本章知识体系构建与核心素养提升
一、物质的分类
1.元素与物质的分类图示
2.胶体
(1)胶体是一种分散系,其分散质粒子的直径为 。
(2)用 来区分胶体和溶液。
(3)利用 分离胶体中的杂质分子或离子的方法,称为 。
(4)制备Fe(OH)3胶体的方法是向 中 加入5~6滴FeCl3 ,继续煮沸至液体呈 。
二、离子反应
1.电解质与离子反应
2.离子反应发生的条件
三、氧化还原反应
1.氧化还原反应中基本概念之间的关系
2.基本规律
(1)守恒律:得失电子守恒。
(2)强弱律:氧化剂的氧化性大于氧化产物,还原剂的还原性大于还原产物。
(3)价态律:元素最高价只有氧化性,最低价只有还原性,中间价态既有氧化性又有还原性。
(4)转化律:同种元素不同价态之间只靠近不交叉。
(5)优先律:氧化性强或还原性强的优先发生反应。
3.氧化还原反应的应用
(1)研究物质的性质:如H2O2的氧化性和还原性。
(2)冶炼金属
方法:电解法、热还原法、热分解法、金属置换法。
(3)制备物质:如实验室制氯气。
(4)获取能量:热量、电能等。
通过本章的学习,能根据物质的组成和性质对物质进行分类,知道元素在不同物质中可能有不同的化合价,逐步形成依据同类物质具有的相似性,根据不同价态的元素预测物质的性质,建立一定条件下各类物质可以相互转化的观念。能从宏观和微观结合上收集证据,并能依据证据认识离子反应和氧化还原反应的本质。能准确地利用符号表征物质及其变化,即正确书写电离方程式、氧化还原反应方程式等。建立离子反应、氧化还原反应规律的认知模型,并能利用模型解决实际问题。
例1 (2024·辽宁朝阳一中高一联考)胶体在农业、医疗及物质的分离中有重大而广泛的应用。下列关于胶体的叙述正确的是( )
A.Fe(OH)3胶体粒子的直径为1~100 nm
B.光线透过胶体会产生丁达尔效应,这是胶体与浊液的本质区别
C.向饱和FeCl3溶液中加入NaOH溶液,可制得Fe(OH)3胶体
D.江河入海口形成的沙洲与胶体性质无关
例2 (2023·重庆高一检测)粗盐中常含有杂质MgCl2、CaCl2和Na2SO4,为将杂质除尽,设计如下步骤:
下列有关说法不正确的是( )
A.除去Ca2+的主要反应:Ca2++C===CaCO3↓
B.加稀盐酸调节pH,可除去NaOH、Na2CO3等杂质
C.试剂①②③分别是Na2CO3、NaOH、BaCl2
D.检验S是否除尽的方法:取适量滤液,加稀盐酸酸化,再加BaCl2溶液
例3 (2023·四川泸州高一检测)工业上常用NaClO碱性溶液吸收工业废气中的SO2,为了提高吸收效率,常用Ni2O3作为催化剂,在反应过程中产生的四价镍和氧原子都具有极强的氧化能力,可加快对SO2的吸收,其中的催化过程如图所示:下列说法不正确的是( )
A.NaClO碱性溶液吸收SO2的离子方程式是ClO-+SO2+2OH-===Cl-+S+H2O
B.过程1的离子方程式是ClO-+Ni2O3===2NiO2+Cl-
C.过程2中,氧化剂是ClO-,还原剂是NiO2
D.此催化过程的离子方程式为ClO-Cl-+O
例4 (2023·济南高一期末)某溶液的溶质离子可能含有Mg2+、Ba2+、C、Cl-、S、N中的几种,现进行如下实验:
Ⅰ.取适量溶液,加入足量NaOH溶液,生成白色沉淀;
Ⅱ.过滤,向实验Ⅰ所得滤液中加入足量H2SO4溶液,有白色沉淀生成。
根据上述实验回答下列问题。
(1)溶液中一定不存在的离子是_______________________________________________________。
(2)写出Ⅰ和Ⅱ中所发生反应的离子方程式:_____________________________________________。
(3)为了验证溶液中是否存在Cl-、N,某同学提出下列假设:①只存在Cl-;②Cl-、N同时存在;
③________________________________________________。
已知实验提供的试剂只有稀盐酸、AgNO3溶液、稀硝酸、NaOH溶液和蒸馏水。
验证溶液中是否存在Cl-的实验方法:_________________________________________________。
