2023_2024学年新教材高中化学微项目科学使用含氯消毒剂 课件(6份打包)鲁科版必修第一册

文档属性

名称 2023_2024学年新教材高中化学微项目科学使用含氯消毒剂 课件(6份打包)鲁科版必修第一册
格式 zip
文件大小 12.3MB
资源类型 教案
版本资源 鲁科版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-09-20 13:17:15

文档简介

(共50张PPT)
微项目 科学使用含氯消毒剂
学业基础
核心素养
学考评价
学业标准
1.从物质类别、元素化合价的角度,预测含氯消毒剂的性质,培养实验探究与创新意识的化学核心素养。
2.了解生活中常见的含氯消毒剂,利用氧化还原反应分析并解释消毒剂在使用过程中产生的现象和出现的问题,体现化学的实用性和科学工作者的社会责任感。
3.强化合理使用化学品的安全意识,能够正确地使用含氯消毒剂,培养科学态度与社会责任的化学核心素养。
学业基础
项目活动1 解读84消毒液的产品说明
1.常用化学试剂的杀菌消毒原理
(1)酒精:吸收细菌蛋白中的水分,使其    。
(2)医用双氧水:具有    ,可以将脓液、污物中的细菌________来杀死细菌。
脱水变性
氧化性
氧化
2.探究84消毒液有效成分的性质
资料:84消毒液的产品使用说明
(1)提出问题:从物质类别和氧化还原反应角度分析,84消毒液有效成分NaClO有什么性质?
(2)预测性质
①从类别上看:NaClO为一种弱酸盐(类比Na2CO3),溶液呈碱性,能和较强酸生成HClO。
②从价态上看:NaClO中的Cl元素为+1价,有降低到-1价或0价的趋势,且有氧化性。
③从使用说明看:NaClO有一定的漂白性。
(3)实验探究
实验操作 实验现象 结论
用胶头滴管滴一滴84消毒液于pH试纸上 试纸先变蓝后褪色 消毒液具有_________和_________
用胶头滴管滴一滴84消毒液于红纸上 红纸褪色 消毒液具有_________
用胶头滴管滴一滴84消毒液于淀粉碘化钾试纸上 试纸变蓝 消毒液具有_________
碱性
漂白性
漂白性
氧化性
试管1溶液为紫色; 试管2溶液为蓝色,短时间内无明显变化; 试管3溶液先变蓝,滴2滴稀硫酸后快速褪色 NaClO与稀硫酸反应生成氧化性更强的_________
试管中产生_________气体,淀粉碘化钾试纸变蓝 NaClO和浓盐酸反应生成_________,NaClO表现_________
HClO
黄绿色
Cl2
氧化性
3.探究总结与拓展
(1)NaClO的性质
①NaClO为弱酸盐,能和较强酸生成HClO:
2NaClO+H2SO4===_______________。
②NaClO有强氧化性,能氧化某些还原性物质,如KI、HCl等:
NaClO+2KI+H2O===_______________,
NaClO+2HCl(浓)===________________。
③NaClO溶液碱性较强,有腐蚀性。
④NaClO有漂白性。
Na2SO4+2HClO
I2+NaCl+2KOH
NaCl+Cl2↑+H2O
(2)次氯酸的性质
①弱酸性:比碳酸弱。
②氧化性:能与Fe2+、、I-等还原剂反应。
③不稳定性:见光易分解:2HClO2HCl+O2↑。
④漂白性:次氯酸具有氧化性,能将某些有色物质氧化成无色物质。
4.常见含氯消毒剂
[即学即练]
1.漂白粉的有效成分是(  )
A.NaClO B.NaCl
C.Ca(ClO)2 D.HClO
答案:C
2.生活中常用到各种消毒剂,下列有关消毒剂的说法错误的是(  )
A.消毒剂可帮助人们杀菌、消毒,但过量使用对人体有害
B.可用75%的酒精对皮肤进行消毒
C.84消毒液与洁厕灵混合使用,去污效果更好
D.药皂、碘酒、双氧水都是常用的消毒剂
答案:C
解析:消毒剂可帮助人们杀菌、消毒,过量使用对人体有害,应合理使用,故A正确;可用75%的酒精对皮肤进行消毒,故B正确;84消毒液与洁厕灵混合使用,会生成有毒气体氯气,故C错误;药皂、碘酒、双氧水都是常用的消毒剂,故D正确。
3.市场上销售的84消毒液,其商品标识上有如下叙述:①本品为无色溶液,呈碱性;②使用时加水稀释;③可对餐具、衣物进行消毒,可漂白浅色衣服。其有效成分可能是(  )
A.Cl2 B.SO2
C.NaClO D.KMnO4
答案:C
解析:氯气的水溶液呈浅黄绿色,与题中溶液为无色不符,故A错误;二氧化硫的水溶液呈酸性,与题中溶液呈碱性不符,故B错误;NaClO溶液为无色,溶液呈碱性,具有强氧化性,可用于杀菌消毒,具有漂白性,可漂白浅色衣服,故C正确;高锰酸钾溶液呈紫色,与题中溶液为无色不符,故D错误。
4.用漂白粉溶液浸泡过的有色布条,如果晾置在空气中一段时间后,其漂白效果会更好的原因可能是(  )
A.漂白粉被氧化了
B.漂白粉跟空气中的CO2和水蒸气充分反应,生成了HClO
C.有色布条被空气中的氧气氧化了
D.漂白粉溶液蒸发掉部分水,其浓度增大
答案:B
5.为预防“H1N1”甲型流感,同学们每天用84消毒液(NaClO溶液)消毒,下列说法不正确的是(  )
A.NaClO溶液的消毒原理是HClO具有强氧化性
B.1 mol Cl2与足量NaOH溶液反应转移2 mol电子
C.NaClO溶液的漂白原理与Na2O2相同
D.84消毒液与洁厕灵(盐酸)混合使用可能会产生有毒的氯气
答案:B
6.教材76页“解读84消毒液的产品说明”中,产品说明书中哪些注意事项可以用NaClO的性质来解释?
答案:①次氯酸钠具有腐蚀性(强氧化性),接触皮肤时,应立即用清水冲洗。②次氯酸钠的强氧化性也使其不适用于钢和铝制品的消毒。③次氯酸钠与H2O和空气中的CO2反应生成的次氯酸具有漂白作用,禁用于丝、毛、麻织物的消毒;次氯酸见光易分解,故84消毒液应置于避光、阴凉处保存。④次氯酸钠与浓盐酸反应生成有毒气体氯气,故不得将本品与酸性产品同时使用。
项目活动2 探究消毒剂的使用问题
1.消毒剂使用问题呈现
为什么2016年巴西里约热内卢奥运会的游泳池加入H2O2消毒剂后原有的含氯消毒剂不起作用了?发生了什么?
2.原因预测
3.实验探究
探究内容 实验内容 实验现象
H2O2和NaClO反应原理 产生_________,能使带火星的木条_________
H2O2对绿藻去除率的影响 H2O2消毒剂对绿藻去除率低
气泡
复燃
结论:(1)H2O2和NaClO反应,降低了NaClO的消毒效率。化学方程式:_____________________________。
(2)NaClO对绿藻的去除效果优于H2O2。
H2O2+NaClO===H2O+O2↑+NaCl
4.“池水变绿”原因
[即学即练]
1.新型冠状病毒肺炎威胁着人们的身体健康,以下是人们在面对“新型冠状病毒”时的一些认识,你认为符合科学的是(  )
A.选用95%酒精溶液消毒的效果最好
B.外出归来,应立即向外套喷洒高浓度的84消毒液
C.为使消毒效果更好,可以将酒精和84消毒液混合使用
D.医用酒精可用于皮肤消毒,其原因是医用酒精可以使病毒和细菌体内的蛋白质变性
答案:D
解析:选用75%酒精溶液消毒的效果最好,A项不符合题意;高浓度的84消毒液的腐蚀性较强,且具有漂白性,不能直接用来喷洒消毒衣物,B项不符合题意;酒精和84消毒液混合会发生反应,消毒效果减弱,C项不符合题意;医用酒精可用于皮肤消毒,其可以使病毒和细菌体内的蛋白质变性,D项符合题意。
2.关于84消毒液(有效成分是NaClO)的下列说法不正确的是 (  )
A.将消毒液放在阴凉、避光的地方
B.84消毒液也可用于漂白
C.在使用时,要适当稀释,消毒液不是越浓越好
D.可与洁厕剂混合使用
答案:D
解析:NaClO易与空气中的水、二氧化碳反应生成HClO、HClO见光易分解,所以消毒液应放在阴凉、避光的地方,故A正确;NaClO具有强氧化性,所以84消毒液也可用于漂白,故B正确;NaClO溶液浓度过大对人体有害,84消毒液在使用时要适当稀释,故C正确;NaClO与洁厕剂混合使用会生成有毒气体氯气,所以不能混合使用,故D错误。
3.在探究H2O2和NaClO反应的实验中,怎样证明NaClO发生了还原反应?设计实验证明。(试剂:H2O2溶液、NaClO溶液、稀HNO3、AgNO3溶液)
答案:取NaClO溶液于试管中,向试管中加入足量的H2O2溶液,再向溶液中加入足量稀HNO3,最后滴入AgNO3,如有白色沉淀生成,则证明NaClO发生了还原反应。
归纳总结
消毒剂的使用误区
(1)“混用更保险”:使用消毒剂一定要科学,使用前一定要认真了解各种消毒剂的成分及性质,有针对性的选择和使用,切不可混用,混用后有可能产生有毒物质或降低效果。
(2)“越浓越保险”:消毒剂浓度并不是越浓效果越好,例如75%的酒精可以吸收细菌蛋白中的水分,使其脱水变性,而纯酒精或95%的酒精会使菌体表面形成保护膜,阻止乙醇分子进一步渗入,影响杀菌效果,使其效果降低。
(3)同一时期使用消毒剂“多样化更高效”:如果同一时期频繁使用多种消毒剂,有可能使消毒剂消毒效果大大降低,还可能产生意想不到的严重后果,如先用84消毒液消毒,再用洁厕灵消毒,就有可能产生严重污染空气的氯气。
核心素养
次氯酸钠的性质探究
[例] 84消毒液与NaCl、硫酸溶液在加热条件下反应可以生成氯气,反应原理为NaClO+NaCl+H2SO4Na2SO4+Cl2↑+H2O。为探究氯气的性质,某同学利用此原理制氯气并设计了如图所示的实验装置。
(1)从装置①、②、③中选择合适的制氯气装置(A处)    (填序号)。

解析:由NaClO+NaCl+H2SO4Na2SO4+Cl2↑+H2O可知,反应中有液体参加,且需要加热,所以应选装置②。
(2)装置B、C中依次放的是干燥的红色布条和湿润的红色布条,实验过程中该同学发现装置B中干燥的红色布条褪色,其原因可能是       ______________________________________________________;说明该装置存在明显的缺陷,请提出合理的改进方法:_________________________________。
(3)为了验证氯气的氧化性,将氯气通入Na2SO3溶液中,然后检验反应后的溶液中是否含有。方法是取少量反应后的溶液于试管中,先加入足量的    ,无明显现象,然后再加入少量    (填化学式)溶液,有白色沉淀生成,说明含有。
产生的氯气中含有水蒸气,氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性
在装置A、B之间增加盛有浓硫酸的洗气瓶
稀盐酸
BaCl2
解析:(2)装置B中干燥的红色布条褪色,说明产生的氯气中可能混有少量的水蒸气,氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性,因此应在装置A和B之间增加盛有浓硫酸的洗气瓶,除去氯气中的水蒸气。(3)检验必须排除其他离子的干扰,因此检验反应后的溶液中是否含有的方法是取少量反应后的溶液于试管中,先加入足量的稀盐酸,无明显现象,然后再加入少量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,说明含有。
