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【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)07-0184-02
离子方程式是离子反应的具体体现,不但能揭示离子反应的本质,还能表示同一类的反应。它是中学化学教学的重点之一,它涉及到较多的化学基本概念、化学基本规律以及物质的性质。离子方程式的书写及其正误的判断,也是连年高考出现的热点试题。2012年福建省高考化学考试说明明确指出:理解离子反应的概念及能正确书写离子方程式并能进行有关计算。根据多年来的教学经验,本人认为要正确书写好离子方程式应注意以下几方面内容:
一、熟记相关内容
1.熟记必须用化学式表示的物质范围
(1)单质:Fe、Cu、Zn、Cl2、I2、Br2、H2等
(2)氧化物:MgO、Na2O、CO2、SO3、SiO2等
(3)难溶物:CaCO3、BaSO4、Al(OH)3、H2SiO3等
(4)中强电解质:H2SO3、Mg(OH)2、H3PO4等
(5)弱电解质:弱酸、弱碱、水等
(6)非电解质:乙醇、蔗糖、四氯化碳、二氧化碳、三氧化硫等
(7)气体:HCl(g)、NH3、CO2、CO、CH4、SO2等
以上几类物质,在书写离子方程式时统一规定用相应化学式表示。
2.熟记常见电解质的水溶性
难溶物要写分子式(或化学式),要正确书写离子方程式,必须让学生掌握常见电解质的溶解性。为了帮助记忆,编写了如下口诀:
钾钠铵盐都可溶,硝盐遇水影无踪。
盐酸难溶银亚汞,硫酸难溶钡和铅。
碱中易溶钾钠钡,酸中难溶是硅酸。
以上口诀,可结合每册教材的附录Ⅰ进行说明、解释之。
3.熟记常见酸碱的强弱
强酸、强碱:HCl、H2SO4、HNO3、HClO4、HBr、HI、KOH、NaOH、Ba(OH)2等
弱酸、弱碱:HCOOH、H2S、CH3COOH、H2CO3、HF、HCN、NH3·H2O等
弱酸、弱碱在水溶液中是属于难电离的物质,通常情况只有少部分发生电离,因此规定此类物质在离子方程式中统一只用化学式表示它们;而强酸、强碱在水溶液中是完全电离的,一般用离子符号表示。
二、特殊处理原则
1.固体离子反应的处理原则
并非所有离子反应均可写离子方程式,只有在溶液中发生的离子反应才可以用离子方程式表示。例如:实验室制氨气是离子反应,但因为是固体反应,故不写离子方程式。
2.微溶物处理原则
反应物中的微溶物处于全溶时通常写离子符号,处于浑浊状态时写化学式。生成物中的微溶物一律写化学式。例如:澄清的石灰水,通常拆成Ca2+和OH-,石灰乳通常只用化学式表示之。常见的微溶物有:Ca(OH)2、PbCl2、CaSO4、Ag2SO4等。
3.对浓酸的处理原则
浓硫酸参加反应时,写分子式;浓硝酸、浓盐酸参加反应时,写离子符号。这是因为硫酸浓度高达98%,几乎没有电离,故以分子式表示;而硝酸最浓时约60%,HCl最浓时才37%,几乎全部电离,故以离子符号表示。
4.对氨的处理原则
氨水作为反应物一般写成NH3·H2O;作为生成物,若有加热条件或浓度很大,可写成NH3(标“↑”),否则一般写成NH3·H2O。
例如:浓度较小的氯化铵溶液与稀的氢氧化钠溶液反应。由于氨极溶于水,没有氨气逸出,所以该反应中的产物应写成NH3·H2O,而不能写成NH3,但倘若对上述反应进行加热,由于氨易挥发,此时产物应当写成NH3。
三、“八看”判断离子方程式的正误
怎样才能迅速正确判断离子方程式的正误呢?在高考中此知识点通常出现在选择题,我们可以从下面“八看”着手:
⒈看是否符合反应的客观事实
如:铁与稀硫酸反应
误:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
分析:铁与非氧化性酸反应一般生成亚铁离子,故写成Fe3+是错误的,应写成Fe2+。
正确:Fe+2H+=Fe2++H2↑
⒉看反应前后电荷是否守衡
如:铁与FeCl3溶液反应
误:Fe+Fe3+=2Fe2+
