2024-2025學年新教材高中化學第1章物質(zhì)及其變化第2節(jié)微專題1離子反應的綜合應用學案新人教版必修第一冊

PAGE3-微專題1離子反應的綜合應用離子反應是一種重要的反應類型，應用特別廣泛，常常涉及離子共存分析，離子檢驗與推斷，物質(zhì)的制備、分別與提純等方面。體現(xiàn)了“證據(jù)推理與模型認知，科學探究與社會責任”的核心素養(yǎng)。下面重點探討離子共存和推斷。應用一離子共存問題的分析1．離子不能大量共存的兩類狀況發(fā)生反應類型反應條件舉例復分解反應生成難溶或微溶的物質(zhì)如生成BaSO4、AgCl、CaCO3、CaSO4、BaCO3、MgCO3、Fe(OH)3等生成難電離的物質(zhì)如生成H2O、CH3COOH、NH3·H2O等生成揮發(fā)性物質(zhì)(氣體)如生成CO2、SO2、H2S等置換反應金屬單質(zhì)與金屬陽離子之間如Fe與CuSO4溶液的反應，事實上是Fe與Cu2＋之間的置換反應提示：(1)酸性(H＋)條件下，弱酸根(CH3COO－、COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)、F－、SOeq\o\al(2－,3)、S2－等)不能大量共存(2)堿性(OH－)條件下，弱堿陽離子(NHeq\o\al(＋,4)、Fe3＋、Cu2＋等)不能大量共存2．三類隱含條件(1)無色溶液：不含Cu2＋(藍色)、Fe3＋(棕黃色)、Fe2＋(淺綠色)、MnOeq\o\al(－,4)(紫紅色)等。(2)酸性溶液：強酸性溶液或使石蕊變紅的溶液或常溫下pH<7的溶液，均指酸性溶液，即溶液中有大量H＋，則能與H＋反應的離子確定不能大量存在，如OH－、COeq\o\al(2－,3)等。(3)堿性溶液：強堿性溶液或使石蕊變藍的溶液或使酚酞變紅的溶液或常溫下pH>7的溶液，均指堿性溶液，即溶液中有大量OH－，則能與OH－反應的離子確定不能大量存在，如H＋、NHeq\o\al(＋,4)等。1．在強酸性無色透亮溶液中，下列各組離子能大量共存的是()A．Fe3＋、K＋、Cl－、NOeq\o\al(－,3) B．Ag＋、Na＋、NOeq\o\al(－,3)、Cl－C．Zn2＋、Al3＋、SOeq\o\al(2－,4)、Cl－ D．Ba2＋、NHeq\o\al(＋,4)、Cl－、HCOeq\o\al(－,3)C[A選項中四種離子不能相互反應，可共存，但Fe3＋在溶液中為棕黃色，不符合題意；B選項中Ag＋與Cl－反應生成AgCl沉淀，不能共存；D選項的四種離子可以共存，但HCOeq\o\al(－,3)在強酸性條件下不能存在，不符合題意。]2．室溫下，下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是()A．0.1mol·L－1NaOH溶液：Na＋、K＋、COeq\o\al(2－,3)、Cl－B．0.1mol·L－1FeCl2溶液：K＋、SOeq\o\al(2－,4)、OH－C．0.1mol·L－1K2CO3溶液：Na＋、Ba2＋、Cl－、OH－D．0.1mol·L－1H2SO4的溶液：K＋、Cl－、CH3COO－、NHeq\o\al(＋,4)A[A項，可以共存，正確；B項，F(xiàn)e2＋與OH－不共存，錯誤；C項，COeq\o\al(2－,3)與Ba2＋會反應生成BaCO3沉淀，錯誤；D項，CH3COO－和H＋結合生成弱電解質(zhì)醋酸，不能大量共存，錯誤。]應用二物質(zhì)的檢驗與推斷1．物質(zhì)檢驗的幾個方面(1)沉淀法：如Ag＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)、Ca2＋的檢驗。(2)氣體法：如COeq\o\al(2－,3)。2．四項原則推斷物質(zhì)(1)確定性原則：依據(jù)題干或試驗現(xiàn)象確定物質(zhì)。