高考化学专题一 陌生化学方程式的书写

高考化学专题一 陌生化学方程式的书写

‎ 高考化学专题一 陌生化学方程式的书写 ‎1.离子的共存问题 ‎①基本原则 ‎（1）生成沉淀即生成难溶物或微溶物的离子不能大量共存。常见的微溶物有：CaSO4、MgCO3、Ag2SO4、Ca（OH）2等。‎ ‎（2）生成弱电解质即弱酸、弱碱和水等的离子不能大量共存。如：H+与ClO－、PO43－、HPO42－、H2PO4－、C6H5O－、CH3COO－、F－等生成的弱酸；OH－与NH4+、Cu2+、Fe2+、Fe3+、Al3+等生成的弱碱；还有H+ 与OH－结合生成水而不能大量共存。‎ ‎（3）生成挥发性物质即气体的离子不能大量共存。如H+ 与CO32－、HCO3－、SO32－、HSO32－、S2－、HS－、S2O32－等均能生成气体而不能大量共存；OH－与NH4+在受热的条件下或是浓度较大的情况下也能生成气体而不能大量共存。‎ ‎（4）能发生双水解的离子不能大量共存。如Fe3+、Al3+ 与CO32－、HCO3－、ClO－、SO32－、HSO3－、SiO32－、AlO2－等；还有Al3+ 与S2－、HS－、以及NH4+与AlO2－、S2O32－等也能发生双水解而不能大量共存。‎ ‎（5）能发生氧化还原反应的离子不能大量共存。如氧化性的离子Fe3＋、ClO－、MnO4－与还原性离子SO32－、S2－、I－不能大量共存；还有在酸性条件下NO3－也具有氧化性如与Fe2+ 、S2－等还原性离子不能大量共存，另外还有SO32－、S2－与H+ ；MnO4－与Cl－、Br－、I－（酸性条件）等。‎ ‎（6）能结合生成络合物的离子不能大量共存。如：Fe3+ 与SCN－；Ag+与NH4+（碱性条件）；Al3+与F－等。‎ ‎（7）弱酸的酸式根离子在酸性或碱性溶液中均不能大量共存。如：HCO3－、HS－、HSO3－、HPO42－、H2PO4－等。‎ ‎②会强烈双水解的物质 Al3+与HS-,S2-, HCO3-,CO32-,ClO-,AlO2-, SiO32-‎ Fe3+与HCO3- CO32- ClO- AlO2-, SiO32-‎ Fe2+与AlO2-‎ Mg2+与AlO2-‎ NH4+与SiO32- AlO2-, ClO-‎ 此类物质互相之间不能共存，在方程的书写中，不能将他们写在一起。‎ 易错点：题中的隐含条件H+与NO3-制造的强酸氧化性条件 ‎ NH4+与CH3COO-，CO32- ，Mg2+ 与HCO3-等组合中，虽然两组离子都能水解且相互促进水解，但总水解程度依旧很小，它们溶液中能大量共存。‎ ‎2.方程式的配平问题 ‎①过量与少量问题，一般采取少定多变法 少定多变法是指若少量的某种物质与过量的某种物质反应,那么把少量的东西定为1份,完全反应完,过量的那种物质随着少的变化.（详讲）‎ ‎【例题1】（07年重庆卷）对下列反应①KHCO3溶液与石灰水反应、②Na2SO3溶液与稀盐酸反应、③Si与烧碱溶液反应、④Fe与稀硝酸反应，改变反应物用量，不能用同一个离子方程式表示的是（ ）‎ A．①②③ B．①②④           ‎ C．①③④           D．②③④‎ 答案：B ‎ 解析：对于①KHCO3溶液与石灰水的反应，当石灰水少量时发生如下反应2KHCO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋K2CO3＋2H2O，离子方程式为2HCO3－＋Ca2＋＋2OH－=CaCO3↓＋CO32－＋2H2O，当石灰水过量时则发生如下反应KHCO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋KOH＋H2O，其离子方程式为HCO3－＋OH－＋Ca2＋=CaCO3↓＋H2O；对于②Na2SO3溶液与稀盐酸的反应，稀盐酸少量时的离子方程式为SO32－＋H＋=HSO3－，当稀盐酸过量时反应的离子方程式则为SO32－＋2H＋=SO2↑＋H2O；对于③Si与烧碱溶液的反应，不存在量的问题，无论Si过量还是烧碱溶液过量反应的离子方程式一定为Si＋2OH－＋H2O=SiO32－＋2H2↑；对于④Fe与稀硝酸的反应，当Fe少量时发生的反应为Fe＋4HNO3=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，当Fe过量时反应则为3Fe＋8HNO3=3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，离子方程式分别为Fe＋4H＋＋NO3－=Fe3＋＋NO↑＋2H2O、3Fe＋8H＋＋2NO3－=3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O。因此因反应物的量不同而引起的离子方程式不同的反应有①②④，即选择B选项。‎ ‎②反应的先后问题（详讲）‎ ‎【例题2】（2009-江苏）下列离子方程式书写正确的是 A．过量的SO2通入NaOH溶液中：SO2+2OH－=SO32－+H2O B．Fe(NO3)3溶液中加入过量的HI溶液：2Fe3＋+2I－=2Fe2＋+I2‎ C．NaNO2溶液中加入酸性KMnO4溶液：2MnO4－+5NO2－+6H＋=2Mn2＋+5NO3－+3H2O D．NaHCO3溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液：2HCO3－+Ba2＋+2OH－=BaCO3↓+2H2O+CO32－‎ 答案：C ‎【例题3】（2005-广东）6．下列反应离子方程式正确的是        A．向氯化铝溶液中加入过量氢氧化钠溶液：Al3+ + 4 OH-== AlO2-+ 2H2O        B．向苯酚钠溶液中通入二氧化碳：CO2 + H2O + 2C6H5O-→2C6H5OH + CO32-        C．向小苏打溶液中加入醋酸溶液：HCO3- + H+ == CO2↑+ H2O        D．向溴化亚铁溶液中通入过量氯气：Fe2+ + 2Br- + 2Cl2 == Fe3+ + Br2 + 4Cl-‎ 答案： A 小专题 反应的优先原则 ‎（1）复分解反应之间的竞争 若某一溶液中同时存在几个可能的复分解反应，则生成更难溶解或更难电离物质的反应将优先进行。 ‎ ‎【例题1】将足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物质的量(n)和通入CO2体积 (V)的关系正确的是 ‎ ‎ ‎ ‎ 解析：由于混合溶液存在两种溶质，当向体系通入CO2时，存在着先与后的竞争。如果先与KOH反应，则反应后生成的K2CO3立即会与Ca(OH)2反应生成CaCO3，因此可以看成CO2先与Ca(OH)2反应。即首先发生的反应是：CO2 + Ca(OH)2 === CaCO3↓+H2O，在此过程中，沉淀的量逐渐增加。当Ca(OH)2反应完全后，究竟是KOH与CO2作用还是CaCO3与CO2作用？如果是CaCO3与CO2作用则生成Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2又会与KOH反应，因此是先与KOH反应，此过程沉淀的物质的量不变，当KOH消耗完全，CO2再与CaCO3反应，直至沉淀完全溶解。即先发生反应：CO2 + 2KOH === K2CO3 +H2O，再发生反应：CO2 + H2O + K2CO3 === 2KHCO3，此过程中沉淀的量不变，当KOH 完全转化为KHCO3后，再发生反应CO2 + H2O + CaCO3 ===  Ca(HCO3)2，这是沉淀的溶解过程，分析图像知D正确。‎ ‎ 答案：D ‎（2）氧化还原反应之间的竞争 若某一溶液中同时含有多种还原性（氧化性）物质，则加入一种氧化剂（还原剂）时，优先氧化还原性（氧化性）强的物质。