2013届高三一轮复习化学教案 第2章 化学物质及其变化

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名称 2013届高三一轮复习化学教案 第2章 化学物质及其变化
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资源类型 教案
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科目 化学
更新时间 2012-11-10 20:05:20

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第二章 化学物质及其变化
第一课时 物质的分类
复习目标:
1、基本分类方法,能够对物质组成进行分类。
2、掌握元素、化合物等相关的概念,能够进行辨析。
基础知识:
一、粒子的基本概念
1、核素、元素、同位素
核素——具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子
同位素——具有相同质子数和不同中子数的原子互称为同位素(质子数相同的核素互称同位素)
元素是质子数相同的一类原子的统称。(质子数相同的核素总称为元素)质子数相同的微粒不一定是同一种元素,因为微粒的含义要比原子广泛。
2、原子
①原子是化学变化中的最小粒子。确切地说,在化学反应中,原子核不变,只有核外电子发生变化。  
②原子是组成某些物质(如金刚石、晶体硅等)和分子的基本粒子。  
③原子是由更小的粒子构成的。
④原子的概念是古希腊哲学家德谟克利特从哲学的角度首先提出来的。1803年英国化学家道尔顿提出了原子说。目前人类对原子结构的认识正在不断地深入。  
注意:化学反应的本质就是原子的重新排列和组合。
原子
元素
联系
具有相同核电荷数的同一类原子的总称,元素的最小基本微粒为原子
区别
概念
微观概念,化学反应中原子核不改变,而电子层结构可能发生变化
宏观概念,化学反应中元素种类不改变
分类
根据质子数和中子数分
根据质子数分
应用
说明物质的微观构成
说明物质的宏观组成
含义
既有种类含义又有数量含义
只有种类含义
3、离子   离子是指带电荷的原子或原子团。  
①离子的种类: 离子 
②离子的生成途径:离子的产生
③存在离子的物质:离子化合物:NaCl、CaC2、C17H35COONa;电解质溶液中:盐酸、稀硫酸等;金属晶体中:钠、铁、铜等。
【注意】在金属晶体中只有阳离子,而没有阴离子。分子、原子、离子均是组成物质的基本粒子,是参加化学反应的基本单元,是化学研究的微观对象。  
4、分子
分子是能够独立存在并保持物质化学性质的一种粒子。完整理解分子的概念,应包括以下几个方面。  
①分子是一种粒子,它同原子、离子一样是构成物质的基本粒子。如:水、氧气、干冰、蔗糖等就是由分子组成的物质。
②分子有质量,其数量级约为10—26kg。
③分子间有间隔,并不断运动着。  
④同种分子的性质相同,不同种分子的性质不同。
⑤每个分子一般是由一种或几种元素的若干原子按一定方式通过化学键结合而成的。  
⑥按组成分子的原子个数,可把分子分成
分子
⑦分子间存在相互作用,此作用称作分子间作用力(又称范德华力),它是一种较弱的作用力。
5、 “基”、“根”、“碳正离子”
“基”是指分子中除去一个原子或原子团以后剩下的原子团(也可能是单个原子),它是电中性的,通常不能稳定存在,如—NO2硝基、—CH3甲基、—SO3H磺酸基等(注意磺酸基不能写成—HSO3)。
“根”是带电的原子团,能稳定存在,如“NO2—”亚硝酸根离子,“HSO3—”亚硫酸氢根离子,它们各带一个单位负电荷。“根”与“基”的区别在于是否带电荷。“根”与“基”的电子式也不同。如羟基—OH的电子式为 ,而氢氧根OH-的电子式为 ,甲基正离子CH3的电子式为 。
二、物质组成分类
1、纯净物和混和物
纯净物
混合物
组成
有固定组成,组成这种物质的各元素有一定的比例关系
没有固定组成,混合物中每种物质的含量可以任意调配
性质
有固定的物理性质和化学性质
没有固定的性质,混合物中每种物质仍然保持着原有的性质
分离
不能用物理方法将组成纯净物的各种元素分开,只有通过化学方法才能达到分离各元素的目的
可用物理方法将混合物中各物质分离开
常见的混合物包括:   ⑴高分子化合物(如蛋白质、淀粉、纤维素、聚合物等);  
⑵分散系(包括溶液、胶体、浊液)   ⑶同分异构间的混合体(如二甲苯总是混合物,含邻、间、对三种)   ⑷同素异形体间的混合体   ⑸其他:①氨水、氯水、王水、天然水、硬水、软水、水玻璃、福尔马林、盐酸、浓硫酸;②爆鸣气、水煤气、天然气、焦炉气、高炉煤气、石油气、裂解气、空气; ③钢、生铁、普钙、漂白粉、碱石灰、黑火药、铝热剂、水泥、铁触媒、玻璃、煤; ④煤焦油、石油及其各种馏分、植物油和动物油。
2、单质、同素异形体
①同种元素的原子能构成单质的分子或晶体。
②同种元素形成的不同单质互为同素异形体,有因分子中原子个数不同而形成的同素异形体,如氧气(O2)和臭氧(O3);因晶体中原子排列不同而形成的同素异形体,如金刚石和石墨,白磷和红磷。
同素异形体在一定条件下可以相互转化,其转化过程破坏原有化学键,因而属于化学变化。同素异形体在纯氧中充分燃烧的产物是唯一的,因此可以由此两个方面证明其互为同素异形体。
③单质可分为金属与非金属两大类,金属单质具有金属光泽、导电、导热,固态时有延展性;在化学反应中是还原剂。非金属单质一般没有金属光泽,质脆易碎,除个别(石墨)外不善于导电传热。非金属性强者在化学反应中是氧化剂。
3、化合物
不同元素组成的纯净物叫化合物。它又分为有机化合物和无机化合物两大类。无机化合物的初步分类见前页表
(1)氢化物:由氢和另一种元素形成的化合物。一般由非金属元素形成的氢化物,其固体属分子晶体,熔点较低,常温呈气态,称气态氢化物;碱金属及碱土金属(ⅡA)与氢形成的氢化物则属于离子型氢化物,其中氢元素为-1价。
(2)氧化物:由氧和另一种元素形成的化合物。根据其性质可进一步分为:
A.碱性氧化物-与酸反应生成盐和水的氧化物。一般低价金属氧化物,特别是活泼金属氧化物(ⅠA、ⅡA族)属于此类氧化物
B.酸性氧化物-与碱反应生成盐和水的氧化物。一般非金属氧化物,特别是高价非金属氧化物(CO2、SO2、SO3)和高价金属氧化物(Mn2O7、CrO3)属于此类氧化物
C.两性氧化物-既能跟酸起反应又能跟碱起反应,生成盐和水的氧化物。如Al2O3、ZnO、BeO等。
【注意】
a.酸性氧化物、碱性氧化物(包括两性氧化物)的对应(化合价一致)水化物是含氧酸或碱。
b.少数几种氧化物如CO、NO等,既不能跟酸,也不能与碱反应生成盐和水,叫做不成盐氧化物。
c.酸性氧化物、碱性氧化物分别可以看成是含氧酸、碱失去水的剩余部分,又称酸酐,酸酐(其中相应元素R的化合价相同)),如SO3是硫酸的酸酐,SO2是亚硫酸的酸酐,N2O5是硝酸的酸酐。至于NO2既不是硝酸也不是亚硝酸的酸酐。
d.通常的氧化物中氧元素的化合价为-2价。氧元素和碱金属、某些碱土金属还能形成化合价为-1价的过氧化物,如Na2O2和BaO2以及超氧化物,如KO2。
(3)酸:由氢和酸根组成,与碱反应生成盐和水。酸是一种电解质,在电离时生成酸根阴离子,其阳离子全部都是氢离子。
①按组成分无氧酸(酸根不含氧元素),它们是酸性气态氢化物水溶液,称氢某酸,如氢氯酸HCl(俗称盐酸),氢碘酸HI、氢硫酸H2S、氢氰酸HCN等;含氧酸(酸根中含氧元素)称某酸如硫酸H2SO4、硝酸HNO3,有不同变价的按其化合物称高氯酸HClO4,氯酸HClO3,亚氯酸HClO2,次氯酸HClO。
相同元素、且成酸价态相同的酸还可按酸分子中失水情况分正酸和偏酸,如H3PO4为磷酸,HPO3为偏磷酸;H4SiO4为原硅酸,H2SiO3为硅酸;H3AlO3为铝酸,HAlO2为偏铝酸等。
②按其性质不同可分
a.强酸与弱酸  按相同条件同浓度下的电离度区分。常见酸的强弱:
强酸:HClO4、H2SO4、HNO3、HCl、HBr、HI;中强酸:H2SO3、H3PO4;弱酸:HF、CH3COOH、H2CO3、H2S、HClO、HAlO2、H2SiO3
b.挥发性酸又称低沸点酸如HCl、HF、HBr、HI、HNO3、H2S和不挥发性酸又称高沸点酸如H2SO4、H3PO4。另有某些不稳定含氧酸如H2SO3、H2CO3、HClO,只存在于水溶液中。
c.氧化性酸和非氧化性酸,这是根据酸根阴离子在化学反应中的氧化性与非氧化性划分的,酸中的H+都有氧化性。常见的氧化性酸有硝酸、浓硫酸和次氯酸,非氧化性酸如盐酸、氢氟酸、磷酸。
注:酸性强弱和氧化性强弱之间没有联系和因果关系,如次氯酸HClO是强氧化性弱酸。
(4)碱:由金属和氢氧根组成(氨水NH3·H2O除外),且与酸反应生成盐和水,它电离生成的阴离子全部是氢氧根。可以按性质分为强碱与弱碱,也可以按溶解性分为可溶性碱和难溶碱。如:
KOH、NaOH、Ba(OH)2为可溶性强碱; Ca(OH)2为微溶性强碱;Fe(OH)2  Fe(OH)3、Cu(OH)2为难溶性弱碱;NH3·H2O为可溶性弱碱
(5)盐:由金属(或NH4+)离子与酸根组成的化合物。仅由金属与酸根组成的盐叫正盐,如Na2SO4、K3PO4;如组成中还有氢元素,即有酸式根的为酸式盐,如NaHSO4、NaHCO3、Ca(H2PO4)2;除金属和酸根外还有氢氧根为碱式盐,如Cu2(OH)2CO3、Mg(OH)Cl等,一般碱式盐的水溶性较差;在电离时产生两种阳离子和一种酸根离子的盐是复盐,如KAl(SO4)2·12H2O、(NH4)2Fe(SO4)2、KCl·MgCl2·6H2O。
(6)络合物:含有络离子的化合物属于络合物. 例如络盐[Ag(NH3)2]Cl、络酸H2[PtCl6]、络碱[Cu(NH3)4](OH)2等;也指不带电荷的络合分子,例如[Fe(SCN)3]、[Co(NH3)3Cl3]等。配合物又称络合物。
(7)其它常见的无机化合物:如Mg3N2、CaC2一般不称盐类而属于氮化物、碳化物
三、物理变化和化学变化
1.物理变化与化学变化   ⑴物理变化:没有生成其他物质的变化。即物理变化仅是物质形态的变化。如:水的三态转化,石油的分馏,用CCl4萃取碘水中的碘。物理变化过程中可能发生化学键的断裂或者形成化学键,如食盐晶体熔化时就是破坏晶体中的离子键,而液体NaCl降温变成晶体时,又形成了离子键。  
⑵化学变化:变化时生成其他物质,这种变化叫做化学变化。又叫化学反应。与物理变化相比,化学变化有以下特征:①有新物质生成②常伴有放热、发光、变色、发声等现象③变化的本质是:旧键断裂、同时新键形成。如:石油裂化,煤干馏,胃内消化食物等。   化学变化过程的同时也发生了物理变化。例如,点燃蜡烛时,石蜡受热熔化是物理变化,石蜡燃烧生成CO2和H2O是化学变化。
物理变化
化学变化
区别
微观
无新分子生成,无化学键变化
有新分子生成、有化学键变化
宏观
无新物质生成
有新物质生成
特征
物质的形状、状态改变
发光、发热、变色、生成气体、产生沉淀
变化范围
气化、液化、凝固、蒸发、升华及体积、形状等变化
化合、分解等基本反映、有机反应
联系
化学变化和物理变化往往同时发生,化学变化中一定有物理变化,物理变化中不一定有化学变化
与物质组成性质的关系
组成、结构决定性质,性质反映组成、结构;性质决定变化,变化反应性质
2.物理性质与化学性质   物理性质:物质不需要发生化学变化就表现出来的性质,叫做物理性质。如颜色、状态、气味、溶解性、熔点、沸点、硬度、密度等。物理性质是物质本身的一种属性,一般指不涉及物质化学组成改变的一类性质。   化学性质:物质在化学变化中表现出来的性质叫做化学性质。化学性质也是物质本身的一种属性,是化学研究的主要对象之一,是学习化学的主要内容。
(1)化学性质主要包括   ①氧化性、还原性②酸性、碱性③稳定性④络合性  
(2)影响化学性质的因素
①物质结构。结构是影响化学性质的最重要因素,结构决定物质的主要化学性质。结构包括:原子结构、分子结构、离子结构、晶体结构等。
