梁三祥
【摘 要】在教学活动中,会遇到许多化学方程式,如何理解和记忆,则成为教与学活动中的重难点,其多样化和零散性决定了它教学的难度。若以推导的形式对方程式进行分析和讨论,就能激发学生对科学知识探讨的兴趣和提高解决问题的能力,达到优化教与学的知识结构,加深学生对化学方程式的理解和应用,提高学生对知识的归纳和运用能力。
【关键词】化学方程式;多样化与零散性;推导;理解与应用
对化学反应xA+yB=mC+nD+qE(系数x、y、m、n、q的值为大于或等于0的整数),推导分析如下。
一、分解反应
当x=0、q=0时,则该反应为分解反应,B必然是化合物,C和D不一定都是单质。
1.若B是氧化物的液体,则该反应需在通电条件下发生分解;若B是含非极性键的氧化物,则B必含过氧根。
2.若C是氧气,D为含钾的化合物,则B可能是氯酸钾。
3.若C是能使澄清石灰水变浑浊的气体,则B所含的阴离子是碳酸根离子或亚硫酸根离子。
4. 若B中有元素化合价发生变化的,则为氧化还原反应。
5.若B是一种盐类,C、D均为单质,则反应条件通常是通电。
二、化合反应
当n与q均为0时,则C一定是化合物,该反应为化合反应,A和B不一定都是单质。
1. 若固体A在B中燃烧时火星四射,则C是四氧化三铁。
2.若A是良好的高能燃料,则C是水。
3.若C的水溶液能使酚酞变红色,B是常见的液体,则A一定是碱性氧化物或氨。
4. 若A是具有还原性的固体非金属单质,B是气体化合物,则C具有还原性和毒性。
5.若C溶液的pH=1,并能与BaCI2溶液反应生成白色沉淀,B是常见液体,则A是三氧化硫。
6. 若A是短周期原子半径最大的元素,B是空气中常见气体,则C可能是氧化钠或过氧化钠。
7.若C含有能使硫氰根离子变红色的离子,则该反应有电子得失。
三、置换反应
当A和C是单质、q=0时,则该反应是置换反应。
1.若D的溶液为浅绿色,C为红色固体,则A是铁。
2.在加热下,若B是金属氧化物,D为无色液体,则A是氢气。
3.在加热下,若B是金属氧化物、D是气体化合物,则A是碳。
4.若C和D均是可燃性气体,则D为一氧化碳
5.若B为蓝色溶液,则A活泼于C。
6.若B溶液的pH=1时,A为活泼金属,则C为氢气。
7.若B为蓝色溶液,当加入一定量的金属钠时,则最终产物中一定有氢氧化铜。
四、复分解反应(含中和反应)
当A、B、C、D是均为没有化合价变化的化合物、q=0,该反应是复分解反应。
1.若D溶液具有不稳定性,常温下易分解为两种氧化物,B溶液能使石蕊变红色,则A可能是碳酸盐或亚硫酸盐。
2.若B为AgNO3溶液,在酸性环境中,C为难溶物,则A可能含卤素离子。
3. 若B为含钡离子的溶液,C为不溶于酸的固体,则A可能是硫酸根或亚硫酸根。
4.若C和D都是可溶于水的物质,则该反应是否发生?(可能发生反应)。
5.若C和D均是盐,则该反应是否一定发生?(可能发生反应)。
6.若D为蓝色固体,则A、B中应含有OH-。
7.若A和B所含的阳离子分别为Na+和Ba2+,则该反应是否一定发生?(不一定发生反应)
8、若A为硫酸盐,B为BaCI2溶液,混合后有白色沉淀出现,则A是否一定可溶?(不一定可溶)
五、复杂的氧化还原反应
若A、B、C、D、E中有元素化合价变化的,则为复杂的氧化还原反应。
1.若A为铁或铝,B为浓硝酸或浓硫酸,在常温下会发生反应吗?(钝化)若在加热下,会发生怎样的反应呢?
2. 若A为浓盐酸,C为氯气,则B可能是哪些物质呢?(二氧化锰、高锰酸钾、氯酸钾等)
3.若A为漂白粉,要在什么条件下才能漂白?(酸)
4.若A为锌,B为浓硝酸,则可生成几种气体?若B为浓硫酸,情况又如何?(二氧化氮、一氧化氮等)(二氧化硫、氢气)
5.若A为硫化氢,B为浓硫酸,则可生成几组产物?若A为碳,则产物如何?
六、有机物
当q=0时的有机物反应
1.若A是有机物,B为氧气时,则燃烧产物一定有CO2和H2O。
2.若C、D分别是CO2和H2O,B为单质气体,则A一定含碳氢两种元素,可能含氧元素。
3.若A为烷烃或芳香烃,B为卤素,则可发生取代反应。
4.若A为羧酸类,B为醇类或酚类,则可在无机酸的作用下发生酯化反应;若A为酯类,要得到羧酸类和醇类或酚类,可在无机酸或碱的条件下发生水解,则B为水。
当n=0、q=0时的有机反应
5.若A为烯烃或炔烃,在一定条件下可发生加成反应,则B可为多种物质,如氢气、水、卤素、卤化氢等。
七、质量守恒定律
1.若反应物A、B各为α克,则生成物C和D、E的总量不定是2α克。
2.反应物A与B的质量比,不一定等于生成物C和D的质量比。
3.系数x和y之和,不一定等于m和n、q之和。
八、化学反应条件
通常情况下,固体与固体的反应,需要加热或高温条件方可发生;固体和液体的反应,多数不需加条件;液体与液体的反应,多数不需加条件;气体与固体的反应,多数需要加热或点燃;气体与液体的反应,多数需条件;气体与气体的反应,多数需要加条件。
总之,对一个化学反应方程式的理解和讨论,随着对化学计量数、物质类别、反应条件等因素的不同而深入探讨和取舍,可以获得不同的知识与结论。通过讨论,可以起到举一反三的作用,有利于知识的网络化和系统化,优化教学结构。对于反应方程式的讨论内容和层次还有很多,如热化学方程式、化学平衡等。由于篇幅有限,在此就不再——赘述。