新編高中化學(xué) 第三章 第4節(jié) 第2課時(shí) 離子反應(yīng)的應(yīng)用導(dǎo)學(xué)案 魯科版選修4

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1、新編化學(xué)精品資料 第四節(jié)　離子反應(yīng) 第2課時(shí) 離子反應(yīng)的應(yīng)用 ★【課前學(xué)案導(dǎo)學(xué)】 ■精準(zhǔn)定位——學(xué)習(xí)目標(biāo)導(dǎo)航 1.了解常見陰離子和陽離子的檢驗(yàn)方法； 2.理解利用酸堿中和滴定法測定強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液濃度的原理、方法和誤差的判斷。 3.通過離子反應(yīng)在生產(chǎn)生活中的廣泛應(yīng)用，使學(xué)生體會(huì)化學(xué)在人類生產(chǎn)、生活中的作用和貢獻(xiàn)。 ■自主梳理—基礎(chǔ)知識(shí)導(dǎo)航 1.物質(zhì)的檢驗(yàn)與含量測定 （1）離子的檢驗(yàn) 人們常用_________________________來檢驗(yàn)一些常見的離子在溶液中是否存在。 （2）測定溶液中離子的濃度 ①沉淀法 離子反應(yīng)可用于測定溶液中相關(guān)離子的濃度。

2、如果溶液中SO42-的濃度可用__________將其轉(zhuǎn)化為BaSO4沉淀，再稱量沉淀的質(zhì)量求得。 ②氧化還原滴定 利用氧化還原原理進(jìn)行滴定，如溶液中MnO4—的濃度可用已知準(zhǔn)確濃度的含________的溶液滴定來求得，稱為氧化還原滴定。 ③酸堿中和滴定 a.定義：____________________________。 b.原理：k·C標(biāo)·V標(biāo)= C待·V待，實(shí)質(zhì)是：_________________，若用標(biāo)準(zhǔn)液鹽酸去滴定未知濃度的NaOH溶液，則：。 c.酸堿中和滴定的關(guān)鍵 (1)準(zhǔn)確測定參加反應(yīng)的兩溶液V標(biāo)和V待的體積； (2)準(zhǔn)確判斷中和反應(yīng)是否恰好完全進(jìn)行。 借

3、助酸堿指示劑判斷滴定終點(diǎn) 2.物質(zhì)的制備與純化 （1）物質(zhì)的制備 離子反應(yīng)可以用于制備酸、堿、鹽、氣體等。如氯堿工業(yè)通過電解飽和食鹽水，生產(chǎn)NaOH、Cl2，H2，反應(yīng)方程式為：_____________________________。 （2）物質(zhì)的純化 如果要得到高純度的氯化鈉，可利用離子反應(yīng)除去其含義的少量的Cu2+、Mg2+、SO42—；污水的凈化實(shí)際上是利用沉淀劑通過離子反應(yīng)使污水中的重金屬離子生成沉淀而除去。 3.生活中常見的離子反應(yīng) （1）胃酸過多的治療 服用小蘇打的離子方程式： （2）硬水的形成及軟化 ①含義：硬水——含有_____________較多的水；

4、暫時(shí)硬水——含有_______________較多的水。 ②形成暫時(shí)硬水 ③軟化方法 加熱法——Ca2+ + 2HCO3— + OH— === CaCO3↓ +CO2+ H2O； 加沉淀劑法——在硬水中加入Na2CO3等沉淀劑，使Ca2+、Mg2+濃度降低，離子方程式為： Ca2+ + CO32— === CaCO3↓ Mg2+ + CO32— === MgCO3↓ 自主梳理參考答案 1、（1）離子在一定條件下的反應(yīng)(2) ① Ba2+② Fe2+③用已知物質(zhì)的量濃度的標(biāo)準(zhǔn)液來測定未知物質(zhì)的量濃度的待測液的方法H++OH-== H2O 2、 3、（1） （2）Ca2+

5、、Mg2+ 可溶性碳酸氫鹽 ★【課堂探究導(dǎo)學(xué)】 ■合作探究-名師保駕護(hù)航 探究一：進(jìn)行物質(zhì)檢驗(yàn)的基本步驟 1．物質(zhì)檢驗(yàn)的基本步驟 （1）對(duì)試樣進(jìn)行外觀觀察：主要目的是利用被檢驗(yàn)物質(zhì)的顏色和狀態(tài)，氣味等，對(duì)可能含有的某些組分進(jìn)行推斷，進(jìn)而排除另一些組分存在的可能性。 （2）試樣的準(zhǔn)備：不論是固體試樣，還是液體試樣，都只能取少量（固體以剛好鋪滿試管底部為準(zhǔn)，液體為l～2mL）用于配制溶液或用于檢驗(yàn)，要留有一定量的試樣備用，不能全部取用完。絕對(duì)不能將檢測試劑直接加入到待測液中，一者造成待測液浪費(fèi)，二者無法進(jìn)行后續(xù)檢測。 （3）檢驗(yàn)

