化学人教版高中必修1离子反应中少量过量问题解法探究
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离子反应中少量过量问题解法探究
摘要:离子反应过量的解题技巧
关键词:离子反应过量、少量离子共存
离子方程式的书写与离子共存是近年各省高考题中的热点及难点,几乎成为必考题型,如:(2007全国卷II)第八题、(2007全国卷四川考题)第八题、(2007全国高考上海卷)第八题等(后面将评析这些题型)。此类题型,看似容易,可得分率并不高,究其原因,多数失误体现在离子反应的过量问题,此为学生知识上盲点所在,如何解决离子反应中的过量问题,书本上并未涉及,教辅书上也缺乏相应的解题分析,学生往往知其然而不知其所以然,题型、考点一变化,又会失误。
笔者对此类问题经过认真探讨,仔细推敲,总结出一种行之有效的方法,以解决离子方程过量的问题。该法将离子方程的书写及离子共存两个问题结合在一起,思路简单清晰,学生易于掌握,教学效果十分显著。下面我们就来探讨这种解题方法,与大家共享:高中化学离子方程过量问题,在下列四组物质的反应中最为典型,即含了酸碱中和离子反应,又有生成沉淀的离子反应,如①②③组,这类反应,过量不同,方程不同:
①NaHSO4+Ba(OH)2
②NaHCO3+Ca(OH)2
③Ca(HCO3)2+NaOH
④HCl+Na2CO3
书写此类的反应的化学方程及离子方程,难点有二:(1)过量不同,方程左边系数不同,不好确定。(2)过量不同,右边产物不同,学生无法确定右边产物。针对二个难点,我们提出一种方法来解决这两个难点:
一、确定方程左边系数。
方法:将不足量的一方系数定为1,再据此确定过量一方的的系数。
基本原则:它应遵循“保证供给但绝不多给”的原则。
如:NaHSO4+Ba(OH)2反应
a.Ba(OH)2滴入NaHSO4(Ba(OH)2不足量)
第一步:确定方程左边系数:
将不足量的Ba(OH)2的系数定为1,对于过量的一方NaHSO4的系数定为2,因为1个Ba(OH)2电提供2个OH-,故需2个NaHSO4才能将其反应掉,只有配2才能保证保证供给但决不多给,配1则NaHSO4不足量,配3则多余的一个NaHSO4不反应,故只能配2 所以左边系数为:
2NaHSO4+Ba(OH)2
同理,当NaHSO4滴入Ba(OH)2时(NaHSO4不足量),则NaHSO4系数为1,一个NaHSO4只能提供一个H+,只需1个Ba(OH)2提供的OH-即已过量,配系数2或3自无必要。
故有系数:
NaHSO4+Ba(OH)2
二、再确定方程右边产物。
原则:“离子共存”原则。
将左边的反应物拆成离子形式,讨论共存,如:Ba(OH)2滴入NaHSO4(Ba(OH)2不足量)时,将左边2NaHSO4+Ba(OH)2拆成离子形式,2Na++2H±+2SO42-+Ba2++2OH-,这四种离子不能共存,其中2个2H±与2个2OH反应,生成2个H2O,1个SO42与1个Ba2+反应,生成BaSO4沉淀,余下未反应的2个Na+与1个SO42-,故产物中有Na2SO4
即:Ba(OH)2+2NaHSO4=== BaSO4↓+2H2O+Na2SO4,将其拆成离子形式:
2Na++2H±+2SO42-+Ba2++2OH-==== BaSO4↓+2H2O+2Na++ SO42-,删去未反应的离子:有离子方程:2H±+ SO42- +Ba2++2OH-==== BaSO4↓+2H2O
另:NaHSO4滴入Ba(OH)2时(NaHSO4不足量)时,有左边系数:NaHSO4+Ba(OH)2 拆成离子形式,Na++H±+SO42-+Ba2++2OH 其中H+与OH-反应生成H2O,1个SO42-与1个Ba2+反应,生成BaSO4沉淀,余下未反应的1个Na+与1个OH-,故有NaOH,故化学方程:
-Ba(OH)2+NaHSO4=== BaSO4↓+H2O+NaOH
再拆,删,有离子方程:H++ SO42- +Ba2++OH-==== BaSO4↓+H2O
-实际还可将离子共存确定产物的方法运用到非过量的离子方程上,比如:
-NaHSO4与NaHCO3的反应,学生就不容易判断产物,若将其拆成离子形式,从离子共存则较为简单,有:Na++H++SO42-+Na++HCO3-,这几种离子中,H+与HCO32-反应生成H2O及CO2,余下2个Na+与SO42-,故产物中还有Na2SO4.所以化学方程有:
-NaHCO3+NaHSO4======Na2SO4+H2O+CO2
-三、写完离子方程后还要“查”
-除了常规的原子守恒及电荷守恒上,离子方程过量的检查有其特别地方:即过量的一方,不遵守化学式的离子配比,不足量的一方一定要遵守化学式的离子配比。
-如:离子方程:H++ SO42- +Ba2++OH-==== BaSO4↓+H2O 由于Ba(OH)2过量,所以不遵守化学式要求的Ba2+与OH-2:1的配比,
而Ba(OH)2不足量时,2H±+ SO42- +Ba2++2OH-==== BaSO4↓+2H2O
-所以遵守化学式要求的Ba2+与OH- 2:1的配比,
运用是否遵守化学式的配比检查离子方程的过量,是十分方便而有效的。
再来分析第②组NaHCO3与Ca(OH)2
(1)少量NaHCO3的溶液滴入Ca(OH)2溶液中
先确定方程左边系数:
将反应物中不足量NaHCO3的系数首先设定为1,再据此确定过量的Ca(OH)2系数为1,因为只要1个OH-便可将NaHCO3的1个HCO3-反应掉。故有:
NaHCO3+Ca(OH)2===
再确定右边产物:离子共存为原则。上述物质电离出以下离子:
Na++HCO3- +Ca2+ +2OH-
这些离子中,HCO3-与OH-生成CO32-和水,接着CO32-与Ca2+生成CaCO3,余下一个OH-与1个Na+,故产物中有NaOH。所以有方程:
NaHCO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O+NaOH
再拆,删(去除不反应的Na+与1个OH-),有离子方程:
HCO3-+Ca2++OH-===CaCO3↓+H2O
(2)少量的Ca(OH)2溶液滴入NaHCO3溶液中
将反应物中不足量Ca(OH)2的系数首先设定为1,再据此确定过量的NaHCO3系数为2,因为只要Ca(OH)2的确个OH-需2个NaHCO3提供的2个HCO3-反应掉。故有:
2NaHCO3+Ca(OH)2===
再确定右边产物:离子共存为原则。上述物质电离出以下离子:
2Na++2HCO3- +Ca2+ +2OH-
这些离子中,2HCO3-与2OH-生成2CO32-和2H2O,接着其中1个CO32-与Ca2+生成CaCO3,余下一个CO32-与2个Na+,故产物中有Na2CO3。所以有方程:
2NaHCO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2H2O+Na2CO3
再拆,删(去除不反应的Na+与1个OH-),有离子方程: