【新高一】必修1——第二章?离子反应(含最全考点)!
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【知识梳理】
一、电解质与非电解质
1.电解质与非电解质的比较
电解质 | 非电解质 | |
概念 | 在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物 | 在水溶液中和熔融状态下都不能够导电的化合物 |
相同点 | 二者均为化合物 | |
不同点 | 在水溶液中或熔融状态下能够导电 | 在上述两种情况下均不导电 |
物质种类 | 酸、碱、盐、金属氧化物和水 | 非金属氧化物、气态氢化物、大多数有机物 |
要点:
(1)电解质、非电解质均应是化合物。金属属于单质,故既不是电解质,也不是非电解质。
(2)电解质导电必须有外界条件:水溶液或熔融状态。
(3)电解质应是一定条件下本身电离而导电的化合物;CO2、SO2、SO3、NH3溶于水后也导电,却是与水反应生成新物质后电离而导电的,不是本身电离导电的,故属于非电解质。
(4)能导电的物质并不一定是电解质,如铜、铝、石墨能导电,但因其为单质,故不属于电解质(也不属于非电解质);食盐水能导电,但其为混合物,不属于电解质。溶于水不能导电的物质可能是电解质,如BaSO4难溶于水,但其溶于水的部分是完全电离的,属于电解质。
二、强电解质与弱电解质
1、 强电解质与弱电解质的比较
强电解质 | 弱电解质 | ||
概念 | 水溶液中全部电离的电解质 | 水溶液中部分电离的电解质 | |
相同点 | 都是电解质,在水溶液中或熔融状态下都能电离,都能导电,与溶解度无关 | ||
不 同 点 | 电离程度 | 完全电离 | 部分电离 |
电离过程 | 不可逆过程 | 可逆过程,存在电离平衡 | |
表示方法 | 电离方程式用“=” | 电离方程式用“?” | |
溶液中溶质微粒 | 只有水合离子 | 水合离子,弱电解质分子 | |
实例 | 强酸:HCl、HNO3、H2SO4HBr、HI、HClO4等 强碱:KOH、NaOH、Ba(OH)2Ca(OH)2 绝大多数盐:BaSO4、AgCl、CaCO3 | 弱酸:HF、HClO、H2S、H2SO3、H3PO4、H2CO3、H2SiO3、CH3COOH等。 弱碱:NH3H2O、Fe(OH)3等不溶性碱 水:H2O |
要点:
电解质的强弱是以电离的程度来区分的,与物质的溶解度、溶液的导电能力没有必然联系。
①BaSO4、CaCO3等虽然在水中溶解度很小,溶液的导电性很差,但是由于都是离子化合物,溶于水的部分是全部电离的,是强电解质。
②浓氨水的导电性比极稀NaOH溶液强,但NH3H2O属于弱电解质。
2.电离方程式的书写方法:
(1)要求左边书写电解质的化学式,右边写电解质电离出的离子的化学式,不同离子间用加号相连。强电解质用“=”,弱电解质用“?”。
如:H2SO4=2H++SO42-;
NaHSO4=Na++H++SO42—;
Ca(HCO3)2=Ca2++2HCO3—
CH3COOH?CH3COO- + H+;
NH3H2O?NH4++OH- ;
H2O?H++ OH-
(2)电离过程中,元素或原子团的化合价不变。离子所带电荷数等于它在化合物中显示的化合价。
(3)检查电离方程式书写是否正确时,不仅要检查质量是否守恒(即电离前后原子的种类是否相同和个数是否相等),而且要检查电荷是否守恒
(4)多元弱酸分步电离,且第一步电离程度远远大于第二步,如碳酸电离方程式:
H2CO3?H++HCO3―;
HCO3―?H++CO32―
(5)多元弱碱电离方程式一步写出,如氢氧化铁电离方程式:
Fe(OH)3?Fe3++3OH―
3.酸、碱、盐的定义
(1)酸:电离时生成的阳离子全部是氢离子(H+)的化合物叫做酸。
HCl = H++ Cl-
H2SO4= 2H++ SO42-
HNO3= H++ NO3-
(2)碱:电离时生成的阴离子全部是氢氧根离子的的化合物叫做碱。
NaOH = Na++ OH-
Ba(OH)2= Ba2++ 2OH-
KOH = K++ OH-
(3)电离时生成金属阳离子(或铵根离子)和酸根阴离子的化合物叫做盐。
MgCl2= Mg2++ 2Cl-
Fe2(SO4)3= 2Fe3++ 3SO42-
NH4NO3= NH4++ NO3-
三、离子反应
1.定义:有离子参加的反应,就叫做离子反应。
2.本质:反应物中的某些离子的浓度减小。
3.发生条件:
①生成难溶(或微溶)的物质,如Al(OH)3、BaSO4、Ag2SO4、CaSO4、Ca(OH)2等。
②生成难电离的物质,如弱酸、弱碱、水等。
③生成挥发性的物质,如CO2、SO2、NH3等。
④发生氧化还原反应:如Zn与硫酸铜溶液:Zn+Cu2+=Zn2++Cu
四、离子方程式
NaCl的电离
1.概念:用实际参加反应的离子符号表示离子反应的式子。
