高三化学复习专题13——有机推断 自学案
[学习目标]
1.巩固有机化学基础知识,突出官能团的性质、体现结构决定性质、性质反映结构的知识主线。
2.探究以有机化合物为主线的物质的衍生关系。
根据所学知识完成下列空白:
1.有机物的结构与性质
⑴能使溴水褪色的官能团: 、 、 。
⑵能使酸性KMnO4溶液褪色的物质:__________、____________、____________、___________、____________等。
⑶能与Na反应放出H2的物质:__________、 、 。
⑷能与FeCl3溶液作用显紫色的物质:___________。
⑸能与NaHCO3 溶液作用放出CO2气体的官能团: 。
⑹能与银氨溶液反应产生银镜,或与新制的Cu(OH)2碱性悬浊液作用产生红色沉淀的物质:________、__________、__________、____________、__________、_________等。
⑺与少量稀碱溶液混合,滴加酚酞,微热,使溶液红色变浅的物质: 。
2.典型反应条件
①醇和卤代烃的消去反应的条件分别是________________、______________________;
②______________________________反应的条件为NaOH水溶液、加热;
③稀H2SO4/加热是__________________________________________等反应的条件;
浓H2SO4/加热是_______________________________________等反应的条件;
浓H2SO4/170 ℃又是_____________反应的条件。
④ 与Br2―
⑤ eq \b\lc\{(\a\al(HCOOH+Cu(OH)2 蓝色沉淀,少量溶解, HCOOH+Cu(OH)2 eq \o(―――→,) Cu2O红色沉淀))
⑥R-X与NaOH-
⑦溴水或溴的CCl4 溶液——________________________;
⑧H2、催化剂——________________________________。
3.典型的衍变关系:
4.定量关系:
①烃和卤素单质的取代反应,被取代的H和被消耗的X2 之间的数量关系:___________;
②不饱和烃分子与H2、Br2、HCl等分子加成时,碳碳双键、碳碳三键与无机物分子个数比分别为______________、_________________;
③含-OH有机物与Na反应时,-OH与H2个数的比关系:_________________;
④-CHO与Ag或Cu2O的物质的量关系:_____________、______________;
⑤RCH2OH → RCHO → RCOOH
Mr Mr-2 Mr+14
⑥RCH2OH → CH3COOCH2R
Mr Mr+42
(7)RCOOH →RCOOCH2CH3 (酯基与生成水分子个数的关系:______)
Mr Mr +28
高三化学复习专题13——有机推断 课堂探究案
探究一、解题关键——找突破口
例1. 对羟基苯甲酸丁酯(俗称尼泊金丁酯)可用作防腐剂,对酵母菌有很强的抑制作用,工业上常用对羟基苯甲酸与丁醇在浓硫酸催化下进行酯化反应而制得。以下是某课题组开发的从廉价、易得的化工原料出发制备对羟基苯甲酸丁酯的合成路线:
已知以下信息:
通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定,易脱水形成羰基;
D可与银氨溶液反应生成银镜;
F的核磁共振氢谱表明其有两种不同化学环境的氢,且峰面积比为1∶1。
回答下列问题:
⑴A的化学名称为__________;
⑵由B生成C的化学反应方程式为__________________,该反应的类型为_______;
⑶D的结构简式为_________;
⑷F的分子式为__________;
⑸G的结构简式为____________;
⑹E的同分异构体中含有苯环且能发生银镜反应的共有_______种,其中核磁共振氢谱有三种不同化学环境的氢,且峰面积比为2∶2∶1的是___________________(写结构简式)。
【思考·讨论】
结合本题的解题过程, 从哪些方面或途径找突破口呢
探究二、解题方法与技巧
【思考·讨论】
通过例题1的学习,请你小结有机推断题的解题方法和技巧(或步骤)有哪些呢?
例2. 合成P(一种抗氧剂)的路线如下:
已知:①+R2C=CH2 (R为烷基)
②A和F互为同分异构体,A分子中有三个甲基,F分于中只有一个甲基。
(1) A→B的反应类型为 。B经催化加氢生成G(C4H10) ,G的化学名称是 。
(2) A与浓HBr溶液一起共热生成H,H的结构简式为 。
(3)实验室中检验C可选择下列试剂中的 。
a.盐酸 b. FeCl3溶液 c. NaHCO3溶液 d.浓氨水
(4) P与足量NaOH溶液反应的化学反应方程式为__________________________________(有机物用结构简式表示)。
【思考·讨论】
如何解答有机信息题?
【检测与反馈】
扑热息痛(学名对乙酸氨基酚)是生活中常用到的一种解热镇痛药。以苯为原料合成扑热息痛的部分转化如下:
请回答下列问题:
(1)BC的反应类型为 ,D中官能团的名称为 。
(2)C的结构简式为 。
(3)1mol扑热息痛与足量溶液反应,理论上消耗的物质的量为 mol。
(4)实验证明B能够与溴水反应,试写出其反应的化学方程式
。
(5)扑热息痛有多种同分异构体,同时符合下列要求的同分异构体有 种。
①苯环上有两个对位取代基;②属于氨基酸。
课后拓展
1.由丙烯经下列反应可得到F、G两种高分子化合物,它们都是常用的塑料。
(1)聚合物F的结构简式是 。
(2)D的结构简式是 。
(3)B转化为C的化学方程式 。
(4)在一定条件下,两分子E能脱去两分子水形成一种六元环化合物,该化合物的结构简
式是 。
(5)E有多种同分异构体,其中一种能发生银镜反应,1 mol该种同分异构体与足量的金属钠反应产生1 mol H2,则该种同分异构体为 。
2.肉桂酸甲酯()常用于调制具有草莓、葡萄、樱桃、香子兰等香味的食用香精。
(1)肉桂酸甲酯的分子式是 。;
(2)有关肉桂酸甲酯的叙述中,正确的是 (填标号);
A.能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应
B.无法使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.在碱性条件下能发生水解反应
D.不可能发生加聚反应
(3)G为肉桂酸甲酯的一种同分异构体,其分子结构模型如右图所示
(图中球与球之间连线表示单键或双键)。G的结构简式为 。
(4)用芳香烃A为原料合成G的路线如下:
①化合物E中的官能团有 (填名称)。
②F HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" G的反应类型是 ,该反应的化学方程式为 。
③写出符合下列条件的F的同分异构体的结构简式 。
I.分子内含苯环,且苯环上只有一个支链;
Ⅱ.一定条件下,1 mol该物体与足量银氨溶液充分反应,生成4 mol银单质。
3.已知:两个羟基同时连在同一碳原子上的结构是不稳定的,它将发生脱水反应:
CH3CH(OH)2→CH3CHO+H2O。现有分子式为C9H8O2Br2的物质M,已知有机物C的相对分子质量为60,E的化学式为C7H5O2Na。在一定条件下可发生下述一系列反应:
请回答下列问题:
(1)B中官能团名称是 。(2)M的结构简式为 。
(3)G→H的反应类型是 。
(4)写出下列反应的化学方程式:
①E→F的化学方程式: 。
②H→I的化学方程式: 。
(5)请写出同时符合下列条件的G的同分异构体的结构简式 。(任写一种)
a.分子中含有苯环 b.能发生水解反应
c.能发生银镜反应 d.与FeCl3溶液反应显紫色
4.兔耳草醛是食品与化妆品工业中的香料添加剂。工业上可通过有机化工原料A制得,其合成路线如下图所示:
请回答:
(1)B中含氧官能团的名称是________________________。
(2)上述合成路线中反应①属于________________,反应②属于___________(填写反应类型)。
(3)写出由D获得兔耳草醛的化学反应方程式___________________________________。
(4)A的同分异构体中符合以下条件的有____________________种。
a.能使FeCl3溶液显紫色 b.能发生加聚反应
c.苯环上只有两个互为对位的取代基
5.(2013山东)聚酰胺—66常用于生产帐篷、渔网、降落伞及弹力丝袜等织物,可利用下列路线合成:
(1)能与银氨溶液反应的B的同分异构体的结构简式为
(2)D的结构简式为 ,①的反应类型为
(3)为检验D中的官能团,所用试剂包括NaOH水溶液及
(4)由F和G生成H的反应方程式为 。
有机推断课后拓展答案:
1.(1) (2)
(3)
(4) (5)
2.(1)C10H10O2 (2)A、C
(3)
(4)①羧基、羟基 ②酯化反应“或取代反应”
③
3.
4.(1)羟基、醛基 (2)加成反应(1分),消去反应
(3) (4)8
班级:___________ 姓名:___________ 学号:___________
R
光
A(C4H10O)
B(C4H8)
浓硫酸
Δ
C(C6H6O)
催化剂
CHCl3、NaOH
H+
[Ag(NH3)2]OH
Δ
D
H+
E(C15H22O3)
P(C19H30O3)
浓硫酸/Δ
F
班级:___________ 姓名:___________ 学号:___________
A(C9H10)
B
D( )
C(C9H12O2 )
E(C9H10O3 )
F
G
Br2/CCl4
H2O/NaOH
O2/Cu
CH3OH/H2SO4高三化学复习专题一——常用化学计量自学案(辅学)
时间:30分钟 编号:3
【考纲要求】
了解定量研究的方法是化学发展为一门科学的重要标志,掌握化学常用计量方法。
1.了解物质的量的含义,并能进行简单的化学计算。
2.了解物质的量的单位——摩尔、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度、阿伏加德罗常数的含义。
3.根据物质的量与微粒数目、气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行有关计算。
4.了解溶液的组成。理解溶液中溶质的质量分数的概念,并能进行有关计算。
【考查形式】有一道阿伏加德罗常数NA正确与否判断选择题,多地高考试题中保持了相当强的连续性,涉及的范围较大。其他如物质的量浓度等分布在选择题与非选择题上考查。
【过程方法】要注意气体摩尔体积的适用条件、要注意物质的状态、要注意物质的组成形式、要注意晶体的结构、要注意微粒的种类、要注意氧化还原反应中电子转移数目与元素价态的变化、要注意可逆过程或化学平衡等等。
【重点知识整合】
【考点1】关于以物质的量为中心的各化学量的相互关系
特别提醒:
1.以物质的量为中心的计算需注意的问题?
(1) “一个中心”:以物质的量为中心。?
(2) “两个前提”:在应用Vm=22.4 L·mol-1时,一定要有“标准状况”和“气体及其状态”两个前提条件(混合气体也适用)。?
(3) “三个关系”:?
①直接构成物质的粒子与间接构成物质的粒子(原子、电子等)间的关系;?
②摩尔质量与相对分子质量间的关系;?
③“强、弱、非”电解质与溶质粒子(分子或离子)数之间的关系。?
(4)“四个无关”:物质的量、质量、粒子数的多少均与温度、压强的高低无关;物质的量浓度的大小与所取该溶液的体积多少无关(但溶质粒子数的多少与溶液体积有关)。
【针对练习】
1.(上海)工业上将氨气和空气的混合气体通过铂-铑合金网发生氨氧化反应,若有标准状况下VL氨气完全反应,并转移n个电子,则阿伏加德罗常数NA可表示为( )
A. B. C. D.
2.(广东)设NA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是( )
A.常温下,4g CH4含NA个C—H共价键
B.1 mol Fe与足量稀HNO3反应,转移个2NA个电子
C.1L 0.1 mol/L NaHCO3溶液中含有0.1NA个HCO3—
D.常温常压下,22.4L的NO2和CO2混合气体含有2NA个O原子
3.(海南)将0.195g锌粉加入到20.0mL的0.100 mol·L-1MO2+溶液中,恰好完全反应,则还原产物可能是( )
A.M B.M2+ C.M3+ D.MO2+
【考点2】阿伏加德罗定律
1.内容:在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体含有相同数目的分子。
2.注意:(1)使用范围是气体,可以是单一气体,也可以是混合气体;
(2)相同数目的分子,不是相同数目的原子或离子等其他粒子。
3.推论:(1)同温、同压下,气体的体积比等于其分子数(物质的量)之比;
(2)同温、同体积下,气体的压强比等于其分子数(物质的量)之比。
【针对练习】
4.下列条件下,两种气体的分子数一定不相等的是( )
A.相同质量、不同密度的N2O和CO2
B.相同温度、相同压强、相同体积的O2和O3
C.相同体积、相同密度的CO和C2H4
D.相同压强、相同体积、相同质量的NO2和N2O4
5.(宁夏)将22.4L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后,气体体积为11.2L(体积均在相同条件下测定),则该氮氧化合物的化学式为( )
A.NO2 B.N2O3
C.N2O D.N2O4
【考点3】有关一定物质的量浓度溶液的配制
【针对练习】
6.下列有关实验操作的叙述正确的是( )
A.用量筒取5.00mL 1.00mol/L盐酸于50mL容量瓶中,加水稀释至刻度,可配制0.100mol/L盐酸
B.将固体加入容量瓶中溶解并稀释至刻度,配制成一定物质的量浓度的溶液
C.用10mL质量分数为98%的H2SO4,用水稀释至100mL,H2SO4的质量分数为9.8%
D.质量分数为10%的氨水与质量分数为20%的氨水等体积混合,所得氨水的质量分数小于15%
7.(1)下面是用98%的浓H2SO4(ρ=1.84g/cm3)配制成0.5mol·L-1的稀H2SO4 500mL的操作,请按要求填空:
①所需浓H2SO4的体积为 。
②如果实验室有15mL、20mL、50 mL量筒,应选用 mL量筒最好。
③将量取的浓H2SO4沿烧杯内壁慢慢注入盛有约100 mL水的烧杯里,并不断搅拌,目的是______________________________________________________。
④将 的上述溶液沿 注入__________________中,并用50 mL蒸馏水洗涤烧杯2—3次,洗涤液要一并注入上述容器中,并摇匀。
⑤加水至距刻度1—2㎝时,改用 加水,使溶液的凹液面正好跟刻度相平。
(2)某同学在用98%的浓度H2SO4(ρ=1.84g/cm3)配制成0.5mol·L-1的稀H2SO4时有以下现象发生,则对所配溶液的物质的量浓度有何影响?(填“偏高”、“偏低”或“不变”)
①定容时观察液面俯视 ;
②用量筒量取浓硫酸时,仰视量筒的刻度 ;
③用胶头滴管向容量瓶中加水时凹面高于刻度线,此时立即用胶头滴管将瓶内液体吸出,使凹液面与刻度线相切 。
【自我检测】
1.判断下列描述的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
①配制溶液时,若加水超过容量瓶刻度,应用胶头滴管将多余溶液吸出(2010·山东) ( )
②仅用100 mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管就能用pH=1的盐酸配制100 mL
pH=2的盐酸(2012·安徽) ( )
③欲配制1.00 L 1.00 mol/L的NaCl溶液,可将58.5 g NaCl溶解在1.00 L水中(2011·新课标) ( )
2.溶液的配制过程能引起浓度偏高的( )
①用1g 98%的浓硫酸加4g水配19.6 %的硫酸
②配制一定物质的量浓度的硫酸溶液时,定容后,塞好塞子倒转摇匀后,发现液面低于刻度线。
③10%的硫酸和90%的硫酸等体积混合配制50%的硫酸溶液
④在80mL水中加入18.4mol/L的硫酸20mL,配制3.68mol/L的硫酸溶液
⑤质量分数为5x%和x%的两种氨水等体积混合配成3x%的氨水。
A.①③⑤ B.②④⑤ C.③④ D.④⑤
3.(全国II)NA为阿伏加德罗常数,下列叙述错误的是( )
A.18gH2O中含的质子数为10NA
B.4 g重水(D2O)中所含质子数为0.2×6.02×1023
C.46gNO2和N2O4混合气体中含有原子总数为3NA
D.1 mol Na 与足量O2 反应,生成Na2O和Na2O2的混合物,钠失去NA个电子
4.(广东)设 为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是( )
A.16g 中含有4个C-H键
B.1mol·溶液含有个
C.1mol Cu和足量稀硝酸反应产生 个NO分子
D.常温常压下,22.4L 中含有 个分子
5.山东卷)和是氧元素的两种核素,表示阿伏伽德罗常数,下列说法正确的是( )
A.与互为同分异构体
B. 与核外电子排布方式不同
C.通过化学变化可以实现与间的相互转化
D.标准状况下,1.12L和1.12L均含有0.1个氧原子
6.(上海卷)NA表示阿伏加德罗常数,下列叙述正确的是 ( )
A.等物质的量的N2和CO所含分子数均为NA
B.1.7g H2O2中含有的电子数为0.9 NA
C.1mol Na2O2 固体中含离子总数为4 NA
D.标准状况下,2.24L戊烷所含分子数为0.1 NA
7.(四川卷)表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.标准状况下,22.4L二氯甲烷的分子数约为个
B.盛有的密闭容器中含有个氧原子,则的物质的量为1mol
C.17.6g丙烷中所含的共价键为个
D.电解精炼铜时,若阴极得到电子数为个,则阳极质量减少64g
高三化学复习专题一——常用化学计量探究案(辅学
探究一、阿伏加德罗常数的应用
高考考查阿伏加德罗常数的十大命题角度
(1)温度和压强:22.4 L·mol-1是指标准状况(0 ℃,1.01×105 Pa)下的气体摩尔体积。命题者有意在题目中设置非标准状况下的气体体积,让考生用22.4 L·mol-1进行换算,误入陷阱。例如:常温常压下,11.2 L氧气所含的原子数为NA,就是陷阱。
(2)物质的状态:22.4 L·mol-1使用的对象是气体(包括混合气体)。命题者常设置一些容易忽视的液态或固态物质,让考生误当成气体而落入陷阱。常考的有水、四氯化碳、酒精、辛烷、三氧化硫、苯、氯仿等物质。
(3)单质的组成:气体单质的组成除常见的双原子分子外,还有单原子分子(如Ne)、三原子分子(如O3)等。考生如不注意这点,容易误入陷阱。
(4)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 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。命题者往往通过NA与粒子数目的换算,巧设陷阱。例如:1 L 1 mol·L-1的盐酸 中,所含氯化氢分子数为NA。因为盐酸中无氯化氢分子,氯化氢分子在水中全部电离成H+和Cl-,故该说法错误。
(5)物质的结构:如一定量的物质中所含化学键的数目,Na2O2是由Na+和O构成,而不是Na+和O2-。考生若不注意这些,容易误入陷阱。
(6)物质变化:一些物质间的变化具有一定隐蔽性,有时需要借助方程式分析才能挖掘出隐含的变化情况。若不注意挖掘隐含变化,往往会误入陷阱。如①500mL 1 mol·L-1碳酸钠溶液中CO数少于0.5NA而不是等于0.5NA。②1 mol FeCl3完全水解生成Fe(OH)3胶粒的数目远远小于NA。③46 g NO2含NO2分子数小于NA(2NO2N2O4)。
(7)特殊物质的摩尔质量,如D2O、T2O、18 O2 等。
(8)较复杂的化学反应中,转移电子数的求算,如Na2O2+H2O、C12+NaOH、电解AgNO3溶液等。
(9)一定质量的最简式相同的物质中所含原子的数目。如46 g NO2一定含3mol原子。
(10)注意常见的一些可逆反应。
【例1】(海南)NA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法中正确的是( )
A.在密闭容器中加入l.5mol H2和0.5molN2,充分反应后可得到NH3分子数为NA
B.一定条件下,2.3g的Na完全与O2反应生成3.6g产物时失去的电子数为0.1NA
C.1.0L的0.1 mol·L-1Na2S溶液中含有的S2-离子数为0.1NA
D.标准状况下,22.4L的CCl4中含有的CCl4分子数为NA
【例2】(海南)设NA是阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是( )
A.1molAl3+离子含有的核外电子数为3NA
B.1molCl2与足量的铁反应,转移的电子数为3NA
C.10LpH=1的硫酸溶液中含有的H+离子数为2NA
D.10LpH=13的NaOH溶液中含有的OH-离子数为NA
【变式训练】设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
①46 g NO2和N2O4混合气体中含有的原子数为3NA
②标准状况下22.4L H2中含有的中子数为2NA
③1L 1mol/L的醋酸溶液中含有的离子总数为2NA
④1mol Mg与足量O2或N2反应生成MgO或Mg3N2均失去2NA电子
⑤9 g重水(D2O)所含有的电子数为5NA
⑥1L 1mol/L的MgCl2溶液中含有的离子数为2NA
⑦7.1 g氯气与足量NaOH溶液反应,转移的电子数为0.2NA
⑧1mol C10H22分子中共价键总数为31NA
⑨2L 3mol/L的Na2CO3溶液中含CO的数目为6NA
⑩1.8 g NH中含有的电子数为NA
探究二、以物质的量为核心的有关计算
1.溶液浓度的计算
(1)已知溶质的质量、溶液的体积。
可用公式:n=m/M,c=或运用“倍数关系”算出1L溶液中所含溶质的物质的量。
(2)已知气体在标准状况下的体积,溶于水形成溶液的体积(或水的体积及溶液的密度)。要运用n=和V=求解。
(3)运用换算公式计算:c=(ρ为溶液密度,单位:g·cm-3,ω为溶质质量分数)。
2.有关同溶质的溶液混合后溶液质量分数的计算规律
(1)溶质相同的两溶液等质量混合时,混合溶液的质量分数为两溶液质量分数和的一半。
(2)溶质相同的两溶液等体积混合时:
①对于密度小于1g·cm-3的溶液,如氨水、乙醇的水溶液,等体积混合时质量分数小于溶液质量分数和的一半;
②对于密度大于1g·cm-3的溶液,如硫酸溶液、氯化钠溶液,等体积混合时质量分数大于两溶液质量分数和的一半。(大多数溶液的密度都大于1g·cm-3)
特别提醒:
1.一定物质的量的物质溶于水求算溶质的物质的量浓度时要注意:
物质溶于水后注意看溶质是否发生了变化。如Na、Na2O2、NO2、SO3等溶于水,由于它
们与水反应,所以溶质发生了变化。
2.在计算溶液的物质的量浓度时,溶液的体积不能用溶剂水的体积和溶质的体积之和来代替,溶液的体积要用溶液的质量除以溶液的密度求得,并且要把溶液的体积单位换算为“L”而不是“mL”。在计算溶质的质量分数时,氨水的溶质以NH3计算,而不是NH3·H2O;硫酸铜溶液的溶质是CuSO4,而不是CuSO4·5H2O等。
3.由于容量瓶只有一个刻度(标线),所以配制80 mL溶液应选100 mL的容量瓶,应以配制100 mL溶液的标准计算溶质的量,并且指明所需仪器为100 mL的容量瓶。
【例3】下图是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。据此,下列说法正确的是( )
A.该硫酸的物质的量浓度为9.2mol·L-1
B.1mol Zn与足量的该硫酸反应,标准状况下产生22.4L气体时,转移的电子数为NA
C.配制250mL 4.6mol·L-1的稀硫酸需取该硫酸62.5mL
D.该硫酸与等体积的水混合后所得溶液的物质的量浓度等于 9.2mol·L-1
【例4】(2014·四川)设NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说正确的是( )
A.高温下,0.2molFe与足量水蒸气反应,生成的H2分子数目为0.3NA
B.室温下,1LpH=13的NaOH溶液中,由水电离的OH-离子数目为0.1NA
C.氢氧燃料电池正极消耗22.4L(标准状况)气体时,电路中通过的电子数目为2NA
D.5NH4NO32HNO3+4N2↑+9H2O反应中,生成28g N2时,转移的电子数目为3.75NA
【当堂检测】
1.(2014·广东)设NA为阿伏伽德罗常数的数值。下列说法正确的是( )
A.1mol甲苯含有6NA个C-H键
B.18gH2O含有10NA个质子
C.标准状况下,22.4L氨水含有NA个NH3分子
D.56g铁片投入足量浓硫酸中生成NA个SO2分子
2.(2014·江苏)设NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.1.6g由氧气和臭氧组成的混合物中含有氧原子的数目为0.1NA
B.0.1mol丙烯酸中含有双键的数目为0.1NA
C.标准状况下,11.2L苯中含有分子的数目为0.5NA
D.在过氧化钠与水的反应中,每生成0.1mol氧气,转移电子的数目为0.4NA
高三化学复习专题一——常用化学计量拓展案(辅学)
A组
1.(2014·全国)NA表示阿伏加德罗常数,下列叙述正确的是( )
A.lmol FeI2与足量氯气反应时转移的电子数为2NA
B.2 L0.5 mol L-1硫酸钾溶液中阴离子所带电荷数为NA
C.1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA
D.丙烯和环丙烷组成的42 g混合气体中氢原子的个数为6 NA
2.(江苏)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.1mol甲醇中含有C—H键的数目为4NA
B.25℃,pH=13的NaOH溶液中含有OH-的数目为0.1NA
C.标准状况下,2.24L已烷含有分子的数目为0.1NA
D.常温常压下,Na2O2与足量H2O反应,共生成0.2molO2,转移电子的数目为0.4NA
3.(福建卷改)NA表示阿伏加德罗常数,下列判断正确的是( )
A.在18中含有NA个氧原子
B.标准状况下,22.4L空气含有NA个单质分子
C.3FeS2+8O26SO2+Fe3O4中,若有标准状况下22.4LO2参加反应,转移电子的数目为2 NA
D.含NA个Na+的Na2O溶解于1L水中,Na+的物质的量浓度为1 mol·L-1
B组
4.(山东卷)NA 代表阿伏加德罗常数,下列叙述错误的是 ( )
A.10 mL 质量分数为 98 %的 H2SO4,用水稀释至 100 mL H2SO4 的质量分数为 9.8 %
B.在 H2O2 + Cl2 = 2HCl + O2 反应中,每生成32g氧气,则转移2 NA个电子
C.标准状况下,分子数为NA的 CO 、C2H4 混合气体体积约为 22.4L ,质量为 28g
D.一定温度下,1 L 0.5 mol/L NH4Cl 溶液与 2 L 0. 25mol/L NH4Cl 溶液含NH4+ 物质的量不同
5.(上海)NA代表阿伏伽德罗常数。已知C2H4和C3H6的混合物的质量为ag,则该混合物( )
A.所含共用电子对数目为(a/7+1)NA
B.所含碳氢键数目为aNA/7
C.燃烧时消耗的O2一定是33.6a/14L
D.所含原子总数为aNA/14
班级:___________ 姓名:___________ 学号:___________
班级:___________ 姓名:___________ 学号:___________高三化学复习专题11
《水溶液中的平衡—电离、水解、溶解》自学案(辅学)
【考纲要求】
1.理解弱电解质在水溶液中的电离平衡。
2.理解水的电离、离子积常数
3.理解溶液pH的定义,了解测定溶液pH的方法。能进行pH的简单计算,能根据实验试题要求,分析或处理实验数据,得出合理结论。
4.理解盐类水解的原理。理解影响盐类水解程度的主要因素。理解盐类水解的应用。
5.理解难溶电解质的沉淀溶解平衡。了解沉淀转化的本质。
考点一、弱电解质的的电离平衡
1.在一定条件下, 当弱电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合成分子速率相等时,电离过程就达到了平衡状态 ,叫做电离平衡。
2.影响电离平衡的因素:CH3COOH溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+
条件 平衡移动方向 电离程度 c(H+) pH
升温 正 增大 增大 减小
加水 正 增大 减小 增大
加冰醋酸 正 减小 增大 减小
加CH3COONa 逆 减小 减小 增大
加HCl 逆 减小 增大 减小
加NaOH 正 增大 减小 增大
【练习1】 (重庆卷)用食用白醋(醋酸浓度约为1 mol/L)进行下列实验,能证明醋酸为弱电解质的是( )
A.白醋中滴入石蕊试液呈红色 B.白醋加入豆浆中有沉淀产生
C.蛋壳浸泡在白醋中有气体放出 D.pH试纸显示醋酸的pH为2~3
【练习2】(全国)在0.1mol·L-1CH3COOH溶液中存在如下电离平衡:
CH3COOHCH3COO-+H+,对于该平衡,下列叙述正确的是( )
A.加入水时,平衡向逆反应方向移动
B.加入少量0.1mol·L-1HCl溶液,溶液中c(H+)减小
C.加入少量NaOH固体,平衡向正反应方向移动
D.加入少量CH3COONa固体,平衡向正反应方向移动
【练习3】用水稀释0.1 mol/L氨水时,溶液中随水量的增加而减小的是 ( )
A.c(NH3·H2O)/c(OH-) B.c(OH-)/c(NH3·H2O)
C.c(H+)和c(OH-)的乘积 D.n(OH-)
考点二、水的电离和溶液的pH
1.在25℃时,1 L水的物质的量约为 mol,其中,只有 mol H2O电离。
水的离子积常数,简称水的离子积,其表达式为Kw= ,Kw随温度升高而 ,因为水的电离是 的过程。如:25℃时,Kw为1×10-14 (mol/L)2,100℃时约为1×10-12(mol/L)2。水的离子积不仅适用于纯水,也适用于其他水溶液。不论是纯水还是稀溶液,只要 不变,Kw就不变。
2.溶液的酸碱性及pH
溶液的酸碱性,取决于溶液中[H+]、[OH—]的相对大小:pH的大小取决于溶液中的[H+]大小;pH=-lg[H+]
溶液酸碱性 [H+]与[OH—]关系
任意温度 室温(mol/L) pH(室温)
酸性 [H+]>[OH—] [H+]>1×10—7 <7
中性 [H+]=[OH—] [H+]=[OH—]=1×10—7 =7
碱性 [H+]<[OH—] [H+]<1×10—7 >7
(1)酸性越强,pH越小,碱性越强,pH越大,pH减小一个单位,[H+]就增大到原来的10倍,pH减小n个单位,[H+]的增大到原来的10n倍.
(2)任意水溶液中[H+]≠0,但pH可为0,此时[H+]=1mol/L,一般[H+]>1mol/L时,pH<0,故直接用[H+]表示.
