类推具有启发思路、提供线索、举一反三、触类旁通的作用,是一种获取新知识的思维方法,在化学学习中,巧妙地利用类推法让学生掌握知识,无疑是一种学习的好方法。然而有些化学问题貌似相同,由于每种物质都有自己的特性,在进行类推时,也要注意瞻前顾后,不可盲目的“依此类推”,否则,可能会出现错误的结论,下面将一些常见的易错的类推问题归纳如下:
一、卤素的性质
⒈ AgCl、AgBr、AgI难溶于水,有感光性,而AgF却易溶于水,无感光性。
⒉ CaCl2、CaBr2、CaI2易溶于水,而CaF2却难溶于水。
⒊ HCl、HBr、HI为强酸,而HF为弱酸。
⒋ 氯化铵受热时分解成氨气和氯化氢,
NH4Cl=NH3↑+HCl↑
由于HI不稳定,碘化铵受热分解为:
2NH4I=NH3+H2+I2
⒌ Cl2、Br2、I2和水作用可生成氢卤酸和次卤酸,
X2+H2O=HX+HXO,而F2与水作用为:
2F2+2H2O=4HF+O2↑
⒍由Cl2+H2O=HCl+HClO是氧化还原反应
类推出:ICl+H2O=HCl+HIO也是氧化还原反应
正确:ICl+H2O=HCl+HIO不是氧化还原反应。
⒎ 实验室制氯化氢是用氯化钠固体和浓硫酸
NaCl+H2SO4(浓)=NaHSO4+HI↑
2NaCl+H2SO4(浓)=Na2SO4+2HCl↑(加热)
类推出:
2NaBr(NaI)+H2SO4(浓)=Na2SO4+2HBr(HI)↑(加热)
而制溴化氢和碘化氢就不能用浓硫酸,因为它们易被浓硫酸氧化,所以只能用非氧化性的磷酸或使用1:1的稀硫酸在微热条件下制取,如:
NaI+H3PO4=NaH2PO4+HI↑
NaBr+H2SO4(1:1)=NaHSO4+HBr↑
正确:2NaBr(NaI)+2H2SO4(浓)=Na2SO4+Br2(I2)+SO2↑+2H2O(加热)
⒏ 实验室不宜用硫酸与大理石反应制备CO2,因为生成微溶的硫酸钙覆盖在大理石表面,妨碍硫酸继续跟大理石反应。而制HF时则可用浓硫酸,
CaF2+H2SO4(浓)=CaSO4+2HF↑,
因为生成的CaSO4能溶于浓硫酸得到可溶性的Ca(HSO4)2。
⒐ I2遇淀粉溶液立即生成深蓝色加合物,其它卤素单质却无此性质。
⒑ Cl2、Br2、I2及其氢卤酸与玻璃不发生化学反应,而F2和氢氟酸都能侵蚀玻璃。
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
SiO2+2F2=SiF4+O2
二、CO2通入不同溶液中
⒈ 将少量的CO2通入Ca(ClO)2溶液中
其方程式为:
Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO。
如果将CO2通入NaClO溶液中按以上方程式类推则会出现这样的方程式:
2NaClO+CO2+H2O=Na2CO3↓+2HClO
这是大错特错的,这是因为碳酸在溶液中分步电离
(K1=4.3×10-7,K2=5.6×10-11)
HClO的电离常数K=2.95×10-8,其酸性强弱顺序H2CO3>HClO>HCO3-
因此上面的方程式应该是这样的:
NaClO+CO2+H2O=NaHCO3↓+HClO。
类推出:向漂白粉中通入少量SO2反应为:
Ca(ClO)2+SO2+H2O=CaSO3↓+2HClO
这样也是错的其原因是:因为SO32-有还原性,能被氧化性很强的 HClO氧化。其正确的方程式为:
Ca(ClO)2+SO2+H2O=CaSO4+HClO+HCl(或其它结果)
⒉ 将少量的CO2通入苯酚钠溶液中
其方程式为:
C6H5ONa+H2O+CO2→C6H5OH+NaHCO3。
(要注意生成的是NaHCO3而不是Na2CO3,其原因是C6H5OH的电离常数K=1.28×10-10,说明其酸性强弱是:H2CO3>C6H5OH>HCO3-)
类推出:向苯酚钠溶液中通入少量SO2反应为:
