資源簡介

第2節 離子反應（第二課時）
本課時的內容是第二節《離子反應》的第二課時，在第一課時的學習中，學生已經理解了電解質的基本概念，能夠判斷典型的電解質（酸、堿、鹽），能夠正確書寫強酸、強堿和可溶鹽的電離方程式，也能夠理解電解質在溶液中的電離，明確電解質在溶液中以離子狀態存在。而離子反應是整個高中階段化學學習的重要基礎之一，本課時的內容主要是使學生正確地理解離子反應的概念，并能夠準確地書寫離子方程式，為必修課程后續章節以及選修中有關“溶液中的離子平衡”的學習打好根基。
宏觀辨識與微觀探析：從宏觀上理解離子反應及離子方程式表示的意義，并能夠從微觀上明確復分解反應的本質就是溶液中離子之間的反應。通過實驗探究與理論思考建立離子觀，能從微觀的角度來解釋宏觀化學現象，進一步發展宏觀現象與微觀變化之間的聯系。
證據推理與模型認知：建立溶液中離子反應的基本模型，能夠利用該模型理解電解質在溶液中發生復分解反應的條件。
科學探究與創新意識：通過實驗探究、總結歸納、分析推理等一系列科學研究過程，了解科學研究的基本方法，體會在離子反應的研究中體現的科學方法。
通過實驗事實認識離子反應及其發生的條件；能正確的將化學反應方程式改寫為離子方程式。
學生復習初中化學中酸堿鹽的反應，復習初中鹽的溶解性表，預習本課內容；教師準備多媒體課件和實驗用具。
【引入】同學們已經學習了電解質和非電解質的概念，理解了將所有的化合物分為兩類：電解質和非電解質。下面我們來思考一個問題：將氯化鉀和硝酸鈉的固體分別溶于水，得到兩者的溶液，再將兩個溶液混合，最后將混合后的溶液蒸干，我們將得到什么固體呢？
【講解】通過初中的學習，同學們可以理解氯化鉀與硝酸鈉是不會發生化學反應的，那么將上面的混合溶液蒸干不就應該得到氯化鉀和硝酸鈉的固體嗎？但是實際實驗的結果是得到氯化鈉、氯化鉀、硝酸鈉、硝酸鉀四種鹽的混合固體（具體物質的多少由溶解度決定）。為什么會出現這種實驗結果呢？帶著這樣的疑問來，我們來開始這節課的學習。
【板書】離子反應
【實驗】向盛有2mL Na2SO4稀溶液的試管中加入2mL BaCl2稀溶液，觀察現象并進行分析。請同學們互相討論填寫下表
現象 分析
Na2SO4和BaCl2的電離方程式 混合前兩溶液中的離子 混合后溶液中的離子
白色沉淀 Na2SO4=2Na+ + SO42- BaCl2=Ba2+ + 2Cl- Na+、SO42-、Ba2+、Cl- Na+、Cl-
【講解】通過上面的實驗及其分析結果，我們發現氯化鋇和硫酸鈉溶液反應的時候，實際上是將四種離子（Na+、SO42-、Ba2+、Cl-）混合，混合后溶液中的SO42-和Ba2+結合為BaSO4沉淀從溶液中析出，溶液中的Na+和Cl-并未參與反應，只是剩余在溶液中。
【設疑】上述實驗的化學反應方程式是什么？（Na2SO4 + BaCl2= BaSO4↓ + 2NaCl）
【講解】對于上述的化學反應而言，從微觀的角度出發，實際上發生如下過程：SO42- + Ba2+ = BaSO4↓。
【講解】由上，我們可以明確，電解質在溶液中實際是以離子形式發生反應，這樣的反應屬于離子反應。
【設疑】那么根據上面的分析結果，同學們能不能解釋一下，這節課剛開始的時候，老師提出的那個問題呢？氯化鉀和硝酸鈉混合溶液蒸干為什么得到四種鹽的混合物？
【講解】根據離子反應的概念，可以分析出在氯化鉀溶液中存在的是鉀離子和氯離子，在硝酸鈉溶液中存在的是鈉離子和硝酸根離子，混合溶液中就必定存在上述四種離子。將溶液蒸干時，陰陽離子結合為固體從溶液中析出，顯然我們無法控制哪個陰離子與哪個陽離子結合，所以一定會得到四種鹽的混合物。這說明，在溶液中電解質常常以離子形式存在，我們不能停留在物質層面上理解溶液中電解質之間的反應，應該深入到微觀領域，從離子的角度出發，重新審視溶液中電解質之間的反應。
【板書】離子反應
