化学离子反应所有知识点(有趣又有料高中化学)
有趣又有料的高中化学,离子反应方程式知识点一次讲清楚。
对应高中化学人教版 必修一 第二章第二节 离子反应
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以下为文字版,建议有条件的同学观看视频。
各位同学好,能等到更新还没取关的妥妥都是真爱粉,小五老师向各位同学表示感谢,我一定会记住你们的,你就是化成灰我也会记住你们的。希望各位同学在即将要被浪费的这十来分钟里能有一丝收获,哪怕只能让各位同学便便的更顺畅,那也是极好的。
我们接着上节课,继续讲必修一中没什么难度的第二章第二节离子反应中的第二小节,离子反应及发生条件。
本节课分两部分。
我们先来看第一部分,离子方程式。
一、离子反应
什么是离子反应呢?我们一起来看这拗口的定义,唉。实在是太拗口了,不读了,反正没有一次考试是让背定义的。可是我们还是不知道什么是离子反应啊?说人话就是:有自由移动的离子参与的反应就是离子反应。
接下来我们直接进入本节课的精髓,高潮来的太突然,仔细听好了,离子反应总是向着某种离子浓度减小的方向进行。没错,离子反应的本质就是这句看起来很像废话的话。如果你自认为已经吃透了这句话,你可以立刻关了视频去王者峡谷里尽情的吃鸡去吧~当然,如果你还有点自知自明的话就老老实实的把视频看完,说不定在有生之年的某一天就突然理解了这句话呢,到时候再参加个高考什么的,不出意外的话还能考个自己家的状元呢。叨逼叨这么多,就是想说明这句话很重要,要去理解这句话,实在理解不了的话也先记住了,再往后听听应该也能理解了。
另外呢,在中学化学中,离子反应主要包括溶液中的电解质参加的复分解反应和氧化还原反应。还有就是离子反应中不一定所有反应物都以自由移动的离子形式参加反应,但是,至少要有一种反应物是以离子形式参与反应的。
接下来看离子方程式
用实际参加反应的离子符号来表示化学反应的式子叫做离子方程式。
这部分最重要的是离子方程式的书写。书写离子方程式可以分为“写、拆、删、查”四步。
第一步,写,即首先正确的写出反应的化学方程式。子曰:化学方程式写不对,后面功夫全白费。那么有没有什么的方法能够看到题目就能立刻想出对应的反应方程式呢?有,就是增加知识量的积累,用人话说就好理解多了,就是多~做~题~。那有没有什么简单轻松而又速成的办法呢?也有,做白日梦,可轻松了,老师的课还没上完呢你高考都结束了,银河系第一名,从此走上人生巅峰。缺点就是老师一个粉笔头甩你脸上之后,你还得把梦从头再做一遍,要不后面的连不上。
第二步,拆,把易溶于水、易电离的物质写成离子形式。这一步骤是正确写出离子方程式的基础,子在炕上曰:拆的不对,功夫也白费。所以拆也很重要,具体怎么拆呢,稍后细讲。
第三步,删,删去两边不参加反应的离子。这一步很简单,删掉不反应的呗,就是把等号前后没有发生变化的离子删掉。金针菇了解一下,回家让你妈给你炒一盘,吃之前观察一下,明天便便的时候再观察一下,就知道怎么删了。
第四步,查,检查书写是否正确。这一步很重要却最容易被忽略。讲一个关于孔子的故事大家就明白检查的重要性了,有一位同学做卷子不爱检查,还不听老师的话取关了本公众号,结果因为粗心大意,就差一分没考上心仪的大学。所以这个故事告诉我们一个重要的道理,就是不要随便取关本公众号。
接下来我们会着重讲一下,如何拆和查什么。
我们先来看如何拆,一位英雄在战场上曰:拆塔有拆塔的讲究,拆不好了会被反杀,化合物也不能乱拆,拆错了同样送人头,德玛西亚!
