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摘 要:弱电解质及难溶于水的电解质,其离子具有较强的结合趋势,即相应离子具有较强的反应趋势。同理,CO32-比HCO3-具有更强的结合H+的能力。因此,Na2CO3与酸反应比NaHCO3与酸反应更剧烈。
关键词:化学教学 电解质 离子反应
【中图分类号】 G633.8 【文献标识码】 C 【文章编号】1671-8437(2010)03-00109-02
一 关于离子反应方程式的书写
人教版高中化学教材中指出书写离子反应方程式的步骤:
①.写出化学方程式:如HCl+NaOH=NaCl+H2O
②.强电解质改离子形式:如H++Cl-+Na++OH-=Cl-+Na++H2O
③.去掉同项整理得离子方程式:如H++OH-=H2O
这种方式对初学者书写离子方程式很方便,但这并不利于他们从离子反应的角度去体会化学反应的本质,学生会误认为离子反应的发生是以化学反应为前提。表面上学生能书写离子反应方程式,却始终不会从离子角度去认识化学反应,这就有明显的“应试教育”的痕迹。若为方便初学者考虑,也应把这种方法放在阅读教材中去讲,仅供学生参考,不应在正文中以指导性的内容表述出来。
我们应尽量引导学生从离子反应角度分析化学反应发生的本质。这对初学者也许稍困难一点,但若处理得当,还是可达到理想效果。
首先,引导学生从新的角度去理解难溶、难电离的物质。如比较NaOH与Cu(OH)2的电离情况:NaOH是强电解质,在水中完全电离,Na+与OH-处于相对自由共存的状态,即Na+与OH-很难在水溶液中自发结合(反应),除非将水蒸发掉。而Cu(OH)2为弱电解质,很难电离成Cu2+和OH-,反过来Cu2+和OH-在水溶液中相遇则会自发结合。凡是易溶于水的强电解质,其离子在水溶液中不能自发反应,而弱电解质的相应离子在水溶液中会自发结合(反应)。电离趋势越弱的电解质,其离子相互反应趋势就越强。难溶于水的电解质也是如此,其离子在水溶液中具有较强的结合趋势。
其次,巩固加深。不同电解质电离时的电离程度是不同的,能全部电离成阴阳离子的电解质为强电解质,其离子在水溶液中不能相互反应。如强酸强碱和盐:
CuSO4=Cu2++SO42- Cu2++SO42-→不反应
HNO3=H++NO3- H++NO3- →不反应
NaOH=Na++OH- Na++OH-→不反应
只能部分电离成离子的化合物叫弱电解质,弱电解质的离子在水溶液中有较强的结合(反应)趋势,如弱酸、弱碱等。H2O也是极弱电解质,其离子具有较强的反应趋势,如:
CH3COOH CH3COO-+H+ CH3COO-+H+=CH3COOH
H2CO3 H++HCO3- H++HCO3-=H2O+CO2↑
HCO3- H++CO3- H++CO3-=HCO3-或CO3-+2H+=H2O+CO2↑
Cu(OH)2 Cu2++2OH- Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓
H2O H++OH– H++OH-=H2O
难溶于水的强电解质的阴阳离子也不能在同一溶液中大量共存,二者也有较强的结合趋势,如: Ba2++SO42-=BaSO4↓
为方便初学者将离子反应分类进行讨论。
1.易溶于水的强电解质反应生成难溶于水或难电离的物质。如:
H2SO4与NaOH反应的离子方程式:H++OH-=H2O
H2SO4与BaCl2反应的离子方程式:Ba2++SO42-=BaSO4↓
H2SO4与Ba(OH)2反应的离子方程式:2H++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O
Na2CO3与CaCl2反应的离子方程:CO32-+Ca2+=CaCO3↓
2.有弱电解质或难溶性物质参与的反应。
在离子反应中为整体参与的物质在书写离子反应方程时应以化学式形式书写,从离子反应角度看它之所以能发生是因为能形成更加难溶或更难电离的,尤其是生成更难电离的水。
Cu(OH)2与H2SO4反应:Cu(OH)2+2H+= Cu2++2H2O
CH3COOH与NaOH反应:CH3COOH+OH-=CH3COO-+H2O
