（浙江選考）2020版高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第2講 化學(xué)反應(yīng) 考點6 離子反應(yīng)及離子方程式書寫學(xué)案.docx

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考點6　離子反應(yīng)及離子方程式書寫 知識條目 必考要求 加試要求 1.電解質(zhì)和非電解質(zhì)的概念 a a 2.強(qiáng)弱電解質(zhì)的概念 a a 3.離子反應(yīng)的本質(zhì)及發(fā)生的條件 b b 4.離子方程式 b b 5.有關(guān)化學(xué)方程式過量問題的計算 b b 一、電解質(zhì)概念辨析 1．電解質(zhì)和非電解質(zhì) (1)電離 電解質(zhì)在水溶液中或熔融狀態(tài)下產(chǎn)生自由移動離子的過程。 (2)電解質(zhì)是在水溶液中或熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔铩? 非電解質(zhì)是在水溶液中和熔融狀態(tài)下都不能導(dǎo)電的化合物。 2．強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì) 在水溶液中能完全電離的電解質(zhì)是強(qiáng)電解質(zhì)。 在水溶液中只能部分電離的電解質(zhì)是弱電解質(zhì)。 強(qiáng)電解質(zhì)與弱電解質(zhì)的比較 強(qiáng)電解質(zhì) 弱電解質(zhì) 電離程度 完全電離 部分電離 有無電離平衡 無 有 化合物類別 強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、大部分鹽 弱酸、弱堿、水等 電離方程式書寫 HCl===H＋＋Cl－ CH3COOHCH3COO－＋H＋ 實例 H2SO4、HCl、Ca(OH)2、K2S、AgCl、NH4Cl H2CO3、H3PO4、CH3COOH、 Al(OH)3、Cu(OH)2、NH3H2O 3.電解質(zhì)導(dǎo)電原因 (1)內(nèi)因：電解質(zhì)在一定條件下(水溶液或熔融狀態(tài))下能電離出自由移動的離子。 (2)外因：電解質(zhì)溶液與外電路形成閉合回路。 (3)與金屬導(dǎo)電的區(qū)別 金屬導(dǎo)電是電子定向移動的結(jié)果，而電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是電離產(chǎn)生的自由離子定向移動的結(jié)果。 (4)電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力強(qiáng)弱的判斷 電解質(zhì)溶液中自由移動的離子濃度越大、離子所帶電荷數(shù)越多，則導(dǎo)電能力越強(qiáng)。如：2mol/L的NaCl溶液導(dǎo)電能力強(qiáng)于1 mol/L的NaCl溶液，而2mol/L的MgSO4溶液導(dǎo)電能力強(qiáng)于2 mol/L的NaCl溶液。 二、離子方程式書寫及正誤判斷 1．離子反應(yīng) (1)概念：在水溶液中有離子參加的化學(xué)反應(yīng)。 (2)反應(yīng)發(fā)生的條件： ①生成難溶性的物質(zhì)；②生成難電離的物質(zhì)；③生成易揮發(fā)的物質(zhì)；④離子間發(fā)生氧化還原反應(yīng)。 (3)復(fù)分解型離子反應(yīng)本質(zhì)是溶液中某些物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度減小。 2．離子方程式 (1)概念：用實際參與反應(yīng)的離子符號表示化學(xué)反應(yīng)的式子。 (2)意義：離子方程式可表示所有同一類的化學(xué)反應(yīng)。而化學(xué)方程式只能表示一個化學(xué)反應(yīng)。 (3)書寫步驟： ①寫：寫出正確的化學(xué)方程式。 ②拆：將可溶、完全電離的物質(zhì)改寫成離子形式。強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、可溶鹽需拆分，單質(zhì)、氧化物、難溶物、氣體、弱電解質(zhì)仍寫化學(xué)式。 ③刪：將方程式兩邊相等個數(shù)的同種離子和未參加反應(yīng)的離子刪去，并使化學(xué)計量數(shù)最簡化。 ④查：檢查原子個數(shù)、電荷總數(shù)、得失電子數(shù)目是否守恒。 2．