2.书写离子方程式的四个步骤(以碳酸钙和盐酸的反应为例):
“一写”:首先以客观事实为依据写出反应的化学方程式:
CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
“二改”(或拆):把易溶于水且易电离的物质改写成离子形式(最关键的一步):
CaCO3+2H++2Cl―=Ca2++2Cl―+CO2↑+H2O
注意:(1)书写离子方程式时,反应物或生成物中易溶的强电解质(强酸、强碱和可溶性盐)必须写成阴、阳离子的形式。难溶的强电解质、弱电解质、非电解质和单质则必须保留化学式。
(2)对于微溶性的强电解质:①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,可以拆成离子的形式;石灰乳中主要以不溶的Ca(OH)2固体形式存在,不能拆成离子形式。②在生成物中,一般不能拆,以化学式形式表示。
(3)可溶性多元弱酸酸式盐的酸式根一律保留酸式根形式。如在水溶液中HCO3―写成H++CO32―是不对的。
“三删”: 删去方程式两边未参加反应的离子:
CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
“四查”:检查离子方程式两边各元素的原子个数和电荷总数是否相等。
3.离子方程式的意义:
化学方程式只表示某一个具体反应,而离子方程式表示的是某一类反应,并且它只写参与反应的离子,更能体现反应本质。例如:离子方程式CO32―+2H+=CO2↑+H2O表示可溶性碳酸盐和强酸在溶液中的反应,如Na2CO3和盐酸的反应。
五、离子方程式的正误判断
一个离子方程式是否正确,关键要看它能否反映溶液中离子反应的真实情况。我们可以从以下几个方面进行判断:
(1)是否以客观事实为依据:如铁与稀盐酸反应就不能写成:2Fe+6H+ = 2Fe3++3H2↑,而应写成:Fe + 2H+ = Fe2++ H2↑ 。
(2)是否符合质量守恒定律,即式中等号两边各种原子的种类和个数是否相等。如铝与稀盐酸的反应不能写成:Al+3H+ = Al3++H2↑,而应写成:2Al + 6H+ = 2Al3++ 3H2↑ 。
(3)电荷是否守恒
如硝酸银溶液中加入铜粉的反应不能写成:Ag++Cu=Cu2++Ag,应写成:2Ag++Cu=Cu2++2Ag。
(4)电解质拆分要正确:
如碳酸钡和稀硝酸反应不能写成:CO32-+2H+ = H2O+CO2↑,因为碳酸钡难溶于水要保留它的化学式,这个反应的离子方程式应写成:BaCO3+2H+ = Ba2++H2O+CO2↑ 。
(5)要注意阴阳离子配比:
如稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应:H++SO42―+Ba2++OH―=BaSO4↓+H2O,错在SO42―和H+、Ba2+和OH―未遵循1∶2这一组成。应为:2H++SO42―+Ba2++2OH―=BaSO4↓+2H2O。
(6)注意反应中的“量”
有些反应,反应物的相对量不同,生成物也不同,离子方程式也就不同。
如Ca(HCO3)2溶液与NaOH溶液:
若NaOH溶液过量,离子方程式为:Ca2++2HCO3―+2OH―=CaCO3↓+CO32―+2H2O
若Ca(HCO3)2溶液过量,离子方程式为:Ca2++HCO3―+OH―=CaCO3↓+H2O
六、判断溶液中离子是否能大量共存
1、能相互反应的离子显然不能大量共存,主要有以下几种情形:
(1)在反应里生成难溶或微溶物质(如CaCO3、BaSO4、AgCl、Cu(OH)2等)。
BaCl2+H2SO4= BaSO4↓+2HCl
(2)在反应里生成气态物质(如CO2、SO2、NH3等)。
CaCO3+2HCl = CaCl2+H2O+CO2↑
(3)在反应里生成弱电解质[包括水、弱酸(如CH3COOH)、弱碱(如NH3H2O)等)]。
NaOH+HCl = NaCl+H2O
CH3COONa + HCl = CH3COOH + NaCl
2、注意限定条件:
①若限定溶液的颜色为无色溶液,则MnO4-(紫色)、Fe3+(黄色)、Cu2+(蓝色)、Fe2+(浅绿色)等有色离子不能存在,应首先将这四种离子排除。
②在强酸性溶液中,OH―及弱酸根阴离子(如CO32―、SO32―、S2―、CH3COO―、ClO―等)均不能大量存在;
③在强碱性溶液中,H+及弱碱阳离子(如NH4+、Al3+、Mg2+、Fe3+、Cu2+等)均不能大量存在;
④酸式弱酸根离子(如HCO3―、HSO3―等)在强酸性或强碱性溶液中均不能大量存在。
【典型例题】
一、电解质与非电解质的概念
1.下列物质中①NaCl溶液、②NaOH 、③H2SO4、④Cu、⑤CH3COOH、⑥NH3H2O、⑦CO2、⑧乙醇、 ⑨水,____________是电解质;__________是非电解质;____________既不是电解质,也不是非电解质。
