-
第
5
讲
无机化学反应一般原理
初中教材要求
在初中化学中，主要通
过
对金属、非金属、酸、碱、
教材分析
盐、
CuO
、
CO
2
等具体物质
化学性质的了解，掌
握基
本的化学反应类型，了解
一些物质转化的具体案
例。
在高中化学中，熟练运用各类物质之间
的反应规律指导认识物质的化学性质
(
分散
在必修
1
有关元素单质及其化合
物性质
学习中，但无专门的分析
)
。
高中教材要求
初中化学所涉及的元素化合物知识主要包括以
O
2
、
H
2
、
C
、
S
、
< br>P
等为代表的非金属
单质，以
F
e
、
Cu
、
N
a
为代表的金属单质，以
CO
、
CO
2
等为代表的非金属氧化物，
以
Fe
2
O
3
、
CuO
等为代表的金属
氧化物，以
H
2
SO
< br>4
、
HNO
3
< br>、
HCl
为代表的酸，以
NaO
H
、
Ca(OH)
2
< br>为代表的碱，以
NaCl
、
Cu
SO
4
、
Na
2
CO
3
、
C
aCO
3
为代表的盐。这
些物质之间的
相互转化关系可用下图描述。
<
/p>
在初中化学中，通常把常见无机物分成单质、氧化物、酸、碱和盐等五大类。从结
构和性质角度来分析，
把无机物分成以下几类可能更合理些：
①金属
(
包括游离的金
属
单质和合金
)
，
②非金属
(
非金属单质
)
，
③碱性物质
(
包括碱性氧化物和碱，
基本上
都是离子化合物
)
，④酸性物质
(
包括酸性氧化物和酸，基本上都是共价化合物<
/p>
)
，⑤
盐
(
都可以看成是碱性物质和酸性物质的反应产物
)
。
同一类物质一般有相似的性质，由于无机物种类不多，
所以貌似复杂纷繁的无机化
学反应，大多数可以归纳到以下三大类反应。
①酸性物质和碱性物质之间的反应
性质对立的这两类物质，一般都能反应，反应
生成盐或盐和水。
②酸、碱、盐等电解质在溶液里的反应
反应过程中一般有水、沉淀和气体生成。
③氧化还原反应
在结构上容易得电子
的物质和容易失电子的物质之间的化学反
应。
初中化学中，没有单质参加的反应大部分属于前两类化学反应，但都是以个别反应
为示例，
未形成一般性规律，
使我们无法用来分析高中阶段所
接触物质的基本性质。
而反应物涉及单质的反应大多数为氧化还原反应，但反应本质的理
解也不作为要
求，氧化还原反应规律正是高中阶段接触的最重要的化学反应规律。
下面，我们将着重补充有关前两类反应的基本规律，以帮助我们更好
地理解必修
1
中常见无机物的化学性质。
1
．
酸性物质和碱性物质的反应<
/p>
(1)
酸性物质和碱性物质
碱性物质包括碱和对应的碱性氧化物，除氨水外，结构上都可看成是由金属阳离子
和
OH
－
或
< br>O
2
－
构成，状态上一般都是不
挥发性固体。
酸性物质包括酸和酸性氧化物，酸又可分为无氧
酸
(
如盐酸
HCl
、氢氟酸
HF
、氢硫
酸
H
2
S
、
氢氰酸
HCN
等
)
和含氧酸
(
如
H
2
SO
4
、
HNO
3
、
H
2
CO
3
、
H
3
PO
4
、
高锰酸
HMnO
4
、
次氯酸
HClO)
，
无机含氧酸都是酸性氧化物的水化物；酸性氧化物又可分为非金属
氧化物和金属氧化物<
/p>
(
如
CrO
3<
/p>
、
Mn
2
O
7
等
)
。酸性物质
在结构上一般都是由分子构成
(
少量的直接以原子构成，如
B
2
O
3
、
SiO
2
)
，在水分子作用下，酸分子可被离解成氢
离子和其他阴离子；酸性氧化物
在水中并不会被直接离解成阴阳离子，但部分酸性
氧化物会与水化合形成酸。阶段，大多
数非金属酸性氧化物都是气体
(P
2
O
5
、
B
2
O
3
、
SiO
2
是固体
)
，而金
属酸性氧化物大多是固体。
(2)
酸性物质和碱性物质的反应
酸性物质和碱性物质之间可发生以下四种反应类型：
酸性氧化物＋碱性氧化物
===
含氧酸盐
酸性氧化物＋碱
===
