课件14张PPT。化学配鲁科版必修1目录认识化学科学 第1节 走进化学科学
第2节 研究物质性质的方法和程序
第1课时 研究物质性质的基本方法
第2课时 研究物质性质的基本程序认识化学科学 第3节 化学中常用的物理量——物质的量
第1课时 物质的量和摩尔质量
第2课时 气体摩尔体积
第3课时 物质的量浓度 第1节 元素与物质的分类
第1课时 元素与物质的关系 物质分类的方法
第2课时 一种重要的混合物——胶体元素与物质世界 第2节 电解质
第1课时 电解质及其电离
第2课时 电解质在水溶液中的反应 元素与物质世界 第3节 氧化剂和还原剂
第1课时 氧化还原反应、氧化剂与还原剂
第2课时 探究铁及其化合物的氧化性 和还原性 元素与物质世界 自然界中的元素 第1节 碳的多样性
第1课时 碳单质的多样性及含碳化合物
第2课时 碳及其化合物间的转化自然界中的元素 第2节 氮的循环
第1课时 自然界中的氮的循环 以及氮循环中的重要物质
第2课时 氨与铵态氮肥
第3课时 硝酸 人类活动对氮循环 和环境的影响 第3节 硫的转化
第1课时 自然界中的硫及硫元素 之间的转化
第2课时 硫酸和酸雨及其防治自然界中的元素 第4节 海水中的元素
第1课时 海水中的元素及海水提镁
第2课时 溴碘及海水提溴自然界中的元素 第1节 硅 无机非金属材料
第1课时 单质硅与二氧化硅
第2课时 硅酸盐与无机非金属材料材料家族中的元素 材料家族中的元素 第2节 铝 金属材料
第1课时 铝 铝合金
第2课时 金属与金属材料
第3节 复合材料祝您学业有成课件35张PPT。第1节 走进化学科学认识化学科学 1.联系初中化学知识了解化学的概念、特点及研究领域。通过学习,知道化学是在原子、分子层次上研究物质的一门科学。
2.通过对化学科学的形成和发展历程的学习,了解20世纪化学发展的基本特征和21世纪化学的发展趋势。
3.通过查阅相关资料,认识并欣赏化学科学对提高人类生活质量和促进社会发展所起的重要作用。
4.结合人类探索物质及其变化的历史和化学科学的发展趋势,思考“化学与职业”等问题,使同学们带着亲近化学、热爱化学并渴望深入了解化学的情感进入高中化学的学习。
5.通过化学科学发展过程中的典型事例,认识化学科学对提高人类生活质量和促进社会发展所起的重要作用,感受化学世界的奇妙与和谐。知识清单化学科学的创造性和实用性1.化学科学的含义
化学科学是在________、________水平上研究物质的________、________、________、________、________和________的自然科学。1.原子 分子 组成 结构 性质 变化 制备 应用2.化学科学的创造性
在探索大自然奥秘的过程中,人们不但可以从自然界中认识、提取很多物质,或从已有的物质出发制造这些物质,而且能够设计出具有特殊性质或功能的新分子,创造出自然界中不存在的物质。所以化学科学的特征就是________和________,它是一门具有________的科学。
3.化学科学的实用性
合成氨技术的应用,解决了饥饿对人类的威胁;医药的合成,使人的寿命大大提高;芯片和光导纤维,引导人们进入信息时代;食品添加剂、化妆品、塑料、橡胶、纤维的合成,使我们的生活丰富多彩。因此,化学又是一门在________中有着重要作用的实用的科学。2.认识分子 制造分子 创造性
3.人类生产和生活综合拓展物质的变化种类及其区别与联系
(1)物质的变化分为两种:物理变化和化学变化。
(2)区别与联系特别提示:1.物质在发生化学变化后,物质组成发生了改变,也就是说由原物质变成了新物质,组成物质分子的原子重新组合,但没有新元素生成。
2.在化学变化中原子的种类和数目不变。
3.判断一个反应是化学变化还是物理变化就看是否有新物质生成。尝试应用1.下列描述中,错误的是( )
A.化学的特征就是认识分子和制造分子,它是一门具有创造性和实用性的科学
B.人们可以利用化学变化制造出新的原子和新的分子
C.制陶、冶金及酿酒过程中肯定发生了化学变化
D.化学家可以利用化学变化制造出自然界中不存在的物质,制造出“第二自然界”解析:解答此类问题应严格依据化学科学特征和化学变化概念的本质分析。该题中涉及的问题均与化学变化的本质及化学特征有关,认真分析各项与知识点的联系,就能准确判断。答案: B知识清单化学科学的形成和发展1.人类最早的化学实践活动是________。
2.化学科学的发展
(1)近代化学科学的形成和发展(年代、人物、重大发现或发明创造、作用)
1661年,英国化学家、物理学家________,提出________,标志着近代化学的诞生。1.取火和用火
2.(1)波义耳 化学元素的概念1771年,法国化学家________建立____________,使近代化学取得了革命性进展。
1803年,英国化学家、物理学家________提出了________,为近代化学的发展奠定了坚实的基础。
1869年,俄国化学家________发现________,把化学元素及其化合物纳入一个统一的理论体系。拉瓦锡 燃烧现象的氧化学说 道尔顿
原子学说 门捷列夫 元素周期律 (2)现代化学的重大成就
发现了________元素;建立了________理论;崛起了________化学;创立了________化学;________________也取得了开创性的研究;________工业迅速发展。
(3)为了能了解社会,将来把自己更好地定位于社会,融入社会,更好地生存和最大限度地创造人生和社会价值,我们必须了解与化学科学密切相关的一些职业。这些职业有:①________科研;②________研制;③________生产;④________;⑤________;⑥________教学等。(2)放射性 现代量子化学 合成 高分子
热力学和动力学化学 化学
(3)化学 生物药物 化工 医生 质量检测 化学综合拓展化学科学的形成和发展可以简单图示如下特别提示:了解化学史、化学常识也是同学们学习化学的内容之一,要记住化学史上的重大发现、重大事件和有重大贡献的科学家。热爱化学、关注化学,我们要以这些科学家为学习的榜样。尝试应用2.下列关于著名化学家的名字、国籍、研究专业及主要贡献的对应关系中,不正确的是( )AB知识清单化学科学的探索空间1.化学家可以在微观层面上操纵_______和______,组装分子材料、分子器件和分子机器等。
2.化学科学家将在________的合理开发、安全应用方面大显身手。
3.化学科学将继续推动________科学的发展。
4.化学科学将为________问题的解决提供有力保障。
5.化学科学可以让我们在________水平上了解疾病的病理,寻求有效的防治措施,促进人类的身心健康。1.分子 原子 2.能源和资源 3.材料
4.环境 5.分子综合拓展化学与其他学科的关系
进入21世纪,由于化学科学的基础性、实用性和创造性,使得化学同其他各学科的联系愈加密切,相互渗透融合,形成了许多交叉学科、边缘学科(如下图所示)。使化学的研究领域取得了极大的拓展,也使化学成为名符其实的“中心科学”。特别提示:化学科学与人类生活水平的提高和人类社会的发展密切相关,研究领域十分广泛。同学们应该努力学好化学,将来为国争光,为人民服务。尝试应用3.化学在人类社会发展中起着重要的作用,展望未来,化学科学具有十分广阔的探索空间。请你分析下列四个选项中现代化学不涉及的研究领域是( )
A.开发新的能源 B.合成新的物质
C.空间形式和数量关系 D.防治环境污染解析:现代化学日益成为一门“中心科学”,和人们的生活息息相关。研究领域涉及微观世界、能源开发、材料研制、环境保护、生命科学等诸多领域。
答案:C化学科学的特征 下列说法正确的是( )
A.化学是科学研究的内容,与普通百姓的生活没有多大关系
B.化学研究只能认识分子,不能创造分子
C.化学家可以制造出自然界中不存在的物质
D.化学研究只会造成严重的环境污染,最终人类将毁灭在化学物质中解析:A不正确,我们生活环境中的药物、化纤、塑料、电池、计算机芯片都是来自化学家的研究成果,所以,化学与我们的生活密切相关。B不正确,化学研究不只是认识分子,还能制造分子,化纤、塑料等高分子材料都是化学研究的结果。C选项正确。D项过于悲观,化学科学的发展确实对环境造成了一些负面的影响,但也一定要相信化学一定能研制出对环境无害的化学用品和生活用品,通过对环境友好的途径来提高生活质量。这样,人类也就不会毁灭在化学物质中。另外,环境污染也需要依靠化学手段来治理。
答案:C名师点睛:从内容上,我们应该掌握化学的涵义、特点、历史以及发展前景。从情感态度价值观方面,我们应该辨证地认识化学学科的作用。建立努力学好化学知识,将来为科学的发展贡献力量的意识。变式训练1.下列变化不属于化学变化的是( )
A.溶洞的形成过程 B.物质的燃烧
C.合成高分子材料 D.矿石的粉碎D化学发展史 在科学史上,中国有许多重大的发明和发现,为现代物质文明奠定了基础。以下发明或发现属于化学史上中国对世界作出重大贡献的是( )
①造纸 ②印刷技术 ③火药 ④指南针 ⑤炼铜、炼铁、炼钢 ⑥合成有机高分子材料 ⑦人工合成牛胰岛素 ⑧提出原子——分子学说
A.①②③④⑧ B.①③⑤⑦
C.②④⑥ D.⑤⑥⑦⑧解析:造纸、印刷技术、火药、指南针、炼铜、炼铁、炼钢、人工合成牛胰岛素等都属于中国重大的发明和发现,对世界科学的发展作出了贡献。但印刷技术、指南针与化学关联不大。
答案:B
名师点睛:化学是一门具有创造性的、实用的科学。可以说,化学创造了“一个崭新的自然界”。在化学发展史上,中国有许多发明和发现,中国为化学的发展作出了突出的贡献,相信在当前乃至将来的化学发展中,必定会作出更大的贡献。变式训练2.与近代化学的诞生无关的是( )
A.化学元素的概念
B.英国化学家、物理学家波义耳
C.著名物理学家爱因斯坦
D.古代的化学实践活动解析:任何事物是相互联系的,现代化学的产生离不开古代的化学实践活动;1661年,在前人研究的基础上,英国化学家、物理学家波义耳提出化学元素的概念,标志着近代化学的诞生。爱因斯坦是上一世纪的人物,他出生时,近代化学已诞生两个世纪了。
答案:C化学与社会 为缓解能源危机,能源专家构想出了利用太阳能促使燃料循环的构想图: 当前,科学家还未实现这一构想。但大自然已经解决了这个问题,绿色植物的光合作用就是在日光作用下,利用太阳能把CO2和H2O转变成了能源葡萄糖(可燃烧): 6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2。
(1)如果上述构想成立,试写出有关反应的化学方程式:________________________________________________________________________。
(2)在此构想的物质循环中,太阳能最终转化为______能。
(3)实现上述构想的关键问题是什么?太阳能、叶绿体解析:能源问题是化学与社会中的重要一类问题。太阳能是一种巨大、无污染、最经济的能源。可以说地球上的能源归根到底主要是来自于太阳。光合作用是地球上利用光能将无机物转变成有机物的过程。从上面箭头所示的循环过程中,太阳能最终变成热能。目前开发利用太阳能的关键是解决解决光能的吸收问题,故“人工叶绿素”就成为当前能源科学家研究开发的热点。由题给化学方程式可知,该反应为葡萄糖燃烧反应的逆向过程,按照这一思路,可解答本题。名师点睛:化学科学将在能源和资源的合理开发、安全应用等方面大显身手。人类要想获取充足的能源和资源并且处理好能源和资源的开发利用与生态环境保护之间的关系,都离不开化学科学的发展。因此,同学们应该学好化学科学,为人类的进步作出贡献。变式训练3.下列广告语在科学性上没有错误的是( )
A.这种矿泉水绝对纯净,不含任何离子
B.这种饮料中不含任何化学物质
C.这种口服液含有丰富的氮、磷、锌等微量元素
D.没有水就没有生命解析:矿泉水中一般含有Ca2+、Mg2+等多种离子;饮料中的水及其他营养成分都属于“化学物质”;氮、磷都是常量元素,故A、B、C错误。D正确。
答案:D祝您学业有成课件28张PPT。第2节 研究物质性质的方法和程序
第1课时 研究物质性质的基本方法 认识化学科学 1.了解金属钠的物理性质及主要化学性质(跟水、非金属单质的反应),认识钠是一种活泼的金属。
2.体会实验方法在化学研究中的作用,并认识到实验过程中控制实验条件的重要性。
3.体验实验、比较、分类等科学方法对化学研究的作用。知识清单研究物质性质的基本方法1.研究物质的性质,通常运用________、________、________、________等方法。
2.观察是一种有计划、有目的地用________考察研究对象的方法。
3.在研究物质性质的过程中,可以通过________的方法来验证对物质性质的预测或探究未知物质的性质。运用________的方法,分门别类地对物质及其变化进行研究,可以总结出各类物质的________和________;运用________的方法,可以找出物质间的异同,认识物质间的内在联系。1.观察 实验 分类 比较 2.感官
3.实验 分类 通性 特性 比较尝试应用1.下列说法正确的是( )
A.观察只是指用眼看 B.观察只是指用耳听
C.观察只是指用鼻嗅 D.观察还包括用手感觉解析:观察是一种有计划、有目的地用感官考察研究对象的方法。观察不仅包括用眼看,还包括用耳听、用鼻嗅、用手感觉等。答案为D。
答案:D知识清单钠的性质与用途1.物理性质2.化学性质(1)钠与水的反应 (2)钠与氧气的反应(3)钠与酸的反应
钠与盐酸的反应:__________。
(4)钠的存在与保存
钠的化学性质很活泼,在自然界里无_____,只有_______(如_______等)。
因为常温下金属钠能跟空气中的__________反应,还能跟__________反应,所以金属钠保存在__________中,主要是为了隔绝__________。综合拓展1.钠与水反应的实验探究
[问题情境]把钠放入水中,同学们还观察到什么现象?
[问题探究] ①将钠投入到盛有50 mL蒸馏水的烧杯里,发现钠熔成小球,四处游动,发出嘶嘶的响声,最终消失。
②在反应后的溶液中滴入几滴酚酞试液,发现溶液变红。
[结论归纳] 钠熔成小球,除了说明钠的熔点低外,还能说明反应放热;钠四处游动,发出嘶嘶的响声说明产生大量的气体;滴入酚酞试液后溶液变红说明生成了碱性物质。总之,钠与水发生剧烈反应,其方程式为2Na+2H2O 2NaOH+H2↑。特别提示:钠与水反应产生的现象,解析如下:2.过氧化钠(Na2O2)与氧化钠( Na2O)的比较特别提示:1.Na2O属于碱性氧化物,可以与酸、酸性氧化物、水反应。如:Na2O+H2O 2NaOH;Na2O2属于过氧化物,也可以与酸、酸性氧化物、水等物质反应,所不同的是,在这些反应中一般有氧气生成:2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑, 2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2↑;Na2O2可用作潜艇或宇宙飞船中的供氧剂。
2.中学阶段可以认为只有过氧化钠与二氧化碳、水反应产生氧气,常常以此作为突破口解推断题。3.钠与酸和盐溶液的反应
钠能够和酸、盐溶液反应,钠投入酸中时,钠先与酸溶液反应,当与酸反应完时,再与水反应。当钠加到盐的水溶液时,首先是钠与水反应,如果生成的NaOH能够和盐反应,则反应继续进行。例如,把钠投入CuSO4溶液中,则依次发生的反应为:2Na+2H2O= 2NaOH+H2↑,2NaOH+CuSO4= Cu(OH)2↓+Na2SO4。总反应为:2Na+2H2O+CuSO4 = Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑。特别提示: 钠与酸溶液反应生成盐、水和氢气,实质是直接和酸反应生成的,不能错误地认为是钠先和水反应生成碱,碱再和酸发生中和反应生成盐和水,反应的实质可以简记为“先酸后水”,同理,与盐溶液的反应为可以简记为“先水后盐”。尝试应用2.氧化钠和过氧化钠的共同之处是( )
A.都能与水作用生成碱
B.都是碱性氧化物
C.都是淡黄色固体
D.其中氧元素的化合价均为-2价解析:本题考查了氧化钠和过氧化钠的性质对比。根据上表知,两者都能和水反应生成NaOH,A项正确;氧化钠是碱性氧化物,过氧化钠不是,属于过氧化物;氧化钠是白色固体,过氧化钠是淡黄色固体;氧化钠中氧的化合价为-2价,过氧化钠中氧的化合价为-1价,所以B、C、D错误。
答案:A3.将一小块金属钠投入足量的下列物质中,既能生成气体,又能生成白色沉淀的是( )
A.MgSO4溶液 B.BaCl2溶液
C.Fe2(SO4)3溶液 D.CuCl2溶液A钠的存在及保存 下列关于钠的叙述中,正确的是( )
A.钠在自然界中存在游离态
B.钠是一种灰色的固体
C.钠可以保存在煤油中
D.钠着火时可以用沙土扑灭解析:钠是一种非常活泼的金属,易跟空气中的氧气以及水发生反应,所以自然界中没有游离态的钠。钠是银白色固体,因被氧化成氧化钠而呈现出灰色,灰色不是金属钠的颜色。钠与煤油不反应,并且钠的密度比煤油大,将钠保存在煤油中可以避免空气及水与钠接触。钠着火时比较好的灭火方法是采用沙土盖灭。
答案:D名师点睛:在解答有关钠的题目时,要抓住钠易被氧化这一典型性质,从活泼性上推测其存在、保存方法、在空气中的通常颜色及着火时的灭火方法。解题时认为颜色是物理性质,容易错把钠块表面常见的灰白色当成金属的颜色。变式训练1.钠元素在自然界中主要存在的形式是( )
A.单质钠 B.氧化钠
C.氢氧化钠 D.氯化钠解析:钠的化学性质活泼,在自然界中以化合物的形式存在,主要以氯化钠的形式存在。
答案:D钠与水的反应 将一小块金属钠投入盛有5 mL澄清石灰水的试管中,不可能观察到的现象是( )
A.钠熔成小球,并在液面上滚动
B.有气体产生
C.溶液底部有银白色物质生成
D.溶液变浑浊解析:钠与石灰水中的水反应,生成氢气,反应放出的热量使钠熔成小球,同时石灰水温度升高,氢氧化钙析出溶液变浑浊。
答案:C
名师点睛:有关金属钠的性质考查还可以考查金属钠与氧气的反应、金属钠的保存、金属钠与水反应的有关计算等等。变式训练2.钠与水反应时的现象与钠的下列性质无关的是( )
A.钠的熔点低 B.钠的密度小
C.钠的硬度小 D.活泼性强解析:钠与水剧烈反应,是因为钠的活泼性强,由于钠的密度小于水的密度,所以看见钠浮在水面上;钠熔化,说明钠的熔点低,反应放热就可以使之熔化。
答案:C有关钠及其化合物的简单计算 2.3 g钠在干燥的空气中与氧气反应,可得3.5 g固体,据此可判断其产物为( )
A.只有Na2O2 B.只有Na2O
C.Na2O和 Na2O2 D.无法确定名师点睛:极限法是一种重要的思维方法,也是我们在解答该类题目时常用的一种方法。极限法解题要特别注意使用的范围。一般是存在两种反应的“可能性”,通过计算或推断确定一个范围,然后结合题意得到最终答案。3.在甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放入0.1 mol的钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠,然后各加入100 mL水,搅拌,使固体完全溶解,则甲、乙、丙、丁的溶液的质量分数大小顺序是( )
A.甲<乙<丙<丁 B.丁<甲<乙=丙
C.甲=丁<乙=丙 D.丁<甲<乙<丙B祝您学业有成课件33张PPT。第2节 研究物质性质的方法和程序
第2课时 研究物质性质的基本程序 认识化学科学 1.熟悉研究某物质性质的一般程序。
2.掌握氯气的物理性质和主要化学性质,如氯气跟金属单质、非金属单质及水的反应等。
3.通过实验,探究氯水成分及性质的复杂性和多样性。 知识清单研究物质性的基本程序1.________物质的外观性质:了解物质的________________等。
2.________物质性质:运用________的方法,根据物质所属类别或有关反应规律预测物质性质。1.观察 存在状态、颜色、气味
2.预测 分类3.________和________:根据预测进行________,并________实验现象,记录实验数据等;如果出现预测之外的特殊现象,则需要进一步分析,提出新的问题和作出新的预测,并再进行________,验证新的预测。
4.________和________:对实验现象进行________、________、________,概括出________,运用________的方法归纳出物质的通性及特性。3.实验 观察 实验 观察 实验和观察
4.解释 结论 分析 综合 推论 结论 比较综合拓展研究物质性质的基本思路
研究物质的性质是化学的基本任务,而研究物质的性质应遵循一定的基本程序,即观察、预测、实验、解释和结论。要掌握好这种方法,必须在应用这种方法解决具体问题的过程中体会它、理解它、熟悉它、应用它。当然在应用它之前要理解它的基本思路,即:特别提示:在上述研究过程中,常用的方法有:观察法、实验法、分类法和比较法。尝试应用1.下列关于研究物质性质的方法和程序的论述中,正确的是( )
A.“方法”和“程序”是两个不同的概念
B.“方法”和“程序”完全是一回事
C.“方法”和“程序”是毫不相干的两回事
D.“方法”和“程序”相互配合才能有效地完成研究物质性质的任务AD知识清单氯气的性质和应用1.物理性质
通常状况下,氯气是________的气体,有________气味的有毒气体,密度比空气大,能溶于水。其水溶液叫________。
温馨提示:闻有毒气体的气味的方法如下图所示:1.黄绿色 刺激性 氯水2.化学性质
氯气的化学性质活泼,在自然界中不存在________的氯元素。
(1)氯气与金属反应
氯气是一种非常活泼的非金属单质,其化学性质与我们学过的________相似。氯气能与________等金属反应。氯气与铁、铜、钠反应的化学方程式分别为:________(铁丝在Cl2中燃烧,产生________的烟);________(铜丝在Cl2中燃烧,产生________的烟,溶于水后,溶液呈________色);2Na + Cl2 2NaCl(产生大量白烟)。 点燃(2)氯气与非金属反应
纯净的H2可以在Cl2中安静________,产生________火焰,瓶口有________。反应的化学方程式为________。光照条件下,H2和Cl2混合后会发生________,空气中形成________。氯气除与H2反应外,还能与________等非金属反应。(3)氯气与水反应
氯气不仅能溶于水,还能与水反应,生成________,化学方程式为:________。
(4)氯气与碱反应
氯气与碱反应,生成________、________和水。请写出氯气分别与消石灰、NaOH溶液反应的化学方程式:_________________________________________综合拓展1.氯气与金属反应规律
在点燃或灼热的条件下,金属都能与氯气反应生成相应的金属氯化物.其中,变价金属如(Cu、Fe)与氯气反应时呈现高价态(分别生成CuCl2、FeCl3),但在常温、常压下,干燥的氯气不能与铁发生反应,故可用钢瓶储存、运输液氯。
特别提示:氯气是一种化学性质活泼的非金属单质,在点燃或灼热的条件下和金属反应(燃烧),说明燃烧不一定有氧气参与,同时变价金属生成高价态氯化物。2.氯水的成分和性质
(1)氯水的成分
氯水是氯气的水溶液,通常情况下为浅黄色溶液,氯水中只有部分Cl2与水反应,其化学方程式为:
Cl2+H2O HCl+HClO。
新制的氯水中含Cl2、H2O、HClO等分子和H+、Cl-、ClO-、OH-等离子。
(2)氯水的性质
氯水的性质比较复杂,在一般情况下,如果存在多种成分同时作用于一种物质,可认为是溶液中氯分子的性质。若为盐酸或次氯酸的性质,主要有下面几种情况:①作为盐酸的性质:当与弱酸的盐或硝酸银溶液作用时,氯水主要表现为盐酸的性质,例如:氯水与Na2CO3溶液反应以及氯水与AgNO3溶液反应。
②作为次氯酸的性质:氯水用于漂白(与有机化合物色素作用)、消毒、杀菌等。
③要注意液氯与氯水的区别:液氯是纯净物,成分是Cl2分子,而氯水是混合物。
特别提示:新制氯水含有多种微粒,性质具有多元性。具体表现出哪种性质,必须视具体情况而定。3.氯水与液氯、新制氯水与久置氯水的区别
(1)液氯和氯水的区别(2)新制氯水和久置氯水的区别 特别提示:液氯与氯水的成分是不同的,液氯为纯净物,而氯水是混合物,不能误认为液氯就是氯水,液氯没有漂白性,而氯水具有漂白性。尝试应用2.(2011年河源模拟)下列物质可用来干燥Cl2的是( )
①碱石灰 ②浓硫酸 ③无水CaCl2 ④P2O5
A.①② B.①③④
C.②③④ D.①②③④3.有关氯水的下列叙述中正确的是( )
A.新制氯水中只有Cl2和H2O分子
B.新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色
C.光照氯水有气泡逸出,该气体是Cl2
D.氯水放置数天后,溶液的酸性增强BD氯气与STS 2011年4月15日,广东某化工厂发生氯气残留物泄漏事件,10余人中毒。救援人员用某种物质进行处理,很快消除了危险源,这种物质最好是__________。附近居民为防止吸入氯气而引起中毒,常用浸透某种物质的毛巾捂住口鼻,这种物质可能是__________。
A.Na2CO3 B.NaOH
C.Na2O2 D.HClO解析:碳酸钠能跟氯水中的H+直接反应且生成无害的物质,次氯酸也不断地分解。由于HCl、HClO不断反应而减少,促使氯气不断反应。这样就可以把氯气引起的污染问题解决了。氯气可以与烧碱迅速反应,因而实验室中氯气制备的尾气吸收所选用的就是氢氧化钠溶液。在本题的情景下,如果处理空气中的氯气,显然用烧碱吸收效果要好一些,但第二问选用腐蚀性很强的强碱氢氧化钠溶液显然是不合适的,同时考虑到家庭中一般有Na2CO3这个实际情况,应选Na2CO3。
答案:B A名师点睛:近年来氯气泄露事件不断发生,严重威胁人们的生命财产安全。要消除其危害,可以从氯气的性质入手,选择合适的试剂。同样能吸收氯气,到底选哪种好呢?这就需要我们把问题的实际情况分析清楚,拿出切实可行的方案。变式训练1.可以用氯气罐洞的方法来消灭田鼠,这是利用了氯气的( )
①密度比空气大 ②易液化 ③能溶于水 ④有毒
A.①② B.③④
C.①③④ D.①④解析:氯气罐洞说明氯气密度比空气大,可将空气排出,能灭鼠,则说明氯气有毒。
答案:D氯气的性质 如右图所示,从A处通入纯净的Cl2,关闭B1阀,打开B2阀时,C处的干燥红色布条上看不到明显现象;当打开B1阀,关闭B2阀后,C试管中红色布条逐渐褪色,则D瓶中装的是( )
A.浓H2SO4
B.NaOH溶液
C.H2O
D.饱和NaCl溶液 解析:本题借助实验考查氯气的性质及其漂白原理。解决本题的关键是要明确装置的特点及起漂白作用的物质是HClO(或潮湿的氯气)。先判断A处通入的Cl2是否带有水蒸气,根据B1阀开,B2阀关时,C处红色布条褪色,说明A处Cl2是潮湿的,潮湿的Cl2在B1阀关闭时通过D瓶,看不到C试管中红色布条有明显的变化,说明D瓶溶液吸收了Cl2或吸收了Cl2中的水蒸气。
答案:AB
名师点睛:本题考查的核心是次氯酸的漂白性,但同学们只有熟练掌握氯气的化学性质,如氯气与水反应生成盐酸和次氯酸、还可与NaOH溶液反应等,才能顺利解答此题。通过做本题,还应明确以下几点:干燥氯气常用浓H2SO4,除去氯气中的氯化氢常用饱和NaCl溶液,氯气的尾气吸收常用浓NaOH溶液。变式训练2.下列说法中,正确的是( )
A.氢气在氯气中燃烧生成白色烟雾
B.漂白粉的主要成分是次氯酸钠
C.氯水能漂白,其中起漂白作用的是盐酸
D.光照氯水有气泡逸出,该气体是O2D氯水的保存与性质 用滴管将新制的饱和氯水慢慢滴入含酚酞的NaOH稀溶液中。当滴到最后一滴时红色突然褪去。试回答下列问题:
(1)实验室保存饱和氯水的方法是________________________________。
(2)产生上述现象的原因可能有两种(简要文字说明):
①是由于___________________________________;
②是由于__________________________________。
简述怎样用实验证明红色褪去的原因是①或者②?解析:能使变红的酚酞褪色的原因是溶液碱性减弱(中和碱性)或过量氯气与水反应产生的HClO将变红的酚酞漂白。若要设计实验证明褪色的可能原因,最简便的方法就是在褪色后溶液中再滴加NaOH溶液,若不再出现红色,说明是HClO漂白作用的结果;若再出现红色,说明是氯水与NaOH反应,碱性减弱的原因。
答案:(1)在阴凉处置于棕色试剂瓶中密封保存
(2)①次氯酸将变红的酚酞漂白 ②氯水与氢氧化钠反应,溶液碱性消失 向褪色后的溶液里再加入氢氧化钠,若变红,说明是原因②,否则是原因①。名师点睛: 第(1)题考查氯水的保存,一般规律是:液体保存在细口瓶中,固体放在广口瓶中,见光易分解的试剂放在棕色瓶中。第(2)问有一定的开放性,要求同学们基础扎实、思维敏捷、勇于突破。变式训练3.常用氯气给自来水消毒。某学生用自来水配制下列物质的溶液,不会产生明显药品变质的是( )
A.石蕊 B.硝酸银
C.氢氧化钠 D.氯化铝D祝您学业有成课件29张PPT。第3节 化学中常用的物理量——物质的量
第1课时 物质的量和摩尔质量 认识化学科学 1.了解物质的量及其单位——摩尔的含义。
2.了解阿伏加德罗常数的涵义,理解物质的量与微观粒子间的关系。
3.理解摩尔质量的概念,掌握物质的量与宏观物体质量间的关系。
4.通过对物质的量的学习及交流研讨,帮助大家从微观层面上去深入认识物质的微观结构。知识清单物质的量及其单位——摩尔(1)宏观的物质的多少常用质量(单位是________等)、体积(单位是________等)来定量描述。在化学变化中,微观粒子也是按一定的数量比来进行的,因此要定量研究物质的性质和变化,必须引入一个物理量来把微观粒子(_______等)数量和宏观物质的质量、体积等联系起来,这个量就是物质的量。(1)kg、g、mg m3、cm3、L 原子、分子、离子 (2)物质的量(符号为n)是国际单位制中七个基本物理量之一,其单位为 (符号为 ),简称为 。?
(3)物质的量的描述对象是构成物质的 (如分子、原子、离子、电子等)或某些微观粒子的特定组合(如NaCl等),1 mol物质含有 个微粒。(2)摩尔 mol 摩
(3)微观粒子 阿伏加德罗常数综合拓展1.物质的量与粒子数
(1)1 mol任何粒子中都含有相同数目的粒子。相同物质的量的任何粒子中都含有相同数目的粒子。
分子数目相同,则其物质的量相同,这与物质的存在状态无关。
(2)粒子数目之比等于其物质的量之比
推导:设有两种粒子,其中,尝试应用1.下列关于物质的量的说法中,正确的是( )
A.物质的量就是物质的质量
B.物质的量就是物质的粒子数目
C.物质的量是量度物质所含微观粒子多少的一个物理量
D.物质的量的单位是摩尔,它只适用于分子、原子和离子解析:物质的量是量度物质所含微粒多少的物理量,它与物质的质量、物质的微粒数目有区别。物质的量适用于多种微观粒子,如原子、分子、离子、电子、质子、中子等。
答案:C知识清单阿伏加德罗常数1.为纪念阿伏加德罗在研究物质的微观组成方面做出的贡献(提出分子学说等),把0.012 kg________中所含有的碳原子数叫做阿伏加德罗常数,用符号________表示,这个数值约为________。2.阿伏加德罗常数不是一个 ,它的单位是 mol-1,即阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1。
3.物质的量(n)、阿伏加德罗常数(NA)与微粒数(N)之间的关系n= 。1.12C NA 6.02×1023 2.纯数值 综合拓展为什么选用0.012 kg 12C中所含的碳原子数作为阿伏加德罗常数?
相对原子质量的确定是以一个12C原子的质量的1/12作为标准,其他原子的质量跟它比较所得的比值。12C的相对原子质量为12。选用12 g正是因为“12”这个数值能与相对原子质量、相对分子质量联系起来。如某原子R的相对原子质量为Ar,1个12C原子质量为a g,则1个R原子的质量为Ar·a/12 g,1 mol R原子的质量为NA·Ar·a/12 g,NA·a=12 g,所以1 mol R的质量即为Ar·a/12 g,同理可推得1 mol某分子、离子等的质量(g),其数值正好等于其相对分子质量或式量,这给物质的量的计算和应用带来方便。特别提示:阿伏加德罗常数的数值不是6.02×1023,就像圆周率π的值不是3.14一样,但在计算时我们将π值带入3.14这个非常近似的数值,对于阿伏加德罗常数,我们在计算时也带入6.02×1023。尝试应用2.下列关于阿伏加德罗常数的叙述中,正确的是( )
A.阿伏加德罗常数是阿伏加德罗测定的?
B.通常可用NA表示阿伏加德罗常数?
C.阿伏加德罗常数的准确值为6.02×1023mol-1??
D.阿伏加德罗常数没有单位?解析:阿伏加德罗常数是为了纪念阿伏加德罗而命名的,但却不是阿伏加德罗测定的;6.02×1023 mol-1是阿伏加德罗常数的近似值;其单位为 mol-1。
答案:B知识清单摩尔质量1.摩尔质量的概念:________叫做摩尔质量。符号为________常用单位为 或 。
2. M与物质的量的关系 。1.单位物质的量的物质所具有的质量
M g·mol-1 kg·mol-1 2.n= 1.摩尔质量与相对分子质量之间的关系?
(1)当原子、简单离子的摩尔质量以为单位时,在数值上等于其相对原子质量。如M(Na+)=23 g·mol-1 ,M(Na)=23 g·mol-1 。?
(2)当多原子组成的单质或化合物的摩尔质量以g·mol-1为单位时,在数值上等于其相对分子质量。 如 M(N2)=28 g·mol-1 ,M(H2SO4)= g·mol-1 。?
(3)原子团的摩尔质量以g·mol-1为单位时,在数值上等于各原子的相对原子质量之和。如M(OH-)=17 g·mol-1 ,M(SO42-)=96 g·mol-1 。?
