復(fù)習(xí)元素化合物的“十大觀念”

黑龍江 盧國(guó)鋒

復(fù)習(xí)元素化合物的“十大觀念”

黑龍江 盧國(guó)鋒

元素化合物知識(shí)以描述性為主，記憶困難，出題角度多樣，學(xué)生普遍存在記不住、不會(huì)用、用就錯(cuò)的頑疾。本文結(jié)合元素化合物知識(shí)的自身特點(diǎn)，總結(jié)歸納復(fù)習(xí)中應(yīng)樹(shù)立的“十大觀念”。

觀念一：一體觀

每種物質(zhì)按以下圖示進(jìn)行聯(lián)想：

【例1】

觀念二：強(qiáng)弱觀

（1）鐵是化學(xué)界的變色龍，遇到氧化性弱的氧化劑失去2個(gè)電子呈＋2價(jià)，遇到氧化性強(qiáng)的氧化劑失去3個(gè)電子呈＋3價(jià)。

【例2】

①如非金屬（S、I2）、非氧化性酸（HCl、稀H2SO4）、鹽（CuSO4、FeCl3）。反應(yīng)如下：

②如非金屬（Cl2、Br2）、氧化性酸（HNO3）。反應(yīng)如下：

鐵與氧化性強(qiáng)的HNO3反應(yīng)也能生成＋2價(jià)鐵，這取決于鐵的量，過(guò)量的鐵和稀硝酸反應(yīng)：3Fe＋8HNO3（?。?Fe（NO3）2＋2NO↑＋4H2O。非溶液中不存在此問(wèn)題，如足量Fe和少量Cl2反應(yīng)仍為FeCl3。

Fe遇冷或常溫下濃H2SO4或濃HNO3會(huì)發(fā)生鈍化反應(yīng)，表面生成致密氧化膜阻止繼續(xù)反應(yīng)，如果加熱會(huì)破壞致密層反應(yīng)能進(jìn)行。

③＋2價(jià)Fe遇到氧化性強(qiáng)的非金屬（Cl2、Br2）、氧化性酸（HNO3）強(qiáng)氧化性的鹽（KMnO4、K2Cr2O7）、過(guò)氧化物（H2O2），被氧化成＋3價(jià)Fe。

（2）同主族元素從上到下原子核外電子層數(shù)依次增多，原子半徑逐漸增大，失電子能力逐漸增強(qiáng)，得電子能力逐漸減弱。金屬性強(qiáng)則其單質(zhì)與水（或酸）反應(yīng)置換出氫的越容易，或其氫氧化物堿性強(qiáng)。

【例3】ⅠA族金屬性：Li＜Na＜K＜Rb＜Cs＜Fr，推知K、Rb、Cs、Fr與水劇烈反應(yīng)，甚至爆炸；堿性：LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH＜FrOH。ⅦA族氯、溴、碘非金屬性逐漸減弱，因此氯氣能把溴、碘從它們的鹵化物溶液或氫化物溶液中置換出來(lái)，。

（3）同周期元素從左到右核電荷數(shù)依次增多，原子半徑逐漸減小，失電子能力逐漸減弱，得電子能力逐漸增強(qiáng)。非金屬性強(qiáng)則最高氧化物的水化物酸性強(qiáng)，與氫氣反應(yīng)容易，生成氣態(tài)氫化物穩(wěn)定。

【例4】第三周期Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl，金屬性：Na＞Mg＞Al，推知Na與冷水劇烈反應(yīng)，Mg與沸水反應(yīng)迅速，與酸劇烈反應(yīng)，Al與酸反應(yīng)平緩。NaOH是強(qiáng)堿Mg（OH）2中強(qiáng)堿Al（OH）3是兩性氫氧化物。非金屬性：Si＜P＜S＜Cl，推知Si→Cl與氫氣反應(yīng)由難到易，氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性：SiH4＜PH3＜H2S＜HCl；最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物（含氧酸）酸性：H2SiO3＜H3PO4＜H2SO4＜HClO4。

觀念三：粒子觀

物質(zhì)有哪些微觀粒子，其粒子就會(huì)體現(xiàn)相關(guān)性質(zhì)，粒子不同導(dǎo)致性質(zhì)差異。

【例5】新制氯水的性質(zhì)可以從以下方面去考慮：

成分 Cl2 HClO H＋ Cl －沉淀性，與硝酸銀溶液反應(yīng)有沉淀生成性質(zhì)氯水呈黃綠色，與Fe2＋、Br－等反應(yīng)強(qiáng)氧化性，能消毒殺菌，漂白有色物質(zhì)；HClO不穩(wěn)定，光照分解，氯水避光保存在棕色瓶中，久置氯水變?yōu)辂}酸；弱酸性，比碳酸的酸性弱酸的通性，與碳酸鈣、碳酸氫鈉反應(yīng)有氣泡生成滴入紫色石蕊，先變紅或褪色，H＋和HClO共同作用的結(jié)果