②物质的浓度对化学性质也有影响,如浓H2SO4与稀H2SO4的性质不同,浓HNO3与稀HNO3的性质不同等。
  Cu十H2SO4(稀)——不反应   Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O   3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O  
例题精讲:
【例1】(08年广东理基·24)在下列变化中,只发生物理变化的是
A.荔枝酿酒 B.酸雨侵蚀建筑物
C.空气液化制取氮气 D.生石灰遇水成为熟石灰
〖答案〗C
〖解析〗A.荔枝酿酒过程中,会发生无氧呼吸,将其中的葡萄糖转化为乙醇,并释放出CO2气体;
B.酸雨侵蚀建筑物过程中,酸雨的成分H2SO3与H2SO4会与岩石的CaCO3反应;
C.液化(相变)是一种物理变化;
D.生石灰为CaO,与水反应生成熟石灰Ca(OH)2。
【例2】(07年广东理基·30)污水处理的主要方法有:①中和法;②化学沉淀法;③氧化还原
法;④过滤法。其中属于化学方法的有
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①②③④
〖答案〗A
〖解析〗过滤属于物理方法。
【例3】(2010山东卷,13)下列推断正确的是
A.SiO2 是酸性氧化物,能与NaOH溶液反应
B.Na2O、Na2O2组成元素相同,与 CO2反应产物也相同
C.CO、NO、 NO2都是大气污染气体,在空气中都能稳定存在
D.新制氯水显酸性,向其中滴加少量紫色石蕊试液,充分振荡后溶液呈红色
〖解析〗酸性氧化物能够跟碱反应,生成盐和水的氧化物,故A正确,因为2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O, Na2O与CO2反应生成Na2CO3, Na2O2与CO2反应除生成Na2CO3外,还生成O2,故B错; NO在空气中会发生反应2NO+O2=2NO2故C错;因为新制氯水中含有HClO,故滴入少量的紫色石蕊的现象是先变红,后褪色,故D错。
〖答案〗A
【例4】(07年广东化学·19)下列说法正确的是
A.硫酸、纯碱、醋酸钠和生石灰分别属于酸、碱、盐和氧化物
B.蔗糖、硫酸钡和水分别属于非电解质、强电解质和弱电解质
C.Mg、Al、Cu可以分别用置换法、直接加热法和电解法冶炼得到
D.天然气、沼气和水煤气分别属于化石能源、可再生能源和二次能源
〖答案〗BD
〖解析〗纯碱不是碱、Mg、Al、Cu因活泼性不同冶炼方法分别是:电解法、电解法、热还原法。
课后练习:
.(07年山东理综·9)下列叙述正确的是
A.目前加碘食盐主要添加的是KIO3 B.日常生活中无水乙醇常用于杀菌消毒
C.绿色食品是不含任何化学物质的食品 D.在空气质量日报中CO2含量属于空气污染指数
〖答案〗A
.(07年广东化学·13)顺式Pt(NH3)2Cl2(式量为300)是临床广泛使用的抗肿瘤药物。下列有关该物质的说法中正确的是
A.由4种元素组成 B.含有NH3分子
C.Pt的化合价为+4 D.Pt元素的质量百分含量为65%
〖答案〗AD
〖解析〗题目以临床医学广泛使用的搞肿瘤药物为背景考查学生对物质类别及组成的认识。Pt(NH3)2Cl2药物组成不可能有NH3分子,否则会逸出且NH3有毒,故B错。因NH3为0价,故Pt为+2价,C错。
.(07年广东文基·67)下列说法正确的是
A.发酵粉中主要含有氢氧化钠,能使焙制出的糕点疏松多孔 B.碘盐中的碘可以直接用淀粉检验
C.碳酸氢钠可以用于治疗胃酸过多 D.硫酸氢钠属于盐类,其水溶液显中性
〖答案〗C
.(07年广东理基·20)下列说法正确的是
A.可用丁达尔现象区分溶液与胶体 B.生石灰与水混合的过程只发生物理变化
C.O3是由3个氧原子构成的化合物 D.CuSO4·5H2O是一种混合物
〖答案〗A
.(07年广东化学·19)下列说法正确的是
A.硫酸、纯碱、醋酸钠和生石灰分别属于酸、碱、盐和氧化物
B.蔗糖、硫酸钡和水分别属于非电解质、强电解质和弱电解质
C.Mg、Al、Cu可以分别用置换法、直接加热法和电解法冶炼得到
D.天然气、沼气和水煤气分别属于化石能源、可再生能源和二次能源
〖答案〗BD
.(2007海南·1)下列物质中,不含有硅酸盐的是( )
A.水玻璃 B.硅芯片 C.黏土 D.普通水泥
〖答案〗B
〖解析〗水玻璃是硅酸钠的水溶液。黏土的成分主要是铝硅酸盐,常见的有高岭土。普通水泥主要成分有硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙。
.(08年宁夏理综·7)图标所警示的是
A.当心火灾——氧化物 B.当心火灾——易燃物质
C.当心爆炸——自然物质 D.当心爆炸——爆炸性物质
〖答案〗B
.(08年广东化学·7)某合作学习小组讨论辨析以下说法:①粗盐和酸雨都是混合物;②沼气和水蒸气都是可再生能源;③冰和干冰既是纯净物又是化合物;④不锈钢和目前流通的硬币都是合金;⑤盐酸和食醋既是化合物又是酸;⑥纯碱和熟石灰都是碱;⑦豆浆和雾都是胶体。上述说法正确的是
A.①②③④ B.①②⑤⑥ C.③⑤⑥⑦ D.①③④⑦
〖答案〗D
.(08年广东理基·24)在下列变化中,只发生物理变化的是C
A.荔枝酿酒 B.酸雨侵蚀建筑物
C.空气液化制取氮气 D.生石灰遇水成为熟石灰
〖答案〗 C
.(08年广东理基·34)根据陈述的知识,类推得出的结论正确的是
A.镁条在空气中燃烧生成的氧化物是MgO,则钠在空气中燃烧生成的氧化物是Na2O
B.乙烯可使酸性高锰酸钾溶液褪色,则丙烯也可以使其褪色
C.CO2和SiO2 化学式相似,则CO2与SiO2的物理性质也相似
D.金刚石的硬度大,则C60的硬度也大
〖答案〗B
.(08年江苏化学·4)下列现象或事实可用同一原理解释的是
A.浓硫酸和浓盐酸长期暴露在空气中浓度降低 B.氯水和活性炭使红墨水褪色
C.漂白粉和水玻璃长期暴露在空气中变质 D.乙炔和乙烯使溴的四氯化炭溶液褪色
〖答案〗D
.(08年山东理综·9)下列叙述合理的是
A.金属材料都是导体,非金属材料都是绝缘体
B.棉、麻、丝、毛及合成纤维完全燃烧都只生成CO2和H2O
C.水电站把机械能转化为电能,而核电站把化学能转化成电能
D.我国规定自2008年6月1日起,商家不得无偿提供塑料袋,目的是减少“白色污染”
〖答案〗D
.(08年山东理综·10)下列由事实得出的结论错误的是
A.维勒用无机物合成了尿素,突破了无机物与有机物的界限
B.门捷列夫在前人工作的基础上发现了元素周期律,表明科学研究既要继承又要创新
C.C60是英国和美国化学键共同发现的,体现了国际科技合作的重要性
D.科恩和波普尔因理论化学方面的贡献获诺贝尔化学奖,意味着化学已成为以理论研究为主的学科
〖答案〗D
〖解析〗化学是一门以实验为基础的学科。
.(09年广东化学·13)警察常从案发现场的人体气味来获取有用线索,人体气味的成分中含有以下化合物:①辛酸;②壬酸;③环十二醇;④5,9一十一烷酸内酯;⑤十八烷⑥已醛⑦庚醛。下列说法正确的是
A.①、②、⑥分子中碳原子数小于10,③、④、⑤分子中碳原子数大于10
B.①、②是无机物,③、⑤、⑦是有机物
C.①、②是酸性化合物,③、⑤不是酸性化合物 D.②、③、④含氧元素,⑤、⑥、⑦不含氧元素
〖答案〗A
.(09年天津理综·1)化学与生活密切相关,下列有关说法正确的是
A.维生素C具有还原性,在人体内起抗氧化作用 B.糖类、蛋白质、油脂属于天然高分子化合物
C.煤经气化和液化两个物理变化过程,可变为清洁能源
D.制作航天服的聚酯纤维和用于光缆通信的光导纤维都是新型无机非金属材料
〖答案〗A
16.(2010山东卷)下列推断正确的是
A.SiO2 是酸性氧化物,能与NaOH溶液反
B.Na2O、Na2O2组成元素相同,与 CO2反应产物也相同
C.CO、NO、NO2都是大气污染气体,在空气中都能稳定存在
D.新制氯水显酸性,向其中滴加少量紫色石蕊试液,充分振荡后溶液呈红色
〖答案〗A
第二章 化学物质及其变化
第二课时 分散系 胶体
复习目标:
1、了解分散系的分类方法及各种分散系的特点。
2、掌握胶体的性质及其应用。
基础知识:
1、胶体的本质特征:分散质粒子的直径大小在1nm~100nm之间
2、胶体的分类
气溶胶——雾、云、烟
按分散剂状态分 液溶胶——Fe(OH)3胶体、蛋白质溶液
胶体 固溶胶——烟水晶、有色玻璃
按分散质分 粒子胶体—分散质微粒是很多分子或离子的集合体,如Fe(OH)3胶体
分子胶体—分散质微粒是高分子,如淀粉溶液,蛋白质溶液
3、胶体的重要性质
①丁达尔现象:光通过胶体时所产生的光亮的通路的现象。胶体的丁达尔现象是由于胶体微粒对光线的散射而形成的,溶液无此现象,故可用此法区别溶液和溶胶。
②布朗运动:胶体粒子所作的无规则的、杂乱无章的运动。布朗运动是分子运动的体现。
③电泳现象:在外加电场的作用下,胶粒在分散剂里向阴极或阳极作定向移动的现象。工业生产中可利用电泳现象来分离提纯物质。
胶体微粒
吸附的离子
胶粒带的电荷
在电场中胶粒移动方向
金属氢氧化物、金属氧化物
阳离子
正电荷
阴极
非金属氧化物、金属硫化物
阴离子
负电荷
阳极
例如:在电泳实验中,Fe(OH)3胶体微粒向阴极移动,使阴极附近颜色加深,呈深红褐色;而As2S3胶体微粒向阳极移动,使阳极附近颜色加深,呈深金黄色。
④胶体的聚沉:一定条件下,使胶体粒子凝结而产生沉淀。
胶体聚沉的方法主要有三种:
a.加入电解质
b.加入与胶粒带相反电荷的另一种胶体
c.加热。如:制皂工业生产中的盐析,江河入海口三角洲的形成等等。
⑤渗析:依据分散系中分散质粒子的直径大小不同,利用半透膜把溶胶中的离子、分子与胶粒分离开来的方法。利用渗析可提纯胶体。
4、胶体的制备方法
Fe(OH)3溶胶的制备,利用的就是FeCl3的水解反应:
例题精讲:
【例1】(2010重庆卷)下列叙述正确的是
A.铝制容器可盛装热的H2SO4
B.Agl胶体在电场中自由运动
C.K与水反应比Li与水反应剧烈
D.红磷在过量Cl2中燃烧生成PCl3
〖答案〗C
〖解析〗本题考察物质的性质。A项,铝与热的浓硫酸反应,错误。B项,AgI胶体吸附电荷而带电,故在电场作用下做定向移动,错误。C项,K比Li活泼,故与水反应剧烈,正确。D项,P与过量Cl2反应,应生成PCl3,错误。
【误区警示】铝在冷、热H2SO4中发生钝化,但是加热则可以发生反应,胶体自身不带电,但是它可以吸附电荷而带电。由此警示我们,化学学习的平时学生一定要严谨,对细小知识点要经常记忆,并且要找出关键字、词。
【例2】下列现象或应用不能用胶体知识解释的是
A.肾功能衰竭等疾病引起的血液中毒,可利用血液透析进行治疗
B.牛油与NaOH溶液共煮,向反应后所得的溶液中加入食盐析出固体
C.氯化铝溶液中加入小苏打溶液会产生白色沉淀和气体
D.水泥冶金厂常用高压电除去工厂烟尘,减少对空气污染
〖解析〗本题取材于生活实际,考查学生运用知识的能力。人体的血液为血红蛋白胶体,血液透析即为胶体的渗析;牛油与NaOH溶液共煮发生皂化反应,加入食盐便发生聚沉;C项是两种离子的双水解反应;D项运用的是胶体的电泳。
〖答案〗C
课后练习:
1.下列叙述合理的是 (  )
A.金属材料都是导体,非金属材料都是绝缘体
B.棉、麻、丝、毛及合成纤维完全燃烧都只生成CO2和H2O
C.向煮沸的1 mol/L NaOH溶液中滴加FeCl3饱和溶液制备Fe(OH)3胶体
D.用激光笔检验淀粉溶液的丁达尔现象
〖解析〗石墨属于非金属材料,但石墨可以导电,A错误;丝、毛的主要成分为蛋白质,其中含有氮元素,而某些合成纤维中也含有氮元素,故这些物质完全燃烧,其产物不可能只有CO2和H2O,B错误;将FeCl3饱和溶液滴入到沸水中才能制备Fe(OH)3胶体,而将FeCl3饱和溶液滴入到NaOH溶液,得到的是Fe(OH)3沉淀,C错误;淀粉溶液是一种胶体,可以发生丁达尔现象,D正确.