(3)溶液pH的测定方法: 把一小块pH试纸放在 (或 )上,用__________________蘸取待测液点在试纸的 ,试纸变色后与 对照,读出溶液的pH。
注意:pH的使用中的几个误区
(1)pH=7的溶液不一定呈中性。只有在常温下pH=7的溶液才呈中性,当在100 ℃时,水的离子积常数为1×10-12,此时pH=6的溶液为中性溶液,pH>6时为碱性溶液,pH<6时为酸性溶液。
(2)使用pH试纸测溶液pH时,若先用蒸馏水润湿,测量结果不一定偏小。若先用蒸馏水润湿,相当于将待测液稀释了,若待测液为碱性溶液,则所测结果偏小;若待测液为酸性溶液,则所测结果偏大;若待测液为中性溶液,则所测结果没有误差。
3.溶液pH的计算
(1)计算的原则:酸溶液按c(H+),碱溶液按c(OH-)计算
(2)强酸混合:c(H+)=
强碱混合:c(OH-)=
(3)强酸与强碱混合后,先判断溶液酸碱性再列式计算
(4)两强混合呈中性:本质:n(H+)=n(OH-)→V(酸)/V(碱) = 10
(5)若两溶液等体积混合且溶液的pH之和为14,则混合溶液呈弱的一方的性质
【练习4】将0.1mol/L的下列物质的水溶液,从常温加热到90℃,溶液的pH不变的是( )
A.氯化钠 B. 氢氧化钾 C.硫酸 D.硫酸铵
【练习5】((天津卷)25 ℃时,水的电离达到平衡:H2O
H++OH-;H>0,下列叙述正确的是( )
A.向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH-)降低
B.向水中加入少量固体硫酸氢钠,c(H+)增大,KW不变
C.向水中加入少量固体CH3COONa,平衡逆向移动,c(H+)降低
D.将水加热,KW增大,pH不变
【练习6】(海南)下列叙述正确的是( )
A.95 ℃纯水的pH<7,说明加热可导致水呈酸性
B.pH = 3的醋酸溶液,稀释至10倍后pH = 4
C.0.2 mol·L-1的盐酸,与等体积水混合后pH = 1
D.pH = 3的醋酸溶液,与pH = 11的氢氧化钠溶液等体积混合后pH = 7
考点三、盐类的水解平衡
【练习7】25℃时,相同物质的量浓度下列溶液中,①KNO3 ②NaOH ③CH3COONH4 ④NH4Cl,水的电离程度由大到小排列顺序正确的是( )
A.①>②>③>④ B.④>③>①>②
C.③>④>②>① D.③>④>①>②
【练习8】分别将下列物质:①CuSO4;②Na2O2; ③NaCl; ④Ca(HCO3)2;⑤FeCl3 ;
⑥FeSO4; ⑦Al2(SO4)3投入到水中,对其溶液加热蒸干灼烧,仍能得到原物质的是( )
A.①②③ B.①③⑦ C.③④⑥ D.⑤⑥⑦
【练习9】 [2014·福建卷] 下列关于0.10 mol·L-1 NaHCO3溶液的说法正确的是( )
A.溶质的电离方程式为NaHCO3===Na++H++CO
B.25 ℃时,加水稀释后,n(H+)与n(OH-)的乘积变大
C.离子浓度关系:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO)+c(CO)
D. 温度升高,c(HCO)增大
考点四、沉淀溶解平衡
1.沉淀溶解平衡的基本特征及影响因素
【练习10】(双选) 在平衡体系Ca(OH)2(s) Ca2++2OH-中,能使c(Ca2+)减小,而使c(OH-)增大的是( )
A.加少量MgCl2固体 B.加少量Na2CO3固体
C.加少量KCl固体 D.加少量Ba(OH)2固体
2.溶度积的应用
①溶度积(Ksp )的大小与难溶电解质性质和温度有关,与沉淀的量无关。
②Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力 。相同类型的难溶电解质的Ksp越小,溶解度越小,越难溶。③离子积Qc=c m(Mn+)·c n(Am-)若Qc>Ksp,溶液处于过饱和溶液状态,生成沉淀。若Qc=Ksp,沉淀和溶解达到平衡,溶液为饱和溶液。若Qc<Ksp,溶液未达饱和,沉淀发生溶解。
【练习11】将足量BaCO3分别加入:① 30mL 水 ②10mL 0.2mol/LNa2CO3溶液 ③50mL 0.01mol/L 氯化钡溶液 ④100mL 0.01mol/L盐酸中溶解至溶液饱和。请确定各溶液中Ba2+的浓度由大到小的顺序为: _____
【练习12】(09 山东 28.(3))在25℃下,向浓度均为0.1 mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成__________沉淀(填化学式),生成该沉淀的离子方程式为
。(已知25℃时
Ksp [Mg(OH)2]=1.8×10-11, Ksp [Cu(OH)2]=2.2×10-20)
高三化学复习专题11
《水溶液中的平衡—电离、水解、溶解》课堂探究(辅学)
【课前检测】
1.下列关于pH试纸说法正确的是( )
A.用pH试纸测定浓硫酸的pH=0 B.25℃时,pH试纸酸性时呈红色,碱性呈蓝色
C.用pH试纸测得稀盐酸的pH=5.5 D.用pH试纸测约2mol/L的氢氧化钠溶液pH
2.下列方程式书写正确的是( )
A.NaHSO4在水溶液中的电离方程式:NaHSO4=Na++HSO4-
B.H2SO3的电离方程式H2SO32H++SO32-
C.CO32-的水解方程式:CO32-+2H2OH2CO3+2OH-
D.CaCO3的电离方程式:CaCO3=Ca2++CO32-
3.(全国卷)下列叙述正确的是( )
A.在醋酸溶液的,将此溶液稀释1倍后,溶液的,则
B.在滴有酚酞溶液的氨水里,加入至溶液恰好无色,则此时溶液的
C.盐酸的,盐酸的
D.若1mLpH=1的盐酸与100mLNaOH溶液混合后,溶液的pH=7则NaOH溶液的pH=11
4.完成下列方程式:
①泡沫灭火器灭火原理
②碳酸电离
③醋酸铵水解
【课堂探究】
探究一、 溶液的酸碱性的判断
判断正误
(1)常温下pH为2的盐酸与等体积pH=12的氨水混合后所得溶液呈酸性( )
(2)常温下pH为2的盐酸由H2O电离出的c(H+)=1.0×10-12 mol·L-1 ( )
(3)同浓度、同体积的强酸与强碱溶液混合后,溶液的pH=7 ( )
(4)常温下,将pH=3的醋酸溶液稀释到原体积的10倍后,溶液的pH=4 ( )
(5) 100 ℃时,将pH=2的盐酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合,溶液呈中性 ( )
(6)中和等体积、等物质的量浓度的盐酸和醋酸消耗的n(NaOH)相等( )
【例1】(全国卷)已知温度T时水的离子积常数为Kw,该温度下,将浓度为a mol·L-1的一元酸HA与b mol·L-1的一元碱BOH等体积混合,可判定该溶液呈中性的依据是 ( )
A.a=b B.混合溶液的pH=7
C.混合溶液中,c(H+)= mol·L-1
D.混合溶液中,c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-)
探究二、溶液中的三大平衡——电离平衡、水解平衡以及沉淀溶解平衡
判断正误:
(1在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固体,c(Ba2+)增大 ( )
(2)在CH3COONa溶液中加入适量CH3COOH,可使c(Na+)=c(CH3COO-) ( )
(3)已知MgCO3的Ksp = 6.82 × 10-6,则所有含有固体MgCO3的溶液中,都有c(Mg2+)=c(CO32-),且c(Mg2+) · c(CO32-) = 6.82 × 10-6 ( )
(4)为确定某酸H2A是强酸还是弱酸,可测NaHA溶液的pH。若pH>7,则H2A是弱酸;若pH<7,则H2A是强酸( )
(5)向浓度均为0.1 mol·L-1NaCl和NaI混合溶液中滴加少量AgNO3溶液,出现黄色沉淀,说明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI) ( )
【例2】(重庆理综)下列叙述正确的是 ( )
A.盐酸中滴加氨水至中性,溶液中溶质为氯化铵
B.稀醋酸加水稀释,醋酸电离程度增大,溶液的pH减小
C.饱和石灰水中加入少量CaO,恢复至室温后溶液的pH不变
D.沸水中滴加适量饱和FeCl3溶液,形成带电的胶体,导电能力增强
【例3】(2010山东卷)某温度下,HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" EMBED Equation.DSMT4 (s) 、HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" EMBED Equation.DSMT4 (s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液,金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析,下列
判断错误的是( )
A.
B.加适量固体可使溶液由点变到点
C.两点代表的溶液中与乘积相等
D.、分别在、两点代表的溶液中达到饱和
【变式练习1】(08山东卷)某温度时,BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是( )
提示:BaSO4(s) Ba2+(aq)+SO42- (aq)的平衡常数Ksp=c(Ba2+)·c(SO42-),称为溶度积常数。
A.加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点
B.通过蒸发可以使溶液由d点变到c点
C.d点无BaSO4沉淀生成
D.a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp
探究三、 “两大常数”的计算及应用
【例4】[2009·山东理综,28(4)]25 ℃下,将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(NH)=c(Cl-),则溶液显________性(填“酸”、“碱”或“中”);用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=___ _____。
【变式练习2】[2008·山东理综,29(3)]碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。常温常压下,空气中的CO2溶于水,达到平衡时,溶液的pH=5.60,c(H2CO3)=1.5×10-5 mol·L-1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3??HCO+H+的平衡常数K1=____ ____。(已知:10-5.60=2.5×10-6)。
【例5】难溶电解质在水溶液中存在着电离平衡。在常温下,溶液里各种离子的浓度以它们化学计量数为方次的乘积是一个常数,叫溶度积常数(Ksp)。例如:Cu(OH)2Cu2++2OH-,Ksp=c(Cu2+)·c2(OH-)=2×10-20。当溶液中各种离子的浓度方次的乘积大于溶度积时,则产生沉淀,反之固体溶解。
(1)某CuSO4溶液里c(Cu2+)=0.02 mol·L-1,如果生成Cu(OH)2沉淀,应调整溶液的pH,使之大于___ _。
(2)要使0.2 mol·L-1 CuSO4溶液中Cu2+沉淀较为完全(使Cu2+浓度降至原来的千分之一),则应向溶液里加入NaOH溶液,使溶液的pH为_____ ___。
探究四、 离子浓度大小比较及守恒问题
1.物料守恒、电荷守恒
NaHCO3溶液 电荷守恒
物料守恒
离子浓度由大到小的顺序
Na2CO3溶液 电荷守恒
物料守恒
离子浓度由大到小的顺序
2.离子浓度关系判断和离子浓度大小比较
【例6】常温下,用0.100 0 mol·L-1NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1。CH3COOH溶液所得滴定曲线如下图。下列说法正确的是( )
A.点①溶液中:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+)
B.点②溶液中:c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)
C.点③溶液中:c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
D.滴定过程中可能出现:c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(Na+)>c(OH-)
【变式3】(四川理综)常温下,下列溶液中的微粒浓度关系正确的是 ( )
A.新制氯水中加入固体NaOH:c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(OH-)
B.pH=8.3的NaHCO3溶液:c(Na+)>c(HCO)>c(CO)>c(H2CO3)
C.pH=11的氨水与pH=3的盐酸等体积混合:c(Cl-)=c(NH)>c(OH-)=c(H+)
D.0.2 mol·L-1 CH3COOH溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合:2c(H+)-2c(OH-)=c(CH3COO-)-c(CH3COOH)
小结:
【当堂检测】
1.[海南]25℃时,a mol·L-1一元酸HA与b mol·L-1NaOH等体积混合后,pH为7,则下列关系一定正确的是( )
A.a=b B.a>b C.c (A-)= c(Na+) D.c (A-)< c(Na+)
2.(天津卷)下列液体均处于25℃,有关叙述正确的是( )
A.某物质的溶液pH < 7,则该物质一定是酸或强酸弱碱盐
B.pH = 4.5的番茄汁中c(H+)是pH = 6.5的牛奶中c(H+)的100倍
C.AgCl在同浓度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度相同
D.pH = 5.6的CH3COOH与CH3COONa混合溶液中,c(Na+) > c(CH3COO-)
3.(08山东)常温下,0.1 mol·L-1NaHCO3溶液的pH大于8,则溶液中c(H2CO3)
c(CO32-)(填“>”、“=”或“<”),原因是 (用离子方程式和必要的文字说明)。
4. [2014·山东卷] 已知某温度下CH3COOH和NH3·H2O的电离常数相等,现向10 mL浓度为0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨水,在滴加过程中( )
A.水的电离程度始终增大
B.eq \f(c(NH),c(NH3·H2O))先增大再减小
C.c(CH3COOH)与c(CH3COO-)之和始终保持不变
D.当加入氨水的体积为10 mL时,c(NH)=c(CH3COO-)
5.[2014·新课标全国卷Ⅱ] 一定温度下,下列溶液的离子浓度关系式正确的是( )
A.pH=5的H2S溶液中,c(H+)=c(HS-)=1×10-5 mol·L-1
B.pH=a的氨水溶液,稀释10倍后,其pH=b,则a=b+1
C.pH=2的H2C2O4溶液与pH=12的NaOH溶液任意比例混合:
c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O)
D.pH相同的①CH3COONa、②NaHCO3、③NaClO三种溶液的c(Na+):①>②>③
高三化学复习专题11
《水溶液中的平衡—电离、水解、溶解》课后拓展(辅学)
A组1.下列叙述中与盐类的水解有关的是( )
①明矾和FeCl3可作净水剂,②为保存FeCl3溶液,要在溶液中加少量盐酸,③实验室配制AlCl3溶液时,应先把它溶在较浓的盐酸中,然后加水稀释,④NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接中的除锈剂,⑤实验室盛放Na2CO3溶液的试剂瓶应用橡皮塞,而不用玻璃塞,⑥用NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液可作泡沫灭火剂,⑦长期使用硫酸铵,土壤酸性增强;草木灰与铵态氮肥不能混合施用
A.①④⑦ B.②⑤⑦ C.③⑥⑦ D.全有关
2.室温下向10mL pH=3的醋酸溶液中加入水稀释后,下列说法正确的是( )
A.溶液中导电粒子的数目减少
B.溶液中不变
C.醋酸的电离程度增大,c(H+)亦增大
D.再加入10mlpH=11的NaOH溶液,混合液pH=7
3.(海南卷)已知室温时,0.1mo1/L某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,下列叙述错误的是( )
A.该溶液的pH=4 B.升高温度,溶液的pH增大
C.此酸的电离平衡常数约为1×10-7
D.由HA电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的106倍
4.(上海)下列溶液中微粒浓度关系一定正确的是( )
A.氨水与氯化铵的pH=7的混合溶液中:[Cl-]>[NH4+]
B.pH=2的一元酸和pH=12的一元强碱等体积混合: [OH-]= [H+]
C.0.1 mol·L-1的硫酸铵溶液中:[NH4+]>[SO42-]>[H+]
D.0.1 mol·L-1的硫化钠溶液中:[OH-]=[H+]+[HS-]+[H2S]
5.下列事实一定能说明HF是弱酸的是( )
①常温下NaF溶液的pH大于7; ②用HF溶液做导电性实验,灯泡很暗;
③HF与NaCl不能发生反应; ④常温下0.1mol·L-1的HF溶液的pH为2.3
⑤HF能与Na2CO3溶液反应,产生CO2气体 ⑥HF与水能以任意比混溶
⑦1mol·L-1的HF水溶液能使紫色石蕊试液变红
A.①②⑦ B.②③⑤ C.③④⑥ D.①④
6.Fe(OH)3难溶于水,存在平衡:Fe(OH)3Fe3++3,在Fe(OH)3悬浊物中加入少量下列物质后,可使溶液中的Fe3+浓度增大的是( )
A.NaOH溶液 B.稀HCl C.稀HI D.水
B组7.[2014·天津卷] 下列有关电解质溶液中粒子浓度关系正确的是( )
A.pH=1的NaHSO4溶液: c(H+)=c(SO)+c(OH-)
B.含有AgCl和AgI固体的悬浊液: c(Ag+)>c(Cl-)=c(I-)
C.CO2的水溶液:c(H+)>c(HCO)=2c(CO)
D.含等物质的量的NaHC2O4和Na2C2O4的溶液:
3c(Na+)=2[c(HC2O)+c(C2O)+c(H2C2O4)]
8.[2014·安徽卷] 室温下,下列溶液中粒子浓度关系正确的是( )
A.Na2S溶液:c(Na+)>c(HS-)>c(OH-)>c(H2S)
B.Na2C2O4溶液:c(OH-)=c(H+)+c(HC2O)+2c(H2C2O4)
C.Na2CO3溶液:c(Na+)+c(H+)=2c(CO)+c(OH-)
D.CH3COONa和CaCl2混合溶液:c(Na+)+c(Ca2+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+2c(Cl-)
9.[2014·重庆卷] 下列叙述正确的是( )
A.浓氨水中滴加FeCl3饱和溶液可制得Fe(OH)3胶体
B.CH3COONa溶液中滴加少量浓盐酸后c(CH3COO-)增大
C.Ca(HCO3)2溶液与过量NaOH溶液反应可得到Ca(OH)2
D.25 ℃时Cu(OH)2在水中的溶解度大于其在Cu(NO3)2溶液中的溶解度
10. [2014·江苏 双选] 25℃时,下列有关溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是( )
A.0.1 mol·L-1CH3COONa溶液与0.1 mol·L-1HCl溶液等体积混合:
c(Na+)=c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(OH-)
B.0.1 mol·L-1NH4Cl溶液与0.1 mol·L-1氨水等体积混合(pH>7):
c(NH3·H2O)>c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)
C.0.1 mol·L-1Na2CO3溶液与0.1 mol·L-1NaHCO3溶液等体积混合:
c(Na+)=c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)
D.0.1 mol·L-1Na2C2O4溶液与0.1 mol·L-1HCl溶液等体积混合(H2C2O4为二元弱酸):
2c(C2O)+c(HC2O)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
11. [2014·四川卷] 下列溶液中粒子的物质的量浓度关系正确的是( )
A.0.1 mol/L NaHCO3溶液与0.1 mol/L NaOH溶液等体积混合,所得溶液中:
c(Na+)>c(CO)>c(HCO)>c(OH-)
B.20 mL 0.1 mol/L CH3COONa溶液与10 mL 0.1 mol/L HCl溶液混合后溶液呈酸性,所得溶液中:c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)
C.室温下,pH=2的盐酸与pH=12的氨水等体积混合,所得溶液中:
c(Cl-)+c(H+)>c(NH)+c(OH-)
D.0.1 mol/L CH3COOH溶液与0.1 mol/L NaOH溶液等体积混合,所得溶液中:
c(OH-)>c(H+)+c(CH3COOH)
12.某酸性溶液中只有Na+、CH3COO-、H+、OH-四种离子。则下列描述正确的是( )
A.该溶液由pH=3的CH3COOH与pH=11的NaOH溶液等体积混合而成
B.该溶液由等物质的量浓度、等体积的NaOH溶液和CH3COOH溶液混合而成
C.加入适量的NaOH,溶液中离子浓度为c(CH3COO-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
D.加入适量氨水,c(CH3COO-)一定大于c(Na+)、c(NH4+)之和
班级:___________ 姓名:___________ 学号:___________
班级:___________ 姓名:___________ 学号:___________
班级:___________ 姓名:___________ 学号:___________
班级:___________ 姓名:___________ 学号:___________高三化学复习专题八—非金属元素及其化合物自学案(辅学)
掌握氯、硫、氮、碳、硅元素的单质及其重要化合物的化学性质;
掌握氯气、氨气、二氧化碳的实验室制备原理及装置;
3.了解Si、SiO2在电子工业和通讯领域的应用;了解CO、SO2、NOx的污染性;了解酸雨的形成及防治。
【主干知识整合】
一、非金属单质及其氧化物的共性和特性
1.常见非金属单质:H2、C、Si 、N2、O2、S、Cl2、Br2、I2
(1)非金属元素在周期表中的位置和原子结构特点:
①位置:在已知的元素中,非金属共22种(包括6种稀有气体元素),主要集中在元素周期表阶梯线(硼、硅、砷、碲、砹斜线)的右上方(氢元素位于周期表的ⅠA族)。
②原子结构特点及化合价:
Ⅰ.最外层电子均大于、等于3(除H以外),与其主族序数相同。
Ⅱ.最高正价分别为:+4 +5 +6 +7(与族序数相等,O、F除外)
对应最低负价:-4 -3 -2 -1(等于族序数减8)
Ⅲ.非金属元素一般都有变价:除呈现上述最高价及最低价以外,有的非金属还呈现其它价态。如S:+4价;N:+1 +2 +3 +4价; Cl:+1 +3 +5价。
【练习】在水溶液中,YO3n-和S2-发生如下反应:YO3n- + 3S2- +6H+ = Y- + 3S↓+ 3H2O,则YO3n-中Y元素的化合价和原子最外层电子数分别为( )
A.+4、6 B.+7、7 C.+5、7 D.+5、5
(2)常见非金属单质的物理性质:状态:多数在常温常压下为气体,Br2 为液体,I2、S、C、Si为固体;颜色:Cl2为黄绿色,Br2为红棕色,I2为紫黑色,S为淡黄色,O2、N2、H2为无色。
(3)非金属单质的化学性质
①与非金属反应 氧化性——与氢气反应生成氢化物
还原性——S(N2、C、Si)与O2反应
②与金属反应:Cl2、O2、S与金属反应(N2能与Mg反应)
③与水反应:
④与碱反应:
★注意:X2、S、Si与NaOH溶液的反应,其余不反应。
⑤与盐反应:
⑥与酸反应:
⑦与氧化物反应:
2.常见非金属氧化物的性质:
分类 酸性氧化物 SO2、SO3、CO2 、SiO2、N2O5、Cl2O7
不成盐氧化物 NO、CO
特殊氧化物 NO2不是酸性氧化物
有色气体 NO2(红棕色),Cl2(黄绿色)
氧化性气体 NO2(能使淀粉 KI溶液变蓝)
还原性气体 SO2(能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色),NO(遇氧气变成红棕色)
气体对环境的影响 SO2、NO2、NO、CO是大气污染物,SO2→酸雨,NO、NO2→酸雨、光化学烟雾,CO2→温室效应
①与水反应:SO2、SO3、CO2、NO2 能与水反应
②与碱反应:SO2、SO3、SiO2、CO2 与OH- 反应生成酸式盐或正盐,
如SiO2+2OH-= SiO32-+H2O SO2+OH-=HSO3- SO2+2OH-=SO32-+H2O
① SO2能氧化H2S
②NO2能使KI-淀粉试纸变蓝
③SiO2能被C还原
①SO2具有较强的还原性,能被MnO4-、Fe3+、HNO3、Cl2、Br2、I2等
氧化为SO42-
②2NO+O2=2NO2
③CO是重要的还原剂(能还原CuO、Fe2O3、H2O等)
SO2具有漂白性
CO、NO与血红蛋白结合;NO2能自相结合生成N2O4
SiO2与氢氟酸反应
二、常见无机酸的重要特性
1.硝酸、浓H2SO4、次氯酸具有强氧化性,是氧化性酸,其中硝酸、HClO不稳定,见光受热易分解。
2.浓HNO3和Cu(足量)、浓H2SO4和Cu(足量)、浓盐酸和(足量)在反应时,随着反应的进行,产物会发生变化或反应停止。
3.浓H2SO4具有吸水性、脱水性和强氧化性。
4.常温下,铁、铝遇浓H2SO4、浓HNO3发生钝化。钝化是化学变化。
5.H2SiO3为难溶性酸,浓硫酸为难挥发性酸、浓盐酸、浓硝酸为挥发性酸。
三、常见非金属元素及其化合物间的相互转化
请认真看下列各知识结构图,并分别写出各图中标号反应的化学方程式,是离子反应的直接写离子方程式:
1.氯及其重要化合物间的转化关系。 -1 0 +1 +5 +7
HCl — Cl2 — HClO — KClO3 — HClO4
① ②
③ ④
⑤ ⑥
⑦ ⑧
⑨
2.硫及其重要化合物间的转化关系。 -2 0 +4 +6
H2S —— S —— SO2 —— SO3(H2SO4)
① ②
③ ④
⑤ ⑥
⑦ ⑧
3.氮及其重要化合物间的转化关系. -3 0 +2 +4 +5
NH3 — N2 — NO — NO2 — HNO3
① ②
③ ④
⑤ ⑥
⑦ ⑧
4.碳、硅及其重要化合物间的转化关系
-4 0 +2 +4 -4 0 +4
CH4 —C — CO — CO2 SiH4 — Si — SiO2(H2SiO3)
① ②
③ ④
⑤ ⑥
⑦ ⑧
【自主检测】
1.下列有关Cl、N、S等非金属元素化合物的说法正确的是 ( )
A.漂白粉的成分为次氯酸钙
B.实验室可用浓硫酸干燥氨气
C.实验室可用NaOH溶液处理SO2和HCl废气
D.Al2(SO4)3可除去碱性废水及酸性废水中的悬浮颗粒
2.(海南)化学与环境密切相关,下列有关说法正确的是 ( )
A.CO2属于大气污染物
B.酸雨是pH小于7的雨水
C.CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成
D.大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧
3.(重庆,改编)下列叙述正确的是 ( )
A.SO2具有还原性,故可作漂白剂
B.SO2通入酸化的Ba(NO3)2溶液中,无明显现象
C.浓硝酸中的HNO3见光会分解,故有时在实验室看到的浓硝酸呈黄色
D.Fe在Cl2中燃烧生成FeCl3,故在与其它非金属反应的产物中的Fe也显+3价
高三化学复习专题八—非金属元素及其化合物 探究案(辅学)
请默写出下列反应的化学方程式:
实验室制氯气: 2.工业制氯气:
3.实验室制氨气: 4.工业制氨气:
5.氨的催化氧化: 6.二氧化硫通入氯水中:
7.镁在CO2中燃烧: 8.工业制粗硅:
【课堂探究】
考点一 重要的非金属单质
【例1】下列物质可以由单质直接化合而成的是
①FeCl2 ②SiO2 ③SO3 ④CO ⑤NO2 ⑥CuS
【例2】下列说法正确的是 。
①Cl2具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂 (山东)
②1 mol Cl2与足量铁反应,转移电子数为3NA (海南)
③Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3和FeCl2. (天津理综)
④石灰乳与Cl2的反应中,Cl2既是氧化剂,又是还原剂 (江苏)
⑤标准状况下,0.1 mol Cl2溶于水,转移的电子数目为0.1NA (江苏化学)
⑥常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮存,所以Cl2不与铁反应 (江苏)
⑦将混有HCl的Cl2通入饱和NaHCO3溶液中除去HCl (广东理综)
⑧金刚石是自然界中硬度最大的物质,不可能与氧气发生反应 山东)
⑨活性炭使有色物质褪色是利用了碳单质具有还原性,使有色物质发生还原反应
⑩单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料。 (全国)
硅单质常用作半导体材料和光导纤维 (山东)
Fe 与 S 混合加热生成 FeS2 (重庆)
【例3】将氯水分别与下列各试剂反应,完成表格:
反应试剂 实验现象 氯水中参加反应的微粒
硝酸银溶液
碳酸钠固体
有色布条
氯化亚铁溶液
紫色石蕊试液
考点二 重要的非金属氧化物
【例4】下列说法正确的是______________。
①二氧化硅不与任何酸反应,可用石英制造耐酸容器(江苏)
②SiO2与酸、碱均不反应 (天津理综)
③SiO2因为具有导电性,所以常用于制备光导纤维(广东)
④除去干燥CO2中混有的少量SO2,可将混合气体依次通过盛有酸性KMnO4溶液、浓硫酸的洗气瓶 (浙江)
⑤向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2溶液变浑浊,结论:析出了Na2CO3 (四川)
⑥二氧化氯具有还原性,可用于自来水的杀菌消毒(江苏)
⑦CO、NO、NO2都是大气污染气体,在空气中都能稳定存在(山东)
⑧NO2溶于水时发生氧化还原反应 (天津理综)
⑨Cl2、SO2均能使品红溶液褪色,说明二者均有氧化性 (山东)
⑩SO2具有氧化性,可用于漂白纸浆 (江苏)
CaO能与SO2反应,可做工业废气的脱硫剂 (天津理综)
【例5】如下图所示,在注射器中加入少量Na2SO3晶体,并吸入少量浓硫酸(以不接触纸条为准)。则下列有关说法正确的是( )
A.蓝色石蕊试纸先变红后褪色
B.沾有KMnO4溶液的滤纸褪色,证明了SO2的漂白性
C.品红试纸褪色,证明了SO2的漂白性
D.沾有酚酞和NaOH溶液的滤纸褪色,证明了SO2的漂白性
【例6】(上海)下列溶液中通入SO2一定不会产生沉淀的是( )
A. Ba(OH)2 B. Ba(NO3)2 C. Na2S D. BaCl2
【思考】(1)若要在上述溶液中得到含硫元素的沉淀,可以加入哪些物质?分析分别体现了SO2的什么性质并判断沉淀成分。
(2)判断右图装置中当开关闭合后,电流表能否偏转?
