2.离子反应
[离子反应]有离子参加或有离子生成的反应,都称为离子反应.离子反应的本质、类型和发生的条件:
(1)离子反应的本质:反应物中某种离子的浓度减小.
(2)离子反应的主要类型及其发生的条件:
①离子互换(复分解)反应.具备下列条件之一就可以使反应朝着离子浓度减小的方向进行,即离子反应就会发生.
a.生成难溶于水的物质.如:Cu2+ 2OH-=Cu(OH)2↓
注意:当有关离子浓度足够大时,生成微溶物的离子反应也能发生.如:
2Ag+ SO42—=Ag2SO4↓ Ca2+ 2OH-=Ca(OH)2↓
或者由微溶物生成难溶物的反应也能生成.如当石灰乳与Na2CO3溶液混合时,发生反应:
Ca(OH)2 CO32—=CaCO3↓ 2OH-
b.生成难电离的物质(即弱电解质).如:H+ OH-=H2O H+ CH3COO-=CH3COOH
c.生成挥发性物质(即气体).如:CO32- 2H+=CO2↑ H2O NH4+ OH-NH3↑ H2O
②离子间的氧化还原反应.由强氧化剂与强还原剂反应,生成弱氧化剂和弱还原剂,即反应朝着氧化性、还原性减弱的方向进行.例如:
Fe Cu2+=Fe2+ Cu Cl2 2Br-=2C1- Br2
2MnO4- 16H+ 10C1-=2Mn2+ 5C12↑ 8H2O
书写离子方程式时应注意的问题:
(1)电解质在非电离条件下(不是在水溶液中或熔融状态),虽然也有离子参加反应,但不能写成离子方程式,因为此时这些离子并没有发生电离.如NH4Cl固体与Ca(OH)2固体混合加热制取氨气的反应、浓H2SO4与固体(如NaCl、Cu等)的反应等,都不能写成离子方程式.相反,在某些化学方程式中,虽然其反应物不是电解质或强电解质,没有大量离子参加反应,但反应后产生了大量离子,因此,仍可写成离子方程式.如Na、Na2O、Na2O2、SO3、Cl2等与H2O的反应.
(2)多元弱酸的酸式盐,若易溶于水,则成盐的阳离子和酸根离子可拆开写成离子的形式,而酸根中的H+与正盐阴离子不能拆开写.例如NaHS、Ca(HCO3)2等,只能分别写成Na+、HS-和Ca2+、HCO3-等酸式酸根的形式.
(3)对于微溶于水的物质,要分为两种情况来处理:
①当作反应物时?,微溶物要保留化学式的形式,不能拆开.
②当作反应物时,若为澄清的稀溶液,应改写为离子形式,如澄清石灰水等;若为浊液或固体,要保留化学式的形式而不能拆开,如石灰乳、熟石灰等.
(4)若反应物之间由于物质的量之比不同而发生不同的反应,即反应物之间可发生不止一个反应时,要考虑反应物之间物质的量之比不同,相应的离子方程式也不同.例如,向NaOH溶液中不断通入CO2气体至过量,有关反应的离子方程式依次为: CO2 2OH—=CO32— H2O(CO2适量)
CO2 OH—=HCO3—(CO2足量)
在溶液中离子能否大量共存的判断方法:
几种离子在溶液中能否大量共存,实质上就是看它们之间是否发生反应.若离子间不发生反应,就能大量共存;否则就不能大量共存.离子间若发生下列反应之一,就不能大量共存.
(1)生成难溶物或微溶物.如Ca2+与CO32-、SO42-、OH-;Ag+与C1-、Br-、I-、SO32-,等等.
(2)生成气体.如NH4+与OH-;H+与HCO3-、CO32-、S2-、HS-、SO32-、HSO3-等.
(3)生成难电离物质(弱酸、弱碱、水).如H+与C1O-、F-、CH3COO-生成弱酸;OH-与NH4+、
A13+、Fe3+、Fe2+、Cu2+等生成弱碱;H+与OH-生成H2O.
(4)发生氧化还原反应.具有氧化性的离子(如MnO4-、ClO-、Fe3+等)与具有还原性的离子( 如S2-、I-、SO32-、Fe2+等)不能共存.应注意的是,有些离子在碱性或中性溶液中可大量共存,但在酸性条件下则不能大量共存,如SO32-与S2-,NO3-与I-、S2-、SO32-、Fe2+等.
*(5)形成配合物.如Fe3+与SCN-因反应生成Fe(SCN)3而不能大量共存.
*(6)弱酸根阴离子与弱碱阳离子因易发生双水解反应而不能大量共存,例如Al3+与HCO3-、CO32-、A1O2-等.
