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文檔簡介

1、高考化學(xué)推斷題解題步驟與答題技巧一、無機(jī)推斷題無機(jī)推斷題的形式通常有文字描述推斷、文字描述與反應(yīng)式結(jié)合推斷和框圖題等。無機(jī)推斷題是集元素化合物知識、基本概念和基本理論于一體,且綜合性強(qiáng)、考查知識面廣、思維容量大、題型多變、能力要求高、推理嚴(yán)密,既能檢查學(xué)生掌握元素化合物的知識量及熟練程度,又能考查學(xué)生的邏輯思維能力,在歷年高考中頻頻出現(xiàn),且體現(xiàn)出很好的區(qū)分度和選拔功能。無機(jī)推斷題考查內(nèi)容及命題主要呈現(xiàn)如下趨勢:1. 限定范圍推斷:主要適用于氣體或離子的推斷,該類題目的主要特點(diǎn)是在一定范圍內(nèi),根據(jù)題目給出的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(或必要的數(shù)據(jù))進(jìn)行分析,作出正確判斷。解題關(guān)鍵:審明題意,明確范圍,注意題目所給

2、的限定條件;緊扣現(xiàn)象,正確判斷;要注意數(shù)據(jù)對推斷結(jié)論的影響。2. 不定范圍推斷:常見元素化合物的推斷。該題目的主要特點(diǎn)是:依據(jù)元素化合物之間相互轉(zhuǎn)化時(shí)所產(chǎn)生的一系列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,進(jìn)行推理判斷,確定有關(guān)的物質(zhì)。題目往往綜合性較強(qiáng),具有一定的難度。從試題形式來看,有敘述型、圖表型等。解題關(guān)鍵:見題后先迅速瀏覽一遍,由模糊的一遍“掃描”,自然地在頭腦中產(chǎn)生一個(gè)關(guān)于該題所涉及知識范圍等方面的整體印象,然后從題中找出特殊現(xiàn)象或特殊性質(zhì)的描述,作為解題的突破口,進(jìn)而全面分析比較,作出正確判斷。3. 給出微粒結(jié)構(gòu)等的微粒(或元素)推斷題。解題關(guān)鍵:熟記元素符號,直接導(dǎo)出;掌握幾種關(guān)系,列式導(dǎo)出;利用排布規(guī)律,逐

3、層導(dǎo)出;弄清帶電原因,分析導(dǎo)出;抓住元素特征,綜合導(dǎo)出;根據(jù)量的關(guān)系,計(jì)算導(dǎo)出。4. 給出混合物可能組成的框圖型(或敘述型)推斷題。解題關(guān)鍵:解框圖型(或敘述型)推斷題一般是根據(jù)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系,從其中一種來推知另一種(順推或逆推),或找出現(xiàn)象明顯、易于推斷的一種物質(zhì),然后左右展開;有時(shí)需試探求解,最后驗(yàn)證。5. 給出物質(zhì)間轉(zhuǎn)化關(guān)系的代碼型推斷題。解題關(guān)鍵:此類推斷題的特點(diǎn)是用代號表示各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系,要求“破譯”出各物質(zhì)的分子式或名稱等,看起來較復(fù)雜,其實(shí)在解題時(shí),只要挖掘題眼,順藤摸瓜,便可一舉攻克。6. 給出物質(zhì)范圍的表格型推斷題。解題關(guān)鍵:列表分析,對號入座;直觀明快,謹(jǐn)防漏解??傊?,解

4、無機(jī)推斷題的步驟是:首先,讀審仔細(xì)讀題、審清題意。即弄清題意和要求,明確已知和未知條件,找出明顯條件和隱蔽條件。其次,找突破口或“題眼”通過分析結(jié)構(gòu)特征、性質(zhì)特征、反應(yīng)特征和現(xiàn)象特征及特征數(shù)據(jù)等等,確定某一物質(zhì)或成分的存在,以此作解題突破口。第三,推理從突破口向外擴(kuò)展,通過順推法、逆推法、假設(shè)法得出初步結(jié)論,最后作全面檢查,驗(yàn)證推論是否符合題意。1、 題眼(1) 同一元素的氣態(tài)氫化物和氣態(tài)氧化物反應(yīng),生成該元素的單質(zhì)和水,該元素可能是硫或氮。(2) 同一元素的氣態(tài)氫化物和最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物化合,生成鹽的元素一定是氮。(3) 兩溶液混合生成沉淀和氣體,這兩種溶液的溶質(zhì)可能分別是:Ba(OH

5、)2與(NH3)2SO4,可溶性鋁鹽與可溶性金屬硫化物或可溶性碳酸鹽或碳酸氫鹽,可溶性鐵鹽或可溶性碳酸鹽或碳酸氫鹽。(4) 既能與酸反應(yīng),又能與堿反應(yīng)的的物質(zhì)可能是Al、Al2O3、Al(OH)3、氨基酸、弱酸的銨鹽、弱酸的酸式鹽等。(5) 既能與強(qiáng)酸放出氣體又能與又能與強(qiáng)堿放出氣體,常見的物質(zhì)有:Al、弱酸的銨鹽(如碳酸銨、碳酸氫銨、亞硫酸銨、硫化銨、硫氫化銨等)。(6) 在水中分解生成氣體和難溶物或微溶物的物質(zhì)可能是:Al2S3、Mg3N2、CaC2等。(7) 與水接觸放出氣體的常見物質(zhì)有:Li、Na、K、Na2O2、F2等。(8) A物質(zhì)放到B物質(zhì)中,先生成沉淀,后沉淀又溶解,A、B可能