離子方程式書寫正誤判斷 (1)注意物質(zhì)“拆分”是否正確 氧化物、弱電解質(zhì)、沉淀等在離子方程式中均不能拆分。復(fù)習(xí)時應(yīng)記憶常見的弱電解質(zhì)、微難溶物質(zhì)等。 (2)檢查“物料”“電荷”雙守恒 離子方程式書寫中常常只注意物料守恒(質(zhì)量守恒)，而忽視了電荷守恒，這也是命題中常出現(xiàn)的陷阱。如氯化鐵溶液與銅的反應(yīng)易錯寫成Fe3＋＋Cu===Fe2＋＋Cu2＋，從物料角度看，是守恒的；但從電荷守恒看，等號左邊是3個正電荷，右邊是4個正電荷，電荷不守恒，因此錯誤。 (3)離子反應(yīng)應(yīng)符合客觀事實 離子反應(yīng)應(yīng)當(dāng)符合實際發(fā)生的客觀事實。如Fe與鹽酸只能生成Fe2＋，而與足量HNO3反應(yīng)則生成Fe3＋；或者金屬與氧化性酸反應(yīng)不會生成H2；反應(yīng)條件不同導(dǎo)致產(chǎn)物不同，如氯氣與NaOH溶液，常溫下反應(yīng)生成NaClO和NaCl，而加熱條件下反應(yīng)生成NaClO3和NaCl；以及長等號與可逆符號的使用也需要注意，如H2O＋COHCO＋OH－，若用了長等號就是錯誤的。 (4)方程式與條件量不符合 在不同反應(yīng)條件下，或者反應(yīng)物相對量不同時，反應(yīng)產(chǎn)物的配比可能發(fā)生變化。如，F(xiàn)e3＋和Cu2＋均為1mol/L的混合溶液中加入鐵粉：若加入足量鐵粉，則Fe3＋和Cu2＋均被還原，離子方程式為2Fe3＋＋2Cu2＋＋3Fe===5Fe2＋＋2Cu；若加入少量鐵粉，則僅有Fe3＋被還原，離子方程式為2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。因此在審題時，仔細(xì)辨別，看清離子方程式的書寫是否符合題意。 三、突破與量有關(guān)的離子方程式的書寫 1．與酸式鹽有關(guān)的離子反應(yīng) 一般書寫時，對于量不足的物質(zhì)，該物質(zhì)拆成離子后，實際參與反應(yīng)的離子的物質(zhì)的量之比一定要與它的化學(xué)式相符合，即可設(shè)為“1 mol”，然后再拆分；而足量的物質(zhì)，該物質(zhì)拆成離子后，實際參與反應(yīng)的離子的物質(zhì)的量之比不一定要與它的化學(xué)式相符合。即以不足量物質(zhì)實際參加離子反應(yīng)的離子完全反應(yīng)為基準(zhǔn)同足量物質(zhì)反應(yīng)來書寫離子方程式。如：向足量的NaHCO3溶液中逐漸滴入澄清石灰水的反應(yīng)。Ca(OH)2是量不足的物質(zhì)，設(shè)為“1 mol”，拆成1molCa2＋和2molOH－，物質(zhì)的量的比值符合化學(xué)式中的比例；繼而可與2molHCO反應(yīng)，即2molNaHCO3。然后寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式后再改寫成離子方程式。 化學(xué)方程式：Ca(OH)2＋2NaHCO3===2H2O＋CaCO3↓＋Na2CO3 離子方程式：Ca2＋＋2OH－＋2HCO===2H2O＋CaCO3↓＋CO 2．產(chǎn)物可與過量的物質(zhì)繼續(xù)反應(yīng)的離子反應(yīng) 對于產(chǎn)物可與過量的物質(zhì)繼續(xù)反應(yīng)的離子反應(yīng)，可以先分步寫出相應(yīng)的離子方程式，再按題目的要求直接或按比例合并方程式。 例如：向NaOH溶液中通入CO2氣體至過量，其離子反應(yīng)分步寫： ①2OH－＋CO2===CO＋H2O?、贑O＋CO2＋H2O===2HCO 若向NaOH溶液中通入過量CO2氣體，其離子反應(yīng)一步完成，合并①②式即可： OH－＋CO2===HCO 若向足量NaOH溶液中通入少量CO2氣體，則第二步反應(yīng)沒有發(fā)生，其離子方程式為①式： 2OH－＋CO2===CO＋H2O 3．混合順序引起“量”不同的離子反應(yīng) 兩種反應(yīng)物相互滴加的順序不同也可能發(fā)生不同的離子反應(yīng)，如碳酸鈉溶液與鹽酸反應(yīng)： ①向鹽酸中逐滴加入碳酸鈉溶液至反應(yīng)完全 化學(xué)方程式：Na2CO3＋2HCl===CO2↑＋H2O＋2NaCl 離子方程式：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O ②向碳酸鈉溶液中逐滴加入鹽酸至反應(yīng)完全 化學(xué)方程式：Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl 離子方程式：CO＋H＋===HCO 4．