎo)致讀取的鹽酸體積偏小，依據(jù)c酸可知測定c酸偏高，d正確。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dnh3·h2o溶液a加入naoh溶液后分別會看到藍(lán)色沉淀、紅褐色沉淀、先

18、有白色沉淀后溶解、白色沉淀、氣體、無明顯現(xiàn)象、先有白色沉淀后迅速變?yōu)榛揖G色最后變?yōu)榧t褐色。nh3·h2o不能區(qū)分al3和mg2以及nh和na。4實驗室需配制一種僅含五種離子(水電離出的離子可忽略)的混合溶液，且在混合溶液中五種離子的物質(zhì)的量濃度均為1 mol·l1，則下列各組離子能滿足上述條件的是 ()amg2、k、oh、cl、nobfe2、h、br、no、clcna、k、so、no、cldal3、na、cl、so、nodmg2與oh能形成氫氧化鎂沉淀，不能大量共存，a項錯誤；fe2、h與no發(fā)生氧化還原反應(yīng)：3fe24hno=3fe3no2h2o，所以該組離子不能大量共存

19、，b項錯誤；c項中的離子之間不反應(yīng)，能大量共存，由于溶液呈電中性，所以陽離子na、k所帶的正電荷總數(shù)應(yīng)等于陰離子so、no、cl所帶的負(fù)電荷總數(shù)，又因溶液的體積一定，所以應(yīng)有c(na)c(k)c(cl)c(no)2c(so)，已知題述混合溶液中五種離子的物質(zhì)的量濃度均為1 mol·l1，則c(na)c(k)2 mol·l1，c(cl)c(no)2c(so)4 mol·l1，陽離子na、k所帶的正電荷總數(shù)不等于陰離子so、no、cl所帶的負(fù)電荷總數(shù)，c項錯誤；d項中的離子之間不反應(yīng)，能大量共存，在題述混合溶液中五種離子的物質(zhì)的量濃度均為1 mol·l1，則3c(al3)c(na)4 mol·l1，c(cl)c(no)2c(so)4 mol·l1，即陽離子al3、na所帶的正電荷總數(shù)等于陰離子cl、so、no所帶的負(fù)電荷總數(shù)，d項正確。5(素養(yǎng)題)水體中的含氮化合物是引起富營養(yǎng)化的主要污染物，分析監(jiān)測水體中的硝酸(鹽)和亞硝酸(鹽)含量，控制水體中的含氮污染物，對水資源的循環(huán)利用意