高中化学离子共存问题的探讨
2017-03-01梁卫东
梁卫东
摘 要:本文首先就高中化学当中,常见的离子不能大量共存的情况进行论述,并在此基础上,凭借相关的真题实例,分析了高中化学当中关于离子共存问题的常见考查方式,希望凭借此次经验交流,能够为正在进行高中化学教学的教师们提供一定有价值的帮助。
关键词:高中化学 离子共存问题 例题分析
在高中化学中,离子共存问题是全国各地高考的热点,几乎每年的高考考题当中,都涉及有离子共存问题,但是就学生实际回答的效果来看,错误仍然层出不穷。因此本人认为,高中化学教师,应针对离子共存问题进行全面的分析,帮助学生理清相关知识网络,只有这样才能让学生真正在离子共存问题的解答过程当中减少错误的发生,并在高考当中,取得更加优异的成绩。
一、高中化学当中,离子无法大量共存的常见条件
1.水解反应和络合反应使得离子无法大量共存
(1)离子产生水解反应,会在溶液当中无法大量共存的,因为水解反应会让溶液当中呈现酸性的阴离子与溶液之中呈现碱性的阳离子所进行的反应速率更快,这两种离子在溶液所内所进行的水解反应之下会进行大量的消耗,所以导致它们无法在溶液之中大量共存。
(2)溶液之中所产生的络合反应同样也不能让离子大量共同。简单地说,络合反应就是溶液当中的离子或者分子和其中的金属离子进行了化学反应,由此形成了新的一种离子。并且络离子是通过一种离子与另外一种或者几种分子、抑或者两种或者两种以上离子所构成的结构十分复杂的离子或者分析。例如,在高中化学学习当中,较为常见的铁离子、亚铁离子和SCN-就是十分常见的因为在一起会产生络合反应所以无法大量共存的离子。
2.由于复分解反应致使溶液当中离子无法大量共存
(1)产生弱电解质
例如,氢离子和氢氧根离子经过反应生成水,氢离子和乙酸根离子经过反应生成乙酸,上述反应当中的生成物都是十分常见的弱电解质,弱电解质的生成会让溶液之中的离子浓度降低由此使得它们无法大量共存。类似的情况还有氢离子与次氯酸跟离子、氢离子和磷酸根离子以及氢氧根与部分酸式弱酸根离子(如氢硫酸根离子等)。
(2)生成气体
离子与离子产生复分解反应,由此生成气体,同样会让两种离子不能够大量共存。例如,氢离子和弱酸根离子便不能够大量共存,如氢离子和氢硫酸根、氢离子和碳酸根等。
(3) 产生沉淀
因为离子当中所发生的复分解反应生成沉淀,会让溶液当中离子的浓度明显降低,所以同样也会使得离子无法大量共存。例如在碱性溶液之中,铁离子、亚铁离子、铜离子、锌离子等会和氢氧根离子反应,从而产生大量的沉淀。另外,铅离子和氯离子、铁离子和硫离子等也会因为产生沉淀不等量共存。
3.因为氧化还原反应而无法大量共存的离子
拥有强氧化性的离子与拥有强还原性的离子是不能够大量共存的,例如铁离子是不能和硫离子在溶液当中大量共存的。
再有就是在碱性环境或者酸性环境当中,因为氧化还原反应的出现也会让离子不能大量共存。如在碱性环境当中。硫酸根离子和硫离子是能够进行大量共存的,但是在酸性环境之中,因为产生得了氧化换缘分性,就会产生水和沉淀,所以无法大量共存。
二、高中化学离子共存问题常见解决办法和考核方式
1.关于离子共存问题的常见解决办法
教师在针对离子共存问题进行教学的过程当中,要让学生判定在某一溶液之中离子是否能够大量共存,实际上就是要判定离子与离子之间是否产生的化学反应。因此,教师必须要让学生针对问题当中所给出的条件开展分析。
首先,学生在答题的过程当中,必须要搞清楚条件是否定句还是肯定句,例如:可以大量共存与不能大量共存就是两个截然不同的条件,一旦学生在题目解读的过程中产生错误,便不可能在这道问题的回答中答对。再有就是,针对出题人对题目所进行的限制必须要有充分的认识,例如若出现蓝色溶液,学生首先就需要考慮到铜离子、浅绿色就必须考虑到亚铁离子。同时,教师还需要特别注意的是,无色和透明在本质上是存在有差异的,应让学生给予区别对待。除此之外,出题人往往还会在问题当中,就溶液的酸碱性进行限定,如在pH=1的强碱性溶液当中,教师需要提醒学生就氢离子的作用进行思考,并且在这种环境的溶液当中有弱酸性的离子与氢氧根离子都不能大量共存。
2.离子共存问题考察方式分析
在近几年当中,我国各地的高考化学考题,针对离子共存问题的考察十分常见,虽只是考察方式每年都会发生不同程度的改变,但是绝大多数问题仍旧是以选择题的方式出现。就离子共存问题的考察规律进行了解,能够让学生更加高效的针对这一类型问题进行回答。
例如:在下列选项所示的各种溶液当中,其中离子可以进行大量共存的为()。
A.在含有大量Fe3+的溶液之中:氯离子、铵根离子、钠离子、SCN-
B.在pH=1的溶液之中:钾离子、亚铁离子、氯离子、硝酸根离子
C.在pH=14的溶液当中:钾离子、钠离子、偏铝酸根离子、碳酸根离子
D.在氢离子浓度为10-13mol/L的溶液当中:铵根离子 氯离子、硫酸根离子、硝酸根离子
分析:很明显,在这道问题当中,所针对的就是学生对于离子共存问题知识的掌握情况。首先针对A选项开展分析,可以非常清楚的看到,铁离子会与SCN-发生络合反应,并由此生成新的物质,因此A选项是错误的。而在B选项当中,学生需要认识到,在酸性环境之中,硝酸根离子拥有极强的氧化性,能够把亚铁离子氧化为铁离子,所以B选项也是错误的。在D选项当中,根据氢离子的浓度为10-13mol/L可以得到该溶液呈现碱性,而在碱性环境下,铵根离子与氢氧根离子是无法大量共存的,所以D选项也是错误的。因此,这道问题的正确答案为C
反思
在高中化学教学过程当中,教师必须要向学生就离子共存问题的知识网络进行梳理,使学生能够从多方面就离子不能大量共存的原因进行了解,并且通过相关的常见类型题练习,让学生在解答相关离子共存问题当中有着较高的解题效率。这样才能让学生能够在高考当中,取得较为令人满意的成绩,真正实施化学素质教育,全面提升学生化学核心素养。
参考文献
[1]曾位东.高中化学离子共存问题的探讨[J].中学生数理化(教与学),2016,07:59.
[2]刘小艳.对高中化学离子共存问题的探讨[J].中学课程辅导(教师通讯),2016,11:94.