(2)否定性原則：依據(jù)已確定的物質(zhì)結合反應解除不存在的物質(zhì)。(3)引入性原則：留意試驗過程中物質(zhì)的引入對推斷物質(zhì)的干擾。(4)電中性原則：在溶液中確定為電中性，陰、陽離子帶的電荷數(shù)相等?！镜淅坑幸话咨腆w粉末，其中可能含有NaCl、Ba(NO3)2、CuSO4、Na2CO3中的一種或幾種，現(xiàn)做以下試驗：①將部分粉末加入水中，振蕩，有白色沉淀生成，過濾，溶液呈無色：②向①的沉淀物中加入足量稀硝酸，固體完全溶解，并有氣泡產(chǎn)生；③取少量②的溶液，滴入稀硫酸，有白色沉淀產(chǎn)生；④另?、僦羞^濾后的溶液加入足量AgNO3溶液，產(chǎn)生白色沉淀。依據(jù)上述試驗事實，回答下列問題：(1)原白色粉末中確定含有的物質(zhì)是________(寫化學式，下同)，確定不含有的物質(zhì)是__________，可能含有的物質(zhì)是________。(2)寫出各步改變的離子方程式：①____________________；②______________________________________________。[解析](1)將部分粉末加入水中，振蕩，有白色沉淀生成，過濾，溶液呈無色，說明無CuSO4，沉淀只能為碳酸鋇，所以白色粉末中確定有Ba(NO3)2和Na2CO3。(2)向①的沉淀物中加入足量稀硝酸，固體完全溶解，并有氣泡產(chǎn)生，進一步確定白色沉淀為碳酸鋇；③取少量②的溶液，滴入稀硫酸，有白色沉淀產(chǎn)生，確定有Ba(NO3)2。④另?、僦羞^濾后的溶液加入足量AgNO3溶液，產(chǎn)生白色沉淀，因為Na2CO3與硝酸鋇反應后可能過量，碳酸鈉也可以與硝酸銀溶液反應生成白色沉淀，所以不能確定是否有NaCl。[答案](1)Ba(NO3)2、Na2CO3CuSO4NaCl(2)①Ba2＋＋COeq\o\al(2－,3)=BaCO3↓②BaCO3＋2H＋=Ba2＋＋CO2↑＋H2O3．有一瓶無色透亮溶液，含Cl－、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、Na＋、K＋、Mg2＋、Cu2＋中的某幾種。①取少量原溶液加入足量的Ba(OH)2溶液產(chǎn)生白色沉淀；②取少量原溶液加入足量的BaCl2溶液不產(chǎn)生沉淀；③取少量原溶液加入足量的AgNO3溶液產(chǎn)生白色沉淀，再加稀硝酸，白色沉淀不溶解?；卮鹣铝袉栴}：(1)原溶液中確定含有的離子是______________，確定不含有的陰離子是______________，可能含有的離子是______________。(2)有的同學認為試驗③可以省略，你認為是否正確(填“是”或“否”)________，說明理由______________________________。(3)寫出①中反應的離子方程式：_______________________。[解析]因溶液為無色，確定不存在有色離子Cu2＋；依據(jù)試驗②，原溶液中加入足量的BaCl2溶液不產(chǎn)生沉淀，說明原溶液中不存在COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)；依據(jù)試驗①，原溶液中加入足量的Ba(OH)2溶液產(chǎn)生白色沉淀，再結合試驗②，則原溶液中確定含有Mg2＋；依據(jù)試驗③，原溶液中加入足量的AgNO3溶液產(chǎn)生白色沉淀，再加稀硝酸，白色沉淀不溶解，該白色沉淀為AgCl，原溶液中確定含有Cl－。(1)由上述分析可知，原溶液中確定含有的離子是Mg2＋、Cl－；確定不含有的陰離子是COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)；可能含有的離子是Na＋、K＋。(2)依據(jù)溶液呈電中性，該溶液中確定存在唯一的陰離子Cl－，所以試驗③可以省略。(3)原溶液加入足量的