高中化学教学中解题方法探究

李婧

摘要：《高中化学课程标准（2017版2020年修订）》对离子反应内容的具体要求为：认识酸碱盐等电解质在水溶液中或熔融状态下能发生电离；通过实验事实认识离子反应及其发生的条件，了解常见离子的检验方法.本文选取若干与离子反应有关的典型题，以探求学生在应对这一部分题目时的易错点和疑难点，以期能够帮助学生在学习过程中更好地掌握这一部分知识.

关键词：高中化学；解题；离子反应

中图分类号：G632文献标识码：A文章编号：1008-0333（2024）12-0128-03

[HT]在电解质相关题型解题中，依照电解质概念来判断；离子反应发生的条件题型中，提炼出决定性的关键条件，确定离子之间能否发生相应反应；离子的检验、分离与提纯相关题型中，注意不要把物质的量浓度当作物质的量进行计算，要考虑溶液体积.通过理解和运用这些题型的解题方式，让学生更好地掌握知识，提高教师的教学效果.1 电解质相关题型

这一部分常以选择题的形式出现在考试当中.学生往往不能从根据电解质、非电解质的概念出发，而是凭借记忆，或某些物质的次要特征当作主要特征进行判断，导致错误.

例1下列说法正确的是（）.

A.烧碱、冰醋酸、CCl4均为电解质

B.BaSO4的水溶液不易导电，故BaSO4是弱电解质

C.KClO3和SO3溶于水后能够导电，故KClO3和SO3为电解质

D.蔗糖、硫酸钡和水分别属于非电解质、强电解质和弱电解质

有学生认为溶于水导电的就是强电解质，不容易导电的就是弱电解质，不导电的就是非电解质.将表面现象当作了区分强电解质、弱电解质和非电解质的判断依据[1].

破解策略学生应明确强电解质、弱电解质和非电解质的概念，并在判断过程中严格依照概念来判断.只有在水溶液或熔融状态下能够解离出自由移动的离子才能被称为电解质.是否易溶于水、溶解后是否导电、是否发生化学反应生成强电解质、是固体还是液体等表面现象都无直接关联，类似的例子还有酒精、苯酚、Ca（OH）2、AgCl、CO2等.

2 离子反应发生的条件题型

2.1 离子方程式正误判断

例2下列离子方程式书写正确的是（）.

A.用碳酸钠溶液处理水垢中的硫酸钙：

CO2-3+CaSO4CaCO3+SO2-4

B.過量铁粉加入稀硝酸中：

Fe+4H++NO-3Fe3++NO↑+2H2O

C.硫酸铝溶液中滴加少量氢氧化钾溶液：

Al3++4OH-AlO-2+2H2O

D.氯化铜溶液中通入硫化氢：

Cu2++S2-CuS↓

2.2 离子能否大量共存的判断

例325 ℃的条件下，下列离子能在指定溶液中大量共存的是（）.

A.pH=1的溶液中：Na+、K+、MnO-4、CO2-3

B.c（H+）=10-13mol/L的溶液中：Mg2+、Cu2+、SO2-4、Cl-

C.0.1 mol/L的NH4HCO3溶液中：K+、Na+、NO-3、Cl-

D.0.1 mol/L FeCl3溶液中：Fe2+、NH+4、SCN-、SO2-4

破解策略第一，判断离子能否大量共存，主要是判断离子之间能否互相反应、离子与体系内其他物质能否反应[2]，应注意以下几种可能：（1）因发生复分解反应（产生气体、难溶物、水等物质）而不能大量共存；（2）因发生氧化还原反应而导致不能大量共存；（3）发生水解、双水解不能大量共存；（4）生成弱电解质，不能大量共存；（5）发生络合反应而不能大量共存的.

3 离子的检验、分离与提纯相关题型

离子的检验、分离与提纯是离子反应的重要应用.在考试中，常与实验操作和化工流程综合题的形式出现，不仅考查学生对离子反应概念的理解，更是结合多方面知识，书写陌生的离子方程式，考查学生的“证据推理与模型认知”核心素养[3].

3.1 结合实验和计算的离子检验

例4已知某100 mL溶液中含有1 mol/L的Na+，0.5 mol/L的Mg2+和3 mol/L的Cl-.该溶液呈无色、透明和均一的状态，此外还可能含有Fe3+、Ba2+、H+和SO2-4.为进一步确认，加入足量BaCl2溶液，生成23.3 g白色沉淀，且该沉淀不溶于稀盐酸.对原溶液，说法不正确的是（）.

A.肯定不存在Fe3+、Ba2+

B.c（H+）=2 mol/L

C.加入含有0.2 mol Ba（OH）2的溶液，沉淀达到最大量

D.加入少量NaHCO3溶液，将有无色气体生成

解析B.本题考查了离子检验和电荷守恒的知识.由溶液无色可知，一定不含Fe3+；加入足量BaCl2，产生22.3/223=0.1 mol的不溶于稀盐酸的硫酸钡沉淀，说明原溶液中含有SO2-4，故Ba2+一定不存在，A错误.已知的阳离子Na+和Mg2+，其阳离子电荷浓度总和为2 mol/L，已知阴离子Cl-、SO2-4的电荷浓度总和为5 mol/L，根据溶液呈电中性，溶液中一定含有3 mol/L的H+，所以B正确.已知SO2-4的物质的量为0.1 mol，加入0.2 mol Ba（OH）2，钡离子明显过量，硫酸根全部沉淀，0.4 mol的OH先与溶液中的0.3 mol H+生成水，余下的0.1 mol OH正好与0.05 mol的Mg2+反应，沉淀生成量恰好达到最大值，所以C错误.由于原溶液中有H+，故加入少量NaHCO3溶液，将有CO2生成，所以D错误.

