吴氏化学精编资料第二课离子反应.docx

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吴氏化学精编资料第二课离子反应

离子反应与离子共存专题

一、电解质

1．电解质、非电解质的定义

（1）电解质   在熔融或溶液中能够导电的化合物。

（2）非电解质  在熔融以及溶液中不能导电的化合物。

2．强电解质、弱电解质的定义

（1）强电解质在水溶液中，能完全电离的电解质，主要包括强酸、强碱、大多数盐类等。

（2）弱电解质在水溶液中，部分电离的电解质，主要包括弱酸、弱碱、水等。

3．熔融电解质或电解质溶液导电的实质

熔融状态下电解质导电或电解质溶液导电的过程实质是电解的过程，发生了化学变化；金属导电发生物理变化。

4．对电解质和非电解质定义的理解，应注意如下几点：

（1）电解质与非电解质都属于化合物，单质、混合物既不是电解质，也不是非电解质。

（2）电解质溶液导电是因为电解质在水溶液中发生电离，溶液才能导电。

（3）某化合物是否是电解质与溶解性无关。

如蔗糖溶于水，但是蔗糖是非电解质；难溶或不溶于水的盐，由于溶解度很小，很难测出其溶液的导电性，但它们溶于水的那部分，却完全电离成离子，在熔融状态下也完全电离，所以它们是电解质，如BaSO4、CaCO3等。

（4）有些溶于水能导电的化合物，还需要分析其导电原因。

如CO2、SO2的水溶液能导电，但并不是CO2、SO2分子电离所致，而是由于它们与水反应生成的H2CO3、H2SO3电离出自由移动的离子而导电，所以只能说H2CO3、H2SO3是电解质，不能说CO2、SO2是电解质。

5．强电解质和弱电解质的比较

 强电解质 弱电解质

概念 在水溶液里全部电离成离子的电解质VS在水溶液里只有一部分分子电离

成离子的电解质

化合物类型 离子化合物VS共价化合物 

电离程度 完全电离VS 部分电离

溶液中存在的微粒只有电离出的阴、阳离子，VS既有电离出的阴、阳离子，

（水分子不计）不存在电解质分子又有电解质分子

代表物 绝大多数的盐（包括难溶性盐）：

NaCl、VS 弱酸：

H2CO3、CH3COOH等；

NH4Cl等；强酸：

HCl、HNO3等；强碱：

KOH、弱碱：

NH3•H2O等；水也是弱电解质

NaOH等

【例1】　下列关于电解质电离的叙述中，正确的是（　　）

A．碳酸钙在水中的溶解度很小，其溶液的导电性很弱，所以碳酸钙是弱电解质

B．碳酸钙在水中的溶解度虽小，但被溶解的碳酸钙全部电离，所以碳酸钙是强电解质

C．氯气和氨气的水溶液导电性都很好，所以它们是强电解质

D．纯水几乎不导电，所以水是非电解质

变式1　下列物质中，属于强电解质的是__________（均填序号）；属于弱电解质的是__________；属于非电解质的是__________。

①氨气　②氨水　③盐酸　④醋酸（CH3COOH）　⑤硫酸钡　⑥氯化银　⑦氯化钠溶液　⑧二氧化碳　⑨醋酸铵　⑩氢气

6．电离及电离方程式

（1）电离：

电解质在熔融状态或在水中产生离解的过程。

（2）电离方程式的书写：

强电解质的电离方程式中用“===”号连接，弱电解质（包括弱酸的酸式酸根）的电离方程式用“⇌”号连接，多元弱酸分步电离（注意：

高中阶段，多元弱碱认为是一步电离）。

Na2SO4：

Na2SO4===2Na＋＋SO42－。

H2CO3：

H2CO3⇌H＋＋HCO3－，HCO3－⇌H＋＋CO32-。

二、离子反应的条件及离子共存问题

1．离子反应

（1）概念：

有离子参加或离子生成的反应统称为离子反应。

（2）离子反应的条件

在稀H2SO4中分别加入下列物质能发生反应的请写出有关离子方程式：

A．加入BaCl2溶液：

Ba2＋＋SO42－===BaSO4↓。

B．加入CH3COONa溶液：

CH3COO－＋H＋===CH3COOH。

C．加入Na2CO3溶液：

CO32-＋2H＋===CO2↑＋H2O。

D．加入Zn粒：

Zn＋2H＋===H2↑＋Zn2＋。

E．加入NaNO3溶液：

不反应。

从A～E可知离子反应发生的条件：

①生成难溶的物质；②生成难电离的物质；③生成易挥发物质；④发生氧化还原反应。

（3）离子反应的本质

从A～E中，混合后溶液中SO42-离子的物质的量减少的是（填序号）；H＋物质的量减少的是；H＋、SO42-物质的量不变的是，因此离子反应的本质是反应物的某些离子的物质的量的减少。

