拓展专题4 元素金属性、非金属性强弱的比较
一、元素金属性强弱的判断依据及应用
1.根据元素周期表判断
(1)同一主族,从上到下:元素的金属性逐渐增强。
(2)同一周期,从左到右:元素的金属性逐渐减弱。
2.根据金属活动性顺序判断
金属单质的活动性减弱,元素的金属性也减弱。
3.根据单质及其化合物的性质判断
(1)金属单质与水或酸反应越剧烈,元素的金属性越强。
(2)最高价氧化物对应水化物的碱性越强,元素的金属性越强。
4.金属单质间的置换反应
较活泼的金属将较不活泼的金属从其盐溶液中置换出来,如Zn+Cu2+Zn2++Cu,则金属性:Zn>Cu。
5.根据离子的氧化性强弱判断
金属阳离子的氧化性越强,元素的金属性越弱,如氧化性:Cu2+>Fe2+,则金属性:Cu<Fe。
【典题示例1】 下列实验依据可判断某元素的金属性强弱的是( )
A.导电性的强弱
B.1 mol该金属跟酸反应放出氢气的多少
C.反应中失去电子的数目
D.最高价氧化物对应水化物碱性的强弱
【典题示例2】 下列叙述中金属M的活泼性肯定比金属N的活泼性强的是( )
A.M原子的最外层电子数比N原子的最外层电子数少
B.常温时,M能从水中置换出氢,而N不能
C.1 mol M从酸中置换H+生成的H2比1 mol N从酸中置换H+生成的H2多
D.M的氧化物对应水化物的碱性比N的氧化物对应水化物的碱性强
【典题示例3】 已知铍(Be)的原子序数为4,下列关于铍及其化合物的叙述中正确的是( )
A.铍的金属性比镁强
B.氯化镁的氧化性比氯化铍的强
C.氢氧化铍的碱性比氢氧化钙的弱
D.单质铍易和冷水反应产生氢气
二、元素非金属性强弱的判断依据
1.根据元素周期表判断
(1)同一主族,从上到下:元素的非金属性逐渐减弱。
(2)同一周期,从左到右:元素的非金属性逐渐增强。
2.根据单质及其化合物的性质判断
(1)单质与氢气化合越容易(或氢化物越稳定),元素的非金属性越强。
(2)最高价氧化物对应水化物的酸性越强,元素的非金属性越强。
3.非金属单质间的置换反应
活泼的非金属单质将较不活泼的非金属从其盐溶液中置换出来,如Cl2+2Br-2Cl-+Br2,则非金属性:Cl>Br。
4.根据离子的还原性强弱判断
非金属阴离子的还原性越强,元素的非金属性越弱,如还原性:Cl-<I-,非金属性:Cl>I。
【典题示例1】 (2025·辽宁锦州一中期末)能作为氯、溴、碘元素非金属性递变规律的判断依据的是( )
A.Cl2、Br2、I2的熔点
B.HCl、HBr、HI的酸性
C.HCl、HBr、HI的稳定性
D.Cl2、Br2、I2的密度
【典题示例2】 下列事实能说明Cl与O两元素非金属性相对强弱的是( )
A.Cl原子最外层电子数比O多
B.ClO2中氯元素为+4价,氧元素为-2价
C.酸性:HCl>H2O
D.沸点:H2O>HCl
【典题示例3】 元素周期律可以帮助人们认识物质性质,下列基于元素周期律的推断错误的是( )
A.S的非金属性强于Si的,则酸性:H2SO3>H2SiO3
B.Mg的金属性强于Al的,则Mg比Al更易与盐酸反应
C.N的非金属性强于P的,则热稳定性:NH3>PH3
D.Cl的非金属性强于Br的,则Cl2可以从NaBr溶液中置换出Br2
1.下列事实不能说明X元素比Y元素的非金属性强的是( )
①与H2化合时,X单质比Y单质容易
②X的最高价氧化物对应水化物的酸性比Y的最高价氧化物对应水化物的酸性强
③X原子的最外层电子数比Y原子的最外层电子数多
④X单质可以把Y从其氢化物中置换出来
⑤X元素的最高正价比Y的高
⑥气态氢化物溶于水后的酸性:X强于Y
A.②⑤⑥ B.③④⑥
C.①④⑥ D.③⑤⑥
2.下列事实不能用于判断元素的金属性或非金属性强弱的是( )
A.非金属元素气态氢化物的稳定性
B.1 mol金属单质在反应中失去电子的多少
C.溶液中金属间发生的置换反应
D.非金属元素的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱
3.有A、B、C、D、E五种金属元素。在相同条件下,B元素的最高价氧化物对应水化物的碱性比A的弱;A、B单质均可以从C盐溶液中置换出C;D单质可以与冷水剧烈反应并放出氢气;A、B、C、E四种单质分别投入盐酸中,只有E不放出氢气。则五种金属元素的金属性由强到弱的顺序为( )
A.D>B>A>C>E B.D>A>B>C>E
C.A>B>C>E>D D.D>E>B>A>C
4.(2025·重庆巴蜀中学高一月考)下列叙述正确的是( )
A.A和B是元素周期表中同主族的金属元素,A在B的下方,则A肯定比B的金属性强
B.1 mol A与酸反应转移3 mol电子,1 mol B与酸反应转移2 mol电子,可以证明A比B的金属性强
C.H2S比H2CO3的酸性弱,证明C比S的非金属性强
D.元素简单氢化物的沸点X比元素Y的沸点高,能证明元素X比元素Y的非金属性弱
5.根据元素周期表和周期律,可知S的非金属性 (填“>”或“<”)Cl的非金属性,下列表述可以作为此结论的证据的是 (填字母)。
A.比较这两种元素单质的沸点
B.比较这两种元素单质与氢气化合的难易程度
C.S和Cl2分别与Fe反应生成FeS、FeCl3
D.比较这两种元素单质与酸或碱反应的难易程度
3 / 31.原子结构
2.元素周期表
3.元素周期律
4.化学键
应用物质结构、元素周期律的相关知识认识陌生元素
元素周期表被认为是“科学共同的语言”,它的发现使化学学习和研究变得有规律可循,其简洁有序的背后,是众多科学家艰苦奋斗的结果。右图是元素周期表的一部分。
以上诸多元素中,砷和硒是我们生活中经常接触到的元素。
硒是人体必需的微量元素。2 000多年前就有富硒莲子酒,除口感清爽外,还能提高机体免疫力,对结肠癌、肝癌等多种癌症具有明显的抑制和防护作用。
砷是一种微量元素,在身体当中起到比较重要的作用,主要是刺激造血器官,可以抑制皮肤衰老,提高人体的抵抗能力,减少疾病。当然砷微量元素超标以后,会导致细胞发生病理改变,血管的通透性增加,容易产生出血。
【探究1】 从原子结构和化学键的角度认识硒和砷
1.砷有多种同位素原子,其中稳定的核素是73As,它的中子数为 。
2.回答下列关于硒的问题:
(1)硒存在六种天然核素,所含中子数分别为40、42、43、44、46和48。硒的六种天然核素之间是什么关系? 。中子数为44的核素如何表示? 。
(2)已知核内有48个中子的硒元素的一种核素,下列表示该核素的符号正确的是 (填字母)。
ASe BSe CSe DSe
(3)写出H2Se的电子式: ,CS2的结构式: 。
(4)溴化硒是一种重要的电子元件材料,其分子的空间结构如图所示。原子半径大小关系为 ,硒的化合价为 。
【探究2】 从周期表和周期律的角度认识砷和硒
3.已知砷(As)的原子结构示意图为,根据同主族元素性质的递变规律,下列关于As的描述错误的是 (填字母)。
A.位于第四周期第ⅤA族
B.原子半径:r>r
C.酸性:H3AsO4<H3PO4
D.稳定性:AsH3>PH3
4.砷(As)与N、P是同主族元素,远古时期人们就开始开发利用砷的性质,现代技术中砷仍然起着非常重要的作用。下列事实中,能说明As元素的非金属性弱于N元素的是 (填字母)。
A.沸点:AsH3<NH3
B.酸性:H3AsO4<HNO3
C.分解温度:AsH3<NH3
D.相对分子质量:AsH3>NH3
5.结合周期表中的信息,回答下列问题。
(1)砷(As)在周期表中的位置是 。
(2)下列说法正确的是 (填字母)。
a.砷元素的最高化合价为+4价
b.推测砷有多种氧化物
c.元素N的气态氢化物的还原性大于砷的气态氢化物的还原性
6.富硒食品指富含元素硒的食品,具有延缓衰老、抗癌、增强免疫力等作用。下列说法错误的是 (填字母)。
A.硒原子结构示意图为
B.硒元素最高正价与最低负价代数和为4
C.依据元素周期律推测硒化氢的熔、沸点及热稳定性均高于硫化氢
D.硒元素位于金属与非金属分界线附近,推测硒可用作半导体材料
E.微粒半径:r<r
F.Se可以从NaBr溶液中置换出Br2
3 / 3第1课时 原子结构
1.了解原子的表示方法,掌握质量数、质子数、中子数、电子数的相关计算。 2.能从微观角度认识原子的构成,掌握原子核外电子排布规律,能画出1~20号元素的原子结构示意图。
知识点一 原子结构
1.原子的构成
2.质量数
概念 质子和中子的相对质量都近似为1,如果忽略电子的质量,将核内所有 和 的相对质量取近似整数值相加,所得的数值叫做质量数
关系 质量数(A)= (Z)+ (N)
3.原子的表示方法
如作为相对原子质量标准的C表示质子数为 ,质量数为 的碳原子。
【教材挖掘】
教材“核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加”,由此可知,原子的质量数是否就是原子的相对原子质量?
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)原子呈电中性,其质量主要集中在原子核上。( )
(2)相对原子质量就是质量数。( )
(3)微粒中的质子数与核外电子数一定相等。( )
(4)某种氯原子的中子数是18,则其质量数是35,核外电子数是17。( )
2.(2025·泉州第一中学等四校联考)Am+与Bn-具有相同的电子层结构,已知A的原子序数是x,则B元素的原子序数为( )
A.x-m-n B.x+m+n
C.x+m-n D.x-m+n
3.(鲁科版改编题)1956年,美籍华人科学家吴健雄用Co放射源进行实验验证了杨振宁和李政道的重要发现(此发现于1957年获得诺贝尔物理学奖)Co的衰变方程为CoNie-+,其中,是反中微子,它的电荷数为0,静止质量可认为是0。
(1)原子Co,其质子数是 ,电子数是 ,质量数是 ,中子数是 。
(2)在上述衰变方程中,衰变产物Ni的质量数(A)为 ,核电荷数(Z)为 。
易错提醒
(1)对于呈电中性的微粒(如原子或分子),核电荷数=核内质子数=核外电子数。
(2)对于带电离子(如Rm+或Rm-),前者质子数=电子数+m,后者质子数=电子数-m。
知识点二 原子核外电子排布
1.电子层
(1)概述
概念 在含有多个电子的原子里,电子分别在 的区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层,也称作电子层
图示
(2)不同电子层的表示及能量关系
各电子层由内到外 电子层数 1 2 3 4 5 6 7
字母代号 K L M N O P Q
离核远近 由 到
能量高低 由低到高
2.电子分层排布
(1)能量最低原理
核外电子总是优先排布在能量最低的电子层里,然后再由里往外排布在能量逐步升高的电子层里,即按K→L→M→N……顺序排列。
(2)电子层最多能容纳的电子数
①第n层最多能容纳 个电子。如K、L、M、N层最多能容纳的电子数分别为2、8、18、32。
②最外层电子数目不能超过 个(K层为最外层时不能超过2个)。
③次外层最多能容纳的电子数为 个。
3.原子核外电子排布的表示方法
(1)原子结构示意图
①小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核及核内质子数。
②弧线表示电子层。
③弧线内数字表示该层中的电子数。
(2)离子结构示意图
①当主族中的金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时,电子层数减少一层,形成与上一周期的稀有气体元素原子相同的电子层结构。如
MgMg2+
②非金属元素的原子得电子形成简单离子时,形成和同周期的稀有气体元素原子相同的电子层结构。如
SS2-
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)原子的核外电子是分层排布的,每层电子数相同。( )
(2)能量高的电子在离核近的区域内运动。( )
(3)N层为最外层时,最多能容纳32个电子。( )
(4)F原子的核外电子排布为。( )
2.如图为多电子原子的电子层模型示意图。有关描述错误的是( )
A.K层电子的能量高于L层
B.核外电子从K层开始填充
C.L层最多能容纳8个电子
D.原子由原子核与核外电子构成
3.A、B两种原子,A的M电子层比B的M电子层少3个电子,B的L电子层电子数恰为A的L电子层电子数的2倍。A和B分别是( )
A.硅原子和钠原子 B.硼原子和氦原子
C.氯原子和碳原子 D.碳原子和铝原子
4.(鲁科版习题)下列原子结构示意图是否正确?如有错误,指出错误的原因并改正。
(1)F 。
(2)Na 。
(3)Mg 。
(4)Si 。
(5)S 。
1.(苏教版改编题)下列关于原子的说法中,正确的是( )
A.同种元素的原子内质子数相等
B.原子不显电性,说明原子内的质子数等于中子数
C.含有相同中子数的原子,一定是同一种原子
D.原子是最小的粒子,不可再分
2.某+2价阳离子含24个电子,它的质量数为56,则该离子核内中子数是( )
A.24 B.30
C.32 D.34
3.原子核外电子是分层排布的,在不同电子层上运动着的电子能量是不同的。下列电子层上运动的电子能量最低的是( )
A.L层 B.K层
C.N层 D.M层
4.某元素的原子核外有三个电子层,M层的电子数是L层电子数的,则该元素的原子为( )
A.Li B.Al C.Si D.K
5.有某些元素的微粒的电子层结构为,试回答下列问题:
(1)若该微粒代表一种原子,则这种微粒的符号是 。
(2)向该微粒(带负电荷)的盐溶液中加入AgNO3溶液时会出现白色沉淀,则这种微粒的符号是 。
(3)某原子失去一个电子形成该微粒,则这种微粒的符号是 。
(4)某原子得到两个电子形成该微粒,则这种微粒的符号是 。
提示:完成课后作业 第四章 第一节 第1课时
4 / 4学习讲义部分
第一章 物质及其变化
第一节 物质的分类及转化
第1课时 物质的分类
知识点一
【对点训练】
1.(1)× (2)× (3)√ (4)√
解析:(1)金刚石和石墨是碳元素的单质,二者混合为混合物。(2)结晶水合物只有一种成分属于纯净物。(4)K2CO3按金属离子分类是钾盐,按酸根离子分类是碳酸盐,酸根离子含有氧是含氧酸盐。
2.(1)不溶于 钙 碳酸 (2)金刚石和石墨 氧气和臭氧
解析:(1)根据CaCO3可以作摩擦剂的信息可知CaCO3不溶于水。根据金属离子分类,CaCO3属于钙盐、根据酸根离子分类,CaCO3属于碳酸盐。(2)CaCO3组成元素所形成的单质有钙单质、碳元素形成石墨、金刚石和C60等,氧元素的单质有氧气和臭氧等。
知识点二
【对点训练】
1.(1)× (2)× (3)√ (4)√
2.B 酸性氧化物可与水反应生成酸,①不符合题意;与碱性氧化物只生成盐,②符合题意;不与酸反应,③符合题意;与碱反应生成盐和水,④不符合题意。
3.(1)否 CO2、P2O5、SO2、SO3都属于酸性氧化物,CO和H2O既不属于酸性氧化物,也不属于碱性氧化物 (2)盐 酸性 2NaOH+SO2Na2SO3+H2O
解析:(1)CO2、P2O5、SO2、SO3都属于酸性氧化物,CO和H2O既不属于酸性氧化物,也不属于碱性氧化物。(2)Na2SiO3属于盐类。因为SiO2能与碱反应生成盐和水,所以属于酸性氧化物,类比可知SO2与NaOH溶液反应的化学方程式为2NaOH+SO2Na2SO3+H2O。
知识点三
【对点训练】
1.(1)× (2)× (3)× (4)√
解析:(1)氯化钠溶液属于分散系。(2)冰水混合物是纯净物而不是分散系。(3)胶体与其他分散系的本质区别是分散质粒子直径大小。(4)根据分散质和分散剂的状态,可知胶体有固溶胶、气溶胶和液溶胶。
2.①④ ② ③
解析:①分散质KCl溶于水后以离子形式存在,粒子直径小于1 nm,属于溶液;②淀粉分子的直径为1~100 nm,溶于水后,形成的是胶体;③CaCO3不溶于水,形成的是悬浊液;④酒精与水能以任意比例互溶,形成的是溶液。
3.(1)是 (2)Fe(OH)3+3HClFeCl3+3H2O 分散质粒子直径大小不同 (3)丁达尔效应
解析:(1)由题干新制Fe(OH)3胶体的胶团结构图可知,Fe(OH)3胶体粒子中FeO带n个单位正电荷,Cl-带(n-x)个负电荷,即胶体粒子带有电荷。(2)向Fe(OH)3胶体中逐滴滴加稀盐酸后,由于胶体发生聚沉现象而先形成红褐色沉淀,继续加稀盐酸,由于Fe(OH)3能与HCl反应生成FeCl3和H2O,则沉淀又溶解,沉淀溶解时反应的化学方程式是Fe(OH)3+3HClFeCl3+3H2O,若将该红褐色沉淀直接与水混合会形成悬浊液,悬浊液与胶体的本质区别是分散质粒子直径大小不同。
【随堂演练】
1.B 硝酸钾含有钾离子和硝酸根离子,从其阳离子看,属于钾盐,从其阴离子看,属于硝酸盐,也属于含氧酸盐,A、C、D正确;氧化物只含有两种元素,硝酸钾含有三种元素,B错误。
2.D A项,O3中只含有氧元素,因此O3属于单质,错误;B项,O3的相对分子质量为48,没有单位,错误;C项,O3与O2是两种不同的物质,O3转化为O2时发生的变化属于化学变化,错误;D项,O3与O2是氧元素形成的不同性质的单质,二者互为同素异形体,正确。
3.B 油水混合用力搅拌形成乳浊液,活性炭可吸附悬浮物以达到净水的目的,A、C、D项均与胶体无关;鸡蛋清液体属于胶体,胶体具有丁达尔效应,B项与胶体有关。
4.(1)CaO Ca(OH)2 CaCO3 氧化物 碱 盐
(2)CaO+H2OCa(OH)2
(3)碱性 CaO+2HClCaCl2+H2O
第2课时 物质的转化
知识点一
【对点训练】
1.(1)√ (2)√ (3)× (4)×
解析:酸具有通性的原因是溶液中均有H+;HCl和BaCl2混合无沉淀、气体或水生成,二者不反应;Na2CO3由金属离子和酸根离子构成,属于盐。
2.B 盐和盐反应能生成两种新盐,A可能;碱性氧化物和水反应生成相应的碱,只生成一种物质,B不可能;酸和碱反应生成盐和水,C可能;碱和酸性氧化物反应生成盐和水,D可能。
知识点二
【对点训练】
1.(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)×
解析:(2)分解反应如氯酸钾分解制氧气、化合反应如氧化钙和CO2反应生成CaCO3、置换反应如Fe和硫酸铜溶液反应生成FeSO4、复分解反应如Na2CO3+CaCl22NaCl+CaCO3↓都能生成盐。(4)如碳与O2反应得到的CO不是酸性氧化物。(5)碱性氧化物如CuO,酸性氧化物如SiO2都不能与水反应。
2.(1)Mg+2HClMgCl2+H2↑
(2)Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O
(3)MgCO3+2HClMgCl2+CO2↑+H2O
(4)MgSO4+BaCl2MgCl2+BaSO4↓
(5)MgO+2HClMgCl2+H2O
【随堂演练】
1.A CO2是酸性氧化物,不能与H2SO4发生反应,可以与碱性氧化物CaO反应生成CaCO3,能够与水反应产生H2CO3,能够与碱NaOH发生反应产生Na2CO3、H2O。
2.D 氯化锌和稀硫酸不反应,不能生成锌,A错误;氯化钠和稀硫酸不反应,不能生成硫酸钠,B错误;CO2和稀硫酸不反应,不能生成碳酸钙,C错误;氧化铜为碱性氧化物,和稀硫酸反应生成硫酸铜和水,D正确。
3.B 酸性氧化物和碱性氧化物反应生成含氧酸盐,如CO2+CaOCaCO3,生成盐的同时不能生成水,选B。
4.(1)红 (2)MgO+H2SO4MgSO4+H2O 复分解 Fe+H2SO4FeSO4+H2↑ 置换
(3)CO2+2NaOHNa2CO3+H2O或
CO2+NaOHNaHCO3
MgCO3+H2SO4MgSO4+CO2↑+H2O
解析:(1)石蕊溶液遇酸溶液变红。(2)金属氧化物为氧化镁,酸为稀硫酸,①反应方程式为MgO+H2SO4MgSO4+H2O,属于复分解反应;10种物质中酸为稀硫酸,铁片为金属,②反应方程式为Fe+H2SO4FeSO4+H2↑,属于置换反应。(3)10种物质中碱为氢氧化钠,二氧化碳为可以和氢氧化钠反应的非金属氧化物,③反应的化学方程式为CO2+2NaOHNa2CO3+H2O或CO2+NaOHNaHCO3。盐为碳酸镁,酸为稀硫酸,④反应的化学方程式为MgCO3+H2SO4MgSO4+CO2↑+H2O。
第二节 离子反应
第1课时 电解质的电离
知识点一
【对点训练】
1.C A项,在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物是电解质,错误;B项,电解质不一定易溶于水,错误;C项,电解质溶于水后能产生自由移动的水合离子,正确;D项,有的电解质在水溶液中可以电离,有的电解质在熔融状态下电离,错误。
2.(1)②④⑥⑨ ①⑦⑨⑩ (2)①③⑦⑨⑩ ⑤⑧
知识点二
【对点训练】
1.(1)× (2)× (3)× (4)√
2.(1)NaHSO4Na++H++S
(2)NaHSO4(熔融)Na++HS (3)bc
【随堂演练】
1.A 氯化钠是电解质,溶于水可以导电;乙醇、葡萄糖为非电解质,碘是单质,既不是电解质也不是非电解质。
2.D NaCl溶液是混合物,既不是电解质也不是非电解质,A错误;NaCl在水分子的作用下电离出可以自由移动的水合离子,而不是在通电的条件下电离,B错误;NaCl固体中存在阴、阳离子,但是阴、阳离子不能自由移动,所以不导电,C错误;同一温度下,将乙中的NaCl溶液换成单位体积内离子数目相等的KCl溶液,溶液中电荷数不变,溶液导电性不变,D正确。
3.A 向一定体积的Ba(OH)2溶液中逐滴加入稀硫酸,生成硫酸钡和水,AB段溶液的导电能力不断减弱,是因为生成BaSO4的溶解度较小,电离出的离子比较少,且BaSO4本身属于盐,是电解质,A错误;导电能力越强,单位体积内离子数目越多,B处的导电能力约为0,说明溶液中几乎没有自由移动的离子,B正确;BC段为过量的硫酸电离产生氢离子和硫酸根离子,导致溶液中单位体积内自由移动离子数目变大,导电能力增强,C正确;若将稀硫酸改为MgSO4溶液,MgSO4溶液和氢氧化钡溶液反应生成氢氧化镁沉淀和硫酸钡沉淀,导电能力变化趋势与题图相同,D正确。
4.(1)HClO4 Ba(OH)2 Fe2(SO4)3、KHSO4
(2)①纯碱 ②Na2CO32Na++C
