第3讲离子反应
一、有关电解质的概念
1．电解质和非电解质：凡是在水溶液里或熔化状态下能导电的化合物叫做电解质。凡是在水溶液里或熔化状态下都不能导电的化合物叫做非电解质。
（1）电解质和非电解质的研究对象都是化合物，单质既不是电解质也不是非电解质。
（2）电解质不一定能导电，如食盐晶体、氯化氢气体等不导电。
（3）导电物质不一定是电解质，如CO2、SO2、NH3溶于水能导电，但本身并没有电离出离子，而是它们与水反应生成的化合物电离出的离子，所以它们不是电解质。
（4）非电解质不导电，但不导电的物质不一定是非电解质，如难溶物质在水中虽不导电，但在熔融状态下可能电离，因此也是电解质。
（5）离子型氧化物（如Na2O、CaO等）虽然溶于水后并非自身电离，但熔融时却可电离，且完全电离，因此也是电解质。
温馨提示：溶液导电能力强弱与单位体积溶液中离子的多少和离子所带电荷数有关。在溶液的体积、浓度以及溶液中阴（或阳）离子所带的电荷数都相同的情况下，导电能力强的溶液里能够自由移动的离子数目一定比导电能力弱的溶液里能够自由移动的离子数目多。
2．强电解质和弱电解质：在水溶液里全部电离为离子的电解质叫做强电解质。包括强酸、强碱、大部分盐类。在水溶液里部分电离为离子的电解质叫做弱电解质。包括弱酸、弱碱等。
（1）强电解质和弱电解质主要区别是在溶液里能不能完全电离，是否存在电离平衡，而不是溶液的导电能力的强弱。
（2）有些化合物（如BaSO4、AgCl）虽溶解度小，但属强电解质，因溶解的部分能完全电离。
（3）电解质溶液的导电性取决于自由移动离子浓度的大小、温度和离子的电荷数，强电解质溶液导电性不一定强。如较浓醋酸的导电能力可比极稀HCl溶液强。CaCO3虽为强电解质，但溶于水所得溶液极稀，导电能力极差。
（4）强酸是强电解质，中强酸和弱酸属于弱电解质，其电离方程式写可逆符号，在离子方程式中写分子式。
温馨提示：氯化钠是阴阳离子构成的离子化合物，但由于静电的作用这些离子不能自由移动，因而干燥的氯化钠不能导电。当氯化钠溶于水时，水分子的作用减弱了钠离子和氯离子之间的作用，使氯化钠全部电离成自由移动的水合钠离子和水合氯离子。因而氯化钠溶液能够导电，像HCl这样的共价化合物在液态时虽不导电，但溶于水后，在水分子的作用下，也能全部电离成水合氢离子和水合氯离子。
例题1、下列叙述中正确的是()
①NaCl溶液在电流的作用下电离成钠离子和氯离子
②溶于水后电离出氢离子的化合物都是酸
③强电解质溶液的导电性比弱电解质溶液的导电性强
④二氧化碳溶于水能部分电离，故二氧化碳属于弱电解质
⑤BaSO4投入水中，导电性较弱，故它是弱电解质
⑥弱电解质溶液中存在两种共价化合物分子
⑦氯水能导电，所以Cl2是电解质
⑧通电时，溶液中的溶质粒子分别向两极移动，胶体中的分散质粒子向某一极移动
⑨乙醇和乙酸都能溶于水，都是电解质
二、离子反应和离子方程式
1．离子反应
（1）定义：在溶液中（或熔化状态下）有离子参加或生成的反应。
（2）实质：使溶液中某些离子的浓度改变。
（3）发生的条件：离子反应总是向某些离子浓度减小的方向进行。
（4）类型：离子间发生氧化还原反应；离子间发生复分解反应；离子间发生双水解反应；离子间发生络合反应。
温馨提示：离子浓度减小的方法：①有难溶物质产生；②有挥发性物质（气体）产生；③有难电离的物质产生；④发生氧化还原反应。凡具备上述条件之一的均可发生离子反应。
2．离子方程式
（1）定义：用实际参与反应的离子符号来表示离子反应的式子叫做离子方程式。
离子方程式的正误判断的方法
①离子反应要符合客观事实，不可臆造产物及反应。一般离子反应多发生在溶液中，不是溶液中进行的反应，固体与固体间的反应、浓H2SO4与固体的反应不能用离子方程式表示。
②易溶于水且易电离的物质写成离子形式，单质、氧化物、弱酸、弱碱、水、不溶物、气体等写分子形式；多元弱酸的酸式盐写成酸式根形式；可溶性或微溶性的强电解质写离子形式。
③氨水作为反应物写NH3·H2O；作为生成物，若是常温，写成NH3·H2O，不能写成NH3，若有加热条件或浓度很大时，可写NH3（标↑号）。
④离子方程式要做到原子个数配平、电荷配平，若是氧化还原反应型的离子反应还应电子得失守恒。
三、离子共存
所谓几种离子在同一溶液中能大量共存，就是指离子之间不发生任何反应。若离子之间能发生反应，则不能大量共存。
1．由于发生复分解反应，离子不能大量共存。
1．下列说法正确的是
A．离子反应中反应物和生成物都是离子
B．有单质参加或生成的反应一定属于氧化还原反应
C．金属氧化物不一定是碱性氧化物，酸酐不一定是酸性氧化物
D．金属单质只能做还原剂，非金属单质只能做氧化剂
2．下列反应既属于氧化还原反应又属于离子反应的是()