2．离子共存（重难点）

离子共存问题是离子反应条件和本质的最直接应用。

所谓几种离子在同一溶液中能大量共存，就是指离子之间不发生任何反应；若离子之间能发生反应，则不能大量共存。

同一溶液中若离子间符合：

①生成难溶物或微溶物，②生成气体或挥发性物质，③生成难电离物质，④发生氧化还原反应中任意一个条件，就会发生离子反应，离子之间便不能在溶液中大量共存。

多种离子能否大量共存于同一溶液中，归纳起来就是一句话：

一色、二性、三特、四反应。

1．一色。

即溶液颜色。

若限定无色溶液，则Cu2＋、Fe3＋、Fe2＋、MnO4－等有色离子不能存在。

2．二性。

即溶液的酸性和碱性。

在强酸性溶液中，OH－及弱酸根阴离子（如CO32－、SO32－、

S2－、CH3COO－等）均不能大量存在；在强碱性溶液中，H＋及弱碱阳离子（如NH4＋、Al3＋、Mg2＋、Fe3＋等）均不能大量存在；弱酸酸式酸根离子（如HCO3－、HSO3－、HS－、H2PO4－、HPO42－等）在强酸性或强碱性溶液中均不能大量存在。

3．三特殊。

指三种特殊情况：

（1）AlO2－与HCO3－不能大量共存：

AlO2－＋HCO3－＋H2O===Al（OH）3↓＋CO32－；

（2）“NO3－＋H＋”组合具有强氧化性，能与S2－、Fe2＋、I－等发生反应，而这一种组合常常较为隐蔽，不易被察觉；

（3）NH4+与CH3COO－、CO32－，Mg2＋与HCO3-等组合中，虽然两种离子都能水解且水解相互促进，但总的水解程度仍很小，它们在溶液中能大量共存（加热就不同了）。

4．四反应。

指离子间通常能发生的四种类型的反应，能相互反应的离子显然不能大量共存。

（1）【复分解反应】主要是有气体产生、有沉淀生成或生成微溶物质、生成弱电解质，如：

①有气体产生

H+与CO32－、HCO3－、SO32－、HSO3－、S2－、HS－等不能共存

如CO32－、S2－、HS－、HSO3－等易挥发的弱酸的酸根与H+不能大量共存，

主要是由于CO32－＋2H+===CO2↑＋H2O、HS－＋H+===H2S↑。

②有沉淀生成或生成微溶物质

SO42ˉ与Ba2+、Ca2+、Ag+等不能共存；

CO32ˉ与Ba2+、Ca2+、Mg2+、Ag+、Cu2+、Zn2+等不能共存；

S2ˉ与Cu2+、Pb2+、Fe2+、Hg2+、Ag+等不能共存；

OHˉ与Mg2+、Al3+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、Ag+、Zn2+等不能共存；

AlO2－与HCO3－不能大量共存：

AlO2－+HCO3－+H2O===Al（OH）3↓+CO32－（发生双水解）。

③有弱电解质生成

如OH-、CH3COO－、CO32－、HCO32－、SO32－、HSO3－与H+不能大量共存，NH4+与OH-不能大量共存，主要是由于OH－＋H+===H2O、CH3COO－＋H+===CH3COOH；一些酸式弱酸根不能与OH－大量共存，是因为酸式酸根会与OH－反应生成H2O和对应的酸根。

HCO3－＋OH－===CO32－＋H2O、HPO42-＋OH-===PO43－＋H2O、NH4+＋OH－===NH3·H2O等。

④一些容易发生水解的离子，在溶液中的存在是有条件的。

如AlO2－、S2－、CO32－、C6H5O－等必须在碱性条件下才能在溶液中存在；

如Fe3+、Al3+等必须在酸性条件下才能在溶液中存在。

这两类离子不能同时存在在同一溶液中，即离子间能发生“双水解”反应。

如3AlO2－＋3Al3+＋6H2O===4Al（OH）3↓等。

（2）【氧化还原反应】

<1>具有较强还原性的离子不能与具有较强氧化性的离子大量共存。

如I－和Fe3+不能大量共存,是由于2I－＋2Fe3+===I2＋2Fe2+

此外，Fe3+与S2ˉ、HSˉ、SO32ˉ、HSO3ˉ、Iˉ等不能共存；

<2>在酸性或碱性的介质中由于发生氧化还原反应而不能大量共存：

①NO3ˉ与Iˉ、Brˉ、Fe2+、S2ˉ、HSˉ、SO32ˉ、HSO3ˉ等不能共存；

②S2ˉ与SO32ˉ等不能共存（碱性条件下可以共存）;

