第一章《化學反應及其能量變化》期中復習講義

復習要求

    1．理解離子的涵義，理解離子方程的意義。

2．能正確書寫離子方程式。

知識規(guī)律總結(jié)

離子反應是指在溶液中(或熔化狀態(tài))有離子參加或生成的反應離子反應發(fā)生的條件是反應前后至少有二種離子的數(shù)目發(fā)生了改變。離子方程式表示了反應的實質(zhì)即所有同一類型的 離子之間的反應。其書寫原則是：可溶性或微溶性的強電解質(zhì)寫離子形式，多元弱酸的酸式鹽寫成酸式根形式，其它物質(zhì)寫分子式或化學式。檢查離子方程式是否正確的三個規(guī)則①質(zhì)量守恒——微粒種類與數(shù)目相等，②電荷守恒——方程式兩邊電荷總數(shù)相等，③得失電子相等——屬于氧化還原反應的離子反應中得失電子數(shù)相等。離子共存問題應轉(zhuǎn)化為離子之間能否反應來考慮。

一、離子方程式

    離子方程式書寫的基本規(guī)律要求。

    （1）合事實：離子反應要符合客觀事實，不可臆造產(chǎn)物及反應。

    （2）式正確：化學式與離子符號使用正確合理。

    （3）號實際：“=”“ ”“→”“↑”“↓”等符號符合實際。

    （4）兩守恒：兩邊原子數(shù)、電荷數(shù)必須守恒（氧化還原反應離子方程式中氧化劑得電子總數(shù)與還原劑失電子總數(shù)要相等）。

    （5）明類型：依據(jù)離子反應原理，分清類型，總結(jié)方法技巧。

（6）檢查細：結(jié)合書寫離子方程式過程中易出現(xiàn)的錯誤，細心檢查。

二、離子共存

    1．由于發(fā)生復分解反應，離子不能大量共存。

    （1）有氣體產(chǎn)生。如CO₃^2-、SO₃^2-、S^2-、HCO₃^-、HSO₃^-、HS^-等易揮發(fā)的弱酸的酸根與H⁺不能大量共存。

（2）有沉淀生成。如Ba²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Ag⁺等不能與SO₄^2-、CO₃^2-等大量共存；Mg²⁺、Fe²⁺、Ag⁺、Al³⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Fe³⁺等不能與OH^-大量共存；Pb²⁺與Cl^-，F(xiàn)e²⁺與S^2-、Ca²⁺與PO₄^3-、Ag⁺與I^-不能大量共存。

（3）有弱電解質(zhì)生成。如OH^-、CH₃COO^-、PO₄^3-、HPO₄^2-、H₂PO₄^-、F^-、ClO^-、AlO₂^-、SiO₃^2-、CN^-、等與H⁺不能大量共存；一些酸式弱酸根如HCO₃^-、HPO₄^2-、HS^-、H₂PO^4-、HSO₃^-不能與OH^-大量共存；NH₄⁺與OH^-不能大量共存。

*（4）一些容易發(fā)生水解的離子，在溶液中的存在是有條件的。如AlO₂^-、S^2-、CO₃^2-、C₆H₅O^-等必須在堿性條件下才能在溶液中存在；如Fe³⁺、Al³⁺等必須在酸性條件下才能在溶液中存在。這兩類離子不能同時存在在同一溶液中，即離子間能發(fā)生“雙水解”反應。如3AlO₂^-+3Al³⁺+6H₂O=4Al(OH)₃↓等。

2．由于發(fā)生氧化還原反應，離子不能大量共存。

（1）具有較強還原性的離子不能與具有較強氧化性的離子大量共存。如S^2-、HS^-、SO₃^2-、I^-和Fe³⁺不能大量共存。

（2）在酸性或堿性的介質(zhì)中由于發(fā)生氧化還原反應而不能大量共存。如MnO₄^-、Cr₂O₇^-、NO₃^-、ClO^-與S^2-、HS^-、SO₃^2-、HSO₃^-、I^-、Fe²⁺等不能大量共存；SO₃^2-和S^2-在堿性條件下可以共存，但在酸性條件下則由于發(fā)生2S^2-+SO₃^2-+6H⁺=3S↓+3H₂O反應不能共在。H⁺與S₂O₃^2-不能大量共存。

*3．能水解的陽離子跟能水解的陰離子在水溶液中不能大量共存。

例：Al³⁺和HCO₃^-、CO₃^2-、HS^-、S^2-、AlO₂^-、ClO^-等；Fe³⁺與CO₃^2-、HCO₃^-、AlO₂^-、ClO^-等不能大量共存。

思維技巧點撥

1．首先必須從化學基本理論和概念出發(fā)，搞清楚離子反應的規(guī)律和“離子共存”的條件。在中學化學中要求掌握的離子反應規(guī)律主要是離子間發(fā)生復分解反應和離子間發(fā)生氧化反應，以及在一定條件下一些微粒（離子、分子）可形成絡合離子�！半x子共存”的條件是根據(jù)上述三個方面統(tǒng)籌考慮、比較、歸納整理而得出。因此解決“離子共存”問題可從離子間的反應規(guī)律入手，逐條梳理。

