第二节离子反应

本节学习目标

学完本节后，应能解释干燥 $N a C l$ 固体、熔融 $N a C l$ 和 $N a C l$ 溶液导电性不同的原因；能说出电解质、电离、酸和碱的电离本质；能正确书写常见电离方程式；能理解离子反应和离子方程式的含义，掌握离子方程式书写步骤；能判断复分解型离子反应发生的条件，并用离子方程式解释中和、沉淀、气体生成、置换等反应。

源文核心知识点清单：

实验1-2用导电性比较说明干燥固体不导电，而溶液或熔融状态可导电。
电解质是在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物。
电解质导电的本质是电离产生自由移动的离子，不是通电后才产生离子。
酸的本质是电离时生成的阳离子全部是 $H^{+}$ ，碱的本质是电离时生成的阴离子全部是 $O H^{-}$ 。
实验1-3说明 $N a_{2} S O_{4}$ 与 $B a C l_{2}$ 反应的实质是 $B a^{2 +}$ 与 $S O_{4}^{2 -}$ 生成 $B a S O_{4}$ 沉淀。
离子方程式要经过“写、拆、删、查”，并检查原子守恒和电荷守恒。
强酸强碱中和反应的共同本质是 $H^{+} + O H^{-} = H_{2} O$ 。
复分解型离子反应发生条件是生成沉淀、气体或水；离子反应也包括有离子参加的置换反应。

核心知识点讲解

一、知识对象与物质情境

许多化学反应发生在水溶液中，如酸、碱、盐之间的反应。若只看化学方程式，容易以为所有离子都参加了反应；从离子角度看，真正发生变化的往往只是少数离子。本节就是把“物质类别”推进到“微粒和离子”的层面。

二、核心概念与物质分类

电解质

在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物叫电解质。 $H C l$ 、 $H_{2} S O_{4}$ 、 $N a O H$ 、 $C a (O H)_{2}$ 、 $N a C l$ 、 $K N O_{3}$ 等都是电解质。

判断要点：

必须是化合物， $C u$ 、石墨虽然能导电，但不是电解质。
不要求固体本身导电， $N a C l$ 固体不导电，但 $N a C l$ 是电解质。
“水溶液里或熔融状态下”满足一个即可。

电离

电解质溶于水或受热熔化时，形成自由移动离子的过程叫电离。电离不是“通电分解”，而是电解质进入水中或熔融后本身形成可自由移动的离子。

酸、碱的电离本质

酸：电离时生成的阳离子全部是 $H^{+}$ 的化合物。

碱：电离时生成的阴离子全部是 $O H^{-}$ 的化合物。

例：

H_{2} S O_{4} = 2 H^{+} + S O_{4}^{2 -}

B a (O H)_{2} = B a^{2 +} + 2 O H^{-}

离子反应与离子方程式

电解质在溶液中的反应实质上常是离子之间的反应，这类反应属于离子反应。用实际参加反应的离子符号表示反应的式子叫离子方程式。

三、关键规律、反应原理与方程式

导电性的微观解释

干燥 $N a C l$ 固体中 $N a^{+}$ 和 $C l^{-}$ 按一定规则紧密排列，不能自由移动，所以不导电。 $N a C l$ 溶于水时， $N a^{+}$ 和 $C l^{-}$ 在水分子作用下进入水中，形成可自由移动的水合离子；熔融 $N a C l$ 中离子也能自由移动，因此二者都能导电。

