“强制弱”规律教学反思

2019-12-09 16:38:04

  化学反应中常常遵循“强制弱”的规律,例如 “较强酸+较弱酸盐==较强酸盐+较弱酸(强酸制弱酸)”,“氧化剂+还原剂==还原产物+氧化产物”,则有:氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性强于还原产物的还原性等。运用“强制弱”规律解题时学会“三思”,就能化拙为巧,收到事半功倍之效。

  一、对“强制弱”规律的“正向”思考

  以强酸制弱酸为例:对于反应HA+B-==A-+HB,我们作正向思考,常归纳成“较强酸+较弱酸盐==较强酸盐+较弱酸”或“强酸制弱酸”。运用此规律我们可以由已知反应推知酸碱性强弱,如已知反应C6H5ONa+CO2(少量)+H2O→C6H5OH+NaHCO3,根据“强酸强碱制弱酸弱碱”规律可得到结论:C6H5O-夺取了H2CO3中的H+生成了C6H5OH,而H2CO3失去H+生成HCO3-。酸性:H2CO3>C6H5OH。

  二、对“强制弱”规律的“逆向”思考

  同样,对于反应HA+B-==A-+HB,我们作逆向思考,实际上此反应可看作A-不能夺取HB中的H+,但B-能夺取HA中的H+,故B-结合H+的能力强于A-,即B-的碱性强于A-。如已知反应C6H5ONa+CO2(少量)+H2O→C6H5OH+NaHCO3,我们可得另一结论:过量的C6H5O-不能继续结合产物HCO3-中的H+,即CO32-结合H+的能力强于C6H5O-,碱性:CO32->C6H5O-。酸性:C6H5OH>HCO3-,根据“强酸强碱制弱酸弱碱”规律可知下列反应可以发生:CO32-+C6H5OH→HCO3-+C6H5O-。现就上述两种思维方法的应用举两例说明:

  [例1]向等物质的量浓度的两种一元弱酸盐溶液中,分别加入适量的CO2,发生如下反应:NaA+CO2+H2O==HA+NaHCO3、2NaB+CO2+H2O==2HB+Na2CO3。则HA和HB在水中电离出H+的能力大小关系是( ).

  A.HA较强 B.HB较强 C.两者一样 D.无法比较

  解析:通入CO2的量相等,但CO2转化产物却不同,与NaA反应时生成了NaHCO3,与NaB反应生成了Na2CO3,说明HA的酸性强于HCO3-,而HB的酸性弱于HCO3-,则电离出H+的能力应是HA强。答案选A。

  [例2]已知多元弱酸在水溶液中的电离是分步进行的,且第一步电离程度远大于第二步电离程度,第二步电离程度远大于第三步电离程度。今有HA、H2B、H3C三种一元、二元、三元弱酸,根据“较强酸+较弱酸盐==较强酸盐+较弱酸”的反应规律,它们之间能发生下列反应:

  ①HA+HC2-(少量)==A-+H2C-

  ②H2B(少量)+2A-==B2-+2HA

  ③H2B(少量)+H2C-==HB-+H3C

  回答下列问题:

  (1)相同条件下,HA、H2B、H3C三种酸中酸性最强的是

  (2)A-、B2-、C3-、HB-、H2C-、HC2-六种离子中,最易结合H+的是,最难结合H+的是

  (3)下列反应的离子方程式中正确的是(填写标号)

  (A)H3C+3A-==3HA+C3-

  (B)HB-+A-==HA+B2-

  (C)H3C+B2-==HB-+H2C-

  (4)完成下列反应的离子方程式:

  ①H3C+OH-(过量)==______________

  ②HA(过量)+C3-=_________________

  解析:反应①有两层含义:一是反应HA+HC2-==A-+H2C-能发生,HA的酸性比H2C-的酸性强;二是产物H2C-不能与过量的HA继续反应,即反应HA+H2C-==A-+H3C不能发生,H3C的酸性强于HA。反应②包含两个分步反应:一是H2B+A-==HB-+HA,二是HB-+A-==B2-+HA。故酸性:H2B>HA,HB->HA,又H2B的第一步电离程度远大于第二步电离,酸性H2B>HB-,故酸性:H2B>HB->HA.与①相同,由反应③知,反应H2B+H2C-==HB-+H3C能进行,而反应H2C-+HB-==B2-+H3C不能进行,酸性:H2B>H3C>HB-.显然有H2C-的酸性强于HC2-。故可得酸性强弱(即电离出H+的能力由大到小)顺序为:H2B>H3C>HB->HA>H2C->HC2-;碱性强弱(即结合H+离子的能力由大到小)顺序:C3->HC2->A->B2->H2C->HB-。

  由酸碱性强弱顺序可轻易得出:

  (1)相同条件下,HA、H2B、H3C三种酸中酸性最强的是H2B

  (2)A-、B2-、C3-、HB-、H2C-、HC2-六种离子中,最易结合H+的是C3-,最难结合H+的是HB-。

  (3)H3C与A-能发生反应生成H2C-和HA,过量的A-与H2C-不能继续反应生成HC2-和HA,故有H3C+A-(足量)==HA+H2C-,所以(A)错误。不难得出(B)、(C)均正确。

  (4)①H3C+3OH-(过量)==C3-+3H2O;②HA与C3-发生反应生成A-和HC2-,过量的HA还能与HC2-继续反应,生成A-和H2C-,而HA不能继续与H2C-反应,故有:

  2HA(过量)+C3-==H2C-+2A-

  特别注意:在解决此类问题时,要善于拆分和逆向思维。如由H2B(少量)+2A-=B2-+2HA拆分为:H2B+A-=HB-+HA,HB-+A-=B2-+HA。由HA+HC2-(少量)=A-+H2C-判断:HA+H2C-=A-+H3C不能发生,H3C的酸性强于HA。

  三、对“强制弱”规律的“反常”思考

  在一定的条件下,由于各种原因弱酸也可以制得强酸。有如下五种情况:

  1.利用反应物的氧化性、还原性,发生氧化还原反应,由弱酸制得强酸。例如:

  (1)Cl2通入氢硫酸中:Cl2+H2S==2HCl+S

  (2)在亚硫酸中加入次氯酸溶液:H2SO3+HClO==HCl+H2SO4

  2.利用生成不溶于酸的沉淀,由弱酸制得强酸。例如:在硫酸铜溶液中滴入氢硫酸:H2S+CuSO4==CuS+H2SO4

  3.利用不挥发性酸制挥发性酸,由弱酸制得强酸。例如:实验室制取溴化氢、碘化氢,反应的化学方程式为: H3PO4+3NaBr===Na3PO4+3HBr 、H3PO4+3NaI==Na3PO4+3HI。

  4.利用生成极难电离的物质,由弱酸制得强酸。例如:在乙酸溶液中加入PbSO4,可看到难溶的PbSO4溶解,反应方程式为:2CH3COOH+PbSO4==Pb(CH3COO)2+H2SO4。

  5.利用酸的不稳定性,由弱酸制得强酸。例如:给次氯酸加热,反应方程式为:2HClO==2HCl+O2。

  来源:查字典化学网