高中化学离子反应解法的思考

高中化学离子反应解法的思考

溶液中的反应是相对复杂的。分析中学阶段的离子反应问题，不应太混淆知识的细节，以讨论所谓的微观反应。要重视建立模型,形成分析问题、解决问题的能力,把相对复杂的思考过程,变得简洁、清晰。过量反应是离子反应相关问题中最复杂的部分,前人文献[1~3]更多的是对具体例题进行解法探讨,本文希望能更深入地,对解法规律进行分类总结。过量问题分析核心是反应物的量的问题,如何在多个量中找到不变量做参考,进而去讨论变量,是解决此类问题的关键所在。溶液中离子反应所涉及的过量问题,一般先分析实际参加反应的离子,再结合定量问题的解题思路,找到可以定量的离子做参照,进行定量计算处理,最后解决相关问题。下面将就此思路对离子反应中三种典型的过量反应问题的解法及规律进行分析、总结,并以典型例题进行解题方法与规律的说明。1微量问题的具体定量化一般离子反应中的过量问题,是以离子反应相关知识为载体,实质还是考查过量计算。此类问题相关的题目,题设条件大多数仅仅只告诉某反应物过量或少量,解题的关键就是取参照量。一般,我们以量少的反应物做参照进行讨论、计算。为了简便起见,我们将定性的过量问题具体定量化,假设离子反应中不足量的物质其物质的量为1mol来分析。解题思路如下:假设量少的反应物的物质的量为1mol,过量反应物的物质的量为nmol。首先,写出各反应物的电离方程式。之后,由1mol少量反应物电离产生的离子开始,定量进行离子反应。注意,当多种离子参加反应,有时反应过程中生成的离子还可以与其他离子反应,我们将反应过程中间得到的离子处理为中间产物,进行分步讨论。先发生的离子反应按1mol写出来,再讨论中间产物按反应量与其他离子进一步反应,最后将各分步反应方程式进行相加、化简、通分取整,得到最终的离子方程式。例1Ca(HCO3)2溶液与NaOH溶液或Ca(OH)2溶液的反应。反应所涉及各反应物电离方程式有:当然需要指出的是,虽然离子方程式的书写结果相同,但是表达的意义是不同的。2电子鼻离子方程的建立对于离子反应中有指定要求的过量问题解法,关键是离子反应方程式与题目要求量的结合处理。我们发现,将一般题设中的定量条件处理为阶段性反应的定量计算,思路就会较清晰,数学计算也比较简单。具体解题时,可以假设指定要求反应的物质(或离子)为1mol来进行反应讨论。先写电离方程式,之后各种离子按要求进行反应。注意,当指定量反应外的其他离子也可发生反应时,其物质的量的值由指定量反应的物质(或离子)的物质的量来决定,作为第二阶段的问题来讨论,其物质的量可以先为小数,最后各阶段方程式按量相加、化简、通分取整,得到最终的离子方程式。例2NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液的反应,反应所涉及各反应物电离方程式有:2.1baoh4反应的步此题设条件视为NaHSO4不足,假设NaHSO4物质的量为1mol。首先,1molSO42-需要1molBa2+与之充分反应,生成1molBaSO4沉淀,此步离子方程式为:SO42-+Ba2+=BaSO4↓。第二阶段,1molH+开始反应,此时Ba(OH)2电离产生的离子,除1molBa2+按要求反应外,还有2molOH-未反应。此时反应生成1molH2O,过量1molOH-,按要求完成反应后溶液呈碱性。此步离子方程式为:H++OH-=H2O。合并各步得到最终的离子方程式:2.2ba2++so42-此题设条件视为Ba(OH)2不足,假设Ba(OH)2物质的量为1mol。首先,2molOH-需要2molH+与之反应,生成2molH2O,此步离子方程式为:2OH-+2H+=2H2O。第二阶段,1molBa2+开始反,而此时NaHSO4电离产生的离子,除2molH+按要求反应外,还有2molSO42-未反应。此时反应生成1molBaSO4沉淀,过量1molSO42-,按要求反应完成后溶液溶质为Na2SO4。此步离子方程式为:Ba2++SO42-=BaSO4↓。各阶段方程式按量进行叠加、化简、通分取整,得到最终的离子方程式:类似地,可以训练学生书写另外两种情况的离子方程式:(1)向NaHSO4溶液中逐滴滴入Ba(OH)2溶液,直至溶液恰好呈中性;(2)向Ba(OH)2溶液中逐滴滴入NaHSO4溶液,直至Ba2+恰好沉淀完全。3将可能反应及微量的离子进行社会主义对于离子反应中复杂的氧化还原反应相关的过量问题。若还原剂为2种或2种以上物质或离子,则还原性相对较强的物质或离子先被氧化,还原性较弱的物质或离子能否继续被氧化则需讨论第一阶段反应中氧化剂是否过量,反之亦然。