若能,请判断电极名称,写出电极反应式和电池总反应式。
考点三 重要的非金属氢化物
【例7】下列说法正确的是______________。
①分别充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中后液面均迅速上升,说明二者均易溶于水(山东)
②实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3不涉及氧化还原反应 (广东理综)
③用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3,用到的仪器有酒精灯、烧杯、导管、集气瓶(安徽)
④用湿润的红色石蕊试纸检验氨气 (福建理综)
⑤工业上利用合成氨实现人工固氮涉及氧化还原反应 (广东理综)
【例8】(全国卷,改编)已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜,用示意图中的装置可以实现该反应,请回答下列问题:
(1)A中加入的物质是 。
(2)B中加入的物质是 ,其作用是 。
(3)实验时在C中观察到的现象是 ,
发生反应的化学方程式是 。
(4)D中收集到的物质是 。
考点四 重要的酸——浓硫酸、硝酸
【例9】下列说法正确的是
A.过量的Cu与浓硝酸反应有NO生成(重庆)
B.用浓硝酸与Cu反应制备NO2(广东)
C.50 mL 18.4 mol·L-1浓硫酸与足量铜微热反应,生成SO2分子的数目为0.46NA
D.稀硝酸、稀硫酸均能将木炭氧化成二氧化碳
E.Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生,说明Fe与两种酸均发生置换反应
【例10】(上海)浓硫酸有许多重要的性质,在与含有水分的蔗糖作用过程中不能显示的性质是( )
A.酸性 B.脱水性 C.强氧化性 D.吸水性
【例11】把7.2g铁粉投入40mL某浓度的HNO3溶液中,充分反应后剩余固体1.6g,产生NO2和NO的混合气体0.08mol。若不考虑N2O4的存在,则原HNO3溶液的浓度为( )
A.3.5mol /L B.4.5mol /L C.7.0mol /L D.9.0mol /L
【例12】(北京)用如图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是 ( )
A.上下移动①中铜丝可控制SO2的量
B.②中选用品红溶液验证SO2的生成
C.③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2
D.为确认CuSO4生成,向①加水,观察颜色
【当堂检测】
1.(09、10年山东卷,改编)下列说法正确的是( )
A.SiO2是酸性氧化物,但不能与NaOH溶液反应
B.新制氯水显酸性,向其中滴加少量紫色石蕊试液,充分振荡后溶液呈红色
C.Cl、Cl为不同的核素,有不同的化学性质
D.实验室制备Cl2,可用排饱和食盐水集气法收集
E.浓H2SO4有强氧化性,常温下能与Cu发生剧烈反应
F.将SO2通入品红溶液,溶液褪色后加热恢复原色;将SO2通入溴水,溴水褪色后加热也能恢复原色
2.(2011山东)某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半,则该元素 ( )
A.在自然界中只以化合态的形式存在 B.单质常用作半导体材料和光导纤维
C.最高价氧化物不与酸反应 D.气态氢化物比甲烷稳定
3.以下物质间的转化通过一步反应都能实现的是( )
A.HCl→Cl2→HClO→NaClO B.Si→SiO2→H2SiO3→Na2SiO3
C.S→SO3→H2SO4→Al2(SO4)3 D.NH3→NO2→HNO3→NaNO3
4.(北京)用下图所示装置进行下列实验,实验结果与预测的现象不一致的是 ( )
①中的物质 ②中的物质 预测①的现象
A 淀粉KI溶液 浓硝酸 无明显变化
B 酚酞溶液 浓盐酸 无明显变化
C AlCl3溶液 浓氨水 有白色沉淀
D 湿润红纸条 饱和氯水 红纸条褪色
5.判断正误
(1)石英只能用于生产光导纤维 ( ) (2013·福建理综,6A)
(2)高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅 ( ) (2013·广东理综,11C)
(3)二氧化硅不与强酸反应,可用石英器皿盛放氢氟酸 ( ) (2013·江苏,4B)
(4)实验室从海带提取单质碘的方法是:取样→灼烧→溶解→过滤→萃取 ( )
(2013·浙江理综,8A)
(5)用乙醇萃取的方法可以分离溶于水的碘,是因为碘在乙醇中的溶解度较大 ( )
(2013·新课标全国卷Ⅰ,13A)
高三化学复习专题八—非金属元素及其化合物 拓展案(辅学)
【A组】
1.下列有关无机非金属材料的说法中,不正确的是( )
A.高纯硅可用于制造半导体材料
B.SiO2制成的玻璃纤维,由于导电能力强而被用于制造光缆
C.玻璃、水泥和陶瓷,其成分中均含有硅酸盐
D.Si3N4是一种新型无机非金属材料,可用于制造发动机
2.(福建)能实现下列物质间直接转化的元素是( )
A.硅 B.硫 C.铜 D.铁
3.(广东)碘单质及其化合物具有重要应用。下列说法正确的是( )
A.与互为同位素 B.加碘食盐能使淀粉溶液变蓝
C.从海带中提取I2的过程只发生物理变化 D.I和Cl是同族元素,HI比HCl稳定
4.将甲和乙两种气体同时通入过量丙溶液中,充分反应后不能产生沉淀的组合是( )
序号 A B C D
甲 CO2 NO2 CO2 O2
乙 SO2 SO2 Cl2 NH3
丙 Ca(OH)2 BaCl2 CaCl2 AlCl3
5.对下列事实的解释正确的是 ( )
A.氯气可以使湿润的有色布条褪色,是因为氯气具有漂白性
B.医疗上可用硫酸钡作x射线透视肠胃的内服药,是因为硫酸钡不溶于水,不溶于酸
C.向50mL18mol L-1的硫酸中加入足量的铜片加热充分反应后,被还原的硫酸的物质的量等于0.45mol
D.常温下,浓硫酸可以用铝制容器贮存,说明铝与浓硫酸不反应
【B组】
6.有右图所示的转化关系:已知A为单质,下列判断一定正确的是 ( )
A.D是一种最高价氧化物
B.B氧化到C后还能氧化,所以B是金属钠
C.若E为硝酸,则A在常温下为气态
D.若E为浓硫酸,则A在常温下为气态
7.(上海)除去下列括号内杂质的试剂或方法错误的是( )
A.HNO3溶液(H2SO4),适量BaCl2溶液,过滤
B.CO2(SO2),酸性KMnO4溶液、浓硫酸,洗气
C.KNO3晶体(NaCl),蒸馏水,结晶
D.CO(CO2),氢氧化钠溶液,洗气
8.(全国卷,改编)浓H2SO4和木炭在加热时发生反应的化学方程式是:
请从右图中选用所需仪器(可重复使用)组成一套进行该反应并检验出反应产物的装置。现提供浓H2SO4、木炭和酸性KMnO4溶液,其他、固液试剂自选(连接和固体仪器用的玻璃管、胶管、铁夹、铁架台及加热装置等均略去)
将所选仪器按连接顺序由上至下依次填入下表,并写出该仪器中应加试剂的名称及其作用。
选用仪器(填字母) 加入试剂 作用
9.判断正误
(1)碘是人体必须的微量元素,所以要多吃富含高碘酸的食物 ( )
(2013·新课标全国卷Ⅰ,7C)
(2)BaSO3与H2O2的反应为氧化还原反应 ( ) (2013·天津理综,1B)
(3)二氧化硫可广泛用于食品的增白 ( ) (2013·四川理综,1A)
(4)用Na2S作沉淀剂,除去废水中的Cu2+、Hg2+ ( ) (2013·广东理综,11D)
(5)用硫酸清洗锅垢中的水垢 ( ) (2013·广东理综,11B)
(6)用SO2漂白纸浆和草帽辫 ( ) (2013·广东理综,11A)
(7)可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气 ( ) (2013·全国卷Ⅰ,7B)
(8)液氨汽化时要吸收大量的热,可用作制冷剂 ( ) (2013·江苏,4A)
(9)NH4Cl为强酸弱碱盐,所以可用加热法除去NaCl中的NH4Cl ( ) (2013·广东10)
(10)检验NH时,往试样中加入NaOH溶液,微热,用湿润的蓝色石蕊试纸检验逸出的气体 ( ) (2013·福建理综,10D)
10. [2014·海南卷] 下列关于物质应用的说法错误的是( )
A.玻璃容器可长期盛放各种酸 B.纯碱可用于清洗油污
C.浓氨水可检验氯气管道漏气 D.Na2S可除去污水中的Cu2+
11. [2014·海南卷] 化学与日常生活密切相关,下列说法错误的是( )
A.碘酒是指单质碘的乙醇溶液 B.84消毒液的有效成分是NaClO
C.浓硫酸可刻蚀石英制艺术品 D.装饰材料释放的甲醛会造成污染
12. [2014·江苏卷] 下列各组物质中,不满足组内任意两种物质在一定条件下均能发生反应的是( )
物质组别 甲 乙 丙
A Al HCl NaOH
B NH3 O2 HNO3
C SiO2 NaOH HF
D SO2 Ca(OH)2 NaHCO3
13.[2014·福建卷] 常温下,下列各组物质中,Y既能与X反应又能与Z反应的是( )
X Y Z
① NaOH溶液 Al(OH)3 稀硫酸
② KOH溶液 SiO2 浓盐酸
③ O2 N2 H2
④ FeCl3溶液 Cu 浓硝酸
A.①③ B.①④ C.②④ D.②③
14. [2014·江苏卷] 下列物质性质与应用对应关系正确的是( )
A.晶体硅熔点高硬度大,可用于制作半导体材料
B.氢氧化铝具有弱碱性,可用于制胃酸中和剂
C.漂白粉在空气中不稳定,可用于漂白纸张
D.氧化铁能与酸反应,可用于制作红色涂料
15. [2014·海南卷,改] 下列关于物质应用和组成的说法正确的是( )
A.P2O5可用于干燥Cl2和NH3
B.增大反应物浓度可加快反应速率,因此用浓硫酸与铁反应能增大生成H2的速率
C.CCl4可用于鉴别溴水和碘水
D.Si和SiO2都用于制造光导纤维
16. [2014·四川卷] 化学与生活密切相关。下列说法不正确的是( )
A.乙烯可作水果的催熟剂 B.硅胶可作袋装食品的干燥剂
C.福尔马林可作食品的保鲜剂 D.氢氧化铝可作胃酸的中和剂
17.[2014·四川卷] 能正确表示下列反应的离子方程式的是( )
A.Cl2通入NaOH溶液: Cl2+OH-===Cl-+ClO-+H2O
B.NaHCO3溶液中加入稀盐酸: CO+2H+===CO2↑+H2O
C.AlCl3溶液中加入过量稀氨水: Al3++4NH3·H2O===[Al(OH)4]-+4NH
D.Cu溶于稀HNO3: 3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O
18. [2014·四川卷] 下列关于物质分类的说法正确的是( )
A.金刚石、白磷都属于单质 B.漂白粉、石英都属于纯净物
C.氯化铵、次氯酸都属于强电解质 D.葡萄糖、蛋白质都属于高分子化合物
19. [2014·山东卷] 下表中对应关系正确的是( )
A CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HClCH2===CH2+HCl―→CH3CH2Cl 均为取代反应
B 由油脂得到甘油由淀粉得到葡萄糖 均发生了水解反应
C Cl2+2Br-===2Cl-+Br2Zn+Cu2+===Zn2++Cu 均为单质被还原的置换反应
D 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑Cl2+H2O===HCl+HClO 均为水作还原剂的氧化还原反应
20. [2014·江苏卷] 在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是( )
A.氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cl2
B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl-
C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+
D.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中含有HClO
21.[2014·全国卷] NA表示阿伏伽德罗常数,下列叙述正确的是( )
A.1 mol FeI2与足量氯气反应时转移的电子数为2NA
B.2 L 0.5 mol·L-1硫酸钾溶液中阴离子所带电荷数为NA
C.1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA
D.丙烯和环丙烷组成的42 g混合气体中氢原子的个数为6NA
22. [2014·重庆卷] 下列物质的使用不涉及化学变化的是( )
A.明矾作净水剂 B.液氨用作制冷剂
C.氢氟酸刻蚀玻璃 D.生石灰作干燥剂
【专题八自学案答案】
练习.C 化学方程式答案:
【预习自测】1.C 2.D 3.C
班级:___________ 姓名:___________ 学号:___________
氧化性:2F2+2H2O = 4HF+O2
歧化反应:X2+H2O = HX+HXO(X2=Cl2、Br2、I2)
还原性:C+H2O CO+H2
X2+2OH- = X-+XO-+H2O(X2=Cl2、Br2、I2)
非金属单质间的置换,如Cl2+2KBr=2KCl+Br2
与低价态盐,如2Na2SO3+O2=2Na2SO4
氧化性:X2(Cl2、Br2、I2)、O2与还原性酸反应,
如Cl2+ H2SO3+H2O = H2SO4+2HCl
还原性:C与强氧化性酸(如浓硝酸、浓硫酸)反应
还原性:如2C+SiO2Si+2CO↑;C+CO22CO;
C+2CuO2Cu+CO2↑
氧化性:低价氧化物被氧化,如2NO+O2=2NO2;X2(Cl2、Br2)与SO2和H2O反应
③氧化性
④还原性
⑤特性:
班级:___________ 姓名:___________ 学号:___________
①2Fe+3Cl22FeCl3 ②Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
③MnO2+4H++2Cl- Cl2↑+2H2O+Mn2+ ④2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-
⑤Cl2+H2OH++Cl-+HClO ⑥Ca2++2ClO-+CO2+H2O=CaCO3↓++2HClO
⑦2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- ⑧2Fe3++Fe=3Fe2+
⑨2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
①Fe+SFeS ②2SO2+O22SO3
③SO2+2H2S=3S+2H2O ④SO2+Cl2+2H2O=4H++2Cl-+SO42-
⑤Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O ⑥2H2SO4(浓)+C2SO2↑+CO2↑+2H2O
⑦SO2+2OH-=SO32-+H2O ⑧2H++SO42-+2OH-+Ba2+=BaSO4↓+2H2O
①2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O ②N2+3H22NH3
③4NH3+5O24NO+6H2O ④4HNO3(浓)4NO2↑+O2↑+2H2O
⑤3Cu+8H++2NO3-=2NO↑+3Cu2++4H2O ⑥ 3NO2+H2O=2HNO3+NO
⑦ 4H++NO3-+Cu=Cu2++2NO2↑+2H2O ⑧NH3+H2ONH3 H2O
①2Mg+CO22MgO+C ②Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2
③CO32-+CO2+H2O=2HCO3- ④SiO2+2C2CO+Si
⑤SiO2+2OH-=SiO32-+H2O ⑥SiO32-+2H+=H2SiO3↓
⑦SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O ⑧H2SiO3SiO2+H2O高三化学复习专题六——化学键与化学反应中的能量变化自学案(辅学)
【考纲要求】
了解化学键的定义。了解离子键、共价键的形成。
2、了解化学反应中能量转化的原因,能说出常见的能量转化形式。了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。
3、了解热化学方程式的含义。
4、了解焓变与反应热的含义。了解△H=H(反应产物)-H(反应物)表达式的含义。
5、理解盖斯定律,并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。
【知识梳理】
一、化学键
化学键的比较
化学键类型 共价键 离子键
概念 原子间通过共用电子对形成的化学键 阴阳离子之间通过静电作用形成的化学键
成键微粒 _________ _____、_____离子
成键性质 __________ 静电作用
形成条件 非金属元素原子间 活泼金属与活泼非金属间
存在 共价化合物、非金属单质、某些离子化合物 离子化合物
实例 HCl、H2SO4、Cl2、H2、NaOH NaCl、MgO、BaSO4 、NH4NO3
【例1】 对于Na2O2、 H2SO4、NaOH、NaCl、NH4Cl、 Ne、 N2、NaHSO4、金刚石,回答:
(1)不存在化学键的是 (2)只含离子键的是
(3)只含共价键的是
(4)既含离子键又有含共价键的是
(5)将NaHSO4溶解于水,破坏了NaHSO4中的 键,其电离方程式为 ,熔融状态下的电离方程式
【思考】各类物质中化学键存在规律:
1、离子化合物一定含有离子键,可能含有共价键:只含离子键的物质为活泼金属元素和活泼非金属元素形成的离子化合物:如NaCl、K2O等;既有离子键又有共价键的物质:如Na2O2;如NaOH、NH4Cl、(NH4)2SO4。
2、共价化合物只含共价键:如HCl、NH3、SiO2、CH4等。
3、在非金属单质中只有共价健,如I2、N2、P4、金刚石、晶体硅等
4、构成稀有气体的单质分子,由于原子已经达到稳定结构,是单原子分子,因而不存在共价健。
5、非金属间可以形成离子键,如铵盐和铵根和阴离子之间。
【变式训练1】(高考广东理基,物质结构)下列物质中含离子键的是( )
A、Cl2 B、CO2 C、NaCl D、CH4
【变式训练2】(双选)下列叙述正确的是 ( )
A、106 gNa2CO3固体中含有NA个CO32-
B、0.1 L 3 mol·L-1的NH4NO3溶液中含有的NH4+数目为0.3×6.02×1023
C、0.1 mol Na2O2所含的离子总数为0.4 NA
D、1mol固体NaHSO4含有阴阳离子总数为2NA
【应知应会】离子化合物与共价化合物的判断方法
①根据化学键的类型:
凡含有离子键的化合物,一定是离子化合物;只含共价键的化合物,是共价化合物
②根据化合物的类型:
离子化合物:大多数碱性氧化物、盐和强碱。
共价化合物:非金属化合物,极少数盐(AlCl3),所有的酸,大多数有机化合物
③根据化合物的性质
在液态下不能发生电离的化合物是共价化合物,
熔化状态下能导电的化合物是离子化合物
二、热化学方程式与焓变
1、化学反应中的能量变化
【例2】(上海理综10)右图是一个一次性加热杯的示意图。当水袋破裂时,水与固体碎块混和,杯内食物温度逐渐上升。制造此加热杯可选用的固体碎块是( )www.21教育名师原创作品
A.硝酸铵 B.生石灰 C.氯化镁 D.食盐
【思考】从物质能量角度、化学键变化角度分别解释反应热产生的原因?
1、任何一个化学反应中,反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量是不相等的,即
在产生新物质的同时一定伴随着能量的变化,但整个体系的能量是守恒的。
2、放热反应和吸热反应
化学反应中能量变化形式较多,主要表现为热量的变化——放热或吸热。
(1)放热反应:即有热量放出的化学反应,其反应物的总能量高于生成物的总能量,或者说
旧化学键断裂吸收的能量小于新化学键形成放出的能量。如:燃料的燃烧、中和反应、生石灰与水化合等都是放热反应。
(2)吸热反应:即吸收热量的化学反应,其反应物的总能量小于生成物的总能量,或者说旧化学键断裂吸收的能量大于新化学键形成放出的能量。如:H2还原CuO的反应,灼热的碳与二氧化碳反应,Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应都是吸热反应。
【应知应会】
常见的放热反应:①大多数的化合反应 ②可燃物的燃烧 ③中和反应,
④金属与酸的反应 ⑤铝热反应
常见的吸热反应:①大多数的分解反应②水解反应③氢氧化钡晶体与氯化铵的反应
④CO、H2作还原剂的氧化还原反应
2、热化学方程式的书写
【例3】 (重庆卷改)下列热化学方程式正确的是(的绝对值均正确)( )
A.C2H5OH(l)+3O2(g)==2CO2(g)+3H2O(g);△H=—1367.0 kJ
B. NaOH(aq)+HCl(aq)==NaCl(aq)+H2O(l);△H=+57.3 kJ·mol-1
C.S(s)+O2(g)===SO2(g);△H=—269.8 kJ·mol-1
D. 2NO2==O2+2NO;△H=+116.2 kJ·mol-1
【总结】书写热化学方程式应注意的问题:
(1) 一般来说热化学方程式要注明反应的温度、压强,如不注明将温度和压强分别视为25℃和101kPa。
(2) 要注明反应物和生成物的状态,因为状态不同,物质所具有的能量不同,反应热也不同。
(3) 热化学方程式各物质前的计量数不表示粒子个数,只表示物质的量,因此它可以是整数
也可以是分数,计量数不相同,反应热数据也不同。
(4)热化学方程式中的△H值一定要与方程式中的计量系数成正比例,且要注明“+”、“—”和单位为kJ·mol-1。
【变式训练3】[2014·天津理综]晶体硅(熔点1 410 ℃)是良好的半导体材料。由粗硅制纯硅过程如下:
Si(粗)SiCl4SiCl4(纯)Si(硅)
在上述由SiCl4制纯硅的反应中,测得每生成1.12 kg纯硅需吸收a kJ热量,写出该反应的热化学方程式:________________________________________。
三、盖斯定律与焓变的计算
【例4】 (海南化学卷,反应热)已知:
(1)Zn(s)+1/2O2(g) = ZnO(s); H =-348.3 kJ/mol
(2)2Ag(s)+1/2O2(g) = Ag2O(s); H =-31.0 kJ/mol
则Zn(s)+Ag2O(s) = ZnO(s)+2Ag(s)的 H等于( )
A.-317.3 kJ·mol-1 B.-379.3 kJ·mol-1
C.-332.8 kJ·mol-1 D.317.3 kJ·mol-1
【例5】下列各组热化学方程式中,△H1>△H2的是( )
①CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) △H1 CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(s) △H2
②S(s)+O2(g)===SO2(g) △H1 S(g)+O2(g)===SO2(g) △H2
③H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l) △H1 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) △H2
④C(s)+O2(g)===CO2(g) △H1 C(s)+1/2O2(g)===CO(g) △H2
A.① B.④ C.②③④ D.①②③
【应知应会】反应热大小的比较:
(1) 同一反应生成物状态不同时
如:2H2(g)+O2(g) =2H2O(1); H1 2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g); H2
因为气体变液体会放热,故: H1< H2
(2) 同一反应反应物状态不同时
如:S(g)+O2(g) =SO2(g); H1 S(s) + O2(g) = SO2(g); H2
因为固体变气体会吸热,故: H1< H2
(3) 两个相联系的不同反应比较
如: C(s)+O2(g) = CO2(g); H1 C(s)+1/2O2(g) =CO(g); H2
可以设计成:C(s) →CO(g) → CO2(g) 理解。 故H1< H2
【预习检测】
1.(双选)(广东卷)下列有关能量转换的说法正确的是 ( )
A.煤燃烧是化学能转化为热能的过程
B.化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能
C.动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转变成化学能的过程
D.植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成热能的过程
2.(高考上海化学卷,反应热)
已知:CH3CH2CH2CH3(g)+6.5O2(g)4CO2(g)+5H2O(l);H =-2878 kJ·mol-1
(CH3)2CHCH3(g)+6.5O2(g)4CO2(g)+5H2O(l);H =-2869 kJ·mol-1
下列说法正确的是 ( )
A.正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子
B.正丁烷的稳定性大于异丁烷
C.异丁烷转化为正丁烷的过程是一个放热过程
D.异丁烷分子中的碳氢键比正丁烷的多
3.(海南化学·12)已知:Fe2O3(s)+C(s)= CO2(g)+2Fe(s)△H=234.1kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ·mol-1
则2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s)的△H是( )
A.-824.4kJ·mol-1 B.-627.6kJ·mol-1
C.-744.7kJ·mol-1 D.-169.4kJ·mol-1
4.(2013·上海)糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等,其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是( )
A.脱氧过程是吸热反应,可降低温度,延长糕点保质期
B.脱氧过程中铁作原电池正极,电极反应为:Fe-3e-=Fe3+
C.脱氧过程中碳做原电池负极,电极反应为:2H2O+O2+4e-=4OH-
D.含有1.12g铁粉的脱氧剂,理论上最多能吸收氧气336mL(标准状况)
高三化学复习专题六——化学键与化学反应中的能量变化探究案(辅学)
一、盖斯定律的应用——焓变的求算
例1、(重庆卷)化学反应N2+3H2 = 2NH3的能量变化如图所示,该反应的热化学方程式是( )
A、N2(g)+3H2(g) = 2NH3(l);
⊿H = 2(a-b-c)kJ/mol
B、N2(g)+3H2(g) = 2NH3(g);
⊿H = 2(b-a)kJ/mol
C、1/2N2(g)+3/2H2(g)=NH3(l) ; ⊿H = (b+c-a)kJ/mol
D、1/2N2(g)+3/2H2(g) =NH3(g); ⊿H = (a+b)kJ/mol
例2、(江苏卷)废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生,并减少污染。废旧印刷电路板经粉碎分离,能得到非金属粉末和金属粉末。用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知:
Cu(s)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+H2(g) △H=64.39kJ·mol-1
2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g) △H=-196.46kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=-285.84kJ·mol-1
在 H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2+和H2O的热化学方程式为
。
【讨论】利用盖斯定律求焓变应注意哪些环节?
