第五讲常见无机化合物的化学性质（二） 化合物的不稳定性、过量
时间:2021-04-21 15:11 来源:高中化学教学研究 作者:张德金 点击:次 所属专题： 化学性质
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3、化合物的不稳定性
从物理学的角度来说，任何化合物，在一定超高温度下，都会分解到原子或单原子离子状态。我们这儿分析是化合物在普通的加热或一般的高温时，分解为另外一些单质或化合物的反应。
比较容易分解的物质有：一些氢化物、含氧酸、弱碱、酸式盐、铵盐、一些含氧酸盐。
(1)氢化物：越不活泼的非金属的氢化物，越容易发生分解反应。
H2S=Δ= H2＋S
2HI⇌Δ⇌H2＋I2
(2)氧化物
氧化银分解2Ag2O=Δ=4Ag＋O2↑(HgO加热也能分解)
2H2O2=MnO2=2H2O＋O2↑
有些高价态的非金属氧化物，也会发生分解反应。
(3)含氧酸：分解时，亚硫酸、碳酸、硅酸价态比较稳定，含氯的酸、硝酸价态不稳定。硫酸、磷酸在较高温度下才会分解。
H2SiO3=Δ= H2O＋SiO2
4HNO3=光照=2H2O＋4NO2↑＋O2↑
2HClO=光照=2HCl＋O2↑
(4)弱碱
弱碱受热都会发生分解反应。
Mg(OH)2=Δ= MgO＋H2O
2Fe(OH)3=Δ= 2Fe2O3＋3H2O
Cu(OH)2=Δ= 2Fe2O3＋3H2O
注意：Fe(OH)2是还原性碱，在空气中受热分解时，会被氧气氧化。4Fe(OH)2＋O2=Δ= 2Fe2O3＋4H2O
(5)酸式盐
酸式盐受热会发生分解反应。
Ca(HCO3)2=Δ=CaCO3＋CO2↑＋H2O
注意：亚硫酸氢盐有还原性，在空气中受热分解时，一部分会被氧气氧化。Ca(HSO3)2＋O2=Δ=CaSO4＋H2SO4
硫氢化物在分解时会继续分解出S。
2NaHS =Δ=Na2S ＋H2↑＋S
(6)铵盐
酸式盐受热会发生分解反应。
(NH4)2CO3=Δ=2NH3↑＋CO2↑＋H2O
NH4Cl=Δ=NH3↑＋HCl↑
(NH4)2SO4=Δ=2NH3↑＋H2SO4
有些铵盐在不同的条件下，分解产物不同。如NH4NO3。
(7)含氧酸盐：很多含氧酸盐在一定条件下会分解。
①越弱的碱的碳酸盐越容易分解。
CaCO3=高温=CaO＋CO2↑
MgCO3=Δ=MgO＋CO2↑
②硝酸盐都会发生分解反应。活泼性不同的金属的硝酸盐，分解的产物不同。
2Cu(NO3)2=Δ=2CuO ＋4NO2↑＋O2↑
③其它一些价态不太稳定的含氧酸盐也容易发生分解反应。
2KMnO4=Δ=K2MnO4＋MnO2＋O2↑
2KClO3=MnO2Δ=2KCl＋3O2↑
4、过量问题
过量问题的难度较大，不仅要考虑性质的问题，还要考虑量的问题，还要考虑操作顺序问题。
(1)过量问题的分析方法：
①对于存在多种反应可能的反应，需要根据反应能力的大小判断反应的先后顺序。不管是复分解反应，还是氧化还原反应，都有一个相似的规则：能力强的先反应，能力弱的先生成。
如NH4Fe(SO4)2与NaOH反应时，其反应原理为强碱制弱碱，NH4＋和Fe3＋都能与OH－反应。但生成的产物中，Fe(OH)3的碱性比NH3·H2O弱。根据能力弱的先生成，所以先生成的是Fe(OH)3。
2NH4Fe(SO4)2＋6NaOH(少量)=2Fe(OH)3↓＋( NH4)2SO4＋3Na2SO4
NH4Fe(SO4)2＋4NaOH(过量)=2Fe(OH)3↓＋NH3·H2O＋2Na2SO4
②对于存在先后反应可能的反应，需要根据一种物质定量，另一种物质的量从小到大的顺序来分析。例如，H2S与NaOH的反应。
可以将H2S定量为一个：若NaOH也为一个，则生成一个H2O和一个NaHS。若NaOH增加到两个，则生成两个H2O和一个Na2S。
H2S＋NaOH(少量)=NaHS＋H2O
H2S＋2NaOH(过量)=Na2S＋2H2O
③如果想更清楚地理解过量问题，还要对过量问题进行过程分析。
还是H2S与NaOH的反应。
将H2S定量为一个：若NaOH加入一个，则生成一个H2O和一个NaHS。H2S＋NaOH=NaHS＋H2O
若NaOH再加入一个，则继续反应，生成一个H2O和一个Na2S。
NaHS ＋NaOH= Na2S ＋H2O
④实验操作过程中的操加顺序，要判断反应物的量的大小。
如Na2CO3溶液中滴入盐酸，开始时，Na2CO3处于过量状态，盐酸处于少量状态。