6、分別是:CO2與Ca(OH)2、NaOH與鋁鹽、NH3與AgNO3、HCl與NaAlO2等。(9) 使溴水褪色的物質(zhì)有:H2S、SO2、不飽和烴類、活潑金屬、堿類等。(10) 在空氣中能自燃的固體物質(zhì)只有白磷。(11) 在室溫下呈液態(tài)的單質(zhì)有:Br2、Hg。(12) 遇SCN顯紅色或遇OH生成紅褐色沉淀或遇苯酚顯紫色的離子是Fe3+。(13) 遇BaCl2溶液生成白色沉淀的溶液中可能含有:Ag+或SO4。(14) 遇HCl生成沉淀的溶液中可能含有:Ag+、SiO32、S2O32。(15) 具有臭雞蛋氣味的氣體是H2S,與H2S反應(yīng)生成淡黃色沉淀的氣體可能是:Cl2、O2、SO2、NO2。(16

7、) 電解質(zhì)溶液時(shí)陽極氣態(tài)產(chǎn)物一般是Cl2或O2,陰極氣態(tài)產(chǎn)物是H2。(17) 使品紅溶液褪色的氣體可能是Cl2或SO2,物質(zhì)可能是次氯酸鹽(如NaClO、Ca(ClO)2)、氯水、Na2O2等。(18) 能使鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生無色氣體,通入澄清石灰水中能產(chǎn)生白色沉淀的有:CO32或HCO3、SO32或HSO3。2、 顏色(1) 火焰顏色蒼白色:H2在Cl2中燃燒。藍(lán)色:CO在空氣中燃燒。淡藍(lán)色:H2S、CH4、H2在空氣中燃燒。黃色:含鈉元素的物質(zhì)在燈焰上灼燒。淺紫色(透過藍(lán)色鈷玻璃):含鉀元素的物質(zhì)在燈焰上灼燒。(2) 某些沉淀的顏色Fe(OH)3紅褐色;Fe(OH)2白色沉淀,迅速地轉(zhuǎn)變成灰綠色

8、,最后變成紅棕色沉淀。CuS、Ag2S、PbS黑色沉淀,均不溶于酸。FeS黑色沉淀溶于酸。AgBr淡黃色沉淀,不溶于酸。AgI、Ag3PO4黃色沉淀,其中Ag3PO4溶于酸,而AgI不溶于酸。在含有S2的酸性溶液中,加入能與它反應(yīng)的氧化劑(Cl2、O2、SO32、NO3、Fe3+等)會出現(xiàn)黃色沉淀。(3) 重要物質(zhì)的顏色紅色:Cu、Cu2O、紅磷(紅棕色)、Fe2O3(紅棕色)、Br2(紅棕色)、Fe(OH)3(紅褐色)、Fe(SCN)2+(血紅色)等。黃色:AgI、S(淡黃色)、Na2O2(淡黃色)、AgBr(淺黃色)、CuCl2(棕黃色)、FeCl3(棕黃色)等。藍(lán)色:Cu(OH)2、Cu

9、SO45H2O及溶液等。綠色:FeSO47H2O、FeCl2;Cl2(黃綠色)、F2(淡黃綠色)等。黑色:木炭、CuO、MnO2、FeS、Cu2S、CuS、Fe3O4、FeO、PbS、Ag2S等,Si(灰黑色)、I2(紫黑色)。紫色:KMnO4溶液、Fe(C6H5O6)3等。3、 具有特征性質(zhì)的氣體化學(xué)式顏色狀態(tài)氣味特征性質(zhì)Cl2黃綠色氣體劇烈刺激性使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍(lán),能溶于水(1:2)NH3無色氣體氨味使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán),極易溶于水(1:700)HCl無色氣體刺激性氣味酸性氣體,極易溶于水(1:500)H2S無色氣體臭雞蛋氣味使?jié)駶櫟腜b(NO3)2試紙變黑,能溶于水(1:2.6

10、)SO2無色氣體刺激性氣味使品紅溶液褪色,易溶于水(1:40)CO2無色氣體無味使澄清石灰水變渾濁,能溶于水(1:1)NO無色氣體遇空氣迅速變紅棕色,不溶于水NO2紅棕色氣體刺激性氣味易溶于水得到無色溶液:HNO3一. 基于元素周期表的推斷1. 元素的基本知識解答這一類問題時(shí),我們應(yīng)該掌握一些有關(guān)元素的基本的特征性的常識。下面對標(biāo)有紅色字體的元素(單質(zhì))的基本特征性知識做一個(gè)總結(jié)。 1號元素 氫:原子半徑最小,同位素沒有中子,密度最小的氣體。6號元素 碳:形成化合物最多的元素,單質(zhì)有三種常見的同素異形體(金剛石、石墨、富勒烯)。7號元素 氮:空氣中含量最多的氣體(78%),單質(zhì)有惰性,化合時(shí)價(jià)

11、態(tài)很多,化肥中的重要元素。8號元素 氧:地殼中含量最多的元素,空氣中含量第二多的氣體(21%)。生物體中含量最多的元素,與生命活動關(guān)系密切的元素,有兩種氣態(tài)的同素異形體。9號元素 氟:除H外原子半徑最小,無正價(jià),不存在含氧酸,氧化性最強(qiáng)的單質(zhì)。11號元素 鈉:短周期元素中原子半徑最大,焰色反應(yīng)為黃色。12號元素 鎂:煙火、照明彈中的成分,植物葉綠素中的元素。13號元素 鋁:地殼中含量第三多的元素、含量最多的金屬,兩性的單質(zhì)(既能與酸又能與堿反應(yīng)),常溫下遇強(qiáng)酸會鈍化。14號元素 硅:地殼中含量第二多的元素,半導(dǎo)體工業(yè)的支柱。15號元素 磷:有兩種常見的同素異形體(白磷、紅磷),制造火柴的原料(

