高中化学离子反应知识体系(高中化学离子反应及其练习)


高中化学离子反应知识体系(高中化学离子反应及其练习)(1)

核心知识点

一、离子反应与离子方程式

1.离子反应

(1)电解质在溶液中反应的实验探究

按下图所示完成实验,并回答问题:

高中化学离子反应知识体系(高中化学离子反应及其练习)(2)

①图甲实验的现象是无明显变化,因为溶液K+、Cl-、Na+、SO42—相互之间不发生化学反应。

②图乙实验的现象是有白色沉淀生成,其原因是溶液中Ba2+与SO42—结合生成硫酸钡。

③结论:电解质在溶液中的反应实质是离子之间的反应。

(2)离子反应:有离子参加或有离子生成的化学反应。

2.离子反应方程式

(1)离子反应常用离子方程式来表示。离子方程式是用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。

(2)离子方程式的书写步骤

以氯化钡和硫酸钠在溶液中反应为例:

①写:化学方程式(必须根据实验事实)

BaCl2+Na2SO4===BaSO4↓+2NaCl;

②拆:把易溶于水、易电离的物质拆成离子的形式

2Na++SO42—+Ba2++2Cl-===BaSO4↓+2Na++2Cl-;

③删:删去方程式两边不参加反应的离子

SO42—+Ba2+===BaSO4↓;

④查:检查方程式两边各元素的原子个数和电荷总数是否相等、反应条件、沉淀符号、气体符号等。

(3)书写下列反应的离子方程式:

①NaOH溶液与稀硫酸:OH-+H+===H2O;

②KOH溶液与稀盐酸:OH-+H+===H2O;

③BaCl2溶液与稀硫酸溶液:Ba2++SO42—===BaSO4↓;

④Ba(NO3)2溶液与硫酸钠溶液:Ba2++SO42—===BaSO4↓;

⑤碳酸钠与稀硫酸:CO32—+2H+===CO2↑+H2O

⑥碳酸钙与稀盐酸:CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O。

【归纳总结】

(1)书写步骤:

“写(基础)→拆(关键)→删(途径)→查(保证)”。

(2)书写关键:

①要将易溶于水、易电离的电解质写成离子的形式;

②单质、沉淀、气体、难电离的物质(如水、弱酸、弱碱)等写成化学式。

【深度思考】

(1)以H++OH-===H2O为例说明离子方程式表示的意义是什么?

提示 ①表示某一个具体的化学反应,如NaOH+HCl===NaCl+H2O。

②表示同一类反应,如:强酸与可溶性强碱生成水和可溶性盐的反应。

(2)①酸碱中和反应的离子方程式都是H++OH-===H2O吗?

②H++OH-===H2O仅表示酸碱中和反应吗?

提示 ①硫酸与氢氧化钡溶液反应的离子方程式为:2H++SO42—+Ba2++2OH-===BaSO4↓+2H2O。

②硫酸氢钠(NaHSO4)溶液与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为:H++OH-===H2O。

(3)判断下列反应的离子方程式正误。

①稀硫酸滴在铜片上:Cu+2H+===Cu2++H2↑(  )

②稀硫酸与氢氧化钡溶液混合:SO42—+Ba2+===BaSO4↓(  )

③稀硝酸滴在大理石上:CaCO3+2H+===Ca2++H2CO3(  )

④氧化铁与稀盐酸混合:Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O(  )

⑤氢氧化铜和稀盐酸反应:OH-+H+===H2O(  )

⑥镁和硝酸银溶液反应:Mg+Ag+===Mg2++Ag(  )

提示 ①× ②× ③× ④√ ⑤× ⑥×

解析 ①Cu的活泼性小于H2的活泼性,Cu不能和稀硫酸反应生成H2,故①错误;②稀H2SO4和Ba(OH)2溶液混合,除SO42—和Ba2+反应,还有H+和OH-反应,离子方程式为:2H++SO42—+Ba2++2OH-===BaSO4↓+2H2O,故②错误;③反应生成的H2CO3不稳定,分解成CO2和水,故③错误;④Fe2O3为氧化物,在离子方程式中不能拆分为离子,因此④正确;⑤Cu(OH)2在离子反应中,不能拆分为离子,应为Cu(OH)2+2H+===Cu2++2H2O;⑥中离子反应,电荷不守恒,应为Mg+2Ag+===2Ag+Mg2+。

