離子反應學習中的“四要”

柴勇

離子反應是中學化學的重要內容，也是歷年高考的必考考點，下面將離子反應學習中要深刻理解和掌握的知識總結如下，希望對同學們的學習有所幫助。

一、兩個實驗要會做 目的方法細分析

1. 化合物導電性實驗。

2.導電性強弱測定實驗。

按圖裝置把儀器連接好，然而把相同條件下的HCl、CH3COOH、NaOH、NaCl、NH3·H2O五溶液分別倒在燒杯中，接通電源，觀察燈泡發光的明亮程度。

現象：HCl、NaOH、NaCl燈泡亮度 相同，CH3COOH、NH3·H2O 燈泡亮度相同 ；且HCl、NaOH、NaCl燈泡亮度比CH3COOH、NH3·H2O 強。

結論：①離子所帶電荷數相同時，溶液的導電性與離子濃度成正比，與離子種類無關；②HCl、NaOH、NaCl易電離，溶液中自由移動的離子濃度大，屬于“強電解質”；CH3COOH、NH3·H2O不易電離，溶液中自由移動的離子濃度小，屬于“弱電解質”。

【例1】下列狀態的物質，既屬于電解質又能導電的是

（ ）

A. 酒精 B. 氯化鉀晶體 C. 液氯 D. 熔融的氫氧化鈉

解析：電解質是在水溶液或熔融狀態下能導電的化合物，酒精在兩種狀態下均不導電，液氯是單質，故A、C均不是電解質；氯化鉀晶體中的K+、Cl-無法自由移動，因此無法導電。答案：D

【例2】為證實Ba（OH）2溶液和H2SO4溶液反應是離子反應，實驗設計和實驗過程如下：如圖連接好裝置，向燒杯中加入25 mL 1mol·L-1的Ba（OH）2溶液和2滴酚酞試劑，再不斷地滴加1 mol·L-1的H2SO4溶液，并輕輕振蕩。試完成下列內容：

（1）實驗現象及分析：①溶液顏色變化為：__________，原因：__________。

②燈泡亮度變化：__________，原因：__________。

③溶液變渾濁，原因__________。

（2）實驗結論：稀硫酸溶液和Ba（OH）2溶液反應的實質是__________。（用離子方程式解釋）

解析：要證實H2SO4溶液和Ba（OH）2溶液的反應是離子反應，則須證明發生反應的離子濃度發生了變化，而離子濃度變化和溶液導電性是有聯系的，分析反應原理及實驗設計過程不難作答。

答案：（1）①由紅色逐漸變為淺紅，最后顏色退去 Ba（OH）2電離出的OH-與H2SO4電離出的H+中和生成H2O，使燒杯中的c（OH-）減小，紅色逐漸退去 ②隨著H2SO4溶液的不斷加入，呈現由明到暗以至熄滅，再逐漸變亮的變化 開始時，溶液中的離子濃度逐漸減小，故燈泡變暗，當燒杯中的Ba（OH）2完全反應時燈泡熄滅，再加H2SO4，離子濃度又變大，燈泡又變亮 ③Ba2+與SO42-結合生成BaSO4沉淀 （2）2H++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O

二、四個概念（電解質、非電解質、強電解質、弱電解質）要辨析，認真對比解習題

提醒：1. 金屬單質也能導電，但它們不是化合物，所以它們既不是電解質，也不是非電解質。

2. NH3、SO2、CO2等物質溶于水中，本身不能拆開（電離）成陰、陽離子，而是它們與水反應生成了NH3·H2O、H2SO3、H2CO3，生成的NH3·H2O、H2SO3、H2CO3發生電離產生陰、陽離子，所以，NH3、SO2、CO2等是非電解質，而NH3·H2O、H2SO3、H2CO3等是電解質。

提醒：1. 電離方程式書寫時，除正確書寫物質的化學式和離子符號外，還必須：一要考慮用“=”還是“?”； 二要考慮“一步”還是“分步”；三要考慮等號兩邊“質量守恒”和“電荷守恒”。

