如何判斷離子方程式的正誤?
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要快速準(zhǔn)確地判斷離子方程式的正誤,就必須牢固地掌握書寫離子方程式的規(guī)則。根據(jù)規(guī)則寫出正確的離子方程式。
書寫離子方程式的規(guī)則
寫出配平的分子方程式;將難溶的固態(tài)物質(zhì),難電離的物質(zhì)和氣態(tài)物質(zhì)寫成分子式(或化學(xué)式);完全溶解的強電解質(zhì)寫成離子式;消去方程式等號兩邊未參加反應(yīng)的離子,即得離子方程式。
將難溶的固態(tài)物質(zhì)寫成分子式
例如,硝酸銀溶液和氯化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式的書寫過程為:
AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3
Ag++NO3-+Na++Cl-=AgCl↓+Na++NO3-
離子方程式為:
Ag++Cl-=AgCl↓
常見物質(zhì)的溶解性:
(1)鹽類
硝酸鹽 絕大多數(shù)金屬和銨的硝酸鹽能溶于水。
硫酸鹽 Li+,Na+,K+,NH4+,Be2+和Mg2+等的硫酸鹽易溶于水,CaSO4微溶于水,SrSO4難溶于水,BaSO4不溶于水和酸。
碳酸鹽 Na+,K+和NH4+的碳酸鹽易溶于水,Ca2+,Sr2+,Ba2+,F(xiàn)e2+,Pb2+,Zn2+和Ag+等的碳酸鹽難溶于水。
磷酸正鹽和酸式磷酸鹽 Na3PO4易溶于水,K3PO4可溶于水,Ca3(PO4)2難溶于水,Ca(H2PO4)2等易溶于水;K+,Na+和NH4+等的磷酸一氫鹽溶于水。
氯化物 Pb2+,Ag+和Hg22+的氯化物難溶于水;堿金屬,堿土金屬和銨的氯化物易溶于水。
硫化物 堿金屬,堿土金屬和銨的硫化物易溶于水;Fe2+,Mn2+,Co2+,Ni2+,Zn2+等的硫化物難溶于水,可溶于稀酸;Cu2+,Cd2+,Bi3+,Hg2+,As3+,Sb3+,Sn2+和Ag+等的硫化物不溶于水和稀酸。
(2)堿類
堿金屬的氫氧化物易溶于水,Ca(OH)2微溶于水,Ba(OH)2可溶于水; 其他大多數(shù)金屬的氫氧化物難溶于水,例如,Al(OH)3,Mg(OH)2,Cu(OH)2和Fe(OH)3等。
(3)酸類
H2SO4,HNO3,H3PO4,HCl和HClO4等易溶于水;H2SiO3和H2WO4等難溶于水。
2.將難電離的物質(zhì)寫成分子式
例如,氫氧化鈉溶液和稀硫酸溶液完全反應(yīng)的離子方程式的書寫過程為:
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
2Na++2OH-+2H++SO42-=2Na++SO42-+2H2O
離子方程式為:
OH-+H+=H2O
這就是強堿與強酸中和反應(yīng)的離子方程式。
又如,次氯酸鈉溶液與H2CO3溶液的反應(yīng)為:
NaClO+H2CO3=NaHCO3+HClO
Na++ClO-+H2CO3=Na++HCO3-+HClO
離子方程式為:
ClO-+H2CO3=HCO3-+HClO
常見的難電離物質(zhì) H2O,H2O2,H2S,HClO,HBrO,HIO,H2CO3,CH3COOH,NH3·H2O和Pb(CH3COO)2等。
3.將氣態(tài)物質(zhì)寫成分子式
例如,碳酸鈉溶液與鹽酸完全反應(yīng),其離子方程式書寫過程為:
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
2Na++CO32-+2H++2Cl-=2Na++2Cl-+H2O+CO2↑
CO32-+2H+=H2O+CO2↑
硫化亞鐵與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為:
FeS+2H+=Fe2++H2S↑
常見的氣態(tài)物質(zhì) CO2,SO2,H2S,HF,HCl,NH3,CH4,SiH4和O2等。
如何判斷離子方程式的正誤
凈電荷相等原則
在正確的離子方程式中,不但方程式等號兩邊各元素的原子總數(shù)相等,而且兩邊的凈電荷數(shù)也要相等。所謂凈電荷數(shù)是指正電荷總數(shù)與負(fù)電荷總數(shù)的代數(shù)和。
例如:
(1)將單質(zhì)鐵與三氯化鐵溶液反應(yīng)的離子方程式寫成:
Fe+Fe3+=2Fe2+
在等號左邊凈電荷數(shù)為3+,等號右邊凈電荷數(shù)為4+。顯而易見,這個離子方程式兩邊凈電荷數(shù)不相等,是錯誤的。正確的離子方程式是:
Fe+2Fe3+=3Fe2+
該離子方程式兩邊的凈電荷數(shù)均為6+。
(2)在加熱下,氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的正確離子方程式是:
