浅析高考中化学方程式反应物用量的问题

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  【摘要】根據历年高考化学试题的研究,有关化学方程式用量考查的题目较多,因此,针对高考化学方程式用量问题进行系统分析,主要从复分解反应用量、氧化还原反应用量和络合反应用量问题进行考查,现针对考查题目的类型和解决的方法进行讨论。
  【关键词】化学方程式 用量 复分解反应 氧化还原反应 络合反应
  化学方程式在高考试卷中占用很重要的地位,尤其是近年来考试题目频繁出现,而且所占分值比重较大。方程式高考考点为:大纲中已有的方程式、大纲中已有方程式的进一步探究和未知化学方程式的书写,其中必然渗透了反应物用量的考查。用量问题的考查在每年高考试卷都要出现,现针对历年高考题目进行分析、总结和归纳,有如下几个方面用量的考查:有关复分解反应用量的考查;有关氧化还原反应用量的考查;有关络合反应用量的考查。现就反应用量问题做如下剖析。
  1.有关复分解反应用量问题
  复分解反应用量的考查可以从以下几个方面:药品的滴加顺序;药品的用量;特殊的定量和反应的先后顺序,现分别举例分析。
  1.1 药品滴加顺序。
  例1:① 盐酸逐滴滴入碳酸钠:开始时碳酸钠过量,盐酸不足,发生反应为:H+ + CO2-3 =HCO-3
  当碳酸根离子全部转化为碳酸氢根离子之后,再滴入的盐酸与碳酸氢根离子继续反应:HCO-3 + H+ = H2O + CO2↑;现象为开始无气泡,后有气泡产生。
  ②碳酸钠逐滴滴入盐酸:开始时盐酸过量,碳酸钠不足,反应为:CO2-3 + 2 H+ = H2O + CO2↑;现象为立刻产生气泡。
  例2:①盐酸逐滴滴入偏铝酸钠溶液中:开始偏铝酸钠过量,盐酸不足发生反应为:
  H+ + H2O + AlO-2 = Al(OH)3↓;Al(OH)3 + 3 H+ = Al3+ + 3H2O
  现象时先有沉淀产生后沉淀消失。
  ②偏铝酸钠逐滴滴入盐酸中:盐酸过量偏铝酸钠不足,发生反应为:
  AlO-2 + 4 H+ = Al3+ + 2H2O;3AlO-2 + Al3+ + 6H2O = 4Al(OH)3↓现象为开始无沉淀后产生沉淀,并且沉淀不消失。
  例3:①氢氧化钠逐滴滴入氯化铝溶液中:氯化铝过量氢氧化钠不足,发生反应为:
  Al3+ + 3OH- = Al(OH)3↓;Al(OH)3 + OH- = AlO-2 + 2H2O
  现象为先沉淀后沉淀消失。
  ②氯化铝逐滴滴入氢氧化钠溶液中:氢氧化钠过量,氯化铝不足,反应为:
  Al3+ + 4OH- = AlO-2 + 2H2O;3AlO-2 + Al3+ + 6H2O=4Al(OH)3↓
  现象为先无现象后产生沉淀且沉淀不消失。
  1.2 药品用量。
  例1:①碳酸氢钠与过量的氢氧化钙:氢氧化钙过量,氢氧化钙与碳酸氢钠为1∶1的关系,2mol的氢氧根离子只中和1mol的碳酸氢根离子,反应为:
  NaHCO3 + Ca(OH)2 = H2O + CaCO3↓ + Na OH
  ②碳酸氢钠与不足的氢氧化钙:氢氧化钙中的氢氧根离子恰好将碳酸氢根离子反应完全。反应为:
  2NaHCO3 + Ca(OH)2 = 2H2O + CaCO3↓ + Na2CO3
  例2:①碳酸氢钙与足量的氢氧化钠
  Ca(HCO3)2 + 2NaOH = 2H2O + CaCO3↓+ Na2CO3
  ②碳酸氢钙与不足的氢氧化钠
  Ca(HCO3)2 + Na OH = H2O + CaCO3↓+ NaHCO3
  例3:①碳酸氢镁与少量氢氧化钠:Mg(HCO3)2与Na OH二者物质的量的比为1∶2,镁以碳酸镁的形式存在,方程式为:
  Mg(HCO3)2 + 2NaOH = MgCO3↓+ Na2CO3 + 2H2O
  ②碳酸氢镁与过量的氢氧化钠:由于在相同条件下Mg(OH)2 比MgCO3的溶度积要小,所以氢氧化钠足量时将以氢氧化镁形式存在,方程式为:
