與量有關(guān)的離子方程式的書(shū)寫(xiě)

    離子方程式的書(shū)寫(xiě)和離子共存問(wèn)題是高考熱點(diǎn)，而與量有關(guān)的離子方程式的書(shū)寫(xiě)則是一個(gè)難點(diǎn)，學(xué)生不易掌握。究其原因是各種介紹與量有關(guān)的離子方程式書(shū)寫(xiě)的文章頭緒繁雜，分類不明晰，學(xué)生無(wú)所適從。本文將在閱讀各種版本的與此有關(guān)的文獻(xiàn)的前提下，把與量有關(guān)的離子方程式的書(shū)寫(xiě)分成兩類，每類分別列舉了一些典型例題，刊出來(lái)就教于對(duì)此有研究的各位同仁，也希望能對(duì)化學(xué)高考備考起一點(diǎn)作用。

1．復(fù)分解反應(yīng)

 “少定多變”，把量少的反應(yīng)物的系數(shù)定為“1”，以量少的反應(yīng)物離子數(shù)來(lái)確定量多的反應(yīng)物離子前面的系數(shù)。

1．1酸式鹽與堿的反應(yīng)

【例1】①少量NaHCO₃與Ca(OH)₂反應(yīng)；②過(guò)量NaHCO₃與Ca(OH)₂反應(yīng)；

解析：①因本題中涉及到OH^-+HCO₃^-=CO₃^2-+H₂O和CO₃^2-+Ca²⁺=CaCO₃↓兩次反應(yīng)，當(dāng)NaHCO₃少量時(shí)，定其系數(shù)為1mol，1mol HCO₃^-只能中和1mol Ca(OH)₂中的1mol OH^-生成1mol CO₃^2-和1mol H₂O，1mol CO₃^2- 和1mol Ca²⁺反應(yīng)生面1mol CaCO₃ ↓。所以，離子方程式為：Ca²⁺+OH^-+HCO₃^-=CaCO₃↓+H₂O。

②當(dāng)NaHCO₃過(guò)量時(shí)，Ca(OH)₂為少量，可定Ca(OH)₂為1mol，完全中和1mol Ca(OH)₂中的OH-，需要2molHCO₃^-，生成2mol的CO₃^2-和H₂O為，其中1mol CO₃^2- 和Ca²⁺反應(yīng)生成1mol CaCO₃↓，另1mol CO₃^2-則以Na₂CO₃形式存在于溶液中。因此，離子方程式為：

Ca²⁺+2OH^-+2HCO₃^-=CaCO₃↓+2H₂O+ CO₃^2-

【例2】NH₄HSO₄與NaOH反應(yīng)

解析：因本題涉及到OH^-+H⁺= H₂O和NH₄⁺+OH^-=NH₃·H₂O兩種離子反應(yīng)。

當(dāng)NaOH少量時(shí)只有OH^-和H⁺發(fā)生反應(yīng)，離子方程式為：OH^-+H⁺= H₂O

當(dāng)NaOH過(guò)量時(shí)兩種離子反應(yīng)均可發(fā)生，離子方程式為：

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。將0.05 mol/L Ca(H₂PO₄)₂溶液與0.15 mol/L的NaOH溶液等體積混合，攪拌充分進(jìn)行反應(yīng)，寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式。

解析：n(Ca(H₂PO₄)₂)：n(NaOH)=1：3， 2 H₂PO₄^-+3 OH^-= HPO₄^2-+ PO₄^3-+ 3H₂O，兩邊同乘以3再加3個(gè) Ca²⁺以滿足Ca₃(PO₄)₂，于是得離子方程式為：

3Ca²⁺+6 H₂PO₄^-+9OH^-= Ca₃(PO₄)₂+ PO₄^3- + 3HPO₄^2-+ 9H₂O

易錯(cuò)寫(xiě)為：5Ca²⁺+4 H₂PO₄^-+6OH^-= Ca₃(PO₄)₂+ 2Ca HPO₄+ 6H₂O，原因是未考慮Ca²⁺與H₂PO₄^-的配比。

     1．2多元弱酸與堿的反應(yīng)

【例4】向氫硫酸溶液中滴加NaOH溶液

     解析：本題是一個(gè)酸堿中和問(wèn)題，因氫硫酸是二元酸，當(dāng)少量的OH^-進(jìn)入溶液中時(shí)，先有：H₂S+OH^-=HS^-+H₂O，而當(dāng)H₂S完全轉(zhuǎn)化為HS^-后，HS^-+OH^-=S^2-+H₂O。因此，當(dāng)NaOH少量時(shí)，離子方程式為：H₂S+OH^-=HS^-+H₂O；當(dāng)NaOH過(guò)量時(shí)，離子方程式為：H₂S+2OH^-=S^2-+2H₂O

