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今天化學姐給大家整理了高中化學中不可類比的18個無機反應。
1.金屬鐵投入硫酸銅溶液發生置換反應有銅析出:
Fe+CuSO4==Cu+FeSO4
類比失誤:金屬鈉投入硫酸銅溶液發生置換反應有銅析出:2Na+CuSO4==Cu+Na2SO4
失誤原因:Cu2+的氧化性強於H+,但Cu2+與金屬鈉的反應速率遠小於水與金屬鈉的反應速率,故金屬鈉投入硫酸銅溶液中,首先與水發生置換反應,然後生成的NaOH在與硫酸銅發生複分解反應。即:
2Na+2H2O+CuSO4==Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑。
感悟:金屬鈉投入到可溶性鹽溶液中,總是先與水發生置換反應,然後生成的NaOH再與鹽溶液發生複分解反應。
思考:足量的金屬鈉投入硫酸鋁溶液中可能發生的離子反應是什麼?
2.將二氧化碳氣體通入過氧化鈉中:
2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2
類比失誤:將二氧化硫氣體通入過氧化鈉中:2Na2O2+2SO2==2Na2SO3+O2
失誤原因:過氧化鈉的強氧化性可將還原性氣體SO2氧化生成Na2SO4。即:Na2O2+2SO2==Na2SO4。
3.鐵在氯氣中燃燒:
2Fe+3Cl2==2FeCl3
類比失誤:鐵與碘混合加熱反應:2Fe+3I2==2FeI3
失誤原因:碘單質的氧化性比氯氣弱,只能使鐵失去最外層的2個電子,生成碘化亞鐵(FeI2)。即:Fe+I2==FeI2。
4.氯氣與水的反應:
Cl2+H2O==HCl+HClO
類比失誤:氟氣與水的反應:F2+H2O==HF+HFO
失誤原因:氟氣的氧化性比氯氣和氧氣都強,可以置換出水中的氧,生成氧氣和氟化氫。即:2F2+2H2O===4HF+O2。
感悟:氯氣能跟溴化鈉、碘化鉀等溶液反應置換出溴、碘,但氟氣不能跟氯化鈉溶液反應置換出氯氣。
思考:將氟氣通入熔融的食鹽中發生什麼反應?
5.少量二氧化碳氣體通入到漂白粉溶液中:
Ca2++2ClO-+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO
類比失誤:少量二氧化硫氣體通入到漂白粉溶液中:Ca2++2ClO-+SO2+H2O===CaSO3↓+2HClO
失誤原因:ClO-離子具有強氧化性可將還原性氣體SO2氧化生成CaSO4。即:Ca(ClO)2+SO2+H2O═CaSO4+HCl+HClO。
6.向Fe(OH)3中加入鹽酸:
Fe(OH)3+3H+==Fe3++3H2O
類比失誤:向Fe(OH)3中氫碘酸加入:Fe(OH)3+3H+==Fe3++3H2O
失誤原因:氫碘酸的還原性比鹽酸強,I-離子會被氧化性較強的Fe3+離子氧化生成I2。即:
2Fe(OH)3+6H++2I-===2Fe2++I2+3H2O。
7.向中稀硫酸加入FeO:
FeO+2H+==Fe2++H2O
類比失誤:向稀硝酸中加入FeO:FeO+2H+==Fe2++H2O
失誤原因:稀硫酸沒有強氧化性,而稀硝酸具有強氧化性,可將Fe2+離子氧化生成Fe3+離子。即:3FeO+10H++NO3-===3Fe3++NO↑+5H2O。
感悟:在強氧化性的濃硝酸、稀硝酸中,具有較強還原性的物質(如含Fe2+、S2-、SO32-等離子的化合物)均要被氧化,濃、稀硝酸分別被還原為NO2、NO;在還原性較強的氫碘酸中,具有較強氧化性的物質(如含Fe3+、ClO-、NO3-等離子的化合物)均要被還原,氫碘酸被氧化為I2。
思考:實驗室中利用稀硫酸、稀鹽酸分別和硫化亞鐵反應可製備硫化氫氣體,如果改為稀硝酸和硫化亞鐵反應製備,行嗎?為什麼?
