专题4 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
文档属性
| 名称 | 专题4 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 | 116.5KB | ||
| 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 09:13:35 | ||
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文档简介
专题4 整 合 提 升
【知识整合】
主题一 二氧化硫与二氧化碳的检验
例1 检验SO2气体中是否混有CO2气体,可采用的方法是( )。
A.通过品红溶液
B.通过澄清石灰水
C.先通过NaOH溶液,再通过澄清石灰水
D.先通过足量酸性KMnO4溶液,再通过澄清石灰水
【答案】D
【解析】要正确解题必须先做到以下两点:(1)理解题意,本题要检验的是CO2,且CO2又混在SO2气体中。(2)要掌握SO2与CO2性质上的相似点与不同点。如通过澄清石灰水都能生成白色沉淀(CaSO3和CaCO3),又如遇NaOH溶液都能发生反应。它们性质上的不同点表现在SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色,而CO2不具备漂白性;又如在通过NaHCO3溶液时,由于H2SO3酸性>H2CO3酸性,所以SO2与NaHCO3溶液反应能放出CO2,而CO2却无法与NaHCO3反应;再如由于SO2的还原性,在通过酸性KMnO4溶液时会发生反应:5SO2+2KMnO4+2H2OK2SO4+2MnSO4+2H2SO4,而CO2却不具备还原性。A项检验的是SO2而不是CO2;B项中不管是否混有CO2,溶液均变浑浊;C项中不管是否混有CO2,均无白色沉淀生成;D项在通过酸性KMnO4溶液时混合气体中仅SO2被吸收,再通过澄清石灰水,若有浑浊现象,说明混有CO2,若无浑浊现象,说明不混有CO2。综上分析,D项正确。
思维模型
1.SO2和CO2的性质比较
SO2 CO2
物理 性质 无色、有刺激性气味、易液化、易溶于水(1∶40) 无色、无味、能溶于水(1∶1)
与水 反应 SO2+H2OH2SO3(弱酸) CO2+H2OH2CO3(弱酸)
与碱反应 Ca(OH)2CaSO3Ca(HSO3)2 Ca(OH)2CaCO3Ca(HCO3)2
鉴定 存在 能使品红溶液褪色,又能使澄清石灰水变浑浊 不能使品红溶液褪色,但能使澄清石灰水变浑浊
2.检验SO2的一般方法
利用化学性质检验
(1)氧化性:与硫化氢气体混合,有淡黄色固体生成。
(2)还原性:将气体通入稀氯水(或稀溴水、酸性高锰酸钾溶液)中,使溶液褪色;将气体通入氯化铁溶液中,氯化铁溶液由黄色变成浅绿色。
(3)漂白性:将气体通入品红溶液中,能使品红溶液褪色;加热颜色又恢复。
趁热打铁1 某化学兴趣小组为了探究常温下某非金属氧化物形成的未知气体的成分,该小组成员将气体通入澄清石灰水,发现澄清石灰水变浑浊,持续通入发现浑浊又变澄清,由此该小组成员对气体的成分提出猜想。
[提出猜想]
猜想1:该气体为CO2
猜想2:该气体为SO2
猜想3:
为了验证猜想,该小组同学设计实验加以探究:
[实验探究]
该小组同学按如图所示装置,将气体从a端通入,则:
(1)B中应该装入的试剂是 (填字母)。
A.NaCl溶液 B.酸性KMnO4溶液 C.盐酸 D.澄清石灰水
(2)A中品红溶液的作用是 。
(3)D中澄清石灰水的作用是 。
通过该实验,该小组同学观察到以下三个实验现象:
①A中品红溶液褪色 ②C中品红溶液不褪色 ③D中澄清石灰水变浑浊
[得出结论]
(4)由上述现象,该小组同学确认该气体的成分为 。
【答案】猜想3:该气体为CO2和SO2的混合气体 (1)B (2)验证混合气体中是否含有SO2 (3)验证混合气体中是否含有CO2 (4)CO2和SO2的混合气体