CH3COOH与NH3·H2O反应:CH3COOH+NH3·H2O=CH3COO-+NH4++H2O
CaCO3与HCl反应:CaCO3+2H++2H+=Ca2++CO2↑+H2O
CuO与H2SO4反应:CuO+2H+=Cu2++H2O
Cu(OH)2、CH3COOH都是弱电解质,但H2O的电离更困难,它们相遇时,H+、OH-会形成更难电离的物质H2O。
3.形成多元弱电解质的反应可分步书写:
如Na2CO3与HCl反应可写成:
①CO32-+H+=HCO3-
②HCO3-+H+=H2O+CO2↑
③CO32-+2H+=CO2↑+H2O
4.有非电解质参与的离子反应:
SO2通入烧碱中:SO2+2OH-=SO32-+H2O
氨气通入盐酸中:NH3+H+=NH4+
Cl2通入烧碱中:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
5.有电子转移的离子反应。
如:Fe与CuSO4 Fe+Cu2+=Cu+Fe2+
二 关于Na2CO3与NaHCO3跟酸反应的快慢问题
教材对Na2CO3和NaHCO3分别与酸反应作了对比实验,从实验现象看NaHCO3产生CO2速度比Na2CO3产生CO2的速度快,但未从离子反应的角度深度分析其反应的快慢。有些参考资料居然明确指出NaHCO3跟HCl反应比Na2CO3跟HCl反应速度快,这是一个错误的说法。
从离子反应角度来分析,NaHCO3跟HCl反应只需一步实现:HCO3-+H+=CO2↑+H2O
Na2CO3跟HCl反应需要两步才能完成,即:第一步: CO32-+ H+=HCO3-;第二步:HCO3-+H+=CO2↑+H2O
很显然CO32-第一步反应比第二步反应要快许多倍,我们可结合H2CO3的二步电离来引导学生讨论。
第一步电离:H2CO3=H++HCO3-远强于第二步电离:HCO3-= H++CO32-
反过来CO32-与H+结合成HCO3-的趋势会比HCO3-与H+结合形成HCO3的趋势强得多。因此,Na2CO3跟HCl反应速度比NaHCO3跟HCl反应的速度快得多。NaHCO3跟HCl反应产气快仅仅是因为其反应步骤少所致,故而仅从产生气体的快慢来判断两个反应的快慢是错误的。
关键词:化学教学 电解质 离子反应
【中图分类号】 G633.8 【文献标识码】 C 【文章编号】1671-8437(2010)03-00109-02
一 关于离子反应方程式的书写
人教版高中化学教材中指出书写离子反应方程式的步骤:
①.写出化学方程式:如HCl+NaOH=NaCl+H2O
②.强电解质改离子形式:如H++Cl-+Na++OH-=Cl-+Na++H2O
③.去掉同项整理得离子方程式:如H++OH-=H2O
这种方式对初学者书写离子方程式很方便,但这并不利于他们从离子反应的角度去体会化学反应的本质,学生会误认为离子反应的发生是以化学反应为前提。表面上学生能书写离子反应方程式,却始终不会从离子角度去认识化学反应,这就有明显的“应试教育”的痕迹。若为方便初学者考虑,也应把这种方法放在阅读教材中去讲,仅供学生参考,不应在正文中以指导性的内容表述出来。
我们应尽量引导学生从离子反应角度分析化学反应发生的本质。这对初学者也许稍困难一点,但若处理得当,还是可达到理想效果。
首先,引导学生从新的角度去理解难溶、难电离的物质。如比较NaOH与Cu(OH)2的电离情况:NaOH是强电解质,在水中完全电离,Na+与OH-处于相对自由共存的状态,即Na+与OH-很难在水溶液中自发结合(反应),除非将水蒸发掉。而Cu(OH)2为弱电解质,很难电离成Cu2+和OH-,反过来Cu2+和OH-在水溶液中相遇则会自发结合。凡是易溶于水的强电解质,其离子在水溶液中不能自发反应,而弱电解质的相应离子在水溶液中会自发结合(反应)。电离趋势越弱的电解质,其离子相互反应趋势就越强。难溶于水的电解质也是如此,其离子在水溶液中具有较强的结合趋势。
其次,巩固加深。不同电解质电离时的电离程度是不同的,能全部电离成阴阳离子的电解质为强电解质,其离子在水溶液中不能相互反应。如强酸强碱和盐:
CuSO4=Cu2++SO42- Cu2++SO42-→不反应
