黑龍江 畢占龍 李志昂

微粒觀在化學中的應(yīng)用
——以與量有關(guān)的離子方程式書寫為例

黑龍江 畢占龍 李志昂

“微粒觀”是化學學科的基本觀念之一，是化學基本觀念的重要組成部分，也是化學基本觀念最基礎(chǔ)部分。微粒觀的建立是化學學習的基本學科素養(yǎng)。具有微粒觀能促進學生對化學知識深入系統(tǒng)地理解。從微觀視角認識和考查物質(zhì)世界亦是學生學習化學應(yīng)掌握的重要思維方法。過量離子方程式的書寫能夠很好地體現(xiàn)微粒觀，用以促進學生掌握微粒觀并真正運用于化學學習與研究。從微粒觀出發(fā)，不用按照特定步驟“寫拆刪查”書寫與量有關(guān)的離子方程式，體會運用化學微粒觀具有豐富的實用價值。

一、強酸制取弱酸

例1 向Na2CO3溶液中逐滴滴入鹽酸溶液至過量。

其反應(yīng)實質(zhì)是CO2－3結(jié)合H＋生成相應(yīng)弱電解質(zhì)，逐滴加時，1CO2－3只能結(jié)合1H＋生成1HCO－3。當完全轉(zhuǎn)化后，1HCO－3再結(jié)合1H＋生成CO2和H2O。其離子方程式分步寫：

若向鹽酸溶液中滴入Na2CO3溶液至不再產(chǎn)生氣體，H＋過量其離子方程式一步完成H2O。

此類反應(yīng)都是“強酸”制取“弱酸”，滿足如下表1酸性強弱順序，結(jié)合表1更容易理解過量問題。需要注意的是將CO2通入含有HS－、ClO－、C6H5O－的溶液中時，無論CO2量多還是量少，只生成HCO－3。

表1

針對訓練

1．少量CO2通入NaOH溶液中。

2．過量CO2通入NaOH溶液中。

3．少量CO2通入NaClO溶液中。

4．過量CO2通入苯酚鈉溶液中。

二、弱酸酸式鹽與堿反應(yīng)

此類反應(yīng)的本質(zhì)是堿中OH－可以結(jié)合弱酸酸式酸根微弱電離出的H＋生成水，“過量”的解決點就在此處。

例2 Ca（OH）2溶液與NaHCO3溶液反應(yīng)。

（1）若NaHCO3少量時：只能電離出1HCO－3，需要結(jié)合1OH－生成1H2O和1CO2－3，1CO2－3又能結(jié)合1Ca2＋生成CaCO3沉淀，所以離子方程式為HCO－3＋Ca2＋＋

（2）若NaHCO3過量時：以Ca（OH）2為基準，1Ca（OH）2只能電離出1Ca2＋和2OH－。2OH－能結(jié)合2HCO－3生成2CO2－3和2H2O，2CO2－3中的1CO2－3又能結(jié)合1Ca2＋生成CaCO3沉淀，另1CO2－3在溶液中游離。離子方程式為CO2－3＋2H2O。

針對訓練

5．向NH4HCO3溶液中加入足量NaOH溶液。

6．向NH4HCO3溶液中加入少量NaOH溶液。

三、與鋁有關(guān)的過量問題

例3 明礬溶液與Ba（OH）2溶液反應(yīng)。

（1）若明礬少量，可提供1Al3＋和2SO2－4，1Al3＋可結(jié)合4OH－生成1AlO2－和2H2O，2SO2－4可結(jié)合2Ba2＋生成2BaSO4沉淀。離子方程式：Al3＋＋2SO2－4＋2Ba2＋＋4OH－

（2）若Ba（OH）2少量，可提供1Ba2＋與2OH－。1Ba2＋需要1SO2－4生成1BaSO4沉淀，2OH－結(jié)合2／3Al3＋生成2／3Al（OH）3。離子方程式：3Ba2＋＋6OH－＋2Al3＋＋

針對訓練

7．足量NaOH溶液與AlCl3溶液混合。

8．少量CO2通入NaAlO2溶液中。

四、氧化還原反應(yīng)

氧化還原反應(yīng)過量多是因為一種物質(zhì)中同時含有兩種還原性微粒，存在反應(yīng)先后順序問題。通常需要依照氧化／還原性順序判斷。

氧化性：Cl2＞Br2＞Fe3＋＞I2＞S

還原性：Cl－＞Br－＞Fe2＋＞I－＞S2－

例4 Cl2通入FeBr2溶液中。

（1）Cl2少量，1Cl2可得到2e－能氧化2Fe2＋，離子方程式為

（2）氯氣過量，應(yīng)以FeBr2為準，1FeBr2能提供1Fe2＋和2Br－，共失去3e－需要1．5Cl2，離子方程式為3Cl2＋4Br－＋

需注意，以下反應(yīng)一種物質(zhì)雖過量，但離子方程式不變：

①過量二氧化錳與濃鹽酸。

②過量銅與濃硫酸。

③鐵與過量的濃硫酸。

針對訓練

9．等物質(zhì)的量的Cl2通入FeBr2溶液中。

10．0．05mol Cl2通入含0．04mol FeI2溶液中。

高中化學的學習是處于較高層次的學習，是培養(yǎng)學生從感性到理性、從現(xiàn)象到本質(zhì)、從宏觀到微觀的科學素養(yǎng)形成階段，最終形成微粒觀。而微粒間的作用是物質(zhì)微粒性認識微觀視角的核心，它可以統(tǒng)領(lǐng)化學學習，有效地深化學生的微觀意識。形成良好的微粒觀對以后學生進一步研究化學有深刻意義。

針對訓練參考答案

（作者單位：黑龍江省哈爾濱市阿城區(qū)第一中學）