复习元素化合物的“十大观念”

黑龙江 卢国锋

复习元素化合物的“十大观念”

黑龙江 卢国锋

元素化合物知识以描述性为主，记忆困难，出题角度多样，学生普遍存在记不住、不会用、用就错的顽疾。本文结合元素化合物知识的自身特点，总结归纳复习中应树立的“十大观念”。

观念一：一体观

每种物质按以下图示进行联想：

【例1】

观念二：强弱观

（1）铁是化学界的变色龙，遇到氧化性弱的氧化剂失去2个电子呈＋2价，遇到氧化性强的氧化剂失去3个电子呈＋3价。

【例2】

①如非金属（S、I2）、非氧化性酸（HCl、稀H2SO4）、盐（CuSO4、FeCl3）。反应如下：

②如非金属（Cl2、Br2）、氧化性酸（HNO3）。反应如下：

铁与氧化性强的HNO3反应也能生成＋2价铁，这取决于铁的量，过量的铁和稀硝酸反应：3Fe＋8HNO3（稀）3Fe（NO3）2＋2NO↑＋4H2O。非溶液中不存在此问题，如足量Fe和少量Cl2反应仍为FeCl3。

Fe遇冷或常温下浓H2SO4或浓HNO3会发生钝化反应，表面生成致密氧化膜阻止继续反应，如果加热会破坏致密层反应能进行。

③＋2价Fe遇到氧化性强的非金属（Cl2、Br2）、氧化性酸（HNO3）强氧化性的盐（KMnO4、K2Cr2O7）、过氧化物（H2O2），被氧化成＋3价Fe。

（2）同主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱。金属性强则其单质与水（或酸）反应置换出氢的越容易，或其氢氧化物碱性强。

【例3】ⅠA族金属性：Li＜Na＜K＜Rb＜Cs＜Fr，推知K、Rb、Cs、Fr与水剧烈反应，甚至爆炸；碱性：LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH＜FrOH。ⅦA族氯、溴、碘非金属性逐渐减弱，因此氯气能把溴、碘从它们的卤化物溶液或氢化物溶液中置换出来，。

（3）同周期元素从左到右核电荷数依次增多，原子半径逐渐减小，失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强。非金属性强则最高氧化物的水化物酸性强，与氢气反应容易，生成气态氢化物稳定。

【例4】第三周期Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl，金属性：Na＞Mg＞Al，推知Na与冷水剧烈反应，Mg与沸水反应迅速，与酸剧烈反应，Al与酸反应平缓。NaOH是强碱Mg（OH）2中强碱Al（OH）3是两性氢氧化物。非金属性：Si＜P＜S＜Cl，推知Si→Cl与氢气反应由难到易，气态氢化物稳定性：SiH4＜PH3＜H2S＜HCl；最高价氧化物对应水化物（含氧酸）酸性：H2SiO3＜H3PO4＜H2SO4＜HClO4。

观念三：粒子观

物质有哪些微观粒子，其粒子就会体现相关性质，粒子不同导致性质差异。

【例5】新制氯水的性质可以从以下方面去考虑：

成分 Cl2 HClO H＋ Cl －沉淀性，与硝酸银溶液反应有沉淀生成性质氯水呈黄绿色，与Fe2＋、Br－等反应强氧化性，能消毒杀菌，漂白有色物质；HClO不稳定，光照分解，氯水避光保存在棕色瓶中，久置氯水变为盐酸；弱酸性，比碳酸的酸性弱酸的通性，与碳酸钙、碳酸氢钠反应有气泡生成滴入紫色石蕊，先变红或褪色，H＋和HClO共同作用的结果

【例6】

观念四：类别观

【例7】

观念五：价态观

高价氧化低价还，中间价态两俱全。

【例8】

【例9】

观念六：特性观

【例10】硅的特殊性

①自然界中没有游离态的硅，以二氧化硅、硅酸盐等形式存在，不能从硅的原子结构和化学性质不活泼解释，而从硅是亲氧元素解释。

②非金属氧化物一般由分子构成的，而二氧化硅却由原子构成，因此二氧化硅硬度大、熔点高。

②非金属单质与强碱溶液反应一般不生成氢气，而硅可与强碱反应：Si＋2NaOH＋H2ONa2SiO3＋2H2↑。

③因硅还有亲氟性。非金属单质一般不与弱氧化性酸反应，而硅能与氢氟酸反应：S i＋4HFSiF4↑＋2H2↑。酸性氧化物一般不与酸反应，而SiO2能与HF反应：SiO2＋4HFSiF4↑＋2H2O。

④二氧化硅是酸性氧化物，却不能用SiO2与水不反应制备硅酸，一般用可溶性硅酸盐跟酸作用来制备：Na2SiO3＋2HClH2SiO3↓＋2NaCl。

⑤较强酸可以把较弱酸从其盐溶液中制取出来，如Na2SiO3＋CO2＋H2ONa2CO3＋H2SiO3↓，而反应也能进行，因前者为溶液，后者体系为非溶液，并有气体放出。

