中学常见“异常”反应的分类_还原性论文

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一、氧化还原引起的“反常”反应

1.活泼的非金属可置换不活泼的非金属,但有反应:2KClO[,3]+I[,2]Cl[,2]↑+2KIO[,3]。原因是KClO[,3]有较强的氧化性,I[,2]有还原性,KClO[,3]可将I[,2]氧化。类似的有2HClO[,3]+I[,2]2HIO[,3]+Cl[,2]↑,2HBrO[,3]+I[,2]2HIO[,3]+Br[,2]等。通常所说的活泼非金属置换不活泼的非金属,是指活泼的非金属单质与不活泼的非金属的低价化合物发生置换。

2.不活泼的金属一般不与活泼金属的盐反应,但Cu与FeCl[,3]溶液可反应:Cu+2FeCl[,3]CuCl[,2]+2FeCl[,2]。原因是Fe[3+]氧化性比Cu[2+]强,Fe[3+]可将Cu氧化成Cu[2+],自身被还原成Fe[2+]。

3.金属活动性顺序表中位于H以后的金属一般不与酸反应,但Cu与浓H[,2]SO[,4]可在加热条件下反应:Cu+2H[,2]SO[,4](浓)CuSO[,4]+SO[,2]↑+2H[,2]O;Ag与浓HNO[,3]可反应:Ag+2HNO[,3](浓)Ag-NO[,3]+NO[,2]↑+H[,2]O。原因是强氧化性的酸可将金属活动性顺序表中位于H以后的金属(Pt、Au除外)氧化。

4.活泼金属与酸反应一般发生置换反应生成盐和H[,2],但Fe与浓HNO[,3]在加热条件下的反应为:Fe+6HNO[,3](浓,足量)Fe(NO[,3])[,3]+3NO[,2]↑+3H[,2]O。原因是在该反应中,氧化金属的是强氧化性酸的酸根离子而非H[+]。活泼金属与非氧化性的酸反应一般生成盐和H[,2],与氧化性的酸(如浓H[,2]SO[,4]、硝酸等)反应不置换出H[,2]。

5.盐与盐反应一般生成两种新的盐,但是:Fe[,2](SO[,4])[,3]+Na[,2]SNa[,2]SO[,4]+S↓+2FeSO[,4]。这是因为Fe[3+]具有氧化性,S[2-]具有强还原性,两者发生氧化还原反应。

6.一般是强酸制弱酸,酸性:H[,2]SO[,4]>H[,2]SO[,3],HBr>H[,2]SO[,3],但有反应:H[,2]SO[,3]+Br[,2]+H[,2]OH[,2]SO[,4]+2HBr。原因是Br[,2]有较强的氧化性,H[,2]SO[,3]有较强的还原性,Br[,2]将H[,2]SO[,3]氧化。强酸制弱酸只适用于非氧化还原反应。

7.酸与碱一般发生中和反应,但是:3Fe-(OH)[,2]+10HNO[,3]3Fe(NO[,3])[,3]+NO↑+8H[,2]O。这是因为HNO[,3]具有强氧化性,Fe(OH)[,2]具有强还原性,两者发生氧化还原反应。

8.酸与盐一般发生复分解反应生成新的酸和盐,但是:H[,2]S+2FeCl[,3]2FeCl[,2]+2HCl+S↓。这是因为H[,2]S具有强还原性,FeCl[,3]具有氧化性,两者发生氧化还原反应。

9.酸性氧化物一般不与酸反应,但是:SO[,2]+2HNO[,3]2NO[,2]↑+H[,2]SO[,4]。这是因为SO[,2]具有较强的还原性,HNO[,3]具有强氧化性,两者发生氧化还原反应。具有还原性的酸性氧化物可与具有氧化性的酸发生氧化还原反应。同理,具有氧化性的酸性氧化物可与具有还原性的酸发生氧化还原反应,如SO[,2]+2H[,2]S3S↓+2H[,2]O,NO[,2]+H[,2]SO[,3]H[,2]SO[,4]+NO↑(NO[,2]可看做HNO[,3]与HNO[,2]的混合酸酐)。

10.Cu、Ag一般不与非氧化性的酸反应,但是:Cu+H[,2]S(aq)CuS↓+H[,2]↑,2Ag+H[,2]S(aq)Ag[,2]S↓+H[,2]↑。原因是生成的CuS、Ag[,2]S沉淀难溶,生成CuS、Ag[,2]S时使得Cu、Ag的还原性增强。