‎ ‎ 【例题2】将足量Cl2缓缓通入含0.2 mol H2SO3和0.2 mol HBr的混合溶液中。在此过程中溶液的pH与Cl2用量的关系示意图是（溶液体积变化忽略不计，且不考虑Cl2与水反应）‎ ‎ ‎ ‎                                 ‎ ‎ 解析：由于H2SO3和HBr均能与Cl2发生氧化还原反应，故还原性强的首先反应。H2SO3的还原性强于HBr的还原性，故Cl2先氧化H2SO3：Cl2 + H2SO3 + H2O === H2SO4 + 2HCl，生成的H2SO4和2HCl都是强酸，因此溶液的pH下降；当H2SO3完全反应后，再通入Cl2，发生的反应是： Cl2 + 2HBr ===  Br2 + 2HCl，溶液的pH不再改变。综上所述，A正确。‎ ‎ 答案：A ‎（3）氧化还原反应与非氧化还原反应之间的竞争 一般情况下，氧化还原反应优先于非氧化还原反应的发生。‎ ‎ 【例题3】往含Fe3+、H+、NO3－的混合溶液中加入少量SO32－，充分反应后，下列表示该反应的离子方程式正确的是 A. 2Fe3+ + SO32－+ H2O === 2Fe2+ + SO42－ + 2H+‎ B. 2H+ + SO32－===  SO2↑ + H2O ‎ C. 2H+ + NO3－ + 3SO32－===  3SO42－ + 2NO↑+ H2O D. 2Fe3+ + 3SO32－+ 3H2O === 2Fe(OH)3↓+ 3SO2↑‎ ‎ 解析：从方程式的书写来看，各选项均正确。但要考虑到溶液中存在Fe3+、H+、NO3－，故溶液呈强氧化性，而SO32－具有强还原性，则发生的主要为氧化还原反应，因此B、D错误。那么SO32－是先与Fe3+反应还是先与H+ + NO3－反应呢？可分析如下：如果先与Fe3+‎ 反应则生成Fe2+，生成的Fe2+又会与H+ + NO3－反应，所以SO32－是先与H+ + NO3－反应，C正确。‎ 答案：C ‎ 二、常考题型 ‎（1）一种氧化剂（还原剂）与多种还原剂（氧化剂）反应，如把Cl2通入含有I－、Br－、Fe2+的溶液中，按照还原能力由强到弱的顺序，I－优先反应，其次是Fe2+，最后是Br－。‎ ‎（2）一种酸（碱）与多种碱性（酸性）物质反应，如把盐酸逐滴加入到含有NaOH、Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中，按照碱性有强到弱的顺序NaOH优先反应，其次是Na2CO3，最后是NaHCO3，此类竞争反应的先后顺序即是其有效顺序。‎ ‎（3）若某一溶液中同时存在几种能与所加试剂形成沉淀的离子，则溶解度（严格地说应为溶度积）小的物质先沉淀。如向Mg(HCO3)2溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，应优先生成Mg(OH)2沉淀，而不是MgCO3沉淀。‎ 阳离子氧化性：银离子>铁离子>铜离子>氢离子>铅离子>锡离子>亚铁离子>锌离子>铝离子>镁离子>钠离子>钙离子>钾离子 阴离子还原性：硫离子>碘离子>亚硫酸根>溴离子>氯离子>氢氧根>含氧酸根 ‎ 【练习1】在含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.01 mol的酸性混合溶液中加入0.01 mol铁粉，经搅拌后发生的变化应是 A. 铁溶解，析出0.01 molAg和0.01 mol Cu ‎ B. 铁溶解，析出0.01 molAg并放出H2 ‎ C. 铁溶解，析出0.01 molAg溶液中不再有Fe3+ ‎ D. 铁溶解，析出0.01 molAg溶液中不再有 Cu2+‎ ‎ 解析：溶液中离子的氧化性Ag+＞Fe3+＞Cu2+＞H+，加入0.01 mol Fe时依次发生如下反应：   Fe   +   2Ag+  ===  2Ag   +   Fe2+     Fe  +    2Fe3+  ===  3Fe2+‎ ‎0.005 mol   0.01 mol    0.01 mol           0.005 mol  0.01 mol 所以铁完全溶解，析出0.01 molAg，溶液中Fe3+恰好完全反应，Cu2+ 和H+ 未参与离子反应。