(2)常见的过量问题有以下几种
①溶于水的多元弱酸，与强碱反应时存在过量问题。
H2SO3、H2CO3、H2S在与强碱反应时，都存在过量问题。
CO2＋NaOH(少量)=NaHCO3
CO2＋2NaOH(过量)=Na2CO3＋2H2O
②溶于水的多元弱酸的正盐，与酸反应时存在过量问题。
Na2S ＋HCl(少量)=NaHS＋NaCl
Na2S ＋ 2HCl(过量)=H2S↑＋ 2NaCl
难溶于水的多元弱酸的正盐没有这个现象，原因是在反应过程中，难溶物只能发生表面反应，水溶液中的可溶性溶质处于过量状态，只能发生可溶性溶质处于过量状态的反应。
CaCO3＋2HCl=H2O＋CO2↑＋ CaCl2
③存在多种反应可能的反应
有些存在过量问题。
NH4HSO4与NaOH的反应，同时存在着H＋与OH－、NH4＋与OH－两种反应可能。H＋结合OH－的能力比NH4＋强，H＋先反应。
2NH4HSO4＋2NaOH(少量)=2H2O＋ (NH4)2SO4＋Na2SO4
NH4HSO4＋2NaOH(过量)=H2O＋ NH3·H2O ＋Na2SO4
Ca(HCO3)2与NaOH的反应，先后存在着HCO3－与OH－、Ca2＋与CO32－两种反应可能。由于Ca2＋与CO32－有差量，出现了过量问题。
Ca(HCO3)2＋NaOH(少量)=CaCO3↓＋H2O＋NaHCO3
Ca(HCO3)2＋2NaOH(过量)=CaCO3↓＋2H2O＋Na2CO3
FeI2与HNO3反应，同时存在着Fe2＋与NO3－、I－与NO3－两种反应可能，I－的还原性大于Fe2＋，I－先反应。(假定稀HNO3的产物只有NO一种)
3FeI2＋8HNO3(稀，少量)=3Fe( NO3)2＋3I2＋2NO↑＋4H2O
FeI2＋4HNO3(稀，过量)=Fe( NO3)3＋I2＋NO↑＋2H2O
也有的不存在过量问题的。
H2SO4＋Ba(OH)2=BaSO4↓＋2H2O(存在中和反应和生成难溶盐反应)
Ca(HCO3)2＋Ba(OH)2=CaCO3↓＋ BaCO3↓＋2H2O(存在类似中和反应和生成难溶盐反应)
④显两性的Al(OH)3的盐，在生成弱酸或弱碱时，存在过量问题。
AlCl3＋3NaOH(少量)=Al(OH)3↓＋3NaCl
AlCl3＋4NaOH(过量)=NaAlO2＋3NaCl＋2H2O
NaAlO2＋HCl＋H2O(少量)=Al(OH)3↓＋NaCl
NaAlO2＋4HCl(过量)=AlCl3＋NaCl ＋2H2O
5、还有个别特殊的反应
FeCl3＋3KSCN=Fe(SCN)3＋3KCl
AgOH＋2NH3=Ag(NH3)2OH
以上两个反应，只是在高中比较特殊，它们是化学中另一种重要的反应类型——络合反应，又叫配位反应，这种反应广泛存在。
H2S＋CuSO4=CuS↓＋ H2SO4
学完选修四的第三章内容，这个反应的原因就能找到。特殊的反应肯定也有特殊的原因。
6、为什么在化学中还要学物质的物理性质？
如果不知道CaSO3难溶于水，就不会知道CaCl2溶液和Na2SO3溶液会反应。
如果不知道NH3极易溶于水并且在水溶液中主要以NH3·H2O的形式存在，就不会知道在水溶液中产生少量的NH3时，会写成NH3·H2O的形式，并且不认为产生大量气体。
如果不知道Cl2在水中溶解度不大，就不会知道Cl2在水中大量产生时，会以气体的形式逸出。
如果不知道NO2、CO、Cl2、SO2有毒，在制取气体的实验设计或工业流程的分析时，就不会想到最后必须有尾气处理的环节。
如果不知道HCl极易溶于水，而Cl2在水中溶解度不大，而且Cl－会对Cl2在水中的溶解有抑制作用，就不懂为什么用饱和食盐水来除去Cl2中的HCl。
如果不知道苯难溶于水，就不会知道水与苯的混合物可以用分液的方式来分离。
7、写在前五讲的最后
以上五讲内容针对的是高中化学中非常难的一部分——元素化合物，有很多学生感觉学起来非常麻烦，缺少方法。虽然记忆了大量的化学方程式，却依然感觉没学明白，依然感觉把握不住一个物质的化学性质，也不会如何去把握一个物质的化学性质。以上五讲在尝试帮助学生解决这个问题。
每一讲中，尽量使用的是2019人教版高中化学教材中的知识。各讲座主要是为了讲知识的规律、原因和思考方法，并不想追求知识点的全面。所以知识点的覆盖面可能不全，也可能借用到老教材、练习册中的常见知识。
需要细读每一讲的每一句，详细分析、思考、应用知识，循序渐进，学懂无机物质的化学性质。