分析:在离子方程式中应遵循电荷守衡的规律,该反应式两边的电荷不守衡。
正确:Fe+2Fe3+=3Fe2+
⒊看离子间是否符合组成比
如:往稀硫酸溶液中加入氢氧化钡溶液
误:Ba2++OH-+SO■■+H+=BaSO4↓+H2O
分析:在Ba(OH)2溶液中OH-与Ba2+的物质的量之比为2:1,在稀H2SO4溶液中H+与SO■■的物质的量之比为2:1,因此1摩尔的Ba2+与1摩尔的SO■■反应生成的BaSO4沉淀的同时,有2摩尔的OH-与2摩尔的H+反应生成2摩尔的水,所以上述的离子方程式中Ba2+与OH-和SO■■与H+应符合组成比。
正确:Ba2++2OH-+SO■■+2H+=BaSO4↓+2H2O
⒋看是否正确使用符号
存在平衡状态的离子方程式,一般用“?葑”,不用“=”;如果是多元弱酸的正盐,其酸根的水解方程式还要分步写。
如:Na2CO3水解的离子方程式
误:CO■■+H2O = H2CO3+2OH-
分析:Na2CO3的水解存在平衡,故用“?葑”而不用“=”,CO■■又是二元弱酸正盐的酸根离子,故应分步书写。 正确:CO■■+H2O?葑HCO3-+OH-(主要水解);HCO3-+H2O H2CO3+OH-
⒌看氧化还原反应中得失电子总数是否相等
如:铝与稀硫酸溶液的反应
误:Al+2H+=Al3++H2↑
分析:Al失去的电子总数与得到的电子总数不相等。
正确:2Al+6H+=2Al3++3H2↑
⒍看是否混淆用化学式和离子符号表示物质
如:甲酸溶液中加入小苏打溶液
误:H++HCO3-=CO2↑+H2O
分析:甲酸是弱酸,在离子方程式中应当以化学式表示,不用离子符号。
正确:HCOOH+HCO3-=HCOO-+CO2↑+H2O
⒎看多元酸或酸式盐与碱反应时,二者量的关系是否正确
如:碳酸氢钙溶液中加入过量NaOH溶液
误:Ca2++HCO3-+OH-=CaCO3↓+H2O
分析:碳酸氢钙溶液中Ca2+与HCO3-的物质的量之比为1:2,如果是加入过量NaOH溶液,则应是HCO3-与OH-完全反应全部转化为CO■■和H2O,其中只有一半的CO■■与Ca2+结合生成CaCO3沉淀。
正确:Ca2++2HCO3-+2OH-=CaCO3↓+CO■■+2H2O
过量碳酸氢钙溶液中加入NaOH溶液
误:Ca2++2HCO3-+2OH-=CaCO3↓+CO■■+2H2O
分析:碳酸氢钙溶液过量时,溶液中不可能有CO■■,所有的CO■■与Ca2+结合生成CaCO3沉淀。
正确:Ca2++HCO3-+OH-=CaCO3↓+H2O
⒏看滴加试剂的顺序是否符合反应的实际。若滴加试剂的顺序不同,离子方程式有时也不同。
如:在NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液
误:Al3++3OH-=Al(OH)3↓
分析:在NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液,首先是NaOH过量,因此应Al3+与OH-结合生成AlO2-;然后生成AlO2-再与过量的Al3+反应生成Al(OH)3 沉淀。所以过程中所观察到现象是:加入AlCl3溶液先生成白色沉淀,振荡后沉淀消失;而后加入AlCl3溶液生成白色沉淀振荡不溶解。
正确:首先是Al3++4OH-=AlO2-+2H2O;然后是Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓
在AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液
误:Al3++4OH-=AlO2-+2H2O
分析:在AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液,首先是AlCl3过量,因此应Al3+与OH-结合生成Al(OH)3沉淀;然后生成Al(OH)3再与过量的OH-反应生成AlO2-。所以过程中所观察到现象是:加入NaOH溶液先生成白色沉淀;而后继续加入NaOH溶液生成白色沉淀经振荡后又逐渐溶解。