11.在如下两个反应中:3Cu+8HNO[,3](稀)3Cu(NO[,3])[,2]+2NO↑+4H[,2]O,Cu+4HNO[,3](浓)Cu(NO[,3])[,2]+2NO[,2]↑+2H[,2]O,稀硝酸中的氮元素被还原成+2价,而浓硝酸中的氮元素只被还原成+4价。原因是硝酸的氧化性强弱是指其氧化其他元素的能力大小,而不是指自身被还原的程度,即不能以硝酸中氮元素的原子得电子的多少来衡量其氧化性强弱。

二、平衡移动引起的“反常”反应

1.生成气体或挥发性的物质

(1)酸性:H[,2]CO[,3]>H[,2]SiO[,3],但有反应:SiO[,2]+Na[,2]CO[,3](固体)Na[,2]SiO[,3]+CO[,2]↑,SiO[,2]+CaCO[,3](固体)CaSiO[,3]+CO[,2]↑。原因是生成的CO[,2]气体离开反应体系,使反应向右进行。强酸制弱酸的规律适用于水溶液中进行的复分解反应。

(2)酸性:HCl>H[,3]PO[,4],但是:H[,3]PO[,4](浓)+NaClNaH[,2]PO[,4]+HCl↑。原因是加热促使了HCl的挥发,而H[,3]PO[,4]难挥发,反应向右进行。该反应属于难挥发性的酸制易挥发性的酸。

(3)活泼性:K>Na,但是:Na+KCl(熔融)NaCl+K↑(工业上将钠与氯化钾共熔制钾的反应)。原因是钾的沸点(758℃)比钠的沸点(883℃)低,生成的钾为蒸气脱离反应体系,使反应有效地向右进行。与此类似的有:

附图

(4)还原性:Fe>H[,2],但是:Fe[,3]O[,4]+4H[,2]3Fe+4H[,2]O(g)。原因是该反应为可逆反应,生成的水蒸气被排出可使平衡不断向右移动。类似的有:还原性为Si>C,但2C+SiO[,2]Si+2CO↑;Si+4HFSiF[,4]↑+2H[,2]↑(与反应2H[,2]+SiCl[,4]Si+4HCl相反)。

2.生成沉淀

(1)一般是强酸制弱酸,酸性:HCl>H[,2]S,但是:H[,2]S+CuCl[,2]CuS↓+2HCl。原因是生成的CuS既不溶于水,也不溶于酸。与CuS类似的有Ag[,2]S、HgS、PbS等。

(2)难溶性的盐与碱一般不反应,而有反应:MgCO[,3]+2NaOHMg(OH)[,2]↓+Na[,2]CO[,3]。原因是Mg(OH)[,2]比MgCO[,3]更难溶,反应向着生成更难溶的物质方向进行。

3.生成难电离的物质

(1)盐与盐反应一般有沉淀生成,而有反应:FeCl[,3]+2KSCNFe(SCN)[,3]+3KCl,Pb(NO[,3])[,2]+2CH[,3]COONa(CH[,3]COO)[,2]Pb+2NaNO[,3]。原因是生成的Fe(SCN)[,3]、(CH[,3]COO)[,2]Pb难电离。

(2)碱与碱一般不反应,而有反应:AgOH+2NH[,3]·H[,2]O[Ag(NH[,3])[,2]]OH+2H[,2]O,Cu(OH)[,2]+4NH[,3]·H[,2]O[Cu(NH[,3])[,4]](OH)[,2]+4H[,2]O。原因是发生了络合反应,生成了难电离的络合物。

4.水解反应

(1)难溶性的碱与盐一般不反应,而有反应:Mg(OH)[,2]+2NH[,4]ClMgCl[,2]+2NH[,3]·H[,2]O。原因是NH[,4]Cl因水解而使水溶液显酸性。

(2)难溶性的盐与盐一般不反应,而有反应:2FeCl[,3]+3CaCO[,3]+3H[,2]O3CaCl[,2]+2Fe(OH)[,3]↓+3CO[,2]↑。原因是FeCl[,3]与CaCO[,3]发生相互促进的水解,且生成沉淀和气体,水解反应进行完全。

(3)活泼金属一般可与不活泼金属的盐溶液发生置换反应,但Mg与FeCl[,3]溶液的反应为:3Mg+2FeCl[,3]+6H[,2]O3MgCl[,2]+2Fe(OH)[,3]↓+3H[,2]↑。原因是强酸弱碱盐水解后使溶液显酸性,活泼金属与H[+]反应生成H[,2]。

