高二化学反应原理优质学案5:3.4.1 离子反应发生的条件
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离子反应发生的条件是什么
1、离子反应发生的条件是要有沉淀、气体、水生成。
2、离子反应发生的条件是要有难溶、易挥发、难电离物质生成;(不能说明氧化还原型离子反应的发生)。
3、离子反应总是向某些离子浓度降低的方向进行。
4、从热力学角度,用自由能的变化做判据说明离子反应进行的方向。
分析离子反应发生的条件(就是判断离子反应自发进行方向),应该和分析其他化学反应自发进行条件一样,可以用热力学数据做判据。
依据一定温度、压力条件下,反应的吉布斯自由能⊿G=⊿H-T ⊿S是否小于0来判断。
酸、碱、盐在溶液中离子互换反应;若有沉淀、气体生成,由于发生了相变,△S发生了很大变化;若有难电离物质生成,产物的⊿H比反应前的自由离子有较大的降低。
因此,这些离子反应的自由能⊿G=⊿H-T⊿S都小于0,都能自发进行。
也因此,当酸、碱、盐在溶液中的离子互换反应有沉淀、气体、水(难电离物质)生成时,可以判断反应能发生。
有沉淀、气体、水(难电离物质)生成的离子互换反应,溶液中某些或某种离子浓度必然降低。
但这不意味着,所有的离子反应,总是朝着离子浓度降低的方向进行。
例如,醋酸和氨水的反应,金属钠和水的反应,离子浓度都增大,由于反应的⊿G<0,都能自发进行。
从因果关系上看,离子反应生成沉淀、气体、水(难电离物质)是反应发生
的宏观现象,不是反应发生的根本原因。
离子反应和所有化学反应一样,反应的推动力是反应自由能的降低。
离子反应的发生条件离子反应的发生条件离子反应是指化学反应中的一种反应类型,是通过正负离子之间的相互作用来完成化学反应的。
离子反应的发生是受到许多因素的影响的,以下将逐步详细介绍:第一,化学成分在离子反应中,通常需要存在可离解的离子或离子化合物,才能使其发生。
对于离子化合物,一旦溶解时,即会预先脱离离子。
而对于不易溶于水,就需要外加其他溶剂或反应条件,使之溶解或形成一个特定的离子化合物,才能进行离子反应。
第二,溶液的浓度在反应前,需要考虑溶液中离子的浓度,只有当浓度达到一定水平时,才能促进离子之间的相互作用。
但是,过高的浓度会导致离子之间的大量静电相互吸引,使离子化合物杂乱无章,而无法发生反应。
第三,反应温度反应温度对离子反应有明显影响。
当温度升高时,原子和分子之间的碰撞频率会增加,活动性也会增加,可以使离子反应更容易发生。
对于有些离子反应,需要在数据情况下加热才能够引发反应。
第四,反应时间反应时间是离子反应发生的重要因素。
例如,化学实验中,加入化合物时,需要允许一定的反应时间,使其中的离子与其他形成物相互作用。
通常情况下,化学反应需要一定的时间来达到最佳效果,所以在进行反应之前需要考虑时间的问题。
第五,光线光线也可以影响离子化学反应的发生。
光线的频率和能量可以加速化学反应,通过更精细和精确光学设计,人们可以实现光控反应等设计。
综上所述,离子反应发生的条件非常复杂,涉及到许多方面,例如化学成分,溶液浓度,反应温度,反应时间和光线等。
只有在这些条件符合的情况下,反应才能顺利进行。
因此,想要顺利进行离子反应,需要在以上因素的基础上完整地考虑其他因素,以获得最佳实验结果。
第4节离子反应第1课时离子反应发生的条件[学习目标定位] 1.知道离子反应的实质和离子反应发生的条件。
2.会判断离子反应能否发生,会书写离子方程式。
3.熟知离子反应的应用。
一离子反应发生的条件1.生成沉淀(1)生成沉淀:可溶性电解质之间发生反应生成沉淀,如Ba(OH)2溶液与Na2SO4溶液混合时,其离子方程式为__________________________________________________________。
(2)沉淀的转化:由一种难溶电解质溶解生成的离子与其他离子反应生成另一种更难溶电解质,使相应离子浓度降低,促进原沉淀继续溶解并转化为新的沉淀。
