3离子反应和离子方程式（教师）

3离⼦反应和离⼦⽅程式（教师）
专题3离⼦反应和离⼦⽅程式
⼀、离⼦反应的类型和发⽣条件
（1）复分解反应类型：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）氧化还原反应类型：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：离⼦间通过配位键结合成络合物(或配合物)或络离⼦。

（5）电化学反应：实质为氧化还原反应，但需要添加电解或通电条件。

⼆、离⼦⽅程式的概念与意义
（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。

三、离⼦⽅程式的书写1．离⼦⽅程式书写的⼀般步骤
离⼦⽅程式的书写分为四步(以BaCl 2和CuSO 4反应为例)：
第⼀步：写。

正确写出反应的化学⽅程式：BaCl 2+CuSO 4===BaSO 4↓+CuCl 2。

第⼆步：拆。

把易溶于⽔、易电离的物质拆写成离⼦形式：Ba 2++2Cl ?+Cu 2++SO 42?===BaSO 4
↓+Cu 2++2Cl ?。

第三步：删。

删去⽅程式两边不参加反应的离⼦：Ba 2++SO 42?===BaSO 4↓。

第四步：查。

检查⽅程式两边的元素和电荷是否守恒。

2．书写离⼦⽅程式时应注意的问题
（1）离⼦反应是在溶液或熔融状态时进⾏反应的，⾮溶液中进⾏的反应⼀般不能写离⼦反应⽅程式，亦即没有⾃由移动离⼦参加的反应，不能写出离⼦反应⽅程式。

如NH 4Cl 固体和Ca(OH)2固体混合加热，虽然也有离⼦和离⼦反应，但不能写出离⼦反应⽅程式，只能写化学⽅程式。

（2）单质、氧化物、⽓体在溶液中的反应⼀律写化学式；弱电解质如弱酸(HF、H 2S、HClO、H 2CO 3等)、弱碱(如NH 3·H 2O)和中强酸(如H 2SO 3、H 3PO 4)等难电离的物质必须写化学式；难溶于⽔的物质(如CaCO 3、BaSO 3、FeS、PbS、BaSO 4、Fe(OH)3等)必须写化学式。

（3）多元弱酸的酸式盐的酸根离⼦在离⼦⽅程式中不能拆写。

如NaHCO 3溶液和稀硫酸反应：
HCO 3?+H +===CO 2↑+H 2O
（4）对于微溶物的处理有三种情况：
①在⽣成物⾥有微溶物析出时，微溶物⽤化学式表⽰。

如Na 2SO 4溶液中加⼊AgNO 3溶液：
2Ag ++SO 42?===Ag 2SO 4↓
②当反应物⾥有微溶物处于溶液状态(稀溶液)时，应写成离⼦的形式。

如CO 2⽓体通⼊澄清⽯灰⽔中：
CO 2+Ca 2++2OH ?===CaCO 3↓+H 2O
③当反应物⾥有微溶物处于浊液或固态时，应写化学式。

如在⽯灰乳中加⼊Na 2CO 3溶液：
Ca(OH)2+CO 32?===CaCO 3↓+2OH ?
（5）操作顺序或反应物相对量不同时离⼦⽅程式不同。

如：①少量烧碱滴⼊Ca(HCO 3)2溶液(此时碳酸氢钙过量)中，有：
Ca 2++HCO 3?+OH ?===CaCO 3↓+H 2O
②少量Ca(HCO 3)2溶液滴⼊烧碱溶液(此时氢氧化钠过量)中，有：
Ca 2++2HCO 3?+2OH ?===CaCO 3↓+CO 32?+2H 2O
3．检查离⼦⽅程式书写是否正确的⼏个原则
（1）必须满⾜三个守恒原则
①元素守恒：反应前后各元素的原⼦个数相等。

