化學方程式的分類記憶法

廣東 陳彬城

化學方程式的分類記憶法

以四種基本反應類型為框架，按反應的規(guī)律對化學方程式進行分類記憶，不僅能掌握教材的化學方程式，還能掌握“教材外、考綱內”同類化學方程式。該方法可概括為“發(fā)現(xiàn)規(guī)律、合理分類、熟記典型、舉一反三、把握特殊”。

化學方程式的記憶是學習化學的關鍵，也是高中化學的難點。不少人隨身帶一本《高中化學方程式記憶手冊》，希望能把課本的方程式“背”下來，可一到考試才知道自己對化學方程式知之甚少，課本的方程式?jīng)]記住，課外的方程式更指望不上。化學方程式的記憶需要科學有效的方法，按章節(jié)順序“背”化學方程式的方法是凌亂、不可取的，因為這是一道道地背方程式；只有掌握化學反應的規(guī)律，將相同反應規(guī)律的方程式分類記憶，一記就是一大片，記憶效率成倍提高。以下介紹一種以四種基本反應類型為框架，按反應的規(guī)律對化學方程式進行分類記憶的方法。若將不同類型的方程式制作成“記憶卡片”，不僅能掌握教材的化學方程式，還能掌握“教材外、考綱內”同類型的化學方程式。該方法可概括為“發(fā)現(xiàn)規(guī)律、合理分類、熟記典型、舉一反三、把握特殊”。

發(fā)現(xiàn)規(guī)律、合理分類，就是尋找不同化學方程式的內在聯(lián)系，通過一定的規(guī)律將化學方程式串聯(lián)起來，一記就是一大片，一回憶也是一大片，記憶效率成倍提高。

熟記典型、舉一反三，就是熟記教材的典型方程式，然后依照其反應規(guī)律寫出“教材外，考綱內”的化學方程式，解除只懂“教材”不懂“課外”的煩惱。

把握特殊，就是把那些與分類規(guī)律不大符合或看起來相似卻不同的化學方程式羅列出來，方便記憶。

一、化合反應

1.單質與單質的反應

發(fā)現(xiàn)規(guī)律：這是一類簡單的化合反應，掌握這類方程式，得先熟悉常見元素的化合價，再根據(jù)兩種元素按化合價代數(shù)和為零組合起來。

熟記典型：2Mg+O2點燃2MgO Cu+Cl2△CuCl22Fe+3Cl2△2FeCl3

N2+3H2高壓、高溫催化劑2NH3N2+O2高溫或放電2NO(只能生成NO，不能直接生成NO2)

S+O2點燃SO2(只能生成SO2，不能直接生成SO3)

舉一反三：對于我們課本沒出現(xiàn)的方程式書寫，根據(jù)兩種元素按化合價代數(shù)和為零組合起來。如2Zn+O2△2ZnO Se+O2△SeO23Mg+N2點燃Mg3N2

把握特殊：對于有多種化合價的元素的單質所進行的反應，其產(chǎn)物依參與反應的物質的氧化性或還原性的強弱來確定。

3Fe+2O2點燃Fe3O42Na+O2點燃Na2O2

K+O2點燃KO22Cu+S△Cu2S Fe+S△FeS

2.氧化物與水的反應

發(fā)現(xiàn)規(guī)律：酸性氧化物與水反應生成對應的酸，堿性氧化物與水反應生成對應的堿。但并不是所有的氧化物都能與水反應，如SiO2、Al2O3等，什么樣的氧化物才能與水反應呢？如果氧化物對應的水化物是可溶物(至少是微溶物)，則反應能進行。SiO2、Al2O3對應的水化物H2SiO3、Al(OH)3皆為難溶物，所以SiO2、Al2O3不能與水反應。

熟記典型：CaO+H2OCa(OH)2SO3+H2OH2SO4SO2+H2OH2SO3Na2O+H2O2NaOH SiO2+H2O不反應 Al2O3+H2O不反應

