专题3 整 合 提 升 学案（含答案） 2023-2024学年高一化学苏教版（2020）必修第一册
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| 名称 | 专题3 整 合 提 升 学案（含答案） 2023-2024学年高一化学苏教版（2020）必修第一册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 180.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-07-23 09:13:24 | ||
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文档简介
专题3 整 合 提 升
【知识整合】
主题一 解析氯水性质的多重性
例1 实验室提供下列实验用品:氯水、Na2CO3粉末、AgNO3溶液、稀硝酸、有色布条、药匙、试管等。请你应用上述实验用品,设计检验氯水中含有的微粒的实验方案,进行实验并补充完成下列实验报告。
实验步骤 实验现象 实验结论
(1)观察试剂瓶中氯水的颜色
(2) 氯水中存在Cl-
(3) 氯水中存在H+
(4) 氯水中存在具有强氧化性的HClO
【答案】(1)溶液呈浅黄绿色 氯水中存在Cl2分子
(2)向氯水中滴加AgNO3溶液,再滴加稀硝酸 产生白色沉淀,且白色沉淀不溶于稀硝酸 (3)向氯水中加入Na2CO3粉末 有无色气体产生 (4)向氯水中投入一小块有色布条 有色布条褪色
思维模型
新制氯水性质的多重性
1.表现Cl2的性质:氯水中含有Cl2,所以氯水呈浅黄绿色,由于Cl2具有强氧化性,当向氯水中加入强还原性物质时,可与Cl2发生氧化还原反应。如:氯水能使淀粉-KI试纸变蓝,能与Na2SO3、Fe2+等发生氧化还原反应等。
2.表现HClO的不稳定性和强氧化性:在强光照射下新制氯水中有气泡产生;常用氯气给自来水杀菌、消毒;新制氯水能使有色布条褪色。
3.表现H+的性质:氯水中含有H+,所以氯水具有H+的性质,如氯水中加入活泼金属(镁等)、碳酸盐(CaCO3等)分别产生氢气和二氧化碳。
4.具有Cl-的性质:氯水中加入硝酸酸化的硝酸银溶液,生成白色沉淀。
趁热打铁1 新制氯水中存在多种分子和离子,可通过实验的方法加以确定。下列有关新制氯水中存在的粒子说法错误的是( )。
A.加入含有硫酸氢钠的红色石蕊溶液,溶液红色褪去,说明有Cl2存在
B.加入镁条,有气体放出,说明有H+存在
C.新制氯水呈浅黄绿色,且有刺激性气味,说明有Cl2存在
D.加入硝酸酸化的硝酸银溶液,产生白色沉淀,说明有Cl-存在
【答案】A
【解析】氯气与水反应生成盐酸(强酸)和次氯酸(弱酸),反应后的溶液中含有氯气分子(新制氯水为浅黄绿色)、次氯酸分子(使石蕊溶液褪色,具有漂白性)、氢离子(与活泼金属反应生成氢气)、氯离子(与硝酸银溶液反应产生白色沉淀)、次氯酸根离子等粒子,A项错误。
主题二 碳酸钠、碳酸氢钠性质的应用
例2 下列有关Na2CO3、NaHCO3的叙述中错误的是( )。
A.除去Na2CO3固体中混有的少量NaHCO3可用加热法
B.除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可用加澄清石灰水的方法
C.可用稀醋酸鉴别相同浓度的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液
D.向物质的量浓度相同的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液中滴入酚酞,前者的红色更深
【答案】B
【解析】NaHCO3受热易分解而Na2CO3很稳定,除去Na2CO3固体中混有的少量NaHCO3可用加热法,A项正确;NaHCO3、Na2CO3都能与石灰水反应生成碳酸钙白色沉淀,B项错误;加入稀醋酸,立即产生气体的是NaHCO3,开始无气泡,加入一定量稀醋酸后才开始产生气体的是Na2CO3,C项正确;NaHCO3和Na2CO3的水溶液均显碱性,物质的量浓度相同时,Na2CO3溶液的碱性更强,D项正确。
思维模型
1.除杂净化
(1)CO2气体中混有少量HCl气体:可将混合气体通入饱和NaHCO3溶液中,干燥后收集,NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑。