②电荷守恒：⽅程式左右两边离⼦的电荷总数相等。

③电⼦守恒(价守恒)：对于氧化还原反应，反应过程中元素化合价升⾼总数与降低总数相等。

（2）正确把握与“量”有关的反应原则
①某物质若其阴、阳离⼦都参加了反应，且都反应完全，则⽅程式中该物质阴、阳离⼦个数⽐应与化学式中组成⼀致，如
Ba(OH)2与H 2SO 4溶液反应，离⼦⽅程式为：
Ba 2++2OH ?+2H ++SO 42?===BaSO 4↓+2H 2O
注意：在H +、OH ?、H 2O 之前的化学计量数“2”不可以省去。

②若反应物之间由于量⽐不同可发⽣反应时，必须结合量⽐书写。

如Ca(OH)2与NaHCO 3反应，有两种情况：
若Ca(OH)2过量：Ca 2++OH ?+HCO 3?===CaCO 3↓+H 2O 若NaHCO 3过量：Ca 2++2OH ?+2HCO 3?===CaCO 3↓+2H 2O+CO 32?
（3）注意反应条件的原则
①溶液酸碱性条件：有些物质在不同条件下存在形态不同，如反应产物有碳酸盐时，则CO 32?与HCO 3?取决于溶液碱性强弱，强碱溶液中写CO 32?，弱碱溶液中(如CO 2过量时)写HCO 3?。

②温度条件：NH 4Cl 与NaOH 溶液反应时，只有在浓溶液且加热条件下，才可写成NH 3↑，否则写成NH 3·H 2O。

③浓度条件：如BaCl 2溶液与稀的NaHCO 3溶液不发⽣反应，⽽BaCl 2溶液与浓的NaHCO 3
反应，⽣成BaCO 3↓，其离⼦⽅程式为：
Ba 2++2HCO 3?===BaCO 3↓+H 2O+CO 2↑
④注意实验操作条件：如Na 2CO 3溶液与稀盐酸之间的反应，若将少量的HCl 往多量Na 2CO 3
溶液中滴加时先发⽣：CO 32?+H +===HCO 3?；后发⽣：H ++HCO 3?===CO 2↑+H 2O；若将少量Na 2CO 3往多量HCl 溶液中滴加时：CO 32?+2H +===CO 2↑+H 2O。

（4）必须遵循依据客观实验事实的原则
只有电解质参加的且具备电离条件的反应，才可写出离⼦⽅程式。

【基础练习】写出下列反应的离⼦⽅程式（1）⼩苏打与烧碱溶液反应：（2）钠和⽔反应：
（3）H 2SO 3与氢氧化钠溶液反应：（4）Na 2CO 3溶液与CH 3COOH 溶液反应：（5）铜与稀HNO 3反应：（6）Al 与NaOH 溶液反应：_（7）草酸与酸性⾼锰酸钾溶液反应：（8）硫代硫酸钠溶液与硫酸反应：
【热⾝训练】
1、以硅藻⼟为载体的五氧化⼆钒(V 2O 5)是接触法⽣产硫酸的催化剂。

从废钒催化剂中回收V 2O 5既避免污染环境⼜有利于资源综合利⽤。

废钒催化剂的主要成分为：
物质
V 2O 5V 2O 4K 2SO 4SiO 2Fe 2O 3Al 2O 3质量分数/%
2.2～2.9
2.8～
3.1
22～28
60～65
1～2
＜1
以下是⼀种废钒催化剂回收⼯艺路线：
回答下列问题：
(1)“酸浸”时V 2O 5转化为VO ＋
2
，反应的离⼦⽅程式为
_______________________________，同时V 2O 4转化成VO 2＋。

“废渣1”的主要成分是________________________。

【答案】(1)V 2O 5＋2H ＋===2VO ＋
2＋H 2O
SiO 2
2、铬渣（铬主要以Cr 2O 3形式存在，同时含有Al 2O
3、SiO 2等杂质）是铬电镀过程中产⽣的含铬污泥，实现其综合利⽤，可减少铬产⽣的环境污染。

