浅谈《离子反应方程式》的分层次教学

离子反应方程式的正误判断和书写一直是各届高考必考的内容。它在一般化学方程式的书写上能力要求更进一步,对严谨细心素质要求较高,是一个看似人人都懂实则很容易丢分的知识点。在新课程背景下,离子反应方程式有由选择向填空、计算方向发展,由内容简单向复杂发展,由定性向定量发展,由条件单一向复合型方向发展(诸如增加一系列的限制性条件)的趋势,要加强对上述知识的迁移和灵活运用。要让学生学会灵活运用,有关离子反应的各类基础必不可少,下面我通过几个例题来进行归纳和分析离子反应在教授时的层次性和阶段性。

阶段一:离子反应方程式的书写入门

(一)书写条件:水溶液或熔融状态(即有自由的离子存在)

(二)发生条件:反应物某些离子浓度的减少

(三)书写规则:(1)写离子符号的规则:完全电离且溶于水的化合物(强酸、强.碱、完全电离的易溶盐)(2)保留化学式的规则:单质、氧化物、难溶、难电离、气体、水、非电解质。

(四)配平规则:同时满足质量守恒、电荷守恒、得失电子数目守恒。

(五)判断离子方程式书写正误的一般方法:

1.反应能否发生,例如Fe2++H2S=FeS+2H+不能发生,因FeS和H+在溶液中不能共存。

2.产物是否正确。例如铁与稀盐酸反应:2Fe+6H+=2Fe3++3H2其产物为应为Fe2+。

3.离子、分子等化学符号的书写是否符合实际的电离情况。例如CH3COOH与NaHCO3溶液作用应写成:CH3COOH+HCO3-=CH3COO-+CO2+H2O,若把CH3COOH拆开写成H+、将HCO3-拆开成CO32-就错了。

4.是否符合“三个守恒”,即电荷守恒、电子守恒和元素守恒。例如将2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+写成Fe3++Cu=Fe2++Cu2+就错了。

5.“=、、、Δ”等用法是否正确。

阶段二:特殊离子反应方程式的书写

(一)少量过量型离子反应方程式的书写

经验规则:对少量过量型反应,可根据“量少全反应”,把量少物质的物质的量定为1,再结合参加反应的离子判断产物,写出化学方程式再改写成离子方程式。

例1.下列离子方程式中正确的是

()

A.过量的NaHSO4与Ba(OH)2溶液反应:Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4+2H2O

B.NH4HCO3溶液与过量NaOH溶液反应:NH4++OH-=NH3+H2O

C.苯酚钠溶液中通入少量CO2:C6H5O-+CO2+H2OC6H5OH+HCO3-

D.FeBr2溶液中通入过量Cl2:2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-

解析:A项以少量物质系数为1,1mol Ba(OH)2电离出1molBa2+和2molOH-,需用1molSO42-和2mol2H+来反应;B项漏写HCO3-的反应的,D项中的Br-只是部分被氧化。

例2.下列离子方程式书写正确的是

()

A.在氯化铝溶液中加入过量的NaOH溶液:Al3++3OH-=Al(OH)3

B.在硫酸铜溶液中加过量的Ba(OH)2溶液:Ba2++SO42-=BaSO4

C.在澄清石灰水中通入过量的CO2:OH-+CO2=HCO3-

D.在Ca(HCO3)2溶液中加入过量NaOH溶液:Ca2++HCO3-+OH-=CaCO3+H2O

解析:防止忽视过量的CO2使CaCO3Ca(HCO3)2。学生误选D的多,其根本原因是没有掌握过量问题处理的原则是“以少定多”,即量少者应由其化学式组成微粒之比[这里是指Ca(HCO3)2中Ca2+与HCO3-微粒之比为1∶2]来决定离子方程式的书写,因此,D的正确离子方程式为:Ca2++2OH-+2HCO3-=CaCO3+2H2O+CO32-;至于A显然错误,生成的Al(OH)3溶于过量的NaOH溶液,生成NaAlO2,正确的离子方程式为:Al3++4OH-=AlO2-+2H2O。

