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离子反应概念教学和复习

离子反应在必修1第二章第二节自复分解反应引入,论述是电解质在溶液中的反应是指上是离子之间的反应,这样的反应称作离子反应。又称用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子叫做离子方程式。以上关于离子反应和相应方程式的定义受到教材编排顺序的限制,没有包括氧化还原反应,也没有说明书写原则,这就给后面的复习和教学留存了一些问题,固体之间的反应(如氯化铵和氢氧化钙制取氨气)是否属于离子反应;氧化还原离子方程式的书写是否有新的要求。高三总复习要求对于离子反应和相应方程式的书写进行概括分析。本文所谈的四个问题意在尝试进行这一总结。

一、何为离子反应? 

有自由离子参加或生成的化学反应。(注:2019年版新教材仍未定下新的定义,笔者认为这是受教学进程的限制)离子反应均可用离子方程式表示。这里的自由离子是指100%的自由离子。这样既包括复分解反应;也包括氧化还原反应;还包括反应物没有离子,但是生成物产生自由离子的反应(如金属钠和足量水);熔融离子化合物(如电解氯化钠固体)的反应。同时将固体之间的反应如氯化铵和氢氧化钙制取氨气排除在外,使得对于离子反应的认识和离子方程式的书写,即“认”“写”统一。

二、离子方程式及其与化学方程式的区别联系:

(一)离子方程式的书写四字(写、拆、删、查)为前提、特征、化简、核对

1、写 

写出各反应物和生成物的化学式 前提

2、拆 

强溶必拆、不溶不拆、是弱不拆、是非不拆┅只有可溶性的强电解质才要拆,不溶的强电解质(如硫酸钡虽然存在离子,但是不属自由离子)不能拆,弱电解质由于自由离子数量比例低,(如中学教材曾经阐述过的最强的弱酸氢氟酸只有10%电离)不能拆,非电解质不产生自由离子当然也不拆。(电解质和非电解质的界限应当以水为界,另文再谈) 特征

3、删 

两层意义,主要是进行化简。一是同等数量地删去方程式两侧相同的自由离子;二是如果系数还有公因数,要化简为互质的正整数,如碳酸氢钙和盐酸反应,初始时系数为2,结果都应当成为1。 化简

4、查 

四查:

一查质量守恒,这是配平化学方程式的基本要求,离子方程式来源于化学方程式,自然同样遵循。

二查电量守恒,这属于离子反应自身的特点。实质是电解质溶液反应,自由离子电荷电量的代数和反应前后不变。即方程式左右两端自由离子电荷的代数和相等。

三查得失电子守恒,这是对于氧化还原反应而言。得失相等的原则是氧化还原反应的铁律。

四查是指若反应物中各微粒同时参加同样反应,其微粒个数比必须符合其化学组成,如足量氯气与溴化亚铁溶液反应,溴与铁的个数比必须符合2:1即溴化亚铁的化学组成。而二氧化锰和浓盐酸的反应,氢离子和氯离子不是同样程度(氯离子部分成为分子,部分仍为自由离子;氢离子全部转化到水中,成为水分子的组成部分)发生变化,因此两者个数比不符合1:1。酸碱反应也有这样的例子。

(二)与化学方程式的区别联系

离子方程式来源于化学方程式,化学方程式的四字配、条、箭、等依然保留,同时由于它自己的特点,要求电量守恒,并且要删去左右两侧相同的自由离子。化学方程式仅仅表示一个具体的化学反应,而离子方程式却是代表一类化学反应,如H+OH=H2O就代表可溶性强酸和可溶性强碱生成可溶性盐和水的酸碱中和反应,以及可溶性强酸的酸式盐和可溶性强碱生成可溶性正盐和水的两类反应。即离子反应更本质,具有概括性。但是这并不意味着试题可把两者混淆,在试题要求书写化学方程式时,写成离子方程式,必须按照题目要求回答,这是考试或回答问题的常识,也是铁律。毕竟化学方程式和离子方程式两者并不等同。

(三)离子反应分类 (仅从五方面分类,不谈快慢)

1、氧化还原反应和非氧化还原反应

2、基本反应类型 化合反应 氧化钠与足量水;分解反应 碳酸氢钠溶液80℃受热分解成为碳酸钠溶液,生成物还有二氧化碳和水;置换反应 活泼金属和非氧化性酸;复分解反应 酸和碱、酸和盐、碱和盐、盐和盐。

3、自发和非自发 非自发指离子化合物熔融电解及其他电解

4、可逆和不可逆 可逆反应如盐的水解

5、无机物之间和有机物参加 后者有苯酚溶液与金属钠反应

三、相关试题的现状与发展 

曾经离子方程式书写正误判断是选择题中每卷必考,离子共存选择题也时有出现。但随着高考改革进程,一方面是考生对于试题的熟悉,为抗衡机械记忆;同时为体现真情实景,有效考查能力素养。自2013年甲卷以后,离子方程式书写正误判断选择题不再出现,完全以大题中新情景设置,能力要求提高。但在2020年Ⅲ卷第11题再次出现。随着新高考的推进,回归经典的趋势,这类题目相信会再出现。2021年试题证明了这一点。

离子共存知识点考查也以化工流程大题除杂来代替,这是现今离子反应的命题方向要求。高考阅卷要求离子方程式写成化学方程式不能给分,但是有的省份化学方程式写成离子方程式会给分,理由是离子方程式更能反映本质。但是这种给分的做法显然不妥。笔者不能同意

四、教学和复习建议 

依照学习进阶理论,建议高一将离子反应限定在教材内容,加上金属锌与稀酸反应,然后在氧化还原之后再补充较为复杂的氧化还原反应,高三复习进行化学用语专题讨论离子反应。即高三复习可以做成三种课件认真理解相关概念,经典题型仍然接触为起点,重点放在真情实景的高考试题提取出来进行练习,然后在二轮和三轮中落实到大题的专题和综合训练之中。

赵庆生2019-12-30 于2020年7-22修改2021-08-21再修改



(责任编辑:化学自习室)
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