第二章 化学物质及其变化
第一节 物质的分类 分散系及胶体
【考纲要求】
1.了解分类法在化学科学研究和化学学习中的重要作用,能根据物质的组成和性质对物质进行分类。
2.理解物理变化与化学变化的区别与联系。
3.了解分散系的概念、分类方法,掌握胶体的概念、重要性质及应用,掌握Fe(OH)3胶体的制备方法。
4.理解混合物和纯净物的概念,理解酸、碱、盐、氧化物的概念及其相互关系。
考点一 物质的组成及分类
知
识
梳
理 【P11】
一、物质的组成
1.元素、物质及微粒间的关系
(1)宏观上物质是由元素组成的,微观上物质是由分子、原子或离子构成的。
(2)元素:具有相同核电荷数的一类原子的总称。
(3)元素与物质的关系
元素
(4)元素在物质中的存在形态
①游离态:元素以单质形式存在的状态。
②化合态:元素以化合物形式存在的状态。
(5)元素、微粒及物质间的关系图
2.同素异形体
(1)__同种元素形成的不同单质__互为同素异形体。同素异形体的形成有两种方式:①原子个数不同,如O2和O3;②原子排列方式不同,如金刚石和石墨。
(2)同素异形体之间的性质差异主要体现在__物理__性质上,同素异形体之间的转化属于__化学__变化。
3.混合物和纯净物
(1)纯净物:__由同种单质或化合物组成的物质__。
(2)混合物:__由几种不同的单质或化合物组成的物质__。
二、简单分类法及其应用
1.交叉分类法
2.树状分类法
【易错提醒】由同种元素组成的物质不一定是纯净物,如O2与O3,红磷与白磷,石墨与金刚石等同素异形体。
分
点
突
破 【P12】
角度一 常见物质的分类
1.物质的分类
2.物质分类中要注意以下两点
(1)金属氧化物不一定属于碱性氧化物,如Na2O2属于过氧化物;Al2O3属于两性氧化物;Mn2O7属于酸性氧化物。
(2)非金属氧化物也不一定属于酸性氧化物,如CO、NO等。
【练1】对物质进行分类是一种简单、有效的科学方法。下列各组物质的分类都正确的是( )
A.空气(混合物)、C2H5OH(醇)、H2SO3(强酸)、CO2(酸性氧化物)
B.NO2(酸性氧化物)、CH3CHO(有机物)、CO(无机物)、NH3·H2O(弱碱)
C.HCl(化合物)、CH3COOH(酸)、Na2O2(氧化物)、Cu2(OH)2CO3(碱式盐)
D.液氨(氢化物)、NH4Cl(铵盐)、HNO3(含氧酸)、冰水(混合物)
【解析】A.H2SO3是弱酸,A错误;B.能与碱反应生成盐和水的氧化物是酸性氧化物,NO2不是酸性氧化物,B错误;C正确;D.冰水还是水,属于纯净物,D错误。
【答案】C
【练2】下列各组物质的分类正确的是( )
①混合物:水玻璃、水银、水煤气
②盐:明矾、小苏打
③酸性氧化物:CO2、CO、SO3
④同位素:1H、2H2、3H
⑤同素异形体:C60、金刚石、石墨
A.①②③④⑤
B.仅②④⑤
C.①②⑤
D.仅②⑤
【解析】①水玻璃是硅酸钠的水溶液,水煤气是氢气和CO构成的,均是混合物,水银是金属单质,属于纯净物,①错误;②明矾、小苏打属于盐,②正确;③能与碱反应生成盐和水的氧化物是酸性氧化物,CO2、SO3均是酸性氧化物,CO不是,③错误;④质子数相同中子数不同的同一种元素的不同核素互为同位素,1H、3H互为同位素,2H2是单质,不是核素,④错误;⑤由同一种元素形成的不同单质互为同素异形体,C60、金刚石、石墨互为同素异形体,⑤正确。
【答案】D
【练3】(雅礼中学2016届高三月考试卷)下列说法中不正确的是( )
①由同一种元素组成的物质是单质
②阴离子不含金属元素,阳离子含金属元素
③金属氧化物一定是碱性氧化物
④碱性氧化物一定是金属氧化物
⑤非金属氧化物一定是酸性氧化物
⑥酸性氧化物一定是非金属氧化物
⑦酸酐一定是氧化物
⑧酸为几元酸的判断不一定等于酸中的H原子数
⑨无氧酸不一定是非金属的氢化物
A.①②④⑤⑦⑧
B.①③⑤⑧⑨
C.①②③⑤⑥⑦
D.③⑤⑦⑧⑨
【解析】酸为几元酸的判断不一定等于酸中的H原子数,如H3PO3、H3PO2、CH3COOH;无氧酸不一定是非金属的氢化物:如HCN。
【答案】C
规律总结
纯净物、混合物的判断方法
1.从组成、熔沸点、性质角度进行判断
纯净物
混合物
有固定的组成和结构
无固定的组成和结构
有一定的熔、沸点
无一定的熔、沸点
保持一种物质的性质
保持原有物质各自的性质
2.从识记物质角度进行判断
(1)气体混合物
空气
水煤气
爆鸣气
天然气
焦炉气
高炉
煤气
石油气
裂解气
主要
成分
N2、
O2等
CO、
H2
H2、
O2
CH4
H2、
CH4等
CO、
CO2、
N2等
丙烷、
丁烷等
乙烯、
丙烯等
(2)液体混合物
氨水
氯水
王水
水玻璃
福尔马林
汽油
主要
成分
NH3、
H2O
Cl2、
H2O
盐酸、
硝酸
Na2SiO3
溶液
甲醛水
溶液
C5~C11
的烃
(3)固体混合物
碱石灰
漂白粉
玻璃
水泥
合金
铝热剂
主要
成分
CaO、
NaOH、
KOH、
H2O
Ca(ClO)2、
CaCl2
Na2O·
CaO·
6SiO2
3CaO·SiO2、
2CaO·SiO2、
3CaO·Al2O3
不同金属
或金属与
非金属
Al、金属
氧化物
(4)常见混合物:①分散系(如溶液、胶体、浊液等);②高分子(如蛋白质、纤维素、聚合物、淀粉等);③常见特殊名称的混合物:石油、石油的各种馏分、煤、漂白粉、碱石灰、福尔马林、油脂、天然气、水煤气、铝热剂、氨水、氯水、王水等。④有同分异构的有机物可能是纯净物也可能是混合物。
考点二 物质性质及变化
知
识
梳
理 【P13】
一、物理变化与化学变化的区别与联系
根据是否有新物质生成辨析物理变化和化学变化。应注意:升华、萃取、分液、蒸馏(分馏)、吸附、盐析、金属导电、焰色反应、电离等都归为物理变化,脱水、蛋白质变性、水解、同素异形体互变、电解、熔融盐导电、电解质溶液导电等都归为化学变化。物理变化和化学变化的重点内容如上图所示。
二、化学反应的分类的方法
分
点
突
破 【P13】
角度一 物质间的转化关系
【练1】金属及其化合物间的转化
如:NaNa2O2NaOHNa2CO3NaHCO3
写出上述标号反应的化学方程式:
________________________________________________________________________;
________________________________________________________________________;
________________________________________________________________________;
________________________________________________________________________;
________________________________________________________________________。
【答案】①2Na+O2Na2O2
②2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
③2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O
④Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3
⑤NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O(或2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O)
【练2】(湖南师大附中2016届高三月考试卷)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
稀盐酸
③
O2
N2
H2
④
FeCl3溶液
Cu
浓硝酸
A.①③
B.①④
C.②④
D.②③
【答案】B
规律总结
物质变化中的“三馏”、“四色”、“五解”和“十四化”归类
物理变化
化学变化
三馏
蒸馏、分馏
干馏
四色
焰色反应
显色反应、颜色反应、
指示剂变色反应
五解
潮解
分解、电解、水解、裂解
十四化
熔化、汽化、
液化、升华
氧化、风化、钝化
催化、皂化、歧化
硝化、酯化、裂化
油脂的硬化
考点三 分散系及胶体
知
识
梳
理 【P14】
1.分散系
(1)定义:一种(或多种)物质分散到另一种(或多种)物质里所得到的体系。
(2)组成
(3)分散系的分类
①按照分散质粒子的大小
②按照分散质和分散剂的状态
2.胶体的性质
(1)丁达尔效应
当一束光通过胶体时,胶体会出现一条__光亮的通路__,这是由__光波的散射__而形成的,利用该性质可区分胶体与溶液。
(2)介稳性
胶体的稳定性介于溶液和浊液之间,在一定条件下能稳定存在,属于介稳体系,其原因是:
①胶体粒子__所带电荷__相同,相互排斥;
②胶体粒子的布朗运动。
(3)聚沉
胶体粒子聚集成较大颗粒,从而形成沉淀从分散剂里析出的过程叫做聚沉。使胶体聚沉的方法有:
①加入__适当的可溶性电解质__;
②加入__胶粒带有相反电荷的胶体__;
③__加热__。
(4)电泳
在__外加电场__的作用下,胶体粒子在分散剂中__向电极作定向移动的现象__。如带正电荷的Fe(OH)3胶体粒子向__阴极__移动。
3.胶体的制备
Fe(OH)3胶体的制备:向沸水中逐滴加入__饱和FeCl3溶液__,继续煮沸至溶液呈__红褐__色,停止加热,即制得Fe(OH)3胶体,化学方程式为:__FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl__。
【易错提醒】(1)利用丁达尔效应可以快速鉴别溶液与胶体,但胶体区别于其他分散系的本质特征是胶体粒子的直径介于1~100
nm之间,而不是丁达尔效应。
(2)胶体不带电荷,胶体粒子(分散质)带电荷,但淀粉胶体的胶体粒子也不带电荷。
(3)胶体粒子是多个分子形成的聚集体或大分子。
(4)丁达尔效应是物理性质而不是化学性质。
分
点
突
破 【P14】
角度一 常见分散系的比较与
胶体的性质及应用
1.比较
分散系
溶液
胶体
浊液
分散质粒子
直径大小
<1
nm
1
nm~100
nm
>100
nm
分散质
粒子成分
离子或小分子
大分子或分子集合体
大量分子集合体
外观特征
均匀、透明
均匀、透明或半透明
不均匀、不透明
稳定性
稳定,静置无沉淀
较稳定
不稳定
分散质能否
透过滤纸
能
能
不能
分类
饱和溶液、不饱和溶液
固溶胶、液溶胶、气溶胶
悬浊液、乳浊液
鉴别
无丁达尔
效应
有丁达尔效应
静置分层或
沉淀
实例
食盐水、蔗糖溶液
Fe(OH)3胶体
泥水
2.常见的胶体:烟、云、雾、AgI水溶胶、烟水晶、有色玻璃、淀粉溶液、蛋白质溶液等。
3.胶体性质的应用
(1)丁达尔效应:鉴别溶液和胶体。
(2)电泳:工业上静电除尘。
(3)聚沉:三角洲的形成;明矾净水。
【练1】下列关于分散系的叙述不正确的是( )
A.按照分散质和分散剂状态不同(固、液、气),它们之间可有9种组合方式
B.当分散剂是水或其他液体时,如果按照分散质粒子的大小来分类,分散系可分为溶液、胶体、浊液
C.溶液是稳定的分散系,放置后不会生成沉淀,而胶体是不稳定的分散系,放置会生成沉淀
D.溶液中通过一束光线没有特殊现象,胶体中通过一束光线出现光亮“通路”
【解析】胶体中胶粒带电荷,互相排斥,也是较稳定的分散系,只有在一定的条件下,例如加热、加电解质等情况下才可发生凝聚。
【答案】C
【练2】“纳米材料”是粒子直径为几纳米至几十纳米的材料,纳米碳就是其中一种。若将纳米碳均匀地分散到蒸馏水中,所形成的物质:①是溶液,②是胶体,③能产生丁达尔效应,④不能透过滤纸,⑤能透过滤纸,⑥静置后会析出黑色沉淀( )
A.①④⑤
B.②③④
C.②③⑤
D.①③④⑥
【解析】直径为几纳米至几十纳米,是胶体,胶体能产生丁达尔效应,外观特征均一、稳定、能透过滤纸。
