存在反应先后顺序的离子方程式的定量书写

王文佳

摘 要：离子方程式是最基本、最重要的化学用语之一，离子方程式的书写是高考中重点考察的一项基本技能。在全国卷中，少量、过量及定量的离子方程式的出现无疑增大了解题的难度。许多学生对涉及与“量”有关存在反应先后顺序的离子方程式的书写及正误判断，因为难度相对较大，有畏难心理，难以理清判断思路而误人题设陷阱。用“井字法”这种化繁为简、直观明了的方法巧妙地解决了存在反应先后顺序的离子方程式的定量书写问题。

关键词：反应顺序；氧化还原；复分解反应；井字法

新课程理念下的课堂教学与传统的课堂教学的重大区别在于“三个意识”，即目标三维意识、效率意识、创新意识。目标三维意识是要求教师在处理教材的过程中，要有过程性的体验、方法的归纳、情感态度的参与和价值判断析出。效率意识是新课标追求“互动”，讲究“动态生成”，从“学”的角度看，“互动”“动态生成”都是为了“学”的高效。创新意识则制约创新能力，创新习惯制约创新品格。“三个意识”保证了新课程理念下课堂教学的高效性。

与量有关的离子方程式的书写是高中化学教学的重点，更是难点，也是高考的热点。如果再加上氧化还原或复分解反应的先后顺序，更是让学生无从下手，产生畏难情绪。教师在讲解的时候，往往不能用清晰易懂、简单明了的方法进行定量书写，而是占用大面积的时间和空间，在黑板上书写密密麻麻的方程式，学生的注意力无法集中，思维没有受到很好的启发，对知识也没有透彻的理解，久而久之，就成为老大难的问题。

笔者在多年的教学实践中，开拓创新，开创一种老师好讲、学生好听好理解的针对存在反应先后顺序的离子方程式的定量书写技巧——“井字法”。

一、何谓“井字法”

我们先介绍一下“井字法”。铝及其化合物的性质是高中化学元素化合物性质中的重难点。它的特殊之处在于铝的氧化物和氢氧化物都属于两性物质，既能与强酸反应，又能与强碱反应。例如，当向AlCl3的溶液中滴加NaOH时，就存在反应先后顺序，且加入的氢氧化钠的量不同产物也不同。那么我们来看下面这个例子。

例1.n（AlCl3）：n（NaOH）=2∶7时离子方程式的书写

一般老师在讲解时会按以下思路进行分析：

先：Al3++3OH-=Al（OH）3↓

后：Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O

当NaOH过量时Al3++4OH-=AlO2-+2H2O

结合题目2∶7的比例判断出此时NaOH不足以将全部的AlCl3转变成NaAlO2，则产物中铝元素在两种物质中，Al（OH）3和NaAlO2，再将Al3+定为2 mol，消耗6 mol OH-，生成2 mol Al（OH）3，由于剩了1 mol OH- ，剩余的OH-又消耗掉1 mol Al（OH）3，生成1 mol AlO2-，剩余1 mol Al（OH）3，则产物中的Al（OH）3与AlO2-的比值为1∶1，再根据原子守恒和电荷守恒对方程式进行配平。

笔者的方法是在已经熟练掌握铝的相关性质的前提下，直接按顺序写出物质之间的转化关系：

Al3+-----OH------Al（OH）3↓-----OH------AlO2-

再根据电荷守恒，一个带三个单位正电荷的阳离子想要变成电中性的分子，需要结合三个单位负电荷，刚好每个OH-带一个单位的负电荷，则需结合三个OH-，按照这个思想，直接配出上述转化关系中每一步所需的OH-的个数：

Al3+-----3OH------Al（OH）3↓-----OH------AlO2-

再借鉴化学反应速率与平衡的相关计算中常用的“三段法”将“起始、消耗、剩余”的量分别标在对应物质的下方，串成“井字”，直观明了，简洁清晰：

Al3+-----3OH------Al（OH）3↓-----OH------AlO2-

2 6 起始： 2 1 1

消耗： 1

剩余： 1

最后，按照反应物和生成物之间的比例关系，结合原子守恒、电荷守恒直接写出反应的离子方程式：

2Al3++7OH-=Al（OH）3↓+AlO2-+2H2O

二、复分解反应型

例2.n[KAl（SO4）2]：n[Ba（OH）2]=4∶7

按照传统的方法来分析，除了Al3+与OH-的反应，还同时进行Ba2+与SO42-的反应。不仅要判断Al3+与OH-谁过量，还要判断Ba2+与SO42-谁过量。这个时候思维往往一片混乱，很难快速地书写出正确的离子方程式。那我们来用“井字法”来看一下：

