解析化学中的离子方程式

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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(​H2​SO4​)、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​CH3​COOH)、弱碱(如氨水​NH3​⋅H2​O)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​+Na2​SO4​=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。

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