【答案】C
【练3】(2016年三湘名校高考考前演练)下列说法正确的是( )
A.纤维素、聚酯纤维、光导纤维都属于有机高分子
B.用卤水点豆腐与黄河入海口处沙洲的形成,都体现了胶体聚沉的性质
C.用活性炭为有色物质脱色和用漂白粉漂白有色物质,原理相似
D.为增强84消毒液的消毒效果,使用时可加入浓盐酸
【解析】A中光导纤维是SiO2,不是有机高分子;用活性炭为有色物质脱色是利用活性炭的吸附性,用漂白粉漂白有色物质,是利用强氧化性将物质漂白,二者原理不同;84消毒液主要成分为次氯酸钠,与浓盐酸反应可生成氯气,故不可以加入。
【答案】B
考
题
专
练 【备用题】
1.正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”
(1)Fe(OH)3胶体无色、透明,能发生丁达尔现象(×)
(安徽理综)
(2)浓氨水中滴加FeCl3饱和溶液可制得Fe(OH)3胶体(×)
(重庆理综)
(3)明矾作净水剂不涉及化学变化(×)
(重庆理综)
(4)稀豆浆、硅酸、氯化铁溶液均为胶体(×)
(四川理综)
(5)“血液透析”利用了胶体的性质(√)
(四川理综)
(6)SiO2既能和NaOH溶液反应又能和氢氟酸反应,所以是两性氧化物(×)
(安徽理综)
(7)SO2、SiO2、CO均为酸性氧化物(×)
(四川理综)
(8)石油是混合物,其分馏产品汽油为纯净物(×)
(山东理综)
(9)金属氧化物均为碱性氧化物(×)
(山东理综)
(10)通过化学变化可以直接将水转变为汽油(×)
(江苏)
(11)石油裂解、煤的干馏、玉米制醇、蛋白质的变性和纳米银粒子的聚集都是化学变化(×)
(浙江理综)
(12)室温下,不能将浓硫酸盛放在铁桶中(×)
(大纲全国卷)
(13)可燃冰主要是甲烷与水在低温高压下形成的水合物晶体,因此可存在于海底(√)
(天津理综)
(14)可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气(√)
(新课标全国卷Ⅰ)
(15)用硫酸清洗锅炉中的水垢(×)
(广东理综)
2.(2016·四川,1)化学与生产和生活密切相关。下列过程中没有发生化学变化的是( )
A.氯气作水杀菌消毒剂
B.硅胶作袋装食品的干燥剂
C.二氧化硫作纸浆的漂白剂
D.肥皂水作蚊虫叮咬处的清洗剂
【解析】A.氯气和水反应生成次氯酸,次氯酸具有强氧化性,能杀菌消毒;B.硅胶作干燥剂是吸水,没有新物质生成,不属于化学变化;C.二氧化硫与有色物质化合生成无色物质;D.肥皂水显碱性,与蚊虫叮咬释放的酸发生中和反应。
【答案】B
3.(重庆理综,1)中华民族有着光辉灿烂的发明史。下列发明创造不涉及化学反应的是( )
A.用胆矾炼铜
B.用铁矿石炼铁
C.烧结粘土制陶瓷
D.打磨磁石制指南针
【解析】A项,用胆矾炼铜,即由CuSO4·5H2O生成Cu,铜元素被还原,有新物质生成,发生化学反应;B项,用铁矿石炼铁,即由Fe2O3生成铁,铁元素被还原,有新物质生成,发生化学反应;C项,陶瓷是以粘土为原料高温烧结而成,发生化学反应;D项,打磨磁石制指南针,只是物质外形改变,不涉及化学反应。
【答案】D
4.(新课标全国卷Ⅱ,7)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鲜水果
D.用含硅胶、铁粉的透气小袋与食品一起密封包装
【解析】A项,活性炭具有吸附性,能够吸附冰箱中的异味,发生的是物理变化,故正确;B项,油污属于酯类物质,可以在热碱水条件下发生水解反应生成醇和有机盐,属于化学变化,故不正确;C项,该过程利用的是酸性高锰酸钾溶液氧化水果产生的乙烯,属于化学变化,故不正确;D项,硅胶起吸水作用,铁粉起还原剂作用,防止食物被氧化,属于化学变化,故不正确。
【答案】A
考
点
集
训 【P239】
A级(跨越本科练)
1.分类是化学研究中常用的方法。下列分类方法中正确的是(B)
A.根据元素原子最外层电子数的多少将元素分为金属和非金属
B.依据组成元素的种类,将纯净物分为单质和化合物
C.根据氧化物中是否含有金属元素,将氧化物分为碱性氧化物和酸性氧化物
D.根据分散系的稳定性大小,将分散系分为胶体、浊液和溶液
【解析】A.与金属元素同主族的非金属元素有很多,它们与同主族金属元素具有相同的最外层电子数,例如氢原子最外层只有一个电子和金属钠一样,但它不是金属,金属元素在反应中很容易失去最外层的电子,金属元素组成的化合物中,都是正价,故A错误;B.单质由同种元素组成,化合物由不同元素组成,依据组成元素的种类,将纯净物分为单质和化合物,故B正确;C.将氧化物分为酸性氧化物和碱性氧化物的依据一般是与酸反应生成盐和水的氧化物为碱性氧化物,与碱反应生成盐和水的氧化物为酸性氧化物,含金属元素的不一定是碱性氧化物,故C错误;D.根据分散质微粒直径的大小,可以将分散系分为胶体、浊液和溶液三大类,故D错误;故选B。
2.用如图表示的一些物质或概念间的关系不正确的是(B)
X
Y
Z
A
酸
化合物
纯净物
B
电解质
盐
化合物
C
胶体
分散系
物质
D
碱性氧化物
氧化物
化合物
【解析】A.酸属于化合物,化合物属于纯净物,故A正确;B.电解质包括盐,故B错误;C.胶体是分散系的一种,分散系属于物质,故C正确;D.碱性氧化物属于氧化物,氧化物属于化合物,故D正确。
3.(雅礼中学2016届高三月考试卷)下列变化一定属于化学变化的是(D)
①导电 ②物质的提纯 ③H转变为D ④SO2使品红溶液褪色 ⑤碳酸钠晶体的风化 ⑥工业制O2 ⑦白磷转化为红磷 ⑧久置浓硝酸变黄
⑨焰色反应
A.②③④⑦⑧⑨
B.③④⑤⑦⑧
C.①②③⑥⑦⑨
D.④⑤⑦⑧
【解析】金属的导电是物理变化,胶体的提纯等是物理变化,核素的变化为核物理反应,工业制O2是分离空气为物理变化,焰色反应是物理变化。
4.以下关于胶体的说法不正确的是(D)
A.胶体粒子能透过滤纸,但不能透过半透膜
B.Fe(OH)3胶体粒子具有较大的表面积,具有吸附性,能吸附阳离子,故在电场作用下会产生电泳现象
C.向Fe(OH)3胶体中逐滴滴入稀硫酸,会先出现红褐色沉淀然后沉淀消失的现象
D.只有胶体粒子能作布朗运动
【解析】A.胶体粒子的大小在1~100
nm之间,可以透过滤纸但不能透过半透膜,故A正确;B.氢氧化铁胶体具有吸附性,吸附阳离子,则胶体粒子带电,在电场作用下氢氧化铁胶粒会移向阴极,阴极附近颜色变深,会产生电泳现象,故B正确;C.胶体中加电解质溶液时,胶体会发生聚沉,所以向Fe(OH)3胶体中逐滴滴入盐酸会产生沉淀,后来Fe(OH)3与HCl反应而溶解,故C正确;D.花粉在水中也会发生布朗运动,所以不只有胶体粒子能作布朗运动,故D错误;故选D。
5.(长沙市一中2016届高三月考试题)下列有关物质分类或归类正确的是(C)
①混合物:盐酸、氯水、水银 ②化合物:CaCl2、NaOH、HD ③电解质:胆矾、冰醋酸、氯化银 ④同素异形体:C60、金刚石、石墨 ⑤放热反应:盐酸与氢氧化钠中和、碳与二氧化碳高温化合成一氧化碳、甲烷燃烧
A.①③
B.②③
C.③④
D.④⑤
6.实验室用渗析的方法分离淀粉和食盐的混合液,其装置如图所示。Na+与Cl-能穿过半透膜进入烧杯,而淀粉高分子则留在半透膜袋中。下列分离混合物的方法中,与渗析操作的原理相似的是(D)
A.用萃取分液的方法分离溴和水
B.用层析的方法分离溶液中的Cu2+和Fe3+
C.用蒸馏的方法分离甲醇和乙醇
D.用过滤的方法分离碳酸钙固体和氯化钙溶液
【解析】A.萃取是利用化合物在两种互不相溶(或微溶)的溶剂中溶解度或分配系数的不同,使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中而提取出来的过程,故A错误;B.层析是利用物质在固定相与流动相之间不同的分配比例,达到分离目的技术,故B错误;C.蒸馏是一种热力学的分离工艺,它利用混合液体或液-固体系中各组分沸点不同,使低沸点组分蒸发,再冷凝以分离整个组分的单元操作过程,是蒸发和冷凝两种单元操作的联合,故C错误;D.过滤是用滤纸或其他多孔材料分离悬浮在液体或气体中固体颗粒、有害物质的一种方法,与渗析相似,故D正确;故选D。
7.下列各组物质能真实表示物质分子组成的是(A)
A.NO、C2H5OH、HNO3、I2
B.CaO、N2、HCl、H2O
C.NH3、H2S、Si、CO
D.CO2、SiO2、CH3COOH、H2SO4
【解析】CaO是由离子组成,不存在分子;而Si和SiO2都是由原子直接构成。
8.下列诗句或谚语可能与化学现象有关,其中说法不正确的是(C)
A.“水乳交融,火上浇油”前者包含物理变化,而后者包含化学变化
B.“落汤螃蟹着红袍”肯定发生了化学变化
C.“滴水石穿,绳锯木断”不包含化学变化
D.“看似风平浪静,实则暗流涌动”形象地描述了溶解平衡的状态
【解析】C项,滴水石穿中包含了CaCO3+CO2+H2O===Ca(HCO3)2的化学过程。
9.要准确掌握化学基本概念和研究方法。按要求回答下列问题:
(1)下列是某同学对有关物质进行分类的列表:
碱
酸
盐
碱性
氧化物
酸性
氧化物
第一组
Na2CO3
H2SO4
NaHCO3
CaO
CO2
第二组
NaOH
HCl
NaCl
Na2O
CO
第三组
NaOH
CH3COOH
CaF2
Al2O3
SO2
每组分类均有错误,其错误的物质分别是______(填化学式,下同)、______、______。
(2)胶体和溶液的本质区别是__________________;鉴别胶体和溶液所采用的方法是观察是否能发生__________现象。
(3)下列3个反应,按要求填写相关量。
①2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑反应中,每消耗1
mol
Na2O2生成______g
O2;
②2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑反应中,每消耗168
g
NaHCO3,标况下生成________L
CO2;
(4)在一个密闭容器中放入M、N、Q、P四种物质,在一定条件下发生化学反应,一段时间后,测得有关数据如下表,按要求回答下列问题:
物质
M
N
Q
P
反应前质量(g)
50
1
3
12
反应后质量(g)
x
26
3
30
①该变化的基本反应类型是________反应;②物质Q在反应中起的作用是______。
【解析】(1)第一组中的碳酸钠是盐,而不是碱;第二组中的CO与酸碱均不反应,为不成盐氧化物;第三组中的氧化铝是两性氧化物,不是碱性氧化物。
(2)胶体和溶液的本质区别是分散质微粒直径大小;鉴别胶体和溶液所采用的方法是观察是否能发生丁达尔现象。
(3)①2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑反应中,每消耗1
mol
Na2O2生成0.5
mol
O2,其质量是0.5
mol×32
g·mol-1=16
g;
②2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑反应中,每消耗168
g
NaHCO3,碳酸氢钠的物质的量是168
g÷84
g·mol-1=2
mol,则生成1
mol
CO2,因此标况下生成22.4
L
CO2。
(4)根据表中数据可知反应前后Q的质量不变,因此Q是催化剂。N和P的质量增加,这说明二者是生成物,所以M是反应物,则该反应是M的分解反应。
【答案】(1)Na2CO3 CO Al2O3
(2)分散质微粒直径大小 丁达尔
(3)16 22.4
(4)分解 催化剂
B级(冲刺名校练)
10.下表所列各组物质中,物质之间通过一步反应能实现如图所示转化的是(A)
X
Y
Z
①
Cu
CuO
Cu(OH)2
②
CH3CH2OH
CH3CHO
CH2=CH2
③
S
SO3
H2SO4
④
NO
NO2
HNO3
⑤
FeCl2
Fe
FeCl3
A.
