课件53张PPT。第2章 元素与物质世界
第1节 元素与物质的分类
第1课时 元素与物质的关系
物质的分类1.知道元素是物质的组成成分,元素以游离态和化合态两种形态存在。
2.能从物质组成和性质的角度对物质进行分类,了解依据不同的分类标准对物质进行不同的分类。
3.了解单质、氧化物、酸、碱、盐之间的相互转化关系。一、元素与物质的关系
1.元素与物质的关系
从本质上看,_____是物质的基本组成成分,物质都是由元素组成的。
2.元素的组成形式
(1)单质:_____种元素自身组成的物质叫单质,有金属、非金属、稀有气体①。
(2)化合物:_____的元素之间组成的物质叫化合物。元素同一不同3.元素的存在形态
(1)_____态:元素以自身形式结合成单质时的存在状态,此时的化合价②为零价。
(2)_____态:元素与另外的元素之间结合成化合物时的存在状态,此时的化合价一般为正价或负价。游离化合二、物质的分类
1.物质分类
(1)根据组成分类:混合物 单质 金属 非金属金属氧化物 非金属氧化物酸碱正 酸式 碱式 酸性氧化物:能与___反应生成盐和水的氧化物。
碱性氧化物:能与___反应生成盐和水的氧化物。碱酸(2)其他分类方法:电解质 非电解质氧化剂 还原剂溶液 胶体2.根据物质类别研究物质的性质
(1)单质、氧化物、酸、碱、盐之间的关系:
将图中可能发生反应的物质类别用线连起来:(2)研究物质间关系及相互转化的意义:可用于_____物质、
_____物质、_____物质、研究物质的性质。制备鉴别提纯【思考辨析】
1.判断正误
(1)同种元素组成的物质一定是纯净物。( )
分析:一种元素可以组成不同的单质,如O2和O3都是氧元素的单
质,但由O2和O3组成的气体是混合物。
(2)五水硫酸铜是混合物。( )
分析:五水硫酸铜是一种结晶水合物,是一种化合物。××(3)盐酸是化合物。( )
分析:盐酸是氯化氢的水溶液,是混合物。
(4)含有氧元素的化合物都是氧化物。( )
分析:含有氧元素的化合物不一定是氧化物,如Na2SO4也含有氧
元素,但其为盐;NaOH也含有氧元素,其为碱。××2.问题思考
(1)“纯碱是碱”的说法对吗?为什么?
分析:不正确。纯碱是碳酸钠,从物质类别上讲应该属于一种盐。
(2)过氧化钠是碱性氧化物吗?为什么?
分析:过氧化钠不是碱性氧化物。因为过氧化钠在与酸反应后
不只是有盐和水生成,还有氧气生成,所以不是碱性氧化物。【知识链接】
①稀有气体
指氦、氖、氩、氪、氙、氡六种元素,又因为它们在元素周期表上位于最右侧的零族,因此亦称零族元素。稀有气体单质都是由单个原子构成的分子组成的。
②化合价口诀
一价氢氯钾钠银,二价氧镁钡钙锌。二四六硫二四碳,三铝四硅五价磷。铁有二三要分清,莫忘单质都是零。一价硝酸氢氧根,二价硫酸碳酸根。三价记住磷酸根,正一价的是铵根。③浊液
不溶性固体颗粒或不溶性小液滴分散到液体中形成的混合物,分别为悬浊液和乳浊液。浊液不均一,不稳定。一、 根据组成与性质对物质进行分类【知识备选】其他物质分类方法——交叉分类法
交叉分类法就是按照物质相同点,把物质分成若干类的方法。比如碳酸钠既是碳酸盐又是钠盐。【学而后思】
(1)酸性氧化物全部是非金属氧化物吗?
提示:不是。有些金属氧化物,如Mn2O7是酸性氧化物。
(2)碱性氧化物一定全为金属氧化物吗?
提示:是。金属氧化物并不全为碱性氧化物,如Na2O2等。
(3)两种元素化合是不是一定只生成一种化合物?为什么?
提示:不一定。两种元素化合也可以生成两种或两种以上的物质,如钠在与氧气反应时,既可以生成氧化钠也可以生成过氧化钠。二、单质、氧化物、酸、碱、盐之间的相互转化规律
1.转化关系图2.转化关系图的内涵
(1)表示物质间的纵横衍变关系,如从金属或非金属如何衍变成盐。
(2)表示基本反应规律(图示所示箭头)。
(3)表示物质的性质。
(4)表示物质(特别是盐)的制法:上图图示中至少有10个与盐有关。3.使用上图的注意事项
(1)各类物质的相互转化关系图并非无所不含,有以下一些规律未能体现:H2、C、CO还原CuO或Fe2O3;CuSO4转化成胆矾晶体,碳酸氢盐的分解;酸式盐与正盐的转化规律等。
(2)复分解反应规律的条件:可溶的反应物,能生成沉淀、气体和水。
(3)置换反应规律的条件:金属活动性顺序强换弱。
①判断金属与酸反应时:金属必须排在H前面:酸不可用硝酸、浓硫酸。
②判断金属与盐反应时:必须同时满足“排在前面的金属、可溶性盐”。【学而后思】
(1)由上图可知:酸的通性之一是酸可以与金属反应,是不是酸能与所有的金属发生反应?为什么?
提示:不是,有些酸不能与一些不活泼的金属发生反应,如金属活动性顺序表中H之后的一些金属(如Cu、Ag等)不能与盐酸、稀硫酸溶液反应。(2)结合上图分析碱和盐反应时应该符合什么条件才能发生?试
举例说明。
提示:碱和盐之间反应生成新碱和新盐的反应只有符合复分解
反应的条件时才能发生,例如:Ca(OH)2+Na2CO3====CaCO3↓
+2NaOH,生成了沉淀碳酸钙,符合复分解反应发生的条件,该反
应才能发生。类型一 元素与物质的关系
【典例】下列说法正确的是( )
A.元素的存在形态只有两种：化合态和游离态
B.同一元素，呈化合态时，其化合价一定比游离态时高
C.有多少种元素，就有多少种物质
D.同一元素在不同的物质中表现的存在形态一定不同【解题指南】解答本题要注意以下3点:
(1)知道元素的两种存在形态;
(2)知道元素种类与物质种类之间的关系;
(3)知道元素在物质中的存在形态既可以相同也可以不同。
【解析】选A。元素的存在形态只有两种,即游离态和化合态,A正确;同一种元素呈现化合态时的化合价可能比游离态高,也有可能比游离态低,B不正确;元素组成物质的种类要比元素的种类多,C不正确;同一种元素在不同的物质中可以表现相同的存在形态,如氧元素的两种游离态O2、O3,D不正确。【误区警示】(1)错误地认为元素由游离态变成化合态的过程,是一个化合价升高的过程;
(2)认为元素在物质中存在形态随物质的改变而改变,而忘记了元素在物质中的存在形态只有游离态和化合态两种,完全可以两种不同的物质都是游离态或者都是化合态。【变式训练】(2013·金华高一检测)经测定:常温、常压下的一瓶气体中只含有C、O两种元素,通常情况下,这瓶气体不可能是( )
A.一种纯净的化合物
B.一种单质和一种化合物的混合物
C.两种化合物的混合物
D.两种单质的混合物
【解析】选D。若一瓶气体中只含有C、O两种元素,则可能是CO,也可能是CO2,也可能是二者的混合物,但是不能是两种单质的混合物,因为C的单质在常温下是固体。【变式备选】下列元素在自然界中只有化合态的是( )
A.O B.N C.Na D.C
【解析】选C。A项,氧元素在自然界中可以以化合态如氧化物、含氧酸盐、含氧酸的形式存在,也可以以氧气和臭氧等游离态的形式存在,故A不正确;B项,氮元素可以以硝酸盐和铵盐等化合态的形式存在,也可以以氮气单质的形式存在,B不正确;C项,由于钠的金属活泼性很强,所以在自然界中只能以化合态的形式存在,C正确;D项,碳元素在自然界中既能以碳酸盐、有机化合物等化合态的形式存在,也可以以金刚石、石墨等游离态的形式存在,D不正确。类型二 物质的分类
【典例】下列每组物质中均有一种与其他物质在分类上不同。试分析每组中物质的组成规律,将这种不同于其他物质的物质找出来,并指出分类依据。
(1)CO2、SO2、H2O(g)、CaO______;
(2)H3PO4、H2SiO3(硅酸)、HCl、H2SO4_______;
(3)空气、N2、HCl气体、CuSO4·5H2O_______;
(4)HClO3、KClO3、Cl2、NaClO3________;
(5)CO2、NO、Na2O、Fe2O3_________。【解题指南】解答本题注意以下2点:
(1)掌握物质分类的多种方法;
(2)仔细分析每组中各物质在组成元素化合价以及状态等方面的特点,找出其相似性,即可找出不同的一种物质。【解析】(1)只有CaO是固体,其他均为气体(或只有CaO为金属氧化物,其他均为非金属氧化物);
(2)只有HCl是无氧酸(或只有H2SiO3为难溶酸,其余为易溶酸);
(3)只有空气属混合物,其他均为纯净物(或只有CuSO4·5H2O为固态,其余均为气态物质);
(4)只有Cl2中氯元素化合价为零,其他均为+5价(或只有Cl2为单质,其余均为化合物);
(5)只有NO为不成盐氧化物。答案:(1)CaO,分类依据为是否是非金属氧化物(或是否是气态物质)
(2)HCl,分类依据为是否是含氧酸(或H2SiO3,分类依据为是否是可溶性酸)
(3)空气,分类依据为是否是纯净物
(4)Cl2,分类依据为是否是化合物
(5)NO,分类依据为是否是成盐氧化物【名师点评】讲解本题时应注意以下3点:
(1)本题重点考查了物质分类的依据;
(2)强调物质的分类依据不同分类不同;
(3)要求学生学会分析物质的组成和结构特点,引导学生自我分析,培养学生的观察、分析、解决问题的能力。【互动探究】
(1)若把(1)中的“H2O(g)”改成“P2O5”,则不同类的物质是哪种物质?分类的依据是什么?
提示:CaO,分类的依据是其他物质均是酸性氧化物,而CaO是碱性氧化物。
(2)若把(2)中的“H2SiO3(硅酸)”改成“HNO3”,则不同类的物质是哪种?分类的依据是什么?
