直接法書寫與量有關(guān)的離子方程式

董 順

摘要：離子間有競爭的反應(yīng)，方程式往往與量有關(guān)?？偨Y(jié)了與量有關(guān)的離子方程式書寫的一種程序化方法——直接法。介紹了直接法書寫與量有關(guān)的離子方程式的一般步驟及其應(yīng)用案例。該方法書寫與量有關(guān)的離子方程式模式固定，易于操作，準(zhǔn)確度高。

關(guān)鍵詞：直接法；與量有關(guān)；離子方程式書寫；中學(xué)化學(xué)教學(xué)

文章編號：1005–6629（2016）7–0079–03 中圖分類號：G633.8 文獻標(biāo)識碼：B

1 由一道高考試題說起

例1 （2009全國Ⅱ）含有a mol FeBr2的溶液中，通入x mol Cl2。下列各項為通Cl2過程中，溶液內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式，其中不正確的是

A. x=0.4a，2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl

B. x=0.6a，2Br-+Cl2=Br2+2Cl

C. x=a，2Fe2++2Br-+2Cl2=Br2+2Fe3++4Cl

D. x=1.5a，2Fe2++4Br-+3Cl2=2Br2+2Fe3++6Cl-

解析：由于還原性Fe2+>Br-，應(yīng)Fe2+先被氧化，容易判斷B選項不正確。

對于以上四個選項所對應(yīng)的離子方程式怎樣能通過一種固定的模式快速書寫出來呢？

2 已有的與量有關(guān)的離子方程式的書寫方法

目前高中化學(xué)教材中在涉及與量有關(guān)的離子反應(yīng)時，只是指出反應(yīng)物相對量不同、順序不同，發(fā)生的離子反應(yīng)也不同[1]，并沒有給出該類離子方程式書寫的具體方法。

而文獻中出現(xiàn)了多種書寫技巧——定1法、分段討論法、借助數(shù)軸分析法、過程分析法、根據(jù)反應(yīng)類型分類討論法[2～11]等等，這里不再介紹。這些方法都有其各自的適用范圍，其中定1法的應(yīng)用范圍最廣，它適用于“少量”和“過量”兩個極端時的方程式書寫，但對于介于二者之間的情況并不適用。

3 直接法書寫與量有關(guān)的離子方程式的嘗試

對于例1中的各選項嘗試用直接法書寫。

A選項，x=0.4a，反應(yīng)物直接書寫如下：

aFe2++2aBr-+0.4aCl2

由于還原性Fe2+>Br-，0.4a mol Cl2，只能氧化0.8a mol的Fe2+，此時Br-尚未參與反應(yīng)，上述反應(yīng)方程式改寫為：

0.8aFe2++0Br-+0.4aCl2=0.8aFe3++0.8aCl-

即：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-

當(dāng)x≤0.5a時（即Cl2少量），只氧化Fe2+，均為該方程式。

B選項，x=0.6a，反應(yīng)物直接書寫如下：

aFe2++2aBr-+0.6aCl2

由于還原性Fe2+>Br-，0.6a mol Cl2，首先將a mol Fe2+完全氧化，然后再氧化0.2a mol的Br-，上述反應(yīng)方程式改寫為：

aFe2++0.2aBr-+0.6aCl2=aFe3++0.1aBr2+1.2aCl-

系數(shù)同乘以10/a得：

10Fe2++2Br-+6Cl2=10Fe3++Br2+12Cl

C選項，x=a，反應(yīng)物直接書寫如下：

aFe2++2aBr-+aCl2

由于還原性Fe2+>Br-，amol Cl2，首先將amol Fe2+完全氧化，然后再氧化amol的Br-，上述反應(yīng)方程式改寫為：

aFe2++aBr-+aCl2=aFe3++0.5aBr2+2aCl-

系數(shù)同乘以2/a得：

2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl

D選項，x=1.5a，反應(yīng)物直接書寫如下：

aFe2++2aBr-+1.5aCl2

由于還原性Fe2+>Br-，1.5a mol Cl2，首先將a mol Fe2+完全氧化，然后再氧化2a mol的Br-，上述反應(yīng)改寫為：

aFe2++2aBr-+1.5aCl2=aFe3++aBr2+3aCl-

系數(shù)同乘以2/a得：

2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-

當(dāng)x≥1.5a時（即Cl2過量），均為該方程式。

對于例1試題中，x取0.5a～1.5a之間的任意值均對應(yīng)一個方程式。

比如，x=1.2a時，反應(yīng)方程式如下：

aFe2++1.4aBr-+1.2aCl2=aFe3++0.7aBr2+2.4aCl-

即：10Fe2++14Br-+12Cl2=10Fe3++7Br2+24Cl-

4 直接法書寫與量有關(guān)的離子方程式的一般步驟及示例

4.1 一般步驟

第一步：以物質(zhì)的量為化學(xué)計量系數(shù)將反應(yīng)物以離子形式（易溶于水的強電解質(zhì)）或化學(xué)式直接書寫出來，化學(xué)計量系數(shù)可以是整數(shù)或小數(shù)，也可以是含字母的代數(shù)式。

第二步：根據(jù)離子反應(yīng)發(fā)生的先后順序，結(jié)合各反應(yīng)物的化學(xué)計量系數(shù)，確定生成物及其化學(xué)計量系數(shù)，并把等號兩端相同的離子等量消去。

第三步：將各化學(xué)計量系數(shù)化為最簡整數(shù)比。

4.2 具體示例

4.2.1 NH4Al（SO4）2與Ba（OH）2溶液的反應(yīng)

例2 （2012·重慶、四川理綜改）向10mL 0.1 mol·L-1 NH4Al（SO4）2溶液中，滴加等濃度Ba（OH）2溶液x mL。寫出下列情況下反應(yīng)的離子方程式：

A. x=10時，

B. x=20時，

C. x=30時，

解析：x=10時，為NH4Al（SO4）2與Ba（OH）2等物質(zhì)的量反應(yīng)：

5 結(jié)語

直接法書寫與量有關(guān)的離子方程式以離子間反應(yīng)的先后順序及各離子間的定量關(guān)系為立足點，按固定的程序書寫與量有關(guān)的離子方程式，原理簡單、操作方便，更利于認識離子反應(yīng)的本質(zhì)。

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