—— 一道习题的启发
宁夏 梁晓龙
题目 置换、化合、复分解反应是三种基本反应类型,而H2O在各种化学反应中扮演不同的“角色”。下面围绕水的各个反应全部来自现行教材。下列问题所涉及的答案可能有多种,只需答出一种情况即可:
(1)H2O作反应物的置换反应:
① (填化学式)和H2O能在加热或高温条件下进行;
②产生O2的反应,其化学方程式: 。
(2)水解反应:
气体产物可用于焊接金属,其化学方程式: 。
(3)化合反应:
①有碱金属元素参与的三物质化合,无电子得失。其化学方程式: 。 ②由电子得失且三物质参与反应的化学反应,其固态产物的颜色是: 。 解析(1)在加热或高温条件下能和H2O反应的置换反应只有:
C+H2OCO+H2 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
(2)与水反应生成的气体可用于焊接金属,此反应是:
CaC2+2H2OCa(OH)2 +C2H2↑
(3)三种反应物的化合反应有:
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
4NO +3O2+2H2O
4NO2+ O2+2H2O 4HNO3 4HNO3
Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3
其中无电子得失的为:Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3
有电子得失且产物为固态的是:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
答案 (1)①C(或Fe) ②2F2+2H2O
(2)CaC2+2H2OCa(OH)2 +C2H2↑ 4HF+O2
(3) ① Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 ②红褐色
点评 本题围绕有水参加的反应进行命题,有效的考查了学生对化学反应的灵活应用能力,同时本题又教给我们学习化学反应的一个方法,即归纳总结,善于联想。按本题思路,现将中学化学中的常见反应分类归纳如下,期望能对同学们解决物质推断问题有所帮助。
联想一 常见的置换反应
Fe+CuSO4
Na+KCl
2H2S+O2
Mg+2HCl
2Na+2H2O
2Mg+CO2
3Fe+4H2O(g)
H2+CuO
C+FeO
2F2+2H2O
2C+SiO2
2Al+Fe2O3
C+H2O
2H2+SiCl4
3H2+Fe2O3
2Al+6HCl
2H2+SiCl4
H2S+Cl2
3Cl2+8NH3
4NH3+3O2
Mg+2HCl
2Al+6HCl △ FeSO4+Cu NaCl+K 2S+2H2O MgCl2+H2 ↑ 2NaOH+H2↑ 2MgO+C Fe3O4+4H2 2O Fe+CO 4HF+O2 Si+2CO Al2O3+2Fe CO+H2 Si+4HCl 2Fe+3H2O 2AlCl3+3H2 ↑ Si+4HCl S+2HCl 6NH4Cl+N2 2N2+6H2O MgCl2+H2 ↑ 2AlCl3+3H2 ↑
联想二 有水参加的反应
2H2O电解
2H2↑+O2↑ CO2+H2 2NaOH+H2↑ CO+H2O(g)2Na+2H2O
3Fe+4H2O(g)
2F2+2H2OFe3O4+4H2 4HF+O2 Cl2+SO2 +2H2O=H2SO4 +2HCl
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑ Cl2+H2O=HCl+HClO
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ SO3+H2O=H2SO4
3NO2+H2O=2HNO3+NO N2O5+H2O=2HNO3
P2O5+H2O(冷)=2HPO3 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
P2O5+3H2O(热)=2H3PO4 +H2O=2NaOH
SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3 C+H2
O(g) CO+H2
CO2+C6H5ONa+H2O=C6H5OH+NaHCO3 联想三 “三合一”特点的化合反应
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 4NO +3O2+2H2O
4NO2+ O2+2H2O 4HNO3 4HNO3 Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3
联想四 “一分三”特点的分解反应
NH4HCO3=NH3+H2O+CO2
2KMnO4 △ K2MnO4+MnO2+O2↑
2CO3+H2O+CO2↑
2NaHCO3
4HNO3 △ 4NO2↑+ O2↑+2H2O
联想五 有O2生成的反应
2H2O电解
2H2↑+O2↑
2KMnO4
2H2
O2 △ K2MnO4+MnO2+O2↑ 2H2O + O2↑
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
4HNO3
2H2
O2 4NO2↑+ O2↑+2H2O 2H2O + O2↑
联想六 条件为“催化剂和加热”的反应 N2+3H2催化剂 高温高压 2NH3
5N2 + 6H2O
6NO + 4NH3催化剂
△
联想七 有MnO2
参与的反应
2H2O2 2H2O + O2↑
△
4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2+2H2O
联想八 条件为“高温”的反应 SiO2+CaO高温
CaSiO3
SiO2+Na2CO3 SiO2+CaCO32Al+Fe2O3 高温 Na2SiO3+CO2↑ CaSiO3+CO2↑ 高温 高温 Al2O3+2Fe
2Al2O3+3Mn
Fe3O4+4H2 4Al+3MnO23Fe+4H2O(g)
CaCO3 高温 高温 高温 CaO+CO2↑
2Fe2O3+8SO2
B+H2↑特点的反应 4FeS2+11O2联想九 符合A+H2OCO+H2O(g)
2Na+2H2OCO2+H2 2NaOH+H2↑
3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
CO+H2
C+D+H2O特点的反应 C+H2O(g)
联想十 符合A+B
S+6HNO3(浓)=H2SO4+6NO2↑+2H2O Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 3S+6NaOH △
2Na2S+Na2SO3+3H2O
△
4HCl(浓)+MnO2
2H2SO4(浓)+Cu
4HNO3(浓)+CMnCl2+Cl2+2H2O △ CuSO4+SO2↑+2H2O △
CO2↑+4NO2↑+2H2O
4HNO3+Fe=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O AlCl3 + 4NaOH = NaAlO2 + 3NaCl +2H2O 联想十一 无机化工中的主要反应 CaCO3高温 CaO+CO2↑
电解
高温
2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑+ Cl2↑ SiO2+Na2CO3SiO2+CaCO3Na2SiO3+CO2↑ 高温 CaSiO3+CO2↑ NH3+NaCl+H2O+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl
4FeS2+11O2 高温 2Fe2O3+8SO2
联想十二 条件为“光照”的反应 2HClO2HCl+O2↑
4HNO3
H2 + Cl2
2AgX
4NO2↑+ O2↑+2H2O 2HCl 2Ag+X2(X为除F外的卤素)
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院人数 7-13 7 7-14 15 7-15 25 7-16 32 7-17 43 7-18 54 7-19 62 7-20 70 7-21 77 7-22 81 7-23 96 7-24 101 7-25 102 7-26 98 7-27 96 7-28
97 7-29 93 7-30 90 7-31 93 8-1 97 8-2 91 8-3 96 8-4 96 8-5 96 8-6 101 8-7 108 8-8 101 8-9 85 8-10 84 8-11 84 8-12 89 8-13 96 8-14 93 8-15 94 8-16 87 8-17 89 8-18 97 8-19 92 8-20 86 8-21 84 8-22 78 8-23 62 8-24 51 8-25 49 8-26 49 8-27 44 8-28 32 8-29 26 8-30 12 8-31 10 9-1 10 9-2 10 9-3 10 9-4 9 9-5 4 9-6 0 9-7 0 9-8 0 9-9 0 9-10 0 9-11 0
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