C6H5ONa+H2O+SO2→C6H5OH+NaHSO3。
这样却是错的,其原因:因为HSO3-的酸性大于C6H5OH,HSO3-电离出来的H+可与C6H5O-反应生成C6H5OH。其正确的方程式为:
2C6H5ONa+H2O+SO2→2C6H5OH+Na2SO3。
⒊ 将不同量的CO2通入烧碱溶液中
若CO2量少,其方程式为:
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O。
若CO2量多,其方程式为:
CO2+NaOH=NaHCO3+H2O
如果将CO2通入Na2SiO3溶液中根据CO2量的多少类推方程式就为:
若CO2量少,其方程式为:
CO2+H2O+Na2SiO3=H2SiO3↓+Na2CO3
若CO2量多,其方程式为:
2CO2+H2O+Na2SiO3=H2SiO3↓+2NaHCO3
这样类推又会出错其原因是:H2SiO3的电离常数为K1=2×10-9,K2=1×10-12
其酸性强弱是:H2CO3>H2SiO3>HCO3-
因此上面的方程式中无论CO2量多还是量少只能有一个方程式:
2CO2+H2O+Na2SiO3=H2SiO3↓+2NaHCO3
类似这样的问题还有将CO2通入Na2S溶液中,无论CO2量多还是量少只能有一个方程式:
Na2S+2CO2+2H2O=H2S+2NaHCO3
(理由是:H2S的电离常数K1=1.1×10-7,K2=1×10-14)
需要指出的是如果向NaAlO2溶液中通入过量的CO2,不可类推方程式为:
NaAlO2+2H2O+4CO2=Al(HCO3)3+NaHCO3。
其原因是:因为H2CO3是弱酸,不能使生成的Al(OH)3溶解。
其正确的方程式为:
NaAlO2+2H2O+CO2=Al(OH)3↓+NaHCO3
三、SO2的性质
⒈ 不能从2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2来推论SO2与Na2O2亦发生同样的反应
2Na2O2+2SO2=2Na2SO3+O2
因为Na2SO3有还原性,产生的O2能把其继续氧化成Na2SO4,故这时的反应式应为:
Na2O2 +SO2=Na2SO4
(表达为2Na2O2+2SO2=2Na2SO3+O2、
2Na2SO3+O2=2Na2SO4亦可)。
⒉ 不能从价态是否相同来推论其氧化、还原能力是否相同
如SO2、H2SO3、Na2SO3中的S虽然均为+4价,但其存在的环境不同,H2SO3和Na2SO3在空气中就能直接被空气中的氧氧化,而SO2只有在一定温度并有催化剂存大时才能被空气氧化,即:
2SO2+O2=2SO3
2H2SO3+O2=2H2SO4(慢)
2Na2SO3+O2=2Na2SO4(快)
它们的还原性是依SO2—H2SO3—M2SO3的顺序增强的。
⒊ 不能从浓H2SO4的氧化性很强来推论稀H2SO4的氧化性比H2SO3强
某些情况下同种元素的高价化合物比低价化合物容易接受电子,显示出高价化合物比低价化合物具有较强的氧化性(如Fe3+>Fe2+),但氧化性强弱与化合价无必然联系,氧化能力的体现是由多方面因素决定的,除上述原因外,还与动力学因素有关,高价的惰性较大,反应速度较慢,故同浓度的稀溶液H2SO3的氧化性大于稀H2SO4(H2SO3能氧化H2S、而稀H2SO4则不能);在中学阶段还有:HNO2>HNO3;HClO>HClO3>HClO4等。
⒋ 不能从Cl2的漂白性来推论SO2的漂白性
因为Cl2的漂白作用是通过其与水反应生成HClO的强氧化性来实现的,色素被氧化成无色物质后不能复原。而SO2是通过它与色素结合成无色物质来实现的,该无色物质不稳定,在一定条件下可复原。例:
品红溶液―→通入SO2褪色→加热至沸→红色
品红溶液―→通入Cl2褪色→加热到沸→不显红色
⒌ 不能从Cl2通入紫色石蕊试液能立即变红并随即褪色的现象来推论SO2通入紫色石蕊试液的情况
