离子反应规律和离子方程式书
在溶液(或熔化态)中有离子参与或有离子生成的化学反应统称离子反应。它包括有离子参与或有离子生成的氧化还原反应和非氧化还原反应两大类。
在溶液中(或熔化状态)本身能发生电离的化合物叫电解质,不能发生电离的化合物叫非电解质。在溶液中能全部电离成离子的电解质叫强电解质,它包括大多数的盐类、强酸和强碱。;在溶液中只有部分电离为离子的电解质叫弱电解质,它包括弱酸(H2SO3、HF、HClO)以及弱碱(NH3•H2O)等。
对于复分解反应而言,有下列三种物质之一生成的反应就能进行完全:①更难溶物质;②更难电离的物质;③气态物质。简言之,复分解反应的方向总是朝着有利于某种离子浓度减少的一方进行。
(1) 沉淀的生成及转化
常见难溶物有:①酸:H2SiO3 ;②碱:Mg(OH)2 、Al(OH)3、Cu(OH)2、Fe(OH)3等;③盐:AgCl、 AgBr、AgI、BaCO3、BaSO4、Ca3(PO4)2等。
[练2-1] 向一支盛有食盐水的试管中加入硝酸银,使之恰好反应完全,再加入一些碘化钾晶体后沉淀转化黄色,再加入一些硫化钾溶液,沉淀又转为黑色。由此实验判断这三种沉淀的溶解度(S)大小关系(B)
A.S(AgCl)=S(AgI)=S(Ag2S) B. S(AgCl)> S(AgI) > S(Ag2S)
C. S(AgCl)< S(AgI)< S(Ag2S) D. 无法判断
(2)更弱电解质的生成
常见弱电解质有:①弱酸:HF、H2CO3、HClO、CH3COOH等; ②弱碱:NH3•H2O;③其它:H2O、C6H5OH 等
[练2-2] 用化学方程式表示:漂白粉溶液漂白织物时要露置于空气中:
Ca(ClO)2 + CO2 +H2O = CaCO3↓+ 2HClO
[练2-3] 已知硫酸铅难溶于水,也难溶于硝酸中,但却可溶于醋酸铵溶液,其化学反应方程式是:PbSO4 + 2CH3COONH4= Pb(CH3COO)2 + (NH4)2SO4 [根据离子反应规律可推断生成的可溶性盐Pb(CH3COO)2应该是难电离的弱电解质才对]
当在上述生成的醋酸铅溶液中通入弱电解质硫化氢时,立即出现黑色沉淀(PbS)。写出表示这个反应的离子方程式:Pb(CH3COO)2 + H2S = PbS↓+ 2CH3COOH
(3) 气态物质生成
常见气态物有:SO2、CO2、NH3、H2S 等
[练2-4] 用化学反应方程式表示:
① 大理石与盐酸反应: CaCO3 +2HCl = CaCl2 + CO2↑ +H2O
② 实验室制硫化氢气体 FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S↑
[想想] ①CuSO4 + H2S = CuS↓ + H2SO4 反应能发生,而 FeCl2 + H2S =FeS↓ + 2HCl却不能发生,为什么?
硫化铜不溶于酸,硫化亚铁溶于酸
H2S与CuCl2反应因为有了CuS沉淀生成,所以反应会一直向正反应进行;
FeCl2+H2S==不反应反而是发生FeS+2HCl=FeCl2+H2S↑是由复分解反应发生条件:生成沉淀、气体或弱电解质决定呀。
金属硫化物的水溶性:硫化钠、硫化钾等易溶于水,其它硫化物全不溶于水;
硫化物的酸溶性
(1) 不溶于水但溶于稀盐酸的硫化物。ZnS(白色)FeS(黑色):ZnS + 2H+ —→ Zn2+ + H2S↑
(2) 不溶于水和稀盐酸,但溶于浓盐酸的硫化物。PbS与浓盐酸作用除产生H2S气体外,还生成配合物,降低了金属离子的浓度。例如:PbS + 4HCl —→ H2[PbCl4] + H2S↑
(3) 不溶于水和盐酸,但溶于浓硝酸的硫化物。CuS(黑色)Cu2S(黑色) Ag2S(黑色)如:
3CuS + 8HN03 —→ 3Cu(NO3)2 + 3S↓+ 2NO↑ + 4H2O
(4) 仅溶于王水的硫化物。HgS (黑色)来因为王水不仅能使S2-氧化,还能使Hg2+与Cl-结合,从而使硫化物溶解。反应如下:
3HgS+2HNO3+12HCl→3H2[HgCl4]+3S↓+2NO↑+4H2O
②将KCl溶液与 NaNO3 溶液混合是否发生化学反应?若把该混合溶液蒸发干后得到的晶体是什么?