如MgCO3与NaOH溶液反应可生成Mg(OH)2沉淀,其离子方程式为_________________________________。
2.生成弱电解质(1)生成水:如KOH溶液与HNO3溶液反应,离子方程式为_____________________。
(2)生成其他弱电解质①强酸生成弱酸:如H2SO4与CH3COONa溶液反应的离子方程式为________________。
②强碱生成弱碱:如NH4Cl溶液与NaOH溶液反应的离子方程式为_________________。
③水解反应:如CH3COONa水解的离子方程式为_____________________________________________________________________________________________________________。
3.生成气体Na2CO3溶液与足量盐酸反应,离子方程式为______________________________________。
浓NH4Cl溶液与浓NaOH溶液共热时的离子方程式为______________________________。
4.发生氧化还原反应(1)非电化学原理的氧化还原反应向CuSO4溶液中加入锌片:________________________________________________________。
第二节离子反应(第二课时)【教学重点】离子反应及其发生的条件【教学难点】离子反应及其发生的条件【教学过程】【导入新课】【复习】上节课我们学习了电解质和电离的概念。
知道了电解质分为强电解质和弱电解质。
以上节课的知识作基础,我们这一节课学习离子反应和离子方程式。
电解质在溶液里的反应必定有离子的参加,有离子参加的反应就叫做离子反应。
离子间是如何进行反应的呢?反应的本质又是什么?〖板书〗二、离子反应及其发生的条件1、离子反应:有离子参加的反应叫离子反应。
【思考】离子反应的实质是什么?【学生回答】离子浓度减少的过程【提问】离子反应的有哪一些类型?【学生回答】(1)复分解反应;(2)氧化还原反应【课堂实验】让学生代表动手做以下实验,老师提示注意事项。
(1)5 mL CuSO4+5 mL NaCl 现象:无明显现象(2)5 mL CuSO4+5 mL BaCl2现象:有白色沉淀生成【学生分析】CuSO4+BaCl2=CuCl2+BaSO4↓CuSO4和BaCl2在溶液中分别发生了电离:CuSO4=Cu2++SO42- BaCl2=Ba2++2Cl-当CuSO4溶液和BaCl2溶液混合时,Cu2+和Cl-之间并没有发生化学反应,而Ba2+和SO42-之间则发生了化学反应,所以该反应的实质是:Ba2++SO42-=BaSO4↓2、离子方程式:用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子,叫离子方程式。
【推进新课】离子方程式书写的一般步骤为:写——改——删——查【举例】Ba(OH)2+H2SO4—【答案】略【板书】(1)、书写的步骤:写——改——删——查【小结】从书写离子方程式的步骤中可以得出:我们要对初中学习过的溶解性表熟记。
【回忆复习】初中我们学过哪些物质是沉淀?【学生回答】碳酸钙,硫酸钡,碳酸钡,氯化银。
【思考】高中除了学习着一些沉淀外,还有哪些物质是难溶于水的物质呢?【小结】部分氢氧化物和部分碳酸盐类【黑板展示】按步骤书写离子方程式1、HCl+NaOH——2、HCl+KOH——3、H2SO4+NaOH——4、H2SO4+KOH——【分析总结】(1)写:以实验事实为依据,写出正确的化学方程式(2)改:把易溶的强电解质改写成离子形式,单质、氧化物、沉淀、气体等写化学式(3)删:删去方程式两边不参加反应的离子,将系数化成最简整数比(4)查:检查离子方程式两边元素的原子个数和电荷数是否相等【讲叙】由上述四个反应,得出离子反应的意义:不仅仅可以表示某一个具体的反应,还可以表示同一类型的反应。
