在溶液中的许多反应里,有些离子是旁观离子(spectator ion):它们在混合物中,但反应前后完全相同。离子方程式把它们省略,只显示发生变化的离子。本课建立在状态符号和配平的方程式之上,因为你需要两者才能决定拆哪些物质。
这属于 Core 还是 Supplement 内容,由你的课程大纲决定,请查看 Cambridge 0620 最新页面。本课属于化学式与方程式模块,情境都是原创的纸上练习。
哪些物质要拆成离子?
只有既是 (aq) 又是离子型的物质才拆成离子,例如溶解的盐。固体 (s)、液体 (l)、气体 (g) 和水都保持完整的化学式。
写离子方程式的步骤
- 写出配平的完整方程式,并加上状态符号。
- 把每个 (aq) 的离子型物质拆成离子,保留系数。对于 Na₂SO₄,1 个化学式单位得到 2Na⁺ 和 1 个 SO₄²⁻。
- 消去两边原样出现的离子,它们就是旁观离子。
- 写出剩下的部分,就是离子方程式。
- 检查两边的原子和电荷是否都平衡。
例题详解
把氯化钡溶液与硫酸钠溶液混合,生成白色固体硫酸钡。(用于书写练习的示意情境。)
第一步,完整方程式: BaCl₂(aq) + Na₂SO₄(aq) → BaSO₄(s) + 2NaCl(aq)
检查原子:两边都是 Ba 1、Cl 2、Na 2、S 1、O 4。
第二步,拆分 (aq) 物质: Ba²⁺(aq) + 2Cl⁻(aq) + 2Na⁺(aq) + SO₄²⁻(aq) → BaSO₄(s) + 2Na⁺(aq) + 2Cl⁻(aq)
第三步,消去: Na⁺ 和 Cl⁻ 在两边原样出现,它们是旁观离子。
第四步,离子方程式:
Ba²⁺(aq) + SO₄²⁻(aq) → BaSO₄(s)
第五步,检查: 左边电荷是 2+ 和 2−,合计 0。右边是中性的,也是 0。原子:两边都是 Ba 1、S 1、O 4。
要留意的错误
常见的失误是把沉淀拆成离子。
错误答案: Ba²⁺(aq) + SO₄²⁻(aq) → Ba²⁺(s) + SO₄²⁻(s)
学生把固体当成单独的离子,结果看不出任何反应发生。
固体保持为一个化学式。只有溶解的离子才拆分,沉淀 BaSO₄(s) 保持整体。正确答案是 Ba²⁺(aq) + SO₄²⁻(aq) → BaSO₄(s)。
自我检测
1. 写出 NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H₂O(l) 的离子方程式,并指出旁观离子。
查看答案
拆分 (aq) 物质:Na⁺ + OH⁻ + H⁺ + Cl⁻ → Na⁺ + Cl⁻ + H₂O(l)。Na⁺ 和 Cl⁻ 消去。
H⁺(aq) + OH⁻(aq) → H₂O(l)。旁观离子:Na⁺ 和 Cl⁻。
2. 写出 Mg(s) + CuSO₄(aq) → MgSO₄(aq) + Cu(s) 的离子方程式,并指出旁观离子。
查看答案
拆分 (aq) 物质:Mg(s) + Cu²⁺ + SO₄²⁻ → Mg²⁺ + SO₄²⁻ + Cu(s)。SO₄²⁻ 消去。
Mg(s) + Cu²⁺(aq) → Mg²⁺(aq) + Cu(s)。电荷:两边都是 2+。旁观离子:SO₄²⁻。
3. 写出 Pb(NO₃)₂(aq) + 2KI(aq) → PbI₂(s) + 2KNO₃(aq) 的离子方程式,并指出旁观离子。
查看答案
拆分:Pb²⁺ + 2NO₃⁻ + 2K⁺ + 2I⁻ → PbI₂(s) + 2K⁺ + 2NO₃⁻。K⁺ 和 NO₃⁻ 消去。
Pb²⁺(aq) + 2I⁻(aq) → PbI₂(s)。电荷:2+ 与 2− 合计 0,与 PbI₂ 相符。旁观离子:K⁺ 和 NO₃⁻。
下一步
用化学式与方程式练习题组把五课的内容合在一起。摩尔与方程式比例辅导工具会展示配平后的比例如何带入计算。
如果消去离子仍然让你不确定,化学线上一对一补习中的老师可以用你自己的例子带你过一遍拆分规则。