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1、离子反应发生的条件编稿：宋杰 审稿:张灿丽【学习目标】1、能根据能否生成沉淀、气体、弱电解质或发生氧化还原反应判断离子反应能否发生；2、能准确书写有关反应的离子方程式。【要点梳理】要点一、离子反应发生的条件 离子反应发生的条件，从本质上说是反应混合液中自由移动的离子数目发生变化。人们对众多的离子反应进行研究后认识到，如果离子之间结合生成沉淀、弱电解质或气体（挥发性物质），或者发生氧化还原反应，使溶液中某种或某些离子浓度降低，就会发生离子反应。 1酸、碱、盐之间发生的复分解反应实质上是离子交换反应，发生的条件是生成难溶物、挥发性物质或弱电解质（难电离的物质），使某些离子浓度减小。 （1）有难溶物
2、生成：包括两种以上的可溶物质的溶液混合时有沉淀生成或沉淀的转化。如：Na2SO4和BaCl2溶液混合时，Ba2+与SO42结合生成难溶的BaSO4沉淀，发生反应的离子方程式为Ba2+SO42=BaSO4。MgCO3与NaOH溶液反应，由于Mg(OH)2的溶解度小于MgCO3的溶解度，这样，MgCO3会溶解转化为Mg(OH)2沉淀，反应的离子方程式为MgCO3+2OH=Mg(OH)2+CO32。 （2）生成弱电解质：若两种溶液相互结合生成弱电解质，则离子反应可以发生。如NaOH溶液与盐酸混合，离子方程式为H+OH=H2O，NH4Cl溶液中加入稀NaOH溶液，离子方程式为NH4+OH=NH3H2O
3、。H2O和NH3H2O即为弱电解质。常见的弱电解质还有弱酸：HClO、CH3COOH、HF、H2CO3、H2SO3、H3PO4等；弱碱：Cu(OH)2、Al(OH)3等，某些盐(CH3COO)2Pb等。 （3）生成气体：若两种溶液混合生成气体，则离子反应可以发生。如Na2CO3溶液中加入过量盐酸，离子方程式为CO32+2H+=H2O+CO2。NH4NO3溶液与NaOH溶液混合加热，离子方程式为NH4+OHNH3+H2O。 2氧化还原反应。 （1）溶液中具有氧化性和还原性的离子相遇时，若氧化剂的氧化性强于氧化产物，还原剂的还原性强于还原产物，则离子反应可以发生。如NaBr溶液中滴加氯水，反应的离
4、子方程式为2Br+Cl2=Br2+2Cl。MnO2和浓盐酸混合加热，反应离子方程式为MnO2+4H+2ClMn2+2H2O+Cl2。 （2）原电池中发生的氧化还原反应，其氧化反应与还原反应分别在两个电极上发生，其反应可以用离子方程式表示。例如，铜锌原电池中 负极：ZnZn2+2e 正极：Cu2+2eCu 总反应：Zn+Cu2+=Cu+Zn2+ （3）在电解、电镀过程中，在电流作用下发生的氧化还原反应往往也是离子反应。例如，电解食盐水的反应就是离子反应，其离子方程式为 阳极：2ClCl2+2e 阴极：2H+2eH2 总反应：2Cl+2H2O2OH+H2+Cl2 如果溶液中存在多种还原性离子并且浓
5、度相同，向其中加入强氧化剂时，有可能是还原性最强的离子首先被氧化。例如，向FeBr2溶液中通入氯气，通常是Fe2+首先被氧化。同样，多种氧化性离子共存并且浓度相同时，向其中加入强还原剂时，氧化性最强的离子首先被还原，如向含有Fe3+、Cu2+的溶液中加入Fe粉，Fe3+首先被还原。要点二、离子反应能否进行的理论判据 1焓变与熵变判据。 室温下：HTSO的离子反应都能自发进行。 如下列室温时HTSO的离子反应都能自发进行： 离子反应 HTSkJmol1 Zn+2H+=Zn2+H2 147.00 H+OH=H2O 79.880 Ba2+SO42=BaSO4 56.630 HTS0的离子反应不能自发
