中学化学的知识点将近有400多个,通过对已学的知识进行归类总结、揭示规律,是人们了解事物、认识事物的重要途径。然而不少学生对这些特殊性的知识点的认识与理解不够深刻,因为没有物理中的定律、数学中的定理那样严密,所以也往往容易忽视这些普遍规律中的“反常点”,对于一些特殊情况,如不引起注意,易造成判断不正确、分析不全面而导致失误。因此,在学习过程中不但要运用已学的知识去认识掌握一般的规律,而且要分析制约规律的因素和存在的条件,掌握物质的个性,处理好“共性”和“个性”,“一般”和“特殊"的关系就显得十分重要。下面就中学化学中常见的反常规情况作如下探讨。
⒈ 弱酸能制强酸
在复分解反应的规律中,一般只能由强酸制弱酸。但向CuCl2溶液中滴加氢硫酸可制盐酸;CuCl2 H2S=CuS↓ 2HCl,此反应为弱酸制强酸的特殊情况。
原因为CuS难溶于强酸中。同理用H2S与Pb(NO3)2反应可制HNO3,因为PbS常温下难与HNO3反应。
⒉ 还原性弱的物质可制还原性强的物质
氧化还原反应中物质氧化性还原性的强弱比较的基本规律如下:
氧化性强弱为:氧化剂>氧化产物;
还原性强弱为:还原剂>还原产物;
氧化性强弱为:氧化剂的氧化性>氧化产物的氧化性
还原性强弱为:还原剂的还原性>还原产物的还原性
但工业制硅反应SiO2+2C=(高温)Si十2CO↑中还原性弱的碳能制还原性强的硅。
原因是上述规则只适用于溶液中(即通常情况),而此反应为高温下的气相反应。
又如钾的还原性比钠强,铷的还原性比钙强,但工业上可用Na制K,用Ca制Rb,
Na KCl=(高温)K↑ NaCl
Ca 2ReCl=(△)2Re CaCl2
原因是K的沸点比Na低,Rb的沸点比Ca低,可以控制反应温度使K、Rb为蒸气而溢出,使生成物浓度减小,反应向正方向进行.
⒊ 氢后面的金属也能与酸发生置换反应
一般只有氢前面的金属才能置换出酸或水中的氢,但Cu和Ag能发生如下反应:
Cu H2S=CuS↓ H2↑
2Ag 2HI=2AgI↓ H2↑
原因是CuS和AgI溶解度极小.有利于化学反应向正方向移动.
⒋ 锡铅活动性反常
元素的金属性或非金属性较强,其单质不活泼。一般情况下,元素的金属性或非金属性较强,其单质也越活泼。但对于少数元素的原子及其单质活泼性则表现出不匹配的关系。 根据元素周期律知识可知:同主族元素的金属性从上至下逐渐增强。即Pb>Sn。但金属活动顺序表中Sn>Pb。
原因是比较的条件不同,前者指气态原子失电子时铅比锡容易,而后者则是指在溶液中单质锡比单质铅失电子容易。
⒌ 溶液中活泼金属单质不能置换出不活泼金属
一般情况下,在溶液中活泼金属单质能置换不活泼金属。但Na、K等非常活泼的金属却不能把相对不活泼的金属从其盐溶液中置换出来。如Na和CuSO4溶液反应不能置换出Cu, 原因是:
2Na 2H2O=2NaOH H2↑
CuSO4 2NaOH=Cu(OH)2↓ Na2SO4
⒍ 原子活泼,其单质不活泼
一般情况下,若原子越活泼,其单质也越活泼。但少数非金属原子及其单质活泼性则表现出不匹配的关系。如非金属性O>Cl,但O2分子比Cl2分子稳定,N的非金属性比P强,但N2比磷单质稳定得多,甚至可代替稀有气体做某些物质的保护气。
原因是分子中原子间化学键结合程度大小影响分子的性质,N2分子中化学键键能很大,难拆开,故不易参加反应。
⒎ Hg、Ag与O2、S反应反常
一般物质的氧化性或还原性越强,反应越剧烈,条件越容易.例如O2、S分别与金属反应时,一般O2更容易些。但它们与Hg、Ag反应时出现反常,且硫在常温下就能发生如下反应:
Hg S=HgS
若不小心汞滴散落在桌上,就可用硫磺与之反应.
(注意硫的价态,硫与具有可变化合价的金属单质反应时,一般生成低价的金属硫化物,但该反应中生成高价的金属硫化物.)
⒏ 卤素及其化合物有关特性
卤素单质与水反应通式为:X2十H2O=HX HXO,而F2与水的反应放出O2,AgX难溶于水且有感光性。而AgF溶于水无感光性;CaX2易溶于水,而CaF2难溶千水;F没有正价而不易形成含氧酸。(X=Cl、Br、I)