2019-2020年高三化學教材教案離子反應(yīng)的本質(zhì) 　　[重點難點] 　　離子反應(yīng)的本質(zhì)；離子反應(yīng)發(fā)生的條件。 　　[知識點精析] 　　一、離子反應(yīng)的本質(zhì) 　　離子反應(yīng)的本質(zhì)是反應(yīng)物的某些離子濃度的減小。 　　離子反應(yīng)是指有離子參加（或生成）的反應(yīng)。 　　水溶液中的離子反應(yīng)是指電解質(zhì)溶解在水中，通過它們電離出來的離子的互換或結(jié)合而發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)以及它們的離子之間、離子與分子、離子與原子之間發(fā)生的氧化還原反應(yīng)等反應(yīng)。 　　從本質(zhì)上說，如果反應(yīng)物的某些離子能反應(yīng)生成新物質(zhì)而使溶液中的這些離子濃度減小，就會發(fā)生離子反應(yīng)。 　　二、離子反應(yīng)發(fā)生的條件 　　1．離子反應(yīng)發(fā)生的條件 　　研究離子反應(yīng)發(fā)生的條件，實質(zhì)上就是研究在什么條件下可以使反應(yīng)的某些離子濃度減小。總起來講，具備下列條件之一就可以使反應(yīng)物的某些離子濃度降低。 　?。?）生成更難溶的物質(zhì) 　　生成更難溶的物質(zhì)可以使某些離子濃度減小，因此離子反應(yīng)能夠發(fā)生。例如：向NaCl溶液中滴入硝酸酸化的AgNO3溶液，發(fā)生下列反應(yīng)： 　　Ag++Cl－=AgCl↓（可溶→難溶） 　　再如：向Na2SO4溶液中加入酸化的AgNO3溶液也能生成白色沉淀（此時微溶物Ag2SO4為沉淀），其離子反應(yīng)式為： 　　2Ag++ =Ag2SO4↓（可溶→微溶） 　　由微溶物生成難溶物的離子反應(yīng)也能發(fā)生，如向澄清石灰水中通CO2氣體則發(fā)生如下反應(yīng)：Ca2++2OH－+CO2=CaCO3↓+H2O，如果向石灰乳中加入Na2CO3溶液，則發(fā)生反應(yīng)為： Ca(OH)2+ =CaCO3↓+2OH－。 　　常見的難溶物除了一些金屬、非金屬（如Fe、S、Si等）和氧化物（如Al2O3、SiO2等）外，主要還有兩類：一類是堿，而另一類是鹽。 　　微溶物在離子反應(yīng)中的處理：①當離子濃度足夠大時，在生成物中出現(xiàn)時，一般將其視為沉淀物。如向CaCl2溶液中加入飽和Na2SO4溶液則發(fā)生：Ca2++ =CaSO4↓。②當以溶液形式出現(xiàn)在反應(yīng)物中時，與普通易溶物一樣處理。如向石灰水中加入Na2CO3溶液，則寫出反應(yīng)方程式為：Ca2++ =CaCO3↓。③當以固體形式出現(xiàn)在反應(yīng)物中時，則寫成不溶物的形式，如向Ag2SO4沉淀中加鹽酸，則發(fā)生反應(yīng)：Ag2SO4+2Cl－=2AgCl↓+ 。 　　（2）生成更難電離的物質(zhì) 　　生成更難電離的物質(zhì)（如更弱的酸、更弱的堿或生成水等）可以降低某些離子的濃度，故能發(fā)生離子反應(yīng)。例如下列反應(yīng)： 　①向苯酚鈉溶液中通入CO2氣體：C6H5O－+H2O+CO2→C6H5OH+ ，生成了比H2CO3更弱的酸——石炭酸。 　?、谙蚵然@溶液中加入燒堿稀溶液： +OH－=NH3H2O 由強堿制得難電離的弱堿。 　　③鹽酸和燒堿中和反應(yīng)：H++OH－=H2O 生成難電離的水。 　　中學階段常見的難電離物質(zhì)并不多，除H2O外，還有H2CO3、NH3H2O、C6H5OH以及CH3COOH等。 　　H2SO4、H3PO4等中強酸和HCl、H2SO4等強酸相比也屬于難電離的物質(zhì)。 　　難電離物質(zhì)與沉淀和揮發(fā)性物質(zhì)不同，比如說BaSO4為常見沉淀，但其在水中溶解的部分完全電離，當然在熔融狀態(tài)下也完全電離；又如NH3為易揮發(fā)性的物質(zhì)，但一水合氨NH3H2O為難電離物質(zhì)。因此所謂難電離物質(zhì)一般指“弱電解質(zhì)”。 　?。?）生成揮發(fā)性的物質(zhì) 　　若離子間能結(jié)合而生成氣體，則可以降低某些離子的濃度，離子反應(yīng)也就能夠發(fā)生。一般來說判斷依據(jù)是生成不穩(wěn)定的酸（H2CO3、H2SO3等）、生成不穩(wěn)定的堿（如NH3H2O）和生成揮發(fā)性的酸（如H2S）等。例如下列反應(yīng)： 　?