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陌生反应方程式的书写技巧

2022-02-09冯存良

求学·理科版 2022年2期
关键词:碳酸产物电荷

冯存良

一、陌生非氧化还原反应方程式书写

1.碳酸盐的制备类

工业流程中,对于碳酸锰、碳酸亚铁、碳酸钴这三种物质的制备,常常都是通过添加碳酸氢铵等物质使其形成碳酸盐沉淀,而这里所发生的反应均为非氧化还原反应。

通式:M2++2HCO3-===MCO3↓+CO2↑+H2O

2.水解类

对于某些非常少见的化合物,并且其结合方式与我们平时所看到的不太一样的,其水溶液通常会发生水解,具体水解方式如下图所示。可发生类似反应的有:金属氢化物、Ca3N2、Al4C3、Si3N4、NH2Cl、SOCl2、TiCl4、TIOCl42-、SiHCl3。

3.侯氏反应类

往饱和氯化钠溶液中先通氨气,再通二氧化碳,最终方程式书写如下(侯氏制碱法):

NaCl+H2O+NH3+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl,NaHCO3 =Na2CO3+H2O+CO2↑

该反应之所以能够进行,是因为我们人为地营造了所有离子均为高浓度的环境,而这时碳酸氢钠的溶度积最小,所以它产生了沉淀,从而使得反应向正方向进行。在工业流程中,很多反应都是仿照侯氏制碱法,先配置高浓度环境,从而让溶度积比较小的物质析出,促进反应进行,从而获得所需要的工业产品,我们把这一类方法称为“类侯氏法”。

二、陌生氧化还原反应方程式书写

1.卤素相关

对于Cl、Br两种元素的相关化合物、单质在参与反应时,如果题目没有额外信息,其对应的还原产物一般是Cl-、Br-。

①除F2以外的卤素单质X2与碱性溶液发生的反应均为歧化反应,产物为XO-/XO3-+X-(其中I只能为XO3-+X-,其他的视温度或者浓度高低会有差别)。

②I-具有较强的还原性,通常已被氧化为I2,但如果氧化剂足够强、多,可以继续氧化变成IO3-。

2.高价含氧酸

HNO3→NO2/NO,其余产物题目中会有提醒。

浓H2SO4→SO2,切记稀的SO42-没有氧化性(HClO4参考浓硫酸)。

3.高价含氧酸盐/高价氧化物

MnO4-/H+→Mn2+,若是其他产物,题目会有提示。

FeO42-→Fe3+/Fe(OH)3。

CrO42-/Cr2O72-→Cr3+/Cr(OH)3。

PbO2→Pb2+。

4.硫元素相关

S22-→S。

S单质/-4价的硫→SO42-。

特殊物质:Sx2-→xSO42-(转移电子数为6x+2)。例如S2O82-中硫元素依然是+6价,把氧全部当成-2价,这样算出来价态会多出两个单位的负电荷,因此可知有两个氧是-1价,由此得出其中含有一个过氧根离子。

5.其他

有机物→CO2/CO32-(碱性),负价氮→N2。

三、书写技巧总结

1.反应方程式的判断

先判断反应主体:氧化剂、还原剂、还原产物、氧化产物。再确定环境与电荷:酸性用氢离子、碱性用氢氧根、未知酸碱一律在右侧补电荷(可以是H+,也可以是OH-,要看计算电荷的结果)。

常见误区:误认为H+/OH-与H2O必须放在方程等号的两边;误认为补完电荷一定要补H2O。

2.看流程图或题目信息

流程图或题目中经常会给出“在××装置中”“某个操作中”“某个序号”等提示,一般来说图示中箭头从反应物出发,指向产物。当然,我们不一定能够马上判断产物是什么,一般还需要再往后看,后续过滤、洗涤等提纯操作是不会造成产物价态的改变的,所以我们可以从最终提純产品来确定产物的价态。

3.注意物质的存在形态

在确定产物的价态之后,我们还要特别注意物质的存在形态,如二氧化碳在碱性条件下只能书写成碳酸根,氨气在碱性条件下只能书写成铵根,弱电解质金属离子在碱性条件下只能书写成氢氧化物,等等。

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