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高中化學取代反應的七種類型

教育 更新时间:2024-12-21 11:03:55

高中化學取代反應的七種類型(類比法--但高中化學中有哪些是不可類比的無機反應呢)1

1.金屬鐵投入硫酸銅溶液發生置換反應有銅析出:Fe CuSO4==Cu FeSO4

類比失誤:金屬鈉投入硫酸銅溶液發生置換反應有銅析出:2Na CuSO4==Cu Na2SO4

失誤原因:Cu2 的氧化性強于H ,但Cu2 與金屬鈉的反應速率遠小于水與金屬鈉的反應速率,故金屬鈉投入硫酸銅溶液中,首先與水發生置換反應,然後生成的NaOH在與硫酸銅發生複分解反應。即:

2Na 2H2O CuSO4==Cu(OH)2↓ Na2SO4 H2↑。

感悟:金屬鈉投入到可溶性鹽溶液中,總是先與水發生置換反應,然後生成的NaOH再與鹽溶液發生複分解反應。

思考:足量的金屬鈉投入硫酸鋁溶液中可能發生的離子反應是什麼?

2.将二氧化碳氣體通入過氧化鈉中:2Na2O2 2CO2==2Na2CO3 O2

類比失誤:将二氧化硫氣體通入過氧化鈉中:2Na2O2 2SO2==2Na2SO3 O2

失誤原因:過氧化鈉的強氧化性可将還原性氣體SO2氧化生成Na2SO4。即:Na2O2 2SO2==Na2SO4。

3.鐵在氯氣中燃燒:2Fe 3Cl2==2FeCl3

類比失誤:鐵與碘混合加熱反應:2Fe 3I2==2FeI3

失誤原因:碘單質的氧化性比氯氣弱,隻能使鐵失去最外層的2個電子,生成碘化亞鐵(FeI2)。即:Fe I2==FeI2。

4.氯氣與水的反應:Cl2 H2O==HCl HClO

類比失誤:氟氣與水的反應:F2 H2O==HF HFO

失誤原因:氟氣的氧化性比氯氣和氧氣都強,可以置換出水中的氧,生成氧氣和氟化氫。即:2F2 2H2O===4HF O2。(也有研究表明在冰的表面通過氟氣可以生産次氟酸

感悟:氯氣能跟溴化鈉、碘化鉀等溶液反應置換出溴、碘,但氟氣不能跟氯化鈉溶液反應置換出氯氣。

思考:将氟氣通入熔融的食鹽中發生什麼反應?

5.少量二氧化碳氣體通入到漂白粉溶液中:Ca2 2ClO- CO2 H2O===CaCO3↓ 2HClO

類比失誤:少量二氧化硫氣體通入到漂白粉溶液中:Ca2 2ClO- SO2 H2O===CaSO3↓ 2HClO

失誤原因:ClO-離子具有強氧化性可将還原性氣體SO2氧化生成CaSO4。即:Ca(ClO)2+SO2+H2O═CaSO4+HCl HClO。

6.向Fe(OH)3中加入鹽酸:Fe(OH)3 3H ==Fe3 3H2O

類比失誤:向Fe(OH)3中氫碘酸加入:Fe(OH)3 3H ==Fe3 3H2O

失誤原因:氫碘酸的還原性比鹽酸強,I-離子會被氧化性較強的Fe3 離子氧化生成I2。即:

2Fe(OH)3 6H 2I-===2Fe2 I2 3H2O。

7.向中稀硫酸加入FeO:FeO 2H ==Fe2 H2O

類比失誤:向稀硝酸中加入FeO:FeO 2H ==Fe2 H2O

失誤原因:稀硫酸沒有強氧化性,而稀硝酸具有強氧化性,可将Fe2 離子氧化生成Fe3 離子。即:3FeO 10H NO3-===3Fe3 NO↑ 5H2O。

感悟:在強氧化性的濃硝酸、稀硝酸中,具有較強還原性的物質(如含Fe2 、S2-、SO32-等離子的化合物)均要被氧化,濃、稀硝酸分别被還原為NO2、NO;在還原性較強的氫碘酸中,具有較強氧化性的物質(如含Fe3 、ClO-、NO3-等離子的化合物)均要被還原,氫碘酸被氧化為I2。

思考:實驗室中利用稀硫酸、稀鹽酸分别和硫化亞鐵反應可制備硫化氫氣體,如果改為稀硝酸和硫化亞鐵反應制備,行嗎?為什麼?

