洞悉离子反应中的解题陷阱

浙江

离子反应是一类重要的化学反应，与氧化还原反应理论、复分解反应规律、电荷守恒规律等有着密切的关联，为命题者在题设中挖掘陷阱提供了较大的空间。此类试题涉及的知识点比较多，也是考查化学基础知识的好素材，在近几年各地高考试题中频频出现，学生却容易掉进常规陷阱导致屡做屡错。这就需要在学习过程中练就一双慧眼，识别陷阱，优化思维，提升离子反应相关试题的解题能力。

一、辨析概念，回避陷阱

离子反应所涉及的概念主要有：电解质、非电解质的判断，导电性问题的判断等。电解质属于化合物范畴，常常用能导电的非化合物作为电解质概念判断的陷阱，如：金属单质、电解质溶液(混合物)不属于电解质。电解质是一定条件下本身能够电离的物质，常用本身不能在溶液中电离出自由离子的物质作为陷阱，如：酸性氧化物CO2、SO2，NH3等为非电解质。导电性条件是存在自由移动的带电微粒，常用不导电的电解质、液态某化合物或液态单质为陷阱，如：固体氯化钠、液态HCl等，这些物质没有自由移动的离子。

【例1】下列属于非电解质的是

( )

A.铜 B.硝酸钾 C.氢氧化钠 D.蔗糖

【例2】下列属于电解质的是

( )

A.酒精 B.蔗糖 C.硝酸钾 D.铜丝

【例3】下列物质能导电的是

( )

A.氯化钠固体 B.HCl气体 C.液氯 D.熔融硝酸钾

【答案】【例1】D

【例2】C

【例3】D

【解析】此类题要理清电解质、非电解质的概念，知道电解质主要是酸、碱、盐、碱性氧化物、水等物质，非电解质主要是大部分有机物、酸性氧化物等物质。例1答案是D，易误选A。例2答案是C，易误选D。例3要理清导电的原因是要有自由移动的离子或电子，前者如电解质溶液或熔融的电解质，后者如金属单质，答案是D，易误选C。

二、分析条件，绕开陷阱

【例4】某无色透明的溶液，在pH=0和pH=14的条件下都能大量共存的是

( )

【答案】C

三、总结规律，揭示陷阱

【例5】(2017·江苏卷·6改编)下列指定反应的离子方程式正确的是

( )

【例6】向amol NaOH的溶液中通入bmol CO2，下列说法不正确的是

( )

【答案】【例5】B

【例6】D

四、圈写勾叉，探寻陷阱

离子型推断的问题考查主要涉及的知识有：离子反应的条件、离子的性质、电荷守恒及其他知识的综合应用等。此类问题题干较长，往往陷阱丛生，需要步步为营，逐个分析，可采用圈点勾画的方式探寻陷阱。圈指的是把题干中的关键词圈起来，防止在解答过程中出现遗忘现象。写是指写出每一步流程图中出现的物质或离子，可以把气体状态的生成物写在第一行上，溶液中的物质或离子写在第二行，而沉淀物写在第三行上，分类明确，条理清晰。勾叉是指将存在的离子打上“√”，将不存在的离子打上“×”，不能确定的不予处理，这种做法可以提高思维的清晰度，最后依据定性判断与定量计算、离子共存、电荷守恒完成推断。题干中常见的陷阱有：以电荷守恒知识为陷阱，如排除了除Na+之外的所有阳离子，则溶液中一定含Na+。以检验新加入的离子为陷阱，加入了BaCl2溶液后再用硝酸银去检验原溶液是否含有氯离子。以有色干扰无色为陷阱，如与Ag+产生淡黄色沉淀则不能排除与Ag+产生白色沉淀的离子，需要透过蓝色钴玻璃滤去黄色光判断K+的存在。

(1)一份固体溶于水得无色透明溶液，加入足量BaCl2溶液，得沉淀6.63 g，在沉淀中加入过量稀盐酸，仍有4.66 g沉淀。

(2)另一份固体与过量NaOH固体混合后充分加热，产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体0.672 L(标准状况)。

下列说法正确的是

( )

B.该固体中一定没有Cu2+、Cl-、Na+

D.根据以上实验，无法确定该固体中有Na+

【答案】A

五、结合原理，透析陷阱

在各地高考试题第二卷部分中，一般有3～5空需要直接书写方程式，一般情况下都是关于陌生离子方程式的书写，此类问题中陌生的物质和陌生的反应易构成心理负担和“陷阱”。物质虽然陌生，但反应原理却是相同的，只要结合氧化还原反应原理和复分解反应原理，审题过程兼顾溶液酸碱性的特点去透析陷阱，在练习中不断分析、建构、积累，就可以有效地解决此类问题。这需要了解常见的氧化剂的还原产物、还原剂的氧化产物，同时从复分解角度关注溶解性表，理解化学变化的原理，了解常见的沉淀，也可以引导思考溶解度表中“—”的可能原因，并进行探究。如方程式1：向CaCl2溶液中通入NH3和CO2两种气体后，生成超细CaCO3，可以从复分解角度书写；方程式2：K2FeO4为高效绿色净水剂，可通过Fe(OH)3与KOH和Cl2反应制得，可从氧化还原角度书写。

【例8】(2019·全国卷Ⅰ·26节选)硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工业。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：

(4)在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为____________________，母液经加热后可返回________工序循环使用。

离子反应是在具体事实的基础上体现了化学变化观念和守恒思想，这些守恒思维在方程式书写中将书写的定性思维上升到定量思维，甚至对产物的确定都起到重要的作用。因此离子方程式的学习，不仅训练了学生的化学思维，也是落实化学的核心素养的途径。洞悉离子反应的陷阱，不是一朝一夕就能解决的，而是渗透在化学教学的始终。要从逻辑上严密构建强、弱电解质概念，再引入离子反应概念，逐步促进学生认识到离子反应总是向离子浓度减小的方向进行的本质。归纳出常见错误离子方程式的陷阱类型，再从化学反应原理的角度书写陌生情景的离子方程式。通过以上几步的层层推进，最终构建成了符合学生个体所需的陷阱模型，促进学生化学核心素养的提升。