高中化学必修1：2.2.2 电解质在水溶液中的反应

第2课时电解质在水溶液中的反应
[核心素养发展目标] 1.通过实验事实认识离子反应，并掌握离子反应发生的条件，培养科学探究能力及变化观念。

2.掌握离子方程式的书写方法，初步掌握离子共存的判断方法，培养证据意识与模型认知能力。

一、离子反应和离子方程式
1.离子反应
(1)实验探究稀H2SO4和Ba(OH)2反应的实质
图1实验装置
图2溶液电导率变化
①实验现象：溶液颜色由红色变为无色，有白色沉淀生成，溶液的电导率变化如图2所示。

②原因解释：H2SO4和Ba(OH)2都是电解质，在水溶液中H2SO4电离出H＋和SO2－4，Ba(OH)2在水溶液中电离出Ba2＋和OH－，当向Ba(OH)2溶液中滴入H2SO4溶液时，溶液中的H＋和OH－可以结合生成难电离的H2O，导致OH－离子浓度减小，Ba2＋和SO2－4结合生成BaSO4沉淀，导致Ba2＋浓度减小，当Ba2＋和SO2－4、OH－和H＋完全反应时，溶液中的离子浓度最小，导电性最弱，当硫酸过量时，溶液中离子浓度又增大、导电性又增强。

③实验结论：电解质在溶液中的反应，本质是离子之间的反应。

(2)离子反应：在溶液中有离子参加的化学反应，其实质是溶液中某些离子浓度降低。

2.离子方程式
(1)离子反应可以用离子方程式表示。

离子方程式是用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。

(2)离子方程式的书写——电离方程式分析法
以稀H2SO4与Ba(OH)2溶液反应为例。

①“写”：写出反应物在水溶液中的电离方程式，明确溶液中存在的微粒。

H2SO4===2H＋＋SO2－4Ba(OH)2===Ba2＋＋2OH－
②“断”：判断电离出的微粒中哪些能够生成难溶、难电离或具有挥发性的物质。

③“写”：综合①和②，写出离子方程式，并配平。

2H＋＋SO2－4＋2OH－＋Ba2＋===BaSO4↓＋2H2O
(3)书写下列反应的离子方程式：
①NaOH溶液与稀H2SO4：OH－＋H＋===H2O；
②KOH溶液与稀盐酸：OH－＋H＋===H2O；
③BaCl2溶液与Na2SO4溶液：Ba2＋＋SO2－4===BaSO4↓；
④Ba(NO3)2溶液与Na2SO4溶液：Ba2＋＋SO2－4===BaSO4↓；
⑤碳酸钠与稀H2SO4：CO2－3＋2H＋===CO2↑＋H2O；
⑥碳酸钙与稀盐酸：CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O。

特别提示——书写离子方程式时注意事项
(1)要将易溶于水、易电离的电解质写成离子的形式；
(2)单质、沉淀、气体、难电离的物质(如水、弱酸、弱碱)等写成化学式。

(1)以H＋＋OH－===H2O为例说明离子方程式表示的意义是什么？
提示①表示某一个具体的化学反应，如NaOH＋HCl===NaCl＋H2O。

②表示同一类反应，如：强酸与可溶性强碱生成水和可溶性盐的反应。

(2)①酸碱中和反应的离子方程式都是H＋＋OH－===H2O吗？
②H＋＋OH－===H2O仅表示酸碱中和反应吗？
提示①不都是，如硫酸与氢氧化钡溶液反应的离子方程式为：2H＋＋SO2－4＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O。

②不是，如硫酸氢钠(NaHSO4)溶液与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为：H＋＋OH－===H2O。

(3)判断下列反应的离子方程式正误。

①稀硫酸滴在铜片上
Cu＋2H＋===Cu2＋＋H2↑()
②稀硫酸与氢氧化钡溶液混合
SO2－4＋Ba2＋===BaSO4↓()
③稀硝酸滴在大理石上
CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2CO3()
④氧化铁与稀盐酸混合
Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O()
⑤氢氧化铜和稀盐酸反应
OH－＋H＋===H2O()
⑥镁和硝酸银溶液反应
Mg＋Ag＋===Mg2＋＋Ag()
[答案]①×②×③×④√⑤×⑥×
[解析]①Cu的活泼性小于H2的活泼性，Cu不能和稀硫酸反应生成H2，故错误；②稀H2SO4和Ba(OH)2溶液混合，除SO2－4和Ba2＋反应，还有H＋和OH－反应，离子方程式为：2H＋＋SO2－4＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O，故错误；③反应生成的H2CO3不稳定，易分解成CO2和水，故错误；④Fe2O3为氧化物，在离子方程式中不能拆分为离子，故正确；⑤Cu(OH)2在离子反应中，不能拆分为离子，应为Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O，故错误；⑥中离子反应，电荷不守恒，应为Mg＋2Ag＋===2Ag＋Mg2＋，故错误。

