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　离子反应

一、知识整合
1． 电解质和非电解质的比较

	定义	相同点	不同点	实例
电解质	在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物	都 是 化 合 物	一定条件下能够电离产生离子，能导电	NaCl H2SO4 NaOH
非电解质	在水溶液里和熔融状态下都不导电的化合物		不能电离 不能导电	蔗糖 酒精

注意　单质和混合物既不是电解质也不是非电解质。
2． 强电解质和弱电解质的比较

	强电解质	弱电解质
定义	在水溶液中能完全电离的电解质	在水溶液中只能部分电离的电解质
电离平衡	不存在	存在
溶液中存在 微粒种类	水合离子、水分子	水合离子、水分子、弱电解质分子
电离过程	不可逆、不存在电离平衡	可逆、存在电离平衡
举例	强酸：HCl、H2SO4、HNO3、HClO4、HBr、HI等 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：NH3·H2O、Cu(OH)2等 H2O及小部分盐：(CH3COO)2Pb等

3． 电离
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。
方法与建议
依据元素周期表，突破强、弱电解质的记忆
ⅠA：除LiOH外其余都是强碱。
ⅡA：除Mg(OH)₂外其余都是强碱。
ⅢA：Al(OH)₃是两性氢氧化物。
ⅣA：H₂CO₃、H₂SiO₃均为弱酸。
ⅤA：强酸：HNO₃　中强(或弱)酸：HNO₂、H₃PO₄。
ⅥA：强酸：H₂SO₄　弱酸：H₂SO₃、H₂S
ⅦA：强酸：HCl、HBr、HI、HClO₄等
弱酸：HF、HClO等。
过渡元素中的常见弱碱：Fe(OH)₃、Fe(OH)₂、Cu(OH)₂、Zn(OH)₂等。
电离方程式书写的思维模型
 
4． 离子反应
(1)概念：有离子参加或有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的离子方程式：
A．加入BaCl₂溶液：Ba^2＋＋SO4(2－)===BaSO₄↓，
B．加入CH₃COONa溶液：CH₃COO^－＋H^＋===CH₃COOH，
C．加入Na₂CO₃溶液：CO3(2－)＋2H^＋===CO₂↑＋H₂O，
D．加入Zn粒：Zn＋2H^＋===H₂↑＋Zn^2＋，
E．加入NaOH溶液：H^＋＋OH^－===H₂O。
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生成易挥发的物质；④发生氧化还原反应。
(3)离子反应的本质
A～E中，混合后溶液中SO4(2－)的物质的量减少的是A(填序号，下同)；H^＋的物质的量减少的是BCDE；因此离子反应的本质是溶液中某些离子的物质的量的减少。
5． 离子方程式
(1)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。
(2)离子方程式的意义
离子方程式不仅可以表示某一个具体的化学反应，还可以表示同一类型的离子反应。
(3)离子方程式的书写
离子方程式的书写要求按“写——拆——删——查”四步进行，但我们在书写离子方程式时，一般不需要用上述步骤书写，而是要抓住离子反应的实质，直接书写出离子反应方程式。如CuSO₄溶液与Ba(OH)₂溶液反应的离子方程式书写步骤：①首先分析溶液中的离子有Cu^2＋、SO4(2－)、Ba^2＋、OH^－；②然后分析哪些离子相互结合，Cu^2＋与OH^－反应生成Cu(OH)₂、SO4(2－)与Ba^2＋反应生成BaSO₄；最后根据离子的个数比配平方程式。再如Ca(HCO₃)₂溶液与NaOH溶液反应实质是HCO3(－)与OH^－反应生成更难电离的H₂O，同时生成的CO3(2－)再与Ca^2＋结合生成难电离的CaCO₃沉淀，这样我们就可以根据三种离子的个数比写出与量有关的离子方程式。
(4)书写离子方程式的注意点
①盐类水解的离子方程式不要忘记“”。
②溶液中铵盐与碱反应加热放出NH₃↑，不加热写NH₃·H₂O。
③浓HCl、浓HNO₃在离子方程式中写离子符号，浓H₂SO₄不写离子符号。
④HCO3(－)、HS^－、HSO3(－)等弱酸的酸式酸根不能拆开写。
二、解题探究
题组一　排除干扰，确定离子
1． 关于某无色溶液中所含离子的鉴别，下列判断正确的是 (　　)
A．加入AgNO₃溶液，生成白色沉淀，加稀盐酸沉淀不溶解时，可确定有Cl^－存在
B．通入Cl₂后，溶液变为深黄色，加入淀粉溶液后溶液变蓝，可确定有I^－存在
C．加入Ba(NO₃)₂溶液，生成白色沉淀，加稀盐酸后沉淀不溶解时，可确定有SO4(2－)存在
D．加入稀盐酸，生成的气体能使澄清石灰水变浑浊，可确定有CO3(2－)存在
答案　B
解析　Cl^－、SO4(2－)均能与Ag^＋形成不溶于稀盐酸的白色沉淀，A错；I₂遇淀粉变蓝，通入Cl₂后，溶液变为深黄色，加入淀粉溶液后溶液变蓝，则溶液中有I^－存在，B对；SO3(2－)与Ba(NO₃)₂反应形成BaSO₃沉淀，加入稀盐酸后在H^＋、NO3(－)的作用下可转化为BaSO₄沉淀，C错；能使澄清石灰水变浑浊的气体是CO₂或SO₂，原溶液中可能存在的离子是CO3(2－)、HCO3(－)、SO3(2－)或HSO3(－)，D错。
2． 向四支试管中分别加入少量不同的无色溶液进行如下操作，结论正确的是 (　　)