[提升] NaClO是84消毒液的有效成分。请回答下列问题。
(1)NaClO中氯元素的化合价是    。
(2)浸泡衣物时加入84消毒液,在空气中放置一段时间后漂白效果更
好,结合离子方程式解释原因:               。
(3)若将84消毒液与洁厕灵(含盐酸)混合使用,则会产生黄绿色的有毒气体,其反应的离子方程式为              。
+1
ClO-+CO2+H2O===HClO+,生成的次氯酸使漂白效果更好
Cl-+ClO-+2H+===Cl2↑+H2O
解析:(1)NaClO中氯元素的化合价为+1。(2)浸泡衣物时加入84消毒液,在空气中放置一段时间后漂白效果更好,这是由于空气中含有CO2气体,84消毒液中的NaClO与CO2、H2O反应产生HClO和NaHCO3,溶液的漂白性增强,反应的离子方程式为ClO-+CO2+H2O===HClO+。(3)若将84消毒液与洁厕灵(含盐酸)混合使用,二者会发生氧化还原反应,产生黄绿色的有毒气体Cl2,其反应的离子方程式为2H++Cl-+ClO-===Cl2↑+H2O。
关键能力
1.次氯酸钠的性质
预测性质 实验内容 实验现象 实验结论
次氯酸钠具有氧化性 取少量淀粉碘化钾溶液置于培养皿中,滴加少量稀释的84消毒液 溶液变蓝 次氯酸钠具有氧化性:ClO-+2I-+H2O===I2+Cl-+2OH-
取少量稀释的84消毒液置于培养皿中,滴加适量的稀盐酸,用湿润的淀粉碘化钾试纸检验 湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 次氯酸钠具有氧化性:ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O;
Cl2+2I-===I2+2Cl-
次氯酸钠与稀硫酸的反应可生成次氯酸 取一小片pH试纸置于表面皿上,用玻璃棒蘸取稀硫酸滴在pH试纸上 pH试纸变红 次氯酸钠与稀硫酸反应生成次氯酸:H++ClO-===HClO
取少量稀释的84消毒液置于培养皿中,滴加适量稀硫酸,另取一小片pH试纸置于表面皿上,用玻璃棒蘸取该混合溶液滴在pH试纸上 pH试纸先变红后褪色 2.其他含氯消毒剂
学考评价
1.生活中离不开化学。从化学的角度分析,下列做法不当的是 (  )
A.餐桌上酒精失火,立即用湿抹布盖灭
B.烤炭火时在火炉旁放一杯水防止CO中毒
C.自来水厂用氯水对原水进行杀菌消毒
D.用84消毒液对茶具、餐具和洁具进行清洗消毒
答案:B
解析:餐桌上的酒精失火后,可以立即用湿抹布盖灭,故A正确;一氧化碳不溶于水,所以烤炭火时在火炉旁放一杯水不能防止CO中毒,故B错误;氯水中次氯酸具有强氧化性,所以自来水厂用氯水对原水进行杀菌消毒,故C正确;次氯酸钠与二氧化碳和水反应可生成次氯酸,次氯酸具有氧化性能消毒杀菌,故D正确。
2.前几年,部分巨能钙被检出含有双氧水,而双氧水有致癌性,可加速人体衰老。因此卫生部加紧调查巨能钙。下列有关说法错误的是(  )
A.H2O2、Na2O2都属于过氧化物
B.双氧水是绿色氧化剂,可做医疗消毒剂
C.H2O2既有氧化性,又有还原性,与Cl2、KMnO4反应时表现H2O2的氧化性
D.H2O2做漂白剂是利用其氧化性,漂白原理与HClO类似,与活性炭不同
答案:C
解析:H2O2的还原产物为H2O,对环境无污染,B正确;H2O2和Cl2、KMnO4反应时,H2O2表现还原性,C错误;H2O2、HClO漂白都是利用其氧化性,活性炭的漂白性是物理吸附漂白,原理不同,D正确。
3.下列说法正确的是 (  )
A.氯气溶于水的离子方程式:Cl2+H2O===2H++Cl-+ClO-
B.洁厕灵不能与84消毒液混用,原因是两种溶液混合产生的HClO易分解
C.漂白粉在空气中久置变质是因为漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3
D.氯气可以使湿润的有色布条褪色,实际起漂白作用的物质是次氯酸,而不是氯气
答案:D
解析:HClO是弱酸,在离子方程式中不能拆,氯气溶于水的离子方程式为Cl2+H2O===H++Cl-+HClO,故A错误;洁厕灵不能与84消毒液混用,原因是两种溶液混合使用会产生有毒的Cl2,故B错误;漂白粉在空气中久置变质是因为漂白粉中的Ca(ClO)2与空气中的CO2、H2O反应生成的HClO见光易分解,故C错误;氯气可以使湿润的有色布条褪色,实际起漂白作用的物质是次氯酸,而不是氯气,故D正确。
4.地震、洪水等自然灾害过后,地下水等饮用水都会受到一定程度的污染,为了保证人们身体健康,下列物质不能用于水源消毒的是(  )
A.氯气 B.漂白粉
C.烧碱 D.次氯酸钠
答案:C
5.下列有关84消毒液的说法正确的是(  )
A.84消毒液属于纯净物
B.84消毒液除能杀菌消毒外,还可做漂白剂
C.84消毒液中的NaClO比较稳定,不需要密封避光保存
D.84消毒液杀菌消毒过程中并未发生氧化还原反应
答案:B
解析:84消毒液的有效成分是次氯酸钠,还含有水等物质,属于混合物,A错误;次氯酸钠具有强氧化性,因此84消毒液除能杀菌消毒外,还可做漂白剂,B正确;84消毒液在空气中久置,先发生反应CO2+H2O+NaClO===NaHCO3+HClO,后发生反应2HClO2HCl+O2↑,因此84消毒液需要密封避光保存,C错误;次氯酸钠具有强氧化性,因此84消毒液杀菌消毒过程中发生了氧化还原反应,D错误。
6.84消毒液是一种以NaClO为有效成分的高效消毒剂,被广泛用于宾馆、医院、食品加工行业、家庭等的卫生消毒。某84消毒液瓶体部分标签如图1所示,该84消毒液通常稀释至100倍(体积之比)后使用。请回答下列问题:
图1
(1)结合所学知识,写出制取84消毒液的离子方程式:             。
(2)此84消毒液的物质的量浓度约为     mol·L-1(计算结果保留一位小数)。
(3)参阅该84消毒液的标签,欲用NaClO固体配制480 mL以上物质的量浓度的消毒液。如图2所示的仪器中,配制该溶液需要使用的是________(填仪器序号),还缺少的玻璃仪器有    、    。
2OH-+Cl2===Cl-+ClO-+H2O
3.8
CDE
玻璃棒
胶头滴管
解析:(1)用氯气和氢氧化钠反应制NaClO,反应的离子方程式为2OH-+Cl2===Cl-+ClO-+H2O。(2)c(NaClO)== mol·L-1≈3.8 mol·L-1。(3)实验室无480 mL容量瓶,故应选用500 mL容量瓶,配制题述溶液所需的仪器有托盘天平、烧杯、玻璃棒、500 mL容量瓶和胶头滴管。
(4)配制时,一般可分为以下几个步骤:
①称量 ②计算 ③溶解 ④摇匀 ⑤移液
⑥洗涤 ⑦定容 ⑧冷却,
正确的顺序为         (填序号)。
(5)若实验遇下列情况,导致所配溶液的物质的量浓度偏高的是________(填序号)。
A.定容时俯视刻度线
B.转移前,容量瓶内有蒸馏水
C.未冷却至室温就移液、洗涤、定容
D.定容时水加多了,用胶头滴管吸出
②①③⑧⑤⑥⑦④
AC
解析:(4)配制一定物质的量浓度溶液的一般步骤:计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶等,所以正确的操作步骤为②①③⑧⑤⑥⑦④。(5)定容时俯视刻度线,会导致溶液体积偏小,则浓度偏高,故A正确;转移前,容量瓶内有蒸馏水,对溶液浓度无影响,故B错误;未冷却至室温就移液、定容,则冷却后溶液体积偏小,浓度偏高,故C正确;定容时水加多了,用胶头滴管吸出,则吸出的不只是溶剂,还有溶质,溶液浓度偏小,故D错误。
7.二氧化氯是一种黄绿色的气体,被国际上公认为安全、低毒的绿色消毒剂,近几年我国用ClO2代替氯气对饮用水进行消毒。
(1)在进行饮用水消毒时,ClO2可将水中的Fe2+、Mn2+等转化成Fe(OH)3和MnO2等难溶物除去,据此说明ClO2具有    性。
(2)液氯也常用作自来水消毒。已知ClO2、Cl2的还原产物均为Cl-,则相同物质的量的ClO2的消毒效率是Cl2的    倍。(消毒效率指单位物质的量的物质的得电子数)
氧化
2.5
解析:(1)反应中Fe元素、Mn元素化合价升高,根据化合价升降相等,ClO2中Cl元素化合价降低,表现氧化性。
(2)设物质的量均为1 mol,则ClO2、Cl2转化为Cl-得到的电子数分别为5 mol、2 mol,则相同物质的量的ClO2的消毒效率是Cl2的2.5倍。
(3)自来水厂用ClO2处理后的水中,要求ClO2的浓度在0.1~0.8 mg·L-1之间。碘量法可以检测水中ClO2的浓度,步骤如下:
操作Ⅰ:取一定体积的水样,加入一定量的碘化钾,使碘游离出来。已知:
8HCl+2ClO2+10KI===5I2+10KCl+4H2O。
操作Ⅱ:加入一定量的Na2S2O3溶液。已知:2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI。
请回答下列问题。
①操作Ⅰ中反应的离子方程式是_______________________________。
②若水样的体积为1.0 L,在操作Ⅱ时消耗了1.0×10-3 mol·L-1的Na2S2O3溶液10 mL,则水样中ClO2的浓度是     mg·L-1。
8H++2ClO2+10I-===5I2+2Cl-+4H2O
0.135
解析:②操作Ⅱ根据题给化学方程式可得如下关系:
2S2~I2~ClO2
n(Na2S2O3)=1.0×10-3 mol·L-1×0.01 L=1.0×10-5 mol,m(ClO2)=n(ClO2)×M(ClO2)=2.0×10-6 mol×67.5×103 mg·mol-1=0.135 mg。由于水样为1 L,所以ClO2的浓度为=0.135 mg·L-1。(共27张PPT)
微项目 论证重污染天气“汽车限行”的合理性
学业要求
能够综合应用氮及其化合物的性质及转化关系探讨相关的社会性科学议题,从不同的视角列举重污染天气“汽车限行”的利与弊,收集资料,进行科学论证与决策,促进科学态度与社会责任化学核心素养的发展。
学业基础——自学·思记·尝试
1.社会性科学议题及其分析框架
(1)含义
“社会性科学议题(Socioscientific Issues,简称SSI)”,指由利用当代科学技术研究开发所引起的一系列与社会伦理道德、经济发展及自然生态环境等紧密相关的社会性问题。这其中,有很多议题与化学密切相关。
(2)分析框架
2.项目活动1 科学认识社会性科学议题,寻找利与弊
(1)科学分析议题,厘清议题中的科学问题和科学知识。
问题1:应对重污染天气“汽车限行”议题涉及哪些科学问题?