舉一反三：ZnO+H2O不反應，Zn(OH)2難溶于水。

CuO+H2O不反應，Cu(OH)2難溶于水。

BaO +H2OBa(OH)2，Ba(OH)2可溶于水。

N2O5+H2O2HNO3P2O5+3H2O2H3PO4

把握特殊：MgO+H2OMg(OH)2，雖然Mg(OH)2難溶于水，但該反應能微弱進行。

2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑

4KO2+2H2O4KOH+3O2↑

3NO2+H2O2HNO3+NO

3.弱酸鹽與對應的弱酸反應

發(fā)現(xiàn)規(guī)律：弱酸鹽與對應的弱酸反應生成對應的酸式鹽。

熟記典型：Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3

CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2

舉一反三：K2CO3+CO2+H2O2KHCO3

BaCO3+CO2+H2OBa(HCO3)2

Na2SO3+SO2+H2O2NaHSO3

BaSO3+SO2+H2OBa(HSO3)2

Na2S +H2S2NaHS

4.酸性氧化物與堿性氧化物反應

發(fā)現(xiàn)規(guī)律：酸性氧化物與堿性氧化物反應生成鹽。

熟記典型：CaO+CO2CaCO3

CaO+SiO2△CaSiO3

CaO+SO3CaSO4

舉一反三：Na2O+SO2Na2SO3

K2O+SO2K2SO3

CaO+SO2CaSO3

把握特殊：2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2↑，過氧化鈉不是堿性氧化物，這個反應之所以生成氧氣，是因為-1價氧的自身氧化還原生成。

Na2O2+SO2Na2SO4，SO2有強還原性，與Na2O2發(fā)生氧化還原反應。

二、分解反應

1.碳酸鹽加熱分解反應

發(fā)現(xiàn)規(guī)律：難溶性的碳酸鹽加熱或高溫分解生成CO2和氧化物，可溶性的碳酸鹽如Na2CO3、K2CO3不易分解。

熟記典型：CaCO3高溫CaO+CO2↑

舉一反三：MgCO3△MgO+CO2↑

BaCO3高溫BaO+CO2↑

ZnCO3△ZnO+CO2↑

把握特殊：K2CO3△不易分解

Na2CO3△不易分解

2.碳酸氫鹽加熱分解反應

發(fā)現(xiàn)規(guī)律：碳酸氫鹽受熱分解為碳酸鹽、二氧化碳和水。

熟記典型：2NaHCO3△Na2CO3+CO2↑+H2O

舉一反三：2KHCO3△K2CO3+CO2↑+H2O

把握特殊：Ca(HCO3)2△CaCO3+CO2↑+H2O，生成的CaCO3高溫繼續(xù)分解，總反應方程式為 Ca(HCO3)2高溫CaO+2CO2↑+H2O。

