1、第2课时离子反应的应用发 展 目 标体 系 构 建1.了解水溶液中的离子反应与平衡在物质检测、化学反应规律研究、物质转化中的应用。2.了解溶液pH的调控在工农业生产和科研中的应用。3.通过酸碱中和滴定实验，知道化学定量分析实验在工农业生产中的重要作用。 1物质检验与含量测定(2)测定溶液中某些离子的浓度沉淀法：如溶液中SO的浓度，用Ba2将其转化为BaSO4沉淀，再称量沉淀的质量求得。酸碱中和滴定法：强酸溶液中H的浓度可以用已知准确浓度的强碱溶液滴定的方法获得。氧化还原滴定法：如溶液中MnO的浓度可以用已知准确浓度的Fe2溶液滴定的方法来获得。2物质制备与纯化(1)物质的制备：离子反应可以用于
2、制备物质。氯碱工业生产烧碱和氯气的离子方程式：2Cl2H2O2OHCl2H2。实验室制取CO2的离子方程式：CaCO32H=Ca2CO2H2O。(2)物质的纯化制高纯度的氯化钠：除去其中少量的SO、Mg2、Ca2，需要引入的试剂离子分别为Ba2、OH、CO。除去污水中的重金属离子：将其转化为沉淀而除去。3生活中常见的离子反应(1)胃酸过多的治疗服用“胃舒平”主要成分是Al(OH)3，离子反应为Al(OH)33H=Al33H2O。服用小苏打片，离子方程式为HCOH=CO2H2O。(2)硬水及其软化硬水的含义：自然界里含Ca2、Mg2较多的水。硬水的形成：水中的二氧化碳与岩石中的CaCO3和MgC
3、O3发生反应生成可溶性碳酸氢盐而使Ca2、Mg2进入水中形成，离子方程式为CaCO3CO2H2O=Ca22HCO，MgCO3CO2H2O=Mg22HCO。硬水的软化方法a加热法：加热可使HCO分解，生成的CO与Ca2、Mg2结合成沉淀，发生反应如下：Ca22HCOCaCO3CO2H2O，Mg22HCOMgCO3CO2H2O。b加沉淀剂法：在硬水中加入Na2CO3等沉淀剂也可以降低水中Ca2、Mg2的浓度，发生反应如下：Ca2CO=CaCO3，Mg2CO=MgCO3。1判断对错(对的在括号内打“”，错的在括号内打“”。)(1)能使石灰水变浑浊的无色无味气体一定是CO2。()(2)中和滴定时为了节
4、省时间，不需要重复23次实验。()(3)可以用铁粉除去FeCl3中的FeCl2。()(4)治疗胃酸过多的胃药中含有烧碱。()(5)用石灰水鉴别NaHCO3和Na2CO3。()提示：(1)(2)为了减少滴定误差，须进行23次实验。(3)Fe2FeCl3=3FeCl2，无法除去FeCl2。(4)烧碱具有强腐蚀性。(5)NaHCO3、Na2CO3与石灰水均产生CaCO3沉淀。2准确量取24.90 mL高锰酸钾溶液，可选用的仪器是()A50 mL量筒 B10 mL量筒C50 mL酸式滴定管 D50 mL碱式滴定管CKMnO4具有强氧化性，能腐蚀碱式滴定管中的橡胶管，而量筒只能精确到0.1 mL，故应选
5、用50 mL的酸式滴定管。3下列有关反应方程式正确的是()A实验室制备Al(OH)3：Al33OH=Al(OH)3B实验室制氨气：NHOHNH3H2OC实验室制取Cl2：MnO24HClMn2Cl22Cl2H2OD除去FeCl3中含有的FeCl2：2Fe2Cl2=2Fe32ClDA项，应为Al33NH3H2O=Al(OH)33NH；B项，应为2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O，加热固体混合物，没有离子参加反应，不能写离子反应；C项，应为MnO24H2ClMn2Cl22H2O。离子的检验(素养养成宏观辨识与微观探析)某同学为检验溶液中是否含有常见的四种无机离子，进行了下图所示的
