離子方程式正誤判斷的六大陷阱探析

摘 要：離子方程式是高中化學(xué)的重要知識點(diǎn)，也是高考的?？碱}型，但由于其書寫和判斷正誤具有一定的難度，學(xué)生容易在學(xué)習(xí)和應(yīng)用過程中出現(xiàn)錯誤.本文深入分析了學(xué)生在學(xué)習(xí)離子方程式時容易陷入的六大陷阱，并提供了相應(yīng)的規(guī)避技巧.針對每個陷阱，結(jié)合具體的例子，詳細(xì)闡述了其規(guī)避技巧.通過學(xué)習(xí)和掌握這些規(guī)避技巧，學(xué)生可以有效地避免在離子方程式正誤判斷中犯錯，從而提高學(xué)習(xí)效率和應(yīng)試能力.

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)；離子方程式；六大陷阱

中圖分類號：G632"" 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A"" 文章編號：1008-0333（2024）31-0127-03

收稿日期：2024-08-05

作者簡介：張芳（1979.5—），女，江蘇省南通人，本科，中學(xué)一級教師，從事高中化學(xué)教學(xué)研究.

離子方程式是高中化學(xué)中的重要內(nèi)容，也是高考?？碱}型之一.然而，離子方程式的書寫和判斷正誤并非易事，命題者往往會設(shè)置各種陷阱，考查學(xué)生對化學(xué)知識的掌握程度和應(yīng)用能力^[1].本文將深入剖析離子方程式正誤判斷的六大陷阱，幫助學(xué)生掌握規(guī)避陷阱的方法.

1 陷阱1：注意是否符合反應(yīng)事實(shí)

離子反應(yīng)的發(fā)生和產(chǎn)物，必須遵循客觀規(guī)律和反應(yīng)原理.命題者往往會設(shè)置各種不符合反應(yīng)原理的陷阱，考查學(xué)生對知識掌握的深度和廣度，以及對問題的分析判斷能力.這些陷阱主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）化合價變化錯誤，例如，F(xiàn)e與各種氧化劑（如Cl2、Br2、I2、S、H+、HNO3等）反應(yīng)時，化合價的變化需要根據(jù)具體的反應(yīng)環(huán)境和物質(zhì)性質(zhì)來確定，不能一概而論；（2）反應(yīng)產(chǎn)物錯誤，例如，金屬和氧化性酸（如HNO3、濃H2SO4）反應(yīng)時，不會放出H2氣體，而是生成其他氣體或水；（3）置換反應(yīng)錯誤，例如，Na不能置換出CuSO4溶液中的Cu，因?yàn)镹a與水反應(yīng)生成NaOH和H2；（4）忽略其他反應(yīng)，例如，忽略氧化還原反應(yīng)、相互促進(jìn)的水解反應(yīng)、絡(luò)合反應(yīng)等，導(dǎo)致對反應(yīng)產(chǎn)物判斷失誤.

例1 判斷正誤

（1）Fe和稀鹽酸反應(yīng)：

2Fe+6H+2Fe³⁺+3H2↑；

（2）用稀硝酸溶解硫化亞鐵固體：

FeS+2H+Fe²⁺+H2S↑；

（3）硫酸鋁溶液與碳酸鈉溶液混合：

2Al³⁺+3CO^2-3Al2（CO3）3↓.

解析 （1）Fe與H+反應(yīng)生成的是Fe²⁺，正確的離子反應(yīng)為Fe+2H+Fe²⁺+H2↑；（2）硫化亞鐵與稀硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，正確的離子方程式為FeS+4H++NO-3Fe³⁺+NO↑+S+2H2O；（3）Al³⁺與CO^2-3會發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)，正確的離子方程式為2Al³⁺+3CO^2-3+3H2O2Al（OH）3↓+3CO2↑.故以上命題全錯.

2 陷阱2：注意是否滿足三守恒

在書寫離子方程式時，必須遵循原子守恒、電荷守恒和電子得失守恒三大定律.原子守恒定律指出，在化學(xué)反應(yīng)中，各種元素的原子總數(shù)在反應(yīng)前后保持不變，這意味著，反應(yīng)物和生成物中每種元素的原子個數(shù)必須相等.電荷守恒定律指出，在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物和生成物的總電荷量保持不變，這意味著，反應(yīng)物和生成物中正負(fù)電荷的總數(shù)必須相等^[2].電子得失守恒定律指出，在氧化還原反應(yīng)中，氧化劑得到的電子數(shù)和還原劑失去的電子數(shù)必須相等，這意味著，反應(yīng)物中失去電子的物質(zhì)和得到電子的物質(zhì)，其得失電子數(shù)必須相等.