①在参与反应的物质头上标出加入的量：

4 8 7 14

n[KAl（SO4）2]：n[Ba（OH）2]=4∶7

②按顺序写出物质之间的转化关系：

Al3+-----3OH------Al（OH）3↓-----OH------AlO2-

SO42------Ba2+-----BaSO4↓

③用“三段法”代入对应的量：

Al3+-----3OH------Al（OH）3↓-----OH------AlO2-

4 12 4 2 2

SO42------Ba2+-----BaSO4↓

8 7 7

④寫出反应的离子方程式：

4Al3++14OH-+7Ba2++7SO42-=2Al（OH）3↓+2AlO2-+7BaSO4↓+ 4H2O

对于这个例子，我们举一反三，利用数形结合的思想，提出以下几个设问：

（1）向明矾溶液中滴加Ba（OH）2溶液，生成沉淀的物质的量最大时的离子方程式。

（2）向明矾溶液中滴加Ba（OH）2溶液，生成沉淀的质量最大时的离子方程式。

（3）请画出向明矾溶液中滴加Ba（OH）2溶液，沉淀的物质的量与滴加进来的Ba（OH）2的物质的量之间的关系图像。

想要解决（1）（2）两个问题，首先要对设问进行转化。什么時候生成沉淀的物质的量最大？当Al3+完全沉淀时，SO42-还有剩余，继续滴加Ba（OH）2，新生成的BaSO4的量比减少的Al（OH）3的量小，故（1）问转化成Al3+完全沉淀时离子方程式的书写。什么时候生成沉淀的质量最大？当Al3+完全沉淀时，SO42-还有剩余，继续滴加Ba（OH）2，新生成的BaSO4的质量比减少的Al（OH）3的质量大，故（2）问转化成SO42-完全沉淀时离子方程式的书写。分析清楚前面两个问，在图像上作出Al3+完全沉淀时和SO42-完全沉淀时的点，图像就基本大功告成了。

Al3+-----3OH------Al（OH）3↓-----OH------AlO2-

1 3 1 1 1

SO42-----Ba2+----BaSO4↓同时引入Ba2+----SO42- ----BaSO4↓

1.5 1.5 1.5 0.5 0.5 0.5

余0.5

由“井字法”分析得知，当1mol Al3+完全沉淀时，消耗1.5 mol Ba（OH）2 ，此时生成1mol Al（OH）3和1.5 mol BaSO4，共2.5 mol 沉淀，此时沉淀的物质的量最大；当继续滴加0.5 mol Ba（OH）2 后，Al（OH）3完全转变为AlO2- ，剩余的0.5 mol SO42- 刚好结合新加入的0.5 mol Ba2+生成0.5 mol BaSO4沉淀，此时SO42-恰好完全沉淀，总共生成2 mol BaSO4，此时沉淀的质量最大。

则（1）2Al3++6OH-+3Ba2++3SO42-=2Al（OH）3↓+3BaSO4↓

（2）Al3++4OH-+2Ba2++2SO42-=AlO2- + 2BaSO4↓+ 2H2O

（3）

此类复分解反应包括以下几类：

1.溶液中多组离子同时发生反应

实例：NaHCO3与Ca（OH）2 NaHSO4与Ba（OH）2

2.多元弱酸的酸性氧化物与碱或盐的反应

实例：CO2/SO2与碱溶液CO2与NaAlO2溶液CO2与Ca（ClO）2溶液等。

3.某离子与两种离子均可发生反应

实例：NH4HCO3与NaOH NH4Al（SO4）2与NaOH

可以对反应物定量后练习书写。

三、氧化还原型

（2009全国高考）含有a mol FeBr2的溶液中，通入x mol Cl2。下列各项为通Cl2过程中，溶液内发生反应的离子方程式，其中不正确的是（ ）

A.x=0.4a，2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-

B.x=0.6a，2Br-+ Cl2=Br2+2Cl-

C.x=a，2Fe2++2Br-+2Cl2=Br2+2Fe3++4Cl-

D.x=1.5a，2Fe2++4Br-+3Cl2=2Br2+2Fe3++6Cl-

这道全国二卷的高考选择题考查了氧化还原的先后顺序和与量有关的离子方程式的书写。

Fe2+的还原性强于Br-，故Cl2先与Fe2+反应。B选项中，当x=0.6a时：

①在参与反应的物质头上标出加入的量：

5 10 3

n（FeBr2） ∶ n（Cl2） =5 ∶ 3

②按顺序写出物质之间的转化关系及消耗的量：

先2Fe2+------ Cl2

5 2.5

后2Br------- Cl2

1 0.5

③写出反应的离子方程式：10Fe2++2Br-+6Cl2= Br2+10Fe3++ 12Cl-

“井字法”既方便教师板书，又便于学生跟上教学思路，在多年的教学实践中均取得了良好的效果。学生掌握了这种方法以后，不再对此类离子方程式的书写产生畏难情绪，反而跃跃欲试，想挑战更高难度更复杂的题目。在课堂上，教师可以用更少的时间，更简洁的板书，更精练的语言将此类方程式的书写解析清楚，不失为高效课堂的一种体现。

参考文献：

余春祥.发现高效课堂密码[M].山东文艺出版社，2017.

编辑 冯志强