涉及的问题有:
①环境问题:汽车尾气成分,雾霾化学成分,汽车尾气与雾霾关系等;
②经济问题:汽车限行对经济的发展问题;
③社会问题:汽车限行对人们出行的影响等。
问题2:“汽车限行”对应的环境问题所涉及的物质及其转化关系如图所示:
写出上述转化中相关的化学方程式:
①_________________________________________________________;
②_________________________________________________________;
③_________________________________________________________
或_________________________________________________________;
④_________________________________________________________。
N2+O22NO
2NO+O2===2NO2
3NO2+H2O===2HNO3+NO
4NO2+O2+2H2O===4HNO3
NH3+HNO3===NH4NO3
(2)分别从环境、经济、社会等视角列举应对重污染天气采取“汽车限行”措施的利与弊,填写下表:
视角 利 弊
环境 减少有害气体排放,减轻空气污染和_________
经济 ①促使人们购买第二辆汽车,汽车销量_______,促进经济发展;②_______社会总运输成本 ①导致_____________;②造成私家车相关行业就业减少
社会 _______________ 增加___________,导致人们出行不便
温室效应
增加
降低
汽车保有量增加
缓解道路交通压力
公共交通压力
3.项目活动2 学习科学论证,论证利与弊
(1)科学议题中各种观点论证的方法
(2)“汽车限行”能减轻空气污染观点的论证
①收集相关资料:汽车行驶过程中会产生氮氧化物;大量汽车行驶会产生较多的氮氧化物;氮氧化物会    大气,是     、酸雨、雾霾形成的原因等。
②根据资料推理
③反驳及其证据:汽车中装有净化装置,会将氮氧化物转化为_________再排放。
④再论证再推理:汽车净化装置中的__________容易中毒,不能有效的吸收氮氧化物,且我国汽车更换净化装置的比率    。
⑤形成最终观点:“汽车限行”措施能够减轻__________。
污染
光化学烟雾
光化学烟雾
氮气
催化剂
很低
空气污染
4.项目活动3 权衡利弊,作出决策
将经过论证的利与弊进行分析后,分清主次,权衡利弊,作出决策。
请结合上述论证中的利与弊,结合现实情况,作出决策。
___________________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________
“汽车限行”措施能够减轻空气污染,减少氮氧化物的排放量,有利于社会的可持续发展,有利于未来人类的生存和发展。出行不便是个人问题,汽车保有量是局部问题,增加公共交通压力,恰恰可以促进政府改善公共设施。因此,应该支持为应对重污染天气而采取的“汽车限行”的措施。
[即学即练]
1.下列有关环境保护与绿色化学的叙述错误的是(  )
A.形成酸雨的主要物质是硫的氧化物和氮的氧化物
B.汽车尾气中含有大量污染气体,这是汽油不完全燃烧造成的
C.水华、赤潮等水体污染主要是由含氮、磷的生活污水任意排放造成的
D.绿色化学的核心就是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染
答案:B
解析:汽车尾气排放的氮氧化物是在汽车发动机气缸内高温富氧环境下氮气和氧气反应产生的,不是汽油不完全燃烧造成的,故B错误。
2.随着社会经济的发展,汽车已进入千家万户,它给人们出行带来方便的同时汽车尾气污染问题也日益突显,汽车尾气中含NO、NO2、CO2、SO2和固体悬浮颗粒等。用活性炭还原处理氮氧化物是一种实用的氮氧化物转化方法:C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g),可实现氮氧化物无害转化。下列环境问题与汽车尾气的大量排放无关的是(  )
A.酸雨 B.温室效应
C.PM2.5超标 D.白色污染
答案:D
解析:A项,汽车尾气中的氮氧化物、SO2可分别形成硝酸型、硫酸型酸雨;B项,汽车尾气中的CO2可造成温室效应;C项,汽车尾气中固体悬浮颗粒等会导致PM2.5超标;D项,白色污染是对废塑料污染环境现象的一种形象称谓,与汽车尾气的大量排放无关。
3.化学与生活、社会密切相关,下列说法正确的是(  )
A.绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理
B.春节是我国传统的节日,应把“爆竹声中一岁除,总把新桃换旧符”发扬光大
C.工业上燃烧煤时,加入少量石灰石是为了减少CO2的排放
D.世博停车场安装催化光解设施,可使汽车尾气中的CO和NOx反应生成无毒物质
答案:D
解析:绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染,而不是先污染再治理,故A错误;爆竹爆炸会产生大量的有害气体、粉尘和纸屑,污染环境,故B错误;燃煤时加入少量石灰石,可以减少SO2的排放,不能减少CO2的排放,故C错误;CO和NOx在催化作用下可生成氮气和二氧化碳,故D正确。
4.化学与环境密切相关,下列有关说法正确的是(  )
A.CO2和NO2都会导致酸雨的形成
B.大气中的PM2.5会导致雾霾的形成
C.NO2和SO2都会导致光化学烟雾的形成
D.大气中SO2含量的增加会导致温室效应加剧
答案:B
解析:CO2不会导致酸雨形成,会导致温室效应,A错误;SO2不能导致光化学烟雾,C错误;SO2会导致酸雨,不会导致温室效应,D错误。
5.灰霾中细颗粒物的成因,部分分析如图所示。
(1)根据如图所示信息可以看出,下列哪种气体污染物不是由机动车行驶造成的    (填标号)。
a.SO2 b.NOx
c.VOCs d.NH3
(2)机动车大量行驶是污染源之一。汽车发动机废气稀燃控制系统主要工作原理如图所示。写出稀燃过程中NO发生的主要反应的化学方程式:        。
a
2NO+O2===2NO2
解析:(1)根据如图所示信息可以看出机动车行驶造成的气体污染物有NOx、VOCs、NH3。(2)稀燃过程中NO被氧气氧化生成NO2,化学方程式为2NO+O2===2NO2。
(3)科学家经过研究发现中国霾呈中性,其主要原因如图所示:
请判断A的化学式并说明判断理由:
___________________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________
__________________________________________________________。
,因为反应之前SO2中S为+4价,NO2中N为+4价,反应之后HONO中N为+3价(2NH3→,N化合价不变),根据化合价升降总数相等综合推断,应是S化合价升高:+4→+6,又由电荷守恒、元素守恒,可知A的化学式为
解析:因为反应之前SO2中S为+4价,NO2中N为+4价,反应之后HONO中N为+3价(2NH3→,N化合价不变),根据化合价升降总数相等综合推断,应是S化合价升高:+4→+6,又由电荷守恒、元素守恒可判断A的化学式为。
6.氮的氧化物是大气污染的主要污染物之一,对人类危害很大,每天行驶的汽车尾气中就含有大量的氮氧化物。回答下列问题:
(1)①写出汽车尾气中产生NO的化学方程式:_______________
②治理汽车尾气的一种方法是用催化剂使NO与CO发生反应:2NO+2CO===2CO2+N2,当生成1 mol N2时,被还原的NO为_______mol。
N2+O22NO
2
解析:①汽车尾气中的NO是由空气中的氮气和氧气在内燃机高温条件下反应生成的,化学方程式为N2+O22NO。②根据化学方程式2NO+2CO===2CO2+N2可知,NO中氮元素化合价从+2价降低到0价,NO是氧化剂,被还原,当生成1 mol N2时,被还原的NO为2 mol。
(2)NO2易溶于水。标准状况下将体积为V mL的试管充满NO2后倒扣在水中,如图所示。
①NO2溶于水的化学方程式是_______________________。
②使试管中NO2恰好完全被水吸收需要缓慢通入氧气,标准状况下通入氧气的体积应为    ,最终试管中所得硝酸的物质的量浓度为      。
③为了消除NO2的污染,可将它与氨气在催化剂作用下反应,生成水和一种无污染物质,该物质是空气的主要成分之一,该反应的化学方程式是__________________________。
3NO2+H2O===2HNO3+NO
mL
mol·L-1
6NO2+8NH37N2+12H2O
解析:①NO2溶于水生成HNO3和NO,反应的化学方程式是3NO2+H2O===2HNO3+NO。②根据化学方程式4NO2+O2+2H2O===4HNO3可知,使试管中NO2恰好完全被水吸收需要通入标准状况下氧气的体积为 mL,根据化学方程式可知最终试管中所含的硝酸的物质的量浓度为= mol·L-1。
7.我国“蓝天保卫战”成果显著,肆虐的雾霾逐渐被遏止。科学家研究发现含氮化合物和含硫化合物在形成雾霾时与大气中的氨有关,转化关系如图所示:
回答下列问题:
(1)从物质分类的角度看,图中的物质属于酸性氧化物的有______________(填化学式,下同)。
(2)图中物质溶于水溶液呈碱性的是________。
(3)写出SO2转化为SO3的化学方程式:__________________。
(4)工业上利用氨气制备一氧化氮,反应的化学方程式为
__________________________。
SO2、SO3、N2O5
NH3
解析:(1)酸性氧化物是能与碱反应得到盐和水的氧化物,符合要求的有SO2、SO3、N2O5。(2)图中物质溶于水呈碱性的只有NH3。(3)二氧化硫在催化剂存在时可以转化为三氧化硫:
(5)实验室长期保存浓硝酸,需使用棕色试剂瓶,并存放在阴凉处,其原因为_______________________________ (用化学方程式表示)。
(6)氨气与一氧化氮(NO)在一定条件下反应可生成对空气无污染的物质,该反应的化学方程式为__________________________。
4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O
6NO+4NH35N2+6H2O
解析:(5)浓硝酸见光或受热时易发生分解反应4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O,因此要保存在棕色试剂瓶中并放置在阴凉处。(6)氨气中的氮元素为-3价,一氧化氮中的氮元素为+2价,因此二者可以在一定条件下发生归中反应得到氮气:6NO+4NH35N2+6H2O。(共40张PPT)
微项目 探秘膨松剂
学业基础
核心素养
学考评价
学业要求
1.通过观察、实验、分类、比较等方法,结合研究物质性质的基本程序,对碳酸氢钠作为膨松剂的作用原理进行科学探究,体会研究物质性质的基本方法和基本程序在化学研究中的作用,培养实验探究与创新意识。
2.学习如何在真实情境中分析、解决实际问题,探究陌生物质的性质,提升科学态度和创新意识。
3.强化合理使用化学品的安全意识,能够正确使用食用添加剂,培养科学态度与社会责任。
学业基础
项目活动1 探究碳酸氢钠用作膨松剂的作用原理
1.膨松剂及其类别
(1)概念
膨松剂是在食品加工过程中加入的,能使         ,从而使食品具有松软或酥脆特点的一类物质。
(2)分类
膨松剂
(3)化学膨松剂中基本上都含有一种化学物质——碳酸氢钠。
面胚发起形成多孔组织
生物
化学
单一
复合
2.观察用不同方法蒸出的馒头
(1)图①所示过程中产生的气体    ;松软程度不理想。
(2)图②所示过程中产生的气体    ,效果较好。
较少
较多
3.推测碳酸氢钠用作膨松剂的作用原理
实验方案 推测的具体依据 推测的作用原理
Ⅰ 加入NaHCO3后,蒸出的馒头较为松软,色泽发黄,略带碱味 NaHCO3受热发生分解产生的_______气体使馒头变得较为松软,产生的_______使馒头发黄、略带碱味
Ⅱ 加入NaHCO3和食醋后,蒸出的馒头更松软 食醋与NaHCO3反应可产生_________
CO2
Na2CO3
CO2气体
4.实验探究陌生物质(碳酸氢钠)的性质
(1)NaHCO3的物理性质
操作 取少许NaHCO3固体,观察外观 向盛有NaHCO3固体的试管中加入适量蒸馏水
结果 _______细小晶体 _______于水
方法 ________ ________
白色
易溶
观察法
实验法
(2)实验法探究NaHCO3的化学性质
实验 方案
实验 现象 澄清石灰水中有________产生且变浑浊 溶液中有气泡产生;燃着的火柴________
化学方程式 NaHCO3+CH3COOH===_____________________
实验 结论 NaHCO3受热分解会产生水和二氧化碳;碳酸氢钠可用作膨松剂 NaHCO3与醋酸反应生成气体CO2;在酸性物质存在的情况下NaHCO3的作用效果会更好
气泡
熄灭
Na2CO3+CO2↑+H2O
CH3COONa+H2O+CO2↑
[即学即练]
1.判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)等质量的Na2CO3与NaHCO3与足量盐酸反应,Na2CO3产生的CO2更多(  )
(2)食品工业上可用碳酸氢铵作膨松剂(  )
(3)碳酸钠可用于去除餐具的油污(  )
(4)为除去NaHCO3固体中的Na2CO3,可将固体加热至恒重(  )
(5)碳酸氢钠药片是抗酸药,服用时喝些醋能提高药效(  )
×


×
×
2.碳酸氢铵是白色固体,在生产、生活中应用广泛。它稍微受热就能快速分解:NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑。下列有关叙述错误的是(  )
A.食品工业上可用碳酸氢铵做膨松剂
B.加热碳酸氢铵时,白色固体会逐渐消失
C.碳酸氢铵要密封保存在阴凉干燥处
D.碳酸氢铵与草木灰混合施用能提高肥效
答案:D
解析:加热碳酸氢铵生成氨气、水、二氧化碳气体,可使糕点更加松软,而碳酸氢铵会逐渐消失,A、B项正确。碳酸氢铵热稳定性差,稍微受热就能快速分解,则碳酸氢铵应保存在阴凉干燥处,C项正确。碳酸氢铵属于铵态氮肥,与含有碱性物质的草木灰混合后会放出氨气,降低肥效,D项错误。
3.下列不属于化学膨松剂的是(  )
A.碳酸氢钠 B.碳酸氢铵
C.干酵母 D.泡打粉
答案:C
4.如果面团没有发酵,能否用加入纯碱的方法使其蓬松?