6、：在進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，除了要考慮各離子的特征反應(yīng)外，最重要的是要選取適當(dāng)?shù)拇胧┡懦x子之間可能存在的干擾。只要排除干擾的方法得當(dāng)，就可以設(shè)計(jì)出正確的實(shí)驗(yàn)方案。 『特別提醒』（1）在對(duì)物質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，一定要取少量或少許樣品加入一潔凈試管，切不可直接在原試劑瓶中加入藥品檢驗(yàn)； （2）在描述現(xiàn)象時(shí)，不可直呼其名，應(yīng)描述為待檢物或待測液。 探究二：物質(zhì)的制備和純化 1.物質(zhì)的制備： Cu(OH)2.Al(OH)3.FeSO4.CO2.SO2.NO、NO2.Al、NaOH和Cl2.漂白粉、“84”消毒液、波爾多液等 2.物質(zhì)的純化（除雜）： （1）除雜試劑稍過量（對(duì)于CO32—等可以用鹽酸中和再

7、調(diào)節(jié)pH法） （2）不能除掉主要成分，但可以增加主要成分 3.舉例： （1）CO2(HCl)、FeCl2(FeCl3)、FeCl2(CuCl2)、FeCl3(FeCl2)、Na2CO3固體(NaHCO3固體)、NaHCO3(Na2CO3)、干燥劑的選取 （2）粗鹽的提純：粗鹽的主要成分是，此外還含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42—雜質(zhì)，其純化過程如下： 過濾 (除泥沙及沉淀) 過量Na2CO3 (除Ca2+、Ba2+) 過量NaOH (除Mg2+、Fe3+) 過量BaCl2 (除SO42—) 粗鹽水 陽離子交換塔 (除Ca2+、Mg2+) 適

8、量鹽酸 (除CO32—) 精鹽制鹽水 含少量Ca2+、Mg2+ 要求：①Na2CO3必須在BaCl2之后 ②加入鹽酸要在過濾之后 （3）工業(yè)廢水的凈化： （4）硬水的軟化：是指除去水中Ca2+、Mg2+的過程；通常硬水中含有Mg(HCO3)2、Ca(HCO3)2、 MgCl2、CaCl2等物質(zhì)，其軟化可用石灰——純堿法，其過程如下： 足量的Na2CO3 加鹽酸調(diào)pH=7 足量的Ca(OH)2 硬水 軟水 涉及的離子方程式： Ca2+ + HCO3— + OH— === CaCO3↓ + H2O Mg2+

9、+ HCO3— + OH— + Ca2+ === Mg(OH)2↓ + CaCO3↓ + H2O Mg2+ + OH— === Mg(OH)2↓ Ca2+ + CO32— === CaCO3↓ OH— + H+ === H2O CO32— + H+ === H2O + CO2↑ ■典例剖析-名師釋疑助航 例1.離子方程式Ba2++SO42-＝BaSO4↓表示的是（???? ） A．氫氧化鋇與可溶性硫酸鹽溶液之間的反應(yīng) B．氫氧化鋇和硫酸的反應(yīng) C．可溶性鋇鹽和可溶性硫酸鹽溶液之間的反應(yīng) D．硫酸和鋇鹽只生成BaSO4沉淀的反應(yīng) 『答案』C 『解析』Ba2+來自于

10、可溶性的鋇鹽溶液，SO42-來自于可溶性硫酸鹽溶液。 【變式訓(xùn)練1】在H2S+2OH-=S2-+2H2O的離子反應(yīng)中，OH-所代表的是（硫化銅難溶于水）（?? ） A．KOH???????? B．Cu(OH)2???????C．Mg(OH)2?????D．NH3·H2O 【例2】某溶液中含有HCO3－、SO32－、SiO32－、Cl－等四種離子，若向其中加入某種試劑后，發(fā)現(xiàn)溶液中 僅有HCO3－、SO32－兩種離子數(shù)量大量減少。則加入的試劑可能是?? （ ???） A．鹽酸 　 ?????? B．過氧化鈉 ????C．雙氧水 　????? D．氯化鋇溶液 『答案』B 『解析』因?yàn)?/p>