盐＋水
碱性氧化物＋酸
===<
/p>
盐＋水
酸＋碱
===
盐＋水
从中可以看出，
当反应物中只有氧化物时，
生成物只有盐；
而
反应物中有酸或碱时，
生成物是盐和水。
酸性物质跟碱性物质，两者的性质对立越强烈，也就是反应物间酸碱性差异越大，
反
应越容易发生。弱酸性物质和弱碱性物质，往往较难发生反应，如碳酸和氢氧化
铁就不发
生反应。
①酸性氧化物和碱性氧化物生成含氧酸盐
酸碱性对立越强烈，两种氧化物间反应生成含氧酸盐就越容易发生，反过来，生成
的
含氧酸盐就越稳定，越难分解。参加反应的两种氧化物中，如果有一种是强酸性
或强碱性
的，反应往往都能进行。
Na
2
O
＋
CO
2
===Na
2
CO
3
(Na
2
O
是
碱性较强的物质，对应水化物为烧碱
)
CaO
＋
CO
2
===CaCO
3
(CaO
是碱性较强的物质，对应水化物
为熟石灰
)
CuO
＋
SO
3
===CuSO
4
(SO
3
酸性较强，对应水化物为硫酸
)
如果两种氧化物的酸、碱性都不强，它们一般不能发生反应，例
如氧化铜跟二氧化
碳就不能直接化合。
在这种反应类型中，人们还发现，极难挥发的酸性氧化物
(
如
P
2
O
5
、
B
2
O
3
、
SiO
2
，
其中
SiO
2
熔点高达
1 700
℃左右，极高温度下也
不挥发
)
跟碱性氧化物混合强热时
能化
合生成对应盐。
如钢铁冶炼中的高温造渣反应，
本质是
SiO
2
和各种金属氧化物
的反应。
CaO
＋
SiO
2
===CaSiO
3
FeO
＋
SiO
2
===FeSiO
3
②碱性氧化物和酸的反应
< br>碱性氧化物和酸的性质对立越强烈，
反应越容易。
不溶性
碱性氧化物
(
对应水化物往
往是弱碱，
碱性较弱
)
一般不能跟极弱的酸
(
如碳酸、次氯酸
HClO)
反应。
碱性氧化物遇酸时，结构中的氧离子跟
H
＋
结合生成水，金属阳离子和酸根离子结
合
成盐。强酸能跟所有碱性氧化物反应，工业生产中常利用酸除去金属表面的氧化
物锈斑，
例如：
Fe
2
O
3
＋
6HCl===2FeCl<
/p>
3
＋
3H
2
O
CuO
＋
H<
/p>
2
SO
4
===
CuSO
4
＋
H
2
O
醋酸这类较强的弱酸，也几乎能跟所有碱性氧化物反应，如：
Fe
2
O
3<
/p>
＋
6CH
3
CO
OH===2(CH
3
COO)
3
Fe
＋
3H
2
O
③酸性氧化物和碱的反应
酸性氧化物跟碱反应，一般生成盐和水。反应在溶液中进行时，可以看成酸性氧化
< br>物先跟水反应变成酸，酸再和碱反应生成盐和水。如：
2NaOH
＋
CO
2
< br>===Na
2
CO
3
＋
H
2
O(Na
2
CO
3
读作碳酸钠<
/p>
)
2NaOH
＋
SO
2
===Na
2
SO
3
＋
H
< br>2
O(Na
2
SO
3
读作亚硫酸钠
)
两者性
质对立越强，反应越容易，不溶性氢氧化物
(
大多为弱碱
)
一般不跟极弱的酸
性氧化物
(
如
CO
2
< br>、
SiO
2
)
< br>反应，像
SiO
2
这种极弱的不
溶性酸性氧化物跟强碱作用时
反应也很慢，与强碱共熔时才有很好的反应，如硅酸钠、硅
酸钾等盐常利用二氧化
硅跟强碱共熔制备，硅酸钠、硅酸钾的水溶液有很强的粘性，俗称
水玻璃，是常用
的无机矿物胶。
2N
aOH
＋
SiO
2
=====
Na
2
SiO
3
＋
H
2
O
2KOH
＋
SiO
2
=====
K
2
SiO
3
＋
H
2
O
其实，碱和酸性氧化物要生成盐
和水，碱必须相对过量，酸性氧化物少量。如果反
应中酸性氧化物过量，而碱不足时就只
能生成酸式盐，如
NaOH
＋
CO
2
===NaHCO
3
(NaHCO
3
读作碳酸氢钠<
/p>
)
NaOH
＋
SO
2
===NaHSO
3
(NaHSO
3
读作亚硫酸氢钠
< br>)
[
试一试
]
1.
