离子反应过量问题

“离子反应过量问题”的探究摘要：离子反应过量的解题技要领关键词：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)2②NaHCO3+Ca(OH)2③Ca(HCO3)2+NaOH④HCl+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：1、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“保证供给但决不多给”的原则，如：NaHSO4+Ba(OH)2反应1．Ba(OH)2滴入NaHSO4(Ba(OH)2不足量)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)2一、再确定方程右边产物：原则为离子共存。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：2HCO3-+Ca2++2OH-===CaCO3+H2O+CO32-另第三组③Ca(HCO3)2与NaOH反应与刚才第二组完全相似，可自行分析得出结论：（1）少量Ca(HCO3)2的溶液滴入NaOH溶液中2HCO3-+Ca2++2OH-===CaCO3+2H2O+CO32-(2)少量NaOH的溶液滴入Ca(HCO3)2溶液中HCO3-+Ca2++OH-===CaCO3+H2O同理第四组：④HCl+Na2CO3（1）少量的HCl溶液滴入Na2CO3溶液中有：H++CO32-===HCO3-（2）少量的Na2CO3溶液滴入HCl溶液中有，2H++CO32-==H2O+CO2最后，我们来分析上述提及的三个高考题：1．（2007全国卷II）第八题8．能正确表示下列反应的离子方程式是A．醋酸钠的水解反应CH3COO—+H3O+＝CH3COOH+H2OB．碳酸氢钙与过量的NaOH溶液反应Ca2++2HCO3—+2OH—＝CaCO3↓+2H2O+CO32—C．苯酚钠溶液与二氧化碳反应C6H5O—+CO2+H2O＝C6H5OH+CO32—D．稀硝酸与过量的铁屑反应3Fe+8H++2NO3—＝3Fe3++2NO↑+4H2O解析：本题的关键点在于B选项，属于刚才提及的第二组反应中的NaOH过量情况，故可判断B正确，选B2（2007全国卷四川考题8．下列反应的离子方程式书写正确的是A．浓烧减溶液中加入铝片：Al+2OH－＝AlO2－+H2↑B．以石墨作电极电解氯化铝溶液：2Cl－+2H2O电解2OH－+H2↑+Cl2↑C．硫酸亚铁溶液与稀硫酸、双氧水混合：2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2OD．硫酸氢钠溶液与足量氢氧化钡溶液混合：2H++SO42－+Ba2++2OH－＝BaSO4↓+2H2O解析：本题关键点在于D选项的判断，属于第一组物质的反应，由于Ba(OH)2过量，故可利用过量的一方不遵从化学式配比，Ba2+与OH-为1：1的关系，现在是1：2，故错误。3（2007全国高考上海卷）8下列反应的离子方程式正确的是A氢氧化钠溶液中通入少量二氧化硫：SO2＋OH－→HSO3－B碳酸氢钠溶液与足量氢氧化钡溶液混合：HCO3－＋Ba2＋＋OH－→BaCO3↓＋H2OC盐酸滴入氨水中：H＋＋OH－→H2OD碳酸钙溶解于稀硝酸中：CO32－＋2H＋→CO2↑＋H2O解析：此题关键点在于B选项，B选项与第二组物质反类似，由于Ba(OH)2过量，故Ba2+与OH-不遵从2:1配比，为1：1配比，故选B离子反应过量的题型还有类似的，如Ba(OH)2与KAl(SO4)2的反应，FeBr2与Cl2的反应等等，我们都可以用相同的原理去解决，这些问题就留给自已探讨吧。离子反应中的“过量”问题探讨安徽师范大学化学与材料科学学院2004级化学董顺离子反应是近年高考中的热点问题,几乎每年必考,主要以离子方程式正误判断以及离子共存问题为切入点,但最终都归结为“能否发生离子反应，离子反应如何进行”的问题。离子反应中有一个重要内容，就是“过量”问题，这是近年高考离子反应中的热点问题也是易丢分的地方。有些离子反应与“量”有着密切的关系，量不同反应就不同。“过量”其实是相对的，若两种物质反应，一种过量另一种就表现为不足，考察该部分内容时，主要表现为出现以下几个关键词“过量”、“大量”、“少量”、“继续滴加”等，另外还表现为滴加顺序的不同上,根据滴加顺序不同还可以用于区分两种溶液。有关“过量”问题离子方程式的书写时，以不足的物质为“标准”，以哪个物质为标准，该物质的系数就为1，现就从以下几个方面加以简单阐述：一、多元弱酸盐与酸的反应例：a.将碳酸钠溶液滴加到稀盐酸溶液中b.将稀盐酸溶液滴加到碳酸钠溶液中解析：a中其实就是盐酸过量，以碳酸钠为“标准”化学方程式为：Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑离子方程式为：CO32－＋2H+=H2O＋CO2↑b中其实就是碳酸钠过量，以盐酸为“标准”化学方程式为：HCl＋Na2CO3=NaCl＋NaHCO3离子方程式为：H+＋CO32－=HCO3-二、多元酸的酸式盐与碱反应例1：a.碳酸氢钠溶液中加入过量的氢氧化钡溶液b.氢氧化钡溶液中加入过量的碳酸氢钠溶液解析：a中氢氧化钡过量，以碳酸氢钠为“标准”化学方程式为：NaHCO3＋Ba(OH)2=BaCO3↓＋NaOH＋H2O离子方程式为：HCO3－＋Ba2+＋OH－=BaCO3↓＋H2Ob中碳酸氢钠过量，以氢氧化钡为“标准”化学方程式为：Ba(OH)2＋2NaHCO3=BaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O离子方程式为：2OH－＋Ba2+＋2HCO3－=BaCO3↓＋CO32－＋2H2O例2：a.碳酸氢钙溶液中加入过量的氢氧化钠溶液b.氢氧化钠溶液中加入过量的碳酸氢钙溶液解析：a中氢氧化钠过量，以碳酸氢钙为“标准”化学方程式为：Ca(HCO3)2＋2NaOH=CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O离子方程式为：2HCO3－＋Ca2+＋2OH－=CaCO3↓＋CO32-＋2H2Ob中碳酸氢钙过量，以氢氧化钠为“标准”化学方程式为：NaOH＋Ca(HCO3)2=CaCO3↓＋NaHCO3＋H2O离子方程式为：OH－＋Ca2+＋HCO3－=CaCO3↓＋H2O例3：a.硫酸氢钠溶液中加入过量的氢氧化钡溶液b.氢氧化钡溶液中加入过量的硫酸氢钠溶液解析：a中氢氧化钡过量，以硫酸氢钠为