【新高考】高三化学一轮复习知识点第6讲 离子反应 离子方程式
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第六讲离子反应离子方程式【核心素养分析】宏观辨识与微观探析:能从不同层次认识化学反应和离子反应的异同点;能从微观的角度认识溶液中离子导电的规律,能从宏观和微观相结合的视角理解化学反应和离子反应,并运用离子反应解决实际问题。
证据推理与模型认知:具有证据意识,能基于不同电解质溶液导电性的差异分析推理,理解溶液中电解质的电离特点和导电规律;通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征;能运用正确的模型理解离子方程式的书写方法。
【重点知识梳理】知识点一物质的电离一、电解质和非电解质基础知识成网络:1.电解质与非电解质电解质:在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物,酸、碱、盐属于电解质。
非电解质:在水溶液里和熔融状态下都不能导电的化合物,如蔗糖、乙醇等。
【易错警示】①电解质和非电解质均是化合物,单质和混合物既不是电解质,也不是非电解质。
②电解质不一定导电,如固态NaCl、液态HCl等;导电物质不一定是电解质,如铁、铝等金属单质。
③电解质一定是指自身电离生成离子的化合物,有些化合物的水溶液能导电,但溶液中的离子不是它自身电离产生的,不属于电解质,如CO2、SO2、NH3、SO3等非电解质。
它们与水反应生成的产物H2CO3、H2SO3、NH3·H2O、H2SO4自身能电离,是电解质。
④电解质与金属的导电原理不同。
电解质的导电是由于自由移动的阴、阳离子定向移动产生的;金属导电是由于金属晶体中自由电子的定向移动。
2.强电解质和弱电解质强电解质:在溶液中能够全部电离的电解质。
则强电解质溶液中不存在电离平衡。
弱电解质:在溶液中只是部分电离的电解质。
则弱电解质溶液中存在电离平衡。
【归纳总结】强电解质与弱电解质的比较:NH3·H2O NH+4+OH-H2S H++ HS- HS- H++S2-二、电离与电离方程式的书写1.概念电解质在水溶液中或熔融状态下离解成自由移动离子的过程。
电离条件:酸的电离条件是溶于水,盐和碱的电离条件是溶于水或熔融,金属氧化物的电离条件是熔融。
2.电离方程式书写方法(1)强电解质:完全电离,用===表示。
如H2SO4、NaOH、(NH4)2SO4的电离方程式分别为H2SO4===2H++SO2-4、NaOH===Na++OH-、(NH4)2SO4===2NH+4+SO2-4。
(2)弱电解质:部分电离,用“”表示。
①多元弱酸分步电离,且电离程度逐步减弱,以第一步电离为主。
如H2S的电离方程式为H2S H++HS-;HS-++S2-。
②多元弱碱分步电离,但一步写出。
如Cu(OH)2Cu2++2OH-。
③两性氢氧化物双向电离。
如Al(OH)3的电离方程式:H++AlO-2+H2O Al(OH)3Al3++3OH-。
(3)酸式盐:①强酸酸式盐完全电离,一步写出。
如NaHSO4在水溶液中的电离方程式为NaHSO4===Na++H++SO2-4,在熔融状态下的电离方程式为NaHSO4===Na++HSO-4。
②多元弱酸酸式盐,第一步完全电离,其余部分电离。
如NaHCO3===Na++HCO-3,HCO-3H++CO2-3。
3.金属导电与电解质溶液导电原因对比(1)金属导电是由于自由电子在电场作用下的定向移动,温度高、金属阳离子振动幅度大,自由电子定向移动阻力增大,金属导电性变弱。
(2)电解质溶液之所以导电,是由于溶液中有自由移动的离子存在。
电解质溶液导电能力的大小,决定于溶液中自由移动离子的浓度和离子的电荷数,和电解质的强弱没有必然联系。
但温度升高时,弱电解质电离程度增大、离子浓度增大、导电性会增强。
知识点二离子反应和离子方程式1、离子反应(1)概念:凡有离子参加或生成的反应都是离子反应。
(2)本质:溶液中某些离子的物质的量的减小或子种类发生改变。
(3)离子反应发生的条件①复分解反应类型:②氧化还原反应类型:强氧化性物质+强还原性物质―→弱氧化性物质+弱还原性物质。
如FeCl3溶液与Cu反应的离子方程式为2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+。
③络合反应:生成稳定的络合物或络合离子。
如向FeCl3溶液中滴入KSCN溶液时反应的离子方程式为Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3。
④盐类的水解反应:在溶液中盐电离出的离子与水电离出的H+或OH-结合生成弱电解质。
如NH4Cl水解离子方程式为NH+4+H2O NH3·H2O+H+。
⑤电化学反应:实质为氧化还原反应,但需要添加电解或通电条件。
2、离子方程式及书写(1)离子方程式:用实际参加反应的离子符号来表示离子反应的式子.所谓实际参加反应的离子,即是在反应前后数目发生变化的离子。
(2)意义:离子方程式不仅表示一定物质间的某个反应,而且可以表示所有同一类型的离子反应。
如:H++ OH-=H2O可以表示强酸与强碱反应生成可溶性盐的中和反应。
(3)离子方程式书写步骤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:把易溶于水、易电离的物质拆写成离子形式,难溶、难电离、气体、单质、氧化物等仍用化学式表示以CaCO3与盐酸的反应为例【特别提醒】书写离子方程式的注意事项①微溶物处理方式有三种情况:出现在生成物中写化学式;作反应物处于溶液状态写离子符号;作反应物处于浊液或固态时写化学式。