解析:(1)根据酸、碱、盐的概念判断。(2)①纯碱的化学式为Na2CO3,属于盐,不是碱;②Na2CO3是电解质,电离方程式为Na2CO32Na++C。
第2课时 离子反应
知识点一
【对点训练】
1.(1)× (2)√ (3)× (4)×
解析:(4)如氢气和氧气燃烧生成水不是离子反应。
2.(1)S 因为能与OH-反应的离子,其数目均会减少,Cu2+、Fe3+、H+均可以与OH-反应;而S不与OH-反应,离子数目不会减少。
(2)①能 H+和OH- ②能 Cu2+和OH- ③能 C和Ba2+ ④能 Zn和H+
知识点二
【对点训练】
1.B 碳酸钙与盐酸反应,离子方程式为2H++CaCO3Ca2++H2O+CO2↑;二氧化碳与酸溶液不能发生反应;盐酸与可溶性银盐溶液反应,离子方程式为Cl-+Ag+AgCl↓。
2.D A项,铁粉与稀硫酸反应生成硫酸亚铁,离子方程式为Fe+2H+Fe2++H2↑;B项,电荷不守恒,应为2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑;C项,醋酸是弱酸,正确的离子方程式为CaCO3+2CH3COOHCa2++2CH3COO-+CO2↑+H2O。
【随堂演练】
1.C A项,二者不能反应;B项,属于置换反应也是离子反应;C项,固体混合物的反应,不属于离子反应;D项,属于离子反应。
2.A 由题给离子方程式知,相应的H+对应的电解质一定是强酸或强酸的酸式盐,故排除⑤CH3COOH;另外,生成物中的Ba2+不能与酸根离子反应生成沉淀,由于Ba2+能与S反应生成BaSO4白色沉淀,从而排除②H2SO4和④NaHSO4。
3.D A项,醋酸为弱酸,反应中应保留化学式;B项,氢氧化铜为难溶物,反应中应保留化学式;C项,二者反应实质为HC与OH-反应生成水和碳酸根离子,离子方程式为OH-+HCH2O+C;D项,Ba(OH)2溶液和HCl溶液反应实质为H+与OH-反应生成水,可以用H++OH-H2O表示。
4.(1)①2Al+6H+3H2↑+2Al3+
②Al3++3OH-Al(OH)3↓
(2)①Al(OH)3+OH-[Al(OH)4]-
②Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3N
解析:(1)①Al与稀盐酸反应生成AlCl3与H2,离子方程式为2Al+6H+3H2↑+2Al3+;
②AlCl3与NaOH溶液反应生成Al(OH)3与NaCl,离子方程式为Al3++3OH-Al(OH)3↓。
(2)②AlCl3与NH3·H2O反应生成Al(OH)3,根据原子守恒判断出另一产物为氯化铵(NH4Cl),故离子方程式为Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3N。
拓展专题1 离子反应的综合应用
【典题示例1】 B A项,含Fe3+的溶液呈棕黄色;B项,使石蕊变红色的溶液呈酸性,H+与N、Cl-、K+、S都不能发生反应,N、Cl-、K+、S相互间也不能反应,能大量共存;C项,Ba2+和C能反应生成BaCO3沉淀而不能大量共存;D项,加入NaOH固体,OH-能与Cu2+反应生成Cu(OH)2沉淀而不能大量共存。
【对点训练】
1.D A项,Mg2+与OH-反应不能大量共存;B项,Ba2+与S反应不能大量共存;C项,HC与OH-反应不能大量共存;D项,K+、Cu2+、N任意两种离子均不能反应,能大量共存。
2.D pH=1的溶液中存在大量H+,HC会和H+反应,不能大量共存,A错误;加酚酞显红色的溶液呈碱性,Ba2+和S生成沉淀,不能大量共存,B错误;含有大量S的溶液中Ca2+和S能生成CaSO4微溶物,不能共存,C错误。
3.(1)BD (2)H+、Cu2+减少
解析:(1)Ag+和Cl-会反应生成沉淀,C和H+反应生成二氧化碳气体,故不可能大量存在。(2)将该废水调节至碱性,原废水中存在的H+会减少,Cu2+会生成氢氧化铜沉淀而减少。
【典题示例2】 B 溶液无色可知一定不含Cu2+(蓝色);滴加2~3滴紫色石蕊溶液,溶液变为红色,一定含有H+,则一定不含有能与H+反应的HC、C;向溶液中滴加氯化钡溶液和稀盐酸,有白色沉淀生成,则一定含有S,注意本步引入Cl-,则无法确认原溶液是否含有Cl-;将(2)中所得沉淀过滤,向滤液中加入硝酸银溶液和稀硝酸,有白色沉淀生成,该沉淀是AgCl,但无法确认原溶液是否含有Cl-;根据“每种离子的数目均相等”结合电荷守恒原则,则原溶液中一定含有阳离子Na+,进一步确定原溶液一定不含Cl-;故原溶液肯定含有的离子是①②⑥。
【对点训练】
1.B 在乙厂取水样进行检测显碱性,说明乙厂含有氢氧根离子,则Cu2+、Ag+在甲厂;甲、乙两个化工厂排放的废水中各含有三种离子,又Ag+与Cl-不能大量共存,故推断甲厂含有Cu2+、Ag+、N,乙厂含有K+、OH-、Cl-,A、C正确,B错误;甲、乙两厂废水混合会产生AgCl、Cu(OH)2沉淀,D正确。
2.C ①将少量粉末加入水中,振荡,有白色沉淀生成,该沉淀是碳酸钡或碳酸钙,一定含有K2CO3,至少含有Ba(NO3)2和CaCl2中的一种;②向①的悬浊液中加入过量稀硝酸,白色沉淀消失,并有气泡产生,说明含有碳酸根离子;③取少量②的溶液滴入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,该沉淀一定是AgCl,故确定原溶液含有Cl-。根据以上分析,原固体混合物中肯定含有K2CO3、CaCl2,可能含有Ba(NO3)2。
3.(1)C (2)Mg2++2OH-Mg(OH)2↓ (3)Na+ (4)H+、Mg2+、N
解析:(1)C可与强酸反应生成CO2,溶液呈强酸性时,C不能存在。(2)加入NaOH溶液至溶液呈碱性,生成白色沉淀,说明溶液中含有Mg2+,反应的离子方程式为Mg2++2OH-Mg(OH)2↓。(3)溶液中不存在C,存在H+、Mg2+,根据溶液呈电中性,还存在N,没有信息可以确定是否存在Na+,故该溶液中可能存在的离子为Na+。
4.(1)H+、C (2)滴加足量稀盐酸产生CO2,则溶液中可能含有C、HC中的一种或两种,则原溶液中不含H+
(3)根据电中性原则,溶液中一定含有K+或Na+,再根据电荷守恒,溶液中一定同时含有K+和Na+
(4)HC+H+H2O+CO2↑
(5)Ca2++2OH-+CO2CaCO3↓+H2O
(6)Ag++Cl-AgCl↓ (7)取少量溶液于试管中,加入CaCl2(或BaCl2)溶液,产生白色沉淀,再加入稀盐酸,白色沉淀溶解并产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体
解析:依据气体X与澄清石灰水反应得到沉淀Y,说明原溶液中可能含有C、HC中的一种或两种,则原溶液中没有H+,依据有白色沉淀Z产生,说明原溶液中含有Cl-,又因为原溶液中含有的各种离子的数目相等,且溶液呈电中性,则原溶液中不含H+、C,含有Na+、K+、HC、Cl-。(3)根据电中性原则,溶液中一定含有K+或Na+,再根据电荷守恒,溶液中一定同时含有K+和Na+。(4)产生气体X的离子方程式为HC+H+H2O+CO2↑。(5)产生白色沉淀Y的离子方程式为Ca2++2OH-+CO2CaCO3↓+H2O。(6)产生白色沉淀Z的离子方程式为Ag++Cl-AgCl↓。
第三节 氧化还原反应
第1课时 氧化还原反应
知识点一
【对点训练】
1.(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)×
2.B 题给反应中,镁元素化合价升高,发生氧化反应,Mg被氧化,钛元素化合价降低,得到电子发生还原反应,氯元素化合价没有发生变化。
3.(1)①② (2)⑤ (3)⑥ (4)③
解析:根据元素化合价变化判断是否属于氧化还原反应,根据化学反应中反应物和生成物的类别及反应形式判断基本反应类型。
知识点二
【对点训练】
1.A B项,Cu失电子,H2SO4中的硫元素得到电子,箭头方向应该由Cu指向S,错误;C项,2个Na共失去2个电子,错误;D项,转移电子总数为10,且KI中I-失电子,KMnO4中Mn元素得到电子,箭头方向应该由I指向Mn,错误。
2.(1)Cu N Cu HNO3
(2)
(3)
解析:由化学方程式可知铜元素化合价升高,从0价变为+2价,被氧化;部分氮元素化合价降低,从+5价变为+2价,被还原;故Cu发生氧化反应,HNO3发生还原反应。
【随堂演练】
1.A 钟乳石的形成过程为碳酸钙和二氧化碳、水的反应,元素化合价不发生变化,因此不涉及氧化还原反应。
2.A 反应前后元素的化合价有变化的反应一定是氧化还原反应,但不一定有氧的得失,A正确,B错误;Fe3+转化为Fe2+,铁元素的化合价降低,发生的是还原反应,C错误;元素化合价升高发生的是氧化反应,D错误。
3.B Fe元素失去电子,氯元素得到电子,箭头应从氯化亚铁中Fe元素指向氯气中Cl元素,A错误;过氧化氢分解时,部分氧元素失去电子,化合价升高,被氧化为氧气,部分氧元素得到电子,化合价降低,被还原为H2O,反应中转移2e-,电子转移方向和数目表示正确,B正确;碳元素失去2×2e-,化合价升高,氧元素得到2×2e-,化合价降低,得、失标注及电子数目均错误,C错误;钠元素失去电子,氯元素得到电子,箭头应从金属钠指向氯气,D错误。
4.(1)不是 O2
(2)15∶14 (3)4
解析:(1)CO和NO在催化剂的作用下发生反应,生成CO2和N2,化学方程式为2CO+2NO2CO2+N2。(2)CO中C的化合价升高,被氧化;NO中N的化合价降低,被还原;被还原的物质与被氧化的物质的质量之比为15∶14。(3)反应过程中每生成1分子N2,转移4个电子。
第2课时 氧化剂和还原剂
知识点一
【对点训练】
1.(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√
2.② ③
解析:①反应中,SO2中硫元素反应后化合价没有变化,该反应不是氧化还原反应;②反应中,SO2中硫元素反应后化合价降低,SO2作氧化剂;③反应中,SO2中硫元素反应后化合价升高,SO2作还原剂。
3.(1)D (2)F (3)C (4)E (5)B (6)A
解析:在氧化还原反应中氧化剂得到电子,元素化合价降低,生成还原产物;还原剂失去电子,元素化合价升高,生成氧化产物。解答本题首先标出元素化合价,然后根据化合价变化情况作答。
知识点二
【对点训练】
1.D 在氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性。
2.(1)不能 (2)Fe2+ Br- (3)S2-+Cl2S↓+2Cl- 2Br-+Cl2Br2+2Cl- (4)不能
解析:(1)根据还原性:I->Fe2+知,Fe3+与I-在水溶液中会发生反应生成I2和Fe2+,不能大量共存。(2)将Cl2通入FeBr2溶液中,由于还原性:Fe2+>Br-,Cl2应先氧化Fe2+,再氧化Br-。(3)氯气先和还原性强的S2-反应,然后再和Br-反应。(4)不能。氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,氧化性:Fe3+<Br2,该反应不能发生。
【随堂演练】
1.A 常用作氧化剂的有O2、Cl2、浓硫酸、HNO3、KMnO4、FeCl3等,常用作还原剂的有C、H2、CO、Zn、Al、Fe等。
2.D 溴化钠参加反应后溴元素的化合价升高,被氧化,为还原剂。
3.B A项,KMnO4加热分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气,KMnO4→MnO2不需要加入氧化剂;B项,Cu→Cu(NO3)2,铜元素化合价升高,需要加入氧化剂才能实现;C项,H2SO4→BaSO4,元素化合价不变,属于非氧化还原反应;D项,Fe2O3→Fe,铁元素化合价降低,需要加入还原剂才能实现。
4.(1)C ABE (2)D AB
解析:(1)所含元素具有最高价态的微粒只有氧化性,所含元素具有最低价态的微粒只有还原性。(2)Cl2→Cl-,可以加还原剂使Cl2被还原生成Cl-;H+→H2,必须加还原剂使H+被还原生成H2;C→CO2,没有元素的化合价发生变化;SO2→SO3,必须加氧化剂使SO2被氧化生成SO3。
第3课时 氧化还原反应的配平和计算
知识点一
【典题示例1】 (1)2 10 8 1 2 5 8
(2)5 2 1 5 1 1 1 (3)4 7 2 4
【典题示例2】 (1)3 6 2 1 3 (2)2 2 3
(3)1 6 1 3 3
【典题示例3】 (1)2 1 2 2 1 4 (2)5 2 16 10 2 8
【典题示例4】 (1)2 5 6H+ 2 5 8 (2)3 2 4OH- 3 2 5 (3)5 2 4 5 1 8H+
【典题示例5】 (1)K2Cr2O7+14HCl3Cl2↑+2KCl+2CrCl3+7H2O
(2)Cr2+3HS+5H+2Cr3++3S+4H2O
【对点训练】
1.(1)1 1 2 1 2 (2)1 2 1 1 2
(3)1 5 8 1 5 4
2.(1)4Ag+2H2S+O22Ag2S+2H2O
(2)2NaClO3+H2O2+H2SO42ClO2↑+Na2SO4+O2↑+2H2O
(3)Fe2++N+2H+Fe3++NO↑+H2O
解析:(1)根据题中信息,反应中H2S中的H元素和S元素的化合价均未发生改变,Ag→Ag2S,Ag化合价由0价升高到+1价,而O2中氧元素只能由0价降低为-2价生成水,可以写出Ag+H2S+O2Ag2S+H2O,根据化合价升高和降低总数相等配平得到4Ag+2H2S+O22Ag2S+2H2O。(2)根据题目信息,反应中:NaO3→O2,Cl元素化合价降低,则必有H2O2被氧化:H2→,O元素化合价升高,根据化合价升高和降低总数相等、原子守恒可以写出:2NaClO3+H2O2+H2SO42ClO2↑+Na2SO4+O2↑+2H2O。(3)NaNO2中N化合价为+3价,根据题意反应后生成NO,N化合价降低为+2价,根据化合价变化先配平为Fe2++NFe3++NO,根据电荷守恒在左边加上H+得Fe2++N+2H+Fe3++NO,最后根据质量守恒得到Fe2++N+2H+Fe3++NO↑+H2O。
知识点二
【对点训练】
1.A 根据题意,Cl2+NaOHNaCl+NaClO+NaClO3+H2O,其中NaClO与NaClO3的个数之比为4∶1,氯气中0价的氯失1个电子变成NaClO,失去5个电子变成NaClO3,失电子总数为 1×4+5=9;氯气中0价的氯得1个电子变成NaCl,由得失电子守恒,共生成9个NaCl,则溶液中NaCl与NaClO3的个数之比为9∶1。
2.+3
解析:
【随堂演练】
1.C NaNO2中Na元素为+1价,O元素为-2价,设N元素的化合价为x,化合物中正、负化合价代数和为零,则有(+1)+x+(-2)×2=0,解得x=+3。
2.B Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+S ↓+SO2↑+H2O,Na2S2O3中的S的平均化合价为+2价,其分别转化为S(0价)和SO2(+4价),故其既是氧化剂又是还原剂,1个Na2S2O3发生反应,要转移2 个电子,B正确,D错误;H2SO4所含元素的化合价均未发生变化,故其没有发生还原反应,A错误;该反应的氧化产物是SO2,还原产物为S,氧化产物与还原产物的分子个数之比为1∶1,C错误。
3.C 反应中,KIO3中I元素的化合价从+5价降低到0价,KI中I元素的化合价从-1价升高到0价,配平化学方程式为KIO3+5KI+6HCl3I2+6KCl+3H2O;KI为还原剂,KIO3为氧化剂被还原,反应中每生成3个I2分子,转移5个电子。
4.D 该反应为归中反应,NH3中氮元素从-3价升高至0价,氮元素被氧化,NO2中氮元素从+4价降低至0价,得到电子,依据反应关系,还原剂与氧化剂的分子个数之比为4∶3,氧化产物与还原产物的质量之比为4∶3,A、B、C错误,D正确。
5.(1)Fe2O3 (2)Cl+6H++5Cl-3Cl2 ↑+3H2O
5∶1 (3)3 2 10 2 3 5
解析:(1)该反应中铁元素的化合价由+3价变为0价,化合价降低,故Fe2O3是氧化剂。(2)在该反应所涉及的物质中,氯气是单质、水是弱电解质,不能拆,其他的物质都可以拆,故离子方程式为Cl+6H++5Cl-3Cl2 ↑+3H2O;在该反应中,6个HCl中的5个HCl被氧化,KClO3中的氯元素化合价降低,被还原,故被氧化和被还原的氯原子的个数之比为5∶1。(3)Fe元素化合价由+3价升高为+6价,Cl元素化合价由+1价降低为-1价,根据得失电子守恒、电荷守恒、质量守恒,配平离子方程式为3ClO-+2Fe3++10OH-2Fe+3Cl-+5H2O。
拓展专题2 氧化还原反应的基本规律
【典题示例1】 A X是氧化剂,H2O2是还原剂,H2O2将X还原,反应中H2O2变成O2,O元素的化合价由-1价升高为0价,则X元素的化合价降低,设X元素在还原产物中的化合价为+x价,由得失电子守恒可知,2×=5×2×[0-],解得x=+2。
【典题示例2】 (1)2∶3 (2)+3价
解析:第一步:标变价元素的化合价,找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物;第二步:找准一个原子或离子的得失电子数(注意化学式中粒子的个数);第三步:根据氧化剂个数×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)=还原剂个数×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)进行计算。
【典题示例3】 (1)cab (2)①可能,反应物中的氮元素为+2价、+5价,生成物中为+3价,符合归中规律。②不可能,反应物中的氮元素为-3价、+2价,生成物中为+3价,N元素的化合价只升不降。③可能,反应物中的氮元素为+4价,生成物中为+3价、+5价,符合歧化规律。
【典题示例4】 (1)S2->I->Br->Cl- (2)Cl2>Br2>I2>S (3)能 (4)能
解析:(1)根据同一氧化还原反应中还原剂的还原性强于还原产物的还原性知,由反应①得还原性:Br->Cl-,由反应②得还原性:I->Br-,由反应③得还原性:S2->I-,即还原性:S2->I->Br->Cl-。(2)根据同一氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性知,由反应①得氧化性:Cl2>Br2,由反应②得氧化性:Br2>I2,由反应③得氧化性:I2>S,故氧化性由强到弱的顺序为Cl2>Br2>I2>S。(3)由(2)知氧化性:Cl2>S,故Cl2与Na2S能发生反应:Cl2+Na2S2NaCl+S↓。(4)氧化性:Cl2>I2,则I2与NaCl不能反应,故I2与NaCl可以共存。
【典题示例5】 C 由题给信息可知,氧化性:Mn>Cl2>Fe3+>I2,还原性:I->Fe2+>Cl->Mn2+。Cl2能将Fe2+、I-氧化,A不符合题意;KMnO4能将Fe2+、I-和Cl-氧化,B不符合题意;FeCl3能氧化I-而不氧化Fe2+和Cl-,C符合题意;HCl与三种离子均不反应,D不符合题意。
【对点训练】
1.B 在反应3NO2+H2O2HNO3+NO中,NO2既作还原剂又作氧化剂,每3个NO2发生反应,有2个NO2失去电子被氧化为HNO3,有1个NO2得到电子被还原成NO,反应过程中转移2个电子,则当有2e-转移时,被氧化的物质与被还原的物质的个数比是2∶1。
2.C A项,该反应中SO2为还原剂,还原性强弱为SO2>Fe2+,与已知的还原性强弱一致,反应能发生;B项,该反应中SO2为还原剂,还原性强弱为SO2>I-,与已知的还原性强弱一致,反应能发生;C项,若该反应发生,S元素的化合价降低,O元素的化合价升高,则H2O2为还原剂,还原性强弱为H2O2>SO2,与已知的还原性强弱矛盾,反应不能发生;D项,反应中Fe2+为还原剂,还原性强弱为Cl-<Fe2+,与已知的还原性强弱一致,反应能发生。
3.B 已知反应中氯元素的化合价:+1价升高到+5价和降低到-1价,符合歧化规律。既然NaClO2也能发生类似的反应,则氯元素的化合价应既有升高,也有降低,A中氯元素化合价均降低,D中氯元素化合价均升高;B、C与题意相符,根据已知反应可知,C中NaClO不是最终产物,B正确。
4.C 题给反应中,氯元素化合价由+1价降低为-1价,ClO-作氧化剂,铁元素化合价由+3价升高到+6价,Fe3+作还原剂,氧化剂的氧化性强于还原剂的氧化性,所以氧化性:ClO->Fe3+,A错误;由A项分析可知,还原性:ClO-<Fe3+,B错误;铁元素化合价升高被氧化,生成的Fe为氧化产物,C正确;Fe3+作还原剂,D错误。
5.B 由图可知,金属M加入到含有X2+、Y2+、Z2+三种金属离子的混合溶液中,被还原的金属离子的顺序为Y2+、X2+、Z2+,说明氧化性:Y2+>X2+>Z2+>M2+,A错误;由于氧化性:Y2+>X2+>Z2+>M2+,故还原性:Y<X<Z<M,还原性最强的为M,B正确;根据氧化还原反应的发生规律: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,可判断反应Y+Z2+Y2++Z不能发生,反应X+Y2+X2++Y能发生,C、D错误。
6.(1)+3价 (2)氧化性 溶液褪色 KMnO4>NaNO2>Fe3+
(3)C (4)0.69 是
解析:(1)NaNO2中Na元素为+1价,O元素为-2价,根据化合物中元素化合价代数和为零可知N元素的化合价是+3价。(2)实验①溶液变黄色,说明Fe2+被N氧化为Fe3+,说明NaNO2具有氧化性;实验②验证酸化的高锰酸钾溶液被N还原褪色,说明NaNO2具有还原性。由实验①②可知,KMnO4可以氧化N,N可以氧化Fe2+,可知Fe3+、NaNO2、KMnO4的氧化性由强到弱的顺序为KMnO4>NaNO2>Fe3+。(3)使NaNO2转化为无毒无污染的N2,N元素由+3价下降到0价,需要加入还原剂,可以选择NH4Cl,HNO3、N2O、NO2中N元素的化合价均高于0,不能实现该转化。(4)根据得失电子守恒,根据元素化合价升高和降低的总数相等可得出:2NaNO2~2KI,共消耗KI的质量为0.83×10-3 g,NaNO2的质量为0.345×10-3 g,则500 mL废水中含有NaNO2的含量为6.9×10-4 g·L-1=0.69 mg·L-1<2 mg·L-1,该工厂排放的废水中NaNO2的含量达标。