提示:H3PO4,分类的依据是其他的酸均为强酸,H3PO4是弱酸。【变式备选】下列各组物质中,按单质、化合物、混合物的顺序排序正确的是( )
A.稀有气体、尿素、冰水混合物
B.乙醇、浓硫酸、胆矾
C.金刚石、铁矿石、大理石
D.水银、水蒸气、水煤气
【解析】选D。水银是液态汞,属于金属单质,水蒸气是水,属于化合物,水煤气是H2、CO的混合气体。类型三 氧化物、酸、碱、盐的性质
【典例】下列物质中不属于碱性氧化物,且与酸反应能生成盐和水的是( )
A.Na2O B.Na2O2
C.Na D.CuO
【解题指南】解答本题注意以下3点:
(1)了解碱性氧化物的概念;
(2)金属与酸反应生成盐和氢气;
(3)碱性氧化物一定是金属氧化物。【解析】选B。Na2O、CuO均是碱性氧化物,A、D不能选;Na是单质,与酸反应产生盐和氢气,C不能选;过氧化钠与酸反应生成盐和水还有氧气,所以选B。【误区警示】氧化物分类时的注意问题
(1)碱性氧化物一定是金属氧化物,但是金属氧化物不一定是碱性氧化物,如Mn2O7就是酸性氧化物。还有的金属氧化物较特殊,如Na2O2既不是酸性氧化物,也不是碱性氧化物,属于过氧化物。
(2)酸性氧化物不一定是非金属氧化物(如Mn2O7);也有的非金属氧化物不是酸性氧化物(如CO、NO等)。
(3)酸性氧化物和碱性氧化物不一定能与水反应生成相应的酸或碱(如SiO2、Fe2O3等)。【变式训练】已知二氧化碳、二氧化硫等都只能与碱反应生成相应的盐和水,这些氧化物为酸性氧化物;氧化铜、氧化铁等都只能与酸反应生成盐和水,这些氧化物为碱性氧化物;而氧化铝既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水,因此氧化铝为两性氧化物。(1)现有七氧化二锰、二氧化硅、氧化钠、氧化钙、氧化锌5种氧化物,其中七氧化二锰、二氧化硅、氧化锌可与碱反应生成盐和水;氧化钠、氧化钙、氧化锌可与酸反应生成盐和水。请将上述5种氧化物按类别填在下列表格中:(2)下列说法正确的是________。
A.金属氧化物都是碱性氧化物
B.非金属氧化物都是酸性氧化物
C.碱性氧化物都是金属氧化物
D.酸性氧化物都是非金属氧化物【解析】(1)能与碱反应生成盐和水的氧化物是酸性氧化物,是七氧化二锰和二氧化硅;能与酸反应生成盐和水的氧化物是碱性氧化物,是氧化钠和氧化钙;剩余的氧化锌则为两性氧化物。
(2)金属氧化物不一定是碱性氧化物,如Mn2O7就是酸性氧化物,A不正确;非金属氧化物不一定是酸性氧化物(如CO、NO等),B不正确;碱性氧化物均是金属氧化物,C正确;酸性氧化物不一定是非金属氧化物(如Mn2O7),D不正确。
答案:(1)七氧化二锰、二氧化硅 氧化钠、氧化钙 氧化锌 (2)C1.下列物质中,碳元素全部以游离态存在的是( )
A.碳酸钙、石墨、二氧化碳
B.金刚石、石墨、C60
C.一氧化碳、金刚石、炭黑
D.碳酸氢钠、甲烷、金刚砂(SiC)
【解析】选B。碳元素以游离态的形式存在即是以单质的形式存在。A项中只有石墨是游离态;B项中全部是游离态;C项中只有金刚石、炭黑是游离态;D项中全部是化合态。2.(2013·淮安高一检测)下列各组物质中,按酸、混合物、碱的顺序排列的是( )
A.空气、硫酸铜、硫酸
B.硝酸、食盐水、火碱
C.氧化铁、液氯、熟石灰
D.硫酸、空气、纯碱
【解析】选B。A项,三种物质分别为混合物、盐、酸;B项,三种物质分别为酸、混合物、碱(火碱是NaOH),正确;C项,三种物质分别为氧化物、单质、碱;D项,三种物质分别为酸、混合物、盐(纯碱为Na2CO3)。3.实验室里有4个药品橱,已经存放以下物品:实验室新购进一些铁粉,应该将这些铁粉放在( )
A.甲橱 B.乙橱
C.丙橱 D.丁橱
【解析】选D。由于甲橱中存放的为酸,乙橱中存放的为碱,丙橱中存放的为非金属单质,丁橱中存放的为金属单质,而铁粉属于金属单质,所以应放在丁橱中,故选D项。4.(2013·温州高一检测)据报道,某地发生天然气矿井“井喷”事件,喷出的气体的主要成分是甲烷,还有硫化氢(H2S)、氰化氢(HCN)等多种有毒气体,造成290多人中毒死亡。你认为喷出的气体是( )
A.一种纯净物
B.全部由无机化合物组成的混合物
C.全部由有机化合物组成的混合物
D.由无机物和有机物组成的混合物【解析】选D。由于喷出的气体是甲烷、硫化氢(H2S)和氰化氢(HCN),其中甲烷是有机物,而硫化氢(H2S)和氰化氢(HCN)是无机物,所以该气体是由无机物和有机物组成的混合物。5.对于化学反应A+B====C+D,下列说法中正确的是( )
A.若生成物C、D中有一种为单质,则该反应一定是置换反应
B.若C、D是盐和水,A、B一定是酸和碱
C.若生成物C和D分别为两种沉淀,A、B有可能为盐和碱
D.若A、B为两种化合物,C、D也一定为化合物
【解析】选C。2Na+2H2O====2NaOH+H2↑,属于置换反应,Fe2O3+
3CO====2Fe+3CO2,不是置换反应,A、D错误;反应产物是盐和水
的还可以是氧化物与酸的反应,如Na2O +2HCl====2NaCl+H2O,
B错;C可以是MgSO4+Ba(OH)2====BaSO4↓+Mg(OH)2↓,C对。6.(2013·盘锦高一检测)以Na、K、H、O、S、N中任两种或三种元素组成合适的物质,分别填在下表中②③⑥后面。(各空填写一个化学式即可)(1)写出⑦转化为⑤的化学方程式:_________。
(2)写出①与④反应的化学方程式:_________。【解析】由Na、K、H、O、S、N中任两种或三种元素组成的物质,其中②是酸,则可以是H2SO4或HNO3;③是碱,可以是NaOH或者KOH;⑥是盐,可以是Na2SO4或K2SO4。
(1)⑦转化为⑤即CO2转化为Na2CO3的化学方程式为:
CO2+2NaOH====Na2CO3+H2O。
(2)①与④反应即HCl与Ba(OH)2反应的化学方程式为:
2HCl+Ba(OH)2====BaCl2+2H2O。答案:②H2SO4(或HNO3)
③NaOH(或KOH)
⑥Na2SO4(或K2SO4)
(1)CO2+2NaOH====Na2CO3+H2O
(2)2HCl+Ba(OH)2====BaCl2+2H2O7.(1)某同学将浓硫酸、NaOH固体、生石灰、P2O5固体等物质划分为一类。该同学的分类依据为________。
A.酸类 B.碱类
C.氧化物 D.干燥剂
(2)生石灰属于________。
A.酸 B.碱
C.盐 D.纯净物
E.化合物 F.金属氧化物
G.非金属氧化物 H.碱性氧化物
I.酸性氧化物(3)生石灰可作干燥剂的理由(用化学方程式表示)是_______
_______________________________。
(4)生石灰还可以与二氧化碳、盐酸发生化学反应,写出化学方程式。
__________________________________;
__________________________________。【解析】浓硫酸、NaOH固体、生石灰、P2O5固体等物质都是干燥剂;生石灰属于纯净物、化合物、金属氧化物、碱性氧化物;生石灰与水发生反应CaO+H2O====Ca(OH)2,常作干燥剂;生石灰与二氧化碳及盐酸反应的化学方程式分别是CaO+CO2====CaCO3,CaO+2HCl====CaCl2+H2O。
答案:(1)D (2)D、E、F、H
(3)CaO+H2O====Ca(OH)2
(4)CaO+CO2====CaCO3
CaO+2HCl====CaCl2+H2O课件49张PPT。第2节 电 解 质
第1课时 电解质及其电离1.了解电离、电解质、非电解质的概念。
2.了解电解质导电的原因。
3.学会书写电离方程式。一、电解质与非电解质
1.电解质
在水溶液中或熔融状态①下能够导电的_______。
2.非电解质
在水溶液和熔融状态下都不导电的_______。
结合电解质的概念,完成以下填空:
有下列八种物质,其中属于电解质的是_______;属于非电解质的是_____。
①H2SO4 ②NaCl ③NaOH ④蔗糖 ⑤Cl2
⑥NH3 ⑦单质铜 ⑧盐酸化合物化合物①②③④⑥二、电解质的电离
1.电离
(1)一个过程:化合物离解成_________离子的过程。
(2)两个条件:_______或_________。
(3)两个守恒:_____守恒和_____守恒。自由移动溶于水受热熔化电荷原子2.表示方法——电离方程式
(1)定义:用元素符号表示电解质_____过程的式子。
(2)写出下列电解质在水溶液中的电离方程式:
H2SO4:___________________;
NaOH: _______________;
NaCl: _______________。电离NaOH====Na++OH-NaCl====Na++Cl-3.从电离的角度认识酸、碱、盐
酸、碱、盐都是电解质
(1)酸:电离时,生成的阳离子全部是__的化合物。
(2)碱:电离时,生成的阴离子全部是___的化合物。
(3)盐:电离时能生成金属阳离子(或铵根离子②)和__________
的化合物。
根据上述定义,完成以下填空:
有以下几种物质:
①H2CO3 ②KOH ③NH4Cl ④Na2SO4 ⑤H3PO4
⑥Ca(OH)2 ⑦NaHCO3
其中属于酸的是_____;属于碱的是_____;属于盐的是_______。H+OH-酸根阴离子①⑤②⑥③④⑦三、强电解质和弱电解质
1.强电解质
在水溶液里能够_________的电解质。强酸、强碱、盐等都是强电解质。
2.弱电解质
在水溶液里_____________的电解质。弱酸、弱碱、水等都是弱电解质。完全电离只有部分电离【思考辨析】
1.判断正误
(1)金属钠能导电,所以金属钠是电解质。( )
分析:电解质是对化合物而言的,而金属钠虽然导电,但是单质,
所以不是电解质。
(2)氯化钠晶体不导电,氯化钠应为非电解质。( )
分析:氯化钠晶体中Na+、Cl-不能自由移动,所以不能导电。但
是其水溶液或熔融状态均能导电,NaCl是电解质。××(3)因为HCl在液态情况下不导电,所以HCl不是电解质。( )
分析:电解质溶液导电的条件只要满足一个即可,即在水溶液中
或熔融状态下能导电的化合物。
(4)因为K2SO4在熔融状态时完全电离,所以K2SO4是强电解质。
( )
分析:判断电解质的强弱的依据是看其在水溶液中是否完全电
离,而不是看熔融状态时的电离情况。××(5)由于NaHSO4溶于水中能电离出H+,所以NaHSO4是一种酸。
( )
分析:NaHSO4溶于水时虽然能电离出H+,但同时也能电离出Na+,
所以NaHSO4不是酸,是一种盐。
(6)酒精溶于水和熔融时都不能导电,酒精是非电解质。( )
分析:符合非电解质的定义。×√2.问题思考
(1)溶于水导电的化合物一定是电解质吗?
分析:不一定。有些化合物溶于水后能导电,但不是电解质,如SO2的水溶液能导电,但不是SO2本身电离所致,所以SO2不是电解质。
(2)能导电的物质都是电解质吗?电解质是否一定能导电呢?
分析:只有在水溶液中或熔融状态下自身电离成自由离子的化合物才是电解质,能导电的物质不一定是电解质,如石墨、金属等;电解质本身不一定能导电,只有发生电离后才能导电,如食盐晶体。【知识链接】
①熔融状态
常温下是固体的纯净物在一定温度下达到熔点变成液态物质,
且此液态物质有液体的某些物理性质,那么这种新的状态叫作
该物质的熔融状态。
②铵根离子
铵根离子(化学式: )是由氨(NH3)分子衍生出的正离子。由
于化学性质类似于金属离子,故命名为“铵”。电解质和非电解质的深化理解与比较
1.研究对象
(1)误区:
铁丝、铜、石墨能导电,属于电解质。(×)
盐酸、氯化钠溶液能导电,属于电解质。(×)
金刚石难溶于水、熔融时也不导电,属于非电解质。(×)
(2)剖析:电解质和非电解质必须是化合物,单质、混合物既不是电解质也不是非电解质。2.导电条件
(1)误区:
氯化钠晶体不导电,不是电解质。(×)
液态HCl不导电,是非电解质。(×)
(2)剖析:“溶于水”“熔融时”,两个条件具备其一的化合物,是电解质,两个条件都不具备的化合物是非电解质。3.导电本质
(1)误区:
CO2、NO2、NH3溶于水可以导电,属于电解质。(×)
(2)剖析:必须是化合物自身发生电离,若是“化合物”溶于水时与水发生反应所得产物电离导致溶液导电,则该化合物不一定是电解质。4.电解质和非电解质的比较【知识备选】电解质的导电性分析
(1)强碱、盐等离子化合物:
①固态时,存在阴阳离子,但不能自由移动,故不能导电;
②溶于水或熔融时电离出自由移动的离子,故能导电。
(2)酸:
①固态或液态时,不能电离,故不导电;
②溶于水时,在水分子的作用下电离出自由移动的离子,故能导电。
(3)活泼金属氧化物:
①熔融时能自身发生电离,产生自由移动的离子,故能导电;
②溶于水时与水反应生成碱。【学而后思】
(1)硫酸钠晶体和硫酸钠溶液是否都能导电?为什么?酸、碱、
盐溶液导电的前提和实质是什么?
