第一章 物质及其变化
第二节 离子反应
第2课时 离子反应
(1)通过分析酸、碱、盐之间的反应事实,认识离子反应,归纳离子反应发生的条件。 (2)正确书写这些反应的离子方程式。
(3)通过实验了解常见离子的检验方法,进一步理解离子反应。
[内容分析]
在学习电离和电离方程式的基础上,教材通过实验1-3的现象和分析,得出Na2SO4稀溶液与BaCl2稀溶液反应的微观实质,从而引出离子反应和离子方程式,并介绍离子方程式的书写步骤。然后,教材以“思考与讨论”的形式,得出中和反应的实质,引导学生深人认识离子反应。最后,教材说明酸、碱、盐在水溶液中发生复分解反应的微观实质,并总结这类离子反应发生的条件等。
本节内容的特点是概念多、抽象,理论性强。在呈现方式上,教材-方面紧密结合实验引人概念,充分发挥实验在化学概念形成中的重要功能,如现象直观、易懂,有利于激发学习兴趣等;另一方面注重基于实验证据(宏观现象)进行分析和推理,逐步引导学生认识物质导电性及电解质在溶液中反应的本质特征(微观实质),建立电离与离子反应的概念模型,体会模型在解释化学现象、揭示现象的本质中所发挥的重要作用,发展化学学科核心素养。
[教学重点和难点]
重点:离子方程式的书写。
难点:电解质概念,离子反应发生的条件
[教学流程]
[学习任务一]温故知新,发现问题
电解质溶于水后,电离成为自由移动的离子。这些离子之间是否一定会发生反应?
通过实验[1-3] 的改进装置如图1-3,说明硫酸钠和氢氧化钡,硫酸和氢氧化钡均发生了反应。
[新概念]电解质在溶液中的反应实质上是离子之间的反应,这样的反应属于离子反应。用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子叫做离子方程式。
[设计意图]通过实验培养学生分析、解决化学问题的探究精神。 [学习任务二]宏观辨识,分析、解决问题
[问题探究]两个反应的过程中均产生白色沉淀,表观现象无差异。下列对应的离子方程式是否正确。 反应①a为硫酸钠时: Ba2++SO42- =BaSO4↓ 反应②a为稀硫酸时 : Ba2++ SO42-=BaSO4↓
[问题分析]反应中除Ba2+和SO42-结合生成可见的白色沉淀BaSO4外,还有其他离子吗?它们是否也能结合?有可见的现象吗?如果不可见,可以通过实验来证明吗?怎么证明?
(反应①中还有Na+、OH-,反应②中还有H+和OH-,它们能否分别结合决定了溶液中是否仍存在自由移动的离子。二者的差异可以由溶液导电性实验予以外显。) 溶液导电性实验:按图1-4所示装置进行实验。
实验现象:反应①发生时,灯泡亮度变化不大;反应②发生时,灯泡亮度先变小至熄灭,再变大。
[设计意图]提出挑战性问题引发科学探究,实现深度学习在离子反应概念建立初期,宜使用伴有沉淀生成等明显现象的反应。为了让学生更深人地理解离子反应概念,可以给出更具挑战性的问题,引发科学探究过程。 [学习任务三]微观辨析,探究问题根源
[思考]如何正确书写上述两个实验的离子方程式,离子方程式的书写步骤是怎样的? [学生活动]思考讨论,形成书写离子方程式的思维模板。
[思考与讨论]完成下表中各反应的化学方程式和离子方程式,思考两种方程式在表示某一类反应时,表达的含义有什么不同,并进行讨论。
反应物 HCI + NaOH HCI + KOH H2SO4 + NaOH H2SO4+ KOH 化学方程式 离子方程式 两种方程式的不同 [设计意图]通过常见化学反应,回归离子反应的实质,落实宏观辨识与微观辨析素养。 [评价任务一]离子方程式的正误判断（ 练习题） [评价任务二]离子共存（ 练习题）
[设计意图]关注高考,培养学生证据推理与模型认知素养。 [评价任务三]离子反应在生产生活中的应用
水体中含量过高的Ca2+、Mg2+ 既会造成锅炉结垢,也会降低洗涤衣物时肥皂的使用效率。如何在不引入新杂质的情况下除去这些离子,使水得到净化?
[方案设计]①选择药品(溶液),确定加药顺序和操作顺序;②确保所加药品(应适当过量)在后续反应中被清除。 [学生活动]①根据要求分小组设计方案;②实施实验方案,并做好记录;③分享实验结果并作出评价。 [设计意图]引导学生关注社会,培养学生科学态度与社会责任素养。
一.实验 [实验1-3]
向盛有2mLNa2SO4稀溶液的试管中加入2mLBaCl2稀溶液,观察现象并分析。
现象 分析 Na2SO4和BaCl2的电离方程式 混合前两种溶液中的离子 混合后溶液中的离子 使用建议:
(1)在完成教材中表格的填写后可做进-步讨论: 怎样判断反应中两种离子的结合?能够通过实验现象直接判断其他离子没有结合吗?如何用实验加以证明?
