例谈有关离子反应的新题型

2022-08-15周永波

高中数理化 2022年14期

关键词：变暗方程式灯泡

周永波

(安徽省亳州市第二中学)

有关离子反应的试题是以元素化合物知识为载体,考查考生的基础知识与基本技能,体现了“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”等化学学科核心素养,因此在历年各地高考中备受青睐.

1 通过实验情境分析离子反应的本质

例1(2021 年北京卷)使用如图1 所示装置(搅拌装置略)探究溶液离子浓度变化,灯光变化不可能出现“亮→暗(灭)→亮”现象的是( ).

图1

分析Ba(OH)2与CuSO4发生离子反应:Ba2＋＋2OH－＋Cu2＋＋＝BaSO4↓＋Cu(OH)2↓,随着反应的进行,溶液中自由移动的离子浓度减小,灯泡变暗,当二者恰好反应时,溶液中几乎不存在自由移动的微粒,灯泡完全熄灭;当CuSO4溶液过量时,其电离产生的Cu2＋导电,又使灯泡逐渐变亮,选项A 不符合题意.Ca(OH)2与NH4HCO3发生离子反应:Ca2＋＋2OH－＋＝CaCO3↓＋H2O＋NH3·H2O,随着反应的进行,溶液中离子浓度逐渐减小,灯泡逐渐变暗,当二者恰好反应时,溶液中离子浓度最小,灯泡变暗.当NH4HCO3溶液过量时,其电离产生的导电,使灯泡逐渐又变亮,选项B不符合题意.Ba(OH)2与H2SO4发生离子反应:Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋＝BaSO4↓＋2H2O,随着反应的进行,溶液中离子浓度减小,灯泡变暗,当二者恰好反应时,溶液中离子浓度最小,灯泡变暗,当H2SO4溶液过量时,其电离产生的H＋、导电,又使灯泡逐渐变亮,选项C 不符合题意.CH3COOH 与氨水发生离子反应:CH3COOH ＋NH3·H2O＝CH3COO－＋＋H2O,反应后离子浓度增大,溶液导电能力增强,灯泡更明亮,不能出现亮→灭(或暗)→亮的变化,选项D 符合题意.故答案为D.

本题通过真实的实验情境,考查离子反应的本质.一般复分解反应向着离子浓度减小的方向进行,如生成沉淀、气体、水等弱电解质等.2021年北京高考这道题对离子反应的考查,充分体现了“宏观辨识与微观探析”的化学学科核心素养在学科教学中的落实情况,这也对考生树立“微粒观”提出了新的要求.

2 通过模块融合判断离子反应的正误

例2不能正确表示下列变化的离子方程式的是( ).

A.(2021年1月浙江卷)铜片上电镀银的总反应(银作阳极,硝酸银溶液作电镀液):

B.(2021年6月浙江卷)锌溶于氢氧化钠溶液:

Zn＋2OH－＋2H2O＝[Zn(OH)4]2－＋H2↑

C.(2019年新课标Ⅱ卷)向Mg(OH)2悬浊液中滴加足量FeCl3溶液出现红褐色沉淀:3Mg(OH)2＋2FeCl3＝2Fe(OH)3＋3MgCl2

D.(2020年天津卷)C6H5ONa溶液中通入少量CO2:2C6H5O－＋CO2＋H2O＝2C6H5OH＋

分析银作阳极,阳极的电极反应式为Age－＝Ag＋,铜片作阴极,阴极的电极反应式为Ag＋＋e－＝Ag,总反应为Ag(阳极Ag(阴极),选项A正确.锌与氢氧化钠溶液反应生成偏锌酸钠和氢气,反应的离子方程式为Zn ＋2OH－＋2H2O ＝[Zn(OH)4]2－＋H2↑,选项B 正确.向Mg(OH)2悬浊液中滴加足量FeCl3溶液,会发生沉淀的转化,化学方程式为3Mg(OH)2＋2FeCl3＝2Fe(OH)3＋3MgCl2,选项C 正确.C6H5ONa中通入少量或过量CO2都生成C6H5OH 和NaHCO3,C6H5OH 的酸性弱于H2CO3强于,正确的离子方程式为C6H5O－＋CO2＋H2O＝C6H5OH＋,选项D错误.答案为D.

对比近几年有关离子方程式正误判断的高考试题可以发现,离子反应已经不再局限于常见元素及其化合物的性质反应,而是通过不同模块融合在一起,如涉及«化学反应原理»模块的电解与电镀、原电池的电极反应、沉淀的转化反应、盐类的水解与弱电解质的电离反应等;涉及«物质结构与性质»模块的配合物形成的反应、«有机化学基础»的常见有机物性质的反应等,体现高考化学试题的综合性与应用性,因此在复习备考中要打破模块的界限,强化基础知识与基本技能的培养.

3 通过同一情境判断离子能否共存

例 3(2016年江苏卷) 制备(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O 的实验中,需对过滤出产品的母液(pH＜1)进行处理.常温下,分别取母液并向其中加入指定物质,反应后的溶液中主要存在的一组离子正确的是( ).

2016年江苏卷的离子共存题打破以往离子共存题的形式(给出4 种并列无联系的选项,然后根据给定条件分别予以常规的判断),而把问题设置在同一情境之下,问题设置既可围绕主题并存发散,涉及相关问题的方方面面,也可以层层递进,将问题的探究逐步引向深入,契合高考化学试题问题情境化的要求,这样创设主题式化学知识考查的新情境,整体感强烈,体现了命题者的巧妙构思与匠心独运,这也是未来高考命题的重要特征和发展趋势,应引起足够的重视.