离子反应是高中化学的重要知识之一,离子方程式是高中化学用语的一大支柱、每年高考必考的热点考点,Ⅰ卷与Ⅱ卷中均有出现各种离子反应的高考试题,离子方程式正误判断主要是在Ⅰ卷中以选择题形式出现的常见高考试题,如何快速准确地判断离子方程式的正误呢?请看如下介绍。
一、思维要点点拨
离子方程式正误判断的解题思维要点可以概括为三点:一是认真判断是否正确,包括反应原理是否正确、化学式与离子符号的拆写是否正确、阴阳离子的配比是否正确等;二是仔细观察是否守恒,包括原子守恒、电荷守恒、氧化还原反应得失电子守恒;三是全面检查是否规范,包括化学符号、等号“==”与可逆号“”、气体箭号“↑”与沉淀符号“↓”、加热号“△”等。
二、学生存在问题
产物不合理、阴阳离子的配比不合理、漏掉部分反应、错误拆分化学式、电荷不守恒、氧化还原反应的电子不守恒、忽视某物质过量、忽视单个离子水解反应可逆号等。
三、知识要点支撑
1.离子反应发生条件:离子反应总是向着使溶液中某些离子浓度减小的方向进行。
⑴离子间发生复分解反应:生成沉淀(难溶物BaSO4、CaCO3、AgCl…)、气体(易挥发性SO2、CO2、H2S…)、弱电解质(HClO、NH3·H2O、H2O…)或难电离的微粒(HCO3-、[Ag(NH3)2]+、[Fe(SCN)]2+…)等都有利于某些离子浓度减小而发生离子反应。
⑵离子间发生氧化还原反应:如2Fe3++2I-==2Fe2++I2;2S2-+SO32-+6H+
===3S↓+3H2O等等,强氧化性的微粒与强还原性的微粒之间发生氧化还原反应时使溶液中某些离子浓度减小而发生离子反应。
⑶离子与原子或分子间发生置换反应:离子反应不但可以发生在离子与离子之间,而且还可以发生在离子与原子、离子与分子之间,如:2H++Fe==Fe2++H2↑;2I-+Cl2==2Cl-+I2;等等。
2.有些有离子生成的反应也属于离子反应,如钠和水:2Na+2H2O==2Na++
2OH-+H2↑;SO2通入溴水里:SO2+Br2+2H2O==4H++SO42-+2Br-;碳酸钙溶于乙酸:CaCO3+2CH3COOH==Ca2++2CH3COO-+CO2↑+H2O;等等。
3.有些没有自由移动离子参加的反应,不能写离子方程式。如:Cu+H2SO4(浓);NH4Cl(固)+Ca(OH)2;C+H2SO4(浓);NaCl(固)+H2SO4(浓);Cl2+石灰乳等反应均因无自由移动离子参加反应,故不可写离子方程式。
4.化学式拆分问题:只有易溶、易电离的物质可拆分写成离子式。难溶物、难电离物、气体、单质、氧化物、弱酸的酸式盐酸根、微溶物浑浊态、非电解质等一律写成化学式。
5.反应物混合操作顺序或反应物相对量不同时离子方程式不同。如:⑴NaOH溶液、Ca(OH)2溶液等与CO2、SO2等;⑵NaOH溶液与AlCl3溶液;⑶盐酸与Na[Al(OH)4] 溶液;⑷盐酸与Na2CO3溶液;⑸AgNO3溶液与氨水;⑹NaOH溶液与Ca(HCO3)2溶液等;⑺明矾溶液与Ba(OH)2溶液;⑻新制氯水与FeBr2溶液等。
6.生成物是易溶于水的气体,要特别注意反应条件。如NaOH溶液和NH4Cl溶液的反应,当浓度不大又不加热时,离子方程式为:NH4++OH-===NH3•H2O;当为浓溶液又加热时离子方程式为:NH4++OH-NH3↑+H2O。
四、典型例题剖析
例1.(2010天津高考5)下列实验设计及其对应的离子方程式均正确的是( )
A.用FeCl3溶液腐蚀铜线路板:Cu+2Fe3+==Cu2++2Fe2+
B.Na2O2与H2O反应制备O2:Na2O2+H2O==2Na++2OH-+O2↑
C.将氯气溶于水制备次氯酸:Cl2+H2O==2H++Cl-+ClO-
D.用浓盐酸酸化的KMnO4溶液与H2O2反应,证明H2O2具有还原性:
2MnO4-+6H++5H2O2==2Mn2++5O2↑+8H2O
解析:选项B中Na2O2发生歧化反应,Na2O2中应有2个O原子转变为O2,另有2个O原子转变为OH-,故氧元素不守恒且得失电子也不守恒,离子方程式为2Na2O2+2H2O==4Na++4OH-+O2↑;选项C的实验设计不对,HClO是弱酸,也不能拆成离子形式;选项D的离子方程式本身没有问题,但KMnO4的强氧化性能将浓盐酸氧化,不能实现证明H2O2具有还原性的目的。因为还原性:HCl>H2O2,HCl先反应,KMnO4将浓盐酸氧化的离子方程式为:2MnO4-+16H++10Cl-==2Mn2+
+5Cl2↑+8H2O。正确答案为A。
感悟:此题解答要关注反应原理、隐含反应、守恒原则、化学式拆分等,这是离子方程式正误判断的核心要点,也是高考命题的主要特点,注意体验。
例2.(2011上海高考21)在复盐NH4Fe(SO4)2溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液,可能发生的反应的离子方程式是( )
A.Fe2++SO42-+Ba2++2OH-==BaSO4↓+Fe(OH)2↓
B.NH4++Fe3++2SO42-+2Ba2++4OH-==2BaSO4↓+Fe(OH)3↓+NH3·H2O
C.2Fe3++3SO42-+3Ba2++6OH-==3BaSO4↓+2Fe(OH)3↓
D.3NH4++Fe3++3SO42-+3Ba2++6OH-==3BaSO4↓+Fe(OH)3↓+3NH3·H2O
解析:题给复盐的电离方程式是:NH4Fe(SO4)2==NH4++Fe3++2SO42-,显然选项A中出现+2价Fe不正确;因为溶液中的微粒均可参与反应,且Fe3+离子比NH4+离子更容易与OH-离子反应,各微粒反应如下:Fe3++3OH-==Fe(OH)3↓,NH4++OH-==NH3·H2O,SO42-+Ba2+==BaSO4↓;又因为复盐NH4Fe(SO4)2还可以形成(NH4)2SO4·Fe2(SO4)3的形式,因此当Ba(OH)2足量时,发生选项B的离子反应,当Ba(OH)2不足时,发生选项C的离子反应。选项D不正确,因为不满足复盐NH4Fe(SO4)2中NH4+与Fe3+离子1∶1的组成关系。正确答案为B、C。
感悟:此题是一道反应物用量不同离子方程式不同的典例,量不足的物质与参加反应的离子配比一定要与它的化学式相符,如选项B符合NH4Fe(SO4)2则对或选项D不符则错;而足量的物质与参加反应的离子配比不一定与化学式相符,如选项C中NH4Fe(SO4)2过量则不符,但符合Fe2(SO4)3的离子配比。
例3.(2009上海卷18稍有改编)下列离子方程式正确的是( )
A.H2SO4与Ba(OH)2溶液反应:Ba2++OH-+H++SO42-==BaSO4↓+H2O
B.CuSO4溶液吸收H2S气体:Cu2++H2S ==CuS↓+2H+
C.将FeCl3饱和溶液逐滴加入沸水中:Fe3++3H2O==Fe(OH)3↓+3H+
D.等体积、等浓度的Ba(OH)2稀溶液与NH4HCO3稀溶液混合:Ba2++2OH-+NH4++HCO3-=== BaCO3↓+NH3↑+2H2O
解析:H2SO4与Ba(OH)2溶液中阴、阳离子的配比均不正确,正确的离子方程式应为:Ba2++2OH-+2H++SO42-==BaSO4↓+2H2O,选项A错;FeCl3饱和溶液逐滴加入沸水中生成的是Fe(OH)3胶体不是沉淀,正确的离子方程式应为Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+,选项C错;Ba(OH)2与NH4HCO3均为稀溶液,反应又没有加热条件不能生成氨气,只能生成NH3·H2O,选项D错。正确答案为B。