特别提示:摩尔质量与相对(原子)分子质量是两个不同的概念,它们之间既有区别又有联系,在使用时容易混淆,从而出现错误。综合拓展特别提示:容易看出,在以上转化关系中,物质的量处于核心的地位。可以说,物质的量是联系宏观与微观的桥梁,为我们的科学计算带来了很大的方便。3.下列说法正确的是( )
A.H2的摩尔质量是2 g
B.1 mol H2O的质量是18 g
C.氧气的摩尔质量是32 g·mol-1
D.2 g H2含1 mol H解析:摩尔质量的单位是g·mol-1,所以A选项错误,C选项正确。B选项,1 mol H2O的质量是18 g,B选项也正确。D选项,2 g H2的物质的量是1 mol,含有2 mol H,D选项错误。
答案:BC尝试应用4.1.6 g某物质中含有6.02×1022个分子,则该物质的相对分子质量为( )
A.16 B.64
C.32 D.96A对物质的量及摩尔概念的理解 下列关于物质的量的叙述,正确的是( )
A.物质的量就是物质的数量或质量
B.0.012 kg 12 C中含有约6.02×1023个C
C.1 mol水中含有2 mol氢和1 mol氧
D.1 mol任何物质都约含有6.02×1023个分子解析:物质的量和质量是两个不同的基本物理量,而数量更不是物质的量,A说法错误。使用摩尔表示物质的量时,应该用化学式指明粒子的种类,尽量不使用该粒子的中文名称,以避免不必要的分歧。C中表示水的组成时,用名称表示,氢、氧的含义不具体,所以也是不正确的。因为有些物质是由分子组成(例如水、硫酸等),有些物质是由离子组成(例如NaCl等),还有些物质是由原子直接构成的(例如金刚石等),所以D的叙述是错误的。
答案:B名师点睛:用物质的量表示物质所含粒子个数时,一是要注意表达时应用化学符号表示;二是注意整体与局部的关系。变式训练1.下列说法不正确的是( )
A.物质的量就是物质的质量
B.摩尔是物质的量的单位
C.物质的量是以摩尔为单位计量粒子数目的物理量
D.物质的量和摩尔都是含有一定数目粒子的集体A摩尔质量概念及其简单计算 下列叙述正确的是( )
A.NaCl的摩尔质量是58.5 g
B.64 g氧气中含有2 mol氧
C.4 g氦气中含有2 mol氦原子
D.0.1 mol CO2中含有6.02×1022个CO2分子解析:物质的摩尔质量在数值上与该物质的相对分子质量(或相对原子质量)相等,但其单位是 g·mol-1,因此NaCl的摩尔质量是58.5 g·mol-1;使用摩尔来表示物质的量时,必须指明微粒的名称,B选项错误,没有注明2 mol氧是指氧分子还是指氧原子;C选项氦气为单原子分子,4 g氦气中应含有1 mol氦原子。物质的微粒数(N)与某物质的物质的量(n)之间的关系为N=n·NA,所以0.1 mol CO2中所含N(CO2)=6.02×1023mol-1×0.1 mol=6.02×1022。
答案:D名师点睛:学习“物质的量”时,把物质的质量、摩尔质量与相对分子质量(或相对原子质量)混淆是常见的错误,为此必须理清它们之间的区别与联系。变式训练2.下列关于H2SO4的说法正确的是( )
A.H2SO4的摩尔质量是98
B.1 mol H2SO4中含有2 mol O2
C.1.5 mol H2SO4中含有3×6.02×1023个氢原子
D.6.02×1023个H2SO4分子的质量为98 g·mol-1解析:选项A,摩尔质量的单位是g·mol-1;选项B应含4 mol O原子;选项D中质量的单位为g。
答案:C有关物质的量的公式的变换 将4 g NaOH溶于多少克水中,才能使每100个H2O分子溶有一个Na+?答案:将4 g NaOH溶于180 g水中,可使每100个水分子溶有一个Na+。
名师点睛:物质的量是沟通质量与粒子数目的重要桥梁,要学会并灵活掌握这种沟通方法。变式训练3.?xg H2O中含有y个水分子,则NA为( )?
A.18x/ymol-1 B.18 y/x mol-1??
C. x/y mol-1? D. y/x mol-1? 祝您学业有成课件23张PPT。第3节 化学中常用的物理量——物质的量
第2课时 气体摩尔体积 认识化学科学 1.了解气体摩尔体积的概念,理解物质的量、气体摩尔体积和气体体积之间的关系。
2.理解阿伏加德罗定律的内容,熟悉以物质的量为核心的计算。知识清单气体摩尔体积1.气体摩尔体积的概念
在一定的________和________下,单位物质的量的________所占的体积叫做气体摩尔体积。符号为______,常用单位是________或________。
物质的量、气体体积与气体摩尔体积之间的关系:______。温度 压强 气体 Vm L·mol-1 m3·mol-1 n=V/Vm2.标况下的气体摩尔体积
气体摩尔体积的数值不是固定不变的,它决定于气体所处的温度和压强。例如在STP(指温度________ ℃、压强为________ kPa的状况)下,气体摩尔体积约为________。
3.影响物质的因素
影响物质体积的微观因素有:①微粒个数;②微粒间距;③微粒大小。影响固体、液体体积的主要因素是________;影响气体体积的主要因素是________。影响气体微粒间距的外在因素主要是________。2.0 101 22.4 L·mol-1
3.①③ ①② 温度和压强4.阿伏加德罗定律
在相同的________和________下,相同________的任何气体都含有相同数目的分子。温度 压强 体积问题探究1.相同条件下,相同物质的量的气体体积近似相等,而固体、液体却不相等。这是为什么呢?
问题探究:(1)决定物质体积大小的因素主要有:①物质粒子数的多少;②物质粒子本身的大小;③物质粒子之间距离的大小。
(2)气体分子间平均距离比分子直径大得多,因此,当气体的物质的量(粒子数)一定时,决定气体体积大小的主要因素是粒子间平均距离的大小。
(3)影响气体分子间平均距离大小的因素:温度和压强。温度越高,体积越大;压强越大,体积越小。当温度和压强一定时,气体分子间的平均距离几乎是一个定值,故粒子数一定时,其体积是一定值。特别提示:1.气体摩尔体积研究的对象是气体,可以是单一气体,也可以是混合气体。
2.气体摩尔体积的大小与温度和压强有关,在说明气体摩尔体积时,必须指明温度和压强。
3.任何条件下,都存在气体摩尔体积,其数值随条件的不同而变化。特别提示:进行相关计算或判断时常出现的错误:
(1)忽视物质在标准状况下的状态是否为气态,如水在标准状况下为非气态,计算该条件下的体积就不能用22.4 L/mol。
(2)忽视气体所处的状态是否为标准状况,如计算25 ℃和101 kPa下的氧气体积时不能用22.4 L/mol。
(3)1 mol气体体积为22.4 L时不一定处于标准状况。尝试应用1.下列有关气体体积的叙述中,正确的是( )
A.一定的温度和压强下,各种气体物质体积的大小由构成气体的分子大小决定
B.一定的温度和压强下,各种气体物质体积的大小由构成气体的分子数决定
C.不同的气体,若体积不同,则它们所含的分子数也不同
D.气体摩尔体积指1 mol任何气体所占的体积约为22.4 LB2.下列两种气体的分子数一定相等的是( )
A.质量相等、密度不等的N2和C2H4
B.等体积等密度的CO和C2H4
C.等温等体积的O2和N2
D.等压等体积的N2和CO2解析:分子数相等即物质的量相等。等质量的N2、C2H4物质的量相等,A项正确;据m=ρV,等体积等密度的CO、C2H4的质量相等,则物质的量也相等,B项正确;C项因压强不确定,其物质的量不一定相等;D项因温度不确定,物质的量也不一定相等。
答案:AB气体摩尔体积概念的理解 下列说法中正确的是( )
A.1 mol O2和1 mol N2所占的体积都约为22.4 L
B.H2的气体摩尔体积约为22.4 L
C.在标准状况下,1 mol H2和1 mol H2O所占的体积都约为22.4 L
D.在标准状况下,22.4 L由N2、N2O组成的混合气体中所含有的N的物质的量约为2 mol解析:气体体积受温度、压强的影响,这里未指明温度、压强,故A错。气体摩尔体积的单位为L·mol-1,故B错。标准状况下,水为液态,不适用于气体摩尔体积,故C错。标准状况下,22.4 L混合气体中,分子总数也为1 mol,故D对。
答案:D
名师点睛:解题时抓住概念的四个要点:①条件是标准状况;②物质的量是1 mol;③状态是气体;④体积约为22.4 L,对选项逐一对照。变式训练1.下列有关气体摩尔体积的描述中正确的是( )
A.单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积
B.通常状况下的气体摩尔体积约为22.4 L
C.标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 L
D.相同物质的量的气体摩尔体积也相同解析:气体摩尔体积的单位是L/mol,B、C不正确;单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积,是一个整体概念,与物质的量的多少无关,D不正确。
答案:A阿伏加德罗定律 下列A、B两种不同气体的说法不正确的是 ( )
A.物质的量大的气体,所含分子数一定多
B.式量大的气体密度一定大
C.体积大的气体所含分子数一定多
D.质量相等时,摩尔质量大的气体,其物质的量小解析:依据质量—物质的量—粒子之间的相互关系,可知A、D是正确的。但B、C中涉及到气体密度、气体体积,而气体密度与气体体积与温度、压强息息相关,此题中没有注明温度、压强,因而无法判断。
答案:BC
名师点睛:涉及到气体体积一定要注意提及温度、压强。 变式训练2.同温、同压下,下列有关比较等质量的二氧化硫气体和二氧化碳气体的叙述中正确的是( )
A.密度比为16∶11 B.密度比为11∶16
C.体积比为11∶16 D.体积比为1∶1解析:等质量的SO2与CO2的体积比等于其物质的量之比:m/64∶m/44,即为相对分子质量的反比:44∶64=11∶16,密度比为相对分子量之比:64∶44 = 16∶11。
答案:AC讨论计算 氢气和氧气的混合气体,在120 ℃和一定压强下体积为a升,点燃后发生反应。待恢复至原来温度和压强时,测得其体积为b升。原混合气体中氢气和氧气的体积各是多少升?讨论:(1)当H2与O2恰好完全反应时,V(H2)=2(a-b) L;V(O2)=(a-b) L;或V(H2)=2/3a L或V(H2)=b L;或 V(O2)=1/3a L或V(O2)=1/2b L。
(2)当H2过量时,O2全部参加反应, V(O2)=(a-b) L;V(H2)=a-(a-b)=b(L)。
(3)当O2过量时,H2全部参加反应, V(H2)=2(a-b) L;V(O2)=a-2(a-b)=(2b-a) L。
答案:见解析
名师点睛:计算题是考查学生能力的一种常见题型,要注意合适的解题方法。 变式训练3.由CO2、H2和CO组成的混合气体在同温同压下与氮气的密度相同。则该混合气体中CO2、H2和CO的体积比为( )
A.29∶8∶13 B.22∶1∶14
C.13∶8∶29 D.26∶16∶57CD祝您学业有成课件37张PPT。第3节 化学中常用的物理量——物质的量
第3课时 物质的量浓度 认识化学科学 1.了解一定物质的量浓度溶液的配制,以及溶液体积、物质的量浓度和溶质的物质的量之间的关系。
2.通过探究活动,培养自己分析、思考和动手的能力,学会用物质的量浓度表示溶液的组成。
3.熟悉一定物质的量浓度溶液的配制步骤以及误差分析。知识清单物质的量浓度的概念1.物质的量是一个化学中常用的物理量,利用它建立的________这一概念,可以十分方便地表示溶液的组成。
2._____________的物理量,叫做溶质B的物质的量浓度。常用的单位为_________,符号为_____。
3.物质的量、溶液的体积和溶质的物质的量浓度之间的关系为:________。1.物质的量浓度
2.以单位体积溶液所含溶质B的物质的量来表示溶液组成 mol·L-1或mol·m-3 cB
3.n= c ×V综合拓展1.物质的量浓度与质量分数都是表示溶液组成的物理量,区别如下2.关于物质的量浓度的简单计算或nB=NB/NA=mB/MB=VB(g)/Vm=cBV(aq)
特别提示:1.物质的量浓度概念中的体积是溶液的体积,而不是溶剂的体积。
2.溶质的量用物质的量来表示,不能用质量或其他物理量来表示,单位必须是mol。尝试应用1.1 mol·L-1硫酸溶液的含义是( )
A.1 L水中含有l mol硫酸
B.1 L溶液中含1 mol H+
C.将98 g硫酸溶于l L水所配成的溶液
D.指1 L硫酸溶液中含有98 g H2SO4解析:根据物质的量浓度的定义,A选项说法错误,不是1 L水,应该是1 L溶液;B选项,溶液的体积为1 L时含有2 mol H+;C选项的错误仍在98 g H2SO4溶于1 L水,溶液的体积不清楚,故溶液的物质的量浓度也说不清楚;D选项正确,因硫酸的相对分子质量为98,故98 g就是1 mol。
答案:D知识清单一定物质的量浓度溶液的配制1.主要仪器
配制一定物质的量浓度溶液用到的仪器有______________________等。
容量瓶是________、________的________玻璃瓶,瓶口配有________塞或________塞。容量瓶上标有________和________ 。天平、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管、量筒、 药匙
细颈 梨形 平底 磨口玻璃 塑料
温度 容积常用的有________、________、_______、______和________等几种规格。50 mL 100 mL 250 mL 500 mL 1000 mL2.实验步骤
(1)________:求配制一定物质的量浓度的溶液所需溶质的________。
(2)________:当用固体溶质配制溶液时,用托盘天平称量一定质量的溶质;当溶质为液体或用浓溶液稀释配制溶液时,用________量取溶质或浓溶液体积。
(3)____:在____中用蒸馏水将称出的固体或量出的液体溶液溶解或稀释,用玻璃棒搅拌,加快溶解的速度。
(4)________:将________内的溶液____________后,用________引流,将其缓缓注入________里,以防溅出。(1)计算 质量或体积
(2)称量(或量取) 量筒 (3)溶解 烧杯
(4)移液 烧杯 冷却 玻璃棒 容量瓶 (5)________:用蒸馏水将________洗涤2~3次,将洗涤液全部注入容量瓶里。
(6)________:先向容量瓶中加入水,至液面离刻度线________,改用胶头滴管逐滴加蒸馏水至________正好与刻度线相切。
(7)________:定容后将容量瓶的玻璃塞塞紧瓶口,左手拿住瓶颈,食指顶住玻璃塞,右手握住瓶底反复摇匀。
(8)装瓶、贴签:最后把上面配好的溶液转移至规定的试剂瓶,贴好标签,写明溶液名称和物质的量浓度。(5)洗涤 烧杯
(6)定容 1~2 cm 溶液的凹液面 (7)摇匀附:配制250 mL 0.20 mol/L碳酸钠溶液示意图:综合拓展 配制一定物质的量浓度溶液的误差分析
由c=n/V可知,误差来源的根本原因是:物质的量或溶液体积产生误差,若n偏大或V偏小则c偏大,若n偏小或V偏大则c偏小。特别提示:在配制一定物质的量浓度溶液的过程中往往因一些操作不慎而引起误差,在分析误差时,一般依据实验原理,对实验结果的数学表达式进行分析(属于公式法),由cB=nB /V 可分析实验误差。尝试应用2.用18 mol/L的硫酸配制100 mL 1.0 mol/L硫酸,若实验仪器有
A.100 mL量筒 B.托盘天平
C.玻璃棒 D.50 mL容量瓶
E.10 mL量筒 F.胶头滴管
G.50 mL烧杯 H.100 mL容量瓶
(1)实验时应选用仪器的先后顺序是(填入编号)__________________。(2)在容量瓶的使用方法中,下列操作不正确的是______________(填写标号)。
A.使用容量瓶前检查它是否漏水
B.容量瓶用蒸馏水洗净后,再用待配溶液润洗
C.配制溶液时,如果试样是固体,把称好的试样用纸条小心倒入容量瓶中,缓慢加入蒸馏水到接近标线1~2 cm处,用滴管滴加蒸馏水到标线
D.配制溶液时,如果试样是液体,用量筒量取试样后直接倒入容量瓶中,缓慢加入蒸馏水到接近标线1~2 cm处,用滴管滴加蒸馏水到标线
E.盖好瓶塞,用食指顶住瓶塞,用另一只手的手指托住瓶底,把容量瓶倒转和摇动多次解析:(1)用18 mol/L H2SO4配制1.0 mol/L H2SO4,实际是稀释问题的计算及物质的量浓度溶液配制实验操作。根据稀释定律c1V1 = c2V2可计算18 mol/L浓H2SO4的体积,V1 =c2V2/c1 =1.0 mol/L×100 mL÷(18 mol/L) = 5.6 mL。该体积的液体用10 mL量筒量取比用100 mL量筒量取误差要小,故应选E,不能选A。
(2)主要涉及的是容量瓶的使用方法。用待配溶液润洗容量瓶,这样会使内壁附着溶质,导致所配溶液浓度偏大,B不正确;若在容量瓶中进行溶解或稀释,由于热效应会使溶液的体积和容量瓶的容量发生改变,所配溶液浓度有误差,C、D不正确。
答案:(1)G、E、C、H、F或E、G、C、H、F (2)B、C、D物质的量浓度的简单计算 在4 ℃时向100 mL水中溶解了22.4 L HCl气体(标准状况下测得)后形成溶液。下列说法中正确的是( )
A.该溶液物质的量浓度为10 mol·L-1
B.该溶液物质的量浓度因溶液的密度未知而无法求得
C.该溶液中溶质的质量分数因溶液的密度未知而无法求得
D.所得溶液的体积为22.5 L解析:选项A:溶液的体积不能简单等于0.1 L,便可推知该溶液物质的量浓度不应等于10 mol·L-1。选项C:本题的溶质的质量与溶液的质量可求得:溶质的质量为36.5 g,溶液的质量为100 g,所以可求出溶质的质量分数。选项D:溶液的体积不能是溶质与溶剂的简单加和,即不等于22.5 L。
答案:B
名师点睛:解此类题的关键在于从定义出发,找源头。气体与液体混合时体积不能简单加和,液体与液体混合,如果给出密度也不能简单加和。溶液的体积不等于溶剂的体积。变式训练解析:本题考查了气体溶于水后溶液物质的量浓度的计算。题目的关键在于25 ℃、1.01×105 Pa下,气体的气体摩尔体积略大于22.4 L/mol,所以所得溶液的物质的量浓度稍小于 mol/L。
答案:D定量实验中的误差分析 用碳酸钠晶体(Na2CO3·10H2O)来配制1.0 mol·L-1 Na2CO3溶液500 mL,假如其他操作均准确无误,下列情况会引起所配溶液浓度偏高的是( )
A.称取碳酸钠晶体53.0 g
B.定容时,俯视刻度线
C.移液时,对用于溶解碳酸钠晶体的烧杯没有进行冲洗
D.定容后,将容量瓶振荡、摇匀,静置时发现液面低于刻度线,于是又加入少量水至刻度线解析:500 mL 1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液中含Na2CO3为0.500 L×1.0 mol·L-1=0.50 mol,需称取Na2CO3·10 H2O的质量为286 g·mol-1×0.50 moL=143 g,因此A项的操作会使结果偏低。如右图所示:平视时凹液面的最低点与刻度线刚好相平;俯视时液面的最低点低于刻度线,即实际加水量少于应加的水量,因此可导致浓度偏高;仰视时液面的最低点高于刻度线,即实际加水量多于应加的水量,因此可导致浓度偏低。对用于稀释或溶解溶质的烧杯,如不加水冲洗并将洗涤液转移入容量瓶中,会使溶质损失,使所配溶液浓度偏低。
定容后,当振荡、静置后发现液面低于刻度线,这是由于液体沾于瓶壁和湿润磨口处所致,不会造成偏差。此时,如果再加水,则会使所配溶液浓度偏低。
答案:B名师点睛:溶液的配制,有时会出现误差。所得溶液的物质的量浓度偏大还是偏小?可根据下面的公式确定:cB=nB/V。 (1)若nB大于理论值,V小于理论值,则cB偏大;(2)若nB小于理论值,V大于理论值,则cB偏小;(3)若nB大于(或小于)理论值,V大于(或小于)理论值,则cB偏差无法确定。?变式训练2.配制一定物质的量浓度溶液时,会导致所配溶液浓度偏大的操作是( )
A.在用蒸馏水洗涤烧杯时,洗液未全部注入容量瓶中
B.定容摇匀后,发现液面低于刻度线,又加水至刻度
C.定容时俯视刻度线
D.用来配制溶液的容量瓶用蒸馏水洗涤后未进行干燥处理答案:C物质的量应用于化学方程式的计算 今有3 mol·L-1的盐酸和硫酸溶液各100 mL,分别加入等质量的铁粉,反应完毕,生成的气体质量之比是3∶4,则盐酸中加入铁粉的质量为( )
A.5.6 g B.8.4 g
C.11.2 g D.16.8 g解析:加入的是等质量的铁,为什么产生的氢气不是1∶1,说明等质量的金属在一种酸中未溶解完,在另一种酸中溶解完了。具体地说,金属在盐酸中应有剩余。
盐酸0.3 mol含H+0.3 mol,硫酸0.3 mol含H+0.6 mol,如果两酸都反应完了,则氢气质量之比应为1∶2,已知其比为3∶4,故含H+多的硫酸未反应完;含H+较少的盐酸反应完了,但铁过量。
硫酸最多耗铁16.8 g(0.6 mol×56 g·mol-1÷2=16.8 g),盐酸最多耗铁8.4 g(0.3 mol×56 g·mol-1÷2=8.4 g),因此,根据上述分析可以想象,加入的铁粉必然小于最高极限16.8 g(因酸有剩余)而大于8.4 g(因铁过量),不必经过计算,符合3∶4要求的铁究竟是多少克,可以估算出来。
答案:C名师点睛:物质的量浓度应用于化学反应的计算可以使复杂的计算简单化,解答此类题目的方法可用极限估算法:先判断出金属在盐酸中应有剩余,然后找极限,最后得到答案。变式训练3.现有硫酸铁溶液、硫酸锌溶液和硫酸钾溶液,三种溶液中溶质的物质的量相同。要使三种溶液中的硫酸根离子完全转化为硫酸钡沉淀,需BaCl2的物质的量比为( )
A.3∶2∶2 B.1∶2∶3
C.1∶3∶3 D.3∶1∶1解析:需BaCl2的物质的量比,即三种溶液中硫酸根离子的物质的量比。
答案:D祝您学业有成课件40张PPT。第1节 碳的多样性
第1课时 碳单质的多样性及含碳化合物 自然界中的元素 1.通过对碳的三种重要单质性质的学习来认识碳的多样性。
2.掌握碳酸钠与碳酸氢钠的性质。知识清单多种多样的碳单质1.同素异形体
(1)同素异形体的概念:由同一种________组成的性质不同的几种________,叫做该元素的同素异形体。
(2)常见的同素异形体:碳:________;氧:________。(1)元素 单质
(2)金刚石、石墨、C60 氧气、臭氧(O3)2.金刚石、石墨、C60
(1)结构
①金刚石:每个碳原子与另外________个碳原子以一种较强的相互作用相连接,形成________结构,向空间伸展形成________结构。①4 正四面体 空间网状②石墨:石墨晶体是________结构。在同一层内,碳原子排列成________边形(碳原子位于正六边形的顶点上),一个个正六边形排列成平面网状结构,每一个碳原子都跟其他________个碳原子相连。在同一层内,相邻的碳原子以________的相互作用相结合,但层与层之间以一种________的相互作用相结合。层状 正六 3 较强 较弱③C60∶C60分子是由60个碳原子构成的,它的形状像足球,由12个________和20个________组成。分子内部,碳原子间以________的相互作用结合,但分子间的相互作用________。
C60分子结构,形似足球,故又名足球烯正五边形 正六边形 较强 较弱问题探究金刚石、石墨、C60 都是由碳元素组成的单质,为什么性质差别如此之大?
金刚石、石墨、C60 是碳元素的同素异形体,但三者在碳原子的排列方式、相邻碳原子的作用力等方面有较大差异。石墨为层状结构,每一层内每个原子参与形成三个平面六边形,层内相邻原子间作用力强,层间作用力弱,故石墨层与层之间易发生相对滑动,从而具有滑腻感;金刚石为空间网状结构,以每个碳原子为中心形成一个正四面体,相邻碳原子间作用力强,要是破坏该作用力,需要相当多的能量,故金刚石具有较高的硬度和熔沸点;C60 为球形分子,每个分子由60个碳原子构成,形似足球,碳原子位于球的表面,呈正六边形和正五边形排列,球内是空的,内部空间可以用来储存氢气,亦可以容纳一些金属原子。
特别提示:物质之所以具有不同的性质,主要是因为它们具有不同的结构,应为结构决定了性质。尝试应用1.近年来,科学家在氦的气氛中给石墨通电,使石墨挥发,在石墨挥发的黑烟中发现了C60,它的金属渗入物具有可贵的超导性质。北京大学首先将C60渗锡,获超导转变温度为37 K的好成绩。下列关于C60的叙述正确的是( )
A.是一种新型的化合物
B.是碳元素的一种同素异形体
C.C60燃烧时可生成CO2
D.摩尔质量是720解析: C60属于单质,由一种元素组成,与金刚石、石墨互为同素异形体;由于C60由碳元素构成,因此,在一定条件下可以燃烧生成CO2,D选项中摩尔质量的单位为g·mol-1。
答案:BC知识清单广泛存在的含碳化合物1.常见的含碳化合物
(1)有机化合物:如蛋白质、淀粉、油脂,以及石油、液化气、天然气等的主要成分。
(2)无机化合物:CO、CO2、H2CO3、碳酸钠、碳酸氢钠、大理石、方解石、白云石、菱锌矿、菱镁矿、菱铁矿等。
2.碳酸钠和碳酸氢钠的性质比较纯碱或苏打 小苏打 易溶于水 较易溶于水 稳定
不稳定,受热易分解 反应,放出气体
反应放出气体,但NaHCO3与酸反应的剧烈程度强于Na2CO3 不反应
反应:NaHCO3+NaOH NaCl+H2O
Na2CO3+BaCl2 BaCO3↓+2NaCl
不反应 纺织、肥皂、玻璃、造纸等工业
发酵粉、制胃药问题探究碳酸钙有哪些化学性质?由此,可推知碳酸钠和碳酸氢钠可能具有哪些化学性质?
碳酸钙的化学性质:①CaCO3和酸反应(如CaCO3和盐酸反应,CaCO3和醋酸反应,CaCO3遇到溶有CO2的水);②碳酸钙受热分解。
由此可知碳酸钠的化学性质:①Na2CO3和酸反应(如Na2CO3和盐酸反应);②在酒精灯加热的条件下Na2CO3受热不能分解。
碳酸氢钠的化学性质:①NaHCO3与盐酸反应;②碳酸氢钠与NaOH溶液反应;③在酒精灯加热的条件下NaHCO3分解。特别提示:碳酸钠与酸反应的过程分析
Na2CO3与盐酸反应是分步进行的:
Na2CO3+HCl NaHCO3+NaCl,
NaHCO3+HCl NaCl+CO2↑+H2O。
若往碳酸钠溶液中滴加盐酸,在开始时由于碳酸钠的量多,而加入的酸(氢离子)少,第二步反应尚未进行,故没有气体生成;滴加一定量以后,溶液已转化为碳酸氢钠溶液,再加入盐酸,很快反应产生气体,量也较多。若将碳酸钠溶液滴加到盐酸中,则情况大不一样,由于试管中酸充足,滴入的碳酸钠溶液很快完成上述二步反应,因此立即产生气泡。利用上述现象,可以不用任何试剂鉴别二者。尝试应用2.苏打和小苏打都是家庭中常备用品,试从消耗反应物的量的角度,回答下列问题:
(1)做面条时为防止湿面在较长时间后变酸,应选用________ ,理由:____________________ 。
(2)制泡沫灭火器时,需要与酸性物质反应产生大量CO2 ,此时应选用____________,理由:______________。解析:为防止湿面在较长时间后变酸,应选用耗酸多的;制泡沫灭火器时,需要产生大量CO2 的且耗酸少的。由于:
故前者选苏打,后者选小苏打。
答案:(1)苏打 因为与等量的酸反应时,苏打的用量少
(2)小苏打 因为产生等量的CO2 时,小苏打的用量少而且反应速率快同素异形体 金刚石、石墨、C60性质有所不同,是由于( )
A.构成原子不同
B.原子的各自排列方式不同
C.具有不同的几何外形
D.硬度不同
解析:金刚石、石墨、C60三者是碳元素的同素异形体,构成原子完全相同,只是其内部碳原子排列方式不同,才导致它们结构不同,进而性质不同。
答案:B名师点睛:同素异形体是一个重要的概念,同学们一定要把握其实质:“同素”即由同种元素组成;“异形”即结构不同,这也决定了它们的性质,特别是物理性质是不同的。“结构决定性质”是化学的重要规律,对此要不断地加深理解,注重应用。变式训练1.1985年科学家发现的C60分子是由60个碳原子构成的,它的形状像足球(图C),因此又叫足球烯。1991年科学家又发现一种碳的单质——碳纳米管,它是由六边形的碳原子构成的管状大分子(图D),图中A、B分别是金刚石和石墨的结构示意图。图中小黑点或小黑圈均代表碳原子。用你所学到的化学知识回答下列问题:
(1)常温下足球烯和碳纳米管的化学性质是否活泼?
(2)请你设计一个方案,证明足球烯和碳纳米管都是由碳元素组成的(以足球烯为例,用简要文字叙述)。解析:分析题目时应将足球烯、碳纳米管的结构、性质与金刚石、石墨的结构性质相联系。由于碳原子排列的不同,导致它们的物理性质有较大差异。但金刚石、石墨、足球烯、碳纳米管都是由碳原子构成的碳单质,它们的化学性质(常温下稳定性、可燃性、还原性)是相同的,因此,这些碳单质在常温下性质稳定。证明足球烯和碳钠米管都是由碳元素组成的,首先利用其可燃性说明其含有碳元素,其次通过定量测定证明其只含碳元素。
答案:(1)不活泼。(2)将它放在充满O2的密闭容器里使之燃烧,只生成CO2,且CO2里所含碳元素的质量等于足球烯所减少的质量。碳酸根离子的检验 可以说明溶液中大量存在CO32-的理由是( )
A.加入AgNO3溶液有白色沉淀产生
B.加入盐酸有无色无味气体产生
C.加入MgCl2时有白色沉淀产生,再加稀盐酸,沉淀溶解,放出使澄清石灰水变浑浊的无色气体
D.加入Ba(OH)2 溶液有白色沉淀产生,再加入稀盐酸,沉淀溶解,且产生可使澄清石灰水变浑浊的无色气体解析:与AgNO3溶液反应生成白色沉淀的有:Cl-、SO42-、CO32-等许多离子,A不能证明;B、D选项中HCO3-也会产生同样现象,C项可以排除HCO3-的干扰,HCO3-与Ba2+或Mg2+不会生成沉淀,所以应选C。
答案:C变式训练2.某同学做“证明鸡蛋壳的成分中含有碳酸根离子”的实验,设计了如下方案(如下图所示),经检验装置的气密性合格后加入试剂。结果发现Ⅱ中先变浑浊,稍后又变澄清。
(1)描述Ⅰ中发生的现象是________________________________________。
(2)分析Ⅲ中可能出现的现象是________________________________________。
(3)根据我们所学的知识,你认为上述哪几种现象结合在一起足以说明鸡蛋壳的成分中含有碳酸根离子?_____________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)上述方案中,什么实验是多余的?________。解析:证明物质中含有CO32-的方法是:该物质与盐酸反应能产生无色气泡,且该气体能使澄清的石灰水变浑浊,出现上述两点现象即可证明物质中含有 CO32- 。鸡蛋壳不溶于水,但它能与盐酸反应而溶于盐酸中,同时产生二氧化碳气体,该气体通过导管进入Ⅱ中,使石灰水变浑浊。变浑浊的原因是因有难溶于水的CaCO3生成的缘故,继续通入CO2后,CO2与CaCO3、H2O反应能生成易溶解的Ca(HCO3)2,使石灰水变澄清。鸡蛋壳与盐酸反应产生的气泡附在鸡蛋壳上使蛋壳受到的浮力增大,导致鸡蛋壳浮在液面上。CO2还能与水反应生成碳酸,酸能使紫色的石蕊试液变红。
答案:(1)鸡蛋壳逐渐溶解,并有大量气泡产生,鸡蛋壳浮在液面上 (2)溶液由紫色变成红色 (3)Ⅰ中鸡蛋壳逐渐溶解,并有大量气泡产生,Ⅱ中出现浑浊,两种现象结合足以说明鸡蛋壳含有CO32-(或Ⅰ中现象和Ⅱ中现象) (4)Ⅲ碳酸钠与盐酸的反应机理 现有25 mL 2 mol·L-1Na2CO3和75 mL 1 mol·L-1的稀盐酸,①将Na2CO3溶液缓缓滴到稀盐酸中;②将稀盐酸缓缓滴到Na2CO3溶液中,在标准状况下产生气体的体积情况是( )
A.均为0.84 L B.均为0.56 L
C.①>② D.②>①名师点睛:此类题目考查了物质在反应时由于滴加顺序不同而发生不同反应的问题,计算时,首先要正确写出反应过程中的化学方程式,然后再根据量的不同进行分析。类似的问题还有AlCl3溶液与NaOH溶液的反应,反应顺序不同,反应的现象不同,产物不同。变式训练3.某二价金属碳酸盐和碳酸氢盐的混合物跟足量盐酸反应,消耗H+和产生CO2的物质的量之比为 6︰5,该混合物中碳酸盐和碳酸氢盐的物质的量之比为( )
A.1︰1 B.1︰2
C.1︰3 D.1︰4二氧化碳与碱反应的有关计算 将足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中,生成沉淀的物质的量(n)和通入CO2体积(V)的关系正确的是( )解析:CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中,首先CO2和Ca(OH)2反应生成CaCO3沉淀,当Ca(OH)2完全反应后,沉淀达到最大量,然后CO2与KOH溶液反应生成K2CO3,K2CO3再转化为KHCO3溶液,在此过程中沉淀量保持不变;如果继续通入CO2,因CO2与CaCO3反应生成易溶于水的碳酸氢钙,故沉淀溶解,直到溶解完全。且生成沉淀消耗的CO2和溶解沉淀消耗的CO2的量相等。
答案:A名师点睛:在解决有关图象问题时应注意首先要理解坐标的含义,然后观察曲线的形状走向,注意曲线的起点、折点、终点等特殊点,再与反应原理结合综合分析。具体到每个题目时,还应注意判断反应的先后顺序,如在此题中当足量二氧化碳通入氢氧化钾和氢氧化钙混合稀溶液中,因二氧化碳在强碱水溶液中以CO32-形式存在,CO32-与Ca2+生成白色沉淀,所以二氧化碳与氢氧化钙溶液先反应,当二氧化碳再通入碳酸钙和氢氧化钾的混合物中,二氧化碳先与氢氧化钾溶液反应。变式训练4.用1 L1.0 mol·L-1 NaOH溶液吸收0.8 mol CO2,所得溶液中的CO32-和HCO3-的物质的量浓度之比约是( )
A.1∶3 B.1∶2
C.2∶3 D.3∶2祝您学业有成课件35张PPT。第1节 碳的多样性
第2课时 碳及其化合物间的转化自然界中的元素 1.了解碳及其化合物间的转化。
2.了解高炉炼铁涉及的主要化学反应。自然界中碳及其化合物间的转化知识清单1.植物通过________吸收空气中的________,形成________,并释放出________,________再转化为淀粉。
2.空气中的________有很大一部分被海水吸收,溶于水中的________逐渐转变为________。这些________又与空气中的二氧化碳和水反应,生成________溶于水归入大海。1.光合作用 二氧化碳 葡萄糖 氧气 葡萄糖
2.二氧化碳 二氧化碳 碳酸盐 碳酸盐 碳酸氢盐3.用化学方程式表示溶洞的形成过程:
______________________________ 、_______________________________ 。
4.防止温室效应可采取的措施:______________________________。问题探究在广西桂林地区有许多美丽神奇的溶洞、石笋和钟乳石,它们是如何形成的?如何用实验探究它们形成的化学原理?