章末整合提升
【主题探究】
【探究1】
提示:(1)Ca+H2SO4CaSO4+2H2O。
SO2+2OH-S+H2O。
(2)Na2S属于盐、钠盐(或正盐、硫化物等)。。氧化剂是O2,还原剂是Na2S。
【探究2】
提示:(1)KMnO4或Cl2。根据氧化还原反应的强弱规律可知,KMnO4或Cl2可将H2S氧化为无毒的硫酸或硫酸盐,再进一步处理。
(2)H2O2浓度小时:H2S+H2O2S↓+2H2O;
H2O2浓度大时:H2S+4H2O2H2SO4+4H2O。
【探究3】
提示:(1)4Fe+10H2O4Fe+8OH-+3O2↑。吸附性。
(2)不会。H2O2既有氧化性又有还原性,由于氧化性:K2FeO4>H2O2,故K2FeO4和H2O2同时加入含硫污水中,两者会发生氧化还原反应,处理污水的效果减弱。
【针对训练】
1.(1)CuSO4 HCl (2)Cu+2H+Cu2++2H2O (3)Cu (4)2H++CH2O+CO2↑
解析:甲处河水无色、澄清,则一定不含Cu2+;乙处河水呈蓝色浑浊状,说明含有Cu2+,且甲处含有OH-,单独取少量乙工厂废液加适量氯化钡溶液,出现白色沉淀,且该沉淀在过量稀盐酸中不溶解,所以乙工厂废液中主要溶质为CuSO4;浑浊河水流经丙处时又变澄清,则丙处含有H+,而H+与C不共存,所以丙工厂废液中主要溶质为HCl;丁处河水产生气泡,河水仍澄清,说明丁工厂废液中所含主要阴离子为C,甲、丁工厂废液中阳离子不确定,Na+和K+都有可能。(1)乙工厂废液中主要溶质为CuSO4,丙工厂废液中主要溶质为HCl。(2)乙处产生的浑浊物为Cu,与丙处HCl反应又变澄清,离子方程式为Cu+2H+Cu2++2H2O。(3)甲工厂和乙工厂中废液混合后可以得到Cu沉淀,处理后可以回收Cu。(4)丙工厂废液中含有HCl,丁工厂废液中含有C,二者混合可以生成CO2,离子方程式为2H++CH2O+CO2↑。
2.(1)2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O
(2)吸附溶解在水中的杂质,并除去水中的异味
解析:由题给流程可知,向含Cr3+、Fe2+的酸性废水中加入H2O2溶液后,Fe2+被氧化为Fe3+,然后加入NaOH溶液调节pH=8,Cr3+和Fe3+分别转化为Cr、Fe沉淀析出,过滤后用钠离子交换树脂除去滤液中的阳离子,然后加入盐酸调节pH=7,最后用活性炭吸附水中的杂质,并除去水中的异味,可得到用于日常生活的净化水。
3.(1)B (2)H+、Cu2+ (3)①Na2CO3 Na+、N ②过滤
漏斗、烧杯、玻璃棒 ③BaCO3+2H+Ba2++H2O+CO2↑
解析:(3)废水呈酸性,且其中含有大量Na+、Cu2+、S、Cl-、N,欲除去废水样品中的Cu2+和S,最终得到中性溶液,从题给方案流程知,试剂a为NaOH溶液,加入NaOH溶液除了中和氢离子,还产生氢氧化铜沉淀,过滤后,溶液1中含OH-、Na+、S、Cl-和N,试剂b为氯化钡或硝酸钡溶液,过量的钡离子用Na2CO3溶液除去,故试剂c为Na2CO3溶液;过滤后,白色沉淀2为硫酸钡和碳酸钡的混合物,溶液2中含OH-、Na+、Cl-、N和C,再加入适量盐酸即可得到中性溶液。
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
第一节 钠及其化合物
第1课时 活泼的金属单质——钠氧化钠和过氧化钠
知识点一
【对点训练】
1.(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√
2.D 钠也可以保存在石蜡油中。
3.A 进行该实验时要佩戴护目镜,同时要防止扎伤或割伤,A正确;钠的密度小于水,应该浮在水面上,B错误;钠和水反应生成氢氧化钠,溶液中滴入石蕊溶液变蓝,C错误;钠是一种比较活泼的金属,剩余的金属钠应该放回原试剂瓶中,D错误。
4.A 钠与盐溶液反应时,先和水反应生成NaOH和H2。A项,生成的NaOH和NaNO3 不反应;B项,钠与水反应时消耗了饱和食盐水中的水,有食盐晶体析出;C项,生成的NaOH和MgCl2反应生成Mg(OH)2沉淀;D项,生成的NaOH和 CuSO4反应生成Cu(OH)2 沉淀。
5.A Na先与CuSO4溶液中的水反应,不会有Cu单质生成,A错误;该反应放热,D项正确。
知识点二
【对点训练】
1.(1)√ (2)× (3)× (4)×
2.D ①Na2O2能和水反应生成氢氧化钠和氧气,为过氧化物,不是碱性氧化物,错误;②Na2O与CO2发生化合反应生成Na2CO3,Na2O2与CO2发生氧化还原反应生成O2,不符合置换反应的定义,错误;③Na2O是白色物质,Na2O2是淡黄色物质,错误;④Na2O2可与水、二氧化碳反应生成氧气,可作供氧剂,而Na2O不行,正确;⑤Na2O2和CO2反应中,过氧化钠既是氧化剂又是还原剂,正确。
3.C 由2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2可知,44 g二氧化碳与过氧化钠反应时,固体增重相当于28 g,放出氧气的质量=44 g-28 g=16 g;由2H2O+2Na2O24NaOH+O2↑可知,18 g水蒸气与过氧化钠反应时,固体增重2 g,放出氧气的质量=18 g-2 g=16 g。设原混合气体中二氧化碳、水蒸气的质量分别为x、y,则:①x+y=11.6 g、②+=3.6 g,解得x=4.4 g,y=7.2 g。二氧化碳与水蒸气的分子个数之比为1∶4,A错误;二氧化碳与水蒸气的质量之比为4.4∶7.2=11∶18,B错误;生成氧气的质量为11.6 g-3.6 g=8 g,C正确;参加反应的过氧化钠的质量是39 g,D错误。
4.(1)CaCO3+2H+Ca2++H2O+CO2↑
(2)除去挥发的HCl
(3)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2、
2Na2O2+2H2O4NaOH+O2 ↑
(4)O2 将带火星的木条伸入集气瓶,观察木条是否复燃
解析:(1)A装置中盐酸与大理石反应生成二氧化碳,反应的离子方程式为CaCO3+2H+Ca2++H2O+CO2↑。(2)B装置中HCl杂质与碳酸氢钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水,从而除去HCl。(3)装置C为二氧化碳或水与过氧化钠反应生成氧气,反应的化学方程式为2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 、2Na2O2+2H2O4NaOH+O2 ↑。
【随堂演练】
1.B 钠易和氧气、水反应,要密封保存,钠的密度大于煤油,且和煤油不反应,可以保存在煤油中,A正确;钠是银白色金属,可以用小刀切,硬度小,B错误;钠原子最外层有1个电子,所以在化学反应中钠易失去电子而表现出还原性,C正确;钠在常温下和氧气反应生成氧化钠,在点燃条件下和氧气反应生成淡黄色的过氧化钠,D正确。
2.B 金属钠的硬度较小,熔点较低,A、D错误;金属钠在空气中加热时,剧烈燃烧,生成过氧化钠,B正确,C错误。
3.A A项,氧化钠、过氧化钠与水反应都生成NaOH,正确;B项,氧化钠中氧元素为-2价,过氧化钠中氧元素为-1价,错误;C项,Na2O中含有2个Na+和1个,Na2O2中含有2个Na+和1个,二者阴、阳离子个数比相同,错误;D项,过氧化钠是淡黄色固体,错误。
4.D 金属钠着火时,应用干燥沙土盖灭,A错误;将少量钠投入氯化镁溶液中,金属钠先与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠再与氯化镁溶液反应生成白色沉淀,无法得到金属镁,B错误;过氧化钠属于过氧化物,不是碱性氧化物,C项错误。
5.(1)过氧化钠与水反应放热,且有氧气产生
(2)2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2
既作氧化剂,又作还原剂 2
解析:(2)两个反应中Na2O2中的O元素化合价从-1价部分升高到0价,部分降低到-2价,Na2O2是氧化剂,也是还原剂;根据方程式可知,过氧化钠与水反应,导致过氧化钠增重相当于和水分子个数相等的氢气的质量,则每18 g H2O与足量Na2O2反应,则固体增重2 g。
第2课时 碳酸钠和碳酸氢钠 焰色试验
知识点一
【对点训练】
1.(1)× (2)√ (3)√
2.B A项,热稳定性:Na2CO3>NaHCO3,正确;B项,澄清石灰水与Na2CO3和NaHCO3溶液反应均产生白色沉淀,不能鉴别,错误;C项,Na2CO3与NaHCO3之间可以相互转化,正确;D项,由Na2CO3+2HCl2NaCl+CO2↑+H2O和NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O知,等质量的Na2CO3和NaHCO3与足量盐酸反应,NaHCO3放出的CO2更多,正确。
3.A A项,因为CO2能和Na2CO3溶液发生如下反应:Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3,可用来除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3。而Ba(OH)2、Ca(OH)2和盐酸都能和NaHCO3、Na2CO3反应。
4.C 氨气极易溶于水,使溶液显碱性,可吸收更多的二氧化碳,故先通NH3,再通CO2,A正确;反应②产生的CO2可通入沉淀池中,生成碳酸氢钠,碳酸氢钠受热再分解生成CO2,所以可以循环使用,B正确;碳酸钠和碳酸氢钠与澄清石灰水都能发生反应,若纯碱中混有NaHCO3,不能用澄清石灰水除去,应用加热法除去碳酸氢钠,C错误;母液的主要成分是NH4Cl,NH4Cl是一种氮肥,可用于化肥工业,D正确。
知识点二
【对点训练】
1.(1)× (2)× (3)√ (4)×
2.C 焰色试验属于物理变化,A正确;钾的浅紫色光往往会受到钠的黄色光的干扰,所以观察钾的焰色试验要透过蓝色钴玻璃观察,B正确;实验中应使用稀盐酸清洗做焰色试验的铂丝,C错误。
【随堂演练】
1.C Na2CO3俗称纯碱,又叫苏打,碳酸氢钠叫小苏打。
2.B 焰色试验为黄色,说明该物质中一定含钠元素,既可能是金属钠,也可能是钠的化合物,B正确。
3.B ③中因为NaHCO3溶液受热时不分解,只有NaHCO3固体受热才分解;⑤中分别向两支试管中滴加Ba(OH)2溶液,都能出现白色沉淀,化学方程式为Na2CO3+Ba(OH)22NaOH+BaCO3↓,2NaHCO3+Ba(OH)2Na2CO3+BaCO3↓+2H2O。
4.B 制取过程中,需要向氯化钠溶液中通入氨气和二氧化碳,涉及D,然后过滤,涉及C,碳酸氢钠受热分解,涉及A。
5.变浑浊 小液滴 二氧化碳和水 不变浑浊
解析:加热开始后,很快可以看到,盛有碳酸氢钠的长柄V形玻璃管内的澄清石灰水变浑浊,且盛有碳酸氢钠固体附近的玻璃管内壁上附有大量的小液滴。该实验现象充分说明,碳酸氢钠受热易分解,并且分解的产物有二氧化碳和水,而盛有碳酸钠的长柄V形玻璃管里的澄清石灰水不变浑浊。
第二节 氯及其化合物
第1课时 氯气的性质
知识点一
【对点训练】
1.(1)× (2)× (3)√ (4)√
2.C 氯离子无味,氯气有刺激性气味 ,A错误;大量氯气泄漏时,因氯气有毒且密度大于空气,应迅速离开现场并尽量逆风往高处跑,B错误;氯气有毒,闻氯气时,用手在瓶口轻轻扇动,使极少量的氯气飘进鼻孔,C正确;红热的铜丝在氯气中剧烈燃烧生成氯化铜固体,生成棕黄色的烟,D错误。
3.B A项,CuCl2可以由Cu与Cl2化合制得,不能由Cu和盐酸反应制得;B项,MgCl2可以由Mg与Cl2化合制得,也可以由Mg和盐酸反应制得;C项,Fe和Cl2化合生成FeCl3,Fe和盐酸反应生成FeCl2。
知识点二
【对点训练】
1.(1)× (2)× (3)× (4)×
2.D 次氯酸光照下分解生成HCl和氧气,D错误。
3.B HClO具有漂白性,Cl2无漂白性,A错误;由实验可知,滴加氯水后,溶液边缘变成浅红色,而中央部分变为白色,可说明H+的扩散速度比HClO分子快,B正确;HClO的漂白持久、稳定,实验后的pH试纸受热不会恢复为原来的颜色,C错误;久置的氯水主要成分为稀盐酸,无漂白性,故不会产生相同的实验现象,D错误。
4.B 氯气是黄绿色气体,饱和氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cl2,A正确;久置的氯水中次氯酸分解为HCl,弱电解质变为强电解质,溶液的导电性增强,溶液中离子种类减少,B错误;次氯酸具有漂白性,新制饱和氯水能使有色鲜花变色,说明氯水中含有HClO,C正确;向饱和氯水中滴加NaHCO3溶液产生气泡,发生反应HC+H+H2O+CO2↑,说明氯水中含有H+,D正确。
知识点三
【对点训练】
1.(1)√ (2)× (3)√ (4)√
2.B A项,澄清石灰水中氢氧化钙的浓度小,则工业上将氯气通入石灰乳中制取漂白粉,错误;B项,漂白粉和氢氧化铁胶体都常用于净水,前者与强氧化性有关,后者与吸附性有关,则原理不同,正确;C项,漂白粉在空气中久置失效,次氯酸根离子与二氧化碳、水反应生成次氯酸,次氯酸分解生成氯化氢和氧气,有电子转移,其中存在氧化还原反应,错误;D项,漂白粉中次氯酸钙与二氧化碳、水反应,则漂白粉在空气中久置变质,但CaCl2与空气中的CO2不反应,错误。
【随堂演练】
1.A 氯气有毒,且氯气密度大于空气密度,人群应向高处疏散,A错误;一旦遇到少量氯气泄漏,人群朝逆风向疏散,B正确;氯气有毒,能够与碱反应被碱吸收,所以一旦氯气泄漏,人群应用浸有肥皂水的毛巾捂住口鼻,减少对氯气的吸入,C正确;氯气有毒,能够与碱反应被碱吸收,一旦氯气泄漏,可向泄漏地点撒石灰,D正确。
2.B 氯气是气态的氯单质,液氯是液态的氯单质,二者均是纯净物,氯水是氯气的水溶液,是混合物。
3.B 漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,A错误;Ca(ClO)2与空气中的水、二氧化碳反应生成碳酸钙和HClO,HClO在光照下分解而变质,B正确;漂白粉的有效成分Ca(ClO)2不稳定,与水、二氧化碳反应生成碳酸钙和HClO,不易分解,C错误;漂白粉与浓盐酸发生氧化还原反应生成氯气,氯气有毒,D错误。
4.(1)酸 取一小段pH试纸放在表面皿或玻璃片上,用玻璃棒蘸取氯水点在pH试纸中部,然后与标准比色卡对照读取pH
不能 d (2)产生白色沉淀 NaCl
(3)盐酸 2HClO2HCl+O2↑
解析:(1)反应b是氯水与Na2CO3溶液反应,Cl2+H2OHCl+HClO,HCl与Na2CO3反应:2HCl+Na2CO32NaCl+H2O+CO2↑,实验现象为有气泡产生,这说明氯水显酸性;用pH试纸验证氯水显酸性的操作方法:取一小段pH试纸放在表面皿或玻璃片上,用玻璃棒蘸取氯水点在pH试纸中部,然后与标准比色卡对照读取pH;该方法不能达到预期,因为氯水中含有HClO,HClO具有漂白性,会将pH试纸漂白,无法准确读出pH;反应d中氯水使石蕊溶液先变红后褪色,变红是因为氯水中的H+,褪色是因为氯水中的HClO。(2)反应c是氯水与AgNO3溶液反应,Cl2+H2OHCl+HClO,HCl+AgNO3AgCl↓+HNO3,现象是产生白色沉淀;e是氯水与NaOH反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,在这个反应中,根据元素化合价的变化,还原产物是NaCl,氧化产物为NaClO。(3)氯气溶于水中发生反应:Cl2+H2OHCl+HClO,光照后发生反应2HClO2HCl+O2↑;HClO分解转化为HCl和氧气,故最终只剩下盐酸。
第2课时 氯气的实验室制备 氯离子的检验
知识点一
【对点训练】
1.(1)× (2)√ (3)× (4)√
2.D Cl2几乎不溶于饱和食盐水而HCl可溶,因此可以用饱和食盐水除去Cl2中的HCl杂质,B正确;Cl2通入淀粉碘化钾溶液中,可以发生反应:Cl2+2KII2+2KCl,碘单质可以使淀粉溶液变蓝,故装置C中可观察到溶液变蓝色,C正确;要证明Cl2无漂白性,需要除去Cl2中混有的水蒸气,应在装置D前后各增加一个装有浓硫酸的洗气瓶用于干燥Cl2和防止水蒸气进入D装置,D错误。
3.C A项,应用酒精灯加热;B项,应用饱和食盐水除去氯气中的少量氯化氢,且长管进气,短管出气;D项,制MnCl2·4H2O时不能蒸干氯化锰溶液,应采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法。
4.(1)MnO2+4HCl(浓) MnCl2+2H2O+Cl2↑
(2)除去氯气中的氯化氢气体 (3)d c a b (4)酸性
知识点二
【对点训练】
1.A
2.D A项,生成的白色沉淀可能是碳酸银;B项,生成的白色沉淀可能是由盐酸引入的氯离子和硝酸银反应生成的氯化银,不能证明原来是否有氯离子;C项,生成的白色沉淀可能是碳酸银,再加稀盐酸,碳酸银转化为氯化银,白色沉淀也不消失,不能证明原来是否有氯离子。
【随堂演练】
1.A 氯离子检测时应先加入稀硝酸排除OH-、C、S的干扰,再加入硝酸银溶液,产生不溶于水的白色沉淀。
2.C 该反应是一个氧化还原反应,其中二氧化锰是氧化剂,A正确;该反应需要加热,B正确;氯化锰是可溶性的盐,该反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++2H2O+Cl2↑,C错误;该方法是瑞典化学家舍勒最先发现的,D正确。
3.B 氯气的密度比空气的大,能够与水反应,所以要用向上排空气法收集Cl2,该实验中收集氯气的方法正确,B项错误。
4.A 用二氧化锰和浓盐酸在加热的条件下反应:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑,其中氧化剂为MnO2,HCl是还原剂,A错误;装置甲中制备的Cl2中混有HCl气体,乙中饱和NaCl溶液的作用是除去Cl2中的HCl气体,B正确;Cl2与水反应生成两种酸HCl、HClO,则溶液有酸性,又因HClO具有漂白性,则使紫色石蕊溶液先变红后褪色,C正确;丁中可盛放NaOH溶液,Cl2与NaOH溶液反应生成NaCl和NaClO,可以吸收多余的Cl2,D正确。
5.(1)2Mn+16H++10Cl-2M+5Cl2↑+8H2O
(2)湿润试纸和红纸 (3)赶走装置内的氯气,让NaOH溶液完全吸收 (4)淀粉碘化钾试纸变蓝
第三节 物质的量
第1课时 物质的量 摩尔质量
知识点一
【对点训练】
1.(1)× (2)× (3)× (4)×
2.B 物质的量表示一定数目的粒子集合体的物理量,不能理解为物质的数量,也不能理解为物质的质量,A错误;物质的构成微粒可能是原子,也可能是离子或分子,1 mol任何物质都约含有6.02×1023个组成该物质的基本微粒,但不一定是原子,C错误;摩尔是物质的量的单位,物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一,D错误。
3.D 摩尔是物质的量的单位,A、C错误;物质的量表示含有一定数目粒子的集合体,B错误,D正确。
4.D 含有1 mol氧原子的CO、CO2、O3三种气体的物质的量分别为1 mol、 mol和 mol,则n(CO)∶n(CO2)∶n(O3)=1 mol∶ mol∶ mol=6∶3∶2。
5.3.01×1023 6.02×1023 2.408×1024 2 mol 1.5 mol
解析:N(H2)=0.5 mol×6.02×1023 mol-1=3.01×1023;N(Cl-)=1 mol×6.02×1023 mol-1=6.02×1023;N(O)=1 mol×4×6.02×1023 mol-1=2.408×1024;n(H2O)==2 mol;n(Fe)==1.5 mol。
知识点二
【对点训练】
1.(1)√ (2)× (3)× (4)×
2.B H2O的摩尔质量是18 g·mol-1,A错误;2 mol OH-的质量为2 mol×17 g·mol-1=34 g,B正确;摩尔质量的单位为g·mol-1,铁原子的摩尔质量数值上等于它的相对原子质量,相对原子质量单位为1,二者不相等,C错误;硫酸的摩尔质量是98 g·mol-1,D错误。
3.(1)1×10-6 mol (2)2×10-6 mol 1.204×1018
解析:(1)M=300 g·mol-1,n===1×10-6 mol。
(2)n(N)=1×10-6 mol×2=2×10-6 mol,N(N)=1.204×1018。
【随堂演练】
1.A 物质的量是一个物理量,表示含有一定数目粒子的集合体,不是物质的质量,A错误。
2.C 物质的量是基本物理量之一,摩尔是物质的量的单位,A错误;1 mol二氧化碳的质量为1 mol×44 g·mol-1=44 g,B错误;硫酸的相对分子质量为98,数值上与摩尔质量(以g·mol-1为单位)相等,则硫酸的摩尔质量为98 g·mol-1,C正确;铝的摩尔质量为27 g·mol-1,2 mol铝的质量为2 mol×27 g·mol-1=54 g,D错误。
3.(1)0.1 1∶4 (2)①1∶2 ②7∶11 (3)0.2 3.6
解析:(1)1.8 g水含0.1 mol水分子,0.1 mol硫酸所含的分子数与其相等;前者所含氧原子为0.1 mol,后者所含氧原子为0.4 mol,二者氧原子数之比是1∶4。
(2)假设CO和CO2均为1 mol,则:
①二者所含的氧原子数目之比为1∶2;
②前者所含的电子为14 mol,后者所含的电子为22 mol,二者所含的电子数目之比为7∶11。
(3)1.204×1023个N的物质的量为=0.2 mol,质量为0.2 mol×18 g·mol-1=3.6 g。
