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中学化学中的反常现象及释疑

1. 卤素单质X2都能与水反应,通式为X2+H2O=====HX+HXO,但为什么F2与水反应不遵循此通式?

解释 上述通式可看作卤素单质的水。简单的说,因为氟不可能呈正氧化态,所以氟的水解反应是不存在的,从常见电对的标准电极电势来看,E(F2/F)为2.8V,而E为1.23V,两者差距,F必然能从水中氧化出O2

2. 卤化氢为强酸,但为什么HF为弱酸?

解释 氟原子同族中的半径最小,其电负性很大,在HF中,共用电子对偏向氟原子一边,HF具有极强的极性,在水溶液中,HF之间由于形成氢键而不同程度的缔合着,这种缔合降低了氢制氟酸的电离度,所以是弱酸,而其它三种氢卤酸,随着卤素离子半径的增大,受水分子极化作用而电离程度增大,酸性增大,故为强酸。

3. 卤化银不溶于水,但为什么AgF能溶于水?

解释 由于Ag是18电子外壳,有较大的极化作用和变形性,从F到I半径增大,所以从AgF到AgI极化作用的加剧,使键型从离子型向共价型过渡,键型的过渡导致化合物在水中溶解度的降低,实际AgI已是典型的共价型化合物。

4. 浓溶液稀释只需要浓溶液中加水,但为什么浓硫酸的稀释不能按昭上术方法操作?

解释 浓硫酸溶于水形成一系列水合物HSOnHO(n=1~5),这些水合物都很稳定,因此浓硫酸有很强的吸水性,与水结合时释放大量的水合热。浓硫酸的密度很大,稀释时要把浓友谊酸加入水中,并且边加边搅拌,以防止局部过热而暴沸,而其它浓溶液大多没有上述特性,因而稀释时所有方法没有浓硫酸要求严格。

5. 随着原子序数的增加,碱金属的密度是增大的,但为什么金属Na比K密度大。

解释 由于同族的晶体结构相同,随着原子序数的增加,大多相对原子质量增加所起的作用超过原子半径增大的作用,但在Na,K的第增过程中,相对原子增加所起的作用小于原子体积作用增大的作用,因此Na比K密度大。

6. 碱金属因其活泼性大。用电解熔融液的方法制得,但为什么金属钾不能用电解的方法制得?

解释 因为金属K过于容易溶解在熔盐中,以致不能浮在熔盐上面而被分离出来.又由于钾的沸点是774C钾的蒸气容易从熔盐电解中逸出而污染环境,另外在电解中会生成超氧化钾,而超氧化钾跟金属钾的反应激烈,会发生爆炸.故工业生产上是在850C的高温下用Na从熔化的KCl里置换出来的钾.

7. 非金属元素其活泼性强,其单质的活泼性强,但为什么氮的单质N比磷的单质白磷P稳定?

解释 因为N的结构式为氮氮叁键),其键能很大不容易断裂.而白磷的结构为正四面结构.其构成为磷磷单键.且其键角为60,分子内具有张力,这种张力的存在使每一个P-P键能减弱,容易断裂.所以白磷化氮气活泼.

8. 在实验操作中,滴管不能与试管接触,但为什么在制取Fe (OH)2的实验中,滴管要伸入液面以下?

解释 因为Fe(OH)2有很强的极容易实被氧化,在制取得中为防止被氧化而变质,应该将滴管伸入液面以下以隔绝空气.

9.含氧酸盐的热分解遵循MAO=MO+AO通式.但为什么硫酸亚铁分解的化学的方程式为:2FeSO4==Fe2O3+SO2+SO3

解释 FeSO4==FeO+SO3,但由于+2价的FeO具有强的还原性,SO3具有强的氧化性(在加热条件下更强),两者之间发生 氧化还原反应:2FeO+SO3==Fe2O3+SO2

故总反应的化学方程式为:2FeSO4==Fe2O3+SO2+SO3

10. 第VIA,VIA元素氢化物的沸点随着相对分子质量的增大而递增,但为什么H2O,HF的熔沸点出现反常?

解释 由于(如氟,氧,氮)具有很强的电负性,与其结合的氢原子与另一个分子中电负性极强的原子之间产生了相互的引力,即氢键,从而使分子之间互相缔合,如水分子由于构成氢键O-H````而缔合在一起,使其沸点比相应同族的要高.

11. 一般来讲,碳酸盐的溶解度小于碳酸氢盐的溶解度,但为什么Na2CO3溶解度比NaHCO3大?

NaHCO3相互之间 以氢键方式相互缔合,Na的电场不足以损坏缔形成的长链大阴离子,从而降低了它的溶解度.

12. 一般来讲,离子化合物的熔沸噗离子键的强弱相关,而离子键的强弱取决于阴阳离子的半径与带电量,但为什么NaCl的熔沸点比MgCl2要高?

解析 这与离子极化有关,阴阳离子的极化力与极化率有以下规律。对于阳离子,离子的正电荷,半径越小,极化作用越强。故Mg2+〉Na,离子极化对化学键产生很大影响,极化作用越强,阴阳离子电子云重叠就越大,从而键长缩短,使离子键向共价键过渡.从上述解释可知, MgCl2有共价化合物特点,故有由述反常.

13. 一般来讲,弱酸阴离子,弱碱阳离子在水溶液中能发生强烈双水解,产生相应的弱酸和弱碱.但为什么(NH4)2CO3,NH4HCO3,(NH4)2S在溶液体系中没有气体放出?

解析 现以NH4HCO3为例,虽然NH4与HCO3都能水解,并分别产生H,OH,从表面上看,两者之间能相互促进,但由于水解产生的氨气不能脱离溶液体系(氨气的溶解度很大),故最终不能促使平衡彻底移动.

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