化學反應紛繁復雜，找準規(guī)律撥云見日

馮存良　高小艷

高中學生中流傳著這樣一句話：“化學繁，物理難，數(shù)學的作業(yè)做不完?！蓖瑢W們之所以覺得“化學繁”，是因為化學知識點是零碎的，這就要求大家在復習時由點到面，將知識點架構(gòu)成知識網(wǎng)絡。

本文將從三個方面分析化學反應，幫助同學們熟悉相關知識、找出規(guī)律，掌握解題的方法，把必備知識與關鍵能力、學科素養(yǎng)、核心價值緊密相連，形成具備內(nèi)在聯(lián)系的網(wǎng)絡，提升解決問題的能力。

一、元素及其化合物的相互轉(zhuǎn)化

【例1】下列各組物質(zhì)中，物質(zhì)之間通過一步反應就能實現(xiàn)如圖1所示轉(zhuǎn)化的是（ ）

選項 X Y Z R

A Al AlCl3 Al（OH）3 NaAlO2

B Na Na2O Na2O2 NaOH

C H2S S SO2 SO3

D N2 NH3 NO NO2

圖1

【解析】A項，Al不能經(jīng)一步反應生成Al（OH）3;B項，Na可以與O2（常溫或加熱）、H2O經(jīng)一步反應分別生成Na2O、Na2O2、NaOH，Na2O在O2中加熱生成Na2O2，Na2O、Na2O2均能與H2O反應生成NaOH;C項，H2S、S不能經(jīng)一步反應生成SO3;D項，NH3、N2不能經(jīng)一步反應生成NO2。

【答案】B

【知識總結(jié)】

元素及其化合物轉(zhuǎn)化

（一）常見“串珠”型轉(zhuǎn)化

1.連續(xù)氧化型

①NaNa2ONa2O2NaOH

②CCOCO2H2CO3

③S（或H2S）SO2SO3H2SO4

④N2（或NH3）NONO2HNO3

注意：SiO2不能通過一步反應轉(zhuǎn)化為H2SiO3。

2.連續(xù)轉(zhuǎn)化型

①鋁土礦提取鋁

方式一：Al2O3AlCl3Al（OH）3Al2O3Al

方式二：Al2O3NaAlO2Al（OH）3Al2O3Al

②工業(yè)提取鎂

方式一：Mg2+Mg（OH）2MgCl2

MgCl2Mg

方式二：MgCO3MgCl2MgCl2·6H2OMgCl2Mg

③侯氏制堿法

NaClNaHCO3Na2CO3

（二）常見“三角”轉(zhuǎn)化

【高分錦囊】

元素及其化合物相互轉(zhuǎn)化的易錯點

1.Na不能置換出鹽溶液中的金屬，與熔融的鹽反應才可以;向飽和的Na2CO3溶液中通入過量CO2，有NaHCO3 白色晶體析出。

2.Al雖是活潑金屬，但因為其與空氣中的氧反應，表面生成一層致密的氧化物薄膜，所以Al的抗腐蝕性比較強。

3.Fe與O2、H2O（g）反應的產(chǎn)物都是Fe3O4而不是Fe2O3;制備FeCl2，除了有Fe與鹽酸的置換反應外，還有化合反應：2FeCl3+Fe=3FeCl2;制備Fe（OH）3，除了有Fe3+與堿的復分解反應，還有化合反應：4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3。

4.Al、Fe在冷的濃硫酸和濃硝酸中會鈍化，但加熱后反應會繼續(xù)。

5.Cu在潮濕的空氣中生成銅綠[Cu2（OH）2CO3]，不生成CuO;常用灼熱的銅粉除去N2中的O2，灼熱的CuO除去CO2中的CO。

二、有機化學反應

【例2】下列化學方程式或相應的描述涉及的反應與相應的反應類型不一致的是（ ）

A.CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+ H2O（取代反應）

B.苯中加入溴水，充分振蕩靜置后溴水褪色（取代反應）

C.nCH2 =CHClCH2-CHCln（加聚反應）

D.CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br（加成反應）

【解析】苯中加入溴水，充分振蕩靜置后溴水褪色，是因為苯萃取了溴水中的溴單質(zhì)。

【答案】B

【知識總結(jié)】

常見有機物或官能團及其性質(zhì)