提示:硫酸钠晶体不导电,硫酸钠溶液导电。因硫酸钠晶体中没
有自由移动的离子,而硫酸钠在水中可以电离出自由移动的Na+
和 。
溶液导电的前提是电解质的电离,导电的实质是自由移动离子
的定向移动。(2)Na2O是电解质,其熔融状态和水溶液都能导电,二者的原理是否相同?
提示:不相同。Na2O熔融状态时导电是因为其电离成Na+和O2-,
而Na2O的水溶液导电是因为其与水反应生成了电解质NaOH,
NaOH电离生成Na+和OH-而导电。(3)电解质的导电能力和什么有关?
提示:电解质溶液导电能力的强弱只取决于在相同条件下溶液中自由离子的浓度和其所带电荷的多少。说明:①难溶性盐(如CaCO3、BaSO4等)在水中的溶解度极小,导电能力很小,但由于它们是离子化合物,在水溶液中溶解的那部分能完全电离,故它们属于强电解质。
②溶液导电性的强弱与电解质的强弱没有必然的联系。导电能力强的溶液不一定是强电解质的溶液,强电解质的溶液不一定导电能力强。类型一 电解质和非电解质的判断
【典例】(2013·西安高一检测)下列物质能够导电的是( )
A.熔融状态下的氯化钾 B.液态的氯化氢
C.硫酸铜晶体 D.无水乙醇【解题指南】解答本题注意以下2点:
(1)电解质只有在溶于水或熔融状态下因电离出自由移动的离子而导电;
(2)非电解质无论在溶于水还是在熔融状态下均不导电。
【解析】选A。氯化钾是电解质在熔融状态下能电离出自由移动的离子,可以导电,A正确;液态的氯化氢和硫酸铜晶体均不能电离出自由移动的离子,不能导电,B、C均不正确;无水乙醇是非电解质,不能导电,D不正确。 【误区警示】判断电解质与非电解质应注意的问题
(1)电解质和非电解质都是指化合物,单质、混合物既不是电解质,也不是非电解质。
(2)一种化合物不论是在水溶液里还是在熔融状态下能导电,就属于电解质;而非电解质必须是在这两种情况下均不导电的化合物。(3)电解质是化合物,自身在水溶液中电离出离子而使得溶液导电,像SO2、NH3,两者的水溶液虽能够导电,但不能说SO2、NH3是电解质,因为导电的离子不是它们电离出来的,而是由它们与水作用分别生成H2SO3、NH3·H2O两种电解质所致。所以只能说H2SO3、NH3·H2O是电解质,而SO2、NH3却不能称为电解质,类似的还有SO3、CO2、P2O5等。【变式训练】下列物质中,不属于电解质的是( )
A.NaOH B.CCl4
C.H2SO4 D.NaCl
【解析】选B。NaOH是碱,H2SO4是酸,NaCl是盐,三者均是电解质,只有CCl4是非电解质。【变式备选】下列物质中,能够导电的电解质是( )
A.铜丝 B.熔融的MgCl2
C.NaCl溶液 D.蔗糖
【解析】选B。铜丝虽然能导电,但铜丝是单质,不是电解质;熔融的MgCl2可以导电,是电解质;NaCl溶液虽然可以导电,但是混合物,不是电解质;蔗糖是非电解质。类型二 电解质的电离
【典例】(2013·嘉峪关高一检测)下列关于电解质的叙述中,正确的是( )
A.NaCl溶液在电流作用下电离出Na+和Cl-
B.凡是溶于水后能电离出H+的化合物就叫酸
C.HCl溶液能导电,而液态HCl难以导电
D.电解质必须是在溶于水和熔融状态下都能导电的化合物【解题指南】解答本题注意以下2点:
(1)电解质电离的条件是溶于水或者是熔融状态而不是外加电流;
(2)在判断电解质时,只需要满足导电条件之一即可(即在水溶液或在熔融状态下),并不是同时满足两个条件的。
【解析】选C。NaCl溶液在溶于水时在水分子的作用下就可以电离,不需要外加电流;溶于水电离出的阳离子必须全部是H+的化合物才是酸;氯化氢的水溶液可以导电,而液态的氯化氢不导电,所以C正确。【名师点评】讲解本题时应注意以下2点:
(1)明确电解质电离的实质是受热或是受水分子的作用发生离解,而不是通电后才发生电离。
(2)让学生加深对电解质导电的实质的认识,即在熔融状态或在水溶液中离解成自由移动的离子,通电时离子定向移动。故电解质在不发生电离时是不能导电的。【误区警示】
(1)由于对酸的概念理解不清,认为只要是电离出H+都是酸而导致错误。
(2)对电解质的概念理解不清,认为电解质必须是在两种情况下均导电的化合物而导致错误。【变式训练】电解质电离时,一定相等的是( )
A.阴、阳离子的个数
B.每个阳离子与阴离子所带的电荷数
C.正电荷总数与负电荷总数
D.阴、阳离子的质量
【解析】选C。电解质在水溶液中或熔融状态下电离后,整个体系仍呈电中性,故电解质电离后正电荷总数与负电荷总数一定相等。类型三 电解质电离方程式的书写
【典例】(2013·宜昌高一检测)下列电离方程式正确的是
( )
A.
B.
C.
D. 【解题指南】解答本题应注意以下2点：
(1)书写电离方程式时注意微粒拆分的是否准确；
(2)书写电离方程式时必须满足两个守恒：质量守恒和电荷守
恒。
【解析】选D。A项，没有配平，原子和电荷均不守恒；B项，
H2SO4是强电解质， 应拆分为H+和 ；C项氯化镁应
该是电离出2个Cl-，不是一个 ；D项,NH3·H2O是弱电解质，用可逆号，正确。【方法规律】电离方程式的书写“三原则”
1.符合客观事实。不能随意书写离子符号,离子的数目应写在离子符号的前面,离子所带的电荷必须等于该元素原子或原子团在该化合物中的化合价。
2.质量守恒。即电离前后元素的种类、原子的个数相等。
3.电荷守恒。即电离前后电荷总数相等。【变式训练】写出下列物质的电离方程式。
(1)NH4Cl:___________________;
(2)KOH:_____________________;
(3)Na2CO3:___________________;
(4)H2SO4:____________________。
【解析】(1)氯化铵电离会产生铵根离子和氯离子。
(2)氢氧化钾电离会产生钾离子和氢氧根离子。
(3)碳酸钠电离会产生钠离子和碳酸根离子。
(4)硫酸电离会产生氢离子和硫酸根离子。
写电离方程式时要注意各种微粒符号的正确书写,注意质量守恒和电荷守恒。答案：(1)
(2) KOH====K++OH-
(3)
(4)【变式备选】下列电离方程式错误的是( )
A.
B. Cu(OH)2====Cu2+＋2OH-
C. CH3COOH CH3COO－＋H＋
D.
【解析】选A。A项 不能拆开写；B项，Cu(OH)2是难溶性
碱，但溶于水的部分完全电离，正确；C项CH3COOH是弱酸，部
分电离，用可逆号，正确；D项是强酸强碱盐，溶于水完全电
离，正确。1.下列物质属于非电解质的是( )
A.NH3 B.(NH4)2SO4 C.Cl2 D.CH3COOH
【解析】选A。Cl2是单质,既不是电解质又不是非电解质;
(NH4)2SO4和CH3COOH是盐和酸,二者均是电解质;NH3是非电
解质。2.下列说法正确的是( )
A.酸、碱、盐都是电解质
B.电解质都是易溶于水的物质
C.氧化物都是电解质
D.氢化物都不是电解质
【解析】选A。电解质与非电解质是根据化合物能否在水溶液里或熔融状态下导电划分的,不是根据化合物的水溶性划分的,如CaCO3等物质难溶于水,但都是电解质,B项错;氧化物有的是电解质,如Na2O等离子化合物,有的不是电解质,如CO2等共价化合物,C项错;氢化物有的是电解质,如HCl等,有的不是电解质,如CH4等,D项错。3.(2013·杭州高一检测)下列属于电解质的是( )
A.硫酸溶液 B.铜 C.NaCl D.CO2
【解析】选C。硫酸溶液是混合物不是电解质,也不是非电解质;铜是单质,既不是电解质也不是非电解质;CO2虽然是化合物,但是是非电解质。4.下列电离方程式正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【解析】选B。A项应为 ；C项
NH3·H2O为弱电解质，应用可逆符号，电离方程式为：
；D项应为 ，
故选B。5.(2013·成都高一检测)现有下列物质:
①NaCO3·10H2O晶体 ②铜 ③氯化氢 ④CO2
⑤NaHSO4 固体 ⑥Ba(OH)2固体 ⑦红褐色的氢氧化铁胶体 ⑧氨水 ⑨稀硝酸 ⑩熔融的Al2(SO4)3
(1)按物质的分类方法填写表格的空白处:(填编号)(2)⑤在水中的电离方程式为____________。
(3)⑩在水中的电离方程式为_____________。
【解析】能导电的物质是铜、红褐色的氢氧化铁胶体、氨水、
稀硝酸、熔融的Al2(SO4)3;电解质是溶于水或者是熔融状态下
能导电的化合物,分别是NaCO3·10H2O晶体、氯化氢、NaHSO4固
体、Ba(OH)2固体、熔融的Al2(SO4)3;非电解质也是化合物是
CO2。
答案:(1)②⑦⑧⑨⑩ ①③⑤⑥⑩ ④
(2)
(3)在澄清石灰水中通入二氧化碳时溶液导电性的实验探究
已知:CO2+Ca(OH)2====CaCO3↓+H2O,
CaCO3+CO2+H2O====Ca(HCO3)2
试根据下图所示装置探究溶液的导电性:(1)通入CO2前,灯泡是否亮?为什么?
提示:灯泡亮,因为Ca(OH)2溶于水后完全电离,溶液中离子的浓
度比较大,故灯泡亮。
(2)开始通入CO2时,灯泡的亮度有什么变化?为什么?
提示:灯泡先变暗后熄灭,因为发生了CO2+Ca(OH)2====
CaCO3↓+H2O,溶液中自由移动的离子减少。
(3)继续通入过量的CO2,灯泡的亮度又会发生什么变化?为什么?
提示:灯泡熄灭后又逐渐变亮,因为发生了CaCO3+CO2+H2O
====Ca(HCO3)2,而Ca(HCO3)2完全电离,故溶液中离子浓度增大。(4)此后如果再通入CO2会不会影响灯泡的亮度?为什么?