(2)Na2CO3固体粉末中混有NaHCO3:用加热法除杂,2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。
(3)Na2CO3溶液中混有少量NaHCO3,滴加适量NaOH溶液,NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O。
(4)NaHCO3溶液中混有少量Na2CO3:通入过量的CO2气体,Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3。
2.碳酸钠、碳酸氢钠的鉴别方法
(1)利用二者的热稳定性不同进行鉴别。分别加热少量的样品,若发生分解反应,将产生的气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊的原试剂是NaHCO3,另一种试剂为Na2CO3。
(2)利用与酸反应生成气体的速率不同进行鉴别(相同条件)。分别取一定量的固体,加入等浓度等体积的盐酸,反应较快的原试剂是NaHCO3,另一种试剂为Na2CO3;分别取少量溶液,逐滴加入盐酸,开始无气体逸出的为Na2CO3,开始立即有气体逸出的为NaHCO3。
(3)利用阴离子不同进行鉴别。分别取其稀溶液,滴加BaCl2(或CaCl2)稀溶液,产生沉淀的原试剂为Na2CO3,同时产生沉淀和气体的为NaHCO3。
(4)利用溶液的碱性强弱不同进行鉴别。在其等浓度稀溶液中滴加酚酞溶液,溶液呈红色的原试剂为Na2CO3,溶液呈浅红色的是NaHCO3;或测pH法:相同物质的量浓度的两溶液,pH较大的是Na2CO3。
趁热打铁2 在课堂上老师展示了两瓶失去标签的Na2CO3和NaHCO3饱和溶液,希望班里同学提出简便的鉴别方法,该班同学踊跃提出看法,其中合理的是( )。
①取等量的溶液于两支试管中,加热,有气泡产生的是NaHCO3
②取等量的溶液于两支试管中,逐滴加入稀盐酸,开始就有气体放出的是NaHCO3
③取等量的溶液于两支试管中,滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀的是Na2CO3,同时产生沉淀和气体的为NaHCO3
④取等量的溶液于两支试管中,滴加Ba(OH)2溶液,生成白色沉淀的是Na2CO3
⑤分别用铂丝蘸取少量溶液,在火焰上灼烧,焰色呈黄色的是Na2CO3
A.②③⑤ B.③④ C.②③ D.①④⑤
【答案】C
【解析】①NaHCO3溶液受热时NaHCO3不分解,只有NaHCO3固体受热才分解;④分别向两支试管中滴Ba(OH)2溶液,都能产生白色沉淀;⑤Na2CO3、NaHCO3都是钠盐,焰色都呈黄色。
主题三 守恒思想在氧化还原反应计算中的应用
例3 120mL浓度为1mol·L-1的Na2SO3溶液,恰好与100mL浓度为0.4mol·L-1的K2Cr2O7溶液完全反应,已知亚硫酸钠被氧化为硫酸钠,在还原产物中Cr元素的化合价是( )。
A.+1 B.+2 C.+3 D.+4
【答案】C
【解析】设还原产物中Cr元素的化合价为n,反应中S元素化合价从+4升高到+6,失去2个电子,根据电子得失守恒可知,0.12L×1mol·L-1×(6-4)=0.1L×0.4mol·L-1×2×(6-n),解得n=3。
思维模型
1.氧化还原反应的计算主要求氧化剂与还原剂的物质的量之比或质量之比,计算参加反应的氧化剂或还原剂的量,确定反应前后某一元素的价态变化或物质的化学式等。其计算的关键是依据氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等(得失电子守恒)。
2.解题步骤
(1)找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
(2)找准一个原子或离子得失电子数(注意化学式中粒子的个数)。
(3)根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。即n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)=n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)。