氧化還原型、且與“量”和“反應(yīng)順序”有關(guān)的離子反應(yīng) 此類離子反應(yīng)方程式的書寫較為復(fù)雜，不僅涉及氧化還原的先后順序，還涉及氧化劑與還原劑物質(zhì)的量的配比。書寫此類離子方程式，需先理清溶液中存在的氧化劑和還原劑的種類，根據(jù)氧化性強(qiáng)弱和還原性強(qiáng)弱分別排序，以確定反應(yīng)先后順序，并寫出分步的離子反應(yīng)方程式；最后根據(jù)題目中相對量的關(guān)系書寫總反應(yīng)方程式。 例：FeBr2溶液與氯氣反應(yīng)的問題，溶液中存在的氧化劑為Cl2，還原劑有Fe2＋、Br－，根據(jù)氧化還原性強(qiáng)弱排序：Fe2＋＞Br－，則通入Cl2時， ①Cl2不足時，只有Fe2＋被Cl2氧化， 如：當(dāng)n(Cl2)∶n(FeBr2)≤0.5時，發(fā)生下列反應(yīng)： 化學(xué)方程式：FeBr2＋1/2Cl2===1/3FeCl3＋2/3FeBr3 離子方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ ②當(dāng)Fe2＋完全反應(yīng)后，即n(Cl2)∶n(Fe2＋)＞0.5時，Br－開始被氧化，發(fā)生反應(yīng)2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2；結(jié)合反應(yīng)Fe2＋和Br－的物質(zhì)的量之比以及①中反應(yīng)方程式，書寫總反應(yīng)方程式。 如：當(dāng)n(Cl2)∶n(FeBr2)＝1∶1時，F(xiàn)e2＋全部被Cl2氧化，Br－部分被氧化，反應(yīng)的n(Fe2＋)∶n(Br－)＝1∶1，則總反應(yīng)式為： 即當(dāng)n(Cl2)∶n(FeBr2)＝1∶1時，離子方程式為2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2===2Fe3＋＋4Cl－＋Br2 ③當(dāng)Cl2過量時，即當(dāng)n(Cl2)∶n(FeBr2)≥1.5時，F(xiàn)e2＋、Br－均全部被Cl2氧化，發(fā)生下列反應(yīng)： 化學(xué)方程式：2FeBr2＋3Cl2===2FeCl3＋2Br2 離子方程式：2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋6Cl－＋2Br2 【例1】　下列物質(zhì)屬于電解質(zhì)且能導(dǎo)電的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．石墨B．液態(tài)HClC．葡萄糖D．熔融的Na2CO3 【解析】　A項，石墨能夠?qū)щ?，但不是化合物，不屬于電解質(zhì)； B項，液態(tài)HCl屬于電解質(zhì)，但該狀態(tài)的HCl以分子形式存在，不存在自由移動的離子，因此不能導(dǎo)電； C項，葡萄糖以分子形式存在，熔融狀態(tài)或水溶液中均不能導(dǎo)電，故不屬于電解質(zhì)； D項，Na2CO3屬于電解質(zhì)，且熔融狀態(tài)下能夠電離出自由移動的離子，故為正確答案。 【答案】　D 【提煉】　在水溶液里或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物叫電解質(zhì)?；衔锉旧韺?dǎo)電的前提：其內(nèi)部存在著自由移動的陰陽離子。離子化合物在水溶液中或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電；而某些共價化合物也能在水溶液中導(dǎo)電(如HCl)，其他為非電解質(zhì)。 能導(dǎo)電的不一定是電解質(zhì)。判斷某化合物是否是電解質(zhì)，不能只憑它在水溶液中導(dǎo)電與否，還需要進(jìn)一步考察其晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵的性質(zhì)等因素。例如，判斷硫酸鋇、碳酸鈣和氫氧化鐵是否為電解質(zhì)。硫酸鋇難溶于水(20℃時在水中的溶解度為2.410－4g)，溶液中離子濃度很小，其水溶液不導(dǎo)電，似乎為非電解質(zhì)。但溶于水的那小部分硫酸鋇卻幾乎完全電離(20℃時硫酸鋇飽和溶液的電離度為97.5%)。因此，硫酸鋇是電解質(zhì)。碳酸鈣和硫酸鋇具有相類似的情況，也是電解質(zhì)。