【摘 要】縱觀近幾年高考化學試題,每套試卷都會有一道關于離子方程式或離子共存的選擇題,那么,如何來做這樣的一道看似簡單但是陷阱密布的題呢?對于高中化學課程安排,會涉及氧化還原反應、復分解反應等,這就需要學生自己去學習如何反應產物。
【關鍵詞】離子反應 離子共存 高考化學
【中圖分類號】G632 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2013)20-0137-01
一 案例
題源:2013年高考理綜 全國新課標II卷
題文:能正確表示下列反應的離子方程式是( )
A.濃鹽酸與鐵屑反應:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
B.鈉與CuSO4溶液反應:2Na+Cu2+=Cu↓+2Na+
C.NaHCO3溶液與稀H2SO4反應:CO32-+2H+=H2O+CO2↑
D.向FeCl3溶液中加入Mg(OH)2∶3Mg(OH)2+2Fe3+=2Fe(OH)3+3Mg2+
答案:D。
解析:A.由于濃鹽酸沒有強氧化性或還原性,所以反應只能成Fe2+;B.由于Na具有較強的金屬性,所以Na會先與CuSO4的水反應;C.NaHCO3與H2SO4是H CO32-+H+=H2O+CO2↑;D.發生復分解反應。
二 離子之間發生的四種不同類型的反應
根據離子共存原則:不出現沉淀、不出現氣體、不出現顏色。實質就是,離子之間不發生任何反應。具體的分析如下:
離子之間發生四種不同類型的反應,如果溶液中的離子能發生這四種中的一種或幾種,則離子不共存。
1.復分解反應
第一,有氣體產生。由于現階段高中教材中指出的反應中能產生氣體的大部分是含氧酸根與一些揮發性的酸根,如CO32-、HCO3-、S2-、HS-、SO32-等,它們與H+反應能生成氣體。
第二,有沉淀生成。根據教材附錄,根據陽離子與陰離子是否共存就可以做出判斷,凡是有沉淀生成(包括微溶)則離子都不能大量共存。
例如:Ba2++CO32-=BaCO3↓、Ca2++SO42-=CaSO4↓(微溶)等。
大多數的金屬陽離子不與OH-共存,其原因是金屬陽離子與OH-反應生成沉淀,例如:Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓,Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓等。
第三,有弱電解質生成。弱酸酸根、堿式酸根大多是不能與H+共存,因為這些離子會結合H+生成弱電解質。
例如:OH-+H+=H2O、CH3COO-+H+=CH3COOH等。
一些酸式弱酸根及NH4+不能與OH-大量共存是因為HCO3-+OH-=CO32-+H2O、HPO42-+OH-=PO43-+H2O、NH4++OH-=NH3·H2O等生成弱電解質。
第四,一些容易發生水解的離子,在溶液中的存在是有條件的。
在分析離子反應的過程中,主要看容易發生水解的離子,他們存在的條件,因為H+和OH-可能抑制水解,也可能促進水解,大多數弱酸根(如:CO32-、HCO3-、SO32-、H SO3-)在堿性條件中共存,大多數金屬陽離子(如:Mg2+、Al3+、Cu2+、Fe2+)在酸性條件中共存。
2.氧化還原反應
第一,一般情況,在溶液中,具有還原性的離子與具有氧化性的離子不能共存,是因為會發生氧化還原反應,例如:2I-+2Fe3+=I2+2Fe2+、2Fe3++S2-=S↓+2Fe2+。
第二,高中階段,很多離子在單獨出現時是沒有氧化性或者還原性的,而當離子中含有大量H+/OH-時,就會顯示出氧化性/還原性,例如:NO3-和I-在中性或堿性溶液中可以共存,但在有大量H+存在的情況下不能共存。
3.絡合反應
高中階段學習到的最重要的生成絡合離子就是Fe2+、Fe3+與SCN-不能大量共存,Fe3++SCN- [Fe(SCN)]2+等因絡合反應的發生而不能大量共存。
4.“雙水解”反應
雙水解反應:能水解的陽離子與能水解的陰離子在水溶液中不能大量共存。
例如:Al3+和HCO3-,Al3+和CO32-,Al3+和S2-,Al3+和HS-,Al3+和AlO2-,Fe3+和AlO2-,Fe3+和HCO3-,Fe3+和CO32-等。
特別注意:NH4+和CO32-、NH4+和H CO3-、NH4+和CH3COO-在同一溶液中能大量共存。
三 總結歸納
第一,離子反應與離子共存,是高中階段考查學生知識掌握情況最好的一種體現,以考查教材基礎知識為主,在此基礎上進行加深和拔高,使學生能靈活運用所學知識,根據《高中課程標準》中的要求,達到融會貫通的目的。在高中階段要求掌握的離子反應規律主要是離子間互相發生反應,以及在一定條件下一些離子的特殊存在形式。“離子共存”的條件是根據離子之間的相互關系、化學性質等進行樹立從而得到結果。
第二,離子反應,離子共存最重要的是要審清題目:(1)一定要看清楚溶液中是酸性溶液(H+)還是堿性溶液(OH-),因為根據酸堿性的不同,離子所表現出的性質不同;(2)離子共存中,有些離子含有顏色,如:MnO4-紫紅色,Fe3+棕黃色,Fe2+淺綠色,Cu2+淺藍色;(3)注意題目中的條件:“一定共存”、“可能共存”、“不能共存”的要求;(4)注意尋找題目中隱含的信息,排除干擾信息,克服其他因素失分。
〔責任編輯:李爽〕