例談有關(guān)離子反應(yīng)的新題型

周永波

(安徽省亳州市第二中學(xué))

有關(guān)離子反應(yīng)的試題是以元素化合物知識為載體,考查考生的基礎(chǔ)知識與基本技能,體現(xiàn)了“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”等化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng),因此在歷年各地高考中備受青睞.

1 通過實(shí)驗(yàn)情境分析離子反應(yīng)的本質(zhì)

例1(2021 年北京卷)使用如圖1 所示裝置(攪拌裝置略)探究溶液離子濃度變化,燈光變化不可能出現(xiàn)“亮→暗(滅)→亮”現(xiàn)象的是( ).

圖1

分析Ba(OH)2與CuSO4發(fā)生離子反應(yīng):Ba2＋＋2OH－＋Cu2＋＋＝BaSO4↓＋Cu(OH)2↓,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,溶液中自由移動的離子濃度減小,燈泡變暗,當(dāng)二者恰好反應(yīng)時(shí),溶液中幾乎不存在自由移動的微粒,燈泡完全熄滅;當(dāng)CuSO4溶液過量時(shí),其電離產(chǎn)生的Cu2＋導(dǎo)電,又使燈泡逐漸變亮,選項(xiàng)A 不符合題意.Ca(OH)2與NH4HCO3發(fā)生離子反應(yīng):Ca2＋＋2OH－＋＝CaCO3↓＋H2O＋NH3·H2O,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,溶液中離子濃度逐漸減小,燈泡逐漸變暗,當(dāng)二者恰好反應(yīng)時(shí),溶液中離子濃度最小,燈泡變暗.當(dāng)NH4HCO3溶液過量時(shí),其電離產(chǎn)生的導(dǎo)電,使燈泡逐漸又變亮,選項(xiàng)B不符合題意.Ba(OH)2與H2SO4發(fā)生離子反應(yīng):Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋＝BaSO4↓＋2H2O,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,溶液中離子濃度減小,燈泡變暗,當(dāng)二者恰好反應(yīng)時(shí),溶液中離子濃度最小,燈泡變暗,當(dāng)H2SO4溶液過量時(shí),其電離產(chǎn)生的H＋、導(dǎo)電,又使燈泡逐漸變亮,選項(xiàng)C 不符合題意.CH3COOH 與氨水發(fā)生離子反應(yīng):CH3COOH ＋NH3·H2O＝CH3COO－＋＋H2O,反應(yīng)后離子濃度增大,溶液導(dǎo)電能力增強(qiáng),燈泡更明亮,不能出現(xiàn)亮→滅(或暗)→亮的變化,選項(xiàng)D 符合題意.故答案為D.

本題通過真實(shí)的實(shí)驗(yàn)情境,考查離子反應(yīng)的本質(zhì).一般復(fù)分解反應(yīng)向著離子濃度減小的方向進(jìn)行,如生成沉淀、氣體、水等弱電解質(zhì)等.2021年北京高考這道題對離子反應(yīng)的考查,充分體現(xiàn)了“宏觀辨識與微觀探析”的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)在學(xué)科教學(xué)中的落實(shí)情況,這也對考生樹立“微粒觀”提出了新的要求.

2 通過模塊融合判斷離子反應(yīng)的正誤

例2不能正確表示下列變化的離子方程式的是( ).

A.(2021年1月浙江卷)銅片上電鍍銀的總反應(yīng)(銀作陽極,硝酸銀溶液作電鍍液):

B.(2021年6月浙江卷)鋅溶于氫氧化鈉溶液:

Zn＋2OH－＋2H2O＝[Zn(OH)4]2－＋H2↑

C.(2019年新課標(biāo)Ⅱ卷)向Mg(OH)2懸濁液中滴加足量FeCl3溶液出現(xiàn)紅褐色沉淀:3Mg(OH)2＋2FeCl3＝2Fe(OH)3＋3MgCl2