④⑤
B.③④
C.②⑤
D.①⑤
【解析】①中,氧化铜不能一步转化为氢氧化铜,氢氧化铜也不能一步转化为铜,故不符合;②中,乙醛不能一步转化为乙烯,故不符合;③中,硫与三氧化硫之间不能一步相互转化,故不符合;综上所述应选A。
11.(雅礼中学2016届高三月考试卷)已知A、B、C为中学化学中常见的单质。室温下,A为固体,B和C均为气体。在适宜的条件下,它们可以按如图进行反应。下列说法中不正确的是(A)
A.A、B、C中三种元素的任意两种元素形成的化合物所属物质类别可能是氧化物
B.A、B、C中三种元素形成的化合物所属物质类别一定不是碱
C.如果E溶液是一种强酸,则E溶液为盐酸
D.A、B、C中有一种金属,且为A
【解析】由信息及上述转化关系可知,B为氯气,E为氯化氢,C为氢气,D为金属和盐酸反应生成的氯化物盐,此盐可以直接由A和氯气反应得到,说明A一定不是变价金属铁,A可能是钠、镁、铝等。A.若A为钠,三种元素中的任意两种元素形成的化合物一定不含氧元素,不属于氧化物,错误,选A;B.若A为钠,三种元素形成的化合物肯定不是碱,正确,不选B;C.E为两种单质化合生成的物质,溶于水显酸性,不可能是硫酸,可以为盐酸,正确,不选C;D.由上述分析可知,只有A为金属,B和C均为非金属单质,正确,不选D。
12.以下是依据一定的分类标准,对某些物质与水反应情况进行分类的分类图。请根据你所学的知识,按要求填空:
(1)上述第一级分类标准(分成A、B组的依据)是________________________。
(2)F组中物质除了Cl2外还有____________(填化学式)。
(3)D组中的氨水呈弱碱性,用电离方程式表示呈弱碱性的原因:________________________________________________________________________。
(4)由Al3+制备Al(OH)3,最好不选择D组中的NaOH溶液,说明理由:________________________________________________________________________。
【解析】(1)氯气、钠、二氧化氮和水反应都有化合价的变化,属于氧化还原反应,而其余物质与水的反应都不是氧化还原反应,所以分类依据为是否发生氧化还原反应。(2)氯气和水反应中氯气既做氧化剂,又做还原剂,水没有变价,钠和水反应时钠做还原剂,水做氧化剂,二氧化氮和水反应,二氧化氮既做氧化剂又做还原剂,所以F组中除了氯气以外还有NO2。(3)氨水部分电离生成铵根离子和氢氧根离子,方程式为:NH3·H2O??NH+OH-。(4)铝离子和过量的氢氧化钠反应时不生成氢氧化铝,而是生成偏铝酸钠,不能得到氢氧化铝沉淀。
【答案】(1)是否发生氧化还原反应 (2)NO2
(3)NH3·H2O??NH+OH- (4)过量NaOH会溶解生成的沉淀
第二节 离子反应 离子方程式
【考纲要求】
1.了解电解质的概念,了解强电解质和弱电解质的概念。
2.了解电解质在水溶液中的电离以及电解质溶液的导电性。
3.了解离子反应的概念、离子反应发生的条件,能正确书写离子方程式,并能进行有关计算。
考点一 电解质
知
识
梳
理 【P15】
一、电解质
1.电解质和非电解质
(1)电解质:在__水溶液里__或__熔融状态__下能够导电的__化合物__。实例:酸、碱、盐、H2O等。
(2)非电解质:在__水溶液里__和__熔融状态__下都不能导电的化合物。实例:大多数有机物、SO2、CO2、NH3等。
2.强电解质和弱电解质
强电解质
弱电解质
定义
在水溶液里全部电离的电解质
在水溶液里部分电离的电解质
电离程度
完全电离
部分电离,存在电离平衡
溶液中
溶质微粒
只有水合离子
有水合离子和弱电解质分子
实例
强酸:HCl、HClO4、HNO3、H2SO4、HBr、HI等
强碱:KOH、NaOH、Ba(OH)2
、Ca(OH)2等
绝大多数盐:BaSO4、NaCl、CaCO3等
H2O
弱酸:HF、HClO、HCOOH、H2CO3、
CH3COOH、H2S、
H2SO3、H2SiO3、
H3PO4等
弱碱:NH3·H2O等
【易错提醒】①电解质和非电解质都是化合物,单质和混合物既不是电解质,也不是非电解质。
②导电必须是因自身电离而引发的,如SO2、SO3的水溶液能导电,但它们都不是电解质,原因是SO2、SO3与水反应分别生成H2SO3、H2SO4,是H2SO3、H2SO4电离而引起的导电。
二、电解质的电离
1.电离的概念
电解质在水溶液中或熔融状态下离解成__离子__的过程。
2.电离方程式
书写电离方程式时,首先要判断电解质的强弱,然后注意符号“===”、“??”的应用,多元弱酸的电离要分步写,多元弱碱的电离一步写,弱酸酸式盐的电离要分步写,强酸酸式盐的电离一步写即可:
(1)HCl:__HCl===H++Cl-__
(2)H2S:__H2S??H++HS-,HS-??H++S2-__
(3)Ba(OH)2:__Ba(OH)2===Ba2++2OH-__
(4)Cu(OH)2:__Cu(OH)2??Cu2++2OH-__
(5)NH4HCO3:__NH4HCO3===NH+HCO__
分
点
突
破 【P15】
角度一 电解质、非电解质、
强电解质、弱电解质的关系
1.关系图
2.强、弱电解质的判断方法
[说明]溶液中的离子不是它自身电离产生的,不属于电解质,如CO2、SO2、NH3、SO3等为非电解质。它们与水反应生成的产物H2CO3、H2SO3、NH3·H2O、H2SO4自身能电离,是电解质。
【练1】下列各组物质,前者属于电解质,后者属于非电解质的是( )
A.NaCl晶体、BaSO4
B.铜、二氧化硫
C.硫酸、酒精
D.熔融的KNO3、硫酸溶液
【解析】水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物称为电解质,酸、碱、盐都是电解质;在上述两种情况下都不能导电的化合物称为非电解质,蔗糖、乙醇等都是非电解质。大多数的有机物都是非电解质;单质,混合物不管在水溶液中或熔融状态下能够导电与否,都不是电解质或非电解质。
【答案】C
【练2】下列各组关于强电解质、弱电解质、非电解质的归类,完全正确的是( )
A
B
C
D
强电解质
Fe
NaCl
CaCO3
HNO3
弱电解质
CH3COOH
NH3
H3PO4
Fe(OH)3
非电解质
C12H22O11(蔗糖)
BaSO4
C2H5OH
H2O
【解析】A项中的Fe既不是强电解质,也不是非电解质,A错误;B项中的NH3为非电解质,BaSO4为强电解质,B错误;D项中的H2O为弱电解质,D错误。
【答案】C
规律总结
依据元素周期表,突破强、弱电解质的记忆
ⅠA:除LiOH外其余都是强碱。
ⅡA:除Mg(OH)2、Be(OH)2外其余都是强碱。
ⅢA:Al(OH)3是两性氢氧化物。
ⅣA:H2CO3、H2SiO3均为弱酸。
ⅤA:强酸:HNO3 中强(或弱)酸:HNO2、H3PO4。
ⅥA:强酸:H2SO4 弱酸:H2SO3、H2S。
ⅦA:强酸:HCl、HBr、HI、HClO4等
弱酸:HF、HClO等。
过渡元素中常见的弱碱:Fe(OH)3、Fe(OH)2、Cu(OH)2、Zn(OH)2等。
注意:盐不论难溶、易溶,绝大多数都是强电解质。
考点二 离子反应
知
识
梳
理 【P16】
一、离子反应
电解质在水溶液中(或熔融状态下)的反应实质上是__离子之间__的反应,这样的反应为离子反应。
二、离子方程式
用__实际参加反应的离子符号__来表示反应的式子叫离子方程式。离子方程式不仅可以表示某一具体反应,还可以表示__同一类型__的反应。
三、离子反应发生的条件
(1)复分解反应类型
①生成__难溶于水__的物质,如Mg(OH)2、BaSO4等。
②生成__难电离__的物质,如弱酸、弱碱、水等。
③生成__易挥发__的物质,如CO2、SO2、NH3等。
(2)氧化还原反应类型
如:2Fe3++2I-===2Fe2++I2
(3)生成络离子类型
如:Fe3++3SCN-===3Fe(SCN)3
四、离子方程式的书写
(1)写:写出正确的化学方程式(要注意配平)。
(2)拆:把溶液中易溶且完全电离的物质写成离子形式[常见易溶于水且完全电离的物质:强酸:HCl、HNO3、H2SO4,强碱:NaOH、Ba(OH)2、KOH,可溶性盐]。
(3)删:删除未参加反应的离子(价态不变和存在形式不变的离子)。
(4)查:检查离子方程式等式两边是否__原子__守恒和__电荷__守恒。
分
点
突
破 【P16】
角度一 离子方程式的正误判断
1.化学式或离子符号的正确使用
【练1】判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)(四川高考)向CuSO4溶液中通入H2S气体:Cu2++S2-===CuS↓( )
(2)(江苏高考)氯气溶于水:Cl2+H2O===2H++Cl-+ClO-( )
(3)(四川高考)NaHCO3溶液中加入稀HCl:CO+2H+===CO2↑+H2O( )
(4)(江苏高考)用CH3COOH溶解CaCO3:CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑( )
(5)硫酸铝溶液中加入过量氨水:Al3++3OH-===Al(OH)3↓( )
(6)Na2O2固体与水反应:2O+2H2O===4OH-+O2↑( )
(7)Mg(OH)2和稀盐酸的反应:OH-+H+===H2O( )
【答案】(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)×
【解题技巧】“拆分”陷阱
离子方程式的正误判断中,常常设置“物质是否能拆分陷阱”,氧化物、弱电解质、沉淀、酸式酸根(HSO除外)在离子方程式中均不能拆分。在复习时,应熟记常见的弱电解质、溶解度表及常见多元弱酸的酸式酸根。
2.离子方程式中的守恒关系
【练2】正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”。
(1)向FeCl2溶液中通入Cl2∶Fe2++Cl2===Fe3++2Cl-( )
(2)(2016·江苏高考)将铜插入稀硝酸中:Cu+4H++2NO===Cu2++2NO↑+H2O( )
(3)向水中加入一小块钠:Na+2H2O===Na++2OH-+H2↑( )
(4)MnO2和浓盐酸混合加热:MnO2+4H++2Cl-Mn2++2H2O+Cl2↑( )
【答案】(1)× (2)× (3)× (4)√
【解题技巧】“守恒”陷阱
离子方程式除符合质量守恒外,还应符合电荷守恒,学生往往只注意质量守恒,而忽略电荷守恒,这也是命题者经常设置的“陷阱”。
3.有关离子反应的反应原理
【练3】判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)(四川高考)AlCl3溶液中加入过量稀氨水:
Al3++4NH3·H2O===AlO+4NH+2H2O( )
(2)(全国卷Ⅱ)钠与CuSO4溶液的反应:2Na+Cu2+===Cu↓+2Na+( )
(3)浓硝酸中加入过量铁粉并加热:
Fe+3NO+6H+Fe3++3NO2↑+3H2O( )
(4)Fe(OH)3和HI的反应:Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O( )
(5)FeO和稀HNO3的反应:FeO+2H+===Fe2++H2O
( )
(6)稀H2SO4和Ba(OH)2溶液反应:H++SO+Ba2++OH-===BaSO4↓+H2O( )
(7)HS-的电离:HS-+H2O===H3O++S2-( )
(8)NaHCO3的水解:HCO+H2O===H2CO3+OH-( )
【答案】(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)× (8)×
【解题技巧】“原理”陷阱
离子反应应符合客观事实,而命题者往往设置不符合“反应原理”的陷阱,如Fe和非氧化性酸反应应生成Fe2+,金属和氧化性酸反应不放H2,忽略隐含反应,不符合配比关系,“===”、“??”使用不正确以及忽略反应条件等。
4.有关反应物用量不同离子方程式的正误判断
【练4】正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”。
(1)向FeI2溶液中通入少量Cl2:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-( )