【练习】
1、写出下列化合物的分解反应：
(1)NH3。(2)Ag2O。(3)SO3。(4)H2SO3。(5)Al(OH)3。(6)NH4HCO3。(7)NaHSO3(空气中)。(8)CuCO3。(9)Ba(ClO3)2(MnO2做催化剂)。
(10)Fe(NO3)3。
2、过量问题：
(1)SO2＋NaOH： 。： 。
(2)Na2SO3＋HCl： 。： 。
(3)(NH4)2Fe(SO4)2＋NaOH： 。： 。
(4)KAl (SO4)2＋Ba(OH)2： 。： 。
(5)Al(NO3)3＋Ba(OH)2： 。： 。
(6)KAlO2＋H2SO4＋H2O： 。： 。
3、过程分析：
(1)向Na2SO3溶液中滴加HCl时，先后发生的反应分别是 ， 。
(2)向NaOH溶液中通入SO2时，先后发生的反应分别是 ， 。
4、特殊反应：
(1)CaO2＋H2O。(2)Fe2(SO4)3＋NH4SCN。(3)NO2＋NaOH。(4)NO2＋NO＋NaOH。
5、H2C2O4(草酸，二元弱酸)是一种有机液体，易溶于水。不稳定，受热能分解为两种常见气体。具有强还原性，能使少量的酸性KMnO4溶液褪色。写出下列反应：
(1)H2C2O4溶液中滴入NaOH，先后发生的反应是。
， 。
(2)H2C2O4受热分解的方程式为 。
(3)H2C2O4与酸性KMnO4溶液(含稀硫酸)的反应为
， 。
【练习答案】
1、(1)2NH3⇌高温高压催化剂⇌N2＋3H2
(2)2Ag2O=加热=4Ag＋O2↑
(3)2SO3⇌催化剂Δ⇌2SO2＋O2
(4)H2SO3=SO2＋H2O
(5)2Al(OH)3=Δ=Al2O3＋3H2O
(6)NH4HCO3=Δ=NH3↑＋CO2↑＋H2O
(7)2NaHSO3＋O2=Δ=Na2SO4＋H2SO4
(8)CuCO3=Δ= CuO＋H2O
(9)Ba(ClO3)2= MnO2Δ= BaCl2＋3O2↑
(10)4Fe(NO3)3=Δ=2Fe2O3＋12NO2↑＋3O2↑
2、(1)SO2＋NaOH(少量)=NaHSO3
SO2＋2NaOH(大量)=Na2SO3＋H2O
(2)Na2SO3＋HCl(少量)=NaHSO3＋NaCl
Na2SO3＋HCl(大量)= SO2↑＋H2O＋2NaCl
(3)(NH4)2Fe(SO4)2＋2NaOH(少量)=Fe(OH)2↓＋(NH4)2SO4＋Na2SO4
(NH4)2Fe(SO4)2＋4NaOH(大量)=Fe(OH)2↓＋2NH3·H2O＋2Na2SO4
(4)2KAl(SO4)2＋3Ba(OH)2(少量)=2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓＋K2SO4
KAl (SO4)2＋2Ba(OH)2(大量)=KAlO2＋2BaSO4↓＋2H2O
(5)2Al(NO3)3＋3Ba(OH)2(少量)=2Al(OH)3↓＋3Ba(NO3)2
2Al(NO3)3＋4Ba(OH)2(大量)= Ba(AlO2)2＋3Ba(NO3)2＋4H2O
(6)2NaAlO2＋H2SO4＋2H2O(少量)=2Al(OH)3↓＋Na2SO4
2NaAlO2＋4H2SO4(大量)=Al2(SO4)3＋Na2SO4＋4H2O
3、(1)Na2SO3＋HCl(少量)=NaHSO3＋NaCl
NaHSO3＋HCl=SO2↑＋H2O＋NaCl
(2)2NaOH＋SO2(少量)=Na2SO3＋H2O
Na2SO3＋H2O＋SO2=2NaHSO3
4、(1)2CaO2＋2H2O=2Ca(OH)2＋O2↑
(2)2Fe2(SO4)3＋6NH4SCN=2Fe(SCN)3＋3(NH4)2SO4
(3)2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O
(4)NO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O
5、(1)H2C2O4＋NaOH(少量)=NaHC2O4＋H2O
NaHC2O4＋NaOH=Na2C2O4＋H2O
(2)H2C2O4=加热=CO↑＋CO2↑＋H2O
(3)5H2C2O4＋2KMnO4＋3H2SO4=10CO2↑＋K2SO4＋2MnSO4＋8H2O
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