(共59张PPT)
第2讲 离子反应 离子方程式
第二章
内容索引
01
02
强基础 增分策略
增素能 精准突破
研专项 前沿命题
03
【课程标准】
1.认识酸、碱、盐等电解质在水溶液中或熔融状态下能发生电离。
2.通过实验事实认识离子反应及其发生的条件。
强基础 增分策略
一、电解质的电离
1.电解质和非电解质 单质和混合物既不是电解质也不是非电解质
2.强电解质和弱电解质 根本区别在于溶于水时电离程度不同
3.电解质的电离
(1)电离及其条件
(2)电离方程式的书写
应用提升 对电解质和非电解质的理解
(1)本身电离而导电的化合物才是电解质,有些化合物的水溶液虽然能导电,但溶液中导电的离子不是其自身电离产生的,这些化合物属于非电解质,如SO2、NH3等。
(2)电解质不一定能导电,能导电的物质不一定是电解质。如金属单质、石墨、氨水等都能导电,但都不是电解质。
易错辨析 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)SO2、NH3的水溶液能导电,故SO2、NH3均是电解质。( × )
(2)强电解质溶液的导电能力不一定比弱电解质溶液的导电能力强。
( √ )
(3)离子化合物都是强电解质,共价化合物都是弱电解质。( × )
(4)H2S在水中的电离方程式为H2S S2-+2H+。( × )
二、离子反应
1.离子反应及发生的条件
(1)定义:电解质在溶液中的反应实质上是 离子 之间的反应,这样的反应属于离子反应。
(2)本质:溶液中有离子的物质的量或浓度 减小 。
(3)发生条件
2.离子方程式
(1)定义:用实际参加反应的 离子符号 来表示反应的式子叫做离子方程式。
(2)意义:离子方程式不仅可以表示某一个具体的 化学反应 ,还可以表示 同一类型 的离子反应。
(3)书写方法——“改写法”(以Na2SO4溶液和BaCl2溶液的反应为例)
应用提升 书写离子方程式时电解质的“拆”与“不拆”
旁栏边角 必修第一册第一章第二节
阅读教材“思考与讨论”,判断下列说法的正误。
(1)“H++OH- === H2O”表示强酸与强碱发生的一类反应。( × )
(2)氢氧化镁与稀盐酸反应的离子方程式为H++OH- === H2O。( × )
(3)氨水与醋酸溶液反应的离子方程式为CH3COOH+OH- === CH3COO-+H2O。( × )
(4)离子方程式可以表示某个具体的化学反应或同一类型的离子反应。
( √ )
易错辨析 判断下列离子方程式的书写,正确的画“√”,错误的画“×”。
增素能 精准突破
考点一
电解质的电离和溶液的导电性
【能力概述】
新 教 材 变化 增加了“NaCl导电示意图”“方法导引·模型”,其余基本未变化
新 高 考 高频考点 从近两年新高考试题来看,电离方程式的书写、溶液导电能力的判断仍是新高考的命题点
预测考向 预测2023年高考可能会在选择题中考查电解质的电离及溶液的导电性,题目难度较小
【新教材·新高考】
典例突破
(2021北京卷,8)使用如图装置(搅拌装置略)探究溶液离子浓度变化,灯光变化不可能出现“亮→暗(或灭)→亮”现象的是( )
选项 A B C D
试剂a CuSO4 NH4HCO3 H2SO4 CH3COOH
试剂b Ba(OH)2 Ca(OH)2 Ba(OH)2 NH3·H2O
答案 D
解析 向Ba(OH)2溶液中加入CuSO4溶液,发生反应Ba(OH)2+CuSO4 === BaSO4↓+Cu(OH)2↓,离子浓度变化:减小→接近于0→增大,A不符合题意。向Ca(OH)2溶液中加入NH4HCO3溶液,发生反应:Ca(OH)2+NH4HCO3 === CaCO3↓+NH3·H2O+H2O,离子浓度变化:减小→接近于0→增大,B不符合题意。向Ba(OH)2溶液中加入H2SO4溶液,发生反应:Ba(OH)2+H2SO4 === BaSO4↓+2H2O,离子浓度变化:减小→接近于0→增大,C不符合题意。向NH3·H2O溶液中加入CH3COOH溶液,发生反应:CH3COOH+NH3·H2O === CH3COONH4+H2O,离子浓度逐渐增大,灯泡逐渐变亮,D符合题意。
考题点睛
针对训练
1.下列物质在水溶液中的电离方程式书写错误的是( )
A.只有①② B.只有①
C.只有③④ D.只有①④
答案 A
2.(2022山东济南模拟)已知相同x浓度的HA溶液与盐酸相比,HA溶液导电能力较弱。下列说法正确的是( )
A.HA溶液与NaOH溶液发生中和反应的离子方程式为H++OH- ══ H2O
B.HA溶液中存在HA分子
C.相同浓度的HA溶液与盐酸,两者消耗碱的物质的量相同
D.H+、 、A-、Na+在溶液中可以大量共存
答案 B
解析 由题意可知HA为弱电解质,书写离子方程式时HA不可拆,A项不正确;HA不能完全电离,B项正确;两种溶液的体积不一定相等,无法比较与碱反应的物质的量,C项不正确;H+与A-可发生反应生成HA,D项不正确。
归纳总结
1.电解质的导电性与溶液导电能力强弱的判断
2.书写电离方程式的思维流程
考点二
离子方程式的书写及判断
【能力概述】
新 教 材 变化 增加了“思考与讨论”,通过酸碱反应的化学方程式和离子方程式的书写,总结两种方程式表达的含义
新 高 考 高频考点 从近两年新高考试题来看,离子方程式的书写及正误判断仍是新高考命题的热点
预测考向 预测2023年高考可能会在选择题中考查离子方程式的正误判断,在非选择题中考查离子方程式的书写,题目难度中等
【新教材·新高考】
考向1.离子方程式的书写
典例突破
提供试剂:稀硫酸、Na2CO3溶液、Ba(OH)2溶液和铁粉。从中选取适当的物质,写出反应的离子方程式。
针对训练
写出下列指定反应的离子方程式。
归纳总结
书写离子方程式时物质的“拆分”规律
(1)一般规律
①能拆分写成离子形式的物质是易溶的强电解质,包括强酸、强碱、大多数可溶性盐。
②不能拆分的物质包括难溶电解质、弱电解质、气体、单质、氧化物,写成化学式。
(2)微溶物的处理
①微溶物作为产物视为沉淀,不拆分;
②作反应物时,澄清溶液拆分为离子,浑浊液不拆分。
(3)产物NH3·H2O的处理
(4)酸式酸根的处理
考向2.离子方程式的正误判断
典例突破
(2021全国乙卷,9)下列过程中的化学反应,相应的离子方程式正确的是( )
答案 A
解析 通常条件下,CaSO4微溶于水,CaCO3难溶于水,利用溶解度小的沉淀可向溶解度更小的沉淀转化,可用碳酸钠溶液处理水垢中的硫酸钙,水垢中的硫酸钙以固体状态存在,离子方程式中应保留化学式,A项正确;过量的铁粉与稀硝酸反应生成硝酸亚铁,正确的离子方程式为3Fe+8H++2 === 3Fe2++2NO↑+4H2O,B项错误;硫酸铝溶液中滴加少量氢氧化钾溶液应该生成氢氧化铝,C项错误;硫化氢是弱电解质,在离子方程式中应该保留化学式(H2S),D项错误。
考题点睛
针对训练
(2022浙江6月选考)下列反应的离子方程式不正确的是( )
答案 D
解析 类比氯气与碱反应可知,溴与冷的NaOH溶液反应生成溴化钠、次溴酸钠和水,该反应的离子方程式为Br2+2OH- ══ Br-+BrO-+H2O,D项错误。
2.(2021浙江1月选考,13)下列反应的方程式不正确的是( )
答案 A
归纳总结
离子方程式正误判断的“三看”和“四查”
研专项 前沿命题
用“分类思想”突破离子方程式的书写
题型 考查内容 非选择题 考查知识 根据题给信息,确定反应物和生成物,书写相关的离子方程式
核心素养 变化观念、证据推理
考向1“与量有关型”离子方程式的书写
例1.按要求写出指定反应的离子方程式。
(1)向Ca(HCO3)2溶液中加入少量NaOH溶液:
。
(2)NH4HCO3溶液与足量澄清石灰水混合:
。
(3)向NaAlO2溶液中通入足量CO2:
。
(4)向FeBr2溶液中通入等物质的量的Cl2:
。
思路指导
突破方法
采用“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,再沉淀,最后生成气体”的顺序书写离子方程式。
针对训练
1.写出下列反应的离子方程式。
(1)等体积、等浓度的Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液混合:
(2)将SO2通入过量NaClO溶液中:
(3)向水玻璃中通入足量CO2:
(4)Ca(OH)2溶液与足量NaHCO3溶液反应:
(5)向含有0.4 mol FeBr2的溶液中通入0.3 mol Cl2充分反应:
考向2“信息型”离子方程式的书写
例2.(2021全国甲卷,26节选)碘(紫黑色固体,微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题:
(1)I2的一种制备方法如下图所示:
①加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为
;生成的沉淀与硝酸反应,生成 后可循环使用。
②通入Cl2的过程中,若氧化产物只有一种,反应的化学方程式为
。
(2)以NaIO3为原料制备I2的方法是:先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3,生成碘化物;再向混合溶液中加入NaIO3溶液,反应得到I2。上述制备I2的总反应的离子方程式为
。
思路指导
(1)
(2)物质转化
突破方法
“三步法”书写“信息型”离子方程式
针对训练
2.(1)(2021河北卷,15节选)
CO2
↓
Na2CrO4溶液→工序③→Na2Cr2O7溶液+物质V(s)
工序③中发生反应的离子方程式为
(2)(2021全国乙卷,26节选)“酸溶”后,将溶液适当稀释并加热,TiO2+水解析出TiO2·xH2O沉淀,该反应的离子方程式是
3.(1)“84”消毒液的有效成分为NaClO,不可与酸性清洁剂混用的原因是
ClO-+Cl-+2H+ === Cl2↑+H2O (用离子方程式表示)。
(2)(2020全国Ⅲ卷,27节选)硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化,可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH,写出该反应的离子方程式:
2Ni2++ClO-+4OH === -2NiOOH↓+Cl-+H2O 。 课时规范练7 氧化还原反应方程式的配平及计算
一、选择题:本题共6小题,每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2022湖南长沙一模)雄黄(As4S4)和雌黄(As2S3)是提取砷的主要矿物原料,二者在自然界中共生,As2S3和HNO3可发生反应:As2S3+10H++10N2H3AsO4+3S+10NO2↑+2H2O。下列说法错误的是 ( )
A.生成1 mol H3AsO4,则反应中转移电子的物质的量为5 mol
B.若将该反应设计成原电池,则NO2应该在负极附近逸出
C.反应产生的NO2可用NaOH溶液吸收
D.氧化剂和还原剂的物质的量之比为10∶1
2.(2022上海高三模拟)用酸性KMnO4溶液处理Cu2S,发生反应:Mn+Cu2S+H+Cu2++S+Mn2++H2O(未配平),下列说法正确的是( )
A.反应中Cu2S既是氧化剂又是还原剂
B.反应中每生成1 mol S,转移电子的物质的量为8 mol
C.可以用单质直接化合的方法制备Cu2S
D.Cu2+、S为还原产物,Mn2+为氧化产物
3.(2022湖南岳阳一模)过二硫酸是一种硫的含氧酸,化学式为H2S2O8。它的结构可以表示成HO3SOOSO3H。它的盐称为过二硫酸盐,在工业上用途广泛,常用作强氧化剂等。下列反应分别是Cr3+与过二硫酸盐和高锰酸盐反应的离子方程式(未配平),下列说法中错误的是( )
Ⅰ.Cr3++S2+H2OCr2+S+H+
Ⅱ.Cr3++Mn+H2OCr2+Mn2++H+
A.过二硫酸根中显-2价的氧原子和显-1价的氧原子的数目比是3∶1
B.反应Ⅰ中氧化剂和还原剂物质的量之比是3∶2
C.反应Ⅱ中每生成1 mol Cr2,转移电子的物质的量为6 mol
D.若反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的Cr3+的物质的量相同,则Ⅰ和Ⅱ中消耗的氧化剂的物质的量之比为2∶5
4.(2022重庆一模)Cu2HgI4是一种红色固体,常用作示温涂料。制备反应为2CuSO4+SO2+K2HgI4+2H2OCu2HgI4↓+K2SO4+2H2SO4。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关化学方程式中的物质说法正确的是( )
A.上述反应中生成1 mol Cu2HgI4时,转移的电子数为2NA
B.标准状况下,44.8 L水中所含O原子数为2NA
C.标准状况下,22.4 L SO2与足量的O2反应,生成SO3的分子数为NA
D.1 L 0.1 mol·L-1 CuSO4溶液中Cu2+数目为0.1NA
5.(2021湖南株洲第一次质检)含氰化物的废液乱倒或与酸混合,均易生成有剧毒且易挥发的氰化氢。工业上常采用碱性氯化法来处理高浓度氰化物污水,发生的主要反应为CN-+OH-+Cl2CO2+N2+Cl-+H2O(未配平)。下列说法错误的是(其中NA表示阿伏加德罗常数的值)( )
A.Cl2是氧化剂,CO2和N2是氧化产物
B.上述离子方程式配平后,氧化剂、还原剂的化学计量数之比为2∶5
C.该反应中,若有1 mol CN-发生反应,则有5NA个电子发生转移
D.若将该反应设计成原电池,则CN-在负极区发生反应
6.(2021山东威海二模)某温度下,将1.1 mol I2加入KOH溶液中,反应后得到KI、KIO、KIO3的混合溶液。经测定IO-与I的物质的量之比是2∶3。下列说法错误的是 ( )
A.I2在该反应中既是氧化剂又是还原剂
B.I2的还原性大于KI的还原性,小于KIO和KIO3的还原性
C.该反应中转移电子的物质的量为1.7 mol
D.该反应中,被还原的碘原子与被氧化的碘原子的物质的量之比是17∶5
二、选择题:本题共4小题,每小题有一个或两个选项符合题目要求。
7.(2021山东临沂期末)LiAlH4、NaBH4是有机合成中的常用试剂,遇水均能剧烈反应释放出H2,如:NaBH4+2H2ONaBO2+4H2↑。LiAlH4在125 ℃时分解为LiH、H2和Al。下列说法正确的是( )
A.NaBH4与D2O反应,所得氢气的摩尔质量为4 g·mol-1
B.LiAlH4与水反应时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
C.1 mol LiAlH4在125 ℃时完全分解,转移3 mol电子
D.NaBH4与乙醛作用生成乙醇,NaBH4是还原剂
8.(2022安徽淮北一模)高铜酸钠(NaCuO2)是黑色难溶于水的固体,具有强氧化性,在中性或碱性环境下稳定。一种制备高铜酸钠的原理为2Cu+3NaClO+2NaOH2NaCuO2+3NaCl+H2O。下列说法错误的是( )
A.NaCuO2中铜元素的化合价为+3价
B.1 mol ClO-参加反应转移2 mol电子
C.反应中氧化产物和还原产物的物质的量之比为3∶2
D.NaCuO2与稀硫酸反应的离子方程式为4Cu+12H+4Cu2++O2↑+6H2O
9.(2021辽宁朝阳期末)在氧化还原反应中,氧化过程和还原过程是同时发生的两个半反应。已知:
①半反应式:Cu2O-2e-+2H+2Cu2++H2O
②五种物质:FeSO4、Fe2(SO4)3、CuSO4、Na2CO3、KI
③Fe2++Mn+XFe3++Mn2++H2O(未配平)
下列判断正确的是( )
A.①中半反应式发生的是还原反应
B.②中五种物质中能使①顺利发生的物质为Fe2(SO4)3
C.Mn+5e-+4H2OMn2++8OH-是反应③的一个半反应
D.几种物质的氧化性强弱顺序为:Mn>Cu2+>Fe3+
10.(2021河北唐山一模)硫酸盐(含S、HS)气溶胶是PM2.5的成分之一。科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的三个阶段的转化机理,其主要过程示意图如下,下列说法错误的是( )
A.第Ⅰ阶段的化学方程式为S+NO2N+S
B.该过程中NO2为催化剂
C.1 mol S在第Ⅱ、Ⅲ两个阶段共失去电子数目为NA
D.氧化性NO2>HNO2
三、非选择题:本题共2小题。
11.(2021湖北新高考适应卷)某化学兴趣小组通过查阅文献,设计了从某厂阳极泥(成分为Cu、Ag2Se、Au、Pt)中回收贵重金属的工艺,其流程如图所示。
回答下列问题:
(1)写出“焙烧”时生成SeO2的化学反应方程式 。
(2)“滤液”中的金属阳离子有 ;“酸浸氧化”中通入氧气的目的是 、 。
(3)“酸溶”时Pt、Au分别转化为[PtCl6]2-和[AuCl4]-,写出Au溶解的离子方程式: 。
(4)电解NH4[Au(SO3)2]溶液回收Au的阴极反应式为 。
12.(2021天津东丽区期末)二氧化氯(ClO2)是一种新型消毒剂,可用氯酸钠(NaClO3)为原料制备。
(1)过氧化氢还原法制备ClO2:H2O2+2NaClO3+H2SO4Na2SO4+2ClO2↑+O2↑+2H2O
研究发现Cl-对上述反应有影响,实验记录如下:
加入NaCl 相同时间
10min 30min 60min ClO2 产率/% Cl2 的量
实验a 0 0.003 5 0.012 4 0.015 9 97.12 极微量
实验b 1.00 0.013 8 0.016 2 0.016 3 98.79 极微量
①NaCl的主要作用是 。
②实验b中反应可能的过程如下:
反应ⅰ:2Cl+ +
2ClO2↑+ +
反应ⅱ:Cl2+H2O22Cl-+O2↑+2H+
将反应ⅰ填写完整。
③进一步研究发现,未添加Cl-时,体系中首先会发生反应生成Cl-,反应为:Cl+3H2O2Cl-+3O2↑+3H2O(反应ⅲ)。
分析反应ⅰ、ⅱ、ⅲ的速率大小关系并简要说明理由: 。
(2)国家规定,饮用水中ClO2的残留量不得高于0.8 mg·L-1,检测步骤如下:
Ⅰ.取1.0 L的酸性水样,加入过量的碘化钾,再用氢氧化钠溶液调至中性,使ClO2转化为Cl。加入淀粉溶液,溶液变蓝。
Ⅱ.用0.001 0 mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定步骤Ⅰ中产生的I2。
已知:步骤Ⅱ中发生反应的离子方程式是2S2+I2S4+2I-