趁热打铁3 用过氧化氢作氧化剂可将Fe2+氧化为Fe3+,若100L某溶液中Fe2+浓度为1.2mol·L-1,则理论上需投入的氧化剂过氧化氢的质量为 。
【答案】2040g
【解析】Fe2+作还原剂,H2O2作氧化剂,根据得失电子守恒,n(H2O2)=n(Fe2+)/2=(100L×1.2mol·L-1)/2=60mol,即m(H2O2)=60mol×34g·mol-1=2040g。
主题四 离子方程式的正误判断
例4 判断下列离子方程式是否正确,错误的指明原因,并写出正确的离子方程式。
①铁粉溶于稀硫酸中:2Fe+6H+2Fe3++3H2↑
②用氯化铁溶液制取Fe(OH)3胶体:Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+
③氢氧化铜溶于盐酸:OH-+H+H2O
④氢氧化钡溶液与硫酸铜溶液混合:2OH-+Cu2+Cu(OH)2↓
⑤铝与氯化铜溶液发生置换反应:Al+Cu2+Al3++Cu
⑥碳酸氢钙溶液与足量氢氧化钠溶液混合:HC+OH-C+H2O
⑦碳酸钙溶于硝酸溶液:CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O
【答案】
序号 判断 错误原因 正确的离子方程式
① × 不符合客观事实,产物应为Fe2+,不是Fe3+ Fe+2H+Fe2++H2↑
② × 产物为Fe(OH)3胶体,不是沉淀 Fe3++3H2O3H++Fe(OH)3(胶体)
③ × 氢氧化铜不能写成离子的形式,应写化学式 Cu(OH)2+2H+Cu2++2H2O
④ × 生成Cu(OH)2沉淀的同时生成BaSO4沉淀 Ba2++2OH-+Cu2++SBaSO4↓+Cu(OH)2↓
⑤ × 离子方程式两边电荷不守恒 2Al+3Cu2+2Al3++3Cu
⑥ × Ca2+与HC计量数之比应为1∶2,Ca2+应参与反应,有CaCO3沉淀生成 Ca2++2HC+2OH-CaCO3↓+C+2H2O
⑦ √ — —
思维模型
离子方程式正误判断的四项要求
趁热打铁4 下列离子方程式书写正确的是( )。
A.氯气与氢氧化钠溶液的反应:Cl2+2OH-ClO-+H2O
B.用过氧化氢从酸化的海带灰浸出液中提取碘:2I-+H2O2I2+2OH-
C.KClO3溶液与浓盐酸反应:Cl+5Cl-+6H+3Cl2↑+3H2O
D.酸性KMnO4溶液与H2O2反应:2Mn+6H++3H2O22Mn2++4O2↑+6H2O
【答案】C
【解析】A项,Cl原子、电荷均不守恒,错误;B项,酸性条件下不能生成OH-,错误;D项,违反客观事实,O2只能来源于H2O2,错误。
主题五 离子推断
例5 已知还原性:S>I->Fe2+(S被氧化为S)。某无色溶液中只可能含有K+、N、Ba2+、Fe2+、C、S、S、I-、Cl-中的部分离子,取该溶液进行下列实验:
编号 实验操作 实验现象
① 取10mL溶液,先加入稍过量的氯水,后加入苯并充分振荡、静置 生成无色气体,溶液上层为紫色
② 向①的水溶液中加入足量BaCl2和HCl溶液 得到白色沉淀4.66g
③ 取10mL原溶液,加入过量的NaOH溶液并加热 产生448mL(标准状况下)气体
通过实验得出的结论正确的是( )。
A.实验①中若通入过量的Cl2,则先后氧化了I-、Fe2+
B.上述3个实验不能确定是否一定含有Cl-,确定方法:在溶液中加硝酸银溶液,再加稀硝酸,若有沉淀生成,则证明有Cl-
C.判断溶液中是否含有钾离子,不需要通过焰色反应来检验
D.实验②能够确定溶液中不含有C
【答案】C
【解析】①取10mL溶液,先加入稍过量的氯水,因为氯水具有酸性,生成的无色气体为二氧化碳,则说明含有C,无Ba2+;后加入苯并充分振荡,静置,溶液上层为紫色,说明含I-。②向①的水溶液中加入足量BaCl2和HCl溶液,得到白色沉淀4.66g,即硫酸钡,所以①的水溶液中含有n(S)==0.02mol,所以原溶液可能含S或者S或者S和S一共0.02mol。③取10mL原溶液,加入过量的NaOH溶液并加热,产生448mL(标准状况下)气体,即氨气,所以原溶液中含n(N)==0.02mol。溶液无色,不含Fe2+,A项错误;溶液中含有S或S,加硝酸银溶液,再加稀硝酸后可生成硫酸银,B项错误;根据电荷守恒,明显阳离子所带的正电荷比阴离子所带的负电荷少,则原溶液一定还有K+,不需要通过焰色反应检验,C项正确;实验①加入了氯水,生成的盐酸可与碳酸根离子反应,实验②不能够确定溶液中是否含有C,D项错误。
