备战2022年高考化学专项攻关高分秘籍专题02离子反应学案

专题02离子反应【考纲要求】1.理解电解质在水中的电离以及电解质溶液的导电性。2.了解离子反应的概念、离子反应发生的条件。掌握常见离子的检验方法【考情分析】高考中对离子反应的考查，主要集中在离子方程式的书写、离子检验两个角度，多以非选择题的形式出现，一般与工艺流程、电化学知识相融合，题目位置不固定，一般占2~6分，内容多以书写信息型的离子方程式为主，体现出新课标对考生思维能力的考查和学科素养的重视。【基础落实】考点1　离子反应和离子方程式1.电解质和非电解质电解质非电解质定义在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物在水溶液中和熔融状态下均不能导电的化合物相同点都是化合物，可溶于水，可不溶于水不同点在一定条件下能电离不能电离在水溶液中或熔融状态下能导电在水溶液中和熔融状态下均不能导电离子化合物和部分共价化合物全是共价化合物与常见物质类别的关系通常为酸、碱、盐、活泼金属氧化物、活泼金属氢化物、H2O等通常为非金属氧化物、某些非金属氢化物、绝大多数有机物等注意：1.在熔融状态下或水溶液中自身能电离出自由移动离子的　化合物是电解质。如SO2、CO2、NH3是非电解质，它们分别溶于水生成的H2SO3、H2CO3、NH3·H2O是电解质。2.能导电的混合物既不是电解质也不是非电解质，如稀盐酸、氯化钠溶液等；能导电的单质既不是电解质也不是非电解质，如铜、石墨等。2.电解质的电离(1)电离的概念电解质溶于水或受热熔化时，离解成自由移动的离子的过程称为电离。注意：电解质溶于水时是由于水分子的作用而电离；12\n熔融时是由于热能破坏化学键而电离成自由移动的离子，都不是因通电而电离的。(2)电离方程式①强电解质：完全电离用“”表示。如强酸：H2SO42H++SO42-强碱：NaOHNa++OH-盐：(NH4)2SO42NH4++SO42-②弱电解质：部分电离，用“”表示。a.弱酸的电离：如HClOH++ClO-。多元弱酸的电离是分步进行的，一般以第一步电离为主。如H2CO3H++HCO3-(主要)HCO3-H++CO32-b.弱碱的电离：如NH3·H2ONH4++OH-。多元弱碱的电离也是分步进行的，但一般都是一步写完。如Fe(OH)3Fe3++3OH-。③酸式盐的电离：a.强酸酸式盐完全电离，一步到底。如水溶液中：NaHSO4Na++H++SO42-；’熔融状态时：NaHSO4Na++HSO4-b.多元弱酸酸式盐，第一步完全电离，第二步部分电离。如NaHCO3，第一步：NaHCO3Na++HCO3-，第二步：HCO3-H++CO32-。(3)电离方程式书写的思维模型注意：强电解质和弱电解质的分类标准是电离程度，与溶解性无关。3.离子反应12\n(1)定义：有离子参加或有离子生成的反应统称为离子反应。(2)离子反应的本质：反应物中的某些离子的浓度减小。(3)离子反应的类型和发生条件①复分解反应：在溶液中离子间发生互换，生成沉淀、气体或难电离物质(水、弱酸、弱碱)。②氧化还原反应：在溶液中离子间发生电子转移生成新的离子或物质。③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。④络合反应：在溶液中离子间通过配位键结合成络合物(或配合物)或络离子。如FeCl3溶液与KSCN溶液的反应：Fe3++3SCN-Fe(SCN)3。⑤电解反应：实质为在通电条件下，离子在阴极或阳极发生放电生成新物质或新离子。⑥原电池反应：金属在负极失去电子生成新物质或新离子；阳离子在正极得到电子生成新物质或新离子。4.离子方程式(1)定义：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，揭示了这类化学反应的本质。(3)离子方程式的书写方法写→写出正确的化学方程式。拆→强酸、强碱、易溶盐，拆成离子符号，其余的物质写化学式。删→删去化学方程式两边相同(即不参加反应)的离子。查→检查离子方程式两边各元素的原子数目、离子所带的电荷总数、电子得失总数是否相等，是否注明“↑”“↓”。其中：“写”是基础，“拆”是关键，“查”是保证。注意：1、浓H2SO4不拆写分子式，浓HCl、浓HNO3可拆2、氨水为反应物时写NH3·H2O，氨水为生成物时加热或浓度很大时写NH3↑+H2O3、微溶物如Ca（OH）2，澄清时可拆，否则不拆4、酸式盐弱酸的酸式酸根不拆，如NaHCO3只能拆成Na+和HCO3-考点2　离子共存　离子的检验与推断1.