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“不确定反应”离子方程式的书写方法

来源:作者:陈阳 点击:所属专题: 定一法 离子方程式书写
某些反应随着反应物的量不同(或滴加顺序不同)而发生不同的反应(或产生不同的现象),我们称为不确定反应。不确定反应离子方程式的书写因其不确定性历来是学习的难点,也是高考考查的高频题。本文对这一问题进行分析归纳总结并寻找解决问题的方法。 一.碳酸氢盐与碱

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某些反应随着反应物的量不同(或滴加顺序不同)而发生不同的反应(或产生不同的现象),我们称为“不确定反应”。不确定反应离子方程式的书写因其不确定性历来是学习的难点,也是高考考查的高频题。本文对这一问题进行分析归纳总结并寻找解决问题的方法。

一.碳酸氢盐与碱的反应———“以少定多”法

所谓“以少定多”就是将量少的物质看作1mol,以此确定量多的物质的用量;

 1.小苏打溶液与澄清石灰水反应

⑴碳酸氢钠溶液中加入过量的澄清石灰水

碳酸氢盐与碱反应的实质是:HCO3+OH=CO32+H2O。在此反应中碳酸氢钠的量少将其定为1mol,含有1mol的HCO3离子需要1mol的OH离子与其反应,生成的1mol CO32离子与1mol Ca2+离子结合生成1mol CaCO3沉淀,

离子方程式为:HCO3+OH+ Ca2+= CaCO3↓+ H2O

⑵澄清石灰水中加入过量的碳酸氢钠溶液

在此反应中氢氧化钙的量少将其定为1mol,含有2molOH离子和1mol Ca2+离子。2molOH离子需要2molHCO3离子与其反应,生成的2mol CO32离子只有1mol与1mol Ca2+离子结合生成1mol CaCO3沉淀,

离子方程式为:2OH+ Ca2++2HCO3= CaCO3↓+ 2H2O+ CO32

2.碳酸氢钙溶液与氢氧化钠溶液反应

⑴碳酸氢钙溶液中加入过量的氢氧化钠溶液

同样将碳酸氢钙看作1mol,含有2mol HCO3离子和1mol Ca2+离子。2mol HCO3离子需要2mol OH离子与其反应,生成的2mol CO32离子只有1mol与1mol Ca2+离子结合生成1mol CaCO3沉淀,

离子方程式为:2OH+ Ca2++2HCO3= CaCO3↓+ 2H2O+ CO32

⑵氢氧化钠溶液中加入过量的碳酸氢钙溶液

同理,离子方程式为:HCO3+OH+ Ca2+= CaCO3↓+ H2O

“以少定多”的方法同样适用于亚硫酸氢钠溶液与澄清石灰水、亚硫酸氢钙溶液与氢氧化钠溶液之间的反应,这里不再赘述。值得注意的是:⑴碳酸氢钙溶液与澄清石灰水之间的反应是个“确定”反应,离子方程式为:HCO3+OH+ Ca2+= CaCO3↓+ H2O。⑵碳酸氢镁溶液与澄清石灰水反应时Mg(HCO3)2与OH反应生成的是比MgCO3 更难溶的Mg(OH)2,因此Mg(HCO3)2与少量Ca(OH)2反应的离子方程式为Mg2++2OH=Mg(OH)2↓;Mg(HCO3)2与过量Ca(OH)2反应的离子方程式为Mg2++2HCO3+2Ca2++4OH= Mg(OH)2↓+CaCO3↓+2H2O。同样碳酸氢镁溶液与氢氧化钠溶液反应的情况与此类似。

二.酸式铵盐溶液与碱溶液的反应———注意反应顺序

1. 酸式铵盐溶液与氢氧化钠(或氢氧化钾)溶液的反应

⑴碳酸氢铵溶液与氢氧化钠(或氢氧化钾)溶液的反应

NH4HCO3与NaOH反应时OH离子先与HCO3离子反应生成CO32和H2O,剩余的OH离子再与NH4+离子反应生成NH3·H2O。因为即使OH离子先与NH4+离子反应,生成的NH3·H2O因其碱性也要和HCO3离子反应生成CO32、H2O和NH4+。 

因此,①碳酸氢铵溶液与少量的氢氧化钠(或氢氧化钾)溶液反应的离子方程式为:HCO3+ OH- = CO32+H2O,②碳酸氢铵溶液与过量的氢氧化钠(或氢氧化钾)溶液反应的离子方程式为:NH4++HCO3+ 2OH= CO32+H2O+NH3·H2O。

⑵硫酸氢铵溶液与氢氧化钠溶液的反应

根据上述的反应顺序可得①硫酸氢铵溶液与过量氢氧化钠溶液反应的离子方程式为:NH4++H++ 2OH= H2O+NH3·H2O。②硫酸氢铵溶液与少量氢氧化钠溶液反应的离子方程式为:H+ + OH= H2O