【答案】②③⑤⑥⑨;⑦⑧;①④
【解析】首先判断是否是化合物,然后判断水溶液中或熔化状态下能否导电,是化合物的有②③⑤⑥⑦⑧ ⑨,而NaCl溶液是混合物,是电解质溶液,不是电解质。
二、强、弱电解质的概念
2.下列物质中:
(1)属于电解质的是________;(2)属于非电解质的是________;(3)属于强电解质的是________;(4)属于弱电解质的是________;(5)能导电的是________。
A.NaOH溶液 B.Cu
C.冰醋酸 D.氢硫酸
E.蔗糖溶液 F.BaSO4
G.氨水 H.CuSO4晶体
I.熔化的KOH J.无水乙醇
【答案】(1)C、F、H、I (2)J (3)F、H、J (4)C (5)A、B、D、G、I
【解析】第(1)~(4)问根据电解质、非电解质、强电解质、弱电解质的概念进行判断。氢硫酸是H2S的水溶液,而电解质得是化合物。(5)离子化合物在水溶液里、熔融状态下能导电,共价化合物中的电解质在水溶液里能导电,金属单质和部分非金属单质能导电。
三、电离方程式的书写
3.下列电离方程式正确的是( )
A.H2CO3?2H++ CO32―
B.NaHCO3?Na++H++ CO32―
C.NaHSO4=Na++H++SO42―
D.HClO=H++ClO―
【答案】C
【解析】A、B项应分步写出,D项为“?”。
四、 离子方程式的书写与正误判断
4.下列离子方程式正确的是()
A.稀硫酸滴在铜片上:Cu+2H+=Cu2++H2↑
B.氢氧化钡与稀硫酸混合:SO42﹣+H++OH﹣+Ba2+=H2O+BaSO4↓
C.用稀硫酸洗去铁锈:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
D.石灰乳与Na2CO3溶液混合:Ca2++CO32﹣=CaCO3↓
【答案】C
【解析】A.在金属活动顺序表中,铜排在氢的后面,所以铜与稀硫酸不反应,故A错误;
B.氢氧化钡溶液与稀硫酸反应生成硫酸钡和水,反应的离子方程式为2H++SO42﹣+Ba2++2OH﹣=BaSO4↓+2H2O,故B错误;
C.铁锈主要成分Fe2O3,用稀硫酸洗去铁锈,离子反应为Fe2O3+6H+=3H2O+2Fe3+,故C正确;
D.石灰乳与Na2CO3溶液反应生成碳酸钙和NaOH,石灰乳在离子反应中应保留化学式,离子反应为Ca(OH)2+CO32﹣═CaCO3↓+2OH﹣,故D错误。
五、 与量有关的离子方程式的书写与正误判断
5.向Ca(HCO3)2溶液中滴入足量NaOH溶液,请写出离子方程式。
【答案】Ca2++2HCO3-+2OH-==2H2O+CaCO3↓+CO32-
【解析】将溶液中Ca(HCO3)2定为1,即为1 mol Ca2+和2 mol HCO3-。中和2 mol HCO3-需2 mol OH-,生成2 mol H2O和2 mol CO32-,溶液中有1 mol Ca2+会与1 mol CO3-反应生成CaCO3沉淀,所以溶液中还剩1 mol CO32-。
6.向Ca(OH)2溶液中滴入少量NaHCO3溶液,请写出离子方程式。
【答案】Ca2++OH-+HCO3-==H2O+CaCO3↓
7.能正确解释下列反应原理的离子方程式是( )
A.用食醋除去暖水瓶中的水垢:2CH3COOH+ CaCO3═Ca2++2CH3COO-+ CO2↑+ H2O
B.用小苏打治疗胃酸过多:CO32-+2H+=CO2↑+H2O
C.用氯化铁溶液腐蚀印刷线路板上的铜:Fe3++ Cu=Fe2++ Cu2+
D.碳酸氢钠溶液中加入少量石灰水:HCO3-+ Ca2++ OH- = CaCO3↓+ H2O
【答案】A
【解析】B项,小苏打为NaHCO3,离子方程式应为:HCO3-+H+=CO2↑+H2O;C项,电荷不守恒,应为:2Fe3++ Cu=2Fe2++ Cu2+;D项,注意石灰水少量,应为:2HCO3-+ Ca2++2OH- = CaCO3↓+2 H2O+CO32―
六、离子共存
8.在溶液中能大量共存,加入强碱溶液有沉淀析出,加入强酸有气体放出的是()
A. Na+、Cu2+、Cl﹣、SO42﹣
B.Fe3+、K+、SO42﹣、NO3﹣
C. K+、Ba2+、Cl﹣、CO32﹣
D.Na+、Ca2+、Cl﹣、HCO3﹣
【答案】D
【解析】A.该组离子之间不反应,能大量共存,且加碱生成氢氧化铜沉淀,但加酸没有气体,故A不选;B.该组离子之间不反应,能大量共存,且加碱生成氢氧化铁沉淀,但加酸没有气体,故B不选;C.因Ba2+、CO32﹣反应生成沉淀,不能大量共存,故C错误;D.该组离子之间不反应,能大量共存,且加碱生成碳酸钙沉淀,加酸生成二氧化碳,故D选;
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