〖答案〗D
2.下列关于胶体和溶液的说法中,正确的是 (  )
A.胶体不均一、不稳定,静置后易产生沉淀;溶液均一、稳定,静置后不产生沉淀
B.布朗运动是胶体粒子特有的运动方式,可以据此把胶体与溶液、悬浊液区分
C.光线通过时,胶体产生丁达尔效应,溶液则无丁达尔效应
D.只有胶状的物质如胶水、果冻类的才能称为胶体
〖解析〗A项,胶体在一定条件下能稳定存在,属于介稳体系;B项,区分胶体与其他分散系应用丁达尔效应,布朗运动是所有粒子在溶液中的运动方式;D项,胶体是指分散质粒子直径在1 nm~100 nm之间的分散系.
〖答案〗C
3.下列关于胶体的认识错误的是 (  )
A..鸡蛋清溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液生成白色沉淀,属于物理变化
B.纳米材料粒子直径一般从几纳米到几十纳米(1 nm=10-9 m),因此纳米材料属于胶体
C.往Fe(OH)3胶体中逐滴加入稀硫酸会产生沉淀而后沉淀逐渐溶解
D.水泥厂、冶金厂常用高压电除去烟尘,是因为烟尘粒子带电荷
〖解析〗A项为盐析的过程,属于物理变化;B项胶体属于一种分散系,而纳米材料没有分散剂,不属于分散系;C项属于胶体的聚沉,即在胶体中加电解质,使胶体发生聚集,形成大颗粒而沉淀,Fe(OH)3胶体沉淀后又和后续加入的H2SO4发生反应生成Fe2(SO4)3,沉淀溶解;D项烟尘形成的分散系为气溶胶,带电,所以可以利用高压电除尘.
〖答案〗B
4.(2009·广东高考)下列说法都正确的是 (  )
①江河入海口三角洲的形成通常与胶体的性质有关
②四川灾区重建使用了大量钢材,钢材是合金
③“钡餐”中使用的硫酸钡是弱电解质
④太阳能电池板中的硅在元素周期表中处于金属与非金属的交界位置
⑤常用的自来水消毒剂有氯气和二氧化氯,两者都含有极性键
⑥水陆两用公共汽车中,用于密封的橡胶材料是高分子化合物
A.①②③④ B.①②④⑥
C.①②⑤⑥ D.③④⑤⑥
〖解析〗硫酸钡属于强电解质;氯分子中只含非极性键,不含极性键.由此可迅速排除③和⑤,故选B.
〖答案〗B
5.(14分)(1)取少量Fe2O3粉末(红棕色)加入适量盐酸,反应的离子方程式为 .
反应后得到棕黄色的FeCl3溶液.用此溶液做以下实验:
(2)取少量溶液置于试管中,滴入NaOH溶液,看到有红褐色沉淀生成,反应的离子方程式为  .
(3)在小烧杯中加入25 mL蒸馏水,加热至沸腾后,向沸水中加入2 mL FeCl3饱和溶液,继续煮沸至溶液呈   色,即可制得Fe(OH)3胶体.
(4)另取一小烧杯也加入25 mL蒸馏水后,向烧杯中也加入2 mL FeCl3饱和溶液,振荡均匀后,将此烧杯(编号甲)与盛有Fe(OH)3胶体的烧杯(编号乙)一起放置暗处,分别用激光笔照射烧杯中的液体,可以看到    烧杯中会产生丁达尔效应.此实验可以区别    .
(5)取乙烧杯中少量Fe(OH)3胶体置于试管中,向试管中滴加一定量的稀盐酸,边滴边振荡,可以看到的现象是  ,
此变化的离子方程式为  .
(6)已知明矾能净水,理由是 .
〖解析〗(1)Fe2O3作为一种典型的碱性氧化物,可溶于稀盐酸,化学反应方程式为:Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O.
(2)FeCl3溶液与NaOH溶液发生如下反应:FeCl3+3NaOH===Fe(OH)3↓+3NaCl.
(3)Fe(OH)3胶体呈红褐色.
(4)甲为FeCl3溶液,乙为Fe(OH)3胶体,二者可用丁达尔效应区别,即用激光笔照射两液体,可在Fe(OH)3胶体中看到一条光亮的通路.
(5)向Fe(OH)3胶体中加入稀盐酸,首先可看到有Fe(OH)3沉淀生成,此时发生了胶体的聚沉,再加稀盐酸,可看到Fe(OH)3逐渐溶解,生成棕黄色溶液,离子方程式为:Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O.
(6)明矾净水,是因Al3+水解生成Al(OH)3胶体,能吸附水中的悬浮物,使之沉淀,从而达到净水的目的.
〖答案〗(1)Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
(2)Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
(3)红褐 (4)乙 溶液和胶体
(5)首先得到红褐色沉淀,最终又得到棕黄色溶液
Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O
(6)明矾溶于水后,Al3+水解生成Al(OH)3胶体,它具有较强的吸附能力,可吸附水中的杂质而使之聚沉
第二章 化学反应及其变化
第三课时 电解质概念辨析
复习目标:
1、掌握电解质、非电解质;强、弱电解等概念辨析。
2、能够对其分类,对弱电解质的电离有所了解。
基础知识:
一、电解质和非电解质
电解质:在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物。
非电解质:在水溶液里或熔融状态下不能导电的化合物。
【注意】
1.电解质和非电解质的范畴都是化合物,所以单质既不是电解质也不是非电解质。
2.化合物为电解质,其本质是自身能电离出离子,有些物质溶于水时所得溶液也能导电,但这些物质自身不电离,而是生成了一些电解质,则这些物质不属于电解质。如:SO2、SO3、CO2、NO2等。
3.常见电解质的范围:酸、碱、盐、离子型氧化物。
4.溶剂化作用:电解质溶于水后形成的离子或分子并不是单独存在的,而是与水分子相互吸引、相互结合,以“水合离子”或“水合分子”的形态存在,这种溶质分子或离子与溶剂相互吸引的作用叫做溶剂作用。
二.强电解质和弱电解质
强电解质:在溶液中能够全部电离的电解质。则强电解质溶液中不存在电离平衡。
弱电解质:在溶液中只是部分电离的电解质。则弱电解质溶液中存在电离平衡。
强电解质
弱电解质
定义
溶于水后几乎完全电离的电解质
溶于水后只有部分电离的电解质
化合物类型
离子化合物及具有强极性键的共价化合物
某些具有弱极性键的共价化合物。
电离程度
几乎100%完全电离
只有部分电离
电离过程
不可逆过程,无电离平衡
可逆过程,存在电离平衡
溶液中存在的微粒
(水分子不计)
只有电离出的阴阳离子,不存在电解质分子
既有电离出的阴阳离子,又有电解质分子
实例
绝大多数的盐(包括难溶性盐)
强酸:H2SO4、HCl、HClO4等
强碱:Ba(HO)2 Ca(HO)2等
弱酸:H2CO3 、CH3COOH等。
弱碱:NH3·H2O、Cu(OH)2 Fe(OH)3等。
电离方程式
KNO3=K++NO3—
H2SO4=2 H++SO42—
NH3·H2ONH4++OH_
H2SH++HS- HS-H++S2-
【注意】
1.强、弱电解质的范围:
强电解质:强酸、强碱、绝大多数盐
弱电解质:弱酸、弱碱、水
2.强、弱电解质与溶解性的关系:
电解质的强弱取决于电解质在水溶液中是否完全电离,与溶解度的大小无关。一些难溶的电解质,但溶解的部分能全部电离,则仍属强电解质。如:BaSO4、BaCO3等。
3.强、弱电解质与溶液导电性的关系:
溶液的导电性强弱与溶液中的离子浓度大小有关。强电解质溶液的导电性不一定强,如很稀的强电解质溶液,其离子浓度很小,导电性很弱。而弱电解质溶液的导电性不一定弱,如较浓的弱电解质溶液,其电离出的离子浓度可以较大,导电性可以较强。
4.强、弱电解质与物质结构的关系:
强电解质一般为离子化合物和一些含强极性键的共价化合物,弱电解质一般为含弱极性键的化合物。
5.强、弱电解质在熔融态的导电性:
离子型的强电解质由离子构成,在熔融态时产生自由移动的离子,可以导电。而共价型的强电解质以及弱电解质由分子构成,熔融态时仍以分子形式存在,所以不导电。
例题精讲:
【例1】下列物质的水溶液都能导电,但属于非电解质的是
A.CH3COOH B.Cl2 C.NH4HCO3 D.SO2
〖解析〗注意氯气为单质,所以既不是电解质也不是非电解质。答案为D。
【例2】下列说法下列正确的是
A.强电解质的水溶液中不存在溶质分子,弱电解质的水溶液中存在溶质分子和离子
B.强电解质的水溶液导电性强于弱电解质的水溶液
C.强电解质都是离子化合物,弱电解质都是共价化合物
D.强电解质易溶于水,弱电解质难溶于水
〖解析〗强电解质溶于水后,全部电离,不存在溶质分子,而弱电解质溶于水后,只部分电离,存在电离平衡,水溶液中存在溶质分子和离子,故A正确。溶液的导电性是由溶液中的离子浓度大小及离子所带的电荷所决定的,若强电解质溶液是稀溶液,则溶液中离子浓度很小,导电性就很弱,故B不正确。强电解质部分是离子化合物,部分是共价化合物,如H2SO4是强酸,也是强电解质,但属于共价化合物,故C不正确。强电解质与溶解性大小无关,如BaSO4难溶于水,但属于强电解质,而NH3·H2O易溶于水,但属于弱电解质。答案为A
课后练习:
1.下列物质的水溶液能导电,但属于非电解质的是(  )
A.CH3COOH B.Cl2 C.NH4HCO3 D.SO3
〖解析〗A选项中CH3COOH是一种弱电解质;B选项中Cl2是单质,既不是电解质,也不是非电解质;C选项中NH4HCO3是一种强电解质;D选项中SO3与水反应生成的硫酸能电离出自由移动的离子,使其溶液导电,但离子不是SO3本身电离出来的,SO3是一种非电解质。
〖答案〗D
2.(2010·原创)下列说法正确的是(  )
A.强电解质溶液一定比弱电解质溶液的导电性强
B.强电解质的稀溶液中不存在溶质分子
C.强电解质都是离子化合物,而弱电解质都是共价化合物
D.不同的弱电解质只要物质的量的浓度相同,电离程度也相同
〖解析〗强电解质不一定都是离子化合物如HCl,其水溶液的导电能力不一定比弱电解质溶液强。而弱电解质不一定都是共价化合物,如Mg(OH)2,不同弱电解质,电离程度不同。
〖答案〗B
3.把0.05 mol NaOH固体分别加入到下列100 mL溶液中,导电能力变化较大的是(  )
A.0.5 mol/L MgSO4溶液 B.0.5 mol/L盐酸
C.0.5 mol/L的CH3COOH溶液 D.0.5 mol/L NH4Cl溶液
〖解析〗本题考查导电能力与离子浓度的关系及强弱电解质的电离特点。解题时应首先考虑物质间的反应。MgSO4与NaOH溶液反应生成Mg(OH)2沉淀和Na2SO4,离子所带电荷总浓度几乎没变化,仍是强电解质溶液;盐酸是强电解质,加入NaOH溶液,反应生成NaCl仍是强电解质;NH4Cl与NaOH反应生成NaCl和NH3·H2O。NH4Cl是强电解质,反应生成物中既有强电解质又有弱电解质;只有CH3COOH是弱电解质原来导电能力较弱,加入NaOH后反应生成了强电解质,导电能力改变较大。
〖答案〗C
4.(2010·模拟精选,浙江金华12月)醋酸是一种常见的弱酸,为了证明醋酸是弱电解质,某同学开展了题为“醋酸是弱电解质的实验探究”的探究活动。该同学设计了如下方案,其中错误的是(  )
A.先配制一定量的0.10 mol/L CH3COOH溶液,然后测溶液的pH,若pH大于1,则可证明醋酸为弱电解质
B.先配制一定量0.01 mol/L和0.10 mol/L 的CH3COOH溶液,分别用pH计测它们的pH,若两者的pH相差小于1个单位,则可证明醋酸是弱电解质
C.先测0.10 mol/L CH3COOH溶液的pH,然后将其加热至100℃,再测pH,如果pH变小,则可证明醋酸是弱电解质
D.配制一定量的CH3COONa溶液,测其pH,若常温下pH大于7,则可证明醋酸是弱电解质