離子反應的概念：
【投影】離子反應的概念：電解質在溶液中的的反應實質上是離子之間的反應，這樣的反應屬于離子反應，在中學階段僅限于在溶液中進行的反應。
【板書】離子反應
1、離子反應的概念：
離子方程式：
【投影】用實際參加反應的離子符號來表示反應的式子叫做離子方程式。
【講解】離子方程式是高中化學的重要概念，從這節課開始，同學們需要從離子的角度來理解溶液中電解質的反應，將初中學習的反應用離子方程式再從離子的角度理解反應的本質。那么如何書寫離子方程式呢？
【投影】離子方程式的書寫步驟：
【講解】以硫酸鈉溶液與氯化鋇溶液的反應為例，我們來學習一下如何書寫離子方程式。
【投影】離子方程式的書寫步驟：
寫出反應的化學方程式：Na2SO4 + BaCl2= BaSO4↓ + 2NaCl
【講解】一般來說離子方程式總是來自于化學方程式，首先應該正確書寫化學方程式。
【投影】（2）將易溶于水且易電離的物質拆寫成離子形式，其余物質仍以化學式表示：
2Na+ + SO42- + Ba2+ + 2Cl- = 2Na+ + 2Cl- + BaSO4↓
【講解】電解質的拆分是離子方程式書寫的關鍵，在拆分時一定要注意以下問題：
①能夠進行拆分的只有易溶易電離的物質（強酸、強堿和大多數可溶鹽）。
②拆分時應該按照電離方程式的形式進行拆分，注意方程式中的系數。
③其余不能拆分的物質不變，注意反應條件和沉淀、氣體符號都不能改變。
【投影】（3）刪去方程式兩邊不參加反應的離子，并將方程式化成最簡：
SO42- + Ba2+ = BaSO4↓
【講解】實際就是將方程式兩邊相同的離子刪除。
【投影】（4）檢查方程式兩邊各元素的原子個數和電荷總數是否相等：
【講解】原子個數守恒，同學們初中都比較熟悉了，主要是要理解電荷守恒。判斷的方法應該是將方程式左右兩邊的離子所帶的電荷分別相加（注意正負和系數），左右兩邊的總電荷應該分別相等。例如：上面的離子方程式，左邊硫酸根離子的2-和鋇離子的2+加和，總電荷為0；右邊沒有離子，所以總電荷也是0；兩邊電荷相等。
【練習】根據上面的書寫步驟，請同學們交流討論填寫下表：
反應物 化學方程式 離子方程式
①AgNO3+NaCl
②AgNO3+HCl
③Ba(OH)2+H2SO4
④CaCO3 + HCl
⑤NaHCO3+H2SO4
⑥HCl + NaOH
⑦HCl + KOH
⑧H2SO4 + NaOH
⑨H2SO4 + KOH
【投影】
反應物 化學方程式 離子方程式
①AgNO3+NaCl AgNO3 + NaCl = AgCl↓ + NaNO3 Ag+ + Cl- = AgCl↓
②AgNO3+HCl AgNO3 + HCl = AgCl↓ + HNO3 Ag+ + Cl- = AgCl↓
③Ba(OH)2+H2SO4 Ba(OH)2 + H2SO4 = BaSO4↓ + 2H2O Ba2+ + 2OH- + 2H+ + SO42- = BaSO4↓ + 2H2O
④CaCO3 + HCl CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑ CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + H2O + CO2↑
⑤NaHCO3+H2SO4 2NaHCO3+H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O + 2CO2↑ HCO3- + H+ = H2O + CO2↑
⑥HCl + NaOH HCl + NaOH = NaCl + H2O H+ + OH- = H2O
⑦HCl + KOH HCl + KOH = KCl + H2O H+ + OH- = H2O