例5 (2023·广东江门二中高一检测)从物质类别和元素化合价两个维度研究物质的性质及转化是重要的化学学习方法。氯及其化合物有重要用途,以下是氯元素的“价—类”二维图的部分信息。请回答下列问题:
(1)根据图中信息写出Y、Z的化学式: 、 。
(2)已知高氯酸(HClO4)是强酸,写出高氯酸与氢氧化钠反应的离子方程式:___________________。
(3)氯气既有氧化性又有还原性,结合上图说明理由:______________________________________。
(4)实验室可用二氧化锰与浓盐酸在加热条件下制得氯气。写出该反应的化学方程式: ,该反应中盐酸表现 (填字母,下同)。
A.酸性 B.氧化性
C.还原性 D.挥发性
(5)84消毒液使用说明中特别提醒不可与洁厕灵混合使用,否则会产生氯气,有关反应的化学方程式为2HCl+NaClO===NaCl+Cl2↑+H2O,下列有关该反应说法不正确的是 。
A.n(氧化剂)∶n(还原剂)=1∶1
B.m(氧化剂)∶m(还原剂)=1∶2
C.氧化性:NaClO>Cl2
D.Cl2既是氧化产物又是还原产物
例6 (2023·青岛高一检测)焊接钢铁时常用的焊药为氯化铵,其作用是消除焊接处的铁锈。反应体系中共有六种物质:NH4Cl、FeCl3、N2、Fe2O3、Fe和X。
(1)根据题意,可判断出X是 (写化学式)。
(2)写出并配平该反应的化学方程式:____________________________________________________。
(3)发生还原反应的物质是 ,反应中2 mol的氧化剂能 (填“失去”或“得到”) mol电子。
(4)反应中被氧化产生了5.6 L(标准状况)的气体时,被还原的物质的质量为_______________________。
答案精析
知识体系构建
一、
1.酸性 碱性 电解质 氧化剂 还原剂 胶体
2.(1)1~100 nm (2)丁达尔效应 (3)半透膜 渗析 (4)沸水 逐滴 饱和溶液 红褐色
三、
1.失 升高 氧化 得 降低 还原
典例剖析
例1 A [胶体和浊液的本质区别是分散质粒子直径的大小不同,B错误;向饱和FeCl3溶液中加入NaOH溶液,得到Fe(OH)3沉淀,C错误;江河的入海口易形成沙洲是因为河水中的胶体遇到海水中的电解质发生了聚沉,形成了沙洲,D错误。]
例2 C [用碳酸钠除去Ca2+,主要反应为Ca2++C===CaCO3↓,故A正确;盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水,加稀盐酸调节pH,可除去氯化钠溶液中的NaOH、Na2CO3等杂质,故B正确;加碳酸钠的目的是除去CaCl2和BaCl2,所以试剂①不可能是Na2CO3,故C错误;取适量滤液,加稀盐酸酸化,再加BaCl2溶液,若没有白色沉淀生成,说明不含S,故D正确。]
例3 C [过程2中,ClO-的Cl被还原得到Cl-,ClO-的O被氧化得到O原子,ClO-既是氧化剂也是还原剂,NiO2中的Ni从+4价被还原得到Ni2O3的+3价,NiO2是氧化剂,故C错误;根据图示全过程,此催化过程的离子方程式为ClO-Cl-+O,故D正确。]
例4 (1)C、S (2)Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓、Ba2++S===BaSO4↓ (3)只存在N 取适量溶液于试管中,加入足量稀硝酸,再加入硝酸银溶液,观察是否有白色沉淀生成
解析 Ⅰ.取适量溶液,加入足量NaOH溶液,生成白色沉淀,说明含有Mg2+,则不存在C;Ⅱ.过滤,向实验Ⅰ所得滤液中加入足量H2SO4溶液,有白色沉淀生成,说明含有Ba2+,则不存在S,Cl-和N无法确定。(3)根据假设:①只存在Cl-;②Cl-、N同时存在,因此假设③为只存在N;要证明是否存在氯离子,可以用稀硝酸酸化的硝酸银溶液检验。
例5 (1)Cl2O7 HClO (2)H++OH-===H2O
(3)氯元素为0价,既有降低的趋势,又有升高的趋势
(4)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O AC
(5)B