〖解析〗若是强酸,则0.1 mol/L的CH3COOH溶液的pH=1,0.01 mol/L的CH3COOH溶液的pH=2,CH3COONa溶液的pH=7。那么0.1 mol/L的CH3COOH溶液的pH>1;0.1 mol/L CH3COOH与0.01 mol/L CH3COOH溶液的ΔpH<1;CH3COONa溶液呈碱性均可说明CH3COOH是弱酸;C中将溶液加热至100℃,pH一定变小,C项不对。
〖答案〗C
5.下列事实可证明氨水是弱碱的是(  )
A.氨水能跟氯化亚铁溶液反应生成氢氧化亚铁 B.铵盐受热易分解
C.0.1 mol/L氨水可以使酚酞试液变红 D.0.1 mol/L氯化铵溶液的pH约为5
〖解析〗证明氨水是弱电解质的原理有两个:一个是证明氨水不能完全电离,溶液中存在电离平衡;二是证明氨水与强酸反应生成的盐具有弱酸性。选项D就是利用了第二个原理。
〖答案〗D
6.下列说法正确的是 ( )
A.强电解质溶液一定比弱电解质溶液的导电性强
B.强电解质的稀溶液中不存在溶质分子
C.强电解质都是离子化合物,而弱电解质都是共价化合物
D.不同的弱电解质只要物质的量的浓度相同,电离程度也相同
〖解析〗强电解质不一定都是离子化合物如HCl,其导电能力不一定比弱电解质溶液强。
〖答案〗B
7.要证明某酸是弱酸,下列方法正确的是 ( )
A.将串联一小灯泡的该酸溶液与串联一相同小灯泡的硫酸并联,接通电源后,若该溶液上的灯泡较暗,则说明该酸是弱酸
B.测定该酸的钠盐溶液常温下的pH,若pH>7,则说明该酸是弱酸
C.用该酸的溶液与金属锌反应,产生气泡较慢,则说明该酸是弱酸
D.中和等体积等浓度的NaOH溶液消耗该酸的量大于硫酸,则说明该酸是弱酸
〖解析〗溶液的导电性取决于自由离子浓度的大小,而离子浓度大小不仅与电解质强弱有关,还与电解质溶液的浓度有关,故A项错;C项可能是弱酸的原因,也可能是强酸浓度较小的原因,故该项错;D项, 该酸可能是一元强酸,如盐酸。
〖答案〗B
8.下列说法正确的是 ( )
A.氯化钾溶液在电流作用下电离成钾离子和氯离子
B.二氧化硫溶于水能部分转化成离子,故二氧化硫属于弱电解质
C.硫酸钡难溶于水,所以硫酸钡属于弱电解质
D.纯净的强电解质在液态时,有的导电有的不导电
〖解析〗A选项氯化钾溶液不需在电流作用下就能电离成钾离子和氯离子;B选项SO2是非电解质;C选项硫酸钡是强电解质。
〖答案〗D
9.有关常温下pH均为3的醋酸和硫酸的说法正确的是 ( )
A.两种溶液中,由水电离出的氢离子浓度均为1×10-11 mol/L
B.分别加水稀释100倍后,两种溶液的pH仍相同
C.醋酸中的c(CH3COO-)和硫酸中的c(SO)相等
D.分别加入足量锌片,两种溶液生成H2的体积相同
〖解析〗由于醋酸是弱酸,在溶液中存在电离平衡,稀释时电离程度增大,故B项错;由于所带电荷不同,c(CH3COO-)要大于c(SO),C项错;两溶液与锌反应时,醋酸生成的H2多,D项错。
〖答案〗A
第二章 化学物质及其变化
第四课时 离子方程式的书写与正误判断
复习目标:
1、掌握离子方程式书写的基本方法。
2、了解离子方程书写中容易出现的错误,能够判断离子方程式的正误。
基础知识:
一、离子反应
凡有离子参加或生成的反应都是离子反应,其本质是向着离子浓度减少的方向进行,发生反应的条件为生成沉淀、气体、弱电解质以及发生氧化还原反应。
【例1】下列反应属于离子反应的是 ( )
A.H2和O2反应生成水 B.锌片投入到稀硫酸中
C.KMnO4加热分解制取O2 D.NH3遇到HCl生成白烟(NH4Cl)
二、离子方程式及书写
1、离子方程式:用实际参加反应的离子符号来表示离子反应的式子.所谓实际参加反应的离子,即是在反应前后数目发生变化的离子。离子方程式不仅表示一定物质间的某个反应,而且可以表示所有同一类型的离子反应。如:H++ OH-=H2O可以表示强酸与强碱反应生成可溶性盐的中和反应。
2、离子方程式书写步骤
书写离子方程式按照“一写、二改、三消、四查”的步骤书写。应注意的是,第二步“改”是关键:
没有自由移动离子参加反应,不能写离子方程式
单质、氧化物、弱电解质、难溶物在离子方程式中一律写化学式,如SO2与NaOH溶液反应的离子方程式:SO2+2OH-=SO+H2O,生石灰与盐酸反应离子方程式:CaO+2H+=Ca2++H2O,锌与醋酸溶液反应离子方程式:Zn+2HAC=Zn2++2AC—+H2↑
弱酸及多元弱酸的酸式酸根离子不能拆开写,如NaHS溶液与NaOH溶液反应:HS-+OH-=S2-+H2O,NaHCO3溶液与盐酸反应:HCO+H+=H2O+CO2↑
【强调】书写离子方程式时一定要注意如下十个“不要”:
①不要忽视反应条件;
②不要忽视溶液的浓度;
③不要忽视方程式的电荷平衡;
④不要忽视电解质的强弱;
⑤不要忽视了电解质的溶解性;
⑥不要忽视了平衡理论;
⑦不要忽视难溶物溶解性大小的比较;
⑧不要忽视反应中的滴加次序;
⑨不要忽视方程式中系数的化简,当每一项都有公约数时才能化简;
⑩不要忽视反应中量的关系,不足量的反应物应按化学式中比例关系参加反应。
【例2】按要求正确书写离子方程式:
NH4HCO3溶液和过量的NaOH溶液反应;
〖答案〗本题考查量的关系,铵根和碳酸氢根都能和氢氧根反应,如果氢氧根不够,先和碳酸氢根反应。
苯酚钠溶液中通入少量CO2;
〖答案〗考查碳酸和苯酚的酸性,,无论二氧化碳的量,产物都是。
FeBr2溶液中通入过量Cl2;
〖答案〗本题Fe2+和Br-都能被氯气氧化,且数目比为1:2。
硫化钠溶液溶于水中;
〖答案〗分步水解,
三、离子方程式书写正误的判断
1、看离子反应是否符合客观事实。如铁与稀硫酸反应生成Fe2+ ,而不生成Fe3+。
2、看“”及必要条件是否正确、齐全。
3、看表示各物质的化学式是否正确。特别是拆写是否正确。该用离子表示的是否拆成了离子,该用化学式表示的是否写成了化学式。
4、看电荷是否守恒。
5、看是否漏掉离子反应。
6、看反应物或产物的配比是否正确。
7、看是否符合题设条件的要求。 如过量、少量、等物质的量、适量、任意量以及滴加顺序对反应产物的影响。
【例3】分析下列离子方程式错误的原因,并改正:
1、锌片插入硝酸银溶液中:Zn+Ag+=Zn2++Ag 原因:
2、碳酸氢钙溶液加到醋酸中:
Ca(HCO3)2+2CH3COOH=Ca2++2CH3COO-+2CO2↑+2H2O 原因:
3、少量金属钠加到冷水中:Na+2H2O=Na++OH-+H2↑ 原因:
4、向Ba(OH)2溶液中滴加稀盐酸: 2H++2Cl-+Ba2++2OH- 2H2O+BaCl2 原因:
课后练习:
1、按要求正确书写离子方程式:
(1)过量的NaHSO4与Ba(OH)2溶液反应;
〖答案〗本题考查反应的量的关系。
(2)用碳酸钠溶液吸收少量的二氧化硫;
〖答案〗少量的二氧化硫,只能是碳酸根转化为碳酸氢根。
(3)向Fe2(SO4)3溶液中通入足量的H2S;
〖答案〗离子间的氧化还原反应,要注意电子得失守恒和电荷守恒。
(4)碳酸镁溶于硝酸中;
〖答案〗
(5)向明矾溶液中加入Ba(OH)2溶液至Al3+刚好完全沉淀;
〖答案〗先写化学方程式,再改写成离子方程式。
(6)向硝酸银溶液中加入过量的氨水;
〖答案〗生成络合物,
2、分析下列离子方程式错误的原因,并改正:
(1)往澄清石灰水中通入过量二氧化碳: Ca2++2OH-+CO2 CaCO3↓+H2O 原因:
(2)往FeCl3溶液中加入Cu粉:Fe3++Cu Fe2++Cu2+ 原因:
(3)碳酸氢钙溶液和氢氧化钠溶液混合:HCO+OH==CO+H2O 原因:
(4)醋酸钠溶液和盐酸混合:CH3COONa+H+ == CH3COOH + Na+ 原因:
(5)少量金属钠放入冷水中:Na+ 2H2O== Na++2OH—+H2↑ 原因:
(6)溴乙烷中滴入AgNO3溶液检验其中的溴元素:Br-+Ag+==AgBr↓ 原因:
(7)用醋酸除去水垢:CaCO3 + 2H+==Ca2+ + H2O + CO2↑ 原因:
(8)实验室用液溴和苯在催化剂作用下制溴苯: 原因:
(9)用惰性电极电解饱和氯化钠溶液:2Cl- + 2H+ H2↑+ Cl2↑ 原因:
(10)苯酚钠溶液中通入少量CO2:CO2 + H2O + 2C6H5O- 2C6H5OH + 2CO32- 原因:
(11)Fe(OH)3溶于氢碘酸:Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O 原因:
(12)Na2S2O3溶液中通入足量氯气:S2O32-+2Cl2+3H2O=2SO32-+4Cl-+6H+ 原因:
(13)铁与稀硝酸反应:Fe+2H+=Fe2++H2↑ 原因:
(14)小苏打与氢氧化钠溶液混合:HCO3-+OH-=CO2↑+H2O 原因:
(15)氯化钙与碳酸氢钾溶液混合:Ca2++CO32-=CaCO3↓ 原因:
(16)漂白粉溶液在空气中失效:ClO-+CO2+H2O=HClO+HCO3- 原因:
(17)用浓盐酸与MnO2反应制取少量氯气:MnO2+2H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O 原因:
(18)在强碱溶液中次氯酸钠与Fe(OH)3反应生成Na2FeO4:
3ClO-+2Fe(OH)3=2FeO42-+3Cl-+H2O+4H+ 原因:
(19)向次氯酸钙溶液通入SO2:Ca2++2ClO—+SO2+H2O= CaSO3↓+2HClO 原因:
(20)氢氧化钙溶液与碳酸氢镁溶液反应:HCO3—+Ca2++OH—=CaCO3↓+H2O 原因:
3.(2011江苏高考6)下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是
A.FeCl3溶液与Cu的反应:Cu+Fe3+=Cu2++Fe2+
B.NO2与水的反应:3NO2+H2O=2NO3-+NO+2H+
C.醋酸溶液与水垢中的CaCO3反应:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
D.向NaAlO2溶液中通入过量CO2:2AlO+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO
〖解析〗本题是基本概念中离子方程式判断正误的考查,选题以元素化合物基础和生活内容为背景。
A.电荷不守恒,离子方程式要注意三守恒(元素、电子、电荷)等。正确的方程式是:Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+;
B.NO2与水的反应生成硝酸和NO,仅硝酸可折成离子。
C.用食醋除去水瓶中的水垢涉及到弱电解质及难溶物质的书写,碳酸钙、醋酸均不能拆成离子,内容来源于必修二的课本内容。正确的方程式是:CaCO3+2CH3COOH=2CH3COO-+Ca2++H2O+CO2↑;
D.向NaAlO2溶液中通入过量CO2的产物是Al(OH)3↓+HCO,本选项对部分学生有难度,但在单项选择题可以用排除法解决。正确的方程式是:AlO+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO。
〖答案〗B
4.(2011北京高考9)下列与处理方法对应的反应方程式不正确的是
A.用Na2S去除废水中的Hg2+:Hg2++S2-=HgS↓
B.用催化法处理汽车尾气中的CO和NO:CO+NOC+NO2
C.向污水中投放明矾,生成能凝聚悬浮物的胶体:Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+
D.用高温催化氧化法去除烃类废气(CxHy):CxHy+O2 xCO2+H2O
〖解析〗S2-和Hg2+易结合形成难溶性物质,A正确;NO的氧化性强于CO,反应的方程式为
2CO+2NON2+2CO2,因此B不正确;明矾在溶液中电离出的Al3+水解生成的氢氧化铝胶体能吸附水中的悬浮物,C正确;碳、氢化合物在高温下可被氧气氧化生成二氧化碳和水,D正确。
