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离子反应的问与答

1、为什么要学习离子反应?

构成化学物质的微粒有原子、分子、离子,物质的 性质就是这些粒子行为的集中表现,离中阶段,随着化学学习的深入,我们必须对离子(阳离子和阴离子) 这类构成物质的微观粒子的性质进行研究。

地球表面素有“三山六水一分田"之说,且在“山” 和“田”里也含有大量的水,故可以说地球是一个“水球”;水约占人体质量的65%,人体内的很多反应也是在水的作用下完成的。很多化合物(电解质)在水里会电离为离子,离子就是这些物质在水溶液里的实际存在形式。学习离子反应的根本目的是了解、熟悉、掌握各种离子的性质,比如初中化学里学习酸的性质时,知道盐酸、硫酸、硝酸在水里均能电离出氢离子 (H),所以它们表现出很多共同的性质,如使酸碱指示剂变色、跟碱发生中和反应、溶解难溶性碳酸盐等,这就是为什么一个离子方程式可以表示很多不同物质间反应的原因。

学习离子反应的过程中,大家不仅要掌握把化学方程式改写为离子方程式的要领,更要注意总结和积累常见有关离子(如H、OH 、CO32、Fe3+、…)的反应,以深入理解含有这些离子的化合物的性质。

2、为什么在离子方程式里,有的物质要写成离子形式而有的则要保留分子式?

可以这样理解,离子方程式就是用物质的实际存在形式表达反应过程的式子,由于只有可溶性的强电解质(强酸、强碱、大多数可溶性的盐)在反应前后是以离子形式存在的,而难溶性物质、可溶性弱电解质 (弱酸、弱碱、水)、单质、氧化物等,主要不是以离子形式存在,故要保留其原来的化学式。

3、从哪些角度认识离子的性质?

1) 离子是否具有氧化性、还原性?

如H,它具有一定的氧化性,遇到还原性非常强的物质(如活泼金属单质)时,可被还原为再如 Fe3+,它在水溶液里也具有较强的氧化性,可以把I 氧化为单质I2,MnO4、Cr2O72、NO3等在酸性条件 下均具有非常强的氧化性;而I、S2-、Fe2+、SO32等 离子在水溶液里则具有较强的还原性。

单核离子的氧化性、还原性可分别根据金属活动顺序表、非金属活动顺序表总结如下:

氧化性逐渐増强:K、Ca2+、Na、Mg2+、Al3+、 Zn2+、Fe2+、Sn2+、Pb2+、( H )、 Cu2+、Hg2+、Ag、 Pt2+、Au (注:Fe3+大于 Cu2+大于 Fe2+)

还原性逐渐増强:F、O2- 、Cl、Br、IS2-

2) 离子在水里是否易跟带异性电荷的离子结合 形成挥发性物质(气体)、难溶性物质(沉淀)或者难电离物质(弱电解质)?

如 H 遇到 CO32、 HCO3S2-、HS、SO32、 HSO3等6种离子时,均可与之结合最终形成气体; 遇到其他弱酸根离子时,则会结合形成弱酸,这就是 所谓“强酸制弱酸原理”;而遇到SiO32离子时则形成难溶性的硅酸沉淀。另外,还要考虑离子间是否会发生配位化学反应、互相促进水解的反应等,此处先不做详细描述,大家可在今后的学习中慢慢积累。

由于学习离子反应的最终目的是掌握离子的性质,故学习过程中我们要注意对离子的性质进行归纳,比如HCO3首先是一个弱酸根离子,故能跟H结合形成弱酸H2CO3(进而分解为H2O和CO2);其次,由于它能很微弱地电离产生H和CO32,而H能跟OH结合成H2O,故HCO3也能跟强碱反应, 如果反应体系内同时存在Ca2+、Ba2+等,反应产生的 CO32便会与之结合形成沉淀。再如,AlO2的性质看似很复杂,有的同学觉得不好掌握,其实仔细分析可以发现,AlO2作为弱酸根离子,只有1个性质,那就 是与H相结合;如果提供H的是强酸,那么要看酸是否过量,酸不足则只形成Al(OH)3,酸过量则 Al(OH)3继续跟酸反应生成Al3+;如果提供H的是弱酸,比如CO2,由于碳酸酸性不足以溶解Al(OH)3, 故AlO2的产物只有Al(OH)3这1种,但要考虑到 H2CO3是二元弱酸,CO2不足量时产物为CO32,而 CO2过量时则生成HCO3;如果提供H的只是水,则发生的是AlO2水解的反应,如果这时恰好体系内有水解的阳离子,则会跟AlO2相互促进水解,使反应彻底。

4、如何判断一组离子能不能大量共存于同一溶液?

如果一组离子中,任何2种离子间均不能发生反 应,则该组离子可以大量共存于同一溶液。除了考虑组内离子同是否会发生,氧化还原反应(如Fe3+与I),相互结合形成沉淀(如Ba2+与SO42)、气体(如 H与HS)、弱电解质(如OH与HCO3),相互促 进水解(如Al3+与HCO3),配位反应(如F3+与 SCN)等因素外,还应该注意如下问题:

1) 在某特定pH的溶液里的情况:如强酸性溶液 里,要在给定的离子组中再添加H加以考虑,强碱性溶液里,要在给淀的离了组中再添加OH加以号虑。另外,在强酸性溶液里,NO3具有强的氧化性,跟还原性离子如Fe2+S2-等不能大量共存。

2) 对溶液顏色限制的情况:一般情况下无色溶液里不可能存在有色离子,常见的有色离子有MnO4、 Cu2+、Fe3+、Fe2+等。

3) 一般认为,能结合形成微溶物的离子间也不能 大量共存,如Ca2+、Ag与SO42等。

(责任编辑:化学自习室)
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