___________________________________________________________
___________________________________________________________
不能。若面团没有发酵,不能生成乳酸等,且碳酸钠受热不分解,故不能产生CO2气体,不能使面团蓬松。
5.根据NaHCO3的化学性质回答下列问题:
(1)用单一膨松剂NaHCO3蒸出的馒头松软,但颜色和口感会受到怎样的影响?_________________
(2)用复合膨松剂NaHCO3和食醋蒸馒头时,从用量(或物质比例)的角度应注意什么问题?为什么?
___________________________________________________________
(3)用酵头发面时若产生了酸味,添加Na2CO3是否能减轻酸味、改善口感?若使用了Na2CO3,能否过量?
___________________________________________________________
颜色发黄,有碱味。
尽量使NaHCO3与食醋恰好完全反应;若NaHCO3相对食醋过量过多,过量的NaHCO3受热分解产生Na2CO3,导致馒头发黄、有碱味;若食醋相对NaHCO3过量过多,馒头会有酸味。
Na2CO3与面团中的酸反应产生CO2,使馒头更蓬松,能减轻酸味,改善口感;但Na2CO3的用量不宜过多,否则馒头会发黄,有碱味。
项目活动2 设计并使用复合膨松剂
复合膨松剂是一种高效膨松剂,在面制食品工业中作为快速发酵剂、品质改良剂等,可用于油炸类、焙烤类及膨化食品等。
广泛使用的复合膨松剂的组成及作用原理
(1)碳酸盐类
(2)酸性物质
(3)助剂
NaHCO3
NH4HCO3
CO2
淀粉
脂肪酸
均匀
[即学即练]
1.判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)复合膨松剂克服了单一膨松剂会使食品口味不佳、颜色加深等问题(  )
(2)复合膨松剂遇水会产生CO2气体(  )
(3)只要是碳酸盐和酸,都可以组合成复合膨松剂(  )
(4)蒸馒头时,膨松剂使用的越多越好(  )
(5)不管是单一膨松剂还是复合膨松剂,其原理都是产生气体使食品松软(  )


×
×

2.在下列膨松剂中,属于复合膨松剂的是(  )
A.泡打粉 B.碳酸钠
C.碳酸氢钠 D.碳酸氢铵
答案:A
3.根据表格中信息判断,膨松剂中的酸性物质选择用白醋还是柠檬酸?___________
酸性物质 化学式 色态 气味 溶解性 挥发性
白醋 CH3COOH 无色液体 刺激性 易溶于水 易挥发
柠檬酸 C6H8O7·H2O 无色晶体 无臭 易溶于水 难挥发
选用柠檬酸
解析:因为该酸无臭、难挥发;产生等量的CO2时,柠檬酸用量少。
4.膨松剂除了用NaHCO3外,还可以利用碳酸钙、碳酸氢铵等碳酸盐。已知:NH4HCO3CO2↑+NH3↑+H2O,你认为上述两种盐哪种更好?说明理由。_______________________
5.复合膨松剂为什么应在干燥环境中保存?
___________________________________________________________
NH4HCO3更好,理由见解析
解析:因为NH4HCO3用量较多时,在加热过程中分解为两种气体,食品松软度更优;碳酸钙不具有这种优势,且其过量时口感差。
复合膨松剂中的碳酸盐和酸性物质遇水反应产生CO2,故应在干燥的环境中保存。
核心素养
碳酸氢钠作为膨松剂的作用原理
[例] 仅用碳酸氢钠作为食品膨松剂与面团混合均匀,蒸制馒头时碳酸氢钠发生反应的化学方程式为             。若在含碳酸氢钠的面团中加入适量食醋[主要成分为醋酸(CH3COOH)],其膨松效果增强,加入食醋时反应的化学方程式为_________________________________________。
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
NaHCO3+CH3COOH===CH3COONa+CO2↑+H2O
解析:蒸制馒头时碳酸氢钠受热分解,其反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。在碳酸氢钠中加入食醋,反应的化学方程式为NaHCO3+CH3COOH===CH3COONa+CO2↑+H2O。
[提升] 某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体,用不同的方法做了以下实验,如图所示。
(1)只根据图Ⅰ所示实验,不能够达到实验目的的原因是
_________________________________________________________。
(2)图Ⅱ、Ⅲ所示实验均能鉴别这两种物质,其反应的化学方程式为
___________________________________________________________。
(3)若用实验Ⅱ验证碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性,则试管B中装入的固体最好是     (填化学式)。
Na2CO3和NaHCO3均可以与盐酸反应产生CO2,CO2使澄清石灰水变浑浊,故达不到实验目的
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O
NaHCO3
解析:(1)NaHCO3、Na2CO3都可以与盐酸反应放出CO2,故只根据图Ⅰ所示实验不能达到目的。
(2)Ⅱ、Ⅲ中发生的反应均为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O。
(3)试管B中装入碳酸氢钠,试管A中装入碳酸钠,直接加热的碳酸钠温度高,不分解,不能使澄清石灰水变浑浊,而间接加热的碳酸氢钠分解,使澄清石灰水变浑浊,表明了碳酸氢钠不稳定。
关键能力
1.碳酸钠与碳酸氢钠的比较
物质 碳酸钠 碳酸氢钠
化学式 Na2CO3 NaHCO3
色、态 白色粉末 白色晶体
溶解性 都能溶于水,但溶解度:Na2CO3>NaHCO3 热稳定性 稳定
与足量盐酸反应 Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O
与NaOH反应 — NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O
与Ca(OH)2反应 Ca(OH)2+Na2CO3===2NaOH+CaCO3↓ Ca(OH)2+2NaHCO3(过量)===CaCO3↓+Na2CO3+2H2O或Ca(OH)2+NaHCO3(少量)===CaCO3↓+NaOH+H2O
2.与碳酸钠、碳酸氢钠有关的除杂
物质(括号内为杂质) 除杂方法
Na2CO3固体(NaHCO3) 加热
NaHCO3溶液(Na2CO3) 通入足量CO2气体
Na2CO3溶液(NaHCO3) 加适量的NaOH溶液
NaHCO3固体(Na2CO3) 溶于水后通入足量CO2,再蒸发结晶
3.碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别方法
4.碳酸钠与碳酸氢钠的相互转化
涉及反应:
①Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3;
②Na2CO3+HCl(适量)===NaHCO3+NaCl;
③2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑;
④NaHCO3+NaOH(适量)===Na2CO3+H2O。
学考评价
1.除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3,下列方法最合理的是(  )
A.加入稀盐酸
B.通入过量的CO2
C.加入适量的NaOH溶液
D.加入适量的澄清石灰水
答案:B
解析:稀盐酸与两种盐均能反应,若加入的稀盐酸过量,则NaHCO3被消耗且引入了Cl-,A项不合理。通入过量的CO2时,CO2能与H2O和Na2CO3反应生成NaHCO3,把Na2CO3除去的同时又不引入新的杂质,B项合理。NaOH与NaHCO3反应可生成Na2CO3,达不到除杂目的,C项不合理。Ca(OH)2能与NaHCO3反应,且会引入新的杂质,D项不合理。
2.下列鉴别Na2CO3与NaHCO3固体的实验不能达到实验目的的是(  )
选项 操作 结论
A 分别取少许两种固体于试管中加热 能产生使澄清石灰水变浑浊的气体的为NaHCO3
B 分别取少许两种固体于试管中,加水溶解后,滴加少量极稀的CaCl2溶液 能产生白色沉淀的为Na2CO3
C 分别取少许两种固体于试管中,加水溶解后,滴加少量Ca(OH)2溶液 产生白色沉淀的为Na2CO3
D 分别取少许两种固体于试管中,逐滴加入同浓度的稀盐酸 立即产生气泡的为NaHCO3
答案:C
解析:NaHCO3固体受热分解产生CO2,Na2CO3固体加热时不能分解,A项能鉴别。极稀的CaCl2溶液能与Na2CO3反应生成CaCO3白色沉淀,极稀的CaCl2溶液与NaHCO3溶液不能反应生成白色沉淀,B项能鉴别。Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH,2NaHCO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,C项不能鉴别。NaHCO3与稀盐酸反应立即有气泡产生,故D项能鉴别。
3.下列说法正确的是(  )
A.溶解度:Na2CO3B.NaHCO3受热易分解,所以可用于制胃酸中和剂
C.NaHCO3(s)Na2CO3(s)NaOH(aq)不可以实现
D.用Na2CO3溶液鉴别CaCl2溶液、NaCl溶液和稀硫酸
答案:D
解析:碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠的溶解度,A项错误;NaHCO3可用于制胃酸中和剂是因为NaHCO3可以与胃酸中的HCl反应,而不是因为其受热易分解,B项错误;2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH,C项错误;将Na2CO3溶液分别加入CaCl2溶液、NaCl溶液和稀硫酸中,所能观察到的现象分别为产生白色沉淀、无明显现象、产生大量气泡,能鉴别三者,D项正确。
4.下列实验方案中,不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是(  )
A.取a克混合物充分加热,减重b克
B.取a克混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b克固体
C.取a克混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重b克
D.取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得b克固体
答案:C
解析:A项中采用差量法,减少的质量为NaHCO3分解生成的CO2和H2O的质量,由此可求出NaHCO3的质量,进而求出Na2CO3的质量分数;B项中b克固体为生成的NaCl的质量,根据钠原子守恒和混合物总质量可列式计算出Na2CO3的质量,进而求出Na2CO3的质量分数;C项中碱石灰增加的质量为Na2CO3和NaHCO3与稀硫酸反应生成的CO2的质量及溶液中挥发出来的水蒸气的质量,因此不能通过所给数据准确计算出Na2CO3的质量分数;D项中沉淀的质量即BaCO3的质量,利用碳原子守恒,根据BaCO3的质量和混合物的总质量可以列式求出Na2CO3的质量,进而求出Na2CO3的质量分数。
5.120 mL含有0.20 mol碳酸钠的溶液和200 mL盐酸,不管将前者滴加入后者,还是将后者滴加入前者,都有气体产生,但最终生成的气体体积不同,则盐酸的浓度合理的是(  )
A.2.0 mol·L-1 B.1.5 mol·L-1
C.0.18 mol·L-1 D.0.24 mol·L-1
答案:B
解析:将碳酸钠溶液滴入盐酸中立即有气体产生,而将盐酸滴入碳酸钠溶液中,二者先反应生成碳酸氢钠和NaCl,继续滴加盐酸才会放出CO2气体,反应的化学方程式为Na2CO3+HCl===NaHCO3+NaCl、NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑。要使两种滴加顺序都放出气体,盐酸的浓度应大于=1 mol·L-1。若Na2CO3全部反应放出CO2:Na2CO3+2HCl===CO2↑+2NaCl+H2O,需要盐酸浓度最小为=2 mol·L-1。为使两种滴加顺序产生的CO2的量不等,故盐酸的浓度应介于二者之间,故选B。
