离子反应与氧化还原反应

讲义一离子反应与氧化还原反应一、离子的来源——酸、碱、盐的电离明确概念电解质：在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物叫做电解质非电解质：在水溶液和熔融状态下均不能导电的化合物叫做非电解质强电解质：在水溶液中能够完全电离的电解质弱电解质：在水溶液中只有部分电离的电解质拓展点1、电解质的强弱与溶解度无关2、电解质的强弱与溶液的导电性无必然联系二、离子反应的实质及其发生的条件（以复分解反应为例）明确概念酸、碱、盐在水溶液中发生的复分解反应，实质上就是两种电解质在溶液中相互交换离子的反应。这类离子反应发生的条件是：生成沉淀、放出气体或生成水，只要具备上述条件之一，反应就能发生。常考点1、离子反应方程式的书写（1）写出反应的化学方程式（2）把易溶于水、易电离的物质写成离子形式，把难溶的物质、气体和水等仍用化学式表示（3）删去方程式两边不参加反应的离子（4）检查方程式两边各元素的原子个数和电荷总数是否相等2、离子共存问题“无色透明”条件型若题目限定溶液“无色”，则不含有色离子，即Fe2+（浅绿色）、Fe3+（黄色）、Cu2+（蓝色）、MnO4－（紫色）等离子。若“透明”，则溶液不形成混浊或沉淀（与溶液有无颜色无关）。如Ag+与Cl－、Br－、I－、SO42－；Ca2+与CO32－、SO42－；Ba2+与CO32－、SO32－、SO42－等在水溶液中会发生反应，有混浊或明显的沉淀生成，它们不能大量共存。例1．某无色透明的溶液中，下列各组离子能大量共存的是A．H+、Cl－、Ba2+、CO32－B．Ag+、I－、K+、NO3－C．K+、OH－、Cl－、Na+D．Fe3+、Cl－、NO3－、Na+解析：正确选项应满足无色透明和能大量共存两个条件。答案为C项。“酸性”条件型常见的叙述有强酸性溶液、PH=1的溶液、能使PH试纸变红的溶液、紫色石蕊试液呈红色的溶液、甲基橙呈红色的溶液、加入镁粉能放出氢气的溶液等。若题目中限定溶液呈酸性，则溶液中有H+存在，其中不能大量含有OH－、弱酸根离子（如CO32－、SO32－、S2－、F－、ClO－、CH3COO－、PO43－、AlO2－、SiO32－等）以及弱酸的酸式根离子（如HCO3－、HSO3－、HS－、HPO42－、H2PO4－等）。例2．在pH=1的溶液中，可以大量共存的离子是A．K+、Na+、SO42－、SO32－B．NH4+、Mg2+、SO42－、Cl－C．Na+、K+、HCO3－、Cl－D．K+、Na+、AlO2－、NO3－解析：正确选项应满足pH=1(有大量H+存在)和可以大量共存两个条件。答案为B项。“碱性”条件型常见的叙述有强碱性溶液、PH=14的溶液、能使PH试纸变蓝的溶液、红色石蕊试纸变蓝的溶液、酚酞呈红色的溶液、甲基橙呈黄色的溶液、加入铝粉反应后生成AlO2－的溶液、既能溶解Al(OH)3又能溶解H2SiO3的溶液等。若题目中限定溶液呈碱性，则溶液中有OH－存在，其中不能大量含有H+、弱碱的阳离子（如NH4+、Mg2+、Ag+、Al3+、Cu2+、Fe2+、Fe3+等）以及弱酸的酸式根离子(如HCO3－、HSO3－、HS－、HPO42－、H2PO4－等)。例3．某溶液既能溶解Al(OH)3又能溶解H2SiO3的溶液，在该溶液中可以大量共存的离子组是A．K+、Na+、HCO3－、NO3－B．Na+、SO42－、Cl－、ClO－C．H+、Mg2+、SO42－、NO3－D．Ag+、K+、NO3－、Na+解析：正确选项应满足溶液既能溶解Al(OH)3又能溶解H2SiO3的溶液(有OH－存在)、可以大量共存两个条件，只有B项符合题意。“酸性或碱性”条件型常见的叙述有能使Al反应放出H2的溶液等。若题目中出现这样的条件，则溶液中可能有H+存在，也可能有OH－存在，分析时要注意题目要求回答的是一定能大量共存（满足无论是与H+还是与OH－都不会反应）还是可能大量共存（只要满足与H+、OH－中的一种不会反应就可以）。例4．若溶液能与Al反应放出H2，满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是A．