高中化學推斷題小結(三)
發表時間:2009-5-20 10:19:57 來源:蜜疯直播一(yī)中 編輯:蜜疯直播(shòu)一中化學組
高中化學推斷題小結(三)
氧化性(xìng)單質的反應:主要為O2、O3、鹵素(sù)單質、S、N2、P等非金屬單質參(cān)與的反應,以化合反應為主,其中(zhōng)應注意下麵幾個(gè)問題:
I. O2做氧化(huà)劑時,一(yī)般每(měi)消耗1molO2轉移4mol電(diàn)子,即O2+4e==2O2-,而O2在(zài)溶液中不能存在,因而在不同條件下與O2有關的電對反應為:酸性 O2+4H++4e==2H2O,中性或堿性 O2+2H2O+4e==4OH-,上麵的兩個電對反應(yīng)相當重要,請務必熟記!
II. 鹵(lǔ)素單質(Cl2、Br2、I2)、S、N2、P做氧化劑時,一般(bān)都會(huì)生成最(zuì)低負價的(de)化合物,其中(zhōng)應注(zhù)意下麵幾點:①氧化性(xìng)Cl2>S,Cl2與還原性單質反應能生成該單質的最高價態化合物(wù),而S有(yǒu)時隻能生成較低價態化合物,如2Fe+3Cl2==2FeCl3 Fe+S==FeS,Cu+Cl2==CuCl2 2Cu+S==Cu2S(黑色);②高中課本上出現過的N2參與的反應(yīng)總共隻有3個:N2+O2==2NO,3Mg+N2==Mg3N2 3H2+N2==2NH3。
III. F2的性質較特殊,高中(zhōng)階段(duàn)中F2參與的特殊反應(yīng)有
IV. 高中階段裏出現的“燃燒”一般(bān)指物質在氣體中發生(shēng)的劇烈反應,燃燒時一般都會伴隨有發光、放熱等(děng)現象,而下麵對一些特殊的燃燒(shāo)現象作(zuò)簡要的歸納:
①在氧氣中(zhōng)燃燒:硫磺跟氧氣:發出明亮的藍紫色火焰;紅磷跟氧(yǎng)氣:生成大量白煙(P2O5),白煙(yān)易溶於水;鐵跟氧氣:持(chí)續劇烈(liè)燃燒,火星四射(shè),鐵絲熔成小球,生(shēng)成黑色固體(Fe3O4);鎂條燃燒:發出耀眼白光;乙炔與氧(yǎng)氣:火焰(yàn)明亮,帶有濃(nóng)煙(碳的質量分數很大),燃燒時火焰溫度很高(破壞碳碳三鍵需要的能量很大); ②在其它氣體中燃燒(shāo):氫氣在氯氣中燃(rán)燒:發出蒼白色火焰;紅(hóng)磷在氯氣中燃燒:有白色煙霧(wù)(PCl3和PCl5的混合物)生成;銅片在氯氣中燃燒:產生棕黃(huáng)色的煙(yān)(CuCl2),溶於水生成綠色或藍色溶(róng)液(由(yóu)濃度決定(dìng));鎂(měi)條在二(èr)氧化碳中燃燒:有(yǒu)黑色和白色的兩種(zhǒng)固體(tǐ)生成。 ③反應物的量與燃燒的關係:a. 含有碳元素的可燃(rán)物質不完全燃燒時都會(huì)生成CO,進一步燃燒能使CO發生2CO+O2==2CO2,完(wán)全燃燒時碳元素(sù)完全轉化為CO2;b. 鈉在空氣中氧化成Na2O失去金屬光澤,而(ér)鈉在空氣中燃燒生成淡黃色固體(Na2O2);c. 硫化氫氣體不完全燃燒時,在火(huǒ)焰上罩上蒸發皿,蒸發皿底部有黃色的粉末;硫化氫氣體完全燃燒,生成有刺激性氣味的氣體,氣體能使品紅溶液褪色(sè)。反應方程式為2H2S+O2==2S+2H2O(不完全燃燒) 2H2S+3O2==2SO2+2H2O(完全燃燒)
