高中化學(xué)高考一輪復(fù)習(xí)一輪復(fù)習(xí) 離子反應(yīng)的理解與應(yīng)用 教學(xué)設(shè)計(jì)2023屆高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)

《離子反應(yīng)的理解與應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì)一、課程標(biāo)準(zhǔn)1.認(rèn)識(shí)離子反應(yīng)及其發(fā)生的條件；2.結(jié)合實(shí)例書寫離子方程式；3.了解常見離子的檢驗(yàn)方法。二、主要內(nèi)容：(1)離子方程式的書寫、(2)離子方程式的正誤判斷、(3)離子大量共存的判斷、(4)溶液中離子的推斷（一）離子方程式的書寫1.離子方程式書寫應(yīng)注意的問題：(1)分析實(shí)際參加反應(yīng)的離子；(2)易溶且易電離的物質(zhì)（可溶性強(qiáng)電解質(zhì)，包括強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、可溶性鹽）以實(shí)際參加反應(yīng)的離子符號(hào)表示；(3)多元弱酸的酸式酸根不能拆寫成離子形式，如HCO3-、HS－、HSO3-等；(4)微溶物的澄清溶液要寫成離子形式，呈渾濁狀態(tài)或沉淀時(shí)要寫成化學(xué)式，如澄清石灰水表示為“Ca2++2OH-”，而石灰乳表示為“Ca(OH)2”。2.類型I—與“量”有關(guān)的離子方程式（1）與“量”有關(guān)的離子反應(yīng)=1\*GB3①OH-CO32-HCO3-CO32-HCO3-CO2=2\*GB3②Al3+Al(OH)3AlO2-AlO2-Al(OH)3Al3+=3\*GB3③Cu2+Cu(OH)2Cu(NH3)42+=4\*GB3④HNO3Fe(NO3)3Fe(NO3)2【例題1】(1)Ca(OH)2溶液與少量CO2反應(yīng)的離子方程式：Ca2++2OH-+CO2=CaCO3↓+H2OCa(OH)2溶液與過量CO2反應(yīng)的離子方程式：OH-+CO2=HCO3-(2)AlCl3溶液與少量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式：Al3++3OH-=Al(OH)3↓AlCl3溶液與過量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式：Al3++4OH-=AlO2-+2H2O(3)稀HNO3與少量Fe反應(yīng)的離子方程式：Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O稀HNO3與過量Fe反應(yīng)的離子方程式：3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O【例題2】Ba(OH)2溶液與NaHSO4溶液反應(yīng)至恰好中和的離子方程式：Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2OBa(OH)2溶液與NaHSO4溶液反應(yīng)至Ba2+恰好沉淀完全的離子方程式：Ba2++OH-+H++SO42-=BaSO4↓+H2O【講解】在該反應(yīng)中Ba2+與SO42-反應(yīng)生成BaSO4沉淀，H+與OH-反應(yīng)生成水分子。反應(yīng)恰好中和時(shí)，H+與OH-恰好完全反應(yīng)，因此Ba(OH)2與NaHSO4的物質(zhì)的量之比為1:2。書寫離子方程式時(shí)，2molH+與2molOH-反應(yīng)生成2molH2O，1molBa2+與2molSO42-反應(yīng)，生成1molBaSO4。反應(yīng)至Ba2+恰好沉淀完全時(shí)，Ba2+與SO42-恰好完全反應(yīng)，因此Ba(OH)2與NaHSO4的物質(zhì)量之比為1:1。書寫離子方程式時(shí)，1molBa2+與1molSO42-反應(yīng)，生成1molBaSO4，1molH+與1molOH-反應(yīng)生成1molH2O?！纠}3】Ca(OH)2溶液與少量NaHCO3溶液反應(yīng)的離子方程式：Ca2++OH-+HCO3-=CaCO3↓+H2OCa(OH)2溶液與過量NaHCO3溶液反應(yīng)的離子方程式：Ca2++2OH-+2HCO3-=CaCO3↓+CO32-+2H2O【講解】在該反應(yīng)中OH-與HCO3-反應(yīng)生成CO32-和H2O。