NaNO3与KCl混合后在溶液里是以Na+K+NO3-Cl-形式存在,没有NaNO3、KCl分子 而NaCl的溶解度是这四个离子两两结合后溶解度最小的一种物质,故先析出。
根据酸碱质子理论,凡能提供质子(H+)的粒子(离子或分子)都是酸(如 HCl、HNO3、及酸式根离子 HCO3-等),酸失去质子后生成的粒子则为该酸的共轭碱;凡能接受质子(H+)的粒子(离子或分子)都是碱(如NH3、NaOH、Ca(OH)2、及弱酸根离子CO32- 等),碱得到质子后生成的粒子则为该碱的共轭酸。
酸和碱反应的实质是质子(H+)的转移。反应的方向总是朝着生成更难电离的更弱的酸碱的一方进行的, 即要符合“强酸制弱酸”或 谓“强强生弱”规律,可简记为”左强右弱”。
[例] 已知下列反应能进行完全:
① Na2CO3 + 2CH3COOH = 2CH3COONa + CO2↑ + H2O
② CO2 + H2O + C6H5ONa = C6H5OH + NaHCO3
③ CH3COONa + HCl = NaCl + CH3COOH
④ C6H5OH + Na2CO3 = C6H5ONa + NaHCO3
则根据“左强右弱”规律可得:
[例2-5 ] 已知多元弱酸在水溶液中电离是分步的,且第一步电离远大于第二步电离,第二步电离远大于第三步电离。今有 HA、H2B、H3C 三种弱酸,且已知下列各反应能发生:
① HA + HC2- (少量)= A- + H2C-
② H2B (少量)+ 2A- = B2- + 2HA
③ H2B (少量)+ H2C- = HB- + H3C 试回答:
(1)相同条件下,HA、H2B、H3C 三种酸中,酸性由强到弱的顺序为 H2B> H3C HA>;
(2)在A-、B2-、C3-、HB-、H2C-、HC2- 离子中最易结合质子的是C3- ,最难结合质子的是HB- .
(3)完成下列反应的离子方程式:
①H3C + 3OH- (过量)= C3- + 3H2O ; ② 2HA (过量)+ C3- = 2A- + H2C-.
[解] 由已知①式得 HA>H2C-, 由②式得 H2B>HA,由③式得H2B>H3C,又依分步电离,电离度逐级锐减,可得相关微粒酸碱性强弱顺序表:
根据顺序表中上行酸的位置可得第(1)题答案为H2B> H3C HA>; 由表中下行碱的位置可得第(2)题答案为C3- ; HB- .
在表中H3C位于OH-左上,据”左上右下可反应”得(3)①式的反应可以进行完全.据”强强优先”原则可知随OH-用量的增加,H3C 反应的产物依次是H2C-、HC2-、C3-,因题给OH-为过量,所以H3C反应最后产物是C3-,故第(3)①题答案是C3- + 3H2O;同理第(3)②题答案是 2A- + H2C-.