V. 高中課本中(zhōng)簡單(dān)提到了O3,O3是一種極強的氧化(huà)劑,發生氧化還原反應時通常會生成O2,如(rú)O3+2KI+H2O==2KOH+I2+O2,這(zhè)一反應(yīng)似乎不符合一般的氧化還原反應的規律,以高中階段的知識無法深(shēn)究,記下來即可。實際上,從分子的結構角度來說,O3分(fèn)子中一個氧原子是-2價,兩個氧原子是+1價,這個反應與氧化還原反應的規律(lǜ)並(bìng)不矛盾。
(2)還(hái)原性單質的反應:主要為(wéi)金(jīn)屬或H2、C、Si非金(jīn)屬單質參(cān)與的反應,這些物質一般隻有還原性,注(zhù)意下麵幾個問題即可。
①金屬與水的反(fǎn)應:a. 2Na+2H2O ===2NaOH+H2↑現象:浮(fú)、遊、球(qiú)、響、紅——金屬鈉浮在水麵上,溶成小(xiǎo)球,四處遊動,發出嘶(sī)嘶的聲(shēng)音,滴加酚酞溶液(yè)變紅; b. Mg+2H2O==Mg(OH)2+H2↑現象:在熱水中反應,生成白色固體並放出無色氣體,滴酚酞試液變(biàn)紅,過(guò)一(yī)段時間後又變回無(wú)色(氫氧化鎂分(fèn)解或加熱時酚酞被氧化) c. 2Al+2NaOH+2H2O ==2NaAlO2+3H2↑現象(xiàng):鋁片(piàn)與純水很難反應,但與氫氧化鈉溶液(yè)在常溫下即反應,放出(chū)無色氣體。注意這一反應(yīng)的本質仍是鋁(lǚ)與水的反應,可以看成2Al+6H2O==2Al(OH)3+3H2和Al(OH)3+NaOH==NaAlO2+H2O兩個反應的加合,反應中被還原(yuán)的物質(zhì)是(shì)H2O而不是NaOH。 d. 3Fe+4H2O(g) ==Fe3O4+4H2↑注意反應的條件必須是水蒸氣,反應(yīng)在高溫條件下進行。
②金屬(shǔ)與非氧(yǎng)化(huà)性酸、鹽類的反應:金屬(shǔ)與非氧化性酸反(fǎn)應生成H2,注意金屬的活動型與反應速率的關係。
金(jīn)屬與鹽類的置(zhì)換反應一(yī)般發生在K、Ca、Na之後的金屬之間,注意描述(shù)現象時的(de)用語,如“將一潔淨鐵釘浸(jìn)入硫(liú)酸銅溶液中,鐵釘表麵有紅色物質附著,溶液顏色逐漸變淺”,從金屬和溶液兩(liǎng)方麵回答。應注(zhù)意最好不要說“鐵釘逐漸溶解”,因為在實際(jì)的操作中“溶解”是看不(bú)到的。
K、Ca、Na與活動型(xíng)較低的鹽類的反應時,金屬先(xiān)與(yǔ)水反應,如2Na+2H2O ===2NaOH+H2↑,然(rán)後生成的OH-與溶液中的金屬離子結合生成沉澱3NaOH+FeCl3===3NaCl+Fe(OH)3↓,寫成總式即6Na+2FeCl3+6H2O==6NaCl+2Fe(OH)3↓+3H2↑,實驗現象為“金(jīn)屬(shǔ)逐漸溶解,生成紅褐色沉澱,放(fàng)出無色氣體,溶(róng)液的顏色變淺”。
③金(jīn)屬與氧化物的反應
金屬與氧化物發生的置換反應同樣應遵(zūn)循金屬活(huó)動型的(de)規則。這類反應中,有些是(shì)工(gōng)業上製取某些金屬單質的方法。這類反應通常都會放出大量的熱(rè)量。如
鋁熱反應:2Al+Fe2O3==2Fe+Al2O3 8Al+2Fe3O4==9Fe+4Al2O3 實驗現象:劇烈的反應,放出大量的熱,同時紙漏鬥被燒穿(chuān),有熔溶物(鐵珠)落(luò)入沙中
工業上製釩、鉻、錳單質均用鋁熱法 4Al+3MnO2==2Al2O3+3Mn
鎂與氧化鋁固體在高溫下反應(yīng) 3Mg+Al2O3==3MgO+2Al