當(dāng)溶液中有兩組離子發(fā)生反應(yīng)時(shí)，主要類型是酸式鹽與堿的反應(yīng)，書寫離子方程式時(shí)，按照“少定多變”的原則，將少量的物質(zhì)設(shè)為1mol，根據(jù)少量物質(zhì)中離子的物質(zhì)的量，確定過量物質(zhì)中實(shí)際參加反應(yīng)的離子的物質(zhì)的量。Ca(OH)2與少量NaHCO3反應(yīng)時(shí)，HCO3-的物質(zhì)量設(shè)為1mol，根據(jù)HCO3-的物質(zhì)量確定參加反應(yīng)的OH-的物質(zhì)的量為1mol，1molHCO3-與1molOH-反應(yīng)生成1molCO32-和1molH2O，1molCO32-與1molCa2+反應(yīng)生成1molCaCO3。Ca(OH)2與過量NaHCO3反應(yīng)時(shí)，Ca(OH)2的物質(zhì)量設(shè)為1mol，即1molCa2+和2molOH-參加反應(yīng)，根據(jù)OH-的物質(zhì)量確定參加反應(yīng)的HCO3-的物質(zhì)的量為2mol，2molOH-與2molHCO3-反應(yīng)生成2molCO32-和2molH2O，1molCO32-與1molCa2+反應(yīng)生成1molCaCO3。（2）類型II—與反應(yīng)順序有關(guān)的離子方程式【例題1】(1)FeBr2溶液與少量Cl2反應(yīng)的離子方程式：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-FeBr2溶液與過量Cl2反應(yīng)的離子方程式：2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-【講解】注意：還原性順序：Fe2+>Br-。該反應(yīng)中Cl2氧化Fe2+生成Fe3+，Cl2氧化Br-生成Br2。根據(jù)還原性順序：Fe2+>Br-，Cl2先氧化Fe2+再氧化Br-。FeBr2與少量Cl2反應(yīng)時(shí)，Cl2只能氧化FeBr2中的Fe2+，即2molFe2+與1molCl2反應(yīng)生成2molFe3+和2molCl-。FeBr2與過量Cl2反應(yīng)時(shí)，Cl2可以全部氧化FeBr2中的Fe2+和Br-，即2molFe2+、4molBr-與3molCl2反應(yīng)，生成2molFe3+、2molBr2和6molCl-。(2)FeBr2溶液與等物質(zhì)的量Cl2反應(yīng)的離子方程式：2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-【講解】FeBr2與等物質(zhì)的量的Cl2反應(yīng)時(shí)，2molFe2+與1molCl2反應(yīng)生成2molFe3+和2molCl-。根據(jù)Fe2+的物質(zhì)的量確定FeBr2和Cl2的物質(zhì)的量均為2mol，第一步反應(yīng)剩余的1molCl2與2molBr-反應(yīng)生成1molBr2和2molCl-。將兩步反應(yīng)的離子方程式合并，即2molFe2+、2molBr-與2molCl2反應(yīng)，生成2molFe3+、1molBr2和4molCl-。【例題2】NH4Al(SO4)2溶液中滴加NaOH溶液依次發(fā)生反應(yīng)的離子方程式(1)Al3++3OH-=Al(OH)3↓(2)NH4++OH-=NH3·H2O(3)Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O【講解】根據(jù)圖像判斷，第一步反應(yīng)：Al3+與OH-反應(yīng)生成Al(OH)3，第二步反應(yīng)：NH4+與OH-反應(yīng)生成NH3·H2O，第三步反應(yīng)：Al(OH)3與OH-反應(yīng)生成AlO2-和H2O。若不根據(jù)圖象，我們?nèi)绾闻袛喾磻?yīng)順序？先寫出發(fā)生的三個(gè)反應(yīng)的離子方程式，再判斷反應(yīng)順序。若假設(shè)第一步反應(yīng)：NH4+與OH-反應(yīng)生成NH3·H2O，Al3+與NH3·H2O繼續(xù)反應(yīng)生成Al(OH)3，由此推斷出第一步反應(yīng)：Al3+與OH-反應(yīng)生成Al(OH)3。