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。

知識規律總結

離子反應是指在溶液中(或熔化狀態)有離子參加或生成的反應離子反應發生的條件是反應前后至少有二種離子的數目發生了改變。離子方程式表示了反應的實質即所有同一類型的 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寫離子形式，多元弱酸的酸式鹽寫成酸式根形式，其它物質寫分子式或化學式。檢查離子方程式是否正確的三個規則①質量守恒——微粒種類與數目相等，②電荷守恒——方程式兩邊電荷總數相等，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相等。離子共存問題應轉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律要求。

    （1）合事實：離子反應要符合客觀事實，不可臆造產物及反應。

    （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、電荷數必須守恒（氧化還原反應離子方程式中氧化劑得電子總數與還原劑失電子總數要相等）。

    （5）明類型：依據離子反應原理，分清類型，總結方法技巧。

（6）檢查細：結合書寫離子方程式過程中易出現的錯誤，細心檢查。

二、離子共存

    1.由于發生復分解反應，離子不能大量共存。

    （1）有氣體產生。如CO₃^2-、SO₃^2-、S^2-、HCO₃^-、HSO₃^-、HS^-等易揮發的弱酸的酸根與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^-，Fe²⁺與S^2-、Ca²⁺與PO₄^3-、Ag⁺與I^-不能大量共存。

（3）有弱電解質生成。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，即離子間能發生“雙水解”反應。如3AlO₂^-+3Al³⁺+6H₂O=4Al(OH)₃↓等。

2.由于發生氧化還原反應，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中由于發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，搞清楚離子反應的規律和“離子共存”的條件。在中學化學中要求掌握的離子反應規律主要是離子間發生復分解反應和離子間發生氧化反應，以及在一定條件下一些微粒（離子、分子）可形成絡合離子。“離子共存”的條件是根據上述三個方面統籌考慮、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強弱、離子反應規律、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，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，請寫出發生反應的離子方程式_________________________。

    （2）在以上中性溶液中，繼續滴加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。再繼續滴加Ba(OH)₂溶液時，要分析此溶液中還有什么離子能繼續反應。

    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