与量有关的离子方程式的书写 离子方程式少量定多量

离子方程式的书写和离子共存问题是高考热点,而与量有关的离子方程式的书写则是一个难点,学生不易掌握。究其原因是各种介绍与量有关的离子方程式书写的文章头绪繁杂,分类不明晰,学生无所适从。本文将在阅读各种版本的与此有关的文献的前提下,把与量有关的离子方程式的书写分成两类,每类分别列举了一些典型例题,刊出来就教于对此有研究的各位同仁,也希望能对化学高考备考起一点作用。

1.复分解反应

与量有关的离子方程式的书写 离子方程式少量定多量
“少定多变”,把量少的反应物的系数定为“1”,以量少的反应物离子数来确定量多的反应物离子前面的系数。

1.1酸式盐与碱的反应

【例1】①少量NaHCO3与Ca(OH)2反应;②过量NaHCO3与Ca(OH)2反应;

解析:①因本题中涉及到OH-+HCO3-=CO32-+H2O和CO32-+Ca2+=CaCO3↓两次反应,当NaHCO3少量时,定其系数为1mol,1mol HCO3-只能中和1mol Ca(OH)2中的1mol OH-生成1mol CO32-和1mol H2O,1mol CO32- 和1mol Ca2+反应生面1mol CaCO3 ↓。所以,离子方程式为:Ca2++OH-+HCO3-=CaCO3↓+H2O。

②当NaHCO3过量时,Ca(OH)2为少量,可定Ca(OH)2为1mol,完全中和1mol Ca(OH)2中的OH-,需要2molHCO3-,生成2mol的CO32-和H2O为,其中1mol CO32- 和Ca2+反应生成1mol CaCO3↓,另1mol CO32-则以Na2CO3形式存在于溶液中。因此,离子方程式为:

Ca2++2OH-+2HCO3-=CaCO3↓+2H2O+ CO32-

【例2】NH4HSO4与NaOH反应

解析:因本题涉及到OH-+H+= H2O和NH4++OH-=NH3·H2O两种离子反应。

当NaOH少量时只有OH-和H+发生反应,离子方程式为:OH-+H+= H2O

当NaOH过量时两种离子反应均可发生,离子方程式为:

NH4++H++2OH-=NH3·H2O+H2O

【例3】已知Ca3(PO4)2、CaHPO4均不溶于水,且Ca3(PO4)2溶解度比CaHPO4小。将0.05 mol/L Ca(H2PO4)2溶液与0.15 mol/L的NaOH溶液等体积混合,搅拌充分进行反应,写出该反应的离子方程式。

解析:n(Ca(H2PO4)2):n(NaOH)=1:3, 2 H2PO4-+3 OH-= HPO42-+ PO43-+ 3H2O,两边同乘以3再加3个 Ca2+以满足Ca3(PO4)2,于是得离子方程式为:

3Ca2++6 H2PO4-+9OH-= Ca3(PO4)2+ PO43- + 3HPO42-+ 9H2O

易错写为:5Ca2++4 H2PO4-+6OH-= Ca3(PO4)2+ 2Ca HPO4+ 6H2O,原因是未考虑Ca2+与H2PO4-的配比。

1.2多元弱酸与碱的反应

【例4】向氢硫酸溶液中滴加NaOH溶液

解析:本题是一个酸碱中和问题,因氢硫酸是二元酸,当少量的OH-进入溶液中时,先有:H2S+OH-=HS-+H2O,而当H2S完全转化为HS-后,HS-+OH-=S2-+H2O。因此,当NaOH少量时,离子方程式为:H2S+OH-=HS-+H2O;当NaOH过量时,离子方程式为:H2S+2OH-=S2-+2H2O

向NaOH溶液中滴加氢硫酸时,离子方程式为:开始滴加时为H2S+2OH-=S2-+2H2O;滴加到一定程度时为H2S+ S2-= 2HS-。

1.3多元弱酸盐与酸的反应

【例5】向碳酸钠溶液中滴加盐酸

解析:开始滴加时,盐酸为少量,CO32-+H+=HCO3-;而当CO32-完全转化为HCO3-后继续加则有:HCO3-+H+=H2O+CO2↑。因此,盐酸少量时离子方程式为CO32-+H+=HCO3-,盐酸过量时离子方程式为CO32-+2H+= H2O+CO2↑

向盐酸中滴加碳酸钠溶液,盐酸总过量,离子反应为CO32-+2H+= H2O+CO2↑

1.4多元弱酸的酸酐与碱的反应

【例6】将SO2能入NaOH溶液中

解析:本题中少量的SO2进入NaOH溶液中后,先有SO2+2OH-=SO32-+H2O,而当SO2过量时则发生反应SO32-+SO2+H2O=2HSO3-。因此,当SO2少量时离子方程式为SO2+2OH-=SO32-+H2O;而当SO2过量时离子方程式为:SO2+OH-=HSO3-

1.5与铝元素有关的离子反应

【例7】向明矾(kAl(SO4)2·12H2O)溶液中滴加Ba(OH)2溶液,写出符合下列条件的离子方程式。①当Al3+完全沉淀时的离子方程式;②当SO42-完全沉淀时的离子方程式。