(2)向FeBr2溶液中通入等量Cl2:2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-( )
(3)向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2:ClO-+H2O+CO2===HClO+HCO( )
(4)向NaAlO2溶液中通入少量CO2:2AlO+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+CO( )
(5)少量SO2和NaOH反应:SO2+OH-===HSO( )
(6)向Na2CO3溶液中滴入少量盐酸:CO+2H+===H2O+CO2↑( )
(7)少量Ca(OH)2和NaHCO3反应:Ca2++OH-+HCO===CaCO3↓+H2O( )
(8)NH4HSO3与NaOH等物质的量反应:NH+HSO+2OH-===NH3·H2O+SO( )
【答案】(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)× (8)×
【解题技巧】“量比”陷阱
在离子方程式正误判断中,学生往往忽略相对量的影响,命题者往往设置“离子方程式正确,但不符合相对量”的陷阱。突破“陷阱”的方法一是审准“相对量”的多少,二是看离子反应是否符合该量。
角度二 与量有关的离子方程式的书写技巧
1.反应连续型
主要指反应生成的离子因又能与过量的反应物继续反应而导致其离子方程式与用量有关。
书写步骤与方法:首先分析判断出物质过量与否,再根据原理书写。
【练1】书写下列离子方程式:
(1)可溶性多元弱酸(或其酸酐)与碱溶液反应。如CO2通入NaOH溶液中:
①CO2少量:________________________________________________________________________;
②CO2过量:________________________________________________________________________。
(2)多元弱酸(或其酸酐)与更弱酸的盐溶液。如CO2通入NaAlO2溶液中:
①NaAlO2过量:________________________________________________________________________;
②NaAlO2不足:________________________________________________________________________。
(3)多元弱酸盐与强酸反应。如Na2CO3溶液与稀盐酸:
①盐酸不足:________________________________________________________________________;
②盐酸过量:________________________________________________________________________。
(4)铝盐溶液与强碱溶液
①铝盐过量:________________________________________________________________________;
②强碱过量:________________________________________________________________________。
(5)NaAlO2溶液与强酸的反应:
①NaAlO2过量:________________________________________________________________________;
②强酸过量:________________________________________________________________________。
(6)Fe与稀HNO3的反应:
①Fe过量:________________________________________________________________________;
②HNO3过量:________________________________________________________________________。
【答案】(1)①CO2+2OH-===CO+H2O
②CO2+OH-===HCO
(2)①2AlO+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+CO
②AlO+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO
(3)①CO+H+===HCO
②CO+2H+===CO2↑+H2O
(4)①Al3++3OH-===Al(OH)3↓
②Al3++4OH-===AlO+2H2O
(5)①AlO+H++H2O===Al(OH)3↓
②AlO+4H+===Al3++2H2O
(6)①3Fe+8H++2NO===3Fe2++2NO↑+4H2O
②Fe+4H++NO===Fe3++NO↑+2H2O
2.反应先后型
一种反应物的两种或两种以上的组成离子,都能跟另一种反应物的组成离子反应,但因反应次序不同而跟用量有关。又称为竞争型。
依据“竞争反应,强者优先”的规律,解决离子反应的先后顺序问题,解答时先确定出反应先后的离子,再分步书写出离子方程式。
如:向含有Na+、OH-、CO、AlO的溶液中,逐滴加入盐酸,因为结合质子的能力:OH->AlO>CO,故反应的先后次序为:
①H++OH-===H2O
②H++AlO+H2O===Al(OH)3↓
③CO+2H+===CO2↑+H2O
④最后生成的Al(OH)3沉淀进一步与H+反应:Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
【练2】书写下列离子方程式:
(1)NH4HSO4溶液与NaOH溶液的反应
①NaOH不足:________________________________________________________________________;
②NaOH过量:________________________________________________________________________。
(2)将Fe(NO3)3溶液与HI混合
①HI不足:________________________________________________________________________;
②HI过量:________________________________________________________________________。
(3)向含有H+、Al3+、NH的溶液中,逐滴加入NaOH溶液至过量,反应的离子方程式依次为:________________________________________________________________________。
【答案】(1)①H++OH-===H2O
②NH+H++2OH-===NH3·H2O+H2O
(2)①8H++2NO+6I-===4H2O+3I2+2NO↑
②Fe3++12H++3NO+10I-===Fe2++5I2+3NO↑+6H2O
(3)H++OH-===H2O、Al3++3OH-===Al(OH)3↓、NH+OH-===NH3·H2O、Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O
3.物质配比型
当一种反应物中有两种或两种以上组成离子参与反应时,因其组成比例不协调(一般为复盐或酸式盐),当一种组成离子恰好完全反应时,另一种组成离子不能恰好完全反应(有剩余或不足),因而跟用量有关。
【练3】书写下列离子方程式:
(1)Ca(HCO3)2溶液与NaOH溶液反应
①NaOH不足:________________________________________________________________________;
②NaOH过量:________________________________________________________________________。
(2)NaHCO3溶液与Ca(OH)2溶液反应
①NaHCO3不足:________________________________________________________________________;
②NaHCO3过量:________________________________________________________________________。
(3)Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的反应
①溶液呈中性时:________________________________________________________________________;
②溶液呈碱性时:________________________________________________________________________。
【答案】(1)①Ca2++HCO+OH-===CaCO3↓+H2O
②Ca2++2HCO+2OH-===CaCO3↓+2H2O+CO
(2)①HCO+OH-+Ca2+===CaCO3↓+H2O
②Ca2++2OH-+2HCO===CaCO3↓+CO+2H2O
(3)①Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O
②SO+H++OH-+Ba2+===BaSO4↓+H2O
【解题技巧】酸式盐与碱反应离子方程式的书写
书写原则:“以少定多”,即先根据题给条件判断“少量物质”,以少量物质的离子计量数(充分反应)确定所需“过量物质”的离子数目。如向Ca(HCO3)2溶液中加入过量NaOH溶液的离子方程式的书写方法为
4.氧化还原型
对于氧化还原反应,按“先强后弱”的顺序书写,即氧化性(或还原性)强的优先发生反应,氧化性(或还原性)弱的后发生反应。
【练4】书写下列离子方程式:
(1)①FeBr2溶液中通入少量Cl2:________________________________________________________________________;
②FeBr2溶液中通入与其等物质的量的氯气:
________________________________________________________________________;
③FeBr2溶液中通入足量Cl2:
________________________________________________________________________。
(2)①少量铁粉加入到足量稀硝酸中:
________________________________________________________________________;
②n(Fe)∶n[HNO3(稀)]=1∶3:
________________________________________________________________________;
③足量铁粉加入到少量稀硝酸中:
________________________________________________________________________。
【答案】(1)①2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
②2Fe2++2Br-+2Cl2===2Fe3++Br2+4Cl-
③2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-
(2)①Fe+4H++NO===Fe3++NO↑+2H2O
②4Fe+12H++3NO===3Fe2++Fe3++3NO↑+6H2O
③3Fe+8H++2NO===3Fe2++2NO↑+4H2O
【解题技巧】氧化还原反应型离子方程式的书写方法
第一步:确定反应的先后顺序:(氧化性:HNO3>Ag+>Fe3+>Cu2+>Fe2+,还原性:S2->
SO
>I->Fe2+>Br-)。如向FeI2溶液中通入Cl2,I-先与Cl2发生反应。
第二步:根据用量判断反应发生的程度,如少量Cl2与FeI2溶液反应时只有I-与Cl2反应:2I-+Cl2===2Cl-+I2。
