“通性”和“特性”——学习无机物知识的两把钥匙

时间:2022-05-04 04:22:07

“通性”和“特性”——学习无机物知识的两把钥匙

对于元素化合物的性质,许多同学反映知识零碎,没有规律,难以记忆和掌握。其实,我们只要能够从“通性”和“特性”两个角度来认识物质的性质,采用“类别通性特性”的学习模式,对元素化合物的性质进行总结,就会取得事半功倍的效果。所谓通性,就是该物质所属类别的共性,而特性就是该物质的特殊性质,下面就常见无机物的通性和特性做一些说明。

一、关于单质、酸、碱、盐、氧化物的通性

1.金属单质的通性

(1)与酸或水发生置换反应

例如:Zn+2HCl=ZnCl2+H2 2Na+2H2O=2NaOH+H2

说明:在金属活动顺序表中,排在H前面的金属能把酸中的H置换出来,特别活泼金属能把水中的H置换出来,如Na、K等。

(2)与O2、Cl2等活泼的非金属单质发生化合反应

例如:3Fe+2O2=Fe3O4 Cu+Cl2=CuCl2

(3)与盐发生置换反应

例如:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu

说明:在金属活动顺序表中,排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来,特别活泼金属先与水反应,如Na、K等。

2.非金属单质的通性

(1)与H2化合

例如:2H2+O2=2H2O H2+F2=2HF

(2)非金属性弱的元素单质与非金属性强的元素单质可以直接化合

例如:4P+5O2=2P2O5 Si+2Cl2=SiCl4

(3)非金属性强的元素单质与水与碱发生歧化反应

例如:Cl2+H2O=HClO+HCl

3S+6NaOH=2Na2S+Na2SO3+3H2O

(4)活泼的非金属单质置换不活泼的非金属单质

例如:2F2+2H2O=4HF+O2 2H2S+O2=2H2O+2S 2NaI+Br2=2NaBr+I2

3.酸性氧化物的通性

(1)酸性氧化物溶于水生成酸

例如:SO2+H2O=H2SO3 P2O5+3H2O=2H3PO4

说明:非金属氧化物大部分是酸性氧化物,其中大部分能与水直接化合成对应的酸,但像SiO2不溶于水,不能直接与水化合成酸。

(2)酸性氧化物与碱反应生成盐和水

例如:CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O

SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O

(3)酸性氧化物与碱性氧化物化合生成盐

例如:CO2+CaO=CaCO3 CaO+SiO2■CaSiO3

4.碱性氧化物的通性

(1)碱性氧化物溶于水生成碱

例如:Na2O+H2O=2NaOH CaO+H2O=Ca(OH)2

说明:金属氧化物大部分是碱性氧化物,其中大部分不能溶于水,不能直接与水化合生成对应的碱,如:Fe2O3、CuO等。

(2)碱性氧化物与酸反应生成盐和水

例如:Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O

(3)碱性氧化物与酸性氧化物化合生成盐(同上)

5.两性氧化物与酸、与碱的反应

例如:Al2O3与酸反应时看成碱性氧化物与酸反应,写成Al2O3+

6HCl=2AlCl3+3H2O,与碱反应看成碱性氧化物与碱反应,写成Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O。

6.酸、碱、盐之间的反应

(1)酸与碱发生中和反应生成盐和水

例如:HX+YOH=YX+H2O

说明:其中HX表示酸,YOH表示碱,YX表示盐,酸与碱中和生成水,而水是很弱的电解质,因此一般中和反应都能发生。

(2)酸与盐发生复分解反应生成新酸和新盐

说明:如果HX表示酸,YZ表示盐,反应按HX+YZ=HZ+YX进行,生成新酸HZ和新盐YX,要使该离子反应能够进行,要么YX是难溶性的盐,要么HZ是难溶的、难电离或易分解、挥发的酸。

例如:Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3+Na2CO3,H2S+CuSO4=CuS+ H2SO4,CH3COONa+HCl=CH3COOH+NaCl,H2SO4(浓)+2NaCl(固体) ■Na2SO4+2HCl。

(3)碱与盐发生复分解反应生成新碱和新盐

说明:如果XOH表示碱,YZ表示盐,反应按XOH+YZ=XZ+

YOH进行,生成新碱YOH和新盐XZ,要使该离子反应能够进行,要么YX是难溶性的盐,要么YOH是难溶的、难电离或易分解、

发挥的碱。

例如:Al2(SO4)3+6NH3·H2O=2Al(OH)3+3(NH4)2SO4,Ba(OH)2+Na2SO4=BaSO4+2NaOH,2NaOH+(NH4)2SO4=2NH3+2H2O+Na2SO4。