思维模型
离子推断中的“四注意”
(1)注意有颜色的离子与溶液的颜色是否一致。
(2)根据某现象推出含有的某种离子,注意该离子是否为前面的操作引入的。
(3)注意离子共存问题
①离子是否能存在于溶液中,要特别注意溶液的性质(如酸碱性、氧化性、还原性)与离子的性质。
②推断结果中的离子是否能共存于同一溶液中。
③离子是否会隐蔽转化,如Al3+遇到过量的强碱会转化为Al,Al遇到过量的强酸会转化为Al3+。
(4)在定量推断中要注意运用溶液的电中性来确定离子的存在。定量推断最后一种离子是否存在的方法:如果多种离子共存,且只有一种离子的物质的量未知,可以用电荷守恒法来确定最后一种离子是否存在,即阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数。
趁热打铁5 A、B、C、D为四种可溶性的盐,它们的阳离子分别可能是Ba2+、Ag+、Na+、Cu2+中的某一种,阴离子分别可能是N、S、Cl-、C中的一种。(离子在物质中不能重复出现)
①若把四种盐分别溶于盛有蒸馏水的四支试管中,只有C盐的溶液呈蓝色;
②若向①的四支试管中分别加入盐酸,B盐的溶液中有沉淀生成,D盐的溶液中有无色无味的气体逸出。
(1)根据①②实验事实可推断它们的化学式为A ,C ,D 。
(2)写出盐酸与D反应的离子方程式: 。
(3)写出C与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式: 。
【答案】(1)BaCl2 CuSO4 Na2CO3 (2)C+2H+H2O+CO2↑ (3)Cu2++S+Ba2++2OH-BaSO4↓+Cu(OH)2↓
【解析】①若把四种盐分别溶于盛有蒸馏水的四支试管中,只有C盐的溶液呈蓝色,C中含Cu2+,Cu2+与C在溶液中不能大量共存,C盐中不含C;②若向①的四支试管中分别加入盐酸,B盐的溶液中有沉淀生成,D盐的溶液中有无色无味的气体逸出,则B中含Ag+,D中含C;由于Ag+与S、Cl-、C在溶液中不能大量共存,则B为AgNO3;由于C与Ba2+、Ag+、Cu2+在溶液中不能大量共存,则D为Na2CO3;Ba2+与S在溶液中不能大量共存,且离子在物质中不能重复出现,结合①②的推断,A为BaCl2,C为CuSO4。
主题六 海水资源的综合利用
例6 海水是重要的资源。可以制备一系列物质,如下图所示:
下列说法不正确的是( )。
A.步骤②中,应先通CO2,再通NH3
B.步骤③可将MgCl2·6H2O在HCl气氛中加热脱水
C.步骤④⑤⑥中的反应均是氧化还原反应
D.除去粗盐中的S、Ca2+、Mg2+等杂质,加入试剂及相关操作顺序可以是NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→过滤→盐酸
【答案】A
【解析】步骤②为侯氏制碱法,由于NH3在水中的溶解性比CO2大,故应先通NH3再通CO2,溶液中才能含有大量的碳元素,才能得到大量的NaHCO3,A项错误;MgCl2·6H2O加热脱水时,必须不断通入HCl抑制镁离子水解,B项正确;步骤⑤中,溴元素化合价降低,被还原,步骤④⑥中溴元素化合价升高,被氧化,C项正确;加NaOH溶液能除去Mg2+,加BaCl2溶液能除去S,再加入Na2CO3溶液可以除去Ca2+以及过量的Ba2+,过滤后加入盐酸可以除去多余的C和OH-,D项正确。
思维模型
趁热打铁6 我国海水资源丰富,开发和利用海水资源是当前科学研究的一个重要项目,下图是海水综合利用的一个方面:
根据上述流程图,请回答下列问题:
(1)①加入的试剂是 ,写出有关反应的离子方程式: 。
(2)写出反应③的化学方程式: 。
(3)写出反应⑤的离子方程式: 。
(4)为了合理利用资源,有人提出利用④中的副产物生产漂白粉的方案,你认为此方案可行吗 如果可行,写出化学方程式,如果不行,说明理由。
【答案】(1)Cl2(或氯气) 2Br-+Cl2Br2+2Cl- (2)Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O (3)2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ (4)可行 2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