【解析】回忆学过的能使澄清石灰水先变浑浊,后变澄清的气体,只有CO2和SO2,所以提出的猜想是①气体为CO2,②气体为SO2,③气体为CO2和SO2的混合气体。要验证气体的成分,必须先验证SO2是否存在,并除尽,再验证CO2气体的存在,因为SO2的存在对CO2的验证有干扰。
主题二 浓硫酸的特性
例2 某研究小组成员在讨论鉴别浓硫酸和稀硫酸的方法时,设计了如下方案:
甲 乙 丙 丁 戊
操 作 加到火柴梗上 加入金属铜片 分别加入盛有水的试管中 用玻璃棒蘸取浓氨水靠近盛酸试剂瓶的瓶口 加到CuSO4·5H2O 晶体中
结 论 火柴梗变黑者为浓硫酸 产生刺激性气味气体者为浓硫酸 放热者为浓硫酸 冒白烟者为浓硫酸 晶体变白者为浓硫酸
(1)其中可行的是 。
(2)其中稍做改进就可行的方案是 ,改进方法是 。
(3)完全错误的是 ,因为 。
(4)请给出另外两种鉴别方法: 。
【答案】(1)甲、丙、戊 (2)乙 加热 (3)丁 硫酸是难挥发性酸 (4)以下任意两种(其他可行方案均可):
操 作 加入铁片 加木炭,加热 称量同体积的酸 加热
结 论 常温下铁片溶解的为稀硫酸,不溶解的是浓硫酸 产生刺激性气味气体者为浓硫酸 轻者为稀硫酸 先沸腾者为稀硫酸
【解析】浓硫酸有脱水性,会把火柴梗炭化,可以区别,甲方案可行。乙方案中Cu与浓硫酸在常温下不反应,需要加热才能区分:稀者不反应,浓者反应。丙方案可行。丁方案中因浓、稀硫酸都不挥发,所以不可区分。戊方案可行。
思维模型
浓、稀硫酸的判断方法
各取少量试样,做以下实验,都可区分出来。
(1)称量:取等体积,重者为浓硫酸(用手掂掂也能分辨出来)。
(2)放出H2:常温下,分别加入放有Fe片的试管中,放出气体者为稀硫酸。
(3)脱水性:用玻璃棒分别蘸取试样在纸上写字,在常温下,一会儿变黑者为浓硫酸。也可用锯木、蔗糖等做相似的实验。
(4)吸水性:加到CuSO4·5H2O晶体中,晶体变白者为浓硫酸;得蓝色溶液者为稀硫酸。
(5)吸水性:各取等质量试样,敞口放置一段时间后称量,增重者为浓硫酸。
(6)氧化性:分别加入放有Cu片的试管中,加热,放出刺激性气味气体者为浓硫酸。
(7)酸碱指示剂:在蓝色石蕊试纸上滴1~2滴待测溶液,变红色者为稀硫酸,先变红再变黑者为浓硫酸。
趁热打铁2 某学校实验室从化学试剂商店买回的硫酸试剂标签上的部分内容如图所示。据此下列说法错误的是( )。
硫酸化学纯(CP)
(500mL)
品名:硫酸
化学式:H2SO4
相对分子质量:98
密度:1.84g·cm-3
质量分数:98%
A.该硫酸试剂的物质的量浓度为18.4mol·L-1
B.该硫酸与等体积的水混合所得溶液的质量分数大于49%
C.配制250.0mL 4.6mol·L-1的稀硫酸需取该硫酸62.5mL
D.由该硫酸配制稀硫酸时,可将水加入该硫酸中,并边加边搅拌
【答案】D
【解析】根据c=可知该硫酸试剂的物质的量浓度为mol·L-1=18.4mol·L-1,A项正确;硫酸的密度大于水,因此该硫酸与等体积的水混合所得溶液的质量分数大于49%,B项正确;根据溶液稀释前后溶质的物质的量保持不变,设需取该硫酸的体积为V,则250.0mL×4.6mol·L-1=V×18.4mol·L-1,解得V=62.5mL,C项正确;由浓硫酸配制稀硫酸时,应将浓硫酸加入水中,D项错误。
主题三 硫及其化合物的转化关系
例3 物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。下图是硫及其部分化合物的“价—类二维图”。
根据图示回答下列问题:
(1)图中X的化学式为 ,将X与SO2混合可生成淡黄色固体,该反应的氧化产物与还原产物的质量之比为 。
(2)过量的Fe粉与一定量W浓溶液混合加热反应,生成 (填化学式)气体。转化①可由S粉与热的W浓溶液反应实现,反应的化学方程式为 。
(3)工业制硫酸中,转化②是在 (填设备名称)中进行的。进行转化③时,不用水而用98.3%的浓H2SO4吸收SO3,原因是 。
(4)NaHSO4溶液显强酸性,向NaHSO4溶液中滴入Ba(OH)2溶液,恰好使溶液呈中性,则发生反应的离子方程式为 。