6、实验操作，其中检验过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。1该同学能否通过第、步确定原溶液中含有SO、Cl和Fe3？为什么？提示：不能。第步在溶液中加Ba(NO3)2溶液和稀盐酸，若溶液中存在SO或Ag，也能产生白色沉淀，故不能检验SO存在与否；第步在滤液中加AgNO3溶液虽然生成白色沉淀，但由于第步加入稀盐酸，引入了Cl，故原溶液中是否存在Cl也无法确定；第步在滤液中加KSCN溶液能检验出此时滤液中含有Fe3，但原溶液中也可能只含Fe2，在第步后被氧化为Fe3。2通过第步实验，你能确定原溶液中含有哪种离子？提示：NH。第步加NaOH产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体一定是NH3，说明原
7、溶液中一定含有NH。1离子检验的类型(1)生成沉淀；(2)生成气体；(3)显示特殊颜色。2检验方法方法离子试剂现象注意沉淀法Cl、Br、IAgNO3溶液和稀硝酸AgCl(白色)、AgBr(淡黄色)、AgI(黄色)SO稀盐酸和BaCl2溶液白色沉淀先用稀盐酸酸化Fe2NaOH溶液白色沉淀灰绿色沉淀红褐色沉淀Fe3NaOH溶液红褐色沉淀Al3NaOH溶液白色沉淀溶解气体法NH浓NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸产生有刺激性气味的气体，且气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝要加热CO稀盐酸和澄清石灰水澄清石灰水变浑浊SO、HCO、HSO有干扰SO稀硫酸和品红溶液产生有刺激性气味的气体，且气体能使品红溶液褪色
8、显色法I氯水(少量)，CCl4下层为紫色Fe2KSCN溶液和氯水先是无变化，滴加氯水后变红色先加KSCN溶液，无变化，再加氯水Fe3KSCN溶液红色焰色反应法Na、KPt(Fe)丝和稀盐酸火焰分别呈黄色、紫色K要透过蓝色钴玻璃片观察焰色1下列根据实验现象所得出的结论中，一定正确的是()A某无色溶液能使红色石蕊试纸变蓝，结论：该溶液一定是碱溶液B某无色溶液加稀硝酸酸化的BaCl2产生白色沉淀，结论：该溶液中一定含有SOC某无色溶液焰色反应呈黄色，结论：该溶液中一定含有NaD某无色溶液加入Na2CO3溶液产生白色沉淀，结论：该溶液中一定含Ca2CA项中可能是强碱弱酸盐溶液；B项中可能含SO、Ag；
9、D项中也可能含Ba2。进行离子检验时，需排除干扰离子的影响。如检验SO时，不能直接或间接引入NO，防止SO的干扰，为排除CO、SO、Ag等的干扰，正确的操作是：先向溶液中加稀盐酸没有白色沉淀，再加BaCl2溶液有白色沉淀，证明溶液中一定含有SO。2有关溶液中所含离子的检验，下列判断正确的是()A加入AgNO3溶液后生成的白色沉淀不溶于稀盐酸，则原溶液中一定有Cl存在B加入氨水时生成白色沉淀，当氨水过量时白色沉淀消失，则原溶液中一定有Al3存在C加入NaOH溶液并加热，有能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体生成，则原溶液中一定有NH存在D加入盐酸有能使澄清石灰水变浑浊的气体生成，则原溶液中一定有大量
10、的CO存在C不能排除SO、CO、SO等离子的干扰，A项不正确；Al(OH)3不溶于氨水，B项不正确；该溶液中还可能有HCO、HSO或SO，D项不正确。酸碱中和滴定实验(素养养成科学探究与创新意识)1原理酸和碱反应的实质是HOH=H2O。用已知浓度的盐酸(标准液)来滴定未知浓度的NaOH溶液(待测液)的计算公式为c待。2常用酸碱指示剂及其变色范围指示剂变色范围的pH石蕊8.0蓝色甲基橙4.4黄色酚酞10.0红色3实验用品(1)仪器酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管架(铁架台和蝴蝶夹)、锥形瓶。酸式滴定管：可盛放酸性溶液、氧化性溶液，不能盛放碱性溶液，因为碱性物质易腐蚀玻璃，致使玻璃活塞无法打开。碱式
