离子反应与氧化还原反应

讲义一离子反应与氧化还原反应

一、离子的来源——酸、碱、盐的电离

明确概念

电解质：在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物叫做电解质

非电解质：在水溶液和熔融状态下均不能导电的化合物叫做非电解质

强电解质：在水溶液中能够完全电离的电解质

弱电解质：在水溶液中只有部分电离的电解质

拓展点1、电解质的强弱与溶解度无关

2、电解质的强弱与溶液的导电性无必然联系

二、离子反应的实质及其发生的条件（以复分解反应为例）

明确概念

酸、碱、盐在水溶液中发生的复分解反应，实质上就是两种电解质在溶液中相互交换离子的反应。这类离子反应发生的条件是：生成沉淀、放出气体或生成水，只要具备

上述条件之一，反应就能发生。

常考点

1、离子反应方程式的书写

（1）写出反应的化学方程式

（2）把易溶于水、易电离的物质写成离子形式，把难溶的物质、气体和水等仍用化学式表示

（3）删去方程式两边不参加反应的离子

（4）检查方程式两边各元素的原子个数和电荷总数是否相等

2、离子共存问题

“无色透明”条件型

若题目限定溶液“无色”，则不含有色离子，即Fe2+（浅绿色）、Fe3+（黄色）、Cu2+（蓝色）、MnO4－（紫色）等离子。若“透明”，则溶液不形成混浊或沉淀（与溶液有无颜色无关）。如Ag+与Cl－、Br－、I－、SO42－；Ca2+与CO32－、SO42－；Ba2+与CO32－、SO32－、SO42－等在水溶液中会发生反应，有混浊或明显的沉淀生成，它们不能大量共存。

例1．某无色透明的溶液中，下列各组离子能大量共存的是

A．H+、Cl－、Ba2+、CO32－

B．Ag+、I－、K+、NO3－

C．K+、OH－、Cl－、Na+

D．Fe3+、Cl－、NO3－、Na+

解析：正确选项应满足无色透明和能大量共存两个条件。答案为C项。

“酸性”条件型

常见的叙述有强酸性溶液、PH=1的溶液、能使PH试纸变红的溶液、紫色石蕊试液呈红色的溶液、甲基橙呈红色的溶液、加入镁粉能放出氢气的溶液等。

若题目中限定溶液呈酸性，则溶液中有H+存在，其中不能大量含有OH－、弱酸根离子（如CO32－、SO32－、S2－、F－、ClO－、CH3COO－、PO43－、AlO2－、SiO32－等）以及弱酸的酸式根离子（如HCO3－、HSO3－、HS－、HPO42－、H2PO4－等）。

例2．在pH=1的溶液中，可以大量共存的离子是

A．K+、Na+、SO42－、SO32－

B．NH4+、Mg2+、SO42－、Cl－

C．Na+、K+、HCO3－、Cl－

D．K+、Na+、AlO2－、NO3－

解析：正确选项应满足pH=1(有大量H+存在)和可以大量共存两个条件。答案为B项。

“碱性”条件型

常见的叙述有强碱性溶液、PH=14的溶液、能使PH试纸变蓝的溶液、红色石蕊试纸变蓝的溶液、酚酞呈红色的溶液、甲基橙呈黄色的溶液、加入铝粉反应后生成AlO2－的溶液、既能溶解Al(OH)3又能溶解H2SiO3的溶液等。

若题目中限定溶液呈碱性，则溶液中有OH－存在，其中不能大量含有H+、弱碱的阳离子（如NH4+、Mg2+、Ag+、A l3+、Cu2+、Fe2+、Fe3+等）以及弱酸的酸式根离子(如HCO3－、HSO3－、HS－、HPO42－、H2PO4－等)。

例3．某溶液既能溶解Al(OH)3又能溶解H2SiO3的溶液，在该溶液中可以大量共存的离子组是

A．K+、Na+、HCO3－、NO3－

B．Na+、SO42－、Cl－、ClO－

C．H+、Mg2+、SO42－、NO3－

D．Ag+、K+、NO3－、Na+

解析：正确选项应满足溶液既能溶解Al(OH)3又能溶解H2SiO3的溶液(有OH－存在)、可以大量共存两个条件，只有B项符合题意。

“酸性或碱性”条件型

常见的叙述有能使Al反应放出H2的溶液等。

若题目中出现这样的条件，则溶液中可能有H+存在，也可能有OH－存在，分析时要注意题目要求回答的是一定能大量共存（满足无论是与H+还是与OH－都不会反应）还是可能大量共存（只要满足与H+、OH－中的一种不会反应就可以）。

