【摘要】物質的分類與離子反應都是高考熱點,其中離子方程式書寫,不僅可以表示一定物質間的某個反應,而且可以表示所有同一類型的離子反應。除遵循“寫、拆、刪、查”之步驟外,還應關注物質的分類對離子方程式書寫的貢獻。
【關鍵詞】物質分類 離子反應 離子方程式 書寫規則
【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2016)04-0160-01
關于離子方程式書寫,在人教版教材中明確指出:把易溶于水易電離的物質改成離子形式,把難溶的物質、氣體和水等仍用化學式表示。其實拆分中涉及的易溶于水、易電離的物質與物質的分類、物質溶解性等知識密切相關,高中化學必修一(人教版)教材的第二章把物質分類的教學內容安排在離子反應之前,起到了知識儲備的作用。基于所述拆分原則,從物質的分類角度去理解易溶于水且易電離的物質的類別十分必要。
一、物質的分類
對被研究的化學物質進行分類,分類標準不同結果也不同。根據組成物質的成分是否單一分為混合物和純凈物。純凈物根據元素組成分為單質和化合物,單質是由一種元素組成的純凈物;化合物是由兩種或者兩種以上的元素組成的純凈物,有多種分類標準,其中以下兩種分類標準對離子方程式書寫中的拆分規則起著一定的貢獻。
(一)電解質、非電解質角度的分類
按照化合物溶于水或者融化狀態下能否導電的標準將化合物分為電解質、非電解質,其中電解質指溶于水或者融化狀態下能導電的化合物,它包含酸、堿、鹽、水、活潑金屬氧化物等化合物;化合物中除電解質之外的物質就為非電解質。其實電解質所包含的物質類別本身就涉及化合物的另一種分類標準。
(二)酸、堿、鹽角度的分類
按照化合物的物質組成和性質的標準分為酸、堿、鹽、氧化物等,其中酸、堿、鹽又可進一步樹狀分類,并對離子方程式書寫規則中的拆分原則有實質貢獻。
“酸”指電離時產生的陽離子全部都是氫離子的化合物,其分類標準如下:按是否含氧元素把酸分為含氧酸(如H2SO4、)、無氧酸(如H2S);按一個分子能電離提供的氫離子數目把酸分為一元酸(如HCl)、二元酸(如H2CO3)、多元酸(如H3PO4);按在水中的電離程度的大小把酸分為強酸(如HClO4)、中強酸(如H2SO3)、弱酸(如HClO);按溶解性把酸分為可溶性酸、難溶性酸(如硅酸)。
“堿”指電離時產生的陰離子全部都是氫氧根離子的化合物,其分類標準如下:按強弱把堿分為強堿(如KOH) 、弱堿(如NH3·H2O);按溶解性把堿分為可溶性堿(如NaOH)、難溶性堿(如Cu(OH)2);按提供OH- 的數目把堿分為一元堿(如KOH)、二元堿(如Ba(OH)2)。
“鹽”指電離時能產生金屬陽離子(包含銨離子)和酸根陰離子的化合物,其分類標準如下:根據組成把鹽分為正鹽(如K2SO4)、酸式鹽(如NaHSO3)、堿式鹽(如Cu(OH)2CO3)、復鹽(如KAl(SO4)2);按是否可溶于水把鹽分為可溶性鹽(如鈉鹽)、難溶性鹽(如BaSO4);按陰、陽離子的名稱把鹽分為如鉀鹽、鈉鹽、硫酸鹽、碳酸鹽等;按組成鹽的酸、堿的強弱把鹽分為強酸強堿鹽(如KCl)、強酸弱堿鹽(如AlCl3)、弱酸強堿鹽(如Na2CO3)、 弱酸弱堿鹽(如CH3COONH4)。
二、易溶于水、易電離的物質的類別
首先,“易電離”是指電解質完全電離,故物質必然為強電解質,其次物質易溶于水。滿足以上兩個條件的物質即為離子方程式書寫中要求拆分為離子形式的物質,所以弄清楚什么是強電解質、強電解質包括哪些物質類別、強電解質的溶解性等知識點才是書寫離子方程式時拆分原則的關鍵所在。
根據物質分類,電解質溶于水完全電離的物質為強電解質,它包括強酸、強堿、大部分鹽、活潑金屬氧化物等。那么在離子方程式書寫時能拆分為離子形式的物質其實就是針對強酸、強堿和可溶性鹽而言,所以結合物質的分類把這些物質歸納到位,水溶液中進行的離子反應的“拆分”步驟就水到渠成。
三、離子方程式書寫中的正確拆分
(一)把強酸、強堿、易溶于水的鹽按照電離規則拆分為對應的離子形式
常見的強酸包括H2SO4、HNO3、HClO4、HI、HBr、HCl等;常見的強堿包括NaOH、KOH、Ba(OH)2等;涉及溶于水的鹽需要記住鹽的常見溶解性規則:如鉀鹽、鈉鹽、硝酸鹽、銨鹽均易溶于水,硫酸鹽除硫酸鋇、硫酸鉛外其他均易溶于水,鹽酸鹽除氯化銀外大多易溶于水,碳酸鹽、亞硫酸鹽、金屬硫化物等鹽溶解性相似,大多數難溶于水。
(二)其他拆分規則
1.以HCO3-為代表的弱酸酸式根不能拆分,這里所涉及的“酸式根陰離子”就與酸的分類的知識相關,即只有二元酸及多元酸才會涉及酸式根的問題,常見還有弱酸酸式根主要是HS-、HSO32-、HPO42-、H2PO4-等。
2.微溶物(如Ca(OH)2)在生成物中一律不拆,在反應物中處于澄清狀態拆為對應離子形式,處于渾濁狀態就不拆了,仍寫化學式。正確書寫離子方程式除能正確拆分外,還應注意反應物的用量、反應條件、離子的配比、尊重反應實事等其他因素。
(三)結合物質分類進行離子方程式書寫舉例
例1:小蘇打與醋酸溶液的反應
小蘇打是碳酸氫鈉的俗稱,它屬于鈉鹽且易溶于水,滿足拆分原則,又屬于碳酸的酸式鹽,其碳酸氫根又是弱酸酸式根,故碳酸氫根就不能拆了;第二,醋酸是弱酸,不能拆分,只能寫化學式。最后按照規則及其書寫步驟寫出的該反應的離子方程式為:HCO3-+CH3COOH=CH3COO-+H2O+CO2↑。
例2:向氯化銅溶液中滴入少量氨水的反應
該反應的化學方程式為:CuCl2+2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4Cl, CuCl2、NH4Cl屬于強電解質,是易溶于水的鹽,可以拆分為對應離子形式;NH3·H2O屬于弱電解質,Cu(OH)2是難溶物,二者都不能拆分。故該反應的離子方程式為:Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+
綜上所述,理解物質分類,特別是易溶于水、易電離的強電解質的物質類別,對離子方程式書寫或者改寫至為關鍵。
參考文獻:
[1]齊紅濤等.物質的分類相關概念及其教學分析[J].化學教育,2012.
[2]黃開地.淺議離子方程式的書寫[J].課程教育研究,2013.
作者簡介:
譚曉兵(1975-),男,漢族,四川廣安人,大學本科,中學一級,研究方向:中學化學教學。endprint