4.(1)6.02×1023 32 g (2)6NA (3)56 g·mol-1
(4) g·mol-1
解析:(1)3.01×1023个SO2分子中含有氧原子的个数为×2×6.02×1023 mol-1=6.02×1023,SO2气体的质量为×64 g·mol-1=32 g。(2)常温常压下,92 g NO2气体含有的原子数为×3×NA mol-1=6NA。(3)一个R(NO3)3中含有三个硝酸根离子,36.3 g某硝酸盐中含有0.45 mol硝酸根离子,则该硝酸盐的物质的量为0.15 mol,该硝酸盐的摩尔质量为=242 g·mol-1,则R的摩尔质量=242 g·mol-1-186 g·mol-1=56 g·mol-1。(4)一个原子的实际质量与12C 质量的 的比值是该原子的相对原子质量,因此钠的相对原子质量是=,而摩尔质量以g·mol-1为单位时,在数值上等于相对原子质量,故Na的摩尔质量是 g·mol-1。
第2课时 气体摩尔体积
知识点一
【对点训练】
1.(1)× (2)× (3)√ (4)×
2.D 标准状况下,水不是气体,故不能计算水的体积。
3.A 设阿伏加德罗常数为NA mol-1,标准状况下,V L NH3中含有a个原子,则×4×NAmol-1=a,解得:NA=,即阿伏加德罗常数为 mol-1。
4.A 根据n=可知,该气体的物质的量为1 mol,该温度和压强下,1 mol该气体的体积为30 L,不是标准状况,A错误;该气体的物质的量为1 mol,因此若该纯净物在标准状况下为气态,则其体积约为22.4 L,B正确;1 mol该气体含有1.204×1024个原子,则该气体分子中含有原子个数为=2,因此该气体为双原子分子,C正确;1 mol该气体在该条件下体积为30 L,由此可知该条件下气体摩尔体积为30 L·mo,若O2在该条件下为气态,则1 mol O2在该条件下的体积为30 L·mo×1 mol=30 L,D正确。
知识点二
【对点训练】
1.(1)× (2)√ (3)√ (4)×
2.D 由阿伏加德罗定律可知,同温同压下,同体积的两种气体物质的量相等,即n(O2)=n(CO2)。即物质的量之比为1∶1,A正确;N=n·NA,故所含分子个数之比为1∶1,B正确;ρ==,则密度之比为M(O2)∶M(CO2)=32 g·mol-1∶44 g·mol-1=8∶11,C正确;O2和CO2中都含两个O原子,所含O原子个数之比为1∶1,D错误。
3.D 根据N=n·NA可知:气体分子数目之比等于物质的量之比,CH4与NH3的物质的量相同,故CH4与NH3的分子数目之比为1∶1,A正确;根据ρ==,在相同外界条件下气体摩尔体积相同,则在相同外界条件下气体的密度之比等于摩尔质量之比,故CH4与NH3的密度之比等于16 g·mol-1∶17 g·mol-1=16∶17,B正确;根据m=n·M可知:相同外界条件下等体积气体的CH4与NH3的物质的量相同,二者的质量之比等于它们的摩尔质量之比,故CH4与NH3的质量之比为16 g·mol-1∶17 g·mol-1=16∶17,C正确;二者物质的量相等,两种气体含有的原子数目之比等于分子中原子数目之比,故CH4与NH3分子含有的原子数目之比为5∶4,D错误。
【随堂演练】
1.C 常温常压下,N2、CH4、He均为气体,而Cu为固体,故相同物质的量的物质体积与其他不同的为Cu。
2.B 对于气体,在一定温度和压强下,分子间的距离远大于分子本身的大小,因此其体积的大小主要由分子数的多少来决定,A错误,B正确;气体的体积随温度和压强的变化而变化,体积不同的气体,在不同的条件下,其分子数可能相同,也可能不同,C错误;气体摩尔体积会随着温度、压强的变化而变化,22.4 L·mol-1是标准状况下的气体摩尔体积,D错误。
3.C 氯化氢物质的量为2 mol,在标准状况下体积为44.8 L,标准状况不是常温常压,A项错误;1个HCl分子中含有2个原子,故2 mol氯化氢含有原子的数目为4NA,B项错误;1个HCl分子中含有18个电子,故2 mol氯化氢含有电子的数目为36NA,C项正确;没有说明44.8 L CO所处的状况,无法计算CO的物质的量,即无法确定其原子数目,D项错误。
4.C ①0.2 mol氨气;②约3.01×1023个氯化氢分子的物质的量为=0.5 mol;③13.6 g H2S的物质的量为=0.4 mol。①氢原子的物质的量为0.2 mol×3=0.6 mol、②氢原子的物质的量为0.5 mol×1=0.5 mol、③氢原子的物质的量为0.4 mol×2=0.8 mol,氢原子数:②<①<③,A错误。同温同压,气体密度与相对分子质量成正比,密度:①<③<②,B错误。同温同压下,气体体积与物质的量成正比,体积:①<③<②,C正确。①0.2 mol氨气的质量为0.2 mol×17 g·mol-1=3.4 g;②0.5 mol氯化氢分子的质量为0.5 mol×36.5 g·mol-1=18.25 g;③13.6 g H2S。质量:①<③<②,D错误。
5.(1)44.8 (2)11 0.15 0.5
解析:(1)CO2的体积是×22.4 L·mol-1=44.8 L。
(2)CO2的质量是×44 g·mol-1=11 g,CO2的原子总数为×3=0.75 mol,与=0.15 mol CH4原子总数相同,CO2中含有氧原子的物质的量为×2=0.5 mol。
第3课时 物质的量浓度
知识点一
【对点训练】
1.(1)× (2)× (3)×
2.D 40 g NaOH的物质的量为1 mol,溶于1 L水中,最终溶液的体积未知,不能计算氢氧化钠的物质的量浓度。
3.A 1 L该溶液中含0.10 mol Ba(OH)2,含0.10 mol Ba2+,其质量13.7 g,A正确,C错误;该溶液中,c(OH-)=2c[Ba(OH)2]=0.20 mol·L-1,B错误;17.1 g Ba(OH)2即0.10 mol Ba(OH)2溶于1 L水中,所得溶液的体积不是1 L,其物质的量浓度不是0.10 mol·L-1,D错误。
4.(1)Na2CO3 0.01 mol·L-1 0.02 mol·L-1
(2)0.01 mol·L-1 10-4 mol
解析:(1)n(Na2CO3)==0.01 mol,c(Na2CO3)==0.01 mol·L-1,c(Na+)=2c(Na2CO3)=2×0.01 mol·L-1=0.02 mol·L-1。(2)从溶液中取出任意体积的液体,其物质的量浓度不变,即c(Na2CO3)=0.01 mol·L-1,n(Na2CO3)=0.01 mol·L-1×0.01 L=10-4 mol。
知识点二
【对点训练】
1.(1)× (2)× (3)× (4)×
2.C 根据溶液稀释时溶质的物质的量不变,c==0.05 mol·,答案为C项。
3.C Ca(NO3)2的物质的量浓度为= mol·L-1,N的物质的量浓度为 mol·L-1。
4.C 根据公式有c===11.8 mol·L-1。
5.B 无法确定溶液的体积,无法计算物质的量浓度。
【随堂演练】
1.D 根据公式c=,n为溶质的物质的量,V为溶液的体积。A项,溶液的体积不等于1 L;B项,未标明是否处于标准状况,22.4 L HCl的物质的量不一定是1 mol;C项,浓盐酸与水混合后,溶液体积不是10 L;D项,n(NaOH)=0.25 mol,V[NaOH(aq)]=0.25 L,c(NaOH)=1 mol·L-1。
2.D ①不能算出溶液的质量,所以不能求出溶质的质量分数,错误;②从1 L 1 mol·L-1 NaOH溶液中取出100 mL,溶液的浓度不变,仍然是1 mol·L-1,正确;③没有考虑水中的氧原子,错误;④从1 L 1 mol·L-1 NaOH溶液中取出100 mL,溶液的浓度不变,所以100 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液中含NaOH的物质的量为0.100 L×1 mol·L-1 =0.1 mol,正确。
3.C 0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中钠离子的物质的量浓度为0.2 mol·L-1,A正确;1 L 0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中含有Na2CO3的物质的量为n=cV=1 L×0.1 mol·L-1=0.1 mol,B正确; 溶液具有均一性,从1 L该溶液中取出100 mL,则取出溶液中Na2CO3的物质的量浓度为0.1 mol·L-1,C错误;根据稀释前后溶质物质的量不变,取出该溶液10 mL,加水稀释至100 mL后,Na2CO3的物质的量浓度为=0.01 mol·L-1,D正确。
4.B m g钾离子的物质的量为 mol,K+的物质的量浓度为=mol·L-1,根据c(K+)∶c(S)=2∶1可知,S的物质的量浓度为 mol·L-1×= mol·L-1。
5.(1)18.4 18.4 1.84 (2)大于
解析:(1)由c=可知,密度为1.84 g·cm-3、质量分数为98%的浓硫酸的物质的量浓度为 mol·L-1=18.4 mol·L-1,溶液是均一、稳定的,从中取出100 mL,则该100 mL浓硫酸的物质的量浓度为18.4 mol·L-1,含H2SO4的物质的量为18.4 mol·L-1×0.1 L=1.84 mol。
(2)浓硫酸的密度大于水的密度,则取5 mL该浓硫酸,加水稀释至10 mL,那么稀释后的硫酸的质量分数大于98%÷2=49%。
第4课时 配制一定物质的量浓度的溶液
知识点一
【对点训练】
1.(1)× (2)√ (3)× (4)×
2.D 容量瓶是细颈、梨形的平底玻璃瓶,瓶口配有磨口玻璃塞或塑料塞,A正确;容量瓶上标有:温度、容积、环形刻度线,B正确;容量瓶使用前需要检查容量瓶是否完好,瓶口处是否漏水,C正确;容量瓶使用完毕,应洗净,不需烘干,烘干容易导致变形,影响容量瓶精度,D错误。
3.B A项,称量时,砝码和固体样品放置颠倒,错误;C项,转移操作应使用玻璃棒引流,错误;D项,定容时,胶头滴管尖嘴部分不能伸入到容量瓶内,错误。
4.(1)5.3 (2)A 500 mL容量瓶 (3)①
解析:实验室没有480 mL容量瓶,需选择500 mL的容量瓶,计算时溶液体积按500 mL计算,需纯碱的质量为0.1 mol·L-1×0.5 L×106 g·mol-1=5.3 g。
知识点二
【对点训练】
1.(1)× (2)× (3)× (4)×
2.B A项,容量瓶中原有少量的水,对配制浓度没有影响;B项,转移时没有洗涤烧杯,溶质转移不完全,浓度偏小;C项,定容时俯视刻度线,使溶液体积偏小,浓度偏大;D项,定容时,不小心把少量水滴到容量瓶外,对配制浓度没有影响。
3.bd
解析:称量的Na2CO3·10 H2O固体有杂质,碳酸钠的物质的量减小,使配制溶液浓度偏小,a不符合题意;称量的Na2CO3·10H2O固体已经部分失去结晶水,碳酸钠的物质的量增大,使配制溶液浓度偏大,b符合题意;转移时没有洗涤烧杯和玻璃棒,造成碳酸钠的物质的量减小,使配制溶液浓度偏小,c不符合题意;定容时,加蒸馏水未到刻度线就停止滴加蒸馏水,溶液的体积偏小,使配制溶液浓度偏大,d符合题意。
【随堂演练】
1.C 配制一定物质的量浓度的溶液时,需要颠倒摇匀,容量瓶在使用前要检查是否漏水,A正确;容量瓶上一般标有容积、温度和刻度线,B正确;容量瓶不能用来长期保存溶液,C错误;容量瓶中有少量水对所配溶液的浓度无影响,容量瓶洗净后(刻度线以上无水)无需烘干,D正确。
2.C 根据“大而近”的原则,应选用250 mL容量瓶进行配制,需要称取10.0 g氢氧化钠固体;氢氧化钠溶解时放热,要冷却至室温后再转移至容量瓶。
3.C A项,浓硫酸稀释后应冷却至室温后再转移到容量瓶中,否则会使溶液体积偏小,浓度偏大;B项,转移过程中,少量液体洒在容量瓶外,溶质减小,浓度偏小;D项,凹液面超过刻度线,体积偏大,浓度偏小,用滴管将多余溶液吸出,浓度仍然偏小。
4.(1)500 mL容量瓶、胶头滴管 (2)20.0 g (3)①③⑤
(4)①④ (5)BF
解析:(1)配制480 mL 1 mol·L-1NaOH溶液,所需仪器有托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、500 mL容量瓶、胶头滴管,根据提供的仪器可知,还需要的仪器有500 mL容量瓶、胶头滴管。(2)由于无480 mL的容量瓶,故选用500 mL的容量瓶,配制出500 mL的1.0 mol·L-1的氢氧化钠溶液,500 mL 1.0 mol·L-1的氢氧化钠溶液中含有溶质的物质的量为n=cV=1.0 mol·L-1×0.5 L=0.5 mol,其质量为m=nM=0.5 mol×40 g·mol-1=20.0 g,需要称量的氢氧化钠的质量为20.0 g。(3)①量筒为量取仪器,不能用来溶解物质,称量NaOH固体时应放在烧杯中称量,故①错误;②用玻璃棒搅拌加速固体的溶解,故②正确;③用玻璃棒引流操作时,玻璃棒下端应靠在容量瓶刻度线下方,故③错误;④用玻璃棒引流,加水至液面距刻度线1~2 cm处,操作正确,故④正确;⑤定容时,眼睛应平视刻度线,故⑤错误;⑥加盖摇匀,使溶液混合均匀,操作正确,故⑥正确。(4)①固体在烧杯中溶解,冷却后转移到500 mL容量瓶中,只有1次,故①符合题意; ②转移时除了将溶液转移到容量瓶中,还要将洗涤液转移到容量瓶中,故②不符合题意;③洗涤时要洗涤烧杯及玻璃棒2~3次,故③不符合题意;④定容时,当加水至液面距离刻度线1~2 cm时,改用胶头滴管滴加,使溶液的凹液面的最低点与刻度线相平,只有1次,故④符合题意。(5)NaOH固体长期暴露在空气中,导致部分氢氧化钠变质,配制的溶液中溶质的物质的量偏小,配制的溶液浓度偏小,A不符合题意;用水溶解NaOH固体后,立即转入容量瓶中定容,热的溶液体积偏大,冷却后体积变小,则配制的溶液体积偏小,配制的溶液浓度偏大,B符合题意;称量NaOH固体时,若将物质和砝码放反,此实验中未用游码,称量出的氢氧化钠的质量不变,配制的溶液浓度不变,C不符合题意;定容后发现液面高于刻度线,若用胶头滴管将多余的水吸出,配制的溶液中溶质的物质的量偏小,配制的溶液浓度偏小,D不符合题意;定容时仰视刻度线,导致加入的蒸馏水体积偏大,配制的溶液体积偏大,则配制的溶液浓度偏小,E不符合题意;所用的NaOH中含有Na2O2杂质,2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,Na2O2~2NaOH,NaOH的摩尔质量为40 g·mol-1,Na2O2的摩尔质量为78 g·mol-1,根据钠守恒可知,NaOH 中含有 Na2O2杂质时,所配制的溶液NaOH含量偏大,则配制的溶液浓度偏大,F符合题意。
拓展专题3 阿伏加德罗常数的考查
【对点训练】
1.C 1 mol N2与1 mol H2O的原子个数比为2∶3,A错误;已知气体在常温常压下,不能直接用标准状况下的气体摩尔体积进行计算,B错误;O3和O2均由氧原子构成,16 g的混合气体含1 mol氧原子,数目为NA,C正确;标准状况下,乙醇不是气体,因此2.24 L乙醇的物质的量远大于1 mol,D错误。
2.C 2.3 g Na的物质的量为0.1 mol,Na与O2反应中Na元素化合价由0价变为+1价,则0.1 mol Na与O2完全反应转移的电子数为0.1NA,A错误;H2O2的物质的量为0.5 mol,溶剂水中也含有氢原子,因此溶液中氢原子数大于NA,B错误;9.2 g Na的物质的量为0.4 mol,则Na先与HCl反应生成NaCl,之后过量的Na与水反应生成NaOH,因此所得溶液中Na+的个数为0.4NA,D错误。
3.D n(FeCl3)==0.1 mol,但Fe(OH)3胶粒是许多Fe(OH)3的集合体,则制备得到的胶粒数目远小于0.1NA,A错误;未给出溶液体积,无法计算OH-的数目,B错误;NaCl固体由Cl-和Na+构成,NaCl固体中不含分子,C错误;NO和N2O气体的物质的量之和为1 mol,二者每一分子都含一个O原子,则氧原子数为NA,D正确。
4.C 浓盐酸与足量MnO2反应过程中,HCl不会完全反应,因此无法根据n(HCl)计算转移电子数,A错误;2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,7.8 g Na2O2的物质的量为=0.1 mol,充分反应转移电子数为0.1NA,B错误;1 mol Na失1 mol电子,6.9 g Na为0.3 mol,转移电子数为0.3NA,C正确;该反应为可逆反应,氯气不能完全反应,不能计算转移电子数目,D错误。
5.D 溶液的体积未知,无法计算Cl-的物质的量及个数,A错误;氯气不足,电子转移数由氯气决定,56 g铁粉与标准状况下22.4 L氯气充分反应,转移电子数2NA,B错误;标准状况下,NA个CO2分子占有的体积为22.4 L,通常情况下所占体积大于22.4 L,C错误;1个H3O+含有10个电子,1.9 g H3O+的物质的量为0.1 mol,所含的电子数为NA,D正确。
章末整合提升
【主题探究】
【探究1】
1.(1)Na2CO3消耗的盐酸多。
(2)碳酸氢钠具有弱碱性,可以中和胃酸。碳酸钠碱性较强,不太适合治疗胃病。
解析:(1)根据化学方程式Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑、NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑可知,n(Na2CO3)∶n(HCl)∶n(CO2)=1∶2∶1,n(NaHCO3)∶n(HCl)∶n(CO2)=1∶1∶1。即106 g Na2CO3和84 g NaHCO3消耗的盐酸不同,Na2CO3消耗的盐酸多,但是两者产生的CO2一样多。
2.(1)①正确,②③均错误。(2)2.25 g 0.154 mol·L-1
解析:(1)配制100 g 0.9%的氯化钠溶液时所需氯化钠质量=100 g×0.9%=0.9 g,称量时注意是左物右码,故应该在左盘放0.9 g氯化钠,①正确;配制100 g 0.9%的氯化钠溶液所需要水的质量=100 g-0.9 g=99.1 g,而水的密度为1 g·mL-1,所以可以知道需要水的体积为99.1 mL,所以应该用100 mL的量筒来量取99.1 mL水,②错误;根据②的分析可以知道,需要水的体积为99.1 mL,③错误。(2)250 mL该氯化钠溶液中含NaCl的质量m(NaCl)=1 g·cm-3×250 mL×0.9%=2.25 g;根据公式:c=,氯化钠溶液的浓度c= mol·L-1≈0.154 mol·L-1。
【探究2】
(1)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O CO2、NaCl (2)AC (3)先加入稀硝酸无明显现象,再加入硝酸银溶液,若产生白色沉淀,则含Cl-,若无白色沉淀,则不含Cl-
解析:(1)煅烧炉中NaHCO3受热分解,反应的化学方程式:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;根据分析可知,该工艺流程中可循环使用的物质是CO2、NaCl。(2)根据题干提供的溶解度表格资料,沉淀池中有NaHCO3析出,因为一定条件下NaHCO3的溶解度最小,A正确;沉淀池中的反应为NaCl+CO2+NH3+H2ONaHCO3↓+NH4Cl,过滤后滤液中主要含有的是NH4Cl,B错误;煅烧炉中反应得到的产物二氧化碳可作为制取纯碱的原料,滤液处理后得到的NaCl溶液回沉淀池使用,设计循环的目的是提高原料的利用率,C正确。
【探究3】
(1)足量的浓NaOH溶液 (2)防止空气中的H2O和CO2进入装置D,产生实验误差 (3)偏大 偏小 (4)53% (5)%
解析:(1)鼓入空气的目的是将装置内残留的二氧化碳全部排出,为了防止空气的二氧化碳影响测定结果,装置A中试剂X应选用浓NaOH溶液。(2)装置E的作用是防止空气中的H2O和CO2进入装置D,产生实验误差。(3)如果将分液漏斗中的硫酸换成浓度相同的盐酸,盐酸挥发出的氯化氢也会被碱石灰吸收,导致测定结果偏大,若没有操作⑤⑦,生成的气体不能全部被碱石灰吸收,导致测定结果偏小。(4)根据装置D的质量变化可知生成的二氧化碳的质量为91.8 g-85.2 g=6.6 g,则物质的量为n(CO2)==0.15 mol,根据碳原子守恒可知n(Na2CO3)=n(CO2)=0.15 mol,样品中碳酸钠的质量为0.15 mol×106 g·mol-1=15.9 g,样品中Na2CO3的质量分数为×100%=53%。(5)a g的样品,加入足量的稀盐酸,碳酸钠与盐酸充分反应后生成氯化钠,反应的化学方程式:Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑,加热、蒸干、灼烧,得到b g固体物质为NaCl,设碳酸钠质量为m g,
Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑
106 58.5×2
m ,
固体质量增重(b-a)g,列等式:=,解得:m= g,质量分数:×100%=%。
【探究4】
(1)①0.2 mol ②方法二 方法一产生污染性有毒气体氯气,而方法二产生二氧化碳气体对水体无污染 (2)①O 0.3NA ②防止因温度过高而引起爆炸 ③稀释ClO2,防止其浓度过高而引起爆炸
解析:(1)①根据化学方程式2NaClO3+4HCl2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O可知,该反应中NaClO3中氯元素化合价从+5价降低至+4价,NaClO3为氧化剂;HCl中氯元素化合价从-1价升高至0价,HCl为还原剂,4 mol HCl中2 mol被氧化,此时转移2 mol电子,当有0.2 mol电子转移时,参与反应的还原剂的物质的量为0.2 mol;②方法一产生污染性有毒气体氯气,而方法二产生二氧化碳气体对水体无污染,故方法二制备的ClO2更适合饮用水的消毒。(2)①反应中氯元素化合价由+5价降低至+4价,被还原,过氧化氢中氧元素化合价由-1价升高至0价,被氧化,则被氧化的元素为O;由反应式可得关系式:2ClO2~O2~2e-,在标准状况下,每生成10.08 L气体(即0.45 mol),转移电子的物质的量为×2=0.3 mol,即转移的电子数为0.3NA个;②ClO2性质非常不稳定,温度过高有可能引起爆炸,则控制温度不超过80 ℃是为了防止因温度过高而引起爆炸;③已知:ClO2性质非常不稳定,水溶液中ClO2的质量分数高于30%或在混合气体中的体积分数大于10%等均有可能引起爆炸,所以通入氮气的主要作用有2个,一是可以起到搅拌作用,二是稀释ClO2,防止其浓度过高而引起爆炸。