常见电离方程式

N a C l = N a^{+} + C l^{-}

K N O_{3} = K^{+} + N O_{3}^{-}

H C l = H^{+} + C l^{-}

H_{2} S O_{4} = 2 H^{+} + S O_{4}^{2 -}

N a O H = N a^{+} + O H^{-}

C a (O H)_{2} = C a^{2 +} + 2 O H^{-}

F e_{2} (S O_{4})_{3} = 2 F e^{3 +} + 3 S O_{4}^{2 -}

N H_{4} N O_{3} = N H_{4}^{+} + N O_{3}^{-}

$N a_{2} S O_{4}$ 与 $B a C l_{2}$ 反应

化学方程式：

N a_{2} S O_{4} + B a C l_{2} = 2 N a C l + B a S O_{4} ↓

离子方程式：

B a^{2 +} + S O_{4}^{2 -} = B a S O_{4} ↓

$N a^{+}$ 和 $C l^{-}$ 在反应前后仍在溶液中，属于旁观离子。

离子方程式书写步骤

写：写出正确的化学方程式。
拆：把易溶于水且易电离的强酸、强碱和大部分可溶性盐写成离子形式；难溶物、气体、水、氧化物、单质等保留化学式。
删：删去方程式两边相同且不参加反应的离子。
查：检查原子个数和电荷总数是否守恒。

强酸强碱中和反应本质

$H C l$ 与 $N a O H$ 、 $H C l$ 与 $K O H$ 、 $H_{2} S O_{4}$ 与 $N a O H$ 、 $H_{2} S O_{4}$ 与 $K O H$ 虽然化学方程式不同，但本质相同：

H^{+} + O H^{-} = H_{2} O

离子反应发生条件

复分解型离子反应实质是两种电解质在溶液中交换离子。只要生成沉淀、气体或水，反应通常就能发生。

示例：

A g^{+} + C l^{-} = A g C l ↓

2 H^{+} + C O_{3}^{2 -} = H_{2} O + C O_{2} ↑

H^{+} + O H^{-} = H_{2} O

离子反应还包括有离子参加的置换反应：

Z n + 2 H^{+} = Z n^{2 +} + H_{2} ↑

四、典型转化模型与分析方法

电解质判断模型

先看是否为化合物；再看其水溶液或熔融状态能否导电；最后排除单质、混合物和非电解质情形。金属单质、石墨不是电解质；盐酸是混合物，不能称为电解质，但 $H C l$ 是电解质。

离子方程式拆写模型

常拆：强酸、强碱、可溶性盐。

不拆：难溶物、气体、水、氧化物、单质、弱电解质以及题目尚未要求拆写的复杂物质。

离子共存模型

若离子之间能生成沉淀、气体、水或发生明显氧化还原反应，则不能大量共存。常见不能共存：

$H^{+}$ 与 $O H^{-}$ 、 $C O_{3}^{2 -}$ ；
$C a^{2 +}$ 与 $C O_{3}^{2 -}$ ；
$B a^{2 +}$ 与 $S O_{4}^{2 -}$ ；
$C u^{2 +}$ 与 $O H^{-}$ ；
$A g^{+}$ 与 $C l^{-}$ 。

导电能力变化模型

溶液导电能力与自由移动离子的浓度和所带电荷有关。 $B a (O H)_{2}$ 溶液中滴加稀 $H_{2} S O_{4}$ 时， $B a^{2 +}$ 与 $S O_{4}^{2 -}$ 生成沉淀， $H^{+}$ 与 $O H^{-}$ 生成水，自由离子减少，导电能力减弱；恰好完全反应后继续加酸，自由离子增多，导电能力增强。

五、实验现象、装置与证据

实验1-2：物质导电性

实验对象：干燥 $N a C l$ 固体、 $K N O_{3}$ 固体、蒸馏水、 $N a C l$ 溶液、 $K N O_{3}$ 溶液。
现象：干燥固体和蒸馏水在装置中不导电； $N a C l$ 溶液、 $K N O_{3}$ 溶液能导电。
证据链：导电需要自由移动的带电粒子；固体中离子不能自由移动；溶液或熔融状态中有自由移动的离子。
补充：严格说蒸馏水也极弱导电，只是实验装置通常不能测出。

$N a C l$ 溶解和熔融导电图示信息

图1-10说明干燥 $N a C l$ 固体中离子不能自由移动；图1-11说明 $N a C l$ 进入水中形成水合离子；图1-12说明 $N a C l$ 溶液和熔融 $N a C l$ 中离子能定向移动而导电。