第1课时离子反应发生的条件教学目标知识与技能:1. 知道离子反应的实质和离子反应发生的条件。
2. 会判断离子反应能否发生,会书写离子方程式。
3. 熟知离子反应的应用。
过程与方法:利用熟悉的例子归纳离子反应的共同点,引导学生按已形成的思路进行分析,在讨论的基础上进行归纳总结,形成简要的话进行记忆,使认识得以提升。
情感、态度与价值观:展示更为广阔的化学天地,立志于从事化学、化工研究和生产及相关领域的研究;充分感受化学在人类生产、生活中的作用和贡献。
教学重点:离子反应的条件及应用。
教学难点:离子反应的应用教学过程:【交流研讨】P98,学生完成【回顾小结】1.离子反应的书写方法:(1)写拆删检(2)离子不能共存法【板书】2.离子反应:溶液中有离子参与的化学反应称之为离子反应【提问】离子发生的产所在什么地方?【学生】水溶液中【追问】实验室制备氨气——2NH4Cl + Ca(OH)2===CaCl2 + 2NH3↑+2 H2O有没有离子反应?【学生】没有,因为不在水溶液中发生的【提问】在必修1中我们学到的离子反应发生的条件什么?【学生】生成沉淀、生成水、生成气体(也有可以知道发生氧化还原反应)【板书】3.离子反应发生的条件:↓【举例】SO42—、Cl—、CO32—的检验以及MgCO3沉淀的转化【教师】其实,生成水和生成像水一样的弱电解质也可以,比如讲,CH3COONa与盐酸HCl反应、NH4Cl与NaOH反应大量Na2CO3与少量盐酸【板书】生成弱电解质【举例板书】CH3COONa+HCl===CH3COOH+NaClCH3COO— + H+=== CH3COOHNH4Cl+NaOH===NH3•H2O+NaCl NH4+ + OH—=== NH3•H2ONa2CO3(过量)+HCl===NaCl+NaHCO3CO32—(过量) + H+=== HCO3—【提问】少量Na2CO3与大量盐酸能否发生反应?产物是什么?【学生】Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑ CO32—+ 2H+=== H2O + CO2↑【追问】那么这个离子反应的条件是什么?【板书】↑【举例】比如讲NH4+的检验:NH4+ + OH—△NH3↑ + H2O(或浓碱溶液)(用湿润的蓝色石蕊试纸)【提问】Fe2+能否在硝酸中,浓硫酸中存在?【学生】不能【追问】为什么?【学生】发生了氧化还原反应,Fe2+被硝酸或浓硫酸氧化成Fe3+了。
课题离子反应及其发生的条件三维目标:知识与技能1.初步掌握离子反应和离子方程式的含义,初步学会书写离子方程式;2.用实验的方法探究离子反应的实质和复分解反应型离子反应发生的条件,体会科学探究化学学习和研究中的重要性;过程与方法1.探究离子反应及其发生的条件2.在学习离子反应的过程中,学会运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取信息,并运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工。
情感、态度与价值观3.体会离子反应在混合物分离、物质提纯和鉴定、污水处理等方面的重要意义。
重点难点:离子方程式的书写,离子反应发生的条件教具准备:投影仪、幻灯片;学生实验用品:NaCl溶液、CuSO4溶液、BaCl2溶液、Na2SO4溶液、NaOH溶液、稀HCl、Na2CO3溶液、酚酞、试管5支、胶头滴管、小烧杯演示实验用品:NaCl溶液、CuSO4溶液、小烧杯教学过程:[思考与交流]在下列物质中:①蔗糖②HCl ③NaOH ④Cu SO4⑤Ba SO4⑥Na2CO3 ⑦C2H5OH ⑧H2O ⑨CO2 ⑩Fe属于电解质的是______ ______属于非电解质的是_________ ___溶液中主要以离子形式存在的是____________[归纳与整理]因电解质溶于水可电离成为离子,所以电解质在溶液里所起的反应实质上是离子间的反应,这样的反应属于离子反应。