①步骤Ⅰ中发生氧化还原反应的离子方程式是 。
②当步骤Ⅱ中出现 (填现象)时,停止滴加Na2S2O3溶液,记录其体积为10.00 mL。
③上述水样中ClO2的残留浓度是 mg·L-1。
参考答案
课时规范练7 氧化还原反应方程式
的配平及计算
1.B 解析 根据反应方程式分析N中氮元素由+5价降低到+4价,生成2molH3AsO4转移10mol电子,则生成1molH3AsO4转移电子的物质的量为5mol,故A项正确;若将该反应设计成原电池,N在正极反应,因此NO2应该在正极附近逸出,故B项错误;NO2会污染环境,因此反应产生的NO2可用NaOH溶液吸收,故C项正确;根据化学方程式分析可知N为氧化剂,As2S3为还原剂,因此氧化剂和还原剂的物质的量之比为10∶1,故D项正确。
2.C 解析 反应中Cu2S铜元素、硫元素化合价均升高,发生氧化反应,是还原剂,A项错误;反应中只有锰元素得到电子化合价降低,根据电子守恒配平可得离子方程式2Mn+Cu2S+8H+2Cu2++S+2Mn2++4H2O,可知2Mn~10e-~S,则反应中每生成1molS,转移电子的物质的量为10mol,B项错误;硫的氧化性较弱,和铜单质反应生成Cu2S,C项正确;铜元素、硫元素化合价均升高被氧化,得到氧化产物Cu2+、S,Mn2+为还原产物,D项错误。
3.D 解析 过二硫酸中S的化合价为+6价,H的化合价为+1价,则过二硫酸根中显-2价的氧原子和显-1价的氧原子的数目比是3∶1,A项正确;配平反应Ⅰ可得2Cr3++3S2+7H2OCr2+6S+14H+,Cr3+是还原剂,S2是氧化剂,氧化剂和还原剂物质的量之比是3∶2,B项正确;配平反应Ⅱ可得10Cr3++6Mn+11H2O5Cr2+6Mn2++22H+,每生成5molCr2转移30mol电子,每生成1molCr2,转移电子的物质的量为6mol,C项正确;由离子方程式2Cr3++3S2+7H2OCr2+6S+14H+可知,反应10molCr3+,消耗15molS2;由离子方程式10Cr3++6Mn+11H2O5Cr2+6Mn2++22H+可知,反应10molCr3+,消耗6molMn,故Ⅰ和Ⅱ中消耗的氧化剂的物质的量之比为15∶6=5∶2,D项错误。
4.A 解析 上述反应中生成1molCu2HgI4时,有1molSO2被氧化为S,则转移的电子数为2NA,故A项正确;标准状况下水为液态,44.8L水的物质的量大于2mol,所以所含氧原子数大于2NA,故B项错误;SO2与O2为可逆反应,所以标准状况下,22.4LSO2与足量的O2反应,生成SO3的分子数小于NA,故C项错误;CuSO4为强酸弱碱盐,所以Cu2+会水解,则1L0.1mol·L-1CuSO4溶液中Cu2+数目小于0.1NA,故D项错误。
5.B 解析 该反应中,氯元素由0价降低到-1价,碳元素由+2价升高到+4价,氮元素由-3价升高到0价,则Cl2是氧化剂,CO2和N2是氧化产物,A正确;根据得失电子守恒、原子及电荷守恒配平可得:2CN-+8OH-+5Cl22CO2+N2+10Cl-+4H2O,Cl2是氧化剂,CN-是还原剂,二者的化学计量数之比为5∶2,B错误;1molCN-发生反应时,消耗2.5molCl2,则有5NA个电子发生转移,C正确;该反应中CN-发生氧化反应,若设计成原电池,则CN-在负极区发生氧化反应,D正确。
6.B 解析 该反应中,碘元素由0价变为+1价、+5价和-1价,则I2既是氧化剂又是还原剂,A正确;该反应中,I2是还原剂,KI是还原产物,KIO和KIO3是氧化产物,故还原性:I2>KI,I2>KIO(或KIO3),B错误;发生的反应为11I2+22KOH17KI+2KIO+3KIO3+11H2O,有11molI2参与反应时,转移17mol电子,故1.1molI2反应时转移电子的物质的量为1.7mol,C正确;由上述反应方程式可知,被还原的碘原子与被氧化的碘原子的物质的量之比是17∶5,D正确。
7.CD 解析 NaBH4与D2O反应生成NaBO2和HD,则所得氢气的摩尔质量为3g·mol-1,A错误;LiAlH4与水反应时,LiAlH4是还原剂,H2O是氧化剂,据得失电子守恒可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1,B错误;LiAlH4在125℃时分解为LiH、H2和Al,该反应为2LiAlH42LiH+3H2↑+2Al,则1molLiAlH4完全分解生成1molAl,转移3mol电子,C正确;NaBH4与乙醛作用生成乙醇,乙醛发生了还原反应,NaBH4则发生氧化反应,故NaBH4是还原剂,D正确。
8.CD 解析 NaCuO2中Na为+1价、O为-2价,则铜元素的化合价为+3价,故A项正确;由ClO-得到Cl-,氯元素的化合价由+1价下降到-1价,所以1molClO-参加反应转移2mol电子,故B项正确;该反应中Cu元素化合价升高,则NaCuO2为氧化产物,Cl元素化合价降低,则NaCl为还原产物,两者的物质的量之比为2∶3,故C项错误;NaCuO2中铜的化合价为+3价,与稀硫酸反应铜元素化合价不变,离子方程式为Cu+4H+Cu3++2H2O,故D项错误。
9.B 解析 ①中铜元素由+1价升高到+2价,该反应为氧化反应,A错误;①发生氧化反应,②中物质若使①能顺利发生,则应具有氧化性,该物质应为Fe2(SO4)3,B正确;将③配平可得:5Fe2++Mn+8H+5Fe3++Mn2++4H2O,故反应③的一个半反应为8H++Mn+5e-Mn2++4H2O,C错误;Fe3+的氧化性强于Cu2+,D错误。
10.B 解析 由图可知,第Ⅰ阶段中S与NO2生成N和S,A正确;NO2参与反应,最终转化为HNO2,故NO2不是催化剂,B错误;第Ⅱ、Ⅲ阶段中S→HS,S元素由+5价升高到+6价,则1molS共失去电子数为NA,C正确;整个反应过程中,NO2→HNO2发生还原反应,NO2是氧化剂,HNO2是还原产物,则氧化性:NO2>HNO2,D正确。
11.答案 (1)2Ag2Se+3O22SeO2+2Ag2O
(2)Cu2+、Ag+ 氧化可能存在的Cu、SeO2 防止硝酸产生的NO排放到空气中污染空气
(3)2Au+3Cl2+2Cl-2[AuCl4]-
(4)Au3++3e-Au
解析 阳极泥(成分为Cu、Ag2Se、Au、Pt)通入氧气焙烧得CuO、Ag2O、SeO2、Au、Pt,Se以SeO2的形式除去,烧渣成分为CuO、Ag2O、Au、Pt;将烧渣酸浸氧化,CuO、Ag2O溶解,滤液中含硝酸铜、硝酸银溶液,滤渣为Au、Pt;酸溶时,Au、Pt转化为[AuCl4]-、[PtCl6]2-,用磷酸三丁酯萃取、分液,得到含[PtCl6]2-的有机溶液,水层为含[AuCl4]-的溶液,向其中加入KOH、(NH4)2SO3转化为NH4[Au(SO3)2]。
(1)“焙烧”时,Ag2Se被氧气氧化生成SeO2和Ag2O,反应的化学方程式为2Ag2Se+3O22SeO2+2Ag2O。
(2)由上述分析可知“滤液”中的金属阳离子有Cu2+、Ag+;烧渣中可能还含有Cu、SeO2,与硝酸直接反应会产生NO(有毒气体),因此“酸浸氧化”中通入氧气的目的是氧化可能存在的Cu、SeO2;防止硝酸产生的NO排放到空气中污染空气。
(3)“酸溶”时Pt、Au分别转化为[PtCl6]2-和[AuCl4]-,则Au溶解的离子方程式为2Au+3Cl2+2Cl-2[AuCl4]-。
(4)电解NH4[Au(SO3)2]溶液回收Au的阴极反应式为Au3++3e-Au。
12.答案 (1)①催化剂 ②2 Cl- 4 H+ 1 Cl2↑ 2 H2O ③反应ⅰ较快,反应ⅱ与反应ⅰ速率相当,反应ⅲ较慢。因为相同时间ClO2产率很高并且Cl2的量是极微量,并且不添加Cl-时起始生成ClO2的速率很慢
(2)①2ClO2+2I-2Cl+I2 ②溶液蓝色恰好褪色,30 s内不变为蓝色 ③0.675
解析 (1)②实验b中加入1.00g·L-1NaCl溶液,酸性条件下,Cl、Cl-、H+可能发生氧化还原反应生成ClO2和Cl2,反应ⅰ可能为2Cl+2Cl-+4H+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O。③Cl-在反应中起催化剂作用,反应ⅰ、ⅱ速率较快,反应ⅲ速率较慢;由表中数据可知,相同时间内ClO2产率很高并且Cl2的量是极微量,并且不添加Cl-时起始生成ClO2的速率很慢。
(2)①加入过量KI,ClO2被还原为Cl,则I-被氧化为I2,加入淀粉溶液,溶液变蓝,结合守恒规律写出离子方程式:2ClO2+2I-2Cl+I2。②步骤Ⅱ中用Na2S2O3溶液滴定步骤Ⅰ中产生的I2,I2被消耗完时溶液变为无色,故溶液蓝色恰好褪色,30s内不变为蓝色时,达到滴定终点。③由上述反应可得关系式:2ClO2~I2~2Na2S2O3,则有n(ClO2)=n(Na2S2O3)=0.0010mol·L-1×10.00×10-3L=1×10-5mol,m(ClO2)=1×10-5mol×67.5g·mol-1=0.675mg,故水样中ClO2的残留浓度为=0.675mg·L-1。课时规范练4 离子反应 离子方程式
一、选择题:本题共8小题,每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2022浙江选考)下列物质属于强电解质的是( )
A.HCOOH B.Fe
C.Na2CO3 D.C2H2
2.(2021山东邹城期末)向含有Mg2+、N、K+的溶液中滴入足量的NaOH溶液,溶液中大量减少的离子是( )
A.K+ B.Mg2+
C.N D.Na+
3.(2021广东华南师大附中三模)图a~c分别为氯化钠在不同状态下的导电实验(X、Y均表示石墨电极)微观示意图。下列说法错误的是( )
A.图示中代表离子的电子式为]-
B.图a中放入的是氯化钠固体,该条件下氯化钠不导电
C.图b和图c中发生的化学反应完全相同
D.图b能证明氯化钠固体含有离子键
4.(2022吉林延边一模)下列过程中的化学反应对应的离子方程式正确的是( )
A.用KSCN试剂检验Fe3+:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3↓
B.向Na2S2O3溶液中加入足量稀硫酸:2S2+4H+S+3S↓+2H2O
C.向Na2CO3溶液中通入过量SO2:C+2SO2+H2OCO2+2HS
D.将洗净的鸡蛋壳浸泡在米醋中获得溶解液:2H++CaCO3Ca2++H2O+CO2↑
5.(2022全国甲卷)能正确表示下列反应的离子方程式为( )
A.硫化钠溶液和硝酸混合:S2-+2H+H2S↑
B.明矾溶液与过量氨水混合:Al3++4NH3+2H2OAl+4N
C.硅酸钠溶液中通入二氧化碳:Si+CO2+H2OHSi+HC
D.将等物质的量浓度的Ba(OH)2和NH4HSO4溶液以体积比1∶2混合:Ba2++2OH-+2H++SBaSO4↓+2H2O
6.(2021天津河西区期末)下表中对离子方程式的评价不合理的是( )
选项 化学反应及其离子方程式 评价
A 向碳酸钙上滴加稀盐酸:2H++CCO2↑+H2O 错误,碳酸钙难溶于水,不应该写成C
B 向硫酸溶液中加入氢氧化钡:Ba2++SBaSO4↓ 正确
C 铁粉与稀硫酸反应:2Fe+6H+2Fe3++3H2↑ 错误,H+的氧化性较弱,只能将铁单质氧化为Fe2+
D 氧化铜与足量稀盐酸反应:CuO+2H+Cu2++H2O 正确
7.(2021北京朝阳区期末)某同学用2%的AgNO3溶液和2%的稀氨水配制银氨溶液并进行乙醛的银镜反应实验,过程如图:
①向AgNO3溶液试管中滴加氨水 ②再向试管中滴加乙醛 ③水浴加热
下列解释事实的方程式不正确的是( )
A.氨水显碱性:NH3·H2ON+OH-
B.①中产生沉淀:Ag++OH-AgOH↓
C.①中滴加氨水使沉淀消失:AgOH+2NH3·H2O[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O
D.③中出现银镜:CH3CHO+
2[Ag(NH3)2]OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
8.(2021山东日照一模)下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A.NH4Cl溶液呈酸性:N+H2ONH3·H2O+H+
B.向漂白粉溶液中通入过量CO2:CO2+H2O+ClO-HC+HClO
C.向Na2SO3溶液中通入少量Cl2:S+Cl2+H2O2H++2Cl-+S
D.向NH4HCO3溶液中滴加过量NaOH溶液:N+OH-NH3·H2O
二、选择题:本题共4小题,每小题有一个或两个选项符合题目要求。
9.(2021辽宁抚顺六校联考)下图是NaCl加入水中溶解并电离的示意图,观察该图可得到的结论是( )
A.该过程通常表示为NaClNa++Cl-
B.NaCl只有在水分子的作用下才能形成Na+
C.Na+、Cl-在水中都是以水合离子的形式存在的
D.水合离子中,水分子取向都应该是氧原子朝向Na+和Cl-
10.(2022湖南卷)下列离子方程式正确的是 ( )
A.Cl2通入冷的NaOH溶液:Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O
B.用醋酸和淀粉-KI溶液检验加碘盐中的I:I+5I-+6H+3I2+3H2O
C.FeSO4溶液中加入H2O2产生沉淀:2Fe2++H2O2+4H2O2Fe(OH)3↓+4H+
D.NaHCO3溶液与少量的Ba(OH)2溶液混合:HC+Ba2++OH-BaCO3↓+H2O
11.(2021山东枣庄第三次质检)下列反应的离子方程式正确的是( )
A.将少量的SO2通入NaClO溶液:SO2+H2O+2ClO-S+2HClO
B.氧化铁溶于氢碘酸:Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O
C.用二氧化锰和浓盐酸反应制氯气:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
D.等浓度的NaHSO4与Ba(OH)2混合至溶液呈中性:Ba2++2OH-+S+2H+BaSO4↓+2H2O
12.(2021山东临沂二模)下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A.0.1 mol·L-1 MgCl2溶液中加入足量石灰乳:Mg2++Ca(OH)2Mg(OH)2+Ca2+
B.0.1 mol·L-1 CuSO4溶液中加入过量浓氨水:Cu2++2NH3·H2OCu(OH)2↓+2N
C.滴有酚酞的Na2CO3溶液中滴入盐酸至红色恰好褪去:C+2H+H2O+CO2↑
D.饱和氯水中通入SO2至溶液颜色褪去:Cl2+SO2+2H2O4H++2Cl-+S
三、非选择题:本题共3小题。
13.(2021辽宁沈阳市郊联合体联考)ClO2是一种高效安全的杀菌消毒剂。氯化钠电解法生产ClO2工艺原理示意图如下:
(1)写出氯化钠电解槽内发生反应的离子方程式: 。
(2)写出ClO2发生器中反应的化学方程式,并标出电子转移的方向及数目: 。
(3)ClO2能将电镀废水中的CN-氧化成两种无毒气体,自身被还原成Cl-。写出该反应的离子方程式: 。
14.为了充分利用铜资源,某工厂利用废旧黄铜灰(含有Cu、Zn、CuO、ZnO及少量的FeO、Fe2O3、SiO2等)制取金属铜并得到副产物锌盐,其生产流程如下:
(1)滤渣1的主要成分为 。稀硫酸溶解黄铜灰的过程中,Cu是否参与了反应 如果参与了,请写出该反应的离子方程式;如果没有参与反应,请写出理由: 。
(2)滤渣1及滤渣2与浓硫酸反应的步骤中存在缺陷,可将实验改进为先让滤渣与 反应,产物再溶于稀硫酸。这样改进的优点是 。
(3)写出滤液3与H2O2反应的离子方程式: 。
15.(2021江苏南通期初调研)氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl难溶于水,在潮湿的空气中易水解、氧化,且在氯离子浓度较大的体系中存在反应CuCl+Cl-[CuCl2]-。工业上用低品铜矿(主要含CuS、Cu2S、FeO等)制备CuCl的一种工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ中被氧化的元素有 (填元素符号)。
(2)滤渣Ⅱ的主要成分为MnCO3,写出除Mn2+的离子方程式: 。
(3)写出反应Ⅱ中发生反应的离子方程式: 。
参考答案
课时规范练4 离子反应 离子方程式
1.C 解析 HCOOH是弱酸,在水溶液中只能部分电离,属于弱电解质,A不合题意;Fe是单质,不是电解质,B不合题意;Na2CO3是盐,在水溶液中能够完全电离,故属于强电解质,C符合题意;C2H2是有机物,在水溶液中或熔融状态下均不导电,属于非电解质,D不合题意。
2.B 解析 滴入足量的NaOH溶液,Mg2+与OH-发生反应Mg2++2OH-Mg(OH)2↓,则Mg2+大量减少,Na+增加,N、K+不变。
3.C 解析 由图c可知,生成水合离子时,H2O分子的氢原子(显正电性)倾向于,则代表Cl-,其电子式为]-,A正确;图a中离子有序排列,未发生移动,说明放入的是NaCl固体,不能导电,B正确;图b是熔化NaCl的导电性实验,发生的反应为电解熔融NaCl,图c是NaCl溶液的导电性实验,发生的反应是电解NaCl溶液,C错误;图b中NaCl受热熔化,产生自由移动的离子,故氯化钠固体中含有离子键,D正确。
4.C 解析 Fe3+遇KSCN溶液变为红色溶液,不生成沉淀,故A项错误;硫代硫酸钠与稀硫酸反应生成硫单质和二氧化硫气体,溶液变浑浊,生成无色刺激性气味气体,反应的离子方程式为S2+2H+SO2↑+S↓+H2O,故B项错误;亚硫酸的酸性比碳酸的强,向Na2CO3溶液中通入过量SO2,离子方程式为C+2SO2+H2OCO2+2HS,故C项正确;醋酸是弱酸,应保留化学式,鸡蛋壳中含碳酸钙难溶于水,也保留化学式,反应的离子方程式为2CH3COOH+CaCO3Ca2++H2O+CO2↑+2CH3COO-,故D项错误。