【例6】

觀念四：類別觀

【例7】

觀念五：價(jià)態(tài)觀

高價(jià)氧化低價(jià)還，中間價(jià)態(tài)兩俱全。

【例8】

【例9】

觀念六：特性觀

【例10】硅的特殊性

①自然界中沒(méi)有游離態(tài)的硅，以二氧化硅、硅酸鹽等形式存在，不能從硅的原子結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)不活潑解釋，而從硅是親氧元素解釋。

②非金屬氧化物一般由分子構(gòu)成的，而二氧化硅卻由原子構(gòu)成，因此二氧化硅硬度大、熔點(diǎn)高。

②非金屬單質(zhì)與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)一般不生成氫氣，而硅可與強(qiáng)堿反應(yīng)：Si＋2NaOH＋H2ONa2SiO3＋2H2↑。

③因硅還有親氟性。非金屬單質(zhì)一般不與弱氧化性酸反應(yīng)，而硅能與氫氟酸反應(yīng)：S i＋4HFSiF4↑＋2H2↑。酸性氧化物一般不與酸反應(yīng)，而SiO2能與HF反應(yīng)：SiO2＋4HFSiF4↑＋2H2O。

④二氧化硅是酸性氧化物，卻不能用SiO2與水不反應(yīng)制備硅酸，一般用可溶性硅酸鹽跟酸作用來(lái)制備：Na2SiO3＋2HClH2SiO3↓＋2NaCl。

⑤較強(qiáng)酸可以把較弱酸從其鹽溶液中制取出來(lái)，如Na2SiO3＋CO2＋H2ONa2CO3＋H2SiO3↓，而反應(yīng)也能進(jìn)行，因前者為溶液，后者體系為非溶液，并有氣體放出。

【例11】鋁的特性

酸鹽2Al＋2NaOH＋2H2O2NaAlO2＋3H2↑

Al3＋只存在于酸性溶液中，只存在于堿性溶液中，兩者之間發(fā)生反應(yīng)生成沉淀，＋Al3＋＋6H2O4Al（OH）3↓。

②鋁是活潑金屬，在空氣中或遇到濃硫酸（濃硝酸），表面生成致密氧化膜，起到保護(hù)作用。

觀念七：濃度觀

Cl2↑＋2H2O，1mol MnO2與含4mol HCl濃鹽酸加熱反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃鹽酸消耗揮發(fā)及水的生成，使?jié)恹}酸濃度降低轉(zhuǎn)變?yōu)橄←}酸，導(dǎo)致反應(yīng)停止，生成氯氣小于1mol，溶液中含剩余HCl。

【例13】Cu＋4HNO3（濃）Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O，若足量的銅與一定量的濃硝酸反應(yīng)，同樣隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃硝酸濃度減低轉(zhuǎn)變?yōu)橄∠跛?，反?yīng)為3Cu＋8HNO3（?。?Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O，生成氣體是NO2、NO混合氣體。

觀念八：順序觀

物質(zhì)的性質(zhì)強(qiáng)弱差異，導(dǎo)致反應(yīng)物遵循強(qiáng)強(qiáng)優(yōu)先反應(yīng)原則，即體系中最強(qiáng)氧化劑與最強(qiáng)還原劑優(yōu)先反應(yīng)；體系中最強(qiáng)堿與最強(qiáng)酸反應(yīng)；體系中生成溶解度小的優(yōu)先反應(yīng)。

【例14】（1）向含有Fe3＋和Cu2＋的溶液中加鐵粉，因?yàn)镕e3＋的氧化性強(qiáng)于Cu2＋，依次發(fā)生：2Fe3＋＋Fe3Fe2＋，Cu2＋＋FeCu＋Fe2＋。

（2）向FeBr2溶液中逐滴加入氯水，因?yàn)镕e2＋的還原性強(qiáng)于Br－，依次發(fā)生：2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl—，2Br—＋Cl22Cl—＋Br2。

