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高中化学知识点:化学离子反应

作者: 网编整理 丨来源:101教育 发布时间:2021-01-18

  一、离子反应的概念

  离子反应是指有离子参加的反应。也就是说,反应物中有离子或生成物中有离子的反应,均为离子反应。由于中学阶段涉及的问题多数是指水溶液中的变化,所以水溶液中电解质间的相互反应便成了离子反应的常见问题。但须注意的是,凡是离子化合物,就含有离子,有时固体状态的物质之间(如实验室判氨)或固体与气体之间(如碱石灰与氯化氢)发生的反应,也可以是离子反应,只是通常不书写类似这样过程的离子反应方程式。在水溶液中发生离子反应的条件即复分解反应的三个条件(有难电离、难溶及易挥发物质生成)和氧化还原反应(比如置换反应等)。

  二、离子共存问题

  凡是能发生反应的离子之间或在水溶液中水解相互促进的离子之间不能大量共存(注意不是完全不能共存,而是不能大量共存)。一般规律是:

  1、凡相互结合生成难溶或微溶性盐的离子(熟记常见的难溶、微溶盐);

  2、与H+不能大量共存的离子(生成水或弱)酸及酸式弱酸根离子:

  1氧族有:OH-、S2-、HS-、SO32-、HSO3-

  2氮族有:H2PO4-、HPO42-、PO43-

  3卤族有:F-、ClO-

  4碳族有:CH3COO-、CO32-、HCO3-、SiO32-

  5含金属酸根离子:AlO2-

  3、与OH-不能大量共存的离子有:

  NH4+和HS-、HSO3-、HCO3-、H2PO4-、HPO42-等弱酸的酸式酸根离子以及弱碱的简单阳离子(比如:Cu2+、Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+等等)

  4、能相互发生氧化还原反应的离子不能大量共存:

  1常见还原性较强的离子有:Fe2+、S2-、I-、SO32-。

  2氧化性较强的离子有:Fe3+、ClO-、MnO4-、Cr2O72-、NO3-、此外,S2O32-与H+也不能共存(发生歧化反应)。

  例1:下列各组离子:①I-、ClO-、NO3-、H+②K+、NH4+、HCO3-、OH-

  3SO32-、SO42-、Cl-、OH-④Fe3+、Cu2+、SO42-、Cl-⑤H+、K+、AlO2-、HSO3-

  ⑥Ca2+、Na+、SO42-、CO32-在水溶液中能大量共存的是

  A、①B、③④C、②⑤D、①④

  [解题分析]本题全面考查离子共存知识,在题给的六组离子中,第①组ClO-与H+、I-不能大量共存,第②组中NH4+与OH-、HCO3-与OH-不能大量共存,第③④组中各离子可以共存,第⑤组H+与AlO2-、HSO3-不能大量共存,第⑥组中Ca2+与CO32-甚至SO42-不能大量共存。因此,正确选项应为B。

  例2:在pH=1的溶液中,可大量共存的离子组是

  A、Fe3+、I-、S2-、Cl-B、Al3+、Mg2+、SO42-、Cl-

  C、K+、Na+、AlO2-、NO3-D、K+、Na+、SO42-、S2O32-

  [解题分析]本题先明确了溶液的环境为PH=1的酸性条件下,因此不仅要判断各离子组中离子能否共存,还要判断它们能否与H+大量共存。A选项中Fe3+与I-、S2-因发生氧化还原反应不能大量共存,先排除;C选项中H+与AlO2-不能大量共存;D选项中H+与S2O32-不能大量共存;因此正确选项为B。

  例3:加入铝粉产生氢气的溶液中,分别加入下列各组离子,可能大量共存的是

  A、NH4+、NO3-、CO32-、Na+B、Na+、Ba2+、Mg2+、HCO3-

  C、NO3-、Cu2+、K+、Cl-D、NO3-、K+、AlO2-、OH-

  [解题分析]本题应先审明题干中“加铝粉产生氢气”的含义,酸性条件(H+)和碱性条件(OH-)下均符合题意。选项A中,由于NH4+与CO32-与酸碱性条件均有矛盾,先排除;选项B中HCO3-既不能在酸性条件下大量存在,也不能在碱性条件下大量存在(Mg2+也不能在碱性条件下大量存在),也排除;C选项中由于Cu2+的存在,因此排除碱性条件,但在酸性条件下,NO3-氧化性的原因不是产生氢气,而是NO,也排除;D选项明显是在碱性条件下,符合题意。所以本题正确答案是D。

  类似的问题还有酸碱指示剂指示溶液的酸碱性条件下以及有色离子比如Fe3+、MnO4-等变型,原理大同小异,在此不再赘述。

  三、离子方程式的书写与离子方程式正误判断

  书写离子方程式按照“一写、二改、三消、四查”的步骤书写。应注意的是,第二步“改”是关键:

  (1)没有自由移动离子参加反应,不能写离子方程式

  (2)单质、氧化物在离子方程式中一律写化学式,如SO2与NaOH溶液反应的离子方程式:SO2+2OH-=SO32-+H2O,生石灰与盐酸反应离子方程式:CaO+2H+=Ca2++H2O,与醋酸溶液反应离子方程式:Zn+2HAC=Zn2++2AC-+H2↑