[练2-6] 等物质的量浓度的两种一元弱酸(HA,HB)的钠盐溶液中,分别通入少量 CO2 后可发生如下反应: ① NaA + CO2 +H2O = HA + NaHCO3
② 2NaB + CO2 + H2O = 2HB + Na2CO3
试比较HB与HA酸性强弱。 答: HB的酸性比 HA 弱
[解法提示] 从①式得: A- 只能使H2CO3 失去一个H+ 形成HCO3-, 从②式得 B- 则可使H2CO3失去两个H+ 形成CO32-.换句话, B- 结合H+的能力比 A- 强,HB电离出H+能力则比HA 弱,即HB酸性比HA弱。酸性强弱顺序为:H2CO3 > HA > HCO3- > HB
以次氯酸钠溶液中通入二氧化碳为例
第一步“写“ 2NaClO + CO2 + H2O = 2HClO + Na2CO3
第二步“拆“ 2Na+ + 2ClO- + CO2 + H2O = 2HClO + 2Na+ + CO32-
第三步“删“ 2ClO- + CO2 + H2O = 2HClO + CO32-
第四步“查“ 查原子个数、离子电荷是否配平
[说明] ①原则上说,电解质要不要拆分改写为离子形式,应以物质客观存在的形式为依据。若化合物主要以离子形式存在,则应“拆”为离子形式表示;若化合物主要以“分子”形式存在,则不能“拆”,而仍应以“分子”形式表示。如浓H2SO4应以分子式表示,稀H2SO4则应“拆”为离子式(2H+ 和SO42- )表示。
②牢记掌握:氧化物、弱电解质、(弱酸、弱碱、水)、气体、难溶性物质(难溶盐)等,不能拆为离子式,要用化学式表示。
③弱酸根离子,如 HCO3-、HSO3-等不能再拆(HSO42-除外)
④强酸强碱及大部分可溶性盐应拆为离子式表示。
⑤对于微溶物的处理分三种情况:微溶物作为生成物析出的不拆,仍写其化学式,(如Ca(OH)2、CaSO4、Ag2SO4);微溶物作为反应物,若呈混浊液或固态则写其化学式,若呈澄清溶液则拆为离子式表示。
离子方程式表示的是同一类型的离子反应。如:CO32- + 2H+ = CO2↑+ H2O 它表示的是可溶性的碳酸盐与强酸反应。因此,Na2CO3与盐酸或K2CO3与 HNO3都可实现上述的离子反应。
[练3- 1]下列各组反应中,能用同一个离子方程式表示的(A)
A.硫酸溶液和硫酸钠溶液分别与氯化钡溶液反应
B.硫酸溶液分别与氢氧化钠溶液和氢氧化钡溶液反应
C.硫酸溶液分别与烧碱溶液和纯碱溶液反应
D.铁分别与稀硫酸和硫酸铜溶液反应
(1)与反应条例有关
铵盐与强碱反应 常温下: NH4+ + OH- = NH3•H2O
铵盐与强碱反应 加热: NH4+ + OH- △NH3↑ + H2O
(2) 与反应用量比有关
(ⅰ)过量反应物能与生成物继续反应 如:
若过量的NaOH溶液中通入 CO2 2OH- + CO2= CO32- + H2O
若少量的NaOH溶液中通入过量 CO2 OH- + CO2= HCO3-
[练3- 2] 写出下列反应的离子方程式:
① 向Na2CO3溶液中滴入少量HCl溶液 CO32- + H+= HCO3-
② 向HCl溶液中滴入少量Na2CO3溶液 CO32- + 2H+= CO2↑ + H2O
(ⅱ)酸式盐与量有关的反应
如 Ca(OH)2溶液和 NaHCO3溶液混合,反应量的关系有两种情况:
第一种情况,若NaHCO3 过量,Ca(OH)2不足量。这时Ca(OH)2电离出的两种离子全部参加反应了。 写该反应的离子方程式要领是:将不足量的反应物Ca(OH)2设定为按1mol的量参与反应来进行配平书写离子方程式。因1mol Ca(OH)2电离出的2molOH-要消耗2mol HCO3- ,故对应的离子方程式为:
Ca2+ + 2OH- + 2HCO3-= 2H2O + CaCO3↓ + CO32-
第二种情况,若Ca(OH)2 过量, NaHCO3不足量。则设定不足量的NaHCO3为1mol,因其电离出的HCO3-仅需消耗1mol OH- 和1mol Ca2+ 故对应的离子方程式为