【变式训练1】(天津理综·6)已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ/mol
Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+ ΔH=-226 kJ/mol
根据以上热化学方程式判断,下列说法正确的是 ( )
A.1 mol CO的燃烧放出的热量为283 kJ/mol
B.右图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系
C.2Na2O2(s)+2CO2(s)=2Na2CO3(s)+O2(g) ΔH>-452 kJ/mol
D.CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时,电子转移数为6.02×1023
【变式训练2】(07山东)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:CH4(g)+4NO2(g) =4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160 kJ·mol-1
若用标准状况下4.48L CH4还原NO2至N2放出的热量为__________kJ,整个过程中转移的电子总数为_________(阿伏加德罗常数的值用NA表示)。
二、可逆反应的热效应
【例3】 已知298K时,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=—92.4kJ/mol,在相同条件下,向密闭容器中加入1molN2、3molH2,达到平衡时放出的热量为Q1,向另一容积相同的密闭容器中通入0.95molN2、2.85molH2和0.1mol NH3,达到平衡时放出的热量为Q2,则下列关系式正确的是( )
A、Q1= Q2=92.4kJ B、Q2<Q1=92.4kJ C、Q2<Q1<92.4kJ D、Q2= Q1<92.4kJ
【变式训练3】在一定温度下,在一体积固定的密闭容器中加入2 mol X和1 mol Y,发生如下反应: 2X(g) + Y(g) ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网 ) a Z(g) + W(g) △H = -Q kJ·mol-1 (Q>0) ,当反应达到平衡后,反应放出的热量为Q1 kJ,物质X的转化率为α;
(1)有同学认为,Q1一定小于Q,你认为该结论是否正确?_________其理由是
________________________________________。
(2)维持温度不变,若起始时向容器中加入的物质的量如下列各项,则反应达到平衡后放出的热量仍为Q1 kJ的是 (稀有气体不参与反应)。
A.2 molX、1mol Y、1molAr B.a molZ、1mol W
C.1 molX、0.5mol Y、0.5a molZ、0.5 mol W D.2 molX、1mol Y、1molZ
(3) X的转化率α= (用含Q、Q1的代数式表示)。
【当堂训练】
1.(全国卷Ⅱ11) 已知:2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l) ΔH= -571.6kJ· mol-1
CH4(g)+ 2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH= -890kJ· mol-1
现有H2与CH4的混合气体112L(标准状况),使其完全燃烧生成CO2和H2O(l),若实验测得反应放热3695kJ,则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是( )
A.1∶1 B.1∶3 C.1∶4 D.2∶3
2.(09山东)运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义。
已知:O2 (g)= O+2(g)+e- △H1= +1175.7 kJ·mol-1
PtF6(g)+ e-1 = PtF6-(g) △H2= - 771.1 kJ·mol-1
O2+PtF6-(s)=O2+(g)+PtF6- △H3=+482.2 kJ·mol-1
则反应O2(g)+ PtF6 (g) = O2+PtF6- (s)的△H=_____________ kJ·mol-1。
3.(08山东)北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷(C3H8),亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯(C3H6)。
(1)丙烷脱氢可得丙烯。已知:C3H8(g) CH4(g)+HC≡CH(g)+H2(g);△H1=156.6 kJ·mol-1
CH3CH=CH2(g) CH4(g)+HC≡CH(g);△H2=32.4 kJ·mol-1
则相同条件下,反应C3H8(g) CH3CH=CH2(g)+H2(g)的△H=_________kJ·mol-1
(2)以丙烷为燃料制作新型燃料电池,电池的正极通入O2和CO2,负极通入丙烷,电解质是熔融碳酸盐。电池反应方程式为______________________;放电时,CO32-移向电池的_______(填“正”或“负”)极。
(3)碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。常温常压下,空气中的CO2溶于水,达到平衡时,溶液的pH=5.60,c(H2CO3)=1.5×10-5 mol·L-1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3HCO3-+H+的平衡常数K1=_____________。(已知:10-5.60=2.5×10-6)
(4)常温下,0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液pH大于8,则溶液中c(H2CO3)______c(CO32-)(填“>”、“=”或“<”),原因是: ________________________________________________________________(用离子方程式和必要的文字说明)。
高三化学复习专题六——化学键与化学反应中的能量变化拓展案(辅学)
A组
1.(上海卷)已知:H2(g)+F2(g) AUTOTEXT => \* MERGEFORMAT 2HF(g) ⊿H=-270kJ·mol-1,下列说法中正确的是( )
A.2L氟化氢气体分解成1L的氢气和1L的氟气吸收270kJ热量
B.1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出的热量小于270kJ
C.在相同条件下,1mol氢气与1mol氟气的能量总和大于2mol氟化氢气体的能量
D.1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢分子放出270kJ
2.某元素原子最外层只有1个电子,它跟卤素相结合时,所形成的化学键是( )
A.一定是共价键 B.一定是离子键
C.可能是共价键,也可能是离子键 D.以上说法均不正确
3.下列物质的变化过程中,有共价键明显被破坏的是( )
A.从NH4HCO3中闻到了刺激性气味 B.NaCl颗粒被粉碎
C.I2升华 D.NaOH溶于水
4.(高考广东文基,反应热)下列说法正确的是 ( )
A.需要加热的化学反应都是吸热反应 B.中和反应都是放热反应
C.原电池是将电能转化为化学能的一种装置
D.水力发电是将化学能转化为电能的过程
5.(全国卷)已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量b kJ,则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是 ( )
A.2C2H2(g)+5O2(g) 4CO2(g)+2H2O(l);△H=-4b kJ/mol
B.C2H2(g)+2.5O2(g) 2CO2(g)+H2O(l);△H=2b kJ/mol
C.2C2H2(g)+5O2(g) 4CO2(g)+2H2O(l);△H=-2b kJ/mol
D.2C2H2(g)+5O2(g) 4CO2(g)+2H2O(l);△H=b kJ/mol
B组
6.(江苏—4)氢气(H2)、一氧化碳(CO)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)的热化学方程式分别为:
H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l);△H= —285.8 kJ/mol
CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g);△H= —283.0 kJ/mol
C8H18(l) + 25/2O2(g) = 8CO2(g) + 9 H2O(l);△H= —5518 kJ/mol
CH4(g) + 2 O2(g) = CO2(g) + 2 H2O(l);△H= —890.3 kJ/mol
相同质量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧时,放出热量最少的是 ( )
A.H2(g) B.CO(g) C.C8H18(l) D.CH4(g)
7.(全国卷II)已知:①1 mol H2分子中化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量
②1 mol Cl2分子中化学键断裂时需要吸收243 kJ的能量
③由H原子和Cl原子形成1 mol HCl分子时释放431 kJ的能量
下列叙述正确的是 ( )
A.氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是 H2(g)+Cl2(g) = 2HCl(g)
B.氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体,反应的H = 183 kJ/mol
C.氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体,反应的H =-183 kJ/mol
D.氢气和氯气反应生成1 mol氯化氢气体,反应的H =-183 kJ/mol
8.(2014·重庆理综,6)已知:C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=a kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-220 kJ·mol-1
H—H、O===O和O—H键的键能分别为436、496和462 kJ·mol-1,则a为( )
A.-332 B.-118 C.+350 D.+130
9.(2014·海南高考)标准状态下,气态分子断开1 mol化学键的焓变称为键焓。已知H—H、H—O和O=O键的键焓ΔH分别为436 kJ·mol-1、463 kJ·mol-1和495 kJ·mol-1,下列热化学方程式正确的是( )
A.H2O(g)=H2(g) + O2(g) ΔH=-485 kJ·mol-1
B.H2O(g)=H2(g) + O2(g) ΔH=+485 kJ·mol-1
C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=+485 kJ·mol-1
D.2H2(g)+O2(g)= 2H2O(g) ΔH=-485 kJ·mol-1
10.(2014·海南,8改编)某反应过程能量变化如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.反应过程a有催化剂参与
B.该反应为放热反应,热效应等于ΔH
C.改变催化剂,不能改变该反应的活化能
D.有催化剂的条件下,反应的活化能等于E1+E2
C组
11.(2014·安徽高考)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25℃、
101 kPa下,已知该反应每消耗1 mol CuCl(s),放热44.4 kJ,该反应的热化学
方程式是_______________________________________________________________。
12.Cu的化合物在生活及科研中有重要作用,不同反应可制得不同状态的Cu2O。用电解法也可制备Cu2O。原理如右图所示,则阳极电极反应可以表示为 ,其电解反应总式为 。高三化学复习专题七——化学反应速率与限度(辅学)自主复习
命题:
【考纲要求】
1.了解化学反应速率的概念,反应速率的定量表示方法
2.了解化学反应的可逆性。
3.了解化学平衡建立的过程。理解化学平衡常数的含义,能利用化学平衡常数进行计算
4.理解外界条件(浓度,温度,压强,催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响,认识其一
般规律。
5.了解反应速率和化学平衡的调控在生产,生活和科研领域中的重大作用
本专题知识框架图:
一、化学反应速率
1、化学反应速率的计算和快慢比较
【练习1】(2012山东)将1molN2O4充入体积为IL的恒容密闭容器中,反应3s后NO2的物质的量为0.6mol,则0~3s的平均反应速率v(N2O4)= mol·L-1·s-1。
【练习2】在四个不同的容器中,在不同的条件下进行合成氨反应。根据在相同时间内测定的结果判断,生成氨的速率最快的是( )
A.υ(H2)=0.1 mol·L-1·min-1 B.υ(N2)=0.2 mol·L-1·min-1
C.υ(NH3)=0.15 mol·L-1·min-1 D.υ(H2)=0.015 mol·L-1·s-1
2.影响化学反应速率的因素
【练习3】(08年广东)对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)能增大正反应速率的措施是( )A.通入大量O2 B.增大容器容积 C.移去部分SO3 D.降低体系温度
二、化学平衡状态与平衡常数
1.平衡状态的判断
举例反应 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 是否达到平衡(填“一定”、“不一定”)
混合物体系中各成分的含量 ①各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定
②各物质的质量或各物质的质量分数一定
③各气体的体积或体积分数一定
④总压强、总体积、总物质的量一定
正、逆反应速率的关系 ⑤在单位时间内消耗了m molA同时生成m molA
⑥在单位时间内消耗了n molB同时生成p molC
⑦vA:vB:vC:vD=m:n:p:q
⑧在单位时间内生成n molB,同时消耗q molD
压强 ⑨m+n≠p+q时,总压强不变(其他条件一定)
⑩m+n=p+q时,总压强不变(其他条件一定)
颜色 ⑾反应体系内有色物质的颜色不变
温度 ⑿任何化学反应都伴随着能量变化,在其他条件不变的条件下,体系温度一定时
体系的密度 ⒀密度一定
【练习4】(08年江苏)一定体积的密闭容器中,550℃时,在催化剂作用下发生反应:
2SO2+O2 2SO3(正反应放热)。判断该反应达到平衡状态的标志是 。(填字母)
a.SO2和SO3浓度相等 b.SO2百分含量保持不变
c.容器中气体的压强不变 d.SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等
e.容器中混合气体的密度保持不变
【练习5】(12年海南)已知A(g)+B(g) C(g)+D(g)反应判断该反应达到平衡的依据 。
a.压强不随时间改变 b.气体的密度不随时间改变
c.c(A)不随时间改变 d..单位时间里生成C和D的物质的量相等
2.化学平衡常数
【练习6】(2010山东卷)(14分)硫-碘循环分解水制氢主要涉及下列反应:
Ⅰ SO2+2H2O+I2===H2SO4+2HI
Ⅱ 2HIH2+I2
Ⅲ 2H2SO4===2SO2+O2+2H2O
(1)分析上述反应,下列判断正确的是 。
a.反应Ⅲ易在常温下进行 b.反应Ⅰ中氧化性比HI强
c.循环过程中需补充H2O d.循环过程中产生1mol O2的同时产生1mol H2
(2)一定温度下,向1L密闭容器中加入1mol HI(g),发生反应Ⅱ,
H2物质的量随时间的变化如图所示。
0~2 min内的平均反应速率v(HI)= 。该温度下,
H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数K= 。
相同温度下,若开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍,则
是原来的2倍。
a.平衡常数 b.HI的平衡浓度
c.达到平衡的时间 d.平衡时H2的体积分数
(3)实验室用Zn和稀硫酸制取H2,反应时溶液中水的电离平衡 移动(填“向左”“向右”或者“不”);若加入少量下列试剂中的 ,产生H2的速率将增大。
a.NaNO3 b.CuSO4 c.Na2SO4 d.NaHSO3
(4)以H2为燃料可制成氢氧燃料电池。
已知 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) △H=-572kJ·mol-1
某氢氧燃料电池释放228.8kJ电能时,生成1mol液态水,该电池的能量转化率为 。
三、外界条件对化学平衡的影响(化学平衡的移动)
条件:浓度、压强、温度 标志是:含量或转化率变化
【练习7】(2012全国大纲)合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经过多步反应制得,其中的一步反应为:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H < 0
反应到达平衡后,为提高CO的转化率,下列措施中正确的是( )
A.增加压强 B.降低温度 C.增大CO的浓度 D.更换催化剂
【练习8】图中的曲线是表示其他条件一定时,2NO+O22NO2 △H<0反应中NO的转化率与温度的关系曲线,图中标有a、b、c、d四点,其中表示未达到平衡状态,且v正﹥v逆的点是( )
A.a点 B.b点 C.c点 D.d点
四、平衡转化率
1、解题思路:(三步曲法)一般步骤:①写出有关化学平衡的化学方程式②列出各物质的初始浓度、转化浓度、平衡浓度③根据已知条件列式计算
计算模式: aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)
初始浓度(mol/L) m n 0 0
转化浓度(mol/L) ax bx cx dx
平衡浓度(mol/L) m-ax n-bx cx dx
【练习9】当反应2SO2+O22SO3达到平衡后,若体系的温度和容器体积保持不变,向反应混合物中加入O2,则SO2的转化率_______,O2的转化率 ,化学平衡常数 。(填“增大”、“减小”或“不变”)
【练习10】当可逆反应N2O4 2NO2达到平衡后,若体系的温度和容器体积保持不变,向反应混合物中加入N2O4,则N2O4的转化率_____。(填“增大”、“减小”或“不变”)
【练习11】当可逆反应2HI(g) H2+I2达到平衡后,若体系的温度和容器体积保持不变,向反应混合物中加入HI,则HI的转化率_____。(填“增大”、“减小”或“不变”)
高三化学复习专题七——化学反应速率与限度(辅学) 课堂探究案
命
【预习检测】 (2011·理综福建卷) 25℃时,在含有Pb2+、Sn2+的某溶液中,加入过量金属锡(Sn),发生反应: Sn(s)+Pb2+(aq)Sn2+(aq)+Pb(s),体系中c(Pb2+)和c(Sn2+)变化关系如右图所示。下列判断正确的是( )
A.往平衡体系中加入金属铅后,c(Pb2+)增大
B.往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体后,c(Pb2+)变小
C.升高温度,平衡体系中c(Pb2+)增大,说明该反应△H>0
D.25℃时,该反应的平衡常数K=2.2
课堂探究点一:有关化学反应速率的求算及影响因素
【例1】(2014全国Ⅱ)在容积为1.00 L的容器中,通入一定量的
N2O4,发生反应N2O4(g) 2NO2(g),随温度升高,混合
气体的颜色变深。回答下列问题:
该反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”);100 ℃时,体系中
各物质浓度随时间变化如图所示。在0~60 s时段,反应速率
v(N2O4)为_______mol·L-1·s-1;反应的平衡常数K1为___。
【变式训练1】(2014全国大纲)反应AX3(g)+X2(g) AX5(g)在容积为10 L的密闭容器中进行。起始时AX3和X2均为0.2 mol。反应在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图所示。实验a从反应开始至达到平衡(60min)时的反应速率v(AX5)=__________________。
【例2】(2014北京)在一定温度下,10mL0.40mol/L H2O2发生
催化分解。不同时刻测定生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。
t/min 0 2 4 6 8 10
V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)
A.0~6min的平均反应速率:v(H2O2)≈3.3×10-2mol/(L·min)
B.6~10min的平均反应速率:v(H2O2)<3.3×10-2mol/(L·min)
C.反应至6min时,c(H2O2)=0.3mol/L
D.反应至6min时,H2O2分解了50%
【变式训练2】(2011重庆,改编)
臭氧是一种强氧化剂,常用于
消毒、灭菌等。O3在水中易
分解,一定条件下,O3的浓度
减少一半所需的时间(t)如下
表所示。已知:O3的起始浓度
为0.0216 mol/L。
①pH增大能加速O3分解,表明对O3分解起催化作用的是_________ _.
②在30°C、pH=4.0条件下,O3的分解速率为________ __ mol/(L·min)。
③据表中的递变规律,推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为______.(填字母代号)
a. 40°C pH=3.0 b. 10°C pH=4.0 c. 30°C pH=7.0
课堂探究点二:化学平衡状态
判定化学反应是否处于平衡状态时一轮复习中常误判的依据有哪些?
【例3】(2011山东)反应NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g)的ΔH=-41.8kJ·mol-1。
一定条件下,将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是 。
a.体系压强保持不变 b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO的体积比保持不变 d.每消耗1 mol SO3的同时生成1mol NO2
【变式训练3】(2011上海双选)在地壳内存在以下平衡:SiO2(s) +4HF(g)SiF4(g)+2H2O(g)
若该反应在恒温恒容的密闭容器中发生,当反应达到化学平衡时 。
a. 2v正(HF)= v逆(H2O) b.v(H2O)=2v(SiF4)
c.SiO2的质量保持不变 d.反应物不再转化为生成物
课堂探究点三:化学平衡常数
有关化学平衡常数的知识一轮复习时常出错的点有哪些?
【例4】(2014·重庆)利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢:
(g) (g)+3H2(g)。
在某温度下,向恒容密闭容器中加入环己烷,其起始浓度为a mol·L-1,平衡时苯的浓度为b mol·L-1,该反应的平衡常数K=________。
【变式训练4】(2014福建))t ℃时,反应FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)的平衡常数K=0.25。
①t ℃时,反应达到平衡时n(CO)∶n(CO2)=________。
②若在1 L密闭容器中加入0.02 mol FeO(s),并通入x mol CO, t ℃时反应达到平衡。此时FeO(s)转化率为50%,则x=________。
课堂探究点四:平衡转化率
有关平衡转化率知识一轮复习中易出错的点有哪些?
【例5】 (2014·天津卷) 已知反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),若1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体,则CO的转化率为____________。
【变式训练5】[2014·山东卷] 研究氨氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:
2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g) K1 ΔH1<0(Ⅰ)
2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) K2 ΔH2<0(Ⅱ)
(1)4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=___(用K1、K2表示)。
(2)为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响,在恒温条件下,向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO
和0.1 mol Cl2,10 min时反应(Ⅱ)达到平衡。测得10 min内v(ClNO)=7.5×10-3 mol·L-1·min
-1,则平衡后n(Cl2)=________mol,NO的转化率α1=________。其他条件保持不变,反
应(Ⅱ)在恒压条件下进行,平衡时NO的转化率α2________α1(填“>”“<”或“=”),平衡常数
K2______(填“增大”“减小”或“不变”)。若要使K2减小,可采取的措施是_______。
课堂探究点五:化学平衡的移动
一轮复习中易出错点之一:平衡移动的标志判定
【例6】(2014·海南改) 将BaO2放入密闭的真空容器中,反应2BaO2(s) 2BaO(s)+O2(g)达到平衡。保持温度不变,缩小容器容积,体系重新达到平衡,下列正确的是( )
A.平衡常数减小 B.BaO量不变 C.氧气浓度增大 D.BaO2量增加
【变式训练6】(2013全国)反应X(g)+Y(g) 2Z(g)ΔH<0,达到平衡时,下列说法正确的是( )
A.减小容器体积,平衡向右移动 B.加入催化剂,Z的产率增大
C.增大c(X),X的转化率增大 D.降低温度,Y的转化率增大
【变式训练7】(2010上海)在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20 molSO2和0.10molO2,30s后达到平衡,测得容器中含SO3 0.18mol,若继续通入0.20mol SO2和0.10mol O2,则平衡 移动,再次达到平衡后, mol【当堂训练】
1.(2012·安徽理综化学卷9)一定条件下,通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收:
SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(l) △H<0
若反应在恒容的密闭容器中进行,下列有关说法正确的是( )
A.平衡前,随着反应的进行,容器内压强始终不变
B.平衡时,其它条件不变,分享出硫,正反应速率加快
C.平衡时,其他条件不变,升高温度可提高的转化率
D.其它条件不变,使用不同催化剂,该反应的平衡常数不变
2.(2014安徽)臭氧是理想的烟气脱硝试剂,其脱硝反应为2NO2(g)+O3(g) N2O5(g)+O2(g),若反应在恒容密闭容器中进行,下列由该反应相关图像作出的判断正确的是( )
A B
升高温度,平衡常数减小 0~3 s内,反应速率为v(NO2)=0.2 mol·L-1
C D
t1时仅加入催化剂,平衡正向移动 达平衡时,仅改变x,则x为c(O2)
3.(2014·重庆) 在恒容密闭容器中通入X并发生反应:2X(g)Y(g),温度T1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示,下列叙述正确的是( )
A.该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量
B.T2下,在0~t1时间内,v(Y)=mol·L-1·min-1
C.M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆
D.M点时再加入一定量X,平衡后X的转化率减小
高三化学复习专题七——化学反应速率与限度(辅学)课后拓展案
A组
1.(11安徽高考)电镀废液中Cr2O72-可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4):
Cr2O72-(aq)+2Pb2+(aq)+H2O(l)2 PbCrO4(s)+2H+(aq) ΔH<0
该反应达平衡后,改变横坐标表示的反应条件,下列示意图正确的是( )
2.(11重庆)一定条件下,下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合题图的是( )
A.CO2(g) + 2NH3(g)CO(NH2)2(s) + H2O(g); △H<0
B.CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g); △H>0
C.CH3CH2OH (g)CH2=CH2(g) + H2O(g); △H>0
D.2C6H5CH2CH3(g) + O2(g)2 C6H5CH=CH2(g) + 2H2O(g); △H<0
B组
3.双选(11江苏)700℃时,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反应:
CO(g)+H2O(g) CO2+H2(g) ,反应过程中测定的部分数据见下表(表中t2>t1):
反应时间/min n(CO)/mol H2O/ mol
0 1.20 0.60
t1 0.80
t2 0.20
下列说法正确的是( )
A.反应在t1min内的平均速率为v(H2)=0.40/t1
mol·L-1·min-1
B.保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.60
molCO和1.20 molH2O,到达平衡时,n(CO2)
=0.40 mol。
C.保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.20 mol H2O,与原平衡相比,达到新平衡
时CO转化率增大,H2O的体积分数增大
D.温度升至800℃,上述反应平衡常数为0.64,则正反应为吸热反应
4.(2012·四川卷,12)在体积恒定的密闭容器中,一定量的SO2与1.100mol O2在催化剂作用下加热到600℃发生反应:
2SO2+O22SO3;△H<0。当气体的物质的量减少0.315mol时反应达到平衡,在相同的温度下测得气体压强为反应前的82.5%。下列有关叙述正确的是( )
A.当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等时反应达到平衡
B.降低温度,正反应速率减小程度比逆反应速率减小程度大
C.将平衡混合气体通入过量BaCl2溶液中,得到沉淀的质量为161.980g
D.达到平衡时,SO2的转化率是90%
5.(2011上海高考)自然界的矿物、岩石的成因和变化受到许多条件的影响。地壳内每加深1 km,压强增大约25000~30000 kPa。在地壳内SiO2和HF存在以下平衡:
SiO2(s) + 4HF(g)SiF4(g) + 2H2O(g) ΔH=-148.9 kJ·mol-1 ,根据题意完成下列填空:
(1)在地壳深处容易有 气体逸出,在地壳浅处容易有 沉积。
(2)如果上述反应的平衡常数K值变大,该反应 (选填编号)。
a.一定向正反应方向移动 b.在平衡移动时正反应速率先增大后减小
c.一定向逆反应方向移动 d.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
(3)若反应的容器容积为2.0L,反应时间8.0 min,容器内气体的密度增大了0.12 g/L,在这段时间内HF的平均反应速率为 。
6.(2012山东)偏二甲肼与N2O4是常用的火箭推进剂,二者发生如下化学反应:
(CH3)2NNH2(l)+2N2O4(1)=2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g) (I)
(1)应(I)中氧化剂是 。
(2)火箭残骸中常现红棕色气体,原因为:N2O4(g)2NO2(g) (Ⅱ)
当温度升高时,气体颜色变深,则反应(Ⅱ)为 (填“吸热”或“放热”)反应。
(3)一定温度下,反应(II)的焓变为△H。现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是 。
若在相同温度下,上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行,平衡常数 (填“增大”“不变”或“减小”)
C组
7.(2013全国)反应X(g)+Y(g)2Z(g);△H<0,达到平衡时,下列说法正确的是( )
A.减小容器体积,平衡向右移动 B.加入催化剂,Z的产率增大
C.增大c(X),X的转化率增大 D.降低温度,Y的转化率增大
8.(2013上海)H2S水溶液中存在电离平衡H2SH++HS-和HS-H++S2-。若向H2S溶液中( )
A.加水,平衡向右移动,溶液中氢离子浓度增大
B.通入过量SO2气体,平衡向左移动,溶液pH值增大
C.滴加新制氯水,平衡向左移动,溶液pH值减小
D.加入少量硫酸铜固体(忽略体积变化),溶液中所有离子浓度都减小
9.(2013安徽卷)一定条件下,通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO:MgSO4(s) + CO(g)
MgO(s) + CO2(g) +SO2(g) △H>0 该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后,若仅改
变图中横坐标x的值,重新达到平衡后,纵坐标y随x变化趋势合理的是( )
选项 x y
A 温度 容器内混合气体的密度
B CO的物质的量 CO2与CO的物质的量之比
C SO2的浓度 平衡常数K
D MgSO4的质量(忽略体积) CO的转化率
10.(2013年高考四川卷)在一定温度下,将气体X和气体Y 各0.16 mol充入10 L 恒容密闭容器中,发生反应X(g)+ Y(g) 2Z(g) △H < 0,一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下表,下列说法正确的是( )
t / min 2 4 7 9
n(Y)/mol 0.12 0.11 0.10 0.10
A.反应前2min的平均速率v(Z)=2.0×10-3 mol/(L·min)
B.其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前v(逆)>v(正)
C.该温度下此反应的平衡常数K=1.44
D.其他条件不变,再充入0.2 mol Z,平衡时X的体积分数增大
11.(13山东)CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)△H﹤0,其他条件不变下()
A.加入催化剂,改变了反应的途径,反应的△H也随之改变
B.改变压强,平衡不发生移动,反应放出的热量不变
C.升高温度,反应速率加快,反应放出的热量不变
D.若在原电池中进行,反应放出的热量不变
12.(2013·山东)(15分)化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。
(1)利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体,发生如下反应:
TaS2(s)+2I2(g) TaI4(g)+S2(g)△H﹥0 (I)
反应(I)的平衡常数表达式K=_____________,若K=1,向某恒容密闭容器中加入1mol I2(g)和足量TaS2(s),I2(g)的平衡转化率为_______________。
(2)如图所示,反应(I)在石英真空管中进行,先在温度为T2 的
一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2(g),一段时间后,在温
度为T1的一端得到了纯净的TaS2晶体,则温度T1_____T2(填
“﹥”“﹤”或“=”)。上述反应体系中循环使用的物质是_______。
(3)利用I2的氧化性可测定钢铁中硫的含量。做法是将钢铁中的硫转化为H2SO3,然后用一定浓度的I2溶液进行滴定,所用指示剂为______________,滴定反应的离子方程式为_____________________________________________。