提示:不会;CO2+H2O H2CO3,CO2在水中溶解度小,且H2CO3
是弱电解质,电离出的离子比起原离子浓度大小可以忽略不计。(5)根据上述(1)～(4)的实验过程,下列五个图中,哪一个能比较准确地反映出溶液的导电能力和通入CO2气体量的关系(x轴表示CO2的通入量,y轴表示导电能力)。提示:E。溶液的导电能力与溶液中离子的浓度成正比。灯泡亮度随溶液中离子浓度的减小而变暗,随离子浓度的增大而变亮。课件51张PPT。第3节 氧化剂和还原剂
第1课时 氧化还原反应1.了解氧化反应、还原反应的概念及实质。
2.理解氧化还原反应的基本概念间的关系。
3.了解氧化还原反应化合价升降和电子转移的表示方法。一、从不同的角度认识氧化还原反应①
1.从化合价变化的角度
(1)化合价变化的分析:(2)从化合价变化的角度认识氧化反应和还原反应:(3)结论:氧化还原反应是反应过程中元素化合价_______的化学反应。氧化 还原 有变化2.从电子转移②的角度认识氧化还原反应
(1)电子转移和元素化合价变化的关系:(2)从电子转移的角度认识氧化反应和还原反应:(3)结论:氧化还原反应过程中,元素的原子间有电子的_____。氧化 还原 转移二、氧化还原反应的基本概念和实质
1.基本概念得到失去氧化还原2.氧化还原反应的实质
原子间的_________。
3.氧化还原反应的特征
元素化合价发生变化。电子转移4.反应关系(1)氧化剂在反应中化合价_____→具有_____性→被_____;
(2)还原剂在反应中化合价_____→具有_____性→被_____。降低氧化还原升高还原氧化【思考辨析】
1.判断正误
(1)氧化还原反应的过程一定有氧的得失。( )
分析:氧化还原反应的实质是电子的转移,特征是化合价的变
化,不一定有氧的得失。
(2)负二价氧离子变成氧分子的过程是被氧化的过程。( )
分析:负二价氧离子变成氧分子是化合价升高的过程,是被氧化
的过程。×√(3)氧化反应或还原反应可以单独存在。( )
分析:氧化反应和还原反应必须同时共存于一个反应中,二者是
不能单独存在的。
(4)置换反应一定是氧化还原反应。( )
分析:置换反应过程中一定有元素化合价的变化,一定是氧化还
原反应。×√2.问题思考
(1)在反应Fe+CuSO4====FeSO4+Cu中,哪种物质发生氧化反应,哪种物质发生还原反应?
分析:在Fe+CuSO4====FeSO4+Cu反应中,铁的化合价由0价变成+2价的过程是化合价升高的过程,是发生氧化反应的过程,而CuSO4中的铜元素的化合价由+2价变成0价,此过程是化合价降低的过程,是发生还原反应的过程。(2)元素由游离态变成化合态的过程是被氧化还是被还原?为什么?
分析:可能被氧化也可能被还原。因为元素由游离态变成化合态的过程中既可能化合价升高,也可能化合价降低,所以既可能被氧化也可能被还原。【知识链接】
①氧化还原反应
初中阶段对氧化还原反应的认识是从得氧和失氧的角度引入的,是分为两个反应介绍的,其中得氧的反应是氧化反应,失氧的反应是还原反应。
高中阶段深入到氧化还原反应的实质,即从电子得失(电子转移)的角度进行认识。因为化学反应中电子的“得”和“失”是同时进行的,是一个反应的两个方面,所以氧化反应和还原反应是一个整体,是不可分割的。②电子的转移
电子转移包括电子的得失和电子的偏移。当两种元素原子获取电子的能力相差较大时,一方失去电子,一方得到电子,双方均达到8电子或2电子稳定结构,它们之间的电子转移属于电子的得失。当两种元素原子获取电子的能力相差不大时,则在两个原子间形成一个共用电子对,使两个原子均达到8电子或2电子稳定结构。但两元素原子对共用电子对的吸引力不同,所以共用电子对偏向一方,它们之间的电子转移属于电子对的偏移。一、氧化还原反应的相关概念及其之间的关系
1.氧化还原反应的相关概念
(1)氧化剂:氧化还原反应中得到电子的物质;发生还原反应,表现氧化性。
(2)还原剂:氧化还原反应中失去电子的物质;发生氧化反应,表现还原性。
(3)氧化产物:氧化还原反应中,还原剂发生氧化反应所生成的产物。
(4)还原产物:氧化还原反应中,氧化剂发生还原反应所生成的产物。2.各个概念间的相互关系概括:“得—降—还—氧;失—升—氧—还”。3.氧化还原反应与四种基本反应类型之间的关系【学而后思】
(1)有单质参加或生成的反应是否一定是氧化还原反应?
提示:不一定。例如2O3====3O2的反应过程中没有化合价的变化,不是氧化还原反应。
(2)氧化还原反应是不是一定属于四种基本反应类型中的一种?若不是,请举例说明。
提示:不一定。比如:3CO+Fe2O3====3CO2+2Fe就不是四种基本反应类型中的任何一种,但是却是一个氧化还原反应。二、氧化还原反应中电子转移的表示方法
1.双线桥法
表示反应前后同一元素原子间电子的转移情况。
(1)双线桥法的基本写法思路:(2)注意事项:
①箭头、箭尾对应化合价变化的同种元素。
②必须注明“得到”或“失去”的字样。
③还原剂失去电子总数与氧化剂得到电子总数相等。2.单线桥法
表示反应前后不同元素原子间电子的转移情况。
(1)单线桥法的基本写法思路:(2)注意事项:
①单线桥箭头从失电子的元素原子指向得电子的元素原子。
②不需标明“得”或“失”,只标明电子转移数目。【知识备选】氧化还原反应方程式的配平方法——化合价升降法五字诀如:以高锰酸钾和浓盐酸反应制氯气为例
①标出化合价变化的元素的化合价。如:②求最小公倍数,使化合价升降总数相等。③根据化合价升降总数相等确定发生氧化还原反应的物质的化
学计量数。如:
2KMnO4+10HCl(浓) KCl+2MnCl2+5Cl2↑+H2O
④利用质量守恒,用观察法配平没有参加氧化还原反应的其他
物质的化学计量数。如:
2KMnO4+16HCl(浓)====2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
⑤检查方程式两边各原子的个数是否相等,离子方程式还要检
查方程式两边离子所带的电荷数是否相等。【学而后思】
(1)氧化还原反应中氧化剂得到的电子数和还原剂失去的电子数之间有什么联系?
提示:氧化剂得到的电子即是还原剂失去的电子,故氧化剂得电子数和还原剂失电子数相等。
(2)单线桥和双线桥所表示的含义有什么不同?
提示:单线桥表明的是氧化剂和还原剂之间的电子转移的关系和数目,而双线桥表示的是氧化剂和还原剂变价元素的电子的得失情况。类型一 氧化还原反应的基本概念及相互关系
【典例】下列说法正确的是( )
A.某反应物得到电子发生氧化反应
B.氧化还原反应一定有氧元素参加
C.有单质参加的化合反应属于氧化还原反应
D.氧化反应一定先于还原反应发生【解题指南】解答本题要注意以下2点:
(1)氧化还原反应中有元素化合价的变化。
(2)氧化还原反应与四种基本反应类型的关系。
【解析】选C。在氧化还原反应中,得到电子的反应物,发生还原反应;氧化还原反应不一定有氧元素参加;氧化反应和还原反应同时发生,同时存在,既对立,又统一。【名师点评】讲解本题时应强调以下2点:
(1)通过该题让学生进一步理解氧化还原反应各概念的含义,明确各概念之间的相互关系。
(2)进一步强化理解氧化还原反应的规律,即六个字“得降还,失升氧”。【方法规律】分析氧化还原反应中基本概念及其关系的方法
(1)正确标出反应前后变价元素的化合价。
(2)找出化合价变化(升、降)与氧化还原反应中各概念之间的对应关系。
(3)在分析电子转移总数时,不能将得电子数和失电子数加和作为转移电子数。【变式训练】下列有关氧化还原反应的叙述正确的是( )
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,此物质中的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】选C。元素化合价升高的反应为氧化反应,A项错误;失去电子应表现为化合价升高,B项错误;有化合价升降的反应一定是氧化还原反应,D项错误。【变式备选】已知CaH2中Ca为+2价,对于CaH2+2H2O====
Ca(OH)2+2H2↑下列说法正确的是( )
A.CaH2发生还原反应
B.H2O发生氧化反应
C.CaH2中的氢元素既被氧化又被还原
D.CaH2中H被氧化,H2O中的H被还原【解析】选D。分析反应中元素化合价的变化,如下:故CaH2中的H失去电子，其氢元素被氧化；H2O中的H得到电
子，其氢元素被还原。选项D正确。-1+1类型二 氧化还原反应中电子转移的分析和表示
【典例】(1)分析下列反应的化学方程式,是氧化还原反应的用双线桥法标出电子转移的方向和数目,指出被氧化和被还原的元素。
①2Na+Cl2 2NaCl
_______________________________
②NaOH+HCl====NaCl+H2O
_______________________________(2)分析下列反应的化学方程式,是氧化还原反应的用单线桥法标出电子转移的方向和数目。
①BaCl2+Na2SO4====BaSO4↓+2NaCl
_______________________________________
②Fe+2HCl====FeCl2+H2↑
_______________________________________【解题指南】解答本题要注意以下2点:
(1)氧化还原反应的判断方法是根据反应前后有没有化合价的变化。
(2)标双线桥时要注意得失电子的总数必须相等。
【解析】首先分析各个反应中元素的化合价的变化,根据化合价升高的元素,失去电子,被氧化;化合价降低的元素,得到电子,被还原;用箭头标出电子转移的情况时,要注意单、双线桥的表示方法的特点及各自的注意事项。答案： (1)
②非氧化还原反应
(2)①非氧化还原反应
②Fe+2HCl====FeCl2+H2↑2e-【互动探究】
(1)请将(1)中的氧化还原反应用单线桥的方式表示出电子转移
的情况。
提示： (2)请将(2)中的氧化还原反应用双线桥的方式表示出电子转移
的情况。
提示： 【变式备选】下列对氧化还原反应分析正确的是( )【解析】选C。A选项中,MnO2中锰元素化合价降低,被还原,HCl中氯元素化合价升高,被氧化,错误;B选项中,HCl被氧化,而不是被还原,错误;D选项中,钨元素的化合价由WO3中的+6价变成单质钨中的0价,化合价降低,氢元素的化合价由H2中的0价变成H2O中的+1价,化合价升高,错误。1.氧化还原反应在生产、生活中广泛存在,下列生产、生活中的实例不含有氧化还原反应的是( )
A.金属冶炼
B.燃放鞭炮
C.食物腐败
D.点制豆腐
【解析】选D。豆腐的点制属于胶体的聚沉,是物理变化。2.科学研究表明，人体内的 不利于健康，能使人过早衰老。
这是因 在人体内释放出氧化性极强的活性氧的缘故，医学
界试图用对人体无害的亚硒酸钾消除人体内的活性氧，这是利
用了亚硒酸钾的( )
A.还原性 B.氧化性
C.催化作用 D.碱性
【解析】选A。 能够释放氧化性物质，而亚硒酸钾可以消除
人体内的活性氧，所以亚硒酸钾应该具有还原性。3.(2013·百色高一检测)下列写法正确的是( )【解析】选B。A中得失电子标反,概念颠倒,且转移电子总数不等。C项双线桥应由反应物指向生成物。D项,双线桥的起始位置不当。4.(双选)下列属于氧化还原反应的离子方程式是( )
A.CaCO3+2H+====Ca2++CO2↑+H2O
B.2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-
C. +H+====CO2↑+H2O
D.2Na2O2+2H2O====4Na++4OH-+O2↑
【解析】选B、D。A、C项中都没有元素化合价的变化,B、D项
中有元素化合价的变化,属于氧化还原反应。5.对于反应:
MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
(1)MnO2在反应中________电子,所含元素化合价________,发生________反应。
(2)HCl在反应中________电子,所含元素化合价__________,
发生________反应。
【解析】根据氧化还原反应的基本概念可以得出正确结果。
答案:(1)得到 降低 还原
(2)失去 升高 氧化课件48张PPT。第2课时 氧化剂和还原剂1.认识氧化剂、还原剂、氧化性、还原性等基本概念。
2.了解常见的氧化剂和还原剂,会从化合价的角度分析物质的氧化性和还原性。
3.了解氧化还原反应的基本规律及相关应用。一、常见的氧化剂和还原剂
1.常见的氧化剂
(1)活泼非金属单质①,如_____、_____。
(2)含有较高价态元素的含氧酸,如_____、_______。
(3)含有较高价态元素的盐,如_________、_______、
_________________________。氧气氯气硝酸浓硫酸高锰酸钾氯酸钾氯化铁(以上答案合理即可)2.常见的还原剂
(1)活泼的金属单质,如Al、Fe、Zn等。
(2)某些_______单质,如H2、C等。
(3)低价态元素的氧化物和盐,如一氧化碳、二氧化硫等。非金属二、氧化性和还原性
1.氧化性和还原性
(1)氧化性:氧化剂所表现出的_______的性质;
(2)还原性:还原剂所表现出的_______的性质。
2.氧化性、还原性和元素化合价之间的关系得电子失电子还原氧化还原氧化三、氧化还原反应的应用
1.化石燃料的燃烧②与利用。
2.金属材料的冶炼与防腐。
3.食品的加工与保鲜。
4.环境污染的监测与治理。【思考辨析】
1.判断正误
(1)具有氧化性的物质在反应中一定是氧化剂。( )
分析:氧化还原反应中的氧化剂是看两种物质氧化性的相对强
弱,强的才作氧化剂,不是具有氧化性就作氧化剂。要看这种物
质在反应中化合价的升降。
(2)不可能存在一种反应物既作氧化剂又作还原剂的情况。
( )
分析:反应物可以既作氧化剂又作还原剂,如:氯气和碱的反应
中,氯气既作氧化剂又作还原剂。××(3)氧化性越强的物质得电子能力越强。( )
分析:氧化性就是物质得电子的性质,所以氧化性越强,得电子
的能力就越强。
(4)元素处于最高价态的物质一定具有强氧化性。( )
分析:元素处于最高价态的物质一定具有氧化性,但是不一定具
有强氧化性,如CO2不具有强氧化性。
(5)非金属元素的单质一定具有氧化性。( )
分析:不一定。如单质碳、氢气等就主要表现还原性。×√×2.问题思考
(1)金属单质只具有还原性吗?为什么?