形成:石灰岩里不溶性的CaCO3受H2O和CO2作用能转化为可溶性的Ca(HCO3)2。由于石灰岩层各部分所含碳酸钙的多少不同,被侵蚀的程度不同,石灰岩就逐渐被溶解成互不相依、千姿百态、陡峭秀丽的山峰或被溶解侵蚀成奇异壮观的溶洞。溶有碳酸氢钙的水,当从洞顶向洞底滴落时,水分蒸发、压强减小及温度变化都会使碳酸氢钙分解而析出碳酸钙沉淀,这些沉淀经过千百万年的积聚,逐渐形成了钟乳石、石笋等。洞顶的钟乳石与地面的石笋连接起来,就会形成奇特的石柱。实验探究:
设计实验探究溶洞形成的反应原理:(1)Ca(OH)2 溶液中通入CO2,如果澄清石灰水变浑浊,则可以说明有CaCO3生成。(2)向CaCO3浊液中通入足量的CO2 ,观察到浊液变澄清,则可以说明有Ca(HCO3)2生成。(3)加热Ca(HCO3)2溶液,观察到溶液变浑浊,则可说明有CaCO3生成。尝试应用1.以下属于自然界中碳及其化合物间转化的是 ( )
①植物通过光合作用吸收二氧化碳形成葡萄糖 ②以无机化合物氰[(CN)2] 与氨水为原料合成尿素 ③钟乳石、石笋的形成 ④石油、天然气等化石燃料的形成
A.①②③④ B.只有①③④
C.只有①②③ D.只有②③④解析:以无机化合物氰[(CN)2] 与氨水为原料合成尿素是人工生产过程,不是自然界中的转化。
答案:B知识清单生产和生活中碳及其化合物间的转化1.碳在无机物间的转化
(1)高炉炼铁
高炉炼铁的过程是将铁矿石还原成金属铁的过程,原料是______,但实际起还原作用的主要是______。相关反应为:
①一氧化碳的生成:______________________。
②氧化铁的还原:化学方程式为____________。(2)木炭燃烧
在木炭燃烧的过程中发生:碳单质、一氧化碳和二氧化碳之间的转化:
①C→CO:_________________ 。
②C→CO2:_________________。
③CO→CO2:________________。
④CO2→CO:________________。(3)水垢的形成
水垢的主要成分是________,自来水中的________受热分解生成碳酸钙,碳酸钙在壶底积聚便形成了水垢。所发生的化学方程式:________________________________。
2.碳在无机物和有机物间的转化
尿素的合成:1828年,德国化学家______用无机化合物氰[(CN2)]与氨水合成无机化合物—_________[CO(NH2)2],由此突破了无机化合物与有机化合物之间的界限。二氧化碳和氨气生成尿素和水的化学方程式为________________。 HC综合拓展碳作还原剂的特殊性
碳作还原剂,温度越高,还原性越强,在反应中碳的氧化产物可以是CO2和CO。当温度较低时(理论上小于710 ℃),碳倾向生成稳定的CO2(如:实验室用C还原CuO),一般温度超过1000 ℃,只要有固态碳存在,生成的气体是CO,而CO作还原剂,温度越低还原性越强,如CO只有在低于600 ℃时,才能还原FeO,所以在高炉中主要的出铁反应是在炉体上部(低温区)发生的。2.向下列物质:①大理石;②钟乳石;③锅垢;④贝壳;⑤蛋壳。分别滴加醋酸,会产生相同气体的是( )
A.只有①② B.只有④⑤
C.只有①②③ D.①②③④⑤解析:上述五种物质中都含有碳酸钙,分别滴加醋酸时都会产生CO2。
答案:D尝试应用3.古代的“药金”外观与金相似,常被误认为是金子。冶炼方法如下:将碳酸锌、赤铜(Cu2O)、木炭混合加热至800 ℃得金光闪闪的“药金”。
(1)“药金”的主要成分是___________________ ___________________________________________。
(2)有关冶炼的化学方程式是____________,____________,____________。解析:解答本题可借用“相似类推法”,以旧知识迁移应用于题给信息。解题思路为:由碳酸钙、碳酸镁在高温时分解生成金属氧化物和二氧化碳的事实可推知:碳酸锌在高温时也分解,生成氧化锌和二氧化碳气体;由碳与氧化铜在高温时反应生成铜和二氧化碳的事实可推知:碳在高温时也能将赤铜(Cu2O)中的铜和氧化锌中的锌置换出来,本身被氧化成二氧化碳。由此可知答案。二氧化碳的性质、用途 某果农将收获的苹果储存在密封的地窑中,保存了相当长的一段时间后,他将地窖池通过一根通气管与石灰池相通,结果先在石灰池中产生了大量沉淀,然后沉淀又慢慢消失,试问:
(1) 果农将苹果储存在地窖中原因是什么?
(2) 石灰水产生的沉淀是__________,颜色________,期间发生的反应为:______________。解析:苹果的呼吸作用吸收O2释放出CO2 ,随着苹果呼吸作用的进行,O2的量越来越少,CO2 的量越来越多,这样苹果将不能再进行呼吸作用,因此能保存较长时间。第(2)问CO2与Ca(OH)2反应先生成沉淀后消失,是因为先生成CaCO3 而后生成Ca(HCO3)2。
答案:(1) 随着苹果呼吸作用,地窑内CO2浓度增加,抑制了呼吸作用,影响了苹果的新陈代谢,从而能使苹果保存较长时间。(2)CaCO3 白色 Ca(OH)2+CO2 = CaCO3↓+H2O;CaCO3+CO2+H2O = Ca(HCO3)2名师点睛:将所学的知识应用于实际是对知识的最高要求。CO2是植物呼吸作用的产物,高浓度的CO2能抑制呼吸作用,从而减缓植物腐烂。这在广大农村都有着重要的应用,如大姜、地瓜、马铃薯的储存等。变式训练1.将过量的CO2气体通入下列溶液中,出现浑浊的是( )
A.CaCl2溶液
B.澄清石灰水
C.饱和Na2CO3溶液
D.溶有NH3的BaCl2溶液解析:CO2不能与CaCl2溶液反应;CO2通入到澄清石灰水中最终生成易溶于水的Ca(HCO3)2;由于NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,故CO2通入碳酸钠溶液中会变浑浊;CO2可以先与NH3反应生成(NH4)2CO3,但通入过量CO2时生成HCO3-,故最终溶液中也没有沉淀。
答案:C碳酸盐的有关计算 取等物质的量浓度的NaOH溶液两份,每份50 mL。向其中各通入一定量的CO2,随后分别各取溶液10 mL,将其稀释成100 mL溶液,并分别向稀释后的溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 的盐酸,产生CO2体积(标准状况)与所加入盐酸的体积之间的关系如下图所示:[设分别为(A)、(B)两种情况]回答下列问题:
(1)在(A)情况下,溶质为(写化学式)________,其物质的量之比为________,产生标准状况下CO2气体的体积为________。
(2)在(B)情况下 ,溶质为(写化学式)________,其物质的量之比为________,产生标准状况下CO2气体的体积为________。
(3)原NaOH溶液的物质的量浓度为________。答案:(1)NaOH、Na2CO3 1∶1 0.056 L或56 mL
(2)Na2CO3、NaHCO3 1∶1 0.112 L或112 mL
(3)0.75 mol·L-10.075名师点睛:数形结合法是近几年高考中常常考查的内容。这类题目的已知条件或所求内容以图象形式表述。解题思路是:根据反应变量关系和反应条件,建立函数表达式。分析图象时注意:认明图中坐标,曲线起点、拐点、交点和走向;将图象信息与化学反应知识结合得出相应的化学结论。识图能力差是导致本题出错的一个因素。变式训练2.常温下,将一定体积的CO2通入V L NaOH溶液中,已知NaOH完全反应,若在反应后的溶液中加入足量的澄清石灰水,得到a g沉淀,若在反应后的溶液中加入足量CaCl2溶液,得到b g沉淀,则下列说法中正确的是( )
A.参加反应的CO2体积为0.224a L
B.由上述数据不能确定NaOH溶液的物质的量浓度
C.若a=b,则CO2与NaOH溶液反应的产物只有Na2CO3
D.b可能等于a、小于a或大于a C综合推断 某混合气体中可能含有H2、CO、CO2、HCl、NH3及水蒸气中的两种或多种。当混合气体依次通过下列物质时会发生括号中所说明的现象:①澄清的石灰水(无浑浊现象);②氢氧化钡溶液(有浑浊现象);③浓硫酸(无明显现象);④灼热的氧化铜(变红);⑤无水硫酸铜(变蓝)。对该混合气体成分的正确判断是( )
A.一定没有CO2,肯定有CO和H2
B.一定有CO2、CO和水蒸气
C.一定有H2 和CO2
D.可能有CO2 、NH3 和水蒸气解析:通过氢氧化钡溶液有浑浊现象,说明一定有CO2,但先通过石灰水时没有浑浊现象,说明一定含HCl,因为HCl与Ca(OH)2反应生成CaCl2和H2O,再通CO2则不产生CaCO3沉淀。通过浓H2SO4吸收水蒸气,通过灼热的CuO变红,说明可能含有H2或CO,再通过无水CuSO4变蓝,说明一定含H2,可能含CO。所以一定有HCl、CO2、H2 ,可能含有CO。
答案:C
名师点睛:这是一道物质的定性推断的题目,有些同学从①澄清的石灰水无浑浊现象,首先排除了CO2 的存在,导致错误,忽视了②氢氧化钡溶液有浑浊现象。变式训练3.按下图示装置持续通人气体X,并在管口P处点燃,实验结果使澄清石灰水变浑浊,则X、Y可能是( )
A.H2和NaHCO3 B.CO和Na2CO3
C.CO和CuO D.H2和Fe2O3解析:由题意可知,澄清石灰水变浑浊,说明有CO2 生成,并且X气体或X与Y加热后生成的气体能够燃烧,符合条件的有A、C。
答案:AC祝您学业有成课件38张PPT。第2节 氮的循环
第1课时 自然界中的氮的循环以及
氮循环中的重要物质 自然界中的元素 1.了解氮的固定,掌握氮气的性质。
2.掌握NO、NO2的重要性质及其与环境的关系。知识清单氮在自然界中的循环1.氮的存在,氮是地球上含量丰富的一种元素,以________的形式存在于大气中,以________的形式存在于动植物体里、土壤和水体中。
2.氮在自然界中的循环单质 化合物(1)在自然界中豆科植物根部的________,把空气中的氮气转变为________等含氮的化合物。动物遗体中的蛋白质被微生物分解成________、________和________,又回到土壤,被植物吸收利用。在放电条件下,空气中少量的________与 化合生成NO,NO和O2 迅速生成 ________并随水进入土壤和水体。根瘤菌 硝酸盐 铵离子 硝酸根离子 氨 氮气 氧气 NO2 (2)人们通过化学方法把空气中的氮气转化为________,再根据需要进一步转化成各种__________。
(3)化石燃料燃烧、森林和农作物枝叶燃烧所产生的________通过大气进入陆地和海洋,进入氮循环。(2)氨 含氮化合物如氮肥、硝酸等
(3)氮氧化合物综合拓展关于氮气制取的方法
分离空气法:空气中约含五分之四(体积分数)的氮气,因此工业上所需的氮气都是从空气中提取的。其方法通常有两种,一是分离液态空气法,即将液态空气减压分馏;二是将可燃物在限定容积的容器内燃烧除去氧气,从而获得氮气。
实验室制法:在实验室要制取较纯的氮气,可以加热饱和氯化铵溶液与亚硝酸钠晶体(或饱和溶液)的混合物来制备氮气。由于该反应是放热反应,所以当加热到开始反应时就应停止加热,发生反应的化学方程式为:特别提示:1.将空气液化后,升温时先挥发出的气体是沸点低的气体,故先得到氮气。
2.实验室制备氮气时,可以发生氧化反应制得(如将氨气与氧化铜加热),也可以发生还原反应制得(如用氨气还原氮的氧化物制取氮气)。尝试应用1.下图是氮元素在自然界中的循环示意图,又知1 mol氮气与氧气化合生成2 mol NO气体时需吸收180.7 kJ热量。试回答:(1)图中________过程称为氮的固定(填写序号)。
(2)下列能将蛋白质转化为氨的生物是______(填写字母)。
A.藻类 B.分解者 C.化能合成细菌
(3)若在一次雷雨闪电中两块云间的电势差为109 V,从一块云移到另一块云的电量约为30 C,此次闪电放出的能量是______kJ。
(4)若闪电时有千分之一的能量用于生成NO,能产生NO ______ mol。
(5)此次雷雨生成物相当于给大地施加尿素[CO(NH2)2]肥料______kg。解析:本题以自然界中氮元素的循环为主线,综合考查了化学、生物、物理三个学科的知识。
(1)将氮元素由游离态变为化合态的过程叫做氮的固定,显然只有过程①符合。
(2)蛋白质转化为氨属于蛋白质的水解和分解,能完成这一过程的生物应为“分解者”。
(3)两块云放电时,其放出的能量可用下式计算:
E=UIt=UQ=109×30=3×1010(J)=3×107(kJ)
(4)由题意知,每吸收180.7 kJ的能量,即可合成 NO 2 mol,此次闪电放出能量的千分之一就是3×104 kJ,它可以生成NO:3×104 kJ÷180.74 kJ×2 mol=332 mol。(5)由氮守恒又可找出NO与尿素的关系式为
2NO——CO(NH2)2
2 mol 60 g
即每产生2 mol NO相当于给大地施加尿素60 g,则332 mol NO相当于施加尿素的量为:332 mol/2 mol×60 g=9960 g=9.96 kg。
答案:(1)① (2)B (3)3×107 (4)332 (5)9.96知识清单氮循环中的重要物质及其变化1.氮气
(1)与氧气反应:化学方程式为:________________。
(2)与氢气反应:化学方程式为:________________。
(3)与金属镁反应:
此反应的化学方程式为:_____________________。2.一氧化氮和二氧化氮3.氮的固定
(1)概念:________________________叫氮的固定。
(2)分类:主要分为__________________。(1)使空气中游离态的氮转化为含氮化合物的方法
(2)自然固氮 、人工固氮(或工业固氮)综合拓展氮的氧化物以及与氧气混合后溶于水的情况分析
(1)NO2或NO2与N2(非O2)的混合气体溶于水时,可根据反应:3NO2+H2O 2HNO3+NO,利用气体体积的变化差值进行计算。
(2)NO2和O2的混合气体溶于水时,根据反应:4NO2+O2+2H2O 4HNO3
当V(NO2)∶V(O2)=4∶1时,恰好反应,无剩余气体;
当V(NO2)∶V(O2)<4∶1时,剩余氧气;
当V(NO2)∶V(O2)>4∶1时,NO2过量,剩余气体为NO,且体积为过量NO2体积的1/3。(3)NO和O2同时通入水中时,此时的反应为:
4NO+3O2+2H2O 4HNO3
当V(NO) ∶V(O2) =4∶3时,恰好反应,无剩余气体;
当V(NO2)∶V(O2)<4∶3时,剩余氧气;
当V(NO2)∶V(O2)>4∶3时,剩余NO。特别提示:将方程式4NO2+O2+2H2O = 4HNO3与4NO+3O2+2H2O = 4HNO3相加可以得到方程式NO2+NO +O2+H2O = 2HNO3,由此可知NO、NO2、O2等体积混合时恰好能被水完全吸收,但混合气体能被水完全吸收时三者不一定必须是等体积,其实只需要混合气体的O2分为两部分,一部分恰好与NO反应,另一部分恰好与NO2反应即可。尝试应用2.雷鸣电闪是人们司空见惯的自然现象,地球上每年平均发生31560余次闪电。
(1)每当雷电交加之际,轰鸣闪电之时,空气中可能发生如下反应:
①__________________________________。
②__________________________________。
③__________________________________。
(2)由此说明闪电对人类生活有何益处:______________________________________。解析:氮是作物体内蛋白质、核酸和叶绿素的重要成分,氮肥能促使作物的茎叶生长茂盛,叶色浓绿。蚕豆、大豆等豆科植物和苜蓿等的根部有根瘤菌,能把空气中的氮气转变成氨作为养料吸收,是植物生长发育的基本条件之一,推动着自然界周而复始的氮循环,保持着生态平衡,使生命得以延续。当然,现代农业并不单纯仅仅靠等待大自然的恩赐。3.一定条件下,将等体积的NO和O2的混合气体置于试管中,并将试管倒立于水槽中,充分反应后剩余气体的体积为原总体积的( )
A.1/4 B.3/4
C.1/8 D.3/8氮的固定 下列属于固氮作用的化学反应是( )
A.N2和H2 在一定条件下反应生成NH3
B.NO与O2反应生成NO2
C.NH3催化氧化生成NO和H2O
D.由NH3制NH4HCO3和(NH4)2SO4解析:将空气中游离态的氮转化为化合态的氮的过程叫氮的固定。固定氮的方式有自然固氮和人工固氮,如工业合成氨是人工固氮,雷雨天气产生NO气体就属于自然固氮,另外豆科植物的根瘤菌也将空气中的氮气转化为植物体内的蛋白质,也属于自然固氮。
答案:A
名师点睛:此类题目要紧紧抓住题目的要求去做,同时要求同学们对概念有正确的理解,如本题中只要牢牢抓住“氮由游离态生成化合态就是氮的固定”,则很容易得到正确答案。变式训练1.下列过程属于人工固氮的是( )
A.分离液态空气制氮气
B.闪电使N2 转化为NO
C.合成氨
D.豆科植物将N2 转化为NH3解析:固氮是将游离态的氮转化为化合态的氮,A中没有生成化合态氮,B、D是自然固氮,合成氨和仿生固氮是人工固氮。
答案:CNO2、NO与水或氧气的反应 将装有50 mL NO2、NO混合气体的量筒倒立于水槽中,反应后气体体积缩小为30 mL,则原混合气体中NO2和NO的体积比是( )
A.5∶3 B.3∶5
C.3∶2 D.2∶3解析:判断此题可根据化学方程式,运用差量法进行计算,由所得结果来确定正确的选项。设混合气体中NO2的体积为x名师点睛:差量法是根据化学反应中反应物和生成物的相差量跟反应物的消耗量或生成物的增加量之间的比例关系为解题思路而建立起来的解题方法。关键是找准变化量,把题中的已知差量与化学方程式中的化学计量数对应差量列出比例关系,进行计算,是一种简捷的解题方法。变式训练2.如下图所示,室温下向盛有3.0 mL NO的试管中缓缓通入1.5 mL O2(所有气体体积均在标准状下测定)。试回答下列问题:
(1)写出观察到的现象(可不写满,也可补充):
①____________________________________;
②____________________________________;
③____________________________________。
(2)最终试管中剩余的气体是________,体积为________。解析:(1)通入的O2与NO发生反应生成NO2: ①2NO+O2 2NO2,所以看到有红棕色气体生成,生成的NO2溶于水:②3NO2+H2O 2HNO3+NO,①②两反应的总方程式为:③4NO+3O2+2H2O 4HNO3,气体被消耗,所以又会看到试管内液面上升。V(NO)∶V(O2) ≠4∶3,故最后有气体剩余,不论剩余NO还是O2,都为无色气体,这是看到的第三个现象。
(2)设1.5 mL O2全部参加反应,由(1)中③知:V反应(NO)=V反应(O2)×4/3=1.5 mL×4/3=2.0 mL,而NO的总体积是3.0 mL,故剩余NO气体1.0 mL。?答案:(1)①试管内气体变为红棕色 ②试管内液面升高
③最后试管内剩余一种无色气体 (2)NO 1.0 mL综合计算 欲用V升某烧碱溶液将由n mol NO与m mol NO2组成的混合气体全部吸收,则NaOH溶液的物质的量浓度至少为多少? ?变式训练3.把CO2和NO组成的混合气体80 mL,缓缓通过足量的Na2O2,气体的体积缩小到原混合气体的1/2,则CO2与NO的体积比不可能为( )
A.1∶1 B.2∶3
C.3∶2 D.5∶2B祝您学业有成课件45张PPT。第2节 氮的循环
第2课时 氨与铵态氮肥自然界中的元素 1.了解氨的物理性质,掌握氨的化学性质。
2.了解铵盐的性质。
3.掌握铵根离子的检验。知识清单氨1.物理性质:________色、有________气味,比空气轻,极易溶于水,在常温、常压下,1体积水能溶解约________体积氨气。无 刺激性 7002.化学性质
(1)氨与水反应
氨气溶于水时能与水反应:___________(氨水中的粒子有:___________)。
氨溶于水,所得溶液叫________,溶于水中的氨气大部分与水结合成________,一水合氨少部分电离。因此,氨水显________性,能使酚酞试液变________色。氨气是中学阶段唯一的一种碱性气体,利用这一点,可以用________检验NH3。(2)碱性:与酸反应时氨气显碱性,如与盐酸反应:________________(白色固体)。
NH3与其它酸也能反应生成相应的________。其中,NH3与盐酸这样的易挥发性酸(如________)反应时会有白烟(铵盐固体的小颗粒)生成。利用这个现象也可以检验________的生成或存在。(3)还原性:氨的催化氧化反应
4NH3+5O2 4NO+6H2O
该反应是工业上生产硝酸的一个基础反应。NH3中的氮元素的价态为-3价,因此,NH3不仅能被催化氧化生成NO,在纯氧中燃烧能生成N2。在一定条件下,NH3还能被Cl2、CuO等氧化。
3.氨的用途
氨是______工业和______工业的重要原料。化学氮肥主要包括______(主要成分为______)、______(主要成分为_______) 和有机氮肥——_______ 。氮肥 硝酸 铵态氮肥 NH 4+ 硝态氮肥 NO3-
尿素[CO(NH2)2]综合拓展喷泉实验探讨(1)形成原因:p(外)>p(内)。减小气压的方法有三种:减少气体的物质的量(将气体物理溶解或通过化学反应溶解)、降低气体的温度(如冷水浇注、用湿毛巾放于瓶底或转移入较低温的环境)和增大气体的体积(用热水浇注或热毛巾放于瓶底)。如图1的原理就是利用了气体的物理溶解法,当将滴管中的水挤入烧瓶后,由于氨气极易溶于水,使瓶内的氨气大量减少,烧瓶内的压强减小,外界大气压大于烧杯内气压时,外界大气压就将烧杯中的水压入烧瓶内,形成美丽的喷泉。(2)形成条件:气体极“易”“溶”于“溶剂”
易:溶解度大且溶解速度快;
溶:可是物理过程,也可是发生化学反应导致气体的消耗;
溶剂:可是水,也可以是某种溶液。
(3)常见实例
水作溶剂:HCl、HBr、HI、SO2、NH3。
NaOH作溶剂:H2S、Cl2、CO2以及易溶于水的气体。
特别提示:在喷泉实验中,存在压强差不一定能形成喷泉,因为喷泉要能形成,则烧杯中的水必须通过导管进入烧瓶,故只有压强差大于烧杯中液面至烧瓶中尖嘴管这段水柱产生的压强时,水才能进入烧瓶,才能形成喷泉。1.(2010年揭阳一中摸底)如下图,利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水,立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是( )尝试应用答案:A知识清单铵盐和氮肥1.铵盐的性质 观察:逐渐减少 上端内壁 氨气 氯化氢 氯化铵 气泡 浑浊 CO2 刺激性 变蓝 氨气(1)铵盐受热分解
NH4Cl分解的方程式:____________________。
NH4HCO3分解的方程式:_________________。
(2)铵盐与碱反应
________________;________________。2.氨的实验室制取
药品:________。 反应原理:_________。
装置:与制________相同。收集:________。
验满:用________________或沾有________的玻璃棒。
防止多余氨气污染空气的方法:收集NH3后的导管口处塞一团________或用________浸湿的棉花。
干燥:NH3通过盛有________的干燥管。向下排空气法 湿润的红色石蕊试纸
浓盐酸 湿棉花 稀H2SO4 碱石灰综合拓展 铵盐在加热条件下的分解情况分析
由铵离子和酸根离子构成的化合物叫铵盐,所有的铵盐都是晶体,都能溶于水。受热均易发生分解,分解产物一般为NH3和相应的酸(或酸的分解产物)。因为生成的NH3在高温下具有还原性,故当对应的酸是非氧化性酸时,铵盐分解的产物就是氨气和相应的酸,如NH4Cl,如果对应的酸具有强氧化性,则生成的NH3能还原该种酸从而得到酸的还原产物,如5NH4NO3 4N2↑+2HNO3+9H2O,且NH4NO3在不同温度条件下分解,产物不同,硫酸铵的分解也有类似的情况。
特别提示:铵态氮肥中含氮的微粒是NH,由于铵盐能与碱混合时反应生成NH3而降低肥效,故铵态氮肥不宜和碱性肥料混合施用。尝试应用2.150 ℃碳酸铵完全分解生成的气态混合物,其密度是相同条件下氢气密度的多少倍( )
A.12 B.9.75
C.1 D.43.检验铵盐的方法是将待检物取出少量放入试管中,然后( )
A.加热,用湿润的红色石蕊试纸放在试管口试之
B.加水溶解,用红色石蕊试纸检验溶液的酸碱性
C.加入碱溶液,加热,再滴入酚酞试液
D.加入苛性钠溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸放在试管口试之解析:检验铵盐的方法是利用了铵盐与碱反应生成氨气及氨气的性质,把NaOH溶液加到某物质的固体或溶液里,加热后产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,就可以判断该物质是铵盐。
答案:D氨水的性质 氨水显弱碱性的主要原因是( )
A.通常状况下,氨的溶解度不大
B.氨水中NH3·H2O电离出少量的OH-
C.溶于水的氨分子只有少量电离
D.氨本身的碱性弱解析:氨气溶于水,大部分与水结合生成一水合氨(NH3·H2O),NH3·H2O仅有少部分电离成NH4+和OH- ,因此显弱碱性,它既不是因为氨的溶解度不大,也不是因为氨分子电离的少(在水溶液里氨分子是不电离的),更不是因为氨本身碱性弱。
答案:B名师点睛:氨水之所以显碱性,是因为当NH3 溶于水时,大部分NH3 与水反应,生成了NH3·H2O,NH3·H2O可发生微弱电离,产生NH4+和OH-,可表示为:NH3+H2O? NH3·H2O? ?NH4++OH-。1.下列关于1 mol·L-1的氨水的说法正确的是( )
A.NH3·H2O的物质的量浓度为1 mol·L-1
B.NH3的物质的量浓度为1 mol·L-1
C.NH3、NH3·H2O、NH4+的物质的量浓度之和为1 mol·L-1
D.将标准状况下22.4 L NH3通入到1 L水中可得到该溶液变式训练解析:根据氮原子守恒,1 mol·L-1的氨水中,NH3、NH3·H2O、NH4+的物质的量浓度之和为1 mol·L-1,C项正确;标准状况下22.4 L NH3通入到1 L水中得到溶液的体积不是1 L,D项错误。
答案:C氨气的制法 实验室里若用如下图所示装置制取氨气,试用表格形式列出图中装置的错误之处,并用文字简要说明如何改正。(斜管为a,直管为b)解析:本题通过考查氨的实验室制法,测试学生化学实验的基本功,体现回归书本,重视双基思想。答案:名师点睛:判断图示实验装置是否有错误的一般方法有四看:
一看主体(发生)装置是否有错:①实验是否需加热;②酒精灯部位是否有错(酒精量、外焰加热、是否缺灯芯);③仪器放置是否有错;④夹持仪器的位置是否有错。
二看试剂是否符合实验原理(包括反应物、干燥剂、尾气吸收剂等)。
三看收集方法是否有错(排水法、向上排气法、向下排气法、导管伸入的位置等)。
四看是否缺少尾气的吸收装置,对于有毒气体,一定要设计尾气的吸收装置,并选择适宜的吸收剂。变式训练2.在实验室中,常用向浓氨水中加入氧化钙的方法来制取氨气,这一事实不能说明下列哪一结论( )
A.氧化钙与水反应放热
B.NH3·H2O易分解
C.氧化钙能转化为氨气
D.氨气的溶解度随温度升高而降低解析:氧化钙与水反应消耗了水且放热,由于NH3·H2O受热易分解生成氨气,而且氨气的溶解度随温度升高而降低,从而制得氨气;氧化钙能转化为氨气违背了元素守恒定律。
答案:C喷泉实验 如右图所示的装置中,烧瓶中充满了干燥气体a,将滴管中的液体b挤入烧瓶内,轻轻振荡烧瓶,然后打开弹簧夹f,烧杯中的液体c呈喷泉状喷出,最终几乎充满烧瓶。(1)选项________(填A、B、C、D)为何不满足要求?
