离子反应在物质分离提纯等方面的应用

基于化学核心素养的高中化学概念教学——以“离子反应”为例摘要：围绕“离子反应”创设实验情境引入概念，自主探究建立概念，培养学生建立起微粒观，对比迁移运用概念到实际生活中，解决实际问题，将化学与现实世界联系起来，感受概念的意义，建构真正的化学思维，从而落实化学核心素养。

也为基于化学学科核心素养高中化学概念的教学设计提供案例参考。

关键词：高中化学核心素养概念教学离子反应化学概念是将化学现象、化学事实经过比较、综合、分析、归纳和类比等方法抽象出来的理性知识[1]，是化学科学发展所获得的结晶。

《普通高中化学课程标准》（2017版）指出，以教学设计和化学概念教学理论为指导，构建基于核心素养的概念教学模型并进行实践研究，进而指导高中化学概念教学，促进学科核心素养的落实。

尝试在化学概念教学中发展学生的核心素养。

促进学生建构更深层次的化学概念，从而提高学生对概念的学习热情与兴趣。

学生形成化学观念，学会运用化学思想解决生活中的实际问题的品格与能力，真正做到“立德树人”。

一、“离子反应”教学设计1.教学内容分析“离子反应”是电解质溶液理论中的核心知识，是学习盐类水解和电化学平衡等知识的基础；是物质制备、混合物分离、离子鉴别等问题的基础；在日常生活和生产中，诸如海水资源开发，废水处理、泡沫式灭火器等方面都用到离子反应的知识。

教科书编排了盐类的水解和沉淀溶解平衡的教学内容，同时离子反应的知识还延伸到了电极反应及电化学方程式书写等方面。

有利于学生整体构建电解质溶液理论体系，可见离子反应是高中化学课程中的核心概念，它在中学化学理论知识中占有举足轻重的地位。

1.学情分析1.教学目标分析1. 教学重难点教学重点：理解离子反应的条件是向着某些离子浓度减少的方向进行。

教学难点：理解电解质在水溶液中反应的实质并揭示其规律，建立起微粒观。

（五）教学方法教的方法：采用实验探究、创设真实情境、问题驱动、化学实验技术演示等方法。

学的方法：采用问题探究、交流讨论、实验探究、认知迁移、巩固运用等学法。

第一章物质及其变化第二节离子反应第二课时黑龙江省绥化市第一中学化学组赵秀梅导学：阅读教材17——18页1、从微观角度看，酸、、盐在水溶液中发生的复分解反应，实质上是两种电解质在溶液中相互的反应。

这类离子反应发生的条件就是复分解反应发生的条件，即、或。

只要具备上述条件之一反应就能发生。

2、离子反应在物质、物质，以及消除水中污染物等方面都有广泛的应用。

导练：1、写出下列物质反应的化学方程式并改写成离子方程式1）硝酸银和氯化镁反应2）氢氧化钡和硫酸反应3）碳酸氢钠和硫酸氢钠反应2、下列离子方程式，书写正确的是（）A．盐酸与碳酸钡反应：CO32－+ 2H + == CO2↑+ H2OB．硫酸铜溶液中滴加氢氧化钡溶液：Ba2+ + 2OH－+Cu2+ +SO42－==BaSO4↓+ Cu(OH)2↓C．硝酸银溶液中加入铜粉：Ag+ + Cu == Cu2+ + Ag↓D．稀硫酸滴在铜片上：Cu + 2H + == Cu2+ + H2↑导思：如何快速解决第2题这样的问题？新课讲授一、离子方程式正误判断的方法1、看离子方程式是否符合客观事实。