实验1-3： $N a_{2} S O_{4}$ 与 $B a C l_{2}$ 反应

操作： $N a_{2} S O_{4}$ 稀溶液中加入 $B a C l_{2}$ 稀溶液。
现象：生成白色沉淀。
分析： $N a_{2} S O_{4}$ 电离出 $N a^{+}$ 、 $S O_{4}^{2 -}$ ， $B a C l_{2}$ 电离出 $B a^{2 +}$ 、 $C l^{-}$ ；真正结合的是 $B a^{2 +}$ 和 $S O_{4}^{2 -}$ 。
结论：离子反应关注实际参加反应的离子。

电离模型的科学价值

阿伦尼乌斯提出电离模型，说明电解质溶于水会自动解离成离子，而不是通电后才产生离子。模型能解释酸、碱、盐溶液性质，是从实验现象上升到理论认识的典型例子。

六、题型应用与迁移

判断电解质与非电解质，尤其区分“能导电物质”和“电解质”。
写电离方程式，注意离子个数和电荷。
写离子方程式，重点考查拆写、删旁观离子、配平和电荷守恒。
判断离子共存，寻找沉淀、气体、水或氧化还原冲突。
根据离子方程式反推化学方程式。
用离子反应解释物质制备、分离、提纯、鉴定和污染物去除。

重点梳理

电解质是“在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物”。
电解质溶液导电，是因为电离产生了自由移动的离子。
酸的本质：电离时生成的阳离子全部是 $H^{+}$ ；碱的本质：电离时生成的阴离子全部是 $O H^{-}$ 。
离子方程式只写实际参加反应的离子或物质。
写离子方程式四步：写、拆、删、查。
复分解型离子反应发生条件：生成沉淀、气体或水。
离子方程式既可表示具体反应，也可表示同一类反应。

难点突破

$N a C l$ 固体不导电，为什么 $N a C l$ 仍是电解质？

电解质定义看的是“水溶液里或熔融状态下”能否导电，不要求固体直接导电。 $N a C l$ 固体中离子不能自由移动，所以不导电；溶于水或熔融后有自由移动离子，所以 $N a C l$ 是电解质。

$C u$ 能导电，为什么不是电解质？

$C u$ 是单质，不是化合物。电解质和非电解质都是对化合物的分类，单质不能归入电解质。

离子方程式为什么不能把所有物质都拆开？

只有易溶于水且易电离的物质才拆成离子。 $B a S O_{4}$ 难溶， $H_{2} O$ 难电离， $C O_{2}$ 是气体， $C u$ 是单质，都要保留化学式。

离子共存题怎么快速判断？

先找 $H^{+}$ 、 $O H^{-}$ 、 $C O_{3}^{2 -}$ 、 $S O_{4}^{2 -}$ 、 $B a^{2 +}$ 、 $A g^{+}$ 、 $C l^{-}$ 、 $C u^{2 +}$ 等高频离子，再看是否能生成沉淀、气体或水。若题目给酸性、碱性、无色等条件，还要额外筛除不符合条件的离子。

例题讲解

例题

写出稀盐酸与碳酸钠溶液反应的化学方程式和离子方程式，并说明该离子反应发生的原因。

分析

盐酸提供 $H^{+}$ 和 $C l^{-}$ ，碳酸钠提供 $N a^{+}$ 和 $C O_{3}^{2 -}$ 。 $N a^{+}$ 和 $C l^{-}$ 不参加反应， $H^{+}$ 与 $C O_{3}^{2 -}$ 结合生成 $H_{2} C O_{3}$ ， $H_{2} C O_{3}$ 不稳定，分解为 $H_{2} O$ 和 $C O_{2}$ 。生成气体是反应发生的重要条件。

答案

化学方程式：

N a_{2} C O_{3} + 2 H C l = 2 N a C l + H_{2} O + C O_{2} ↑

离子方程式：

C O_{3}^{2 -} + 2 H^{+} = H_{2} O + C O_{2} ↑

反应发生原因：生成了气体 $C O_{2}$ 和水，使离子浓度降低，反应能够进行。

反思

离子方程式要能体现本质。若写成 $N a_{2} C O_{3} + 2 H^{+} = ...$ 就没有正确拆写可溶性盐；若写成 $H_{2} C O_{3}$ 作为最终产物，则没有体现碳酸分解产生 $C O_{2}$ 。