5.D 解析 硝酸具有强氧化性,能够将Na2S溶液中的S2-氧化,如稀硝酸将S2-氧化为S单质的离子方程式为3S2-+2N+8H+3S↓+2NO↑+4H2O,A项错误;Al(OH)3不能溶于氨水,明矾溶液与过量的氨水混合产生的是Al(OH)3沉淀:Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3N,B项错误;碳酸的酸性强于硅酸,向硅酸钠溶液中通入CO2应生成H2SiO3沉淀,CO2则根据其通入的量的多少反应生成C或HC,C项错误;N、H+均能够与OH-反应,但是H+结合OH-的能力强于N,Ba(OH)2与NH4HSO4的物质的量之比为1∶2时,N不参与反应,D项正确。
6.B 解析 硫酸溶于水电离产生H+和S,氢氧化钡溶于水电离产生Ba2+和OH-,二者反应的离子方程式为2H++S+Ba2++2OH-BaSO4↓+2H2O,B错误。
7.B 解析 NH3·H2O是弱电解质,电离过程可逆,电离产生OH-使氨水显碱性,A正确;AgNO3溶液中滴加氨水生成AgOH白色沉淀,离子方程式为Ag++NH3·H2OAgOH↓+N,B错误;AgOH溶于过量氨水生成[Ag(NH3)2]OH,C正确;CH3CHO与银氨溶液水浴加热,可生成光亮银镜,乙醛被氧化生成乙酸铵,D正确。
8.B 解析 NH4Cl溶液呈酸性是由于N发生水解,水解反应为可逆反应,A错误。向Na2SO3溶液中通入少量Cl2,反应的离子方程式为3S+Cl2+H2O2HS+2Cl-+S,C错误;向NH4HCO3溶液中滴加过量NaOH溶液,反应的离子方程式为N+HC+2OH-C+NH3·H2O+H2O,D错误。
9.AC 解析 NaCl溶于水或受热熔化时,均发生电离,其电离过程可表示为NaClNa++Cl-,A正确,B错误;由NaCl固体溶解并电离图示可知,Na+和Cl-在水中都是以水合离子的形式存在,C正确;水合氯离子中Cl-带负电荷,水分子中氢原子朝向Cl-,水合钠离子中Na+带正电荷,水分子中氧原子朝向Na+,D错误。
10.AC 解析 醋酸是弱酸,离子方程式中应写成分子式:I+5I-+6CH3COOH3I2+3H2O+6CH3COO-,B项错误;少量Ba(OH)2应完全反应,正确的离子方程式为Ba2++2OH-+2HCBaCO3↓+C+2H2O,D项错误。
11.CD 解析 HClO能把S氧化为S,少量的SO2通入NaClO溶液,离子方程式是SO2+H2O+3ClO-S+Cl-+2HClO,A错误;氧化铁溶于氢碘酸发生反应的离子方程式为Fe2O3+2I-+6H+2Fe2++I2+3H2O,B错误。
12.AD 解析 MgCl2溶液中加入足量石灰乳生成氢氧化镁沉淀,石灰乳不能写成离子,离子方程式为Mg2++Ca(OH)2Mg(OH)2+Ca2+,A正确;浓氨水过量,应生成铜氨络离子,离子方程式为Cu2++4NH3·H2O[Cu(NH3)4]2++4H2O,B错误;酚酞的变色范围为8.2~10.0,所以红色恰好褪去时溶液显弱碱性,溶质应为碳酸氢钠,离子方程式为C+H+HC,C错误。
13.答案 (1)Cl-+3H2O3H2↑+Cl
(2)2ClO2↑+2NaCl+Cl2↑+2H2O
(3)2ClO2+2CN-2CO2+2Cl-+N2
解析 (1)根据电解原理,氯化钠电解槽内发生反应的离子方程式为Cl-+3H2O3H2↑+Cl。
(2)二氧化氯发生器中氯酸钠被还原为ClO2,HCl被氧化为氯气,反应的化学方程式为2NaClO3+4HCl2ClO2↑+2NaCl+Cl2↑+2H2O。
(3)ClO2能将电镀废水中的CN-氧化成两种无毒气体,自身被还原成Cl-,该反应的离子方程式为2ClO2+2CN-2CO2+2Cl-+N2。
14.答案 (1)Cu和SiO2 Cu+2Fe3+2Fe2++Cu2+
(2)O2 避免产生有毒气体SO2污染环境,同时减少了硫酸的用量(其他合理答案均可)
(3)2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O
解析 (1)黄铜灰中不与稀硫酸反应的物质是Cu和SiO2,所以加入稀硫酸过滤后的滤渣1的主要成分是Cu和SiO2。黄铜灰中有Fe2O3,与稀硫酸反应后溶液中含有Fe3+,单质铜可以与其反应,离子方程式为Cu+2Fe3+2Fe2++Cu2+(因为氧化铁少量,所以最后一定剩余单质铜,滤渣1中应该有单质铜)。
(2)滤渣2主要含单质铜和铁,滤渣1主要含单质铜和二氧化硅,加入浓硫酸发生反应,将单质铁和铜转化为盐溶液,滤渣3为二氧化硅。此步反应中最大的问题是生成了污染性气体二氧化硫,所以应该先通入氧气将金属单质氧化为金属氧化物,再与稀硫酸反应。这样操作可以减少硫酸的用量(因为用浓硫酸时,一部分硫酸转化为二氧化硫,而使用稀硫酸时,所有的硫酸都转化为硫酸盐)。
(3)在滤液3中加入稀硫酸和过氧化氢的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,所以该反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O。
15.答案 (1)S、Cu、Fe
(2)Mn2++HC+NH3·H2OMnCO3↓+N+H2O
(3)SO2+2Cu2++2Cl-+2H2O2CuCl↓+S+4H+
解析 (1)根据滤渣Ⅱ的主要成分为MnCO3可推知,在低品铜矿与稀硫酸、二氧化锰发生的反应中二氧化锰是氧化剂,可分别将低品铜矿中的硫元素由-2价氧化到+6价、将铜元素由+1价氧化到+2价、将铁元素由+2价氧化到+3价,故反应Ⅰ中被氧化的元素有S、Cu和Fe。
(2)反应Ⅰ完成后的溶液中有硫酸铜、硫酸锰、硫酸铁,加入适量氨水除去其中的Fe3+,滤液中含硫酸铵、硫酸铜和硫酸锰;向滤液中加入氨水和碳酸氢铵可除去Mn2+,发生反应的离子方程式为Mn2++HC+NH3·H2OMnCO3↓+N+H2O。
(3)蒸氨过程伴随温度升高,溶液中的Cu2+转化为Cu(OH)2,进而分解得到CuO,加盐酸反应生成氯化铜,继续加入NaCl、SO2,其中的SO2是还原剂,可将溶液中的Cu2+还原为Cu+,得到需要的CuCl,再经过过滤、水洗、烘干等操作得到产品CuCl,故反应Ⅱ中发生反应的离子方程式是SO2+2Cu2++2Cl-+2H2O2CuCl↓+S+4H+。课时规范练6 氧化还原反应的概念及规律
一、选择题:本题共7小题,每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2022中国人民大学附中高三三模)下列过程属于化学反应,且与氧化还原反应无关的是( )
A.石灰纯碱法除水垢
B.补铁口服液中添加维生素
C.工业上原油的分馏
D.生活中用“暖宝宝”取暖
2.(2022辽宁抚顺高三检测)反应MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O中,还原剂是( )
A.MnO2 B.HCl
C.MnCl2 D.Cl2
3.(2021北京朝阳区一模)下列实验中物质的颜色变化与氧化还原反应无关的是( )
A.将Na2O2粉末露置在空气中,固体由淡黄色变为白色
B.向酸性K2Cr2O7溶液中加入乙醇,溶液由橙色变为绿色
C.向AgCl悬浊液中滴加KI溶液,固体由白色变为黄色
D.用FeCl3溶液浸泡覆铜电路板,溶液由黄色变为蓝绿色
4.(2022湖北华中师范大学第一附属中学高三二模)次磷酸钠(NaH2PO2)可用作药物和镀镍时的还原剂,反应原理为CuSO4+2NaH2PO2+2NaOHCu+2NaH2PO3+Na2SO4+H2↑。下列说法错误的是( )
A.参加反应的NaH2PO2有被CuSO4氧化
B.若1 mol H3PO3最多消耗2 mol NaOH,则NaH2PO3是酸式盐
C.反应中每转移6.02×1023个e-,则生成标准状况下5.6 L H2
D.NaH2PO3和H2均是还原产物
5.(2021辽宁朝阳三模)黄铁矿(主要成分为FeS2)因其呈浅黄铜色,且具有明亮的金属光泽,常被误认为是黄金,故又称为“愚人金”。在酸性和催化剂的作用下FeS2有如图所示的转化。下列分析正确的是( )
A.反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为氧化还原反应
B.在酸性条件下,黄铁矿催化氧化中只有Fe3+作催化剂
C.反应Ⅰ的离子方程式为4[Fe(NO)]2++O2+2H2O4Fe3++4NO+4OH-
D.反应Ⅱ中,每消耗1 mol FeS2,转移电子的物质的量为14 mol
6.(2021山东聊城期末)已知:①16H++10Z-+2X2X2++5Z2+8H2O;②2A2++B22A3++2B-;③2B-+Z2B2+2Z-。下列结论不正确的是( )
A.氧化性:X>B2>A3+
B.X2+既有还原性,又有氧化性
C.还原性:Z->A2+
D.溶液中可发生:Z2+2A2+2A3++2Z-
7.用电石(主要成分为CaC2,含CaS和Ca3P2等)制取乙炔时,常用CuSO4溶液除去乙炔中的杂质。发生的反应为:
①H2S+CuSO4CuS↓+H2SO4
②24CuSO4+11PH3+12H2O8Cu3P↓+3H3PO4+24H2SO4
下列分析不正确的是( )
A.CaS、Ca3P2发生水解反应的化学方程式:CaS+2H2OH2S↑+Ca(OH)2、Ca3P2+6H2O2PH3↑+3Ca(OH)2
B.不能依据反应①比较硫酸与氢硫酸的酸性强弱
C.反应②中每24 mol CuSO4氧化11 mol PH3
D.用酸性KMnO4溶液验证乙炔的还原性时,H2S和PH3有干扰
二、选择题:本题共4小题,每小题有一个或两个选项符合题目要求。
8.(2021山东枣庄第三次质检)将浓盐酸滴入KMnO4溶液中,产生黄绿色气体,溶液的紫红色褪去,向反应后的溶液中加入NaBiO3,溶液又变为紫红色,Bi反应后变为无色的Bi3+。下列说法正确的是( )
A.滴加盐酸时,HCl是还原剂,Cl2是氧化产物
B.已知Bi为第ⅤA族元素,上述实验说明Bi具有较强的非金属性
C.若有0.1 mol NaBiO3参加了反应,则整个过程转移电子为0.8NA
D.此实验条件下,物质的氧化性:NaBiO3>KMnO4>Cl2
9.(2021山东泰安一模)用酸性KMnO4溶液处理硫化亚铜(Cu2S)和二硫化亚铁(FeS2)的混合物时,发生反应Ⅰ:Mn+Cu2S+H+Cu2++S+Mn2++H2O(未配平)和反应Ⅱ:Mn+FeS2+H+Fe3++S+Mn2++H2O(未配平)。下列说法正确的是( )
A.反应Ⅰ中Cu2S既是氧化剂又是还原剂
B.反应Ⅰ中每生成1 mol S,转移电子的物质的量为10 mol
C.反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3
D.若反应Ⅰ与反应Ⅱ中消耗的KMnO4的物质的量相同,则反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的还原剂的物质的量之比为2∶3
10.(2021山东潍坊二模)工业生产中除去电石渣浆(含CaO)中的S2-并制取硫酸盐的一种常用流程如下图。下列说法正确的是 ( )
A.碱性条件下,氧化性:O2>Mn>S2
B.过程Ⅰ中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1
C.过程Ⅱ中,反应的离子方程式为4Mn+2S2-+9H2OS2+4Mn(OH)2↓+10OH-
D.将1 mol S2-转化为S理论上需要O2的体积为22.4 L(标准状况)
11.(2021湖南衡阳二模)氨氮废水是造成河流及湖泊富营养化的主要因素,现处理某氮肥厂产生的氨氮废水(其中氮元素以N和NH3·H2O的形式存在)的一种设计流程如下。下列相关叙述错误的是( )
A.过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ发生的化学反应都属于氧化还原反应
B.过程Ⅰ中调pH至9的目的是将N转化为NH3·H2O
C.过程Ⅱ中N→N,每转化1 mol N转移8NA个电子
D.过程Ⅲ中甲醇是还原剂,将硝酸还原为N2
三、非选择题:本题共2小题。
12.(2021湖北武汉部分重点学校联考)磷化铝(AlP)和磷化氢(PH3)都是粮食储备常用的高效熏蒸杀虫剂。
(1)AlP遇水蒸气会发生反应放出PH3气体,该反应的另一种产物的化学式为 。
(2)工业制备PH3的流程如图所示。
①白磷和烧碱溶液反应的化学方程式为 ,次磷酸属于 (填“一”“二”或“三”)元酸。
②若起始时有1 mol P4参加反应,则整个工业流程中共生成 mol PH3。(不考虑产物的损失)
13.(2021福建龙岩第一次质检)二氧化氯(ClO2)气体是一种常用的高效自来水消毒剂。
(1)KClO3和浓盐酸在一定温度下反应会生成ClO2和Cl2,该反应的化学方程式为 。
(2)实验室常用KClO3、草酸(H2C2O4)和稀硫酸制备ClO2。该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为 。
(3)将ClO2通入硫化氢溶液中,然后加入少量的稀盐酸酸化的氯化钡溶液,发现有白色沉淀生成,发生反应的离子方程式为 。
(4)ClO2和Cl2在消毒时自身均被还原为Cl-,则常温常压下,等体积的ClO2的消毒能力是Cl2的 倍。
(5)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(不同pH环境中粒子种类如图所示),步骤如下:
不同pH环境中粒子的种类
Ⅰ.取一定体积的水样,加入一定量的碘化钾,再将反应后溶液调至中性,并加入淀粉溶液,溶液变蓝;
Ⅱ.加入一定量的Na2S2O3溶液;(已知:2S2+I2S4+2I-)
Ⅲ.加硫酸调节水样pH至1~3。
请回答下列问题:
①操作Ⅰ中反应的离子方程式为 。
②在操作Ⅲ过程中,溶液又呈蓝色,反应的离子方程式是 。
③若水样的体积为1.0 L,在操作Ⅱ时消耗10 mL 1.0×10-3mol·L-1 Na2S2O3溶液,则水样中ClO2的浓度是 mg·L-1。
参考答案
课时规范练6 氧化还原反应的概念及规律
1.A 解析 石灰纯碱法是向已澄清的生水中加入适量的生石灰(CaO)和纯碱(Na2CO3),可除去水中的永久硬度,软化水垢,生成碳酸钙和氢氧化镁沉淀,属于非氧化还原反应,A项正确;补铁口服液中添加维生素,属于物理变化,B项错误;原油的分馏是利用沸点不同进行分离,属于物理变化,C项错误;铁粉、活性炭、食盐、水可构成原电池,发生氧化还原反应,D项错误。
2.B 解析 反应物HCl中部分Cl元素化合价由-1价变成0价,化合价升高是还原剂,B项正确。
3.C 解析 Na2O2粉末露置在空气中,吸收空气中的CO2、H2O(g)而变白色,发生氧化还原反应,A不符合题意;向酸性K2Cr2O7溶液中加入乙醇,Cr2被还原为Cr3+,溶液由橙色变为绿色,B不符合题意;向AgCl悬浊液中滴加KI溶液,AgCl转化为溶解度更小的AgI,固体由白色变为黄色,该反应不是氧化还原反应,C符合题意;用FeCl3溶液浸泡覆铜电路板,发生反应2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2,D不符合题意。
4.D 解析 反应中P元素化合价从+1价升高到+3价,失去2个电子,铜元素化合价从+2价降低到0价,得到2个电子,氢元素化合价从+1价降低到0价,因此根据电子得失守恒可知参加反应的NaH2PO2有被CuSO4氧化,A项正确;若1molH3PO3最多消耗2molNaOH,说明H3PO3是二元酸,因此NaH2PO3是酸式盐,B项正确;根据选项A分析可知转移4mol电子生成1mol氢气,因此反应中每转移6.02×1023个e-即1mol电子,生成0.25mol氢气,在标准状况下的体积为5.6L,C项正确;NaH2PO3是氧化产物,Cu和H2均是还原产物,D项错误。
5.D 解析 反应Ⅲ中NO与Fe2+反应生成[Fe(NO)]2+,该反应不是氧化还原反应,A错误;在酸性条件下,黄铁矿催化氧化中,Fe3+、NO都是催化剂,B错误;反应Ⅰ在酸性条件下进行,反应的离子方程式为4[Fe(NO)]2++O2+4H+4Fe3++4NO+2H2O,C错误;反应Ⅱ为14Fe3++FeS2+8H2O15Fe2++2S+16H+,消耗1molFeS2,转移14mol电子,D正确。
6.C 解析 反应①中,Z-为还原剂,X为氧化剂,氧化产物为Z2,还原产物为X2+,氧化性:X>Z2,还原性:Z->X2+;反应②中,A2+为还原剂,B2为氧化剂,氧化产物为A3+,还原产物为B-,氧化性:B2>A3+,还原性:A2+>B-;反应③中,B-为还原剂,Z2为氧化剂,氧化产物为B2,还原产物为Z-,氧化性:Z2>B2,还原性:B->Z-。综上分析,氧化性:X>Z2>B2>A3+,A正确。X中X的化合价为+7价,X所对应的单质中元素化合价为0价,X2+中X的化合价处于中间价态,故X2+既有还原性,又有氧化性,B正确。由上述分析可知,还原性:A2+>B->Z->X2+,C错误。根据氧化还原反应中氧化性:氧化剂>氧化产物,还原性:还原剂>还原产物,综合上述微粒的氧化性与还原性关系可判断,溶液中可发生反应Z2+2A2+2A3++2Z-,D正确。
7.C 解析 根据题给反应②可知,有24molCuSO4反应时得到24mol电子,1molPH3被氧化时失去8mol电子,由得失电子守恒可知,应有3molPH3被氧化,C错误。H2S和PH3都具有还原性,故用酸性KMnO4溶液验证乙炔的还原性时,H2S和PH3均有干扰,D正确。
8.AD 解析 根据题意,发生的反应为2KMnO4+16HCl2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O、2Mn2++5Bi+14H+2Mn+5Bi3++7H2O。滴加盐酸时,生成氯气,氯元素的化合价升高,则HCl是还原剂,Cl2是氧化产物,A正确;铋元素属于金属元素,Bi不具有较强的非金属性,B错误;若有0.1molNaBiO3参加了反应,则整个过程转移电子为0.1mol×(5-3)+0.1mol××(7-2)=0.4mol,即0.4NA,C错误;根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性推知,氧化性:KMnO4>Cl2、NaBiO3>KMnO4,故氧化性强弱顺序是NaBiO3>KMnO4>Cl2,D正确。
