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专题:离子反应和离子方程式知识点详解
考点一?电解质、非电解质、强电解质、弱电解质 1.电解质、非电解质
电解质 非电解质 定义 本质 在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物 在水溶液中或熔融状态下能够电离的化合物 在水溶液中和熔融状态下均不能导电的化合物 在水溶液中和熔融状态下均不能发生电离的化合物 导电实质 结构特点 共同点 注意点 举例 产生了自由移动的离子 离子化合物和某些具有极性键的共价化合物 均为化合物 电解质非、电解质的区分与化合物的水溶性无关. NaCl?Ba(OH)2CH3COOH 没有产生自由移动的离子 某些共价化合物 CH3CH2OH?C12H22O11 2.强电解质、弱电解质
强电解质 弱电解质 定义 电离程度 电离平衡 在水溶液中能全部电离的电解质 完全 不存在 在水溶液中只能部分电离的电解质 部分 存在 水合离子、水分子弱电解质分子 可逆、存在电离平衡 溶液存在微粒种类 水合离子、水分子 电离过程 相互关系 电离方程式 书写规律 不可逆、不存在电离平衡 均为电解质。在相同条件下,强电解质溶液的导电能力强于弱电解质溶液 用等号 HnA=nH+A +n-用可逆符号,弱酸分步电离 HnA??HA(n-1)-??H+HA?++(n-1)- H+H2A(n-2)-举例 强酸:HClH2SO4?HNO3?HClO4?HBrHI 强碱:KOH?NaOH?Ba(OH)2等. 绝大部分盐:BaSO4?BaCl2.等 弱酸:CH3COOH?HCN?H2S?H2CO3等 弱碱:NH3H2O?Cu(OH)2等. H2O及小部分盐:(CH3COO)2Pb等. ?特别提醒:1.电解质是指在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物。水溶液中或熔融状态下,这两者之间只需满足一者就行了,但必须强调的是其本身能够导电,而不是反应的生成物。如SO2、SO3的水溶液虽然能导电,但它们都不是电解质,原因是在溶液中真正起到导电作用的是它们与水反应的生成物H2SO3、H2SO4,而不是它们自己本身。Na2O的水溶液的导电虽然也是它与水反应生成的NaOH导电,但因为其在熔融状态下本身能够导电,所以Na2O是电解质。2.电解质和非电解质都是化合物,单质它既不是电解质,也不是非电解质。3.判断某电解质是强电解质还是弱电解质关键是看它在水溶液中电离时是完全电离还是部分电离,与其溶解度大小、导电能力强弱等因素无关。 考点二?离子方程式的书写
1.离子反应:指在溶液中(或熔化状态下)有离子参加或离子生成的反应。 2.离子方程式:用实际参加反应的离子符号表示化学反应的式子。 3.离子方程式的书写: (1)书写规则:
①单质、氧化物、不溶物、难电离的物质(弱酸、弱碱及水等)不能拆开来写。如Cl2、Na2O等不可以拆开写成Cl、Na、O;BaSO4
2+2-不可以拆开写成Ba、SO4形式。
②易溶于水,易电离的物质的离子符号的改写同电离方程式中的离子形式。如NaHCO3改写Na、HCO3;NaHSO4应改写Na,H,SO4 ③微溶物,若出现在反应物中一般改写成离子符号(悬浊液除外);若出现在生成物中一般不改写。 ④固体与固体物质反应不写离子方程式。如实验室制取NH3的离子方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2⑤浓H2SO4、浓H3PO4一般不拆开写成离子形式;HCl、HNO3无论浓稀,均应改写成离子符号。 如Cu片与浓H2SO4反应的离子方程式为:Cu+2H2SO4(浓)(2)书写步骤(以CuSO4溶液与BaCl2溶液反应为) ①写出反应的化学方程式:CuSO4+BaCl2==CuCl2+BaSO4↓
②把易溶于水、易电离的物质拆开写成离子形式,难溶的物质或难电离的物质以及气体等仍用化学式来表示。 上述化学方程式可改写成:Cu+SO4+Ba+2Cl=Cu+2Cl+BaSO4↓ ③删去方程式两边不参加反应的离子符号:Ba+SO4=BaSO4↓ ④检查离子方程式两边各元素的原子个数和电荷总数是否相等。 特别提醒:常见离子方程式的书写错误
(1)不配平(一般表现为等式两边原子不守恒或电荷数不守恒)。如Fe+Cu=Cu+Fe;Na+H2O=Na+OH+H2↑?
