【高中化学】高二 第3章、物质在水溶液中的行为 四、离子反应

1、离子反应发生的条件
　　(1)生成沉淀
　　既有溶液中的离子直接结合为沉淀，又有沉淀的转化。
　　(2)生成弱电解质
　　主要是H^＋与弱酸根生成弱酸，或OH^－与弱碱阳离子生成弱碱，或H^＋与OH^－生成H₂O。
　　(3)生成气体
　 　生成弱酸时，很多弱酸能分解生成气体。
　　(4)发生氧化还原反应
　　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：
　　Ca^2＋、Mg^2＋的形成。
　　CaCO₃＋CO₂＋H₂O＝Ca^2＋＋2HCO₃^－ MgCO₃＋CO₂＋H₂O＝Mg^2＋＋2HCO₃^－加热煮沸法降低水的硬度：
　　Ca^2＋＋2HCO₃^－≜CaCO₃↓＋CO₂↑＋H₂O
　　Mg^2＋＋2HCO₃^－≜MgCO₃↓＋CO₂↑＋H₂O
　　或加入Na₂CO₃软化硬水：
　　Ca^2＋＋CO₃^2－＝CaCO₃↓，Mg^2＋＋CO₃^2－＝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＋O₂⇄2SO₃，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：
　　
　　若用生成物表示：
　
　　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Q_sp＝c(Ag^＋)·c(Cl^－)＝0.020mol/L×0.040mol/L＝8.0×10^－4(mol/L)²
 查表可知K_sp(AgCl)＝1.80×10^－10 Q_sp＞K_sp(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
　　K_sp(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。

　　答案：(1)Fe^3＋、S^2－、HCO₃^－、SO₄^2－；Cl^－、K^＋；

            (2)Ag^＋＋Cl^－＝AgCl↓

　      　KNO₃＋H₂SO₄(浓)≜HNO₃＋KHSO₄；

             Cu＋4HNO₃(浓)＝Cu(NO₃)₂＋2NO₂↑＋2H₂O