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摘要:离子反应作为中学化学中的重要反应类型,历来是高考的必考知识点;在教学复习中,首先应复习元素化合物知识中相关的离子性质,其次对相关的氧化还原理论、电离及水解理论、过量计算等进行复习,最后通过练习归纳出常用的解题模型。
关键词:离子方程式书写;离子方程式正误判断;离子共存;离子推断
【中图分类号】G633.8
一、离子方程式的书写及正误判断
1、离子方程式的书写步骤:写、拆、删、约、查
书写注意:拆--易溶强电解质(强酸、强碱、可溶盐);约--各项同时约简;查--守恒(质量、电荷、电子)
⑴微溶物:如Ca(OH)2作为反应物,若是澄清溶液写离子符号,若是悬浊液写化学式;作为生成物,一般写化学式(标↓号)。
⑵氨水:作为反应物写NH3·H2O;作为生成物,若有加热条件或浓度很大时,应写NH3(标↑号)。
⑶多元弱酸酸式根离子:在离子方程式中不能拆开写,如HCO3- 不能写成 CO32- +H+。
⑷固体间反应:不能写离子方程式,浓H2SO4与固体的反应不能写离子方程式。
⑸溶液性质(介质--离子方程式中不同时出现H+和OH-)
例1、 书写下列反应的离子方程式:
①氯化铁和亚硫酸钠溶液混合:2Fe3++SO+H2O==2Fe2++SO+2H+(中性(盐)溶液中的离子反应→反应物加H2O,生成物根据电荷守恒加H+或OH-);②氯化亚铁溶液中加入硫酸酸化的过氧化氢:2Fe2++H2O2+2H+==2Fe3++2H2O(酸性溶液中,根据电荷守恒及质量守恒加H2O 和H+);③乙醇和氧气碱性燃料电池的负极反应式:C2H5OH+16OH--12e-==2CO32-+11H2O(碱性溶液中,根据电荷守恒及质量守恒加H2O 和H+);
2、离子方程式正误判断(五查三看)
⑴看离子反应是还符合客观事实(原理、产物种类);⑵看表达 "==" "" "↓ " "↑"等是否正确;
⑶看表示各物质的化学式或离子符号是否正确;⑷看是否漏掉离子反应;⑸看是否守恒;⑹看反应物与产物的配比是否正确(某物质阴阳离子完全参与反应时其系数比符合物质组成);⑺看是否符合题设条件及要求。如"过量" "少量" "等物质的量" "适量" "任意量" "滴加顺序"对反应方式或产物的影响。
例2、下列离子方程式书写正确的是 ( ①⑥ )
①向明矾溶液中加入过量的氢氧化钡溶液:Al3++2SO+2Ba2++4OH-==2BaSO4↓+AlO+2H2O;
②向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸:Fe(OH)2+2H+==Fe2++2H2O(不符合客观事实;硝酸将Fe2+氧化为Fe3+,硝酸被还原为NO);③向磷酸二氢铵溶液中加入足量的氢氧化钠溶液:NH+OH-==NH3·H2O(漏写离子方程式;足量的氢氧化钠,磷酸二氢根离子中的氢将被中和);④向CH2BrCOOH中加入足量的氢氧化钠溶液并加热:CH2BrCOOH+OH-△(△C)CH2BrCOO-+H2O(漏写离子方程式;-COOH发生中和反应,-Br发生水解反应);⑤Cl2溶于水:Cl2+H2O==2H++Cl-+ClO-(表示错误;"HClO"不能拆开);⑥氨气通入醋酸溶液中:CH3COOH+NH3==CH3COO-+NH;⑦向Ca(ClO)2溶液中通入SO2气体:Ca2++2ClO-+SO2+H2O==CaSO3↓+2HClO(原理错误;CaSO3可被HClO氧化);⑧铝片投入稀硝酸中:2Al+6H+==2Al3++3H2↑(原理错误;不生成H2);⑨稀H2SO4和Ba(OH)2溶液反应:H++SO+OH-+Ba2+==BaSO4↓+H2O(反应物与产物的配比是不正确;2H++SO+2OH-+Ba2+==BaSO4↓+2H2O);