易错点整理

把“能导电”直接等同于“电解质”。金属和石墨能导电，但不是电解质。
把盐酸说成电解质。盐酸是 $H C l$ 的水溶液，是混合物； $H C l$ 才是电解质。
认为电离需要通电。电离是溶于水或熔融时形成自由移动离子的过程。
电离方程式漏写系数，如 $C a (O H)_{2}$ 应写出 $2 O H^{-}$ 。
离子方程式拆错难溶物、气体、水、氧化物或单质。
只检查原子守恒，忘记检查电荷守恒。
离子共存题只看沉淀，忽略生成气体、水或题目条件。

考点考证点整理

考点一：电解质、电离与导电原因

出题思路：给出固体、溶液、熔融物或生活情境，判断物质是否为电解质，并解释导电或不导电。
关键条件：电解质必须是化合物；水溶液或熔融状态能导电即可；导电本质是存在自由移动的带电粒子。
解答要点：写出“电离产生自由移动离子”这一核心句；区分 $N a C l$ 固体不导电和 $N a C l$ 是电解质。
易扣分点：把金属、石墨当电解质；把盐酸这种混合物称为电解质；认为电离必须通电。

考点二：电离方程式书写

出题思路：要求写酸、碱、盐的电离方程式，或从电离方程式概括酸碱本质。
关键条件：离子符号、角标、系数和电荷必须正确。
解答要点：强酸、强碱、可溶性盐按组成拆成离子，如 $F e_{2} (S O_{4})_{3} = 2 F e^{3 +} + 3 S O_{4}^{2 -}$ 。
易扣分点：漏写系数；把原子团拆散；电荷写错。

考点三：离子方程式正误判断与书写

出题思路：给出离子方程式判断正误，或要求由化学方程式写离子方程式。
关键条件：是否该拆的拆、不该拆的不拆；原子守恒、电荷守恒；产物是否符合事实。
解答要点：按“写、拆、删、查”作答，沉淀、气体、水、氧化物、单质不拆。
易扣分点：把难溶物拆成离子；忘记电荷守恒；碳酸反应写成 $H_{2} C O_{3}$ 而不写 $C O_{2}$ 和 $H_{2} O$ 。

考点四：离子共存与反应条件

出题思路：给出多组离子，判断能否大量共存。
关键条件：看离子间是否生成沉淀、气体、水，或发生其他明显反应。
解答要点：逐组找冲突组合，如 $H^{+}$ 与 $O H^{-}$ 、 $H^{+}$ 与 $C O_{3}^{2 -}$ 、 $B a^{2 +}$ 与 $S O_{4}^{2 -}$ 、 $C u^{2 +}$ 与 $O H^{-}$ 。
易扣分点：只看沉淀，忽略气体和水；忽略题干中“酸性、碱性、无色”等限制条件。

考点五：离子反应应用与实验评价

出题思路：结合导电能力曲线、物质制备、分离提纯、牙膏摩擦剂制备等情境设问。
关键条件：抓住实际参加反应的离子和是否生成沉淀、气体或水。
解答要点：用离子方程式说明本质，用步骤少、节能、原料易得、产物易分离等角度评价方案。
易扣分点：只写化学方程式不写离子方程式；评价方案没有具体理由。