12、紅磷)、化肥中的重要元素。16號元素 硫:單質(zhì)為淡黃色固體,能在火山口發(fā)現(xiàn),制造黑火藥的原料。17號元素 氯:單質(zhì)為黃綠色氣體,海水中含量最多的元素,氯堿工業(yè)的產(chǎn)物之一。19號元素 鉀:焰色反應(yīng)呈紫色(透過藍(lán)色鈷玻璃觀察),化肥中的重要元素。20號元素 鈣:人體內(nèi)含量最多的礦質(zhì)元素,骨骼和牙齒中的主要礦質(zhì)元素。2. 由基本元素的基本延伸基本元素間形成的化合物(1)等電子情況 請熟記下面的兩類特殊的等電子粒子常見的10電子粒子簡單原子或離子:Na+ 、Mg2+ 、Al3+、F- 分子:CH4、NH3、H2O、HF、Ne復(fù)雜離子:NH2- NH4+ H3O+ OH-常見的18電子粒子 簡單原子或離

13、子:Ar、K+、Ca2+、Cl-、S2- 分子(氫化物):HCl、H2S、PH3、SH4分子(9+9型):F2、H2O2、N2H4、C2H6、CH3OH、CH3NH2、CH3F、NH2OH復(fù)雜離子:HS-注:所謂“9+9型”分子,實(shí)際上都是幾個(gè)9電子的官能團(tuán)(OH、NH2、CH3、F)的兩兩的組合。(2)二元化合物的數(shù)據(jù)特征 在元素推斷題中,元素構(gòu)成化合物時(shí)的一些“數(shù)據(jù)特征”也是命題人十分青睞的命題信息。下面對一些常見的二元化合物的“數(shù)據(jù)特征”作一些總結(jié)多種比例的情況:最常見的是兩種原子以1:1和1:2(或2:1)的組成形成化合物的情況,此時(shí)首先應(yīng)考慮H2O2和H2O或Na2O2和Na2O,此

14、外還應(yīng)注意CO和CO2、NO和NO2,再延伸到過渡金屬可想到FeS和FeS2、CuO和Cu2O,甚至有機(jī)物中的C2H2和C2H4。XY2型化合物的可能情況:IIA族與VIIA族化合物:BeF2、BeCl2、MgF2、MgCl2、CaF2、CaCl2等 氧化物與硫化物:CO2、NO2、SO2、SiO2、CS2等XY3型化合物的可能情況:氫化物和鹵化物:BF3、BCl3、AlF3、AlCl3、PCl3、NH3、PH3 氧化物:SO3 氮化物:LiN3、NaN3其它情況:由于篇幅有限,X2Y、X3Y型化合物的情況就留給讀者自己歸納了。此外,一定要注意題目的要求是“XY2”還是“X與Y以1:2組成”,

15、如是后者,除了考慮到2:4的組成外,往往要還要考慮有機(jī)物(如1:2組成的烯烴)。(3)??嫉降亩嘣衔?元素推斷題中,常會對三種以上的基本元素組成的化合物的性質(zhì)進(jìn)行考察。下面對120號元素間可形成的化合物進(jìn)行一些總結(jié)離子化合物 幾種??嫉降乃岣x子(NO3-、CO32-、HCO3-、SO32-、HSO3-、SO42-、HSO4-、HS-、PO43-、H2PO42-、HPO4-、SiO32、AlO2-)與Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Al3+等形成的多元離子化合物是常見的考察內(nèi)容。其中常見的命題內(nèi)容有:NO3-在酸性條件下的氧化性,CO32-和HCO3-、SO32-和HSO3-、Al3+、

16、AlO2-和Al(OH)3的相互轉(zhuǎn)化,SO32-、HSO3-、HS-的還原性,弱酸根的水解方程式的書寫(尤其是負(fù)二價(jià)弱酸根的分步水解)。上述的這些陰離子中,有一個(gè)極易被忽略但又極容易考到的離子HSO4-,當(dāng)題目問到上面這些離子之間的相互反應(yīng)時(shí),我們應(yīng)馬上想到它。HSO4-最大的特性是它是唯一有強(qiáng)酸性的陰離子,它的性質(zhì)是H+和SO42-的共同性質(zhì),上面的CO32-、HCO3-、SO32-、HSO3-、HS-、AlO2-等離子與HSO4-的反應(yīng)都曾在題目中出現(xiàn)。共價(jià)化合物 元素推斷題中對多元共價(jià)化合物的考察主要是對氧化物的水化物的考察,高中階段常見的有H2CO3、HNO3、NaOH、Mg(OH)2

17、、Al(OH)3、H2SiO3、H3PO4、H2SO3、H2SO4、HClO4、KOH、Ca(OH)2,應(yīng)熟悉他們之間酸性、堿性、氧化性、還原性的基本比較。3. 實(shí)際題目的推斷演練快速確定元素種類下面給出幾道高考試題或高考模擬題中元素周期表推斷題的題干描述,請以最快的速度將題目中的各字母所代表的元素推出。(1)(07重慶)a、b、c、d、e是短周期元素,周期表中a與b、b與e相鄰;a與e的最外層電子數(shù)之比為23,b的最外層電子數(shù)比c的最外層電子數(shù)少1個(gè);常見化合物d2c2與水反應(yīng)生成c的單質(zhì),且溶液使酚酞試液變紅。(2)(08全國II)Q、R、X、Y、Z 為前 20 號元素中的五種, Q 的低