【解析】(1)通入Cl2把Br-氧化成Br2。(2)先推断出②是Mg(OH)2,然后写化学方程式。(4)利用④中产生的Cl2和Ca(OH)2反应生产漂白粉。
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【知识整合】
主题一 解析氯水性质的多重性
例1 实验室提供下列实验用品:氯水、Na2CO3粉末、AgNO3溶液、稀硝酸、有色布条、药匙、试管等。请你应用上述实验用品,设计检验氯水中含有的微粒的实验方案,进行实验并补充完成下列实验报告。
实验步骤 实验现象 实验结论
(1)观察试剂瓶中氯水的颜色
(2) 氯水中存在Cl-
(3) 氯水中存在H+
(4) 氯水中存在具有强氧化性的HClO
【答案】(1)溶液呈浅黄绿色 氯水中存在Cl2分子
(2)向氯水中滴加AgNO3溶液,再滴加稀硝酸 产生白色沉淀,且白色沉淀不溶于稀硝酸 (3)向氯水中加入Na2CO3粉末 有无色气体产生 (4)向氯水中投入一小块有色布条 有色布条褪色
思维模型
新制氯水性质的多重性
1.表现Cl2的性质:氯水中含有Cl2,所以氯水呈浅黄绿色,由于Cl2具有强氧化性,当向氯水中加入强还原性物质时,可与Cl2发生氧化还原反应。如:氯水能使淀粉-KI试纸变蓝,能与Na2SO3、Fe2+等发生氧化还原反应等。
2.表现HClO的不稳定性和强氧化性:在强光照射下新制氯水中有气泡产生;常用氯气给自来水杀菌、消毒;新制氯水能使有色布条褪色。
3.表现H+的性质:氯水中含有H+,所以氯水具有H+的性质,如氯水中加入活泼金属(镁等)、碳酸盐(CaCO3等)分别产生氢气和二氧化碳。
4.具有Cl-的性质:氯水中加入硝酸酸化的硝酸银溶液,生成白色沉淀。
趁热打铁1 新制氯水中存在多种分子和离子,可通过实验的方法加以确定。下列有关新制氯水中存在的粒子说法错误的是( )。
A.加入含有硫酸氢钠的红色石蕊溶液,溶液红色褪去,说明有Cl2存在
B.加入镁条,有气体放出,说明有H+存在
C.新制氯水呈浅黄绿色,且有刺激性气味,说明有Cl2存在
D.加入硝酸酸化的硝酸银溶液,产生白色沉淀,说明有Cl-存在
【答案】A
【解析】氯气与水反应生成盐酸(强酸)和次氯酸(弱酸),反应后的溶液中含有氯气分子(新制氯水为浅黄绿色)、次氯酸分子(使石蕊溶液褪色,具有漂白性)、氢离子(与活泼金属反应生成氢气)、氯离子(与硝酸银溶液反应产生白色沉淀)、次氯酸根离子等粒子,A项错误。
主题二 碳酸钠、碳酸氢钠性质的应用
例2 下列有关Na2CO3、NaHCO3的叙述中错误的是( )。
A.除去Na2CO3固体中混有的少量NaHCO3可用加热法
B.除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可用加澄清石灰水的方法
C.可用稀醋酸鉴别相同浓度的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液
D.向物质的量浓度相同的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液中滴入酚酞,前者的红色更深
【答案】B
【解析】NaHCO3受热易分解而Na2CO3很稳定,除去Na2CO3固体中混有的少量NaHCO3可用加热法,A项正确;NaHCO3、Na2CO3都能与石灰水反应生成碳酸钙白色沉淀,B项错误;加入稀醋酸,立即产生气体的是NaHCO3,开始无气泡,加入一定量稀醋酸后才开始产生气体的是Na2CO3,C项正确;NaHCO3和Na2CO3的水溶液均显碱性,物质的量浓度相同时,Na2CO3溶液的碱性更强,D项正确。
思维模型
1.除杂净化
(1)CO2气体中混有少量HCl气体:可将混合气体通入饱和NaHCO3溶液中,干燥后收集,NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑。
(2)Na2CO3固体粉末中混有NaHCO3:用加热法除杂,2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。
(3)Na2CO3溶液中混有少量NaHCO3,滴加适量NaOH溶液,NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O。