解析 (1)由图可知,Y是Cl元素为+7价的氧化物,则Y的化学式为Cl2O7,Z是Cl元素为+1价的酸,则Z的化学式为HClO。(4)实验室用二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水,该反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;盐酸中Cl元素的化合价部分由-1价升高为0价,因此盐酸既体现还原性,又体现酸性,故选AC。(5)反应中,NaClO是氧化剂,HCl是还原剂,部分被氧化,则n(氧化剂)∶n(还原剂)=1∶1,m(氧化剂)∶m(还原剂)=74.5∶36.5,故A正确、B错误;NaClO是氧化剂,Cl2是氧化产物,则氧化性:NaClO>Cl2,故C正确;Cl2中Cl元素来源于NaClO和HCl,Cl2既是氧化产物又是还原产物,故D正确。
题点 物质的分类、离子反应及氧化还原反应综合
例6 (1)H2O (2)6NH4Cl+4Fe2O3===6Fe+2FeCl3+ 3N2↑+12H2O (3)Fe2O3 得到 12 (4)40 g
解析 (1)根据焊药为氯化铵,其作用是消除焊接处的铁锈可知,反应物为氯化铵和氧化铁,则该反应生成氯化铁、氮气、铁和X,根据原子守恒可知 X 中含有氢原子和氧原子,为H2O。(2)由反应物和生成物可知反应中铁元素的化合价由+3降低到0,氮元素的化合价从-3升高到0,根据得失电子守恒配平反应为6NH4Cl+4Fe2O3===6Fe+2FeCl3+3N2↑+12H2O。(3)反应中铁元素化合价降低,是氧化剂,发生还原反应的为Fe2O3;反应中氧化铁为氧化剂,2 mol氧化剂得到12 mol电子。(4)每产生3 mol 氮气,被还原的氧化铁为3 mol,则当产生标准状况下5.6 L气体,即0.25 mol气体,被还原的氧化铁的物质的量为 0.25 mol,其质量为0.25 mol×160 g·mol-1=40 g。(共35张PPT)
本章知识体系构建与核心素养提升
第2章
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内容索引
知识体系构建
核心素养提升
知识体系构建
知识体系构建
一、物质的分类
1.元素与物质的分类图示
酸性
碱性
电解质
氧化剂
还原剂
胶体
2.胶体
(1)胶体是一种分散系，其分散质粒子的直径为 。
(2)用 来区分胶体和溶液。
(3)利用 分离胶体中的杂质分子或离子的方法，称为 。
(4)制备Fe(OH)3胶体的方法是向 中 加入5~6滴FeCl3 ，继续煮沸至液体呈 。
1~100 nm
丁达尔效应
半透膜
渗析
沸水
逐滴
饱和溶液
红褐色
二、离子反应
1.电解质与离子反应
2.离子反应发生的条件
三、氧化还原反应
1.氧化还原反应中基本概念之间的关系
失
升高
氧化
得
降低
还原
2.基本规律
(1)守恒律：得失电子守恒。
(2)强弱律：氧化剂的氧化性大于氧化产物，还原剂的还原性大于还原产物。
(3)价态律：元素最高价只有氧化性，最低价只有还原性，中间价态既有氧化性又有还原性。
(4)转化律：同种元素不同价态之间只靠近不交叉。
(5)优先律：氧化性强或还原性强的优先发生反应。
3.氧化还原反应的应用
(1)研究物质的性质：如H2O2的氧化性和还原性。
(2)冶炼金属
方法：电解法、热还原法、热分解法、金属置换法。
(3)制备物质：如实验室制氯气。
(4)获取能量：热量、电能等。
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核心素养提升
通过本章的学习，能根据物质的组成和性质对物质进行分类，知道元素在不同物质中可能有不同的化合价，逐步形成依据同类物质具有的相似性，根据不同价态的元素预测物质的性质，建立一定条件下各类物质可以相互转化的观念。能从宏观和微观结合上收集证据，并能依据证据认识离子反应和氧化还原反应的本质。能准确地利用符号表征物质及其变化，即正确书写电离方程式、氧化还原反应方程式等。建立离子反应、氧化还原反应规律的认知模型，并能利用模型解决实际问题。
核心素养提升
例1 (2024·辽宁朝阳一中高一联考)胶体在农业、医疗及物质的分离中有重大而广泛的应用。下列关于胶体的叙述正确的是