連續(xù)反應(yīng)即反應(yīng)的生成物能與反應(yīng)物繼續(xù)反應(yīng)，使反應(yīng)滴加順序不同現(xiàn)象不同，可應(yīng)用在不用任何試劑相互滴加即可檢驗(yàn)。

【例15】（1）NaOH溶液和AlCl3溶液的反應(yīng)

①向含有AlCl3溶液的試管中滴加NaOH溶液至過(guò)量。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：開(kāi)始時(shí)產(chǎn)生沉淀，且逐漸增多，當(dāng)NaOH足量時(shí)，沉淀開(kāi)始溶解至消失。

反應(yīng)的化學(xué)方程式：

②向裝有NaOH溶液的試管中滴加AlCl3溶液至過(guò)量。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：局部產(chǎn)生白色沉淀，振蕩溶解，AlCl3足量時(shí)產(chǎn)生的沉淀不再溶解至產(chǎn)生沉淀最大量。

反應(yīng)的化學(xué)方程式：

觀念九：符號(hào)觀

化學(xué)符號(hào)是國(guó)際上統(tǒng)一規(guī)定的，用來(lái)表示化學(xué)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和化學(xué)過(guò)程的科學(xué)符號(hào)?；瘜W(xué)符號(hào)不僅是中學(xué)化學(xué)知識(shí)的重要組成部分，而且是學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)或化學(xué)事實(shí)的重要表征形式之一，具有知識(shí)性和工具性的高度統(tǒng)一。

表示物質(zhì)的符號(hào)：元素符號(hào)、離子符號(hào)、同位素符號(hào)、最簡(jiǎn)式、分子式、電子式、原子結(jié)構(gòu)示意圖、離子結(jié)構(gòu)示意圖。

表示化學(xué)變化的符號(hào)：化學(xué)方程式、電離方程式、離子方程式、電極反應(yīng)方程式。

①切記“所問(wèn)所答”，書寫哪種表達(dá)式；②物質(zhì)化學(xué)式書寫正確，不能漏寫；③有反應(yīng)條件的必須準(zhǔn)確注明反應(yīng)條件，“點(diǎn)燃、△、催化劑、高溫等”；④原子守恒、電荷守恒、電子守恒；⑤有氣體參加的反應(yīng) ，生成物有氣體不標(biāo)“↑”，有機(jī)化學(xué)方程式都用“→”。

【例17】①足量的碳酸氫鈉溶液與少量的石灰水反應(yīng)的離子方程式：___________________；

②足量的石灰水與少量的碳酸氫鈉溶液反應(yīng)的離子方程式：___________________。

NaHCO3與Ca（OH）2反應(yīng)包含中和與沉淀兩種反應(yīng)，中要與Ca2＋結(jié)合為沉淀，則首先解決H＋與的電離問(wèn)題，推斷NaHCO3與Ca（OH）2反應(yīng)先中和后沉淀，寫兩者反應(yīng)的離子方程式時(shí)，遵循少量者為1mol，先中和后沉淀的原則分析粒子的反應(yīng)。假設(shè)①中少量的石灰水Ca（OH）2為1mol，電離出2mol OH－，中和需要2mol，生成2mol H2O和2mol，其中1mol與1mol Ca2＋結(jié)合生成CaCO3，剩余1mol，①的離子方程式為。同理分析②得離子方程式為。

觀念十：實(shí)驗(yàn)觀

實(shí)驗(yàn)不僅是一種實(shí)踐活動(dòng)，還是科學(xué)方法論的重要組成成分，實(shí)驗(yàn)方法論包括很多具體的實(shí)驗(yàn)方法，如測(cè)定、實(shí)驗(yàn)條件的控制、實(shí)驗(yàn)觀察、實(shí)驗(yàn)記錄、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格化和線圖化處理?？茖W(xué)邏輯方法如比較、分類、歸納、概括、模型、假說(shuō)。

【例18】分離、提純方法選擇。

【例19】鋁熱反應(yīng)聯(lián)想實(shí)驗(yàn)的引發(fā)物是氯酸鉀和鎂帶，點(diǎn)燃鎂帶釋放熱量引發(fā)反應(yīng)，現(xiàn)象有耀眼強(qiáng)光、火星四射、熔融物落入盛沙子的蒸發(fā)皿中，此反應(yīng)可應(yīng)用在鐵軌焊接高熔點(diǎn)金屬的冶煉。實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的思考，內(nèi)層紙漏斗底部剪一小孔用水潤(rùn)濕的目的是：使熔融物易于落下且防止紙漏斗著火。

（作者單位：黑龍江省大慶市第五十六中學(xué)）