化学物质的转化图(各类物质关系的八圈图及重要的化学方程式)
各类物质相互关系的“八圈图”是初中化学教材中的重点内容之一,“八圈图”可以帮助同学们掌握单质、酸、碱、盐和氧化物等各类物质的相互关系,及其相互反应的一般规律,某类物质的可能制取方法和主要化学性质。它既是各类物质相互关系的图象表述,也是对初中所学各类物质的归纳和总结,掌握其表述的规律,将给同学们的学习带来方便和提供捷径,为今后进一步学习元素和化合物的知识打下较坚实的基础。
八圈图中所涉及的反应规律可简记为:两条纵线通到底(六条规律)1-6两条辫子在两翼(两条规律)7-8
四条横线相联系(四条规律)9-12两个交叉成网络(四条规律)13-1616条规律须牢记
一、两条纵线
从纵向来看,金属→碱性氧化物→碱→盐,其中金属元素相同。非金属→酸性氧化物→酸(含氧酸)→盐,其中非金属元素相同。
⒈ 金属 氧气→金属氧化物(碱性氧化物)
镁在空气中燃烧:
2Mg O2 =(点燃)2MgO现象:⑴ 发出耀眼的白光 ⑵ 放出热量 ⑶ 生成白色粉末铁在氧气中燃烧:
3Fe 2O2 =(点燃)Fe3O4现象:⑴ 剧烈燃烧,火星四射 ⑵ 放出热量 ⑶ 生成一种黑色固体注意:瓶底要放少量水或细沙,防止生成的固体物质溅落下来,炸裂瓶底。铜在空气中受热:
2Cu O2 =(△)2CuO
现象:铜丝变黑。铝在空气中燃烧:
4Al 3O2 =(点燃)2Al2O3现象:发出耀眼的白光,放热,有白色固体生成。
⒉ 金属氧化物(可溶) 水→可溶性碱
生石灰溶于水:
CaO H2O==Ca(OH)2(此反应放出热量)氧化钠溶于水:Na2O H2O=2NaOH氧化钾溶于水:K2O H2O=2KOH氧化钡溶于水:BaO H2O==Ba(OH)2
注意: 只有 BaO、 CaO 、K2O 、Na2O能与水反应, 其他金属氧化物一般不跟水反应。
⒊ 盐+碱→新盐+新碱
CuSO4 2NaOH==Cu(OH)2↓ Na2SO4
FeCl3 3NaOH==Fe(OH)3↓ 3NaCl
⑴ 如果参加反应的盐可溶, 则生成物中必须有沉淀或气体,否则,不能发生反应。
⑵ 如果参加反应的盐不溶, 则生成物中必须有气体, 否则, 不能发生反应。
⒋ 非金属 氧气→非金属氧化物(酸性氧化物)
氢气中空气中燃烧:
2H2 O2 =(点燃)2H2O现象:⑴ 产生淡蓝色火焰 ⑵ 放出热量 ⑶ 烧杯内壁出现水雾。红(白)磷在空气中燃烧:
4P 5O2 =(点燃)2P2O5现象:⑴ 发出白光 ⑵ 放出热量 ⑶ 生成大量白烟。硫粉在空气中燃烧:
S O2 =(点燃)SO2现象:⑴ 在纯的氧气中① 发出明亮的蓝紫火焰 ② 放出热量 ③ 生成一种有刺激性气味的气体。⑵ 在空气中燃烧① 发出淡蓝色火焰 ② 放出热量 ③ 生成一种有刺激性气味的气体。碳在氧气中充分燃烧:
C O2 =(点燃)CO2现象:⑴ 发出白光 ⑵ 放出热量 ⑶ 澄清石灰水变浑浊碳在氧气中不充分燃烧:
2C O2 =(点燃)2CO
⒌ 酸性氧化物(易溶) 水→酸(易溶)
二氧化碳和水反应(二氧化碳通入紫色石蕊试液):CO2 H2O==H2CO3
现象:石蕊试液由紫色变成红色。SO2 H2O==H2SO3
SO3 H2O==H2SO4
⒍ 酸+盐→新盐+新酸
HCl AgNO3==AgCl↓ HNO3
H2SO4 BaCl2==BaSO4↓ 2HCl
NaHCO3 HCl==NaCl H2O CO2↑
二、两条辫子
⒎ 金属单质 酸——盐 氢气 (置换反应)
⑴ 锌和稀硫酸反应:
Zn H2SO4 ===ZnSO4 H2↑⑵ 镁和稀硫酸反应:
Mg H2SO4===MgSO4 H2↑⑶ 铝和稀硫酸反应:
2Al 3H2SO4===Al2(SO4)3 3H2↑⑷ 锌和稀盐酸反应:
Zn 2HCl===ZnCl2 H2↑⑸ 镁和稀盐酸反应:
Mg 2HCl===MgCl2 H2↑⑹ 铝和稀盐酸反应:
2Al 6HCl===2AlCl3 3H2↑⑴-⑹的现象:有气泡产生。⑺ 铁和稀盐酸反应:
Fe 2HCl===FeCl2 H2↑⑻ 铁和稀硫酸反应:
Fe H2SO4===FeSO4 H2↑⑺-⑻的现象:有气泡产生,溶液由无色变成浅绿色。)
反应条件:金属较活泼,在金属活动性顺序表中排在 H 的前面(一般用 Mg、 Al、 Zn、 Fe);酸是非强氧化性酸(稀盐酸、稀硫酸)。
⒏ 金属单质 盐(溶液)——新金属 新盐
⑴ 铁与硫酸铜反应:
Fe CuSO4==Cu FeSO4现象:铁条表面覆盖一层红色的物质,溶液由蓝色变成浅绿色。⑵ 锌片放入硫酸铜溶液中:
CuSO4 Zn==ZnSO4 Cu现象:锌片表面覆盖一层红色的物质,溶液由蓝色变成无色。⑶ 铜片放入硝酸银溶液中:
2AgNO3 Cu==Cu(NO3)2 2Ag现象:铜片表面覆盖一层银白色的物质,溶液由无色变成蓝色。盐与金属反应:
2Al 3CuSO4==Al2(SO4)3 3Cu
Cu Hg(NO3)2==Cu(NO3)2 Hg
反应条件: 在金属活动性顺序表中, 排在前面的金属(K、 Ca、 Na 除外) 可以把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来。
三、四条横线:
⒐ 金属 非金属→(无氧酸)盐
钠在氯气中燃烧:
2Na Cl2=(点燃)2NaCl2Fe 3Cl2=(点燃)2FeCl3
⒑ 金属氧化物 非金属氧化物→含氧酸盐
SiO2 CaO=(高温)CaSiO3
CO2 Na2O=Na2CO3
⒒ 酸 碱→盐 水
NaOH HCl==NaCl H2O
2NaOH H2SO4==Na2SO4 2H2O
Cu(OH)2 2HCl==CuCl2 2H2O
Cu(OH)2 H2SO4==CuSO4 2H2ONaOH HNO3==NaNO3 H2O
Mg(OH)2 2HNO3==Mg(NO3)2 2H2OBa(OH)2 H2SO4==BaSO4↓ 2H2O反应条件:参加反应的酸和碱中至少有一种可溶(初中接触的酸都是可溶的),反应才能发生。若两者都不可溶,则反应不能发生。
⒓ 盐 盐→新盐 新盐
KCl AgNO3==AgCl↓ KNO3
NaCl AgNO3==AgCl↓ NaNO3Na2SO4 BaCl2==BaSO4↓ 2NaCl
BaCl2 2AgNO3==2AgCl↓ Ba(NO3)2CaCl2 Na2CO3==CaCO3↓ 2NaCl (可溶性钙盐与可溶性碳酸盐)反应条件:⑴ 参加反应的两种盐都必须可溶;⑵ 生成物中至少要有一种难溶、难电离的物质产生。且满足下列任意一个条件⑴ 有水生成 ⑵ 有气体生成 ⑶ 有沉淀生成
五、两个交叉:
⒔ 碱性氧化物+酸→盐+水
Fe2O3 6HCl==2FeCl3 3H2O
Fe2O3 3H2SO4==Fe2(SO4)3 3H2OCuO H2SO4==CuSO4 H2O
ZnO 2HNO3==Zn(NO3)3 H2O CuO 2HCl==CuCl2 H2O
⒕ 酸性氧化物 碱 ——盐 水
二氧化碳通入澄清石灰水:CO2 Ca(OH)2=CaCO3↓ H2O现象:澄清石灰水变浑浊。(用澄清石灰水可以检验CO2,也可以用CO2检验石灰水)氢氧化钙和二氧化硫反应:
SO2 Ca(OH)2=CaSO3 H2O氢氧化钠和二氧化碳反应(除去二氧化碳):
2NaOH CO2=Na2CO3 H2O氢氧化钠和二氧化硫反应(除去二氧化硫):
2NaOH SO2=Na2SO3 H2O氢氧化钠和三氧化硫反应(除去三氧化硫):
2NaOH SO3=Na2SO4 H2O
⒖ 酸+盐→新盐+新酸
CaCO3 2HCl==CaCl2 H2O CO2↑
Na2CO3 2HCl==2NaCl H2O CO2↑
Ba(NO3)2 H2SO4==BaSO4↓ 2HNO3
⒗ 盐+碱→新盐+新碱
Ca(OH)2 Na2CO3==CaCO3↓ 2NaOH
NaOH NH4Cl==NaCl NH3↑ H2O
以上十六条规律的应用:⑴ 可知某物质的性质。⑵ 可知某物质的制法。如:3、6、7-14为盐的十种制法。⑶ 已知各类物质间的相互关系。
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