     向NaOH溶液中滴加氫硫酸時(shí)，離子方程式為：開(kāi)始滴加時(shí)為H₂S+2OH^-=S^2-+2H₂O；滴加到一定程度時(shí)為H₂S+ S^2-= 2HS^-。

1．3多元弱酸鹽與酸的反應(yīng)

     【例5】向碳酸鈉溶液中滴加鹽酸

     解析：開(kāi)始滴加時(shí)，鹽酸為少量，CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-；而當(dāng)CO₃^2-完全轉(zhuǎn)化為HCO₃^-后繼續(xù)加則有：HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑。因此，鹽酸少量時(shí)離子方程式為 CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，鹽酸過(guò)量時(shí)離子方程式為CO₃^2-+2H⁺= H₂O+CO₂↑

向鹽酸中滴加碳酸鈉溶液，鹽酸總過(guò)量，離子反應(yīng)為CO₃^2-+2H⁺= H₂O+CO₂↑

1．4多元弱酸的酸酐與堿的反應(yīng)

    【例6】將SO₂能入NaOH溶液中

解析：本題中少量的SO₂進(jìn)入NaOH溶液中后，先有SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O，而當(dāng)SO₂過(guò)量時(shí)則發(fā)生反應(yīng)SO₃^2-+SO₂+H₂O=2HSO₃^-。因此，當(dāng)SO₂少量時(shí)離子方程式為SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O；而當(dāng)SO₂過(guò)量時(shí)離子方程式為：SO₂+OH^-=HSO₃^-

1．5與鋁元素有關(guān)的離子反應(yīng)

     【例7】向明礬（kAl(SO₄)₂·12H₂O）溶液中滴加Ba(OH)₂溶液，寫(xiě)出符合下列條件的離子方程式。①當(dāng)Al³⁺完全沉淀時(shí)的離子方程式；②當(dāng)SO₄^2-完全沉淀時(shí)的離子方程式。

解析：因本題中涉及到Al³⁺+3OH^-=Al(OH)₃↓，Al(OH)₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓三種離子反應(yīng)。

①當(dāng)Al³⁺完全沉淀時(shí)，SO₄^2-沒(méi)有完全反應(yīng)，1mol kAl(SO₄)₂電離產(chǎn)生1mol Al³⁺和2 mol SO₄^2-，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則電離產(chǎn)生3/2 mol Ba²⁺，沉淀完3/2 mol Ba²⁺只需要3/2 mol 的SO₄^2-，于是反應(yīng)的離子方程式為：Al³⁺+3/2SO₄^2-+3/2Ba²⁺+3OH^-= Al(OH)₃↓+3/2BaSO₄↓兩邊同乘以2把系數(shù)化為整數(shù)即為：2Al³⁺+3SO₄^2-+3Ba²⁺+6OH^-= 2Al(OH)₃↓+3 BaSO₄↓

     ②1mol kAl(SO₄)₂電離產(chǎn)生1mol Al³⁺和2 mol SO₄^2-，當(dāng)SO₄^2-完全沉淀時(shí)，需要2 mol Ba(OH)₂，電離產(chǎn)生的4 mol OH^-與Al³⁺恰好完全生成AlO₂^-，因此：

               Al³⁺+2SO₄^2-+2Ba²⁺+4OH^-= AlO₂^-+2H₂O +2 BaSO₄↓

    【例8】向AlCl₃溶液中滴加NaOH溶液

解析：開(kāi)始滴加時(shí)，NaOH為少量， Al³⁺+3OH^-= Al(OH)₃↓，而當(dāng)Al³⁺完全轉(zhuǎn)化為Al(OH)₃之后，再滴加NaOH，則發(fā)生反應(yīng)Al(OH)₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O。因此NaOH少量時(shí)離子方程式為：Al³⁺+3OH^-= Al(OH)₃↓；而當(dāng)NaOH過(guò)量時(shí)，離子方程式為：Al³⁺+4OH^-= AlO₂^-+2H₂O。

向NaOH溶液中滴加AlCl₃，開(kāi)始時(shí)反應(yīng)為Al³⁺+4OH^-= AlO₂^-+2H₂O；繼續(xù)滴加則發(fā)生反應(yīng)：Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O= 4Al(OH)₃↓