從結(jié)構(gòu)看，對其他難溶鹽，只要是離子型化合物或強(qiáng)極性共價型化合物，盡管難溶，也是電解質(zhì)。 【例2】　下列敘述中，能說明某化合物一定是弱電解質(zhì)的是(　　) A．該化合物飽和溶液導(dǎo)電能力較弱 B．該化合物在熔融時不導(dǎo)電 C．該化合物水溶液和熔融狀態(tài)均不導(dǎo)電 D．該化合物溶于水中發(fā)生電離，溶質(zhì)離子濃度小于溶質(zhì)分子濃度 【解析】　A．溶液導(dǎo)電能力與溶液中離子濃度大小和離子所帶電荷的多少有關(guān)，若該化合物在水中的溶解度較小，則離子濃度較小，則飽和溶液導(dǎo)電能力較弱，如BaSO4； B．熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電的化合物可能是非電解質(zhì)，如蔗糖；也可能是強(qiáng)電解質(zhì)，如HCl； C．該化合物水溶液和熔融狀態(tài)均不導(dǎo)電則為非電解質(zhì)，不屬于弱電解質(zhì)； D．若溶質(zhì)離子濃度小于溶質(zhì)分子濃度，說明該化合物電離時不完全，則為弱電解質(zhì)。 【答案】　D 【提煉】　強(qiáng)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力不一定比弱電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力強(qiáng)。如濃度為4mol/L的醋酸溶液導(dǎo)電能力要強(qiáng)于0.001 mol/L的鹽酸溶液，因為前者溶液中自由移動的離子濃度更大。 【例3】　下列離子方程式正確的是(　　) A．用食醋除水垢的原理：2H＋＋CaCO3===Ca2＋＋H2O＋CO2↑ B．金屬鈉投入MgCl2溶液中：2Na＋Mg2＋===2Na＋＋Mg C．0.1molL－1NaHSO4溶液和0.1molL－1Ba(OH)2溶液等體積混合：H＋＋SO＋Ba2＋＋OH－===BaSO4↓＋H2O D．碳酸氫銨溶液和足量氫氧化鈉溶液反應(yīng)：OH－＋NHNH3H2O 【解析】　A項醋酸為弱電解質(zhì)，不能拆；B項金屬鈉投入MgCl2溶液中，鈉應(yīng)先與水反應(yīng)，生成氫氧化鈉與氫氣，然后有氫氧化鎂沉淀生成；C項正確；D項碳酸氫根離子也會與氫氧化鈉反應(yīng)。 【答案】　C 【提煉】　離子方程式書寫時物質(zhì)拆分注意點：1.難溶物不拆，如CaCO3、BaSO4、AgCl、Cu(OH)2、H2SiO3等在書寫離子方程式時均不能拆開，應(yīng)寫成化學(xué)式；2.微溶物作生成物不拆，如CaSO4、Ag2SO4、MgCO3、Ca(OH)2等微溶物，若作為生成物在書寫離子方程式時均不能拆開，應(yīng)寫成化學(xué)式。說明：微溶物作反應(yīng)物，濃度較小時拆成離子式，濃度較大時應(yīng)寫成化學(xué)式；3.弱電解質(zhì)不拆，如H2O、HF、CH3COOH等弱電解質(zhì)在書寫離子方程式時均不能拆開，應(yīng)寫成化學(xué)式；4.氧化物不拆，氧化物不論是否溶于水，在書寫離子方程式時均不能拆開，應(yīng)寫成化學(xué)式；5.弱酸的酸式酸根不拆，如HCO、HSO、HS－、H2PO等離子在書寫離子方程式時均不能拆開，應(yīng)寫成化學(xué)式。注意：對于強(qiáng)酸的酸式鹽，如NaHSO4其陰離子在稀溶液中應(yīng)拆開寫成H＋與SO形式，在濃溶液中不拆開，仍寫成HSO。 【例4】　在500mLFe2(SO4)3、CuSO4的混合液中，金屬陽離子的濃度均為2.0molL－1，現(xiàn)加入amol鐵粉，充分振蕩反應(yīng)后，下列說法不正確的是(　　) A．當(dāng)a≤0.5時，發(fā)生的反應(yīng)為2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ B．當(dāng)a＝1時，發(fā)生的反應(yīng)為2Fe3＋＋Cu2＋＋2Fe===4Fe2＋＋Cu C．當(dāng)0.5≤a＜1.5時，溶液中Cu2＋、Fe2＋、SO的物質(zhì)的量之比為(3－2a)∶(2＋2a)∶5 D．當(dāng)a≥1.5時，反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目大于3NA 【解析】　混合溶液中加入鐵粉后，首先發(fā)生反應(yīng)為2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，當(dāng)Fe3＋反應(yīng)完后，鐵粉還會與Cu2＋繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)：Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu，原溶液中n(Fe3＋)＝1mol，n(Cu2＋)＝1mol。