  Mg(HCO3)2 + 4NaOH = Mg(OH)2 ↓+ 2Na2CO3 + 2H2O
  例4:①碳酸氢铵与少量的氢氧化钠
  2NH4HCO3 + 2NaOH = 2H2O + Na2CO3 + (NH4)2CO3
  ②碳酸氢铵与过量的氢氧化钠
  NH4HCO3 + 2NaOH = H2O + Na2CO3 + NH3·H2O
  例5:二氧化碳或二氧化硫与氢氧化钠
  CO2少量 2NaOH + CO2 = Na2CO3;
  CO2过量 Na OH + CO2 = NaHCO3
  1.3 药品定量。
  例1:①向明矾溶液中滴加氢氧化钡,使溶液中的硫酸根离子沉淀完全,1mol明矾需要2mol的氢氧化钡,反应为:
  Al(SO4)2 + 2Ba(OH)2 = 2BaSO4↓ + KAlO2 + 2H2O
  ②向明矾溶液中滴加氢氧化钡,使溶液中的铝离子沉淀完全,2mol的明矾需要3mol的氢氧化钡恰好使铝离子沉淀完全,反应为:
  2KAl(SO4)2 + 3Ba(OH)2 = 2BaSO4↓ + K2SO4 + 2Al(OH)3↓
  例2:①向硫酸氢钠溶液中滴加氢氧化钡使溶液呈中性
  2NaHSO4 + Ba(OH)2 = BaSO4↓+ 2H2O + Na2SO4
  ②向硫酸氢钠溶液中滴加氢氧化钡使溶液中硫酸根离子沉淀完全。NaHSO4 + Ba(OH)2 = BaSO4↓+ H2O + Na OH   2.有关氧化还原反应用量问题
  氧化还原反应的用量问题考查知识点主要是:物质氧化性与还原性强弱的判断,当氧化剂用量不足时,优先与还原性强的物质反应;当还原剂不足时优先还原氧化性强的物质。
  例1:变价金属与强氧化性的酸反应(如铁与浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸的反应)例如,铁与稀硝酸:
  铁少量:Fe + 4HNO3 = Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
  铁过量:3Fe + 8HNO3 = 3Fe(NO3)2 + 2NO + 4H2O
  例2:①将氯气通入等物质的量的溴化亚铁溶液中。如果将1mol的溴化亚铁完全氧化需要1.5mol的氯气,当氯气的量不足时,亚铁离子的还原性强于溴离子,氯气先与亚铁离子反应,反应完成之后剩下的氯气再与溴离子反应,方程式为:
  2Fe2+ + 2Br- + 2Cl2 = 2Fe3++ Br2 + 4Cl-
  ②将不足量的二氧化硫通入溶有氯化铁的酸性高锰酸钾溶液中,由于氧化性:MnO-4(H+)>Fe3+所以,不足量的还原剂先与酸性高锰酸钾反应,方程式为:
  5SO2 + 2MnO-4 + 8H+ = 5SO2-4 + 2Mn2+ + 4H2O
  3.有关络合反应用量问题
  例1:①氨水逐滴滴入硫酸铜溶液中,现象为先产生蓝色沉淀后沉淀消失。反应为:
  Cu2+ + 2NH3 H2O =Cu(OH)2↓ + 2NH+4 ;
  Cu(OH)2 + 4NH3 = Cu(NH3)2+4 2OH-
  ②硫酸铜溶液逐滴滴入氨水中,实验现象为:始终没有蓝色沉淀生产。反应为:
  Cu2+ + 4NH3 H2O = Cu(NH3)2+4 +4 H2O
  例2:①氨水逐滴滴入硝酸银溶液中,现象为先出现白色沉淀后沉淀消失。反应为:
  Ag+ + NH3 H2O = AgOH ↓+ NH+4 ;
  Ag OH + 2NH3 H2O =Ag(NH3)+2 + OH- + 2H2O
  ②硝酸银溶液逐滴滴入氨水中,现象无沉白色淀产生。反应为:Ag+ + 2NH3 H2O = Ag(NH3)+2 + 2H2O
  在历年高考化学试题中,有关化学反应用量考查的题目越来越多,常出现在选择题、填空题、计算题和实验大题中。只有学生知道用量考查题目的基本类型和基本规律,并掌握解决该类问題的方法,在高考中才可能立于不败之地。
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