D.(2020年天津卷)C6H5ONa溶液中通入少量CO2:2C6H5O－＋CO2＋H2O＝2C6H5OH＋

分析銀作陽極,陽極的電極反應(yīng)式為Age－＝Ag＋,銅片作陰極,陰極的電極反應(yīng)式為Ag＋＋e－＝Ag,總反應(yīng)為Ag(陽極Ag(陰極),選項(xiàng)A正確.鋅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋅酸鈉和氫氣,反應(yīng)的離子方程式為Zn ＋2OH－＋2H2O ＝[Zn(OH)4]2－＋H2↑,選項(xiàng)B 正確.向Mg(OH)2懸濁液中滴加足量FeCl3溶液,會發(fā)生沉淀的轉(zhuǎn)化,化學(xué)方程式為3Mg(OH)2＋2FeCl3＝2Fe(OH)3＋3MgCl2,選項(xiàng)C 正確.C6H5ONa中通入少量或過量CO2都生成C6H5OH 和NaHCO3,C6H5OH 的 酸 性弱于H2CO3強(qiáng)于,正確的離子方程式為C6H5O－＋CO2＋H2O＝C6H5OH＋,選項(xiàng)D錯誤.答案為D.

對比近幾年有關(guān)離子方程式正誤判斷的高考試題可以發(fā)現(xiàn),離子反應(yīng)已經(jīng)不再局限于常見元素及其化合物的性質(zhì)反應(yīng),而是通過不同模塊融合在一起,如涉及?化學(xué)反應(yīng)原理?模塊的電解與電鍍、原電池的電極反應(yīng)、沉淀的轉(zhuǎn)化反應(yīng)、鹽類的水解與弱電解質(zhì)的電離反應(yīng)等;涉及?物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)?模塊的配合物形成的反應(yīng)、?有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)?的常見有機(jī)物性質(zhì)的反應(yīng)等,體現(xiàn)高考化學(xué)試題的綜合性與應(yīng)用性,因此在復(fù)習(xí)備考中要打破模塊的界限,強(qiáng)化基礎(chǔ)知識與基本技能的培養(yǎng).

3 通過同一情境判斷離子能否共存

例 3(2016年江蘇卷) 制備(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O 的實(shí)驗(yàn)中,需對過濾出產(chǎn)品的母液(pH＜1)進(jìn)行處理.常溫下,分別取母液并向其中加入指定物質(zhì),反應(yīng)后的溶液中主要存在的一組離子正確的是( ).

2016年江蘇卷的離子共存題打破以往離子共存題的形式(給出4 種并列無聯(lián)系的選項(xiàng),然后根據(jù)給定條件分別予以常規(guī)的判斷),而把問題設(shè)置在同一情境之下,問題設(shè)置既可圍繞主題并存發(fā)散,涉及相關(guān)問題的方方面面,也可以層層遞進(jìn),將問題的探究逐步引向深入,契合高考化學(xué)試題問題情境化的要求,這樣創(chuàng)設(shè)主題式化學(xué)知識考查的新情境,整體感強(qiáng)烈,體現(xiàn)了命題者的巧妙構(gòu)思與匠心獨(dú)運(yùn),這也是未來高考命題的重要特征和發(fā)展趨勢,應(yīng)引起足夠的重視.

4 通過表格對比分析離子能否共存

例4下列離子能大量共存,且加入相應(yīng)試劑后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式書寫正確的是( ).

通過圖形、表格等形式將相關(guān)的信息對比呈現(xiàn),在近年來高考化學(xué)試題中高頻出現(xiàn),體現(xiàn)了?中國高考評價(jià)體系?的要求,本題將離子能否大量共存通過信息呈現(xiàn)然后進(jìn)行分析,能有效地考查考生的對比分析判斷的能力,契合了新高考由知識立意向能力立意的要求.

每年的高考化學(xué)試題都會在傳承的基礎(chǔ)上進(jìn)行變化與創(chuàng)新,因此我們在備考時(shí)要夯實(shí)基礎(chǔ),抓住知識的本質(zhì),厘清知識的脈絡(luò),學(xué)會變通,這樣才能以“不變”應(yīng)“萬變”.

(完)