例析高中化學(xué)的離子反應(yīng)

◇ 云南 符麗群

電解質(zhì)在溶于水后會(huì)發(fā)生電離,產(chǎn)生可以自由游動(dòng)的離子,離子之間發(fā)生的相互作用稱作離子反應(yīng)．本文圍繞電解質(zhì)、離子反應(yīng)的條件和離子反應(yīng)方程式展開敘述,結(jié)合實(shí)例探討離子反應(yīng)．

1 電解質(zhì)

電解質(zhì)是指在熔融狀態(tài)下或者在水溶液中能夠?qū)щ姷幕衔铮Ｒ姷膹?qiáng)電解質(zhì)包括酸、堿、鹽;水屬于弱電解質(zhì);蔗糖、CH4、CO2、SO2、酒精等都屬于非電解質(zhì)．判斷某物質(zhì)是否是電解質(zhì),首先,從物質(zhì)分類看,物質(zhì)是否是化合物．若物質(zhì)不是化合物則不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì)．單質(zhì)、混合物既不是電解質(zhì),也不是非電解質(zhì)．其次,從物質(zhì)的性質(zhì)來看,電解質(zhì)在一定條件下才可以導(dǎo)電．電解質(zhì)導(dǎo)電的條件是電解質(zhì)溶于水或者在熔融狀態(tài)下,二者具備其一即可．有些電解質(zhì)溶于水導(dǎo)電,但熔融狀態(tài)不導(dǎo)電,例如HCl氣體;而有些電解質(zhì)只有在熔融狀態(tài)下才導(dǎo)電,例如BaSO4．有些化合物是否是電解質(zhì)與溶解性無關(guān),例如蔗糖可以溶于水,但蔗糖屬于非電解質(zhì),BaSO4、CaCO3屬于難溶于水的鹽,但BaSO4、CaCO3屬于電解質(zhì)．溶于水能導(dǎo)電的化合物也不一定是電解質(zhì),例如CO2溶于水能導(dǎo)電,不是說CO2可以電離出自由游動(dòng)的離子,而是CO2溶于水,與H2O 反應(yīng)生成H2CO3,H2CO3可以電離出能自由游動(dòng)的離子,所以只能說H2CO3是電解質(zhì),而CO2本身不屬于電解質(zhì)．

例1NaCl是否為電解質(zhì)?

分析NaCl屬于鹽類物質(zhì),溶于水,在水分子的作用下,Cl－和Na＋會(huì)脫離NaCl晶體,進(jìn)入水溶液中,產(chǎn)生可以自由游動(dòng)的Cl－和Na＋,發(fā)生電離,能夠?qū)щ姡甆aCl是電解質(zhì),電離方程式可以表示為NaCl＝Cl－＋Na＋．

例2HCl和NaOH 是否為電解質(zhì)? 請(qǐng)寫出電離方程式．

分析HCl屬于酸類物質(zhì),HCl溶液中存在可以自由游動(dòng)的H＋和Cl－,發(fā)生電離,能夠?qū)щ姡甆aOH屬于堿類物質(zhì),溶于水,在水分子的作用下,OH－和Na＋會(huì)脫離NaOH 晶體,進(jìn)入水溶液中,產(chǎn)生可以自由游動(dòng)的OH－和Na＋,發(fā)生電離,能夠?qū)щ姡瓾Cl是電解質(zhì),電離方程式可以表示為HCl＝H＋＋Cl－．NaOH 是電解質(zhì),電離方程式可以表示為NaOH＝OH－＋Na＋．

有些學(xué)生會(huì)問;金屬可以導(dǎo)電,那金屬屬于電解質(zhì)嗎? 答案是不屬于．因?yàn)橹挥谢衔锊庞锌赡苁请娊赓|(zhì),金屬為單質(zhì),不是化合物,所以不可能是電解質(zhì)．要注意區(qū)分電解質(zhì)溶液和金屬導(dǎo)電之間的區(qū)別,充分理解并掌握電解質(zhì)的定義,只有在完全滿足電解質(zhì)定義的情況下才能判斷該物質(zhì)屬于電解質(zhì),缺一不可．

