浙江
離子反應(yīng)是一類重要的化學(xué)反應(yīng),與氧化還原反應(yīng)理論、復(fù)分解反應(yīng)規(guī)律、電荷守恒規(guī)律等有著密切的關(guān)聯(lián),為命題者在題設(shè)中挖掘陷阱提供了較大的空間。此類試題涉及的知識點比較多,也是考查化學(xué)基礎(chǔ)知識的好素材,在近幾年各地高考試題中頻頻出現(xiàn),學(xué)生卻容易掉進(jìn)常規(guī)陷阱導(dǎo)致屢做屢錯。這就需要在學(xué)習(xí)過程中練就一雙慧眼,識別陷阱,優(yōu)化思維,提升離子反應(yīng)相關(guān)試題的解題能力。
離子反應(yīng)所涉及的概念主要有:電解質(zhì)、非電解質(zhì)的判斷,導(dǎo)電性問題的判斷等。電解質(zhì)屬于化合物范疇,常常用能導(dǎo)電的非化合物作為電解質(zhì)概念判斷的陷阱,如:金屬單質(zhì)、電解質(zhì)溶液(混合物)不屬于電解質(zhì)。電解質(zhì)是一定條件下本身能夠電離的物質(zhì),常用本身不能在溶液中電離出自由離子的物質(zhì)作為陷阱,如:酸性氧化物CO2、SO2,NH3等為非電解質(zhì)。導(dǎo)電性條件是存在自由移動的帶電微粒,常用不導(dǎo)電的電解質(zhì)、液態(tài)某化合物或液態(tài)單質(zhì)為陷阱,如:固體氯化鈉、液態(tài)HCl等,這些物質(zhì)沒有自由移動的離子。
【例1】下列屬于非電解質(zhì)的是
( )
A.銅 B.硝酸鉀 C.氫氧化鈉 D.蔗糖
【例2】下列屬于電解質(zhì)的是
( )
A.酒精 B.蔗糖 C.硝酸鉀 D.銅絲
【例3】下列物質(zhì)能導(dǎo)電的是
( )
A.氯化鈉固體 B.HCl氣體 C.液氯 D.熔融硝酸鉀
【答案】【例1】D
【例2】C
【例3】D
【解析】此類題要理清電解質(zhì)、非電解質(zhì)的概念,知道電解質(zhì)主要是酸、堿、鹽、堿性氧化物、水等物質(zhì),非電解質(zhì)主要是大部分有機(jī)物、酸性氧化物等物質(zhì)。例1答案是D,易誤選A。例2答案是C,易誤選D。例3要理清導(dǎo)電的原因是要有自由移動的離子或電子,前者如電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì),后者如金屬單質(zhì),答案是D,易誤選C。
【例4】某無色透明的溶液,在pH=0和pH=14的條件下都能大量共存的是
( )
【答案】C
【例5】(2017·江蘇卷·6改編)下列指定反應(yīng)的離子方程式正確的是
( )
【例6】向amol NaOH的溶液中通入bmol CO2,下列說法不正確的是
( )
【答案】【例5】B
【例6】D
離子型推斷的問題考查主要涉及的知識有:離子反應(yīng)的條件、離子的性質(zhì)、電荷守恒及其他知識的綜合應(yīng)用等。此類問題題干較長,往往陷阱叢生,需要步步為營,逐個分析,可采用圈點勾畫的方式探尋陷阱。圈指的是把題干中的關(guān)鍵詞圈起來,防止在解答過程中出現(xiàn)遺忘現(xiàn)象。寫是指寫出每一步流程圖中出現(xiàn)的物質(zhì)或離子,可以把氣體狀態(tài)的生成物寫在第一行上,溶液中的物質(zhì)或離子寫在第二行,而沉淀物寫在第三行上,分類明確,條理清晰。勾叉是指將存在的離子打上“√”,將不存在的離子打上“×”,不能確定的不予處理,這種做法可以提高思維的清晰度,最后依據(jù)定性判斷與定量計算、離子共存、電荷守恒完成推斷。題干中常見的陷阱有:以電荷守恒知識為陷阱,如排除了除Na+之外的所有陽離子,則溶液中一定含Na+。以檢驗新加入的離子為陷阱,加入了BaCl2溶液后再用硝酸銀去檢驗原溶液是否含有氯離子。以有色干擾無色為陷阱,如與Ag+產(chǎn)生淡黃色沉淀則不能排除與Ag+產(chǎn)生白色沉淀的離子,需要透過藍(lán)色鈷玻璃濾去黃色光判斷K+的存在。
