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从离子反应本质的角度深入认识离子反应发生的条件 从离子反应本质的角度深入认识离子反应发生的条件 摘要：为加深对离子反应本质的理解，以人教版《化学反应原理》中“实验3-2”（比较弱酸的相对强弱）为素材，从电离平衡常数等定量的角度分析离子反应发生的条件，对从离子反应本质的角度认识离子反应发生的条件提出了教学建议，有助于学习“水溶液中离子平衡”的相关知识。 　　关键词：离子反应；发生条件；化学反应原理；弱酸相对强弱；教学建议 　　文章编号：1005?6629（2021）4?0035?03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B 　　1 问题的提出 　　人教版《化学1》（必修）中将离子反应发生的条件总结为“酸、碱、盐在水溶液中发生的复分解反应，实质上就是两种电解质相互交换离子的反应。这类离子反应发生的条件是：生成沉淀、放出气体或生成水。只要具备上述条件之一，反应就能发生”[1]。这段表述从分类的角度说明了离子反应发生的条件，但由于此时尚没有引入弱电解质的概念，而且限于高一上学期的学生的思维水平，并没有深入地解释离子反应发生的实质。在《2021年北京卷考试说明》中，对离子反应的要求是“在理解离子反应本质的基础上，能从离子角度分析电解质在水溶液中的反应”[2]，这是II级要求，即要求学生能够“理解与掌握”。而《化学1》中的说法显然难以使学生达到“理解与掌握”的层面。仔细阅读教材后，笔者发现在人教版《化学反应原理》（选修4）第三章第三节的“学与问”中有这样的表述，“在认识水解反应原理的基础上，你对高中化学必修课中所学的‘离子反应发生的条件’有无新的认识”[3]。也就是说，在学习了《化学反应原理》中“弱电解质的电离”、“水的电离”以及“盐类的水解”这些知识后，学生应当再次思考离子反应发生的条件，深化认识。而学生的认识能够深化的动力之一是教师如何利用这些素材进行教学，并如何启发学生深入思考离子反应发生的条件，以达到《北京卷考试说明》中“理解与掌握”的要求。 　　同时，借助《化学反应原理》（选修4）中第三章第一节“弱电解质的电离”，深入分析离子反应发生的条件，从化学反应原理的角度认识离子反应本质，还有助于学生学习之后的盐类水解平衡、沉淀溶解平衡等相关知识，为学习“水溶液中的离子平衡”相关知识起到铺垫作用，也为学生对知识的融会贯通打下基础。如此看来，深化学生对离子反应发生条件的认识，是非常有必要的。这里所说的离子反应，针对的是没有难溶电解质参与的复分解型离子反应。 　　2 “比较弱酸的相对强弱”实验分析 　　2.1 从酸和盐相对用量的角度分析 　　在人教版《化学反应原理》（选修4）第42页实验3-2“比较弱酸的相对强弱”中，课本的表述为“向两支分别盛有0.1 mol/L的醋酸和饱和硼酸溶液的试管中滴加等浓度Na2CO3溶液，观察现象”[4]。在该实验中，醋酸与硼酸是过量的，而Na2CO3溶液是少量的，这样设计是因为酸与盐反应，Na2CO3溶液最终有可能生成H2CO3，H2CO3进一步分解放出CO2。如果此时Na2CO3溶液过量，则无论醋酸或硼酸的酸性较碳酸强还是弱，都不会生成H2CO3并进一步放出CO2气体，便失去了可观测的现象。也就是说，当酸与盐反应时，在没有难溶电解质参与的情况下，如果多元弱酸过量，将生成该酸一级电离对应的盐；如果多元弱酸盐过量，将生成该盐一级水解对应的酸。如果酸或盐少量，则情况就变得复杂了，需要再进一步结合弱酸的电离平衡常数加以分析。 　　2.2 从电离平衡常数的角度分析 　　针对“放出气体或生成水”这一标准来看，其实质是生成了更加难电离的分子（或离子）。也就是说，当没有难溶电解质参与时，复分解型离子反应的发生，需要有电离平衡常数更小的分子（或离子）生成，这是从定量的角度衡量“更难电离”的标准。 　　ha 　　盐类的水解反应同样是复分解型离子反应，同样符合复分解型离子反应发生的条件，只不过此时反应的程度一般来说不够完全，也就基本不会进行彻底，在宏观上缺乏可观测的反应现象。但无论水解反应是否发生，无论发生的程度是大是小，都可以按照离子反应发生的条件加以分析和判断，这样便从根本上统一了弱电解质的电离与盐类的水解两种不同的过程，也有助于学生对这部分知识的融会贯通。 　　5.2 对难溶电解质的沉淀溶解平衡的深入理解 　　人教版《化学反应原理》（选修4）中涉及了Mg（OH）2沉淀溶解在NH4Cl溶液的实验[11]，旨在从弱电解质的生成角度说明沉淀溶解的原因，这与前文所述的离子反应发生的条件是吻合的，即NH4+结合了由Mg（OH）2电离出的OH-，生成了更弱的碱NH3?H2O，将NH4Cl溶液换成显中性的CH3COONH4溶液，Mg（OH）2也可以溶解[12]。如此看来，深入理解离子反应发生的条件有助于深入理解沉淀溶解的