11、SiO32－沒有減少，所以不可能是鹽酸和氯化鋇，雙氧水只能使SO32－減少，過氧化鈉溶于水既有堿性又有氧化性，HCO3－、SO32－兩種離子數(shù)量均大量減少。 【變式訓(xùn)練2】下列各物質(zhì)中所含的少量雜質(zhì)，用括號(hào)內(nèi)的物質(zhì)能除去，并且不引進(jìn)其他雜質(zhì)的是（　 ） A．二氧化碳中所含的氯化氫（NaHCO3溶液） B．氫氣中所含的硫化氫（硫酸銅溶液） C．乙酸乙酯中所含的乙酸（乙醇） D．氯化鈉溶液中所含的氯化鋇（硫酸） 【例3】某溶液中可能含有Na+、K+、Mg2+、I—、SO32—、SO42—等離子中的全部或其中的幾種?，F(xiàn)分別進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)操作： ①用潔凈的鉑絲蘸取溶液在無色火焰上灼燒，焰色

12、呈黃色；②取原溶液，滴加少量溴水，振蕩后溶液仍為無色。③取原溶液，加入鹽酸酸化的Ba(NO3)2溶液后，產(chǎn)生白色沉淀。 (1)原溶液中一定存在的離子是????? ，一定不存在的離子是?????????? 。 (2)上述①~③,的操作中，??? 是錯(cuò)誤的，應(yīng)改為??????? ，以便確定??????? 離子的存在。 (3)為確定????????????? 離子是否存在，應(yīng)補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)是①???????????????????????????? ②???????????????????????????????????????????????????????????????????????

13、?? 。 『答案』(1)Na+、SO32- ；Mg2+?? . (2)? ③ ；先加鹽酸酸化后，再加BaCl2溶液 ；SO42- (3)I-、K+； 透過藍(lán)色鈷玻璃觀察火焰，焰色呈紫色的則含有K+，否則沒有K+； 取原溶液少許加入試管，滴入用HNO3酸化的AgNO3溶液，若產(chǎn)生黃色沉淀，則有I-，否則沒有I-。 『解析』關(guān)鍵要從②中信息得出一定有SO32—，一定沒有Mg2+，而I—不能確定，還要注意③中加入的是Ba(NO3)2，在酸性條件下，能將SO32—氧化成SO42—對(duì)檢驗(yàn)造成干擾。 【變式訓(xùn)練3】長期存放的亞硫酸鈉可能會(huì)被部分氧化，現(xiàn)通過實(shí)驗(yàn)來測定某無水亞硫酸鈉試劑的純度。

14、實(shí)驗(yàn)步驟如下：①稱量ag樣品，置于燒杯中。②加入適量蒸餾水，使樣品溶解。③加入稀鹽酸，使溶液呈強(qiáng)酸性，再加過量的BaCl2溶液。④過濾，用蒸餾水洗滌沉淀。⑤加熱干燥沉淀物。⑥將沉淀物冷卻至室溫后，稱量。⑦重復(fù)⑤、⑥操作到合格，最后得到bg固體。 　　本實(shí)驗(yàn)流程為： 回答下列問題： 　?。?）本實(shí)驗(yàn)中是否能用Ba(NO3)2代替BaCl2？__________。其理由是：__________。 　?。?）步驟③中的鹽酸使溶液呈強(qiáng)酸性的目的是：__________。 　?。?）步驟⑦的“合格”標(biāo)準(zhǔn)是：__________。 　?。?）實(shí)驗(yàn)測得樣品中無水亞硫酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是__

15、________。（列出算式，不需化簡）。 變式訓(xùn)練解析及答案 【變式訓(xùn)練1】 答案：A 解析：OH-來自易電離的堿液如KOH溶液 【變式訓(xùn)練2】 答案：AB 解析： A中HCl + NaHCO3NaCl + CO2↑+ H2O，CO2不與NaHCO3反應(yīng)，且溶解度減小；B中H2S + CuSO4＝CuS↓+ H2SO4，而H2不反應(yīng)，也不溶解；C中乙醇、乙酸、乙酸乙酯三者互溶；D中引入雜質(zhì)（HCl、H2SO4）。 【變式訓(xùn)練3】 答案：（1）不能；在酸性溶液中，NO3-能將氧化成，從而造成較大誤差； 　　（2）加鹽酸可將N