(1)一份固體溶于水得無色透明溶液,加入足量BaCl2溶液,得沉淀6.63 g,在沉淀中加入過量稀鹽酸,仍有4.66 g沉淀。
(2)另一份固體與過量NaOH固體混合后充分加熱,產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)色的氣體0.672 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。
下列說法正確的是
( )
B.該固體中一定沒有Cu2+、Cl-、Na+
D.根據(jù)以上實驗,無法確定該固體中有Na+
【答案】A
在各地高考試題第二卷部分中,一般有3~5空需要直接書寫方程式,一般情況下都是關(guān)于陌生離子方程式的書寫,此類問題中陌生的物質(zhì)和陌生的反應(yīng)易構(gòu)成心理負(fù)擔(dān)和“陷阱”。物質(zhì)雖然陌生,但反應(yīng)原理卻是相同的,只要結(jié)合氧化還原反應(yīng)原理和復(fù)分解反應(yīng)原理,審題過程兼顧溶液酸堿性的特點去透析陷阱,在練習(xí)中不斷分析、建構(gòu)、積累,就可以有效地解決此類問題。這需要了解常見的氧化劑的還原產(chǎn)物、還原劑的氧化產(chǎn)物,同時從復(fù)分解角度關(guān)注溶解性表,理解化學(xué)變化的原理,了解常見的沉淀,也可以引導(dǎo)思考溶解度表中“—”的可能原因,并進(jìn)行探究。如方程式1:向CaCl2溶液中通入NH3和CO2兩種氣體后,生成超細(xì)CaCO3,可以從復(fù)分解角度書寫;方程式2:K2FeO4為高效綠色凈水劑,可通過Fe(OH)3與KOH和Cl2反應(yīng)制得,可從氧化還原角度書寫。
【例8】(2019·全國卷Ⅰ·26節(jié)選)硼酸(H3BO3)是一種重要的化工原料,廣泛應(yīng)用于玻璃、醫(yī)藥、肥料等工業(yè)。一種以硼鎂礦(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)為原料生產(chǎn)硼酸及輕質(zhì)氧化鎂的工藝流程如下:
(4)在“沉鎂”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的離子方程式為____________________,母液經(jīng)加熱后可返回________工序循環(huán)使用。
離子反應(yīng)是在具體事實的基礎(chǔ)上體現(xiàn)了化學(xué)變化觀念和守恒思想,這些守恒思維在方程式書寫中將書寫的定性思維上升到定量思維,甚至對產(chǎn)物的確定都起到重要的作用。因此離子方程式的學(xué)習(xí),不僅訓(xùn)練了學(xué)生的化學(xué)思維,也是落實化學(xué)的核心素養(yǎng)的途徑。洞悉離子反應(yīng)的陷阱,不是一朝一夕就能解決的,而是滲透在化學(xué)教學(xué)的始終。要從邏輯上嚴(yán)密構(gòu)建強(qiáng)、弱電解質(zhì)概念,再引入離子反應(yīng)概念,逐步促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識到離子反應(yīng)總是向離子濃度減小的方向進(jìn)行的本質(zhì)。歸納出常見錯誤離子方程式的陷阱類型,再從化學(xué)反應(yīng)原理的角度書寫陌生情景的離子方程式。通過以上幾步的層層推進(jìn),最終構(gòu)建成了符合學(xué)生個體所需的陷阱模型,促進(jìn)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的提升。