论文部分内容阅读
摘 要：溶液中进行的氧化还原反应离子方程式、电极反应式、双水解离子方程式等的书写，可以通过直接分析发生离子反应的微粒，直接快速进行书写，本文通过分析溶液中的反应物微粒和产物微粒，通过四步快速书写相应的离子方程式。
关键词：氧化还原反应离子方程式;电极反应式;双水解离子方程式;四步书写
高中阶段的离子反应基本上都是在溶液中进行的，课本上给出的书写离子方程式的方法只是适合初学者，而且离子反应实质上是微粒在溶液中直接进行的，通过写化学方程式来改写离子方程式本来就是本末倒置的做法。若溶液中的反应很复杂，有时根本无法书写化学方程式，那么要书写出离子方程式就更无从下手。本文针对中学常见的溶液中发生的氧化还原反应离子反应、电化学部分电极反应、双水解离子反应三种类型，直接对溶液中发生反应的微粒进行分析，结合基础知识，通过四步处理直接快速书写出相应的离子方程式。
一、四步书写离子方程式的书写原则
如何离子反应方程式的都必须遵循質量守恒定律、电荷守恒规律，这四步的书写同样是以这些守恒规律为基础的。总体上来看，这四步处理分别是：
步骤一：直接分析溶液中发生反应的两种微粒，根据相关知识分析出反应生成的产物，写出离子反应的基本框架。一般来说，反应微粒是两种，那么产物往往也是两种，电极反应则要具体分析。
步骤二：若涉及到氧化还原反应，则根据化合价或是电子得失来配平氧化剂还原剂剂氧化产物还原产物前面的计量数。
步骤三：根据反应前后的守恒，分析出反应前带电微粒的电荷总数和反应后带点微粒的电荷总数，对比反应前后的电荷数，给方程式左边或者是右边不上阴阳离子，使方程式两边电荷守恒。一般来说，补阳离子往往补H+，补阴离子往往补OH-，具体补充那种离子要根据溶液的酸碱性以及题设条件来进行判断。
步骤四：根据反应前后原子守恒，补充出反应前后未写出的物质，同时配平其他物质前面的计量数。一般来说，一边补充H+或是OH-，则另一边补充H2O。
这四步对于初学者来说，要求观察能力、分析能力和基础知识都是比较高的，但是进行相应的练习后，还是很好掌握和运用的，而且这种方法书写离子方程式直接从溶液中微粒进行分析，书写会更加准确和快速，能为学生简化书写和步骤同时节约时间。
二、三种类型的离子反应方程式书写实例及分析
1.溶液中进行的氧化还原反应离子方程式的书写
这类离子方程式的一般是溶液中氧化性微粒和还原性微粒之间发生了氧化还原反应离子方程式，所以要对常见的氧化性微粒和还原性微粒有一定的了解，同时还要了解它们发生反应后通常生成产物，如果生成不常见的产物，则要根据题设条件去分析判断。
附表1：常见氧化性微粒及其对应的还原产物
氧化性微粒 H2O2 NO3 （H+） Fe3 + Ag+ MnO4- Cl2 ClO- ClO3-
还原
产物 H2O NO或NO2 Fe2+ Ag Mn2+ Cl- Cl- Cl-
附表2：常见还原性微粒及其对应的氧化产物
还原性微粒 S2-或 HS- Fe2+ I- SO32-或SO2
HSO32-
氧化产物 S Fe3+ I2 SO42-
例题1.将SO2气体通入到酸性KMnO4溶液中所发生的离子反应的离子方程式。
步骤一：溶液中SO2 和 MnO4-发生反应的分别生成SO42-和Mn2+，
SO2 + MnO4- = SO42- + Mn2+
步骤二：配平后得：5SO2 + 2MnO4- = 5SO42- + 2 Mn2+
步骤三： 反应前共2个负电荷， 反应后6个负电荷，对比反应前后的电荷数，给方程式左边补4个正电荷，则补4个H+ ： 5SO2+ 2MnO4- = 5SO42-+ 2 Mn2+ + 4H+
步骤四：根据反应前后O ，H原子守恒，补充出反应前未写出的2个H2O，
2H2O + 5SO2 + 2MnO4- = 5SO42- + 2 Mn2+ + 4H+
2.溶液中进行的电极反应式
电极反应式的书写对学生能力要求比较高，一直困扰着众多学生，不同的教师在书写时介绍的方法不尽相同，本文直接分析来写电极反应式，以燃料电池电极反应式的书写为例来探讨书写过程。燃料电池正极电极反应式的书写一般比较固定，就作说明了，对于负极，由于燃料物质和电解质环境的不同，往往书写结果不同。分析时首先的明确燃烧产物在溶液中的存在形式，
附表3 可燃物中元素燃烧后在溶液中的一般存在形式
可燃物中元素 C H S N
产物（酸性） CO2 H2O SO2 N2
产物（碱性） CO32— H2O SO32— N2
例题2 写出甲烷在NaOH溶液为电解质的燃料电池的负极电极反应式
步骤一：电极反应的反应物为CH4，产物为CO32-，产物H2O可写可不写（不影响电荷的判断），写出反应式并配平：