9.B 解析 反应Ⅰ中Cu2S中Cu的化合价从+1价升高到+2价,S的化合价从-2价升高到+6价,Cu2S只是还原剂,A错误。反应Ⅰ中每生成1molS,2molCu+失去2mol电子,1molS2-失去8mol电子,总共转移电子的物质的量为10mol,B正确。根据得失电子守恒可知,反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶1,C错误。若反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的KMnO4的物质的量相同,则反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的还原剂的物质的量之比为3∶2,D错误。
10.AC 解析 由过程Ⅰ、Ⅱ可得氧化性:O2>Mn、Mn>S2,A正确。过程Ⅰ中氧化剂是O2,发生转化:O2→H2O,还原剂是Mn(OH)2,发生转化:Mn(OH)2→Mn,根据得失电子守恒推知,O2和Mn(OH)2的物质的量之比为1∶2,B错误。过程Ⅱ中,Mn与S2-反应生成Mn(OH)2和S2,离子方程式为4Mn+2S2-+9H2OS2+4Mn(OH)2↓+10OH-,C正确。S2-→S,1molS2-失去8mol电子,而1molO2得到4mol电子,根据得失电子守恒推知,理论上需要O2的体积为44.8L(标准状况),D错误。
11.A 解析 过程Ⅰ发生的反应中没有元素发生化合价变化,属于非氧化还原反应,A错误;过程Ⅰ中加入NaOH溶液调节pH为9时,废水中N与OH-反应生成NH3·H2O,B正确;过程Ⅱ中N转化为N时,氮元素的化合价升高被氧化,反应消耗1molN时转移8NA个电子,C正确;过程Ⅲ中,硝酸中氮元素化合价降低被还原,HNO3作氧化剂被甲醇还原为N2,D正确。
12.答案 (1)Al(OH)3
(2)①P4+3NaOH+3H2OPH3↑+3NaH2PO2 一 ②2.5
解析 (1)AlP与H2O反应生成PH3气体,另一种产物的化学式是Al(OH)3。
(2)①由流程图可知白磷和烧碱溶液反应生成PH3和NaH2PO2,产物中氢原子个数比氧原子个数多,因此反应物中除P4、NaOH外还应有H2O参与,据此可写出反应的化学方程式。由于使用的烧碱过量,所以得到的NaH2PO2应是次磷酸的正盐,即次磷酸属于一元酸。②1molP4与烧碱溶液发生反应P4+3NaOH+3H2OPH3↑+3NaH2PO2,生成1molPH3和3molNaH2PO2,3molNaH2PO2与硫酸发生反应2NaH2PO2+H2SO4Na2SO4+2H3PO2,生成3molH3PO2,3molH3PO2再发生分解反应2H3PO2PH3↑+H3PO4,又生成1.5molPH3,所以整个工业流程中共生成PH32.5mol。
13.答案 (1)2KClO3+4HCl(浓)2KCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O
(2)1∶1
(3)5H2S+8ClO2+4H2O18H++5S+8Cl-
(4)2.5
(5)①2ClO2+2I-2Cl+I2 ②Cl+4I-+4H+Cl-+2I2+2H2O ③0.675
解析 (3)ClO2的还原产物为Cl-,由加入氯化钡溶液生成白色沉淀可知,H2S的氧化产物为S。
(5)①由操作Ⅰ中溶液呈中性可判断出ClO2的还原产物为Cl,故反应的离子方程式为2ClO2+2I-I2+2Cl;②操作Ⅲ中水样的pH为1~3,故Cl的还原产物为Cl-,故反应的离子方程式为Cl+4H++4I-Cl-+2I2+2H2O。课时规范练3 物质的分类及转化
一、选择题:本题共8小题,每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2021湖北武汉部分校联考)下列关于厨房用品有效成分的说法中,错误的是( )
A.食醋:乙酸
B.白砂糖:葡萄糖
C.小苏打:碳酸氢钠
D.花生油:高级脂肪酸甘油酯
2.(2022福建厦门二模)我国明代《余东录》记载“铅块悬酒缸内,封闭四十九日,开之则化为粉矣。化不白者,炒为黄丹。”涉及物质转化如下:Pb(CH3COO)2Pb2Pb(OH)2·PbCO3PbO。下列有关说法错误的是( )
A.Pb属于电解质
B.2Pb(OH)2·PbCO3属于碱式盐
C.反应ⅰ中(CH3COO)2Pb为氧化产物
D.反应ⅲ为分解反应
3.(2022广东肇庆二模)“端砚”是中国四大名砚之一,下列关于“端砚”的描述错误的是 ( )
A.端砚的石材为硅酸盐,属于无机非金属材料
B.端砚研磨出的墨汁属于溶液
C.研磨墨汁过程涉及分子的运动
D.雕刻端砚的过程不涉及化学反应
4.(2021天津十二区县重点校联考)明代《造强水法》记载“绿矾五斤,硝五斤,将矾炒去,约折五分之一,将二味同研细,锅下起火,取气冷定,开坛则药化为水。用水入五金皆成水,惟黄金不化水中”,“硝”即硝酸钾。下列说法错误的是( )
A.“绿矾”的成分为FeSO4·7H2O
B.“研细”可在蒸发皿中进行
C.“开坛则药化为水”,“水”的主要成分是硝酸
D.“五金皆成水”,发生氧化还原反应
5.(2021广东惠州第三次调研)陶瓷、青铜器、书画作品等都是中华文化的瑰宝,其中蕴藏着丰富的化学知识。下列说法不正确的是 ( )
A.王羲之的《兰亭集序》保存完好的原因是墨的主要成分是碳单质,在常温下化学性质稳定
B.宋代王希孟《千里江山图》卷中的绿色颜料铜绿的主要成分是碱式碳酸铜
C.商代后期铸造出工艺精湛的青铜器后母戊鼎,其材质属于合金
D.“素纱襌衣”所用的蚕丝的主要成分是纤维素,属于天然高分子化合物
6.(2021安徽“江南十校”第一次联考)《中国诗词大会》以“赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美”为主题,不仅弘扬了中国传统文化,还蕴含着许多化学知识。下列诗词分析不正确的是( )
A.“嫘祖栽桑蚕吐丝,抽丝织作绣神奇”中的“丝”不耐酸碱
B.“煮豆燃豆萁,豆在釜中泣”中的能量变化主要是化学能转化为热能
C.“墨滴无声入水惊,如烟袅袅幻形生”中的“墨滴”具有胶体的性质
D.“独忆飞絮鹅毛下,非复青丝马尾垂”中的“飞絮”“鹅毛”的主要成分都是蛋白质
7.(2021浙江温州十校联考)已知NaCl在不同的溶剂中可以形成不同的分散系:①NaCl晶体溶解在水中形成无色透明的溶液(分散系①);②NaCl晶体分散在乙醇中形成无色透明的胶体(分散系②)。下列说法正确的是( )
A.分散系①中分散质的粒子直径为1~100 nm
B.分散系②与云、雾为同一种类型的分散系
C.分散系②中分散质粒子的直径小于分散系①
D.两种分散系都有丁达尔效应
8.(2021辽宁模拟预测)仁化土法造纸技艺是广东省非物质文化遗产之一。以嫩竹为原料,以石灰泡制成纸浆,再经多道工序加工成纸。下列有关说法正确的是( )
A.纸是合成高分子材料
B.纸完全燃烧剩余的灰烬与纤维素无关
C.石灰在造纸过程中不发生化学变化
D.石灰的化学式为Ca(OH)2,是一种强碱
二、选择题:本题共4小题,每小题有一个或两个选项符合题目要求。
9.(2021河北邯郸六校联考)部分单质到盐的转化关系可表示为:
下述转化关系不正确的是( )
A.CuCuOCu(OH)2CuCl2
B.MgMgOMgCl2MgSO4
C.CCO2H2CO3CaCO3
D.SSO2H2SO3Na2SO3
10.(2021湖南长郡中学检测)甲、乙、丙有如图所示的转化关系(“→”表示反应一步实现,部分物质和反应条件已略去)。下列各组物质按照甲、乙、丙的顺序不符合要求的是 ( )
A.C、CO、CO2
B.KOH、K2CO3、KNO3
C.CO2、CaCO3、CaCl2
D.Fe2O3、FeCl3、Fe(OH)3
11.(2021山东邹城期末)某科研人员提出:HCHO与O2在羟基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成CO2和H2O。该历程示意图如下(图中只画出了HAP的部分结构)。
下列说法正确的是( )
A.用HAP高效去除居室污染,符合绿色化学理念
B.在反应示意图中,有C—H的断裂和CO的形成
C.根据图示信息,CO2分子中的氧原子并非全部来自O2
D.反应前后分子种类、原子种类均发生了变化
12.(2022陕西西安模拟)如图是铜及部分含铜粒子的化合价与电荷数关系图。下列推断合理的是( )
A.Cu变成a可以加入稀盐酸
B.Cu(OH转化成Cu(OH)2需要加碱
C.在酸性环境中,Cu2O可以反应生成a和CuO
D.如果将高铜酸根离子(Cu)填入坐标,应该填在b的位置
三、非选择题:本题共3小题。
13.要准确掌握化学基本概念和研究方法。按要求回答下列问题:
(1)下列是某同学对有关物质进行分类的列表:
分类 碱 酸 盐
第一组 Na2CO3 H2SO4 NaHCO3
第二组 NaOH HCl NaCl
分类 碱性氧化物 酸性氧化物
第一组 CaO CO2
第二组 Na2O CO
第一组和第二组分类均有错误,其错误的物质分别是 、 (填化学式)。
(2)一个密闭容器中放入M、N、Q、P四种物质,在一定条件下发生化学反应,一段时间后,测得有关数据如下表。
物质 M N Q P
反应前质量/g 50 1 3 12
反应后质量/g x 26 3 30
①该变化的基本反应类型是 反应;
②物质Q在反应中可能起的作用是 。
14.(2021福建泉州一中检测)A~E是常见的物质:盐酸、氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠、二氧化碳中的某一种。A可用于金属表面除锈,B可用来改良酸性土壤。它们相互之间发生反应或转化的关系如图所示(“-”表示两种物质间能发生反应,“→”表示两种物质间的转化关系)。
(1)A、C的化学式分别为 、 。
(2)D在生活和生产中的一种用途是 。
(3)E→D反应的化学方程式为 。
(4)B与少量D反应的化学方程式为 。
15.基于核心元素认识物质,是研究物质的重要视角,为我们认识物质的性质和实现物质转化提供了思路。下图是碳及其化合物的“价—类”二维图:
(1)分别写出Y、Z的化学式: 、 。
(2)碳元素形成的X可能有多种,它们之间互为 ,其物理性质 。
(3)向NaOH溶液中通入少量CO2可生成Na2CO3,化学方程式为 。
(4)除去Na2CO3固体中的少量NaHCO3,采取的方法是 ,反应的化学方程式为 。
参考答案
课时规范练3 物质的分类及转化
1.B 解析 白砂糖的主要成分是蔗糖。
2.A 解析 Pb为单质,既不是电解质也不是非电解质,A项错误;2Pb(OH)2·PbCO3中含有两种阴离子,其中一种阴离子为OH-,所以为碱式盐,B项正确;反应ⅰ中Pb元素化合价升高生成(CH3COO)2Pb,所以(CH3COO)2Pb为氧化产物,C项正确;反应ⅲ的化学方程式应为2Pb(OH)2·PbCO33PbO+CO2↑+2H2O,属于分解反应,D项正确。
3.B 解析 硅酸盐属于无机非金属材料,A项正确;墨汁一般属于胶体,B项错误;研磨墨汁过程涉及分子的运动,C项正确;雕刻端砚的过程为物理变化,D项正确。
4.B 解析 “绿矾”的成分是FeSO4·7H2O,A正确;“研细”是将物质进行研磨,应在研钵中进行,不能在蒸发皿中进行研磨,B错误;“水”能溶解除了黄金之外的五金,说明“水”具有强氧化性,其主要成分是HNO3,C正确;“五金”都是金属单质,与HNO3反应生成硝酸盐,属于氧化还原反应,D正确。
5.D 解析 古代书画作品中使用的墨,其主要成分是碳单质,碳单质在常温下化学性质稳定,不易被氧化,A正确;铜绿的主要成分是碱式碳酸铜,其化学式为Cu2(OH)2CO3,B正确;青铜器后母戊鼎是铜锡合金,C正确;蚕丝的主要成分是蛋白质,属于天然高分子化合物,D错误。
6.D 解析 蚕丝的主要成分是蛋白质,在酸、碱性溶液中可发生水解反应,故不耐酸碱,A正确;燃烧过程中化学能转化为热能,B正确;墨水是胶体,具有胶体的性质,C正确;“飞絮”的主要成分是纤维素,D错误。
7.B 解析 分散系①是溶液,其分散质粒子直径小于1nm,A错误;分散系②是胶体,与云、雾所属的分散系类型相同,B正确;胶体的分散质粒子直径大于溶液的分散质粒子直径,C错误;分散系①不能产生丁达尔效应,D错误。
8.B 解析 纸是天然高分子材料,A项错误;纤维素完全燃烧没有灰烬,灰烬通常为无机盐,B项正确;石灰在造纸过程中会与水等反应,C项错误;石灰的化学式为CaO,D项错误。
9.AB 解析 CuO不能与水反应生成Cu(OH)2,A错误;MgCl2不能与Na2SO4发生反应,B错误;碳在氧气中燃烧生成CO2,CO2与水反应生成H2CO3,H2CO3与氢氧化钙反应生成CaCO3沉淀,C正确;硫在氧气中燃烧生成SO2,SO2与水反应生成H2SO3,H2SO3与NaOH反应生成Na2SO3,D正确。
10.B 解析 C和少量O2生成CO,CO和O2生成CO2,CO2和C在高温下生成CO,A正确;KNO3不能一步转化为K2CO3,B错误;CO2与Ca(OH)2溶液反应生成CaCO3,CaCO3与盐酸反应生成CaCl2,CaCl2与Na2CO3反应生成CaCO3,C正确;Fe2O3与盐酸反应生成FeCl3,FeCl3与NaOH溶液反应生成Fe(OH)3,Fe(OH)3与盐酸反应生成FeCl3,D正确。
11.BC 解析 “绿色化学”是从源头上消除或减少污染,并非治理污染,故用HAP高效去除居室污染,不符合绿色化学理念,A错误;由图可知,在HAP作用下,HCHO与O2反应生成H2O和CO2,该过程中HCHO分子中C—H断裂,形成了CO2中的CO,B正确;由过渡态结构可知,CO2分子中的两个氧原子,一个来自O2,另一个来自HCHO,C正确;化学反应前后,原子的种类不变,分子的种类发生了变化,D错误。
12.D 解析 a中Cu元素为+2价,在酸性条件下,Cu变为a需要失去电子,发生氧化反应,故需要加入强氧化剂,盐酸不能与铜反应,A项错误;由题图可知,Cu(OH)2转化为Cu(OH需要碱性条件,而Cu(OH转化成Cu(OH)2需要酸性条件,B项错误;Cu2O中铜元素为+1价,在酸性条件下可以发生歧化反应生成Cu2+和单质铜,C项错误;Cu中铜元素为+3价,且带1个单位负电荷,应该填在b的位置,D项正确。
13.答案 (1)Na2CO3 CO (2)①分解 ②催化作用
解析 (1)第一组中碳酸钠属于盐,不属于碱;第二组中CO不属于酸性氧化物。(2)①根据表中数据分析,M为反应物,N、P为生成物,反应类型为分解反应;②物质Q反应前后质量没有变化,若参与反应则可能为催化剂,起催化作用。
14.答案 (1)HCl NaOH (2)光合作用的原料、灭火等
(3)Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑
(4)CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O
解析 A可用于金属表面除锈,B可用来改良酸性土壤,则A为稀盐酸,B为氢氧化钙;A与C、E能反应,B与D、E能反应,由于盐酸能与氢氧化钠、碳酸钠反应,氢氧化钙能与二氧化碳、碳酸钠反应,则E为Na2CO3,C为NaOH,D为CO2。
15.答案 (1)CO H2CO3 (2)同素异形体 不同
(3)2NaOH+CO2Na2CO3+H2O
(4)充分加热 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O(共58张PPT)
第4讲 氧化还原反应的概念及规律
第二章
内容索引
01
02
强基础 增分策略
增素能 精准突破
研专项 前沿命题
03
【课程标准】
1.认识有化合价变化的反应是氧化还原反应,了解氧化还原反应的本质是电子的转移。
2.知道常见的氧化剂和还原剂。
3.认识元素在物质中可以具有不同价态,可通过氧化还原反应实现含有不同价态同种元素的物质的相互转化。
强基础 增分策略
一、氧化还原反应
1.氧化还原反应的本质和特征
2.氧化还原反应的基本概念及联系
3.从三个角度认识氧化还原反应
项目 氧化反应 还原反应 氧化还原反应
得氧失氧 物质得氧的反应 物质失氧的反应 有物质得氧、失氧的反应
化合价 变化 元素化合价升高的反应 元素化合价降低的反应 有元素化合价升降的反应
电子转移 失去电子(或电子对偏离)的反应 得到电子(或电子对偏向)的反应 有电子发生转移(得失或偏移)的反应
4.氧化还原反应中电子转移的表示方法
5.四种基本反应类型与氧化还原反应的关系
应用提升 四种基本反应类型与氧化还原反应关系的解读
(1)所有的置换反应都是氧化还原反应;所有的复分解反应都是非氧化还原反应。
(2)有单质参与的化合反应是氧化还原反应;有单质生成的分解反应是氧化还原反应。
(3)有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应,如3O2 2O3等。
旁栏边角 必修第一册第一章第三节
阅读教材“思考与讨论”,判断下列说法的正误。
(1)在反应2CuO+C 2Cu+CO2↑中,铜元素被还原,碳元素被氧化。
( √ )
(2)在反应Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2中,Fe2O3发生还原反应,CO发生氧化反应。( √ )
(3)在氧化还原反应中,一种元素被氧化,必定有另一种元素被还原。
( × )
(4)物质发生氧化反应,所含元素化合价升高;发生还原反应,所含元素化合价降低。( √ )
易错辨析 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)在氧化还原反应中,被氧化和被还原的物质不能是同种物质。( × )
(2)合成氨反应中,N2作氧化剂,发生还原反应,故NH3只是还原产物。
( × )
(3)在Na2O2与CO2的反应中,生成1 mol O2时转移4 mol电子。( × )
(4)反应SO2+H2O2 === H2SO4是氧化还原反应,也是化合反应。( √ )
二、氧化剂和还原剂
1.氧化剂和还原剂
(1)常见的氧化剂
常见氧化剂包括某些非金属单质、含有高价态元素的化合物、过氧化物等。例如:
(2)常见的还原剂
常见还原剂包括活泼的金属单质、非金属离子及低价态化合物、低价金属阳离子、非金属单质及其氢化物等。例如:
2.氧化性和还原性
(1)氧化性 氧化剂得到电子的能力(或性质)
氧化剂在反应中表现出来的性质。例如,在反应Fe+H2SO4 === FeSO4+H2↑中, H2SO4 作氧化剂,表现出氧化性。
(2)还原性 还原剂失去电子的能力(或性质)
还原剂在反应中表现出来的性质。例如,在反应3Cu+8HNO3(稀) === 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O中, Cu 作还原剂,表现出还原性。
(3)性质与元素价态的关系
元素化合价处于中间价态的物质既有氧化性,又有还原性:
应用提升 性质与元素价态的关系解读
(1)物质所含元素处于最高价,只具有氧化性;物质所含元素处于最低价,只具有还原性。
(2)物质所含元素的化合价处于中间价态,既有氧化性又有还原性,但以其中一种性质为主。例如,Fe2+、 主要表现还原性,H2O2主要表现氧化性。
易错辨析 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)实现“Br2→Br-”的转化过程,必须加入较强的还原剂。( × )
(2)反应Cl2+2NaOH === NaCl+NaClO+H2O中,Cl2既是氧化剂又是还原剂。
( √ )
(3)向H2O2溶液中滴加FeCl3溶液,产生大量气泡,说明Fe3+具有氧化性。
( × )
(4)向3 mL KI溶液中滴加几滴溴水,振荡,再滴加1 mL淀粉溶液,溶液显蓝色,则Br2的氧化性比I2的强。( √ )
增素能 精准突破
考点一
氧化还原反应的基本概念及关系
【能力概述】
【新教材·新高考】
新 教 材 变化 增加了图1-14(4种基本类型的反应与氧化还原反应的关系)、“科学史话”(氧化还原反应概念的发展)、“思考与讨论”等
新 高 考 高频考点 从近两年新高考试题来看,氧化还原反应的基本概念及关系仍是新高考选择题的命题热点
预测考向 预测2023年高考可能会在选择题中考查氧化还原反应的基本概念及关系,题目难度中等
典例突破
(双选)(2021山东卷,13)实验室中利用固体KMnO4进行如图实验,下列说法错误的是( )
A.G与H均为氧化产物
B.实验中KMnO4只作氧化剂
C.锰元素至少参与了3个氧化还原反应
D.G与H的物质的量之和可能为0.25 mol
答案 BD
解析 加热KMnO4固体的反应中,氧元素化合价由-2价升高至0价被氧化,加热K2MnO4、MnO2与浓盐酸的反应中,氯元素化合价由-1价升高至0价被氧化,因此O2和Cl2均为氧化产物,A正确;KMnO4固体受热分解过程中,锰元素化合价降低被还原,部分氧元素化合价升高被氧化,因此KMnO4既是氧化剂也是还原剂,B错误;在反应过程中含锰元素的物质及化合价的变化
为 ,锰元素至少参加了3个氧化还
原反应,C正确;每生成1 mol O2转移4 mol电子,每生成1 mol Cl2转移2 mol电子,若KMnO4转化为MnCl2的过程中得到的电子全部是Cl-生成Cl2所失去的电子,则气体的物质的量最大,由2KMnO4~5Cl2可知,生成气体的物质的量应为0.25 mol,但该气体中一定含有O2,因此最终所得气体的物质的量小于0.25 mol,D错误。
考题点睛
针对训练
1.(2022浙江6月选考)
关于反应Na2S2O3+H2SO4 ══ Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,下列说法正确的是( )
A.H2SO4发生还原反应
B.Na2S2O3既是氧化剂又是还原剂
C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
D.1 mol Na2S2O3发生反应,转移4 mol电子
答案 B
解析 H2SO4转化为硫酸钠和水,其中所含元素的化合价均未发生变化,故没有发生还原反应,A项错误;Na2S2O3中的S的化合价为+2价,其发生歧化反应生成S(0价)和SO2(+4价),故其既是氧化剂又是还原剂,B项正确;该反应的氧化产物是SO2,还原产物为S,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1,C项错误;根据其中S元素的化合价变化情况可知,1 mol Na2S2O3发生反应,要转移2 mol电子,D项错误。
2.(双选)(2022青岛通济实验学校月考)海水提溴过程中,将溴吹入吸收塔,使溴蒸气和吸收剂二氧化硫发生反应以达到富集的目的,化学反应为Br2+SO2+2H2O ══ 2HBr+H2SO4,下列说法正确的是( )
A.溴发生了还原反应
B.二氧化硫在反应中被还原
C.溴在反应中得到电子
D.该反应既是化合反应又是氧化还原反应
答案 AC
解析 因Br元素的化合价由0降低为-1价,Br2在反应中作氧化剂,表现氧化性,发生了还原反应,A项正确;S元素的化合价由+4价升高到+6价,SO2作还原剂,被氧化,B项错误;Br元素的化合价由0降低为-1价,则Br2在反应中得到电子,C项正确;该反应的生成物有两种,不属于化合反应,反应中溴元素、硫元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,D项错误。
归纳总结
基于元素价态变化,理解氧化还原反应的概念及联系
考点二
物质的氧化性和还原性的强弱比较
【能力概述】
【新教材·新高考】
新 教 材 变化 新教材只介绍了“氧化剂和还原剂”,提及氧化性和还原性,未涉及其强弱比较
新 高 考 高频考点 从近两年新高考试题来看,氧化还原反应的基本概念题中涉及氧化性、还原性的强弱比较
预测考向 预测2023年高考可能会在选择题中考查氧化还原反应的基本概念及关系、氧化性和还原性的比较等
典例突破
(2021山东肥城一模)某校学习小组学生在实验室中设计实验探究物质的氧化性和还原性,涉及如下反应:①K2Cr2O7+14HCl(浓) === 2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O;②Cr+2HCl(稀) === CrCl2+H2↑;
③2KMnO4+16HCl(稀) === 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。下列说法正确的是( )
A.氧化性:K2Cr2O7>KMnO4>Cl2
B.反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶1
C.向金属Cr中滴入浓硝酸无明显变化,说明两者不能发生反应
D.向Cr2(SO4)3溶液中滴入酸性KMnO4溶液,可发生反应:
答案 D
解析 根据反应①~③分别可得,氧化性:K2Cr2O7>Cl2、HCl>CrCl2、KMnO4>Cl2,①中使用浓盐酸,③中使用稀盐酸,则氧化性: KMnO4>K2Cr2O7,A错误。反应③中,氧化剂是KMnO4,还原剂是HCl,根据得失电子守恒可知,氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶5,B错误。②中Cr与稀盐酸反应生成H2,向金属Cr中滴入浓硝酸无明显变化,可能是发生了钝化,C错误。由于氧化性:KMnO4>K2Cr2O7,向Cr2(SO4)3溶液中滴入酸性KMnO4溶液,可发生氧化还原反应,Cr3+被氧化为
考题点睛
针对训练
1.已知2Fe3++2I- ══ I2+2Fe2+、2Fe2++Br2 ══ 2Br-+2Fe3+。现向含有FeBr2、FeI2的溶液中通入一定量的氯气,再向反应后的溶液中滴加少量的KSCN溶液,结果溶液变为红色,则下列叙述中正确的是( )
①氧化性:Br2>Fe3+>I2
②原溶液中Br-一定被氧化
③通入氯气后,原溶液中的Fe2+一定被氧化
④不能确定通入氯气后的溶液中是否还存在Fe2+
⑤若取少量所得溶液,加入CCl4后静置,向上层溶液中加入足量的AgNO3溶液,只产生白色沉淀,说明原溶液中Fe2+、Br-均被完全氧化
A.①②③④ B.①③④⑤ C.②④⑤ D.①③⑤
答案 B
解析 由已知的两个化学方程式及同一个反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知,氧化性:Fe3+>I2、Br2>Fe3+,故①正确;向溶液中滴加KSCN溶液,溶液变为红色说明溶液中含有Fe3+,则说明溶液中无I-存在,又因为氧化性:Cl2>Br2>Fe3+>I2,氯气的量不确定,则Br-不一定被氧化,故②错误,③正确;由上述分析可知溶液中存在Fe3+,但不能确定所有的Fe2+均被氧化为Fe3+,故④正确;上层溶液中若含Br-,则产生淡黄色沉淀,若含I-,则产生黄色沉淀,由题知只产生白色沉淀,则说明溶液中含Cl-,不含Br-和I-,即溶液中的Fe2+、Br-均被完全氧化,故⑤正确。
2.有下列四个反应:
①Cl2+FeI2 === FeCl2+I2
②2Fe2++Br2 === 2Fe3++2Br-
③2KMnO4+16HCl(浓) === 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
④Cl2+2Br- === 2Cl-+Br2
下列说法正确的是( )
A.反应①②③④中的氧化产物依次是I2、Fe3+、MnCl2、Br2
B.氧化性:KMnO4>Cl2>Br2>Fe3+>I2
C.根据反应①一定可以推理得到Cl2+FeBr2 === FeCl2+Br2
D.在反应③中,当有1 mol KMnO4参加反应时,有8 mol HCl被氧化
答案 B
解析 反应③中锰元素由+7价降低到+2价,MnCl2是还原产物,A错误。氧化还原反应中,氧化性:氧化剂>氧化产物;根据反应①~④分别可得氧化性: Cl2>I2、Fe3+>I2、Br2>Fe3+、KMnO4>Cl2、Cl2>Br2,综合可得氧化性: KMnO4>Cl2>Br2>Fe3+>I2,B正确。根据①可得氧化性:Cl2>I2,根据②得Fe2+的还原性强于Br-,无法推理得到Cl2+FeBr2 === FeCl2+Br2,C错误。反应③中,有1 mol KMnO4参与反应,同时消耗8 mol HCl,其中只有5 mol HCl被氧化,D错误。
归纳总结
基于“性质强弱规律”,巧解物质的氧化性和还原性比较的题目
(1)熟记物质的性质强弱规律:
①氧化性:氧化剂>氧化产物;
②还原性:还原剂>还原产物。
(2)巧用反应先后的两个规律:
①同一还原剂与多种氧化剂反应时,氧化性强的物质优先发生反应,常见氧化剂的氧化性:KMnO4(H+)>Cl2>Br2>Fe3+>H+。
②同一氧化剂与多种还原剂反应时,还原性强的物质优先发生反应,常见还原剂的还原性:S2-> >I->Fe2+>Br-。
(3)利用“假设法”判断氧化还原反应能否发生。假设某反应能够发生,依据该反应判断氧化性(或还原性)的强弱,再与题干中给出的物质的氧化性(或还原性)对照,若其强弱顺序一致,则此反应能够发生,否则,不能发生。
研专项 前沿命题
氧化还原反应的基本规律及应用
题型 考查内容 选择题 非选择题 考查知识 侧重考查氧化还原反应的“强弱”“价态律”“先后律”“守恒律”等
核心素养 宏观辨识与微观探析、变化观念
考向1“价态转化”规律及应用
例1.(2021浙江6月选考,8)关于反应K2H3IO6+9HI === 2KI+4I2+6H2O,下列说法正确的是( )
A.K2H3IO6发生氧化反应
B.KI是还原产物
C.生成12.7 g I2时,转移0.1 mol电子
D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为7∶1
思路指导
答案 D
突破方法
“价态转化”规律及分析
(1)“价态归中”规律
含有不同价态的同种元素物质间发生氧化还原反应时,该元素的价态变化一定遵循“高价+低价→中间价”,即“价态相邻能共存,价态相间能归中,归中价态不交叉,价升价降只靠拢”。例如:
(2)“价态歧化”规律
同一元素发生氧化还原反应生成不同价态的物质时,该元素的价态变化一定遵循“中间价态→高价态+低价态”,不会出现“一边倒”的现象,即生成物中该元素的价态不能都比反应物中该元素价态高,或都比反应物中该元素价态低。具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生“歧化反应”,例如,
针对训练
1.(2021湖南卷,8)KIO3常用作食盐中的补碘剂,可用“氯酸钾氧化法”制备,该方法的第一步反应为6I2+11KClO3+3H2O 6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑。下列说法错误的是( )
A.产生22.4 L(标准状况)Cl2时,反应中转移10 mol e-
B.反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11∶6
C.可用石灰乳吸收反应产生的Cl2制备漂白粉
D.可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中 的存在
答案 A
解析 本题考查了氧化还原反应原理的分析与物质的检验、用途等知识。
反应中的电子转移情况为: 。
据此可知,生成1 mol Cl2时,反应中转移20 mol e-,A项错误;根据电子转移情况,可判断反应中碘单质作还原剂,氯酸钾作氧化剂,故氧化剂与还原剂的物质的量之比是11∶6,B项正确;工业上常将氯气通入石灰乳中制得漂白粉,C项正确;酸化的碘化钾溶液可与食盐中的碘酸根发生归中反应生成碘单质( +5I-+6H+ === 3I2+3H2O),淀粉遇碘单质变蓝,D项正确。
2.关于反应4O2F2+H2S === SF6+2HF+4O2,下列说法正确的是( )
A.O2F2在该反应中同时发生氧化反应和还原反应
B.O2是氧化产物
C.氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1
D.若2.24 L H2S被氧化,则转移电子为0.8 mol
答案 C
解析 O2F2中氧元素:+1价→0价,氟元素未变价,则O2F2在该反应中只发生还原反应,A错误;氧元素化合价降低,发生还原反应,则O2是还原产物,B错误;硫元素化合价由-2价升高到+6价,H2S是还原剂,故氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1,C正确;1 mol H2S被氧化,转移8 mol电子,题目未指明2.24 L H2S是否处于标准状况,不能确定转移电子的物质的量,D错误。
考向2“反应先后”规律及应用
例2.(2021辽宁师大附中期末)已知氧化性:Cl2>Br2>Fe3+>I2。向FeBr2、FeI2的混合溶液中通入适量氯气,溶液中某些离子的物质的量变化如图所示。下列有关说法不正确的是( )
A.曲线d代表溶液中Br-变化情况
B.原溶液中FeI2的物质的量为2 mol
C.原溶液中n(Fe2+)∶n(Br-)=2∶3
D.当通入2 mol Cl2时,溶液中离子反应为2I-+2Fe2++2Cl2 === I2+2Fe3++4Cl-
思路指导
答案 B
突破方法
“反应先后”规律及应用
当一种氧化剂与多种还原剂(或一种还原剂与多种氧化剂)反应时,若氧化剂(或还原剂)的量不足时,要考虑还原剂的还原性(或氧化剂的氧化性)强弱,判断物质发生反应的先后顺序。
(1)同种还原剂与多种氧化剂的反应
在浓度相差不大的溶液中,若同时含有多种氧化剂,加入还原剂时,将按照物质的氧化性由强到弱的顺序依次发生反应。例如,向CuCl2、FeCl3的混合溶液中加入铁粉,由于氧化性:Fe3+>Cu2+,Fe先与Fe3+反应生成Fe2+,剩余铁粉再与Cu2+发生置换反应。
(2)同种氧化剂与多种还原剂的反应
在浓度相差不大的溶液中,若同时含有多种还原剂,加入氧化剂时,将按照物质的还原性由强到弱的顺序依次发生反应。例如,在FeBr2和FeI2混合液中通入Cl2时,由于还原性:I->Fe2+>Br-,故被Cl2氧化的先后顺序为I-、Fe2+、Br-。
针对训练
3.在硫酸铁溶液中,加入少量铜粉至完全溶解后,又加入一定量铁粉,充分反应后有残余固体,则下列判断正确的是( )
A.最后得到的溶液中只含Cu2+
B.残余固体一定全部是铜
C.残余固体可能为铁、铜的混合物
D.最后得到的溶液中含有Fe3+
答案 C
解析 根据题意分析可知,发生的反应有:Cu+2Fe3+ === Cu2++2Fe2+,Fe+Cu2+ === Fe2++Cu,Fe+2Fe3+ === 3Fe2+。由于氧化性:Fe3+>Cu2+,则铁粉先和Fe3+反应,再和Cu2+反应,经分析存在几种情况:①加入铁粉过量,剩余固体铁、铜,溶液为FeSO4溶液;②加入铁粉少量,剩余固体为铜,溶液为FeSO4和CuSO4的混合溶液;③加入铁粉恰好与溶液中的Fe3+与Cu2+反应完,剩余固体铜,溶液为FeSO4溶液。
4.(双选)向含Fe2+、I-、Br-的溶液中通入过量的氯气,溶液中四种粒子的物质的量变化如图所示,已知:b-a=5,线段Ⅳ表示一种含氧酸,且Ⅰ和Ⅳ表示的物质中含有相同的元素。下列说法不正确的是( )
A.线段Ⅱ表示Fe2+的变化情况
B.线段Ⅳ发生反应的离子方程式为I2+5Cl2+12OH- ══ 2 +10Cl-+6H2O
C.根据图像可计算a=5
D.原溶液中c(Fe2+)∶c(I-)∶c(Br-)=2∶1∶3
答案 BC
解析 向仅含Fe2+、I-、Br-的溶液中通入适量氯气,还原性:I->Fe2+>Br-,首先发生反应2I-+Cl2 ══ I2+2Cl-,I-反应完全后,再发生反应2Fe2++Cl2 ══ 2Fe3++2Cl-,Fe2+反应完全后,又发生反应:2Br-+Cl2 ══ Br2+2Cl-,故线段Ⅰ代表I-的变化情况,线段Ⅱ代表Fe2+的变化情况,线段Ⅲ代表Br-的变化情况,故A项正确;线段Ⅳ表示一种含氧酸,且Ⅰ和Ⅳ表示的物质中含有相同的元素,该元素为I元素,2I-+Cl2 ══ I2+2Cl-,消耗1 mol氯气,所以碘原子的物质的量为2 mol,反应Ⅳ消耗氯气的物质的量为5 mol,根据得失电子守恒,设该含氧酸中碘元素的化合价为x,(x-0)×2 mol=5 mol×2,解得x=+5,则该含氧酸为HIO3,离子方程式为I2+5Cl2+6H2O══2 +10Cl-+12H+,故B项错误;
根据反应离子方程式可知溶液中n(I-)=2n(Cl2)=2 mol,溶液中n(Fe2+)=2n(Cl2)=2×(3 mol-1 mol)=4 mol,Fe2+反应完毕,根据电荷守恒可知n(I-)+n(Br-)=2n(Fe2+),故n(Br-)=2n(Fe2+)-n(I-)=2×4 mol-2 mol=6 mol,根据2Br-+Cl2 ══ Br2+2Cl-可知,溴离子反应需要氯气的物质的量为3 mol,故a=3+3=6,故C项错误;根据以上分析,原溶液中c(Fe2+)∶c(I-)∶c(Br-) =4∶2∶6=2∶1∶3,故D项正确。课时规范练5 离子共存 离子的检验与推断