18、價(jià)氧化物與X 單質(zhì)分子的電子總數(shù)相等, R 與 Q 同族, Y 和 Z 的離子與 Ar 原子的電子結(jié)構(gòu)相同, Q 能分別與 Y、Z 形成的共價(jià)化合物,且原子序數(shù)YNO。(5)電解NaOH溶液,陽極發(fā)生氧化反應(yīng),OH-放電生成O2。而電解的過程相當(dāng)于電解水,陰極析出20gH2時(shí),溶液質(zhì)量減少了1018g,而溶質(zhì)NaOH的質(zhì)量不變,于是不難算出反應(yīng)后溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(6)c. 吸收SO3采用的是98%的濃硫酸;d. 稀硫酸為弱酸(7)c. 反應(yīng)中N2與H2的化學(xué)計(jì)量數(shù)比為1:3,平衡時(shí)二者體積比不可能相等;d. 正反應(yīng)的體積減小,混合氣體平均相對分子質(zhì)量增大;e. 升高溫度反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動,N

19、H3體積分?jǐn)?shù)減小。(8)含有四種元素的化合物必為銨根和硫的含氧酸根形成的鹽,同濃度時(shí)能完全電離的HSO4-應(yīng)是pH最小的,硫酸氫鹽以晶體形式存在或熔融時(shí)只含有NH4+和HSO4-答案:(1)0.3 mol Na2O2;0.1 mol Na2CO3 (2)正四面體;非極性;Si3N4(3)略 (4)3SO22NO33Ba22H2O3BaSO42NO4H;SO2(5)4OH4e2H2O+O2;6.26% (6)a、b (7)a、b (8)NH4HSO4;1:1 我們可以看出,在元素推斷題中出現(xiàn)的計(jì)算題和基本理論的問題的難度并不大,這與綜合題的基本特性是相符的。命題人在命制綜合題的過程中,由于必須從

20、多方面、多角度考慮問題,又必須遵循推斷題的基本模式,因而這類綜合題的小問通常只是涉及的知識面較寬而已,并不會有太大的難度。1氧化還原反應(yīng)高中階段所學(xué)的氧化還原反應(yīng)可分為單質(zhì)參與的反應(yīng)和具有氧化性或還原性的重要化合物參與的反應(yīng)兩大類,下面我們簡要回顧一下這兩大類反應(yīng)。氧化性單質(zhì)的反應(yīng):主要為O2、O3、鹵素單質(zhì)、S、N2、P等非金屬單質(zhì)參與的反應(yīng),以化合反應(yīng)為主,其中應(yīng)注意下面幾個(gè)問題:I. O2做氧化劑時(shí),一般每消耗1molO2轉(zhuǎn)移4mol電子,即O2+4e=2O2-,而O2在溶液中不能存在,因而在不同條件下與O2有關(guān)的電對反應(yīng)為:酸性 O2+4H+4e=2H2O,中性或堿性 O2+2H2O+

21、4e=4OH-,上面的兩個(gè)電對反應(yīng)相當(dāng)重要,請務(wù)必熟記!II. 鹵素單質(zhì)(Cl2、Br2、I2)、S、N2、P做氧化劑時(shí),一般都會生成最低負(fù)價(jià)的化合物,其中應(yīng)注意下面幾點(diǎn):氧化性Cl2S,Cl2與還原性單質(zhì)反應(yīng)能生成該單質(zhì)的最高價(jià)態(tài)化合物,而S有時(shí)只能生成較低價(jià)態(tài)化合物,如2Fe+3Cl2=2FeCl3 Fe+S=FeS,Cu+Cl2=CuCl22Cu+S=Cu2S(黑色);高中課本上出現(xiàn)過的N2參與的反應(yīng)總共只有3個(gè):N2O2=2NO,3Mg+N2=Mg3N2 ,3H2N2=2NH3。III. F2的性質(zhì)較特殊,高中階段中F2參與的特殊反應(yīng)有2F22H2O =4HFO2和2F22NaOH2N

22、aFOF2H2O,而F2與NaCl、NaBr溶液等不能發(fā)生置換反應(yīng)。IV. 高中階段里出現(xiàn)的“燃燒”一般指物質(zhì)在氣體中發(fā)生的劇烈反應(yīng),燃燒時(shí)一般都會伴隨有發(fā)光、放熱等現(xiàn)象,而下面對一些特殊的燃燒現(xiàn)象作簡要的歸納:在氧氣中燃燒:硫磺跟氧氣:發(fā)出明亮的藍(lán)紫色火焰;紅磷跟氧氣:生成大量白煙(P2O5),白煙易溶于水;鐵跟氧氣:持續(xù)劇烈燃燒,火星四射,鐵絲熔成小球,生成黑色固體(Fe3O4);鎂條燃燒:發(fā)出耀眼白光;乙炔與氧氣:火焰明亮,帶有濃煙(碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)很大),燃燒時(shí)火焰溫度很高(破壞碳碳三鍵需要的能量很大);在其它氣體中燃燒:氫氣在氯氣中燃燒:發(fā)出蒼白色火焰;紅磷在氯氣中燃燒:有白色煙霧(PC

23、l3和PCl5的混合物)生成;銅片在氯氣中燃燒:產(chǎn)生棕黃色的煙(CuCl2),溶于水生成綠色或藍(lán)色溶液(由濃度決定);鎂條在二氧化碳中燃燒:有黑色和白色的兩種固體生成。反應(yīng)物的量與燃燒的關(guān)系:a. 含有碳元素的可燃物質(zhì)不完全燃燒時(shí)都會生成CO,進(jìn)一步燃燒能使CO發(fā)生2CO+O2=2CO2,完全燃燒時(shí)碳元素完全轉(zhuǎn)化為CO2;b. 鈉在空氣中氧化成Na2O失去金屬光澤,而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(shí),在火焰上罩上蒸發(fā)皿,蒸發(fā)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。反應(yīng)方程式為2H2S+O2=2S+2H2O(不

