〔關鍵詞〕 反常;化學性質;歸納
〔中圖分類號〕 G633.8
〔文獻標識碼〕 C
〔文章編號〕 1004—0463(2008)07(A)—0063—02
在中學化學的學習中,學生對于知識的掌握常傾向于規律性的知識記憶,從而忽視了對反常現象的識記,即掌握了物質的共性而忽略了物質的特性,造成在掌握知識的全面性和系統性上存在盲區。為幫助學生克服上述缺陷,筆者對中學化學中常見物質的反常化學性質加以歸納并應用于教學中,經實踐證明效果良好。
1. 弱酸能制強酸
在復分解反應的規律中,一般只能由強酸制弱酸,但向CuSO4溶液中滴加氫硫酸卻可制硫酸:CuSO4+H2S= CuS↓+H2SO4,此反應為弱酸制強酸的反常規情況,其原因為CuS 難溶于強酸中。同理,如果用H2S溶液 與Pb(NO3)2溶液反應也可制得HNO3,因為常溫下HNO3難與PbS 反應。還有HClO+H2SO3=HCl+H2SO4;Br2+H2SO3+H2O= 2HBr+H2SO4(Cl2、FeC13等也可以)等反應也能用弱酸制強酸。
2. 還原性弱的物質可制還原性強的物質
氧化還原反應中,氧化性與還原性強弱比較的基本規律如下:
氧化性強弱為:氧化劑>氧化產物;
還原性強弱為:還原劑>還原產物。
但在工業制硅的反應中,2C+SiO2=2CO↑+Si,還原性弱的碳能制還原性強的硅,原因是上述規則只適用于溶液中,而此反應為高溫下的氣相反應。又如鉀的還原性比鈉強,但工業上可用Na制K,KCl+Na=NaCl+K,原因是K的沸點比Na低,有利于K的分離使反應向正方向進行。
3. 氫后面的金屬也能與酸發生置換反應
一般只有氫前面的金屬才能置換出酸或水中的氫,但Cu和濃鹽酸能發生如下反應:
2Cu+6HCl(濃)=2H2CuCl3+H2↑。
4. 錫鉛活動性反常
根據元素周期律知識可知:同主族元素的金屬性從上至下逐漸增強,即Pb>Sn,但金屬活動順序表中卻是Pb 5. 溶液中活潑金屬單質不能置換不活潑金屬 一般情況下,在溶液中活潑金屬單質能置換不活潑金屬。但Na、K等非常活潑的金屬卻不能把相對不活潑的金屬從其鹽溶液中置換出來。如K和CuSO4溶液反應不能置換出Cu,原因為:2K+CuSO4+2H2O=K2SO4+Cu(OH)2↓+H2↑。 6. 原子活潑,其單質卻不活潑 一般情況下原子越活潑,其單質也越活潑。但對于少數非金屬原子及其單質活潑性則表現出不匹配的關系。如非金屬N和P ,N的非金屬性比P強,但N2 分子卻比P 分子穩定, N2也比磷單質穩定得多,N2甚至可代替稀有氣體,其原因是單質分子中化學鍵結合程度會影響分子的性質。 7. Hg、Ag與O2、S的反應反常 一般來說,氧化性或還原性越強,反應越強烈,條件越容易。例如:O2、S分別與金屬反應時,一般O2更容易些。但它們與Hg、Ag反應時卻出現反常,且硫在常溫下就能發生如下反應: Hg+S HgS,2Hg+O2 2HgO。 8. 鹵素及其化合物的有關特性 鹵素單質與水反應的通式為:X2+H2O=HX+HXO,而F2與水的反應卻是放出O2;AgBr難溶于水且有感光性,而AgF溶于水無感光性;AgF 易溶于水,而AgBr、AgCl、AgI 難溶于水;F沒有正價而不能形成含氧酸。 9. 硅的反常性質 硅在常溫下很穩定,但自然界中卻沒有游離態的硅而只有化合態,原因是硅以化合態存在更穩定。一般只有氫前面的活潑金屬才能置換出酸或水中的氫,而非金屬硅卻能與強堿溶液反應產生H2,其原因是硅能表現出一定的金屬性,在堿的作用下還原水電離的H+而生成H2。 10. 鐵、鋁與濃硫酸、濃硝酸發生鈍化 常溫下,鐵、鋁可分別與稀硫酸和稀硝酸反應,而濃硫酸或濃硝酸卻能使鐵、鋁鈍化,原因是濃硫酸、濃硝酸具有強氧化性,能使鐵、鋁表面生成一層致密的氧化膜從而阻止金屬與酸的進一步反應。 11. 酸性氧化物與酸反應 一般情況下,酸性氧化物不能與酸反應,但下面的反應卻很反常:5SO2+2HIO3+4H2O=I2+5H2SO4;SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O。這是因為前者發生了氧化還原反應,后者生成了氣體 ,都有利于反應的進行。 12. 酸可與酸反應 一般情況下,酸不與酸反應,但氧化性酸與還原性酸卻是可以反應的。例如,硝酸、濃硫酸可與氫碘酸、氫溴酸及氫硫酸等反應。 13. 堿可與堿反應 一般情況下,堿與堿不反應,但絡合能力較強的一些難溶性堿卻可溶解在弱堿的氨水中。如 AgOH、Cu(OH)2溶于氨水生成Ag(NH3)2+、 Cu(NH3)22+。 14. 改變氣體壓強平衡不移動 對于反應體系中有氣體參與的可逆反應,改變壓強,平衡移動應符合勒夏特列原理。例如,對于氣體系數不相等的反應, 反應達到平衡后,在恒溫恒容下,充入稀有氣體時,壓強增大,平衡卻不移動,這是因為稀有氣體不參與反應,反應體系中各組分的平衡濃度并沒有改變。 15. 強堿弱酸鹽溶液顯酸性 鹽類水解后溶液的酸堿性判斷方法為:誰弱誰水解,誰強顯誰性。強堿弱酸鹽水解后一般顯堿性。但NaH2PO4 溶液卻顯酸性,原因是 H2PO4-的電離程度大于它的水解程度。 16. 原電池電極反常 原電池中,一般負極為相對活潑的金屬。但Mg、Al電極與NaOH溶液組成的原電池中,負極應為Al而不是Mg,因為Mg與NaOH不反應,其負極電極反應為:Al-3е-= Al3+。 17. 有機物中不飽和鍵難加成 有機物中若含有不飽和鍵,如C=C雙鍵時,可以發生加成反應,但酯類或羧酸中,C=O雙鍵一般很穩定而難以發生加成反應。 18. 稀有氣體也可以發生化學反應 稀有氣體結構穩定,性質極不活潑,但在特殊條件下也能發生化學反應,目前世界上已合成多種含稀有氣體元素的化合物,如XeF4、XeF6 等。 注:本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文