例2 判斷正誤

（1）向FeCl2溶液中通入Cl2：Fe²⁺+Cl2Fe³⁺+2Cl-；

（2）酸性溶液中KIO3與KI反應(yīng)生成I2：

IO-3+I-+6H+I2+3H2O；

（3）用硫酸酸化的KMnO4溶液與H2O2溶液反應(yīng)，證明H2O2還原性：

2MnO-4+6H++H2O22Mn²⁺+3O2↑+4H2O；

解析 （1）方程式左右電荷不守恒，正確的離子方程式為2Fe²⁺+Cl22Fe³⁺+2Cl-；（2）方程式左右電荷不守恒，正確的離子方程式為IO-3+5I-+6H+3I2+3H2O；（3）該方程式要特別注意，雖然符合原子守恒、電荷守恒，但是電子得失不守恒，按照題目的配平發(fā)現(xiàn)2MnO-4（+7價Mn）→2Mn²⁺共得10e-，但1H2O2（2個-1價0）→O2只失去2e-，因此配平錯誤.正確的離子方程式為2MnO-4+5H2O2+6H+2Mn²⁺+5O2↑+

8H2O.故以上命題全錯.

3 陷阱3：注意符號使用是否恰當(dāng)

強(qiáng)電解質(zhì)（強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、絕大多數(shù)鹽）的電離用“=”，弱電解質(zhì)的電離、鹽類的水解用“”，鹽類水解后的產(chǎn)物不寫“↑”或“↓”；若兩種離子相互促進(jìn)水解，可以進(jìn)行到底，則要寫“=”；可逆反應(yīng)要用“”表示；產(chǎn)物中形成膠體時應(yīng)備注“（膠體）”，不可寫“↓”；NH+4和OH-反應(yīng)時，若條件為濃溶液或加熱，生成NH3且要標(biāo)明“↑”，若為稀溶液，則生成NH3·H2O.

例3 判斷正誤

（1）泡沫滅火器原理：

Al³⁺+3HCO-3Al（OH）3↓+3CO2↑；

（2）NaHCO3溶液因水解呈堿性：

HCO-3+H2OH2CO3+OH-；

（3）向飽和Na2CO3溶液中通入足量CO2：

CO^2-3+CO2+H2O2HCO-3.

解析 （1）泡沫滅火器的滅火原理是硫酸鋁和碳酸氫鈉發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)，反應(yīng)進(jìn)行徹底，生成硫酸鈉、氫氧化鋁和二氧化碳，方程式用“”，并標(biāo)注“↑”與“↓”；（2）水解反應(yīng)須寫可逆符號，正確的離子方程式為HCO-3+H2OH2CO3+OH-；（3）由于NaHCO3的溶解度小于Na2CO3，向飽和Na2CO3溶液中通入足量CO2會析出NaHCO3晶體，正確的離子方程式為2Na++CO^2-3+CO2+H2O2NaHCO3↓.故（1）正確，（2）（3）錯誤.

4 陷阱4：注意粒子的拆分是否正確

粒子拆分時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）強(qiáng)酸（高中六大強(qiáng)酸：HClO4、HI、HBr、HCl、HNO3、H2SO4）、可溶性強(qiáng)堿（NaOH、KOH、Ba（OH）2）、可溶性鹽的化學(xué)式必須拆分.需要注意的是濃硝酸、濃鹽酸的化學(xué)式可拆分，濃硫酸的化學(xué)式不可拆分.（2）弱電解質(zhì)（弱酸、弱堿、水等）、沉淀、氣體、單質(zhì)、弱酸的酸式酸根離子在離子方程式中都不能拆分，氧化物在水溶液中不能拆分成O^2-.（3）對于微溶性的強(qiáng)電解質(zhì)（如Ca（OH）2、CaSO4、MgCO3等），在反應(yīng)物中是否拆分視情況而定，如澄清石灰水中Ca（OH）2以Ca²⁺、OH-的形式存在，可拆成離子形式，但石灰乳為懸濁液，有大量未溶固體，Ca（OH）2在離子方程式中不拆分.微溶物在生成物中一般不拆分，用化學(xué)式表示.（4）可溶性多元弱酸的酸式酸根離子（如HCO-3、HSO-3、HS-、HC2O-4、H2PO-4、HPO^2-4等），一律保留酸式酸根離子的形式，例如在水溶液中HSO-3寫成H+、SO^2-3是錯誤的.值得注意的是HSO-4在水溶液中要拆分成H+、SO^2-4.

例4 判斷正誤

（1）用CuSO4溶液除去電石氣中的少量硫化氫： Cu²⁺+S^2-CuS↓；

（2）氧化銅與稀硫酸的反應(yīng)：

O^2-+2H+H2O；

（3）硫酸氫鈉溶液與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)生成氣體：

2H++CO^2-3CO2↑+H2O.

