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            离子反应与氧化还原反应


            讲义一
            明确概念

            离子反应与氧化还原反应

            一、离子的来源——酸、碱、盐的电离
            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+、A l3+、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- ClNO3SO42SO42(B)Na+ AlO2(D)Na+ SO42NO3- CO32S2Cl-

            (C)Na+ H+

            (江苏高考题)若溶液中由水电离产生的 c(OH-)=1×10-14 mol·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+ (C) K+ Na+ NO3ClClAlO2(B) K+ (D) K+ Na+ ClNO3NO3-

            NH4+ SO42-

            (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(C)Br- S2- Cl- HCO3(B)Na+ K+ NH4+ Ba2+ (D)SO32- NO3SO42HCO3-

            (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(C)K+ SO42- Na+ AlO2(B)Na+ NO3- K+ CO32(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+ (C)K+ 、Ba2+、OH-、 SO42(B)Ag+、 NO3- 、Cl-、 K+ (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

            氧化剂
            活泼非金属单质:X2、O2、S

            还原剂
            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+ 低价金属离子:Fe2+、Sn2+、非金属的阴离子及其化合物: 不活泼金属离子:Cu2+、Ag+ S2-、H2S、I -、HI、NH3、Cl-、HCl、Br-、HBr 其它:[Ag(NH3)2]+、新制 Cu(OH)2 含氧化合物: 低价含氧化合物:

            NO2、N2O5、MnO2、Na2O2、H2O2、HClO、HNO3、浓 H2SO4、 CO、SO2、H2SO3、Na2SO3、Na2S2O3、NaNO2、H2C2O4、含-CHO 的 NaClO、Ca(ClO)2、KClO3、KMnO4、王水、O3 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) 有机物:醛、甲酸、甲酸盐、甲酸某酯、葡萄糖、麦芽糖等

            四、元素周期表的结构
            1、周期:元素周期表共有 故元素周期表共有 个周期 个横行,每一横行称为一个 ,

            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 , 期,第 周期称为不完全周期,因为一直有未知元素在发现。 周期其期称为长周

            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 个副族,一个 a、主族:由 个纵行共分为 族,一个 元素和 族。 元素共同构成的族, 个族,其中 个主族,

            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: d、零族:第 三个纵行 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 ⅦA 称为 (二)原子序数= 元素 元素 ⅡA 称为 零族称为 = 元素 元素 =

            (三) 原子是由居于原子中心的带正电的 核由 和 构成。

            和核外带负电的

            构成的。 原子

            五、元素周期律
            IA 1 2 3 4 5 6 7 金属性逐渐增强 IIA IIIA IVA VA VIA VIIA 0 非金属性逐渐增强

            金 属 性 逐 渐 增 强

            非 金 属 性 逐 渐 增 强

            练习
            、 、 、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、Si B.N、P、O C.N、O、S D.C、Si、S 4.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 1、 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、Z B.X、Z、Y 5.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.1 mol A 从酸中置换出的 H:比 l mol B 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 ( ) ( C .Z 、Y 、 X ) D .Y 、Z 、X ( )

            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 ( ) D.能与碳酸钠反应 C.能与 NaOH 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 0.2mol ECln 与足量的 AgNO3 溶液完全反应后可以得到 57.4g 的 AgCl 沉淀。下列判断错误 的是 .. ( ) A.E 是一种非金属元素 C.E 的一种氧化物为 EO2 A.SiH4 比 CH4 稳定 B.在 ECln 中 E 与 Cl 之间形成共价键 D.E 位于元素周期表的 IVA 族 (
            ― ―

            9.(08 年全国山东卷)下列说法正确的是 B.O2 半径比 F 的小 C.Na 和 Cs 属于第ⅠA 族元素,Cs 失电子能力比 Na 的强 D.P 和 As 属于第ⅤA 族元素,H3PO4 酸性比 H3AsO4 的弱 10.(08 年全国四川卷)下列叙述中正确的是 B.除短周期外,其他周期均有 18 个元素 C.副族元素中没有非金属元素 D.碱金属元素是指ⅠA 族的所有元素

            )

            (

            )

            A.除零族元素,短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的租序数


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