借用數軸法巧解與量有關的離子反應

楊衛平

摘要：在離子反應中，由于反應物之間的配比不同，進而導致產物也不同。這類與量有關的離子反應的討論題，是浙江選考化學考查的熱點、重點，也是難點，近幾次選考中都有出現。遇到這類題，大部分學生感到棘手，思緒混亂，解題時常常顧此失彼，考慮不全而丟分。數軸法是解這類試題的有效方法，可達到化繁為簡的功效。

關鍵詞：數軸法；反應物配比不同；產物也不同；離子反應

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2017）08-0119

在離子反應中，由于反應物之間的配比不同，進而導致產物也不同。這類與量有關的離子反應的討論題，是浙江選考化學考查的熱點、重點，也是難點，近幾次選考中都有出現。這類試題可以設計成判斷離子方程式正誤，定量計算，定量書寫方程式，求解范圍等題型。遇到這類題，大部分學生感到棘手，思緒混亂，解題時常常顧此失彼，考慮不全而丟分。

數軸法是解這類試題的有效方法，可達到化繁為簡的功效。

數軸法可以概括為“三定一畫一討論”，其具體步驟如下：1. 定反應：判斷出所有可能發生的反應。2. 定先后：反應先后應遵循這樣的順序：氧化還原先于非氧化還原；中和反應先于其他復分解反應；反應物的性質（氧化還原性或酸堿性）越強，越先反應；生成物的性質（氧化還原性或酸堿性）越弱，越先生成；越難溶的產物，越先生成。3. 定分界點：每一步反應恰好結束時，反應物的物質的量的關系即為分界點。一畫是畫數軸：取水平軸表示反應物的物質的量或其比值，并在數軸上標出分界點與對應的關鍵產物。一討論是判斷結果：根據“點上唯一，相鄰同現，互不交叉”原則，對反應結果進行判斷。下面，我們就以例題形式來進行說明。

類型一 非氧化還原反應

例1 （2016年4月浙江選考）

向a mol NaOH 溶液中通入b mol CO2氣體，下列說法中不正確的是（ ）。

A. 當a>2b時，發生的離子反應為：2OH-+CO2 === CO32-+H2O

B. 當a

C. 當2a=3b時，發生的離子反應為：3OH-+2CO2 === CO32-+HCO3-+H2O

D. 當0.5a

解析 因CO2 與NaOH的配比不同，則發生如下兩種反應，即

CO2+2NaOH === Na2CO3+H2O；CO2+NaOH === NaHCO3

眾所周知，我們在做實驗時，通常是將 CO2 氣體通入 NaOH 溶液中，由此，在判斷產物時，我們通常習慣于依據式子■來推測產物。由上述兩種反應可知，

當■=■時，產物僅為Na2CO3；當■=1時，產物僅為NaHCO3；

則可畫出一數軸來表示■，如下：

由該數軸可知，

當0<■<■時，溶質為NaOH和Na2CO3；當■<■<1時，溶質為Na2CO3和NaHCO3；當1<■時，溶質為NaHCO3；

選項A，當a>2b時，可轉化為：■=■<■，可知溶質為NaOH和Na2CO3，則發生的離子反應為：2OH-+CO2 === CO32-+H2O，選項A正確。

選項B，當a1，可知溶質為NaHCO3，則發生的離子反應為：OH-+CO2 === HCO3-，選項B正確。

選項C，當2a=3b時，可轉化為：■<■=■=■<1，可知溶質為Na2CO3和NaHCO3，則發生的離子反應為：3OH-+2CO2 === CO32-+HCO3-+H2O，選項C正確。