一、选择题:本题共8小题,每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2022福建莆田三模)下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.无色透明溶液中:N、K+、Mn、S
B.使甲基橙变红的溶液中:Na+、Ca2+、ClO-、N
C.中性溶液中:Fe3+、Al3+、S、Cl-
D.KNO3溶液中:Fe2+、Mg2+、S、Cl-
2.(2021湖南雅礼中学检测)某溶液中含有K+、Fe3+、S、C、I-中的几种。取样,滴加KSCN溶液后显红色,为确定该溶液的组成,还需检验的离子是( )
A.K+ B.I-
C.S D.C
3.(2022辽宁一模)常温下,下列各组离子在指定溶液中可能大量共存的是( )
A.含N的溶液中:C、Si、S、Na+
B.由水电离产生c(OH-)=1×10-13 mol·L-1的溶液中:K+、Na+、I-、C2
C.在有色透明溶液中:K+、Fe2+、[Fe(CN)6]3-、N
D.加入甲基橙显黄色的溶液:Fe3+、Ba2+、Br-、K+
4.(2021辽宁沈阳一模)下列实验操作、现象和结论都正确的是( )
选项 实验操作 实验现象 结论
A 某溶液中加入稀硫酸 生成淡黄色沉淀和刺激性气味的气体 原溶液中一定含有S2
B 某溶液中加入稀盐酸 产生无色无味气体使澄清石灰水变浑浊 原溶液中一定含有C
C 常温下,铝放置于浓硝酸中 无明显变化 铝在浓硝酸中发生钝化
D 用铂丝蘸取某物质在酒精灯上灼烧 透过蓝色钴玻璃火焰呈紫色 该物质是含有钾元素的盐
5.(2021山东实验中学第一次诊断)常温下,下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是( )
A.=10-12的溶液中:N、Cu2+、N、S
B.滴加KSCN溶液显红色的溶液中:N、K+、Cl-、I-
C.0.1 mol·L-1的NaHCO3溶液中:Fe3+、K+、Cl-、S
D.水电离产生的c(OH-)=10-12 mol·L-1的溶液中:Na+、Al3+、Cl-、N
6.(2022陕西渭南一模)下列各组离子在指定环境中一定能大量共存的是( )
A.使pH试纸显深红色的溶液中:Fe3+、S、S2-、Cl-
B.与铝粉反应放出氢气的无色溶液中:N、Al3+、Na+、S
C.使红色石蕊试纸变蓝的溶液中:S、Na+、C、K+
D.水电离的OH-浓度为10-12 mol·L-1的溶液中:Mg2+、N、Al、S
7.(2021山东临沂一模)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A.“84”消毒液中:Si、C、Na+、K+
B.=10-12的溶液中:N、Ca2+、Cl-、N
C.0.1 mol·L-1 NaAlO2溶液中:HC、N、S、Fe3+
D.pH=1的溶液中:Na+、K+、Cl-、S2
8.(2022辽宁抚顺月考)一瓶无色澄清的溶液,其中可能含有H+、N、Na+、Al3+、Fe3+、I-、N、C、S、Al。取该溶液进行以下实验:
①用pH试纸检验,溶液呈强酸性;
②取溶液适量,加入少量CCl4和数滴新制氯水,振荡,CCl4层呈紫红色;
③该溶液的焰色试验没有黄色。
根据以上实验结果,下列推断正确的是( )
A.向该溶液中加入BaCl2不一定能观察到白色沉淀
B.可以确定没有Na+、Fe3+、C、Al,不能确定是否有N
C.该溶液可能是NH4NO3与HI的混合
D.一定没有Al3+、C和N
二、选择题:本题共4小题,每小题有一个或两个选项符合题目要求。
9.(2021山东烟台期末)某溶液中含有大量的K+、Cl-及X与Y两种离子,现向该溶液逐滴加入W试剂或进行某种操作,根据实验现象得到的关于X、Y离子的推断合理的是 ( )
选项 W试剂 实验现象 关于X、Y离子的推测
A 淀粉KI溶液 溶液变蓝 Fe3+、S
B 用pH试纸检测 pH=7(常温) CH3COO-、Na+
C 硝酸酸化的AgNO3溶液 白色沉淀 C、N
D 过量NaOH溶液 无明显现象 Al3+、Mg2+
10.(2021安徽合肥第二次质检)在给定的四种溶液中,加入以下各组离子,各组离子能在原溶液中大量共存的是( )
A.所含溶质为NaHSO4的溶液:加入K+、C、N、Na+
B.滴加酚酞变红的溶液:加入S、Cu2+、K+、Cl-
C.含有大量S的溶液:加入K+、Cu2+、Cl-、N
D.常温下,加入铁粉能生成H2的溶液:Na+、Ca2+、Cl-、C
11.(2021山东肥城二模)某绿色溶液A含有H+、Na+、Mg2+、Fe2+、Cu2+、S、Cl-、C和HC中的若干种。取该溶液进行如下实验(已知Ag2SO4微溶于水,可溶于硝酸):
①向溶液中滴加Ba(OH)2溶液,过滤,得到不溶于酸的白色沉淀和绿色溶液B;
②取滤液B,先用HNO3酸化,再滴加0.001 mol·L-1 AgNO3溶液,有白色沉淀生成。
下列说法不正确的是( )
A.溶液A中一定存在H+、S和Cl-
B.溶液A中不存在Mg2+、C和HC,不能确定Na+的存在
C.第②步生成的白色沉淀中含有AgCl和Ag2SO4
D.溶液A中存在Fe2+与Cu2+中的一种或两种,且可用NaOH溶液判断
12.(2021河北唐山二模)某溶液甲呈强酸性,可能含有Na+、K+、Fe2+、Al3+、N、S、S、Cl-、N中的若干种,为确定溶液甲的成分,进行如下实验。下列说法正确的是( )
A.溶液甲中肯定存在Fe2+、Al3+、N、S、Na+
B.不能确定溶液甲中是否含有Na+、K+、Al3+和Cl-
C.溶液甲中一定不存在S、N
D.沉淀2是Fe(OH)3,沉淀3是Al(OH)3,均能完全溶于过量的溶液丙中
三、非选择题:本题共3小题。
13.(2021山东德州期末)元素化合物在日常生活、化工生产和环境科学中有着重要的用途。
(1)当皮肤划破时可用FeCl3溶液应急止血,用氯化铁固体配制成450 mL 0.1 mol·L-1的溶液,配制过程中所需要的玻璃仪器有量筒、玻璃棒、烧杯、 。
(2)生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C)。X在足量的空气中高温煅烧,生成有磁性的固体Y,将Y溶于过量盐酸后,溶液中大量存在的阳离子有 (填离子符号)。
(3)高铁酸钾(K2FeO4)是一种既能杀菌消毒、又能絮凝净水的水处理剂。其工业制备反应为Fe(OH)3+ClO-+OH-Fe+Cl-+H2O(未配平),每生成1 mol K2FeO4,转移的电子数为 NA。
(4)自然界中Cr主要以+3价和+6价形式存在。Cr2中的Cr能引起细胞的突变,在酸性条件下可用亚硫酸钠将Cr2还原。其离子方程式为 。
(5)某透明溶液仅含Na+、Fe2+、Ba2+、Al3+、N、Cl-、S中的4种离子,且均为1 mol。向该溶液中加入过量的稀硫酸,有气泡产生,且溶液中阴离子种类不变(不考虑水的电离和离子的水解)。则溶液中存在的离子是 。
14.(2021天津部分区期末联考)某无色透明溶液中可能大量存在Ag+、Mg2+、Fe3+、Cu2+、Na+、Cl-、C、OH-和N中的几种。请回答下列问题:
(1)不做任何实验就可以判断原溶液中不存在的离子是 。
(2)取少量原溶液,加入过量稀盐酸,有白色沉淀生成,再加入过量稀硝酸,沉淀不溶解,说明原溶液中一定存在的离子是 ,有关反应的离子方程式为 。
(3)取(2)中的滤液,逐滴加入过量NaOH溶液,出现白色沉淀,说明原溶液中一定含有 ,该过程发生反应的有关离子方程式为 。
(4)该溶液还可能存在的离子是 。
15.(2022山东临沂模拟)在化学研究中,往往可以通过观察现象认识物质变化的情况。请分析下列一组有现象变化的化学反应。
实验及操作 现象
装置 试管 滴管
饱和Na2SiO3溶液(含2滴酚酞溶液) 先滴加1.0 mL 0.5 mol·L-1 NaOH溶液;再滴加 1.5 mL 1.0 mol·L-1 H2SO4溶液 Ⅰ.红色溶液中出现胶状沉淀
0.1 mol·L-1 AlCl3溶液 Ⅱ.加碱时 ; 加酸时产生白色沉淀,又逐渐溶解直至消失
0.1 mol·L-1 Fe(NO3)2溶液 Ⅲ.加碱时 ; 加酸后得到棕黄色溶液
新制饱和氯水 Ⅳ.加碱时溶液变为无色;加酸后
(1)用离子方程式解释现象Ⅰ中出现胶状沉淀的原因是 。
(2)Ⅱ中加碱时出现的现象是 ,说明溶液中发生此现象的离子方程式是 。
(3)Ⅲ中加碱时出现的现象是 。
(4)Ⅳ中加酸时出现的现象是 ,用离子方程式解释产生此现象的原因: 。
(5)滴加试剂顺序的变化会影响溶液中的现象和发生的反应。请继续分析以下实验。
实验及操作 现象
装置 试管 滴管
0.1 mol·L-1 Fe(NO3)2溶液 先滴加1.5 mL 1.0 mol·L-1 H2SO4溶液;再滴加1.0 mL 0.5 mol·L-1 NaOH溶液 Ⅴ.加酸时溶液有明显现象;加碱后溶液依然没有明显变化
①探究加酸时Fe(NO3)2溶液中是否发生了反应:
向1.0 mL 0.1 mol·L-1 Fe(NO3)2溶液中 ,如果溶液变红色,说明溶液中含有Fe3+,证明加酸时溶液中发生了反应。(请将上述操作补充完整)
②推测溶液中产生Fe3+的可能原因有两种:
a. ;
b. 。
参考答案
课时规范练5 离子共存 离子的检验与推断
1.D 解析 Mn在溶液中显紫色,不符合无色的条件,A项错误;使甲基橙变红的溶液呈酸性,则ClO-会与H+结合生成次氯酸,两者不能大量共存,B项错误;Fe3+在pH=3左右主要以氢氧化铁沉淀形式存在,所以中性溶液中不能大量存在Fe3+,C项错误;KNO3溶液中,四种离子互相不反应,能大量共存,D项正确。
2.A 解析 取样,滴加KSCN溶液后显红色,则该溶液中含有Fe3+;由于Fe3+与I-发生氧化还原反应,Fe3+与C发生相互促进的水解反应,则该溶液中不含C、I-。溶液呈电中性,必定含有阴离子,则一定含有S,不能判断是否含有K+,要利用焰色试验进一步检验。
3.B 解析 N和Si不能大量共存,A项错误;水电离出的OH-浓度为1×10-13mol·L-1的溶液可能显酸性也可能显碱性,若为碱性溶液,四种离子相互之间不反应,也不与OH-反应,可以大量共存,B项正确;Fe2+会和[Fe(CN)6]3-生成蓝色沉淀而不能大量共存,C项错误;加入甲基橙显黄色的溶液的pH>4.4,Fe3+不能大量存在,D项错误。
4.C 解析 某溶液加入稀硫酸,生成淡黄色沉淀和刺激性气味的气体,可能生成S和SO2,则原溶液可能含有S2,也可能同时含有S2-和S,A错误;无色无味且使澄清石灰水变浑浊的气体是CO2,则原溶液中含有C、HC中的一种或两种,B错误;常温下,铝在浓硝酸中发生钝化,表面生成致密的氧化膜,阻止反应进一步进行,无明显现象,C正确;焰色试验时,透过蓝色钴玻璃观察火焰呈紫色,该物质可能是钾盐或KOH,D错误。
5.A 解析 常温下,在=10-12的溶液中,c(H+)=0.1mol·L-1,溶液显酸性,离子之间均不能发生反应,A正确;滴加KSCN溶液显红色,说明溶液中存在Fe3+,Fe3+能够氧化I-,B错误;Fe3+与HC发生相互促进的水解反应而不能大量共存,C错误;由水电离的c(OH-)=10-12mol·L-1的溶液可能呈强酸性也可能呈强碱性,在碱性溶液中Al3+不能大量存在,D错误。
6.C 解析 使pH试纸显深红色的溶液为酸性溶液,Fe3+会氧化S2-且S2-与H+反应生成H2S,故A项不符合题意;与铝粉反应放出氢气的无色溶液为酸或碱溶液,碱性条件下OH-与Al3+生成沉淀而不能大量共存,故B项不符合题意;使红色石蕊试纸变蓝的溶液为碱性溶液,S、Na+、C、K+互不反应且在碱性条件下可以大量共存,故C项符合题意;水电离的OH-浓度为10-12mol·L-1的溶液可能为酸性或碱性溶液,Mg2+、N与OH-不能大量共存,Al与H+不能大量共存,故D项不符合题意。
7.A 解析 “84”消毒液的主要成分是NaClO,溶液呈碱性,Si、C、Na+、K+四种离子不反应,A项可以大量共存;常温下,=10-12的溶液中c(OH-)=0.1mol·L-1,溶液呈强碱性,N与OH-生成NH3·H2O而不能大量共存,B项不能大量共存;在NaAlO2溶液中含大量Al,HC与Al发生反应生成Al(OH)3和C而不能大量共存,C项不能大量共存;pH=1的溶液呈强酸性,S2与H+发生反应:S2+2H+S↓+SO2↑+H2O,D项不能大量共存。
8.A 解析 不能确定是否含S,则向该溶液中加入BaCl2不一定能观察到白色沉淀,故A项正确;一定不含Na+、Fe3+、N、C、Al,故B、C项错误;不能确定是否含Al3+,故D项错误。
9.A 解析 Fe3+能够氧化I-,使淀粉KI溶液变蓝,且Fe3+与K+、Cl-、S能够大量共存,A合理;K+、Cl-、Na+能够大量共存且不水解,CH3COO-水解,导致溶液显碱性,溶液pH不可能等于7,B不合理;若含有C,加入HNO3酸化的AgNO3溶液,会产生无色无味的气体,C不合理;加入过量NaOH溶液无明显现象,说明原溶液中没有Al3+、Mg2+,D不合理。
10.C 解析 NaHSO4溶液中含大量H+,C与H+反应生成CO2和H2O而不能大量共存,A不符合题意;滴加酚酞变红的溶液呈碱性,含大量OH-,Cu2+与OH-结合生成Cu(OH)2沉淀而不能大量共存,B不符合题意;加入铁粉生成H2的溶液呈酸性,含较多H+,C与H+、Ca2+均发生反应而不能大量共存,D不符合题意。
11.BC 解析 溶液A呈绿色,则含有Fe2+、Cu2+中的一种或两种。由于Fe2+或Cu2+与C、HC均发生反应生成沉淀,则A中不含C和HC。Fe2+、Cu2+均能发生水解反应而使溶液呈酸性,则A中含有H+。①中滴加Ba(OH)2溶液,所得不溶于酸的白色沉淀为BaSO4,则溶液A中含有S。②滤液B先用HNO3酸化,再滴加0.001mol·L-1AgNO3溶液生成白色沉淀,该沉淀为AgCl,则A中含有Cl-。综上所述,溶液A中一定存在H+、S和Cl-,A正确;溶液A中不含C、HC,不能确定是否含有Na+、Mg2+,B错误;由于Ag2SO4微溶于水,可溶于硝酸,步骤②中先用HNO3酸化,再滴加AgNO3溶液,只生成AgCl沉淀,C错误;绿色溶液A含有Fe2+、Cu2+中的一种或两种,滴加NaOH溶液,根据生成沉淀的颜色及变化,可判断A中是否含有Fe2+、Cu2+,D正确。
12.BC 解析 溶液甲呈强酸性,S因与H+反应生成SO2而不能存在;溶液甲加入过量Ba(NO3)2溶液,产生气体1和沉淀1,则沉淀1是BaSO4,气体1是NO,溶液甲中含有S、Fe2+,一定不含N,其原因是Fe2+、N、H+发生反应:3Fe2++N+4H+3Fe3++NO↑+2H2O。溶液乙中加入过量NaOH溶液、加热,产生气体2和沉淀2,则气体2是NH3,沉淀2是Fe(OH)3,溶液甲中含有N;溶液丁中含有Ba2+、N、Na+、OH-等,通入CO2得到沉淀3,则沉淀3中含有BaCO3,不能确定是否含有Al(OH)3,故不能判断溶液甲中是否含有Al3+。溶液乙中加入过量NaOH溶液,则溶液戊进行焰色试验,火焰呈黄色,且未透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色,故不能确定溶液甲中是否含有Na+、K+。综上所述,溶液甲中肯定含有Fe2+、N、S,一定不含S、N,不能判断是否含有Na+、K+、Al3+、Cl-,则A错误,B、C正确。沉淀2是Fe(OH)3,沉淀3含有BaCO3,不能判断是否含Al(OH)3,溶液丙是硝酸溶液,D错误。
13.答案 (1)500 mL容量瓶、胶头滴管
(2)Fe2+、Fe3+、H+ (3)3
(4)Cr2+3S+8H+2Cr3++3S+4H2O (5)Na+、Fe2+、N、S
解析 (2)Fe3C在足量空气中高温煅烧,生成有磁性的固体Y,则Y是Fe3O4,溶于过量盐酸,发生反应:Fe3O4+8HCl2FeCl3+FeCl2+4H2O,则溶液中大量存在的阳离子是Fe2+、Fe3+及剩余的H+。
(3)制备高铁酸钾的反应中,铁元素由+3价升高到+6价,则生成1molK2FeO4转移电子为3mol,即转移电子数为3NA。
(4)在酸性条件下,Na2SO3可将Cr2还原为Cr3+,S则被氧化为S,结合得失电子、电荷及原子守恒写出离子方程式:Cr2+3S+8H+2Cr3++3S+4H2O。
(5)向溶液中加入过量稀硫酸,有气泡产生,则发生反应:3Fe2++N+4H+3Fe3++NO↑+2H2O,则溶液中含有Fe2+、N;又知“溶液中阴离子种类不变”,则原溶液含有S,则不含Ba2+;原溶液中四种离子均为1mol,结合电荷守恒推知,还含有Na+,综上所述,原溶液中存在的4种离子是Fe2+、N、S、Na+。
14.答案 (1)Fe3+、Cu2+
(2)Ag+、N Ag++Cl-AgCl↓
(3)Mg2+ Mg2++2OH-Mg(OH)2↓
(4)Na+
解析 (1)无色透明溶液中不含有色离子,则原溶液中不含Fe3+、Cu2+。
(2)原溶液加入过量稀盐酸,产生不溶于过量稀硝酸的白色沉淀,该沉淀是AgCl,则原溶液中含有Ag+,由于Ag+与Cl-、C、OH-均生成沉淀,故原溶液中不含Cl-、C、OH-,根据溶液呈电中性,则溶液中还含有N。
(3)取(2)中的滤液,逐滴加入过量NaOH溶液,出现白色沉淀,该沉淀是Mg(OH)2,则原溶液中含有Mg2+。
(4)通过实验(1)~(3)不能判断原溶液中是否含有Na+,则溶液中可能存在Na+。
15.答案 (1)2H++SiH2SiO3↓
(2)先出现白色沉淀,又逐渐溶解直至消失 Al3++3OH-Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH-Al+2H2O
(3)先生成白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色
(4)无色溶液变为浅黄绿色 ClO-+Cl-+2H+Cl2(aq)+H2O
(5)①滴加KSCN溶液,没有明显现象,再向其中滴加稀硫酸 ②a.酸性条件下,溶液中的Fe2+被N氧化
b.溶液中的Fe2+被空气中的O2氧化