24、完全燃燒) 2H2S+3O2=2SO2+2H2O(完全燃燒)V. 高中課本中簡單提到了O3,O3是一種極強(qiáng)的氧化劑,發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)通常會生成O2,如O3+2KI+H2O=2KOH+I2+O2,這一反應(yīng)似乎不符合一般的氧化還原反應(yīng)的規(guī)律,以高中階段的知識無法深究,記下來即可。實(shí)際上,從分子的結(jié)構(gòu)角度來說,O3分子中一個(gè)氧原子是-2價(jià),兩個(gè)氧原子是+1價(jià),這個(gè)反應(yīng)與氧化還原反應(yīng)的規(guī)律并不矛盾。(2)還原性單質(zhì)的反應(yīng)主要為金屬或H2、C、Si非金屬單質(zhì)參與的反應(yīng),這些物質(zhì)一般只有還原性,注意下面幾個(gè)問題即可。I. 高中階段出現(xiàn)的金屬單質(zhì)能發(fā)生的反應(yīng)一般只有與非金屬單質(zhì)的化合反應(yīng),與H2O、酸、氧

25、化物、鹽類的置換或類似置換的反應(yīng)和與強(qiáng)氧化性物質(zhì)(濃硫酸、硝酸等)的氧化還原反應(yīng)三種。下面對一些重要的反應(yīng)作一個(gè)簡要的歸納:金屬與水的反應(yīng):a. 2Na2H2O =2NaOHH2現(xiàn)象:浮、游、球、響、紅金屬鈉浮在水面上,溶成小球,四處游動,發(fā)出嘶嘶的聲音,滴加酚酞溶液變紅;b. Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2現(xiàn)象:在熱水中反應(yīng),生成白色固體并放出無色氣體,滴酚酞試液變紅,過一段時(shí)間后又變回?zé)o色(氫氧化鎂分解或加熱時(shí)酚酞被氧化)c. 2Al2NaOH+2H2O =2NaAlO2+3H2現(xiàn)象:鋁片與純水很難反應(yīng),但與氫氧化鈉溶液在常溫下即反應(yīng),放出無色氣體。注意這一反應(yīng)的本質(zhì)仍是鋁與水的反應(yīng)

26、,可以看成2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2和Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+H2O兩個(gè)反應(yīng)的加合,反應(yīng)中被還原的物質(zhì)是H2O而不是NaOH。d. 3Fe4H2O(g) =Fe3O44H2注意反應(yīng)的條件必須是水蒸氣,反應(yīng)在高溫條件下進(jìn)行。金屬與非氧化性酸、鹽類的反應(yīng):金屬與非氧化性酸反應(yīng)生成H2,注意金屬的活動型與反應(yīng)速率的關(guān)系即可。金屬與鹽類的置換反應(yīng)一般發(fā)生在K、Ca、Na之后的金屬之間,注意描述現(xiàn)象時(shí)的用語,如“將一潔凈鐵釘浸入硫酸銅溶液中,鐵釘表面有紅色物質(zhì)附著,溶液顏色逐漸變淺”,從金屬和溶液兩方面回答。應(yīng)注意最好不要說“鐵釘逐漸溶解”,因?yàn)樵趯?shí)際的操作中“溶解”是看

27、不到的。K、Ca、Na與活動型較低的鹽類的反應(yīng)時(shí),金屬先與水反應(yīng),如2Na2H2O =2NaOHH2,然后生成的OH-與溶液中的金屬離子結(jié)合生成沉淀3NaOHFeCl3=3NaClFe(OH)3,寫成總式即6Na2FeCl36H2O=6NaCl2Fe(OH)33H2,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為“金屬逐漸溶解,生成紅褐色沉淀,放出無色氣體,溶液的顏色變淺”。金屬與氧化物的反應(yīng)金屬與氧化物發(fā)生的置換反應(yīng)同樣應(yīng)遵循金屬活動型的規(guī)則。這類反應(yīng)中,有些是工業(yè)上制取某些金屬單質(zhì)的方法。這類反應(yīng)通常都會放出大量的熱量。如鋁熱反應(yīng):2AlFe2O3=2FeAl2O3 8Al2Fe3O4=9Fe4Al2O3 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:劇烈的反

28、應(yīng),放出大量的熱,同時(shí)紙漏斗被燒穿,有熔溶物(鐵珠)落入沙中工業(yè)上制釩、鉻、錳單質(zhì)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+2AlII. H2、C、Si發(fā)生的氧化還原反應(yīng)C+2CuO=2CuCO2 H2CuO=CuH2O 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:均生成紅色固體,前者生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體,后者的試管壁上出現(xiàn)水珠。CH2O=COH2(可逆反應(yīng))Si2NaOHH2O = Na2SiO32H2(反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是:Si作還原劑,H2O作氧化劑)工業(yè)上制取粗硅:2CSiO2=Si2CO 副反應(yīng)3CSiO2=SiC2CO注意只生成CO粗硅提純:Si

29、+2Cl2 =SiCl4 SiCl4+2H2=4HCl+Si(3)氧化性化合物的反應(yīng)高中階段所學(xué)的形成化合物的氧化劑主要是濃H2SO4、HNO3等強(qiáng)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(yīng)時(shí)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酸性重鉻酸鉀溶液:Cr2O72-+14H+6e=2Cr3+7H2OClO3-和ClO-通常被還原成Cl-,F(xiàn)e3+被還原成Fe2+,M