离子方程式正误判断——“五看”
(1)看是否符合客观事实。

(2)看拆分是否正确。

(3)看是否符合原子守恒和电荷守恒。

(4)看是否漏写离子反应。

(5)看是否符合题设条件。

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(1)书写离子方程式时拆分原则
①强酸、强碱和易溶于水的盐改写成离子形式，难溶物质、难电离物质、易挥发物质、单质、氧化物、非电解质等均写化学式。

②微溶物作为反应物，若是澄清溶液写离子符号，若是悬浊液写化学式，如石灰水和石灰乳，石灰水写成离子形式而石灰乳则写化学式。

微溶物作为生成物，一般写化学式(标“↓”符
号)。

③一水合氨做反应物写NH3·H2O；做生成物，若有加热条件或浓度很大时，可写NH3(标“↑”符号)。

④固体之间反应不能写离子方程式，如氯化铵与氢氧化钙的反应，浓硫酸与固体物质反应不能写离子方程式。

⑤多元弱酸的酸式酸根离子，在离子方程式中不能拆开写，如NaHCO3不能拆写成“Na＋＋H＋＋CO2－3”。

(2)常见物质在离子方程式中的书写要求
二、离子反应发生的条件
1.实验探究
(1)上述三个实验的现象：①生成蓝色沉淀；②溶液红色消失；③产生气泡。

(2)写出上述三个实验中反应的离子方程式：
①Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓；
②H＋＋OH－===H2O；
③CO2－3＋2H＋===CO2↑＋H2O。

2.复分解型离子反应发生的条件
3.离子共存
(1)几种离子在溶液中能否大量共存，取决于它们之间是否发生反应。

(2)在溶液中若离子之间不发生反应，则能大量共存；否则不能大量共存。

(3)溶液中离子不能大量共存的判断
①离子间反应生成沉淀：如Ca2＋与CO2－3、Ag＋与Cl－、Mg2＋与OH－等。

②离子间反应生成气体：如H＋与CO2－3、H＋与HCO－3等。

③离子间反应生成难电离的物质：如H＋与OH－、H＋与CH3COO－、OH－与NH＋4等。

(1)在强酸性溶液中，CH3COO－可以大量存在()
(2)含大量Ca2＋的溶液中，SO2－4可以大量存在()
(3)在溶液中与Ag＋能共存的常见阴离子只有NO－3()
(4)无色透明溶液中，一定不存在Cu2＋、Fe3＋、MnO－4等()
(5)强酸性溶液中，一定不能大量存在CO2－3、HCO－3、S2－、OH－等()
(6)滴入酚酞溶液显红色的溶液中，K＋、Na＋、Cu2＋、SO2－4不能大量共存()
[答案](1)×(2)×(3)√(4)√(5)√(6)√
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注意离子能否大量共存判断中的隐含条件
(1)无色透明的溶液中，不存在有色离子。

如Cu2＋(蓝色)、Fe3＋(棕黄色)、Fe2＋(浅绿色)、MnO－4 (紫红色)等。

(2)强酸性溶液中，不存在与H＋起反应的离子。

(3)强碱性溶液中，不存在与OH－起反应的离子。

(4)弱酸的酸式酸根离子在较强的酸性与碱性环境中都不能大量存在。

如HCO－3＋H＋===H2O ＋CO2↑，HCO－3＋OH－===H2O＋CO2－3。

1.下列各组物质间的反应中，不属于离子反应的是()
A.锌和稀硫酸反应
B.氯化钠溶液和硝酸银溶液反应
C.木炭和氧气反应
D.烧碱溶液和氯化铁溶液反应
[答案] C
[解析]选项C中的反应不在溶液中进行且无离子参加或生成，不属于离子反应。