(5)已知Na2SO3能被K2Cr2O7氧化为Na2SO4,则24mL 0.05mol·L-1 Na2SO3溶液与20mL 0.02mol·L-1 K2Cr2O7溶液恰好反应时,Cr元素在还原产物中的化合价为 。
【答案】(1)H2S 2∶1 (2)SO2和H2
2H2SO4(浓)+S3SO2↑+2H2O (3)接触室 SO3溶于水转化为H2SO4过程中放热,产生酸雾降低SO3吸收效率 (4)2H++S+Ba2++2OH-BaSO4↓+2H2O (5)+3
【解析】 (5)假设Cr元素在生成物中的化合价为+a价,根据得失电子守恒,24×10-3L×0.05mol·L-1×(6-4)=20×10-3L×0.02mol·L-1×2×(6-a),解得a=3。
思维模型
1.根据反应前后物质所含元素化合价分析,若化合价没有发生变化,则从四种基本反应类型进行分析,若化合价升高,考虑加入氧化剂,若化合价降低,考虑加入还原剂。
2.掌握物质间的转化关系:
趁热打铁3 A为中学化学常见金属单质,将A投入足量B的浓溶液中,溶液总质量在反应前后保持不变(忽略沉淀或气体的溶解)。除A、C外其余各物质均含同一种元素X,F为X的氢化物,G为淡黄色固体,H为黑色沉淀。
(1)写出下列物质的化学式:D 、F 、G 、H 。写出反应①的化学方程式: 。
(2)G和过量NaOH溶液在加热时反应,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2,写出该反应的离子方程式: 。
(3)检验E中阴离子的操作方法为 。
【答案】(1)SO2 H2S S CuS
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)3S+6OH-2S2-+S+3H2O
(3)取少量E溶液,先加入足量稀盐酸,无明显现象,再加入BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则证明有S存在
【解析】G为淡黄色固体,由D+F(X的氢化物)G+C可知,该反应为SO2+2H2S3S↓+2H2O,则D为SO2,F为H2S,G为S,C为H2O;由其他信息可知A为Cu,B为浓硫酸,E为CuSO4,H为CuS。
2
【知识整合】
主题一 二氧化硫与二氧化碳的检验
例1 检验SO2气体中是否混有CO2气体,可采用的方法是( )。
A.通过品红溶液
B.通过澄清石灰水
C.先通过NaOH溶液,再通过澄清石灰水
D.先通过足量酸性KMnO4溶液,再通过澄清石灰水
【答案】D
【解析】要正确解题必须先做到以下两点:(1)理解题意,本题要检验的是CO2,且CO2又混在SO2气体中。(2)要掌握SO2与CO2性质上的相似点与不同点。如通过澄清石灰水都能生成白色沉淀(CaSO3和CaCO3),又如遇NaOH溶液都能发生反应。它们性质上的不同点表现在SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色,而CO2不具备漂白性;又如在通过NaHCO3溶液时,由于H2SO3酸性>H2CO3酸性,所以SO2与NaHCO3溶液反应能放出CO2,而CO2却无法与NaHCO3反应;再如由于SO2的还原性,在通过酸性KMnO4溶液时会发生反应:5SO2+2KMnO4+2H2OK2SO4+2MnSO4+2H2SO4,而CO2却不具备还原性。A项检验的是SO2而不是CO2;B项中不管是否混有CO2,溶液均变浑浊;C项中不管是否混有CO2,均无白色沉淀生成;D项在通过酸性KMnO4溶液时混合气体中仅SO2被吸收,再通过澄清石灰水,若有浑浊现象,说明混有CO2,若无浑浊现象,说明不混有CO2。综上分析,D项正确。
思维模型
1.SO2和CO2的性质比较
SO2 CO2
物理 性质 无色、有刺激性气味、易液化、易溶于水(1∶40) 无色、无味、能溶于水(1∶1)
与水 反应 SO2+H2OH2SO3(弱酸) CO2+H2OH2CO3(弱酸)