Ca2+ + OH- + HCO3- = H2O + CaCO3↓
从上例可知:不足量的某反应物是完全参与反应了,配平时就设定该反应物在化学方程式中的计量数为1, 然后按1mol该反应物电离出的阴阳离子数进行配平书写离子方程式。因该反应物中阴阳离子全部参与了离子反应而被耗尽,所以在离子方程式中这两种离子的计量数之比应符合原化合物中的组成之比。
[练3-3]写出下列各个离子方程式
(1)FeBr2溶液中通入过量的Cl2 2Fe2+ + 4Br- +3Cl2= 2Fe3+ + 2Br2 +6Cl-
(2)NaHSO4 溶液和Ba(HCO3)2溶液混合
① NaHSO4 溶液不足量: H+ + SO42- + Ba2+ +HCO3-= BaSO4↓+ H2O + CO2↑
② Ba(HCO3)2溶液不足量 2H+ + SO42- + Ba2+ + 2HCO3-= BaSO4↓ + 2H2O + 2CO2 ↑
(ⅲ)按指定量关系进行的离子反应
[例] 等体积等物质的量浓度的Ba(OH)2溶液与NH4HCO3溶液混合。
解:依题意设两种反应物的物质的量各1 mol 则反应的离子方程式为:
Ba2+ + 2OH- + NH4+ + HCO3- = BaCO3 + NH3•H2O + H2O
[例] 向含等物质的量的NH4Cl 和 AlCl3 的混合溶液中遂滴加入NaOH溶液,写出滴加过程中发生的各步反应的离子方程式
解析:开始加入的3molOH-只与其中的1molAl3+反应 3OH-+ Al3+ = Al(OH)3 ↓
接着再加入的1molOH-才与其中的1molNH4+反应 OH- + NH4+ = NH3•H2O
最后加入的1molOH-将与前生成的1molAl(OH)3反应 OH- + Al(OH)3=AlO2-+2H2O
理解了上例有关离子反应先后顺序规律后,请试完成下列反应的离子方程式:将0.2mol/L NH4Al(SO4)2溶液与0.3mol/L的Ba(OH)2溶液等体积混合, 写出离子方程式 2Al3+ + 3SO42- + 3Ba2+ + 6OH- = 2Al(OH)3↓+ 3BaSO4↓
[练3-4] ①向硫酸氢钠溶液逐滴加入氢氧化钡溶液至中性,写出离子方程式:
2H+ + SO42- + Ba2+ + 2OH- = BaSO4↓ + 2H2O
②在以上中性溶液中继续滴加氢氧化钡溶液,试写出此步反应的离子方程式:
Ba2+ + SO42- = BaSO4↓
(3)隐含反应易被忽视的离子反应
①[例] Mg(HCO3)2 与过量的NaOH溶液反应(不可忽视Mg(OH)2比MgCO3难溶)
(正) Mg2+ + 2HCO3- + 4OH-= Mg(OH)2 + 2CO32- + 2H2O
②[例] 明矾[KAl(SO4)2]与足量Ba(OH)2溶液反应 (不可忽视Al(OH)3的两性 )
(正) Al3+ + 2SO42- + 2Ba 2+ + 4OH-= AlO2- + 2H2O + 2BaSO4↓
③[例] 少量SO2通入漂白粉溶液中
(错)SO2 + H2O + Ca2+ + 2ClO- = CaSO3 + 2HClO 错在忽视了可发生的氧化还原反应: CaSO3 + HClO = CaSO4 + 2H+ + Cl- 故
(正)SO2 + H2O + Ca2+ + ClO-= CaSO4 + 2H+ + Cl-
离子方程式常见错误有:
① 违背客观事实,反应产物错;
② 违背守恒原则,如原子个数、离子电荷不配平;
③ 违背拆分规则,该拆没拆,不该拆却拆成离子式;
④ 违背定组成法则,若化合物中阴阳两种离子都参与了离子反应,则在离子方程式中其离子计量数之比应符合原化合物相应离子的组成之比;
⑤ 反应物间的计量数之比不符题意要求。
[练3-5]判断下列各离子方程式是否正确,并想一想错在哪里?