要求:学会如何观察实验,记录实验现象,并且能根据实验现象进行分析。
[思考与交流]1、书写NaCl、BaCl2、CuSO4的电离方程式。
2、BaCl2溶液与CuSO4溶液反应的实质是什么?[归纳与整理]离子反应及其发生的条件一、离子反应:在溶液中,有离子参加或生成的反应叫做离子反应[过渡]我们在前面刚学过电离方程式,电离方程式就是表示电解质在水溶液中电离出阴阳离子的过程,那我们可不可以用一个式子表示离子反应的过程呢?[归纳与整理]二、离子方程式1、定义:用实际参加反应的离子符号表示离子反应的式子叫做离子方程式。
第1课时离子反应发生的条件【学习目标】1. 知道离子反应的实质和离子反应发生的条件。
2. 会判断离子反应能否发生,会书写离子方程式。
3. 熟知离子反应的应用。
【学习重难点】学习重点:离子反应的应用学习难点:离子反应的应用【自主学习】1.溶液中之间,以及与之间发生的反应称为离子反应,其实质是溶液中某种或某些离子。
2.离子方程式是指用实际参加反应的符号表示反应的式子。
离子方程式不仅可表示化学反应,还可表示化学反应,揭示了这类化学反应的本质。
3.写出下列反应的离子方程式:(1)硫酸和NaOH溶液反应:。
(2)硫酸钠溶液和氯化钡溶液混合:。
(3)石灰乳和碳酸钠溶液混合:。
(4)盐酸和锌粒反应:。
(5)碘化钾溶液与溴水反应:。
(6)醋酸钠溶液与盐酸混合:。
4.下列物质混合后不能发生离子反应的是________(填字母序号)。
A.硫酸铜溶液与氢硫酸B.氯化铁溶液与氢硫酸C.稀硫酸溶液与氯化钠溶液D.铜粉投入氯化铁溶液中E.二氧化硫通入氯水中【预习检测】1.下列叙述正确的是()A.凡是离子化合物在离子方程式中都要以离子来表示B.离子反应总是向着溶液中离子浓度减小的方向进行C.酸碱中和反应的实质是H+和OH-结合生成水,故酸碱中和反应的离子方程式都是H++OH-===H2OD.复分解反应必须同时具备离子反应发生的三个条件2.NaHCO3和NaHSO4两种溶液混合后,实际参加反应的离子是()A.H+和CO2-3B.HCO-3和HSO-4C.Na+、HCO-3和H+D.HCO-3和H+【合作探究】探究活动一:离子反应发生的条件1.生成沉淀(1)生成沉淀:由可溶性电解质之间发生反应生成沉淀:如Ba(OH)2溶液与Na2SO4溶液混合时,其离子方程式为。
(2)沉淀的转化:由一种难溶电解质溶解生成的离子与其他离子反应生成另一种更难溶电解质,使相应离子浓度降低,促进原沉淀继续溶解并转化为新的沉淀。
如MgCO3与NaOH溶液反应可生成Mg(OH)2沉淀,其离子方程式为。
2.生成弱电解质(1)生成水:如KOH溶液与HNO3溶液反应,离子方程式为。
(2)生成其他弱电解质①强酸生成弱酸:如H2SO4与CH3COONa溶液反应的离子方程式为。
②强碱生成弱碱:如NH4Cl溶液与NaOH溶液反应的离子方程式为。
③水解反应:如CH3COONa水解的离子方程式为。
3.生成气体Na2CO3溶液与足量盐酸反应,离子方程式为。
浓NH4Cl溶液与浓NaOH溶液共热时的离子方程式为。
4.发生氧化还原反应(1)非电化学原理的氧化还原反应向CuSO4溶液中加入锌片:,FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板:。
(2)原电池反应如铜锌原电池的电极反应和电池反应可表示为负极反应式:,正极反应式:,电池反应:。
(3)电解池反应如氯碱工业中电解饱和食盐水的反应为阳极反应式:,阴极反应式:,电解反应:。
思考:实验室制取氨气,其反应原理是离子反应吗?若是,能用离子方程式表示吗?【归纳总结】(1)常见的与H+结合的弱酸根离子有:F-、ClO-、S2-、HS-、SO2-3、HSO-3、PO3-4、HPO2-4、H2PO-4、CO2-3、HCO-3、CH3COO-、HCOO-等。