種類 官能團 主要化學性質(zhì) 反應類型

烷烴 — ①在光照下發(fā)生鹵代反應 取代反應

②不能使酸性KMnO4溶液褪色 —

③高溫分解 裂化、裂解

烯烴 ①與X2、H2、HX、H2O等發(fā)生反應（X表示鹵素單質(zhì)，下同） 加成反應

②加成聚合反應生成聚合物 加聚反應

③使酸性KMnO4溶液褪色 氧化反應

苯及其同系物

— ①苯環(huán)上發(fā)生硝化、磺化、鹵代反應 取代反應

②與H2發(fā)生加成反應 加成反應

③苯的同系物側(cè)鏈在光照下發(fā)生鹵代反應 取代反應

④苯的同系物使酸性KMnO4溶液褪色 氧化反應

鹵代烴 —X ①在NaOH的水溶液、加熱條件下生成醇 水解（取代）反應

②在NaOH的醇溶液、加熱條件下生成不飽和烴 消去反應

醇 —OH ①與活潑金屬Na等反應產(chǎn)生H2 置換反應

醇 —OH ②催化氧化生成醛、酮 氧化反應

③與羧酸及無機含氧酸反應 酯化（取代）反應

④在濃硫酸、加熱條件下生成不飽和烴 消去反應

【高分錦囊】

有機物反應條件及反應類型

1.在NaOH水溶液中能發(fā)生酯的水解、鹵代烴的水解。

2.在光照、X2條件下發(fā)生烷基上的取代反應;在鐵粉、X2條件下發(fā)生苯環(huán)上的取代反應。

3.在濃H2SO4、加熱條件下，能發(fā)生苯的硝化反應，醇的酯化反應、消去反應等。

4.與溴水或溴的CCl4溶液反應，可能發(fā)生烯烴的加成反應。

5.與H2在催化劑作用下發(fā)生烯烴、芳香烴加成（還原）反應。

6.在O2、Cu（或Ag）、加熱條件下發(fā)生醇的催化氧化反應。

7.與新制Cu（OH）2懸濁液或銀氨溶液反應，發(fā)生—CHO的氧化反應。

8.在稀H2SO4、加熱條件下發(fā)生酯、低聚糖、多糖等的水解反應。

三、化學工藝流程題中方程式的書寫

【例3】三氧化二鎳（Ni2O3）是一種重要的電子元件材料和蓄電池材料。工業(yè)上利用含鎳廢料（鎳、鐵、鈣、鎂合金為主）制取草酸鎳（NiC2O4·2H2O），再高溫煅燒草酸鎳制取三氧化二鎳。已知草酸的鈣、鎂、鎳鹽均難溶于水。工藝流程如圖2所示：

圖2

請回答下列問題：

（1）加入H2O2發(fā)生的主要反應的離子方程式為。加入碳酸鈉溶液調(diào)pH至4.0～5.0，其目的為。

（2）草酸鎳（NiC2O4·2H2O）在熱空氣中干燥脫水后在高溫下煅燒，可制得Ni2O3，同時獲得混合氣體，該混合氣體的主要成分為（水除外） 。

（3）工業(yè)上還可用電解法制取Ni2O3，用NaOH溶液調(diào)NiCl2溶液的pH至7.5，加入適量Na2SO4后利用惰性電極電解。電解過程中產(chǎn)生的Cl2有80%在弱堿性條件下生成ClO-，再把二價鎳氧化為三價鎳。ClO-氧化Ni（OH）2生成Ni2O3的離子方程式為 ，a mol二價鎳全部轉(zhuǎn)化為三價鎳時，外電路中通過電子的物質(zhì)的量為 mol。

（4）以Al和NiO（OH）為電極，NaOH溶液為電解液組成一種新型電池，放電時，NiO（OH）轉(zhuǎn)化為Ni（OH）2，該電池總反應的化學方程式為，其放電時正極的電極反應式為 。