〖答案〗B
9.(2011新课标全国)能正确表示下列反应的离子方程式为
A.硫化亚铁溶于稀硝酸中:FeS+2H+=Fe2++H2S
B.NH4HCO3溶于过量的NaOH溶液中:HCO3-+OH-=CO+H2O
C.少量SO2通入苯酚钠溶液中:C6H5O-+SO2+H2O=C6H5OH+HSO
D.大理石溶于醋酸中:CaCO3+2CH3COOH=Ca2++2CH3COO-+CO2↑+H2O
〖解析〗硝酸具有氧化性,能氧化FeS,因此产物应该是硝酸铁、硫酸和一氧化氮,A不正确;NH4HCO3溶于过量的NaOH溶液中除了生成碳酸钠外还有氨气生成,方程式为:
NH+HCO+2OH-=CO+2H2O+NH3↑,B不正确;SO2不足产物应该是SO,C不正确。所以答案是D。
〖答案〗D
10.(2011海南)下列固体混合物与过量的稀H2SO4反应,能产生气泡并有沉淀生产的是
A.NaHCO3和Al(OH)3 B.BaCl2和NaCl
C.KClO3和K2SO4 D.Na2SO3和BaCO3
〖答案〗D
〖命题立意〗基本化学性质化学反应的考查
〖解析〗根据题中的要求,要产生气泡同时有沉淀生成。A选项无沉淀生成,B选项无气体生成,C选项物质不熟悉可用排除法,D可得到气体和沉淀,符合题目要求。
【技巧点拨】关于物质性质考查的题,通常出现在单选题中。如果选项中有不熟悉的物质,一般用排除法处理,以防解题出错。
11.(2011上海21)在复盐NH4Fe(SO4)2溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液,可能发生的反应的离子方程式是
A.Fe2++SO+Ba2++2OH-=BaSO4↓+Fe(OH)2↓
B.NH+Fe3++ 2SO+ 2Ba2++ 4OH-=2BaSO4↓+ Fe(OH)3↓+ NH3·H2O
C.2Fe3++ 3SO+ 3Ba2++6OH-=3BaSO4↓+ 2Fe(OH)3↓
D.3NH+ Fe3++3SO+ 3Ba2++ 6OH-=3BaSO4↓+Fe(OH)3↓+3NH3·H2O
〖解析〗复盐NH4Fe(SO4)2中Fe的化合价是+3价,因此选项A不正确;又因为NH4Fe(SO4)2还可以形成(NH4)2SO4·Fe2(SO4)3的形式,因此当Ba(OH)2不足时选项C也有可能发生。
〖答案〗BC
第二章 化学物质及其变化
第五课时 离子共存
复习目标:
1、了解离子共存题型的基本解题方法。
2、掌握常见离子共存中存在的问题。
基础知识:
一、离子不能大量共存的情况:
1、发生复分解反应。
(1)生成难溶物或微溶物:如:Ba2+与CO,Ag+与Br-,Ca2+与SO等不能大量共存。
(2)生成气体或挥发性物质:如:NH与OH-,H+与CO、HCO、S2-、HS-、SO、HSO等不能大量共存。
(3)生成难电离物质:如:H+与CH3COO-、CO、S2-、SO等因生成弱酸不能大量共存;OH-与NH4+因生成的弱碱不能大量共存;H+与OH-生成水不能大量共存。
2、发生氧化还原反应:
氧化性离子(如Fe3+、NO、ClO-、MnO (H+)等)与还原性离子(如S2-、I-、Fe2+、SO等)不能大量共存。
3、发生双水解反应:
弱酸对应的阴离子和弱碱对应的阳离子相互促进双水解进行到底。如Al3+、Fe3+、NH与CO、HCO、S2-、HS-、AlO等。
4、络合反应:
如Fe3+和SCN-。
二、判断溶液中离子能否大量共存的规律
多种离子能否大量共存于同一溶液中,归纳起来就是一句话:一色、二性、三特殊、四反应。
1、一色。即溶液颜色。若限定无色溶液,则Cu2+、Fe3+、Fe2+、MnO、Co2+、Cr2O、CrO、Cr3+等有色离子不能存在。
2、二性。即溶液的酸性和碱性。在强酸性溶液电,OH-及弱酸根阴离子(CO、SO、S2-、CH3COO-等)均不能大量存;在强碱性溶液中,H+及弱碱阳离子(如NH、Mg2+、Al3+、Fe3+等)均不能大量存在;酸式弱酸根离子(如HCO、HSO、HS-、H2PO等)在强酸性或强碱性溶液中均不可能大量存在。
3、三特殊。指三种特妹情况:①HCO与AlO不能大量共存(发生双水解反应);②H+与NO组合具有强氧化性,能与S2-、Fe2+、I- 等发生反应,而这一种组合常常较为隐蔽,不易被察觉;③NH与CH3COO-、CO,Mg2+与HCO等组合中,虽然两种离子都能水解且水解相互促进,但总的水解程度仍很小,它们在溶液中能大量共存(加热就不同了)。
4、四反应。指离子间通常能发生的四种类型的反应,能相互反应的离子显然不能大量共存。①复分解反应,②氧化还原反应,③相互促进酌水解反应,④络合反应。
判断离子共存问题,应先看清试题的前提条件,如“在强酸性溶液中……”“在无色透明溶液中……”“在水电离出的c(H+) =l×l0-13mol·L-1溶液中……”“……因发生氧化还原反应而……”等,再分析离子间的相互反应情况。
【例1】找出不能够共存的离子并说明原因
澄清透明的溶液中:I-、Cl-、ClO-、Na+
pH=1的溶液中:K+、Fe2+、NO、MnO
碳酸氢钠溶液中:K+、SO、Cl-、H+
在pH = 0的溶液中:Na+、K+、MnO、I-
和Al反应能产生氢气的溶液:K+、NH、Cl-、HCO
中性溶液中:K+、SO、[Al(OH) 4]-、Na+
水电离产生的H+浓度为1×10-12mol/L的溶液:NH、Na+、Cl-、HCO
能使pH试纸变深蓝色的溶液:Na+、AlO、S2-、CO
含有大量Fe3+的溶液:SCN-、I-、K+、Br-
澄清透明的无色溶液:ClO-、MnO、Al3+、SO
在能使pH试纸变红色的溶液中:Na+、NO、S2-、CO
在加入铝粉能产生H2的溶液中:NH、K+、SO、NO
在由水电离出的c(OH—)=10-13mol/L-1的溶液中:Na+、Ba2+、Cl-、I-
c(H+)=1×10—13mol /L的溶液:Na+、Ca2+、SO、CO
含有大量Fe3+的溶液:Na+、Mg2+、NO、SCN-
含有大量NO3-的溶液:H+、Fe2+、SO、Cl-
Mg2+、NH4+、Fe2+、NO3—能在酸性溶液中大量共存
Fe3+、K+、SCN-、Cl-能大量共存且溶液显红色
含有大量Fe3+的溶液中:NH、Na+、CI-、SCN-
在c(H+)=10-13mol·L-1的溶液中:NH、Al3+、SO、NO
在pH=1的溶液中:K+、Fe2+、Cl-、NO
澄清透明的无色溶液:ClO-、MnO、Al3+、SO
含有大量Fe3+的溶液:H+、I-、K+、Cl-
由水电离产生的c(H+)=1×10-12mol/L的溶液:NH、Na+、Cl-、HCO
常温下c(H+)/c(OH-)=1012的溶液:Fe2+、Mg2+、NO3-、Cl-
含有大量Al3+的溶液:Na+、Cl-、AlO2-、OH-
能使淀粉碘化钾试纸显蓝色的溶液:K+、SO42-、S2-、SO32-
课后练习:
1.(2010安徽卷)9.在pH=1的溶液中能大量共存的一组离子或分子是
A.Na+、Mg2+、ClO—、NO B. Al3+、 NH、 Br- 、Cl-
C.K+ 、Cr2O、CH3CHO、 SO D.Na+、K+ 、SiO、Cl-
〖答案〗B
〖解析〗酸性环境下A中生成次氯酸,C中Cr2O氧化CH3CHO,D中生成硅酸沉淀。
2.(2010广东理综卷)7.能在溶液中大量共存的一组离子是
A.NH、Ag+、PO、Cl- B.Fe3+、H+、I-、HCO
C.K+、Na+、NO、MnO D.Al3+、Mg2+、SO、CO
〖解析〗A中Ag+和PO、Cl-因生成沉淀不共存;B中H+和HCO离子生成气体不共存,Fe3+和I-因发生氧化还原反应不共存;D中Al3+和CO因互促水解不共存。
〖答案〗C
3.(2010上海卷)9.下列离子组一定能大量共存的是
A.甲基橙呈黄色的溶液中:I-、Cl-、NO、Na+
B.石蕊呈蓝色的溶液中:Na+、AlO、NO、HCO
C.含大量Al3+的溶液中:K+、Na+、NO、ClO-
D.含大量OH一的溶液中:CO、Cl-、F-、K+
〖答案〗D
4.(2010江苏卷)6.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A. pH=1的溶液中: Fe2+、NO、SO、Na+
B.由水电离的c(H+)=1×10-14mol·L-1的溶液中:Ca2+、K+、Cl-、HCO
C.=1012的溶液中:NH、Al3+、NO、Cl-
D.c(Fe3+)=0.1mol·L-1的溶液中:K+、ClO-、SO、SCN-
〖答案〗C
〖解析〗本题主要考查的是离子共存问题。A项,由于H+、NO与Fe2+发生氧化还原反应而不能大量共存;B项,抑制了水的电离,溶液中存在大量的H+或OH-,但都不能与HCO共存;C项,溶液中的c(H+)=0.1mol/L,能与本组离子共存;D项,Fe3+能与SCN-发生络合反应。综上分析可知,本题选C项。
5.(2011江苏高考4)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.1.0 mol·L-1的KNO3溶液:H+、Fe2+、Cl-、SO
B.甲基橙呈红色的溶液:NH4+、Ba2+、AlO2-、Cl-
C.pH=12的溶液:K+、Na+、CH3COO-、Br-
D.与铝反应产生大量氢气的溶液:Na+、K+、CO、NO
〖解析〗本题以溶液中离子共存的方式考查学生对硝酸的氧化性、亚铁离子还原性、甲基橙呈红色水溶液的呈酸性、酸性溶液AlO2-不能在其中共存、与铝反应产生大量氢气有强酸碱性两种可能等相关知识的理解程度,考查学生综合运用所学化学知识解决相关化学问题的能力。
〖答案〗C
2.(2011安徽高考8)室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.饱和氯水中 Cl-、NO、Na+、SO
B.c(H+)=1.0×10-13mol/L溶液中 C6H5O-、K+、SO、Br-
C.Na2S溶液中 SO42-、 K+、Cl-、Cu2+
D.pH=12的溶液中 NO、I-、Na+、Al3+
〖解析〗饱和氯水具有强氧化性,能将SO32-氧化成SO42-,A中不能大量共存;c(H+)=1.0×10-13mol/L溶液,说明该溶液显碱性,因此可以大量共存;S2-和Cu2+可以结合生成难溶性CuS沉淀,所以不能大量共存;pH=12的溶液,说明该溶液显碱性,而Al3+与碱不能大量共存。所以正确的答案是B。
〖答案〗B
3.(2011广东高考8)能在水溶液中大量共存的一组离子是
A.H+、I-、NO、SiO B. Ag+、Fe3+、Cl-、SO
C.K+、SO、Cu2+、NO D.NH4+、OH-、Cl-、HCO
〖解析〗本题考察离子共存问题。SiO32-属于弱酸硅酸的酸根与酸不能大量共存,同时在酸性溶液中,NO3―具有氧化性能氧化I―生成单质碘,A不正确;Ag+与Cl―和SO42―均可生成难溶性物质AgCl和Ag2SO4,B不正确;在碱性溶液中NH4+和HCO3-均与OH-结合分别形成氨水和CO32-,因此D也不正确,所以答案是C。
〖答案〗C
4.(2011全国II卷11)将足量CO2通入下列各溶液中,所含离子还能大量共存的是
A.K+、SiO、Cl-、NO B.H+、NH4+、Al3+、SO
C.Na+、S2-、OH-、SO D.Na+、C6H5O-、CH3COO-、HCO
〖解析〗SiO32-与CO2反应;OH-与CO2反应;C6H5O-与CO2反应。
〖答案〗B
第二章 化学物质及其变化
第六课时 离子的检验和推断
复习目标:
1、了解常见离子的检验方法。
2、掌握离子检验、推断题型的基本解题方法。
基础知识:
一、离子的检验
