有离子参加的化学反应。
常见离子反应多在水溶液中进行。
根据反应原理,离子反应可分为复分解、盐类水解、氧化还原、络合4个类型;也可根据参加反应的微粒,分为离子间、离子与分子间、离子与原子间的反应等。
极浓的电解质跟固态物质反应时,应根据反应的本质来确定是否属于离子反应。
例如,浓硫酸跟铜反应时,表现的是硫酸分子的氧化性,故不属于离子反应;浓硫酸跟固体亚硫酸钠反应时,实际上是氢离子跟亚硫酸根离子间的作用,属于离子反应。
此外,离子化合物在熔融状态也能发生离子反应。
1、离子反应的概念在反应中有离子参加或有离子生成的反应称为离子反应。
在中学阶段仅限于在溶液中进行的反应,可以说离子反应是指在水溶液中有电解质参加的一类反应。
因为电解质在水溶液里发生的反应,其实质是该电解质电离出的离子在水溶液中的反应。
2、离子反应的特点离子反应的反应速率快,相应离子间的反应不受其它离子的干扰。
3、离子反应的类型(1)离子互换反应在溶液中酸、碱、盐之间互相交换离子的反应,一般为非氧化还原反应。
(2)离子互换反应发生的条件①生成难溶的物质。
如生成BaSO4、AgCl、CaCO3等。
②生成难电离的物质。
如生成CH3COOH、H2O、NH3•H2O、HClO等。
③生成挥发性物质。
如生成CO2、SO2、H2S等。
只要具备上述三个条件中的一个,离子互换反应即可发生。
这是由于溶液中离子间相互作用生成难溶物质、难电离物质、易挥发物质时,都可使溶液中某几种、自由移动离子浓度减小的缘故。
若不能使某几种自由移动离子浓度减小时,则该离子反应不能发生。
如KNO3溶液与NaCl溶液混合后,因无难溶物质、难电离物质、易挥发物质生成,Na+、Cl-、K+、NO浓度都不减少,四种离子共存于溶液中,故不能发生离子反应。
(3)有离子参加的氧化还原反应①置换反应的离子反应金属单质与金属阳离子之间的置换反应,如Fe与CuSO4溶液的反应,实际上是Fe与Cu2+之间的置换反应。
非金属单质与非金属阴离子之间的置换反应,如Cl2与NaBr溶液的反应,实际上是Cl2与Br-之间的置换反应。
②其它一些有离子参加的氧化还原反应如MnO2与浓HCl反应制取Cl2;Cu与FeCl3溶液反应生成FeCl2、CuCl2;Cl2与NaOH 溶液反应生成NaCl、NaClO和水等。
这些离子反应发生的条件是:比较强的氧化剂和较强的还原剂反应,生成氧化性较弱的氧化产物和还原性较弱的还原产物。
因此掌握一些常见离子的氧化性或还原性的相对强弱,是判断这一类离子反应能否发生的重要依据。
离子反应本质:反应物的某些离子浓度减少。
离子反应发生条件(1)非氧化还原型的离子反应条件:a.离子交换型:例如:( Ag+) + (Cl-)=AgCl !离子交换后要有沉淀、气体、弱电解质三者之一生成才能发生反应。
b.双水解反应型:例如:2(Al 3+) + (3CO3 2-) + 3H2O=2Al(OH)3沉淀+3CO2气体要生成更难溶解的物质或弱电解质才能发生离子反应。
c.络合反应型:例如:(Ag+)+2NH3→[Ag(NH3)2]+生成比简单离子更稳定的络离子,离子反应才能进行。
(2)氧化还原型离子反应条件:在电解质溶液中能满足“以强制弱”的氧化还原反应规律的反应,离子反应才能进行。
例如:Cl2+(SO3 2-) + H2O=2Cl- + (SO4 2-) + 2H+∵氧化性还原性∴此反应才能进行。
难点:离子在溶液中大量共存的规律。
判断原则:在溶液中所有离子之间不能发生任何类型的反应,否则离子不能共存。