、冫}酸與碳酸鈉溶液反應(yīng)：2H++ =H2O+CO2↑ 　　②為排除 對 檢驗干擾先加鹽酸并攪動： +2H+=H2O+SO2↑ 　?、勐然@溶液中加入濃燒堿液并加熱： +OH－ NH3+H2O 　　生成揮發(fā)性的物質(zhì)的反應(yīng)，常見的多為先生成難電離的物質(zhì)（如H2CO3、H2SO3、NH3H2O等），然后難電離的物質(zhì)分解產(chǎn)生氣體或直接揮發(fā)。所以該反應(yīng)條件與生成難電離的物質(zhì)在本質(zhì)上是相同的。 　　生成氣體的反應(yīng)并不一定都是發(fā)生離子反應(yīng)的條件。 　　[問題討論] 　　①實驗室常用固態(tài)的銨鹽和熟石灰共熱來制備NH3，該反應(yīng)可用 +OH－ NH3↑+H2O 　②工業(yè)制鋁是將熔融的Al2O3電解。試問該反應(yīng)原理是否為離子反應(yīng)，如是，寫出離子方程式。 　[答案] 　?、僭摲磻?yīng)的實質(zhì)雖然是離子間的互換反應(yīng)，但一般不用離子方程式表示，而如果為它們在溶液中的反應(yīng)則可以用上式表示。 　?、谑请x子反應(yīng)，高溫下Al2O3完全電離，其反應(yīng)式為：Al2O3 2Al3++3O2-。并在陰陽兩極發(fā)生氧化還原反應(yīng)，其反應(yīng)式為：4Al3++6O2-4Al+3O2↑。 　?。?）能發(fā)生氧化還原反應(yīng) 　　離子間能否發(fā)生氧化還原反應(yīng)取決于反應(yīng)物的氧化性或還原性的強弱。一般地，氧化性強的物質(zhì)能夠制取氧化性弱的物質(zhì)，還原性強的物質(zhì)能夠制取還原性弱的物質(zhì)，具備上述條件的離子可以通過氧化還原反應(yīng)使某些離子濃度降低而發(fā)生離子反應(yīng)。例如：氧化性Cl2>Br2，還原性Br－>Cl－，故能夠發(fā)生Cl2+2Br－=Br2+2Cl－。又如，氧化性Fe3+>I2，還原性：I－>Fe2+，因此能夠發(fā)生反應(yīng)2Fe3++2I－=I2+2Fe2+。 　　對下列常見物質(zhì)的氧化還原能力的準確記憶有助于解決一些常見的氧化還原反應(yīng)所引起的離子反應(yīng)： 　　氧化性：F2>Cl2>Br2>Fe3+>I2>S 　　還原性：F－<Cl－<Br－<Fe2+<I－<S2- 　　酸性高錳酸鉀（H+、 ）的氧化性強于Cl2，硝酸鹽溶液中加酸會使溶液有強氧化性（ 、H+）。 　　2．離子反應(yīng)的類型 　　根據(jù)離子反應(yīng)發(fā)生的條件，概括起來中學階段離子反應(yīng)常見有以下幾類： 　　（1）離子間的交換反應(yīng)（復(fù)分解反應(yīng)） 　?、偕沙恋矸磻?yīng)。如H2S+Cu2+=CuS↓+2H+ 　?、谏呻y電離物。如ClO－+CO2+H2O=HClO+ 　?、凵梢讚]發(fā)物。如 +OH－ NH3↑+H2O 　?。?）離子間氧化還原反應(yīng)。如銀鏡反應(yīng)：2[Ag(NH3)2]++2OH－+CH3CHO CH3COO－+ +2Ag↓+3NH3+H2O 　?。?）水解反應(yīng)（含弱離子的鹽類水解）。如： 　　S2-+H2O HS－+OH－（第一步為主） 　　Al3++3H2O Al(OH)3 （不寫↓）+3H+ 　　Fe3++3H2O Fe(OH)3膠體+3H+（不可逆） 　　Al3++ +6H2O=4Al(OH)3↓（不可逆） 　　如果同時存在弱酸根和弱堿陽離子則二者水解互相促進，假如它們的水解產(chǎn)物易以沉淀或揮發(fā)性氣體與溶液脫離，則水解不寫可逆號且生成物可用↓或↑表示生成沉淀或氣體。 　　（4）絡(luò)合反應(yīng)（少見）。如Fe3+的檢驗：Fe3++6SCN－= （血紅色） 　?。?）電極反應(yīng)。如鋼鐵腐蝕：（－）2Fe－4e－=2Fe2+；（+）O2+2H2O+4e－=4OH－ 　　[解題能力培養(yǎng)] 　　1．離子方程式的書寫及其正誤判斷 　　例1、下列離子方程式，正確的是（　 ） 　　A．碳酸氫鈣和鹽酸兩溶液混合： +2H+=CO2↑+H2O 　　B．磷酸二氫鈣跟氫氧化鈣溶液混合： +2OH－= +2H2O 　　C．氫碘酸中通入氯氣：2I－+Cl2=2Cl－+I2 　　D．鐵與稀硫酸反應(yīng)制備氫氣：2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑ 　　[分析]離子方程式常見的錯誤主要是由以下幾點原因造成的：（1）反應(yīng)的原理不正確。審題時應(yīng)注意反應(yīng)是否符合客觀事實。