________________________________________。
(2)能形成图示喷泉实验的气体和液体甚多,它们需满足的条件是①____________;②____________。例如________气体和________液体。解析:形成喷泉最根本的原因是瓶内外存在压强差。当烧瓶内气体溶于液体并与之反应时,瓶内气体大量减少,压强降低,外界的大气压将液体压入烧瓶内。如此持续,最后液体将充满烧瓶,B和D正确;NO2气体虽也易溶于水,但同时产生NO气体:3NO2+H2O 2HNO3+NO,即使会出现“喷泉”现象,但烧杯内的水只会部分进入烧瓶内,不会几乎充满烧瓶。饱和氯化钠溶液不能吸收氯气,所以选项A和C错误。从以上分析我们可知,当气体极易溶于液体或气体与液体反应(一般无新气体产生)即可形成“喷泉”,例如:Cl2和NaOH溶液等。答案:(1)A、C 前者与水反应后生成NO,溶液不能充满整个烧瓶,后者气体不溶于液体
(2)①气体易溶于液体 ②气体与液体反应(无新气体产生) Cl2和NaOH
名师点睛:喷泉实验是中学化学中的重要实验,也是中学化学的常考内容,常见喷泉的形成主要有以下两类:
(1)极易溶于水的气体(NH3、HCl、SO2等)与水可形成喷泉。
(2)酸性气体(HCl、SO2、NO2、CO2、H2S等)与NaOH(aq)也能形成喷泉。 变式训练3.如下图所示,在一个烧瓶中充满气体A,打开①处的止水夹并向烧瓶中缓慢通入等体积的气体B后关闭该止水夹,待充分反应后再打开②处的止水夹,请按要求回答:(1)打开②处的止水夹前后烧瓶中所观察到的现象并按要求书写反应的化学方程式:(2)分别完成以上三个实验后,烧瓶内剩余气体最多的是(填实验序号)________。解析:①SO2和H2S反应生成单质硫和水,内部压强减小,当两者等物质的量时SO2有剩余,但SO2易溶于水,故溶液最终能充满烧瓶。②等体积的NH3和HCl恰好反应生成NH4Cl,故能看到白烟生成,且能形成喷泉,溶液充满烧瓶。③无色的NO与O2 反应生成红棕色的NO2,但由于NO与O2按照4∶3恰好被水吸收,故最终烧瓶中剩余NO气体,烧瓶中最终有1/8未充满。答案:(1)(2)③ 在100 mL NaOH溶液中加入NH4NO3和(NH4)2SO4的固体混合物,加热充分反应,下图表示加入的混合物质量与产生的气体体积(标准状况)的关系,试计算:(1)NaOH的物质的量浓度:________。
(2)当NaOH溶液的体积为140 mL,固体混合物的质量是51.6 g时,充分反应后,生成气体的体积(标准状况)为________ L。
(3)当NaOH溶液的体积为180 mL,固体混合物的质量仍为51.6 g时,充分反应后,生成气体的体积(标准状况)为________ L。变式训练4.设计一个实验只用一种试剂鉴别NaHCO3、NH4Cl、NaCl、NH4HCO3四种无色溶液,简述操作步骤及现象。解析:检验铵根离子要用到碱,而碱中的氢氧根离子又可与碳酸氢根离子反应生成碳酸根离子,而碳酸根离子可以与钙离子或钡离子反应生成白色沉淀。故试剂可选用Ba(OH)2溶液和Ca(OH)2溶液,但由于Ca(OH)2的溶解度太小,其溶液与铵根反应时产生的氨太少,不好检验,因此,该试剂选用Ba(OH)2溶液。答案:用四支试管分别取少量试液,分别加入足量Ba(OH)2溶液,并加热,同时用湿润的红色石蕊试纸在管口检验。产生白色沉淀,且试纸变蓝的为NH4HCO3,只产生白色沉淀的为NaHCO3,不产生沉淀但试纸变蓝色的为NH4Cl,均无明显现象的为NaCl。祝您学业有成课件39张PPT。第2节 氮的循环
第3课时 硝酸 人类活动对氮循环和环境的影响 自然界中的元素 1.了解硝酸的化学性质。
2.熟悉硝酸的化学性质:硝酸的强氧化性。知识清单硝酸1.物理性质:_____色、易_____、有____气味、密度______水。
2.不稳定性
硝酸见光或受热易分解。方程式:____________。
硝酸越___,越容易分解。长期存放的浓HNO3呈___色,这是由于____溶于硝酸的缘故。也正因为硝酸见光或受热易分解,一般将它保存在____瓶里,放置在____处。3.强氧化性
硝酸具有强的氧化性,是因为硝酸分子里氮呈+5价。
(1)与铜的反应现象:两支试管中均有气体产生,铜片在逐渐地溶解,A试管中反应剧烈,放出红棕色气体,溶液呈绿色;B试管中反应缓慢,产生无色气体,且气体在试管上部变为浅红棕色,溶液呈蓝色。
反应的方程式:
Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
结论:浓HNO3和稀HNO3都能与铜发生反应,前者生成NO2,后者生成NO。(2)与铁的反应现象:A试管中无明显现象,B试管中产生无色气体,且气体在试管上部变为浅红棕色,溶液呈浅黄色。
结论:Fe在浓HNO3中钝化。Fe与稀HNO3反应生成NO气体,同时生成Fe(NO3)3。
(3)与非金属反应:硝酸能与许多非金属及某些有机物发生氧化还原反应:
C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O综合拓展 氧化性酸和酸的氧化性概念辨析
酸的氧化性:实质上指氢离子的氧化性,任何酸都有不同程度电离出H+的能力,H+在一定条件下获得电子生成H2。因此在某些反应中酸作氧化剂其实质上是H+作氧化剂,如:锌与盐酸或稀H2SO4的反应,都可以用Zn+2H+ Zn2++H2↑离子方程式表示此类反应的实质。作为氧化性酸,不仅能氧化金属而且还能氧化某些非金属单质。而酸的氧化性即H+的氧化能力较弱,只能氧化较活泼的金属(即金属活动顺序表中氢前金属)。
特别提示:常温下铝、铁等金属可以在冷的浓硝酸中发生钝化现象,原因是浓HNO3会把铝或铁的表面氧化,形成一层薄而致密的氧化膜,阻止了反应的进一步发生。由此可知,不是不反应,而是因为反应生成了氧化膜。在加热条件下该氧化膜会被破坏。因此常温下铝、铁制品可以盛放于冷的浓HNO3。尝试应用1.烧瓶中放入铜片和稀硝酸,用酒精灯加热来制取较纯净的一氧化氮,反应开始后发现瓶中充满红棕色气体,这时的操作应是( )
A.立即接上收集容器,用向上排空气法收集
B.待烧瓶中红棕色气体消失后,用向上排空气法收集
C.待烧瓶中红棕色气体消失后,用排水法收集
D.立即用排水法收集解析:铜与稀硝酸反应生成无色的NO,但开始时由于瓶中含有氧气,能将NO氧化为NO2,但NO2溶于水中又会生成NO,故只要用排水法收集气体就可得到纯净的NO。
答案:D2.Cu与一定体积的1 moL·L-1的硝酸反应,如果NO3-的浓度下降0.2 moL·L-1,则溶液中c(H+)同时下降( )
A.0.2 mol·L-1 B.0.4 mol·L-1
C.0.6 mol·L-1 D.0.8 mol·L-1解析:Cu与稀硝酸反应的离子反应方程式为3Cu+8H++2NO3- = 3Cu2++2NO↑+4H2O,从中得出参加反应的H+与NO3-的物质的量之比为8︰2=4︰1,因为在同一溶液中,溶液的体积相同,所以H+与NO3-浓度下降之比为4︰1,故溶液中c(H+)下降了0.8 mol·L-1。
答案:D知识清单人类活动对自然界氮循环和环境的影响1.人类活动对自然界氮循环的影响
(1)作物每年要从土壤中摄取大量的氮。每100 m2土地的上空约有106 kg的氮,这是巨大的氮资源。闪电能使空气里的氮气转化为________,一次闪电能生成80~1500 kg的一氧化氮,这是一种________固氮。
(2)汽车的数量大大增加,由汽车排放到大气中的氮氧化物逐年增加。(1)一氧化氮 自然2.光化学烟雾:光化学烟雾是指汽车尾气中的________与________经紫外线照射发生反应形成的一种有毒的浅蓝色烟雾。光化学烟雾具有特殊气味,刺激眼睛,伤害植物,并使大气能见度降低。大气中的氮氧化物主要来源于________、________和植物体的焚烧,以及农田土壤和动物排泄物中含氮化合物的转化。氮氧化物 碳氢化合物 汽车尾气
化石燃料的燃烧3.富营养化:进入水体的氮的含量增大,会导致藻类“疯长”,迅速地覆盖在水面上,造成水体的________。水体中的氮主要来源于________、________、________,以及________所投入的饵料和肥料等。
4.减少人类活动对自然界中氮循环的影响
(1)控制________________________。
(2)增强________________________。我们应保护森林,植树造林,促进全球氮的良性循环。3.富营养化 工业废水 生活污水 农田灌溉和淋洗 水产养殖
4.(1)进入大气、陆地和海洋的有害物质的数量
(2)生态系统对有害物质的吸收能力综合拓展 光化学烟雾
光化学烟雾是由汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物(HC)和氮氧化物(NOx)等一次污染物,在阳光的作用下发生化学反应,生成臭氧(O3)、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯(PAN)等二次污染物,参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象叫做光化学烟雾。 光化学烟雾的成分非常复杂,但是对动物、植物和材料有害的是臭氧、PAN和丙烯醛、甲醛等二次污染物。人和动物受到主要伤害是眼睛和粘膜受刺激、头痛、呼吸障碍、慢性呼吸道疾病恶化、儿童肺功能异常等。植物受到臭氧的损害,开始时表皮褪色,呈蜡质状,经过一段时间后色素发生变化,叶片上出现红褐色斑点。臭氧、PAN等还能造成橡胶制品的老化、脆裂,使染料褪色,并损害油漆涂料、纺织纤维和塑料制品等。
光化学烟雾的预防措施有:改善能源结构,推广使用天然气和二次能源;发展区域集中供暖供热,取缔市区矮小烟囱;推广燃煤电厂烟气脱N技术;减少机动车尾气的排放;利用化学抑制剂控制光化学烟雾的形成;提倡植树造林,绿化环境。尝试应用3.常见的大气污染物分为一次污染物和二次污染物,二次污染物是排入环境的一次污染物在物理化学因素或微生物作用下发生变化所生成的新污染物,如2NO+O2 2NO2,则NO2 为二次污染物,下列四种气体①SO2,②NO,③NO2,④Cl2中能导致二次污染的是( )
A.仅①②③ B.仅②④
C.仅② D.①②③④解析:SO2能生成SO3,NO能被氧气氧化为NO2,NO2能与水反应生成硝酸,Cl2能生成HCl,生成的这些物质都是环境污染物。
答案:D硝酸的性质 浓HNO3常呈黄色的原因是( )
A.浓HNO3易分解产生NO
B.浓HNO3中混有Fe3+
C.浓HNO3易分解产生NO2
D.浓HNO3易氧化单质硫解析:浓HNO3常因见光或受热分解而呈现黄色,HNO3分解产生的NO2又溶于此硝酸中,而不是浓HNO3混有Fe3+等杂质引起的,并且浓HNO3氧化单质S产生H2SO4,并不是浓HNO3本身出现黄色的原因。
答案:C
名师点睛:硝酸作为一种酸,具有酸的通性,另外还有自己独特的性质:易分解、强氧化性。变式训练1.用铜锌合金制成的假金元宝欺骗行人的事件屡有发生,下列不易区别其真伪的方法是( )
A.测定密度 B.放入硝酸中
C.放入盐酸中 D.观察外观解析:铜锌合金通常称为黄铜,外观与黄金相似,但密度比黄金小,放入HNO3、HCl中,其中的Zn均可与之反应。
答案:D金属与HNO3反应的定量计算及产物的确定 某金属单质跟一定浓度的硝酸反应,假定只有单一的还原产物,当参加反应的金属与被还原的HNO3的物质的量之比为2∶1时,还原产物是( )
A.NO2 B.NO
C.N2O D.N2名师点睛:金属与HNO3反应的定量计算及产物的确定是本节难点,故在学习过程中应加以训练和强化。如上题中由于金属未知,HNO3浓度范围未知,此题的突破口应在“还原产物单一”“单质与被还原的HNO3的物质的量之比为2∶1”上,应用氧化还原反应电子转移守恒。变式训练2.38.4 mg Cu与适量的浓HNO3反应,铜全部作用后,共收集到22.4 mL气体(标准状况下),反应消耗的HNO3的物质的量可能是( )
A.1.0×10-3 mol B.1.6×10-3 mol
C.2.2×10-3 mol D.2.4×10-3 molCNO的实验室制法 如下图所示的装置可进行NO的制取与收集。试回答下列问题:(1)拔开试管a的橡皮塞,加入10 mL 6.0 mol·L-1稀硝酸和1.0 g薄铜片,立即将带有导管的橡皮塞塞紧试管口。反应开始时速率缓慢,逐渐加快。请写出在试管a中所发生的所有反应的化学方程式:______________________________。
(2)从反应开始到反应结束,预期在试管a中可观察到哪些现象?请依次逐一写出。
_____________________________________。
(3)在反应开始时,可观察到导管b中的水面先沿导管b慢慢上升到一定高度,此后又回落,然后有气泡从管口冒出。试说明反应开始时,导管中水面先上升的原因:____________________________________________________________________________________。解析:回忆Cu与稀硝酸反应的有关知识进行解答。
(1)a中不仅有Cu与稀HNO3的反应,还有生成的NO与a中空气中O2的反应,不要忽视第二个反应。
(2)a中进行了两个反应,由Cu与稀HNO3的反应可知:①生成无色气体NO,②生成浅蓝色溶液Cu(NO3)2(aq);由该反应放热,可知反应速率开始慢,后来快;由题给数据可以算出完全反应后Cu无剩余。由NO与O2的反应可知,开始时生成红棕色NO2,但后来空气被排尽,所以试管a上部红棕色消失。
(3)由于反应开始时产生的NO和试管a上部空气中的O2作用生成NO2;NO2易溶于水并与水起反应,使装置内气体的压强暂时减小,所以导管中的水面会先上升至一定高度。答案:(1)①3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO2)2+2NO↑+4H2O;②2NO+O2 2NO2
(2)①铜片和稀硝酸反应,有无色气泡产生,反应速率开始缓慢,逐渐加快;②试管a上部空间由无色变为红色,又变为无色;③试管a中的溶液由无色变为浅蓝色;④反应结束时,铜片全部反应完
(3)由于反应开始时产生的NO和试管a上部空气中的O2作用生成NO2;NO2易溶于水并与水起反应,使装置内气体的压强暂时减小,所以导管中的水面会先上升至一定高度
名师点睛:有关铜和稀硝酸反应是考试中常考的知识点,该问题还常结合NO和O2反应、NO2溶于水等反应来考查,只要相关知识清楚,回答问题就很容易,关键是语言叙述要准确到位。变式训练3.将铜粉放入稀硫酸中,加热无明显现象发生,当加入下列一种物质后,铜粉的质量减少,溶液呈蓝色,同时有气体逸出,该物质是( )
A.Fe2(SO4)3 B.Na2SO4
C.KNO3 D.FeSO4解析:“溶液呈蓝色”说明铜被氧化,在原稀硫酸溶液中已含有H+,当加入Fe3+时,Cu被氧化,但此时并没有气体放出,只有加入KNO3 ,提供了NO ,相当于Cu片在稀硝酸的环境中,会被氧化并放出NO气体。
答案:C与环境有关的问题 20世纪初,随着电影业、石油开采加工业、飞机制造业的发展,城市面积、人口、汽车拥有量急剧增加,空气污染日益严重。1952年,洛杉矶有近400名老人因光化学污染造成心肺衰竭而死亡。光化学烟雾形成的化学过程是:当汽车尾气产生的NO2在日光照射下分解成NO和O2时,即开始光化学烟雾的循环,不断地产生O3。这个循环包括下列3个化学方程式,请补充化学方程式②。
(1)①NO2 = NO+O2;②________________;
③O+O2 = O3。
(2)写出以上3个化学反应的总反应式:_____________________________________。解析:(1)光化学烟雾的循环过程包括①②③三个化学反应。由此可推断:反应①NO2 NO+O2中的生成物NO是反应②中的反应物;若要反应③不断地产生,就需要反应①不断进行,故反应②的生成物必定是NO2,否则无法实现“循环过程”。
(2)叠加①、②、③三个化学方程式,即得净结果:3O2 2O3。
答案:(1)②2NO+O2 2NO2 (2)3O2 2O3
名师点睛:在背景材料中要迅速提炼隐藏其中的化学知识,联系自己所学过的内容进行分析、解答。认真阅读材料、准确把握题意、多角度观察问题、多层面分析问题是解决较为复杂的信息给予题的基本方法。变式训练4.汽车尾气是城市空气的污染源。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”。它的特点是使CO与NO反应,生成可参与大气生态环境循环的无毒气体。
(1)与汽车尾气排放密切相关的是__________。
a.光化学烟雾 b.赤潮 c.白色污染
(2)写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式:_______________________________________________________________________________________________________________________。解析:(1)汽车尾气中含有大量的氮氧化物,而氮氧化物是形成光化学烟雾的主要原因。
(2)根据题目提供的信息:CO与NO反应。生成可参与大气生态环境循环的无毒气体。这气体是CO2和N2。
答案:(1)a (2)2CO+2NO 2CO2+N2祝您学业有成课件39张PPT。第3节 硫的转化
第1课时 自然界中的硫及硫元素之间的转化自然界中的元素 1.了解硫在自然界中的转化,含硫元素的物质在自然界的存在及含硫物质的主要来源。
2.探究不同价态硫元素间的相互转化。
3.掌握SO2的重要性质。知识清单硫的存在与性质1.硫的存在
在自然界里,硫既有________,又有________,游离态的天然硫存在于________或________,煤中也含有少量硫。以化合态存在的硫分布很广,主要是________和________,如黄铁矿、黄铜矿、石膏、芒硝等。硫的化合物也常存在于火山喷出的气体中和矿泉水里。硫还是某些________的组成元素,人体内平均含有0.2%的硫。游离态 化合态 火山喷口附近
地壳的岩层里 硫化物 硫酸盐 蛋白质2.认识硫单质
硫的主要同素异形体:________。
硫的物理性质:硫单质为________色晶体,密度为水的两倍,________于水、微溶于________、易溶于________,熔点112.8 ℃,沸点444.6 ℃。单斜硫、斜方硫 淡黄 难溶 乙醇 CS2 化学性质:
①与金属发生反应:____________(S表现氧化性)。
②与非金属发生反应:__________(S表现还原性)。
③与氧化性酸浓HNO3、浓H2SO4发生反应:
________________________(S表现还原性)。
____________________________(S表现还原性)。
3.用途:硫单质制硫酸,做橡胶制品的硫化剂,制黑火药、火柴、农药等。综合拓展S的特殊性质——与Hg、Ag的反应
一般说来,S是不能使具有可变化合价的金属显高价的,且S与大多数金属的反应须加热才能完成,但是S与Hg、Ag等不活泼金属的反应在常温下就能进行,且能使Hg显高价。
利用Ag和S的反应,可用简易的方法鉴别出真假银:用一布条沾上少量硫黄粉末在待鉴别的器皿表面用力磨擦,如被磨擦处出现黑斑则说明是真银,否则为假银。利用Hg和S的反应可以消除温度计、气压计、血压计等被打破后汞的毒害,汞不慎洒落在地面上,要立即打开门窗通风,并尽量设法收集起来,残余的部分,可覆盖硫粉处理,以免汞蒸气中毒。此外硫化汞还用作红色颜料(朱砂),在书面上盖的印章,所用的红色印泥就是用朱砂做的。
特别提示:硫的氧化性较弱,与变价金属反应时只能生成低价态的金属硫化物。因此硫与铜化合只能生成硫化亚铜,硫与铁反应只能生成FeS。1.关于硫的叙述正确的是( )
A.硫的非金属性较强,所以只以化合态存在于自然界
B.分离黑火药中的硝酸钾、炭、硫要用到二硫化碳、水以及过滤操作
C.硫与金属或非金属反应均作为氧化剂
D.1.6 g硫与6.4 g铜反应能得到8.0 g纯净硫化物尝试应用BD2.在空气中加热S粉和Fe粉的混合物,可观察到下列现象:
(1)有淡蓝色火焰,且生成刺激性气味的气体。
(2)混合粉末变红,放出热量,最后变成黑色固体。
(3)不时有火星从混合物中射出。
请分别写出以上三种情况发生反应的化学方程式:
________________________________________________________________________。解析:之所以产生(1)现象,是由S粉与空气中的O2发生了反应。(2)现象表明有FeS生成,这是本实验的主反应。(3)现象是Fe粉与空气中O2反应的结果。知识清单不同价态硫元素间的转化1.硫元素间的转化网络图由图知:H2S中的S只有________性,________既有氧化性,又有还原性,________只有氧化性。
2.二氧化硫(SO2)
(1)物理性质
二氧化硫为________、有________的________气体,密度比空气________,易________,________水。1.还原 S、SO2 H2SO4中的S
2.(1)无色 刺激性气味 有毒 大 液化 易溶于(2)化学性质
①二氧化硫是酸性氧化物,具有酸性氧化物的一切通性:
与水反应:________________。
与碱性氧化物反应:________________。
与碱反应:________________________。
②氧化性:____________________(气体或溶液中均可进行)。③Cl2 Fe3+ KMnO4 HNO3④漂白性:SO2具有________作用,能使品红溶液________,其作用机理是SO2与有色物质化合生成了不稳定的无色物质;加热后又显________,是由于化合物不稳定,受热释放出SO2,又分解为原物质的缘故。④漂白 褪色 红色综合拓展具有漂白作用的物质,按其漂白原理可分三类
(1)氧化型:漂白剂本身是强氧化剂,它可以将有机色质内部的“生色团”(实际是一种特殊化学键)破坏而使之失去原有的颜色,这种漂白是彻底的、不可逆的。此类物质有:HClO、Ca(ClO)2、Na2O2、H2O2、O3、ClO2 等强氧化性物质。
(2)加合型:漂白剂与有机色质内部的“生色团”发生加成反应,使有机色质失去原有的颜色,但是,如果受热或其他一些因素的影响,漂白剂从有机色质中脱离,使之恢复原有的颜色,这种漂白是可逆的、不彻底的,如SO2 使品红溶液褪色,加热又恢复原有的颜色(SO2 不漂白酸碱指示剂)。(3)吸附型:有些物质的固体疏松、多孔、具有较大的表面积、可以吸附一些其他有色物质而使之失去原来的颜色,如:活性炭、胶体等。
注意:物质的强氧化性常与漂白联系在一起,但具有强氧化性的物质不一定能作漂白剂。如浓硫酸、浓硝酸等。
特别提示:SO2和Cl2都有漂白性,将两者混合后通入到品红中漂白效果会更好,这样理解正确吗?当然不正确,将两者同时通入到品红中时,发生如下反应:SO2+Cl2+2H2O = H2SO4+2HCl,得到的硫酸和盐酸都无漂白性,故漂白效果更差而不是更好。尝试应用3.向FeCl3和BaCl2的酸性混合溶液中通入SO2气体,有白色沉淀生成,此沉淀是( )
A.BaSO4 B.FeS
C.BaSO3 D.S解析:题中隐含的条件为:该白色沉淀不溶于酸,可以排除B、C。由Fe3+有氧化性,SO2有还原性,两者发生氧化还原反应,硫元素化合价升高,2FeCl3+SO2+2H2O 2FeCl2+H2SO4+2HCl,生成的SO42-与Ba2+结合成BaSO4,与题意相符,故选A。
答案:A硫的化学性质 如下图所示装配好装置,待内外空气压强不变时标注出水银液面的刻度(用红漆),取下橡皮塞,在玻璃燃烧匙中加入硫粉,用酒精灯点燃迅速移入锥形瓶中并塞紧橡皮塞,硫粉安静地燃烧,水银柱推向左管,当火焰熄灭后,静置,水银柱又慢慢回到原标定的刻度。简要回答下列问题:(1)水银柱推向左管说明什么?说明________________________________________。
(2)硫粉未燃尽时火焰就熄灭了。说明_______________________________________。
(3)根据水银柱最后又回到原先标定的刻度。可得到什么结论?
____________________________________。解析:(1)我们都知道“热胀冷缩”的道理,水银柱推向左管,显然是气体受热膨胀的原因。而“热”哪里来?那必然是反应放出来的,因此,该反应是放热反应。(2)硫粉燃烧,实际上是硫粉与空气中的氧气反应,二者缺一不可,硫粉未燃尽时火焰就熄灭显然是氧气消耗完的原因。(3)根据水银柱最后又回到原先标定的刻度,可知容器中气体的压强、体积、物质的量等指标反应前后没有改变。答案:(1)①该反应是放热反应;②气体受热膨胀
(2)瓶内氧气已耗尽
(3)同温同压下,反应消耗的氧气与生成的SO2体积相同,压强相同,物质的量相同
名师点睛:分析简答题首先要熟悉题中情景,然后联系已有知识,有时还要结合其他学科的知识全面条理地回答。本题的结论是同学们非常熟悉的,也正因为这样,有部分同学感觉不好回答,认为这些结论是理所当然的。变式训练1.下列说法不正确的是( )
A.硫有多种同素异形体
B.硫的化学性质与氧气相同
C.硫在空气中燃烧时,火焰呈淡蓝色;在氧气中燃烧火焰呈蓝紫色
D.硫在一定条件下能与某些金属反应,生成金属硫化物解析:硫有多种同素异形体,常见的有斜方硫和单斜硫。氧有O2和O3。硫与氧气既有相同点:因为都是非金属元素,作氧化剂时,常显-2价。特别是与金属或H2的反应。又有不同点:硫具有氧化性和还原性可以发生自身氧化还原反应。
答案:B二氧化硫的鉴别 下列实验:①能使澄清石灰水变浑浊;②能使湿润的蓝色石蕊试纸变红;③能使品红褪色;④通入足量的NaOH溶液中,再滴加BaCl2溶液有白色沉淀生成,该沉淀溶于稀盐酸;⑤通入溴水中能使溴水褪色,且滴加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀产生。其中能证明有SO2存在的是( )
A.都能证明 B.都不能证明
C.③④⑤能证明 D.只有⑤能证明解析:①有可能是CO2,②是酸性气体的通性,③能使品红褪色有Cl2 、H2O2 等, ④可能是CO2,只有⑤排出了其他干扰,只能是SO2 。
答案:D
名师点睛:对于物质鉴别题,要注意物质与检验方法的一一对应,并能充分利用物质的特殊性或特殊反应来鉴别。变式训练2.要检验二氧化硫气体中是否含有二氧化碳,可采用的方法是让气体( )
A.通过澄清石灰水
B.通过品红溶液
C.先通过酸性高锰酸钾溶液,再通过澄清石灰水
D.先通过小苏打溶液,再通过石灰水C二氧化硫化学性质 下列反应中,SO2 表现氧化性的是( )
A.2SO2 +O2 2SO3
B.SO2 +H2O?? H2SO3
C.2H2S+SO2 3S+2H2O
D.SO2+2H2O+Cl2 H2SO4+2HCl解析:SO2 表现氧化性,只能 得电子,价态降低。只有C中 而A、D中SO2 均表现还原性,B是非氧化还原反应。
答案:C变式训练3.某兴趣研究小组为了研究二氧化硫的性质,设计了二氧化硫与某些物质的反应,如下图所示:
试根据图中编号回答问题,并填入表格中:氢氧化钠溶液的作用是:_________________ _______________________________。解析:从物质分类看,SO2属于酸性氧化物,溶于水将产生相应的酸,H2SO3是中强酸,能使指示剂变色;从价态上看,SO2中的硫元素处于中间价态,既可能显氧化性又可能显还原性。在遇强氧化剂溴水时,使溴水还原并使其褪色,在遇到强还原剂H2S时,使其氧化,生成硫单质而使溶液浑浊。此外SO2 还可与某些有机色质发生化合反应,生成无色物质,即具有漂白性,例如可以使品红溶液褪色。由于SO2 有毒,所以用NaOH溶液吸收,防止污染环境。SO2的漂白性 能证明SO2 有漂白性的是( )
A.酸性KMnO4溶液中通入SO2气体后紫色褪去
B.显红色的酚酞溶液通入SO2气体后红色消失
C.品红溶液通入SO2气体后红色消失
D.向溴水中通入SO2气体后橙色消失解析:A、D 两项SO2 表现出还原性;B项SO2 与H2O反应生成了H2SO3 ,中和了原来的碱性溶液。
答案:C名师点睛:SO2的漂白性不是还原性的体现,漂白性是因为SO2能与有色物质结合生成不稳定的无色物质,而SO2能使强氧化性的物质(如酸性高锰酸钾、溴水等)褪色,是它的还原性的体现。变式训练4.Cl2和SO2都具有漂白作用,若将等物质的量的这两种气体混合后,通入品红和BaCl2的混合溶液,能观察到的现象是( )
①溶液很快褪色 ②溶液不褪色 ③出现沉淀 ④不出现沉淀
A.①② B.①③
C.②③ D.②④解析:尽管氯气和二氧化硫都具有漂白作用,但氯气具有强氧化性,而SO2 具有较强还原性,若同时使用,则这两种气体在溶液中会发生反应:SO2 + Cl2 + 2H2O H2SO4 + 2HCl,因此,当两种气体以物质的量比为1∶1通入溶液中,不会使品红溶液褪色;而生成的H2SO4会与BaCl2反应生成不溶于水和酸的白色BaSO4 沉淀。
答案:C祝您学业有成课件31张PPT。第3节 硫的转化
第2课时 硫酸和酸雨及其防治 自然界中的元素 1.了解酸雨的危害和减少SO2排放的措施。
2.了解浓硫酸的性质。知识清单硫酸1.纯硫酸的物理性质
无色________液体,常见的浓硫酸的质量分数为________,沸点为338 ℃,具有难挥发性。
2.硫酸的化学性质
(1)稀硫酸具有酸的通性,如能使________试液变红、能与碱发生________、与碱性氧化物反应、与活泼金属发生________、与某些盐发生________等。1.油状 98.3%
2.(1)石蕊 中和反应 置换反应 复分解反应(2)浓硫酸的特性
①吸水性
浓硫酸具有强烈的________,可以用做干燥剂。吸水性炭②脱水性(炭化)
浓硫酸能将有机物中的氢氧原子以2∶1比例脱去。(可被浓硫酸脱水的物质一般为含氢、氧元素的有机物)其中蔗糖、木屑、纸屑和棉花等物质被脱水后生成了黑色的________(炭化)。浓硫酸使蔗糖脱水炭化为黑色的“面包”③强氧化性
a.与非金属反应:________________________。
b.与金属反应:________________________。
一般规律:
浓H2SO4+不活泼金属→高价金属硫酸盐+SO2↑+H2O (条件是加热)
常温下,浓硫酸与Fe、Al发生钝化,使金属表面生成一层致密的氧化膜。
c.与化合物反应:与具有还原性的物质反应,如HBr、H2S等。综合拓展溶液中SO42-的检验
(1)原理:利用Ba2++SO42-===BaSO4↓(白色),BaSO4具有不溶于盐酸、硝酸的特性。
(2)试剂:可溶性钡盐:BaCl2或Ba(NO3)2溶液;盐酸或稀硝酸。
(3)检验的方法
其一,先加检验试剂,后对沉淀酸化:向待测液中先加硝酸钡溶液,过滤,沉淀中加稀盐酸,沉淀不溶解:有SO42-。其二,先酸化,再加检验试剂:向待测液中加入足量稀盐酸,如果出现沉淀,过滤后向所得溶液中滴加氯化钡或硝酸钡溶液,又出现白色沉淀,证明含有SO42-;如果不出现沉淀,滴加氯化钡或硝酸钡溶液,出现白色沉淀,证明含有SO42-。
检验的关键:既要注意试剂的选择,又要注意操作顺序的优化,方能排除干扰离子的误导。全面考虑,综合分析,正确推导。特别提示:SO42-检验的误区:
(1)只加可溶性钡盐,不酸化。误将CO32-、PO43-、SO42-等干扰判成SO42-。此时上述离子同样会产生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3等白色沉淀。
(2)误将Ag+、Pb2+判成SO42-。如待测液滴加BaCl2溶液,再加盐酸有白色沉淀便武断断定含SO42-,其错误是未注意溶液中不含SO42-而含Ag+或Pb2+也会有同样现象。
(3)误将SO32-判成SO42-。如待测液中滴加用盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀,便误以为有SO42-。该错误是未注意NO3-具有强氧化性,在酸性环境中能将SO32-氧化为SO42-。
再如向待测液中滴加用硝酸酸化的BaCl2溶液产生白色沉淀便错误认定一定含SO42-。也同样是落入干扰离子转化为SO42-从而生成BaSO4的陷阱中。尝试应用1.向某溶液中加BaCl2溶液,产生白色沉淀,加稀HNO3沉淀不消失,则溶液中( )
A.一定含有SO42-、Ag+中的一种或几种
B.一定含有 SO42-或Ag+不含 SO32-
C.一定含有 SO42-或 SO32-或Ag+
D.一定含 SO42-、SO32-、Ag+中的一种或几种解析:向溶液中加入BaCl2产生的不溶于稀HNO3的白色沉淀可以是BaSO4或AgCl,所以原溶液中可能含有 SO42-、Ag+或其中的一种;若原溶液中含SO32-,当加入稀硝酸时, SO32-会被氧化成 SO42-,从而生成BaSO4沉淀,所以原溶液中也可能有SO32-,所以D正确。
答案:D知识清单酸雨及其防治1.酸雨的形成
酸雨中的酸度主要是____和____造成的,它们占总酸度的92%以上。其余为一些弱酸。我国的酸雨主要是____酸雨。一般认为:“酸雨”是由于大量含____燃料的燃烧排放的_____等酸性气体进入大气后造成局部地区大气中的____富集,在水凝结过程中溶解于水形成____,然后经空气中的尘粒等污染物的____作用,氧化成H2SO4,随雨水降下形成酸雨。主要反应如下:2SO2+O2 2SO3;SO3+H2O H2SO4;SO2+H2O?? H2SO3;2H2SO3+O2 2H2SO4(酸性增强)。硫酸 硝酸 硫酸型 硫 SO2 SO2 H2SO3 催化2.酸雨的危害:酸雨危害很大,能直接破坏森林、草原和农作物,使土壤________增强,使湖泊________,还会加速建筑物、桥梁、工业设备等的腐蚀。
3.酸雨的防治
(1)对酸性物质的________加以控制。
(2)开发________。2.酸性 酸化
3.(1)排放 (2)清洁能源 常见的环境问题及它们对应的污染物特别提示:常温下pH小于7的雨水不一定是酸雨,但酸雨的pH一定小于7。正常雨水因为溶解有CO2,而pH=5.6,故只有pH小于5.6的雨水才能称为酸雨。2.SO2被认为是造成大气污染的“首犯”,大气中的SO2主要来源于化石燃料(煤、石油)的燃烧。下列与SO2污染有关的是( )
①酸雨现象 ②伦敦“毒雾事件” ③洛杉矶“光化学烟雾”事件 ④温室效应
A.①③ B.②④
C.①② D.③④C酸雨及其危害 现有以下几种措施:①对燃烧煤时产生的尾气进行除硫处理;②少用原煤做燃料;③燃煤时鼓入足量空气;④开发清洁能源。其中能减少酸雨产生的措施是( )
A.①②③ B.②③④
C.①②④ D.①③④解析:由于煤中含有一定量的硫,煤在燃烧时产生大量的SO2,这是酸雨产生的主要原因之一。所以,如能对燃烧煤时产生的尾气进行除硫处理,例如在其中加入适量氧化钙,将产生的SO2转化成硫酸钙,或者开发清洁能源,如氢能源等,少用原煤做燃料,这都可以减少酸雨的产生。但燃煤时鼓入足量空气只能促使煤中的各个成分燃烧得更彻底,不能减少SO2的量。
答案:C名师点睛:污染问题已成为当今全球性严重的问题之一。愈来愈引起世界各国的普遍关注。化学在保证和提高人类生活质量、保持自然环境以及增强化学工业的竞争方面均起着关键作用。但化学带来的污染已严重威胁着人类的健康。保护人类赖以生存的地球是全人类的共同要求,在这种情况下引起了越来越多的人的关注。该类题目也成为近年来考查的热点。变式训练1.酸雨主要是大量燃烧含硫燃料释放出SO2所造成的,试回答下列问题:
(1)现有雨水样品1份,每隔一段时间测定该雨水样品的pH,所得数据如下:
分析数据,回答下列问题:
①雨水样品的pH变化的原因是(用化学方程式表示)
_________________________________________。
②如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合,pH将变________,原因是(用化学方程式表示) ____________。(2)你认为减少酸雨产生的途径可采用的措施是________。
①少用煤作燃料 ②把工厂烟囱造高 ③燃料脱硫 ④在已酸化的土壤中加石灰 ⑤开发新能源
A.①②③ B.②③④⑤
C.①③⑤ D.①③④⑤
(3)有人在英国进行的一项研究结果表明:高烟囱可以有效地降低地表面SO2浓度。在20世纪的60~70年代的10年间,由发电厂排放出的SO2增加了35%,但由于建筑高烟囱的结果,地面浓度降低了30%之多。请你从全球环境保护的角度,分析这种方法是否可取?简述其理由。
________________________________________。解析:(1)酸雨放置时pH变小,其原因是雨水中的H2SO3被空气中氧气氧化所致。雨水和自来水混合,应考虑H2SO3与Cl2(或HClO)的反应。
(2)减少酸雨的形成须减少SO2的排放,将煤转化为清洁能源(如煤的气化和液化),燃料脱硫、固硫,开发不含硫的新能源(如氢能、核能等),都是有力措施。
(3)将烟囱建高,并没有减少SO2的排放,只是将SO2在地表的含量降了下来,无疑将增加高空中SO2的浓度,酸雨依旧会形成。硫酸性质 下列关于H2SO4性质的描述,不正确的是( )
A.浓H2SO4有氧化性,稀H2SO4没有氧化性
B.浓H2SO4和Al在常温下不反应
C.浓H2SO4具有脱水性,可使蔗糖炭化
D.浓H2SO4在实验中可用作干燥剂解析:稀硫酸中H+表现出弱氧化性,浓H2SO4常温下和Al发生钝化是由于发生了氧化还原反应而在Al的表面生成了致密的氧化膜,保护了内部的Al。所以A、B描述都是错误的。
答案:AB名师点睛:第一,有些同学没有掌握浓硫酸的强氧化性和稀硫酸的氧化性的区别,认为只有浓硫酸有氧化性,从而导致错误。实际上浓硫酸的强氧化性是硫酸分子中处于最高价态的+6价的硫产生的,加热能氧化许多金属、非金属及某些具有还原性的化合物,浓硫酸的还原产物一般为二氧化硫。稀硫酸溶液中不存在硫酸分子,因而无强氧化性。但电离产生H+具有较弱的氧化性,只能氧化比较活泼的金属(如Zn等)而发生置换反应,稀硫酸还原产物为氢气。第二,有些同学认为浓H2SO4在常温下和Al不反应,这是没有掌握钝化的含义的表现,钝化实际是发生了氧化还原反应。变式训练2.怎样鉴别浓硫酸和稀硫酸?解析:①观察状态,略为摇动,若为油状粘稠液体则为浓H2SO4,另一为稀H2SO4。
②手掂重量,重者为浓硫酸,轻者为稀H2SO4。
③取少量蒸馏水,向其中加入少量试样,放出大量热者为浓H2SO4,另一为稀H2SO4。
④取少量试液,投入小块胆矾,胆矾表面产生白色粉末者为浓H2SO4,胆矾溶解者为稀H2SO4。⑤用玻璃棒蘸取试液在纸上写字,立即变黑者为浓H2SO4,另一为稀H2SO4。
⑥取少量试液,向其中分别投入铁片,没有明显变化者为浓H2SO4,放出大量气体者为稀H2SO4。
答案:见解析 比较下述实验方案,判断能够确定一种溶液中一定含有 的事实是( )
A.取少量试样溶液,加入用盐酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀生成
B.取试样溶液,加入BaCl2溶液,有白色沉淀,再加稀HNO3,沉淀不溶解
C.取少量试样的溶液,加入Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀生成
D.取少量试样溶液,加入足量盐酸,无沉淀,加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成解析:遇盐酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀生成时, 原溶液可能含有Ag+或SO42-,A错;加入BaCl2溶液有白色沉淀,再加稀HNO3,沉淀不溶解,原溶液中可能含有SO42-或SO32- (BaSO3能被HNO3氧化成BaSO4),B错;加入Ba(NO3)2 溶液,能产生白色沉淀,原溶液中可能含有CO32-、SO32-、SO42-等,C错;当加入足量的盐酸时,无沉淀生成,加入BaCl2生成了白色沉淀,原溶液只可能为SO42-,此称HCl-BaCl2法。
答案:D
名师点睛:在检验SO42-时要特别注意试剂加入的顺序,试剂的最佳组合及现象描述为:先加稀盐酸,无沉淀产生,再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,则溶液中一定含有SO42-。变式训练3.设计一个只用BaCl2溶液及试管鉴别Na2SO3溶液和稀H2SO4的实验步骤。简要写出操作和实验结论。解析:BaCl2溶液与Na2SO3溶液和稀H2SO4反应分别生成白色沉淀BaSO3和白色沉淀BaSO4。但前者溶于酸而后者不溶于酸。答案:各取试样适量,分别置于两支试管A、B中。分别向A、B中滴加足量的BaCl2溶液,都生成白色沉淀。静置,将A中上层清液注入B中,若B试管中沉淀溶解且放出有刺激性气味的气体,则说明B中原来加入的是Na2SO3溶液。A试管中则是稀H2SO4;若试管B中无明显现象,则证明试管B中原来加入的是稀H2SO4,试管A中加入的就是Na2SO3溶液。祝您学业有成课件29张PPT。第4节 海水中的元素
第1课时 海水中的元素及海水提镁 自然界中的元素 1.了解海水中的微量元素的存在和应用及在工业生产和高科技领域的潜在价值,认识到综合开发利用海水化学资源的重要意义。
2.了解镁单质的还原性和重要用途。知识清单海水——化学元素宝库1.海水中的元素
海洋中含有元素约为_________种,其中氯、钠、镁、硫、钙、钾、碳、锶、溴、硼、氟共11种称为_________,占海水溶解物质总量的________。海水中所含有的元素大部分以________的形式存在,在这些盐类物质中,________占80%以上。在________________称为海水中的微量元素。在常量元素中溴被人们称为________,因为地球上99%以上的溴都蕴藏在大海中。80多 常量元素 99.9% 盐 氯化钠
每升海水中含量低于1 mg的元素 “海洋元素”2.氯化钠、锂、碘、铀的重要用途
氯化钠:食用、生理盐水、化工原料。
锂:________的重要材料之一,是________、________等的原料之一。
碘:________消毒,碘元素是人体必需元素,食盐中加入________。
铀:核燃料。热核反应 锂电池 特种合金 碘酒 碘酸钾综合拓展氯碱工业
(1)概念:工业上用电解饱和食盐水的方法来制取NaOH、Cl2和H2,并以它们为原料生产一系列化工产品,称为氯碱工业。
(2)原料:饱和食盐水。
(3)原理:2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑通电特别提示:粗食盐水中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质,可以用以下方法精制食盐:先加入过量的BaCl2溶液使SO完全沉淀,再加入过量的NaOH溶液除去Fe3+和Mg2+,再加过量的Na2CO3溶液除去Ca2+和Ba2+,过滤后,向滤液中加入盐酸调pH为7即可。该精制过程的关键有两个,一是Na2CO3溶液要在BaCl2溶液之后,二是先过滤再加盐酸。尝试应用1.海水是一个巨大的化学资源宝库,下列有关海水综合利用的说法正确的是( )
A.从海水中可以得到NaCl,电解熔融NaCl可制备Cl2
B.海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化
C.海水中含有钾元素,只需经过物理变化就可以得到钾单质
D.利用潮汐发电是将化学能转化为电能解析:电解熔融态的氯化钠可以制得金属钠和氯气,A正确;海水在蒸发过程中只发生了物理变化,B错;金属钾是一种非常活泼的金属,只能利用电解法才能制得,C错;潮汐发电是利用了海水势能,故D错。
答案:A知识清单镁和海水提镁1.海水提镁的方法
(1)海水提镁的3个环节
①碱的制取——贝壳高温分解产生________,再与水反应得碱。
②Mg2+的浓缩——海水加碱,得________沉淀,将沉淀分离出来,再加________,得到浓的MgCl2溶液。
③Mg的制取——MgCl2溶液经过蒸发、浓缩、干燥,得到MgCl2固体,________熔融MgCl2得到Mg。CaO 氢氧化镁 盐酸 电解(2)相关化学(或离子)方程式
①________________;________________。
②________________;________________。
③________________。2.镁的性质
(1)物理性质:镁是一种________色金属,密度小于水,熔点________,硬度________,有良好的________、________性和________性,与其他金属易构成性能优良的合金。
(2)化学性质
①与非金属单质反应
________________;________;________。②与酸反应
镁与非氧化性酸,如稀硫酸、盐酸等反应生成氢气:
_________________________________________。
③与某些氧化物反应:
2Mg+CO2 2MgO+C
(3)用途
用于制造镁合金,镁合金的强度高、机械性能好,可以用来制造汽车、飞机、火箭等,被称为“国防金属”。在冶金工业,金属镁可以用作还原剂和脱氧剂。综合拓展从海水中提取金属镁工厂厂址的选择
从经济角度应考虑以下几点:工厂应设在海边。需要的碱取自海边的贝壳(CaCO3),CaCO3分解产生的CaO再与水反应即得碱[Ca(OH)2]。电解MgCl2制镁时产生的氯气又可作为制取盐酸的原材料。制得的盐酸再跟Mg(OH)2反应进入循环,对我们的启示是:建厂要考虑原料的来源,以减轻经济负担,提高经济效益。
特别提示:CO2是常用的灭火剂,并不是所有的失火都可用CO2来灭火,因为活泼的金属如Na、Mg等都能与CO2反应,它们的氧化物有些也能与CO2反应,如过氧化钠,因此在一定程度上CO2还是助燃剂。尝试应用2.某研究性学习小组为了探究镁粉与溴水反应的机理,做了如下四组实验:
①将镁粉投入冷水中,未见任何现象;
②将镁粉放入溴水中,观察到只是开始时产生极少量的气泡,但溴水的颜色逐渐褪去;
③将镁粉放入液溴中,未观察到任何明显现象;
④向含足量镁粉的液溴中滴加几滴水,观察到溴的红棕色很快褪去。则下列关于镁与溴水的反应机理的论述中正确的是( )
A.镁粉只直接与溴水中的溴反应
B.镁粉只与溴水中的酸反应
C.产生极少量的气泡是由于镁粉与水反应得到
D.镁粉在水的催化下与溴发生反应解析:①说明镁不与冷水反应,②开始产生气泡的原因是溴水中含有溴与水反应产生的HBr,但最终颜色消失是由于溴与镁直接反应,③说明液溴与镁不反应,④说明只有在有水的作用下,液溴才与镁反应.综上所述,D正确。
答案:D镁的化学性质 0.1 mol Mg分别在足量的O2、CO2 、N2中燃烧,生成固体的质量依次为W1、W2、W3,下列关系式正确的是( )
A.W2>W1>W3 B.W1=W2>W3
C.W1=W2=W3 D.W3>W2>W1解析:0.1 mol Mg分别在足量的O2、CO2、N2中燃烧,生成固体产物分别为MgO(0.1 mol), MgO(0.1 mol)、C(0.05 mol),Mg3N2(0.1/3 mol)。其质量分别是4 g,(4+0.6) g,3.33 g,即W2>W1>W3。
答案:A名师点睛:等物质的量的镁分别在足量的O2、CO2 、N2、空气中燃烧,生成固体的质量分别为W1、W2、W3 、W4,则它们的大小关系应为:W2>W1>W4>W3,因为Mg在空气中燃烧主要发生两个反应:2Mg+O2 2MgO;3Mg+N2 Mg3N2。故镁在空气中燃烧所得固体质量应介于O2和N2之间。变式训练1.镁不仅能在O2中燃烧,它还能在不支持燃烧的氮气、能灭火的CO2中燃烧。与CO2性质相似,镁亦能在SO2和灼热的水蒸气中燃烧,写出有关反应的化学方程式并指出实验时观察到的现象。
(1)Mg+SO2
①反应方程式:_______________________________;
②实验现象:_________________________________。
(2)Mg+H2O(g)
①反应方程式:_______________________________;
②实验现象:_________________________________。解析:(类比法)Mg与CO2反应的实质是Mg夺取了CO2中的氧,本身被氧化为MgO,把C还原了出来: 2Mg+CO2 2MgO+C。由题意可知,Mg也能夺去SO2 (或H2O)中的氧,本身被氧化为MgO,把S(或H2)还原出来。与Mg与CO2反应不完全相同的是,部分Mg还能和生成的硫继续反应,生成硫化镁。海水中提镁 海水的综合利用可以制备金属镁,其流程如下图所示:(1)若在空气中加热MgCl2·6H2O,生成的是Mg(OH)Cl或MgO,写出相应反应的化学方程式:__________________________________________________________________________________________。
(2)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去?写出实验步骤:__________________________________。
(3)实验室里将粗盐制成精盐的过程中,在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒,分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的:
溶解时:____________。过滤时:____________。蒸发时:____________。第(2)问考查了除杂的基本操作。Mg(OH)2和Ca(OH)2都为碱,故无法通过反应除去Ca(OH)2,但仔细分析两种物质的性质差异,发现Mg(OH)2难溶而Ca(OH)2微溶。利用这一性质差别,可以加入MgCl2溶液,充分搅拌后过滤,沉淀用水洗涤即可除杂。
第(3)问考查了玻璃棒在溶解、过滤、蒸发过程中的使用目的,属基本操作能力考查。溶解时能加速溶解;过滤时能防止外流;蒸发时能防止液滴或晶体飞溅。(2)加入MgCl2溶液,充分搅拌,过滤,沉淀用水洗涤
(3)搅拌,加速溶解 引流,使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗,防止外流 搅拌,防止因局部过热而液滴或晶体飞溅
名师点睛:以海水制取金属镁为载体,能较全面地考查了化学基本概念、基本原理、元素化合物和化学实验的基础知识,考查了学生的推理能力和实验基本操作能力。认真审题、与已掌握的知识联系起来是解答这类题目的关键所在。变式训练2.海水中含的氯化镁是镁的重要来源之一。从海水中提取镁,可按如下步骤进行:①把贝壳制成石灰乳;②在引入的海水中加入石灰乳,沉降,过滤,洗涤沉淀物;③将沉淀物与盐酸反应,结晶,过滤,干燥产物;④将产物熔融后电解。关于提取镁,下列说法中不正确的是( )
A.此法的优点之一是原料的来源丰富
B.进行①②③步骤的目的是从海水中提取MgCl2
C.第④步电解时会产生氯气
D.以上提取镁的过程中涉及到的反应有复分解反应、化合反应和置换反应解析:从海水中提取镁,利用的原料是贝壳和海水,原料来源丰富;而提取镁的过程中不涉及到置换反应。
答案:D祝您学业有成课件31张PPT。第4节 海水中的元素
第2课时 溴碘及海水提溴自然界中的元素 1.了解氯、溴、碘单质的氧化性以及递变顺序。
2.掌握海水提取溴的方法以及溴单质的性质。知识清单溴和碘单质性质橙红 紫红深红棕色 紫黑色液体 固体挥发性 升华 遇淀粉变蓝橙黄 黄褐综合拓展萃取与分液
萃取是利用溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的实验方法。
萃取分液所用的主要仪器:分液漏斗。
选用萃取剂的原则是:①溶质在萃取剂中溶解度比在原溶剂中大;②萃取剂与原溶剂互不相溶,且与溶质不反应。
萃取操作要求是:①萃取过程中要充分振荡;②当两种液体交界液面降至旋塞位置时,适时关闭分液漏斗的活塞。
特别提示:萃取后的溶液在分液时,下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出。尝试应用1.下列液体分别与碘水混合,充分振荡,静置后上层液体为紫色,下层液体为无色的是( )
A.四氯化碳 B.酒精
C.苯 D.氯水解析:CCl4和苯均可以从碘水中萃取碘,苯的密度小于水,苯在上层,CCl4密度大于水,CCl4在下层。
答案:C2.下列物质需要保存在棕色瓶中的是( )
A.AgBr B.NaCl
C.氯水 D.碘单质解析:AgBr、HClO等见光易分解的物质需要保存在棕色瓶中。
答案:AC知识清单海水提溴1.氯、溴、碘单质氧化性的强弱
将少量氯水加入盛有NaBr溶液的试管中,溶液由________色变为________色;将少量氯水加入盛有KI溶液的试管中,溶液由________色变为________色;少量溴水加入另一支盛有KI溶液的试管中,溶液由无色变为褐色。由此可知氯可以置换出溴和碘:________、________;溴可以置换碘:________________。故单质氧化性顺序为:________;阴离子的还原性顺序为:________。2.海水提溴
溴单质的氧化性介于氯和碘之间,因此海水提溴可以选取________作氧化剂。一般要经历______、______和______三个步骤:
浓缩——海水中的Br-的浓度很小,大约0.067 g·L-1,________剩下的苦卤中的Br-浓度较大,可作提取溴的原料。
氧化——向苦卤中通入_____。Cl2+2Br-===2Cl-+Br2。
提取——向溶有溴的苦卤中鼓入_____或_____,使溴挥发而分离出来。氯气 浓缩 氧化 提取 海水晒盐
氯气 热空气 水蒸气3.溴的用途
(1)工业上,大量用于制造燃料的 ________,见光容易分解的 ________用作感光材料。
(2)农业上,制含溴的 ________。
(3)医药上,NaBr、KBr常被用作 ________;红药水的成分是含________和________的有机化合物。(1)抗爆剂 溴化银 (2)杀虫剂
(3)镇静剂 溴 汞综合拓展 Cl-、Br-、I-的检验
(1)试剂:AgNO3和稀硝酸。
(2)方法:向待测液中滴加AgNO3溶液后,再滴加稀硝酸,观察生成沉淀的颜色。
(3)现象及结论:若生成白色沉淀,则原溶液含有Cl-;若生成淡黄色沉淀,则原溶液含有Br-;若生成黄色沉淀,则原溶液含有I-。
(4)反应原理:NaCl+AgNO3 AgCl↓+NaNO3,
NaBr+AgNO3 AgBr↓+NaNO3,
NaI+AgNO3 AgI↓+NaNO3。特别提示:AgCl 、AgBr、 AgI分别为白色沉淀、淡黄色沉淀和黄色沉淀,均不溶于稀硝酸;如果不加稀硝酸,会有其他离子干扰,如Ag2CO3、Ag2SO4等都是白色沉淀,而Ag3PO4是黄色沉淀。3.甲、乙、丙三种溶液各只含有一种X-(X-为Cl-、Br-、I-),向甲中加淀粉溶液和氯水,则溶液变为橙色,再加丙溶液,颜色无明显变化,由此可判断甲、乙、丙依次含有( )
A.Cl-、Br-、I- B.Br-、I-、Cl-
C.I-、Br-、Cl- D.Cl-、I-、 Br-尝试应用解析:向甲中加淀粉溶液和氯水,则溶液变为橙色,说明甲中含有Br-,向含有单质溴的溶液中加丙溶液无明显变化,由于丙中的离子可能为Cl-或I-,而I-能与Br2 反应生成I2 使溶液呈蓝色,所以丙中的离子为Cl-,乙中含有I-。
答案:B溴的化学性质 下列物质中,分别加入少量溴水,振荡后静置,溶液无色的是( )
A.NaOH溶液 B.NaCl溶液
C.KI溶液 D.Mg粉解析:NaOH与Br2 反应生成无色的NaBr和NaBrO,因此溶液无色;Mg粉与溴水反应生成无色的MgBr2。
答案:AD名师点睛:溴水中主要含有溴单质和HBr,加入还原性的物质时,能直接与溴单质反应,加入碱性物质时能与HBr直接反应,对于物质到底与哪种微粒反应,要熟练掌握加入物质具有的性质才能很好地解题。变式训练1.将溴水滴加到氯化亚铁溶液中,溶液由浅绿色变为黄色,甲同学认为Fe3+的氧化性强于Br2,溶液的黄色是溴水的颜色,下列试剂不能证明甲错误的是( )
A.CCl4 B.KSCN
C.NaOH D.KNO3D碘及其化合物性质 碘缺乏症遍及全球,多发生于山区。南美的安第斯山区、欧洲的阿尔卑斯山区和亚洲的喜马拉雅山区是高发病地区。我国云南、河南等10余省的山区发病率也较高。据估计我国患者大约有1000万人。为控制该病的发生,较为有效的方法是食用含碘食盐,我国政府以国家标准的方式规定在食盐中添加碘酸钾(KIO3)。据此回答下列问题:
(1)碘是合成下列哪种激素的主要原料之一( )
A.胰岛素 B.甲状腺激素
C.生长激素 D.雄性激素(2)长期生活在缺碘山区,又得不到碘盐的供应,易患( )
A.甲状腺亢进 B.佝偻病
C.地方性甲状腺肿 D.糖尿病
(3)可用盐酸酸化的碘化钾和淀粉检验食盐中的碘酸钾。反应的化学方程式为______________。氧化产物与还原产物的物质的量之比为______________。能观察到的明显现象是____________________。解析:此题重点考查了一些卫生保健的常识及与其有关的化学知识。碘是合成甲状腺激素的主要原料之一,缺碘易患地方性甲状腺肿。这一病症可用食含碘食盐的方法来预防,这些内容属于卫生保健的常识性知识。但检验食盐中是否含碘及如何制取碘盐中所需的KIO3,则需用化学知识来解决。在酸性条件下,IO可氧化I-生成单质碘,碘遇淀粉变为蓝色。反应的化学方程式为:5KI+KIO3+6HCl 6KCl+3I2+3H2O。I2既是氧化产物,又是还原产物,其物质的量之比为5∶1。名师点睛:由于微量元素碘对生物体的生命活动起着重要作用(碘是合成甲状腺激素不可缺少的原料,体内缺碘,易患“大脖子病”)。因此,以碘为素材的学科间综合也应引起注意。 答案:(1)B (2)C
(3)5KI+KIO3+6HCl 6KCl+3I2+3H2O 5∶1 溶液变蓝变式训练2.为实现中国2000年消除碘缺乏病的目标,卫生部规定食盐必须加碘,其中的碘以碘酸钾(KIO3)形式存在。已知在溶液中IO3-可和I-发生反应:IO3-+5I-+6H+ 3I2+2H2O。根据此反应,可用试纸和一些生活中常见的物质进行实验,证明在食盐中存在IO3-。可供选用的物质有:①自来水;②蓝色石蕊试纸;③碘化钾淀粉试纸;④淀粉;⑤食糖;⑥食醋;⑦白酒。进行上述实验时必须使用的物质是( )
A.①③ B.③⑥
C.②④⑥ D.①②④⑤⑦解析:依题给信息要检验NaCl中含有IO3-,宜使其变成有特殊颜色的物质才好识别。因此,应加含有I-和 H+的物质使其变成I2,它与淀粉结合生成蓝色物质。因而选用③(含有I-和淀粉)和⑥(含有H+——由CH3COOH溶液电离而得)。
答案:B化学药品的保存 下列关于药品的保存方法正确的是( )
A.少量的钠保存在汽油中
B.固体碘盛在细口玻璃瓶中
C.液溴保存在加有少量水的盖有玻璃塞的棕色细口瓶中
D.浓硝酸盛在盖有橡胶塞的棕色瓶中解析:A项钠保存在煤油中,而非保存在易挥发的汽油中;B项固体药品应盛在广口瓶中;D项浓硝酸能腐蚀橡胶,应用玻璃塞;液溴易挥发,加水起液封作用,液溴腐蚀橡胶,故用玻璃塞,且用棕色细口瓶,故正确答案为C。
答案:C
名师点睛:对于药品保存的相关知识,应该明确固体药品→广口瓶,液体药品→细口瓶,钠保存在煤油中,氯水、浓硝酸、溴水、AgBr、AgI、AgNO3 溶液等盛在棕色瓶中,液溴保存用水封。碱性溶液用橡胶塞,酸性、氧化性物质用玻璃塞。变式训练3.下列试剂的保存不正确的是( )
A.氯水保存在棕色细口试剂瓶中
B.盛溴的棕色细口试剂瓶放在低温、避光处
C.金属钠应保存在煤油中
D.溴化银保存在无色试剂瓶中解析:氯水中次氯酸见光易分解,应保存在棕色玻璃瓶中避光;溴易挥发应避光,并放在低温处;金属钠易与水、氧气反应,钠的密度比煤油的大,可保存在煤油中;而溴化银见光易分解,应避光保存。
答案:D卤素单质氧化性比较 在100 mL含等物质的量HBr和H2SO3的溶液里通入0.01 mol Cl2,有一半Br-变为Br2(已知Br2能氧化H2SO3)。原溶液中HBr和H2SO3的浓度都等于( )
A.0.0075 mol·L-1 B.0.18 mol·L-1
C.0.075 mol·L-1 D.0.08 mol·L-1解析:当氯气通入含有等物质的量的HBr和H2SO3的溶液中,因H2SO3的还原性比Br-强,氯气先氧化H2SO3,再氧化Br-。设原溶液中HBr和H2SO3的物质的量浓度都为x。由题意可知:0.1L×x×1/2 +0.1L×x×2=0.01mol×2(电子守恒)。解得x=0.08mol·L-1。
答案: D
名师点睛:一种氧化剂同时与几种还原剂相遇时,还原性强的首先被氧化,这是氧化还原反应的规律。此外,“还原剂的还原性强于还原产物”,这也是重要反应规律。掌握好这些基本规律,是解决氧化还原反应问题的前提。 变式训练4.在甲、乙、丙三种溶液中各含Cl-、Br-、I-离子中的一种离子,往甲中加淀粉和氯水,则溶液变蓝色,再往丙中加淀粉和氯水,无明显现象。则甲、乙、丙依次含有( )
A.Br-、I-、Cl- B.Cl-、I-、Br-
C.I-、Br-、Cl- D.Br-、Cl-、I-解析:氯水能把I-氧化为I2,I2遇淀粉变蓝,说明甲中含I-。丙中“加氯水无明显现象”说明丙中不含Br-,只能含Cl-,因此乙中含有Br-。
答案:C祝您学业有成课件37张PPT。第1节 元素与物质的分类
第1课时 元素与物质的关系 物质分类的方法 元素与物质世界 1.了解元素与物质的关系。
2.了解物质分类的方法及对单质、氧化物、酸、碱、盐之间关系的探究。
3.通过对物质的分类,体验分类在化学研究和学习中的重要意义。知识清单元素与物质的关系1.________是物质的基本组成成分,物质都是由________组成的。如SO2是由________和________组成的;钠元素和氯元素则可以组成________。元素 元素 硫元素 氧元素 NaCl2.同一种元素自身组成的纯净物叫________,如氧元素形成的________或________等。单质通常包括________和________。不同的元素之间组成的纯净物叫________,如:铁与氧元素形成的________________等。
3.元素以自身形式结合成单质时的存在状态叫________,此时的化合价为________。元素与另外的元素之间结合成化合物时的存在状态叫________,此时的化合价一般为________或________。2.单质 氧气 臭氧 金属 非金属 化合物 Fe3O4、Fe2O3、FeO
3.游离态 零价 化合态 正价 负价问题探究有限的110多种元素何以组成种类繁多的3700多万种形形色色的物质?
元素是物质的基本组成成分。每一种元素都能自身组成单质,许多元素还可以形成不同的单质,如氧元素可以形成氧气、臭氧。一种元素可以与其它元素组成化合物,而且相同的两种或多种元素可以组成不同的化合物,如氢元素和氧元素可以形成水、双氧水,氧元素和碳元素可以形成一氧化碳、二氧化碳。由于可以按照一定的规律以不同的种类和不同的方式进行组合,所以为数不多的元素能够组成种类繁多的物质。特别提示:有限的110多种元素却形成了3700多万种形形色色的物质,若想了解这么多物质的性质,必须对其进行分类。已知,目前已知化合物中数量、种类最多的是碳的化合物(有机化合物)。尝试应用1.只含有一种元素的物质( )
A.一定是纯净物
B.一定是一种单质
C.可能是单质也可能是化合物
D.可能是纯净物也可能是混合物D知识清单物质的分类1.根据物质的组成1.混合物 金属 非金属 酸 碱 盐 氧化物2.化合物的分类方法很多,如按化合物的性质分类,可把化合物分为______等;若按化合物在水溶液或在熔化状态下是否导电,则可以分为______和非电解质。按混合物中分散质粒度大小可将混合物分为____________等。酸、碱、盐、氧化物
电解质 溶液、胶体和浊液综合拓展1.纯净物与混合物的比较2.两种常用的分类方法——“交叉分类法”和“树状分类法”特别提示:一种分类方法往往具有一定的局限性,所提供的信息比较少,在实际的应用中,人们常将多种分类方法结合使用。尝试应用2.下列各组物质中,前一种是化合物,后一种是混合物的是( )
A.氧化钙,洁净的雨水
B.氢氧化钾,含铜80%的氧化铜
C.澄清的石灰水,粗盐
D.红磷,空气A知识清单单质、氧化物、酸、碱和盐之间的关系单质、氧化物、酸、碱和盐之间的相互关系综合拓展单质、氧化物、酸、碱和盐之间的相互关系图:特别提示:1.酸性氧化物不一定是非金属氧化物(如Mn2O7);非金属氧化物也不一定是酸性氧化物(如CO、NO)。
2.酸性氧化物、碱性氧化物不一定都能与水反应生成相应的酸、碱(如SiO2、MgO)。
3.单质、氧化物、酸、碱和盐之间有一定的反应关系,并且可以相互转化。尝试应用3.已知反应:①酸X+碱Y→NaCl+水;②碱Y+盐W→NaCl+难溶性碱;③盐Z+盐H→NaCl+难溶性盐。则:
(1)X的名称是__________;Y的化学式是__________。
(2)盐W中一定含有______元素。
(3)写出盐Z和盐H反应的化学方程式:__________________________。解析:此题是对单质、氧化物、酸、碱和盐之间的相互关系的考查,做题时应依据质量守恒定律。需要强调的是:一要注意审题,一定要看清题目要求是写化学式还是名称,这是以往同学们易错的地方;二要开阔思维,如(3)小题答案随题干③中难溶性盐变化而变化。
答案:(1)盐酸 NaOH
(2)氯 (3)CaCl2 + Na2CO3= 2NaCl + CaCO3↓物质的分类 上海环保部门为了使城市生活垃圾得到合理利用,近年来逐步实施了生活垃圾分类投放的办法。其中塑料袋、废纸、旧橡胶制品等属于( )
A.无机物 B.有机物
C.盐类 D.易燃物解析:塑料袋、旧橡胶制品属于人工合成有机材料,废纸属于纤维素,它们都属于有机物。同时,它们又都非常容易燃烧,属于易燃物。
答案:BD名师点睛:随着科学、技术、社会三者互动关系的增强以及素质教育的实施,STS问题成为高考化学考试的重要内容。城市生活垃圾的分类,对于减少环境污染,综合利用资源有着很重要的现实意义。变式训练1.现将Cl2、S、O3、C、O2归为一类,从下列物质中选出与它们同类的物质是( )
A.NO B.HNO3
C.CaO D.N2 解析:均为单质。
答案:D物质的鉴别 下列四种物质中能将AgNO3、Na2CO3、MgCl2三种无色溶液一次区别的是( )
A.NaNO3溶液 B.NaCl溶液
C.Na2SO4溶液 D.稀盐酸解析:NaNO3溶液与上述3种溶液都不反应。NaCl溶液只能与AgNO3溶液反应。Na2SO4溶液也只能与AgNO3溶液反应。而稀盐酸可与AgNO3溶液反应生成白色沉淀,与Na2CO3溶液反应生成无色气体,不能与MgCl2溶液反应,可以鉴别。
答案:D 名师点睛:鉴别物质的依据是有关不同现象,如颜色变化、沉淀产生、气体放出等。只用一种试剂一次性区别三种无色溶液,必须要有三种明显不同的现象。具体解题时,可将有关物质(选项)代入试验,若有互不相同的现象出现,说明能鉴别。变式训练2.能区别氢氧化钾、饱和石灰水、稀硫酸三种溶液的一种试剂是( )
A.石蕊试液 B.碳酸钠
C.氯化铜溶液 D.酚酞试液解析:石蕊试液、氯化铜溶液、酚酞试液不能将氢氧化钾、饱和石灰水区别。碳酸钠与氢氧化钾不反应,与饱和石灰水反应生成白色沉淀,与稀硫酸反应生成无色气体,现象不同,可以将它们区别。
答案:B单质、氧化物、酸、碱、盐之间的相互关系 白色的粉末A,加入B后变成蓝色溶液。向其中加入试剂C,生成白色沉淀硫酸钡。过滤后向滤液中加入试剂D,得到蓝色沉淀E。再次过滤,滤液是氯化钠溶液。根据以上现象写出下列有关反应的化学方程式:(1)蓝色溶液变成滤液:__________________;
(2)滤液变成蓝色沉淀:__________________。 解析:根据题意,蓝色沉淀可能是氢氧化铜,滤液有氯化铜,D是氢氧化钠,蓝色溶液有硫酸铜,C是氯化钡溶液,A是硫酸铜,B是水。则蓝色溶液变成滤液的反应是:CuSO4+BaCl2 BaSO4↓ +CuCl2;滤液变成蓝色沉淀的反应是:CuCl2+2NaOH Cu(OH)2↓+2NaCl。名师点睛:解推断题时要充分挖掘题目给出的信息,并找出其突破口,本题的突破口是蓝色沉淀。变式训练3.下列物质间的转化不可能通过一步反应实现的是( )
A.金属钠→过氧化钠
B.碳酸钙→硝酸钙
C.氢氧化钡→氢氧化钠
D.碳单质→碳酸钾D探究实验设计 稀盐酸可以使石蕊试液变红。我们已经知道,在稀盐酸中存在H2O、Cl-和H+等粒子。请你设计几个简单实验,探究可能是稀盐酸中的哪一种粒子使石蕊试液变红(写出简要的实验步骤、观察到的现象以及由此得到的结论)。解析:方法一:向一只盛有蒸馏水的试管中,滴加数滴紫色石蕊试液,将此试液分装在两支试管中,向其中分别加入少量稀盐酸及稀硫酸,两支试管中的溶液均变红。说明可能是H+使石蕊变红。方法二:用两支试管分别取少量蒸馏水和NaCl溶液,各滴加紫色石蕊试液,均不变红,说明H2O分子和Cl-均不能使石蕊变红。说明可能盐酸中的H+使石蕊变红。
方法三:用试管取少量稀盐酸,滴加紫色石蕊试液,溶液变红。逐滴加入NaOH溶液,溶液由红色变紫,最后变成蓝色。在反应后的溶液中,H2O分子和Cl-离子仍然存在,而H+离子全部生成H2O分子。说明H2O分子和Cl-离子都不能使石蕊变红,可能是稀盐酸中的H+使石蕊变红。
答案:见解析名师点睛:“稀盐酸可以使石蕊试液变红”是一个简单化学常识,显然,使石蕊试液变红的粒子是稀盐酸中的氢离子。为了证明这一观点,我们通常使用“类比法”和“排扰法”,即选取多种含氢离子但阴离子不同的物质做对比实验,如都变红,证明是氢离子的作用;或选取不含氢离子但含有盐酸中另外两种微粒(氯离子和水)的物质做对比实验,如不变红,也可从另外一个侧面反证出使石蕊试液变红是氢离子。变式训练4.小军在实验室里做了下列实验:
①分别向盛有稀硫酸和稀盐酸的试管中,滴加紫色石蕊试液;
②向盛有稀硫酸的试管中,滴加氢氧化钠试液;
③向盛有锌粒的试管中,分别滴加稀盐酸和稀硫酸;
④将一根生锈的铁钉分别放入盛有稀盐酸和稀硫酸的试管中,过一会儿取出。他在纸上记录了以下现象:
a.溶液没有明显现象;b.溶液变为黄色;c.溶液显红色;d.产生气泡,溶液无色。
下面请你来整理并完成实验报告。
(1)实验目的:探究__________(填写物质类别)的化学性质。
(2)实验现象:产生a现象的实验所对应的一类反应通常被称作____反应(该反应属于复分解反应)。