足量Cl2与FeI2溶液反应时溶液中的I-和Fe2+均与Cl2发生反应:2Fe2++4I-+3Cl2===2Fe3++2I2+6Cl-。
第三步:用“少量定1法”书写离子方程式,即将“量”少物质的化学计量数定为“1”进行书写。
考点三 离子共存
离子检验与推断
知
识
梳
理 【P18】
一、离子共存
1.离子共存问题是离子反应条件和本质的最直接应用
所谓几种离子在同一溶液中能大量共存,就是指离子之间不发生任何反应;若离子之间能发生反应,则不能大量共存。
2.熟记常考离子的性质
颜色
MnO(紫)、Cu2+(蓝)、Fe2+(浅绿)、Fe3+(黄)
氧化性
ClO-、MnO、NO(H+)、Fe3+、Cr2O
还原性
S2-(HS-)、SO(HSO)、I-、Br-、Cl-、Fe2+
水解显酸性
NH、Mg2+、Al3+、Cu2+、Fe2+、Fe3+
水解显碱性
AlO、S2-、SO、CO、SiO、ClO-、
CH3COO-
酸式酸根离子
HCO、HS-、HSO、HPO、H2PO
【注意】既能与酸反应又能与碱反应的离子,一般为多元弱酸的酸式酸根离子。
3.常见溶液酸、碱性的判断
酸性溶液:pH<7(常温);能使pH试纸呈红色的溶液;能使甲基橙呈红色或橙色的溶液;能使石蕊溶液呈红色的溶液。
碱性溶液:pH>7(常温);能使pH试纸呈蓝色的溶液;能使石蕊溶液呈蓝色的溶液;能使酚酞溶液呈红色的溶液。
呈酸性或碱性的溶液:和Al反应放出H2的溶液(HNO3除外);能使甲基橙呈黄色的溶液;c(H+)水或c(OH-)水等于10-amol·L-1(a>7)的溶液。
二、离子检验
1.常见阳离子的检验
(1)常规检验法
①用NaOH溶液能检验出Cu2+、Fe3+、Fe2+、Al3+、NH。
②焰色反应:用焰色反应可检验出溶液中的K+和Na+。
(2)特殊检验法
2.常见阴离子的检验
(1)利用酸碱指示剂检验
(2)利用盐酸和其他试剂检验
(3)利用AgNO3(HNO3酸化)溶液检验
(4)利用某些特征反应检验
规律总结
离子检验一般是根据离子的特性(物理性质或化学性质),通过实验及实验现象确定离子的种类,在实验时要注意排除干扰离子如检验SO时,要先用盐酸排除Ag+引起的干扰,且选用的钡试剂是BaCl2而不是Ba(NO3)2溶液,以免酸性条件下NO将溶液中的SO氧化成SO而造成新的干扰。其一般检验流程为
分
点
突
破 【P19】
角度一 离子共存
1.复分解反应型
(1)生成难溶物或微溶物的离子不能大量共存
阳离子
不能大量共存的阴离子
Ba2+、Ca2+、Pb2+
CO、SO
、SO、SiO、PO、S2-
Fe3+、Cu2+、Fe2+
OH-、S2-、CO、HCO、SiO、AlO
Mg2+、Al3+、Zn2+
OH-、CO、HCO、SiO、AlO
H+
SiO、AlO
(2)生成气体及挥发性物质的离子不能大量共存
离子
不能大量共存的离子
H+
S2O、CO、SO、HCO、HSO、S2-、HS-
OH-
NH(浓溶液并加热)
(3)生成难电离物质(水、弱酸、一水合氨等)
H+与CH3COO-、CO、S2-、SO等生成弱酸不能大量共存;OH-与NH(稀溶液)生成弱碱不能大量共存;H+与OH-生成水不能大量共存。
【练1】(湖南师大附中2016届高三月考试卷)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+、NO、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
【答案】C
【练2】(湖南师大附中2016届高三月考试卷)下列各组离子能在指定环境中大量共存的是( )
A.在c(HCO)=0.1
mol·L-1的溶液中:NH、AlO、Cl-、NO
B.在由水电离出的c(H+)=1×10-12
mol·L-1的溶液中:Fe2+、ClO-、Na+、SO
C.在加入铝粉产生H2的溶液中:SO、NO、Na+、NH
D.在使红色石蕊试纸变蓝的溶液中:SO、CO、Na+、K+
【答案】D
【练3】(湖南师大附中2016届高三月考试卷)下列离子或分子能够在指定的分散系中大量共存的是( )
A.c(H+)=10-13
mol/L的溶液中:NO、SO、K+、Na+
B.澄清石灰水中:Na+、K+、CH3COO-、HCO
C.铁与稀硫酸反应后的溶液中:NH、Cl-、CO
D.空气中:SO2、NO、N2、NH3
【解析】B选项中Ca(OH)2与HCO不能共存;C选项中Fe2+与CO不能共存;D选项中NO与O2不能共存。
【答案】A
2.氧化还原反应型
①Fe3+与S2-、HS-、SO、I-不共存
②MnO、ClO-与S2-、HS-、SO、I-、Fe2+不共存(注意:MnO、ClO-在酸性条件下的氧化性更强)
③NO(H+)与S2-、HS-、SO、I-、Fe2+等不共存(注意:NO必须在酸性条件下,才能体现强氧化性)
④H+与S2O不共存
⑤S2-与SO在酸性条件下不共存
【练1】下列各组离子在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存的是________。
①Na+、H+、CO、Cl-
②H+、NO、Fe2+、Na+
③Na+、Fe3+、I-、Cl-
④H+、S2-、SO、SO
⑤SO、NO、Na+、H+
⑥I-、ClO-、K+、H+
⑦Na+、K+、MnO、Cl-
⑧Fe3+、Ca2+、H+、NO
【答案】②③④⑥
3.双水解型
当弱酸的酸根与弱碱的阳离子同时存在于水溶液中时,弱酸的酸根水解生成的氢氧根离子与弱碱的阳离子水解生成的氢离子反应生成水,从而使两种离子的水解平衡互相促进而向水解方向移动,甚至完全反应。常见的因发生相互促进的水解反应而不能大量共存的离子如下:
(1)Al3+与CO、HCO、S2-、HS-、AlO、SiO;
(2)Fe3+与CO、HCO、AlO、SiO。
【练1】下列各组离子因水解相互促进而不能大量共存的是
____________。
①Al3+、HCO、Cl-、K+
②Al3+、SiO、Na+、Cl-
③Fe3+、NH、SO、S2-
④Fe3+、Cl-、Na+、CO
⑤Al3+、Fe3+、SCN-、Cl-
⑥Na+、Al3+、NO、AlO
⑦Na+、Ca2+、HCO、HSO
⑧S2O、Na+、H+、SO
⑨Na+、Al3+、SO、S2-
【答案】①②④⑥⑨
4.络合反应型
离子间因发生络合反应而不能大量共存,中学常见的反应有:
(1)Fe3+与SCN-因生成Fe(SCN)3而不能大量共存。
(2)Ag+与NH3·H2O因生成[Ag(NH3)2]+而不能大量共存。
5.限制条件型
(1)“无色透明”条件型
若题目限定溶液“无色”,则不能含有色离子:Fe3+(黄色)、Fe2+(浅绿色)、Cu2+(蓝色)、MnO(紫红色)、Cr2O(橙色)、CrO(黄色)。
(2)“酸性”条件型
常见酸性表述:酸性溶液,pH=1的溶液,能使pH试纸变红的溶液,c(OH-)=1×10-14mol·L-1的溶液等。溶液中因存在H+而不能含大量的OH-、弱酸的酸根离子(如PO、CO、SO、S2-、SiO、F-、ClO-、CH3COO-、C6H5O-等)以及弱酸的酸式酸根离子(如HCO、HSO、HS-、HPO、H2PO等)。
(3)“碱性”条件型
常见碱性表述:碱性溶液,pH=14的溶液,能使pH试纸变蓝的溶液,遇酚酞呈红色的溶液。
溶液中因OH-存在而不能含大量的H+、弱碱和难溶性碱的阳离子(如NH、Mg2+、Ag+、Al3+、Zn2+、Cu2+、Fe2+、Fe3+等)以及弱酸的酸式酸根离子。
(4)“酸性或碱性”条件型
常见的表述:能和Al反应放出H2的溶液,由水电离出的c(H+)或c(OH-)<1×10-7mol·L-1的溶液等。
溶液中可能有大量的OH-存在,也可能有大量的H+存在,分析时要注意题目要求回答的是一定能大量共存(满足无论是与H+还是OH-都不会反应)还是可能大量共存(只要满足与H+、OH-中的一种不会反应),注意和Al反应能放出H2的溶液,若是酸性溶液,不能有NO。
【练1】(雅礼中学2016届高三月考试卷)常温下,下列各组离子在指定溶液中可能大量共存的是( )
A.使淀粉碘化钾试纸变蓝的溶液中:K+、SO、Na+、ClO-
B.c(Fe3+)=0.1
mol·L-1的溶液中:AlO、Na+、Cl-、K+
C.澄清透明的溶液中:MnO、Fe2+、SO、NO
D.由水电离出的c(H+)=10-12mol·L-1的溶液中:Mg2+、K+、Br-、HCO
【解析】B选项中Fe3+与AlO会发生彻底的双水解反应而不能大量共存;C选项中MnO、Fe2+会发生氧化还原反应而不能大量共存;D选项中,由水电离出的c(H+)=10-12
mol·L-1的溶液可能为酸性,也可能为碱性环境,由于存在Mg2+、HCO,无论酸性、碱性都不能大量共存。
【答案】A
【练2】25
℃时,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-1Ca(NO3)2溶液中:Na+、NH、CO、CH3COO-
B.能使甲基橙变红的溶液中:K+、Na+、NO、Cl-
C.3%H2O2溶液中:Fe2+、H+、SO、Cl-
D.0.1
mol·L-1KSCN溶液中:Fe3+、NH、Br-、SO
【解析】A项,Ca2+与CO生成CaCO3沉淀而不能大量共存;C项,H2O2能氧化Fe2+而不能大量共存;D项,Fe3+与SCN-形成络合物而不能大量共存。
【答案】B
规律总结
警惕题干中的常见“陷阱”
条件类型
高考中的常见表述
误点点悟
常见的
限制条件
“无色”
有色离子不能大量存在
“pH=1”或“pH=13”
溶液显酸性或碱性
“因发生氧化还原反应而不能大量共存”
只能是氧化性离子和还原性离子不能大量共存,不包括其他类型反应的离子
常见的易错点
“透明”
“透明”也可“有色”
“不能大量共存”
易看成“大量共存”
常见的
隐含条件
“与Al反应放出H2”
溶液既可能显酸性也可能显碱性,但不能是氧化性酸,如HNO3
“由水电离出的c(H+)=1×10-12
mol·L-1”
溶液既可能显酸性也可能显碱性
“通入足量的NH3”
与NH3·H2O反应的离子不能大量存在
NO
在酸性条件下具有强氧化性
常见题干要求
(1)“一定大量共存”
(2)“可能大量共存”
(3)“不能大量共存”
审清关键字
角度二 离子检验
常见离子的检验方法
根据离子性质不同而在实验中所表现出的现象不同,可以把检验离子的方法归纳为三种类型:①生成沉淀;②生成气体;③显现特殊颜色。
离子
试剂
现象
注意
沉
淀
法
Cl-、Br-、I-
AgNO3溶液和
稀HNO3
AgCl(白色)、
AgBr(淡黄色)、
AgI(黄色)
SO
稀盐酸和
BaCl2溶液
白色沉淀
先用稀盐酸
酸化
Fe2+
NaOH溶液
白色沉淀→
灰绿色沉淀→
红褐色沉淀
Fe3+
NaOH溶液
红褐色沉淀
气
体
法
NH
浓NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸
产生有刺激性气味的气体,且气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
要加热
CO
稀盐酸和澄清石灰水
澄清石灰水变浑浊
SO、
HSO、
HCO
有干扰
SO
稀H2SO4和品红溶液
产生有刺激性气味的气体,且气体能使品红溶液褪色
显
色
法
Fe2+
①KSCN溶液和氯水
②铁氰化钾溶液K3[Fe(CN)6]
①先是无变化,滴加氯水后变血红色
②生成蓝色沉淀Fe3[Fe(CN)6]2
先加KSCN溶液,无变化,再加氯水
Fe3+
KSCN溶液
血红色
苯酚溶液
紫色
Na+、K+
Pt(Fe)丝和稀盐酸
火焰分别呈黄色、紫色
K+要透过蓝色钴玻璃片观察焰色
【练1】向四支试管中分别加入少量不同的无色溶液进行如下操作,结论正确的是( )
操作
现象
结论
A
滴加BaCl2溶液
生成白色沉淀
原溶液中有SO
B
滴加氯水和CCl4,振荡、静置
下层溶液显紫色
原溶液中有I-
C
用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色反应
火焰呈黄色
原溶液中有Na+,无K+
D
滴加稀NaOH溶液,将湿润红色石蕊试纸置于试管口
试纸不变蓝
原溶液中无NH
【解析】本题主要考查常见离子的鉴别,意在考查学生的实验能力。A项,加入BaCl2溶液得到白色沉淀,原溶液中可能含有SO或SO或Ag+;B项,溶于CCl4呈紫色的为I2,即原溶液中含有I-;C项,观察K+的焰色反应需透过蓝色钴玻璃,不能确定是否含有K+;D项,检验NH应加入浓NaOH溶液,且需要加热。