分析:是。因为金属单质没有负价,0价是金属的最低价态,所以化学反应中金属单质只能升高化合价,只能作还原剂,金属单质也只具有还原性。
(2)有氧化性的物质在氧化还原反应中是否一定作氧化剂?
分析:不一定。比如一些具有氧化性的物质还可能具有还原性,在氧化还原反应中表现还原性,如SO2。【知识链接】
①非金属单质的氧化性和还原性
非金属元素既有正化合价,也有负化合价,既有一定的氧化性,也有一定的还原性,但具体到某种物质,可能以某一方面的性质为主,如氧气是常见的氧化剂,而氢气是常见的还原剂。
②燃烧
一般性化学定义:燃烧是一种发光、发热、剧烈的化学反应,是可燃物跟助燃物(氧化剂)发生的一种剧烈的、发光、发热的化学反应。
广义定义:燃烧是指任何发光发热的剧烈的氧化还原反应,不一定要有氧气参加。一、氧化性、还原性强弱的比较
1.根据方程式判断
氧化剂+还原剂====还原产物+氧化产物
氧化性:氧化剂>氧化产物
还原性:还原剂>还原产物2.根据物质活动性顺序(常见元素)
金属性越强的元素,金属单质的还原性越强,对应阳离子氧化性越弱;非金属性越强的元素,单质的氧化性越强,而对应的阴离子的还原性就越弱。
(1)金属活动性顺序:(2)非金属活动性顺序:3.根据反应条件判断
当不同的氧化剂作用于同一还原剂时,如氧化产物价态相同,可
根据反应条件的高、低来进行判断。
例如:16HCl(浓)+2KMnO4====2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑
4HCl(浓)+MnO2 MnCl2+2H2O+Cl2↑
4HCl(浓)+O2 ==== 2H2O+2Cl2
由此我们可以得出结论:
氧化性:KMnO4>MnO2>O2。CuCl2
500 ℃ 4.根据氧化产物的价态高低判断
当变价的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时,可根
据氧化产物价态的高低来判断氧化剂氧化性的强弱。
如:2Fe+3Cl2 2FeCl3 Fe+S FeS
可以判断氧化性Cl2>S。【学而后思】
(1)为什么金属的活泼性越强其还原性就越强?
提示:因为金属活泼性越强,就越容易失去电子,还原性就越强。
(2)是否元素的原子得电子数越多,氧化性就越强?失电子数越
多,还原性就越强?
提示:不是,氧化剂氧化性的强弱与得电子的多少没有直接关系,
氧化性、还原性的强弱由原子得失电子的能力决定,越容易得
电子,其氧化性越强,越容易失电子,其还原性越强。二、氧化还原反应相关规律及应用
1.守恒规律
内容:对于一个氧化还原反应,元素化合价升高总数与降低总数相等;还原剂失电子总数与氧化剂得电子总数相等;反应前后电荷总数相等(离子反应)。
应用:氧化还原反应方程式的配平及有关计算。2.价态规律
内容:元素处于最高价时,只有氧化性(如Fe3+、KMnO4中Mn等);元素处于最低价,只有还原性(如S2-、I-等);元素处于中间价态,既有氧化性又有还原性(如Fe2+、S、Cl2等)。
应用:判断物质的氧化性、还原性。3.强弱规律
内容:强氧化性的氧化剂跟强还原性的还原剂反应,生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物。
氧化剂 + 还原剂 ==== 还原产物 + 氧化产物
↓ ↓ ↓ ↓
强氧化性 强还原性 弱还原性 弱氧化性
应用:
(1)在适宜条件下,用氧化性强的物质制备氧化性弱的物质;
(2)用还原性强的物质制备还原性弱的物质;
(3)用于比较物质氧化性或还原性的强弱;
(4)判断物质的稳定性及反应顺序。4.转化规律
内容:氧化还原反应中,以元素相邻价态之间的转化最容易;同种元素不同价态之间发生反应,元素的化合价变化只靠近而不交叉;同种元素相邻价态之间不发生氧化还原反应。
应用:判断氧化还原反应能否发生,氧化产物、还原产物的判断及电子转移情况。【知识备选】难易规律和先后规律
1.难易规律
越易失电子的物质,失去电子后的氧化产物就越难得电子;越易得电子的物质,得到电子后的还原产物就越难失去电子。
2.先后规律
一种氧化剂同时和几种还原剂作用时,还原性最强的优先发生反应;同理,一种还原剂和多种氧化剂作用时,氧化性最强的优先发生反应。【学而后思】
(1)若氧化剂得到的电子数是a,还原剂失去的电子数也是a,则整个反应转移的电子数是不是2a?为什么?
提示:不是。因为在一个氧化还原反应中,氧化剂得到的电子是还原剂失去的,所以如果氧化剂得到的电子数是a,还原剂失去的电子数也是a,则整个过程中转移的电子数是a。
(2)一种氧化剂和多种还原剂发生反应时,为什么是还原性强的先反应?
提示:因为还原剂的还原性越强,其失电子的能力就越强,所以就越容易与氧化剂发生反应。类型一 氧化剂、还原剂的判断
【典例】(2013·佛山高一检测)黑火药是由硫黄粉、硝酸钾和木炭按一定比例混合而成的,爆炸时的反应是:S+2KNO3+3C
====K2S+N2↑+3CO2↑,该反应的还原剂是( )
A.C B.S
C.KNO3 D.S和KNO3【解题指南】解答本题要注意以下2点:
(1)正确的分析化合价的变化;
(2)明确还原剂的定义,就是失去电子的物质。
【解析】选A。硫从0价变成-2价,得电子,是氧化剂;硝酸钾中的氮元素从+5价变成0价,得电子,是氧化剂;碳单质中碳元素的化合价由0价变成+4价,失电子,是还原剂。【名师点评】这是稍复杂的氧化还原反应方程式,讲解该类习题时,应强调两点,一是细心审题,准确判断元素化合价的变化;二是根据化合价的变化判断还原剂。分析该题时可适当拓展,找出氧化剂和氧化产物、还原产物,并提醒学生注意容易出现的错误是氧化剂、还原剂判断颠倒。【变式训练】(2013·福州高一检测)在下列物质间相互转化中,需要加入氧化剂才能实现的是( )
A.H2SO4→MgSO4
B.NaCl→Cl2
C.CuSO4→Cu
D. HClO→Cl2
【解析】选B。需要加入氧化剂则上述变化应该是还原剂的变化,也就是从前到后应该是化合价升高的变化。A中无化合价的变化;B中氯元素化合价升高;C中铜元素的化合价变低;D中氯元素的化合价变低。【变式备选】(双选)关于氧化剂的叙述正确的是( )
A.分子中不一定含有氧元素
B.分子中一定含有氧元素
C.在反应中易失电子的物质
D.在反应中易结合电子的物质
【解析】选A、D。氧化剂是得电子的物质,分子中不一定含有氧元素;氧化剂在反应中是得电子的物质,所以应该是易结合电子的物质。类型二 氧化性、还原性强弱的比较
【典例】已知在某温度时发生如下三个反应:
(1)C+CO2====2CO
(2)C+H2O====CO+H2
(3)CO+ H2O====CO2+H2
由此判断,在该温度下C、CO、H2的还原性强弱顺序是( )
A.CO>C>H2 B.C>CO>H2
C.C>H2>CO D.CO>H2>C【解题指南】解答本题应注意以下2点:
(1)找出每个方程式中的氧化剂、还原剂,氧化产物、还原产物。
(2)氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性大于还原产物的还原性。
【解析】选B。根据还原剂的还原性大于还原产物的还原性可知:(1)中C>CO;(2)中C>H2;(3)中CO>H2;综上所述C>CO>H2,所以答案选B。【误区警示】判断氧化性还原性强弱的误区
(1)电子数误区:误认为氧化性和还原性的强弱取决于得失电子的多少。其实不然,氧化性和还原性的强弱只取决于得失电子的难易程度,而与得失电子的多少无直接关系。
(2)价态误区:误认为同种元素化合价存在差异就可发生氧化还原反应。事实上,同种元素不同价态的化合物间的氧化还原反应遵循以下规律:
①相邻价态之间不发生氧化还原反应。如SO2和浓硫酸不反应。②不同价态的同种元素的物质间发生氧化还原反应时,该元素价态的变化一定遵循“高价+低价→中间价”,不会出现交错现象。即氧化剂被还原到的价态不能低于还原剂被氧化到的价态。简言之:“只靠近,不交叉”,即“就近律”。
③误认为同种元素不同价态的化合物的氧化性(还原性)强弱只与元素化合价的高低有关。实际上,除此之外还与化合物的稳定性有关。如次氯酸中氯的价态比高氯酸中氯的价态低,但次氯酸不稳定,氧化性却比高氯酸强。【变式训练】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,其氧化性越强
C.阳离子在反应中只能得到电子被还原,作氧化剂
D.含有最高价元素的化合物一定具有强氧化性
【解析】选A。氧化剂氧化性的强弱与得电子的多少无关,与得电子的能力有关,故B错误;阳离子也可能作还原剂,如Fe2+,故C错误;含有最高价元素的化合物不一定具有强氧化性,如二氧化碳,故D错误。【变式备选】根据下列反应判断氧化剂的氧化性由强到弱的顺序正确的是( )
①Cl2+2KI====I2+2KCl
②2FeCl3+2HI====I2+2FeCl2+2HCl
③2FeCl2+Cl2====2FeCl3
A.Cl2>I2>Fe3+
B.Fe3+>Cl2>I2
C.Cl2>Fe3+>I2
D.I2>Fe3+>Cl2【解析】选C。根据①反应可知:Cl2>I2;根据②反应可知:Fe3+>I2;根据③反应可知:Cl2>Fe3+;所以氧化性由强到弱的顺序是Cl2>Fe3+>I2。1.下列叙述正确的是( )
A.化合物中某元素处于最高价,该化合物只能被还原
B.阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性
C.失电子越多,还原性越强
D.强氧化剂与强还原剂不一定能发生氧化还原反应【解析】选D。化合物中某元素处于最高价,该元素只能被还原,
而该化合物中还含有其他元素,故还可能作还原剂而被氧化;阳
离子不只有氧化性,如Fe2+,阴离子也不只有还原性,如 ;
还原性的强弱根据的是失电子的能力而不是失电子的多少;强
氧化剂和强还原剂不一定发生氧化还原反应,如:KMnO4与KI在
酸性条件才能发生反应。2.(2013·金华高一检测)下列变化需要加入还原剂才能实现的
转化是( )
A.CuO→Cu
B.Fe2+→Fe3+
C.H2S→SO2
D. →CO2
【解析】选A。需要加入还原剂才能实现的物质变化,必定是有
元素化合价的降低,B、C项中都是元素的化合价升高,D项中没
有化合价的变化,故A项正确。3.氧化还原反应是一类重要的化学反应,广泛存在于自然界中,对人们的生产、生活有着十分重要的作用。你认为下列对氧化还原反应的描述不正确的是( )
A.肯定有电子得失
B.肯定有氧元素参与反应
C.肯定有化合价的变化
D.氧化剂得到电子总数与还原剂失去电子总数相等
