离子方程式

离子符号表示离子反应的式子

离子方程式(ionic equation)全称离子反应方程式, 即由实际参加反应的离子符号所组成的反应方程式。离子方程式能表示离子之间发生反应的实际情况,也能揭示出一个在溶液中进行的化学反应的本质。同时离子方程式还代表着溶液中同一类型的离子反应。 如 可以表示许多强酸跟 强碱 的中和反应。

多种离子能否大量共存于同一溶液中,归纳起来就是:一色,二性,三特殊,四反应。离子方程式书写时首先要判断反应是否属于离子反应,例如,乙酸跟碳酸钠反应是离子反应,乙酸跟乙醇生成乙酸乙酯和水的反应不是离子反应,前者能写离子方程式,后者则不能。 在溶液里或熔融状态下,有自由移动离子参加反应时,才能用离子方程式表示; 其次书写离子方程式时,应把在溶液中完全 电解 的物质写成离子形式,把难溶物质、弱 电解质 和 非电解质 写成分子形式,而未参加反应的离子则省略不写出。 同时,离子反应方程式需遵循客观性、等电性、等量性、固定组成等原则。

离子反应方程式主要有离子互换型、 氧化还原反应 型、配位反应型、盐类 水解 反应型等类型。若在离子反应中反应物相对量、滴加顺序、反应条件、 氧化剂 的用量等因素中有其中一个不同,其反应的离子方程式可能也会不同。

概念

定义与意义

定义: 用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子叫做离子方程式。例:

意义: 离子方程式不仅表示一定物质间的某个具体反应,而且能表示同一类型的离子反应。如 和 反应生成 沉淀的离子方程式 ,不仅可以表示 和 的反应,还表示了任何能 电离 生成 的物质,遇到任何能电离生成 的物质都能生成 沉淀。 但要注意的是一类反应不是指化学反应的类型。如 它表示了中和反应的实质,但不能说它表示了酸碱中和反应这一反应类型。因为,有的中和反应不能用它表示。如醋酸与 氢氧化钠 是中和反应,但其离子方程式为CH₃COOH + OH⁻ = CH₃COO⁻ + H₂O,此外还有 氨水 与 盐酸 、 氢氧化铁 与盐酸、 硫酸 与 氢氧化钡 等。而有些不属于中和反应的反应却可以用 来表示。如 溶液与 溶液的反应不属于中和反应,却可以用这个离子方程式来表示。

遵循原则

客观性原则

客观性原则即反应的生成物必须正确,这是书写 化学方程式 必须遵守的基本原则。如2Fe + 6H+ == 2Fe3+ + 3H2↑,错在H+不能把Fe氧化成Fe3+,而只能氧化成Fe2+。应为:Fe + 2H+ == Fe2+ + H2↑。

等量性原则

等量性原则即质量 守恒定律 ,例如反应Na + H2O==Na++ OH- + H2↑就存在错误,错在反应前后H原子的数目不等,说明反应前后各种元素的原子个数应该 相等 。

等电性原则

等电性原则即 电荷守恒定律 ,反应前后离子的电荷总数应该相等。例如,反应式Fe³⁺ + Cu == Fe²⁺ + Cu²⁺错在左右两边电荷不守恒,正确的反应式应为:2Fe³⁺ + Cu == 2Fe²⁺ + Cu²⁺。

固定组成原则

凡是在离子方程式中没有出现参加反应的离子被部分消去时,强 电解质 所 电离 出的阴、阳离子数之比必须等于其组成比(如稀硫酸与Ba(OH)₂溶液反应时,SO₄²⁻和H⁺、Ba²⁺和OH⁻需遵循1:2的固定组成),特例(参与的沉淀反应规律);对于 酸式盐 溶液参与的沉淀反应的离子方程式,完全反应的物质的阴、阳离子数之比一定与该物质的 化学式 相符合,过量物质的阴、阳离子数之比则不一定符合其化学式的组成。

书写规则及步骤

规则

只有易溶于水的强电解质(即易电离的物质)才能写离子形式,其余物质,包括沉淀、气体、弱电解质(如HF等弱酸,以及弱酸的酸式酸根离子HCO₃⁻、HSO₃⁻、HS⁻、H₂PO₄⁻等), 非电解质 和单质都应写成化学式。需特别注意,像过氧化钠、氧化钠等活泼金属氧化物或过氧化物,虽然是易溶的电解质但不可拆,仍需用化学式表示。 对于微溶物质来说主要看其是否以自由离子的形式存在,如 氢氧化钙 中的 写离子符号,石灰乳中的 则用化学式表示。 除以上规则外,还应注意离子间是否可以大量共存,如: 与 不能大量共存,因为两者之间会发生完全双水解。