【答案】B
【练2】(雅礼中学2016届高三月考试卷)有一澄清透明的溶液,只可能含有大量的Fe3+、Fe2+、H+、AlO、Al3+、CO、NO七种离子中的几种,向该溶液中逐滴加入一定量1
mol·L-1NaOH溶液的过程中,开始没有沉淀,而后才有沉淀。则下列判断正确的是( )
A.溶液中可能含有AlO
B.溶液中可能含有NO
C.溶液中一定不含Fe2+和Fe3+
D.溶液中可能含有Fe3+,但一定不含Fe2+
【解析】由于向该溶液中逐滴加入一定量1
mol·L-1NaOH溶液的过程中,开始没有沉淀,而后才有沉淀说明溶液中存在H+,则与H+不能大量共存的AlO及CO不存在,根据电荷守恒则一定存在NO,所以具有还原性的Fe2+一定不能有,Fe3+与Al3+中至少要有一种,也可能都有。
【答案】D
【解题技巧】
1.离子推断的四项基本原则
2.离子检验实验操作的答题模板
操作 现象 结论
取样,加入…… 有……生成(或现象) ……的是……
例如:检验某溶液中含有Fe2+而不含Fe3+的方法是取适量溶液于洁净的试管中,滴加几滴KSCN溶液,不显血红色,再向溶液中滴加几滴H2O2(或新制氯水),溶液变为血红色,说明溶液中含有Fe2+而不含Fe3+。
考
题
专
练 【备用题】
1.正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”。
(1)25
℃时,0.1
mol·L-1的硫化氢溶液比等浓度的硫化钠溶液的导电能力弱(√)
(重庆理综)
(2)烧碱、冰醋酸、四氯化碳均为电解质(×)
(四川理综)
(3)BaSO4的水溶液不易导电,故BaSO4是弱电解质(×)
(天津理综)
(4)KClO3和SO3溶于水后能导电,故KClO3和SO3为电解质(×)
(重庆理综)
(5)HClO是弱酸,所以NaClO是弱电解质(×)
(山东理综)
(6)HCl溶液和NaCl溶液均通过离子导电,所以HCl和NaCl均是离子化合物(×)
(山东理综)
2.(2016年高考海南卷)下列反应可用离子方程式“H++OH-===H2O”
表示的是( )
A.NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液混合
B.NH4Cl溶液与Ca(OH)
2溶液混合
C.HNO3溶液与KOH溶液混合
D.Na2HPO4溶液与NaOH溶液混合
【答案】C
3.(2016年高考北京卷)在两份相同的Ba(OH)2溶液中,分别滴入物质的量浓度相等的H2SO4、NaHSO4溶液,其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如下图所示。
下列分析不正确的是( )
A.①代表滴加H2SO4溶液的变化曲线
B.b点,溶液中大量存在的离子是Na+、OH–
C.c点,两溶液中含有相同量的OH–
D.a、d两点对应的溶液均显中性
【解析】两个反应的方程式为:①Ba(OH)2+H2SO4===BaSO4↓+2H2O;②Ba(OH)2+NaHSO4===NaOH+BaSO4↓+H2O;③NaOH+NaHSO4===Na2SO4+H2O。A.从方程式分析,当氢氧化钡恰好和硫酸完全反应时,溶液的导电能力最小,故①代表滴加硫酸时的变化曲线,故正确;B.b点是加入硫酸氢钠进行反应②,溶液中含有氢氧化钠,故正确;C.c点,①曲线为硫酸,②曲线为氢氧化钠和硫酸钠,因为硫酸根离子浓度相同,且②中的钠离子浓度大于①中氢离子浓度,所以溶液中的氢氧根离子浓度不相同,故错误;D.a点为钡离子和硫酸根离子完全沉淀,d为硫酸钠溶液,溶液都显中性,故正确。
【答案】C
4.(山东理综,12)下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是( )
A.向稀HNO3中滴加Na2SO3溶液:SO+2H+===SO2↑+H2O
B.向Na2SiO3溶液中通入过量SO2:SiO+SO2+H2O===H2SiO3↓+SO
C.向Al2(SO4)3溶液中加入过量的NH3·H2O:Al3++4NH3·H2O===AlO+4NH+2H2O
D.向CuSO4溶液中加入Na2O2:2Na2O2+2Cu2++2H2O===4Na++2Cu(OH)2↓+O2↑
【解析】A项,HNO3可将SO氧化为SO,不会生成SO2气体,错误;B项,通入过量SO2,产物应为HSO,错误;C项,Al(OH)3不溶于NH3·H2O,故Al2(SO4)3溶液中加入过量的NH3·H2O产物应为Al(OH)3,错误;D项,依次发生反应①2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,②2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4,①+②×2即可得化学方程式,改写成离子方程式即可,正确。
【答案】D
5.(2016年高考江苏卷)制备(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的实验中,需对过滤出产品的母液(pH<1)进行处理。常温下,分别取母液并向其中加入指定物质,反应后的溶液中主要存在的一组离子正确的是( )
A.通入过量Cl2:Fe2+、H+、NH、Cl-、SO
B.加入少量NaClO溶液:NH、Fe2+、H+、SO、ClO-
C.加入过量NaOH溶液:Na+、Fe2+、NH、SO、OH-
D.加入过量NaClO和NaOH的混合溶液:Na+、SO、Cl-、ClO-、OH-
【解析】A.过量氯气可以氧化亚铁离子,则不能大量存在Fe2+;B.Fe2+、ClO-、H+间能发生氧化还原反应,不能大量共存;C.Fe2+、NH分别能与OH-反应,不能大量共存。
【答案】D
6.(江苏,6)常温下,下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是( )
A.使酚酞变红色的溶液中:Na+、Al3+、SO、Cl-
B.=1×10-13mol·L-1的溶液中:NH、Ca2+、Cl-、NO
C.与Al反应能放出H2的溶液中:Fe2+、K+、NO、SO
D.水电离的c(H+)=1×10-13mol·L-1的溶液中:K+、Na+、AlO、CO
【解析】A项,使酚酞变红色的溶液呈碱性,OH-与Al3+不能大量共存;B项,c(OH-)==1×10-13mol·L-1,c(H+)=0.1
mol·L-1,溶液呈酸性,四种离子可以大量共存;C项,与铝反应放出氢气的溶液可能呈酸性,也可能呈碱性,若呈酸性,NO不能大量存在,一是因为HNO3与Al反应不能生成H2,二是酸性条件下NO与Fe2+因发生氧化还原反应而不能大量共存;若呈碱性,Fe2+因生成Fe(OH)2沉淀而不能大量存在;D项,由水电离的c(H+)=1×10-13的溶液中水的电离受到抑制,可能是由于外加酸或碱,若为碱溶液,四种离子可以大量共存,若为酸溶液,AlO、CO不能大量存在。
【答案】B
7.(上海,12)与氢硫酸反应有沉淀生成的电解质是( )
A.硫酸铜
B.氢氧化钠
C.硫酸亚铁
D.二氧化硫
【解析】A项,CuSO4是盐,属于电解质,加入氢硫酸,会发生反应:CuSO4+H2S===CuS↓+H2SO4,产生黑色沉淀,正确;B项,氢氧化钠是碱,属于电解质,与氢硫酸发生反应:2NaOH+H2S===Na2S+2H2O,产生的Na2S是可溶性的物质,没有沉淀产生,错误;C项,硫酸亚铁是盐,属于电解质,由于酸性:硫酸>氢硫酸,所以二者不能发生反应,无沉淀产生,错误;D项,二氧化硫与硫化氢会发生反应:SO2+2H2S===3S↓+2H2O,产生沉淀,但是SO2是非电解质,错误。
【答案】A
8.(江苏,9)下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A.氯气溶于水:Cl2+H2O===2H++Cl-+ClO-
B.Na2CO3溶液中CO的水解:CO+H2O===HCO+OH-
C.酸性溶液中KIO3与KI反应生成I2:IO+I-+6H+===I2+3H2O
D.NaHCO3溶液中加足量Ba(OH)2溶液:HCO+Ba2++OH-===BaCO3↓+H2O
【解析】A项,HClO是弱酸,不能拆成离子的形式,正确的离子方程式为Cl2+H2O===H++Cl-+HClO;B项,CO的水解是可逆反应,要用可逆符号,正确的离子方程式为CO+H2O??HCO+OH-;C项,反应前后电荷不守恒、电子转移也不守恒,正确的离子方程式为IO+5I-+6H+===3I2+3H2O,错误;D项,NaHCO3少量,HCO完全参加反应,所给离子方程式正确。
【答案】D
9.(浙江理综,13)雾霾严重影响人们的生活与健康。某地区的雾霾中可能含有如下可溶性无机离子:Na+、NH、Mg2+、Al3+、SO、NO、Cl-。某同学收集了该地区的雾霾,经必要的预处理后得试样溶液,设计并完成了如下实验:
已知:3NO+8Al+5OH-+2H2O3NH3↑+8AlO
根据以上的实验操作与现象,该同学得出的结论不正确的是( )
A.试样中肯定存在NH、Mg2+、SO和NO
B.试样中一定不含Al3+
C.试样中可能存在Na+、Cl-
D.该雾霾中可能存在NaNO3、NH4Cl和MgSO4
【解析】由气体1使湿润红色石蕊试纸显蓝色的现象,确定气体1为氨气,溶液中一定存在NH;由沉淀2与酸反应的现象判断其成分中一定有碳酸钡,可能存在氢氧化铝,所以B项错误;由溶液2与Al/OH-反应:3NO+8Al+5OH-+2H2O3NH3↑+8AlO,确定溶液中一定存在NO;由沉淀1加酸后,沉淀部分溶解,确定其中沉淀溶解的部分为氢氧化镁,未溶解的部分为硫酸钡,所以确定溶液中存在SO和Mg2+,A、D项正确;Na+、Cl-无法确定是否存在,C项正确。
【答案】B
10.(1)[全国卷Ⅱ,28(3)①]在酸性条件下,ClO2与碘化钾反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(2)[江苏,19(1)节选]KMnO4与盐酸反应生成MnCl2和Cl2,其离子方程式为________________________________________________________________________。
(3)[福建理综,23(3)③]H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为________________________________________________________________________。
(4)[北京理综,27(2)①]在海洋碳循环中,通过下图所示的途径固碳。
写出钙化作用的离子方程式:________________________________________________________________________。
【答案】(1)2ClO2+10I-+8H+===2Cl-+5I2+4H2O
(2)2MnO+16H++10Cl-===2Mn2++5Cl2↑+8H2O
(3)H2SO3+HCO===HSO+CO2↑+H2O
(4)Ca2++2HCO===CaCO3↓+CO2↑+H2O
考
点
集
训 【P241】
A级(跨越本科练)
1.下列事实能说明某物质是强电解质的是(C)
A.该物质在水中的溶解度大
B.该物质的水溶液导电能力强
C.该物质的水溶液中不存在溶质分子
D.该物质的水溶液中不存在除水外的电离平衡
【解析】A.电解质的强弱与物质在水中的溶解度大小无关系,例如硫酸钡是强电解质,但难溶于水,A错误;B.溶液导电性强弱只与溶液中离子浓度和离子所带电荷数有关系,因此某物质的水溶液导电能力强不能说明该物质是强电解质,B错误;C.电解质在溶液中完全电离为离子,不存在电解质分子,因此该物质的水溶液中不存在溶质分子说明一定是强电解质,C正确;D.该物质的水溶液中不存在除水外的电离平衡不能说明是强电解质,也可能是非电解质,例如葡萄糖溶液,D错误。
2.在下列给定条件的溶液中,一定能大量共存的离子组是(D)
A.无色溶液中:K+、Fe2+、Cl-、NO
B.含有大量Fe3+的溶液:Na+、Mg2+、NO、SCN-
C.pH=12的溶液中:K+、NH、SO、NO
D.水电离产生的c(OH-)=1×10-14
mol·L-1:K+、Na+、Cl-、NO
【解析】A.Fe2+浅绿色,溶液要求无色,故错误;B.Fe3+、SCN-形成络合物,不能共存,故错误;C.此溶液显碱性,和NH不能共会存生成NH3·H2O或NH3,故错误;D.溶液可能显酸性也可能显碱性,两种情况下这四种离子都共存,故正确。