【解析】选B。氧化还原反应的实质是电子的转移,表观特征是有元素化合价的变化,不一定有氧元素的参加;氧化还原反应是一个对立统一的整体,得电子总数和失电子总数一定相等。4.在3Cl2+6KOH KClO3+5KCl+3H2O的反应中,下列说法不正
确的是( )
A.Cl2发生还原反应,KOH发生氧化反应
B.KCl是还原产物,KClO3是氧化产物
C.反应中每消耗3 mol Cl2,转移电子数为5NA
D.被还原的氯气的物质的量是被氧化的氯气的物质的量的5倍【解析】选A。反应中电子转移情况可表示为在该反应中,Cl2既被氧化又被还原,KClO3是氧化产物,KCl是还原产物,当反应中消耗3 mol Cl2时,转移电子为5 mol,则电子数为5NA。被还原的氯气与被氧化的氯气的物质的量之比为5∶1。5.(2013·如皋高一检测)现有中学化学常见的几种物质:
①O2 ②Mg ③CO ④WO3 ⑤W ⑥CO2。
请回答下列问题:
(1)①②③④四种物质中常用作还原剂的有_____(填序号)。
(2)请将③④⑤⑥对应物质填入下列横线上,以组成一个完整的氧化还原反应方程式:______________。
(3)随着人们环保意识的增强,许多汽车都已经装上了如图所示的尾气处理装置。在催化剂的作用下,尾气中两种主要的有毒气体反应生成两种无害气体,两种无害气体均为空气中的成分,该反应的化学方程式为___________________________。该反应中________是氧化剂。【解析】(1)①②③④四种物质中常用作还原剂的是Mg和CO。
(2)③④⑤⑥组成的氧化还原方程式应该是用CO还原WO3的化学
方程式。
(3)对于该反应来说重点是生成物中的两种气体是无害的气体,
则CO和NO反应后生成的应该是N2和CO2,该反应中N的化合价从
+2价变成0价,化合价降低,是氧化剂。
答案:(1)②③
(2)3CO+WO3 W+3CO2
(3)2CO+2NO 2CO2+N2 NO有关物质氧化性、还原性强弱的实验探究
某实验小组为探究物质氧化性、还原性的强弱设计了以下实验:
在一块衬白纸的玻璃片的不同位置分别有如图所示的不同物质,
向a处KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸,再立即用表面皿盖好。(已知2KMnO4+16HCl(浓)====2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O)(1)一段时间后b处液体变蓝,试探究其原因。
提示:含淀粉的KI溶液变蓝,说明有I2单质生成,在题目条件下应是淀粉溶液中的KI跟KMnO4与浓盐酸反应生成的Cl2发生反应,即Cl2+2KI====I2+2KCl。
(2)试推测c处的现象。
提示:KMnO4与浓盐酸反应生成的Cl2可以与NaOH发生反应:
Cl2+2NaOH====NaCl+NaClO+H2O,碱性减弱,颜色变浅,直至消失。(3)已知KSCN与Fe3+能生成红色物质,试预测d处有无变色的可能。
提示:有。FeCl2中铁元素的化合价为+2价,可以升高为+3价,而Cl2是常见的氧化剂,有可能使其发生化合价升高的变化生成Fe3+,与KSCN生成红色物质。
(4)KMnO4和浓盐酸反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比是多少?
提示:由于KMnO4是氧化剂,且全部作氧化剂,而HCl是还原剂,但HCl并非全部作还原剂,在16 mol HCl中只有10 mol被氧化,所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶5。课件52张PPT。第3课时 探究铁及其化合物的氧化性或还原性1.了解铁及其化合物的主要化学性质,理解其氧化性、还原性的特点。
2.了解Fe、Fe2+、Fe3+之间的相互转化。
3.掌握Fe2+、Fe3+的检验方法。
4.了解铁与人体健康的关系,认识化学知识与人类生活的密切联系。一、铁元素的存在
1.含量
铁元素在地壳中的含量仅次于___________三种元素。
2.存在形态
(1)游离态:存在于_____中。
(2)化合态:主要以___价、+3价的形式存在于化合物中。如黄
铁矿①:____(填化学式,下同)、赤铁矿:_____、磁铁矿:_____
等。氧、硅、铝陨铁+2FeS2Fe2O3Fe3O4二、铁及其化合物的氧化性或还原性
1.预测与假设
(1)只具有还原性的微粒:___(填“Fe3+”“Fe2+”或“Fe”,下同)。
(2)既有氧化性又有还原性的微粒:____。
(3)只具有氧化性的微粒:____。FeFe2+Fe3+2.实验方案
(1)验证预测(1)的正确性需加入氧化剂,如稀硫酸、硫酸铜、FeCl3溶液等。实验:铁钉变细,有气体生成有红色固体析出Fe+2H+====Fe2++H2↑Fe+Cu2+====Fe2++Cu(2)验证预测(2)的正确性,Fe2+有氧化性,需加入还原剂,如锌;Fe2+有还原性,需加入氧化剂如氯水、稀硝酸等。
实验:浅绿色变红Fe2++Zn====Fe+Zn2+2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-(3)验证预测(3)的正确性,需加入还原剂,如铁、锌等。
实验:溶液变为红色溶液变为浅绿色溶液变为红色溶液变为无色;有固体【思考辨析】
1.判断正误
(1)铁在自然界中都是以+3价铁离子的形式存在。( )
分析:铁在自然界中的存在形态主要有+2价和+3价两种价态。
(2)含有+2价的铁的化合物既有氧化性又有还原性。( )
分析:+2价是铁元素的中间价态,化合价既可以升高也可以降低,
所以既具有氧化性又具有还原性。×√(3)Fe(OH)2在空气中可以稳定存在。( )
分析:Fe(OH)2很容易被空气中的氧气氧化成Fe(OH)3。
(4)Fe3+很容易被硝酸所氧化。( )
分析:Fe3+已经是铁元素的最高价态,不能再被氧化,只能被还
原。
(5)Fe3+遇到KSCN溶液会生成红色沉淀。( )
分析:Fe3+遇到KSCN溶液会显红色,但不是生成红色沉淀。×××2.问题思考
(1)Fe在Cl2中燃烧生成FeCl3,而在O2中燃烧生成Fe3O4,说明了什么?
分析:Cl2将Fe全部氧化为Fe3+,O2只将Fe部分氧化为Fe3+,说明Cl2的氧化性比O2的氧化性强。
(2)FeCl2溶液中混有FeCl3时,如何除去杂质?
分析:向溶液中加入足量的铁粉,充分反应后过滤,即可除去杂质。【知识链接】
①黄铁矿
黄铁矿是铁的二硫化物。纯黄铁矿中含有46.67%的铁和53.33%
的硫。在我国是生产硫黄和硫酸的主要原料。黄铁矿分布广泛,
在很多矿石和岩石中包括煤中都可以见到它们的影子。一般呈
黄铜色立方体。黄铁矿风化后会变成褐铁矿或黄钾铁矾。
②KSCN
无色结晶,易溶于水,也溶于乙醇和丙酮,与铁盐生成红色的硫
氰酸铁,遇亚铁盐不会生成红色物质。是检验Fe3+的常用试剂。一、铁及其主要化合物的性质
1.铁的化学性质——还原性2.铁的氧化物3.铁的氢氧化物【学而后思】
(1)Fe3O4中含有+2价和+3价的铁元素,根据所学知识试分析Fe3O4中不同价态的铁原子的比例。
提示:在Fe3O4中根据化合价的代数和为0可知,三个铁元素的总价态是+8,所以应该是有2个+3价的铁和1个+2价的铁。(2)实验室做制取Fe(OH)2的实验时,应注意哪些事项?
提示:Fe(OH)2易被空气中的氧气氧化,所以在制取Fe(OH)2观察其颜色和状态时应注意隔绝空气。可采取以下措施:①先将所用的NaOH溶液煮沸,以排出其中溶解的氧气;②用煮沸的蒸馏水新配制FeSO4溶液;③在FeSO4溶液的上方加少量苯以隔绝空气,④用滴管吸取NaOH溶液后,伸入到FeSO4溶液中再挤出NaOH溶液。二、Fe2+和Fe3+的检验和相互转化规律
1.Fe2+和Fe3+的检验
(1)观察法:观察溶液颜色
含Fe3+的溶液:呈棕黄色;
含Fe2+的溶液:呈浅绿色。
(2)加SCN-法:滴入KSCN溶液或NH4SCN溶液
含Fe3+的溶液:溶液变红色;
含Fe2+的溶液:无明显变化,再加入新制氯水,溶液立即变为红色。(3)加碱液法:加入碱液(如NaOH溶液、氨水等)
含Fe3+的溶液:生成红褐色沉淀;
含Fe2+的溶液:生成白色絮状沉淀,该沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,
化学方程式为Fe2++2OH-====Fe(OH)2↓;
4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3。2.Fe、Fe2+、Fe3+的转化
铁的单质与化合物间的转换关系——“铁三角”(1)Fe Fe2+:
可通过Fe与弱氧化剂反应实现这种转化,常见的弱氧化剂有:S、
I2、非氧化性酸、Cu2+、Fe3+等,如Fe+Cu2+====Fe2++Cu。
(2)Fe2+ Fe:
可通过Fe2+与较强的还原剂反应实现这种转化,常见的较强的
还原剂有H2、C、CO、Al、Zn等,如FeCl2+Zn====ZnCl2+Fe。
(3)Fe Fe3+:
可通过Fe与强氧化剂反应实现这种转化,常见的强氧化剂有Cl2、
Br2、O2、HNO3、浓硫酸、KMnO4等,如2Fe+3Cl2====2FeCl3。(4)Fe3+ Fe:
可通过Fe3+与H2、CO、活泼金属(K、Na、Ca除外)反应实现这种
转化,如2Fe3++3Zn(足量)====2Fe+3Zn2+。
(5)Fe2+ Fe3+:
可通过Fe2+与强氧化剂反应实现这种转化,常见的强氧化剂有
Cl2、Br2、O2、HNO3、浓硫酸、KMnO4等,如2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-。
(6)Fe3+ Fe2+:
在溶液中可通过Fe3+与Fe、Cu、I-、S2-等反应实现这种转化。如Cu+2Fe3+====Cu2++2Fe2+。【知识备选】铁元素的生理作用
(1)合成血红蛋白,具有运载氧的生理作用。
(2)合成肌红蛋白,发挥储存氧的作用。
(3)构成人体必需的酶而发挥多种生理作用。
(4)缺铁时抑制DNA、蛋白质合成,影响能量利用。
(5)具有免疫促进作用,缺铁时免疫力降低。
(6)促进生长发育,缺铁时生长发育受阻。
(7)促进神经系统发育,缺铁影响智力和行为,易怒急躁。【学而后思】
(1)怎样用化学方法检验FeSO4试剂是否变质?
提示:FeSO4变质就是Fe2+被空气中的氧气氧化,可用KSCN溶液检验是否含有Fe3+。
(2)实验室配制FeSO4溶液时加铁粉的作用是什么?