2.下列离子方程式正确的是()
A.氢氧化镁与稀盐酸反应：OH－＋H＋===H2O
B.醋酸溶液与碳酸钙反应：
CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑
C.向碳酸氢钠溶液中滴加盐酸：
CO2－3＋2H＋===H2O＋CO2↑
D.向碳酸钠溶液中加过量盐酸：
CO2－3＋2H＋===H2O＋CO2↑
[答案] D
[解析]氢氧化镁为难溶性碱，醋酸为弱酸，应写成化学式；HCO－3不能写成CO2－3和H＋的形式。

3.下列化学方程式中，不可以用H＋＋OH－===H2O表示的是()
A.2NaOH＋H2SO4===Na2SO4＋2H2O
B.Ba(OH)2＋2HCl===BaCl2＋2H2O
C.Cu(OH)2＋2HNO3===Cu(NO3)2＋2H2O
D.KOH＋HCl===KCl＋H2O
[答案] C
[解析]H＋＋OH－===H2O代表强酸和可溶性强碱反应生成可溶性盐和水的反应，选项A、B、D符合；而选项C中氢氧化铜为难溶性弱碱，应写成化学式的形式。

4.以下两种物质的溶液混合，能发生离子反应，但反应后既无沉淀、气体生成也无H2O生成的是()
A.纯碱溶液和氢氧化钡溶液混合
B.氯化钙溶液和硝酸钾溶液混合
C.“84”消毒液(有效成分为NaClO)和稀硫酸混合
D.铁屑和稀盐酸混合
[答案] C
[解析]A项，Na2CO3溶液和Ba(OH)2溶液混合，CO2－3和Ba2＋会生成BaCO3沉淀；B项，CaCl2和KNO3两溶液不会发生离子反应；C项，NaClO和H2SO4反应生成HClO和Na2SO4为离子反应，但无沉淀、气体和水生成；D项，Fe和稀盐酸会反应生成FeCl2和H2。

5.下列各组离子在溶液中可大量共存的是()
A.Ba2＋、NO－3、H＋、SO2－4
B.K＋、Cl－、CO2－3、Na＋
C.H＋、NO－3、Na＋、CO2－3
D.NH＋4、SO2－4、K＋、OH－
[答案] B
[解析]选项A中的Ba2＋与SO2－4反应生成硫酸钡沉淀，二者不能大量共存；选项C中的H ＋与CO2－3反应生成二氧化碳气体和水，二者不能大量共存；选项D中的NH＋4与OH－反应生成难电离的弱碱一水合氨，二者不能大量共存。

6.在下列溶液中，各组离子一定能够大量共存的是()
A.无色溶液中：Na＋、Cl－、SO2－4、Fe3＋
B.使紫色石蕊溶液变红的溶液中：Na＋、Mg2＋、CO2－3、Cl－
C.含SO2－4的溶液中：K＋、Ba2＋、Cl－、Br－
D.酸性溶液中：Na＋、SO2－4、Cl－、NH＋4
[答案] D
[解析]A项，Fe3＋为棕黄色；B项，酸性溶液中CO2－3不能大量共存；C项，SO2－4与Ba2＋不能大量共存；D项，酸性溶液中上述离子可以大量共存。

7.某同学称取一定质量的MgCl2固体配成溶液，在该溶液中加入一定量的盐酸，然后向此混合溶液中逐滴加入NaOH溶液。

滴加过程中产生沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积的关系
高中化学必修课程
如图所示。

请回答下列问题：
(1)溶解MgCl2固体所用的玻璃仪器有________(填字母)。

a.容量瓶
b.烧杯
c.量筒
d.玻璃棒
(2)OA段反应的离子方程式为__________________________________________________。

(3)AB段反应的离子方程式为_______________________________________________。

(4)在B点对应的溶液中滴加AgNO3溶液，观察到的现象是________________，反应的离子方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

[答案](1)bd(2)H＋＋OH－===H2O
(3)Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
(4)有白色沉淀生成Ag＋＋Cl－===AgCl↓
[解析]图中OA段表示OH－与H＋反应，AB段表示OH－与Mg2＋反应，B点对应的溶液为NaCl溶液，加AgNO3溶液发生反应：Ag＋＋Cl－===AgCl↓，现象是有白色沉淀生成。

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