1、常见的阳离子的检验
(1)常规检验法
①用NaOH溶液能检验出Cu2+、Fe3+、Fe2+、Al3+、NH4+
Cu2+:产生蓝色沉淀
Fe3+:产生红褐色沉淀
Fe2+:先产生白色沉淀,然后迅速变成灰绿色,最终变成红褐色
Al3+:产生白色沉淀,继续加入NaOH溶液,白色沉淀又会迅速消失
NH4+:共热,生成使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体
②焰色反应
用焰色反应可以检验溶液中的K+和Na+。
K+:火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃)
Na+:火焰呈黄色
(2)特殊检验法
Fe3+:加入KSCN溶液呈红色
Fe2+:加入KSCN溶液无现象,滴加新制氯水后溶液呈红色。
2、常见阴离子的检验
(1)利用酸碱指示剂检验
OH- :滴入酚酞试液,溶液变红色
滴入紫色石蕊试液,溶液变蓝色
(2)利用盐酸和其他试剂检验
CO:①加入BaCl2溶液后生成白色沉淀,再加稀盐酸沉淀溶解,并放出无色无味气体
②加入稀盐酸后,放出能使澄清石灰水变浑浊的无色无味的气体
SO:先加入稀盐酸无明显现象,再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀
SO:加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加入稀盐酸,放出无色有刺激性气味,能使品红溶液褪色的气体
(3)利用AgNO3(HNO3酸化)溶液检验
Cl-:生成不溶于稀硝酸的白色沉淀
Br-:生成不溶于稀硝酸的浅黄色沉淀
I-:生成不溶于稀硝酸的黄色沉淀
(4)利用某些特征反应检验
I-:滴入淀粉溶液和氯水,溶液变蓝色
二、离子的推断
离子推断属于推断题型,主要是对于物质中所含的成分,运用实验手段进行分析和判断,最后得出结论。离子推断的主要依据是实验结果,解答此类问题必须掌握离子的性质,包括颜色以及与其它物质反应产生的现象,如气体、沉淀等的变化。
例题精讲:
【例1】(2008年全国Ⅱ,28)
某钠盐溶液可能含有阴离子NO、CO、SO、SO、Cl-、Br-、I-、为鉴别这些离子,分别取少量溶液进行以下实验:
①测得混合液呈碱性;
②加HCl后,生成无色无味气体,该气体能使饱和石灰水溶液变浑浊;
③加CCl4后,滴加少量氯水,振荡后,CCl4后层未变色;
④加BaCl2溶液产生白色沉淀,分离,在沉淀中加入足量盐酸,沉淀不能完全溶解;
⑤加HNO3酸化后,再加过量AgNO3,溶液中析出白色沉淀。
(1)分析上述5个实验,写出每一步实验鉴定离子的结论与理由。
实验① ;
实验② ;
实验③ ;
实验④ ;
实验⑤ ;
(2)上述5个实验不能确定是否存在的离子是 。
〖答案〗(1)①说明可能含有CO或者含有SO因为二者水解均显碱性;
②肯定含有CO,肯定不含SO、因SO2有刺激性气味
③肯定不含有Br-、I-,因两者均能与氯水反应后生成单质溴和单质碘,溴和碘单质溶解于CCl4显色;
④肯定含有SO,因BaSO4不溶于盐酸。
⑤肯定含有Cl-,因AgNO3与Cl-反应生成的AgCl不溶于稀HNO3。
(2)NO
【例2】(河北省唐山市2010届高三三模)
现有A、B、C、D、E可溶于水的五种化合物,其组成的离子如下表,且每种离子只用一次。
阳离子
Ag+ Na+ Fe2+ Al3+ Ba2+
阴离子
OH- Cl- SO2- 3 NO- 3 SO2- 4
某同学将它们分别配成0.1mol/L的溶液,进行操作,发现如下实验现象:
①C溶液显黄色,其它溶液均为无色溶液。
②已知向B、C、D、E溶液分别加入A溶液均产生白色沉淀;
③B溶液与适量E溶液反应生成白色沉淀,加入过量E溶液,白色沉淀量减少,但不完全消失。
⑴据此推断它们的化学式:
A_________;B__________;C__________;D_________;E__________。
⑵B溶液加入少量E溶液的离子方程式___________________________。
⑶向C溶液滴加少量的D溶液的离子方程式_____________________________。
〖答案〗⑴AgNO3;Al2(SO4)3;FeCl3;Na2SO3;Ba(OH)2
⑵2Al3++3SO2- 4+3Ba2++6OH-=3BaSO4↓+2Al(OH)3↓
⑶2Fe3++SO2- 3+H2O=2Fe2++SO2- 4+2H+
课后练习:
1.(2010浙江卷)13. 某钠盐溶液中可能含有NO、SO、 CO、SO、Cl-、I-等阴离子。某同学取5份此溶液样品,分别进行了如下实验:
①用pH计测得溶液pH大于7
②加入盐酸,产生有色刺激性气体
③加入硝酸酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀,且放出有色刺激性气体
④加足量BaCl2溶液,产生白色沉淀,该沉淀溶于稀硝酸且放出气体,将气体通入品红溶液,溶液不褪色。
⑤加足量BaCl2溶液,产生白色沉淀,在滤液中加入酸化的(NH4)2Fe(SO4)溶液,再滴加KSCN溶液,显红色
该同学最终确定在上述六种离子中含NO、CO、Cl-三种阴离子。
请分析,该同学只需要完成上述哪几个实验,即可得出此结论。
A.①②④⑤ B. ③④ C.③④⑤ D.②③⑤
〖解析〗本题是离子组合推断、离子鉴别实验综合题。题型难点是:熟悉各种离子的标准检验方法,明确各种离子检验时的干扰因素。本题的难点还有:采用的出题方式和平时不同。
根据最终的离子分析:NO,存在时一定没有SO、I-。因NO,的氧化性可以使他们氧化。Cl-存在下的NO2-的检验:加入硝酸酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀,且放出有色刺激性气体。即证明了NO2-的存在又检验出Cl-的存在。但,仅加入盐酸产生刺激性气体也可能有SO的存在。故须先确认SO不存在。SO,CO,SO的组合检验可以用:加足量BaCl2溶液,产生白色沉淀,该沉淀溶于稀硝酸且放出气体,将气体通入品红溶液,溶液不褪色。来确认SO, SO不存在,CO一定存在。故选择③④就可以,顺序是先④后③。
〖答案〗B
2.(2010天津卷)3.下列鉴别方法可行的是
A.用氨水鉴别Al3+、Mg2+和Ag+
B.用Ba(NO3)2溶液鉴别Cl-、SO和CO
C.用核磁共振氢谱鉴别1-溴丙烷和2-溴丙烷
D.用KMnO4酸性溶液鉴别CH3CH=CHCH2OH和CH3CH2CH2CHO
〖解析〗Al3+和Mg2+与氨水反应都只生成沉淀,不溶解,无法鉴别,故A错;SO和CO与Ba(NO3)2反应都生成白色沉淀,无法鉴别,故B错;1—溴丙烷有三种等效氢,其核磁共振谱有三个峰,而2—溴丙烷有两种等效氢原子,其核磁共振谱有两个峰,故可鉴别,C正确;碳碳双键、醛基都能被酸性KMnO4氧化,KMnO4溶液都退色,故无法鉴别。
〖答案〗C
3.(2011四川)甲、乙、丙、丁四种易溶于水的物质,分别由NH4+、Ba2+、Mg2+、H+、OH-、Cl-、HCO、SO中的不同阳离子和阴离子各一种组成。已知:①将甲溶液分别与其它三种物质的溶液混合,均有白色沉淀生成;② 0.1mol/L乙溶液中c(H+)>0.1mol/L;③ 向丙溶液中滴入AgNO3溶液有不溶于稀HNO3的白色沉淀生成。下列结论不正确的是
A.甲溶液含有Ba2+ B.乙溶液含有SO
C.丙溶液含有Cl- D.丁溶液哈有Mg2+
〖解析〗可以形成白色沉淀的只有BaSO4、BaCO3、Mg(OH)2,因此甲只能是Ba(OH)2;0.1mol/L乙溶液中c(H+)>0.1mol/L,什么乙是硫酸;向丙溶液中滴入AgNO3溶液有不溶于稀HNO3的白色沉淀生成,说明丙是MgCl2,所以丁是NH4HCO3。
〖答案〗D
4.(2011上海)某溶液中可能含有Na+、NH、Ba2+、SO、I-、S2-。分别取样:①用pH计测试,溶液显弱酸性;②加氯水和淀粉无明显现象。为确定该溶液的组成,还需检验的离子是
A. Na+ B.SO C. Ba2+ D.NH
〖解析〗溶液显弱酸性,说明有NH(水解显酸性);加氯水和淀粉无明显现象排除I-、S2-。所以必需含有SO,故不能有Ba2+。Na+无法排除。
〖答案〗A
5.(2011海南)下列固体混合物与过量的稀H2SO4反应,能产生气泡并有沉淀生产的是
A. NaHCO3和Al(OH)3 B. BaCl2和NaCl
C. KClO3和K2SO4 D. Na2SO3和BaCO3
〖答案〗D
〖解析〗根据题中的要求,要产生气泡同时有沉淀生成。A选项无沉淀生成,B选项无气体生成,C选项物质不熟悉可用排除法,D可得到气体和沉淀,符合题目要求。
6.(2010全国卷1)28.(15分)有A、B、C、D、E和F六瓶无色溶液,他们都是中学化学中常用的无机试剂。纯E为无色油状液体;B、C、D和F是盐溶液,且他们的阴离子均不同。现进行如下实验:
①A有刺激性气味,用沾有浓盐酸的玻璃棒接近A时产生白色烟雾;
②将A分别加入其它五中溶液中,只有D、F中有沉淀产生;继续加入过量A时,D中沉淀无变化,F中沉淀完全溶解;
③将B分别加入C、D、E、F中,C、D、F中产生沉淀,E中有无色、无味气体逸出;
④将C分别加入D、E、F中,均有沉淀生成,再加入稀HNO3,沉淀均不溶。
根据上述实验信息,请回答下列问题:
能确定溶液是(写出溶液标号与相应溶质的化学式):
不能确定的溶液,写出其标号、溶质可能的化学式及进一步鉴别的方法:
〖解析〗 (I)由题干表述可知A和E不是盐,又由纯E为无色油状液体,推知E为硫酸(③步操作进一步确定);(II)由题干和①步操作可知A为氨水; (III)再由②步操作可知F中阳离子为Ag+发生的反应为:Ag++NH3·H2O=AgOH↓+NH4+;AgOH+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O;而常见的盐中只有AgNO3可溶于水,故F为AgNO3;(IV)由③步操作可知B中阴离子应为CO32-,由于此无色无味的气体只能是CO2, B、C、D中能生成沉淀说明不能是HCO3-,而阳离子可是常见的K+、Na+、NH4+等待定(V)同样由②步操作D中能与氨水生成沉淀的无色溶液中常见的为阳离子为Mg2+或Al3+,而阴离子需待下步反应再确定;(VI)由④步操作生成的沉淀为可能为AgCl、AgBr、AgI、BaSO4、H2SiO3(不合理)等,但限于题干所述中学常用试剂,则沉淀应为AgCl和BaSO4,才不溶于HNO3,一个是与AgNO3结合生成的沉淀,一个是与硫酸结合形成的沉淀,故C应该同时含有Ba2+和Cl-即,C为BaCl2,进而推出D中阴离子应该为SO42-,因为题干所述盐溶液中阴离子均不同,故D为Al2(SO4)3或MgSO4其他解析见答案
〖答案〗 (1)A NH3·H2O或NH3 ;E H2SO4 F AgNO3 C BaCl2
若C作为不能确定的溶液,进一步鉴别的方法合理,同样给分
(2)B Na2CO3或K2CO3 用洁净的铂丝蘸取少量B,在酒精灯火焰中灼烧,若焰色呈黄色则B为Na2CO3溶液;若透过蓝色钴玻璃观察焰色呈紫色,则B为K2CO3溶液
D Al2(SO4)3或MgSO4 取少量D,向其中滴加NaOH溶液有沉淀生成,继续滴加过量的NaOH溶液,若沉淀溶解,则D为Al2(SO4)3溶液,若沉淀不溶解,则D为MgSO4溶液
第二章 化学物质及其变化
第七课时 氧化还原反应基本概念
复习目标:
1、了解氧化还原反应的基本概念,能对氧化剂、还原剂,氧化产物、还原产物,氧化性、还原性等概念作出准确地判断。 2、掌握氧化还原反应的表示方法,特别是电子转移的表示方法。
基础知识:
1、氧化还原反应的概念