感悟:此题解答要关注细节,如阴阳离子的配比、反应条件、等号“==”与可逆号“”的应用、沉淀符号“↓”的使用等在解题时都要分析到位,否则,容易出错。
五、聚焦考题训练
1.(2011江苏高考6)下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是( )
A.FeCl3溶液与Cu的反应:Cu+Fe3+===Cu2++Fe2+
B.NO2与水的反应:3NO2+H2O===2NO3-+NO+2H+
C.醋酸溶液与水垢中的CaCO3反应:CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑
D.向NaAlO2溶液中通入过量CO2:2AlO2-+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+CO32-
提示:醋酸是弱电解质不能拆成离子;向NaAlO2溶液中通入过量CO2的产物是Al(OH)3↓+HCO3-。
答案:B
2.(2011新课标全国高考12)能正确表示下列反应的离子方程式为( )
A.硫化亚铁溶于稀硝酸中:FeS+2H+==Fe2++H2S↑
B.NH4HCO3溶于过量的NaOH溶液中:HCO3-+OH-==CO32-+H2O
C.少量SO2通入苯酚钠溶液中:C6H5O-+SO2+H2O==C6H5OH+HSO3-
D.大理石溶于醋酸中:CaCO3+2CH3COOH==Ca2++2CH3COO-+↑+H2O
提示:硝酸具有氧化性,能氧化FeS,因此产物应该是硝酸铁、硫酸和一氧化氮,选项A错;NH4HCO3溶于过量的NaOH溶液中除了生成碳酸钠外还有氨生成,离子方程式为:NH4++HCO3-+2OH-==CO32-+2H2O+NH3,选项B错;苯酚(C6H5OH)显弱酸性,不足的SO2与之反应的产物应该是SO32-,选项C错。
答案:D
3.(2010上海高考19稍有改编)下列反应的离子方程式正确的是( )
A.明矾投放到污水中生成能凝聚悬浮物的胶体:
Al3++3H2O Al(OH)3↓+3H+
B.等体积、等浓度的Ca(HCO3)2溶液和NaOH溶液混合
Ca2++2HCO3-+2OH-===CaCO3+CO32-+2H2O
C.硫酸亚铁溶液中加入用硫酸酸化的过氧化氢溶液
Fe2++2H++H2O2===Fe3++2H2O
D.淀粉碘化钾溶液在空气中变蓝
4I-+O2+2H2O===2I2+4OH-
提示:明矾在溶液中电离出的Al3+水解生成的氢氧化铝胶体能吸附水中的悬浮物,但氢氧化铝胶体本身不是沉淀物,选项A错;等量的碳酸氢钙和氢氧化钠溶液混合时,氢氧化钠不足量,离子方程式为:OH-+HCO3-+Ca2+===H2O+CaCO3↓,选项B错;选项C电荷不守恒,错;空气中的氧气可以氧化I-为I2,其遇淀粉变蓝,选项D对。
答案:D
4.(2010江苏高考3)下列离子方程式表达正确的是( )
A.用惰性电极电解熔融氯化钠:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-
B.用氢氧化钠溶液除去铝表面的氧化膜:Al2O3+2OH-===2AlO2-+H2O
C.用稀氢氧化钠溶液吸收二氧化氮:2OH-+2NO2==NO3-+NO↑+H2O
D.用食醋除去水瓶中的水垢:CO32-+2CH3COOH==2CH3COO-+H2O+CO2↑
提示:电解的是熔融状态的NaCl,不是NaCl溶液,选项A错;Al2O3能溶于NaOH溶液,生成偏铝酸盐,选项B对;NO2与NaOH反应,生成硝酸盐和亚硝酸盐,2OH-+2NO2==NO3-+NO2-+H2O,选项C错;水垢中的主要成分为CaCO3是难溶物,选项D错。
答案:B