(3)上题所涉及的这类反应在日常生活和工农业生产中有广泛的应用。请举出一个利用该反应的实例:__________________________。解析:(1)酸的通性包括与指示剂作用、与碱反应、与活泼金属反应、与碱性氧化物反应等,恰好与小军设计的实验相对应,因此,小军设计该实验的目的是探究酸的性质。(2)上述实验与现象的对应关系是:①—c;②——a;③——d;④——b。(3)中和反应不仅在中学化学中是一类非常重要的反应,在日常生活和工农业生产中也有广泛的应用,如用熟石灰改变酸性土壤、用废碱中和工业污水中的酸等。
答案:(1)酸 (2)中和 (3)用熟石灰改变酸性土壤祝您学业有成课件33张PPT。第1节 元素与物质的分类
第2课时 一种重要的混合物——胶体 元素与物质世界 1.了解分散系的含义及其分类。
2.知道胶体是一种重要的分散系,了解胶体的丁达尔现象、电泳、聚沉等特征。
3.能够列举生活中胶体的实例,了解胶体性质的简单应用。
4.能区分溶液、胶体、浊液,知道其本质区别。知识清单分散系的定义和分类 1.分散系的概念
一种物质(或几种物质)分散到另一种物质里形成的混合物叫________。分散成微粒的物质叫________;微粒分布在其中的物质叫________。分散系 分散质 分散剂2.分散系的分类
(1)分散系一般可分为________、________、浊液等。浊液又可分为悬浊液和乳浊液;按分散剂的状态不同可将胶体分为________、________和________等。________________叫做胶体。(1)溶液 胶体 液溶胶 固溶胶 气溶胶
分散质的微粒粒度大小在1~100 nm之间的分散系 (2)几种分散系之间最本质的区别是:________不同。浊液分散质的粒度大于________;胶体分散质的粒度在________之间;溶液分散质的粒度小于________。分散质的粒度大小 100 nm 1~100 nm 1 nm 综合拓展三种分散系的比较尝试应用1.下列叙述正确的是( )
A.溶液是无色透明的、均一的、稳定的混合物
B.一种或几种物质分散到另一种物质里,形成的均一、稳定的混合物叫溶液
C.酒精和水以任意比例互相溶解时,均称为酒精的水溶液
D.植物油溶入汽油中形成不稳定的乳浊液BC知识清单胶体的性质及应用1.丁达尔现象
(1)定义:当________束通过胶体时,在入射光________可观察到光亮的________,这种现象称为________或________。可见光 侧面 通路 丁达尔现象 丁达尔效应(2)原因:丁达尔现象是胶体中分散质颗粒对可见光________而形成的。
(3)用途:丁达尔现象可用于________和______的鉴别。(2)散射 (3)溶液 胶体2.聚沉
(1)定义:当向胶体中加入________等物质时;可溶性盐产生的________或________所带电荷与胶体微粒所带电荷中和,从而使胶体微粒聚集成较大的微粒,在________作用下形成________析出,这种胶体形成沉淀析出的现象称为________。
(2)聚沉方法:加热、搅拌、________、加入与胶体微粒带相反电荷的胶体。
(3)聚沉的应用:石膏、盐卤点豆腐;明矾净水;黄河三角洲的形成等。(1)可溶性盐 阳离子 阴离子 重力 沉淀 聚沉
(2)加入少量电解质3.电泳
(1)定义:在直流电场中,胶体微粒会向带相反电荷的电极定向移动,这种现象称为电泳。(2)原因:__________________细小,具有巨大的表面积,能极强地吸附带点的离子,从而使胶体微粒带点。
(3)胶体微粒的带点规律:
①带正电荷的:金属氢氧化物胶体[如Fe(OH)3胶体]、金属氧化物胶体;
②带负电荷的:非金属氧化物胶体、金属硫化物胶体、硅酸胶体、土壤胶体。胶体分散质微粒4.渗析
半透膜具有比滤纸更细小的孔隙,只有________能够透过,因而可以用它将________和________分开。利用半透膜分离胶体中的杂质分子或离子,提纯、精制胶体的操作称为________。分子、离子 胶体粒子 分子或离子 渗析综合拓展Fe(OH)3胶体的制备与提纯
(1)氢氧化铁胶体的制备
取1个小烧杯,加入25 mL蒸馏水并煮沸,向废水中逐渐滴加5~6滴饱和FeCl3溶液,继续煮沸至液体呈红褐色为止,即得Fe(OH)3胶体,反应原理为FeCl3+3H2O Fe(OH)3(胶体)+3HCl。(2)氢氧化铁胶体的提纯——渗析
将待净化的Fe(OH)3胶体加入到用半透膜制成的袋内,将此袋浸入蒸馏水中,每隔一段时间更换烧杯中的蒸馏水,直到蒸馏水中不能检验出Cl-为止。特别提示:胶体微粒大小的特殊性,使胶体具有区别于其他分散系的一些性质,在理解时注意以下几点:
(1)胶体微粒带电并非胶体带电,胶体仍呈电中性;不是所有的胶体的胶粒均带电,如淀粉、蛋白质胶体的胶粒不带电荷。
(2)渗析是根据胶粒大小特征和半透膜的性能而采用的特殊方法,可将混在胶体中的离子和小分子除去,提纯和净化胶体。尝试应用2.当光束通过下列分散系时,能产生丁达尔效应的是( )
A.蔗糖水 B.食盐水
C.豆浆 D.小苏打水解析:丁达尔现象是胶体区别于其他分散系的特征,在四种分散系中,只有豆浆是胶体。
答案:C3.下列关于胶体的叙述不正确的是( )
A.布朗运动是胶体粒子特有的运动方式,可以据此把胶体和溶液、浊液区别开来
B.光线透过胶体时,可产生丁达尔效应
C.用渗析的方法净化胶体时,使用的半透膜只能让较小的分子、离子通过
D.胶体粒子具有较大的表面积,能吸附阳离子或阴离子,故在电场作用下会产生电泳现象A分散系的种类 用特殊方法把固体物质加工到纳米级(1~100 nm)的超细粉末粒子,然后得到纳米材料。下列分散系中的分散质微粒直径和这种粒子具有相同数量级的是( )
A.溶液 B.悬浊液
C.胶体 D.乳浊液解析:胶体与溶液、浊液本质的区别在于分散质粒度不同,溶液中的溶质粒子通常小于1 nm,浊液中的粒子通常大于100 nm,而胶体粒子粒度介于1至100 nm之间。选项C正确。注意:胶体只是物质的一种存在形式。例如,NaCl溶于水形成溶液,如果分散在酒精中则形成胶体。
答案:C
名师点睛:注意溶液、浊液、胶体的区别,三者的本质是分散质微粒直径的大小。而区别溶液和胶体这两种分散系的方法是用丁达尔现象,这也是胶体区别于其他分散系的特征现象。变式训练1.下列分散系中,分散质粒子直径最大的是( )
A.雾 B.石灰乳
C.氢氧化铁胶体 D.淀粉溶液解析:一种(或者几种)物质微粒分散到另一种物质中所形成的混合物称为分散系。被分散的微粒称为分散质;微粒分散于其中的物质称为分散剂。根据分散质的颗粒大小,可以分为溶液、胶体和浊液。雾、氢氧化铁胶体和淀粉溶液都属于胶体,石灰乳属于浊液,所以答案为B。
答案:B胶体的性质 氢氧化铁胶体稳定存在的主要原因是( )
A.胶粒直径小于1 nm B.胶粒作布朗运动
C.胶粒带正电荷 D.胶粒不能通过半透膜解析:胶体能稳定存在的主要原因是胶粒带有相同的电荷,互相排斥的结果。注意,胶粒作布朗运动虽然也是胶体稳定存在的原因之一,但其处于次要的地位。
答案:C名师点睛:胶体分散质微粒具有很大的表面积,能吸附相同的电荷。例如:氢氧化铁胶体微粒能吸附正电荷,在运动不是很剧烈的情况下,氢氧化铁胶体微粒相互排斥,处于一个相对稳定的状态。需要注意的是,当胶体稳定的因素被破坏时,胶体就发生了“聚沉”。变式训练2.下列关于溶液和胶体的叙述,正确的是( )
A.溶液是电中性的,胶体是带电的
B.通电时,溶液中的溶质粒子分别向两极移动,胶体中的分散质粒子向某一极移动
C.溶液中溶质粒子的运动有规律,胶体中分散质粒子的运动无规律,即布朗运动
D.一束光线分别通过溶液和胶体时,后者会出现明显的光带,前者则没有解析:胶体本身是不带电,只是其表面积较大,吸附了溶液中的离子而带了电荷,故A项错;溶液中的溶质,要看能否电离,若是非电解质,则不导电,也即不会移动,B项错;溶液中溶质粒子没有规律,C项错;丁达尔现象可以用来区分溶液和胶体,D项正确。
答案:D胶体的应用 (1)根据中央电视台报道,近年来,我国的一些沿江或沿海城市多次出现大雾天气致使高速公路关闭,航班停飞,雾属于分散系中的__________。
(2)在陶瓷工业上,常遇到因陶土里混有氧化铁而影响产品质量问题。解决的方法是把陶土和水一起搅拌,使微粒直径在10-9~10-7 m之间,然后插入两根电极并接通直流电源,这时纯的陶土胶粒就富集在阳极,解释其原理:________________________________。解析:本题主要考查胶体性质的应用,要求同学们有较强的思维敏捷性。其中第(1)题可根据常识并结合胶体的性质回答。试想,当雾天时,汽车纷纷将车灯打开,会不会出现一条明亮的光路?答案:(1)胶体 (2)陶土和水混合搅拌形成的是胶体微粒。陶土胶粒带负电荷,杂质氧化铁胶粒带正电荷。插入电极接通直流电源后,陶土胶粒移向阳极,就富集在阳极上,而氧化铁胶粒移向阴极,富集在阴极上,从而可将氧化铁和陶土分开名师点睛:胶体和我们的日常生活息息相关,其重要应用如下:(1)盐卤点豆腐;(2)肥皂的制取和分离;(3)明矾净水;(4)FeCl3溶液用于伤口止血;(5)水泥硬化;(6)冶金厂大量烟尘用高压电除去;(7)土壤胶体中离子的吸附和交换过程,保肥作用。变式训练3.下列事实与胶体性质无关的是( )
A.在豆浆里加入盐卤做豆腐
B.河流入海处易形成沙洲
C.一束平行光线照射蛋白质溶液时,从侧面可以看到光亮的通路
D.三氯化铁溶液中滴入氨水出现红褐色沉淀解析:豆浆属于胶体,加盐卤后与分散剂形成凝胶;河水中含有泥沙小颗粒形成的胶粒,入海处遇电解质发生聚沉,易形成沙洲;C选项是胶体的性质;D选项:三氯化铁与氨水发生反应而生成Fe(OH)3红褐色沉淀。
答案:D祝您学业有成课件27张PPT。第2节 电解质
第1课时 电解质及其电离 元素与物质世界 1.知道酸、碱、盐在溶液中能电离。
2.理解电解质和非电解质、强电解质和弱电解质的概念,并掌握其判断方法。
3.掌握电解质在溶液中的存在形式,学会书写电解质的电离方程式。知识清单电解质和非电解质在________里或________下能够导电的________称为电解质,________、________、________、金属氧化物都是电解质。在________里和________下都不能导电的________称为非电解质。酸性氧化物、有机物都是非电解质。水溶液 熔融状态 化合物 酸 碱 盐 水溶液 熔融状态 化合物综合拓展电解质与非电解质比较特别提示:1.电解质、非电解质都是指化合物,单质和混合物既不是电解质也不是非电解质。
2.电解质一定是指本身电离生成离子的化合物。有些化合物水溶液能够导电,但溶液中导电的离子不是它本身电离产生的,不属于电解质,而是非电解质。如CO2、SO2、SO3、NH3等不属于电解质,但它们与水反应生成的产物H2CO3、H2SO3、H2SO4、NH3·H2O本身能电离,属于电解质。
3.将电解质与导电混淆,如认为NH3、CO2的水溶液、食盐溶液能导电,则NH3、CO2、NaCl溶液属于电解质。
4.认为“不是电解质即为非电解质”,如认为Cl2、Cu、蔗糖溶液为非电解质。尝试应用1.下面关于电解质的叙述中错误的是( )
A.在水溶液中和熔融状态下均不导电的化合物叫非电解质
B.电解质、非电解质都对化合物而言,单质不属于此范畴
C.电解质在水中一定能导电,在水中导电的化合物一定是电解质
D.纯水的导电性很差,所以水不是电解质解析:NH3溶于水会导电,但NH3是非电解质。纯水导电性很差是事实,但毕竟导电,因而水是一种极弱的电解质。
答案:CD知识清单电解质的电离及强弱电解质溶于水 受热熔化 离子 溶于水 受热熔化2.酸、碱、盐的概念
电离时生成的阳离子全部是_____称为酸;电离时生成的阴离子全部是OH-的化合物称为碱;电离时生成的阳离子是______、阴离子全部是酸根离子的化合物称为盐。
3.强电解质与弱电解质
人们把在水溶液中完全电离的电解质称为________,如强酸(________等)、强碱(________等)、大部分盐(________等)。在水溶液中不完全电离的电解质称为________,如弱酸(________等)、弱碱(________等)、水。2.H+的化合物 金属阳离子(或NH+离子)
3.强电解质 H2SO4、HCl、HNO3 NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2 NaNO3、NH4Cl、MgSO4 弱电解质 H2CO3、CH3COOH、HClO、H3PO4 NH3·H2O、Cu(OH)2、Fe(OH)34综合拓展强电解质与弱电解质的比较特别提示:1.电解质的强弱与物质的内部结构有关,与外界因素无关。
2.电解质的强弱与溶解性无关,某些盐如BaSO4、CaCO3等,虽难溶于水却是强电解质;HgCl2、(CH3COO)2Pb尽管能溶于水,却部分电离,是弱电解质。
3.电解质的强弱与溶液的导电性没有必然的联系,其导电能力强弱由溶液中自由移动的离子浓度决定,也与离子所带电荷多少有关,很稀的强电解质溶液导电性很弱,浓度较大的弱电解质溶液导电性可能较强,因此强电解质溶液的导电能力不一定强,弱电解质溶液的导电能力不一定弱。2.下列各组关于强电解质、弱电解质、非电解质的归类,完全正确的是( )解析:A中的Fe属于单质,既不属于电解质,又不属于非电解质;B中NH3属于非电解质,BaSO4属于强电解质;D中的H2O属于弱电解质;只有C正确。
答案:C尝试应用电离方程式的书写名师点睛:书写电离方程式应注意以下问题:①式子左边写化学式且系数是1,式子右边写离子符号。②物质电离产生的自由离子所带电荷的正负及电荷数,跟化合物中的相应元素或根的化合价的正负及价数相同,但表示方法不同。③电离方程式中电离产生的阴、阳离子个数跟化合物的化学式中相应原子或离子的个数相等。④电离时所产生的原子团在电离过程中不能拆开,必须作为一个整体写出。⑤注意离子符号的写法。如在化学式中原子团个数不只一个时,原子团符号要括起来,在右下角写上个数。但电离出的原子团个数直接写在离子符号前面,离子符号不用括起来。变式训练基本概念 下列叙述正确的是( )
A.NaCl溶液在电流的作用下电离成Na+和Cl-
B.溶于水后能电离出氢离子的化合物都是酸
C.二氧化碳溶于水能部分电离,故二氧化碳属于弱电解质
D.硫酸钡难溶于水,但硫酸钡属于强电解质解析:NaCl溶于水(或熔化)即电离产生Na+和Cl-,在电流的作用下Na+和Cl-定向移动,所以NaCl溶液能导电,可见电解质的电离不需要在电流作用下完成,故A不正确。溶于水能电离出氢离子的化合物除酸外,还有酸式盐,故B不正确,CO2溶于水与水反应生成碳酸,碳酸部分电离,而不是CO2本身电离,因此碳酸是弱电解质,CO2是非电解质,故C不正确。BaSO4虽难溶于水,但溶解的部分完全电离,且BaSO4在熔化状态下能完全电离,故BaSO4是强电解质,因此D正确。
答案:D
名师点睛:要解答好概念性判断题,必须理解概念的内涵和外延,掌握概念之间的联系。变式训练2.下列物质的水溶液能导电,但属于非电解质的是( )
A.HClO B.Cl2
C.NaHSO3 D.NH3解析:HClO和NaHSO3属于电解质;Cl2属于单质,既不是电解质也不是非电解质;NH3的水溶液是氨水,能产生自由移动的离子NH4+和OH—,故能导电,但NH3本身不会电离产生自由移动的离子,故是非电解质。
答案:D关于强、弱电解质的探究实验 用实验确定某酸HA是弱电解质。两同学的方案是:
甲:①称取一定质量的HA配制0.1 mol·L-1的溶液100 mL;
②测出该溶液的H+浓度,即可证明HA是弱电解质。
乙:①用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸,分别配制0.1 mol·L-1的两种酸溶液各100 mL;
②各取相同体积的两种稀释液装入两个试管,同时加入纯度相同的锌粒,观察现象,即可证明HA是弱电解质。(1)在两个方案的第①步中,都要用到的定量仪器是__________。
(2)甲方案中,说明HA是弱电质的理由是测得溶液的H+浓度____0.1 mol·L-1(选填>,<,=);已知氢离子浓度越高、锌粒的表面积越大,反应速率越快。乙方案中,说明HA是弱电解质的现象是__________。
a.装HCl溶液的试管中放出H2的速率快
b.装HA溶液的试管中放出H2的速率快
c.两个试管中产生气体速率一样快
(3)请你评价:乙方案中的不妥之处。
(4)请你再提出一个合理而且比较容易进行的方案(药品可任取),作简明扼要表述。解析:该题是从验证某酸是弱电解质的课题出发,涉及到实验、理论、元素化合物等知识,同时也考查了同学们研究性学习的能力。
(1)配制一定物质的量浓度的溶液所必需的定量仪器是容量瓶,但必须要求同学指出容量瓶的容量(100 mL)。
(2)甲方案中,0.1 mol·L-1的某弱酸HA,由于它部分电离,H+浓度小于0.1 mol·L-1。乙方案中,由于盐酸是强酸,完全电离,酸HA是弱酸,部分电离,因此,在两种溶液中同时加入纯度相同的锌粒后,装盐酸的试管中因H+的物质的量浓度大,所以放出H2的速率快。
(3)此题可以从实验的条件入手,不妥之处:因为是液体与固体反应,根据信息,固体的表面积对反应速率的影响大,仅仅用反应产生气体的速率来判断溶液中H+浓度的大小,说服力不强。答案:(1)100 mL容量瓶 (2)< a (3)不妥之处在于加入的锌粒难以做到表面积相同。 (4)测定同浓度的盐酸与HA溶液的导电性,如果HA溶液的导电性较弱,则可证明HA是弱电解质。(或做HA溶液的导电性实验,向HA溶液加入少量NaOH固体,如果导电性明显增强,则证明HA是弱电解质)
名师点睛:要求学生用研究性学习的思路考虑问题,提出更优的实验方案,用整体的思维去考虑问题,体现了同学们学习的综合能力。本题最后一问的解答若操作简单、现象明显、不是化学教材中讲过的常规方法应属创新,经认可后可给予奖励。由此可见,研究性学习应该体现在教学、学习的各个方面,不仅是为了考试,更重要的是在研究性学习中提高学生的能力。变式训练3.下列叙述中能说明某物质是弱电解质的是( )
A.熔化时不导电
B.水溶液的导电能力很弱
C.溶液中已电离的离子与未电离的分子共存
D.不是离子化合物就是极性共价化合物解析:弱电解质的特点是不能完全电离,溶液中存在着电离出来的离子和未电离的分子。
答案:C祝您学业有成课件35张PPT。第2节 电解质
第2课时 电解质在水溶液中的反应 元素与物质世界 1.理解电解质在水溶液中反应的实质,能用实际参加反应的离子符号或化学式,将化学方程式改写为离子方程式。
2.能通过分析推论,准确理解电解质在水溶液中反应的实质。
3.能利用离子的检测说明离子反应的应用。知识清单电解质在水溶液中反应的实质(1)______的化学反应称为离子反应。如酸、碱、盐、氧化物之间的______、溶液中的_____等属于离子反应。
(2)电解质在水溶液中的反应实质上都是______。
(3)酸、碱、盐在溶液中发生复分解反应的条件:________。总之,这类反应的特点就是向着_______的方向进行。(1)有离子参加 复分解反应 置换反应 (2)离子反应
(3)有难溶性物质生成,或有难电离的物质生成,或有易挥发性物质生成 降低某些离子的浓度或数目综合拓展离子的大量共存问题
离子之间能否共存于溶液中,关键是看离子之间能否发生反应,可以发生离子反应的离子,不能共存于溶液中。处理具体问题时还要注意一些隐含的信息,如溶液的颜色等。
特别提示:判断离子能否大量共存,就是看离子间能否发生离子反应,要熟记离子反应发生的条件。尝试应用1.加入氢氧化钾溶液之后,溶液中下列离子数目明显减少的是( )
A.硝酸根离子 B.镁离子
C.钡离子 D.碳酸根离子解析:加入氢氧化钾溶液之后,镁离子与氢氧根反应生成Mg(OH)2沉淀,发生离子反应,浓度降低。
答案:B知识清单离子方程式1.离子方程式
(1)用________的符号来表示离子反应的式子叫离子方程式。
(2)离子方程式不仅表示1个反应,还能表示_____的离子反应,并揭示了该类反应的_____。如可溶性钡盐与可溶性硫酸盐(或硫酸)在溶液中反应的实质是_________。(1)实际参加反应的离子
(2)同一类型 实质 Ba2+与 结合生成难溶的硫酸钡2.离子方程式的书写方法
方法1(以硫酸铜溶液与氢氧化钡溶液反应为例):
①“写”:写出反应物在水溶液中的________,明确溶液中存在的微粒:
________;________。由以上电离方程式可以看出,溶液中主要存在________等四种离子。②“断”:判断电离出的微粒中哪些能够生成_______:
四种离子中,________能反应生成硫酸钡沉淀,________能反应生成氢氧化铜沉淀。
③“写”:综合①和②,写出离子方程式,并配平:
_________________________________。
④“查”:检查离子方程式两边的________是否相等,________是否相等。弱电解质或气体方法2(以石灰石与稀盐酸反应为例):
①“写”:写出正确的化学方程式:_____________。
②“拆”:把________拆写成离子形式,凡是________等均写成化学式:CaCO3+2H++2Cl- Ca2++2Cl-+CO2↑+H2O。
③“删”:删去反应前后不参加反应的离子:_______。
④“查”:检查离子方程式两边的__________是否相等,________是否相等。3.离子反应的应用
离子反应广泛应用于________________等方面。在中学化学中,则可以利用离子反应检验某种或某些离子是否存在。如氯离子的检验:
(1)反应原理:①________跟________能生成不溶于硝酸的氯化银白色沉淀。如:_________;________。②其他阴离子也有跟银离子生成白色沉淀的。例如:Na2CO3+2AgNO3===Ag2CO3↓+2NaNO3。Ag2CO3外观为白色,与AgCl不易区分,但它能跟硝酸反应而溶解:______________。
(2)检验方法:向待测溶液滴入几滴______________后有白色沉淀;再滴入______________后沉淀不溶解,可推断该溶液含有氯离子。综合拓展 检查离子方程式书写是否正确的方法
(1)根据物质反应的客观事实
例:铁与稀盐酸反应。
2Fe+6H+ 2Fe3++3H2↑(错误);
Fe+2H+ Fe2++H2↑(正确)。
(2)必须遵守质量守恒定律
例:钠与水的反应。
Na+H2O Na++OH-+H2↑(错误);
2Na+2H2O 2Na++2OH-+H2↑(正确)。(3)必须遵守电荷守恒原理
例:铜与硝酸银溶液的反应。
Cu+Ag+ Cu2++Ag(错误);电荷数:左边≠右边。
Cu+2Ag+ Cu2++2Ag(正确);电荷数:左边=右边。
(4)必须遵守定组成原理(即阴、阳离子的配比关系)
例:Ba(OH)2溶液和稀H2SO4混合。
Ba2++OH-+H++SO42- BaSO4↓+H2OBa(OH)2中,Ba2+与OH-组成之比为1∶2,H2SO4中H+与SO42-组成之比为2∶1;而离子方程式中,Ba2+与OH-组成之比为1∶1,H+与SO42-组成之比也为1∶1,与实际情况不符,所以该方程式错误。
Ba2++2OH-+2H++SO42- BaSO4↓+2H2O (正确)
注意:与量有关的离子方程式中,过量的物质阴阳离子配比可以与化学式不同。特别提示:1.强酸、强碱和易溶于水的盐改写成离子形式,难溶物质、难电离物质、单质、氧化物、非电解质等均写化学式。
2.微溶物作为反应物,若是澄清溶液写离子符号,若是悬浊液写化学式。微溶物作为生成物,一般写化学式(标“↓”号)。
3.离子方程式要做到原子个数配平,电荷配平。
4.多元弱酸在离子方程式中不能拆成离子(因为属弱电解质)。尝试应用A离子共存 下列各组中的离子,能在溶液中大量共存的是( )名师点睛:离子共存问题是高考的热点问题,凡是离子间能发生反应的均不能大量共存。因此,这类题实际上是对离子反应发生条件的考查。主要考查角度有:一看能否反应产生难溶物,如Mg(OH)2、CaCO3、Ca(OH)2等;二看能否反应产生挥发性物质,如CO32-、HCO3-与H+反应;三看能否生成弱电解质,如弱酸根与 H+反应,H+与OH-反应生成水。变式训练1.下列各组离子中,能在强酸溶液里大量共存,并且溶液呈无色透明的是( )解析:对于离子能否共存:必须考虑两个问题,一看同组离子是否发生反应,二看是否满足题干要求。A项中的MnO4-为紫色;B项中的HCO3-能与强酸反应;C项各离子均不能发生反应;D项中的Ba2+和SO42-可反应生成BaSO4沉淀,且S2-能与强酸反应。
答案:C离子方程式的书写 (1)向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至中性,请写出发生反应的离子方程式:____________________________。
(2)在以上中性溶液中,继续滴加Ba(OH)2溶液,请写出此步反应的离子方程式:________________。名师点睛:对于离子方程式的书写,教材中给出了两种书写方法。方法1:写、断、写、查;方法2:写、改、删、查。这两种方法各有特点,同学们都应该掌握。至于方法3,则属于一个特例,只适用于本题。对于本题来说,属于与“量”有关的,即两种反应物的比值不同,离子方程式也不同,这类题目要特别注意哪个过量,哪个不足。变式训练2.下列离子方程式正确的是( )
A.澄清的石灰水与稀盐酸反应:
Ca(OH)2+2H+ Ca2++2H2O
B.钠与水的反应:
Na+2H2O Na++2OH-+H2↑
C.铜片插入硝酸银溶液中:Cu+Ag+ Cu2++Ag
D.大理石溶于醋酸的反应:CaCO3+2CH3COOH Ca2++2CH3COO-+CO2↑+H2O解析:A中Ca(OH)2属于强电解质,应写成离子的形式;B中钠与水反应的离子方程式电荷不守恒;C中离子方程式电荷也不守恒。
答案:D离子的检验与除杂问题 已知某氯化钾样品中含有K2SO4杂质,为了除去K2SO4杂质,设计了以下实验步骤:
(1)将KCl样品溶于适量蒸馏水,配成溶液;
(2)向溶液中滴入BaCl2溶液,边滴加边振荡至不再产白色沉淀;
(3)向溶液中滴入K2CO3溶液,边滴加边振荡至不再产生白色沉淀;(4)过滤,将白色沉淀滤出;
(5)向滤液中滴加稀HCl,边滴加边振荡至不再产生气体;
(6)将滤液蒸干,得到晶体。
正确的实验操作程序为________;有关的离子方程式:________________________。解析:这是一道物质提纯题,就是要把物质中的杂质除去、以得到纯净物的过程。本题除杂质时主要利用沉淀法和生成气体法。操作顺序为:先将试样配成溶液;加入过量BaCl2溶液,以便使SO42-全部转化为BaSO4沉淀;再加入过量K2CO3溶液,以便使过量的BaCl2带入的多余Ba2+全部转化为BaCO3沉淀;过滤后再滴加HCl,以便使过量的K2CO3带入的多余CO32-全部转化为CO2气体除去;再蒸干即可得纯净的KCl晶体。名师点睛:物质提纯是化学实验的一项重要内容,主要是利用离子反应除去杂质。除杂质时应当做到:①所选用的试剂不能跟被提纯的物质发生反应。②所加试剂必须过量,以保证把杂质除净。③由过量试剂所带入的新杂质,也必须完全除净。④加入试剂的顺序,应以便于过量试剂的处理为准。变式训练3.某溶液中含有较大量的Cl-、CO32-、OH-3种阴离子,如果只取一次该溶液就能够分别将3种阴离子依次检验出来,下列实验操作顺序正确的是( )
①滴加Mg(NO3)2溶液 ②过滤 ③滴加AgNO3溶液 ④滴加Ba(NO3)2溶液
A.①②④②③ B.④②①②③
C.①②③②④ D.④②③②①解析:首先滴加足量Ba(NO3)2溶液,如果出现白色沉淀,证明有CO32-,同时除去CO32-;过滤后,在滤液中加入足量Mg(NO3)2溶液,如果出现白色沉淀,证明有OH-,同时除去OH-;过滤后,滴加AgNO3溶液,如果出现白色沉淀,证明有Cl-。
答案:B祝您学业有成课件42张PPT。第3节 氧化剂和还原剂
第1课时 氧化还原反应、氧化剂与还原剂 元素与物质世界 1.根据实验事实了解氧化还原反应的本质是电子转移。
2.认识并建立氧化还原反应的概念;理解氧化还原反应的本质是电子的转移;认识并建立氧化剂、还原剂的概念;能根据元素的化合价推断物质的性质。
3.氧化还原反应中各个基本概念间的关系。
4.举例说明生产、生活中常见的氧化还原反应。知识清单氧化还原反应1.概念:___________________________________的化学反应叫做氧化还原反应。
2.填表1.凡是反应过程中有元素化合价变化(或电子转移)
2.得氧 某元素化合价升高 失去电子 失氧 某元素化合价降低 得到电子 有氧的得失 有化合价升降的反应 有电子得失的反应综合拓展氧化还原反应的表示方法——双线桥法
双线桥法表示的是同一元素在反应物转化为生成物时电子转移的结果,反映了化学反应的本质及参加反应的各物质间的氧化还原关系。
双线桥法分析氧化还原反应的步骤:①标出有化合价变化的元素的化合价;②在反应物到生成物之间画一个箭头,箭头出发和指向的是有化合价变化的同一元素;③分析化合价的变化,找出反应中得失电子的总数(有价态变化元素的一个原子转移电子数×发生价态变化的原子个数);④将转移电子数标在线上;如:特别提示:氧化还原反应过程中,元素的原子失去电子的总数等于元素的原子得到电子的总数。尝试应用1.下列化学方程式中电子转移不正确的是( )解析:D选项中应该是KClO3→Cl2,得到5e-,HCl→Cl2,失去5e-。
答案:D知识清单氧化还原反应与其它反应类型的关系物质之间可以发生各种各样的化学反应,依据一定的标准可以对化学反应进行分类:离子反应 非离子反应 氧化还原反应 非氧化还原反应综合拓展氧化还原反应与基本反应类型的关系特别提示:置换反应都是氧化还原反应;复分解反应都是非氧化还原反应;化合反应和分解反应可能为氧化还原反应。尝试应用2.离子反应、复分解反应、置换反应和氧化还原反应之间可用集合关系表示,其正确的是( )解析:依据不同的标准,化学反应有多种不同的分类方法。它们之间并不是孤立的,而是有一定联系的。复分解反应都属于非氧化还原反应,置换反应都属于氧化还原反应,离子反应有的属于氧化还原反应,如:Fe+2H+ Fe2++H2↑,有的属于非氧化还原反应,如:Ag++Cl- AgCl↓。
答案:A知识清单几组重要概念1.氧化剂和还原剂
(1)在氧化还原反应中,___________的反应物叫做氧化剂;而____________的反应物,叫做还原剂。
(2)常见的氧化剂有:①非金属单质______等;②含有高价或较高价元素的氧化物______等;③含有高价或较高价元素的含氧酸______等;④含有高价或较高价元素的含氧酸盐_____等;⑤高价的较不活泼金属的阳离子______等。(1)所含元素的化合价降低(或得到电子) 所含元素化合价升高(或失去电子) (2)①O2、Cl2、S ②MnO2、NO2
③HNO3、浓H2SO4 ④KMnO4、KClO3
⑤Fe3+、Cu2+、Ag+ (3)常见的还原剂有:①活泼或较活泼的金属单质________等;②低价金属阳离子________等;③较不活泼的非金属单质________等;④非金属的阴离子________等;⑤含较低价态元素的化合物________________等。(3)①K、Na、Mg、Al、Zn、Fe
②Fe2+ ③C、H2、Si
④Cl-、Br-、I-、S2-
⑤CO、SO2、H2SO3、Na2SO3、H2S、NH32.氧化性和还原性
(1)氧化性是指________剂具有的一种能________电子的能力,表现在反应中是化合价有________趋势的一种表现能力;还原性是指________剂具有的________的能力,表现在反应中是化合价有________趋势的一种表现能力。
(2)元素处于_____,只有氧化性;元素处于____,只有还原性;元素处于____,既有氧化性又有还原性。
3.氧化产物和还原产物:________失去电子被________所得的产物叫氧化产物;________得到电子被________所得的产物叫还原产物。2.(1)氧化 得到 降低 还原 一种失去电子 升高
(2)最高价 最低价 中间价态
3.还原剂 氧化 氧化剂 还原综合拓展氧化还原反应有关概念的联系和区别特别提示:氧化还原的概念较多,容易记错、记乱,在理解概念的基础上,要加深对一般规律的总结,是一种有效的记忆方法。尝试应用3.单质X和Y相互反应生成X2+Y2-,现有下列叙述:①X被氧化;②X是氧化剂;③X具有氧化性;④Y 2-是还原产物;⑤Y 2-具有还原性;⑥X2+具有氧化性;⑦Y的氧化性比X2+氧化性强。其中正确的是( )
A.①②③④ B.①④⑤⑥⑦
C.②③④ D.①③④⑤ 解析:X在反应中化合价升高失电子,被氧化,是还原剂,具有还原性,被氧化成的产物X2+是氧化产物,具有弱氧化性。
答案:B知识清单判断物质的氧化性或还原性强弱1.物质氧化性、还原性的强弱取决于得到或失去电子的难易程度,与得到或失去电子数目的多少无关。例如钠和铝的还原性强弱为钠强于铝。
2.比较下列物质的氧化性、还原性强弱
Na、Mg、Al还原性由强到弱的顺序________。
Cl2、I2、Br2、F2氧化性由强到弱的顺序________,判断的依据是________。Na>Mg>Al Cl2>I2>Br2>F2 得失电子的能力Cl2>Fe3+>I2>SO42-
氧化剂的氧化性强于氧化产物综合拓展氧化剂、还原剂的强弱规律
(1)同一反应中,氧化剂的氧化性>氧化产物的氧化性;还原剂的还原性>还原产物的还原性
例如:H2 + CuO Cu + H2O
还原剂 氧化剂 还原产物 氧化产物
则:还原性:H2>Cu(2)随着金属活动顺序表中金属活动性的减弱,金属的还原性越来越弱,其对应离子的氧化性越来越强(除Fe3+外)(5)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性又有还原性。
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:氧化性等。特别提示: 若给出两个或三个具有相关反应物或生成物的氧化还原反应方程式,要比较有关物质(离子)氧化性或还原性的强弱,可先找出每个反应中有关物质(离子)氧化性或还原性的强弱,然后,将几个不等式比较,即可得出结论。这就是常用的“传递公式”。尝试应用4.在一定条件下,氯酸钾与碘按下式反应:2KClO3+I2 2KIO3+Cl2,由此可推断下列相应的结论,不正确的是( )
A.该反应属于置换反应 B.还原性I2>Cl2
C.氧化性I2>Cl2 D.氧化性KClO3>Cl2氧化还原反应基础常识 下列叙述正确的是( )
A.元素的单质可由氧化或还原含该元素的化合物来制得
B.得电子越多的氧化剂,其氧化性就越强
C.阳离子只能得到电子被还原,只能做氧化剂
D.含有最高价元素的化合物不一定具有强的氧化性解析:选项A中阐述了金属单质和非金属单质分别由化合物生成的不同过程,所以正确。选项B错在以得电子多少作为衡量氧化性强弱的标准,而判断氧化剂氧化性强弱的标准是得电子的难易。选项C错在阳离子可以不是最高价,如Fe2+离子等。元素处于最高价时只有氧化性,但与氧化性强弱没有直接关系,所以D选项也是正确的描述。
答案:AD名师点睛:对概念理解的考查是氧化还原反应的重要考点之一,氧化还原反应的有关概念是互相独立,又互相依存的,其关系如下:
氧化剂(具有氧化性)——得电子——被还原——发生还原反应——还原产物;
还原剂(具有还原性)——失电子——被氧化——发生氧化反应——氧化产物。变式训练1.下列有关氧化还原反应的叙述中,正确的是( )
A.元素化合价升高的反应是还原反应
B.物质在变化中失去了电子,此物质某一元素化合价降低