【归纳总结】

离子方程式正误判断——“五看”

(1)看是否符合客观事实。

(2)看拆分是否正确。

(3)看是否符合原子守恒和电荷守恒。

(4)看是否漏写离子反应。

(5)看是否符合题设条件。

二、离子反应发生的条件

1.实验探究

高中化学离子反应知识体系(高中化学离子反应及其练习)(3)

(1)上述三个实验的现象:①生成蓝色沉淀;

②溶液红色消失;③产生气泡。

(2)写出上述三个实验中反应的离子方程式:

①Cu2++2OH-===Cu(OH)2↓;

②H++OH-===H2O;

③CO32—+2H+===CO2↑+H2O。

2.复分解型离子反应发生的条件

高中化学离子反应知识体系(高中化学离子反应及其练习)(4)

3.离子共存

(1)几种离子在溶液中能否大量共存,取决于它们之间是否发生反应。

(2)在溶液中若离子之间不发生反应,则能大量共存;否则不能大量共存。

(3)溶液中离子不能大量共存的判断

①离子间反应生成沉淀:如Ca2+与CO32—、Ag+与Cl-、Mg2+与OH-等。

②离子间反应生成气体:如H+与CO32—、H+与HCO3—等。

③离子间反应生成难电离的物质:如H+与OH-、H+与CH3COO-、OH-与NH4 等。

【深度思考】

(1)离子反应有复分解反应和置换反应等多种类型。判断下列置换型离子反应能否发生,若能,写出相应的离子方程式。

①Zn和稀硫酸:_______________________________________________________________。

②Cu和稀盐酸:________________________________________________________________。

③Fe和硫酸铜溶液:____________________________________________________________。

提示 (1)①能;Zn+2H+===Zn2++H2↑

②否 ③能;Fe+Cu2+===Fe2++Cu

(2)判断正误

①在强酸性溶液中,CH3COO-可以大量共存(  )

②含大量Ca2+的溶液中,SO42—可以大量共存(  )

③在溶液中与Ag+能共存的常见阴离子只有NO3—(  )

④无色透明溶液中,一定不存在Cu2+、Fe3+、MnO4—等(  )

⑤强酸性溶液中,一定不能大量存在CO32—、HCO3—、S2-、OH-等(  )

⑥滴入酚酞溶液显红色的溶液中K+、Na+、Cu2+、SO42—不能大量共存(  )

提示 ①× ②× ③√ ④√ ⑤√ ⑥√

【课堂练习】

1.下列各组物质间的反应中,不属于离子反应的是(  )

A.锌和稀硫酸反应

B.氯化钠溶液和硝酸银溶液反应

C.木炭和氧气反应

D.烧碱溶液和氯化铁溶液反应

答案 C

解析 选项C中的反应不在溶液中进行且无离子参加或生成,不属于离子反应。

2.下列溶液混合后,不能发生离子反应的是(  )

A.氢氧化钠溶液和氯化铁溶液

B.碳酸钠溶液和稀硫酸

C.硫酸钠溶液和氯化镁溶液

D.硫酸铜溶液和氢氧化钡溶液

答案 C

解析 选项C中的溶液混合无沉淀、气体或难电离物质生成,不能发生离子反应。

3.下列对于离子反应的表述正确的是(  )

A.离子反应中一定有沉淀生成

B.反应中有气体生成的反应一定是离子反应

C.复分解型离子反应发生的条件之一可以是有难电离物质生成

D.非电解质二氧化碳与足量烧碱溶液的反应不属于离子反应

答案 C

解析 离子反应不一定都有沉淀生成,有气体或难电离物质生成的也是离子反应;有气体生成的不一定是离子反应,如碳酸钙加热分解生成二氧化碳气体的反应不是离子反应;二氧化碳与烧碱溶液反应有碳酸根离子和水生成,该反应属于离子反应。