离子共存(1)几种离子能在同一溶液中大量共存，是指离子之间不发生反应。若离子之间能发生反应，则不能大量共存。(2)离子不能大量共存的常见类型：复分解反应型、氧化还原反应型、双水解型、络合反应型。12\n2.离子检验根据离子性质不同而在实验中所表现出的现象不同，可以把检验离子的方法归纳为三种类型：沉淀法、气体法和显色法。(1)沉淀法离子试剂现象离子方程式或说明Cl-、Br-、I-AgNO3溶液和稀HNO3分别产生白色沉淀(AgCl)、淡黄色沉淀(＝gBr)、黄色沉淀(AgI)Ag++Cl-＝AgCl↓Ag++Br-＝AgBr↓Ag++I-＝AgI↓SO42-取少量试液于试管中，向其中加入足量稀盐酸后，再加入BaCl2溶液加盐酸不产生沉淀，加BaCl2溶液后生成白色沉淀Ba2++SO42-＝BaSO4↓Fe2+NaOH溶液白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀Fe2++2OH-＝Fe(OH)2↓(白色)4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3↓(红褐色)K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀3Fe2++2[Fe(CN)6]3-＝Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色沉淀)Fe3+NaOH溶液产生红褐色沉淀Fe3++3OH-＝Fe(OH)3↓(红褐色)(2)气体法离子试剂现象离子方程式或说明NH4+浓NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸产生有刺激性气味的气体，且气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝NH4++OH-＝NH3↑+H2OCO32-氯化钡溶液、稀硝酸加氯化钡溶液生成白色沉淀，加稀硝酸后白色沉淀溶解，产生无色无味气体Ba2++CO32-＝BaCO3↓BaCO3+2H+＝Ba2++H2O+CO2↑SO32-氯化钡溶液、盐酸、品红溶液加氯化钡溶液生成白色沉淀，加盐酸后白色沉淀溶解，将生成的气体通入品红溶液中，溶液褪色Ba2++SO32-＝BaSO3↓BaSO3+2H+＝Ba2++SO2↑+H2O(3)显色法12\n离子试剂现象离子方程式或说明I-淀粉溶液和氯水溶液显蓝色2I-+Cl2＝2Cl-+I2，淀粉遇碘变蓝色Fe2+KSCN溶液和氯水滴加KSCN溶液后无变化，再滴加氯水后溶液变红色2Fe2++Cl2＝2Cl-+2Fe3+Fe3++3SCN-＝Fe(SCN)3(红色)Fe3+KSCN溶液溶液变红色Fe3++3SCN-＝Fe(SCN)3Na+、K+Pt(或Fe)丝和稀盐酸火焰分别呈黄色、紫色 注意：离子共存要特别注意隐含条件1、酸和碱对水的电离都是抑制作用，如由水电离出来的C（H+）=1.0×10-12mol/L的溶液既可能是酸性也可能是碱性溶液2、与Al反应放出H2的溶液可能是强酸也可能是强碱性3、透明不一定无色，高中常见的有色离子Cu2+（蓝色）、Fe2+（绿色）、Fe3+（黄色）、MnO4-（紫红色）4、注意NO3-与H+一起具有强氧化性，与金属反应不会生成H2，而是生成NOx【高考链接】有关离子反应的考查主要集中在离子方程式的书写、离子方程式的正误判断、离子检验等。解题思路是运用已有知识，结合复分解反应或氧化还原反应等相关知识进行解答。考向1根据提示信息书写陌生反应离子方程式例1：[2022全国卷I，26]醋酸亚铬[(CH3COO)2Cr·H2O］为砖红色晶体，难溶于冷水，易溶于酸，在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂，将三价铬还原为二价铬；二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示，回答下列问题：（2）将过量锌粒和氯化铬固体置于c中，加入少量蒸馏水，按图连接好装置，打开K1、K2，关闭K3。①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，该反应的离子方程式为_________。12\n【答案】Zn+2Cr3+Zn2++2Cr2+考向2离子方程式的正误判断例2：[2022全国卷Ⅱ，10]能正确表示下列反应的离子方程式是A.