(可以取反应后的滤液加人HNO3酸化的AgNO3溶液检验其中的Cl-。)
(2)可对本实验进行深入分析,用导电性对比实验确定反应中哪些离子反应(结合)了,哪些没有。 二、思考与讨论 [思考与讨论]
完成下表中各反应的化学方程式和离子方程式,思考两种方程式在表示某一类反应时,表达的含义有什么不同,并进行讨论。 反应物 HCI + NaOH HCI + KOH H2SO4 + NaOH H2SO4+ KOH 三、练习与应用
1.下列离子方程式中,正确的是( )。 A.将稀硫酸滴在铜片上: Cu+2H+=Cu2++H2↑ B.将氧化镁与稀盐酸混合: MgO+2 H+ = Mg2++ H2O C.将铜片插入硝酸银溶液中: Cu+Ag+= Cu2++Ag
化学方程式 HCI+NaOH= =NaCl+H2O HCI +KOH=KCl+H2O 离子方程式 H++0H-=H2O H++OH-=H2O 两种方程式的不同 化学方程式表示一个具体反应,离子方程式表示一类反应的本质。 H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O H++OH-=H2O H2SO4+2KOH=K2SO4+2H2O H++OH-=H2O
D.将稀盐酸滴在石灰石上: CaCO3+2H+= Ca2++ H2CO3 2.下列各组中的离子,能在溶液中大量共存的是( )。 A. K+、H+、SO42-、 OH- B. Na+、 Ca2+、CO32-、NO3- C. Na+、H+、Cl-、CO32- D. Na+、Cu2+、Cl-、SO42-
3.对于下面4组物质,能发生反应的,写出有关反应的化学方程式;属于离子反应的,写出离子方程式;不能发生反应的,说明原因。 (1)硫酸钠溶液与氯化钡溶液 (2)铝片与硫酸铜溶液 (3)稀盐酸与碳酸钠溶液 (4)硝酸钠溶液与氯化钾溶液
4.写出与下列离子方程式相对应的一个化学方程式。 (1 )Cu2++ 2OH- = Cu(OH)2↓ (2)H+ +OH-= H2O
(3)2H+ +CO32+= H2O + CO2↑ (4)Cu2++Fe= Fe2++ Cu
5.从稀盐酸、Ba(OH)2溶液、 Zn和CuSO4 溶液中选出适当的物质,写出实现下列要求的反应的离子方程式。 (1)实验室制取H2的反应。 (2)金属与盐的置换反应。 (3)酸与碱的中和反应。 (4)生成沉淀的复分解反应。
6.某兴趣小组的同学向一定体积的Ba(OH)2溶液中逐滴加人稀硫酸,并测得混合溶液的导电能力随时间变化的曲线如图所示。
(1)写出Ba(OH)2溶液与稀硫酸反应的离子方程式。
（ 2）该小组的同学关于右图的下列说法中,正确的是____(填序号)。 ①AB段溶液的导电能力不断减弱,说明生成的BaSO4不是电解质 ②B处溶液的导电能力约为0,说明溶液中几乎没有自由移动的离子
③BC段溶液的导电能力不断增大,主要是由于过量的Ba(OH)2电离出的离子导电 ④a时刻Ba(OH)2溶液与稀硫酸恰好完全中和 7.牙膏是常见的日用化学品。
(1)下表列出了两种牙膏中的摩擦剂,请写出它们所属的物质类别(填“酸”“碱”“盐”或“氧化物”)。
(2)请根据用途推测并说明二氧化硅在水中的溶解性(“易溶”或“难溶\" )。 (3)牙膏中的摩擦剂碳酸钙可以用石灰石来制备。
①甲同学设计了一种在实验室中制备碳酸钙的实验方案(如下所示),请写出下述方案中有关反应的化学方程式。
②乙同学设计的实验方案为:
乙同学的实验方案与甲同学的相比,有哪些优点?请写出乙同学的方案中有关反应的离子方程式。
[参考答案与解析]
1. B
[解析] A.在金属活动性顺序中,铜位于氢之后,不能与稀硫酸发生反应;C.书写离子方程式应做到电荷守恒; D. H2CO3不稳定,会分解生成CO2和H2O,因此作为生成物,应将H2CO3写成CO2+H2O。 2. D
[解析]能相互结合生成H2O(A)、沉淀(B)和气体(C)的离子不能在溶液中共存。 3. (1)Na2SO4+BaCl2=2NaCl+BaSO4↓ SO42- +Ba2+=BaSO4↓ (2)2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu 2Al+3Cu2+=2A13++3Cu (3)2HCl+Na2CO3=2NaCl+CO2↑+H2O 2H++C032-=CO2↑+H2O
(4)不反应,没有离子能够结合生成沉淀、气体或水,即不符合复分解反应发生的任何一个条件。
4. (1)CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4 (2)HCl+NaOH= =NaCl+H2O (3)2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑ (4)CuSO4+Fe=Cu+FeSO4 5. (1)Zn+2H+= =Zn2++H2↑ (2)Zn+Cu2+=Zn2++Cu (3)H++OH-=H2O
(4 )Ba2++20H-+Cu2++SO42+ =BaSO4↓+Cu(OH)2↓ 6. (1)Ba2++2OH-+2H++ SO42- =BaSO4↓+2H2O (2)②④
6. (1)碳酸钙:盐二氧化硅: 氧化物
(2)作为牙膏中的摩擦剂,二氧化硅应是难溶于水的。 (3)①
CaO+H2O=Ca(OH)2 Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH
②优点:反应步骤少、节约能源(其他合理答案均可)
CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑ Ca2++ CO32-=CaCO3↓
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