如：铁与盐酸反应：2Fe + 6H+ == 2Fe3+ + 3H2↑2、看是否是该拆成离子的物质没有拆，不该拆成离子的物质拆了。

如：NaHCO3与盐酸反应：2H+ + CO32ˉ== CO2↑+ H2O3、看是否漏掉部分离子反应。

如：CuSO4溶液与Ba(OH)2溶液反应：SO42ˉ+ Ba2+ == BaSO4↓4、看电荷是否守恒。

如：FeCl2溶液与Cl2反应：Cl2 + Fe2+ == 2Clˉ + Fe3+5、看是否符合定组成定律。

如：稀H2SO4与Ba(OH)2溶液反应：H+ + SO42ˉ+ Ba2+ + OHˉ == BaSO4↓+ H2O导练：3、下列离子方程式书写正确的是（）A．氧化铜与盐酸反应O2― +2H＋== H2OB．碳酸氢钠溶于盐酸：HCO3－+ H+ == H2O + CO2↑C．硫酸氢钠溶液与NaOH溶液混合：HSO4－+ OH－== H2O + SO42－D．石灰石溶于硝酸：CO32－+ 2H+ == H2O + CO2↑导学：学生探究教材17页思考与交流结论：一个离子方程式可以有对应的多个化学方程式。

离子液体在催化反应中的应用及机制探究催化反应是一种通过添加催化剂来提高反应速率的化学反应。

近年来，离子液体作为一种特殊的溶剂，在催化反应中展示出了良好的应用前景。

离子液体是一种具有低挥发性、高稳定性和可调控性的溶剂，其结构和性质能够与催化剂及反应物相互作用，从而影响催化反应的速率和选择性。

本文将探讨离子液体在催化反应中的应用及其机制。

离子液体在催化反应中的应用主要包括催化剂载体、催化剂活性调控、反应产物分离提纯等方面。

首先，离子液体作为催化剂载体，能够提高催化剂的稳定性和可重复使用性。

传统的溶剂在高温或高压条件下容易挥发或分解，而离子液体具有较高的热稳定性和化学稳定性，能够稳定地承载催化剂，从而增加催化剂的寿命。

其次，离子液体可以通过与催化剂的相互作用来调控催化剂的活性和选择性。

催化反应中，催化剂的活性是关键因素之一。

离子液体能够与催化剂形成强烈的相互作用，通过改变催化剂的电子环境或形貌，进而调控催化剂的活性。

例如，离子液体可以增强催化剂表面上活性位点的可利用性，提高催化剂对反应物的吸附能力，从而增强了催化反应的速率。

同时，离子液体还可以改变催化剂活性位点的空间结构，影响催化反应的选择性。

这种活性调控的能力使得离子液体在催化反应中展现出了良好的应用潜力。

离子液体还可以用作催化反应产物的分离和提纯剂。

传统的有机溶剂通常与产物有相似的化学性质，难以实现催化反应产物的高效分离和提纯。

而离子液体具有独特的溶解性能和物理化学性质，可以与目标产物或副产物形成可调控的相互作用，从而实现产物分离与提纯的高效性能。

例如，离子液体可以通过萃取或萃取结晶的方式，将目标产物从反应混合物中提取出来，进而实现高纯度的产品得到。

离子液体在催化反应中的机制主要通过以下几个方面来解释：离子交换、电子转移、离子迁移、酸碱性等。

首先，离子交换是指离子液体中阳离子和阴离子之间的交换作用。

离子液体中的阳离子和阴离子以静电相互作用为基础，形成稳定的液态结构。

《离子反应》教学设计(共12页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--《离子反应》教学设计《离子反应》教学设计《离子反应》教学设计1教学目标概览（一）知识目标使学生了解电解质、强电解质、弱电解质的含义。

（二）能力目标1、培养学生实验能力和观察能力。

2、培养学生通过实验现象分析、探究化学反应实质的能力。

3、培养学生全面认识事物、分析事物的逻辑思维能力。

（三）情感目标1、通过实验激发学生学习化学的兴趣和情感。

2、培养学生严谨求实、勇于探索的科学态度。

3、对学生进行透过现象看本质的辨证唯物主义教育。

教学重点、难点：强电解质、弱电解质的含义。

教学方法：设疑、实验、讨论、讲解相结合。

教学过程：[引言]上节课学习了氧化还原反应，是根据反应中是否有电子转移进行分类的，化学反应还有一种重要的分类方法，即将有离子参加的反应统称为离子反应。

下面我们就来学习这种反应。

[板书]第二节：离子反应[设问]①根据初三所学知识，哪些物质在什么情况下可以电离出自由移动的离子呢？②可以通过什么方法检验这些物质是否电离？③它们电离过程可用什么式子表示？分析得出电解质的概念。

