高中化学中与量有关的离子反应

1、高中化学中与量有关的离子反应何宏力（武岭中学 315502）摘 要 内容。关键词 量 离子反应 氧化还原反应由于浙江新高考的改革，在考察学生对于化学反应理解上更加注重了在离子反应方程式中量的问题，对于学生来说要求较高，一方面要知道反应的先后顺序并且涉及到了计算的问题，往往很难把握，所以本人通过对教科书的研究再结合日常教学，本文对于怎样准确书写与量有关的化学离子反应方程式做了分析。1 少量过量的问题1.1 将CO2通入碱溶液(或盐溶液)在书写这种类型的离子方程式时，要求学生明确：CO2气体量的多少决定生成物是碳酸正盐还是酸式盐。若CO2过量，对应的生成物是碳酸氢盐；若CO2少量，则对应的生成物一

2、般是碳酸正盐。例如：过量CO2通入氢氧化钠溶液中： OH+CO2=HCO3在澄清石灰水中通入少量的二氧化碳 ：Ca2+ + 2OH-+ CO2 = CaCO3+ H2O 次氯酸钙溶液中通入过量二氧化碳：Ca2+2ClO-+2H2O+2CO2 = Ca2+ + 2HCO3-+2HClO几个特殊反应：向饱和的Na2CO3溶液中通入过量的CO2 2Na+ + CO32- + CO2 + H2O2NaHCO3【碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠的溶解度】苯酚钠溶液通入少量（过量）CO2 ：OCO2H2OOHHCO3已知Ka(HClO)Ka2(H2CO3)，则次氯酸钠溶液中通入CO2时的离子反应也与CO2的用量

3、无关，产物应为HCO3- 。2ClOCO2(少量)H2O = CO32 2HClO（）实际上涉及到弱酸的酸性强弱或者弱酸根离子结合质子的能力强弱的比较问题；类似的还有HCO3-与 AlO2-不能在水溶液中大量共存的问题【酸性：HCO3- 大于Al(OH)3】，二者发生反应HCO3-+AlO2-+H2O= Al(OH)3 + CO32-。1.2将SO2通入碱溶液(或盐溶液)将SO2气体通入碱溶液。情况与CO2类似例如：用氨水吸收过量的二氧化硫： NH3H2O+SO2NH4+ + HSO3-将SO2气体通入盐溶液。由于生成的SO32-（或HSO3-）具有比较强的还原性，当生成的另一种物质具有氧化性

4、时，不可忽略两者之间发生的氧化还原反应。例如：向Ca(ClO)2溶液中通入二氧化硫：Ca22ClOSO2H2OCaSO32HClO上述离子反应方程式的错误之处在于忽略了SO32-与HClO因发生氧化还原反应不能共存。分析：二氧化硫首先与水反应生成H2SO3而H2SO3的酸性比HClO的算性强，所以会和次氯酸钙反应生成次氯酸。而次氯酸又具有强氧化性，会把CaSO3氧化成CaSO4而次氯酸自己却被还原成HCl少量SO2通入Ca（ClO）2-化学方程式: 3Ca(ClO)2+2SO2+2H2O=2CaSO4+CaCl2+4HClO离子方程式: Ca2+ + 3ClO + SO2 + H2O = Ca

5、SO4 + Cl + 2HClO 过量SO2通入Ca（ClO）2:化学方程式： Ca(ClO)2+2SO2+2H2O=CaSO4+H2SO4+2HCl离子方程式: Ca2+ + 2ClO + 2SO2 + 2H2O = CaSO4 + SO42+4 H+ + 2Cl 1.3酸式盐溶液与强碱溶液的反应酸式盐与强碱所含阳离子相同(此时，离子方程式的书写与量无关)具有相同阳离子的酸式盐与碱溶液混合，实质是碱电离产生的OH-与HCO3-电离产生的H+结合成水，同时生成相应的碳酸正盐。例如：向饱和碳酸氢钙溶液中加入饱和氢氧化钙溶液Ca2+HCO3-+OH-=CaCO3H2O 向碳酸氢钠溶液中加入氢氧化钠