     【例9】向NaAlO₂溶液中滴加鹽酸

解析：少量的H⁺加入AlO₂^-的溶液中，先有AlO₂^-+H⁺+H₂O= Al(OH)₃↓，而當(dāng)AlO₂^-完全轉(zhuǎn)化為Al(OH)₃之后，又有Al(OH)₃+3H⁺ =Al³⁺+3H₂O。因此，當(dāng)鹽酸少量時(shí)離子方程式為：AlO₂^-+H⁺+H₂O= Al(OH)₃↓；而當(dāng)鹽酸過(guò)量時(shí)，離子方程式為：AlO₂^-+4H⁺= Al³⁺+2H₂O

向鹽酸中滴加NaAlO₂溶液，開(kāi)始時(shí)反應(yīng)為AlO₂^-+4H⁺= Al³⁺+2H₂O；當(dāng)H⁺全部反應(yīng)完再滴加NaAlO₂溶液時(shí)，發(fā)生反應(yīng)Al³⁺+3AlO₂^-+6H₂O= 4Al(OH)₃↓。

2、氧化還原反應(yīng)

 “先強(qiáng)后弱”，氧化性或還原性強(qiáng)的物質(zhì)先發(fā)生反應(yīng)，弱的后發(fā)生反應(yīng)。

【例10】將xmolCl₂通入amolFeBr₂溶液中,

①    當(dāng)x≦0.5amol時(shí)，反應(yīng)的離子方程式是                                   ；

②    當(dāng)x≧1.5amol時(shí)，反應(yīng)的離子方程式是                                   ；

③    當(dāng)x=amol時(shí)，反應(yīng)的離子方程式是                                       。

      解析：① Fe²⁺的還原性大于Br^-，通入Cl₂時(shí)，先發(fā)生反應(yīng)Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺，當(dāng)溶液中的Fe²⁺被完全氧化后，再發(fā)生反應(yīng)Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂。

因此，當(dāng)x≦0.5amol時(shí)，離子方程式為：Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺ ；

②當(dāng)x≧1.5amol時(shí)，Cl₂過(guò)量，離子方程式為：3Cl₂+2Fe²⁺+4Br^-=6Cl^-+2Fe³⁺+2Br₂

      ③當(dāng)x=amol時(shí)， n(Cl₂) ： n(FeBr₂)=1：1。因1mol的Cl₂得到2mol電子，而1mol的Fe²⁺只能失1mol電子，而另1mol電子只能由Br^-來(lái)提供，則參加反應(yīng)的Br^-只有1mol，所以離子方程式為：Cl₂+Fe²⁺+Br^-=2Cl^-+Fe³⁺+1/2Br₂，取兩邊同乘以2取分母后得離子方程式為：2Cl₂+2Fe²⁺+2Br^-=4Cl^-+2Fe³⁺+Br₂

        【例11】將xmol Fe加入含amolHNO₃的稀溶液中，寫(xiě)出下列配比下的離子方程式：

⑴當(dāng)x≦0.25amol時(shí)，反應(yīng)的離子方程式是                                   ；

⑵當(dāng)x≧0.375amol時(shí)，反應(yīng)的離子方程式是                                   ；

⑶把6.72g鐵粉放入100ml 4mol/L的稀硝酸中，反應(yīng)的離子方程式是              。                       

     解析：將Fe加入稀HNO₃中后，F(xiàn)e+4H⁺+NO₃-=Fe³⁺+NO↑+2H₂O，HNO₃反應(yīng)完后繼續(xù)加入Fe粉，則有Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，因此，

⑴當(dāng)x≦0.25amol時(shí)，離子方程式為：

                  Fe+4H⁺+NO₃^-=Fe³⁺+NO↑+2H₂O

     ⑵當(dāng)x≧0.375amol時(shí)，反應(yīng)的離子方程式：

                  3Fe+8H⁺+2NO₃^-=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O

    ⑶而當(dāng)Fe的量對(duì)于反應(yīng)①過(guò)理而對(duì)于反應(yīng)②不足時(shí)，則產(chǎn)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得總反應(yīng)為: 0.12Fe+0.4H⁺+0.1NO₃^-=0.06Fe³⁺+0.06Fe²⁺+0.1NO↑+0.2H₂O

  經(jīng)化簡(jiǎn)得總反應(yīng)為: 6Fe+20H⁺+5NO₃^-=3Fe³⁺+3Fe²⁺+5NO↑+10H₂O

    補(bǔ)充說(shuō)明：本文閱讀了大量在網(wǎng)上能查到的有關(guān)此專題的文章，在此對(duì)文章作者表示感謝。但因許多文章都是抄來(lái)抄去，有些署名的作者也未必是此專題的第一作者，所以無(wú)從標(biāo)注參考文獻(xiàn)，在此表示歉意。