(1)特征及判断依据:化学反应前后某些元素的化合价发生了变化。
(2)实质:在化学反应中有电子的转移(得失或偏移)
(3)概念
概念
定义
注意点
氧化反应
物质失去电子的反应
物质失去电子的外部表现为化合价的升高
还原反应
物质得到电子的反应
物质得到电子的外部表现为化合价的降低
被氧化
元素失去电子的过程
元素失去电子的外部表现为化合价的升高
被还原
元素得到电子的过程
元素得到电子的外部表现为化合价的降低
氧化产物
通过发生氧化反应所得的生成物
氧化还原反应中,氧化产物、还原产物可以是同一种产物,也可以是不同产物,还可以是两种或两种以上的产物。如反应4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2中,Fe2O3和SO2均既为氧化产物,又为还原产物。
还原产物
通过发生还原反应所得的生成物
氧化剂
得到电子的反应物
常见氧化剂:(1)活泼的非金属单质;如卤素单质(X2)、O2、S等(2)高价金属阳离子;如Fe3+、Cu2+等(3)高价或较高价含氧化合物;如MnO2、浓H2SO4、HNO3、KMnO4等(4)过氧化物;如Na2O2、H2O2等
还原剂
失去电子的反应物
常见还原剂:①活泼或较活泼的金属;如K、Na、Zn、Fe等②一些非金属单质;如H2、C、Si等③较低态的化合物;CO、SO2、H2S、Na2SO3、FeSO4
氧化性
得到电子的能力
物质的氧化性、还原性的强弱与其得失电子能力有关,与得失电子的数目无关。
还原性
失去电子的能力
(4)过程
2、氧化还原反应的表示方法
(1)双线桥法:在生成物和反应物之间表示电子转移的结果,该法侧重表示同一元素的原子(或离子)碱的电子转移。
【注意】①线桥从方程式左侧指向右侧
②箭头不表示方向,只表示变化
③一定要标明“得”或“失”
(2)单线桥法:在反应物中的氧化剂与还原剂之间表示电子的转移方向和数目,具体讲是箭头从失电子的元素出发指向得电子的元素
【注意】强调方向和电子数目,不必注明得失。因为箭头指向已经包含得失。
例题精讲:
【例1】(2010安徽卷,7)亚氨基羟(Li2NH)是一种储氢容量器,安全性好的固体储氢材料,其储氢原理可表示为Li2NH+H2=LiNH2+LiH。下列有关说法正确的是(B)
A.Li2NH中N的化合价是-1 B.该反应中H2既是氧化剂又是还原剂
C.Li+和H+的离子半径相等 D.此法储氢和钢瓶储氢的原理相同
【解析】A选项中Li2NH中氮的化合价为-3;C选项中Li+半径小于H—;D选项钢瓶储氢是物理过程,而该方法为化学方法。
【例2】用双线桥和单线桥标出下列氧化还原反应的电子转移情况。
(1)2Cu(IO3)2+24KI+12H2SO42CuI+13I2+12K2SO4+12H2O
(2)K2Cr2O7+6FeSO4+7H2SO4=3Fe2(SO4)3+Cr2(SO4)3+K2SO4+7H2O
课后练习:
.(07年广东化学·5)氯气是一种重要的工业原料。工业上利用反应在3Cl2+2NH3=N2+6HCl检查氯气管道是否漏气。下列说法错误的是
A.若管道漏气遇氨就会产生白烟 B.该反应利用了Cl2的强氧化性
C.该反应属于复分解反应 D.生成1molN2有6mol电子转移
〖答案〗C
.(08年广东理基·33)氮化铝(AlN,Al和N的相对原子质量分别为27和14)广泛应用于电子陶瓷等工业领域。在一定条件下,AlN可通过反应:Al2O3+N2+3C2AlN+3CO合成。下列叙述正确的是
A.上述反应中,N2是还原剂,Al2O3是氧化剂
B.上述反应中,每生成1 mol AlN需转移3 mol电子
C.AlN中氮的化合价为+3
D.AlN的摩尔质量为41 g
〖答案〗B
〖解析〗该反应中 N2降价为氧化剂,C升价为还原剂,每生成1molAlN转移3mol电子,AlN中Al为+3价,N为-3价。D中摩尔质量的单位为g/mol。
.(08年海南化学·4)锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水。当生成1 mol硝酸锌时,被还原的硝酸的物质的量为
A.2 mol B.1 mol C.0.5 mol D.0.25 mol
〖答案〗D
〖解析〗此题主要考查氧化还原反应的配平:Zn+HNO3(稀)→Zn(NO3)2+NH4NO3+H2O,Zn:0→+2,化合价改变值为:(2-0)×1=2,N:+5→-3,化合价的改变值为:(5+3)×1=8,根据化合价升降总值相等得:在Zn(NO3)2前配4,NH4NO3前配1,然后根据反应前后各元素的原子个数相等,找出其他物质的系数。配平后的化学方程式为:4Zn+10HNO3(稀)===4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O,当生成1mol的Zn(NO3)2时,被还原的HNO3为0.25mol。
.(09年福建理综·6)下列类型的反应,一定发生电子转移的是
A.化合反应 B.分解反应 C.置换反应 D.复分解反应
〖答案〗C
〖解析〗置换反应中肯定有单质参加,一定属于氧化还原反应,即一定有电子转移,C项正确。
.(09年广东化学·17)常温下,往H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液,可发生如下两个反应:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,2Fe3++H2O2=2Fe2++O2↑+H+下列说法正确的是
A.H2O2的氧化氢比Fe3+强,其还原性比Fe2+弱
B.在H2O2分解过程中,溶液的pH逐渐下降
C.在H2O2分解过程中, Fe2+和Fe3+的总量保持不变
D.H2O2生产过程要严格避免混入Fe2+
〖答案〗CD
〖解析〗由氧化还原反应的强弱律可知,氧化性是氧化剂大于氧化产物,还原性是还原剂大于还原产物,由方程一可知,氧化剂H2O2氧化性比氧化产物Fe3+强,由方程二可知,还原剂H2O2还原性比,原产物为Fe2+强,所以A错误;方程一和方程二相加,即H2O2分解生成H2O和O2,H2O2呈弱酸性,所以随着反应进行,pH升高,B错误;H2O2分解Fe3+或Fe2+作催化剂,所以总量不变,C正确;因为Fe2+可导致H2O2分解,所以H2O2生产过程要避免混入Fe2+,D正确。
.(09年广东理基·25)钢铁生锈过程发生如下反应: ①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2; ②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3; ③2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。
下列说法正确的是
A.反应①、②中电子转移数目相等 B.反应①中氧化剂是氧气和水
C.与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀 D.钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀
〖答案〗A
〖解析〗反应①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2中的氧化剂是O2,1molO2在反应中得到4mol电子,同样在反应②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3中氧化剂也是O2,而且两个反应中氧气的系数都是1,因此得到的电子均是4mol,故A选项正确B选项错误。钢质水管与铜质水龙头连接后形成原电池,其中钢质水管做负极被腐蚀,故C选项错误。钢铁在潮湿的空气中容易发生电化学腐蚀,而且主要是发生吸氧腐蚀,因此D选项错误。
.(09年广东文基·66)下列有关化学与生活的说法不正确的是
A.采用原煤脱硫技术,可减少燃煤产生的SO2
B.硅酸钠的水溶液俗称水玻璃,可用作木材防腐剂
C.自来水厂可用氯气来杀菌消毒,因此氯气无毒
D.维生素C具有还原性,可用作食品抗氧化剂
〖答案〗C
〖解析〗根据氯气的性质可以知道氯气是一种有毒的气体,因氯气与水反应生成的HClO具有强氧化性,所以常用氯气对自来水消毒杀菌。因此C选项是错误的。
8.(2010天津卷)5.下列实验设计及其对应的离子方程式均正确的是
A.用FeCl3溶液腐蚀铜线路板:Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
B.Na2O2与H2O反应制O2:Na2O2+H2O=2Na++2OH-+O2↑
C.将氯气溶于水制备次氯酸:Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-
D.用浓盐酸酸化的KMnO4溶液与H2O2反应,证明H2O2具有还原性:
2MnO+6H++5H2O2=2Mn2++5O2↑+8H2O
〖解析〗B中元素不守恒,正确的离子方程式为:2Na2O2+2H2O==4Na++4OH-+O2;C中的HClO是弱酸,不能拆成离子形式;D的离子方程式本身没有问题,但KMnO4的强氧化性能将浓盐酸氧化,不能实现证明H2O2具有还原性的目的(还原性:HCl>H2O2,HCl先反应),D错。
〖答案〗A
9.(2011上海18)氧化还原反应中,水的作用可以是氧化剂、还原剂、既是氧化剂又是还原剂、既非氧化剂又非还原剂等。下列反应与Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr相比较,水的作用不相同的是
A.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ B.4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
C.2F2+2H2O=4HF+O2 D.2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
〖解析〗反应Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr中,水既非氧化剂又非还原剂。A中水既非氧化剂又非还原剂;B中水既非氧化剂又非还原剂;C中水还原剂;D中水作氧化剂。
〖答案〗CD
10.(2010·威海模拟)氧化还原反应在生产、生活中广泛存在,下列生产、生活中的实例不含有氧化还原反应的是 (  )
A.金属冶炼 B.燃放鞭炮
C.食物腐败 D.点制豆腐
〖解析〗豆腐的点制属于胶体的聚沉,是物理变化。
〖答案〗D
11.下列氧化还原反应中,水作为氧化剂的是 (  )
A.CO+H2OCO2+H2
B.3NO2+H2O===2HNO3+NO
C.2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
D.2F2+2H2O===4HF+O2
〖解析〗解题时抓住氧化剂在反应中化合价降低这一基本点,H2O作氧化剂只能是H元素化合价降低,B中N元素化合价部分升高,部分降低,C中Na2O2中O元素化合价部分升高,部分降低,D中氧化剂为F2。
〖答案〗A
12.(2009·上海高考)在下列变化①大气固氮②炽热的碳和浓HNO3反应③实验室制取氨气中,按氮元素被氧化、被还原、既不被氧化又不被还原的顺序排列,正确的是(  )
A.①②③ B.②①③
C.③②① D.③①②
〖解析〗①大气固氮是游离态氮转化为化合态的氮的氧化物,氮元素被氧化.②炽热的碳和浓HNO3反应生成NO2,氮元素被还原.③实验室制取NH3反应为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,氮元素化合价没有发生变化.故选A.