6.某研究性学习小组进行了利用膨松剂蒸馒头的实验。他们取一定量的面粉和水,和好面后分成六等份,按照下表加入对应物质后充分揉面,做成6个馒头放在同一个蒸锅里蒸制。实验完成后,他们比较6个馒头的大小和颜色,下列有关结论或解释错误的是(  )
A.1、2号馒头外形小,且2号馒头呈黄色带碱味,说明Na2CO3不能单独作膨松剂
B.4号馒头会比3号馒头外形大、颜色深
C.3号馒头比5号馒头外形小、颜色深,说明等量的NaHCO3受热分解时比与酸反应时产生的气体多,且受热分解时残留有碱性较强的物质
D.6号馒头中的酵母属于生物膨松剂,馒头蒸制过程中发生了化学反应
编号 1 2 3 4 5 6
所加物质 无 1 g Na2CO3 1 g NaHCO3 2 g NaHCO3 1 g NaHCO3和适量食醋 适量酵母
答案:C
解析:Na2CO3不能单独做膨松剂,A项正确;4号馒头加入的NaHCO3比3号馒头多,分解生成的Na2CO3多、放出的CO2多,所以4号馒头会比3号馒头外形大、颜色深,B项正确;1 mol NaHCO3受热分解时放出0.5 mol CO2,1 mol NaHCO3与酸反应时生成1 mol CO2,C项错误;酵母是一种对人体有益的生物膨松剂,馒头蒸制过程中发生了化学反应,D项正确。
7.将0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1 mol·L-1盐酸,下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成二氧化碳的物质的量的关系的是(  )
答案:D
解析:NaOH和Na2CO3的物质的量均为0.01 mol,向二者的混合液中滴加盐酸时,HCl先与NaOH反应,消耗0.1 mol·L-1盐酸的体积为0.1 L,然后HCl再与Na2CO3发生反应Na2CO3+HCl===NaCl+NaHCO3,消耗0.1 L 0.1 mol·L-1盐酸生成0.01 mol NaHCO3,上述过程中均无气体逸出,共消耗盐酸0.2 L。最后盐酸与NaHCO3发生反应NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O,0.01 mol NaHCO3消耗0.1 L 0.1 mol·L-1盐酸,生成0.01 mol二氧化碳气体。(共29张PPT)
微专题·大素养① 章末共享
微专题一 钠、氯及其化合物的性质
1.钠及其几种重要的化合物
钠是一种很活泼的金属单质,在常温或一定条件下能与很多物质发生化学反应。如2Na+SNa2S、2Na+Cl22NaCl、4Na+O2===2Na2O(白色)、2Na+O2Na2O2、2Na+2H2O===2NaOH+H2↑。
与水反应 与CO2反应 与HCl反应
Na2O Na2O+H2O===2NaOH Na2O+CO2===Na2CO3 Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
Na2O2 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ 2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑
NaOH — 2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O NaOH+HCl===NaCl+H2O
Na2CO3 — Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3 Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑
NaHCO3 — — NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑
2.氯及其化合物的性质
[微训练一]
1.工业上,向500~600 ℃的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁;向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁。现用如图所示的装置模拟上述过程进行实验。
回答下列问题:
(1)制取无水氯化铁的实验中,A中反应的化学方程式为_______________________________,装置B中加入的试剂是________。
(2)制取无水氯化亚铁的实验中,装置A用来制取    。尾气的成分是     。若仍用D装置进行尾气处理,存在的问题是     、     。
(3)若操作不当,制得的FeCl2会含有少量FeCl3。欲制得纯净的FeCl2,在实验操作中应先         ,再     。
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
浓硫酸
氯化氢
氯化氢、氢气
易发生倒吸
没有处理氢气
通入氯化氢(赶尽装置中的空气)
点燃C处的酒精灯
解析:(1)制备无水FeCl3时,需要先制备Cl2,实验室用MnO2和浓盐酸在加热条件下反应制取氯气,制备的Cl2中会混有H2O(g),用浓硫酸干燥。(2)制备无水FeCl2时,需要先制备干燥的HCl,HCl与铁屑反应生成FeCl2和H2,尾气中含有生成的H2和过量的HCl。D装置存在的问题:D装置中的导管插入液面以下,易发生倒吸,且H2没有被处理。(3)反应发生前装置中有空气,应先通入一段时间HCl,将装置中的空气赶出,再点燃C处的酒精灯。
2.Na2O2是重要的化工原料,具有多种用途。
(1)Na2O2具有氧化性,可以与SO2反应生成硫酸钠,写出该反应的化学方程式:          。
(2)Na2O2与CO2反应可以产生氧气,某同学通过下列装置验证Na2O2能否与CO2反应(图中铁架台等装置已略去)。
①装置A的名称是    ,A中的固体为    ,装置B中试剂的作用为_________________。
②若Na2O2能与CO2反应,则装置C中的现象是______________________。
Na2O2+SO2===Na2SO4
锥形瓶
碳酸钠
干燥二氧化碳气体
淡黄色固体变成白色固体
解析:(1)Na2O2与SO2反应生成硫酸钠,该反应的化学方程式为Na2O2+SO2===Na2SO4。
(2)①装置A的名称是锥形瓶;硫酸与碳酸钠固体反应产生的二氧化碳气体中混有少量水蒸气,因此需用浓硫酸进行干燥,所以装置B中试剂的作用为干燥二氧化碳气体;②Na2O2为淡黄色固体,能与CO2发生反应生成白色碳酸钠固体,则装置C中的现象是淡黄色固体变成白色固体。
(3)碱石灰是干燥剂,在a处收集气体,检测发现该气体中几乎都是CO2气体(过氧化钠足量),则说明过氧化钠与CO2气体不反应。该同学查阅相关文献,然后撤掉装置B,其他都保留(包括试剂),连接好装置后再次进行实验,重新收集气体检测,发现得到的气体几乎都是氧气,该实验结果说明过氧化钠与CO2气体反应需要有_________存在。
(4)将一定量的Na2O2固体投入到含有下列离子的溶液中:、、、Na+,反应完毕后,溶液中上述离子数目几乎不变的有(不考虑溶液体积的变化) ________ (填离子符号)。

解析:(3)根据信息可知,过氧化钠与CO2气体不反应,然后撤掉装置B,不再用浓硫酸吸收水蒸气,其他都保留(包括试剂),连接好装置后再次进行实验,重新收集气体检测,发现得到的气体几乎都是氧气,该实验结果说明过氧化钠与CO2气体反应需要有水存在。
(4)Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气,NaOH能与NaHCO3发生反应生成Na2CO3,所以溶液中n()减小,n()增大,n(Na+)增大,n()不变。
微专题二 以物质的量为中心的计算
1.物质的量的计算关系总结
2.物质的量在化学计算中的万能恒等式
n====c·V(溶液)
利用质量、气体体积、粒子数等之间的等量关系进行计算时,可直接进行换算,不用再计算出物质的量。
3.考查一定量的物质中的粒子数目
(1)一定质量的物质中所含原子数、电子数,其中考查较多的是H2O、N2、O2、H2、NH3、P4等。
(2)一定体积的物质中所含原子数、分子数,常考的物质有Cl2、NH3、CH4、O2、N2等。
(3)一定体积和一定物质的量浓度溶液中所含的离子数、分子数,如稀硫酸、Mg(NO3)2溶液、Na2SO4溶液等。
(4)细微知识点(易出错):水、CCl4等在标准状况下不是气体;注意D2O,T2O、18O2等物质的摩尔质量;注意Ne、O3、白磷(P4)等物质分子中的原子个数。
4.考查阿伏加德罗定律及推论
(1)三同定一同:T、p、V、n中任意三个量相同,另一个量一定相同。
同温同压:==,=;
同温同体积:=。
(2)应用
①确定气体的分子组成
一般思路:根据阿伏加德罗定律,由体积比推导出分子个数比,再根据质量守恒定律确定化学式。如同温同压下,2体积气体Ax与1体积气体By恰好完全反应生成2体积A2B,由阿伏加德罗定律可知:气体的物质的量之比等于其体积之比,即n(Ax)∶n(By)∶n(A2B)=2∶1∶2,所以两气体反应物均为双原子分子,即A2和B2。
②确定气体的摩尔质量(或相对分子质量)
一般思路:根据pV=nRT、n=得出= (同T、p、V)进行计算;根据同温同压下阿伏加德罗定律的推论=可知,知道两种气体的相对密度(或两种气体的密度)及其中一种气体的摩尔质量(或相对分子质量),可求另一种气体的摩尔质量(或相对分子质量)。
5.物质的量浓度的相关计算
考查内容主要有溶质质量(m)、溶液体积(V)、溶液质量[m(aq)]与溶液物质的量浓度(c)的关系;溶液稀释后的物质的量浓度;气体溶于水形成溶液的物质的量浓度;等体积或等质量溶液混合时溶质质量分数的变化规律等。
[微训练二]
1.以物质的量为中心的计算是化学计算的基础,下列与物质的量相关的计算正确的是(  )
A.有CO、CO2、O3三种气体,它们各含有1 mol氧原子,则三种气体的物质的量之比为3∶2∶1
B.n g Cl2中有m个氯原子,则阿伏加德罗常数NA的值可表示为
C.常温、常压下,a L氧气和氮气的混合气体中含有的分子数是×6.02×1023
D.28 g CO和22.4 L CO2中含有的碳原子数一定相等
答案:B
解析:含1 mol氧原子的CO、CO2、O3的物质的量分别是1 mol、0.5 mol、 mol,三种气体物质的量之比为6∶3∶2,A项错误;n g Cl2的物质的量为 mol,含氯原子数为×2×NA=m,因此NA=,B项正确;常温、常压下,气体的摩尔体积大于22.4 L/mol,a L氧气和氮气的混合气体中含有的分子数不是×6.02×1023,C项错误;28 g CO的物质的量是1 mol,22.4 L CO2的物质的量不一定是1 mol,不能比较二者含有的碳原子数,D项错误。
2.(1)某双原子分子构成的气体,其摩尔质量为M g·mol-1,该气体的质量为m g,阿伏加德罗常数为NA,则:
①该气体在标准状况下的体积为     L。
②该气体在标准状况下的密度为     g·L-1。
③该气体所含的原子总数为    个。
④该气体一个分子的质量为     g。
(2)标准状况下,1.6 g某气态氧化物RO2的体积为0.56 L。该气体的摩尔质量是     。
64 g·mol-1
解析:(1)根据n===及ρ=等公式进行计算。
①V=×22.4 L·mol-1= L;
②ρ==== g·L-1;
③所含分子数N=·NA,则所含原子总数为×NA mol-1×2=;
④一个分子的质量为= g。
(2)由=可知,M==64 g·mol-1。
微专题三 阿伏加德罗常数(NA)应用中的陷阱
1.陷阱一 气体摩尔体积的适用条件
22.4 L·mol-1是指标准状况(0 ℃、1.01×105 Pa)下的气体摩尔体积。许多题目中常设置常温常压(非标准状况)下的气体体积,学生易当作标准状况下处理,根据n=进行计算,误入陷阱。
例如,常温常压下,11.2 L二氧化碳气体含有的分子数为0.5NA(×)。
分析:常温常压下,气体摩尔体积Vm≠22.4 L·mol-1,11.2 L二氧化碳气体的物质的量不是0.5 mol,故含有的分子数不是0.5NA。
2.陷阱二 物质的聚集状态
22.4 L·mol-1的适用对象是气体(可以是单一气体,也可以是混合气体)。许多题目中常设置一些容易被忽视的液态或固态物质,如水、乙醇、食盐等,学生易误当作气体而落入陷阱。
例如,标准状况下,22.4 L H2O中所含分子数为NA(×)。