与碱反应 Ca(OH)2CaSO3Ca(HSO3)2 Ca(OH)2CaCO3Ca(HCO3)2
鉴定 存在 能使品红溶液褪色,又能使澄清石灰水变浑浊 不能使品红溶液褪色,但能使澄清石灰水变浑浊
2.检验SO2的一般方法
利用化学性质检验
(1)氧化性:与硫化氢气体混合,有淡黄色固体生成。
(2)还原性:将气体通入稀氯水(或稀溴水、酸性高锰酸钾溶液)中,使溶液褪色;将气体通入氯化铁溶液中,氯化铁溶液由黄色变成浅绿色。
(3)漂白性:将气体通入品红溶液中,能使品红溶液褪色;加热颜色又恢复。
趁热打铁1 某化学兴趣小组为了探究常温下某非金属氧化物形成的未知气体的成分,该小组成员将气体通入澄清石灰水,发现澄清石灰水变浑浊,持续通入发现浑浊又变澄清,由此该小组成员对气体的成分提出猜想。
[提出猜想]
猜想1:该气体为CO2
猜想2:该气体为SO2
猜想3:
为了验证猜想,该小组同学设计实验加以探究:
[实验探究]
该小组同学按如图所示装置,将气体从a端通入,则:
(1)B中应该装入的试剂是 (填字母)。
A.NaCl溶液 B.酸性KMnO4溶液 C.盐酸 D.澄清石灰水
(2)A中品红溶液的作用是 。
(3)D中澄清石灰水的作用是 。
通过该实验,该小组同学观察到以下三个实验现象:
①A中品红溶液褪色 ②C中品红溶液不褪色 ③D中澄清石灰水变浑浊
[得出结论]
(4)由上述现象,该小组同学确认该气体的成分为 。
【答案】猜想3:该气体为CO2和SO2的混合气体 (1)B (2)验证混合气体中是否含有SO2 (3)验证混合气体中是否含有CO2 (4)CO2和SO2的混合气体
【解析】回忆学过的能使澄清石灰水先变浑浊,后变澄清的气体,只有CO2和SO2,所以提出的猜想是①气体为CO2,②气体为SO2,③气体为CO2和SO2的混合气体。要验证气体的成分,必须先验证SO2是否存在,并除尽,再验证CO2气体的存在,因为SO2的存在对CO2的验证有干扰。
主题二 浓硫酸的特性
例2 某研究小组成员在讨论鉴别浓硫酸和稀硫酸的方法时,设计了如下方案:
甲 乙 丙 丁 戊
操 作 加到火柴梗上 加入金属铜片 分别加入盛有水的试管中 用玻璃棒蘸取浓氨水靠近盛酸试剂瓶的瓶口 加到CuSO4·5H2O 晶体中
结 论 火柴梗变黑者为浓硫酸 产生刺激性气味气体者为浓硫酸 放热者为浓硫酸 冒白烟者为浓硫酸 晶体变白者为浓硫酸
(1)其中可行的是 。
(2)其中稍做改进就可行的方案是 ,改进方法是 。
(3)完全错误的是 ,因为 。
(4)请给出另外两种鉴别方法: 。
【答案】(1)甲、丙、戊 (2)乙 加热 (3)丁 硫酸是难挥发性酸 (4)以下任意两种(其他可行方案均可):
操 作 加入铁片 加木炭,加热 称量同体积的酸 加热
结 论 常温下铁片溶解的为稀硫酸,不溶解的是浓硫酸 产生刺激性气味气体者为浓硫酸 轻者为稀硫酸 先沸腾者为稀硫酸
【解析】浓硫酸有脱水性,会把火柴梗炭化,可以区别,甲方案可行。乙方案中Cu与浓硫酸在常温下不反应,需要加热才能区分:稀者不反应,浓者反应。丙方案可行。丁方案中因浓、稀硫酸都不挥发,所以不可区分。戊方案可行。
思维模型
浓、稀硫酸的判断方法
各取少量试样,做以下实验,都可区分出来。
(1)称量:取等体积,重者为浓硫酸(用手掂掂也能分辨出来)。
(2)放出H2:常温下,分别加入放有Fe片的试管中,放出气体者为稀硫酸。
(3)脱水性:用玻璃棒分别蘸取试样在纸上写字,在常温下,一会儿变黑者为浓硫酸。也可用锯木、蔗糖等做相似的实验。
(4)吸水性:加到CuSO4·5H2O晶体中,晶体变白者为浓硫酸;得蓝色溶液者为稀硫酸。
(5)吸水性:各取等质量试样,敞口放置一段时间后称量,增重者为浓硫酸。
(6)氧化性:分别加入放有Cu片的试管中,加热,放出刺激性气味气体者为浓硫酸。
(7)酸碱指示剂:在蓝色石蕊试纸上滴1~2滴待测溶液,变红色者为稀硫酸,先变红再变黑者为浓硫酸。
趁热打铁2 某学校实验室从化学试剂商店买回的硫酸试剂标签上的部分内容如图所示。据此下列说法错误的是( )。
硫酸化学纯(CP)
(500mL)
品名:硫酸
化学式:H2SO4