【探究5】
(1)2.5 (2)2ClO2+2KCN2KCl+2CO2+N2
解析:(1)ClO2和Cl2自身均被还原为Cl-,化合价变化分别为5、1×2=2,则处理含CN-相同的电镀废水,结合得失电子守恒,所需Cl2的物质的量是ClO2的=2.5倍;(2)ClO2氧化KCN生成两种无毒害气体,即生成二氧化碳和氮气,ClO2中氯元素化合价由+4价降低至-1价,KCN中碳元素化合价由+2价升高至+4价,氮元素化合价由-3价升高至0价,结合得失电子守恒和原子守恒得反应的化学方程式为2ClO2+2KCN2KCl+2CO2+N2。
第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
第1课时 铁 铁的氧化物、铁的氢氧化物
知识点一
【对点训练】
1.(1)× (2)× (3)× (4)×
2.C 铁与氯气在常温下不反应,在加热条件下可以反应,因此可以用钢瓶储存液氯,A错误;铁在氯气中燃烧生成FeCl3,B错误;铁粉能消耗食品包装袋内的氧气,从而防止食品被氧化变质,所以铁粉可用作食品保存的脱氧剂,C正确;铁在氯气中燃烧生成FeCl3,铁为+3价;铁在纯氧中燃烧产物是Fe3O4,铁有+2价和+3价两种价态,D错误。
3.D 铁与H2O(g)在高温下发生反应生成Fe3O4和H2,装置A为实验提供持续不断的水蒸气,装置C中加入碱石灰干燥H2;去掉上述装置中的C和D部分,可将气体导入肥皂液中并点燃,不纯的H2导入肥皂液在空气中点燃会出现爆鸣现象,此反应中铁单质部分被氧化成+3价、部分被氧化为+2价,D错误。
知识点二
【对点训练】
1.(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
2.C 盛放稀硫酸的仪器是分液漏斗,A错误;实验时先打开K1再打开K2,用铁粉与稀硫酸反应生成的氢气排尽锥形瓶中空气,B错误;乙装置左边试管中长、短导管安装错误,D错误。
【随堂演练】
1.B 铁强化酱油中的铁指的是铁元素,选B。
2.C Cl2可将Fe氧化成FeCl3,A正确;S是弱氧化剂,可将Fe氧化成FeS,B正确;Fe与HCl反应生成FeCl2,而不是FeCl3,C错误;Fe在O2中燃烧生成Fe3O4,D正确。
3.D A项,铁在氯气中燃烧生成FeCl3,只能生成+3价铁的化合物;B项,铁粉与水蒸气共热生成的四氧化三铁中含有+2价和+3价的铁;C项,氧化铁溶于盐酸生成氯化铁,只能生成+3价铁的化合物;D项,铁与稀硫酸反应生成FeSO4和H2,不可能生成+3价铁的化合物。
4.D 湿棉花的作用是受热后提供水蒸气,在②处铁与水蒸气在高温下发生反应,故此处用酒精喷灯加热,肥皂液用于接收H2,通过点燃肥皂液有爆鸣声和燃烧现象,说明生成的是H2,A、B错误;Fe和Fe3O4都可以被磁铁吸引不能证明是Fe3O4,C错误;取反应后的固体,溶于稀硫酸中产生大量气泡,只可能是铁有剩余,铁的氧化物不能与稀硫酸生成气体,D正确。
5.(1)分液漏斗 (2)A B、C B、C A
4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
解析:(1)在装置2中用铁和稀硫酸反应制备硫酸亚铁,稀硫酸是溶液,应盛放在分液漏斗中。(2)实验时,可关闭开关A,打开开关B、C,打开分液漏斗活塞,待排尽空气后,再关闭开关B、C,打开开关A,将生成的硫酸亚铁溶液压入右侧装置中生成Fe(OH)2。实验开始时需要排尽装置中的空气是为了防止发生反应4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。
第2课时 铁盐和亚铁盐
知识点一
【对点训练】
1.B 能与KSCN溶液作用生成红色溶液的物质含有Fe3+。A项,铁与盐酸反应生成FeCl2;B项,铁与Cl2反应生成FeCl3;C项,铁与CuSO4溶液反应生成FeSO4;D项,铁与稀硫酸反应生成FeSO4。
2.C 向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液呈红色,证明存在Fe3+,不能证明没有Fe2+,A错误;若原溶液中不含Fe2+,含有Fe3+,通入Cl2,加入KSCN溶液,溶液也变为红色,B错误;加入NaOH溶液,生成红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3+,C正确;若存在Mg2+,生成的氢氧化镁为白色沉淀,氢氧化铁沉淀的红褐色可掩盖氢氧化镁沉淀的白色,D错误。
3.Ⅰ.取少量溶液加入KSCN溶液,变红色,则有Fe3+ c
Ⅱ.(1)Fe3++3SCN-Fe(SCN)3 滴加K3[Fe(CN)6]溶液,无蓝色沉淀生成 (2)不能 Fe2+、Cl-二者都具有还原性,都可以被酸性KMnO4溶液氧化而使溶液褪色
知识点二
【对点训练】
1.B 铁屑溶于过量的稀盐酸生成FeCl2,FeCl2与稀硫酸、硫酸锌、氯化铜不反应,但可被氯水中的Cl2氧化为FeCl3,B符合题意。
2.B a为0价单质,即a为Fe,b为+2价亚铁盐,c为+2价的碱,即c为Fe(OH)2,e为+3价铁盐,d为+3价的碱,即d为Fe(OH)3。根据上述分析,该反应为Fe+2Fe3+3Fe2+,A正确;4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,c在空气中转化为d的现象:白色沉淀迅速变成灰绿色最后变为红褐色,B错误;若要实现e转化为b,即Fe3+→Fe2+,发生还原反应,可向其中加入铜片,C正确;若要实现b转化为e,即Fe2+→Fe3+,可向其中加入氧化剂H2O2:2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O,D正确。
3.(1)Cu2++FeCu+Fe2+ (2)稀H2SO4 过滤
(3)Ⅰ.先产生白色沉淀,白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色 FeSO4+2NaOHFe(OH)2↓+Na2SO4 4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3 Ⅱ.KSCN 溶液变为红色 2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
解析:向废水(含有大量的FeSO4和较多的Cu2+)中加入过量铁粉,Cu2+全部被铁粉还原为Cu,再过滤得到的①是滤渣,主要含有Cu、Fe,②是FeSO4滤液;向含有Cu、Fe的滤渣中加入稀硫酸,铁与稀硫酸反应转化为FeSO4,铜与稀硫酸不反应,操作⑥为过滤,得到的③是Cu,滤液④是FeSO4溶液,将其与滤液②合并,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥得到FeSO4·7H2O。
【随堂演练】
1.A A项,淀粉变蓝,说明有I2生成,即I-被氧化,Fe3+表现出氧化性;B项,Fe3+与OH-反应生成Fe(OH)3,Fe元素化合价未发生变化,未表现出氧化性;C项,FeCl3溶液与AgNO3溶液混合时,Cl-与Ag+反应生成AgCl,Fe元素化合价未发生变化,未表现出氧化性;D项,生成红色物质不涉及化合价的变化,不体现Fe3+的氧化性。
2.D FeSO4·7H2O中Fe2+易被空气中的氧气氧化而变质,A正确;K3溶液与Fe2+反应生成蓝色沉淀,可用来检验“铁肥”中的Fe2+,B正确;铁粉可与Fe3+反应生成Fe2+,从而保证“铁肥”的效果,C正确;KSCN溶液可检验Fe3+的存在,还需要检验Fe2+不存在才能证明“铁肥”完全失效,D错误。
3.B 由题意知,某溶液加入含有Fe2+的溶液,溶液颜色无明显变化,再加入新制氯水,溶液变红色,发生反应:2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,可知,原溶液一定含有SCN-,氧化性:Cl2>Fe3+,Fe2+与SCN-不能生成红色物质,Fe2+被Cl2氧化为Fe3+。
4.(1)Fe+CuSO4FeSO4+Cu (2)1.5 mol
(3)HCl、H2SO4、FeCl3、CuSO4等任一合理的答案即可
(4)2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+
解析:(2)根据化学方程式2Fe+3Cl22FeCl3,每生产162.5 g FeCl3,FeCl3的物质的量为=1 mol,消耗×1 mol=1.5 mol Cl2。(3)Fe与足量的HCl、H2SO4、FeCl3、CuSO4等反应均可转化为Fe2+。(4)FeCl3与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜,离子方程式:2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+。
第二节 金属材料
第1课时 金属材料
知识点一
【对点训练】
1.(1)× (2)√ (3)√ (4)√
2.A 合金具有许多优良的物理、化学或机械性能,在许多方面优于各成分金属。例如,合金的硬度一般比其各成分金属的硬度大,多数合金的熔点比其各成分金属的熔点低,但合金的导电性比纯金属弱。
3.D 生铁的含碳量比熟铁高,A错误;生铁变为熟铁涉及炼钢过程的一系列化学变化,B错误;钢的含碳量越高,硬度越大,C错误;合金钢也叫特种钢,是在碳素钢里适量地加入一种或几种合金元素,使钢的组织结构发生变化,从而使钢具有各种特殊性能,D正确。
知识点二
【对点训练】
1.(1)√ (2)√ (3)√ (4)√
2.B 一般情况下,合金具有硬度大、熔点低等优点,B错误。
3.(1)由0价变为+3价 铝 (2)1∶1 3∶1 (3)2∶3
解析:由2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑,2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑可知:①1 mol铝消耗3 mol氯化氢,生成 mol氢气;②1 mol铝消耗1 mol氢氧化钠,生成 mol氢气。③5.4 g(即0.2 mol)铝与0.4 mol HCl(不足量)反应时,生成氢气0.2 mol;④5.4 g(即0.2 mol)铝与0.4 mol NaOH(过量)反应时,生成氢气0.3 mol。
【随堂演练】
1.B 合金的硬度比组成它的成分金属大,A错误;合金的熔点一般比组成它的成分金属低,C错误;目前用量最大、用途最广的合金是铁合金,D错误。
2.D 铝的熔点比氧化铝低,A错误; 铝是两性金属,能与酸反应,也能与碱反应,如与NaOH溶液反应:2Al+2OH-+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑,B错误;铝是活泼金属,常温下氧气能与Al反应生成氧化铝,C错误;铝是活泼金属,铝表面能被氧气氧化生成一层致密氧化薄膜,能够阻碍内部铝被氧化,D正确。
3.D 合金的熔点一般低于其成分金属的熔点,生铁是铁碳合金,其熔点是1 100~1 200 ℃,则纯铁的熔点可能高于1 200 ℃。
4.A 赤铁矿的主要成分是Fe2O3,选A。
5.(1)NaOH溶液吸收CO2,罐内压强减小,外界气压将易拉罐压瘪 易拉罐合金中的金属Al与NaOH溶液反应产生H2,重新将易拉罐鼓起来 2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑ (2)Mg(OH)2 (3)0.2 mol
解析:(1)NaOH溶液吸收CO2,罐内压强减小,外界气压将易拉罐压瘪,易拉罐合金中的金属Al与NaOH溶液反应产生H2,重新将易拉罐鼓起来。(2)镁铝合金溶于盐酸中生成MgCl2和AlCl3,氯化镁、氯化铝溶液与NaOH溶液先反应生成Mg(OH)2、Al(OH)3沉淀,后Al(OH)3与过量的NaOH溶液反应生成四羟基合铝酸钠和水,则白色沉淀是Mg(OH)2。(3)往水中投入2.3 g金属钠发生的反应为2Na+2H2O2NaOH+H2↑、2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑,则由方程式可知,理论上最多可收集到氢气的物质的量为×(+)=0.2 mol。
第2课时 物质的量在化学方程式计算中的应用
知识点一
【对点训练】
1.(1)× (2)× (3)× (4)√
2.B 列比例关系时应注意单位要“上下一致,左右相当”。
3.生成CuSO4的质量为16 g,稀硫酸中溶质的质量分数为9.8%。
解析:设生成CuSO4的质量为x g,稀硫酸中溶质的质量分数为y
CuO+H2SO4CuSO4+H2O
80 98 160
8 g 100 g×y x g
=,解得y=9.8%;
=,解得x=16。
4.(1)参加反应的铁屑的物质的量为0.5 mol。
(2)标准状况下,生成H2的体积为11.2 L(步骤见解析)。
解析:n(H2SO4)=0.25 L×2 mol·L-1=0.5 mol。
(法1)(1)Fe + H2SO4FeSO4+H2↑
1 mol 1 mol
n(Fe) 0.5 mol
=,n(Fe)=0.5 mol。
(2)Fe+H2SO4FeSO4+H2↑
1 mol 22.4 L
0.5 mol V(H2)
=,解得V(H2)=11.2 L。
(法2)Fe + H2SO4FeSO4+H2↑
1 mol 1 mol 22.4 L
n(Fe)0.5 mol V(H2)
==
故n(Fe)=0.5 mol,V(H2)=11.2 L。
知识点二
【对点训练】
1.
解析:由反应可知,KIO3~3I2~6Na2S2O3,则上述加碘盐中碘含量(以碘元素计)为
= g·kg-1。
2.A 设原溶液中H2SO4和CuSO4的物质的量分别为x、y。
Fe + H2SO4FeSO4+H2↑ Δm(固体质量减少)
56 g 1 mol 56 g
x 56x
Fe + CuSO4FeSO4+Cu Δm(固体质量增加)
56 g 1 mol 64 g 8 g
y 8y
因为固体在反应前后质量相等,所以Δm(减)=Δm(增),56x=8y,===,则==。
3.B HCl的物质的量为n(HCl)=4 mol·L-1×0.060 L=0.24 mol,由n(H2O)=n(HCl)=n(氧化物中O)可知氧化物中含0.12 mol O原子,Fe2+能恰好被标准状况下672 mL氯气氧化,由电子守恒可知n(Fe2+)=2n(Cl2),故n(Fe2+)=0.06 mol,铁的氧化物中正、负化合价的代数和为0,设n(Fe3+)=x,则3x+0.060×2=0.12×2,解得x=0.04 mol,该固体中铁原子和氧原子的个数之比为(0.06 mol+0.04 mol)∶0.12 mol=5∶6。
【随堂演练】
1.C 11.2 g Fe的物质的量是0.2 mol,500 mL 2 mol·L-1的盐酸含氯化氢的物质的量是1 mol,盐酸过量,根据铁的物质的量计算生成氢气的体积,设生成氢气的体积是V L;
Fe+2HClFeCl2+H2↑
1 mol 22.4 L
0.2 mol V L
V=4.48。
2.D CaO+ 2HClCaCl2+H2O
56 g 2 mol
0.56 g c(HCl)×20×10-3 L
则:=,
解得c(HCl)=1.00 mol·L-1。
3.A 根据甲醇处理氨废水的反应原理,可得关系式~CH3OH,理论上每天所需甲醇的质量为×95%×96%××32 g·mol-1=2.432×104 g=24.32 kg。
4.A 26.4 g FeS物质的量为0.3 mol,280 mL 3 mol·L-1硝酸溶液含HNO3物质的量为0.84 mol,两者恰好完全反应,反应后产物为Fe2(SO4)3和Fe(NO3)3,铁化合价变为+3价,硫由-2价变为+6价,因此失去电子为0.3 mol×1+0.3 mol×8=2.7 mol,根据硫守恒,生成了0.1 mol Fe2(SO4)3,根据铁守恒生成了0.1 mol Fe(NO3)3,根据氮守恒,有(0.84-0.3)mol=0.54 mol氮得到2.7 mol电子,从而得到每个氮降低5个价态,因此硝酸中氮元素由+5价变为0价,生成N2。
5.(1)Fe+H2SO4FeSO4+H2↑、
Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O、
Fe+Fe2(SO4)33FeSO4 (2)7 (3)2 mol·L-1
解析:(1)因铁、氧化铁都能与硫酸反应:Fe+H2SO4FeSO4+H2↑,Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O,又因反应后溶液中无Fe3+,所以有反应:Fe+Fe2(SO4)33FeSO4。(2)从Fe+H2SO4FeSO4+H2↑方程式可以算出和硫酸生成标准状况下1.68 L H2的铁为0.075 mol,其质量为4.2 g,剩下(15-4.2)g=10.8 g混合物发生如下反应:Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O、Fe+Fe2(SO4)33FeSO4,所以剩余混合物中Fe2O3和Fe的物质的量应该为1∶1,可以算出各为0.05 mol,则m(Fe2O3)=8 g,m(Fe)=(4.2+2.8)g=7 g。(3)因为反应后溶液中无Fe3+存在,且固体没有剩余,则全都是以Fe2+的形式存在
H2SO4~Na2SO4~2NaOH
0.3 mol 3 mol·L-1×0.2 L
原硫酸的物质的量为0.3 mol,则c(H2SO4)==2 mol·L-1。
章末整合提升
【主题探究】
【探究1】
(1)①隔绝空气,防止FeSO4被空气氧化。
②KSCN溶液。加入硫氰化钾,若溶液变成红色,证明硫酸亚铁已经变质,若溶液没有变成红色,证明硫酸亚铁没有变质。
③可以。将酸性高锰酸钾溶液滴入硫酸亚铁溶液中,紫色褪去,即证明存在亚铁离子。
(2)①MgCO3、Al(OH)3。该药片能缓解胃酸过多,胃酸的主要成分是盐酸,MgCO3、Al(OH)3与盐酸反应。
②氢氧化铝与胃酸中盐酸反应生成氯化铝和水,离子方程式:Al(OH)3+3H+Al3++3H2O。
【探究2】
(1)含碳量不同 (2)铁制品锈蚀是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果 Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O
(3)混合物
【探究3】
(1)盐类 碳或C (2)Cu2++FeCu+Fe2+
(3)铁比铜更加活泼
(4)Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O
(5)Cu2CO3+4H+2Cu2++3H2O+CO2↑
第四章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
第1课时 原子结构
知识点一
【对点训练】
1.(1)√ (2)× (3)× (4)√
2.A 设元素B的核电荷数是y,已知A的原子序数是x,即核电荷数为x,所以Am+的核外电子数等于x-m,同理Bn-的离子中带有(y+n)个电子。因为Bn-和Am+具有相同的电子层结构,即核外电子数相同,所以x-m=y+n,即y=x-m-n,选A。
3.(1)27 27 60 33 (2)60 28
知识点二
【对点训练】
1.(1)× (2)× (3)× (4)√
2.A 原子核外电子排布在能量不连续的电子层中,由里向外能量依次升高,故K层电子的能量低于L层,A错误。
3.D A原子的M层比B原子的M层少3个电子,B原子的L层电子数恰为A原子L层电子数的2倍,说明A、B为第二、第三周期元素;L层最多排8个电子,B原子的L层电子数恰为A原子L层电子数的2倍,说明B原子L层有8个电子,A原子的L层有4个电子,故A是碳原子;A原子的M层比B原子的M层少3个电子,故B为铝原子。
4.(1)错误,最外层上有7个电子 (2)错误,有3个电子层,从里到外,各层电子数依次为2、8、1 (3)正确 (4)错误,从里到外,各层电子数依次为2、8、4 (5)错误,从里到外,各层电子数依次为2、8、6
【随堂演练】
1.AC和O含有相同的中子数,但两者不是同一种原子,且C的质子数与中子数也不相等。
2.B 质子数(Z)=24+2=26,中子数(N)=56-26=30,B正确。
3.B 原子核外电子是分层排布的,距离原子核越近,能量越低,离原子核最近的电子层是K层,选B。
4.C 三个电子层即K、L、M,K层2个电子,L层8个电子,可知M层4个电子,该元素的核外电子排布为2、8、4,是硅元素,选C。
5.(1)Ar (2)Cl- (3)K+ (4)S2-
解析:(1)由该原子核外电子总数可知,该原子的质子数为18,故该原子为氩原子(Ar)。(2)盐溶液中的某微粒与AgNO3溶液反应时会出现白色沉淀,则第2课时 元素周期表 核素
1.了解元素周期表的结构(周期、族),认识原子结构与元素周期表中位置间的关系。 2.掌握元素、核素、同位素X的含义,促进“宏观辨识与微观探析”化学学科核心素养的发展。
知识点一 元素周期表
1.元素周期表的发展历程
2.元素周期表的结构
(1)编排原则
(2)元素周期表的结构
①周期的分类
②族的特点和划分
③常见族的别称:第ⅠA族(除氢外)— 元素,第ⅦA族— 元素。
【思考1】 在周期表中第Ⅷ族元素包含8、9、10三个纵列,而其他族只有一个纵列,故第Ⅷ族元素种类最多,这种判断对吗?