(4)NaHCO3溶液中混有少量Na2CO3:通入过量的CO2气体,Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3。
2.碳酸钠、碳酸氢钠的鉴别方法
(1)利用二者的热稳定性不同进行鉴别。分别加热少量的样品,若发生分解反应,将产生的气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊的原试剂是NaHCO3,另一种试剂为Na2CO3。
(2)利用与酸反应生成气体的速率不同进行鉴别(相同条件)。分别取一定量的固体,加入等浓度等体积的盐酸,反应较快的原试剂是NaHCO3,另一种试剂为Na2CO3;分别取少量溶液,逐滴加入盐酸,开始无气体逸出的为Na2CO3,开始立即有气体逸出的为NaHCO3。
(3)利用阴离子不同进行鉴别。分别取其稀溶液,滴加BaCl2(或CaCl2)稀溶液,产生沉淀的原试剂为Na2CO3,同时产生沉淀和气体的为NaHCO3。
(4)利用溶液的碱性强弱不同进行鉴别。在其等浓度稀溶液中滴加酚酞溶液,溶液呈红色的原试剂为Na2CO3,溶液呈浅红色的是NaHCO3;或测pH法:相同物质的量浓度的两溶液,pH较大的是Na2CO3。
趁热打铁2 在课堂上老师展示了两瓶失去标签的Na2CO3和NaHCO3饱和溶液,希望班里同学提出简便的鉴别方法,该班同学踊跃提出看法,其中合理的是( )。
①取等量的溶液于两支试管中,加热,有气泡产生的是NaHCO3
②取等量的溶液于两支试管中,逐滴加入稀盐酸,开始就有气体放出的是NaHCO3
③取等量的溶液于两支试管中,滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀的是Na2CO3,同时产生沉淀和气体的为NaHCO3
④取等量的溶液于两支试管中,滴加Ba(OH)2溶液,生成白色沉淀的是Na2CO3
⑤分别用铂丝蘸取少量溶液,在火焰上灼烧,焰色呈黄色的是Na2CO3
A.②③⑤ B.③④ C.②③ D.①④⑤
【答案】C
【解析】①NaHCO3溶液受热时NaHCO3不分解,只有NaHCO3固体受热才分解;④分别向两支试管中滴Ba(OH)2溶液,都能产生白色沉淀;⑤Na2CO3、NaHCO3都是钠盐,焰色都呈黄色。
主题三 守恒思想在氧化还原反应计算中的应用
例3 120mL浓度为1mol·L-1的Na2SO3溶液,恰好与100mL浓度为0.4mol·L-1的K2Cr2O7溶液完全反应,已知亚硫酸钠被氧化为硫酸钠,在还原产物中Cr元素的化合价是( )。
A.+1 B.+2 C.+3 D.+4
【答案】C
【解析】设还原产物中Cr元素的化合价为n,反应中S元素化合价从+4升高到+6,失去2个电子,根据电子得失守恒可知,0.12L×1mol·L-1×(6-4)=0.1L×0.4mol·L-1×2×(6-n),解得n=3。
思维模型
1.氧化还原反应的计算主要求氧化剂与还原剂的物质的量之比或质量之比,计算参加反应的氧化剂或还原剂的量,确定反应前后某一元素的价态变化或物质的化学式等。其计算的关键是依据氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等(得失电子守恒)。
2.解题步骤
(1)找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
(2)找准一个原子或离子得失电子数(注意化学式中粒子的个数)。
(3)根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。即n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)=n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)。
趁热打铁3 用过氧化氢作氧化剂可将Fe2+氧化为Fe3+,若100L某溶液中Fe2+浓度为1.2mol·L-1,则理论上需投入的氧化剂过氧化氢的质量为 。
【答案】2040g
【解析】Fe2+作还原剂,H2O2作氧化剂,根据得失电子守恒,n(H2O2)=n(Fe2+)/2=(100L×1.2mol·L-1)/2=60mol,即m(H2O2)=60mol×34g·mol-1=2040g。