CH4 = CO32-
步骤二：根据C元素反应前后化合价可知一分子失去8e-
CH4 —— 8e-= CO32-
步骤三： 方程式左边8个正电荷， 方程式右边2个负电荷，对比反应前后的电荷数，碱性环境中，给方程式左边补10个负电荷，则补10个 OH- ：
CH4 —— 8e- +10 OH- = CO32- 步骤四：根据反应前后O ，H原子守恒，补充出方程式右边7个H2O，
CH4 —— 8e- +10 OH- = CO32- + 7H2O
该反应式就是负极电极反应式
3.溶液中双水解离子方程式
水解反应不涉及电子转移，所以不需要根据电子得失或是化合价升降进行配平，但是得要了解常见能发生双水解反应的阴阳离子。
附表4：常见能发生双水解反应的阴阳离子
阳离子 Al3+ Fe3+ NH4+
阴离子 HCO3― CO32-
SO32- HSO3— SiO32-AlO2― S2- HS- HCO3— CO32-SiO32-AlO2― SiO32-AlO2―
附表5：离子双水解的一般产物
离子 Al3+ Fe3+ NH4+ HCO3- CO32- SO32- HSO- SiO32- AlO2― S2- HS-
产物 Al（OH）3 Fe（OH）3 NH3 CO2 CO2 SO2 SO2 H2SiO3 Al（OH）3 H2S H2S
例题3 .硫酸铝溶液与碳酸氢钠溶液混和所发生的离子反应方程式。
步骤一：溶液中Al3+和 HCO3―发生双水解反应的分别生成Al（OH）3和CO2气体，
Al3+ + HCO3― = Al（OH）3 + CO2
步骤二：根据电荷守恒配平后得：Al3+ + 3HCO3― = Al（OH）3 + CO2
步骤三： 根据原子守恒配平其他物质：Al3+ + 3HCO3― = Al（OH）3 + 3 CO2
步骤四：根据反应前后O ，H原子守恒，补充出反应前未写出的 H2O，该反应不需要补充H2O：Al3+ + 3HCO3― = Al（OH）3 + 3 CO2
这种双水解离子方程式的书写往往是最后根据原子守恒来分析补充方程式左边的H2O及其个数。
以上通过溶液中常见的三种离子方程式的书写，过程很简单直接，但是必须要对基础知识掌握的比较牢靠。对于初学的学生来说，在了解了这四步基本方法后应该多加练习，达到一定的熟练程度后在做题过程中使用起来就会得心应手。教学随笔，見解粗浅，有不妥之处望同行多指正。
关键词：氧化还原反应离子方程式;电极反应式;双水解离子方程式;四步书写
高中阶段的离子反应基本上都是在溶液中进行的，课本上给出的书写离子方程式的方法只是适合初学者，而且离子反应实质上是微粒在溶液中直接进行的，通过写化学方程式来改写离子方程式本来就是本末倒置的做法。若溶液中的反应很复杂，有时根本无法书写化学方程式，那么要书写出离子方程式就更无从下手。本文针对中学常见的溶液中发生的氧化还原反应离子反应、电化学部分电极反应、双水解离子反应三种类型，直接对溶液中发生反应的微粒进行分析，结合基础知识，通过四步处理直接快速书写出相应的离子方程式。
一、四步书写离子方程式的书写原则
如何离子反应方程式的都必须遵循質量守恒定律、电荷守恒规律，这四步的书写同样是以这些守恒规律为基础的。总体上来看，这四步处理分别是：
步骤一：直接分析溶液中发生反应的两种微粒，根据相关知识分析出反应生成的产物，写出离子反应的基本框架。一般来说，反应微粒是两种，那么产物往往也是两种，电极反应则要具体分析。
步骤二：若涉及到氧化还原反应，则根据化合价或是电子得失来配平氧化剂还原剂剂氧化产物还原产物前面的计量数。
步骤三：根据反应前后的守恒，分析出反应前带电微粒的电荷总数和反应后带点微粒的电荷总数，对比反应前后的电荷数，给方程式左边或者是右边不上阴阳离子，使方程式两边电荷守恒。一般来说，补阳离子往往补H+，补阴离子往往补OH-，具体补充那种离子要根据溶液的酸碱性以及题设条件来进行判断。
步骤四：根据反应前后原子守恒，补充出反应前后未写出的物质，同时配平其他物质前面的计量数。一般来说，一边补充H+或是OH-，则另一边补充H2O。
这四步对于初学者来说，要求观察能力、分析能力和基础知识都是比较高的，但是进行相应的练习后，还是很好掌握和运用的，而且这种方法书写离子方程式直接从溶液中微粒进行分析，书写会更加准确和快速，能为学生简化书写和步骤同时节约时间。
二、三种类型的离子反应方程式书写实例及分析
1.溶液中进行的氧化还原反应离子方程式的书写
