课件87张PPT。第一章 从实验学化学
第一节 化学实验基本方法
第1课时 化学实验安全 过滤和蒸发一、化学实验安全
1.遵守实验室规则。
2.了解安全措施:
(1)药品安全存放。
①容器口径的选择:固体:_____瓶;液体:_____瓶。
②瓶塞的选择:酸性或中性:_____塞;碱性:_____塞。广口细口玻璃橡胶③易吸水、易潮解、易被氧化的物质应_________。
④见光易分解的物质应选用_____瓶存放在冷暗处。
⑤常用危险化学品的标志。密封存放棕色爆炸品易燃品剧毒品腐蚀品(2)意外事故的紧急处理。
将下列意外事故和相应的处理方法用线连接起来:3.掌握正确的实验操作方法:
(1)物质加热:在横线上填上所选用的仪器。试管蒸发皿烧杯试管坩埚(2)药品取用:在横线上填上所选用的仪器。药匙镊子胶头滴管量筒4.实验后药品的处理方法:
(1)实验用剩的试剂一般_______原试剂瓶。
(2)“三废”的处理方法。
①废渣:不能任意丢弃,要进行分类处理。
②废液:不能直接排入下水道,要收集后集中处理。
③废气:不能直接排入空气,要进行尾气处理。不放回二、混合物的分离和提纯
1.过滤:分离_____和_____的一种方法。
(1)写出图中仪器的名称。固体液体烧杯玻璃棒漏斗(2)过滤操作中的注意事项。
一贴:折好的滤纸紧贴_________。
二低:滤纸边缘低于_____边缘;倒入的过滤液液面应
低于_____的边缘。
三靠:盛有过滤液的烧杯嘴紧靠_______;玻璃棒末端
紧靠_________;漏斗下端管口紧靠_________。漏斗内壁漏斗滤纸玻璃棒三层滤纸烧杯内壁2.蒸发:将可溶性固体溶质从溶剂中分离出来。
(1)写出图中仪器的名称。玻璃棒蒸发皿酒精灯(2)蒸发。
蒸发皿中的液体不超过其容积的____,加热时,用
_______不断搅拌,出现较多固体时,应停止_____,
利用_____蒸干,取下未冷却的蒸发皿时,要放在
_______上。2/3玻璃棒加热余热石棉网3.粗盐的提纯:
(1)不溶性杂质的除去(写出操作名称)。溶解过滤蒸发(2)可溶性杂质的除去。 BaCl2NaOHNa2CO34. 的检验:稀盐酸BaCl2溶液出现白色沉淀【预习自测】
1.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,所以A正确,C不正确;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,故D不正确。2.下列实验操作中,主要不是从安全因素考虑的
是( )
A.酒精灯在不使用时,必须盖上灯帽
B.给试管里的固体加热时,试管口应略向下倾斜,外壁干燥后再预热C.给试管里的液体加热时,试管口应略向上倾斜(约45°角),外壁干燥后再预热
D.用氢气还原氧化铜时,应先通一会儿氢气,再加热氧化铜【解析】选A。A项,酒精灯灯帽有如下作用:一防止酒精挥发,造成浪费;二是防止酒精挥发后,灯芯上留有水分,使用时难以点燃。如酒精灯长期未盖灯帽,酒精挥发使灯芯上面的水分较多而点不着,不是从安全因素考虑的。B、C项是为了防止试管炸裂。D项是防止加热时发生爆炸。3.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.CuSO4、ZnSO4【解析】选C。A、D中的两固体都是易溶于水的物质,过滤法不能达到分离的目的;B中水与酒精都是液体,不能采用过滤法分离;C中Na2CO3能溶于水,CaCO3不溶于水,可采用过滤法分离。4.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.等蒸发皿中出现较多晶体时停止加热
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。被蒸发的液体量不能超过蒸发皿容积