HNO3=H++NO3- H++NO3- →不反应
NaOH=Na++OH- Na++OH-→不反应
只能部分电离成离子的化合物叫弱电解质,弱电解质的离子在水溶液中有较强的结合(反应)趋势,如弱酸、弱碱等。H2O也是极弱电解质,其离子具有较强的反应趋势,如:
CH3COOH CH3COO-+H+ CH3COO-+H+=CH3COOH
H2CO3 H++HCO3- H++HCO3-=H2O+CO2↑
HCO3- H++CO3- H++CO3-=HCO3-或CO3-+2H+=H2O+CO2↑
Cu(OH)2 Cu2++2OH- Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓
H2O H++OH– H++OH-=H2O
难溶于水的强电解质的阴阳离子也不能在同一溶液中大量共存,二者也有较强的结合趋势,如: Ba2++SO42-=BaSO4↓
为方便初学者将离子反应分类进行讨论。
1.易溶于水的强电解质反应生成难溶于水或难电离的物质。如:
H2SO4与NaOH反应的离子方程式:H++OH-=H2O
H2SO4与BaCl2反应的离子方程式:Ba2++SO42-=BaSO4↓
H2SO4与Ba(OH)2反应的离子方程式:2H++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O
Na2CO3与CaCl2反应的离子方程:CO32-+Ca2+=CaCO3↓
2.有弱电解质或难溶性物质参与的反应。
在离子反应中为整体参与的物质在书写离子反应方程时应以化学式形式书写,从离子反应角度看它之所以能发生是因为能形成更加难溶或更难电离的,尤其是生成更难电离的水。
Cu(OH)2与H2SO4反应:Cu(OH)2+2H+= Cu2++2H2O
CH3COOH与NaOH反应:CH3COOH+OH-=CH3COO-+H2O
CH3COOH与NH3·H2O反应:CH3COOH+NH3·H2O=CH3COO-+NH4++H2O
CaCO3与HCl反应:CaCO3+2H++2H+=Ca2++CO2↑+H2O
CuO与H2SO4反应:CuO+2H+=Cu2++H2O
Cu(OH)2、CH3COOH都是弱电解质,但H2O的电离更困难,它们相遇时,H+、OH-会形成更难电离的物质H2O。
3.形成多元弱电解质的反应可分步书写:
如Na2CO3与HCl反应可写成:
①CO32-+H+=HCO3-
②HCO3-+H+=H2O+CO2↑
③CO32-+2H+=CO2↑+H2O
4.有非电解质参与的离子反应:
SO2通入烧碱中:SO2+2OH-=SO32-+H2O
氨气通入盐酸中:NH3+H+=NH4+
Cl2通入烧碱中:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
5.有电子转移的离子反应。
如:Fe与CuSO4 Fe+Cu2+=Cu+Fe2+
二 关于Na2CO3与NaHCO3跟酸反应的快慢问题
教材对Na2CO3和NaHCO3分别与酸反应作了对比实验,从实验现象看NaHCO3产生CO2速度比Na2CO3产生CO2的速度快,但未从离子反应的角度深度分析其反应的快慢。有些参考资料居然明确指出NaHCO3跟HCl反应比Na2CO3跟HCl反应速度快,这是一个错误的说法。
从离子反应角度来分析,NaHCO3跟HCl反应只需一步实现:HCO3-+H+=CO2↑+H2O
Na2CO3跟HCl反应需要两步才能完成,即:第一步: CO32-+ H+=HCO3-;第二步:HCO3-+H+=CO2↑+H2O
很显然CO32-第一步反应比第二步反应要快许多倍,我们可结合H2CO3的二步电离来引导学生讨论。
第一步电离:H2CO3=H++HCO3-远强于第二步电离:HCO3-= H++CO32-
反过来CO32-与H+结合成HCO3-的趋势会比HCO3-与H+结合形成HCO3的趋势强得多。因此,Na2CO3跟HCl反应速度比NaHCO3跟HCl反应的速度快得多。NaHCO3跟HCl反应产气快仅仅是因为其反应步骤少所致,故而仅从产生气体的快慢来判断两个反应的快慢是错误的。