一、写离子符号、化学式的界定
中学化学课本明确告诉我们,易溶的并且易电离的物质写离子。难溶的、难电离的或易挥发的物质写化学式。结合中学化学教学的实际情况,我们可归纳为:易溶于水的强电解质 (即强酸、强碱、易溶于水的盐) 写离子,其它 (即弱酸、弱碱、难溶于水的盐、单质、氧化物等) 全部写化学式。
1、将溶于水的强电解质写成离子形式,其它(包括难溶于水的强电解质)写化学式。例如:Na2CO3与HCl反应的离子方程式为:CO32-+2H+==CO2↑+H2O;CaCO3与 HCl反应的离子方程式为:CaCO3+2H+==CO2↑+H2O+Ca2+。因此,熟记哪些物质属于强电解质、哪些强电解质能溶于水是写好离子方程式的基础和关键。
2、除溶于水的强电解质以外写化学式。例如:Na2O与稀HCl反应的离子方程式为:Na2O+2H+=2Na++H2O;H3PO4与足量NaOH溶液反应的离子方程式为:H3PO4+3OH-==PO43-+3H2O;CuSO4与Ba(OH)2两溶液反应的离子方程式为:Cu2++SO42-+Ba2++2OH-==BaSO4↓+Cu(OH)2↓;FeS与稀H2SO4反应制H2S的离子方程式为:FeS+2H+==Fe2++H2S↑。
3、固体物质间的离子反应,有关物质均写化学式,不能书写离子方程式。例如:实验室用Ca(OH)2固体与NH4Cl固体混合共热制取NH3的反应。
4、浓H2SO4与固体物质反应,有关物质也均写化学式,不能书写离子方程式。例如:Cu与浓H2SO4的反应;浓H2SO4与相应的固体物质反应制取HCl、HF、HNO3等反应。
二、离子方程式的书写
明确了离子符号、化学式的书写后,一般就能正确完成离子方程式的书写。但对一些具体的离子反应,还需根据具体题给条件,对一些特殊情况进行处理,使所写化学式、离子符号及离子方程式与实际情况相符。
1、有酸式盐参加的离子反应,在书写离子方程式时,对于弱酸酸根不能拆成H+与酸根(HSO4-除外)。如:NaHCO3和NaOH反应,应写成HCO3-+OH-==H2O+CO32-,不能写成H++OH-==H2O。
2、有微溶物参加(或微溶物生成)的离子方程式书写时,如果微溶物是反应物且澄清,写成离子形式;如果微溶物浑浊,则要写成化学式形式;微溶物是生成物时,通常用化学式表示。例如:澄清Ca(OH)2溶液中通入适量CO2的离子方程式应写成Ca2++2OH-+CO2==CaCO3↓+H2O;石灰乳(Ca(OH)2浑浊液)和Na2CO3溶液作用的离子方程式应写成Ca(OH)2+CO32-==CaCO3+2OH-。
3、遵守质量守恒和电荷守恒定律。离子方程式不仅要配平原子个数,还要配平离子电荷数。例如: Fe与FeCl3溶液反应的离子方程式应写成Fe+2Fe3+==3Fe2+,而不能写成Fe+Fe3+==2Fe2+。
4、约简系数不能破坏关系量。删除未反应的离子是必要的,但约简系数时,若只约部分离子而违犯实际反应中各物质的关系量就不对了。例如:H2SO4和 Ba(OH)2溶液作用的离子方程式为:Ba2++2OH-+2H++SO42-==BaSO4↓+2H2O,若只简约OH-和H+的系数写成Ba2++OH-+H++SO42-==BaSO4↓+H2O,就不符合实际上生成1份 BaSO4并有2份H2O生成的事实,因此是错误的。
三、外界因素对离子方程式书写的影响
掌握了化学式、离子符号及离子方程式的书写后,还需注意反应的条件,因为有些反应,外界因素发生变化,离子反应式也随之会发生变化,在写离子方程式时,应注意书写方法和策略,使所写离子方程式与题给的外界因素相符合。
1、反应物相对量对离子反应的影响
有些反应,反应物间的相对量无论如何改变,物质间的反应情况不变;也有许多反应,当物质间的相对量不同时,物质间的反应情况就不同,离子方程式也就不同。
(1)生成的产物与过量物质能继续反应。此类反应需要注意题目所给条件,判断产物是否与过量物质继续反应,只要正确确定最终产物即可写出相应的离子方程式。例如:向Ag(NO3)2溶液中滴加少量氨水的离子方程式为:Ag++NH3·H2O==AgOH↓+NH4+。向Ag(NO3)2溶液中滴加过量氨水的离子方程式为:Ag++NH3·H2O==AgOH↓+NH4+, AgOH+2NH3·H2O==[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O;两式反应生成的NH4+与OH-又反应:NH4++OH- == NH3·H2O;所以,总的离子方程式为:Ag++2NH3·H2O==[Ag(NH3)2]++2H2O。
(2)与滴加物质顺序有关的反应。有许多化学反应,两物质的滴加顺序不同则化学反应不同,对于此类化学反应,要特别注意两物质的滴加顺序及滴加的量。例如:向AlCl3溶液中滴加少量或过量的NaOH溶液的离子方程式分别为:Al3++3OH- ==3Al(OH)3↓,Al3++4OH- ==AlO2- +2H2O;而向NaOH溶液中滴加少量或过量的AlCl3溶液的离子方程式分别为:4OH-+Al3+==AlO2-+2H2O,Al3++3OH- ==3Al(OH)3↓。