提示:防止Fe2+被空气中的O2氧化为Fe3+。类型一 铁及其化合物的氧化性和还原性
【典例】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与过量稀硫酸反应后再向其中加H2O2
③Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中
A.只有①③ B.只有②
C.只有①② D.②③【解题指南】解答本题应注意以下3点:
(1)Fe、Fe2+与强氧化性物质反应,生成Fe3+。
(2)Fe和Fe3+只有在溶液中才能发生氧化还原反应。
(3)注意物质反应时物质间的量的关系。
【解析】选C。①中Cl2的氧化性较强,能将铁氧化为+3价,虽然Fe过量,由于不是溶液中的反应,过量的铁不会将氯化铁还原。②中Fe与稀硫酸反应生成Fe2+,向其中加H2O2后,由于H2O2是较强的氧化剂,能将Fe2+氧化成Fe3+。③中首先发生Fe与盐酸反应生成FeCl2,Fe2O3与盐酸反应生成FeCl3,但题中未给出反应物间相对量的关系,若Fe是足量的,则能将生成的FeCl3全部还原为FeCl2。故正确答案为C。【互动探究】(1)若将题干改成“可能有Fe2+生成”应选哪个选项?
提示:选D。②中若加入H2O2很少时,前面生成Fe2+不能全部转化成Fe3+,③中Fe的量较多时,有Fe2+生成。
(2)如何检验③中反应后的溶液中是否含有Fe3+?说出可能的方法有哪些?
提示:①在反应后的溶液中加适量的KSCN溶液,看是否变红色。
②加入单质铜,看铜是否被腐蚀。
③也可用碘化钾淀粉试纸检验。【变式训练】某溶液中有Cu2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+四种,若向其
中加入过量的NaOH溶液,微热搅拌,再加入过量盐酸,溶液中大
量减少的阳离子是( )
A.Cu2+ B.Mg2+
C.Fe2+ D.Fe3+
【解析】选C。由于Fe2++2OH-====Fe(OH)2↓;4Fe(OH)2+O2
+2H2O====4Fe(OH)3,Fe(OH)3+3HCl====FeCl3+3H2O,使Fe2+大量
减少,Fe3+增多,Cu2++2OH-====Cu(OH)2↓,Mg2++2OH-====
Mg(OH)2↓,Mg(OH)2+2HCl====MgCl2+2H2O,Cu(OH)2+2H+===Cu2+
+2H2O,使Mg2+、Cu2+基本不变。故正确答案为C。【变式备选】在氯化铁、氯化铜和盐酸的混合溶液中加入铁粉,待反应结束后,所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引,则反应后溶液中存在较多的阳离子是( )
A.Cu2+ B.Fe3+
C.Fe2+ D.H+【解析】选C。解答此题要考虑到铁的物理性质:能被磁铁吸引,说明有铁剩余。铁具有还原性,而Cu2+、Fe3+、Fe2+、H+等都具有氧化性,则能够与铁反应的离子不能大量存在,即Cu2+、Fe3+以及H+三种离子不能大量存在,其中Fe被氧化成Fe2+,而Cu2+、Fe3+、H+三种离子被还原成Cu、Fe2+、H2,所以溶液中的阳离子中Fe2+最多。类型二 Fe2＋和Fe3＋的检验
【典例】下列离子的检验方法合理的是( )
A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色,说明不含Fe2+
B.向某溶液中滴加氯水,然后再加入KSCN溶液变红色,说明原溶液中含有Fe2+
C.向某溶液中加入NaOH溶液,得红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3+
D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀又观察到颜色逐渐变为红褐色,说明该溶液中只含有Fe2+,不含有Mg2+【解题指南】解答本题应注意以下2点:
(1)只要溶液中含有Fe3+,无论是否有Fe2+,加入KSCN溶液都会变红色。
(2)红褐色可以掩盖白色。
【解析】选C。A项,加KSCN溶液呈红色,说明含Fe3+,无法判断有无Fe2+,故A项错误;B项,先滴加氯水,再加KSCN溶液变红,无法确定是Fe2+被氧化还是原溶液中就含有Fe3+,故B项错误;C项,加NaOH产生红褐色沉淀,说明产生Fe(OH)3沉淀,原溶液中含Fe3+,故C项正确;D项,加NaOH产生白色沉淀后变为红褐色,说明含Fe2+,但由于红褐色的掩盖,无法说明是否含Mg2+,故D项错误。【名师点评】讲解本题时重点注意2点:
(1)检验离子时注意离子间的干扰问题,如本题B项中若原溶液中有Fe3+,则会干扰Fe2+的检验,故要注意氯水和KSCN溶液的滴加顺序。再如D项中Fe(OH)3的红褐色会干扰Mg2+的判断。
(2)通过本题帮助学生总结Fe2+和Fe3+检验的三种方法,即:观察溶液颜色、加入NaOH溶液、加入KSCN溶液(可加氯水)。并比较后两种方法的滴加试剂的顺序和出现的现象。【方法规律】离子检验的基本原则
(1)“先取样,后操作”,如果待检物是固体,则应先将其溶解后再取样检验;
(2)对几种待测离子要进行并列实验时,每进行一次实验,都要另取新溶液,避免已加试剂的干扰;如果进行连续实验时,要注意每一次用的试剂是另取原溶液还是接着上次的;
(3)用一种试剂鉴别多种物质时,所选用的试剂必须能和被鉴别物质的大多数反应,且能产生不同的实验现象;
(4)“先现象,后结论”,不能把要检验的离子当作已知物来叙述实验现象。【变式训练】(2013·济南高一检测)离子检测的常用方法有三种:在中学化学中，下列离子检验的方法不合理的是( )
A.Fe3＋—显色法 B. —沉淀法
C. —沉淀法 D.OH－—显色法【解析】选C。A项中Fe3＋遇KSCN溶液显红色；B项中 用
BaCl2沉淀法；C项中 用强碱加热产生气体法；D项中OH－
用酚酞试液显色法。【变式备选】下列四种铁的化合物溶于稀盐酸,滴加KSCN溶液后,没有颜色变化,再加入氯水即呈红色的是( )
A.FeO B.Fe2O3 C.FeCl3 D.Fe2(SO4)3
【解析】选A。由题意可知,A中的Fe2+遇SCN-没有颜色改变,但滴加氯水后,生成Fe3+,溶液变为红色。发生下列反应:FeO+
2HCl====FeCl2+H2O,2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-,Fe3++3SCN-
====Fe(SCN)3。1.将铁片插入下列溶液中,放置片刻后,铁片质量与加入前相同的是( )
A.FeCl2溶液 B.AgNO3溶液
C.FeCl3溶液 D.盐酸
【解析】选A。FeCl2溶液与铁片不反应,铁片质量不变;2Ag++
Fe====Fe2++2Ag,铁片质量增加;2Fe3++Fe===3Fe2+,铁片质量减
小;2H++Fe====Fe2++H2↑,铁片质量减小。2.下列物质跟铁反应的生成物,能跟KSCN溶液作用生成红色物质的是( )
A.盐酸 B.氯气
C.硫酸铜溶液 D.稀硫酸
【解析】选B。铁跟盐酸、稀硫酸、硫酸铜溶液反应后生成Fe2+,铁跟氯气反应生成FeCl3,Fe3+能跟KSCN溶液作用生成红色物质而Fe2+不能。3.(2013·宿州高一检测)FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉,充分反应后仍有固体存在,则下列判断不正确的是( )
A.加入KSCN溶液一定不变红色
B.溶液中一定含Fe2+
C.溶液中一定不含Cu2+
D.剩余固体中一定含Cu
【解析】选C。根据反应2Fe3++Fe====3Fe2+,2Fe3++Cu====
2Fe2++Cu2+,Fe+Cu2+====Fe2++Cu,因为剩余固体,所以固体中应含有Cu,溶液中一定不含Fe3+,一定含有Fe2+,据此现象Cu2+不能确定是否存在。4.下列物质能将Fe3+转化为Fe2+的有( )
①新制氯水 ②铁
③铜 ④稀硫酸
A.①②③ B.③④
C.②③ D.①②③④
【解析】选C。将Fe3+转化为Fe2+需加入还原剂:①Fe3+与氯水
不反应、②2Fe3++Fe====3Fe2+、③2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+、
④Fe3+与稀硫酸不反应,故选C项。5.除去FeCl2溶液中的少量FeCl3,可加入____________,反应的离子方程式为___________;
除去FeCl3溶液中的少量FeCl2,可加入____________,反应的离子方程式为__________;
除去FeCl2溶液中的少量CuCl2,可加入____________,反应的离子方程式为_________。【解析】除去FeCl2溶液中的少量FeCl3就是将Fe3+还原的过程,应该加入还原剂铁粉;除去FeCl3溶液中的少量FeCl2,应该是将Fe2+氧化成Fe3+的过程,应该加入氧化剂氯水;除去FeCl2溶液中的少量CuCl2,应该加入铁粉。
答案:足量铁粉 Fe+2Fe3+====3Fe2+ 氯水
2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-
足量铁粉 Fe+Cu2+====Fe2++Cu补铁药物中铁元素价态的探究
“速力菲”(主要成分:琥珀酸亚铁,呈暗黄色)是市场上一种常见的补铁药物。该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸(主要成分为盐酸)。某同学为了检测“速力菲”药片中Fe2+的存在,设计并进行了如下实验:通过上述实验流程图,回答:
(1)试剂1和试剂2各是什么?
提示:试剂1是稀盐酸,试剂2是KSCN溶液。
(2)加入新制氯水的作用是什么?写出发生的离子反应方程式。
提示:氯水的作用是将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-。(3)对于溶液的颜色为什么会逐渐褪去。甲、乙、丙三位同学有三种猜想:
甲同学:溶液中的+3价Fe又被还原为+2价Fe。
乙同学:溶液中的SCN-被过量的氯水氧化。
丙同学:新制的氯水具有漂白性,将该溶液漂白。
①你认为甲同学的猜想是否合理?理由是什么?
提示:不合理。氯水有强氧化性,没有加入还原剂,不会将Fe3+还原。②请设计实验方案,验证乙同学的猜想是否正确。写出有关的实验操作、预期现象和结论。
提示:方案一、取少量褪色后溶液,加入KSCN溶液,如果溶液变红色,说明乙同学的猜想是合理的,如果溶液不变红色,说明乙同学的猜想是不合理的;
方案二、取少量褪色后溶液,加入FeCl3溶液,如果溶液仍不变红色,说明乙同学的猜想是合理的;如果溶液变红色,说明乙同学的猜想是不合理的。(4)验证过程中有同学在加入试剂2后,未加新制氯水的情况下,溶液便产生了浅红色,其可能的原因是什么?