II. H2、C、Si發生的氧化(huà)還原反應
C+2CuO==2Cu+CO2↑ H2+CuO==Cu+H2O 實驗現象:均生成(chéng)紅色固體(tǐ),前者生成(chéng)能使澄(chéng)清石灰水變渾濁的氣體,後者(zhě)的(de)試管壁上出現水珠。C+H2O==CO+H2(可逆反應) Si+2NaOH+H2O === Na2SiO3+2H2↑(反應(yīng)的實質是:Si作還原劑,H2O作氧化劑) 工業上製取(qǔ)粗(cū)矽:
(3)氧化性化合物的反應:高中階段所學(xué)的形(xíng)成化合物的氧化劑主要是濃H2SO4、HNO3等(děng)強氧化性酸,MnO4-、Cr2O72-、ClO3-、ClO-、Fe3+等離子以及MnO2、PbO2、H2O2等其它氧化劑。請牢記這些氧化劑發(fā)生反應時常見的自身變化 濃硝酸:NO3-+2H++e ==NO2↑+H2O 稀硝酸:NO3-+4H++3e ==NO↑+ 2H2O 酸性高錳酸鉀溶液:MnO4-+8H++5e==Mn2+ + 4H2O 酸(suān)性重鉻酸(suān)鉀溶(róng)液:Cr2O72-+14H++6e==2Cr3++7H2O
ClO3-和ClO-通常被還原成(chéng)Cl-,Fe3+被還(hái)原成Fe2+,MnO2被還原成Mn2+,H2O2一般(bān)被還原成H2O,濃硫酸發生的氧化還原(yuán)反應不屬於離子反應(yīng),因為發生反應時起作用的是H2SO4分子,H2SO4一般被還(hái)原成SO2。
下麵兩組非常經典的反應:
C+2H2SO4(濃)==CO2↑+2SO2↑+2H2O 兩種氣體都能使澄清石灰(huī)水變渾濁
C+4HNO3 (濃)==CO2↑+4NO2↑+2H2O
Cu+2H2SO4 (濃)==CuSO4+SO2↑+2H2O(反應條件加熱), Cu+4HNO3 (濃)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,
3Cu+8 HNO3 (稀(xī))==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 金屬與(yǔ)強氧(yǎng)化性酸(suān)的反應均體現了酸(suān)的強氧(yǎng)化性和酸性。
濃硫酸與硝酸與其它還原劑的反(fǎn)應的情況大(dà)體(tǐ)上並(bìng)無太大差別,寫方程式時最(zuì)好先寫離子方程式,生成物一側為“氧(yǎng)化產物+氣體+H2O”,然後再(zài)配平或改(gǎi)寫為(wéi)化學方程(chéng)式。
寫MnO4-、Cr2O72-、ClO3-、ClO-等離子發(fā)生的氧化還原反應的方程式(shì)的方法與上麵方法是一樣的,按(àn)“氧化劑+還原劑+H+==氧化產物+還原產物+H2O”來寫即可,最好(hǎo)先寫離子(zǐ)方(fāng)程式,然後按題目要求改寫成化學方程式。
此外,還應注意一個很特殊且經常考到的反應,即酸性高錳酸鉀溶(róng)液與雙氧水(shuǐ)溶液間發(fā)生反應:2MnO4-+5H2O2+6H+==2Mn2+ +5O2↑+ 8H2O,這個反應中H2O2做還原劑,自(zì)身轉化為O2和H+,因而反應生成的H2O的氧全部來源於MnO4-。
(4)還原性化合物的反應:高中階段所學的還原性化合物不多,同學們隻需無機化合(hé)物中的掌握“四大還(hái)原劑”即可,即(jí)I-(HI)、S2-(H2S)、SO32-(SO2)、Fe2+,下麵對這些還(hái)原劑做一個簡要說明。