对于两性Al(OH)3与酸可以看成碱与酸反应,写成:Al(OH)3+

3HCl=AlCl3+3H2O,与碱可以看成酸与碱反应,写成:Al(OH)3+

NaOH=NaAlO2+2H2O。根据这个原理,Al与NaOH溶液的反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2,可以看成2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2和Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O两个反应的总反应。

(4)盐与盐发生复分解反应生成两种新盐

说明:由于生成的是两种盐,因此,这两种盐至少有一种是难溶的或难电离的。

(5)正盐与酸式盐的相互转化

说明:正盐转化为酸式盐加酸,酸式盐转化为正盐加碱。

例如:NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O,Na2CO3+CO2+H2O=NaHCO3。

(6)含有两步反应的复分解反应

例如:在NaHCO3溶液中滴加石灰水的反应中,既有HCO3-转化为CO32-的反应,又有CO32-与Ca2+生成沉淀CaCO3的反应,当加入少量的石灰水时,反应写成2NaHCO3+Ca(OH)2=Na2CO3+2H2O+CaCO3;当加入过量的石灰水时,反应写成NaHCO3+Ca(OH)2=NaOH+H2O+CaCO3。

二、关于无机物的特性

1.热稳定性

(1)非金属性越强的元素单质越容易与H2化合,生成的氢化物越稳定

例如:F2与H2在冷暗条件下剧烈化合生成HF,因此HF就很难分解成F2与H2,而I2与H2需要加热到500℃以上才会慢慢化合成HI,因此,HI很容易分解成I2和H2。

(2)酸、酸式盐、正盐的稳定性顺序是正盐>酸式盐>酸,例如,Na2CO3>NaHCO3>H2CO3

(3)活泼金属的盐比不活泼金属的盐更稳定,例如,Na2CO3>MgCO3;不挥发性酸的盐比挥发性酸的盐稳定,例如,CaSO4>

CaCO3,K2SO4>KNO3

(4)不溶的碱和弱酸易于分解

例如,2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O H2CO3=CO2+H2O 2HClO=

2HCl+O2

2.氧化性与还原性

(1)具有较强氧化性和还原性的物质

具有较强氧化性的物质有:①非金属性较强的元素单质,如,O2、Cl2、Br2等。②高价态元素化合物,如,HNO3、浓H2SO4、HClO、H2O2、KMnO4等。③不活泼金属阳离子,例如,Fe3+、Cu2+、Ag+等。

具有较强还原性的物质有:①金属单质。②非金属性较弱的元素单质,如,C、S、H2等。③低价态元素化合物,例如,Fe2+、SO2、Na2SO3、浓盐酸等。

(2)氧化还原反应方程式的书写

例如,写出在FeSO4溶液中滴加硫酸酸化的KMnO4溶液的反应方程式。

第一步,根据反应物的性质判断FeSO4是还原剂、KMnO4是氧化剂,在H2SO4为介质的溶液中,FeSO4应被氧化成Fe2(SO4)3,KMnO4应被还原成MnSO4,写出:

FeSO4+KMnO4Fe2(SO4)3+MnSO4

第二步,首先根据电子守恒氧化剂KMnO4和还原剂FeSO4的系数应为1和5。再根据元素守恒氧化产物Fe2(SO4)3和还原产物MnSO4的系数应为2.5和1,调整后写出:

10FeSO4+2KMnO45Fe2(SO4)3+2MnSO4

第三步,观察前面有2个K,后面应生成1个K2SO4,这样后面比前面多8个SO4,因此,介质H2SO4前面的系数应为8,再通过分析H可知,要生成8个H2O,写成:

10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4=5Fe2(SO4)3+2MnSO4+K2SO4+8H2O

三、无机物多重性的判断

对于某一无机物来说,我们首先对它的类别作出正确的判断,然后再从通性和特性的角度进行分析,就不难知道它的化学性

质了,并能写出相应的化学方程式。例如,SO2既是一种酸性氧化物,又是一种低价态的化合物,所以,SO2既具有酸性氧化物的通性,又具有一定的还原性,用反应方程式表示如下:

1.与水反应生成对应的酸:SO2+H2O=H2SO3

2.与碱反应生成盐和水:SO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O

3.与碱性氧化物反应生成盐:CaO+SO2=CaSO3

4.与氧化剂反应被氧化成SO3或H2SO4:SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+

2HCl

当然,物质的性质是以事实为依据的,影响其化学性质的因素

也很多,以上所述只不过是一种学习方法而已。

(作者单位 江苏省如皋市第一中等专业学校)

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