铜与稀硝酸和浓硝酸反应不同的原因


1.金属铁投入硫酸铜溶液发生置换反应,有铜析出:Fe+CuSO4→Cu+FeSO4。

类比误区:金属钠投入硫酸铜溶液,误以为发生置换反应有铜析出:2Na+CuSO4→Cu+Na2SO4。

实际反应过程:由于Cu2+的氧化性强于H+,但Cu2+与金属钠的反应速率远小于水与金属钠的反应速率,所以当金属钠投入硫酸铜溶液中,首先与水发生置换反应,然后生成的NaOH再与硫酸铜发生复分解反应。即:2Na+2H2O+CuSO4→Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑。

启示:在涉及金属钠与可溶性盐溶液反应时,总是先与水发生置换反应,然后生成的NaOH再与盐溶液发生复分解反应。

思考:足量的金属钠投入硫酸铝溶液中可能发生的离子反应是什么?

2.将二氧化碳气体通入过氧化钠中:2Na2O2+2CO2→2Na2CO3+O2。

类比误区:将二氧化硫气体通入过氧化钠中误以为发生反应:2Na2O2+2SO2→2Na2SO3+O2。

实际反应过程:过氧化钠的强氧化性可将还原性气体SO2氧化生成Na2SO4。即:Na2O2+2SO2→Na2SO4。

3.铁在中燃烧:2Fe+3Cl2→2FeCl3。

类比误区:铁与碘混合加热反应误以为发生反应:2Fe+3I2→2FeI3。

实际反应过程:碘单质的氧化性比弱,只能使铁失去最外层的两个电子,生成碘化亚铁(FeI2)。即:Fe+I2→FeI2。

4.与水的反应:Cl2+H2O→HCl+HClO。

类比误区:氟气与水的反应误以为发生反应:F2+H2O→HF+HFO。

实际反应过程:氟气的氧化性比和氧气都强,可以置换出水中的氧,生成氧气和氟化氢。即:2F2+2H2O→4HF+O2。(也有研究表明在冰的表面通过氟气可以生产次氟酸)

思考:将氟气通入熔融的食盐中会发生什么反应?

5.少量二氧化碳气体通入到漂溶液中:Ca2++2ClO-+CO2+H2O→CaCO3↓+HClO。 错误的类比是少量二氧化硫气体通入到漂溶液中:Ca2++ClO-+SO→CaSO↓HClO。但实际的反应是ClO-离子具有强氧化性可将还原性气体SO氧化生成CaSO4(也即反应生成Ca盐的颜色明显不一样)。所以正确应该是这样的化学反应方程式是:Ca(ClO)2+SO2+H2O=CaSO4+HCl+HClO(这也就是为什么在含有氯离子的溶液不能同时含亚硫酸根离子的原因)。这种例子也是关于类比推理中的一种陷阱或者说是陷阱题型,应格外注意还原剂的氧化性强弱对于反应结果的影响。其实可以借此深入理解一下化学中的一些基础原理。我们在应用化学原理进行类比的时候要注意避免此类陷阱,以更加严谨的态度对待化学反应的问题。这样的例子还有很多,比如我们在学习氧化还原反应的时候,要特别注意氧化剂与还原剂之间的强弱关系对于化学反应的影响等等。这些都是我们在学习化学过程中需要格外注意的地方。只有通过不断的实践和学习才能避免类似的错误发生。