相对分子质量:98
密度:1.84g·cm-3
质量分数:98%
A.该硫酸试剂的物质的量浓度为18.4mol·L-1
B.该硫酸与等体积的水混合所得溶液的质量分数大于49%
C.配制250.0mL 4.6mol·L-1的稀硫酸需取该硫酸62.5mL
D.由该硫酸配制稀硫酸时,可将水加入该硫酸中,并边加边搅拌
【答案】D
【解析】根据c=可知该硫酸试剂的物质的量浓度为mol·L-1=18.4mol·L-1,A项正确;硫酸的密度大于水,因此该硫酸与等体积的水混合所得溶液的质量分数大于49%,B项正确;根据溶液稀释前后溶质的物质的量保持不变,设需取该硫酸的体积为V,则250.0mL×4.6mol·L-1=V×18.4mol·L-1,解得V=62.5mL,C项正确;由浓硫酸配制稀硫酸时,应将浓硫酸加入水中,D项错误。
主题三 硫及其化合物的转化关系
例3 物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。下图是硫及其部分化合物的“价—类二维图”。
根据图示回答下列问题:
(1)图中X的化学式为 ,将X与SO2混合可生成淡黄色固体,该反应的氧化产物与还原产物的质量之比为 。
(2)过量的Fe粉与一定量W浓溶液混合加热反应,生成 (填化学式)气体。转化①可由S粉与热的W浓溶液反应实现,反应的化学方程式为 。
(3)工业制硫酸中,转化②是在 (填设备名称)中进行的。进行转化③时,不用水而用98.3%的浓H2SO4吸收SO3,原因是 。
(4)NaHSO4溶液显强酸性,向NaHSO4溶液中滴入Ba(OH)2溶液,恰好使溶液呈中性,则发生反应的离子方程式为 。
(5)已知Na2SO3能被K2Cr2O7氧化为Na2SO4,则24mL 0.05mol·L-1 Na2SO3溶液与20mL 0.02mol·L-1 K2Cr2O7溶液恰好反应时,Cr元素在还原产物中的化合价为 。
【答案】(1)H2S 2∶1 (2)SO2和H2
2H2SO4(浓)+S3SO2↑+2H2O (3)接触室 SO3溶于水转化为H2SO4过程中放热,产生酸雾降低SO3吸收效率 (4)2H++S+Ba2++2OH-BaSO4↓+2H2O (5)+3
【解析】 (5)假设Cr元素在生成物中的化合价为+a价,根据得失电子守恒,24×10-3L×0.05mol·L-1×(6-4)=20×10-3L×0.02mol·L-1×2×(6-a),解得a=3。
思维模型
1.根据反应前后物质所含元素化合价分析,若化合价没有发生变化,则从四种基本反应类型进行分析,若化合价升高,考虑加入氧化剂,若化合价降低,考虑加入还原剂。
2.掌握物质间的转化关系:
趁热打铁3 A为中学化学常见金属单质,将A投入足量B的浓溶液中,溶液总质量在反应前后保持不变(忽略沉淀或气体的溶解)。除A、C外其余各物质均含同一种元素X,F为X的氢化物,G为淡黄色固体,H为黑色沉淀。
(1)写出下列物质的化学式:D 、F 、G 、H 。写出反应①的化学方程式: 。
(2)G和过量NaOH溶液在加热时反应,氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2,写出该反应的离子方程式: 。
(3)检验E中阴离子的操作方法为 。
【答案】(1)SO2 H2S S CuS
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)3S+6OH-2S2-+S+3H2O
(3)取少量E溶液,先加入足量稀盐酸,无明显现象,再加入BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则证明有S存在
【解析】G为淡黄色固体,由D+F(X的氢化物)G+C可知,该反应为SO2+2H2S3S↓+2H2O,则D为SO2,F为H2S,G为S,C为H2O;由其他信息可知A为Cu,B为浓硫酸,E为CuSO4,H为CuS。
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