11、滴定管：可盛放碱性溶液，不能盛放酸性溶液、氧化性溶液，因为酸性和氧化性物质易腐蚀橡胶。滴定管的上端都标有规格大小、使用温度、0刻度；滴定管的精确度为0.01 mL。(2)试剂：标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。4实验操作(以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例)(1)滴定前的准备滴定管：检漏洗涤润洗装液排气泡调液面记录。锥形瓶：注碱液记读数加指示剂。(2)滴定(3)终点判断：等到滴入最后一滴标准液，指示剂变色，且半分钟内不变原色，视为滴定终点并记录消耗标准液的体积。5数据处理 将上述操作重复23次，求出用去标准盐酸体积的平均值，根据c(NaOH)计算。6中和滴定误差分析酸碱中和滴定的误差分析关键是根
12、据c待进行分析，计算中V待与c标均为确定值，只有V标影响着c待的计算结果，故在误差分析时应最终归结为对V标的影响：V标增大，实验结果偏高；V标减小，实验结果偏低。1滴定实验时，必须要按以下要求做的是()A锥形瓶用蒸馏水洗净后要烘干B酸式或碱式滴定管用水洗净后用相应溶液润洗C待测液一定要放在锥形瓶中，标准液一定要放在滴定管中D滴定前读数要求精确，凹液面的最低点在平视时必须在“0”刻度或“0”刻度以上的某一刻度B滴定前锥形瓶用蒸馏水洗净后无须干燥，其中的蒸馏水不计入参与反应的试剂的体积，也就不影响滴定结果，A项不符合题意；酸式或碱式滴定管用水洗净后一定要用相应的待装溶液润洗，否则会稀释溶液，B项符
13、合题意；待测液和标准液都可以放在锥形瓶中，盛放在锥形瓶中的溶液的体积为已知量，C项不符合题意；滴定前，滴定管中液体的凹液面在“0”刻度或“0”刻度以下的某一刻度，滴定管的“0”刻度以上没有刻度，D项不符合题意。2用中和滴定法测定某烧碱样品的纯度，试根据实验回答下列问题：(1)准确称量8.2 g含有少量中性易溶杂质的样品，配成500 mL待测溶液。称量时，样品可放在_(填编号字母)称量。A小烧杯中B洁净纸片上C托盘上(2)滴定时，用0.200 0 molL1的盐酸来滴定待测溶液，不可选用_(填编号字母)作指示剂。A甲基橙B石蕊C酚酞 D甲基红(3)滴定过程中，眼睛应注视_；在铁架台上垫一张白纸，
14、其目的是_。(4)根据下表数据，计算被测烧碱溶液的物质的量浓度是_molL1，烧碱样品的纯度是_。滴定次数待测溶液体积(mL)标准酸体积滴定前的刻度(mL)滴定后的刻度(mL)第一次10.000.4020.50第二次10.004.1024.00解析(1)称量氢氧化钠等易潮解、腐蚀性强的试剂时，样品应放在小烧杯中。(2)酸碱中和滴定时，一般应选甲基橙、酚酞等颜色变化较明显的指示剂，石蕊在酸或碱溶液中颜色变化不明显，易造成误差。(4)根据c(NaOH)分别求第一、二次的值，再求平均值，解得c(NaOH)0.400 0 molL1，w(NaOH)100%97.56%。答案(1)A(2)B(3)锥形瓶
15、内溶液颜色的变化便于观察锥形瓶内液体颜色的变化，减小滴定误差(4)0.400 097.56%1下列有关叙述正确的是()A下端连有橡胶管的滴定管为酸式滴定管B在进行滴定时，左手操作锥形瓶，右手操作滴定管C滴定前应排除滴定管尖嘴部分的气泡D滴定过程中两眼应注意滴定管内液面的变化CA选项中所指滴定管是碱式滴定管；B选项中应右手操作锥形瓶，左手操作滴定管；D选项，滴定过程中两眼应观察锥形瓶内颜色的变化。2(双选)下列有关滴定操作的说法正确的是 ()A滴定前应将液面调到“0”刻度或“0”刻度以下位置B用KOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸，洗净碱式滴定管后直接取KOH标准溶液进行滴定，则测定结果偏低C用KO