正确:首先是Al3++3OH-=Al(OH)3↓;然后是Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
以上是准确书写离子方程式必备的知识基础和规律,也是离子方程式正误判断的常见方法和主要依据。2012年全国各省高考都相应地考查离子方程式正误的判断和离子方程式的书写。
例如:
⒈(江苏省化学卷)第9题下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是( )
A.用KIO3氧化酸性溶液中的KI:5I-+IO3-+3H2O=3I2+6OH-
B.向NH4HCO3溶液中加过量NaOH溶液并加热:NH4++6OH-NH3↑+H2O
C.将过量二氧化硫气体入冷氨水中:SO2+NH3·H2O=HSO3-+NH4+
D.用稀硝酸洗涤试管内壁的银镜:Ag+2H++3NO3-=Ag++NO↑+H2O
⒉(海南省化学卷)第12题能正确表示下列反应的离子方程式为( )
A.碳酸氢钠溶液中滴入氢氧化钙溶液:HCO3-+OH-= CO■■+H2O
B. 二氧化硫通入次氯酸钠溶液:SO2 +ClO-+2OH-= SO■■+Cl-+H2O
C. 硫化钡加入稀硫酸:BaS+2H+= H2S↑+Ba2+
D.新制的氧化铝可溶于氢氧化钠溶液:Al2O3+2OH-=2AlO2–+H2O
⒊(四川省理综化学卷)第9 题下列离子方程式正确的是( )
A. 钠与水反应:Na+2H2O=Na++2OH-+H2↑
B. 硅酸钠溶液与醋酸溶液混合:SiO■■+2H+=H2SiO3↓
C. 0.01mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液与0.02mol·L-1Ba(OH)2溶液等体积混合:NH4++Al3++2SO■■+2Ba2++4OH-=2BaSO4↓+Al(OH)3↓+NH3·H2O
D.浓硝酸中加入过量铁粉并加热:Fe+3NO3-+6H+
Fe3++3NO2↑+3H2O
离子方程式是离子反应的具体体现,不但能揭示离子反应的本质,还能表示同一类的反应。它是中学化学教学的重点之一,它涉及到较多的化学基本概念、化学基本规律以及物质的性质。离子方程式的书写及其正误的判断,也是连年高考出现的热点试题。2012年福建省高考化学考试说明明确指出:理解离子反应的概念及能正确书写离子方程式并能进行有关计算。根据多年来的教学经验,本人认为要正确书写好离子方程式应注意以下几方面内容:
一、熟记相关内容
1.熟记必须用化学式表示的物质范围
(1)单质:Fe、Cu、Zn、Cl2、I2、Br2、H2等
(2)氧化物:MgO、Na2O、CO2、SO3、SiO2等
(3)难溶物:CaCO3、BaSO4、Al(OH)3、H2SiO3等
(4)中强电解质:H2SO3、Mg(OH)2、H3PO4等
(5)弱电解质:弱酸、弱碱、水等
(6)非电解质:乙醇、蔗糖、四氯化碳、二氧化碳、三氧化硫等
(7)气体:HCl(g)、NH3、CO2、CO、CH4、SO2等
以上几类物质,在书写离子方程式时统一规定用相应化学式表示。
2.熟记常见电解质的水溶性
难溶物要写分子式(或化学式),要正确书写离子方程式,必须让学生掌握常见电解质的溶解性。为了帮助记忆,编写了如下口诀:
钾钠铵盐都可溶,硝盐遇水影无踪。
盐酸难溶银亚汞,硫酸难溶钡和铅。
碱中易溶钾钠钡,酸中难溶是硅酸。
以上口诀,可结合每册教材的附录Ⅰ进行说明、解释之。
3.熟记常见酸碱的强弱
强酸、强碱:HCl、H2SO4、HNO3、HClO4、HBr、HI、KOH、NaOH、Ba(OH)2等
弱酸、弱碱:HCOOH、H2S、CH3COOH、H2CO3、HF、HCN、NH3·H2O等
弱酸、弱碱在水溶液中是属于难电离的物质,通常情况只有少部分发生电离,因此规定此类物质在离子方程式中统一只用化学式表示它们;而强酸、强碱在水溶液中是完全电离的,一般用离子符号表示。