(2)常见的与OH-结合的弱碱阳离子有:NH+4、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Mg2+、Al3+等。
(3)生成气体的离子反应大多与生成弱电解质的离子反应实质相同,有些氧化还原反应也能生成气体。
(4)如果溶液中存在多种还原性离子且离子浓度较为接近时,加入的强氧化剂首先氧化还原性强的离子,如向同浓度的NaBr、NaI、FeCl2混合溶液中通入Cl2,Cl2先氧化I-,再氧化Fe2+,最后氧化Br-。
【学以致用】1.下列反应的离子方程式正确的是()A.氢氧化钠溶液中通入少量二氧化硫:SO2+OH-===HSO-3B.碳酸氢钠溶液与足量氢氧化钡溶液混合:HCO-3+Ba2++OH-===BaCO3↓+H2OC.盐酸滴入氨水中:H++OH-===H2OD.碳酸钙溶解于稀硝酸中:CO2-3+2H+===CO2↑+H2O2.下列各组离子一定能大量共存的是()A.在含有大量[Al(OH)4]-的溶液中:NH+4、Na+、Cl-、H+B.在强碱溶液中:Na+、K+、CO2-3、NO-3C.常温下在pH=12的溶液中:NH+4、Na+、SO2-4、Cl-D.在[H+]=0.1 mol·L-1的溶液中:K+、I-、Cl-、NO-3探究活动二:离子反应的应用1.离子的检验可利用离子的来检验一些常见离子。
(1)沉淀法:如溶液中的SO2-4,用将其转化为,然后就可求得SO2-4的物质的量及其浓度。
(2)酸碱中和滴定:强酸中的H+浓度可以用已知准确物质的量浓度的滴定的方法求得。
(3)氧化还原滴定法:如溶液中MnO-4的浓度可用已知准确浓度的滴定求得。
3.物质的制备与纯化(1)氯碱工业生产烧碱和氯气:。
(2)实验室制取CO2发生的离子反应:。
(3)制高纯度的氯化钠:除去其中少量的SO2-4、Mg2+、Ca2+,需要的试剂及加入的正确顺序是。
(4)除去污水中的重金属离子:用沉淀剂将其转化为沉淀而除去,达到净水的目的。
4.硬水的形成及软化(1)含义:含有较多的水。
(2)形成(暂时硬水):离子方程式为MgCO3+CO2+H2O===Mg2++2HCO-3;CaCO3+CO2+H2O===Ca2++2HCO-3。
(3)软化方法①加热法:②加沉淀剂法:在硬水中加入等沉淀剂,离子方程式为Ca2++CO2-3===CaCO3↓;Mg2++CO2-3 ===MgCO3↓。
【归纳总结】(1)常见阴离子的检验离子①Cl-②Br-③I-CO2-3SO2-4SO2-3使用的试剂反应现象产生沉淀①色②色③色离子NH+4Al3+Fe3+Fe2+使用的试剂①②①②①②反应现象①②加适量的,生成白色絮状沉淀,加过量的,沉淀溶解①②①②3.下列反应的离子方程式正确的为()A.氯化铝溶液加入过量的氨水:Al3++4NH3·H2O[Al(OH)4]-+4NH4+B.氯化亚铁溶液通入氯气:2Fe2++Cl22Fe3++2Cl—C.硫酸铵溶液与氢氧化钡溶液混合:NH4++OH—NH3↑+H2OD.铁与稀盐酸;2Fe+6H+2Fe3++3H2↑4.有一瓶澄清的溶液,其中可能含有NH+4、K+、Mg2+、Ba2+、Al3+、Fe3+、SO2-4、CO2-3、NO-3和I-。
取溶液进行以下实验:(1)用pH试纸检验,表明溶液呈强酸性;(2)取部分溶液,加入少量CCl4及数滴新制的氯水,经振荡后,CCl4呈紫红色;(3)另取部分溶液,逐滴加入稀NaOH溶液,使溶液从酸性逐渐转变为碱性,在滴加过程中,溶液中均无沉淀生成;(4)取部分上述碱性溶液加热,加Na2CO3溶液,有白色沉淀生成;(5)将(3)得到的碱性溶液加热,有气体放出,该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