	操作	现象	结论
A	滴加BaCl2溶液	生成白色沉淀	原溶液中有SO4(2－)
B	滴加氯水和CCl4，振荡、静置	下层溶液显紫色	原溶液中有I－
C	用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色反应	火焰呈黄色	原溶液中有Na＋，无K＋
D	滴加稀NaOH溶液，将湿润红色石蕊试纸置于试管口	试纸不变蓝	原溶液中无NH4(＋)

答案　B
解析　本题主要考查常见离子的鉴别，意在考查学生的实验能力。A项加入BaCl₂溶液得到白色沉淀，原溶液中可能含有SO3(2－)或SO4(2－)或Ag^＋；B项溶于CCl₄呈紫色的为I₂，即原溶液中含有I^－；C项观察K^＋的焰色反应应透过蓝色钴玻璃，排除Na^＋的干扰；D项检验NH4(＋)应加入浓NaOH溶液，且需要加热。
【方法与建议】
无色溶液中离子检验的一般思路
 
1． 坚持“四项基本原则”，破解离子推断题
(1)肯定性原则：根据实验现象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的离子；(记住几种常见的有色离子：Fe^2＋、Fe^3＋、Cu^2＋、MnO4(－)、CrO4(2－)、Cr₂O7(2－))
(2)互斥性原则：在肯定某些离子的同时，结合离子共存规律，否定一些离子的存在；(要注意题目中的隐含条件，如：酸性、碱性、指示剂的变化、与铝反应产生H₂、水的电离情况等)
(3)电中性原则：溶液呈电中性，一定既有阳离子，又有阴离子，且溶液中正电荷总数与负电荷总数相等；(这一原则可帮助我们确定一些隐含的离子)
(4)进出性原则：通常是在实验过程中使用，是指在实验过程中反应生成的离子或引入的离子对后续实验的干扰。
2． 电荷守恒在离子反应定量推断试题中的应用
解与离子反应有关的定量推断类试题，需要掌握定量推断最后一种离子存在的方法：如果多种离子共存，且只有一种离子的物质的量未知，可以用电荷守恒来确定最后一种离子是否存在，即阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数。
题组三　离子推断实验操作题的规范解答
5． 有M、N两种溶液，经测定这两种溶液中含有下列12种离子：Al^3＋、Cl^－、Na^＋、K^＋、NO3(－)、OH^－、Fe^2＋、AlO2(－)、CO3(2－)、NH4(＋)、SO4(2－)、H^＋。
(1)完成下列表格中实验①的结论和实验②的实验内容以及现象：

实验内容以及现象	结论
①取少量N溶液滴加足量的硝酸钡溶液，无沉淀产生
②	确定M溶液中含有Na＋，不含K＋
③用pH试纸检测M溶液，pH试纸呈蓝色

 
(2)根据(1)中的实验回答：
NO3(－)存在于________溶液中，理由是_______________________________________；
Cl^－存在于________溶液中，理由是_________________________________________。
(3)根据(1)中的实验确定，M溶液中含有的离子为____________________________。
答案　(1)①N溶液中不含CO3(2－)、SO4(2－)或M溶液中一定含有CO3(2－)、SO4(2－)
②取M溶液进行焰色反应，焰色为黄色，再透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色，不呈紫色
(2)M　N溶液中含有H^＋、Fe^2＋、Al^3＋、NH4(＋)、K^＋，由于N溶液为酸性，又含有Fe^2＋，所以N溶液中不含NO3(－)
N　根据溶液呈电中性原则，可以确定Cl^－存在于N溶液中
(3)OH^－、AlO2(－)、CO3(2－)、SO4(2－)、Na^＋、NO3(－)
解析　少量N溶液中滴加足量的硝酸钡溶液，无沉淀产生，说明N溶液中不含CO3(2－)、SO4(2－)，那么M溶液中一定含有CO3(2－)、SO4(2－)。取M溶液进行焰色反应，焰色为黄色，证明含有Na^＋，再透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色，不呈紫色，说明M中不含K^＋；用pH试纸检测M溶液，pH试纸呈蓝色，说明M溶液显碱性，含有大量的OH^－，那么N溶液中含有大量的H^＋。AlO2(－)不可能存在于酸性溶液中，Al^3＋、Fe^2＋、NH4(＋)不可能存在于碱性溶液中，所以判断M溶液中有OH^－、AlO2(－)、CO3(2－)、SO4(2－)、Na^＋。N溶液中含有H^＋、Fe^2＋、Al^3＋、NH4(＋)、K^＋。由于N溶液为酸性，又含有Fe^2＋，所以N溶液中不含NO3(－)；根据溶液呈电中性原则，可以确定Cl^－存在于N溶液中。
答题模板
离子检验实验操作的答题模板
    操作　 ⇒　现象　⇒　结论
取样，加入……⇒有……生成　⇒……的是……
例如：检验某溶液中含有Fe^2＋而不含Fe^3＋的方法是取适量溶液于洁净的试管中，滴加几滴KSCN溶液，不显血红色，再向溶液中滴加几滴H₂O₂(或新制氯水)，溶液变为血红色，说明溶液中含有Fe^2＋而不含Fe^3＋。

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