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4.3 离子反应在生活中的应用

离子反应及其离子方程式 · 高一
先确认一下:这一关能不能学
先会这个
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 利用离子互换、氧化还原等原理,解决除杂、鉴别、制备及环保等实际问题的化学应用。

从哪来 本知识点建立在 4.3 除杂题 和 4.2 鉴别题 的解题逻辑之上,并需结合 3.1 溶液、胶体、浊液的本质区别 理解物质分散状态对反应的影响。

为什么 生活中许多现象(如硬水软化、电池充电、金属腐蚀)本质都是微观粒子的相互作用。宏观现象是果,离子反应是因。掌握离子反应,能透过现象看本质,用最小的试剂用量、最环保的方式解决实际问题,体现化学的实用价值。

生活实例法
从“水垢去除”入手。 *
适合:对抽象概念感到困难,喜欢联系生活实际的学生。 * 内容:展示水壶里的白色水垢(主要成分CaCO₃、Mg(OH)₂),提问:为什么醋能除垢?引导学生写出 CH₃COOH 与 CaCO₃ 的反应,拆解出 Ca²⁺ + 2CH₃COO⁻ + CO₂↑ + H₂O。强调“强酸制弱酸”原理在生活清洁中的应用。
工业流程法
从“海水提镁”入手。 *
适合:逻辑性强,喜欢系统性知识构建的学生。 * 内容:展示海水→Mg(OH)₂沉淀→MgCl₂溶液→无水MgCl₂→Mg的流程。重点分析第一步:为什么加石灰乳而不是NaOH?(成本与来源)。第二步:为什么用盐酸溶解?(引入Cl⁻,避免引入新杂质)。通过工业视角强化“除杂”和“转化”的离子反应逻辑。
环保治理法
从“废水中重金属离子去除”入手。 *
适合:关注社会热点,具有社会责任感的理科生。 * 内容:展示含Cu²⁺、Hg²⁺的工业废水。提问:如何使其无害化?引入沉淀法(加S²⁻生成极难溶硫化物)或置换法(加Fe置换出Cu)。讨论离子浓度降低到多少才达标,连接“溶解度”与“离子共存”概念,体现化学在环境保护中的核心地位。
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练一道
基础题
某工厂废水中含有大量的Fe³⁺,现需将其转化为Fe(OH)₃沉淀除去。请写出加入NaOH溶液时的离子方程式,并说明为什么不能直接加入过量NaOH后再过滤(假设后续需回收铁元素)。
变式
实验室制取Fe(OH)₂时,为减少氧化,常采用长滴管插入液面下操作。请从离子反应角度解释: (1) 为什么新配制的FeSO₄溶液要加少量铁粉? (2) 为什么NaOH溶液要煮沸后使用?
试试手自己判
检测题
某溶液可能含有Na⁺、K⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、SO₄²⁻、CO₃²⁻。取少量溶液,加入过量BaCl₂溶液,产生白色沉淀,过滤后向沉淀中加入稀盐酸,沉淀部分溶解并产生无色无味气体。向滤液中滴加AgNO₃溶液,产生白色沉淀。 问:原溶液中一定存在的离子是?一定不存在的离子是?
看答案和判分标准
答案:一定存在:Ba²⁺、CO₃²⁻、SO₄²⁻(注:此处需修正逻辑,若原溶液含Ba²⁺和SO₄²⁻/CO₃²⁻则不能共存。重新审视题目逻辑:加入BaCl₂产生沉淀,说明原溶液含SO₄²⁻或CO₃²⁻。沉淀部分溶解,说明既有BaSO₄又有BaCO₃。因此原溶液一定含SO₄²⁻和CO₃²⁻。由于CO₃²⁻存在,Mg²⁺、Ba²⁺一定不存在(因会形成沉淀)。滤液加AgNO₃产生白色沉淀,该沉淀为AgCl,但Cl⁻来自加入的BaCl₂,故无法判断原溶液是否含Cl⁻,也无法判断Na⁺、K⁺、NH₄⁺。 修正后的标准答案: 一定存在:SO₄²⁻、CO₃²⁻。 一定不存在:Mg²⁺、Ba²⁺。 (注:Na⁺、K⁺、NH₄⁺可能存在,需电荷守恒判断,但题目未给定量,故无法确定。若题目隐含电中性,则至少有一种阳离子存在。)
判对标准:
1. 准确指出SO₄²⁻和CO₃²⁻一定存在(2分)。
2. 准确指出Mg²⁺和Ba²⁺一定不存在(2分)。
3. 能解释“沉淀部分溶解”意味着两种沉淀共存(1分)。
4. 能指出Cl⁻是外加试剂引入的,不能作为原溶液存在的证据(1分)。
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