(2)该改的不改或不该改的改了。如Na2O溶于水:O+H2O=2OH;大理石和稀盐酸反应:CO3+2H=CO2↑+H2O;醋酸铵溶液与烧碱溶---+
液共热:CH3COONH4+OH=CH3COO+NH3↑+H2O;乙醛做银镜反应:CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OH→CH3COO+NH4+2Ag↓+3NH3+H2O等等…… (3)与反应事实不相符合。如铁片溶于稀HCl:2Fe+6H=2Fe+3H2↑;铝条溶于稀HNO3:2Al+6H=2Al+3H2↑
(4)不是离子反应的写离子方程式。离子反应发生在水溶液中或熔融状态下,否则就不能写离子方程式。如浓硫酸与食盐共热制HCl;浓硫酸与Cu共热制SO2;实验室制CH4和NH3等都无离子方程式。 (5)乱用↑、↓、?==??、?
2---的水解:CO3+H2O=HCO3+OH
???符号。如FeCl3溶液的水解:Fe+3H2O=Fe(OH)3↓+3H;F2通入水中:2F2+2H2O=4HF+O2↑;Na2CO3
3+
+
+
3+
+
3+
2--2-+
3+
2+
2+
+
-2+
2-2+
2-2+
-2+
-+
-+
+
2--+
2-
CaCl2+2NH3↑+2H2O
CuSO4+SO2↑+2H2O
(6)多步水解或电离的方程式一步完成或水解与电离方程式分不清楚。 如Na2S溶于水:S+2H2O?
2-
H2S+2OH;H2S溶于水:H2S?
2+
2-
-
2H+S。
+
-
+2-
(7)漏写一种产物。如CuSO4溶液与Ba(OH)2溶液混合:Ba+SO4=BaSO4↓;Ba(OH)2溶液中滴加稀H2SO4:H+OH=H2O。 (8)随便约简或不约简。如Ba(OH)2溶液不断滴加稀H2SO4:Ba+H+OH+SO4=BaSO4↓+H2O;Al2(SO4)3溶液中加氨水:
3++2Al+6NH3·H2O=2Al(OH)3↓+6NH4 4离子反应规律
4.1复分解反应发生的条件
对于复分解反应而言,有下列三种物质之一生成的反应就能进行完全:①更难溶物质;②更难电离的物质;③气态物质。简言之,复分解反应的方向总是朝着有利于某种离子浓度减少的一方进行。
(1)沉淀的生成及转化常见难溶物有:①酸:H2SiO3;②碱:Mg(OH)2、Al(OH)3、Cu(OH)2、Fe(OH)3等;③盐:AgCl、AgBr、AgI、BaCO3、
2+
+
-2-
BaSO4、Ca3(PO4)2等。
(2)更弱电解质的生成常见弱电解质有:①弱酸:HF、H2CO3、HClO、CH3COOH等;②弱碱:NH3?H2O;③其它:H2O、C6H5OH等 (3)气态物质生成常见气态物有:SO2、CO2、NH3、H2S等 (4)氧化还原反应(5)水解,电解反应 4.2强酸制弱酸(强强生弱)规律及应用
根据酸碱质子理论,凡能提供质子(H)的粒子(离子或分子)都是酸(如HCl、HNO3、及酸式根离子HCO3等),酸失去质子后生成的粒子则为该酸的共轭碱;凡能接受质子(H)的粒子(离子或分子)都是碱(如NH3、NaOH、Ca(OH)2、及弱酸根离子CO3等),碱得到质子后生成的粒子则为该碱的共轭酸。酸和碱反应的实质是质子(H)的转移。反应的方向总是朝着生成更难电离的更弱的酸碱的一方进行的,即要符合“强酸制弱酸”或谓“强强生弱”规律,可简记为”左强右弱”。
失2H
2-+ -+
+
2-+
-