⑧H2SO4 + NaOH H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O H+ + OH- = H2O
⑨H2SO4 + KOH H2SO4 + 2KOH = K2SO4 + 2H2O H+ + OH- = H2O
【講解】通過上述的改寫過程，需要同學們在書寫離子方程式的過程中注意以下問題：
有的離子方程式可能出現某一側所有物質均不能拆分的情況，例如③中所有生成物均不能拆分。
一定要將方程式的系數化到最簡，例如⑤⑧⑨。
【練習】將下面的化學方程式改為離子方程式：
SO2 + Cl2 + 2H2O = H2SO4 + 2HCl
3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
【投影】SO2 + Cl2 + 2H2O = 4H+ + SO42- + 2Cl-
3Cu + 8H+ + 2NO3- = 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O
【講解】上面兩個方程式說明，離子反應還要注意的有：
同一側的相同離子要合并，例如反應（1）中的H+。
刪去方程式兩邊的相同離子的時候，可能出現兩邊系數不同，只能刪去一部分的情況，例如反應（2）中的NO3-。
【設疑】請同學們觀察上面表格中的⑥⑦⑧⑨，分析一下化學方程式和離子方程式的意義有何不同？
【講解】對比上述的⑥⑦⑧⑨，我們會發現四個反應的化學方程式是不一樣的，但是離子方程式是完全相同的：四個反應是不同的強酸強堿之間的中和反應，其對應的離子方程式都是H+ + OH- = H2O。所以這說明化學方程式表示是一個具體的反應，而離子方程式還可以表示一類反應。
【練習】（1）表示可溶性鈣鹽和可溶性碳酸鹽反應的離子方程式為： 。 （Ca2+ + CO32- = CaCO3↓）
（2）離子反應Ba2+ + SO42- = BaSO4↓表示的可能是哪類反應？（可溶性硫酸鹽和可溶性鋇鹽的反應、硫酸和可溶性鋇鹽的反應）
【練習】判斷下列離子方程式是否正確并說明理由：
鐵與稀鹽酸反應：2Fe + 6H+ = 2Fe3++ 3H2↑（錯誤，違背客觀事實）
鋁與稀鹽酸反應：Al + 3H+ = Al3+ + H2↑（錯誤，原子個數不守恒）
FeCl3與Fe反應：Fe3+ + Fe = 2Fe2+（錯誤，電荷不守恒）
硫酸和Ba(OH)2溶液反應：Ba2+ + OH- + H+ + SO42- = BaSO4↓ + H2O（錯誤，物質比例不符合客觀事實）
碳酸鋇和稀硝酸反應：CO32-+2H+ = H2O+CO2↑（錯誤，物質拆分不正確）
【設疑】什么是復分解反應？（兩種化合物互相交換成分，生成另外兩種化合物的反應）
【講解】現在同學們就可以從離子反應的角度出發理解溶液中的復分解反應了。電解質溶于水發生電離，形成自由移動的離子，離子間發生反應進行交換，就發生了復分解反應。這類離子反應發生的條件就是有沉淀、氣體或者水生成，只要具備上述條件之一，反應就能發生。實際溶液中的復分解反應發生的條件應該是離子濃度的減小，關于離子濃度的概念我們將在后續的章節中學習。
【練習】下列能發生離子反應的是（ BC ）
KCl 溶液與 NaOH溶液混合
AgNO3溶液與 NaCl溶液混合
Na2CO3溶液與鹽酸溶液混合
NaCl溶液與 Ca(NO3)2溶液混合
【講解】溶液中的離子反應的類型除了復分解反應之外還有很多，例如有離子參加的置換反應。
【練習】離子方程式Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑可能表示了哪一類的反應？（金屬單質Zn和強酸發生置換生成氫氣的反應）
【投影】本節小結。
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