2. 酸式铵盐溶液与氢氧化钡溶液的反应

⑴碳酸氢铵溶液与氢氧化钡溶液的反应

①碳酸氢铵溶液与过量的氢氧化钡溶液反应的离子方程式为:NH4++HCO3+ 2OH+Ba2+ = BaCO3↓+ NH3·H2O +H2O,②氢氧化钡溶液与过量的碳酸氢铵溶液反应的离子方程式为:2HCO3+ 2OH+Ba2+ = BaCO3↓+ CO32+2H2O。

⑵硫酸氢铵溶液与氢氧化钡溶液的反应

①硫酸氢铵溶液与过量的氢氧化钡溶液反应的离子方程式为:NH4++ H+ +SO42+2OH+Ba2+ = BaSO4↓+ NH3·H2O +H2O,     

②氢氧化钡溶液与过量的硫酸氢铵溶液反应的离子方程式为:2H++SO42   +2OH+Ba2+ = BaSO4↓+2H2O。

三.分别反应,统一定量

1.硫酸氢纳溶液与氢氧化钡溶液的反应

NaHSO4与Ba(OH)2的反应实质就是分别发生了下面的两个离子反应:⑴H+ + OH= H2O,⑵SO42+Ba2+ = BaSO4↓。若是二者混合后溶液呈中性,则根据反应(1)确定NaHSO4与Ba(OH)2按照2︰1进行反应,离子方程式为:2H+ + SO42 +2OH+Ba2+=2H2O+ BaSO4↓。此时溶液中还有 SO42—离子没有沉淀,如果继续加入Ba(OH)2应有:SO42+Ba2+ = BaSO4↓,溶液呈碱性。若是二者混合后溶液中SO42和Ba2+刚好完全沉淀,则根据反应(2)确定NaHSO4与Ba(OH)2按照1︰1进行反应,离子方程式为:H+ + SO42+OH+Ba2+=H2O+ BaSO4↓。此时溶液呈碱性,如果继续加入NaHSO4应有:H+ + OH= H2O。

2.明矾溶液与氢氧化钡溶液的反应

KAl(SO4)2与Ba(OH)2的反应实质就是分别发生了下面的两个离子反应:⑴SO42+Ba2+ = BaSO4↓,⑵Al3++3OH=Al(OH)3↓或Al3++4OH=AlO2+2H2O。若是二者混合后溶液中SO42和Ba2+刚好完全沉淀,则根据反应⑴确定KAl(SO4)2与Ba(OH)2按照1︰2进行反应,而此时溶液中Al3+和OH之比为1︰4,离子方程式为:Al3++ 2SO42+2Ba2+ +4OH= AlO2+2H2O + 2BaSO4↓。若是二者混合后溶液中Al3+和OH刚好完全沉淀,则根据反应⑵确定KAl(SO4)2与Ba(OH)2按照2︰3进行反应,离子方程式为:2 Al3++ 3SO42+6OH+3Ba2+=2H2O+ BaSO4↓,此时溶液中还有 SO42离子没有沉淀。如果KAl(SO4)2与Ba(OH)2的物质的量之比介于1︰2和2︰3之间,离子方程式应如何书写呢?同样是根据“分别反应,统一定量”的原则书写。当KAl(SO4)2与Ba(OH)2的物质的量之比介于1︰2和2︰3之间时,SO42与Ba2+ 的物质的量比大于1︰1,Ba2+完全沉淀而SO42有剩余;Al3+ 与OH的物质的量比介于1︰3和1︰4之间,Al3+ 与OH完全反应生成Al(OH)3 、AlO2和H2O。如KAl(SO4)2与Ba(OH)2的物质的量之比为3︰5时,将KAl(SO4)2和Ba(OH)2的物质的量视为3mol和5mol,离子方程式为:3Al3++5SO42+10OH+ 5Ba2+ = 5BaSO4↓+ 2Al(OH)3↓+AlO2+2H2O(利用电荷守恒法确定Al(OH)3 和AlO2的系数)。

四.电子得失守恒法

1.溴化亚铁溶液与氯气的反应

⑴溴化亚铁溶液中通入少量的氯气

Br和Fe2+均具有还原性都能被氯气氧化,由于Fe2+ 的还原性较Br的强,所以通入的少量氯气只氧化Fe2+, Br没有被氧化。由电子得失守恒可知FeBr2与Cl2的物质的量比为2︰1,离子方程式为:2Fe2++ Cl2=2 Fe3++2Cl

⑵溴化亚铁溶液中通入过量的氯气

通入的Cl2首先氧化Fe2+,剩余的Cl2再完全氧化Br。由电子得失守恒可知FeBr2与Cl2的物质的量比为2︰3,离子方程式为:2Fe2++4 Br+3Cl2=2 Fe3++2Br2+6Cl