学生作答情况很多学生没有想到使用电荷守恒进行计算，无法计算出H+的浓度，C选项也无从计算.

破解策略离子反应在涉及计算时常用到电荷守恒、原子守恒和氧化还原反应的得失电子守恒，要在读题时第一时间想到使用守恒法解题，因为往往不用守恒法就无法得出正确答案.此外，在计算时要注意不要把物质的量浓度当作物质的量进行计算，要考虑溶液体积，以免发生错误.

3.2 结合化工流程，判断产物、书写陌生离子方程式例5以焙烧黄铁矿FeS2（杂质为石英等）产生的红渣为原料制备铵铁蓝Fe（NH4）Fe（CN）6颜料.工艺流程如图1：

回答下列问题：

（1）红渣的主要成分为（填化学式），滤渣①的主要成分为（填化学式）.

（2）黄铁矿研细的目的是.

（3）还原工序中，不生成S单质的反应的离子方程式为.

（4）工序①的名称为，所得母液循环使用.

（5）沉铁工序产生的白色沉淀Fe（NH4）Fe（CN）6中Fe的化合价为，氧化工序发生反应的离子方程式为.

（6）若用还原工序得到的濾液制备Fe2O3·xH2O和（NH4）2SO4，所加试剂为和（填化学式，不引入杂质）.

解析本题以生产铵铁蓝化工流程Fe（NH4）Fe（CN）6为载体，考查了元素与化合物、氧化还原反应和离子反应等部分的知识.根据题干，煅烧黄铁矿FeS2产生的红渣应该是Fe2O3，反应的化学方程式应为4FeS2+11O2煅烧2Fe2O3+8SO2.红渣粉碎后加入足量的50%的H2SO4加热酸浸，其反应应生成Fe2（SO4）3，过滤掉不反应的滤渣①，主要成分为SiO2.黄铁矿研细的主要原因是为了加大接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率.由（3）可知，生成物没有S沉淀，则硫元素被氧化为SO2-4.即反应物有Fe3+、FeS2，生成物有Fe2+和SO2-4.由于反应明显在酸性体系内进行，故反应原理为14Fe3++FeS2+8H2O15Fe2++2SO2-4+16H+.故工序①蒸发浓缩、冷却结晶，即可得到FeSO4晶体和母液.母液则是由FeSO4和H2SO4组成的溶液.加水溶解FeSO4晶体，向所得溶液中加入（NH4）2SO4、K4[Fe（CN）6]，利用H2SO4将pH调节到3，进行沉铁，反应物有Fe2+、NH4+、[Fe（CN）6]3-，生成物为Fe（NH4）2Fe（CN）6.书写并配平离子方程式，结果为Fe2++2NH4++[Fe（CN）6]3-Fe（NH4）2Fe（CN）6↓.然后过滤出沉淀，洗涤后加入H2SO4和NaClO3进行氧化步骤，反应原理为：

6Fe（NH4）2Fe（CN）6+ClO3-+6H+6Fe（NH4）Fe（CN）6+3H2O+Cl-+6NH+4，过滤、洗涤干燥即制得Fe（NH4）Fe（CN）6.

【破解策略】书写陌生的化学方程式有两个要点：①合理预测产物.学生应从题干、流程图中寻找线索，合理预测出反应物、生成物的种类，或预测出部分生成物[4]；②依据得失电子守恒、离子守恒和原子守恒进行配平或增加反应物（生成物）.例如在酸性条件下，可能会利用“加水得氢”或“加氢得水”的方式来平衡电荷和原子；在碱性条件下，可能会利用氢氧根来平衡电荷.故书写陌生离子方程式时，一定要看准体系的酸碱性，才能书写出正确的离子方程式.

4 结束语

综上所述，离子反应是高中化学中重要的知识板块，其在考试中不仅会以选择题出现单独考查，也会融合无机化工流程、水溶液平衡、有机化学等各个部分的解答题考查当中，往往结合一些学生没有认识过的新反应、新流程，需要书写陌生的离子方程式，这就要求学生在掌握相关知识板块的同时，还要对离子反应本身的特点具有清晰认知，所以离子反应对于整个高中化学的学习都是相当重要的.

参考文献：

[1] 龚亭亭.高中生离子反应学习障碍成因及对策研究[J].高中数理化，2021（10）：71.

[2] 云建礼.高中化学解题中假设法的应用[J].数理化学习（高中版），2022（04）：59-60，64.

[3] 刘怡君.高中化学迷思概念的诊断与转变实践研究[D].赣州：赣南师范大学，2023.

[4] 陈仕功.高中化学“裸课”特征和教学实践：以“离子反应”为例[J].中学化学教学参考，2023（16）：64-67.

［责任编辑：季春阳］