A．盐酸与氢氧化钠溶液的反应B．高锰酸钾受热分解
C．碳酸钙与盐酸反应D．铁与稀硫酸反应
3．下列叙述中正确的是（）
A．在离子方程式中盐都要以离子形式表示
B．离子反应也可能属于氧化还原反应
C．酸碱中和反应的实质是H+与OH-结合生成水，故酸碱中和反应都可以用H++OH-=H2O表示
D．复分解反应必须同时具备离子反应发生的三个条件才能进行
(4)加入试剂②后，发生反应的离子方程式是___________。
(5)加入盐酸的作用是______。
15．硅、锗(32Ge，熔点℃)和镓(31Ga)都是重要的半导体材料，在航空航天测控、核物理探测、光纤通讯、红外光学、太阳能电池、化学催化剂、生物医学等领域都有广泛而重要的应用。锗与硅是同主族元素。
(1)硅在元素周期表中的位置是________。
(2)硅和锗与氯元素都能形成氯化物RCl4(R代表Si和Ge)，从原子结构角度解释原因_______。
(3)自然界矿石中锗浓度非常低，因此从锗加工废料(含游离态锗)中回收锗是一种非常重要的方法。如图是一种提取锗的流程：
①NaClO溶液浸取含锗废料中的锗时发生反应的离子方程式为_____；为了加NaClO溶液浸取含锗废料的速率，可以采取的措施有_____。
②操作1和操作2是____。
③GeO2的熔点为℃，利用氢气还原GeO2，每生成kg的锗放出akJ的热量，该反应的热化学方程式为_______。
16．年初，突如其来的新型冠状肺炎在全世界肆虐，依据研究，含氯消*剂可以有效灭活新冠病*，为阻断疫情做出了巨大贡献。二氧化氯（C1O2）就是其中一种高效消*灭菌剂。但其稳定性较差，可转化为NaC1O2保存。分别利用吸收法和电解法两种方法得到较稳定的NaClO2。其工艺流程示意图如图所示：
已知：1．纯C1O2易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10％以下。
2．长期放置或高于60℃时NaC1O2易分解生成NaC1O3和NaCl
（1）步骤1中，生成C1O2的离子方程式是___，通人空气的作用是___。
（2）方法1中，反应的离子方程式是___，利用方法1制NaC1O2时，温度不能超过20℃，可能的原因是___。
（3）方法2中，NaC1O2在___生成（选填“阴极”或“阳极”）。
（4）NaC1O2的溶解度曲线如图所示，步骤3中从NaC1O2溶溶液中获得NaC1O2的操作是___。
（5）为测定制得的晶体中NaC1O2的含量，做如下操作：
①称取a克样品于烧杯中，加入适量蒸馏水溶解后加过量的碘化钾晶体，再滴入适量的稀硫酸，充分反应。将所得混合液配成mL待测溶液。
②移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中，用bmol?L-1Na2S2O3标准液滴定，至滴定终点。重复2次，测得消耗标准溶液的体积的平均值为cmL（已知：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-）。样品中NaC1O2的质量分数为___。（用含a、b、c的代数式表小）。在滴定操作正确无误的情况下，测得结果偏高，可能的原因是___（用离子方程式和文字表示）。
（6）NaC1O2使用时，加入稀盐酸即可迅速得到C1O2。但若加入盐酸浓度过大，则气体产物中Cl2的含量会增大，原因是___。
参考答案
例题1、⑥
物质的电离不需要电流，①错误；某些酸式盐，如NaHSO4溶于水后也会电离出H＋，②错误；电解质溶液导电性的强弱与溶液中离子浓度的大小及所带电荷数有关，与电解质强弱没有必然联系，③错误；CO2溶于水，反应生成H2CO3，H2CO3电离出离子，而非CO2自身的电离，故H2CO3为电解质，CO2为非电解质，④错误；尽管BaSO4难溶于水，但溶解的部分全部电离，故其为强电解质，⑤错误；弱电解质溶液中，有未电离的弱电解质和水这两种共价化合物分子，⑥正确；氯气是单质，既不是电解质，也不是非电解质，⑦错误；溶液中的溶质若是不能电离的非电解质，则溶液中的溶质粒子不会移动，⑧错误；乙醇属于非电解质，⑨错误。
例题2、③⑦⑩
正确；④HClO是弱酸，应写化学式HClO；⑤HI提供H＋使溶液呈酸性，NO与H＋结合具有强氧化性，所以待NO反应完后，Fe3＋再氧化I－，此方程式漏写部分离子反应；⑥此离子方程式没有配平，得失电子不守恒；⑦等物质的量的Ba(OH)2与NH4HSO4溶液中，1molBa2＋正好消耗1molSO，2molOH－正好与1molH＋及1molNH反应，所以此方程式正确；⑧S2－的水解是分步水解，以第一步水解为主；⑨过量的SO2应生成HSO；⑩符合客观事实、质量守恒、电荷守恒、得失电子守恒，⑩正确。