铬渣综合利⽤⼯艺流程如下：
请回答下列问题：
（2）除去铝元素的离⼦⽅程式为__________________________________________。

（3）理论上加⼊醋酸铅、硝酸铅均可以得到铬酸铅沉淀，⼯艺流程中不选⽤醋酸铅的原因是___________。

（4）铬酸铅是⼀种⽤于⽔彩和油彩的筑⾊颜料，遇到空⽓中的硫化物颜⾊会变⿊，该过程的化学反应⽅程式为
___________________________。

答案：（2）AlO 2-＋H +
＋H 2O==Al(OH)3↓（3）不引⼊新的杂质（4）PbCrO 4＋H 2S==PbS＋H 2CrO 4
3、⼀种含铝、锂、钴的新型电⼦材料，⽣产中产⽣的废料数量可观，废料中的铝以⾦属铝箔的形式存在；钴以Co 2O 3?CoO 的形式存在，吸附在铝箔的单⾯或双⾯；锂混杂于其中．从废料中回收氧化钴（CoO）的⼯艺流程如下：
（1）过程I 中采⽤NaOH 溶液溶出废料中的Al，反应的离⼦⽅程式为：
．
（3）碳酸钠溶液在过程III 和IV 中所起作⽤有所不同，请分别⽤离⼦⽅程式表⽰在过程III、IV 中起的作⽤：．
答案及解析：
6.（1）2Al+2OH ﹣+2H 2O=+2AlO 2﹣+3H 2↑；
（3）2Al 3++3CO 32﹣+3H 2O=2Al（OH）3↓+3CO 2↑；Co 2++CO 32﹣=CoCO 3↓；【历年真题】
【2018年全国I】焦亚硫酸钠（Na 2S 2O 5）在医药、橡胶、印染、⾷品等⽅⾯应⽤⼴泛。

回答下列问题：
（1）⽣产Na 2S 2O 5，通常是由NaHSO 3过饱和溶液经结晶脱⽔制得。

写出该过程的化学⽅程式
________________________________________。

（1）【答案】（1）2NaHSO 3
Na 2S 2O 5+H 2O
【2017年全国I】4512Li Ti O 和4LiFePO 都是锂离⼦电池的电极材料，可利⽤钛铁矿（主要成分为3FeTiO ，还含有少量MgO 、2SiO 等杂质）来制备，⼯艺流程如下：
回答下列问题：
（2）“酸浸”后，钛主要以24TiOCl -
形式存在，
写出相应反应的离⼦⽅程式___________。

【答案】（2）22342FeTiO 4H 4Cl Fe TiOCl 2H O
+-+-++=++【2017年全国I】凯⽒定氮法是测定蛋⽩质中氮含量的经典⽅法，其原理是⽤浓硫酸在催化
剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐，利⽤如图所⽰装置处理铵盐，然后通过滴定测量。

已知：333333NH H BO NH H BO +===?；333433
NH H BO HCl NH Cl H BO ?+===+
回答下列问题：
（1）a 的作⽤是___________________________________。

（2）b 中放⼊少量碎瓷⽚的⽬的是___________________；f 的名称是_______________。

（3）省略
（4）仪器清洗后，g 中加⼊硼酸（33H BO ）和指⽰剂。

铵盐试样由d 注⼊e ，随后注
⼊氢氧化钠溶液，⽤蒸馏⽔冲洗d ，关闭3k d ，中保留少量⽔。

打开1k ，加热b ，使⽔蒸⽓进⼊e 。

①d 中保留少量⽔的⽬的是__________________________。

②e 中主要反应的离⼦⽅程式为____________________________________，e 采⽤中空双层玻璃瓶的作⽤是_________。

【答案】
（1）使容器内与外界⼤⽓压相同（2）防暴沸
直形冷凝管
（3）停⽌加热，⽔蒸⽓变为液态，装置内压强减⼩（4）①液封，防漏⽓
②432NH OH NH H O ===+-++△
↑；保温
【2016年全国1卷】元素铬（Cr ）在溶液中主要以3Cr +（蓝紫⾊）、4Cr(OH)-（绿⾊）、227Cr O -
（橙红⾊）、24CrO -（黄⾊）
等形式存在。