分析:在标准状况下H2O不是气体,22.4 L H2O的物质的量不是1 mol,则所含分子数不是NA。
3.陷阱三 物质的量(或质量)与状态
物质的物质的量(或质量)与温度、压强等外界条件无关。许多题目常给出常温常压下气体的物质的量(或质量),干扰学生的正确判断,部分学生误以为无法求出物质所含的粒子数。
例如,常温常压下,8 g O2所含氧原子数为0.5NA(√)。
分析:常温常压下,8 g O2的物质的量为=0.25 mol,含有0.5 mol氧原子,故所含氧原子数为0.5NA。
4.陷阱四 单质的组成
气体单质常见的有双原子分子,还有单原子分子(如稀有气体)、三原子分子(如O3)等,学生易忽视这一点而误入陷阱。
例如,标准状况下,11.2 L臭氧所含氧原子数为NA(×)。
分析:标准状况下,11.2 L臭氧的物质的量为0.5 mol,1个臭氧分子含有3个氧原子,则所含氧原子数为1.5NA。
5.陷阱五 溶液的体积
确定溶液中所含溶质的物质的量时,要依据“n=cV”进行计算。许多题目常只给出物质的量浓度,学生易按1 L溶液进行计算,误入陷阱。
例如,0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液中含有Na+数目为NA(×)。
分析:题目未提供0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液的体积,无法计算n(Na2CO3)及所含Na+数目。
6.陷阱六 溶剂的组成
确定某物质水溶液中所含氧或氢原子数目时,要考虑溶剂水的组成。许多题目常提供溶液的物质的量浓度、体积,学生易忽视溶剂水的组成而误入陷阱。
例如,1 L 0.5 mol·L-1 Na2SO4溶液中所含氧原子数为2NA(×)。
分析:1 L 0.5 mol·L-1 Na2SO4溶液中n(Na2SO4)=1 L×0.5 mol·L-1=0.5 mol,则Na2SO4含有2 mol氧原子,考虑溶剂水含有氧原子,故所含氧原子数大于2NA。
7.陷阱七 粒子的数目
粒子种类一般有分子、原子、离子、质子、中子、电子等。1 mol指定粒子的数目即为阿伏加德罗常数,由此可计算分子、原子、离子、质子、中子、电子等粒子的数目。许多题目中常通过NA与粒子数目(N)的换算,巧设陷阱。
例如,常温常压下,1 mol NaCl和1 mol HCl中含有的分子数目均为NA(×)。
分析:NaCl由Na+和Cl-构成,NaCl固体中不存在NaCl分子;1 mol HCl中含有NA个HCl分子。
[微训练三]
1.用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述中正确的是(  )
A.常温常压下,14 g由N2与CO组成的混合气体含有的原子数目为NA
B.标准状况下,22.4 L N2和H2混合气体中含NA个原子
C.标准状况下,22.4 L盐酸含有NA个HCl分子
D.23 g Na与足量H2O反应完全后可生成NA个H2分子
答案:A
解析:可设N2的质量为x g,则CO的质量为(14-x)g,则混合气体含原子的数目为[×2+×2]NA mol-1=NA,A正确;标准状况下,22.4 L N2和H2混合气体中含有2NA个原子,B错误;盐酸在标准状况下呈液态,C错误;由化学方程式2Na+2H2O===2NaOH+H2↑知,23 g Na与足量H2O反应生成0.5NA个H2分子,D错误。
2.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(  )
A.22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA
B.标准状况下,2.24 L N2和O2的混合气体中分子数为0.2NA
C.标准状况下,2.24 L CCl4含有的氯原子数为0.4NA
D.1 L 0.1 mol·L-1硫酸钠溶液中含有的氧原子数为0.4NA
答案:A(共31张PPT)
微专题·大素养② 章末共享
微专题一 离子方程式的正误判断与书写
1.离子方程式书写步骤(以CaCO3与盐酸的反应为例)
2.离子方程式正误判断的总体思路
微点拨
(1)浓盐酸、浓硝酸在离子方程式中写离子符号,而浓硫酸写化学式。
(2)在写离子方程式时,、HS-、等弱酸的酸式酸根离子不能拆开写,而应拆开写。
(3)四种常见的微溶物是Ag2SO4、CaSO4、MgCO3、Ca(OH)2。
3.“定1法”书写酸式盐与碱反应的离子方程式
(1)将少量物质定为“1 mol”,若少量物质有两种或两种以上离子参加反应,则参加反应离子的物质的量之比与物质组成之比相符。
(2)依据少量物质中离子的物质的量,确定过量物质中实际参加反应的离子的物质的量。
(3)依据“先中和后沉淀”的思路书写。
如向Ca(HCO3)2溶液中加入过量NaOH溶液的离子方程式的书写方法为:
[微训练一]
1.下列离子方程式正确的是(  )
A.向少量NaOH溶液中滴加过量的Ca(HCO3)2溶液:OH-+Ca2++===CaCO3↓+H2O
B.向100 mL 1 mol·L-1 FeBr2溶液中通入1.12 L Cl2(标准状况):2Fe2++2Br-+2Cl2===2Fe3++4Cl-+Br2
C.向Ba(OH)2溶液中逐滴滴入NaHSO4溶液,恰好至沉淀的质量最大时:
Ba2++===BaSO4↓
D.向100 mL浓度比为2∶1的MgCl2、Na2SO4混合溶液中滴加Ba(OH)2溶液,沉淀质量达到最大时:Mg2+++2OH-+Ba2+===BaSO4↓+Mg(OH)2↓
答案:A
解析:当NaOH少量时,离子方程式依据OH-书写,即OH-+Ca2++===CaCO3↓+H2O,A项正确;n(FeBr2)=0.1 mol,n(Cl2)=0.05 mol,其离子反应为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,B项错误;符合题意的离子反应为OH-+H++Ba2++===BaSO4↓+H2O,C项错误;混合溶液中MgCl2、Na2SO4的浓度比为2∶1,加入Ba(OH)2溶液至沉淀质量最大时的离子反应为2Mg2+++Ba2++4OH-===2Mg(OH)2↓+BaSO4↓,D项错误。
2.下表所列各组第Ⅰ栏中的化学反应与第Ⅱ栏中的化学反应,都可以用第Ⅲ栏中的离子方程式表示的是(  )
第Ⅰ栏 第Ⅱ栏 第Ⅲ栏
A 将少量CO2通入到KOH与Ca(OH)2的混合溶液中 将CO2通入到大量KOH溶液中
B 往Fe2(SO4)3溶液中滴入氢氧化钠溶液 往Fe2(SO4)3溶液中滴入氢氧化钡溶液 Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
C 往NaHCO3溶液中滴入少量Ca(OH)2溶液 往NaHCO3溶液中滴入少量NaOH溶液
D 往NaOH溶液中通入过量CO2气体 往Ca(OH)2溶液中通入过量CO2气体
答案:D
解析:将少量CO2通入到KOH与Ca(OH)2的混合液中,CO2先与Ca(OH)2反应生成CaCO3沉淀,反应的离子方程式为CO2+2OH-+Ca2+===CaCO3↓+H2O,A项错误;B项第Ⅰ栏反应的离子方程式为Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓,第Ⅱ栏反应的离子方程式为2Fe3++3+3Ba2++6OH-===2Fe(OH)3↓+3BaSO4↓,两者不同,B项错误;C项第Ⅰ栏反应的离子方程式为+Ca2++2OH-===CaCO3↓+2H2O+,第Ⅱ栏反应的离子方程式为+OH-===+H2O,两者不同,C项错误;D项第Ⅰ栏反应生成的是NaHCO3,第Ⅱ栏反应后生成易溶于水的Ca(HCO3)2,两者离子方程式相同,D项正确。
微专题二 离子共存的判断
1.由于发生复分解反应而不能大量共存
(1)有气体产生。如、、S2-、、、HS-等易挥发的弱酸的酸根(或酸式酸根)与H+不能大量共存。
(2)有沉淀生成。如Ba2+、Ca2+、Ag+等不能与、等大量共存;Mg2+、Fe2+、Ag+、Al3+、Zn2+、Cu2+、Fe3+等不能与OH-大量共存;Fe2+与S2-、Ca2+与、Ag+与I-不能大量共存。
(3)有弱电解质生成。如OH-、CH3COO-、、、H2、F-、ClO-、等与H+不能大量共存;一些酸式弱酸根如、、HS-、H2、不能与OH-大量共存;与OH-不能大量共存。
2.由于发生氧化还原反应而不能大量共存
(1)具有较强还原性的离子不能与具有较强氧化性的离子大量共存,如S2-、HS-、、I-和Fe3+等不能大量共存。
(2)在酸性的介质中由于发生氧化还原反应而不能大量共存。如、Cr2、、ClO-与S2-、HS-、、、I-、Fe2+等不能大量共存。
3.其他情况
Fe3+和SCN-不能大量共存,Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3。
注意事项
(1)注意判断离子共存的情况,“能”“不能”“一定”“可能”“一定不能”。
(2)注意题干中提示的溶液酸碱性,酸性溶液应考虑H+的存在,碱性溶液应考虑OH-的存在。
(3)注意题干中提示的溶液颜色,溶液无色时,有色离子不能大量存在。
(4)注意正确理解“透明溶液”,不能认为“有色”就不透明。CuSO4溶液是蓝色透明的溶液。
(5)注意氧化性离子和还原性离子会发生氧化还原反应而不能大量共存,如ClO-在酸性、碱性、中性溶液中都具有氧化性,与还原性离子Fe2+、S2-、HS-、I-、、等都不能大量共存。又如“+H+”组合具有强氧化性,能与Fe2+、S2-、HS-、I-、、等发生氧化还原反应而不能大量共存。
[微训练二]
1.下列各组离子在给定条件下能大量共存的是(  )
A.无色透明溶液中:、Fe2+、、Cl-
B.含大量Fe3+的溶液中:Na+、Mg2+、、I-
C.使石蕊溶液变红的溶液中:K+、Na+、、
D.强碱性溶液中:K+、Ba2+、Cl-、
答案:D
解析:A错,含有Fe2+的溶液显浅绿色,故无色透明溶液中不应有Fe2+。B错,Fe3+具有较强的氧化性,I-具有还原性,二者因发生氧化还原反应而不能大量共存。C错,使石蕊溶液变红的溶液显强酸性,含有大量H+,与H+反应生成CO2和H2O而不能大量共存。D对,强碱性溶液中含大量OH-,四种离子之间不发生反应,也不与OH-反应,可以大量共存。
2.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是(  )
A.能使紫色石蕊变红的溶液中:Na+、、、
B.0.1 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液:Cu2+、、、
C.0.1 mol·L-1 K2CO3溶液:Na+、Ba2+、Cl-、OH-
D.0.1 mol·L-1 H2SO4溶液:K+、、、
答案:B
解析:能使紫色石蕊变红的溶液显酸性,不能在酸性溶液中大量存在,A项错误;与Ba2+会发生反应生成BaCO3沉淀,C项错误;H+可以与反应生成CO2和H2O,D项错误。
微专题三 氧化还原反应的五个基本规律
根据化学反应中是否有电子转移,可将化学反应分为氧化还原反应与非氧化还原反应。氧化还原反应贯穿中学化学的始终,是中学化学的重点。氧化还原反应有以下五个基本规律。
1.价态规律
(1)元素处于最高价态时,在反应中只能得到电子而不能失去电子,所以元素处于最高价态时,只有氧化性而没有还原性,即只能做氧化
剂,不能做还原剂。如H+、Al3+、浓硫酸中的 、HNO3中的 等。
(2)元素处于最低价态时,在反应中只能失去电子而不能得到电子,所以元素处于最低价态时,只有还原性而没有氧化性,即只能做还原剂,不能做氧化剂。如Fe、Cu、S2-、I-、Br-等。
(3)元素处于中间价态时,在反应中既能失去电子,又能得到电子,所以处于中间价态的元素既有氧化性又有还原性。它与强氧化剂反应
表现出还原性,与强还原剂反应表现出氧化性。如S、SO2中的 、
Fe2+、N2中的 等。
2.强弱规律
在氧化还原反应中,虽然氧化剂、氧化产物都具有氧化性,还原剂、还原产物都具有还原性,但其强弱有所不同,由强氧化剂+强还原剂===氧化产物(弱氧化剂)+还原产物(弱还原剂),故氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。此规律可用于比较物质氧化性或还原性的强弱。
3.邻位转化规律
氧化还原反应中,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,元素的化合价只靠拢而不交叉;同种元素相邻价态之间不发生氧化还原反应。可从下列两个反应理解此规律。