Al3+、Na+、NO3－、Cl－B．K+、Na+、Cl－、SO42－C．K+、Na+、Cl－、AlO2－D．K+、NH4+、SO42－、NO3－解析：题目所给的溶液为酸性(含有H+)或碱性(含有OH－)溶液。正确选项应满足在酸性或碱性都能大量共存的条件，只有B项符合题意。“氧化还原反应”条件型若题目中出现因发生氧化还原反应而不能大量共存这样的条件时，要考虑各离子组中是否存在强氧化性和强还原性的离子。如Fe3+与S2－、SO32－、HSO3－、I－；H+与S2O32－和S2－；MnO4－(H+)与Cl－；MnO4－(H+)、NO3－(H+)与Fe2+、S2－、HS－、SO32－、HSO3－、Br－、I－等不能大量共存。例5．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()。A．H+、NO3－、Fe2+、Na+B．Ag+、NO3－、Cl－、K+C．K+、Ba2+、OH－、SO42－D．Cu2+、NH4+、Br－、OH－解析：正确选项应满足发生氧化还原反应、不能大量共存两个条件。A项中H+、NO3－、Fe2+能发生氧化还原反应，故答案为A项。练习(全国高考题)下列各组离子中，在碱性溶液里能大量共存，并且溶液为无色透明的是（A）K+MnO4-Cl-SO42-（B）Na+AlO2-NO3-CO32-（C）Na+H+NO3-SO42-（D）Na+SO42-S2-Cl-(江苏高考题)若溶液中由水电离产生的c(OH-)=1×10-14mol·L-1，满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是(A)Al3+Na+NO3-Cl-(B)K+Na+Cl-NO3-(C)K+Na+Cl-AlO2-(D)K+NH4+SO42-NO3-(全国高考题)下列各组离子，在强碱性溶液中可以大量共存的是（A）I-AlO2-Cl-S2-（B）Na+K+NH4+Ba2+（C）Br-S2-Cl-HCO3-（D）SO32-NO3-SO42-HCO3-(全国高考题)室温时某溶液的pH为1，该溶液中可能大量共存的离子组是（A）Zn2+Cl-Ba2+NO3-（B）Na+NO3-K+CO32-（C）K+SO42-Na+AlO2-（D）Cu2+NO3-Al3+SO42-(全国高考题)下列各组离子在水溶液中能大量共存的是（A）K+HCO3—CO32—Br—（B）CO32—HCO3—OH—K+（C）Fe3+Cu2+NO3-SO42-（D）H+Cl-Na+SO32-（上海市高考题）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(A)H3O+、NO3-、Fe2+、Na+(B)Ag+、NO3-、Cl-、K+(C)K+、Ba2+、OH-、SO42-(D)Cu2+、NH4+、Br-、OH-三、氧化还原反应的本质和规律明确概念氧化还原反应是有电子转移（得失或偏移）的反应。氧化反应表现为被氧化的元素的化合价升高，其实质是该元素的原子失去（或偏移）电子的过程；还原反应表现为被还原的元素的化合价降低，其实质是该元素的原子获得（或偏向）电子的过程。（即升失氧，降得还）常考点：（一）氧化还原反应的规律1、守恒规律：氧化还原反应中，得失电子守恒，或者说化合价升降守恒2、强弱规律：氧化性较强的氧化剂跟还原性较强的还原剂反应，生成还原性较弱的还原产物和氧化性较弱的氧化产物（二）氧化还原反应方程式的配平1、一标：标出发生氧化还原反应的元素的化合价2、二等：使升价和降价的总数相等3、三定：确定含化合价变化的元素的物质的化学计量数4、四平：用观察法确定其他各物质的化学计量数5、五查：检查反应前后的原子、得失电子和电荷是否守恒（三）常见的氧化剂与还原剂既可作氧化剂又可作还原剂的有：S、SO32-、HSO3-、H2SO3、SO2、NO2-、Fe2+等，及含-CHO的有机物（还原性为主）四、元素周期表的结构1、周期：元素周期表共有个横行，每一横行称为一个，故元素周期表共有个周期①周期序数与电子层数的关系：②周期的分类元素周期表中，我们把1、2、3周期称为，周期其期称为长周期，第周期称为不完全周期，因为一直有未知元素在发现。