由于电解质在水溶液中可以全部解离或部分解离成离子,因此电解质在水溶液中的反应,实质上是离子之间的反应。
在无机化学中离子反应可以分为中和反应、沉淀反应、氧化还原反应和配合反应四类。我们在这里介绍只涉及前三类的反应。配合反应在以后配合反应章节介绍。
例如:AgNO3+NaCl= AgCl↓+NaNO3
Ag++NO3-+Na++Cl﹣=AgCl↓+ Na++NO3-
从反应式中可以看出Na+和Cl﹣在反应前后均没有发生变化,既没有参加反应,因此可以从反应式中消去,于是得
Ag++Cl﹣= AgCl↓
这种用实际参加反应的离子表示的化学反应方程式叫离子反应方程式。因此只要离子相同,不管分子反应方程式的形式如何,都可以用一个离子反应式代替,例如氢氧化钠与盐酸、氢氧化钾与硫酸的反应、包括所以的强酸强碱的反应都是
H++ OH-=H2O
从离子方程式可以看出,一切的强酸与强碱中和反应特征是生成水,其本质是H+和 OH-反应。
一、写离子反应的化学方程式基本步骤:
1、先写出分子反应的方程式
2、将可溶的强电解质(1)强酸、(2)强碱、(3)可溶性的盐,写成相对应的离子。
将(1)难溶的物质、(2)水、(3)气体、(4)氧化物(5)单质(6)弱电解质(弱酸、弱碱),等仍用化学式表示。
3、删除去反应方程式两边不参加反应的相同数目的离子,剩下的就是该反应的离子反应方程式。
简单的说写离子反应的化学方程式就是
(1)、拆:可溶性的强电解质(强酸、强碱、盐)一律用离子符号表示,
(2)、删:删去方程式两边不参加反应的离子。
(3)、查:检查式子两边的各种原子的个数及电荷数是否相等,是否配平,还要看所得式子化学计量数是不是最简整数比,若不是,要化成最简整数比。
但是化学反应必须依据以下3个原则:
①客观事实原则
必须是正确的化学反应
Fe与HCl反应写成“2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑”
错在H+不能把Fe氧化成Fe3++,而只能氧化成Fe2+。
应为:2Fe+ 2H+ ==== Fe2++ H2↑。
还要查看是否有忽略隐含的反应
如将少量SO2通入漂白粉溶液中:
H2O+ SO2 + Ca2+ + 2ClO- ==== CaSO3↓ +2HClO,
错在忽略了HClO可以将+4价的硫氧化。
应为:
Ca2++ 2ClO- + SO2 + H2O ==== CaSO4↓+ H+ + Cl- + HClO。
注意分析量的关系
如把过量的NaHCO3溶液与Ca(OH)2溶液混合:
HCO3-+ Ca2+ + OH- ====CaCO3↓ + H2O,
错在未考虑反应物中量的关系。
应为:2HCO3-+ Ca2+ + 2OH- ==== CaCO3↓ + 2H2O+CO32-。
②质量守恒原则
如:Zn+2Fe3+=Fe+3Zn2+
质量不守恒,
应为:3Zn+2Fe3+=2Fe+3Zn2+
③电荷守恒原则
如:Fe3++ Cu ==== Fe2+ + Cu2+,
错在反应前后电荷的数目不等,电荷不守恒。
应为:2Fe3++ Cu ====2 Fe2+ + Cu2+,
下面我们用离子反应方程式表示H2S和CuSO4溶液的反应
第一步写出正确的化学反应方程式(1)CuSO4+H2S=CuS+H2SO4
第二步把强酸强碱可溶性的盐拆开成离子
(2)Cu2++SO42-+H2S=CuS↓+2H++SO42-
第三步删除两边相同的离子检查两个平衡(物质守恒,电荷守恒)
(3) Cu2++H2S=CuS↓+2H+
用离子反应方程式表示Ba(OH)2与H2SO4溶液的反应
(1)H2SO4+Ba(OH)2==== BaSO4↓ +2 H2O,
(2)2H++ SO42- +Ba2+ + 2OH- ====BaSO4↓+ 2H2O
所以离子都参加反应,没有可删除的离子
用离子反应方程式表示H2SO4与Zn溶液的反应
(1)H2 SO4+Zn=Zn SO4 + H2↑
(2)2H++SO42-+ Zn = Zn 2++SO42-+H2↑
(3) 2H+ +Zn= Zn 2++ H2↑
写离子反应的化学方程式常见的错误类型:
1、拆分有误:
(1)、能拆分的物质没有拆分
Ca(HCO3)2可拆分成Ca2+和2HCO3-。