【解析】（1）加入H2O2的目的是將Fe2+氧化成Fe3+，發(fā)生反應的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O。加入碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)pH至4.0～5.0，可促進Fe3+水解，除去所生成Fe（OH）3沉淀。

（2）NiC2O4·2H2O在熱空氣中干燥脫水后在高溫下煅燒可制得Ni2O3，Ni元素的化合價升高，則必有元素化合價降低，故生成CO，又因為生成的是混合氣體，所以必有CO2生成。

（3）ClO-具有強氧化性，將Ni（OH）2氧化成Ni2O3，自身被還原為Cl-，發(fā)生反應的離子方程式為ClO-+2Ni（OH）2=Cl-+Ni2O3+2H2O。由離子方程式可知，a mol二價鎳全部轉(zhuǎn)化為三價鎳時，消耗0.5a mol ClO-，再由Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O可知，電解產(chǎn)生的Cl2的物質(zhì)的量為=0.625a mol，再由2Cl--2e-=Cl2↑可知，外電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.625a mol×2=1.25a mol。

（4）該電池放電時，NiO（OH）轉(zhuǎn)化為Ni（OH）2，Ni離子由+3價變?yōu)?2價，故正極的電極反應式為NiO（OH）+e-+ H2O=Ni（OH）2+OH-，負極的電極反應式為Al-3e-+ 4OH-=AlO2-+2H2O，該電池總反應的化學方程式為Al+ 3NiO（OH）+NaOH+H2O=3Ni（OH）2+NaAlO2。

【答案】（1）2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 促進Fe3+水解，除去沉淀 （2）CO、CO2（3）ClO-+2Ni（OH）2=Cl-+Ni2O3+2H2O 1.25a （4）Al+3NiO（OH）+NaOH+H2O=3Ni（OH）2+NaAlO2? ? NiO（OH）+e-+H2O=Ni（OH）2+OH-

【知識總結(jié)】

理清離子反應的相關知識

1.化學工藝流程題中主要涉及的5類離子反應

（1）難溶物溶解的離子反應。

（2）沉淀轉(zhuǎn)化的離子反應。

（3）同種元素在同種價態(tài)、不同pH條件下轉(zhuǎn)化的離子反應。

（4）與量有關的離子反應。

（5）涉及氧化還原反應的離子反應。

2.書寫離子方程式時需注意的事項

（1）觀察離子方程式中的符號是否正確、合理，如“”“↑”“↓”。

（2）拆寫是否合理。

①難溶于水、難電離的物質(zhì)用化學式表示。

②微溶物（如Ca（OH）2等）作為反應物時，若為澄清溶液則寫離子符號，若是渾濁液則寫化學式;作為生成物時一般寫化學式。

③多元弱酸的酸式酸根離子不能拆開寫;而多元強酸的酸式酸根離子在水溶液中可完全電離，如NaHSO4在水溶液中的離子為Na+、H+和SO42-。

（3）靈活應用電荷守恒及氧化還原反應中的得失電子守恒，判斷離子方程式書寫是否正確。

【高分錦囊】

掌握陌生方程式的書寫技巧

1.陌生化學方程式的書寫思路

首先根據(jù)題意寫出材料中的部分反應物和生成物的化學式，再根據(jù)反應前后元素化合價有無變化判斷反應類型：元素化合價無變化則遵循質(zhì)量守恒定律;元素化合價有變化則除遵循質(zhì)量守恒定律外，還要遵循得失電子守恒規(guī)律;最后根據(jù)題目要求寫出化學方程式或離子方程式（遵循電荷守恒規(guī)律）。

2.陌生氧化還原反應方程式書寫的具體步驟

第一步：根據(jù)元素化合價的升降，判斷氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物;

第二步：按“氧化劑+還原劑===還原產(chǎn)物+氧化產(chǎn)物”寫出方程式，根據(jù)得失電子守恒配平上述四種物質(zhì);

第三步：根據(jù)電荷守恒和反應物的酸堿性，在方程式左邊或右邊補充H+、OH-或H2O等;

第四步：根據(jù)質(zhì)量守恒配平反應方程式。