3.銨鹽分解

發(fā)現(xiàn)規(guī)律：銨鹽受熱分解為NH3和對應的酸。

熟記典型：NH4HCO3△NH3↑+CO2↑+H2O NH4Cl△NH3↑+HCl↑

舉一反三：(NH4)2CO3△2NH3↑+CO2↑+H2O NH4HSO3△NH3↑+SO2↑+H2O

把握特殊：NH4NO3加熱不生成NH3和硝酸，因為-3價與+5價的N元素發(fā)生氧化還原反應生成N2或氮氧化物，產(chǎn)物隨溫度的變化而變化。

4.含氧酸或堿的分解

發(fā)現(xiàn)規(guī)律：酸或堿加熱分解生成對應的氧化物和水。難溶性氫氧化物受熱易分解，可溶性(或微溶性)氫氧化物受熱不易分解。

熟記典型：H2SO3△SO2↑+H2O

H2CO3△CO2↑+H2O

2Fe(OH)3△Fe2O3+3H2O

2Al(OH)3△Al2O3+3H2O

舉一反三：Zn(OH)2△ZnO+H2O

Mg(OH)2△MgO+H2O

NaOH△不易分解

Ba(OH)2△不易分解

Cu(OH)2△CuO+H2O

H2SiO3△SiO2+H2O

把握特殊：4HNO3△4NO2↑+O2↑+2H2O

2HClO△或光照2HCl+O2↑

Fe(OH)2在空氣中加熱：4Fe(OH)2+O2△2Fe2O3+4H2O，因為Fe(OH)2中+2價的Fe元素還原性較強，易被氧化為+3價。

5.結晶水合物分解

發(fā)現(xiàn)規(guī)律：結晶水合物加熱失去結晶水，生成相應的鹽和水。

熟記典型：CuSO4·5H2O△CuSO4+5H2O

Na2CO3·10H2O△Na2CO3+10H2O

舉一反三：CaCl2·2H2O△CaCl2+2H2O

Na2SO4·10H2O△Na2SO4+10H2O

把握特殊：如果加熱溫度過高，CuSO4·5H2O會分解生成CuO，CuSO4·5H2O△CuO+SO3+5H2O。

三、復分解反應

復分解反應發(fā)生的條件是生成沉淀、氣體、弱電解質，要掌握這類方程式的書寫，要求熟悉溶解性表和常見的弱電解質。有幾類重要的復分解反應，書寫規(guī)律比較明顯。

1.強酸制弱酸

發(fā)現(xiàn)規(guī)律：較強的酸與鹽反應可制取較弱的酸。

熟記典型：CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O

CH3COONa+HClCH3COOH+NaCl

Na2CO3+2CH3COOH2CH3COONa+CO2↑+H2O

2AlO-2+CO2(少量)+3H2O2Al(OH)3↓+CO2-3

舉一反三：Na2SiO3+CO2(少量)+H2ONa2CO3+H2SiO3↓

Na2SO3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+H2O

FeS+H2SO4FeSO4+H2S↑

把握特殊：①NaClO+CO2(少量)+H2ONaHCO3+HClO(不生成Na2CO3)

C6H5ONa(苯酚鈉)+CO2(少量)+H2OC6H5OH(苯酚)+NaHCO3(不生成Na2CO3)

Ca(ClO)2+CO2(少量)+H2OCaCO3↓+2HClO

酸性強弱順序：H2CO3gt;HClOgt; HCO-3，H2CO3gt; C6H5OH(苯酚)gt; HCO-3，碳酸是二元弱酸，分步電離，在強酸制弱酸的反應中，分步失氫，

故第一步反應：CO2+H2O+ClO-HCO-3+HClO，

第二步反應：HCO-3+ClO-/CO2-3+HClO，可是第二步反應無法進行，因為酸性：HCO-3lt;HClO，所以產(chǎn)物是NaHCO3而不是Na2CO3。苯酚鈉與CO2、H2O的反應類比以上分析，故產(chǎn)物為NaHCO3。

第三道化學方程式生成碳酸鹽，是因為CaCO3是難溶物。

2AlO-2+CO2(少量)+3H2O2Al(OH)3↓+CO2-3，AlO-2對應的酸是HAlO2即Al(OH)3，其酸性比H2CO3和HCO-3弱，故當CO2少量時，生成CO2-3，當CO2過量時生成HCO-3。

②Na2CO3+HCl(少量且緩慢滴加)NaCl+NaHCO3，CO2-3分步結合H+。

CuS+H2SO4不反應，而H2S+CuSO4CuS↓+H2SO4能夠進行，強酸制弱酸對某些反應不一定適用，該反應能進行是因為CuS是一種極難溶的物質，不溶于稀硫酸。

CaCO3+H2SO4的反應進行緩慢，因為生成的CaSO4是微溶物，覆蓋在CaCO3表面，阻止反應繼續(xù)進行，所以不能用大理石和稀硫酸制取CO2。

2.雙水解

發(fā)現(xiàn)規(guī)律：一些弱酸根離子與弱堿對應的陽離子相互促進水解，發(fā)生比較徹底的雙水解。下面是相互之間能發(fā)生比較徹底雙水解的離子。