3.下列反应的离子方程式正确的是(D)
A.次氯酸钙溶液中通入过量二氧化碳
Ca2++2ClO-+H2O+CO2===CaCO3↓+2HClO
B.硫酸亚铁溶液中加过氧化氢溶液
Fe2++2H2O2+4H+===Fe3++4H2O
C.Fe2(SO4)3的酸性溶液中通入足量硫化氢
Fe3++H2S===Fe2++S↓+2H+
D.氯化亚铁溶液中加入稀硝酸
3Fe2++4H++NO===3Fe3++2H2O+NO↑
【解析】A.生成物是碳酸氢钙,A项错误;B.不符合得失电子守恒,应该为2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O,B项错误;C.不符合得失电子守恒,应为2Fe3++H2S===2Fe2++S↓+2H+,C项错误;D.符合得失电子守恒和电荷守恒、原子守恒,D项正确。
4.下列各组离子中,在酸性溶液里能大量共存,且溶液为无色透明的是(C)
A.K+、MnO、Cl-、AlO
B.Na+、NH、NO、HCO
C.Na+、H+、NO、SO
D.Na+、SO、Cl-、S2-
【解析】A.MnO紫红色,且H+、AlO不能大量共存,故错误;B.H+、HCO反应生成CO2,故错误;C.这四种离子不反应,能大量共存,故正确;D.H+、S2-反应生成弱电解质H2S,故错误。
5.(2016·衡水中学月考)下表中物质的分类组合完全正确的是(A)
选项
A
B
C
D
强电解质
KNO3
H2SO4
BaSO4
HClO4
弱电解质
HF
CaCO3
HClO
CH3COONH4
非电解质
SO2
金属Al
H2O
C2H5OH
【解析】选A。CaCO3属于强电解质,Al为单质,既不是电解质,也不是非电解质,B错误;H2O为弱电解质,C错误;CH3COONH4为强电解质,D错误。
6.(湖南师大附中2016届高三月考试卷)能正确表示下列反应的离子方程式的是(D)
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===AlO+4NH+2H2O
D.Cu溶于稀HNO3:3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O
7.下列离子方程式正确的是(B)
A.氯化铁和铜反应:Fe3++Cu===Fe2++Cu2+
B.金属铜与浓硝酸反应:Cu+4H++2NO===Cu2++2NO2↑+2H2O
C.铁与稀硫酸反应:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑
D.钠和冷水反应:Na+2H2O===Na++2OH-+H2↑
【解析】选B。A项中电荷不守恒,电子得失不守恒,所以错误;B项中满足三个守恒关系,所以正确;C项不符合反应事实,所以错误;D项中电荷不守恒,电子得失不守恒,所以错误。
8.(湖南师大附中2016届高考模拟卷)下列反应的离子方程式书写正确的是(D)
A.向NH4HSO4稀溶液中逐滴加入Ba(OH)2稀溶液至刚好沉淀完全:Ba2++OH-+H++SO===BaSO4↓+H2O
B.向次氯酸钠溶液中通入少量SO2:
2ClO-+SO2+H2O===2HClO+SO
C.向硅酸钠溶液中通入过量的CO2:
SiO+CO2+H2O===H2SiO3↓+CO
D.苯酚钠溶液中通入少量的二氧化碳:
O-+CO2+H2O―→OH+HCO
【解析】A.应该是
Ba2++2OH-+NH+H++SO===BaSO4↓+NH3·H2O+H2O。B.还原产物应该是盐酸。C.向硅酸钠溶液中通入过量的CO2应该产生HCO而非CO。D.酸性强弱:H2CO3>C6H5OH>HCO,D项正确。
9.某水溶液只可能含有K+、Al3+、Fe3+、Mg2+、Ba2+、NH、Cl-、CO、SO中的若干种离子。某同学取100
mL的溶液分成两等份进行如下实验:
①第一份加过量的氢氧化钠溶液后加热,收集到0.02
mol的气体,无沉淀产生,同时得到溶液甲。
②向溶液甲中通入过量的二氧化碳气体,生成白色沉淀,沉淀经过滤,洗涤灼烧后,得到1.02
g固体。
③第二份加足量的氯化钡溶液后,生成白色沉淀,沉淀经盐酸充分洗涤,干燥,得到11.65
g固体。
据此,该同学得到的结论正确的是(B)
A.实验①中产生的气体为氨气,并可得原溶液中c(NH)=0.2
mol·L-1
B.实验③中的白色沉淀中一定有BaSO4,无BaCO3
C.原溶液中一定有K+,且c(K+)=0.4
mol·L-1
D.若要判断原溶液中是否有Cl-,无需另外设计实验验证
【解析】由①得50
mL溶液中n(NH)=0.02
mol,根据离子共存原则,无Fe3+、Mg2+;②中得到的沉淀为Al(OH)3,1.02
g固体为Al2O3,则50
mL溶液中n(Al3+)=0.02
mol,根据离子共存原则,无CO;由③得,溶液中一定含SO,其物质的量为n(SO)=0.05
mol(指50
mL溶液中),根据离子共存原则,原溶液中一定无Ba2+。综上所述,有SO(0.05
mol)、Al3+(0.02
mol)、NH(0.02
mol),根据电荷守恒,还一定有K+,根据上述实验,由于无法确定是否含有Cl-,所以n(K+)≥0.05
mol×2-0.02
mol×3-0.02
mol=0.02
mol,其浓度为c(K+)≥=0.4
mol·L-1。
10.A、B、C、D为四种可溶性盐,它们的阳离子分别是Ba2+、Ag+、Na+、Cu2+中的某一种,阴离子分别是NO、SO、Cl-、CO中的某一种。(离子在物质中不能重复出现)
①若把四种盐分别溶于盛有蒸馏水的四支试管中,只有C盐的溶液呈蓝色;
②若向①的四支试管中分别加入足量盐酸,B盐的溶液有沉淀生成,D盐的溶液有无色无味的气体逸出。
(1)根据①②实验事实可推断它们的化学式为:
A______________,B______________。
(2)写出足量盐酸与D反应的离子方程式:
________________________________________________________________________。
(3)写出C与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式:
________________________________________________________________________。
【解析】①若把四种盐分别溶于盛有蒸馏水的四支试管中,只有C盐的溶液呈蓝色,则C中含有铜离子;②若向①的四支试管中分别加入足量盐酸,B盐的溶液有沉淀生成,说明B中含有银离子,则B一定是硝酸银;D盐的溶液有无色无味的气体逸出,说明D中含有碳酸根,所以D是碳酸钠,则A是氯化钡,C是硫酸铜。
(1)根据①②实验事实可推断它们的化学式为A为BaCl2,B为AgNO3。
(2)足量盐酸与碳酸钠反应的离子方程式为CO+2H+===CO2↑+H2O。
(3)硫酸铜与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式为Cu2++SO+Ba2++2OH-===BaSO4↓+Cu(OH)2↓。
【答案】(1)BaCl2 AgNO3 (2)CO+2H+===CO2↑+H2O
(3)Cu2++SO+Ba2++2OH-===BaSO4↓+Cu(OH)2↓
B级(冲刺名校练)
11.今有下列几种导电性变化图像,把符合要求的图像序号填在相应的题目后面括号中。
(1)向H2SO4溶液中加入等体积、等物质的量浓度的Ba(OH)2溶液( )
(2)向H2SO4溶液中通入Cl2直至过量( )
(3)向AgNO3溶液通入少量HCl( )
(4)向氨水中通入HCl直至过量( )
(5)向NaOH溶液中通入少量Cl2( )
(6)向饱和石灰水中不断通入CO2( )
【答案】(1)④ (2)② (3)③ (4)② (5)③ (6)①
12.(湖南师大附中2016届高三月考试卷)某溶液中含有NH、SO、SiO、Br-、CO、Na+,向该溶液中通入过量的Cl2,下列判断正确的是(B)
①反应前后,溶液中离子浓度基本保持不变的有NH、Na+ ②有胶状物质生成 ③有气体产生 ④溶液颜色发生变化 ⑤溶液中共发生了3个氧化还原反应
A.①②③④
B.①②③④⑤
C.①③④⑤
D.②④⑤
【解析】某溶液中含有NH、SO、SiO、Br-、CO、Na+,向该溶液中通入过量的Cl2,SO可以被氯气氧化为硫酸根离子;SiO和氯水中的盐酸反应生成硅酸沉淀;Br-被氯气氧化为溴单质;CO和氯水中的盐酸反应生成二氧化碳气体;①反应前后,溶液中离子浓度基本保持不变的有NH、Na+,故①正确;②有胶状物质硅酸生成,故②正确;③有二氧化碳气体产生,故③正确;④氯气氧化溴离子为溴单质,溶液颜色发生变化由无色变化为橙红色,故④正确;⑤共发生了3个氧化还原反应:氯气氧化SO、Br-,以及氯气和水发生的氧化还原反应,故⑤正确;故选B。
13.向Ba(OH)2溶液中逐滴加入稀硫酸,请完成下列问题:
(1)写出反应的离子方程式:________________________________________________________________________。
(2)下列三种情况下,离子方程式与(1)相同的是________(填字母)。
A.向NaHSO4溶液中,逐滴加入Ba(OH)2溶液至溶液显中性
B.向NaHSO4溶液中,逐滴加入Ba(OH)2溶液至SO恰好完全沉淀
C.向NaHSO4溶液中,逐滴加入Ba(OH)2溶液至过量
(3)若缓缓加入稀硫酸直至过量,整个过程中混合溶液的导电能力(用电流强度I表示)可近似地用下图中的______曲线表示(填字母)。
(4)若向装有Ba(OH)2溶液的烧杯里缓缓滴入KAl(SO4)2溶液至Ba2+恰好完全反应。则反应的离子方程式是
________________________________________________________________________。
【解析】(1)Ba(OH)2溶液中逐滴加入稀硫酸生成水和硫酸钡沉淀,离子反应为Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O。
(2)A的离子反应是Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O,B、C的离子反应是Ba2++OH-+H++SO===BaSO4↓+H2O,选A。
(3)随着H2SO4的加入至二者刚好反应时,溶液的导电能力逐渐减弱至不导电,随后硫酸过量,溶液的导电能力逐渐增强,选C。
(4)若向装有Ba(OH)2溶液的烧杯里缓缓滴入KAl(SO4)2溶液至Ba2+恰好完全反应,此时二者物质的量之比为2∶1,则OH-与Al3+的物质的量之比为4∶1,Al3+全部变为AlO,即:2Ba2++4OH-+Al3++2SO===2BaSO4↓+AlO+2H2O。
【答案】(1)Ba2++2OH-+SO+2H+===BaSO4↓+2H2O
(2)A
(3)C
(4)2Ba2++4OH-+Al3++2SO===2BaSO4↓+AlO+2H2O
第三节 氧化还原反应
【考纲要求】
1.理解氧化还原反应的本质是电子的转移。
2.了解常见的氧化还原反应。
3.掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。
4.能利用得失电子守恒原理进行相关计算。
考点一 氧化还原反应的基本概念和规律
知
识
梳
理 【P22】
一、氧化还原反应
1.氧化还原反应
(1)概念:某些物质被__氧化__,同时某些物质被__还原__的反应。
(2)特征:有元素化合价__变化__
(判断依据)。
(3)本质:电子转移(包括电子的__得失__、共用电子对的__偏移__)。
2.氧化还原反应的基本概念及其关系
例如:反应MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O中,氧化剂是__MnO2__,还原剂是__HCl__,氧化产物是__Cl2__,生成1
mol
Cl2时,转移电子数目为__2×6.02×1023__。
3.四种基本反应类型与氧化还原反应之间的关系
二、氧化还原反应实质的表示方法
(1)单线桥法
①箭头由还原剂中__失电子__的元素指向氧化剂中__得电子__的元素。
②线上只标出__转移电子__的总数。
例:MnO2+4HCl2e-
