單質、氧化物、酸、堿、鹽是有聯系的,在壹定條件下可以相互轉化。它們之間的關系如下圖所示。這個圖可以顯示:各種物質的主要化學性質;各種物質之間的相互轉化關系;制造某些物質的可能方法。復習物質之間的反應規律時,要充分利用三表——物質分類表、物質溶解度表、金屬活度順序表。
根據圖表,各種物質之間的相互作用大致可以概括為以下幾個方面:
①金屬→堿性氧化物
金屬與氧結合形成堿性氧化物,與金屬的活性順序密切相關。從K到Ag逐漸變難,Pt和Au不能與氧化結合。
例如:4Na+O22Na2O
2毫克+22毫克
3Fe+2O2Fe3O4
2Cu+O22CuO
②堿性氧化物→金屬
某些金屬的氧化物可以被強還原劑(如H2、碳、鈷等)還原成金屬元素。)高溫下。
比如:CuO+H2Cu+H2O
WO3+3H2W十個3H2O
Fe3O4+4H23Fe+4H2O
PbO+H2Pb+H2O
2CuO+C2Cu+CO2↑
2Fe2O3+3C4Fe 3CO2↑ =
氧化銅+氯化鈷+二氧化碳
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
PbO+COPb+CO2
Ag2O+CO2Ag+CO2
Fe3O4+4CO3Fe+4CO2
③堿性氧化物→堿
K2O、Na2O、CaO和BaO能與水反應生成堿。
例如:K2O+H2O2KOH
Na2O+H2O2NaOH
氧化鈣+碳酸氫鈣
BaO+H2OBa(OH)2
其他堿性氧化物(如CuO、Fe2O3)不能直接與水反應,它們的堿[如Cu(OH)2、Fe(OH)3]可以間接制備。
④堿→堿性氧化物
壹般這類反應中會出現不溶性堿。
例如:Cu(OH)2CuO+H2O。
2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O
2Al(OH)3Al2O3+3H2O
⑤非金屬→酸性氧化物
非金屬與氧反應生成酸性氧化物。這類反應初中只介紹碳、硫、磷與氧的直接反應。
例如:c+o2co2
硫+二氧化硫
4P+5O22P2O5
硫也是壹種重要的氧化物。在這種氧化物中,硫的化合價為+6,化學式為SO3。在催化劑的存在下,二氧化硫與氧氣結合形成三氧化硫,反應的化學方程式為:
⑥酸性氧化物→酸
壹些酸性氧化物溶於水形成酸。
例如:CO2+H2OH2CO3
SO3+硫酸氫鉀
P2O5+3H2O2H3PO4
SiO2 _ 2也是壹種酸性氧化物,但不能直接與水結合,可以間接制備H _ H2SiO3 _ 3。
⑦酸→酸性氧化物
在壹定條件下,含氧酸可以脫水生成酸酐。
例如:H2CO3H2O+CO2↑ =
H2SO4H2O+SO3↑
二氧化矽+H2O
8鹽→酸性氧化物+堿性氧化物
壹些含氧酸鹽在加熱時分解成酸性氧化物和堿性氧化物。
例如:CaCO3CaO+CO2↑ =
⑨堿性氧化物+酸性氧比例→鹽
堿性氧化物與酸性氧化物結合形成含氧酸鹽。
比如:CaO+SiO2CaSiO3。
⑩金屬+非金屬→鹽
當壹種金屬元素與壹種非金屬元素(氧除外)反應時,壹般產物是壹種厭氧酸鹽。例如,大多數金屬(鉑和金除外)與氯和硫等非金屬結合時,都能生成氯化物和硫化物。
比如:2Na+Cl22NaCl。
銅+氯化亞銅
鐵+超臨界流體
Zn+SZnS
堿性氧化物+酸→鹽+水
堿性氧化物與酸性溶液反應生成鹽和水。
例如:氧化鈣+鹽酸氯化鈣+H2O。
氧化銅+硫酸亞銅+H2O
Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O
酸性氧化物+堿→鹽+水
酸性氧化物與堿反應生成鹽和水。這種反應可以發生在酸性氧化物和堿性溶液之間,也可以發生在酸性氧化物和固體堿之間。
例如:2 NaOH+CO2 Na2CO3+H2O。
氫氧化鈣+碳酸二鈣+H2O
氫氧化鈣+硫酸氫鈣+H2O
酸+堿→鹽+水
酸和堿在中和反應中生成鹽和水。這種反應屬於復分解反應。
例如:NaOH+HCl NaCl+H2O。
2KOH+H2SO4K2SO4+2H2O
Ba(OH)2+H2SO4BaSO4↓+2H2O
以上三個反應是兩種溶液之間的反應,反應可以通過指示劑顏色的變化或沈澱的形成來判斷。
另壹種情況,不溶性堿與酸溶液反應生成鹽和水,此時固體反應物溶解。
例如:Cu(OH)2+H2SO4CuSO4+2H2O。
Fe(OH)3+3HClFeCl3+3H2O
堿+鹽→堿+鹽
堿溶液與鹽溶液反應形成另壹種堿和另壹種鹽。這類反應的兩種反應物都是可溶的,產物之壹是沈澱。
例如:2NaOH+CuSO4Cu(OH)2↓+Na2SO4。
3NaOH+FeCl3Fe(OH)3↓+3NaCl
Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3↓+2NaOH
Ba(OH)2+Na2SO4BaSO4↓+2NaOH
酸+鹽→酸+鹽
酸和鹽反應生成另壹種酸和另壹種鹽。這種反應的情況稍微復雜壹點。除沈澱外,還可能產生氣體和水。當沈澱發生時,參與反應的酸和鹽需要是可溶的。
比如:HCl+AgNO3 AgCl ↓+HNO3。
H2SO4+BaCl2BaSO4↓+2HCl
如果反應物中的鹽不溶於水,產物沈澱在反應物上,反應就會停止。例如,硫酸和碳酸鈣最初可以反應生成硫酸鈣,但溶解度較小的硫酸鈣覆蓋在碳酸鈣的表面,從而停止了反應。
但氣體生成時鹽溶解與否並不重要。
例如:h2so 4+na 2 co 3 na 2 so 4+H2O+CO2↑H2O+CO2 =
2HCl+CaCO3CaCl2+H2O+CO2↑
鹽+鹽→鹽+鹽
兩種鹽溶液反應生成另外兩種鹽,其中至少有壹種是沈澱。
例如:NaCl+AgNO3 = nano3+AgCl ↓
Na2SO4+BaCl=2NaCl+BaSO4↓
金屬+鹽→鹽+金屬
金屬和鹽反應生成另壹種金屬和另壹種鹽。這種反應屬於置換反應,參與反應的金屬元素在金屬活度序列表中的位置比鹽中所含金屬元素的位置稍靠前,反應在溶液中進行。
例如:Fe+CuSO4FeSO4+Cu+Cu。
銅+汞(硝酸)2Cu(硝酸)2+汞
2Al+3CuCl22AlCl3+3Cu
而金屬活度序列表中Na之前的金屬(包括鈉),放入溶液後會發生復雜的反應,不屬於這類反應。
金屬+酸→鹽+氫。
金屬與酸反應生成鹽和氫,這是置換反應。參與反應的金屬是金屬活性序列表中H之前的金屬。參與反應的酸是鹽酸或稀硫酸。
例如:Zn+2 hclzncl2+H2 =
鐵+硫酸亞鐵+H2↑
2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑
HNO3和濃H2SO4與金屬的反應比較復雜,但不會產生氫氣。