8.在Ca(HCO3)2溶液中加入過量的Ca(OH)2溶液:
Ca(HCO3)2+Ca(OH)2==2CaCO3↓+2H2O
類比失誤:在Mg(HCO3)2溶液中加入過量的Ca(OH)2溶液:Mg(HCO3)2+Ca(OH)2==MgCO3↓+CaCO3↓+2H2O
失誤原因:Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的溶解度小得多,生成的沉澱應是Mg(OH)2而不是MgCO3。即:
Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2==Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O
9.鎂在二氧化碳中燃燒:
2Mg+CO2==2MgO+C
類比失誤:鎂在二氧化硫中燃燒:2Mg+SO2==2MgO+S
失誤原因:碳化學性質很穩定,鎂和碳不反應;而鎂與非金屬性較強的硫很容易化合生成硫化鎂。即:3Mg+O2==2MgO+MgS
10.實驗室中利用稀硫酸、稀鹽酸分別與鋅反應製取氫氣:
Zn+2H+==Zn2++H2↑
類比失誤:實驗室中利用稀硝酸與鋅反應製取氫氣:Zn+2H+==Zn2++H2↑
失誤原因:具有強氧化性的稀硝酸與金屬反應一般不生成氫氣。即:
3Zn+8H++2NO3-==3Zn2++2NO↑+4H2O
11.氯化銨受熱分解:
NH4Cl==NH3↑+HCl↑
類比失誤:碘化銨受熱分解:NH4I==NH3↑+HI↑
失誤原因:碘化氫具有不穩定性,受熱極易分解生成氫氣和碘單質。
即:2NH4I==2NH3↑+H2↑+I2↑
12.銅片可溶於足量的濃硝酸中:
Cu+4HNO3(濃)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
類比失誤:鐵片可溶於足量的濃硝酸中:Fe+6HNO3(濃)==Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O
失誤原因:常溫下,鐵在濃硝酸中發生鈍化,不會被溶解。加熱可以反應。
13.電解熔融氯化鎂製取鎂:
MgCl2(熔融)==Mg+Cl2↑
類比失誤:電解熔融氯化鋁製取鋁:2AlCl3(熔融)==2Al+3Cl2↑
失誤原因:氯化鋁是共價化合物,熔融狀態下不發生電離,不導電,則不發生電解反應。要採取電解熔融氧化鋁的方法製取鋁。(目前考試都是這麼考的,其實最早製備金屬鋁還真得就是電解氯化鋁的呢!)
14.分別向氯化鈉、溴化鈉、碘化鈉溶液中滴入硝酸銀溶液:
Ag++Cl-==AgCl↓,Ag++Br-==AgBr↓,Ag++I-==AgI↓
類比失誤:Ag++F-==AgF↓
失誤原因:氟化銀可溶於水,不能發生離子反應生成沉澱。
15.將氯化鋁溶液與硫化鈉溶液混合:
2Al3++3S2-+6H2O ==2Al(OH)3↓+3H2S↑
類比失誤:將氯化鐵溶液與硫化鈉溶液混合:2Fe3++3S2-+6H2O ==2Fe(OH)3↓+3H2S↑
失誤原因:具有強還原性的S2-離子會被氧化性較強的Fe3+離子氧化生成S單質,不發生互相促進水解反應。即:2Fe3++S2-==2Fe2++S↓
16.過量的二氧化碳通入燒鹼溶液中:
CO2+NaOH== NaHCO3
類比失誤:過量的二氧化矽加入燒鹼溶液中:SiO2+NaOH== NaHSiO3
失誤原因:SiO2和NaOH溶液反應不會產生酸式鹽。
17.Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2:
Ca(ClO)2+CO2+H2O==CaCO3↓+2HClO
類比失誤:NaClO溶液中通入少量CO2:2NaClO+CO2+H2O==Na2CO3+2HClO
失誤原因:H2CO3電離常數:K1=4.30×l0-7,K2=5.61×10-11;HClO電離常數:K=2.95×10-8;酸性強弱:碳酸﹥次氯酸﹥碳酸氫鈉,強者先反應,所以生成NaHCO3。
或者理解為:三種鹽溶液的鹼性強弱:Na2CO3﹥NaClO﹥NaHCO3,而NaClO又是過量,所以反應就不可能生成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,由於生成CaCO3是難溶鹽,所以反應能進行。
18.將少量Cl2通入FeBr2溶液中:
2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl-
類比失誤:將少量Cl2通入FeI2溶液中:2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl-
失誤原因:當少量氧化劑與多種還原劑反應時,還原性強的微粒先反應,因為還原性強弱:I-﹥Fe2+﹥Br-,將少量Cl2通入FeI2溶液中,發生的離子反應是:Cl2+2I-==2Cl-+I2。
感悟:類比思維可以幫助我們認識同一類的化學反應,進而通過模仿和創新來解決有關化學反應的問題。但類比思維時,若不重視反應規律中的特殊情況,必然導致類比失誤,要引以為戒。因此,進行類比思維時要特別注意物質特性(如強氧化性、強還原性、難溶性、不穩定性等)的幹擾,認真分析比較,以防錯誤類比的現象發生。
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