练习题

教材练习与应用第1题：填空。在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物叫电解质。电解质溶液能导电，是由于电解质在溶液中发生什么变化，产生了什么粒子？
教材练习与应用第2题：判断正误并选出正确叙述： $K N O_{3}$ 固体不导电所以不是电解质；铜丝、石墨能导电所以都是电解质；熔融 $M g C l_{2}$ 能导电所以 $M g C l_{2}$ 是电解质； $N a C l$ 溶于水在通电条件下才电离。
教材练习与应用第3题：判断离子方程式正误：稀硫酸滴在铜片上；氧化镁与稀盐酸混合；铜片插入硝酸银溶液；稀盐酸滴在石灰石上。
教材练习与应用第4题：判断下列离子能否大量共存：A. $K^{+}$ 、 $H^{+}$ 、 $S O_{4}^{2 -}$ 、 $O H^{-}$ ；B. $N a^{+}$ 、 $C a^{2 +}$ 、 $C O_{3}^{2 -}$ 、 $N O_{3}^{-}$ ；C. $N a^{+}$ 、 $H^{+}$ 、 $C l^{-}$ 、 $C O_{3}^{2 -}$ ；D. $N a^{+}$ 、 $C u^{2 +}$ 、 $C l^{-}$ 、 $S O_{4}^{2 -}$ 。
教材练习与应用第5题：写出 $H N O_{3}$ 、 $K O H$ 、 $F e_{2} (S O_{4})_{3}$ 、 $N H_{4} N O_{3}$ 的电离方程式。
教材练习与应用第6题：判断硫酸钠溶液与氯化钡溶液、铝片与硫酸铜溶液、稀盐酸与碳酸钠溶液、硝酸钠溶液与氯化钾溶液能否反应；能反应的写化学方程式，属于离子反应的写离子方程式，不能反应的说明原因。
教材练习与应用第7题：分别写出与下列离子方程式对应的一个化学方程式： $C u^{2 +} + 2 O H^{-} = C u (O H)_{2} ↓$ 、 $H^{+} + O H^{-} = H_{2} O$ 、 $2 H^{+} + C O_{3}^{2 -} = H_{2} O + C O_{2} ↑$ 、 $C u^{2 +} + F e = F e^{2 +} + C u$ 。
教材练习与应用第8题：从稀盐酸、 $B a (O H)_{2}$ 溶液、 $Z n$ 和 $C u S O_{4}$ 溶液中选出适当物质，写出实验室制 $H_{2}$ 、金属与盐置换、酸碱中和、生成沉淀复分解反应的离子方程式。
教材练习与应用第9题：向一定体积 $B a (O H)_{2}$ 溶液中逐滴加入稀硫酸并测导电能力，分析导电能力先减弱后增强的原因，并判断恰好完全反应的位置。
教材练习与应用第10题：牙膏摩擦剂中有碳酸钙和二氧化硅，判断其类别和溶解性；比较由石灰石制备碳酸钙的两种方案，并写出相关方程式或离子方程式。

练习题答案

填空答案：水溶液里或熔融状态下；电离；自由移动的离子。解题说明：导电的微观原因不是“有水”或“通电”，而是有自由移动的带电粒子。
正确选项为C。A错，固体不导电不影响其水溶液或熔融状态导电；B错，铜丝、石墨是单质，不是电解质；D错， $N a C l$ 溶于水时已经发生电离，不是通电后才电离。
B正确。A错，铜不能与稀硫酸反应；C错，电荷和原子不守恒，应为 $C u + 2 A g^{+} = C u^{2 +} + 2 A g$ ；D错，产物应写成 $H_{2} O$ 和 $C O_{2}$ ，即 $C a C O_{3} + 2 H^{+} = C a^{2 +} + H_{2} O + C O_{2} ↑$ 。
答案为D。A中 $H^{+}$ 与 $O H^{-}$ 生成水；B中 $C a^{2 +}$ 与 $C O_{3}^{2 -}$ 生成沉淀；C中 $H^{+}$ 与 $C O_{3}^{2 -}$ 生成 $C O_{2}$ 和 $H_{2} O$ ；D中离子间不生成沉淀、气体或水。
电离方程式：