根据上述实验事实确定:在该溶液中肯定存在的离子是______________,肯定不存在的离子是______________,还不能确定是否存在的离子是________。
如何检验不能确定的离子是否存在?________________________________________________________________________。
【学习小结】【巩固练习】1.某溶液中存在大量的Na+、OH-、Cl-、CO32—,该溶液中还可能大量存在的是() A.NH4+ B.Ca2+ C.HCO3— D.SO42—2.某溶液中有Ca2+、NH+4、Mg2+、Fe2+和Al3+五种离子,若向其中加入过量的氢氧化钠溶液微热并搅拌,再加入过量盐酸,溶液中的阳离子基本不减少的是()A.NH+4、Ca2+B.Mg2+、Al3+、Ca2+C.Fe2+、Mg2+D.Al3+、NH+43.下列反应的离子方程式正确的是()A.向Ba(OH)2溶液中滴加稀盐酸:2H++2Cl-+Ba2++2OH-===2H2O+BaCl2B.往FeCl3溶液中加入Fe粉:2Fe3++Fe===3Fe2+C.往澄清石灰水中通入过量二氧化碳:Ca2++2OH-+CO2===CaCO3↓+H2OD.往FeCl3溶液中加入Cu粉:Fe3++Cu===Fe2++Cu2+4.在pH=13的无色溶液中,可以大量共存的一组离子是()A.NH+4、NO-3、K+、SO2-4B.CO2-3、NO-3、HCO-3、Na+C.Na+、ClO-、[Al(OH)4]-、NO-3D.CrO2-4、K+、Na+、SO2-45.能将分别含有Cu2+、Fe3+、Al3+、Mg2+、NH+4、Na+、Fe2+的七种硫酸盐溶液一次鉴别开来的是()A.NaOH溶液B.KSCN溶液C.NaHCO3溶液D.NH3·H2O溶液——★ 参考答案★——【自主预习】1. 离子,离子,原子或分子,浓度降低;2.离子,某一个,某一类;3.(1)H++OH-===H2O;(2) SO2-4+Ba2+===BaSO4↓;(3)Ca(OH)2+CO2-3===CaCO3↓+2OH-;(4) Zn+2H+===Zn2++H2↑;(5) 2I -+Br 2===I 2+2Br -;(6) CH 3COO -+H +===CH 3COOH ; 4. C【预习检测】1. B 2.D 【合作探究】 探究活动一:1.(1) Ba 2++SO 2-4===BaSO 4↓。
(2) MgCO 3+2OH -===Mg(OH)2+CO 2-3。
2.(1) OH -+H +===H 2O(2)①CH 3COO -+H +===CH 3COOH ;②NH +4+OH -===NH 3·H 2O ; ③CH 3COO -+H 2OCH 3COOH +OH -;3.CO 2-3+2H +===H 2O +CO 2↑;NH +4+OH-NH 3↑+H 2O 。
4.(1) Cu 2++Zn===Zn 2++Cu ;2Fe 3++Cu===Cu 2++2Fe 2+。
(2) Zn -2e -===Zn 2+,Cu 2++2e -===Cu ,Zn +Cu 2+===Cu +Zn 2+。
(3) 2Cl --2e -===Cl 2↑,2H 2O +2e -===H 2↑+2OH -,2Cl -+2H 2O=====通电H 2↑+2OH -+Cl 2↑。
思考:实验室制氨气的原理是2NH 4Cl +Ca(OH)2CaCl 2+2NH 3↑+2H 2O 。
它是离子反应,但由于反应不是在水溶液中进行的,因此不能用离子方程式表示。
【学以致用】1.B 2. B 探究活动二 1.特征反应; 检验离子 I -Fe 3+试剂 AgNO 3溶液,稀HNO 3 KSCN 溶液 现象 有不溶于稀HNO 3的黄色沉淀生成血红色溶液 离子反应I -+Ag +===AgI↓Fe 3++3SCN -===Fe(SCN)3+4+3.(3) NaOH 溶液、BaCl 2溶液、Na 2CO 3溶液、盐酸。