①Al3+與CO2-3、HCO-3、S2-、HS-、SO2-3、HSO-3、AlO-2、ClO-、SiO2-3

②Fe3+與CO2-3、HCO-3、AlO-2、ClO-、SiO2-3(S2-、HS-、SO2-3、HSO-3與Fe3+既發(fā)生氧化還原反應又發(fā)生雙水解反應，方程式的書寫依題意信息書寫)

③AlO-2、ClO-、SiO2-3幾乎與所有弱堿陽離子如Mg2+、NH+4、Al3+、Zn2+等發(fā)生雙水解反應。

熟記典型：3CO2-3+2Al3++3H2O 3CO2↑+2Al(OH)3↓

3HCO-3+Al3+3CO2↑+Al(OH)3↓(泡沫滅火器的反應原理)

Al3++3AlO-2+6H2O 4Al(OH)3↓

舉一反三：3S2-+2Al3++6H2O 3H2S↑+2Al(OH)3↓

Fe3++3HCO-33CO2↑+Fe(OH)3↓

SiO2-3+2NH+4H2SiO3↓+2NH3↑

2Fe3++6AlO-2+12H2O 6Al(OH)3↓+2Fe(OH)3↓

3ClO-+Fe3++3H2O3HClO+Fe(OH)3↓

把握特殊：①SO2-3+2Fe3++H2O SO2-4+2Fe2++2H+

S2-+2Fe3+S↓+2Fe2+

S2-、HS-、SO2-3、HSO-3與Fe3+既發(fā)生氧化還原反應又發(fā)生雙水解，方程式依題意信息書寫。ClO-與Fe2+也發(fā)生氧化還原反應。

②Zn2++CO2-3ZnCO3↓

2Ag++CO2-3Ag2CO3↓

③并不是所有弱酸根與弱堿陽離子都能發(fā)生比較徹底的雙水解，如CH3COO-與NH+4、CO2-3與NH+4可以大量共存。

3.酸堿中和

發(fā)現(xiàn)規(guī)律：酸與堿反應、酸性氧化物與堿反應、堿性氧化物與酸反應、兩性氧化物與酸或堿的反應生成鹽和水。

熟記典型：2NaOH+CO2Na2CO3+H2O

SO2+Ca(OH)2CaSO3↓+H2O

Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O

2NaOH+SiO2Na2SiO3+H2O

Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2O

Al2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2O

舉一反三：SO2+Ba(OH)2BaSO3↓+H2O

PbO+H2SO4PbSO4+H2O

ZnO+H2SO4ZnSO4+H2O

ZnO+2NaOH Na2ZnO2+H2O

Cr2O3+6HCl2CrCl3+3H2O

CuO+2HNO3Cu(NO3)2+H2O

把握特殊：①2CO2(過量)+Ca(OH)2Ca(HCO3)2SO2(過量)+NaOHNaHSO3

當CO2(SO2)過量時，CO2(SO2)繼續(xù)與碳酸根(亞硫酸根)、碳酸鹽(亞硫酸鹽)反應生成HCO-3(HSO-3)，如Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3、CaSO3+SO2+H2OCa(HSO3)2。

②3FeO+10HNO3(稀)3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O

3Fe(OH)2+10HNO3(稀)3Fe(NO3)3+NO↑+8H2O

硝酸有強氧化性，既發(fā)生酸堿中和反應又發(fā)生氧化還原反應。

③4HF+SiO2SiF4↑+2H2O

④一些酸性比較弱的酸與難溶性弱堿不反應，如

CO2+Al(OH)3不反應、CO2+Zn (OH)2不反應、CO2+Fe(OH)3不反應、CO2+Cu(OH)2不反應、CO2+Fe(OH)2不反應

四、置換反應

發(fā)現(xiàn)規(guī)律：不管是金屬還是非金屬，在水溶液中，遵循的一般規(guī)律是：強置換弱。對于金屬，根據(jù)金屬活動性順序表，活動性強的金屬可以置換活動性弱的金屬；對于非金屬，非金屬性強的單質置換非金屬性弱的單質。