若假設(shè)第二步反應(yīng)：Al(OH)3與OH-反應(yīng)生成AlO2-和H2O，NH4+與AlO2-發(fā)生雙水解反應(yīng)，生成NH3·H2O和Al(OH)3，由此推斷出第二步反應(yīng)：NH4+與OH-反應(yīng)生成NH3·H2O。（3）類型III—氧化還原反應(yīng)離子方程式氧化還原離子方程式的書寫方法：第1步，寫出有化合價(jià)變化的反應(yīng)物和生成物，即氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物；第2步，根據(jù)化合價(jià)升高降低總數(shù)相等，配平氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)；第3步，根據(jù)溶液的酸堿性，用H+或OH-配平電荷；第4步，根據(jù)原子守恒配平其它物質(zhì)，一般是H2O。【例題1】酸性條件下，NaHSO3將廢液中的Cr2O72-還原成Cr3+的離子方程式：3HSO3-+Cr2O72-+5H+=3SO42-+2Cr3++4H2O【講解】該反應(yīng)中，HSO3-作還原劑生成SO42-，Cr2O72-作氧化劑生成Cr3+。第1步，寫出HSO3-與Cr2O72-反應(yīng)，生成SO42-和Cr3+。第2步，根據(jù)化合價(jià)升高降低總數(shù)相等，確定HSO3-的化學(xué)計(jì)量數(shù)為3，Cr2O72-的化學(xué)劑量數(shù)為1，SO42-的化學(xué)計(jì)量數(shù)為3，Cr3+的化學(xué)計(jì)量數(shù)為2。第3步，在方程式的左邊用5個(gè)H+配平電荷。第4步，在方程式右邊用4個(gè)H2O配平?！纠}2】堿性條件下，F(xiàn)e(NO3)3溶液與NaClO溶液反應(yīng)制取Na2FeO4的離子方程式：2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O【講解】該反應(yīng)中，F(xiàn)e3+作還原劑生成FeO42-，ClO-作氧化劑生成Cl-。第1步，寫出Fe3+與ClO-反應(yīng)，生成FeO42-和Cl-。第2步，根據(jù)化合價(jià)升高降低總數(shù)相等，確定Fe3+的化學(xué)計(jì)量數(shù)為2，ClO-的化學(xué)計(jì)量數(shù)為3，F(xiàn)eO42-的化學(xué)計(jì)量數(shù)為2，Cl-的化學(xué)計(jì)量數(shù)為3。第3步，在方程式的左邊用10個(gè)H+配平電荷，第4步，在方程式右邊用5個(gè)H2O配平。（二）離子方程式的正誤判斷1.離子方程式的正誤判斷的方法：(1)是否符合反應(yīng)原理（注意反應(yīng)物的量和溶液的酸堿性）；(2)是否合理拆分化學(xué)式；(3)是否滿足原子守恒和電荷守恒；(4)“=”和“”使用是否正確?！纠}】判斷下列離子方程式是否正確(1)氧化亞鐵溶于稀硝酸：FeO+2H+=Fe2++H2O不正確(2)NH4HCO3溶液與過量NaOH溶液反應(yīng)：HCO3-+OH-=CO32-+H2O不正確(3)NaClO溶液中滴入少量FeSO4溶液：2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O不正確(4)用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸：2MnO4-+16H++5C2O42-=2Mn2++10CO2↑+8H2O不正確(5)SO2使酸性高錳酸鉀溶液褪色：3SO2+2MnO4-+4H+=3SO42-+2Mn2++2H2O不正確（三）離子大量共存的判斷1.溶液中離子不能大量共存的情況(1)生成難溶物或微溶物，例如Ba2+與CO32-、SO32-、SO42-，Ca2+與CO32-、SO32-，Ag+與Cl-、Br-、I-、CO32-，F(xiàn)e3+、Fe2+、Cu2+、Mg2+、Al3+與OH-，Cu2+、Pb2+、Ag+與S2-生成難溶物而不能大量共存，Ag+與SO42-，Ca2+與SO42-，Mg與CO32-生成微溶物而不能大量共存。(2)生成氣體，例如H+與CO32-、HCO3-、SO32-、HSO3-生成氣體而不能大量共存。(3)生成弱電解質(zhì)，例如CH3COO-、F-、S2-、ClO-、SiO32-與H+，NH4+與OH-生成弱電解質(zhì)而不能大量共存。(4)生成配合物，例如Fe3+與SCN-生成Fe(SCN)3配合物而不能大量共存。