解析 (2)Ⅱ中加碱时生成白色沉淀氢氧化铝,在过量氢氧化钠作用下氢氧化铝溶解,出现的现象是先产生白色沉淀,又逐渐溶解直至消失,发生反应的离子方程式是Al3++3OH-Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH-Al+2H2O。(3)Ⅲ中加碱时生成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁迅速被氧化为氢氧化铁,出现的现象是先生成白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。(4)Ⅳ中加酸时出现的现象是无色溶液变为浅黄绿色,这是因为ClO-+Cl-+2H+Cl2(aq)+H2O。(5)①探究加酸时Fe(NO3)2溶液中是否发生了反应:向1.0mL0.1mol·L-1Fe(NO3)2溶液中滴加KSCN溶液,没有明显现象,再向其中滴加稀硫酸,如果溶液变红色,说明溶液中含有Fe3+,证明加酸时溶液中发生了反应。②推测溶液中产生Fe3+的可能原因有两种:a.酸性条件下,溶液中的Fe2+被N氧化;b.溶液中的Fe2+被空气中的O2氧化。(共44张PPT)
第5讲 氧化还原反应方程式的配平及计算
第二章
内容索引
01
02
强基础 增分策略
增素能 精准突破
研专项 前沿命题
03
【课程标准】
1.能从物质类别、元素价态的角度,依据复分解反应和氧化还原反应原理,预测物质的化学性质和变化,设计实验进行初步验证,并能分析、解释有关实验现象。
2.能进行氧化还原反应方程式的配平与计算。
强基础 增分策略
1.配平氧化还原反应方程式的三个“基本原则”
2.配平氧化还原反应方程式的五个“关键步骤”
3.氧化还原反应计算的依据
(1)在氧化还原反应中,氧化剂得到电子,还原剂失去电子,且得失电子数目相等,这是氧化还原反应计算的重要依据。
(2)关系:n(氧化剂)×单个氧化剂粒子得电子数=n(还原剂)×单个还原剂粒子失电子数。
旁栏边角 必修第一册第一章第三节
阅读教材“思考与讨论”,汽车尾气中的CO和NO在催化剂作用下发生反应生成CO2和N2,判断下列说法的正误。
(1)该反应中,C、N和O元素的化合价均发生变化,故属于氧化还原反应。
( × )
(2)该反应中,NO是氧化剂,CO是还原剂。( √ )
(3)该反应中,还原剂与氧化剂的物质的量之比为2∶1。( × )
(4)该反应的化学方程式为2CO+2NO 2CO2+N2。( √ )
应用提升 配平氧化还原反应方程式的要点
(1)根据元素化合价变化确定氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物。
(2)结合得失电子守恒,配平“两剂”和“两产物”的化学计量数。
(3)结合质量守恒定律,考虑溶液的酸碱性,在“===”两侧分别添加 “H+、H2O”(酸性)或“OH-、H2O” (碱性)。
(4)若为离子方程式,结合电荷守恒配平其他微粒(离子或分子)。
易错辨析 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
增素能 精准突破
考点一
氧化还原反应方程式的配平及书写
【能力概述】
【新教材·新高考】
新 教 材 变化 增加了“思考与讨论”,探讨氧化还原反应方程式的书写,其余基本未变化
新 高 考 高频考点 从近两年新高考试题来看,化工流程题或实验综合题中有关氧化还原反应的化学(或离子)方程式的书写仍是新高考命题的热点
预测考向 预测2023年高考可能会在化工流程或综合实验题中考查氧化还原反应方程式的书写,题目的难度较大
典例突破
(1)重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3,还含有硅、铝等杂质。制备过程第一步如下:
考题点睛
针对训练
根据题目信息,完成有关方程式的书写。
(1)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为 。
(2)Na2S溶液长期放置有硫析出,原因为 (用离子方程式表示)。
(3)PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体,反应的离子方程式为 。
(4)KMnO4酸性溶液将乙醇氧化为乙酸,其反应的离子方程式为 。
归纳总结
配平氧化还原反应方程式的方法和技巧
(1)两种常用方法
(2)“三步法”配平缺项氧化还原反应方程式
考点二
氧化还原反应的计算
【能力概述】
【新教材·新高考】
高频考点 利用氧化还原反应中得失电子守恒进行计算仍是新高考命题的热点
预测考向 预测2023年高考可能会在化工流程或综合实验题中考查氧化还原反应的计算,题目的难度较大
典例突破
(2020北京卷,18节选)MnO2是重要的化工原料,由软锰矿制备MnO2的一种工艺流程如图:
[资料]软锰矿的主要成分为MnO2,主要杂质有Al2O3和SiO2。
(1)电解。Mn2+纯化液经电解得MnO2。生成MnO2的电极反应式是 。
(2)产品纯度测定。向a g产品中依次加入足量b g Na2C2O4和足量稀硫酸,加热至充分反应。再用c mol·L-1 KMnO4溶液滴定剩余Na2C2O4至终点,消耗KMnO4溶液的体积为d L(已知:MnO2及 均被还原为Mn2+。相对分子质量:
MnO2-86.94;Na2C2O4-134.0)
产品纯度为 (用质量分数表示)。
解析 (1)Mn2+纯化液经电解得MnO2,Mn2+在阳极被氧化生成MnO2,电极反应式为Mn2++2H2O-2e- === MnO2+4H+。
考题点睛
针对训练
1.取x g铜镁合金完全溶于浓硝酸中,反应过程中硝酸被还原只产生8 960 mL的NO2气体和672 mL的N2O4气体(均已折算为标准状况),在反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液,生成沉淀质量为17.02 g。则x等于( )
A.8.64 B.9.20
C.9.00 D.9.44
答案 B
2.(2021天津河东区二模)水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。实验步骤及测定原理如下:
Ⅰ.取样、氧的固定
用溶解氧瓶采集水样。记录大气压及水体温度。将水样与Mn(OH)2碱性悬浊液(含有KI)混合,反应生成MnO(OH)2,实现氧的固定。
Ⅱ.酸化、滴定
将固氧后的水样酸化,MnO(OH)2被I-还原为Mn2+,在暗处静置5 min,然后用标准Na2S2O3溶液滴定生成的I2( )。
回答下列问题:
(1)“氧的固定”中发生反应的化学方程式为 。
(2)取100.00 mL水样经固氧、酸化后,用a mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定,以淀粉溶液作指示剂,终点现象为 ;若消耗Na2S2O3溶液的体积为b mL,则水样中溶解氧的含量为 mg·L-1。
答案 (1)2Mn(OH)2+O2 === 2MnO(OH)2
(2)蓝色刚好褪去 80ab
解析 (1)“氧的固定”中发生反应的化学方程式为2Mn(OH)2+O2 === 2MnO(OH)2。
(2)由始态物质O2中氧元素化合价降低和终态物质Na2S2O3中硫元素化合价升高,再根据氧化还原反应中的得失电子守恒关系可得:
归纳总结
“三步法”巧解氧化还原反应的计算题
研专项 前沿命题
基于关键信息书写氧化还原反应化学(离子)方程式
题型 考查内容 非选择题 考查知识 在化工流程题或综合实验题中,考查氧化还原反应化学(离子)方程式的书写
核心素养 证据推理与模型认知、变化观念
例题.(2021湖南卷,17节选)Ce2(CO3)3可用于催化剂载体及功能材料的制备。天然独居石中,铈(Ce)主要以CePO4形式存在,还含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2等物质。以独居石为原料制备Ce2(CO3)3·nH2O的工艺流程如下:
(1)“沉铈”过程中,生成Ce2(CO3)3·nH2O的离子方程式为 。
(2)滤渣Ⅱ的主要成分为FePO4,在高温条件下,Li2CO3、葡萄糖(C6H12O6)和FePO4可制备电极材料LiFePO4,同时生成CO和H2O,该反应的化学方程式为 。
思路指导
(1)“沉铈”过程加入NH4HCO3溶液,物质转化:
(2)高温下,物质转化过程:
突破方法
“四步法”书写信息型氧化还原反应方程式
基于反应前后元素化合价的变化,结合守恒规律,按照“四步法”书写氧化还原反应方程式,具体步骤如下:
针对训练
(1) Cl2O为淡棕黄色气体,是次氯酸的酸酐,可由新制的HgO和Cl2反应来制备,该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备Cl2O的化学方程式为 。
(2) 用软锰矿(主要成分为MnO2,含少量Fe3O4、Al2O3)和BaS制备高纯MnCO3的工艺流程如下:
MnO2与BaS溶液反应转化为MnO的化学方程式: 。
答案 (1)2Cl2+HgO === HgCl2+Cl2O
(2)MnO2+BaS+H2O === Ba(OH)2+MnO+S
解析 (1)用新制的HgO和Cl2反应来制备Cl2O,该反应是歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应),则氧化剂和还原剂都是Cl2,Hg和O元素化合价不变,由此推知还生成HgCl2,结合得失电子守恒和质量守恒配平:2Cl2+HgO === HgCl2+Cl2O。
(2)反应物有MnO2、BaS,生成物有MnO,锰元素由+4价降低到+2价,根据氧化还原反应规律推知,BaS中硫元素应被氧化为单质S,结合守恒规律配平化学方程式:MnO2+BaS+H2O === Ba(OH)2+MnO+S。(共54张PPT)
第3讲 离子共存 离子的检验与推断
第二章
内容索引
01
02
强基础 增分策略
增素能 精准突破
研专项 前沿命题
03
【课程标准】
1.了解常见离子的检验方法。
2.能利用典型代表物的性质和反应,进行离子的推断和设计常见物质检验的方案。
强基础 增分策略
一、离子共存
1.离子共存的实质
判断多种离子能否大量共存于同一溶液中,其实质是判断离子之间能否 发生反应 ,若离子之间不发生反应,则可以大量共存,否则不能大量共存。
2.判断溶液中离子能否大量共存的“4个”角度
(1)题干的要求 至关重要,避免答非所问
判断溶液中离子能否大量共存时,要考虑题干的具体要求,如“一定大量共存”“可能大量共存”“因发生氧化还原反应而不能大量共存”“因生成沉淀而不能大量共存”等,避免只考虑溶液中离子能否大量共存而忽视题干的具体要求。
(2)溶液的颜色
无色溶液中不含有色离子,常考的有色离子有四种:
(3)溶液的性质
判断溶液中离子能否大量共存时,要考虑溶液的性质,包括酸性和碱性、氧化性和还原性等。
(4)隐含的信息
判断溶液中离子能否大量共存时,要挖掘溶液中隐含的信息,充分考虑指定微粒或物质对溶液的酸碱性、氧化性和还原性的影响。
①含有大量Fe3+的溶液,隐含溶液呈酸性,并具有较强 氧化 性。
②含有大量ClO-或 的酸性溶液,隐含溶液具有强 氧化 性。
③含有大量Fe2+的溶液,隐含溶液具有强 还原 性。
④含有大量S2-、 、 的溶液,隐含溶液呈碱性。
易错辨析 判断下列各组离子在指定条件下能否大量共存,能大量共存的画“√”,不能大量共存的画“×”。
二、离子的检验 常用方法有生成沉淀、生成气体或显示特殊颜色等
1.常见阳离子的检验
(1)依据生成沉淀进行检验
(2)依据生成气体进行检验
(3)依据显示的特殊颜色进行检验
2.常见阴离子的检验
(1)依据生成的沉淀进行检验
(2)依据生成的气体进行检验
应用提升 检验溶液中的离子时,干扰因素的排除
(1)用AgNO3溶液检验Cl-,一般先在被检测的溶液中滴加适量稀硝酸进行酸化,以排除 等的干扰,再滴入AgNO3溶液检验。
易错辨析 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
增素能 精准突破
考点一
离子能否大量共存的判断
【能力概述】
新 教 材 变化 这部分内容与旧教材相比,基本没有变化。新教材在“练习与应用”第4题涉及“离子能否大量共存的判断”。离子共存是考查离子反应知识的重要题型之一
新 高 考 高频考点 从近两年新高考试题来看,离子能否大量共存的判断仍是新高考命题的热点,经典题型仍保留
预测考向 预测2023年高考仍会在选择题中考查溶液中离子能否大量共存的问题
【新教材·新高考】
典例突破
(2021天津卷,9)常温下,下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是( )
答案 B
解析 pH=1的溶液呈强酸性,Fe2+、H+、 发生氧化还原反应而不能大量共存,A错误;pH=12的溶液呈强碱性,B项中四种离子不反应,可以大量共存,B正确;Cu2+与S2-结合生成CuS沉淀而不能大量共存,C错误;常温下,pH=7的溶液呈中性,Al3+与 发生相互促进的水解反应生成Al(OH)3沉淀和CO2气体,不能大量共存,D错误。
考题点睛
针对训练
1.(2021湖南卷,12)对下列粒子组在溶液中能否大量共存的判断和分析均正确的是( )
答案 B
解析 NH3·H2O碱性较弱,与Al3+反应只能生成Al(OH)3沉淀,A项错误;酸性条件下, 能够发生歧化反应生成SO2和S,B项正确;Fe3+对H2O2的分解具有催化作用,C项错误;酸性条件下, 会氧化Cl-生成Cl2,D项错误。
2.(2022四川遂宁二模)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
答案 A
归纳总结
“四步法”突破离子能否大量共存的判断题
考点二
离子的检验与推断
【能力概述】
【新教材·新高考】
新 教 材 变化 新教材在“硫及其化合物”部分增加了硫酸根离子的检验,在“氮及其化合物”部分通过实验增加了铵根离子的检验方法
新 高 考 高频考点 从近两年新高考试题来看,离子的检验仍是新高考的命题点,离子推断考查较少
预测考向 预测2023年高考仍会考查离子的检验方法及实验操作
考向1.常见离子的检验
典例突破
(2020天津卷,6)检验下列物质所选用的试剂正确的是( )
选项 待检验物质 所用试剂
A 海水中的碘元素 淀粉溶液
B SO2气体 澄清的石灰水
C 溶液中的Cu2+ 氨水
D 溶液中的 NaOH溶液,湿润的蓝色石蕊试纸
答案 C
解析 淀粉遇碘单质变蓝色,而海水中碘元素的存在形式为I-,A错误;CO2和SO2与澄清的石灰水反应现象相同,B错误;向含Cu2+的溶液中滴加氨水首先产生蓝色沉淀,继续添加氨水,沉淀溶解,得到深蓝色的透明溶液,C正确;检验氨气应用湿润的红色石蕊试纸,D错误。
针对训练
1.下列关于离子检验的说法正确的是( )
A.检验溶液中是否含有Ba2+:取少量待测液,向其中加入少量稀硫酸,若有白色沉淀产生,则溶液中含有Ba2+
B.检验用硫酸亚铁制得的硫酸铁中是否含有硫酸亚铁,可选用的试剂是酸性KMnO4溶液
C.检验溶液中是否含有 :取少量待测液,向其中加入适量稀盐酸,观察是否有大量气泡产生
D.在未知溶液中滴加BaCl2溶液出现白色沉淀,加稀硝酸,沉淀不溶解,说明该未知溶液中存在 或
答案 B
2.(2021辽宁营口二模)向四支试管中分别加入少量不同的无色溶液进行如下操作,结论正确的是( )
选项 操作 现象 结论
A 滴加CaCl2溶液 生成白色沉淀 原溶液中有
B 滴加氯水和CCl4,振荡、静置 下层溶液显紫色 原溶液中有I-
C 用洁净的铂丝蘸取溶液进行焰色试验 火焰呈黄色 原溶液中有Na+、无K+
D 滴加稀NaOH溶液,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口 试纸不变蓝 原溶液中无
答案 B
归纳总结
四种离子的检验流程及排除干扰的措施
考向2.溶液中离子的推断
典例突破
溶液X中含有下表中的某5种离子,且其浓度均为0.1 mol·L-1(不考虑水的电离与离子水解)。向X溶液加入足量稀盐酸,有无色气体生成,经分析反应前后阴离子种类没有变化。下列叙述错误的是( )
答案 D
考题点睛
针对训练
(2021浙江三市十二校联考)已知:Ag2SO4微溶于水,可溶于硝酸。溶液X中可能含有Na+、Ca2+、Fe2+、Cl-、Br-、 中的几种离子。为了确定其组成,某同学进行了如下实验:
下列说法正确的是( )
A.溶液X中一定含有Na+、Cl-和
B.溶液X中一定不含Ca2+、Br-
C.为确定溶液X中是否含有 ,可取溶液2,加入BaCl2溶液
D.在溶液X中依次滴入盐酸、H2O2溶液和硫氰化钾溶液后,溶液将变为红色
答案 B
归纳总结
把握四个原则,巧解溶液中离子的推断题
研专项 前沿命题
溶液中离子检验的规范描述
题型 考查内容 非选择题 考查知识 在化学工艺流程题或化学实验综合题中,考查某种离子的检验操作或沉淀是否洗涤干净的操作
核心素养 科学探究与创新意识
例题.(1)(2021广东卷,17节选)某氯水久置后不能使品红溶液褪色,可推测氯水中HClO已分解。检验此久置氯水中Cl-存在的操作及现象是 。
(2)(2021全国乙卷,27节选)离心分离,并用稀盐酸洗涤沉淀,要判断洗涤是否完成,可通过检测洗出液中是否存在 来判断。检测的方法是 。
思路指导
(1)
(2)
答案 (1)取少量久置氯水置于试管中,加入过量稀硝酸酸化,再加入少量AgNO3溶液,有白色沉淀生成
(2)取最后一次洗出液置于试管中,加入足量稀盐酸,无明显现象,再滴加BaCl2溶液,看是否有白色沉淀生成
突破方法 设计实验检验溶液中离子的思维流程
针对训练
1.按要求回答下列问题:
(1)结晶析出Na2S2O3·5H2O,其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。利用所给试剂设计实验,检测产品中是否存在Na2SO4,简要说明实验操作、现象和结论: 。
已知Na2S2O3·5H2O遇酸易分解: +2H+ ══ S↓+SO2↑+H2O
供选择的试剂:稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液
(2)榴石矿石可以看作由CaO、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成。试设计实验证明榴石矿石中含有FeO(试剂任选,说明实验操作与现象)
。
答案 (1)取少量产品溶于足量稀盐酸中,静置,取上层溶液(或过滤,取滤液)加入试管中,滴加BaCl2溶液,若产生白色沉淀则说明含有Na2SO4杂质(合理即可)
(2)取矿石少许,加稀硫酸充分反应后,向其中滴加高锰酸钾酸性溶液,若紫色褪去,证明矿石中含有FeO(不能加盐酸溶解)
2.(2021山东聊城二模)(NH4)2SO4是常用的化肥和化工原料,受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。