例:

步骤

在书写离子方程式时可遵循“写”“拆”“删”“查”四个步骤, 以 硝酸钡 溶液和 硫酸钠 溶液反应的离子方程式的步骤为例。

① “写” :写出反应的 化学方程式 。

② “拆” :把易溶于水、易 电离 的物质写成离子形式,难溶的物质或难电离的物质(例如水)以及气体等仍以 化学式 表示;对于微溶物质来说主要看其是否以自由离子的形式存在,如 氢氧化钙 中的 写离子符号,石灰乳中的 用化学式表示。浓硫酸中由于存在的主要是硫酸分子,也书写化学式;浓硝酸、盐酸是完全电离的,所以写离子式。

③ “删”: 删去式子两边不参加反应的离子。

④ “查”: 检查式子两边各元素的原子个数和电荷数是否 相等 ,同时离子方程式既符合质量 守恒定律 ,又符合 电荷守恒定律 ,因此对离子方程式进行检查时,以上两定律需同时满足;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。

部分反应的离子方程式举例:

强酸跟 强碱 的中和反应时离子反应式为 (不可逆反应)

溶于水, 水解 离子方程式为 (可逆反应)

锌和 盐酸 反应的离子方程式为 (有气体生成)

和 反应生成 沉淀的离子方程式为 (有沉淀生成)

氯化铵 溶液与 氢氧化钠 混合并加热,则离子反应方程式为 (加热的反应条件)

主要类型

离子互换型

离子互换型即离子交换后有沉淀或弱 电解质 (含 )生成的反应。 该类离子反应的特点为生成物必有气体或沉淀物质或弱电解质生成。 其反应发生条件也是根据生成物中是否有气体或沉淀物质或弱电解质生成,有其中一个便可发生反应,反之则不发生反应。

例:

氧化还原反应型

有电子转移的化学反应称为氧化还原反应。该类反应的特点为反应中发生了电子转移,反应物中有的失去电子而被氧化,另一些则得到电子而被还原。 其反应发生条件是较强 氧化剂 与较强 还原剂 反应生成较弱的氧化剂和较弱的还原剂。

例:

配位反应型

配位反应是指金属离子与络合剂生成不易 电离 、稳定性大的金属 配位化合物 的反应,也称络合反应。

例:

盐类水解反应型

某些盐的离子与溶液中水解离出的 或 反应生成 弱酸 或 弱碱 的反应,称为盐的水解。 该类反应的特点为盐类水解是中和反应的逆反应; 多元弱酸 正盐的酸根离子分步水解,但以第一步为主,且 多元弱酸根 正盐的酸根离子比 酸式盐 的酸根离子的水解程度大得多; 弱酸弱碱盐 的溶液发生双水解;强酸的酸式酸根如 ,只 电离 不水解。除此之外还有一些完全双水解的特例如 与 、 等, 与 、 等 与 , 判断该类离子反应能否发生取决于组成盐的性质。

例: (单 水解 )

(双水解)

(完全双水解)

置换反应型

置换反应是指由一种单质跟一种化合物起反应,生成另一种单质和另一种化合物的反应。 该类反应的特点为反应物和生成物都只有两种,且分别是一种单质和一种化合物。 其反应发生条件是置换元素应比被置换元素活泼;反应物中的盐是可溶的。

例:铁和 盐酸 的反应

影响因素

在离子反应中,反应物相对量或操作顺序或反应条件或 氧化剂 的用量不同时,离子方程式的书写可能不同。

例: 碳酸氢钙 溶液与 氢氧化钠 反应时,物质的量之比为1:1与1:2时,离子反应的方程式是不同的。

(物质的量之比为1:1)

(物质的量之比为1:2)

例:向 碳酸氢钙 溶液中滴加 氢氧化钠 。

(滴加初始)

(滴加过量)

例: 氧化胺 溶液与氢氧化钠溶液在不加热和加热条件下的离子反应方程式。

例: 和 溶液的反应。

( 不足时)

( 过量时)

参考资料