(5)多元弱酸的酸式酸根離子與H+和OH-不共存，例如HCO3-、HSO3-、HS-既不能與H+共存，也不能與OH-共存。(6)弱堿陽離子與弱酸根離子發(fā)生強(qiáng)烈的相互促進(jìn)的水解反應(yīng)，例如Al3+與HCO3-、CO32-、S2-、HS-，F(xiàn)e3+與HCO3-、CO32-因發(fā)生強(qiáng)烈的相互促進(jìn)的水解反應(yīng)而不能大量共存。(7)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，例如MnO4-、ClO-、NO3-(H+)與Fe2+、I-、S2-、SO32-，F(xiàn)e3+與I-、S2-、SO32-因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存。我們需要注意的是NO3-在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性，ClO-、MnO4-在酸性、中性和堿性條件下均有強(qiáng)氧化性。2.常見的限定條件(1)無色溶液中，不能存在Cu2+、Fe3+、Fe2+、MnO4-、Cr2O72-、CrO42-；(2)溶液的酸堿性，考慮與H+或OH-共存，常見表述為：“強(qiáng)酸性溶液或強(qiáng)堿性溶液”“與Al反應(yīng)放出H2”—酸性溶液或堿性溶液“常溫下，由水電離出的c(H+)=1×10-12mol·L-1“—酸性溶液或堿性溶液“中性溶液”—Fe3+不能共存【例題】常溫下，判斷下列離子在指定溶液中是否一定能大量共存(1)·L-1HCl溶液：Ba2+、K+、CH3COO-、SO42-不能(2)無色溶液：Al3+、NH4+、Cl-、S2-不能(3)·L-1FeCl3溶液：Fe2+、NH4+、SCN-、SO42-不能(4)使酚酞變紅的溶液：Na+、Al3+、SO42-、Cl-不能(5)水電離的c(H+)=1×10-13mol·L-1的溶液：K+、Na+、AlO2-、CO32-不能(6)酸性溶液：Na+、MnO4-、SO42-、I-不能（四）溶液中的離子判斷1.離子推斷的基本原則：(1)肯定性原則：根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的離子；(2)互斥性原則：在肯定某些離子存在的同時(shí)，結(jié)合離子共存規(guī)律，否定一些離子的存在；(3)電中性原則：溶液呈電中性，溶液中有陽離子，必有陰離子，且溶液中陽離子所帶正電荷總數(shù)與陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)相等；(4)進(jìn)出性原則：實(shí)驗(yàn)過程中引入的離子對(duì)后續(xù)實(shí)驗(yàn)的干擾?！纠}1】某溶液中含有K+、NH4+、Cl-、Ca2+、Ba2+、CO32-、SO42-中的幾種，取三份100mL溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：(1)第一份溶液中加入AgNO3溶液有沉淀產(chǎn)生；(2)第二份溶液中加入足量NaOH溶液加熱后，收集到氣體；(3)第三份溶液中加入足量BaCl2溶液后，過濾、洗滌、干燥后得到沉淀，沉淀經(jīng)足量鹽酸洗滌、干燥后，剩余。推斷溶液中的離子組成？【講解】第一份溶液中加入AgNO3溶液有沉淀產(chǎn)生，可以推斷出溶液中存在Cl-、CO32-、SO42-中的一種或幾種。第二份溶液中加入足量NaOH溶液加熱后，收集到氣體，推斷出溶液中存在NH4+，且n(NH4+)=。第三份溶液中加入足量BaCl2溶液后，得到沉淀，經(jīng)足量鹽酸洗滌后，剩余，推斷中溶液中存在CO32-、SO42-，且n(CO32-)=，n(SO42-)=。根據(jù)互斥性原則推斷出中一定不存在Ca2+、Ba2+。根據(jù)計(jì)算出的NH4+、CO32-、SO42-的物質(zhì)的量，陰離子所帶的負(fù)電荷總數(shù)大于陽離子所帶的正電荷總數(shù)，推斷出溶液中一定存在K+。無法判斷出溶液中是否存在Cl-。因此我們得出的結(jié)論為溶液一定存在NH4+、CO32-、SO42-、K+，一定不存在Ca2+、Ba2+，可能存在Cl-。【例題2】某酸雨樣品中可能含有的離子如下表所示。取一定量該酸雨樣品，分成A、B、C、D四份，進(jìn)行如下探究：(1)該酸雨中肯定存在的離子有__________。(2)不能確定是否存在的陰離子是__________，能證明該陰離子是否存在的