類比法--但高中化學(xué)中有哪些是不可類比的無機(jī)反應(yīng)呢?!
1.金屬鐵投入硫酸銅溶液發(fā)生置換反應(yīng)有銅析出:Fe+CuSO4==Cu+FeSO4
類比失誤:金屬鈉投入硫酸銅溶液發(fā)生置換反應(yīng)有銅析出:2Na+CuSO4==Cu+Na2SO4
失誤原因:Cu2+的氧化性強(qiáng)于H+,但Cu2+與金屬鈉的反應(yīng)速率遠(yuǎn)小于水與金屬鈉的反應(yīng)速率,故金屬鈉投入硫酸銅溶液中,首先與水發(fā)生置換反應(yīng),然后生成的NaOH在與硫酸銅發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)。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(fā)生置換反應(yīng),然后生成的NaOH再與鹽溶液發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)。
思考:足量的金屬鈉投入硫酸鋁溶液中可能發(fā)生的離子反應(yīng)是什么?
2.將二氧化碳?xì)怏w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(qiáng)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(yīng):2Fe+3I2==2FeI3
失誤原因:碘單質(zhì)的氧化性比氯氣弱,只能使鐵失去最外層的2個(gè)電子,生成碘化亞鐵(FeI2)。即:Fe+I2==FeI2。
4.氯氣與水的反應(yīng):Cl2+H2O==HCl+HClO
類比失誤:氟氣與水的反應(yīng):F2+H2O==HF+HFO
失誤原因:氟氣的氧化性比氯氣和氧氣都強(qiáng),可以置換出水中的氧,生成氧氣和氟化氫。即:2F2+2H2O===4HF+O2。(也有研究表明在冰的表面通過氟氣可以生產(chǎn)次氟酸)
感悟:氯氣能跟溴化鈉、碘化鉀等溶液反應(yīng)置換出溴、碘,但氟氣不能跟氯化鈉溶液反應(yīng)置換出氯氣。
思考:將氟氣通入熔融的食鹽中發(fā)生什么反應(yīng)?
5.少量二氧化碳?xì)怏w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(qiáng)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(qiáng),I-離子會(huì)被氧化性較強(qiáng)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(qiáng)氧化性,而稀硝酸具有強(qiáng)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(qiáng)氧化性的濃硝酸、稀硝酸中,具有較強(qiáng)還原性的物質(zhì)(如含F(xiàn)e2+、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(qiáng)的氫碘酸中,具有較強(qiáng)氧化性的物質(zhì)(如含F(xiàn)e3+、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(shí)驗(yàn)室中利用稀硫酸、稀鹽酸分別和硫化亞鐵反應(yīng)可制備硫化氫氣體,如果改為稀硝酸和硫化亞鐵反應(yīng)制備,行嗎?為什么?
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,生成的沉淀應(yīng)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(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定,鎂和碳不反應(yīng);而鎂與非金屬性較強(qiáng)的硫很容易化合生成硫化鎂。即:3Mg+O2==2MgO+MgS
10.實(shí)驗(yàn)室中利用稀硫酸、稀鹽酸分別與鋅反應(yīng)制取氫氣:Zn+2H+==Zn2++H2↑
類比失誤:實(shí)驗(yàn)室中利用稀硝酸與鋅反應(yīng)制取氫氣:Zn+2H+==Zn2++H2↑
失誤原因:具有強(qiáng)氧化性的稀硝酸與金屬反應(yīng)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(wěn)定性,受熱極易分解生成氫氣和碘單質(zhì)。
即:2NH4I==2NH3↑+H2↑+I2↑
12.銅片可溶于足量的濃硝酸中:Cu+4HNO3(濃)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
類比失誤:鐵片可溶于足量的濃硝酸中:Fe+6HNO3(濃)==Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O
失誤原因:常溫下,鐵在濃硝酸中發(fā)生鈍化,不會(huì)被溶解。加熱可以反應(yīng)。
13.電解熔融氯化鎂制取鎂:MgCl2(熔融)==Mg+Cl2↑
類比失誤:電解熔融氯化鋁制取鋁:2AlCl3(熔融)==2Al+3Cl2↑
失誤原因:氯化鋁是共價(jià)化合物,熔融狀態(tài)下不發(fā)生電離,不導(dǎo)電,則不發(fā)生電解反應(yīng)。要采取電解熔融氧化鋁的方法制取鋁。(目前考試都是這么考的,其實(shí)最早制備金屬鋁還真得就是電解氯化鋁的呢?。?/strong>
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:氟化銀可溶于水,不能發(fā)生離子反應(yīng)生成沉淀。
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(qiáng)還原性的S2-離子會(huì)被氧化性較強(qiáng)的Fe3+離子氧化生成S單質(zhì),不發(fā)生互相促進(jìn)水解反應(yīng)。即:2Fe3++S2-==2Fe2++S↓
16.過量的二氧化碳通入燒堿溶液中:CO2+NaOH== NaHCO3
類比失誤:過量的二氧化硅加入燒堿溶液中:SiO2+NaOH== NaHSiO3
失誤原因:SiO2和NaOH溶液反應(yīng)不會(huì)產(chǎn)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(shù):K1=4.30×l0-7,K2=5.61×10-11;HClO電離常數(shù):K=2.95×10-8;酸性強(qiáng)弱:碳酸﹥次氯酸﹥碳酸氫鈉,強(qiáng)者先反應(yīng),所以生成NaHCO3。
或者理解為:三種鹽溶液的堿性強(qiáng)弱:Na2CO3﹥NaClO﹥NaHCO3,而NaClO又是過量,所以反應(yīng)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是難溶鹽,所以反應(yīng)能進(jìn)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(dāng)少量氧化劑與多種還原劑反應(yīng)時(shí),還原性強(qiáng)的微粒先反應(yīng),因?yàn)檫€原性強(qiáng)弱:I-﹥Fe2+﹥Br-,將少量Cl2通入FeI2溶液中,發(fā)生的離子反應(yīng)是:Cl2+2I-==2Cl-+I(xiàn)2。
感悟:類比思維可以幫助我們認(rèn)識(shí)同一類的化學(xué)反應(yīng),進(jìn)而通過模仿和創(chuàng)新來解決有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的問題。但類比思維時(shí),若不重視反應(yīng)規(guī)律中的特殊情況,必然導(dǎo)致類比失誤,要引以為戒。因此,進(jìn)行類比思維時(shí)要特別注意物質(zhì)特性(如強(qiáng)氧化性、強(qiáng)還原性、難溶性、不穩(wěn)定性等)的干擾,認(rèn)真分析比較,以防錯(cuò)誤類比的現(xiàn)象發(fā)生。