(4)盐与盐反应一般生成两种新的盐,但是:Al[,2](SO[,4])[,3]+6NaHCO[,3]2Al(OH)[,3]↓+6CO[,2]↑+3Na[,2]SO[,4],这是因为两种盐发生了双水解反应。

三、特殊性质引起的“反常”反应

1.活泼性

(1)活泼非金属单质一般可把不活泼非金属元素从它的无氧酸盐的水溶液中置换出来,而氟除外。如F[,2]不能从KCl溶液中将氯置换出来。原因是F[,2]与水充分接触,优先发生反应:2F[,2]+2H[,2]O4HF+O[,2]。若将F[,2]通入熔融状态的氯、溴、碘的盐中,可发生置换反应:F[,2]+2NaBr(熔融)2NaF+Br[,2]。

(2)活泼金属一般可把不活泼金属元素从它的盐的水溶液中置换出来,而碱金属及Ca、Ba等特别活泼的金属除外。如钠与硫酸铜溶液的反应为:2Na+2H[,2]O2NaOH+H[,2]↑,CuSO[,4]+2NaOHCu(OH)[,2]↓+Na[,2]SO[,4]。原因是金属阳离子在水溶液中一般是以水合离子形式存在,钠接触的是水分子,而不是金属阳离子,故钠与水直接反应。

2.两性

(1)碱与碱一般不反应,但是:Al(OH)[,3]+NaOHNaAlO[,2]+2H[,2]O。原因是Al(OH)[,3]在水溶液中存在两种电离方式:H[+]+AlO[,2][-]+H[,2]OAl(OH)[,3]Al[3+]+3OH[-]。当加碱时,使上述平衡向左移动。

(2)金属单质一般与酸可反应,与碱不反应,但Al既能与酸反应,又能与碱反应,即2Al+2H[,2]O+2NaOH2NaAlO[,2]+3H[,2]↑。原因是该反应的实质为:2Al+6H[,2]O2Al(OH)[,3]↓+3H[,2]↑,Al(OH)[,3]+NaOHNaAlO[,2]+2H[,2]O,可见NaOH起了溶解Al(OH)[,3]的作用,Al与碱的作用是Al的金属性和Al(OH)[,3]两性的共同表现。

(3)非氧化性的酸与非还原性的酸一般不反应,但是:HCl+HOOC-CH[,2]NH[,2]→HOOC-CH[,2]NH[,3]Cl。原因是氨基酸结构中的羧基—COOH能电离出H[+],氨基—NH[,2]能结合H[+],氨基酸有两性。

3.酸性

(1)酸与盐发生复分解反应一般生成新的酸和新的盐,而反应:4H[,3]PO[,4]+Ca[,3](PO[,4])[,2]3Ca(H[,2]PO[,4])[,2](化合反应),2H[,2]SO[,4]+Ca[,3](PO[,4])[,2]Ca(H[,2]PO[,4])[,2]+2CaSO[,4](生成两种新的盐)。这是因为多元酸的正盐可与酸反应生成酸式盐。

(2)盐与盐反应一般生成两种新的盐,而有反应:NaHSO[,4]+NaClHCl↑+Na[,2]SO[,4](生成酸和新的盐)。原因是NaHSO[,4]具有强酸的性质,而盐酸是挥发性的酸。该反应的实质为难挥发性的酸制易挥发性的酸。

4.其他

(1)非金属氧化物与冷水、热水反应一般只是速率不同。但是:P[,2]O[,5]与冷水、热水反应的产物不同:P[,2]O[,5]+3H[,2]O(热)2H[,3]PO[,4],P[,2]O[,5]+H[,2]O(冷)2HPO[,3]。

(2)汞、银的化学性质不活泼,常温下的性质较稳定。但是:汞、银在常温下可与硫反应,即S+HgHgS(用于除去洒落的汞珠),S+2AgAg[,2]S(久置的银器变黑)。

(3)具有脱水性的酸性氧化物与酸反应,如3H[,2]SO[,4](浓)+P[,2]O[,5]2H[,3]PO[,4]+3SO[,3]↑,6HNO[,3](无水)+P[,2]O[,5]3N[,2]O[,5]+2H[,3]PO[,4]。

(4)SO[,3]与H[,2]SO[,4]反应形成发烟硫酸:H[,2]SO[,4](浓)+nSO[,3]H[,2]SO[,4]·nSO[,3]。

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