①向饱和碳酸氢钙溶液中加入饱和氢氧化钙溶液
Ca2+ + HCO3- + OH- = CaCO3↓ + H2O (√)
②过量的硫酸氢钠和氢氧化钡溶液反应
Ba2+ + 2OH- + 2H+ + SO42- = BaSO4↓ + 2H2O (√)
③碳酸氢铵溶液与过量的氢氧化钠溶液反应
NH4+ + OH- = NH3↑ + H2O (х)[产物还应有 CO32-]
正为 NH4+ +HCO3- + 2OH- = NH3H2O + H2O + CO32-
④向氢氧化钡溶液中逐滴加入硫酸氢铵溶液至刚好深浅沉淀完全
Ba2+ + 2OH- + NH4+ +H+ + SO42- = NH3•H2O + H2O + BaSO4↓ (√)
⑤明矾溶液中与氢氧化钡溶液,使SO42- 恰好沉淀完全
Al3+ + 2SO42- + 2Ba2+ + 4OH- = 2BaSO4↓+ AlO2- + 2H2O (√)
⑥氧化铁粉未投入氢碘酸溶液
Fe2O3 + 6HI = 2Fe3+ + 6I- + 3H2O (х)[一错HI应拆为离子;二错HI有氧化性产物应为Fe2+,不是Fe3+ ] 正为 Fe2O3 + 6 H+ + 2I- = 2Fe2+ + I2 + 3H2O
⑦在硫酸铁的酸性溶液中通入足量硫化氢
Fe3+ + H2S =Fe2+ + S↓+ 2H+ (х)[离子电荷不配平]
⑧FeS固体投入稀硝酸溶液中
FeS + 2H+ = Fe3+ + H2S↑ (х)[电荷不配平;违背客观事实,产物不是H2S ]
⑨硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢
Fe2+ + 2H2O2 + 4H+ = Fe3+ + 4H2O (х)[电荷不配平]
⑩氯化铝溶液中加入过量氨水
Al3+ + 4NH3•H2O = AlO2- + 4NH4+ + 2H2O (х)[违背客观事实,产物应是Al(OH)3 ]
⑾在溶液中将亚硫酸氢铵与氢氧化钠等物质的量混合
NH4+ + HSO3- + 2OH- =SO32-+ NH3↑ + 2H2O (х)[两反应物用量之比与题意不符]
⑿碳酸钙溶于醋酸中
CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + 2H2O + CO2↑ (х)[醋酸是弱电解质不能拆为离子表示]
⒀向100ml 0.1mol/L FeBr2溶液中通入 0.025mol Cl2
2Fe2+ + 4Br- + 3Cl2 = 2Fe3+ + 2Br2 + 6Cl- (√)
⒁碳酸钠溶液中加入过量苯酚 C6H5OH + CO32- = C6H5O- + HCO3- (√)
⒂澄清石灰水加入盐酸 Ca(OH)2 + 2H+ = Ca2+ + 2H2O (х)[微溶反应物应改写为离子]
⒃偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳 AlO2- + CO2 + H2O = Al(OH)3↓+ HCO3-(√)
⒄醋酸滴到碳酸钙上 CaCO3 + 2CH3COOH = Ca2+ + 2CH3COO- + H2O + CO2↑ (√)
⒅用碳酸钠溶液吸收少量二氧化硫 2CO32- + SO2 + H2O = 2HCO3- + SO32- (√)
所谓几种离子在溶液中能大量共存,就是指这些离子之间不发生任何化学反应。若离子之间能发生反应则不能大量共存。这里指的反应不仅包括诸如生成沉淀、生成气体、生成弱电解质等的非氧化还原反应,也包括能发生的氧化还原反应。
判断离子是否共存,要注意附加隐含条件的限制。如:若溶液为无色透明,则肯定不存在有色离子(Cu2+蓝色、Fe3+ 棕黄色、Fe2+ 浅绿、MnO4-紫色) ;若为强碱溶液,则一定不存在能与OH?反应的离子,如 Al3+、Fe3+、Cu2+及酸式根离子等;若为强酸性溶液,则一定不存在能与H+反应的离子,如弱酸根离子、酸式弱酸根离子。