2. BaSO4、CaCO3、AgCl等雖難溶于水，但溶解于水的部分能完全電離，所以BaSO4、CaCO3、AgCl不但是電解質，而且還是強電解質。但由于溶解于水的量太少，溶液中自由移動的離子濃度太小，故溶液的導電性極差。

【例3】下列說法正確的是（ ）

A. NaCl晶體中含有Na+、Cl-，所以NaCl晶體能導電

B. CO2溶于水能導電，所以CO2是電解質

C. BaSO4難溶于水，故將BaSO4放入水中存在電離平衡

D. Cl2的水溶液能夠導電，Cl2既不是電解質也不是非電解質

解析：NaCl晶體中Na+、Cl-不能自由移動，故不能導電；CO2屬于非電解質；BaSO4是強電解質，不存在電離平衡。答案：D

【例4】某固體化合物A不導電，但熔融或溶于水都能完全電離。下列關于物質A的說法中，正確的是（ ）

A. A是非電解質 B. A是強電解質

C. A是離子化合物 D. A是弱電解質

解析：由化合物A，固體不導電，熔融狀態，能完全電離，說明A為離子化合物；又在水溶液中完全電離，說明A為強電解質。答案：B C

三、離子方程要會寫，是對是錯細甄別

有關離子方程式的正誤，大致可以從以下幾個方面來判斷，這也正確書寫離子方程式的要求。

1. 離子反應是否符合客觀事實，不可主觀臆造反應在產物及反應。如2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑就不符合客觀事實。

2.“=”、“? ”、“↓”、“↑”的使用是否正確?？赡娣磻谩?”表示，不可逆反應可用“=”表示。

3. 化學式拆寫是否正確。這是書寫離子方程式步驟中最關鍵的一步，拆寫應注意以下幾點：①不用離子方程式表示的離子反應類型：不在溶液中進行的任何反應通常都不用離子方程式表示。②注意“拆寫”要求：

③微溶物的寫法：一般來說，微溶物的澄清溶液寫成離子形式；渾濁或沉淀時寫成化學式，如澄清石灰水表示為“Ca2++2OH-”，而石灰乳則表示為“Ca（OH）2”。例：向澄清石灰水中通入少量CO2：Ca2++2OH-+CO2=CaCO3↓+H2O；向石灰乳中通入通入少量CO2：Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+ H2O。④可溶性多元弱酸酸式鹽的酸式根一律保留酸式根的形式。如NaHCO3溶液應拆成“Na++HCO3-”，而不能拆成“Na++H++CO42-”。故：NaHCO3 溶液與KOH溶液混合：HCO3- +OH- =H2O+CO32-；而強酸的酸式鹽——如：NaHSO4一步電離成“Na++H++SO42-”，故：NaHSO4溶液與KOH溶液混合：H+ + OH- =H2O。

4. 看是否漏掉離子反應。如Ba（OH）2溶液與硫酸銅溶液反應，既要寫Ba2+與SO42-的離子反應，又要寫Cu2+與OH-的離子反應。

5. 是否遵循三大守恒，即質量守恒、電荷守恒和得失電子守恒，如：Ag++Cu= Ag++Cu2+（錯誤），2Ag++Cu=2Ag+Cu2+（正確）。

6. 看反應物或產物的配比是否正確。如稀H2SO4與Ba（OH）2溶液反應：H++OH-+SO42-+Ba2+=BaSO4↓+H2O（錯誤），2H++2OH-+SO42-+Ba2+=BaSO4↓+2H2O（正確）。

7. 看是否符合題設條件及要求：①溶液酸堿性條件。有些物質在不同條件下存在形態不同，如反應產物有碳酸鹽時，則CO32-與HCO3-取決于溶液堿性強弱，強堿溶液中寫CO32-，弱堿溶液中（如CO2過量時）則寫HCO3-。②溫度條件。如：（NH4）2SO4與NaOH溶液反應，只有濃溶液且加熱條件下，才可寫成NH3↑，否則寫成NH3·H2O。例：（NH4）2SO4 溶液與NaOH溶液混合：NH4++OH-=NH3·H2O；（NH4）2SO4溶液與NaOH溶液混合加熱：NH4+ +OH-[=][△][]NH3 ↑ + H2O。③濃度條件。例如：濃H2SO4與稀H2SO4寫法不同。④注意實驗操作條件?！斑^量”“少量”“等物質的量”“適量”“任意量”以及滴加順序等對反應方程式的影響不同。如：往Na2CO3溶液中加入少量稀鹽酸的離子方程式為：CO32-+H+=HCO3-；往Na2CO3溶液中加入過量稀鹽酸的離子方程式為：CO32-+2H+=CO2↑+H2O。

8. 正確書寫酸式鹽與強堿溶液間反應的離子反應方程式——采用“少定多變法”：所謂的“少定”即量少的反應物，其離子計量數確定為1，而“多變”即過量的反應物，其計量數根據反應的需要確定，不受化學式中的比例制約，是可變的。如：Ca（HCO3）2溶液中加入過量的NaOH溶液：Ca2+ +2HCO3-+2OH-=CaCO3↓+CO32-+2H2O；Ca（HCO3）2溶液中加入少量的NaOH溶液：Ca2++HCO3-+OH-=CaCO3↓+ H2O。