二、特殊处理原则
1.固体离子反应的处理原则
并非所有离子反应均可写离子方程式,只有在溶液中发生的离子反应才可以用离子方程式表示。例如:实验室制氨气是离子反应,但因为是固体反应,故不写离子方程式。
2.微溶物处理原则
反应物中的微溶物处于全溶时通常写离子符号,处于浑浊状态时写化学式。生成物中的微溶物一律写化学式。例如:澄清的石灰水,通常拆成Ca2+和OH-,石灰乳通常只用化学式表示之。常见的微溶物有:Ca(OH)2、PbCl2、CaSO4、Ag2SO4等。
3.对浓酸的处理原则
浓硫酸参加反应时,写分子式;浓硝酸、浓盐酸参加反应时,写离子符号。这是因为硫酸浓度高达98%,几乎没有电离,故以分子式表示;而硝酸最浓时约60%,HCl最浓时才37%,几乎全部电离,故以离子符号表示。
4.对氨的处理原则
氨水作为反应物一般写成NH3·H2O;作为生成物,若有加热条件或浓度很大,可写成NH3(标“↑”),否则一般写成NH3·H2O。
例如:浓度较小的氯化铵溶液与稀的氢氧化钠溶液反应。由于氨极溶于水,没有氨气逸出,所以该反应中的产物应写成NH3·H2O,而不能写成NH3,但倘若对上述反应进行加热,由于氨易挥发,此时产物应当写成NH3。
三、“八看”判断离子方程式的正误
怎样才能迅速正确判断离子方程式的正误呢?在高考中此知识点通常出现在选择题,我们可以从下面“八看”着手:
⒈看是否符合反应的客观事实
如:铁与稀硫酸反应
误:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
分析:铁与非氧化性酸反应一般生成亚铁离子,故写成Fe3+是错误的,应写成Fe2+。
正确:Fe+2H+=Fe2++H2↑
⒉看反应前后电荷是否守衡
如:铁与FeCl3溶液反应
误:Fe+Fe3+=2Fe2+
分析:在离子方程式中应遵循电荷守衡的规律,该反应式两边的电荷不守衡。
正确:Fe+2Fe3+=3Fe2+
⒊看离子间是否符合组成比
如:往稀硫酸溶液中加入氢氧化钡溶液
误:Ba2++OH-+SO■■+H+=BaSO4↓+H2O
分析:在Ba(OH)2溶液中OH-与Ba2+的物质的量之比为2:1,在稀H2SO4溶液中H+与SO■■的物质的量之比为2:1,因此1摩尔的Ba2+与1摩尔的SO■■反应生成的BaSO4沉淀的同时,有2摩尔的OH-与2摩尔的H+反应生成2摩尔的水,所以上述的离子方程式中Ba2+与OH-和SO■■与H+应符合组成比。
正确:Ba2++2OH-+SO■■+2H+=BaSO4↓+2H2O
⒋看是否正确使用符号
存在平衡状态的离子方程式,一般用“?葑”,不用“=”;如果是多元弱酸的正盐,其酸根的水解方程式还要分步写。
如:Na2CO3水解的离子方程式
误:CO■■+H2O = H2CO3+2OH-
分析:Na2CO3的水解存在平衡,故用“?葑”而不用“=”,CO■■又是二元弱酸正盐的酸根离子,故应分步书写。 正确:CO■■+H2O?葑HCO3-+OH-(主要水解);HCO3-+H2O H2CO3+OH-
⒌看氧化还原反应中得失电子总数是否相等
如:铝与稀硫酸溶液的反应
误:Al+2H+=Al3++H2↑
分析:Al失去的电子总数与得到的电子总数不相等。
正确:2Al+6H+=2Al3++3H2↑
⒍看是否混淆用化学式和离子符号表示物质
如:甲酸溶液中加入小苏打溶液
误:H++HCO3-=CO2↑+H2O
分析:甲酸是弱酸,在离子方程式中应当以化学式表示,不用离子符号。
正确:HCOOH+HCO3-=HCOO-+CO2↑+H2O
⒎看多元酸或酸式盐与碱反应时,二者量的关系是否正确
如:碳酸氢钙溶液中加入过量NaOH溶液
误:Ca2++HCO3-+OH-=CaCO3↓+H2O
分析:碳酸氢钙溶液中Ca2+与HCO3-的物质的量之比为1:2,如果是加入过量NaOH溶液,则应是HCO3-与OH-完全反应全部转化为CO■■和H2O,其中只有一半的CO■■与Ca2+结合生成CaCO3沉淀。