2 離子反應(yīng)的條件

酸、堿、鹽的水溶液中發(fā)生的反應(yīng),實(shí)質(zhì)上是兩種電解質(zhì)在水溶液中相互交換離子的反應(yīng)．產(chǎn)生這類離子反應(yīng)的條件有:生成沉淀、放出氣體、生成水．只要具備以上三個(gè)條件中的一個(gè),離子反應(yīng)就會(huì)發(fā)生,舉例如下．

(1)向盛有1mL1mol·L－1HCl溶液的試管中,加入1mL1mol·L－1NaOH 溶液,振蕩,混合均勻,雖然肉眼觀察不到明顯的變化,但實(shí)際上,HCl電離出來的H＋與NaOH 電離出來的OH－結(jié)合生成水,發(fā)生了離子反應(yīng)．

(2)向盛有1 mL1 mol·L－1Na2SO4溶液的試管中,加入1mL1mol·L－1BaCl2溶液,振蕩,混合均勻,發(fā)現(xiàn)有白色沉淀生成,這是由于Na2SO4電離出來的與BaCl2電離出來的Ba2＋結(jié)合生成BaSO4白色沉淀,發(fā)生了離子反應(yīng)．

(3)向盛有2mL1mol·L－1HCl溶液的試管中,加入1mL1mol·L－1Na2CO3溶液,振蕩,混合均勻,發(fā)現(xiàn)有氣泡產(chǎn)生,這是由于Na2CO3電離出來的與HCl電離出來的H＋結(jié)合生成CO2氣體,發(fā)生了離子反應(yīng)．

以上實(shí)驗(yàn)的離子反應(yīng)方程式可以表示為

根據(jù)離子反應(yīng)的條件可以確定幾種離子在同一溶液中是否可以共存．多種離子在同一溶液中能大量共存,就是指離子之間不發(fā)生任何反應(yīng),若離子之間能發(fā)生反應(yīng),則不能大量共存．

例3在水溶液中不能大量共存的一組離子是( )．

分析選項(xiàng)A 中Cu2＋和OH－發(fā)生反應(yīng),生成難溶于水的Cu(OH)2沉淀,所以不能大量共存,選項(xiàng)B、C、D 中的離子在同一水溶液中都不會(huì)發(fā)生反應(yīng)．答案為A．

3 離子反應(yīng)方程式的書寫

離子反應(yīng)方程式是指用實(shí)際參加反應(yīng)的離子符號(hào)來表示反應(yīng)的式子,書寫步驟主要包括4步:

1)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式．

2)把溶于水、容易電離的物質(zhì)寫成離子的形式,把難溶于水的物質(zhì)、氣體、弱電解質(zhì)用化學(xué)式表示,沉淀物質(zhì)用↓標(biāo)出,氣體物質(zhì)用↑標(biāo)出．

3)刪去等號(hào)兩邊不參與反應(yīng)的離子．

4)檢查等號(hào)兩邊的原子個(gè)數(shù)和電荷總數(shù)是否相等．

例4下列反應(yīng)離子方程式正確的是( )．

分析選項(xiàng)B 中雖然電荷守恒,但MgSO4在溶液中以和Mg2＋形式存在,寫離子方程式時(shí)要拆開;選項(xiàng)C中H2少了氣體符號(hào)“↑”;選項(xiàng)D 電荷守恒但加入少量氫氧化鋇,由于量少所以氫氧根離子都要參加反應(yīng),離子方程式為

答案為A．

常見的化學(xué)反應(yīng)都是在水溶液中進(jìn)行的,參加反應(yīng)的物質(zhì)大多都是酸、堿、鹽,在日常生活和學(xué)習(xí)中,我們經(jīng)常可以接觸到這些反應(yīng)．通過對(duì)離子反應(yīng)的學(xué)習(xí),有助于我們更好地學(xué)習(xí)和掌握混合物的分離、物質(zhì)的提純等知識(shí)點(diǎn)．在日常生活中,幫助我們科學(xué)有效地清除水中的污染物、熱水器中的水垢等,使我們的生活更加便利．