6、溶液HCO3- + OH- = CO32- + H2O酸式盐与强碱所含阳离子不同【基本方法：设“1”法，即设少量物质或不足量物质或定量物质为1mol，足量或过量物质按需所取；反应的基本顺序是先中和（即HCO3- + OH- = CO32- + H2O）后沉淀。】例如：澄清石灰水与少量小苏打溶液混合：Ca2十OHHCO3CaCO3H2O向碳酸氢钙溶液中加入过量氢氧化钠Ca22HCO32OHCaCO32H2OCO32过量的NaHSO4与Ba(OH)2溶液反应：Ba22OH2HSO42BaSO42H2OMg(HCO3)2溶液与石灰水反应。【注意：MgCO3溶解度大于Mg(OH)2溶解度】石灰水少量时

7、：Ca2+ 2HCO3-2OH-Mg2+MgCO3+CaCO32H2O石灰水过量时：2Ca2+ 2HCO3-4OH-Mg2+=Mg(OH)22CaCO32H2O3.有特殊条件限制的盐和碱溶液反应的几个特殊情形：明矾和氢氧化钡溶液的反应硫酸铝和氢氧化钡溶液的反应NaHSO4与Ba(OH)2溶液的反应。14可溶性铝盐与强碱（或弱碱）溶液之间的反应关于这种类型的离子方程式书写时，要求学生把握以下几点：经常出现的可溶性弱碱是NH3H2O，书写离子方程式时不能拆；Al（OH）3具有两性，既溶于强酸又溶于强碱，但不溶解于弱酸碳酸也不能溶于弱碱NH3H2O。例如：在氯化铝溶液中加入过量氨水： Al3+3OH

8、- Al(OH)3硝酸铝溶液中加入过量氨水：Al3+4NH3H2O=AlO2+4NH4+2H2O向明矾溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至Al3+刚好沉淀完全： Ba2+ + SO42- + Al3+ + 3OH- = BaSO4 + Al(OH)3上述三个离子反应方程式都存在错误，反应和都错在忽略了氨水是弱碱；而在反应中，当Al3+刚好沉淀完全时，参加反应的明矾与Ba(OH)2物质的量之比为2：3 。1.5可溶性偏铝酸盐与强酸（或弱酸）溶液之间的反应如偏铝酸钠溶液与盐酸（稀硫酸、硝酸）、二氧化碳的水溶液的反应例：向NaAlO2溶液中通入CO2气体。分析 NaAlO2和H2O、CO2反应生成Al

9、(OH)3和Na2CO3；Al(OH)3具有两性但不与H2CO3反应，而生成的Na2CO3能与H2O、CO2继续反应，生成NaHCO3。当CO2不足时，反应生成Al(OH)3沉淀和Na2CO3，反应的离子方程式为：2AlO2-+3H2OCO2=2Al(OH)3+CO32-当CO2过量时，反应生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3，反应的离子方程式为：AlO2-2H2OCO2=Al(OH)3HCO3-2 定量中的离子反应 在这个问题中除了非氧化还原反应以外，氧化还原反应中也经常涉及到定量中的离子反应式的判断。例如：FeBr2溶液与Cl2之间的反应(FeI2溶液与Cl2之间的反应)由于氯气是一种强氧

10、化剂，而溴化亚铁溶液中的Fe2+和Br-又具有比较强的还原性，其还原性I-Fe2+Br-。因此将氯气通入一定量的溴化亚铁溶液时，可先后把Fe2+氧化成Fe3+ ，把Br-氧化成Br2 。也就是说，在书写这两种物质发生反应的离子方程式时，一定要注意氯气的量。FeBr2溶液中通入过量Cl2：2Fe22Br2Cl22Fe3Br24Cl从表面看，上述反应无论是产物还是各种守恒都无懈可击。但由于氯气过量,参加反应的离子数目之比必须符合这种反应物的化学式，即Fe2和Br离子数目之比为1：2，而不是现在的1：1。将0.5 mol Cl2通入到含1 mol FeBr2的溶液中：Cl22Fe2=2Fe32Cl