2CH3COOH+CO3=2CH3COO+H2CO3(CO2+H2O) 酸(强)碱(强)新碱(弱)新酸(弱)
[例]已知下列反应能进行完全: ①Na2CO3+2CH3COOH=2CH3COONa+CO2↑+H2O ②CO2+H2O+C6H5ONa=C6H5OH+NaHCO3 ③CH3COONa+HCl=NaCl+CH3COOH ④C6H5OH+Na2CO3=C6H5ONa+NaHCO3
则根据“左强右弱”规律可得:
失H减弱,酸性减弱
酸(H)HClCH3COOHH2CO3C6H5OHHCO3
----2--+
+
-
+
碱ClCH3COOHCO3C6H5OCO3(OH)
得H增强,碱性增强
[例]已知多元弱酸在水溶液中电离是分步的,且第一步电离远大于第二步电离,第二步电离远大于第三步电离。 今有HA、H2B、H3C三种弱酸,且已知下列各反应能发生: ①HA+HC(少量)=A+H2C ②H2B(少量)+2A=B+2HA ③H2B(少量)+H2C=HB+H3C 可得相关微粒酸碱性强弱顺序表:
失H减弱,酸性减弱
酸:(H)>H2B>H3C>HB>HA>H2C>HC 碱:HB>H2C>B>A>HC>C>(OH)
得H增强,碱性增强
4.3解说几类离子方程式的写法 (1)与反应条例有关
铵盐与强碱反应常温下:NH4+OH=NH3?H2O 铵盐与强碱反应加热:NH4+OH△NH3↑+H2O (2)与反应用量比有关
(ⅰ)过量反应物能与生成物继续反应如: 若过量的NaOH溶液中通入CO22OH+CO2=CO3+H2O 若少量的NaOH溶液中通入过量CO2OH+CO2=HCO3 (ⅱ)酸式盐与量有关的反应
如Ca(OH)2溶液和NaHCO3溶液混合,反应量的关系有两种情况:
第一种情况,若NaHCO3过量,Ca(OH)2不足量。这时Ca(OH)2电离出的两种离子全部参加反应了。写该反应的离子方程式要领是:将不足量的反应物Ca(OH)2设定为按1mol的量参与反应来进行配平书写离子方程式。因1molCa(OH)2电离出的2molOH要消耗2molHCO3,故对应的离子方程式为:Ca+2OH+2HCO3=2H2O+CaCO3↓+CO3
-2+
--2-
--2+
----2-+
-+
-+
----2-3--+
--2-+---2-2---
第二种情况,若Ca(OH)2过量,NaHCO3不足量。则设定不足量的NaHCO3为1mol,因其电离出的HCO3仅需消耗1molOH和1molCa故对应的离子方程式为Ca+OH+HCO3=H2O+CaCO3↓
从上例可知:不足量的某反应物是完全参与反应了,配平时就设定该反应物在化学方程式中的计量数为1,然后按1mol该反应物电离
2+
--
出的阴阳离子数进行配平书写离子方程式。因该反应物中阴阳离子全部参与了离子反应而被耗尽,所以在离子方程式中这两种离子的计量数之比应符合原化合物中的组成之比。 (ⅲ)按指定量关系进行的离子反应
[例]等体积等物质的量浓度的Ba(OH)2溶液与NH4HCO3溶液混合。 解:依题意设两种反应物的物质的量各1mol则反应的离子方程式为:
Ba+2OH+NH4+HCO3=BaCO3+NH3?H2O+H2O
[例]向含等物质的量的NH4Cl和AlCl3的混合溶液中遂滴加入NaOH溶液,写出滴加过程中发生的各步反应的离子方程式
解析:开始加入的3molOH只与其中的1molAl反应3OH+Al=Al(OH)3↓ 接着再加入的1molOH才与其中的1molNH4反应OH+NH4=NH3?H2O