(4)25℃时,H2SO3 HSO3-+H+的电离常数Ka=1×10-2mol/L,则该温度下NaHSO3的水解平衡常数Kh=____________mol/L,若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,则溶液中将___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
班级:___________ 姓名:___________ 学号:___________
班级:___________ 姓名:___________ 学号:___________
班级:___________ 姓名:___________ 学号:___________
0
t
a
气体密度
0
t
b
△H/kJ mol 1
0
t
d
N2O4转化率
0
t
c
v(正)
NO2
N2O4高三化学复习专题12-生产工艺流程图题
[考试说明]:
1.了解科学、技术、社会的相互关系,知道在化工生产中遵循“绿色化学”思想重要性。
2.了解氯碱工业、硫酸工业、合成氨工业、废水处理等工业的原理。
3.了解化工流程题的试题特点和备考策略。
[考点分析]
化学工艺流程题是近几年高考命题的热点,它以工业生产实际为载体,以元素化合物为基础,综合考查化学实验基本操作,物质的性质、制备和转化,环境保护等,它将实验、元素化合物和化学理论有机的结合在一起,综合性强,是化学Ⅱ卷考查的重头戏。试题以流程图为背景,阅读量大,对信息的提取和处理能力要求较高。考查的知识全面,既要对双基熟练掌握,又要有应用知识解决化工生产中有关问题的迁移推理能力。
【考点探究】
考点一:化学实验基本操作
例1、实验室采用MgCl2、AlCl3的混合溶液与过量氨水反应制备MgAl2O4,主要流程如下:
(1)为使Mg2+、Al3+同时生成沉淀,应先向沉淀反应器中加入______(填“A”或“B”),再滴加另一反应物。
如何证明镁离子和铝离子已沉淀完全
。
(2)如下图所示,过滤操作中的一处错误是______________________。
(3)上述流程中沉淀的洗涤方法是
判断流程中沉淀是否洗净所用的试剂是______ 。
(4)高温焙烧时,用于盛放固体的仪器名称是__________________。
(5)无水AlCl3(183 ℃升华)遇潮湿空气即产生大量白雾,实验室可用下列装置制备。
装置B中盛放饱和NaCl溶液,该装置的主要作用是______________________。
F中试剂的作用是______________________________。用一件仪器装填适当试剂后也可起到F和G的作用,所装填的试剂为______。
变式训练1:某实验小组用工业上废弃固体(主要成分Cu2S和Fe2O3)混合物制取粗铜和Fe2(SO4)3·9H2O晶体,设计的操作流程如下:
SHAPE \* MERGEFORMAT
(1)①中废弃固体灼烧前要先进行粉碎,其目的是 ;
除酒精灯和铁架台或三脚架外,①中所需的容器和夹持仪器分别为 、
。
(2)由溶液C生成Fe2(SO4)3·9H2O晶体的操作⑥的步骤有: 、
过滤、洗涤、干燥。
考点二:题目中信息的提取和应用
例2、废弃物的综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。实验室利用废旧电池的铜帽(Cu、Zn总含量约为99%)回收Cu并制备ZnO的部分实验过程如下:
已知 ① H2O2性质不稳定受热易分解,具有较强的氧化性;
② p H>11时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2-。
③锌灰的主要成分为Zn、ZnO,杂质为铁及其氧化物。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH。请回答:
(1)①铜帽溶解时加入H2O2的目的是__________________________________
(用化学方程式表示)。
②铜帽溶解完全后,需将溶液中过量的H2O2除去。
除去H2O2的简便方法 __________________。
(2)实验中可选用的试剂:30% H2O2、
1.0 mol·L-1 HNO3、1.0 mol·L-1 NaOH。
由除去铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为:
①_______________________________________________________________;
②滴加1.0 mol·L-1 NaOH,调节溶液pH约为5(或3.2≤pH<5.9),使Fe3+沉淀完全;
③过滤;
④_________________________________________;
⑤过滤、洗涤、干燥; ⑥900 ℃煅烧。
变式训练2
硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌,菱锌矿的主要成分是ZnCO3,并含少量的Fe2O3 、FeCO3 MgO、CaO等,生产工艺流程示意如下:
下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH。
(1)完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式:
Fe(OH)2+ + = Fe(OH)3 + Cl-
(2)根据表中数据,调节“滤液2”的pH时,理论上可选用的最大范围为________________。
【课堂检测】
实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁
(碱式硫酸铁的聚合物即化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3—0.5n]m)和绿矾(FeSO4·7H2O),过程如下:
(1)将过程②中的产生的气体通入下列溶液中,溶液会褪色的是 ;
A.品红溶液 B.紫色石蕊溶液 C.酸性KMnO4溶液 D.溴水
(2)过程①中,通入足量O2的主要作用为: ;
(3)过程③中,需加入的物质是 ;
(4)过程④中,蒸发浓缩需要使用酒精灯、三脚架,还需要的仪器有 、 ;
(5)过程⑤调节pH,溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数,用pH试纸测定溶液pH的操作方法为
(6)过程⑥中,将溶液Z加热到70一80℃,目的是 ;
2、以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)在一定条件下,SO2转化为SO3的反应为2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),该反应的平衡常数表达式为K=____
过量的SO2与NaOH溶液反应的化学方程式为________ ______。
(2)酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量,其目的是________________________。
(3)通氯气氧化时,发生的主要反应的离子方程式为_____ ___;该过程产生的尾气可用碱溶液吸收,尾气中污染空气的气体为__ __(写化学式)。
化学生产工艺流程图题参考答案
例1、(1)B 静置向上层清液中继续滴加氨水,如无沉淀生成,则镁离子和铝离子已沉淀完全。
(2)漏斗下端尖嘴未紧贴烧杯内壁
(3)往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀,等水自然流下后,重复以上操作2~3次 AgNO3溶液(或硝酸酸化的AgNO3溶液)
(4)坩埚 (5)除去HCl 吸收水蒸气 碱石灰(或NaOH与CaO混合物)
变式训练1
(1)加快反应速率和使反应更加充分 坩埚 坩埚钳
(2)蒸发浓缩,冷却结晶
例2、(1)Cu+H2O2+H2SO4===CuSO4+2H2O (2)加热(至沸)
(3)①向滤液中加入适量30% H2O2,使其充分反应
④向滤液中滴加1.0 mol·L-1 NaOH,调节溶液pH约为10(或8.9≤pH≤11),使Zn2+沉淀完全
变式训练2 (1)2Fe(OH)2+ClO-+H2O===2Fe(OH)3+Cl-
(2)8.9≤pH<10.4
【课堂检测】
1、(1)ACD (2)在酸性条件下,将烧渣中的铁氧化为+3价 (3) Fe (4)蒸发皿、玻璃棒
(5)将小片pH试纸放在洁净的玻璃片(或表面皿)上,用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸中部,与标准比色卡对照 (6)促进Fe3+的水解
2、(1)K=[SO3]2/[SO2]2[O2] SO2+NaOH===NaHSO3
(2)抑制Fe3+水解,防止铁元素大量从溶液中沉淀析出
(3)Cl2+2Fe2+===2Cl-+2Fe3+ Cl2、 HCl
班级:___________ 姓名:___________ 学号:___________
溶液A
过量Fe屑
固体B
溶液B
稀硫酸
④ 过滤、洗涤
粗铜
溶液C
⑤
⑥
固体A
气体a
稀硫酸
废弃固体
灼烧
①
·9H2O
试剂x
②
③高三化学复习专题二——
《物质的组成、性质、分类与化学用语》自学案(辅学)
【考查形式】
在选择题中主要以物质组成和分类的概念为出发点,以反映重大科技成果和人们普遍关注的社会问题为切入点,将有关物质组成、分类的概念与化学用语及物质结构融合于试题之中。预测今年高考题命题,试题仍应主要以选择题的形式出现,侧重概念的类比与辨析,突出对要领的准确理解与正确应用能力的考查。
【过程与方法】
应关注以下考点:①酸、碱、盐、氧化物之间的联系;②化学用语的正误判断;③根据分散质粒子的大小能判断分散系的种类;④以无机物知识为载体来考查常见物质的类别判断、物质的分类与转化,并形成科学、技术、社会相互联系的基本观点。
【重点知识整合】
知识点1 物质的组成和分类
1.物质的组成
2. 物质的分类
【练习1】下列关于物质分类或归类正确的是( )
A.混合物:盐酸、漂白粉、水玻璃、水银
B.化合物:CaCl2、NaOH、HCl、HD
C.同素异形体:C60、金刚石、石墨
D.天然高分子化合物:淀粉、纤维素、蛋白质、油脂
【归纳总结】
1.分类是研究物质性质的基本方法,分类的依据有多种,同一种物质可能属于多个类别,例如:Na2CO3可以是钠盐、碳酸盐、强碱弱酸盐等。
2.碱性氧化物一定是金属氧化物,但金属氧化物不一定是碱性氧化物,如Na2O2是过氧化物,Al2O3是两性氧化物,Mn2O7是酸性氧化物。
3.酸性氧化物不一定是非金属氧化物,非金属氧化物也不一定是酸性氧化物,如CO、NO、NO2等不是酸性氧化物。
4.酸性氧化物、碱性氧化物不一定都能与水反应生成相应的酸、碱,如SiO2、CuO等;能与水反应生成酸的氧化物不一定是酸性氧化物,如NO2;能与水反应生成碱的氧化物不一定是碱性氧化物,如Na2O2。
5.由同种元素组成的物质不一定是单质,也可能属于混合物,如O2和O3的混合气体是混合物,只有由同一种元素组成的纯净物才属于单质。
6.能电离出H+的物质不一定是酸,如NaHSO4,能电离出OH-的物质不一定是碱,如Cu2(OH)2CO3;盐的构成并不一定都有金属阳离子和酸根阴离子,如铵盐。
7.非金属元素可形成阳离子,如NH;金属元素也可形成阴离子,如[Al(OH)4]-、MnO等。
8.电解质与非电解质指的一定是化合物;一种物质是否为电解质与其能否导电无必然联系,如盐酸、醋酸,虽然它们能导电,因它们是溶液,属于混合物,故它们不是电解质也不是非电解质。
【练习2】在下列物质中:①冰醋酸 ②NaOH溶液 ③CaO ④小苏打 ⑤纯碱 ⑥SiO2 ⑦CO2 ⑧淀粉溶液 ⑨水玻璃 ⑩Al Cl2 碱石灰
(1)属于纯净物的是 ,其中 属于酸性氧化物, 属于酸式盐。
(2)属于混合物的是 ,其中 属于溶液, 属于胶体。
(3)写出物质①~ 中符合下列条件的化学方程式。
ⅰ一种单质和碱溶液反应生成一种盐和氢气 。
ⅱ一种无色气体和盐溶液反应生成一种新盐和白色沉淀: 。
ⅲ固体酸性氧化物和碱溶液反应生成盐和水: 。
知识点2 物质的变化和性质
1.物理变化与化学变化
物理变化 化学变化
区别 微观 无新分子生成、一般无化学键变化 有新分子生成、有化学键变化
宏观 无新物质生成 有新物质生成
变化范围 三态变化、体积及形状的变化等 分解、化合等基本反应,有机反应
联系 化学变化和物理变化往往同时发生,化学变化中一定发生物理变化,物理变化中不一定发生化学变化
关系 组成、结构决定性质,性质反映组成、结构;性质决定变化,变化反映性质
2.物理性质与化学性质
(1)物理性质:物质不需要发生化学变化就表现出来的性质,如颜色、状态、气味、溶解性、熔点、沸点、硬度、密度等。
(2)化学性质:物质在化学变化中表现出来的性质,如氧化性、还原性、酸碱性、稳定性等。
【练习3】下列变化一定属于化学变化的是( )
①导电 ②爆炸 ③缓慢氧化 ④变色 ⑤无水硫酸铜吸水 ⑥工业制氧气 ⑦白磷转变成红磷 ⑧久置浓硝酸变黄 ⑨丁达尔现象 ⑩发光
A、①④⑨ B、⑥⑧⑩ C、②⑥⑦ D、③⑤⑦⑧
【归纳总结】物理变化和化学变化的判断
①化学变化中常伴有发光、放热现象,但有发光、放热现象的变化不一定属于化学变化,如金属受热发光。
②化学变化中一定存在化学键的断裂和形成,但存在化学键断裂的变化不一定是化学变化,如HCl溶于水、熔融NaCl电离等。
③原子的裂变、聚变虽有新物质生成,但它不属于化学变化,是核变化。
【练习4】下列现象不是因发生化学变化而产生的是( )
A.皮肤不慎沾有浓硝酸呈黄色 B.浓硝酸“发烟”
C.盛在无色试剂瓶中的浓硝酸呈黄色 D.FeSO4溶液久置于空气中,溶液呈黄色
【练习5】某实验小组进行了下图所示的实验,下列有关叙述不正确的是( )
A.FeCl3溶液显酸性
B.反应过程中产生的气泡是二氧化碳气体
C.得到的红褐色液体是氢氧化铁胶体
D.加入石灰石是为了使氯化铁的水解平衡向逆反应方向移动
知识点3 分散系
分散系 溶液 浊液 胶体
分散质粒子的大小 <1 nm >100 nm 1 nm~100 nm
分散质粒子 单个小分 子或离子 巨大数目分 子的集合体 高分子或多 分子集合体
外观 均一,透明 不均一, 不透明 均一,透明
稳定性 稳定 不稳定 较稳定
粒子能否透过滤纸 能 不能 能
丁达尔效应 无 无 有
【练习6】 下列关于溶液和胶体的叙述,正确的是( )
A.溶液是电中性的,胶体是带电的
B.两者的本质区别是后者能产生丁达尔现象而前者不能
C.将氯化铁饱和溶液逐滴加入到沸水中,并继续加热至溶液呈红褐色,可得氢氧化铁胶体
D.胶体比溶液稳定
知识点4:化学用语
【练习7】下列关于化学用语的理解和应用正确的是( )
A.由CH2=CHCOOCH3合成的聚物为
B.在氮原子中,质子数为7而中子数不一定为7
C.Cl-的结构示意图为
D.比例模型可表示CH4分子或CCl4分子
E.H++OH-= H2O,可表示稀盐酸或NaHSO4溶液与NaOH溶液反应的离子方程式
高三化学复习专题二——
《物质的组成、性质、分类与化学用语》探究案(辅学)
考点一 物质的组成与分类的判断
例1、判断下列描述的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
⑴金属氧化物均为碱性氧化物(2012·山东高考) ( )
⑵石油是混合物,其分馏产品汽油为纯净物(2012·山东高考) ( )
⑶SiO2与酸、碱均不反应(2012·天津高考) ( )
⑷淀粉、油脂和蛋白质都是高分子化合物(2012·广东高考) ( )
⑸14C可用于文物年代的鉴定,14C与12C互为同素异形体(2011·山东高考) ( )
⑹16O2与18O2互为同分异构体(2010·山东高考) ( )
⑺碱性氧化物一定是金属氧化物(2010·上海高考) ( )
⑻氧元素与其他短周期非金属元素均能形成酸性氧化物(2012·济南模拟) ( )
【特别提醒】
1.判断物质的类别主要看物质的组成元素和该物质中粒子的相互作用。
⑴对于单质,根据结构和性质可判断是否是同素异形体。
⑵对于化合物可根据化学键来判断:①若含有离子键,则一定是离子化合物,如NaCl、NH4Cl、Na2SO4;②若全以共价键形成,则是共价化合物,如CO、SiO2、HNO3。
⑶对于化合物可根据组成元素(是否含碳)分为无机化合物和有机化合物。①无机化合物根据组成又可分为酸、碱、盐、氧化物、氢化物,它们可由原子组成,也可由分子或离子组成;②有机物根据官能团和性质可分为烃、烃的衍生物、高分子化合物等,有机物大部分由分子组成。
2.酸的几个不一定:
①强酸可以制取弱酸,但弱酸也能制取强酸。如:CuSO4+H2S==CuS↓+H2SO4;
②同种元素在含氧酸中价态越高,氧化性不一定越强。如氧化性:HClO>HClO4
③酸的元数不一定等于酸分子中的H原子数,如CH3COOH是一元酸。
【练习1】下列说法正确的是( )
A.按分散剂可将分散系分为溶液、胶体和浊液
B.元素周期表中含金属元素最多的是ⅠA族
C.Na2O2、CH3F、NH4Cl、Ba(OH)2均为离子化合物
D.漂白粉、福尔马林、钢、王水、氯水均为混合物
考点二 物质的性质与变化的判断
例2、判断下列描述的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
⑴化合反应均为氧化还原反应(2012·山东高考) ( )
⑵明矾能水解生成Al(OH)3胶体,可用作净水剂(2012·江苏高考) ( )
⑶煤的干馏和石油的分馏均属化学变化(2011·山东高考) ( )
⑷葡萄糖注射液不能产生丁达尔效应现象,不属于胶体(2011·山东高考) ( )
⑸通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化(2010·山东高考) ( )
⑹石油的分馏和煤的气化均为物理变化(2012·济南模拟)( )
【归纳总结】物理变化和化学变化的根本区别在于发生变化后是否生成新物质。
(1)常考易错的物理变化:蒸馏和分馏、挥发和升华、吸附、盐析、焰色反应、潮解。
(2)常考易错的化学变化:同素异形体之间的转化、晶体风化(Na2CO3·10H2O→Na2CO3)、CuSO4吸水(CuSO4→CuSO4·5H2O)、煤的干馏、蛋白质变性、橡胶老化、电解质溶液导电。
【练习3】物质的变化千奇百怪,但归纳起来就物理变化和化学变化两类,下列说法正确的是( )
A.有化学键破坏的变化一定属于化学变化 B.发生了颜色变化的一定属于化学变化
C.有气泡产生或沉淀析出的变化一定属于化学变化 D.燃烧一定是化学变化
【练习4】下列过程中不涉及化学变化的是( )
A.蓝色的硫酸铜晶体变成白色粉末 B.用加热的方法分离沙子和氯化铵晶体
C.在Fe(OH)3胶体中加入MgSO4溶液产生红褐色沉淀 D.熔融的KCl导电
考点三 化学用语的判断
例3、判断下列描述的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
A.乙酸的分子式为CH3COOH(2012·海南高考) ( )
B.乙酸的结构简式为C2H4O2(2012·江苏高考) ( )
C.F-的结构示意图: (2012·江苏高考) ( )
D.中子数为20的氯原子: (2012·江苏高考) ( )
E.U和U是中子数不同质子数相同的同种核素(2012·天津高考) ( )
F.质子数为53,中子数为78的碘原子:131 53I(2011·江苏高考) ( )
【归纳总结】
1.化学用语的书写及正误判断主要包括对元素符号、原子(或离子)结构示意图、分子式、结构式、结构简式等的考查,要求考生不仅在选择题中作出正确的判断,而且在Ⅱ卷答题时要注意规范使用,避免“马虎”,如不能将苯环写成,有机物结构简式中碳碳双键、碳碳叁键的符号“=”和“≡”不能省略,书写官能团时不要忽视“—”,如将醛基(-CHO)错写成CHO。
2.常考易错的化学名词
(1)萃取、分液、溶解、熔融;(2)气体逸出、溶液溢出、用玻璃棒蘸取、振荡试管;(3)酯化反应; (4)氨气、铵盐、银氨溶液、乙酸乙酯、油脂、硫氰化钾;(5)坩埚、坩埚钳、褪色。
3.有机物官能团的书写方向变化时,原子的书写顺序要随之变化,即要注意原子间的连接方式。如醛基可写成-CHO,或OHC-,但不能写成HOC-;硝基-NO2不能写成NO2-,而应该写成O2N-。
考点四 分散系、胶体的判断
【练习5】下列现象中,不能用胶体知识解释的是( )
A.向豆浆中加入盐卤可制作豆腐
B.清晨在密林中看到一缕缕光束
C.向氯化铁溶液中加入碳酸钠溶液会出现红褐色沉淀
D.在河水与海水的交汇处,有沙洲形成
课后拓展案
【A组】1.下列各组变化中,前者是物理变化,后者是化学变化的是( )
A.碘的升华、石油的分馏
B.NH4Cl溶液除铁锈、食盐水导电
C.蛋白质溶液中加饱和(NH4)2SO4溶液、蓝色的胆矾常温下变白
D.热的饱和KNO3溶液降温析出晶体、二硫化碳洗涤试管内壁上的硫
【B组】4.(2014·上海)“玉兔”号月球车用Pu作为热源材料。下列关于Pu的说法正确的是( )
A.Pu与U互为同位素 B.Pu与Pu互为同素异形体
C.Pu与U具有完全相同的化学性质 D.Pu与Pu具有相同的最外层电子数
5.(2014·四川)下列关于物质分类的说法正确的是( )
A.金刚石、白磷都属于单质 B.漂白粉、石英都属于纯净物
C.氯化铵、次氯酸都属于强电解质 D.葡萄糖、蛋白质都属于高分子化合物
6.(2014·全国II)下列反应中,反应后固体物质增重的是( )
A.氢气通过灼热的CuO粉末 B.二氧化碳通过Na2O2粉末
C.铝与Fe2O3发生铝热反应 D.将锌粒投入Cu(NO3)2溶液
7.(2014·全国II)下列过程没有发生化学反应的是( )
A.用活性炭去除冰箱中的异味 B.用热碱水清除炊具上残留的油污
C.用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保存水果
D.用含硅胶、铁粉的透气小袋与食品一起密封包装
8.(2014·福建)下列实验能达到目的的是( )
A.只滴加氨水鉴别NaCl、AlCl3、MgCl2、Na2SO4四种溶液
B.将NH4Cl溶液蒸干制备NH4Cl固体
C.用萃取分液的方法除去酒精中的水
D.用可见光束照射以区别溶液和胶体
班级:___________ 姓名:___________ 学号:___________
班级:___________ 姓名:___________ 学号:___________高三化学复习专题四——电化学 自学案(辅学)
【考纲要求】
1.了解原电池和电解池的工作原理,能正确书写电极反应和电池反应方程式。
2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。
3.理解金属发生电化学腐蚀的原因,金属腐蚀的危害,防止金属腐蚀的措施。
【课前预习】
考点一、原电池的工作原理
构成原电池的条件有哪些?什么样的化学反应可以设计成原电池?
练习1.写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式_____________________________。
若将此反应设计成原电池,请画出原电池的装置图,标出正、负极,并写出电极反应式。
正极反应_____________________,负极反应________________________________。
如何确定原电池的正负极?
练习2:写出电极反应式和电池反应式
1.铅蓄电池
负极:_________________________________
正极:_________________________________
电池反应:_________________________________________________
2.氢氧燃料电池
(1)酸性(如:稀硫酸做电解质溶液)
负极:________________________________
正极:________________________________
电池反应:_________________________________________________
(2)碱性(如:NaOH溶液做电解质溶液)
负极:________________________________
正极:________________________________
电池反应:_________________________________________________
3.甲烷燃料电池(KOH做电解质溶液)
负极:________________________________
正极:________________________________
电池反应:_________________________________________________
思考:如何书写燃料电池的电极反应式和电池反应式?
考点二、电解原理及其应用
1.离子的放电顺序(强者优先)
(1)放电:离子在电极表面上得到或失去电子的过程叫放电。
(2)阳极放电顺序(阴离子失e—被氧化,放电顺序为阴离子失e—的能力)
活性电极>S2—>I ->Br—>Cl—>OH—>NO3—(SO42—)>F—
强调:①当活泼电极做阳极时,电极被氧化(即阳极金属失电子变成阳离子),电解质溶液中的离子不被氧化;②当惰性电极做阳极时,才是电解质溶液中的离子被氧化(即溶液中的阴离子失电子变为单质)。③溶液中的含氧酸根离子一般不放电(水电离出的OH—放电)。
(3)阴极放电顺序(阳离子得e—被还原,放电顺序为阳离子得e—的能力):
Ag+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>…>Na+>K+
强调:阳离子得e—被还原为金属单质,但Fe3+变为Fe2+
2.电解质溶液用惰性电极电解的规律小结
电解类型 物质类别 实例 电极反应及产物 溶液pH变化 溶液复原方法
电解水型 含氧酸 H2SO4 阳极:4OH- - 4e- = O2 ↑+2H2O 阴极:4H+ + 4e-= 2H2 ↑ 减小 H2O
强碱 NaOH 增大
活泼金属的含氧酸盐 Na2SO4 不变
电解电解质 无氧酸 HCl 阳极:2Cl--2e- = Cl2↑阴极:2H++2e- = H2 ↑ 增大 HCl
不活泼金属的无氧酸盐 CuCl2 阳极:2Cl--2e-= Cl2↑阴极:Cu2+ + 2e-= Cu CuCl2
放氢生碱型 活泼金属的无氧酸盐 NaCl 阳极:__________________________阴极:__________________________总反应式:______________________ 增大
放氧生酸型 不活泼金属的含氧酸盐 CuSO4 阳极:___________________________阴极:___________________________总反应式:_______________________ 减小
思考:1.电解质溶液复原的原则是什么?
2.原电池、电解池、精炼池、电镀池如何区分?
考点三、金属的腐蚀与防护
1.
电化学腐蚀 析氢腐蚀 吸氧腐蚀
条件
正极反应
负极反应
总反应
2.金属腐蚀快慢:电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
(2)在金属表面覆盖保护层,如电镀、涂油、喷漆、搪瓷、镀氧化膜(致密),目的使金属制品与周围物质隔开
(3)电化学保护法(被保护金属作为原电池的正极即牺牲阳极保护法或电解池的阴极即阴极电保护法)
〖预习训练〗
1.(2013年天津)为增强铝的耐腐蚀性,现以铅蓄电池为外电源,以A1作阳极、Pb作阴极,电解稀硫酸,使铝表面的氧化膜增厚。反应原理如下:
电池:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)
电解池:2Al+3H2OAl2O3+3H2↑,电解过程中,以下判断正确的是( )
2.(2013上海)糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等,其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是( )
A.脱氧过程是吸热反应,可降低温度,延长糕点保质期
B.脱氧过程中铁作原电池正极,电极反应为:Fe-3e-→Fe3+
C.脱氧过程中碳做原电池负极,电极反应为:2H2O+O2+4e-→4OH-
D.含有1.12g铁粉的脱氧剂,理论上最多能吸收氧气336mL(标准状况)
3.(2013年浙江)电解装置如图所示,电解槽内装有KI及淀粉溶液,中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电,发现左侧溶液变蓝色,一段时间后,蓝色逐渐变浅。已知:3I2+6OH-==IO3-+5I-+3H2O,下列说法不正确的是( )
A.右侧发生的电极方程式:2H2O+2e-==H2↑+2OH-
B.电解结束时,右侧溶液中含有IO3-
C.电解槽内发生反应的总化学方程式KI+3H2OKIO3+3H2↑
D.如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜,电解槽内发生的总化学方程式不变
4.(2013年安徽)热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示,其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后,电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为:PbSO4+2LiCl+Ca ===CaCl2+Li2SO4+Pb。
下列有关说法正确的是( )
A.正极反应式:Ca+2Cl-- 2e- ==== CaCl2
B.放电过程中,Li+向负极移动
C.每转移0.1mol电子,理论上生成20.7gPb
D.常温时,在正负极间接上电流表或检流计,指针不偏转
5.(2013福建)某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变成H2、CO。其过程如下:
下列说法不正确的是( )
A.该过程中CeO2没有消耗
B.该过程实现了太阳能向化学能的转化
C.右图中△H1=△H2+△H3
D.以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO+4OH-—2e-=CO32-+2H2O
6.(2013江苏)Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液,示意图如下。该电池工作时,下列说法正确的是( )
A.Mg 电极是该电池的正极
B.H2O2 在石墨电极上发生氧化反应
C.石墨电极附近溶液的pH 增大
D.溶液中Cl-向正极移动
7.(2013海南)Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池,电池反应方程式为:2AgCl+ Mg = Mg2++ 2Ag +2Cl-。有关该电池的说法正确的是( )
A.Mg为电池的正极 B.负极反应为AgCl+e-=Ag+Cl-
C.不能被KCl 溶液激活 D.可用于海上应急照明供电
8.(2013海南)下图所示的电解池I和II中,a、b、c和d均为Pt电极。电解过程中,电极b和d上没有气体逸出,但质量均增大,且增重b选项 X Y
A. MgSO4 CuSO4
B. AgNO3 Pb(NO3)2
C. FeSO4 Al2 (SO4)3
D. CuSO4 AgNO3
高三化学复习专题四——电化学 探究案(辅学)
【自主检测】
1.(2014 广东)某同学组装了如图所示的电化学装置,电极Ⅰ为Al,其它均为Cu,则( )
A.电流方向:电极Ⅳ→A→电极Ⅰ
B.电极Ⅰ发生还原反应
C.电极Ⅱ逐渐溶解
D.电极Ⅲ的电极反应:Cu2++2e-═Cu
2. 化学用语是学习化学的重要工具,下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的是( )
A.氢氧燃料电池的负极反应式:O2 + 2H2O + 4e―- == 4OH―
B.电解饱和食盐水时,阳极的电极反应式为:2Cl― -2e―= Cl2↑
C.粗铜精炼时,与电源正极相连的是纯铜,电极反应式为:Cu -2e― == Cu2+
D.钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式:Fe-2e― == Fe2+
3.Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如下,电解总反应:2Cu+H2O==Cu2O+H2。下列说法正确的是( )
A.石墨电极上产生氢气
B.铜电极发生还原反应
C.铜电极接直流电源的负极
D.当有0.1 mol电子转移时,有0.1 mol Cu2O生成。
4.右图装置中,U型管内为红墨水,a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液,各加入生铁块,放置一段时间。下列有关描述错误的是( )
A.生铁块中的碳是原电池的正极
B.红墨水柱两边的液面变为左低右高
C.两试管中相同的电极反应式是:
D.a试管中发生了吸氧腐蚀,b试管中发生了析氢腐蚀
【课堂探究】
一、电极反应的书写
例1.将Fe片和Al片放在盛有NaCl溶液(其中滴入 酚酞)的表面皿中,如图表示
(1)最先观察到变红色的区域为:( )
A.II和Ⅳ B.Ⅱ和Ⅲ
C.Ⅰ和Ⅲ D.Ⅰ和Ⅳ
甲 乙
(2)试写出甲、乙电极反应式和总反应式
[变式训练] Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池,该电池中正极的电极反应式为: 2Li++FeS+2e-=Li2S+Fe 有关该电池的下列中,正确的是( )
A.Li-Al在电池中作为负极材料,该材料中Li的化合价为+1价
B.该电池的电池反应式为:2Li+FeS=Li2S+Fe
C.负极的电极反应式为Al-3e-=Al3+
D.充电时,阴极发生的电极反应式为:Li2S+Fe-2e-=2Li+FeS
【交流研讨】如何正确的书写原电池、电解池的电极反应和总反应式?
二、原电池的工作原理及应用
例2.某固体酸燃料电池以CaHSO4固体为电解质传递H+,其基本结构见下图,电池总反应可表示为:2H2+O2=2H2O,下列有关说法正确的是( )
A.电子通过外电路从b极流向a极
B.b极上的电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-
C.每转移0.1 mol电子,消耗1.12 L的H2
D.H+由a极通过固体酸电解质传递到b极
【变式训练】控制适合的条件,将反应2Fe3++2I- 2Fe2++I2设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是( )
A.反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应
B.反应开始时,甲中石墨电极上Fe3+被还原
C.电流计读数为零时,反应达到化学平衡状态
D.电流计读数为零后,在甲中溶入FeCl2固体,乙中石墨电极为负极
三、电解的工作原理及应用
例3.右图是一个用铂丝作电极,电解稀的MgSO4溶液的装置,电解液中加有中性红指示剂,此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色范围:6.8~8.0,酸色—红色,碱色—黄色)
回答下列问题:
(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是 (填编号);
①A管溶液由红变黄; ② B管溶液由红变黄;
③ A管溶液不变色; ④B管溶液不变色;
(2)写出A管中发生反应的反应式: ;
(3)写出B管中发生反应的反应式: ;
(4)电解一段时间后,切断电源,将电解液倒入烧杯内观察到的现象是 。
【变式训练】1.铅蓄电池的工作原理为:Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O。研读右图,下列判断不正确的是( )
A.K 闭合时,d电极反应式:
PbSO4+2H2O-2e- ===PbO2+4H+ +SO2-4
B.当电路中转移0.2mol电子时,I中消耗的H2SO4为0.2 mol
C.K闭合时,II中SO2-4向c电极迁移
D.K闭合一段时间后,II可单独作为原电池,d电极为正极
2.某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时,现断开K2,闭合K1,两极均有气泡产生;一段时间后,断开K1,闭合K2,发现电流表指针偏转,下列有关描述正确的是( )
A.断开K2,闭合K1时,总反应的离子方程式为:2H++2Cl
Cl2↑+H2↑
B.断开K2,闭合K1时,石墨电极附近溶液变红
C.断开K1,闭合K2时,铜电极上的电极反应为:Cl2+2e—
=2Cl
D.断开K1,闭合K2时,石墨电极作正极
【当堂检测】
1.下列叙述不正确的是( )
A.铁表面镀锌,铁作阳极
B.船底镶嵌锌块,锌作负极,以防船体被腐蚀
C.钢铁吸氧腐蚀的正极反应:
D.工业上电解饱和食盐水的阳极反应:
2.可用于电动汽车的铝-空气燃料电池,通常以NaOH溶液为电解液,铝合金为负极,空气电极为正极。下列说法正确的是( )
A.正极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-
B.负极反应为:Al+3OH--3e-=Al(OH)3↓
C.电池在工作时OH-移向正极
D.电池工作时,电子通过外电路从正极流流向负极
3.[2014·福建卷] 某原电池装置如图所示,电池总反应为2Ag+Cl2===2AgCl。下列说法正确的是( )
A.正极反应为AgCl+e-===Ag+Cl-
B.放电时,交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成
C.若用NaCl溶液代替盐酸,则电池总反应随之改变