11、根据得失电子守恒，0.5 mol Cl2只能将还原性相对较强的1 mol Fe2首先氧化，离子方程式正确。由于这类问题在知道化学反应以及先后顺序的基础上，还考察了量的计算问题，需要比较强的分析能力，而学生在碰到具体题目时往往思路比较混乱，经常出现无从下手的局面，或者说找不到入手点，所以我在教学过程中以近两次浙江省化学学考选考为例来教学生怎样精确的书写或判断离子反应。（2016年4月24题）向amolNaOH的溶液中通入bmolCO2，下列说法不正确的是A当a2b时，发生的离子反应为：2OH-+CO2=CO32-+H2OB当a2b时，发生的离子反应为：OH-+CO2=HCO3-C当2a=3b时，

12、发生的离子反应为：3OH-+2CO2=CO32-+ HCO3-+H2OD当0.5abI。向含a mol KI和a mol K2SO3的混合液中通入b mol Cl2充分反应(不考虑Cl2与I2之间的反应)。下列说法不正确的是A当ab时，发生的离子反应为SOeq oal(2,3)+Cl2+H2O = SOeq oal(2,4)+2H+2ClB当5a=4b时，发生的离子反应为4SOeq oal(2,3)+2I+5Cl2+4H2O = 4SOeq oal(2,4)+I2+8H+10ClC当ab eq f(3,2)a时，反应中转移电子的物质的量n(e)为a moln(e)3a molD当ab eq f

13、(3,2)a时，溶液中SOeq oal(2,4)、I与Cl的物质的量之比为a：(3a2b)：2b本题可以用上述的方法做相似的分析。在教学中我还举例了这样的一个题目：在1升含有NH4HSO4 、AlCl3 各1摩尔的溶液中缓慢滴加1摩尔每升的氢氧化钠溶液，试在图中画出加入氢氧化钠体积和沉淀物质的量的关系。并且在图中不同的点书写离子方程式，在这个问题上也考察了离子的酸碱性与反应先后的问题。为了获得更深一步的训练，我自己又编了一道题目如下：现有1L含3molKMnO4、3molH2SO4的溶液。向其中逐滴加入较浓的Na2SO3溶液（体积改变忽略不计）。已知： MnO4在酸性条件下被还原成Mn2+，中

14、性或弱碱性环境中还原为MnO2，强碱性（OH大于1mol/L）环境中还原为MnO42，下列说法正确的是 （ ）A. KMnO4恰好反应完时溶液中有MnO42BKMnO4恰好反应完时溶液中c(SO42)为6.5 mol/LC当加入4mol Na2SO3溶液呈酸性DKMnO4恰好反应完时c(Mn2+) ：(OH)=1：1【解析】答案C本题先后所发生的离子反应为2MnO4 + 6H+ + 5 SO32 =2 Mn2+ + 5 SO42+ 3H2O2MnO4+ 3 SO32+H2O = 2MnO2 +3 SO42+ 2OH2MnO4+ SO32+ 2OH = 2MnO42+ SO42+ H2O 由于H+有6mol，在第一步反应中全部消耗，并且消耗了2mol KMnO4，在第二步反应中还剩1 molKMnO4，会反应生成2molOH。最终OH浓度刚好为1mol/L，所以不会发生第三步反应，A错误。B选项没有算上原溶液中SO42的量，错误。C选择中，当加入5mol SO32时溶液才呈中性，4mol时H+还剩1mol,正确。D选项应该是2：1.本题设计上同样反应出量的不同造成不同的离子方程式，以及定量的计算问题。在这基础上引入了在同一种物质加