16、H标准溶液滴定未知浓度的盐酸，配制标准溶液的固体KOH中含有NaOH杂质，则测定结果偏高D用未知浓度的盐酸滴定KOH标准溶液时，若读取读数时，滴定前仰视，滴定到终点后俯视，会导致测定结果偏高AD滴定前，应将液面调“0”，A正确；用KOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸，洗净碱式滴定管后直接取KOH标准溶液进行滴定，由于没有润洗，标准液浓度减小，消耗标准液体积增加，则测定结果偏高，B错误；所用的固体KOH中混有NaOH杂质，相同质量的NaOH和KOH，NaOH的物质的量大于KOH的物质的量，故所配的溶液中OH浓度偏大，导致消耗标准液的体积V碱偏小，根据c酸可知c酸偏小，C错误；用未知浓度的盐酸滴定KO
17、H标准溶液时，若滴定前仰视读数，滴定至终点后俯视读数，导致读取的盐酸体积偏小，依据c酸可知测定c酸偏高，D正确。3能将分别含有Cu2、Fe3、Al3、Mg2、NH、Na、Fe2等离子的七种硫酸盐溶液一次鉴别开来的是 ()ANaOH溶液BKSCN溶液CNaHCO3溶液DNH3H2O溶液A加入NaOH溶液后分别会看到蓝色沉淀、红褐色沉淀、先有白色沉淀后溶解、白色沉淀、气体、无明显现象、先有白色沉淀后迅速变为灰绿色最后变为红褐色。NH3H2O不能区分Al3和Mg2以及NH和Na。4实验室需配制一种仅含五种离子(水电离出的离子可忽略)的混合溶液，且在混合溶液中五种离子的物质的量浓度均为1 molL1，
18、则下列各组离子能满足上述条件的是 ()AMg2、K、OH、Cl、NOBFe2、H、Br、NO、ClCNa、K、SO、NO、ClDAl3、Na、Cl、SO、NODMg2与OH能形成氢氧化镁沉淀，不能大量共存，A项错误；Fe2、H与NO发生氧化还原反应：3Fe24HNO=3Fe3NO2H2O，所以该组离子不能大量共存，B项错误；C项中的离子之间不反应，能大量共存，由于溶液呈电中性，所以阳离子Na、K所带的正电荷总数应等于阴离子SO、NO、Cl所带的负电荷总数，又因溶液的体积一定，所以应有c(Na)c(K)c(Cl)c(NO)2c(SO)，已知题述混合溶液中五种离子的物质的量浓度均为1 molL1，
19、则c(Na)c(K)2 molL1，c(Cl)c(NO)2c(SO)4 molL1，阳离子Na、K所带的正电荷总数不等于阴离子SO、NO、Cl所带的负电荷总数，C项错误；D项中的离子之间不反应，能大量共存，在题述混合溶液中五种离子的物质的量浓度均为1 molL1，则3c(Al3)c(Na)4 molL1，c(Cl)c(NO)2c(SO)4 molL1，即阳离子Al3、Na所带的正电荷总数等于阴离子Cl、SO、NO所带的负电荷总数，D项正确。5(素养题)水体中的含氮化合物是引起富营养化的主要污染物，分析监测水体中的硝酸(盐)和亚硝酸(盐)含量，控制水体中的含氮污染物，对水资源的循环利用意义重大。
20、(1)亚硝酸(HNO2)是一种弱酸，其电离平衡常数的表达式为_。(2)水体中亚硝酸的含量可以利用KI溶液进行分析测定。该测定反应中，含氮的生成物可以是NO、N2O、NH2OH、NH3等。NH2OH中，氮元素的化合价为_。某水样中含有亚硝酸盐，加入少量稀硫酸酸化后，用KI溶液测定，且选用淀粉溶液作指示剂，反应中含N的生成物为NO，反应的离子方程式为_，其中氧化产物为_(写化学式)。取20 mL含NaNO2的水样，酸化后用0.001 molL1的KI标准溶液滴定(反应中含N的生成物为NO)，滴定前和滴定后的滴定管内液面高度如图所示，由此可知水样中NaNO2的浓度为_mgL1。解析(1)亚硝酸的电离方程式为HNO2NOH，因此其电离平衡常数Ka。(2)根据化合物中所有元素的化合价代数和为0可知，NH2OH中氮元素的化合价为1。亚硝酸具有氧化性，被I还原，生成NO，I被氧化为I2。由滴定前后的滴定管读数可知消耗的KI标准溶液为2.00 mL，反应的关系式为NaNO2HNO2I，故n(NaNO2)n(I)2.00103 L0.001 molL12106 mol，则水样中NaNO2的浓度为2106 mol69 gmol10.02 L6.9103 gL16.9 mgL1。答案(1)(2)12HNO22I2H=I22NO2H2OI26.912
