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2014-05-28王传安

理科考试研究·高中 2014年5期
关键词:单质电解氧化物

王传安

氧是地壳中含量最大的元素,氢是宇宙中含量最丰富的元素,氢氧结合生成水覆盖了大约地球表面的71%,在自然界中水无处不在.而化学上水是最常见、最重要的一种物质,水可以参加很多类型的反应,又可以在很多反应中生成.在高中化学课本里,水就像电视剧里的“群众角色”出现在各个章节的每个角落,现在我们让水成为“主角”,通过专题复习,归纳水的性质,以水为核心,编织一个相关知识的网络.

一、水的分解反应

水的分解是一个吸热反应,ΔH=+560 kJ·mol-1,加热到2000℃时水的分解率也不到0.6%,可见水的稳定性极强,一般只能用电解的方法使水分解,2H2O通电2H2↑+O2↑,实验时可加入少量H2SO4或NaOH等电解质,以提高电解水的速率.在电解盐溶液时,水有时也参与电解,如电解饱和食盐水,2NaCl+2H2O电解2NaOH+Cl2+H2↑.

二、水与单质的反应

1.水与金属单质反应

水与活泼金属发生置换反应,生成对应的碱和H2,Na与H2O反应时放出的热能使Na熔化成小球,K与H2O反应更加剧烈,产生的H2能燃烧起来,Rb和Cs与H2O反应时甚至发生爆炸.Ca与H2O反应比较缓慢,因为生成Ca(OH)2溶解度较小,覆盖在Ca的表面,阻止了反应的进行.Mg只能与沸水反应,Fe在常温下不能与水反应,但在高温下红热的Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和H2.某些活泼金属与盐溶液反应时,并非直接置换盐中的金属离子,而是先与H2O反应,如Na和CuSO4溶液的反应第一步2Na+2H2O2NaOH+H2↑,第二步CuSO4+2NaOHCu(OH)2↓+Na2SO4,总反应是2Na+CuSO4+2H2OCu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑.以上金属与水反应可以理解为金属与H2O电离出的H+反应而生成H2.

2.水与非金属反应

水与F2剧烈反应2F2+2H2O4HF+O2,氟能置换水中的氧,表明氟比氧活泼.水和Cl2发生歧化,Cl2+H2OHCl+HClO,这一反应是可逆的,达到平衡时,溶于水的Cl2大约只有1/3转化为HCl和HClO,其余2/3仍以分子形式存在于氯水中,氯水既表现氯单质的性质又表现次氯酸的强氧化性和漂白性.由于次氯酸见光分解2HClO光照2HCl+O2↑,久置的氯水将变成稀盐酸.在化学实验中,用氯水代替氯气,可使操作更简便,污染更轻微,但所用氯水必须是新制的.

溴、碘与水的反应与Cl2相似,但反应程度依次降低.在高温时碳也能与水蒸气反应,C+H2O(g)CO+H2,这是一个吸热反应,必须向煤气发生炉中交替鼓动入空气和水蒸气才能维持反应的进行.生成的混合气体称水煤气,是重要的化工原料和燃料.

三、水与氧化物的反应

1.与金属氧化物的反应

Na2O、K2O、CaO与水直接结合,生成相对应的碱,Fe2O3、Al2O3、CuO等不与水直接化合,也不溶于水,它们的氢氧化物可通过复分解反应制得.金属的过氧化物与水反应生成碱的同时还放出氧气,如2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,这一反应放热,实验时可使包裹Na2O2的脱脂棉燃烧起来,反应生成的O2又使脱脂棉的燃烧更加剧烈.教学中可以利用此实验来完成“水生火”,提高学生的学习兴趣.

2.与非金属氧化物反应

CO2、SO2、SO3、NO2、P2O5都能与水直接反应生成含氧酸.但SiO2不能与水化合成硅酸.NO2溶于水生成HNO3同时放出NO,所以NO2不是HNO3的酸酐.P2O5遇冷水生成HPO3,与热水作用才生成H3PO4,在众多的化合物中,水与P2O5最“亲”,由P2O5+3H2SO4(浓)2H3PO4+3SO3可知,P2O5是比浓H2SO4更强的干燥剂.光合作用的实质是绿色植物吸收阳光的能量因此CO2和H2O制造碳水化合物并放出氧气,地球上绝大多数植物都依赖光合作用而生存,可以说没有水就没有我们这个生机勃勃的地球.