解析 （1）CuSO4溶液和H2S反應(yīng)生成硫化銅沉淀和硫酸，正確的離子方程式是Cu²⁺+H2SCuS↓+2H+；（2）CuO屬于氧化物，在水溶液中的離子反應(yīng)不能拆成O^2-，正確的離子方程式為CuO+2H+Cu²⁺+H2O；（3）硫酸氫鈉在水溶液中可電離出Na+、H+、SO^2-4，碳酸氫鈉則電離出Na+、HCO-3，HCO-3是弱酸的酸式酸根離子，不可以拆分，正確的離子方程式為H++HCO-3CO2↑+H2O.5 陷阱5：注意是否“漏寫”離子反應(yīng)

在書寫離子方程式時，一個常見的陷阱是忽略了題目中的某些反應(yīng)，也就是“漏寫”離子反應(yīng).這種情況通常發(fā)生在沒有仔細(xì)審題，或?qū)Ψ磻?yīng)物和產(chǎn)物之間的相互作用理解不充分的情況下.例如，當(dāng)書寫涉及多種反應(yīng)物的離子方程式時，學(xué)生可能會專注于主要反應(yīng)而忽略了次要反應(yīng)或伴隨反應(yīng).這樣的疏忽可能導(dǎo)致方程式不平衡，或者錯過了重要的反應(yīng)產(chǎn)物.

例5 判斷正誤

（1）CuSO4溶液和Ba（OH）2溶液反應(yīng)：

Ba²⁺+SO^2-4BaSO4↓；

（2）NH4HCO3與足量NaOH反應(yīng)：

NH+4+OH-NH3·H2O；

解析 （1）CuSO4溶液和Ba（OH）2溶液反應(yīng)，同時生成硫酸鋇沉淀和氫氧化銅沉淀，正確的離子方程式為Cu²⁺+2OH-+Ba²⁺+SO^2-4BaSO4↓+Cu（OH）2↓；（2）NH4HCO3與NaOH反應(yīng)，若氫氧化鈉過量，其離子方程式為HCO-3+NH+4+2OH-CO^2-3+NH3·H2O+H2O.故意上兩個命題全錯.

6 陷阱六：注意是否符合反應(yīng)的“量”

在書寫離子方程式時，必須考慮反應(yīng)物的量，包括過量、少量、等物質(zhì)的量、一定濃度和體積混合以及滴加順序等，這些都可能對反應(yīng)產(chǎn)物產(chǎn)生影響.例如，當(dāng)氫氧化鈉溶液滴加到硫酸銅溶液中時，若氫氧化鈉的量較少，只會發(fā)生部分反應(yīng)，生成氫氧化銅沉淀和未反應(yīng)的硫酸銅溶液.此時，離子方程式應(yīng)體現(xiàn)反應(yīng)物的量.若氫氧化鈉過量，則會繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)，生成可溶的銅酸鈉和水.只有通過考慮反應(yīng)物的量，才能確保離子方程式符合題設(shè)條件的要求，從而準(zhǔn)確預(yù)測反應(yīng)產(chǎn)物.

例6 判斷正誤

將少量CO2通入NaClO溶液中：2ClO-+CO2+H2O2HClO+CO^2-3；

解析 酸性：H2CO3gt;HClOgt;HCO-3.無論是少量還是過量的CO2通入NaClO溶液中，反應(yīng)都是生成次氯酸和碳酸氫鈉，反應(yīng)的離子方程式為ClO-+CO2+H2OHClO+HCO-3.

7 結(jié)束語

離子方程式的書寫和正誤判斷是高中化學(xué)學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)，也是學(xué)生經(jīng)常面臨的

難題.通過對離子方程式正誤判斷六大陷阱的分析和規(guī)避技巧的掌握，可以幫助學(xué)生更好地理解和應(yīng)用離子方程式，提高學(xué)習(xí)效率和應(yīng)試能力.在學(xué)習(xí)和應(yīng)用過程中，學(xué)生需要注重基礎(chǔ)知識的積累，培養(yǎng)靈活變通的思維能力，并認(rèn)真審題，注意反應(yīng)原理、三守恒定律、符號使用、粒子拆分、離子反應(yīng)的完整性以及反應(yīng)物的量等因素，才能準(zhǔn)確判斷離子方程式的正誤^[3].

參考文獻(xiàn)：

［1］李婧.高中化學(xué)教學(xué)中解題方法探究：以“離子反應(yīng)”為例[J].數(shù)理化解題研究，2024（12）： 128-130.

[2] 王開山，趙換萍.矛盾觀視域下離子方程式的書寫[J].中學(xué)化學(xué)，2024（04）： 51-52.

[3] 王志剛.分類研究 注意“陷阱”：離子方程式正誤判斷考點(diǎn)突破[J].中學(xué)化學(xué)，2021（07）： 42-44.

［責(zé)任編輯：季春陽］