具体解题分析时,我们一般不会一次把所有物质及相关离子都写出来,去讨论各种可能反应及过量的问题,而是将此类问题处理为多阶段的分步反应和定量计算。首先,将离子反应方程式的书写处理为求计量数的计算题进行分步反应和定量计算,最后将各步反应的方程式按分阶段计算所得计量数进行叠加、化简、通分取整,得最终的离子反应方程式。例3FeBr2溶液与Cl2的反应,反应所涉反应物电离方程式有:FeBr2=Fe2++2Br-,离子的还原性强弱顺序为:Fe2+>Br-。第一阶段,Fe2+与Cl2反应,离子方程式为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。只有当Fe2+全部反应完后,才开始第二阶段反应,Br-与Cl2反应,离子方程式为:2Br-+Cl2=2Cl-+Br2。假设1molFeBr2与nmolCl2反应,随着n值的变化,溶液中所发生的离子反应,可以分为下面三种情况来讨论。3.1离子方程的生成当向1molFeBr2溶液中通入nmolCl2时,第一阶段,Fe2+恰好完全反应或过量,此时n≤0.5,nmolCl2全部与Fe2+反应,没有Cl2参与第二阶段与Br-的反应,最终的离子方程式为:3.2molfe2++cl2+c的制备.当向1molFeBr2溶液中通入nmolCl2时,第一阶段,1molFe2+与Cl2反应,Fe2+物质的量不足,1molFe2+与Cl2反应生成1molFe3+,此步离子方程式为:Fe2++0.5Cl2=Fe3++Cl-。第二阶段,2molBr-与Cl2反应,Br-足量或恰好完全反应,按Cl2物质的量来计算讨论。此时0.5<n≤1.5,在此n值范围内与2molBr-反应的Cl2的物质的量为(n-0.5)mol,此步离子方程式为:各步叠加后最终的离子方程式为:化简、通分取整得最终的离子方程式为:3.3第一阶段0.4l当向1molFeBr2溶液中通入nmolCl2,1molFe2+和2molBr-都不足,即Cl2足量,此时n≥1.5。第一阶段离子方程式为:Fe2++0.5Cl2=Fe3++Cl-。第二阶段离子方程式为:2Br-+Cl2=2Cl-+Br2。各分步方程式按量进行叠加、化简、通分取整,得到最终的离子方程式为:实际情况当然不会这么简单,但为解题方便我们可以按此思路处理。4u3000结u2004年上海高考(1)(2001年上海高考)下列反应的离子方程式错误的是()A.向碳酸氢钙溶液中加人过量氢氧化钠:B.等体积等物质的量浓度的氢氧化钡溶液与碳酸氢铵溶液混合:C.氢氧化铝与足量盐酸反应:D.过量CO2通入氢氧化钠溶液中:解析:本题中A、D选项属于一般过量问题,B选项假设1molCa(HCO3)2参加反应,最终离子方程式为:2HCO3-+Ca2++2OH-=2H2O+CaCO3↓+CO32-。D选项假设1molNaOH参加反应,最终离子方程式为:CO2+OH-→HCO3-。本题答案为D。(2)(2003年上海高考)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:B.NH4HCO3溶液与过量NaOH溶液反应:C.苯酚钠溶液中通入少量CO2:D.FeBr2溶液中通入过量Cl2:解析:本题中A选项属于一般过量问题,D选项属于可处理为计算题的过量问题。A选项假设1molBa(OH)2参加反应,最终离子方程式为:Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O。D选项假设1molFeBr2参加反应,最终离子方程式为:2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-。本题答案为C。(3)(2006年上海高考)下列离子方程式中正确的是()A.H2SO4与Ba(OH)2溶液反应:B.Ca(HCO3)2与过量Ca(OH)2溶液反应:C.Na2CO3溶液中通入少量CO2:D.CH3COOH溶液与NaOH溶液反应:解析:本题中B选项属于一般过量问题,B选项可假设1molCa(HCO3)2参加反应,最终离子方程式为:OH-+HCO3-+Ca2+=H2O+CaCO3↓。本题答案为A、C(4)(2011年上海高考)在复盐NH4Fe(SO4)2溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液,可能发生的反应的离子方程式是()解析:本题属于有指定要求的过量问题。