[板书]一、电解质和非电解质电解质：在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物。

[练习]下列物质能导电的是属于电解质的是：HCl气体、Ca（OH）2固体、KNO3固体、CO2、Hg、NH3、KOH溶液、金刚石、石墨、蔗糖、酒精、硫、铝。

由上答案分析出非电解质的概念。

[板书]非电解质：在水溶液或熔融状态下都不导电的化合物。

（学生讨论出答案后，师生共同小结理解电解质、非电解质概念应注意的问题。

）[板书]（1）电解质、非电解质应是化合物。

（2）电解质的导电条件：水溶液里或熔融状态下。

如：碳酸钙虽然其水溶液几乎不导电，但在熔融状态下导电，因此它是电解质。

（3）电解质导电必须是用化合物本身能电离出自由移动的离子而导电，不能是发生化学反应生成的物质导电。

在学科观念的建构中发展学生的核心素养——以“离子反应”教学为例广东清远市第一中学（511500）马长燕苏捷［摘要］文章以“离子反应”的教学为例，通过联系生活实际创设情境，设置驱动性问题，以知识为载体，借助数字化实验探究复分解反应的本质，从实验现象和图表数据分析入手，采用“宏观—微观—符号”三重表征等方法，运用动画模拟等手段帮助学生自主建构概念，发展学生的微粒观、实验观、变化观、化学价值观等化学学科基本观念，实现情境、知识和素养的高度融合。

［关键词］学科观念；核心素养；离子反应［中图分类号］G 633.8［文献标识码］A ［文章编号］1674-6058（2023）05-0076-04化学学科观念是人们基于已有知识和认知水平，对化学科学知识和学习过程的不断概括和总结，进而形成的总观性认识，为我们提供了认识物质的化学视角和思路方法。

化学学科观念的建构以具体化学知识作为载体，通过学习不断积累和提炼知识，深入思考核心概念，进而形成解决化学问题的基本思路和方法，这些思路和方法具有可迁移性。

以化学学科基本观念（元素观、变化观、微粒观、实验观、分类观、化学价值观等）为指导方向，选择能促进学生形成学科观念的具体知识内容进行教学，以帮助学生建构化学学科观念，发展化学学科核心素养。

“离子反应”是人教版高中化学必修第一册第一章第二节的内容。

本文结合学科观念建构教学的基本理论，设计探究实验，基于实验现象对离子反应进行分析和推理，引导学生从微观角度解释宏观现象，认识电解质在溶液中的反应本质，建构离子反应概念，逐步形成研究水溶液体系的思维方法，同时形成化学学科观念，发展化学学科核心素养。

一、教学思路“离子反应”这节课的教学思路如下：首先，通过创设真实的问题情境——硫酸废水的处理，以及设计学习任务，让学生带着明确的问题和任务去探索；通过试剂的选择和小组实验探究，让学生在探索中体验物质的转化；通过分析实验现象及其微观本质，让学生学会从微观视角来思考化学反应的本质，形成认识化学反应的新视角；通过构建和应用离子反应的概念模型，引导学生了解中和反应的实质，深度理解微粒观及离子方程式的意义。

（新教材）人教版高中化学必修一第一章第2节《离子反应》优质说课稿今天我说课的内容是部编人教版（新教材）高中化学必修1第一章第2节《离子反应》。

第一章主要讲述物质及其变化。

世界是由物质构成的, 目前人类发现和合成的物质已超过1亿种。

对于这么多的物质和更为丰富的化学变化, 人们是怎样认识和研究的呢?分类是认识和研究物质及其变化的一种常用的科学方法。

通过分类, 可以将纷繁复杂的物质分成不同的类别, 还可以从离子、电子等微观视角揭示化学反应的规律。

依据物质类别和元素价态, 可以解释和预测物质的性质, 设计物质间的转化途径。

通过第一章学习, 从宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识、科学态度与社会责任5个方面培养学生化学学科核心素养。