最后加入的1molOH将与前生成的1molAl(OH)3反应OH+Al(OH)3=AlO2+2H2O
理解了上例有关离子反应先后顺序规律后,请试完成下列反应的离子方程式:将0.2mol/LNH4Al(SO4)2溶液与0.3mol/L的Ba(OH)2溶液等体积混合,写出离子方程式2Al+3SO4+3Ba+6OH=2Al(OH)3↓+3BaSO4↓ (3)隐含反应易被忽视的离子反应
①[例]Mg(HCO3)2与过量的NaOH溶液反应(不可忽视Mg(OH)2比MgCO3难溶)
(正)Mg+2HCO3+4OH=Mg(OH)2+2CO3+2H2O
②[例]明矾[KAl(SO4)2]与足量Ba(OH)2溶液反应(不可忽视Al(OH)3的两性)
(正)Al+2SO4+2Ba+4OH=AlO2+2H2O+2BaSO4↓ ③[例]少量SO2通入漂白粉溶液中
(错)SO2+H2O+Ca+2ClO=CaSO3+2HClO错在忽视了可发生的氧化还原反应:CaSO3+HClO=CaSO4+2H+Cl故 (正)SO2+H2O+Ca+ClO=CaSO4+2H+Cl
4.4离子方程式正误判断
离子方程式常见错误有:
①违背客观事实,反应产物错;
②违背守恒原则,如原子个数、离子电荷不配平; ③违背拆分规则,该拆没拆,不该拆却拆成离子式;
④违背定组成法则,若化合物中阴阳两种离子都参与了离子反应,则在离子方程式中其离子计量数之比应符合原化合物相应离子的组成之比;
⑤反应物间的计量数之比不符题意要求。
例:①向饱和碳酸氢钙溶液中加入饱和氢氧化钙溶液 Ca+HCO3+OH=CaCO3↓+H2O(√) ②过量的硫酸氢钠和氢氧化钡溶液反应 Ba+2OH+2H+SO4=BaSO4↓+2H2O(√) ③碳酸氢铵溶液与过量的氢氧化钠溶液反应 NH4+OH=NH3↑+H2O(х)[产物还应有CO3] 正为NH4+HCO3+2OH=NH3H2O+H2O+CO3 ④向氢氧化钡溶液中逐滴加入硫酸氢铵溶液至刚好深浅沉淀完全 Ba+2OH+NH4+H+SO4=NH3?H2O+H2O+BaSO4↓(√) ⑤明矾溶液中与氢氧化钡溶液,使SO4恰好沉淀完全 Al+2SO4+2Ba+4OH=2BaSO4↓+AlO2+2H2O(√) ⑥氧化铁粉未投入氢碘酸溶液
Fe2O3+6HI=2Fe+6I+3H2O(х)[一错HI应拆为离子;二错HI有氧化性产物应为Fe,不是Fe] 正为 Fe2O3+6H+2I=2Fe+I2+3H2O ⑦在硫酸铁的酸性溶液中通入足量硫化氢 Fe+H2S=Fe+S↓+2H(х)[离子电荷不配平] ⑧FeS固体投入稀硝酸溶液中
FeS+2H=Fe+H2S↑(х)[电荷不配平;违背客观事实,产物不是H2S] ⑨硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢
Fe+2H2O2+4H=Fe+4H2O(х)[电荷不配平] ⑩氯化铝溶液中加入过量氨水
2+
+
3+
+
3+
3+
2+
+
3+
-2+
3+
+
-2+
3+
2-2+
--2-2+
-+
+
2-+
--2-+
-2-2+
-+
2-2+
--2+
-+
-2+
-+
-3+
2-2+
--2+
--2-3+
2-2+
-----+
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-3+
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