C.有电子转移的反应就是氧化还原反应
D.有化合价升降的反应不一定是氧化还原反应解析:元素化合价升高的反应是氧化反应,A错;失去电子表现为化合价升高,B错;有化合价升降的反应一定是氧化还原反应,D错。
答案:C解析:A是复分解反应,B是无单质参加的化合反应,A、B都属于非氧化还原反应;C是有单质生成的分解反应,D属于置换反应,C、D属于氧化还原反应。
答案:CD名师点睛:置换反应一定属于氧化还原反应;复分解反应属于非氧化还原反应;化合反应中有单质参加的反应属于氧化还原反应,无单质参加的反应属于非氧化还原反应;分解反应中有单质生成的反应属于氧化还原反应,无单质生成的反应属于非氧化还原反应。变式训练2.下列四类反应:①置换反应;②复分解反应;③没有单质参加的化合反应;④没有单质生成的分解反应。其中一定不是氧化还原反应的是( )
A.只有② B.只有②③
C.②③④ D.①②③④ A氧化性、还原性强弱的比较 已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+,Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是( )解析:根据规律:反应物中氧化剂的氧化性强于生成物中氧化产物的氧化性,反应物中还原剂的还原性强于生成物中还原产物的还原性。故要发生反应,必须是反应物的氧化性强于氧化产物的氧化性。
答案:A
名师点睛:此类题目要理解已知条件,联系知识点,结合相关规律,得出最终定性结论,氧化性和还原性强弱可以决定一个氧化还原反应能否进行。变式训练3.已知常温下在溶液中可发生如下两个离子反应:Ce4++Fe2+ Fe3++Ce3+,Sn2++2Fe3+ 2Fe2++Sn4+。由此可以确定Fe3+、Ce4+、Sn4+三种离子的氧化性由强到弱的顺序是( )
A.Sn4+、Fe3+、Ce4+
B.Ce4+、Fe3+、Sn4+
C.Sn4+、Ce4+、Fe3+
D.Fe3+、Sn4+、Ce4+解析:比较物质氧化性和还原性强弱必须找到比较的依据,本题可依据化学方程式中氧化剂和氧化产物的关系等判断。
由第一个离子反应分析,氧化剂为Ce4+,氧化产物为Fe3+,则氧化性:Ce4+>Fe3+;由第二个离子反应分析,氧化剂为Fe3+,氧化产物为Sn4+,氧化性Fe3+>Sn4+,综合归纳为:Ce4+>Fe3+>Sn4+。
答案:B有关氧化还原的计算 硫代硫酸钠可作脱氯剂,已知25.0 mL 0.100 mol·L-1 Na2S2O3溶液恰好把224 mL(标准状况下)Cl2完全转化为Cl-离子,则S2O32-将转化成( )
A.S2- B.S
C.SO32- D.SO42-解析:标准状况下,224 mL即0.01 mol Cl2,全部转化成Cl-离子时得0.02 mol e-,这些电子将由0.025 L× 0.100 mol·L-1=0.0025 mol Na2S2O3失去,那么,1 mol Na2S2O3失去8 mol e-,硫元素的化合价应由Na2S2O3中的+2变成+6,所以产物应为SO42-。
答案:D名师点睛:定量计算问题在氧化还原反应中是非常重要的,常考点有:
(1)通过计算求得反应中需要的氧化剂或还原剂的量,或被氧化、被还原物质的物质的量。
(2)通过计算判断产物或者产物中元素的化合价。解决这类问题的依据是氧化还原反应中电子得失总数相等。变式训练4.一定条件下硝酸铵受热分解的未配平化学方程式为NH4NO3→HNO3+N2↑+H2O在反应中被氧化与被还原的氮原子之比为( )
A.1∶1 B.5∶4
C.5∶3 D.3∶5解析:本题使用电子守恒法解答比较简单,本反应的实质是NH4+中-3价氮和NO3-中+5价氮归中变为N2中的0价氮。
N:-3→0 ↑3×5
N:+5→0 ↓5×3
由上可知,被氧化与被还原的氮原子个数比为5∶3。
答案: C祝您学业有成课件38张PPT。第3节 氧化剂和还原剂
第2课时 探究铁及其化合物的氧化性和还原性 元素与物质世界 1.复习巩固物质分类方法。
2.进一步理解氧化还原反应、氧化剂和还原剂、氧化性和还原性等概念。以铁及其化合物为例,熟悉从氧化还原反应的角度研究物质的性质,掌握探究物质氧化性和还原性的过程方法。
3.通过实验,培养学生实验操作能力、观察能力和探究分析问题的能力。知识清单铁和铁的化合物的存在1.铁元素在自然界中的含量和存在形态:铁元素在地壳中的质量分数为4.65%,处于第______位,仅次于_______、______和_____。在自然界里有______种存在形态——__________。游离态的铁存在于______中,而更多的是以________价和________价的化合态存在。
2.铁的化合物在自然界中主要以________的形式存在,如黄铁矿(主要成分是________)、赤铁矿(主要成分________)、磁铁矿(主要成分________)。1.四 氧 硅 铝 两 游离态和化合态
陨石 +2 +3 2.矿石 FeS2 Fe2O3 Fe3O4综合拓展铁的氧化物——FeO、Fe2O3、Fe3O4性质的比较特别提示:铁在自然界中主要以矿石的形式存在,如黄铁矿、赤铁矿、磁铁矿等,也有单质的形式,如陨铁。尝试应用1.家庭生活中下列做法不能防止菜刀生锈的是( )
A.菜刀使用完后,用水洗净,并擦干
B.久置不用时在菜刀表面涂一层食用油
C.把菜刀存放在潮湿的地方
D.用不锈钢菜刀取代普通菜刀解析:厨房菜刀生锈是常见的现象,如何防止或减少菜刀的生锈是人们常提的问题。通过对“铁”知识的学习,同学们就可以解决这个问题。因为铁的生锈是需要一定的外界条件的,如潮湿的环境就给铁生锈创造了有利的机会,所以设法隔绝水与菜刀的接触(如选项A、B),或者改变菜刀的内部结构(如选项D)就可以防止其生锈。
答案:C知识清单铁及其化合物的重要化学性质1.铁及其化合物的重要化学性质
(1)铁单质具有________,如它能将硫酸电离出的________还原生成________,能被氯气氧化生成________,被氧气氧化生成________。(1)还原性 H+ 氢气 FeCl3 Fe3O4(2)含有+3价铁元素的化合物通常具有氧化性,如在溶液中,氯化铁可以把金属铁、铜等________,本身被还原成________,其离子方程式分别为:________________。
(3)含有+2价铁元素的化合物通常既具有氧化性,又具有还原性。如在溶液中,氯化亚铁可以被金属锌________,可以被氯气________,其离子方程式分别为:________________________________。2.Fe3+的检验
向氯化铁溶液中滴入硫氰酸钾溶液,溶液立即出现血红色。反应的离子方程式为__________________。
3.铁的作用
铁元素是生物体中含量最高的生命必需的微量元素。如果人体缺铁,就会出现________症状;如果因为某原因使血红蛋白分子中的Fe2+被________成Fe3+,这种血红蛋白分子就会丧失________功能,使人出现________症状,而危及生命。综合拓展1.Fe2+与Fe3+的鉴别
(1)直接观察颜色:Fe2+的溶液呈浅绿色,Fe3+的溶液呈棕黄色。
(2)利用显色反应
Fe2+的溶液+KSCN或NH4SCN溶液,溶液不呈红色;Fe3+的溶液+KSCN或NH4SCN溶液,溶液呈血红色。
有关离子方程式:Fe3++SCN- [Fe(SCN)]2+(3)利用铁化合物沉淀的颜色
Fe2+的溶液+NaOH溶液,出现白色沉淀,迅速变为灰绿色,最后变为红褐色;Fe3+的溶液+NaOH溶液,出现红褐色沉淀。
有关反应式:Fe2++2OH- Fe(OH)2↓、
4Fe(OH)2+2H2O+O2 4Fe(OH)3;
Fe3++3OH- Fe(OH)3↓(4)利用Fe3+的氧化性
①Fe2+的溶液+Cu片,无明显现象;Fe3+的溶液+Cu片,铜被腐蚀,溶液变为蓝绿色。
有关离子方程式:2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+
②Fe2+的溶液+淀粉KI试纸,试纸不变蓝;Fe3+的溶液+淀粉KI试纸,试纸变蓝。
有关离子方程式:2Fe3++2I- 2Fe2++I2(5)利用Fe2+的还原性
①Fe2+的溶液+酸性KMnO4溶液,KMnO4溶液紫色褪去;Fe3+的溶液+酸性KMnO4溶液,KMnO4溶液紫色不褪。
②Fe2+的溶液+氯水,溶液变为棕黄色;Fe3+的溶液+氯水,无明显现象。
有关离子反应式:2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-
注意:以上方法以KSCN溶液鉴别最常用。2.铁及其化合物的相互转化示意图
特别提示:Fe2+与Fe3+的鉴别是考试中常考的重点,要记住常用试剂及其方法,拓展自己的思维。尝试应用2.要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+进行如下实验操作时最佳顺序为( )
①加入足量氯水 ②加入足量KMnO4溶液 ③加入少量NH4SCN溶液
A.①③ B.③②
C.③① D.①②③解析:Fe3+与Fe2+重要区别就是:遇SCN-是否显红色。利用这一性质,先往其中加一定量的NH4SCN溶液,若不显红色,则说明没有 Fe3+,加入氧化剂如氯水(新制的为浅绿色,实际中多为无色透明),Fe2+变成Fe3+,显红色。 高锰酸钾溶液为紫红色,用它做氧化剂效果很不明显。
答案:C铁及其化合物的相互转化 下列物质反应后一定有+3价铁生成的是 ( )
①过量的Fe与Cl2反应 ②Fe与过量稀H2SO4反应后,再向其中加H2O2 ③Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸 ④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中
A.只有① B.只有①②
C.只有①②③ D.全部解析:①中的Cl2氧化性强,它能将铁氧化为+3价,由于不是在溶液中反应,因此过量的铁不会将氯化铁还原。②中Fe与稀H2SO4反应只能生成Fe2+,向其中加H2O2后,由于H2O2是一种常见的氧化剂,能将Fe2+氧化成Fe3+。③从表面上看不会发生反应,但实际上发生了Fe2+被H+和硝酸根离子氧化的反应。④中首先发生Fe与盐酸生成FeCl2、Fe2O3与盐酸生成FeCl3的反应,但题中未给出反应物间相对量的关系,若铁是足量的,则能将生成的FeCl3全部还原为FeCl2。
答案:C
名师点睛: 涉及铁的化合价转化的题目,应从氧化剂的强弱、反应条件及反应物间的相对量进行分析。铁的0价、+2价、+3价在一定条件下均可相互转化,在分析具体问题时,应善于抓住转化的条件,挖掘出隐含的反应。变式训练1.将适量铁粉放入三氯化铁溶液中,完全反应后,溶液中的Fe3+和Fe2+浓度相等。则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比是( )
A.2∶3 B.3∶2
C.1∶2 D.1∶1解析:Fe3+有较强的氧化性,与Fe反应如下: 2Fe3++Fe = 3Fe2+,由题意知反应后,c(Fe3+)= c(Fe2+),而要生成3 mol Fe2+需消耗2 mol Fe3+,显然n(反应Fe3+)∶n(未反应Fe3+)=2∶3。
答案:A铁及其化合物的应用 铁酸钠(Na2FeO4)是水处理过程中使用的一种新型净水剂,已知它的氧化性强于KMnO4,在反应中被还原为Fe3+,将它溶入浑浊的泥水中,既能起杀菌消毒作用,又能使泥沙沉降,试回答:
(1)制取铁酸钠的反应方程式为:2Fe(NO3)3+16NaOH+3Cl2 2Na2FeO4+6NaNO3+6NaCl+8H2O。
该反应的氧化剂是______;氧化产物是________。
(2)铁酸钠能沉降泥沙的原因是________________。解析:(1)上述反应虽然比较复杂,但只要我们熟练掌握氧化还原反应中各个概念,即可顺利解答。反应物中,Cl2中Cl元素的价态是0价,而在生成物NaCl中Cl元素的价态是-1价(化合价降低),因此,Cl2是氧化剂;Fe(NO3)3中的Fe元素由+3价升高到+6价(Na2FeO4),Na2FeO4是Fe(NO3)3被氧化以后的产物,即氧化产物。(2)要求较高,但联系结合有关Fe(OH)3胶体的制备及性质,就不难回答。
答案:(1)Cl2 Na2FeO4 (2)铁酸钠的还原产物Fe3+能与水作用生成Fe(OH)3胶体,起到“净水”作用名师点睛:天然水一般须经过消毒、净化之后才能饮用。最常用的消毒剂是氯气,但由于氯气对人体也有一定危害,故人们正在积极寻找高效、低毒的杀菌消毒剂,Na2FeO4就是其中的一种。Na2FeO4中的Fe元素为非常规的+6价,因而具有很强的杀菌消毒能力,而其还原产物Fe3+还能与水作用生成Fe(OH)3胶体,能起到“净水”的作用。变式训练2.硫酸亚铁是一种可用于治疗缺铁性贫血的药剂。硫酸亚铁药片外表包有一层特制的糖衣,以保护硫酸亚铁不被空气中的氧气氧化成硫酸铁(硫酸铁无治疗贫血的药效)。试设计一个实验方案,验证某硫酸亚铁药片是否被氧化。写出主要实验步骤、现象和有关离子反应方程式。
(1)主要步骤:___________________________。
(2)离子方程式:_________________________。(1)刮去药片的糖衣,把药片研碎,放在烧杯中加少量蒸馏水溶解,滴几滴KSCN溶液,溶液显红色,可知部分或全部硫酸亚铁被氧化
(2)Fe3++SCN- Fe(SCN)2+实验探究 用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。
方法一:用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入稀H2SO4和__________。
(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用______的方法。
(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是____________________。方法二:在如右图装置中,
用NaOH溶液、铁屑、稀
H2SO4等试剂制备。
(1)在试管Ⅰ里加入的试剂是________。
(2)在试管Ⅱ里加入的试剂是________。
(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀,在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂,打开止水夹,塞紧塞子后的实验步骤是__________。
(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,其理由是______________________________。解析:方法一:(1)由于Fe2+具有较强的还原性,易被氧化为Fe3+,故在配好的溶液中常加一枚铁钉或适量铁屑以防止其氧化。(2)由于气体的溶解度随温度升高而迅速减小,故可用加热的方法除去蒸馏水中溶解的O2。(3)空气中含有大量的O2,为防止生成的Fe(OH)2沉淀与空气接触,需将吸取的NaOH溶液的滴管插入液面以下后再挤出。
方法二:(1)由所给试剂及装置特点知,试管Ⅰ为封闭系统,应为产生H2并排净溶液中的空气及液面上方空气的装置,故Ⅰ中加入的试剂为铁和稀H2SO4。(2)试管Ⅱ中加入的试剂为NaOH。(3)为确保实验在无氧状态下进行,必须把系统中的O2排除干净,故接下来的操作应为检验试管Ⅱ出口处排出的氢气纯度,当产生氢气较纯时再夹紧止水夹。(4)由于试管Ⅰ中产生的H2充满了Ⅰ、Ⅱ两支试管,外界空气不易进入,即Fe(OH)2是在H2的还原性气氛中产生的,故Fe(OH)2的白色沉淀可保持较长的时间。答案:方法一:(1)铁屑 (2)煮沸 (3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2
方法二:(1)稀H2SO4、铁屑
(2)NaOH溶液
(3)检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度。当排出的H2纯净时,再夹紧止水夹
(4)试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ,且外界空气不容易进入名师点睛:氢氧化亚铁由于容易被氧化而存在时间较短,所以对其实验的改进是考试的重点,通常考查的是氢氧化亚铁的实验室制备原理和操作方法,及选择操作方法的依据。并依此为基础考查学生设计和完成实验的能力。由此题我们可以看出,要提高设计和完成实验的能力,同学们必须扎扎实实做好以下六项工作: ①分析实验的目的。②分析实验所依据的化学反应原理。③分析实验的装置和仪器及使用注意事项。④分析实验的基本操作步骤,为什么要这样操作,不这样操作有什么样的后果。⑤分析实验后面所附的问题和讨论,真正理解相关问题。⑥从安全性,环保性(减少污染),节约性(不浪费药品),效果性(现象明显)等角度出发,分析还能对该实验进行怎样的改进。变式训练3.某化学小组欲探究铁及其化合物的氧化性和还原性,请回答下列问题:
(1)除胶头滴管外,你认为本实验必不可缺少的一种玻璃仪器是______________。
(2)请帮他们完成以下实验报告:
实验目的:_________________________________。
试剂:铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、锌片、铜片。
实验记录(划斜线部分不必填写):实验结论:
Fe只有还原性,Fe3+只有氧化性,Fe2+既有氧化性,又有还原性。
联想发散:
①根据以上结论判断,下列物质中既有氧化性,又有还原性的有:______________。(填序号)
A.Cl2 B.Na C.Na+ D.Cl-
E.SO2 F.NO2
②亚铁盐在溶液中易被氧化,而实验室中需要纯净的亚铁盐溶液。那么保存亚铁盐溶液时应该如何防止亚铁盐氧化?________________________________________。
③简述Fe2+的检验方法:_______________________。解析:本题是为了迎合新课标对同学们探究能力的要求而设计的,包括设计实验、选择仪器、填写实验报告以及对结果分析、综合、迁移的能力。其中,相对较难的是最后的联想发散部分的后两问。②可以加入适量铁,假设亚铁离子被氧化成铁离子,会重新被铁还原,从而防止了亚铁离子被氧化。③检验Fe2+的方法不止一种,例如,在含有Fe2+的溶液中加入NaOH溶液,可以生成白色的氢氧化亚铁沉淀,而氢氧化亚铁具有很强的还原性,少量氢氧化亚铁立即被溶解在水中的氧气氧化使沉淀颜色变为灰绿色,然后逐渐被空气中的氧气氧化,直至完全转化成红褐色的氢氧化铁沉淀。再如,在含有Fe2+的溶液中加入KSCN溶液,不会出现红色,然后滴加适量氯水,可以把Fe2+氧化成Fe3+,Fe3+与SCN-反应得到红色溶液。答案:(1)试管
(2)实验目的:探究铁及其化合物的氧化性和还原性 ①Cl2+2Fe2+ = 2Cl-+2Fe3+ ②Fe2+有氧化性 ③铁粉逐渐溶解,溶液由棕黄色变为浅绿色 ④在FeCl3溶液中加入铜片 联想发散:①A、E、F ②在亚铁盐溶液中加入少量铁单质 ③取适量待测液于试管中,滴加少量KSCN溶液,无红色出现,在混合液中滴入少量氯水,溶液变为红色,则证明有Fe2+(或其它合理答案)祝您学业有成课件33张PPT。第1节 硅 无机非金属材料
第1课时 单质硅与二氧化硅 材料家族中的元素 1.了解硅的主要性质和用途。
2.了解SiO2性质以及在材料中的应用。知识清单半导体材料与单质硅1.半导体材料
半导体材料特指导电能力介于________和________之间的一类材料。最早使用的半导体材料是________,而目前广泛使用的半导体材料是________元素,在地壳中含量居________位,该元素全部以________态存在于自然界中,储量丰富。导体 绝缘体 锗 硅 第二 化合2.单质硅
(1)物理性质
①单质硅有________和________两种;
②晶体硅是________________的固体;
③单质硅的导电性________。①晶体硅 无定形硅(非晶硅)
② 灰黑色、有金属光泽、硬而脆
③介于导体和绝缘体之间 (2)化学性质
①在常温下,硅的化学性质不活泼,不与O2、Cl2、H2SO4、HNO3等发生反应,但能与F2、HF和强碱反应。例如:(3)硅的制备
由于自然界中没有单质硅的存在,在工业上,用碳在高温下还原二氧化硅的方法可制得含有少量杂质的粗硅,将粗硅提纯后,可以得到半导体材料的高纯硅。
制粗硅: _________________________。
制高纯硅:_______________________。
(4)硅的用途
硅可用来制造_____、_____、_____等。_____可用来制造变压器铁芯、______设备等。综合拓展(10)Na2SiO3的水溶液称水玻璃,但它与玻璃的成分大不相同,硅酸钠水溶液(即水玻璃)俗称泡花碱,但它是盐的溶液,并不是碱溶液。
特别提示:酸酐由酸脱水得到,如CO2、SO2、SO3、SiO2等,但酸酐不一定就能溶于水生成相应的酸,如SiO2难溶于水,当然也就无法与水反应生成硅酸。尝试应用1.在美国旧金山有一个最大的科技工作园区,称之为“硅谷”,它是现代电子工业和计算机发展的基础。下列说法不正确的是( )
A.硅是非金属元素,但它的单质是灰黑色、有金属光泽的固体
B.硅的导电性介于金属和绝缘体之间,是良好的半导体材料
C.硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质起反应
D.自然界中存在大量的单质硅,其含量仅次于氧解析:硅的性质不活泼,但是在常温下,能与F2、HF、强碱溶液发生反应。硅在自然界中主要以硅酸盐和二氧化硅的形式存在,自然界中没有游离态的单质硅。
答案:CD解析:题中两个反应的条件不同,故不是可逆反应;由于反应符合置换反应的定义,则一定为氧化还原反应;两者的反应热效应必定相反,这是由能量守恒所决定的。
答案:AC知识清单二氧化硅和光导纤维1.二氧化硅
存在:广泛存在于自然界中,________的主要成分就是二氧化硅。透明的石英晶体叫做水晶,含有有色杂质的石英晶体叫做________。
物理性质:纯净的二氧化硅为 ________的晶体,不溶于水,________ 。沙子和石英 玛瑙 无色透明 熔点高、硬度大化学性质:
①二氧化硅的化学性质不活泼,属于酸性氧化物,能与碱溶液缓慢反应:______________________________。
②SiO2是H2SiO3和H4SiO4的酸酐;硅酸及原硅酸都是不溶于水的弱酸,都比碳酸弱。
__________________________________________。
③高温时,能与碱性氧化物反应:___________________________________________。
④常温下能与氢氟酸反应,此反应常用来刻蚀玻璃:_____________________________________________。用途:常被用于石英表中的________,高性能的现代通讯材料——________,________________。
2.光导纤维
光导纤维是一种用全反射作用来传导光线的透明度极高的细丝,主要成分是:________ 。
光导纤维除了用于________外,还可用于________、________、________和________等方面。压电材料 光导纤维 制造电子元器件、光学仪器、精密仪器轴承、石英钟、工艺品、玻璃等
2.SiO2 通讯 能量传输 信息处理 遥测遥控 医疗器械(光导纤维内窥镜) 综合拓展CO2 与SiO2化学性质的比较特别提示:盛装氢氧化钠的试剂瓶不能使用玻璃塞的原因:玻璃是传统硅酸盐产品,在玻璃中含有一定量的SiO2,盛装的NaOH溶液在倾倒时往往在瓶口处残留,这时会发生反应SiO2 + 2NaOH Na2SiO3 + H2O,得到的Na2SiO3是一种矿物胶,当塞入塞子时能使得瓶塞与瓶口粘连,故盛装时应选用塑料塞。尝试应用3.证明生石灰中既混有石英,又混有石灰石的正确方法是( )
A.加入过量盐酸,观察是否有气泡冒出
B.加入过量烧碱溶液,观察是否有固体溶解
C.加热至高温,观察是否有气体冒出,是否有硅酸钙生成
D.先加过量盐酸搅拌,观察是否有不溶物剩余及气泡出现,若有不溶物则滤出,投入到氢氧化钠溶液中看其是否溶解解析:CaO和CaCO3均溶于盐酸,但只有CaCO3与盐酸作用产生气泡,故用盐酸可以验证石灰石的存在;SiO2不溶于盐酸能溶于NaOH溶液,所以D选项满足题意。
答案:D4.下列说法正确的是( )
A.因SiO2不溶于水,故H2SiO3不是SiO2对应的酸,或者说SiO2不是H2SiO3 的酸酐
B.CO2通入水玻璃(Na2SiO3溶液)可以得到硅酸
C.CO2通入饱和氯化钙溶液中能生成白色沉淀
D.SiO2的俗名叫水晶硅的化学性质 下列有关硅的叙述中,正确的是( )
A.硅只有在高温下才能跟氢气起化合反应
B.硅是构成矿物和岩石的主要元素,硅在地壳中的含量在所有的元素中居第一位
C.硅的化学性质不活泼,在常温下不与任何物质反应
D.硅在电子工业中,是最重要的半导体材料解析:A选项正确,因为硅的化学性质稳定,常温下除了少数物质外,它不易与其他物质如氢气、氧气、氯气等反应。B选项不正确,氧元素在地壳中的含量居第一位。C选项不正确,硅的化学性质不活泼,但可与F2、HF和强碱等反应。D选项正确,硅是常温下化学性质稳定的半导体材料,广泛应用于计算机技术领域。
答案:AD
名师点睛:地壳中的各元素含量的高低顺序为氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢等,记忆的口诀为洋(氧)鬼(硅)子铝铁盖(钙),哪(钠)家(钾)没(镁)请(氢)。变式训练1.有科学家提出硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”的观点。假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用,下列关于其有利因素的说法中,你认为不妥的是( )
A.便于运输、储存,从安全角度考虑,硅是最佳的燃料
B.自然界的含硅化合物易开采
C.硅燃烧放出的热量大,燃烧产物对环境污染程度低且容易有效控制
D.自然界中存在大量单质硅解析:有些燃料,如氢气具有发热量大、无污染等优点,但从运输、储存角度就不如硅,硅是固体、常温下性质稳定,是非常安全的;另外,硅在自然界存在广泛,硅化合物易开采,其燃烧产物为SiO2,对环境污染程度低。但需注意的是,自然界没有游离态的硅,因此,D是错误的。
答案:D二氧化硅的化学性质 下列说法正确的是( )
A.二氧化硅是酸性氧化物,它可以跟碱反应,但不能与任何酸反应
B.根据SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2↑的反应,可推知硅酸酸性比碳酸酸性强
C.二氧化碳气体通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸
D.二氧化硅可以制取光导纤维解析:常温下SiO2可与氢氟酸反应,SiO2+4HF SiF4↑+ 2H2O,所以A错;B反应只有在高温条件下才能进行,由于CO2 是气体,生成后脱离反应体系使反应得以继续进行,但不能说明硅酸的酸性比碳酸酸性强;C正确,化学反应方程式为:Na2SiO3+CO2+H2O Na2CO3+H2SiO3↓;D正确,SiO2是光导纤维的主要成分,光导纤维可由二氧化硅制取。
答案:CD
名师点睛:在分析解答问题时,首先要明确反应规律是有条件的,不能不问条件任意套用;其次要掌握反应原理,并注意硅及其化合物的特殊性,如硅与氢氟酸、碱溶液的反应,二氧化硅的溶解性,二氧化硅与氢氟酸、碳酸盐、碳单质及其化合物的反应等均具有特殊性。变式训练2.指出下列反应中二氧化硅所表现的化学性质或作用,在选项中选择正确的答案填入括号内。A.作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀
B.氧化性
C.酸性氧化物的通性
D.将挥发性的酸酐从其盐中“置换”出来
E.未参加氧化还原反应解析:反应①是SiO2与NaOH反应,体现了SiO2酸性氧化物的性质;反应②的原理是难挥发性酸酐制挥发性酸酐;反应③用于工业制取硅,其中C为还原剂,SiO2作氧化剂;反应④是工业制硅的副反应,在此反应中SiO2既不是氧化剂,又不是还原剂,单质碳既是氧化剂,又是还原剂;利用反应⑤可用氢氟酸刻蚀玻璃。
答案:①C ②D ③B ④E ⑤A祝您学业有成课件29张PPT。第1节 硅 无机非金属材料
第2课时 硅酸盐与无机非金属材料材料家族中的元素 1.了解传统硅酸盐产品的制法与性质。
2.了解一些新型无机非金属材料在生产、生活中的重要作用。知识清单传统硅酸盐材料1.玻璃
原料:生产普通玻璃的主要原料是______________、_______________和____________。
主要设备:____________。
反应原理:将粉碎混匀的原料加强热使之熔化,发生复杂的物理化学变化,冷却即成玻璃。其中主要化学反应是:
_________________________________________、
_________________________________________。玻璃熔炉纯碱(Na2CO3)石灰石(CaCO3)石英(SiO2)主要成分: 制造玻璃的原料中,石英是过量的,所以,普通玻璃是________、________和________熔化在一起得到的物质。
主要性质:硬而脆,受热时在一定温度范围内逐渐软化,没有一定的熔点,故作________物质,耐酸腐蚀(HF除外)。CaSiO3 Na2SiO3 SiO2 玻璃态2.水泥
主要原料:________和________。
主要成分:_____(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(_____)和_______(3CaO·Al2O3)等。
特点:水泥具有________,与水搀和搅拌并静置后,很容易凝固变硬。
混凝土:______、_____和_____组成的混合物。混凝土常用钢筋作结构,这就是通常所说的______。石灰石 黏土 硅酸三钙 2CaO·SiO2 铝酸三钙
水硬性 水泥 沙子 碎石 钢筋混凝土综合拓展硅酸盐的表示方法
硅酸盐由于种类多、结构复杂,通常用氧化物来表示,书写规则有以下两点:
(1)氧化物的书写顺序:活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。
(2)氧化物前系数配置原则:除氧元素外,其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置系数
如:黏土:Al2O3·2SiO2·2H2O;石棉:CaO·3MgO·4SiO2;沸石:Na2O·Al2O3·3SiO2·2H2O;云母:K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O;滑石:3MgO·4SiO2·H2O;钾长石:K2O·Al2O3·6SiO2。特别提示:在用氧化物形式书写硅酸盐时,氧化物之间以“·”隔开且系数配置出现分数应化为整数。例如:钾长石KAlSi3O8不能写成 K2O· Al2O3·3SiO2,应写成K2O·Al2O3·6SiO2 。尝试应用1.下列各项叙述中,错误的是( )
A.普通水泥的主要成分是硅酸三钙、硅酸二钙和铝酸三钙等
B.水泥是一种纯净物
C.混凝土常以钢筋做骨架,而不用其他金属,是因为钢筋的硬度大且其热膨胀系数和混凝土的相差不大
D.水泥具有水硬性,故不适合水下施工解析:这是一道常识性题目,解决这个问题的关键是熟悉普通水泥的成分及水泥的性能、应用等。水泥主要成分是硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)和铝酸三钙(3CaO·Al2O3),故水泥应是一种混合物。水泥具有水硬性,在水中也能硬化,因此可以进行水下施工。混凝土以钢筋作结构,是因为钢筋的热膨胀系数和其相差不大且钢筋的硬度较大。
答案:BD知识清单新型陶瓷材料_________是人类应用最早的硅酸盐材料。下面是几种新型无机非金属材料的比较碳化硅陶瓷 陶瓷材料氮化硅陶瓷氧化铝陶瓷 氧化锆陶瓷 牙齿 骨骼尝试应用2.请回答下列问题:
(1)下列属于新型无机非金属材料的是( )
A.高强度水泥 B.钢化玻璃
C.氧化铝陶瓷 D.光导纤维
(2)磷酸钙陶瓷也是一种新型无机非金属材料,它可以用于制成人造骨骼,这是利用这类材料的( )
A.耐高温特性 B.电学特性
C.光学特性 D.生物功能解析:(1)水泥、玻璃属硅酸盐材料,是传统无机非金属材料。(2)新型无机非金属材料的四种特性不一定是这类材料的共性,不同的材料具有不同的特性。根据新型无机非金属材料的四种特性及其应用进行判断。
答案:(1)CD (2)D用氧化物的形式表示硅酸盐的化学式 三硅酸镁晶体被用来治疗胃溃疡病患者的胃酸过多症,是因为该物质不溶于水,服用后能中和胃酸,作用持久。三硅酸镁晶体化学式为:Mg2Si3O8·nH2O。
(1)用氧化物的形式表示三硅酸镁的化学式。
(2)写出该药物中和胃酸的化学方程式。解析:用氧化物的形式表示硅酸盐的时候,应注意书写原则:活泼金属氧化物、较活泼金属氧化物、二氧化硅、水。第二问应从氧化物形式书写,碱性氧化物(MgO)能与盐酸反应,而SiO2 不能与盐酸反应可当成杂质,最后写出正确的方程式。名师点睛:我国著名的数学家华罗庚说过:“把一个比较复杂的问题‘退’成最简单最原始的问题,把这最简单最原始问题想通了,想透了,然后再来一个飞跃上升。”这是一个非常精辟的思维方法,用这种方法去思考问题极有意义。把三硅酸镁改写成氧化物的形式,本题就能迎刃而解。变式训练1.高岭土的组成可以表示为Al2Si2Ox(OH)y,其中x、y的数值分别是( )
A.7、2 B.5、4
C.6、3 D.3、6制造玻璃的原料 过量的泥沙、纯碱和生石灰熔化后生成( )
①水泥 ②玻璃 ③陶瓷 ④混凝土 ⑤一种硅酸盐产品
A.①④ B.②⑤
C.③ D.②
解析:考查玻璃的原料。由泥沙、纯碱和生石灰组成的原料,可直接制得玻璃,属于一种硅酸盐产品。
答案:B名师点睛:此类题实际上属于探究型问题。根据题意可猜想与假设,然后设计实验,通过实验来验证。但在考试中,这是不可能的。因此我们要根据所学知识分析所给原料可能发生的反应。再联系原题所给答案,作出正确选择。变式训练2.在炼铁、制玻璃、制水泥三种工业生产中,都需要原料( )
A.纯碱 B.石灰石
C.石英 D.粘土B新型无机非金属材料 氮化硅是一种高温陶瓷材料,它的硬度大、熔点高、化学性质稳定,工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300 ℃反应获得。
(1)根据性质,推测氮化硅陶瓷的用途是________(填序号)。
A.制汽轮机叶片 B.制有色玻璃
C.制永久性模具 D.制造柴油机(2)写出N的原子结构示意图:________,请写出氮化硅的化学式:________。