酸性强弱(电离H+的难易程度):1CH3COOH11H2CO311C6H5OH11HCO-31结合H+能力(水解能力):1 CH3COO-11HCO-311C6H5O-11CO2-31等浓度钠盐溶液的pH大小:1CH3COONa11NaHCO311C6H5ONa11Na2CO31等pH时钠盐溶液浓度大小:1CH3COONa11NaHCO311C6H5ONa11Na2CO31学生平时都表示最怕的就是最后一种问题,但现在有了前面内容的铺垫和串连,这一问题也就显得“不堪一击”了,后来的调查显示,能力较强的同学能直接进行判断或比较,能力稍弱的同学也认为可通过自己设置第三个问题过渡一下再对第四个问题进行突破.在学习的过程中,遗忘从来就是我们形影不离的“朋友”,我想适量的反复训练和考查是少不了的,但值得注意的是,“反复”不是“重复”!题目编制考查的点还是那些点,但必须换背景、换角度、换形式、换语言.

此外,将今年江苏高考化学试题与往年的试题相比,也有不少变化,我个人认为最为突出的是某些传统的、专注于某一方面知识考查的题型在逐渐模糊,题目内容综合化程度越来越高,其中涉及的点越来越多,这就要求我们在提炼考点时注意对试题的研究,既要做到疏而不漏,更要做到考点的有机串联,便于学生识记、掌握,否则又成为抛给学生的又一个包袱.

氧是地壳中含量最大的元素,氢是宇宙中含量最丰富的元素,氢氧结合生成水覆盖了大约地球表面的71%,在自然界中水无处不在.而化学上水是最常见、最重要的一种物质,水可以参加很多类型的反应,又可以在很多反应中生成.在高中化学课本里,水就像电视剧里的“群众角色”出现在各个章节的每个角落,现在我们让水成为“主角”,通过专题复习,归纳水的性质,以水为核心,编织一个相关知识的网络.

一、水的分解反应

水的分解是一个吸热反应,ΔH=+560 kJ·mol-1,加热到2000℃时水的分解率也不到0.6%,可见水的稳定性极强,一般只能用电解的方法使水分解,2H2O通电2H2↑+O2↑,实验时可加入少量H2SO4或NaOH等电解质,以提高电解水的速率.在电解盐溶液时,水有时也参与电解,如电解饱和食盐水,2NaCl+2H2O电解2NaOH+Cl2+H2↑.

二、水与单质的反应

1.水与金属单质反应

水与活泼金属发生置换反应,生成对应的碱和H2,Na与H2O反应时放出的热能使Na熔化成小球,K与H2O反应更加剧烈,产生的H2能燃烧起来,Rb和Cs与H2O反应时甚至发生爆炸.Ca与H2O反应比较缓慢,因为生成Ca(OH)2溶解度较小,覆盖在Ca的表面,阻止了反应的进行.Mg只能与沸水反应,Fe在常温下不能与水反应,但在高温下红热的Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和H2.某些活泼金属与盐溶液反应时,并非直接置换盐中的金属离子,而是先与H2O反应,如Na和CuSO4溶液的反应第一步2Na+2H2O2NaOH+H2↑,第二步CuSO4+2NaOHCu(OH)2↓+Na2SO4,总反应是2Na+CuSO4+2H2OCu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑.以上金属与水反应可以理解为金属与H2O电离出的H+反应而生成H2.

2.水与非金属反应

水与F2剧烈反应2F2+2H2O4HF+O2,氟能置换水中的氧,表明氟比氧活泼.水和Cl2发生歧化,Cl2+H2OHCl+HClO,这一反应是可逆的,达到平衡时,溶于水的Cl2大约只有1/3转化为HCl和HClO,其余2/3仍以分子形式存在于氯水中,氯水既表现氯单质的性质又表现次氯酸的强氧化性和漂白性.由于次氯酸见光分解2HClO光照2HCl+O2↑,久置的氯水将变成稀盐酸.在化学实验中,用氯水代替氯气,可使操作更简便,污染更轻微,但所用氯水必须是新制的.