例4．若溶液能与Al反应放出H2，满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是

A．Al3+、Na+、NO3－、Cl－

B．K+、Na+、Cl－、SO42－

C．K+、Na+、Cl－、AlO2－

D．K+、NH4+、SO42－、NO3－

解析：题目所给的溶液为酸性(含有H+)或碱性(含有OH－)溶液。正确选项应满足在酸性或碱性都能大量共存的条件，只有B项符合题意。

“氧化还原反应”条件型

若题目中出现因发生氧化还原反应而不能大量共存这样的条件时，要考虑各离子组中是否存在强氧化性和强还原性的离子。如Fe3+与S2－、SO32－、HSO3－、I－；H+与S2O32－和S2－；MnO4－(H+)与Cl－；MnO4－(H+)、NO3－(H+)与Fe2+、S2－、HS－、SO32－、HSO3－、Br－、I－等不能大量共存。

例5．下列离子在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存的是()。

A．H+、NO3－、Fe2+、Na+

B．Ag+、NO3－、Cl－、K+

C．K+、Ba2+、OH－、SO42－

D．Cu2+、NH4+、Br－、OH－

解析：正确选项应满足发生氧化还原反应、不能大量共存两个条件。A项中H+、NO3－、Fe2+能发生氧化还原反应，

故答案为A项。

练习

(全国高考题)下列各组离子中，在碱性溶液里能大量共存，并且溶液为无色透明的是

（A）K+ MnO4- Cl- SO42- （B）Na+ AlO2- NO3- CO32-

（C）Na+ H+ NO3- SO42- （D）Na+ SO42- S2- Cl-

(江苏高考题)若溶液中由水电离产生的c(OH-)=1×10-14 mol·L-1，满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是(A) Al3+ Na+ NO3- Cl- (B) K+ Na+ Cl- NO3-

(C) K+ Na+ Cl- AlO2- (D) K+ NH4+ SO42- NO3-

(全国高考题)下列各组离子，在强碱性溶液中可以大量共存的是

（A）I- AlO2- Cl- S2- （B）Na+ K+ NH4+ Ba2+

（C）Br- S2- Cl- HCO3- （D）SO32- NO3- SO42- HCO3-

(全国高考题)室温时某溶液的pH为1，该溶液中可能大量共存的离子组是

（A）Zn2+ Cl- Ba2+ NO3-（B）Na+ NO3- K+ CO32-

（C）K+ SO42- Na+ AlO2-（D）Cu2+ NO3- Al3+ SO42-

(全国高考题)下列各组离子在水溶液中能大量共存的是

（A）K+ HCO3— CO32— Br—（B）CO32— HCO3— OH— K+

（C）Fe3+ Cu2+ NO3- SO42- （D）H+ Cl- Na+ SO32-

（上海市高考题）下列离子在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存的是

(A)H3O+、 NO3-、 Fe2+、 Na+ (B)Ag+、 NO3-、Cl-、 K+

(C)K+、Ba2+、OH-、 SO42- (D)Cu2+、NH4+、Br-、OH-

三、氧化还原反应的本质和规律

明确概念

氧化还原反应是有电子转移（得失或偏移）的反应。氧化反应表现为被氧化的元素的化合价升高，其实质是该元素的原子失去（或偏移）电子的过程；还原反应表现为被还原的元素的化合价降低，其实质是该元素的原子获得（或偏向）电子的过程。（即升失氧，降得还）常考点：

（一）氧化还原反应的规律

1、守恒规律：氧化还原反应中，得失电子守恒，或者说化合价升降守恒

2、强弱规律：氧化性较强的氧化剂跟还原性较强的还原剂反应，生成还原性较弱的还原产物和氧化性较弱的氧化产物

（二）氧化还原反应方程式的配平

1、一标：标出发生氧化还原反应的元素的化合价

2、二等：使升价和降价的总数相等

3、三定：确定含化合价变化的元素的物质的化学计量数

4、四平：用观察法确定其他各物质的化学计量数

5、五查：检查反应前后的原子、得失电子和电荷是否守恒

（三）常见的氧化剂与还原剂