H2S中-2价的S易被氧化为0价的S,而不易被氧化为+4价的S(SO2);同样,H2SO4中+6价的S易被还原为+4价的S(SO2),而不易被还原为0价的S。
注意事项
此规律适用于同种元素的不同价态间的氧化还原反应。一般情况下分别生成中间价态的物质,价态的转化是邻位转化,化合价一般“只靠拢、不交叉、不换位”。
4.先后规律
同一氧化剂与多种还原剂反应时,首先被氧化的是还原性较强的物质;同一还原剂与多种氧化剂反应时,首先被还原的是氧化性较强的物质。如锌粉与FeSO4、CuSO4的混合溶液反应时,锌是还原剂,Fe2+和Cu2+是氧化剂且氧化性:Cu2+>Fe2+,故Cu先被置换出来;Mg、Fe与稀硫酸反应时,H2SO4是氧化剂,Mg、Fe是还原剂且还原性:Mg>Fe,故Mg先与稀硫酸反应。
5.守恒规律
[微训练三]
1.根据下列反应判断有关物质还原性由强到弱的顺序是(  )
H2SO3+I2+H2O===2HI+H2SO4
2FeCl3+2HI===2FeCl2+2HCl+I2
3FeCl2+4HNO3===2FeCl3+NO↑+2H2O+Fe(NO3)3
A.H2SO3>I->Fe2+> NO B.I->Fe2+>H2SO3> NO
C.Fe2+>I->H2SO3>NO D.NO>Fe2+>H2SO3>I-
答案:A
解析:先确定各反应中的还原剂(分别为H2SO3、HI、FeCl2)和还原产物(分别为HI、FeCl2、NO),根据还原性:还原剂>还原产物,有还原性H2SO3>HI,HI>FeCl2,FeCl2>NO。综上可知还原性:H2SO3>I->Fe2+>NO。
2.某温度下,将Cl2通入KOH溶液中,反应后得到KCl、KClO、KClO3的混合液,经测定,ClO-和的物质的量之比为1∶3,则Cl2与KOH溶液反应时,被还原的氯原子与被氧化的氯原子的物质的量之比为(  )
A.2∶5   B.11∶3
C.3∶1 D.4∶1
答案:D
解析:设ClO-的物质的量为x mol,的物质的量为3x mol,生成x mol ClO-和3x mol 共失去电子的物质的量为(x+3x×5)mol=16x mol,由得失电子守恒知必有16x mol Cl-生成。所以被还原的氯原子与被氧化的氯原子的物质的量之比为16x∶(x+3x)=16∶4=4∶1。
微专题四 氧化还原反应的书写与配平
1.逆向配平法
配平时,先分析产物中元素化合价的变化情况,再配平各反应物的系数。该方法一般适用于氧化剂或还原剂部分参加氧化还原的反应。
例如: 由于S的化合价既有升高
又有降低,而且升降总数要相等,所以K2S的系数为2,K2SO3的系数为1,然后再确定S的系数为3。
2.缺项型氧化还原反应方程式的配平
(1)配平流程
缺项方程式是指某些反应物或产物在方程式中没有写出来,它们一般为水、酸(H+)或碱(OH-),其配平流程为
(2)补项原则
(3)组合方式
条件 补项原则
酸性条件 缺H或多O补H+,少O补H2O
碱性条件 缺H或多O补H2O,少O补OH-
反应物 生成物 使用条件
组合一 H+ H2O 酸性溶液
组合二 H2O H+ 酸性溶液或酸碱性未知
组合三 OH- H2O 碱性溶液
组合四 H2O OH- 碱性溶液或酸碱性未知
3.“四步法”突破新情境下氧化还原反应方程式的书写
[微训练四]
1.某同学做实验时不小心沾了一些KMnO4使皮肤上形成黑斑,这些黑斑很久才能消失,如果用草酸的稀溶液洗涤马上可以消失,涉及反应的离子方程式为+H2C2O4+H+―→CO2↑+Mn2++    (未配平)。下列关于此反应的叙述正确的是(  )
A.该反应的氧化产物是Mn2+
B.1个在反应中失去5个电子
C.横线上应是OH-
D.配平该离子方程式后,H+的系数是6
答案:D
2.按要求完成下列问题:
(1)在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl-和,其离子方程式为              。
(2)制备NaClO溶液时,若温度超过40℃,Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO3和NaCl,其离子方程式为             。
(3)NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2,该反应的化学方程式为             。
3HClO+2NO+H2O===3Cl-++5H+
3Cl2+6OH-5Cl-++3H2O
4NaClO+4Ag+2H2O===4AgCl+4NaOH+O2↑
解析:
(1)HClO氧化NO生成,自身被还原为Cl-,根据得失电子守恒、原子守恒、电荷守恒配平方程式。
(2)Cl2
配平得3Cl2+6OH-+5Cl-+3H2O。
(3)NaClO+Ag+H2O―→AgCl+NaOH+O2↑
→AgCl,化合价共降低1;2NaClO→O2,化合价共升高4。
配平得4NaClO+4Ag+2H2O===4AgCl+4NaOH+O2↑。(共40张PPT)
微专题·大素养③ 章末共享
微专题一 常见气体的制备
1.有关气体制备实验的分析思路
2.常见气体的制备
制取物质 试剂 反应原理(化学方程式) 发生装置(如上图)
氯气 MnO2、浓盐酸 ⑤
氢气 Zn、稀硫酸 Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑ ②、③或④
二氧化碳 CaCO3、稀盐酸 CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O ②、③或④
氨气 NH4Cl、Ca(OH)2 ①
氧气 KClO3、MnO2 2KClO3 2KCl+3O2↑ ①
KMnO4 H2O2、MnO2 ②
3.气体的干燥
液态干燥剂 固态干燥剂 装置
常见的 干燥剂 浓硫酸(酸性、强氧化性) 无水氯化钙 (中性) 碱石灰(碱性)
可干燥 的气体 H2、O2、Cl2、SO2、CO2、CO、CH4、N2等 H2、O2、Cl2、SO2、N2、CO、CO2、CH4等 H2、O2、N2、CH4、NH3等
不可干燥的气体 HBr、HI等还原性气体及碱性气体(如NH3) NH3等 Cl2、SO2、CO2、NO2等
4.气体的净化
杂质气体易溶于水的可用水来吸收,酸性气体杂质可用碱性物质吸收,碱性气体杂质可用酸性物质吸收,能与杂质气体发生反应生成沉淀或可溶性物质的物质也可作为吸收剂,水为杂质时可用干燥剂吸收。
气体 所含杂质 净化剂 净化装置
O2 Cl2 氢氧化钠溶液
H2 H2S 硫酸铜溶液 CO2 HCl 饱和碳酸氢钠溶液 CO2 SO2 饱和碳酸氢钠溶液 Cl2 HCl 饱和食盐水 SO2 HCl 饱和亚硫酸氢钠溶液
CO CO2或H2O 碱石灰
N2 O2 灼热的铜网
5.气体的收集
(1)设计原则:根据气体的溶解性或密度来选择收集装置。
(2)收集装置基本类型
收集方法 收集气体的类型 收集装置 可收集的气体(举例)
排液法 难溶于液体或微溶于液体,又不与液体反应的气体 O2、H2、N2、NO、CO等可用排水法收集,Cl2用排饱和NaCl溶液法收集、CO2用排饱和NaHCO3 溶液法收集
排空气法 向上排空气法 相对分子质量大于空气平均相对分子质量的气体 Cl2、SO2、NO2、CO2
向下排空气法 相对分子质量小于空气平均相对分子质量的气体 H2、NH3
6.尾气处理装置
尾气中若含有易燃、易爆、有毒或有刺激性气味的气体,需增加尾气处理装置,防止气体排入空气中污染环境。常见尾气处理装置如下:
装置示意图
适用气体 难溶于液体的易燃气体,如H2、CO等 易溶于液体或能与液体发生反应的气体,如Cl2、H2S、SO2等。在设计装置时,需考虑是否会发生倒吸 有危险或有污染的气体均可用此法(只适用于少量气体)
注意:对于溶解度很大的气体,吸收时应防止倒吸。常见的防倒吸装置还有如下几种改进装置(以NH3的吸收为例,未注明的液体为水)。
[微训练一]
1.氨及其化合物在生产、生活中有着重要的作用。题中相关的实验装置如图所示。
(1)实验室利用图中的c装置制取氨气的反应方程式为__________________________________。
2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
解析:题图所示装置c是固体加热制取气体的装置,可加热固体NH4Cl和Ca(OH)2的混合物来制取氨气,化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。
(2)实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下所示。
已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。
①从图中选择制取气体的合适装置(填代号):氮气_____、氢气____。
②氮气和氢气通过甲装置,甲装置的作用除了将气体混合外,还有     、         。
a
b
干燥气体
控制氢气和氮气的流速
解析:①由题给条件可知,制氮气通过“液体(NaNO2溶液)+液体(NH4Cl溶液)”来制取,故选用a装置;制氢气通过“固体(Zn)+液体(稀硫酸)―→”来制取,故选用b装置。②甲装置盛有浓硫酸,可干燥气体,由于氮气、氢气不溶于浓硫酸,又可起到控制气流速度的作用。
③氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨,________(填“会”或“不会”)发生倒吸,原因可能是
___________________________________。
④用乙装置吸收一段时间氨后,再通入空气,同时将加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内,能使铂丝保持红热的原因是________________________,锥形瓶中还可观察到的现象是________________。
⑤写出乙装置中氨氧化的化学方程式:            。
不会
混合气体中含有大量难溶于水的氮气、氢气
氨的氧化反应是一个放热反应
有红棕色气体产生
解析:③合成氨的反应是可逆反应,反应后的气体含有大量未反应的难溶于水的氮气和氢气,这样会缓解氨极易溶于水导致的气压差,不会倒吸;④氨的催化氧化反应是一个放热反应,可使铂丝保持红热。反应生成的NO又与O2反应生成红棕色气体NO2(2NO+O2===2NO2)。⑤氨的催化氧化反应产物是一氧化氮和水,化学方程式为
2.某化学兴趣小组设计了如图装置,该装置能制取Cl2,并进行相关性质实验,且可利用装置G储存多余的氯气。
(1)A中发生反应的化学方程式为_______________________________。
(2)实验开始时,先打开分液漏斗旋塞和活塞K,点燃A处酒精灯,让氯气充满整个装置,再点燃E处酒精灯,回答下列问题:
①在装置C、D中能看到的实验现象分别是
_________________、_______________;
②在装置E的硬质玻璃管内盛有碳粉,发生氧化还原反应,产物为CO2和HCl,则E中发生反应的化学方程式为______________________;
③装置F中球形干燥管的作用是    ;
(3)储气瓶b内盛放的试剂是      。
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑
溶液由无色变为蓝色
溶液先变红后褪色
C+2Cl2+2H2OCO2+4HCl
防倒吸
饱和NaCl溶液
解析:(1)MnO2和浓盐酸反应的条件为加热,二氧化锰将HCl氧化为氯气,自身被还原成Mn2+,该反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑。(2)①氯气具有强氧化性,将Cl2通入淀粉KI溶液,发生氧化还原反应Cl2+2KI===I2+2KCl,生成的碘单质能够使淀粉溶液变蓝,即C中现象为溶液由无色变为蓝色;将氯气通入到紫色石蕊溶液中,氯气会和水发生反应Cl2+H2O===HCl+HClO,其中HCl会使石蕊溶液变红,但HClO具有强氧化性,使变红的溶液褪色,即D中现象为溶液先变红后褪色。②在装置E的硬质玻璃管内盛有碳粉,发生氧化还原反应,产物为CO2和HCl,氯气通过碳粉能够生成HCl,说明反应物中有水参与,根据质量守恒和得失电子守恒可得该反应的化学方程式为C+2Cl2+2H2OCO2+4HCl。③氯气能与氢氧化钠发生反应,导致装置内气压减小,在大气压作用下溶液会被吸到导管中,用球形干燥管可防止该现象的发生,故其作用为防倒吸。(3)浓盐酸具有挥发性,刚制得的氯气中混有HCl和水蒸气,饱和食盐水可吸收HCl而难吸收氯气,故用饱和食盐水除去氯气中的HCl。
微专题二 常见气体的检验与除杂