D.当电路中转移0.01 mol e-时,交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子
4.关于铅蓄电池的说法正确的是( )
A.在放电时,正极发生的反应是 Pb +SO42— = PbSO4 +2e—
B.在放电时,该电池的负极材料是铅板
C.在充电时,电池中硫酸的浓度不断变小
D.在充电时,阳极发生的反应是 PbSO4+2e— = Pb+ SO42—
5.下列与金属腐蚀有关的说法正确的是( )
A.图a中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重
B.图b中,开关由M改置于N时,Cu-Zn合金的腐蚀速率减小
C.图c中,接通开关时Zn腐蚀速率增大,Zn上放出气体的速率也增大
D.图d中,Zn-MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的
高三化学复习专题四——电化学 拓展案(辅学)
.①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池,①②相连时,外电路电流从②流向①;①③相连时,③为正极;②④相连时,②上有气泡逸出;③④相连时,③的质量减少。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是( )
A.①③②④ B.①③④②
C.③④②① D.③①②④
.人工光合作用能够借助太阳能,用CO2和H2O制备化学原料。下图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图,下列说法不正确的是( )
A.该过程是将太阳能转化为化学能的过程
B.催化剂a表面发生氧化反应,有O2产生
C.催化剂a附近酸性减弱,催化剂b附近酸性增强
D.催化剂b表面的反应是CO2 +2H++2e一=HCOOH
.将右图所示实验装置的K闭合,下列判断正确的是( )
A.电极上发生还原反应
B.电子沿ZnabCu路径流动
C.片刻后甲池中c(SO42 )增大
D.片刻后可观察到滤纸b点变红色
.右图所示装置中发生反应的离子方程式为:Zn + 2H+Zn2+ + H2↑,下列说法错误的是( )
A. a,b不可能是同种材料的电极
B.该装置可能是电解池,电解质溶液为稀盐酸
C.该装置可能是原电池,电解质溶液为稀盐酸
D.该装置可看作是铜一锌原电池,电解质溶液是稀硫酸
.一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪,负极上的反应为:
CH3CH2OH-4e-+ H2O = CH3COOH + 4H+。下列有关说法正确的是( )
A.检测时,电解质溶液中的H+向负极移动
B.若有0.4mol电子转移,则在标准状况下消耗4.48L氧气
C.电池反应的化学方程式为:CH3CH2OH + O2 = CH3COOH + H2O
D.正极上发生的反应为:O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-
6.[2014·山东卷] 离子液体是一种室温熔融盐,为非水体系。由有机阳离子、Al2Cl和AlCl组成的离子液体作电解液时,可在钢制品上电镀铝。
(1)钢制品应接电源的________极,已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,阴极电极反应式为__________________________________________。若改用AlCl3水溶液作电解液,则阴极产物为________。
(2)为测定镀层厚度,用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层,当反应转移6 mol电子时,所得还原产物的物质的量为________mol。
(3)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验,需要的试剂还有________。
a.KCl b.KClO3 c.MnO2 d.Mg
取少量铝热反应所得的固体混合物,将其溶于足量稀H2SO4,滴加KSCN溶液无明显现象,______________(填“能”或“不能”)说明固体混合物中无Fe2O3,理由是____________________________________________________________(用离子方程式说明)。
7.研究人员最近发现了一种“水”电池,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电,在海水中电池总反应可表示为:5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl,下列“水” 电池在海水中放电时的有关说法正确的是( )
A.正极反应式:Ag+Cl--e-=AgCl B.每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子
C.Na+不断向“水”电池的负极移动 D.AgCl是还原产物
8.研究人员研制出一种锂水电池,可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料,以LiOH为电解质,使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是( )
A.水既是氧化剂又是溶剂
B.放电时正极上有氢气生成
C.放电时OH-向正极移动
D.总反应为:2Li+2H2O2LiOH+H2↑
9.某小组为研究电化学原理,设计如图装置。下列叙述不正确的是( )
A.a和b不连接时,铁片上会有金属铜析出
B.a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为:Cu2++2e-= Cu
C.无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液从蓝色逐渐变成浅绿色
D.a和b分别连接直流电源正、负极,电压足够大时,Cu2+向铜电极移动
10.铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应为:Fe+Ni2O3+3H2O= Fe(OH)2+2Ni(OH)2。下列有关该电池的说法不正确的是( )
A.电池的电解液为碱性溶液,正极为Ni2O3、负极为Fe
B.电池放电时,负极反应为Fe+2OH 2e =Fe(OH)2
C.电池充电过程中,阴极附近溶液的pH降低
D.电池充电时,阳极反应为2Ni(OH)2+2OH 2e =Ni2O3+3H2O
11.一种充电电池放电时的电极反应为
H2+2OH- 2e-=2H2O; NiO(OH)+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-
当为电池充电时,与外电源正极连接的电极上发生的反应是( )
A.H2O的还原 B.NiO(OH)的还原
C.H2的氧化 D.Ni(OH) 2的氧化
12.(1)电镀时,镀件与电源的 极连接。
(2)化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉淀在镀件表面形成的镀层。若用铜盐进行化学镀铜,应选用 (填“氧化剂”或“还原剂”)与之反应。
13.(2012山东)(1)电解NaCl溶液得到22.4LH2(标准状况),理论上需要转移 个电子(NA表示阿伏加德罗常数)
(2)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是( )
a.电能全部转化为化学能 b.粗铜接电源正极,发生氧化反应
c.溶液中Cu2+向阳极移动 d.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
(3)利用反应2Cu+O2+ 2H2SO4 =2 CuSO4 + 2H2O可以制备CuSO4,若将该反应设计为原电池,其正极电极反应式为 。
班级:___________ 姓名:___________ 学号:___________
班级:___________ 姓名:___________ 学号:___________
含酚酞的饱和食盐水
K1
K2
石墨
直流电源
A
铜
Fe
海水
图a
Zn
Cu
Cu-Zn
合金
N
M
图b
稀盐酸
稀盐酸
Pt
Zn
图c
图d
Zn
MnO2
NH4Cl糊状物
碳棒
班级:___________ 姓名:___________ 学号:___________高三化学复习专题10-《电解质·离子反应·中和滴定》
自学案(辅学)
【考纲要求】
1.了解电解质的概念。理解强电解质和弱电解质的区别。
2.理解电解质在水溶液中的电离,以及电解质溶液的导电性。
3.理解离子反应的概念,离子反应发生的条件;能正确书写常见的离子方程式。
4.掌握常见离子的检验方法。
5.了解离子反应的应用─中和滴定的原理及基本操作。
【自主学习】一、电解质与非电解质、强电解质与弱电解质
电解质 非电解质
判别依据 强电解质 弱电解质
电离特点 完全电离、不可逆、不存在电离平衡 部分电离、可逆、存在电离平衡 熔融态和水溶液中均不导电
物质种类 强酸、强碱、多数盐 弱酸、弱碱、水、个别盐 多数有机物、非金属氧化物
溶液中粒子种类 水合离子、无溶质分子 水合离子和溶质分子共存 溶质分子
【练习1】下列物质中属于强电解质的是 ,属于弱电解质的是 ,属于非电解质的是
A.KI B.乙醇 C.氨水 D.蔗糖 E.HClO F.硫酸氢钠 G.NH3 H2O
H.液氯 I.CO2 J.硝酸 K.Na2O
【练习2】下列电离方程式错误的是(双选)( )
A.Al2(SO4)3=2Al3++3SO42- B.NH3 H2O =NH4++OH-
C.NaHCO3Na++HCO3- D.H2SO4=2H++SO42-
【练习3】下列叙述正确的是( )
A.NaCl在电流的作用下电离出Na+、Cl—
B.溶于水后电离出H+的化合物是酸
C.HCl溶于水能导电,但液态HCl不导电
D.导电性强的溶液里自由移动的离子数目一定比导电性弱的溶液里自由移动的离子数目多
【练习4】把0.05mol的NaOH固体分别加入下列100ml溶液中,溶液的导电能力变化不大的是(双选)( )
A.自来水 B.0.5mol/L盐酸 C.0.5mol/L醋酸 D.0.5mol/LNH4Cl溶液
【归纳总结】①电解质、非电解质一定是化合物,是纯净物。单质、混合物既不是电解质,也不是非电解质。②电解质在一定条件下有导电性,是指在溶液中或熔化状态下,二者具一即可。③电解质是化合物,自身在水溶液中电离出离子而使得溶液导电,像SO2、NH3两者的水溶液虽能够导电,但不是电解质,因为导电的离子不是它们电离出来的,而是由它们与水作用分别生成H2SO3、NH3·H2O两种电解质电离所致。所以只能说H2SO3、NH3·H2O是电解质,而SO2、NH3却不能称为电解质,类似的还有SO3、CO2、P2O5等。④电解质不一定导电,导电的物质也不一定是电解质。⑤电离的条件是在水溶液中或熔化状态下, 并不是在通电的条件下;电离是物理过程不是化学变化。
考点二、离子方程式的书写及正误判断
1.书写离子方程式应注意的问题
(1)“改写”这一步。可将(强酸、强碱、可溶性盐)改写成离子形式,而其余的均写化学式。如: CH3COOH+OH-== CH3COO-+H2O , Mg(OH)2+2H+ == Mg2++2H2O
(2)微溶物作为反应物,若是澄清溶液写成离子形式,若是悬浊液写化学式。作为生成物,一般写化学式(标“↓”)。
(3)氨水作为反应物写NH3 H2O;作为生成物时,若有加热条件或浓度很大时,可写NH3(标“↑”)。如:向NaOH溶液中滴加NH4Cl稀溶液,
向NaOH溶液中滴加NH4Cl溶液并加热,
(4)固体与固体间的反应不能写离子反应方程式。如:
2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O。
(5)书写离子反应方程式时,应抓住“两等,两查”,书写时应保证离子反应方程式两边的原子个数、电荷总数均相等。并检查各项是否都有公约数,是否漏写必要的反应条件。
【练习5】(全国卷1)能正确表示下列反应的离子方程式是( )
A.将铜屑加入溶液中:
B.将磁性氧化铁溶于盐酸:
C.将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合:
D.将铁粉加入稀硫酸中:
2.离子方程式常见错误及原因分析
(1)违背客观事实: 如Fe2O3与氢碘酸:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O (×,错在哪里?自己先想)
错因:忽视了Fe3+与I-发生氧化还原反应。
次氯酸钙溶液中通入少量二氧化硫:Ca2++2ClO-+H2O+SO2=CaSO3↓+2HClO。(×,错在哪里?自己先想) ;错因:CaSO3在HClO中将被氧化成CaSO4。
向苯酚钠溶液中通入少量二氧化碳:CO2+H2O+2C6H5O-→2C6H5OH+CO32-。(×,错在哪里?自己先想);错因:苯酚钠溶液中通入二氧化碳不管用量是多是少,总是生成HCO3-。
(2)违反守恒定律
如FeCl2溶液中通Cl2 :Fe2++Cl2=Fe3++2Cl-。(×,错在哪里?自己先想)
错因:电子得失不相等,离子电荷不守恒。
(3)违背一种物质中阴、阳离子配比
如H2SO4溶液加入Ba(OH)2溶液:Ba2++OH-+H++SO42-=BaSO4↓+H2O。(×,错在哪里?自己先想);错因:H2SO4电离出的H+和SO42-为2∶1,Ba(OH)2电离出的Ba2+和OH-为1∶2。
(4)“=”、“ ” 、“↑”、“↓”符号运用不当
如Al3++3H2O=Al(OH)3↓+3H+。(×,错在哪里?自己先想);错因:盐的水解一般是可逆的,不能用“=”,Al(OH)3量少,故不能标“↓”。
【练习6】(天津卷 改)下列实验设计及其对应的离子方程式均正确的是( )
A.氢氧化铝中和胃酸:Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
B.Na2O2与H2O反应制备O2 :Na2O2 + H2O = 2Na+ + 2OH- + O2↑
C.将氯气溶于水制备次氯酸:Cl2 + H2O = 2H+ + Cl- + ClO-
D.用浓盐酸酸化的KMnO4溶液与H2O2反应,证明H2O2具有还原性:
2MnO + 6H+ + 5H2O2 = 2Mn2+ + 5O2↑ + 8H2O
考点三、关于溶液中离子共存问题的认识
1.发生复分解反应而不能大量共存。即:离子间相互反应生成沉淀、弱电解质和气体而不能大量共存,如:Ba2+与SO42-、H+与CH3COO-、H+与HCO3-等。
2.离子之间因发生络合反应而不能大量共存,如Fe3+与SCN-等
3.离子之间因发生氧化还原反应而不能大量共存,如Fe3+与I-、S2-;MnO4-、ClO、
NO3-(H+)与I-、S2-、Fe2+ 、SO32-等。
在酸性条件下,下列离子不能大量共存:
S2-、SO32-:(离子方程式为)2S2- + SO32- + 6H+ == 3S↓ + 3H2O
NO3-、Fe2+:(离子方程式为) H++ NO3-+ Fe2+ == (配平)
ClO、Cl:ClO+Cl+2H+ = Cl2↑ +H2O
MnO4-、Cl:2MnO4 + 10Cl+16H+= 5 Cl2↑ +8H2O +2Mn2+
4.离子之间因发生双水解而不能大量共存,如Al3+与S2-、CO32-;Fe3+与HCO3-等。
【练习7】(安徽卷)在pH=1的溶液中能大量共存的一组离子或分子是( )
A.Na+、Mg2+、ClO—、NO3— B.Al3+、 NH4+、 Br- 、Cl-
C.K+ 、Cr2O72- 、CH3CHO、 SO42- D.Na+、K+ 、SiO32-、Cl-
考点四、离子反应的应用
1.利用某些离子的特征反应来检验一些常见离子。
2.测定溶液中某些离子的浓度 (1)沉淀法
如测定溶液中SO42-的浓度:用Ba2+将其转化为BaSO4沉淀,称量沉淀的质量求得。
(2)酸碱中和滴定 如:用已知浓度的盐酸测定未知浓度的氢氧化钠溶液的浓度
(3)氧化还原滴定 如溶液中的MnO4-的浓度可以用已知准确浓度的Fe2+溶液滴定。
3.用于物质的制备和纯化
(1)离子反应可以用于制备一些酸、碱、盐、气体。如Al(OH)3、FeSO4、CO2、Cl2等。
(2)物质的纯化
精制饱和食盐水时除去其中少量的Ca2+、Mg2+、SO42-;用沉淀剂除去污水中的重金属离子。
【练习8】(上海.改)今有一混合物的水溶液,只可能含有以下离子中的若干种:K+、NH4+、Cl-、Mg2+、Ba2+、CO32-、SO42-,现取三份100mL溶液进行如下实验:
(1)第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生
(2)第二份加足量NaOH溶液加热后,收集到气体0.04mol
(3)第三份加足量BaCl2溶液后,得干燥沉淀6.27g,经足量盐酸洗涤、干燥后,沉淀质量为2.33g。根据上述实验,以下推测正确的是( )
A.K+可能存在 B.100mL溶液中含0.01mol CO32-
C.Cl-可能存在 D.Ba2+一定不存在,Mg2+可能存在
考点五、中和滴定的原理与操作
1.所用仪器: 酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶、铁架台、滴定管夹、烧杯等
2.所用试剂:标准液、待测液、指示剂;指示剂的作用:通过指示剂的颜色变化来确定滴定终点。指示剂的选择:变色要灵敏、明显,一般强酸滴定强碱用甲基橙,强碱滴定强酸用酚酞。
3.基本操作(以标准盐酸滴定NaOH为例)
Ⅰ、准备:(1)滴定管: ①检验酸式滴定管是否漏水。②洗涤滴定管后要用标准液洗涤2~3次,并排除管尖嘴处的气泡。③注入标准液至“0”刻度上方2~3cm处。④将液面调节到“0”刻度(或“0”刻度以下某一刻度) (2)锥形瓶:只用蒸馏水洗涤,不能用待测液润洗
Ⅱ、滴定:①用碱式滴定管取一定体积的待测液于锥形瓶中,滴入1~2滴指示剂②用左手握活塞旋转开关,右手不断旋摇锥形瓶,眼睛注视锥形瓶中溶液颜色变化至橙色或粉红色出现,记下刻度。
Ⅲ、计算:每个样品滴定2~3次,取平均值求出结果。
Ⅳ、注意点:
①滴速:先快后慢,当接近终点时,应一滴一摇。
②终点判断:当最后一滴刚好使指示剂颜色发生明显的改变而且半分钟内不恢复原来的颜色,即为滴定终点。
【练习9】下列有关滴定操作的顺序正确的是( )
①用标准溶液润洗滴定管 ②往滴定管内注入标准溶液 ③检查滴定管是否漏水 ④滴定 ⑤洗涤
A.⑤①②③④ B.③⑤①②④ C.⑤②③①④ D.②①③⑤④
【练习10】某学生用碱式滴定管量取0.1mol/L的NaOH溶液,开始时仰视液面读数为1.0mL, 取出部分溶液后,俯视液面,读数为11.0mL,该同学在操作中实际取出的液体体积为( )
A.大于10.0mL B.小于10.0mL C.等于10.0mL D.等于11.0mL
【自主检测】
1. (广东)能在水溶液中大量共存的一组离子是( )
A.H+、I―、NO3―、SiO32- B.Ag+、Fe3+、Cl―、SO42―
C.K+、SO42-、Cu2+、NO3― D.NH4+、OH-、Cl-、HCO3-
2. (全国II卷11)将足量CO2通入下列各溶液中,所含离子还能大量共存的是( )
A.K+、SiO32-、Cl-、NO3- B.H+、NH4+、Al3+、SO42-
C.Na+、S2-、OH-、SO42- D.Na+、C6H5O-、CH3COO-、HCO3-
3.(广东)下列说法正确的是( )
A.向0.1 mol/L Na2CO3溶液中滴加酚酞,溶液变红
B.Al3+、NO3- 、Cl-、CO32 -、Na+可大量共存于pH=2的溶液中
C.乙醇和乙酸都能溶于水,都是电解质
D.分别与等物质的量的HCl和H2SO4反应时,消耗NaOH的物质的量相同
高三化学复习专题10-《电解质·离子反应·中和滴定》
课堂探究案(辅学)
【课前检测】
1.(广东)下列离子方程式正确的是( )
A. 向盐酸中滴加氨水:H+ + OH- = H2O
B. Fe(OH)3溶于氢碘酸:Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2O
C. 铜溶于稀硝酸:3Cu + 8H+ + 2NO3- = 3Cu2+ + 2 NO ↑+ 4H2O
D. 向Na2S2O3溶液中通入足量氯气:S2O32-+2Cl2+3H2O=2SO32-+4Cl-+6H+
2.(高密检测)下列电离方程式书写正确的是( )
A.H2CO3 2H++CO32- B.CaCO3Ca2++CO32-
C.HS-+H2O H3O++S2- D.HCO3-+H2OH2CO3+OH-
3.(高密检测,改)下列反应对应的离子方程式正确的是 (填序号),并将错误的离子方程式改写成正确的。
A. 向盐酸中滴加氨水:H+ + OH-= H2O
B.Na2O2与H2O反应制备O2:Na2O2+H2O=2Na++2OH-+O2↑
C.将氯气溶于水制备次氯酸:Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-
D.用FeCl3溶液腐蚀铜线路板:Cu +2Fe3+=Cu2++2Fe2+
E.将磁性氧化铁溶于盐酸:Fe2O3+ 8H+=3Fe3+ +4H2O
F.向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸:Fe(OH)2 + 2H+ =Fe2+ +2H2O
G.铁和稀硝酸反应:Fe +2H+ =H 2↑+ Fe2+
H.氢氧化钠溶液吸收多余氯气:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
I.铝与盐酸反应:2Al + 6H+=2Al3+ + 3H2↑
J.氢氧化钡溶液与稀硫酸反应:Ba2++SO42-+H++OH-=BaSO4↓+H2O
4.(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式 。
(2)请完成SO2与过量NaOH溶液反应的离子方程式: ___________ ___ .
【课堂探究】
探究一、离子方程式的书写及正误判断
1.氧化还原反应离子方程式的书写—体现先强后弱规律(三守恒:电子、电荷、元素),产物书写正确
【探究例1】已知将溴水滴入FeSO4溶液中,溴水褪色;将FeCl3溶液滴入KI溶液中,溶液由无色变为棕褐色,发生反应2FeCl3+2KI=2FeCl2 + I2 + 2KCl;据此信息写出下列离子方程式 。
①向FeBr2溶液中通入Cl2 :
少量Cl2: ;足量Cl2:
②向FeI2溶液中通入Cl2
少量Cl2: ;足量Cl2:
【变式1】将标况下224mLCl2通入10mL 1mol/L的FeBr2溶液中,发生反应的离子方程式为( )
A.2Br- +Cl2=Br2+2Cl- B. 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl—
C. 2Fe2+ +4Br—+3Cl2=2Fe3+ +2Br2+6Cl — D. 2Fe2+ +2Br — +2Cl2= 2Fe3+ +Br2+4Cl —
2.与电化学有关的离子方程式的书写:特别注意电子守恒和电荷守恒。
【探究例2】写出甲烷燃料电池(CH4—KOH (aq)—O2)的电极
反应式及总式。
负极:________________________________正极:________________________________
电池反应:_______________________________________________ __
3.与量有关的离子方程式的书写:看清量多量少及顺序。
常用方法:定“1”法:少量的不足的物质完全反应,物质的量定为1mol。
注意分子组成配比关系:不足的物质参加反应的离子的计量数之比与化学式中比值一致;而足量的物质不一定。
【探究例3】向NaHCO3溶液中加少量澄清石灰水
向NaHCO3溶液中加足量澄清石灰水
4.与试剂添加顺序有关的离子方程式的书写:
【探究例4】向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量
向NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液至过量
思考:其他常见与试剂添加顺序有关的反应还有哪几组?
【变式2】下列离子方程式正确的是( )
A.向高锰酸钾溶液中加少量双氧水:2MnO4– +H2O2+6H+=2Mn 2++3O2↑+4H2O
B.用惰性电极电解饱和食盐水:2C1—+2H+ C12↑ + H2↑
C.氯化铝溶液中加入过量氨水:Al3+ + 4NH3 H2O =[ Al(OH)4] — + 4NH4+
D.等体积、等浓度的Ba(OH)2稀溶液与NH4HCO3稀溶液混合:
Ba2++2OH—+NH4++HCO3— = BaCO3↓+ NH3 H2O + H2O
探究二、判断溶液中离子能否大量共存的规律
【探究例5】(江苏卷)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.的溶液中W W W K S 5 U . C O M
:、、、
B.由水电离的的溶液中:、、、
C.的溶液中:、、、
D.的溶液中:、、、
探究三、离子的检验—离子检验的常用方法有三种:
检验方法 沉淀法 显色法 气体法
含义 反应中有沉淀产生或溶解 反应中有颜色变化 反应中有气体产生
【探究例6】用规范化的语言叙述下列离子的检验方法:
SO42-:
Fe3+ :
Fe2+:
NH4+:
探究四、以中和滴定为载体的氧化还原滴定—氧化还原滴定实验与中和滴定类似(用已知浓度的氧化剂溶液滴定未知浓度的还原剂溶液或反之)。
【探究例7】现有0.001 mol·L-1KMnO4酸性溶液和未知浓度的无色NaHSO3溶液。反应离子方程式是2MnO4-+5 HSO3-+H+ == 2Mn2++5 SO42-+ 3H2O;填空完成问题:
(1)该滴定实验所需仪器有下列中的___________________ _。
A.酸式滴定管(50 mL) B.碱式滴定管(50 mL) C.量筒(10 mL) D.锥形瓶 E.铁架台
F.滴定管夹 G.烧杯 H.白纸 I.胶头滴管 J.漏斗
(2)不用____(酸、碱)式滴定管盛放高锰酸钾溶液。试分析原因:________________________。(3)选何种指示剂,说明理由___________________________________________________。
(4)滴定前平视KMnO4液面,刻度为a mL,滴定后俯视液面刻度为b mL,则(b-a)mL比实际消耗KMnO4溶液体积__________(多、少)。根据(b-a)mL计算得到的待测浓度,比实际浓度_____________(大、小)。
【当堂检测】
1.(安徽)室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.饱和氯水中 Cl-、NO3-、Na+、SO32-
B.c(H+)=1.0×10-13mol/L溶液中 C6H5O-、K+、SO42-、Br-
C.Na2S溶液中 SO42-、 K+、Cl-、Cu2+
D.pH=12的溶液中 NO3-、I-、Na+、Al3+
2.(上海)某溶液中可能含有Na+、NH4+、Ba2+、SO42-、I-、S2-。分别取样:①用pH计测试,溶液显弱酸性;②加氯水和淀粉无明显现象。为确定该溶液的组成,还需检验的离子是( )
A. Na+ B.SO42- C. Ba2+ D.NH4+
3.(江苏)下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是( )
A.FeCl3溶液与Cu的反应:Cu+Fe3+=Cu2++Fe2+
B.NO2与水的反应:3NO2+H2O=2NO3-+NO+2H+
C.醋酸溶液与水垢中的CaCO3反应:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
D.向Na[Al(OH) 4]溶液中通入过量CO2:2[Al(OH) 4]-+CO2=2Al(OH)3↓+CO32-+H2O
4. (高密检测)能正确解释下列反应原理的离子方程式是( )
A.用明矾作净水剂:Al3++3H2O=Al(OH)3↓+3H+
B.用小苏打治疗胃酸过多:CO32-+2H+=CO2↑+H2O
C.纯碱用于清洁厨具缘于它溶于水呈碱性:HCO+H2OOH-+H2CO3
D.用碳酸钠溶液浸泡锅炉水垢:CaSO4+CO32-=CaCO3↓+SO42-
5. (江苏高考4)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.1.0 mol·L-1的KNO3溶液:H+、Fe2+、Cl-、SO42-
B.甲基橙呈红色的溶液:NH4+、Ba2+、[Al(OH)4]-、Cl-
C.pH=12的溶液:K+、Na+、CH3COO-、Br-
D.与铝反应产生大量氢气的溶液:Na+、K+、CO32-、NO3-
6.(山东改29)(3)过二硫酸钾(K2S2O8)具有强氧化性可将I-氧化为I2:
S2O82-+2I-=2SO42-+I2。通过改变反应途径,Fe3+、Fe2+ 均可催化上述反应。试用离子方程式表示Fe3+对上述反应催化的过程。
、 。(不必配平)
7.(安徽)下列离子或分子在溶液中能大量共存,通入CO2后仍能大量共存的一组是( )
A.K+、Na+、Cl—、NO3— B.K+、Na+、Br—、SiO32—
C.H+、Fe2+、SO42—、Cl2 D.K+、Ag+、NH3·H2O、NO3—
8.(北京)下列解释实验现象的反映方程式正确的是( )
A.切开的金属Na暴露在空气中,光亮表面逐渐变暗2Na+O2=Na2O2
B.向AgC1悬浊液中滴加Na2S溶液,白色沉淀变成黑色2AgC1+S2 =Ag2S+2C1
C.Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间,变成白色粘稠物2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
D.向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水,出现白色沉淀
2HCO3 +Ca2++2OH = CaCO3↓+CO32 +2H2O
9.[2013·山东卷] 某温度下,向一定体积0.1 mol·L-1的醋酸溶液中逐滴加入等浓度的NaOH溶液,溶液中pOH(pOH=-lg[OH-])与pH的变化关系如图所示,则( )
A.M点所示溶液的导电能力强于Q点
B.N点所示溶液中c(CH3COO-)>c(Na+)
C.M点和N点所示溶液中水的电离程度相同
D.Q点消耗NaOH溶液的体积等于醋酸溶液的体积
10. [2014·四川卷] 下列关于物质分类的说法正确的是( )
A.金刚石、白磷都属于单质
B.漂白粉、石英都属于纯净物
C.氯化铵、次氯酸都属于强电解质
D.葡萄糖、蛋白质都属于高分子化合物
高三化学复习专题10-《电解质·离子反应·中和滴定》
课后拓展案(辅学)
A组
1.下列说法正确的是( )
A.非金属氧化物一定是非电解质 B.共价化合物一定不是强电解质
C.离子化合物一定不含共价键 D.置换反应一定属于氧化还原反应
2.下列离子方程式书写正确的是( )
A.用铂电极电解氯化镁溶液:2Cl -+2H2O
Cl2↑+H2↑+2OH-
B.NaHSO4溶液中滴入Ba(OH)2溶液至中性:H++ SO42-+Ba2++OH-===BaSO4↓+H2O
C.在H2O2中加入酸性KMnO4溶液:2+5H2O2+6H+====2Mn2+ +5O2↑+8H2O
D.溴乙烷与6mol/L氢氧化钠水溶液共热:C2H5Br +OH- ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网 )CH2=CH2↑+Br-+H2O
3.下列各组中的离子,相互间不发生离子反应的是( )
A.Na+、Mg2+、Cl-、OH- B.H+、Ca2+、CO32-、NO3-
C.Cu2+、K+ 、SO42-、NO3- D.Na+、HCO3-、OH-、Ca2+
4.下列说法正确的是( )
A.凡是能导电的物质都是电解质
B.电解质溶液能导电的原因是溶液中有自由移动的离子
C.盐酸能导电的原因是溶液在电流作用下电离生成了自由移动的离子的缘故
D.凡是能电离的物质一定能导电
5.下列离子方程式书写正确的是( )
A.用氨水吸收少量SO2气体:2NH·H2O + SO = 2NH+ SO32-+ H2O
B.过氧化钠固体与水反应:2O22-+2H2O = 4 OH+ O2↑
C.NHHCO溶液与过量的NaOH溶液反应:NH +OH = NH↑+ HO
D.Cl2通入水中:Cl2 + HO = 2H+ + Cl+ ClO
6.下列各组离子因发生氧化还原反应而不能大量共存的是( )
A.Fe3+、OH—、SO、CO B.Cu2+、Fe2+、H+、NO3—
C.Ag+、Na+、 SO、Cl— D.K+ 、H+、CO、MnO4—
7.下列离子方程式中正确的是( )
A.稀硫酸滴在铜片上:Cu +2H+ = Cu2+ +H2↑
B.硫酸钠与氯化钡溶液混和:SO42- + Ba2+ = BaSO4↓
C.硝酸滴在石灰石上:CaCO3+ 2H+= Ca2+ +H2CO3
D.黄豆粒大小的钠投入水中:2Na+H2O=2Na++OH-+H2↑
B组
8.(北京)下列与处理方法对应的反应方程式不正确的是( )
A.用NaS去除废水中的Hg2+:Hg2++S2-=HgS↓
B.用催化法处理汽车尾气中的CO和NO:CO+NOC+NO2
C.向污水中投放明矾,生成能凝聚悬浮物的胶体:Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+
D.用高温催化氧化法去除烃类废气(CxHy):
9.有一无色溶液,可能含有K+、A13+、Mg2+、NH4+、C1-、SO42-、HCO3-、MnO4-中的几种。为确定其成分,做如下实验:①取部分溶液,加入适量Na2O2固体,产生无色无味的气体和白色沉淀,再加入足量的NaOH溶液后白色沉淀部分溶解;②另取部分溶液,加入HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀产生。下列推断正确是( )
A.肯定有A13+、Mg2+、NH4+、C1- B.可能有K+、C1-、MnO4-
C.肯定有A13+、Mg2+、SO42- D.肯定有K+、HCO3-、MnO4-
10.【2014年江苏卷】下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A.Cu溶于稀硝酸HNO3:Cu+2H++NO3-=Cu2++NO2↑+H2O
B.(NH4)2Fe(SO4)2溶液与过量NaOH溶液反应制Fe(OH)2:Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
C.用CH3COOH溶解CaCO3:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
D.向Na[Al(OH) 4]溶液中通过量CO2制Al(OH)3:CO2+[Al(OH) 4]-=Al(OH)3↓+HCO3-
C组
11.【2014年上海卷】室温下,甲、乙两烧杯均盛有5mL pH=3的某一元酸溶液,向乙烧杯中加水稀释至pH=4,关于甲、乙两烧杯中溶液的描述正确的是( )
A.溶液的体积:V乙≤10V甲
B.水电离出的OH-浓度:10c(OH-)甲≤c(OH-)乙
C.若分别用等浓度的NaOH溶液完全中和,所得溶液的pH:甲≤乙
D.若分别与5mLpH=11的NaOH溶液反应,所得溶液的pH:甲≤乙
12.(江苏)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.0.1 mol·L-1的NaOH溶液:K+、Na+、SO42-、CO32-
B.0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液:K+、Ba2+、NO3-、Cl-
C.0.1 mol·L-1FeCl3溶液:K+、NH4+、I-、SCN-
D.c(H+)/c(OH-)=1×1014的溶液:Ca2+、Na+、ClO-、NO3-
11.A.若酸强酸,则依据溶液吸稀释过程中氢离子浓度不变5ml×10﹣3=V×10﹣4,解得V=5Oml,则10V甲=V乙,若酸为弱酸,加水稀释时,促进弱酸的电离,电离产生的氢离子增多,要使pH仍然为4,加入的水应该多一些,所以10V甲<V乙,故A正确;
B.pH=3的酸中,氢氧根离子全部有水电离产生,C(OH﹣)甲= =10﹣11mol/L,pH=4的酸中,氢氧根离子全部有水电离产生,C(OH﹣)乙==10﹣10mol/L,则10c(OH﹣)甲=c(OH﹣)乙,故B错误;
C.稀释前后甲乙两个烧杯中所含的一元酸的物质的量相等,依据酸碱中和反应可知,消耗氢氧化钠的物质的量相等,生成的酸盐的浓度甲大于乙,若酸为强酸则二者pH相等,若酸为弱酸,则甲的pH大于乙,故C错误;
D.若酸是强酸,分别与5mL pH=11的NaOH溶液反应,恰好发生酸碱中和,生成强酸强碱盐,pH值相等,弱为弱酸,则反应后酸有剩余,甲中剩余酸浓度大,酸性强,pH小,所得溶液的pH:甲≤乙,故D正确;
故选:AD
班级:___________ 姓名:___________ 学号:___________
班级:___________ 姓名:___________ 学号:___________
班级:___________ 姓名:___________ 学号:___________高三化学复习专题五—原子结构 元素周期律 自学案(辅学)
【考纲要求】
1. 了解元素、 核素和同位素的含义。了解原子的构成。了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。了解原子核外电子排布。