因为Cl2遇水生成的HCl为强酸,可使石蕊出现红色,又由于同时生成的HClO具有强氧化性,会使刚出现的红色立即褪去;而SO2遇水生成的H2SO3为中强酸,故使石蕊试液变红色,又因为SO2虽有漂白性,但其漂白作用很缓慢,且它并不能与所有有机色素结合,故SO2通入紫色石蕊试液只能看到变红而不能看到变为无色的现象。即:
紫色石蕊试液→通入SO2→溶液变红色
紫色石蕊试液→通入Cl2→变红随即变为无色
⒍ 不能从SO2能和一些有机色素结合为无色化合物来推论SO2使有色物质褪色的原因均是与其结合为无色物
SO2能使氯水、溴水、碘水、NO2、FeCl3溶液、KMnO4溶液等褪色,这是因为SO2具有还原性的缘故;
SO2能使滴有石蕊试液的H2S溶液由红色变成紫色,这是因为SO2具有氧化性的缘故;
SO2能使滴有酚酞的NaOH溶液红色变浅,这是因为SO2的水溶液为中强酸的缘故。
⒎ 不能从Cl2、SO2单独能体现漂白性来推论其混和物的漂白能力一定比原来强
因为Cl2与SO2混和在一起后:
Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4
故当两者按1:1(物质的量比)混和时,其漂白能力将丧失。
⒏ 不能从CO2通入Ba(NO3)2无沉淀产生来推论SO2通入Ba(NO3)2亦无沉淀
因为+4价的硫会被酸性环境中的NO3-氧化成+6价硫,故能产生不溶于强酸的BaSO4沉淀。
四、CuSO4溶液中加入不同金属
将Fe加入到CuSO4溶液中其方程式为:
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
若将Na加入到CuSO4溶液中的方程式也推为:
2Na+CuSO4=Na2SO4+Cu。
显然是错的。其原因是:因为Na的还原性很强,先与CuSO4溶液中的水反应生成H2和NaOH,然后生成的NaOH又与CuSO4反应生成Cu(OH)2。
其正确的方程式为:
2Na+2H2O+CuSO4=Na2SO4+H2↑+Cu(OH)2↓。
五、盐酸加入不同溶液中
⒈ 将少量盐酸滴加入Na2CO3溶液中
其方程式为:
Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl。
如果将Na2CO3溶液滴加到盐酸中,类推其方程式为:
Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl
这样又是错的。其原因是:盐酸量少时只生成NaHCO3,盐酸量多时生成CO2和H2O。
其正确的方程式为:
Na2CO3+2HCl(过量)=CO2↑+H2O+2NaCl
⒉ 将少量的盐酸滴加入NaAlO2溶液中
其方程式为:
HCl+NaAlO2+H2O=Al(OH)3↓+NaCl。
如果将NaAlO2溶液滴加到盐酸中类推成上面的方程式还是错误的,其正确的应该是:
NaAlO2+4HCl=AlCl3+NaCl+2H2O。
⒊ 过量的稀盐酸加入FeS固体中
其方程式为:FeS+2HCl=FeCl2+H2S↑。
如果将过量的稀硝酸加入到FeS溶液中,类推其方程式为:
FeS+2HNO3=Fe(NO3)2+H2S↑
这样类推出来的方程式显然是错的。其原因是:因为稀硝酸具有强氧化性,能将FeS中的Fe2+和S2-氧化。其正确的方程式为:
FeS+4HNO3=Fe(NO3)3+S↓+NO↑+2H2O。
或:3FeS+16HNO3=3Fe(NO3)3+3SO2↑+7NO↑+8H2O(或其它结果)
⒋稀盐酸加入Na2SO3固体中
由Na2SO3+2HCl=2NaCl+H2O+SO2↑
类推出:
Na2SO3+2HNO3=2NaNO3+H2O+SO2↑
这样类推出来的方程式显然是错的。其原因是:因为稀硝酸具有强氧化性,能将SO32-氧化为SO42-。其正确的方程式为:
3Na2SO3+2HNO3(稀)=3Na2SO4+H2O+2NO↑
