高中化学第3章物质在水溶液中的行为第4节离子反应第2课时离

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第2课时 离子反应的应用

学习目标：1.了解常见阳离子和阴离子的检验方法。(重点)2.理解利用酸碱中和滴定法测强酸、强碱溶液浓度的原理、方法和误差分析。(难点)3.通过离子反应在生产、生活中的广泛应用，体会化学在人类生产、生活中的作用和贡献。

[自 主 预 习·探 新 知]

1．物质检验与含量测定 (1)离子检验

利用离子的特征反应来检验一些常见离子。

如利用Fe与SCN反应生成血红色溶液检验Fe，离子方程式为Fe＋3SCN===Fe(SCN)3(血红色)；

利用I与Ag反应生成黄色沉淀检验I，离子方程式为Ag＋I===AgI↓(黄色)。 (2)测定溶液中离子的浓度

①沉淀法：如溶液中SO4的浓度，用Ba将其转化为BaSO4沉淀，再称量沉淀质量求得。 ②酸碱中和滴定法：强酸溶液中H的浓度可以用已知准确浓度的强碱溶液滴定的方法获得。 ③氧化还原滴定法：如溶液中MnO4的浓度可以用已知准确浓度的Fe溶液滴定获得。 2．物质制备与纯化

(1)物质的制备：离子反应可以用于制备一些酸、碱、盐、气体等。 ①氯碱工业生产烧碱和氯气的离子方程式： 通电－－

2Cl＋2H2O=====2OH＋Cl2↑＋H2↑。 ②实验室制取CO2的离子方程式： CaCO3＋2H===Ca＋CO2↑＋H2O。 (2)物质的纯化

①制高纯度的氯化钠：除去其中少量的SO4、Mg、Ca，需要引入的试剂离子分别为Ba、OH、CO3。②除去污水中的重金属离子：将其转化为沉淀而除去。

3．生活中的离子反应 (1)胃酸过多的治疗

①服用胃舒平[主要成分是Al(OH)3]，离子反应为Al(OH)3＋3H===Al＋3H2O。 ②服用小苏打片，离子方程式为HCO3＋H===CO2↑＋H2O。 (2)硬水及其软化

①硬水的含义：自然界里含Ca、Mg较多的水。

②硬水的形成：水中的二氧化碳与岩石中的CaCO3和MgCO3发生反应生成可溶性碳酸氢盐而使Ca、Mg进入水中形成，离子方程式为CaCO3＋CO2＋H2O===Ca＋2HCO3，MgCO3＋CO2＋H2O===Mg＋2HCO3。

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③硬水的软化方法

a．加热法：加热可使HCO3分解，生成的CO3与Ca、Mg结合成沉淀，发生反应如下： Ca＋2HCO3===CaCO3↓＋CO2↑＋H2O， Mg＋2HCO3===MgCO3↓＋CO2↑＋H2O。

b．加沉淀剂法：在硬水中加入Na2CO3等沉淀剂也可以降低水中Ca、Mg的浓度，发生反应如下：

Ca＋CO3===CaCO3↓， Mg＋CO3===MgCO3↓。

[基础自测]

1．判断对错(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。) (1)能使石灰水变浑浊的无色无味气体一定是CO2。( ) (2)中和滴定时为了节省时间，不需要重复2～3次实验。( ) (3)可以用铁粉除去FeCl3中的FeCl2。( ) (4)治疗胃酸过多的胃药中含有烧碱。( ) (5)用石灰水鉴别NaHCO3和Na2CO3。( ) (6)用BaCl2溶液鉴别Na2SO4和Na2CO3。( ) (7)用足量稀硝酸除去铁粉中的Cu。( )

(8)将混有HCl的CO2通入饱和NaHCO3溶液中除去HCl。( ) [提示] (1)√

(2)× 为了减少滴定误差，须进行2～3次实验。 (3)× Fe＋2FeCl3===3FeCl2，无法除去FeCl2。 (4)× 烧碱具有强腐蚀性。

(5)× NaHCO3、Na2CO3与石灰水均产生CaCO3沉淀。 (6)× BaCl2溶液与Na2SO4、Na2CO3均产生白色沉淀。 (7)× Fe、Cu均溶于足量的稀硝酸。 (8)√