2. 掌握元素周期律的实质。了解元素周期表(长式)的结构(周期. 族)及其应用。
3. 以第3周期为例,掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。
4. 以ⅠA和ⅦA族为例,掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。
5. 了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质递变规律。
一、原子结构
1、 有关概念比较:元素 核素 同位素 质量数
【例1】下列说法中不正确的是 ( )
①质子数相同的粒子一定属于同种元素;②电子数相同的粒子不一定是同一种元素;③一种元素只能有一种质量数;④某种元素的相对原子质量取整数,就是其质量数;⑤质子数相同,电子数也相同的粒子,不可能是一种分子和一种离子;⑥同位素的性质几乎完全相同
A.①③④⑥ B.①②④⑤ C.②③⑤⑥ D.②⑤
2、根据原子结构判断元素的化合价
①主族元素的最高正价等于元素原子的最外层电子数;
②只有非金属元素才有负价:最低负价绝对值==8-主族序数;
③若原子的最外层电子数为奇数,则元素的化合价一般为奇数;
④若原子的最外层电子数为偶数,则化合价一般为偶数。例如:、、。
【例2】(2010·上海卷)几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表:
元素代号 X Y Z W
原子半径/pm 160 143 70 66
主要化合价 +2 +3 +5、 +3、 -3 -2
下列叙述正确的是( )
A.X、Y元素的金属性 XB.一定条件下,Z单质与W的常见单质直接生成ZW2
C.Y的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水
D.一定条件下,W单质可以将Z单质从其氢化物中置换出来
等电子微粒
(1)“10电子”的微粒:
分子 离子
一核10电子的 Ne N3 、O2 、F 、Na+、Mg2+、Al3+
二核10电子的 HF OH 、
三核10电子的 H2O NH2
四核10电子的 NH3 H3O+
五核10电子的 CH4 NH4+
(2)“18电子”的微粒
分子 离子
一核18电子的 Ar K+、Ca2+、Cl 、S2
二核18电子的 F2、HCl O22-、HS
三核18电子的 H2S
四核18电子的 PH3、H2O2 、NH2F
五核18电子的 SiH4、CH3F 、NH2OH
六核18电子的 N2H4、CH3OH
其它微粒 C2H6 、CH3NH2 N2H5+、N2H62+
(3)其它等电子数的微粒
“9电子”的微粒 —F、—OH、—NH2、-CH3(取代基)
“14电子”的微粒:Si、N2、CO、C2H2
“2电子”的微粒:He、H—、Li+ 、Be2+
(4)质子数及核外电子总数均相等的粒子
①Na+、NH4+、H3O+ ②HS-、Cl- ③F-、OH-、NH2- ④N2、CO、C2H2
【例3】 (07年江苏)通常情况下,微粒A和B为分子,C和E为阳离子,D为阴离子,它们都含有10个电子;B溶于A后所得的物质可电离出C和D;A、B、E三种微粒反应后可得C和一种白色沉淀。请回答:
(1)用化学符号表示下列4种微粒:A________;B_________;C_________;D_________。
(2)写出A、 B、E三种微粒反应的离子方程式: 。
【变式训练】用A+、 B-、 C2-、 D、 E、 F、 G和H分别表示含有18个电子的八种微粒(离子或分子),请回答:
(1)A元素是 , B元素是 , C元素是 (用元素符号表示)
(2)D是由两种元素组成的双原子分子,其分子式是 。
(3)E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子,其分子式是 。
(4)F是由两种元素组成的三原子分子,其分子式是 。
(5)G分子中含有4个原子,其分子式是 。
(6)H分子中含有8个原子,其分子式是 。
二、 元素周期表和元素周期律
1、元素周期表
第1周期: 种元素
三个短周期 第2周期: 种元素
第3周期: 种元素
周期( 7个横行) 第4周期: 种元素
三个长周期 第5周期: 种元素
第6周期: 种元素
一个不完全周期:第7周期
个主族(含短、长周期元素):ⅠA 族-ⅦA族
个副族(只含长周期元素):ⅠB族-ⅦB族
族(18个纵行) (包括8. 9. 10三个纵行):Fe、Co、Ni等9种元素
:He、Ne、Ar等6种元素
【例4】
(1)上表中的实线是元素周期表部分边界,请在表中用实线补全元素周期表边界,并画出金属与非金属分界线。
(2)写出元素①②⑤的名称①_____________②___________⑤___________
(3)元素甲是第三周期ⅥA族元素,请在右边方框中按氦元素的式样,写出元素甲的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量和最外电子数。
(4)元素乙与①同周期,且在同一周期中原子半径最小,则甲、乙的最高价氧化物水化物的酸性强弱为:________>________ (用化学式表示)。
(5)元素周期表体现了元素周期律,元素周期律的本质是原子核外电子排布的_____________,请写出元素在元素周期表中的位置与元素原子结构的关系:元素的周期数即为原子结构的电子层数,元素的主族序数即为原子结构的最外层电子数。
2、 元素周期律
内容 同周期元素(左到右)(无惰性元素) 同主族元素(上到下)
电子层数 相同 增多
最外层电子数 1 8(或2) 相同
原子半径 逐渐减小 逐渐增大
元素的主要化合价 最高正价+1 +7|最低负价|+最高正价=8 最高正价=主族序数(O无最高正价. F无正价)
金属性与非金属性 金属性减弱,非金属性增强 金属性增强,非金属性减弱
还原性与氧化性 还原性减弱,氧化性增强 还原性增强,氧化性减弱
非金属气态氢化物 生成由难到易,稳定性由弱到强 生成由易到难,稳定性由强到弱
得失电子能力 失电子由易到难,得电子由难到易 失电子由难到易,得电子由易到难
【例5】 (09广东理科基础)下表是元素周期表的一部分,有关说法正确的是( )
A.e的氢化物比d的氢化物稳定
B.a、b、e三种元素的原子半径:e>b>a
C.六种元素中,c元素单质的化学性质最活泼
D.c、e、f的最高价氧化物对应的水化物的酸性依次增强
三、 根据周期表中的位置寻找元素及新物质(农药. 半导体. 催化剂等)
请将下表中A. B两栏的内容用各自的序号对应起来。(看必修2课本P24)
A B A B
Ⅰ半导体材料 ①含Cl、P、S、N、As等元素的化合物 Ⅰ
Ⅱ优良的催化剂 ②金属元素与非金属元素的交界处 Ⅱ
Ⅲ制备耐高温、 耐腐蚀的合金 ③过渡元素区域 Ⅲ
IV制备农药 ④ⅢB~ⅥB过渡元素 Ⅳ
高三化学复习专题五—原子结构 元素周期律 探究案(辅学)
【预习检测】
1.(2013·上海)230Th和232Th是钍的两种同位素,232Th可以转化成233U。下列有关Th的说法正确的是( )
A. Th 元素的质量数是232
B.Th 元素的相对原子质量是231
C.232Th 转换成233U是化学变化
D.230Th和232Th的化学性质相同
2.(2013·天津化学·3)下列有关元素的性质及其递变规律正确的是( )
A.IA族与VIIA族元素间可形成共价化合物或离子化合物
B.第二周期元素从左到右,最高正价从+1递增到+7
C.同主族元素的简单阴离子还原性越强,水解程度越大
D.同周期金属元素的化合价越高,其原子失电子能力越强
3.(11山东卷)元素的原子结构决定其性质和在周期表中的位置。下列说法正确的是( )
A.元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价
B.多电子原子中,在离核较近的区域内运动的电子能量较高
C.P、S、Cl得电子能力和最高价氧化物对应的水化物的酸性均依次增强
D.元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素
【课堂探究1】 同周期、同主族元素性质递变规律
【例1】(08山东卷)下列说法正确的是( )
A.SiH4比CH4稳定
B.O2-半径比F-的小
C.Na和Cs属于第ⅠA族元素,Cs失电子能力比Na的强
D.P和As属于第ⅤA族元素,H3PO4酸性比H3AsO4的弱
【例2】(广东)短周期金属元素甲~戊在元素周期表中的相对位置如右表所示,下面判断正确的是( )
A.原子半径: 丙<丁<戊 B.金属性:甲>丙
C.氢氧化物碱性:丙>丁>戊 D.最外层电子数:甲>乙
总结:
【变式1】 下列说法正确的是 ( )
A.IA族元素的金属性比IIA族元素的金属性强
B.同周期非金属氧化物对应的水化物的酸性从左到右依次增强
C.VIA族元素的氢化物中,稳定性最好的一定是电子层数最少的元素
D.第三周期元素的离子半径从左到右逐渐减小
【课堂探究2】元素原子得失电子能力(非金属性和金属性强弱)的判断依据
【例3】有甲、乙两种非金属,下列能说明甲比乙的得电子能力强的是( )
①甲比乙容易与氢气化合 ②甲原子能与乙的阴离子发生置换反应
③甲的含氧酸酸性比乙的强 ④与某金属反应时,甲原子得电子数目比乙得的多
⑤甲的阴离子比乙的阴离子的还原性弱 ⑥甲的氢化物水溶液酸性比乙的强
总结:
(1)非金属性强弱判断原则
(2)金属性强弱的判断原则
【变式2】 下列判断正确的是 ( )
A.(2010·山东高考)HF、HCl、HBr、HI的热稳定性和还原性依次减弱
B.(2010·山东高考)第3周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强
C.(2011·杭州模拟)根据金属活动性顺序表,氧化性:Cu2+>Fe3+>Mg2+
D.(2010·全国卷Ⅰ)碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
【课堂探究3】 比较微粒半径大小的办法
【例4】 已知短周期元素的离子,aA2+、bB+、cC3-、dD-都具有相同的电子层结构,则下列叙述正确的是( )
A.原子半径 A>B>D>C B.原子序数?d>c>b>a
C.离子半径 C>D>B>A D.单质的还原性 A>B>D>C
【变式3】下列叙述中错误的是( )
A.电子层数大的微粒一定比电子层数小的微粒半径大
B.同一周期元素中随核电荷数的增加, 原子半径逐渐变小
C.元素周期表中, 第三周期元素的离子半径最小的是铝离子
D.S2-、 Cl-、K+的半径依次减小
【变式4】 A、B、C为三种短周期元素,A、B在同周期, A、C的最低价离子分别为A2-和C-,B2+和C-具有相同的电子层结构。下列说法中,正确的是( )
A.原子序数:A>B>C B.原子半径:A>B>C
C.离子半径:A2->B2+>C- D.原子最外层电子数:A>C>B
总结:(1) 原子半径:同主族——从上到下逐渐 ;同周期——从左到右逐渐 (0族除外)。
(2) 离子半径:同主族——同价离子从上到下逐渐 ;同周期——阴离子半径 阳离子半径;
(3) 同种元素的各种微粒,核外电子数越多,半径越大;阳离子半径 原子半径 阴离子半径 如:H+ H H-; Fe Fe2+ Fe3+ ;Na+<Na;Cl<Cl-
(4)具有相同核外电子排布的微粒,核电荷数越多则半径越小,如:
O2- F- Na+ Mg2+ Al3+; S2- Cl- K+ Ca2+
【课堂探究4】 “位-构-性”之间的关系
【例5】(09山东)元素在周期表中的位置,反映了元素的原子结构和元素的性质。下列说法正确的是( )
A.同一元素不可能既表现金属性,又表现非金属性
B.第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数
C.短周期元素形成离子后,最外层都达到8 电子稳定结构
D.同一主族的元素的原子,最外层电子数相同,化学性质完全相同
【变式5】(江苏)X、Y、Z、W、R是5种短周期元素,其原子序数依次增大。X是周期表中原子半径最小的元素,Y原子最外层电子数是次外层电子数的3倍,Z、W、R处于同一周期,R与Y处于同一族,Z、W原子的核外电子数之和与Y、R原子的核外电子数之和相等。下列说法正确的是( )
A.元素Y、Z、W具有相同电子层结构的离子,其半径依次增大
B.元素X不能与元素Y形成化合物
C.元素Y、R分别与元素X形成的化合物的热稳定性:
D.元素W、R的最高价氧化物的水化物都是强酸
【当堂检测】
1.(2012山东9)下列关于原子结构、元素性质的说法正确的是( )
A.非金属元素组成的化合物中只含共价键
B.IA族金属元素是同周期中金属性最强的元素
C.同种元素的原子均有相同的质子数和中子数
D. ⅦA族元素的阴离子还原性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强
2.(上海)元素周期表中铋元素的数据见右图,下列说法正确的是( )
A.Bi元素的质量数是209 B.Bi元素的相对原子质量是209.0
3.(福建)短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对位置如右下图所示,其中T所处的周期序数与族序数相等。下列判断不正确的是( )
R
T Q W
A.最简单气态氢化物的热稳定性:R>Q
B.最高价氧化物对应水化物的酸性:QC.原子半径:T>Q>R
D.含T的盐溶液一定显酸性
4.(2012江苏2、2012海南9) 下列有关化学用语表示正确的是
A.乙酸的结构简式: C2H4O2 B.中子数为20 的氯原子: 2017Cl
C.S2-的结构示意图: D.F-的结构示意图:
E.原子核内有l8个中子的氯原子: F.乙酸的分子式: CH3COOH
5.(2013·山东)W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示,W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物,由此可知( )
W X
Y Z
A.X、Y、Z中最简单氢化物稳定性最弱的是Y
B.Z元素氧化物对应水化物的酸性一定强于Y
C.X元素形成的单核阴离子还原性强于Y
D.Z元素单质在化学反应中只表现氧化性
高三化学复习专题五—原子结构 元素周期律 拓展案(辅学)
A组
1.(2013·福建)四种短周期元素在周期表中的位置如右图,其中只有M为金属元素。下列说法不正确的是( )
A.原子半径ZB.Y的最离价氧化物对应水化物的酸性比X 的弱
C.X 的最简单气态氢化物的热稳定性比Z的小
D.Z位于元索周期表中第2 周期、第ⅥA族
2.(2013·江苏)短周期元素X、Y、Z、W 的原子序数依次增大,且原子最外层电子数之和为13。X 的原子半径比Y 的小,X 与W 同主族,Z 是地壳中含量最高的元素。下列说法正确的是( )
A.原子半径的大小顺序: r(Y)>r(Z)>r(W)
B.元素Z、W的简单离子的电子层结构不同
C.元素Y的简单气态氢化物的热稳定性比Z的强
D.只含X、Y、Z三种元素的化合物,可能是离子化合物,也可能是共价化合物
3.[2014·全国1] X、Y、Z均是短周期元素,X、Y处于同一周期,X、Z的最低价离子分别为X2-和Z- ,Y+和Z-离子具有相同的电子层结构。下列说法正确的是( )
A.原子最外层电子数:X>Y>Z B.单质沸点:X>Y>Z
C.离子半径:X2->Y+>Z- D.原子序数:X>Y>Z
4. [2014·山东卷] 根据原子结构及元素周期律的知识,下列推断正确的是( )
A.同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱
B.核外电子排布相同的微粒化学性质也相同
C.Cl-、S2-、Ca2+、K+半径逐渐减小
D. Cl与Cl得电子能力相同
5.[2014·海南卷] 下列有关物质性质的说法错误的是( )
A.热稳定性:HCl>HI B.原子半径:Na>Mg
C.酸性: H2SO3>H2SO4 D.结合质子能力:S2->Cl-
6.(2007年山东)下列关于元素的叙述正确的是( )
A.金属元素与非金属元素能形成共价化合物
B.只有在原子中,质子数才与核外电子数相等
C.目前使用的元素周期表中,最长的周期含有36种元素
D.非金属元素形成的共价化合物中,原子的最外层电子数只能是2或8
7. X、Y、M、Z四种短周期主族元素的原子半径依次减小,X、Y、Z的电子层数之和为5,X元素原子的最外层电子数是它的电子层数的2倍,Y元素原子的最外层电子数是X和Z两元素原子最外层电子数的总和,M是地壳中含量最多的元素。下列说法不正确的是( )
A.化合物YZ3极易溶解于水
B.Z与M可以形成原子个数比为1:1的化合物
C.12 g 14X中含有中子的物质的量为8 mol
D.由上述四种元素组成的离子化合物受热易分解
B组
8.(全国Ⅱ卷)对于ⅣA族元素,下列叙述中不正确的是( )
A.SiO2和CO2中Si和O,C和O之间都是共价键
B.C、Si、Ge的最外层电子数都是4,次外层电子数都是8
C.CO2和SiO2都是酸性氧化物,在一定条件下都能和氧化钙反应
D.该族元素的主要化合价是+4和+2
9.(广东双选)图7是部分周期元素化合价与原子序数的关系图,下列说法正确的是( )
A.原子半径:Z>Y>X B.气态氢化物的稳定性:R>W
C.WX3和水反应形成的化合物是离子化合物
D.Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物能相互反应
10.镭是元素周期表中第七周期第ⅡA族元素,下列关于镭的性质描述不正确的是( )
A.在化合物中呈+2价 B.单质能与水反应放出氢气
C.镭比钙的金属性弱 D.碳酸镭难溶于水
11.(浙江9)X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期元素,甲、乙、丙、丁、戊是由其中的两种或三种元素组成的化合物,己是由Z元素形成的单质。已知:甲+乙=丁+ 己,甲 + 丙 = 戊 + 己; 0.1 mol·L-1丁溶液的pH为13(25℃)。下列说法正确的是( )
A.原子半径:W>Z>Y>X
B.Y元素在周期表中的位置为第三周期第ⅣA族
C.1 mol甲与足量的乙完全反应共转移了1 mol电子
D.1.0 L 0.1 mol·L-1戊溶液中阴离子总的物质的量小于0.1 mol
12.(四川卷)下列叙述正确的是( )
A.除零族元素外,短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数
B.除短周期外,其它周期均为18种元素
C.副族元素没有非金属元素
D.碱金属元素是指ⅠA族的所有的元素
13.(广东)元素X、Y、Z原子序数之和为36,X、Y在同一周期,X+与Z2-具有相同的核外电子层结构。下列推测不正确的是( )
A.同周期元素中X的金属性最强
B.原子半径X>Y,离子半径X+>Z2-
C.同族元素中Z的氢化物稳定性最高
D.同周期元素中Y的最高价含氧酸的酸性最强
班级:___________ 姓名:___________ 学号:___________高三化学复习专题九-金属元素及其化合物 自学案(辅学)
【考纲要求】
1.了解常见金属(如 Na、Mg、Al、Fe、Cu等)的活动顺序。
2.了解常见金属及其重要化合物的主要性质及其应用。
3.了解合金的概念及其重要应用。
4. 以上各部分知识的综合应用。
【知识梳理】
考点1、金属的活动性顺序、化学性质及冶炼
金属活动性顺序表 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金属原子失去电子的能力(还原性) 由 变
金属阳离子得到电子的能力(氧化性) 由 变
与氧气化合 常温下易被氧化 常温下缓慢被氧化 加热被氧化 不能
置换水中H+ 常温下能置换 加热时能置换 不能置换
置换酸中H+ 能置换 不能置换
与盐溶液反应 先与水反应 前面的金属置换后面的金属
自然界中存在 化合态 化合态和游离态 游离态
冶炼方法 电解法 热还原法 热分解法 富集法
【特别提醒】近几年主要考查钠、镁、铝、铁、铜等金属单质及其化合物的知识。要求大家明确如下几点:①它们在元素周期表中的位置及存在形态;②知道铁是应用最广泛的金属,铝是自然界中含量最多的金属;③记住它们的冶炼方法;④记住单质及其重要化合物的颜色:Na、Mg、A1、Fe银白色,Cu紫红色;Na2O2 淡黄色固体,CuO、Fe3O4(具有磁性,又称磁性氧化铁)、FeO黑色固体,Fe 2O3红棕色固体(又称铁红),Cu2O砖红色固体;CuSO4·5H2O、Cu(OH)2蓝色固体,Fe(OH)3红褐色固体。
在溶液中:Fe3+ 黄色;Fe2+ 浅绿色;Cu2+ 蓝色; MnO4- 紫红色
显色反应:Fe3+遇SCN-变红色;Fe3+遇苯酚呈紫色;
4Fe(OH)2+ 2H2O+ O2 ==4Fe(OH)3:白色沉淀迅速变灰绿色,最后变红褐色。
【练习1】(广东改)下列有关金属及其合金的说法正确的是( )
A.目前我国流通的硬币是由合金材料制造的 B.所有的不锈钢都只含有金属元素
C.镁合金的硬度和熔点均高于纯镁 D. 所有合金都抗腐蚀
【注意】合金是金属与金属或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的物质。合金的组成元素 金属,非金属 ,一般地合金的熔点比成分金属 低,硬度和强度比成分金属 高 。
考点2、金属及其化合物的转化关系
请分别写出下列各图中标号反应的化学方程式。
一、钠及其化合物间的转化关系。
① ②
③ ④
⑤ ⑥
二、镁及其化合物间的转化关系
① ②
【练习2】(海南)由海水制备无水氯化镁,主要有以下步骤:①在一定条件下脱水干燥;②加熟石灰;③加盐酸;④过滤;⑤浓缩结晶。其先后顺序正确的是( )
A.②④⑤③① B.③②④①⑤ C.③④②⑤① D.②④③⑤①
三、铝及其化合物间的转化关系
① ②
③ ④
⑤ ⑥
四、铁及其化合物间的转化关系
① ②
③ ④
⑤ ⑥
五、铜及其化合物间的转化关系
① ②
③
④
⑤ ⑥
【练习3】现有Cu2O和Fe2O3两种红色粉末,请设计实验方案,加以鉴别。(已知Cu2O是一种红色固体物质,在酸性溶液中,可发生反应生成Cu2+和Cu)
【自主检测】
1.(广东改)下列有关金属及其合金的说法不正确的是( )
A.金属钠着火,不可用泡沫灭火器灭火;镁条着火也不可用干粉灭火器灭火
B.生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加
C.镁在空气中燃烧发出耀眼的白光,可用于制作照明弹
D.日用铝制品表面覆盖着氧化膜,对内部金属起保护作用
2.(广东)下列说法正确的是( )
A.镁合金的硬度和强度均高于纯镁
B.所有的不锈钢都只含有金属元素
C.广东正在打捞的明代沉船上存在大量铝制餐具
D.我国流通的硬币材质是金属单质
3.(福建)下表各选项中,不能利用置换反应通过Y得到W的一组化合物是( )
选项化合物 A B C D
Y CO2 Fe2O3 C2H5OH FeCl3
W MgO Al2O3 C2H5ONa CuCl2
4.(重庆 改) 下列叙述正确的是( )
A.Fe分别与氯气和稀盐酸反应所得氯化物相同
B.K、Zn分别与不足量的稀硫酸反应所得溶液均呈中性
C.C、P、S、Cl的最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强
5.下列化学实验事实及其解释都正确的是( )
A.滴有酚酞的碳酸氢钠溶液呈浅红色,微热后红色加深,是因为碳酸氢钠分解生成了碳酸钠
B.粗锌与稀硫酸反应制氢气比纯锌快,是因为粗锌比纯锌还原性强
C.用洁净的玻璃管向包有Na2O2的脱脂棉吹气或滴水,脱脂棉燃烧,说明CO2、H2O与Na2O2反应是放热反应
D.向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀H2SO4,在管口观察到红棕色气体,是生成的HNO3分解成了NO2
6.浓度是影响反应能否发生的因素之一。下列说法符合事实的是( )
A.常温下,铝片可以溶解于足量稀硫酸,也可溶解于足量浓硫酸
B.常温下,铜片与浓硝酸反应,不与稀硝酸反应
C.常温下,浓的氢氧化钠溶液和极稀的氢氧化钠溶液均能溶解Al(OH)3
D.常温下,镁与浓硫酸和稀硫酸都能反应,但生成的气体不同
高三化学复习专题九-金属元素及其化合物探究案(辅学)
探究点一、金属单质及其化合物间的转化
【例1】下列判断或说法错误的是 。
①用嵌有一铜螺丝钉的铁板,在铜铁接触处滴加NaCl溶液,则负极发生的电极反应为
Cu-2e-===Cu2+ (浙江)
②常温下Na与足量O2反应生成Na2O,随温度升高生成Na2O的速率逐渐加快(北京)
③Al、Fe、Cu的单质放置在空气中只生成氧化物 (山东)
④电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu、Fe、Al (山东)
⑤用金属钠可区分乙醇和乙醚 (全国)
【例2】某混合物A含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3, 在一定条件下可实现下列物质之间的变化:(已知 KAl (SO4)2 溶于水完全电离 KAl (SO4)2 = K+ + Al3+ + 2SO42- )
据此判断:(1)固体E所含物质的化学式为 。
(2)反应③的化学方程式为 。
反应③在现实生活中的用途为 (写一种即可)
(3)反应①的离子方程式为 。
(4)反应②的离子方程式为 。
【归纳总结】1.金属与酸反应的规律
按金属活动性顺序表可分为下列几种情况:
(1)K→Pb和非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸等)发生置换反应。
(2)K→Pb和强氧化性酸(如硝酸、浓硫酸等)发生氧化还原反应,不能生成H2。
(3)Al、Fe遇浓硝酸、浓硫酸,在常温下发生钝化。
(4)Cu→Ag和强氧化性酸发生氧化还原反应。
2.钠及其化合物
(1)注意钠及其化合物溶于水所得溶液浓度的计算中,Na及Na2O2溶于水均会产生气态物质,所得溶液的质量应是原混合物质的质量总和减去产生气体的质量。
(2)清楚 Na2O、Na2O2的结构,两种化合物中阴、阳离子数之比皆1∶2。
3.铝及其化合物
(1)Al2O3、Al(OH)3仅能溶于酸和强碱溶液中(如在氨水和碳酸中均不溶),Al3+、[Al(OH)4]-只能分别存在于酸性与碱性溶液中。
(2)Al3+与下列离子不能大量共存:OH-、CO、HCO、SO、S2-、[Al(OH)4]-,其中OH-是因为直接反应,其余均是因为发生水解相互促进。
(3)[Al(OH)4]-与下列离子不能大量共存:H+、HCO。其中H+和HCO是因为直接反应([Al(OH)4]-+HCO ===Al(OH)3↓+CO+H2O)。
4.铁及其化合物
(1)NO与Fe2+在酸性条件下,不能大量共存。
(2)过量的Fe与硝酸作用,或在Fe和Fe2O3的混合物中加入盐酸,要注意产生的Fe3+还可以氧化单质Fe这一隐含反应:Fe+2Fe3+===3Fe2+。
(3)注意FeCl3、Fe2(SO4)3的水溶液蒸干所得剩余固体的区别。FeCl3溶液加热浓缩时,因Fe3+水解和HCl的挥发,得到的固体为Fe(OH)3,如灼烧后得到红棕色的Fe2O3固体。但Fe2(SO4)3溶液蒸干时,因硫酸是难挥发性酸,将得到Fe2(SO4)3固体。
(4)注意亚铁盐及Fe(OH)2易被空气中氧气氧化成三价铁的化合物。如某溶液中加入碱溶液后,最终得到红褐色沉淀,并不能断定该溶液中一定含有Fe3+,也可能含有Fe2+。
(5)注意铁单质与强氧化性物质反应时,也有生成二价铁化合物的可能性。反应中若铁为足量,最终铁元素将以二价铁形式存在,因为2Fe3++Fe===3Fe2+。
探究点二:重要的金属化合物及阳离子的检验
【例3】下列叙述或操作正确的是 。
①Al、Fe、Cu对应的氧化物均为碱性氧化物 (山东)
②常温常压下,Na2O2与足量H2O反应,共生成0.2 mol O2,转移电子的数目为0.4NA
(江苏)
③取少量溶液X,向其中加入适量新制氯水,再加几滴KSCN溶液,溶液变红,说明X溶液中一定含有Fe2+ (江苏)
④将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中,观察Mg(OH)2沉淀的生成 (广东)
⑤取a g Na2CO3和NaHCO3混合物充分加热,减重b g,可以测定混合物中Na2CO3的质量分数 (北京)
【例4】(1)硝酸是医药、军事、化工等领域的重要原料。在实验室中,将适量铁铜混合粉末与稀硝酸充分反应后得到溶液X。若有固体剩余,实验测得溶液X中大量存在的阳离子只有两种,则阳离子为 (写离子符号);若反应后无固体剩余,某同学认为X中除Fe3+ 、Cu2+ 外还可能含有Fe2+ ,若要确认其中的Fe2+ ,应选用 (选填序号)。
a.KSCN溶液和氯水 b.铁粉和KSCN溶液 c.酸性KMnO4 溶液 d.浓氨水
(2)验证炉渣(Fe2O3、FeO 、SiO2、Al2O3)中含有FeO 的试剂为
实验现象为 。(2008山东)
【归纳总结】常见金属阳离子的检验方法
【例5】某溶液中可能含有Fe2+、Mg2+、Cu2+、NH、
Al3+ 中的一种或几种。当加入一种淡黄色固体并加热
溶液时,有刺激性气味的气体放出和白色沉淀生成,加
入淡黄色固体的物质的量(横坐标)与析出沉淀和产生
气体的物质的量(纵坐标)的关系,如下图所示。请填写
下列空白:
(1)在该溶液中含有的离子是__________,它们的物质的
量之比为______________________。
(2)所加的淡黄色固体是__________(填化学式)。
探究点三:金属及其化合物在生产中的应用
【例6】(2010·山东)对金属制品进行抗腐蚀处理,可延长其使用寿命。
(1)以下为铝材表面处理的一种方法:
碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜,碱洗时常有气泡冒出,原因是_______
_ (用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收,最好向槽液中加入下列试剂中的________。
a.NH3 b.CO2 c.NaOH d.HNO3
②以铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极电极反应式为 。取少量废电解液加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀,出现该现象的离子方程式是 。
(2)镀铜可防止铁制品腐蚀,电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是
(3)利用右图装置,可以模拟铁的电化学防护。
若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于 处。
若X为锌,开关K置于M处,该电化学防护法称为 。
【课堂检测】
1.(全国)能正确表示下列反应的离子方程式是( )
A.将铜屑加入溶液中:
B.将磁性氧化铁溶于盐酸:
C.将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合:
D.将铁粉加入稀硫酸中:
2.下列反应不属于置换反应的是( )
①氧化铁与铝粉混合高温下发生铝热反应 ②镁条在二氧化碳中燃烧
③用CO还原铁矿石炼铁 ④铜片投入氯化铁溶液中
A. ①② B.③④ C.①②③ D.④
3.(上海)下列实验过程中,始终无明显现象的是( )
A.NO2通入FeSO4溶液中 B.CO2通入CaC12溶液中
C.NH3通入A1C13溶液中 D.SO2通入已酸化的Ba(NO3) 2溶液中
4.(双选)某溶液中有NH4+、Mg2+、Fe2+和Al3+四种离子,若向其中加入过量的NaOH溶液,微热并搅拌,再加入过量的盐酸,溶液中大量减少的阳离子是( )
A. NH4+ B. Mg2+ C. Fe2+ D. Al3+
5.(上海)研究表明26Al可以衰变为26Mg,可以比较这两种元素金属性强弱的方法是___________
a.比较这两种元素的单质的硬度和熔点
b.在氯化铝和氯化镁的溶液中分别滴加过量的氢氧化钠溶液
c.将打磨过的镁带和铝片分别和热水作用,并滴入酚酞溶液
d.将空气中放置已久的这两种元素的单质分别和热水作用
高三化学复习专题九-金属元素及其化合物拓展案(辅学)
【A组】
1.(重庆)下列叙述正确的是( )
A.稀硝酸、稀硫酸均能将木炭氧化成二氧化碳
B.Na2O2与水混合,Fe2O3与水混合均能生成碱
C.Li、C分别在足量氧气中燃烧均生成一种相应氧化物
D.NaHCO3、Na2CO3、(NH4)2CO3三种固体受热后均能生成气体
2.(海南)除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可采取的方法是 ( )
A.通入二氧化碳气体 B.加入氢氧化钡溶液
C.加入澄清石灰水 D.加入稀盐酸
3.(全国)下列叙述中正确的是( )
A.向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解,再向溶液中加入NaHCO3饱和溶液,又有CaCO3沉淀生成。
B.向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸,生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1:2。
C.等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应,在同温同压下,生成的CO2体积相同。
D.向Na2CO3饱和溶液中通入CO2,有结晶析出。
4.(上海)镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应, 产生气体的体积(V)与时间(t)关系如右图。反应中镁和铝的 ( )
A.物质的量之比为3:2 B.质量之比为3:2
C.摩尔质量之比为2:3 D.反应速率之比为2:3
5.(重庆)下列叙述正确的是 ( )
A.铝制容器可盛装热的H2SO4 B.Fe(OH)3胶体粒子在电场中自由运动
C.钾与水反应比锂与水反应剧烈 D.大量铁在少量Cl2中燃烧生成FeCl2
6.(江苏)NaCl是一种化工原料,可以制备一系列物质(见图)。下列说法正确的是( )
A.25℃,NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3 的大
B.石灰乳与Cl2的反应中,Cl2既是氧化剂,又
是还原剂
C.常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮存,所以Cl2
不与铁反应
D.右图所示转化反应都是氧化还原反应
【B组】
7.(江苏卷)化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法不正确的是( )
A.明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物,可用于水的净化
B. 在海轮外壳上镶入锌块,可减缓船体的腐蚀速率
C. MgO的熔点很高,将其熔化需破坏离子键
D. 电解MgCl2饱和溶液,可制得金属镁
8.(重庆)下列叙述正确的是( )
A.Fe与S混合加热生成FeS2
B.NaHCO3的热稳定性大于Na2CO3
C.过量的铜与浓硝酸反应有一氧化氮生成
D.白磷在空气中加热到一定温度能转化成红磷
9.(山东)以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌,下列说法正确的是( )
A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池,电镀过程是该原电池的充电过程
B.因部分电能转化为热能,电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系
C.电镀时保持电流恒定,升高温度不改变电解反应速率
D.镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用
10.(山东卷)Al、Fe、Cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是( )
A.三者对应的氧化物均为碱性氧化物
B.三者的单质放置在空气中均只生成氧化物
C.制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液蒸干的方法
D.电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极依次析出Cu、Fe、Al
11.(上海)高铁酸钾( K2FeO4)是一种新型的自来水处理剂,它的性质和作用是( )
A.有强氧化性,可消毒杀菌,还原产物能吸附水中杂质
B.有强还原性,可消毒杀菌,氧化产物能吸附水中杂质
C.有强氧化性,能吸附水中杂质,还原产物能消毒杀菌
D.有强还原性,能吸附水中杂质,氧化产物能消毒杀菌
12.(大纲卷 11)①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池,①②相连时,外电路电流从②流向①;①③相连时,③为正极;②④相连时,②上有气泡逸出;③④相连时,③的质量减少。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是( )
A.①③②④ B.①③④②
C.③④②① D.③①②④
13.(海南)下列叙述错误的是( )
A.生铁中含有碳,抗腐蚀能力比纯铁弱
B.用锡焊接的铁质器件,焊接处易生锈
C.在铁制品上镀铜时,镀件为阳极,铜盐为电镀液
D.铁管上镶嵌锌块,铁管不易被腐蚀
14.(海南 )在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中,废液处理和资源回收的过程简述如下:
Ⅰ:向废液中投入过量铁屑,充分反应后分离出固体和滤液;
Ⅱ:向滤液中加入一定量石灰水,调节溶液pH,同时鼓入足量的空气.
