定义:
凡是有离子参加或离子生成的反应都是离子反应。
离子反应包括:复分解反应、氧化还原反应、络合反应、双水解反应
常见阳离子的检验方法:
离子 |
检验试剂 |
实验步骤 |
实验现象 |
离子方程式 |
K+ |
焰色反应 |
①铂丝在火焰上灼烧至原火焰色②蘸取溶液,放在火焰上灼烧,观察火焰颜色。 |
浅紫色(通过蓝色钴玻璃片观察钾离子焰色) |
—— |
Na+ |
焰色反应 |
火焰分别呈黄色 |
NH4+ |
NaOH溶液(浓) |
向未知溶液中加入NaOH浓溶液并加热 |
生成有刺激性气味、使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体 |
NH4++OH-=NH3↑+H2O |
Al3+ |
加NaOH溶液 |
向未知溶液中加入NaOH溶液 |
加入适量NaOH溶液后生成白色沉淀,该沉淀溶于过量NaOH溶液中 |
Al3++3OH-=Al(OH)3↓ |
Cu2+ |
浓氨水 |
向未知溶液中加入浓氨水 |
加入适量浓氨水后生成蓝色沉淀,该沉淀溶于过量浓氨水中,溶液呈深蓝色 |
Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓ Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O |
Ag+ |
①稀盐酸或可溶性盐酸盐②稀HNO3③氨水 |
向未知溶液中加入稀盐酸再加入稀HNO3向过滤出的沉淀中加氨水 |
生成白色沉淀,不溶于稀HNO3,但溶于氨水,生成[Ag(NH3)2]+ |
Ag++Cl-=AgCl↓ |
Ba2+ |
稀H2SO4或可溶性酸盐溶液 |
向未知溶液中加入稀H2SO4再加入稀HNO3 |
产生白色沉淀,且沉淀不溶于稀HNO3 |
Ba2++SO42-=BaSO4↓ |
Fe3+ |
KSCN溶液 |
向未知溶液中加入KSCN溶液或加NaOH溶液或加苯酚 |
变为血红色溶液 |
Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3 |
加NaOH溶液 |
产生红褐色沉淀 |
Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓ |
加苯酚 |
溶液显紫色 |
Fe3++6C6H6OH→[Fe(C6H5O)]3-+6H+ |
Fe2+ |
①加NaOH溶液 |
向未知溶液中加入NaOH溶液并露置在空气中 |
开始时生成白色Fe(OH)2沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色Fe(OH)3沉淀。 |
Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 |
②KMnO4 (H+)溶液 |
向未知溶液中加入KMnO4(H+)溶液 |
KMnO4(H+)紫色褪去 |
MnO4-+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O |
③K3[Fe(CN)6] |
向未知溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液 |
出现蓝色Fe3[Fe(CN)6]2沉淀 |
3Fe2++2[Fe(CN)6]-=Fe3[Fe(CN)6]2↓ |
④KSCN溶液,新制的氯水 |
加入KSCN溶液,新制的氯水 |
加入KSCN溶液不显红色,加入少量新制的氯水后,立即显红色。 |
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3 |
常见阴离子的检验方法:
离子 |
检验试剂 |
实验步骤 |
实验现象 |
离子方程式 |
CO32- |
①BaCl2溶液、稀盐酸 |
向未知溶液中加入BaCl2溶液再向沉淀中加入稀盐酸 |
加入BaCl2溶液后生成白色沉淀,沉淀溶于稀盐酸,并放出无色无味气体 |
Ba2++CO32-=BaCO3↓ BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O |