H N O_{3} = H^{+} + N O_{3}^{-}

K O H = K^{+} + O H^{-}

F e_{2} (S O_{4})_{3} = 2 F e^{3 +} + 3 S O_{4}^{2 -}

N H_{4} N O_{3} = N H_{4}^{+} + N O_{3}^{-}

解题说明：原子团如 $S O_{4}^{2 -}$ 、 $N O_{3}^{-}$ 、 $N H_{4}^{+}$ 一般整体保留。

（1）能反应：

N a_{2} S O_{4} + B a C l_{2} = B a S O_{4} ↓ + 2 N a C l

B a^{2 +} + S O_{4}^{2 -} = B a S O_{4} ↓

（2）能反应：

2 A l + 3 C u S O_{4} = A l_{2} (S O_{4})_{3} + 3 C u

2 A l + 3 C u^{2 +} = 2 A l^{3 +} + 3 C u

（3）能反应：

N a_{2} C O_{3} + 2 H C l = 2 N a C l + H_{2} O + C O_{2} ↑

C O_{3}^{2 -} + 2 H^{+} = H_{2} O + C O_{2} ↑

（4） $N a N O_{3}$ 溶液与 $K C l$ 溶液混合后没有沉淀、气体或水生成，不能发生复分解反应。关键是用反应条件判断，而不是看到两种盐就写反应。

示例：

C u S O_{4} + 2 N a O H = C u (O H)_{2} ↓ + N a_{2} S O_{4}

H C l + N a O H = N a C l + H_{2} O

N a_{2} C O_{3} + 2 H C l = 2 N a C l + H_{2} O + C O_{2} ↑

F e + C u S O_{4} = F e S O_{4} + C u

解题说明：同一离子方程式可对应多个具体化学方程式，只要实际参加反应的离子相同即可。

离子方程式：

Z n + 2 H^{+} = Z n^{2 +} + H_{2} ↑

Z n + C u^{2 +} = Z n^{2 +} + C u

H^{+} + O H^{-} = H_{2} O

B a^{2 +} + S O_{4}^{2 -} = B a S O_{4} ↓

滴加稀硫酸时， $B a^{2 +}$ 与 $S O_{4}^{2 -}$ 生成 $B a S O_{4}$ 沉淀， $H^{+}$ 与 $O H^{-}$ 生成水，自由移动离子减少，所以导电能力减弱；恰好完全反应时导电能力最低；继续滴加稀硫酸后，过量酸带来 $H^{+}$ 和 $S O_{4}^{2 -}$ ，导电能力增强。若题图标出最低点 $a$ ，则 $a$ 点为恰好完全反应。
（1）碳酸钙属于盐，二氧化硅属于氧化物。二氧化硅用作摩擦剂，应难溶于水，否则刷牙时会大量溶解，不能起摩擦清洁作用。

甲方案：

C a C O_{3} 高温 C a O + C O_{2} ↑

C a O + H_{2} O = C a (O H)_{2}

C a (O H)_{2} + N a_{2} C O_{3} = C a C O_{3} ↓ + 2 N a O H

乙方案：

C a C O_{3} + 2 H C l = C a C l_{2} + H_{2} O + C O_{2} ↑

C a^{2 +} + C O_{3}^{2 -} = C a C O_{3} ↓

C a C O_{3} + 2 H^{+} = C a^{2 +} + H_{2} O + C O_{2} ↑

乙方案相对步骤少、条件温和，不需要高温煅烧；但会消耗盐酸并产生 $C O_{2}$ 。评价时要从条件、步骤、能耗和产物分离角度说明。

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第二节离子反应

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本节学习目标

核心知识点讲解

一、知识对象与物质情境

二、核心概念与物质分类

三、关键规律、反应原理与方程式

四、典型转化模型与分析方法

五、实验现象、装置与证据

六、题型应用与迁移

重点梳理

难点突破

例题讲解

例题

分析

答案

反思

易错点整理

考点考证点整理

考点一：电解质、电离与导电原因

考点二：电离方程式书写

考点三：离子方程式正误判断与书写

考点四：离子共存与反应条件

考点五：离子反应应用与实验评价

练习题

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五、实验现象、装置与证据

六、题型应用与迁移

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难点突破

例题讲解

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分析

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反思

易错点整理

考点考证点整理

考点一：电解质、电离与导电原因

考点二：电离方程式书写

考点三：离子方程式正误判断与书写

考点四：离子共存与反应条件

考点五：离子反应应用与实验评价

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