注意:以下两物质间的反应与其用量有关,解题中应注意:①Na2CO3+HCl②AlCl3+NaOH③NaAlO2+HCl④Fe+HNO3⑤NaOH+CO2⑥Ca(ClO)2+CO2

(二)反应先后型离子反应方程式的书写

经验规则:该类型反应中存在两种或两种以上粒子与另一种反应物反应,一般用“假设法”判断反应先后顺序:假设任意一种粒子先与另一种反应物反应,如其产物能与其他粒子共存,则假设成立;反之,则不成立。

例3.写出NH4Al(SO4)2中滴入Ba(OH)2至沉淀量最大时发生的离子反应方程式。

解析:NH4+和AL3+遇OH-都会发生反应,应判断为Al3+先和OH-反应。这里分两种情况讨论:一种情况为Al3+完全沉淀时,令NH4Al(SO4)21mol,则需Ba(OH)21.5 mol,此时能产生BaSO41.5mol,即共有沉淀2.5mol;另一种情况为SO42-完全沉淀时,需Ba(OH)22mol,此时加入的4molOH-中的3mol先使AL3+全转化为Al(OH)3,剩下的1mol还要判断是先和Al(OH)3还是NH4+反应,因Al(OH)3和OH-反应的产物AlO2-不能和NH4+共存,即应先和NH4+反应,此时沉淀量为3mol,故根据题意应为第二种情况,对应离子方程为:Al3++NH4++4OH-+2Ba2++2SO42-=Al(OH)3+2BaSO4+NH3・H2O。

如该题换成“KAl(SO4)2中滴入Ba(OH)2至沉淀量最大时所发生的离子反应方程式”第一种情况同上,第二种在Ba(OH)2加入2mol时,Al3+全转化为AlO2-,即此时沉淀总量为2mol,应为第一种情况。对应离子方程式为2Al3++6OH-+3Ba2++3SO42-=2Al(OH)3+3BaSO4

(三)定量型离子方程式的书写

经验规则:该类型方程式参与反应的粒子和反应用量都随题目所给条件变而变。写方程前要求仔细分析粒子反应先后顺序,确定反应用量,最终确定反应方程式系数。

例4.下列反应的离子方程式书写正确的是()

A.向明矾溶液中加入等物质的量的Ba(OH)2溶液

Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-=AlO2-+2BaSO4+2H2O

B.等体积等物质的量浓度的氢氧化钡稀溶液与碳酸氢铵稀溶液混合

Ba2++2OH-+2HCO=BaCO3+CO+2H2O

C.向硝酸银溶液中滴加过量氨水Ag++2NH3・H2O=[Ag(NH3)2]++2H2O

D.含等物质的量的硫酸氢铵与氢氧化钠两种溶液混合:

NH4++HSO4-+2OH-=SO42-+NH3+2H2O

解析:注意量对反应的影响。A项中明矾和氢氧化钡是按1∶2反应的;B项中NH4+也会参加反应;D项中等物质的量反应,OH-只和HSO4-中的H+反应。

例5.向含4molFeBr2的溶液中通入3molCl2,写出该离子反应方程式。

解析:Fe2+和Br-都会和Cl2反应,但Fe2+还原性比Br-强,故Fe2+先与Cl2反应,剩下的Cl2再与Br-反应,对应离子方程式为4Fe2++2Br-+3Cl2=4Fe3++6Cl-+Br2。如题目改为“向含4molFeI2的溶液中通入3molCl2”,由于Fe2+还原性比I-弱,故对应方程式为:2I- +Cl2=2Cl-+I2

总之,离子反应的教学要由浅入深,由易到难,由单一到综合。只有教育学生掌握双基,注意分析审题,才能做到对这类有一定难度的题目“会者不难”。

作者单位:江苏省前黄高级中学国际分校