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        高中化學(xué)中的“主角”

        2017-12-09 00:36:54苗佩楨
        考試周刊 2017年10期
        關(guān)鍵詞:主角探討高中化學(xué)

        苗佩楨

        摘 要:化學(xué)學(xué)科在高中的各學(xué)科中占有重要的地位,對于其他學(xué)科的學(xué)習(xí)有著深遠(yuǎn)的影響。很多同學(xué)反映在高中化學(xué)的學(xué)習(xí)中感覺比較混亂,并沒有一個明了的知識脈絡(luò),那么如何在學(xué)習(xí)中構(gòu)建完整的知識網(wǎng)絡(luò)呢?筆者將以自身的學(xué)習(xí)經(jīng)歷為例對于高中化學(xué)中的關(guān)于水知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建進行詳細(xì)的探討,以期為其他同學(xué)的化學(xué)學(xué)習(xí)提供借鑒。

        關(guān)鍵詞:高中化學(xué);水;反應(yīng)方程式;探討

        水是由氫元素和氧元素組成的,是地球上最常見的物質(zhì)。水在人們?nèi)粘I詈蜕a(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用。在很多的化學(xué)反應(yīng)中都能夠看到水的身影,是化學(xué)里比較常見的物質(zhì)。在平時的化學(xué)的學(xué)習(xí)中幾乎每個章節(jié)都會涉及到水,可以說水是高中化學(xué)中的“主角”,接下來將對水進行深刻的探討,以充分了解水的不同性質(zhì)。

        一、 水的分解反應(yīng)

        水的穩(wěn)定性比較好,要想將水進行分解,溫度達(dá)到2000℃時也只能將分解率提升到0.6%左右。一般可以采用電解的方法來促進水分解,這是最常用的水分解的方法,水分解的化學(xué)方程式為:2H2O通電2H2↑+O2↑,從方程式中可以看出通過電解最終形成氫氣和氧氣,如果處于實驗室的環(huán)境之中可以通過加入電解質(zhì)NaOH來提高電解水的速率。在關(guān)于鹽溶液的章節(jié)學(xué)習(xí)時有關(guān)于電解飽和食鹽水的實驗,通過實驗的最終結(jié)果可以得出方程式為:2NaCl+2H2O電解2NaOH+Cl2+H2↑,從方程式中可以看出含有氯化鈉的溶液經(jīng)過電解后也會出現(xiàn)分解反應(yīng),因此,這個方程式也可以看成是水的分解反應(yīng)。在這兩個實驗中通過對溫度的測試可以看出水的分解反應(yīng)是一個吸熱反應(yīng)。

        二、 水與單質(zhì)的反應(yīng)

        一般來說水與單質(zhì)反應(yīng),單質(zhì)指的是金屬單質(zhì)和非金屬單質(zhì),接下來以金屬單質(zhì)為例進行講解。水會與活潑的金屬發(fā)生置換反應(yīng),能和水發(fā)生置換反應(yīng)的金屬物質(zhì)包括Na、K、Ca、Mg等物質(zhì)。這些金屬元素中有一部分與水反應(yīng)的比較緩慢,如Ca與水反應(yīng)過程中會生出氫氧化鈉,影響反應(yīng)的進行。有的物質(zhì)與水反應(yīng)得比較快,如Cs與水反應(yīng)會產(chǎn)生爆炸。在金屬與水反應(yīng)時不一定會置換出金屬離子,如CuSO4溶液與Na的反應(yīng)中,Na與H2O反應(yīng)時會生產(chǎn)H2而不是Na離子。

        由于與水進行反應(yīng)的單質(zhì)比較多,為了加深理解,在平時的學(xué)習(xí)中可以將單質(zhì)分成金屬單質(zhì)和非金屬單質(zhì),在金屬單質(zhì)中也可以依據(jù)不同的反應(yīng)條件進行劃分,并總結(jié)出水與金屬單質(zhì)反應(yīng)的共同特點。此外,需要針對其中一些特殊的地方進行詳細(xì)記憶,因為,這部分往往是學(xué)習(xí)的難點,也是最容易出題的地方。

        三、 水與氧化物的反應(yīng)

        水與氧化物的反應(yīng)主要包括與金屬氧化物和非金屬氧化物兩種。在水與金屬氧化物的反應(yīng)中最容易與水發(fā)生反應(yīng)的是CaO、Na2O、K2O,這些都是比較活潑的最高價氧化物,這幾種物質(zhì)與水發(fā)生反應(yīng)后會生產(chǎn)強堿或者中強堿。以Na2O2與水的反應(yīng)為例,在水上放置脫脂棉,在一段時間之后會發(fā)現(xiàn)漂浮在溶液上的脫脂棉燃燒起來,說明這種反應(yīng)會放出大量的熱量,在反應(yīng)完全之后經(jīng)過測試溶液呈現(xiàn)強堿性,可以印證以上的說法。

