鄒虎林
[摘? ? ? ? ? ?要]? 在歷年高考中,離子方程式一般涉及計算題,一旦方程式出現錯誤,勢必會導致物質少量或過量問題,造成計算結果出現偏差,基于此,有必要對與量有關的離子方程式書寫技巧進行總結。基于不同條件下所發生的化學反應在量方面的規律,對與量有關的離子方程式的書寫技巧進行探討研究,以提升學生對離子方程式書寫技巧的掌握與應用。
[關? ? 鍵? ?詞]? 離子方程式;不足量;書寫技巧;錯誤
[中圖分類號]? O6-041 [文獻標志碼]? A ? [文章編號]? 2096-0603(2019)04-0182-02
離子方程式是高考化學考試中的熱點,幾乎每年的高考題目中都有所涉及。對考生來說,想拿到此類題目的分值卻并不是一件容易的事情,需要突破各種困難和問題,把握題目背后所蘊藏的數量關系,從而列出正確的方程式。而在解答相關題目過程中,如何處理好與量有關的例子方程式的書寫是解答正確題目的關鍵所在。基于此,本文以與量有關的離子方程式的書寫為例進行深入分析研究。
一、離子方程式書寫時經常出現的錯誤
(一)忽視氧化還原反應
如方程式:SO2+Ca(ClO)2+H2O=CaSO3+2HCIO實際上應寫為:2SO2+Ca2++2ClO-+2H2O=Ca?鄔+4H++2CI-+SO42-。該方程式出現錯誤的原因就在于忽視了方程式所表示的反應過程中所發生的氧化還原反應。
(二)忽視酸性、電解質的強弱
酸性、電解質強弱判斷是列離子方程式過程中重點關注的細節性內容,因為這兩方面出現問題而導致離子方程式列舉錯誤的情況也較為普遍。
例如:在書寫苯酚鈉與CO2反應時要注意酸性方面所存在的碳酸>苯酚>HCO3-的情況,將離子方程式寫為C6H5O-+CO2+H2O→C6H5OH+HCO3-,在此方程式的書寫過程中,有些學生會考慮CO2量的多少,實際上,該反應無論CO2量的多少都可以將其寫為上式。
同樣,在書寫與電解質相關的離子方程式時,也要考慮電解質的強弱問題。如有些學生在書寫醋酸與氫氧化鈉反應的離子方程式時,將其寫為H++OH-=H2O,出現此問題的原因就在于忽視了電解質——醋酸屬于弱酸的這一實際情況。實際上,該方程式的正確書寫為:CH3COOH+OH-=CH3COO-+H2O。
(三)忽視方程式兩邊的電荷數量關系
離子方程式的書寫要遵循電荷守恒的原理,即方程式兩邊的電荷數量相等。但在實際的方程式列舉過程中,有些考生會忽視這一細節,如將Cu+2Ag+=Cu2++2Ag錯誤地寫為:Cu+Ag+=Cu2++Ag。
(四)方程式兩邊系數簡化錯誤
系數簡化是方程式書寫中的基本要求,但有些考生在書寫及檢查時往往會忽略這一細節。如在書寫稀硫酸與氫氧化鋇溶液反應時的離子方程式時容易寫為:H++SO42-+Ba2++OH-=BaSO4?鄔+H2O,該方程式顯然沒有達到系數相等的標準,正確的書寫結果應為:2H++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4?鄔+2H2O。
(五)忽視方程式平衡理論
平衡是化學方程式書寫的基本要求,而這里的平衡除了離子的數量、種類以外,還包括反應的過程。而在實際的方程式書寫過程中,有些考生往往會忽視平衡理論中的一些內容,導致最終書寫的方程式出現錯誤。
如在書寫氯化銨溶于水的離子方程式過程中會將該方程式寫為:NH4++H2O=NH3·H2O+H+。而實際上應為NH4++H2O?壙NH3·H2O+H+,產生這種問題的原因在于NH4+在溶液中存在水解平衡,不能使用等號,而應使用可逆號。
(六)忽視反應條件
化學反應是在一定的條件下才能夠發生的,而在有些情況下,這些條件需要在方程式中顯示出來。在實際的離子方程式書寫過程中,一些考生往往會忽略這些條件,導致最終書寫的方程式出現明顯的錯誤。
如在書寫稀堿與銨鹽溶液反應的方程式時,容易忽略反應過程中的條件——加熱,將反應的方程式寫為NH4++OH-=NH3?邙+H2O。實際上,在沒有加熱的情況下,該反應是不會有氨氣產生的,因此,正確的方程式應為:NH4++OH-=NH3·H2O。
(七)忽視電解質的溶解屬性
在離子方程式書寫過程中要注意涉及的電解質的溶解屬性,避免由于難溶等屬性導致方程式錯誤。如在列舉碳酸鈣與鹽酸反應的離子方程式時,容易錯寫為CO32-+2H+=CO2?邙+H2O,這主要是忽視了碳酸鈣的難溶屬性。正確的書寫應為:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2?邙。
二、與量有關的離子方程式書寫的技巧
通常而言,在書寫與量有關的離子方程式時要以不足量物質為突破口,設不足量物質為1mol,然后根據化學反應原理來界定、分析和解決問題。結合近幾年高考化學考試的題目來看,由量不同引起的不同的離子反應方程式的書寫技巧主要有以下幾種。
