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離子反應
鎖定
離子反應概念
在反應中有離子參加或有離子生成的反應稱為離子反應。在中學階段僅限於在溶液中進行的反應,可以説離子反應是指在水溶液中有電解質參加的一類反應。因為電解質在水溶液裏發生的反應,其實質是該電解質電離出的離子在水溶液中的反應。
離子反應特點介紹
離子反應的反應速率快,相應離子間的反應不受其它離子的干擾。
離子反應類型
離子反應複分解反應
在溶液中酸、鹼、鹽之間互相交換離子的反應,一般為非氧化還原反應。
這類離子反應發生的條件與複分解反應的條件一致,分三種情況:
(1)生成難溶的物質
(2)生成難電離的物質
①常見的難電離的物質
鹽酸+Ca(ClO)2溶液H++ClO-=HClO
(3)生成揮發性物質
①常見的揮發性物質有:SO2、CO2、NH3、H2S等。其中SO2、CO2、NH3即是揮發性物質,也是難電離物質(H2SO3、H2CO3、NH3·H2O)進一步分解的產物,因此,從離子反應的本質上是相同的。
②有些離子反應不是電解質在電離的條件下進行的,不能用離子方程式表示。如:
實驗室制NH3,用固態銨鹽與固體Ca(OH)2反應:
的難溶物有:
離子反應
如:Ca2++SO42-=CaSO4↓
③由微溶物生成難溶物的反應也能發生,如:Ca(OH)2+CO32-=CaCO3↓+2OH-
CaSO4+CO32-=CaCO3↓+SO42-
(微溶) (難溶)
離子反應 實驗室制HCl、HF、HNO3用濃硫酸與其鹽反應:
離子反應
但Cu與濃H2SO4的反應不是離子反應。
離子反應氧化還原
有些在溶液中進行的離子反應,是由於發生了氧化還原反應,使反應物的某些離子濃度減小。此類反應能否發生取決於有關離子的氧化性、還原性強弱,須滿足由強變弱的原則,即由氧化性和還原性強的性質生成氧化性和還原性弱的物質。主要包括有離子參與的置換反應與其他有離子參與的氧化還原反應。如:
離子反應
置換反應的離子反應
金屬單質與金屬陽離子之間的置換反應,如Fe與CuSO4溶液的反應,實際上是Fe與Cu之間的置換反應。非金屬單質與非金屬陰離子之間的置換反應,如Cl2與NaBr溶液的反應,實際上是Cl2與Br之間的置換反應。
其它一些有離子參加的氧化還原反應
如MnO2與濃HCl反應制取Cl2;Cu與FeCl3溶液反應生成FeCl2、CuCl2;Cl2與NaOH溶液反應生成NaCl、NaClO和水等。
離子反應離子互換
③生成揮發性物質。如生成CO2、SO2、H2S等。
離子反應絡合反應
例如:Ag+2NH3→[Ag(NH3)2]
離子反應本質:反應物的某些離子濃度減少。
離子反應發生條件
②生成難電離的物質。如生成CH3COOH、H2O、NH3·H2O、HClO等。
③生成揮發性物質。如生成CO2、SO2、H2S等。
只要具備上述三個條件中的一個,離子互換反應即可發生。這是由於溶液中離子間相互作用生成難溶物質、難電離物質、易揮發物質時,都可使溶液中某幾種、自由移動離子濃度減小的緣故。若不能使某幾種自由移動離子濃度減小時,則該離子反應不能發生。如KNO3溶液與NaCl溶液混合後,因無難溶物質、難電離物質、易揮發物質生成,Na+、Cl-、K+、NO3-濃度都不減少,四種離子共存於溶液中,故不能發生離子反應。
(1)非氧化還原型的離子反應條件:
a.離子交換型:
例如:Ag﹢+ Cl﹣= AgCl↓
離子交換後要有沉澱、氣體、弱電解質三者之一生成才能發生反應。
b.雙水解反應型:
例如:2Al 3+;﹢+ 3CO32﹣ + 3H2O = 2Al(OH)3↓ + 3CO2↑
要生成更難溶解的物質或弱電解質才能發生離子反應。
c.絡合反應型:
例如:Ag﹢+2NH3 → [Ag(NH3)2]
(2)氧化還原型離子反應條件:
在電解質溶液中能滿足“以強制弱”的氧化還原反應規律的反應,離子反應才能進行。例如:Cl2 + SO32﹣+ H2O = 2Cl﹣+ SO42﹣ + 2H﹢
∵氧化性 還原性
∴此反應才能進行。
難點:離子在溶液中大量共存的規律。
即:向溶液中有關離子濃度減小的方向進行
判斷原則:在溶液中所有離子之間不能發生任何類型的反應,否則離子不能共存。
例如:生成沉澱的:如Ba2﹢與SO42﹣,CO32﹣;Ag+與Cl﹣,SO42﹣
(生成難電離的物質:H﹢與OH﹣;CH3COO-與H﹢;NH4﹢與OH﹣;H﹢與F﹣)
(生成氣體(揮發性物質)如:H+與CO32﹣,S2﹣,SO32﹣)
強氧化性離子:MnO4﹣ 、Cr2O7 - 、 ClO﹣、 Fe2﹢、 (H﹢)NO3﹣
強還原性離子:S2﹣、 I﹣、 Fe 、HS-、 Sn 、S2O3 2-、SO32﹣ 、HSO3﹣
因發生氧化還原反應無法大量共存
常見有色離子:Fe3+:棕黃色 Fe2+:淺綠色 Cu2+:藍色 MnO4-:紫色……
1.由於發生複分解反應,離子不能大量共存
(1)有氣體產生。例如:CO32-、SO32-、S、HCO3-、HSO3-、HS-等易揮發的弱酸的酸根與H+不能大量共存。
(2)有沉澱生成。例如:Ba2+、Ca2+、Mg2+、Ag+等不能與SO42-、CO32-等大量共存;Mg2+、Fe2+、Ag+、Al3+、Zn2+、Cu2+、Fe3+等不能與OH-大量共存;Pb2+與Cl-,Fe2+與S2-、Ca2+與PO43-、Ag+與Cl-、Br-、I-等不能大量共存。
(3)有弱電解質生成。例如:OH﹣、CH3COO﹣、PO43﹣、HPO42﹣、H2PO4﹣、F-、ClO﹣、AlO2-、SiO32﹣、CN-、C17H35COO-等與H﹢不能大量共存;一些酸式弱酸根,例如:HCO3﹣、HPO42﹣、HS-、H2PO4﹣、HSO3-不能與OH﹣大量共存;NH4+與OH-不能大量共存。
(4)一些容易發生水解的離子,在溶液中的存在是有條件的:
① 例如:AlO2-、S2﹣、CO32﹣、C6H5O-等必須在鹼性條件下才能在溶液中存在;
②再如:Fe2﹢、Al3﹢等必須在酸性條件下才能在溶液中存在。
這兩類離子不能同時存在在同一溶液中,即離子間能發生“雙水解”反應。例如:3AlO2﹣十Al3﹢十6H2O=4Al(OH)3↓等
典型雙水解的條件;弱酸根、弱鹼根離子對應的酸鹼容易從體系中脱離。即生成沉澱、氣體或同時生成兩種沉澱
離子反應書寫
離子反應定義
用實際參加反應的離子符號來表示離子反應的式子。
離子反應步驟
“一寫”:首先以客觀事實為依據寫出反應的化學方程式;
“二改”:把易溶於水、易電離物質改寫成離子形式(最關鍵的一步):
“三刪”:刪去方程式兩邊未參加反應的離子;
“四查”:檢查離子方程式兩邊各元素的原子個數和電荷總數是否相等。
離子反應意義
離子方程式反映了離子反應的實質,它不僅能表示一定物質間的某個反應,而且可以表示同一類型的離子反應。