二、离子共存(相互间不反应)
1、离子反应归纳(顺序:氧化还原反应、复分解反应、双水解反应、络合反应)
⑴阳离子:H+、Ca2+(Ba2+)、Mg2+、Al3+、Fe3+、Fe2+、NH4+、Ag+、Cu2+;⑵阴离子:OH-、NO3-(H+)、MnO4-(H+)、ClO―;⑶SO32―、S2- 、H+不大量共存。
2、"一色、二性、三特、四反应"规律
⑴一色:溶液颜色→Fe3+(黄色)、Fe2+(浅绿色)、Cu2+(蓝色)、MnO4-(紫红色);⑵二性:溶液的酸碱性→指示剂、C(H+)、C(OH-)、水电离的C(H+)或C(OH-)、PH值、c(H+)/c(OH-)=1012;⑶三特:AlO2―与HCO3―;NO3-(H+)强氧化性;NH4+与CH3COO- 、CO32-、HCO3―大量共存(加热促水解完全);Mg2+与HCO3―大量共存(加热反应得Mg(OH)2);⑷四反应:氧化还原反应、复分解反应、双水解反应、络合反应。
3、离子共存题型中的"审题"
⑴题目的附加条件:加入物质→"能在加入铝粉后放出可燃气体(或H2)的溶液"、"能与NH4HCO3反应放出气体的溶液"、"加入Na2O2"等;⑵题目要求:属何类原因(如发生氧化还原反应或复分解反应或水解反应等)而不能大量共存;⑶注意题目要求"一定大量共存"、"可能大量共存"、"不能大量共存"、"一定不能大量共存"等。
例3、常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( ③ )
①pH=1的溶液中:Fe2+、NO、SO、Na+(H+、NO与Fe2+发生氧化还原);
②由水电离的c(H+)=1×10-14 mol·L-1的溶液中:Ca2+、K+、Cl-、HCO(抑制了水的电离,溶液中存在大量的H+或OH-,HCO不存在);③c(H+)/c(OH-)=1012的溶液中:NH、Al3+、NO、Cl-(溶液中的c(H+)=0.1 mol/L,能与本组离子共存);④c(Fe3+)=0.1 mol·L-1的溶液中:K+、ClO-、SO、SCN-(Fe3+与SCN-发生络合反应);⑤加铝粉产生氢气的溶液中:Al3+、AlO、Cl-、Mg2+(Al3+和AlO双水解;若溶液呈酸性,AlO不能共存;若溶液呈碱性,Al3+不能大量共存);
⑥含有大量Cu2+的溶液中:Ca2+、Fe3+、HCO、NO(含Cu2+的溶液呈酸性, HCO不能大量存在,且Fe3+与HCO发生双水解)。
三、离子推断
⑴审题干条件:"色、性、澄清透明",据所给离子判断可能的离子反应;⑵由实验条件判断一定存在的离子,结合共存关系判断一定没有的离子。推断中应特别注意:①"溶液电中性"应用:定性→溶液中至少一种阳离子或一种阴离子;定量→题中给出相关量的数据;②加入试剂的方式:分别取液分别加入检验试剂;一次取液连续加入检验试剂→加入试剂的干扰。
例4、今有一混合物的水溶液,只可能含有以下离子中的若干种:K+、NH、Cl-、Mg2+、Ba2+、CO32―、SO42―,现取三份100mL溶液进行如下实验:(1)第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生;(2)第二份加足量NaOH溶液加热后,收集到气体0.04mol(3)第三份加足量BaCl2溶液后,得干燥沉淀6.27g,经足量盐酸洗涤、干燥后,沉淀质量为2.33g。根据上述实验,以下推测正确的是( A C )
A、K+一定存在 B、100mL溶液中含0.01mol CO32―
C、Cl-可能存在 D、Ba2+一定不存在,Mg2+可能存在
解析:一份100mL溶液中成分:由(2)得NH0.04mol;由(3)得SO42―0.01mol、CO32―0.02mol;并可推出原溶液无Mg2+、Ba2+;据"溶液电中性"原理可推出K+一定存在而Cl-可能存在。
