直接法書寫與量有關(guān)的離子方程式

董 順

摘要：離子間有競爭的反應，方程式往往與量有關(guān)。總結(jié)了與量有關(guān)的離子方程式書寫的一種程序化方法——直接法。介紹了直接法書寫與量有關(guān)的離子方程式的一般步驟及其應用案例。該方法書寫與量有關(guān)的離子方程式模式固定，易于操作，準確度高。

關(guān)鍵詞：直接法；與量有關(guān)；離子方程式書寫；中學化學教學

文章編號：1005–6629（2016）7–0079–03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

1 由一道高考試題說起

例1 （2009全國Ⅱ）含有a mol FeBr2的溶液中，通入x mol Cl2。下列各項為通Cl2過程中，溶液內(nèi)發(fā)生反應的離子方程式，其中不正確的是

A. x=0.4a，2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl

B. x=0.6a，2Br-+Cl2=Br2+2Cl

C. x=a，2Fe2++2Br-+2Cl2=Br2+2Fe3++4Cl

D. x=1.5a，2Fe2++4Br-+3Cl2=2Br2+2Fe3++6Cl-

解析：由于還原性Fe2+>Br-，應Fe2+先被氧化，容易判斷B選項不正確。

對于以上四個選項所對應的離子方程式怎樣能通過一種固定的模式快速書寫出來呢？

2 已有的與量有關(guān)的離子方程式的書寫方法

目前高中化學教材中在涉及與量有關(guān)的離子反應時，只是指出反應物相對量不同、順序不同，發(fā)生的離子反應也不同[1]，并沒有給出該類離子方程式書寫的具體方法。

而文獻中出現(xiàn)了多種書寫技巧——定1法、分段討論法、借助數(shù)軸分析法、過程分析法、根據(jù)反應類型分類討論法[2～11]等等，這里不再介紹。這些方法都有其各自的適用范圍，其中定1法的應用范圍最廣，它適用于“少量”和“過量”兩個極端時的方程式書寫，但對于介于二者之間的情況并不適用。

3 直接法書寫與量有關(guān)的離子方程式的嘗試

對于例1中的各選項嘗試用直接法書寫。

A選項，x=0.4a，反應物直接書寫如下：

aFe2++2aBr-+0.4aCl2

由于還原性Fe2+>Br-，0.4a mol Cl2，只能氧化0.8a mol的Fe2+，此時Br-尚未參與反應，上述反應方程式改寫為：

0.8aFe2++0Br-+0.4aCl2=0.8aFe3++0.8aCl-

即：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-

當x≤0.5a時（即Cl2少量），只氧化Fe2+，均為該方程式。

B選項，x=0.6a，反應物直接書寫如下：

aFe2++2aBr-+0.6aCl2

由于還原性Fe2+>Br-，0.6a mol Cl2，首先將a mol Fe2+完全氧化，然后再氧化0.2a mol的Br-，上述反應方程式改寫為：

aFe2++0.2aBr-+0.6aCl2=aFe3++0.1aBr2+1.2aCl-

系數(shù)同乘以10/a得：

10Fe2++2Br-+6Cl2=10Fe3++Br2+12Cl

C選項，x=a，反應物直接書寫如下：

aFe2++2aBr-+aCl2

由于還原性Fe2+>Br-，amol Cl2，首先將amol Fe2+完全氧化，然后再氧化amol的Br-，上述反應方程式改寫為：

aFe2++aBr-+aCl2=aFe3++0.5aBr2+2aCl-

系數(shù)同乘以2/a得：

2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl

D選項，x=1.5a，反應物直接書寫如下：

aFe2++2aBr-+1.5aCl2

由于還原性Fe2+>Br-，1.5a mol Cl2，首先將a mol Fe2+完全氧化，然后再氧化2a mol的Br-，上述反應改寫為：

aFe2++2aBr-+1.5aCl2=aFe3++aBr2+3aCl-

系數(shù)同乘以2/a得：

2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-

當x≥1.5a時（即Cl2過量），均為該方程式。

對于例1試題中，x取0.5a～1.5a之間的任意值均對應一個方程式。

比如，x=1.2a時，反應方程式如下：

aFe2++1.4aBr-+1.2aCl2=aFe3++0.7aBr2+2.4aCl-

即：10Fe2++14Br-+12Cl2=10Fe3++7Br2+24Cl-

4 直接法書寫與量有關(guān)的離子方程式的一般步驟及示例

4.1 一般步驟

第一步：以物質(zhì)的量為化學計量系數(shù)將反應物以離子形式（易溶于水的強電解質(zhì)）或化學式直接書寫出來，化學計量系數(shù)可以是整數(shù)或小數(shù)，也可以是含字母的代數(shù)式。

第二步：根據(jù)離子反應發(fā)生的先后順序，結(jié)合各反應物的化學計量系數(shù)，確定生成物及其化學計量系數(shù)，并把等號兩端相同的離子等量消去。

第三步：將各化學計量系數(shù)化為最簡整數(shù)比。

4.2 具體示例

4.2.1 NH4Al（SO4）2與Ba（OH）2溶液的反應

例2 （2012·重慶、四川理綜改）向10mL 0.1 mol·L-1 NH4Al（SO4）2溶液中，滴加等濃度Ba（OH）2溶液x mL。寫出下列情況下反應的離子方程式：

A. x=10時，

B. x=20時，

C. x=30時，

解析：x=10時，為NH4Al（SO4）2與Ba（OH）2等物質(zhì)的量反應：

5 結(jié)語

直接法書寫與量有關(guān)的離子方程式以離子間反應的先后順序及各離子間的定量關(guān)系為立足點，按固定的程序書寫與量有關(guān)的離子方程式，原理簡單、操作方便，更利于認識離子反應的本質(zhì)。

參考文獻：

[1]施華，王娟.華東師范大學第二附屬中學創(chuàng)新班和理科班用·化學（高中下冊）[M].上海：上海教育出版社，2012：57.

[2]董順.與量有關(guān)的離子反應方程式的書寫[J].數(shù)理化學習（高三版），2013，（4）：52.

[3]董順，高昌海.數(shù)軸在化學中的應用[J].中學化學，2014，（1）：40～42.

[4]董順. SO2與Na2S溶液反應的理論分析[J].化學教學，2012，（12）：76～77.

[5]吳海君.氧化還原反應離子方程式中的定性與定量[J].中學化學教學參考，2015，（3）：65.

[6]楊再雍，李明玉.例解“以少定一”法在定量離子反應方程式書寫中的應用[J].考試周刊，2013，（83）：141.

[7]魯名峰.與量有關(guān)的離子方程式的書寫[J].中學化學教學參考，2010，（7）：57～58.

[8]謝培軒.離子反應的定量分析[J].湖州師專學報（自然科學），1999，（6）：44～46.

[9]曾曉勇.談定量型離子反應方程式的書寫[J].理科考試研究（高中版），2001，（12）：44～45.

[10]施銀輝.定量型離子方程式的書寫歸納[J].數(shù)理化解題研究，2016，（1）：73～74.

[11]徐瓏迪.用元素消去法配平氧化還原反應方程式[J].化學教學，2015，（10）：88～90.