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高中无机反应类比失误的教训

来源:未知作者:汤芹 点击:所属专题: 信息题 类比
1.金属铁投入硫酸铜溶液发生置换反应有铜析出:Fe+CuSO 4 ===Cu+FeSO 4 类比失误:金属钠投入硫酸铜溶液发生置换反应有铜析出:2Na+CuSO 4 ===Cu+Na 2 SO 4 失误原因: Cu 2+ 的氧化性强于H + ,但Cu 2+ 与金属钠的反应速率远小于水与金属钠的反应速率,故金属钠投入硫酸铜

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 1.金属铁投入硫酸铜溶液发生置换反应有铜析出:Fe+CuSO4===Cu+FeSO4

    类比失误:金属钠投入硫酸铜溶液发生置换反应有铜析出:2Na+CuSO4===Cu+Na2SO4

   失误原因:Cu2+的氧化性强于H+,但Cu2+与金属钠的反应速率远小于水与金属钠的反应速率,故金属钠投入硫酸铜溶液中,首先与水发生置换反应,然后生成的NaOH在与硫酸铜发生复分解反应。即:

2Na+2H2O+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑。

   感悟:金属钠投入到可溶性盐溶液中,总是先与水发生置换反应,然后生成的NaOH再与盐溶液发生复分解反应。

   思考:足量的金属钠投入硫酸铝溶液中可能发生的离子反应是什么?

    2.将二氧化碳气体通入过氧化钠中:2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2

    类比失误:将二氧化硫气体通入过氧化钠中:2Na2O2+2SO2===2Na2SO3+O2

   失误原因:过氧化钠的强氧化性可将还原性气体SO2氧化生成Na2SO4。即:Na2O2+2SO2===Na2SO4

   3.铁在氯气中燃烧:2Fe+3Cl2高中无机反应类比失误的教训2FeCl3

     类比失误:铁与碘混合加热反应:2Fe+3I2高中无机反应类比失误的教训2FeI3

   失误原因:碘单质的氧化性比氯气弱,只能使铁失去最外层的2个电子,生成碘化亚铁(FeI2)。即:Fe+I2高中无机反应类比失误的教训FeI2

    4.氯气与水的反应:Cl2+H2O===HCl+HClO

    类比失误:氟气与水的反应:F2+H2O===HF+HFO

   失误原因:氟气的氧化性比氯气和氧气都强,可以置换出水中的氧,生成氧气和氟化氢。即:2F2+2H2O===4HF+O2

   感悟:氯气能跟溴化钠、碘化钾等溶液反应置换出溴、碘,但氟气不能跟氯化钠溶液反应置换出氯气。

  思考:将氟气通入熔融的食盐中发生什么反应?

   5.少量二氧化碳气体通入到漂白粉溶液中: Ca2++2ClO+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO

   类比失误:少量二氧化硫气体通入到漂白粉溶液中:

Ca2++2ClO+SO2+H2O===CaSO3↓+2HClO

   失误原因:ClO离子具有强氧化性可将还原性气体SO2氧化生成CaSO4。即:Ca(ClO)2+SO2+H2O═CaSO4+HCl+HClO。

   6.向Fe(OH)3中加入盐酸:Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O

   类比失误:向Fe(OH)3中氢碘酸加入:Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O

   失误原因:氢碘酸的还原性比盐酸强,I离子会被氧化性较强的Fe3+离子氧化生成I2。即:

2Fe(OH)3+6H++2I===2Fe3++I2+3H2O。

   7.向中稀硫酸加入FeO:FeO+2H+===Fe2++H2O

   类比失误:向稀硝酸中加入FeO:FeO+2H+===Fe2++H2O

   失误原因:稀硫酸没有强氧化性,而稀硝酸具有强氧化性,可将Fe2+离子氧化生成Fe3+离子。即:3FeO+10H++NO3===3Fe3++NO↑+5H2O。

   感悟:在强氧化性的浓硝酸、稀硝酸中,具有较强还原性的物质(如含Fe2+、S2、SO32等离子的化合物)均要被氧化,浓、稀硝酸分别被还原为NO2、NO;在还原性较强的氢碘酸中,具有较强氧化性的物质(如含Fe3+、ClO、NO3等离子的化合物)均要被还原,氢碘酸被氧化为I2

   思考:实验室中利用稀硫酸、稀盐酸分别和硫化亚铁反应可制备硫化氢气体,如果改为稀硝酸和硫化亚铁反应制备,行吗?为什么?