A.Fe(OH)3胶体粒子的直径为1~100 nm
B.光线透过胶体会产生丁达尔效应，这是胶体与浊液的本质区别
C.向饱和FeCl3溶液中加入NaOH溶液，可制得Fe(OH)3胶体
D.江河入海口形成的沙洲与胶体性质无关
典例剖析
√
典例剖析
胶体和浊液的本质区别是分散质粒子直径的大小不同，B错误；
向饱和FeCl3溶液中加入NaOH溶液，得到Fe(OH)3沉淀，C错误；
江河的入海口易形成沙洲是因为河水中的胶体遇到海水中的电解质发生了聚沉，形成了沙洲，D错误。
例2 (2023·重庆高一检测)粗盐中常含有杂质MgCl2、CaCl2和Na2SO4，为将杂质除尽，设计如下步骤：
下列有关说法不正确的是
A.除去Ca2+的主要反应：
Ca2++C===CaCO3↓
B.加稀盐酸调节pH，可除去NaOH、Na2CO3等杂质
C.试剂①②③分别是Na2CO3、NaOH、BaCl2
D.检验S是否除尽的方法：取适量滤液，加稀盐酸酸化，再加BaCl2溶液
典例剖析
√
典例剖析
用碳酸钠除去Ca2+，主要反应为Ca2++C===CaCO3↓，故A正确；
盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水，盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水，加稀盐酸调节pH，可除去氯化钠溶液中的NaOH、Na2CO3等杂质，故B正确；
加碳酸钠的目的是除去CaCl2和BaCl2，所以试剂①不可能是Na2CO3，故C错误；
典例剖析
取适量滤液，加稀盐酸酸化，再加BaCl2溶液，若没有白色沉淀生成，说明不含S，故D正确。
例3 (2023·四川泸州高一检测)工业上常用NaClO碱性溶液吸收工业废气中的SO2，为了提高吸收效率，常用Ni2O3作为催化剂，在反应过程中产生的四价镍和氧原子都具有极强的氧化能力，可加快对SO2的吸收，其中的催化过程如图所示：
下列说法不正确的是
A.NaClO碱性溶液吸收SO2的离子方程式是ClO-+SO2+2OH-===Cl-+S+H2O
B.过程1的离子方程式是ClO-+Ni2O3===2NiO2+Cl-
C.过程2中，氧化剂是ClO-，还原剂是NiO2
D.此催化过程的离子方程式为ClO- Cl-+O
典例剖析
√
过程2中，ClO-的Cl被还原得到Cl-，ClO-的O被
氧化得到O原子，ClO-既是氧化剂也是还原剂，
NiO2中的Ni从+4价被还原得到Ni2O3的+3价，NiO2是氧化剂，故C错误；
根据图示全过程，此催化过程的离子方程式为ClO- Cl-+O，故D正确。
典例剖析
例4 (2023·济南高一期末)某溶液的溶质离子可能含有Mg2+、Ba2+、C、Cl-、S、N中的几种，现进行如下实验：
Ⅰ.取适量溶液，加入足量NaOH溶液，生成白色沉淀；
Ⅱ.过滤，向实验Ⅰ所得滤液中加入足量H2SO4溶液，有白色沉淀生成。
根据上述实验回答下列问题。
(1)溶液中一定不存在的离子是 。
(2)写出Ⅰ和Ⅱ中所发生反应的离子方程式：________________________
______________________。
典例剖析
C、S
Ba2++S===BaSO4↓
Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓、
(3)为了验证溶液中是否存在Cl-、N，某同学提出下列假设：①只存在Cl-；②Cl-、N同时存在；③ 。
已知实验提供的试剂只有稀盐酸、AgNO3溶液、稀硝酸、NaOH溶液和蒸馏水。
验证溶液中是否存在Cl-的实验方法：____________________________
___________________________________________________。
典例剖析
只存在N
取适量溶液于试管中，加入足
量稀硝酸，再加入硝酸银溶液，观察是否有白色沉淀生成
Ⅰ.取适量溶液，加入足量NaOH溶液，生成白色沉淀，说明含有Mg2+，则不存在C；Ⅱ.过滤，向实验Ⅰ所得滤液中加入足量H2SO4溶液，有白色沉淀生成，说明含有Ba2+，则不存在S，Cl-和N无法确定。
根据假设：①只存在Cl-；②Cl-、N同时存在，因此假设③为只存在N；要证明是否存在氯离子，可以用稀硝酸酸化的硝酸银溶液检验。