        而水與非金屬氧化物反應(yīng)會生成強酸,元素的非金屬性越強其最高價氧化物也越容易與水反應(yīng),其反應(yīng)的產(chǎn)物為強酸。以光合作用為例,在光合作用中植物吸取空氣中的二氧化碳與水發(fā)生反應(yīng)形成碳水化合物與氧氣,正是有水參與到光合作用之中,才使得地球上的植物能夠不斷生長。

        四、 鹽類的水解

        鹽類的水解反應(yīng)主要包括強酸弱堿鹽、弱酸強堿鹽、弱酸弱堿鹽的水解,無論哪類鹽的水解反應(yīng)都是中和逆反應(yīng)。下面從這三個方面來闡述鹽類的水解反應(yīng),強酸弱堿鹽與水反應(yīng)之后,水內(nèi)的離子發(fā)生變化之后逐漸形成弱電解質(zhì),通過酸堿測試之后,檢測出水解反應(yīng)之后呈酸性,而弱酸強堿與水反應(yīng)之后呈現(xiàn)堿性,而弱酸弱堿鹽則會出現(xiàn)雙水解現(xiàn)象。因此,在這類溶液的配制過程中,要加入一些酸類或者鹽類來抑制水解。

        在鹽類水解這一部分的學(xué)習(xí)過程中要充分了解復(fù)分解反應(yīng)的特點,分別按照強酸弱堿鹽、弱酸強堿鹽、弱酸弱堿鹽的水解進行分類,詳細(xì)地了解幾類分解的特點,為了方便記憶筆者總結(jié)出鹽類水解口訣:有弱才水解,越弱越水解,雙弱雙水解,誰強顯誰性。除此之外,還可以根據(jù)離子方程式來判斷酸堿性:一般來說,分解出陽離子,則呈現(xiàn)酸性;分解出陰離子,則呈現(xiàn)堿性。最終可以全面了解鹽類的水解方面的知識。

        五、 水與有機物的反應(yīng)

        水雖然是無機物,但是在有機化學(xué)中水也發(fā)揮著重要的作用。水與有機物的反應(yīng)主要有以下幾種反應(yīng)方式,包括加成反應(yīng)、水解反應(yīng)等,與我們?nèi)粘I钕⑾⑾嚓P(guān)的糖類、蛋白質(zhì)等物質(zhì)都會與水發(fā)生水解反應(yīng)。

        例如,蛋白質(zhì)都是由大量氨基酸縮合脫水得到的,水解反應(yīng)就是它的逆反應(yīng)。蛋白質(zhì)的典型一級結(jié)構(gòu)(化學(xué)鍵)就是肽鍵R-CO-NH-R每個肽鍵水解后生成一個氨基和一個羧基,如果蛋白質(zhì)完全水解,則得到氨基酸,因而可以看出水是地球存在生命的重要原因。在學(xué)習(xí)水與有機物的反應(yīng)時要結(jié)合我們的生活實際,以提高對相關(guān)化學(xué)方程式的應(yīng)用能力。

        六、 鹽的水合

        在鹽溶液結(jié)晶過程中會析出一定數(shù)目的水分子晶體,出現(xiàn)鹽的水合現(xiàn)象。以硫酸銅的水合為例CuSO4+5H2OCuSO4·5H2O,在加熱之后CuSO4·5H2O會出現(xiàn)分解。在2011年高考中給出了CuSO4·5H2O的脫水過程的熱重曲線,提出了一系列問題,說明鹽的水合這一部分仍然是學(xué)習(xí)的重點,需要進行深刻的理解。

        七、 小結(jié)

        以上對高中化學(xué)中的水能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)進行簡單的總結(jié),希望同學(xué)們能夠在將各部分關(guān)于水的化學(xué)反應(yīng)知識學(xué)習(xí)之后,可以和筆者一樣按照水的分解反應(yīng)、水與單質(zhì)的反應(yīng)、水與氧化物的反應(yīng)、鹽類的水解、水與有機物的反應(yīng)、鹽的水合等幾方面進行分類總結(jié),在了解不同反應(yīng)共性的基礎(chǔ)上,詳細(xì)地掌握各部分反應(yīng)的個性特點,因為這些個性部分往往是考試的易考點。同時,也可以按照自己的理解方式通過不同的角度進行詳細(xì)地劃分,總結(jié)反應(yīng)的特點,深入理解水的性質(zhì),在平時的學(xué)習(xí)中能夠靈活運用與水相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)知識,提高自己的學(xué)習(xí)能力。

        參考文獻(xiàn):

        [1]曹光生.高中化學(xué)學(xué)法指導(dǎo)[J].才智,2014,(26):65.

        [2]王傳安.水——化學(xué)中的“主角”[J].理科考試研究,2014,(09):90-91.

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