写出氨水
(NH
< br>3
·
H
2
O)
和
CO
2
生成正盐和酸式盐的两种化学反应方程式。
由此可见，酸性
氧化物和碱反应生成物与其相对量有关，相对量不同，生成的盐也
不同，导致基于此类反
应的有关实验制备、化学计算更趋复杂。
④酸跟碱的反应
酸跟碱的反应，
本质上是酸组成中的
H
＋
< br>与碱组成中的
OH
－
结合成水，
金属阳离子
(
或
铵根离子
)
与酸根离子结合成盐。
酸
和碱生成盐和水的反应，
又称为中和反应，
它是
最典型的复分解反应之一。
NaOH
＋
HCl===NaCl
＋
H
2
O
Na
OH
＋
HClO===NaClO
＋<
/p>
H
2
O(HClO
读次氯酸，为弱酸
)
NaOH
＋<
/p>
CH
3
COOH===CH
3
COONa
＋
H
2
O
NaOH
＋
HNO
2
===NaNO
< br>2
＋
H
2
O(HNO
2
读亚硝酸，为弱酸
)
2NaOH
＋
H
2
SO
4
===Na
2
SO
4
＋
< br>2H
2
O
< br>酸和碱的性质对立越强，反应越容易，一般只有极弱的酸跟极弱的碱之间才不会反
应，其他酸和碱一般都能反应，例如不溶性氢氧化物一般不溶于碳酸、硅酸等极弱
的酸溶
液。
2
．
酸
、碱、盐等电解质在溶液里的反应
强热
强热
碱、
酸和盐在水溶液里全部或部分电离成离子，
都是电解质，
在溶液里可两两反应。
其中酸和碱
的反应称为中和反应，
生成水是相互间反应的基本条件。
另外，
酸和盐、
碱和盐也能发生反应，其反应规律分别如下。
(1)
酸和盐的反应
在阶段，我们所接触的酸以可溶性酸为主，溶质在水中电离成氢离子和酸根离子，
当向其中加入盐时，
只要其中任何一种离子的浓度能降低，
盐和酸的反应就能发生。
在盐酸中加入碳酸钠固
体，因为碳酸钠在水中可电离出碳酸根离子，它和
H
＋
能快
速结合成不稳定的碳酸，分解成
CO
2
和水，导致该反应发生。同样，加入碳酸钙或
碳酸钡固体时，虽然固体溶解度不大，但溶解部分电离产生的碳酸根仍能和
H
＋
结
合，所以照样可以反应，不过相同条件下产
生气泡不如碳酸钠剧烈。其反应方程式
如下：
Na
2
CO
3
＋
2HCl===2NaCl
＋
CO
2
↑＋
H
2
O
BaCO
3
< br>＋
2HCl===BaCl
2
＋
CO
2
↑＋
H
2
O
在硫酸中加入醋酸钠固体时，醋
酸钠在水中可电离出醋酸根离子，它和
H
＋
结合形
成醋酸
(
一种弱酸，水溶液
中主要以分子形态存在
)
，这将大大降低了
H
＋
浓度，促成
反应进行到底。次
氯酸钠、磷酸钠等弱酸盐和硫酸、盐酸等强酸的反应原理与此相
似，习惯上被初中化学教
师概括为强酸制弱酸。反应方程式如下：
2CH
3
COONa
＋
H
2
SO
4
===Na<
/p>
2
SO
4
＋
2CH
3
COOH
2NaClO
＋
H
2
SO
4
===Na
2
SO
4
＋
2HClO
[
试一试
]
2.
一定条件下，稀硫酸和氯化钡溶液，氯化钠与硝酸银溶液混
合都有白
色沉淀生成，写出反应方程式，说明反应充分进行的理由。
向硫酸铜溶液中，滴入新制的饱和氢硫酸
(H
2
S
、二元弱酸
)
时，能观察到黑色沉淀，
表明二者能发生化学反应，其反应方程式如下
：
CuSO
4
＋
H
2
S===H
< br>2
SO
4
＋
CuS
↓
该反应的发生证明，
弱酸在一定条件下也可生成强酸，所以“强酸制备弱酸”规律
是有缺陷的、不严密的、有
条件的。从本质上看，硫酸铜电离产生的
Cu
2
＋
能和氢硫
酸部分电离产生的
S
2
－
形成难溶于水
< br>(
也难溶于酸
)
的
CuS
沉淀，铜离子浓度降低，
反应能够发生。从表
面看，这一反应发生的理由仍然是因为生成物出现了不溶性沉
淀物，降低了离子浓度。<
/p>
(2)
碱和盐的反应
-
-
-
-
-
-
-
-
-
上一篇：化学工艺流程题类型及其解题策略
下一篇：(完整版)大学有机化学期末复习知识点总结