典例剖析
例5 (2023·广东江门二中高一检测)从物质类别和元素化合价两个维度研究物质的性质及转化是重要的化学学习方法。氯及其化合物有重要用途，以下是氯元素的“价—类”二维图的部分信息。请回答下列问题：
典例剖析
(1)根据图中信息写出Y、Z的化学式：
、 。
典例剖析
Cl2O7
HClO
由图可知，Y是Cl元素为+7价的氧化物，则Y的化学式为Cl2O7，Z是Cl元素为+1价的酸，则Z的化学式为HClO。
(2)已知高氯酸(HClO4)是强酸，写出高氯酸与氢氧化钠反应的离子方程式：_________________。
典例剖析
H++OH-===H2O
(3)氯气既有氧化性又有还原性，结合右图说明理由：__________________
___________________________。
典例剖析
氯元素为0价，既有
降低的趋势，又有升高的趋势
(4)实验室可用二氧化锰与浓盐酸在加热条件下制得氯气。写出该反应的化学方程式：_______________________
_____________，该反应中盐酸表现
(填字母，下同)。
典例剖析
MnO2+4HCl(浓) MnCl2
+Cl2↑+2H2O
A.酸性 B.氧化性 C.还原性 D.挥发性
AC
实验室用二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水，该反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O；盐酸中Cl元素的化合价部分由-1价升高为0价，因此盐酸既体现还原性，又体现酸性，故选AC。
(5)84消毒液使用说明中特别提醒不可与洁厕灵混合使用，否则会产生氯气，有关反应的化学方程式为2HCl+NaClO===
NaCl+Cl2↑+H2O，下列有关该反应说法不正确的是 。
典例剖析
B
A.n(氧化剂)∶n(还原剂)=1∶1 B.m(氧化剂)∶m(还原剂)=1∶2
C.氧化性：NaClO>Cl2 D.Cl2既是氧化产物又是还原产物
反应中，NaClO是氧化剂，HCl是还原剂，部分被氧化，则n(氧化剂)∶n(还原剂)=
1∶1，m(氧化剂)∶m(还原剂)=74.5∶36.5，
故A正确、B错误；
NaClO是氧化剂，Cl2是氧化产物，则氧化性：NaClO>Cl2，故C正确；
Cl2中Cl元素来源于NaClO和HCl，Cl2既是氧化产物又是还原产物，故D正确。
例6 (2023·青岛高一检测)焊接钢铁时常用的焊药为氯化铵，其作用是消除焊接处的铁锈。反应体系中共有六种物质：NH4Cl、FeCl3、N2、Fe2O3、Fe和X。
(1)根据题意，可判断出X是 (写化学式)。
典例剖析
H2O
根据焊药为氯化铵，其作用是消除焊接处的铁锈可知，反应物为氯化铵和氧化铁，则该反应生成氯化铁、氮气、铁和X，根据原子守恒可知 X 中含有氢原子和氧原子，为H2O。
(2)写出并配平该反应的化学方程式：____________________________
_______________。
典例剖析
6NH4Cl+4Fe2O3===6Fe+2FeCl3
由反应物和生成物可知反应中铁元素的化合价由+3降低到0，氮元素的化合价从-3升高到0，根据得失电子守恒配平反应为6NH4Cl+4Fe2O3===6Fe+2FeCl3+3N2↑+12H2O。
+ 3N2↑+12H2O
(3)发生还原反应的物质是 ，反应中2 mol的氧化剂能_______
(填“失去”或“得到”) mol电子。
典例剖析
Fe2O3
反应中铁元素化合价降低，是氧化剂，发生还原反应的为Fe2O3；反应中氧化铁为氧化剂，2 mol氧化剂得到12 mol电子。
得到
12
(4)反应中被氧化产生了5.6 L(标准状况)的气体时，被还原的物质的质量为 。
典例剖析
40 g
每产生3 mol 氮气，被还原的氧化铁为3 mol，则当产生标准状况下5.6 L气体，即0.25 mol气体，被还原的氧化铁的物质的量为 0.25 mol，其质量为0.25 mol×160 g·mol-1=40 g。
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