[查阅资料](NH4)2SO4在260 ℃和400 ℃时分解产物不同。
[实验探究]该小组拟选用下图所示装置进行实验(夹持和加热装置略)。
连接装置A—D—B,检查装置气密性,按图示重新加入试剂。通入N2排尽空气后,在400 ℃时加热装置A使(NH4)2SO4完全分解无残留物,停止加热,冷却,停止通入N2。观察到装置A、D之间的导气管内有少量白色固体。经检验,该白色固体和装置D溶液中有 ,无 。进一步研究发现,气体产物中无氮氧化物。
检验装置D溶液中有 ,无 的实验操作和现象是 。
答案 取装置D中少量溶液置于试管中,滴加足量BaCl2溶液,生成白色沉淀,加入足量稀盐酸后,沉淀完全溶解,放出无色刺激性气味的气体(共63张PPT)
第1讲 物质的分类及转化
第二章
内容索引
01
02
强基础 增分策略
增素能 精准突破
研专项 前沿命题
03
【本章体系构建】
【课程标准】
1.认识元素可以组成不同种类的物质,根据物质的组成和性质可以对物质进行分类。
2.认识同类物质具有相似的性质,一定条件下各类物质可以相互转化。
3.认识胶体是一种常见的分散系。
强基础 增分策略
一、物质的组成及分类
1.物质的组成
(1)元素、微粒与物质之间的关系
①元素:具有相同 核电荷数 的一类原子的总称。
②物质:宏观上物质是由 元素 组成的,微观上物质是由 分子 、
原子 或离子构成的。
(2)元素的两种存在形态
(3)同素异形体
“同素”——含同种元素,“异形体”——单质的结构不同
①定义:由同一种 元素 形成的几种 性质 不同的单质,叫做这种元素的同素异形体。
②性质:同素异形体之间的性质差异主要体现在 物理 性质上,其 化学 性质相似。
③示例: 金刚石 、石墨,以及 富勒烯 (如C60)、碳纳米管、石墨烯都是碳元素形成的同素异形体;O2和 O3 是氧元素形成的同素异形体。
2.物质的分类
(1)交叉分类法 对同一物质按多个标准从不同角度进行分类,分类结果存在交叉关系
(2)树状分类法 按不同层次对物质进行逐级分类,各层次之间属于包含关系
(3)氧化物及其分类
易错辨析 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)只含有一种元素的物质是纯净物,含两种及两种以上元素的物质是混合物。( × )
(2)白磷、红磷和黑磷是磷元素形成的不同单质,它们互为同素异形体。
( √ )
(3)在自然界中,非金属元素(C、Si、N、S等)都以游离态和化合态两种形式存在。( × )
(4)金刚石和石墨之间的转化是物理变化,也是氧化还原反应。( × )
(5)冰水混合物、水煤气和焦炉气都是混合物。( × )
(6)纯碱属于碱,NO2和CO2都是酸性氧化物。( × )
(7)SiO2既能和NaOH溶液反应又能和氢氟酸反应,所以SiO2是两性氧化物。
( × )
(8)分子式为C2H6的有机化合物为纯净物,分子式为C4H8的有机化合物可能是混合物。( √ )
二、物质的性质及变化
1.物质的性质与变化的关系
2.单质、氧化物、酸、碱和盐之间的转化关系
应用提升 部分金属(或非金属)单质到盐的两条重要转化关系
旁栏边角 必修第一册第一章第一节
阅读教材“思考与讨论”,判断下列说法的正误。
(1)不同的酸溶液中都含H+,故含有H+的溶液都是酸溶液。( × )
(2)能与金属铝反应产生H2的溶液都是酸溶液。( × )
(3)不同的碱溶液中都含OH-,故不同的碱具有相似的化学性质。( √ )
(4)不同的硫酸盐溶液中都含有 ,故不同的硫酸盐可能具有相似的化学性质。( √ )
易错辨析 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)石油的分馏、煤的气化和液化及Na2SO4·10H2O脱水都是物理变化。
( × )
(2)HCl溶于水断裂共价键,NaCl溶液结晶析出晶体时形成离子键,故都属于化学变化。( × )
(3)蛋白质的盐析是物理变化,蛋白质的变性和显色反应都是化学变化。
( √ )
(4)所有酸性(或碱性)氧化物都能与水反应生成相应的酸(或碱)。( × )
三、分散系及其分类
1.分散系 都是混合物,由分散质和分散剂组成
(1)定义:把一种(或多种)物质以 粒子 形式分散到另一种(或多种)物质中所形成的 混合物 ,叫做分散系。分散系中被分散成粒子的物质叫做 分散质 ,另一种物质叫做 分散剂 。
(2)分类:根据分散质粒子的 直径大小 将分散系分为溶液、浊液和胶体,可用下图直观地表示。
(3)三种分散系的比较
分散系 溶液 胶体 浊液
分散质粒子直径大小 <1 nm 1~100 nm >100 nm
分散质粒子 离子或 小分子 高分子或多个 粒子的集合体 巨大数目的分子
(或离子)的集合体
外观特征 均一、透明 均一、透明或半透明 不均一、不透明
能否透过滤纸 能 能 不能
实例 食盐水、 蔗糖溶液 Fe(OH)3胶体 泥水
2.胶体及其性质
(1)胶体的分类
(2)胶体的特征性质及应用
(3)Fe(OH)3胶体的制备
①制备原理:化学方程式为 FeCl3+3H2O Fe(OH)3(胶体)+3HCl 。
②装置图示
③操作步骤:向沸水中逐滴加入5~6滴FeCl3饱和溶液,继续煮沸至液体呈红褐色,停止加热,即可制得Fe(OH)3胶体。
增素能 精准突破
考点一
物质的分类及转化
【能力概述】
新 教 材 变化 增加了“同素异形体”“酸性氧化物”和“碱性氧化物”等概念;树状分类法中单质分类增加了“稀有气体”
新 高 考 高频考点 从近两年新高考试题来看,物质的分类及转化仍是新高考的命题点
预测考向 预测2023年高考可能会在选择题中考查物质的分类及转化,题目难度较小
【新教材·新高考】
考向1.物质的组成及分类
典例突破
(2021天津卷,1)近年我国在科学技术领域取得了举世瞩目的成就。对下列成就所涉及的化学知识的判断错误的是( )
A.北斗三号卫星搭载了精密计时的铷原子钟,铷(Rb)是金属元素
B.奋斗者号潜水器载人舱外壳使用了钛合金,钛合金属于无机非金属材料
C.长征五号B遥二火箭把天和核心舱送入太空,火箭动力源于氧化还原反应
D.天问一号探测器着陆火星过程中使用了芳纶制作的降落伞,芳纶是高分子材料
答案 B
解析 钛合金是金属材料。
针对训练
1.(2022浙江6月选考)下列消毒剂的有效成分属于盐的是( )
A.高锰酸钾溶液 B.过氧乙酸溶液
C.过氧化氢溶液 D.医用酒精
答案 A
解析 高锰酸钾溶液的有效成分为KMnO4,属于盐,A项符合题意;过氧乙酸溶液的有效成分是CH3COOOH,属于酸,B项不合题意;过氧化氢溶液的有效成分为H2O2,属于氧化物,C项不合题意;医用酒精的有效成分为CH3CH2OH,属于有机物,D项不合题意。
2.(2021辽宁沈阳六校联考)下列有关物质的类别、用途及原理均正确的是( )
选项 物质 类别 用途 原理
A Na2O2 碱性氧化物 潜水艇中作为供氧剂 Na2O2与CO2反应生成O2
B FeCl3 盐 刻制印刷电路板 Fe3+的氧化性强于Cu2+
C SO2 酸性氧化物 漂白纸浆、毛、丝等 SO2具有强氧化性
D Na2CO3 盐 治疗胃酸过多 HCl的酸性强于H2CO3
答案 B
解析 Na2O2不是碱性氧化物,A错误;SO2是酸性氧化物,用SO2漂白纸浆、毛、丝等是利用了SO2的漂白性,C错误;Na2CO3不能治疗胃酸过多,应使用NaHCO3,D错误。
归纳总结
物质的组成和分类常考点
(1)熟悉常考的混合物
(2)准确理解酸性氧化物和碱性氧化物的定义
①与碱(或酸)的反应是非氧化还原反应,元素化合价不变;例如,反应2NO2+2NaOH === NaNO3+NaNO2+H2O中氮元素化合价发生变化,故NO2不是酸性氧化物。
②反应产物只有盐和水。
考向2.物质的性质及转化
典例突破
(2021广东卷,15)宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一。下列物质性质实验对应的反应方程式书写正确的是( )
答案 D
考题点睛
针对训练
1.(2022北京门头沟一模)第24届冬季奥林匹克运动会在北京市和张家口市成功举办。下列不属于化学变化的是( )
A B
冬奥场馆使用CO2跨临界直接制冰(“水立方”场馆中的水冰转换) 北京冬奥会菜单上有678道菜,其中工作人员对食材进行的煎、炒、烹、炸过程
C D
冬奥会开幕式中火炬“飞扬”中氢燃料的燃烧 冬奥会上采用紫外杀菌技术使蛋白质变性
答案 A
解析 CO2跨临界直接制冰技术,通过压力变化使固态二氧化碳升华实现制冷,二氧化碳升华属于物理变化,故A项符合题意;食材在受热过程中发生化学变化,燃料的燃烧也属于化学变化,故B项不符合题意;氢燃料燃烧时,氢气和氧气反应生成水,有新物质生成,属于化学变化,故C项不符合题意;蛋白质的变性属于化学变化,故D项不符合题意。
2.(2022湖北荆州模拟)中学常见物质A、B、C、D、E、X存在下图转化关系(部分生成物和反应条件略去)。下列推断不正确的是( )
A.若D是一种强碱,则A、B、C均可与X反应生成D
B.若D是一种强酸,则A既可以是单质,也可以是化合物,且D可与铜反应生成B或C
C.若D为NaCl,且A可与C反应生成B,则E可能是CO2
D.若D是一种白色沉淀,在空气中最终变为红褐色,则A可能是铁
答案 D
解析 若D是一种强碱,A为Na、E为O2、B为Na2O、C为Na2O2、X为H2O、D为NaOH,符合转化关系,Na、Na2O、Na2O2都能与水反应,A项正确;若D是一种强酸,如为HNO3,则A为N2或NH3,E为O2,B为NO,C为NO2,X为H2O,稀硝酸与铜反应生成NO,浓硝酸与铜反应生成NO2,B项正确;若D为NaCl,A为NaOH、E为CO2、B为Na2CO3、C为NaHCO3、X为盐酸,符合转化关系,C项正确;若D是一种白色沉淀,在空气中最终变为红褐色说明D为Fe(OH)2,X为NaOH,C中含有Fe2+,B中含有Fe3+,A为Cl2,E为Fe,才能实现转化关系,D项错误。
归纳总结
常见物理变化和化学变化
化学 变化 煤的干馏、气化和液化;石油的裂化与裂解;蛋白质的变性、显色反应;结晶水合物的脱水;油脂的硬化(氢化);电解和电镀;水解等
物理 变化 蛋白质的盐析;焰色试验;活性炭(或胶体)的吸附;胶体的渗析;萃取和分液;蒸馏;升华等
考点二
胶体的性质及应用
【能力概述】
新 教 材 变化 新教材将原来“科学探究”改成“实验1-1”,突出“丁达尔效应”实验的重要性,其他内容基本未变化
新 高 考 高频考点 从近两年新高考试题来看,分散系及其分类、丁达尔效应等仍是新高考的命题点。
预测考向 预测2023年高考可能会在选择题中考查分散系的分类、丁达尔效应,题目难度较小
【新教材·新高考】
典例突破
(2022河南周口模拟)某校化学兴趣小组学生在实验室进行了如图所示的实验,下列说法错误的是( )
A.利用过滤的方法,可将Z中固体与液体分离
B.X、Z烧杯中分散质相同
C.Y中反应的离子方程式为3CaCO3+2Fe3++3H2O === 2Fe(OH)3(胶体)+3CO2↑ +3Ca2+
D.Z中分散系能产生丁达尔效应
答案 B
解析 Z中液体为胶体,胶体可透过滤纸而固体不能,可用过滤的方法分离,A正确;X烧杯中的分散质为氯化铁,而Z烧杯中的分散质是由许多氢氧化铁“分子”组成的胶粒,分散质不相同,B错误;FeCl3溶液中存在平衡:Fe3++3H2O
Fe(OH)3+3H+,加入CaCO3时发生反应:CaCO3+2H+ === CO2↑+Ca2++H2O,从而促进Fe3+水解,Y中总反应离子方程式正确,C正确;Z中分散系为胶体,能产生丁达尔效应,D正确。
考题点睛
针对训练
1.(2021天津第一中学期末)澳大利亚科学家发现一种纯碳新材料“碳纳米泡沫”,其中每个泡沫约含有4 000个碳原子,直径约为6~9 nm,在温度低于-183 ℃时,该泡沫具有永久磁性。下列叙述正确的是( )
A.“碳纳米泡沫”是一种新型的含碳化合物
B.“碳纳米泡沫”和金刚石的性质完全相同
C.把“碳纳米泡沫”分散到适当的溶剂中形成的分散系可能是胶体
D.把“碳纳米泡沫”分散到适当的溶剂中,不可能产生丁达尔效应
答案 C
解析 “碳纳米泡沫”是碳元素形成的单质,不是含碳化合物,A错误;“碳纳米泡沫”和金刚石互为同素异形体,其物理性质不同,化学性质相似,B错误;“碳纳米泡沫”粒子直径约为6~9 nm,分散到适当的溶剂中可形成胶体,可产生丁达尔效应,C正确,D错误。
2.(2021山东日照校际联考)有两种分散系:①FeCl3溶液;②将饱和的FeCl3溶液加入沸水中,得到的红褐色液体。下面有关说法正确的是( )
A.分散质粒子直径:①>②
B.用光束照射②时,在垂直光源的方向能看到光亮的“通路”
C.稳定性:①<②
D.①属于混合物,②属于纯净物
答案 B
解析 胶体的分散质粒子直径大于溶液的分散质粒子直径,则分散质粒子直径:①<②,A错误;②中红褐色液体是胶体,用光束照射②时,可产生丁达尔效应,在垂直光束的方向能看到光亮的“通路”,B正确;溶液的稳定性强于胶体,则稳定性:①>②,C错误;溶液和胶体都是分散系,都是混合物,D错误。
归纳总结
胶体及其性质中的“4个”易错点
(1)直径为1~100 nm的粒子(如纳米材料)不是胶体,只有这些粒子分散到合适的分散剂中才形成胶体。
(2)胶体不带电荷,胶体粒子(分散质)可能带电荷,这是胶体稳定存在的主要原因。淀粉胶体中胶体粒子不带电荷。
(3)Fe(OH)3胶体中,胶体粒子并不是单个Fe(OH)3“分子”,而是多个Fe(OH)3“分子”的集合体,故1 mol Fe3+完全水解得到的Fe(OH)3胶体粒子数小于NA。
(4)胶体粒子有较大的比表面积,吸附能力强,可溶性铝盐(或铁盐)用作净水剂,就是利用了水解产生胶体的吸附性。
研专项 前沿命题
化学与传统文化
题型 考查内容 选择题 考查知识 传统文化中的化学物质及变化,以及古代经典史料中记载的化学知识等
核心素养 科学态度与社会责任
考向1传统文化中的物质组成及变化
例1.(2021广东卷,2)广东有众多国家级非物质文化遗产,如广东剪纸、粵绣、潮汕工夫茶艺和香云纱染整技艺等。下列说法不正确的是( )
A.广东剪纸的裁剪过程不涉及化学变化
B.冲泡工夫茶时茶香四溢,体现了分子是运动的
C.制作粤绣所用的植物纤维布含有天然高分子化合物
D.染整技艺中去除丝胶所用的纯碱水溶液属于纯净物
思路指导
答案 D
方法技巧 “四步法”突破传统文化中物质组成及变化类题目
针对训练
1.(2022辽宁一模)中国传统文化对人类文明贡献巨大。下列古代文献及诗句中涉及的化学研究成果,对其说明合理的是( )
A.李白诗句“日照香炉生紫烟,遥看瀑布挂前川”,“紫烟”指“香炉”中碘升华的现象
B.“墨滴无声入水惊,如烟袅袅幻形生”中的“墨滴”的分散质粒子直径在
10-9~10-7 m之间,具有胶体的性质
C.“南朝四百八十寺,多少楼台烟雨中”中的“烟雨”指悬浮在空中的固体颗粒
D.《天工开物·五金》中记载:“若造熟铁,则生铁流出时,相连数尺内,众人柳棍疾搅,即时炒成熟铁。”炒铁是为了降低铁水中的碳含量,且熟铁比生铁质地更硬,延展性稍差
答案 B
解析 “日照香炉生紫烟,遥看瀑布挂前川”,“紫烟”是水产生的雾气,不是碘升华的现象,故A项错误;“墨滴”的分散质粒子直径在10-9~10-7 m之间,形成胶体后,具有胶体的性质,故B项正确;“南朝四百八十寺,多少楼台烟雨中”中的“烟雨”指悬浮在空中的小液滴,故C项错误;炒铁是为了降低铁水中的碳含量,熟铁比生铁质地更软,延展性更好,故D项错误。
2.(2021安徽“江南十校”联考)中国古代炼丹术促进了金属冶炼技术的发展。唐代《丹房镜源》中记载了炼制铅丹的方法:“熔铅成汁,下醋点之,滚沸时下硫一小块,续下硝少许……炒为末,成黄丹胡粉。”下列叙述正确的是( )
A.上述过程中发生了置换反应
B.“滚沸”中仅有物理变化
C.“硝”是指硝酸
D.“黄丹胡粉”是纯净物
答案 A
解析 “熔铅成汁,下醋点之”,则铅和醋酸发生置换反应生成醋酸铅和氢气,A正确;置换反应产生氢气,出现“滚沸”,B错误;炼丹家的“硝”是指硝石,不是硝酸,C错误;“炒为末”,则所得产品为粗产品,未经分离提纯,“黄丹胡粉”不可能是纯净物,D错误。
考向2传统文化中的操作与化学工艺
例2.(2021河北卷,1)“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献,陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生钅柔作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热,生铁熔化灌入熟铁,再锻打成钢。下列说法错误的是( )
A.钢是以铁为主的含碳合金
B.钢的含碳量越高,硬度和脆性越大
C.生铁由于含碳量高,熔点比熟铁高
D.冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3
思路指导
答案 C
突破方法
破译传统文化中的操作与化学工艺题
解答此类试题的关键是根据所给文本信息提取有效信息并正确解读,转化为化学学科中物质的物理性质、化学性质、分离与提纯方法、反应类型及反应原理等熟悉的教材知识。解题的思维模型如下:
针对训练
3.(2022河北模拟预测)《本草纲目》中的“石硷”(古文中“硷”同“碱”)条目下写道:“采蒿蓼之属,开窖浸水,漉起,晒干烧灰,以原水淋汁,……久则凝淀如石,连汁货之四方,浣衣发面,甚获利也。”下列有关“石硷”的说法错误的是( )
A.“石硷”属于碱,且为弱碱
B.文献涉及的反应中有氧化还原反应
C.提取“石硷”的过程涉及溶解、结晶等操作
D.“石硷”可用作洗涤剂
答案 A
解析 根据文献记载可以得出“石硷”为草木灰,其主要成分为K2CO3,K2CO3属于盐类,A项错误;“晒干烧灰”涉及植物纤维燃烧的过程,该过程一定涉及氧化还原反应,B项正确;“以原水淋汁,……久则凝淀如石”描述了K2CO3的溶解、结晶过程,C项正确;“浣衣发面,甚获利也”描述了“石硷”的用途,可以用作洗涤剂,D项正确。
4.(2021湖南衡阳二模)我国宋代沈括在《梦溪笔谈》中记载:“信州铅山县有苦泉,流以为涧。挹其水熬之,则成胆矾。熬胆矾铁釜,久之亦化为铜。”下列对文中字词的理解正确的是( )
A.“苦泉”中泉水属于胶体 B.“熬”表示加热蒸馏
C.“胆矾”化学式为CuSO4 D.“化”表示置换过程
答案 D
解析 “苦泉”中的泉水中含有多种金属离子,属于溶液,A错误;“熬胆矾铁釜”是在铁锅中加热硫酸铜溶液,不是蒸馏,B错误;“胆矾”的化学式为CuSO4·5H2O,C错误;“久之亦化为铜”中的“化”表示发生置换反应,D正确。