16、a2SO3轉(zhuǎn)化為SO2逸出，避免生成BaSO3沉淀，保證得到的沉淀都是BaSO4； ?。?）連續(xù)兩次稱量的質(zhì)量不變； （4） 解析： 具有還原性，長期存放的亞硫酸鈉會(huì)發(fā)生反應(yīng)2Na2SO3 + O22Na2SO4，被部分氧化生成硫酸鈉，因此，雜質(zhì)主要是Na2SO4。這樣的樣品溶解后，加入稀鹽酸酸化，再加過量的BaCl2溶液，則只有BaSO4沉淀生成，因?yàn)閬喠蛩崾侨跛幔瑥?qiáng)酸性條件下，不能生成BaSO3沉淀。不能用Ba(NO3)2代替BaCl2，因?yàn)樗嵝詶l件下，NO3-具有強(qiáng)氧化性，可將氧化成，這樣就不能保證BaSO4沉淀中全部是來自“部分氧化而生成的硫酸鈉”，從而造成結(jié)果錯(cuò)誤。 ■備選例

17、題 1. 為了檢驗(yàn)，甲、乙、丙、丁、戊五位同學(xué)設(shè)計(jì)了如下5種方案： 　　方案甲：試液白色沉淀沉淀不溶解 　　方案乙：試液無沉淀（也無氣泡） 白色沉淀 　　方案丙：試液無沉淀白色沉淀 　　方案丁：試液白色沉淀沉淀不溶解　　方案戊：試液白色沉淀（過濾、洗滌） 沉淀不溶解　　請(qǐng)問哪種方案最好？ 【答案】方案乙最優(yōu) 【解析】方案甲不夠嚴(yán)密，因?yàn)樵诤蠥g+(Hg22+、Pb2+)而不含的無色透明溶液中，也會(huì)出現(xiàn)類似的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象； 方案丙或方案丁不夠嚴(yán)密，因?yàn)楹卸缓臒o色透明溶液也會(huì)出現(xiàn)丙和丁方案的現(xiàn)象；　　方案乙和方案戊嚴(yán)密，因?yàn)橹挥械臒o色透明溶液才會(huì)出現(xiàn)此兩種方案的現(xiàn)象。但從操

18、作的簡化程度與效果來看，方案乙最優(yōu)。 方案乙的具體操作步驟如下：取待測溶液少量，加入足量的稀鹽酸，以確定溶液中有無Ag+、Hg22+、Pb2+，并除去可能存在的或(加足量稀鹽酸生成SO2↑，加稀足量鹽酸生成CO2↑)。如果加入鹽酸后既沒有白色沉淀生成，也沒有氣泡產(chǎn)生。則可認(rèn)為溶液中不存在Ag+、Hg22+、Pb2+或、。 2．水蒸氣通過灼熱的煤所產(chǎn)生的混和氣，其主要成份是CO、H2還含有CO2和水蒸氣。請(qǐng)用下列裝置設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，以確認(rèn)上述混和氣中含有CO和H2。 (1)連接上述裝置的正確順序是：(填各接口的代碼字母)混和氣→(　 )(　 )接(　 )(　 )接(　 )(　 )接(

19、　)(　 )接(　 )(　 ) (2)確認(rèn)混和氣中含有H2的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是__________；其理由是__________。 【答案】(1)(E)(F)接(D)(C)接(A)(B)[或(B)(A)]接(J)(I)接(H)(G) (錯(cuò)1個(gè)接口，該題為0分) 　　(2)黑色CuO變紅、無水硫酸銅變藍(lán)。因?yàn)镠2通過灼熱的CuO后生成銅和水蒸氣，水蒸氣使無水硫酸銅變藍(lán)。 3．Cu+在酸性溶液中不穩(wěn)定，可發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)生成Cu2+和Cu?，F(xiàn)有濃硫酸、濃硝酸、稀硫酸、稀硝酸、FeCl3稀溶液及pH試紙，而沒有其它試劑。簡述如何用最簡便的實(shí)驗(yàn)方法來檢驗(yàn)CuO經(jīng)氫氣還原所得到的紅色產(chǎn)物中是否含有