3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O
因為該離子方程式的各元素的原子數(shù)和凈電荷數(shù)在方程式兩邊均相等。
(3)在硫酸介質(zhì)中重鉻酸鉀溶液與硫酸亞鐵溶液反應(yīng)的正確離子方程式為:
Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
在該離子方程式等號兩邊各元素的原子數(shù)相等;在等號左邊的凈電荷數(shù)(2×6+1×14-2=24)是24+,等號右邊的凈電荷數(shù)(3×6+3×2=24)是24+。
2.物料平衡原則
當(dāng)某電解質(zhì)的正、負(fù)離子完全參加了反應(yīng),在配平的離子方程式中,反應(yīng)物中該正、負(fù)離子的個數(shù)比,應(yīng)與其電解質(zhì)的組成比相同。當(dāng)某電解質(zhì)的正、負(fù)離子都參加反應(yīng),卻未完全反應(yīng),則在配平的離子方程式中,該正、負(fù)離子的個數(shù)比與其電解質(zhì)的組成不相同。例如:
(1)2mol的NaHCO3溶液與1mol的Ca(OH)2溶液反應(yīng)的離子方程式為:
2HCO3-+Ca2++2OH-=CaCO3↓+2H2O+CO32-
顯然,反應(yīng)物中Ca2+的個數(shù)與OH-的個數(shù)比為1∶2,等于Ca(OH)2的組成比。因此,該離子方程式是正確的。
(2)1mol的NaHCO3溶液與1mol的Ca(OH)2溶液反應(yīng),其離子方程式為:
HCO3-+Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O
該離子方程式的反應(yīng)物中,Ca2+的個數(shù)與OH-個數(shù)比為1∶1,不是1∶2,仍然是正確的。從分子方程式可看出,H-未完全反應(yīng):
NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O+NaOH
(3)3 mol的磷酸二氫鈣溶液與12mol的氫氧化鈉溶液完全反應(yīng),其離子方程式為:
3Ca2++6H2PO4-+12OH-=Ca3(PO4)2+4PO43-+12H2O
顯然,方程式中Ca2+個數(shù)與H2PO4-個數(shù)比為1∶2,等于Ca(H2PO4)2的組成比。
如果將這個反應(yīng)的離子方程式寫成:
3Ca2++2H2PO4-+4OH-=Ca3(PO4)2+4H2O
盡管在這個離子方程式中,各元素的原子數(shù)是配平的,凈電荷數(shù)在方程式兩邊均為零,這個離子方程式仍然是錯誤的。因為其中Ca2+的個數(shù)與H2PO4-的個數(shù)比是3∶2,而不是1∶2。
(4)2mol的NaH2PO4溶液與3mol的Ca(OH)2溶液反應(yīng)的離子方程式為:
2H2PO4-+3Ca2++4OH-=Ca3(PO4)2↓+4H2O
雖然該離子方程式中,Ca2+的個數(shù)與OH-的個數(shù)比為3∶4,而不是1∶2,它仍然是正確的。因為由分子方程式可明顯看出,OH-未完全參加反應(yīng):
2NaH2PO4+3Ca(OH)2=Ca3(PO4)2↓+4H2O+2NaOH
符合事實
配平的離子方程式要與題給條件和實驗事實相符合。例如,
(1)等體積等物質(zhì)的量濃度的NaHCO3溶液與Ba(OH)2溶液完全反應(yīng)。其正確的離子方程式為:
HCO3-+Ba2++OH-=BaCO3↓+H2O
如果寫成:
2HCO3-+Ba2++2OH-=BaCO3↓+CO32-+2H2O
盡管在方程式等號兩邊各元素的原子數(shù)是相等的,凈電荷數(shù)在其兩邊均為2-,但題給條件Ba2+個數(shù)與HCO3-個數(shù)之比為1∶1,該方程式中為1∶2。這個離子方程式不符合題給條件,因此,是錯誤的。
(2)在硫酸介質(zhì)中,KMnO4溶液與H2O2溶液反應(yīng)。將其離子方程式寫成:
2MnO4-+H2O2+6H+=2Mn2++3O2↑+4H2O
雖然,這個離子方程式的反應(yīng)物和產(chǎn)物是正確的,在方程式兩邊各元素的原子數(shù)和凈電荷數(shù)是配平的,卻是一個錯誤的離子方程式。因為實驗證實,O2應(yīng)該完全由H2O2被氧化而產(chǎn)生;MnO4-中的氧原子完全轉(zhuǎn)變成H2O中的氧。由此可見,正確的離子方程式為:
2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O
因為正確的分子方程式為:
2KMnO4+5H2O2+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O