高中化学溶液中离子反应先后顺序的判断策略

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高中化学溶液中离子反应先后顺序的判断策略

作者:孙浩真

来源:《文存阅刊》2019年第12期

摘要:离子反应是高中化学中的重难点内容,是近年来高考的必考题型。离子反应相关概念掌握程度的好坏直接关系着化学知识的学习,而学习的关键在于理清离子反应的顺序,这样才能正确的书写离子方程式,求解题目。为此,本文对离子反应的先后顺序判断方法及规律进行了分析与总结,以期能为同学们的化学学习做好铺垫。

关键词:高中化学;离子反应;先后顺序;判断方法

一、离子反应的概念

离子反应是指离子间的结合或交换反应,其本质是某些离子的浓度发生了改变。离子反应的主要特点是反应的速率比较快,且离子间的相互反应不受其它离子的干扰。根据离子反应的原理,可以将离子反应分为氧化还原反应、复分解反应、盐水反应及络合反应,在高中阶段,我们高中生只需要重点掌握前两种离子反应的相关知识点,且离子反应多指在水溶液中进行的一类化学反应。

二、溶液中离子反应先后顺序的判断方法

(一)氧化还原反应型

在分析氧化还原反应时,我们经常会遇到同一种还原剂遇与多种氧化剂,或同一种氧化剂与多种还原剂反应。那么在这种情况下,就需要考虑离子反应是否能发生及反应的先后顺序。一般来说,离子在发生反应时通常是氧化性强的氧化剂先被还原、还原性强的还原剂先被氧化,同时,遵循从强到弱的原则,即氧化性与还原性比较强的物质发生反应生成氧化性和还原性较弱的物质。因此,这就需要我们扎实掌握一些常见离子氧化性或还原性的强弱顺序。

例1:将0.5molCl2通入1L 1mol·L-1的FeI2和FeBr2的混合溶液中,在忽略水的电离情况下,溶液中的主要离子有哪些?当通入2molCl2时溶液中的主要离子有哪些?当通入

3molCl2时溶液中的主要离子有哪些?

解析:当向混合溶液中通入Cl2时,溶液中有2molFe2+,I-,Br-都可以与其发生反应。由于这三种离子的还原性:I->Fe2+>Br-,根据还原性强的物质先被氧化这一规律,所以,在通入Cl2时,I-先发生反应,然后是Fe2+,最后是Br-。

在通入0.5molCl2时,和I-先反应,由于I-未反应完,所以,此时溶液中的主要离子有:Fe2+、I-、Br-、Cl-。

在通入2molCl2时,I-和Fe2+发生反应,Br-未反应,所以,此时溶液中的主要离子有:Fe3+、Br-、Cl-。

在通入3molCl2时,Fe2+、I-、Br-都发生反应,所以,此时溶液中的主要离子有:Fe3+、Cl-。

(二)复分解反应类型

复分解反应主要是指溶液中酸、碱、盐之间相互交换离子的反应,在该类反应中同样存在多个不同离子与同一个离子发生复分解反应的问题,比如,多个阳离子与同一个阴离子发生反应;多个阴离子与同一个阳离子发生反应,等等。在分析这类问题时,由于无法通过物质的氧化性或还原性来判断其发生反应的先后顺序。所以,对于复分解反应,我们可以遵循以下原则来进行判断:第一,根据离子反应的条件,生成物中有气体、沉淀或难电离的物质,才能发生离子反应。第二,根据离子反应生成物的溶解度来判断,生成物的电解质越弱,就越优先发生反应;同时,生成物的溶解度越小,就越优先反应,在此过程中,还需要考虑离子的共存问題,比如双水解对离子反应的影响;第三,根据离子反应生成物的电离程度来判断,生成物的电离程度越小,就越优先反应。

例2:在H+,Al3+,NH4+,Mg2+的混合溶液中,逐滴加入NaOH,请判断离子反应的先后顺序。

解析:H+,Al3+,NH4+,Mg2+均能与OH-发生离子反应,并生成沉淀物或难电离的物质。由于H20是一种最弱的电解质,在分析时不考虑水电离的影响,同时,H+优先与OH-发生离子反应。由于Al(OH)3更弱更难溶,所以,Al3+比Mg2+优先发生反应,而Mg2+比NH4+优先发生反应。

三、离子反应类题目求解方法归纳

在掌握了离子反应先后顺序的规律后,我们在求解这类型题目一般可以分为以下三个步骤:第一,根据题目中的已知条件,找出离子反应中各个离子的量;第二,根据题意,列出离子反应顺序;第三,根据各个离子的量,正确书写离子方程式。

例3:在含有等物质量的FeCl3、AlCl3的溶液中逐滴的滴入NaOH溶液,请分别写出各步的离子方程式。

解析:思路:要写出各步的离子方程式,我们首先需要知道哪些离子参与了反应,及这些离子反应的先后顺序,然后按照反应顺序来书写。由于在FeCl3、AlCl3溶液中滴入NaOH,分别会产生Fe(OH)3和Al(OH)3。因Al(OH)3的溶度积要远大于Fe(OH)3,所

以,Fe3+先沉淀,Al3+后沉淀,随着NaOH溶液的继续滴入,Al(OH)3可以继续与OH-发生反应。假设各个物质的量为1mol。

(1)当加入NaOH溶液后,发生的离子反应为:

Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓

(2)当加入NaOH溶液的量大于3mol时,发生的离子反应为:

Fe3++Al3++6OH-=Fe(OH)3↓+Al(OH)3↓

(3)当加入NaOH溶液的量大于6mol时,发生的离子反应为:

Fe3++Al3++7OH-=Fe(OH)3↓+AlO2-+2H20

四、结束语

总而言之,化学溶液中离子反应的先后顺序是难点,但只要扎实的掌握化学基础知识,能在理解的基础上熟练的运用上述一些规律,就能做到胸有成竹,问题自然就能迎刃而解。

参考文献:

[1]周兆艺. 小议离子反应的先后顺序[J]. 中学生数理化(学习研究), 2017(4):80-80.

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