2．下列有关反应方程式正确的是( ) A．实验室制备Al(OH)3：Al＋3OH===Al(OH)3↓

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B．实验室制氨气：NH4＋OH====NH3↑＋H2O

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△2＋－

C．实验室制取Cl2：MnO2＋4HCl====Mn＋Cl2↑＋2Cl＋2H2O D．除去FeCl3中含有的FeCl2：2Fe＋Cl2===2Fe＋2Cl

△

D [A项，应为Al＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH；B项，应为2NH4Cl＋Ca(OH)2====CaCl2＋

3＋

＋4

＋－△2＋

2NH3↑＋2H2O；C项，应为MnO2＋4H＋2Cl====Mn＋Cl2↑＋2H2O。]

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3．下列解释事实的方程式准确的是 ( )

A．测0.1 mol·L氨水的pH为11：NH3·H2O===NH4＋OH B．碳酸钠溶液显碱性：CO3＋H2O===HCO3＋OH

C．钢铁发生吸氧腐蚀时，铁作负极被氧化：Fe－3e===Fe D．向污水中投放明矾，生成能凝聚悬浮物的胶体：Al＋3H2O

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Al(OH)3(胶体)＋3H

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D [0.1 mol·LNH3·H2O的pH＝11，说明NH3·H2O不完全电离，若完全电离pH＝13，A错；CO3水解是可逆反应，B错；铁发生吸氧腐蚀时负极反应生成的是Fe，C错；明矾能够凝聚悬浮物是因为生成了Al(OH)3胶体，反应的离子方程式为Al＋3H2O

[合 作 探 究·攻 重 难]

离子的检验 1.常见阴离子的检验 离子 鉴定方法 ①在试管中取少量试液滴加紫色石蕊(或无色酚酞)试液；②用玻璃棒蘸取试液于红色石蕊试纸 产生现象 ①紫色石蕊试液变蓝(或酚酞变红)； ②红色石蕊试纸变蓝 3＋

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2＋

Al(OH)3(胶体)＋3H，D对。]

＋

OH －Cl Br I －－－在试管中取少量试液，滴加AgNO3溶液，再加稀HNO3 生成白色沉淀，不溶于稀HNO3 在试管中取少量试液，滴加AgNO3溶液，再加稀HNO3 生成浅黄色沉淀，不溶于稀HNO3 在试管中取少量试液，滴加AgNO3溶液，再加稀HNO3 生成黄色沉淀，不溶于稀HNO3 在试管中取少量试液，先加BaCl2产生白色沉淀，另产生无色、无味的气体，此气体能使澄清的石灰水变浑浊 CO 取少量溶液于试管中加入稀盐酸或稀硝酸，将生成的气体通入澄清的石灰水 SO 2－42－3在试管中，取少量试液，滴加盐酸无明显现象，再加BaCl2 在试管中，取少量试液，先加BaCl2产生白色沉淀，生成白色沉淀 SO3 另取少量溶液加盐酸生成气体，把气体通入品红溶液 2.常见阳离子的检验 离子 NH4 ＋2－生成无色有刺激性气味的气体，品红溶液退色 鉴定方法 在试管中，取少量试液，加浓NaOH微热，用润湿的红色石蕊试纸靠近管口 ①在试管中取少量试液加适量NaOH溶液；②加过量NaOH溶液 产生现象 有刺激性气味，使润湿的红色石蕊试纸变蓝 ①有白色絮状沉淀； ②上述沉淀消失 Al 3＋制作不易 推荐下载 3

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Fe 3＋①在试管中取少量试液，加KSCN溶液；②在试管中取少量试液，加入NaOH溶液 在试管中取少量试液加入NaOH溶液 ①溶液呈血红色； ②产生红褐色沉淀 生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色 Fe [思考交流] 2＋下面是对溶液中有无SO4检验的实验方案，请评价各方案是否严密？分别说明理由。 BaCl2溶液足量稀HNO3

1．方案甲：试液――――――→白色沉淀―――――→沉淀不溶解

[提示] 不严密。如果试液中含有Ag(或Pb、Hg)而不含SO4，当加入BaCl2时同样产生白色沉淀，并且加入稀HNO3后沉淀不溶解，故方案甲不严密(Ag等干扰)。