熟記典型：Fe+CuSO4FeSO4+Cu

Cl2+2Br-Br2+2Cl-

Zn+H2SO4(稀)ZnSO4+H2↑

舉一反三：2H2S+O22S↓+2H2O

H2S+X2S↓+2HX(X為Cl、Br、I)

把握特殊：①O2通入HCl、HBr溶液不能置換生成Cl2、Br2，雖然氧的非金屬性比氯、溴強；O2通入HI溶液中則能置換生成I2：O2+4HI2I2+2H2O。

②2Na+2H2O+CuSO4Na2SO4+Cu(OH)2+H2↑，Na不能置換CuSO4(aq)中的Cu2+，因為Na非?；顫?，先與水反應生成NaOH和H2。

③F2不能置換NaCl溶液中Cl-，因為F2與水反應：2F2+4H2O4HF+O2。

五、教材中幾個重要的氧化還原反應

1.濃硫酸作氧化劑

發(fā)現(xiàn)規(guī)律：濃硫酸中+6的硫元素具有強氧化性，故在有濃硫酸參與的氧化還原反應中得電子的是硫元素而不是氫元素。一般情況下，+6價的硫得電子后變成+4價的SO2。

熟記典型：Cu+2H2SO4(濃)△CuSO4+SO2↑+2H2O，C+2H2SO4(濃)△CO2↑+2SO2↑+2H2O

舉一反三：Zn+2H2SO4(濃) ZnSO4+SO2↑+2H2O，不能用濃硫酸制氫氣。

H2S+H2SO4(濃) S↓+SO2↑+2H2O(濃硫酸不能干燥H2S)，

HBr、HI也不能用濃硫酸干燥：

2HBr +H2SO4(濃)Br2+SO2+2H2O

2HI+H2SO4(濃)I2+SO2+2H2O

把握特殊：Al、Fe雖能與冷的濃硫酸反應，但是發(fā)生鈍化，在表面生成致密氧化膜，阻止反應繼續(xù)進行。加熱能發(fā)生以下反應：

2Fe+6H2SO4(濃)△Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O，H2SO4(濃)氧化性較強，F(xiàn)e被氧化為+3價。

2.硝酸作氧化劑

發(fā)現(xiàn)規(guī)律：硝酸有強氧化性，因為+5價的氮元素得電子能力很強。高中階段，一般認為，題目沒有特殊的信息說明，硝酸與金屬反應不生成氫氣；如果是稀硝酸，還原產(chǎn)物為NO，濃硝酸還原產(chǎn)物為NO2。