本章共有三节, 本课是第二节, 主要讲述离子反应, 承载着实现本章教学目标的任务。

为了更好地教学, 下面我将从课程标准、教材分析、教学目标和核心素养、教学重难点、学情分析、教学准备、教学方法、教学过程等方面进行说课。

一、说课程标准。

普通高中化学课程标准（2017版2020年修订）: 【内容要求】“2.3 电离与离子反应: 认识酸、碱、盐等电解质在水溶液中或熔融状态下能发生电离。

通过实验事实认识离子反应及其发生的条件, 了解常见离子的检验方法。

”由此标准可以看出, 本课学习主题属于“常见的无机化合物及其应用”这一部分。

二、说教材。

本课是人教版化学必修1第一章《化学物质及其变化》第二节内容, 本节为概念形成课, 属于化学理论性知识, 是中学化学课程中有关离子最基础的学习内容, 是后续学习必备的基础。

同时, 承接了上节课物质分类思想, 对化合物进行再分类, 并为后边的学习提供了理论基础, 承前启后。

本课从学生已有知识出发, 以问题导入, 共有“电解质的电离”和“离子反应”两部分内容。

具体来说, 先介绍了电解质的概念；继而分析了电解质溶液导电的性质及原因, 然后引出离子、电离概念及电解质电离方程式。

第2课时离子反应发展目标体系构建1．通过实验探究理解离子反应的本质是微粒间的相互作用，体会含有相同微粒的物质发生相同的离子反应。

2．能够依据电解质在水溶液中的电离结果和微粒间的相互作用推测离子反应的发生，写出离子方程式。

3．能够运用离子反应完成物质中常见离子的检验、杂质离子的除去等任务。

一、离子反应的含义1．探究电解质在水溶液中反应的实质实验操作实验现象随着H2SO4溶液的滴入，(1)电导率：读数先减小后增大(2)溶液：出现白色沉淀，溶液颜色由红色变浅至无色解释稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应的实质是溶液中的H＋与OH－结合生成难电离的水、Ba2＋与SO2－4结合生成硫酸钡沉淀，导致溶液中离子浓度的降低(1)概念：在溶液中有离子参加的化学反应。

(2)实质：溶液中某种或某些离子的浓度发生改变。

(3)复分解型离子反应发生的条件微点拨：熟记可拆的强酸、强碱和易溶盐的口诀钾钠铵盐硝酸盐，都能溶于水中间；氯化物除银亚汞，硫酸不溶铅与钡；碳酸磷酸亚硫酸，可溶只有钾钠铵；易溶钾钠铵钡碱，不溶的酸是硅酸。

二、离子方程式1．表示：离子反应可以用离子方程式表示。

例如，NaOH溶液与稀盐酸反应的离子方程式为H＋＋OH－===H2O。

2．书写步骤(以氯化钡溶液和硫酸钠溶液反应为例)3．意义(1)表示一个具体的化学反应。

(2)表示所有同一类型的化学反应。

三、离子反应的应用1．离子检验离子使用的反应现象反应离子方程式试剂Cl－AgNO3溶液、稀硝酸加入AgNO3溶液，产生白色沉淀，再加稀硝酸沉淀不溶解Cl－＋Ag＋===AgCl↓SO2－4BaCl2溶液、稀盐酸加足量稀盐酸无沉淀，再加BaCl2溶液产生白色沉淀Ba2＋＋SO2－4===BaSO4↓2.食盐的精制粗食盐中含有Ca2＋、Mg2＋、SO2－4等杂质离子，除去它们发生反应的离子方程式分别是：(1)Ca2＋＋CO2－3===CaCO3↓。

(2)Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓。

离子液体在天然产物提取分离中的应用作者：孙晓薇来源：《农业与技术》2014年第07期摘要：离子液体具有不易挥发、性质可调、溶解性强、安全环保等特点，是优良的新型绿色溶剂，有望替代传统的易挥发有机溶剂在化工提取分离中的应用。

本文介绍了离子液体的基本性质，分析了离子液体作为提取溶剂的相关特征及其在天然产物提取分离中的应用，并对其应用前景提出了展望。

关键词：离子液体；天然产物；提取分离中图分类号：TQ35 文献标识码：A1 离子液体概述液体状态下的离子化合物可以称之为离子液体（Ionic Liquid，简称IL）。

