极限思维法速写与量有关的离子方程式

2010-04-20杨立根

化学教与学 2010年10期

关键词：氧化还原反应

杨立根

（江苏省泰州中学江苏泰州225300）

极限思维法速写与量有关的离子方程式

杨立根

（江苏省泰州中学江苏泰州225300）

摘要：离子反应方程式的书写是高考的热点，其中有一类离子反应随反应物量的改变而不同又是离子方程式书写的难点。运用极限思维法来书写此类离子反应，可以简化思维过程，从而达到快速、准确书写离子反应方程式的目的。

关键词：极限思维；离子方程式；氧化还原反应

随反应物量不同而导致离子反应不同的反应根据反应过程中是否有电子转移又分为两类，一类是氧化还原反应，一类是非氧化还原反应，下面就这两类情况分类讨论。

一、非氧化还原反应

与量有关的非氧化还原离子反应主要是因为存在两个独立的离子反应而导致的。此类反应随反应物量的不同或滴加顺序的不同，离子反应是不一样的。请看下面几例。

例1.Ca（HCO3）2和NaOH溶液反应的离子方程式书写。

分析：该反应可以看成有两独立的离子反应：①OH-+HCO3-=CO32-+H2O②Ca2++CO32-=CaCO3↓这两个反应几乎同时发生。

当将少量NaOH滴入Ca（HCO3）2溶液时，Ca（HCO3）2大量，NaOH少量，运用极限思维法，NaOH少量，假设少到只有1个NaOH，而Ca（HCO3）2大量，则假设无限多，此时发生上述反应①只有1个OH-，而生成的CO32-也只有1个，则发生反应②的CO32-只有1个。故总的离子反应为：OH-+HCO-3+Ca2+=CaCO3↓+H2O。

当将少量Ca（HCO3）2滴入NaOH溶液时，Ca（HCO3）2少量，NaOH大量，运用极限思维法：Ca（HCO3）2少到1个，而NaOH则无限多，此时，发生上述反应①的HCO-3有两个，即2HCO-3+ 2OH-=2CO32-+2H2O，而发生反应②的Ca2+只有1个即Ca2++CO32-=CaCO3↓，因此总反应为：2HCO3-+Ca2++2OH-=CaCO3↓+CO32-+2H2O。

小结：运用极限思维写此类离子反应方程式核心是抓住量少的物质书写假设其只有1个，量多的物质参与反应的量根据量少的物质而定。可总结为“少定多变”。

例2.向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液至中性，请写出此步反应的离子方程式。

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分析：该反应存在两个离子反应：SO42-+Ba2+= BaSO4↓H++OH-=H2O。随量的不同，离子方程式不同。运用极限思维，NaHSO4少量至少为1个，则Ba（OH）2大量，Ba（OH）2根据NaHSO4量而定，至少为1个，NaHSO4为1个则加入的Ba（OH）2至少为1个，则溶液必呈碱性。若Ba（OH）2少量为1个，NaHSO4大量，则NaHSO4量根据Ba（OH）2量而定，NaHSO4为2个时该溶液中OH-完全中和，此时溶液为中性，离子反应为：Ba2++2OH-+2H++ SO42-=BaSO4↓+2H2O。

引申：当将少量NaHSO4加入Ba（OH）2溶液时，写出此时的离子反应。

分析：NaHSO4少量，根据极限思维假设NaHSO4为1个，Ba（OH）2大量，此时离子反应为：H++SO42-+OH-+Ba2+=BaSO4↓+H2O。

小结：上述两个反应都是由于存在两个离子反应而导致离子反应随量不同而不同。但并不是只要存在两个离子反应，反应式的书写就一定与量有关，如下面两个反应。

①Ca（HCO3）2溶液和Ca（OH）2溶液的反应②Ba（OH）2和H2SO4的反应。这两个反应都存在两个离子反应，运用极限思维法反应①的离子反应为：Ca2++HCO3-+OH-=CaCO3↓+H2O②的离子反应为Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O。即离子反应与量无关，至于原因本文在此就不赘述。

例3.向KAl（SO4）2溶液中滴入少量Ba（OH）2溶液，写出此时离子反应方程式。

运用极限思维法，Ba（OH）2少量，假设少到1个，此时Ba2+为1个，OH-为2个，由于OH-只有2个，因此OH-和Al3+生成Al（OH）3沉淀。根据1个Ba（OH）2写出的离子反应为：Ba2++2OH-+SO42-+，化简后离子方程式为：3Ba2++6OH-+3SO42-+2Al3+=3BaSO4↓+2Al（OH）3↓。

引申：当向Ba（OH）2溶液中加入少量KAl（SO4）2溶液的离子方程式。

分析：运用极限思维：KAl（SO4）2少量，假设为1个，Ba（OH）2大量，此时Al3+在过量碱中生成AlO-2，故离子反应为：Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-= 2BaSO4↓+AlO2-+2H2O。

说明：运用极限思维法书写离子方程式时，当离子前面的计量数为分数时，一定要进行化简。

二、氧化还原反应

与量有关的氧化还原离子反应主要也是因为存在两个或两个以上的离子反应而导致的，请看下面一例：

例4.将少量Cl2通过FeBr2溶液写出该反应的离子方程式。

分析：Cl2通入FeBr2溶液可能发生的离子反应有①Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-②Cl2+2Br-=Br2+2Cl-③Br2+2Fe2+=2Br-+2Fe3+，由反应①②③可知离子的还原性为：Fe2+＞Br-＞Cl-。根据氧化还原反应规律，Cl2通入FeBr2溶液首先和还原能力强的Fe2+反应，直至完全反应Cl2才会和Br-反应。

根据极限思维法：Cl2少量假设为1个，而在FeBr2无限多，此时Cl2仅和Fe2+反应，离子反应为：Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-。

引申1：将Cl2通入FeBr2溶液直到Cl2过量，写出此时反应的离子方程式。

分析：根据极限思维法：FeBr2少量，假设为1个，Cl2无限多，此时1个Fe2+和2个Br-全部被氧化。

引申2：将Cl2和FeBr2按物质的量比1∶1混合，写出该反应的离子方程式。

分析：该题直接给出反应量的关系，首先必须进行过量判断，氧化还原反应的实质是电子的转移，根据氧化还原反应实质，再结合过量判断将会简化。

思维过程：根据极限思维：假设Cl2和FeBr2都为1个，1个Cl2完全反应转移2个e-，1个FeBr2完全反应转移3个e-，其中1个Fe2+转移1个e-；2个Br-转移2个e-，因此Cl2少量完全反应，1个Cl2应优先和1个Fe2+反应，当Fe2+反应后还可以和1个Br-反应。因此离子反应为：Cl2+ Fe2++Br-=Fe3++1/2Br2+2Cl-，化简为：2Cl2+2Fe2++ 2Br-=2Fe3++Br2+4Cl-。

说明：Cl2和FeBr2溶液反应，当时，Cl2既和Fe2+反应同时又和Br-反应，物质的量之比不同，对应的离子方程式也不同，都可以运用极限思微，快速写出。

练习：1.Cl2和FeBr2按物质的量比2∶3混和，写出此时反应的离子方程式。

参考答案：4Cl2+6Fe2++2Br-=8Cl-+6Fe3++Br2

2.写出Cl2和FeI2溶液按物质的量比为1∶1混合的离子方程式

参考答案：Cl2+2I-=2Cl-+I2