例析離子方程式在解題中的特殊運用

2023-01-23 01:33:05 字數 2849 閱讀 2674

離子方程式是用實際參加反應的離子符號來表示的式子,所以它能揭示反應的實質。在化學試題中,除題目直接考查離子方程式的書寫外,很多同學不會運用離子方程式來進行思維解題,而有些題目如果不運用離子方程式來進行考慮問題的話,或過程複雜、或導致錯誤結論。下面將通過一些例題來闡述離子方程式的特殊運用。

一、準確判斷濃度變化時的平衡移動的方向

例1、改變下列條件,能使可逆反應fecl3+3kscnfe(scn)3+3kcl向逆反應移動的是( )

a、增大fecl3濃度 b、加少量kcl c、減小kscn濃度 d、減小fe(scn)3濃度

[分析]現行教材在講濃度對化學平衡的影響時,就是以該可逆反應為例來分析的,並在最後概括:「在其他條件不變的情況下,增大生成物的濃度或減少反應物的濃度,都可以使化學平衡向逆反應的方向移動。」由於這樣一句結論,絕大多數學生選擇了b、c。

然而,如果把該可逆反應該寫成離子形式則為:fe3++3scn-fe(scn)3。離子方程式中的微粒才是實際參與反應的物質,由此可見:

k+、cl-實際上並沒有參與反應,因而通過增加kcl晶體來增大其濃度是不會引起平衡移動的,答案只有c。

二、運用離子反應進行思維,直接把握反應離子間的數量關係,從而避開思維陷阱或複雜的過量討論,以至正確迅速求解。

例2、在某100ml的混合液中,硝酸的物質量濃度為0.4mol/l, 硫酸的物質量濃度為0.1mol/l,向該混合液中加入1.

92g銅粉,加熱,待充分反應後,求所得溶液中銅離子物質量濃度( )

a 0.15 b 0.225 c 0.35 d 0.45

[分析]有些同學對cu與hno3反應而不與稀h2so4反應記得很清楚,因而作出如下錯誤解答。

解:3cu8hno33cu(no3)2 + 2no↑ + 4h2o

3830.03mol 0.04mol n

經比較可知:cu過量,以硝酸的物質的量計算得n=0.015mol,題目要求溶液中銅離子物質量濃度,因此答案為a。

評析:這類同學對「no3-在酸性條件下有強氧化性,同樣要和cu繼續反應」這一事實掌握不好。

有些同學雖然知道發生反應:3cu+8hno3=3cu(no3)2+2no↑+4h2o後,溶液中有cu(no3)2和h2so4,可以看作溶液中還有hno3,還可以溶解一些cu,因而寫出反應cu(no3)2+h2so4=2hno3+cuso4(從復分解反應發生的條件看,該反應是不能發生的),計算出還有多少硝酸後再通過cu與hno3的反應繼續求解,過程複雜還伴有過量的判斷等。

評析:上述解法要麼知識有缺陷,要麼不能洞悉本質而不能正確或難於求解。要正確求解,首先:

對溶液中的微粒要有乙個正確的概念,溶液中沒有hno3分子,溶液中的主要離子有h+、no3-、so42-離子;其次:加入cu粉後,發生的反應實質是no3-離子在酸性條件下氧化了銅,no3-離子被還原生成no氣體,同時生成h2o。運用離子間的反應來進行思維,由始態參加反應的微粒h+、no3-、 cu和終態生成的微粒cu2+、no、h2o可寫出離子反應方程式為:

3cu + 2n03-+8h+=cu2++no↑+4h20,再根據題中提供的cu 、n03-、h+三者的物質的量和離子方程式中的係數,推出h+的量不足,按不足量求出cu2+的物質的量,再根據溶液的體積求得其濃度。

正確解答為:根據3cu + 8h2no3- = 3cu2+ + 2no↑ + 4h2o

3823

0.03 mol 0.06 mol 0.04 mol n

解得:n=3×0.6/8=0.0225(mol)

因此,銅離子濃度為0.225 mol /l,選b。

例3、銅與1mol/l的硝酸反應,如果硝酸根的濃度下降0.2mol/l,則溶液中的c(h+)同時下降( )

a.0.2mol/l b. 0.4mol/l c. 0.6mol/l d. 0.8mol/l

[分析]解答本題的關鍵是找出反應的no3-與h+之間的關係。依據反應:3cu+8hno3=3cu(no3)2+2no↑+4h2o 可知,hno3在反應中起氧化劑和酸的作用,依據物質係數可知:

8molhno3參加反應,只有2molno3-被還原了,還原的硝酸根和消耗的氫離子間的關係,可由銅和硝酸反應的離子方程式:3cu + 2n03-+8h+=cu2++no↑+4h20 可看出n03-~4h+,所以h+濃度下降0.8mol/l

三、化學方程式書寫困難,運用離子方程式則另闢蹊徑

例4、某化合物的化學式可表示為co(nh3)xcly(x、y均為正整數)。為確定x和y的值, 取兩份質量均為0.2140克的該化合物進行如下兩個實驗。

將乙份試樣溶於水, 在硝酸存在條件下用agno3溶液滴定(生成agcl沉澱), 共消耗24.0毫公升0.1000mol/l公升的agno3溶液。

在另乙份試樣中加入過量的naoh溶液並加熱, 用足量鹽酸吸收逸出的nh3, 吸收nh3共消耗24.0毫公升0.200mol/lhcl溶液。

試通過計算確定該化合物的化學式?

[分析]本題如通過化學方程式來計算顯然在書寫化學方程式有困難, 但通過離子方程式來計算確顯得方便的多。

ag++cl-=agcl↓

n(ag+)=n(cl-)=0.024l×0.100mol/l=0.0024mol

nh3 + hcl = nh4cl

n(nh3)=n(hcl)=0.024l×0.200mol/l=0.0048mol

m(cl-)=0.0024×35.5=0.0852(g)

m(nh3)=0.0048×17=0.0816(g)

m(鈷離子) = 0.2140g-0.0852g-0.0816g = 0.0472g

n(鈷離子) = =0.0008mol

∴n(鈷離子)∶n(nh3)∶n(cl-) = 0.0008∶0.0048∶0.0024 = 1∶6∶3

∴化學式co(nh3)6cl3

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