(一)酸式鹽與堿的反應,量不同離子方程式不相同
對與量有關的離子反應來說,是以不足量的物質為基準確定參照物,不妨設不足量的物質為1mol,從而依過量物質的量的多少來書寫離子方程式。
1.強酸酸式鹽與堿反應
例如:Ba(OH)2和NaHSO4溶液的反應:(1)把少量的Ba(OH)2滴加到足量的NaHSO4溶液中;(2)把少量
的NaHSO4滴加到足量Ba(OH)2溶液中。
分析:(1)NaHSO4足量時,由于NaHSO4是強酸酸式鹽,它是完全電離,將會把可反應的離子完全反應即把Ba2+和OH-完全反應,也就是說Ba(OH)2完全反應,不妨設Ba(OH)2為1mol。即:Ba2++20H-+2H++S042-=BaSO4?鄔+2H20。
(2)NaHSO4少量時,由于NaHSO4量少,Ba(OH)2足量,這樣會把H+和SO42-完全反應,不妨設NaHSO4為1mol。
即:H++S042-+0H-+Ba2+=BaSO4?鄔+H20。
2.弱酸酸式鹽與堿的反應
例如:Ca(HCO3)2和NaOH溶液混合:(1)把少量的
Ca(HCO3)2滴加到足量NaOH溶液中;(2)把少量的NaOH滴加到足量Ca(HCO3)2溶液中。
分析:(1)NaOH足量,由于NaOH足量,這樣把可反應的Ca2+和HCO3-完全反應,不妨設Ca(HCO3)2為1mol。
即:Ca2++2HCO3-+20H-=CaCO3?鄔+CO32-+2H2O。
(2)NaOH少量,以NaOH為基準,不妨設NaOH為1mol,NaOH中的OH-完全反應OH-+HCO3-+Ca2+=CaCO3?鄔+H2O。
(二)反應順序不同,離子方程式不相同
這種類型的反應在中學化學中常見的有AICl3和NaOH、NaAO2和HCI,Na2CO3和HCI,氯水和FeBr2,CO2和NaOH,氨水和AgNO3等,這些反應的實質都與順序即量有關。
例如:Na2CO3和HCI溶液的反應:(1)向Na2CO3溶液中逐滴加入少量鹽酸;(2)向HCI溶液中逐滴加入少量Na2CO3,分別寫出其反應的離子方程式。
分析:由于Na2CO3與HCl反應的實質是
CO32-+H+=HCO3-,HCO3-+H+=CO2?邙+H2O。
(1)Na2CO3中加入少量鹽酸,即鹽酸量少只能把CO32-變成HCO3-,所以離子反應是CO32-+H+=HCO3-。
(2)HCI中加入少量Na2CO3,即鹽酸中的H+可以使CO32-轉變成CO2和H2O,所以離子反應是CO32-+2H+=CO2?邙+H2O。
例如:NaOH和AICl3溶液的反應:
(1)向A1Cl3溶液中逐滴加入少量NaOH;
(2)向NaOH溶液中逐滴加入少量AlCl3,分別寫出其反應的離子方程式。
分析:由NaOH和AlCl3的反應的實質可得
(1)AI3+(足量)+3OH-=AI(OH)3?鄔
(2)AI3++40H-(足量)=AlO2-+2H2O
例如:Ca(OH)2和CO2的反應:
(1)把少量CO2通人Ca(OH)2溶液中;(2)往Ca(OH)2溶液中通入過量的CO2。
分析:由Ca(OH)2和CO2反應的實質可得:
(1)CO2(少量)+Ca2++20H-=CaCO3?鄔+H2O
(2)CO2(足量)+OH-=HCO3-
(三)與量有關的氧化還原反應離子方程式的書寫
氧化還原反應離子方程式的書寫是難點,要求學生要掌握離子方程式書寫的實質,也要熟練的應用氧化還原反應的規律。由于氧化劑或還原劑的氧化性或還原性強弱不一樣,反應的先后順序不同,離子反也不同。
例如:FeBr2溶液與不同量的氯水反應。
分析:對于FeBr2來說,在溶液中FeBr2完全電離產生了Fe2+和Br-,而這兩種離子都具有還原性,但還原性強弱不一樣,即Fe2+還原性強于Br-,因此在反應中首先是Fe2+反應,然后才是Br-反應(即強者先行原理),所以反應的實質與Cl2的量有關:
(1)Cl2少量,只有Fe2+反應:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
(2)CI2大量,不僅Fe2+反應,Br-也反應:
2Fe2++4Br-+3CI2=2Fe3++2Br2+6CI-
同理,對于FeI2和Cl2反應來說,原理和上述反應相同。
與量有關的離子方程式是高考化學科目考試中的熱點內容,同時也是對考生知識掌握情況要求比較高的部分。因此,對考生來說,要在平時的學習過程中多進行練習和經驗總結,不斷提煉出更好的書寫技巧和經驗,豐富自己解答相關題目的實力,突破各種難點。
參考文獻:
[1]張海波,王衛明.與量有關的離子方程式的書寫[J].中學化學教學參考,2016(11).
[2]趙紅梅.與量有關的離子方程式的書寫及判斷[J].數理化解題研究,2010(8).
[3]曾彥香.離子方程式的書寫技巧與錯誤分析[J].甘肅科技,2009(14).
編輯 武生智