3Cr(OH)为难溶于⽔的灰蓝⾊固体，回答下列问题：（1）3Cr +与3Al +的化学性质相似。

在243Cr (SO )溶液中逐滴加⼊NaOH 溶液直⾄过量，可观察到的现象是________________________________。

（2）24CrO -和227Cr O -在溶液中可相互转化。

①⽤离⼦⽅程式表⽰24Na CrO 溶液中的转化反应。

（1）蓝紫⾊溶液变浅，同时⽣成灰蓝⾊沉淀，继续滴加NaOH 溶液，沉淀溶解，最终溶液变绿⾊
（2）①2242722CrO 2H Cr O H O -+-
++
【2016年全国I】氮的氧化物（NO x ）是⼤⽓污染物之⼀，⼯业上在⼀定温度和催化剂条件下⽤3NH 将NO x 还原⽣成2N 。

某同学在实验室中对3NH 与2NO 反应进⾏了探究。

回答下列问题：（1）氨⽓的制备
①氨⽓的发⽣装置可以选择上图中的________，反应的化学⽅程式为。

②欲收集⼀瓶⼲燥的氨⽓，选择上图中的装置，其连接顺序为：发⽣装置→（按⽓流⽅向，⽤⼩写字母表⽰）。

（2）①A；24232Ca(OH)2NH Cl CaCl 2NH 2H O ===+++△
↑
；②d→c→f→e→i 【2015年全国I】硼及其化合物在⼯业上有许多⽤途。

以铁硼矿（主要成分为Mg 2B 2O 5·H 2O
和Fe 3O 4，还有少量Fe 2O 3、FeO 、CaO 、Al 2O 3和SiO 2等)为原料制备硼酸(H 3BO 3)的⼯艺
流程如图所⽰：
硫酸浸出
过滤净化除杂
过滤蒸发浓缩
冷却结晶
过滤
铁硼矿粉
粗硼酸
浸渣
浸渣
含镁盐母液
回答下列问题：
（1）写出Mg 2B 2O 5·H 2O 与硫酸反应的化学⽅程式_____________。

为提⾼浸出速率，除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有_________（写出两条）。

（2）利⽤_______的磁性，可将其从“浸渣”中分离。

“浸渣”中还剩余的物质是______、______（写化学式）。

（3）“净化除杂”需先加H 2O 2溶液，作⽤是_______________________________，然后再调节溶液的pH 约为5，⽬的是___________________________________________________。

【答案】
⑴Mg 2B 2O 5·H 2O+2H 2SO 4===2MgSO 4+2H 3BO 3；减⼩铁硼矿粉粒径、提⾼反应温度。

⑵Fe 3O 4；SiO 2和CaSO 4；
⑶将Fe2+氧化为Fe3+；使Al3+与Fe3+形成氢氧化物沉淀⽽除去。

【2014年全国I】磷矿⽯主要以磷酸钙[Ca3(PO4)2·H2O]和磷灰⽯[Ca5F(PO4)3、Ca5(OH)(PO4)3]等形式存在。

图(a)为⽬前国际上磷矿⽯利⽤的⼤致情况，其中湿法磷酸是指磷矿⽯⽤过量硫酸分解制备磷酸。

图(b)是热法磷酸⽣产过程中由磷灰⽯制单质磷的流程。

回答下列问题：
(2)以磷灰⽯为原料，湿法磷酸过程中Ca5F(PO4)3反应的化学⽅程式为：
；
(2)Ca5F(PO4)3+5H2SO4══3H3PO4+5CaSO4+HF↑；。