②稀盐酸、Ca(OH)2溶液 |
加入稀盐酸后放出的气体通入使澄清的Ca(OH)2溶液 |
加入稀盐酸后放出无色无味气体,通入澄清的Ca(OH)2溶液变浑浊 |
CO32-+2H+=H2O+CO2↑ Ca2++2OH-+CO2=CaCO3↓+H2O |
SO42- |
BaCl2溶液、稀硝酸或稀盐酸 |
向未知溶液中加入BaCl2溶液再向沉淀中加入稀盐酸 |
生成不溶于稀硝酸或稀盐酸的白色沉淀 |
Ba2++SO42-=BaSO4↓ |
SO32- |
①BaCl2溶液、稀盐酸 |
向未知溶液中加入BaCl2溶液再向沉淀中加入稀盐酸 |
加入BaCl2溶液后生成白色沉淀,沉淀溶于稀盐酸,并放出刺激性气味的气体 |
SO32-+2H+=H2O+SO2↑ |
②稀盐酸、品红溶液 |
加入稀盐酸后放出的气体通入品红溶液 |
加入稀盐酸后放出的气体使品红溶液褪色 |
SO32-+2H+=H2O+SO2↑ |
Cl- |
AgNO3溶液、稀硝酸或稀盐酸 |
向未知溶液中加入AgNO3溶液,再向沉淀中加入稀盐酸 |
生成不溶于稀硝酸或稀盐酸的白色沉淀 |
Ag++Cl-=AgCl↓ |
Br- |
AgNO3溶液、稀硝酸或稀盐酸 |
生成不溶于稀硝酸或稀盐酸的浅黄色沉淀 |
Ag++Br-=AgBr↓ |
I- |
AgNO3溶液、稀硝酸或稀盐酸 |
向未知溶液中加入AgNO3溶液,再向沉淀中加入稀盐酸 |
生成不溶于稀硝酸的黄色沉淀 |
Ag++I-=AgI↓ |
②新制氯水,淀粉溶液 |
向未知溶液中加入新制氯水,再加入淀粉溶液 |
滴入新制Cl2,振荡后再滴入淀粉溶液,变蓝 |
Ag++I-=AgI↓ 2I-+Cl2=I2+2Cl- I2遇淀粉变蓝 |
注意: 1.若SO
42-与Cl
-同时检验,需注意检验顺序。应先用Ba(NO
3)
2溶液将SO
42-检出,并滤去BaSO
4,然后再用AgNO
3检验Cl
-。
2.检验SO
32-的试剂中,只能用盐酸,不能用稀硝酸。因为稀硝酸能把SO
32-氧化成SO
42-。
3.若Ag
+和Ba
2+同时检验,也需注意检验顺序,应先用盐酸将Ag
+检验出并滤去沉淀,然后再用稀硫酸检验Ba
2+。
盖斯定律的内容:
不管化学反应是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的。换句话说,化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关,而与反应进行的途径无关。如果一个反应可以分几步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一一步完成时的反应热是相同的,这就是盖斯定律。
盖斯定律的意义:
利用盖斯定律可以间接计算某些不能直接测得的反应的反应热。例如:
的△H无法直接测得,可以结合下面两个反应的△H,利用盖斯定律进行计算。
根据盖斯定律,就可以计算出所给反应的△H。分析上述两个反应的关系,即知
盖斯定律在反应热大小比较中的应用:
1.同一反应生成物状态不同时
若按以下思路分析:
2.同一反应物状态不同时
3.两个有联系的不同反应相比
并且据此可写出下面的热化学方程式:
影响化学平衡的因素:
(1)浓度在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度或减小生成物的浓度,都可以使化学平衡向正反应方向移动;增大生成物的浓度或减小反应物的浓度,都可以使化学平衡向逆反应方向移动。
(2)压强对反应前后气体总体积发生变化的反应,在其他条件不变时,增大压强会使平衡向气体体积缩小的方向移动,减小压强会使平衡向气体体积增大的方向移动。对于反应
来说,加压,
增大、
增大,
增大的倍数大,平衡向正反应方向移动:若减压,
均减小,
减小的倍数大,平衡向逆反应方向移动,加压、减压后v一t关系图像如下图:
(3)温度在其他条件不变时,温度升高平衡向吸热反应的方向移动,温度降低平衡向放热反应的方向移动
对于
,加热时颜色变深,降温时颜色变浅。该反应升温、降温时,v—t天系图像如下图:
(4)催化剂由于催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率,所以催化剂对化学平衡无影响,v一t图像为
稀有气体对化学反应速率和化学平衡的影响分析:
1.恒温恒容时
充入稀有气体
体系总压强增大,但各反应成分分压不变,即各反应成分的浓度不变,化学反应速率不变,平衡不移动。
2.恒温恒压时
充入稀有气体
容器容积增大
各反应成分浓度降低
反应速率减小,平衡向气体体积增大的方向移动。
3.当充入与反应无关的其他气体时,分析方法与充入稀有气体相同。
化学平衡图像:
1.速率一时间因此类图像定性揭示了
随时间(含条件改变对化学反应速率的影响)变化的观律,体现了平衡的“动、等、定、变”的基本特征,以及平衡移动的方向等。
2.含量一时间一温度(压强)图常见的形式有下图所示的几种(C%指某产物百分含量,B%指某反应物百分含量),这些图像的折点表示达到平衡的时间,曲线的斜率反映了反应速率的大小,可以确定T(p)的高低(大小),水平线高低反映平衡移动的方向。
3.恒压(温)线该类图像的纵坐标为物质的平衡浓发(c)或反应物的转化率(α),横坐标为温度(T)或压强 (p),常见类型如下图:
小结:
1.图像分析应注意“三看”
(1)看两轴:认清两轴所表示的含义。
(2)看起点:从图像纵轴上的起点,一般可判断谁为反应物,谁为生成物以及平衡前反应进行的方向。
(3)看拐点:一般图像在拐点后平行于横轴则表示反应达平衡,如横轴为时间,由拐点可判断反应速率。
2.图像分析中,对于温度、浓度、压强三个因素,一般采用“定二议一”的方式进行分析
平衡移动方向与反应物转化率的关系:
1.温度或压强改变引起平衡向正反应方向移动时,反应物的转化率必然增大。
2.反应物用量的改变
(1)若反应物只有一种时,如aA(g)
bB(g)+ cc(g),增加A的量,平衡向正反应方向移动,但反应物 A的转化率与气体物质的化学计量数有关:
(2)若反应物不止一种时,如aA(g)+bB(g)
cC(g)+dD(g):
a.若只增加A的量,平衡向正反应方向移动,而A的转化率减小,B的转化率增大。
b.若按原比例同倍数的增加反应物A和B的量,则平衡向正反应方向移动,而反应物的转化率与气体物质的计量数有关:
c.若不同倍增加A、B的量,相当于增加了一种物质,同a。
3.催化剂不改变转化率。
4.反应物起始的物质的量之比等于化学计量数之比时,各反应物转化率相等。
浓度、压强影响化学平衡的几种特殊情况:
1.当反应混合物中存在固体或纯液体物质时,由于其“浓度”是恒定的,不随其量的增减而变化,故改变这些固体或纯液体的量,对平衡基本无影响。
2.南于压强的变化对非气态物质的浓度基本无影响,因此,当反应混合物中不存在气态物质时,压强的变化对平衡无影响。
3.对于气体分子数无变化的反应,如
,压强的变化对其平衡无影响。这是因为,在这种情况下,压强的变化对正、逆反应速率的影响程度是等同的,故平衡不移动。
4.对于有气体参加的反应,同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度,应视为压强对平衡的影响,如某平衡体系中,
,
,当浓度同时增大一倍时,即让
,此时相当于压强增大一倍,平衡向生成NH3的方向移动。
5.在恒容的密闭容器中,当改变其中一种气体物质的浓度时,必然同时引起压强改变,但判断平衡移动的方向时,心仍从浓度的影响去考虑:如
,平衡后,向容器中再通入反应物
,使 c(NO2)增大,平衡正向移动;如向容器中再通入生成物 N2O4,则使c(N2O4)增大,平衡逆向移动。但由于两种情况下,容器内的压强都增大,故对最终平衡状态的影响是一致的,如两种情况下,重新达到平衡后,NO2的百分含量都比原平衡时要小
绿色化学:
1.定义绿色化学是一门研究运用现代科学技术的原理和方法来减少或消除化学产品的设计、生产和应用中有害物质的使用与产生,使所研究开发的化学产品和过程对环境更加友好的学科。
2.绿色化学的基本原则
(1)防治污染的产生优于治理产生的污染;
(2)原子经济性(设计的合成方法应将反应过程中所用的材料,尽可能全部转化到最终产品中)即原子的利用率达到100%。
(3)应考虑到能源消耗对环境和经济的影响,并应尽量少地使用能源(在常温、常压下进行)。