一、离子方程式的概念与意义
离子方程式,简单来说,就是用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。它不仅仅是一种化学语言的表达,更有着非凡的意义。
比如,我们常见的氯化钠(NaCl)溶液和硝酸银(AgNO3)溶液混合,会产生白色沉淀氯化银(AgCl)。这个反应的化学方程式为NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3。而其离子方程式则为Ag++Cl−=AgCl↓。从离子方程式中,我们可以清晰地看到,真正参与反应生成沉淀的是银离子(Ag+)和氯离子(Cl−),钠离子(Na+)和硝酸根离子(NO3−)并没有实际参与反应,它们被称为 “旁观者离子”。离子方程式不仅能够表示某一个具体的化学反应,更重要的是,它能代表同一类型的反应。像上述的离子方程式Ag++Cl−=AgCl↓,它不仅仅表示氯化钠和硝酸银的反应,还能表示任何可溶性银盐和可溶性氯化物之间的反应,只要它们在溶液中能电离出银离子和氯离子,就会发生这样的反应,生成氯化银沉淀。
二、离子方程式的书写规则及步骤
(一)书写规则
可拆分物质:
强酸,如盐酸(HCl)、硫酸(H2SO4)、硝酸(HNO3)等,在水溶液中完全电离,在离子方程式中要拆分成离子形式,例如硫酸可写成2H++SO42−。
强碱,像氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)、氢氧化钡(Ba(OH)2)等,在水中完全离解,拆分为相应的离子,如NaOH拆成Na++OH−。
大多数可溶性盐,比如氯化钠(NaCl)拆成Na++Cl−,硫酸铜(CuSO4)拆成Cu2++SO42−。
不可拆分物质:
难溶物,例如碳酸钙(CaCO3)、硫酸钡(BaSO4)、氢氧化铜(Cu(OH)2)等,它们在溶液中主要以固体形式存在,不能拆分成离子,要写化学式。
微溶物做生成物时,一般写化学式并标注沉淀符号,如硫酸钙(CaSO4)作为生成物时写
CaSO4↓。但微溶物做反应物时,如果是澄清溶液则写离子符号,如澄清石灰水(氢氧化钙的澄清溶液)写成Ca2++2OH−;若是悬浊液,像石灰乳,则写化学式Ca(OH)2。
弱电解质,包括弱酸(如醋酸CH3COOH)、弱碱(如氨水NH3⋅H2O)等,它们在溶液中部分电离,主要以分子形式存在,写化学式。
弱酸的酸式酸根,像碳酸氢根离子(HCO3−)、亚硫酸氢根离子(HSO3−)等,在离子方程式中不能拆开写,要保持完整形式。
单质,如氢气(H2)、氧气(O2)、铁(Fe)等,写化学式。气体,像二氧化碳(CO2)、氢气(H2)、氨气(NH3)等,写化学式。
非电解质,例如蔗糖、酒精等,写化学式。
(二)书写步骤
以氯化钡溶液和硫酸钠溶液反应为例,其书写步骤如下:
写:写出反应的化学方程式。BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl
拆:把易溶于水、易电离的物质写成离子形式,难溶的物质、难电离的物质(如水)以及气体等仍以化学式表示。Ba2++2Cl−+2Na++SO42−=BaSO4↓+2Na++2Cl−
删:删去式子两边不参加反应的离子,即 “旁观者离子”。在这里,Na+和Cl−在反应前后没有发生变化,将它们删去。得到离子方程式:Ba2++SO42−=BaSO4↓
查:检查式子两边各元素的原子个数和电荷数是否相等。左边钡离子带 2 个正电荷,硫酸根离子带 2 个负电荷,电荷总数为 0;右边硫酸钡是电中性的,电荷总数也为 0,且钡原子和硫原子、氧原子的个数在反应前后都相等,符合质量守恒定律和电荷守恒定律。