[练4-1] 某学生欲配制下列含较多不同阴阳离子的四种水溶液,其中能配的成是 (C)
A.Na+、K+、OH-、HCO3- B. Ca2+、NH4+、NO3-、SO42-
C.NH4+、K+、SO42-、H2PO4- D. H3O+ 、K+、NO3-、I-
[练4-2] 在PH=1的无色溶液中能大量时共存的离子组是 (A)
A.NH4+、Mg2+、SO42-、Cl- B. Ba2+、K+、OH-、Ca2+
C.Al3+、Cu2+、SO42-、Cl- D. Na+、Ca2+、Cl-、AlO2-
[练4-3] 下列各组离子在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存的是(A)
A.H3O+、NO3-、Fe2+、Na+ B. Ag+、NO3-、Cl-、K+
C.K+、Ba 2+、OH-、SO42- D. Cu2+、NH4+、Br-、OH-
[练4-4] 下列各组离子在溶液中即可以大量存在,且加入氨水后也不产生沉淀的是(B)
A.Na+、Ba2+、Cl-、SO42- B. K+、AlO2-、NO3-、OH-
C.H+、NH4+、Al3+、SO42- D. H+、Cl-、CH3COO-、NO3-
[练4-5] 若溶液中由水电离产生的C(OH-)=1╳10-14 mol/L,满足此条件的溶液中一定可以大量存在的离子组是 (B)
A.Al3+、Na+、K+、Cl- B. K+、Na+、Cl-、NO3-
C.K+、Na+、Cl-、AlO2- D. K+、NH4+、SO42-、NO3-
[练4-6] 室温下,在强酸性和强碱性溶液中都不能大量共存的离子组是 ( D )
A. NH4+、Cu2+、CI-、NO3- B. K+、Na+、SO32-、S2-
C. K+、Na+、AIO2-、SO42- D. Ba2+、Fe2+、NO3-、Br-
离子方程式的书写
1. 离子符号的正确书写
电解质只有在完全电离时才能写成离子,如:
酸中,硫酸、硝酸、盐酸、氢溴酸、氢碘酸、高氯酸等强酸在水溶液中
碱中,氢氧化钡、NaOH、KOH等强碱在水溶液或熔融状态时
盐中,绝大多数盐在水溶液或熔融状态时
☆注意:①酸式盐的电离情况:
NaHSO4(水溶液)==Na+ + H+ + SO42— NaHSO4(熔融)==Na+ + HSO4—
NaHCO3==Na+ + HCO3— NH4HSO3==NH4+ + HSO3— NaH2PO4==Na+ + H2PO4—
②对微溶物的处理:在澄清的溶液中能写成离子,在浑浊时不能写成离子。如Ca(OH)2、CaSO4、Ag2SO4、MgCO3等。
③对浓强酸的处理:浓H2SO4参加的反应,对H2SO4一般不写成离子,例如,浓H2SO4与Cu的反应,起强氧化性作用的是H2SO4分子,而不是SO42—,且浓H2SO4中水很少(硫酸能与水以任意比例互溶),绝大多数是H2SO4分子,未发生电离。浓盐酸、浓硝酸参加的反应,一般都写成离子,因为它们受其溶解度的限制,溶质质量分数不是很大,其中水的量足以使它们完全电离。
④是离子反应的不一定都能写成离子方程式。例如实验室制取氨气的反应是NH4Cl与Ca(OH)2之间的离子交换反应,但它们是固体之间的反应。
2. 反应要符合实际
① 符合离子反应发生的条件(生成溶解度更小的物质或生成更加难电离的物质或生成更易挥发性的物质);
② 符合氧化还原反应发生的规律(强氧化剂与强还原剂优先发生反应);
③ H+优先跟碱性强的微粒(易电离出OH— 或易结合H+的微粒)反应;
④ OH—优先跟酸性强的微粒(易电离出H+或易结合OH—的微粒)反应。
3. 配平要符合三个“守恒”——质量守恒和电荷守恒以及氧化还原反应中的得失电子守恒
4. 注意离子间量的比例关系:不足物质中参加反应的阴、阳离子的个数比一定符合其化学式中阴、阳离子的个数比。
离子共存问题
1.分析是否能发生复分解反应。一般条件是有难溶、难电离、挥发性物质生成。
2.分析能否发生氧化还原反应
