借用数轴法巧解与量有关的离子反应

杨卫平

摘要：在离子反应中，由于反应物之间的配比不同，进而导致产物也不同。这类与量有关的离子反应的讨论题，是浙江选考化学考查的热点、重点，也是难点，近几次选考中都有出现。遇到这类题，大部分学生感到棘手，思绪混乱，解题时常常顾此失彼，考虑不全而丢分。数轴法是解这类试题的有效方法，可达到化繁为简的功效。

关键词：数轴法；反应物配比不同；产物也不同；离子反应

中图分类号：G633.8 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2017）08-0119

在离子反应中，由于反应物之间的配比不同，进而导致产物也不同。这类与量有关的离子反应的讨论题，是浙江选考化学考查的热点、重点，也是难点，近几次选考中都有出现。这类试题可以设计成判断离子方程式正误，定量计算，定量书写方程式，求解范围等题型。遇到这类题，大部分学生感到棘手，思绪混乱，解题时常常顾此失彼，考虑不全而丢分。

数轴法是解这类试题的有效方法，可达到化繁为简的功效。

数轴法可以概括为“三定一画一讨论”，其具体步骤如下：1. 定反应：判断出所有可能发生的反应。2. 定先后：反应先后应遵循这样的顺序：氧化还原先于非氧化还原；中和反应先于其他复分解反应；反应物的性质（氧化还原性或酸碱性）越强，越先反应；生成物的性质（氧化还原性或酸碱性）越弱，越先生成；越难溶的产物，越先生成。3. 定分界点：每一步反应恰好结束时，反应物的物质的量的关系即为分界点。一画是画数轴：取水平轴表示反应物的物质的量或其比值，并在数轴上标出分界点与对应的关键产物。一讨论是判断结果：根据“点上唯一，相邻同现，互不交叉”原则，对反应结果进行判断。下面，我们就以例题形式来进行说明。

类型一 非氧化还原反应

例1 （2016年4月浙江选考）

向a mol NaOH 溶液中通入b mol CO2气体，下列说法中不正确的是（ ）。

A. 当a>2b时，发生的离子反应为：2OH-+CO2 === CO32-+H2O

B. 当a

C. 当2a=3b时，发生的离子反应为：3OH-+2CO2 === CO32-+HCO3-+H2O

D. 当0.5a

解析 因CO2 與NaOH的配比不同，则发生如下两种反应，即

CO2+2NaOH === Na2CO3+H2O；CO2+NaOH === NaHCO3

众所周知，我们在做实验时，通常是将 CO2 气体通入 NaOH 溶液中，由此，在判断产物时，我们通常习惯于依据式子■来推测产物。由上述两种反应可知，

当■=■时，产物仅为Na2CO3；当■=1时，产物仅为NaHCO3；

则可画出一数轴来表示■，如下：

由该数轴可知，

当0<■<■时，溶质为NaOH和Na2CO3；当■<■<1时，溶质为Na2CO3和NaHCO3；当1<■时，溶质为NaHCO3；

选项A，当a>2b时，可转化为：■=■<■，可知溶质为NaOH和Na2CO3，则发生的离子反应为：2OH-+CO2 === CO32-+H2O，选项A正确。

选项B，当a1，可知溶质为NaHCO3，则发生的离子反应为：OH-+CO2 === HCO3-，选项B正确。

选项C，当2a=3b时，可转化为：■<■=■=■<1，可知溶质为Na2CO3和NaHCO3，则发生的离子反应为：3OH-+2CO2 === CO32-+HCO3-+H2O，选项C正确。