提示:可能是该药品中含有的Fe2+被空气中的氧气氧化成Fe3+而致。课件41张PPT。第2章 阶段复习课一、物质的分类二、分散系、胶体
1.分散系2.胶体的性质三、电解质和非电解质说明:(1)单质、混合物既不是电解质,也不是非电解质。
(2)CO2、SO2、NH3等化合物溶于水能导电,但不是本身电离所致,属于非电解质。四、离子反应、离子方程式
1.离子反应发生的条件
(1)生成难溶物;
(2)生成难电离的物质;
(3)生成易挥发的物质。2.离子方程式的书写步骤3.离子方程式的意义
离子方程式不仅可以表示一个化学反应,还可以表示一类化学反应,并可以揭示这一类反应的反应实质。五、氧化还原反应
1.概念间的关系——“失升氧还,得降还氧”(1)氧化还原反应中的氧化反应和还原反应同时存在,同时进行。
(2)同一氧化还原反应中氧化剂得到电子的总数和还原剂失去
电子的总数相等。元素化合价升高的总数和元素化合价降低的
总数相等。2.常见的氧化剂和还原剂六、铁
1.铁三角上述序号对应的离子(或化学)方程式为:
①离子方程式:Fe+2H+====Fe2++H2↑
②化学方程式:2Fe+3Cl2 2FeCl3
③离子方程式:2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-
④离子方程式:Fe2++Zn====Zn2++Fe
⑤离子方程式:2Fe3++Fe====3Fe2+、
2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+2.Fe2+、Fe3+的检验及鉴别方法考点一 分类方法及其在化学学习中的应用
【例题】某化学兴趣小组欲研究H2SO4、BaCl2、Na2CO3、NaCl、NaOH的性质,对于如何研究,他们设计了两种研究方案:
方案Ⅰ:将它们按照酸、碱、盐分类,然后分别溶于水得到溶液,进行实验;
方案Ⅱ:将它们按照钠盐和其他化合物分类,然后分别溶于水得到溶液,进行实验。(1)根据方案Ⅰ进行分类时,某同学发现Na2CO3溶液也显碱性,于是将Na2CO3与NaOH都划分为碱类,是否合理? _______。
(2)请写出方案Ⅱ两组物质间任一反应的离子方程式:_____。
(3)该兴趣小组中的一位同学认为,还可以根据是否含有钠元素将上述五种物质分为Na2CO3、NaCl、NaOH和H2SO4、BaCl2两类。在用H2SO4鉴别三种含钠元素的物质时,Na2CO3很容易得到了区分,但鉴别NaCl和NaOH时却陷入了困境,你能帮忙解决这一难题吗?【解析】(1)碱在水溶液中电离出的阴离子全部是OH-,显然
Na2CO3不是碱,它是由金属离子和酸根离子组成的化合物,属于
盐。
(2)方案Ⅱ的两组物质分别为H2SO4、BaCl2、NaOH和Na2CO3、
NaCl,两组物质间能够发生两个反应。
①H2SO4和Na2CO3反应的离子方程式为
+2H+====CO2↑+H2O。
②BaCl2和Na2CO3反应的离子方程式为
+Ba2+====BaCO3↓。(3)可在两支试管中分别加入等量的H2SO4溶液,再分别加入稍过量的两种未知物质的溶液,由于加NaCl溶液的试管中硫酸不参与反应,再加Na2CO3溶液会产生CO2气体;而加NaOH溶液的试管中的H2SO4已经被完全反应,再加Na2CO3溶液不会产生CO2气体。答案:(1)不合理。虽然Na2CO3溶液呈碱性,但它在水溶液中不
能电离出OH-,不符合碱的定义
(2) +2H+====CO2↑+H2O(或 +Ba2+====BaCO3↓)
(3)在两支试管中分别加入少许H2SO4溶液,分别加入稍过量的
两种未知物质的溶液,充分混合后,再向混合溶液中分别滴加
Na2CO3溶液,若有气泡生成,则加入的未知物质的溶液为NaCl溶
液;若无气泡生成,则加入的未知物质的溶液为NaOH溶液。【知识扫描】分类方法的应用
(1)用分类法判断或预测物质的性质:
例如锌和铁都是金属单质,已知它们均能跟某些非金属单质反应、跟某些酸反应、跟某些盐反应等。又知铝也是金属单质,则铝也应具有锌、铁等金属单质的一般性质。
(2)用分类法寻找具有相同或相似性质的物质:
例如盐酸(HCl)、硫酸(H2SO4)都是酸,具有酸的通性。(3)应用分类法对物质进行鉴别:
例如选择化学试剂鉴别稀硫酸、稀盐酸、NaOH、BaCl2、KNO3、Ca(OH)2等六种溶液时,可先按酸、碱性的差异利用石蕊试液将它们分为三类,然后再分组鉴别。
①能使石蕊试液变红(显酸性)的是稀硫酸、稀盐酸。
②能使石蕊试液变蓝(显碱性)的是NaOH溶液、Ca(OH)2溶液。
③遇石蕊试液无明显现象(显中性)的是BaCl2溶液、KNO3溶液。考点二 电解质与非电解质的判断
【例题】(2013·德州高一检测)下列物质中①CO2
②HNO3 ③KOH ④石墨 ⑤Fe ⑥葡萄糖
⑦Na2CO3 ⑧酒精 ⑨食盐水
(1)属于电解质的是______________________
(2)属于非电解质的是_____________________【解析】电解质是指溶于水或熔融状态下,自身能电离成离子的化合物。非电解质是指在上述两种情况下都不能电离的化合物。单质和混合物既不是电解质,也不是非电解质,属于电解质的是②③⑦;属于非电解质的是①⑥⑧。
答案:(1)②③⑦ (2)①⑥⑧【知识扫描】电解质和非电解质的判断方法——“三看”
1.一看物质类别
先将所给物质按照单质、混合物、化合物的类别进行分类。
2.二看化合物的类别
将化合物分成酸、碱、盐、氧化物以及其他类别。
3.三看特殊物质
在进行分类之前先明确酸、碱、盐是电解质,然后对于剩余的物质看一下有没有金属氧化物,大部分金属氧化物都是电解质,最后剩下的化合物一般是非电解质。考点三 离子方程式正误的判断
【例1】下列反应的离子方程式书写正确的是( )
A.钠与水反应:Na+2H2O====Na++2OH-+H2↑
B.FeCl3溶液与Fe反应:Fe+Fe3+====2Fe2+
C.Cl2氧化Fe2+:Fe2++Cl2====Fe3++2Cl-
D.Al与稀硫酸反应:2Al+6H+====2Al3++3H2↑
【解析】选D。A、B、C三项中反应元素都守恒,但反应前后电荷不守恒。根据电荷守恒原理即可判断只有D项正确。【例2】(2013·泉州高一检测)能正确表示下列反应的离子方
程式的是( )
A.将铁粉加入稀硫酸中:
2Fe+6H+====2Fe3++3H2↑
B.将磁性氧化铁溶于盐酸:
Fe3O4+8H+====3Fe3++4H2O
C.将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合:
Fe2++4H++ ====Fe3++2H2O+NO↑
D.将铜屑加入含Fe3+的溶液中:
2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+【解析】选D。本题考查离子方程式的正误判断,意在考查元素
化合物知识。将铁粉加入稀硫酸中,发生反应的离子方程式为
Fe+2H+====Fe2++H2↑,A项错误;磁性氧化铁可以看作FeO·Fe2O3,
溶于盐酸时发生反应的离子方程式为Fe3O4+8H+====Fe2++
2Fe3++4H2O,B项错误;氯化亚铁和稀硝酸反应,离子方程式为
3Fe2++4H++ ====3Fe3++NO↑+2H2O,C项错误;将铜屑加入
含Fe3+的溶液中发生氧化还原反应:2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+,
D项正确。【知识扫描】
离子方程式正误判断的方法
(1)看离子反应是否符合客观事实，不主观臆造产物及反应。
(2)看“====”“ ”“↓”“↑”等符号是否正确。
(3)看表示各物质的化学式是否正确。如 不能写成
+H+, 通常写成 +H+。
(4)看是否漏掉离子反应。如Ba(OH)2溶液与CuSO4溶液反应，
既要写Ba2+与 的离子反应，又要写Cu2+与OH-的离子反应。(5)看电荷是否守恒。如FeCl2溶液与Cl2反应，不能写成
Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl－，应写成2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-,同
时两边的各原子数也应相等。
(6)看反应物与产物的配比是否正确。如稀硫酸与Ba(OH)2溶液
反应不能写成 H++OH－+ +Ba2+====BaSO4↓+H2O ,应写成
2H++2OH－+ +Ba2+====BaSO4↓+2H2O 。
(7)看是否符合题设条件及要求。如“过量” “少量” “等
物质的量” “适量” “任意量” “滴加顺序”对反应方式
或产物的影响。考点四 氧化还原反应
【例1】(2013·连云港高一检测)ClO2是一种消毒、杀菌效率
高、二次污染小的水处理剂。实验室可通过以下反应制得ClO2:
2KClO3+H2C2O4+H2SO4====2ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O。
试回答下列问题:
(1)该反应中还原剂的化学式是________;被还原元素的元素符
号是________;
(2)试比较KClO3和CO2的氧化性强弱_______;
(3)当转移0.5 mol电子时,消耗氧化剂的物质的量为______。【解析】分析元素化合价可知,反应中电子转移的方向和数目可以表示为分析可知:
(1)该反应中还原剂的化学式是H2C2O4;被还原元素的元素符号是Cl;
(2)反应中氧化剂为KClO3,氧化产物为CO2,所以氧化性KClO3>CO2;
(3)当转移0.5 mol电子时,消耗0.5 mol KClO3。
答案:(1)H2C2O4 Cl (2)KClO3>CO2 (3)0.5 mol【例2】(2013·保定高一检测)在一定条件下,NO跟NH3可以发
生反应:NO+NH3 N2+H2O(未配平),该反应中被氧化和被还
原的氮元素的质量比是( )
A.3∶2 B.2∶1
C.1∶1 D.2∶3
【解析】选D。分析化合价变化可知,NO中氮元素化合价由+2降
低到0,得到2个电子,被还原;NH3中氮元素化合价由-3升高到0,
失去3个电子,被氧化。根据氧化还原反应中得失电子总数相等,
可以得如下关系式:n(NO)×2=n(NH3)×3,被氧化和被还原的氮
元素的质量比等于物质的量之比,即n(NH3)∶n(NO)=2∶3。【知识扫描】
1.氧化还原反应基本概念之间的关系其中:还原性:还原剂>还原产物;
氧化性:氧化剂>氧化产物。2.电子得失守恒原理及应用
(1)电子得失守恒:
氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等。
(2)利用得失电子守恒原理解决有关计算问题——先“找”后“列”:
利用守恒思想,可以抛开繁琐的反应过程,不必写出反应的化学方程式,从而更快、更便捷地解决有关问题。计算步骤为
①找:首先找出氧化剂、还原剂及其物质的量以及每摩尔氧化剂、还原剂得失电子的物质的量。②“列”:然后根据电子守恒列出等式进行计算,即:
氧化剂的物质的量×每摩尔氧化剂得电子数=还原剂的物质的量×每摩尔还原剂失电子数。考点五 铁及其化合物的氧化性、还原性
【例题】(2013·宿州高一检测)金属单质A与盐酸反应生成浅绿色溶液B,同时放出气体C。如果在B溶液中通入氯气,则B转变成棕黄色溶液D,将溶液D分为两份,一份加入几滴KSCN溶液,生成红色物质,另一份加入A,则棕黄色溶液D重新变成浅绿色溶液B,在溶液B中滴加NaOH溶液生成白色沉淀E,露置在空气中,会逐渐变成红褐色沉淀F。(1)则各物质的化学式分别是:
A________、B________、C________、D________、
E________、F________。
(2)有关反应的离子方程式(或化学反应方程式)为
①B转变为D________________;
②D加A____________________;
③B生成E__________________;
④E生成F__________________。【解析】本题的突破口较多,如B——浅绿色溶液,可知B中含
Fe2+;D——棕黄色溶液,可知D中含Fe3+;D+KSCN 红色,验
证D中含Fe3+;F——红褐色沉淀,可知F为Fe(OH)3。
答案:(1)Fe FeCl2 H2 FeCl3 Fe(OH)2 Fe(OH)3
(2)①2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-
②2Fe3++Fe====3Fe2+
③Fe2++2OH-====Fe(OH)2↓
④4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3【知识扫描】铁元素的氧化性、还原性及铁的不同价态间的转化关系
(1)Fe只具有还原性,可以被氧化成Fe2+和Fe3+;
(2)Fe2+既具有氧化性又具有还原性,但主要表现为还原性;
(3)Fe3+具有较强的氧化性,可被具有较强还原性的物质还原为Fe2+或Fe。(4)铁及其化合物之间的相互转变关系:①是指H+、S、I2、Cu2+、Fe3+等氧化剂;
②④是指Cl2、O2、HNO3、KMnO4等氧化剂;
③⑥是指Zn、Al等还原剂;
⑤一般是指Fe、Cu、HI、H2S等还原剂。
