化学反应中相同的反应物不同的实验现象例析
[案例1]在新制的氢硫酸溶液中,滴入少量氯水,溶液变浑浊,产生淡黄色沉淀;若在新制的氯水中滴入少量氢硫酸,溶液呈无色。
解析:前者因少量的氯水与氢硫酸发生了置换反应:Cl2+H2S==S↓+2HCl,故产生淡黄色沉淀。
后者,氢硫酸被过量的氯水氧化生成了可溶于水的硫酸:4H2O+4Cl2+H2S==H2SO4+8HCl,故呈无色。
[案例2]在氯化铝溶液中逐滴滴入氢氧化钠溶液,先产生白色絮状沉淀,后沉淀消失;反之,在氢氧化钠溶液中逐滴滴入氯化铝溶液,开始无沉淀,后产生白色絮状沉淀且沉淀不消失。
解析:前者因开始时少量氢氧化钠与氯化铝反应产生难溶的氢氧化铝,随着氢氧化钠的量的增多,过量的氢氧化钠与两性的氢氧化铝反应,产生可溶性的偏铝酸盐使沉淀溶解。
AlCl3+3NaOH==Al(OH)3↓+3NaCl
Al(OH)3+NaOH==NaAlO2+2H2O
后者在开始时因NaOH过量,所以少量的Al3+与过量的OH-反应转化为可溶性的AlO2-,当继续滴入AlCl3溶液时,溶液中的Al3+与AlO2-发生双水解反应而产生白色沉淀。
AlCl3+4NaOH==NaAlO2+3NaCl+2H2O
3NaAlO2+AlCl3+6H2O==4Al(OH)3↓+3NaCl
[案例3]在淀粉碘化钾溶液中滴加少量氯水,溶液变蓝色;反之,在氯水中滴加少量淀粉碘化钾溶液,溶液变无色。
解析:前者因少量的氯水与碘化钾溶液发生了如下反应:2KI+Cl2==2KCl+I2,I2遇到淀粉溶液变蓝。
而后者由于氯水过量,生成的I2又与过量的氯水发生了反应:2KI+Cl2==2KCl+I2,I2+5Cl2+6H2O==2HIO3+10HCl,故不能使溶液变蓝。
[案例4]在澄清石灰水中逐滴滴入磷酸,先产生白色沉淀,后又逐渐消失;反之,在磷酸溶液中逐滴滴入石灰水,开始无沉淀,后产生白色沉淀且不消失。
解析:前者由于是逐滴滴入磷酸,开始时少量的磷酸与石灰水反应产生难溶的磷酸钙。随着磷酸的逐滴滴入,磷酸钙又逐渐转化为磷酸氢钙(微溶于水)。当继续滴入磷酸至足量时,微溶的磷酸氢钙转化为可溶于水的磷酸二氢钙而沉淀消失。其反应方程式为:
2H3PO4+3Ca(OH)2==Ca3(PO4)2↓+6H2O
Ca3(PO4)2+H3PO4==3CaHPO4
CaHPO4+H3PO4==Ca(H2PO4)2
后者因开始时过量的磷酸与石灰水反应生成了可溶性的Ca(H2PO4)2,随着石灰水的逐滴滴入,Ca(H2PO4)2逐渐转化为几乎不溶于水的CaHPO4,最后全部生成难溶的Ca3(PO4)2。其反应方程式为:
Ca(OH)2+2H3PO4==Ca(H2PO4)2+2H2O
Ca(H2PO4)2+Ca(OH)2==2CaHPO4+2H2O
2CaHPO4+Ca(OH)2==Ca3(PO4)2↓+2H2O
[案例5]在碳酸钠溶液中逐滴滴加稀盐酸,开始无气泡,当滴加到一定量后,才产生气泡;而在稀盐酸中逐滴滴加碳酸钠溶液,则立即产生气泡。
解析:碳酸钠与盐酸的反应是分2步进行的:
Na2CO3+HCl==NaCl+NaHCO3
NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2↑
前者由于Na2CO3完全转化为NaHCO3后,再滴加稀盐酸才放出CO2气体。后者立即放出CO2气体。
以上各案例中反应的实质是2种反应物所加的比例量不同,引起反应进行程度不同,最终产物不同。
当然,反应的条件对反应也有影响,有的化学反应条件不同,其产物也不同。
[案例6]铁丝在潮湿的空气中缓慢生成一种红褐色的物质,俗称铁锈;而铁丝在纯净的氧气中燃烧生成一种黑色固体。
解析:前者4Fe+3O2==2Fe2O3(红褐色)
后者3Fe+2O2 点 燃 Fe3O4(黑色)
在实际生产中,如果生产者不注意反应的条件(温度、浓度、酸碱度等)对化学反应的影响,则生产出来的化工产品质量将会达不到要求,这势必会给生产者带来很大的经济损失。
参考资料:http://chem.cersp.com/HXJS/200610/1555_2.html