例题3、⑥
答案选C。
2．DA．氢氧化钠溶液与稀盐酸的反应，属于在溶液中发生的离子反应，反应的离子方程式为OH-+H+=H2O，反应前后各元素的化合价都没有发生变化，不属于氧化还原反应，A不符合题意；
B．高锰酸钾受热分解不是离子反应，反应前后Mn的化合价降低，O的化合价升高，属于氧化还原反应，B不符合题意；
C．碳酸钙与盐酸反应，属于在溶液中发生的离子反应，反应的离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O，反应前后各元素的化合价都没有发生变化，不属于氧化还原反应，C不符合题意；
D．铁与稀硫酸反应属于在溶液中发生的离子反应，反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑，反应前后Fe的化合价升高，H的化合价降低，属于氧化还原反应，D符合题意；
答案选D。
3．BA．难溶性电解质一般在离子反应中写成化学式，如碳酸钙、氯化银等，可溶性电解质以离子形式表示，如NaCl、NaOH等，故A错误；
B．离子反应中可能发生电子的转移，即也可能是氧化还原反应，但不是所有的离子反应都是氧化还原反应，故B正确；
C．强酸与强碱反应生成可溶性盐与水，可以用H++OH-═H2O表示，弱酸、弱碱及不溶性盐在离子反应中应写成化学式，如醋酸与氨水的反应不能用H++OH-=H2O表示，故C错误；
D．复分解反应的发生需具备离子反应的条件之一即可，如盐酸与NaOH反应，故D错误；
故答案为B。
4．CA.酸性条件下NO3-具有强氧化性，Fe2+、NO3-发生氧化还原反应，不能大量共存，故A错误；
B.由水电离的c(H+)=1×10-14mol/L的溶液，水的电离受到抑制，溶液可能呈酸性，也可能呈碱性，无论呈酸性还是碱性，HCO3－都不能大量共存，故B错误；
10．CA、该离子方程式电荷不守恒，铝与盐酸反应的正确离子方程式为2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑，故A错误；B、少量的CO2通入澄清石灰水中反应的产物为CaCO3沉淀，所以CaCO3不能写成离子形式，正确的离子方程式为CO2＋Ca2＋＋2OH－=CaCO3↓＋H2O，故B错误；C、碳酸钠是饱和溶液，已知碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠，反应过程中又消耗一部分水，而生成的碳酸氢钠的质量（g）又大于碳酸钠的质量（g），所以一定有碳酸氢钠晶体析出，一定要写沉淀符号，故C正确；D、该离子方程式不遵循电荷守恒和质量守恒，正确的离子方程式为2H++CuO=Cu2＋＋H2O，所以D错误。本题正确选项为C。
点睛：石灰水或Ca(OH)2都很熟悉，但是它的溶解性（微溶）、是作为生成物质还是反应物、其物质的量的多少以及在试题中的表述（如澄清、浊液、石灰乳等）都会影响到Ca(OH)2在离子方程式中的书写形式，不注意就会导致错误；碳酸钠和碳酸氢钠的溶解性的大小是决定C选项是否写沉淀符号的关键。
11．C向某固体粉末X中加入足量的NaOH溶液，产生气体B，证明一定含有(NH4)2CO3；得到溶液A，溶液A的焰色反应为*色火焰，则溶液A中一定含有钠元素；向溶液A中加入足量的稀盐酸，得到溶液D和混合气体，则该混合气体为二氧化碳和二氧化硫，固体X中含有K2SO3，而向溶液D中加入BaCl2溶液产生白色沉淀，则该沉淀为硫酸钡沉淀；固体X溶于NaOH溶液产生沉淀C，则C可能为Cu2O、FeO、Fe2O3；
A．根据现象1可推出溶液A中一定含有钠元素，固体X中加入了氢氧化钠，引入了钠离子，所以不能判断固体X中是否含有NaNO3，故A错误；
B．根据现象2可推出，溶液D中加入BaCl2溶液产生白色沉淀为硫酸钡，可能是硝酸把SO32-氧化为SO42-生成了硫酸钡，不能判断固体X中是否含有K2SO4，故B错误；
C．向溶液A中加入足量的稀盐酸，得到溶液D和混合气体，则该混合气体为二氧化碳和二氧化硫，固体X中含有K2SO3，故C正确；
D．固体X溶于NaOH溶液产生沉淀C，则C可能为Cu2O、FeO、Fe2O3的混合物，Cu2O可以把Fe3+还原为Fe2+，溶液E加入KSCN不变红，所以不能推出该固体粉末X中一定没有Fe2O3，故D错误；
选C。
（6）盐酸浓度大时，NaC1O2与浓HCl发生氧化还原反应生成氯气，故答案为：亚氯酸钠与较浓盐酸混合，氧化性还原性增强，发生氧化还原反应，生成氯气。
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