主题四 离子方程式的正误判断
例4 判断下列离子方程式是否正确,错误的指明原因,并写出正确的离子方程式。
①铁粉溶于稀硫酸中:2Fe+6H+2Fe3++3H2↑
②用氯化铁溶液制取Fe(OH)3胶体:Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+
③氢氧化铜溶于盐酸:OH-+H+H2O
④氢氧化钡溶液与硫酸铜溶液混合:2OH-+Cu2+Cu(OH)2↓
⑤铝与氯化铜溶液发生置换反应:Al+Cu2+Al3++Cu
⑥碳酸氢钙溶液与足量氢氧化钠溶液混合:HC+OH-C+H2O
⑦碳酸钙溶于硝酸溶液:CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O
【答案】
序号 判断 错误原因 正确的离子方程式
① × 不符合客观事实,产物应为Fe2+,不是Fe3+ Fe+2H+Fe2++H2↑
② × 产物为Fe(OH)3胶体,不是沉淀 Fe3++3H2O3H++Fe(OH)3(胶体)
③ × 氢氧化铜不能写成离子的形式,应写化学式 Cu(OH)2+2H+Cu2++2H2O
④ × 生成Cu(OH)2沉淀的同时生成BaSO4沉淀 Ba2++2OH-+Cu2++SBaSO4↓+Cu(OH)2↓
⑤ × 离子方程式两边电荷不守恒 2Al+3Cu2+2Al3++3Cu
⑥ × Ca2+与HC计量数之比应为1∶2,Ca2+应参与反应,有CaCO3沉淀生成 Ca2++2HC+2OH-CaCO3↓+C+2H2O
⑦ √ — —
思维模型
离子方程式正误判断的四项要求
趁热打铁4 下列离子方程式书写正确的是( )。
A.氯气与氢氧化钠溶液的反应:Cl2+2OH-ClO-+H2O
B.用过氧化氢从酸化的海带灰浸出液中提取碘:2I-+H2O2I2+2OH-
C.KClO3溶液与浓盐酸反应:Cl+5Cl-+6H+3Cl2↑+3H2O
D.酸性KMnO4溶液与H2O2反应:2Mn+6H++3H2O22Mn2++4O2↑+6H2O
【答案】C
【解析】A项,Cl原子、电荷均不守恒,错误;B项,酸性条件下不能生成OH-,错误;D项,违反客观事实,O2只能来源于H2O2,错误。
主题五 离子推断
例5 已知还原性:S>I->Fe2+(S被氧化为S)。某无色溶液中只可能含有K+、N、Ba2+、Fe2+、C、S、S、I-、Cl-中的部分离子,取该溶液进行下列实验:
编号 实验操作 实验现象
① 取10mL溶液,先加入稍过量的氯水,后加入苯并充分振荡、静置 生成无色气体,溶液上层为紫色
② 向①的水溶液中加入足量BaCl2和HCl溶液 得到白色沉淀4.66g
③ 取10mL原溶液,加入过量的NaOH溶液并加热 产生448mL(标准状况下)气体
通过实验得出的结论正确的是( )。
A.实验①中若通入过量的Cl2,则先后氧化了I-、Fe2+
B.上述3个实验不能确定是否一定含有Cl-,确定方法:在溶液中加硝酸银溶液,再加稀硝酸,若有沉淀生成,则证明有Cl-
C.判断溶液中是否含有钾离子,不需要通过焰色反应来检验
D.实验②能够确定溶液中不含有C
【答案】C
【解析】①取10mL溶液,先加入稍过量的氯水,因为氯水具有酸性,生成的无色气体为二氧化碳,则说明含有C,无Ba2+;后加入苯并充分振荡,静置,溶液上层为紫色,说明含I-。②向①的水溶液中加入足量BaCl2和HCl溶液,得到白色沉淀4.66g,即硫酸钡,所以①的水溶液中含有n(S)==0.02mol,所以原溶液可能含S或者S或者S和S一共0.02mol。③取10mL原溶液,加入过量的NaOH溶液并加热,产生448mL(标准状况下)气体,即氨气,所以原溶液中含n(N)==0.02mol。溶液无色,不含Fe2+,A项错误;溶液中含有S或S,加硝酸银溶液,再加稀硝酸后可生成硫酸银,B项错误;根据电荷守恒,明显阳离子所带的正电荷比阴离子所带的负电荷少,则原溶液一定还有K+,不需要通过焰色反应检验,C项正确;实验①加入了氯水,生成的盐酸可与碳酸根离子反应,实验②不能够确定溶液中是否含有C,D项错误。
思维模型
离子推断中的“四注意”
(1)注意有颜色的离子与溶液的颜色是否一致。
(2)根据某现象推出含有的某种离子,注意该离子是否为前面的操作引入的。
(3)注意离子共存问题
①离子是否能存在于溶液中,要特别注意溶液的性质(如酸碱性、氧化性、还原性)与离子的性质。