科学的方法结合具体的化学原理是提高复习效率的关键,化学思维的建立是高考胜利的基础,适量的练习是能力提高的保证。
关键词:离子方程式书写;离子方程式正误判断;离子共存;离子推断
【中图分类号】G633.8
一、离子方程式的书写及正误判断
1、离子方程式的书写步骤:写、拆、删、约、查
书写注意:拆--易溶强电解质(强酸、强碱、可溶盐);约--各项同时约简;查--守恒(质量、电荷、电子)
⑴微溶物:如Ca(OH)2作为反应物,若是澄清溶液写离子符号,若是悬浊液写化学式;作为生成物,一般写化学式(标↓号)。
⑵氨水:作为反应物写NH3·H2O;作为生成物,若有加热条件或浓度很大时,应写NH3(标↑号)。
⑶多元弱酸酸式根离子:在离子方程式中不能拆开写,如HCO3- 不能写成 CO32- +H+。
⑷固体间反应:不能写离子方程式,浓H2SO4与固体的反应不能写离子方程式。
⑸溶液性质(介质--离子方程式中不同时出现H+和OH-)
例1、 书写下列反应的离子方程式:
①氯化铁和亚硫酸钠溶液混合:2Fe3++SO+H2O==2Fe2++SO+2H+(中性(盐)溶液中的离子反应→反应物加H2O,生成物根据电荷守恒加H+或OH-);②氯化亚铁溶液中加入硫酸酸化的过氧化氢:2Fe2++H2O2+2H+==2Fe3++2H2O(酸性溶液中,根据电荷守恒及质量守恒加H2O 和H+);③乙醇和氧气碱性燃料电池的负极反应式:C2H5OH+16OH--12e-==2CO32-+11H2O(碱性溶液中,根据电荷守恒及质量守恒加H2O 和H+);
2、离子方程式正误判断(五查三看)
⑴看离子反应是还符合客观事实(原理、产物种类);⑵看表达 "==" "" "↓ " "↑"等是否正确;
⑶看表示各物质的化学式或离子符号是否正确;⑷看是否漏掉离子反应;⑸看是否守恒;⑹看反应物与产物的配比是否正确(某物质阴阳离子完全参与反应时其系数比符合物质组成);⑺看是否符合题设条件及要求。如"过量" "少量" "等物质的量" "适量" "任意量" "滴加顺序"对反应方式或产物的影响。
例2、下列离子方程式书写正确的是 ( ①⑥ )
①向明矾溶液中加入过量的氢氧化钡溶液:Al3++2SO+2Ba2++4OH-==2BaSO4↓+AlO+2H2O;
②向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸:Fe(OH)2+2H+==Fe2++2H2O(不符合客观事实;硝酸将Fe2+氧化为Fe3+,硝酸被还原为NO);③向磷酸二氢铵溶液中加入足量的氢氧化钠溶液:NH+OH-==NH3·H2O(漏写离子方程式;足量的氢氧化钠,磷酸二氢根离子中的氢将被中和);④向CH2BrCOOH中加入足量的氢氧化钠溶液并加热:CH2BrCOOH+OH-△(△C)CH2BrCOO-+H2O(漏写离子方程式;-COOH发生中和反应,-Br发生水解反应);⑤Cl2溶于水:Cl2+H2O==2H++Cl-+ClO-(表示错误;"HClO"不能拆开);⑥氨气通入醋酸溶液中:CH3COOH+NH3==CH3COO-+NH;⑦向Ca(ClO)2溶液中通入SO2气体:Ca2++2ClO-+SO2+H2O==CaSO3↓+2HClO(原理错误;CaSO3可被HClO氧化);⑧铝片投入稀硝酸中:2Al+6H+==2Al3++3H2↑(原理错误;不生成H2);⑨稀H2SO4和Ba(OH)2溶液反应:H++SO+OH-+Ba2+==BaSO4↓+H2O(反应物与产物的配比是不正确;2H++SO+2OH-+Ba2+==BaSO4↓+2H2O);
二、离子共存(相互间不反应)
1、离子反应归纳(顺序:氧化还原反应、复分解反应、双水解反应、络合反应)