还原性离子(Fe2+、I—、S2—、SO32—等)与氧化性离子(NO3—/H+、Fe3+、ClO—、MnO4—等)因发生氧化还原反应而不能共存。例如:
2Fe3+ + S2— == 2Fe2+ + S↓ 2Fe3+ + 2I— == 2Fe2+ + I2
2Fe3+ + SO32—+ H2O == 2Fe2+ + SO42—+ 2H+
3Fe2+ + NO3—+ 4H+ == 3Fe3+ + NO↑+ 2H2O
6Fe2+ + 3ClO—+ 3H2O == 2Fe(OH)3↓+ 3Cl—+ 4Fe3+
5Fe2+ + MnO4—+ 8H+ == 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
3SO32—+ 2NO3—+ 2H+ == 3SO42—+ 2NO↑+ H2O SO32—+ ClO—== SO42—+ Cl—
5SO32—+ 2MnO4—+ 6H+ == 5SO42—+ 2Mn2++ 3H2O
S2O32— + 2H+ == S↓+ SO2↑+ H2O
2S2-+SO32-+6H+=3S↓+3H2O ……
3.分析是否发生双水解反应常见的双水解反应有以下几组:
NH与CH3COO-、CO,Mg2+与HCO等组合中,虽然两种离子都能水解且水解相互促进,但总的水解程度仍很小,它们在溶液中能大量共存(加热就不同了)不发生双水解反应!!!
双水解离子方程式用“═”连接,且标记“↑”和“↓”
中学化学中常见的能发生“水解相互促进的反应”的离子对有:
Al3+与HCO3-、CO32-、HS-、S2-、ClO-、AlO2-;
Fe3+与HCO3–、CO32–、ClO-、AlO2-;
Fe2+与AlO2-;
Mg2+与AlO2-;
NH4+与SiO32-、AlO2-等。
实际上,由于Al(OH)3、Fe(OH)3溶解度非常小,比碳酸稍强的酸的酸根与Fe3+、Al3+也能发生“双水解反应”。
1、【铝离子和碳酸氢根离子】
Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑
2、【铝离子和碳酸根离子】
2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑
3、【铝离子和硫离子】
2Al3++3S2-+6H20=2Al(OH)3↓+3H2S↑
4、【铝离子和HS-(硫氢根)离子】
Al3++3HS-+3H2O=Al(OH)3↓+3H2S↑
5、【铁离子和四羟基合铝酸根离子】
Fe3++3(Al(OH)4)-=Fe(OH)3↓+3Al(OH)3↓
6、【铁离子和碳酸根离子】
2Fe3++3(CO3)2-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑
7、【铵根离子和四羟基合铝酸根离子】
NH4++(Al(OH)4)-=NH3·H2O+Al(OH)3↓
8、【铁离子和碳酸氢根离子】
Fe3++3HCO3-=Fe(OH)3↓+3CO2↑(因为反应物和生成物中都有水抵消了,就不表示出来了)
9、【铵根离子和偏铝酸根离子】
AlO2- + NH4+ + H2O == Al(OH)3↓+ NH3↑
10、【铝离子和偏铝酸根离子】
Al3+ + 3AlO2- + 6H2O ═ 4Al(OH)3↓
1. 分析是否发生络合反应
如:Fe3+ + 3SCN— = Fe(SCN)3(血红色溶液)
Fe3+ + 6C6H5OH = Fe(C6H5O)63—(紫色溶液) +6H+
☆注意:(1)弱酸的酸式根离子既不能与H+离子大量共存,又不能与OH—大量共存,如:
HCO3— + H+ = CO2↑+ H2O HCO3— + OH—= CO32— + H2O
HSO3— + H+ = SO2↑+ H2O HSO3— + OH—= SO32— + H2O
HS— + H+ = H2S↑ HS— + OH—= S2— + H2O