足量稀HClBaCl2溶液

2．方案乙：试液――――――→无沉淀―――――→白色沉淀

[提示] 严密。只有含SO4的无色透明溶液才会出现此方案的现象，故方案乙严密。 足量稀HNO332

3．方案丙：试液――――――→无沉淀―――――→白色沉淀

[提示] 不严密。如果试液中含有SO3而不含SO4，当加入足量稀HNO3溶液后，SO3被氧化成SO4，再加入Ba(NO3)2试液后出现不溶于稀HNO3的白色沉淀，故方案丙不严密(SO3干扰)。

[对点训练] 题组1 物质的检验

1．有关溶液中所含离子的检验，下列判断正确的是( )

A．加入AgNO3溶液后生成的白色沉淀不溶于稀盐酸，则原溶液中一定有Cl存在 B．加入氨水时生成白色沉淀，当氨水过量时白色沉淀消失，则原溶液中一定有Al存在 C．加入NaOH溶液并加热，有能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体生成，则原溶液中一定有NH4存在

D．加入盐酸有能使澄清石灰水变浑浊的气体生成，则原溶液中一定有大量的CO3存在 C [若原溶液中含有CO3，Ag2CO3与盐酸反应会转化为AgCl，A项不正确；Al(OH)3不溶于氨水，B项不正确；该溶液中还可能有HCO3、HSO3或SO3，D项不正确。]

2．如图是某学生设计的探究铁及其化合物的某些化学性质的流程图。下列有关叙述正确的是( )

HCl足量Fe粉NaOH

Fe2O3――→甲溶液―――――→乙溶液――→丙

①②③A．反应①的离子方程式为Fe2O3＋6H===2Fe＋3H2O B．检验乙溶液中的金属阳离子可用KSCN溶液 C．反应③可制得一种红褐色的胶体

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D．物质丙在空气中能稳定存在

A [A项，甲、乙、丙分别为FeCl3、FeCl2和Fe(OH)2，Fe2O3溶于酸生成Fe，A项正确。B项，KSCN溶液可检验Fe，不能检验Fe，B项错误。C项，Fe(OH)2为白色沉淀，C项错误。D项，Fe(OH)2不稳定，在空气中易被氧化为Fe(OH)3，D项错误。]

题组2 物质推断

3．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( )

【导学号：41722187】

A．NaHCO3、Al(OH)3 C．Na2SO3、BaCO3

B．AgCl、NaHCO3 D．Na2CO3、CuSO4

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C [A项中，NaHCO3、Al(OH)3加入足量水中，NaHCO3溶解，Al(OH)3不溶解；加入稀盐酸，固体全部溶解，且有气泡产生；NaHCO3、Al(OH)3均能与H2SO4反应，最后不会有固体剩余。B项中，NaHCO3溶于水，AgCl不溶于水，加入足量稀盐酸，AgCl仍不溶解。C项中Na2SO3溶于水，BaCO3不溶于水，BaCO3能溶于稀盐酸：BaCO3＋2HCl===BaCl2＋H2O＋CO2↑，Na2SO3、BaCO3均能与稀H2SO4反应：Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O、BaCO3＋H2SO4===BaSO4＋H2O＋CO2↑。D项中，CuSO4和Na2CO3都能溶于稀硫酸。]

4．某无色透明溶液中，可能含有以下离子中的若干种：K、Mg、Al、Fe、Ba、NO3、SO4、CO3、I和Cl，取该溶液进行如下实验：

①将溶液滴在pH试纸上，呈红色。

②将少许溶液浓缩后加入铜片和硫酸，有无色气体逸出，通入空气则立即变成红棕色。 ③取少许溶液滴入BaCl2溶液，则产生白色沉淀。

④取实验③中的澄清溶液，滴入AgNO3溶液，产生不溶于稀HNO3的白色沉淀。

⑤另取少许溶液，滴入NaOH溶液，有白色沉淀生成，当NaOH过量时，又有部分白色沉淀溶解。 根据以上现象判断原溶液中( )

A．肯定不存在的离子是Ba、Fe、CO3、I B．肯定存在的离子是Al、SO4、Cl、NO3、Mg C．不能作出判断的离子是K D．以上判断都不正确

A [无色透明溶液中无Fe；①说明溶液呈酸性，可判断无CO3；②可以判断有NO3；结合①②，酸性溶液中NO3有强氧化性，可判断无还原性较强的I；③中产生白色沉淀，溶液中应该有SO4，进而推断溶液中无Ba；③滴入BaCl2溶液，引入了Cl；④中检验出的Cl不一定是原溶液的；

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