⑴阳离子:H+、Ca2+(Ba2+)、Mg2+、Al3+、Fe3+、Fe2+、NH4+、Ag+、Cu2+;⑵阴离子:OH-、NO3-(H+)、MnO4-(H+)、ClO―;⑶SO32―、S2- 、H+不大量共存。
2、"一色、二性、三特、四反应"规律
⑴一色:溶液颜色→Fe3+(黄色)、Fe2+(浅绿色)、Cu2+(蓝色)、MnO4-(紫红色);⑵二性:溶液的酸碱性→指示剂、C(H+)、C(OH-)、水电离的C(H+)或C(OH-)、PH值、c(H+)/c(OH-)=1012;⑶三特:AlO2―与HCO3―;NO3-(H+)强氧化性;NH4+与CH3COO- 、CO32-、HCO3―大量共存(加热促水解完全);Mg2+与HCO3―大量共存(加热反应得Mg(OH)2);⑷四反应:氧化还原反应、复分解反应、双水解反应、络合反应。
3、离子共存题型中的"审题"
⑴题目的附加条件:加入物质→"能在加入铝粉后放出可燃气体(或H2)的溶液"、"能与NH4HCO3反应放出气体的溶液"、"加入Na2O2"等;⑵题目要求:属何类原因(如发生氧化还原反应或复分解反应或水解反应等)而不能大量共存;⑶注意题目要求"一定大量共存"、"可能大量共存"、"不能大量共存"、"一定不能大量共存"等。
例3、常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( ③ )
①pH=1的溶液中:Fe2+、NO、SO、Na+(H+、NO与Fe2+发生氧化还原);
②由水电离的c(H+)=1×10-14 mol·L-1的溶液中:Ca2+、K+、Cl-、HCO(抑制了水的电离,溶液中存在大量的H+或OH-,HCO不存在);③c(H+)/c(OH-)=1012的溶液中:NH、Al3+、NO、Cl-(溶液中的c(H+)=0.1 mol/L,能与本组离子共存);④c(Fe3+)=0.1 mol·L-1的溶液中:K+、ClO-、SO、SCN-(Fe3+与SCN-发生络合反应);⑤加铝粉产生氢气的溶液中:Al3+、AlO、Cl-、Mg2+(Al3+和AlO双水解;若溶液呈酸性,AlO不能共存;若溶液呈碱性,Al3+不能大量共存);
⑥含有大量Cu2+的溶液中:Ca2+、Fe3+、HCO、NO(含Cu2+的溶液呈酸性, HCO不能大量存在,且Fe3+与HCO发生双水解)。
三、离子推断
⑴审题干条件:"色、性、澄清透明",据所给离子判断可能的离子反应;⑵由实验条件判断一定存在的离子,结合共存关系判断一定没有的离子。推断中应特别注意:①"溶液电中性"应用:定性→溶液中至少一种阳离子或一种阴离子;定量→题中给出相关量的数据;②加入试剂的方式:分别取液分别加入检验试剂;一次取液连续加入检验试剂→加入试剂的干扰。
例4、今有一混合物的水溶液,只可能含有以下离子中的若干种:K+、NH、Cl-、Mg2+、Ba2+、CO32―、SO42―,现取三份100mL溶液进行如下实验:(1)第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生;(2)第二份加足量NaOH溶液加热后,收集到气体0.04mol(3)第三份加足量BaCl2溶液后,得干燥沉淀6.27g,经足量盐酸洗涤、干燥后,沉淀质量为2.33g。根据上述实验,以下推测正确的是( A C )
A、K+一定存在 B、100mL溶液中含0.01mol CO32―
C、Cl-可能存在 D、Ba2+一定不存在,Mg2+可能存在
解析:一份100mL溶液中成分:由(2)得NH0.04mol;由(3)得SO42―0.01mol、CO32―0.02mol;并可推出原溶液无Mg2+、Ba2+;据"溶液电中性"原理可推出K+一定存在而Cl-可能存在。
科学的方法结合具体的化学原理是提高复习效率的关键,化学思维的建立是高考胜利的基础,适量的练习是能力提高的保证。