‎ ‎ 答案：C ‎ 【练习2】根据你所学知识分析酸式盐NaHCO3与碱Ba(OH)2的反应情况。‎ ‎ 解析：在水溶液中存在如下电离：NaHCO3 === Na+ + HCO3－、Ba(OH)2 === Ba2+ + 2OH－。首先发生的反应是HCO3－ + OH－ === CO32－ + H2O然后发生的反应是Ba2+ + CO32－ === BaCO3↓。但要注意NaHCO3与Ba(OH)2的用量：‎ ‎（1）当Ba(OH)2（即Ba2+）足量时，CO32－不可能有剩余。反应的离子方程式为：‎ HCO3－+ Ba2+ + OH－=== BaCO3↓+ H2O ‎（2）当Ba(OH)2（即Ba2+）不足量时，CO32－有剩余。反应的离子方程式为：‎ ‎ 2HCO3－+ Ba2+ + 2OH－=== BaCO3↓+ 2H2O + CO32－‎ ‎ 答案：见解析 ‎ 三、盐与盐的反应一般要求两种盐是可溶的，生成物必须有沉淀。这种表述没有揭示反应的本质，其实离子反应的本质是只要存在使离子浓度降低的更低方向的反应，该反应就能进行。‎ ‎（1）难溶盐的转化：CaSO4中加入Na2CO3溶液CaSO4(s) + CO32－ === CaCO3↓+ SO42－ CaSO4的溶解平衡 CaSO4(s) Ca2+(aq)＋SO42－(aq) ，CaSO4溶度积大而CaCO3溶度积小，CO32－与Ca2+结合溶解平衡向右移动，使沉淀CaSO4转化为CaCO3沉淀。‎ ‎ （2）沉淀的溶解：BaCO3中加入NH4Cl溶液 ‎ ‎2NH4Cl + BaCO3 === BaCl2 + 2NH3↑+ CO2↑+ H2O ‎ 易水解的盐NH4Cl产生的H+与不容性的盐溶解的CO32－结合生成CO2，使难溶电解质的溶解平衡 BaCO3 (s)Ba2+(aq) + CO32－ (aq)向溶解方向移动。‎ ‎（3）强酸的酸式盐与弱酸盐的反应：2NaHSO4 +Na2CO3 === 2Na2SO4 + CO2↑+ H2O ‎（4）正盐与酸式盐之间的反应：Na3PO4 + NaH2PO4 === 2Na2HPO4‎ ‎（5）双水解反应与复分解反应的竞争 ‎ 另外，多离子反应分析：两种试剂混合，同时存在多个离子反应，分析时可令其中一种离子完全反应，然后分析另一种离子反应情况。如明矾[KAl(SO4)2·12H2O]溶液与氢氧化钡溶液的反应。如向1 mol 明矾溶液中加入氢氧化钡溶液，可假设铝离子完全沉淀，则需要氢氧化钡1.5 mol，此时明矾溶液中的硫酸根离子只有1.5 mol沉淀为硫酸钡，则离子方程式可表示为：Al3+ + 1.5SO42－ + 1.5Ba2+ + 3OH－ === 1.5BaSO4↓+ Al(OH)3↓，然后将小数调整为整数即可。假设硫酸根离子完全沉淀，则需要氢氧化钡2 mol，而2 mol氢氧化钡提供4 mol氢氧根离子，故与1 mol铝离子恰好完全反应生成偏铝酸跟离子，则离子方程式可表示为：‎ Al3+ + 2SO42－ + 2Ba2+ + 4OH－ === 2BaSO4↓+ AlO2－ + 2H2O；同理可写出任意比给定物质的量之比的反应的离子方程式。‎ ‎【例题4】已知室温下，Al(OH)3的Ksp或溶解度远大于Fe(OH)3。向浓度均为0.1mol·L－1的Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液。