(3)反应有先后顺序的反应。此类反应是一种物质中的几种粒子均会与另一种物质反应,只要注意反应的先后顺序,即可正确写出有关离子方程式。例如:FeBr2溶液和FeI2溶液中各通入Cl2时,离子方程式按反应先后分别为:2I-+Cl2==I2+2Cl-,2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl- ,2Br-+Cl2==Br2+2Cl-。这是因为还原性I->Fe2+>Br-的缘故。
(4)有酸式盐参与的反应。此类反应要注意酸式盐与另一反应物量之间的关系,量不同,化学反应不同,只要注意题给的量,即可与出正确的离子方程式。例如:NaHCO3溶液与少量澄清石灰水反应的离子方程式为:2HCO3-+Ca2++2OH- ==CaCO3↓+H2O+CO32-,NaHCO3溶液与过量澄清石灰水反应的离子方程式为:HCO3-+Ca2++OH- ==CaCO3↓+H2O。
2、反应条件对离子反应的影响
有些反应,外界条件(浓度、温度)对反应影响不大;也有些反应,外界条件改变,相互间的反应就不一样。
(1)温度对离子反应的影响。中学化学有许多化学反应与反应的温度有关,写这类离子方程式时要特别注意反应的温度。例如:常温下,NH4Cl与NaOH两种稀溶液反应的离子方程式为:NH4++OH- ==NH3·H2O,而不写成NH4++OH- ==NH3↑+H2O;又如:Cl2与冷的NaOH溶液反应的离子方程式为:Cl2+2OH- ==ClO-+Cl-+H2O,而与浓热的NaOH溶液反应的离子方程式为:5Cl2+6OH- ==ClO3-+5Cl-+3H2O
(2)浓度对离子反应的影响。有一些化学反应与物质的浓度有关,写这类离子方程式时要注意物质的浓度,特别要注意浓度的变化要引起化学反应的变化。例如:足量的铜与一定量的浓HNO3反应的离子方程式先后为:Cu+4H++2NO3-=Cu2++NO2↑+2H2O、 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O, 这是由于随反应的进行,浓HNO3变成了稀HNO3之故。又如:饱和的食盐水中先后分别通入足量的NH3和CO2的离子方程式为:Na++NH3+CO2+H2O==NaHCO3↓+NH4+,这是由于NaHCO3溶解度较小,生成的NaHCO3大部分析出的缘故。
3、酸碱性强弱对离子反应的影响
反应物酸、碱性不同,有时会影响到反应进行的程度。例如:苯酚钠溶液中通入少量或过量CO2的离子方程式均为: C6H5O- +CO2+H2O==C6H5OH+HCO3-;而苯酚钠溶液中通入少量或过量的SO2时的离子方程式分别为:2C6H5O- +SO2+H2O==2C6H5OH+SO32- ;C6H5O- +SO2+H2O==C6H5OH+HSO3-。这是由于通常状况下酸性相对强弱为:H2SO3>HSO3->C6H5OH;H2CO3>C6H5OH>HCO3-的缘故。
4、溶解性大小对离子反应的影响
溶液中的离子相互间总有结合成更难溶的趋势,如溶液中一种离子均能和另外几种离子结合成难溶物,要注意它们相互间结合的难易程度,此时不能随意书写离子方程式,特别不能任意编造离子方程式。例如:NaH2PO4溶液与Ca(OH)2澄清液按物质的量8:5之比反应的离子方程式为:8H2PO4-+5Ca2++10OH-==Ca3(PO4)2↓+2CaHPO4↓+4HPO42-+10H2O,因为Ca3(PO4)2比CaHPO4更难溶,Ca2+首先与PO43-结合成Ca3(PO4)2沉淀,而后再与HPO42-结合成CaHPO4沉淀。
5、氧化性还原性强弱对离子反应的影响
溶液中如有一种离子能和另外几种离子发生氧化还原反应,此时要注意它们间反应的难易程度。一般同一种氧化剂易与还原性强的还原剂先发生氧化还原反应;同理,同一种还原剂易与氧化性强的氧化剂先发生氧化还原反应。例如:4mol FeBr2溶液中通入3mol Cl2的离子方程式为:4Fe2++2Br-+3Cl2==4Fe3++Br2+6Cl-,该反应中Cl2先将Fe2+氧化,过量的Cl2将一部分Br-氧化。
四、容易忽视的一个问题
在注意了前面所述的离子方程式书写的一些规则和方法外,还需着重提一下隐含因素对离子方程式正确书写的影响。因为许多反应包含隐含条件及隐含的离子反应,书写离子方程式时如不应注意挖掘隐含因素,往往容易发生错误。例如:Fe(OH)2溶于足量稀HNO3的离子方程式为:3Fe(OH)2+10H++NO3- ==3Fe3++NO↑+8H2O;而不是Fe(OH)2+2H+==Fe2++2H2O,因为该反应隐含了过量的稀HNO3将Fe2+继续氧化成Fe3+的离子反应。又如:足量的SO2通入BaCl2溶液中不反应,而通入Ba(NO3)2溶液中则发生反应,其离子方程式为:3SO2+Ba2++2NO3-+2H2O=BaSO4↓+2NO↑+4H++2SO42-,因为该反应隐含了SO2溶于水呈酸性,Ba(NO3)2溶液中的NO3- 与溶液中的H+会把+4价的S氧化成+6价的S这一隐含因素。
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