浓盐酸与铁屑反应：2Fe+6H+＝2Fe3++3H2↑B.钠与CuSO4溶液反应：2Na+Cu2+＝Cu↓+2Na+C.NaHCO3溶液与稀H2SO4反应：CO32-+2H+＝H2O+CO2↑D.向FeCl3溶液中加入Mg(OH)2：3Mg(OH)2+2Fe3+＝2Fe(OH)3+3Mg2+【答案】D【解析】Fe与HCl反应生成Fe2+，A项不符合客观事实，错误；Na的金属性太强先与溶液中的水反应，不能置换出Cu，B项不符合客观事实，错误；弱酸的酸式酸根离子不能拆，NaHCO3只能拆写成Na+和HCO3-，C项拆写错误；Fe(OH)3的溶解度比Mg（OH）2小，D项正确。“五看”速判离子方程式正误一看是否符合客观事实。如Fe与HCl生成Fe2+二看拆写是否正确。三看电荷和质量是否守恒。四看是否漏掉同步反应。如Ba(OH)2与H2SO4反应不能只写H++OH-＝H2O五看用量是否符合事实。关于量的考查主要在以下几个方面1、酸式盐与碱的反应。该反应的实质是H+与OH-反应，采取少定多变原则，即少量的前面系数定为1，多的根据实际需要是可以变化的。如少量Ca（HCO3）2与足量的NaOH反应，要消耗2molNaOH。少量NaOH与足量的Ca（HCO3）2反应，只需消耗1molCa（HCO3）2。2、酸式氧化物和碱的反应。如NaOH与足量CO2反应生成NaHCO3，NaOH与少量CO2反应生成Na2CO3。3、铝盐与碱的反应。如往AlCl3与加NaOH反应至过量，最开始AlCl3的量多发生的反应为AlCl3+3NaOH＝Al（OH）3↓+3NaCl，当AlCl3全部变成Al（OH）3后继续加NaOH发生的反应为Al（OH）3+NaOH＝NaAlO2+2H2O。往NaOH加AlCl3反应至过量，最开始AlCl3的量多发生的反应为AlCl3+4NaOH＝NaAlO2+3NaCl+2H2O，当NaOH全部反应完后，继续加AlCl3发生的反应为3NaAlO2+AlCl3+6H2O＝4Al（OH）12\n3↓+3NaCl。4、氧化还原反应，根据氧化性和还原性强弱确定反应先后顺序。如FeBr2中通Cl2，其氧化性为Cl2>Br2>Fe3+，故Cl2先跟Fe2+反应，将Fe2+反应完后Cl2有剩余才继续跟Br-反应。考向3应用离子反应进行物质检验或推断例3：[2022全国卷Ⅱ，12]某白色粉末由两种物质组成，为鉴别其成分进行如下实验：①取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解；再加入足量稀盐酸，有气泡产生，固体全部溶解；②取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产生，振荡后仍有固体存在。该白色粉末可能为A.NaHCO3、Al(OH)3B.AgCl、NaHCO3C.Na2SO3、BaCO3D.Na2CO3、CuSO4【答案】C【综合检测】1．下列有关物质的分类或归类正确的一组是①液氨、液氯、干冰、纯碱均为化合物　②漂白粉、铝热剂、水玻璃、氨水均为混合物　③明矾、小苏打、醋酸、烧碱均为电解质　④碘酒、牛奶、豆浆、肥皂水均为胶体　⑤Na2O2、Na2CO3、NaHCO3、NaClO均为钠盐A.①和②B.②和③C.③和④D.②③⑤【答案】B【解析】液氯是单质，碘酒是溶液，Na2O2是过氧化物。2．下列离子方程式书写正确的是A.FeI2溶液中通入过量Cl2：2Fe2++2I-+2Cl22Fe3++I2+4Cl-B.已知电离平衡常数：H2CO3>HClO>HCO3-向NaClO溶液中通入少量二氧化碳：2ClO-+CO2+H2O2HClO+CO32-C.AlCl3溶液中加入过量氨水：Al3+4NH3·H2OAlO2-+2H2O+4NH4+D.等体积等浓度的Ba(OH)2稀溶液与NH4HCO3稀溶液混合：Ba2++2OH-+NH4++HCO3- BaCO3↓+NH3·H2O+H2O【答案】D【解析】氯气过量时，FeI2中Fe2+与I-都被氧化，离子方程式中二者的化学计量数之比为1∶2，A项错误；根据电离常数可知生成HCO3-，B项错误；；氢氧化铝不溶于氨水中，C项错误。3．下列离子方程式中正确的是A.向Ba(OH)2溶液中滴加NaHSO4溶液至恰好为中性：Ba2++OH-+H++SO42-BaSO4↓+H2O12\nB.NH4HCO3溶液与过量KOH浓溶液共热：NH4++OH-NH3↑+H2OC.