(2)、不能拆分的物质
难溶物不拆拆分
CaCO3难溶于水不能拆开。
像BaSO4、.AgCl、Cu(OH)2、H2SiO3等难溶于水的物质,在书写离子方程式时均不能拆开,应写成化学式。
微溶物是生成物不拆
CaSO4是微溶物生成物在书写离子方程式时均不能拆开。
像Ag2SO4、MgCO3、Ca(OH) 2等微溶物,若是生成物在书写离子方程式时均不能拆开,应写成化学式。
微溶物作反应物,浓度较小时拆成离子式,浓度较大时应写成化学式。
弱电解质不拆
氨水为弱电解质不能拆开,应写成化学式。
氧化物不拆
Na2O是氧化物,氧化物不论是否溶于水在书写离子方程式时均不能拆开,
弱酸的酸式酸根不拆
HCO3-是弱酸H2CO3的酸式酸根,像HSO3-,、HS-、H2PO4-等离子在书写离子方程式时均不能拆开,应写成化学式。
对于强酸的酸式盐,如NaHSO4其阴离子在稀溶液中应拆开写成
H+与SO42-形式,在浓溶液中不拆开,仍写成H2SO4。
固相反应不拆
写离子反应的前提是在水溶液中或熔融状态下进行的反应,固体与固体的反应尽管是离子反应,只能写化学方程式,不写离子方程式。
2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2 + 2NH3↑+2H2O(化学反应方程式)
非电解质不拆
蔗糖、乙醇等大多数有机物是非电解质,在书写离子方程式时均不能拆开,应写分子式。
二、离子互换反应进行的条件
离子反应可以分成2类一是反应前后化合价有变化的反应,叫离子氧化还原反应如:2H++Zn0= Zn 2++ H2↑
另一类是反应前后化合价没有变化的反应,叫离子互换反应,例如:
Ba(OH)2+ H2SO4=BaSO4 + 2H2O
Ba2++2OH-+2 H+SO42-=BaSO4↓+ 2H2O
离子互换反应写成一般的表达式为:
AB+CD=AD+CB
离子反应是有条件的,不是任意的几种离子互相混合就能发生反应的。它们在水溶液中分别能解离为四种离子A+、B-、C+、D-这时反应能否发生,主要决定生成物AD和CB的性质一般可以有以下几种情况:
例1、
KNO3溶液与NaCl、溶液混合后,因无难溶物质、难电离物质、易挥发物质生成,Na+、Cl-、K+、NO3-浓度都不减少,四种离子共存于溶液中,故不能发生离子反应。
例2、BaCl2与K2SO4反应有BaSO4↓沉淀生成
例3、Na2CO3与HCl反应有CO2↑气体生成
例4、NaAC与HCl反应有HAC弱电解质生成
例5、KOH与H2SO4反应有H2O水生成
综上所述离子反应的条件
① 生成难溶的物质。如生成BaSO4、AgCl、CaCO3等。
② 生成挥发性物质(气体)。如生成CO2、SO2、H2S等。
③ 生成弱电解质(弱酸、弱碱)。如生成CH3COOH、、NH3·H2O、HClO等。
④ 生成H2O
只要具备上述四个条件中的一个,离子互换反应即可发生。这是由于溶液中离子间相互作用生成难溶物质、难电离的弱电解质物质、易挥发物质时,都可使溶液中某几种自由移动离子浓度减小的缘故。若不能使某几种自由移动离子浓度减小时,则该离子反应不能发生。
当反应物有弱电解质或难溶的物质时,则生成物要有更弱电解质或更难溶的物质生成,反应才能进行。
如:NaOH与HAC反应,反应物HAC是弱电解质,但生成物有H2O比HAC是更弱的电解质,反应能够进行。
也就是说只有生成物有比反应物更弱电解质或更难溶的物质生成,离子互换反应就可以发生。
从以上各种离子互换反应可以得出如下结论:一切离子互换反应总是向减少离子浓度的方向进行。
三、写离子反应的化学方程式基本步骤
1、拆:可溶性的强电解质(强酸、强碱、盐)一律用离子符号表示,其他难溶的物质、难电离的弱电解质物质、气体、氧化物,水、单质等仍用化学式表示。
2、删:删去方程式两边不参加反应的离子。
3、查:检查式子两边的各种原子的个数及电荷数是否相等,是否配平,还要看所得式子化学计量数是不是最简整数比,若不是,要化成最简整数比。
四、离子反应的条件
1、生成难溶的物质。如生成BaSO4、AgCl、CaCO3等。
2、生成挥发性物质(气体)。如生成CO2、SO2、H2S等。
3、生成弱电解质(弱酸、弱碱)。如生成CH3COOH、、NH3·H2O、HClO等。
4、生成H2O