5.(2010四川理综卷9稍有改编)下列离子方程式书写正确的是 ( )
A.向明矾溶液中加入过量的氢氧化钡溶液:Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-==2BaSO4↓+ AlO2-+2H2O
B.向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸:Fe(OH)2+2H+==Fe2++2H2O
C.向磷酸二氢铵溶液中加入足量的氢氧化钠溶液:NH4++OH-===NH3•H2O
D.向氯化镁溶液中加入足量的氨水:Mg2++2OH-=== Mg(OH)2↓
提示:氢氧化钡溶液过量,Al3+转化为AlO2-,SO42-完全转化为沉淀,选项A正确;硝酸有强氧化性,可将Fe2+氧化为Fe3+,硝酸被还原为NO,选项B不符合客观事实,错误;在磷酸二氢铵中加入足量的氢氧化钠,磷酸二氢根离子中的氢将被中和,选项C错误;氨水是弱电解质不能拆分为OH-,选项D错误。
答案:A
6.(2009江苏高考11)下列离子方程式与所述事实相符且正确的是( )
A.漂白粉溶液在空气中失效:ClO-+CO2+H2O==HClO+HCO3-
B.用浓盐酸与MnO2反应制取少量氯气:MnO2+2H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
C.向NaAlO2溶液中通入过量CO2制Al(OH)3:AlO2-+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO3-
D.在强碱溶液中次氯酸钠与Fe(OH)3反应生成Na2FeO4:3ClO-+2Fe(OH)3===2FeO42-+3Cl-+H2O+4H+
提示:漂白粉失效的离子方程式为Ca2++2ClO-+CO2+H2O==2HClO+CaCO3,选项A错;选项B中H原子不守恒、电荷不守恒,错;选项D在强碱溶液中反应不可能生成H+,错。
答案:C
7.(2009广东高考12)下列离子方程式正确的是( )
A.向盐酸中滴加氨水:H++OH-==H2O
B.Fe(OH)3溶于氢碘酸:Fe(OH)3+3H+==Fe3++3H2O
C.铜溶于稀硝酸:3Cu+8H++2NO3-==3Cu2++2NO↑+4H2O
D.向Na2S2O3溶液中通入足量氯气:S2O32-+2Cl2+3H2O==2SO32-+4Cl-+6H+
提示:选项A氨水应写成分子式;选项B发生的是氧化还原反应,离子方程式为2Fe(OH)3+6H++2I-==2Fe2++I2+3H2O;选项D氯气具有强氧化性将S2O32-氧化成SO42-,离子方程式应为S2O32-+4Cl2+5H2O==2SO42-+8Cl-+10H+。
答案:C
8.(2009宁夏高考12)能正确表示下列反应的离子方程式是( )
A.向次氯酸钙溶液通入过量CO2:Ca2++2ClO-+CO2+H2O =CaCO3↓+2HClO
B.向次氯酸钙溶液通入SO2:Ca2++2ClO-+SO2+H2O== CaSO3↓+2HClO
C.氢氧化钙溶液与碳酸氢镁溶液反应:HCO3-+Ca2++OH-==CaCO3↓+H2O
D.在氯化亚铁溶液中加入稀硝酸:3Fe2++4H++NO3-==3Fe3++NO↑+2H2O
提示:过量CO2应该生成HCO3-:ClO-+CO2+H2O=HClO+HCO3-,选项A错;HClO可将CaSO3氧化为CaSO4:Ca2++ClO-+SO2+H2O=CaSO4↓+Cl-+2H+;选项C要考虑到Mg(OH)2为沉淀:Mg2++2HCO3-+2Ca2++4OH-=Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O。
答案:D
(责任编辑:化学自习室)