不可主觀臆造反應(yīng)及產(chǎn)物。如本題D答案應(yīng)生成Fe2+。（2）不能正確使用分子式與離子符號來表示參加反應(yīng)的物質(zhì)。如本例A答案 不能寫成 +H+，但應(yīng)注意 通常在水溶液中是不存在的而應(yīng)寫成 +H+。（3）不能正確使用“═”，“ ”，“↑”，“↓”等符號。（4）沒有做到三個守恒：即得失電子守恒、電荷守恒和原子個數(shù)守恒。如FeCl2溶液與Cl2反應(yīng)不能寫成下式：Fe3++Cl2=Fe2++2Cl－，其僅滿足了原子守恒而不滿足電子守恒和電荷守恒。除此以外以下兩點是一般同學在解題時應(yīng)特別留意的：（1）看是否遺漏了離子反應(yīng)。如本例B項中遺漏了生成Ca3(PO4)2沉淀的反應(yīng)。其正確的離子方程式應(yīng)該寫成：2 +4OH－+3Ca2+=Ca3(PO4)2↓+4H2O。（2）注意反應(yīng)物用量的影響。如“過量”、“少量”、“等物質(zhì)的量”等詞語，以及某些特定試劑進行反應(yīng)時滴加順序不同對方程式的影響。如往FeBr2溶液中通入少量的Cl2的離子方程式應(yīng)寫成2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl－，往其中通入足量Cl2則寫成2Fe2++4Br－+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl－。再如向燒堿溶液中加少許AlCl3溶液，寫成Al3++4OH－= +2H2O，而向AlCl3溶液中加少許NaOH溶液的離子方程式則為： 　　Al3++3OH－=Al(OH)3↓。綜上所述，我們易知本題正確答案應(yīng)為C。 　　2．離子共存問題 　　例2、下列各組離子：①I－、ClO－、 、H+；②K+、 、 、OH－；③ 、 、Cl－、OH－；④Fe3+、Cu2+、、Cl－；⑤H+、K+、 、 ；⑥Ca2+、Na+、、 。在水中能大量共存的是（　 ） 　　A．①和⑥　　 B．③和④　　C．②和⑤　　 D．①和④ 　　[分析]離子在溶液中能大量共存的條件是離子之間不能發(fā)生離子反應(yīng)，通常不能共存的離子有：①發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)的；②發(fā)生氧化還原反應(yīng)的；③發(fā)生雙水解反應(yīng)的；④發(fā)生綜合反應(yīng)的。本例中①組因為H+的存在會生成難電離的HClO分子，且HClO及酸性條件下的 都有強烈的氧化性可氧化有較強還原性的I－，因而①組離子不能共存；②組中應(yīng)注意任何酸式鹽均可繼續(xù)與強堿起反應(yīng)而被中和成正鹽，因此不能共存；③組④組離子均可共存；⑤組中能發(fā)生H++ +H2O=Al(OH)3↓，甚至Al(OH)3又溶于過量H+而生成Al3+的反應(yīng)，以及H++ =H2SO3，H2SO3=SO2↑+H2O的反應(yīng)而不能共存；⑥組中則易生成CaCO3沉淀，即使沒有，由于CaSO4是微溶物也不能有Ca2+和大量共存的可能。 　　另外像本例這樣的習題，同學們可以根據(jù)自己最拿手的技能通過部分判斷結(jié)合排除法快速求解答案。 　　正確答案：B 　　3．有條件的離子共存問題 　　例3、在pH=1的無色透明溶液中，不能大量共存的離子組是（　 ） 　　A．Al3+、Ag+、、Cl－　　 B．Mg2+、 、、Cl－ 　　C．Ba2+、I－、F－、　　D．Zn2+、Na+、、 　　[分析]解答有條件的離子共存問題時，應(yīng)注意以下幾點：①溶液的顏色。若為無色溶液，則應(yīng)首先排除下列有色離子的存在：Cu2+（藍色）、Fe2+（淺綠色）、Fe3+（黃色）、 （紫色）；②溶液的酸堿性。若為酸性溶液，需額外考慮H+的大量存在直接造成了下列離子不可能大量存在：CO 、 、、 、ClO－、 、 、 、、 、CH3COO－、C6H5O－、[Ag(NH3)2]+、S2-、HS－等；還應(yīng)考慮到在酸性介質(zhì)中不能與Fe2+、S2-、I－、等有還原性的離子大量共存，因為此時相當于有稀HNO3存在。若為堿性條件，則不能大量存在離子有：Fe3+、Fe2+、Cu2+、Mg2+、Al3+、Ag+、Zn2+、和HS－、、、、等酸式酸根離子。 　本例選項A中Ag+與Cl－能產(chǎn)生AgCl沉淀，不能大量共存，C項中因 可發(fā)生下列反應(yīng) 　　2H++=SO2↑+S↓+H2O而不能大量存在于酸性條件下。 　　正確答案：A、C