8.在Ca(HCO3)2溶液中加入過量的Ca(OH)2溶液:Ca(HCO3)2 Ca(OH)2==2CaCO3↓ 2H2O

類比失誤:在Mg(HCO3)2溶液中加入過量的Ca(OH)2溶液:Mg(HCO3)2 Ca(OH)2==MgCO3↓ CaCO3↓ 2H2O

失誤原因:Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的溶解度小得多,生成的沉澱應是Mg(OH)2而不是MgCO3。即:

Mg(HCO3)2 2Ca(OH)2==Mg(OH)2↓ 2CaCO3↓ 2H2O

9.鎂在二氧化碳中燃燒:2Mg CO2==2MgO C

類比失誤:鎂在二氧化硫中燃燒:2Mg SO2==2MgO S

失誤原因:碳化學性質很穩定,鎂和碳不反應;而鎂與非金屬性較強的硫很容易化合生成硫化鎂。即:3Mg O2==2MgO MgS

10.實驗室中利用稀硫酸、稀鹽酸分别與鋅反應制取氫氣:Zn 2H ==Zn2 H2↑

類比失誤:實驗室中利用稀硝酸與鋅反應制取氫氣:Zn 2H ==Zn2 H2↑

失誤原因:具有強氧化性的稀硝酸與金屬反應一般不生成氫氣。即:

3Zn 8H 2NO3-==3Zn2 2NO↑ 4H2O

11.氯化铵受熱分解:NH4Cl==NH3↑ HCl↑

類比失誤:碘化铵受熱分解:NH4I==NH3↑ HI↑

失誤原因:碘化氫具有不穩定性,受熱極易分解生成氫氣和碘單質。

即:2NH4I==2NH3↑ H2↑ I2↑

12.銅片可溶于足量的濃硝酸中:Cu 4HNO3(濃)==Cu(NO3)2 2NO2↑ 2H2O

類比失誤:鐵片可溶于足量的濃硝酸中:Fe 6HNO3(濃)==Fe(NO3)3 3NO2↑ 3H2O

失誤原因:常溫下,鐵在濃硝酸中發生鈍化,不會被溶解。加熱可以反應。

13.電解熔融氯化鎂制取鎂:MgCl2(熔融)==Mg Cl2↑

類比失誤:電解熔融氯化鋁制取鋁:2AlCl3(熔融)==2Al 3Cl2↑

失誤原因:氯化鋁是共價化合物,熔融狀态下不發生電離,不導電,則不發生電解反應。要采取電解熔融氧化鋁的方法制取鋁。(目前考試都是這麼考的,其實最早制備金屬鋁還真得就是電解氯化鋁的呢!)

14.分别向氯化鈉、溴化鈉、碘化鈉溶液中滴入硝酸銀溶液:Ag Cl-==AgCl↓,Ag Br-==AgBr↓,Ag I-==AgI↓

類比失誤:Ag F-==AgF↓

失誤原因:氟化銀可溶于水,不能發生離子反應生成沉澱。

15.将氯化鋁溶液與硫化鈉溶液混合:2Al3 3S2- 6H2O ==2Al(OH)3↓ 3H2S↑

類比失誤:将氯化鐵溶液與硫化鈉溶液混合:2Fe3 3S2- 6H2O ==2Fe(OH)3↓ 3H2S↑

失誤原因:具有強還原性的S2-離子會被氧化性較強的Fe3 離子氧化生成S單質,不發生互相促進水解反應。即:2Fe3 S2-==2Fe2 S↓

16.過量的二氧化碳通入燒堿溶液中:CO2 NaOH== NaHCO3

類比失誤:過量的二氧化矽加入燒堿溶液中:SiO2 NaOH== NaHSiO3

失誤原因:SiO2和NaOH溶液反應不會産生酸式鹽。

17.Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2:Ca(ClO)2+CO2+H2O==CaCO3↓+2HClO

類比失誤:NaClO溶液中通入少量CO2:2NaClO+CO2+H2O==Na2CO3+2HClO

失誤原因:H2CO3電離常數:K1=4.30×l0-7,K2=5.61×10-11;HClO電離常數:K=2.95×10-8;酸性強弱:碳酸﹥次氯酸﹥碳酸氫鈉,強者先反應,所以生成NaHCO3。

或者理解為:三種鹽溶液的堿性強弱:Na2CO3﹥NaClO﹥NaHCO3,而NaClO又是過量,所以反應就不可能生成Na2CO3,隻可能生成NaHCO3。即:NaClO+CO2+H2O==NaHCO3+HClO。但Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2,由于生成CaCO3是難溶鹽,所以反應能進行。

18.将少量Cl2通入FeBr2溶液中:2Fe2 Cl2==2Fe3 2Cl-

類比失誤:将少量Cl2通入FeI2溶液中:2Fe2 Cl2==2Fe3 2Cl-

失誤原因:當少量氧化劑與多種還原劑反應時,還原性強的微粒先反應,因為還原性強弱:I-﹥Fe2 ﹥Br-,将少量Cl2通入FeI2溶液中,發生的離子反應是:Cl2+2I-==2Cl-+I2。

感悟:類比思維可以幫助我們認識同一類的化學反應,進而通過模仿和創新來解決有關化學反應的問題。但類比思維時,若不重視反應規律中的特殊情況,必然導緻類比失誤,要引以為戒。因此,進行類比思維時要特别注意物質特性(如強氧化性、強還原性、難溶性、不穩定性等)的幹擾,認真分析比較,以防錯誤類比的現象發生。

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