1.常见气体的检验
气体 检验方法 注意事项
O2 使带火星的木条复燃 —
H2 纯净的H2在空气中燃烧产生淡蓝色火焰,混入空气后点燃有爆鸣声 CH4、CO在空气中燃烧也产生淡蓝色火焰,并生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
CO2 能使澄清石灰水变浑浊;能使燃着的木条熄灭 SO2也能使澄清石灰水变浑浊;N2也能使燃着的木条熄灭
SO2 无色、有刺激性气味的气体,能使澄清石灰水变浑浊;能使品红溶液褪色;能使酸性KMnO4溶液、溴水等褪色 CO2也能使澄清石灰水变浑浊;Cl2也能使品红溶液褪色
NO 无色、无味气体,遇空气很快变成红棕色 —
NO2 红棕色、有刺激性气味的气体,通入水中生成无色溶液,并生成无色气体,所得溶液呈酸性 NO2颜色与溴蒸气颜色相近,将NO2通入AgNO3溶液中,无沉淀生成,将溴蒸气通入AgNO3溶液中,有淡黄色沉淀生成
Cl2 黄绿色、有刺激性气味的气体,能使湿润的淀粉KI试纸变蓝 —
HCl 无色、有刺激性气味的气体,在潮湿的空气中形成白雾;用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近时有白烟生成;通入AgNO3溶液中有白色沉淀生成 HCl极易溶于水,用水吸收HCl时注意防倒吸
NH3 无色、有刺激性气味的气体,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 NH3极易溶于水,用水吸收NH3时注意防倒吸
2.常见混合气体的除杂方法
混合物 除杂试剂 原理
CO2(HCl) 饱和NaHCO3溶液 HCl+NaHCO3===NaCl+CO2+H2O
SO2(HCl) 饱和NaHSO3溶液 HCl+NaHSO3===NaCl+SO2+H2O
Cl2(HCl) 饱和NaCl溶液 HCl极易溶于水,Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度很小
CO2(SO2) 饱和NaHCO3溶液 SO2+2NaHCO3===Na2SO3+2CO2+H2O
CO2(CO) 灼热的CuO
CO(CO2) NaOH溶液 CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O
N2(O2) 灼热的铜网
[微训练二]
1.A、B、C、D、E、F、G、H是中学常见的气体,它们均由前18号元素组成,具有如下性质:
①A、B、E、F、G能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,H能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,C、D不能使湿润的石蕊试纸变色;
②A和H相遇产生白烟;
③B和E都能使品红溶液褪色;
④将红热的铜丝放入装有B的集气瓶中,集气瓶内充满棕黄色的烟;
⑤将点燃的镁条放入装有F的集气瓶中,镁条剧烈燃烧,生成白色粉末,集气瓶内壁附着黑色颗粒;
⑥C和D相遇生成红棕色气体;
⑦G在足量的D中燃烧可以产生E和H2O。
回答下列问题:
(1)H的化学式是______,A的化学式是______,②中白烟的化学式是______;
(2)④中发生反应的化学方程式是__________________;
(3)⑤中发生反应的化学方程式是_________________________;
(4)C的化学式是    ,D的化学式是    ;
(5)⑦中发生反应的化学方程式是________________________。
NH3
HCl
NH4Cl
Cu+Cl2CuCl2
2Mg+CO22MgO+C
NO
O2
2H2S+3O22H2O+2SO2
解析:由①确定H为NH3,由②确定A为HCl,由③④确定B为Cl2、E为SO2,由⑤确定F为CO2,由⑥⑦确定D为O2,C为NO,G为H2S。
2.已知A、B、C、D、E、G、H、I均为气体,G可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,J为常见的液态物质,A、B、C、I、M为单质,且M为常见金属,G和H相遇时产生白烟,它们存在如图所示的转化关系(图中部分反应物或产物已省略),请回答下列问题。
(1)请写出A物质的化学式:______。
(2)①写出实验室用K制取G的化学方程式:
__________________________________。
②实验室检验气体G是否收集满的方法:
___________________________________________________________。
③G与H相遇可生成白烟K,请写出该反应的化学方程式:_________________。
(3)①F的浓溶液与木炭反应的化学方程式为
________________________________。
②工业F的浓溶液呈黄色,试用化学方程式解释原因:____________________________;若要消除黄色可向其中通入一定量的_______。
N2
2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
用湿润的红色石蕊试纸靠近集气瓶口,如果红色石蕊试纸变蓝,则说明气体已收集满
NH3+HCl===NH4Cl
C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O
4HNO3(浓)4NO2↑+O2↑+2H2O
氧气
解析:已知A、B、C、D、E、G、H、I均为气体,A、B、C、I、M为单质,G可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则G为NH3,G和H相遇时产生白烟,则H为HCl,则K为NH4Cl,A和B能反应生成NH3,B和C能反应生成HCl,则C为Cl2,B为H2,A为N2,J为常见的液态物质,则J为H2O,根据转化关系可知,I为O2,D为NO,E为NO2,F为HNO3,Z为NH4NO3,M为常见金属,且M与盐酸反应的产物能与氯气反应,所以M为Fe,X为FeCl2,Y为FeCl3。由以上分析可顺利回答(1)、(2)问。(3)②工业浓硝酸溶液呈黄色,是因为浓硝酸分解产生的二氧化氮溶于溶液中,若要消除黄色可向溶液中通入一定量的氧气。
微专题三 物质及反应中的“特殊”与推断
1.物质的特殊颜色
常见的有颜色的物质如下表。
淡黄色固体 S、Na2O2
红色固体 Cu、Cu2O
红棕色粉末 Fe2O3
黑色粉末 MnO2、Fe3O4、C、CuO
红褐色沉淀 Fe(OH)3
白色沉淀 AgCl、BaSO4、Mg(OH)2等
蓝色沉淀 Cu(OH)2
浅绿色溶液 Fe2+
蓝色溶液 Cu2+
棕黄色溶液 Fe3+
红色溶液 Fe(SCN)3
蓝色晶体 CuSO4·5H2O
红棕色气体 NO2、溴蒸气
黄绿色气体 Cl2
2.特殊的实验现象
(1)H2在Cl2中燃烧产生苍白色火焰。
(2)使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体是氨气。
(3)在空气中迅速由无色变为红棕色的气体是NO。
(4)遇SCN-显红色或遇OH-生成红褐色沉淀的离子是Fe3+。
(5)遇BaCl2溶液生成不溶于稀HNO3的白色沉淀,则溶液中可能含有Ag+或或。
(6)使品红溶液褪色的气体可能是Cl2或SO2,但将褪色后的液体加热又复原的是SO2。
(7)实验现象为“白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀”的转化一定是Fe(OH)2→Fe(OH)3。
3.特殊反应条件
4.特殊转化关系
(1)重要的直线转化关系
ABC
①X为O2
NaNa2ONa2O2或N2NONO2或NH3NONO2或SSO2SO3或H2SSO2SO3或CCOCO2或CH4COCO2
②X为CO2
NaOHNa2CO3NaHCO3
③X为强酸,如HCl
Na2CO3NaHCO3CO2↑
(2)重要的三角转化关系
除此之外,物质之间的转化关系还有:
(3)
既能与强酸溶液反应又能与强碱溶液反应的物质 金属单质:Al
两性物质:两性氧化物如Al2O3,两性氢氧化物如Al(OH)3
弱酸弱碱盐:(NH4)2CO3、CH3COONH4等
弱酸的酸式盐:NaHCO3、Ca(HCO3)2、NaHSO3等
归纳总结
化学推断题解题步骤一般分为四步:
(1)读题——仔细读题,审清题意。读题主要是阅读求解要求。求解要求往往能给考生以重要的启示,这点不能忽略。
(2)审题——即找准解题的切入点,然后联系信息及所学知识,应用多种思维方式,进行综合分析、推理。“审题”是解题的关键。
(3)解答——看清要求,认真解答。“解答”是解题的落脚点。
(4)检验——看推理是否符合题意。“检验”是解答正确的保证。
拓展:与溶液(或水)反应产生气体的物质
(1)与碱反应产生气体的化合物有铵盐,产生的气体是NH3。
(2)与水反应产生气体的物质有Na、Na2O2等。
(3)既能跟酸反应又能跟碱反应且生成气体的化合物有NH4HCO3、(NH4)2CO3、NH4HSO3、(NH4)2SO3、(NH4)2S、NH4HS等。
[微训练三]
1.A、B、C、D都是中学化学中的常见物质,其中A、B、C均含有同一种元素,A是一种强碱,C为厨房中的用品,在一定条件下相互转化关系如图所示(部分反应中的水已略去)。下列有关B、C的说法正确的是(  )
A.可以用BaCl2或CaCl2稀溶液或Ba(OH)2稀溶液鉴别B、C两种溶液
B.分别取等质量的B、C两种固体与等体积等浓度盐酸反应,产生气体的速率一样
C.取a g B、C的混合物充分加热,固体质量减重b g,由此可计算出混合物中B的质量分数
D.取a g B、C的混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出的气体用碱石灰完全吸收,增重b g,由此可计算出混合物中B的质量分数
答案:C
解析:A、B、C均含有同一种元素,A是一种强碱,C为厨房中的用品,由转化关系可推知A为NaOH,D为CO2,C为NaHCO3,B为Na2CO3。A错,Ba(OH)2稀溶液与NaHCO3、Na2CO3均反应生成BaCO3白色沉淀,不能鉴别二者。B错,NaHCO3与盐酸反应比Na2CO3与盐酸反应的速率更快。C对,取a g Na2CO3、NaHCO3的混合物充分加热,固体质量减重b g,则b g为NaHCO3分解生成的CO2和H2O的质量和,结合化学方程式可计算出混合物中NaHCO3的质量,进而计算Na2CO3的质量分数。D错,取a g Na2CO3、NaHCO3的混合物与足量稀硫酸充分反应,碱石灰增重的b g为生成的CO2和逸出的水蒸气的质量和,不能计算出混合物中Na2CO3的质量分数。
2.A、B、C、D是中学化学常见的单质,甲、乙、丙为化合物,乙在常温常压下为无色无味的液体,元素A有可变化合价。它们之间存在如图所示的转化关系。由此推断:
(1)甲的化学式为    ,丙的化学式为    。
(2)写出甲和D反应的化学方程式             。
(3)为检验化合物甲中元素的化合价,需要用到的药品有    (填字母代号)。
a.稀硫酸
b.盐酸
c.硫氰酸钾溶液
d.高锰酸钾溶液
Fe3O4
Al2O3
3Fe3O4+8Al9Fe+4Al2O3
acd
解析:A、B、C、D是中学化学常见的单质,甲、乙、丙为化合物,乙在常温常压下为无色无味的液体,元素A有可变化合价,则A是Fe,乙是H2O,甲是Fe3O4,B是O2,C是H2,D是Al,丙是Al2O3。(1)甲的化学式为Fe3O4,丙的化学式为Al2O3。(2)甲和D在高温条件下发生铝热反应,产生Al2O3和Fe,反应的化学方程式是3Fe3O4+8Al9Fe+4Al2O3。(3)化合物甲是Fe3O4,要检验其中所含有的阳离子,要先用非氧化性的酸使其发生反应Fe3O4+8H+===2Fe3++Fe2++4H2O,然后再用KMnO4溶液检验Fe2+;用KSCN溶液检验Fe3+,故使用的物质是a、c、d。
(4)为测定A和乙高温反应后所得固体中化合物甲的质量分数。取反应后所得固体并设计以下实验:
化合物甲的质量分数为    。
80.6%
解析:Fe与水蒸气反应产生Fe3O4,要测其含量,最后得到的红棕色的固体是Fe2O3,n(Fe2O3)==0.2 mol,n(Fe)=0.2 mol×2=0.4 mol,假设在28.8 g固体中含有Fe、Fe3O4的物质的量分别是x、y,则x+3y=0.4 mol,56 g·mol-1×x+232 g·mol-1×y=28.8 g,解得x=0.1 mol,y=0.1 mol,所以化合物甲的质量分数为×100%≈80.6%。