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

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(yáng)離子的檢驗(yàn)方法；2.理解利用酸堿中和滴定法測(cè)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(cè)定（1）離子的檢驗(yàn)人們常用_來(lái)檢驗(yàn)一些常見的離子在溶液中是否存在。（2）測(cè)定溶液中離子的濃度沉淀法離子反應(yīng)可用于測(cè)定溶液中相關(guān)離子的濃度。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。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(lái)求得，稱為氧化還原滴定。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(cè)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）硬水的形成及軟化含義：硬水含有_較多的水；暫時(shí)硬水含有_較多的水。形成暫時(shí)硬水軟化方法加熱法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 = CaCO3Mg2+ + 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) Ba2+ Fe2+用已知物質(zhì)的量濃度的標(biāo)準(zhǔn)液來(lái)測(cè)定未知物質(zhì)的量濃度的待測(cè)液的方法H+OH-= H2O2、3、（1）（2）Ca2+、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l2mL）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(cè)試劑直接加入到待測(cè)液中，一者造成待測(cè)液浪費(fèi)，二者無(wú)法進(jìn)行后續(xù)檢測(cè)。（3）檢驗(yàn)：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(cè)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?。?）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(yáng)離子交換塔(除Ca2+、Mg2+)適量鹽酸(除CO32)精鹽制鹽水含少量Ca2+、Mg2+要求：Na2CO3必須在BaCl2之后 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+ + HCO3 + OH + Ca2+ = Mg(OH)2 + CaCO3 + H2OMg2+ + OH = Mg(OH)2Ca2+ + CO32 = CaCO3OH + H+ = H2OCO32 + 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(lái)自于可溶性的鋇鹽溶液，SO42-來(lái)自于可溶性硫酸鹽溶液?！咀兪接?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）（   ）AKOH         BCu(OH)2       CMg(OH)2     DNH3·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)镾iO32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?！咀兪接?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：用潔凈的鉑絲蘸取溶液在無(wú)色火焰上灼燒，焰色呈黃色；取原溶液，滴加少量溴水，振蕩后溶液仍為無(wú)色。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,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                                                                                                       。答案(1)Na+、SO32- ；Mg2+   .(2)  ；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)鍵要從中信息得出一定有SO32，一定沒有Mg2+，而I不能確定，還要注意中加入的是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(zhǎng)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(lái)測(cè)定某無(wú)水亞硫酸鈉試劑的純度。實(shí)驗(yàn)步驟如下：稱量ag樣品，置于燒杯中。加入適量蒸餾水，使樣品溶解。加入稀鹽酸，使溶液呈強(qiáng)酸性，再加過量的BaCl2溶液。過濾，用蒸餾水洗滌沉淀。加熱干燥沉淀物。將沉淀物冷卻至室溫后，稱量。重復(fù)、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：（1）本實(shí)驗(yàn)中是否能用Ba(NO3)2代替BaCl2？_。其理由是：_。（2）步驟中的鹽酸使溶液呈強(qiáng)酸性的目的是：_。（3）步驟的“合格”標(biāo)準(zhǔn)是：_。（4）實(shí)驗(yàn)測(cè)得樣品中無(wú)水亞硫酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是_。（列出算式，不需化簡(jiǎn)）。 變式訓(xùn)練解析及答案【變式訓(xùn)練1】答案：A解析：OH-來(lái)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??；B中H2S + CuSO4CuS+ 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Na2SO3轉(zhuǎn)化為SO2逸出，避免生成BaSO3沉淀，保證得到的沉淀都是BaSO4；（3）連續(xù)兩次稱量的質(zhì)量不變；（4）解析： 具有還原性，長(zhǎng)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?，?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(lái)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(wú)沉淀（也無(wú)氣泡） 白色沉淀方案丙：試液無(wú)沉淀白色沉淀方案?。涸囈喊咨恋沓恋聿蝗芙夥桨肝欤涸囈喊咨恋恚ㄟ^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(wú)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(wú)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(wú)色透明溶液才會(huì)出現(xiàn)此兩種方案的現(xiàn)象。但從操作的簡(jiǎn)化程度與效果來(lái)看，方案乙最優(yōu)。方案乙的具體操作步驟如下：取待測(cè)溶液少量，加入足量的稀鹽酸，以確定溶液中有無(wú)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( )( )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_?！敬鸢浮?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(wú)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(wú)水硫酸銅變藍(lán)。3Cu+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(jiǎn)述如何用最簡(jiǎn)便的實(shí)驗(yàn)方法來(lái)檢驗(yàn)CuO經(jīng)氫氣還原所得到的紅色產(chǎn)物中是否含有堿性氧化物Cu2O?！敬鸢浮咳∩倭吭摷t色產(chǎn)物放入稀硫酸，(振蕩)若溶液變?yōu)樗{(lán)色，說(shuō)明產(chǎn)物中有Cu2O；若溶液不變色，說(shuō)明產(chǎn)物中無(wú)Cu2O。常用教學(xué)素材常見陽(yáng)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(lái)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，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?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(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NaOH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- 能使無(wú)色酚酞、紫色石蕊、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-能與AgNO3反應(yīng)，生成黃色AgI沉淀，沉淀不溶于稀HNO3。I-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） 濃溶液能與強(qiáng)酸反應(yīng)，產(chǎn)生無(wú)色有刺激性氣味的SO2氣體，該氣體能使品紅溶液褪色。能與BaCl2溶液反應(yīng)，生成白色BaSO3沉淀，該沉淀溶于鹽酸，生成無(wú)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(wú)色無(wú)味能使澄清石灰水變渾濁的CO2氣體。（9）HCO3-取含HCO3-鹽溶液煮沸，放出無(wú)色無(wú)味CO2氣體，氣體能使澄清石灰水變渾濁。或向HCO3-鹽溶液里加入稀MgSO4溶液，無(wú)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。