30、nO2被還原成Mn2+,H2O2一般被還原成H2O,濃硫酸發(fā)生的氧化還原反應(yīng)不屬于離子反應(yīng),因?yàn)榘l(fā)生反應(yīng)時(shí)起作用的是H2SO4分子,H2SO4一般被還原成SO2。下面兩組非常經(jīng)典的反應(yīng):C2H2SO4(濃)=CO22SO22H2O 兩種氣體都能使澄清石灰水變渾濁C4HNO3 (濃)=CO24NO22H2O 3C4HNO3 (濃)=3CO24NO2H2O Cu2H2SO4 (濃)=CuSO4SO22H2O(反應(yīng)條件加熱),Cu4HNO3 (濃)=Cu(NO3)22NO22H2O,3Cu8 HNO3 (稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O 金屬與強(qiáng)氧化性酸的反應(yīng)均體現(xiàn)了酸的強(qiáng)氧化性和酸性。濃硫酸

31、與硝酸與其它還原劑的反應(yīng)的情況大體上并無太大差別,寫方程式時(shí)最好先寫離子方程式,生成物一側(cè)為“氧化產(chǎn)物+氣體+H2O”,然后再配平或改寫為化學(xué)方程式。寫MnO4-、Cr2O72-、ClO3-、ClO-等離子發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的方程式的方法與上面方法是一樣的,按“氧化劑+還原劑+H+=氧化產(chǎn)物+還原產(chǎn)物+H2O”來寫即可,最好先寫離子方程式,然后按題目要求改寫成化學(xué)方程式。此外,還應(yīng)注意一個(gè)很特殊且經(jīng)??嫉降姆磻?yīng),即酸性高錳酸鉀溶液與雙氧水溶液間發(fā)生反應(yīng):2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2+ +5O2+ 8H2O,這個(gè)反應(yīng)中H2O2做還原劑,自身轉(zhuǎn)化為O2和H+,因而反應(yīng)生成的H2O的氧

32、全部來源于MnO4-。(4)還原性化合物的反應(yīng)高中階段所學(xué)的還原性化合物不多,同學(xué)們只需無機(jī)化合物中的掌握“四大還原劑”即可,即I-(HI)、S2-(H2S)、SO32-(SO2)、Fe2+,下面對這些還原劑做一個(gè)簡要說明。I. 上面四種還原劑被氧化時(shí),I-(HI)的氧化產(chǎn)物一般為I2,SO32-(SO2)的氧化產(chǎn)物一般為SO42-,F(xiàn)e2+的氧化產(chǎn)物一般為Fe3+。而S2-(H2S)相對特殊,因?yàn)樯傻腟仍有一定的還原性,但由于S是沉淀,已經(jīng)從溶液反應(yīng)體系中析出,有時(shí)無法被一些較弱的氧化劑(如Fe3+、Cl2、H2O2等)繼續(xù)氧化,此時(shí)應(yīng)在方程式中將硫?qū)懗梢詥钨|(zhì)析出的形式。而濃硫酸、硝酸、酸

33、性高錳酸鉀溶液的氧化性很強(qiáng),能繼續(xù)氧化S單質(zhì),故方程式中應(yīng)將氧化產(chǎn)物寫成SO42-離子的形式。如無機(jī)化學(xué)中一個(gè)很有趣的實(shí)驗(yàn):FeCl3溶液與Na2S溶液反應(yīng) 2Fe3+S2-=2Fe2+S若S2-過量,生成的Fe2+還能與之結(jié)合成黑色的FeS沉淀 Fe2+S2-=FeS,此時(shí)試管中會產(chǎn)生兩種顏色的沉淀,整體會顯棕色,而試管里的溶液將變成無色透明而將在反應(yīng)后的試管中加入稀硝酸,沉淀會全部消失,而溶液的顏色又會變回黃色,此過程中發(fā)生的反應(yīng)有 FeS+3NO3-+4H+ =Fe3+SO42-+3NO+2H2O;S+2NO3-=SO42-+2NOII. 若不考慮較復(fù)雜的SO32,其它幾種還原性的離子的

34、還原性強(qiáng)弱順序?yàn)镮-Fe2+S2-Br-Cl-,這是一個(gè)相當(dāng)重要的式子,尤其適用于判斷氧化還原反應(yīng)發(fā)生的先后順序。如將氯氣通入FeI2溶液和FeBr2溶液,發(fā)生的反應(yīng)便是不一樣的,前者是I-先反應(yīng),即先發(fā)生反應(yīng)Cl2+I-=2Cl-+I2,后者則是Fe2+先反應(yīng),即先發(fā)生Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+。III. 而I-的還原性很強(qiáng),常溫下能與Cu2+反應(yīng),生成白色的CuI沉淀,這個(gè)反應(yīng)是定量測定Cu2+的重要方法 2Cu2+4I-=2CuI+I2;IV. 上面所列舉的還原性物質(zhì)都容易被空氣中的O2氧化,應(yīng)掌握它們與氧氣反應(yīng)的方程式。這幾條方程式并不好寫,可從離子方程式入手,先寫O2+

35、2H2O+4e=4OH-,然后與還原劑的電對反應(yīng)加合,如O2+4I-+2H2O=2I2+4OH- I-過量時(shí)生成的I2以I3-形式存在,不會繼續(xù)發(fā)生歧化反應(yīng)生成IO3-Fe2+被氧氣氧化 12Fe2+3O2+6H2O=4Fe3+4Fe(OH)3此方程式不太好寫,實(shí)際上第一步反應(yīng)為4Fe2+O2+2H2O=4Fe3+4OH-,但有反應(yīng)Fe3+3OH-=Fe(OH)3,將等號右邊進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整便可寫出此外課本上出現(xiàn)的將NaOH溶液滴入FeSO4溶液中制取Fe(OH)2的實(shí)驗(yàn)也是一個(gè)重要的考點(diǎn)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的問題有實(shí)驗(yàn)的操作:膠頭滴管伸入液面以下Fe(OH)2被氧化成Fe(OH)3的化學(xué)方程式4

