单质、氧化物、酸、碱和盐的相互关系

单质、氧化物、酸、碱和盐的相互关系

通过对酸、碱、盐、氧化物的性质和反应的学习，我们进一步认识到，这几类化合物是否互相联系的和具有内部规律的。这些规律可用“八圈图”简单地表示：

此图展示的关系可归纳为：“两纵两边四横线，二组相交对角线”。从纵线看转化关系，即箭号的始端的一种物质可以转化成箭号终端的一种物质。

一、 从两边线看置换反应：

图中的箭头从圆圈指出的是表示圆圈中物质的化学性质，箭头指入的，是表示指入的圆圈(或小方框)中物质的可能制备方法。

由上图我们可以看出：

1、各类物质的互相转变关系：

左：金属→碱性氧化物→碱→盐

Ca→CaO→Ca(OH)2→CaCO3

右：非金属→酸性氧化物→酸→盐

C→CO2→H2CO3→CaCO3

2、各类物质的主要化学性质：

从圆圈指出的表示圆圈中物质的化学性质。如碱的旁边有三条联线，分别连着碱性氧化物、酸和盐，表明碱可以和这三类物质反应，这就是碱的三条重要化学性质。(在这个图上也体现了其他物质的主要化学性质)

3、制取某类物质的可能方法：

物质的制取，在初中阶段主要是从实验室制取。根据物质的通性和反应条件，选择可发生反应适宜物质，还要考虑在实验室中药品是否经济易得，操作是否简便可行及仪器选择是否正确适当。

（1） 碱性氧化物：

金属+O2不溶性碱含氧酸盐

（2） 酸性氧化物：

非金属+O2含氧酸含氧酸盐

（3） 碱：

碱性氧化物+水碱+盐

（4） 酸：

酸性氧化物+水酸+盐

（5） 盐：常见的十种成盐方法：

① 金属+非金属→无氧酸盐

② 碱性氧化物+酸性氧化物→含氧酸盐

③ 碱性氧化物+酸→盐+水

④ 酸性氧化物+碱→盐+水

⑤ 酸+碱→盐+水

⑥ 碱+盐→碱+盐

⑦ 酸+盐→酸+盐

⑧ 盐+盐→盐+盐

⑨ 金属+酸→盐+氢气

⑩ 金属+盐→金属+盐

例1：用五种不同的方法制取硫酸锌，写出有关的化学反应方程式。

分析：解答物质制备题的思维程序是：

（1） 确定物质的类别；

（2） 从无机化学反应的初步规律中找出能生成这类物质的几类反应；

（3） 结合每类反应的发生条件，选择适当的常见物质，使反应确实能发生并得到要制的物质；

（4） 如果可能的方法超过题中要求的数量，则要去掉原料较贵或较难进行的反应。

ZnSO4是盐类，制取盐类的方法有10种：其中有7种物质间的反应可得ZnSO4：

Zn+H2SO4== ZnSO4+H2↑

ZnO+H2SO4== ZnSO4+H2O

Zn(OH)2+H2SO4== ZnSO4+2H2O

ZnCO3+H2SO4== ZnSO4+H2O+CO2↑

Zn+CuSO4== ZnSO4+Cu

ZnO+SO3== ZnSO4

ZnCl2+Ag2SO4== ZnSO4+2AgCl↓

本题只要求五种制法，从原料来源、反应难易考虑，去掉后边两个反应。

应注意：物质的多种制法，是指运用不同的反应规律，使用不同物质发生同一种反应，一般不认为是不同的制法。例如Zn和HgSO4作用，仍然运用金属和盐的置换反应，不算是新的制法。

例2：怎样从空气、水、石灰石、碳酸钠、氯化镁等物质中选择适当的物质为原料，制取MgO、NaOH？

分析：本题与上题的不同之处，是要以限定的物质为原料制取有关物质，其解题思路与上题相同。

同时还应考虑用多种物质制取几种物质时，应考虑某一产物是不是制取另一产物的原料。若有这种情况，要先制取将做原料的物质。如制氧化镁时，要用到氢氧化钠，所以应先制氢氧化钠。

（1） 制取NaOH：

NaOH属于碱类，其制取的可能途径有两种：

① 碱性氧化物(可溶)+水→碱

② 可溶性碱+可溶性盐→碱+盐

题目要求用Na2CO3为原料，只能用第二种方法。先用CaCO3制CaO，CaO 与水反应得Ca(OH)2，即可制备NaOH。即CaCO3→CaO→Ca(OH)2→NaOH CaCO3==CaO+CO2↑

CaO+H2O==Ca(OH)2

Ca(OH)2+Na2CO3==2NaOH+CaCO3↓

（2） 制取MgO

MgO为碱性氧化物，其制取的可能途径有两种：

① 金属+氧气→碱性氧化物

② 不溶性碱→碱性氧化物+水

根据题目给出的原料，选用MgCl2制取不溶性碱Mg(OH)2，即可得到MgO。MgCl2+2NaOH==Mg(OH)2+2NaCl

Mg(OH)2==MgO+H2O

练习：

现有铜、稀硫酸、氢氧化钠溶液、氧气等4种物质，怎样运用这些物质来制取Ca(OH)2？

分析：由于Cu(OH)2是难溶性碱，不能用CuO与水直接反映制取Ca(OH)2，应用可溶性铜盐与氢氧化钠溶液反应制取Ca(OH)2。而Cu不活泼，不能直接与稀硫酸反应来制取可溶性铜盐。只能用铜跟氧气反应制得CaO，再用CuO跟稀硫酸反应生成CuSO4。

Cu→CuO→CuSO4→Cu(OH)2