例如:生成沉淀的:如Ba2+与SO42-,CO32-;Ag+与Cl-,SO42-生成难电离的物质:H+与OH-;CH3COO-与H+;NH4+与OH-;H+与F-生成气体(挥发性物质)如:H+与CO32-,S2-,SO32-发生氧化还原: H+(KMnO4)与I-,S2-;Fe3+与I-高中化学对"什么是离子反应"的问题,没有给出一个严密的定义。
从传统的高中化学教材到课程标准下的实验教材,介绍离子反应的方法几乎都是在分析了一些强电解质在水溶液中发生的复分解反应后,给出这样的两句话:“像上述这样,有离子参加的化学反应称为离子反应。
”“电解质溶于水后电离成为离子,所以电解质在水溶液里的反应实质上是离子之间的反应” 。
对离子反应的两种说明,前者用列举法,后者用推理判断,都不算是定义。
但是,这样的说明,已经把引入“离子反应”概念的缘由和依据说清楚了。
非常浅显的表明离子反应的概念是从微观角度来说明这类反应的基本特点。
有些老师说,对于“下列化学反应,属于离子反应的写出离子方程式”的问题,学生要是判断不了是否离子反应,就无法作解答。
例如,没有离子反应的定义,遇到诸如“浓硫酸和食盐”、“浓硝酸和铜(加热)”、“浓盐酸和二氧化锰(加热)”之类的反应,要判断是否离子反应,学生就会左右为难。
因此,有人提出应该用“是否有离子参加”或是否是电解质在水溶液中的反应”作为判断是否离子反应的标准。
其实,如果要求学生机械地以是否“有离子参加“来判断离子反应,也无法解决问题。
即使对常见的一些反应,也会处于两难的境地。
比如,金属钠与水的反应、氯气与水的反应,浓硝酸、浓硫酸与固体盐或金属的反应,该不该认为是离子反应?有人引用新课程高中化学选修模块《化学反应原理》对离子反应的一段描述(“如果离子之间结合生成沉淀、弱电解质或气体,或者发生氧化还原反应,使溶液中某种或某些离子浓度降低,就会发生离子反应”)作为理由,断定“铜与浓硫酸的反应不是离子反应”,因为“该反应中并没有任何一种离子浓度降低,也非离子之间反应,所以不是离子反应”。
后一句论断比较片面。
比如,金属钠或氯气与水的反应后,溶液中离子浓度不仅没有减少而且增加,但不能否定它是离子反应。
中学学习离子反应知识,目的在于从微观粒子的运动来看待理解化学反应的发生,并不要求学生依据定义机械地区分离子反应、非离子反应。
让学生掌握“判断哪些反应是离子反应”的要求未必是中学化学的核心知识和必需具备的能力。
就我所见,历年全国高考命题中心编制的试题几乎没有要求考生判断一个反应是否离子反应,能不能用离子方程式表示的试题。
在教材练习中,有“是离子反应的写出离子方程式”的问题,但所列举的反应大多是教材中介绍和学习的常见离子反应,用不着从定义去判断。
中学生对化学反应的认识是逐步深入的,要求学生在不认识反应机理的情况下,判断一个反应是否离子反应,不仅不可能也不必要。
离子反应、分子反应,对一个特定反应来说,不一定是非此即彼的。
例如,大多数有机反应发生在分子间,但是一些有机反应的发生往往有离子参与。
如,卤代烃在碱溶液中的水解、羧酸酯是酸(或碱)存在下的水解反应,第一步反应都有OH-(或H+)参加反应。
没有给出离子反应的科学定义,当然不等于不要求学生了解离子反应的特点和常见类型。
比如,在高中教材介绍、讲解的离子反应大体上有下列几类:(1)在电解质溶液中进行的离子互换反应或离子间的氧化还原反应(溶液中离子间发生的反应)。
如:H++OH-=H2O , Ba2++SO42-=BaSO4↓ ,5Fe2++ MnO4-+ 8H+= 5 Fe3++ Mn2++ 4 H2O(2)在溶液中发生的有离子参加的反应。
如:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2OCu +2Fe3+=Cu2++2Fe2+Cu2++4 NH3=[Cu(NH3)4] 2+(3)在溶液中发生的有离子生成的反应:CH3COOH+NH3·H2O=NH4++CH3COO-+H2O2 Na +2H2O =Na++ 2OH-+ H2↑(原电池反应、电解反应实际上也是有离子参加的电化学反应,不在此列出。
)只要高中学生掌握了这些类别的离子反应实例,了解了这些反应发生的微观过程,对于什么是离子反应,也就有了比较全面的了解。
不必拘泥于是否掌握了离子反应的定义。
离子反应的教学点滴文/屈直一离子反应和离子方程式在高中化学课本中,虽然仅占一节课的内容,但它的地位却是十分重要的。
无机物在水溶液里发生的反应大部分属于离子反应。
二中学课本里没有给离子反应下定义,但是,让学生对离子反应的概念有正确的认识还是必要的。
什么是离子反应呢?应让学生把握住两个要点:一是离子反应必须是在水溶液里发生的反应。
凡不在水溶液里发生的反应就不属于离子反应。
例如,固体的氯化铵和消石灰在加热条件下产生氨气的反应,虽然氯化铵和消石灰都是离子化合物,但反应不属于离子反应;又如固体氯化钠跟浓硫酸的反应以及铜与浓硫酸的反应,浓硫酸中水很少,浓硫酸不能认为是水溶液,以上反应都不属于离子反应。
二是离子反应中发生反应的双方至少有一方能电离出离子。
这就是说,可以是反应双方都是离子,也可以只是反应一方是离子。
例如:Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑因此,离子反应可说是在水溶液里发生的,有离子参加的反应。
这虽算不上严格的定义,但回答什么是离子反应足够准确了。
三水是一种很弱的电解质,但它必竟是电解质。
在水溶液里它能电离出离子:H2O OH- + H+所以,参加反应的一方只要是水,也就是离子反应。
例如:Cl2 + H2O = HCl + HClO2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑CaO + H2O = Ca(OH)22Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2↑3NO2 + H2O = 2HNO3 + NOMg3N2 + 6H2O = 3Mg(OH)2↓+ 2NH3↑但是,学生在学习离子反应的时候,没有关于水的电离的知识。
要根据具体的情况,在适当时候给学生补充这一知识。
如果把这些内容一律推到高三《电解质溶液》一章之后,既增加高三的负担,也不利于对离子反应和离子方程式的掌握。
四水与氯气、水与金属钠的离子方程式是各种考试中经常出现的。
前面已提到,学生在学习这两个反应时,还不知道它们属于离子反应,无法写出离子方程式。
这说明离子反应和离子方程式不可能仅仅通过一节课的教学就让学生完全掌握。
在此后的教学中,要不断地完善和充实。
氯气与水、钠与水的离子反应方程式既然可以写出,那么Na2O2,Na2O,CaO等物质与水反应的离子方程式也应该能够写出;然而,事实并不那么简单。
关于离子方程式的书写规则,其中有“将易溶于水的,易电离的物质写成离子形式”。
Na2O2等显然是离子化合物,它们是否易溶于水、易电离呢?Na2O2溶于水形成NaOH溶液,在溶液中不存在水合的O22-,同理在溶液中也不存在水合的O2-。
所以,我的意见是,在写以上反应的离子方程式时,Na2O2,Na2O,CaO等一律写成化学式的形式:2Na2O2 + 2H2O = 4Na+ + 4OH- + O2↑Na2O + H2O = 2Na+ + 2OH-CaO + H2O = Ca2+ + 2OH-(在形成溶液的条件下)这样写的理由是离子反应方程式中凡是写成离子的,事实上都是水合离子;反过来说,只有水合离子才能写成离子的形式。