说明: 在涉及判断离子在溶液中能否大量共存的问题时,要注意题目中附加的限定性条件:
①无色透明的溶液中,不能存在有色离子,如Cu2+(蓝色)、Fe3+(黄色)、Fe2+(浅绿色)、MnO4-(紫色).
②在强酸性溶液中,与H+起反应的离子不能大量共存.
③在强碱性溶液中,与OH-起反应的离子不能大量共存.
[电解质与非电解质]
(1)电解质:在水溶液里或者熔融状态下能够导电的化合物叫电解质.电解质不一定能导电,而只有在溶于水或熔融状态时电离出自由移动的离子后才能导电(因此,电解质导电的原因是存在自由移动的离子).能导电的不一定是电解质,如金属、石墨等单质.
(2)非电解质:在水溶液里和熔融状态下都不能导电的化合物.因为非电解质归属于化合物,故如C12等不导电的单质不属于非电解质.
(3)电解质与非电解质的比较.
电解质 非电解质
区
别 能否导电 溶于水后或熔融状态时能导电 不能导电
能否电离 溶于水或受热熔化时能电离产生自由移动的离子 不能电离,因此没有自由移动的离子存在
所属物质 酸、碱、盐等 蔗糖、酒精等大部分有机物,气体化合物如NH3、SO2等
联系 都属于化合物
说明 某些气体化合物的水溶液虽然能导电,但其原因并非该物质本身电离生成了自由移动的离子,因此这些气体化合物属于非电解质.例如;氨气能溶于水,但NH3是非电解质.氨水能导电是因为NH3与H2O反应生成了能电离出NH4+和OH-的NH3·H2O的缘故,所以NH3·H2O才是电解质.
[强电解质与弱电解质]
(1)强电解质:溶于水后全部电离成离子的电解质.
(2)弱电解质:溶于水后只有一部分分子能电离成离子的电解质.
(3)强电解质与弱电解质的比较.
强电解质 弱电解质
代表物质 ①强酸:如H2SO4、HNO3、HCl等②强碱:如KOH、NaOH、Ba(OH)2等③盐:绝大多数可溶、难溶性盐,如NaCl、CaCO3等 ①H2O②弱酸:如CH3COOH、HF、HClO、H2CO3等③弱碱:NH3·H2O、A1(OH)3、Fe(OH)3等
电离情况 完全电离,不存在电离平衡(电离不可逆).电离方程式用“=”表示.
如:HNO3=H+ NO3- 不完全电离(部分电离),存在电离平衡.电离方程式用“”表示.
如:CH3COOHCH3COO- H十
水溶液中存在的微粒 水合离子(离子)和H2O分子 大部分以电解质分子的形式存在,只有少量电离出来的离子
离子方程式的书写情况 拆开为离子(特殊:难溶性盐仍以化学式表示) 全部用化学式表示
注意: (1)在含有阴、阳离子的固态强电解质中,虽然有阴、阳离子存在,但这些离子不能自由移动,因此不导电.如氯化钠固体不导电.
(2)电解质溶液导电能力的强弱取决于溶液中自由移动离子浓度的大小(注意:不是取决于自由移动离子数目的多少).溶液中离子浓度大,溶液的导电性就强;反之,溶液的导电性就弱.因此,强电解质溶液的导电能力不一定比弱电解质溶液的导电能力强.但在相同条件(相同浓度、相同温度)下,强电解质溶液的导电能力比弱电解质的导电能力强.
[离子方程式] 用实际参加反应的离子符号来表示离子反应的式子.所谓实际参加反应的离子,即是在反应前后数目发生变化的离子.离子方程式不仅表示一定物质间的某个反应,而且可以表示所有同一类型的离子反应.如:H+ OH-=H2O可以表示强酸与强碱反应生成可溶性盐的中和反应.
[离子方程式的书写步骤]
(1)“写”:写出完整的化学方程式.
(2)“拆”:将化学方程式中易溶于水、易电离的物质(强酸、强碱、可溶性盐)拆开改写为离子形式;而难溶于水的物质(难溶性盐、难溶性碱)、难电离的物质(水、弱酸、弱碱)、氧化物、气体等仍用化学式表示.
(3)“删”:将方程式两边相同的离子(包括个数)删去,并使各微粒符号前保持最简单的整数比.
(4)“查”:检查方程式中各元素的原子个数和电荷总数是否左右相等.
[复分解反应类型离子反应发生的条件]
复分解反应总是朝着溶液中自由移动的离子数目减少的方向进行.具体表现为:
(1)生成难溶于水的物质.如:Ba2+ SO42-=BaSO4↓
(2)生成难电离的物质(水、弱酸、弱碱).如H+ OH-=H2O
(3)生成气体.如:CO32- 2H+=CO2↑ H2O