9. 幾個特殊反應中涉及到的“量”的離子反應方程式：如：Mg（HCO3）2溶液與過量的NaOH溶液反應，不可忽視Mg（OH）2比MgCO3溶解度更小，對應的離子反應方程式為：Mg2++ 2HCO3- +2Ca2++4OH- = 2CaCO3↓+2H2O + Mg（OH）2↓（正確），Mg2++2HCO3-+Ca2++2OH-=CaCO3↓+MgCO3↓+2H2O（錯誤）；如：明礬 （KAl（SO4）2 · 12H2O） 與Ba（OH）2 溶液反應，不能忽視Al（OH）3的兩性：少量Ba（OH）2溶液時：2Al3+ + 3SO42- + 3Ba2++6OH- = 3BaSO4↓+ Al（OH）3↓，足量Ba（OH）2溶液時：Al3+ +2SO42-+2Ba2++4OH-=2BaSO4↓+AlO2-+2H2O；如：NH4HSO4溶液與足量的Ba（OH）2反應，不可忽視NH3·H2O也是弱電解質，離子方程式為：NH4++H++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+NH3·H2O+H2O。

【例5】下列離子方程式正確的是（ ）

A. 向100 mL 0.1 mol/L的FeSO4溶液中加入0.01 mol Na2O2固體：4Fe2++4Na2O2+6H2O=8Na++4Fe（OH）3↓+O2↑

B. 向明礬溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液至SO2-4恰好沉淀完全：2Al3++3SO42-+3Ba2++6OH-=2Al（OH）3↓+3BaSO4↓

C.苯酚鈉溶液中通入少量CO2：CO2+H2O+2C6H5O?2C6H5OH+CO32-

D. 向20 mL 0.5 mol/L FeBr2溶液中通入448 mL Cl2（標準狀況）：2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++4Cl-+Br2

解析：B項明礬溶液中Al3+與SO42-的物質的量之比是1∶2，要使Ba2+完全沉淀，Al3+與OH-的物質的量之比是1∶4，Al3+恰好轉化為[Al（OH）4]-，故B錯誤；C中苯酚鈉與CO2反應，無論CO2的量多與少，都是生成HCO3-，且不是可逆反應，故C錯誤；D中n（FeBr2） ∶ n（Cl2） = 1∶2，Cl2過量，而離子方程式中Fe2+、Br-間的量不符合1∶2的關系，故D錯誤，正確的應為2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-。答案：A

【例6】下列離子方程式書寫正確的是（ ）

A. 少量的CO2通入NaOH溶液中：CO2+OH-=HCO3-

B. 小蘇打溶液中加入醋酸溶液：HCO3-+H+=CO2↑+H2O

C. 硫化鈉水解的離子方程式：S2-+2H2O?H2S+2OH-

D. 銅粉加入到FeCl3溶液中：Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+

解析：本題主要考查離子方程式的書寫。A項，應生成CO32-；B項，CH3COOH是弱電解質，不可拆；C項，S2-水解應分步進行；D項，該離子方程式符合客觀事實，原子、得失電子、電荷均守恒，正確。答案：D

四、離子共存要判斷，排除障礙得真解

1. 由于發生復分解反應，離子不能大量共存：①有氣體產生——如：H+與CO32-、HCO3-、S2-、HS-、SO32-、HSO3-等不能大量共存，主要是由于發生CO32-+2H+=CO2↑+H2O、HS-+H+=H2S↑等。②有沉淀生成——如： Ca2+、Mg2+、Ba2+等與SO42-、SO32-、CO32-等不能大量共存，主要是由于Ba2++CO32-=BaCO3↓、Ca2++SO42-=CaSO4↓（微溶）；Mg2+、Al3+、Cu2+、Fe2+、Fe3+等與OH-不能大量共存是因為：Cu2++2OH-=Cu（OH）2↓，Fe3+ + 3OH- = Fe（OH）3↓等；③有弱電解質生成——如：OH-、ClO-、F-、CH3COO-、PO43-、HPO42-、H2PO4-等與H+不能大量共存，主要由于OH-+H+=H2O、CH3COO-+H+=CH3COOH等；一些弱酸的酸式根或NH4+不能與OH-大量共存是因為：HCO3-+OH-=CO32-+H2O、HPO42-+OH-=PO43-+H2O、NH4++OH-=NH3·H2O。此類離子反應總是朝著使溶液中某些離子濃度降低的方向進行！

