强氧化性的离子与强还原性离子易发生氧化还原反应,且大多在酸性条件下发生。
2、离子反应能否进行的理论判据
(1)根据焓变与熵变判据
对ΔH-TΔS<0的离子反应,室温下都能自发进行。
(2)根据平衡常数判据
离子反应的平衡常数很大时,表明反应的趋势很大。
3、离子反应的应用
(1)判断溶液中离子能否大量共存
相互间能发生反应的离子不能大量共存,注意题目中的隐含条件。
(2)用于物质的定性检验
根据离子的特性反应,主要是沉淀的颜色或气体的生成,定性检验特征性离子。
(3)用于离子的定量计算
常见的有酸碱中和滴定法、氧化还原滴定法。
(4)生活中常见的离子反应。
硬水的形成及软化涉及到的离子反应较多,主要有:
Ca2+、Mg2+的形成。
CaCO3+CO2+H2O=Ca2++2HCO3-
MgCO3+CO2+H2O=Mg2++2HCO3-
加热煮沸法降低水的硬度:
Ca2++2HCO3-CaCO3↓+CO2↑+H2O
Mg2++2HCO3-MgCO3↓+CO2↑+H2O
或加入Na2CO3软化硬水:
Ca2++CO32-=CaCO3↓,Mg2++CO32-=MgCO3↓
【例题分析】
例1、在一定条件下,将2mol/LSO2和1mol/LO2放入密闭容器中反应:2SO2+O22SO3,在2s时测得物质的量浓度c(SO2)=0.8mol/L。求用SO2、O2、SO3表示该反应的速率分别是多少?
解析:根据化学反应速率的表示方法:
若用反应物表示:
则v(反应物)=
若用生成物表示:
则v(生成物)=
解: 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)
起始浓度: 2mol/L 1mol/L 0
变化浓度: 1.2mol/L 0.6mol/L 1.2mol/L
2s末时浓度:0.8mol/L 0.4mol/L 1.2mol/L
例2、25℃下,在1.00L、0.30mol/LAgNO3溶液中加入0.50L、0.060mol/L的CaCl2溶液,能否生成AgCl沉淀,生成AgCl的质量是多少?最后溶液中c(Ag+)为多少?
解析:(1)两溶液混合后离子被稀释
离子积Qsp=c(Ag+)·c(Cl-)=0.020mol/L×0.040mol/L=8.0×10-4(mol/L)2
查表可知Ksp(AgCl)=1.80×10-10
Qsp>Ksp(AgCl)
所以有AgCl生成。
则 AgCl(s)Ag(aq) +Cl-(aq)
开始浓度(mol/L) 0.020 0.040
变化浓度(mol/L) 0.020-x 0.020-x
平衡浓度(mol/L) x 0.040-(0.02-x)
(2)因为c(Cl-)>c(Ag+),所以Cl-是过量的,没有达到沉淀平衡时溶液中c(Ag+)=0.020mol/L
Ksp(AgCl)=x·[0.040-(0.02-x)]=1.80×10-10
x=9.0×10-9 c(Ag+)=xmol/L=9.0×10-9mol/L
析出AgCl质量为:
m(AgCl)=(0.020-9.0×10-9)mol/L×1.50L×143.5g/mol=4.3g
答:能生成AgCl沉淀,生成的AgCl的质量是4.3g,最后溶液中c(Ag+)是9.0×10-9mol/L。
例3、有一包固体粉末,可能含有的离子有K+、SO42-、Fe3+、Na+、Cl-、NO3-、S2-、HCO3-。取试样加蒸馏水全部溶解,溶液呈无色透明,用硝酸酸化,无明显现象。取上述酸化后的溶液分别做以下两个实验:①先加入Ba(NO3)2溶液,无明显象,然后加入AgNO3溶液,有白色沉淀产生。②浓缩后加入铜片、浓硫酸共热,有红棕色气体产生。对试样进行焰色反应,火焰呈浅紫色。
试回答下列问题:
(1)这包粉末中肯定不存在的离子是 ;肯定存在的离子是 。
(2)写出试验①中有关的离子方程式 ,实验②中的化学方程式 。
解析:因溶液无色透明,肯定无Fe3+,用硝酸酸化无明显现象,肯定无S2-和HCO3-。加Ba(NO3)2无现象说明没有SO42-;加AgNO3溶液有白色沉淀产生,说明存在Cl-;加铜片浓硫酸共热,有红棕色气体产生,也不能说明原溶液有NO3-,因为加硝酸酸化时引入了NO3-;焰色反应呈浅紫色说明有K+。
答案:(1)Fe3+、S2-、HCO3-、SO42-;Cl-、K+;(2)Ag++Cl-=AgCl↓
KNO3+H2SO4(浓)HNO3+KHSO4;Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
化学高二必修知识点
一、钠Na
1、单质钠的物理性质:钠质软、银白色、熔点低、密度比水的小但比煤油的大。
2、单质钠的化学性质:
①钠与O2反应
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