对于酸碱盐来讲,大部分强酸、强碱、以及所有可溶盐,都可以写成离子形式。
而弱酸、弱碱、难溶物、水、气体、氧化物、单质等则不进行拆分,直接写化学式。
浓硫酸和氨水这两个比较难缠的家伙需要我们特别注意。
①浓硫酸一般不拆,写化学式。而浓硝酸、浓盐酸等则拆开写成离子形式。
②氨水作为反应物时一般写作NH3·H2O;作为生成物时则需分情况,稀溶液时写作NH3·H2O,若浓度较大或有加热条件时,写作“NH3↑ H2O”。
纸上谈兵千百遍,不如实际练一练。来看具体实例。写出CaCO3与稀盐酸反应的离子方程式。
第一步,写出化学反应方程式。碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳。
第二步,拆,一起来看如何拆,先看等号左边,碳酸钙为难溶物,写化学式,盐酸则写为氢离子加氯离子;再看等号右边,氯化钙可以拆成钙离子和氯离子,而二氧化碳和水分别为气体和难电离物,因此都不拆,直接写化学式。
拆好了,进入第三步,删,删去没有参与反应的氯离子。于是我们就得到了CaCO3与稀盐酸反应的离子方程式。
当然,最后是检查,讲完拆之后我们再讲查什么。
头回生,二回熟,再来看一个例子,写出醋酸与NaOH反应的离子方程式
第一步,同样是写出化学反应方程式。
着重来看如何拆,左边,醋酸为弱酸,刚讲的不用拆,写化学式,氢氧化钠拆为钠离子和氢氧根离子;右边,醋酸钠是盐,需要拆,拆为醋酸根离子和钠离子,水不变。
然后是删,删掉钠离子,即可得到所需的离子方程式。
最后一步检查不要忘记。
对于微溶物,需要分情况来看,
浓度较稀时,也就是为澄清溶液时,需要拆开写成离子形式。
当浓度较大即溶液为浊液的时候,也就是“浓”,则不再拆开,直接写化学式。
为了防止有的同学转眼就忘,我决定举一个画面感很强的例子帮助大家记忆一下。大家平时拉便便的时候,便便是不溶于水的,所以不需要拆开,这就相当于“浓”。可是当你拉稀的时候,顾名思义就是“稀”的时候,你的便便遇水就溶解了,所以这时候是要拆开写成离子形式的。好了,相信你已经记住这个知识点了,尤其是在上厕所的时候特别是拉肚子的时候一定会对这个知识点印象特别深刻。
还有一种情况是微溶物在等号右边时,大部分情况下写化学式。
来看例题,向澄清石灰水中通入CO2,看到澄清石灰水这几个字,对应的就是“拉肚子”这种情况,氢氧化钙要拆开写成离子形式。
同样分四步,第一步写出正确的反应方程式。
第二步拆,在这种情况下,氢氧化钙可以拆成钙离子和氢氧根。剩下的三种物质,二氧化碳为气体,碳酸钙为沉淀,水则是难电离的物质,因此都不拆。
第三步删,通过观察发现没有能够删除的离子,
所以可以直接进入第四步,检查是否正确。
再来看这道例题,用石灰乳吸收CO2,同样写出反应方程式,跟上一题完全相同。
不同的地方在于浓度有所改变,这里变成了石灰乳,也就是“浓”的这种情况,所以氢氧化钙不拆,写成化学式,二氧化碳、碳酸钙和水也写化学式。
观察发现,这些化合物都不能拆成离子,所以无法写成离子方程式。
与上道例题相比,两者只是氢氧化钙溶液的浓度不同,离子方程式也不同。
(3)酸式盐如何拆,
强酸酸式盐的水溶液拆成“阳离子 氢离子 酸根离子”。
弱酸酸式盐的水溶液则拆成“阳离子 酸式酸根离子”。
熔融状态时,不论强酸弱酸均拆成“阳离子 酸式酸根离子”。但是在中学阶段我们说的离子反应通常都是在水溶液中进行的,所以熔融状态这个知识点唯一的作用就是去跟你同桌显摆。
所以,NaHSO4在水溶液中的离子方程式应拆分成钠离子 氢离子 硫酸根离子。
为了避免你跟同桌显摆的时候装B失败,所以简单说一下NaHSO4在熔融状态时,应拆分成钠离子 硫酸氢根离子。
NaHCO3为弱酸酸式盐,所以拆分为钠离子 碳酸氢根离子。
学习了“拆”,再来看“查”。
查,究竟检查什么呢?我将其总结为“七看”,梁羽生先生有一本书写的就是如何检查,这本书叫做《七看下天山》,“老师,你好像说错了吧,是《七剑下天山》吧?”
对,你说的对,是《七见下天山》,意思是一样的。
我们来看究竟看什么?看也是有讲究的,不能瞎看,不然对面对你吼一句“你瞅啥?”,你还真敢回一句“瞅你咋滴”啊?