稀硝酸和过量的铁屑反应：3Fe+8H++2NO3-3Fe3++2NO↑+4H2OD.KI溶液与H2SO4酸化的H2O2溶液混合：2I-+H2O2+2H+2H2O+I2【答案】D4．下列离子方程式正确的是A.在H2C2O4中加入酸性KMnO4溶液：2MnO4-+5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2OB.Ca(HCO3)2与过量Ca(OH)2溶液反应：Ca2++HCO3-+2OH-CaCO3↓+CO32-+2H2OC.用惰性电极电解硫酸铜溶液：2Cu2++2H2O2H2↑+2Cu+O2↑D.足量碳酸氢钠溶液与氢氧化钡溶液混合：HCO3-+Ba2++OH-BaCO3↓+H2O【答案】A【解析】Ca(OH)2溶液过量时，反应的离子方程式为：Ca2++HCO3-OOOOOhh+OH-CaCO3↓+H2O，B项错误；C项离子方程式中化合价升降不相等，正确的离子方程式为：2Cu2++2H2O4H++O2↑+2Cu，C项错误；NaHCO3溶液足量，OH-全部参与反应，正确的离子方程式为：2HCO3-+Ba2++2OH-BaCO3↓+CO32-+2H2O，D项错误。5．下列离子方程式表达不正确的是A.碳酸钙和稀盐酸反应：CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2OB.将磁性氧化铁溶于盐酸：Fe3O4+8H+2Fe2++Fe3++4H2OC.金属铝加入到NaOH溶液中：2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2↑D.金属钠与水反应：2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑【答案】B【解析】B项电荷不守恒，B错误。6．pH=1的溶液中可能含有Na+、Al3+、Fe2+、NH4+、Ba2+、Cl-、CO32-、SO42-、NO3-中的若干种，各离子浓度均为0.1mol·L-1，现取适量溶液进行如下实验：下列有关判断正确的是12\nA.试液中一定有Fe2+、SO42-、Na+、Cl-B.沉淀C中一定含有BaCO3，可能含有Al(OH)3C.试液中一定没有Na+、Al3+、NH4+、Ba2+、CO32-、NO3-D.步骤①中一定发生反应：3Fe2++NO3-+5OH-+2H2O3Fe(OH)3↓+NO↑【答案】C7．在下列溶液中，各组离子一定能够大量共存的是A.使酚酞试液变红的溶液：Na+、Cl-、SO42-、Fe3+B.使紫色石蕊试液变红的溶液：Fe2+、Mg2+、NO3-、Cl-C.c(H+)=10-12mol·L-1的溶液：K+、Ba2+、Cl-、Br-D.碳酸氢钠溶液：K+、SO42-、Cl-、H+【答案】C【解析】Fe3+在碱性溶液中不能大量共存，A项错误；Fe2+与NO3-在酸性溶液中不能大量共存，B项错误；C项是碱性溶液，可以大量共存，HCO3-与H+不能大量共存，D项错误。 8．在混合体系中，确认化学反应先后顺序有利于问题的解决，下列反应先后顺序判断正确的是A.在含等物质的量的FeBr2、FeI2的溶液中缓慢通入Cl2：I-、Br-、Fe2+B.在含等物质的量的Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入Zn：Fe3+、Cu2+、H+、Fe2+C.在含等物质的量的Ba(OH)2、KOH的溶液中通入CO2：KOH、Ba(OH)2、BaCO3、K2CO3D.在含等物质的量的AlO2-、OH-、COO32-的溶液中，逐滴加入盐酸：AlO2-、Al(OH)3、OH-、CO32-【答案】B9．A、B、C、D四种物质，分别含有下列阴阳离子：Na＋、Ba2+、A13+、NH4+、SO42-、HCO3-、NO3-、OH-12\n中的各一种，为了判断其各自的组成，进行了如下实验，部分现象如下：①常温下用pH计测量发现A、C溶液显碱性，且0.1mol/LC溶液pH>13②A与B、C混合均有白色沉淀产生，且A与B还有气体生成③过量的C滴入B、D中，前者产生沉淀，后者产生刺激性气味的气体请回答下列问题：(1)A为_________，检验A中阳离子的实验名称是________；(2)A与B反应的离子方程式为：______________；(3)B与过量的C反应生成的沉淀为：_______________；(4)经判断NO3-存在于物质______中(填“A”、“B”、“C”或“D”)，为了测定该溶液中NO3-的浓度，进行了以下实验：取该溶液20.00mL于锥形瓶中，加入过量的25.00mL0.9000mol/L的FeSO4溶液和适量的稀H2SO4溶液，并加入3gNaHCO3固体逐去空气，反应完全后再加人几滴二苯胺磺酸钠指示剂，用浓度为0.1200mol/L的K2Cr2O7溶液滴定至终点，重复三次平均消耗体积为21.25mL(发生的反应依次为NO3-＋Fe2++H+→NO↑＋Fe3++H2O，Fe2++Cr2O72-＋H+→Cr3++Fe3++H2O，未配平)。