③MnO4ˉ与Iˉ、Brˉ、Clˉ、S2ˉ、HSˉ、SO32ˉ、HSO3ˉ、Fe2+等不能共存；

④ClOˉ与Fe2+、Iˉ、S2ˉ、HSˉ、SO32ˉ、HSO3ˉ等不能共存；

<3>注意：

MnO4ˉ、NO3ˉ在中性或碱性溶液中氧化应较弱，但在有大量H+存在情况下具有强氧化应性，因而不能和还原性物质共存。

SO32ˉ和S2ˉ在碱性条件下可以共存，但在酸性条件下则由于发生2S2ˉ＋SO32ˉ＋6H+＝3S↓＋3H2O反应不能存在。

（3）【相互促进的水解反应】

①Al3+与AlO2ˉ、HCO3ˉ、CO32ˉ、HSˉ、S2ˉ、SO32ˉ、HSO3ˉ、SiO32ˉ、ClOˉ、C6H5Oˉ

发生双水解等不能共存；

②Fe3+与AlO2ˉ、HCO3ˉ、CO32ˉ、SiO32ˉ、ClOˉ等不能共存；

③NH4+与AlO2ˉ、SiO32ˉ等不能共存；

（4）【络合反应】发生络合反应生成配合物的离子不能共存。

①Fe3+和SCNˉ、C6H5Oˉ不能共存；

②Ag+与NH4+在碱性条件下不能共存。

5．注意前置条件。

判断离子共存问题，应先看清试题的前置条件，如“在强酸性溶液中……”、“在无色透明溶液中……”、“在由水电离出的c（H＋）＝1×10－13mol•L－1的溶液中……”、“……因发生氧化还原反应而……”等等，再分析离子间的相互反应情况。

①限制酸性溶液的条件（隐含有H+）

1.常温下PH=a（a<7）的溶液；2.使紫色石蕊溶液呈红色；3.使甲基橙呈红色；4.加镁粉放氢气；5.常温下c（OHˉ）为10ˉn（n>7）;　

②限制碱性的条件（隐含有OHˉ）

1.常温下PH=a（a>7）的溶液；2.使pH变蓝；3.使红色石蕊变蓝；4.酚酞呈红色；5.甲基橙呈黄色;6.c（H+）为10ˉn（n>7）

③可酸可碱的条件

1.水电离c（OH-）或者c（H+）浓度为10ˉnmol/L；2.加入铝粉有氢气产生；3.HCO3ˉ等酸式酸根离子不能稳定存在的溶液;

④无色溶液条件

常见有色离子：

Fe2+（浅绿色）、Fe3+（黄色）、Cu2+（蓝色）、MnO4ˉ（紫色）。

⑤注意题目要求“大量共存”还是“不能大量共存”。

【例2】常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是（　　）

A．pH＝1的溶液中：

Fe2＋、NO3-、SO42-、Na＋

B．由水电离的c（H＋）＝1×10－14mol•L－1的溶液中：

Ca2＋、K＋、Cl－、HCO3－

C．c（H＋）/c（OH－）＝1012的溶液中：

NH4＋、Al3＋、NO3－、Cl－

D．c（Fe3＋）＝0.1mol•L－1的溶液中：

K＋、ClO－、SO42－、SCN－

变式2　在pH＝1的溶液中，能大量共存的一组离子或分子是（　　）

A．Mg2＋、Na＋、ClO－、NO3－

B．Al3＋、NH4＋、Br－、Cl－

C．K＋、Cr2O72-、CH3CHO、SO42－

D．Na＋、K＋、SiO32-、Cl－

【课堂练习】

1．下列各组离子在水溶液中能大量共存，在酸性条件下能发生氧化还原反应的是（）

A．Mg2+、Al3+、SO42－、C1－B．K+、Na+、SO32－、NO3－

C．Na+、Fe3+、SCN－、S