⒌稀盐酸加入Fe(OH)3固体中
由Fe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2O
类推出:Fe(OH)3+3HI=FeI3+3H2O
这样类推出来的方程式显然是错的。其原因是:因为Fe(OH)3中Fe3+具有强氧化性,能将I-氧化为I2。其正确的方程式为:
2Fe(OH)3+6HI=2FeI2+I2+6H2O(Fe2O3也可氧化HI)
六、氢氧化钠溶液中加入不同物质
⒈ 少量的NaOH溶液加入Ca(HCO3)2溶液中,
其方程式为:Ca(HCO3)2+NaOH=CaCO3↓+NaHCO3+H2O。
如果将过量的NaOH溶液加入Ca(HCO3)2溶液中按上面的方法类推其方程式肯定是错的,其正确的方程式为:
Ca(HCO3)2+2NaOH=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O。
其主要原因是:根据“少定多变”原则,因NaOH过量,参加反应的Ca2+、HCO3-个数比必须符合其化学式的组成比。
类似这样的问题还有:
向NaHCO3溶液中加入少量的Ca(OH)2和过量的Ca(OH)2反应的方程式是不一样的;
向NaHSO4溶液中加入少量的Ba(OH)2和过量的Ba(OH)2反应的方程式也是不一样的;
向明矾溶液中加入少量Ba(OH)2和过量Ba(OH)2反应的方程式也是不一样的。
原因类似于上面,在此不再赘述。
⒉ 将过量的NaOH溶液加入AgNO3溶液中
其方程式为:
AgNO3+NaOH=AgOH↓+NaNO3。
若将过量的氨水加入AgNO3溶液中的方程式也类推为上面的结果显然是错的,其原因是:因为氨水能与Ag+结合成稳定的银氨络离子,而使AgOH溶解。其正确的方程式为:
AgNO3+3NH3·H2O=[Ag(NH3)2]OH+NH4NO3+2H2O。
⒊ 少量的NaOH溶液加入AlCl3溶液中
其方程式为:
AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl
如果将过量的NaOH溶液加入AlCl3溶液中也类推成上式也是错误的,其正确的方程式为:
AlCl3+4NaOH=NaAlO2+3NaCl+2H2O。
其原因主要是生成的Al(OH)3具有两性,还可以和加入的NaOH反应。
七、FeBr2溶液中通入不同量的Cl2
向FeBr2溶液中通入少量的Cl2其方程式为:
3Cl2+2FeBr2=2FeCl3+2Br2
向FeBr2溶液中通入过量的Cl2,如果类推的话,方程式也写成前面的样子显然是错的,其原因是:因为Cl2过量,它既可以把Fe2+氧化成Fe3+,也可以把Br-氧化成Br2。
其正确的方程式为:
3Cl2+6FeBr2=2FeCl3+4FeBr3。
类似的方程式还有:向FeI2溶液中通入少量的Cl2和过量的Cl2反应的方程式是不一样的(原因分析:因为还原性:I->Fe2+ >Br-);
铁与少量的硝酸和过量的硝酸反应也是不一样的等。
八、FeCl3溶液中加入不同溶液
将 FeCl3溶液中加入过量的Na2S溶液
其方程式为:
2FeCl3+2Na2S=FeS↓+S↓+FeCl2+4NaCl。
若将FeCl3溶液中通入过量H2S的的方程式也类推为:
2FeCl3+3H2S=2FeS↓+S↓+6HCl。
显然又推错了,其原因是:FeS不能在酸性溶液中存在,只能在碱性溶液中存在。
其正确的方程式为:
2FeCl3+H2S=2FeCl2+S↓+2HCl。
九、Na2S溶液中加入不同溶液
⒈Na2S溶液中加入不同的盐溶液
由Na2S+CuCl2=CuS↓+2NaCl
类推出:
3Na2S+2AlCl3=Al2S3+6NaCl
将AlCl3溶液中加入适量的Na2S溶液
其正确方程式为:
3Na2S+2AlCl3+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑+6NaCl。
如果将CuCl2溶液中加入适量的Na2S溶液的方程式也推为:
CuCl2+Na2S+2H2O=Cu(OH)2↓+H2S↑+2NaCl。
显然是推错了,其原因是:因为Cu2+与S2-在水溶液中不是发生双水解反应,而是直接生成难溶于水的CuS黑色沉淀。
其正确的方程式为:
CuCl2+Na2S=CuS↓+2NaCl。
⒉H2S溶液中加入不同的盐溶液
由CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4
类推出:
FeSO4+H2S=FeS↓+H2SO4
这样类推出来的方程式显然是错的。
其原因是:FeSO4(或FeCl2)和H2S不反应。
注:2FeCl3+H2S=2FeCl2+S↓+2HCl
十、其它不可类推的问题
⒈由Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O
类推出:Pb3O4+8HCl=PbCl4+2PbCl2+4H2O
或Pb3O4+8HCl=2PbCl3+PbCl2+4H2O
正确:Pb3O4+8HCl=3PbCl2+Cl2↑+4H2O
⒉由NH4Cl=NH3↑+HCl↑(加热)
类推出:NH4NO3=NH3↑+HNO3(加热)
正确:NH4NO3受热分解情况复杂,一般不会生成氨气。
⒊由2Fe+3Cl2=2FeCl3(加热)
类推出:2Fe+3I2=2FeI3
正确:Fe+I2=FeI2
⒋由浓硫酸能干燥SO2
类推出:浓硫酸也能干燥SO3(浓硫酸能吸收SO3生成硫酸)(或由浓硫酸有很强的氧化性、SO2有较强的还原性类推出:浓硫酸不能干燥SO2)
⒌由无水氯化钙为中性干燥剂
类推出:无水氯化钙可干燥氨气
实际上:CaCl2+8NH3=CaCl2·8NH3
⒍ CH4分子和P4分子都具有正四面体结构,由CH4分子内键角为109°28'
类推出:P4分子内键角也为109°28'。实际上为60°
⒎由试剂瓶内的药品取出后一般不能放回原瓶
类推出:金属钠、钾取出后也不能放回原瓶。实际上钠、钾取出后,切去所需用量后要立即放回原瓶。
⒏ 在SiO2晶体中,1个Si原子结合4个O原子。
不可由此类推出:1molSi原子结合4molO原子。(1molSi原子结合2molO原子;平均1个Si原子结合2个O原子)。
⒐不可由Na2CO3的溶解度比NaHCO3的大
类推出:Li2CO3的溶解度比LiHCO3的大(锂的性质更接近于镁,而不是接近于钠)。
⒑不可由钠跟氧气在点燃时反应生成过氧化钠
类推出:锂和氧气在点燃时反应生成过氧化锂(锂只能生成一种氧化物即氧化锂)。
⒒不可由向Ba(OH)2、Ca(OH)2溶液中通入CO2或SO2均可生成沉淀
类推出:向BaCl2、CaCl2溶液中通入CO2或SO2也可生成沉淀。
⒓不可由向Ca(NO3)2[或Ba(NO3)2]溶液中通入CO2无沉淀生成
类推出:向其中通入SO2也无沉淀生成。
⒔不可由加热蒸干FeCl3溶液得不到FeCl3
类推出:加热蒸干Fe2(SO4)3溶液也得不到Fe2(SO4)3
⒕由乙醛和足量的银氨溶液反应方程式为:
CH3CHO+2Ag(NH3)2OH→CH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O(水浴加热)
类推出:甲醛和足量的银氨溶液反应方程式为:
HCHO+2Ag(NH3)2OH→HCOONH4+2Ag↓+3NH3+H2O(水浴加热)
正确:HCHO+4Ag(NH3)2OH→(NH4)2CO3+4Ag↓+6NH3+2H2O(水浴加热)
总之类似于上面的问题在中学化学中有不少,只要我们平时注意,学习的过程中一定会避免不必要错误。
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