这类离子方程式的一般是溶液中氧化性微粒和还原性微粒之间发生了氧化还原反应离子方程式，所以要对常见的氧化性微粒和还原性微粒有一定的了解，同时还要了解它们发生反应后通常生成产物，如果生成不常见的产物，则要根据题设条件去分析判断。
附表1：常见氧化性微粒及其对应的还原产物
氧化性微粒 H2O2 NO3 （H+） Fe3 + Ag+ MnO4- Cl2 ClO- ClO3-
还原
产物 H2O NO或NO2 Fe2+ Ag Mn2+ Cl- Cl- Cl-
附表2：常见还原性微粒及其对应的氧化产物
还原性微粒 S2-或 HS- Fe2+ I- SO32-或SO2
HSO32-
氧化产物 S Fe3+ I2 SO42-
例题1.将SO2气体通入到酸性KMnO4溶液中所发生的离子反应的离子方程式。
步骤一：溶液中SO2 和 MnO4-发生反应的分别生成SO42-和Mn2+，
SO2 + MnO4- = SO42- + Mn2+
步骤二：配平后得：5SO2 + 2MnO4- = 5SO42- + 2 Mn2+
步骤三： 反应前共2个负电荷， 反应后6个负电荷，对比反应前后的电荷数，给方程式左边补4个正电荷，则补4个H+ ： 5SO2+ 2MnO4- = 5SO42-+ 2 Mn2+ + 4H+
步骤四：根据反应前后O ，H原子守恒，补充出反应前未写出的2个H2O，
2H2O + 5SO2 + 2MnO4- = 5SO42- + 2 Mn2+ + 4H+
2.溶液中进行的电极反应式
电极反应式的书写对学生能力要求比较高，一直困扰着众多学生，不同的教师在书写时介绍的方法不尽相同，本文直接分析来写电极反应式，以燃料电池电极反应式的书写为例来探讨书写过程。燃料电池正极电极反应式的书写一般比较固定，就作说明了，对于负极，由于燃料物质和电解质环境的不同，往往书写结果不同。分析时首先的明确燃烧产物在溶液中的存在形式，
附表3 可燃物中元素燃烧后在溶液中的一般存在形式
可燃物中元素 C H S N
产物（酸性） CO2 H2O SO2 N2
产物（碱性） CO32— H2O SO32— N2
例题2 写出甲烷在NaOH溶液为电解质的燃料电池的负极电极反应式
步骤一：电极反应的反应物为CH4，产物为CO32-，产物H2O可写可不写（不影响电荷的判断），写出反应式并配平：
CH4 = CO32-
步骤二：根据C元素反应前后化合价可知一分子失去8e-
CH4 —— 8e-= CO32-
步骤三： 方程式左边8个正电荷， 方程式右边2个负电荷，对比反应前后的电荷数，碱性环境中，给方程式左边补10个负电荷，则补10个 OH- ：
CH4 —— 8e- +10 OH- = CO32- 步骤四：根据反应前后O ，H原子守恒，补充出方程式右边7个H2O，
CH4 —— 8e- +10 OH- = CO32- + 7H2O
该反应式就是负极电极反应式
3.溶液中双水解离子方程式
水解反应不涉及电子转移，所以不需要根据电子得失或是化合价升降进行配平，但是得要了解常见能发生双水解反应的阴阳离子。
附表4：常见能发生双水解反应的阴阳离子
阳离子 Al3+ Fe3+ NH4+
阴离子 HCO3― CO32-
SO32- HSO3— SiO32-AlO2― S2- HS- HCO3— CO32-SiO32-AlO2― SiO32-AlO2―
附表5：离子双水解的一般产物
离子 Al3+ Fe3+ NH4+ HCO3- CO32- SO32- HSO- SiO32- AlO2― S2- HS-
产物 Al（OH）3 Fe（OH）3 NH3 CO2 CO2 SO2 SO2 H2SiO3 Al（OH）3 H2S H2S
例题3 .硫酸铝溶液与碳酸氢钠溶液混和所发生的离子反应方程式。
步骤一：溶液中Al3+和 HCO3―发生双水解反应的分别生成Al（OH）3和CO2气体，
Al3+ + HCO3― = Al（OH）3 + CO2
步骤二：根据电荷守恒配平后得：Al3+ + 3HCO3― = Al（OH）3 + CO2
步骤三： 根据原子守恒配平其他物质：Al3+ + 3HCO3― = Al（OH）3 + 3 CO2
步骤四：根据反应前后O ，H原子守恒，补充出反应前未写出的 H2O，该反应不需要补充H2O：Al3+ + 3HCO3― = Al（OH）3 + 3 CO2
这种双水解离子方程式的书写往往是最后根据原子守恒来分析补充方程式左边的H2O及其个数。
以上通过溶液中常见的三种离子方程式的书写，过程很简单直接，但是必须要对基础知识掌握的比较牢靠。对于初学的学生来说，在了解了这四步基本方法后应该多加练习，达到一定的熟练程度后在做题过程中使用起来就会得心应手。教学随笔，見解粗浅，有不妥之处望同行多指正。