2、族：元素周期表共有个纵行，除了三个纵行称为Ⅷ外，其余的每一个纵行称为一个，故元素周期表共有个族。族的序号一般用罗马数字表示。①族的分类元素周期表中，我们把个纵行共分为个族，其中个主族，个副族，一个族，一个族。a、主族：由元素和元素共同构成的族，用A表示：ⅠA、___________________________________________________b、副族：完全由元素构成的族，用B表示：ⅠB、_________________________________________________________c、第Ⅷ族：三个纵行d、零族：第纵行，即稀有气体元素②主族序数与最外层电子数的关系：③族的别称ⅠA称为元素ⅡA称为元素ⅦA称为元素零族称为元素（二）原子序数===氧化剂还原剂活泼非金属单质：X2、O2、S活泼金属单质：Na、Mg、Al、Zn、Fe某些非金属单质：C、H2、S高价金属离子：Fe3+、Sn4+不活泼金属离子：Cu2+、Ag+其它：［Ag(NH3)2］+、新制Cu(OH)2低价金属离子：Fe2+、Sn2+、非金属的阴离子及其化合物：S2-、H2S、I-、HI、NH3、Cl-、HCl、Br-、HBr含氧化合物：NO2、N2O5、MnO2、Na2O2、H2O2、HClO、HNO3、浓H2SO4、NaClO、Ca(ClO)2、KClO3、KMnO4、王水、O3低价含氧化合物：CO、SO2、H2SO3、Na2SO3、Na2S2O3、NaNO2、H2C2O4、含-CHO的有机物：醛、甲酸、甲酸盐、甲酸某酯、葡萄糖、麦芽糖等（三）原子是由居于原子中心的带正电的和核外带负电的构成的。原子核由和构成。五、元素周期律金属性逐渐增强IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA01非金属性逐渐增强非金属性逐渐增强234567金属性逐渐增强练习1、、、、H+、H2是可以表示为（）。A．氢的五种同位素B．五种氢元素C．化学性质不同的氢原子D．氢元素的五种不同粒子2、某元素X，它的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，则X在周期表中位于（）A.第二周期B.第三周期C.ⅣA族D.ⅥA族3、有短周期元素A、B、C，其中A、B同周期，B、C同主族，且最外层电子数之和为17，核电荷数之和为31，则A、B、C为（）A.C、N、SiB.N、P、OC.N、O、SD.C、Si、S4．X、Y、Z三种元素原子具有相同的电子层数，x的最高价氧化物对应水化物呈碱性，Y的最高价氧化物对应水化物呈酸性，而z的最高价氧化物对应水化物呈两性，则它们的原子序数逐渐增加的顺序是()A．X、Y、ZB．X、Z、YC．Z、Y、XD．Y、Z、X5．下列叙述能说明金属A比金属B更活泼的是()A．A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少B．A原子的电子层数比B原子多C．1molA从酸中置换出的H：比lmolB多D．常温下，A能从水中置换出氢气，而B不能6．下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表某一化学元素。下列叙述中正确的是()A．字母i所代表的元素的最高价氧化物对应水化物酸性最强B．字母a、c．d、h所代表的元素形成的单质可能都是电的良导体C．上表14种元素中n元素失去核外第1个电子需要的能量最多D．上表14种元素中m元素失去核外第1个电子需要的能量最少7．(2007·广州模拟)元素A、B的原子序数都小于18，已知A元素原子的最外层电子数为a，次外层电子数为b；B元素原子的M层电子数为(a一b)，L层电子数为(a+b)，则A、B两元素所形成的化合物的性质可能有()A．能与水反应B．能与硫酸反应C．能与NaOH反应D．能与碳酸钠反应8.(08年宁夏高考卷)短周期元素E的氯化物ECln的熔点为-78℃，沸点为59℃；若0.2molECln与足量的AgNO3溶液完全反应后可以得到57.4g的AgCl沉