  (3)弱酸及多元弱酸的酸式酸根离子不能拆开写,如NaHS溶液与NaOH溶液反应:HS-+OH-=S2-+H2O,NaHCO3溶液与盐酸反应:HCO3-+H+=H2O+CO2↑

  例4:下列能正确表示反应离子方程式是

  A.氯气通入冷水中:Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-

  B.氢氧化钠加入盐酸:OH-+H+=H2O

  C.往水中投入一小块金属钠:Na+2H2O=Na++2OH-+H2↑

  D.磷酸二氢钠溶液中加入氢氧化钡溶液:2H2PO4-+3Ba2++4OH-=Ba3(PO4)2↓+4H2O

  [解题分析]选项A中HClO是弱酸,不能拆开写;选项BCu(OH)2是难溶物,也不能拆开写;选项C中电荷不守恒;选项D中,当氢氧化钡溶液过量时正确,因此选D。如果磷酸二氢钠过量,离子方程式:3Ba2++6OH-+3H2PO4-=Ba3(PO4)2↓+PO43-+6H2O。

  例5:下列反应离子方程式正确的是

  A、氯化铝溶液加过量氨水:Al3++3OH-=Al(OH)3↓

  B、CuSO4溶液加入过量氢氧化钡溶液:Ba2++SO42-=BaSO4↓

  C、往澄清石灰水通入过量二氧化碳气体:CO2+OH-=HCO3-

  D、碳酸氢钙溶液加入过量氢氧化钠溶液:Ca2++HCO3-+OH-=CaCO3↓+H2O

  [解题分析]选项A、B明显错误,选项D中正确的应为Ca2++2HCO3-+2OH-=CaCO3↓+CO32-+2H2O,选项C,CO2(少量)通入石灰水:CO2+2OH-+Ca2+=CaCO3↓+H2O,CO2过量继续反应:CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2,总式(叠加得):CO2+OH-=HCO3-。故选项C正确。

  [小结]离子方程式正误判一般进行“五查”:

  1查及应是否符合客观事实

  ②查难溶、难电离(弱酸、弱碱)、易挥发气体是否写成化学式

  ③查来参与反应的离子是否等量消去

  ④查微粒总数及电荷数是否均配平

  ⑤查符号“↑”“↓”“=”“”是否写对、写齐。

  一、离子反应常见类型:

  1、复分解型离子反应:例:Ag++Cl-=AgCl↓2H++CO32-=CO2↑+H2O

  2、置换反应型:例:Zn+2H+=Zn2++H2↑Cl2+2I-=2Cl-+I2

  3、盐类水解型:例:NH4++H2O==NH3·H2O+H+CH3COO-+H2O==CH3COOH+0H-

  4、复杂的氧化还原型:例:MnO4-+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O另外还有生成物中有络合物时的离子反应等。

  二、离子方程式书写规则:

  1、只能将强电解质(指溶于水中的强电解质)写出离子形式,其它(包括难溶强电解质)一律写成分子形式。如碳酸钙与盐酸的反应:CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O因此熟记哪些物质是强电解质、哪些强电解质能溶于水是写好离子方程式的基础和关键。

  2、不在水溶液中反应的离子反应,不能书写离子方程式。如铜与浓H2SO4的反应,浓H2SO4与相应固体物质取HCI、HF、HNO3的反应,以及Ca(OH)2与NH4Cl制取NH3的反应。

  3、碱性氧化物虽然是强电解质,但它只能用化学方程式写在离子方程式中。如CuO与盐酸的反应:CuO+2H+=Cu2++H2O

  4、有酸式盐参加的离子反应,对于弱酸酸式根离子不能拆成H+和酸根阴离子(HSO4-除外)。如NaHCO3溶液和NaOH溶液混合:HCO3-+OH-=CO32-+H2O不能写成:H++OH-=H2O

  5、书写氧化还原反应的离子方程式时,首先写好参加反应的离子,然后确定氧化产物和还原产物,再用观察配平并补齐其它物质即可;书写盐类水解的离子方程式时,先写好发生水解的离子,然后确定产物,再配平并补足水分子即可。

  6、遵守质量守恒和电荷守恒定律,即离子方程式不仅要配平原子个数,还要配平离子电荷数和得失电子数。如在FeCl2溶液中通入Cl2,其离子方程式不能写成:Fe2++Cl2=Fe3++2Cl-,因反应前后电荷不守恒,应写成:2Fe2++Cl2=Fe3++2Cl-。

  7、不能因约简离子方程式中局部系数而破坏整体的关系量。如稀H2SO4和Ba(OH)2溶液的反应,若写出为:Ba2++OH-+H++SO42-=BaSO4+H2O就是错误的,正确应为Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O。

  学习要通过自己去摸索才能找到适合自己的方法,化学的方程式不用太刻意的去记,而是要通过理解。平常多翻阅一些自己做的笔记,学会总结。通过做练习来巩固自己学过的知识。基本上在课堂上能掌握到学习的知识点,那么在做练习的时候就不会那么陌生。


(责任编辑:李远航)

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