考点6 离子反应及离子方程式书写
知识条目 1.电解质和非电解质的概念 2.强弱电解质的概念 3.离子反应的本质及发生的条件 4.离子方程式 5.有关化学方程式过量问题的计算 必考要求 a a b b b 加试要求 a a b b b
一、电解质概念辨析 1.电解质和非电解质 (1)电离
电解质在水溶液中或熔融状态下产生自由移动离子的过程。 (2)电解质是在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物。 非电解质是在水溶液中和熔融状态下都不能导电的化合物。 2.强电解质和弱电解质
在水溶液中能完全电离的电解质是强电解质。 在水溶液中只能部分电离的电解质是弱电解质。 强电解质与弱电解质的比较
电离程度 有无电离平衡 化合物类别 电离方程式书写 实例 强电解质 完全电离 无 强酸、强碱、大部分盐 HCl===H+Cl H2SO4、HCl、Ca(OH)2、K2S、AgCl、NH4Cl +-弱电解质 部分电离 有 弱酸、弱碱、水等 CH3COOHCH3COO+H -+H2CO3、H3PO4、CH3COOH、 Al(OH)3、Cu(OH)2、NH3·H2O 3.电解质导电原因 (1)内因:电解质在一定条件下(水溶液或熔融状态)下能电离出自由移动的离子。 (2)外因:电解质溶液与外电路形成闭合回路。 (3)与金属导电的区别
1
金属导电是电子定向移动的结果,而电解质溶液导电是电离产生的自由离子定向移动的结果。
(4)电解质溶液导电能力强弱的判断
电解质溶液中自由移动的离子浓度越大、离子所带电荷数越多,则导电能力越强。如:2mol/L的NaCl溶液导电能力强于1 mol/L的NaCl溶液,而2mol/L的MgSO4溶液导电能力强于2 mol/L的NaCl溶液。
二、离子方程式书写及正误判断 1.离子反应
(1)概念:在水溶液中有离子参加的化学反应。 (2)反应发生的条件:
①生成难溶性的物质;②生成难电离的物质;③生成易挥发的物质;④离子间发生氧化还原反应。
(3)复分解型离子反应本质是溶液中某些物质的物质的量浓度减小。 2.离子方程式
(1)概念:用实际参与反应的离子符号表示化学反应的式子。
(2)意义:离子方程式可表示所有同一类的化学反应。而化学方程式只能表示一个化学反应。
(3)书写步骤:
①写:写出正确的化学方程式。
②拆:将可溶、完全电离的物质改写成离子形式。强酸、强碱、可溶盐需拆分,单质、氧化物、难溶物、气体、弱电解质仍写化学式。
③删:将方程式两边相等个数的同种离子和未参加反应的离子删去,并使化学计量数最简化。
④查:检查原子个数、电荷总数、得失电子数目是否守恒。 2.离子方程式书写正误判断 (1)注意物质“拆分”是否正确
氧化物、弱电解质、沉淀等在离子方程式中均不能拆分。复习时应记忆常见的弱电解质、微难溶物质等。
(2)检查“物料”“电荷”双守恒
离子方程式书写中常常只注意物料守恒(质量守恒),而忽视了电荷守恒,这也是命题中常出现的陷阱。如氯化铁溶液与铜的反应易错写成Fe+Cu===Fe+Cu,从物料角度看,是守恒的;但从电荷守恒看,等号左边是3个正电荷,右边是4个正电荷,电荷不守恒,因此错误。
(3)离子反应应符合客观事实
2
3+
2+
2+
离子反应应当符合实际发生的客观事实。如Fe与盐酸只能生成Fe,而与足量HNO3反应则生成Fe;或者金属与氧化性酸反应不会生成H2;反应条件不同导致产物不同,如氯气与NaOH溶液,常温下反应生成NaClO和NaCl,而加热条件下反应生成NaClO3和NaCl;以及长等号与可逆符号的使用也需要注意,如H2O+CO3误的。
(4)方程式与条件量不符合
在不同反应条件下,或者反应物相对量不同时,反应产物的配比可能发生变化。如,Fe
+
2+
3+
2+
3
2-
3+
2+
HCO3+OH,若用了长等号就是错
--
和Cu均为1mol/L的混合溶液中加入铁粉:若加入足量铁粉,则Fe和Cu均被还原,
3+
2+
2+
3+
离子方程式为2Fe+2Cu+3Fe===5Fe+2Cu;若加入少量铁粉,则仅有Fe被还原,离子方程式为2Fe+Fe===3Fe。因此在审题时,仔细辨别,看清离子方程式的书写是否符合题意。
三、突破与量有关的离子方程式的书写 1.与酸式盐有关的离子反应