4.甲、乙、丙、丁四位同学分别进行实验,测定四份不同澄清溶液的成分,记录如下:

BaCl2、NH4NO3、K2SO4

NaCl、Ca(OH)2、K2CO3

HCl、Na2CO3、NaCl

KCl、K2SO4、NaNO3

其中记录合理的是(  )

A.甲 B.乙 C.丙 D.丁

答案 D

解析 甲中会有BaSO4沉淀,乙中会有CaCO3沉淀,丙中H+

与CO2-3反应生成CO2气体。

5.(2019·六安市舒城中学统考)能正确表示下列化学反应的离子方程式的是(  )

A.氢氧化钡溶液与稀硝酸反应:OH-+H+===H2O

B.澄清的石灰水与稀盐酸反应:Ca(OH)2+2H+===Ca2++2H2O

C.醋酸与氢氧化钠溶液反应:H++OH-===H2O

D.碳酸钡溶于稀盐酸中:CO32—+2H+===H2O+CO2↑

答案 A

解析 澄清的石灰水是强碱溶液,应拆分为离子,B错误;碳酸钡难溶于水不能拆成离子形式,D错误。

6.下列离子方程式书写不正确的是(  )

A.铁跟稀硫酸反应:Fe+2H+===Fe2++H2↑

B.铜片插入硝酸银溶液中:Cu+Ag+===Cu2++Ag

C.铁与氯化铜溶液反应:Fe+Cu2+===Fe2++Cu

D.碳酸钙跟稀盐酸反应:CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑

答案 B

解析 选项B中电荷不守恒,正确的离子方程式为Cu+2Ag+===Cu2++2Ag。

7.离子方程式H++OH-===H2O所表示的反应可以是(  )

A.所有酸和碱之间的中和反应

B.碳酸氢钠和氢氧化钠之间的反应

C.所有可溶性酸和可溶性碱的反应

D.硫酸氢钠与氢氧化钠的反应

答案 D

解析 该离子方程式表明,反应物是易电离出H+的物质和易电离出OH-的碱,且生成物为可溶性盐和水,选项D正确。

8.下列反应①和②可以用同一离子方程式表示的是(  )

A.①稀盐酸+碳酸钠溶液;②稀盐酸+碳酸氢钠溶液

B.①氢氧化钠溶液+稀盐酸;②氢氧化钡溶液+稀硫酸

C.①氯化钡溶液+稀硫酸;②氢氧化钡溶液+硫酸钠溶液

D.①稀盐酸+碳酸钙粉末;②稀硫酸+碳酸钠溶液

答案 C

9.与下列离子方程式相对应的化学方程式书写不正确的是(  )

A.Cu2++2OH-===Cu(OH)2↓

CuSO4+2KOH===Cu(OH)2↓+K2SO4

B.CO32—+2H+===CO2↑+H2O

BaCO3+2HCl===BaCl2+H2O+CO2↑

C.Ca2++CO32—===CaCO3↓

CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl

D.H++OH-===H2O

2KOH+H2SO4===K2SO4+2H2O

答案 B

解析 选项B中的碳酸钡不溶于水,不能写成离子的形式。

10.下列各组离子能在溶液中大量共存的是(  )

A.Ag+、K+、Cl-、NO3—

B.Ba2+、Cl-、H+、SO42—

C.H+、CO32—、Cl-、Na+

D.Na+、Ba2+、OH-、NO3—

答案 D

解析 选项A中Ag+与Cl-不能大量共存;选项B中Ba2+与SO42—不能大量共存;选项 C中H+与CO32—不能大量共存。

11.下列离子在水溶液中可与CO32—大量共存的是(  )

A.Ca2+ B.Ba2+ C.Na+ D.H+

答案 C

解析 CO32—与Ca2+、Ba2+都能结合生成沉淀,CO32—与H+能反应生成二氧化碳和水,选项C正确。

12.(2018·武汉高一检测)在强酸性无色透明溶液中,能大量共存的离子组是(  )