36、Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象:有白色絮狀沉淀生成,立即轉(zhuǎn)變?yōu)榛揖G色,一會兒又轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色V. 非金屬元素的氫化物一般都有一定的還原性,它們發(fā)生反應(yīng)的情況與相應(yīng)的負(fù)價(jià)離子反應(yīng)的情況一般來說是一樣的,下面總結(jié)一些與氫化物的還原性有關(guān)的重要問題:不能用濃硫酸和NaBr、NaI來制取HBr和HI,因?yàn)闈饬蛩嵊袕?qiáng)氧化性,加熱狀態(tài)下會發(fā)生反應(yīng)2HBr(HI)+H2SO4=Br2(I2)+SO2+2H2O,實(shí)驗(yàn)室中可采用同樣是高沸點(diǎn)酸的濃磷酸。H2S與SO2的反應(yīng)2H2S+SO2=3S+2H2O是高中階段所學(xué)的唯一的SO2作氧化劑的反應(yīng),這個(gè)反應(yīng)在常溫下極易發(fā)生,因而H2S與

37、SO2是絕對不能共存的。 SiH4和PH3是同學(xué)們較為陌生的物質(zhì)。二者都極不穩(wěn)定,在空氣中能自燃,它們?nèi)紵姆匠淌綖?SiH4+2O2=SiO2+H2O,2PH3+4O2=P2O5+3H2O,燃燒時(shí)會出現(xiàn)大量的白煙(固體顆粒),而PH3便是墓地里“鬼火”的來源。在這里我們可以引入另外一種有強(qiáng)還原性、易自燃的氣體SiCl4,其燃燒方程式為 SiCl4+2O2=SiO2+4HCl,反應(yīng)的現(xiàn)象是“出現(xiàn)大量的白色煙霧(HCl氣體溶解產(chǎn)生的小液滴與SiO2固體的混合物)”。NH3并不是一種強(qiáng)還原劑,而高中階段里接觸過的NH3發(fā)生的還原反應(yīng)也并不多,最常見的便是催化氧化反應(yīng) 4NH3+5O2=4NO+6H

38、2O 反應(yīng)條件為“以鉑絲作催化劑,加熱”,此外,NH3能在純氧中燃燒,發(fā)生反應(yīng) 4NH3+3O2=2N2+6H2O,不過在高考化學(xué)推斷題中一般只考查前者,若無明顯提示不需要考慮后一個(gè)方程式。NH3還能發(fā)生的氧化還原反應(yīng)有2NH3+3Cl2=N2+6HCl,NH3過量時(shí)可寫作8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl,這個(gè)反應(yīng)的速率很快,常溫下會立即反應(yīng),NH3過量時(shí)觀察到的現(xiàn)象為“黃綠色褪去,產(chǎn)生大量白煙”2NH3+3CuO=3Cu+N2+3H2O,現(xiàn)象:黑色CuO固體變紅,將氣體通過濃硫酸后可收集N2同學(xué)們在高中階段會在一些“STS信息題”中接觸到肼N2H4,這是一種很強(qiáng)的還原劑,其氧化產(chǎn)物是無

39、污染的N2,適合做燃料和高效的還原劑。它的相對分子質(zhì)量32與O2相同,是一個(gè)很好的命題點(diǎn)。寫方程式時(shí)可以把N2H4中的N看成-2價(jià),如N2H4與H2O2溶液的反應(yīng) N2H4+2H2O2=N2+4H2O2溶液中的離子反應(yīng)高中無機(jī)化學(xué)的內(nèi)容里,溶液中的離子反應(yīng)的知識同樣占有十分重要的地位。根據(jù)教材所述,離子反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是“反應(yīng)總是向反應(yīng)物中某種離子的濃度減小的方向進(jìn)行”。因而溶液中發(fā)生離子反應(yīng)時(shí)必然伴隨著原來的一種離子的顯著變化,即生成難溶物質(zhì)、揮發(fā)性物質(zhì)、弱電解質(zhì),或伴隨氧化還原反應(yīng)的發(fā)生。實(shí)際上,復(fù)雜的溶液往往是一個(gè)“多重平衡”的體系,離子反應(yīng)的真正的本質(zhì)應(yīng)是溶液體系的平衡被打破,溶液里的電離平

40、衡、沉淀-溶解平衡、電化學(xué)平衡等發(fā)生移動的結(jié)果。下面將對溶液中的離子反應(yīng)的一些重點(diǎn)問題進(jìn)行簡要分析。(1)沉淀反應(yīng)沉淀反應(yīng)是離子反應(yīng)中最常見的一種反應(yīng)。反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是溶液中形成沉淀的離子打破了沉淀-溶解平衡,促使平衡向沉淀的方向移動,溶液中反應(yīng)物的離子濃度減小。對于沉淀反應(yīng),同學(xué)們應(yīng)注意下面幾個(gè)問題I. 沉淀歸納高中階段所接觸過的能在反應(yīng)中形成沉淀的難溶物、微溶物(未注明顏色的均為白色)單質(zhì):S(淡黃色)、Ag(形成銀色的銀鏡)難溶性堿(多形成絮狀沉淀):Cu(OH)2(藍(lán)色)、Fe(OH)3(紅褐色)、Fe(OH)2(不穩(wěn)定,在空氣中會被氧化)、Al(OH)3、Zn(OH)2、Mg(OH)2、