20、堿性氧化物Cu2O。 【答案】取少量該紅色產(chǎn)物放入稀硫酸，(振蕩)若溶液變?yōu)樗{(lán)色，說明產(chǎn)物中有Cu2O；若溶液不變色，說明產(chǎn)物中無Cu2O。 ■常用教學(xué)素材 常見陽離子的檢驗(yàn) （1）H+　 能使紫色石蕊試液或橙色的甲基橙試液變?yōu)榧t色。 （2）Na+、K+ 用焰色反應(yīng)來檢驗(yàn)時(shí)，它們的火焰分別呈黃色、淺紫色（通過藍(lán)色鈷玻璃片觀察鉀離子焰色）。 （3）Ba2+　能使稀H2SO4或可溶性硫酸鹽溶液產(chǎn)生白色BaSO4沉淀，且沉淀不溶于稀HNO3。 （4）Mg2+　能與NaOH溶液反應(yīng)生成白色Mg(OH)2沉淀。 （5）Al3+　 能與適量的NaOH溶液反應(yīng)生成白色A1(OH)3絮狀沉淀

21、，該沉淀能溶于鹽酸或過量的NaOH溶液。 （6）Ag+　 能與稀鹽酸或可溶性鹽酸鹽反應(yīng)，生成白色AgCl沉淀，不溶于稀HNO3。 （7）NH4+　銨鹽(或濃溶液)與NaOH濃溶液反應(yīng)，并加熱，放出使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)或有刺激性氣味的NH3氣體。 （8）Fe2+　 能與少量NaOH溶液反應(yīng)，開始時(shí)生成白色Fe(OH)2沉淀，迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色Fe(OH)3沉淀?；蛳騺嗚F鹽的溶液里加入KSCN溶液，不顯紅色，加入少量新制的氯水后，立即顯紅色。有關(guān)反應(yīng)方程式為：2Fe2+ + Cl22Fe3+ + 2Cl-。 （9）Fe3+　 能與KSCN溶液反應(yīng)，變?yōu)檠t色溶液；能與NaO

22、H溶液反應(yīng)，生成紅褐色Fe(OH)3沉淀。 （10）Cu2+　藍(lán)色溶液（濃的CuCl2溶液顯綠色）能與NaOH溶液反應(yīng)，生成藍(lán)色的Cu(OH)2沉淀，加熱后可轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏腃uO沉淀。含Cu2+溶液能與Fe、Zn片等反應(yīng)，在金屬片上有紅色的銅生成。 常見的陰離子的檢驗(yàn) （1）OH-　 能使①無色酚酞、②紫色石蕊、③橙色的甲基橙等指示劑分別變?yōu)榧t色、藍(lán)色、黃色。 （2）C1-　 能夠與AgNO3溶液反應(yīng)，生成白色的AgCl沉淀，沉淀不溶于稀硝酸，能夠溶于氨水，生成[Ag(NH3)2]+。 （3）Br－　　能與AgNO3溶液反應(yīng)，生成淡黃色AgBr沉淀，沉淀不溶于稀HNO3。 （4）I-

23、　?、倌芘cAgNO3反應(yīng)，生成黃色AgI沉淀，沉淀不溶于稀HNO3。 ②I-也能與氯水反應(yīng)生成I2，使淀粉溶液變藍(lán)。 （5） 能與含Ba2+溶液反應(yīng)，生成白色BaSO4沉淀，沉淀不溶于硝酸。 （6） ①濃溶液能與強(qiáng)酸反應(yīng)，產(chǎn)生無色有刺激性氣味的SO2氣體，該氣體能使品紅溶液褪色。 　?、谀芘cBaCl2溶液反應(yīng)，生成白色BaSO3沉淀，該沉淀溶于鹽酸，生成無色有刺激性氣味的SO2氣體。 注：BaSO3在硝酸中也不溶解，而是轉(zhuǎn)化為BaSO4沉淀，但有NOx放出。 （7）S2-　 能與Pb(NO3)2或CuSO4溶液反應(yīng)，生成黑色PbS或CuS沉淀 （8） 　能與BaCl2溶液反應(yīng)，生成白色的BaCO3沉淀，該沉淀溶于硝酸（或鹽酸），生成無色無味能使澄清石灰水變渾濁的CO2氣體。 （9）HCO3-　?、偃『琀CO3-鹽溶液煮沸，放出無色無味CO2氣體，氣體能使澄清石灰水變渾濁。或②向HCO3-鹽溶液里加入稀MgSO4溶液，無現(xiàn)象，加熱煮沸，有白色沉淀生成，同時(shí)放出CO2氣體。 （10） 　含的中性溶液，能與AgNO3反應(yīng)，生成黃色Ag3PO4沉淀，該沉淀溶于硝酸。 （11）NO3-　　濃溶液中加入銅片、濃H2SO4加熱，放出紅棕色氣體。有關(guān)反應(yīng)方程式為： 　　 Cu + 4H++2NO3- Cu2+ + 2NO2↑+ 2H2O。