 2．審題時應注意題中給出的附加條件。

    ①酸性溶液（H⁺）、堿性溶液（OH^-）、能在加入鋁粉后放出可燃氣體的溶液、由水電離出的H⁺或OH^-=1×10^-10mol/L的溶液等。

②有色離子MnO₄^-,Fe³⁺,Fe²⁺,Cu²⁺,Fe(SCN)²⁺。

③MnO₄^-,NO₃^-等在酸性條件下具有強氧化性。

④S₂O₃^2-在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O

⑤注意題目要求“大量共存”還是“不能大量共存”。

    3．審題時還應特別注意以下幾點：

    （1）注意溶液的酸性對離子間發(fā)生氧化還原反應的影響。如：Fe²⁺與NO₃^-能共存，但在強酸性條件下（即Fe²⁺、NO₃^-、H⁺相遇）不能共存；MnO₄^-與Cl^-在強酸性條件下也不能共存；S^2-與SO₃^2-在鈉、鉀鹽時可共存，但在酸性條件下則不能共存。

    （2）酸式鹽的含氫弱酸根離子不能與強堿（OH^-）、強酸（H⁺）共存。

    如HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O（HCO₃^-遇堿時進一步電離）；

      HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O

典型題剖析

例1、下列離子方程式正確的是（    ）

    A．氯化鋁溶液與氨水反應：Al³⁺+3OH^-＝Al(OH)₃↓

    B．磷酸二氫鈣溶液跟足量NaOH溶液反應：

       3Ca²⁺+2H₂PO₄^-+4OH^-＝Ca₃(PO₄)₂↓+4H₂O

    C．硝酸亞鐵溶液中滴入稀硫酸：3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺＝3Fe³⁺+NO↑+2H₂O

    D．硫氫化鈉水解：HS^-+H₂O＝H₂S↑+OH^‑

    解析：本題涉及溶液中電解質(zhì)強弱、離子反應規(guī)律、氧化還原反應、鹽的水解等知識，需要對各選項仔細全面地分析，才能正確解答。

A中氨水是弱電解質(zhì)，應寫化學式；B中NaOH足量，Ca(H₂PO₄)₂全部參加反應，式中Ca²⁺與H₂PO₄^-不符合Ca(H₂PO₄)₂化學式中的比例，故不正確；C中 在酸性條件下具有氧化性，正確。D中HS^-水解程度很小。不能用“＝”、“↑”，故不正確。答案為C。

    例2、（1）向NaHSO₄溶液中，逐滴加入Ba(OH)₂溶液至中性，請寫出發(fā)生反應的離子方程式_________________________。

    （2）在以上中性溶液中，繼續(xù)滴加Ba(OH)₂溶液，請寫出此步反應的離子方程式______________________________。

    解析：本題是一個“反應進程”的試題。解題的關鍵是“中性”。即加入的Ba(OH)₂溶液中OH^-恰好與H⁺完全反應。再繼續(xù)滴加Ba(OH)₂溶液時，要分析此溶液中還有什么離子能繼續(xù)反應。

    答案：（1）2H⁺+SO₄^2-+Ba²⁺+2OH^-＝BaSO₄↓+2H₂O

         (2)Ba²⁺+SO₄^2-＝BaSO₄↓

    例3、下列各組中的離子，能在溶液中大量共存的是（    ）

    A.K⁺、Ag⁺、 、Cl^－ B.Ba²⁺、 、CO₃^2-、OH^-  C.Mg²⁺、Ba²⁺、OH^-、NO₃^-                 D.H⁺、K⁺、CO₃^2-、SO₄^2-   E.Al³⁺、Fe³⁺、SO₄^2-、Cl^－    F.K⁺、H⁺、NH₄^＋、OH^-

    解析：A組中：Ag⁺+Cl^-=AgCl↓      B組中， + =BaCO₃↓

    C組中，Mg²⁺+2OH^-=Mg(OH₂) ↓        D組中，2H⁺+CO₃^2-=CO₂↑+H₂O

E組中，各種離子能在溶液中大量共存。

F組中，NH₄⁺與OH^-能生難電離的弱電解質(zhì)NH₃·H₂O，甚至有氣體逸出。

NH₄⁺+OH^- NH₃·H₂O或NH₄⁺+OH^-=NH₃↑+H₂O

答案：E

    例4、在pH=1的無色透明溶液中，不能大量共存的離子組是（    ）

    A.Al³⁺、Ag⁺、NO₃^－、Cl^－               B.Mg²⁺、NH₄^＋、NO₃^-、Cl^-

C.Ba²⁺、K⁺、S^2-、Cl^－                 D.Zn²⁺、Na⁺、NO₃^-、SO₄^2-

解析：題目給出兩個重要條件：pH=1(即酸性)和無色透明，并要求找出不能共存的離子組。選項A中Ag⁺與Cl^-不能共存，生成的AgCl不溶于HNO₃（H⁺和NO₃^-），Al³⁺、H⁺都為無色，符合題意。選項B、D中的各離子雖都是無色的，但能共存于酸性溶液中，不符合題意。選項C中各離子能夠共存，且為無色，但S^2-與H⁺不能大量共存，所以C也符合題意。

答案：AC

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