易先明
(湖北省鐘祥市第一中學,湖北 鐘祥 431900)
初中學生學過氫氧化鈉與二氧化碳的反應方程式2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O也應該會寫其離子方程式:2OH-+CO2=CO32-+H2O在此基礎上提問:如果在產(chǎn)物中繼續(xù)通二氧化碳,會不會再反應呢?引導學生歸納多元弱酸正鹽與多元弱酸會生成弱酸酸式鹽:Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3其離子方程式為CO32-+H2O+CO2=2HCO3-進一步說明,該離子反應能夠發(fā)生是因為生成了難電離的碳酸氫根離子,如果把兩個方程式相加就得到:2NaOH+2CO2=2NaHCO3約簡為:NaOH+CO2=NaHCO3第一個反應的產(chǎn)物碳酸鈉是第二個反應的反應物,即生成的碳酸鈉又消耗掉了,此類反應可看成連續(xù)反應,若碳酸鈉消耗完,則兩方程式可以相加。再引導學生找出與量有關的反應方程式的書寫規(guī)律:開始二氧化碳量少,方程式中二氧化碳計量系數(shù)為1,氫氧化鈉的計量系數(shù)為2,即量少的物質的計量系數(shù)一般定為1,但隨著二氧化碳不斷通入直至過量,二氧化碳的計量系數(shù)也變?yōu)?,但方程式計量系數(shù)有公約數(shù)2可以約簡,就得到方程式NaOH+CO2=NaHCO3其離子方程式為:OH-+CO2=HCO3-此方法即為定少議多法。
知識準備:NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O對應離子方程式為:OH-+HCO3-=CO32-+H2O HCl+NaHCO3=NaCl+CO2↑+H2O 對應離子方程式為:H++HCO3-=CO2↑+H2O這是學生很容易搞混淆的知識點,告訴學生碳酸是二元酸,可以依次被一個氫氧化鈉中和為碳酸氫鈉,被兩個氫氧化鈉中和為碳酸鈉,碳酸氫鈉若遇到鹽酸,則生成碳酸,繼而分解為二氧化碳和水。
例題分析:小蘇打中只有一個氫,氫氧化鈣中有兩個氫氧根,故小蘇打少量時只中和一個氫氧根,過量時可中和兩個氫氧根,故存在少量與過量的不同,方程式如下:Ca(OH)2+NaHCO3=H2O+CaCO3↓+NaOH 產(chǎn)物中若繼續(xù)加入碳酸氫鈉則發(fā)生:NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O兩式相加得到:Ca(OH)2+2NaHCO3=2H2O+CaCO3↓+ Na2CO3同樣可得到規(guī)律:不足的物質化學計量系數(shù)為1,其離子方程式分別為:Ca2++OH-+HCO3-= CaCO3↓+H2O OH-+HCO3-=CO32-+H2O Ca2++2OH-+2HCO3-=CaCO3↓+2H2O+CO32-
分析:一個氫氧化鈉只能中和一個碳酸氫根,少量氫氧化鈉和過量氫氧化鈉與碳酸氫鈣反應方程式應不同:
方程式如下:Ca(HCO3)2+NaOH=H2O+CaCO3↓+NaHCO3繼續(xù)加入氫氧化鈉則發(fā)生:NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O 兩式相加得到:Ca(HCO3)2+2NaOH=2H2O+CaCO3↓+Na2CO3其離子方程式分別為:Ca2++OH-+HCO3-=CaCO3↓+H2O Ca2++2OH-+2HCO3-=CaCO3↓+2H2O+CO32-
分析:兩者陰離子個數(shù)均為2,無論誰過量,離子方程式均一樣,其化學方程式為:Ca(HCO3)2+Ca(OH)2=2CaCO3↓+2H2O其離子方程式為:Ca2++OH-+HCO3-= CaCO3↓+H2O
分析:當氫氧化鈉少量時,應先與碳酸氫根反應,當氫氧化鈉過量時再與銨根反應,因為水是比一水合氨更弱的電解質,故先生成水,再生成一水和氨,方程式如下:2NH4HCO3+2NaOH=(NH4)2CO3+2H2O+Na2CO3(NH4)2CO3+2NaOH=2NH3·H2O+Na2CO3NH4HCO3+2NaOH=NH3·H2O+H2O+Na2CO3
離子方程式分別為:OH-+HCO3-=CO32-+H2O NH4++OH-=NH3·H2O
分析:當氫氧化鈉較少時,應先中和碳酸氫鎂中的氫,生成水、碳酸鎂、碳酸鈉。即使生成碳酸根,也不會與鎂離子雙水解,因為碳酸鎂微溶,不會像三價鐵那樣與碳酸根雙水解。其化學方程式為:Mg(HCO3)2+NaOH==MgCO3↓+NaHCO3+H2O 離子方程式為:Mg2++HCO3-+OH-=MgCO3↓+H2O 但當氫氧化鈉的量逐漸增多時,微溶的碳酸鎂可轉化為難溶物的氫氧化鎂,其化學方程式為: Mg(HCO3)2+4NaOH=Mg(OH)2↓+2Na2CO3+2H2O離子方程式為:Mg2++2HCO-+4OH-=Mg(OH)↓+2HO+2CO2-3223
綜上所述,當生成物還可以繼續(xù)與某種反應物反應時,該反應物的用量就有少量和過量之分,離子方程式就與量有關,相反則無關,解題方法為定少議多。為了鞏固這一技巧,可以讓學生練習書寫:硫酸氫鈉與氫氧化鋇反應的化學方程式和離子方程式
(1)硫酸氫鈉少量。
(2)硫酸氫鈉過量。
(3)向氫氧化鋇中滴加硫酸氫鈉至恰好呈中性。
參考答案:(1)和(2)的化學方程式分別為:NaHSO4+Ba(OH)2=BaSO4↓ +H2O+NaOH;
NaHSO4+NaOH=Na2SO4+H2O;相加得2NaHSO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O+Na2SO4離子方程式分別為:Ba2++OH-+H++SO42-=BaSO4↓+H2O; OH-+H+=H2O;Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O
(3)即當硫酸氫鈉的物質的量為氫氧化鋇的物質的量兩倍的情況:化學方程式為:2NaHSO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O+Na2SO4離子方程式分別為:Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O