复杂化学方程式的书写举隅
宏观看现象,微观想结构,用符号表征,这是化学学习的基本方式。化学方程式是重要的化学符号,他是联系宏观与微观的桥梁,准确书写化学方程式是中学化学教学的主要任务之一,他也是高考考查的热点,现将教学中一些复杂、新颖方程式的书写归类说明。
点评 某一体系若发生多个反应,应考虑优先发生的反应,再根据过量反应续写后步反应,最后加和得到总方程式,这是一种常用化难为易的技巧,很多学生对此掌握不好。常见具有先后顺序的反应:一种氧化剂和多种还原剂的反应(如Cl2和Fe2+、Br-、I-混合体系反应)、一种还原剂和多种氧化剂的反应(如Fe和Fe3+、Cl
2、Cu2+混合体系反应)、一种强酸和多种弱酸根反应(如H+和OH-、CO2-
3、AlO-2混合体系反应)、一种强碱和多种阳离子反应(如OH-和NพH+
4、H+、Al3+混合体系反应),它们遵循“强者优先反应”的规律。
二、因果反应类型
例2 有下列实验:
分析 ①实验说明H2O2与Cu不发生氧化还原反应,②说明Cu2+是H2O2分解的催化剂,③说明H2O2在酸性环境中氧化Cu生成了Cu2+,溶液显蓝色、Cu2+催化H2O2分解生成O2。本实验中产生气泡现象很剧烈,而溶液变蓝很缓慢,这极易让人产生Cu氧化H2 ☺O2的假象,在①②实验的对比下我们得出结论:H2O2先氧化Cu生成Cu2+,接着发生Cu2+催化H2O2分解反应,二者具有因果关系,反应方程式分别为:
H2O2+2H++CuCu2++2H2O
2H2O2Cu2+2H2O+O2
点评 影响物质的性质(氧化性、还原性)因素有浓度、温度和溶液的酸碱性:如浓硝酸的氧化性比稀硝酸的氧化性强、MnO-4在酸性中氧化性最强、浓硫酸在加热时可以氧化铜等,本题中加入的稀硫酸提高了H2O2的氧化性,从而氧化了Cu,产物Cu2+是过氧化氢分解的高效催化剂,这些因果关联的作用导致上述现象的发生。学生容易形成定势思维,总认为一个实验现象仅仅对应一个方程式,其实一个实验现象背后往往发生多个反应,我们一般只写出了主要的反应方程式。
三、竞争反应类型
例3 将FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合,有白色沉淀生成,写出离子反应方程式。
分析 若白色沉淀是Fe(OH)2,它在空气中不能稳定存在,将被氧化成Fe(OH)3,颜色由白色迅速变成灰绿 ϡ色、最终变成红褐色,故白色沉淀只能是FeCO3,离子方程式为Fe2++2HCO-3FeCO3↓+CO2↑+H2O”(配平技术:根据电荷守恒,HCO-3的系数是2,根据元素守恒判断还生成了H2CO3)。
四、可逆反应类型
例4 一定条件下,气体甲(CO2)与固体(CaO、FeO)中的某种成分可能发生氧化还原反应,写出一个可能的化学反应方程式
________________________________________,并设计实验方案验证该反应的产物。
分析 CO2中碳显+4价,有氧化性,FeO中铁显+2价,有还原性,二者可以发生氧化还原反应:+4价的碳可以被还原成CO、C,+2价的铁可以被氧化成Fe2O
3、Fe3O4,如2FeO+CO2△Fe2O3+CO,设计的实验方案只要检验相应的♚产物即可:ฝ取样品于试管中,加盐酸溶解,再加KSCN溶液,若显红色,则证明产物中有Fe2O3;将生成的气体点燃后通入澄清石灰水,若变浑浊,证明有CO。
Fe2O3+CO△2FeO+CO2
FeO+CO△Fe+CO2
五、多物质放电类型
(2)Ⅰ中,Fe2+产生的原因可能是Cl-在阳极放电,生成的Cl2将Fe2+氧化。写出有关反应的方程式________________________________。