2. 由于發生氧化還原反應，離子不能大量共存：①一般情況下，具有較強還原性的離子不能與具有較強氧化性的離子大量共存。如：I-、S2-、HS-和Fe3+不能大量共存是由于：2I-+2Fe3+=I2+2Fe2+、2Fe3++ S2-=S↓+2Fe2+、2Fe3++3S2-=S↓+2FeS↓。②在酸性或堿性的介質中由于發生氧化還原反應而不能大量共存。如：NO3-和I-在中性或堿性溶液中可以共存，但在有大量H+存在下不能共存；如：SO32-、S2O32-和S2-在堿性條件下可以共存，但在酸性條件下由于發生：2S2-+SO32-+6H+=3S↓+3H2O、2S2-+S2O32-+6H+=4S↓+3H2O不能共存。如：ClO-與S2-不論是在酸性條件下還是在堿性條件下都不能大量共存。

3. 由于形成絡合離子，離子不能大量共存：中學化學中還應注意有少數離子可形成絡合離子而不能大量共存的情況。如：Fe3+ 和SCN-由于Fe3++SCN-=[Fe（SCN）]2+ 等絡合反應的發生而不能大量共存。

4. 一些容易發生水解的離子，在溶液中的存在是有條件的：如：AlO2-、S2-、HS-、CO32-、HCO3-、SO32-、HSO3-、ClO-、F-、CH3COO-、PO43-、SiO32-等存在于堿性溶液，而不存在于酸性溶液。如：Mg2+、Al3+、Cu2+、Fe2+、Fe3+、NH4+等存在于酸性溶液，而不存在于堿性溶液。而上述兩組離子一般不能同時存在在同一溶液中，即離子間能發生“雙水解”反應。因為：3CO32-+2Al3++3H2O=3CO2↑+2AI（OH）3↓，3AlO2-+Al3++6H2O=4Al（OH）3↓等。

5. 注意題目要求：①看清“一定大量共存”“可能大量共存”、還是“不能大量共存” 等要求。②若溶液無色——則Cu2+（藍）、Fe3+（棕黃）、Fe2+（淺綠）、MnO4-（紫）等有色離子不能存在。③溶液中有H+——溶液呈酸性；紫色石蕊試液變紅；溶液pH<7；加入鋁粉后放出H2等。溶液中有OH-——溶液呈堿性；紫色石蕊試液變藍；溶液pH>7；加入鋁粉后放出H2等。

【例7】下列各組離子可能大量共存的是（ ）

A. pH=1的溶液中：Fe2+、Al3+、HCO3-、MnO4-

B. 能與金屬鋁反應放出氫氣的溶液中：K+、NO3-、Cl-、NH4+

C. 含有大量OH-的無色溶液中：Na+、Cu2+、[Al（OH）4]-、SiO32-

D. 常溫下水電離出的 c（H+）·c（OH-）=10-20的溶液中：Na+、Cl-、S2-、SiO32-

解析：選項A中，pH=1的溶液是酸性溶液，Fe2+被MnO4-氧化，HCO3-在酸性溶液中也不能大量存在。選項B中，與金屬鋁反應放出氫氣的溶液有兩種可能，一是酸性溶液，二是堿性溶液，但在酸性溶液中，由于NO3-存在，不能產生氫氣；堿性溶液中，NH4+與OH-又不能大量共存。選項C中，Cu2+有顏色。選項D中，c（H+）·c（OH-）=10-20，則常溫下水電離出的c（H+）=c（OH-）=10-10mol·L-1若是酸性溶液，S2-與SO32-不能大量共存，但堿性溶液中可以大量共存。答案：D

【例8】下列各組離子可能大量共存的是（ ）

A. pH=1的溶液中：Fe2+、Al3+、HCO3-、MnO4-

B. 能與金屬鋁反應放出氫氣的溶液中：K+、NO3-、Cl-、NH4+

C. 含有大量OH-的無色溶液中：Na+、Cu2+、[Al（OH）4]-、SiO32-

D. 常溫下水電離出的c（H+）·c（OH-）=10-20的溶液中：Na+、Cl-、S2-、SO32-

解析：選項A中，pH=1的溶液是酸性溶液，Fe2+被MnO4-氧化，HCO3-在酸性溶液中也不能大量存在。選項B中，與金屬鋁反應放出氫氣的溶液有兩種可能，一是酸性溶液，二是堿性溶液，但在酸性溶液中，由于NO3-存在，不能產生氫氣；堿性溶液中，NH4+與OH-又不能大量共存。選項C中，Cu2+有顏色。選項D中，c（H+）·c（OH-）=10-20，則常溫下水電離出的c（H+）=c（OH-）=10-10mol·L-1若是酸性溶液，S2-與SO32-不能大量共存，但堿性溶液中可以大量共存。答案：D