【思考2】 同周期的第ⅡA、ⅢA族元素的原子序数差一定为“1”吗?
(3)元素周期表中方格中的符号的意义
知识链接
周期表的记忆口诀
横行叫周期,现有一至七,四长三个短,第七已排满。纵列称为族,共有十六族,一八依次现①,一零再一遍②。一纵一个族,Ⅷ族搞特殊,三纵算一族,占去8、9、10。镧系与锕系,蜗居不如意,十五挤着住,都属ⅢB族。
说明:①指ⅠA、ⅡA、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ;
②指ⅠB、ⅡB、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA、0。
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)元素周期表中每一横行称为一个周期,每一纵列称为一个族。( )
(2)氧元素位于第二周期第Ⅵ族。( )
(3)元素周期表中8、9、10纵列称为第Ⅷ族。( )
(4)第ⅠA族所有元素均为金属元素。( )
2.(2025·宁夏宁朔中学月考)下列关于元素周期表的说法正确的是( )
A.元素周期表有7个周期,8个主族
B.最外层电子数相同的元素一定在同一族
C.短周期元素中可能有副族元素
D.元素周期表有18个纵列,共16个族
3.(2025·江苏金陵中学月考)我国探月工程取得重大进展。月壤中含有Ca、Fe等元素的磷酸盐,下列组成磷酸盐的元素位于元素周期表第三周期的是( )
A.O B.P C.Ca D.Fe
4.X、Y、Z均为短周期元素,它们在周期表中的相对位置如图所示。已知X、Y、Z三种元素的质子数之和为40,则X、Y、Z分别是( )
X
Y Z
A.N、S、Cl B.B、Si、P
C.C、P、S D.Be、Al、Si
归纳总结
1.元素周期表中的数量关系
(1)周期表图示
(2)三个定量关系
①周期序数=电子层数
②主族序数=最外层电子数
③原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数
(3)原子序数的定量关系
①同周期:第ⅡA族与第ⅢA族元素的原子序数差可能为1、11、25。
②同主族相邻周期元素的原子序数差:
ⅠA~ⅡA:上一周期元素种类数;ⅢA~0族:下一周期元素种类数。如Na与K相差8,Cl与Br相差18。
2.确定主族元素在周期表中位置的方法
(1)原子结构示意图法
画出短周期主族元素的原子结构示意图,其中电子层数为周期序数,最外层电子数为主族的族序数,如P:,位于第三周期第ⅤA族。
(2)0族元素定位法
知识点二 核素 同位素
1.核素
(1)概念:具有一定数目 和一定数目 的一种原子。
(2)实例
原子符号 X) 原子名称 氢元素的原子核
质子数(Z) 中子数(N)
H 氕 1
H或D 氘 1
H或T 氚 1
2.同位素
(1)概念: 相同而 不同的同一元素的不同原子互称为同位素(即同一元素的不同核素互称为同位素)。例如:氢元素有HHH三种核素;碳元素有CCC等核素;氧元素有OO和O三种核素;铀元素有UUU等核素。
(2)特点
①“同位”是指核素的 相同,在元素周期表中占有相同的位置。
②天然存在的同位素,相互间保持一定的比率。
【教材挖掘】
教材“元素的相对原子质量,就是按照该元素各种核素所占的一定百分比计算出来的平均值”。已知自然界中硅存在三种稳定的核素,质量数分别为28、29和30。质量数为28的硅原子丰度为a%,质量数为29的硅原子丰度为b%。硅元素的近似相对原子质量可以用含a、b的代数式表示为 (列式即可,无需化简)。
(3)常见同位素的用途
①考古测定文物的年代的是 ;
②制造氢弹的是 ;
③利用放射性同位素释放的射线育种、金属探伤、诊断和治疗疾病等。
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)任何核素原子一定具有质子和中子。( )
(2O表示质子数为8,中子数为18的氧原子。 ( )
(3)1H2与D2互为同位素。 ( )
(4H和H+为同一元素的不同微粒。( )
2.(鲁科版改编题)研究发现,镭能蜕变为Rn,故将Rn称为镭射气;钍能蜕变为Rn,故将Rn称为钍射气;锕能蜕变为Rn,故将Rn称为锕射气。RnRnRn( )
①属于同种元素 ②互为同位素 ③属于同种核素 ④属于同种原子
A.①② B.②③
C.③④ D.②④
3.金属钛对人体体液无毒副作用且能与肌肉和骨骼生长在一起,有“生物金属”之称。下列有关Ti和Ti的说法正确的是( )
ATi和Ti中均含有22个中子
BTi和Ti具有相同的质子数
CTi和Ti的物理性质相同
DTi和Ti为同一种核素
4.(2025·浙江宁波中学月考OO的半衰期很短,自然界中不能稳定存在。人工合成反应如下OHeOXOHeO+Y。下列说法正确的是( )
A.X的中子数为2
B.X、Y互为同位素
COO可用于测定一些文物的年代
DO表示氧元素的相对原子质量为15
易错提醒
同位素、同素异形体的理解及判断方法
(1)判断方法:先从物质的分类角度,原子才可能是同位素,单质里面找同素异形体。质子数相同而中子数不同的原子才是同位素。
(2)同位素之间化学性质相似,物理性质不同;核素之间的转化为核反应,不属于化学变化。同素异形体之间的转化为化学变化。
1.(苏教版改编题)下列关于Bi和Bi的说法中,错误的是( )
ABi和Bi都含有83个中子
BBi和Bi是Bi的两种核素
CBi和Bi的核外电子数相等
DBi和Bi含有相等的质子数
2.(苏教版习题)与主族元素在元素周期表中所处的位置有关的是( )
A.相对原子质量
B.核内中子数
C.次外层电子数
D.电子层数和最外层电子数
3.下列关于元素周期表的叙述正确的是( )
A.周期表中共有18个族
B.目前使用的元素周期表中,最长的周期含有32种元素
C.短周期元素是指1~20号元素
D.原子的最外层电子数都等于该元素所在的族序数
4.下列说法错误的是( )
A.14N2和15N2互为同位素
B.金刚石和C60互为同素异形体
C.O2和O3的相互转化是化学变化
DSe含有44个中子和34个电子
5.(鲁科版改编题)根据下列8种化学符号H2H2CLiLi、Na、NMg,回答下列问题:
(1)表示核素的符号共 种。
(2)互为同位素的是 和 。
(3)质量数相等,但不能互称为同位素的是 和 。
(4)中子数相等,但质子数不相等的是 和 。
提示:完成课后作业 第四章 第一节 第2课时
5 / 5第1课时 离子键
1.通过氯化钠的形成过程,认识离子键的概念与形成。了解离子化合物的概念,会判断离子化合物。 2.会用电子式表示常见离子化合物的形成过程。
知识点一 离子键 离子化合物
1.从原子结构角度分析NaCl的形成过程
2.离子键
(1)概念:带相反电荷离子之间的相互作用。
(2)成键粒子: 。
(3)成键本质:阳、阴离子间相互作用即 (包括静电引力和静电斥力)。
(4)成键元素:一般是活泼金属和活泼非金属。
3.离子化合物
(1)概念:由 构成的化合物。
(2)形成条件:一般情况下,活泼金属与活泼非金属形成离子化合物。
(3)常见离子化合物
(4)离子化合物中的“一定”和“不一定”
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)原子间通过共用电子对所形成的相互作用叫做离子键。( )
(2)短周期元素形成离子后,最外层都达到8电子稳定结构。( )
(3)阴、阳离子通过静电引力形成离子键。( )
(4)由金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物。( )
2.下列哪组元素的原子间反应更易形成离子键( )
原子 a b c d e f g
M层电子数 1 2 3 4 5 6 7
A.a与f B.a与g
C.b与g D.d与g
3.(2024·6月福建合格考)下列物质中,属于离子化合物的是( )
A.CO B.HCl
C.SO3 D.KCl
4.(鲁科版习题)下列性质中,可以证明某化合物中存在离子键的是( )
A.可溶于水 B.有较高的熔点
C.水溶液能导电 D.熔融状态能导电
5.有下列常见物质:①Na ②NaCl ③NaOH
④CaO ⑤Na2CO3 ⑥NaHCO3 ⑦CO2 ⑧H2SO4 ⑨Na2SO4 ⑩CaCl2
(1)含有离子键的物质有 (填序号,下同)。
(2)含有离子键的盐有 。
(3)属于离子化合物的有 。
知识点二 电子式
1.概念
在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的 (价电子)。
2.电子式的书写
原子 钠原子:Na×、氢原子: 氮原子: 、 氯原子:
简单阳离子 Na+、Mg2+、Al3+
简单阴离子 氯离子: 、 氧离子:
复杂阴、阳离子 氢氧根离子:[︰︰H]- 铵根离子: 过氧根离子:
离子化合物 氧化钙: 硫化钾:
物质形成过程
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)Na2O的电子式:N[︰︰]2-。( )
(2)S2-的电子式为[︰︰]-2。( )
(3)NH4Cl属于离子化合物,其电子式为Cl-。( )
(4)×Mg×+2·︰Mg2+[︰]-︰]-。( )
2.下列粒子的电子式书写正确的是( )
A.钙离子:[︰︰]2+
B.氯离子:︰︰-
C.氧化镁:[Mg2+]]2-
D.K+︰]-
3.下列物质的形成过程表示正确的是( )
A.Na×+·︰[︰︰]+[︰︰]-
B.
C.氟化钙的形成过程:
D.
易错提醒
书写电子式的注意事项
(1)一个“·”或“×”代表一个电子,原子的电子式中“·”(或“×”)的个数即表示原子的最外层电子数。
(2)“[ ]”在所有的阴离子、复杂的阳离子中出现。
(3)在化合物中,如果有多个阴、阳离子,阴、阳离子必须是间隔的,即不能将两个阴离子或两个阳离子写在一起,如CaCl2要写成[︰]-Ca2+︰]-,不能写成Ca2+︰,也不能写成Ca2+[︰]-[︰]-。
(4)用电子式表示化合物形成过程时,由于不是化学方程式,不能出现“”。“”前是原子的电子式,“”后是化合物的电子式。
1.下列元素的原子之间不能形成离子键的是( )
A.钠和氧 B.镁和氯
C.钾和溴 D.氮和氧
2.下列物质属于离子化合物的是( )
A.H2O B.KBr
C.CO2 D.O2
3.下列离子的电子式正确的是( )
A.︰︰2- B.[Na]+
C.[︰︰]-2 D.[︰︰]-
4.下列叙述正确的是( )
A.带相反电荷离子之间的相互吸引称为离子键
B.金属与非金属化合时,一定形成离子键
C.含离子键的化合物一定是离子化合物
D.非金属元素原子间不可能形成离子键
5.用电子式表示下列化合物的形成过程。
(1)碘化钙: 。
(2)硫化钠: 。
(3)氯化钾: 。
提示:完成课后作业 第四章 第三节 第1课时
4 / 4第3课时 原子结构与元素的性质
1.以第ⅠA族的碱金属元素、第ⅦA族的卤族元素为例,通过探究认识同主族元素性质(金属性与非金属性) 的递变规律。 2.通过比较、归纳、实验等方法预测同主族元素的相似性与递变性,提升“科学探究与创新意识”的化学学 科核心素养。
知识点一 碱金属元素
1.元素的性质——金属性与非金属性
2.碱金属元素的原子结构
元素名称 元素符号 原子结构 示意图 原子半径/nm 递变性 相同点
锂 Li 0.152 从Li到Cs随着核电荷数的增加,电子层数逐渐 ,原子半径逐渐 最外层均有 个电子,均易 电子,具有较强 性,因此碱金属元素的化学性质具有相似性
钠 Na 0.186
钾 0.227
铷 0.248
铯 0.265
3.碱金属的化学性质
钠、钾与氧气反应 钠、钾与水反应
操 作 将一小块钠和钾分别投入热坩埚中,观察现象 在烧杯中加入一些水,分别切取绿豆大小的钠和钾,分别投入水中,滴加酚酞,观察现象
现 象 都能在空气中燃烧,钠产生 火焰,钾产生 火焰,钾燃烧更剧烈 钠和钾均浮在水面上;迅速熔成闪亮的小球四处游动;钾比钠反应更剧烈,溶液均变红
【思考】 Na在空气中燃烧生成Na2O2,Li在空气中燃烧是否可以生成Li2O2?
归纳总结
碱金属单质的相似性和递变性
(1)相似性(用R表示碱金属元素)
(2)递变性
随着核电荷数的增加,碱金属元素原子的电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的引力逐渐减弱,原子失去最外层电子的能力逐渐增强,金属性逐渐增强。
①
②与O2的反应越来越剧烈,产物更加复杂,如Li与O2反应只能生成Li2O,Na与O2反应还可以生成Na2O2,而K与O2反应能够生成KO2等。
③与H2O的反应越来越剧烈,如K与H2O反应可能会发生轻微爆炸,Rb与Cs遇水发生剧烈爆炸。
【教材挖掘】
教材“即从锂到铯,金属性逐渐增强”。请你根据这句话,比较LiOH、NaOH、KOH、RbOH、CsOH碱性的强弱。
4.碱金属单质的物理性质
元素 Li、Na、K、Rb、Cs(原子序数增大)
相同点 除铯外,其余都呈 色,它们都比较软,有延展性;密度较 ,熔点较 ,导电、导热性好
递变规律 密度 逐渐 (钠、钾反常)
熔、沸点 逐渐
个性特点 ①铯略带金色光泽;②锂的密度比煤油的小;③钠的密度比钾大
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)从锂到铯,碱金属元素单质的密度依次增大。( )
(2)碱金属元素原子随核电荷数增加,其单质与水反应越来越剧烈。( )
(3)碱金属元素单质都应该保存在煤油中。( )
(4)K比Na活泼,故K可以从钠盐溶液中置换出Na。( )
2.(2025·北京二十中月考)下列关于碱金属元素的说法中,正确的是( )
A.原子半径:Li<Na<K<Rb<Cs<Fr
B.单质与水反应的剧烈程度:K<Na
C.最高价氧化物对应水化物的碱性:LiOH>KOH
D.碱金属元素的单质在氧气中燃烧均生成过氧化物
3.下列关于碱金属元素的说法中,正确的是( )
A.第ⅠA族元素都是碱金属元素
B.在常温下Cs与水反应会发生爆炸
C.金属钾具有强还原性,K+具有强氧化性
D.碱金属单质可将铜从其盐溶液中置换出来
4.可能存在的第119号元素被称为“类钫”,据元素周期表结构及元素性质变化趋势,有关“类钫”的预测说法错误的是( )
A.“类钫”在化合物中呈+1价
B.“类钫”属于过渡元素,具有放射性
C.“类钫”与冷水反应可能爆炸
D.“类钫”单质熔点较低
知识点二 卤族元素
卤族元素简称卤素,包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)和(Ts)。
1.卤素单质的物理性质
卤素单质 F2 Cl2 Br2 I2
颜色、状态 色(气体) 黄绿色(气体) 深红棕色(液体) 色(固体)
密度 逐渐
熔、沸点 逐渐
2.卤族元素的原子结构
元素名称 (符号) 氟(F) 氯(Cl) 溴(Br) 碘(I)
原子结构 示意图
相似性 最外层电子数均为
递变性 电子层数逐渐 ,原子半径逐渐
3.卤素单质的化学性质
(1)卤素单质与氢气的反应
卤素 单质 反应条件 化学方程式 产物定性
F2 暗处 很稳定
Cl2 光照或点燃 较稳定
Br2 加热 不如氯化氢稳定
I2 不断加热 不稳定
结论 从F2到I2,与H2反应所需要的条件逐渐 ,反应剧烈程度依次减弱,生成气态氢化物的稳定性依次
(2)卤素单质间的置换反应
①实验探究
实验操作 实验现象及化学方程式
静置后,液体呈橙色,化学方程式为
静置后,液体呈红棕色,化学方程式为
静置后,液体呈褐色,化学方程式为
②结论:从Cl2→I2,氧化性逐渐 ,相应卤素离子的还原性逐渐 。
【思考1】 通过实验可知,从F→I,元素的非金属性(得电子能力)依次减弱,试从原子结构角度分析其性质递变的原因。
【思考2】 根据氯气与水反应的化学方程式,请写出溴单质与水反应的化学方程式。
【思考3】 F2通入水中会剧烈反应,且有氧气生成,请根据氧化还原反应书写该反应的化学方程式。
4.卤族元素的相似性与递变性
(1)相似性
卤素原子都能得一个电子。
(2)递变性
①与H2反应越来越难,对应氢化物的稳定性逐渐减弱。
②Cl2、Br2、I2与H2O反应越来越微弱。
③
(3)特殊性
①溴是常温常压下唯一的液态非金属单质。
②卤素单质都有毒,溴有很强的腐蚀性,保存液溴时要加一些水进行“水封”,淀粉溶液遇碘单质变蓝色(检验I2)。
③F无正化合价。
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)卤素单质随原子序数的递增,密度逐渐增大。( )
(2)从F→I,其单质与H2化合的难易程度是由难到易。( )
(3)F2、Cl2、Br2与H2O反应的原理相同。( )
(4)F-、Cl-、Br-的还原性依次增强。( )
2.下列关于卤素(用X表示)的叙述正确的是( )
A.卤素单质与水反应均可用X2+H2OHXO+HX表示
B.HX的热稳定性随核电荷数增加而增强
C.卤素的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多
D.溴单质与氢气反应比氯单质与氢气反应更剧烈,氢化物更稳定
3.(2025·陕西榆林高一联考)某化学小组验证卤族元素的性质,进行如下实验,分别取4 mL等浓度的KBr溶液和KI溶液于试管中,再分别滴加少量氯水(或溴水)。下列说法正确的是( )
A.实验Ⅰ中产生的现象为溶液由无色变为棕黄色
B.实验Ⅱ中发生反应的离子方程式为Cl2+I-Cl-+I2
C.实验Ⅲ中溴水可用反应后实验Ⅰ中溶液代替
D.该实验证明卤素单质的氧化性:F2>Cl2>Br2>I2
1.下列关于碱金属元素的原子结构和性质的叙述错误的是( )
A.碱金属元素原子的最外层都只有1个电子,在化学反应中容易失去
B.碱金属单质都是强还原剂
C.碱金属单质都能在氧气中燃烧生成过氧化物
D.碱金属单质都能与水反应生成碱
2.下列有关碱金属元素和卤素的说法中,错误的是( )
A.溴单质与H2的反应比碘单质与H2的反应更剧烈
B.碱金属元素中,锂原子失去最外层电子的能力最弱
C.钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈
D.随核电荷数的增加,碱金属元素和卤素的熔、沸点都逐渐降低
3.下列关于卤素单质的说法中,错误的是( )
A.Cl2、Br2、I2的颜色依次加深
B.Cl2、Br2、I2的沸点依次升高
C.Cl2、Br2、I2在水中的溶解度依次增大
D.Cl2、Br2、I2的氧化性依次减弱
4.(苏教版改编题)已知溴原子结构示意图为。
(1)溴元素的原子序数为 。
(2)溴元素的原子在反应中易 (填“得”或“失”) 个电子,表现出 性。
(3)溴元素的最高化合价为 ,最低化合价为 。
(4)溴元素的非金属性 (填“强”或“弱”)于氯元素的非金属性。
(5)写出氯元素、溴元素最高价氧化物的水化物的化学式并比较它们的酸性强弱 。
5.为了比较卤素单质的氧化性强弱,可在实验室先制取Cl2,并将Cl2依次通入NaBr溶液和淀粉-KI溶液中,有如图所示的仪器(橡胶塞均为双孔)及药品,试回答下列问题:
(1)若所制气体从左向右流向时,上述仪器接口的连接顺序为H接 、 接 、 接 。
(2)装置③的作用是 ,反应的离子方程式为 。
(3)装置①中产生的现象是 ,反应的化学方程式为 。
提示:完成课后作业 第四章 第一节 第3课时
6 / 6第2课时 元素周期表和元素周期律的应用
1.了解元素周期表中元素的简单分区,理解元素的化合价与元素在周期表的位置关系,能结合有关资料说明 元素周期律(表)对合成新物质、寻找新材料的指导作用。 2.理解元素原子结构、在周期表中的位置和元素性质三者之间的关系,建立“位—构—性”关系应用的思维 模型。
知识点一 元素周期表的分区及元素化合价规律
1.元素周期表与元素周期律的关系
(1)元素周期表是 的具体表现形式,反映了元素之间的内在联系。
(2)元素周期表中元素的金属性和非金属性变化的规律:同周期元素从左到右金属性逐渐 ,非金属性逐渐 ;同主族元素从上到下金属性逐渐 ,非金属性逐渐 。
2.元素周期表的金属区和非金属区
(1)分区图
(2)虚线左下方是 元素,虚线右上方是 元素,最右一个纵列是 元素。
(3)分界线附近的元素既能表现出一定的 ,又能表现出一定的 ,故元素的金属性与非金属性之间并没有严格的界线。
3.元素化合价与元素在周期表中位置的关系
(1)主族元素:最高正价(O、F除外)=最外层电子数(价电子数)= 。
(2)非金属主族元素化合价一般规律:
最低负价= (H除外);最高正价+|最低负价|=8。
知识拓展
价电子
(1)含义:元素的化合价与原子的最外层电子数有密切的关系,所以,元素原子的最外电子层中的电子也叫价电子。
(2)内容:主族元素的价电子数=最外层电子数(O、F除外),过渡元素的价电子包括最外层电子及次外层或倒数第三层的部分电子。
【教材挖掘】
根据教材关于“价电子”的描述,请指出Si和Ca的价电子数。
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)金属元素只表现金属性,非金属元素只表现非金属性。( )
(2)氢元素的最高正价为+1价,最低负价为-1价。( )
(3)原子最外层电子数大于3且小于8的元素一定是非金属元素。( )
(4)最外层电子数是2的元素,最高正价一定是+2价。( )
2.某主族元素原子最外层有5个电子,其气态氢化物的化学式应是(用R表示该元素)( )
A.H2R B.HR
C.RH3 D.RH4
3.某主族元素R的最高正化合价与最低负化合价的代数和为4,由此可以判断( )
A.R的简单气态氢化物的化学式为H2R
B.R一定是第ⅣA族元素
C.R的简单气态氢化物比同周期其他元素的简单气态氢化物稳定
D.R一定是第四周期元素
知识点二 元素周期表和元素周期律的应用
1.根据元素在周期表中的位置推测其原子结构和性质,并研究元素性质的变化规律。
如已知砹(At)与溴、碘同主族,根据卤族元素的性质递变规律,可推知元素砹(At)应为有色固体,与氢气难化合,HAt不稳定,AgAt 溶于水。
2.根据元素的原子结构推测其在周期表中的位置和性质。
如钫(Fr)是碱金属元素中原子序数最大的元素,根据同主族性质递变规律,可知其最高价氧化物对应的水化物是碱性很强的碱。
3.为新元素的发现,以及预测它们的原子结构和性质提供线索。
如锗和铝位于周期表中金属和非金属元素分界处附近,根据铝的性质,可以推测锗既有金属性又有非金属性。
4.启发人们在一定区域内寻找新物质
(1)金属与非金属分界线 材料,如Si、Ge、Ga等。
(2)周期表右上角(氟、氯、硫、磷、砷等元素)制造 的元素。
(3)过渡元素 和耐高温、耐腐蚀的合金材料,如Fe、Ni、Pt等。
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)通过元素周期律可推断氢氧化铍[Be(OH)2]的碱性比氢氧化镁强。( )
(2)已知硒元素的氢化物的分子式为H2Se,可推知硒元素位于第ⅣA族。( )
(3)可在元素周期表中的金属和非金属元素的分界线处寻找过渡元素材料作催化剂。( )
(4)运用元素周期表的有关理论分析,铊(Tl)的氧化物的水化物可能具有两性。( )
2.(2025·福建三明一中月考)元素周期表已成为化学家的得力工具。以下关于周期表的应用错误的是( )
A.可以在金属元素与非金属元素交界处寻找半导体材料
B.可以在非金属区域寻找优良的催化剂材料
C.可以利用周期表寻找合适的超导材料、磁性材料等
D.可以根据元素原子的结构预测元素可能具有的性质
3.(2025·天津河西区高一期末)根据元素周期律,由下列事实进行归纳推测,推测错误的是( )
选项 事实 推测
A K比Na与水反应剧烈 Cs与水反应更剧烈
B MgSO4能溶于水,CaSO4微溶于水 SrSO4、BaSO4难溶于水
C HCl在1 500 ℃时分解,HI在230 ℃时分解 HBr的分解温度介于二者之间
D Si、Ge是半导体材料 Sn和Pb也是半导体材料
4.现有短周期元素X、Y、Z和M,它们在周期表中的相对位置如图所示。其中Y原子的最外层电子数是次外层电子数的一半。下列说法正确的是( )
X Z
Y M
A.Y元素位于第三周期第ⅤA族
B.X的原子半径比Z的小
C.气态氢化物的稳定性:M>Z
D.M的最高价氧化物对应的水化物的化学式是H2MO4
1.某元素X的最高价氧化物为X2O7,则它的气态氢化物是( )
A.HX B.H2X
C.XH3 D.XH4
2.下列有关原子结构、元素周期律及元素周期表的叙述正确的是( )
A.多电子原子中,在离核较近的区域内运动的电子能量低
B.所有主族元素原子的最外层电子数都等于元素的最高正化合价
C.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
D.元素周期律体现了元素性质随着原子相对原子质量的递增而呈现周期性变化
3.砷为第四周期第ⅤA族元素,根据它在元素周期表中的位置推测,砷不可能具有的性质是( )
A.砷在通常状况下是固体
B.砷可以有-3、+3、+5价等多种化合价
C.五氧化二砷对应的水化物的酸性比磷酸弱
D.砷的还原性比磷弱
4.(鲁科版改编题)已知X、Y、Z为三种原子序数相邻的元素,最高价氧化物对应水化物的酸性相对强弱是HXO4>H2YO4>H3ZO4。下列说法中,错误的是( )
①气态氢化物的稳定性:X>Y>Z
②原子的得电子能力:Y<X<Z
③单质的氧化性:X>Y>Z
④三种元素原子的最外层电子数相等
A.①② B.②③
C.①③ D.②④
5.(教材改编题)门捷列夫在研究元素周期表时,科学地预言了11种当时尚未发现的元素,为它们在周期表中留下空位。
根据元素周期表预言新元素的存在
类铝(Ea) 镓(Ga)
1871年门捷列夫预言 1875年布瓦发现镓后测定
原子量约为69 原子量约为69.72
比重约为5.9~6.0 比重约为5.94
熔点应该很低 熔点为30.1 ℃
不受空气的侵蚀 灼热时略起氧化
灼热时能分解水气 灼热时的确能分解水气
能生成类似明矾的矾类 能生成结晶很好的镓矾
可用分光镜发现其存在 镓是用分光镜发现的
最高价氧化物Ea2O3 最高价氧化物Ga2O3
门捷列夫的预言和以后的实验结果取得了惊人的一致
(1)31Ga位于元素周期表什么位置?