41、Ca(OH)2(微溶物)、AgOH(白色沉淀、不穩(wěn)定,分解成棕色Ag2O沉淀)易沉淀陽離子形成的鹽:銀鹽:AgCl、AgBr(淺黃色)、AgI(黃色)、Ag3PO4(黃色)、Ag2SO4(微溶);鉛鹽:PbCl2、PbSO4不易沉淀的陰離子形成的鹽:BaSO4、NaHCO3(從飽和溶液中析出)易沉淀的陰離子形成的鹽:碳酸鹽:CaCO3、BaCO3、MgCO3(微溶)、Ag2CO3、ZnCO3;亞硫酸鹽:CaSO3、BaSO3、ZnSO3;金屬硫化物:ZnS(白色),F(xiàn)eS、CuS、Cu2S、PbS、AgS(均為黑色),HgS(紅色);磷酸鹽:除鉀、鈉、銨鹽外均難溶,課本上接觸過Ca3(PO4)

42、2(重鈣);其它:CaF2、CaC2O4其它:Cu2O(紅色,醛與新制Cu(OH)2反應(yīng)得到)、H2SiO3、II. 沉淀的生成與溶解下面我們對高中無機(jī)化學(xué)中與沉淀有關(guān)的重要反應(yīng)和現(xiàn)象進(jìn)行一個(gè)簡單探討。一種物質(zhì)以沉淀的形式從溶液中析出有兩種方式:a. 溶液中的離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成難溶物,這是最常見的一種析出沉淀的方式;b. 溶質(zhì)從飽和溶液中析出,這種析出方式有兩種可能,一為溶解度的改變使溶質(zhì)結(jié)晶析出;或者是因?yàn)槎喾N溶質(zhì)共存時(shí),溶解度小者便會結(jié)晶析出。如著名的侯氏制堿法,其基本反應(yīng)原理為CO2+NH3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3,提取NaHCO3便利用了NaHCO3的溶解度比NH4Cl小

43、的特點(diǎn)。并不是反應(yīng)式中生成難溶物便代表該反應(yīng)是沉淀反應(yīng)。如水解反應(yīng)和生成膠體的反應(yīng)。這兩種反應(yīng)的基本原理是相同的,生成的難溶物微粒的直徑都比其距離小得多,不能構(gòu)成沉淀。高中階段接觸了一些使沉淀溶解的方法,這些方法可以大致歸為下面幾類:a. H+溶解適用于難溶的弱酸鹽或難溶性堿的沉淀,如CaCO3+2H+=Ca2+H2O+CO2Cu(OH)2+2H+=Cu2+2H2O但應(yīng)注意金屬硫化物的溶解較為特殊,如CuS既不溶于水也不溶于酸,于是有高中階段里的一個(gè)特殊方程式Cu2+H2S=Cu2+2H+,反應(yīng)出現(xiàn)了“弱酸制強(qiáng)酸”的現(xiàn)象。而FeS、ZnS能溶于酸,故有FeS(ZnS)+2H+=Fe2+(Zn2

44、+)+H2Sb. OH-溶解高中階段里能溶于堿的沉淀除了耳熟能詳?shù)摹癆l系列”之外,還有“Si系列(Si、SiO2、H2SiO3)”“P系列(P、P2O5)”以及S單質(zhì)。Si單質(zhì)生成SiO32-并放出H2,而S、P溶于熱的堿液會發(fā)生歧化反應(yīng);而酸性氧化物SiO2、P2O5以及弱酸H2SiO3便無須多說,下面是一些應(yīng)注意的方程式:Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O SiO2+2OH-=SiO32-+H2OAl(OH)3+OH-=AlO2-+H2O 注意AlCl3溶液與NaOH溶液反應(yīng)的相關(guān)問題,NaOH過量時(shí),反應(yīng)的總式為Al3+4OH-=AlO2-+2H2O,因此應(yīng)注意n(AlCl3)

45、)/n(NaOH)=1:3和1:4的兩個(gè)臨界3S+6OH-=2S2-+SO32-+3H2O 需在熱的堿液中進(jìn)行,是除去容器壁殘留的硫固體的方法之一,另一種方法是使用CS2溶解c. 氧化還原反應(yīng)溶解這是對付不溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的沉淀的最好方法。最常用的除沉淀試劑是硝酸,因?yàn)橄跛岜旧碛泻軓?qiáng)的氧化性,且自身轉(zhuǎn)化為氣體、幾乎不會與任何陽離子結(jié)合成新的沉淀的NO3-和H2O,操作上十分便捷。(一般不用濃硫酸,因?yàn)闈饬蛩岬姆磻?yīng)大多需要加熱,且副反應(yīng)多,操作不便)硝酸可以溶解Cu、Hg、Ag等不活潑金屬和絕大多數(shù)金屬硫化物沉淀。而將濃鹽酸與濃硝酸按3:1比例可配制成王水,可以溶解Pt、Au等極不活潑的金屬和Hg

46、S等極難溶的硫化物沉淀。(王水中濃鹽酸是“配位劑”,有助于金屬離子形成配離子迅速脫離溶液體系,硝酸才是真正的氧化劑)硝酸溶解的一個(gè)典型應(yīng)用便是用稀硝酸除去“銀鏡”3Ag+4H+NO3-=3Ag+NO+2H2O不溶于稀硫酸的CuS也可用稀硝酸除去 3CuS+8NO3-+8H+=3Cu2+3SO42-+8NO+4H2Od. 配合反應(yīng)溶解在無機(jī)化學(xué)中,利用配合反應(yīng)是溶解難溶物的重要且十分有效方法。高中階段里只接觸過一個(gè)實(shí)例:配制銀氨溶液中AgOH+2NH3=Ag(NH3)2+OH-這里歸納一些銀氨溶液的注意事項(xiàng):配制銀氨溶液過程中必須將氨水滴入硝酸銀溶液中,直至最初生成的沉淀恰好完全溶解,NH3不能過量,否則無法進(jìn)行判斷;銀氨溶液必須現(xiàn)配先用,且用完后一定要及時(shí)處理!處理辦法是用鹽酸將Ag+沉淀出來,

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