【例11】铝的特性

酸盐2Al＋2NaOH＋2H2O2NaAlO2＋3H2↑

Al3＋只存在于酸性溶液中，只存在于碱性溶液中，两者之间发生反应生成沉淀，＋Al3＋＋6H2O4Al（OH）3↓。

②铝是活泼金属，在空气中或遇到浓硫酸（浓硝酸），表面生成致密氧化膜，起到保护作用。

观念七：浓度观

Cl2↑＋2H2O，1mol MnO2与含4mol HCl浓盐酸加热反应，随着反应的进行，浓盐酸消耗挥发及水的生成，使浓盐酸浓度降低转变为稀盐酸，导致反应停止，生成氯气小于1mol，溶液中含剩余HCl。

【例13】Cu＋4HNO3（浓）Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O，若足量的铜与一定量的浓硝酸反应，同样随着反应的进行，浓硝酸浓度减低转变为稀硝酸，反应为3Cu＋8HNO3（稀）3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O，生成气体是NO2、NO混合气体。

观念八：顺序观

物质的性质强弱差异，导致反应物遵循强强优先反应原则，即体系中最强氧化剂与最强还原剂优先反应；体系中最强碱与最强酸反应；体系中生成溶解度小的优先反应。

【例14】（1）向含有Fe3＋和Cu2＋的溶液中加铁粉，因为Fe3＋的氧化性强于Cu2＋，依次发生：2Fe3＋＋Fe3Fe2＋，Cu2＋＋FeCu＋Fe2＋。

（2）向FeBr2溶液中逐滴加入氯水，因为Fe2＋的还原性强于Br－，依次发生：2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl—，2Br—＋Cl22Cl—＋Br2。

连续反应即反应的生成物能与反应物继续反应，使反应滴加顺序不同现象不同，可应用在不用任何试剂相互滴加即可检验。

【例15】（1）NaOH溶液和AlCl3溶液的反应

①向含有AlCl3溶液的试管中滴加NaOH溶液至过量。

实验现象：开始时产生沉淀，且逐渐增多，当NaOH足量时，沉淀开始溶解至消失。

反应的化学方程式：

②向装有NaOH溶液的试管中滴加AlCl3溶液至过量。

实验现象：局部产生白色沉淀，振荡溶解，AlCl3足量时产生的沉淀不再溶解至产生沉淀最大量。

反应的化学方程式：

观念九：符号观

化学符号是国际上统一规定的，用来表示化学物质的组成、结构和化学过程的科学符号。化学符号不仅是中学化学知识的重要组成部分，而且是学习化学知识或化学事实的重要表征形式之一，具有知识性和工具性的高度统一。

表示物质的符号：元素符号、离子符号、同位素符号、最简式、分子式、电子式、原子结构示意图、离子结构示意图。

表示化学变化的符号：化学方程式、电离方程式、离子方程式、电极反应方程式。

①切记“所问所答”，书写哪种表达式；②物质化学式书写正确，不能漏写；③有反应条件的必须准确注明反应条件，“点燃、△、催化剂、高温等”；④原子守恒、电荷守恒、电子守恒；⑤有气体参加的反应 ，生成物有气体不标“↑”，有机化学方程式都用“→”。

【例17】①足量的碳酸氢钠溶液与少量的石灰水反应的离子方程式：___________________；

②足量的石灰水与少量的碳酸氢钠溶液反应的离子方程式：___________________。

NaHCO3与Ca（OH）2反应包含中和与沉淀两种反应，中要与Ca2＋结合为沉淀，则首先解决H＋与的电离问题，推断NaHCO3与Ca（OH）2反应先中和后沉淀，写两者反应的离子方程式时，遵循少量者为1mol，先中和后沉淀的原则分析粒子的反应。假设①中少量的石灰水Ca（OH）2为1mol，电离出2mol OH－，中和需要2mol，生成2mol H2O和2mol，其中1mol与1mol Ca2＋结合生成CaCO3，剩余1mol，①的离子方程式为。同理分析②得离子方程式为。

观念十：实验观

实验不仅是一种实践活动，还是科学方法论的重要组成成分，实验方法论包括很多具体的实验方法，如测定、实验条件的控制、实验观察、实验记录、实验数据的表格化和线图化处理。科学逻辑方法如比较、分类、归纳、概括、模型、假说。

【例18】分离、提纯方法选择。

【例19】铝热反应联想实验的引发物是氯酸钾和镁带，点燃镁带释放热量引发反应，现象有耀眼强光、火星四射、熔融物落入盛沙子的蒸发皿中，此反应可应用在铁轨焊接高熔点金属的冶炼。实验细节的思考，内层纸漏斗底部剪一小孔用水润湿的目的是：使熔融物易于落下且防止纸漏斗着火。

（作者单位：黑龙江省大庆市第五十六中学）