(2)门捷列夫作出这一伟大预言的科学依据是什么?
(3)请借助Al的性质预测Ga的性质。
提示:完成课后作业 第四章 第二节 第2课时
4 / 4基础梳理答案
第一章 物质及其变化
第一节 物质的分类及转化
第1课时 物质的分类
知识点一
1.(2)元素 纯净物 (3)元素 纯净物 (4)单质 碳
单质 不同
【思考】
提示:O2转化为O3,有新物质生成,属于化学变化。
2.(1)①根据组成物质的种类 ②根据组成元素的种类
③根据组成元素的性质 ④根据是否含碳元素
(2)钠盐 硫酸盐
知识点二
1.碱 酸
知识点三
1.一种(或多种)物质 另一种(或多种)物质 2.溶液 胶体
3.(1)分散质粒子直径 (2)液溶胶 气溶胶 固溶胶
4.(1)溶液 胶体 分散质粒子的直径大小
(2)①一条光亮的“通路” ③胶体
【教材挖掘】
①②⑤⑥
第2课时 物质的转化
知识点一
1.(1)NaOH+HClNaCl+H2O
Fe+2HClFeCl2+H2↑ 置换反应
CaO+2HClCaCl2+H2O
AgNO3+HClAgCl↓+HNO3 (2)H+
2.(1)碱 氧化物 盐 氧化物
(2)①Ca(OH)2+2HNO3Ca(NO3)2+2H2O 复分解反应
②Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O
③Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3↓+2NaOH 复分解反应
(3)OH-
3.2NaCl+CO2↑+H2O Mg(OH)2↓+2NaCl 复分解反应
2NaCl+CaCO3↓ 复分解反应
知识点二
1.化学变化 (1)①2Ca+O22CaO
②CaO+H2OCa(OH)2
③Ca(OH)2+H2SO4CaSO4+2H2O (2)①O2
②H2O ③Ca(OH)2 ④CaO ⑤Ca(OH)2(答案合理即可)
【教材挖掘】
提示:方法一:CuO+H2SO4CuSO4+H2O,Fe+CuSO4FeSO4+Cu。
方法二:Fe+H2SO4FeSO4+H2↑,H2+CuOCu+H2O。
方法一更好。主要原因有:方法二需要加热,消耗能源;方法二中氢气易燃易爆,安全性低;方法二中氢气不能全部参加反应,利用率降低。(答案合理即可)
第二节 离子反应
第1课时 电解质的电离
知识点一
1.不导电 导电
【思考】
提示:固体NaCl、KNO3不能导电的原因是离子不能自由移动。
2.(1)自由移动 带电荷 (2)Na+、Cl- Na+、Cl- 否 能
能 水溶液 熔融
3.熔融状态下 化合物 酸 碱 盐
知识点二
1.(1)溶于水 受热熔化 离子 (2)Ba2++2OH-
Na++Cl-
2.HNO3H++N H2SO42H++S 全部是H+
KOHK++OH- Ca(OH)2Ca2++2OH- 全部是OH- NH4NO3N+N Al2(SO4)32Al3++3S 金属阳离子(或铵根离子) 酸根离子
【教材挖掘】
提示:人的手上常会沾有NaCl(汗液的成分之一)或其他电解质,当遇到水时,会形成电解质溶液产生自由移动的阴、阳离子而导电。
第2课时 离子反应
知识点一
1.Na+、S、Ba2+、Cl- Ba2+、S Na+、Cl-
S Ba2+
【思考】
提示:(1)蓝色沉淀是Cu(OH)2,由Cu2+和OH-结合生成;生成的气体是CO2,由C和H+结合生成。
(2)溶液红色消失是因为H+和OH-发生反应消耗了OH-。
知识点二
2.BaCl2+Na2SO4BaSO4↓+2NaCl
2Na++S+Ba2++2Cl-BaSO4↓+2Na++2Cl-
S+Ba2+BaSO4↓
【思考】
提示:H++OH-H2O H2SO4+2NaOHNa2SO4+2H2O H++OH-H2O
化学方程式表示某个具体的化学反应,而离子方程式不仅可以表示某个具体的化学反应,还可以表示同一类型的离子反应。
【教材挖掘】
提示:(1)①Cu(OH)2+2H+Cu2++2H2O
②OH-+CH3COOHCH3COO-+H2O
③NH3·H2O+H+N+H2O
④2H++S+Ba2++2OH-BaSO4↓+2H2O
(2)离子方程式H++OH-H2O可表示强酸溶液和强碱溶液生成可溶性盐溶液的一类反应。
第三节 氧化还原反应
第1课时 氧化还原反应
知识点一
1.(1)①还原 氧化 ②Fe2O3 还原 CO 氧化
结论:氧化 还原 (2)①升高 降低 还原 还原 氧化
氧化 ②降低 还原 升高 氧化
结论:升降 氧化 还原
【思考1】
提示:不是。因为反应前后元素的化合价没有变化。
(3)失去 H 得到 Cl 氧化 还原
2.电子 3.单质 置换 单质
【思考2】
提示:氯元素的化合价由反应前的0价,在反应后一部分降低为-1价,一部分升高为+1价,氯元素既被氧化又被还原;氧化还原反应中被氧化或被还原的元素可能是同一种元素。
知识点二
1.(2)
2.(2)
第2课时 氧化剂和还原剂
知识点一
1.降低 得到电子 氧化 还原 得到电子 越强
失去电子 还原 氧化 失去电子 还原剂 越强
【思考】
提示:在同一个氧化还原反应中,氧化剂和还原剂可以是同一种物质,如反应①H2O2既是氧化剂也是还原剂;氧化产物和还原产物可以是相同物质,如反应②中S既是氧化产物又是还原产物。
【教材挖掘】
提示:(1)2CO+2NO2CO2+N2 NO是氧化剂,CO是还原剂。
(2)反应①说明H2O2具有还原性,反应②说明H2O2具有氧化性。H2O2既有氧化性又有还原性,H2O2中氧元素是-1价,是该元素的中间价态。
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
第一节 钠及其化合物
第1课时 活泼的金属单质——钠 氧化钠和过氧化钠
知识点一
1. 1 1 还原
2.(1)变暗 ①银白 小 大 ②氧化钠 4Na+O22Na2O
【思考】
提示:未用完的钠可放回原试剂瓶。
(2)黄色火焰 淡黄色 2Na+O2Na2O2
【教材挖掘】
提示:2Na+Cl22NaCl,2Na+SNa2S;钠与非金属单质化合时,钠元素化合价由0价变为+1价,钠表现还原性。
3.(1)NaOH、H2 (2)小 低 碱性 (3)①H2O Na
②2Na+2H2O2NaOH+H2↑
2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑
【思考】
提示:(1)2Na+H2SO4Na2SO4+H2↑。不能;若稀硫酸不足,过量的钠会与水继续反应生成NaOH和H2。
(2)2Na+2H2O2OH-+2Na++H2↑;钠与水反应放出热量并消耗溶剂水,由于Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低,且溶剂的量减少,故饱和石灰水中会有固体析出,产生白色浑浊。
(3)钠先与水发生反应:2Na+2H2O2NaOH+H2↑;生成的NaOH再与CuSO4发生复分解反应生成蓝色絮状Cu(OH)2沉淀:2NaOH+CuSO4Cu(OH)2↓+Na2SO4。
知识点二
1.(1)白 (2)Na2O+H2O2NaOH
Na2O+2HCl2NaCl+H2O Na2O+CO2Na2CO3
2.(1)淡黄 (2)①复燃 ②碱 2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑ (3)氧气 -1 氧化性
【教材挖掘】
提示:(1)氧化性 还原性
(2)
(3)2∶1
第2课时 碳酸钠和碳酸氢钠 焰色试验
知识点一
1.结块变成晶体 降低 红色 红色 碱 碱
【教材挖掘】
提示:①4Na+O22Na2O
②Na2O+H2O2NaOH
④2NaOH+CO2Na2CO3+H2O,
Na2CO3+10H2ONa2CO3·10H2O
⑤Na2CO3·10H2ONa2CO3+10H2O
2.变浑浊 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
活动1:Na2CO3溶液中存在Na+和C,滴加稀盐酸,C与H+结合生成HC,HC再与H+结合生成H2CO3而分解放出CO2,故开始无气泡,过一段时间产生气泡,相关反应为C+H+HC、HC+H+CO2↑+H2O。NaHCO3溶液中存在Na+和HC,滴加稀盐酸,HC与H+结合生成H2CO3而分解放出CO2,故立即产生气泡:HC+H+CO2↑+H2O。
活动2:向Na2CO3溶液中滴加澄清石灰水,C与C结合生成CaCO3沉淀:C+CCaCO3↓。向NaHCO3溶液中滴加澄清石灰水,HC与OH-结合生成C和H2O,C与C结合生成CaCO3沉淀:2HC+2OH-+CCaCO3↓+2H2O+C。将氢氧化钙溶液分别加入碳酸钠和碳酸氢钠溶液,二者均反应产生白色沉淀,所以不能用氢氧化钙溶液鉴别二者。
活动3:2HC+Ca2++2OH-CaCO3↓+2H2O+C;OH-+HCH2O+C。
4.活动1:先通入氨气。由于NH3极易溶于水,且溶于水后溶液显碱性,这样更容易吸收二氧化碳。
活动2:氯化铵(NH4Cl)可以作氮肥。
知识点二
1.金属元素 2.盐酸 原火焰颜色相同 试样 火焰的颜色
【教材挖掘】
提示:因为含有钾元素的物质中往往会混有少量的钠元素,灼烧时,钠元素的黄色光会掩盖钾元素的紫色光,透过蓝色钴玻璃可以滤去黄色光,便于观察到钾元素的紫色光。盐酸沸点比硫酸低,加热时易挥发无残留。
3.紫红 黄 紫 绿 4.金属元素
第二节 氯及其化合物
第1课时 氯气的性质
知识点一
1.成盐 NaCl 2.黄绿 气体 大
3.(1)得到 强氧化 (2)2NaCl 2FeCl3 CuCl2
(3)燃烧 苍白 白雾 H2+Cl22HCl
知识点二
1.(1)HCl+HClO (2)不褪色 褪色 漂白作用 褪色
漂白作用 HClO
【教材挖掘】
提示:二氧化氯的化学式为ClO2,氯元素的化合价为+4价。二氧化氯、臭氧均具有氧化性。
2.2HClO2HCl+O2↑
活动1:氯水呈黄绿色说明有Cl2;实验一说明有H+和HClO;实验三说明有Cl-。
活动2:氯水光照后不存在HClO。因为HClO不稳定,光照条件下分解生成HCl和氧气,反应的化学方程式为2HClO2HCl+O2↑。
活动3:不可以。因为氯水有漂白性,会将pH试纸漂白,无法判断溶液的酸碱性,可以用pH计测量氯水的酸碱性。
知识点三
1.(1)Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
(2)Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O
(3)氯化钠和次氯酸钠 次氯酸钠
2.2Ca(OH)2+2Cl2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
第2课时 氯气的实验室制备 氯离子的检验
知识点一
1.MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
MnO2 还原 酸
【思考1】
提示:(1)由氧化产物和还原产物的个数可知,氧化剂和还原剂的个数之比是1∶2。
(2)不能。有两个原因:一是随着反应的进行,盐酸浓度变小,Cl-的还原性减弱,MnO2不能再氧化HCl,此反应不再进行;二是浓盐酸的挥发。
2.酒精灯 圆底烧瓶 分液漏斗 HCl 水蒸气 向上
Cl2+2KI2KCl+I2 蓝色 变红 褪色
吸收过量Cl2,防止污染空气
【思考2】
提示:不能。即使是饱和石灰水,溶液中Ca(OH)2的含量也很低,不能把多余Cl2完全吸收。
知识点二
1.不溶解 Cl-+Ag+AgCl↓ 不溶解
Cl-+Ag+AgCl↓ 气泡产生
C+2Ag+Ag2CO3↓、
Ag2CO3+2H+2Ag++CO2↑+H2O
2.稀硝酸 AgNO3溶液
第三节 物质的量
第1课时 物质的量 摩尔质量
知识点一
1.(1)②n (2)6.02×1023 微观粒子
2.(2)6.02×1023 mol-1
知识点二
1.M g/mol或g·mol-1 相对原子质量 相对分子质量
2.n·M
【思考1】
提示:不等同,摩尔质量与相对分子质量(或相对原子质量)是两个不同的概念。当摩尔质量以“g·mol-1”为单位时,两者在数值上相等,但前者单位是g·mol-1,后者单位是1,故两者不等同。
【思考2】
提示:(1)17 g·mol-1 (2)64 g·mol-1
(3)bNA g·mol-1 (4) g·mol-1
第2课时 气体摩尔体积
知识点一
1.【思考1】
提示:较大 近似相等
【思考2】
提示:Ⅰ.①22.4 L ②不一定 Ⅱ.①气体的粒子数相同 ②粒子间的距离相同 ③气体粒子的大小相对于气体粒子间的距离可以忽略
(3)大小 数目 距离 温度 压强 相同的体积
2.物质的量 体积 Vm L/mol(或L·mol-1)和m3/mol(或m3·mol-1) Vm= 0 ℃ 101 kPa 22.4 L·mol-1 温度 压强
【思考3】
(1)32.03 g·mol-1 (2)17 g·mol-1
(3)34.9 g·mol-1 (4)28 g·mol-1
提示:(1)气体的摩尔质量M=Vm·ρ,代入数据求得M≈32.03 g·mol-1。
(2)标准状况下,0.51 g某气体的体积为672 mL,该气体的物质的量为=0.03 mol,摩尔质量为=17 g·mol-1。(3)混合气体的==≈34.9 g·mol-1。
(4)=Vm·ρ=22.4 L·mol-1×1.25 g·L-1=28 g·mol-1。
知识点二
2.【思考】
提示:(1)22.4 L 44.8 L 物质的量 (2)32 g 22.4 L 2 g 22.4 L ①摩尔质量
②
第3课时 物质的量浓度
知识点一
1.(1)溶质 溶液 (2)×100%
2.单位体积 物质的量 cB mol·L-1(或mol/L) cB=
1 mol
【思考】
提示:(1)1 mol 1 mol·L-1 1.5 mol 1.5 mol·L-1
1∶2∶3 微粒个数之比
(2)②③
第4课时 配制一定物质的量浓度的溶液
知识点一
1.(1)温度 容积 50 mL 100 mL 250 mL 500 mL
1 000 mL
【思考1】
提示:使用前要检验容量瓶是否漏水。检验程序:加水→塞瓶塞→倒立→查漏→正立→瓶塞旋转180°→倒立→查漏。
2.0.1 mol 5.85 g 托盘天平 药匙 玻璃棒 烧杯
100 mL容量瓶 玻璃棒 2~3 容量瓶 1~2 cm
溶液的凹液面与刻度线相切
【思考2】
(1)量取 稀释 冷却 (2)量筒 500 mL容量瓶
(3)13.6
解析:(3)根据稀释前后硫酸物质的量不变,所需浓硫酸的体积为≈13.6 mL。
知识点二
2.
