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完整给出反应物和生成物的结构
(3)A+B==C+D型
①A、C为单质,B、D为化合物(置换反应)
a. A、C均为金属。有两种情况,一种是较活泼的金属(K、Ca、Na除外)从另一种金属的盐溶液中将另一种金属置换出来;另一种是较活泼的金属在高温下将另一种金属从其氧化物中置换出来,两者的实质都是还原性较强的金属和氧化性较强的离子反应,生成还原性较弱的金属和氧化性较弱的离子。如Zn+CuSO4==ZnSO4+Cu 8Al+2Fe3O4==9Fe+4Al2O3
氧化性单质间的置换反应具体的类型有:
卤素单质(Cl2、Br2、I2)间的置换反应,如Cl2+NaBr==Br2+NaCl
O2、Cl2与-2价的S、-3价的N的反应,如 2H2S+O2==2S+2H2O (有两种情况,一种是O2通入氢硫酸中直接氧化,另一种是H2S在O2中的不xx燃烧)
Cl2+Na2S==2NaCl+S↓ (常用来证明Cl2的氧化性强于S)
3Cl2+2NH3==N2+6HCl(Cl2过量) 3Cl2+8NH3==N2+6NH4Cl (NH3过量)
4NH3+3O2==2N2+6H2O (NH3在纯氧中燃烧的反应)
此外还应注意的是2F2+2H2O==4HF+O2 (F2不能与NaCl、NaBr等盐的溶液发生置换反应)
还原性单质间的置换反应主要是H2、C、Si之间的反应,如
C+H2OCO+H2 (制得CO与H2的混合气体称为“水煤气”)
2C+SiO2==2CO+Si (工业上制取粗硅的反应)
2H2+SiCl4 Si+4HCl (工业上将粗硅转化为气态的卤化物后提纯单晶硅的方法)
c.
A为非金属,C为金属。主要是还原性的单质将金属从其氧化物中置换出来的反应,如炼铁的反应
3C+2Fe2O3==4Fe+3CO2
H2、C还原氧化铜的反应
H2+CuO==Cu+H2O
d. A为金属,C为非金属。最常见的自然是高中阶段所学的各种产生H2的反应,如
②A、C为气体,B、D为固体或液体
反应式两边都是“气体+固体或液体”是一种较特殊的情况,此时A或C中至少有一种为化合物,有下面几种常见的情况:
4FeS2+11O2==2Fe2O3+8SO2 (硫酸工业中制SO2的一种方法)
上面两个方程式在推断题中出现的几率相当高,应引起足够重视!
此外还有
3NO2+H2O==2HNO3+NO
Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2
③A为固体,B为H2O,D为气体,反应在常温下进行
常温下固体与H2O反应生成气体的反应也是一种非常特殊的反应,是考试里的热门考点。2008年全国理综卷便考了CaC2与H2O的反应。这类反应并不多,记住下面的几个例子即可: 2Na+2H2O==2NaOH+H2↑ (活泼金属与H2O的反应)
2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑(太空舱中提供O2的简易方法)
CaC2+H2O==Ca(OH)2+C2H2↑ (实验室制取C2H2气体的方法)
(4)A+B==C+D+E型
①氧化还原反应:
I. Cl2+2NaOH==NaClO+NaCl+H2O(Cl2+2Ca(OH)2==Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O)
MnO2+4HCl==MnCl2+Cl2↑+H2O
Ⅱ. 浓H2SO4、硝酸发生的反应大多数都属于这种类型
3C+4HNO3
(浓)==3CO2↑+4NO↑+2H2O
C与浓硫酸、硝酸反应都生成两种气体,这是衍生出其它转化关系的基础,在推断题中出现的频率较高。
Cu+2H2SO4
(浓)==CuSO4+SO2↑+2H2O
3Cu+8 HNO3 (稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
2HBr+H2SO4(浓)==Br2+SO2+H2O
②非氧化还原反应
I. 生成一种能分解为气体和H2O的物质(NH3·H2O、H2CO3、H2SO3、H2O2)的复分解反应一般都满足这种结构,如
Ca(OH)2+2NH4Cl==CaCl2+2NH3↑+2H2O
NaHSO3+HCl==NaCl+H2O+SO2↑ 2Na2O2+2H2SO4==2Na2SO4+O2↑+2H2O
Ⅱ. 酸式盐与碱生成难溶物的反应,如
2NaHCO3+ Ca(OH)2==CaCO3↓+Na2CO3+H2O NaHSO4+Ba(OH)2==BaSO4↓+NaOH+H2O
③电解反应
我们熟悉的氯碱工业电解饱和食盐水的反应便是符合这一结构的典型反应。
2NaCl+2H2ONaOH+H2↑+Cl2↑ 这一反应在推断题中出现的频率也相当高,通常会由反应的生成物引出一系列的转化。
电解其它溶液的总反应方程式也常常会出现上面的这一结构,下面便对电解溶液时产物的情况做一个归纳。
阴极:按金属离子的氧化性强弱的放电,即Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(NH4+),由于电解液必然存在H2O,一般活动性在H之前的金属在电解时是不可能析出的。NH4+的放电实际上就是H+的放电,产物是NH3和H2。
阳极:一般只考察Cl-与OH-的放电顺序,记住Cl->OH-即可。但必须注意只有阳极为惰性电极时溶液中的Cl-或OH-才会放电,若电极为一般的金属,电解时金属电极先失电子溶解。
具体的实例如:电解NH4Cl溶液 2NH4Cl2NH3↑+H2↑+Cl2↑
电解AgNO3溶液 4AgNO3+2H2O4Ag↓+4HNO3+O2↑
电解CuSO4溶液 2CuSO4+2H2O2Cu↓+2H2SO4+O2↑
电解FeCl3溶液
电解MgCl2溶液
不难看出,电解铜、汞、银的硫酸盐、硝酸盐溶液或电解H之前的金属对应的离子的氯盐溶液的方程式都满足“A+B==C+D+E”结构。
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