溴、碘与水的反应与Cl2相似,但反应程度依次降低.在高温时碳也能与水蒸气反应,C+H2O(g)CO+H2,这是一个吸热反应,必须向煤气发生炉中交替鼓动入空气和水蒸气才能维持反应的进行.生成的混合气体称水煤气,是重要的化工原料和燃料.

三、水与氧化物的反应

1.与金属氧化物的反应

Na2O、K2O、CaO与水直接结合,生成相对应的碱,Fe2O3、Al2O3、CuO等不与水直接化合,也不溶于水,它们的氢氧化物可通过复分解反应制得.金属的过氧化物与水反应生成碱的同时还放出氧气,如2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,这一反应放热,实验时可使包裹Na2O2的脱脂棉燃烧起来,反应生成的O2又使脱脂棉的燃烧更加剧烈.教学中可以利用此实验来完成“水生火”,提高学生的学习兴趣.

2.与非金属氧化物反应

CO2、SO2、SO3、NO2、P2O5都能与水直接反应生成含氧酸.但SiO2不能与水化合成硅酸.NO2溶于水生成HNO3同时放出NO,所以NO2不是HNO3的酸酐.P2O5遇冷水生成HPO3,与热水作用才生成H3PO4,在众多的化合物中,水与P2O5最“亲”,由P2O5+3H2SO4(浓)2H3PO4+3SO3可知,P2O5是比浓H2SO4更强的干燥剂.光合作用的实质是绿色植物吸收阳光的能量因此CO2和H2O制造碳水化合物并放出氧气,地球上绝大多数植物都依赖光合作用而生存,可以说没有水就没有我们这个生机勃勃的地球.

酸性强弱(电离H+的难易程度):1CH3COOH11H2CO311C6H5OH11HCO-31结合H+能力(水解能力):1 CH3COO-11HCO-311C6H5O-11CO2-31等浓度钠盐溶液的pH大小:1CH3COONa11NaHCO311C6H5ONa11Na2CO31等pH时钠盐溶液浓度大小:1CH3COONa11NaHCO311C6H5ONa11Na2CO31学生平时都表示最怕的就是最后一种问题,但现在有了前面内容的铺垫和串连,这一问题也就显得“不堪一击”了,后来的调查显示,能力较强的同学能直接进行判断或比较,能力稍弱的同学也认为可通过自己设置第三个问题过渡一下再对第四个问题进行突破.在学习的过程中,遗忘从来就是我们形影不离的“朋友”,我想适量的反复训练和考查是少不了的,但值得注意的是,“反复”不是“重复”!题目编制考查的点还是那些点,但必须换背景、换角度、换形式、换语言.

此外,将今年江苏高考化学试题与往年的试题相比,也有不少变化,我个人认为最为突出的是某些传统的、专注于某一方面知识考查的题型在逐渐模糊,题目内容综合化程度越来越高,其中涉及的点越来越多,这就要求我们在提炼考点时注意对试题的研究,既要做到疏而不漏,更要做到考点的有机串联,便于学生识记、掌握,否则又成为抛给学生的又一个包袱.

氧是地壳中含量最大的元素,氢是宇宙中含量最丰富的元素,氢氧结合生成水覆盖了大约地球表面的71%,在自然界中水无处不在.而化学上水是最常见、最重要的一种物质,水可以参加很多类型的反应,又可以在很多反应中生成.在高中化学课本里,水就像电视剧里的“群众角色”出现在各个章节的每个角落,现在我们让水成为“主角”,通过专题复习,归纳水的性质,以水为核心,编织一个相关知识的网络.

一、水的分解反应

水的分解是一个吸热反应,ΔH=+560 kJ·mol-1,加热到2000℃时水的分解率也不到0.6%,可见水的稳定性极强,一般只能用电解的方法使水分解,2H2O通电2H2↑+O2↑,实验时可加入少量H2SO4或NaOH等电解质,以提高电解水的速率.在电解盐溶液时,水有时也参与电解,如电解饱和食盐水,2NaCl+2H2O电解2NaOH+Cl2+H2↑.