一看,看事实,看反应是否符合客观反应的事实。
二看,看题意,看是否符合题意,特别注意“过量、少量、稀、浓” 以及滴加顺序等因素对反应的影响。
三看,看符号,也就是看符号是否使用正确。
四看,看拆分,即化合物拆分成的离子形式是否正确。
五看,看配比,即化学计量数是否正确。
六看,看遗漏,就是检查有没有漏反应。例如Ba(OH)2溶液与CuSO4溶液反应时,既发生了Ba2 与SO42-的沉淀反应,同时也发生了Cu2 与OH-的沉淀反应,两个反应都要写上,不能只写其中一个忘了另一个。
七看,看守恒,检查是否质量守恒、电荷守恒、如果是氧化还原反应的话还要看得失电子是否守恒。
这就是七看,精通了这七看,必能横扫“三百年高考,五千年模拟”,从此一统题海、天下无敌。
好,我们再来看,复分解型离子反应的发生条件
酸碱盐在溶液中发生复分解型离子反应必然具备下列条件之一:
生成难溶的物质,也就是生成沉淀。
或者生成难电离的物质,即水等弱电解质。
或者生成有挥发性的物质,也就是气体。
这时候我们再回过头看刚开始的时候讲的离子反应的本质:“离子反应总是向着某种离子浓度减小的方向进行”,应该就更容易理解了吧。不论是生成沉淀、气体还是难电离的物质,都相当于把溶液中的某种离子从自由移动的离子形式固定到了化合物中,并从溶液中分开,所以离子反应总是向着某种离子浓度减小的方向进行。
子曰:学而时习之,不亦说乎;光听不做例题,不亦扯犊子乎!一起来看几道例题吧。判断下列离子方程式的正误。
第一个,澄清石灰水与稀盐酸反应,刚刚讲过,微溶物,拉~“稀”的时候要拆成离子形式,所以正确的应该把氢氧化钙写成离子形式,并删去不参与反应的离子。
第二个,氢氧化钡与硫酸反应。这道题就具有一定的迷惑性,忽悠的就是不好好审题的同学。这个反应中不光有酸碱中和的反应,还有生成硫酸钡沉淀的反应,所以正确的写法应该是这样,这就是第六看,看遗漏的必要性。
第三个,铜片插入硝酸银溶液,很明显,电荷不守恒,左边一个正电荷,右侧两个正电荷。
加上化学计量数,使电荷守恒。
第四个,NH4HCO3溶于过量的浓KOH溶液。这个离子方程式是没有问题的,请各位同学仔细看一下,这个反应考察的比较全面,不仅考察到了弱酸盐如何拆成离子形式,铵根离子与碱反应生成氨气,还考察到了强碱中和酸式盐的反应,这一点很容易漏掉。
接下来来看离子反应的应用。
我们要讲的关于离子反应的具体应用,本质上都是溶液中离子共存问题。所以这部分内容应该与第一章的内容联系起来学习。
一、物质的分离和提纯,二、物质的鉴别,这两部分内容我们在第一章第二节讲过,这里就不具体展开讲了,点击文章后面的链接可以快速跳转到该节课进行复习。
三、废水的处理。我们一起来看。基本原则为,1、处理后的废水为中性,2、有毒的重金属离子发生沉淀反应降低毒性,3、最好能变废为宝。所以你以为你身体产生的废水都随着哗的一声消失的无影无踪了,却没想到它们最终变成了考试题出现在你面前。当然,如果你愿意的话,可以用“废水处理”,“生活污水处理”这些关键字在搜索引擎上面搜一搜,你会发现里面大有学问,也会发现有一群人正在为让我们的世界变得更加美好默默无闻的做着贡献。
来看具体的例子,同学们可以暂停视频,先自己尝试着做一做。
好了,我相信你们是懒得自己动手做的,一起来看吧,某河道两旁有甲、乙两工厂,它们排放的工业废水中共含K 、Ag 、Fe3 、Cl-、OH-、NO3- 六种离子。
读到这我们先来分析一下,这道题的题干中其实还隐藏着一个条件,就是这六种离子都在废水中,没有发生反应。那么这道题其实就可以简化为有这么六种离子分别位于甲乙两溶液中,问这两种溶液各含有什么离子。
接着往下读题,(1)甲厂的废水明显呈碱性,故甲厂废水中所含的3种离子是?
当看到“碱性”两个字,应该像见到同桌递来的小抄一样兴奋,稳了,溶液里肯定有氢氧根离子。继续分析,问的是甲中所含的3种离子是什么,这说明除了OH-还有另外两种离子,再回到题干中,题中的这三种阳离子中能够跟氢氧根共存的只有钾离子,
同时溶液中不可能只有阴离子没有阳离子,
所以甲中一定含有钾离子。同时还可以确定的是甲中一定不含银离子和铁离子,也就是乙中一定含有银离子和铁离子。甲厂的三种离子确定了两种了,最后一种到底是氯离子还是硝酸根离子呢?如果只看甲的话,似乎这两种离子都可行,但是我们还要看乙,现在已经确定了乙中含有银离子和铁离子,银离子不能跟氯离子共存,所以乙中一定不含氯离子,
换句话说就是氯离子一定在甲中,
这样甲中的三种离子就可以确定了,分别是K 、Cl-和OH-,同时乙中的三种离子也得到了确定。
至此,就到了这道题的垃圾时间了,第二问,很明显,
用铁可以置换出乙溶液中的银离子。第三问同样迎刃而解,
甲乙混合后Ag 、Fe3 、Cl-、OH-转化为沉淀,溶液中只剩下KNO3。
最后再来简单说一下离子共存的判断。
溶液中离子之间不发生反应,则可以在溶液中大量共存。反之,若能够发生反应,则不能共存。
通常来说,能够生成难溶物或微溶物的离子不能大量共存;
能够生成气体的离子不能大量共存;
能够生成水等其它难电离物质的离子不能大量共存;
无色溶液中不能存在有色离子;
溶液酸碱性,酸性溶液中不能存在与H 反应的离子,碱性则不存在与OH-反应的离子。
以上就是本节课的内容了,咱们下期再见。
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