H2PO4— + H+ = H3PO4 H2PO4— + OH—= HPO42— + H2O
……
(2)能生成微溶物质的两种离子也不能大量共存,如Ca2+和SO42—、Ag+和SO42—、Mg2+和CO32—、Ca2+和OH—等。
(3)PO43—与H2PO4—不能大量共存,因为前者水解呈碱性,后者电离为主显酸性,两者相遇要反应 PO43— + H2PO4—== 2HPO42—
(4)Al3+、Fe3+因其在水溶液中当pH为3~4左右时即能完全水解成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀,所以Al3+、Fe3+几乎与所有的弱酸根离子都不能大量共存。
(5)[Ag(NH3)2]+与H+不能大量共存,因为在酸性溶液中,NH3与H+以配位键结合成NH4+的趋势很强,导致[Ag(NH3)2]+ + 2H+ == Ag+ + 2NH4+发生。
(6)解答此类问题还要抓住题干的附加条件,如溶液的酸性、碱性还是中性;是否有颜色;可能大量共存还是一定能大量共存;能与铝粉反应放出H2(可能是非氧化性酸溶液,也可能是强碱溶液);由水电离出的H+浓度为10—10mol·L—1(可能是酸溶液,也可能是碱溶液)
离子方程式判断常见错误及原因分析
1.离子方程式书写的基本规律要求:(写、拆、删、查四个步骤来写)
(1)合事实:离子反应要符合客观事实,不可臆造产物及反应。
(2)式正确:化学式与离子符号使用正确合理。
(3)号实际:“=”“”“→”“↑”“↓”等符号符合实际。
(4)两守恒:两边原子数、电荷数必须守恒(氧化还原反应离子方程式中氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数要相等)。
(5)明类型:分清类型,注意少量、过量等。
(6)细检查:结合书写离子方程式过程中易出现的错误,细心检查。
例如:(1)违背反应客观事实
如:Fe2O3与氢碘酸:Fe2O3+6H+=2 Fe3++3H2O错因:忽视了Fe3+与I-发生氧化一还原反应
(2)违反质量守恒或电荷守恒定律及电子得失平衡
如:FeCl2溶液中通Cl2 :Fe2++Cl2=Fe3++2Cl- 错因:电子得失不相等,离子电荷不守恒
(3)混淆化学式(分子式)和离子书写形式
如:NaOH溶液中通入HI:OH-+HI=H2O+I-错因:HI误认为弱酸.
(4)反应条件或环境不分:
如:次氯酸钠中加浓HCl:ClO-+H++Cl-=OH-+Cl2↑错因:强酸制得强碱
(5)忽视一种物质中阴、阳离子配比.
如:H2SO4溶液加入Ba(OH)2溶液:Ba2++OH-+H++SO42-=BaSO4↓+H2O
正确:Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O
(6)“=”“ D ”“↑”“↓”符号运用不当
如:Al3++3H2O=Al(OH)3↓+3H+ 注意:盐的水解一般是可逆的,Al(OH)3量少,故不能打“↓”
2.判断离子共存时,审题一定要注意题中给出的附加条件。
酸性溶液(H+)、碱性溶液(OH-)、能在加入铝粉后放出可燃气体的溶液、由水电离出的H+或OH-=1×10-amol/L(a>7或a<7)的溶液等。
有色离子MnO4-,Fe3+,Fe2+,Cu2+,Fe(SCN)2+。MnO4-,NO3-等在酸性条件下具有强氧化性。
S2O32-在酸性条件下发生氧化还原反应:S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O
注意题目要求“一定大量共存”还是“可能大量共存”;“不能大量共存”还是“一定不能大量共存”。
看是否符合题设条件和要求,如“过量”、“少量”、“适量”、“等物质的量”、“任意量”以及滴加试剂的先后顺序对反应的影响等。
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