6、进行。 如反应2Cl+2H2O=2OH+H2+Cl2的HTS=422.2 kJmol10，说明该离子反应室温下不能自发进行。 2平衡常数判据。 QK，正反应自发进行。 QK，反应处于平衡状态。 QK，逆反应自发进行。 下列离子反应的平衡常数很大，表明反应的趋势很大，当反应物的浓度很小时，就可以满足QK的条件，因此正反应很容易进行。 H+OHH2O K=1Kw=1.01014 H+CO32HCO3 K=1Ka2=1.81010 Ba2+SO42BaSO4 K=1Ksp=9.1109 H+HCO3H2O+CO2 K=1Ka1=2.4106 H+CH3COOCH3COOH K=1Ka=5.9104要
7、点三、书写离子方程式时易出现的错误 离子方程式既是高考的热点，也是学习的重点和难点。书写离子方程式易忽视众多要求中的某一个或几个方面。如 1物质的表示形式错误。如FeS和盐酸反应错写成S2+2H+=H2S（正确的为FeS+2H+=Fe2+H2S）；醋酸和氢氧化钠反应错写成H+OH=H2O（正确的为CH3COOH+OH=CH3COO+H2O）所以要牢记离子书写原则。 2不符合客观事实，主观臆造产物及反应。如Fe和盐酸的反应错写成：2Fe+6H+=2Fe3+3H2（正确的为Fe+2H+=Fe2+H2），所以要认真分析题目，先确定反应物、产物，正确书写化学方程式再改写成离子方程式。 3以偏概全，漏写
8、某些离子的反应。如MgSO4和Ba(OH)2溶液的反应错写成Ba2+SO42=BaSO4或Mg2+2OH=Mg(OH)2（正确的为Mg2+SO42+Ba2+2OH=Mg(OH)2+BaSO4）。 4反应前后不符合质量守恒、电荷守恒、电子守恒，如Cl2通入FeCl2溶液中错写成Fe2+Cl2=Fe3+2Cl（正确的为2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl）。特别要注意的是有离子参加（或生成）的氧化还原反应，得失电子数必须相等。书写时随时注意检查，养成良好的书写习惯。5反应物或产物的配比不正确。如稀H2SO4与Ba(OH)2溶液反应错写成H+OH+SO42+Ba2+=BaSO4+H2O（正确的为2H+
9、2OH+SO42+Ba2+=BaSO4+2H2O）；又如过量的氯气通入FeI2溶液中，错写成2Fe2+2I+2Cl2=2Fe3+I2+4Cl（正确的为2Fe2+4I+3Cl2=2Fe3+2I2+6Cl）。 6写出的离子方程式不符合题目给定的条件及要求。如澄清的石灰水中通入过量CO2错写成Ca2+2OH+CO2=CaCO3+H2O（正确的为OH+CO2=HCO3）。写这类离子反应时要注意“过量”“少量”“等物质的量”以及滴加顺序对反应方程式的影响，即某些反应物的量不同，相应的离子方程式可能不同。【典型例题】类型一、离子方程式的正误判断 例1 能正确表示下列反应的离子方程式的是（ ） A将铁粉加入
10、稀硫酸中：2Fe+6H+=2Fe3+3H2 B将磁性氧化铁溶于盐酸：Fe3O4+8H+=3Fe3+4H2O C将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合：Fe2+4H+NO3=Fe3+2H2O+NO D将铜屑加入含Fe3+的溶液中：2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+ 【思路点拨】本题考查离子方程式书写正误的判断，注意物质是不是该拆，方程式是不是符合反应事实，原子及电荷是否守恒等问题。【答案】D 【解析】将铁粉加入稀硫酸中，发生反应的离子方程式为：Fe+2H+=Fe2+H2，A项错误；磁性氧化铁可以看做FeOFe2O3，溶于盐酸时发生反应的离子方程式为：Fe3O4+8H+=Fe2+2Fe3+4H2O，B项错误；
11、氯化亚铁和稀硝酸反应，离子方程式为：3Fe2+4H+NO3=3Fe3+NO+2H2O，C项错误；将铜屑加入含Fe3+的溶液中发生氧化还原反应：2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+，D项正确。【总结升华】判断离子方程式的正误应注意：是否符合客观实际；物质的表示形式是否正确；是否配平、电子转移是否合理。举一反三： 【变式1】下列反应的离子方程式正确的是（ ） A次氯酸钙溶液中通入过量的二氧化碳：Ca2+2ClO+CO2+H2O=2HClO+CaCO3 B硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液：Fe2+2H2O2+4H+=Fe3+4H2O C用氨水吸收少量SO2：NH3H2O+SO2=NH4+HSO3D硝酸铁