(3)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强,除氢氟酸外,它不与其他无机酸反应。试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式:________________________________________________________________________。
(4)现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下,加强热发生反应,可得较高纯度的氮化硅,反应的化学方程式为________________________________________________________________________解析:根据N和Si的原子结构及其元素周期规律的知识,可判断氮元素的非金属性比硅强,故N显负价(-3),Si显正价(+4),由此可写出氮化硅的化学式Si3N4。名师点睛:这类题目起点高(新材料氮化硅的用途、性质、制法),落点低(原子结构示意图、元素周期律、硅及其化合物典型性质),新颖灵活。在分析解答过程中,一是要培养起灵活运用所学知识分析解决问题的能力,如根据氮、碳两元素非金属活泼性不同,确定其各自价态,写出氮化硅的化学式;根据硅及其化合物与氢氟酸反应的规律,进行迁移推测氮化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅,另一产物必为NH3。二是要强化“结构决定性质,性质决定用途”的化学思维方法,加深对新材料的认识。变式训练3.人造骨是一种具有生物功能的新型无机非金属材料,它类似人骨和人牙的性质和结构。人造骨可以从人体体液中补充某些离子,从而形成新骨。可在骨骼结合界面产生分解、吸收、析出等反应,实现骨骼的牢固结合,人造骨植入人体中需要吸收人体中的________离子形成新骨( )
A.Ca2+ B.Na+
C.PO43- D.Cl-解析:根据人造骨可以从人体体液中补充某些离子,从而形成新骨,实现骨骼的牢固结合这一信息,考虑到需要Ca2+,根据新骨牢固这一点需要生成坚硬难溶的物质,因此选择PO43-。
答案:AC祝您学业有成课件33张PPT。第2节 铝 金属材料
第1课时 铝 铝合金材料家族中的元素 1.掌握铝的物理性质、化学性质和主要用途。
2.了解铝的化合物的性质和用途。
3.初步了解合金的概念。知识清单铝及铝合金1.铝
(1)物理性质:硬度________,________色,质轻,密度为2.7 g/cm,熔点低(666.4 ℃),沸点高(2467 ℃),有很好的延展性和导电性,导电性仅次于金、银、铜。
(2)化学性质
①与非金属反应较小 银白a.与氧气反应
常温下,铝被空气中的氧气氧化,表面生成________________,失去金属光泽。
点燃时,金属铝可以在氧气中燃烧:_________。
说明:该反应放出大量热和耀眼的白光,因而铝可用于制造燃烧弹、信号弹、火箭推进剂等。
b.与氯气、硫等非金属反应
________________;______________________。23②与酸的反应
a.与非氧化酸(盐酸、稀硫酸)反应,有氢气生成:________________。
b.与氧化酸(硝酸、浓硫酸)反应,无氢气生成:________________。
注意:Al遇冷的浓硫酸、浓硝酸会________,但加热可反应。③与碱的反应
化学方程式:________________。
④与金属氧化物的反应(铝热反应)
金属铝在高温下可与Fe2O3反应:____________。
该反应称为铝热反应,________________的混合物称为铝热剂。利用铝热反应可________以及大截面的钢材部件等。2.铝合金
金属铝中加入其他元素如_____、___、____、____、______等,即形成各种性能优良的铝合金。
(1)性质特征
铝合金具有密度小、强度高、塑性好、易于成形、制造工艺简单、成本低廉等特点,并且表面易形成________而具有一定的________能力。
(2)用途
铝合金主要用于建筑业、容器和包装业、交通运输及电子行业,如汽车________、硬盘________等。另外,还广泛用于制造________。铜 镁 硅 锌 锂
(1)致密的氧化物保护膜 抗腐蚀
(2)车轮的骨架 抽取盒 飞机构件 综合拓展铝热反应操作:取一张圆形滤纸,倒入氧化铁粉末,再倒入铝粉,将两者混合均匀。用两张圆形滤纸,分别折叠成漏斗状,将其中一个取出,在底部剪一个孔,用水润湿,再跟另一个漏斗套在一起,使四周都有四层。架在铁圈上,下面放置盛沙的蒸发皿,把混合均匀的氧化铁粉末和铝粉放在纸漏斗中,上面加少量氯酸钾,并在混合物中间插一根镁条,用燃着的木条点燃镁条,观察发生的现象。
现象:可以看到镁条剧烈燃烧,之后三氧化二铁粉末和铝粉发生剧烈的反应,发出耀眼的光芒并放出大量的热,同时纸漏斗被烧穿,有火红的熔溶物落入沙中,待熔溶物冷却后,除去外层溶渣,看到黑色的固体物质,能被磁铁吸引。特别提示:1.铝和强碱溶液反应,不是铝直接和碱反应,而是铝先和强碱溶液中的水反应生成氢氧化铝,然后氢氧化铝再和强碱反应生成四羟基合铝酸盐。如铝和氢氧化钠溶液反应分两步进行:
因此,在此反应中,铝为还原剂,水为氧化剂。
2.等物质的量的金属铝无论是与酸反应还是与碱反应,铝的化合价均由0价升高到+3价,故得到等物质的量的氢气。尝试应用1.铝用来焊接钢轨是利用( )
A.铝同氧气反应生成稳定的保护层
B.铝是热的良导体
C.铝是强还原剂,铝热反应放热
D.铝合金强度大解析: 铝是强还原剂,铝热反应放出大量的热,可达到很高的温度,生成了氧化铝和液态铁,从而将钢轨焊接在一起。
答案:C2.两份铝屑,第一份与盐酸反应,第二份与NaOH溶液反应,产生氢气体积比为1∶2,则两份铝屑的质量比为( )
A.1∶1 B.1∶2
C.1∶3 D.2∶1B知识清单铝的重要化合物1.氧化铝
(1)物理性质:白色固体,不溶于水,熔点高(做耐火材料)。
(2)化学性质
①与酸反应: Al2O3 +6HCl 2AlCl3 +3H2O (Al2O3 +6H+ 2Al3+ +3H2O)
②与碱反应:Al2O3+2NaOH+3H2O 2Na[Al(OH)4]
{Al2O3+2OH-+3H2O 2[Al(OH)4]-}
说明:氧化铝具有不同于一般氧化物的性质,既与强酸反应也与强碱反应,属于两性氧化物。2.氢氧化铝
(1)物理性质:Al(OH)3是几乎不溶于水的白色胶状固体,具有吸附性。
(2)化学性质
①与酸反应:Al(OH)3 +3HCl AlCl3 +3H2O [Al(OH)3 +3H+ Al3++3H2O]
②与碱反应:Al(OH)3+NaOH Na[Al(OH)4] {Al(OH)3+OH- [Al(OH)4]-}
说明:Al(OH)3与Al2O3一样,既与酸反应又与碱反应,具有两性,属于两性氢氧化物。
③受热易分解:2Al(OH)3 Al2O3+3H2O(3)Al(OH)3的制取
①铝盐与碱反应:用铝盐与可溶性弱碱氨水反应制Al(OH)3:Al3++3NH3·H2O Al(OH)3↓+3NH4+
说明:制取Al(OH)3也可用铝盐与强碱作用,但应严格控制加入碱的量,因为强碱过量会使制得的Al(OH)3转化为四羟基合铝酸盐:Al(OH)3+OH- [Al(OH)4]-。所以实验室一般不采用这种方法制Al(OH)3。②四羟基合铝酸盐与酸反应:一般用向偏铝酸盐溶液中通入CO2的方法制取Al(OH)3。
说明:一般不用强酸,因为强酸的量控制不当会使制得的Al(OH)3溶解:
[Al(OH)4]-+H+ Al(OH)3↓+H2O;
Al(OH)3+3H+ Al3++3H2O。
(4)Al(OH)3的用途
由于Al(OH)3具有吸附性,既能凝聚水中悬浮物,又能吸附色素,因此Al(OH)3可作净水剂和色素吸附剂。综合拓展常见的既能与强酸又能与强碱反应的物质
单质如Al;氧化物如Al2O3;氢氧化物如Al(OH)3;弱酸的酸式盐如NaHCO3(类似的酸式酸根有HS-、HSO3-、H2PO4-、HPO42-等);弱酸的铵盐如(NH4)2CO3[类似的有(NH4)2S、(NH4)2SO3、NH4H2PO4、(NH4)2HPO4等]。特别提示:用铝、稀硫酸和氢氧化钠溶液为原料,在实验室制备一定量的氢氧化铝,共有三种方法:
其中以第三种方法最节约试剂。尝试应用3.下列物质中既能跟稀盐酸反应,又能跟氢氧化钠溶液反应的是( )
①NaHCO3 ②(NH4)2S ③Al2O3 ④Al(OH)3 ⑤Al
A.③④ B.③④⑤
C.①③④⑤ D.全部D4.为了除去MgO中混有的少量杂质Al2O3,可选用的试剂是( )
A.KOH溶液 B.氨水
C.稀盐酸 D.NaOH溶液解析:此类属于除杂问题,必须符合除杂要求,即既要除去杂质,保留原物质,又不能引入新的杂质,最好的办法是将杂质转化为需要除杂的物质。本题两种氧化物都是固体,只需将Al2O3溶解,而MgO不溶,过滤后即可得纯净的MgO,这是利用了Al2O3的两性——可溶于强碱,而MgO不溶于强碱,故选用KOH溶液或NaOH溶液即可。
答案:AD铝化学性质 用铝箔包装0.1 mol金属钠,用针扎出一些小孔,放入水中,完全反应后,用排水集气法收集产生的气体,则收集到的气体为(标准状况)( )
A.H2和O2的混合气体 B.1.12 L
C.大于1.12 L D.小于1.12 L解析:在题中隐蔽着一个致关重要的条件“铝箔”。Na与水反应放出H2,且生成NaOH,铝与NaOH溶液反应,也生成H2,故最后收集到的气体是这两部分H2的总和,显然要比Na单独反应产生的H2多。若铝箔足量,共生成H2:0.05 mol+0.15 mol=0.2 mol
V(H2)=0.2 mol×22.4 L· mol-1=44.8 L
即使铝箔不足量,1.12 L答案:C
名师点睛:在解题时要注意思维的严密性,将各种情况考虑全面,并且注意挖掘题目的隐含条件,即分析问题要全面、严密。变式训练1.某课外活动小组做如下实验:往一铝制的易拉罐内充满CO2,然后往罐内注入足量的NaOH溶液,立即用胶布严封罐口。过一段时间后,他们发现罐壁内凹而瘪,再过一段时间后,瘪了的罐壁重新鼓起。
(1)罐壁内凹而瘪的原因是__________________,反应的化学方程式是________________________。
(2)罐壁再鼓起的原因是____________________,有关的化学方程式是________________________。
(3)如果用薄铁制易拉罐,做上述实验时,出现的结果是______________________________。解析:(1)NaOH溶液吸收CO2后,罐内的气体减少,压强减小,外界大气压将罐压瘪。发生的反应为CO2+2OH- CO32-+ H2O。
(2)Al片表面的氧化膜先与碱溶液作用,然后内部的金属Al与碱溶液作用放出H2,使罐内的气体增多,压强增大,所以易拉罐瘪后又重新鼓起来。发生的反应为:
Al2O3+2OH- + 3H2O 2[Al(OH)4]-、
2Al + 6H2O + 2OH- 2[Al(OH)4]-+3H2↑。
(3)若用Fe制易拉罐,由于Fe与碱液不反应,也就不会生成气体,故瘪下去的部分不会再鼓起来。答案:(1)CO2被NaOH溶液吸收,压强减小 CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O
(2)Al2O3和Al都可与碱液反应,其中金属Al与碱液作用后因产生气体而导致压强增大 2Al + 2NaOH + 6H2O 2Na[Al(OH)4]+ 3H2↑
(3)易拉罐内凹,不会鼓起来AlCl3和NaOH反应计算 等体积的AlCl3和NaOH溶液混合后,沉淀物中含铝的质量与溶液中含铝的质量相等,则AlCl3和NaOH两种溶液的物质的量浓度之比为( )
A.1∶3 B.2∶3
C.1∶4 D.2∶7解析:AlCl3和NaOH溶液混合后有沉淀物生成,可能有两种情况:①NaOH不足量;②NaOH部分过量。假设溶液中含有2 mol的AlCl3,如果为第一种情况,则生成Al(OH)3沉淀的物质的量与未反应的AlCl3物质的量相等,即生成1 mol Al(OH)3沉淀,由化学方程式AlCl3+3NaOH Al(OH)3↓+3NaCl可知,消耗NaOH的物质的量为 3 mol,所以AlCl3和NaOH的物质的量之比为2∶3,因为体积相同,故物质的量浓度也为2∶3,B正确。如果为第二种情况,则生成1 mol的Al(OH)3和1 mol的Na[Al(OH)4],即先让2 mol AlCl3完全沉淀,再溶解掉1 mol的Al(OH)3,由化学方程式AlCl3+3NaOH Al(OH)3↓+3NaCl知完全沉淀时消耗NaOH的物质的量为6 mol,再由化学方程式Al(OH)3+NaOH Na[Al(OH)4],知反应掉1 mol的Al(OH)3时消耗NaOH的物质的量为1 mol,所以共消耗NaOH的物质的量为7 mol,因此二者的物质的量浓度也为2∶7,所以D也正确。
答案:BD
名师点睛:沉淀物的铝元素只能以Al(OH)3的形式存在,而溶液中的铝元素的存在形式可以是Al3+,也可以是[Al(OH)4]-。变式训练2.对于一瓶氢氧化钠溶液,一瓶氯化铝溶液,不借助其他的试剂,能否将两种溶液区别开来?解析:可利用滴加顺序的不同而产生不同的现象的方法来区分。如果将试剂1逐滴滴入试剂2中,开始时出现沉淀,随着1的滴入,沉淀先增多,然后逐渐消失,则试剂1为氢氧化钠溶液,试剂2为氯化铝溶液;反之,若开始没有沉淀,最后沉淀增多且不消失,则试剂1是氯化铝溶液,试剂2为氢氧化钠溶液。
答案:见解析祝您学业有成课件34张PPT。第2节 铝 金属材料
第2课时 金属与金属材料 材料家族中的元素 1.通过对不锈钢难生锈原理的认识,使学生体会金属性质与金属材料的密切关系。
2.了解金、银、铜的主要性质以及它们作为材料在工业生产和高科技领域的应用。知识清单重要的金属材料——钢铁、金、银、铜1.金属在冶金工业上分为________和________,其中黑色金属有Fe、Cr、Mn(黑色金属的颜色不一定是黑色,如纯净的铁、铬的颜色是银白色),有色金属是指________以外的所有金属。黑色金属 有色金属 除Fe、Cr、Mn2.钢铁
(1)生铁:________大,但较脆且不易机械加工。
(2)普通钢:减少了含________量,增加了锰等元素,改善了铁的性能,但易锈蚀。
(3)不锈钢:在普通钢基础上,加入________等元素,含铬一般在12%以上,在空气中能保持金属光泽,且有不生锈的特性。
说明:由于铬元素的加入,使钢材表面形成致密且坚固的氧化膜,防止内部铁与外界物质接触。镍元素的加入,使不锈钢在酸碱盐的水溶液中也能具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性。(1)硬度 (2)碳 (3)铬镍3.金
(1)物理性质:质地________的________金属,金及其合金具有优良的稳定性、导电性、韧性、延展性。
(2)化学性质:金是最稳定的金属之一,在高温下也不能与氧气反应,不能被________等强氧化性酸氧化,但金能溶解在王水中。
(3)用途:金及其合金除了用于首饰以外,在________的用量占工业用量的90%以上。在航空航天工业中,金在制造飞机和航天器有关部件所用的材料也占有重要地位。(1)柔软 黄色 (2)硝酸 (3)电子工业4.银
(1)物理性质:具有________、质地柔软的________金属,具有良好的延展性、导电性和导热性。
(2)化学性质:银虽然不能与盐酸、稀硫酸反应,但却能溶解在________等强氧化性酸中:
Ag+2HNO3 (浓) AgNO3+NO2↑+H2O
3Ag+4HNO3 (稀) 3AgNO3+NO↑+2H2O
(3)用途:银除了用于首饰以外,在有机合成、能源开发、材料制造等方面的应用越来越被重视。(1)金属光泽 银白色 (2)硝酸 5.铜
(1)物理性质:硬度较小的________色金属,具有良好的延展性、导电性和导热性。
(2)化学性质
①铜的锈蚀:铜在________空气中性质稳定,但在________空气中会被腐蚀,在其表面逐渐形成一层________色的铜锈:2Cu+O2+H2O+CO2 Cu2(OH)2CO3(1)紫红 (2)①干燥 潮湿 绿③铜不能与盐酸、稀硫酸反应,但却能溶解在硝酸等强氧化性酸中,另外铜还能与某些盐溶液反应,如FeCl3等。
(3)用途
铜在电气和电子工业中主要用于制造电线、通讯电缆等。这方面应用占铜的工业总用量的一半左右,半导体器件中的硅芯片上用铜代替铝线;建筑业上用铜制造水管及其它排水设施,具有独特的杀菌功能,能抑制细菌生长。6.新型金属材料
(1)钛(Ti)——“21世纪的金属”性能优,储量大,用于制造飞机、导弹、宇宙飞船、舰艇、化工设备、纺织机械、人造卫星、医疗器械、“人造骨骼”等。
(2)铀(U)—— 做核电厂反应堆的核燃料。
(3)镅(Am)——用作烟雾探测器中的烟雾监测材料。金属之最:在生活生产中使用最广泛的金属是铁;地壳中含量最多的金属元素是铝(Al);最稳定的金属单质、延展性最好的都是金(Au);导电性能最好的是银(Ag);自然界中最活泼的金属是铯(Cs);最硬的金属单质是铬(Cr);熔点最高的金属单质是钨(3413 ℃)(W);熔点最低的金属单质是汞(-39 ℃)(Hg);密度最大的是锇(22.57g/cm3)。
特别提示:金属铜能通过两条途径制得硫酸铜,一是铜直接与浓硫酸反应,二是铜在空气中加热生成氧化铜,然后氧化铜再与稀硫酸反应得到。这两种方法中,后者的原料利用率高,且不产生污染环境的气体。综合拓展尝试应用1.在金、银、铜、铁、钠、镁、铝几种金属中,导电性能最好的是________;空气中最稳定的是________;最活泼的是________;常温时与水能剧烈反应的有________;既能跟酸反应,又能跟碱溶液反应的是________。解析:以上金属都具有良好的导电性,其中,银的导电性是最好的;最不活泼的是金,金在加热条件下也难以与氧气反应,“真金不怕火炼”就是这个意思;钠能与冷水剧烈反应,钠是以上金属中最活泼的;既能跟酸反应,又能跟碱溶液反应的物质除了铝之外,还有钠,钠能与碱溶液中的水反应。
答案:金 金 钠 钠 钠、铝A 金属的冶炼 我国古代曾用火烧孔雀石和焦炭混合物的方法炼铜。孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3,其冶炼方法是( )
A.焦炭还原法 B.湿法炼铜
C.铝热还原法 D.电解冶炼法解析:孔雀石受热发生分解反应[实为Cu(OH)2,CuCO3的分解反应]: Cu2(OH)2CO3 2CuO+H2O+CO2↑。由CuO炼铜,可用焦炭还原法:C+2CuO 2Cu+CO2↑;虽然也可用铝热还原法,但既浪费能源(高温),又浪费铝,经济效益差;况且我国古代既没有Al,也没有掌握冶炼Al的技术,故C项不选。我国古代没有电,故不可能用电解冶炼法;Cu2(OH)2CO3和CuO都不溶于水,没有强酸,也不可能采用湿法炼铜。
答案:A
名师点睛:当一种金属可用多种方法冶炼时,工业上一般采用经济效益高的方法。即:热解还原法优于焦炭还原法,焦炭还原法优于铝热还原法,铝热还原法优于电解还原法。从环保角度考虑,H2还原法又优于CO还原法。变式训练1.古代的“药金”外观与金相似,常被误认为金子。它的冶炼方法如下:将ZnCO3、赤铜(Cu2O)和木炭混合加热至800 ℃,得金光闪闪的“药金”,则药金的主要成分是________,有关的化学方程式是________、________、________。解析:我们知道,煅烧石灰石(CaCO3)能得到其氧化物,而木炭可以还原金属氧化物。把所学知识迁移过来,善于运用,不难解答。铜的性质 制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”,发生的反应为2FeCl3+Cu 2FeCl2+CuCl2。向盛氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,反应结束后,下列结果不可能出现的是( )
A.烧杯中有铜无铁 B.烧杯中有铁无铜
C.烧杯中铁、铜都有 D.烧杯中铁、铜都无解析:在题设条件下,如果氯化铁溶液足量,铁粉和铜粉都可与之完全反应,在此情况下,烧杯中既无铁也无铜。如果铁粉和铜粉足够多,氯化铁溶液相对不足,则反应后铁和铜都会存在。如果氯化铁溶液与铁粉、铜粉适量,则下列反应优先发生:Fe+2FeCl3 3FeCl2,这样,烧杯中将有铜,而铁粉没有剩余。故有铁无铜的现象不可能存在。
答案:B
名师点睛:比较铁、铜的还原性顺序,了解反应的先后顺序,再根据参加反应的物质的物质的量以及物质之间的共存来确定结果。变式训练2.铜是生命必需的元素,也是人类最早使用的金属之一,铜的生产和使用对国计民生各个方面产生了深远的影响,在化学反应中,铜元素可表现为0、+1、+2。
(1)在西汉古籍中曾有记载:曾青得铁则化为铜[即曾青(CuSO4)跟铁反应就生成铜]。试写出该反应的离子方程式:______________________________________。(2)铜器表面有时会生成铜绿,请写出生成铜绿的化学方程式:_________________________________,
这层铜绿可以用化学方法除去。试写出除去铜绿而不损伤器物的化学方程式:____________________________________。
试写出保护铜制品的方法:__________________。
(3)铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币。(铜的熔点是1183.4 ℃,铁的熔点是1534.8 ℃)
____________________________________。解析:(1)Fe+CuSO4 FeSO4+Cu的离子方程式:Fe+Cu2+ Fe2++Cu。
(2)2Cu+O2+H2O+CO2 Cu2(OH)2CO3,要除铜器表面的铜绿,考虑选择酸,强氧化性酸能和裸露的铜继续反应,而盐酸不和铜继续反应,并且盐酸具有挥发性。有关方程式如下:Cu2(OH)2CO3+4HCl 2CuCl2+CO2↑+3H2O,根据铜生成铜绿的条件,应将铜制品在干燥空气中保存。
(3)根据题给信息以及做货币的实际,选择铜做货币是因为铜的熔点比较低,容易冶炼铸造成型;铜的化学性质比较稳定,不易被腐蚀。新型金属材料——金属钛 钛(Ti)因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注,常温下钛不和非金属、强酸反应。红热时,却可与常见非金属单质反应。钛是航空、军工、电力等方面的必需原料。地壳中含钛矿石之一为金红石(TiO2),目前大规模生产钛的方法是:
第一步:金红石、炭粉混合,在高温条件下通入Cl2制得TiCl4和一种可燃性气体。该反应的化学方程式为________________,该反应的还原剂是________。第二步:在氩气的气氛中,用过量的镁在加热条件下与TiCl4反应制得金属钛。
① 写出此反应的化学方程式:______________________________。
② 如何由上述所得产物中获取金属钛?简述步骤。
______________________________________。解析:由反应物金红石、炭粉及Cl2和产物之一TiCl4,可知另一产物为碳的氧化物,又知该气体可燃,故为CO。显然,Ti的化合价不变,Cl2中氯元素的化合价降低,化合价升高的是碳元素,因而C是还原剂。
利用上述思路可得镁与TiCl4反应的产物为Ti和MgCl2。因反应中镁是过量的,故在反应后的混合物中提取钛须除去镁粉和MgCl2,加足量的盐酸充分反应后过滤,将滤渣用蒸馏水洗涤可得钛。②加入足量的盐酸除去过量金属镁,过滤,并用蒸馏水洗净固体即得金属钛名师点睛:此类题目主要考查学生利用题给信息结合所学知识解决实际问题的能力。从题干中筛选出重要信息:(1)钛在常温下不和非金属、强酸反应,故用盐酸溶解镁粉;(2)过量的镁与TiCl4反应,故反应后镁有剩余。变式训练3.钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属,钛白(TiO2)是目前最好的白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿,我国的钛铁矿储量居世界首位。含有Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制取TiO2的流程如下:(1)步骤①加Fe的目的是________;步骤②冷却的目的是________。
(2)上述制备TiO2的过程中,可以利用的副产物是______________;考虑成本和废物综合利用因素,废液中应加入________处理。解析:本题是一道典型的用框图形式给出工业生产流程的制备题,让考生自己观察框图,获取所需信息解决问题,不仅考查了对基础知识的掌握,还考查学科知识的综合应用能力,体现了新课程改革的方向。(1)观察题给流程图可知,所得产品有FeSO4·7H2O和TiO2两种。由于加浓硫酸后所得溶液含有Fe3+,所以步骤①中加入铁是为了将Fe3+转化成Fe2+。步骤②冷却是为了降低硫酸亚铁的溶解度,使硫酸亚铁结晶析出。
(2)若二氧化钛是主要产品,则FeSO4·7H2O是副产品。要使TiO2+转化成H2TiO3,应加入碱性物质,所以可以考虑加入石灰或其它废碱。
答案:(1)将Fe3+ 还原为Fe2+ 析出(或分离、或得到)FeSO4·7H2O
(2)FeSO4·7H2O 石灰(或碳酸钙、废碱)祝您学业有成课件30张PPT。第3节 复合材料材料家族中的元素 1.认识复合材料的组成和特点。
2.了解复合材料相对于金属材料、无机非金属材料、有机合成材料的优越性。
3.知道生产生活中常见的复合材料和航空、航天中复合材料的基体和增强体的性能与用途。知识清单认识复合材料1.材料科学的发展过程
材料科学的发展经历了______、________、________、________、________这五个过程。天然材料 无机非金属材料 金属材料
有机合成材料 复合材料2.复合材料
(1)定义:将________性质不同的材料经________而制成的材料称为复合材料。它既保持了________的特点,又使各组分之间协同作用,形成了优于 ________的特性。
(2)构成:一部分称为 _________,在复合材料中起 _________作用;另一部分称为________,在复合材料中起 ________作用。(1)两种或两种以上 特殊加工 原有材料 原材料
(2)基体 黏结 增强体 骨架 综合拓展单一材料的优缺点特别提示:材料复合后,既保持了原有材料的特点,又使各组分之间协同作用,形成了优于原材料的特性。又可以充分利用能源、节约能源,因此世界各国都在大力开展复合材料的研究。尝试应用1.下列关于复合材料的说法中不正确的是( )
A.复合材料一定是由两种或两种以上材料制成
B.复合材料保持了原材料的优点,又有优于原材料的特点
C.在复合材料中,基体起骨架作用
D.在复合材料中,增强体起骨架作用C知识清单形形色色的复合材料1.生产、生活中的复合材料
(1)玻璃钢
①玻璃钢的构成:以 ________做增强体、_________做基体的复合材料。
②玻璃钢的优点
强度可_________,而密度只有________;有较好的________、________和________,而且又不像普通玻璃那样硬脆。①玻璃纤维 合成树脂
②达到甚至超过合金钢的强度 钢铁的1/5左右 耐化学腐蚀性 电绝缘性 机械加工性能③玻璃钢虽有很多优点,但其________不如钢铁,即受力后形变较大,其次是________性能较差,当温度超过400 ℃时,强度不易保持。
④玻璃钢的应用
大量用于__________、________、________、________、________等产品的生产,充分发挥了玻璃钢________、________、________、________、________、________及________等特点。应用在排水管道工程中,是因为玻璃钢具有 ________。③刚性 耐高温
④游乐车 水上滑梯 运输罐 电话亭 餐桌椅 重量轻 强度高 耐水 耐磨 耐撞 产品美观 制造方便 耐腐蚀性 (2)碳纤维增强复合材料
①碳纤维复合材料的构成及优点
碳纤维复合材料是在________的基体中加入了________做增强体,具有________、_____而_____的特点。
②碳纤维复合材料的用途
目前制造______、_____、_____、_____、_____、_____、_____和______等体育用品。这种碳纤维增强复合材料也广泛应用于_____和_____的制造,以及医学上_____等。①合成树脂 碳纤维 韧性好 强度高 质轻
②高尔夫球杆 网球拍 羽毛球拍 钓鱼竿 赛车 赛艇 滑雪板 冲浪板 纺织机械 化工机械 人体组织中韧带的制作2.航空、航天领域中的复合材料
飞机、火箭的机翼和机身以及导弹的壳体、尾翼中的复合材料大多是以______为增强体、______为基体的复合材料。作为增强体的纤维是______、______、_____和______等耐热性好的纤维,应用最广泛的是______。作为基体的金属用得较多的是______、_____、_____等密度小的轻金属。这类材料的优点是______、______、______和导热性好,不吸湿,不易________。纤维 金属 碳纤维 硼纤维 碳化硅纤维 氧化铝纤维 碳纤维 铝 镁 钛 耐高温 强度高 导电性 老化 航天飞机机身上使用的隔热陶瓷瓦是由__________和________复合而成的材料制成,其增强体多为__________、________和________;基体的主要成分是各种________,如________________________________,这种纤维增强了陶瓷保持耐高温的特性,又增强了陶瓷的韧性,使航天飞机能安全地穿越大气层返回地球。纤维 陶瓷 碳纤维 碳化硅纤维 氧化硅纤维 陶瓷 Al2O3陶瓷、MgO·Al2O3陶瓷、SiO2陶瓷、Al2O3·ZrO2陶瓷、Si3N4陶瓷、SiC陶瓷综合拓展几种常见的复合材料的比较特别提示:复合材料的分类:按基体分类,可分为树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料。按增强体的形状分类,可分为颗粒增强复合材料、夹层增强复合材料和纤维增强复合材料。尝试应用2.某复合材料是由碳纤维为增强体、金属钛为基体复合而成的。估计这种材料( )
①耐高温 ②不耐热 ③导电、导热 ④不导电、不导热 ⑤可用于飞机机翼 ⑥可用于导弹的壳体
A.①③⑤⑥ B.②③⑤⑥
C.②④⑤ D.③④⑥解析:复合材料应该兼具有增强体和基体的优点。碳纤维熔点高、强度大,金属钛熔点高、导电、导热,二者的密度都较小。因此,该碳纤维增强金属基复合材料具有以下特点及功能:a.耐高温;b.导电、导热;c.可用于飞机机翼;d.可用于导弹的壳体。
答案:A复合材料的组成及特点 下列关于复合材料的说法正确的是( )
A.将不同性质的材料经简单混合便成复合材料
B.合金就是复合材料
C.复合材料中的各部分作用相同
D.复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料经特殊加工而制成的解析:本题考查复合材料的概念。它不同于混合物、不同于合金。复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料经特殊加工而制成的,并不是简单的混合。复合材料的两部分作用是不同的,基体起连接作用,增强体起骨架作用。
答案:D
名师点睛:“基础性”是必修教材的重要特征之一,体现在本节教材中,即要求同学们了解复合材料的形成和组成部分,能列举几种常见的复合材料及其在生产生活中的重要应用。变式训练1.复合材料的优点是( )
①强度高 ②质量轻 ③耐高温 ④耐腐蚀
A.仅①② B.仅②③
C.仅③④ D.全部解析:复合材料继承了原来天然材料、无机非金属材料、金属材料、有机合成材料等优点,极大改善了材料各种性能。具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等特性。
答案:D重要的复合材料 下列对玻璃钢的叙述中正确的是( )
A.玻璃钢是由普通玻璃加强热然后骤冷而得到的,所以其成分与普通玻璃相同
B.玻璃钢是以玻璃为基体,钢纤维做增强体的复合材料
C.玻璃钢的基体是合成树脂,增强体是玻璃纤维
D.玻璃的强度和机械加工性能比合金钢稍差,但耐腐蚀性和绝缘性比合金钢好解析:玻璃钢是人们熟悉的一种多用途的复合材料,它的学名叫玻璃纤维增强塑料。以玻璃纤维为骨料,以合成树脂作基本和粘结剂,加热压制成型就得到玻璃钢,其成品强度可与钢材媲美,比重仅为钢的1/5~1/4,耐高温、抗腐蚀、电绝缘、抗震抗裂、隔音隔热、加工方便。在航空、机械、汽车、舰船、建筑、化工等部门得到广泛的应用。
答案:C
名师点睛:对于复合材料的考查主要集中在基体组成结构和性能特征,应对复合材料的基体和增强体的功能有清楚的认识,需通过分析各组与复合材料在性能上的关系,进行比较判断,方能得出结论。变式训练2.碳纤维增强复合材料是在合成树脂的基体中加入了碳纤维做增强体,具有韧性好,强度高而质轻的特点,下列物质中可用其制造的是( )
A.游乐车、游乐船 B.电话亭、餐桌椅
C.网球拍、钓鱼竿 D.航天飞机用隔热瓦解析:游乐车、游乐船及电话亭、餐桌椅通常可用玻璃钢制得;航天飞机用隔热瓦通常用陶瓷基复合材料;碳纤维增强复合材料可用于网球拍、钓鱼竿的制作。
答案:C复合材料的应用 复合材料的使用使导弹的射程有了很大的提高,其主要原因在于( )
A.复合材料的使用可以使导弹能承受超高温的变化
B.复合材料的使用可以使导弹的质量减轻
C.复合材料的使用可以使导弹能承受超高强度的改变
D.复合材料的使用可以使导弹能承受温度的剧烈变化解析:导弹的壳体大多是以纤维为增强体、金属为基体的复合材料,之所以能提高射程是利用了其密度小、质量轻的特点。
答案:B
名师点睛:导弹的射程也就是导弹的位移,这样根据物理上力、质量、加速度、速度、位移之间的关系,就不难理解本题中导弹射程的提高是由于导弹质量的减小造成的。变式训练3.复合材料制成的防弹头盔能抵御多种手枪子弹的射击,最大限度地保护使用人员的安全,这利用了复合材料的( )
A.高强、质轻 B.耐热、抗高温
C.耐腐蚀、稳定性好 D.导电、导热性好解析:复合材料应该有与其应用场合相适应的特点。由于是戴在头上,“质轻”是非常关键的,由于是防弹头盔,“高强”是更关键的。
答案:A基体、增强体 下列说法错误的是( )
A.玻璃钢是以玻璃纤维作为增强体、合成树脂做基体的复合材料
B.飞机机身的复合材料大多是以金属为增强体、纤维为基体的复合材料
C.制造网球拍用的复合材料是在合成树脂的基体中加入了碳纤维做增强体
D.航天飞机机身使用的隔热陶瓷瓦是由纤维和陶瓷复合而成的材料制成的解析:飞机机身的复合材料大多是以纤维为增强体,金属为基体的复合材料 ,而B项中将基体与增强体给颠倒了。
答案: B
名师点睛:对复合材料的考查,一般只限于最基本的常识,但相关概念要弄清楚。最好的理解也许就是记忆,平时需强化某些化学知识的识记,以便于熟练运用。变式训练4.某种复合材料具有耐高温、强度高、导电性好、导热性好的特点,估计该复合材料的基体和增强体材料可能分别是( )
A.金属;C
B.陶瓷;SiO2
C.合成树脂;SiO2、Al2O3、MgO
D.合成树脂;C解析:复合材料兼具有基体和增强体的优点,因该复合材料能耐高温且易导电,故据此可判断,应该为金属和C的复合材料。
答案:A祝您学业有成