二、水与单质的反应

1.水与金属单质反应

水与活泼金属发生置换反应,生成对应的碱和H2,Na与H2O反应时放出的热能使Na熔化成小球,K与H2O反应更加剧烈,产生的H2能燃烧起来,Rb和Cs与H2O反应时甚至发生爆炸.Ca与H2O反应比较缓慢,因为生成Ca(OH)2溶解度较小,覆盖在Ca的表面,阻止了反应的进行.Mg只能与沸水反应,Fe在常温下不能与水反应,但在高温下红热的Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和H2.某些活泼金属与盐溶液反应时,并非直接置换盐中的金属离子,而是先与H2O反应,如Na和CuSO4溶液的反应第一步2Na+2H2O2NaOH+H2↑,第二步CuSO4+2NaOHCu(OH)2↓+Na2SO4,总反应是2Na+CuSO4+2H2OCu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑.以上金属与水反应可以理解为金属与H2O电离出的H+反应而生成H2.

2.水与非金属反应

水与F2剧烈反应2F2+2H2O4HF+O2,氟能置换水中的氧,表明氟比氧活泼.水和Cl2发生歧化,Cl2+H2OHCl+HClO,这一反应是可逆的,达到平衡时,溶于水的Cl2大约只有1/3转化为HCl和HClO,其余2/3仍以分子形式存在于氯水中,氯水既表现氯单质的性质又表现次氯酸的强氧化性和漂白性.由于次氯酸见光分解2HClO光照2HCl+O2↑,久置的氯水将变成稀盐酸.在化学实验中,用氯水代替氯气,可使操作更简便,污染更轻微,但所用氯水必须是新制的.

溴、碘与水的反应与Cl2相似,但反应程度依次降低.在高温时碳也能与水蒸气反应,C+H2O(g)CO+H2,这是一个吸热反应,必须向煤气发生炉中交替鼓动入空气和水蒸气才能维持反应的进行.生成的混合气体称水煤气,是重要的化工原料和燃料.

三、水与氧化物的反应

1.与金属氧化物的反应

Na2O、K2O、CaO与水直接结合,生成相对应的碱,Fe2O3、Al2O3、CuO等不与水直接化合,也不溶于水,它们的氢氧化物可通过复分解反应制得.金属的过氧化物与水反应生成碱的同时还放出氧气,如2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,这一反应放热,实验时可使包裹Na2O2的脱脂棉燃烧起来,反应生成的O2又使脱脂棉的燃烧更加剧烈.教学中可以利用此实验来完成“水生火”,提高学生的学习兴趣.

2.与非金属氧化物反应

CO2、SO2、SO3、NO2、P2O5都能与水直接反应生成含氧酸.但SiO2不能与水化合成硅酸.NO2溶于水生成HNO3同时放出NO,所以NO2不是HNO3的酸酐.P2O5遇冷水生成HPO3,与热水作用才生成H3PO4,在众多的化合物中,水与P2O5最“亲”,由P2O5+3H2SO4(浓)2H3PO4+3SO3可知,P2O5是比浓H2SO4更强的干燥剂.光合作用的实质是绿色植物吸收阳光的能量因此CO2和H2O制造碳水化合物并放出氧气,地球上绝大多数植物都依赖光合作用而生存,可以说没有水就没有我们这个生机勃勃的地球.

酸性强弱(电离H+的难易程度):1CH3COOH11H2CO311C6H5OH11HCO-31结合H+能力(水解能力):1 CH3COO-11HCO-311C6H5O-11CO2-31等浓度钠盐溶液的pH大小:1CH3COONa11NaHCO311C6H5ONa11Na2CO31等pH时钠盐溶液浓度大小:1CH3COONa11NaHCO311C6H5ONa11Na2CO31学生平时都表示最怕的就是最后一种问题,但现在有了前面内容的铺垫和串连,这一问题也就显得“不堪一击”了,后来的调查显示,能力较强的同学能直接进行判断或比较,能力稍弱的同学也认为可通过自己设置第三个问题过渡一下再对第四个问题进行突破.在学习的过程中,遗忘从来就是我们形影不离的“朋友”,我想适量的反复训练和考查是少不了的,但值得注意的是,“反复”不是“重复”!题目编制考查的点还是那些点,但必须换背景、换角度、换形式、换语言.

此外,将今年江苏高考化学试题与往年的试题相比,也有不少变化,我个人认为最为突出的是某些传统的、专注于某一方面知识考查的题型在逐渐模糊,题目内容综合化程度越来越高,其中涉及的点越来越多,这就要求我们在提炼考点时注意对试题的研究,既要做到疏而不漏,更要做到考点的有机串联,便于学生识记、掌握,否则又成为抛给学生的又一个包袱.

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