(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)双线桥法
①箭头从__反应物__指向__生成物__,箭头起止所指的均为__同一种__元素。
②线上标出__得失电子__的情况及化合价的升降、被氧化或被还原等内容。
例:
MnO2+4HCl(浓)M得2e-,被还原nCl2+C失2×e-,被氧化l2↑+2H2O
注意两类特殊的化学反应:
a.歧化反应 相同价态的同种元素在同一反应中部分化合价升高,部分化合价降低。例:
3Cl2+6KOH5KC得5×e-,被还原l+KC失5e-,被氧化lO3+3H2O
b.归中反应 不同价态的同种元素在反应中趋向中间价态。解此类题最好将该元素的不同价态用数轴标出,变化的区域只靠拢,不重叠。例:
KClO3+6HCl===3C得5e-,被还原失5×e-,被氧化l2↑+KCl+3H2O
三、常见的氧化剂和还原剂
1.常见氧化剂
物质类型
举例
常见还原产物
活泼的非金属单质
X2(卤素)
__X-__
O2
__含氧化合物__
元素处于高化合价
时的化合物
氧化物
MnO2
__Mn2+__
含氧酸
浓硫酸
__SO2__
HNO3
__NO、NO2__
盐
KMnO4
__Mn2+(酸性)__
Fe3+
__Fe2+__
过氧化物
Na2O2、H2O2
__含氧化合物__
2.常见还原剂
物质类型
举例
常见氧化产物
活泼的金属单质
M(金属)
__金属阳离子__
非金属单质
H2
__H2O__
C
__CO或CO2__
元素处于低化合价
时的化合物
氧化物
CO
__CO2__
SO2
__SO(溶液)__
酸
H2S
__S__
HI
__I2__
盐
SO
__SO__
Fe2+
__Fe3+__
3.具有中间价态的化合物
既有氧化性,又有还原性,一般情况下主要表现某一方面的性质。
具有中间
价态的物质
Fe2+
SO2、SO、H2SO3
H2O2
氧化产物
__Fe3+__
__SO__
__O2__
还原产物
__Fe__
__S__
__H2O__
表现的主要性质
__还原性__
__还原性__
__氧化性__
分
点
突
破 【P23】
角度一 氧化还原反应中有关概念的理解
概括为一句话:“升失氧还,剂性一致、其他相反”
【练1】(湖南师大附中2016届高考模拟卷)下列化工生产过程中所发生的主要化学反应不属于氧化还原反应的是( )
A.用氯气和消石灰制漂白粉
B.用油脂制肥皂
C.铝热法冶炼金属钒
D.氯碱工业制烧碱
【解析】A.氯气与消石灰反应生成了次氯酸钙和氯化钙,氯元素化合价发生了变化,属于氧化还原反应。B.用油脂制肥皂属于水解反应,元素化合价没有发生变化,不属于氧化还原反应。C.铝热法冶炼金属钒属于置换反应,元素化合价发生了变化,属于氧化还原反应。D.氯碱工业制烧碱,氯元素和氢元素有化合价的变化,属于氧化还原反应。
【答案】B
【练2】(湖南师大附中2016届高三月考试卷)下列应用不涉及氧化还原反应的是( )
A.铝热法冶炼难熔金属
B.工业上电解熔融状态Al2O3制备Al
C.Na2O2用作呼吸面具的供氧剂
D.实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3
【解析】D选项中涉及的是复分解反应。
【答案】D
【练3】判断下列化学方程式中电子转移方向、数目表示的正误。
(1)Cl2+2NaOH===NaC失2e-l+NaC得2e-lO+H2O( )
(2)6HCl(浓)+KClO3===KC得6e-l+3C失6e-l2↑+3H2O( )
(3)4HCl(浓)+M失2e-nO2MnCl2+Cl2↑+2H2O( )
(4)Cu+4HN2e-O3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O( )
【答案】(1)× (2)× (3)× (4)√
规律总结
确定元素化合价的方法
(1)代数和法
先标出熟悉元素的化合价,再根据化合物中正负化合价的代数和为零的原则求解其他元素的化合价。如有机物中碳元素化合价(设为x)的确定方法为:有机物中氧元素的化合价为-2,氢元素的化合价为+1。利用元素化合价代数和为零的规则确定碳元素的化合价。乙酸(C2H4O2)中满足2x+(+1)×4+(-2)×2=0,则x=0。
(2)记忆法
常见元素的化合价可以借助化合价口诀来记忆:
一价氢、氯、钾、钠、银;二价氧、钙、镁、钡、锌;三铝、四硅、五价磷;说变价也不难,二三铁、二四碳、二四六硫都齐全;铜汞二价最常见。
(3)近几年高考中一些特殊物质中元素化合价判断:
CuFeS2 Cu+2 Fe+2 S-2 K2FeO4 Fe+6
Li2NH N-3 LiNH2 N-3 AlN N-3
Na2S2O3 S+2 MO M+5 C2O C+3
HCN C+2 N-3 CuH Cu+1 H-1
FeO Fe+(8-n) Si3N4 Si+4 N-3
角度二 物质的氧化性、还原性强弱的判断
1.根据金属活动性顺序来判断
一般来说,越活泼的金属单质,失电子氧化成金属阳离子越容易,其阳离子得电子还原成金属单质越难,氧化性越弱;反之,越不活泼的金属,失电子氧化成金属阳离子越难,其阳离子得电子还原成金属单质越容易,氧化性越强。
2.根据非金属活动性顺序来判断
一般来说,越活泼的非金属单质,得到电子被还原成非金属阴离子越容易,其阴离子失电子氧化成单质越难,还原性越弱。
3.根据氧化还原反应发生的规律来判断
氧化还原反应可用如下式子表示:
还原剂+氧化剂―→氧化产物失电子,化合价升高,被氧化+还原得电子,化合价降低,被还原产物
规律:反应物中氧化剂的氧化性强于生成物中氧化产物的氧化性,反应物中还原剂的还原性强于生成物中还原产物的还原性。
4.根据氧化还原反应发生的条件来判断
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
2KMnO4+16HCl(浓)===2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
+2KCl
后一个反应比前一个反应容易发生(不需要加热),可判断氧化性:KMnO4>MnO2。
5.根据反应速率的大小来判断
如:2Na2SO3+O2===2Na2SO4(快),2H2SO3+O2===2H2SO4(慢),2SO2+O22SO3
还原性:Na2SO3>H2SO3>SO2。
6.根据被氧化或被还原的程度来判断
如:Cu+Cl2CuCl2,2Cu+SCu2S,即氧化性:Cl2>S。
7.根据原电池的正、负极来判断
在原电池中,作负极的金属的还原性一般比作正极的金属的还原性强。
8.根据电解池溶液里阴、阳离子在两极放电顺序来判断
如:Cl-失去电子的能力强于OH-,还原性:Cl->OH-。
9.根据元素在周期表中位置判断
(1)对同一周期金属而言,从左到右,其金属活泼性依次减弱。如Na、Mg、Al金属性依次减弱,其单质的还原性也依次减弱。
(2)对同主族的金属而言,从上到下,其金属活泼性依次增强。如Li、Na、K、Rb、Cs金属活泼性依次增强,其单质的还原性也依次增强。
(3)对同主族的非金属而言,从上到下,其非金属活泼性依次减弱。如F、Cl、Br、I非金属活泼性依次减弱,其单质的氧化性也依次减弱。
(4)对于同一周期的非金属而言,从左到右,其非金属活泼性依次增强。如Si、P、S、Cl非金属性依次增强,其单质的氧化性也依次增强。
10.根据(氧化剂、还原剂)元素的价态进行判断
元素处于最高价只有氧化性,最低价只有还原性,处于中间价态既有氧化性又有还原性。
一般来说,同种元素价越高,氧化性越强;价越低,还原性越强。如氧化性:Fe3+>Fe2+,S(+6价)>S(+4价)等,还原性:H2S>S>SO2。但是,氧化性:HClO4<HClO3<HClO2<HClO。
【易错提醒】①物质的氧化性、还原性不是一成不变的。同一物质在不同的条件下,其氧化能力或还原能力会有所不同。如氧化性:HNO3(浓)>HNO3(稀);Cu与浓H2SO4在常温下不反应,在加热条件下反应;KMnO4在酸性条件下的氧化性比在中性、碱性条件下的强。②物质氧化性或还原性的强弱取决于得失电子的难易,与得失电子的数目无关。
【练1】反应①、②分别是从海藻灰和某种矿石中提取碘的主要反应:
①2NaI+MnO2+3H2SO4===2NaHSO4+MnSO4+2H2O+I2
②2NaIO3+5NaHSO3===2Na2SO4+3NaHSO4+H2O+I2
下列说法正确的是( )
A.两个反应中均为硫元素被氧化
B.碘元素在反应①中被还原,在反应②中被氧化
C.氧化性:MnO2>SO>IO>I2
D.反应①、②中生成等量的I2时转移电子数比为1∶5
【解析】反应①中为MnO2将NaI氧化,硫酸只起到提供酸性环境的作用,生成1
mol
I2时转移电子2
mol;反应②中为NaHSO3将NaIO3还原,生成1
mol
I2时转移电子10
mol;由反应②可知氧化性:IO>SO。故只有D项正确。
【答案】D
【练2】CuSO4溶液中加入过量KI溶液,产生白色CuI沉淀,溶液变棕色。向反应后溶液中通入过量SO2,溶液变成无色。下列说法不正确的是( )
A.滴加KI溶液时,KI被氧化,CuI是还原产物
B.通入SO2后,溶液变无色,体现SO2的还原性
C.整个过程发生了复分解反应和氧化还原反应
D.上述实验条件下,物质的氧化性:Cu2+>I2>SO2
【解析】A.硫酸铜与KI反应生成CuI沉淀,Cu元素化合价降低,说明铜离子被还原,溶液变为棕色,说明有碘单质生成,则KI被氧化,正确;B.通入二氧化硫后,溶液变为无色,说明二氧化硫与碘单质发生氧化还原反应,碘被还原为碘离子,则二氧化硫体现还原性,正确;C.整个过程中都是氧化还原反应,无复分解反应,错误;D.根据氧化还原反应规律,生成碘单质的反应中说明铜离子的氧化性大于碘,碘与二氧化硫的反应中,说明碘的氧化性大于二氧化硫,正确。
【答案】C
【练3】现有下列几个离子反应:
①Cr2O+14H++6Cl-===2Cr3++3Cl2↑+7H2O
②2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-
③2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+
下列有关性质的比较中正确的是( )
A.氧化性:Cr2O>Cl2>Fe3+
B.氧化性:Cl2>Br2>Cr2O
C.还原性:SO2D.还原性:Cl->Cr3+>Fe2+
【解析】根据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,并结合卤素单质及阴离子的性质递变规律推知:氧化性强弱顺序为Cr2O>Cl2>Br2>Fe3+>SO;还原性强弱顺序为SO2>Fe2+>Br->Cl->Cr3+。
【答案】A
【练4】根据表中信息,判断下列叙述中正确的是( )
序号
氧化剂
还原剂
其他反应物
氧化产物
还原产物
①
Cl2
FeBr2
—
Cl-
②
KClO3
浓盐酸
—
Cl2
③
KMnO4
H2O2
H2SO4
O2
Mn2+
A.表中①组的反应可能有一种或两种元素被氧化
B.氧化性强弱的比较:KClO3>Fe3+>Cl2>Br2
C.表中②组反应的还原产物是KCl,电子转移数目是6e-
D.表中③组反应的离子方程式为2MnO+
3H2O2+6H+===2Mn2++
4O2↑+
6H2O
【解析】A项中,物质的氧化性是Cl2>Br2>Fe3+,故Cl2先氧化Fe2+,如有多余的Cl2再氧化Br-,故①组的反应可能有一种或两种元素被氧化,正确;B项中,氧化性KClO3>Cl2>Br2>Fe3+,不正确;C项中,②组反应中还原产物是Cl2,电子转移数目是5e-,不正确;D项中,③组反应中H2O2为还原剂,其中的O原子全部变成O2,应为2MnO+5H2O2+6H+===2Mn2++5O2↑+8H2O。
【答案】A
【练5】已知I-、Fe2+、SO2和H2O2均有还原性,它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为Fe2+A.2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+
B.I2+SO2+2H2O===H2SO4+2HI
C.H2O2+H2SO4===SO2↑+O2↑+2H2O
D.2Fe3++H2O2===2Fe2++O2↑+2H+
【解析】A项,还原性SO2>Fe2+,反应能发生;B项,还原性SO2>I-,反应能发生;C项,还原性H2O2>SO2,与题意矛盾,反应不能发生