②推断结果中的离子是否能共存于同一溶液中。
③离子是否会隐蔽转化,如Al3+遇到过量的强碱会转化为Al,Al遇到过量的强酸会转化为Al3+。
(4)在定量推断中要注意运用溶液的电中性来确定离子的存在。定量推断最后一种离子是否存在的方法:如果多种离子共存,且只有一种离子的物质的量未知,可以用电荷守恒法来确定最后一种离子是否存在,即阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数。
趁热打铁5 A、B、C、D为四种可溶性的盐,它们的阳离子分别可能是Ba2+、Ag+、Na+、Cu2+中的某一种,阴离子分别可能是N、S、Cl-、C中的一种。(离子在物质中不能重复出现)
①若把四种盐分别溶于盛有蒸馏水的四支试管中,只有C盐的溶液呈蓝色;
②若向①的四支试管中分别加入盐酸,B盐的溶液中有沉淀生成,D盐的溶液中有无色无味的气体逸出。
(1)根据①②实验事实可推断它们的化学式为A ,C ,D 。
(2)写出盐酸与D反应的离子方程式: 。
(3)写出C与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式: 。
【答案】(1)BaCl2 CuSO4 Na2CO3 (2)C+2H+H2O+CO2↑ (3)Cu2++S+Ba2++2OH-BaSO4↓+Cu(OH)2↓
【解析】①若把四种盐分别溶于盛有蒸馏水的四支试管中,只有C盐的溶液呈蓝色,C中含Cu2+,Cu2+与C在溶液中不能大量共存,C盐中不含C;②若向①的四支试管中分别加入盐酸,B盐的溶液中有沉淀生成,D盐的溶液中有无色无味的气体逸出,则B中含Ag+,D中含C;由于Ag+与S、Cl-、C在溶液中不能大量共存,则B为AgNO3;由于C与Ba2+、Ag+、Cu2+在溶液中不能大量共存,则D为Na2CO3;Ba2+与S在溶液中不能大量共存,且离子在物质中不能重复出现,结合①②的推断,A为BaCl2,C为CuSO4。
主题六 海水资源的综合利用
例6 海水是重要的资源。可以制备一系列物质,如下图所示:
下列说法不正确的是( )。
A.步骤②中,应先通CO2,再通NH3
B.步骤③可将MgCl2·6H2O在HCl气氛中加热脱水
C.步骤④⑤⑥中的反应均是氧化还原反应
D.除去粗盐中的S、Ca2+、Mg2+等杂质,加入试剂及相关操作顺序可以是NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→过滤→盐酸
【答案】A
【解析】步骤②为侯氏制碱法,由于NH3在水中的溶解性比CO2大,故应先通NH3再通CO2,溶液中才能含有大量的碳元素,才能得到大量的NaHCO3,A项错误;MgCl2·6H2O加热脱水时,必须不断通入HCl抑制镁离子水解,B项正确;步骤⑤中,溴元素化合价降低,被还原,步骤④⑥中溴元素化合价升高,被氧化,C项正确;加NaOH溶液能除去Mg2+,加BaCl2溶液能除去S,再加入Na2CO3溶液可以除去Ca2+以及过量的Ba2+,过滤后加入盐酸可以除去多余的C和OH-,D项正确。
思维模型
趁热打铁6 我国海水资源丰富,开发和利用海水资源是当前科学研究的一个重要项目,下图是海水综合利用的一个方面:
根据上述流程图,请回答下列问题:
(1)①加入的试剂是 ,写出有关反应的离子方程式: 。
(2)写出反应③的化学方程式: 。
(3)写出反应⑤的离子方程式: 。
(4)为了合理利用资源,有人提出利用④中的副产物生产漂白粉的方案,你认为此方案可行吗 如果可行,写出化学方程式,如果不行,说明理由。
【答案】(1)Cl2(或氯气) 2Br-+Cl2Br2+2Cl- (2)Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O (3)2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ (4)可行 2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
【解析】(1)通入Cl2把Br-氧化成Br2。(2)先推断出②是Mg(OH)2,然后写化学方程式。(4)利用④中产生的Cl2和Ca(OH)2反应生产漂白粉。
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