   8.在Ca(HCO3)2溶液中加入过量的Ca(OH)2溶液:

Ca(HCO3)2+Ca(OH)2===2CaCO3↓+2H2O

  类比失误:在Mg(HCO3)2溶液中加入过量的Ca(OH)2溶液:

Mg(HCO3)2+Ca(OH)2===MgCO3↓+CaCO3↓+2H2O

  失误原因:Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的溶解度小得多,生成的沉淀应是Mg(OH)2而不是MgCO3。即:

Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2===Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O

   9.镁在二氧化碳中燃烧:2Mg+CO2高中无机反应类比失误的教训2MgO+C

   类比失误:镁在二氧化硫中燃烧:2Mg+SO2高中无机反应类比失误的教训2MgO+S

    失误原因:碳化学性质很稳定,镁和碳不反应;而镁与非金属性较强的硫很容易化合生成硫化镁。即:3Mg+O2高中无机反应类比失误的教训2MgO+MgS

   10.实验室中利用稀硫酸、稀盐酸分别与锌反应制取氢气:

Zn+2H+===Zn2++H2

   类比失误:实验室中利用稀硝酸与锌反应制取氢气:Zn+2H+===Zn2++H2

   失误原因:具有强氧化性的稀硝酸与金属反应一般不生成氢气。即:

3Zn+8H++2NO3===3Zn2++2NO↑+4H2O

   11.氯化铵受热分解:NH4Cl高中无机反应类比失误的教训NH3↑+HCl↑

    类比失误:碘化铵受热分解:NH4I高中无机反应类比失误的教训NH3↑+HI↑

   失误原因:碘化氢具有不稳定性,受热极易分解生成氢气和碘单质。

即:2NH4I高中无机反应类比失误的教训2NH3↑+H2↑+I2

   12.铜片可溶于足量的浓硝酸中:Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

  类比失误:铁片可溶于足量的浓硝酸中:

Fe+6HNO3(浓)===Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O

  失误原因:常温下,铁在浓硝酸中发生钝化,不会被溶解。加热可以反应。

  13.电解熔融氯化镁制取镁:MgCl2(熔融)高中无机反应类比失误的教训Mg+Cl2

   类比失误:电解熔融氯化铝制取铝:2AlCl3(熔融)高中无机反应类比失误的教训2Al+3Cl2

  失误原因:氯化铝是共价化合物,熔融状态下不发生电离,不导电,则不发生电解反应。要采取电解熔融氧化铝的方法制取铝。

   14.分别向氯化钠、溴化钠、碘化钠溶液中滴入硝酸银溶液:

    Ag++Cl===AgCl↓,Ag++Br===AgBr↓,Ag++I===AgI↓

   类比失误:Ag++F===AgF↓

   失误原因:氟化银可溶于水,不能发生离子反应生成沉淀。

   15.将氯化铝溶液与硫化钠溶液混合:

2Al3++3S2+6H2O ===2Al(OH)3↓+3H2S↑

   类比失误:将氯化铁溶液与硫化钠溶液混合:

2Fe3++3S2+6H2O ===2Fe(OH)3↓+3H2S↑

   失误原因:具有强还原性的S2离子会被氧化性较强的Fe3+离子氧化生成S单质,不发生互相促进水解反应。即:2Fe3++S2===2Fe2++S↓

   16.过量的二氧化碳通入烧碱溶液中:CO2+NaOH=== NaHCO3

   类比失误:过量的二氧化硅加入烧碱溶液中:SiO2+NaOH=== NaHSiO3

   失误原因:SiO2和NaOH溶液反应不会产生酸式盐。

  17.Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2:Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO

  类比失误:NaClO溶液中通入少量CO2:2NaClO+CO2+H2O===Na2CO3+2HClO

   失误原因:H2CO3高中无机反应类比失误的教训电离常数:K1=4.30×l07,K2=5.61×1011;HClO电离常数:K=2.95×108;酸性强弱:碳酸﹥次氯酸﹥碳酸氢钠,强者先反应,所以生成NaHCO3。或者理解为:三种盐溶液的碱性强弱:Na2CO3﹥NaClO﹥NaHCO3,而NaClO又是过量,所以反应就不可能生成Na2CO3,只可能生成NaHCO3。即:NaClO+CO2+H2O===NaHCO3+HClO。但Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2,由于生成CaCO3是难溶盐,所以反应能进行。

   18.将少量Cl2通入FeBr2溶液中:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl

   类比失误:将少量Cl2通入FeI2溶液中:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl

   失误原因:当少量氧化剂与多种还原剂反应时,还原性强的微粒先反应,因为还原性强弱:I﹥Fe2+﹥Br,将少量Cl2通入FeI2溶液中,发生的离子反应是:Cl2+2I===2Cl+I2

   感悟:类比思维可以帮助我们认识同一类的化学反应,进而通过模仿和创新来解决有关化学反应的问题。但类比思维时,若不重视反应规律中的特殊情况,必然导致类比失误,要引以为戒。因此,进行类比思维时要特别注意物质特性(如强氧化性、强还原性、难溶性、不稳定性等)的干扰,认真分析比较,以防错误类比的现象发生。

(责任编辑:化学自习室)
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