解析:因本题中涉及到Al3++3OH-=Al(OH)3↓,Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,Ba2++SO42-=BaSO4↓三种离子反应。

①当Al3+完全沉淀时,SO42-没有完全反应,1mol kAl(SO4)2电离产生1mol Al3+和2 mol SO42-,1mol Al3+完全沉淀需要3 mol OH-,即需要3/2 mol Ba(OH)2,而3/2 mol Ba(OH)2则电离产生3/2 mol Ba2+,沉淀完3/2 mol Ba2+只需要3/2 mol 的SO42-,于是反应的离子方程式为:Al3++3/2SO42-+3/2Ba2++3OH-= Al(OH)3↓+3/2BaSO4↓两边同乘以2把系数化为整数即为:2Al3++3SO42-+3Ba2++6OH-= 2Al(OH)3↓+3 BaSO4↓

②1mol kAl(SO4)2电离产生1mol Al3+和2 mol SO42-,当SO42-完全沉淀时,需要2 mol Ba(OH)2,电离产生的4 mol OH-与Al3+恰好完全生成AlO2-,因此:

Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-= AlO2-+2H2O +2 BaSO4↓

【例8】向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液

解析:开始滴加时,NaOH为少量, Al3++3OH-= Al(OH)3↓,而当Al3+完全转化为Al(OH)3之后,再滴加NaOH,则发生反应Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。因此NaOH少量时离子方程式为:Al3++3OH-= Al(OH)3↓;而当NaOH过量时,离子方程式为:Al3++4OH-= AlO2-+2H2O。

向NaOH溶液中滴加AlCl3,开始时反应为Al3++4OH-= AlO2-+2H2O;继续滴加则发生反应:Al3++3AlO2-+6H2O= 4Al(OH)3↓

【例9】向NaAlO2溶液中滴加盐酸

解析:少量的H+加入AlO2-的溶液中,先有AlO2-+H++H2O= Al(OH)3↓,而当AlO2-完全转化为Al(OH)3之后,又有Al(OH)3+3H+ =Al3++3H2O。因此,当盐酸少量时离子方程式为:AlO2-+H++H2O= Al(OH)3↓;而当盐酸过量时,离子方程式为:AlO2-+4H+= Al3++2H2O

向盐酸中滴加NaAlO2溶液,开始时反应为AlO2-+4H+= Al3++2H2O;当H+全部反应完再滴加NaAlO2溶液时,发生反应Al3++3AlO2-+6H2O= 4Al(OH)3↓。

2、氧化还原反应

“先强后弱”,氧化性或还原性强的物质先发生反应,弱的后发生反应。

【例10】将xmolCl2通入amolFeBr2溶液中,

① 当x≦0.5amol时,反应的离子方程式是 ;

② 当x≧1.5amol时,反应的离子方程式是 ;

③ 当x=amol时,反应的离子方程式是 。

解析:① Fe2+的还原性大于Br-,通入Cl2时,先发生反应Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+,当溶液中的Fe2+被完全氧化后,再发生反应Cl2+2Br-=2Cl-+Br2。

因此,当x≦0.5amol时,离子方程式为:Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+;

②当x≧1.5amol时,Cl2过量,离子方程式为:3Cl2+2Fe2++4Br-=6Cl-+2Fe3++2Br2

③当x=amol时, n(Cl2) : n(FeBr2)=1:1。因1mol的Cl2得到2mol电子,而1mol的Fe2+只能失1mol电子,而另1mol电子只能由Br-来提供,则参加反应的Br-只有1mol,所以离子方程式为:Cl2+Fe2++Br-=2Cl-+Fe3++1/2Br2,取两边同乘以2取分母后得离子方程式为:2Cl2+2Fe2++2Br-=4Cl-+2Fe3++Br2

【例11】将xmol Fe加入含amolHNO3的稀溶液中,写出下列配比下的离子方程式:

⑴当x≦0.25amol时,反应的离子方程式是 ;

⑵当x≧0.375amol时,反应的离子方程式是 ;

⑶把6.72g铁粉放入100ml 4mol/L的稀硝酸中,反应的离子方程式是 。

解析:将Fe加入稀HNO3中后,Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O,HNO3反应完后继续加入Fe粉,则有Fe+2Fe3+=3Fe2+,因此,

⑴当x≦0.25amol时,离子方程式为:

Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O

⑵当x≧0.375amol时,反应的离子方程式:

3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O

⑶而当Fe的量对于反应①过理而对于反应②不足时,则产物中既有Fe3+ 也有Fe2+。

0.1Fe+0.4H++0.1NO3-=0.1Fe3++0.1NO↑+0.2H2O…①

0.02 Fe+0.04Fe3+=0.06Fe2+ …②

①+②得总反应为: 0.12Fe+0.4H++0.1NO3-=0.06Fe3++0.06Fe2++0.1NO↑+0.2H2O

经化简得总反应为: 6Fe+20H++5NO3-=3Fe3++3Fe2++5NO↑+10H2O

补充说明:本文阅读了大量在网上能查到的有关此专题的文章,在此对文章作者表示感谢。但因许多文章都是抄来抄去,有些署名的作者也未必是此专题的第一作者,所以无从标注参考文献,在此表示歉意。

  

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