【人教版】2017-2018学年高中化学必修1全一册学案（打包27份，含答案）

第一节化学实验基本方法
第一课时
化学实验安全　过滤和蒸发
[课标要求]
1．了解有关化学实验安全的常识。
2．掌握过滤、蒸发分离混合物的方法。
3．掌握SO检验的原理和方法。

1．遵守实验室规则
走进实验室，首先要认真阅读并牢记实验室安全规则。
2．化学实验安全措施
(1)特殊化学试剂的存放方法
①易吸水、易潮解、易被氧化的物质应密封存放。
②受热或见光易分解的物质应用棕色瓶盛放，并存放在冷暗处。
③易燃、易爆的化学试剂应密封保存，并置于冷暗处，远离电源和火源。
④剧毒化学试剂要单独专柜保存。
(2)填写下列标志所对应危险化学品的类别
标志
类别
爆炸品
易燃品
氧化剂
剧毒品
腐蚀品
(3)意外事故的处理方法
意外事故
处理方法
酒精着火
移开可燃物，用湿布或沙土盖灭
烫伤或烧伤
先用水冲洗烫(烧)伤处，再涂上烫(烧)伤膏
浓酸沾到皮肤上
立即用大量水冲洗，再涂上3%～5%的NaHCO3溶液
浓碱沾到皮肤上
立即用大量水冲洗，再涂上3%～5%的硼酸溶液
试剂溅入眼睛内
立即用大量水冲洗，边洗边眨眼睛
(4)“三废”的处理方法
废气：不能直接排入大气，要进行回收处理。
废液：不能直接倒入下水道，要倒入指定的废液缸内。
废渣：不能随意丢弃，要进行分类处理。
[特别提醒]　稀释浓硫酸时，一定要将浓H2SO4沿玻璃棒(或器壁)慢慢注入水中，切不可将水注入浓硫酸中。
1．将下列化学试剂与相应标志连线。
化学试剂　　　　　　　　 化学品标志
(1)浓H2SO4　　　　　　　　 A.
(2)酒精 B.
(3)白磷 C.
(4)KClO3 D.
答案：(1)—C，(2)—D，(3)—B，(4)—A
2．化学实验中安全意识是重要的科学素养。下列实验操作或事故处理操作中不正确的是(　　)
A．将CO中毒者移至通风处抢救
B．被玻璃割伤手后，先取出伤口里的碎玻璃片，再用稀双氧水擦洗，然后敷药包扎
C．做“氢气还原氧化铜”的实验时，先通氢气后加热
D．使用燃着的酒精灯引燃另一只酒精灯
解析：选D　将CO中毒者移至通风处，可使其呼入新鲜空气，缓解体内组织缺氧。氢气还原氧化铜时，先通入氢气，检验氢气纯度后再加热，否则可能会引起爆炸。使用燃着的酒精灯引燃另一只酒精灯，容易失火。
1．过滤
(1)适用范围：分离难溶固体和液体。
(2)实验装置：写出下图中仪器名称：
[特别提醒]
过滤操作口诀：
漏斗烧杯玻璃棒，三样仪器不能少。
一贴二低三要靠，滤渣记得要洗涤。
2．蒸发
(1)适用范围：分离可溶性固体和液体。
(2)实验装置：写出下图中仪器名称：
1．过滤时，玻璃棒的末端是放在三层漏纸一边还是放在一层滤纸一边？
提示：放在三层滤纸一边，否则会使滤纸破损而造成过滤失败。
2．过滤和蒸发操作时均使用到玻璃棒，二者的作用相同吗？
提示：不相同；过滤时玻璃棒的作用是引流，而蒸发时玻璃棒的作用是搅拌。
3．蒸发操作中停止加热的依据是什么？能否将蒸发皿中液体直接加热蒸干？
提示：当蒸发皿中有较多固体析出时停止加热，利用余热蒸干；不能。
1．过滤操作的“一贴、二低、三靠”
一贴：滤纸紧贴漏斗内壁，滤纸和漏斗内壁之间无气泡。
二低
三靠
2．过滤后洗涤沉淀的方法
沿玻璃棒向漏斗中注入少量蒸馏水至浸没沉淀，待水滤出，重复操作2～3次。
3．蒸发操作的注意事项
(1)加热蒸发时，蒸发皿中液体的体积不要超过蒸发皿容积的，以防液体受热或搅拌时溅出。
(2)加热时要使用玻璃棒不断搅拌，防止局部受热造成液滴飞溅。
(3)如果要蒸干溶液，当蒸发皿中出现较多固体或液体较少时应停止加热，利用余热蒸干，防止晶体过热而迸溅。
1．分离下列混合物不能用过滤方法的是(　　)
A．硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应的生成物
B．铁粉和铜粉跟稀硫酸反应后的生成物
C．氢氧化钠溶液和盐酸反应后的生成物
D．用氯酸钾和二氧化锰的混合物加热制氧气后的剩余物质
解析：选C　NaOH＋HCl===NaCl＋H2O，生成物NaCl易溶于H2O，用过滤的方法不能分离NaCl和H2O。
2．蒸发时，下列操作正确的是(　　)
A．使蒸发皿盛满滤液，用小火加热
B．等到蒸发皿中出现较多固体时停止加热
C．待溶液蒸干后，再停止加热
D．将蒸发皿放在石棉网上，用酒精灯加热
解析：选B　蒸发皿中所盛液体是不能超过其容积的，A项错误；当蒸发皿中有较多固体析出时，可利用余热将溶液蒸干，从而避免了固体飞溅，B正确，C错误；蒸发皿可直接加热，不必垫石棉网，D错误。
1．粗盐的成分
(1)主要成分：NaCl。
(2)杂质
①不溶性杂质：泥沙。
②可溶性杂质：CaCl2、MgCl2及一些硫酸盐等。
2．粗盐中不溶性杂质的除去
操作步骤
实验装置
实验现象
说明
第1步：
溶解
粗盐溶解，溶液呈现浑浊
搅拌的目的是加速食盐溶解
第2步：
过滤
过滤后，下面烧杯中溶液澄清，滤纸上有不溶物(泥沙等)附着
CaCl2、MgCl2、硫酸盐等可溶于水，但含量较少。因此，澄清的滤液中除含有NaCl外，上述物质仍存在
第3步：
蒸发
水分不断蒸发，有固体逐渐析出
当蒸发皿中出现较多固体时，停止加热，利用余热将液体蒸干
3．粗盐中SO的检验
4．可溶性杂质的除去
(1)除杂原理
杂质
加入的试剂
反应的化学方程式
硫酸盐
(Na2SO4)
BaCl2溶液
Na2SO4＋BaCl2===
BaSO4↓＋2NaCl
MgCl2
NaOH溶液
MgCl2＋2NaOH===
Mg(OH)2↓＋2NaCl
CaCl2
Na2CO3溶液
CaCl2＋Na2CO3===
CaCO3↓＋2NaCl
(2)除杂路线的选择
[特别提醒]　除杂实验的关键是Na2CO3溶液必经在加入BaCl2溶液后面加入，而稀盐酸是在过滤完后加入。概括为：钡碳先，碱随便，接过滤，后盐酸。
粗盐的提纯过程可分为以下三个阶段
[问题思考]
1．在粗盐提纯实验中，在①溶解、②过滤、③蒸发各步骤均使用了玻璃棒，其作用分别是什么？
提示：①搅拌，加快粗盐的溶解速度。
②引流。
③搅拌，防止局部过热而引起液体飞溅。
2．除去粗盐中的可溶性杂质时，对三种除杂试剂(BaCl2、Na2CO3、NaOH)的加入量有什么要求？
提示：为了使杂质尽可能除去，加入的除杂试剂必须过量。
3．除去粗盐中的可溶性杂质时，加入稀盐酸的目的是什么？应何时加入稀盐酸？
提示：除去粗盐中的可溶性杂质时，使用了过量的碳酸钠和氢氧化钠。加入稀盐酸是为了除去过量的碳酸钠和氢氧化钠；因为Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3均可与稀盐酸反应，所以应在过滤除去沉淀之后加入稀盐酸。
4．在SO的检验实验中先加入稀盐酸使溶液酸化的目的是什么？
提示：加入稀盐酸酸化，目的是排除干扰离子，如CO、SO等，防止对检验SO产生干扰。
1．物质提纯的原则
2．除去粗盐中可溶性杂质(Na2SO4、MgCl2、CaCl2)的流程及目的
3．SO的检验方法
(1)检验原理：Na2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2NaCl。
(2)实验操作：
取少量溶液除去沉淀和气体,
若有白色沉淀生成，则溶液中含有SO。
1．在“粗盐提纯”的实验中，下列做法正确的是(　　)
A．把浑浊的液体倒入蒸发皿内加热
B．开始析出晶体后用玻璃棒搅拌
C．加入试剂的顺序为Na2CO3、BaCl2、NaOH、HCl
D．用过滤法除去粗盐中的泥沙
解析：选D　蒸发可用于浓缩溶液或从溶液中分离出固体溶质。A项未过滤即蒸发，不能除去泥沙。加热过程中应用玻璃棒不断搅拌，B项错误。应先加入BaCl2，再加入Na2CO3，以除去过量的Ba2＋，C项错误。
2．为了除去粗盐中的CaCl2、MgCl2、Na2SO4及泥沙，得到纯净的NaCl，可将粗盐溶于水，然后在下列操作中选取必要的步骤和正确的操作顺序(　　)
①过滤　②加过量NaOH溶液　③加适量盐酸
④加过量Na2CO3溶液　⑤加过量BaCl2溶液
A．④②⑤　　　　　　　 B．④①②⑤③
C．②⑤④①③ D．①④②⑤③
解析：选C　除去MgCl2选NaOH，加过量的BaCl2溶液来除去Na2SO4以后，过量的BaCl2将和CaCl2一起用Na2CO3溶液除去，过量的NaOH和Na2CO3必须通过加适量的盐酸来除去。因此，操作⑤必须在操作④之前，过滤操作必须在加入适量盐酸之前进行。
[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．对于易燃、易爆、有毒的化学物质，往往会在其包装上贴危险警告标签。下面所列物质中，贴错了标签的是(　　)
选项
A
B
C
D
物质的化学式
H2SO4(浓)
C2H5OH(酒精)
Hg(汞)
NaCl
危险警告标签
解析：选D　NaCl不属于爆炸品。
2．日常生活中，下列操作类似蒸发操作的是(　　)
A．淘米　　　　　　　 B．洗菜
C．晾晒衣服 D．泡茶
解析：选C　淘米是根据米和沙子的密度不同而把沙子除去；洗菜是用水洗去蔬菜表面的泥土和残留农药等；晾晒衣服是利用太阳的热能把水分蒸发而使衣服晒干；泡茶是使茶叶吸收水分而使茶叶中的一些可溶性成分溶解。
3．进行化学实验必须注意安全，下列说法不正确的是(　　)
A．不慎将酸溅到眼中，应立即用水冲洗，边洗边眨眼睛
B．不慎将浓碱溶液沾到皮肤上，要立即用大量水冲洗，然后涂上硼酸溶液
C．实验时，万一酒精灯被打翻引起酒精燃烧，应立即用湿抹布盖住火焰
D．配制硫酸溶液时，可先在量筒中加入一定体积的水，再在搅拌下慢慢加入浓硫酸
解析：选D　A项，边洗边眨眼睛的目的是把眼睛中的酸液挤出、冲掉，再让水进入眼睛，使酸液不断被冲稀、挤出，正确；B项，浓碱液具有较强的腐蚀性，硼酸为弱酸，不会对皮肤有伤害，但能够起到中和碱液的作用，正确；C项，酒精灯打翻引起的酒精燃烧，不能用水灭火，而应该立刻用湿抹布扑盖，同时起到降温和隔绝空气的作用，正确；D项，量筒是一种计量仪器，不能用来配制溶液，而浓硫酸在稀释时放出大量的热，也会影响量筒的精确度甚至使量筒发生炸裂，错误。
4．用可溶性钡盐检验SO的存在时，先在待测溶液中加入盐酸，其作用是(　　)
A．形成较多的白色沉淀
B．使形成沉淀的纯度更高
C．排除SO以外的其他阴离子及Ag＋的干扰
D．排除Ba2＋以外的其他阳离子的干扰
解析：选C　BaSO4和BaCO3都不溶于水，但前者不溶于酸，后者可溶于稀盐酸，另外AgCl也不溶于盐酸；因此，在待测液中先加入盐酸，可以排除CO等离子及Ag＋的干扰。
5．过滤与蒸发是常用的物质分离与提纯的方法，试用你掌握的有关知识完成下列问题：
(1)关于过滤操作的说法中，错误的是________。
A．玻璃棒下端要靠在三层滤纸处
B．滤纸边缘低于漏斗边缘，多余部分要剪去，并用水润湿贴紧，不留气泡
C．过滤时将液体沿玻璃棒注入过滤器，并使液面高于滤纸边缘
D．漏斗下端紧靠烧杯内壁
(2)实验室进行NaCl溶液蒸发时，一般有以下操作过程，其正确的操作顺序为________。
①放置酒精灯　②固定铁圈位置　③放上蒸发皿　④加热搅拌　⑤停止加热，用余热
蒸干
A．②③④⑤① B．①②③④⑤
C．②③①④⑤ D．②①③④⑤
解析：(1)玻璃棒下端要靠在三层滤纸处，目的是防止玻璃棒捅破滤纸，A项正确；滤纸边缘低于漏斗边缘，并用水润湿，且不留气泡的原因是保证液体不从漏斗与滤纸之间流下，B项正确，C项错误；漏斗下端紧靠烧杯内壁，其目的是防止液体溅出，D项正确。
(2)在进行NaCl溶液蒸发时，根据题意应先放置酒精灯，然后根据酒精灯的高度来调整铁圈的位置，接下来放上蒸发皿，加入NaCl溶液并加热，不断搅拌，当剩余少量液体时，停止加热，用余热蒸干。
答案：(1)C　(2)B
1．下列实验基本操作中，主要是出于实验安全考虑的是(　　)
A．实验剩余的药品不能放回原试剂瓶
B．点燃可燃性气体前的验纯
C．气体实验装置在实验前进行气密性检查
D．胶头滴管不能交叉使用
解析：选B　A、D项防止污染原试剂，B项防止可燃性气体不纯引起爆炸，C项防止漏气。
2．进行化学实验必须注意安全。下列说法正确的是(　　)
A．不能用手直接接触药品
B．可用酒精灯对烧杯直接加热
C．用鼻孔凑到容器口去闻气体的气味
D．尝一下实验室里酒精的味道
解析：选A　烧杯不能直接加热；在闻有毒气体时，应用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少量的气体飘进鼻孔；在实验室里，不能品尝药品的味道。
3．下列仪器常用于进行物质分离的是(　　)
解析：选B　应用烧杯、漏斗、玻璃棒等可进行过滤操作，可用于分离难溶性固体与液体。
4．实验室进行过滤和蒸发操作时，都要用到的仪器是(　　)
A．烧杯 B．玻璃棒
C．蒸发皿 D．酒精灯
解析：选B　过滤时要用玻璃棒引流，以免外洒；蒸发时要用玻璃棒搅拌，防止由于局部液体温度过高，造成液滴飞溅。
5．下列生产、生活、实验中的行为，符合安全要求的是(　　)
A．进入煤矿井下作业，戴上安全帽，用帽上的矿灯照明
B．节日期间，可以在热闹繁华的商场里燃放烟花爆竹，欢庆节日
C．点燃打火机，可以检验液化气钢瓶口是否漏气
D．实验室里，可以将水倒入浓硫酸中及时用玻璃棒搅拌，配制稀硫酸
解析：选A　煤矿中的瓦斯气体和液化气都是可燃性气体，遇明火容易发生爆炸，A正确，C不正确；燃放烟花爆竹应在人少的空旷处燃放，B不正确；将水倒入浓硫酸中容易因放热过多而导致酸液沸腾溅出，D不正确。
6．下列对事故的处理方法不正确的是(　　)
A．如遇到电线着火，应该先关掉电闸
B．发现实验室中有大量的可燃性气体泄漏时，应立即开窗通风
C．不慎将稀盐酸溅到眼睛里，应立即用大量水冲洗，边洗边眨眼睛
D．不慎将少量浓硫酸溅到皮肤上，应立即用水冲洗，然后涂抹10%的NaOH溶液
解析：选D　关掉电闸以防二次伤害，A正确；开窗通风以减小可燃性气体的浓度，以防爆炸，B正确；酸溅到眼睛里，应立即用大量水冲洗，边洗边眨眼睛，C正确；NaOH溶液具有强腐蚀性，会造成二次伤害，D错误。
7．进行过滤操作应选用的一组仪器是(　　)
A．滤纸、烧杯、试管夹、漏斗、玻璃棒
B．烧杯、酒精灯、试管、漏斗
C．铁架台(附铁圈)、烧杯、漏斗、玻璃棒、滤纸
D．铁架台(附铁圈)、烧杯、漏斗、玻璃棒
解析：选D　由过滤装置可知使用的仪器是铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒，注意滤纸是实验用品不属于实验仪器。
8．下列混合物适于用过滤法分离的是(　　)
A．KCl、NaNO3 B．水、酒精
C．Na2CO3、CaCO3 D．MgSO4、ZnSO4
解析：选C　A、D两组中的固体物质都是易溶于水的物质，过滤法不能达到分离的目的；水与酒精都是液体，互溶后仍都可以透过滤纸，因此也不能采用过滤法分离；C组中Na2CO3能溶于水，CaCO3不溶于水，可采用过滤法分离。
9．可用于分离或提纯物质的方法有：
A．过滤　　　　 B．蒸发　　　　　C．加热
下列各组混合物的分离或提纯应选用上述哪种方法最合适(填字母)?
(1)除去NaCl溶液中的AgCl悬浮物_______________________________________。
(2)除去水中溶解的氧气__________________________________________________。
(3)除去潮湿食盐中的水__________________________________________________。
解析：AgCl不溶于水，可用过滤的方法除去；水中溶有的O2可用加热的方法除去；用蒸发的方法分离食盐和水。
答案：(1)A　(2)C　(3)B
10．在化学实验室中进行实验，规范操作是顺利进行实验以及避免事故的保障。
(1)下列有关实验的处理方法不正确的是____________(填字母)。
a．不慎碰倒酒精灯而使酒精在实验桌上燃烧起来，应立即用水浇灭
b．实验时手指不小心沾上氢氧化钠，立即用浓硫酸冲洗
c．制取的氧气用排水法收集时，若出现倒吸，应立即松开试管上的橡胶塞
(2)请将下列实验中的错误操作可能引起的不良后果填在表格中。
实验
点燃酒精灯
制取并验证氢
气的可燃性
稀释浓硫酸
错误
操作
不良
后果
(3)下列关于不进行气密性检查可能导致的后果的叙述中，正确的是________(填字母)。
a．收集不到气体　　　　　 b．造成环境污染
c．观察到的实验现象有误 d．引起爆炸事故
解析：(1)在实验室中，碰倒酒精灯引起的失火，不能用水浇灭，应立即用湿抹布扑灭，a错误；浓硫酸有腐蚀性，b错误；制取O2用排水法收集时，出现倒吸的原因是装置内的压强减小，而松开试管上的橡胶塞可使内外压强相等，避免倒吸，c正确。(2)用燃着的酒精灯引燃另一只酒精灯，很可能会使酒精倾洒引起失火。点燃氢气前，必须先检验氢气的纯度，若点燃的氢气不纯可能会发生爆炸。稀释浓硫酸时，不能将水倒入浓硫酸中，否则会导致液体沸腾或飞溅，发生意外。
答案：(1)ab　(2)着火　爆炸　液体飞溅　(3)abcd
1．下列有关安全措施不恰当的是(　　)
A．实验室使用电器时，不能用湿手接触电器
B．实验结束后，应关好水龙头、排气扇及切断电源
C．未经老师允许，可以带食物进实验室，可以边做实验边吃东西
D．酒精灯里的酒精不准带出实验室
解析：选C　用湿手接触电器容易触电；做完实验要做好善后工作，如洗刷试管、关掉电源等；实验室中的许多化学试剂是有毒或者有腐蚀性的，故边做实验边吃东西不符合实验操作要求；不能将实验室中的试剂带出实验室。
2．下列有关过滤和蒸发的操作中，正确的是(　　)
A．过滤时，漏斗的下端管口紧靠烧杯内壁
B．为了加快过滤速度，可用玻璃棒搅动过滤器中的液体
C．当蒸发皿中的固体完全蒸干后，再停止加热
D．实验完毕后，用手直接取走蒸发皿
解析：选A　过滤时不可搅动过滤器中的液体，B错误；蒸发时，当蒸发皿中出现大量固体时停止加热，用余热蒸干，C错误；实验结束后应使用坩埚钳夹持蒸发皿，D错误。
3．下列有关化学实验安全问题的叙述中，不正确的是(　　)
A．少量的浓硫酸沾到皮肤上时，迅速用大量水冲洗
B．取用化学试剂时，应特别注意观察试剂包装容器上的安全警示标志
C．凡是给玻璃仪器加热，都要加垫石棉网，以防止仪器炸裂
D．闻任何化学试剂的气味都不能使鼻子凑近试剂
解析：选C　给玻璃仪器加热，不一定要加垫石棉网，如试管可以直接加热。
4.某学生发现滴瓶中的溶液有悬浮物，拟用如图所示操作进行过滤，此操作中错误的地方有(　　)
A．4处　　　　　　 B．3处
C．2处 D．1处
解析：选C　操作中错误的地方有2处：①没有使用玻璃棒引流；②漏斗颈的末端未与烧杯内壁相接触。
5．要除去NaCl溶液中混有的MgCl2，应选用的试剂和操作方法是(　　)
A．加入适量Na2SO4溶液后过滤
B．加入适量NaOH溶液后过滤
C．加入过量NaOH溶液后蒸发
D．加入过量Na2CO3溶液后过滤
解析：选B　NaOH溶液与MgCl2发生反应生成Mg(OH)2沉淀，再用过滤的方法除去不溶于水的Mg(OH)2，即可除去MgCl2杂质。
6．实验室制取氧气的反应为2KClO32KCl＋3O2↑，反应后从剩余物中回收二氧化锰的操作顺序正确的是(已知MnO2为黑色难溶于水的固体)(　　)
A．溶解、过滤、蒸发、洗涤
B．溶解、过滤、洗涤、干燥
C．溶解、蒸发、洗涤、过滤
D．溶解、洗涤、过滤、加热
解析：选B　反应后剩余物为KCl、MnO2的混合物，利用KCl溶于水而MnO2不溶于水的性质，先溶解再过滤，然后洗涤、干燥即可。
7．某固体NaOH因吸收了空气中的CO2而含有杂质Na2CO3，若要将该固体配制成较纯的溶液，则主要的实验操作过程为(　　)
A．溶解→加适量的BaCl2溶液→过滤
B．溶解→加适量的CaCl2溶液→过滤
C．溶解→加适量的Ba(OH)2溶液→过滤
D．溶解→加适量的盐酸→加热
解析：选C　加入BaCl2、CaCl2溶液或盐酸会引入新的杂质Cl－，故A、B、D的操作得不到纯净的NaOH溶液。
8．除去下列物质中混有的少量杂质，把适当的试剂、操作方法的序号写在相应的横线上。
A．加适量盐酸、过滤
B．加适量水、过滤、蒸发
C．加适量水、过滤
D．加热(高温或灼烧)
E．加适量盐酸、蒸发
F．冷却热的饱和溶液、结晶
(1)碳酸钙中混有少量的碳酸钠______________________________________________。
(2)氯化钾粉末中混有碳酸钾________________________________________________。
(3)氧化钙中混有少量的碳酸钙______________________________________________。
(4)氯化钠中混有少量的炭粉________________________________________________。
(5)硝酸钾中混有少量的食盐________________________________________________。
解析：(1)根据CaCO3不溶于水，而Na2CO3易溶于水，因此，加水后过滤干燥即可除杂。
(2)KCl和K2CO3均易溶于水，故不能用过滤法分离。可加入稍过量盐酸反应后，再将溶液蒸发即得到氯化钾晶体。
(3)利用高温分解法，使CaCO3分解除去并生成CaO。
(4)氯化钠易溶于水，而炭粉不溶解，故可加适量水，过滤、蒸发，得到纯净氯化钠。
(5)利用二者溶解度随温度变化的差异，采用结晶法分离除杂。
答案：(1)C　(2)E　(3)D　(4)B　(5)F
9．为了除去KCl固体中含有的少量MgCl2、MgSO4，可选用Ba(OH)2、HCl和K2CO3三种试剂，按下列步骤操作：
(1)写出三种试剂的化学式：
A________，B________，C________。
(2)根据题意，回答下列问题：
①加入过量A的目的是_____________________________________________________，
②加入过量B的目的是_____________________________________________________，
③加热煮沸的目的是_______________________________________________________。
(3)操作Ⅰ是__________，操作Ⅱ是__________。
解析：当有多种杂质共存时，应认真分析。要使杂质一一除去，必须考虑到所加试剂是过量的，而且过量的试剂在后面步骤中必须能除去，要除去Mg2＋，可用含OH－的试剂，除SO可用含Ba2＋的试剂，故先加入Ba(OH)2。加入的过量Ba(OH)2中的Ba2＋可用K2CO3除去，过量Ba(OH)2中的OH－，以及过量K2CO3中的CO，可用稀盐酸除去，最后加热煮沸可除去HCl。
答案：(1)Ba(OH)2　K2CO3　HCl
(2)①除尽Mg2＋和SO　②除尽过量的Ba2＋　③使HCl挥发
(3)过滤　蒸发
第二课时　蒸馏和萃取
[课标要求]
1．掌握蒸馏和萃取操作的基本方法。
2．掌握蒸馏和萃取操作所适用的物质。
3．通过蒸馏和萃取操作进一步掌握分离提纯的基本方法，建立提出问题、分析问题以及通过实验解决问题的科学思想。
1．蒸馏原理
利用混合物中各组分的沸点不同，除去液态混合物中易挥发、难挥发或不挥发的杂质的方法；蒸馏法可用于分离互溶而沸点相差较多的液体混合物。
2．蒸馏的装置及主要仪器
写出下图中仪器名称
3．蒸馏水的制取
实验目的
实验操作
现象
结论
自来水中离子的检验
出现不溶于稀硝酸的白色沉淀
自来水中含有Cl－
水的提纯
圆底烧瓶中水沸腾，冷凝管中有无色液体凝结，并通过牛角管流入锥形瓶中
锥形瓶中收集到蒸馏水
蒸馏水中杂质离子的检验
无明显现象产生
蒸馏水中无Cl－
[特别提醒]　用AgNO3溶液检验自来水中的Cl－时要用稀HNO3酸化而不能使用盐酸和硫酸酸化。
1．(1)实验室制取蒸馏水的装置与常用蒸馏装置相比，少了温度计。是什么原因呢？
(2)为什么冷却水通入方向与被冷凝蒸气流向相反？
提示：(1)温度计的作用是控温和显示加热范围。因为制蒸馏水是除去溶解在水中的难挥发性杂质，蒸馏出水，水的沸点恒定为100 ℃，故不需要温度计。
(2)冷却水通入方向与被冷凝蒸气流向相反，是为了使馏出物充分冷却。
2．蒸馏实验中，为什么要使用温度计？应如何放置温度计？
提示：在蒸馏实验中，温度计用来测量蒸气的温度，所以温度计的水银球应位于蒸馏烧瓶支管口处。
3．某溶液中加入AgNO3溶液产生白色沉淀，原溶液中一定含有Cl－吗？
提示：不一定；原溶液中也可能含有CO等杂质离子。
1．蒸馏实验的操作步骤
(1)检查蒸馏装置的气密性。
(2)向蒸馏烧瓶中加入待分离或提纯的液体混合物，并加入几粒碎瓷片。
(3)向冷凝管中通入冷却水。
(4)给蒸馏烧瓶加热。
(5)收集馏分。
(6)停止加热，拆卸装置。
2．蒸馏实验的注意事项
(1)在蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片或沸石，防止液体暴沸。
(2)温度计水银球的位置应与蒸馏烧瓶支管口下缘位于同一水平线上。
(3)蒸馏烧瓶中所盛放液体不能超过其容积的，也不能少于。
(4)冷凝管中冷却水从下口进入，从上口流出。
(5)加热温度不能超过混合物中沸点最高物质的沸点。
3．Cl－的检验
(1)试剂：稀硝酸和AgNO3溶液。
(2)操作：先加稀硝酸，后加AgNO3溶液。
(3)现象：产生白色沉淀，证明溶液中含有Cl－。
1．下列对蒸馏实验操作的叙述正确的是(　　)
A．应使温度计的水银球靠近蒸馏烧瓶支管口处
B．加入碎瓷片的目的是防止加热时蒸馏烧瓶剧烈跳动
C．冷却水的方向应上进下出，这样水流比较畅通，冷却效果更好
D．当蒸馏到烧瓶内剩有少量液体时，停止加热，用余热蒸干，不能直接加热蒸干
解析：选A　蒸馏时温度计水银球放在蒸馏烧瓶支管口处是为了准确掌握馏出气体的温度，A项正确；加入碎瓷片是为了防止过热时液体因暴沸而剧烈跳动，B项不正确；冷却水的方向应下进上出，C项不正确；任何时候都不能将蒸馏烧瓶中液体蒸干，D项不正确。
2．在自来水蒸馏实验中，下列操作叙述正确的是(　　)
A．在蒸馏烧瓶中盛满自来水，并放入几粒沸石
B．将温度计水银球插到蒸馏烧瓶自来水中
C．冷水从冷凝器上口入，下口出
D．收集到的液体取少量滴入硝酸银和稀硝酸，无明显现象
解析：选D　蒸馏烧瓶中不可盛满自来水，A不正确；温度计水银球应在蒸馏烧瓶的支管口处，B不正确；冷凝器中冷却水的流向应为下口进水，上口出水，C不正确。
1．萃取
(1)依据：物质在互不相溶的两种溶剂里溶解度不同。
(2)过程：物质从溶解度小的溶剂进入溶解度大的溶剂。
(3)仪器：分液漏斗。
2．分液
用于分离互不相溶的液体混合物的方法。
3．操作(用CCl4萃取碘水中的碘为例)
步骤
实验装置
实验操作
加萃
取剂
用量筒量取10 mL碘的饱和水溶液，倒入分液漏斗，然后注入4 mL四氯化碳，盖好玻璃塞，发现液体分层，四氯化碳在下层
振荡
萃取
用右手压住分液漏斗口部，左手握住活塞部分，把分液漏斗倒转过来振荡，使两种液体充分接触，振荡后打开活塞，使漏斗内气体放出
静置
分层
将分液漏斗放在铁架台上静置，液体分层。上层为水层，无色；下层为碘的四氯化碳溶液，显紫色
分液
待液体分层后，将分液漏斗颈上的玻璃塞打开(或使塞上的凹槽对准漏斗上的小孔)，再将分液漏斗下面的活塞拧开，使下层液体沿烧杯壁流下，上层液体从分液漏斗上口倒出
[特别提醒]　用CCl4萃取碘水中的碘时，上层为水层，下层为CCl4层，而用苯萃取碘水中的碘时，上层为苯层，下层为水层。
1．从碘水中提取碘的实验中，可以用酒精代替CCl4作萃取剂吗？
提示：不可以。尽管碘在水中和酒精中的溶解度有较大差异，但酒精与水互溶，不分层，故不能用酒精作萃取剂。
2．用苯萃取溴水中的溴时，充分振荡后，再如何操作？
提示：充分振荡后，应将分液漏斗放置在铁架台上，静置分层，下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出。
1．萃取实验的操作步骤
2．萃取、分液的操作注意事项
操作
目的
振荡过程中要不时旋开活塞放气
防止分液漏斗内部压强过大发生危险
分液时要使分液漏斗的下端管壁紧贴烧杯内壁
防止液体飞溅
待下层液体恰好流尽时及时关闭活塞
防止上层液体流出
分液时要先打开分液漏斗上口的玻
璃塞
保证分液漏斗内部气压与外界相同，使液体顺利流下
上层液体从上口倒出
保证上层液体尽量少地沾附下层液体
3．萃取剂选择的“三原则”
(1)萃取剂和原溶剂互不相溶。
(2)萃取剂和溶质不发生反应。
(3)溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)分液漏斗在使用前要检查是否漏水(√)
(2)分液时，下层液体先从分液漏斗的下端放出，上层液体从上口倒出(√)
(3)利用分液法，可以分开水和花生油的混合物(√)
(4)用汽油萃取碘水中的碘，静止分层后，含碘的汽油层在下层(×)
2．下列实验操作中正确的是(　　)
A．蒸发操作时，应使混合物中的水分完全蒸干后，再停止加热
B．蒸馏操作时，应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶的底部
C．分液操作时，分液漏斗中的下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出
D．萃取操作时，应选择有机萃取剂，且萃取剂的密度必须比水的大
解析：选C　蒸发操作时，当有大量固体析出时应停止加热，利用余热蒸干剩余液体；蒸馏时温度计水银球应位于蒸馏烧瓶支管口处；萃取剂的密度不一定比水的大，只要与水不互溶，易分层即可。
[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．用四氯化碳萃取碘的饱和水溶液中的碘，下列说法中不正确的是(　　)
A．实验使用的主要仪器是分液漏斗
B．碘在四氯化碳中的溶解度比在水中的溶解度大
C．碘的四氯化碳溶液呈紫红色
D．分液时，水从分液漏斗下口流出，碘的四氯化碳溶液从漏斗上口倒出
解析：选D　因四氯化碳的密度比水的密度大，所以萃取后分层时上层为水层，下层为四氯化碳层，分液时，碘的四氯化碳溶液从下口流出，水从分液漏斗上口倒出。
2．能够用来鉴别BaCl2、NaCl、Na2CO3三种物质的试剂是(　　)
A．AgNO3溶液　　　　 B．稀硫酸
C．稀盐酸 D．稀硝酸
解析：选B　用AgNO3溶液、稀硝酸和稀盐酸均不能鉴别BaCl2和NaCl；滴加稀H2SO4时，产生白色沉淀的是BaCl2，产生气体的是Na2CO3，无明显现象的是NaCl。
3．下列分离和提纯的实验中，所选用的方法或仪器不正确的是(　　)
选项
A
B
C
D
实验目的
制取蒸馏水
分离水和
植物油
分离食盐
水与泥沙
从浓食盐水
中得到氯化
钠晶体　　
分离方法
蒸馏
分液
萃取
蒸发
选用仪器
解析：选C　A项，加热时水易挥发，经冷却后可得到蒸馏水，可用蒸馏的方法制备，正确；B项，水和植物油互不相溶，可用分液的方法分离，正确；C项，泥沙不溶于水，可用过滤的方法分离，不能用萃取，错误；D项，食盐易溶于水，可用蒸发的方法分离，正确。
4．某化学兴趣小组以海带为原料制取少量碘水，现用CCl4从碘水中萃取碘并用分液漏斗分离两种溶液。其实验可分解为如下各步：
A．把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈中
B．把50 mL碘水和15 mL CCl4加入分液漏斗中，并盖好玻璃塞
C．检验分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液
D．倒转漏斗振荡，并不时旋开活塞放气，最后关闭活塞，把分液漏斗放正
E．旋开活塞，用烧杯接收下层溶液
F．从分液漏斗上口倒出上层溶液
G．将分液漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽或小孔对准分液漏斗口上的小孔
H．静置、分层
就此实验完成下列填空：
(1)正确操作步骤的顺序是(用上述各操作的编号字母填写)：
______―→______―→______―→A―→H―→____―→E―→F。
(2)上述E步骤的操作中应注意____________________________________________
______________________________________________________________________。
(3)上述G步骤操作的目的是______________________________________________
_______________________________________________________________________。
(4)能选用CCl4从碘水中萃取碘的原因是____________________________________
_______________________________________________________________________。
解析：(1)题中给出了八个步骤，后五个步骤的顺序也已给出了其中四个，即A―→H―→(　　)―→E―→F，只要考虑到静置、分层后才能分液，操作顺序应为A―→H―→(G)―→E―→F。前三个步骤应为查漏―→装液―→振荡，即C―→B―→D。
(2)操作时要注意使漏斗下端管口紧靠烧杯内壁；及时关闭活塞，防止上层液体流入烧杯中。
(3)为保证分液漏斗内液体顺利流下，在进行分液操作时应注意使漏斗内部与外界大气相连通。
(4)萃取剂的选择应是两种溶剂不互溶，且要提取的物质在萃取剂中的溶解度应远大于在原溶剂中的溶解度。
答案：(1)C　B　D　G
(2)使分液漏斗下端管口紧靠烧杯内壁；及时关闭活塞，不让上层液体流出
(3)使分液漏斗内外空气相通，以保证进行E操作时漏斗里的液体顺利流出
(4)CCl4与水既不反应也不互溶，且碘在CCl4中的溶解度比在水中大得多
1．下列混合物的分离方法不可行的是(　　)
A．沸点不同的液态混合物可用蒸馏方法分离
B．互不相溶的液态混合物可用分液方法分离
C．互溶的液态混合物可用萃取的方法分离
D．可溶于水的固体与难溶于水的固体形成的混合物可用溶解、过滤、蒸发的方法分离
解析：选C　萃取是指用一种溶剂把物质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的方法，C错误。
2．下列仪器常用于物质分离的是(　　)
A．①③⑤　　　　　　　 B．②③⑤
C．②④⑤ D．①②④
解析：选B　漏斗可用于过滤，分离固、液混合物；蒸馏烧瓶可用于蒸馏或分馏，分离液、液混合物；分液漏斗用于分液，分离互不相溶的两种液体混合物。
3．欲从溴水中提取溴，需要进行哪些操作(　　)
A．萃取 B．分液
C．萃取和分液 D．萃取、分液和蒸馏
解析：选D　由于溴易挥发，故不可直接蒸馏，溴在水中的溶解度较小，在有机溶剂中的溶解度较大，故先加入有机溶剂如四氯化碳等进行萃取、分液，然后将萃取后的溴的四氯化碳溶液进行蒸馏即可。
4．在使用分液漏斗进行分液时，正确的操作是(　　)
A．上层液体经漏斗下口放出
B．分离液体时，将漏斗拿在手上进行分离
C．分离液体时，分液漏斗口上的小孔与大气相通时打开活塞
D．分液漏斗中盛装的是液体，振荡后不必扭开活塞把气体放出
解析：选C　为确保分离效果，下层液体由漏斗下口放出，上层液体要经漏斗上口倒出；分离液体时，分液漏斗要固定在铁架台的铁圈上；分液时，磨口塞上的凹槽与漏斗口上的小孔要对准，这时漏斗内外的空气相通，压强相等，漏斗内的液体自然流下；振荡后由于溶液体积要发生变化，需旋开活塞放气。
5．选择萃取剂将碘从碘水中萃取出来，这种萃取剂应具备的性质是(　　)
A．不溶于水，且必须易与碘发生化学反应
B．不溶于水，且比水更容易使碘溶解
C．不溶于水，且必须比水的密度大
D．不溶于水，且必须比水的密度小
解析：选B　假设要用溶剂A将溶质X从溶剂B中萃取出来，A应具备的基本性质是：①与B互不相溶；②X在A中的溶解度远大于在B中的溶解度；③X与A不发生化学反应。
6．在盛有碘水的试管中，加入少量CCl4后振荡，静置片刻后(　　)
A．整个溶液变紫色
B．整个溶液变为棕黄色
C．上层几乎无色，下层为紫红色
D．下层无色，上层紫红色
解析：选C　碘易溶在四氯化碳中，四氯化碳的密度大于水，则静置后上层几乎无色，下层为紫红色。
7．下列各组混合物中，能用分液漏斗进行分离的是(　　)
A．水和CCl4 B．碘和CCl4
C．酒精和水 D．汽油和植物油
解析：选A　四氯化碳与水互不相溶，可用分液法分离，而碘与四氯化碳、酒精和水、汽油与植物油均互溶，不能利用分液法分离。
8．下图是化学中的常用仪器，从左至右，可以进行的分离操作分别是(　　)
A．蒸馏、蒸发、萃取、过滤 B．蒸馏、过滤、萃取、蒸发
C．萃取、过滤、蒸馏、蒸发 D．过滤、蒸发、萃取、蒸馏
解析：选B　蒸馏烧瓶用于蒸馏，漏斗用于过滤，分液漏斗用于分离互不相溶的液体，蒸发皿用于蒸发溶液，所以从左至右可以进行的混合物分离操作分别是蒸馏、过滤、萃取、蒸发。
9．如图为实验室制取蒸馏水的装置示意图，根据图示回答下列问题。
(1)指出图中两处明显的错误①________，②________。
(2)A仪器的名称是________，B仪器的名称是________。
(3)实验时A中除加入少量自来水外，还需加入少量________，其作用是防止加热时液体暴沸。
解析：对于蒸馏的实验装置，最重要的问题有：①仪器的连接顺序，②温度计的位置，③冷却水的流向(进出口)，④防暴沸的措施。
答案：(1)①温度计水银球位置应处于蒸馏烧瓶支管口处　②冷却水进出口反了　(2)蒸馏烧瓶　冷凝管　(3)沸石(或碎瓷片)
10．阅读下列材料，按要求回答问题。
乙醇、苯、四氯化碳、煤油都是有机溶剂，有机溶剂之间大都能互溶；碘(I2)难溶于水，易溶于有机溶剂；液溴的性质与碘的性质相似。
(1)下列能用分液漏斗进行分离的是__________。
A．液溴和四氯化碳 B．乙醇和煤油
C．固体CaCl2和Na2SO4 D．苯和蒸馏水
(2)在乙醇、苯、四氯化碳、NaCl、蒸馏水五种试剂中：
①能把碘单质从碘水中萃取出来的是________，进行分液之后________(填“能”或“不能”)得到纯净的碘单质。
②四氯化碳________(填“能”或“不能”)把碘酒中的碘萃取出来，原因是________________________________________________________________________。
解析：(1)液溴与碘的性质相似，能溶于四氯化碳，不能用分液漏斗分离，A错误；同理，乙醇和煤油互溶，也不能用分液漏斗分离，B错误；CaCl2和Na2SO4都是固体，不能用分液漏斗分离，C错误；苯和蒸馏水不互溶，D正确。(2)①碘在苯、四氯化碳中的溶解度大于其在水中的溶解度，且苯、四氯化碳和碘不反应，苯、四氯化碳和水不互溶，所以苯和四氯化碳可以萃取碘水中的碘。碘被萃取到四氯化碳或苯中，得到的仍是混合物，所以不能得到纯净的碘单质。②四氯化碳和乙醇互溶，故四氯化碳不能萃取碘酒中的碘。
答案：(1)D　(2)①苯、四氯化碳　不能　②不能　乙醇与四氯化碳互溶
1．以下实验装置一般能用于分离物质的是(　　)
A．只有①② B．只有②③
C．只有①③ D．①②③
解析：选D　①是蒸馏，用于分离互溶而沸点不同的液体混合物；②为蒸发，是从溶液中得到固体的方法；③为过滤，用于固体与液体的分离。
2．某实验小组只领取下列仪器和用品：铁架台、铁夹、铁圈、三脚架、石棉网、烧杯、漏斗、分液漏斗、酒精灯、玻璃棒、量筒、蒸发皿、圆底烧瓶、火柴。不能进行的实验操作是(　　)
A．蒸发 B．萃取
C．过滤 D．蒸馏
解析：选D　蒸馏实验需要冷凝管，而领取的仪器中没有。
3．已知丙酮(C3H6O)通常是无色液体，易溶于水，密度小于1 g·mL－1，沸点约为55 ℃。要从水与丙酮的混合物中将丙酮分离出来，下列方法中最为合理的是(　　)
A．分液 B．蒸馏
C．过滤 D．蒸发
解析：选B　丙酮和水互溶，而丙酮的沸点约为55 ℃，水的沸点为100 ℃，所以可用蒸馏的方法从水与丙酮的混合物中将丙酮分离出来。
4．下列从混合物中分离出其中的一种成分，所采取的分离方法正确的是(　　)
A．由于碘在酒精中的溶解度大，所以可用酒精把碘水中的碘萃取出来
B．水的沸点为100 ℃，酒精的沸点为78.5 ℃，所以可用加热蒸馏方法，使含水的酒精变为无水酒精
C．四氯化碳和水混合后，可用分液的方法来分离
D．NaCl溶解度随温度下降而减小，所以用冷却法从热的含少量KNO3的NaCl溶液中分离得到纯净的NaCl
解析：选C　A项，酒精与水混溶，应用苯或四氯化碳作萃取剂，A错误；B项，二者沸点相近，直接蒸馏不能得到纯净物，应加入生石灰再蒸馏，B错误；C项，四氯化碳不溶于水，可用分液的方法分离，C正确；D项，硝酸钾的溶解度受温度影响较大，氯化钠的溶解度受温度影响较小，应采用蒸发结晶的方法分离，KNO3溶液中含有少量NaCl时可通过降温结晶提纯硝酸钾，D错误。
5．下列分离物质的方法中，根据沸点不同进行分离的是(　　)
A．蒸馏 B．萃取
C．重结晶 D．蒸发
解析：选A　A项，蒸馏是依据混合物中各组分沸点不同而分离的一种方法，适用于除去易挥发、难挥发或不挥发杂质，正确；B项，萃取适合于溶质在不同溶剂中的溶解性不同而分离的一种方法，错误；C项，重结晶适用于不同溶质的溶解度受温度影响不同而分离的一种方法，错误；D项，蒸发是通过蒸发溶剂得到溶质的一种分离方法，错误。
6．现有三组溶液：①汽油和氯化钠溶液　②39%的乙醇溶液　③氯化钠和单质碘的水溶液，分离以上各混合液的正确方法依次是(　　)
A．分液、萃取、蒸馏 B．萃取、蒸馏、分液
C．分液、蒸馏、萃取 D．蒸馏、萃取、分液
解析：选C　汽油和氯化钠溶液不相溶，汽油的密度比水的小，所以在上层，可通过分液的方法进行分离；乙醇和水的沸点不同，可通过蒸馏的方法进行分离；碘在水溶液中的溶解度不大，可用有机溶剂把它从其水溶液中萃取出来。
7．下列实验过程中出现的异常情况，其可能原因分析错误的是(　　)
选项
异常情况
可能原因分析
A
蒸发结晶：蒸发皿破裂
将溶液蒸干或酒精灯灯芯碰到热的蒸发皿底部
B
分液：分液漏斗中的液体难以滴下
没有打开分液漏斗活塞，或玻璃塞上凹槽与漏斗口侧面的小孔没有对齐
C
蒸馏：冷凝管破裂
冷凝管没有通水或先加热后通水
D
萃取：液体静置不分层
加入萃取剂的量较多
解析：选D　A项，蒸发时若将溶液蒸干或酒精灯灯芯碰到热的蒸发皿底部，则容易引起蒸发皿破裂，正确；B项，要使分液漏斗中的液体顺利滴下，必须是内外压强相等，则必须打开分液漏斗活塞，或玻璃塞上凹槽与漏斗口侧面的小孔对齐，正确；C项，蒸馏时如果冷凝管没有通水或先加热后通水，则容易引起冷凝管破裂，正确；D项，萃取时液体静置不分层可能是萃取剂不合适，与萃取剂用量无关系，错误。
8．下列对实验过程的评价正确的是(　　)
A．某固体中加入稀盐酸，产生了无色气体，证明该固体一定是CaCO3
B．某溶液中滴加BaCl2溶液，生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，该溶液中一定含SO
C．某无色溶液中滴入无色酚酞显红色，该溶液一定显碱性
D．验证烧碱溶液中是否含有Cl－，先加稀盐酸除去OH－，再加AgNO3溶液，有白色沉淀出现，证明含Cl－
解析：选C　A项，Na2CO3、K2CO3等物质也可与稀盐酸反应产生无色气体CO2；B项，溶液中也可能含有Ag＋；D项，加入稀盐酸时，引入了Cl－。
9．观察下列实验装置图，试回答下列问题：
(1)写出图中四种实验操作的名称________、________、________、________。
(2)写出装置④中所用玻璃仪器的名称______、_______。
(3)下列实验需要在哪套装置中进行(填序号)：
从海水中提取蒸馏水：_______；分离氯化钠和水：_______；分离碳酸钙和水：________；分离植物油和水：________。
解析：(1)由图中漏斗、蒸发皿、蒸馏烧瓶、分液漏斗等仪器可知，①为过滤，②为蒸发，③为蒸馏，④为分液。(2)④中的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯。(3)从海水中提取水，利用蒸馏装置；NaCl溶于水，分离NaCl和水利用蒸发装置；碳酸钙不溶于水，则分离CaCO3和水利用过滤装置；植物油和水分层，利用分液漏斗分液。
答案：(1)过滤　蒸发　蒸馏　分液
(2)烧杯　分液漏斗
(3)③　②　①　④
10．(1)阅读、分析下列两个材料：
材料一　
材料二
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度/
(g·cm－3)
溶解性
乙二醇
(C2H6O2)
－11.5
198
1.11
易溶于水和酒精
丙三醇
(C3H8O3)
17.9
290
1.26
能跟水、酒精以任意比例互溶
根据以上材料回答下列问题(填字母)：
A．蒸馏法
B．萃取法
C．溶解、结晶、过滤的方法
D．分液法
①将纯碱从氯化钠和纯碱的混合物中分离出来，最好采用________；
②将乙二醇和丙三醇相互分离的最佳方法是________。
(2)材料三
在溶解性方面，Br2与I2很相似，其稀的水溶液呈黄色。在实验室里从溴水中提取Br2和提取I2的方法相似。
回答下列问题：
①常用的提取方法是________，所需试剂是________，最主要的仪器是________。
②若发现提取Br2后的水层还有颜色，解决该问题的方法是________________________________________________________________________。
解析：材料一中，根据题图知，纯碱和氯化钠在水中的溶解度随温度的变化相差很大。 提纯纯碱时，可以先将混合物在较高温度下溶于水形成浓溶液，然后冷却到一定温度，由于纯碱的溶解度随温度降低迅速下降，因此大量纯碱晶体析出，而氯化钠不会析出，再过滤可得纯净的纯碱晶体。材料二中，乙二醇和丙三醇沸点相差很大，可用蒸馏法分离。材料三中，Br2和I2在溶解性方面很相似，因此可以用CCl4从溴水中萃取Br2。如果萃取Br2后，水层还有颜色，说明没有萃取完全，可再进行萃取直至水层呈无色。
答案：(1)①C　②A
(2)①萃取　四氯化碳　分液漏斗
②再进行萃取，直到水层呈无色，将每次分离出来的含溴的四氯化碳溶液合并
第二节化学计量在实验中的应用
第一课时
物质的量的单位——摩尔
[课标要求]
1．了解物质的量及其单位——摩尔。
2．了解阿伏加德罗常数，并能运用NA进行计算。
3．了解摩尔质量的含义。
1．物质的量的概念
物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一，表示含有一定数目粒子的集合体，符号：n。
[特别提醒]　“物质的量”是一个专有名词，不能说成“物质量”或“物质的质量”。
2．物质的量的单位——摩尔
摩尔是物质的量的单位，简称摩，符号：mol。
(1)标准：1 mol粒子集体所含的粒子数与0.012_kg 12C中所含的碳原子数相同，约为6.02×1023。
(2)计量对象：分子、原子、离子、电子、质子、中子等所有微观粒子及它们的特定组合。
[特别提醒]　使用摩尔作单位时，必须指明微粒的名称，如1 mol H,1 mol H2，而不能表示为1 mol氢。
3．阿伏加德罗常数
(1)概念：1 mol任何粒子的粒子数，符号为NA。
(2)近似值：6.02×1023。
(3)单位：mol－1。
(4)物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数之间的关系：n＝。
4．摩尔质量
(1)概念
单位物质的量的物质所具有的质量，符号为M，单位是g/mol(或g·mol－1)。
(2)物质的摩尔质量以g/mol(或g·mol－1)为单位时，在数值上等于该物质的相对原子质量或相对分子质量。
(3)物质的量、质量和摩尔质量的关系：n＝。
[特别提醒]　对具体物质来讲，摩尔质量都是常数，不随物质的量的多少而改变。
1．1 mol H,1 mol H＋，1 mol H2的涵义一样吗？为什么？
提示：涵义不同，尽管都是1 mol微粒，但微粒种类不同，它们分别表示1 mol氢原子，1 mol氢离子，1 mol氢分子。
2．阿伏加德罗常数就是6.02×1023吗？
提示：不是；阿伏加德罗常数是指0.012 kg 12C所含有的原子数，其近似为6.02×
1023 mol－1。
3．0.5 mol H2O中含有的分子数是多少？含有的氢原子数是多少？
提示：0.5NA；NA。
1．使用物质的量时，必须指明粒子的种类，表述要确切。
如：“1 mol O”表示1 mol氧原子，“1 mol O2”表示1 mol氧分子，“1 mol O2－”表示1 mol氧离子，而不能说“1 mol氧”。因为“氧”是元素名称，而不是微粒名称。
2．用“摩尔”可以计量所有的微观粒子(包括原子、分子、离子、质子、中子、电子、原子团等)，但不能表示宏观物质，如不能说“1 mol大米”。
3．NA指1 mol任何粒子的粒子数，一定要明确指出是何种粒子，如1 mol CH4含有的分子数为NA，原子总数为5NA。
4．涉及稀有气体时要注意He、Ne、Ar为单原子分子，O2、N2、H2等为双原子分子，臭氧(O3)为三原子分子等。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)1 mol铅笔(×)
(2)2 mol氧(×)
(3)4 mol H2(√)
(4)1 mol Na2CO3中含有2 mol Na＋(√)
(5)0.012 kg 12C中约含有6.02×1023个碳原子(√)
2．下列关于阿伏加德罗常数的说法不正确的是(　　)
A．6.02×1023就是阿伏加德罗常数
B．0.012 kg 12C含有的碳原子数就是阿伏加德罗常数
C．含有阿伏加德罗常数个粒子的物质的量是1 mol
D．1 mol NH3所含原子数约是2.408×1024
解析：选A　化学上以0.012 kg 12 C所含碳原子数作为1 mol的基准，即0.012 kg 12C所含的碳原子个数即为阿伏加德罗常数(NA)，NA的近似值为6.02×1023 mol－1。1 mol NH3分子中含有1 mol氮原子和3 mol氢原子，共4 mol原子，4 mol原子的原子个数约是4×6.02×1023＝2.408×1024。
3．计算下列物质的摩尔质量。
(1)H2：________；
(2)O2：________；
(3)H2O：________；
(4)CO2：________；
(5)Fe：________；
(6)H2SO4：________。
答案：(1)2 g·mol－1　(2)32 g·mol－1
(3)18 g·mol－1　(4)44 g·mol－1　(5)56 g·mol－1
(6)98 g·mol－1
n、m、M、N、NA之间的关系
Nn m
(粒子数)　(物质的量)　(质量)
1．下列说法正确的是(　　)
A．16 g O2所含的分子数为6.02×1023个
B．0.5 mol H2SO4含有的原子数目为3.5NA
C．18 g H2O中原子的物质的量为1 mol
D．22 g物质A中含有的分子数为3.01×1023，则A的摩尔质量为44 g
解析：选B　A项，16 g O2的物质的量为0.5 mol，其分子数为3.01×1023，A错误；B项，1 mol H2SO4中含7 mol原子，故0.5 mol H2SO4含有的原子数目为3.5NA，B正确；C项，18 g H2O为1 mol，其原子的物质的量为3 mol，C错误；D项，摩尔质量的单位不是“g”，D项错误。
2．3.2 g某物质中含有6.02×1022个分子，则该物质的相对分子质量为(　　)
A．16　　　　　　　　 B．64
C．32 D．96
解析：选C　该物质的物质的量n＝0.1 mol，M＝＝＝32 g·mol－1，所以相对分子质量为32。
[方法技巧]
摩尔质量的计算方法
(1)M＝。
(2)Mr＝，M＝Mr(g·mol－1)。
(3)M＝m(粒子)·NA。
[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．下列叙述中正确的是(　　)
A．1 mol H2O的质量是18 g·mol－1
B．硫酸根离子的摩尔质量是96 g
C．SO2的摩尔质量是64 g·mol－1
D．HCl的相对分子质量是36.5 mol－1
解析：选C　A项，应为18 g；B项，应为96 g·mol－1；D项，应为36.5。
2．关于2 mol二氧化碳的叙述中，正确的是(　　)
A．质量为44 g
B．有6 mol原子
C．分子数为6.02×1023
D．摩尔质量为44 g
解析：选B　CO2的摩尔质量为44 g·mol－1，则2 mol CO2的质量m(CO2)＝2 mol×44 g·mol－1＝88 g；因1 mol CO2中含有3 mol原子，故2 mol CO2含6 mol原子；2 mol CO2所含分子数N(CO2)＝2 mol·NA＝2 mol×6.02×1023mol－1＝1.204×1024。
3．绿色植物是空气天然的“净化器”，研究发现，1万平方米柳杉每月可以吸收160 kg SO2，则1万平方米柳杉每月吸收的SO2的物质的量为(　　)
A．164 kg　　　　　　　 B．2.5 mol
C．2 500 g·mol－1 D．2 500 mol
解析：选D　160 kg SO2的物质的量是n＝＝＝2 500 mol。
4．设NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)
A．含NA个H的H2的物质的量为1 mol
B．NA个CO和1 mol N2所含分子数相等
C．NA个H2SO4与1 mol H3PO4所含氢原子的个数比为1∶1
D．0.1 mol C的质量为12 g
解析：选B　NA个H的物质的量为1 mol，氢分子为双原子分子，则H2的物质的量为0.5 mol，A错误；1个H2SO4分子中含有2个氢原子，1个H3PO4分子中含有3个氢原子，则NA个H2SO4与1 mol H3PO4所含氢原子的个数比为2∶3，C错误；C的摩尔质量为
12 g·mol－1，0.1 mol C的质量为1.2 g，D错误。
5．根据所学知识填空。
(1)1 mol O含有________个O；
(2)1.5 mol H2O含有________个H2O；
(3)1 mol电子含有________个电子；
(4)6.02×1023个12C的物质的量为________ mol；
(5)6.02×1023个CO2中含有O的物质的量为______ mol；
(6)6.02×1024个OH－的物质的量为________ mol。
答案：(1)6.02×1023　(2)9.03×1023　(3)6.02×1023　(4)1　(5)2　(6)10
1．下列对“摩尔(mol)”的叙述不正确的是(　　)
A．摩尔是一个单位，用于计量物质所含微观粒子的多少
B．摩尔既能用来计量纯净物，又能用来计量混合物
C．可以说“1 mol H2”但不能说“1 mol氢”
D．摩尔是物质的微粒个数
解析：选D　摩尔只表示物质的量的单位，不表示物质的微粒个数。
2．下列说法不正确的是(　　)
A．H2的摩尔质量是2 g
B．1 mol NaCl的质量是58.5 g
C．氧气的摩尔质量是32 g·mol－1
D．2 g H2含2 mol H
解析：选A　摩尔质量的单位是“g·mol－1”，A项不正确，C项正确；NaCl的摩尔质量是58.5 g·mol－1，根据m＝nM，可求出1 mol NaCl的质量为58.5 g，B项正确，2 g H2为1 mol，含H为2 mol，D项正确。
3．下列关于摩尔质量的描述或应用中正确的是(　　)
A．1 mol OH－的质量是17
B．二氧化碳的摩尔质量是44 g
C．铁原子的摩尔质量等于它的相对原子质量
D．一个钠原子质量等于 g
解析：选D　1 mol OH－的质量为m(OH－)＝n(OH－)·M(OH－)＝1 mol×17 g·mol－1＝
17 g，A错误；摩尔质量的单位为g·mol－1，B错误；摩尔质量的单位为g·mol－1，而相对分子质量或相对原子质量的单位为1，所以两者不能构建等式关系，C错误；1 mol Na的质量为23 g，故1个钠原子的质量为 g，D正确。
4．下列说法中正确的是(　　)
A．1 mol H2中含有6.02×1023个H
B．1 mol 氧含有6.02×1023个O2
C．1 mol CaCl2中含有1 mol离子
D．1 mol H＋中含有H＋数为NA
解析：选D　A选项不正确，1 mol H2中应含有1.204×1024个H；B项不正确，1 mol氧指代不明；C项不正确，1 mol CaCl2中含1 mol Ca2＋和2 mol Cl－，其离子总数为3 mol。
5．下列有关阿伏加德罗常数(NA)的说法错误的是(　　)
A．32 g O2所含的原子数目为NA
B．0.5 mol H2O含有的原子数目为1.5NA
C．1 mol H2O含有的H2O分子数目为NA
D．0.5NA个CO2的物质的量是0.5 mol
解析：选A　32 g O2的物质的量是1 mol，所含的原子数目为2NA，A错误；0.5 mol H2O含有的原子数目为0.5 mol×3×NA＝1.5NA，B正确；1 mol H2O含有的H2O分子数目为NA，C正确；0.5NA个CO2分子的物质的量是0.5 mol，D正确。
6．与9.6 g SO2所含的氧原子数相等的NO2的质量为(　　)
A．9.6 g　　　　　　　 B．6.9 g
C．4.6 g D．2.3 g
解析：选B　9.6 g SO2的物质的量是9.6 g÷64 g·mol－1＝0.15 mol，其中氧原子的物质的量是0.15 mol×2＝0.3 mol，因此所含的氧原子数相等的NO2的物质的量是0.3 mol÷2＝
0.15 mol，其质量为0.15 mol×46 g·mol－1＝6.9 g。
7．下列哪种物质所含原子数与0.3 mol H2O2所含原子数相等(　　)
A．0.6 mol CaO B．0.2 mol H2SO4
C．0.15 mol H3PO4 D．0.4 mol MgCl2
解析：选C　0.3 mol H2O2所含原子的物质的量是0.3 mol×4＝1.2 mol。A项，CaO是离子化合物，是由离子构成的，不含原子，错误；B项，0.2 mol H2SO4所含原子的物质的量是0.2 mol×7＝1.4 mol，错误；C项，0.15 mol H3PO4所含原子的物质的量是0.15 mol×8＝1.2 mol，正确；D项，MgCl2是离子化合物，是由离子构成的，不含原子，错误。
8．科学家发现一种化学式为H3的氢分子。1 mol H3和1 mol H2具有相同的(　　)
A．分子数 B．原子数
C．质子数 D．电子数
解析：选A　1 mol H3和1 mol H2分子数均为NA，原子数分别为3NA和2NA，质子数分别为3NA和2NA，电子数分别为3NA和2NA，故A正确。
9．含有相同氧原子数的二氧化硫和三氧化硫其物质的量之比为______，质量之比为______，分子数之比为______，硫原子个数之比为________。
解析：SO2与SO3的氧原子数相同，根据最小公倍数可知，两者的个数比为3∶2时氧原子数相同，所以物质的量之比为3∶2；根据n＝m/M关系式，两者质量之比为＝；分子数之比即为物质的量之比；每个分子里含硫原子数相同，所以，硫原子个数之比也是3∶2。
答案：3∶2　6∶5　3∶2　3∶2
10．在一定条件下，有下列物质：
①8 g CH4，②6.02×1023个HCl分子，③2 mol O2。
按由小到大的顺序填写下列空白(填写序号)：
(1)摩尔质量：___________________________________________________________；
(2)物质的量：___________________________________________________________；
(3)分子数目：___________________________________________________________；
(4)原子数目：___________________________________________________________；
(5)质量：_______________________________________________________________。
解析：(1)CH4、HCl、O2的摩尔质量分别是16 g·mol－1，36.5 g·mol－1，32 g·mol－1，故顺序是①<③<②。
(2)8 g CH4的物质的量：
n(CH4)＝＝＝0.5 mol，
6．02×1023个HCl分子的物质的量为1 mol，
故顺序是①<②<③。
(3)分子数目与物质的量成正比，故顺序同(2)。
(4)原子的物质的量：①中，0.5 mol×5＝2.5 mol；②中，1 mol×2＝2 mol；③中，2 mol×2＝4 mol。故顺序是②<①<③。
(5)1 mol HCl的质量是36.5 g,2 mol O2的质量是64 g，故顺序是①<②<③。
答案：(1)①<③<②　(2)①<②<③　(3)①<②<③　(4)②<①<③　(5)①<②<③
1．下列关于物质的量的叙述中，正确的是(　　)
A．1 mol任何物质中都含有6.02×1023个分子
B．0.012 kg 12C中含有约6.02×1023 NA个碳原子
C．1 mol水中含有1 mol氢分子和1 mol氧原子
D．1 mol Ne中约含有6.02×1024个电子
解析：选D　因为有些物质由分子组成(如水、硫酸等)，有些物质由离子组成[如NaCl、Ca(OH)2等]，还有些物质是由原子直接构成的(如金刚石等)，A项错误；碳是由原子构成的，根据规定，0.012 kg 12C中所含的碳原子数即为阿伏加德罗常数，其近似值为6.02×
1023 mol－1，B项错误；水中不含氢分子，C项错误；氖原子核外有10个电子，则1 mol Ne中应含有10×6.02×1023个电子，D正确。
2．下列叙述错误的是(　　)
①摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一；
②1 mol任何物质都含有约6.02×1023个原子；
③6.02×1023就是阿伏加德罗常数；
④氢原子的摩尔质量是1 g；
⑤HCl的摩尔质量等于1 mol HCl分子的质量；
⑥1 mol CO2中含有1 mol碳和2 mol氧。
A．①②③ B．②③④
C．②③④⑥ D．全部
解析：选D　①中，摩尔不是物理量，是物质的量的单位；②中，1 mol任何物质都含有约6.02×1023个结构粒子，不一定是原子；③中，阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol－1；④中，H的摩尔质量为1 g·mol－1；⑤中，摩尔质量与质量单位不同；⑥中，1 mol碳和2 mol氧均未指明粒子种类。
3．下列哪种物质所含氢原子数与0.2 mol H3PO4所含氢原子数相等(　　)
A．0.4 mol H2O2 B．0.3 mol H2SO4
C．0.6 mol CH3COOH D．0.3 mol HNO3
解析：选B　0.2 mol H3PO4中含有0.6 mol H。0.4 mol H2O2中含有0.8 mol H；0.3 mol H2SO4中含有0.6 mol H；0.6 mol CH3COOH中含有2.4 mol H；0.3 mol HNO3中含有
0.3 mol H。
4．下列各组物质中含氧原子的物质的量相同的是(　　)
A．0.3 mol O2和0.3 mol H2O
B．0.1 mol H2SO4和3.6 g H2O
C．0.1 mol MgSO4·7H2O和0.1 mol C12H22O11(蔗糖)
D．6.02×1023个CO2与0.1 mol KMnO4
解析：选C　A项，n(O)分别为0.6 mol和0.3 mol，错误；B项，0.1 mol H2SO4中，n(O)＝0.4 mol,3.6 g H2O中n(O)＝×1＝0.2 mol，错误；C项，0.1 mol MgSO4·7H2O中，n(O)为1.1 mol,0.1 mol C12H22O11中，n(O)也为1.1 mol，正确；D项，6.02×1023个CO2中，n(O)＝×2＝2 mol, 0.1 mol KMnO4中n(O)＝0.4 mol，D错误。
5．若1 g CO2中含有x个原子，则阿伏加德罗常数可表示为(　　)
A． mol－1 B． mol－1
C． mol－1 D． mol－1
解析：选D　1 g CO2的物质的量为＝ mol，1 mol CO2中含有3 mol原子，即3NA个。 mol CO2中含有 mol原子。即×NA＝x，NA＝ mol－1。
6．1.28 g某气体含有的分子数目为1.204×1022，则该气体的摩尔质量为(　　)
A．64 g B．64
C．64 g·mol－1 D．32 g·mol－1
解析：选C　1.28 g该气体的物质的量n＝＝＝0.02 mol，则该气体的摩尔质量M＝＝＝64 g·mol－1，C正确。
7．a mol H2SO4中含有b个氧原子，则阿伏加德罗常数可以表示为(　　)
A． mol－1 B． mol－1
C． mol－1 D． mol－1
解析：选D　a mol H2SO4中氧原子的物质的量为4a mol，NA＝＝ mol－1。
8．NO、CO2、N2O4三种气体分别都含有0.5 mol氧原子，三种气体的物质的量之比为(　　)
A．1∶1∶2 B．4∶2∶1
C．1∶1∶1 D．1∶2∶4
解析：选B　NO、CO2、N2O4三种气体分别都含有0.5 mol氧原子，则根据三种气体的分子式可知三种气体的物质的量分别是0.5 mol、0.25 mol、0.125 mol，其物质的量之比为4∶2∶1。
9．12.4 g Na2R含Na＋0.4 mol，则Na2R的摩尔质量为________，R的相对原子质量为________。含R的质量为1.6 g的Na2R，其物质的量为________。
解析：据电离方程式Na2R===2Na＋＋R2－，得1 mol Na2R电离生成2 mol Na＋，题目中有Na＋0.4 mol，则有0.2 mol Na2R。M(Na2R)＝＝＝62 g·mol－1，Mr(Na2R)＝62，求得Ar(R)＝62－2×23＝16。已知m(R)，根据n＝，得n(R)＝0.1 mol，则n(Na2R)＝0.1 mol。
答案：62 g·mol－1　16　0.1 mol
10．19 g某二价金属氯化物(ACl2)中含有0.4 mol Cl－，则ACl2的摩尔质量是________，A的相对原子质量是________，ACl2的化学式是________。
解析：19 g某二价金属氯化物中含有0.4 mol Cl－，即19 g 某二价金属氯化物的物质的量为0.2 mol，则M＝＝＝95 g·mol－1，A的相对原子质量为95－35.5×2＝24，即ACl2为MgCl2。
答案：95 g·mol－1　24　MgCl2
第三课时　物质的量浓度
[课标要求]
1．了解物质的量浓度的含义。
2．掌握物质的量浓度的有关计算。
1．概念：单位体积溶液里所含溶质B的物质的量。
2．符号：cB
3．单位：mol/L或mol·L－1。
4．表达式：cB＝。如1 L溶液中含有1 mol溶质，溶质的物质的量浓度就是
1_mol·L－1。
1．98 g H2SO4溶于1 L水中配成溶液即得到1 mol·L－1的H2SO4溶液，这句话正确吗？为什么？
提示：不正确。单位体积溶液强调的是溶液的体积。将98 g H2SO4(即1 mol) 溶于1 L水后所得溶液体积不是1 L，故H2SO4的物质的量浓度不是1 mol·L－1。
2．500 mL 1 mol·L－1的NaOH溶液中溶质的物质的量是多少？溶质的质量是多少？
提示：0.5 mol　20 g
3．1 mol·L－1 Na2SO4溶液中Na＋和SO的物质的量浓度分别是多少？
提示：c(Na＋)＝2 mol·L－1　c(SO)＝1 mol·L－1
(1)溶质用物质的量表示，而不是质量。如给出的条件是溶质的质量或气体的体积等，应根据有关公式换算为物质的量。
(2)V表示溶液的体积，而不是溶剂的体积，单位一般用“L”，也可用其他单位，但要注意单位的换算和统一。
(3)对于一定物质的量浓度的溶液来说，从中取出任意体积的溶液，物质的量浓度不变，但其中所含溶质的物质的量与所取体积有关。
(4)整体与部分的关系：如0.1 mol·L－1 AlCl3溶液中，c(Al3＋)＝0.1 mol·L－1，c(Cl－)＝0.3 mol·L－1。
(5)带有结晶水的物质作为溶质时，其“物质的量”的计算：用带有结晶水的物质的质量除以带有结晶水的物质的摩尔质量。如a g胆矾(CuSO4·5H2O)溶于水得到V L溶液，其物质的量浓度为c(CuSO4)＝＝mol·L－1。
1．1 mol·L－1 NaCl溶液表示(　　)
A．1 mol NaCl溶于1 L水中
B．58.5 g NaCl溶于941.5 g水中
C．溶液中含1 mol NaCl
D．1 L溶液里含NaCl 58.5 g
解析：选D　公式cB＝中V指溶液的体积，不是溶剂的体积，水是1 L，溶液的体积不一定是1 L，A错误；溶液的体积不确定，故不能计算其物质的量浓度，B错误；仅知道物质的量浓度，溶液的体积不确定，不能计算溶质的物质的量，C错误；n＝c·V＝1 mol·L－1×
1 L＝1 mol，m＝n·M＝1 mol×58.5 g·mol－1＝58.5 g，D正确。
2．下列溶液中溶质的物质的量浓度为0.1 mol·L－1的是(　　)
A．含4 g NaOH的溶液1 L
B．含0.1 g NaOH的溶液1 L
C．含0.2 mol H2SO4的溶液0.5 L
D．含98 g的H2SO4倒入1 L水中
解析：选A　A中n(NaOH)＝＝0.1 mol，则c(NaOH)＝＝＝0.1 mol·L－1，同理可计算出B、C的浓度分别为0.002 5 mol·L－1，0.4 mol·L－1，B、C错误；D项溶液的体积不是1 L，错误。
1．由溶液中溶质的质量或微粒数，计算物质的量浓度
(1)若已知溶质质量

(2)若已知溶液中某粒子的个数
2．由标准状况下气体的体积计算其溶于水后物质的量浓度
(1)若已知溶液的体积

(2)若已知溶液的密度
假定气体的摩尔质量为M g·mol－1，V L(标准状况下)该气体溶于1 L水中所得溶液的密度为ρ g·cm－3
计算过程：
①先计算溶质的物质的量：n＝ mol；
②再计算溶液的体积：
V＝
＝×1×10－3 L·mL－1
＝ L；
③后计算溶质的物质的量浓度：
c＝＝＝ mol·L－1。
3．溶液的稀释与混合
(1)稀释时
溶质质量不变：m1w1＝m2w2；
溶质的物质的量不变：
c(浓)·V(浓)＝c(稀)·V(稀)。
(2)混合时
c(混)·V(混)＝c1V1＋c2V2。
4．物质的量浓度与溶质质量分数之间的换算
cB＝＝＝＝；
w＝。
5．溶液中的计量关系
(1)固定组成：在溶液中阳离子与阴离子的物质的量浓度之比＝化学组成中离子个数之比。
(2)电荷守恒：在溶液中，阳离子所带的正电荷数＝阴离子所带的负电荷数。
如①Na2SO4溶液中：
c(Na＋)∶c(SO)＝2∶1(固定组成)，
即c(Na＋)＝2c(SO)(电荷守恒)。
②Na2SO4和NaCl的混合溶液中：
c(Na＋)＝2c(SO)＋c(Cl－)(电荷守恒)。
1．下列说法中正确的是(　　)
A．将322 g Na2SO4·10H2O溶于1 L水中，所得溶液的物质的量浓度为1 mol·L－1
B．将1 L 2 mol·L－1H2SO4溶液加水稀释到2 L，所得溶液的物质的量浓度为1 mol·L－1
C．将1 L 18.4 mol·L－1的H2SO4溶液加入到1 L水中，所得溶液的物质的量浓度为
9.2 mol·L－1
D．将336 mL HCl气体溶于水，配成300 mL溶液，所得溶液的物质的量浓度为
0.05 mol·L－1
解析：选B　A项错在溶剂体积为1 L；C项溶液浓度大于9.2 mol·L－1；D项，未指明气体所处状况。
2．在某K2SO4和Fe2(SO4)3的混合溶液中，Fe3＋的物质的量浓度为0.1 mol·L－1，SO的物质的量浓度为0.3 mol·L－1，则K＋的物质的量浓度为(　　)
A．0.6 mol·L－1　　　　 B．0.3 mol·L－1
C．0.2 mol·L－1 D．0.15 mol·L－1
解析：选B　K2SO4和Fe2(SO4)3的混合溶液，Fe3＋的物质的量浓度为0.1 mol·L－1，SO的物质的量浓度为0.3 mol·L－1，根据电荷守恒有3c(Fe3＋)＋c(K＋)＝2c(SO)，即3×
0.1 mol·L－1＋c(K＋)＝2×0.3 mol·L－1，解得c(K＋)＝0.3 mol·L－1。
[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．小明体检血液化验单中，葡萄糖为5.9×10－3mol·L－1，表示该体检指标的物理量是(　　)
A．溶解度(S)　　　　　　 B．物质的量浓度(c)
C．质量分数(w) D．摩尔质量(M)
解析：选B　mol·L－1是物质的量浓度的单位，故该体检指标的物理量是物质的量浓度。
2．下列溶液中氯离子浓度与50 mL 1 mol·L－1 AlCl3溶液中Cl－浓度相等的是(　　)
A．150 mL 1 mol·L－1的NaCl溶液
B．75 mL 2 mol·L－1的NH4Cl溶液
C．150 mL 3 mol·L－1的KCl溶液
D．75 mL 2 mol·L－1的FeCl3溶液
解析：选C　1 mol·L－1的AlCl3溶液中c(Cl－)＝3 mol·L－1，A项c(Cl－)＝1 mol·L－1，B项c(Cl－)＝2 mol·L－1，C项c(Cl－)＝3 mol·L－1，D项c(Cl－)＝6 mol·L－1。
3．用NA表示阿伏加德罗常数，下列关于0.2 mol·L－1 K2SO4溶液的正确说法是(　　)
A．1 L溶液中K＋的浓度是0.4 mol·L－1
B．溶液中含有0.4NA个K＋
C．1 L溶液中所含K＋、SO总数为0.3NA
D．2 L溶液中SO的浓度是4 mol·L－1
解析：选A　溶液中K＋的浓度是0.2 mol·L－1×2＝0.4 mol·L－1，A正确；B项中，因为溶液的体积不确定，故溶液中K＋的数目不能计算，错误；1 L溶液中所含K＋、SO的总物质的量为0.2 mol·L－1×1 L×3＝0.6 mol，即0.6NA，C错误；2 L溶液中SO的浓度仍是0.2 mol·L－1，D错误。
4．将50 mL 0.5 mol·L－1 NaOH溶液加水稀释到500 mL，稀释后溶液中NaOH的物质的量浓度为(　　)
A．0.5 mol·L－1 B．0.05 mol·L－1
C．0.04 mol·L－1 D．0.03 mol·L－1
解析：选B　根据c(浓)·V(浓)＝c(稀)·V(稀)，得稀释后NaOH溶液的物质的量浓度为＝0.05 mol·L－1。
5．将24.4 g NaOH固体溶于水配成100 mL溶液，其密度为1.219 g·mL－1。
(1)该溶液中NaOH的物质的量浓度为_________________________________________。
(2)该溶液中NaOH的质量分数为___________________________________________。
(3)从该溶液中取出10 mL，其中NaOH的物质的量浓度为________，NaOH的质量分数为__________，溶液的密度为________，含NaOH的质量为________，含NaOH的物质的量为________。
(4)将取出的10 mL溶液加水稀释到100 mL，稀释后溶液中NaOH的物质的量浓度为________。
解析：(1)24.4 g NaOH的物质的量为0.61 mol，
c(NaOH)＝＝6.1 mol·L－1。
(2)100 mL NaOH溶液的质量为100 mL×1.219 g·mL－1＝121.9 g；NaOH的质量分数为×100%＝20%。
(3)因为溶液是均匀的，所以这10 mL溶液与原100 mL溶液相比，NaOH的质量分数和溶液的密度均相同，但NaOH的质量和物质的量均为原来的。
(4)这10 mL溶液中NaOH的物质的量浓度为6.1 mol·L－1，稀释到100 mL后，NaOH的物质的量浓度减小为＝0.61 mol·L－1。
答案：(1)6.1 mol·L－1　(2)20%
(3)6.1 mol·L－1　20%　1.219 g·mL－1　2.44 g　0.061 mol　(4)0.61 mol·L－1
1．下列说法中，属于描述溶液物质的量浓度的是(　　)
A．1 mol·L－1的某溶液　　 B．2 L溶液
C．2 kg的花生油 D．98%的浓硫酸
解析：选A　A项，1 mol·L－1是溶液的物质的量浓度，正确；B项，2 L描述溶液的体积；C项描述的是花生油的质量；D项是硫酸的质量分数。
2．下列叙述正确的是(　　)
A．含1 mol溶质的任何溶液，物质的量浓度一定相等
B．配制1 mol·L－1 NaCl溶液1 L，其方法是将58.5 g NaCl溶于1 L水中即可
C．体积相同、物质的量浓度相同的同种溶液所含溶质的微粒数一定相同
D．1 L 0.5 mol·L－1 CaCl2溶液中，Ca2＋和Cl－的物质的量浓度都是0.5 mol·L－1
解析：选C　A中没有指明溶液的体积，无法比较物质的量浓度；B中1 L是水的体积不是溶液的体积，所以B不正确；C中不论是不是电解质，只要是同种溶液体积相同，物质的量浓度也相同，微粒数必定相等；D中，CaCl2溶液中c(CaCl2)∶c(Ca2＋)∶c(Cl－)＝1∶1∶2，所以c(Cl－)＝1.0 mol·L－1，D不正确。
3．将4 g NaOH溶于水配成50 mL溶液，取出5 mL，这5 mL溶液的物质的量浓度是(　　)
A．2 mol·L－1 B．1 mol·L－1
C．0.1 mol·L－1 D．0.05 mol·L－1
解析：选A　c(NaOH)＝＝＝2 mol·L－1，溶液具有均一性，取出5 mL，其物质的量浓度仍然是2 mol·L－1。
4．下列溶液中物质的量浓度最大的是(　　)
A．1 L H2SO4溶液中含98 g H2SO4
B．0.5 L含49 g H2SO4的溶液
C．98 g H2SO4溶于水配制2 L溶液
D．0.1 L含24.5 g H2SO4的溶液
解析：选D　A、B项中，H2SO4的物质的量浓度均为1 mol·L－1；C项中H2SO4的物质的量浓度为0.5 mol·L－1；D项中H2SO4的物质的量浓度为2.5 mol·L－1。
5．2 L 1.5 mol·L－1 Na2SO4溶液中，所含溶质Na2SO4的质量为(　　)
A．213 g B．284 g
C．400 g D．426 g
解析：选D　n(Na2SO4)＝2 L×1.5 mol·L－1＝3 mol，m(Na2SO4)＝3 mol×142 g·mol－1＝426 g。
6．下列溶液中，Na＋的物质的量浓度最大的是(　　)
A．1 mL 0.5 mol·L－1的NaNO3溶液
B．100 mL 0.01 mol·L－1的NaCl溶液
C．100 mL 0.1 mol·L－1的NaOH溶液
D．10 mL 0.1 mol·L－1的Na2SO4溶液
解析：选A　溶液的浓度与溶液体积的多少无关；A中，c(Na＋)＝0.5 mol·L－1；B中，c(Na＋)＝0.01 mol·L－1；C中，c(Na＋)＝0.1 mol·L－1；D中，c(Na＋)＝0.1×2＝0.2 mol·L－1。
7．50 mL物质的量浓度为4.4 mol·L－1，密度为1.24 g·mL－1的稀硫酸的质量分数为(　　)
A．35% B．70%
C．17.5% D．0.035%
解析：选A　w(H2SO4)＝
×100%＝35%。
8．0.1 L某溶液含有0.1 mol KCl和0.1 mol CaCl2，此溶液中Cl－的物质的量浓度是(　　)
A．3 mol·L－1 B．0.2 mol·L－1
C．0.3 mol·L－1 D．0.1 mol·L－1
解析：选A　0.1 L某溶液含有0.1 mol KCl和0.1 mol CaCl2，此溶液中Cl－的物质的量是0.1 mol＋0.1 mol×2＝0.3 mol，所以氯离子的物质的量浓度是0.3 mol÷0.1 L＝3 mol·L－1。
9．1 L Al2(SO4)3和MgSO4的混合溶液中，含Mg2＋ 2.4 g，SO的物质的量浓度为
1 mol·L－1，则MgSO4和Al3＋的物质的量浓度分别是________、________。
解析：n(SO)＝1 mol·L－1×1 L＝1 mol，n(Mg2＋)＝＝0.1 mol，n(MgSO4)＝n(Mg2＋)＝0.1 mol，c(MgSO4)＝＝＝0.1 mol·L－1；根据电荷守恒得2c(Mg2＋)＋
3c(Al3＋)＝2c(SO)，
c(Al3＋)＝
＝
＝0.6 mol·L－1。
答案：0.1 mol·L－1　0.6 mol·L－1
10．将190 g MgCl2溶于水配制成1 L溶液。
(1)该溶液中MgCl2的物质的量浓度为________。
(2)溶液中Cl－的物质的量浓度为________。
(3)从中取出50 mL溶液，溶液中Mg2＋的物质的量浓度为________，含有Cl－的物质的量为________。
解析：(1)n(MgCl2)＝＝2 mol，c(MgCl2)＝＝2 mol·L－1。
(2)c(Cl－)＝2c(MgCl2)＝2×2 mol·L－1＝4 mol·L－1。
(3)从溶液中取出任意体积的液体，其物质的量浓度不变，即c(Mg2＋)＝2 mol·L－1，
n(Cl－)＝4 mol·L－1×0.05 L＝0.2 mol。
答案：(1)2 mol·L－1　(2)4 mol·L－1　(3)2 mol·L－1　0.2 mol
1．对1 mol·L－1的Na2SO4溶液的叙述中正确的是(　　)
A．溶液中含有1 mol Na2SO4
B．1 L溶液中含有142 g Na2SO4
C．1 mol Na2SO4溶于1 L水
D．从1 L该溶液中取出500 mL以后，剩余溶液的浓度为0.5 mol·L－1
解析：选B　A项，溶液的体积未明确；B项，142 g Na2SO4的物质的量为1 mol，正确；C项，溶液的体积不是1 L；D项，剩余溶液的浓度仍为1 mol·L－1。
2．从2 mol·L－1的氯化铜溶液中取出含Cl－为3.55 g的溶液，所取溶液的体积是(　　)
A．25 mL B．50 mL
C．12.5 mL D．0.025 mL
解析：选A　因n(Cl－)＝2n(CuCl2)＝＝0.1 mol，则n(CuCl2)＝＝0.05 mol，所取溶液的体积V＝＝0.025 L(即25 mL)。
3．在100 mL的溶液中溶有0.1 mol NaCl和0.1 mol MgCl2，此溶液中Cl－的物质的量浓度为(　　)
A．3 mol·L－1 B．2 mol·L－1
C．0.3 mol·L－1 D．0.2 mol·L－1
解析：选A　溶液中Cl－的浓度为c(Cl－)＝＝＝3 mol·L－1，A正确。
4．某溶液中仅含有Na＋、Mg2＋、SO、Cl－四种离子(不考虑水电离出的H＋和OH－)，某物质的量浓度之比为c(Na＋)∶c(Mg2＋)∶c(Cl－)＝3∶5∶5。若Na＋的物质的量浓度为3 mol·L－1，则SO的物质的量浓度为(　　)
A．2 mol·L－1 B．3 mol·L－1
C．4 mol·L－1 D．8 mol·L－1
解析：选C　根据电荷守恒原理，溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数。故有c(Na＋)＋2c(Mg2＋)＝c(Cl－)＋2c(SO)，代入数据得：3＋2×5＝5＋2c(SO)，c(SO)＝4 mol·L－1。
5.如图是某溶液在稀释过程中，溶质的物质的量浓度随溶液体积的变化曲线图，根据图中数据分析可得出a值等于(　　)
A．2 B．3
C．4 D．5
解析：选C　由于在稀释过程中溶质的物质的量不变，所以根据图像可知2 mol·L－1×1 L＝0.5 mol·L－1×a L，解得a＝4。
6．V L Fe2(SO4)3溶液中含Fe3＋ m g，则溶液中SO的物质的量浓度为(　　)
A． mol·L－1 B． mol·L－1
C． mol·L－1 D． mol·L－1
解析：选D　c(Fe3＋)＝＝ mol·L－1，
则c(SO)＝c(Fe3＋)＝ mol·L－1×＝ mol·L－1。　
7．将标准状况下密度为ρ的a L HCl(g)溶于1 000 g水中，得到盐酸的密度为b g·cm－3，则该盐酸的物质的量浓度是(　　)
A． mol·L－1 B． mol·L－1
C． mol·L－1 D． mol·L－1
解析：选D　根据c＝＝＝ mol·L－1。
8．密度为d g·cm－3的溶液V mL含有摩尔质量为M的溶质m g，其物质的量浓度为c mol·L－1，质量分数为W%，下列表示式不正确的是(　　)
A．c＝ B．m＝
C．d＝ D．W%＝%
解析：选D　用定义式检验A项：c＝，其中n＝，V的单位需要调整，即c＝，A项正确；用定义式检验B项：m质＝wm液，其中m液＝V·ρ，得m＝dV×W%，B项正确；用公式c＝检验C项和D项：即c＝，d＝，C项正确；W%＝，D项不正确。
9．在一定温度下，某饱和氢氧化钠溶液的体积为a mL，溶液的密度为d g·cm－3，质量分数为w，物质的量浓度为c mol·L－1，溶液中含氢氧化钠质量为m g。
(1)用w来表示该温度下氢氧化钠的溶解度(S)为________。
(2)用m、V表示溶液中溶质的物质的量浓度(c)为________。
(3)用w、d表示溶液中溶质的物质的量浓度(c)为________。
(4)用c、d表示溶液中溶质的质量分数(w)为________。
解析：计算时要先求出公式中各个量，再代入计算即可。
(1)取100 g溶液　m(溶质)＝100w
m(溶剂)＝100(1－w)，则S＝×100 g。
(2)n(溶质)＝ mol，V＝a×10－3 L
c＝＝ mol·L－1＝ mol·L－1。
(3)取1 L溶液，n(NaOH)＝
c＝＝25dw mol·L－1。
(4)取1 L溶液，m(NaOH)＝40c g
m(溶液)＝1 000 mL×d g·mL－1＝1 000d g
w＝×100%。
答案：(1) g　(2) mol·L－1
(3)25dw mol·L－1　(4)%
10．如图实验室某浓盐酸试剂瓶标签上的有关数据，试根据标签上的有关数据回答下列问题：
盐酸
分子式：HCl
相对分子质量：36.5
密度：1.19 g·cm－3
HCl的质量分数：36.5%
(1)该浓盐酸中HCl的物质的量浓度为______ mol·L－1。
(2)取用任意体积的该盐酸溶液时，下列物理量中不随所取体积的多少而变化的是________。
A．溶液中HCl的物质的量
B．溶液的浓度
C．溶液中Cl－的数目
D．溶液的密度
(3)某学生欲用上述浓盐酸加蒸馏水稀释500 mL得到物质的量浓度为0.400 mol·L－1的稀盐酸。该学生需要量取________ mL上述浓盐酸进行配制。
(4)假设该同学用0.400 mol·L－1的盐酸中和含0.4 g NaOH的NaOH溶液，则该同学需取______ mL盐酸。
解析：(1)c(HCl)＝＝11.9 mol·L－1；
(2)溶液的浓度和密度不随所取量的多少而变化；
(3)根据c(浓)×V(浓)＝c(稀)×V(稀)，则所取浓盐酸的体积V(浓)＝＝16.8 mL；
(4)根据反应NaOH＋HCl===NaCl＋H2O知n(HCl)＝n(NaOH)＝＝0.01 mol，则V(HCl)＝＝0.025 L。
答案：(1)11.9　(2)B、D　(3)16.8　(4)25
第二课时　气体摩尔体积
[课标要求]
1．了解气体摩尔体积的含义。
2．掌握标准状况下有关气体摩尔体积的计算。
3．理解阿伏加德罗定律及其推论。
1．物质体积大小的影响因素
结论：
(1)在相同条件下粒子数相同的不同固态或液态物质的体积不相同。
(2)在同温同压条件下，粒子数相同的任何气体的体积都相同。
[特别提醒]　决定气体体积大小的因素是分子的数目和分子之间的距离。
2．气体摩尔体积
(1)概念：单位物质的量的气体所占的体积，符号为Vm。
(2)单位：L·mol－1或L/mol。
(3)表达式：气体摩尔体积＝，即Vm＝。
(4)标准状况下，气体摩尔体积约为 22.4 L·mol－1。
1．标准状况下，1 mol任何物质的体积都约是22.4 L吗？
提示：不是。物质的状态有气体、固体或液体，在标准状况下，1 mol气体的体积约为22.4 L，而1 mol固体或液体的体积均不是22.4 L。
2．当1 mol气体的体积为22.4 L时，能否说明该气体一定处于标准状况下？
提示：不能。标准状况下，1 mol气体的体积均约为22.4 L，但1 mol气体的体积为22.4 L时，并不一定说明该气体处于标准状况下，比如适当的升高温度(气体膨胀)、增大压强(压缩气体)，也能使1 mol气体的体积变为22.4 L。
3．气体摩尔体积适用范围是气体，是否必须为纯净气体？
提示：气体摩尔体积的适用范围是气体，可以是单一气体，也可以是混合气体，但是以混合气体中气体之间不发生化学反应为前提。如标准状况下0.2 mol H2和0.8 mol O2的混合气体约为22.4 L。
1．气体摩尔体积的适用条件
(1)标准状况(0 ℃、1.01×105 Pa)。
(2)物质在标准状况下为气体，若不是气体或非标准状况均不能用22.4 L·mol－1进行计算。
(3)气体可以是单一气体也可以是混合气体。
2．标准状况下，气体摩尔体积的相关计算
①气体的物质的量n＝。
②气体的密度ρ＝＝＝。
③气体的分子数N＝n·NA＝·NA。
④气体的质量m＝n·M＝·M。
1．下列说法正确的是(　　)
A．在标准状况下，1 mol水的体积是22.4 L
B．1 mol氢气所占的体积一定是22.4 L
C．标准状况下，6.02×1023个Cu原子所占有的体积约是22.4 L
D．标准状况下，28 g N2与CO的混合气体，体积为22.4 L
解析：选D　A项中的水、C项中的Cu均不是气体，而气体摩尔体积只适用于气体；B项未指明温度、压强；D项中N2和CO的摩尔质量均为28 g·mol－1，则其体积V＝n·Vm＝·Vm＝×22.4 L·mol－1＝22.4 L，D正确。
2．下列说法正确的是(　　)
A．常温常压下，22.4 L CO2中含有NA个CO2分子
B．标准状况下，4.48 L CO含有0.2NA个原子
C．22.4 L Cl2中含有NA个Cl2分子
D．标准状况下，1.12 L O2和1.12 L CO2均含0.1NA个氧原子
解析：选D　A项，常温常压下，22.4 L CO2的物质的量不是1 mol；B项，因CO为双原子分子应含有0.4NA个原子；C项未指明标准状况；D项，标准状况下，1.12 L气体物质的量为0.05 mol，一分子O2和CO2中均含2个氧原子，则氧原子的个数均为0.1NA。
电解水的实验探究
1．实验原理：2H2O2H2↑＋O2↑
2．实验装置
3．实验现象：V(H2)∶V(O2)＝2_∶1
4．计算推理(假设电解1.8 g H2O)
2H2O2H2↑＋O2↑
质量
物质的量
n(H2)∶n(O2)
V(H2)∶V(O2)(相同状况)
H2
0.2 g
0.1 mol
2∶1
2∶1
O2
1.6 g
0.05 mol
5.实验结论
在同温同压下，电解水生成H2和O2的体积比等于它们的物质的量之比。 即相同温度和压强下，相同体积的H2和O2的物质的量相同。
1．在同温、同压下1 L H2和1 L O2所含的分子数相同吗？
提示：相同。同温同压下，1 L H2和1 L O2的物质的量相同，则二者所含的分子数相同。
2．同温同压下，相同质量的H2和O2所占的体积相同吗？其体积比是多少？
提示：不相同。其体积比为∶＝16∶1。
3．相同温度下，向相同容积的密闭容器中分别充入1 mol H2和2 mol O2，容器中气体的压强比是多少？
提示：同温同容下，气体的压强比等于气体的物质的量之比，即容器中气体的压强比为1∶2。
1．阿伏加德罗定律——“三同定一同”
在相同温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。
2．阿伏加德罗定律的推论
相同条件
结论
公式
语言叙述
T、p相同
＝
同温、同压下，气体的体积与物质的量成正比
T、V相同
＝
温度、体积相同的气体，压强与物质的量成正比
n、T相同
＝
物质的量相等、温度相同的气体，其压强与体积成反比
T、p相同
＝
同温、同压下，气体的密度与其摩尔质量成正比
T、p、V
相同
＝
同温、同压下，体积相同的气体，其摩尔质量与质量成正比
1．下列叙述正确的是(　　)
A．同温同压下，相同体积的物质，其物质的量必然相等
B．任何条件下，等物质的量的氧气和一氧化碳所含的分子数必然相等
C．1 L一氧化碳气体一定比1 L氧气的质量小
D．同温同压下，等体积的物质所含的分子数一定相等
解析：选B　只有气体物质才符合阿伏加德罗定律——在同温同压下，具有相同体积的气体的物质的量相等。具有相同物质的量的两种由分子构成的物质具有相同的分子数。因温度、压强不能确定，故1 L CO和1 L O2的物质的量大小也不能确定，即二者的质量大小无法比较。
2．标准状况下，两个容积相等的贮气瓶，一个装有O2，另一个装有CH4，则两瓶气体具有相同的(　　)
A．质量　　　　　　　　 B．原子总数
C．密度 D．分子数
解析：选D　两瓶内的气体具有同温同压同体积的关系，由阿伏加德罗定律可知，两瓶内气体的分子数相同，即物质的量相等。又由于O2的摩尔质量与CH4的摩尔质量不同，故两者的质量和密度不相等。O2与CH4分子内原子数目不等，故等物质的量的O2和CH4所含原子总数不同。
[方法技巧]
使用阿伏加德罗定律的三个易错点
易错点一　适用范围：任何气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。
易错点二　定律中的同温同压，不一定指在标准状况下；气体摩尔体积为22.4 L·mol－1只是一种特殊情况。
易错点三　定律中包含四同(同温、同压、同体积、同物质的量)，只要其中有任意三个相同，则必有第四个相同，即“三同定一同”；若只有两个相同，则另外两个必定成比例，即“二同定比例”。
[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．下列说法中，正确的是(　　)
A．气体的摩尔体积约为22.4 L·mol－1
B．1 mol H2的质量是2 g，它所占的体积约是22.4 L·mol－1
C．在标准状况下，1 mol任何物质所占的体积都约为22.4 L·mol－1
D．在标准状况下，1 mol任何气体所占的体积都约为22.4 L　
解析：选D　A项没有指明是否是标准状况。B项没有指明是否是标准状况，且气体体积的单位为L或m3等，而不是L·mol－1，气体摩尔体积的单位才是L·mol－1。C项“任何物质”不一定是气体，且单位不正确。
2．下列说法中正确的是(　　)
A．32 g O2占有的体积约为22.4 L
B．22.4 L N2含阿伏加德罗常数个氮分子
C．在标准状况下，22.4 L水的质量约为18 g
D．22 g二氧化碳与标准状况下11.2 L HCl含有相同的分子数
解析：选D　A、B项都没有指明在标准状况下，因而是错误的；C项在标准状况下水是液体；D项中22 g CO2的物质的量与标准状况下11.2 L HCl的物质的量相等，均为0.5 mol，所含分子数也相等。
3．在标准状况下，2.8 g CO、0.2 mol O2和0.7 mol N2混合气体的体积约为(　　)
A．2.24 L　　　　　　 B．22.4 L
C．1.12 L D．无法计算
解析：选B　n(CO)＝＝0.1 mol，混合气体的物质的量为(0.1＋0.2＋0.7)＝
1 mol，在标准状况下的体积为22.4 L。
4．在体积相同的两个密闭容器中分别充满O2、O3气体，当这两个容器内温度和气体密度相等时，下列说法正确的是(　　)
A．两种气体的压强相等
B．O2比O3的质量小
C．两种气体的分子数目相等
D．两种气体的氧原子数目相等
解析：选D　根据题意，因等温度、等体积、等密度，则两者等质量，B项错误；等质量的O2和O3物质的量不相等，则压强和分子数不相等，则A、C两项错误，O2和O3都是由氧原子构成的，所以等质量的O2和O3原子数相等。
5．某常见气体在标准状况下的密度为1.25 g·L－1。
(1)该气体的相对分子质量为________。
(2)若该气体的分子式为A2型，其名称为_____________________________________；
若该气体的分子式为AB型，其名称为________。
解析：ρ＝，M＝ρ×22.4 L·mol－1＝1.25 g·L－1×22.4 L·mol－1＝28 g·mol－1。
答案：(1)28　(2)氮气　一氧化碳
1．同温同压下，两种气体的体积不同，其主要原因是(　　)
A．气体的分子大小不同
B．气体分子间的距离不同
C．气体的物质的量不同
D．气体的性质不同
解析：选C　同温同压时，气体分子之间的距离相等，而分子本身的大小又远小于气体分子之间的距离，故体积不同的主要原因是气体的物质的量不同。
2．下列说法正确的是(　　)
A．1 mol O2与1 mol H2的体积相同
B．1 mol O2与2 mol CH4的质量相等
C．1 mol H2的体积是22.4 L
D．相同体积的H2和O2所含有的分子数相同
解析：选B　对气体，要比较体积的大小，除知道分子数多少外，还必须强调气体所处的状态，A选项二者分子数肯定相等，但体积只能在相同条件下才一定相等。C、D选项中也与气体的状态(温度、压强)有关。
3．在标准状况下，0.4 mol HCl气体的体积是(　　)
A．22.4 L　　　　　　　 B．8.96 L
C．4.48 L D．11.2 L
解析：选B　V＝0.4 mol×22.4 L·mol－1＝8.96 L。
4．下列物质中，所含分子数最多的是(NA表示阿伏加德罗常数)(　　)
A．10 g H2 B．2 mol Cl2
C．1.5NA CO2 D．22.4 L O2(标准状况)
解析：选A　A项，10 g氢气的物质的量＝＝5 mol；B项，2 mol Cl2；C项，1.5NA CO2的物质的量为1.5 mol；D项，标准状况下，22.4 L氧气的物质的量＝＝1 mol，由N＝nNA可知，10 g氢气含有的分子数目最多。
5．用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是(　　)
A．含有NA个氦原子的氦气在标准状况下的体积约为11.2 L
B．25 ℃，1.01×105 Pa,32 g O2和O3的混合气体所含原子数为2.5NA
C．标准状况下，11.2 L H2O含有的原子数为1.5NA
D．常温常压下，44 g CO2含有的原子数为3NA
解析：选D　A项，氦为单原子分子，NA个氦原子在标准状况下的体积为22.4 L；B项，所含的氧原子数为2NA；C项，在标准状况下，水为液体。
6．下列各组物质中，分子数相同的是(　　)
A．5 L Cl2与5 L HCl
B．18 g H2O与标准状况下44.8 L CO2
C．在25 ℃和1.01×105 Pa时，等体积的空气与H2
D．0.2 mol O2与标准状况下2.24 L水
解析：选C　A项，缺少温度和压强的条件，虽然体积相同，但是分子数不一定相同，错误；B项，18 g H2O的物质的量为1 mol，标准状况下44.8 L CO2的物质的量是2 mol，二者分子数不等；C项，同温、同压下，等体积的气体含有相同的分子数；D项，2.24 L水大于0.2 mol，错误。
7．标准状况下，5.6 L某气体的质量为8 g，则该气体的相对分子质量是(　　)
A．64 B．48
C．32 D．16
解析：选C　5.6 L气体的物质的量为＝0.25 mol，该气体的摩尔质量M＝＝32 g·mol－1，Mr＝32。
8．同温同压下，等质量的N2O4和NO2两种气体相比较，下列叙述正确的是(　　)
A．体积比为2∶1 B．分子个数之比为1∶1
C．原子个数之比为1∶1 D．氮原子个数之比为2∶1
解析：选C　同温同压下，气体的Vm相同，且M(N2O4)＝2M(NO2)，n(N2O4)∶n(NO2)＝∶＝1∶2，气体的Vm相同，由n＝V/Vm可知，体积比为1∶2，A错误；物质的量之比为1∶2，则分子数之比为1∶2，B错误；分子数之比为1∶2，则原子数之比为1×6∶2×3＝1∶1，C正确；分子数之比为1∶2，则氮原子个数之比为1∶2，D错误。
9．(1)标准状况下，0.5 mol H2占有的体积约为________L。
(2)标准状况下，44.8 L H2的质量约为________g。
(3)标准状况下，3.01×1023个氧气分子所占的体积约为________L。
(4)标准状况下，33.6 L氧气所含的氧分子数约为______个。
(5)标准状况下，16 g氧气和42 g N2的混合气体的体积约为________L。
解析：(1)V＝0.5 mol×22.4 L·mol－1＝11.2 L。
(2)44.8 L H2的物质的量为＝2 mol，m(H2)＝2 mol×2 g·mol－1＝4 g。
(3)n(O2)＝＝0.5 mol，V(O2)＝0.5 mol×22.4 L·mol－1＝11.2 L。
(4)n(O2)＝＝1.5 mol，
N＝1.5×6.02×1023＝9.03×1023。
(5)n(O2)＝＝0.5 mol，n(N2)＝＝1.5 mol，故混合气体的体积为(0.5＋1.5)mol×22.4 L·mol－1＝44.8 L。
答案：(1)11.2　(2)4　(3)11.2　(4)9.03×1023　(5)44.8
10．同温同压下，同体积的氨气和硫化氢(H2S)气体的质量比为__________；同质量的氨气和硫化氢气体体积比为________，其中含有的氢原子数目比为________；若二者氢原子数相等，则它们的体积比为________。
解析：同温同压下，同体积的氨气和硫化氢(H2S)气体的物质的量相等，故质量比为17∶34＝1∶2；同质量的氨气和硫化氢气体物质的量之比为∶＝2∶1；氢原子数目之比为(2×3)∶(1×2)＝3∶1；二者氢原子数相等时，物质的量之比为∶＝2∶3。故同温同压下体积之比为2∶3。
答案：1∶2　2∶1　3∶1　2∶3
1．同温同压下，相同体积的H2和CO2气体，具有相同的(　　)
A．分子数　　　　　　 B．原子数
C．质量 D．摩尔质量
解析：选A　同温同压下，相同体积的气体，具有相同的分子数，A正确；每个H2分子中有2个原子，CO2分子中有3个原子，原子数目不相等，B不正确；H2和CO2的摩尔质量分别为2 g·mol－1、44 g·mol－1，其对应质量也不同，C、D不正确。
2．下列说法正确的是(NA表示阿伏加德罗常数的值)(　　)
A．在常温常压下，11.2 L N2含有的分子数为NA
B．标准状况下，18 g H2O所占的体积约是22.4 L
C．32 g O2在标准状况下所占的体积约为22.4 L
D．在同温同压下，相同体积的任何气体单质所含的原子数相同
解析：选C　本题中A为非标准状况下的体积，B中H2O标准状况下为液体，D中气体所含分子数相同，但原子数不一定相同。
3．如图所示，相同状况下，分别用氯化氢和四种混合气体吹出体积相等的五个气球。A、B、C、D四个气球中，与氯化氢所含原子数一定相等的是(　　)
解析：选C　相同状况下，体积相等的气球中，气体的物质的量相等。HCl是双原子分子，只要混合气体的平均原子数等于2即满足题意。A项有可能等于2，B项一定大于2，C项一定等于2，D项一定大于2。
4.如图表示某条件下H2S气体的体积与质量的关系，则该条件下的气体摩尔体积为(　　)
A．22.0 L·mol－1
B．22.4 L·mol－1
C．22.8 L·mol－1
D．23.2 L·mol－1
解析：选C　27.2 g H2S的物质的量为0.8 mol，则0.8 mol×Vm＝18.24 L，解得Vm＝
22.8 L·mol－1。
5．如图两瓶体积相等的气体，在同温、同压下瓶内气体的关系一定正确的是(　　)
A．原子数相等 B．密度相等
C．质量相等 D．摩尔质量相等
解析：选A　由同温、同压可得Vm相同，再由公式n＝可得两瓶内分子的物质的量相同，又都是双原子分子，所以原子的物质的量相同，由个数之比等于物质的量之比可得两瓶内分子所含原子数相同，A项正确；两瓶内分子的物质的量相等，由m＝nM，M不一定相等，故m不一定相等，同时由ρ＝也可得ρ不一定相等。
6．在一定温度、压强下，1体积X2(气)和3体积Y2(气)化合生成2体积的气体化合物，则该气体化合物的化学式为(　　)
A．XY3 B．XY
C．X3Y D．X2Y3
解析：选A　在一定温度、压强下，1体积X2(气)和3体积Y2(气)化合生成2体积的气体化合物，则根据阿伏加德罗定律可知三种气体的物质的量之比是1∶3∶2，再由原子守恒可知该气体化合物的化学式为XY3或Y3X。
7．若一氧化碳和二氧化碳的混合气体的密度与同温同压下氧气的密度相同，混合气体中一氧化碳和二氧化碳的物质的量之比是(　　)
A．1∶3 B．3∶1
C．2∶1 D．1∶2
解析：选B　若CO、CO2的混合气体的密度与同温同压下氧气的密度相同，则混合气体的相对分子质量为32，令CO、CO2的物质的量分别为x mol、y mol，则＝32，整理得x∶y＝3∶1。
8．体积比为1∶2∶3所组成的N2、O2和CO2混合气体100 g，在标准状况下体积为(　　)
A．60 L B．30 L
C．11.2 L D．112 L
解析：选A　体积之比等于物质的量之比，令氮气的物质的量为x mol，则氧气、二氧化碳的物质的量分别为2x mol、3x mol，所以：x mol×28 g·mol－1＋2x mol×32 g·mol－1＋3x mol×44 g·mol－1＝100 g。解得，x＝ mol，所以标准状况下，混合气体的体积为×22.4 L·mol－1＝60 L。
9．对一定量气体体积的探究。
(1)已知1 mol不同气体在不同条件下的体积：
化学式
条件
1 mol气体体积/L
H2
0 ℃，101 kPa
22.4
O2
0 ℃，101 kPa
22.4
CO
0 ℃，101 kPa
22.4
H2
0 ℃，202 kPa
11.2
CO2
0 ℃，202 kPa
11.2
N2
273 ℃，202 kPa
22.4
NH3
273 ℃，202 kPa
22.4
(2)从上表分析得出的结论：
①1 mol任何气体，在标准状况下的体积都约为________。
②1 mol不同的气体，在不同的条件下，体积________(填“一定”“一定不”或“不一定”)相等。
(3)理论依据：相同条件下，1 mol任何气体的体积几乎相等，原因是：①________________________________________________________________________，
②________________________________________________________________________。
(4)应用：在标准状况下，4 g O2的体积为多少升？(写出计算过程)
解析：(2)从(1)的数据可以看出，1 mol任何气体在标准状况下的体积都约为22.4 L；1 mol不同的气体，在不同的条件下，体积不一定相同。(3)因为在相同的温度和压强下，任何气体分子间距离几乎相同，所以1 mol任何气体的体积几乎相等。(4)4 g O2的物质的量n(O2)＝＝0.125 mol。在标准状况下的体积为0.125 mol×22.4 L·mol－1＝2.8 L。
答案：(2)①22.4 L　②不一定
(3)①气体分子数目相等　②相同条件下，气体分子间距离几乎相等
(4)V(O2)＝n·Vm＝·Vm＝×22.4 L·mol－1＝2.8 L。
10．某学生利用氯酸钾分解制氧气的反应，测定氧气的摩尔质量。
实验步骤如下：①组装好实验装置，检查装置的气密性；②把适量的氯酸钾粉末和少量的二氧化锰粉末混合均匀，放入干燥的试管中，准确称量，质量为a g；③加热，开始反应，直到产生一定量的气体；④停止加热(如图，导管出口高于液面)，并测量收集到的气体的体积；⑤准确称量试管和残留物的质量为b g。回答下列问题：
(1)如何检查装置的气密性？_________________________________________________。
(2)以下是测量收集到的气体体积必须包括的几个步骤：
①调整量筒内外液面高度使之相同；②使试管和量筒内的气体都冷却至室温；③读取量筒内气体的体积。这三步操作的正确顺序是________(填步骤代号)。
(3)测量收集到的气体体积时，如何使量筒内外液面的高度相同？
________________________________________________________________________。
(4)如果实验中得到的氧气体积是c L(已折算为标准状况)，水蒸气的影响忽略不计，氧气的摩尔质量为(用含a、b、c的式子表示)________g·mol－1。
解析：检查该套装置的气密性，利用“捂热法”即可。测量收集气体体积时应注意：首先要将气体冷却至室温，然后慢慢将量筒往下移使量筒内外液面高度相同，最后再读取量筒内气体的体积。据题意可知，试管内固体质量减少了(a－b)g，即为生成的O2的质量，又知实验中得到的O2在标准状况下的体积为c L，所以M(O2)＝＝＝ g·mol－1。
答案：(1)将导管的出口浸入水槽的水中，手握住试管，有气泡从导管口逸出，放开手后，有少量水进入导管，表明装置不漏气　(2)②①③　(3)慢慢将量筒往下移　(4)
第四课时
一定物质的量浓度溶液的配制
[课标要求]
1．掌握容量瓶的使用方法。
2．掌握配制一定物质的量浓度溶液的方法及操作。
1．容量瓶
2．配制步骤(以配制100 mL 1.00 mol·L－1 NaCl溶液为例)
(1)计算：根据n＝c·V知，n(NaCl)＝0.1_mol，m(NaCl)＝5.85_g。
(2)称量：
准确称量NaCl固体5.9 g。
(3)溶解：
用玻璃棒搅拌以加快溶解，并冷却至室温。
(4)移液：
(5)洗涤、振荡：
(6)定容：
(7)摇匀：
1．配制一定物质的量浓度溶液时，为什么一定要洗涤烧杯和玻璃棒？
提示：因为移液后的烧杯内和玻璃棒上沾有少量的溶质，必须用蒸馏水洗涤，使溶质全部转入容量瓶中，否则会造成实验误差。
2．配制溶液的过程中，溶液转移至容量瓶前为什么要恢复至室温？
提示：容量瓶上标有的容积是指室温下的体积，若溶液的温度过高，会使容量瓶的容积发生变化而造成实验误差。
3．定容时，若不慎加水超过了刻度线，应如何处理？
提示：重新配制。
1．容量瓶的使用和注意事项
(1)容量瓶的查漏方法
使用容量瓶的第一步操作是检查是否漏水。
①关键词：
注水→盖塞→倒立→观察→正立→旋180°→倒立→观察。
②准确描述：
向容量瓶中注入一定量水，盖好瓶塞。用食指摁住瓶塞，另一只手托住瓶底，把瓶倒立，观察是否漏水。如不漏水，将瓶正立并将塞子旋转180°后塞紧，再检查是否漏水。如不漏水，该容量瓶才能使用。
(2)选择容量瓶的原则——“大而近”原则
选择容量瓶遵循“大而近”原则：所配溶液的体积等于或略小于容量瓶的容积。如：需用480 mL某溶液应选择500 mL容量瓶来配制溶液。
(3)容量瓶使用的“五不能”
①不能用容量瓶溶解固体；②不能用容量瓶稀释浓溶液；③不能把容量瓶加热；④不能把容量瓶当作反应容器；⑤不能用容量瓶长期存放溶液。
2．溶液的配制步骤及仪器
1．将下列配制溶液的过程排序：____________。
答案：④①⑦⑤⑥③②
2．实验室要配制2 mol·L－1稀硫酸250 mL。
(1)需要量取质量分数为98%密度为1.84 g·mL－1的浓硫酸__________mL。
(2)配制过程中需要下列仪器中的__________(填选项的标号)。
A．托盘天平 B．烧杯　C．量筒　D．烧瓶　E．玻璃棒
F．胶头滴管　G．试管　H．250 mL容量瓶
(3)下列实验操作中，按先后顺序排列为__________。
A．将稀释、冷却后的硫酸沿玻璃棒注入250 mL容量瓶中
B．将洗涤液也注入容量瓶中，轻轻摇动容量瓶，使溶液混合均匀
C．将量取的浓硫酸沿玻璃棒缓慢注入烧杯中，搅拌并冷却至室温
D．向烧杯中加入约100 mL蒸馏水
E．用适量蒸馏水洗涤烧杯2～3次
F．向容量瓶中加蒸馏水到液面接近刻度1～2 cm处
G．盖上瓶塞，并反复倒转摇匀
H．用胶头滴管加蒸馏水到瓶颈刻度处
解析：(1)根据c(浓)·V(浓)＝c(稀)·V(稀)可得
＝2 mol·L－1×250×10－3 L，V(H2SO4)≈27.2 mL。
(2)稀释液体配制一定物质的量浓度的溶液，所需仪器为烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管、250 mL容量瓶。
(3)根据一定物质的量浓度溶液的配制操作顺序，全面分析解答即可。
答案：(1)27.2　(2)B、C、E、F、H
(3)D、C、A、E、B、F、H、G
以配制100 mL 1.0 mol·L－1的NaCl溶液为例，判断下列操作对溶液浓度的影响。
可能引起误差的操作
变化的量
实际浓度(cB)
将烧杯中溶液向容量瓶中转移时，有少量洒出
nB减小
偏低
烧杯中溶液倾倒完毕，忘记洗涤烧杯和玻璃棒
nB减小
偏低
未冷却至室温就注入容量瓶定容
V减小
偏高
定容时，仰视容量瓶的刻度线
V增大
偏低
定容时，俯视容量瓶的刻度线
V减小
偏高
定容时，水加多了，用滴管吸出
nB减小
偏低
定容摇匀后，发现液面下降，再加水至刻度线
V增大
偏低
溶解前烧杯内有水
—
无影响
1．配制一定物质的量浓度的NaOH溶液时，称量NaOH固体时间过长，对配制结果有影响吗？
提示：称量时间过长，会使NaOH变质而使配制溶液的浓度偏低。
2．定容时仰视或俯视刻度线，会影响配制的结果吗？
提示：仰视刻度线会使加水量增多，所配溶液的浓度偏低，俯视刻度线会使加水量减少，所配溶液的浓度偏高。
3．定容摇匀后液面低于刻度线，又加蒸馏水至刻度线，会对实验结果产生什么影响？
提示：定容后颠倒摇匀，会出现瓶内液面低于刻度线的现象，这是因为极少量溶液沾在瓶塞或磨口处，若再加蒸馏水至刻度线，则所配溶液物质的量浓度会偏低。
1．误差分析的方法
在配制一定物质的量浓度的溶液时，很多因素会引起溶液浓度的误差。分析误差时，要根据c＝，围绕实验操作对n或V的影响来分析。
(1)凡是使nB增大的因素，使cB偏大。
(2)凡是使nB减小的因素，使cB偏小。
(3)凡是使V增大的因素，使cB偏小。
(4)凡是使V减小的因素，使cB偏大。
2．定容时仰视或俯视刻度线产生的误差图解
(1)仰视刻度线(图1)。由于操作时是以刻度线为基准加水，刻度线低于液面，故加水量偏多，导致溶液体积偏大，浓度偏小。
(2)俯视刻度线(图2)。与仰视刻度线恰好相反，刻度线高于液面，故加水量偏少，导致溶液体积偏大，浓度偏大。
1．配制一定物质的量浓度的某溶液，下列情况会使配制结果偏低的是(　　)
A．未冷却即转移、定容
B．未洗烧杯及玻璃棒
C．定容时俯视刻度线观察液面
D．容量瓶中原有少量蒸馏水
解析：选B　A项未冷却即转移，最后导致溶液体积偏小，浓度偏高，B项，未洗涤导致溶质减少，浓度偏低，C项，俯视刻度线，导致V偏小，浓度偏大，D项没有影响。
2．某学生要配制500 mL 0.1 mol·L－1的氯化钠溶液，但实际配制出NaCl溶液的物质的量浓度为0.09 mol·L－1，原因可能是(　　)
①称量时砝码生锈
②容量瓶中原来存有少量蒸馏水
③溶解用的烧杯未经多次洗涤
④胶头滴管加水后定容时仰视刻度
A．①②　　　　　　　 B．②③
C．③④ D．①④
解析：选C　①称量时砝码生锈，使称得的NaCl的质量偏大，即配制的溶液的cB偏大；②容量瓶中原来存有少量蒸馏水对所配制溶液的cB无影响；③溶解用的烧杯未经多次洗涤会使溶质减少，从而导致所配制溶液的cB偏小；④定容时仰视刻度，则V偏大，导致cB偏小。
[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．用NaCl固体配制100 mL 1.00 mol·L－1 NaCl溶液，不需要用到的仪器是(　　)
A．100 mL容量瓶　　　　 B．试管
C．玻璃棒 D．胶头滴管
解析：选B　配制1.00 mol·L－1 氯化钠溶液 100 mL，配制顺序是：计算→称量→溶解→冷却→移液→洗涤→定容→摇匀→装瓶贴签，需要的仪器有托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、100 mL容量瓶、胶头滴管，不会使用到试管。
2．实验室中需要配制1 mol·L－1的NaCl溶液970 mL，配制时应选用的容量瓶的规格是(　　)
A．950 mL容量瓶 B．500 mL容量瓶
C．1 000 mL容量瓶 D．任意规格的容量瓶
解析：选C　配制溶液一定要选择合适的容量瓶，一般容量瓶的规格有100 mL、
250 mL、500 mL、1 000 mL，通常选择大于等于溶液体积的容量瓶，即题给实验中选择
1 000 mL的容量瓶。
3．下图是某同学用500 mL容量瓶配制0.10 mol·L－1 NaOH溶液的过程：
该同学的错误步骤有(　　)
A．1处 B．2处
C．3处 D．4处
解析：选C　第①步不能把NaOH固体放在称量纸上称量；第④步玻璃棒应接触容量瓶内壁刻度线以下的部位；第⑤步定容时应平视刻度线。即该同学的操作步骤中有3处错误。
4．使用容量瓶配制溶液时，由于操作不当，会引起误差，下列情况会使所配溶液浓度偏低的是(　　)
①用天平(使用游码)称量时，被称量物与砝码的位置放颠倒了　②溶液转移到容量瓶后，烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤　③转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水　④定容时，俯视容量瓶的刻度线　⑤定容后摇匀，发现液面降低，又补加少量水，重新达到刻度线
A．①②⑤ B．①③⑤
C．③④⑤ D．②③④
解析：选A　①对于天平来说，右盘应放砝码，其质量加上游码读数即为物质的质量，如果位置颠倒，则会使称量的物质的质量小于所需质量，最终导致浓度偏低；②烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤，会使浓度偏低；③容量瓶内有少量蒸馏水，不会影响浓度；④定容时，仰视容量瓶的刻度线会导致加水偏多，浓度偏低；⑤液面低于刻度线，再滴加蒸馏水至刻度线会导致溶液体积偏大，则浓度偏低。
5．实验室里要配制465 mL 0.2 mol·L－1的硫酸钠溶液。
(1)请填写下列空白：
A．计算、称量、溶解：在天平上称出________ g硫酸钠固体，把它放在烧杯里，用适量的蒸馏水溶解。
B．转移：把得到的溶液冷却后小心地沿着________注入________中。
C．洗涤：用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2～3次，每次洗涤液也小心转入容量瓶中。
D．定容：继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距刻度线1～2 cm，改用________小心滴加蒸馏水至溶液凹液面底部与刻度线相切。
E．摇匀：将瓶塞塞紧，充分摇匀。
F．贴标签、装试剂瓶：将配好的溶液倒入试剂瓶中，贴上标签，并洗涤容量瓶。
(2)下列情况会使所配溶液浓度偏高的是______(填字母)。
a．某同学定容时俯视容量瓶刻度线
b．没有进行上述的操作步骤C
c．摇匀后发现液面低于刻度线又加水了
d．进行B操作时将少量液体洒到外面
e．未冷却至室温就进行转移定容
解析：(1)选取容量瓶的容积应稍大于或等于配制溶液的体积，所以选500 mL的容量瓶；m＝nM＝cVM＝0.2 mol·L－1×0.5 mol×142 g·mol－1＝14.2 g；玻璃棒有引流的作用，所以选玻璃棒引流溶液；继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距刻度1～2 cm处，改用胶头滴管小心滴加蒸馏水至溶液凹液面底部与刻度线水平相切。
(2)a.在容量瓶中定容时俯视容量瓶刻度线，导致溶液的体积偏小，所配溶液的浓度偏高，正确；b.烧杯、玻璃棒未洗涤，导致溶质的物质的量偏小，所配溶液的浓度偏小，错误；c.定容后塞上瓶塞反复摇匀，静置后，液面不到刻度线，再加水至刻度线，导致溶液的体积偏大，所配溶液的浓度偏小，错误；d.有少量液体溅出，导致溶质的物质的量偏小，所配溶液的浓度偏小，错误；e.未冷却至室温就进行转移，冷却到室温后，液面会低于刻度线，溶液体积偏小，浓度偏大，正确。
答案：(1)14.2　玻璃棒　500 mL容量瓶　胶头滴管
(2)a、e
1．在容量瓶上无需标记的是(　　)
A．温度　　　　　　　　 B．浓度
C．刻度线 D．容积
解析：选B　容量瓶上标识着温度、容积、刻度线。
2．实验室配制1 mol·L－1 盐酸250 mL，下列不需用的仪器是(　　)
A．250 mL容量瓶 B．托盘天平
C．胶头滴管 D．烧杯
解析：选B　配制250 mL的盐酸溶液，需要使用250 mL的容量瓶、量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等。
3．使用胆矾(CuSO4·5H2O)配制0.1 mol·L－1硫酸铜溶液，正确的操作是(　　)
A．将胆矾加热除去结晶水后，称取16 g溶解在1 L水中
B．称取胆矾25 g溶解在1 L水中
C．将25 g胆矾溶于水，然后将此溶液稀释至1 L
D．将16 g胆矾溶于水，然后将此溶液稀释至1 L
解析：选C　胆矾的化学式为CuSO4·5H2O，由于本身含有结晶水，所以应取样品250 g·mol－1×0.1 mol·L－1×1 L＝25 g溶于水，然后将溶液稀释至1 L。
4．实验室中需要配制2 mol·L－1的NaOH溶液950 mL，配制时应选用的容量瓶的规格和称取的NaOH的质量分别是(　　)
A．950 mL,76.0 g B．500 mL,80.0 g
C．1 000 mL,80.0 g D．1 000 mL,76.0 g
解析：选C　配制950 mL溶液需选用1 000 mL的容量瓶，所需称取NaOH固体的质量为1 L×2 mol·L－1×40 g·mol－1＝80.0 g。
5．精确配制250 mL一定物质的量浓度的NaOH溶液，下列实验操作正确的是(　　)
A．选择仪器时，使用500 mL容量瓶
B．将称量好的氢氧化钠固体放入容量瓶中，加入少量水溶解
C．在烧杯中溶解氢氧化钠后，立即将所得溶液注入容量瓶中
D．将烧杯中的氢氧化钠溶液注入未经干燥的洁净容量瓶中
解析：选D　A项，容量瓶的规格应与所配制溶液的体积相一致，若要求配制的溶液体积和容量瓶容量不相等，应选择容积略大于要求配制的溶液体积的容量瓶。本题应选用250 mL容量瓶，错误；B项，容量瓶不能用作溶解的仪器，错误；C项，氢氧化钠在溶解过程中放热，直接在容量瓶中溶解或将热溶液注入其中会造成误差，错误；D项，在配制过程中，容量瓶是否有水不受影响，正确。
6．配制100 mL 1.0 mol·L－1的Na2CO3溶液，下列情况会导致溶液浓度偏高的是(　　)
A．容量瓶使用前用1.0 mol·L－1的Na2CO3溶液润洗
B．配制过程中，未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒
C．仰视确定凹液面与刻度线相切
D．用敞口容器称量Na2CO3且时间过长
解析：选A　A项，润洗过程中增加了Na2CO3的量，使浓度偏高；B项，配制过程中，未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒，溶质损失，结果偏低；C项仰视确定凹液面与刻度线相切，结果是加水多，溶液的体积大于100 mL，浓度偏低；D项用敞口容器称量Na2CO3且时间过长，吸收空气中的CO2，结果偏低。
7．用固体样品配制一定物质的量浓度的溶液，需经过称量、溶解、转移溶液、定容等操作。下列图示对应的操作规范的是(　　)
解析：选B　A项，用天平称量固体试剂，试剂不能直接放在托盘内，天平称量应遵循“左物右码”，错误；B项，溶解固体用玻璃棒搅拌，加速溶解，正确；C项，应用玻璃棒引流，防止溶液洒落，错误；D项，胶头滴管不能深入容量瓶内，应在容量瓶正上方，悬空滴加，错误。
8．为了配制100 mL 1 mol·L－1 NaOH溶液，其中有下列几个操作：
①NaOH用纸盛载进行称量　②选刚用蒸馏水洗净的100 mL容量瓶进行配制　③NaOH在烧杯里刚好完全溶解，立即把溶液转移到容量瓶中　④用蒸馏水洗涤烧杯内壁两次，洗涤液都移入容量瓶　⑤使蒸馏水沿着玻璃棒注入容量瓶，直到溶液的凹液面恰好跟刻度线相切
其中操作错误的是(　　)
A．①②③ B．③④⑤
C．②③⑤ D．①③⑤
解析：选D　①用托盘天平称量NaOH等易潮解或有腐蚀性的药品时，须用干燥而洁净的烧杯或表面皿，先称出烧杯或表面皿的质量，然后放入NaOH，再称出它们的总质量，用差减法得出NaOH的质量；步骤③中，应待稀溶液冷却后，再沿玻璃棒注入容量瓶；步骤⑤中，定容时，先往容量瓶中小心地加水，直到液面接近刻度1～2 cm处，改用胶头滴管加水，使溶液凹液面恰好与刻度线相切。
9．要配制500 mL 0.2 mol·L－1的FeSO4溶液，实验操作步骤有：
①在天平上称取a g绿矾(FeSO4·7H2O)，将它放在烧杯中，用适量蒸馏水使其完全溶解。
②将所得溶液沿玻璃棒注入500 mL容量瓶中。
③继续向容量瓶中加水至液面距刻度线1～2 cm处，改用胶头滴管加蒸馏水至液面底部与刻度线相切。
④用少量水洗涤烧杯和玻璃棒2～3次，每次洗液都转入容量瓶。
⑤将容量瓶瓶塞塞紧，充分摇匀。
填写下列空白：
(1)a g绿矾的实际质量为________ g。
(2)上述操作步骤的正确顺序为____________________________________________。
(3)若配制时遗漏步骤④，会使所配溶液的浓度________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(4)若加蒸馏水时不慎超过刻度线，处理方法是______；若操作步骤②时有溶液溅在容量瓶外，处理方法是________________。
解析：(1)绿矾质量为0.2 mol·L－1×0.5 L×278 g·mol－1＝27.8 g。(2)配制溶液的步骤为：计算→称量→溶解→洗涤→定容→摇匀。(3)若没洗涤烧杯和玻璃棒，溶质损失，浓度偏低。(4)若水超过了刻度线，已无法补救，只能重新配制。同样溶液外溅的处理方法也是必须重新配制。
答案：(1)27.8　(2)①→②→④→③→⑤　(3)偏低　(4)重新配制　重新配制
10．实验室欲用NaOH固体配制1.0 mol·L－1的NaOH溶液240 mL：
(1)配制溶液时，一般可以分为以下几个步骤：
①称量　②计算　③溶解　④摇匀　⑤转移　⑥洗涤
⑦定容　⑧冷却　⑨摇动
其正确的操作顺序为______________。本实验必须用到的仪器有天平、药匙、玻璃棒、烧杯、____________。
(2)某同学欲称量NaOH的质量，他先用托盘天平称量烧杯的质量，天平平衡后的状态如图所示。烧杯的实际质量为______g，要完成本实验该同学应称出______g NaOH。
(3)使用容量瓶前必须进行的一步操作是______。
(4)在配制过程中，其他操作都是正确的，下列操作会引起误差偏高的是______。
A．转移溶液时不慎有少量洒到容量瓶外面
B．定容时俯视刻度线
C．未冷却到室温就将溶液转移到容量瓶并定容
D．定容后塞上瓶塞反复倒转摇匀，静置后，液面低于刻度线，再加水至刻度线
解析：(1)配制1.0 mol·L－1 NaOH溶液的步骤为：计算所需NaOH固体的质量→用托盘天平称量→在烧杯中溶解→冷却至室温→向容量瓶中转移溶液→摇动容量瓶→洗涤烧杯及玻璃棒→向容量瓶中加水定容→反复上下颠倒，摇动容量瓶。根据实验步骤即判断出所用仪器还有250 mL容量瓶和胶头滴管。
(2)该同学将砝码与烧杯放反了，所以称得烧杯的质量为(20 g＋10 g)－2.6 g＝27.4 g，应称NaOH质量为1.0 mol·L－1×0.25 L×40 g·mol－1＝10.0 g。
(3)使用容量瓶的第一步操作为查漏。
(4)A使溶质物质的量减小，浓度偏低；B、C使体积减小，浓度偏高；D多加了水，体积偏大，浓度偏低。
答案：(1)②①③⑧⑤⑨⑥⑦④　250 mL容量瓶、胶头滴管　(2)27.4　10.0　(3)查漏　(4)B、C
1．在使用容量瓶配制溶液时，下列操作正确的是(　　)
A．使用容量瓶前都必须检查容量瓶是否漏水
B．容量瓶用蒸馏水洗净后，再用待配溶液润洗
C．称好的固体试样需用纸条小心地送入容量瓶中
D．摇匀后发现凹液面下降，再加水至刻度线
解析：选A　容量瓶使用前都必须检查是否漏水，A正确；容量瓶不能用待配溶液润洗，B错误；溶解固体应在烧杯中，C错误；摇匀后凹液面应当下降，因刻度线以上内壁粘附有溶液，此时不能再加水，否则会稀释所配制溶液，D错误。
2．如图表示配制一定物质的量浓度的NaCl溶液的部分操作示意图，其中有错误的是(　　)
解析：选C　定容时，视线应与凹液面的最低点在同一水平线上。
3．下列配制的溶液浓度偏高的是(　　)
A．配制盐酸用量筒量取盐酸时俯视刻度线
B．配制盐酸定容时，仰视容量瓶刻度线
C．称量4 g NaOH配制0.1 mol·L－1 NaOH溶液1 000 mL时，砝码错放左盘
D．NaOH溶解后未经冷却即注入容量瓶至刻度线
解析：选D　A项俯视刻度线，将会使量得盐酸的体积小于计算值，导致浓度偏低；B项定容时仰视容量瓶刻度线，将会导致加水量增多，使溶液浓度偏小；C项由于所称NaOH固体的质量为整数，不需移动游码，故称得固体NaOH的质量是准确的，不会影响到配制溶液的浓度；D项因热胀冷缩之故，会使容量瓶中的溶液在冷却后液面低于刻度线，导致所配溶液浓度偏高。
4．配制100 mL 1.0 mol·L－1 Na2CO3溶液，下列操作正确的是(　　)
A．称取10.6 g无水碳酸钠，加入100 mL容量瓶中，加水溶解、定容
B．称取10.6 g无水碳酸钠，加入100 mL蒸馏水，搅拌、溶解
C．转移Na2CO3溶液时，未用玻璃棒引流，直接倒入容量瓶中
D．定容后，塞好瓶塞，反复倒转、摇匀
解析：选D　10.6 g无水碳酸钠应加入烧杯中，加适量蒸馏水，用玻璃棒搅拌溶解，不能直接加入到100 mL容量瓶中。溶解后的溶液要用玻璃棒引流转移到容量瓶中，然后用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2～3次，并把洗涤液都转移到容量瓶中。
5．有一瓶14%的KOH溶液，加热蒸发掉100 g水后，变为28%的KOH溶液80 mL，该80 mL溶液的物质的量浓度为(　　)
A．5 mol·L－1 B．6 mol·L－1
C．6.25 mol·L－1 D．6.75 mol·L－1
解析：选C　设原溶液的质量为m，则m×14%＝(m－100 g)×28%，解得m＝200 g，溶质的物质的量为＝0.5 mol，则c＝＝6.25 mol·L－1。
6．利用硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)来配制1.0 mol·L－1CuSO4溶液500 mL，假如其他操作均准确无误，下列情况会引起所配溶液物质的量浓度偏高的是(　　)
A．称取硫酸铜晶体80.0 g
B．定容时，俯视观察刻度线
C．移液时，对用于溶解硫酸铜晶体的烧杯没有进行洗涤
D．称量时所使用的砝码有残缺
解析：选B　A项，CuSO4·5H2O物质的量为0.50 mol，其质量为250 g·mol－1×0.50 mol＝125 g，称取80.0 g会使溶质质量不足，从而引起所配溶液物质的量浓度偏低；B项，俯视时实际加水量少于应加的水量，即体积偏小，因此物质的量浓度偏高；C项，此做法会使溶质损失，使所配溶液物质的量浓度偏低；D项，称量时所使用的砝码有残缺，会导致溶质的物质的量偏少，物质的量浓度偏低。
7．下列对实验操作分析错误的是(　　)
A．配制0.1 mol·L－1 NaCl溶液时，若没有洗涤烧杯和玻璃棒，则所得溶液物质的量浓度偏低
B．NH4NO3溶解吸热，若配制0.5 mol·L－1 NH4NO3溶液时直接将溶解后的溶液转移到容量瓶中，则所得溶液的物质的量浓度偏高
C．配制一定物质的量浓度溶液时，若所用砝码已经生锈，则所得溶液的物质的量浓度偏高
D．配制一定物质的量浓度溶液时，若定容中不小心加水超过刻度线，立刻将超出的水吸出，则所得溶液的物质的量浓度偏低
解析：选B　A项，配制0.1 mol·L－1 NaCl溶液时，若没有洗涤烧杯和玻璃棒，则溶质的物质的量减少，所得溶液物质的量浓度偏低，正确；B项，NH4NO3溶解吸热，若配制NH4NO3溶液时直接将溶解后的溶液转移到容量瓶中，则根据热胀冷缩可知所得溶液的体积偏大，因此物质的量浓度偏低，错误；C项，配制一定物质的量浓度溶液时，若所用砝码已经生锈，则砝码质量增加，溶质的质量偏大，因此所得溶液的物质的量浓度偏高，正确；D项，配制一定物质的量浓度溶液时，若定容时不小心加水超过刻度线，立刻将超出的水吸出，则溶质的物质的量减少，所得溶液的物质的量浓度偏低，正确。
8．利用碳酸钠晶体(Na2CO3·10H2O)来配制0.5 mol·L－1的碳酸钠溶液1 000 mL，假如其他操作均是准确无误的，下列情况会引起配制溶液的浓度偏高的是(　　)
A．称取碳酸钠晶体100 g
B．定容时俯视观察刻度线
C．移液时，对用于溶解碳酸钠晶体的烧杯没有进行冲洗
D．定容时，将容量瓶振荡均匀，静置发现液面低于刻度线，于是又加入少量水至刻度线
解析：选B　A项，应称量Na2CO3·10H2O晶体的质量为0.5 mol·L－1×1 L×286 g·mol－1＝143 g，偏低。B项，俯视刻度线，体积偏小，浓度偏高。C项，没有洗涤，造成转移溶质偏少，浓度偏低。D项，造成体积偏大，浓度偏低。
9．实验室配制0.1 mol·L－1的BaCl2溶液可分两个阶段进行。
第一阶段：用托盘天平称取5.2 g无水BaCl2晶体。
第二阶段：溶解配制0.1 mol·L－1的BaCl2溶液。
第一阶段操作有如下几步：A.将游码拨至0.2 g处；B.将游码拨至“0”处；C.在天平两边的托盘上各放一张干净的等质量的滤纸，调节天平两边的螺母使天平平衡；D.取走药品，将砝码放回砝码盒内；E.往左盘内逐步添加晶体至天平平衡；F.在右盘上放置5 g砝码。
(1)其正确的操作顺序是(填字母)：
B―→(　　)―→(　　)―→A―→(　　)―→(　　)―→(　　)。
(2)在E操作中，只缺少量晶体时，其操作方法是_____________________________
________________________________________________________________________。
(3)第二阶段操作，应先将5.2 g BaCl2加适量蒸馏水溶解，溶解过程中使用的主要仪器有________、________。然后将溶液转入________中，再经________、________、________后即可得到0.1 mol·L－1 BaCl2溶液。
(4)下列操作使配制的BaCl2溶液浓度偏低的有______。
A．将砝码放在左盘上，BaCl2放在右盘上进行称量
B．选用的容量瓶内有少量蒸馏水
C．定容摇匀后，液面下降，又加水至刻度线
D．整个配制过程中，容量瓶不振荡
解析：(1)使用托盘天平的步骤为调零→放砝码→调游码→加物品→取物品→取砝码→游码回零。(2)只缺少量晶体时，应左手拿药匙，用右手轻轻拍打左手手腕，小心振动药匙加足药量。(3)溶解所需的仪器有烧杯、玻璃棒。(4)误差分析根据c＝＝，由m、V的大小判断。A将砝码放错位置后，称得的BaCl2为4.8 g，所得溶液浓度偏低；B无影响；C摇匀后再加水即增大了溶液体积，所得溶液浓度偏低；D不振荡，溶液不均匀。
答案：(1)C　F　E　D　B
(2)左手拿药匙，用右手轻轻拍左手手腕，小心振动药匙加足药量，使天平平衡
(3)烧杯　玻璃棒　250 mL容量瓶　洗涤　定容　摇匀
(4)A、C
10．现用质量分数为98%、密度为1.84 g·cm－3的浓H2SO4来配制500 mL 0.2 mol·L－1的稀H2SO4。可供选择的仪器有：①玻璃棒、②烧瓶、③烧杯、④胶头滴管、⑤量筒、⑥容量瓶、⑦托盘天平、⑧药匙。
请回答下列问题：
(1)上述仪器中，在配制稀H2SO4时用不到的有(填代号)________。
(2)经计算，需浓H2SO4的体积为________。现有①10 mL、②50 mL、③100 mL三种规格的量筒，你选用的量筒是________。
(3)将浓H2SO4加入到适量蒸馏水中稀释后，冷却片刻，随后全部转移到________ mL的容量瓶中，转移中应用玻璃棒________。转移完毕，用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2～3次，并将洗涤液全部转移到容量瓶中，再加适量蒸馏水，振荡容量瓶，使溶液混合均匀。然后缓缓地把蒸馏水直接注入容量瓶，直到液面接近刻度线________处。改用________滴加蒸馏水，使溶液的____________________________，振荡、摇匀后，装瓶、贴签。
(4)在配制过程中，其他操作都准确，下列操作中错误的是________，能引起误差偏高的有________(填代号)。
①洗涤量取浓H2SO4的量筒，并将洗涤液转移到容量瓶中
②稀释后的H2SO4溶液未等冷却至室温就转移到容量瓶中
③将浓H2SO4直接倒入烧杯，再向烧杯中注入蒸馏水来稀释浓H2SO4
④定容时，加蒸馏水超过刻度线，又用胶头滴管吸出
⑤转移前，容量瓶中含有少量蒸馏水
⑥定容摇匀后，发现液面低于刻度线，又用胶头滴管加蒸馏水至刻度线
⑦定容时，俯视刻度线
解析：(1)利用液体溶质配制溶液时，不用托盘天平和药匙，应使用量筒，另外不需要烧瓶。
(2)根据稀释前后，溶质的物质的量不变，可得＝0.5 L×
0.2 mol·L－1
解得：V＝5.4 mL
因此选用10 mL的量筒量取浓硫酸。
(4)误差分析时根据c＝＝，看错误操作会导致公式中哪个值发生变化，再进行判断。
①洗涤量取浓H2SO4的量筒，并将洗涤液转移到容量瓶中，操作错误，量筒中残留的液体不能洗涤，否则量取的液体体积变大，使结果偏高。
②稀释后的H2SO4溶液未等冷却至室温就转移到容量瓶中，操作错误，未冷却就转移溶液，导致溶液体积变小，结果偏高。
③稀释浓H2SO4时，应将浓H2SO4注入蒸馏水中，操作错误。
④定容时，加蒸馏水超过刻度线，用胶头滴管吸出的溶液中含有部分溶质，操作错误，导致结果偏低。
⑤转移前，容量瓶中含有少量蒸馏水，无影响。
⑥定容摇匀后，发现液面低于刻度线，又用胶头滴管加蒸馏水至刻度线，导致溶液体积变大，操作错误，结果偏低。
⑦定容时，俯视刻度线，导致溶液体积变小，操作错误，结果偏高。
答案：(1)②⑦⑧　(2)5.4 mL　①　(3)500　引流　1～2 cm　胶头滴管　凹液面正好跟刻度线相切
(4)①②③④⑥⑦　①②⑦

第一节金属的化学性质
第一课时
金属与非金属、酸、水的反应
[课标要求]
1．掌握金属单质的共性(物理性质)。
2．掌握钠、铝与氧气的反应，钠等活泼金属与水的反应。
3．初步学会根据铁与水蒸气反应的原理设计实验装置。
1．金属的通性
(1)金属元素的存在及含量
①金属元素的存在
a．化合态：绝大多数金属在自然界中均以化合态形式存在，如Al、Fe等。
b．游离态：极少数化学性质不活泼的金属以游离态形式存在，如Au。
②金属元素在地壳中的含量
(2)金属的物理通性
①状态：常温下，大部分为固体，唯一呈液态的是汞。
②色泽：除Cu、Au外，大多数金属为银白色，有金属光泽。
③三性：良好的导电性、导热性、延展性。
(3)金属的化学通性
①大多数金属与氧气等非金属反应(例如镁条燃烧)
现象：镁条剧烈燃烧，发出耀眼的强光，产生大量的白烟。
化学方程式：2Mg＋O22MgO。
②活泼金属与酸反应(例如镁条与稀盐酸反应)
现象：镁条逐渐溶解，同时产生无色气泡。
离子方程式：Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑。
③与盐溶液反应
a．铝丝与硫酸铜溶液反应。
现象：铝丝表面有红色物质生成。
离子方程式：2Al＋3Cu2＋===3Cu＋2Al3＋。
b．铜丝与硝酸银溶液反应。
现象：铜丝表面有银白色物质生成。
离子方程式：Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag。
[特别提醒]　(1)在金属活动性顺序中，排在(H)前面的金属能与稀盐酸(或稀硫酸)反应置换出H2，排在(H)之后的金属不能。金属的位置越靠前，其活动性越强，反应越剧烈。
(2)在金属活动性顺序中，位于前面的金属能够把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来(K、Ca、Na除外)。
2．金属与非金属的反应
(1)钠与氧气的反应
反应
条件
室温
加热
实验
步骤
实验
现象
新切开的钠具有银白色的金属光泽，在空气中很快变暗
钠先熔化成小球，然后剧烈燃烧，火焰呈黄色，生成淡黄色固体
化学方程式
4Na＋O2===2Na2O
2Na＋O2Na2O2
结论
钠是非常活泼的金属，与O2反应，条件不同时，现象不同，产物也不同
(2)铝与氧气的反应
实验现象
铝箔熔化，失去金属光泽，熔化的铝并不滴落
实验结论
常温下，铝与空气中的氧气反应，生成一薄层氧化铝
现象原因
铝表面生成的氧化膜Al2O3的熔点高于铝的熔点，包在铝的外面，所以熔化的液态铝不滴落
化学方程式
4Al＋3O2===2Al2O3
(3)金属与其他非金属的反应
金属与Cl2、S等物质反应生成相应金属氯化物、硫化物。
①Na与Cl2(在点燃条件下)反应的化学方程式：
2Na＋Cl22NaCl。
②Na与S(加热条件下)反应的化学方程式：
2Na＋SNa2S。
1．钠与O2在不同条件下生成产物有何不同？写出反应的化学方程式。
提示：钠与O2在常温下反应生成Na2O，加热条件下生成Na2O2，化学方程式分别为4Na＋O2===2Na2O,2Na＋O2Na2O2。
2.金属钠长期暴露于空气中，最终生成的物质是什么？
提示：Na2CO3
3．铝为活泼金属，为什么可以常温下“稳定”存在，而铁容易出现生锈现象？
提示：铝的性质活泼，常温下铝与氧气反应生成致密的氧化膜，阻止了内层铝与氧气的继续反应。
1．金属钠露置于空气中的主要变化
金属钠长期露置于空气中最终完全转变为Na2CO3粉末，此过程中的主要变化与现象有：
发生的主要变化的化学方程式为
①4Na＋O2===2Na2O；
②Na2O＋H2O===2NaOH；
④2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，
Na2CO3＋10H2O===Na2CO3·10H2O；
⑤Na2CO3·10H2O===Na2CO3＋10H2O。
2．常见金属与非金属的反应
与O2反应
与Cl2反应
与S反应
Na
常温下：
4Na＋O2===2Na2O
2Na＋Cl2 2NaCl
2Na＋SNa2S
加热时：
2Na＋O2Na2O2
Mg
常温下Mg被氧化生成致密的氧化膜
Mg＋Cl2MgCl2
Mg＋SMgS
点燃时：
2Mg＋O22MgO
Al
常温下Al被氧化生成致密的氧化膜
2Al＋3Cl22AlCl3
2Al＋3SAl2S3
加热时：
4Al＋3O22Al2O3
Fe
常温下，Fe在潮湿的空气中生锈，主要成分为Fe2O3
2Fe＋3Cl22FeCl3
Fe＋SFeS
Fe在纯氧中点燃生成Fe3O4
1．将一块铝箔用砂纸打磨表面后，在酒精灯上加热至熔化，下列说法正确的是(　　)
A．熔化的是铝　　　　　 B．熔化的是Al2O3
C．熔化物滴落 D．熔化物迅速燃烧
解析：选A　打磨掉氧化膜的铝又迅速被O2氧化为Al2O3，包裹在Al的表面，保护内层的Al不被继续氧化；由于Al2O3的熔点比Al高，当加热至铝熔化时，Al2O3薄膜依然完好存在，里面熔化的铝不与O2接触不能迅速燃烧，也不会滴落。
2．下列有关实验的描述，符合事实的是(　　)
A．金属钠暴露在空气里，表面变暗，生成白色的氧化钠固体
B．用坩埚钳夹住打磨过的镁带，在酒精灯上点燃，发出耀眼的白光，放出大量的热，产生白色粉末
C．用坩埚钳夹住铝箔在酒精灯上点燃，发出耀眼的白光，放出大量的热
D．用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯上加热至熔化，轻轻晃动，有液态的铝滴落下来
解析：选A　用坩埚钳夹住打磨过的镁带，在酒精灯上点燃，产生的是白色固体氧化镁，而不是白色粉末，B不正确；加热铝箔，并没有白光，且熔化的铝也不滴落，所以C、D不正确。
1．金属与酸的反应
通常情况下，位于金属活动性顺序中氢以前的金属能与非氧化性酸反应生成H2。
举例：
(1)Mg与稀硫酸的反应(离子方程式)：
Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑。
(2)Al与稀硫酸的反应(离子方程式)：
2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑。
(3)Fe与稀硫酸的反应(离子方程式)：
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
2．钠与水的反应
实验操作
实验现象
结论或解释
钠浮在水面上
钠的密度比水小
钠熔成小球
钠熔点较低，且反应放热
小球在水面上迅速游动，逐渐变小，最后消失
反应产生的气体推动小球运动
与水反应发出“嘶嘶”声
钠与水剧烈反应，反应放热并生成气体
反应后溶液的颜色逐渐变红
有NaOH生成
化学方程式
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
离子方程式
2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
3．铁与水蒸气的反应
实验装置
实验操作及现象
导管口冒出大量气泡，用小试管收集一试管气体，点燃，听到爆鸣声，证明生成了氢气
用火柴点燃肥皂液，听到爆鸣声，证明生成了氢气
实验结论
在高温下，铁能与水蒸气反应生成H2，化学方程式为
3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
[特别提醒]　钠着火不能用水灭火，需用沙土盖灭。
1．将一块钠投入到少量的盐酸中，发生哪些反应？写出反应的离子方程式。
提示：钠先与盐酸反应，过量的钠再与水反应。反应的离子方程式分别为2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑；2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。
2．把一小块钠投到CuSO4溶液中，可观察到哪些现象？写出反应的化学方程式。
提示：观察到钠浮在液面上，熔化成一闪亮的小球到处游动，有蓝色沉淀生成。反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4。合并后可得2Na＋2H2O＋CuSO4===Na2SO4＋Cu(OH)2↓＋H2↑。
3．铁与水蒸气可以反应，为什么日常生活中可以用铁壶烧水？
提示：铁与冷水、热水均不易反应，只有在高温下才能与水蒸气发生反应，所以可以用铁壶烧水。
钠与水、酸溶液、碱溶液和盐溶液的反应
1．钠与水的反应
离子方程式：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑，还原剂：Na，氧化剂：H2O。
2．钠与酸溶液的反应
(1)钠与酸溶液反应时先与酸中的H＋反应生成H2。
(2)如果钠过量，钠把酸消耗尽之后，再与水反应。
3．钠与碱溶液的反应
实质就是钠与水的反应。
4．钠与盐溶液的反应
钠与盐溶液反应时，首先与水反应生成NaOH，然后NaOH与盐发生复分解反应(若氢氧化钠不与盐反应，则只有钠与水的反应)。例如：
(1)Na与Fe2(SO4)3溶液的反应
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，
6NaOH＋Fe2(SO4)3===2Fe(OH)3↓＋3Na2SO4。
(2)Na与K2SO4溶液的反应
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑(仅此一步反应)。
1．金属钠分别与下列溶液反应时，既有气体又有沉淀产生的是(　　)
A．BaCl2溶液　　　　　 B．K2SO4溶液
C．FeCl3溶液 D．NH4NO3溶液
解析：选C　钠与盐溶液中的水反应生成NaOH和H2，故每种溶液中均有气体产生。A、B、D中均无沉淀生成，C中FeCl3与NaOH反应生成Fe(OH)3沉淀。
2．根据生活常识可知，铁不能与冷、热水反应。但能否与水蒸气反应呢？现利用如图装置研究铁与水蒸气的反应。
(1)湿棉花的作用是______________________________________________________。
(2)验证铁与水蒸气反应产生H2的方法是_______________________________________
________________________________________________________________________。
(3)写出铁与水蒸气在高温下反应的化学方程式：_______________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)加热时产生水蒸气
(2)用坩埚钳夹住燃着的火柴(或燃着的木条)去点燃从肥皂液中吹出的气泡，若发出爆鸣声，则可证明铁与水蒸气发生反应生成了H2
(3)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2↑
[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．下列说法正确的是(　　)
A．钠保存在煤油里的原因之一是它极易与氧气反应
B．铝在空气中很容易燃烧
C．镁表面的氧化膜疏松，不能保护内层金属
D．铁锈的主要成分是Fe3O4
解析：选A　B项，因为铝表面有氧化膜，所以不能燃烧；C项，镁表面有致密的氧化膜，能保护内部金属；D项，铁锈的主要成分是三氧化二铁。
2．将金属钠分别投入下列物质的水溶液中，生成白色沉淀的是(　　)
A．MgCl2 B．K2SO4
C．CuCl2 D．HCl
解析：选A　金属钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠再与盐反应产生沉淀。A项，氢氧化钠与氯化镁反应，生成氢氧化镁白色沉淀，正确；B项，氢氧化钠与硫酸钾不反应，错误；C项，氢氧化钠与氯化铜反应产生蓝色沉淀，错误；D项，无沉淀产生，错误。
3．一小块金属钠长时间置于空气中，可能有下列现象，这些现象出现的先后顺序是(　　)
①变成白色粉末　②变暗　③变成白色固体　④变成液体
A．①②③④ B．②③④①
C．②③①④ D．③②④①
解析：选B　钠在空气中发生如下变化：Na→Na2O→NaOH→Na2CO3·10H2O→Na2CO3。反应现象为：钠由银白色变暗，之后变成白色固体(NaOH)，白色固体潮解变成液体，与空气中的CO2、H2O结合形成白色晶体(Na2CO3·10H2O)，最后晶体风化，变成白色粉末(Na2CO3)。
4．某学习小组进行了下图所示的实验，实验后组员之间的交流不合理的是(　　)
A．甲同学认为试管b中收集到的气体可点燃，且产生淡蓝色火焰
B．乙同学认为试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁
C．丙同学认为将少量还原性铁粉放入试管中，加适量的水，加热也可实现该反应
D．丁同学认为用盐酸溶解固体生成所得溶液有颜色
解析：选C　在高温下铁与水蒸气反应生成氢气和四氧化三铁。A项，甲同学认为试管b中收集到的气体可点燃，且产生淡蓝色火焰，正确；B项，乙同学认为试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁，正确；C项，铁与水不反应，应该是水蒸气，丙同学的观点错误；D项，丁同学认为用盐酸溶解固体生成物得到FeCl2和FeCl3的混合溶液，溶液带有颜色，正确。
5．某化学课外活动小组为了检验钠与水反应的产物，设计了下图所示装置(夹持装置省略)。反应一会儿后加热铜丝。
根据反应中观察到的现象，回答下列问题：
(1)金属钠的变化现象是_________________________________________________。
(2)U形管中溶液的颜色________________，说明有________________生成。
(3)铜丝的变化现象是______________，说明有________生成；若去掉后面的装置，则检验生成的气体的方法是______________________________________________。
解析：该装置是钠与水反应实验的改进。由于使用了密封装置且增加了煤油，反应现象更便于观察，生成的物质更便于检验。钠位于水和煤油的界面处，与水发生反应2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，生成的H2与CuO在加热条件下发生反应H2＋CuOCu＋H2O。
答案：(1)钠在水和煤油的界面处上下浮动且逐渐变小，熔化成闪亮的小球　(2)逐渐由无色变为红色　NaOH
(3)由黑色变为红色　H2　在玻璃管口处点燃气体，有淡蓝色火焰产生
1．下列有关金属元素性质的叙述正确的是(　　)
A．金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性
B．金属元素在化合物中一定显正化合价
C．金属元素在不同化合物中化合价一定是不同的
D．金属元素的单质在常温下均为固体
解析：选B　金属元素的原子不能得到电子，只有还原性，但离子中如亚铁离子既可以得到电子被还原，表现氧化性，又可以失去电子被氧化成铁离子，表现还原性；对于没有变价的金属，在不同的化合物中的化合价是相同的；金属元素中的汞单质在常温下是液体。
2．下列关于金属钠的叙述正确的是(　　)
A．金属钠可以保存在煤油中
B．金属钠着火时，可用水来灭火
C．钠与硫酸铜溶液反应可置换出铜
D．实验时用剩的钠块不能放回原试剂瓶
解析：选A　A项，钠易被空气中的氧气氧化，需隔绝空气保存，钠的密度大于煤油，可以保存在煤油中，正确；B项，金属钠着火时，用沙子扑灭，若用水灭火钠会与水反应，错误；C项，钠是活泼的金属，与CuSO4溶液反应时先与水反应置换出H2，生成的NaOH再与CuSO4反应，而不能置换出铜，错误；D项，钠极易与水、氧气反应，因此实验时用剩的钠块应该放回原试剂瓶，错误。
3．下列有关铁与水反应的说法中正确的是(　　)
A．在任何条件下，铁与水均能发生反应
B．在高温时，铁与水蒸气反应生成氢氧化铁和氢气
C．在高温时，铁与水蒸气反应生成氧化铁和氢气
D．在高温时，铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气
解析：选D　铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2。
4．将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是(　　)
A．HCl　　　　　　　 B．NaOH
C．K2SO4 D．CuSO4
解析：选D　在A、B、C三个选项中只有H2放出，故溶液质量是增加的。D选项中由于Na与H2O反应生成的NaOH还能继续与CuSO4反应析出Cu(OH)2沉淀：2Na＋CuSO4＋2H2O===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑，故反应后溶液质量减轻。
5．取一小块金属钠，放在燃烧匙里加热，下列实验现象描述正确的是(　　)
①金属钠先熔化　②在空气中燃烧，放出黄色火花　③燃烧后得到白色固体　④燃烧时火焰为黄色　⑤燃烧后生成浅黄色固体物质
A．①② B．①②③
C．①④⑤ D．④⑤
解析：选C　由于金属钠的熔点比较低，所以金属钠放在燃烧匙中加热先熔化，然后燃烧生成浅黄色固体并且伴有黄色火焰。
6．下列反应的化学方程式不正确的是(　　)
A．常温时钠与纯氧反应：2Na＋O2===Na2O2
B．铝与氧气反应：4Al＋3O2===2Al2O3
C．钠与水反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
D．铁粉与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
解析：选A　常温时，不论是空气中的氧气，还是纯氧气与金属钠反应均生成氧化钠，加热时钠与氧气反应生成过氧化钠，A选项不正确。
7．下列有关金属钠的说法中，错误的是(　　)
A．钠只有在加热条件下才能与水蒸气反应
B．钠与氧气反应的产物与反应条件有关
C．钠在反应中易失电子，表现出还原性
D．钠应保存在煤油中
解析：选A　A项，钠在常温即与水剧烈反应，错误；B项，钠与氧气反应常温下生成氧化钠，加热时生成过氧化钠，正确；C项，钠与其他物质反应均易失去电子作还原剂，表现还原性，正确；D项叙述是钠的保存方法，正确。
8．将4.6 g Na投入到95.4 g水中，所得溶液中溶质的质量分数(　　)
A．等于4.6% B．等于8.0%
C．小于8.0% D．大于8.0%
解析：选D　钠与水反应，溶质为氢氧化钠，质量为8 g，但是由于反应时有气体放出，溶液质量小于100 g，质量分数大于8.0%。
9．有A、B、C三种常见的金属单质，A在空气中燃烧生成淡黄色固体；B也能在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光；C在一定条件下与水蒸气反应生成H2和一种黑色固体。根据以上信息回答下列问题：
(1)写出化学式：A.________；B.________；C.________。
(2)写出化学方程式：
①A在空气中燃烧_____________________________________________________；
②C与水蒸气反应_______________________________________________________；
③A与水反应____________________________________________________________。
解析：根据现象，可推断：A为Na，B为Mg，C为Fe，淡黄色固体为Na2O2，黑色固体为Fe3O4。
答案：(1)Na　Mg　Fe
(2)①2Na＋O2Na2O2
②3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2
③2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
10．某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁与水反应”的实验，并检验产物的性质，请回答下列问题：
(1)A装置的作用是________________________________________________________，
B中反应的化学方程式为__________________________________________________。
(2)D的作用是____________________________________________________________。
(3)E中的现象是__________________________________________________________。
(4)A、B两个装置中应先点燃________处的酒精灯，点燃E处酒精灯之前应进行的操作是________________________________________________________________________。
解析：(1)B中进行的反应是3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，故A为提供水蒸气的装置。
(2)D的作用是除去未反应的水蒸气，干燥H2。
(3)E中反应为H2＋CuOCu＋H2O，故黑色粉末变红，同时硬质玻璃管右端会有水珠生成。
(4)应先点燃A处，若先点燃B处，B中的Fe会与空气中O2反应生成Fe3O4，点燃E处酒精灯前要收集H2，检验纯度。
答案：(1)产生水蒸气　3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
(2)吸收未反应的水蒸气　(3)黑色固体变为红色，右端管壁有水珠生成　(4)A　收集H2，并检验其纯度
1．金属钠是一种活泼金属，除了具有金属的一般性质外，还具有自己的特性。下列关于钠的叙述中，正确的是(　　)
A．钠是银白色金属，熔点低，硬度大
B．钠放置在空气中，会迅速被氧化而生成淡黄色的氧化钠
C．在氧气中加热时，金属钠剧烈燃烧，发生黄色火焰
D．金属钠着火可以用水灭火
解析：选C　A中，钠的硬度小，可用小刀切割；B中，放置在空气中，钠被缓慢氧化生成白色的Na2O；D中，钠与水反应产生氢气，故钠着火时不能用水灭火。
2．下列关于金属铝的叙述中，说法不正确的是(　　)
A．铝的化学性质很活泼，在空气中极易形成致密氧化膜而不易被锈蚀
B．铝是比较活泼的金属，在化学反应中容易失去电子，表现出还原性
C．铝箔在空气中受热可以熔化，且发生剧烈燃烧
D．铝箔在空气中受热可以熔化，由于氧化膜的存在，熔化的铝并不滴落
解析：选C　尽管铝的化学性质很活泼，但在空气中易与氧气反应，生成一层稳定的致密氧化膜，故不易被锈蚀，A项正确；B项正确；铝箔在空气中受热可以熔化，但形成的氧化膜使得铝与氧气不再反应，因而也就不会燃烧，C项错误；D项正确。
3．将一小块金属钠投入到CuSO4溶液中，不可能观察到的现象是(　　)
A．溶液中有蓝色沉淀生成
B．有气体生成
C．有红色物质析出
D．钠熔成小球浮游在液面上
解析：选C　钠投入到CuSO4溶液中首先与水反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，此时钠熔化成闪亮的小球浮游在液面上，有气体生成，生成的NaOH与CuSO4发生复分解反应，产生蓝色絮状沉淀。但钠不能将铜置换出来。
4．对于金属的下列叙述不正确的是(　　)
A．在点燃Mg条之前，应先用砂纸打磨，除去表面的氧化膜
B．用砂纸打磨的铝条，放在酒精灯上加热至熔化，铝会滴落下来
C．铁在氧气中燃烧生成的氧化物的主要成分是Fe3O4
D．金属元素在自然界中多以化合态的形式存在，因为它们大多有较强的还原性
解析：选B　加热铝条至熔化，由于铝表面的Al2O3熔点较高，铝不会滴落下来。
5. 如图所示，在烧杯中加入水和苯(苯的密度为0.88 g·cm－3，与水互不相溶，且不与钠反应)各50 mL，将一小粒金属钠(密度为0.97 g·cm－3)投入烧杯中，观察到的现象可能为(　　)
A．钠在水层中反应并四处游动
B．钠停留在苯层中不发生反应
C．钠在苯的液面上反应并四处游动
D．钠在苯与水的界面处反应并可能上浮下沉
解析：选D　苯与水互不相溶，且钠的密度介于苯和水之间；加入钠后，钠处在苯与水的中间。由于钠能与水反应，生成氢气，氢气附着在钠的周围，浮力增大，钠上浮进入苯层，氢气放出后，浮力减小，钠又回到水层， 这样上浮下沉至反应完全。
6．如图所示，在蒸发皿中放一小块钠，加热至熔化时，用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4粉末与熔化的钠接触，瞬间产生耀眼的火花，同时有红色物质生成。据此判断下列说法中不正确的是(　　)
A．上述反应是置换反应
B．上述反应放出热量
C．上述反应中CuSO4表现了还原性
D．加热且无水条件下，Na可以与CuSO4反应并生成Cu
解析：选C　由题干条件知，钠与无水CuSO4接触产生火花说明反应放热；有红色物质生成说明有铜产生，由此可分析知熔融的钠与无水CuSO4发生了置换反应，钠表现了还原性。
7．将一小块钠投入盛5 mL饱和澄清石灰水的试管里，不可能观察到的现象是(　　)
A．钠熔成小球并在液面上游动
B．发出“嘶嘶”的响声
C．溶液底部有银白色物质生成
D．溶液变浑浊
解析：选C　将一小块钠投入饱和澄清石灰水中，钠与水剧烈反应，有A、B选项所叙述的现象，随着2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑反应的进行，水被消耗，溶液的温度升高，由于Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低，所以溶液中的Ca(OH)2有部分析出，可以观察到溶液变浑浊。
8．2.3 g纯净的金属钠在干燥的空气中被氧化后得到3.5 g固体，由此判断其产物是(　　)
A．只有Na2O B．只有Na2O2
C．Na2O和Na2O2 D．无法确定
解析：选C　若2.3 g钠全部生成Na2O，质量为3.1 g；若2.3 g钠全部生成Na2O2，质量为3.9 g，因为3.1 g<3.5 g<3.9 g，故氧化产物应为Na2O和Na2O2的混合物。
9.有人设计了如图所示的实验装置来探究钠与水反应(铁架台等仪器已略)。实验前在橡胶塞下端打一个小孔穴，将一大小适中的钠块固定于针头下端，向上抽动针头使钠块藏于孔穴内。在玻璃反应管内装入适量水(使钠块不与水接触)。实验时，拔去橡胶乳头，按住橡胶塞，将针头缓缓向上拔起，使钠与水接触，反应管内的液体被产生的气体压出，流入置于下方的烧杯中，气体则被收集在反应管内。
(1)钠与水反应的离子方程式为___________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)实验中“钠块熔化为闪亮的小球”说明______________________________________
__________________________；向烧杯中的溶液中滴加______________，溶液变红，说明钠与水反应生成碱性物质。
(3)如果实验前加入反应管内水的体积为a mL，欲使水最终全部被排出，则所取金属钠的质量至少为________g(设当时实验条件下气体摩尔体积为V mL·mol－1)。
解析：(3)V(H2)＝V(水)＝a mL
n(H2)＝＝ mol
由2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
　2 mol　　　　　　　　　1 mol
　n(Na)　　　　　　　　　 mol
n(Na)＝2× mol
m(Na)＝ mol×23 g·mol－1＝ g
答案：(1)2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
(2)钠与水的反应过程中有热量放出，Na熔点较低　酚酞溶液　(3)
10．某同学利用下图所示实验装置进行铁与水蒸气反应的实验，并对反应后硬质试管中固体物质的组成进行了探究。
请回答下列问题：
(1)硬质试管中湿棉花的作用是___________________________________________。
(2)铁与水蒸气的反应中，氧化剂是____________(填化学式，下同)，还原剂是_________________。
(3)该同学对反应后硬质试管中固体物质的组成提出了如下假设。
假设1：只有Fe；
假设2：只有____________(填化学式)；
假设3：既有Fe也有Fe3O4。
(4)为了验证反应后硬质试管中固体物质的组成，该同学进行了定量研究：反应前固体物质的质量为5.6 g，反应后固体物质的质量为6.6 g。从数据分析，反应后硬质试管中固体物质的组成为____________。
解析：(1)硬质试管中的湿棉花受热时可产生水蒸气，故硬质试管中湿棉花的作用是提供反应需要的水蒸气。(2)根据化学方程式：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，Fe在反应中失去电子作还原剂，H2O在反应中得到电子作氧化剂。(3)若Fe没有反应，则固体物质为Fe；若Fe部分反应，则固体物质为Fe与Fe3O4的混合物；若Fe全部反应，则固体物质为Fe3O4。(4)若5.6 g Fe完全反应，应得到 mol Fe3O4，其质量约为7.7 g，而实验测得反应后固体物质的质量为6.6 g，说明Fe部分反应，故反应后的硬质试管中固体物质为Fe和Fe3O4的混合物。
答案：(1)提供反应需要的水蒸气　(2)H2O　Fe
(3)Fe3O4　(4)Fe和Fe3O4

第二课时
铝与氢氧化钠溶液的反应
[课标要求]
1．了解铝与氢氧化钠溶液的反应。
2．掌握物质的量在化学方程式计算中的应用。
铝与盐酸、NaOH溶液的反应
铝与盐酸反应
铝与氢氧化钠溶液反应
实验
操作
实验
现象
铝片逐渐溶解，有无色气泡冒出，将点燃的木条放在试管口有爆鸣声
化学方
程式
2Al＋6HCl===
2AlCl3＋3H2↑
2Al＋2NaOH＋2H2O
===2NaAlO2＋3H2↑
离子方
程式
2Al＋6H＋===
2Al3＋＋3H2↑
2Al＋2OH－＋2H2O
===2AlO＋3H2↑
结论
铝既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应，都产生H2
[特别提醒]
铝制品不能用来蒸煮或长期储存酸性或碱性食物。
1．等质量的铝分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应，两者生成氢气的量有什么关系？
提示：产生H2的物质的量相等。
2．足量的铝分别与等浓度、等体积的盐酸和NaOH溶液反应，生成氢气的量有什么关系？
提示：产生H2的物质的量之比为1∶3。
铝与酸、碱液反应生成H2的量的关系
1．反应原理
2．量的关系
(1)定量关系
(2)铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应产生氢气体积关系归纳：
反应物的量
产生H2的体积关系
等量的铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应
＝1∶1
足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应
＝
一定量的铝分别与不足量的盐酸和过量的氢氧化钠溶液反应
<<1
1．称取两份铝粉，第一份加入足量的NaOH溶液，第二份加入足量的盐酸，若放出的氢气的体积相等(同温同压)。则两份铝粉的质量比为(　　)
A．1∶2　　　　　　 B．1∶3
C．3∶2 D．1∶1
解析：选D　因NaOH溶液和盐酸都是足量的，若铝与两者反应放出氢气的体积相等，则两份铝的质量相等。
2．等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为5∶7，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是(　　)
A．甲、乙中都是铝过量
B．甲中铝过量，乙中碱过量
C．甲中酸过量，乙中铝过量
D．甲中酸过量，乙中碱过量
解析：选B　因为等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生H2的体积比为1∶1，足量的铝分别与等物质的量浓度、等体积的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生H2的体积比为1∶3，而今产生H2的体积比：<<1，所以反应的情况为：铝过量，盐酸不足；铝不足，氢氧化钠过量。
[方法技巧]
　　一定量的铝分别和含等物质的量溶质的盐酸和氢氧化钠溶液反应，若产生氢气的体积比为<<1，则必定是：
①铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；
②铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而氢氧化钠过量。
化学方程式　　 2H2　＋　 O2 　2H2O(g)
计量数之比： 2 ∶ 1 ∶ 2
物质微粒数之比： 2 ∶ 1 ∶ 2
扩大NA: 2NA ∶ NA ∶ 2NA
物质的量之比： 2 mol ∶ 1 mol ∶ 2 mol
标准状况下
体积之比： 44.8 L ∶ 22.4 L ∶ 44.8 L
相同状况下
体积之比： 2 ∶ 1 ∶ 2
从以上例子可以看出：
(1)任意物质的微粒(构成微粒，下同)数目之比等于物质的量之比。
(2)在同温同压下，气态物质的微粒数目之比等于物质的量之比，等于气体体积之比。
(3)同一种任意状态的物质的微粒数目之比等于物质的量之比。
(4)化学方程式中化学计量数之比＝各物质的物质的量之比＝各物质微粒数目之比。
(5)化学方程式除可以表示反应物、生成物的粒子数目关系和质量关系外，还可以表示它们的物质的量关系，如H2＋Cl22HCl可表示1 mol H2与1 mol Cl2完全反应生成2_mol_HCl。
1．根据化学方程式计算时，已知物理量与被求物理量是否必须一致？
提示：不一定；只要满足“上下单位相同，左右相对应”即可。
2．1.15 g金属钠与水反应，生成气体在标准状况下的体积是多少？
提示：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
2 mol　　　　　　　　　22.4 L
　 　　　　　　　V(H2)
2 mol∶22.4 L＝∶V(H2)，则V(H2)＝0.56 L
1．基本步骤
2．计算类型
(1)基本计算
已知一种反应物(或生成物)的量求解其他物质的有关量，此时，只要按照化学方程式中量的关系，列出已知物质和待求物质的比例式计算便可。
(2)过量计算
给出了两种反应物的量，求解某产物的量。
方法：按照化学方程式中量的关系判断哪一种物质过量，然后根据量不足的物质进行求解。
3．解题技巧
(1)关系式法
示例：把CO还原Fe2O3生成的CO2通入澄清石灰水中，求生成沉淀的质量。
分析：①写出反应方程式：
3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，
CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
②列关系式
3CO～3CO2～3CaCO3，即CO～CaCO3，以上关系也可根据C原子守恒。
(2)守恒法
①电子守恒：氧化还原反应中得电子总数等于失电子总数。
②电荷守恒：电解质溶液中，阳离子所带正电荷总数＝阴离子所带负电荷总数；离子方程式中，反应物所带电荷总数＝生成物所带电荷总数。
(3)差量法
原理：根据化学反应前后物质的有关物理量发生的变化，找出“理论差量”，如反应前后的质量、物质的量、气体体积等。结合题目实际差量列出比例式进行解答。
示例： 　 Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4 固体质量差
理论差量 56 g 64 g 64 g－56 g＝8 g
实际差量 x m g
则＝，x＝7m g。
1．标准状况下，3.25 g锌与足量的盐酸反应欲计算产生H2的量，下列比例式正确的是(　　)
A．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
1 mol 1 mol
3．25 g m(H2)
B．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
65 g 1 L
3．25 g V(H2)
C．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
1 mol 22.4 L
3．25 mol V(H2)
D．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
65 g 22.4 L
3．25 g V(H2)
解析：选D　列比例式应遵循“上下单位一致，左右计量相当”的原则，A、C不正确，B项中65 g Zn对应H2的体积不是1 L。
2．1.15 g金属钠跟水反应，得到100 mL溶液，试计算：
(1)生成的气体在标准状况下的体积。
(2)反应后所得溶液的物质的量浓度。
解析：设生成标准状况下气体的体积为V，物质的量浓度为c。
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
2×23 g　　　　2 mol　　22.4 L
1．15 g　　　　 0.1 L×c　V
V＝＝0.56 L，
c＝＝0.5 mol·L－1。
答案：(1)0.56 L　(2)0.5 mol·L－1
[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．有关Al与NaOH溶液反应的说法中，正确的是(　　)
A．Al是还原剂，NaOH及H2O均是氧化剂
B．还原产物是H2，且由H2O还原所得的H2与NaOH还原所得的H2物质的量之比为2∶1
C．反应中1 mol Al失去4 mol电子
D．此反应中，只有水是氧化剂，NaOH既不是氧化剂也不是还原剂
解析：选D　Al与NaOH溶液反应的分析如下：
所以反应中，氧化剂是H2O，还原剂是Al，NaOH既不是氧化剂也不是还原剂。
2．铝制品具有较强的抗腐蚀性能，主要是因为(　　)
A．铝具有银白色的金属光泽
B．铝表面形成致密的氧化物薄膜
C．铝不与碱反应
D．铝不与酸反应
解析：选B　铝制品具有较强的抗腐蚀性，是因为铝表面产生一层致密的氧化物薄膜，阻碍反应的进行。
3．质量比为2∶3的金属铝分别跟足量稀H2SO4和NaOH溶液反应，则产生H2的体积比是(　　)
A．1∶2　　　　　　　　 B．1∶3
C．2∶3 D．3∶2
解析：选C　由化学方程式2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知，两反应中均2 mol Al生成3 mol H2，因此，产生H2的体积比为2∶3。也可由得失电子数判断，由＋1价氢变成0价氢气是得到电子，H2的体积与得到电子数成正比，与失去电子数成正比，即与Al的质量成正比。
4．Na、Mg、Al三种金属各2 mol分别跟1 L 1 mol·L－1的盐酸反应时，相同条件下放出氢气体积最大的是(　　)
A．Al B．Mg
C．Na D．三者产生的氢气一样多
解析：选C　由化学方程式2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑，Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，可知，2 mol Na、Mg、Al分别消耗2 mol、4 mol、6 mol，而盐酸的物质的量为1 mol，所以酸完全反应，Mg、Al放出氢气的物质的量为0.5 mol，Na除了与盐酸反应外，还与水反应，共放出氢气1 mol，所以放出氢气体积最大的是Na。
5．完成下面有关钠、镁、铝的计算及判断。
(1)分别取a g钠、镁、铝分别与足量盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积比是________________________________________________________________________。
(2)分别取0.1 mol钠、镁、铝与足量盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积比是________________。
(3)若产生相同体积(同温同压)的氢气，所需钠、镁、铝三种金属的物质的量之比是________；质量比是________。
解析：(1)a g Na、Mg、Al的物质的量分别为 mol、 mol、 mol，由三者与足量盐酸反应的化学方程式：2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑，Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，可得关系式：2Na～H2，Mg～H2,2Al～3H2，所以a g Na、Mg、Al生成H2的体积之比为∶∶＝∶∶。
解答本题也可由电子守恒知产生氢气的体积之比即为金属转移的电子数之比：(×1)∶(×2)∶(×3)，直接得出答案。
(2)0.1 mol钠、镁、铝与足量盐酸反应，转移电子数之比为(0.1 mol×1)∶(0.1 mol×2)∶(0.1 mol×3)＝1∶2∶3，即产生H2的体积之比为1∶2∶3。
(3)与前两问恰好反过来，氢气的体积相等，转移的电子数相等，即为金属失去的电子数相等。
答案：(1)∶∶　(2)1∶2∶3
(3)1∶∶(或6∶3∶2)　23∶12∶9
1．除去镁粉中的等量铝粉，可选用的试剂是(　　)
A．稀盐酸　　　　　　　 B．稀硝酸
C．NaOH溶液 D．氯化钠溶液
解析：选C　镁可与酸反应，但不能与碱液反应。
2．下列关于铝的说法中，不正确的是(　　)
A．能与盐酸反应
B．常温下不能与氧气反应
C．能与NaOH溶液反应
D．地壳中含量最高的金属元素
解析：选B　铝既能与酸反应又能与氢氧化钠溶液反应放出氢气，A、C正确；铝的性质活泼，常温下与氧气反应生成致密的氧化物保护膜，B错误；铝是地壳中含量最多的金属，D正确。
3．相同质量的镁和铝分别与足量的盐酸反应，生成标准状况下的氢气(　　)
A．一样多 B．镁多
C．铝多 D．均为22.4 L
解析：选C　反应中金属失去电子越多，生成氢气的体积越大，同质量Mg、Al失去电子数之比为×2∶×3＝3∶4，即产生H2的体积比为3∶4。
4．等量镁铝合金粉末分别与下列四种过量物质充分反应，放出氢气最多的是(　　)
A．NaOH溶液 B．H2SO4稀溶液
C．蔗糖溶液 D．NaCl溶液
解析：选B　镁和铝都能与稀H2SO4反应，而与NaOH溶液反应时，只有铝参加反应，故前者生成氢气多；C、D项不反应，无氢气放出。
5．铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相同时，反应中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为(　　)
A．1∶1　　　　　　　　 B．2∶1
C．3∶1 D．1∶3
解析：选C　2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
　　　　　　　　6 mol　　　　　3 mol
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2 mol　　　　　　　　　　　 3 mol
n(HCl)∶n(NaOH)＝6∶2＝3∶1。
6．两份铝屑，一份与足量的稀盐酸反应，另一份与足量的NaOH溶液反应，产生H2的体积比为1∶2(同温同压下)，则两份铝屑的质量比为(　　)
A．1∶1 B．1∶2
C．1∶3 D．1∶4
解析：选B　2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，由于盐酸、氢氧化钠均足量，生成H2的量应根据Al的量计算。从反应方程式可看出，若生成H2的体积比为1∶2，则两份铝屑的质量比为1∶2。
7．在天平的左右两个托盘上放有两个烧杯，两个烧杯中分别盛有盐酸和氢氧化钠溶液，天平处于平衡状态，当分别向两烧杯中加入等质量的铝(酸和碱都是足量的)充分反应后(　　)
A．天平保持平衡 B．左高右低
C．左低右高 D．无法确定
解析：选A　由化学方程式2Al＋2H2O＋2NaOH===2NaAlO2＋3H2↑及2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑可知，当酸和碱过量时，等量的铝反应能产生等量的氢气，所以天平依然保持平衡。
8．甲、乙两烧杯中各盛有3 mol·L－1的盐酸和氢氧化钠溶液100 mL，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为甲∶乙＝1∶2，则加入铝粉的质量为(　　)
A．5.4 g B．3.6 g
C．2.7 g D．1.8 g
解析：选A　由6HCl＋2Al===2AlCl3＋3H2↑，2NaOH＋2Al＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知，两份等质量的Al都完全反应时，生成的H2也等量，消耗的HCl与NaOH不等量。实际上HCl、NaOH同为0.3 mol，且生成H2的量比为1∶2，所以HCl相对Al不足，NaOH相对Al过量。生成H2的量为1∶2，参加反应的Al的量也为1∶2。与0.3 mol HCl反应的Al为2.7 g，则与NaOH溶液反应的Al为5.4 g。
9．在一个用铝制的易拉罐内充满CO2气体，然后往罐内注入足量的NaOH溶液，立即用胶布密封罐口。经过一段时间后，罐壁内凹而瘪，再过一段时间后，瘪了的罐壁重新鼓起来。
(1)罐壁内凹而瘪的原因是__________________________________________________，
离子方程式可能为_________________________________________________________；
(2)罐再鼓起的原因是_____________________________________________________，
离子方程式可能为________________________________________________________。
解析：在易拉罐内充入CO2后加入NaOH溶液，会发生反应2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，而使罐内气体压强减小，所以在外界大气的作用下而变瘪；而后过量的NaOH溶液会与易拉罐的成分铝发生反应而生成H2，发生的反应是2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，所以罐内压强会变大，所以易拉罐又会重新鼓起来。
答案：(1)CO2被吸收而被外界大气压瘪
2OH－＋CO2===CO＋H2O
(2)由于铝与碱反应生成H2，压强增大而重新鼓起
2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
10．向500 mL NaOH溶液中投入10.8 g Al，二者恰好完全反应，计算：
(1)Al的物质的量。
(2)参加反应的NaOH的物质的量和溶液的物质的量浓度。
(3)生成的H2在标准状况下的体积。
解析：(1)Al的摩尔质量是27 g·mol－1，n(Al)＝＝0.4 mol。
(2)2Al　＋　2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
　2　　　　2
　0.4 mol　n(NaOH)
则＝，n(NaOH)＝0.4 mol
c(NaOH)＝＝0.8 mol·L－1。
(3)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
　 2 mol　　　　　　　　　　　　　3×22.4 L
　 0.4 mol　　　　　　　　　　　　　V(H2)
V(H2)＝＝13.44 L。
答案：(1)0.4 mol　(2)0.4 mol　0.8 mol·L－1
(3)13.44 L
1．物质在发生化学反应时(　　)
A．它们的质量一定相等
B．它们的物质的量一定相等
C．它们的质量之比等于方程式中化学计量数之比
D．它们的物质的量之比等于方程式中化学计量数之比
解析：选D　化学方程式中各物质的化学计量数之比等于其物质的量之比。
2．将铝投入到一定量的NaOH溶液中，充分反应后，有2 mol 的电子发生转移，则参加反应的NaOH的物质的量为(　　)
A. mol B．1 mol
C．2 mol D． mol
解析：选D　铝在参加反应时1 mol Al可失去3 mol电子，因此有2 mol电子转移时需Al的物质的量为 mol，根据2Al＋2H2O＋2NaOH===2NaAlO2＋3H2↑
2 mol　　　2 mol
mol　　　n(NaOH)
得n(NaOH)＝ mol。
3．若在加入铝粉能放出氢气的溶液中，分别加入下列各组离子，一定能大量共存的是(　　)
A．NH、SO、CO、K＋
B．Na＋、Ba2＋、Ca2＋、HCO
C．Mg2＋、SO、K＋、Cl－
D．K＋、Cl－、Na＋、SO
解析：选D　加入铝粉能放出氢气的溶液中可能含H＋，也可能含OH－。分别加入各组离子，一定能大量共存，是指各组离子应与H＋共存且能和OH－共存。A项中，NH与OH－生成NH3·H2O，CO与H＋生成H2CO3，该组离子不共存；B项中，HCO与H＋、OH－都能发生反应；C项中，Mg2＋与OH－不能共存；D项中，各离子与H＋和OH－都不发生反应，符合要求。
4．用除去表面氧化膜的铝箔包装0.1 mol金属钠，用针扎出一些小孔，放入水中，完全反应后，用排水集气法收集产生的气体，则收集到的气体为(标准状况)(　　)
A．O2和H2的混合气体　 B．1.12 L H2
C．大于1.12 L H2 D．小于1.12 L H2
解析：选C　首先钠与水反应生成NaOH和H2，铝再与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2，收集到的气体为两者产生的氢气之和，0.1 mol钠与水反应产生标准状况下气体1.12 L，此时加上铝与NaOH溶液反应放出的H2比钠单独产生的H2多。
5．在500 mL NaOH溶液中加入足量铝粉，反应完全后共收集到标准状况下的气体33.6 L，该NaOH溶液的浓度为(　　)
A．1.0 mol·L－1 B．2.0 mol·L－1
C．1.5 mol·L－1 D．3.0 mol·L－1
解析：选B　2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2 mol 67.2 L
n(NaOH) 33.6 L
n(NaOH)＝＝1 mol，
c(NaOH)＝＝2 mol·L－1。
6．将5.4 g铝分别放入100 mL 2 mol·L－1硫酸(甲)和100 mL 2 mol·L－1氢氧化钠溶液(乙)中，相同条件下生成的气体的体积(　　)
A．甲多　　　　　　　 B．乙多
C．一样多 D．无法判断
解析：选B　反应的化学方程式为2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，5.4 g铝、100 mL 2 mol·L－1硫酸、100 mL 2 mol·L－1氢氧化钠的物质的量都为0.2 mol，根据化学方程式可知硫酸不足，反应产生的氢气比较少，答案选B。
7．一定质量的铝铁合金溶于足量的NaOH溶液中，完全反应后产生3.36 L(标准状况下)气体；用同样质量的铝铁合金完全溶于足量的盐酸中，在标准状况下产生5.6 L的气体，则该合金中铝、铁的物质的量之比为(　　)
A．1∶1 B．2∶5
C．3∶2 D．3∶5
解析：选A　将铝铁合金溶于NaOH溶液中时，只有铝参与反应，而铁不反应，此时生成的3.36 L(即0.15 mol)氢气是由反应2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑生成的，故合金中n(Al)＝0.15 mol×＝0.1 mol；当同样质量的合金与盐酸反应时，铝参与反应生成的H2为0.15 mol，则由Fe置换出的n(H2)＝0.25 mol－0.15 mol＝0.1 mol，即合金中含Fe的物质的量也为0.1 mol。
8．在杠杆的两端分别挂着质量相同的铝球和铁球，此时杠杆平衡。然后将两球分别浸没在溶液质量相等的稀烧碱溶液和硫酸铜溶液中一段时间，如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．铝球表面有气泡产生，且有白色沉淀生成，杠杆不平衡
B．铝球表面有气泡产生，溶液澄清；铁球表面有红色物质析出，溶液蓝色变浅，杠杆右边下沉
C．反应后去掉两烧杯，杠杆仍平衡
D．右边球上出现红色，左边溶液的c(OH－)增大
解析：选B　左边中的Al球与NaOH溶液反应：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，有一部分铝溶解，并产生气体，生成NaAlO2；右边Fe球浸在CuSO4溶液中发生反应：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，铁球表面有红色物质析出，铁球质量增加，Cu2＋减少，溶液蓝色变浅，左边消耗OH－，使c(OH－)减小。
9．一块表面已被氧化为氧化钠的钠块17.0 g，投入到50 g水中，最多能产生0.20 g气体，填写下列空格。
(1)写出涉及的化学方程式_________________________________________________，
________________________________________________________________________。
(2)钠块中钠的质量是________。
(3)钠块中氧化钠的质量是________。
(4)原来钠块中被氧化的钠的质量是________。
(5)设所得溶液的体积为50 mL，求所得溶液物质的量浓度________。
解析：(1)该过程中涉及的化学方程式有：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，Na2O＋H2O===2NaOH。
(2)反应生成氢气的质量为0.2 g，则：
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
46　　　　 　　　　　　　2
m(Na)　　　　　　　　0.2 g
m(Na)＝＝4.6 g；
钠块中氧化钠的质量＝17 g－4.6 g＝12.4 g。
(4)m(Na2O)＝12.4 g，则被氧化成氧化钠的金属钠的质量＝×2×23 g·mol－1＝9.2 g。
(5)原样品中钠元素的质量＝4.6 g＋9.2 g＝13.8 g，钠原子的物质的量＝＝0.6 mol，根据钠守恒得，溶液中氢氧化钠的物质的量＝0.6 mol，则氢氧化钠的浓度＝＝12 mol·L－1。
答案：(1)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑　Na2O＋H2O===2NaOH　(2)4.6 g　(3)12.4 g　(4)9.2 g　(5)12 mol·L－1
10．某学习小组用如图所示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。
(1)A中试剂为________。
(2)实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是____________________。
(3)检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有：①记录C的液面位置；②将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；③待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；④由A向B滴加足量试剂。上述操作的顺序是________(填序号)；记录C的液面位置时，除视线平视外，还应__________。
(4)B中发生反应的化学方程式为___________________________________________
_______________________________________________________________________。
(5)若实验用铝镁合金的质量为a g，测得氢气体积为b mL(已换算为标准状况)，B中剩余固体的质量为c g，则铝的相对原子质量为________________。
(6)实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得的质量分数将________(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。
解析：(1)观察实验装置图可知是用量气法完成实验目的，故A中应盛放NaOH溶液，在B中发生2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2的反应。
(2)目的是除去铝镁合金表面的氧化膜。
(3)正确顺序应为①④③②；为使C中气体的压强与外界大气压相等，还应使D与C的液面相平。
(5)据2Al 　～ 　3H2
　 　2 mol　　 　3 mol
　　　
得M(Al)＝。
(6)据w(Al)＝×100%的计算公式可知未洗涤不溶物会造成铝的质量分数偏小。
答案：(1)NaOH溶液　(2)除去铝镁合金表面的氧化膜　(3)①④③②　使D和C的液面相平
(4)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2
(5)　(6)偏小

第三节
用途广泛的金属材料
[课标要求]
1．了解合金的含义及特性。
2．了解铜合金和钢的分类、组成及用途。
3．初步认识合理使用金属材料的意义。
1．合金的概念
合金是指由两种或两种以上的金属(或金属和非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。
2．合金的一般性质
合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，在许多方面不同于各成分金属，主要差异有：
(1)硬度：合金的硬度及机械加工性能一般高于各成分金属。
(2)熔点：合金的熔点一般低于各成分金属。
3．常见的合金
(1)铜合金
合金
主要成分
主要性能
主要用途
青铜
铜、锡、铅
强度高、可塑性好、耐磨、耐腐蚀
用于制造机械零件，如轴承、齿轮等
黄铜
铜、锌
强度高、可塑性好、易加工、耐腐蚀
用于制造机械零件、仪表、日用品
白铜
铜、镍
光泽好、耐磨、耐腐蚀、易加工
用于制造精密仪器和装饰品
(2)钢——用量最大、用途最广的合金
①钢的分类
②合金钢的类型
名称
主要合金元素
主要特性
主要用途
锰钢
铁、锰、碳
韧性好，硬度大
钢轨、轴承、钢磨、挖掘机铲斗、坦克装甲
不锈钢
铁、铬、镍
抗腐蚀性好
医疗器械、容器、炊具
硅钢
铁、硅
导磁性好
变压器、发电机和电动机中的铁芯
钨钢
铁、钨
耐高温、硬度大
刀具
(3)铝合金
(4)钛合金
[特别提醒]　(1)合金是混合物而不是纯净物。
(2)不锈钢的抗腐蚀能力比纯铁强。
(3)合金具有许多优良的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加合；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。
(4)并非所有的金属都能形成合金，两种金属形成合金，其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化，若一种金属的熔点高于另一金属的沸点，则二者不能形成合金。
1．下列物质中，不属于合金的是(　　)
A．硬铝　　　　　　　　 B．黄铜
C．钢铁 D．水银
解析：选D　硬铝是铝、铜、镁、锰等形成的合金；黄铜是铜锌合金；钢是铁碳合金；而水银是纯净的汞单质。
2．对于合金的说法，不正确的是(　　)
A．常见的铜合金是青铜和黄铜
B．合金与各组分金属相比一般具有更低的熔点
C．钢是铁和碳的合金，生铁则是纯铁
D．合金与各组分金属相比一般具有更大的硬度
解析：选C　生铁是含碳量比钢更高的铁和碳的合金。
1．金属材料的分类
金属材料
2．正确使用金属材料的几个方面
3．正确选用金属材料的一般思路
(1)金属的性质决定其主要用途，在选用材料时应首先考虑其性质与用途的一致性。
(2)所选材料的强度、机械性能、外观、加工难度等主要从金属的物理性质考虑，如密度、硬度、延展性、导电性、导热性、强度等。
(3)材料的稳定性、日常维护应从其化学性质考虑，如在空气、水、酸、碱、盐环境的化学稳定性及耐腐蚀性等。
(4)材料的经济性，如价格，应从原料的储量、开采与冶炼难度等方面考虑。
4．金属的回收和资源保护
(1)废旧金属的最好处理方法是回收利用。
(2)回收利用废旧金属的意义是减少垃圾量，防止污染环境且缓解资源短缺的矛盾。
1．选用金属材料时，以下方面需要考虑的是(　　)
①主要用途　②物理性质、化学性质　③价格　④加工难度　⑤日常维护　⑥对环境的影响
A．①②③　　　　　　 B．③④⑤
C．①⑤⑥ D．全部
解析：选D　在选用材料时要综合考虑所选材料的性能、价格、加工难度、日常维护、对环境的影响等因素，从众多材料中选取合适者。
2．镁铝合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等，下列与这些用途无关的性质是(　　)
A．不易生锈 B．导电性好
C．密度小 D．强度高
解析：选B　由题目的描述可得题述的装潢材料与导电性无关。
[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．在生活、生产中，目前用量最大、用途最广的合金是(　　)
A．钛合金　　　　　　 B．铜
C．钢 D．硬铝
解析：选C　目前在生产、生活中用量最大，用途最广的合金是钢。
2．纯铁的熔点为1 535 ℃，而高炉中炼铁时生铁(含碳量较高的铁合金)在1 200 ℃左右就熔化了，这是因为(　　)
A．铁的纯度越高，熔点越低
B．合金的熔点比其成分物质的熔点高
C．形成了铁碳合金，所以熔点变低
D．在高炉中熔化的过程发生了化学反应
解析：选C　合金的熔点比成分金属低。
3．某合金与铁的物理性质的比较如下表所示：
熔点(℃)
密度
(g/cm3)
硬度
(金刚石为10)
导电性
(银为100)
其他性质
某合金
2 500
3.00
7.4
2.3
耐腐蚀
铁
1 535
7.86
4.5
17
纯铁耐腐蚀
还知该合金耐腐蚀、强度大。从以上性能看，该合金不适合作(　　)
A．导线 B．门窗
C．炉具 D．飞机外壳
解析：选A　从该合金与铁的性质对比情况来看，在熔点、密度和硬度上，此合金的性能均优于铁，但导电性比较差，所以不适宜作导线。
4．现代建筑的门窗框架，常用电解加工成古铜色的硬铝。取硬铝样品进行如下实验：
样品
(硅可与氢氧化钠溶液反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑)由此推知硬铝的组成是(　　)
A．Al、Mg、Si、Zn B．Al、Cu、Mg、Si
C．Al、Fe、C、Cu D．Al、Si、Zn、Na
解析：选B　样品加入过量盐酸，比氢活泼的金属(如Al、Mg、Zn、Na)全部溶解。向不溶物中加入过量的NaOH溶液，有气体生成，说明样品中含有Si，再向不溶物中加入过量盐酸，仍有不溶物，说明含有Cu或C等。
5．历史上金、银、铜主要是作为货币金属或装饰品被应用。
(1)金、银、铜常被作为钱币流通，从化学角度来看，主要是利用它们的________(填字母)。
A．硬度适中
B．密度适中
C．在自然界里都可得到纯净的单质
D．不活泼性
(2)试样X由氧化亚铁和氧化铜组成，取质量相等的两份试样，按下图所示进行实验：
请写出步骤③中所发生的全部反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。
若全部的溶液Y和全部的粉末Z充分反应后，生成的不溶物W的质量是m，则每份试样X中氧化铜的质量为____________________(用m表示)。
解析：(1)金、银、铜都属于不活泼金属，易加工，因此，在历史上都曾经用作货币。(2)试样与过量盐酸反应所得溶液Y为FeCl2、CuCl2混合溶液，粉末Z为Fe、Cu混合物，将Y和Z混合，发生反应：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，由生成的溶液呈强酸性且溶液中不含Cu2＋，则不溶物W全部是金属铜，氧化铜的质量为0.5m×＝m。
答案：(1)D　(2)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑　m
1．下列关于合金的叙述中正确的是(　　)
A．合金是由两种或多种金属熔合而成的
B．日常生活中用到的五角硬币属于铜合金
C．合金在任何情况都比单一金属性能优良
D．钢不属于合金
解析：选B　合金是金属与金属或金属与非金属熔合形成的，A项错误；在机械加工时，合金的性能一般较单一金属优良，但并不是任何情况下都是，如纯铝导电性比铝合金要强等，C项错误；钢是铁碳合金，D项错误。
2．用于飞机制造业的重要材料是(　　)
A．Mg-Al　　　　　　 B．Cu-Sn合金
C．Al-Si合金 D．不锈钢
解析：选A　飞机制造所用的材料强度越高、密度越小越好。
3．不锈钢是在普通钢中加入了(　　)
A．碳、硫 B．硅、锰
C．镍、铬 D．硅、铬
解析：选C　不锈钢是在普通钢中加入镍、铬以增强其化学稳定性和抗腐蚀性。
4．有关合金的叙述正确的是(　　)
A．合金的导电性比成分金属强
B．合金的抗腐蚀性能都很好
C．合金的机械强度比各成分金属小
D．多数合金比成分金属熔点低，硬度大
解析：选D　A项，合金的导电性一般比成分金属弱，错误；B项，合金的抗腐蚀性不一定都很好，如生铁的抗腐蚀性不如纯铁，错误；C项，合金的机械强度一般比各成分金属大，错误；D项，多数合金比成分金属的熔点低，硬度大，正确。
5．下列说法中不正确的是(　　)
A．人类历史上使用最早的合金是青铜
B．合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低
C．合金中不一定含有金属
D．目前世界上用途最广泛的合金是钢
解析：选C　A项，人类历史上使用最早的合金是青铜，正确；B项，合金的熔点比它的各成分金属的熔点低，正确；C项，合金中一定含有金属，错误；D项，目前世界上用途最广泛的合金是钢，正确。
6．我国人民早在商代就已掌握青铜(铜、锡、铅合金)冶铸技术。在商代首都——河南安阳，曾经出土多处炼铜遗址和大量青铜器件，其中有一件司母戊大鼎，高133 cm、长110 cm、宽78 cm，重875 kg，是迄今为止被发现的我国古代青铜器中最壮观的一件珍品。下列有关说法不正确的是(　　)
A．铜是人类历史上使用最早的金属材料
B．青铜合金具有比铜单质更好的机械性能
C．青铜不易生锈是因为铜的性质不活泼
D．铜被最早使用是因为铜的性质不活泼，易冶炼
解析：选C　铜的化学性质不活泼，易于冶炼为单质，故A、D正确；合金比纯金属具有更优良的物理、化学和机械性能，故青铜比铜单质的机械性能好，且提高了其抗腐蚀性能，故B项正确，C项错误。
7．下列有关金属的说法中，正确的是(　　)
①纯铁不容易生锈　②钠着火用水扑灭　③KSCN溶液可以检验Fe3＋　④缺钙会引起骨质疏松，缺铁会引起贫血　⑤青铜、不锈钢、硬铝都是合金
A．①③④ B．②③④⑤
C．①③④⑤ D．①②⑤
解析：选C　①纯铁是银白色金属，不易生锈，正确；②钠燃烧生成过氧化钠，过氧化钠与水反应生成氧气，因此钠着火不能用水扑灭，错误；③KSCN溶液可以检验Fe3＋，正确；④缺钙会引起骨质疏松，缺铁会引起贫血，正确；⑤青铜是铜锡合金，不锈钢是铁、铬、镍合金，硬铝是铝、硅、镁等形成的合金，正确。
8．钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是(　　)
A．用来作保险丝
B．用于制造航天飞机
C．用来制造人造骨
D．用于家庭装修，作钛合金装饰门
解析：选A　钛和钛的合金密度小，可塑性好，因此可用于航天领域，B正确；由于钛和钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”，因此可以用来制造人造骨，C正确；由于其密度小、可塑性好、易于加工，因此可用于家庭装修，作钛合金装饰门，D正确；由于其熔点高，不适合作保险丝，A错误。
9．(1)选择填空，将铝的用途与性质对应起来(每个选项只能用一次)。
A．质轻 B．延展性好　C．易传热　D．易导电
①太阳能热水器：________；②飞机：________；③电缆：________；④铝箔：________。
(2)佛山是有色金属之乡，其中铝合金材料的产量约占全国的一半。铝合金材料属于________(填“纯净物”、“混合物”或“单质”)。
解析：(1)铝在太阳能热水器上的应用是由于它的导热性好。铝合金硬度大质量轻，是制造飞机的良好材料，铝用作电缆和铝箔则分别是由于其导电性和延展性。
(2)合金是由一种金属跟其他一种或几种金属(或非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质，因此是混合物。
答案：(1)①C　②A　③D　④B　(2)混合物
10．已知合金A由两种常见金属组成。为测定其组成，某同学的实验流程如图所示：
请回答：
(1)过程②中分离C和E的实验操作是___________________________________。
(2)溶液H中所含的阳离子有________________(用离子符号表示)。
(3)已知活泼金属可把比其活泼性差的金属从其氧化物中置换出来，则合金A与D在高温下反应的化学方程式为_________________________________________________。
解析：(1)分离固体与溶液采用过滤的方法。
(2)溶液H中加入过量氨水生成沉淀F，说明F是氢氧化物沉淀，再由E加适量盐酸生成F，F在过量盐酸中不沉淀而生成溶液H，说明F是Al(OH)3，F溶于过量盐酸，所得溶液中的阳离子是Al3＋和H＋。
(3)由沉淀C的颜色知C为Fe(OH)3，则D是Fe2O3，合金是Fe-Al合金，Al在高温下可置换出Fe(铝热反应)。
答案：(1)过滤　(2)Al3＋、H＋
(3)2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe
1．下列金属中属于黑色金属的是(　　)
A．铁 B．金
C．银 D．铜
解析：选A　铁属于黑色金属。
2．青铜是我国使用最早的合金。下列关于青铜性质的说法，不正确的是(　　)
A．熔点比纯铜低 B．能够导电
C．能够导热 D．硬度比纯铜小
解析：选D　A项，青铜是合金，合金熔点一般比成分金属的熔点低，正确；B、C项，合金能够导电，合金的导电性、导热性比各成分金属差，正确；D项，合金的硬度一般比成分金属的硬度大，错误。
3．合金有许多特点，如钠钾合金为液体，而Na和K的单质均为固体。试推断：生铁、纯铁、碳三种物质中，熔点最低的是(　　)
A．纯铁 B．生铁
C．碳 D．无法确定
解析：选B　多数合金的熔点比各成分金属的熔点低，生铁是铁碳合金，其熔点要低于纯铁和碳。
4．下列有关金属的说法正确的是(　　)
A．生铁与钢的区别在于生铁含碳杂质，而钢不含碳
B．铜在自然界中的含量高，所以铜是人类最早使用的金属
C．黑色金属材料包括铁、铬、锰及其化合物
D．金属一般都具有导电性、导热性、延展性
解析：选D　A项，生铁与钢的区别在于生铁含碳量较高，而钢中含碳量较低，错误；B项，铜在自然界中的含量高且容易冶炼，所以铜是人类最早使用的金属，错误；C项，黑色金属材料包括铁、铬、锰及其合金，错误；D项，金属一般具有导电性、导热性、延展性，正确。
5．将10 g铁碳合金放入O2中高温灼烧，反应后的气体通入过量石灰水中得沉淀1.4 g，则此铁碳合金是(　　)
A．生铁 B．高碳钢
C．中碳钢 D．低碳钢
解析：选B　由C～CO2～CaCO3知，碳的质量＝×12 g·mol－1＝0.168 g，合金中碳的质量分数为1.68%。含碳质量分数低于0.3%的为低碳钢，0.3%～0.6%的为中碳钢，高于0.6%的为高碳钢。
6．碲锌镉(Te-Zn-Cd)晶体可以用于制造红外探测器的基础材料，下列有关它的叙述中不正确的是(　　)
A．它是由Te、Zn、Cd按一定比例混合而成的，无固定的熔沸点
B．它易导电、导热，具有延展性
C．它的熔沸点比Zn的低
D．它的硬度和强度比Cd的大
解析：选A　碲锌镉晶体是由Te、Zn、Cd按一定比例熔合而成的具有金属特性的合金，只要比例确定，其组成就固定，因而有固定的熔沸点；合金具有比成分金属低的熔沸点，比成分金属高的硬度和强度。
7．制取合金常用的方法是将两种或多种金属(或金属与非金属)加热到某一温度，使其全部熔化，再冷却得到合金。根据下表中数据判断(其他条件均满足)，下列合金不易采取这种方法制取的是(　　)
金属
Na
Mg
Al
Fe
熔点/°C
97.5
649
660
1 535
沸点/°C
883
1 090
2 467
2 750
A.Fe-Al合金 B．Na-Al合金
C．Na-Fe合金 D．Mg-Al合金
解析：选C　要形成合金，必须满足各成分都要有共同的液态温度范围，即合金中一种金属的熔点要高于另一种金属的熔点而低于它的沸点，这样才能熔合在一起。当铁熔化时，钠已变为气态，所以铁和钠用加热熔化的方法不能形成合金。
8．两种＋1价金属形成的合金7.8 g，与足量水反应后生成0.2 g氢气，此合金可能是(　　)
A．Li－Na合金 B．Na－K合金
C．Li－K合金 D．Li－Rb合金
解析：选D　设此合金为R，其相对原子质量为M。
2R＋2H2O===2ROH＋H2↑
2M 2
7．8 0.2
M＝39，所以此合金中一种成分的相对原子质量大于39，另一种小于39。
9．某课外活动小组收集了一种合金进行以下探究(已知铜元素的焰色反应呈绿色)。
①外观暗灰色，表皮光滑；
②在酒精灯上灼烧，火焰呈绿色，合金片熔化，但不滴落；
③取刮去表皮的合金10 g，放入足量的稀硫酸中，收集到标准状况下的H2 8.96 L；
④另取刮去表皮的合金10 g，放入足量的NaOH溶液中，也收集到标准状况下的
H2 8.96 L。
(1)试据此判断，该合金中一定含有的元素是__________(写元素符号)；可能含有的下列元素是__________(填选项编号)。
a．Ag　　　 B．Mg　　　　c．Na　　　　d．Fe
(2)如果该合金中只含2种元素，则二者的质量比是____________________________。
解析：火焰呈绿色，说明有铜元素。等质量的合金与足量的稀硫酸或NaOH溶液反应放出H2的体积相同，说明一定含有铝，且不能再含有其他的活泼金属Na、Mg、Fe等。且Na的熔沸点太低，不能与Cu熔合形成合金，则还可能含有不与稀硫酸和NaOH溶液反应的Ag。该合金如果只含2种元素，则为Cu、Al
2Al　　～　　3H2
　2 mol　　 　　3 mol
　＝0.4 mol
m(Al)＝ mol×27 g·mol－1＝7.2 g
m(Cu)＝10 g－7.2 g＝2.8 g
m(Al)∶m(Cu)＝7.2∶2.8＝18∶7。
答案：(1)Cu、Al　a　(2)m(Al)∶m(Cu)＝18∶7
10．某铝合金中含有元素铝、镁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，设计了如下实验，请回答有关问题：
(1)称取样品a g(精确到0.1 g)，称量时通常使用的主要仪器的名称是________。
(2)将样品溶解于足量的稀盐酸，过滤并洗涤滤渣。滤液中主要含有________，滤渣为________，溶解、过滤用到的玻璃仪器是________________。
(3)向滤液中加过量的氢氧化钠溶液，过滤并洗涤滤渣。有关的离子方程式是________________________________________________________________________。
(4)向步骤(3)的滤液中通入足量的二氧化碳气体，过滤并洗涤滤渣。有关的离子方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)将步骤(4)中所得的滤渣烘干并灼烧至恒重、冷却后称量，其质量为b g。有关反应的化学方程式是____________________________________________________________
________________________________________________________________________，
原样品中铝的质量分数是__________。
解析：(1)称取a g样品使用的主要仪器为托盘天平。
(2)合金中Al、Mg可与盐酸反应生成AlCl3、MgCl2和H2，而Cu、Si不溶于盐酸，故样品溶于盐酸后过滤可得Cu、Si，滤液中主要含AlCl3和MgCl2。
(3)向(2)的滤液中加过量NaOH溶液，发生的反应为Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、
Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，过滤后滤液中含AlO、OH－。
(4)向含AlO、OH－的滤液中通入足量CO2，发生的反应为OH－＋CO2===HCO、AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO，过滤可得Al(OH)3。
(5)所得b g固体为Al2O3，故合金中含Al的质量分数为×100%＝%。
答案：(1)托盘天平
(2)MgCl2、AlCl3　Cu、Si　烧杯、玻璃棒、漏斗
(3)Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，
Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O
(4)OH－＋CO2===HCO，
AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO
(5)2Al(OH)3Al2O3＋3H2O　%
第二节几种重要的金属化合物
第一课时
钠的重要化合物
[课标要求]
1．了解氧化钠、过氧化钠的主要性质和用途。
2．掌握Na2CO3、NaHCO3的主要性质和用途。
3．了解焰色反应的概念及实验操作。
1．氧化钠
(1)物理性质：Na2O是一种白色粉末状固体。
(2)化学性质：
有关的化学方程式：
①Na2O＋H2O===2NaOH；
②Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O；
③Na2O＋CO2===Na2CO3。
2．过氧化钠
(1)物理性质
颜色：淡黄色；状态：固体。
(2)化学性质
①与水的反应
实验操作
实验现象
实验结论
a.滴入水后产生大量气泡
b．带火星的木条复燃
c．试管外壁发热
d．向溶液中滴入酚酞试剂溶液变红
过氧化钠与水反应生成NaOH和O2，反应的化学方程式为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
②与二氧化碳的反应
化学方程式：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。
(3)用途
①供氧剂：可用于呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源。
②强氧化剂。
③漂白剂：用于漂白某些物质。
[特别提醒]　(1)Na2O2中氧元素的化合价是－1价，Na2O中氧元素的化合价是－2价，Na2O2与水、CO2反应中，Na2O2既是氧化剂又是还原剂。
(2)Na2O2中阴、阳离子个数比是1∶2而不是1∶1。
1．Na2O2属于碱性氧化物吗？为什么？
提示：不是碱性氧化物；原因是Na2O2与酸反应时，除生成盐和水外，还生成O2，因此，Na2O2不是碱性氧化物，而属于过氧化物。
2．2.24 L的CO2和水蒸气的混合气体与足量的Na2O2反应，能得到相同条件下的气体多少升？
提示：根据CO2与Na2O2、H2O与Na2O2反应的化学方程式可知，2.24 L CO2和水蒸气的混合气体与足量Na2O2反应生成1.12 L O2。
3．7.8 g Na2O2与足量水反应时转移电子的个数是多少？
提示：0.1NA；由Na2O2与水反应的化学方程式可知，0.1 mol Na2O2与水反应转移0.1 mol电子。
Na2O2与CO2、H2O反应的三大关系
反应的化学方程式为
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 ①
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ ②
1．物质的量关系
不论是CO2还是H2O，通过足量的Na2O2时，放出O2的物质的量与CO2或H2O的物质的量之比均为1∶2。
2．电子转移关系
在Na2O2与CO2或H2O的反应中，Na2O2既是氧化剂又是还原剂，每生成1 mol O2都转移2 mol电子。
3．固体质量关系
(1)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　Δm(固体)
2×78 g 2 mol 2×106 g 56 g
(2 mol CO的质量)
即发生反应①时，固体增加的质量等于与CO2等物质的量的CO的质量。
(2)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑　Δm(固体)
2×78 g 2 mol 4×40 g 4 g
(2 mol H2的质量)
即发生反应②时，固体增加的质量等于与H2O等物质的量的H2的质量。
1．下列关于Na2O2的叙述中正确的是(　　)
A．Na2O2是淡黄色固体，久置于空气中变成Na2O
B．Na2O2与水的反应中，Na2O2只作氧化剂
C．Na2O2属于碱性氧化物
D．Na2O2与CO2或H2O反应，1 mol Na2O2参加反应，转移1 mol电子
解析：选D　Na2O2久置空气中变成Na2CO3；Na2O2与水反应时，Na2O2既是氧化剂又是还原剂；Na2O2属于过氧化物，而不属于碱性氧化物。Na2O2与CO2反应的电子转移情况
为 ，由此可知，D正确。
2．CO和H2的混合气体21.2 g，与足量O2反应后，通过足量Na2O2，固体质量增加(　　)
A．21.2 g　　　　　　　　 B．14 g
C．6.78 g D．不能确定
解析：选A　已知有关反应：2H2＋O22H2O,2CO＋O22CO2,2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。
将上述化学方程式合并可得：Na2O2＋H2===2NaOH，Na2O2＋CO===Na2CO3即反应结果相当于CO、H2恰好被Na2O2吸收，固体增加的质量就是CO和H2的总质量。
1．物理性质
名称
碳酸钠
碳酸氢钠
化学式
Na2CO3
NaHCO3
俗名
纯碱、苏打
小苏打
色态
白色粉末
细小白色晶体
溶解性
水中易溶
水中易溶，但比Na2CO3的溶解度小
2．化学性质
(1)热稳定性
①Na2CO3性质稳定，受热不易分解，Na2CO3·10H2O易风化。
②NaHCO3性质不稳定，受热易分解，化学方程式为
2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑。
(2)与酸(足量盐酸)反应
①Na2CO3：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑。
②NaHCO3：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。
(3)与碱(氢氧化钠)反应
①Na2CO3：与NaOH不反应；
②NaHCO3：NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O。
(4)相互转化
Na2CO3NaHCO3
③的化学方程式：Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3。
3．用途
(1)碳酸钠：重要的化工原料，在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油等方面有广泛的应用。
(2)碳酸氢钠：是发酵粉的主要成分，可以作治疗胃酸过多的药剂。
1．碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性比较
利用下图装置探究碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性，其中小试管内有沾有白色无水硫酸铜粉末的棉花球。
[问题思考]
(1)实验时，小试管内棉花球上的无水硫酸铜由白色变成蓝色，由此得出的实验结论是什么？
提示：小试管内的NaHCO3受热分解生成了水。
(2)实验时，烧杯A中澄清石灰水不变浑浊，而烧杯B中澄清石灰水变浑浊，依据该实验现象得出的实验结论是什么？
提示：Na2CO3受热不易分解，而NaHCO3加热分解生成CO2气体，因此，热稳定性：Na2CO3>NaHCO3
(3)若将大小试管中的Na2CO3和NaHCO3位置互换，能否得出相同的实验结论？
提示：不能；因为大试管中加热温度高，而小试管中温度较低，NaHCO3受热分解的原因也可能是温度高造成的。
2．碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别
[问题思考]
(1)分别向等浓度的Na2CO3、NaHCO3的稀溶液中滴加同浓度的CaCl2溶液(如图1、图2所示)，产生的实验现象相同吗？原因是什么？
提示：不相同；图1中有白色沉淀生成，发生的反应为
Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl
图2中无明显现象，因为NaHCO3与CaCl2不反应。
(2)实验中若用盐酸替代CaCl2溶液，能否鉴别Na2CO3和NaHCO3两种溶液？
提示：能；向溶液中逐滴加入盐酸，Na2CO3溶液中开始无气泡，过一会才会有气泡产生；NaHCO3溶液中一开始即有大量气泡产生。
1．Na2CO3与NaHCO3的鉴别方法
依据
原理
结论
热稳定性
2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O；
Na2CO3受热不易分解
加热有气体产生的是NaHCO3，无变化的是Na2CO3
与CaCl2、BaCl2的反应
CO＋Ca2＋===CaCO3↓，
CO＋Ba2＋===BaCO3↓；
HCO与Ca2＋、Ba2＋不反应
有沉淀生成的是Na2CO3，无变化的是NaHCO3
与盐酸反应的剧烈程度
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑；
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
生成气体剧烈的是NaHCO3，相对不剧烈的是Na2CO3
盐酸逐滴加入时的现象
CO＋H＋===HCO；
HCO＋H＋===CO2↑＋H2O
逐滴加入盐酸立即产生气体的是NaHCO3，开始不产生气体，滴加一会才产生气体的是Na2CO3
[注意]　鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液不能用澄清石灰水，原因是二者均会与Ca(OH)2反应产生白色沉淀。
2．Na2CO3与NaHCO3的分离与提纯
混合物(括号内的为杂质)
除杂方法及试剂
Na2CO3固体(NaHCO3)
加热
NaHCO3溶液(Na2CO3)
通入足量CO2气体
Na2CO3溶液(NaHCO3)
加入适量NaOH溶液
1．下列关于Na2CO3和NaHCO3性质的说法错误的是(　　)
A．热稳定性：NaHCO3B．与同浓度盐酸反应的剧烈程度：NaHCO3>Na2CO3
C．相同温度时，在水中的溶解度：NaHCO3D．等物质的量与足量盐酸反应产生CO2的物质的量：NaHCO3解析：选D　A项，碳酸氢钠受热分解，碳酸钠不易分解，正确；B项，碳酸氢钠和盐酸反应更剧烈，正确；C项，碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠，正确；D项，两者与足量盐酸反应产生CO2的物质的量相等，错误。
2．有两试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作或判断正确的是(　　)
选项
操作
判断
A
分别加入澄清石灰水
产生沉淀者为Na2CO3
B
分别加入等浓度的稀盐酸
反应较剧烈者为Na2CO3
C
分别加入CaCl2溶液
产生沉淀者为Na2CO3
D
逐滴加入等浓度的盐酸
立即产生气泡者为Na2CO3　
解析：选C　A项中发生的反应分别为Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH,2NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，两者现象相同均产生白色沉淀；B项滴加等浓度的稀盐酸时，NaHCO3溶液反应更剧烈；C项Na2CO3与CaCl2发生反应：Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl，产生白色沉淀，NaHCO3与CaCl2不反应；D项逐滴加入盐酸时，NaHCO3立即产生气泡，Na2CO3开始无气泡产生，过一会儿才产生气泡。
[方法技巧]
互滴法检验Na2CO3和稀盐酸
互滴法是指当两种溶液反应时有两个不同的反应过程，且这两个过程的实验现象各不相同，则可以通过滴加顺序不同，利用产生的现象不同进行鉴别。
如：(1)盐酸逐滴加入到Na2CO3溶液中
①现象：开始无明显现象，后有无色气体放出。
②原理：CO＋H＋===HCO(无明显现象)，
HCO＋H＋===H2O＋CO2↑(无色气体放出)。
(2)Na2CO3溶液逐滴加入到稀盐酸中
①现象：有无色气体放出。
②原理：CO＋2H＋===H2O＋CO2↑。
1．概念
很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色。
2．操作步骤
3．几种金属的焰色
Na：黄色，K：紫色(观察时透过蓝色钴玻璃)。
4．应用
(1)焰色反应在化学上常用于金属单质或其离子的鉴别。
(2)利用焰色反应制造节日烟花。
[特别提醒]
焰色反应是物理变化而不属于化学变化。
1．某物质灼烧时焰色反应为黄色，下列判断正确的是(　　)
A．该物质一定是钠的化合物
B．该物质一定含钠元素
C．该物质一定是金属钠
D．该物质中一定含钠离子
解析：选B　焰色反应呈黄色，说明物质中含有钠元素。
2．下列有关焰色反应的说法正确的是(　　)
A．焰色反应是化合物的性质
B．焰色反应均应透过蓝色钴玻璃观察
C．所有金属及其化合物灼烧时火焰均有颜色
D．NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同
解析：选D　焰色反应是元素的性质，不论是单质还是化合物，只要含有该元素，则灼烧时焰色相同，A项错误，D项正确；只有观察钾元素的焰色反应时，才需要透过蓝色钴玻璃，B项错误；只有某些金属元素的焰色反应有颜色，如铂丝灼烧时无颜色，C项错误。
[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．下列关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是(　　)
A．Na2O与Na2O2颜色相同
B．均可与CO2、H2O反应产生氧气
C．所含氧元素的化合价均为－2
D．阴阳离子的个数比均为1∶2
解析：选D　Na2O为白色，Na2O2为淡黄色固体，颜色不相同，A错误；Na2O与CO2、H2O反应不能生成氧气，B错误；Na2O2中氧元素的化合价均为－1，C错误；Na2O2中含有Na＋、O，个数比为2∶1，Na2O中含有Na＋、O2－，个数比为2∶1，D正确。
2．下列说法中正确的是(　　)
A．焰色反应为黄色，说明该物质是钠单质
B．某物质焰色反应不显紫色，说明该物质中肯定没有钾元素
C．焰色反应可用于物质的鉴别
D．物质的焰色反应肯定只发生物理变化
解析：选C　某物质焰色反应显黄色，肯定有钠元素，但不一定是钠单质。由于钠元素的黄光会对钾的紫色有干扰，故焰色不显紫色不一定没有K元素，因为没有透过蓝色钴玻璃观察。物质的焰色反应是物质的特征性质，因此可用于物质检验，物质发生焰色反应时，若为单质同时会发生化学变化，否则只有物理变化。
3.如右图装置，试管中盛有水，气球a中盛有干燥的Na2O2颗粒。U形管中注有浅红色的水。将气球用橡皮筋紧缚在试管口。实验时将气球中的Na2O2抖落到试管b的水中，将发现的现象是(　　)
A．U形管内红水褪色　　 B．试管内溶液变红
C．气球a被吹大 D．U形管水位：d解析：选C　由于发生反应：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，产生O2使气球膨胀，该反应放出大量热量，使广口瓶中空气受热膨胀而出现U形管中水位d>c。
4．下列有关NaHCO3与Na2CO3的说法中，正确的是(　　)
A．分别加热两种样品，没有残留物质的是NaHCO3
B．分别配成溶液，再加入澄清石灰水，无白色沉淀生成的是NaHCO3
C．分别与相同物质的量浓度的盐酸反应，产生CO2的速率Na2CO3D．二者在一定条件下不能相互转化
解析：选C　A项，2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，Na2CO3受热不易分解，故分别加热两种样品，均有残留物质，错误；B项，将NaHCO3与Na2CO3分别配成溶液，再加入澄清石灰水，发生的反应分别为Ca2＋＋OH－＋HCO===CaCO3↓＋H2O、CO＋Ca2＋===CaCO3↓，均有白色沉淀生成，错误；C项，碳酸钠与盐酸反应先生成碳酸氢钠和氯化钠，再进一步反应生成氯化钠、二氧化碳和水，故分别与相同物质的量浓度的盐酸反应，产生CO2的速率Na2CO35．有4种钠的化合物W、X、Y、Z，它们之间存在如下关系：①WX＋H2O＋CO2↑
②Z＋CO2―→X＋O2
③Z＋H2O―→Y＋O2↑
④X＋Ca(OH)2―→Y＋CaCO3↓
试回答下列问题：
(1)W、X、Y、Z的化学式分别是：
W________，X________，Y________，Z________。
(2)以上4个化学反应，属于氧化还原反应的是________(填反应序号)，反应中氧化剂是__________(写化学式)，还原剂是__________(写化学式)。
(3)若反应④在溶液中进行，写出其离子方程式以及能用该离子方程式表示的另一个化学反应的化学方程式：
①离子方程式：_______________________________________________________。
②化学方程式：______________________________________________________。
解析：①反应可认定为NaHCO3的分解反应：2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，该反应是非氧化还原反应。由X(Na2CO3)逆推可知Z为Na2O2，Y为NaOH：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2,2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，以上两反应都是氧化还原反应，且Na2O2既是氧化剂又是还原剂。这样，④反应为Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH，其离子方程式为CO＋Ca2＋===CaCO3↓。可溶性碳酸盐和Ca(OH)2的反应若OH－不参与反应即可用此离子方程式表示，该反应不是氧化还原反应。
答案：(1)NaHCO3　Na2CO3　NaOH　Na2O2
(2)②③　Na2O2　Na2O2
(3)Ca2＋＋CO===CaCO3↓
Ca(OH)2＋K2CO3===2KOH＋CaCO3↓(合理即可)
1．Na2O和Na2O2在下列哪一点性质上是相似的(　　)
A．颜色　　　　　　　　 B．水溶液的酸碱性
C．氧化性 D．漂白性
解析：选B　Na2O是白色固体，一般认为它无氧化性；Na2O2是淡黄色固体，有强氧化性和漂白性；二者溶于水都生成NaOH。
2．小明同学用洁净的铂丝蘸取某无色溶液，在无色火焰上灼烧，火焰呈黄色，通过该实验现象，下列四位同学对该溶液中存在的金属离子的判断正确的是(　　)
解析：选D　钠的焰色是黄色，K的焰色是紫色，观察K的焰色时需要透过蓝色钴玻璃，以滤去黄色光的干扰，该实验中没有透过蓝色钴玻璃观察，说明一定含有Na＋，不能确定是否含有K＋。
3．下列关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是(　　)
A．都是白色固体
B．都是碱性氧化物
C．都能和水反应形成强碱溶液
D．都是强氧化剂
解析：选C　虽然两种氧化物的组成元素相同，但其结构、性质上的差异很大。Na2O是白色粉末，Na2O2是淡黄色粉末。Na2O是碱性氧化物，Na2O2是过氧化物。它们都能和水反应形成氢氧化钠溶液。Na2O中氧元素价态为最低价(－2价)，无氧化性，Na2O2中氧元素价态为中间价(－1价)，具有氧化性、还原性，是强氧化剂。
4．可用于判断碳酸氢钠粉末中混有碳酸钠的实验方法是(　　)
A．加热时无气体放出
B．滴加盐酸时有气泡放出
C．溶于水后滴加稀BaCl2溶液有白色沉淀生成
D．溶于水后滴加澄清石灰水有白色沉淀生成
解析：选C　Na2CO3和NaHCO3与澄清石灰水反应，两者都会产生白色沉淀，因此不能鉴别；而滴加BaCl2溶液，现象不同，有Na2CO3时产生BaCO3沉淀。
5．飞船内安装盛有Na2O2的装置，它的用途是产生氧气。下列关于Na2O2的叙述正确的是(　　)
A．Na2O2中阴、阳离子的个数比为1∶1
B．Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时，需要水和CO2的质量相等
C．Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时，转移电子的物质的量相等
D．Na2O2属于碱性氧化物
解析：选C　A项，Na2O2中阴、阳离子的个数比为1∶2，错误；B项，Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时，需要水和CO2的物质的量相等，但质量不相等，错误；C项，Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时，转移电子的物质的量相等，正确；D项，Na2O2不属于碱性氧化物，错误。
6．下列说法不正确的是(　　)
A．用加热法可除去Na2CO3中的NaHCO3
B．Na2CO3的热稳定性大于NaHCO3
C．可用石灰水区分Na2CO3与NaHCO3溶液
D．Na2CO3和NaHCO3的水溶液均显碱性
解析：选C　A项，碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和CO2，所以用加热法可除去Na2CO3中的NaHCO3，正确；B项，Na2CO3的热稳定性大于NaHCO3，正确；C项，氢氧化钙与碳酸钠、碳酸氢钠溶液均反应生成白色沉淀碳酸钙，因此不能用石灰水区分Na2CO3与NaHCO3溶液，错误；D项，Na2CO3、NaHCO3的水溶液均显碱性，正确。
7．下列关于Na2O、Na2O2的比较，正确的是(　　)
A．Na2O2、Na2O都是钠的氧化物，都是碱性氧化物
B．Na2O2、Na2O都是可溶于水(或能与水反应)的白色固体
C．Na2O2在和CO2的反应中，既是氧化剂，又是还原剂
D．Na2O2与水反应时，1 mol Na2O2转移2 mol电子
解析：选C　A项，Na2O2与水反应除了生成NaOH外，还有O2生成，所以Na2O2只是钠的氧化物，但不是碱性氧化物；B项，Na2O2是淡黄色固体；C项，Na2O2与CO2反应时电子转移关系：
变成了－2价的O和零价的O，正确；D项，Na2O2与H2O反应时，Na2O2中－1价的O变成了－2价的O和零价的O，故1 mol Na2O2转移1 mol电子，错误。
8．纯碱和小苏打都是白色晶体，在日常生活中都可以找到。若要在家中将它们区分开来，下面的方法中可行的是(　　)
A．在水杯中各盛相同质量的样品，分别加入等体积的白醋，观察反应的剧烈程度
B．分别用干净铁丝蘸取样品在煤气炉的火焰上灼烧，观察火焰颜色
C．将样品溶解，分别加入澄清石灰水，观察是否有白色沉淀
D．分别放在炒锅中加热，观察是否有残留物
解析：选A　A项，碳酸钠与酸反应首先产生碳酸氢钠和氯化钠，然后是碳酸氢钠与酸反应产生碳酸钠、二氧化碳和水，而碳酸氢钠中加入酸立即放出气体，所以根据反应放出气体的快慢可区分碳酸钠和碳酸氢钠，正确；B项，纯碱和小苏打都是钠盐，焰色反应火焰都为黄色，不能区别二者，错误；C项，二者都能与氢氧化钙溶液发生反应产生碳酸钙白色沉淀，不能区别它们，错误；D项，碳酸钠稳定，受热不易分解，碳酸氢钠不稳定受热分解产生碳酸钠、二氧化碳和水，也有固体残留物，所以不能区分二者，错误。
9．除去下列物质中的少量杂质。
(1)NaHCO3溶液中的Na2CO3，方法是_____________________________________，
反应的化学方程式是____________________________________________________。
(2)NaCl溶液中的Na2CO3，方法是________________________________________，
反应的化学方程式是_____________________________________________________。
(3)NaOH溶液中的Na2CO3，方法是_______________________________________，
反应的化学方程式是____________________________________________________。
解析：本题考查Na2CO3、NaHCO3的化学性质、除杂方法及试剂的选用。除杂时注意不要引入其他杂质离子。
答案：(1)通入足量CO2气体
Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3
(2)加入适量盐酸
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O
(3)加入适量的Ca(OH)2溶液(过滤)
Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH
10．按如图所示装置进行实验，填写有关现象及化学方程式。
(1)A中现象是___________________________________________________________。
(2)B中浓硫酸的作用是_______________________________________________。
(3)C中发生反应的化学方程式为_________________________________________
__________________________________________________________________。
(4)D中的现象是______________________________________________________。
(5)E中收集的气体是________________________________________________(填名称)。
解析：NaHCO3受热分解生成的水蒸气在A中的试管口冷凝为水珠，而CO2通过浓H2SO4干燥后与C中的Na2O2反应产生O2，未完全反应的CO2会使石灰水变浑浊。
答案：(1)试管口有水珠
(2)干燥二氧化碳
(3)2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2
(4)石灰水变浑浊
(5)氧气
1．对于反应：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，下列说法中正确的是(　　)
A．Na2O2是氧化剂，H2O是还原剂
B．Na2O2既是氧化剂，又是还原剂
C．该反应中电子转移的数目为4e－
D．每有18 g H2O与足量Na2O2反应，则固体增重4 g
解析：选B　在Na2O2与H2O的反应中，Na2O2中－1价氧元素原子之间发生电子转移，Na2O2既是氧化剂又是还原剂；电子转移的数目为2e－；根据原子守恒，固体增重质量等于参加反应水中氢原子的质量，即18 g H2O参加反应，固体增重2 g。
2．下面是比较过氧化钠和氧化钠性质异同点的有关叙述，其中错误的是(　　)
A．过氧化钠和氧化钠长期置于空气中最终所得固体产物相同
B．过氧化钠和氧化钠都能与二氧化碳或水发生化合反应
C．过氧化钠和氧化钠与水反应都有氢氧化钠生成
D．过氧化钠是强氧化剂，而氧化钠只是一种碱性氧化物
解析：选B　因2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑；2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，Na2O＋H2O===2NaOH；Na2O＋CO2===Na2CO3，故C项正确，B项错；置于空气中，最终都变为碳酸钠白色粉末，故A项正确；D项显然也正确。
3．有两份质量相同的NaHCO3，向第一份中加入盐酸使其充分反应；将第二份加热使其完全分解，冷却至原温度再加入相同浓度的盐酸，充分反应，则它们所耗用的盐酸的体积比为(　　)
A．2∶1 B．1∶1
C．1∶2 D．4∶1
解析：选B　本题可从Na＋守恒角度考虑。无论NaHCO3是直接与盐酸反应，还是先加热分解后再与盐酸反应，Na＋的量不变，生成的NaCl的量相等，则消耗盐酸的量相等。
4．下列实验装置不能达到实验目的的是(　　)
解析：选D　A项，在大试管中存有一定量的空气，若Na与水的反应是放热反应，放出的热量使空气膨胀，导致U形管中的红墨水左面液面下降，右面液面上升，正确；B项，Na2O2与H2O反应生成的O2能使带火星的木条复燃，正确；C项，进行焰色反应可以用光洁无锈的铁丝或铂丝蘸待测溶液，然后在酒精灯的火焰上灼烧，若观察到火焰呈黄色，就证明在纯碱中含有钠元素，正确；D项，比较Na2CO3、NaHCO3的热稳定性，应该把NaHCO3放在内管，把Na2CO3放在外管，若观察到与内管连接的澄清石灰水先变浑浊，就证明稳定性Na2CO3>NaHCO3，否则由于玻璃的导热性差，观察到与外管连接的澄清石灰水先变浑浊，错误。
5．两份质量均为m g的Na2CO3、NaHCO3固体混合物，加热第一份充分反应得到CO2的质量为x g，向加热后所得固体中加入足量盐酸得到CO2 a g；向第二份中直接加入足量的盐酸得到CO2的质量为b g。则x等于(　　)
A．2a B．2b
C．b－a D．b－2a
解析：选C　根据题意，两份固体中所含碳元素都变为CO2，根据碳原子守恒可知x＋a＝b，则x＝b－a。
6．碳酸氢钠受热容易分解为碳酸钠。现加热5.00 g的碳酸钠和碳酸氢钠的混合物，使碳酸氢钠完全分解，混合物质量减少了0.31 g，则原混合物中碳酸钠的质量为(　　)
A．3.38 g B．4.58 g
C．4.16 g D．4.41 g
解析：选C　假设原混合物中NaHCO3的质量为x，则：
2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑　Δm
84×2　　　　106　　　　　　　84×2－106＝62
x　　　　　　　　　　　　　　　　0.31 g
解得x＝0.84 g。
原混合物中Na2CO3的质量为：5.00 g－0.84 g＝4.16 g。
7．1 mol过氧化钠与2 mol碳酸氢钠固体混合后，在密闭容器中加热充分反应，排出气体物质后冷却，残留的固体物质是(　　)
A．Na2CO3　　　　　 B．Na2O2　Na2CO3
C．NaOH　Na2CO3 D．Na2O2　NaOH　Na2CO3
解析：选A　Na2O2与NaHCO3的混合物受热分解时，首先是NaHCO3分解，
2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑
2 mol　　　　1 mol　1 mol　1 mol
产生的CO2与H2O均可与Na2O2反应，由于Na2O2与H2O反应生成NaOH，而NaOH又可与CO2反应生成H2O，故可以认为是CO2先与Na2O2反应，CO2耗尽后H2O才开始反应，而根据2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2可知，生成的1 mol CO2恰好与1 mol Na2O2完全反应生成Na2CO3，H2O不会再与Na2O2反应，故最终固体产物只有Na2CO3。
8．将2.48 g Na和Na2O2的混合物与足量的水反应，在标准状况下得到672 mL混合气体，将混合气体用电火花引燃恰好完全反应，则Na和Na2O2的物质的量之比为(　　)
A．2∶1 B．1∶2
C．1∶1 D．3∶1
解析：选A　设Na和Na2O2的物质的量分别是x mol、y mol。　
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
2　　　　　　　　　　　1
x　　　　　　　　　　0.5x
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
2　　　　　　　　　　　　1
y　　　　　　　　　　　　0.5y
2H2　＋　O2===2H2O
2　　　　1
0．5x　0.5y
则有x＝2y，即x∶y＝2∶1。
9．某银白色固体A在空气中点燃，火焰呈黄色，并生成淡黄色固体B；将A在空气中露置，最后变成白色固体C。将A、B投入水中都生成D；B与D分别与二氧化碳反应。
则A是__________；B是__________；C是__________；D是__________。
B与H2O反应的化学方程式为_______________________________________________；
B与CO2反应的化学方程式为_______________________________________________；
A与H2O反应的化学方程式为___________________________________________。
解析：银白色固体A在空气中点燃，火焰呈黄色，并生成淡黄色固体B，可知A为钠，B为过氧化钠；钠在空气中露置，经过Na→Na2O→NaOH→Na2CO3，最后变成白色固体C，则C为Na2CO3，钠、过氧化钠与水反应都生成NaOH，D为NaOH；过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑；过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2；钠与水反应生成氢氧化钠和氢气：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。
答案：Na　Na2O2　Na2CO3　NaOH
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
10．某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，用不同的方法做了以下实验，如图Ⅰ～Ⅳ所示。
(1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验，能够达到实验目的的是________(填选项序号)。
(2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为________________________________________________________________________；
与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是______(填选项序号)。
A．Ⅳ比Ⅲ复杂
B．Ⅳ比Ⅲ安全
C．Ⅳ比Ⅲ操作简便
D．Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，而Ⅲ不行
(3)若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B中装入的固体最好是________(填化学式)。
解析：(1)图Ⅰ不能达到实验目的，因为不论碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳，二氧化碳气体与澄清石灰水作用变浑浊；图Ⅱ可以鉴别，因为等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的盐酸反应，生成的二氧化碳气体的量不同，可根据气球膨胀程度判断。
(2)图Ⅲ、Ⅳ所涉及的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O，实验Ⅳ的优点是可同时做对比实验。
(3)试管B装入碳酸氢钠，试管A装入碳酸钠，这样直接加热的碳酸钠，温度高，不分解，不能使澄清石灰水变浑浊，而间接加热的碳酸氢钠分解，使澄清石灰水变浑浊，表明了碳酸氢钠很不稳定。
答案：(1)Ⅱ　(2)2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O　D　(3)NaHCO3
第三课时
铁的重要化合物
[课标要求]
1．了解铁的氧化物的性质及应用。
2．了解Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备原理及化学性质；了解铜的化合物的性质及用途。
3．掌握Fe2＋、Fe3＋间的相互转化以及Fe3＋、Fe2＋的检验方法。
1．铁的存在
地壳中元素的含量居于前四位的是氧、硅、铝、铁；铁元素在化合物中的主要化合价为＋2、＋3。
2．铁的氧化物
(1)物理性质
名称
氧化亚铁
氧化铁
四氧化三铁
化学式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗名
—
铁红
磁性氧化铁
铁的化合价
＋2
＋3
＋2，＋3
颜色、状态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体
溶解性
都不溶于水
(2)化学性质
①FeO不稳定，在空气中受热易被氧化成 Fe3O4。
②FeO和Fe2O3属于碱性氧化物，与盐酸反应的离子方程式分别为FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O，Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。
③四氧化三铁(Fe3O4)的化学式可写成FeO·Fe2O3，Fe3O4溶于盐酸的离子方程式为Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。
[特别提醒]
工业炼铁的反应原理：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。
1．下列说法正确的是(　　)
A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B．Fe2O3为碱性氧化物，可与水反应生成Fe(OH)3
C．铁锈的主要成分是Fe2O3
D．Fe3O4中铁元素有＋2价和＋3价，Fe3O4是混合物
解析：选C　赤铁矿、铁锈的主要成分是Fe2O3，A错误，C正确；Fe2O3为碱性氧化物，但不与水反应，B错误；Fe3O4为化合物，不是混合物，D错误。
2．用足量的CO还原32.0 g某种氧化物，将生成的气体通入足量的澄清石灰水中，得到60 g沉淀，则该氧化物是(　　)
A．FeO　　　　　　　　　 B．Fe2O3
C．CuO D．Fe3O4
解析：选B　由生成CaCO3 60 g可得反应掉CO为0.6 mol，即32 g金属氧化物中含氧原子为0.6 mol，铁原子：＝0.4 mol，N(Fe)∶N(O)＝0.4∶0.6＝2∶3，即氧化物为Fe2O3。
铁的氢氧化物性质的比较
名称
氢氧化亚铁
氢氧化铁
化学式
Fe(OH)2
Fe(OH)3
颜色、状态
白色固体
红褐色固体
水溶性
都不溶于水
与盐酸反应(离子方程式)
Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O
Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
稳定性
在空气中不稳定，易被氧化
不稳定，受热易分解：2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O
制备
(离子方程式)
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
转化方程式
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
[特别提醒]　Fe(OH)2转化成Fe(OH)3的特殊现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色。
1．下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(　　)
A．①②　　　　　　　　 B．①③
C．②③ D．①②③
解析：选B　因为Fe(OH)2在空气中易被氧化成Fe(OH)3，故要长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的空气或氧气。装置①是先用H2将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中，③中液面上加苯阻止了空气进入；②由于能接触到空气中的O2，故不能较长时间观察到白色沉淀。
2．按如图所示装置，用两种不同操作分别进行实验，观察B管中的现象。(注：操作过程中不考虑稀H2SO4与NaOH溶液的作用)
(1)操作Ⅰ：先夹紧止水夹a，使A管开始反应，实验中B管观察到的现象是__________
________________________。B管发生反应的化学方程式是_____________。
(2)操作Ⅱ：打开止水夹a，使A管开始反应一段时间后再夹紧止水夹a，实验中在B管观察到的现象是______________。B管中发生反应的离子方程式是__________________________________________。
解析：(1)当夹紧止水夹a时，A管便成了一个封闭体系，产生的H2使A管内压强增大，将生成的FeSO4溶液压入B管中，从而与NaOH溶液发生反应生成Fe(OH)2，而NaOH溶液中溶解的O2可将Fe(OH)2迅速氧化，最后转变成Fe(OH)3，所以观察到白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。(2)当进行操作Ⅱ时，产生的H2首先通过导气管通入到B管中的NaOH溶液中，将其中溶解的O2赶走，再夹紧止水夹a时，FeSO4溶液压入B管中，此时反应所产生的Fe(OH)2在一段时间内不变色。
答案：(1)先出现白色絮状沉淀，然后沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色
FeSO4＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋Na2SO4、
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(2)打开止水夹a时，溶液中的导气管口有气泡冒出；夹紧止水夹a后，出现白色沉淀，短时间内沉淀不变色　Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
[方法技巧]
制备Fe(OH)2的注意事项
(1)Fe2＋必须是新制的，并放入Fe粉，以防Fe2＋被氧化成Fe3＋。
(2)除去溶液中溶解的O2，其方法是加热煮沸NaOH溶液。
(3)长胶头滴管末端插入试管内的液面以下。
(4)在FeSO4溶液液面上加植物油或苯进行液封。
1．铁元素有三种价态：0价、＋2价和＋3价，这三种价态的铁在一定条件下可相互转化，我们称之为“铁三角”。
写出部分标号反应的离子方程式：
①Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；
②2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；
③2Fe3＋＋3Zn===2Fe＋3Zn2＋。
[特别提醒]　铁的不同价态之间的转化，要通过氧化还原反应来实现，氧化剂或还原剂的强弱不同，则转化产物可能不同。
2．Fe3＋的检验
3．Fe2＋的检验
4．铜盐
(1)物理性质
硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等铜盐可溶于水；铜绿的主要成分是Cu2(OH)2CO3，其难溶于水。
(2)化学性质
①铜的化学性质不活泼，使用铜器皿比较安全。
②铜盐属于重金属盐，都有毒，原因是铜离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性而失去生理活性。
(3)铜及其化合物的颜色
①Cu：紫红色　②CuO：黑色　③Cu(OH)2：蓝色
④CuSO4：白色　⑤CuSO4·5H2O：蓝色
取少量FeCl3溶液于试管中，进行下列操作，观察实验现象。
[问题思考]
1．为什么在配制FeCl2溶液时，通常加入铁粉？
提示：防止溶液中的Fe2＋被氧化成Fe3＋，即将溶液中可能存在的Fe3＋再还原成Fe2＋。
2．如何除去FeCl3溶液中的Fe2＋？
提示：向溶液中通入适量Cl2，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
3．FeCl3溶液为什么能用于从废旧印刷电路板(主要含铜)中回收铜？
提示：FeCl3能与印刷电路板中的铜反应：Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2，再用Fe置换出铜：Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋。　
铁及其化合物的相互转化
(1)Fe只有还原性，可以被氧化成Fe2＋或Fe3＋。
①FeFe2＋
②Fe―→Fe3O4
③FeFe3＋
2Fe＋3X22FeX3(X代表F、Cl、Br)
(2)Fe2＋既具有还原性又具有氧化性，可以被氧化为Fe3＋，也可以被还原为Fe。
转化
Fe2＋―→Fe3＋
Fe2＋―→Fe
试剂
强氧化剂：Cl2、Br2、HNO3、HClO等
还原剂：C、Al、Zn、CO等
实例
2Fe2＋＋Cl2===
2Fe3＋＋2Cl－
Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋，FeO＋COFe＋CO2
(3)Fe3＋具有较强氧化性，可被还原为Fe或Fe2＋。
转化
Fe3＋―→Fe
Fe3＋―→Fe2＋
试剂
强还原剂：C、Zn、CO等
还原剂：Fe、Cu等
实例
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
2Fe3＋＋Cu===
2Fe2＋＋Cu2＋
1．欲证明某溶液中含有Fe2＋不含Fe3＋，进行如下实验操作时最佳顺序为(　　)
①加入少量氯水　②加入少量KMnO4溶液　③加入少量KSCN溶液
A．①③　　　　　　　　 B．③②
C．③① D．①②③
解析：选C　Fe3＋与KSCN溶液反应变红色，Fe2＋与KSCN溶液不反应，但加入氧化剂后Fe2＋被氧化成Fe3＋，遇KSCN变红色。所以，应先加入KSCN溶液，如果溶液不变色，再加入氯水，溶液变成红色，则可证明溶液中含有Fe2＋不含Fe3＋。
2．向盐酸中加入铁粉，待铁粉全部溶解后，再加入酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液紫红色褪去的原因是(　　)
A．Fe有还原性
B．FeCl2中Fe2＋具有还原性
C．KMnO4具有还原性
D．盐酸有还原性
解析：选B　溶液褪色是因为Fe2＋具有还原性，KMnO4具有氧化性，KMnO4被Fe2＋还原生成无色的Mn2＋。
3．将单质Fe、Cu与FeCl3、FeCl2、CuCl2溶液一起放进某容器内，根据下述不同情况，填写金属或金属离子。
(1)充分反应后，如果Fe有剩余，则容器内不可能有______。
(2)充分反应后，如果容器内还有大量Fe3＋，则还含有________，一定没有________。
(3)充分反应后，如果容器内有较多Cu2＋和相当量的Cu，则容器内不可能有________。
解析：根据Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋，Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，若Fe有剩余，则容器中只能有Fe2＋，不可能有Fe3＋、Cu2＋；如果容器内还有大量Fe3＋，则还含有Cu2＋和Fe2＋，一定没有Fe和Cu；如果容器内有较多Cu2＋和相当量的Cu，则容器内不可能有Fe3＋和Fe。
答案：(1)Fe3＋、Cu2＋　(2)Cu2＋、Fe2＋　Fe、Cu
(3)Fe3＋、Fe
[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．下列关于铁的叙述正确的是(　　)
①铁能被磁铁吸引，但纯铁易锈蚀　②人体的血红蛋白中含有铁元素　③不能通过化合反应生成FeCl2和Fe(OH)3　④铁能在氧气中剧烈燃烧，但不能在水蒸气中燃烧
A．①③　　　　　　　　 B．②④
C．②③ D．①④
解析：选B　①中纯铁不易被锈蚀，③中可以通过化合反应生成FeCl2和Fe(OH)3,2FeCl3＋Fe===3FeCl2，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
2．将Fe(OH)2露置在空气中加热灼烧所得的产物为(　　)
A．FeO B．Fe2O3
C．Fe3O4 D．Fe(OH)3
解析：选B　因Fe(OH)2极易被空气中氧气氧化，当露置于空气中时，Fe(OH)2首先转化为Fe(OH)3，然后Fe(OH)3受热分解生成Fe2O3。
3．向某晶体的水溶液中加入含有Fe2＋的溶液后，无明显变化，当滴入几滴新制的氯水后，溶液显红色，由此得出的下列结论，错误的是(　　)
A．该晶体中一定含有SCN－
B．Fe3＋的氧化性比Cl2的氧化性强
C．Fe2＋被Cl2氧化为Fe3＋
D．Fe2＋与SCN－不能形成红色物质
解析：选B　Fe2＋与氯水中的Cl2发生如下反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，氧化性：Cl2>Fe3＋。因SCN－与Fe3＋反应生成红色物质，故原溶液中一定含有SCN－。
4．用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是(　　)
A．若无固体剩余，则溶液中一定有Fe3＋
B．若有固体存在，则溶液中一定有Fe2＋
C．若溶液中有Cu2＋，则一定没有固体析出
D．若溶液中有Fe2＋，则一定有Cu析出
解析：选B　用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，发生反应：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，向所得溶液中加入铁粉，发生反应：2FeCl3＋Fe===3FeCl2，Fe＋CuCl2===FeCl2＋Cu。A项，若无固体剩余，则溶液中可能有Fe3＋，也可能不含Fe3＋，错误；B项，若有固体存在，则溶液中一定有Fe2＋，正确；C项，若溶液中有Cu2＋，则可能没有固体析出，也可能有Cu析出，错误；D项，若溶液中有Fe2＋，产生的固体中可能有Cu析出，也可能没有固体析出，错误。
5．铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示：
Fe2＋Fe3＋FeO
回答下列有关问题：
(1)Fe与过量盐酸反应可以制取FeCl2。若用反应所得的酸性溶液，实现上述①、④的转化，要求产物纯净，可选用________(选填字母)。
a．Cl2　　 B．Fe　　　c．Cu　　　d．KMnO4
(2)某同学为了检验家中的一瓶补铁药(成分为FeSO4)是否变质，查阅了有关资料，得知Fe2＋能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使高锰酸钾溶液褪色，并结合已学的知识设计了如下实验：
将药片除去糖衣研细后，溶解过滤，取滤液分别加入两支试管中，在试管Ⅰ中滴入酸性高锰酸钾溶液，在试管Ⅱ中滴入KSCN溶液。
①请你填出该同学实验中出现以下现象时应得出的结论：
实验
现象
结论
试管Ⅰ
试管Ⅱ
a
褪色
不变红
b
不褪色
变红
c
褪色
变红
②能不能将KMnO4和KSCN滴入到同一试管中进行验证，为什么？试进行解释：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)Fe2＋Cl2,Fe3＋，选KMnO4则引入杂质，Fe3＋Fe,Fe2＋，选Cu则引入杂质Cu2＋。(2)①加KMnO4溶液只要褪色就说明含有Fe2＋，而加入KSCN溶液变红则说明含有Fe3＋，所以答案很容易得出，而第②问中的原因可归结为两条，一是KMnO4溶液呈紫红色，影响观察Fe(SCN)3的红色，二是KSCN具有较强的还原性，可以被KMnO4氧化，影响Fe2＋的检验。
答案：(1)a、b
(2)①a.没有变质 B．完全变质　c．部分变质
②不能，原因是KMnO4溶液呈紫红色，影响Fe3＋的检验；KSCN具有还原性，影响
Fe2＋的检验
1．能使铁溶解，但不能生成沉淀的溶液是(　　)
A．AgNO3溶液　　　　 B．FeCl3溶液
C．CuSO4溶液 D．FeSO4溶液
解析：选B　A、C项虽能溶解铁，但同时析出的Ag和Cu会附着在铁上，D项不能使铁溶解，符合题意的是B项。
2．下列物质反应后一定有＋3价铁生成的是(　　)
①过量的Fe与Cl2反应；②Fe与过量稀硫酸反应；③FeCl2溶液中通入少量Cl2；④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中
A．只有① B．①③
C．①②③ D．全部
解析：选B　①中的Cl2氧化性强，它能将铁氧化为＋3价，由于不是在溶液中反应，因此过量的铁不会将氯化铁还原。②中Fe与稀硫酸反应只能生成Fe2＋。③在溶液中Fe2＋被Cl2氧化生成Fe3＋。④中发生Fe与盐酸生成FeCl2，Fe2O3与盐酸生成FeCl3的反应，但题中未给出反应物间相对量的关系，若铁是足量的，则能将生成的FeCl3全部还原为FeCl2。
3．下列离子方程式中，正确的是(　　)
A．铁与盐酸反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
B．氯气与氯化亚铁溶液反应：
2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
C．氯化铁溶液与铁反应：Fe3＋＋Fe===2Fe2＋
D．氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应：
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
解析：选D　由于盐酸中H＋的氧化性弱，故铁与盐酸反应时只能被氧化为Fe2＋，A项错误；B项是化学方程式，不是离子方程式，FeCl2中Cl－实际不参加反应，应删去；C项中电荷不守恒，错误。
4．将下列四种铁的化合物溶于稀盐酸，滴加KSCN溶液没有颜色变化，再加入氯水即可显红色的是(　　)
A．FeO B．Fe2O3
C．FeCl3 D．Fe(OH)3
解析：选A　A项，FeO溶于盐酸生成氯化亚铁和水，滴加KSCN溶液没有颜色变化，再加入氯水时，氯水把亚铁离子氧化为铁离子，铁离子与KSCN溶液反应即可显红色，正确；B项，Fe2O3溶于盐酸生成氯化铁和水，滴加KSCN溶液显红色，错误；C项，FeCl3溶于水，滴加KSCN溶液显红色，错误；D项，Fe(OH)3溶于盐酸生成氯化铁和水，滴加KSCN溶液显红色，D错误。
5．证明某溶液中只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是(　　)
①先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色
②先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色
③滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后变灰绿，最后呈红褐色
④只需滴加KSCN溶液
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
解析：选B　如果直接加KSCN溶液，不变红色，只能证明不含有Fe3＋，不能证明含有Fe2＋；先加氯水，再加KSCN溶液后显红色，只能证明加氯水后溶液中含有Fe3＋，至于加氯水前是否有Fe3＋是无法确定的，所以①④都不正确；先滴加KSCN溶液，不显红色，证明不含有Fe3＋，再滴加氯水后显红色，证明加氯水前含有Fe2＋，所以②正确；滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后变灰绿，最后呈红褐色，这是Fe2＋的特征反应现象，也能证明加NaOH之前不含有Fe3＋，所以③也正确。
6．下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的一组是(　　)
选项
A
B
C
D
X
FeCl2溶液
FeCl3溶液
Fe
Na2SO4溶液
Y
FeCl3
CuCl2
Al
Na2CO3
Z
Cl2
Fe
NaOH溶液
BaCl2溶液
解析：选C　A项中Cl2能把FeCl2氧化，B项中Fe能把FeCl3还原，D项除去了CO和SO又引入了Cl－，均不合要求。
7．下列离子的检验方法合理的是(　　)
A．向某溶液中滴入KSCN溶液显红色，说明不含Fe2＋
B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋
C．向某溶液中加入NaOH溶液，得到红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋
D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明溶液中含有Fe2＋，不含有Mg2＋
解析：选C　滴入KSCN溶液显红色，说明溶液中含有Fe3＋，但不能说明溶液中不含有Fe2＋，A错误；B项操作不能说明原溶液中含有Fe2＋，因为如果原溶液中含有Fe3＋，也会出现相同的现象；加入NaOH溶液，得到红褐色沉淀Fe(OH)3，说明溶液中含有Fe3＋，C正确；D项操作说明原溶液中肯定含有Fe2＋，但可能含有Mg2＋，因为生成的白色沉淀Mg(OH)2会被红褐色掩盖，不正确。
8．将适量铁粉放入三氯化铁溶液中，完全反应后，溶液中Fe3＋和Fe2＋的物质的量相等。则已反应的Fe3＋和未反应的Fe3＋的物质的量之比是(　　)
A．2∶3 B．3∶2
C．1∶2 D．1∶1
解析：选A　设参加反应的Fe3＋的物质的量为x，
Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
x 1.5x
完全反应后，溶液中的Fe3＋和Fe2＋物质的量相等，即溶液中剩余Fe3＋为1.5x，所以已反应的Fe3＋和未反应的Fe3＋的物质的量之比为x∶1.5x＝2∶3。
9．除去下列物质中所含的杂质(括号内为杂质)，将选用的试剂和分离方法填在题后的横线上，并写出有关反应的化学方程式(是离子反应的写离子反应方程式)。
(1)Fe2O3[Fe(OH)3]________________________________________________________；
(2)Fe2O3(Al2O3)___________________________________________________________；
(3)FeCl3(FeCl2)___________________________________________________________；
(4)FeCl2(FeCl3)___________________________________________________________；
(5)FeCl2(CuCl2)___________________________________________________________；
(6)Fe(Al)_________________________________________________________________。
解析：(1)根据Fe(OH)3的不稳定性，采用加热的方法，杂质可转化为提纯物；(2)Al2O3能溶于NaOH溶液中，反应后过滤分离；(3)通入Cl2(或加入氯水)使杂质转化为被提纯物；(4)加入铁粉，将杂质转化为被提纯物；(5)加入铁粉，置换出铜，过滤加以分离；(6)Al可以溶于NaOH溶液，反应后过滤。
答案：(1)加热　2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O
(2)加入过量的NaOH溶液，过滤
Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
(3)通入足量的Cl2(或加入氯水)　2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
(4)加入足量铁粉，过滤　2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
(5)加入足量铁粉，过滤　Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
(6)加入过量的NaOH溶液，过滤
2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
10．电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。
(1)检验溶液中Fe3＋存在的试剂是__________，证明Fe3＋存在的现象是______________。
(2)写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(3)某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜，并重新获得FeCl3溶液，准备采用下列步骤：
A．请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式。
①____________，②____________，③_____________________________，
④____________，⑤____________，⑥______________________________。
B．请写出相关反应的化学方程式。
__________________________，____________________________________________，
__________________________，____________________________________________。
解析：从腐蚀铜的废液中回收铜。
答案：(1)KSCN溶液　溶液变成红色
(2)2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2
(3)A.①Fe　②FeCl2　③Fe和Cu　④HCl
⑤FeCl2　⑥Cl2
B．CuCl2＋Fe===FeCl2＋Cu
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
2FeCl3＋Fe===3FeCl2
2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
1．“秦砖汉瓦”是我国传统建筑文化的一个缩影。都是由黏土烧制的砖瓦，有的是黑色的，有的却是红色的，你猜测其中的原因可能(　　)
A．土壤中含有铁粉、二氧化锰等
B．黑砖瓦是煅烧过程中附着了炭黑，红砖则是添加了红色耐高温染料
C．土壤中含有的铜元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色CuO和红色Cu
D．土壤中含有的铁元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色Fe3O4或FeO和红色Fe2O3
解析：选D　黏土中含有Fe元素，在烧制砖瓦时，与O2反应，生成氧化物，Fe元素的氧化物有3种，FeO与Fe3O4为黑色，Fe2O3为红棕色，D项正确。
2．下列说法正确的是(　　)
A．铜的化学性质活泼，不宜用铜制作盛食品的器皿
B．铜的导电能力不如铝
C．由于Cu2＋有氧化性，所以用CuSO4来配制农药
D．因为Cu2＋能使蛋白质变性，所以铜盐溶液有毒
解析：选D　金属铜的化学性质比较稳定，所以使用铜器皿比较安全；铜属于重金属，铜盐有毒，因Cu2＋会与蛋白质作用，使蛋白质变性。
3．铁有＋2价和＋3价两种价态，下列有关反应中不涉及铁元素价态变化的是(　　)
A．用铁粉除去氯化亚铁溶液中的少许氯化铁杂质
B．铁在氧气中燃烧，其产物溶于盐酸中可得到两种盐
C．氢氧化亚铁是白色固体，在空气中迅速变成灰绿色，最终变成红褐色
D．氢氧化铁受热分解
解析：选D　A项，Fe＋2FeCl3===3FeCl2，化合价由＋3价变为＋2价；B项，3Fe＋2O2Fe3O4，化合价由0价变为＋2价、＋3价；C项，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，化合价由＋2价变为＋3价；D项，2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O，化合价没有变化。
4．将Cu片放入0.1 mol·L－1 FeCl3溶液中，反应一定时间后取出Cu片，溶液中的
c(Fe3＋)∶c(Fe2＋)＝2∶3，则Cu2＋与Fe3＋的物质的量之比为(　　)
A．3∶4　　　　　　　 B．4∶3
C．1∶2 D．5∶3
解析：选A　所得溶液中c(Fe3＋)∶c(Fe2＋)＝2∶3，即二者的物质的量之比为2∶3，由反应Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋可知，反应后溶液中n(Fe2＋)∶n(Cu2＋)＝2∶1，则反应后溶液中n(Cu2＋)∶n(Fe3＋)＝n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝3∶4，A项正确。
5．某500 mL溶液中含0.1 mol Fe2＋、0.2 mol Fe3＋，加入0.2 mol铁粉，待Fe3＋完全被还原后，溶液中Fe2＋的物质的量浓度为(假设反应前后溶液体积不变)(　　)
A．0.4 mol·L－1 B．0.6 mol·L－1
C．0.8 mol·L－1 D．1.0 mol·L－1
解析：选C　由反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋可知铁粉过量，0.2 mol Fe3＋与过量铁粉反应生成0.3 mol Fe2＋，故反应后Fe2＋共为0.4 mol，c(Fe2＋)＝＝0.8 mol·L－1。
6．选择合适试剂完成甲、乙两组实验。
甲组：检验含Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋；
乙组：检验含Fe2＋的溶液中是否含有Fe3＋。
下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是(　　)
试剂
选项
甲组
乙组
A
新制氯水、KSCN溶液
NaOH溶液
B
酸性KMnO4溶液
KSCN溶液
C
KOH溶液
溴水
D
溴水
酸性KMnO4溶液
解析：选B　甲组，在Fe3＋存在的条件下检验Fe2＋，要排除Fe3＋干扰。所选试剂具备下列条件：一是能与Fe2＋发生有明显现象的反应；二是与Fe3＋不反应。酸性KMnO4溶液和溴水符合条件，实验现象是颜色变浅(或褪去)。乙组，在Fe2＋存在的条件下，检验Fe3＋，用KSCN溶液检验Fe3＋，Fe2＋无干扰。
7．某溶液中可能存在Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋，加入NaOH溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，下列结论正确的是(　　)
A．一定有Fe2＋，一定没有Fe3＋、Mg2＋
B．一定有Fe3＋，一定没有Fe2＋、Mg2＋
C．一定有Fe3＋，可能有Fe2＋，一定没有Mg2＋
D．一定有Fe2＋，可能有Mg2＋，一定没有Fe3＋
解析：选D　由题给“开始产生白色沉淀，并迅速变成灰绿色，最后变成红褐色”可知，一定含有Fe2＋，且一定不含Fe3＋；而Mg(OH)2为白色，不能判断。
8．0.6 mol·L－1的Fe2(SO4)3和1.2 mol·L－1的CuSO4的混合溶液200 mL，加入一定量铁粉充分反应后，测得溶液中Fe2＋与Cu2＋的物质的量之比为2∶1，则加入铁粉的物质的量为(　　)
A．0.16 mol B．0.22 mol
C．0.30 mol D．0.48 mol
解析：选A　Fe2(SO4)3的物质的量为0.6×0.2＝0.12 mol，CuSO4的物质的量为1.2×0.2＝0.24 mol，硫酸铁消耗0.12 mol铁，生成0.36 mol硫酸亚铁，假设有x mol的铁和硫酸铜反应，则生成硫酸亚铁的物质的量为x mol，剩余CuSO4的物质的量为(0.24－x) mol，则亚铁离子和铜离子比例＝(0.36＋x)∶(0.24－x)＝2∶1，解得x＝0.04 mol，则加入的铁的物质的量为0.12 mol＋0.04 mol＝0.16 mol。　
9．金属单质A与盐酸反应生成浅绿色溶液B，同时放出气体C。如果在B溶液中通入氯气，则B转变成棕黄色溶液D，将溶液D分为两份，一份加入几滴硫氰化钾溶液，生成红色物质E，另一份加入A，则棕黄色溶液D重新变成浅绿色溶液B，在溶液B中滴加NaOH溶液生成白色沉淀，露置在空气中，会逐渐变成红褐色沉淀F。则各物质的化学式分别是A_______，B________，C________，D________，F________。
有关反应的离子方程式有：
①______________________________________________________________________，
②______________________________________________________________________，
③______________________________________________________________________，
④______________________________________________________________________，
⑤______________________________________________________________________，
⑥______________________________________________________________________。
解析：A与盐酸反应生成浅绿色溶液说明生成了Fe2＋，则A为Fe，B为FeCl2，C为H2；在B中通入Cl2，B转变为棕黄色溶液，说明生成了Fe3＋，即D为FeCl3；依次可推知E为Fe(SCN)3，F为Fe(OH)3。
答案：Fe　FeCl2　H2　FeCl3　Fe(OH)3
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
10．为了检验某未知溶液是否是FeCl2溶液，一位同学设计了以下实验方案加以证明。
方案：向一只装有该未知溶液的试管中先通入氯气，再滴加KSCN溶液，溶液呈现血红色，证明该未知溶液是FeCl2溶液。回答以下问题：
(1)你认为此方案是否合理________(填“合理”或“不合理”)，若不合理，要检验Fe2＋应如何操作________________________(若填“合理”，则此空可不答)。
(2)现向一只装有FeCl2溶液的试管中滴加氢氧化钠溶液，可观察到的现象是________________________________________________________________________，
有关的化学方程式为______________________________________________，
________________________________________________________________________。
(3)实验室在保存FeCl2溶液时为了防止FeCl2溶液变质，经常向其中加入铁粉，其原因是(用离子方程式表示)____________________________________ ____________________。
解析：本题主要考查Fe3＋与Fe2＋的相互转化及检验。
(1)若先向溶液中通入Cl2，再滴加KSCN溶液，溶液呈血红色，说明通入Cl2的溶液中含Fe3＋，不能证明原未知液是FeCl2，若为FeCl3或FeCl2与FeCl3混合溶液，现象与上述实验完全相同，故应先加KSCN溶液。
(2)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液，会反应生成白色Fe(OH)2沉淀，因Fe(OH)2易被氧化为Fe(OH)3，故生成物颜色会迅速加深，变为灰绿色，最终变为红褐色Fe(OH)3。
答案：(1)不合理　先加KSCN溶液，无现象，再加入氯水，溶液变成血红色，则原溶液含有Fe2＋
(2)出现白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色
FeCl2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(3)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
第二课时
铝的重要化合物
[课标要求]
1．掌握铝的重要化合物的主要性质及应用。
2．了解铝及其化合物相互转化的关系及图像。
3．了解两性氧化物和两性氢氧化物的概念。
1．氧化铝
(1)物理性质
色态
溶解性
熔点
硬度
白色固体
难溶于水
很高
很大
(2)化学性质
Al2O3是两性氧化物，与酸或强碱溶液都能反应生成盐和水。

(3)用途
①冶炼金属铝的原料；
②良好的耐火材料。
[特别提醒]　Al2O3属于两性氧化物而不是碱性氧化物。
2．氢氧化铝
(1)物理性质
①色态：白色固体；
②溶解性：难溶于水。
(2)制备
实验室常用可溶性铝盐Al2(SO4)3与氨水反应制取Al(OH)3：
①化学反应方程式为Al2(SO4)3＋6NH3·H2O===2Al(OH)3↓＋3(NH4)2SO4。
②离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。
③现象：生成白色胶状沉淀，氨水过量时沉淀不溶解。
(3)化学性质
①氢氧化铝的两性：
与酸反应
与碱反应
操作
现象
试管中白色沉淀溶解
试管中白色沉淀溶解
反应的化学方程式及离子方程式
化学方程式：
Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O
离子方程式：
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
化学方程式：
Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O
离子方程式：
Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
结论
Al(OH)3既能与强酸反应，又能与强碱反应，具有两性氢氧化物的性质
②不稳定性：加热时氢氧化铝易分解生成氧化铝和水，反应的化学方程式为2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。
(4)用途
①用于净水：能凝聚水中悬浮物，并能吸附色素。
②胃酸中和剂：利用其弱碱性。
3．硫酸铝钾
(1)明矾的化学式：KAl(SO4)2·12H2O。
(2)明矾的净水原理
[特别提醒]　Al(OH)3能溶于强酸、强碱溶液，但不溶于弱酸(如H2CO3)、弱碱(如NH3·H2O)。
1．为什么常用氨水与硫酸铝溶液反应制取氢氧化铝，而不用氢氧化钠溶液呢？
提示：因为Al(OH)3为两性氢氧化物，Al(OH)3可溶于NaOH溶液中而生成NaAlO2。但Al(OH)3不溶于氨水中，故常用氨水与硫酸铝反应制取氢氧化铝，而不用NaOH溶液。
2．向AlCl3溶液中滴加少量NaOH溶液，产物是什么？NaOH过量又生成什么产物？
提示：NaOH少量时产物是Al(OH)3，反应的化学方程式为AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl。NaOH过量时产物是NaAlO2，反应的化学方程式为AlCl3＋4NaOH===NaAlO2＋3NaCl＋2H2O。
3．向NaAlO2溶液中滴加少量盐酸，产物是什么？盐酸过量又生成什么产物？
提示：盐酸少量时产物是Al(OH)3，反应的化学方程式为NaAlO2＋HCl＋H2O===Al(OH)3↓＋NaCl；盐酸过量时产物是AlCl3，反应的化学方程式为NaAlO2＋4HCl===AlCl3＋NaCl＋2H2O。
1．“铝三角”及其转化关系
(1)Al3＋与Al(OH)3的相互转化
①Al3＋转化为Al(OH)3：
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH；
Al3＋＋3OH－(少量)===Al(OH)3↓。
②Al(OH)3转化为Al3＋：
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。
(2)Al3＋与AlO的相互转化
①Al3＋转化为AlO：
Al3＋＋4OH－(过量)===AlO＋2H2O。
②AlO转化为Al3＋：
AlO＋4H＋(过量)===Al3＋＋2H2O。
(3)AlO与Al(OH)3的相互转化
①AlO转化为Al(OH)3：
AlO＋CO2(过量)＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO；
2AlO＋CO2(少量)＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO。
AlO＋H＋(少量)＋H2O===Al(OH)3↓。
②Al(OH)3转化为AlO：
Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。
2．氢氧化铝两性的应用
(1)用过量的NaOH溶液检验Al3＋的存在。
(2)用过量的NaOH溶液鉴别Al3＋、Mg2＋。
(3)采用互滴法鉴别Al3＋与OH－，AlO与H＋。
(4)用过量NaOH溶液和相应酸分离Al3＋与Mg2＋(或Fe3＋)。
(5)用过量的NaOH溶液除杂：如Fe(Al)、Fe2O3(Al2O3)等。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)Al2O3是金属氧化物，也是两性氧化物(√)
(2)Al2O3结构致密，所以可用铝制容器盛盐酸和NaOH溶液等(×)
(3)用氢氧化钠溶液可以除去铝片表面的氧化膜(√)
(4)可以利用Al2O3与水反应制得Al(OH)3(×)
(5)溶解Al(OH)3的溶液一定是强酸溶液(×)
(6)强酸性溶液中铝元素以Al3＋形式存在，强碱性溶液中铝元素以AlO形式存在(√)
2．下列变化不可能通过一步实验直接完成的是(　　)
A．Al(OH)3→Al2O3　　 B．Al2O3→Al(OH)3
C．Al→AlO D．Al3＋→Al(OH)3
解析：选B　Al(OH)3加热分解可直接得Al2O3，Al与强碱溶液反应可得AlO，Al3＋遇碱可直接得Al(OH)3，Al2O3难溶于水，不能通过一步反应得Al(OH)3，应将Al2O3与酸或碱反应得Al3＋或AlO，再与碱或酸反应，才能得Al(OH)3。
1．图像类型
(1)向含1 mol AlCl3的溶液中加入氨水至过量
①实验现象：立即产生白色沉淀且沉淀不溶于过量氨水。
②反应原理：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
③数量关系：＝3时，生成沉淀的量最多。
(2)向含1 mol AlCl3的溶液中加入氢氧化钠溶液至过量
①实验现象：立即产生白色沉淀且沉淀量逐渐增多，完全沉淀后，随着NaOH溶液的加入沉淀量又逐渐减少，直至消失。
②反应原理：
OA段：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
AB段：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
③数量关系：OA段消耗的NaOH与AB段消耗的NaOH的物质的量之比为3∶1。
(3)向含1 mol NaAlO2的溶液中通入CO2至过量
①实验现象：立即产生白色沉淀，且沉淀不溶解。
②反应原理：
OA段：AlO＋3H2O＋CO2===2Al(OH)3↓＋CO
AB段：CO＋H2O＋CO2===2HCO
③数量关系：＝时，生成沉淀的量最多
(4)向含1 mol NaAlO2的溶液中加入盐酸至过量
①实验现象：立即产生白色沉淀且沉淀量逐渐增多，完全沉淀后，随着盐酸的加入沉淀量又逐渐减少，直至消失。
②反应原理：
OA段：AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓
AB段：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
③数量关系：OA段消耗的HCl与AB段消耗HCl的物质的量之比为1∶3。
(5)向含MgCl2、AlCl3各1 mol的混合溶液中加入氢氧化钠溶液至过量。
①实验现象：立即产生白色沉淀，且沉淀量逐渐增多，随着NaOH溶液的加入沉淀量部分溶解，但不完全消失。
②反应原理：
OA段：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，
Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
AB段：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
③数量关系：AB段消耗的NaOH的物质的量即为混合液中Al3＋的物质的量。
2．反应过程中铝元素存在的形式分析
(1)向1 L 1 mol·L－1的AlCl3溶液中滴加NaOH溶液
(2)向1 L 1 mol·L－1的NaAlO2溶液中滴加稀盐酸
1．将NaOH溶液逐滴加入用盐酸酸化的AlCl3溶液中，若用y轴表示Al(OH)3沉淀的量，x轴表示NaOH溶液的体积，下列图像正确的是(　　)
解析：选D　当溶液中有H＋、Al3＋时，加入的OH－先与H＋反应，后与Al3＋反应：H＋＋OH－===H2O，Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓， 故开始加入NaOH溶液时，无沉淀产生，随着NaOH量的增加，沉淀的量也逐渐增加，当NaOH溶液加入到一定量时，沉淀量达到最大值，再加入NaOH溶液，沉淀开始溶解：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。形成沉淀与溶解沉淀所需NaOH溶液的体积比为3∶1。综上所述，D项的图像符合题意。
2．向Al2(SO4)3和MgSO4的混合溶液中滴加NaOH溶液，生成沉淀的量与滴入NaOH溶液的体积关系如图所示，则原混合溶液中Al2(SO4)3与MgSO4的物质的量浓度之比为(　　)
A．6∶1 B．3∶1
C．2∶1 D．1∶2
解析：选D　由50→60 mL可知10 mL NaOH溶液刚好溶解了Al(OH)3，故产生这些Al(OH)3需30 mL NaOH，则在加入的50 mL NaOH溶液中有20 mL与Mg2＋反应，所以
n(Al3＋)∶n(Mg2＋)＝1∶1，则Al2(SO4)3和MgSO4的物质的量浓度之比为1∶2。
[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．下列物质中，既能溶于强酸溶液又能溶于强碱溶液的氧化物是(　　)
A．MgO　　　　　　　　 B．Al2O3
C．CO2 D．Al(OH)3
解析：选B　四个选项中，A、B、C为氧化物，其中MgO是碱性氧化物，只与酸作用，CO2是酸性氧化物，与强碱反应生成盐和水，而Al2O3是两性氧化物，既能与强酸作用，又能与强碱溶液作用。
2．下列有关说法中不正确的是(　　)
A．Al(OH)3在用于治疗胃酸过多类疾病时表现出弱碱性
B．明矾溶于水后可得到少量的有强吸附性的Al(OH)3，故明矾可作净水剂
C．Al(OH)3可用于中和馒头制作过程(如发酵阶段)中产生的酸
D．Al2O3可用于制作耐火材料而Al(OH)3不能
解析：选C　A项，Al(OH)3是弱碱，能与胃酸反应，用于治疗胃酸过多，正确；B项，明矾溶于水后，电离产生的Al3＋水解可得到少量的有强吸附性的Al(OH)3，明矾可作净水剂，正确；C项，Al(OH)3不能用于中和馒头制作过程(如发酵阶段)中产生的酸，错误；D项，Al2O3的熔点很高，可制作耐火材料，Al(OH)3受热易分解，不能用于制作耐火材料，正确。
3．以氧化铝为原料制取氢氧化铝最好的方法是(　　)
A．将氧化铝溶于水
B．将氧化铝先溶于盐酸中，之后滴加氨水
C．将氧化铝先溶于盐酸中，之后滴加氢氧化钠溶液
D．将氧化铝先溶于氢氧化钠溶液之中，之后滴加盐酸
解析：选B　以Al2O3为原料制取Al(OH)3，有两条途径：
Al2O3Al3＋Al(OH)3；
Al2O3AlOAl(OH)3。
因Al(OH)3可溶于强酸、强碱，故应选用Al3＋与弱碱反应或AlO与弱酸反应。
4．将氢氧化钠溶液滴入某氯化镁和氯化铝的混合溶液中，则下列图像变化趋势正确的是(　　)
解析：选C　向氯化镁和氯化铝的混合溶液中滴入氢氧化钠溶液发生的反应的过程是：先产生沉淀，后沉淀部分溶解，最后质量不变，符合的图像只有C。
5．已知X是某金属单质，X、A、B、C含同一种元素，可发生如下转化：
(1)写出下列物质的化学式：X________，A________，B________，C________。
(2)写出以下反应的离子方程式：
②_____________________________________________________________________；
④_____________________________________________________________________。
解析：金属单质中既可和酸反应，又可和碱反应的只有Al，X是Al，则A是Al2O3，B是NaAlO2，C是AlCl3。
答案：(1)Al　Al2O3　NaAlO2　AlCl3
(2)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
1．氢氧化铝可作为治疗胃酸过多的内服药，这是利用了氢氧化铝的(　　)
A．两性　　　　　　　 B．碱性
C．酸性 D．不稳定性
解析：选B　因为Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，所以Al(OH)3作为治疗胃酸过多的内服药，是利用了Al(OH)3的碱性。
2．在MgO中混有少量的Al2O3杂质，欲将杂质除去可选用的试剂是(　　)
A．稀硫酸 B．浓氨水
C．稀盐酸 D．氢氧化钠溶液
解析：选D　MgO不溶于NaOH溶液，Al2O3溶于NaOH溶液。
3．下列关于Al(OH)3的性质叙述错误的是(　　)
A．Al(OH)3是两性氢氧化物
B．Al(OH)3是难溶于水的白色胶状物质
C．Al(OH)3能凝聚水中悬浮物
D．Al(OH)3既溶于NaOH溶液、氨水，又能溶于盐酸
解析：选D　Al(OH)3能溶于强酸、强碱溶液，不溶于弱碱溶液。
4．为了使AlCl3溶液中的Al3＋尽可能全部转化为Al(OH)3沉淀，最合适的试剂是(　　)
A．NaOH溶液 B．KOH溶液
C．盐酸 D．氨水
解析：选D　氢氧化铝是两性氢氧化物，既能与酸反应，也与强碱反应，为了使AlCl3溶液中的Al3＋尽可能全部转化为Al(OH)3沉淀，需要加入碱液，但不能加入强碱溶液，因此最合适的试剂是氨水。
5．下列离子方程式书写错误的是(　　)
A．铝粉投入到NaOH溶液中：
2Al＋2OH－===2AlO＋H2↑
B．Al(OH)3溶于NaOH溶液中：
Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
C．NaAlO2溶液中通入少量的CO2：
2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO
D．Al2O3粉末溶于NaOH溶液中：
Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
解析：选A　A项应为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。
6．只用试管和胶头滴管而不用其他试剂无法区别的一组溶液是(　　)
A．KOH溶液和AlCl3溶液
B．Na2CO3溶液和盐酸
C．AlCl3溶液和氨水
D．盐酸和NaAlO2溶液
解析：选C　KOH和AlCl3、Na2CO3和HCl、HCl和NaAlO2三组物质都可能因反应物的量不同发生不同的反应，因而互相滴加方式不同而产生不同的现象，只用试管和胶头滴管而不用其他试剂就可以区别。
7．将物质X逐滴加入Y溶液中，生成沉淀的物质的量(n2)与所加X的物质的量(n1)的关系如图所示，符合该图所示情况的是下表中的(　　)
选项
A
B
C
D
X
NaOH
AlCl3
HCl
NaAlO2
Y
AlCl3
NaOH
NaAlO2
HCl
解析：选C　滴入X立即有沉淀产生，可排除B、D两项，而向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液时，产生沉淀消耗的NaOH溶液与溶解沉淀消耗的NaOH溶液的物质的量之比为3∶1，故排除A项，C正确。
8．向10 mL 0.1 mol·L－1 AlCl3溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1 NaOH溶液V mL，则下列图像正确的是(　　)
解析：选B　向10 mL 0.1 mol·L－1 AlCl3溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1 NaOH溶液V mL，反应的化学方程式为AlCl3＋3NaOH===3NaCl＋Al(OH)3↓，Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O。因此沉淀达到最大值时消耗氢氧化钠溶液是30 mL，溶解氢氧化铝时又消耗氢氧化钠溶液10 mL，B项符合。
9．现代生活离不开铝，铝有许多优良的性能，因此在各方面有极其广泛的用途。
(1)某学生拟用铝粉制备少量Al(OH)3，制备过程如下图所示：
请回答：
①通过操作a分离出Al(OH)3，操作a的名称是________。
②从Al(OH)3的性质考虑，用Al2(SO4)3溶液制备Al(OH)3时，常用氨水而不用NaOH溶液，请用一个化学方程式表明其理由：________________________________________。
(2)铝可以和烧碱溶液反应，该反应的离子方程式为__________________________。
解析：(1)①分离难溶物和溶液的方法是过滤。
②Al(OH)3是两性氢氧化物，与强酸和强碱反应，所以用Al2(SO4)3溶液制备Al(OH)3时，常用氨水而不用NaOH溶液的原因是Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O。
(2)铝可以和烧碱溶液反应，反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。
答案：(1)①过滤
②Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O
(2)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
10．铝土矿(主要成分为Al2O3，还有少量杂质)是提取铝的原料。提取铝的工艺流程如下：
(1)请用离子方程式表示以上工艺流程中第①步反应：________________________。
(2)写出以上工艺流程中第③步反应的化学方程式：__________________________。
(3)若第①步加入的是盐酸，则发生反应的离子方程式为______________________。
解析：铝土矿的主要成分是Al2O3，既可用氢氧化钠溶液溶解，也可用盐酸溶解，发生的离子反应分别为Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O，Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，原方案中为保证把偏铝酸钠溶液中的铝元素完全转化为氢氧化铝沉淀，应通入足量的二氧化碳气体，所以发生的化学反应为NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3。
答案：(1)Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
(2)NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3
(3)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
1．下列说法正确的是(　　)
A．Al2O3难溶于水，不跟水反应，所以它不是Al(OH)3对应的氧化物
B．因为Al2O3是金属氧化物，所以它是碱性氧化物
C．Al2O3能跟所有的酸碱溶液反应
D．Al2O3能跟强的酸碱溶液反应
解析：选D　Al(OH)3Al2O3＋H2O；Al2O3是两性氧化物，能跟强酸强碱反应，弱碱不能与Al2O3反应。
2．既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应的化合物是(　　)
①Al　②NaHCO3　③Al2O3　④Mg(OH)2　⑤Al(OH)3
A．①②③⑤ B．①④⑤
C．②③⑤ D．①③④
解析：选C　Al是单质而不是化合物，Mg(OH)2只能与盐酸反应，而不能与NaOH溶液反应，故①、④均不符合题意。
3．相同物质的量的下列物质，分别与足量NaOH溶液反应，消耗NaOH物质的量最多的是(　　)
A．Al2O3 B．KAl(SO4)2
C．Al(OH)3 D．Al
解析：选B　分别写出各物质与NaOH溶液反应的方程式：
Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O；
2KAl(SO4)2＋8NaOH===K2SO4＋2NaAlO2＋3Na2SO4＋4H2O；
Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O；
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。
比较可知同物质的量时，KAl(SO4)2消耗的NaOH物质的量最多。
4．用含有少量镁的铝片制取纯净的Al(OH)3，可能有的步骤为①加盐酸溶解；②加过量苛性钠溶液；③过滤；④通入过量CO2；⑤加过量纯碱溶液，实验操作最合理的组合及顺序是(　　)
A．①⑤④③ B．②③④③
C．②③⑤③ D．①⑤③
解析：选B　用含有少量镁的铝片制取纯净的Al(OH)3，步骤设计一：
Mg、AlMg2＋、Al3＋过量的NaOH溶液,
Mg(OH)2、NaAlO2NaAlO2
Al(OH)3，实验合理的步骤是①②③④③；
步骤设计二：
Mg、AlNaAlO2
Al(OH)3，实验合理步骤是②③④③。
5.将一小块铝片加入某盐酸中，铝片完全溶解，在所得溶液中继续滴加NaOH溶液。生成Al(OH)3的量与加入NaOH溶液体积的变化关系如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．盐酸与铝片反应后，盐酸还有剩余
B．图中B点之前发生的离子反应为Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
C．A→B段消耗的NaOH溶液的体积与B→C段消耗的NaOH溶液的体积比≥3∶1
D．溶解铝片的盐酸浓度与滴加的NaOH溶液浓度相等
解析：选A　A项，从图像可知，刚滴入NaOH溶液时，不生成沉淀，说明盐酸与铝片反应后仍有剩余，正确；B项，B点之前，在O→A段，还发生了H＋＋OH－===H2O的反应，错误；C项，A→B段消耗的NaOH溶液的体积与B→C段消耗的NaOH溶液的体积比一定等于3∶1，错误；D项，根据题目提供条件，不能判断盐酸与NaOH溶液的浓度关系，错误。
6．有一块镁铝合金，其中镁与铝的质量比是8∶9，加入足量稀硫酸使其完全溶解后，再加入NaOH溶液，生成沉淀的质量随NaOH溶液体积变化的曲线如下图，其中正确的是(　　)
解析：选A　Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，因为硫酸是足量的，所以加入NaOH溶液后发生反应H＋＋OH－===H2O，Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，
Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。镁铝质量比是8∶9，其物质的量比为1∶1，设Mg的质量为24 g，铝的质量为27 g，根据元素守恒，沉淀最大质量为58 g＋78 g＝136 g，当氢氧化钠过量，沉淀只有氢氧化镁，其质量为58 g，比136 g的一半少，因此根据上述分析，A符合。
7．在某无色溶液中缓慢地滴入NaOH溶液直至过量，产生沉淀的质量与加入的NaOH溶液体积的关系如图所示，由此确定，原溶液中含有的阳离子是(　　)
A．Mg2＋、Al3＋、Fe2＋ B．H＋、Mg2＋、Al3＋
C．H＋、Ba2＋、Al3＋ D．只有Mg2＋、Al3＋
解析：选B　观察图像时，要注意图像的起始点，终点，及曲线的走势。从图像上看，开始时加入NaOH溶液没有沉淀产生，说明溶液中有H＋，沉淀量逐渐增加，达到最大值，然后又减少说明溶液中存在Al3＋，沉淀量减少到一定量后，不再发生变化，说明溶液中还存在Mg2＋。
8．含氯化镁和氯化铝的混合溶液200 mL，其中c(Mg2＋)为0.2 mol·L－1，c(Cl－)为
1.3 mol·L－1。要使Mg2＋全部转化为沉淀分离出来，至少需加4 mol·L－1 NaOH溶液的体积为(　　)
A．40 mL B．72 mL
C．80 mL D．128 mL
解析：选C　根据电荷守恒得：2c(Mg2＋)＋3c(Al3＋)＝c(Cl－)，2×0.2＋3c(Al3＋)＝1.3，
c(Al3＋)＝0.3 mol·L－1，要使Mg2＋转化为沉淀分离出，需要把Al(OH)3转化为NaAlO2，根据离子方程式：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，所以需要NaOH的物质的量为2(0.2×0.2)＋4(0.3×0.2)＝0.32 mol，需要的NaOH溶液的体积为0.32 mol÷4 mol·L－1＝0.08 L＝80 mL。
9．A、B、C、D、E五种化合物，均含有某种常见元素，它们的转化关系如图所示，其中A为澄清溶液，C为难溶的白色固体，E则易溶于水，若取A溶液灼烧，焰色反应为浅紫色(透过蓝色钴玻璃)。
请回答下列问题：
(1)写出化学式：A_________，B_________，C_________，D_________，E_______。
(2)写出下列反应的离子方程式：
A→B：______________________________________________________________，
B→D：_______________________________________________________________，
C→E：_______________________________________________________________。
解析：本题主要考查铝的化合物之间的相互转化关系，从物质B作为突破口，B既能与NaOH反应，又能与盐酸反应，且能受热分解，B为Al(OH)3，C为Al2O3，则D为AlCl3，E为NaAlO2，A与过量CO2反应生成B，且焰色反应为紫色，A为KAlO2。
答案：(1)KAlO2　Al(OH)3　Al2O3　AlCl3　NaAlO2
(2)AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
10．向20 mL某物质的量浓度的AlCl3溶液中滴入2 mol·L－1 NaOH溶液时，得到的Al(OH)3沉淀质量与所滴加NaOH溶液的体积(mL)关系如图所示，试回答下列问题：
(1)图中A点表示的意义是_________________________________________________。
(2)图中B点表示的意义是_________________________________________________。
(3)上述两步反应用总的离子方程式可表示为__________________________________。
(4)若溶液中有Al(OH)3沉淀0.39 g，则此时用去NaOH溶液的体积为________。
解析：由图可知：随着NaOH溶液的加入，AlCl3溶液中发生Al3＋―→Al(OH)3―→AlO的转化。故A点表示得到Al(OH)3沉淀的最大值，B点表示Al(OH)3完全溶解，涉及的离子反应为Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓；Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，总反应的离子方程式为Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O。
(4)要生成0.39 g Al(OH)3沉淀时有两种情况：
①AlCl3过量，此时n[Al(OH)3]＝n(OH－)，即：
＝×2 mol·L－1×V×10－3 L·mL－1
解得V＝7.5 mL。
②当NaOH相对过量时，NaOH使Al3＋全部生成Al(OH)3后，又使沉淀部分溶解，此时n[Al(OH)3]＝4n(Al3＋)－n(OH－)，即：
＝4×－2 mol·L－1×V′×10－3 L·mL－1，解得V′＝17.5 mL。
答案：(1)生成Al(OH)3沉淀的最大值
(2)Al(OH)3沉淀完全溶解于NaOH溶液成为NaAlO2溶液
(3)Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O
(4)7.5 mL或17.5 mL

第一节物质的分类
第一课时
简单分类法及其应用
[课标要求]
1．了解物质分类的方法和依据。
2．认识分类方法的应用。
3．感受分类方法对化学学科研究和化学学习的重要应用。
1．交叉分类法
(1)含义：根据不同的分类标准，对同一事物进行多种分类的一种分类方法。
(2)举例
Ⅰ.碳酸钠的交叉分类：
分类标准
所属类别
组成的阳离子
钠盐
组成的阴离子
碳酸盐
溶解性
可溶性盐
Ⅱ.在不同的物质和它所属的类别之间进行连线：
　　　
　　　　　　
提示：①—a、c　②—a、d　③—b、d　④—b、c
2．树状分类法
(1)含义：对同类事物按照某些属性进行再分类的分类方法，即对同类事物进行再分类。
(2)举例
[特别提醒]　物质的分类标准不同，同一种物质可能有不同的归类。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)碳酸钾是钾盐，也是碳酸盐(　　)
(2)根据组成元素的差异，可以把物质分为纯净物和混合物(　　)
(3)氯化钠属于盐，也属于化合物(　　)
(4)CuSO4·5H2O是混合物(　　)
解析：(1)根据所含阳离子划分，K2CO3属于钾盐；根据所含阴离子划分，K2CO3属于碳酸盐。(2)根据组成元素的差异，可以把纯净物分为单质和化合物。(3)盐是化合物，正确。(4)CuSO4·5H2O是纯净物，不是混合物。
答案：(1)√　(2)×　(3)√　(4)×
2．将(Ⅰ)中物质与(Ⅱ)中物质的分类用短线连起来。
(Ⅰ)　　　　　　　　　　 (Ⅱ)
NaHCO3 无氧酸盐
KHSO4 含氧酸盐
NaCl 钠盐
BaSO4 硫酸盐
Na2SO4 酸式盐
解析：分类连线时，一定要明确分类标准。若分类标准不同，对于同一种物质会有不同的归类并注意一种物质可属于多种类别。
答案：
1．分类可以帮助我们更好地认识物质的性质，找出各类物质之间的关系
―→―→―→
―→―→―→
2．实例
写出标号反应的化学方程式，并注明反应类型
①2Ca＋O22CaO，化合反应；
②CaO＋H2O===Ca(OH)2，化合反应；
③Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O，复分解反应；
④C＋O2CO2，化合反应；
⑤CO2＋H2O===H2CO3，化合反应；
⑥H2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2H2O，复分解反应。
[特别提醒]　(1)金属氧化物不一定是碱性氧化物，如Mn2O7是酸性氧化物。
(2)酸性氧化物不一定是非金属氧化物(如Mn2O7)，非金属氧化物不一定是酸性氧化物(如CO、NO)。
1．已知Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，那么所有的金属都能与酸反应生成盐和氢气吗？
提示：不是；如金属活动性顺序中氢之后的金属与稀硫酸不反应。
2．盐与盐之间发生复分解反应的条件是什么？
提示：盐与盐之间能否发生复分解反应至少需满足复分解反应发生的三个条件(①生成沉淀，②生成气体，③生成水)中的任何一个。
3.硫和碳均为非金属单质，在性质上有一定的相似性，你能写出下列转化的化学方程式吗？
提示：①S＋O2SO2
②SO2＋H2O===H2SO3
③H2SO3＋2NaOH===Na2SO3＋2H2O
单质、氧化物、酸、碱、盐之间的相互转化
图示解读：
①金属单质―→碱性氧化物，如4Na＋O2===2Na2O；
②碱性氧化物―→碱，如CaO＋H2O===Ca(OH)2；
③金属单质―→盐，如Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑；
④碱性氧化物―→盐，如CaO＋2HCl===CaCl2＋H2O；
⑤碱―→盐，如Ca(OH)2＋2HCl===CaCl2＋2H2O；
⑥非金属单质―→酸性氧化物，如S＋O2SO2；
⑦酸性氧化物―→酸，如CO2＋H2O===H2CO3；
⑧非金属单质―→盐，如2Na＋Cl22NaCl；
⑨酸性氧化物―→盐，如CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O；
⑩酸―→盐，如HCl＋NaOH===NaCl＋H2O。
1．某同学要在奥运五连环中填入物质，使相连物质间能发生反应，不相连物质间不能发生反应。你认为“五连环”中有空缺的一环应填入的物质是(　　)
A．硫酸 B．氧气
C．二氧化碳 D．氧化钙
解析：选C　据题意知，填入的物质既能与NaOH溶液反应，又能与碳反应，符合题目要求的物质为CO2，反应的化学方程式分别为CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O，C＋CO22CO。
2．如图中，“——”表示相连的物质间在一定条件下可以反应，“―→”表示丁在一定条件下通过置换反应可以转化为乙。下面四组选项中，符合图示要求的是(　　)
选项
甲
乙
丙
丁
A
H2SO4
Na2SO4
NaOH
NaCl
B
BaCl2
K2CO3
HCl
KOH
C
O2
CO
CuO
C
D
Fe
CuCl2
Zn
HCl

解析：选C　A项，H2SO4和Na2SO4、Na2SO4和NaOH、NaOH和NaCl不反应；B项，BaCl2和KOH不反应；D项，Cu与HCl不发生置换反应生成CuCl2。
[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．下列物质既属于纯净物又属于化合物的是(　　)
A．石墨　　　　　　　　 B．干冰
C．盐酸 D．食盐水
答案：B
2．下列物质所属的类别正确的是(　　)
A．纯碱——盐 B．冰——混合物
C．澄清石灰水——纯净物 D．洁净的空气——纯净物
解析：选A　Na2CO3属于盐类，A正确；冰属于纯净物，B错误；澄清石灰水属于混合物，C错误；洁净的空气中含有氧气、氮气、二氧化碳等，属于混合物，D错误。
3．对下列物质分类全部正确的是(　　)
①小苏打　②食盐水　③石灰水　④NaOH　⑤液态氧
⑥KClO3
A．碱——①④ B．纯净物——③④⑤
C．盐——①⑥ D．混合物——②⑤
解析：选C　①为纯净物，属盐类；②为混合物；③为混合物；④为纯净物，属碱类；⑤为纯净物，属单质；⑥为纯净物，属盐类，故分类正确的为C项。
4．下列关于物质的分类正确的是(　　)
解析：选D　A项，NaHSO4不属于酸，Cu2(OH)2CO3属于盐，不是碱，纯碱是盐，不是碱，错误；B项，纯碱属于正盐，不是碱式盐，烧碱属于碱，不是盐，错误；C项，石膏是CaSO4·2H2O，不是重金属盐，钡餐是BaSO4，不是碳酸盐，错误。
5．(1)某同学将浓硫酸、NaOH固体、生石灰等物质划分为一类。该同学的分类依据为________。
A．酸类　　　　　　 B．碱类
C．氧化物 D．干燥剂
(2)生石灰属于________。
A．酸 B．碱
C．盐 D．纯净物
E．化合物 F．金属氧化物
G．非金属氧化物 H．碱性氧化物
I．酸性氧化物
(3)生石灰可做干燥剂的理由是___________________________________________
______________________________________________________(用化学方程式表示)。
(4)生石灰还可以与二氧化碳、盐酸发生化学反应，写出化学方程式：________________________________________________________________________；
________________________________________________________________________。
解析：浓硫酸、NaOH固体、生石灰等物质都是干燥剂；生石灰属于纯净物、化合物、金属氧化物、碱性氧化物；生石灰与水发生反应CaO＋H2O===Ca(OH)2，常做干燥剂；生石灰与二氧化碳及盐酸反应的化学方程式分别是CaO＋CO2===CaCO3，CaO＋2HCl===CaCl2＋H2O。
答案：(1)D　(2)D、E、F、H
(3)CaO＋H2O===Ca(OH)2
(4)CaO＋CO2===CaCO3
CaO＋2HCl===CaCl2＋H2O
1．下列化合物中，属于氧化物的是(　　)
A．Na2SO4　　　　　　 B．NaOH
C．HNO3 D．FeO
解析：选D　由两种元素组成，其中一种元素是氧的化合物是氧化物。
2．将下列各组物质按酸、碱、盐分类顺序排列正确的是(　　)
A．硫酸、纯碱、石膏 B．氢硫酸、烧碱、绿矾
C．碳酸、生石灰、醋酸钠 D．磷酸、熟石灰、苛性钾
解析：选B　A项中纯碱是Na2CO3，属于盐而不是碱；C项中生石灰不属于碱；D项中苛性钾不属于盐。
3．对下列反应类型的判断不正确的是(　　)
A．CO2＋H2O===H2CO3　化合反应
B．Cu(OH)2CuO＋H2O　分解反应
C．Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2　置换反应
D．NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3　复分解反应
解析：选C　C选项中反应物CO是化合物不是单质，所以该反应不是置换反应。
4．符合如图中阴影部分的物质是(　　)
A．NaHCO3
B．Cu2(OH)2CO3
C．NaCl
D．Na2CO3
解析：选D　A项属于酸式盐，B项为碱式盐、铜盐，C项不属于碳酸盐。
5．下列物质间的转化能一步实现的是(　　)
A．Na2CO3―→NaOH B．CaCO3―→Ca(OH)2
C．NaNO3―→NaCl D．FeSO4―→CuSO4
解析：选A　Na2CO3与Ba(OH)2、Ca(OH)2等反应可一步生成NaOH。
6．某校实验室将试剂分类后放在不同的试剂柜里，已存放的部分试剂如下：
试剂柜编号
①
②
③
④
…
试剂
氢氧化钠
氢氧化钙
盐酸
硫酸
二氧化锰
氧化铜
氯化钠
硫酸钠
…
该实验室新购进部分生石灰和纯碱应将它们分别放在(　　)
A．③和① B．④和①
C．①和② D．③和④
解析：选D　根据表中信息可判断①是碱，②是酸，③是氧化物，④是盐。生石灰是氧化钙，放在③中；纯碱是碳酸钠，属于盐，放在④中。
7．下列各组物质，按化合物、单质、混合物顺序排列的是(　　)
A．烧碱、液态氧、碘酒 B．生石灰、白磷、熟石灰
C．干冰、铁、氯化氢 D．空气、氮气、明矾
解析：选A　A项，烧碱是氢氧化钠，属于化合物，液态氧是单质，碘酒是碘的酒精溶液，属于混合物，正确；B项，熟石灰是氢氧化钙，属于纯净物，错误；C项，氯化氢是纯净物，错误；D项，空气是混合物，胆矾是纯净物，错误。
8．下列物质的分类正确的是(　　)
A．CaO、H2O、C2H5OH均为氧化物
B．H2SO4、H3PO4、HNO3均为酸
C．Ca(OH)2、Cu2(OH)2CO3均为碱
D．空气、CuSO4·5H2O、碘酒均为混合物
解析：选B　A项，C2H5OH不是氧化物，错误；B项，三种均为含氧酸，正确；C项，Cu2(OH)2CO3属于盐，错误；D项，CuSO4·5H2O是纯净物，错误。
9．在下表的空格中写出相应物质的名称或化学式，并指出物质的类别(指单质、氧化物、酸、碱、盐)。
物质名称
硫酸
氢氧化钡
铁
化学式
MgO
FeCl3
物质类别
写出下列反应的化学方程式，指明反应类型：
(1)硫酸和氢氧化钡：_______________________________________________ ________。
(2)硫酸和铁：_____________________________________________________ ________。
答案：
氧化镁
氯化铁
H2SO4
Ba(OH)2
Fe
酸
氧化物
碱
盐
单质
(1)H2SO4＋Ba(OH)2===BaSO4↓＋2H2O　复分解反应　(2)Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑　置换反应
10．分类法是一种重要的学习方法。下列4组物质中均有一种物质的类别与其他三种不同，请分别填出其化学式。
甲：Na、H2、O2、Cl2；
乙：CO、Na2O、CO2、SO2；
丙：NaOH、K2CO3、KHCO3、K2SO4；
丁：NaOH、Ca(OH)2、KOH、NaCl。
(1)甲________，乙________，丙________，丁________。
(2)根据下图写出序号所表示反应的化学方程式：
①_______________________________________________________________________；
②_______________________________________________________________________；
③_______________________________________________________________________。
解析：(1)甲组物质中只有Na是金属单质，其余是非金属单质；乙组物质中只有Na2O是金属氧化物，其余是非金属氧化物；丙组中只有NaOH是碱，其余是盐；丁组中只有NaCl是盐，其余是碱。
(2)由图可知是Na―→Na2O―→NaOH―→NaCl，反应的化学方程式分别是4Na＋O2===2Na2O，Na2O＋H2O===2NaOH，NaOH＋HCl===NaCl＋H2O。
答案：(1)Na　Na2O　NaOH　NaCl
(2)①4Na＋O2===2Na2O
②Na2O＋H2O===2NaOH
③NaOH＋HCl===NaCl＋H2O
1．中国科学技术大学的钱逸泰教授等以CCl4和金属钠为原料，在700 ℃时制造出纳米级金刚石粉末。该成果发表在世界权威的《科学》杂志上，立刻被科学家们高度评价为“稻草变黄金”。同学们对此有下列一些理解，其中错误的是(　　)
A．金刚石属于金属单质
B．制造过程中元素种类没有改变
C．CCl4是一种化合物
D．这个反应是置换反应
解析：选A　反应的化学方程式为4Na＋CCl4C＋4NaCl，金刚石是碳元素组成的单质，属于非金属单质，A选项不正确；化学反应的过程中元素种类不发生改变，B选项正确；CCl4由不同种元素组成的纯净物，属于化合物，C选项正确；此反应的反应物为单质和化合物，生成也是单质和化合物，属于置换反应，D选项正确。
2．下列各物质的分类、名称(或俗名)、化学式都正确的是(　　)
A．金属氧化物　氧化铁　FeO
B．非金属氧化物　二氧化硫　SO2
C．含氧酸　硫酸　H2SO3
D．碱　纯碱　Na2CO3
解析：选B　A项，氧化铁是Fe2O3，不是FeO，错误；B项，SO2是非金属氧化物，正确；C项，硫酸的化学式为H2SO4，错误；D项，Na2CO3是盐不是碱，错误。
3．只由两种元素组成的化合物，其中一种元素是氢元素，这类化合物称为氢化物。下列物质不属于氢化物的是(　　)
A．H2O　　　　　　　 B．H2SO4
C．NaH D．NH3
解析：选B　B项，H2SO4有三种元素，不符合氢化物的概念。
4．下列各组物质中，依次属于单质、酸、盐的一组是(　　)
A．干冰、石灰石、氧化钙
B．氧气、盐酸、熟石灰
C．水、烧碱、食盐
D．液氯、硝酸、纯碱
解析：选D　A项，干冰为CO2，是化合物；石灰石为碳酸钙，是盐；氧化钙，为氧化物，错误；B项，熟石灰为氢氧化钙，是碱，错误；C项，水为化合物，烧碱是碱，错误。
5．盐是一类常见的物质，下列物质通过一步反应可直接形成盐的是(　　)
①金属单质　②碱性氧化物　③碱　④非金属单质
⑤酸性氧化物　⑥酸
A．①②③ B．①④⑥
C．②⑤⑥ D．全部
解析：选D　题中所列物质均可通过一步反应直接形成盐。
6．下列叙述中，不正确的是(　　)
A．CaCO3、Ca(HCO3)2、Cu2(OH)2CO3都属于碳酸盐
B．盐酸、纯碱、醋酸钠和生石灰分别属于酸、碱、盐和氧化物
C．蓝矾(CuSO4·5H2O)和干冰属于化合物，铁矿石属于混合物
D．通过化学反应，可由Ba(OH)2一步转化生成NaOH
解析：选B　A中CaCO3是碳酸的正盐、Ca(HCO3)2是碳酸的酸式盐、Cu2(OH)2CO3是碳酸的碱式盐，三者都属于碳酸盐；B中纯碱属于盐类；C中蓝矾是含结晶水的化合物，干冰是固态CO2，二者都属于化合物；D中，Ba(OH)2＋Na2CO3===BaCO3↓＋2NaOH，对溶液过滤可得NaOH溶液。
7．已知某两种物质在一定条件下能发生化学反应，其反应的微观示意图如下，则下列说法中，正确的是(　　)
(说明：一种小球代表一种元素的原子)
A．图中的反应物都是化合物
B．该反应属于复分解反应
C．该反应属于置换反应
D．该反应不符合质量守恒定律
解析：选C　反应代表了一种化合物和单质反应生成另一种化合物和另一种单质，属于置换反应。
8．KOH是我国古代纺织业常用作漂洗的洗涤剂。古代制取KOH的流程如下：
上述流程中没有涉及的化学反应类型是(　　)
A．化合反应 B．分解反应
C．置换反应 D．复分解反应
解析：选C　该流程中发生的反应依次是：CaCO3CaO＋CO2↑(分解反应)，CaO＋H2O===Ca(OH)2(化合反应)，Ca(OH)2＋K2CO3===CaCO3↓＋2KOH(复分解反应)。
9．下表是某地市场上销售的一种“加碘盐”包装上的部分文字说明。
配料表
精制海盐、碘酸钾(KIO3)
含碘量
20～40 mg/kg
储藏方法
密封、避光、防潮
食用方法
烹调时待食品熟后加入碘盐
请根据此表，结合中学学过的化学知识，回答下列问题：
(1)据物质分类中的树状分类法的有关知识，在①HIO3、②碘酸钠、③KOH、④I2O5、⑤NaCl五种________(填“混合物”、“化合物”、“盐”或“氧化物”)中，与碘酸钾(KIO3)属于同类物质的是________(填序号)。
(2)推测出碘酸钾(KIO3)的物理性质：碘酸钾(KIO3)________溶于水(填“能”或“不能”)，化学性质：碘酸钾(KIO3)在受热时________。
解析：(1)五种物质均属于化合物。KIO3属于盐，其中属于盐的有②、⑤。
(2)KIO3属于钾盐，能溶于水，根据“加碘盐”的食用方法“待食品熟后加入碘盐”可知KIO3受热易分解。
答案：(1)化合物　②、⑤　(2)能　易分解
10．纯净物根据其组成和性质可进行如下分类。
(1)如图所示的分类方法属于________(填字母)。
A．交叉分类法
B．树状分类法
(2)以H、O、S、N、K、Ca六种元素中任意两种或三种元素组成合适的常见物质，分别将其中一种常见物质的化学式填在下表相应类别中：
物质类别
酸
碱
盐
氧化物
化学式
(3)从上表中选出一种酸和一种氧化物，写出其反应的化学方程式：________________________________________________________________________。
解析：(1)图中是对同类事物按照某种属性进行再分类的分类法，属于树状分类法。
(2)题干中的六种元素可以形成H2SO4、HNO3、H2S等酸；可以形成KOH、Ca(OH)2、NH3·H2O等碱；可以形成Ca(NO3)2、KNO3、K2SO4、CaSO4、NH4NO3等盐；可以形成的氧化物有H2O、SO2、NO、NO2、K2O、CaO等。
(3)能够与酸反应的氧化物一般为金属氧化物，如CaO＋2HNO3===Ca(NO3)2＋H2O。
答案：(1)B
(2)H2SO4　KOH　KNO3　K2O(其他合理答案也可以)
(3)K2O＋H2SO4===K2SO4＋H2O
第二课时　分散系及其分类
[课标要求]
1．了解分散系的概念及分散系的种类。
2．知道胶体是一种常见的分散系。
3．了解胶体的介稳性和丁达尔效应。
1．概念
把一种(或多种)物质分散在另一种(或多种)物质中所得到的体系，叫分散系。
2．组成
3．分类
(1)按照分散系组成部分的状态分类
以分散质和分散剂所处的状态为标准，共有9种组合：
(2)按照分散质粒子大小分类
分散系间的本质区别是分散质粒子的大小不同。分散系的性质，如是否透明、均一、稳定都由此决定。
[特别提醒]　(1)分散系是混合物而不是纯净物。
(2)溶液是一种稳定的分散系，浊液是不稳定的分散系，胶体的稳定性介于二者之间。
1．将下列分散系与所属类别连接起来。
分散系　　　　　　　　 类别
(1)食盐水　　　　　　　　 A．浊液
(2)泥水 B．溶液
(3)豆浆 C．胶体
答案：(1)—B　(2)—A　(3)—C
2．近年来，我国的一些沿江或沿海城市多次出现大雾天气，致使高速公路关闭，航班停飞。雾属于下列分散系中的(　　)
A．溶液　　　　　　　　 B．悬浊液
C．乳浊液 D．胶体
解析：选D　雾是由小水珠(直径1～100 nm)分散于空气中形成的，属于胶体。
1．制备[以Fe(OH)3胶体的制备为例]
向沸水中逐滴加入5滴～6滴FeCl3饱和溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热，得到的分散系即为Fe(OH)3胶体，反应的化学方程式为FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。
2．性质
3．三种分散系的比较
分散质
溶液
胶体
浊液
分散质粒子大小
<1 nm
1～100 nm
>100 nm
性质
稳定性
稳定
介稳体系
不稳定
能否
透过
滤纸
能
能
不能
半透膜
能
不能
不能
是否有丁达尔效应
无
有
无
实例
NaCl溶液
豆浆
泥浆水、油水
[特别提醒]　(1)有些胶体粒子带有电荷，但整个胶体呈电中性。并不是所有胶体粒子都带有电荷，如淀粉胶体粒子不带电。
(2)书写制备Fe(OH)3胶体的化学方程式时，在Fe(OH)3后标记为“胶体”而不是“↓”(沉淀)。
1．丁达尔效应是胶体和溶液的本质区别吗？
提示：不是；胶体和溶液的本质区别是二者分散质粒子的直径大小不同。
2．已知鸡蛋清是一种胶体，如何通过简便方法鉴别NaCl溶液和鸡蛋清溶液？
提示：可通过是否产生丁达尔效应进行鉴别。当用光束通过两种溶液时，能够观察到一条光亮通路的是鸡蛋清溶液。
3．利用FeCl3溶液和NaOH溶液发生复分解反应可以制备Fe(OH)3胶体吗？
提示：不能；因为FeCl3和NaOH溶液反应生成了Fe(OH)3沉淀，而得不到Fe(OH)3胶体。
胶体的性质与应用
性质
含义
应用
丁达尔效应
光束通过胶体时，从与入射光线垂直的方向观察，可以看到一条光亮的“通路”
区别溶液和胶体
布朗运动
胶体粒子作不停地、无秩序地运动
是胶体具有介稳性的原因之一，在涂料、颜料、墨水、洗涤剂、喷雾剂的生产等领域有着重要应用
电泳
在外加电场的作用下，胶体粒子在分散剂中向阴极(或阳极)作定向移动
使用静电除尘器除去空气或工厂废气中的飘尘，以及微细的固体颗粒物；分离蛋白质、氨基酸；血清电泳用于诊断疾病等
胶体的聚沉
在胶体中加入少量的电解质，使胶体粒子形成沉淀，从分散剂中析出的过程
制豆腐和果冻等；明矾净水等
1．溶液、胶体和浊液这三种分散系的最本质的区别是(　　)
A．是否能透过滤纸
B．是否有均一、稳定、透明的外观
C．是否会产生丁达尔效应
D．分散质粒子直径的大小
解析：选D　溶液、胶体、浊液三种分散系的分类标准是分散质粒子的大小，溶液中分散质粒子的直径小于1 nm，胶体中分散质粒子的直径介于1～100 nm之间，浊液中分散质粒子直径大于100 nm。
2．下列事实与胶体性质无关的是(　　)
A．向豆浆中加入盐卤作豆腐
B．将植物油倒入水中用力搅拌形成油水混合物
C．一束平行光线射入蛋白质溶液里，从侧面可以看到一束光亮的通路
D．明矾可用于净化水
解析：选B　植物油与水混合形成的是乳浊液，与胶体性质无关。
[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．下列分散系中，能产生丁达尔效应的是(　　)
A．硫酸铜溶液　　　　 B．硫酸溶液
C．氯化铁溶液 D．氢氧化铝胶体
解析：选D　属于胶体的分散系才可以产生丁达尔效应。
2．下列关于溶液和胶体的叙述中，正确的是(　　)
A．胶体中加入电解质可产生沉淀，而溶液不能
B．溶液中的粒子一定不带电，胶体中的分散质粒子带有电荷
C．电泳现象证明胶体是电解质溶液
D．一束光线分别通过溶液和胶体时，后者会出现明显的光带，前者则没有
解析：选D　胶体中加入电解质，因中和了胶体微粒所带的电荷而使胶体发生聚沉，溶液中发生的反应也可以生成沉淀，A项错误；大部分胶体粒子带有电荷，但少部分由高分子化合物的单个分子直接构成的胶体粒子不带电荷，且溶液中的溶质为电解质时也可以电离成离子，如Na＋、Cl－，B项错误；溶液和胶体属于不同的分散系，电泳现象说明胶体粒子带电，但不能说胶体是电解质溶液，C项错误；丁达尔效应可以用来区分溶液和胶体，D项正确。
3．下列常见现象与胶体无关的是(　　)
A．清晨在密林中看到一缕缕的光束
B．向豆浆中加入硫酸钙使蛋白质等聚沉，制成可口的豆腐
C．向FeCl3溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀
D．利用电泳将油漆、乳胶、橡胶等微粒均匀地沉积在镀件上
解析：选C　A项，清晨在密林中看到一缕缕的光束，发生胶体的丁达尔效应，与胶体有关；B项，向豆浆中加入硫酸钙使蛋白质等聚沉，制成可口的豆腐，发生胶体的聚沉，与胶体有关；C项，向FeCl3溶液中加入NaOH溶液产生红褐色沉淀，与胶体无关；D项，胶体粒子带有某种电荷，所以可利用电泳将油漆、乳胶、橡胶等微粒均匀地沉积在镀件上，与胶体有关。
4．能用于区别Na2CO3溶液与Al(OH)3胶体的物理方法是(　　)
A．观察比较法 B．丁达尔现象比较法
C．加盐酸比较法 D．静置比较法
解析：选B　Na2CO3溶液是无色、稳定的分散系，Al(OH)3胶体是无色、比较稳定的分散系，故观察比较法和静置比较法都不能区别两者；Na2CO3溶液不能发生丁达尔效应，Al(OH)3胶体能发生丁达尔效应，故用丁达尔现象比较法可区别两者；分别加盐酸后进行比较，产生的现象明显不同，但这不属于物理方法。
5．从下列选项中选择适当的字母填入下列横线上：
A．过滤 B．聚沉　C．凝胶　D．布朗运动　E．电泳
F．丁达尔效应
(1)Fe(OH)3胶体呈红褐色，插入两个惰性电极，通直流电一段时间，阴极附近的颜色逐渐变深，这种现象叫__________。
(2)光束通过Fe(OH)3胶体，可看到光亮的通路，这种现象叫__________。
(3)向Fe(OH)3胶体中加入硅酸胶体(胶体粒子带负电)，胶体变得浑浊，这是发生了__________。
(4)鉴别Fe(OH)3胶体和盐酸的方法是__________。
解析：(1)因Fe(OH)3胶粒带有正电荷，所以在电场的作用下，向阴极区移动，而使该区颜色加深，这种现象称为电泳。
(2)光束通过胶体时，产生光亮的通路，称为丁达尔效应。
(3)加入与胶粒带相反电荷的胶体，胶体会发生聚沉。
(4)鉴别胶体和溶液利用丁达尔效应。
答案：(1)E　(2)F　(3)B　(4)F
1．下列分散系最稳定的是(　　)
A．悬浊液　　　　　　 B．乳浊液
C．胶体 D．溶液
解析：选D　悬浊液和乳浊液属于不稳定分散系，胶体是较稳定分散系。
2．下列说法中不正确的是(　　)
A．分散质粒子的直径为纳米级(1～100 nm)的分散系是胶体
B．胶体可通过过滤的方法从溶液中分离出来
C．氢氧化铁胶体可以稳定存在的原因是胶粒带正电荷
D．利用丁达尔现象可以区别溶液与胶体
解析：选B　胶体微粒可透过滤纸，分离胶体不能用过滤的方法。
3．当光束通过下列分散系时，能观察到丁达尔效应的是(　　)
A．CaCl2溶液 B．CuSO4溶液
C．Fe(OH)3胶体 D．稀H2SO4
解析：选C　丁达尔效应是胶体特有的性质，Fe(OH)3胶体能观察到丁达尔效应，C项正确。
4．下列有关叙述正确的是(　　)
A．电泳现象可证明胶体带电荷
B．直径在1～100 nm之间的粒子称为胶体
C．是否具有丁达尔效应是区分溶液、胶体的依据
D．胶体粒子很小，可以透过滤纸
解析：选D　电泳现象证明胶体粒子带电荷，而胶体属于分散系，呈电中性，A错；分散质粒子直径在1～100 nm之间的分散系是胶体，B错；胶体与溶液的本质区别在于分散质粒子直径的大小，利用是否具有丁达尔效应是区分溶液和胶体的一种实验方法，C错。
5．将某溶液逐滴加入Fe(OH)3胶体内，开始生成沉淀，继续滴加时沉淀又溶解，该溶液是(　　)
A．2 mol·L－1 NaOH溶液
B．2 mol·L－1 H2SO4溶液
C．2 mol·L－1 MgSO4溶液
D．FeCl3溶液
解析：选B　在Fe(OH)3胶体中加入电解质会发生聚沉现象即出现沉淀。四个选项都是电解质溶液，所以都会有沉淀生成。只有B中的H2SO4会继续与Fe(OH)3反应，生成Fe2(SO4)3而溶解。
6．关于胶体和溶液的区别，下列叙述中正确的是(　　)
A．溶液呈电中性，胶体带有电荷
B．溶液中溶质粒子一定不带电，胶体中分散质粒子带有电荷
C．溶液中分散质粒子能透过滤纸，胶体中分散质粒子不能透过滤纸
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明亮的光带
解析：选D　溶液和胶体均不带电，都是呈电中性的分散系，但胶体中胶体粒子可能带电荷，A错误；电解质溶液中因存在电解质的电离而含有阴、阳离子，胶体中分散质微粒胶粒也可能带有电荷，B错误；溶液中分子或离子微粒能透过滤纸，胶体中分散质微粒也能透过滤纸，C错误；胶体具有丁达尔效应，溶液没有丁达尔效应，D正确。
7．把一瓶Fe(OH)3胶体分成四份，分别进行以下操作，所述现象不正确的是(　　)
A．直接过滤，没得到滤渣
B．用一束光照射，看到有一条光亮的“通路”
C．加入过量盐酸处理后，再用一束光照射，仍有光亮的“通路”
D．长时间加热后再过滤，有滤渣
解析：选C　A、B均正确；C选项向Fe(OH)3胶体加盐酸，Fe(OH)3与盐酸反应Fe(OH)3＋3HCl===FeCl3＋3H2O，得到FeCl3溶液，已不是胶体，故无丁达尔效应，错误；将Fe(OH)3胶体长时间加热，胶体被破坏，有Fe(OH)3沉淀生成，D选项正确。
8．Fe(OH)3胶体虽然是由FeCl3溶液制得，但两者是截然不同的两种物质。FeCl3溶液、Fe(OH)3胶体共同具备的性质是(　　)
A．都呈透明的红褐色
B．分散质颗粒直径相同
C．都比较稳定，密封保存一段时间都不会产生沉淀
D．当有光线透过时，都能产生丁达尔效应
解析：选C　A项，FeCl3溶液呈黄色，错误；B项，溶液和胶体粒子的直径不同，胶体分散质颗粒直径大于溶液，错误；C项，胶体比较稳定，一般可以保存一段时间；溶液更稳定，正确；D项，胶体有丁达尔效应，溶液没有丁达尔效应，错误。
9．(1)下列说法正确的是________。
A．一种分散系里只能有一种分散质
B．分散系中分散质粒子直径由大到小的顺序是：浊液、胶体、溶液
C．胶体都是均一、透明的
D．蔗糖溶于水得到胶体
(2)在生活中根据不同的分类标准可以将分散系分为各种类型，例如根据分散质________不同可将分散系分为溶液、胶体和浊液，其中分散质粒子的直径在________之间的分散系叫做胶体，胶体有很强的吸附能力，在日常生活中通常作为________剂。
解析：把一种(或多种)物质分散在另一种(或多种)物质中所得到的体系，即分散系。根据分散质粒子直径的大小将分散系分为溶液、胶体和浊液，其中分散质粒子直径由大到小的顺序是：浊液、胶体、溶液。大多数胶体是均一、透明的，胶体具有吸附性，生活中可作净水剂。蔗糖溶于水得其溶液，不属于胶体。
答案：(1)B　(2)粒子直径大小　1～100 nm　净水
10．某课外活动小组进行Fe(OH)3胶体的制备实验并检验其性质。
(1)若将饱和FeCl3溶液分别滴入下列物质中，能形成胶体的是________。
A．冷水 B．沸水
C．NaOH浓溶液 D．NaCl浓溶液
(2)现有甲、乙、丙三名同学进行Fe(OH)3胶体的制备：
①甲同学的操作是：取一小烧杯，加入25 mL蒸馏水加热至沸腾，向沸水中逐滴加入1～2 mL FeCl3饱和溶液，继续煮沸至混合液呈红褐色，停止加热。
请评价该操作是否正确________。
②乙直接加热饱和FeCl3溶液，请评价是否正确________。
③丙向沸水中滴加饱和FeCl3溶液，为了使反应进行充分，煮沸10分钟，请评价是否正确________。
(3)写出制备Fe(OH)3胶体的化学方程式：_______________________________________
________________________________________________________________________。
证明有Fe(OH)3胶体生成的实验操作是________________________________________
________________________________________________________________________。
利用的胶体性质是________。
(4)Fe(OH)3胶体稳定存在的主要原因是________。
A．胶粒直径小于1 nm B．胶粒带正电荷
C．胶粒作布朗运动 D．胶粒能透过滤纸
解析：(1)将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，并继续加热至呈红褐色，可制得Fe(OH)3胶体。(2)②中直接加热FeCl3饱和溶液因FeCl3浓度过大而产生Fe(OH)3沉淀，③中加热时间过长会导致胶体聚沉。故②、③错误，①正确。(3)利用胶体的丁达尔效应证明胶体的存在。(4)Fe(OH)3胶体稳定存在的主要原因是Fe(OH)3胶粒带正电荷，同种电荷相互排斥而阻碍了胶体粒子变大，使其不易聚集。
答案：(1)B　(2)①正确　②不正确　③不正确
(3)FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl　让一束可见光通过制得的液体，从侧面观察到一条光亮的“通路”，说明制得的是胶体　丁达尔效应　(4)B
1．Fe(OH)3胶体区别于FeCl3溶液最本质的特征是(　　)
A．Fe(OH)3胶体粒子的大小在1～100 nm之间
B．Fe(OH)3胶体具有丁达尔效应
C．Fe(OH)3胶体是均一、稳定的分散系
D．Fe(OH)3胶体的分散质能透过滤纸
解析：选A　Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液是两种不同的分散系，是根据分散质粒子的大小来分类的。分散质粒子小于1 nm的分散系为溶液，在1～100 nm之间的分散系为胶体，因此分散质粒子大小才是胶体与溶液最本质的区别。
2．下列过程中涉及化学变化的是(　　)
A．蒸馏法将海水淡化为饮用水
B．三氯化铁溶液滴入沸水中制胶体
C．用半透膜除去淀粉溶胶中的NaCl
D．向Fe(OH)3胶体中加入MgSO4溶液产生沉淀
解析：选B　A项，蒸馏法将海水淡化为饮用水，是把物质分离开，而没有新物质生成，没有涉及化学变化，错误。B项，三氯化铁溶液滴入沸水中制胶体，生成了新物质，涉及化学变化，正确。C项，用半透膜除去淀粉溶胶中的NaCl，是把物质分离开，而没有新物质生成，没有涉及化学变化，错误。D项，向Fe(OH)3胶体中加入MgSO4溶液产生沉淀，只是Fe(OH)3胶体变成Fe(OH)3沉淀，并没有新物质生成，与化学变化无关，错误。
3．关于CuSO4溶液和Fe(OH)3胶体描述正确的是(　　)
A．两者都能产生丁达尔效应
B．两者都不能产生丁达尔效应
C．CuSO4溶液能产生丁达尔效应，Fe(OH)3胶体不能产生丁达尔效应
D．CuSO4溶液不能产生丁达尔效应，Fe(OH)3胶体能产生丁达尔效应
解析：选D　丁达尔效应是胶体的特性，CuSO4溶液不是胶体，无丁达尔效应。
4．近年来，人类生产、生活所产生的污染，如机动车、燃煤、工业等排放的尾气，使灰霾天气逐渐增多。灰霾粒子比较小，平均直径大约在1 000～2 000 nm左右。下列有关说法正确的是(　　)
A．灰霾是一种分散系
B．灰霾能发生丁达尔现象
C．灰霾形成的是非常稳定的体系
D．戴口罩不能阻止呼入灰霾粒子
解析：选A　A项，灰霾粒子分散在空气中形成分散系，正确；B项，分散质粒子在1～100 nm的胶体能发生丁达尔效应，灰霾粒子远大于胶体粒子，错误；C项，分散质粒子大于100 nm的分散系不稳定，C错误；D项，大于100 nm的分散质粒子不能透过滤纸，1 000～2 000 nm的灰霾粒子不能透过纱布，D错误。
5．下列事实与胶体性质无关的是(　　)
①水泥厂和冶金厂常用高压直流电除去大量烟尘，减少对空气的污染　②将植物油倒入水中用力搅拌形成油水混合物　③一束平行光线射入蛋白质溶液里，从侧面可以看到一条光亮的通路　④向Fe(OH)3胶体中滴入稀硫酸，先看到红褐色沉淀生成而后沉淀溶解　⑤医院里用血液透析的方法治疗肾功能衰竭等疾病引起的血液中毒　⑥FeCl3溶液和小苏打溶液混合会产生红褐色沉淀和无色气体　⑦同一支钢笔先后吸入不同牌子的墨水易造成钢笔堵塞
A．①②④⑦ B．②④⑥⑦
C．②⑥ D．①③④⑤⑦
解析：选C　①烟尘属于胶体，直流电除尘是利用的胶体的电泳性质；②植物油倒入水中形成乳浊液，不是胶体；③蛋白质的溶液属于胶体，有丁达尔效应；④向氢氧化铁胶体中滴入稀硫酸，发生胶体的聚沉；⑤血液属于胶体，透析是利用胶体的性质；⑥氯化铁和小苏打反应生成氢氧化铁沉淀和气体，与胶体无关；⑦墨水属于胶体，不同牌子的墨水中胶体粒子可能带有不同的电荷而聚沉。
6．人们利用纳米级(1～100 nm,1 nm＝10－9 m)粒子物质制造出更加优秀的材料和器件，使化学在材料、能源、环境和生命科学等领域发挥越来越重要的作用。将纳米级粒子物质溶解于液体溶剂中形成一种分散系，对该分散系及分散质颗粒的叙述不正确的是(　　)
A．该分散系能产生丁达尔效应
B．该分散质颗粒能透过滤纸
C．该分散质颗粒能透过半透膜
D．该分散系具有一定的稳定性
解析：选C　将纳米级粒子物质分散于液体溶剂中形成的分散系是胶体。胶体具有丁达尔效应，能透过滤纸，具有稳定性，但其分散质颗粒不能透过半透膜。
7．磁流体是电子材料的新秀，它既具有固体的磁性，又具有液体的流动性。制备时将含等物质的量的FeSO4和Fe2(SO4)3的溶液混合，再滴入稍过量的NaOH溶液，随后加入油酸钠溶液，即可生成黑色的、分散质粒子的直径为5.5～36 nm的磁流体。下列说法中正确的是(　　)
A．所得到的分散系属于溶液
B．用一束光照射该分散系时，可以看到一条光亮的“通路”
C．该分散系不能透过滤纸
D．该分散系的分散质为Fe(OH)3
解析：选B　分散质粒子大小在1～100 nm之间的分散质是胶体，可产生丁达尔效应，也能透过滤纸；由颜色可知分散质不是Fe(OH)3。
8．现有甲、乙、丙三名同学分别进行Fe(OH)3胶体的制备实验。
甲同学：向1 mol·L－1的氯化铁溶液中加入少量的NaOH溶液。
乙同学：向25 mL沸水中逐滴加入5～6滴FeCl3饱和溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热。
试回答下列问题：
(1)其中操作正确的同学是________。
(2)证明有Fe(OH)3胶体生成的实验操作是____________________________。利用了胶体的________性质。
(3)已知胶体微粒吸附同种电荷。在胶体中加入电解质溶液或带有相反电荷的胶体微粒能使胶体微粒沉淀出来。丁同学利用所制得的Fe(OH)3胶体进行下列实验：
①将其装入U形管内，用石墨作电极，接通直流电，通电一段时间后发现靠近负极区附近的颜色逐渐变深，这表明Fe(OH)3胶体粒子带________(填“正”或“负”)电荷。
②向其中加入饱和Na2SO4溶液，产生的现象是____________________。
答案：(1)丙　(2)用一束光通过得到的液体，从侧面观察能看到一条光亮的“通路”　丁达尔效应　(3)①正　②有红褐色沉淀生成
9．(1)“纳米材料”是当今材料科学研究的前沿，其研究成果广泛应用于催化及军事科学中。所谓“纳米材料”是指研究、开发出的微粒粒度从几纳米至几十纳米的材料，如将纳米材料分散到分散剂中，所得混合物可能具有的性质是________。
A．能全部透过半透膜　　 B．有丁达尔效应
C．所得液体呈胶状 D．所得物质一定是悬浊液
(2)把淀粉溶液溶于沸水中，制成淀粉胶体，回答下列问题。
①鉴别水溶液和胶体可以利用的方法是_____________________________________
________________________________________________________________________。
②在淀粉胶体中加入氯化钠，并装入半透膜袋里，系紧袋口，并把它悬挂在盛有蒸馏水的烧杯里充分反应，一段时间后，取出半透膜袋，向烧杯的溶液中滴加硝酸银溶液，其现象为______________。
解析：(1)纳米材料微粒粒度为几纳米至几十纳米，符合胶体分散质粒子直径范围1～100 nm，所以纳米材料形成的分散系属于胶体，应具有胶体的性质，不能透过半透膜，能发生丁达尔效应。
(2)①虽然外观相同的水溶液和胶体有很多性质差异，但用于区别二者最简便可靠的特征性质还是丁达尔效应。②钠离子和氯离子可透过半透膜，滴加硝酸银溶液后会产生氯化银白色沉淀。
答案：(1)B　(2)①让一束可见光分别照射两瓶无色液体，可见到一条光亮通路的为淀粉胶体　②有白色沉淀产生
第三节氧化还原反应
第一课时　氧化还原反应
[课标要求]
1．了解氧化反应、还原反应的概念。
2．从化合价升降、电子得失或电子对偏移的角度理解氧化还原反应。
3．培养由现象到本质的科学探究意识。
1．从得失氧的角度认识氧化还原反应
对于反应2CuO＋C2Cu＋CO2↑：
(1)CuO失氧，发生了还原反应，被C还原，得到Cu。
(2)C得氧，发生了氧化反应，被CuO氧化，得到CO2。　
结论：从得失氧的角度看，一种物质被氧化，另一种物质被还原的反应叫氧化还原反应。
2．从元素化合价升降的角度认识氧化还原反应
(1)对于反应CuO＋H2Cu＋H2O：
①CuO中铜元素化合价降低，发生还原反应，被H2还原，得到Cu。
②H2中氢元素化合价升高，发生氧化反应，被CuO氧化，得到H2O。
(2)对于反应2Na＋Cl22NaCl：(反应物、生成物均无氧元素)
①氯元素化合价降低，发生还原反应，被Na还原。
②钠元素化合价升高，发生氧化反应，被Cl2氧化。
结论：从反应前后元素化合价升降的角度看，只要反应前后有元素化合价升降的反应，就叫氧化还原反应。
3．从电子转移的角度认识氧化还原反应
(1)反应：2Na＋Cl22NaCl
①氯元素化合价降低，氯原子得电子，发生还原反应，被还原。
②钠元素化合价升高，钠原子失电子，发生氧化反应，被氧化。
(2)反应：H2＋Cl22HCl
①氯元素化合价降低，共用电子对偏向氯原子，发生还原反应，被还原。
②氢元素化合价升高，共用电子对偏离氢原子，发生氧化反应，被氧化。
结论：从电子转移的角度看，化学反应中凡是有电子转移(电子得失或共用电子对的偏移)的反应叫氧化还原反应。
[特别提醒]　氧化还原反应中，氧化反应和还原反应一定同时发生。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)氧化还原反应中一定有氧元素参加(×)
(2)Fe→FeSO4的过程是被氧化的过程(√)
(3)在氧化还原反应中可能只有元素化合价的升高，而无化合价的降低(×)
(4)置换反应一定是氧化还原反应(√)
(5)氧化还原反应过程中得电子的物质在反应中被氧化(×)
2．下列反应是氧化还原反应的是(　　)
A．CaCO3CaO＋CO2↑
B．CH4＋2O22H2O＋CO2
C．Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
D．2NaOH＋H2SO4===Na2SO4＋3H2O
解析：选B　B项中碳元素的化合价由－4价变为＋4价，氧元素的化合价由0价变为－2价，属于氧化还原反应。
1．基本概念
反应类型
化合价变化
电子转移
氧化反应
物质所含元素化合价升高的反应
物质所含元素原子失去(或偏离)电子的反应
还原反应
物质所含元素化合价降低的反应
物质所含元素原子得到(或偏向)电子的反应
氧化还
原反应
有元素化合价升降的化学反应
有电子得失(或偏移)的化学反应
反应中被还原的物质是CuSO4，被氧化的物质是Fe，
被氧化的元素是铁，被还原的元素是铜，
氧化产物是FeSO4，还原产物是Cu。
2．氧化还原反应的特征
一种或几种元素的化合价发生变化。
3．氧化还原反应的实质
氧化还原反应的实质是电子转移(得失或偏移)。
1．判断氧化还原反应的依据是什么？如何记忆常见元素的化合价？
提示：氧化还原反应的判断依据是看反应前后是否有元素化合价的变化。记忆常见元素的化合价可利用如下口诀：
钾钠氢银正一价，钙镁钡锌正二价，
氟氯溴碘负一价，通常氧是负二价，
铜正一二铝正三，铁有正二和正三，
碳有正二和正四，硫有负二正四六。
2．在反应2KClO32KCl＋3O2↑中，哪种元素被还原？哪种物质是氧化产物？
提示：反应中元素化合价的变化情况为
2K 2K＋32↑
化合价降低的元素被还原，即氯元素；化合价升高得到的物质是氧化产物，即氧气。
3．置换反应一定是氧化还原反应吗？
提示：置换反应中一定有元素化合价的变化，一定属于氧化还原反应。
1．氧化还原反应概念间的关系
记忆口诀：
升→失→氧→氧→氧
降→得→还→还→还
2．氧化还原反应中电子转移的表示方法
(1)双线桥法
表明一种元素反应前后的电子得失(或偏移)情况。
①双线桥法表示电子转移的基本步骤
③注意事项：
a．箭尾、箭头必须指向反应物、生成物中相应的同种元素。
b．采用a×be－形式表示得失电子数，a为得失电子的原子总数，b为每个原子得失电子数，a、b是“1”时省略。得到与失去的电子总数相等。
(2)单线桥法
表明反应中化合价变化的元素原子间的电子转移情况。
①单线桥法表示电子转移的基本步骤
③注意事项
a．单线桥法从反应物中失电子的元素指向反应物中得电子的元素，表示反应物中变价元素原子间电子的转移情况；
b．箭头已标明电子转移的方向，因此不需再标明“得”或“失”，只标明电子转移数目。
3．氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
即：
(1)置换反应一定是氧化还原反应。
(2)复分解反应一定不是氧化还原反应。
(3)有单质参加的化合反应是氧化还原反应。
(4)有单质生成的分解反应是氧化还原反应。
1．下列有关氧化还原反应的叙述正确的是(　　)
A．元素化合价升高的反应是还原反应
B．物质在变化中失去了电子，此物质中的某一元素化合价降低
C．有电子转移的反应就是氧化还原反应
D．有化合价升降的反应，不一定是氧化还原反应
解析：选C　元素化合价升高的反应为氧化反应，A项错误；失去电子应表现为化合价升高，B项错误；有化合价升降的反应一定是氧化还原反应，D项错误。
2．(1)分析下列反应的化学方程式，是氧化还原反应的用双线桥法标出电子转移的方向和数目，指出被氧化和被还原的元素。
①2Na＋Cl22NaCl________________________________________________；
②NaOH＋HCl===NaCl＋H2O__________________________________________。
(2)分析下列反应的化学方程式，是氧化还原反应的用单线桥法标出电子转移的方向和数目。
①BaCl2＋Na2SO4===BaSO4＋2NaCl_____________________________________；
②Fe＋2HCl===FeCl2＋H2______________________________________________。
解析：首先分析各个反应中元素化合价的变化，根据化合价升高的元素，失去电子，被氧化；化合价降低的元素，得到电子，被还原；用箭头标出电子转移的情况时，要注意单、双线桥的表示方法的特点及各自的注意事项。
答案：
②非氧化还原反应
(2)①非氧化还原反应
②
[方法技巧]
分析氧化还原反应中基本概念及其关系的解题方法
(1)正确标出反应前后变价元素的化合价。
(2)熟记氧化还原反应中各概念之间的对应关系。
(3)在分析电子转移总数时，不能将得电子数和失电子数加和作为转移电子数。
[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．日常生活中的许多现象与化学反应有关，下列现象与氧化还原反应无关的是(　　)
A．大理石雕像被酸雨腐蚀毁坏
B．充有氢气的气球遇明火爆炸
C．铁制菜刀生锈(Fe2O3·nH2O)
D．铜铸塑像上出现铜绿[Cu2(OH)2CO3]
解析：选A　A项，酸雨腐蚀大理石雕像是因为碳酸钙能和酸反应，该反应中没有元素化合价的变化，不是氧化还原反应，正确；B项，充有氢气的气球遇明火爆炸，生成水，属于氧化还原反应，错误；C项，铁生锈时，Fe→Fe2O3·nH2O，属于氧化还原反应过程，错误；D项，金属铜生成铜绿，Cu→Cu2(OH)2CO3，属于氧化还原反应，错误。
2．下列关于氧化还原反应的说法中错误的是(　　)
A．在反应中失去电子的物质被氧化，得到电子的物质被还原
B．在氧化还原反应中氧化产物和还原产物可以是同一物质
C．氧化还原反应是一种物质首先被氧化，另一种物质再被还原的反应
D．只有氧化没有还原的反应是不存在的
解析：选C　氧化反应和还原反应是同时发生的，二者既是对立的，又是统一的。
3．下列反应既是离子反应，又是氧化还原反应的是(　　)
A．氯化钠溶液中滴入硝酸银溶液
B．铁片置于硫酸铜溶液中
C．铁在氧气中燃烧
D．二氧化碳通入澄清石灰水中
解析：选B　凡是有元素化合价升降的反应都是氧化还原反应，B、C属于氧化还原反应，在溶液中有离子参加的化学反应称为离子反应，A、B属于离子反应。
4．下列变化过程属于氧化反应的是(　　)
A．HCl→H2　　　　　　　 B．Mg→Mg2＋
C．Cl－→AgCl D．CuO→Cu
解析：选B　物质要发生氧化反应，则所含元素的化合价升高。A项，HCl→H2化合价降低，错误；B项，Mg→Mg2＋化合价升高，正确；C项，Cl－→AgCl化合价没有改变，错误；D项，CuO→Cu化合价降低，错误。
5．Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe所属基本反应类型是________。在该反应中________元素的化合价升高，该元素的原子________电子，被________；而________元素的化合价降低，该元素的原子________电子，被________。该反应中，Fe2O3发生了________反应，Al发生了________反应，________是氧化产物，________是还原产物。
解析：从反应类型上看该反应是置换反应，分析物质中元素化合价的变化知：Fe的化合价由＋3价降到0价，被还原，得到的铁是还原产物；Al的化合价由0价升到＋3价，发生氧化反应，得到的Al2O3是氧化产物。
答案：置换反应　铝　失去　氧化　铁　得到　还原　还原　氧化　Al2O3　Fe
1．下列反应属于氧化还原反应的是(　　)
A．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O
B．CO2＋H2O===H2CO3
C．2H2O22H2O＋O2↑
D．CaCO3CaO＋CO2↑
解析：选C　有元素化合价升降的反应是氧化还原反应；在反应2H2O22H2O＋O2↑中，氧元素的化合价由－1一部分升高到0价，一部分降低到－2价。
2．下列变化过程中，属于还原反应的是(　　)
A．HCl→Cl2　　　　　　　 B．Na→Na＋
C．CO→CO2 D．Fe3＋→Fe
解析：选D　元素化合价降低的反应属于还原反应。
3．氧化还原反应发生在同种元素之间的是(　　)
A．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
B．2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O
C．H2＋CuOCu＋H2O
D．2H2O2H2↑＋O2↑
解析：选B　反应2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O中，H2S→S，硫元素化合价升高被氧化，SO2→S，硫元素化合价降低被还原。
4．下列反应不属于四种基本反应类型，但属于氧化还原反应的是(　　)
A．Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
B．AgNO3＋NaCl===AgCl↓＋NaNO3
C．Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
D．MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
解析：选C　A项属于置换反应；B项属于复分解反应；D项属于分解反应且属于氧化还原反应；C项，有元素化合价的升降，属于氧化还原反应。
5．下列关于氧化还原反应的叙述正确的是(　　)
A．H2还原CuO的反应只属于还原反应
B．置换反应都是氧化还原反应，所以，3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2既是置换反应又是氧化还原反应
C．3O22O3是氧化还原反应
D．复分解反应一定不是氧化还原反应
解析：选D　氧化还原反应是一个整体，氧化反应和还原反应必然同时发生在同一个反应中，在H2＋CuOCu＋H2O过程中，对CuO而言是失去氧被还原，发生了还原反应，对H2而言，则是得到氧被氧化，发生了氧化反应。置换反应都是氧化还原反应，但CO与Fe2O3的反应不是置换反应，所以B错。复分解反应只是反应物互相交换成分重新组合成新的物质，没有电子转移，所以，复分解反应一定不是氧化还原反应。C中反应前后氧元素的化合价都没变化，属于非氧化还原反应。
6．在反应中，X元素的原子将电子转移给Y元素的原子，则下列说法正确的是(　　)
①元素X被氧化　②元素Y被氧化　③元素X发生还原反应　④元素Y发生还原反应
A．①② B．③④
C．②③ D．①④
解析：选D　根据题意知，X元素的原子失去电子，X元素化合价升高，发生氧化反应；而Y元素的原子获得电子，Y元素化合价降低，发生还原反应。
7．下列氧化还原反应中，电子得失情况表示不正确的是(　　)
解析：选A　在反应2Na＋S===Na2S中，Na→Na2S，钠元素化合价升高，失去电子发生氧化反应，S→Na2S，硫元素化合价降低，得到电子发生还原反应，A项不正确。
8．我国“四大发明”在人类发展史上起到了非常重要的作用，其中黑火药的爆炸反应为2KNO3＋S＋3CK2S＋N2↑＋3CO2↑。该反应中被氧化的元素是(　　)
A．C B．N
C．N和S D．N和C
解析：选A　元素化合价升高被氧化，发生氧化反应。反应前后：C由0―→＋4价，被氧化；S由0―→－2价，被还原，N由＋5―→0价，被还原。
9．对于反应MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
(1)MnO2在反应中________电子，所含元素化合价________，发生________反应。
(2)HCl在反应中_______电子，所含元素化合价_______，发生________反应。
解析：根据氧化还原反应的基本概念分析可以得出正确结果。
答案：(1)得到　降低　还原　(2)失去　升高　氧化
10．饮用水中的NO对人类健康会产生危害，为了降低饮用水中NO的浓度，某饮用水研究人员提出，在碱性条件下用铝粉将NO还原为N2，其化学方程式为
10Al＋6NaNO3＋4NaOH===10NaAlO2＋3N2↑＋2H2O
请回答下列问题：
(1)上述反应中，________元素的化合价升高，则该元素的原子________(填“得到”或“失去”)电子；而________元素的化合价降低，则该元素的原子被________(填“氧化”或“还原”)。
(2)用“双线桥法”表示反应中电子转移的方向和数目：
________________________________________________________________________。
解析：在上述反应中铝元素由0价变为＋3价，化合价升高，失去电子，被氧化；氮元素由＋5价变为0价，化合价降低，得到电子，被还原。
答案：(1)Al　失去　N　还原
1．如果某元素的化合价由化合态变为游离态，则它(　　)
A．有可能被氧化，也有可能被还原
B．被氧化
C．由高价变为零价
D．被还原
解析：选A　某元素在化学反应中，由化合态变为游离态，则该元素的化合价可能升高，也可能降低，因此可能被氧化，也可能被还原。
2．下列类型的反应，一定发生电子转移的是(　　)
A．化合反应　　　　　　 B．分解反应
C．置换反应 D．复分解反应
解析：选C　置换反应为一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，反应中单质所含元素的化合价一定发生了变化，故一定发生了电子的转移。
3．下列各氧化还原反应方程式表示的变化过程正确的是(　　)
解析：选D　A中得失电子数不相等，每生成3个 O2分子，应失去6×2e－，生成2个Cl－应得到2×6e－，错误；B中得失电子标注错误；C中一部分Cl2得电子，一部分失电子，电子数目为1×e－，且“得”“失”标注错误，C错。
4．下列化学反应中，既是离子反应，又是氧化还原反应的是(　　)
A．2NaOH＋H2SO4===Na2SO4＋2H2O
B．Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
C．AgNO3＋HCl===AgCl↓＋HNO3
D．H2＋CuOCu＋H2O
解析：选B　A、C两项不是氧化还原反应，D项不是离子反应，B项符合题意。
5．某国外化学教材中有一张关于氧化还原反应的插图(如图)，由图可知在该反应中(　　)
A．被氧化 B．被还原
C．是氧化产物 D．是还原产物
解析：选A　失去电子，被氧化，?是氧化产物。
6．铬能慢慢地溶于稀盐酸得到蓝色溶液，若通入空气则溶液颜色变绿，发生的反应有①Cr＋2HCl===CrCl2＋H2↑、②4CrCl2＋4HCl＋O2===4CrCl3＋2H2O，下述叙述中正确的是(　　)
A．反应①、②均属于置换反应
B．HCl在反应①、②中均发生还原反应
C．反应①中HCl被氧化
D．溶液颜色由蓝变绿是因为Cr2＋发生氧化反应
解析：选D　置换反应除了有单质参加反应，还必须有单质生成，反应②不符合，A项错误；在反应②中HCl的两种元素化合价无变化，HCl既未发生氧化反应，也未发生还原反应，B项错误；反应①HCl中H元素价态降低，被还原，C项错误；反应②中Cr2＋被O2氧化生成Cr3＋，导致溶液颜色由蓝变绿，D项正确。
7．在反应3S＋6KOHK2SO3＋2K2S＋3H2O中，被氧化和被还原的硫原子个数比为(　　)
A．1∶2 B．2∶1
C．1∶1 D．3∶2
解析：选A　由反应分析化合价可知，被氧化的硫原子生成K2SO3，被还原的硫原子生成了K2S，由反应产物的化学计量数可得被氧化和被还原的硫原子个数之比为1∶2。
8．实验室制Cl2的反应为4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。下列说法错误的是(　　)
A．HCl被氧化，MnO2被还原
B．每生成1 mol Cl2，转移电子的物质的量为2 mol
C．每消耗1 mol MnO2，被氧化的HCl为4 mol
D．转移电子的物质的量为1 mol时，生成标准状况下Cl2的体积为11.2 L
解析：选C　在题给反应中，HCl被氧化，MnO2被还原，且每生成1 mol Cl2，转移电子2 mol，A、B项正确；由方程式可知每消耗1 mol MnO2，同时消耗4 mol HCl，但参加反应的HCl只有被氧化，C项错误；转移1 mol电子时，生成Cl2 0.5 mol，其在标准状况下的体积为11.2 L，D项正确。
9．据考证，商代炼铜，主要矿物原料是孔雀石，主要燃料是木炭，冶炼温度估计在1 000 ℃左右，可能涉及的反应有：①Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O　②2CuO＋C2Cu＋CO2↑　③CuO＋COCu＋CO2
④CO2＋C2CO
(1)从四种基本反应类型看，①、②、④分别属于______、________、________。
(2)在反应①、②、③、④中，属于氧化还原反应的是________(填序号)。
解析：反应①为分解反应，但不属于氧化还原反应；②为置换反应，属于氧化还原反应；③为氧化还原反应，但不属于四种基本反应类型；④为化合反应，也属于氧化还原反应。
答案：(1)分解反应　置换反应　化合反应
(2)②、③、④
10．已知砒霜As2O3与Zn可以发生如下反应：
As2O3＋6Zn＋6H2SO4===2AsH3＋6ZnSO4＋3H2O
(1)请用“双线桥法”标出电子转移的方向和数目：
________________________________________________________________________。
(2)As2O3在上述反应中________。
A．被氧化
B．被还原
C．既被氧化又被还原
D．既未被氧化又未被还原
(3)该反应的氧化产物是________，还原产物是________。
(4)若生成0.1 mol AsH3，则转移的电子数为________。
解析：在该反应中Zn的化合价由0价变成＋2价，共失去电子6×2＝12，Zn被氧化，得到氧化产物ZnSO4；砷元素的化合价由＋3价变成－3价，共得到电子2×6＝12，As2O3被还原，得到还原产物AsH3，该反应转移的电子总数为12，AsH3和转移的电子总数之间的关系为AsH3～6e－，所以生成0.1 mol AsH3转移电子的物质的量为0.6 mol，其个数为0.6NA。
答案：

(2)B　(3)ZnSO4　AsH3　(4)0.6NA
第二课时　氧化剂和还原剂
[课标要求]
1．认识氧化剂、还原剂、氧化性、还原性等基本概念。
2．了解常见的氧化剂、还原剂。
3．了解氧化还原反应的应用。
1．氧化剂和还原剂的概念
(1)氧化剂：在反应中得到电子(或电子对偏向)的物质
(2)还原剂：在反应中失去电子(或电子对偏离)的物质
2．常见的氧化剂和还原剂
物质种类
常见物质
氧化剂
部分非金属单质
O2、Cl2等
含有高价态
元素的化合物
浓H2SO4、HNO3、KMnO4、FeCl3等
还原剂
活泼的金属单质
Al、Zn、Fe等
某些非金属单质
C、H2等
某些非金属氧化物
CO、SO2等
[特别提醒]　在一个氧化还原反应中，氧化剂和还原剂同时存在，它们可以是不同的物质，也可以是同一物质。如在反应Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O中，Cl2既是氧化剂，又是还原剂。
3．氧化性和还原性
(1)氧化性：氧化剂所表现出得电子的性质。
(2)还原性：还原剂所表现出失电子的性质。
4．氧化性、还原性和元素化合价之间的关系
[特别提醒]　物质氧化性、还原性的强弱与得失电子的难易程度有关，而与得失电子的多少无关。如钠失电子数小于铝，但还原性Na＞Al。
1．依据金属活动性顺序，你能判断出Zn和Fe还原性的强弱吗？
提示：在金属活动性顺序中，Zn位于Fe之前，故Zn比Fe的还原性强。
2．已知还原性I－＞Fe2＋，判断反应：I2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2I－能否进行？
提示：若反应I2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2I－能够发生，则还原性：Fe2＋＞I－，与题目中已知的还原性强弱相矛盾，故该反应不能进行。
物质氧化性、还原性强弱的判断方法
1．根据氧化还原反应方程式判断
氧化性：氧化剂>氧化产物
还原性：还原剂>还原产物
特点：比什么性，找什么剂，产物之性小于剂。
2．根据元素的活动性顺序判断
特点：上左下右可反应，隔之愈远愈易行。
3．根据反应条件判断
当不同氧化剂作用于同一还原剂时，如氧化产物化合价相同，可根据反应条件的难易来判断。反应越易进行或越剧烈，则氧化剂的氧化性越强。如：
4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋2H2O＋Cl2↑
16HCl(浓)＋2KMnO4===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑
氧化性：KMnO4>MnO2。
判断还原剂还原性的原理与此类似。
4．根据氧化产物的化合价高低判断
当变价的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时，可由氧化产物中元素化合价的高低来判断氧化剂氧化性的强弱。即在相同条件下，使还原剂中元素化合价升得越高，则氧化剂的氧化性越强。
如：2Fe＋3Cl22FeCl3　Fe＋SFeS
氧化性：Cl2>S。
判断还原剂还原性的原理与此类似。
1．根据反应式：①2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，②Br2＋2Fe2＋===2Br－＋2Fe3＋，可判断离子的还原性从强到弱的顺序是(　　)
A．Br－、Fe2＋、I－　　　　　 B．I－、Fe2＋、Br－
C．Br－、I－、Fe2＋ D．Fe2＋、I－、Br－
解析：选B　反应①中还原剂是I－，还原产物是Fe2＋，故还原性：I－>Fe2＋；反应②中还原剂是Fe2＋，还原产物是Br－，故还原性：Fe2＋>Br－，所以还原性从强到弱的顺序为I－>Fe2＋>Br－。
2．已知在相同条件下，下列几种微粒的还原性强弱顺序为Cl－＜Br－＜Fe2＋＜I－＜SO2，由此判断下列反应不能发生的是(　　)
A．2Fe3＋＋SO2＋2H2O===SO＋4H＋＋2Fe2＋
B．2Br－＋SO＋4H＋===SO2＋Br2＋2H2O
C．2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2===2Fe3＋＋Br2＋4Cl－
D．2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
解析：选B　A项中SO2是还原剂，Fe2＋是还原产物，故还原性：SO2＞Fe2＋，与已知一致，反应能够发生。B项中Br－是还原剂，SO2是还原产物，故还原性：Br－＞SO2，与已知相矛盾，反应不能发生。C项中Br－和Fe2＋都是还原剂，Cl－是还原产物，故还原性：
Br－＞Cl－、Fe2＋＞Cl－，与已知一致，反应能够发生。D项中I－是还原剂，Fe2＋是还原产物，故还原性：I－＞Fe2＋，与已知一致，反应能够发生。
3．实验室里迅速制备少量氯气可利用如下反应：
2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑
(1)标出上述氧化还原反应中电子转移的方向和数目：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)该反应中，氧化剂是________，还原剂是________。
当有1 mol氧化剂参加反应时，被氧化的还原剂的物质的量是______________，产生氯气在标准状况下的体积为________。　
解析：反应中，根据元素化合价的变化可知，氧化剂是KMnO4，还原剂是HCl，在参加反应的16 mol HCl中，被氧化即作还原剂的有10 mol (对应于1 mol KMnO4被氧化的HCl只有5 mol)，只有被氧化的HCl中的氯元素才产生Cl2，故1 mol KMnO4参加反应，对应生成2.5 mol Cl2，其在标准状况下的体积为22.4 L·mol－1×2.5 mol＝56 L。
答案：

(2)KMnO4　HCl　5 mol　56 L
1．守恒规律
氧化还原反应中，得失电子总数相等，元素化合价升降总数相等，反应前后电荷总数相等(离子反应)。即有关系式：
还原剂失电子的总数＝氧化剂得电子的总数
化合价降低的总数＝化合价升高的总数
应用：氧化还原反应方程式的配平和相关计算。
2．强弱规律
还原性：还原剂>还原产物。
氧化性：氧化剂>氧化产物。
应用：物质间氧化性(或还原性)的强弱比较或判断氧化剂和有还原性的物质在一定条件下是否发生反应。
3．先后规律
(1)同一氧化剂与多种还原剂混合，还原性强的先被氧化。
(2)同一还原剂与多种氧化剂混合，氧化性强的先被还原。
应用：判断物质的氧化性、还原性强弱或判断反应的先后顺序。
4．价态归中规律
同种元素不同价态之间发生氧化还原反应，元素的化合价“只向中间靠拢不出现交叉”，如：
(√)
(×)
1．在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2、AgNO3的溶液中加入适量锌粉，首先置换出的是(　　)
A．Mg　　　　　　　　 B．Cu
C．Ag D．H2
解析：选C　由金属活动性顺序可知，Cu2＋、Mg2＋、Ag＋、H＋的氧化性由强到弱的顺序为Ag＋＞Cu2＋＞H＋＞Mg2＋，故混合液与锌粉反应时，首先置换出Ag。
2．用0.1 mol·L－1的Na2SO3溶液30 mL恰好将2×10－3mol的XO还原，则元素X在还原产物中的化合价是(　　)
A．＋1 B．＋2
C．＋3 D．＋4
解析：选D　氧化还原反应中得失电子总数相等，设元素X在还原产物中的化合价为x，则有0.1 mol·L－1×0.03 L×(6－4)＝2×10－3mol×(7－x)，解得x＝4。
[方法技巧]
用电子守恒法解题的一般步骤
(1)找出氧化剂、还原剂及相应的氧化产物和还原产物。
(2)找准一个原子或一个离子得失电子数(注意化学式中的粒子个数)。
(3)根据题中给出物质的物质的量和电子守恒列等式：
n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价－低价)＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价－低价)。
[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．下列说法正确的是(　　)
A．在氧化还原反应中，氧化剂经化学变化变成还原剂
B．在氧化还原反应中，氧化剂被氧化，还原剂被还原
C．在化学反应中，能把其他物质氧化的物质是氧化剂
D．在氧化还原反应中，还原剂生成的氧化产物一定只具有氧化性
解析：选C　氧化剂、还原剂都是反应物，氧化剂经化学变化变成还原产物，A项错误；氧化剂得电子被还原，还原剂失电子被氧化，B项错误；氧化剂能把其他物质氧化，还原剂能把其他物质还原，C项正确；还原剂、还原产物都具有还原性，氧化剂、氧化产物都具有氧化性，但氧化产物也可能具有还原性，D项错误。
2．下列各组微粒中只有还原性的是(　　)
A．F－、CO、Na　　　　　 B．Na、I－、Zn
C．Fe3＋、SO、NO D．Fe3＋、O2、H2O2
解析：选B　Na、Zn是金属单质只具有还原性，I－是碘元素最低价只有还原性。
3．氢化钙(CaH2)可作为生氢剂，反应的化学方程式为CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑，下列说法不正确的是(　　)
A．CaH2既是还原剂，又是氧化剂
B．H2既是氧化产物，又是还原产物
C．CaH2是还原剂，H2O是氧化剂
D．氧化产物与还原产物质量比为1∶1
解析：选A　在反应CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑中，CaH2中的氢元素化合价是－1价，反应后变为H2中的0价，化合价升高，CaH2作还原剂；H2O中的氢元素化合价是＋1价，反应后变为H2中的0价，化合价降低，H2O作氧化剂，H2既是氧化产物，又是还原产物，在该反应中氧化产物与还原产物质量比为1∶1，选项A错误，其余选项正确。
4．已知反应：
①2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2
②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
③I2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HI
判断下列物质氧化能力由强到弱的顺序正确的是(　　)
A．I－>Fe2＋>Cl－>SO2 B．Cl2>Fe3＋>I2>SO2
C．Fe2＋>I－>Cl－>SO2 D．Cl2>Fe3＋>SO2>I2
解析：选B　根据氧化还原反应中“前强后弱”规律可知氧化能力：①FeCl3>I2；②Cl2>FeCl3；③I2>SO2，综上所述氧化能力：Cl2>FeCl3>I2>SO2。
5．从下列各组反应对比中，判断哪种粒子的氧化性最强，哪种粒子的还原性最强。
(1)铁钉浸入CuSO4溶液后，表面会附有红色物质；铜丝浸入AgNO3溶液后，表面会附有银白色物质。则在Cu、Fe、Ag中，________的还原性最强，在Cu2＋、Fe2＋、Ag＋中，________的氧化性最强。
(2)铁钉在氯气中被锈蚀为棕褐色物质(FeCl3)，而在盐酸中生成淡绿色溶液(FeCl2)。则在氯气分子(Cl2)、氯离子、氢离子中，________具有氧化性，________的氧化性最强。
解析：(1)发生反应的两个化学方程式分别是：
①Fe　＋　CuSO4===　FeSO4　＋　Cu
还原剂　氧化剂　　氧化产物　　还原产物
②　Cu　＋　2AgNO3===Cu(NO3)2　＋　2Ag
　还原剂　　 氧化剂　　氧化产物　 还原产物
根据①知还原性：Fe>Cu，氧化性：Cu2＋>Fe2＋；根据②知还原性：Cu>Ag，氧化性：Ag＋>Cu2＋，故还原性：Fe>Cu>Ag。
(2)发生反应的两个化学方程式分别为：
①2Fe＋3Cl2===2FeCl3；②Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑可知Cl2将Fe氧化为Fe3＋，而HCl将Fe氧化为Fe2＋，所以Cl2、H＋有氧化性，且Cl2氧化性强。
答案：(1)Fe　Ag＋　(2)Cl2、H＋　Cl2
1．关于氧化还原反应，下列说法正确的是(　　)
A．被氧化的物质是还原剂
B．氧化剂被氧化，还原剂被还原
C．失去电子，化合价降低的物质是还原剂
D．氧化剂失去电子，化合价升高
解析：选A　还原剂应是被氧化的物质，A项正确；氧化剂被还原，还原剂应被氧化，B项错误；还原剂应失电子、所含元素的化合价升高，C项错误；氧化剂应得电子、所含元素的化合价降低，D项错误。
2．下列说法正确的是(　　)
A．金属单质在反应中只能作还原剂，非金属单质在反应中只能作氧化剂
B．氧化剂在反应中失去电子，还原剂在反应中得到电子
C．氧化剂具有氧化性，还原剂具有还原性
D．阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性
解析：选C　A项，非金属单质在反应中可以做氧化剂也可做还原剂，例如氢气和氧气反应时，氢气做还原剂，氧气做氧化剂，错误；B项，氧化剂得到电子，还原剂失去电子，错误；D项，阳离子可能有还原性，例如亚铁离子，错误。
3．研究指出：多种海产品如虾、蟹、牡蛎等体内含有＋5价的砷(As)元素，它对人体是无毒的，吃饭时不要同时大量食用海鲜和青菜，否则容易中毒，并给出了一个公式：“大量海鲜＋大量维生素C＝砒霜(As2O3)”，这说明维生素C具有(　　)
A．氧化性　 B．还原性　　C．酸性　　D．碱性
解析：选B　含有＋5价的砷(As)元素遇到维生素C变成砒霜(As2O3)，砷化合价降低被还原，而维生素C被氧化具有还原性。
4．下列粒子在反应中只能作氧化剂的是(　　)
A．O2－　　 B．Cl2　　　　C．HCl　　D．Fe3＋
解析：选D　化合价处于最低价态，只具有还原性，化合价处于中间价态，既具有氧化性也具有还原性，化合价处于最高价，只具有氧化性，A项，处于最低价态，只具有还原性，错误；B项，氯气处于中间价态，既有氧化性也有还原性，错误；C项，氢处于最高价，具有氧化性，氯处于最低价，具有还原性，错误；D项，处于最高价，只具有氧化性，正确。
5．下列变化中，需加氧化剂才能实现的是(　　)
A．NaClO→NaCl　　　 B．C→CO2
C．Fe2O3→Fe D．CaO→Ca(OH)2
解析：选B　需要加入氧化剂才能实现，则选项中各物质为还原剂，发生氧化反应，还原剂中某元素的化合价升高。A项，NaClO→NaCl，Cl元素由＋1价降低到－1价；B项，C→CO2，C元素由0价升高到＋4价；C项，Fe2O3→Fe，铁元素由＋3价降低到0价；D项，CaO→Ca(OH)2，化合价没有发生变化，不是氧化还原反应。
6．在下列反应中，水仅作还原剂的是(　　)
A．Na2O＋H2O===2NaOH
B．2F2＋2H2O===4HF＋O2
C．Cl2＋H2O===HCl＋HClO
D．2K＋2H2O===2KOH＋H2↑
解析：选B　A项，在反应Na2O＋H2O===2NaOH中，各元素的化合价均不变化，不是氧化还原反应，错误；B项，在反应2F2＋2H2O===4HF＋O2中，F元素从0价降低到－1价，单质氟是氧化剂。水中氧元素从－2价升高到0价，水是还原剂，正确；C项，在反应Cl2＋H2O===HCl＋HClO中，氯元素的化合价既升高，也降低，因此氯气既是氧化剂，也是还原剂，错误；D项，在反应2K＋2H2O===2KOH＋H2↑中，K元素从0价升高到＋1价，K是还原剂。水中的氢元素从＋1价降低到0价，水是氧化剂，错误。
7．根据下列反应的化学方程式，判断有关物质的还原性强弱顺序是(　　)
①I2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HI　②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3　③2FeCl3＋2HI===2FeCl2＋2HCl＋I2
A．I－＞Fe2＋＞Cl－＞SO2 B．Cl－＞Fe2＋＞SO2＞I－
C．Fe2＋＞I－＞Cl－＞SO2 D．SO2＞I－＞Fe2＋＞Cl－
解析：选D　在氧化还原反应中，还原剂的还原性强于还原产物，①在反应I2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HI中，SO2是还原剂，HI是还原产物，还原性SO2＞I－；②在反应2FeCl2＋Cl2===2FeCl3中，氯化亚铁是还原剂，氯化铁是还原产物，还原性Fe2＋＞Cl－；③在反应2FeCl3＋2HI===2FeCl2＋2HCl＋I2中，HI是还原剂，氯化亚铁是还原产物，还原性I－＞
Fe2＋，综上可得还原性SO2＞I－＞Fe2＋＞Cl－。
8．在2H2S＋SO2===2H2O＋3S中，氧化剂与还原剂的分子个数比为(　　)
A．2∶1 B．1∶2
C．1∶1 D．16∶17
解析：选B　在反应2H2S＋SO2===2H2O＋3S中，H2S中的硫元素失去电子变为单质S，H2S作还原剂；SO2中的硫元素得到电子被还原变为S单质，SO2作氧化剂。因此氧化剂与还原剂的物质的量之比是1∶2。
9．下列各组化学反应中，盐酸均是反应物。利用盐酸的强氧化性的是(填编号，下同)________；利用盐酸的弱还原性的是________；仅利用盐酸的酸性的是________，既利用还原性又利用酸性的是________。
①4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
②2HCl＋2Na===2NaCl＋H2↑
③2HCl＋CuO===CuCl2＋H2O
④HCl＋HClO===Cl2↑＋H2O
⑤CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
解析：反应③和⑤是复分解反应，只体现了盐酸的酸性；反应①中盐酸既体现酸性又体现还原性；反应②中盐酸作氧化剂，体现氧化性；反应④中盐酸只作还原剂，利用的是盐酸的弱还原性。
答案：②　④　③⑤　①
10．氧化还原反应知识的学习，为我们研究化学物质和化学反应提供了新的视角。
(1)在氧化还原反应中，氧化剂________电子，发生________反应。
(2)理论上，处于最低价态的元素通常具有________性，在氧化还原反应中常作________剂。
(3)下列物质在氧化还原反应中，常作还原剂的有________；常作氧化剂的有________(均填序号)。
①KMnO4　②铝　③氯水　④FeCl3　⑤一氧化碳
(4)已知钠与冷水剧烈反应，化学方程式是2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，铁与水蒸气发生反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，钠与水反应中，若消耗0.2 mol钠，则转移的电子为________mol。事实证明，钠的还原性比铁的还原性________(填“强”或“弱”)。
解析：(1)在氧化还原反应中，氧化剂得到电子，发生还原反应。(2)处于最低价态的元素通常具有还原性，在氧化还原反应中含有该元素的物质常作还原剂。(3)KMnO4、氯水、FeCl3是常见的氧化剂，铝、一氧化碳是常见的还原剂。(4)在钠与水的反应中，1 mol钠失去1 mol电子，故0.2 mol钠失去0.2 mol电子；据反应的难易程度可知，钠比铁的还原性
更强。
答案：(1)得到　还原　(2)还原　还原　(3)②⑤
①③④　(4)0.2　强
1．下列粒子中，只有氧化性的是(　　)
①S2－　②Fe2＋　③Fe3＋　④S　⑤H＋　⑥Na＋　⑦Mg
A．①⑦ B．②④
C．③⑤⑥ D．②④⑤⑥
解析：选C　只有氧化性的粒子应该处于最高价态，所以符合题意的有Fe3＋、H＋、
Na＋。
2．吸入人体内的氧有2%转化为氧化性极强的“活性氧”，它能加速人体衰老，被称为“生命杀手”，服用含硒元素(Se)的化合物亚硒酸钠(Na2SeO3)，能消除人体内的活性氧，由此推断Na2SeO3的作用是(　　)
A．作还原剂 B．作氧化剂
C．既作氧化剂又作还原剂 D．既不作氧化剂又不作还原剂
解析：选A　“活性氧”具有极强的氧化性(氧化剂)，而Na2SeO3能将其还原，使其失去强氧化性，故Na2SeO3作为还原剂。
3．下列关于氧化剂与还原剂的判断正确的是(　　)
A．反应CH4＋2O2CO2＋2H2O中，O2是氧化剂，CH4是还原剂
B．反应Cl2＋2NaOH===NaClO＋NaCl＋H2O中，Cl2是氧化剂，NaOH是还原剂
C．反应MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O中，HCl是氧化剂，MnO2是还原剂
D．反应2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑中，H2O既是氧化剂又是还原剂
解析：选A　根据氧化剂和还原剂的概念可知，在CH4与O2的反应中，O2是氧化剂，CH4是还原剂；在Cl2与NaOH的反应中，Cl2既是氧化剂又是还原剂；在MnO2与浓盐酸的反应中，MnO2是氧化剂，HCl是还原剂；在Na与H2O的反应中，H2O是氧化剂，Na是还原剂。
4．下列反应中氨的作用与反应4NH3＋5O2===4NO＋6H2O中的氨相同的是(　　)
A．2Na＋2NH3===2NaNH2＋H2↑
B．NH3＋HNO3===NH4NO3
C．4NH3＋6NO===5N2＋6H2O
D．3SiH4＋4NH3===Si3N4＋12H2
解析：选C　在反应4NH3＋5O2===4NO＋6H2O中，氨中的氮元素化合价升高，NH3作还原剂。A项，NH3中的氢元素的化合价降低，NH3作氧化剂，二者作用不同，错误；B项，反应是复分解反应，因此两个反应的类型不同，氨气的作用不相同，错误；C项，氨中的氮元素化合价升高，NH3作还原剂，与题中所给反应中氨的作用相同，正确；D项，NH3中的氢元素得到电子，被还原变为H2，NH3作氧化剂，与题给反应中的氨的作用不相同，错误。
5．PbO2、KMnO4、Cl2、FeCl3、CuCl2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是(　　)
A．Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋
B．10Cl－＋2MnO＋16H＋===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O
C．2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
D．5Pb2＋＋2MnO＋2H2O===5PbO2＋2Mn2＋＋4H＋
解析：选D　氧化性：PbO2>KMnO4>Cl2>FeCl3>CuCl2，一个氧化还原反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，还原剂的还原性大于还原产物的还原性。A项中氧化性
Fe3＋>Cu2＋，与条件相符；B项中，氧化性MnO>Cl2，与条件相符；C项中，氧化性Cl2>
Fe3＋，与条件相符；D项中，氧化性MnO>PbO2，与条件不相符，所以D项反应不可能发生。
6．已知如下反应：
①2BrO＋Cl2===Br2＋2ClO，②ClO＋5Cl－＋6H＋===3Cl2＋3H2O，③2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2，④2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。下列各微粒氧化能力由强到弱的顺序正确的是(　　)
A．ClO＞BrO＞Cl2＞Fe3＋＞I2
B．BrO＞Cl2＞ClO＞I2＞Fe3＋
C．BrO＞ClO＞Cl2＞Fe3＋＞I2
D．BrO＞ClO＞Fe3＋＞Cl2＞I2
解析：选C　反应①中氧化剂是BrO、氧化产物是ClO，则氧化性BrO＞ClO；同理，由反应②知，氧化性ClO＞Cl2；由反应③知，氧化性Fe3＋＞I2，由反应④知，氧化性Cl2＞Fe3＋；综上可知，氧化性为BrO＞ClO＞Cl2＞Fe3＋＞I2。
7．实验室常利用以下反应制取少量氮气：NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O；关于该反应的下列说法不正确的是(　　)
A．NaNO2是氧化剂，NH4Cl是还原剂
B．N2既是氧化产物，又是还原产物
C．NH4Cl中的氮元素被还原，发生还原反应
D．每生成1 mol N2时，转移电子的物质的量为3 mol
解析：选C　该反应中N元素化合价由＋3价、－3价变为0价，所以亚硝酸钠是氧化剂，氯化铵是还原剂，正确；B项，N2既是氧化产物，又是还原产物，正确；C项，该反应中NH4Cl中的氮元素失电子被氧化，发生氧化反应，错误；D项，该反应每生成1 mol N2时，转移电子的物质的量＝1 mol×(3－0)＝3 mol，正确。
8．12 mL 0.1 mol·L－1的亚硫酸(H2SO3)溶液，恰好跟20 mL 浓度为0.02 mol·L－1的重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液完全反应，则元素铬(Cr)在还原产物中的化合价是(　　)
A．＋1 B．＋2
C．＋3 D．＋6
解析：选C　根据题意可知，H2SO3是还原剂，H2SO3中＋4价的硫元素被氧化成＋6价的H2SO4中的硫元素，重铬酸钾是氧化剂，＋6价的铬元素被还原，设还原产物中铬的化合价为x。由关系式：
H2SO3～H2SO4～2e－，Cr2O～2r～2(6－x)e－，反应中得失电子数相等，所以：0.020 L×0.02 mol·L－1×2(6－x)＝0.012 L×0.1 mol·L－1×2，x＝3。
9．已知RxO＋MnO＋H＋―→RO2＋Mn2＋＋H2O变化过程中，0.2 mol RxO参加反应，共转移0.4 mol 电子。
(1)反应的氧化产物为________。
(2)x＝________。
(3)参加反应的氢离子的物质的量为________。
解析：0.2 mol RxO反应时转移了0.4 mol电子，即1 mol RxO反应时转移了2 mol电子。
因为Mn元素化合价降低，所以R化合价升高。
RxO→xO2→2e－
只有x＝2时成立。
根据得失电子守恒：n(RxO)×2＝n(MnO)×5
n(RxO)∶n(MnO)＝5∶2，
又根据元素守恒(或电荷守恒)推出各物质的化学计量数：
5R2O＋2MnO＋16H＋===10RO2＋2Mn2＋＋8H2O，
n(H＋)＝n(R2O)＝×0.2 mol＝0.64 mol。
答案：(1)RO2　(2)2　(3)0.64 mol
10．某反应中反应物与生成物有：AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一种未知物质X。
(1)已知KBrO3在反应中得到电子，则该反应的还原剂是________。
(2)已知0.2 mol KBrO3在反应中得到1 mol电子生成X，则X的化学式为________。
(3)根据上述反应可推和________。
a．氧化性：KBrO3＞H3AsO4
b．氧化性：H3AsO4＞KBrO3
c．还原性：AsH3＞X
d．还原性：X＞AsH3
解析：(1)已知KBrO3为得电子物质，故其化合价必降低，作氧化剂，那么还原剂只能是题目所提供的AsH3，AsH3中As为－3价，反应后变为H3AsO4，故还原剂为AsH3。
(2)此题出题的依据是氧化还原反应中得失电子守恒。0.2 mol KBrO3在反应中得1 mol电子，故每1 mol KBrO3得5 mol电子，即反应后Br的化合价应降为零价，故另一物质为Br2。
(3)此题的考点为氧化还原反应中的基本规律：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。故选a、c。
答案：(1)AsH3　(2)Br2　(3)ac
第二节离子反应
第一课时
酸、碱、盐在水溶液中的电离
[课标要求]
1．了解电解质的概念。
2．了解酸、碱、盐在水溶液中的电离及导电的条件。
3．会书写电离方程式。
1．概念
2．常见的电解质和非电解质
(1)常见的电解质
①酸：HCl、H2SO4、HNO3、H2CO3等
②碱：KOH、NaOH、NH3·H2O、Mg(OH)2、Al(OH)3等。
③盐：KCl、Na2SO4、Mg(NO3)2等。
④水。
⑤活泼金属氧化物：Na2O、CaO等。
(2)常见的非电解质
①部分非金属氧化物：CO2、SO2、SO3、P2O5等。
②非酸性气态氢化物：如NH3。
③部分有机物：蔗糖、酒精、CH4等。
[特别提醒]　(1)能导电的物质不一定是电解质，如金属、石墨、盐酸等。
(2)溶于水能导电的化合物不一定是电解质，CO2、SO2、SO3、NH3等是非电解质。
(3)CaO是电解质，它在熔融状态下能导电，其水溶液能导电，是由于CaO与水反应生成Ca(OH)2的原因。
1．将下列电解质、非电解质与相应物质连接起来。
(1)
(2)　　　　　　
答案：(1)—A、B、E　(2)—C、D
2．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)铁丝、NaCl溶液和盐酸都能导电，所以三者都是电解质(×)
(2)液态H2SO4、固态NaCl均不导电，所以H2SO4、NaCl均不是电解质(×)
(3)NH3、CO2的水溶液均能导电，所以NH3、CO2均是电解质(×)
(4)蔗糖溶于水和熔化时都不导电，蔗糖是非电解质(√)
(5)硫酸钡水溶液几乎不导电，故硫酸钡是非电解质(×)
(6)NaCl晶体不能导电，是由于其中不含离子(×)
[方法技巧]
电解质的判断方法
(1)从物质分类角度：电解质与非电解质都属于化合物。单质、混合物既不是电解质，也不是非电解质。
(2)从物质性质角度：电解质导电的条件是电解质溶于水或熔融状态下，二者具备其一即可。
①有些电解质溶于水导电，但熔融状态下不导电，如HCl气体。
②有些电解质只在熔融状态下才能导电，如BaSO4。
(3)从概念涵义角度：
1．概念：电解质在水溶液里或熔融状态下离解成自由移动离子的过程。
2．表示方法——电离方程式
(1)酸的电离(如H2SO4)：H2SO4===2H＋＋SO；
(2)碱的电离(如NaOH)：NaOH===Na＋＋OH－；
(3)盐的电离(如Na2SO4)：Na2SO4===2Na＋＋SO。
3．从电离的角度认识酸、碱、盐
4．电解质的导电
电解质在水溶液里或熔融状态下电离出自由离子，自由离子在电场的作用下定向移动形成电流。
NaCl在水溶液中溶解和电离的示意图为
[问题思考]
1．固体氯化钠能否导电？为什么？
提示：不导电；原因是没有自由移动的离子。
2．由图示可知NaCl发生了电离，电解质是否必须在通电条件下才能电离？试分析电解质发生电离的条件是什么？
提示：电解质不是在通电条件下才发生电离；电解质发生电离的条件是溶于水或熔融状态下。
3．如何用化学用语表示图示中的变化？
提示：用电离方程式表示NaCl的电离：NaCl===Na＋＋Cl－。
1．电离方程式的书写
(1)强酸、强碱和绝大部分盐书写时用“===” 连接，如H2SO4===2H＋＋SO、NaOH===
Na＋＋OH－、NaCl===Na＋＋Cl－。
(2)酸式盐的电离方程式
①强酸的酸式盐在水溶液中完全电离，如NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO。
②弱酸的酸式盐在溶液中完全电离，生成酸式酸根离子和阳离子，如NaHCO3===Na＋＋HCO。
(3)电离方程式书写注意事项
①符合客观事实，不能随意书写离子符号，离子所带电荷数必须等于该元素或原子团在该化合物中的化合价。
②质量守恒：电离方程式左右两侧元素的种类、原子或原子团的个数相等。
③电荷守恒：电离方程式左右两侧的正负电荷数相等，溶液呈电中性。
2．电解质溶液导电能力的影响因素
(1)电解质溶液的导电能力与溶液中自由移动离子浓度及离子所带电荷多少有关，离子浓度越大，离子所带电荷越多，导电能力越强。
(2)判断电解质是否导电，关键要看电解质是否发生电离产生了自由移动的离子，还要看电离产生的离子浓度的大小，如CaCO3在水中的溶解度很小，溶于水电离产生的离子浓度很小，故认为其水溶液不导电。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)NaCl晶体不能导电，是由于其中不含离子(×)
(2)通电后电解质在溶液中发生电离而导电(×)
(3)氯化钡的电离方程式是BaCl2===Ba2＋＋Cl(×)
(4)NH4NO3电离时产生了NH、NO，无金属离子，所以NH4NO3不是盐(×)
2．下列物质的电离方程式错误的是(　　)
A．NaOH===Na＋＋OH－
B．CuCl2===Cu2＋＋2Cl－
C．Fe2(SO4)3===Fe＋(SO4)
D．Ba(NO3)2===Ba2＋＋2NO
解析：选C　根据电解质的化学式，可把其拆写成阳离子和阴离子，C项的电离方程式应为Fe2(SO4)3===2Fe3＋＋3SO。
[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．下列物质属于电解质的是(　　)
A．熔融的氯化钠　　　　 B．CO2
C．食盐水 D．Fe
解析：选A　电解质是指在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物，CO2是非电解质，食盐水是混合物，铁是单质，熔融的氯化钠是电解质。
2．下列说法正确的是(　　)
A．液态氯化氢、固体氯化钠均不导电，所以HCl、NaCl均是非电解质
B．NH3的水溶液能导电，所以NH3是电解质
C．蔗糖、酒精在水溶液中和熔化时均不导电，所以它们是非电解质
D．铜、石墨均导电，所以它们是电解质
解析：选C　液态HCl、固体NaCl溶于水后，其水溶液均可导电，因此二者均为电解质，A错误；NH3溶于水生成NH3·H2O，NH3·H2O可电离出自由移动的离子，但NH3是非电解质，B错误；铜、石墨是单质，单质既不是电解质，也不是非电解质，D错误。
3．下列电离方程式中，正确的是(　　)
A．Ba(OH)2===Ba2＋＋2(OH－)
B．FeCl3===Fe2＋＋3Cl－
C．H2SO4===H＋SO
D．CuSO4===Cu2＋＋SO
解析：选D　A项中氢氧根离子不应加括号；B项中为三价铁离子；C项中氢离子应写为2H＋。
4．(1)以下为中学化学中常见的几种物质：
①Cu　②NaCl　③NaHSO4　④CO2　⑤H2SO4
⑥酒精　⑦CaCO3　⑧BaSO4　⑨NaOH
属于电解质的是________________(填序号)。
(2)写出下列物质在水溶液中的电离方程式：
①Ba(OH)2：___________________________________________________________。
②KHSO4：______________________________________________________________。
③HNO3：_______________________________________________________________。
④Na2CO3：______________________________________________________________。
⑤Fe2(SO4)3：_____________________________________________________________。
(3)对(2)中各物质按酸、碱、盐分类，其中，属于酸的是________(填序号，下同)，属于碱的是________，属于盐的是________。
解析：(1)单质不属于电解质和非电解质，酸、碱、盐、活泼金属氧化物属于电解质，故②③⑤⑦⑧⑨属于电解质。
(2)Ba(OH)2属于强碱，电离出Ba2＋和2个OH－；KHSO4属于强酸的酸式盐，电离出
H＋、K＋和SO；HNO3电离出H＋和NO；Na2CO3属于盐，电离出2个Na＋和CO；Fe2(SO4)3属于盐，电离出2个Fe3＋和3个SO。
(3)根据酸、碱、盐电离的实质进行判断，进行盐的判断时要注意，没有“全部”两字而是只要有金属阳离子(或NH)和酸根阴离子即是盐，所以KHSO4是盐不是酸。
答案：(1)②③⑤⑦⑧⑨
(2)①Ba(OH)2===Ba2＋＋2OH－
②KHSO4===K＋＋H＋＋SO
③HNO3===H＋＋NO
④Na2CO3===2Na＋＋CO
⑤Fe2(SO4)3===2Fe3＋＋3SO
(3)③　①　②④⑤
1．下列说法正确的是(　　)
A．酸、碱、盐都是电解质
B．电解质都是易溶于水的物质
C．氧化物都是电解质
D．氢化物都不是电解质
解析：选A　电解质是根据化合物能否电离出离子划分的，不是根据化合物的水溶性划分的，B项错。氧化物有的是电解质，如Na2O、CaO等；有的不是电解质，如CO2、SO2等，C项错。氢化物有的是电解质，如HCl、HF等；有的不是电解质，如CH4、NH3等，D项错。
2．仅能在水溶液里导电的电解质是(　　)
A．烧碱　　　　　　　 B．氯化氢
C．蔗糖 D．二氧化硫
解析：选B　烧碱在水溶液里或在熔融状态下均能导电；蔗糖是非电解质；二氧化硫在水溶液中导电是因为二氧化硫与水反应生成的H2SO3发生电离，而二氧化硫本身是非电解质。
3．下列物质中，含有自由移动Cl－的是(　　)
A．KClO3溶液 B．CaCl2溶液
C．KCl晶体 D．液态HCl
解析：选B　KClO3溶液中存在K＋、ClO；KCl晶体中Cl－不能自由移动；液态HCl中只存在HCl分子。
4．下列说法正确的是(　　)
A．固体氯化钠不导电，所以氯化钠是非电解质
B．铜丝能导电，所以铜是电解质
C．氯化氢水溶液能导电，所以氯化氢是电解质
D．CO2的水溶液能导电，所以CO2是电解质
解析：选C　溶于水或受热熔化时能导电的化合物是电解质，氯化钠属于电解质，A不正确；铜是单质，既不是电解质也不是非电解质，B不正确；CO2溶于水导电，是因为CO2和水反应生成的碳酸电离出的离子而导电的，CO2是非电解质，D不正确。
5．下列电离方程式书写错误的是(　　)
A．HCl===H＋＋Cl－
B．Ca(OH)2===CaOH＋＋OH－
C．Ba(NO3)2===Ba2＋＋2NO
D．NaOH===Na＋＋OH－
解析：选B　Ca(OH)2的电离方程式为Ca(OH)2===Ca2＋＋2OH－。
6．对电解质概念的理解正确的是(　　)
A．在水溶液中或熔融状态下能导电的物质
B．凡在水中能生成离子因而能导电的物质
C．氧化钠溶于水能电离生成钠离子和氢氧根离子，尽管氧化钠是化合物，其水溶液能导电，但溶液中的氢氧根离子并非氧化钠本身电离，因而氧化钠是非电解质
D．在水溶液里或熔融状态下，本身能电离出阳离子和阴离子，且是能导电的化合物
解析：选D　A中电解质必须是化合物，如熔融金属单质也能导电，但不是电解质；B同A，如Cl2溶于水反应生成的物质能电离出H＋、Cl－、ClO－，但不是电解质；C中熔融Na2O可电离出Na＋和O2－，故Na2O是电解质。
7．下列叙述中正确的是(　　)
A．能电离出氢离子的化合物叫做酸
B．能电离出氢氧根离子的化合物叫做碱
C．盐电离出的阳离子只能是金属阳离子
D．由金属离子和酸根离子组成的化合物属于盐
解析：选D　A项，酸是电离出的阳离子全部是氢离子的化合物，错误；B项，碱是电离出的阴离子全部是氢氧根离子的化合物，错误；C项，盐电离出的阳离子可能是金属阳离子，也可能是铵根离子，错误；D项，由金属离子和酸根离子组成的化合物是盐，正确。
8．下列物质中导电性能最差的是(　　)
A．0.6 mol·L－1的硫酸 B．0.1 mol·L－1的盐酸
C．熔融的NaCl D．硝酸钾晶体
解析：选D　0.6 mol·L－1的硫酸中离子浓度大于0.1 mol·L－1的盐酸，故其导电能力大；熔融的NaCl可以导电，但硝酸钾晶体中没有自由移动的离子，不能导电。
9．有下列物质：①氢氧化钠固体，②铜丝，③氯化氢气体，④稀硫酸，⑤二氧化碳气体，⑥氨水，⑦碳酸钠粉末，⑧蔗糖晶体，⑨熔融氯化钠，⑩CuSO4·5H2O晶体。请用序号填空：
(1)上述状态下可导电的是__________。
(2)属于电解质的是__________。
(3)属于非电解质的是__________。
(4)上述状态下的电解质不能导电的是__________。
解析：氢氧化钠固体、氯化氢气体、碳酸钠粉末、CuSO4·5H2O晶体不能导电，但它们溶于水或熔融状态下可以导电，属于电解质；铜丝、稀硫酸、氨水、熔融氯化钠可以导电，但铜是单质，稀硫酸、氨水是混合物，这三者既不是电解质，也不是非电解质；二氧化碳气体和熔融状态的蔗糖不能导电，蔗糖的水溶液也不能导电，所以蔗糖是非电解质；二氧化碳的水溶液虽然能导电，但由于在溶液中发生电离的是CO2与水反应生成的H2CO3，而CO2本身并没有发生电离，故CO2是非电解质。
答案：(1)②④⑥⑨　(2)①③⑦⑨⑩　(3)⑤⑧
(4)①③⑦⑩
10．在如图所示的串联装置中，发现灯泡不亮，但若向其中一个烧杯中加水，则灯泡会亮起来：
则：(1)加水的烧杯为________。
(2)将烧杯B和________混合后溶液的导电性会减弱。
(3)写出D烧杯中电解质的电离方程式：____________________________________。
解析：四个烧杯中只有C中电解质没有发生电离，没有自由移动的离子，当加水时，H3PO4电离而导电；CuSO4溶液与Ba(OH)2溶液混合后，由于发生反应：CuSO4＋Ba(OH)2===BaSO4↓＋Cu(OH)2↓，从而使溶液中离子浓度减小，混合溶液体积增大，导电能力减弱。
答案：(1)C　(2)D　(3)Ba(OH)2===Ba2＋＋2OH－
1．下列关于电解质说法正确的是(　　)
A．在熔融状态或溶于水能导电的物质叫电解质
B．电解质在通电时发生电离
C．熔融的KOH导电，所以KOH是电解质
D．NaCl晶体不导电，所以NaCl不是电解质
解析：选C　在熔融状态或溶于水能导电的化合物叫电解质，A错误；电解质在水溶液或熔融状态下发生电离然后才能导电，B错误；熔融的KOH导电，KOH是化合物，故KOH是电解质，C正确；NaCl晶体不导电，但在熔融或水溶液里能导电，NaCl是电解质，D错误。
2. 下列物质按纯净物、混合物、电解质、非电解质的顺序组合的一组为(　　)
A．盐酸、空气、硫酸、干冰
B．蒸馏水、氨水、碳酸氢钠、二氧化硫
C．胆矾、盐酸、铁、碳酸钙
D．生石灰、漂白粉、氯化铜、碳酸钠
解析：选B　A项，盐酸为混合物；C项，铁属于单质，不是电解质，碳酸钙为电解质；D项，碳酸钠为电解质。
3．下列电离方程式错误的是(　　)
A．Na2CO3===2Na＋＋CO
B．NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO
C．H2SO4===2H＋＋SO
D．KClO3===K＋＋Cl－＋3O2－
解析：选D　D项ClO是原子团不能拆开。
4．将以下4份溶液分别置于如图的装置中，其他条件相同时，灯泡最亮的是(　　)
A．100 mL 1 mol·L－1的盐酸
B．100 mL 2 mol·L－1的蔗糖溶液
C．100 mL 1 mol·L－1的食盐水
D．30 mL 1 mol·L－1的CaCl2溶液
解析：选D　电解质溶液中离子浓度越大，离子所带电荷数越多，溶液导电能力越强，1 mol·L－1盐酸中c(H＋)、c(Cl－)均为1 mol·L－1,1 mol·L－1食盐水中c(Na＋)、c(Cl－)均为
1 mol·L－1,1 mol·L－1 CaCl2溶液中c(Ca2＋)＝1 mol·L－1，c(Cl－)＝2 mol·L－1，即CaCl2溶液中离子浓度最大。
5．关于酸、碱、盐的下列各种说法中，正确的是(　　)
A．化合物电离时，生成的阳离子有氢离子的是酸
B．化合物电离时，生成的阴离子有氢氧根离子的是碱
C．化合物电离时，盐生成金属阳离子和酸根阴离子
D．NH4Cl的电离方程式是NH4Cl===NH＋Cl－，所以NH4Cl是盐
解析：选D　酸、碱、盐是从电离角度对化合物的一种分类，电离出的阳离子全部是
H＋的化合物是酸，电离出的阴离子全部是OH－的化合物是碱，电离时只要能生成金属阳离子和酸根阴离子的就是盐。所以A、B项说有氢离子、氢氧根离子就是酸、碱，显然错误，应该强调全部；C项说法不够准确，因为有些盐还能电离出H＋、OH－等。
6．下列关于电解质的说法正确的是(　　)
A．液态HCl不导电，所以HCl不是电解质
B．NH3溶于水形成的溶液能导电，所以NH3是电解质
C．SO2溶于水能导电，所以SO2是电解质
D．BaSO4在水溶液中难导电，但熔融状态下能导电，所以BaSO4是电解质
解析：选D　液态HCl不导电，但溶于水后能导电，所以HCl是电解质，A项错误；NH3溶于水形成的溶液能导电，是因为NH3与水生成的NH3·H2O发生电离，NH3·H2O是电解质，NH3是非电解质，B项错误；同理，C项错误，SO2溶于水后生成了H2SO3电离而导电，SO2是非电解质。
7．下列说法正确的是(　　)
A．水导电性很差，所以水是非电解质
B．电解质与非电解质的本质区别，是在一定条件下能否电离
C．酸、碱和盐类都属于电解质，其他化合物都是非电解质
D．NaCl和HCl都是电解质，所以它们熔融状态下都能导电
解析：选B　A项，水能电离出OH－与H＋，所以水是电解质；C项，部分氧化物也属于电解质，如Na2O、CaO；D项，HCl在熔融状态下不导电。
8．某化学兴趣小组进行化学实验，按照图Ⅰ连接好线路发现灯泡不亮，按照图Ⅱ连接好线路发现灯泡亮，由此得出的结论正确的是(　　)
A．MgCl2是非电解质
B．MgCl2溶液是电解质
C．MgCl2在水溶液中电离出了可以自由移动的离子
D．MgCl2只有在溶液中才能导电
解析：选C　A项，MgCl2固体不导电，其水溶液导电，说明MgCl2是电解质，错误；B项，MgCl2溶液是电解质溶液，不是电解质，错误；C项，MgCl2溶液导电，是其在水溶液中电离出自由移动的Mg2＋和Cl－，正确；D项，MgCl2在熔融状态下也能导电，错误。
9．现有下列电解质(用序号填空)。
①H2SO4　②Ca(OH)2　③BaSO4　④Na2O　⑤CuCl2
⑥NaHSO4　⑦NaHCO3　⑧Al2(SO4)3
(1)其中属于酸的是________，属于碱的是________，属于盐的是________。
(2)写出②⑤⑥⑦⑧在水溶液中的电离方程式：
②_______________________________________________________________________，
⑤_______________________________________________________________________，
⑥_______________________________________________________________________，
⑦_______________________________________________________________________，
⑧_______________________________________________________________________。
答案：(1)①　②　③⑤⑥⑦⑧
(2)②Ca(OH)2===Ca2＋＋2OH－
⑤CuCl2===Cu2＋＋2Cl－
⑥NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO
⑦NaHCO3===Na＋＋HCO
⑧Al2(SO4)3===2Al3＋＋3SO
10．酸、碱、盐溶液能够导电，是因为物质溶于水时，离解成为自由移动的阴、阳离子。
(1)在酸的溶液里，酸根离子所带________的总数等于酸电离时生成的________的总数；在碱的溶液里，跟金属离子结合的________的总数等于这种金属离子所带的________的总数；在盐的溶液中，金属(或铵根)离子所带的________的总数等于酸根离子所带的________的总数。
(2)下列物质的电离方程式如下：
HClO4===H＋＋ClO；Ba(OH)2===Ba2＋＋2OH－；
Fe2(SO4)3===2Fe3＋＋3SO；
Cu(NO3)2===Cu2＋＋2NO。
属于酸的物质为__________(写化学式)；属于碱的物质为________；属于盐的物质为____________。
(3)化工生产中常常用到“三酸两碱”，“三酸”指硝酸、硫酸和盐酸，“两碱”指烧碱和纯碱。
①从物质的分类角度看，不恰当的一种物质是________。
②上述物质中既不是电解质也不是非电解质的是____________。依据是__________________。
③写出纯碱的电离方程式：_______________________________________________。
解析：(1)溶液呈电中性，阴离子所带的负电荷总数等于阳离子所带的正电荷总数。(2)根据酸、碱、盐的概念判断。(3)纯碱是Na2CO3，属于盐，不是碱；盐酸是HCl的水溶液，是混合物，既不是电解质也不是非电解质。Na2CO3的电离方程式为Na2CO3===2Na＋＋CO。
答案：(1)负电荷　H＋　OH－　正电荷　正电荷　负电荷　(2)HClO4　Ba(OH)2　Fe2(SO4)3、Cu(NO3)2
(3)①纯碱　②盐酸　盐酸是混合物，不是化合物
③Na2CO3===2Na＋＋CO
第二课时
离子反应及其发生的条件
[课标要求]
1．通过实验事实认识离子反应及其发生的条件。
2．会书写离子方程式并能进行正误判断。
3．理解离子方程式的意义。
4．掌握一些常见离子能否共存的判断方法。
1．离子反应
(1)实验探究
操作
现象
无明显现象
产生白色沉淀
反应前溶
液中微粒
Na＋、SO
Na＋、SO
K＋、Cl－
Ba2＋、Cl－
混合液
中微粒
Na＋、SO、K＋、Cl－
BaSO4、Na＋、Cl－
离子之间
的反应
无反应
Ba2＋与SO反应生成BaSO4沉淀
(2)概念：有离子参加或有离子生成的化学反应。
(3)实质：反应物的某些离子的浓度减小。
2．离子方程式
(1)概念：用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。
(2)书写步骤：以Na2SO4溶液和BaCl2溶液反应为例。
①写：正确书写反应的化学方程式：
Na2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2NaCl。
②拆：把易溶于水且易电离的物质拆写成离子的形式：
2Na＋＋SO＋Ba2＋＋2Cl－===BaSO4＋2Na＋＋2Cl－。
③删：删去方程式两边不参加反应的离子。
SO＋Ba2＋===BaSO4。
④查：检查方程式两边各元素的原子个数和电荷总数是否相等。
(3)意义：
①表示某一个具体的化学反应。
AgNO3＋NaCl===AgCl↓＋NaNO3
如反应可表示为Ag＋＋Cl－===AgCl↓。
②表示同一类型的离子反应。如H＋＋OH－===H2O可以表示强酸和可溶性强碱生成水和可溶性盐的反应。
[特别提醒]　正确书写离子方程式的注意事项：
“写”是基础。化学方程式若书写错误，则后面的“拆”“删”“查”是无用功。
“拆”是关键。物质是保留化学式形式，还是拆分为离子，此步特别重要。
“删”是重点。方程式两边的离子符号完全相同时才能删去。
“查”是保证。检查原子、电荷是否守恒，避免出错。
1．参加离子反应的所有物质都是电解质吗？离子反应一定是离子与离子之间的反应吗？
提示：不一定；如Zn与稀H2SO4的反应(Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑)并不是离子与离子之间的反应，且Zn不是电解质。
2．书写离子方程式时把CaCO3拆写成Ca2＋和CO正确吗？为什么？
提示：不正确；原因是CaCO3难溶于水。
3．AgNO3溶液和Cu反应的离子方程式写成Cu＋Ag＋===Ag＋Cu2＋正确吗？为什么？
提示：不正确；因为离子方程式两边电荷不守恒。
1．离子反应的实质
通过离子反应使溶液中某些离子浓度降低。
2．书写离子方程式的拆分原则
(1)能拆写成离子的物质
(3)微溶物作为反应物，若是澄清溶液写离子符号，若是悬浊液写化学式。微溶物作为生成物，一般写化学式(标“↓”)，如石灰水和石灰乳：石灰水写成离子形式，而石灰乳则写化学式。
(4)氨水作反应物可写作NH3·H2O；作生成物，若有加热条件或浓度很大时，可写作NH3(标“↑”)。
(5)固体之间反应不能写离子方程式，如氯化铵与氢氧化钙的反应；浓硫酸与固体反应不能写离子方程式。
(6)多元弱酸的酸式酸根离子，在离子方程式中不能拆开写，如NaHCO3与盐酸反应的离子方程式为HCO＋H＋===CO2↑＋H2O。
1．下列不能发生离子反应的是(　　)
A．NaCl溶液与AgNO3溶液
B．KNO3溶液与NaOH溶液
C．稀硫酸与BaCl2溶液
D．盐酸与Na2CO3溶液
解析：选B　A项，NaCl电离出的Cl－与AgNO3电离出的Ag＋反应生成AgCl沉淀；C项，硫酸电离出的SO与BaCl2电离出的Ba2＋反应生成BaSO4沉淀；D项，盐酸中的H＋与Na2CO3电离出的CO反应生成H2CO3，H2CO3分解生成CO2和H2O。
2．下列化学反应的离子方程式错误的是(　　)
A．BaCl2溶液与K2SO4溶液的反应：
Ba2＋＋SO===BaSO4↓
B．NaOH溶液与硝酸的反应：
OH－＋H＋===H2O
C．Na2CO3溶液与硫酸的反应：
CO＋2H＋===CO2↑＋H2O
D．碳酸钙与盐酸的反应：
CO＋2H＋===CO2↑＋H2O
解析：选D　D项中因碳酸钙为不溶于水的固体，应写化学式，正确的离子方程式为CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O。
[方法技巧]
判断离子方程式正误的方法
1．实验探究
实验现象及离子方程式
产生蓝色沉淀
Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓
溶液红色褪去
H＋＋OH－===H2O
产生无色气泡
CO＋2H＋===CO2↑＋H2O
2．离子反应发生的条件
由上述实验探究可总结，发生离子反应的条件如下：
1．某无色溶液中可能含有Cu2＋、Na＋、Cl－、OH－吗？为什么？
提示：不可能；因溶液无色，故不含有色离子(Cu2＋)；并且Cu2＋与OH－因生成Cu(OH)2沉淀而不能大量共存。
2．某溶液中加入紫色石蕊溶液显红色，则该溶液中可能有Na＋、CO吗？为什么？
提示：不可能有CO；原因是溶液呈酸性，H＋与CO不能大量共存。
判断离子能否共存实际上是看离子之间能否反应，若反应，则不共存；若不反应，则大量共存。
1．离子不能大量共存的三种情况
(1)生成难溶性或微溶性物质的离子不能大量共存：
①生成难溶性的盐：如Ca2＋与CO，Ba2＋与CO、SO，Ag＋与Cl－等。
②生成难溶性的碱：如OH－与Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋、Mg2＋、Al3＋等。
(2)生成气体的离子不能大量共存：如H＋与CO、HCO等。
(3)生成水或其他难电离物质的离子不能大量共存：如H＋与OH－、CH3COO－，OH－与NH等。
2．判断离子能否大量共存的“隐含条件”
(1)“无色透明”溶液不存在有色离子，如：

(2)酸性溶液中不能大量存在与H＋反应的离子。
“酸性”溶液的不同描述：
①酸性溶液。
②pH<7的溶液。
③使石蕊溶液变红色的溶液。
(3)碱性溶液中不能大量存在与OH－反应的离子。
“碱性”溶液的不同描述：
①碱性溶液。
②pH>7的溶液。
③使石蕊溶液变蓝的溶液。
1．在强酸性溶液中能大量共存并且溶液为无色透明的离子组是(　　)
A．Ba2＋、Na＋、NO、SO
B．Mg2＋、Cl－、Al3＋、SO
C．K＋、Cl－、CO、NO
D．Ca2＋、Na＋、Fe3＋、NO
解析：选B　A项Ba2＋与SO生成BaSO4沉淀；C项H＋与CO反应产生CO2气体；D项Fe3＋的水溶液呈棕黄色。
2．某溶液中存在大量的H＋、SO、Cl－，该溶液中还可能大量存在的离子是(　　)
A．OH－　　　　　　 B．NO
C．Ag＋ D．Ba2＋
解析：选B　H＋与OH－反应生成H2O，Ag＋与Cl－反应生成AgCl沉淀，SO与Ba2＋反应生成BaSO4沉淀，故溶液中可能大量存在的离子是NO。
[方法技巧]
解答离子共存问题的方法
(1)看是否有隐含限制条件，如碱性、酸性、无色等。这些问题较易忽视，故放在第一步。
(2)看能否发生复分解反应。可分三步进行：
①查H＋，主要看是否有弱酸根离子和酸式酸根离子等；
②查OH－，主要看是否有NH、酸式酸根离子和金属离子；
③查金属离子，主要看是否与酸根产生难溶性盐(包括微溶性盐)。
[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．下列两种物质混合后不能发生离子反应的是(　　)
A．稀硝酸和碳酸钠溶液混合
B．氯化钠溶液和硝酸银溶液混合
C．硫酸钾溶液和氯化钡溶液混合
D．硝酸钾溶液和氯化钡溶液混合
解析：选D　A中H＋与CO反应，B中Cl－与Ag＋反应，C中SO与Ba2＋反应。
2．下列各组离子中，能在强酸溶液里大量共存，并且溶液呈无色透明的是(　　)
A．MnO、K＋、Na＋、SO
B．Na＋、K＋、HCO、Cl－
C．Mg2＋、NH、Cl－、NO
D．Ba2＋、K＋、S2－、SO
解析：选C　A项，MnO为紫红色；B项，HCO不能在强酸性溶液中存在；D项，Ba2＋与SO会生成BaSO4沉淀。
3．下列离子方程式书写正确的是(　　)
A．碳酸钙与盐酸反应：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O
B．硫酸钠和氯化钡溶液反应：Ba2＋＋SO===BaSO4↓
C．澄清石灰水中通入足量CO2：2OH－＋CO2===CO＋H2O
D．铁钉放入硫酸铜溶液中：2Fe＋3Cu2＋===2Fe3＋＋3Cu
解析：选B　碳酸钙与盐酸反应，碳酸钙难溶于水，应写化学式，A错误；硫酸钠和氯化钡溶液反应的离子方程式为Ba2＋＋SO===BaSO4↓，B正确；澄清石灰水中通入足量CO2无沉淀，产物是可溶的碳酸氢钙，C错误；铁钉放入硫酸铜溶液中，铁的氧化产物是Fe2＋，D错误。
4．下列各组反应，前者与后者均可用同一离子方程式表示的是(　　)
A．HCl＋Na2CO3，HCl＋NaHCO3
B．HCl＋Na2CO3，HNO3＋K2CO3
C．H2SO4＋Ba(OH)2，H2SO4＋KOH
D．BaCl2＋Na2SO4，BaCO3＋HCl
解析：选B　A项，前者：2H＋＋CO===H2O＋CO2↑；后者：H＋＋HCO===H2O＋CO2↑。B项，前者：2H＋＋CO===H2O＋CO2↑；后者：2H＋＋CO===H2O＋CO2↑。C项，前者：2H＋＋SO＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O；后者：H＋＋OH－===H2O。D项，前者：Ba2＋＋SO===BaSO4↓；后者：BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋CO2↑＋H2O。
5．书写下列反应的离子方程式。
(1)NaOH溶液和H2SO4溶液：______________________________________________；
(2)NaCl溶液和AgNO3溶液：_______________________________________________；
(3)Ba(OH)2溶液和H2SO4溶液：_____________________________________________
_________________________________________________________________________；
(4)Fe与CuSO4溶液反应：_________________________________________________；
(5)Na2CO3溶液与Ca(OH)2溶液反应：_______________________________________
______________________________；
(6)Fe与稀盐酸反应：______________________________________________________；
(7)Na2CO3溶液与稀硫酸反应：_____________________________________________。
解析：初学离子方程式的书写应严格按照书写步骤进行，熟练之后可以省略中间步骤。
答案：(1)H＋＋OH－===H2O
(2)Cl－＋Ag＋===AgCl↓
(3)Ba2＋＋2OH－＋SO＋2H＋===BaSO4↓＋2H2O
(4)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
(5)Ca2＋＋CO===CaCO3↓
(6)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
(7)CO＋2H＋===H2O＋CO2↑
1．下列反应中，属于离子反应的是(　　)
A．H2和O2反应生成水
B．锌片投入稀硫酸中
C．木炭在高温下与CO2反应生成CO
D．2KClO32KCl＋3O2↑
解析：选B　离子反应是有自由离子参加的反应。提供离子的是电解质，提供自由离子的是电解质的水溶液或熔融状态下的电解质，并且符合离子反应发生的条件。
2．下列各组离子能在溶液中大量共存的是(　　)
A．Ag＋、K＋、Cl－、NO
B．Ba2＋、Cl－、H＋、SO
C．H＋、CO、Cl－、Na＋
D．Na＋、Ba2＋、OH－、NO
解析：选D　A项，Ag＋＋Cl－===AgCl↓；B项，Ba2＋＋SO===BaSO4↓；C项，2H＋＋CO===CO2↑＋H2O。
3．离子方程式H＋＋OH－===H2O所表示的反应是(　　)
A．所有酸和碱之间的中和反应
B．所有强酸和强碱之间的中和反应
C．所有可溶性酸和可溶性碱的反应
D．强酸与强碱生成可溶性盐和水的反应
解析：选D　离子方程式H＋＋OH－===H2O，反应物用H＋、OH－表示，说明反应物为强酸和强碱，离子方程式中生成物只有H2O，说明生成的盐为可溶性盐，D项正确。
4．能正确表示下列化学反应的离子方程式的是(　　)
A．小苏打溶液中加入少量NaOH溶液：
H＋＋OH－===H2O
B．NaHCO3溶液中加入稀HCl：
CO＋2H＋===CO2↑＋H2O
C．硫酸铜溶液与氢氧化钡溶液混合：
Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓
D．氧化铁与稀硫酸反应：
Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
解析：选D　A项，小苏打为NaHCO3，与NaOH溶液反应的离子方程式为HCO＋
OH－===CO＋H2O；B项，应为HCO＋H＋===CO2↑＋H2O；C项，漏掉Ba2＋＋SO===BaSO4↓的反应。
5．对于离子反应的表述正确的是(　　)
A．离子反应中一定有沉淀生成
B．反应中有气体生成的反应一定是离子反应
C．复分解型离子反应是一定有沉淀、气体和水生成的反应
D．Fe2O3与稀硫酸的反应一定属于离子反应
解析：选D　在溶液中离子反应发生的条件是生成难溶性的或难电离的或易挥发的物质，A、C错误；有气体生成的不一定是离子反应，如碳酸钙加热分解生成二氧化碳气体的反应不是离子反应，B错误。
6．下列各组离子能在溶液中大量共存的是(　　)
A．Na＋、Mg2＋、Cl－、OH－ B．H＋、Ca2＋、CO、NO
C．Cu2＋、K＋、SO、NO D．Na＋、H＋、OH－、Ca2＋
解析：选C　溶液中离子必须相互不反应才能大量共存。A中Mg2＋和OH－能反应生成Mg(OH)2沉淀；B中H＋和CO、Ca2＋和CO都能反应；D中H＋和OH－能反应。
7．下列各组物质相互混合后，不会发生离子反应的是(　　)
A．NaOH溶液和CuCl2溶液
B．Na2CO3溶液和稀硫酸
C．Na2SO4溶液和MgCl2溶液
D．Ca(OH)2和盐酸
解析：选C　题中所涉及的溶质都是电解质，它们在水溶液中电离成自由移动的阴、阳离子。是否能够发生化学反应，可根据是否生成难溶性物质、难电离的物质、易挥发性的物质来进行判断。Na2SO4和MgCl2溶液混合后既没有难溶性物质、也没有难电离的物质、易挥发性的物质生成，故不发生离子反应。
8．在强碱性无色透明溶液中，能够大量共存的离子组是(　　)
A．K＋、Mg2＋、Cl－、NO
B．MnO、K＋、NO、Cl－
C．K＋、Na＋、CO、Cl－
D．Na＋、HCO、SO、K＋
解析：选C　A项，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，B项，MnO为紫红色；D项，HCO＋OH－===CO＋H2O。
9．写出下列反应的离子方程式。
(1)铁粉加入硫酸铜溶液中：
________________________________________________________________________。
(2)锌和稀硫酸：
________________________________________________________________________。
(3)CO2通入足量澄清石灰水中：
________________________________________________________________________。
(4)Ba(OH)2溶液与H2SO4溶液混合：
________________________________________________________________________。
(5)向盐酸中滴加碳酸钠溶液：
________________________________________________________________________。
答案：(1)Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋
(2)Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
(3)CO2＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋H2O
(4)Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O
(5)CO＋2H＋===H2O＋CO2↑
10．有下列9种离子：Mg2＋、H＋、Na＋、Cl－、OH－、Cu2＋、SO、NO、CO。
(1)与H＋不能大量共存的离子有哪些？________________________________________。
(2)与OH－不能大量共存的离子有哪些？_______________________________________。
(3)与Ba2＋不能大量共存的离子有哪些？_______________________________________。
(4)无色溶液中一定不能大量存在的离子有哪些？_______________________________。
解析：(1)H＋与OH－反应生成H2O，H＋与CO反应生成CO2和H2O。
(2)OH－与H＋反应生成H2O，OH－与Cu2＋反应生成Cu(OH)2沉淀，OH－与Mg2＋反应生成Mg(OH)2沉淀。
(3)Ba2＋与SO、CO反应分别生成BaSO4和BaCO3沉淀。
(4)无色溶液中不含Cu2＋(蓝色)。
答案：(1)OH－、CO　(2)H＋、Cu2＋、Mg2＋
(3)SO、CO　(4)Cu2＋
1．下列离子方程式书写正确的是(　　)
A．石灰乳与Na2CO3溶液混合：
Ca2＋＋CO===CaCO3↓
B．向稀盐酸中加入适量铁粉：
2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
C．氨气通入盐酸中：
NH3＋H＋＋Cl－===NH4Cl
D．氢氧化镁和盐酸反应：
Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O
解析：选D　A项，石灰乳中Ca(OH)2主要以固体形式存在，应写成化学式；B项，铁粉和稀盐酸反应生成Fe2＋；C项，NH4Cl为易溶易电离物质，应拆写成离子形式。
2．下列各组离子，在无色透明溶液中能大量共存的是(　　)
A．K＋、H＋、Cl－、SO B．Na＋、H＋、SO、Cl－
C．Na＋、Cu2＋、SO、OH－ D．H＋、K＋、HCO、Cl－
解析：选A　B项H＋与SO生成H2SO3，而H2SO3不稳定易分解为SO2和H2O，故不能大量共存。C项Cu2＋在水溶液中呈蓝色，不符合“无色”的要求，且它能与OH－生成Cu(OH)2沉淀，故也不能大量共存。D项H＋能和HCO生成H2CO3，而H2CO3易分解成CO2与H2O也不能大量共存。
3．下列反应的离子方程式正确的是(　　)
A．锌片插入硝酸银溶液中：Zn＋Ag＋===Zn2＋＋Ag
B．碳酸氢钙溶液加到醋酸中：Ca(HCO3)2＋2CH3COOH===Ca2＋＋2CH3COO－＋2CO2↑＋2H2O
C．少量金属钠加到冷水中：Na＋2H2O===Na＋＋OH－＋H2↑
D．氢氧化铜加到盐酸中：Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O
解析：选D　A项电荷不守恒；B项Ca(HCO3)2易溶于水，应拆成离子形式；C项原子个数不守恒，应为2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。
4．下列各项的两组物质在溶液中的反应，可用同一离子方程式表示的是(　　)
A．氢氧化钠与盐酸；氢氧化钠与碳酸
B．BaCl2溶液与Na2SO4溶液；Ba(OH)2溶液与H2SO4溶液
C．Na2CO3溶液与硝酸溶液；CaCO3溶液与硝酸溶液
D．石灰石与硝酸反应；石灰石与盐酸
解析：选D　A项中碳酸是弱酸，在离子方程式中要用分子式表示，错误；B项中Ba(OH)2溶液与H2SO4溶液反应生成的水也要在离子方程式中表达出来；C项中CaCO3难溶，在离子方程式中要用化学式表示；D项正确，硝酸和盐酸的作用都是提供H＋。
5．在强酸性的无色透明溶液中，能大量共存的离子组是(　　)
A．NH、Mg2＋、SO、Cl－
B．K＋、OH－、NO、Fe3＋
C．Al3＋、Cu2＋、SO、Cl－
D．Na＋、Ca2＋、Cl－、CO
解析：选A　无色溶液，B中Fe3＋，C中Cu2＋不能存在；溶液为强酸性，B中OH－，D中CO不能大量存在。
6．能用离子方程式“Ba2＋＋SO===BaSO4↓”表示的化学反应是(　　)
A．Ba(OH)2＋H2SO4===BaSO4↓＋2H2O
B．Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑
C．BaCl2＋H2SO4===BaSO4↓＋2HCl
D．Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
解析：选C　A项中的离子方程式为Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O，错误；B项中的离子方程式为CO＋2H＋===H2O＋CO2↑，错误；C项中的离子方程式为Ba2＋＋SO===BaSO4↓，正确；D项中的离子方程式为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，错误。
7．在碱性溶液中能大量共存且溶液为无色透明的离子组是(　　)
A．K＋、MnO、Na＋、Cl－ B．K＋、Na＋、NO、CO
C．Na＋、H＋、NO、SO D．Fe3＋、Na＋、Cl－、SO
解析：选B　题设要求为碱性条件，故还有OH－的存在。同时，溶液为无色，排除A、D，因MnO呈紫色，Fe3＋呈黄色。C中H＋＋OH－===H2O，不共存。
8．某无色溶液既可能是强酸性又可能是强碱性，在该溶液中一定能大量共存的离子是(　　)
A．H＋、Na＋、MnO、SO B．Na＋、CO、Al3＋、Cl－
C．K＋、Na＋、Cl－、SO D．K＋、Cl－、Ba2＋、HCO
解析：选C　A项，MnO是紫红色；B项，酸性时CO＋2H＋===CO2↑＋H2O，碱性时Al3＋生成沉淀；D项，酸性时HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，碱性时HCO＋OH－===CO＋H2O。
9．某无色透明溶液中可能含有下列离子中的一种或几种：Na＋、Mg2＋、Cu2＋、OH－、Cl－、CO、NO。现进行如下实验：
①用红色石蕊试纸检验，试纸变蓝色。
②另取少量溶液逐滴滴加盐酸至过量，无气体放出，再加入BaCl2溶液后，没有沉淀生成。
③另取少量溶液用硝酸酸化后，加入AgNO3溶液有白色沉淀生成。
根据上述实验推断：原溶液中肯定有________离子，肯定没有________离子，不能肯定存在________离子。
解析：由题干“无色溶液”排除Cu2＋(蓝色)的存在；由实验①知有OH－的存在，无
Mg2＋；由实验②知无CO；由实验③知有Cl－的存在。根据电荷守恒，溶液中有Na＋存在。整个实验过程中，NO不影响实验的过程，故不能确定NO是有还是无。
答案：OH－、Na＋、Cl－　Mg2＋、Cu2＋、CO　NO
10．某无色透明溶液中可能大量存在Ag＋、Mg2＋、Cu2＋、Fe3＋中的几种。请填写下列
空白：
(1)不做任何实验就可以肯定原溶液中不存在的离子是________。
(2)取少量原溶液，加入过量稀盐酸，有白色沉淀生成；再加入过量的稀硝酸，沉淀不消失。说明原溶液中，肯定存在的离子是________，有关的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)取(2)中的滤液，加入过量的稀氨水(NH3·H2O)，出现白色沉淀，说明原溶液中肯定有________，有关的离子方程式为________________________。
(4)原溶液可能大量存在的阴离子是下列的________。
A．Cl－ B．NO
C．CO D．OH－
解析：无色透明溶液中，肯定不存在带颜色的离子：Cu2＋(蓝色)、Fe3＋(黄色)；与盐酸反应生成不溶于稀硝酸的沉淀，应该是Ag＋的性质，在Ag＋全部被沉淀完全后，再加稀氨水，又出现白色沉淀，说明有Mg2＋，白色沉淀为Mg(OH)2；(4)中只有NO可以同时与
Ag＋、Mg2＋大量共存。
答案：(1)Cu2＋、Fe3＋　(2)Ag＋　Ag＋＋Cl－===AgCl↓
(3)Mg2＋　Mg2＋＋2NH3·H2O===Mg(OH)2↓＋2NH　(4)B

第一节无机非金属材料的主角——硅
第一课时
二氧化硅和硅酸
[课标要求]
1．了解SiO2的结构、性质和用途。
2．了解硅酸的制备和化学性质。
1．硅元素的存在和原子结构
2．二氧化硅
(1)存在与形态
SiO2的存在形态有结晶形和无定形两大类，统称硅石，石英、水晶、玛瑙的主要成分是二氧化硅。
(2)结构
SiO2晶体是由Si和O按原子数之比为1∶2的比例组成的立体网状结构的晶体。每个硅原子周围结合4个O原子，每个O原子周围结合2个Si原子。
(3)物理性质
熔点高；硬度大；溶解性：不溶于水。
(4)化学性质

(5)用途
①沙子是基本的建筑材料。
②纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本材料，可以制作光导纤维。
③石英和玛瑙制作饰物和工艺品。
④实验室中使用石英坩埚。
[特别提醒]　硅是一种亲氧元素，自然界中以SiO2和硅酸盐的形式存在，没有游离态的硅。
1．为什么实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶要用橡胶塞而不能用玻璃塞？(玻璃的成分中含有SiO2)
提示：当玻璃瓶配玻璃塞时，瓶口内壁和瓶塞外壁都进行了磨砂处理。玻璃中含SiO2，磨砂玻璃遇到强碱如NaOH溶液时，SiO2与NaOH反应生成Na2SiO3，使试剂瓶受腐蚀。Na2SiO3溶液有良好的粘结性，它易使瓶口与瓶塞粘在一起而难以开启。故使用橡胶塞而不能使用玻璃塞。
2．实验室能否用玻璃瓶保存氢氟酸？
提示：不能。因为氢氟酸腐蚀玻璃，和玻璃中的成分SiO2反应。
3．SiO2既能与NaOH溶液反应，又能与氢氟酸反应，SiO2属于两性氧化物吗？
提示：SiO2不是两性氧化物。原因是SiO2不与盐酸、硫酸等强酸反应。
SiO2和CO2的比较
SiO2
CO2
不
同
点
熔、沸点
高
低
状态
无色晶体
气态
与水反应
不反应
CO2＋H2O??H2CO3
与酸反应
只与氢氟酸反应
不反应
相
同
点
与碱性氧
化物反应
CaO＋SiO2CaSiO3
CO2＋CaO===CaCO3
与碱反应
SiO2＋2NaOH===
Na2SiO3＋H2O
CO2＋2NaOH===
Na2CO3＋H2O
与某些盐
反应
SiO2＋Na2CO3 Na2SiO3＋CO2↑
SiO2＋CaCO3 CaSiO3＋CO2↑
CO2＋H2O＋Na2CO3===2NaHCO3
CO2＋H2O＋Na2SiO3
===H2SiO3↓＋Na2CO3
与碳反应
SiO2＋2C Si＋2CO↑
CO2＋C2CO
1．下列关于SiO2和CO2的说法中正确的是(　　)
A．CO2、SiO2分别是碳酸和硅酸的酸酐
B．CO2和SiO2与水反应分别生成相应的酸
C．CO2是酸性氧化物，SiO2是两性氧化物
D．CO2和SiO2都是由相应的分子组成的
解析：选A　虽然SiO2是H2SiO3的酸酐，但SiO2却不能溶于水生成H2SiO3，而CO2可溶于水生成H2CO3，B错误；SiO2与CO2都是酸酐，都是酸性氧化物，A正确，C错误；CO2是由CO2分子构成的，而SiO2则是由硅原子和氧原子构成的，SiO2中不存在分子，D错误。
2．SiO2是一种酸性氧化物，下列反应的化学方程式中不正确的是(　　)
A．SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
B．SiO2＋CaOCaSiO3
C．SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
D．SiO2＋4HCl===SiCl4＋2H2O
解析：选D　SiO2是一种酸性氧化物，可以和碱、碱性氧化物反应，也可以和氢氟酸反应，但不能与盐酸反应，D项不正确。
1．制备
实验操作
实验现象
滴加酚酞溶液后溶液呈红色，滴加稀盐酸后溶液变为无色，有白色胶状沉淀生成
结论
Na2SiO3溶液呈碱性；可溶性硅酸盐与盐酸反应可以制得硅酸，反应的化学方程式为Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓
2．性质
H2SiO3SiO2＋H2O
完成下列两个反应的化学方程式：
(1)向Na2SiO3溶液中通入少量CO2气体：Na2SiO3＋H2O＋CO2===H2SiO3↓＋Na2CO3。
(2)H2SiO3与NaOH溶液反应：H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。
3．硅胶

[特别提醒]　碳酸能使紫色石蕊溶液变色，硅酸则不能；硅酸的稳定性比碳酸强。
1．SiO2属于酸性氧化物，能否用SiO2与水直接反应制取H2SiO3?
提示：不能；因为SiO2与水不反应。
2．由SiO2如何来制取H2SiO3？用化学方程式表示。
提示：SiO2, Na2SiO3H2SiO3。化学方程式为SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O；
Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓。
1．硅酸是中学化学中惟一一个不溶于水的酸，硅酸酸性很弱、不能使酸碱指示剂变色。
2．实验室制取硅酸的方法是可溶性硅酸盐与酸反应。
3．硅酸的性质：①具有酸性，酸性比碳酸弱；②受热易分解。
4．硅酸浓度小时可形成硅酸溶胶，浓度大时可形成硅酸凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水得到硅胶(或硅酸干凝胶)，具有较强的吸水性，常用作干燥剂及催化剂载体。
1．下列关于硅酸的说法正确的是(　　)
A．硅酸可以通过SiO2和水的化合反应直接制得
B．用反应Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3制取硅酸是利用了可溶性酸制难溶性酸的性质
C．因为硅酸难溶于水，所以它不能与NaOH溶液反应
D．硅胶可用作袋装食品的干燥剂
解析：选D　SiO2不溶于水，也不能与水反应，A项错误。利用复分解反应来制取酸，一般是基于两种化学反应原理：“强酸制弱酸”或“难挥发性酸制取挥发性酸”，B项中反应是利用了“强酸制弱酸”的原理，错误。硅酸虽难溶于水，但可与强碱溶液反应生成硅酸盐，C项错误。硅胶多孔，吸水能力强，常用作干燥剂，D项正确。
2．碳酸的酸性比硅酸强，某化学课外小组搜集了大量的证据证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性。其中能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是(　　)
A．CO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水
B．CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀
C．高温下SiO2与碳酸钙、碳酸钠等固体反应生成CO2
D．氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀
解析：选B　根据强酸制弱酸的原理，CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀，此项实验事实可证明碳酸的酸性比硅酸强。
[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．光导纤维已成为信息社会必不可少的高技术材料。下列物质用于制造光导纤维的是(　　)
A．金刚石　　　　　　　 B．大理石
C．铝合金 D．二氧化硅
解析：选D　用于制造光导纤维的材料是二氧化硅。
2．下列有关物质的性质或应用的说法不正确的是(　　)
A．二氧化硅是生产光纤制品的基本原料
B．硅酸不溶于水可溶于NaOH溶液
C．Na2O、Na2O2与CO2反应产物相同
D．SiO2是酸性氧化物，能与NaOH溶液反应
解析：选C　A项，光导纤维的主要成分为二氧化硅，正确；B项，硅酸与NaOH溶液反应生成易溶于水的Na2SiO3，正确；C项，氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠，过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，二者产物不同，不正确，符合题意；D项，二氧化硅是酸性氧化物，能和氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，正确。
3．下列物质不与二氧化硅反应的是(　　)
A．烧碱 B．氢氟酸
C．硝酸 D．生石灰
解析：选C　烧碱、氢氟酸和生石灰在一定条件下均可与SiO2反应，只有硝酸不与SiO2反应。
4．证明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正确方法是(　　)
A．加入过量盐酸，观察是否有气泡产生
B．加入过量烧碱溶液，观察是否有固体溶解
C．加热至高温，观察是否有气泡产生，是否有硅酸钙生成
D．先加过量盐酸搅拌，观察是否有不溶物剩余及气泡出现，若有不溶物则滤出，投入到氢氧化钠溶液中看其是否溶解
解析：选D　二氧化硅不溶于盐酸但溶于NaOH溶液。碳酸钙难溶于水但溶于盐酸且放出二氧化碳气体，所以，在生石灰样品中加入足量盐酸产生气泡可证明含有石灰石，反应后有不溶物剩余，将该不溶物投入NaOH溶液，不溶物溶解，可证明生石灰样品中含有二氧化硅。
5．物质A是一种高熔点化合物，不溶于硫酸、硝酸，却溶于氢氟酸；C是一种气体；D是白色胶状沉淀；A、B、C、D之间的转化如图，试推断：
A．________；B.________；C.________；D.________。
解析：由A的性质可知A为SiO2；结合转化关系知B为硅酸钠，C为CO2，D为硅酸。
答案：SiO2　Na2SiO3　CO2　H2SiO3
1．下列物质中主要成分不是二氧化硅的是(　　)
A．干冰　　　　　　　 B．水晶
C．玛瑙 D．硅石
解析：选A　干冰为固体CO2，主要成分不是SiO2，B、C、D项物质的主要成分都为二氧化硅。
2．下列说法正确的是(　　)
A．SiO2能和水发生化合反应生成硅酸
B．SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸
C．SiO2的俗名叫石英，能溶于水
D．SiO2又叫水晶，能溶于NaOH溶液中
解析：选D　SiO2不溶于水，不能和水化合生成硅酸，A、C项错误；SiO2可以与氢氟酸反应生成SiF4无色气体，B项错误；SiO2又叫水晶，能溶于NaOH溶液中，D项正确。
3．下列不需要用到二氧化硅的是(　　)
A．光导纤维 B．半导体材料
C．石英钟表 D．普通玻璃
解析：选B　A项，光导纤维的主要成分为二氧化硅，正确；B项，半导体材料主要成分为Si，错误；C项，石英的成分为二氧化硅，D项，玻璃的成分中含有二氧化硅；C、D正确。
4．熔融烧碱应选用的器皿是(　　)
A．石英坩埚 B．普通玻璃坩埚
C．生铁坩埚 D．陶瓷坩埚(含有SiO2)
解析：选C　石英、普通玻璃、陶瓷中均含有SiO2。高温下，烧碱能与SiO2发生反应而使坩埚腐蚀；铁在高温下不与NaOH反应。
5．下列说法不正确的是(　　)
A．因SiO2不溶于水，故SiO2不是酸性氧化物
B．在反应SiO2＋2CSi＋2CO↑中SiO2作氧化剂
C．SiO2是一种空间立体网状结构的晶体，熔点高、硬度大
D．氢氟酸能够刻蚀玻璃，故不能用玻璃瓶来盛装氢氟酸
解析：选A　A项，SiO2不溶于水，但它能与碱反应生成硅酸盐和水，是酸性氧化物，错误；B项，在该反应中SiO2被C还原为Si，SiO2作氧化剂，正确；C项，由于SiO2是一种空间立体网状结构的物质，故熔点高，硬度大，正确；D项，SiO2能与氢氟酸反应，故常用氢氟酸刻蚀玻璃，不能用玻璃瓶盛装氢氟酸，正确。
6．下列叙述正确的是(　　)
A．CO2和SiO2都是酸性氧化物，所以两者物理性质相似
B．因为CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强
C．CO2和SiO2都能与碳反应，且都作氧化剂
D．SiO2晶体熔、沸点高，硬度大，故可用于制作光导纤维
解析：选C　CO2的熔沸点低，溶于水，SiO2的熔沸点高，硬度大，不溶于水，两者是酸性氧化物和其物理性质没有因果关系，A错；CaCO3和SiO2反应是SiO2的特殊性质，不能说明H2CO3的酸性比H2SiO3的弱，B错；SiO2晶体在光学方面的特性，决定了其可制作光导纤维，D错。
7．石英沙(主要成分SiO2)是一种常见工业原料，其中常混有少量碳酸钙。要除去石英沙中的少量碳酸钙，应采用的方法是(　　)
A．用稀硫酸溶解后过滤分离
B．用酒精灯加热
C．用水溶解后过滤分离
D．用稀盐酸溶解后过滤分离
解析：选D　A项，SiO2为酸性氧化物，不能与硫酸反应，碳酸钙与稀硫酸反应生成的硫酸钙是微溶物，不能过滤分离，错误；B项，用酒精灯加热，CaCO3不能发生分解反应，即使分解仍混有分解产物CaO，错误；C项，SiO2和CaCO3都不溶于水，不能用溶解、过滤的方法除去，错误；D项，碳酸钙能与盐酸反应生成可溶性氯化钙、水和CO2，而SiO2不溶解，可以除去杂质，正确。
8．下列变化不能一步实现的是(　　)
A．Na2SiO3→H2SiO3 B．H2SiO3→SiO2
C．SiO2→H2SiO3 D．SiO2→Na2SiO3
解析：选C　Na2SiO3H2SiO3；H2SiO3SiO2；
SiO2NaOH,Na2SiO3；SiO2与水不反应，不能一步反应生成H2SiO3。
9．为确认HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱，某学生设计了如图所示的装置，一次实验即可达到目的(不必选其他酸性物质)。请据此回答：
(1)锥形瓶中装某可溶性正盐溶液，分液漏斗所盛试剂应为____________。
(2)装置B所盛的试剂是__________________________，其作用是____________________________________。
(3)装置C所盛试剂是_________________________________________________，
C中反应的离子方程式是____________________________________________________。
(4)由此可得出的结论是：酸性：________>________>________。
解析：根据强酸＋弱酸盐―→弱酸＋强酸盐分析可知，分液漏斗中盛装盐酸，A中盛放Na2CO3，根据Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑可以知道酸性HCl强于H2CO3，然后将生成的CO2通入Na2SiO3溶液中，反应为Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，由此判断酸性H2CO3>H2SiO3，但需注意的是A中反应会有HCl气体逸出，故通入Na2SiO3溶液前需将HCl吸收，但不能吸收CO2，故可选用饱和NaHCO3溶液。
答案：(1)盐酸
(2)饱和NaHCO3溶液　吸收HCl气体
(3)Na2SiO3溶液
SiO＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO
(4)HCl　H2CO3　H2SiO3
10．高纯二氧化硅可用来制造光纤。某稻壳灰的成分为：
组分
SiO2
C
Na2O
K2O
Al2O3
Fe2O3
质量分数
59.20
38.80
0.25
0.50
0.64
0.61
通过如下流程可由稻壳灰制备较纯净的二氧化硅。
请回答下列问题：
(1)根据氧化物的性质进行分类，稻壳灰中涉及的氧化物最多有________类。
(2)步骤①中涉及SiO2反应的离子方程式为________________________________。
(3)滤渣A的成分有________________。(填化学式)
(4)步骤③反应的化学方程式为_________________________________________。
(5)实验室进行步骤③用到的仪器有坩埚钳、酒精灯、三脚架、________和________。
解析：(1)根据氧化物的性质可以把氧化物分为碱性氧化物、酸性氧化物、两性氧化物3类，稻壳灰中的SiO2属于酸性氧化物，Na2O、K2O属于碱性氧化物、Al2O3属于两性氧化物；
(2)步骤①中涉及SiO2与OH－反应生成SiO和H2O，离子方程式是SiO2＋2OH－===SiO＋H2O；
(3)稻壳灰的成分中SiO2、Al2O3与NaOH反应，Na2O、K2O与H2O反应，而C与Fe2O3均不反应，所以滤渣A的成分是C、Fe2O3；
(4)滤液A中含有SiO、AlO，加入过量稀盐酸，则AlO与过量的稀盐酸反应生成
Al3＋，SiO与过量的稀盐酸反应生成H2SiO3沉淀，过滤得到H2SiO3，煅烧生成SiO2和H2O，化学方程式是H2SiO3SiO2＋H2O；
(5)煅烧固体时，需要将固体放在坩埚中，坩埚放在泥三角上，泥三角放在三脚架上，用酒精灯加热，用坩埚钳取下坩埚，所以还需要坩埚和泥三角。
答案：(1)3　(2)SiO2＋2OH－===SiO＋H2O
(3)C、Fe2O3　(4)H2SiO3SiO2＋H2O
(5)坩埚　泥三角
1．关于二氧化硅，下列叙述不正确的是(　　)
A．水晶的主要成分是二氧化硅
B．二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大差别
C．二氧化硅不溶于水，也不能跟水起反应生成酸
D．二氧化硅是一种酸性氧化物，它不跟任何酸起反应
解析：选D　水晶的主要成分为SiO2，A项正确；CO2是由分子构成的，而SiO2是Si和O按1∶2组成的空间立体网状结构的晶体，二者物理性质差别较大，B正确；SiO2不溶于水也不与水反应，C项正确；SiO2可以与氢氟酸反应，D项不正确。
2．下列关于碳酸(H2CO3)和硅酸(H2SiO3)的说法中不正确的是(　　)
A．两者均为弱酸
B．两者均可使紫色石蕊溶液变红色
C．CO2气体通入Na2SiO3溶液中可以制得硅酸
D．两者受热时均可以分解
解析：选B　硅酸不能使紫色石蕊溶液变红，B不正确。
3．用胶头滴管向用石蜡围成的“Spark”凹槽内注入某溶液，即可在玻璃上刻蚀出“Spark”的字样，则该溶液是(　　)
A．盐酸 B．氢氟酸
C．烧碱 D．饱和食盐水
解析：选B　能腐蚀玻璃的是氢氟酸，反应的化学方程式为SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。
4．将过量的CO2分别通入：①CaCl2溶液　②浓Na2SiO3溶液　③Ca(OH)2溶液　④饱和Na2CO3溶液，最终溶液中有白色沉淀析出的是(　　)
A．①②③④ B．②④
C．①②③ D．②③
解析：选B　根据酸与盐反应的规律，CO2通入CaCl2溶液不反应，无明显现象；过量的CO2通入浓Na2SiO3溶液中有白色沉淀H2SiO3生成；CO2通入Ca(OH)2溶液至过量会发生如下反应：Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O，CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2，最终生成Ca(HCO3)2而无沉淀；过量CO2通入饱和Na2CO3溶液中：Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3，生成的NaHCO3溶解度比Na2CO3溶解度小而有结晶析出。
5．在一定条件下，下列物质不能和SiO2反应的是(　　)
①焦炭　②纯碱　③碳酸钙　④氢氟酸　⑤硝酸　⑥氢氧化钾　⑦氧化钙　⑧氟气
A．③⑤⑦⑧ B．⑤⑦⑧
C．⑤⑧ D．⑤
解析：选D　二氧化硅是酸性氧化物，可与碱及碱性氧化物反应，⑥、⑦能反应；二氧化硅与纯碱(或碳酸钙)在高温下能发生反应，②、③能反应；二氧化硅在高温下还能与焦炭发生置换反应，①能反应；二氧化硅作为一种特殊的氧化物还能与氟气、氢氟酸反应，④、⑧能反应；二氧化硅与硝酸不反应，⑤不能反应。
6．关于工业制金刚砂的反应：SiO2＋3CSiC＋2CO↑，下列说法正确的是(　　)
A．SiO2是氧化剂，C为还原剂
B．碳的还原性比硅强
C．氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1
D．1 mol SiO2参与反应时，转移电子4 mol
解析：选D　由价态变化知该反应是单质碳自身的氧化还原反应，作为氧化剂和还原剂的碳的物质的量之比为1∶2，故选D。
7．现有硅酸钠、石灰石、二氧化硅三种白色粉末，只用一种试剂就可以将它们鉴别开，该试剂是(　　)
A．纯水 B．盐酸
C．硝酸银溶液 D．碳酸钠溶液
解析：选B　A项，硅酸钠、石灰石、二氧化硅中后两种难溶于水，不能鉴别；硅酸钠溶液与盐酸反应会出现白色胶状沉淀，后两种与盐酸反应分别出现气泡和无明显现象，可以鉴别；硅酸钠溶于硝酸银溶液且反应生成白色沉淀，其余难溶，不能鉴别；加入碳酸钠溶液后，硅酸钠溶解，其余难溶，不能鉴别。
8．下图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程，下列说法正确的是(　　)
A．SiO2属于两性氧化物
B．酸性：H2SiO3>H2CO3
C．硅胶吸水后可重复再生
D．图中所示转化反应都是氧化还原反应
解析：选C　SiO2是酸性氧化物；酸性：H2CO3>H2SiO3；图中有的转化反应不是氧化还原反应，如SiO2与NaOH溶液的反应。
9．如何用所提供的试剂和方法除去各混合物粉末中的杂质(括号内为杂质)？将所选答案的编号填入表中相应的空格内(如果不需补加试剂，则对应答案栏可空着)。
可供选择的试剂：
A．盐酸 B．NaOH溶液　C．O2　D．H2O　E．CO2
可供选择的操作：
①分液　②加热　③过滤　④结晶
序号
粉末状混合物
所加试剂
主要操作
(1)
SiO2(CaCO3)
(2)
CaCO3(SiO2)
(3)
NaCl(SiO2)
(4)
SiO2(Fe2O3)
(5)
SiO2(H2SiO3)
(6)
SiO2(Na2SO4)
解析：(1)SiO2除了溶于氢氟酸外不溶于其他酸，而CaCO3溶于盐酸。
(2)SiO2能溶于NaOH溶液而CaCO3不溶于NaOH溶液。
(3)NaCl溶于水而SiO2不溶于水。
(4)SiO2不溶于盐酸而Fe2O3能溶于盐酸。
(5)H2SiO3受热分解生成SiO2，H2SiO3SiO2＋H2O。
(6)SiO2不溶于水而Na2SiO3溶于水。
答案：(1)A　③　(2)B　③　(3)D　③、④　(4)A　③
(5)不加试剂　②　(6)D　③
10．A、B、C、D、E代表单质或化合物，它们之间的相互关系如图所示，A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚石相似。
请填空：
(1)形成单质A的原子结构示意图为________，它的最高价为________。
(2)B的化学式(分子式)为________，B和碳反应生成A和E的化学方程式是______________________。
(3)C的化学式(分子式)为________，D的化学式(分子式)为________。
解析：由A为地壳中含量仅次于氧的非金属单质，推知A为硅单质。根据“”，“”，“”推知B为SiO2，C为CaSiO3，D为Na2SiO3。
答案：(1)　＋4
(2)SiO2　SiO2＋2CSi＋2CO↑
(3)CaSiO3　Na2SiO3
第二课时
硅酸盐和硅单质
[课标要求]
1．了解硅酸盐的性质及组成的表示方法。
2．了解硅的性质和用途。
3．了解几种重要无机非金属材料的生产及用途。
1．概念
由硅、氧和金属组成的化合物的总称。
2．组成的表示
通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成。例如：硅酸钠(Na2SiO3)：Na2O·SiO2。
长石(KAlSi3O8)：K2O·Al2O3·6SiO2。
3．最简单的硅酸盐——Na2SiO3
4．三种常见的硅酸盐产品
硅酸盐产品
原料
主要设备
主要成分
水泥
石灰石、黏土
水泥回转窑
硅酸二钙
2CaO·SiO2
硅酸三钙
3CaO·SiO2
铝酸三钙
3CaO·Al2O3
玻璃
纯碱、石灰石、石英
玻璃窑
Na2O·CaO·6SiO2
陶瓷
黏土
Al2O3·2SiO2·2H2O
5．其他含硅物质
(1)碳化硅：化学式为SiC，俗称金刚砂，具有金刚石结构特点，硬度很大，可用作砂纸、砂轮的磨料。
(2)含硅4%的硅钢：具有很高的导磁性，可作变压器铁芯。
(3)硅橡胶：既耐高温又耐低温的一种有良好弹性的橡胶。
(4)人工制造分子筛：有均匀微孔结构，主要用作吸附剂和催化剂载体。
1．Na2SiO3为什么必须密封保存？
提示：Na2SiO3会吸收空气中的CO2和水蒸气而变质，反应的化学方程式为Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓。
2．硅酸盐可写成二氧化硅和金属氧化物的形式，是否可理解成硅酸盐是二氧化硅和金属氧化物的混合物？
提示：否。硅酸盐结构复杂，通常用SiO2和金属氧化物的组合形式来表示其组成，但不是它们的混合物。
1．硅酸盐氧化物形式的改写
例如：钠长石(NaAlSi3O8)不能写成Na2O·Al2O3·3SiO2，应写成Na2O·Al2O3·6SiO2。
2．新型陶瓷的性能及用途
品种
主要性能
主要用途
高温结构
陶瓷
①耐高温；②耐氧化；③耐磨蚀
耐高温材料，洲际导弹的端头，火箭发动机的尾管及燃烧室，汽车发动机，喷气发动机
压电陶瓷
能实现机械能与电能的相互转化
电波滤波器、通话器、声纳探伤器、点火器
透明陶瓷
①优异的光学性能；②耐高温；
③绝缘性好
制高压钠灯的灯管，防弹“玻璃”
超导陶瓷
超导性
超导材料
1．下列有关硅酸盐的说法中正确的是(　　)
A．硅酸盐中的阴离子都是SiO
B．硅酸盐都难溶于水
C．通常用氧化物的形式表示硅酸盐的组成，说明硅酸盐就是由各种氧化物组成的
D．Na2SiO3是一种最简单的硅酸盐，其水溶液可用作黏合剂
解析：选D　硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，它包含结构简单的硅酸盐(如Na2SiO3)，也包含结构复杂的硅酸盐，A项错误；简单的硅酸盐中有少数溶于水，如Na2SiO3、K2SiO3等，B项错误；对于硅酸盐，氧化物的形式仅仅是一种表达方式，并不是说它就是由氧化物组成的，C项错误。
2．《青花瓷》中所描绘的“瓶身描绘的牡丹一如你初妆”、“色白花青的锦鲤跃然于碗底”等图案让人赏心悦目，但古瓷中所用颜料成分一直是个谜，近年来科学家才得知大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi2Ox，铜为＋2价)，下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是(　　)
A．可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2
B．性质稳定，不易脱色
C．易溶解于强酸和强碱
D．x等于6
解析：选C　“硅酸铜钡”能稳定存在说明其性质稳定，不易脱色，不易与酸、碱反应。“硅酸铜钡”中Ba为＋2价，Cu为＋2价，Si为＋4价，则x＝6，用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2，A、B、D均正确。
1．形态和结构
2．性质
(1)物理性质
色、态
光泽
熔点
硬度
质地
导电性
灰黑色固体
金属光泽
高
大
脆
半导体
(2)化学性质：常温下化学性质稳定，除氢氟酸和强碱外，不与其他物质发生反应。
Si与氢氟酸、NaOH溶液发生反应的化学方程式分别为Si＋4HF===SiF4↑＋2H2、Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
3．重要用途
(1)半导体材料，如硅芯片等。
(2)新型能源，如光电池等。
[特别提醒]　硅是既能与酸(HF)反应，又能与碱反应产生H2的非金属单质，但硅不与盐酸、硫酸反应。
1．用焦炭在电炉中隔绝空气还原SiO2制取粗硅时，为什么生成CO而不是CO2?
提示：制取粗硅时，工业生产中使用过量焦炭，发生反应：C＋CO22CO，故产物是CO而不是CO2。
2．在焦炭与SiO2制取粗硅的反应中，哪种物质是还原剂？还原产物是什么？
提示：焦炭；硅。
1．硅的制备
硅单质是由其氧化物制得的，主要分为两个阶段：
(1)粗硅的制备：2C＋SiO2Si(粗硅)＋2CO↑
(2)纯硅的制备：Si(粗硅)＋2Cl2SiCl4、SiCl4＋2H2Si(纯硅)＋4HCl。
2．硅及其化合物的“反常”
(1)非金属的单质跟碱反应一般无H2放出，但Si能跟强碱溶液反应放出H2。
(2)非金属单质一般不跟非氧化性酸反应，但Si能跟氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。
(3)非金属氧化物的晶体中一般有分子，但SiO2晶体只含有O、Si原子。
(4)酸性氧化物一般不与酸反应，但SiO2能与氢氟酸反应生成SiF4气体。
(5)无机酸一般易溶于水，但H2SiO3却难溶于水。
(6)硅酸钠水溶液称泡花碱或水玻璃，但却是盐溶液。
3．硅及其化合物的转化
发生反应的化学方程式：
①Si＋O2SiO2；
②SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O；
③CO2＋H2O＋Na2SiO3===Na2CO3＋H2SiO3↓；
④H2SiO3SiO2＋H2O；
⑤SiO2＋2CSi＋2CO↑。
1．在室温下，下列物质不与晶体硅反应的是(　　)
A．F2　　　　　　　　　 B．氢氟酸
C．KOH溶液 D．Cl2
解析：选D　Si的性质不活泼，常温下除与F2、氢氟酸和强碱溶液反应外，不与其他物质反应，加热时可与O2、Cl2等反应。
2．制备硅单质时，主要化学反应如下：
①SiO2(石英砂)＋2C(焦炭) Si(粗硅)＋2CO↑；
②Si(粗硅)＋2Cl2SiCl4；
③SiCl4＋2H2Si(纯硅)＋4HCl。
下列对上述三个反应的叙述中，不正确的是(　　)
A．①为置换反应
B．①②③均为氧化还原反应
C．②为化合反应
D．三个反应的反应物中硅元素均被还原
解析：选D　反应②中硅元素的化合价升高，被氧化，D项错误。
[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中不正确的是(　　)
A．是一种矿物胶，既不燃烧也不受腐蚀
B．在建筑工业上可以作黏合剂、耐酸水泥掺料
C．木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧
D．水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质
解析：选D　Na2SiO3的水溶液称为水玻璃，是一种矿物胶，通常用作耐火材料。在空气中发生反应：Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3(胶体)＋Na2CO3，故D项不正确。
2．下列有关硅的叙述中，正确的是(　　)
A．硅只有在高温下才能跟氢气起化合反应，单质硅有多种不同的结构
B．硅是构成矿物和岩石的主要元素，硅在地壳中的含量在所有的元素中居第一位
C．硅的化学性质不活泼，在常温下只与Cl2、F2、HF、强碱反应
D．硅在电子工业中，是最重要的半导体材料，也是制造光导纤维的原料
解析：选A　A项正确，硅的化学性质稳定，常温下不易与氢气、氧气、氯气等反应；B项不正确，氧元素在地壳中的含量居第一位；C项不正确，硅的化学性质不活泼，但可与F2、氢氟酸和强碱等反应，不与Cl2、O2反应；D项不正确，通常用天然的石英作为光导纤维的原料。
3．昆仑玉的成分可简单看成是Ca2Mg5Si8O22(OH)2，则其用二氧化硅和金属氧化物的形式可表示为(　　)
A．CaO·MgO·SiO2·H2O
B．2CaO·5MgO·8SiO2·H2O
C．2CaO·MgO·SiO2·2H2O
D．5CaO·2MgO·8SiO2·H2O
解析：选B　根据昆仑玉的化学式，将Ca、Mg、Si、H分别写成氧化物的形式，按较活泼金属氧化物→较不活泼金属氧化物→SiO2→H2O的顺序排列，再调整各氧化物前的计量数并使其与昆仑玉化学式中一致，可得昆仑玉氧化物表示形式为2CaO·5MgO·8SiO2·H2O。
4．世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说：“中国至少在距今3 000年以前，就已经使用玻璃了。”下列有关普通玻璃的说法不正确的是(　　)
A．制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英
B．玻璃在加热熔化时有固定的熔点
C．普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅
D．盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止烧碱跟二氧化硅反应生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起
解析：选B　普通玻璃以纯碱、石灰石和石英为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融制得，A正确。玻璃是混合物，没有固定的熔点，B错误。普通玻璃的大致组成为Na2O·CaO·6SiO2，C正确。二氧化硅易与碱液反应生成Na2SiO3，Na2SiO3具有很强的黏合性，因此盛NaOH等强碱溶液的试剂瓶不得用玻璃塞。
5．黏土是很多硅酸盐产品的原料之一，创造历史、享誉全球的景德镇陶瓷就是利用了当地的优质黏土资源。请回答下列问题：
(1)黏土的主要成分的化学式为Al2Si2Ox(OH)4，其中x的值是________，黏土的主要成分若以氧化物形式表示，应写为__________________________________________________。
(2)在黏土资源丰富的地区还可以兴建水泥厂、玻璃厂、硫酸厂等，这些工厂中属于硅酸盐工业的有________，玻璃厂生产雕花玻璃过程所依据的化学原理是________________________(用化学方程式表示)。
解析：(1)根据化合物中各元素的正、负化合价代数和为零可得3×2＋4×2＋(－2)×x＋(－1)×4＝0，x＝5；黏土的主要成分以氧化物形式可表示为Al2O3·2SiO2·2H2O。
(2)传统硅酸盐产品有水泥、玻璃和陶瓷，故水泥厂、玻璃厂属于硅酸盐工业；生产雕花玻璃是利用氢氟酸对玻璃的腐蚀性，即：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。
答案：(1)5　Al2O3·2SiO2·2H2O
(2)水泥厂、玻璃厂
SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
1．下列物质不属于硅酸盐的是(　　)
A．黏土　　　　　　　　 B．石英
C．Al2Si2O5(OH)4 D．Mg2SiO4
解析：选B　硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，黏土、Al2Si2O5(OH)4、Mg2SiO4均是硅酸盐，石英是二氧化硅，属于酸性氧化物。
2．水玻璃是建筑行业常用的黏合剂，并可用于木材防火和防腐处理。水玻璃为(　　)
A．CaSiO3固体 B．SiO2
C．Na2SiO3水溶液 D．H2SiO3
解析：选C　水玻璃是硅酸钠的水溶液。
3．硅酸铜钡是当今用最新科学技术合成的一种物质，然而，科学家惊奇地发现，我国秦朝兵马俑用的一种颜料竟也是硅酸铜钡。依据以上事实推测下列关于硅酸铜钡的说法错误的是(　　)
A．硅酸铜钡属于硅酸盐 B．硅酸铜钡难溶于水
C．硅酸铜钡难被氧化 D．硅酸铜钡易溶于水
解析：选D　根据名称判断，硅酸铜钡为硅酸盐，符合硅酸盐的通性，不溶于水，稳定不易被氧化，故D错。
4．下列说法错误的是(　　)
A．硅是制造太阳能电池的常用材料
B．二氧化硅是制造光导纤维的材料
C．常温下硅性质活泼，可以与氯气、强酸、强碱溶液等起反应
D．水玻璃可用作木材防火剂
解析：选C　硅单质性质稳定，常温下与Cl2、强酸等物质不反应，C项错误。
5．下列离子方程式书写正确的是(　　)
A．二氧化硅跟氢氟酸反应：
SiO2＋4H＋===Si4＋＋2H2O
B．碳酸钡溶于稀硝酸：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O
C．硅跟氢氧化钾溶液反应：
Si＋2OH－＋2H2O===SiO＋3H2↑
D．把水玻璃滴入盐酸中：SiO＋2H＋===H2SiO3↓
解析：选D　A项氢氟酸为弱酸，应写成化学式HF，生成的产物SiF4是挥发性物质，也应写成化学式；B项BaCO3是难溶物质，应写成化学式；C项未配平，正确的离子方程式为Si＋2OH－＋H2O===SiO＋2H2↑。
6．有一粗硅，含铁和硅两种成分，取等质量的样品分别投入足量的稀盐酸和足量的稀氢氧化钠溶液中，放出等量的氢气，则该粗硅中铁和硅的关系正确的是(　　)
①物质的量之比为1∶1　②物质的量之比为2∶1
③质量之比为4∶1　　　④质量之比为2∶1
A．①③ B．②③
C．①④ D．②④
解析：选B　粗硅与稀盐酸反应是铁与稀盐酸反应：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑；粗硅与稀氢氧化钠溶液反应是硅与稀氢氧化钠溶液反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑，因放出等量氢气，则铁与硅的物质的量之比为2∶1，质量之比为4∶1。
7．在水玻璃中通入少量CO2气体，充分反应后加热蒸干，再高温充分灼烧，冷却后所得的固体物质为(　　)
A．Na2SiO3
B．Na2SiO3与Na2CO3
C．SiO2与Na2CO3
D．SiO2、Na2SiO3及Na2CO3
解析：选A　通入少量CO2气体时，发生的反应为Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓，加热后H2SiO3分解为SiO2和H2O，再高温灼烧，SiO2与Na2CO3反应生成Na2SiO3和CO2。
8．下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是(　　)
①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素　②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品　③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维　④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料
A．①② B．②③
C．①④ D．③④
解析：选C　许多岩石和矿物中含有硅元素，①正确；水晶的主要成分是二氧化硅，所以水晶不是硅酸盐制品，②错误；光导纤维是由高纯度的二氧化硅制成的，③错误；陶瓷属于硅酸盐制品，④正确。
9.根据如图所示A、B、D、E的变化关系，回答下列问题：
(1)写出A、D的名称：A.______，D.________。
(2)写出B→A的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(3)写出下列反应的离子方程式：
A―→E：__________________________________________________________________；
B―→E：________________________________________________________________。
解析：由图示分析：A与O2反应生成B，而B与碳在高温下反应生成A，可推知A是单质，B是氧化物。而A、B均能与NaOH溶液反应，应确认A是硅，B是二氧化硅，则E是硅酸钠，D是硅酸。
答案：(1)硅　硅酸
(2)SiO2＋2CSi＋2CO↑
(3)Si＋2OH－＋H2O===SiO＋2H2↑
SiO2＋2OH－===SiO＋H2O
10．含A元素的一种单质是一种重要的半导体材料，含A元素的一种化合物C可用于制造高性能的现代通讯材料——光导纤维，C与烧碱反应生成含A元素的化合物D。
(1)易与C发生化学反应的酸是________，反应的化学方程式是________________________________________________________________________。
(2)将C与纯碱混合高温熔融时也发生化学反应生成D，同时还生成B的最高价氧化物E；将全部的E与全部的D在足量的水中混合后，又发生化学反应生成含A的化合物F。写出生成D和F的化学反应方程式：___________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)100 g C与石灰石的混合物充分反应后，生成的气体在标准状况下的体积为11.2 L,100 g混合物中石灰石的质量分数是________。
解析：(1)C为SiO2，能与SiO2反应的酸只有氢氟酸。
(2)SiO2与Na2CO3高温下反应生成Na2SiO3和CO2，生成的Na2SiO3溶于水又和生成的CO2完全反应产生Na2CO3和H2SiO3。
(3)若SiO2恰好(或过量)与CaCO3反应的方程式只有一个，即CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑。若CaCO3过量，除发生上述反应外，还会发生反应：CaCO3CaO＋CO2↑。总之，CaCO3的多少决定了CO2的产量，可通过以下关系式列式求解：
CaCO3　～　CO2
100 g　　22.4 L
m(CaCO3)11.2 L
m(CaCO3)＝50 g。
混合物中CaCO3的质量分数：
×100%＝50%。
答案：(1)氢氟酸(HF)
SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
(2)SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑，
Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓
(3)50%
1．下列物质中，不含有硅酸盐的是(　　)
A．水玻璃 B．硅芯片
C．黏土 D．普通水泥
解析：选B　水玻璃中含有硅酸钠，普通水泥中含有硅酸钙、铝酸钙，黏土含有复杂的硅酸盐，硅芯片中含的是硅单质。
2．下列关于硅的说法不正确的是(　　)
A．硅是非金属元素，但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体
B．硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料
C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质起反应
D．当加热到一定温度时，硅能与氧气、氢气等非金属反应
解析：选C　硅既有非金属性，又有金属性，其单质具有金属光泽，具有导电性，是一种半导体材料。常温下，硅可与氟气、氢氟酸、强碱溶液反应，加热和高温条件下，硅能与氧气、氢气起反应。
3．下列说法中正确的是(　　)
A．由Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑可知，酸性H2SiO3>H2CO3
B．氢氟酸需要密封存放在橡胶塞的玻璃试剂瓶中
C．向硅酸钠溶液中加入盐酸产生白色沉淀，过量时沉淀溶解
D．瓷坩埚、氧化铝坩埚均不可作为融化NaOH固体的仪器
解析：选D　A项，强酸制弱酸都是在溶液中进行的，而SiO2与Na2CO3是在高温下的反应，与最高价含氧酸的酸性无关，错误；B项，氢氟酸与玻璃中的成分反应，氢氟酸需要密封存放在橡胶塞的塑料试剂瓶中，错误；C项，向硅酸钠溶液中加入盐酸产生白色沉淀硅酸，硅酸与盐酸不反应，盐酸过量时沉淀不溶解，错误；D项，瓷坩埚、氧化铝坩埚都和NaOH反应，均不可作为融化NaOH固体的仪器，正确。
4．国际上已禁止民用产品使用石棉制品，避免吸入石棉纤维而诱发肺病。某石棉(硅酸盐)的化学式可表示为Ca2MgxSiyO22(OH)2，式中的x、y的值分别为(　　)
A．8,3 B．5,8
C．3,8 D．8,5
解析：选B　根据化合物中各元素的正、负化合价代数和为零可得2×2＋2x＋4y－2×22－1×2＝0。
则x＋2y＝21，只有B项符合。
5．有科学家提出硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”等观点。假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，关于其有利因素的下列说法中，你认为不正确的是(　　)
A．硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料
B．自然界中存在大量单质硅
C．硅燃烧放出的热量大，且燃烧产物对环境污染程度低，容易有效控制
D．自然界硅的贮量丰富
解析：选B　自然界硅的贮量丰富，大多数是以SiO2和硅酸盐的形式存在，无单质硅存在；硅单质是固体，化学性质不活泼，所以硅便于运输、贮存，其燃烧产物SiO2对环境污染程度低，容易有效控制，故A、C、D项正确，B项错。
6．下列有关说法中错误的是(　　)
A．氢氟酸不能盛放在玻璃试剂瓶中
B．玻璃、水晶、陶瓷的主要成分均是硅酸盐
C．灼烧NaOH固体时不能使用瓷坩埚，因为坩埚中的SiO2能与NaOH反应
D．由沙子制备光伏材料时的反应之一为SiO2＋2CSi＋2CO↑
解析：选B　A项，氢氟酸能腐蚀玻璃，所以氢氟酸不能盛放在玻璃试剂瓶中，正确；B项，水晶的主要成分是SiO2，不是硅酸盐，错误；C项，瓷坩埚是硅酸盐产品，坩埚中的SiO2能与NaOH反应，正确；D项，沙子的主要成分是SiO2，光伏材料的成分是晶体硅，由沙子制备光伏材料时的反应之一为SiO2＋2CSi＋2CO↑，正确。
7．月球的矿产资源极为丰富，仅月面表层5 cm厚的沙土就含铁单质有上亿吨，月球上的主要矿物有辉石(CaMgSi2O6)、斜长石(KAlSi3O8)和橄榄石[(Mg或Fe)2SiO4]等，下列说法或分析不正确的是(　　)
A．辉石、斜长石及橄榄石均属于硅酸盐矿
B．橄榄石中铁为＋2价
C．月球表层沙土中有游离态铁是因为月球的表面几乎没有氧气
D．斜长石的氧化物形式可表示为K2O·Al2O3·3SiO2
解析：选D　A项，根据辉石(CaMgSi2O6)、斜长石(KAlSi3O8)和橄榄石[(Mg或Fe)2SiO4]的元素组成可知，它们均属于硅酸盐矿，正确；B项，橄榄石[(Mg或Fe)2SiO4]中根据化合价的代数和等于0可得＋4＋2x＝8，解得x＝2，正确；C项，铁属于活泼金属，由于月球表面没有氧气，所以月球上有游离态的铁，正确；D项，斜长石的氧化物形式可表示为K2O·Al2O3·6SiO2，错误。
8．铝硅合金具有熔点低、凝固时收缩率小等优点，适合铸造。现取试样10.0 mg，放在纯净氧气中完全燃烧，燃烧后的固体经称量发现比原来试样增重9.23 mg，由此计算硅铝合金中硅的质量分数为(　　)
A．12.3% B．15.4%
C．13.4% D．17.0%
解析：选C　铝、硅燃烧反应的化学方程式分别为4Al＋3O22Al2O3，Si＋O2SiO2。固体增重质量就是参加反应的氧气的质量。设Si的质量为x g，则Al的质量为(10－x)g，根据化学反应，铝消耗的氧气的质量为96(10－x)÷108，硅消耗的氧气的质量为32x÷28，96(10－x)÷108＋32x÷28＝9.23 g，解得x＝1.34 g，硅铝合金中硅的质量分数为1.34 g÷10.0 g×100%＝13.4%。
9．某学习兴趣小组想利用高岭土(其主要成分是Al2O3·2SiO2·2H2O)制备新型的净水剂。实验流程如下：
其中滤液C就是欲制备的净水剂。试回答下列问题：
(1)写出混合物A、B，滤液C、D主要成分的化学式：
A：________；B：________；C：________；D：________。
(2)写出高岭土与纯碱加热熔融的两个化学方程式：____________________________
________________________________________________________________________；
________________________________________________________________________。
(3)该实验中，熔融高岭土、纯碱的混合物可以选用的坩埚有__________。
A．玻璃坩埚 B．瓷坩埚
C．氧化铝坩埚 D．铁坩埚
解析：高岭土中的SiO2、Al2O3均与纯碱反应，分别生成Na2SiO3、NaAlO2，即为混合物A的主要成分，加入盐酸后，两者均可与之反应，故B的主要成分为AlCl3、NaCl和H2SiO3，则滤液C为AlCl3、NaCl的混合液，D为H2SiO3。　
答案：(1)NaAlO2、Na2SiO3　AlCl3、NaCl、H2SiO3　AlCl3、NaCl　H2SiO3
(2)Al2O3＋Na2CO32NaAlO2＋CO2↑
SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑
(3)D
10．晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅；
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：
Si＋3HClSiHCl3＋H2；
③SiHCl3与过量H2在1 000 ℃～1 100 ℃反应制得纯硅。已知SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。请回答下列问题：
(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为________________________________________。
(2)粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0 ℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6 ℃)和HCl(沸点－84.7 ℃)，提纯SiHCl3采用的方法为_______________________。
(3)用SiHCl3与过量H2反应制备硅的装置如图(热源及夹持装置略去)：
①装置B中的试剂是浓硫酸。装置C中的烧瓶需要加热，其目的是________________________________________________________________________。
②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是_________________________________
________________________________________________________________________；
装置D中发生反应的化学方程式为_____________________________________
________________________________________________________________________。
③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及排尽装置中的空气。
④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需要加入的试剂是______(填字母)。
a．碘水 b．氯水　c．NaOH溶液　d．KSCN溶液　e．Na2SO3溶液
解析：(1)根据题给信息，粗硅可以用碳还原二氧化硅的办法来制得，故反应方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑；
(2)因HCl易溶于水，而SiHCl3与H2O强烈反应，故提纯SiHCl3的方法只能在无水的条件下利用它们的沸点不同，采用分馏的方法进行；(3)①C中烧瓶需加热，其目的是使SiHCl3汽化，加快与H2的反应。②根据题给信息石英管中产生的物质应为硅，故D中现象为有固体产生。④铁与盐酸反应产生Fe2＋，常常采用先将Fe2＋氧化为Fe3＋，然后再加入KSCN溶液看是否变红来检验。
答案：(1)SiO2＋2CSi＋2CO↑　(2)分馏(或蒸馏)　(3)①使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化　②有固体物质生成　SiHCl3＋H2Si＋3HCl　④b、d
第三节硫和氮的氧化物
第一课时
二氧化硫和三氧化硫
[课标要求]
1．了解硫在自然界的存在形态。
2．掌握SO2的化学性质及检验方法；学会设计实验验证SO2的还原性及漂白性。
3．了解SO3的主要性质。
1．硫元素的存在
(1)游离态：存在于火山喷口附近或地壳的岩层中。
(2)化合态
2．物理性质
俗称
色态
溶解性
硫黄
黄色晶体
不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2
3．化学性质
(1)还原性：与氧气反应的化学方程式为S＋O2SO2。
(2)氧化性：与铁反应的化学方程式为Fe＋SFeS。
[特别提醒]　硫与变价金属反应时生成低价态的金属硫化物，而不是高价态。如Fe与S反应生成FeS而不是Fe2S3。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)硫元素在自然界中不仅有游离态存在，还有化合态存在(√)
(2)试管壁上附着的硫黄用酒精洗涤即可(×)
(3)硫在空气中燃烧生成SO2，在纯氧中燃烧生成SO3(×)
2．下列化合物能由两种单质直接化合生成的是(　　)
A．Fe2S3　　　　　　 B．CuS
C．SO3 D．SO2
解析：选D　硫与铁、铜反应分别生成FeS、Cu2S，A、B错误；S与O2反应时生成SO2而不是SO3。
1．二氧化硫
(1)物理性质
颜色
气味
毒性
溶解性
密度
无色
刺激性气味
有毒
易溶于水
比空气大
(2)化学性质
①具备酸性氧化物的通性，写出下列反应的化学方程式：
a．与H2O反应：SO2＋H2O??H2SO3；
b．与足量NaOH溶液反应：SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O。
②具有漂白性。
SO2能与某些有色物质生成不稳定的无色物质，而使其褪色。
③具有还原性。
SO2与O2反应的化学方程式为2SO2＋O22SO3。
(3)用途
①漂白纸浆、毛、丝、草帽辫等；
②用于杀菌消毒。
2．三氧化硫
三氧化硫具有酸性氧化物的通性，主要反应如下：
[特别提醒]　(1)SO2的漂白原理与氯水不同，其原理是SO2与有色物质结合生成不稳定的无色物质，加热后，无色物质分解为原来的物质和SO2。
(2)SO2能漂白品红、鲜花等有机色素，不能漂白酸碱指示剂，如酚酞、石蕊等。
某化学兴趣小组为探究SO2的性质，按下图装置进行实验。(已知：Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O)
[问题思考]
1．装置B中的实验现象是什么？说明SO2具有什么性质？
提示：品红溶液褪色，说明SO2具有漂白性。
2．装置C中的实验现象是什么？说明SO2具有什么性质？
提示：酸性KMnO4溶液的紫红色褪色，说明SO2具有还原性。
3．装置D中NaOH溶液的作用是什么？写出反应的离子方程式。
提示：吸收多余的SO2，以防污染环境。SO2＋2OH－===SO＋H2O。
1．SO2和CO2的鉴别方法
SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊，若通入的气体过量，则沉淀都会消失，故不能用澄清石灰水[或Ba(OH)2]鉴别SO2和CO2。通常用以下方法鉴别。
试剂
操作
现象与结论
品红溶液
将气体分别通入品红溶液中
品红溶液褪色的是SO2，不褪色的是CO2
酸性KMnO4溶液
将气体分别通入酸性KMnO4溶液中
KMnO4紫红色溶液褪色的是SO2，无变化的是CO2
溴水(或氯水)
将气体分别通入溴水(或氯水)中
溴水(或氯水)褪色的是SO2，无变化的是CO2
氢硫酸
将气体分别通入氢硫酸溶液中
产生黄色浑浊的是SO2，无变化的是CO2
2．检验CO2、SO2同时存在的实验设计流程
流程设计
检验SO2?除去SO2 ? 检验SO2是否除尽?检验CO2
选用
试剂
品红溶液
酸性KMnO4溶液
品红溶液
澄清石灰水
实验
现象
褪色
褪色
不褪色
变浑浊
3．二氧化硫与氯水漂白性的比较
(1)原理比较
氯水
SO2
漂白原理
HClO具有强氧化性，将有色物质氧化成稳定的无色物质
SO2跟某些有色物质化合生成不稳定的无色物质
反应类型
氧化还原反应
化合反应
特点
具有不可逆性，久置不恢复原色
具有可逆性，久置能恢复原色
应用范围
适用于几乎所有的有机色质
仅适用于品红、有色的毛发、丝绸、纸浆、草帽辫等
(2)应用举例
1．下列反应中，SO2表现了还原性的是(　　)
A．SO2＋H2O??H2SO3
B．SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O
C．2SO2＋O22SO3
D．SO2＋CaO===CaSO3
解析：选C　A、B、D项中SO2表现了酸性氧化物的性质，C项SO2发生了氧化反应，表现了还原性。
2．下列溶液中能够区别SO2和CO2的是(　　)
①石灰水　②H2S溶液　③KMnO4溶液　④氯水
⑤品红溶液
A．①②③　　　　　　 B．②③④
C．除①以外 D．全部
解析：选C　SO2和CO2都属于酸性氧化物，他们都能与石灰水反应生成不溶性的盐，出现白色沉淀，气体过量时沉淀都会溶解生成酸式盐，所以不能用石灰水来区别； SO2能将H2S氧化成硫单质，能看到黄色沉淀生成，而CO2不能；SO2能被KMnO4溶液和氯水氧化，从而使溶液褪色，且SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色，而CO2没有这些性质。所以可用②③④⑤来区别SO2和CO2。
[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．下列关于SO2和SO3的叙述正确的是(　　)
A．通常条件下，都是无色气体，都易溶于水
B．都是酸性氧化物，其水溶液都是强酸
C．都可使品红溶液褪色，加热时红色又能再现
D．都能跟碱溶液反应
解析：选D　通常条件下，SO3是无色液体，SO2溶于水生成H2SO3，其为弱酸。SO2能使品红溶液褪色，加热时红色复现，SO3则不能，但SO2和SO3都是酸性氧化物，都能跟碱反应，故D项正确。
2．当我们查看葡萄酒标签上的成分信息时，常发现其成分中含有少量SO2。下列关于SO2的说法正确的是(　　)
A．SO2属于非法添加剂，不该添加到葡萄酒中
B．SO2具有还原性，少量的SO2可防止葡萄酒氧化变质
C．SO2具有还原性，不能用浓硫酸干燥
D．SO2可以使酸性KMnO4溶液褪色，体现了它的漂白性
解析：选B　A项，葡萄酒中的少量二氧化硫可以防腐、除杂、抗氧化，少量的二氧化硫对人体是无害的，可以添加到葡萄酒中，错误；B项，因为二氧化硫中硫元素为＋4价，有还原性，可以抗氧化，正确；C项，二氧化硫和硫酸中硫元素是相邻价态，不能发生氧化还原反应，能用浓硫酸干燥，错误；D项，二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色体现了二氧化硫的还原性，不是漂白性，错误。
3．下列反应中，能说明SO2是酸性氧化物的是(　　)
A．SO2＋Na2O===Na2SO3
B．SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O
C．2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋4H＋＋SO
D．SO2＋H2O2===H2SO4
解析：选A　酸性氧化物的通性是可与碱反应生成盐和水，可与碱性氧化物反应生成盐等。Na2O是碱性氧化物，与SO2反应生成Na2SO3，说明SO2是酸性氧化物，A项正确；B、C、D项是氧化还原反应，其中B项中SO2被还原，说明SO2具有氧化性，C、D项中SO2被氧化，说明SO2具有还原性，与题意不符。
4．下列说法正确的是(　　)
A．因为SO2具有漂白性，所以它能使品红溶液、溴水、KMnO4溶液、石蕊溶液褪色
B．能使品红褪色的不一定是SO2
C．SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色，其原理相同
D．盐酸能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色，所以盐酸也有漂白性
解析：选B　A项，SO2能使品红溶液褪色，利用了其漂白性，使溴水、高锰酸钾溶液褪色，利用其还原性，SO2不能使石蕊溶液褪色，错误；B项，使品红溶液褪色的可能是SO2、Cl2、H2O2、O3等，正确；C项，活性炭具有吸附性，SO2利用其和有色物质的结合，漂白粉和过氧化钠利用其氧化性，原理不同，错误；D项，是盐酸和NaOH发生中和反应，错误。
5．用下图所示实验装置进行SO2性质的探究实验。
(1)装置A中发生反应的离子方程式为________________________，G装置的作用________________________________________________________________________。
(2)简述检查该装置气密性的方法_______________________________________
________________________________________________________________________。
(3)能够证明SO2具有还原性、氧化性的实验装置依次为_______和________(用字母表示)，观察到的现象依次是
_______________________、_______________________。
(4)若要证明酸性：H2CO3>H2SiO3，则应观察到的实验现象有________________________________________________________________________。
解析：(1)A中浓硫酸与亚硫酸氢钠反应生成二氧化硫气体和水，反应的离子方程式为HSO＋H＋===SO2↑＋H2O；SO2属于污染空气的气体，不能排放到大气中，空气中的CO2气体也会和F中的Na2SiO3溶液反应生成白色沉淀，所以G装置的作用是吸收尾气，防止CO2进入F。(3)SO2能与溴水发生反应，化学方程式为SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4，S元素由＋4价升高到＋6价，体现了SO2的还原性，SO2能与Na2S发生反应，化学方程式为SO2＋2Na2S＋2H2O===3S↓＋4NaOH，该反应SO2中的硫元素由＋4价降低到0价，体现了SO2的氧化性，则能够证明SO2具有还原性、氧化性的实验装置依次为C和B，观察到的现象依次是C中溴水褪色，B中出现淡黄色沉淀。(4)D装置能生成CO2，根据“强酸制弱酸”原理，CO2和SO2都能和Na2SiO3溶液反应生成白色沉淀，需要先验证SO2被除去，然后再验证酸性H2CO3>H2SiO3，所以若要证明酸性：H2CO3>H2SiO3，则应观察到的实验现象有E中品红不褪色，F中出现浑浊。
答案：(1)HSO＋H＋===SO2↑＋H2O　吸收尾气，防止CO2进入F
(2)G中加水至没过导管口，微热A中圆底烧瓶，若G中有气泡产生，停止加热，冷却后导管末端形成一段水柱，说明气密性良好
(3)C　B　C中溴水褪色　B中出现淡黄色沉淀
(4)E中品红不褪色，F中出现浑浊
1．下列叙述正确的是(　　)
A．无色有刺激性气味的气体一定是SO2
B．使澄清石灰水变浑浊的气体一定是CO2
C．二氧化硫在空气中燃烧生成三氧化硫
D．SO3是一种酸性氧化物
解析：选D　A中也可以是HCl；B中也可以是SO2，C中反应没有条件(加热450 ℃，催化剂)不能生成SO3。
2．绿色植物是空气天然的“净化器”，研究发现，1公顷柳杉每月可以吸收160 kg SO2。下列物质中不能用于吸收空气中的SO2的是(　　)
A．AlCl3　　　　　　　 B．CaO
C．NaOH D．NH3·H2O
解析：选A　SO2属于酸性氧化物，能够跟碱性氧化物或碱发生反应而被吸收。
3．二氧化硫能使品红褪色，说明二氧化硫具有(　　)
A．还原性 B．氧化性
C．酸性 D．漂白性
解析：选D　二氧化硫能使品红褪色，说明二氧化硫具有漂白性。
4．下列变化不属于化学变化的是(　　)
A．SO2使品红溶液褪色
B．氯水使有色布条褪色
C．活性炭使红墨水褪色
D．H2O2水溶液使染料褪色
解析：选C　A、B、D都是通过发生化学反应使有色物质褪色。而C是通过活性炭的吸附作用将有色物质吸附从而使颜色褪去，为物理变化。
5．下列物质能将品红氧化使品红溶液褪色的是(　　)
①活性炭　②过氧化钠　③氯水　④二氧化硫　⑤臭氧
A．①②③④⑤ B．②③④⑤
C．②③④ D．②③⑤
解析：选D　活性炭具有吸附性，不是氧化性，①错误；过氧化钠具有强氧化性，能把品红溶液氧化而褪色，②正确；氯水具有强氧化性，能把品红溶液氧化而褪色，③正确；二氧化硫使品红溶液褪色的原理不是氧化，④错误；臭氧具有强氧化性，能把品红溶液氧化而褪色，⑤正确。
6．能与SO2气体起反应，但无沉淀产生的是(　　)
①溴水　②Ba(OH)2溶液　③石灰水　④Na2CO3溶液　⑤稀H2SO4　⑥H2S　⑦Na2SO3溶液
A．① B．①④⑤
C．④⑥⑦ D．①④⑦
解析：选D　有关反应为
①Br2＋2H2O＋SO2===2HBr＋H2SO4
②SO2＋Ba(OH)2===BaSO3↓＋H2O
③SO2＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋H2O
④SO2＋Na2CO3===Na2SO3＋CO2
⑤SO2＋H2SO4―→不反应
⑥SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O
⑦H2O＋SO2＋Na2SO3===2NaHSO3
对照题意，符合条件的有①④⑦，故答案为D。
7．向FeCl3和BaCl2的酸性混合溶液中通入SO2气体，有白色沉淀生成，此沉淀是(　　)
A．BaSO4 B．Fe2(SO4)3
C．BaSO3 D．S
解析：选A　Fe2(SO4)3不是沉淀，排除B项。题中隐含的条件为：该白色沉淀不溶于酸，可以排除C项。由Fe3＋有氧化性，SO2有还原性，两者可发生氧化还原反应，硫元素化合价升高，生成的SO与Ba2＋结合成BaSO4，根据该题的隐含信息，可写出下列化学方程式：2FeCl3＋SO2＋2H2O===2FeCl2＋H2SO4＋2HCl，BaCl2＋H2SO4===BaSO4＋2HCl。
8．下列实验报告记录的实验现象正确的是(　　)
解析：选C　SO2溶于水生成H2SO3，溶液呈酸性，通入酚酞溶液中无明显现象。通入品红溶液中，品红褪色；c中SO2被氯水氧化为SO，生成硫酸钡白色沉淀，同时因Cl2的消耗，溶液变无色。d中SO2与氢氧化钠反应生成Na2SO3，再转化为BaSO3白色沉淀。
9．某化学兴趣小组为了探究常温下某非金属氧化物形成的未知气体的成分。该小组成员将气体通入澄清石灰水，发现澄清石灰水变浑浊，持续通入发现浑浊又变澄清，由此该小组成员对气体的成分提出猜想。
[提出猜想]
猜想1：_______________________________________________________________；
猜想2：_______________________________________________________________；
猜想3：_______________________________________________________________。
为了验证猜想，该小组设计实验加以探究。
[实验探究]
该小组同学按下图所示装置，将气体从a端通入，则：
(1)B中应该装________试剂(填编号)。
A．NaCl溶液　　　　　　　 B．KMnO4酸性溶液
C．盐酸 D．澄清石灰水
(2)A中品红溶液的作用是_______________________________________________。
(3)D中澄清石灰水的作用是_______________________________________________。
通过该实验，该小组同学观察到以下三个实验现象：
①A中品红溶液褪色　②C中品红溶液不褪色　③D中澄清石灰水变浑浊
[得出结论]
(4)由上述现象该小组同学确认该气体为____________________________。
解析：SO2和CO2在某些性质方面较相似，如都能使澄清石灰水变浑浊，若通入的气体过量，则浑浊都可消失，但SO2具有还原性，能被强氧化剂氧化，且SO2可使品红溶液褪色，而CO2不具备这些性质，可利用差异性鉴别CO2的存在与否。
答案：气体为CO2　气体为SO2　气体为CO2和SO2的混合气体
(1)B　(2)检验该气体中是否含有SO2　(3)检验该气体中是否含有CO2　(4)CO2和SO2的混合气体
10．某化学兴趣小组为了探究SO2的性质，按下图所示装置进行实验。
请回答下列问题：
(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是________，其中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________；
(2)实验过程中，装置B、C中产生的现象分别是______________、__________，这些现象分别说明SO2具有的性质是________和________；装置B中发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(3)装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性，请写出实验操作及现象________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)尾气可采用________溶液吸收。
解析：(1)根据仪器的特征，该仪器是蒸馏烧瓶；亚硫酸钠和浓硫酸反应生成硫酸钠、SO2和水，化学方程式为Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O。(2)酸性高锰酸钾有强氧化性，酸性高锰酸钾溶液能被二氧化硫还原而褪色，说明二氧化硫有还原性；SO2的氧化性能将S2－氧化成S，则实验过程中，装置B、C中发生的现象分别是溶液由紫红色变为无色、无色溶液中出现黄色浑浊，这些现象分别说明SO2具有的性质是还原性和氧化性；装置B中发生反应的离子方程式为5SO2＋2MnO＋2H2O===2Mn2＋＋5SO＋4H＋。(3)二氧化硫具有漂白性，能使品红溶液褪色，但加热褪色后的品红溶液，溶液的颜色能复原，所以探究SO2与品红作用的可逆性的实验操作及现象是品红溶液褪色后，关闭分液漏斗的活塞，点燃酒精灯加热，溶液恢复为红色。(4)该实验的尾气是SO2，SO2用NaOH溶液吸收。
答案：(1)蒸馏烧瓶　Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O　(2)溶液由紫红色变为无色　无色溶液中出现黄色浑浊　还原性　氧化性　5SO2＋2MnO＋2H2O===2Mn2＋＋5SO＋4H＋　(3)品红溶液褪色后，关闭分液漏斗的旋塞，点燃酒精灯加热，溶液恢复为红色　(4)NaOH
1．有关亚硫酸的下列叙述中，不正确的是(　　)
A．亚硫酸是SO2的水溶液，显酸性，溶质是SO2
B．亚硫酸不稳定，容易分解为H2O和SO2
C．亚硫酸具有漂白性，能够使品红溶液褪色
D．亚硫酸对人体有害，所以用SO2漂白过的食品不能食用
解析：选A　亚硫酸的溶质是H2SO3不是SO2。
2．下列装置可用于收集SO2并验证其某些化学性质，下列说法正确的是(　　)
选项
试剂
现象
结论
A
酸性KMnO4溶液
溶液褪色
SO2有氧化性
B
品红溶液
溶液褪色
SO2有漂白性
C
NaOH溶液
无明显现象
SO2与NaOH溶液不反应
D
紫色石蕊溶液
溶液变红后不褪色
SO2有酸性，没有漂白性
解析：选B　SO2使酸性KMnO4溶液褪色，体现其还原性，A项错误；SO2为酸性氧化物，能与NaOH溶液反应，2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O(或NaOH＋SO2===NaHSO3)，但无明显现象，C项错误；SO2不能漂白石蕊溶液，D项错误。
3．Cl2和SO2都具有漂白作用，能使品红溶液褪色。若将等物质的量的Cl2、SO2混合后再通入品红与BaCl2的混合溶液，能观察到的现象是(　　)
①溶液很快褪色　②溶液不褪色　③出现沉淀　④不出现沉淀
A．①② B．①③
C．②③ D．②④
解析：选C　尽管潮湿的Cl2和SO2都具有漂白作用，但Cl2具有强的氧化性，而SO2具有还原性，若同时使用，它们将发生如下反应：Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。这样两者等物质的量混合，会完全丧失漂白作用，溶液不会褪色。而生成的H2SO4和BaCl2反应生成不溶于水和酸的白色沉淀BaSO4。
4．下列四种有色溶液与SO2作用，均能褪色，其实质相同的是(　　)
①品红溶液　②酸性KMnO4溶液　③溴水　④滴有酚酞的NaOH溶液
A．①④ B．①②③
C．②③④ D．②③
解析：选D　酸性KMnO4溶液、溴水遇SO2褪色，均因发生氧化还原反应所致；SO2与NaOH溶液反应：SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O，碱性减弱，故酚酞由红色变为无色。
5．下图是一检验气体性质的实验装置。向装置中缓慢通入气体X，若关闭活塞K，则品红溶液无变化，而澄清石灰水变浑浊；若打开活塞K，则品红溶液褪色。据此判断气体X和洗气瓶内液体Y可能是(　　)
选项
A
B
C
D
X
CO
SO2
CO2
Cl2
Y
浓H2SO4
NaHCO3
饱和溶液
Na2SO3
溶液
NaHSO3
饱和溶液
解析：选B　CO和CO2不具有漂白性，A、C选项被排除；B选项，当关闭活塞时SO2与NaHCO3溶液起反应生成CO2，使石灰水变浑浊，SO2被吸收，不能使品红褪色；D选项，当关闭活塞时，Cl2与NaHSO3发生反应，NaHSO3被氧化成NaHSO4，不产生SO2，石灰水不变浑浊。
6．如下图，利用培养皿探究SO2的性质。实验时向Na2SO3固体上滴几滴浓硫酸，立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象的描述或所做的解释不正确的是(　　)
选项
实验现象
解释
A
BaCl2溶液变浑浊
SO2与BaCl2溶液反应产生了BaSO3沉淀
B
Na2S溶液变浑浊
SO2与Na2S溶液反应产生了S单质
C
KMnO4溶液褪色
SO2具有还原性
D
品红溶液褪色
SO2具有漂白性
解析：选A　在Na2SO3固体上滴几滴浓硫酸，发生复分解反应产生SO2。A项，SO2遇BaCl2溶液假如可以发生反应：BaCl2＋SO2＋H2O===BaSO3↓＋2HCl，由于酸性HCl>H2SO3，反应产生的BaSO3溶解变为BaCl2、SO2和H2O，即不会发生上述变化，错误；B项，SO2具有氧化性可以和Na2S反应生成单质，溶液变浑浊，正确；C项，KMnO4有氧化性，SO2具有还原性，二者会发生氧化还原反应而使KMnO4溶液褪色，正确；D项，SO2具有漂白性，可以使品红溶液褪色，正确。
7．下面是四位同学为验证某无色气体为SO2而进行的实验设计，其中能够充分说明该气体是SO2的是(　　)
①甲同学将气体通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色，再滴入BaCl2溶液，出现白色沉淀　②乙同学用湿润的蓝色石蕊试纸检验该气体，试纸变红　③丙同学将气体通入品红溶液，溶液褪色，加热后又恢复红色　④丁同学将气体通入溴水中，溴水褪色，再滴加酸化的氯化钡溶液有白色沉淀生成
A．①②③④ B．①③④
C．③④ D．②③④
解析：选B　①甲同学将气体通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色，说明该气体为还原性气体；再滴入BaCl2溶液，出现白色沉淀，说明该气体为SO2；②乙同学用湿润的蓝色石蕊试纸检验该气体，试纸变红，说明该气体为酸性气体，而酸性气体不只是SO2，还可能是HCl等；③丙同学将气体通入品红溶液，溶液褪色，加热后又恢复红色，使品红溶液褪色且加热后又恢复红色的气体一定是SO2；④丁同学将气体通入溴水中，溴水褪色，说明该气体与溴发生氧化还原反应，再滴加酸化的BaCl2溶液有白色沉淀生成，说明该气体一定是SO2，被溴氧化为SO，SO与Ba2＋反应产生白色沉淀。
8．二氧化硫是硫的重要化合物，在生产、生活中有广泛应用。探究二氧化硫的制取和性质都有着非常重要的意义。
(1)工业上用黄铁矿(FeS2，其中S元素为－1价)在高温下和氧气反应制备SO2：
4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2
该反应中被氧化的元素是________(填元素符号)。当该反应转移5.50 mol电子时，生成的二氧化硫在标准状况下的体积为________L。
(2)①实验室可用70%的浓硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫，如果能控制反应速度，下图中可选用的发生装置是________(填写字母)。
②若用硫酸和亚硫酸钠反应制取3.36 L(标准状况)二氧化硫，如果已有25.2%亚硫酸钠(质量分数)被氧化成硫酸钠，则至少需称取该亚硫酸钠_______ g(保留一位小数)。
(3)某化学兴趣小组设计用如图装置验证二氧化硫的化学性质。
①能说明二氧化硫具有氧化性的实验现象为____________________________________
________________________。
②为验证二氧化硫的还原性，充分反应后，取试管b中的溶液分成三份，分别进行如下实验：
方案Ⅰ：向第一份溶液加入品红溶液，红色褪去
方案Ⅱ：向第二份溶液加入BaCl2溶液，产生白色沉淀
方案Ⅲ：向第三份溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成
上述方案中合理的是________(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)；试管b中发生反应的离子方程式为_________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2，该反应中化合价升高的元素有S、Fe，所以被氧化的元素是S、Fe；设生成二氧化硫的体积是x L。
4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2　　转移电子
　　　　　　　　 　 179.2 L 44 mol
　　　　　　　　　　 x L 5.50 mol
x＝22.4
(2)①用硫酸和亚硫酸钠制取SO2的试剂为固态和液态，反应条件不需加热，可通过控制添加硫酸的速率来控制反应速率，结合装置可知a、d可达到目的。亚硫酸钠为粉末状固体，不能用装置e。
②由硫原子守恒可得：Na2SO3～SO2，因此需称取纯净Na2SO3的质量为m(Na2SO3)＝126 g·mol－1×3.36 L/22.4 L·mol－1＝18.9 g；设没有变质的亚硫酸钠为100 g，则有25.2 g亚硫酸钠被氧化成硫酸钠，25.2 g亚硫酸钠氧化为硫酸钠后质量变为25.2 g×142/126＝28.4 g，则有25.2%亚硫酸钠被氧化为硫酸钠的样品中亚硫酸钠的质量分数为×100%＝72.5%，因此称取变质后样品的质量应为＝26.1 g。
(3)①硫化钠能和二氧化硫发生氧化还原反应生成硫单质，所以现象是a试管中有淡黄色沉淀生成。②Ⅱ合理，二氧化硫被氧化生成硫酸根离子，硫酸根离子和钡离子反应生成白色沉淀，据此能证明二氧化硫的还原性；氯气和二氧化硫发生氧化还原反应生成硫酸和盐酸，离子方程式为Cl2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO。
答案：(1)S、Fe　22.4
(2)①ad　②26.1
(3)①a试管中有淡黄色沉淀生成　②Ⅱ
Cl2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO
第二课时
氮气和氮的氧化物　大气污染
[课标要求]
1．了解NO、NO2的性质。
2．了解SO2、NO2对大气质量的影响，特别是酸雨的成因、危害及防治措施。
3．能对NO、NO2、O2溶于水进行简单计算。
1．氮气
(1)物理性质：无色、无味、难溶于水，密度与空气相近，约占空气体积的4/5。
(2)化学性质
①通常情况下，较稳定，与其他物质不反应。
②放电或高温下，能与氧气反应生成NO。
化学方程式为N2＋O22NO。
2．一氧化氮和二氧化氮
(1)物理性质
色、态
气味
密度
水溶性
毒性
NO
无色气体
无味
比空气略大
难溶于水
有毒
NO2
红棕色气体
刺激性气味
比空
气大
易溶于水
有毒
(2)化学性质
①常温下，NO不稳定，易与O2化合。
化学方程式为2NO＋O2===2NO2。
②NO2溶于水时与水发生反应。
化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
[特别提醒]　(1)实验室里收集NO气体是用排水集气法而不能用排空气法。
(2)检验NO气体的方法是向气体中通入O2(或空气)，气体由无色变为红棕色。
将充满NO2、NO的试管分别倒置于水槽中，并通过导管通入少量的氧气。
[问题思考]
1．图1试管中观察到的实验现象是什么？NO2与O2的体积满足怎样的比例，才能使NO2完全转化成HNO3?
提示：红棕色气体逐渐变为无色，试管内液面上升，持续通入适量O2，试管内可充满水。当V(NO2)∶V(O2)＝4∶1时，NO2完全转化成HNO3。
2．图2试管中观察到的实验现象是什么？NO与O2的体积满足怎样的比例，才能使NO完全转化成HNO3?
提示：无色气体先变成红棕色，后逐渐变为无色，试管内液面上升，持续通入适量O2，试管内可充满水。当V(NO)∶V(O2)＝4∶3时，NO完全转化成HNO3。
3．工业制取硝酸工厂的尾气中含有NO、NO2，从减少污染物的排放及原料的充分利用角度考虑，如何才能消除硝酸工厂的尾气？
提示：向尾气中通入过量的空气，再用足量的水吸收，即可将NO、NO2完全转化为HNO3。
氮的氧化物溶于水的计算
1．相关反应原理
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ①
2NO＋O2===2NO2 ②
由方程式①×2＋②得：
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 ③
由方程式①×2＋②×3得：
4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 ④
2．氮的氧化物溶于水的三种类型
(1)NO2气体：NO2气体溶于水时仅涉及反应①：剩余气体为NO。
(2)NO2和O2的混合气体：NO2和O2的混合气体溶于水时涉及反应③：
x＝
0x＝
x>
反应情况
O2过量，剩余气体为O2
恰好完全反应，无气体剩余
NO2过量又发生反应①，只剩余NO
(3)NO和O2的混合气体：NO、O2的混合气体溶于水时涉及反应④：
x＝
0x＝
x>
反应情况
O2过量，剩余O2
恰好完全反应，无气体剩余
NO过量，剩余NO
1.如图所示，试管中盛装的是红棕色气体，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水柱继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水充满，对原试管中盛装气体的说法正确的是(　　)
①可能是N2与NO2的混合气体
②可能是NO2气体
③可能是NO与NO2的混合气体
④只可能是NO2一种气体
A．①②　　　　　　　　　 B．②③
C．③④ D．①④
解析：选B　是红棕色气体，那么一定有二氧化氮的存在，与水反应后生成一氧化氮，所以没有充满试管，继续通入氧气，最终充满试管，则①肯定错误；如果有少量的氧气，大量的二氧化氮时②可以成立；③中通入足量的氧气，NO也可以全部被吸收。
2．将V mL NO和NO2的混合气通过水吸收后，得到a mL无色气体A，将此无色气体A与等体积O2混合，再通过水充分吸收后，收集到5 mL无色气体B。试回答：
(1)A气体是________，B气体是________。
(2)A气体的体积是________。
解析：(1)NO2溶于水生成NO，故A为NO，NO与O2通入水中发生反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，二者等体积时，O2过量，故B为O2；
(2)4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
4　 　3
a mL mL
依题意：a－＝5，a＝20。
答案：(1)NO　O2　(2)20 mL
1．SO2和NO2的主要来源、危害和防治
2．酸雨
3．常见的环境污染
环境污染
形成原因
主要危害
酸雨
SO2和氮氧化物的排放
土壤酸化，腐蚀建筑物
光化学烟雾
氮氧化物和碳氢化合物的排放
危害人体健康和植物生长
环境污染
形成原因
主要危害
臭氧空洞
氮氧化物和氟氯代烃的排放
地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧
赤潮和水华
含氮、磷等营养成分的生活污水和工、农业废水的任意排放
使藻类过度繁殖，水质恶化，发生在海水中为赤潮，淡水中为水华
白色污染
聚乙烯塑料的大量使用，任意丢弃
破坏土壤结构和生态环境
[特别提醒]　汽车尾气的主要成分是氮氧化物(主要是汽缸中的电火花和高温使鼓入的空气中的N2、O2化合所致)，还含有CO，改进技术，使之在催化剂的作用下转化为无毒的N2和CO2：2NO＋2CON2＋2CO2。
1．环保部门每天通过新闻媒体向社会发布以污染物浓度为标准确定空气质量的信息。在下列各种物质中不属于空气质量指标的是(　　)
A．二氧化碳　　　　　 B．氮氧化物
C．二氧化硫 D．悬浮颗粒
解析：选A　属于大气污染物的是二氧化硫、氮氧化物、悬浮颗粒，CO2是空气成分之一，含量变化只能引起“温室效应”，对空气质量影响不大。
2．环境污染问题越来越受到人们的关注，造成环境污染的主要原因大多是由于人类生产活动中过度排放有关物质引起的。下列环境问题与所对应的物质不相关的是(　　)
A．温室效应——CO2
B．臭氧层破坏——CO
C．酸雨——SO2
D．光化学污染——NOx
解析：选B　A项，二氧化碳可以造成温室效应，不合题意；B项，臭氧层破坏是因为氟利昂，不是一氧化碳，选B；C项，硫的氧化物和氮的氧化物形成酸雨，不合题意；D项，氮的氧化物可以形成光化学污染，不合题意。
[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是(　　)
选项
氧化物
环境问题
主要来源
A
CO2
酸雨
化石燃料的燃烧
B
SO2
光化学烟雾
汽车尾气的排放
C
NO2
温室效应
工厂废气的排放
D
CO
CO中毒
燃料的不完全燃烧
解析：选D　A项，二氧化碳是造成温室效应的气体，造成酸雨的气体是二氧化硫及氮氧化物，错误；B项，氮的氧化物是造成光化学烟雾的气体，错误；C项，二氧化碳是造成温室效应的气体，错误；D项，CO有毒，主要来自燃料的不完全燃烧，正确。
2．在NO2被水吸收的反应中，发生还原反应的物质和发生氧化反应的物质的质量比为(　　)
A．3∶1　　　　　　　 B．1∶3
C．1∶2 D．2∶1
解析：选C　3NO2＋H2O===2HNO3＋NO,3 mol NO2中，有2 mol氮原子的价态升高，1 mol氮原子的价态降低，所以发生还原反应的NO2与发生氧化反应的NO2的质量比为1∶2。
3．下列物质的转化必须加入氧化剂且通过一步反应就能完成的是(　　)
①N2→NO2　②NO2→NO　③NO2→HNO3
④N2→NO　⑤N2→NH3
A．① B．②⑤
C．④ D．③④
解析：选C　该题有两个要求：(1)必须加入氧化剂；(2)通过一步反应就能完成。反应①、③、④从化合价角度来看都是升高，但反应①N2→NO2不能通过一步反应完成；而反应③NO2→HNO3虽然氮的化合价升高，但不加氧化剂也能完成，如3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，在该反应中，NO2既是氧化剂又是还原剂；只有反应④N2→NO必须加入氧化剂且通过一步反应就能完成。
4．将10 mL NO和NO2的混合气体通入装满水倒立在水槽中的量筒内，一段时间后，最后剩余4 mL气体，原混合气体中含NO体积为(　　)
A．1 mL B．3 mL
C．5 mL D．7 mL
解析：选A　若NO2体积为x，则NO体积为(10－x)，二氧化氮气体与水反应的化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，由此可知，x＋(10－x)＝4，x＝9(mL)，10－x＝1(mL)。
5．目前，汽车尾气已成为许多大城市空气的主要污染。汽车尾气中含有CO、NO等多种污染物。
(1)汽车燃料中一般不含氮，尾气中所含的NO产生的原因是________________________________________________________________________，
化学方程式为_________________________________________________________。
(2)治理汽车尾气中NO和CO的一种方法是：在汽车的排气管上装上一个催化转化装置，使NO和CO反应，生成CO2和N2。反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(3)下列措施中，能减少或控制汽车尾气污染有效且可行的是________。
①制定严格的尾气排放标准，并严格执行。
②开发清洁能源，如氢能汽车、太阳能汽车等。
③市民出行戴防毒面具。
④市民大量移居城市郊区。
解析：(1)空气中的N2和O2在电火花作用下和内燃机燃烧产生的高温条件下反应产生NO，化学方程式为N2＋O22NO。
(2)NO和CO反应生成CO2和N2，化学方程式为2NO＋2CO2CO2＋N2。
(3)①有利于减少污染；②有利于减少污染；③不现实，是污染后再防护的做法，不可取；④不现实，大量移居成本较高，不可取。
答案：(1)空气中的N2和O2在电火花作用下和内燃机燃烧产生的高温条件下反应产生NO　N2＋O22NO　(2)2NO＋2CON2＋2CO2　(3)①②
1．NO对于心脑血管系统功能的改善具有重要作用。下列关于NO的描述不正确的是(　　)
A．难溶于水
B．可由氮气和氧气在放电条件下反应生成
C．常温下能与氧气化合
D．红棕色气体
解析：选D　NO为无色难溶于水的气体，D项错误。
2．我国酸雨形成的主要原因是(　　)
A．汽车排出的大量尾气
B．自然界中硫化物的分解
C．工业上大量燃烧含硫的燃料
D．制硝酸厂排出的大量尾气
解析：选C　A项，汽车排出的大量尾气中含有NO、NO2，会导致酸雨，但不是主要原因，错误；B项，自然界中硫化物的分解产生SO2很少，不足以形成酸雨，错误；C项，工业上大量燃烧含硫的燃料，会产生大量SO2，该气体溶于水形成亚硫酸，亚硫酸再与空气中的氧气发生反应形成硫酸，导致酸雨，是形成酸雨的主要因素，正确；D项，制硝酸厂排出的大量尾气中含有NO、NO2，会导致酸雨，但氮的氧化物主要是形成光化学烟雾，错误。
3．将盛有N2和NO2混合气体的试管倒立于水中，经过足够长的时间后，试管内气体的体积缩小为原来的一半，则原混合气体中N2和NO2的体积比是(　　)
A．1∶1　　　　　　 B．1∶2
C．1∶3 D．3∶1
解析：选C　设NO2的体积为x，N2的体积为(1－x)，由题意结合化学方程式3NO2＋H2O===2HNO3＋NO↑，可得x＋(1－x)＝，x＝，1－x＝，N2和NO2的体积比为1∶3。
4．一定条件下，将等体积的NO2和O2的混合气体置于试管并将该试管倒置于水槽中至液面不再上升时，剩余气体的体积约为原体积的(　　)
A． B．
C． D．
解析：选D　根据4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知，O2过量。设NO2和O2的体积各
1 L，则1 L NO2消耗O2 L，剩余O2 L，所以＝。
5．关于二氧化硫和二氧化氮叙述正确的是(　　)
A．两种气体都是无色有毒的气体，且都可用水吸收以消除对空气的污染
B．二氧化硫与过量的二氧化氮混合后通入水中能得到两种常用的强酸
C．两种气体都具有强氧化性，因此都能够使品红溶液褪色
D．两种气体溶于水都可以与水反应，且只生成相应的酸
解析：选B　A中二氧化氮为红棕色气体；B中二氧化氮跟水反应，生成了硝酸，硝酸氧化亚硫酸生成硫酸，能得到两种常用的强酸；C中二氧化硫的漂白原理不是利用强氧化性，二氧化硫也不具有强氧化性；D中二氧化氮跟水反应，还生成了一氧化氮，故选项B符合题意。
6．将盛有12 mL NO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2 mL无色气体，则原混合气体中O2的体积和剩余的2 mL气体分别是(　　)
A．1.2 mL，NO B．2.4 mL，O2
C．3.5 mL，O2 D．4 mL，NO
解析：选A　解题依据的化学反应原理为
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
设O2的体积为x。剩余的气体有两种可能：
①若剩O2，则V剩＝x－(12 mL－x)＝2 mL，
解得x＝4 mL，选项B、C不正确。
②若剩NO，则V剩＝[(12 mL－x)－4x]＝2 mL，
解得x＝1.2 mL，选项D不正确。
7．某混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种。现将此无色透明的混合气体通过品红溶液后，品红溶液褪色，把剩余气体排入空气中，很快变为红棕色。对于原混合气体成分的判断中正确的是(　　)
A．肯定有SO2和NO B．肯定没有Cl2、O2和NO
C．可能有Cl2和O2 D．肯定只有NO
解析：选A　由题意可知，混合气体无色，故无Cl2(黄绿色)、NO2(红棕色)；能使品红溶液褪色，说明有SO2；剩余气体排入空气中，很快变为红棕色，说明产生了NO2，进而说明原混合气体中有NO，故无O2。
8．工业废气中氮氧化物是主要污染物，为了治理污染，常通入NH3，发生反应NOx＋NH3—―→N2＋H2O来治理污染。现有NO、NO2的混合气体3 L，用同温同压下3.5 L NH3使其恰好完全转化为N2，则混合气体中NO、NO2的物质的量之比为(　　)
A．1∶1 B．1∶3
C．2∶1 D．1∶4
解析：选B　在相同条件下体积比等于物质的量之比，设混合气体中NO、NO2的物质的量分别是x mol和y mol，则x＋y＝3。根据得失电子守恒可知2x＋4y＝3.5×3，解得x＝0.75、y＝2.25，因此混合气体中NO、NO2的物质的量之比为1∶3。
9．以下是氮循环的一部分：
(1)通常状况下，NO2的颜色是________。
(2)反应①的化学方程式是_________________________________________________。
(3)NO2易溶于水，并和水发生化学反应。该反应中，氧化剂是________。
(4)化合物A的化学式是__________________。
(5)治理汽车尾气的一种方法是用催化剂使NO与CO发生反应：2NO＋2CO2CO2＋N2。当生成2 mol N2时，被还原的NO为________ mol。
解析：(1)NO2的颜色是红棕色。(2)反应①是N2和O2在放电条件的反应，化学方程式是N2＋O22NO。(3)NO2易溶于水，发生的反应是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。该反应中NO2的氮元素化合价既有降低又有升高，NO2既是氧化剂又是还原剂。(4)由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO知A的化学式是HNO3。(5)从2NO＋2CO2CO2＋N2看出NO和N2的比为2∶1，则生成2 mol N2时反应的NO为4 mol。
答案：(1)红棕色　(2)N2＋O22NO　(3)NO2　(4)HNO3　(5)4
10．为了探究三种气态氧化物(SO2、NO2、CO2)的性质，某同学设计了一组实验：
用三只集气瓶收集满二氧化硫、二氧化氮气体，然后将其倒置在水槽中。分别缓慢通入适量O2或Cl2，如图A、B、C所示。一段时间后，A、B装置的集气瓶中充满溶液，C装置的集气瓶中还有气体剩余。
(假设瓶内液体不扩散)：
①写出装置B中反应的离子方程式：________________________________________
________________________。
②假设该实验条件下，气体摩尔体积为a L·mol－1。则装置A的集气瓶中所得溶液溶质的物质的量浓度为________。
③通入氧气前在C装置的水槽里滴加几滴紫色石蕊溶液，观察到的现象是________，通入氧气后，可能观察到的实验现象是___________，写出反应的总化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：①NO2和O2，SO2和Cl2按一定比例可完全溶解于水中形成溶液4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，而SO2溶于水只有部分SO2与水反应SO2＋H2O??H2SO3，很少量的H2SO3消耗很少量的O2,2H2SO3＋O2===2H2SO4。　
②设充满NO2的集气瓶容积为V L，n(NO2)＝＝ mol，倒置于水槽中通入O2形成 mol HNO3，溶液体积也为V L，故集气瓶中HNO3浓度为：c(HNO3)＝＝ mol·L－1。
③H2SO3是中强酸，且浓度很小时酸性很弱，滴加紫色石蕊溶液显浅红色，通入氧气后，H2SO3被氧化为H2SO4，酸性增强，石蕊溶液所显红色变深。总反应为2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4。
答案：①Cl2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO
② mol·L－1　
③溶液呈浅红色　溶液红色加深　2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4
1．大气污染是环境污染的一个重要方面，常见的大气污染分一次污染和二次污染，二次污染是排入环境中的一次污染物在物理化学因素或生物作用下发生变化，或与环境中其他物质发生反应生成新的污染物，如2NO＋O2===2NO2就是二次污染，由NO2导致的污染就是NO的二次污染。下列物质：①SO2　②NO　③NO2　④HCl　⑤CO2，不易导致二次污染的是(　　)
A．①②③④⑤　　　　 B．①③⑤
C．④和⑤ D．只有④
解析：选C　HCl和CO2性质稳定，不易再发生反应导致二次污染。
2．不能实现下列物质间直接转化的元素是(　　)
A．碳 B．氮
C．硫 D．铝
解析：选D　A项，碳可以先生成一氧化碳，后生成二氧化碳，后和水反应生成酸，正确；B项，氮气和氧气反应生成一氧化氮，后生成二氧化氮，和水反应时生成硝酸，正确；C项，硫和氧气反应生成二氧化硫，再和氧气反应生成三氧化硫，再和水反应生成硫酸，正确；D项，铝的氧化物只有氧化铝，错误。
3.按如图进行实验，试管内装有12 mL NO，然后间歇而缓慢地通入8 mL O2，下面有关实验最终状态的描述正确的是(　　)
A．试管内气体呈红棕色
B．试管内气体为无色的NO
C．试管内气体为无色的O2
D．试管内充满了液体
解析：选B　据题意在装有NO的试管内通入O2时依次发生反应2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，二者相加得总反应为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，由于＝＝>，即NO过量，试管内剩余气体为无色的NO，液体未充满试管。
4．盛有O2和NO2的混合气体的量筒倒立在盛有水的水槽中，过一段时间后，量筒内的气体体积减小为原来的一半。则原混合气体中O2和NO2的体积比是(　　)
A．3∶1 B．3∶2
C．2∶1 D．1∶2
解析：选B　设NO2体积为x，O2体积为(1－x)，若剩余气体为O2，由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3知，1－x－x＝，x＝，1－x＝，两者体积之比为3∶2；若剩余气体为NO，由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO知NO2为原来总体积的1.5倍，这种情况不存在。
5．在标准状况下，将O2和NO2按1∶4的体积比充满干燥的烧瓶，把烧瓶倒置于水中，瓶内液体逐渐上升，假设烧瓶内溶液不扩散，最终烧瓶内溶液溶质的物质的量浓度为(　　)
A． mol·L－1 B． mol·L－1
C． mol·L－1 D． mol·L－1
解析：选C　根据化学方程式4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，设烧瓶的容积为V L，则NO2的体积为V L。又因NO2与O2的体积比为4∶1，所以最终液体充满烧瓶，溶液的体积为V L。NO2的物质的量为V L/22.4 L·mol－1，HNO3的物质的量也为V L/22.4 L·mol－1，烧瓶内HNO3的物质的量浓度为c(HNO3)＝＝ mol·L－1。
6．在标准状况下，将22.4 L NO2通入过量的NaHCO3溶液中，再使逸出的气体通过装有足量Na2O2颗粒的干燥管，最后收集到的气体是(　　)
A．O2 B．CO2和O2
C．NO2和O2 D．NO
解析：选C　n(NO2)＝1 mol，由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO知，则反应产生硝酸 mol，产生NO mol，HNO3与溶液中的NaHCO3发生反应产生CO2，n(CO2)＝ mol，再使逸出的气体通过装有足量Na2O2颗粒的干燥管，发生反应：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，根据反应物与生成物的物质的量关系可得n(O2)＝ mol，水蒸气也和Na2O2反应产生氧气，所以氧气大于 mol，NO与O2发生反应：2NO＋O2===2NO2。由于二者反应时物质的量之比是2∶1，而实际n(NO)＝ mol，n(O2)> mol，所以氧气过量，反应后气体为过量的氧气与反应产生的NO2的混合气体。
7．某氮的氧化物是大气污染物之一，在一定温度和有催化剂存在下，该氧化物与氨气(NH3)反应只生成氮气和水，若生成的氮气和水的物质的量之比为5∶6，该氧化物的化学式为(　　)
A．NO B．N2O3
C．NO2 D．N2O5
解析：选A　由题意知：NH3＋―→N2＋H2O，内表示氮的氧化物，配平后应为4NH3＋===5N2＋6H2O，中为6个N原子和6个O原子，即6NO，该氮的氧化物的化学式为NO。
8．氮的某种氧化物和一氧化碳在催化剂的作用下充分反应，生成氮气和二氧化碳。若测得氮气和二氧化碳的物质的量之比为1∶2，则这种氮的氧化物是(　　)
A．N2O B．NO2
C．NO D．N2O5
解析：选C　设这种氮的氧化物的化学式为NxOy，反应的化学方程式为2NxOy＋2yCO===xN2＋2yCO2，根据题意得x∶2y＝1∶2，x∶y＝1∶1。
9．某化学学习小组为探究NO2和SO2的反应，特进行如下实验(如下图所示)。
(1)图1两集气瓶中________(填“上”或“下”)瓶颜色深。
(2)图2中反应的现象是________________________________________________。
(3)图3中“有红棕色气体产生”说明SO2和NO2反应的产物中有_______，说明NO2在该反应中显________性。
(4)由图2和图3中的现象写出NO2和SO2反应的化学方程式：________________________________________________________________________。
解析：图3中反应生成的气体遇空气显红棕色，说明图2中反应生成了NO，即NO2和SO2反应，NO2转化为NO，表现氧化性，而SO2则表现还原性，被氧化，S元素化合价升高，只能变成＋6价，应转化为SO3。
答案：(1)下　(2)两气体混合后，颜色消失
(3)NO　氧化　(4)NO2＋SO2===NO＋SO3
10．已知NO不溶于水，NO2易溶于水，且与水发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。把盛有48 mL NO和NO2混合气体的容器倒置于水中(保持同温同压)，待液面稳定后，容器内气体的体积变为24 mL，则：
(1)原混合气中，NO是______ mL，NO2是______ mL。
(2)若在剩余的24 mL气体中，通入6 mL O2，待液面稳定后，反应后容器内剩余气体体积为________ mL。
(3)若在剩余的24 mL气体中，通入24 mL O2，待液面稳定后，反应后容器内剩余气体体积为________ mL。
(4)若在原48 mL NO、NO2中，通入________ mL O2再倒置于水中，气体会全部被吸收。
解析：(1)设NO2的体积为x，
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　体积差
　3　　　　　　　　　　　1　　2
　x　　　　　　　　　　　　(48－24)mL
x＝36 mL
V(NO)＝(48－36)mL＝12 mL。
(2)由4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
4　　3
(耗) 8 mL　6 mL
容器内剩余气体为NO，体积为24 mL－8 mL＝16 mL。
(3)由4NO～3O2知，24 mL NO只需消耗18 mL的O2，所以反应后容器内剩余O2为24 mL－18 mL＝6 mL。
(4)由4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
　 　　4　　3
12 mL　9 mL
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
4　　　1
36 mL 9 mL
可知，通入18 mL O2，可使管内气体全部被H2O吸收。
答案：(1)12　36　(2)16　(3)6　(4)18
第二节富集在海水中的元素——氯
第一课时　氯气的性质
[课标要求]
1．了解氯元素的存在、氯气的物理性质及应用。
2．了解氯气及其重要化合物以及氯水的主要性质及应用。
1．氯的原子结构和氯元素存在
(1)原子结构
原子结构示意图为，氯原子容易得到1个电子而形成Cl－，表现出典型的非金属性。
(2)氯元素的存在
氯在自然界中以化合态存在，主要以NaCl的形式存在。
2．氯气的物理性质
颜色
状态
气味
毒性
溶解性
特性
黄绿色
气体
刺激性气味
有毒
1 体积水溶解
2 体积氯气
易液化
3．与金属单质的反应
4．与非金属单质的反应
操作
H2在Cl2中燃烧
H2和Cl2的混合气体光照
现象
H2在盛有Cl2的集气瓶中安静地燃烧，发出苍白色火焰，集气瓶口有白雾产生
发生爆炸
反应
原理
H2＋Cl22HCl
[特别提醒]　Cl2与变价金属反应时生成高价态的金属氯化物，即Cl2与Fe反应，不论Cl2是否过量均生成FeCl3而不是FeCl2。
5．氯气的用途
(1)氯气是化学工业的一种重要物质。氯的化合物可作为制取高纯硅、锗(半导体)和金属钛的重要中间物质。
(2)在有机化工中，氯气是合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料和药品的重要原料。
[特别提醒]　闻有毒气体的方法：用手在集气瓶口轻轻扇动，使极少量的气体飘进鼻孔。
1．下列有关氯气的叙述中，不正确的是(　　)
A．氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的气体
B．氯气、液氯是同一种物质
C．氯气不能溶于水
D．氯气是一种有毒的气体
解析：选C　Cl2能溶于水，1体积水大约能溶解2体积Cl2。
2．下列现象不属于H2在Cl2中燃烧现象的是(　　)
A．苍白色火焰　　　　　 B．瓶口有白雾
C．集气瓶内气体颜色变浅 D．爆炸
解析：选D　H2在Cl2中燃烧，发出苍白色火焰，瓶口因生成的HCl吸收空气中的H2O生成盐酸小液滴而形成白雾，集气瓶内气体的颜色因Cl2的消耗而变浅，但不发生爆炸。
3．下列化合物中，不能通过两种单质间化合直接制取的是(　　)
A．FeCl3 B．CuCl2
C．HCl D．FeCl2
解析：选D　Cl2与金属反应生成高价态的氯化物，所以FeCl2不能由两种单质直接化合制取。
1．氯气与水反应
(1)氯水中的成分：
“三分子”是：H2O、Cl2、HClO。
“四离子”是：H＋、OH－、Cl－、ClO－。
(2)氯气与水反应的化学方程式：Cl2＋H2O===HCl＋HClO。
离子方程式为Cl2＋H2O??H＋＋Cl－＋HClO。
2．次氯酸(HClO)的性质与应用
(1)次氯酸的三大性质

(2)次氯酸的漂白作用

[特别提醒]　干燥的Cl2没有漂白性，但湿润的Cl2由于生成了HClO而具有漂白性。
1．向品红溶液中加入新制氯水，溶液的颜色有何变化？
提示：新制氯水中含有HClO，具有漂白性，因此品红溶液褪色。
2．将氯水滴入NaHCO3溶液中，有何现象？
提示：溶液中产生气泡，因为氯水中的盐酸与NaHCO3发生反应：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑。
3．实验室里如何保存氯水？
提示：氯水中的HClO见光或受热易分解，故新制氯水应密闭保存于棕色试剂瓶中，并置于冷暗处。
1．氯水性质的多样性
在氯水中含有多种微粒，因此在与不同物质发生反应时，表现出不同微粒的性质，现列表如下：
所加试剂
参与反应的微粒
实验现象
离子方程式或解释
AgNO3溶液
Cl－
产生白色沉淀
Cl－＋Ag＋===AgCl↓
Na2CO3固体
H＋
有气泡产生
2H＋＋CO=== CO2↑＋H2O
有色布条
HClO
布条颜色褪去
漂白性
FeCl2溶液
Cl2
溶液由浅绿色变为棕黄色
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
石蕊溶液
HClO、H＋
先变红后褪色
酸性和漂白性
[特别提醒]　氯水中因含有Cl2、HClO而具有强氧化性，当氯水与还原性物质(如FeCl2、NaBr、KI等)反应时，只看作Cl2参与反应，如2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；当考虑氯水的漂白性和消毒性时，只看作HClO起作用。
2．新制氯水、久置氯水、液氯的比较
新制氯水
久置氯水
液氯
区别
氯气的水溶液
稀盐酸
氯气的液体状态
分类
混合物
混合物
纯净物
颜色
浅黄绿色
无色
黄绿色
组成
微粒
Cl2、HClO、H2O、H＋、Cl－、ClO－、OH－　
H＋、Cl－、H2O、OH－
Cl2
性质
多种成分，多重性质，如酸性、漂白性、氧化性等
有酸性(比新制氯水强)
仅表现Cl2的性质
1．下列关于氯水的叙述中正确的是(　　)
A．新制氯水中只含有Cl2和H2O分子
B．新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色
C．光照氯水有气泡逸出，该气体是Cl2
D．氯水放置数天后，酸性减弱
解析：选B　新制氯水中有Cl2、HClO、H2O等分子，H＋、Cl－、ClO－等离子，A项错误；新制氯水中含有H＋和HClO，蓝色石蕊试纸遇H＋变红，变红后的试纸被强氧化剂HClO氧化而褪色，B项正确；光照氯水发生反应2HClO2HCl＋O2↑，逸出的气体是O2，而不是Cl2，C项错误；HClO分解后变成HCl，HCl是强酸，溶液的酸性增强，D项错误。
2．用自来水养金鱼时，我们通常先将自来水日晒一段时间后，再注入鱼缸，其目的是(　　)
A．利用日光中紫外线杀死水中的细菌
B．提高水温，有利于金鱼生长
C．增加水中氧气的含量
D．促使水中的次氯酸分解
解析：选D　使用Cl2对自来水消毒时，主要是利用了HClO的强氧化性，HClO见光易分解，自来水日晒后可以使HClO分解完全，且生成的盐酸能挥发出来。
1．与NaOH反应——制漂白液
化学方程式：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。
漂白液的有效成分为NaClO。
2．与Ca(OH)2反应——制漂白粉
化学方程式：2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。
漂白粉的成分为CaCl2、Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO)2。　
1．漂白粉露置于空气中会变质失效的原因是什么？
提示：漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2，在潮湿空气中发生反应：Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO,2HClO光照,2HCl＋O2↑。
2．1 mol Cl2与足量NaOH溶液反应，转移电子的个数是多少？
提示：
故1 mol Cl2完全反应转移1 mol电子，即NA个电子。
1．漂白液的有效成分为次氯酸钠(NaClO)；漂白粉的有效成分为次氯酸钙[Ca(ClO)2]，含有效氯约为35%。
2．漂白粉的漂白原理：漂白液、漂白粉的漂白、消毒原理相同，都是在酸性条件下生成具有漂白、消毒作用的次氯酸(HClO)。
Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO(家用漂白、消毒)
Ca(ClO)2＋2HCl===CaCl2↓＋2HClO(工业漂白)
3．漂白粉长期露置于空气中，最终会生成CaCl2，其反应原理为
Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO
2HClO2HCl＋O2↑
CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
1．地震后，抗震救灾要用大量漂白粉和漂白液杀菌消毒。下列叙述中正确的是(　　)
A．漂白粉是纯净物，漂白液是混合物
B．漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2
C．工业上将氯气通入澄清石灰水制取漂白粉
D．漂白液的有效成分是Na2O2
解析：选B　A项，漂白粉是氯化钙和次氯酸钙的混合物，漂白液是次氯酸钠溶液，也是混合物，错误；B项，漂白粉的有效成分为次氯酸钙，正确；C项，工业上通常将氯气通入石灰乳中制取漂白粉，不是澄清石灰水中，错误；D项，漂白液的有效成分为次氯酸钠，不是过氧化钠，错误。
2．某化工厂生产的漂白粉，产品说明书如下：
漂白粉使用说明书
主要成分：次氯酸钙，氯化钙
用法用量：每次取漂白粉2 g，水1 000 mL，配成0.2%～0.3%的浊液。
将病人用具浸泡其中5～10分钟，如需要，浓度可提高，时间可延长。
注意事项：……
请回答：
(1)请为漂白粉写一份保存、使用的注意事项(不超过30字)_______________________
________________________________________________________________________。
(2)用化学方程式表示：
①漂白粉的生产原理：___________________________________________；
②一般情况下，漂白粉失效的主要原因：______________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)密封、避光保存在阴凉处，随配随用，勿接触皮肤，不能用以漂洗丝、毛织
品等
(2)①2Ca(OH)2＋2Cl2===Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O
②Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO、
2HClO2HCl＋O2↑
[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．在自来水的生产中，常通入适量氯气进行杀菌消毒，氯气与水反应的产物之一是盐酸。市场上有些不法商贩为牟取暴利，利用自来水冒充纯净水桶装出售。为辨别真伪，可用下列哪一种试剂来鉴别(　　)
A．酚酞溶液　　　　　　 B．氯化钡溶液
C．氢氧化钠溶液 D．硝酸银溶液
解析：选D　自来水中含有盐酸，因为Cl－与Ag＋反应生成AgCl白色沉淀，则选用AgNO3溶液，如果有白色沉淀生成，为自来水；如果无白色沉淀生成，为纯净水。
2．下面对氯气的叙述，正确的是(　　)
A．液氯可使湿的红布条褪色，所以液氯具有漂白性
B．氯气没有漂白性，但通入品红溶液中，品红的红色褪去
C．在通常情况下，氯气可以和任何金属直接化合
D．氯气有毒，可以用澄清的石灰水吸收尾气；久置的氯水最终变为稀盐酸
解析：选B　次氯酸具有漂白性，液氯没有漂白性，A项错误；氯气没有漂白性，但通入品红溶液中，氯气和水反应生成的次氯酸使品红褪色，B项正确；在点燃或加热的情况下，氯气可以和大多数金属直接化合，C项错误；氯气有毒，可以用氢氧化钠溶液吸收尾气，而澄清石灰水浓度太小，吸收效果不好，D项错误。
3．下列说法正确的是(　　)
A．向久置的氯水中滴入紫色石蕊溶液，溶液将先变红后褪色
B．欲除去Cl2中少量的HCl气体，可将此混合气体通过盛有饱和食盐水的洗气瓶
C．漂白粉的有效成分是CaCl2和Ca(ClO)2
D．氯水的成分为Cl2和Ca(ClO)2，应密封保存
解析：选B　HClO易分解，久置氯水实际是盐酸，因此只能使紫色石蕊溶液变红，而不能使其褪色，A项错误；漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO)2，C项错误；新制氯水的成分有：Cl2、H＋、ClO－、OH－、Cl－、HClO、H2O，不含有Ca(ClO)2，D项错误；Cl2几乎不溶于饱和食盐水，但HCl易溶于饱和食盐水，因此可用饱和食盐水除去Cl2中少量的HCl气体，B项正确。
4．在氯水中存在许多分子和离子，它们在不同的反应中表现各自的性质，下列的实验和结论一致正确的是(　　)
A．加入有色布条，一会儿有色布条褪色，说明溶液中有Cl2的存在
B．溶液呈浅黄绿色，且有刺激性气味，说明溶液中有Cl2的存在
C．先加入盐酸酸化，再加入AgNO3溶液产生白色沉淀，说明氯水中有Cl－的存在
D．加入NaOH溶液，氯水浅黄绿色消失，说明溶液中有HClO分子的存在
解析：选B　A项，使有色布条褪色的物质是HClO；B项，氯水呈黄绿色是因为溶有Cl2；C项，因为先加盐酸酸化，已经引入了Cl－，不能确定氯水中是否含有Cl－；D项，Cl2与NaOH发生反应。
5．现有A、B、C三种气体，A是密度最小的气体，B在通常情况下呈黄绿色，纯净的A可以在B中安静地燃烧生成C。把气体B通入到适量石灰乳中可以得到白色浑浊物D。请据此回答下列问题：
(1)写出下列各反应的化学方程式：
①纯净的A在B中安静地燃烧生成C__________________________________________；
②将气体B通入到水中____________________________________________________；
③将气体B通入到NaOH溶液中______________________________________________；
④将气体B通入到适量石灰乳中_____________________________________________。
(2)把三种气体分别通入酸性硝酸银溶液中，出现白色沉淀的气体是________(用字母表示)。
(3)白色浑浊物D因具有漂白性又称为________，该物质在空气中容易变质的原因为(用化学方程式表示)_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析： A是密度最小的气体，为氢气；B在通常情况下呈黄绿色，为氯气；纯净的A可以在B中安静地燃烧生成C，则C为氯化氢。把氯气通入到适量石灰乳中可以得到白色浑浊物为氯化钙和次氯酸钙的混合物。
(2)HCl和Cl2通入酸性硝酸银溶液中，都生成AgCl白色沉淀。
(3)白色浑浊物D因具有漂白性又称为漂白粉，该物质在空气中容易变质的原因为Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO,2HClO2HCl＋O2↑。
答案：(1)①H2＋Cl22HCl
②Cl2＋H2O===HCl＋HClO
③Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
④2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
(2)BC　(3)漂白粉　Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO、2HClO2HCl＋O2↑
1．一家大型化工厂发生爆炸，有大量的Cl2扩散，下列应急措施不正确的是(　　)
A．向顺风方向的低洼处跑
B．用浸有纯碱液的毛巾捂住口鼻迅速逃离
C．向逆风方向的高处跑
D．来不及逃离的可用浸湿的棉被堵好门窗，并及时请求救援
解析：选A　氯气有毒且密度比空气大，如果发生氯气泄漏，氯气向顺风方向和低洼处扩散较快，应将人群逆风向高处疏散，A项错误，C项正确；氯气能和碱反应生成盐，可以用浸有弱碱性溶液的毛巾捂住口鼻来防止氯气中毒，B项正确；氯气能和水反应，来不及逃离的可用浸湿的棉被堵好门窗，并及时请求救援，D项正确。
2．下列氯化物中，既能由金属和氯气直接反应制得，又能由金属和盐酸反应制得的是(　　)
A．CuCl2　　　　　　 B．FeCl2
C．AlCl3 D．FeCl3
解析：选C　当氯气与Cu、Fe等变价金属反应时，生成高价金属氯化物，故B项不正确。A项中Cu不与盐酸反应，D项中Fe与盐酸反应生成FeCl2，故A、D项均不正确。C项既可由金属与氯气直接反应制得，又可由金属与盐酸反应制得。
3．下列物质中，不能使有色布条褪色的是(　　)
A．次氯酸钠溶液 B．次氯酸钙溶液
C．氯水 D．氯化钙溶液
解析：选D　氯水中含有HClO，次氯酸钠、次氯酸钙溶液与空气中的CO2反应可产生HClO，三者均有漂白性，氯化钙溶液中不含有也不能生成HClO，没有漂白性。
4．下列关于HClO的说法不正确的是(　　)
A．HClO是弱酸 B．HClO是强酸
C．HClO是强氧化性酸 D．HClO能杀菌消毒
解析：选B　次氯酸是弱酸，具有强氧化性，能杀菌消毒。
5．下列关于氯气的描述中，正确的是(　　)
A．Cl2以液态形式存在时可称作氯水或液氯
B．红热的铜丝在氯气中燃烧，生成蓝色固体CuCl2
C．有氯气参加的化学反应必须在溶液中进行
D．钠在氯气中燃烧生成白色固体NaCl
解析：选D　Cl2以液态形式存在时称为液氯而不能称为氯水，氯水是Cl2溶于水形成的溶液，是混合物，A项错；红热铜丝在Cl2中燃烧生成棕黄色固体CuCl2，B项错误；有Cl2参加的反应可以在溶液中进行，也可以在其他环境中进行，如Fe、H2在Cl2中的燃烧，C项错误。
6．漂白粉长期露置在空气中失效的原因是(　　)
A．吸收了氧气和水蒸气
B．吸收了二氧化碳和水蒸气
C．漂白粉风化
D．漂白粉不稳定，见光分解
解析：选B　次氯酸酸性弱于碳酸，次氯酸钙和二氧化碳、水反应生成次氯酸，次氯酸不稳定，光照易分解，导致漂白粉失效，反应的化学方程式为Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===2HClO＋CaCO3、2HClO2HCl＋O2↑，选项B符合题意。
7．下列说法不正确的是(　　)
A．钠和铁一样，都能在氯气中燃烧生成金属氯化物
B．液氯是氯气的水溶液，它能使干燥的有色布条褪色
C．氯气跟变价金属反应生成高价金属氯化物
D．氯水具有杀菌、漂白作用是因为氯水中含有强氧化性的次氯酸
解析：选B　液氯是液态的Cl2，不能使干燥有色布条褪色，B项错误。
8．下列实验现象，与新制氯水中的某些成分(括号内物质)没有关系的是(　　)
A．将NaHCO3固体加入新制氯水，有无色气泡生成(H＋)
B．使红色布条褪色(HClO)
C．向FeCl2溶液中滴加氯水，发现棕黄色(HCl)
D．滴加AgNO3溶液生成白色沉淀(Cl－)
解析：选C　A项，氯水中有盐酸和次氯酸，盐酸能和碳酸氢钠反应生成二氧化碳气体，与H＋有关；B项，氯水中有次氯酸，都使红色布条褪色，与次氯酸有关；C项，氯气和二价铁离子反应生成三价铁离子，与盐酸无关；D项，氯离子和硝酸银反应生成氯化银沉淀，与Cl－有关。
9．在新制氯水含有的各种微粒中(用化学式或离子符号填写)：
(1)使氯水呈黄绿色的是________。
(2)能使AgNO3溶液产生白色沉淀的是________。
(3)能使紫色石蕊溶液显红色的是________。
(4)能使红纸褪色的是________。
(5)能使无水CuSO4变蓝的是________。
(6)能与NaHCO3溶液反应放出气体的是________。
解析：根据新制氯水的成分进行分析，其中使红纸褪色的是HClO而非Cl2，由于HClO的酸性比H2CO3弱，故HClO与NaHCO3不发生反应，能与NaHCO3反应放出气体的是HCl。
答案：(1)Cl2　(2)Cl－　(3)H＋　(4)HClO　(5)H2O　(6)H＋
10．某同学利用如图所示的装置进行有关实验。其中气体A的主要成分是氯气，还含有少量空气和水蒸气。请回答下列问题：
(1)该实验的主要目的是研究干燥的氯气是否具有____作用。
(2)浓硫酸的作用是________。
(3)实验过程中观察到B瓶中干燥的有色布条________(填“褪”或“不褪”)色。
(4)在该实验中，装置存在缺陷，还应加盛有________的装置。
解析：(1)该实验的主要目的是研究干燥的氯气是否具有漂白作用。
(2)浓硫酸的作用是作干燥剂干燥氯气。
(3)实验过程中观察到B瓶中干燥的有色布条不褪色。
(4)氯气的尾气对环境有污染，故装置存在缺陷，还应加盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶吸收尾气。
答案：(1)漂白　(2)除去H2O(干燥氯气)　(3)不褪　(4)NaOH溶液
1．下面对氯气的叙述正确的是(　　)
A．氯气可使湿润的红布条褪色，所以氯气具有漂白性
B．氯气没有漂白性，但通入品红溶液中，品红褪色
C．过量的铜在氯气中燃烧可生成氯化亚铜
D．闻其气味时要小心的将集气瓶放在鼻孔下直接闻
解析：选B　A项，干燥的氯气不具有漂白性，则氯气可以使湿润的红布条褪色是因为氯气和水反应生成的次氯酸具有漂白性，错误；B项，氯气没有漂白性，其与水反应生成的次氯酸能使品红溶液褪色，正确；C项，铜和氯气反应生成氯化铜，错误；D项，闻气体的气味需要用手轻轻煽动使少量气体飘进鼻孔即可，错误。
2．下列物质能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红又褪色的是(　　)
A．久置的氯水
B．氯气溶于无水酒精所形成的溶液
C．盐酸
D．盐酸酸化的漂白粉溶液
解析：选D　久置氯水主要成分为稀盐酸，不具有漂白性，不能使石蕊试纸褪色，A项错误；氯气的酒精溶液，溶剂为酒精，不能生成酸和具有漂白性的物质，B项错误；盐酸不具有漂白性，不能使石蕊试纸褪色，C项错误；盐酸酸化的漂白粉溶液具有酸性，可使石蕊试纸变红，可生成HClO，具有漂白性，能使石蕊试纸褪色，D项正确。
3．下列关于漂白粉的叙述正确的是(　　)
A．漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2和CaCl2
B．漂白粉在空气中久置仍不变质
C．漂白粉是由Cl2与石灰乳制得的
D．漂白粉是由Cl2与澄清石灰水制得
解析：选C　漂白粉的制法为Cl2通入石灰乳，C正确、D错误。漂白粉在空气中发生反应：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，久置会变质。
4．下列关于氯气的实验装置能达到实验目的的是(　　)
①可用于氯气的收集　②可用于除去氯气中少量的氯化氢气体　③可证明氯气具有漂白性　④可用于实验室中氯气的尾气吸收
A．①② B．①③
C．②③ D．①④
解析：选D　①氯气密度比空气大，可用向上排空气法收集氯气，正确；②氯气微溶于水，难溶于饱和食盐水，可用饱和食盐水除去氯气中少量的氯化氢气体，错误；③干燥的氯气不具有漂白性，应用干燥的有色布条验证，错误；④氯气可与氢氧化钠反应，可用于实验室中氯气的尾气吸收，正确。
5.如图A处通入Cl2，当关闭B阀时，C处湿润的红布条没有明显变化，当打开B阀时，C处的湿润红布条逐渐褪色。则D瓶中盛装的溶液是(　　)
A．浓硫酸　　　　 B．水
C．氢氧化钠溶液 D．饱和食盐水
解析：选C　关闭B，C处湿润有色布条不褪色，说明Cl2在D处完全反应。
6．漂白液、漂白粉、过氧乙酸等均可用于杀菌消毒，以下有关漂白粉的说法正确的是(　　)
A．漂白粉是氯气与氢氧化钠反应的产物
B．漂白粉能杀菌消毒的原因是漂白粉有毒，能毒死病菌
C．漂白粉放入稀酸中可以提高漂白速度
D．氯气与碱反应的产物没有杀菌消毒作用
解析：选C　漂白粉是氯气与氢氧化钙反应后所得的混合物，主要成分为CaCl2和Ca(ClO)2，A项错误；漂白粉能用来杀菌消毒的原因是Ca(ClO)2与空气中的CO2和H2O作用生成的HClO具有杀菌消毒的作用，B项错误；当漂白粉与酸接触时，也可生成HClO，且漂白粉与稀酸反应生成HClO的速度较快，漂白粉放入稀酸中提高漂白速度，C项正确；氯气与碱反应可生成氯化物和次氯酸盐，次氯酸盐可与CO2、H2O或与稀酸作用生成HClO，HClO具有杀菌消毒作用，D项错误。
7．0.1 mol某种金属元素的单质直接与氯气反应后，质量增加7.1 g，则这种元素是(　　)
A．Na　　　 B．H2　　　　C．Fe　　　　D．Cu
解析：选D　n(Cl2)＝＝0.1 mol，n(Cl)＝0.2 mol，n(金属)∶n(Cl)＝1∶2，所以金属元素的化合价为＋2价，D正确。
8．已知：KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O，如下图所示，将少量试剂分别放入培养皿中的相应位置，实验时将浓盐酸滴在KClO3晶体上，并用表面皿盖好。下表中由实验现象得出的结论完全正确的是(　　)
选项
实验现象
结论
A
滴有KSCN的FeCl2溶液变红
Cl2具有还原性
B
滴有酚酞的NaOH溶液褪色
Cl2具有酸性
C
紫色石蕊溶液先变红后褪色
Cl2具有漂白性
D
KI-淀粉溶液变成蓝色
Cl2具有氧化性
解析：选D　A项是因为Cl2具有强氧化性；Cl2本身没有酸性，溶液褪色，可能是Cl2与水反应生成HCl和HClO，再与NaOH溶液发生中和反应生成盐而使溶液褪色，还可能是生成的HClO的漂白性使溶液褪色，B项错；Cl2本身不具有漂白性，而是Cl2与H2O作用生成的HClO具有漂白性，C项错误。
9.右图中，A、B、C、D是氯气或含氯的化合物。
(1)推断(写化学式)：
A____________________，
B____________________，
C____________________，
D____________________。
(2)写出①～⑤各步反应的化学方程式。
①_______________________________________________________________________，
②_______________________________________________________________________，
③_______________________________________________________________________，
④_______________________________________________________________________，
⑤_______________________________________________________________________。
解析：根据反应①、②、③推断A为Cl2，依据框图中物质间的转化关系，依次推知B为Ca(ClO)2，C为HCl，D为HClO。
答案：(1)Cl2　Ca(ClO)2　HCl　HClO
(2)①H2＋Cl22HCl
②2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
③Cl2＋H2O===HCl＋HClO
④2HClO2HCl＋O2↑
⑤Ca(ClO)2＋2HCl===CaCl2＋2HClO
10．氯水是实验室常需临时配制的一种试剂。图甲所示的是实验室配制氯水时的一种常用装置，图乙是某化学实验小组自行设计的一种配制氯水的装置(图中的鼓气球是一种具有气体单向阀，可用于向瓶中鼓入空气的仪器)(已知常温下KMnO4固体与浓盐酸反应产生氯气)。
(1)氯水中含有七种粒子，其中的分子为________________(化学式)；需临时配制的原因是________________(用化学方程式表示)。
(2)图甲所示装置中，烧杯内的液体是________，烧杯中发生反应的离子方程式是________________________________________________________________________。
(3)用图乙所示装置中配制氯水时，操作步骤如下：
①关闭活塞2，打开分液漏斗上口的玻璃塞，再打开活塞1，将少量浓盐酸注入大试管内。
②关闭活塞1，盖上分液漏斗上口玻璃塞。浓盐酸和大试管内的高锰酸钾粉末反应产生氯气。
③轻轻摇动瓶A，使氯气不断溶入水中。
用图乙装置能在较短时间内得到饱和氯水。除了在摇动过程中增大了气体和水的接触面以外，另一个重要原因是____________________________________________________。
分液漏斗中的浓盐酸应分数次加入试管内。若一次加入太多的浓盐酸，可能引起的后果是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)配制氯水完成后，不必拆卸装置即可从瓶A中取用少量氯水，方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)在氯水中的分子有Cl2、H2O、HClO；因为次氯酸能见光分解生成氧气和盐酸，所以需要临时配制，化学方程式为2HClO2HCl＋O2↑。
(2)烧杯中的液体是为了吸收氯气的，所以使用NaOH溶液；氯气和氢氧化钠反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O。
答案：(1)Cl2、H2O、HClO　2HClO2HCl＋O2↑
(2)NaOH溶液　Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O(3)氯气在瓶内产生较大压强，增大了氯气的溶解度　瓶内产生过多的氯气，瓶内压强过大会使瓶A的橡胶塞弹开
(4)打开活塞2，关闭活塞1，用鼓气球向瓶A中鼓入空气
第二课时
氯气的制法　氯离子的检验
[课标要求]
1．了解实验室制取Cl2的原理和实验装置。
2．掌握Cl－的检验方法。
1．氯气的实验室制法
(1)反应原理
实验室用MnO2和浓盐酸加热反应制取Cl2，反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，
离子方程式为MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。
(2)实验装置
装置A中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl气体；
装置B中浓硫酸的作用是干燥Cl2；
烧杯中NaOH溶液的作用是吸收多余的Cl2、以防污染环境。
2．氯气的工业制法
工业上用电解饱和食盐水的方法制取Cl2，反应的化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
[特别提醒]　实验室制取Cl2用的是浓盐酸而不是稀盐酸，因为MnO2与稀盐酸不反应。
1．含有4 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应，能生成1 mol Cl2吗？
提示：不能，因为随着反应的进行，盐酸的浓度变小，MnO2与稀盐酸不反应，故生成的Cl2小于1 mol。
2．如何检验氯气已经收集满？
提示：将湿润的淀粉-KI试纸放到瓶口，Cl2能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝。
氯气的实验室制法
1．试剂的选择
选取试剂的主要依据是制取气体的性质。氯气具有强氧化性，常用氧化其Cl－的方法来制取，因此要选用含有Cl－的物质(如盐酸)和具有强氧化性的物质(如MnO2、KMnO4等)来制取。如
MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
2．发生装置
选取发生装置的依据是制取气体所用试剂的状态和反应条件(加热与否)。以此分析可知，实验室制取氯气是加热固体与液体的混合物，所以应选用固液加热制气发生装置。如图所示：
3．收集方法
选用收集方法的主要依据是气体的密度和水溶性。因为氯气能溶于水，密度比空气的大，所以收集氯气时，不能用排水法，应该用向上排空气法。Cl2在饱和食盐水中的溶解度较小，也可用排饱和食盐水法收集Cl2。
4．干燥剂的选择
选择气体干燥剂的主要依据是被干燥气体不能与干燥剂反应。如氯气能与碱反应，所以不能用碱石灰进行干燥，常用浓硫酸、五氧化二磷等进行干燥。
5．吸收装置
氯气有毒，实验室制取氯气时应在密闭系统或通风橱中进行，通常在收集装置的后面连接盛有NaOH溶液的吸收装置。
6．验满
常用湿润的淀粉碘化钾试纸或湿润的蓝色石蕊试纸检验Cl2。方法是将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近集气瓶瓶口，试纸变蓝，或将湿润的蓝色石蕊试纸靠近集气瓶瓶口，试纸先变红后褪色，则可证明Cl2已收集满。
1．某实验室的尾气中含有较多的氯气，有毒，要吸收这些尾气，下列试剂最适合的是(　　)
A．饱和的石灰水　　　 B．饱和的食盐水
C．自来水 D．烧碱溶液
解析：选D　虽然氯气能与饱和石灰水反应，但相同条件下，氢氧化钠的溶解度大于氢氧化钙的溶解度，吸收效果烧碱溶液更好，A项错误、D项正确；饱和食盐水中氯离子浓度达到最大，抑制氯气的溶解，则吸收效果最不好，B项错误；自来水中含有氯离子，将抑制氯气的溶解，且氯气的溶解度较小，用水吸收效果不好，C项错误。
2．实验室中常用MnO2氧化浓盐酸的方法制取氯气，实验装置如下图所示：
(1)圆底烧瓶中发生反应的离子方程式是___________________________________
________________________________________________________________________。
(2)如果将过量二氧化锰与20 mL 12 mol·L－1的盐酸混合加热，充分反应后生成的氯气明显少于0.06 mol。其主要原因有：①_________________________________________，
②____________________________________________________________________。
(3)为了提高浓盐酸的利用率，你对实验的建议是______________________________
________________________________________________________________________。
(4)实验结束清洗仪器时，为了减少烧瓶中残留氯气对环境的污染，可以向烧瓶中加入的溶液是________，有关的离子方程式是________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：由题所给盐酸中HCl的物质的量是0.24 mol，但由于盐酸受热易挥发，且随着反应的不断进行，盐酸的浓度越来越小，变为稀盐酸后不再与MnO2反应，所以产生的Cl2的物质的量小于0.06 mol。
答案：(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
(2)①加热使HCl大量挥发　②盐酸浓度变小后不再发生反应
(3)将浓盐酸慢慢滴下；加热用小火
(4)NaOH溶液　Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O；H＋＋OH－===H2O
氯离子检验的实验探究
在四支试管中分别加入2～3 mL稀盐酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液、自来水，然后各滴入几滴AgNO3溶液，再分别加入少量稀硝酸，观察现象，填写下表。
2～3 mL试样
现象
解释或离子方程式
AgNO3溶液
稀硝酸
稀盐酸
白色沉淀
不溶解
Ag＋＋Cl－===AgCl↓
NaCl溶液
白色沉淀
不溶解
Ag＋＋Cl－===AgCl↓
Na2CO3
溶液
白色沉淀
溶解并产生气泡
2Ag＋＋CO=== Ag2CO3↓
Ag2CO3＋2H＋===2Ag＋＋H2O＋CO2↑
自来水
浑浊
浑浊
自来水中含有少量Cl－，Ag＋＋Cl－===AgCl↓
[特别提醒]　中学阶段不溶于HNO3白色沉淀有AgCl和BaSO4。
1．检验Cl－时，为什么要加入稀硝酸？
提示：用稀HNO3可以排除CO造成的干扰，因为Ag2CO3能溶于稀硝酸。
2．检验Cl－时，能否用稀盐酸进行酸化？
提示：不能，因为盐酸中含有Cl－，其影响Cl－的检验。
检验Cl－的方法
1．检验Cl－时要用到AgNO3溶液和稀HNO3，其中加入稀HNO3的目的是(　　)
A．加速反应的进行　　 B．排除某些杂质离子的干扰
C．生成不溶于水的沉淀 D．增大沉淀的生成量
解析：选B　加入稀硝酸的目的主要是为了排除CO的干扰，因为Ag＋与CO会发生反应生成白色沉淀，发生的反应为2Ag＋＋CO===Ag2CO3↓。
2．为了证明氯酸钾晶体中含有氯元素，选用下面给出的试剂和操作进行验证。其操作顺序正确的是(　　)
①滴加AgNO3溶液　②加水溶解　③过滤，取滤液　④与二氧化锰混合加热　⑤加稀HNO3　⑥与浓盐酸反应　⑦与NaOH溶液混合加热　⑧用淀粉-KI试纸
A．⑥⑦①⑤ B．⑥⑧
C．④②③①⑤ D．②①⑤
解析：选C　氯酸钾晶体中无Cl－，要证明氯酸钾晶体中含有氯元素，必须使之产生
Cl－。故可通过与MnO2混合加热使之分解产生KCl，然后再通过检验Cl－的存在，证明其含有氯元素。由于MnO2不溶于水，故可通过加水溶解过滤的方法分离出MnO2，然后向滤液中加入AgNO3溶液和稀HNO3进行验证。
[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．欲除去Cl2中少量的HCl气体，可选用(　　)
A．NaOH溶液　　　　　 B．饱和食盐水
C．浓硫酸 D．石灰水
解析：选B　HCl极易溶于水，而Cl2在饱和食盐水中溶解度很小，利用饱和食盐水可除去Cl2中少量的HCl气体。
2．检验某未知溶液中是否含有氯离子(Cl－)，正确的操作是(　　)
A．向未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生
B．向未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生，加入盐酸，沉淀不消失
C．向未知溶液中加入稀硝酸酸化后，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生
D．向未知溶液中加入稀盐酸酸化后，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生
解析：选C　A项操作不正确，它不能排除CO的干扰；B项操作不正确，因为Ag2CO3跟HCl反应时，生成的AgCl仍是白色沉淀；C项操作正确；D项用盐酸酸化加入了Cl－，不能确定原溶液中是否有Cl－。
3．下图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3，仪器连接顺序正确的是(　　)
A．a—b—c—d—e—f—g—h
B．a—e—d—c—b—h—i—g
C．a—d—e—c—b—h—i—g
D．a—c—b—d—e—h—i—f
解析：选B　按制气→除HCl→除H2O→制备FeCl3→吸收Cl2顺序连接。
4．实验室用下列两种方法制氯气：①用含HCl 146 g的浓盐酸与足量的MnO2反应；②用87 g MnO2与足量的浓盐酸反应。所得的氯气(　　)
A．①比②多 B．②比①多
C．一样多 D．无法比较
解析：选B　146 g HCl的物质的量为4 mol,87 g MnO2的物质的量为1 mol，根据化学方程式：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O可知，1 mol MnO2可以与4 mol HCl反应，但是随反应进行浓盐酸变为稀盐酸，而稀盐酸与MnO2不反应，也就是说1 mol MnO2与足量浓盐酸反应生成的Cl2多。
5．实验室常用二氧化锰和浓盐酸反应制备氯气，用下图装置可制备纯净、干燥的氯气，并验证其部分性质。
试回答下列问题：
(1)A中发生反应的化学方程式是_____________________________________________。
(2)C、D中所用试剂分别是：C________；D________。
(3)B中出现的现象是______________________________________________________。
(4)请用离子方程式表示F中NaOH溶液的作用__________________________________
________________________________________________________________________。
(5)若想制得标准状况下2.24 L氯气，理论上被氧化的HCl的物质的量是________ mol。
解析：(1)实验室用MnO2与浓盐酸反应制取氯气，反应的化学方程式为MnO2＋4HClMnCl2＋Cl2↑＋2H2O。
(2)盐酸具有挥发性，制得的氯气中混有HCl和水蒸气两种杂质，氯气在饱和食盐水中的溶解度较小，浓硫酸可以干燥氯气，所以C、D中所用试剂分别是饱和食盐水、浓硫酸。
(3)B中出现的现象是溶液颜色由无色变为蓝色。
(4)Cl2有毒，需进行尾气处理，氯气与NaOH溶液的反应是Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。
(5)在反应MnO2＋4HClMnCl2＋Cl2↑＋2H2O中，4 mol HCl参加反应，其中被氧化的HCl为2 mol，标准状况下2.24 L氯气的物质的量为0.1 mol，则理论上被氧化的HCl的物质的量是0.2 mol。
答案：(1)MnO2＋4HClMnCl2＋Cl2↑＋2H2O
(2)饱和食盐水　浓硫酸
(3)溶液颜色由无色变为蓝色
(4)Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
(5)0.2
1．下列关于实验室用MnO2制取Cl2的叙述不正确的是(　　)
A．MnO2与浓盐酸共热
B．缓慢加热反应
C．用向下排空气法收集Cl2
D．多余氯气常用较浓的碱液吸收
解析：选C　由于浓盐酸易挥发，故必须缓慢加热以减少HCl的挥发；Cl2的密度比空气的密度大，故应用向上排空气法收集Cl2；Cl2极易与碱反应：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，故应用较浓的碱液吸收多余的Cl2。
2．能证明某溶液中含有NaCl的是(　　)
A．焰色反应是黄色
B．溶液有咸味
C．取少量溶液于试管中，滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，出现白色沉淀
D．焰色反应是黄色，同时又能与硝酸酸化的硝酸银溶液反应生成白色沉淀
解析：选D　证明某溶液中含有NaCl，既要证明Na＋的存在，又要证明Cl－的存在，证明Na＋通过焰色反应为黄色，证明Cl－的存在是加入HNO3酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀；A、C项叙述不完整，B项叙述是错误的，实验室中的任何化学试剂均不能用嘴尝。
3．某化学小组用如图所示装置制取氯气。下列说法不正确的是(　　)
A．该装置图中至少存在三处明显错误
B．该实验中收集氯气的方法不正确
C．为了防止氯气污染空气，必须进行尾气处理
D．在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉碘化钾试纸可以证明是否有Cl2逸出
解析：选B　装置中未用酒精灯加热，应该用分液漏斗，没有尾气吸收装置，共3处明显错误。
4．下列离子方程式错误的是(　　)
A．实验室制Cl2：MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
B．在NaCl溶液中滴入AgNO3溶液：Ag＋＋Cl－===AgCl↓
C．Cl2溶于水：Cl2＋H2O===2H＋＋Cl－＋ClO－
D．用NaOH溶液吸收Cl2：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
解析：选C　HClO为弱酸，在离子方程式中用化学式来表示，故Cl2与水反应的离子方程式为Cl2＋H2O===H＋＋Cl－＋HClO。
5．氯仿(CHCl3)可用作麻醉剂，常因保存不慎而被空气氧化产生剧毒物质COCl2(光气)和氯化氢，为防止事故发生，使用前要检验氯仿是否变质，应选用的检验试剂是(　　)
A．水　　　　　　　　 B．AgNO3溶液
C．NaOH溶液 D．KI溶液
解析：选B　氯仿氧化后生成COCl2(光气)和HCl，因此，用AgNO3溶液检验HCl中Cl－的存在即可判断氯仿是否变质。
6.下列关于实验室制取Cl2的说法正确的是(　　)
A．将混有HCl杂质的Cl2通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶除去杂质
B．实验室制取Cl2，浓盐酸起到酸性和氧化剂作用
C．实验室用如图装置除去Cl2中的少量HCl
D．实验室制备Cl2，可用排饱和食盐水集气法收集
解析：选D　Cl2通入饱和NaHCO3溶液反应生成CO2，引入新的杂质，并且消耗Cl2，A项不正确；实验室制取Cl2，浓盐酸起到酸性和还原剂的作用，B项不正确；用饱和食盐水除去Cl2中的HCl气体时，导气管应长进短出，C项不正确；实验室用排饱和食盐水法收集Cl2是因为Cl2难溶于饱和食盐水，而能溶于水，D项正确。
7．实验室制氯气时有如下操作，操作顺序正确的是(　　)
①连接好装置，检查气密性；②缓缓加热；③在烧瓶中加入少量的MnO2，向分液漏斗中加入浓盐酸；④通过分液漏斗慢慢向烧瓶中注入浓盐酸；⑤将多余氯气用浓NaOH溶液吸收；⑥当有连续气泡出现时，开始用向上排空气法收集氯气。
A．①②③④⑤⑥ B．③④②①⑥⑤
C．①④③②⑥⑤ D．①③④②⑥⑤
解析：选D　实验室制取氯气的实验步骤为：先连接好装置，检查装置的气密性，加试剂(先固体后液体)，缓缓加热，收集气体，尾气处理。
8．实验室制备氯气的化学方程式是MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋2H2O＋Cl2↑。下列关于实验室制氯气的说法中错误的是(　　)
A．还原剂是HCl，氧化剂是MnO2
B．每生成1 mol Cl2，转移电子2 mol
C．每消耗1 mol MnO2，起还原作用的HCl为4 mol
D．生成的氯气中含有水蒸气和HCl
解析：选C　在MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O中，MnO2是氧化剂，HCl是还原剂，每生成1 mol Cl2转移2 mol电子，但在参加反应的4 mol HCl中，只有2 mol被氧化，即起还原作用的HCl为2 mol；由于反应加热，因此生成的氯气中含有水蒸气和HCl气体。
9．某溶液中可能含有K＋、Na＋、CO、Cl－中的一种或几种，为鉴别其中所含离子，现进行如下实验：
序号
实验操作及现象
步骤①
取原溶液，进行焰色反应，显黄色，透过蓝色钴玻璃观察无紫色
步骤②
取原溶液，向溶液中加入盐酸，有气体产生
请回答下列问题：
(1)原溶液中一定存在的离子是________(填离子符号，下同)，一定不存在的离子是________，可能存在的离子是________。
(2)为进一步确定原溶液中可能存在的离子是否存在，应进行的实验操作及判断依据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：由步骤①确定原溶液中含有Na＋不含有K＋，由步骤②确定原溶液中含有CO。但不能判断原溶液中是否含有Cl－，需要用AgNO3和稀HNO3检验Cl－的存在。
答案：(1)Na＋、CO　K＋　Cl－
(2)取原溶液，向溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成，再加入足量稀HNO3，若白色沉淀不消失，则原溶液中存在Cl－，若白色沉淀消失，则原溶液中不存在Cl－
10．实验室里用如图所示仪器和药品来制取纯净的无水氯化铜(Cu＋Cl2CuCl2)。图中A、B、C、D、E、F表示玻璃管接口，接口的弯曲和伸长等部分未画出。根据要求填写下列各小题空白。
(1)如果所制气体从左向右流向时，上述各仪器装置的正确连接顺序是(填各装置的序号)(　　　)接(　　　)接(　　　)接(　　　)接(　　　)接(　　　)，其中②与④装置相连时，玻璃管接口(用装置中字母表示)应是________接________。
(2)装置②的作用是_______________________________________________________；
装置④的作用是__________________________________________________________。
(3)实验开始时，应首先检验装置的________，实验结束时，应先熄灭________处的酒精灯。
(4)在装置⑤的烧瓶中，发生反应的化学方程式为________________________________
________________________________________________________________________。
解析：制取纯净的无水CuCl2，应由Cu和纯净的Cl2加热制得，欲制得纯净的氯气需③和⑤组合制得Cl2，再经④洗去Cl2中的氯化氢，经过②除去水蒸气，最后排出的尾气用碱液吸收以防止多余的Cl2污染环境。
答案：(1)③　⑤　④　②　①　⑥　C　B
(2)除去Cl2中的水蒸气　除去Cl2中的HCl气体
(3)气密性　①
(4)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
1．检验氯化氢气体中是否混有Cl2，可采用的方法是(　　)
A．用干燥的蓝色石蕊试纸
B．用干燥有色布条
C．将气体通入硝酸银溶液
D．用湿润的淀粉-KI试纸
解析：选D　HClO具有漂白性，在干燥环境下，Cl2不能转变为HClO，因而无漂白性，不能与HCl气体区分。气体通入AgNO3溶液会产生白色沉淀，因为Cl2与H2O反应也产生Cl－。因此，用湿润的淀粉-KI试纸检验Cl2的存在。
2．在未知液中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成，加入稀硝酸后，沉淀部分溶解，有无色无味的气体生成，将气体通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊，由此判断未知液中含有(　　)
A．Cl－、SO B．Cl－、NO
C．Cl－、CO D．Cl－、OH－
解析：选C　能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体应是CO2，又因为加入稀HNO3后沉淀部分溶解，故原溶液中除含有CO外，还有Cl－。
3．下列变化不能直接实现的是(　　)
①(HCl)→②(Cl2)→③[Ca(ClO)2]→④(HClO)→⑤(CO2)　
A．①→② B．②→③
C．③→④ D．④→⑤
解析：选D　 HClCl2Ca(ClO)2HClO。以上转化均能一步直接实现，但由HClO转化成CO2不能直接实现。
4．已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应生成Cl2。若用如图所示的实验装置来制备纯净、干燥的Cl2，并试验它与金属的反应。每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是(　　)
A．①和②处 B．②处
C．②和③处 D．②③④处
解析：选D　②中的NaOH溶液与Cl2反应，Cl2被吸收；③中的内部左边的导气管过短，右边的导气管过长，这样Cl2不能通过该瓶；④中试管中只有进气管没有出气管，Cl2不能进入试管，且缺少加热装置酒精灯。
5.根据氯气的物理性质，有人设计了如图所示的装置收集氯气，下列说法中正确的是(　　)
A．排空气法收集氯气：A进气，B出气
B．排空气法收集氯气：B进气，A出气
C．排饱和食盐水法收集氯气：A进气，B出液
D．排氢氧化钠溶液法收集氯气：B进气，A出液
解析：选A　氯气的密度比空气大，排空气法收集氯气时，A项正确，B项错误；氯气在饱和食盐水中的溶解度较小，用排饱和食盐水的方法收集氯气时，应B进气，A出液，C项错误；氯气易与NaOH溶液反应，因此不能用排氢氧化钠溶液法收集氯气，D项错误。
6．现有盐酸、氯化钠、氢氧化钠和氯水四种溶液，可用来区别它们的一种试剂是(　　)
A．AgNO3 B．酚酞溶液
C．紫色石蕊溶液 D．饱和食盐水
解析：选C　因盐酸、NaCl、氯水中均含有Cl－，故不能用AgNO3溶液区别；盐酸能使紫色的石蕊溶液变红；NaOH溶液能使紫色石蕊溶液变蓝；氯水能使石蕊溶液先变红后褪色，NaCl溶液与石蕊溶液无明显变化，故可选用。
7．含2 mol HCl的浓盐酸和足量的二氧化锰共热制氯气，生成的氯气在标准状况下的体积为(　　)
A．11.2 L B．22.4 L
C．小于11.2 L D．大于11.2 L
解析：选C
MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
4 mol　　　　　　　22.4 L
2 mol　　　　　　　11.2 L
如果HCl完全参加反应，则生成的气体在标准状况下的体积为11.2 L，但该反应中的盐酸为浓盐酸，随盐酸的浓度变小，反应不能进行，由此可知2 mol HCl不可能全部参加反应，则生成的气体体积在标准状况下应小于11.2 L。
8．下列装置应用于实验室制氯气并回收氯化锰的实验，能达到实验目的的是(　　)
A．用装置甲制取氯气
B．用装置乙除去氯气中混有的少量氯化氢
C．用装置丙分离二氧化锰和氯化锰溶液
D．用装置丁蒸干氯化锰溶液制MnCl2·4H2O
解析：选C　A项，二氧化锰和浓盐酸制备氯气需要加热，甲装置没有加热仪器，错误；B项，饱和碳酸氢钠溶液能吸收氯气，但NaHCO3和HCl反应能生成CO2，引入新的杂质气体，所以吸收试剂应该为饱和食盐水，并且洗气瓶气体流向为长导气管进短导气管出，错误；C项，二氧化锰不溶于水，氯化锰易溶于水，因此分离二氧化锰和氯化锰溶液需要过滤，正确；D项，若蒸干氯化锰溶液可能得不到MnCl2·4H2O，错误。
9．下面是两位同学设计的证明碳酸钠样品中含氯化钠的实验方案。
甲：取样品少许加入试管中，加入适量的蒸馏水使之溶解，配成溶液，然后加入AgNO3溶液，看是否有白色沉淀生成。
乙：取样品少许加入试管中，加入适量的自来水使之溶解，配成溶液，然后滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，看是否有白色沉淀生成。
老师看后认为两个方案均有不合理之处，请你指出并给出合理的实验方案。
甲：__________________________________________________________________。
乙：___________________________________________________________________。
合理的实验方案：_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：甲方案中没有用稀硝酸排除CO的干扰，溶液中生成的Ag2CO3也是白色沉淀。乙方案中用自来水配制溶液，自来水用氯气消毒，溶液中含有Cl－，影响检验。
答案：甲：AgNO3溶液没有用稀硝酸酸化，不能排除CO的干扰
乙：用自来水配制溶液，带入Cl－，影响检验
合理的实验方案：取样品少许加入试管中，加入适量蒸馏水配成溶液，然后加入稀硝酸酸化，再加入AgNO3溶液，看是否有白色沉淀生成
10．实验室中用下列装置制FeCl3，可供选择的试剂有：①MnO2　②NaOH溶液　③饱和NaCl溶液　④浓硫酸　⑤浓盐酸。
(1)按气体流向由左到右排列，各装置的连接顺序为(填写A～E序号)：
接接接接。
(2)装置连接好后，应该首先进行的实验操作是__________________________________。
(3)A装置烧瓶中反应的离子方程式是________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)E中盛装的试剂是________，其作用是_____________________________________。
(5)停止反应后，还有铁丝剩余。为检验FeCl3的生成，并最终得到FeCl3溶液，甲同学设计以下实验步骤：
a．待B装置玻璃管冷却后，将管中物质用水溶解，______(填操作方法)除去不溶物；
b．取少量滤液，滴加________溶液，溶液呈现红色，以此检验Fe3＋；
c．取少量滤液，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，检验Cl－。
(6)乙同学认为甲的实验设计不能最终得到FeCl3溶液，其理由是(写出相应的离子反应方程式)________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
你认为还选择下列哪些试剂才能制得较为纯净的FeCl3溶液________。
A．KMnO4(H＋) B．Fe　C．H2O2　D．Cl2　E．盐酸
解析：(1)要制备FeCl3，需先制备氯气，然后净化和干燥，再制备FeCl3，最后进行尾气吸收，所以按气体流向由左到右排列，各装置的连接顺序为AECBD。
(2)装置连接好后，应该首先进行的实验操作是检查装置的气密性。
(3)A装置是实验室制氯气，烧瓶中反应的离子方程式是MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。
(4)制备的氯气中有HCl和水蒸气，先除HCl，E中盛装的试剂是饱和食盐水，其作用是除去HCl。
(5)除去不溶物用过滤的方法；Fe3＋遇SCN－显红色，检验Fe3＋用KSCN溶液。
(6)停止反应后，还有铁丝剩余，说明会发生反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，导致溶液中最终不能得到FeCl3溶液；要想制得较为纯净的FeCl3溶液，需要加入具有氧化性的物质将Fe2＋氧化成Fe3＋，且不能引入杂质，H2O2、Cl2均能将Fe2＋氧化，且不引入杂质。
答案：(1)A　E　C　B　D　(2)检查装置的气密性
(3)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
(4)饱和食盐水　除去氯化氢　(5)过滤　KSCN溶液
(6)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋　CD
第四节氨　硝酸　硫酸
第一课时　氨
[课标要求]
1．了解氨的性质及应用。
2．理解喷泉实验的原理。
3．掌握氨气的实验室制法。
4．了解铵盐的性质及NH的检验。
1．氮的固定
2．氨的性质
(1)物理性质
颜色
气味
密度
溶解性
沸点
无色
刺激性
气味
0.771 g/L，比空气的密度小
极易溶于水，1体积水能溶解700体积NH3
－33.5 ℃易液化
(2)化学性质
①与水反应：NH3＋H2O??NH3·H2O。
②与盐酸反应：NH3＋HCl===NH4Cl
氨气与氯化氢气体相遇时产生白烟。
③催化氧化反应：4NH3＋5O24NO＋6H2O
生成的NO进而氧化生成NO2，用来制造硝酸。
3．氨水的性质
(1)弱碱性，电离方程式：NH3·H2O??NH＋OH－，能使红色石蕊试纸变蓝。
(2)不稳定性，受热分解：NH3·H2ONH3↑＋H2O。
4．氨的用途
(1)氨是氮肥工业、有机合成工业及制造硝酸、铵盐和纯碱的原料。
(2)氨易液化，可用作制冷剂。
在干燥的圆底烧瓶中充满氨气，用带有玻璃管和滴管(滴管里预先吸入水)的塞子塞紧瓶口，倒置烧瓶，使玻璃管插入盛有水(含酚酞)的烧杯中，轻轻挤压滴管的胶头，使少量水进入烧瓶，装置如图。
[问题思考]
1．挤压滴管的胶头后，立即形成红色喷泉，该实验能说明氨气的哪些性质？
提示：能说明氨气极易溶于水；氨气与水反应生成的氨水呈碱性。
2．该喷泉实验中，引发喷泉的实验操作是什么？
提示：打开止水夹，挤压胶头滴管的胶头。
3．该喷泉实验成功的关键是什么？
提示：①装置气密性良好。
②圆底烧瓶要干燥。
③装置内气体的纯度要高。
形成喷泉的条件
使容器内外产生较大压强差的两类情况
(1)容器内气体极易溶于水或容器内气体易与溶液中的溶质发生化学反应。
①喷泉形成原理：
―→―→―→
②常见气体与吸收剂的组合
气体
HCl
NH3
CO2、Cl2、
H2S、SO2
NO2＋O2
吸收剂
水或NaOH
溶液
水或盐酸
NaOH溶液
水
(2)容器内的液体由于受热挥发(如浓盐酸、浓氨水、酒精等)或由于发生化学反应，产生气体。
容器内产生大量气体，使压强迅速增大，促使容器内液体迅速向外流动，也能形成喷泉。如喷雾器、人造喷泉、火山喷发等均是此原理。
1.右图是实验室进行氨溶于水的“喷泉实验”的装置，下列叙述不正确的是(　　)
A．该实验说明氨气极易溶于水
B．进入烧瓶中的液体颜色由无色变为红色，说明氨水呈碱性
C．氨水很稳定，将烧瓶内的红色溶液加热颜色不会发生变化
D．形成“喷泉”的主要原因是氨气溶于水后，烧瓶内的气压小于大气压
解析：选C　由于氨气极易溶于水，当少量水进入盛有氨气的烧瓶会使烧瓶内压强迅速减小且小于大气压，使滴有酚酞的水喷入烧瓶形成喷泉，A项、D项正确；由于氨水有弱碱性，从而使酚酞由无色变为红色，B项正确；氨水不稳定，受热易分解放出氨气，从而使碱性减弱，故滴有酚酞呈红色的氨水受热后红色变浅或褪去，C项错误。
2．制取氨气并完成喷泉实验(图中夹持装置均已略去)。
(1)用图中A所示装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥的氨气，引发喷泉的操作是________________________________________________________________________，
该实验的原理是_______________________________________________________。
(2)如果只提供如图B所示装置，引发喷泉的方法是
_______________________________________________________________________。
解析：(1)打开弹簧夹，从胶头滴管中挤入少量水后，因NH3极易溶于水，致使烧瓶中气压降低，形成喷泉。
(2)B装置与A装置相比，B装置没有胶头滴管，引发该喷泉可用热毛巾捂热圆底烧瓶，赶出导管内的氨气，使NH3与水接触，从而形成喷泉。
答案：(1)打开弹簧夹，挤出胶头滴管中的水　氨气极易溶于水，致使烧瓶内气体压强迅速减小，水迅速进入烧瓶，形成喷泉
(2)打开弹簧夹，用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的氨气，氨气与水接触，即产生喷泉
1．物理性质
铵盐都是白色晶体，易溶于水。
2．化学性质
(1)受热易分解
①NH4Cl受热分解：NH4ClNH3↑＋HCl↑。
②NH4HCO3受热分解：NH4HCO3NH3↑＋H2O↑＋CO2↑。
(2)与碱反应
(NH4)2SO4与NaOH反应的化学方程式为
(NH4)2SO4＋2NaOHNa2SO4＋2H2O＋2NH3↑。
3．NH的检验
(1)原理

(2)方法
取少量样品或溶液于试管中，再加入浓的NaOH溶液，加热产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口，若有白烟产生)，证明样品或溶液中含有NH。
[特别提醒]　(1)必须先加碱溶液，将NH转化为NH3，而不能直接加热，因为有的铵盐受热分解不一定产生NH3，如NH4NO3分解产物较复杂，其中不含有氨气。
(2)必须加热且用浓碱溶液，因为碱液浓度较小和不加热时生成NH3·H2O。
1．下列不属于铵盐的共同性质的是(　　)
A．都是晶体　　　　　　 B．都易溶于水
C．与碱共热都产生氨气 D．都不与酸反应
解析：选D　NH4HCO3、(NH4)2SO3等弱酸的铵盐可与酸反应。
2．试管中盛有白色晶体，检验它是不是铵盐的方法中不可行的是(　　)
A．加热，将湿润的红色石蕊试纸放在管口
B．加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的酚酞试纸放在管口
C．加氢氧化钠溶液，加热，将蘸有浓盐酸的玻璃棒放在管口
D．加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在管口
解析：选A　铵盐与氢氧化钠溶液共热产生氨气，B、C、D均能够检验出氨气，但A将铵盐直接加热，会产生干扰氨气检验的生成物(如碳酸氢铵)，导致无法准确地检验，A不可行。
[特别提醒]　(1)本实验中试剂的选取：NH4Cl可用(NH4)2SO4等代替，但不能用NH4HCO3或NH4NO3代替，因为NH4HCO3、NH4NO3受热分解产生杂质气体。
(2)消石灰不能用KOH或NaOH代替，因为KOH和NaOH易吸水、易结块，不利于产生NH3，且高温下腐蚀试管。
1．实验室能否用加热氯化铵的方法制取氨气？
提示：不能，氯化铵受热分解生成的氨气和氯化氢遇冷会重新结合生成氯化铵。
2．实验室制取氨气时常在收集氨气的试管口塞一团疏松的棉花团，其目的是什么？
提示：防止氨气与空气的对流，以收集到较纯净的氨气。
1．氨气的干燥装置
通常用碱石灰干燥氨气，不能用五氧化二磷、浓硫酸和无水氯化钙干燥。
2．尾气处理
多余的氨要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球)以避免污染空气。在尾气吸收时要防止倒吸，常采用的装置有：
3．实验室快速制取氨气的方法
(1)加热浓氨水制氨，利用NH3·H2OH2O＋NH3↑。其装置如图甲所示。
(2)浓氨水与生石灰：利用生石灰和水反应减少水的同时放出大量的热，使NH3逸出。其装置如图乙所示。
(3)浓氨水和固体NaOH：利用NaOH的吸水性和溶于水放热的性质，使NH3逸出。
(4)浓氨水与碱石灰：利用(2)(3)方法的原理。
1．下列方法中，不能用于实验室里制取氨气的是(　　)
A．在试管中将熟石灰和氯化铵混合后加热
B．加热试管中的氯化铵固体
C．将烧瓶中的浓氨水加热
D．将分液漏斗中的浓氨水滴入装有生石灰的烧瓶中
解析：选B　A项，熟石灰与NH4Cl固体混合后加热，发生反应Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O；B项，加热时NH4Cl发生分解反应NH4ClHCl↑＋NH3↑，遇冷时两种气体又发生化合反应HCl＋NH3===NH4Cl，故不适合用于实验室制NH3；C项，NH3·H2ONH3↑＋H2O；D项，生石灰溶于水放热促使NH3逸出，且增大溶液中
c(OH－)，有利于产生NH3。
2．氨气是化学实验室常需制取的气体。实验室制取氨气通常有两种方法：
①用固体氢氧化钙与氯化铵共热；
②在常温下用固体氢氧化钠与浓氨水反应。
(1)右面的制取装置图中，方法①应选用装置________(填“A”或“B”，下同)，方法②应选用装置________。
(2)在制取后，如果要干燥氨气，应选用的干燥剂是____。
A．浓硫酸　　　　　 B．固体氢氧化钠
C．五氧化二磷
(3)检验集气瓶中是否收集满氨气的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：A装置适用于固体与固体加热制气体，B装置适用于液体与固体(或液体)不加热制气体。NH3为碱性气体，只能用碱性干燥剂。检验NH3一般用湿润的红色石蕊试纸。
答案：(1)A　B　(2)B
(3)将湿润的红色石蕊试纸放在集气瓶口处，如试纸变蓝，说明气体已收集满
[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．关于氨的下列叙述中，正确的是(　　)
A．氨因为有刺激性气味，因此不用来作制冷剂
B．氨具有还原性，可以被氧化为NO
C．氨极易溶于水，因此氨水比较稳定(不容易分解)
D．氨溶于水显弱碱性，因此可使石蕊试剂变为红色
解析：选B　氨易液化，常用作制冷剂，A错误；4NH3＋5O24NO＋6H2O，B正确；氨水不稳定，易分解，C错误；氨水可使石蕊试剂变成蓝色，D错误。
2．下列叙述中，正确的是(　　)
A．氨水和液氨不同，氨水是混合物，液氨是纯净物
B．氨水显碱性，溶液中只有OH－，没有H＋
C．氨气与氯化氢气体相遇产生白色烟雾
D．在反应NH3＋H＋===NH中，NH3失去电子被氧化
解析：选A　A项，液氨由NH3分子构成，属于纯净物，而氨水是NH3的水溶液，属于混合物；B项，氨水呈碱性，溶液中既有OH－又有H＋，但c(OH－)>c(H＋)；C项，NH3与HCl气体相遇产生白烟，没有雾生成；D项NH3＋H＋===NH不属于氧化还原反应。
3．下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是(　　)
A．①③　　　　　　　 B．②③
C．①④ D．②④
解析：选A　因为氯化铵分解生成的NH3与HCl冷却后又生成NH4Cl，不能得到NH3，①错误。实验室用铵盐与碱加热制取氨气，常用NH4Cl固体与Ca(OH)2固体反应，因为有水生成，试管口应向下倾斜，③错误；在浓氨水中加入CaO，CaO与水反应放出大量的热，使NH3·H2O分解放出氨气，②正确；加热浓氨水，加快氨气挥发，④正确。
4．某化学实验小组同学利用以下装置制备氨气，并探究氨气的性质(部分仪器已略去)。请回答：
(1)实验室制备氨气的化学方程式为___________________________________________
________________________。
(2)用装置B收集氨气时，应选择氨气的进气口是______(填“a”或“b”)，并说明选择的理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)打开装置B中的止水夹c，若观察到烧瓶内产生了红色喷泉，则说明氨气具有的性质是____________，____________________________________。
(4)为防止污染环境，以下装置(盛放的液体均为水)可用于吸收多余氨气的是________(填序号)。
解析：(1)实验室制取氨气的方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
(2)氨气比空气的密度小，可用向下排空气法收集，导气管要伸入烧瓶底部。
(3)能形成喷泉，证明氨气极易溶于水，酚酞变红，说明水溶液显碱性。
(4)①不利于氨气的吸收，②、④能防止倒吸，③会发生倒吸。
答案：(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
(2)a　氨气密度比空气密度小
(3)极易溶于水　与水反应生成碱
(4)②④
1．下列反应中，属于氮的固定的是(　　)
A．2NO＋O2===2NO2
B．3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
C．3H2＋N22NH3
D．NH3＋HNO3===NH4NO3
解析：选C　氮的固定是指从单质氮变为化合态的氮。
2．氨水的碱性较弱，其原因是(　　)
A．它能使酚酞溶液变红色
B．氨水极易挥发出氨
C．氨与水结合生成一水合氨(NH3·H2O)只有少部分电离成NH和OH－
D．溶于水的氨大部分以NH3分子形式存在
解析：选C　NH3溶于水后，大部分结合成一水合氨的形式，只有少部分电离成NH和OH－，是弱电解质。故C正确。能使酚酞变红和具有挥发性不能说明它的碱性较弱。
3．现欲分离氯化钠和氯化铵的混合物，可采用的方法是(　　)
A．加入NaOH溶液　　 B．加入AgNO3溶液
C．加热并冷却 D．加入水
解析：选C　加入NaOH溶液可以除去其中的NH4Cl，但却不能达到分离的目的；AgNO3溶液与NaCl和NH4Cl均生成AgCl沉淀，因此不能将二者分离；两种物质均易溶于水，加入水也不能分离；因NH4Cl受热分解为NH3和HCl气体，NH3和HCl气体遇冷又会生成NH4Cl，但NaCl受热不分解，所以用加热并冷却的方法可以使两者分离。
4．有关氨气的实验较多，下面对这些实验原理的分析中，正确的是(　　)
A．氨气极易溶于水，可以用来做喷泉实验
B．氨气的还原性可以解释氨气与氯化氢的反应实验
C．NH3·H2O不稳定，实验室可用NH4Cl和石灰水制取氨气
D．NH3液化时放出大量的热，因而，不能用氨作制冷剂
解析：选A　NH3与HCl反应为非氧化还原反应，B项错误；因NH3易溶于水，实验室制NH3用NH4Cl固体和熟石灰加热，C项错误；液氨汽化时，吸收大量热，可用液氨作制冷剂，D项错误。
5．给装有下列少量固体物质的试管加热，试管底部物质不可能完全消失的是(　　)
A．NH4HCO3 B．NaHCO3
C．NH4Cl D．(NH4)2CO3
解析：选B　A、D由不稳定性酸形成铵盐，受热分解成NH3、CO2、水蒸气；C中NH4Cl是由挥发性酸形成的铵盐，受热后全部分解为气体。B：2NaHCO3△,Na2CO3(固体)＋CO2↑＋H2O↑，所以选B。
6.如图为中学化学教材上的喷泉实验装置。在烧瓶中充满了干燥气体，胶头滴管及烧杯中分别盛有液体，下列各组中能形成这样的喷泉但液体不能充满烧瓶的是(　　)
A．HCl和H2O
B．以4∶1混合的NO2、O2混合气体和H2O
C．NO2和H2O
D．CO2和NaOH溶液
解析：选C　喷泉实验产生的根本原因是烧瓶内外产生气压差，当把胶头滴管内的液体挤入烧瓶时，四选项均可产生气压差形成喷泉，且HCl能完全溶于水，CO2完全与NaOH溶液反应，4∶1混合的NO2和O2能恰好发生反应，4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，故均可使液体充满烧瓶，但NO2与H2O反应时有NO生成，液体不能充满烧瓶。
7．为了检验某固体物质中是否含有NH，你认为下列试纸和试剂用到的是(　　)
①蒸馏水　②NaOH溶液　③红色石蕊试纸　④蓝色石蕊试纸　⑤稀硫酸
A．①②④ B．①②③
C．②③ D．①③⑤
解析：选B　固体溶于NaOH溶液后，加热，若含有NH，则发生NH＋OH－NH3↑＋H2O，NH3能使湿润(用到蒸馏水)的红色石蕊试纸变蓝。
8．氨气是一种重要的工业原料。工业上利用反应3Cl2＋2NH3===N2＋6HCl检查氯气管道是否漏气。下列说法错误的是(　　)
A．若管道漏气，遇氨就会产生白烟
B．该反应利用了Cl2的强氧化性
C．该反应属于复分解反应
D．生成1 mol N2有6 mol电子转移
解析：选C　此反应存在元素化合价的变化，为氧化还原反应，氧化还原反应不可能为复分解反应，C错误；Cl2在此反应中作氧化剂，体现强氧化性，B正确；反应生成的HCl遇到挥发出来的NH3生成白烟(NH4Cl)，A正确；2NH3N2，所以生成1 mol N2将有
6 mol电子转移，D正确。
9．已知A、B、C、D、E、F是含有同一种元素的化合物，其中F是能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，它们之间能发生如下反应：
①A＋H2O―→B＋C　②C ＋ F―→D
③D＋NaOHF＋E＋H2O
(1)写出它们的化学式：
C________，D________，E________。
(2)写出下列反应的离子方程式：
①_____________________________________________________________________；
③_____________________________________________________________________。
(3)工业生产C的过程中有如下一步反应，即F经催化氧化生成B和H2O。写出该步反应的化学方程式：____________________________________________________________
_______________________________________________________________________。
解析：根据题意“F是能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体”可知F是NH3，再结合反应关系可知C为HNO3，D为NH4NO3，E为NaNO3，A为NO2，B为NO。
答案：(1)HNO3　NH4NO3　NaNO3
(2)①3NO2＋H2O===2H＋＋2NO＋NO
③NH＋OH－NH3↑＋H2O
(3)4NH3＋5O24NO＋6H2O
10．氨在人类的生产和生活中有着广泛的应用。某化学兴趣小组利用图1装置探究氨气的有关性质。
(1)装置A中烧瓶内试剂可选用________(填序号)，B的作用是________________。
a．碱石灰　 B．生石灰　　c．浓硫酸　　d．烧碱溶液
(2)连接好装置并检验装置的气密性后，装入试剂，然后应先________(填Ⅰ或Ⅱ)。
Ⅰ.打开旋塞逐滴向圆底烧瓶中加入氨水
Ⅱ.加热装置C
(3)实验中观察到C中CuO粉末变红，D中无水硫酸铜变蓝，并收集到一种单质气体，则该反应相关化学方程式为_____________________________________________________。
该反应证明氨气具有________性。
(4)该实验缺少尾气吸收装置，图2中能用来吸收尾气的装置是________(填装置序号)。
(5)氨气极易溶于水，若标准状况下，将2.24 L的氨气溶于水配成1 L溶液，所得溶液的物质的量浓度为________ mol·L－1。
解析：(1)装置A是制备氨气的发生装置，浓氨水滴入固体碱石灰或氧化钙或固体氢氧化钠都可以生成氨气，浓硫酸和氨气发生反应，氨气易溶于烧碱溶液，不能选择浓硫酸、氢氧化钠溶液制备氨气，所以A装置中试剂为：a.碱石灰，b.生石灰；B装置中的碱石灰是吸收水蒸气，干燥氨气。
(2)连接好装置并检验装置的气密性后，装入试剂，打开旋塞逐滴向圆底烧瓶中加入氨水发生反应生成氨气。
(3)实验中观察到C中CuO粉末变红证明生成铜，D中无水硫酸铜变蓝说明生成水，并收集到一种单质气体，依据氧化还原反应分析，氧化铜氧化氨气为氮气，氧化铜被还原为铜，反应的化学方程式为3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O；氮元素化合价升高为0价，NH3作还原剂具有还原性。
(4)氨气极易溶于水吸收尾气需要防止倒吸，图2中能用来吸收尾气的装置是Ⅱ、Ⅲ，装置Ⅰ易发生倒吸。
(5)氨气极易溶于水，若标准状况下，将2.24 L的氨气溶于水配成1 L溶液，溶质氨气物质的量为0.1 mol，所得溶液的物质的量浓度＝＝0.1 mol·L－1。
答案：(1)ab　吸收水蒸气干燥氨气
(2)Ⅰ
(3)3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O　还原
(4)Ⅱ、Ⅲ
(5)0.1
1．下列叙述不正确的是(　　)
A．NH3的喷泉实验说明氨气极易溶于水
B．NO和NH3均可用排空气法收集
C．NH3中的N元素只具有还原性
D．NH3遇到挥发性强酸能产生白烟
解析：选B　A项，NH3的喷泉实验说明氨气极易溶于水，正确；B项，NO能被氧气氧化生成NO2，所以不能用排空气法收集，NH3可用向下排空气法收集，错误；C项，NH3中的氮元素为－3价，为氮元素的最低价，只具有还原性，正确；D项，NH3遇到挥发性强酸能产生白烟，如与浓盐酸相遇产生氯化铵而产生白烟，正确。
2．实验室里可按如图所示的装置来干燥、收集气体R，多余的气体R可用水吸收，则气体R是(　　)
A．HCl B．Cl2
C．CO D．NH3
解析：选D　从储气瓶导管长短，可看出R应是一种比空气密度小，易溶于水的气体，故D选项正确。
3．某混合气体可能有CO、CO2、NH3、HCl、H2和水蒸气中的一种或几种，当依次通过澄清石灰水(无浑浊现象)、氢氧化钡溶液(有浑浊现象)、浓硫酸、灼热的氧化铜(变红)和无水硫酸铜(变蓝)时，则可断定该混合气中一定有(　　)
A．HCl、CO2、H2 B．CO、H2、H2O
C．CO、H2、NH3 D．HCl、CO、H2O
解析：选A　气体通过澄清的石灰水无浑浊，而通过Ba(OH)2溶液有浑浊，则证明原混合气体中一定含HCl和CO2气体，因HCl与石灰水作用：Ca(OH)2＋2HCl===CaCl2＋2H2O，无沉淀产生；CO2通过Ba(OH)2产生沉淀：Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O，因而有HCl、CO2，则一定没有NH3。通过灼热CuO和无水CuSO4所呈现的现象说明一定存在有H2。
4.锥形瓶内盛有气体X，滴管内盛有液体Y。若挤压胶头滴管，使液体Y滴入瓶中，振荡，过一会可见小气球a鼓起。气体X和液体Y不可能是(　　)
A．X是NH3，Y是水
B．X是SO2，Y是NaOH浓溶液
C．X是CO2，Y是稀硫酸
D．X是HCl，Y是NaNO3稀溶液
解析：选C　气球鼓起，说明锥形瓶内压强减小，所以只要气体能和液体反应，而且气体的体积减小使瓶内压强减小即可。A、D项中NH3和HCl气体极易溶于水，B中SO2与NaOH溶液反应(2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O)，气体体积都减小。C项中CO2和稀H2SO4不反应，气体体积不减小，故C项中压强不减小。
5．一种盐X与烧碱混合共热，可放出无色气体Y，Y经一系列氧化后再溶于水可得Z溶液，Y和Z反应又生成X，则X是(　　)
A．(NH4)2SO4 B．NH4NO3
C．NH4Cl D．NH4HCO3
解析：选B　铵盐与烧碱共热产生NH3，Y为NH3，NH3NONO2HNO3NH4NO3，Z为HNO3，X为NH4NO3。
6．下图所示是某同学鉴别NH4HCO3、NH4Cl、KCl三种化肥的过程，其中试剂甲和乙分别可能是(　　)
A．甲：Ca(OH)2；乙：稀盐酸
B．甲：水；乙：NaOH溶液
C．甲：NaOH溶液；乙：水
D．甲：稀盐酸；乙：NaCl溶液
解析：选A　NH4HCO3和NH4Cl能与碱反应产生NH3，所以试剂甲不可能是H2O或稀盐酸，排除B、D；NH4HCO3、NH4Cl中只有NH4HCO3能与稀盐酸反应生成气泡(CO2)，故A符合。
7．在浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2，可以制得纳米级碳酸钙(粒子直径在1～100 nm之间)。如图所示A～E为实验室常见的仪器装置(部分固定夹持装置略去)，请根据要求回答问题。
(1)实验室制取、收集干燥的NH3，需选用上述仪器装置的接口连接顺序是(选填字母)：a接________、________接________，________接h；用A装置制取NH3的化学方程式为________________________________________________________________________。
(2)用如图所示装置也可以制取NH3，则圆底烧瓶中的固体可以选用________(选填字母编号)。
A．碱石灰　　　　　　 B．生石灰
C．无水氯化钙 D．无水硫酸铜
E．烧碱
(3)向浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2气体制纳米级碳酸钙时，应先通入的气体是________，试写出制纳米级碳酸钙的化学方程式：___________________________。
(4)试设计简单的实验方案，判断所得碳酸钙样品颗粒是否为纳米级：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)制取干燥的氨气，A为发生装置，然后用盛有碱石灰的干燥管干燥，连接de，再用向下排气法收集，连接gf，所以顺序为degf；实验室制取氨气是用氯化铵和氢氧化钙加热反应，化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
(2)可以用浓氨水和碱石灰或生石灰或烧碱制取氨气。(3)因为在氯化钙中二氧化碳溶解度很小，所以先通入溶解度大的氨气，再通入二氧化碳；反应生成碳酸钙和氯化铵，CaCl2＋CO2＋2NH3＋H2O===CaCO3＋2NH4Cl。(4)纳米材料形成的分散系是胶体，具有丁达尔现象，所以取少许样品与水混合形成分散系，用一束光照射，若出现一条光亮的通路，则是纳米级碳酸钙，否则不是。
答案：(1)d　e　g　f　2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
(2)ABE　(3)NH3　CaCl2＋CO2＋2NH3＋H2O===CaCO3(胶体)＋2NH4Cl
(4)取少许样品与水混合形成分散系，用一束光照射，若出现一条光亮的通路，则是纳米级碳酸钙，否则不是
8．某课外活动小组在实验室用下图所示装置快速制取氨并验证氨的某些性质，同时收集少量纯净的氮气，请回答。
(1)写出用生石灰和浓氨水反应制氨的化学方程式___________________________，解释放出NH3的原因
________________________________________________________________________。
(2)实验进行一段时间，观察到硬质玻璃管内黑色氧化铜粉末变为红色，盛无水硫酸铜的干燥管内出现蓝色，并且在最后的出气导管口处收集到纯净、干燥的氮气。根据这些现象，写出在硬质玻璃管内发生反应的化学方程式：___________________________，这个反应说明氨具有________。
A．碱性 B．还原性
C．氧化性 D．不稳定性
(3)洗气瓶中浓硫酸的主要作用是___________________________________________
______________________________________________________________________。
(4)在最后的出气导管口处收集干燥、纯净的氮气，收集方法是________。
A．排空气法
B．排水法
C．用气囊收集
(5)装置E的作用是_______________________________________________________，
装置F的作用___________________________________________________________。
E中的碱石灰________(填“能”或“不能”)换成CaCl2。
解析：(1)CaO与氨水中的水反应生成Ca(OH)2，同时放出大量的热，促使NH3·H2O受热分解生成NH3，又由于温度升高NH3的溶解度减小，从而挥发出NH3。(2)CuO变为Cu，NH3变为N2，同时生成H2O，在该反应中CuO获得电子，NH3失去电子，表现了NH3的还原性。(3)吸收空气中的水分，排除对检验生成物H2O的干扰，没有反应掉的NH3被浓硫酸吸收，防止NH3逸出而污染环境。(4)排空气法收集到的N2中混有O2等，排水法收集到的N2中有水蒸气，用气囊收集可得干燥、纯净的N2。(5)E中盛放的是碱石灰，其作用是吸收NH3中的水蒸气。H2O能与无水硫酸铜作用出现蓝色，所以用无水硫酸铜可检验CuO和NH3反应是否有H2O生成。由于CaCl2能与NH3反应，所以不能将碱石灰换为CaCl2。
答案：(1)NH3·H2O＋CaO===Ca(OH)2＋NH3↑
生石灰与水反应放出大量热，促使NH3·H2O受热分解生成NH3，又由于温度升高，NH3的溶解度减小，使NH3从水中逸出
(2)3CuO＋2NH33Cu＋3H2O＋N2　B
(3)吸收空气中的水分，排除干扰；吸收氨，防止污染空气
(4)C　(5)吸收水蒸气，干燥NH3　检验是否有水生成　不能
第三课时　硝　酸
[课标要求]
1．了解硝酸的酸性。
2．掌握稀硝酸、浓硝酸的强氧化性。
3．了解硝酸的重要用途。

1．挥发性
硝酸越浓越易挥发。
2．强氧化性
(1)与金属的反应
①除Au、Pt以外的绝大多数金属都能与硝酸反应。
②常温下，冷的浓硝酸能使Fe、Al钝化。
③与铜反应(写出化学方程式)
浓硝酸：Cu＋4HNO3(浓)Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；
稀硝酸：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。
(2)与非金属反应
木炭与浓硝酸反应的化学方程式为C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
(3)王水
①组成：浓硝酸和浓盐酸的混合物，体积比1∶3。
②性质：能使不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。
3．不稳定性
(1)化学方程式：4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑。
(2)实验室中浓硝酸显黄色的原因：浓硝酸分解生成的NO2又溶于硝酸所致。
4．用途
硝酸用途广泛，是制炸药、染料、塑料的原料，也是化学实验室的必备试剂。
[特别提醒]　碱性、中性条件下，NO无氧化性，但在酸性条件下，NO能表现出强氧化性。
将铜片置于两支具支试管的底部(见下图)。通过分液漏斗分别加入2 mL浓、稀硝酸。
[问题思考]
1．两支具支试管中观察到的实验现象是否完全相同？反应中浓硝酸、稀硝酸起什么作用？
提示：不相同。加入浓硝酸的具支试管中出现的现象是铜片表面产生气泡，铜片溶解，溶液变蓝，具支试管上部空间无色变红棕色。加入稀硝酸的具支试管出现的现象是铜片表面产生气泡，铜片溶解，溶液变蓝，具支试管上部空间气体由无色变红棕色，后又变成无色。两支具支试管中浓、稀硝酸既表现出氧化性，又表现出酸性。
2．如何证明集气瓶里的气体是NO?
提示：向集气瓶中通入少量O2(或空气)，气体颜色由无色变为红棕色，说明集气瓶中收集的气体是NO。
3．分析两支具支试管中发生反应的氮元素的价态变化，思考硝酸的浓度对还原产物有何影响？
提示：反应中，浓硝酸的还原产物是NO2，稀硝酸的还原产物是NO，即硝酸的浓度越低，还原产物的价态越低。
硝酸的强氧化性
1．本质
HNO3中的＋5价氮元素具有很强的得电子能力。
2．规律
(1)硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。
(2)还原剂一般被氧化成最高价态。
3．具体表现
(1)硝酸与金属的反应
①除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属。
如3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O。
②活泼金属与HNO3反应不生成H2，HNO3的浓度不同，还原产物不同。
③常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化。
(2)硝酸与非金属的反应
①反应规律：非金属单质＋浓硝酸―→最高价氧化物或其含氧酸＋NO2↑＋H2O。
②反应举例：
C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
(3)硝酸与还原性化合物的反应
硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子，如HI、HBr、SO2、Fe2＋、FeO、Br－、I－、S2－、SO等均能被HNO3氧化。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)浓硝酸在常温下与Fe、Al均不发生反应(×)
(2)常温下，Cu与浓硝酸、稀硝酸均能发生氧化还原反应(√)
(3)铜和稀硝酸反应中HNO3既体现了氧化性，又体现了酸性(√)
(4)浓盐酸和浓硝酸按体积比1∶3组成王水(×)
(5)稀硝酸与铜反应不能放出H2，但与Zn、Fe等反应能放出H2(×)
2．下列反应中硝酸既表现出酸性又表现出氧化性的是(　　)
A．使石蕊溶液变红
B．与铜反应放出NO气体，生成Cu(NO3)2
C．与Na2CO3反应放出CO2气体，生成NaNO3
D．与S单质混合共热时生成H2SO4和NO2
解析：选B　A项，HNO3只表现酸性；B项，Cu与稀硝酸反应时，部分起酸的作用生成Cu(NO3)2，部分作氧化剂被还原为NO；C项，2HNO3＋Na2CO3===CO2↑＋H2O＋2NaNO3，HNO3只表现强酸性；D项，HNO3将S氧化为H2SO4，自身被还原为NO2，在该反应中HNO3只表现强氧化性。
金属与硝酸反应的计算方法
(1)电子守恒法
硝酸与金属反应属于氧化还原反应，氮原子得到的电子总数等于金属原子失去的电子总数。
(2)原子守恒法
硝酸与金属反应时，反应前HNO3中的NO一部分仍以NO的形式存在，一部分转化为还原产物，这两部分中N的物质的量之和与反应消耗的HNO3中N的物质的量相等。若HNO3过量还存在如下关系：
n(总HNO3)＝n(与金属离子结合的NO)＋n(还原产物NOx)＋n(剩余HNO3)。
(3)利用离子方程式计算
硝酸与硫酸混合液跟金属的反应，当金属足量时，不能用HNO3与金属反应的化学方程式计算，应用离子方程式计算，因为生成的硝酸盐中的NO与硫酸电离出的H＋仍能继续与金属反应，如3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。
1．38.4 mg铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到22.4 mL(标准状况)气体，则反应消耗的硝酸的物质的量可能是(　　)
A．1.0×10－3 mol　　　　 B．1.6×10－3 mol
C．2.2×10－3 mol D．2.4×10－3 mol
解析：选C　浓硝酸适量，在反应过程中浓度变小，实际上发生了两个反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O,3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，反应消耗的HNO3包括起酸性作用和起氧化性作用的两部分，前者反应后以Cu(NO3)2形式存在，后者被还原后生成NO2、NO气体，从两个方程式看出：Cu＋2HNO3(酸)～Cu(NO3)2，HNO3(氧化剂)～NO2(或NO)，所以反应消耗的HNO3的物质的量为：×2＋＝1.2×10－3 mol＋1×10－3 mol＝2.2×10－3mol。
2．一定质量铜和适量的浓硝酸反应，随着反应的进行，所生成的气体颜色逐渐变浅，当铜反应完毕后，共收集到11.2 L气体(标准状况)，将该气体与0.325 mol O2混合溶于水，恰好无气体剩余。则反应中消耗硝酸的物质的量(　　)
A．1.2 mol B．1.1 mol
C．1.8 mol D．1.6 mol
解析：选C　收集到11.2 L气体(标准状况)，为0.5 mol，将该气体与0.325 mol O2混合溶于水，恰好无气体剩余，说明生成的有NO和NO2，设NO为x mol，则NO2为(0.5－x) mol，根据4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3,4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可得x＋＝0.325，解得x＝0.4,0.5－x＝0.1，又根据3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋H2O，两式可知，0.4 mol NO消耗硝酸为1.6 mol,0.1 mol NO2消耗硝酸为0.2 mol，共消耗硝酸为1.8 mol。
[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．下列反应中，硝酸只表现氧化性的是(　　)
A．Zn＋HNO3(稀)―→
B．Mg(OH)2＋HNO3(稀)―→
C．C＋HNO3(浓)―→
D．Cu＋HNO3(浓)―→
解析：选C　硝酸中N得到电子，元素化合价降低，生成气体，则表现硝酸的氧化性，有硝酸盐生成，则表现硝酸的酸性，据此解答。A项，锌与稀硝酸反应生成NO和硝酸锌和水，表现了硝酸的氧化性和酸性；B项，Mg(OH)2与硝酸反应生成硝酸镁，只体现了硝酸的酸性；C项，C与浓硝酸反应生成CO2、NO2和水，只体现了硝酸的氧化性；D项，铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、NO2和水，硝酸既表现氧化性又表现酸性。
2．下列关于硝酸的认识中，正确的是(　　)
A．浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性
B．浓硝酸与金属反应不产生氢气，而稀硝酸与金属反应可置换出氢气
C．因常温下铝和铁不与浓硝酸反应，所以浓硝酸可盛放在铝制或铁制容器中
D．硝酸与金属反应时，只表现出氧化性
解析：选A　浓、稀硝酸都有氧化性，与金属反应不产生氢气；在与金属反应时，硝酸既表现氧化性又表现酸性；浓硝酸可盛放在铝制或铁制容器中，因为铝和铁在冷浓硝酸中钝化。
3．在通风橱中进行下列实验：
步骤
现象
Fe表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色
Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止
下列说法中不正确的是(　　)
A．Ⅰ中气体有无色变红棕色的化学方程式为2NO＋O2===2NO2
B．Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层，阻止Fe进一步反应
C．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3
D．红棕色气体的成分是NO2
解析：选C　Ⅰ中由于稀硝酸有强的氧化性，与铁发生氧化还原反应，硝酸得到电子被还原变为NO，气体为无色，当遇到空气时，发生反应：2NO＋O2===2NO2，气体变为红棕色的NO2，A正确；在Ⅱ中浓硝酸有强的氧化性，在室温下遇铁、铝会使金属表面氧化产生一层氧化物薄膜，对内层金属起保护作用，从而防止金属的进一步反应，即发生钝化现象，因此不能进一步反应，这恰好说明浓硝酸的氧化性比稀硝酸强，B正确；C错误。
4．将红热固体单质甲投入显黄色的溶液乙中，剧烈反应产生混合气体A，A在常温下不与空气反应，根据下图所示的变化关系填空。
(1)甲是________，乙是________，丙是________。(填化学式)
(2)混合气体A的主要成分是_______________________________________________。
(3)气体B是________，蓝色溶液是________。
(4)甲与乙反应的化学方程式为_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)若将气体A依次通过盛有澄清石灰水和Ba(OH)2溶液的洗气瓶，发现气体经过石灰水时颜色消失，并无沉淀生成，气体通过Ba(OH)2溶液时，产生白色沉淀，写出通过石灰水洗气瓶时发生反应的化学方程式：_________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：常温下与丙单质反应生成蓝色溶液，只能是铜与HNO3反应。气体A与水反应生成HNO3，A中含有NO2，又知A是红热固体单质甲投入显黄色的溶液乙中，剧烈反应产生混合气体，可知甲是木炭，乙是浓HNO3，丙是铜，A中含有NO2、CO2，B是NO。
答案：(1)C　浓HNO3　Cu　(2)NO2、CO2
(3)NO　Cu(NO3)2
(4)C＋4HNO3(浓)4NO2↑＋CO2↑＋2H2O
(5)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO,2HNO3＋Ca(OH)2===Ca(NO3)2＋2H2O
1．关于硝酸的说法正确的是(　　)
A．硝酸电离出的H＋，能被Zn、Fe等金属还原成H2
B．浓HNO3与浓HCl按3∶1的体积比所得的混合物叫王水
C．硝酸与金属反应时，主要是＋5价的氮元素得电子
D．常温下，向浓HNO3中投入Fe片，会产生大量的红棕色气体
解析：选C　A项，硝酸能电离出H＋，但氧化性NO>H＋，H＋不能被Zn、Fe等金属还原成H2，错误；B项，浓HNO3与浓HCl按1∶3的体积比所得的混合物叫王水，错误；C项，硝酸与金属反应时，主要是＋5价的氮元素得电子，正确；D项，常温下，向浓HNO3中投入Fe片，发生钝化，不会产生大量的红棕色气体，错误。
2．下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述中正确的是(　　)
A．常温下都可用铝制容器贮存
B．露置在空气中，容器内酸液的质量都减轻
C．常温下都能与铜较快反应
D．露置在空气中，容器内酸液的浓度都增大
解析：选A　浓H2SO4吸水增重，B错误；浓H2SO4常温下与Cu不反应，C错误；浓H2SO4吸水、浓HNO3挥发都会使酸液的浓度减小，D错误。
3．从经济效益和环境保护的观点出发，由铜制取硝酸铜最适宜的方法是(　　)
A．Cu与浓HNO3―→Cu(NO3)2
B．Cu与稀HNO3―→Cu(NO3)2
C．CuCuO稀HNO3,Cu(NO3)2
D．Cu＋AgNO3―→Cu(NO3)2
解析：选C　A项，生成的NO2会造成大气污染，不正确；B项，生成的NO也会造成大气污染，不正确；C项，生成等量的硝酸铜所用的原料少比较经济，又不会对环境造成污染，正确；D项，硝酸银成本较高，同时硝酸银会对环境造成一定的污染，主要是重金属污染，不正确。
4．下列反应中，硝酸既表现酸性，又表现氧化性的是(　　)
A．Fe(OH)2跟稀硝酸反应
B．Fe2O3跟稀硝酸反应
C．CuO跟稀硝酸反应
D．Al(OH)3跟稀硝酸反应
解析：选A　A项，硝酸具有强氧化性，Fe(OH)2具有还原性，因此Fe(OH)2跟稀硝酸反应后生成硝酸铁和一氧化氮，既表现酸性，又表现氧化性，正确；B项，Fe2O3跟稀硝酸反应不能发生氧化还原反应，错误；C项，CuO跟稀硝酸反应，不能发生氧化还原反应，错误；D项，Al(OH)3跟稀硝酸反应，不能发生氧化还原反应，错误。
5．将铜粉放入稀硫酸中，加热无明显反应，但加入某盐后，发现铜粉质量逐渐减少，该盐是(　　)
A．硫酸亚铁　　　　　　 B．硫酸锌
C．硝酸钾 D．氯化钠
解析：选C　在酸性溶液中，硝酸盐具有氧化性，能把铜氧化生成硝酸铜和NO，选项C符合题意。
6．0.3 mol Cu和含1.2 mol HNO3的浓硝酸，充分反应后，生成NO2的量为(　　)
A．0.2 mol B．0.6 mol
C．小于0.6 mol D．大于0.6 mol
解析：选C　因铜与浓硝酸反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，随着反应的进行，浓硝酸变稀，稀硝酸与铜反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，所以放出的NO2小于0.6 mol。
7．将1.92 g铜粉与一定量的浓硝酸反应，当铜粉完全反应时收集到气体1.12 L(标准状况下)。则所消耗硝酸的物质的量是(　　)
A．0.12 mol B．0.11 mol
C．0.09 mol D．0.08 mol
解析：选B　铜与HNO3反应时，消耗的HNO3转变为Cu(NO3)2和氮的氧化物(NO2或NO)。n(Cu)＝＝0.03 mol；n(气体)＝＝0.05 mol；所以共耗HNO3的物质的量n(HNO3)＝0.03 mol×2＋0.05 mol＝0.11 mol。
8．将0.1 mol铜与40 mL 10 mol·L－1 HNO3充分反应后，溶液中含a mol H＋，由此可知(　　)
A．生成的气体在标准状况下的体积为4.48 L
B．生成的气体在标准状况下的体积为1.49 L
C．被还原的硝酸的物质的量为(0.2－a)mol
D．反应后溶液中所含NO的物质的量为0.2 mol
解析：选C　溶液中含有H＋，则HNO3过量。在反应过程中变稀，实际上发生了两个反应：①Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O、②3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。反应消耗的HNO3包括起酸性作用和氧化剂作用两部分，前者反应后以Cu(NO3)2形式存在，后者被还原后生成NO2、NO气体，从两反应式看出：Cu～2HNO3(酸)～Cu(NO3)2，HNO3(氧化剂)～NO2(或NO)，作酸用的硝酸为0.2 mol，生成的气体为NO、NO2的混合气体，溶液中有a mol的HNO3过量，则被还原的HNO3为(0.4－a－0.2)mol，生成的气体的物质的量为(0.4－a－0.2)mol，溶液中的NO由过量的HNO3和Cu(NO3)2中的NO组成，为(a＋0.2)mol。
9．在浓硝酸中放入铜片：
(1)开始反应的化学方程式为_____________________________________________，
实验现象为___________________________________________________________。
(2)若铜有剩余，则反应将要结束时的反应方程式为___________________________
________________________________________________________________________。
(3)待反应停止后，再加入少量25%的稀硫酸，这时铜片上又有气泡产生，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)若将12.8 g铜跟一定量的浓硝酸反应，铜消耗完时，共产生5.6 L(标准状况)气体。则所消耗的HNO3的物质的量为________，其中显氧化性的硝酸的物质的量为________。
解析：随着反应的进行，硝酸的浓度不断减小，反应结束前实质上是铜与稀硝酸的反应。反应停止后再加稀H2SO4，溶液中的NO在酸性条件下，又相当于稀HNO3与铜反应。
答案：(1)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O　铜片逐渐变小，溶液颜色变成绿色，并有红棕色气体产生
(2)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(3)溶液中有硝酸根离子，加入稀硫酸后增加了溶液中氢离子的浓度，发生反应：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O　(4)0.65 mol　0.25 mol
10．为了证明稀硝酸与铜反应的气体产物是NO，某同学设计了如下实验装置和实验方案。
实验步骤：
(1)关闭K1，打开K2，向试管中加石灰石，通过分液漏斗向其中加入一定的稀硝酸，则加入石灰石的作用是
________________________________________________________________________，
反应的化学方程式是____________________________________________________。
(2)将铜丝插入稀硝酸中，微热大试管。该步反应的离子方程式是_______________。
(3)充分反应后，打开开关K1，通过气囊鼓入空气，可以观察到烧瓶中______________
__________________________________________________________，
证明稀硝酸与铜反应的气体产物是NO。
(4)NaOH溶液的作用____________________________________________________。
解析：(1)关闭K1，打开K2，向试管中加石灰石，通过分液漏斗向其中加入一定量的稀硝酸，则加入石灰石的作用是石灰石与稀硝酸反应生成CO2，把装置中的氧气排尽，防止干扰反应现象的判断，反应的化学方程式是CaCO3＋2HNO3===Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O。(2)将铜丝插入稀硝酸中，发生反应产生硝酸铜、NO和水，该步反应的离子方程式是3Cu＋
8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。(3)充分反应后，打开开关K1，通过气囊鼓入空气，可以观察到烧瓶中无色气体变成红棕色，证明稀硝酸与铜反应的气体产物是NO。(4)NO、NO2是大气污染物，由于它们可以与NaOH溶液反应产生盐，因此可以防止大气污染。
答案：(1)石灰石与稀硝酸生成CO2，把装置中的氧气排尽
CaCO3＋2HNO3===Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O
(2)3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(3)无色气体变成红棕色气体
(4)尾气处理，以免气体污染环境
1．已知3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，则下列说法不正确的是(　　)
A．Cu作还原剂，HNO3作氧化剂
B．HNO3在该反应中只有部分表现出了氧化性
C．每生成22.4 L(标准状况)NO有3 mol电子转移
D．如果有8 mol HNO3被还原，则生成了2 mol NO
解析：选D　由反应方程式知，8 mol HNO3参加反应，生成2 mol NO，则被还原的HNO3为2 mol。
2．一定质量的铜分别与足量的稀硝酸和浓硝酸完全反应，在相同条件下用排水法收集反应产生的气体，下列叙述正确的是(　　)
A．硝酸浓度越大，硝酸被还原之后的生成物的价态越低，对应的硝酸的氧化性越弱
B．硝酸浓度不同，生成Cu(NO3)2的物质的量不同
C．硝酸浓度越大，产生的气体越少
D．两者用排水法收集到的气体体积相等
解析：选D　硝酸的浓度越大氧化性越强，故A错误；等量的Cu与酸反应，生成Cu(NO3)2的物质的量相同，故B错误；等量的Cu与酸反应，浓硝酸反应生成气体多，故C错误；因3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，最终收集气体均为NO，由电子守恒可知，收集NO的体积相等，故D正确。
3．证明浓HNO3的氧化性比浓H2SO4的氧化性强的事实是(　　)
A．浓硝酸加热能放出氧气
B．浓HNO3跟浓盐酸可配制成王水
C．HNO3跟金属反应可生成价态不同的氧化物
D．浓HNO3跟铜剧烈反应且不需加热
解析：选D　A项，浓硝酸加热能放出氧气只说明硝酸不稳定，错误；B项，浓HNO3跟浓盐酸可配制成王水，只说明王水的性质，错误；C项，根据生成产物的价态无法判断氧化性的强弱，错误；D项，浓HNO3跟铜剧烈反应且不需加热，浓硫酸需要加热，能够说明浓HNO3的氧化性比浓H2SO4的氧化性强。
4.木炭跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图所示装置)，下列有关说法不正确的是(　　)
A．洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡
B．在Z导管出来的气体中有二氧化碳
C．洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡
D．在Z导管口有红棕色气体出现
解析：选A　X为SO2、CO2的混合物；Y为NO2，Z导管口：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO、2NO＋O2===2NO2。
5．往两支分别装有浅绿色的Fe(NO3)2和FeSO4溶液的试管中分别逐滴加入稀盐酸时，溶液的颜色变化应该是(　　)
A．前者基本没有改变，后者变棕黄色
B．前者变棕黄色，后者也变棕黄色
C．前者变棕黄色，后者基本没有改变
D．前者、后者都基本没有改变
解析：选C　Fe2＋和NO、SO在溶液中可以大量共存，但加入盐酸后，NO在酸性条件下表现出强氧化性，把Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液由浅绿色变成棕黄色。SO与H＋在水溶液中不能结合成浓硫酸，不能把Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液颜色基本没变。
6．如图表示Cu与HNO3反应的量的关系，哪一点表示铜与稀HNO3反应中被还原的HNO3与Cu的量的关系(　　)
解析：选A　Cu与稀硝酸反应的化学方程式为3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，由方程式可知参加反应的硝酸只有被还原，故被还原的HNO3与Cu的关系为：3Cu～2HNO3(还原)。
7．9.7 g Cu和Zn的合金与足量的稀硝酸反应，还原产物只有NO气体，其体积在标准状况下为2.24 L。将溶液稀释为1 L，测得溶液的c(H＋)＝0.1 mol·L－1，此时溶液中NO的浓度为(　　)
A．0.3 mol·L－1 B．0.4 mol·L－1
C．0.2 mol·L－1 D．0.6 mol·L－1
解析：选B　n(NO)＝0.1 mol，转移电子的物质的量为0.1 mol×3＝0.3 mol，n(Cu＋Zn)＝0.3 mol÷2＝0.15 mol，n[Cu(NO3)2]＋n[Zn(NO3)2]＝0.15 mol，其中所含n(NO)＝0.3 mol，溶液的c(HNO3)＝c(H＋)＝0.1 mol·L－1，其中含n(NO)＝0.1 mol，溶液中NO的总浓度为
0.4 mol·L－1。
8．足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、NO的混合气体，这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol·L－1 NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是(　　)
A．60 mL B．45 mL
C．30 mL D．15 mL
解析：选A　由题意分析反应过程中的转化关系：
HNO3Cu,NO2、NOO2(H2O),HNO3
由此可知Cu失去的电子总数等于O2得到的电子总数，2Cu4e－,O2，则n(Cu)＝2n(O2)＝＝0.15 mol。根据Cu2＋―→2NaOH得n(NaOH)＝2n(Cu)，故V(NaOH)＝＝0.06 L＝60 mL。
9．图甲、乙、丙均为验证铜和浓硝酸反应的装置：
(1)甲、乙、丙三个装置中共同发生的化学方程式是_____________________________
________________________________________________________________________。
(2)和甲装置相比，乙装置的优点是①______________，②________________________。
(3)为了进一步验证NO2和水的反应，某学生设计了丙装置。实验时先关闭活塞______，再打开活塞________，才能使NO2气体充满②试管；当气体充满②试管后，将铜丝提起与溶液脱离。欲使烧杯中的水进入②试管，应该_____________________________。
解析：铜和浓硝酸反应的化学方程式是Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。乙装置的优点是根据题目给定的装置图可知乙装置有尾气处理装置，同时可以通过移动铜丝来控制反应的发生与停止。实验丙中，实验时先关闭活塞c，再打开活塞a、b，才能使NO2气体充满②试管；当气体充满②试管后，将铜丝提起与溶液脱离停止反应。欲使烧杯中的水进入②试管应该先关闭b，再关闭a，然后打开c，用手捂住试管②。
答案：(1)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
(2)①可以控制反应的发生与停止　②可吸收NO2气体，防止污染环境
(3)c　a、b　先关闭b，再关闭a，然后打开c，用手捂住试管②
10．某化学学习小组采用下图所示装置，对浓硝酸与木炭的反应进行探究(已知：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O)。
请回答下列问题：
(1)检查装置气密性后，将燃烧匙中的木炭在酒精灯上加热至红热状态，伸入三口烧瓶中，并塞紧瓶塞，滴加浓硝酸，可观察到三口烧瓶中气体的颜色为________，产生该气体的化学方程式是____________________________________________。
(2)装置C中盛有足量Ba(OH)2溶液，炽热的木炭与浓硝酸反应后可观察到C中出现白色沉淀，该白色沉淀为________________________(填化学式)。
(3)装置B的作用是______________________。
(4)装置D中收集到了无色气体，部分同学认为是NO，还有部分同学认为是O2。
①下列对该气体的检验方法合适的是________。
A．敞口观察装置D中集气瓶内气体的颜色变化
B．将湿润的蓝色石蕊试纸伸入集气瓶内，观察蓝色石蕊试纸是否变红
C．将带火星的木条伸入集气瓶中，观察木条是否复燃
②如果D中集气瓶中收集的无色气体是氧气，则氧气的来源是____________。
解析：(1)装置A中发生的是浓硝酸和木炭的反应，生成NO2、CO2、H2O，三口烧瓶中显示的是NO2的红棕色。(2)NO2、CO2通入Ba(OH)2溶液分别生成Ba(NO3)2和BaCO3，由于Ba(OH)2溶液足量，故溶液为碱性环境，BaCO3不溶解以沉淀形式析出。(3)为防止装置C中酸性气体溶解速率太快而导致C中溶液进入三口烧瓶，装置B应为防倒吸装置。(4)①NO与足量O2反应生成红棕色的NO2，A正确；NO和O2均不具有酸性，B错误；O2能使带火星的木条复燃，而NO不能，C正确。②装置A中木炭除与浓硝酸的反应外，硝酸不稳定，部分浓硝酸还会发生分解：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。
答案：(1)红棕色
C＋4HNO3(浓)4NO2↑＋CO2↑＋2H2O
(2)BaCO3　(3)防倒吸
(4)①AC　②浓硝酸的分解
第二课时　硫　酸
[课标要求]
1．了解硫酸的酸性。
2．了解浓硫酸的三大特性，特别是浓硫酸的强氧化性。
3．了解硫酸的重要用途。

1．硫酸的电离
H2SO4是二元强酸，在水中的电离方程式为H2SO4===2H＋＋SO。
2．稀硫酸的性质(具有酸的通性)
写出稀H2SO4发生下列反应的离子方程式：
①与Fe反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，
②与CuO反应：CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O，
③与Ba(OH)2反应：Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O，
④与Na2CO3反应：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O，
⑤与BaCl2反应：Ba2＋＋SO===BaSO4↓。
1．小强同学为了区别稀硫酸与稀盐酸，设计了如下图所示的四组实验方案，其中能达到目的的是(　　)
解析：选C　A中都会产生气泡不能区别；B中溶液都能变为红色不能区别；C中硫酸中会产生沉淀，而盐酸则不能产生沉淀；二氧化碳不能和酸反应，因此D中没有明显现象。
2．下列物质的变化中，加入稀硫酸不能一步实现的是(　　)
A．Zn―→ZnSO4
B．CuO―→CuSO4
C．块状大理石―→制取大量CO2
D．Ba(OH)2―→BaSO4
解析：选C　块状大理石与稀硫酸反应时，由于生成的CaSO4微溶于水，覆盖在CaCO3的表面，阻止了硫酸与CaCO3的进一步反应，故不能用大理石与稀H2SO4反应制取大量CO2。
1．浓硫酸的“三大”特性
(1)吸水性：浓硫酸能够吸收气体、液体中的水分子及固体中的结晶水，故常用作
干燥剂。
(2)脱水性：浓硫酸能把有机物中的氢、氧元素按水的原子组成比脱去常常剩余黑
色的炭。
(3)强氧化性
①与金属的反应：除金、铂以外的绝大多数金属都能与浓硫酸作用，如与铜反应：
实验
操作
实验
现象
a试管中铜丝表面有气泡逸出
b试管中的品红溶液逐渐变为无色
c试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为红色
将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液变为蓝色
实验
结论
Cu和浓硫酸反应的化学方程式：
Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
②常温下，冷的浓硫酸能使Fe、Al发生钝化。
③与非金属的反应：
加热时与木炭反应的化学方程式为
C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。
2．硫酸的用途
(1)重要的化工原料，实验室必备的重要试剂。
(2)工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等。
(3)用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸，作干燥剂等。
[特别提醒]　稀释浓H2SO4的方法是把浓H2SO4沿玻璃棒(或器壁)慢慢注入水中而不是把水注入浓硫酸中。
1．浓硫酸与蔗糖的反应中，表现了浓硫酸的哪些性质？
提示：表现了浓硫酸的脱水性和强氧化性。
2．铜与浓硫酸反应的实验中，如何证明H2SO4的还原产物是SO2？哪些措施可以减少(或消除)SO2对环境的污染？
提示：将产生的气体通入品红溶液中，若品红溶液褪色，加热后又会恢复红色，则证明产生的气体是SO2。用可抽动的铜丝代替铜片，可控制反应的进行，从而减少SO2的产生量；多余的SO2可用NaOH溶液吸收，以免污染环境。
3．浓硫酸有强氧化性，常温下应如何储运浓硫酸？
提示：因常温下，浓H2SO4能使Fe、Al“钝化”，故可用铝槽(或铁罐)车储运浓硫酸。
1．浓硫酸吸水性、脱水性的区别
由此看出：二者的根本区别在于物质本身是否存在水分子。
2．浓硫酸的强氧化性
(1)本质
浓硫酸具有强氧化性，是因为H2SO4分子中＋6价的硫元素具有很强的得电子能力。
(2)反应规律
①Fe、Al的钝化。常温下，当Fe、Al遇到浓硫酸时，会与浓硫酸发生反应，表面生成一层致密的氧化物薄膜而出现“钝化”现象。
②常温下与活泼金属反应(铁、铝除外)表现强氧化性和酸性，生成硫酸盐和SO2，硫酸浓度变小后，生成的气体为H2。
③与不活泼金属和非金属反应的规律。
a．反应需要加热，否则不反应。
b．还原产物一般是SO2，一般金属被氧化为高价态的硫酸盐，非金属被氧化为高价态氧化物或含氧酸。
c．浓硫酸与金属反应时，既表现酸性又表现强氧化性，而与非金属反应时，只表现强氧化性。
d．随着反应的进行，浓硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，反应即停止。
④与具有还原性的化合物反应，如与H2S、HI、HBr、FeCl2等物质反应。
1．将下列现象与硫酸所表现出来的性质连接起来。
(1)浓硫酸使铁、铝钝化
(2)浓H2SO4滴在纸上，使纸变黑
(3)浓H2SO4干燥SO2气体
(4)锌粒放入稀H2SO4中有气体放出
(5)盛有浓H2SO4的烧杯敞口放置一段时间后，质量增加
(6)把木炭放入热的浓H2SO4中有气体放出　　
答案：(1)—D　(2)—C　(3)—B　(4)—A　(5)—B　(6)—D
2．下列事实与原因(括号中)对应关系正确的是(　　)
A．在空气中敞口久置的浓硫酸，溶液质量增大(浓硫酸具有难挥发性)
B．向某样品溶液中先滴加过量的稀盐酸无现象，再滴加BaCl2溶液后出现白色沉淀(样品溶液中含有SO)
C．蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成(浓硫酸具有吸水性)
D．浓硫酸可与铜反应(只显示浓硫酸的强氧化性)
解析：选B　在空气中敞口久置的浓硫酸，溶液质量增大是因为浓硫酸的吸水性；向样品溶液中加入稀盐酸，没有任何现象，说明一定没有Ag＋，再加入少量BaCl2溶液，生成白色沉淀，此时溶液为酸性，而BaSO4既不溶于水也不溶于酸，则白色沉淀为BaSO4，溶液中含有SO；蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成主要是利用了浓硫酸的脱水性；浓硫酸与金属铜的反应中既表现浓硫酸的强氧化性又显示浓硫酸的强酸性。
[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．下列关于浓硫酸的叙述正确的是(　　)
A．浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化
B．浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体
C．浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气、氯气等气体
D．浓硫酸在常温下能够使铁、铝钝化
解析：选D　A项，浓硫酸具有脱水性，使蔗糖脱水炭化；B项，浓硫酸与Cu在加热条件下才能反应；C项，H2SO4与NH3反应，因此浓硫酸不能干燥NH3；D项，浓硫酸具有强氧化性，Al、Fe在冷的浓硫酸中发生钝化。
2．下列叙述或操作中正确的是(　　)
A．浓硫酸能使硫酸铜晶体失去结晶水，体现了浓硫酸的脱水性
B．浓硫酸对有机物的腐蚀性是浓硫酸脱水性和强氧化性的综合体现
C．浓硫酸具有氧化性，稀硫酸无氧化性
D．浓硫酸不慎沾到皮肤上，应立即用布拭去，再涂上稀NaOH溶液
解析：选B　浓硫酸使硫酸铜晶体失去结晶水体现浓硫酸的吸水性，A错误；稀硫酸中的H＋具有较弱的氧化性，C错误；NaOH本身具有强腐蚀性，不能涂在皮肤上中和消除浓硫酸的腐蚀作用，D错误。
3．下列现象和用途中，浓硫酸表现脱水性的是(　　)
A．实验室制取氯气时浓硫酸作干燥剂
B．浓硫酸使火柴梗变黑
C．浓硫酸加热时与炭反应
D．浓硫酸加热与铁反应
解析：选B　区别浓硫酸的脱水性和吸水性，要看原物质中是否有水分子。一般来说，脱水性是对有机物质而言，其中的氢、氧两种元素按原子个数比2∶1即以H2O的形式脱去。A选项中浓硫酸表现吸水性；C项，浓硫酸表现强氧化性；D选项中浓硫酸表现强氧化性和酸性；只有B选项中浓硫酸表现脱水性。
4．在下图所示的实验装置中，实验开始一段时间后，对看到的现象叙述不正确的是(　　)
A．①中苹果块会干瘪
B．②中胆矾晶体表现有“白斑”
C．③中小试管内有晶体析出
D．④中pH试纸变红
解析：选D　浓硫酸具有吸水性，能够吸收空气中的水蒸气。苹果块中散发的水分、胆矾风化产生的水、饱和KNO3溶液挥发产生的水分都被浓硫酸吸收，从而导致苹果块变干瘪、胆矾表面失水而出现不带结晶水的无水CuSO4，饱和KNO3溶液失水而有晶体析出，浓硫酸中不能电离出H＋，因此pH试纸不会变红，但会被炭化而变黑。
5．为了验证木炭可被浓H2SO4氧化成CO2，选用下图所示仪器(内含物质)组装成实验装置：
(1)如按气流由左向右流向，连接上述装置的正确顺序是(填各接口字母)：______接______，______接______，______接______。
(2)仪器乙、丙应有怎样的实验现象才表明已检验出CO2?
乙中____________________，丙中__________________。
(3)丁中酸性KMnO4溶液的作用是_________________________________________。
(4)写出甲中反应的化学方程式____________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)木炭与浓硫酸反应生成CO2、SO2和水，由于SO2也能使澄清石灰水变浑浊，所以在检验CO2之前首先要除去SO2，SO2具有还原性，可以用酸性高锰酸钾溶液氧化而除去。为验证是否除尽需要再通过品红溶液检验，所以连接上述装置的正确顺序是A、F、E、C、D、B；
(2)根据以上分析可知乙中出现白色沉淀，而丙中品红未褪色时，即可表明已检验出CO2；
(3)根据以上分析可知，丁中酸性KMnO4溶液的作用是吸收SO2；
(4)甲中反应的化学方程式为C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。
答案：(1)A　F　E　C　D　B
(2)出现白色沉淀　品红未褪色
(3)吸收SO2
(4)C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
1．下列关于硫酸的叙述正确的是(　　)
A．稀硫酸具有强氧化性　 B．浓硫酸可用铁罐贮存
C．稀硫酸能使蔗糖脱水 D．SO2溶于水，可得到稀硫酸
解析：选B　A项，浓硫酸具有强氧化性，错误；B项，浓硫酸与铁发生钝化，故可用铁罐贮存；C项，稀硫酸没有脱水性，不能使蔗糖脱水，错误；D项，SO2溶于水，可得到亚硫酸，错误。
2．向盐酸中加入浓硫酸时，会有白雾生成。下列叙述不属于导致产生该现象的原因的是(　　)
A．浓硫酸具有脱水性
B．浓硫酸具有吸水性
C．盐酸具有挥发性
D．气态溶质的溶解度随温度升高而降低
解析：选A　浓硫酸具有吸水性，且溶于水时放出热量，使盐酸挥发，和浓硫酸的脱水性无关。
3．下列说法不正确的是(　　)
A．不可将水直接倒入浓硫酸中进行稀释
B．浓硫酸可用于干燥O2、CO2
C．浓硫酸与铁反应可产生H2
D．浓硫酸对皮肤或衣服有很强的腐蚀性
解析：选C　A项，浓硫酸溶于水放热，且浓硫酸的密度大于水，所以不可将水直接倒入浓硫酸中稀释，应该将浓硫酸沿着器壁慢慢注入水中，同时用玻璃棒搅拌，正确；B项，浓硫酸具有吸水性，可用于干燥O2、CO2，正确；C项，浓硫酸是氧化性酸，与铁反应得不到H2，错误；D项，浓硫酸对皮肤或衣服有很强的腐蚀性，正确。
4．下列叙述正确的是(　　)
A．浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氢气、氧气、氨气等气体，但不能干燥有较强还原性的HI、H2S等气体
B．浓硫酸与单质硫反应的方程式为S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O，在此反应中，浓硫酸既表现了其强氧化性又表现了其酸性
C．把足量铜粉投入到含2 mol H2SO4的浓硫酸中，反应后得到标准状况下气体体积为22.4 L
D．常温下能够用铁、铝等容器盛放浓H2SO4，是因为浓H2SO4的强氧化性使其钝化
解析：选D　不能用浓硫酸干燥NH3，A不正确；浓硫酸与S作用时，只表现其强氧化性，B不正确；Cu与浓H2SO4反应时，浓H2SO4浓度逐渐降低，当成为稀H2SO4时，反应停止，参加反应的H2SO4少于2 mol，故C项产生的SO2在标准状况下不足22.4 L。
5．通常情况下能共存且能用浓硫酸干燥的气体组是(　　)
A．SO2、Cl2、H2S　　　 B．O2、H2、SO2
C．O2、H2、NO D．HCl、CO、NH3
解析：选B　A项，H2S与SO2、Cl2会发生氧化还原反应，不能大量共存，而且H2S不能用浓硫酸干燥，错误；B项，O2、H2、SO2不发生反应，可以大量共存，而且都与浓硫酸不发生反应，可以用浓硫酸干燥，正确；C项，NO和O2不能大量共存，错误；D项，HCl、NH3会发生反应产生NH4Cl，不能大量共存，而且NH3与浓硫酸会发生反应，因此不能使用浓硫酸干燥。
6．下列各实验相应操作、实验现象及原因解释或推论合理的是(　　)
选项
操作
现象
解释或推论
A
铁片投入浓硫酸
无明显变化
常温下铁不与浓硫酸反应
B
将浓硫酸滴到白纸上
白纸变黑
浓硫酸强氧化性导致纸张中的纤维素炭化
C
二氧化硫通入溴水
溴水褪色
说明二氧化硫具有漂白性
D
湿润红色石蕊试纸检验某气体
试纸变蓝
该气体是氨气
解析：选D　常温下，铁在浓硫酸中钝化，A不正确；浓硫酸使白纸变黑是由于浓硫酸的脱水性使纤维素炭化，B不正确；二氧化硫通入溴水发生氧化还原反应使溴水褪色，二氧化硫表现为还原性，C不正确；使湿润红色石蕊试纸变蓝色的气体只有NH3，D正确。
7．下列反应中，浓硫酸既表现强氧化性，又表现酸性的是(　　)
①2NaCl(固)＋H2SO4(浓)Na2SO4＋2HCl↑
②C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
③Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
④2FeO＋4H2SO4(浓)===Fe2(SO4)3＋SO2↑＋4H2O
A．①② B．③④
C．①③ D．②④
解析：选B　金属、金属氧化物(具有变价的金属元素处于低价态)与浓H2SO4反应时，浓H2SO4既表现强氧化性又表现酸性；非金属与浓H2SO4反应时，浓H2SO4只表现强氧化性。
8.用如图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是(　　)
A．上下移动①中铜丝可控制SO2的量
B．②中选用品红溶液验证SO2的生成
C．③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2
D．为确认CuSO4生成，向①中加水，观察颜色
解析：选D　上下移动铜丝可以使铜丝与浓硫酸接触与分离，从而可以控制反应生成SO2的量，A项正确；SO2可使品红溶液褪色，B项正确；SO2有毒，要用NaOH溶液吸收处理，C项正确；反应液中H2SO4的浓度较高，不能向①中加水，应将①中溶液沿器壁慢慢加入水中，D项错误。
9．某同学设计实验证明铜与浓硫酸能发生反应，并检验生成气体的性质，如图所示，在试管里加入2 mL浓硫酸，用带导管和一个小孔的胶管塞紧，从孔中插入一根铜丝，加热，把放出的气体依次通入品红溶液和石蕊溶液中。
请回答下列问题：
(1)写出铜与浓硫酸反应的化学方程式：____________________________________
______________________________________________________________________。
(2)试管a、b分别检验生成气体的性质，写出观察到的现象及其性质。
试管a中的现象是________________________，性质是________________________。
试管b中的现象是________________________，性质是________________________。
解析：(1)铜与浓硫酸加热发生氧化还原反应，反应的化学方程式是Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O；(2)反应产生的SO2有漂白性，可以使品红溶液褪色，SO2溶于水，与水发生反应产生亚硫酸，电离产生H＋，使溶液显酸性，因此可以使紫色石蕊溶液变为红色。
答案：(1)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
(2)品红溶液褪色　漂白性　石蕊溶液变红　酸性
10．(1)浓硫酸与木炭在加热条件下的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)试用下列各装置设计一个实验，验证上述反应所产生的各种产物。这些装置的连接顺序(按产物气流从左到右的方向)是(填装置的编号)：________→________→________→________。
(3)实验时可观察到装置①中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色。A瓶溶液的作用是________，B瓶溶液的作用是________，C瓶溶液的作用是________。
(4)装置②中所加的固体药品是________，可确定的产物是________，确定装置②在整套装置中位置的理由是
________________________________________________________________________。
(5)装置③中所盛溶液是________，可验证的产物是________。
解析：木炭与浓硫酸加热反应，生成CO2和SO2。CO2和SO2在化学性质上的相同点都是酸性氧化物，都跟澄清石灰水中的Ca(OH)2反应，使澄清石灰水变浑浊，会相互干扰鉴别。CO2和SO2在化学性质上的明显不同点为SO2有漂白性，CO2则没有；SO2有较强的还原性，CO2则没有。在SO2、CO2混合气体中，首先用品红溶液检验SO2的存在，然后将SO2氧化除去，再用澄清石灰水检验CO2的存在，是一种确认SO2和CO2共存的好方案。
由于对CO2、SO2的确认都是在溶液中进行的，所以应在确认CO2和SO2之前先确认H2O。与H2O发生作用并伴有明显现象的物质，中学生应该熟知的是无水CuSO4。白色的粉末与H2O反应生成蓝色的晶体。CuSO4与CO2和SO2都不发生任何作用。
答案：(1)C＋2H2SO4(浓)2SO2↑＋CO2↑＋2H2O
(2)④　②　①　③
(3)验证产物气流中有SO2　将SO2全部氧化吸收　
确定产物中SO2已被B瓶溶液全部吸收
(4)无水CuSO4(或变色硅胶)　水蒸气　由于产物气流通过①③时会带出水蒸气，所以②必须设置在①③之前
(5)澄清石灰水　CO2
1．下列关于浓硫酸和稀硫酸的说法正确的是(　　)
A．浓硫酸、稀硫酸都难挥发
B．浓硫酸、稀硫酸都能氧化金属锌，反应的化学方程式相同
C．浓硫酸、稀硫酸在加热时都能与铜反应
D．浓硫酸、稀硫酸在常温下都能用铁制容器贮存
解析：选A　选项B，浓硫酸与锌反应生成二氧化硫，稀硫酸与锌反应生成氢气；选项C，稀硫酸与铜在加热条件下不反应；选项D，常温下稀硫酸能与铁反应，所以不能用铁制容器贮存稀硫酸。
2．下列有关浓H2SO4的叙述正确的是(　　)
A．浓H2SO4与铜片共热的反应中，浓H2SO4既表现出强氧化性，又表现出酸性
B．浓H2SO4与金属活动性顺序中氢后面的金属反应生成的气体一般为SO2，与氢前面的金属反应生成的气体一般为H2
C．常温下，铁或铝不与浓H2SO4反应，所以可用铁或铝制的容器贮存浓H2SO4
D．浓H2SO4是不挥发性强酸，氢硫酸是挥发性弱酸，所以可用浓H2SO4与FeS反应制取H2S气体
解析：选A　浓H2SO4与Cu片共热，反应的化学方程式为2H2SO4(浓)＋CuCuSO4＋SO2↑＋2H2O，由反应式可知，若2 mol H2SO4参加反应，其中1 mol H2SO4作氧化剂，使Cu氧化，本身被还原为SO2，另外1 mol H2SO4起酸的作用，故A项正确。在浓硫酸中存在的是H2SO4分子，其分子中＋6价的硫易得到电子，它把金属氧化的同时本身被还原为硫的低价化合物SO2，即使是遇到活泼金属如Zn、Fe等也是如此，故B项错误。常温下铁或铝不是不与浓H2SO4反应，而是发生钝化，故C项错误。浓H2SO4有强氧化性，H2S有强还原性，前者能把后者氧化，得不到H2S气体，故D项错误。
3．某研究小组成员设计鉴别浓硫酸和稀硫酸的如下方案，不合理的是(　　)
选项
操作
结论
A
将火柴梗伸入溶液中
变黑者为浓硫酸
B
加入金属铝片
产生刺激性气味者为稀硫酸
C
分别加入到盛水的试管中
放热者为浓硫酸
D
加到CuSO4·5H2O晶体中
变白者为浓硫酸
解析：选B　向稀H2SO4中加入金属铝片后，产生无色无味气体，B错误。
4．向50 mL 18 mol·L－1的H2SO4溶液中加入足量的铜片并加热，充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量为(　　)
A．小于0.45 mol
B．等于0.45 mol
C．在0.45 mol和0.90 mol之间
D．等于0.90 mol
解析：选A　18 mol·L－1的H2SO4是浓H2SO4，在50 mL溶液中H2SO4的物质的量是
0.90 mol。铜与浓H2SO4反应的化学方程式为Cu＋2H2SO4(浓)△,CuSO4＋SO2↑＋2H2O。在“充分反应”的限定下，似乎被还原的H2SO4的物质的量是0.45 mol。但是，事实上随着反应的进行，H2SO4逐渐被消耗，而且水的生成逐渐增多，使得硫酸浓度逐渐降低，到一定程度浓H2SO4就变成稀H2SO4，不再与铜发生反应，可见被还原的H2SO4的物质的量小于
0.45 mol。
5．一定量的Cu粉与浓H2SO4共热产生SO2气体的体积为2.24 L(标准状况下)，则下列情况不可能的是(　　)
A．加入Cu的质量为6.4 g
B．加入浓H2SO4中含溶质为0.2 mol
C．加入Cu的质量大于6.4 g
D．加入浓H2SO4中含溶质多于0.2 mol
解析：选B　随反应进行，浓H2SO4会变为稀H2SO4，稀H2SO4在加热条件下难与Cu反应产生SO2。
6．将足量的铜片与100 mL 18 mol·L－1浓硫酸加热充分反应，收集到标准状况下的SO2气体V L，下列对此反应的有关说法中错误的是(　　)
A．该反应体现了浓硫酸的酸性和强氧化性
B．反应结束后两种反应物均有剩余
C．被还原的硫酸为 mol
D．参加反应的Cu为0.9 mol
解析：选D　浓硫酸可以和铜发生氧化还原反应，而稀硫酸与铜不能发生反应。当浓硫酸变为稀硫酸时反应停止。反应过程中浓硫酸逐渐变稀，因此反应结束后铜和稀硫酸均有剩余，则参加反应的n(Cu)<0.1 L×18 mol·L－1×＝0.9 mol；被还原的硫酸应依据生成的SO2来算，可得被还原的硫酸的物质的量n(H2SO4)＝n(SO2)＝＝ mol。综上所述，故D项错误。
7．用20 mL 18.4 mol·L－1的浓H2SO4与铜共热一段时间后，冷却，过滤除去多余的铜，将滤液加水稀释到100 mL，所得溶液中SO的浓度为3.18 mol·L－1，则此时溶液中CuSO4的物质的量浓度为(　　)
A．0.50 mol·L－1 B．0.75 mol·L－1
C．1.00 mol·L－1 D．3.18 mol·L－1
解析：选A　随着反应的进行，浓硫酸变成稀硫酸，稀硫酸与铜不反应，所得溶液为CuSO4与稀H2SO4的混合溶液。反应前n(H2SO4)＝18.4 mol·L－1×0.020 L＝0.368 mol，反应后n(SO)＝3.18 mol·L－1×0.100 L＝0.318 mol；因此减少的SO的物质的量n(SO)＝n(SO2)＝0.368 mol－0.318 mol＝0.050 mol。由反应Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O可知，n(CuSO4)＝n(SO2)＝0.050 mol，则c(CuSO4)＝＝0.50 mol·L－1。
8．已知X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖变黑。A与X反应的转化关系如下图所示，其中反应条件及部分产物均已略去，则下列有关说法正确的是(　　)
A．X使蔗糖变黑主要体现了X的强氧化性
B．若A为铁，则足量A与X在室温下即可完全反应
C．若A为碳单质，则将C通入少量的澄清石灰水中，一定可观察到有白色沉淀产生
D．工业上，B转化为D的反应条件为高温、常压、使用催化剂
解析：选D　X为浓硫酸，使蔗糖变黑体现了浓硫酸的脱水性，A错误；常温下，铁遇浓硫酸会发生钝化，B错误；若A为碳单质，则C为CO2，过量的CO2通入澄清石灰水中没有沉淀产生，C错误；工业上，SO2转化成SO3是500 ℃左右、常压、在催化剂作用下进行的，D正确。
9．在化学课上围绕浓硫酸的化学性质进行了如下实验探究，将适量的蔗糖放入烧杯中，加入几滴水，搅拌均匀，然后加入浓硫酸，生成黑色物质。
请回答下列问题：
(1)生成的黑色物质(单质)是________(填化学式)。
(2)这种黑色物质继续与浓硫酸作用会产生两种气体，其中一种气体有刺激性气味，是大气的主要污染物之一，这种刺激性气味的气体成分是________(填化学式)，反应的化学方程式为________________________________________________________________。
(3)据蔗糖与浓硫酸反应的实验现象，说明浓硫酸具有________(填字母)。
A．酸性 B．吸水性
C．脱水性 D．强氧化性
(4)将(2)中产生的有刺激性气味的气体通入品红溶液中，可以看到品红溶液________，说明这种气体具有________性；将(2)中产生的有刺激性气味的气体通入水中可生成一种不稳定、易分解的酸，请写出该反应的化学方程式：________________________________。
(5)能否用澄清石灰水鉴别这两种气体？________(填“能”或“不能”)，若不能，请填写两种能鉴别的试剂________________。
解析：(1)浓硫酸具有脱水性，能使蔗糖炭化，所以生成的黑色物质(单质)是C。(2)浓硫酸具有强氧化性，能与炭反应生成CO2、SO2和水，其中SO2气体有刺激性气味，是大气的主要污染物之一，该反应的化学方程式为C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。(3)根据以上分析可知在蔗糖与浓硫酸的反应中体现了浓硫酸的脱水性、吸水性和强氧化性。(4)SO2具有漂白性，因此将(2)中产生的有刺激性气味的气体通入品红溶液中，可以看到品红溶液褪色；SO2与水反应生成亚硫酸，亚硫酸不稳定，反应的化学方程式为SO2＋H2O??H2SO3。(5)SO2、CO2均能使澄清石灰水变浑浊，且气体过量后沉淀又溶解，所以不能用澄清石灰水鉴别这两种气体；由于SO2具有漂白性和还原性，所以能鉴别两种气体的试剂可以是品红溶液、溴水。
答案：(1)C　(2)SO2　C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
(3)BCD　(4)褪色　漂白　SO2＋H2O??H2SO3
(5)不能　品红溶液、溴水(其他合理答案均可)
10．某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应，用如下图所示装置进行有关实验。
(1)装置A中发生反应的化学方程式为_________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)装置D中试管口放置的棉花应浸一种溶液，这种溶液是________，其作用是________________________________________________________________________。
(3)装置B的作用是贮存多余的气体。当D处有明显的现象后，关闭旋塞K，移去酒精灯，但由于余热的作用，A处仍有气体产生，此时B中现象是________________，B中应放置的溶液是________。
a．水 B．酸性KMnO4溶液
c．浓溴水 D．饱和NaHSO3溶液
(4)实验中，取一定质量的铜片和一定体积18 mol·L－1的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，反应完毕时，发现烧瓶中还有铜片剩余，该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余，其原因是__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：Cu与浓硫酸发生反应的化学方程式为Cu＋2H2SO4(浓)△,CuSO4＋2H2O＋SO2↑。反应过程中H2SO4不断被消耗，同时反应生成的H2O使H2SO4的浓度减小，当降低到一定程度，变为稀硫酸时，反应停止。(2)生成的SO2具有漂白性，且污染大气，可用NaOH溶液吸收。(3)余热使反应继续进行，生成的多余气体可储存于B中，排出的液体进入长颈漏斗，为减少SO2的溶解，B中应为饱和NaHSO3溶液。(4)浓硫酸与铜在加热条件下反应，随着反应的进行，浓硫酸逐渐变成稀硫酸，而稀硫酸在加热条件下不和铜反应。
答案：(1)Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋2H2O＋SO2↑
(2)NaOH　吸收多余的SO2，防止污染空气　(3)广口瓶中液面下降，长颈漏斗液面上升　d　(4)反应过程中浓硫酸被消耗，逐渐变稀，而铜不与稀硫酸反应