第一章《化学反应及其能量变化》期中复习讲义

第一章《化学反应及其能量变化》期中复习讲义

复习要求

    1．理解离子的涵义，理解离子方程的意义。

2．能正确书写离子方程式。

知识规律总结

离子反应是指在溶液中(或熔化状态)有离子参加或生成的反应离子反应发生的条件是反应前后至少有二种离子的数目发生了改变。离子方程式表示了反应的实质即所有同一类型的 离子之间的反应。其书写原则是：可溶性或微溶性的强电解质写离子形式，多元弱酸的酸式盐写成酸式根形式，其它物质写分子式或化学式。检查离子方程式是否正确的三个规则①质量守恒——微粒种类与数目相等，②电荷守恒——方程式两边电荷总数相等，③得失电子相等——属于氧化还原反应的离子反应中得失电子数相等。离子共存问题应转化为离子之间能否反应来考虑。

一、离子方程式

    离子方程式书写的基本规律要求。

    （1）合事实：离子反应要符合客观事实，不可臆造产物及反应。

    （2）式正确：化学式与离子符号使用正确合理。

    （3）号实际：“=”“ ”“→”“↑”“↓”等符号符合实际。

    （4）两守恒：两边原子数、电荷数必须守恒（氧化还原反应离子方程式中氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数要相等）。

    （5）明类型：依据离子反应原理，分清类型，总结方法技巧。

（6）检查细：结合书写离子方程式过程中易出现的错误，细心检查。

二、离子共存

    1．由于发生复分解反应，离子不能大量共存。

    （1）有气体产生。如CO₃^2-、SO₃^2-、S^2-、HCO₃^-、HSO₃^-、HS^-等易挥发的弱酸的酸根与H⁺不能大量共存。

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

（3）有弱电解质生成。如OH^-、CH₃COO^-、PO₄^3-、HPO₄^2-、H₂PO₄^-、F^-、ClO^-、AlO₂^-、SiO₃^2-、CN^-、等与H⁺不能大量共存；一些酸式弱酸根如HCO₃^-、HPO₄^2-、HS^-、H₂PO^4-、HSO₃^-不能与OH^-大量共存；NH₄⁺与OH^-不能大量共存。

*（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^-、S^2-、CO₃^2-、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．由于发生氧化还原反应，离子不能大量共存。

（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S^2-、HS^-、SO₃^2-、I^-和Fe³⁺不能大量共存。

（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。如MnO₄^-、Cr₂O₇^-、NO₃^-、ClO^-与S^2-、HS^-、SO₃^2-、HSO₃^-、I^-、Fe²⁺等不能大量共存；SO₃^2-和S^2-在碱性条件下可以共存，但在酸性条件下则由于发生2S^2-+SO₃^2-+6H⁺=3S↓+3H₂O反应不能共在。H⁺与S₂O₃^2-不能大量共存。

*3．能水解的阳离子跟能水解的阴离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⁺与CO₃^2-、HCO₃^-、AlO₂^-、ClO^-等不能大量共存。

思维技巧点拨

1．首先必须从化学基本理论和概念出发，搞清楚离子反应的规律和“离子共存”的条件。在中学化学中要求掌握的离子反应规律主要是离子间发生复分解反应和离子间发生氧化反应，以及在一定条件下一些微粒（离子、分子）可形成络合离子。“离子共存”的条件是根据上述三个方面统筹考虑、比较、归纳整理而得出。因此解决“离子共存”问题可从离子间的反应规律入手，逐条梳理。

 2．审题时应注意题中给出的附加条件。

    ①酸性溶液（H⁺）、碱性溶液（OH^-）、能在加入铝粉后放出可燃气体的溶液、由水电离出的H⁺或OH^-=1×10^-10mol/L的溶液等。

②有色离子MnO₄^-,Fe³⁺,Fe²⁺,Cu²⁺,Fe(SCN)²⁺。

③MnO₄^-,NO₃^-等在酸性条件下具有强氧化性。

④S₂O₃^2-在酸性条件下发生氧化还原反应：S₂O₃^2-+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O

⑤注意题目要求“大量共存”还是“不能大量共存”。

    3．审题时还应特别注意以下几点：

    （1）注意溶液的酸性对离子间发生氧化还原反应的影响。如：Fe²⁺与NO₃^-能共存，但在强酸性条件下（即Fe²⁺、NO₃^-、H⁺相遇）不能共存；MnO₄^-与Cl^-在强酸性条件下也不能共存；S^2-与SO₃^2-在钠、钾盐时可共存，但在酸性条件下则不能共存。

    （2）酸式盐的含氢弱酸根离子不能与强碱（OH^-）、强酸（H⁺）共存。

    如HCO₃^-+OH^-=CO₃^2-+H₂O（HCO₃^-遇碱时进一步电离）；

      HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O

典型题剖析

例1、下列离子方程式正确的是（    ）

    A．氯化铝溶液与氨水反应：Al³⁺+3OH^-＝Al(OH)₃↓

    B．磷酸二氢钙溶液跟足量NaOH溶液反应：

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

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

    D．硫氢化钠水解：HS^-+H₂O＝H₂S↑+OH^‑

    解析：本题涉及溶液中电解质强弱、离子反应规律、氧化还原反应、盐的水解等知识，需要对各选项仔细全面地分析，才能正确解答。

A中氨水是弱电解质，应写化学式；B中NaOH足量，Ca(H₂PO₄)₂全部参加反应，式中Ca²⁺与H₂PO₄^-不符合Ca(H₂PO₄)₂化学式中的比例，故不正确；C中 在酸性条件下具有氧化性，正确。D中HS^-水解程度很小。不能用“＝”、“↑”，故不正确。答案为C。

    例2、（1）向NaHSO₄溶液中，逐滴加入Ba(OH)₂溶液至中性，请写出发生反应的离子方程式_________________________。

    （2）在以上中性溶液中，继续滴加Ba(OH)₂溶液，请写出此步反应的离子方程式______________________________。

    解析：本题是一个“反应进程”的试题。解题的关键是“中性”。即加入的Ba(OH)₂溶液中OH^-恰好与H⁺完全反应。再继续滴加Ba(OH)₂溶液时，要分析此溶液中还有什么离子能继续反应。

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

         (2)Ba²⁺+SO₄^2-＝BaSO₄↓

    例3、下列各组中的离子，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组中：Ag⁺+Cl^-=AgCl↓      B组中， + =BaCO₃↓

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

E组中，各种离子能在溶液中大量共存。

F组中，NH₄⁺与OH^-能生难电离的弱电解质NH₃·H₂O，甚至有气体逸出。

NH₄⁺+OH^- NH₃·H₂O或NH₄⁺+OH^-=NH₃↑+H₂O

答案：E

    例4、在pH=1的无色透明溶液中，不能大量共存的离子组是（    ）

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

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

解析：题目给出两个重要条件：pH=1(即酸性)和无色透明，并要求找出不能共存的离子组。选项A中Ag⁺与Cl^-不能共存，生成的AgCl不溶于HNO₃（H⁺和NO₃^-），Al³⁺、H⁺都为无色，符合题意。选项B、D中的各离子虽都是无色的，但能共存于酸性溶液中，不符合题意。选项C中各离子能够共存，且为无色，但S^2-与H⁺不能大量共存，所以C也符合题意。

答案：AC

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