跟蹤訓練：

1. 在水溶液中能大量共存的一組離子是（ ）

A. Fe2+、Al3+、ClO-、Cl- B. K+、Cu2+、OH-、NO3-

C. NH4+、Na+、Br-、SO42- D. Mg2+、H+、SiO32-、SO42-

2. 能正確表示下列反應的離子方程式為（ ）

A. 硫化亞鐵溶于稀硝酸中：FeS+2H+=Fe2++H2S↑

B. NH4HCO3溶于過量的NaOH溶液中：HCO3-+OH-=CO32-+H2O

C. 少量SO2通入苯酚鈉溶液中：C6H5O-+SO2+H2O=C6H5OH+HSO3-

D. 大理石溶于醋酸中：CaCO3+2CH3COOH=Ca2++2CH3COO-+CO2↑+H2O

3.下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是（ ）

①pH=11的溶液中：CO32-、Na+、[Al（OH）4]-、NO3-；②無色溶液中：K+、Na+、MnO4-、SO42-；③加入Al能放出H2的溶液中：Cl-、HCO3-、SO42-、NH4+；④酸性溶液中：Fe2+、Al3+、NO3-、Cl-；⑤由水電離出的[OH-]=1×10-13 mol·L-1的溶液中：Na+、Ba2+、Cl-、Br-

A. ①⑤ B. ②③ C. ②④ D. ③⑤

4. 濃度均為0.1 mol·L-1的三種溶液等體積混合，充分反應后沒有沉淀的一組溶液是（ ）

A. BaCl2、NaOH、NaHCO3 B. Na2CO3、MgCl2、H2SO4

C. AlCl3、NH3·H2O、NaOH D. Ba（OH）2、CaCl2、Na2SO4

跟蹤訓練答案：

1. C 解析：結合離子的性質，從離子反應發生的條件入手分析，離子之間若能發生反應，則不能大量共存。特別注意還原性離子（如Fe2+等）與氧化性離子[如ClO-、NO3-（H+）等]因發生氧化還原反應而不能大量共存。A項Fe2+具有強還原性，ClO-具有強氧化性，二者能發生氧化還原反應；B項Cu2+能與OH-反應生成Cu（OH）2沉淀；D項H+能與SiO32-反應生成H2SiO3沉淀。

2. D解析：Fe2+和S2-都具有還原性，可被硝酸氧化為Fe3+和SO42-，A錯誤。由于NaOH過量，OH-與NH4+和HCO3-都反應，正確的離子方程式為NH4++HCO3-+2OH-=NH3·H2O+CO32-+H2O，B錯誤。少量SO2通入苯酚鈉溶液中生成苯酚和亞硫酸鈉，正確的離子方程式為2C6H5O-+SO2+H2O=2C6H5OH+SO32-，C錯誤。CaCO3是難溶物，醋酸是弱酸，均不拆寫，醋酸鈣是易溶于水的鹽，拆寫，D項離子方程式正確。

3. A 解析：②中MnO4-顯紫紅色；③中“加入Al能放出H2的溶液”顯酸性或堿性，HCO3-都不能存在；④中Fe2+、NO3-在酸性溶液中能發生氧化還原反應，故不能大量共存；⑤中“由水電離出的[OH-]=1×10-13 mol·L-1的溶液”顯酸性或堿性，Na+、Ba2+、Cl-、Br-都可以大量共存。

4. B解析：A項，NaOH與NaHCO3恰好完全反應：HCO3-+OH-=CO32-+H2O，生成的CO32-與Ba2+恰好完全反應生成沉淀：Ba2++CO32-=BaCO3↓；B項，Na2CO3與H2SO4恰好完全反應：CO32-+2H+=CO2↑+H2O，無沉淀生成；C項，NH3·H2O、NaOH完全與AlCl3反應生成Al（OH）3沉淀：3NH2·H2O+3OH-+2Al3+=3NH4++2Al（OH）3↓，且AlCl3有剩余；D項，一定有BaSO4沉淀生成：Ba2++SO42-=BaSO4↓。

責任編輯 李平安