己知:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10 38。回答下列问题:
(1) FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为___________________________________
(2) 分离得到固体的主要成分是____________________,从固体中分离出铜需采用的方法是__________________________;
(3)过程Ⅱ中发生反应的化学方程式为______________________________________________;
(4)过程II中调节溶液的pH为5,金属离子浓度为_______________________。(列式计算)
15.某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+等离子。有人设计了图中的工艺流程,利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑,从废水中回收金,并生产一定量的铁红和氧化铜。
填写下面空白:(1)图中标号处需加入的相应物质分别是
① 、② 、③ 、④ 、⑤ 。
(2)写出①处反应的离子方程式 ;
③处反应的化学方程式 。
(3)铁红的化学式为 ;分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途:
铁红 ;氧化铜 。
16.用于金属焊接的某种焊条,其药皮由大理石、水泥、硅铁等配制而成。
(1)Al的原子结构示意图为 ;Al与NaOH溶液反应的离子方程
式为 。
(2)Al3+与Yn-的电子数相同,Y所在族的各元素的氢化物的水溶液均显酸性,则该族氢化物中最稳定的是 。
(3)焊接过程中,药皮在高温下产生了熔渣和使金属不被氧化的气体,该气体是 。
(4)经处理后的熔渣36.0g(仅含Fe2O3、Al2O3、SiO2),加入足量稀盐酸,分离得到11.0g固体;滤液中加入过量NaOH溶液,分离得到21.4g固体;则此熔渣中Al2O3的质量分数为 。
【C组】
17.某课外活动小组按下图所示的两种工艺流程从铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝:
请回答下列问题:
(1) Fe位于元素周期表中第 周期,第 族。
(2)流程甲加入盐酸后生成Fe3+的离子方程式为 ;
滤液Z与滤液M反应的离子方程式为 。
流程乙加入烧碱后生成SiO32-的离子方程式为 。
(3)写出检验滤液B中是否含Fe3+的方法
。
(4)流程乙向滤液Y通过量CO2后,得到滤液Z与固体F所进行的实验操作是 ,该实验操作用到的玻璃仪器是 。
(5) 已知298K时,Mg(OH)2的溶度积常数KSP=5.6×10-12,取适量的滤液B ,加入一定量的烧碱达到沉淀溶液平衡,测得pH=13,则此温度下残留在溶液中的c(Mg2+)= 。
【真题研究】
1.[2013·山东卷] 足量下列物质与相同质量的铝反应,放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是( )
A.氢氧化钠溶液 B.稀硫酸 C.盐酸 D.稀硝酸
2.[2013·新课标全国卷Ⅰ] 化学无处不在,下列与化学有关的说法不正确的是( )
A.侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异
B.可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气
C.碘是人体必需的微量元素,所以要多吃富含高碘酸的食物
D.黑火药由硫黄、硝石、木炭三种物质按一定比例混合制成
3. [2014·山东卷] 等质量的下列物质与足量稀硝酸反应,放出NO物质的量最多的是( )
A.FeO B.Fe2O3 C. FeSO4 D.Fe3O4
4.[2014·天津卷] 实验室制备下列气体时,所用方法正确的是( )
A.制氧气时,用Na2O2或H2O2作反应物可选择相同的气体发生装置
B.制氯气时,用饱和NaHCO3溶液和浓硫酸净化气体
C.制乙烯时,用排水法或向上排空气法收集气体
D.制二氧化氮时,用水或NaOH溶液吸收尾气
5. [2014·山东卷] 下列有关溶液组成的描述合理的是( )
A.无色溶液中可能大量存在Al3+、NH、Cl-、S2-
B.酸性溶液中可能大量存在Na+、ClO-、SO、I-
C.弱碱性溶液中可能大量存在Na+、K+、Cl-、HCO
D.中性溶液中可能大量存在Fe3+、K+、Cl-、SO
6. [2014·新课标全国卷Ⅱ] 下列反应中,反应后固体物质增重的是( )
A.氢气通过灼热的CuO粉末 B.二氧化碳通过Na2O2粉末
C.铝与Fe2O3发生铝热反应 D.将锌粒投入Cu(NO3)2溶液
7. [2014·安徽卷] 室温下,在0.2 mol·L-1 Al2(SO4)3溶液中,逐滴加入1.0 mol·L-1 NaOH溶液,实验测得溶液pH随NaOH溶液体积的变化曲线如图所示,下列有关说法正确的是( )
A.a点时,溶液呈酸性的原因是Al3+水解,离子方程式为Al3++3OH-=Al(OH)3
B.a~b段,溶液pH增大,Al3+浓度不变
C.b~c段,加入的OH-主要用于生成Al(OH)3沉淀
D.d点时,Al(OH)3沉淀开始溶解
8. [2014·北京卷] 下列解释事实的方程式不正确的是( )
A.测0.1 mol/L氨水的pH为11: NH3·H2ONH+OH-
B.将Na块放入水中,产生气体: 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
C.用CuCl2溶液做导电实验,灯泡发光: CuCl2Cu2++2Cl-
D.Al片溶于NaOH溶液中,产生气体: 2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑
9. [2014·北京卷] 下列金属中,表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是( )
A.K B.Na C.Fe D.Al
10. [2014·福建卷] 下列有关物质应用的说法正确的是( )
A.生石灰用作食品抗氧化剂 B.盐类都可用作调味品
C.铝罐可久盛食醋 D.小苏打是面包发酵粉的主要成分之一
11.[2014·新课标全国卷Ⅰ] 化学与社会、生活密切相关。对下列现象或事实的解释正确的是( )
选项 现象或事实 解释
A 用热的纯碱溶液洗去油污 Na2CO3可直接与油污反应
B 漂白粉在空气中久置变质 漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3
C 施肥时,草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用 K2CO3与HN4Cl反应生成氨气会降低肥效
D FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作 FeCl3能从含Cu2+的溶液中置换出铜
12.[2013·广东卷] 下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并且有因果关系的是( )
选项 叙述Ⅰ 叙述Ⅱ
A NH4Cl为强酸弱碱盐 用加热法除去 NaCl中的NH4Cl
B Fe3+具有氧化性 用KSCN溶液可以鉴别Fe3+
C 溶解度:CaCO3D SiO2可与HF反应 氢氟酸不能保存在玻璃瓶中
班级:___________ 姓名:___________ 学号:___________
班级:___________ 姓名:___________ 学号:___________
班级:___________ 姓名:___________ 学号:___________
班级:___________ 姓名:___________ 学号:___________高三化学复习专题三——氧化还原反应自学案(辅学)
【考纲要求】
1.理解氧化还原反应,会从氧化还原反应的角度分析反应类型;
2.能判断氧化还原反应中的氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物;
3.应用化合价变化和电子转移的观点分析判断电子转移的方向和数目;
4.掌握重要的氧化剂、还原剂之间的常见反应,比较物质氧化性或还原性的强弱。
【课前预习】
一、氧化还原反应的概念
例1.亚氨基锂(Li2NH)是一种储氢容量高的安全性好的固体储氢材料,其储氢原理可表示为Li2NH+H2=LiNH2+LiH。下列有关说法正确的是( )
A.Li2NH中N的化合价是-1 B.该反应中H2既是氧化剂又是还原剂
C.Li+和H+的离子半径相等 D.此法储氢和钢瓶储氢的原理相同
例2.氮化铝(AlN)广泛应用于电子、陶瓷等工业领域。在一定条件下,AlN可通过反应Al2O3+N2+3C2AlN+3CO合成。下列叙述正确的是( )
A.上述反应中,N2是还原剂,Al2O3是氧化剂
B.上述反应中,每生成1molAlN需转移3mol电子
C.AlN中氮元素的化合价为+3
D.AlN的摩尔质量为41g
【针对训练】(1)氯化碘(ICl)的性质类似卤素,有很强的化学活动性。ICl跟Zn、H2O的反应如下:①2ICl+2Zn=ZnCl2+ZnI2 ②ICl+H2O=HCl+HIO 下列叙述中正确的是( )
A.在反应①中,ZnI2只是氧化产物
B.在反应①中,ZnCl2既是氧化产物又是还原产物
C.在反应②中,ICl既是氧化剂又是还原剂
D.在反应②中,ICl既不是氧化剂,又不是还原剂
(2)重铬酸铵[(NH4)2Cr2O7]受热分解的反应为氧化还原反应。下列对重铬酸铵受热分解产物的判断符合实际的是( )
A.CrO3+ NH3+ H2O B.Cr2O3+ NH3+ H2O
C.CrO3+ N2+ H2O D.Cr2O3+ N2+ H2O
(3)钡和钠相似,也能形成含O22-离子的过氧化物,则下列叙述错误的是( )
A.过氧化钡的化学式是Ba2O2
B.过氧化钠或过氧化钡都是强氧化剂
C.过氧化钡是离子化合物
D.1mol过氧化钠或过氧化钡跟足量水反应都生成0.5mol氧气
常见的氧化剂、还原剂
氧化剂 还原剂
①非金属性较强的元素所形成的单质:Cl2、Br2、I2、O2、O3②高价态金属阳离子:Fe3+ 、Cu2+、Ag+ 等③过氧化物:H2O2、Na2O2等④含高价态元素的化合物:H2SO4(浓)、HNO3、KMnO4、KClO3 、K2Cr2O7 、PbO2、固体硝酸盐⑤其他:HClO、次氯酸盐、MnO2、NO2、 银氨溶液、新制Cu(OH)2 ①金属性较强的元素所形成的单质:K、Na、Mg、Al、Zn、Fe②低价态金属阳离子:Fe2+等③某些非金属单质:H2、C、Si④最低价阴离子:S2-、I-、Br-⑤含较低价态元素的化合物:CO、NH3、SO2、亚硫酸盐等
三、氧化还原反应的基本规律
1.守恒律:对于一个完整的氧化还原反应,化合价升高总数与降低总数相等,失电子总数与得电子总数相等。
应用:有关氧化还原反应的计算及氧化还原反应方程式配平。
例3.物质的量之比为2:5的锌与稀硝酸反应,若硝酸被还原的产物为N2O, 反应结束锌没有剩余,则反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是( )
A.1:4 B.1:5 C.2:3 D.2:5
2.价态律:元素处于最高价,只有氧化性(如Fe3+、KMnO4等);元素处于最低价,只有还原性(如S2-、I-等);元素处于中间价态,既有氧化性又有还原性,但主要呈现一种性质。物质若含有多种元素,其性质是这些元素性质的综合体现。
应用:判断物质的氧化性、还原性。
例4.下列物质中,只有氧化性、只有还原性,既有氧化性又有还原性的顺序排列的一组是( )
A.F2、K、HCl B.Cl2、Al、H2 C.NO2、Na、Br2 D.O2、SO2、H2O
3.强弱律:较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应,生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物。即:氧化剂+还原剂→还原产物+氧化产物
应用:在适宜条件下,用氧化性较强的物质制备氧化性较弱的物质,或用还原性较强的物质制备还原性较弱的物质。或用于比较物质间氧化性或还原性的强弱。
例5.已知:①向KMnO4晶体滴加浓盐酸,产生黄绿色气体;②向FeCl2溶液中通入少量实验①产生的气体,溶液变黄色;③取实验②生成的溶液滴在淀粉KI试纸上,试纸变蓝色。下列判断正确的是( )
A.上述实验证明氧化性:MnO-4>Cl2>Fe3+>I2
B.上述实验中,共有两个氧化还原反应
C.实验①生成的气体不能使湿润的淀粉KI试纸变蓝
D.实验②证明Fe2+既有氧化性又有还原性
4.转化律:氧化还原反应中,以元素相邻价态之间的转化最容易;同种元素不同价态之间发生反应,元素的化合价只靠近而不交叉;同种元素相邻价态之间不发生氧化还原反应。例如:
应用:判断能否发生氧化还原反应及电子转移情况。
5.难易律(优先反应律):越易失电子的物质,失后就越难得电子;越易得电子的物质,得后就越难失电子。一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时,还原性最强的优先发生。同理,一种还原剂同时和几种氧化剂相遇时,氧化性最强的优先发生。例如,向FeBr2溶液中通入Cl2时,发生离子反应的先后顺序为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,2Br-+ Cl2=Br2+2Cl-。
应用:判断物质的稳定性及反应顺序。
【提示】难失电子的物质不一定易得电子,如稀有气体,既难失电子,又难得电子。
例6.制印刷电路常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”,发生的反应为2FeCl3 + Cu=2FeCl2 +CuCl2。向盛氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,反应结束,下列结果不可能出现的是( )
A.烧杯中有铜无铁 B.烧杯中有铁无铜
C.烧杯中铁、铜都有 D.烧杯中铁、铜都无
四、氧化性和还原性强弱比较的判断方法
1.根据反应式判断
氧化剂(氧化性)+还原剂(还原性)== 还原产物+氧化产物
氧化性:氧化剂>氧化产物
还原性:还原剂>还原产物
2.根据元素活动性顺序(常见元素)判断
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
单质的还原性逐渐减弱,对应阳离子的氧化性逐渐增强
注意:Fe对应阳离子指的是Fe2+,而不是指Fe3+。
F Cl Br I S
单质的氧化性逐渐减弱,对应阴离子的还原性逐渐增强
3.根据元素在周期表中的位置判断
同主族元素(从上到下)
Li Na K Rb Cs
金属单质的还原性逐渐增强,对应阳离子的氧化性逐渐减弱
F Cl Br I
非金属单质的氧化性逐渐减弱,对应阴离子的还原性逐渐增强
同周期主族元素(从左到右)
Na Mg Al Si P S Cl
单质还原性逐渐减弱,氧化性逐渐增强
阳离子的氧化性逐渐增强,阴离子的还原性逐渐减弱
4.根据反应条件判断
当不同的氧化剂分别与同一还原剂反应时,若氧化产物价态相同,可根据反应条件的难易来判断。反应越容易,该氧化剂氧化性就强。例如:
氧化性:KMnO4>MnO2>O2
5.根据氧化产物的价态高低来判断
当含有变价元素的还原剂在相似的条件下,与不同的氧化剂反应时,可根据氧化产物价态的高低来判断氧化剂氧化性的强弱。例如:
2Fe+3Cl22FeCl3 ,Fe+SFeS 氧化性:Cl2>S
6.根据原电池和电解池的电极反应判断
①两种不同的金属构成原电池的两极。通常较活泼的金属作负极,不活泼的金属作正极。
还原性:负极金属>正极金属
②用惰性电极电解混合溶液时,在阴极先放电的阳离子的氧化性较强,在阳极先放电的阴离子的还原性较强。
例7.已知下述三个实验均能发生化学反应
① ② ③
将铁钉放入硫酸铜溶液中 向硫酸亚铁溶液中滴入几滴浓硝酸 将铜丝放入氯化铁溶液中
下列判断正确的是( )
A.上述实验证明氧化性:Fe3+>Fe2+>Cu2+ B.实验②中Fe2+既显氧化性又显还原性
C.实验③中发生是置换反应 D.实验①中铁钉只做还原剂
【提示】①氧化性、还原性强弱取决于得失电子的难易,与得失电子的数目无关。
②在同一个氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性大于还原产物的还原性。该规律只能适用于可自发进行的氧化还原反应。对于那些不能自发进行的,而是在外界条件下被迫进行的氧化还原反应,则不适用。如2NaCl2Na+Cl2↑,若得出氧化性Na+>Cl2,还原性Cl->Na就错了。
③物质的氧化性、还原性强弱还受外界条件的影响:
浓度:一般而言,同种氧化剂浓度大者氧化性强。如氧化性:HNO3(浓)>HNO3(稀)。
温度:升高温度氧化剂氧化性增强,还原剂还原性也增强。如常温下CO不能与CuO反应,但加热时能还原CuO。
溶液的酸碱性:一般在酸性环境下,氧化剂的氧化性增强,如在酸性条件下NO3―、MnO4―具有很强的氧化性。
④在二氧化硫、亚硫酸和亚硫酸盐中,硫均是+4价,但亚硫酸和亚硫酸盐比二氧化硫更易被氧化。如亚硫酸和亚硫酸盐在常温下就被氧化成硫酸和硫酸盐,而二氧化硫则需催化剂﹑加热条件下才能被氧气氧化成三氧化硫,如在常温下氧化二氧化硫,常需溴水﹑高锰酸钾等强氧化剂。
高三化学复习专题三——氧化还原反应探究案(辅学)
【预习检测】
1.下列做法中用到物质氧化性的是( )
A、明矾净化水 B.纯碱除去油污
C.臭氧消毒餐具 D.食醋清洗水垢
2.物质氧化性、还原性的强弱,不仅与物质的结构有关,还与物质的浓度和反应温度有关。下列各组物质: ①Cu与HNO3溶液 ②Cu与FeCl3溶液 ③Zn与H2SO4溶液 ④Fe与HCl溶液, 由于浓度不同而能发生不同氧化还原反应的是( )
A.①③ B.③④ C.①② D.①③④
3.下列氧化还原反应中,水只被氧化的是( )
A.CO+H2O(g)CO2+H2
B.3NO2+H2O = 2HNO3+NO
C.2Na2O2+2H2O = 4NaOH+O2↑
D.2F2+2H2O = 4HF+O2
4.氯气是一种重要的工业原料。工业上利用反应3Cl2+2NH3=N2+6HCl检查氯气管道是否漏气。下列说法错误的是( )
A.若管道漏气遇氨就会产生白烟
B.该反应利用了Cl2的强氧化性
C.该反应属于复分解反应 D.生成1molN2有6mol电子转移
5.写出下列反应的化学方程式
(1)铝与NaOH溶液反应的化学方程式
(2)银与稀硝酸反应的化学方程式
(3)氨的催化氧化
【课堂探究】
一、氧化还原反应是否发生的规律
1.强氧化剂与强还原剂相遇时,一般会发生氧化还原反应。例如:
H2SO4(浓)与金属、H2S、S2-、HI、I-、HBr、Br-、Fe2+等;
Cl2与金属、H2S、S2-、HI、I-、HBr、Br-、Fe2+、H2SO3、SO32-等;
O2与金属、H2S、S2-、HI、I-、HBr、Br-、Fe2+、H2SO3、SO32-等。
2.同种元素间不同价态相遇时,若无中间价态,不反应;若发生反应,则生成物中该元素价态必介于反应物中该元素两种价态之间。例如:
H2SO4(浓)+SO2→不反应
H2S+SO2→只能生成S ClO-+Cl-→只能生成Cl2
3.较活泼的非金属单质、一些中间价态的化合物与水或碱溶液能发生歧化反应,如Cl2、Br2、I2、S、NO2。
例1.下列实验设计及其对应的离子方程式均正确的是( )
A.用FeCl3溶液腐蚀铜线路板:Cu + 2Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
B.Na2O2与H2O反应制备O2 :Na2O2 + H2O = 2Na+ + 2OH- + O2↑
C.将氯气溶于水制备次氯酸:Cl2 + H2O = 2H+ + Cl- + ClO-
D.用浓盐酸酸化的KMnO4溶液与H2O2反应,证明H2O2具有还原性:
2MnO + 6H+ + 5H2O2 = 2Mn2+ + 5O2↑ + 8H2O
例2.下列化学反应的离子方程式正确的是( )
A.用稀HNO3溶解FeS固体:FeS + 2H+ = Fe2+ + H2S
B.向Ca(ClO)2溶液中通入少量SO2:Ca2+ + 2ClO- + SO2 + H2O = CaSO3+ 2HClO
C.向硫化钠溶液中加入少量次氯酸钠溶液:S2- + 2ClO- + 2H2O = S+ Cl2+ 4OH-
D.Fe2O3溶于HI溶液中:Fe2O3 + 6H+ + 2I- = 2Fe2+ + I2 + 3H2O
【变式练习】
1.下列离子方程式正确的是( )
A.Fe(OH)3溶于氢碘酸:Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2O
B.在强碱溶液中次氯酸钠与Fe(OH)3反应生成Na2FeO4:
3ClO- + 2Fe(OH)3 = 2FeO42- + 3Cl- + H2O + 4H+
C.向Na2S2O3溶液中通入足量氯气:S2O32-+ 2Cl2 + 3H2O = 2SO32-+ 4Cl-+ 6H+
D.铜溶于稀硝酸:3Cu + 8H+ + 2NO3- = 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O
2.能在溶液中大量共存的一组离子是( )
A.NH4+ 、Ag+、Cl- B.Fe3+、H+、I-、HCO3-
C.K+、Na+、NO3- 、MnO4- D.Al3+、Mg2+ 、SO42- 、CO32-
二、氧化还原反应规律的应用
例3.(1)请将5种物质:N2O、FeSO4、Fe(NO3)3、HNO3和Fe2(SO4)3分别填入下面对应的横线上,组成一个未配平的化学方程式。
_________+__________→__________+__________+__________+H2O
例4.向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水,CCl4层变成紫色。如果继续向试管中滴加氯水,振荡,CCl4层会逐渐变浅,最后变成无色。完成下列填空:
1)写出并配平CCl4层由紫色变成无色的化学反应方程式(如果系数是1,不用填写):
2)整个过程中的还原剂是 。
3)把KI换成KBr,则CCl4层变为_________色:继续滴加氯水,CCl4层的颜色没有变化。Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由强到弱的顺序是 。
【变式练习】
3.氧化还原反应中实际上包含氧化和还原两个过程。下面是一个还原过程的反应式:NO3- +4H++3e- = NO↑+2H2O。KMnO4、Na2CO3、Cu2O、Fe2(SO4)3四种物质中的一种物质(甲)能使上述还原过程发生。
写出该氧化还原反应未配平的方程式:_________________________________________。
三、氧化还原反应的计算——得失电子守恒法
得失电子守恒是指在发生氧化还原反应时,氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数,无论是自发进行的氧化还原反应还是非自发进行的氧化还原反应均如此。
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。
一般的解题的步骤是:首先找出氧化剂、还原剂及其物质的量以及每摩尔氧化剂、还原剂得失电子的量,然后根据电子守恒列出计算公式:
氧化剂物质的量×变价元素的原子个数×化合价的变化值 = 还原剂物质的量×变价元素的原子个数×化合价的变化值。
利用这种方法,解氧化还原反应计算题,可化难为易,化繁为简。
例5. ClO2是一种光谱型的消毒剂,根据世界环保联盟的要求,ClO2将逐渐取代Cl2成为生产自来水的消毒剂。工业上ClO2常由NaClO3和Na2SO3溶液混合并加H2SO4酸化后反应制得。在以上反应中NaClO3和Na2SO3的物质的量之比为( )
A.1:1 B.2:1 C.1:2 D.2:3
例6.1.92g铜投入一定量的浓硝酸中,铜完全溶解,生成的气体颜色越来越浅,共收集到672mL气体(标准状况)。将盛有此气体的容器倒扣在水中,通入O2恰好使气体完全溶解在水中,则需要标准状况下的氧气体积为( )
A.168mL B.224mL
C.336mL D.504mL
【当堂检测】
1.下列离子中最易给出电子的是( )
A.Cl- B.Cu2+ C.Fe2+ D.F-
2.下列类型的反应,一定发生电子转移的是( )
A.化合反应 B.分解反应 C.置换反应 D.复分解反应
3.下列离子方程式正确的是( )
A.H2O2 + 2OH- 2H2O + O2↑
B.Cl2 + 6OH- ClO3- + 5Cl- + 3H2O
C.2MnO4- + H2O2 + 6H+ = 2Mn2+ + 3O2↑+ 4H2O
D.3MnO42- + 4H+ = 2MnO4- + MnO2 ↓ + 2H2O
4.下列说法不正确的是( )
A.铅蓄电池在放电过程中,负极质量减小,正极质量增加
B.一定条件下,使用催化剂能加快反应速率并提高反应物的平衡转化率
C.相同条件下,溶液中、、的氧化性依次减弱
高三化学复习专题三——氧化还原反应拓展案(辅学)
A组
1.根据反应式:(1)2Fe3++2I-=2Fe2++I2,(2)Br2+2Fe2+=2Br-+2Fe3+,可判断离子的还原性从强到弱的顺序是( )
A.Br-、Fe2+、I- B.I-、Fe2+、Br- C.Br-、I-、Fe2+ D.Fe2+、I-、Br-
2.在下列生成二氧化硫的反应中,反应物中的含硫物质被氧化的是( )
A.亚硫酸钠与稀硫酸反应 B.铜片与浓硫酸共热
C.红热的木炭与浓硫酸反应 D.硫在空气中燃烧
3.下列各组物质在适宜的条件下反应,其中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1的是( )
A.H2SO4(浓)+C B.Fe2O3+Al
C.Fe+S D.CuO+CO
4.海水提溴过程中,将溴吹入吸收塔,使溴蒸气和吸收剂SO2发生作用以达到富集的目的,化学反应为Br2 + SO2 + 2H2O = 2HBr + H2SO4,下列说法正确的是( )
A.Br2在反应中表现氧化性 B.SO2在反应中被还原
C.Br2在反应中失去电子 D.1mol氧化剂在反应中得到1mol电子
5.某强酸性溶液中可能存在NO3-、I-、Cl-、Fe3+中的一种或几种。向该溶液中加入溴水后,Br2被还原,由此推断该溶液中( )
A.不含NO3-,含Fe3+ B.含有NO3-、I-、Cl-
C.含I-,但不能确定是否含Cl- D.含有Fe3+
6.以油类为溶剂的防锈漆称为油基防锈漆,由于环保方面的原因,目前要推广使用水基防锈漆,但水基漆较易溶解O2,在干燥之前易导致金属表面产生锈斑,为此要在水基漆中加入缓蚀剂,下列物质可作为缓蚀剂添加的是( )
A.KMnO4 B.NaNO2 C.AlCl3 D.H2O2
7.下列实验中金属或氧化物可以完全溶解的是( )
A.1 mol铜片与含2 mol H2SO4的浓硫酸共热
B.1 mol MnO2粉末与含2 mol H2O2的溶液共热
C.常温下1 mol铝片投入足量的浓硫酸中
D.常温下1 mol铜片投入含4 mol HNO3的浓硝酸中
B组:
8.将磁性氧化铁放入稀HNO3中可发生如下反应:3Fe3O4+ 28HNO3=9Fe (NO3)x + NO↑+14H2O。下列判断合理的是( )
A.Fe (NO3)x中的x为2
B.反应中每生成0.2 mol 还原产物,就有0.6 mol 电子转移
C.稀HNO3 在反应中只作氧化剂
D.磁性氧化铁中的铁元素全部被氧化
9.CsICl2是一种碱金属的多卤化物,这类物质在化学反应中既可表现氧化性又可表现还原性,有关该物质的说法正确的是( )
A.Cs显+3价,I和Cl均显-1价 B.Cs显+1价,Cl显+1价,I显-1价
C.在CsICl2溶液中通入氯气,有单质碘生成 D.在CsICl2溶液中通SO2,有硫酸生成
10.(2012上海 双选)火法炼铜首先要焙烧黄铜矿,其反应为:2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO2下列说法正确的是( )(注:CuFeS2中硫为-2价)
A.SO2既是氧化产物又是还原产物 B.CuFeS2仅作还原剂,硫元素被氧化
C.每生成1mol Cu2S,有4 mol硫被氧化 D.每转移1.2 mol电子,有0.2 mol硫被氧化
专题三——氧化还原反应参考答案
【课前预习】
例1.B 例2.B 【针对训练】(1)D (2)D (3)A
例3.A 例4.A 例5.A 例6.B 例7.D
【预习检测】
1.C 2.A 3.D 4.C
【课堂探究】
例1.A 例2.D 【变式练习】1.D 2.C
例3. FeSO4 + HNO3 → Fe(NO3)3 + Fe2(SO4)3 + N2O + H2O
例4.1)I2 5Cl2 6H2O 2 10HCl 2)KI、I2 3)橙红 HBrO3>Cl2>HIO3
【变式练习】
3.HNO3+Cu2O → Cu(NO3)2+ NO↑+ H2O
例5.B 例6.C 【变式练习】(研学)4.A
【当堂检测】1.C 2.C 3.D 4.AB
(研学)5.B 6.2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O 2CuCl↓+SO42- +2H+
7.阳极 N2O4 -2e—+ 2HNO3 2N2O5 + 2H+ 8.D
9.Fe-6e-+8OH-→FeO42-+4H2O
专题三——氧化还原反应参考答案
【课后拓展】
一、选择题
(辅学)1.B 2.D 3.A 4.A 5.C 6.B 7.D 8.B 9.D 10.AD
(研学)1.B 2.D 3.A 4.B 5.A 6.C 7.B 8.D 9.B 10.A
11.D 12.B 13.AD 14.B 15.CD 16.C
(研学)二、填空题
17.Se+2HNO3(浓) AUTOTEXT => \* MERGEFORMAT SeO2+ H2O+NO↑+NO2↑
18.(1)Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O (2)C、浓H2SO4
(3)Cu+4HNO3(浓)= Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O(或:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O)
19.(1)D (2)6FeOOH +CO = 2Fe3O4 + CO2+3H2O (3)b (4)AD
20.(1)3Cu2O+14HNO3=6Cu(NO3)2+2NO↑+7H2O
(2)0.025
21.(1)①3MnO2+4Al3Mn+2Al2O3 ②MnO2+H2O2+2H+ = Mn2++O2↑+2H2O
(2) <<
班级:___________ 姓名:___________ 学号:___________