选项D，当0.5a

答案选D。

说明 依据数轴上“点上唯一，相邻同现，互不交叉”原则来判断产物。即可判断选项A和选项B都正确，选项C依据相邻同现，两种反应情况都发生，由比例则判断正确。

变式1 现在向含a mol Ba（OH）2 和 a mol NaOH的混合液中通入b mol CO2，下列说法不正确的是（ ）。

A. 当a=b时，发生反应的离子方程式为Ba2++2OH-+CO2 === BaCO3↓+H2O

B. 当3a≤b时，发生反应的离子方程式为OH-+CO2 === HCO3-

C. 当2a=b时，发生反应的离子方程式为Ba2++3OH-+2CO2 === BaCO3↓+H2O+HCO3-

D. 当2a

解析 对于该题中的反应，必须抓住一个关键原则，即“依据越难溶的电解质越先生成，可溶物之间的反应先于难溶物的反应”。该题中发生反应的先后顺序如下：

① Ba（OH）2+CO2 === BaCO3↓+H2O

② 2NaOH+CO2 === Na2CO3+H2O

③ CO2+H2O+Na2CO3 === 2NaHCO3

④ CO2+H2O+BaCO3 === Ba（HCO3）2

（上接第119页）

根据上述反应顺序，可用一数轴来表示n（CO2），如下：

选项A，结合数轴图示，可知仅发生反应①，选项A正确。

选项B，结合数轴图示，可知反应①②③④都完全发生，选项B正确。

选项C，结合数轴图示，可知反应①②③恰好完全发生，选项C正确。

选项D，结合数轴图示，可知经过反应①②③，CO2余下的量为 （b-2a） mol，在反應④中生成的n（HCO3-）为2（b-2a）mol，在反应③中生成的n（HCO3-）为a mol，故溶液中n（HCO3-）为（2b-3a）mol，选项D错误。

答案选D。

说明对于该题中的反应，必须抓住一个关键原则，即“依据越难溶的电解质越先生成，可溶物之间的反应先于难溶物的反应”。其他可依据数轴法来分析。

类型二 氧化还原反应

例2. （2016年10月浙江选考）

已知还原性： SO32->I-向含a mol KI和a mol K2SO3 的混合液中通入b mol Cl2，充分反应后（不考虑Cl2与I2之间的反应）。下列说法中不正确的是（ ）。

A.当a≥b时，发生的离子反应为SO32-+Cl+H2O===SO42-+2H++2Cl-

B. 当5a=4b时，发生的离子反应为

4SO32-+2I-+5Cl2+4H2O ===4SO42-+I2-+8++10Cl-

C.当a≤b≤■a时，反应中转移电子的物质的量n（e-）为a mol≤n（e-）≤3a mol

D.当a

解析，依据氧化还原反应先后顺序，发生离子反应的顺序如下：

①SO32-+Cl+H2O ===SO42-+2H++2Cl-

②2I-+Cl2 ===I2-+2Cl-

当Cl2 不足时，仅发生反应①；当Cl2过量时，发生的总反应为③SO32-+2I-+2Cl2+H2O ===SO42-+I2+2H++4Cl-

可用一数轴来表示n（Cl2），分界点为a和1.5a，如下：

选项A，当a≥b时，即Cl2 的量不足，仅发生反应①，选项A正确。

选项B，当5a=4b时，即b=■a=a+■a，可知Cl2 的量在两个分界点之间，反应①和②的产物都有，且反应②中，Cl2 的量为■a，即aSO32-+aCl2+aH2O ===aSO42-+2aH++2aCl-

■aI-+■aCl2 ===■aI2+■Cl-

合并为 4SO42-+2I2-+5Cl-+4H2O===4SO42-+I2-+8++10Cl- ，选项B正确。

选项C，当a≤b≤■a时，即Cl2 的量在两个分界点之间，并且包括两个分界点，Cl2完全被还原，反应中转移电子的物质的量n（e-）=2b mol，即2a mol≤n（e-）≤3a mol，故选项C不正确。

选项D，当a

答案选C。

总之，与量有关的离子反应试题，相当于过量计算与讨论相结合的综合题，对学生的要求很高，若能通过上述数轴分析，则能使思路更加清晰。

（作者单位：浙江省金华市汤溪高级中学 321000）