A.NH+4、Mg2+、SO2-4、Cl-

B.K+、OH-、NO-3、Fe3+

C.Al3+、Cu2+、SO2-4、Cl-

D.Na+、Ca2+、Cl-、CO2-3

答案 A

解析 选项B中含有Fe3+、选项C中含有Cu2+,二者溶液不可能为无色;溶液为强酸性,选项B中OH-、选项D中CO32—都不能大量存在。

13.某学生在家里进行以下小实验:

将空心铁球放入盛有密度为ρ g·cm-3的食盐水的烧杯中,铁球所处的位置如图所示。他将下列物质分别依次加入烧杯中:

高中化学离子反应知识体系(高中化学离子反应及其练习)(5)

①密度为ρ g·cm-3的硝酸银溶液

②密度为ρ g·cm-3的硫酸铜溶液

③密度为ρ g·cm-3的稀硫酸

(1)请写出可能发生反应的离子方程式:

①_____________________________________________________________________________、

_______________________________________________________________________________;

②_____________________________________________________________________________;

③_____________________________________________________________________________。

(2)试判断,能使小球上浮的物质是________(填序号)。

答案 (1)①Cl-+Ag+===AgCl↓

2Ag++Fe===Fe2++2Ag

②Cu2++Fe===Fe2++Cu ③2H++Fe===Fe2++H2↑

(2)③

14.(2018·江苏启东中学高一期中)人体胃液中含有胃酸(0.2%~0.4%的盐酸),起杀菌、帮助消化等作用,但胃酸的量不能过多或过少,它必须控制在一定范围内。当胃酸过多时就会出现“咯酸水”“烧心”“胃部隐隐作痛”等症状。目前市场上的抗酸药主要有①吸收性抗酸药,如NaHCO3等。②非吸收性抗酸药,如CaCO3、MgO、Al(OH)3等。

(1)上述所举抗酸药中有________个是电解质。

(2)CaCO3作抗酸药时发生反应的离子方程式为______________________________________。

(3)________(填“可以”或“不可以”)服用BaCO3来治疗胃酸过多,理由是_______________

_______________________________________________________________________________。

(4)如果病人同时患有胃溃疡,此时最好服用胃舒平[主要成分是Al(OH)3],反应的离子方程式为______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________。

答案 (1)4

(2)CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O

(3)不可以 Ba2+是重金属离子,对人体有害

(4)Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O

解析 (1)溶于水或在熔融状态下能够导电的化合物是电解质,碳酸氢钠、碳酸钙、氧化镁和氢氧化铝均是电解质,则上述所举抗酸药中有4个是电解质。(2)CaCO3作抗酸药时与氢离子反应,则发生反应的离子方程式为CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑。(3)碳酸钡与酸反应生成钡离子,Ba2+是重金属离子,对人体有害,因此不可以服用BaCO3来治疗胃酸过多。(4)胃舒平中的Al(OH)3难溶于水,作抗酸药时和胃酸中的H+反应为:Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O。

15.(2018·江西高一质检)某无色透明溶液中可能大量存在Ag+、Mg2+、Cu2+、Fe3+、Na+中的几种。请填写下列空白:

(1)不做任何实验就可以肯定原溶液中不存在的离子是__________。

(2)取少量原溶液,加入过量稀盐酸,有白色沉淀生成;再加入过量的稀硝酸,沉淀不消失。说明原溶液中肯定存在的离子是__________________。

(3)取(2)中的滤液,加入过量的氢氧化钠溶液,出现白色沉淀,说明原溶液中肯定有____________,有关的离子方程式为________________________________________________。


(4)原溶液可能大量共存的阴离子是________(填字母)。

A.Cl- B.NO3— C.CO32— D.OH-

答案 (1)Cu2+、Fe3+ (2)Ag+

(3)Mg2+ Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓ (4)B

解析 (1)无色透明溶液中不可能含有Cu2+、Fe3+等有色离子。(2)加盐酸有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成,则肯定存在Ag+。 (3)加氢氧化钠溶液有白色沉淀出现,肯定含有Mg2+。(4)原溶液中由于含有Ag+和Mg2+,阴离子中不可能含有Cl-、CO32—、OH-,可能含NO3—。

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