一般书写时,对于量不足的物质,该物质拆成离子后,实际参与反应的离子的物质的量之比一定要与它的化学式相符合,即可设为“1 mol”,然后再拆分;而足量的物质,该物质拆成离子后,实际参与反应的离子的物质的量之比不一定要与它的化学式相符合。即以不足量物质实际参加离子反应的离子完全反应为基准同足量物质反应来书写离子方程式。如:向足量的NaHCO3溶液中逐渐滴入澄清石灰水的反应。Ca(OH)2是量不足的物质,设为“1 mol”,拆成1molCa和2molOH,物质的量的比值符合化学式中的比例;继而可与2molHCO3反应,即2molNaHCO3。然后写出相应的化学方程式后再改写成离子方程式。
化学方程式:Ca(OH)2+2NaHCO3===2H2O+CaCO3↓+Na2CO3 离子方程式:Ca+2OH+2HCO3===2H2O+CaCO3↓+CO3 2.产物可与过量的物质继续反应的离子反应
对于产物可与过量的物质继续反应的离子反应,可以先分步写出相应的离子方程式,再按题目的要求直接或按比例合并方程式。
例如:向NaOH溶液中通入CO2气体至过量,其离子反应分步写: ①2OH+CO2===CO3+H2O ②CO3+CO2+H2O===2HCO3
若向NaOH溶液中通入过量CO2气体,其离子反应一步完成,合并①②式即可: OH+CO2===HCO3
若向足量NaOH溶液中通入少量CO2气体,则第二步反应没有发生,其离子方程式为①式:
2OH+CO2===CO3+H2O
3.混合顺序引起“量”不同的离子反应
两种反应物相互滴加的顺序不同也可能发生不同的离子反应,如碳酸钠溶液与盐酸反
3
-
2-
-
-
-
2-
2-
-
2+
-
-
2-
2+
-
-
3+
2+
应:
①向盐酸中逐滴加入碳酸钠溶液至反应完全 化学方程式:Na2CO3+2HCl===CO2↑+H2O+2NaCl 离子方程式:CO3+2H===CO2↑+H2O ②向碳酸钠溶液中逐滴加入盐酸至反应完全 化学方程式:Na2CO3+HCl===NaHCO3+NaCl 离子方程式:CO3+H===HCO3
4.氧化还原型、且与“量”和“反应顺序”有关的离子反应
此类离子反应方程式的书写较为复杂,不仅涉及氧化还原的先后顺序,还涉及氧化剂与还原剂物质的量的配比。书写此类离子方程式,需先理清溶液中存在的氧化剂和还原剂的种类,根据氧化性强弱和还原性强弱分别排序,以确定反应先后顺序,并写出分步的离子反应方程式;最后根据题目中相对量的关系书写总反应方程式。
例:FeBr2溶液与氯气反应的问题,溶液中存在的氧化剂为Cl2,还原剂有Fe、Br,根据氧化还原性强弱排序:Fe>Br,则通入Cl2时,
①Cl2不足时,只有Fe被Cl2氧化,
如:当n(Cl2)∶n(FeBr2)≤0.5时,发生下列反应: 化学方程式:FeBr2+1/2Cl2===1/3FeCl3+2/3FeBr3 离子方程式:2Fe+Cl2===2Fe+2Cl
②当Fe完全反应后,即n(Cl2)∶n(Fe)>0.5时,Br开始被氧化,发生反应2Br
-
2+
-
2+
2+
-
-
2+
3+
-
2+
2+
-
2+
-
2-
+
-
2-
+
+Cl2===2Cl+Br2;结合反应Fe和Br的物质的量之比以及①中反应方程式,书写总反应方程式。
如:当n(Cl2)∶n(FeBr2)=1∶1时,Fe全部被Cl2氧化,Br部分被氧化,反应的n(Fe
+
2+
-
2
)∶n(Br)=1∶1,则总反应式为:
2Fe+Cl2===2Fe+2Cl×1
--+ 2Br+Cl2===2Cl+Br2 ×1
2+-3+-
= 2Fe+2Br+2Cl2===2Fe+4Cl+Br2
即当n(Cl2)∶n(FeBr2)=1∶1时,离子方程式为2Fe+2Br+2Cl2===2Fe+4Cl+Br2 ③当Cl2过量时,即当n(Cl2)∶n(FeBr2)≥1.5时,Fe、Br均全部被Cl2氧化,发生
2+
-
2+
-
3+
-
2+
3+
-
-
下列反应:
化学方程式:2FeBr2+3Cl2===2FeCl3+2Br2
离子方程式:2Fe+4Br+3Cl2===2Fe+6Cl+2Br2
2+
-
3+
-
【例1】 下列物质属于电解质且能导电的是( )
4
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