選項D，當0.5a

答案選D。

說明 依據數軸上“點上唯一，相鄰同現，互不交叉”原則來判斷產物。即可判斷選項A和選項B都正確，選項C依據相鄰同現，兩種反應情況都發生，由比例則判斷正確。

變式1 現在向含a mol Ba（OH）2 和 a mol NaOH的混合液中通入b mol CO2，下列說法不正確的是（ ）。

A. 當a=b時，發生反應的離子方程式為Ba2++2OH-+CO2 === BaCO3↓+H2O

B. 當3a≤b時，發生反應的離子方程式為OH-+CO2 === HCO3-

C. 當2a=b時，發生反應的離子方程式為Ba2++3OH-+2CO2 === BaCO3↓+H2O+HCO3-

D. 當2a

解析 對于該題中的反應，必須抓住一個關鍵原則，即“依據越難溶的電解質越先生成，可溶物之間的反應先于難溶物的反應”。該題中發生反應的先后順序如下：

① Ba（OH）2+CO2 === BaCO3↓+H2O

② 2NaOH+CO2 === Na2CO3+H2O

③ CO2+H2O+Na2CO3 === 2NaHCO3

④ CO2+H2O+BaCO3 === Ba（HCO3）2

（上接第119頁）

根據上述反應順序，可用一數軸來表示n（CO2），如下：

選項A，結合數軸圖示，可知僅發生反應①，選項A正確。

選項B，結合數軸圖示，可知反應①②③④都完全發生，選項B正確。

選項C，結合數軸圖示，可知反應①②③恰好完全發生，選項C正確。

選項D，結合數軸圖示，可知經過反應①②③，CO2余下的量為 （b-2a） mol，在反應④中生成的n（HCO3-）為2（b-2a）mol，在反應③中生成的n（HCO3-）為a mol，故溶液中n（HCO3-）為（2b-3a）mol，選項D錯誤。

答案選D。

說明對于該題中的反應，必須抓住一個關鍵原則，即“依據越難溶的電解質越先生成，可溶物之間的反應先于難溶物的反應”。其他可依據數軸法來分析。

類型二 氧化還原反應

例2. （2016年10月浙江選考）

已知還原性： SO32->I-向含a mol KI和a mol K2SO3 的混合液中通入b mol Cl2，充分反應后（不考慮Cl2與I2之間的反應）。下列說法中不正確的是（ ）。

A.當a≥b時，發生的離子反應為SO32-+Cl+H2O===SO42-+2H++2Cl-

B. 當5a=4b時，發生的離子反應為

4SO32-+2I-+5Cl2+4H2O ===4SO42-+I2-+8++10Cl-

C.當a≤b≤■a時，反應中轉移電子的物質的量n（e-）為a mol≤n（e-）≤3a mol

D.當a

解析，依據氧化還原反應先后順序，發生離子反應的順序如下：

①SO32-+Cl+H2O ===SO42-+2H++2Cl-

②2I-+Cl2 ===I2-+2Cl-

當Cl2 不足時，僅發生反應①；當Cl2過量時，發生的總反應為③SO32-+2I-+2Cl2+H2O ===SO42-+I2+2H++4Cl-

可用一數軸來表示n（Cl2），分界點為a和1.5a，如下：

選項A，當a≥b時，即Cl2 的量不足，僅發生反應①，選項A正確。

選項B，當5a=4b時，即b=■a=a+■a，可知Cl2 的量在兩個分界點之間，反應①和②的產物都有，且反應②中，Cl2 的量為■a，即aSO32-+aCl2+aH2O ===aSO42-+2aH++2aCl-

■aI-+■aCl2 ===■aI2+■Cl-

合并為 4SO42-+2I2-+5Cl-+4H2O===4SO42-+I2-+8++10Cl- ，選項B正確。

選項C，當a≤b≤■a時，即Cl2 的量在兩個分界點之間，并且包括兩個分界點，Cl2完全被還原，反應中轉移電子的物質的量n（e-）=2b mol，即2a mol≤n（e-）≤3a mol，故選項C不正確。

選項D，當a

答案選C。

總之，與量有關的離子反應試題，相當于過量計算與討論相結合的綜合題，對學生的要求很高，若能通過上述數軸分析，則能使思路更加清晰。

（作者單位：浙江省金華市湯溪高級中學 321000）