熟記典型：3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

Cu+4HNO3(濃) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

C+4HNO3(濃)△CO2↑+4NO2↑+2H2O

舉一反三：3Ag+4HNO3(稀)3AgNO3+NO↑+2H2O

Ag+2HNO3(濃) AgNO3+NO2↑+H2O

把握特殊：Al、Fe雖能與冷的濃硝酸反應，但是發(fā)生鈍化，在表面生成致密氧化膜，阻止反應繼續(xù)進行。加熱能發(fā)生以下反應：

Fe+6HNO3(濃)△Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O

Fe(少量)+4HNO3(稀)Fe(NO3)3+NO↑+2H2O

硝酸氧化性較強，F(xiàn)e被氧化為Fe3+，如果Fe過量，會與Fe3+反應生成Fe2+，

3Fe(過量)+8HNO3(稀)3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O

3.幾個重要的歸中反應

熟記典型：2Fe3++Fe3Fe2+

HCl+HClOCl2↑+H2O

5Cl-+ClO-3+6H+3Cl2↑+3H2O

2S2-+SO2-3+6H+3S↓+3H2O

舉一反三：5X-+XO-3+6H+3X2+3H2O，X為Cl、Br、I，確定X后，再對應X2后是否加“↑”。

把握特殊： S2-與SO2-3、Cl-與ClO-、Cl-與ClO-3只在酸性條件下才能發(fā)生歸中反應，在中性或堿性條件下能大量共存。

S2-與SO2-4(鹽溶液)就算加H+，也不會發(fā)生歸中反應。

H2S通入稀硫酸溶液也不會發(fā)生歸中反應，因為稀硫酸的氧化性體現(xiàn)為H+得電子，而H+的氧化性不強，不足以將H2S氧化為S。

4.幾個重要的歧化反應

熟記典型：Cl2+H2OHCl+HClO

3NO2+H2O2HNO3+NO

S2O2-3+2H+S↓+SO2↑+H2O

舉一反三：Br2+H2OHBr+HBrO

5.幾個制取單質的反應

①氯氣的制取

MnO2+4HCl(濃)△MnCl2+Cl2↑+2H2O

2KMnO4+16HCl(濃)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O

共同點：反應物需要濃鹽酸，生成物為Cl2、氯化物、水。

不同點：一個需要加熱，另一個不需要加熱。

②H2的制取：Zn+H2SO4(稀)ZnSO4+H2↑，也可用鹽酸，但不能用濃硫酸，會生成SO2；也不能用濃硝酸或稀硝酸，會生成NO2或NO。

一般可用活潑金屬與非氧化性酸反應來制取氫氣，但Al比較特殊，既可與酸反應又可與堿反應生成氫氣：2Al+2H2O+2NaOH2NaAlO2+3H2↑。該反應中NaOH不參與氧化還原，氧化劑是水，由此可知H2O是反應物之一，這是記憶的關鍵。

③O2的制?。?KMnO4△K2MnO4+MnO2+O2↑

2KClO3△,MnO22KCl+3O2↑

2H2O2MnO22H2O+O2↑

④Na、Mg、Al的制?。?/p>

2NaCl熔融、電解2Na+Cl2↑

MgCl2熔融、電解Mg+Cl2↑

2Al2O3熔融、電解冰晶石4Al+3O2↑

共同點：電解熔融狀態(tài)，不是水溶液；如果電解水溶液，陰極產(chǎn)生H2而不是金屬單質。

不同點：制取Na、Mg時，電解氯化物，因為它們的氧化物熔點高，而氯化物熔點低，電解熔融氯化物，節(jié)約能源。而制取Al不是電解熔融的AlCl3，而是電解高熔點的Al2O3，一方面AlCl3是共價化合物，熔融狀態(tài)不導電，另一方面干燥的AlCl3難以制取。加入冰晶石是為了降低Al2O3的熔融溫度。

⑤Si的制取：2C+SiO2高溫Si+2CO↑，該反應不能看成非金屬性強的單質置換非金屬性弱的單質，因為在反應中C體現(xiàn)還原性，該反應之所以能進行，是因為生成的CO是氣體，而+4價的硅元素氧化性很弱，只能將C氧化生成CO而不是CO2。

6.難揮發(fā)性酸酐制揮發(fā)性酸酐

熟記典型：Na2CO3+SiO2高溫Na2SiO3+CO2↑

CaCO3+SiO2高溫CaSiO3+CO2↑

這是制取普通玻璃的化學方程式。以上反應不是強酸制弱酸的原理。

舉一反三：Na2CO3+Al2O3高溫2NaAlO2+2CO2↑ [Al2O3是HAlO2即Al(OH)3的酸酐]

注意，反應時盛裝熔融Na2CO3所用坩堝不能選用石英坩堝、Al2O3坩堝或瓷坩堝，應選用鐵坩堝，因為SiO2、Al2O3與Na2CO3發(fā)生以上反應，而瓷坩堝的成分為鋁硅酸鹽，相當于含有SiO2和Al2O3，也可與Na2CO3發(fā)生以上反應。

歸類法是其他記憶方法的基礎，正確認識它的作用，才會準確定位，既不夸大也不縮小它的作用。本文所介紹的化學分類記憶法力爭囊括高中階段的所有方程式，只能從大方向的規(guī)律入手，進行比較“粗糙”的分類，望對讀者有所幫助。

廣東省惠來縣第一中學)