〖答案〗A
第二章 化学物质及其变化
第八课时 氧化还原反应基本规律
复习目标:
1、了解氧化还原反应的基本规律并运用其解题。 2、掌握几种氧化性、还原性判断的方法。
基础知识:
一、基本规律
1、价态律
当元素具有可变化合价时,一般处于最高价态时只具有氧化性,处于最低价态时只具有还原性,处于中间价态时既具有氧化性又具有还原性。如:浓H2SO4的S只具有氧化性,H2S 中的S只具有还原性,单质S既具有氧化性又具有还原性。
2、强弱律
在氧化还原反应中,强氧化剂+强还原剂=弱氧化剂(氧化产物)+弱还原剂(还原产物),即氧化剂的氧化性比氧化产物强,还原剂的还原性比还原产物强。如由反应2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2可知,FeCl3的氧化性比I2强,KI的还原性比FeCl2强。
一般来说,含有同种元素不同价态的物质,价态越高氧化性越强(氯的含氧酸除外),价态越低还原性越强。如氧化性:浓H2S04 >SO2(H2SO3)> S;还原性:H2S>S>SO2。
在金属活动性顺序表中,从左到右单质的还原性逐渐减弱,阳离子(铁指Fe2+)的氧化性逐渐增强。
3、优先律
同一氧化剂与含多种还原剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时,首先被氧化的是还原性较强的物质;同一还原剂与多种氧化剂(物质的量浓度相同)的溶液反应时,首先被还原的是氧化性较强的物质。如:将Cl2通入物质的量浓度相同的NaBr和NaI 的混合液中,Cl2首先与NaI 反应;将过量铁粉加入到物质的量浓度相同的Fe3+和Cu2+ 的混合液中,Fe首先与Fe3+反应。
4、价态归中规律
含不同价态同种元素的物质间发生氧化还原反应时,该元素价态的变化一定遵循“高价十低价→中间价”而不会出现交错现象。
5、歧化反应规律
发生在同一物质分子内、同一价态的同一元素之间的氧化还原反应,叫做歧化反应。其反应规律是:所得产物中,该元素一部分价态升高,一部分价态降低,即“中间价→高价十低价”。具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应。
二、氧化性、还原性强弱的判断方法
1.根据金属活动性顺序来判断:
一般来说,越活泼的金属,失电子氧化成金属阳离子越容易,其阳离子得电子还原成金属单质越难,氧化性越弱;反之,越不活泼的金属,失电子氧化成金属阳离子越难,其阳离子得电子还原成金属单质越容易,氧化性越强。
2.根据非金属活动性顺序来判断:
一般来说,越活泼的非金属,得到电子还原成非金属阴离子越容易,其阴离子失电子氧化成单质越难,还原性越弱。
3.根据氧化还原反应发生的规律来判断: 氧化还原反应可用如下式子表示:
规律:氧化性:氧化剂的氧化性>氧化产物的氧化性
还原性:还原剂的还原性>还原产物的还原性
4.根据氧化还原反应发生的条件来判断:
如:Mn02+4HCl(浓)  MnCl2+C12↑+2H20
2KMn04+16HCl(浓)=2MnCl2+5C12↑+8H2O
后者比前者容易(不需要加热),可判断氧化性 KMn04>Mn02
5.根据反应速率的大小来判断:
如:2Na2SO3+O2=2Na2SO4(快), 2H2SO3+O2=2H2SO4(慢), ,
其还原性: Na2SO4>H2SO3>SO2
6.根据被氧化或被还原的程度来判断:
如:,, 即氧化性:。
又如:,,
即有还原性:。
7.根据原电池的正负极来判断:
在原电池中,作负极的金属的还原性一般比作正极金属的还原性强。
8.根据电解池中溶液里阴、阳离子在两极放电顺序来判断。
如:Cl-失去电子的能力强于OH-,还原性:。
9.根据元素在周期表中位置判断:
(1)对同一周期金属而言,从左到右其金属活泼性依次减弱。如Na、Mg、A1金属性依次减弱,其还原性也依次减弱。
(2)对同主族的金属而言,从上到下其金属活泼性依次增强。如Li、Na、K、Rb、Cs金属活泼性依次增强,其还原性也依次增强。
(3)对同主族的非金属而言,从上到下其非金属活泼性依次减弱。如F、Cl、Br、I非金属活泼性依次减弱,其氧化性也依次减弱。
10.根据(氧化剂、还原剂)元素的价态进行判断:
元素处于最高价只有氧化性,最低价只有还原性,处于中间价态既有氧化又有还原性。
一般来说,同种元素价越高,氧化性越强;价越低还原性越强。如氧化性:Fe3+>Fe2+>Fe,
S(+6价)>S(+4价)等,还原性:H2S>S>SO2,但是,氧化性:HClO4< HClO3< HClO2< HClO。
【注意】①物质的氧化性、还原性不是一成不变的。同一物质在不同的条件下,其氧化能力或还原能力会有所不同。如:氧化性:HNO3(浓)>HNO3(稀);Cu与浓H2SO4常温下不反应,加热条件下反应;KMnO4在酸性条件下的氧化性比在中性、碱性条件下强。
②原子的氧化性一般都强于分子的氧化性。如:氧化性F>F2、Cl>Cl2、O>O2等。
典型例题:
【例1】(2009全国Ⅱ,13)含有a mol FeBr2的溶液中,通入x mol Cl2。下列各项为通Cl2过程中,溶液内发生反应的离子方程式,其中不正确的是
A.x=0.4a,2Fe2-+Cl2=2Fe3++2Cl-
B.x=0.6a,2Br-+ Cl2=Br2+2Cl-
C.x=a,2Fe2++2Br-+2Cl2=Br2+2Fe3++4Cl-
D.x=1.5a,2Fe2++4Br-+3Cl2=2Br2+2Fe3++6Cl-
〖答案〗B
【例2】根据下列方程式:⑴2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- ;⑵HClO+HCl=Cl2+H2O ;⑶2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;⑷Fe+Cu2+=Fe2++Cu,判断下列各组物质氧化性强弱顺序正确的是
A.Fe3+>HClO>Cl2>Fe2+>Cu2+ B.HClO>Cl2>Fe3+>Cu2+>Fe2+
C.Cl2>HClO>Fe3+>Cu2+>Fe2+ D.HClO>Fe3+>Cl2>Cu2+>Fe2+
〖解析〗此题看起来很复杂,但问题解决起来却非常简单,所依据的规律就是常说的“强制弱”规律。所谓的“强制弱”规律,指的是氧化性(还原性)强的物质可以把还原性(氧化性)弱的物质制出来,具体到某一个特定反应中的意思是说,具有氧化性的氧化剂(还原性的还原剂)可以把具有氧化性的生成物(还原性的生成物)制出来。由⑴可知,Cl2氧化性强于Fe3+,即Cl2>Fe3+,由⑵可知,HClO>Cl2,由⑶可知,Fe3+>Cu2+,由⑷可知,Cu2+>Fe2+。由此可进一步推知,正确答案为B。
课后练习:
1.根据反应:2H2S+O2===2S↓+2H2O,4NaI+O2+2H2SO4===2I2+2Na2SO4+2H2O,Na2S+I2===2NaI+S↓.下列物质的氧化性强弱判断正确的是(  )
A.O2>I2>S B.H2S>NaI>H2O C.S>I2>O2 D.H2O>NaI>H2S
〖解析〗根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,由三个反应可知氧化性:O2>S、O2>I2、I2>S,故氧化性:O2>I2>S.
〖答案〗A
2.(2009·潮州月考)R2O在一定条件下可以把Mn2+氧化成MnO,若反应后R2O转变为RO.又知反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶2,则n值为 (  )
A.1 B.2 C.3 D.4
〖解析〗Mn元素失去的电子数等于R元素得到的电子数(也可以通过化合价计算,Mn升高的化合价的数目等于R元素降低的化合价数目).
〖答案〗B
3.在浓盐酸中H3AsO3与SnCl2反应的离子方程式为:3SnCl2+12Cl-+2H3AsO3+6H+===2As+3SnCl+6M,关于该反应的说法中正确的组合是 (  )
①氧化剂是H3AsO3 ②还原性:Cl->As ③每生成7.5 g As,还原剂失去的电子为0.3 mol ④M为OH- ⑤SnCl是氧化产物
A.①③⑤ B.①②④⑤ C.①②③④ D.①③
〖解析〗方程式中Sn元素从+2价上升至+4价,SnCl2是还原剂,SnCl是氧化产物;As元素从+3价下降到0价,H3AsO3是氧化剂,As是还原产物.Cl元素化合价没有发生变化,不能推出还原性:Cl->As,每生成7.5 g As,还原剂?
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