与量有关的离子反应方程式的书写

与量有关的离子反应方程式的书写

 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

 “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^-=CO3^2-+H2O和CO3^2-+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 CO3^2-和1mol H2O，1mol CO3^2- 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CO3^2-和H2O为，其中1mol CO3^2- 和Ca²⁺反应生成1mol CaCO3↓，另1mol CO3^2-则以Na2CO3形式存在于溶液中。因此，离子方程式为：

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

【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^-= HPO4^2-+ PO4^3-+ 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+ PO4^3- + 3HPO4^2-+ 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^-=S^2-+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^-=S^2-+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^-=S^2-+2H2O；滴加到一定程度时为H2S+ S^2-= 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，CO3^2-+H⁺=HCO3^-；而当CO3^2-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 CO3^2-+H⁺=HCO3^-，盐酸过量时离子方程式为CO3^2-+2H⁺= H2O+CO2↑

向盐酸中滴加碳酸钠溶液，盐酸总过量，离子反应为CO3^2-+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^-=SO3^2-+H2O，而当SO2过量时则发生反应SO3^2-+SO2+H2O=2HSO3^-。因此，当SO2少量时离子方程式为SO2+2OH^-=SO3^2-+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SO4^2-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⁺+SO4^2-=BaSO4↓三种离子反应。

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

     ②1mol kAl(SO4)2电离产生1mol Al³⁺和2 mol SO4^2-，当SO4^2-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⁺+2SO4^2-+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

标签：与量,离子反应,方程式