12、溶液中加过量氨水：Fe3+3NH3H2O=Fe(OH)3+3NH4+ 【答案】D【解析】A项Ca(ClO)2溶液中通入过量CO2生成Ca(HCO3)2；B项电荷不守恒；C项氨水吸收少量SO2生成(NH4)2SO3。【变式2】(2015高考江苏卷)下列指定反应的离子方程式正确的是（ ）A氯气溶于水：Cl2H2O=2HCl-ClO-BNa2CO3溶液中CO32-的水解：CO32-H2O=HCO3-OH-C酸性溶液中KIO3与KI反应生成I2：IO3-I-6H=I23H2ODNaHCO3溶液中加足量Ba(OH)2溶液：HCO3-Ba2+OH-=BaCO3H2O。【答案】D【解析】A：次氯酸是弱酸，不
13、可以拆写，应写成分子形式。B：单水解反应是可逆的，应使用可逆符号。C：反应前后电荷不守恒。D：NaHCO3溶液中加足量Ba(OH)2溶液，说明此时NaHCO3溶液不足，发生的化学方式为：NaHCO3+ Ba(OH)2= BaCO3+NaOH+H2O，所以离子反应方程式为HCO3-Ba2+OH-=BaCO3H2O。故选：D类型二、离子共存问题 例2 在强酸性溶液中能大量共存，并且溶液为无色透明的离子组是（ ） ANH4+、Al3+、SO42、NO3 BK+、Na+、Al(OH)4、NO3 CK+、NH4+、MnO4、SO42 DNa+、K+、NO3、HSO3 【思路点拨】本题考查离子共存问题，注
14、意离子反应的实质及题目给出的特定限制条件。 【答案】A 【解析】A项，在强酸性溶液中，此组离子彼此都不发生反应，所以它们能大量共存，且此组离子都为无色，故A为正确答案；B项，在强酸性溶液中有大量H+，H+能与A1(OH)4反应生成Al(OH)3沉淀，Al(OH)3沉淀又溶于过量的酸性溶液中，故B不合题意；C项，在强酸性溶液中，此组离子彼此不发生反应，但MnO4-为紫色，所以C不合题意；D项，在强酸性溶液中，大量H+与HSO3反应生成SO2和水，故D也不符合题意。 【总结升华】解决离子共存问题时，既要看选项中的离子是否能够大量共存，也要看题干中的隐含条件。如溶液无色透明，溶液的酸碱性等，不要把这
15、些隐含条件遗漏。举一反三：【变式1】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（ ） AH+、NO3、Fe2+、Na+ BAg+、NO3、Cl、K+ CK+、Ba2+、OH、SO42 DCu2+、NH4+、Br、OH【答案】A 【解析】本题要求掌握常见的强氧化性离子，如NO3(H+)、MnO4、ClO；强还原性离子，如I、S2、Fe2+、SO32、Br。Ag+与Cl、Ba2+与SO42、Cu2+与OH均因生成沉淀而不能大量共存： Ag+Cl=AgCl Ba2+SO42=BaSO4 Cu2+2OH=Cu(OH)2NH4+和OH因生成弱电解质而不能大量共存：NH4+OH=NH3H2O而H+、NO3、Fe2+因发生氧化还原反应而不能大量共存：3Fe2+NO3+4H+=3Fe3+NO+2H2O。【变式2】(2015 广东高考)水溶液中能大量共存的一组离子是 ANH4+ 、Ba2+、Br-、CO32- BCl-、SO32-、Fe2+、H+ CK+、Na+、SO42-、MnO4- DNa+、H+、NO3-、HCO3-【答案】C【解析】A：碳酸根离子和钡离子反应生成碳酸钡沉淀，不可以大量共存。B：亚硫酸根离子和大量氢离子反应生成二氧化硫和水，不可以大量共存。C：可以共存。D：氢离子和碳酸氢根离子反应生成二氧化碳和水。