计算该溶液中NO3-浓度为：________(计算结果保留四位有效数字)，如果没有加入NaHCO3固体，会使测定结果_________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。【答案】(1)NaHCO3、焰色反应；(2)Al3++3HCO3-Al(OH)3↓+3CO2↑；(3)BaSO4；(4)D；0.1200mol/L；偏高。【解析】本题主要考查离子共存、离子方程式等。①A、C溶液显碱性，且0.1mol/LC溶液pH>13，C为Ba(OH)2，A为NaHCO3；②A与B、C混合均有白色沉淀产生，且A与B还有气体生成，B为铝盐；③过量的C滴入B、D中，前者产生沉淀，后者产生刺激性气味的气体，D为NH4NO3，B为Al2(SO4)3。(1)A为NaHCO3，检验A中阳离子Na＋的实验名称是焰色反应；(2)A与B发生双水解反应，反应的离子方程式为：Al3++3HCO3-Al(OH)3↓+3CO2↑；(3)B与过量的C反应，过程中生成的氢氧化铝沉淀溶解，所以生成的沉淀为：BaSO4；(4)经判断NO3-存在于物质D。n(FeSO4)=(FeSO4)V(FeSO4溶液)=25.00mL×0.9000mol/L=22.50mmol，6Fe2+～Cr2O72-～6e－，n(K2Cr2O7)=c(K2Cr2O7)V(K2Cr2O7溶液)=0.1200mol/L×21.25mL=2.550mmol，此反应的n(FeSO4)=6n(K2Cr2O7)=15.30mmol，NO3-～3Fe2+～3e－，12\n此反应的n(FeSO4)=22.50mmol-15.30mmol=7.20mmol，n(NO3-)=1/3n(FeSO4)=1/3×7.20mmol=2.40mmol，c(NO3-)====0.1200mol/L。如果没有加入NaHCO3固体，空气中的氧气也会氧化Fe2+，会使测定结果偏高。10．已知由Na+、Al3+、Mg2+、Ba2+、Fe3+、Cl-、OH-、NO3-、CO32-及未知离子X形成的五种可溶性物质甲、乙、丙、丁、戊，且五种物质中所含离子互不相同。(1)经比较分析，某同学认为无需检验即可判断其中一定含有　　　和　　　两种物质(填化学式)。(2)若丙中含有未知离子X，为了确定未知离子X，现将(1)中的两种物质记为甲和乙。当丙与乙的溶液混合时，产生红褐色沉淀和无色无味的气体；当丙与甲的溶液混合时产生棕灰色沉淀，向该沉淀中滴入稀HNO3，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解。则：①X为　　　　(填序号)。A.SO32-        B.SO42-C.CH3COO-  D.SiO32-②甲中的化学键类型为　　　　　。③乙的水溶液中所有离子的浓度由大到小的顺序为　　　　　　　　(用离子符号表示)。④将0.02mol的甲与0.01mol的丙同时溶解在足量的蒸馏水中，充分反应后，最终所得沉淀的质量为　　　　g(精确到0.1g)。⑤利用上述已经确定的物质，可以检验出丁、戊中的阳离子。请简述实验操作步骤、现象及结论：　。(3)将Cu投入到装有丁溶液的试管中，Cu不溶解；再滴加稀H2SO4，Cu逐渐溶解，管口附近有红棕色气体出现，有关反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。【答案】(1)Na2CO3　Ba(OH)2(2)①B　②离子键、共价键③c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+)④6.1　⑤分别取少量丁、戊溶于水，逐滴加入Ba(OH)2溶液至过量，若先有白色沉淀生成后沉淀溶解，则阳离子为Al3+，若有白色沉淀生成但一直不溶解则为Mg2+(3)3Cu+8H++2NO3-3Cu2++2NO↑+4H2O12\n12