②单一离子水解的离子方程式不要忘记“”。
③NH+4与OH-在稀溶液中反应生成NH3·H2O,在浓溶液中并加热时生成NH3(g)和H2O。
④浓HCl、浓HNO3在离子方程式中写离子符号,浓H2SO4不写离子符号。
⑤HCO-3、HS-、HSO-3等弱酸的酸式酸根离子不能拆开写。
⑥易溶、易电离的物质(可溶性强电解质,包括强酸、强碱、可溶性盐)以实际参加反应的离子符号表示;非电解质、弱电解质、难溶物、气体、单质、氧化物均用化学式表示。
⑦离子方程式要遵循质量守恒、电荷守恒,是氧化还原反应的还要遵循得失电子守恒。
【知识拓展】离子方程式的正误判断离子方程式的书写时高考的重点和难点,特别是与用量有关的反应方程式的书写、正误的判断及其应用。
解决此类问题的难点在量的关系及进行的配平。
在解决过程中可按照其成因进行分类,了解其原理,届可以顺利解决。
1、连续型反应指反应生成的离子因又能跟剩余(过量)的反应物继续反应而跟用量有关。
(1)可溶性多元弱酸(或其酸酐)与碱溶液反应。
如CO2通入NaOH溶液中,先生成碳酸盐,再生成酸式盐:①碱过量(CO2少量):CO2+2OH-===CO2-3+H2O ;②碱不足(CO2过量):CO2+OH-===HCO-3。
(2)多元弱酸(或其酸酐)与更弱酸的盐溶液。
如CO2通入NaAlO2溶液中,先生成碳酸盐,再生成酸式盐:①NaAlO2过量(CO2少量):2AlO-2+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+CO2-3;②NaAlO2不足(CO2过量):AlO-2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO-3。
(3)多元弱酸盐与强酸反应。
如Na2CO3溶液与稀盐酸,先反应生成酸式盐,然后生成二氧化碳:盐酸不足:CO2-3+H+===HCO-3;盐酸过量:CO2-3+2H+===CO2↑+H2O。
(4)铝盐溶液与强碱溶液,如在铝盐中滴入强碱,先生成氢氧化铝沉淀,然后溶解生成偏铝酸根:铝盐过量(NaOH少量):Al3++3OH-===Al(OH)3↓ ;强碱过量(NaOH过量):Al3++4OH-===AlO-2+2H2O 。
(5)NaAlO2溶液与强酸溶液,在偏铝酸盐中滴加强酸,先生存氢氧化铝,然后溶解,生成铝离子:NaAlO2过量:AlO-2+H++H2O===Al(OH)3↓ ;强酸过量:AlO-2+4H+===Al3++2H2O 。
(6)Fe与稀HNO3溶液,在硝酸中逐渐加入铁,先生存三价铁,铁过量,生成二价铁:Fe过量:3Fe+2NO-3+8H+===3Fe2++2NO↑+4H2O ;HNO3过量:Fe+NO-3+4H+===Fe3++NO↑+2H2O 。
2、先后型反应:一种反应物的两种或两种以上的组成离子,都能跟另一种反应物的组成离子反应,但因反应次序不同而跟用量有关。
又可称为竞争型。
(1)非氧化还原型的离子反应如:向含有Na+、OH-、CO2-3、AlO-2的溶液中,逐滴加入盐酸,因为结合质子的能力:OH->AlO-2>CO2-3,故反应的先后顺序为:①H++OH-===H2O②H++AlO-2+H2O===Al(OH)3↓③CO2-3+H+===HCO-3④HCO-3+H+===CO2↑+H2O⑤最后生成Al(OH)3沉淀进一步与H+反应:Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O(2)氧化还原型的离子反应对于氧化还原反应,按“先强后弱”的顺序书写,即氧化性(或还原性)强的优先发生反应,氧化性(或还原性)弱的后发生反应,该类型离子方程式的书写步骤如下:第一步:确定反应的先后顺序:(氧化性:HNO3>Fe3+,还原性:I->Fe2+>Br-)。
如向FeI2溶液中通入Cl2,I-先与Cl2发生反应。
第二步:根据用量判断反应发生的程度,如少量Cl2与FeI2溶液反应时只有I-与Cl2反应:2I-+Cl2===2Cl-+I2。
足量Cl2与FeI2溶液反应时溶液中的I-和Fe2+均与Cl2发生反应:2Fe2++4I-+3Cl2===2Fe3++2I2+6Cl-。
第三步:用“少量定1法”书写离子方程式,即将“量”少物质的化学计量数定为“1”进行书写。
3、配比型反应:当一种反应物中有两种或两种以上组成离子参与反应时,因其组成比例不协调(一般为复盐或酸式盐),当一种组成离子恰好完全反应时,另一种组成离子不能恰好完全反应(有剩余或不足)而跟用量有关。
书写方法为“少定多变”法(1)“少定”就是把相对量较少的物质定为“1 mol”,若少量物质有两种或两种以上离子参加反应,则参加反应的离子的物质的量之比与原物质组成比相符。
(2)“多变”就是过量的反应物,其离子的化学计量数根据反应实际需求量来确定,不受化学式中的比例制约,是可变的。
如少量NaHCO3与足量Ca(OH)2溶液的反应:“少定”——即定HCO-3的物质的量为1 mol,“多变”——1 mol HCO-3能与1 mol OH-发生反应,得到1 mol H2O和1 mol CO2-3、1 mol CO2-3再与1 如如NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液溶液呈中性时:2H++SO2-4+2OH-+Ba2+===BaSO4↓+2H2O ;SO2-4完全沉淀时:H++SO2-4+Ba2++OH-===H2O+BaSO4↓ 。
【注意事项】与“量”有关的离子方程式的书写技巧(1)多元弱酸盐与强酸反应时,应注意反应物的用量。