能引起误差的操作 因变量 c
n V
称量 偏大 偏大
偏小 偏小
偏小 偏小
移液 偏小 偏小
不变 不变
偏小 偏小
定容 偏大 偏小
偏小 不变 偏小
不变 偏大 偏小
装瓶 偏大 偏小
【思考1】
提示:①仰视刻度线(如图a):加水量高于刻度线,溶液体积偏大,c偏低。②俯视刻度线(如图b):加水量低于刻度线,溶液体积偏小,c偏高。
【思考2】
提示:①仰视刻度线(如图c):浓硫酸的体积偏大,即溶液中的溶质硫酸偏多,c偏高。②俯视刻度线(如图d):浓硫酸的体积偏小,即溶液中的溶质硫酸偏少,c偏低。
第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
第1课时 铁 铁的氧化物、铁的氢氧化物
知识点一
1.+2价和+3价 2Fe+3CO2
2.延展 导热 磁体
3.(1)①2Fe+3Cl22FeCl3 ②Fe+SFeS
③Fe+2H+Fe2++H2↑ ④Fe+Cu2+Fe2++Cu
(2)四氧化三铁 氢气 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 提供水蒸气
【教材挖掘】
提示:模具中如有水,与铁在高温下反应生成氢气,氢气为易燃气体,易发生爆炸。
知识点二
1.红棕 黑色 +2 不溶
【教材挖掘】
提示:Fe3O4+8HCl2FeCl3+FeCl2+4H2O
3.白色絮状 灰绿 红褐
【思考1】
提示:煮沸NaOH溶液的目的是除去溶液中溶解的O2,防止O2将Fe(OH)2氧化。
【思考2】
提示:Fe3+;原因是FeSO4溶液中的Fe2+会被空气中的O2氧化成Fe3+。
活动1:苯的密度比水小且难溶于水,加入少量苯覆盖在FeSO4溶液的上层用于隔绝下层液体与空气接触,防止生成的Fe(OH)2被O2氧化。
活动2:铁粉与稀硫酸反应生成的H2排出了装置内的空气,同时试管内剩余的H2起到保护气的作用,防止Fe(OH)2与O2接触被氧化,因此能较长时间观察到白色沉淀。
活动3:先打开止水夹a,利用Fe与稀硫酸反应产生的H2将装置内的空气排出,待导管b排出的气体验纯后,再关闭止水夹a,利用产生的H2把试管A中的液体(FeSO4溶液)压入试管B中,反应得到Fe(OH)2白色沉淀。即操作方法为先打开止水夹a,待导管b排出的气体验纯后,再关闭止水夹a。
第2课时 铁盐和亚铁盐
知识点一
1.Fe2(SO4)3 FeCl3 FeSO4 FeCl2
2.红色 红 2Fe2++Cl22Fe3++2Cl- 红 加KSCN溶液再加新制氯水
【教材挖掘】
提示:不是。Fe(SCN)3溶液是红色,但没有生成沉淀。
知识点二
1.(1)浅绿色 无明显变化 红色
(2)2Fe3++Fe3Fe2+ 2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
Fe3++3SCN-Fe(SCN)3
【教材挖掘】
提示:向FeCl2溶液中加入稍过量的氯水(或双氧水),振荡。
活动1:①Fe ②FeCl2 ③Fe和Cu ④HCl ⑤Cl2
活动2:加入铁粉。反应的离子方程式为2Fe3++Fe3Fe2+
活动3:(1)①Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O
②Fe3++3OH-Fe(OH)3↓
③Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O
(2)④Fe+2H+Fe2++H2↑
⑤2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
(或2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O)
⑥Fe+2Fe3+3Fe2+(或2Fe3++CuCu2++2Fe2+)
2.活动1:将菠菜中的铁元素转化为铁离子。
活动2:不影响。因为无论是生成二价或三价铁的化合物,后期都会变成对应的铁离子,不影响铁元素的检验。
第二节 金属材料
第1课时 金属材料
知识点一
2.(1)生铁 钢 (2)高 硬度 延展 (3)低 中 高
合金 (4)铬和镍
知识点二
1.逐渐溶解 爆鸣
2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑
2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑
2Al+2OH-+6H2O2+3H2↑ 氢气
2.(2)①Al2O3+6H+2Al3++3H2O
②Al2O3+2OH-+3H2O2[Al(OH)4]-
活动1:铝片表面有氧化铝,盐酸首先和铝表面的氧化铝反应,O→a段反应的离子方程式:Al2O3+6H+2Al3++3H2O。b→c段的离子方程式:2Al+6H+2Al3++3H2↑。
活动2:不是0.25 mol,因为有部分盐酸与氧化铝反应,没有全部用来生成氢气。如果换成等浓度、等体积的NaOH溶液,产生的氢气会多于0.25 mol,原因是同样质量的铝与NaOH溶液反应,消耗的NaOH物质的量比HCl少,多余的NaOH可以继续与铝反应产生氢气。
活动3:1∶1。Al与H2的关系式均为2Al~3H2,故只要参加反应的Al的量相等,所得H2的量也相等,故氢气的体积之比为1∶1。
4.氢气 金属氢化物
第2课时 物质的量在化学方程式计算中的应用
知识点一
1.(2)① ② ③
④c(B)·V[B(aq)]
2.2×6.02×1023 2×6.02×1023 2×6.02×1023
1×6.02×1023 (1)粒子数目 物质的量 (2)体积
第四章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
第1课时 原子结构
知识点一
1.质子 中子 2.质子 中子 质子数 中子数
3.质量数 质子数 6 12
【教材挖掘】
提示:不是。如S的质量数为32,而硫原子的相对原子质量为32.06,二者计算方式不同,在数值上相近但不相等。
知识点二
1.(1)能量不同 (2)近 远 2.(2)①2n2 ②8 ③18
第2课时 元素周期表 核素
知识点一
1.门捷列夫 相对原子质量 相对原子质量
2.(1)电子层数目 电子层数 (2)①一、二、三 2、8、8 四、五、六、七 18、18、32、32 ②短周期 长周期 7 ③碱金属 卤族
【思考1】
提示:这种判断是错误的,元素种类最多的族为第ⅢB族,共32种元素(包括镧系元素和锕系元素)。
【思考2】
提示:不一定。第二、三周期差1,第四、五周期差11,原因是中间隔10种副族元素,第六、七周期差25,原因是中间隔10种副族元素,且第ⅢB族镧系和锕系均为15种元素。
(3)原子序数 元素符号 相对原子质量 元素名称
知识点二
1.(1)质子 中子 (2)0 1 2
2.(1)质子数 中子数 (2)①质子数
【教材挖掘】
提示:28a%+29b%+30(1-a%-b%)
(3)①C ②H和H
第3课时 原子结构与元素的性质
知识点一
1.4 失去 金属性 4 得到 非金属性
2.K Rb Cs 增多 增大 1 失去 还原
3.黄色 紫色
【思考】
提示:不可以。Li与O2反应只能生成Li2O。
【教材挖掘】
提示:碱性依次增强,即LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH。
4.银白 小 低 增大 降低
知识点二
1.淡黄绿 紫黑 增大 升高 2.7 增多 增大
3.(1)H2+F22HF H2+Cl22HCl
H2+Br22HBr H2+I22HI 升高 减弱
(2)①2KBr+Cl22KCl+Br2
Cl2+2KI2KCl+I2 Br2+2KI2KBr+I2
②减弱 增强
【思考1】
提示:从F→I,电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的引力逐渐减弱,原子得电子能力逐渐减弱,非金属性逐渐减弱。
【思考2】
提示:Br2+H2OHBrO+HBr。
【思考3】
提示:2F2+2H2O4HF+O2。
第二节 元素周期律
第1课时 元素性质的周期性变化规律
知识点一
1.2 2 8 8 8 周期性 2.减小 周期性
3.+5 -4 +7 -4 周期性 4.原子序数
知识点二
1.(1)> (2)Al(OH)3+3H+Al3++3H2O
Al(OH)3+OH-[Al(OH)4]-
Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2O
2.Cl、S、P、Si HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3
逐渐增强
3.减小 减弱 增强 减弱 增强
4.(1)原子序数 (2)核外电子排布
第2课时 元素周期表和元素周期律的应用
知识点一
1.(1)元素周期律 (2)减弱 增强 增强 减弱
2.(2)金属 非金属 稀有气体 (3)金属性 非金属性
3.主族序数 主族序数-8
【教材挖掘】
提示:Si的价电子数是4,Ca的价电子数是2。
知识点二
1.不
4.(1)半导体 (2)农药 (3)催化剂
第三节 化学键
第1课时 离子键
知识点一
2.(2)阳离子、阴离子 (3)静电作用
3.(1)离子键
知识点二
1.最外层电子
2.H· ·· ·︰ [︰︰]- [︰︰]2-
[︰︰︰]2-
Ca2+[︰︰]2- K+[︰︰]2-K+
(1)
(2)
第2课时 共价键
知识点一
2.(1)共用电子对 (2)①原子 ②共用电子对
3.(2)①︰︰︰ ︰N N︰ H︰︰H
H︰︰︰ ②OO
4.HH H—H ︰ H—Cl
︰︰C︰︰ OCO H·×·×H H·×·×H
【思考1】
提示:不一定。如非金属单质(O2、Cl2、N2等)中含共价键,但不属于化合物;某些离子化合物(如NaOH、Na2SO4、NH4Cl等)中既含离子键,又含共价键,属于离子化合物。
【思考2】
提示:H2O2:H︰︰︰H,含极性共价键和非极性共价键。Na2O2:Na+Na+,含离子键和非极性共价键。
知识点二
1.离子 共价 ①化学键 化学键
2.(2)范德华力 氢键 (3)①熔点 沸点 ②氢键
【思考】
提示:Ⅰ.氢键和范德华力;Ⅱ.氢键和范德华力;Ⅲ.共价键(H—O)。
14 / 14第1课时 元素性质的周期性变化规律
1.认识同周期元素的核外电子排布、主要化合价、原子半径等性质的周期性变化规律。 2.以第三周期元素为例,掌握同周期主族元素金属性和非金属性的递变规律。
知识点一 核外电子排布、原子半径和主要化合价的变化
1.核外电子排布的变化规律
原子序数 电子层数 最外层电子数 达到稳定结构时的最外层电子数
1~2 1 1→
3~10 2 1→
11~18 3 1→ 8
结论:随着原子序数的递增,元素原子的核外电子排布呈现 变化
2.原子半径的变化规律
3~10号元素 Li Be B C N O F Ne
原子半径/nm 0.152 0.089 0.082 0.077 0.075 0.074 0.071 —
11~18号元素 Na Mg Al Si P S Cl Ar
原子半径/nm 0.186 0.160 0.143 0.117 0.110 0.102 0.099 —
变化趋势 同周期内自左至右逐渐
结论:随着原子序数的递增,元素原子的半径呈现 变化
3.元素主要化合价的变化规律
原子序数 主要化合价的变化
1~2 +1→0
3~10 +1→ →-1→0
11~18 +1→ →-1→0
结论:随着原子序数的递增,元素的主要化合价呈现 变化
注意:F没有正价,O没有最高正价,O通常表现为-2、-1价,F通常为-1价。
4.结论:随着 的递增,元素原子的核外电子排布、原子半径和化合价都呈现周期性的变化。
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)第二周期元素从左至右,最高正价从+1价递增到+7价。( )
(2)第三周期的主族元素中,原子半径最大的是Cl。( )
(3)氢元素除了有+1价外,也可以有-1价,如NaH。( )
(4)主族元素的最低负价等于其族序数-8。( )
2.对于随原子序数依次增大的11~17号元素,下列说法中错误的是( )
A.电子层数逐渐增多
B.原子半径逐渐减小
C.最高正化合价逐渐增大
D.最外层电子数越来越多
3.判断下列粒子半径大小(填“>”或“<”表示)。
(1)Cl Br,S Si Al。
(2)O2- F- Na+ Mg2+。
(3)Cl- Cl,Mg Mg2+。
(4)K Mg,S F。
归纳总结
粒子半径大小比较的方法
注意:以上半径大小比较的规律,绝大多数情况下适合,有些情况下并不适用。如锂原子半径就大于氯原子,不适用于“原子的电子层数越多,原子半径就越大”这样的规律。
知识点二 同周期元素性质的递变
1.实验探究
(1)Na、Mg元素金属性强弱比较
实验操作 取一段镁条,除去表面的氧化膜,放到试管中。随后具体操作如图所示
现象 没有明显现象(镁表面仅有少量气泡) 加热至沸腾后,有较多的无色气泡冒出,溶液变为浅红色
化学反应 — Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑
结论 结合Na与水的反应现象,Na与水反应置换H2比Mg容易,则金属性:Na Mg
(2)Mg、Al元素金属性强弱比较
实验操作
现象 A中沉淀溶解 B中沉淀溶解 C中沉淀溶解 D中沉淀不溶解
离子方程式 A中: B中: C中: D中:不反应
结论 Al(OH)3是两性氢氧化物,其碱性弱于Mg(OH)2(中强碱),更弱于NaOH(强碱),则金属性:Na>Mg>Al
2.信息获取:非金属性的递变规律
元素 Si P S Cl
判断依据 与氢气化合的难易 高温 磷蒸气与氢气反应 加热 光照或点燃
由易到难的顺序是
判断依据 最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱 H2SiO3弱酸 H3PO4中强酸 H2SO4强酸 HClO4强酸(酸性比 H2SO4强)
酸性:
结论 随着原子序数的递增,同周期的Si、P、S、Cl得电子的能力 ,非金属性逐渐增强
3.结论:在同一周期中,各元素的原子核外电子层数虽然相同,但从左到右,核电荷数依次增多,原子半径逐渐 ,失电子能力逐渐 ,得电子能力逐渐 。因此,金属性逐渐 ,非金属性逐渐 。元素的金属性和非金属性随着原子序数的递增而呈周期性的变化。
4.元素周期律
(1)内容:元素的性质随着 的递增而呈周期性的变化。
(2)实质:元素性质的周期性变化是元素原子的 周期性变化的必然结果。
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)短周期元素中金属性最强的元素是Na。( )
(2)Al(OH)3是两性氢氧化物,与氨水、盐酸均可反应。( )
(3)由氯元素的非金属性比硫强,可推得酸性:HCl>H2S。( )
(4)由元素性质递变规律可知,氟元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性最强。( )
2.下列关于元素周期律的叙述中错误的是( )
A.Na、Mg、Al最外层电子数依次增多,其单核离子的氧化性依次减弱
B.P、S、Cl最高正化合价依次升高,对应简单气态氢化物的稳定性依次增强
C.原子序数大小关系为Na<Al<Si<Cl
D.Na、Mg、Al的氢氧化物的碱性依次减弱
3.(2025·山西大同高一期末)下列有关性质的比较,不能用元素周期律解释的是( )
A.酸性:H2SO4>H3PO4
B.碱性:NaOH>Mg(OH)2
C.简单离子的还原性:S2->O2-
D.热稳定性:Na2CO3>NaHCO3
归纳总结
原子结构与元素性质的周期性变化
项目 同周期(从左至右) 同主族(从上到下)
金属单质与水或非氧化性酸置换出H2的难易程度 易→难 难→易
最高价氧化物的水化物 酸性 逐渐增强 逐渐减弱
碱性 逐渐减弱 逐渐增强
非金属气态氢化物 形成的难易程度 难→易 易→难
稳定性 逐渐增强 逐渐减弱
气态氢化物或阴离子的还原性 逐渐减弱 逐渐增强
元素金属性 逐渐减弱 逐渐增强
元素非金属性 逐渐增强 逐渐减弱
4.下列说法正确的是( )
A.铊(Tl)与铝同主族,其单质既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应
B.铝溶解在NaOH溶液中:2Al+4OH-2[Al(OH)4]-+H2↑
C.金属铝表面有致密的氧化膜,铝制餐具可用于蒸煮酸性或碱性食物
D.氢氧化铝溶于氢氧化钠溶液的反应:OH-+Al(OH)3[Al(OH)4]-
1.下列元素原子的原子半径最小的是( )
A.P B.S
C.Al D.Mg
2.下列元素相比,金属性最强的是( )
A.K B.Na
C.Li D.Al
3.(鲁科版习题)下列关于元素性质或原子结构递变情况的叙述中,错误的是( )
A.Li、Be、B原子的最外层电子数依次增多
B.P、S、Cl元素的最高正化合价依次升高
C.N、O、F原子的半径依次增大
D.Na、K、Rb原子核外的电子层数依次增多
4.(2025·江苏江阴长泾中学期末)下列各组物质的性质比较,正确的是( )
A.氧化性:F2>Cl2>Br2>I2
B.原子半径:r(S)>r(P)>r(Na)
C.碱性:NaOH>Mg(OH)2>Ca(OH)2
D.酸性:HClO4>H3PO4>H2SO4
5.(苏教版改编题)依据原子结构与元素周期表的知识,回答下列问题。
(1)比较原子半径大小:硫原子与氧原子 、硫原子与磷原子 。
(2)比较下列物质的酸性强弱:硝酸(HNO3)与磷酸(H3PO4) 、硫酸(H2SO4)与高氯酸(HClO4) 。
(3)比较硫与氢气、氯气与氢气反应的剧烈程度 。
提示:完成课后作业 第四章 第二节 第1课时
4 / 4第2课时 共价键
1.了解共价键、极性键、非极性键的概念,会用电子式表示共价键的形成过程。 2.会识别判断共价化合物,熟知分子结构的不同表示方法。 3.了解化学键的概念及化学反应的实质。
知识点一 共价键 共价化合物
1.从原子结构角度分析HCl的形成过程
2.共价键
(1)概念:原子间通过 所形成的相互作用。
(2)成键三要素
①成键粒子: 。
②成键本质: 。
③成键元素:一般是同种或不同种非金属元素。
(3)分类
3.共价化合物
(1)概念与分类
(2)共价化合物的结构与表示
①电子式表示
Cl2: ,N2: ,
NH3: ,HClO: 。
②结构式表示
表示方法:形成共价键的每一对共用电子对用一根短线表示,并且略去未成键电子的式子。
如O2: ,NH3: 。
4.常见的以共价键形成的分子及其结构
分子 电子式 结构式 分子结构模型
H2
HCl
CO2
H2O
CH4
【思考1】 含共价键的物质一定是共价化合物吗?
【思考2】 H2O2、Na2O2都属于常见的过氧化物,写出它们的电子式,指出它们含有化学键的类型。
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)原子间通过共用电子对所形成的相互作用叫做共价键。( )
(2)非金属元素的原子之间一定形成共价键。( )
(3)某些金属与非金属原子间能形成共价键。( )
(4)含有共价键的化合物一定是共价化合物。( )
2.下列物质中,只含有共价键的是( )
A.MgO B.NaCl
C.KOH D.H2S
3.(鲁科版习题)下列物质中,既含有离子键又含有共价键的是( )
A.Ca(OH)2 B.H2O2
C.Na2O D.MgCl2
4.(苏教版习题)下列化学用语中,正确的是( )
A.氯分子的电子式:Cl︰Cl
B.氮分子的结构式:N—N
C.溴化钠的电子式:Na︰︰
D.水分子的电子式:H︰︰H
5.(鲁科版改编题)利用元素周期表确定NaF、NO2、CH4、Na2S中化学键的类型,并说明理由,完成如表。
化合物 化学键 理由
NaF 键 钠元素是金属性强的金属元素,氟元素是非金属性强的非金属元素
NO2 键 氮元素、氧元素都是非金属元素
CH4 键
Na2S 键
归纳总结
以共价键形成分子的电子式书写的常见错误
(1)漏写不参与成键的电子,如NH3的电子式误写成,应为。
(2)共用电子对数目写错,如CO2的电子式误写成︰︰C︰︰,应为︰︰︰C︰︰︰。
(3)原子结合的顺序写错,如HClO的电子式误写成H︰︰︰,应为H︰︰︰。
(4)错误使用“[ ]”,如HCl的电子式误写成H+[︰︰]-,应为H︰︰。
知识点二 化学键与分子间作用力
1.化学键
概念 相邻的原子之间强烈的相互作用
分类 主要分为 键和 键
形成 与原子结构有关,主要通过原子的价电子的转移来实现
化学反应的本质 ①表象:反应物中的原子重新组合为产物分子的一种过程。化学反应过程中,包含着反应物分子内 的断裂和产物分子中 的形成 ②解释H2与Cl2反应的过程: 第一步:H2和Cl2中的化学键断裂形成H和Cl 第二步:H和Cl形成化学键H—Cl ③本质:旧化学键断裂和新化学键形成的过程
2.分子间作用力
(1)定义:分子之间还存在一种把分子聚集在一起的作用力,叫做分子间作用力,最初叫范德华力。
(2)分类:分子间作用力分为 和 。其中范德华力比化学键弱的多;氢键不是化学键,比化学键弱,比范德华力强。
(3)氢键的影响
①会使物质的 和 升高,也会对物质的溶解度有影响。
②影响物质的密度:如冰浮在水面上的原因是冰中水分子间以 结合成排列规整的晶体。结构中有空隙,造成体积膨胀,密度减小至低于液态水的密度。
【思考】 在不断升温时,水将会发生如下变化:
冰液态水水蒸气H2+O2
每个过程中破坏的主要作用力是什么?
归纳总结
1.化学键与物质类型的关系
2.物质性质影响因素分析
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)氯化钠溶于水,离子键被破坏,属于化学变化。 ( )
(2)化学键既可存在于分子内的原子间,又可存在于分子之间。 ( )
(3)稀有气体中不存在化学键。 ( )
(4)两原子之间的相互作用叫做化学键。( )
2.下列物质中含有共价键、范德华力和氢键的是( )
A.碘 B.氢氧化钠
C.液态氦 D.冰水
3.下列说法正确的是( )
A.氢键是一种较弱的化学键
B.常温常压下,Cl2、Br2、I2的状态由气态、液态到固态变化的主要原因是分子间作用力逐渐增大
C.NaF、H2SO4中所含化学键类型相同
D.碘单质受热变成气体,冷却后又成晶体,此过程中化学键发生变化
1.(2025·浙江宁波北仑中学期末)下列物质含有非极性键的是( )
A.CaCl2 B.Na2O2
C.CS2 D.H2SO4
2.下列物质属于共价化合物的是( )
A.NaCl B.H2O
C.CaO D.KBr
3.下列物质对应的表示正确的是( )
A.Na2O2的电子式:Na+[︰︰︰︰]2-Na+
B.CaCl2的电子式:︰︰-[Ca2+]︰︰-
C.N2的电子式:N N
D.CO2的结构式:OCO
4.下列变化:①干冰的气化 ②烧碱熔化 ③氯化钠溶于水 ④氯化氢溶于水 ⑤氯气溶于水 ⑥氯化铵受热分解
(1)未发生化学键破坏的是 (填序号,下同);仅发生离子键破坏的是 。
(2)若上述物质都为纯净物时,属于共价化合物的是 ;属于离子化合物的是 。
5.(教材改编题)水在液态时,除了单个水分子,还有几个水分子通过氢键结合而形成的缔合水分子(H2O)n存在。冰中水分子间以氢键结合成排列规整的晶体,水分子间有空隙。
(1)测量液态水密度时,常测得相对分子质量大于18,请解释原因。
(2)冰能浮在水面上的原因是什么?
提示:完成课后作业 第四章 第三节 第2课时
阶段重点练(七)
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