下列示意图表示生成Al(OH)3的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系，合理的是 ‎ 解析：根据题意Ksp[Al(OH)3]＞＞ Ksp[Fe(OH)3]，因此向混合溶液中滴加NaOH溶液时，首先应生成Fe(OH)3沉淀，当Fe3+沉淀完全后，再生成Al(OH)3沉淀，继续滴加NaOH溶液，则Al(OH)3＋OH－ === AlO2－+ 2H2O，而题意是生成Al(OH)3的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系，故C项图像符合实际情况。‎ ‎ 答案：C ‎3.陌生化学方程式的书写 基本方法 ‎（1）分析推理法 ‎【例题4】 据2002年3月5日的《环球时报》报道：意大利警方一举摧毁了四名摩洛哥人针对美国驻意大利大使馆的恐怖事件。警方从摩洛哥人的住宅中搜出了5kg爆竹、2.5kg蜡烛和2kg 。据审讯，四名恐怖分子准备将爆竹做炸药，蜡烛做引爆剂，在爆炸中可分解成一种剧毒盐KCN。试根据要求回答下列问题：‎ ‎（1）已知爆竹爆炸后，会发生分解，除生成剧毒盐KCN外，还生成三种稳定的单质。试写出反应的化学方程式______________。‎ ‎（2）恐怖分子打算将产生的剧毒盐KCN用来污染水源，含的污水危害很大。处理污水时，可在催化剂作用下用NaClO将氧化成。在酸性条件下继续被氧化生成。试写出上述两步反应的离子方程式。‎ 解析：（1）‎ ‎（2）‎ ‎（2）类比推移法 ‎【例题5】已知周期表中同族元素具有相似的化学性质，试写出下列反应的化学方程式。‎ ‎（1）水溶液一起振荡，水溶液由无色变为有色。‎ ‎（2）和盐酸混合，有沉淀产生，并有臭鸡蛋气味的气体放出。‎ ‎（1）根据CS2与CO2、Na2S与Na2O性质相似，联系，进行类比迁移，得。‎ ‎（2）Sb与P，S与O分别处于同一主族，故的性质类似于。‎ ‎（3）计算推理法 ‎【例题6】 已知固体KMnO4在240℃时加热，失重15.3%，写出该反应的化学方程式。‎ 解析：初中化学中学过KMnO4固体受热分解制氧气的反应：‎ 此反应失重：，与题给条件不符。‎ 由于锰有多种价态，240℃时的分解产物除O2外，其余产物可能为其他价态的锰的含氧酸盐或氧化物，因此，可先假设KMnO4分解的化学方程式为：‎ 再通过计算确定x和y的值，然后确定各物质的量的关系，最终可推出产物。‎ 设1 mol KMnO4在240℃时加热分解放出n mol O2，则有，解得n＝0.75。以上分解反应方程式中y＝0.75时，x＝2（氧原子守恒）。又因MnO2属酸性氧化物，能与碱性氧化物K2O化合生成K2MnO3，所以KMnO4固体受热分解的化学方程式：‎ ‎4.易错与易考的方程式 ‎①足量的二氧化碳通入饱和碳酸钠溶液 CO32-+CO2+Na++H2O=NaHCO3(沉淀）‎ 碳酸氢钠的溶解度比碳酸钠小，一般酸式盐的溶解度比正盐大 ‎②酸式盐一般全溶，但是磷酸一氢根的盐只溶钾钠铵，磷酸二氢根的盐全溶 ‎③CaF2+H2SO4(浓)=CaSO4+2HF(气体)‎ 原理是难挥发制易挥发，同理还有HCl，HBr，HI，HNO3的制取，但是HBr与HI的制取用浓磷酸。‎ 还有难挥发制易挥发的：二氮化三镁制氨气，电石制乙炔 ‎④ClO2 强氧化性，杀菌，漂白，消毒 中性碱性条件下无法稳定存在，高温易分解，浓度较高易爆炸，制取过程可用稀硫酸酸化，对亚铁离子，锰离子，硫离子等有净化作用 ‎2ClO2+5S2-+8H+=S(沉淀)+2Cl-+4H2O ‎2ClO2+CN-=2Cl-+N2+2CO2‎ ‎⑤SOCl2 亚硫酰氯，液态化合物 ‎4SOCl2+H2O=SO2+2HCl（雾）‎ PCl5（熔融）+SO2=SOCl2+POCl3‎ ‎⑥向漂白液中通入少量二氧化硫 ‎3ClO-+SO2+H2O=SO42-+Cl-+2HClO ‎⑦高铁酸根的反应 2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH=======2Na2FeO4+3NaCl+5H2 Fe2O3+3Na2O2=====2Na2FeO4+Na2O ‎4FeO42-+2OH-=4Fe3++10H20+3O2(气体）‎