正确:Ca2++2HCO3-+2OH-=CaCO3↓+CO■■+2H2O
过量碳酸氢钙溶液中加入NaOH溶液
误:Ca2++2HCO3-+2OH-=CaCO3↓+CO■■+2H2O
分析:碳酸氢钙溶液过量时,溶液中不可能有CO■■,所有的CO■■与Ca2+结合生成CaCO3沉淀。
正确:Ca2++HCO3-+OH-=CaCO3↓+H2O
⒏看滴加试剂的顺序是否符合反应的实际。若滴加试剂的顺序不同,离子方程式有时也不同。
如:在NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液
误:Al3++3OH-=Al(OH)3↓
分析:在NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液,首先是NaOH过量,因此应Al3+与OH-结合生成AlO2-;然后生成AlO2-再与过量的Al3+反应生成Al(OH)3 沉淀。所以过程中所观察到现象是:加入AlCl3溶液先生成白色沉淀,振荡后沉淀消失;而后加入AlCl3溶液生成白色沉淀振荡不溶解。
正确:首先是Al3++4OH-=AlO2-+2H2O;然后是Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓
在AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液
误:Al3++4OH-=AlO2-+2H2O
分析:在AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液,首先是AlCl3过量,因此应Al3+与OH-结合生成Al(OH)3沉淀;然后生成Al(OH)3再与过量的OH-反应生成AlO2-。所以过程中所观察到现象是:加入NaOH溶液先生成白色沉淀;而后继续加入NaOH溶液生成白色沉淀经振荡后又逐渐溶解。
正确:首先是Al3++3OH-=Al(OH)3↓;然后是Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
以上是准确书写离子方程式必备的知识基础和规律,也是离子方程式正误判断的常见方法和主要依据。2012年全国各省高考都相应地考查离子方程式正误的判断和离子方程式的书写。
例如:
⒈(江苏省化学卷)第9题下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是( )
A.用KIO3氧化酸性溶液中的KI:5I-+IO3-+3H2O=3I2+6OH-
B.向NH4HCO3溶液中加过量NaOH溶液并加热:NH4++6OH-NH3↑+H2O
C.将过量二氧化硫气体入冷氨水中:SO2+NH3·H2O=HSO3-+NH4+
D.用稀硝酸洗涤试管内壁的银镜:Ag+2H++3NO3-=Ag++NO↑+H2O
⒉(海南省化学卷)第12题能正确表示下列反应的离子方程式为( )
A.碳酸氢钠溶液中滴入氢氧化钙溶液:HCO3-+OH-= CO■■+H2O
B. 二氧化硫通入次氯酸钠溶液:SO2 +ClO-+2OH-= SO■■+Cl-+H2O
C. 硫化钡加入稀硫酸:BaS+2H+= H2S↑+Ba2+
D.新制的氧化铝可溶于氢氧化钠溶液:Al2O3+2OH-=2AlO2–+H2O
⒊(四川省理综化学卷)第9 题下列离子方程式正确的是( )
A. 钠与水反应:Na+2H2O=Na++2OH-+H2↑
B. 硅酸钠溶液与醋酸溶液混合:SiO■■+2H+=H2SiO3↓
C. 0.01mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液与0.02mol·L-1Ba(OH)2溶液等体积混合:NH4++Al3++2SO■■+2Ba2++4OH-=2BaSO4↓+Al(OH)3↓+NH3·H2O
D.浓硝酸中加入过量铁粉并加热:Fe+3NO3-+6H+
Fe3++3NO2↑+3H2O