⑶溴化亚铁溶液中通入适量的氯气

FeBr2与Cl2的物质的量比介于为2︰1和2︰3之间时,Cl2将Fe2+氧化后只氧化了部分Br,此时Cl2消耗完,可根据电子得失守恒法确定参加反应的Fe2+、Br和Cl2的物质的量之间的关系。例如向1L3mol·L溴化亚铁溶液中通入4mol氯气,由电子得失守恒法确定参加反应的Fe2+、Br和Cl2的物质的量比为3︰5︰4,离子方程式为:3Fe2++5Br+4Cl2=3Fe3++“不确定反应”离子方程式的书写方法Br2+8Cl,调整系数后得6Fe2++10Br+8Cl2=6Fe3++5Br2+16Cl

2.碘化亚铁溶液与氯气的反应

要注意I的还原性比Fe2+的强,氯气先氧化I后氧化Fe2+,同样根据电子得失守恒法确定参加反应的I、Fe2+和Cl2的物质的量之间的关系。例如:⑴碘化亚铁溶液中通入少量氯气的离子方程式为:2I+ Cl2=I2+ 2Cl。⑵碘化亚铁溶液中通入过量氯气的离子方程式为:2Fe2++4 I+3Cl2=2 Fe3++2I2+6Cl。(3)向1L3mol·L碘化亚铁溶液中通入4mol氯气,由电子得失守恒法确定参加反应的I、Fe2+和Cl2的物质的量比为6︰2︰4,的离子方程式为:6I+2Fe2++4Cl2=3I2+2 Fe3++4Cl

五.电荷守恒法

离子方程式两边的电荷总数相等,由此确定离子方程式中各反应物的系数

1.铝盐溶液与强碱溶液的反应

⑴铝盐溶液与少量强碱溶液的反应:Al3++3OH=Al(OH)3

⑵铝盐溶液与过量强碱溶液的反应:Al3++4OH=AlO2+2H2O

⑶铝盐溶液与适量强碱溶液的反应:Al3++nOH=(4-n)Al(OH)3↓+(n-3)AlO2+(2n-6)H2O(“不确定反应”离子方程式的书写方法<“不确定反应”离子方程式的书写方法<“不确定反应”离子方程式的书写方法)

应注意铝盐溶液与弱碱溶液反应是“确定反应”。

2.偏铝酸盐溶液与强酸溶液的反应

⑴偏铝酸盐溶液与少量强酸溶液的反应:AlO2+H++H2O = Al(OH)3

⑵偏铝酸盐溶液与过量强酸溶液的反应:AlO2+4H+= Al3++2 H2O

⑶偏铝酸盐溶液与适量强酸溶液的反应:3AlO2+3nH+=(4-n)Al(OH)3↓+(n-1)Al3++3(n-2)H2O(“不确定反应”离子方程式的书写方法<“不确定反应”离子方程式的书写方法<1)

六.其它“不确定反应”的离子方程式

⒈铁与少量的稀硝酸反应:3Fe+8H++2NO3=3Fe2++2NO↑+4H2O

铁与少量的稀硝酸反应: Fe+4H++NO3=Fe3++NO↑+2H2O

⒉硝酸银溶液中滴加少量氨水:NH3·H2O+Ag+=AgOH↓+NH4+

硝酸银溶液中滴加过量氨水:Ag++3NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++OH+NH4++2H2O

⒊二氧化碳参与的反应

⑴氢氧化钠溶液中通入少量二氧化碳:CO2+2OH=CO32+H2O

氢氧化钠溶液中通入过量二氧化碳:CO2+OH=HCO3

⑵澄清石灰水中通入少量二氧化碳:CO2+Ca2++2OH=CaCO3↓+H2O

澄清石灰水中通入过量二氧化碳:CO2+OH=HCO3

⑶漂白粉溶液中通入少量二氧化碳:CO2+Ca2++2ClO+H2O=CaCO3↓+2HClO

漂白粉溶液中通入过量二氧化碳:CO2+ClO+H2O=HCO3+HClO

⑷偏铝酸钠溶液中通入少量二氧化碳:CO2+2AlO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32

偏铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳:CO2+AlO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3

4.碳酸钠溶液中滴入少量盐酸:

碳酸钠溶液中滴入少量盐酸:

5.硫酸氢钠溶液与碳酸氢钡溶液

6.磷酸二氢钠溶液与氢氧化钡溶液

应注意二氧化碳与苯酚钠溶液的反应,苯酚与碳酸钠溶液是“确定反应”,离子方程式为:

“不确定反应”离子方程式的书写方法

CO2+     +H2O=   

“不确定反应”离子方程式的书写方法

+HCO3-  

                       

  

(责任编辑:化学自习室)
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