绝大多数离子化合物在高温熔融状态下才能呈现液态，如氯化钠（NaCl）熔点为为801℃成液体，基本上由钠阳离子和氯离子构成。

在高温熔融的状态下，离子化合物的性质和结构并不稳定，极大地限制了其应用范围。

但是有一类有机化合物在室温或接近室温的条件下稳定地以液态形式存在，由大体积的有机阳离子与有机或无机阴离子构成，被称为室温离子液体，又被称为室温熔融盐。

室温离子液体一般由有机阳离子和无机或有机阴离子组成而不含电中性分子的化合物，有机阳离子主要有：咪唑类、吡啶类、季铵盐类、季膦盐类4类；无机阴离子主要为卤化物，如Br-、Cl- 、BF4- 、PF6-、[AlCl4]-、[Al2Cl7]-等，以及[CF3SO3]-、[CH3CO2]-等有机阴离子。

室温离子液体与水、汽油等由电中性分子构成的液体不同，也与常见的有机溶剂不同，室温离子液体中存在强大的静电吸引作用，具有熔点低、不挥发、液程范围宽、热稳定性好、溶解能力强、性质可调、不易燃烧等性质[1]。

本文所论述的离子液体即指室温离子液体。

2 离子液体作为提取溶剂的相关特征与传统的有机溶剂相比，离子液体具有一系列突出特点，是取代传统有机溶剂的环境友好型绿色溶剂。

作为优良的提取溶剂，离子液体具有以下特点。

2.1 稳定性好离子液体的熔点低，在室温或相近温度下即为液态，其液态的温度区间较大，在较广的温度范围内都能够以液态形式存在，性质和结构能够保持稳定，具有良好的稳定性。

离子液体作为溶剂在化学品合成中的应用前景近年来，离子液体作为一种新型溶剂在化学品合成中的应用前景备受关注。

离子液体是一种具有独特性质的液体，由离子对组成，常见的离子液体包括氟代烷基磺酸盐、烷基磺酸盐等。

相比传统有机溶剂，离子液体具有高溶解度、低挥发性、可调性强等优势，因此在化学品合成中具有广阔的应用前景。

首先，离子液体作为溶剂可以提高化学反应的效率。

传统有机溶剂在高温下易于挥发，导致反应物的损失，而离子液体的低挥发性可以有效减少反应物的损失，提高反应的收率。

同时，离子液体具有较高的溶解度，可以溶解一些难溶于传统有机溶剂的物质，使得一些反应得以进行。

因此，离子液体作为溶剂可以提高化学反应的效率，减少资源的浪费。

其次，离子液体作为溶剂可以提供更加温和的反应条件。

传统有机溶剂中常用的一些强酸、强碱在离子液体中可以以离子形式存在，从而减少了对环境的污染。

离子液体的调控性强，可以通过改变离子对的组成和结构来调节反应的速率和选择性，实现对反应过程的精确控制。

此外，离子液体的高热稳定性和化学稳定性，使得它们可以在高温、高压等苛刻条件下进行反应，扩大了化学品合成的范围。

再次，离子液体作为溶剂可以促进催化反应的进行。

催化反应是化学品合成中常用的一种方法，而离子液体作为溶剂可以提供更好的催化环境。

离子液体的高极性和低挥发性可以增加催化剂与反应物之间的接触面积，提高反应速率。

此外，离子液体还可以改变催化剂的分散状态，增加催化剂的稳定性和活性，从而提高催化反应的效率和选择性。

最后，离子液体作为溶剂还具有一些其他的应用前景。

例如，离子液体可以用作电解质，应用于电化学反应中。

离子液体的高离子导电性和宽电化学窗口使其在电池、电解水等领域具有潜在的应用价值。

此外，离子液体还可以用作液体萃取剂、溶剂萃取剂等，用于分离和提纯化学品。

离子液体的高选择性和可调性使其在分离技术中具有优势。

综上所述，离子液体作为溶剂在化学品合成中具有广阔的应用前景。