當(dāng)a≤0.5時，發(fā)生的反應(yīng)為2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，A正確；當(dāng)a＝1時，0.5molFe與Fe3＋發(fā)生反應(yīng)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，剩余的0.5molFe與Cu2＋發(fā)生反應(yīng)：Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu，兩個方程式合在一起為2Fe3＋＋Cu2＋＋2Fe===4Fe2＋＋Cu，B正確；當(dāng)0.5≤a＜1.5時，amolFe完全轉(zhuǎn)化成amolFe2＋，1molFe3＋轉(zhuǎn)化成1molFe2＋，反應(yīng)后溶液中n(Fe2＋)＝(1＋a) mol,1molCu2＋發(fā)生部分轉(zhuǎn)化，剩余的Cu2＋為[1－(a－0.5)]mol，n(SO)＝2.5mol，C正確；當(dāng)a≥1.5時，1molFe3＋、1molCu2＋完全反應(yīng)，電子轉(zhuǎn)移數(shù)目為3NA，D錯誤。 【答案】　D 【提煉】　一種氧化劑多種還原劑的體系中，須先將還原劑按還原性強(qiáng)弱順序排列，寫出不斷加入氧化劑過程中依次發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，再由此分析解答。 【例5】　為了探究不溶性鹽X(僅含5種元素)的組成和性質(zhì)，設(shè)計并完成如下實驗(所加試劑均過量，氣體體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定)。 請回答： (1)X的組成元素為H、O和____________(用元素符號表示)，氣體C的電子式為________。 (2)寫出反應(yīng)①的離子方程式：________________________________________________________________________。 【解析】　根據(jù)實驗現(xiàn)象結(jié)合相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)，分析判斷元素種類。根據(jù)相關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量計算X的組成。A氣體使品紅溶液褪色，A是SO2，物質(zhì)的量是0.1mol，說明X中含有亞硫酸根或亞硫酸氫根離子。B是紅色固體，應(yīng)該是銅，物質(zhì)的量是0.05mol；藍(lán)色溶液和氫氧化鈉反應(yīng)生成C氣體和藍(lán)色沉淀，說明C是氨氣，物質(zhì)的量是0.1mol，即X中含有銨根；藍(lán)色沉淀灼燒生成黑色固體D，D是氧化銅，物質(zhì)的量是0.05mol。因此銅元素的物質(zhì)的量是0.1mol，則X中銅元素、銨根和亞硫酸根(或亞硫酸氫根)的物質(zhì)的量之比是1∶1∶1，而0.1molNH4CuSO3的質(zhì)量恰好是16.2g。 (1)根據(jù)以上分析可知X的組成元素為H、O和N、S、Cu。氨氣的電子式為HN,H。 (2)根據(jù)以上分析可知反應(yīng)①的離子方程式為2NH4CuSO3＋4H＋===Cu＋Cu2＋＋2SO2↑＋2H2O＋2NH。 【答案】　(1)N、S、Cu　(2)HN,H　(3)2NH4CuSO3＋4H＋===Cu＋Cu2＋＋2SO2↑＋2H2O＋2NH 【提煉】　在無機(jī)推斷題中也往往涉及離子方程式的書寫。首先應(yīng)充分利用實驗流程中的信息，抓住流程中的數(shù)字、顏色、所加物質(zhì)等關(guān)鍵信息，尋找突破口，注意聯(lián)系、大膽假設(shè)，全面分析，綜合判斷物質(zhì)的組成元素、化學(xué)式以及發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。而檢查離子方程式是否正確，主要從以下幾個方面檢查：①檢查反應(yīng)能否發(fā)生；②檢查反應(yīng)物、生成物是否正確；③檢查各物質(zhì)拆分是否正確，如難溶物、弱電解質(zhì)等需要保留化學(xué)式；④檢查是否符合守恒關(guān)系；⑤檢查是否符合原化學(xué)方程式等。