的 ,A错误;待有较多量晶体析出时,应熄灭酒精
灯,停止加热,用余热蒸干,B正确,C错误;蒸发皿
可直接用酒精灯加热,D错误。5.某溶液中可能含有 、 、Cl-。为了检验其中是
否含有 ,除BaCl2溶液外,还需要的溶液是( )
A.H2SO4 B.HCl
C.NaOH D.NaNO3【解析】选B。欲检验溶液中是否含有 ,应当先加
入盐酸排除 的干扰。探究1:化学实验安全
【问题探究】
1.意外事故的处理方法。
浓硫酸沾到皮肤上,先用抹布拭去,再立即用大量________冲洗后,涂上适量的稀________溶液。提示:水 NaHCO3。浓硫酸遇水产生大量热量,浓硫酸沾到皮肤上时,先用抹布拭去,再立即用大量水冲洗后,涂上适量的稀NaHCO3溶液,不能涂氢氧化钠溶液,因为氢氧化钠溶液也有腐蚀性。2.氧化铜的还原实验是初中重要的化学实验之一,据此完成以下问题:
(1)在H2还原CuO的实验中为什么先通一会儿H2再点燃酒精灯?据此思考点燃可燃性气体之前应注意什么?提示:在用H2还原CuO时先通入H2的目的是排尽装置中的空气,以防加热时发生爆炸。因此在点燃可燃性气体(如H2、CO、CH4等)时为防止爆炸,必须要先检验气体的纯度。(2)若用CO还原CuO,过量的CO能直接排放到空气中吗?若不能,应如何处理?
提示:CO是有毒气体,不能直接排放到空气中,应将过量的CO点燃使其转化为无毒的CO2。3.如何检验氢气的纯度?试叙述其操作过程。
提示:用排水法收集一试管氢气,用拇指堵住试管
口,管口向下移近酒精灯火焰,松开拇指,如果听到
尖锐的爆鸣声,表明氢气不纯,需要再收集,再检
验,直到听到轻微的响声,才表明收集到的氢气是纯
净的。如果用向下排空气法收集氢气,经检验不纯而需要再检验时,要用拇指堵住试管口一会儿,等试管中的氢气的火焰熄灭后再收集氢气检验纯度,以免点燃气体发生爆炸。4.酒精灯的使用。
图中对酒精灯的使用有几处错误,应如何正确使用酒精灯?提示:有两处错误,一是酒精灯内酒精的量太多,
二是熄灭酒精灯的方法不正确。在使用酒精灯时要
注意:
(1)酒精量不能超过其容积的 ,不少于 。
(2)不能用口吹灭,应用灯帽盖灭,否则容易失火。
(3)不能给燃烧着的酒精灯添加酒精。5.实验操作中的防护措施。
(1)防爆炸:点燃可燃性气体前,先要________。
提示:检验气体的纯度。点燃可燃性气体前,为防止爆炸,先检验气体的纯度。(2)防暴沸:稀释浓硫酸时,应将________沿烧杯内壁缓慢注入________中,并不断搅拌。
提示:浓硫酸 水。稀释浓硫酸时,浓硫酸遇水要放出大量的热,要把浓硫酸沿器壁缓慢注入水中,并不断搅拌。 (3)防倒吸:如图实验室制取氧气并用排水法收集结束后,应先_______________,再________________。提示:将导管从水中取出 熄灭酒精灯。用加热法制取并用排水法收集气体时,由于反应装置温度高,压强大,如果先熄灭酒精灯易造成倒吸,使试管炸裂;故应先将导管从水中取出,再熄灭酒精灯。【探究总结】
实验室安全“六防”【拓展提升】实验室安全知识口诀
点燃气体要验纯,防止爆炸出事故。
尾气吸收看性质,点燃水吸或碱吸。
加热固体请注意,管口朝下倾斜点。
加热液体稍倾斜,管口别对己或人。
熄灭灯、盖灯焰,盖上灯帽放一边。不准用嘴吹灯焰,大家千万记周全。
废液倒入废液缸,集中处理莫乱倒。
洗涤烧杯和试管,用水冲洗两三遍。
试管刷子刷里面,洗净放在桌面上,试管倒置再晾干。【探究训练】
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.涉及气体的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【解题指南】解答本题需注意以下3点:
(1)实验药品的取用。
(2)胶头滴管的使用。
(3)气体的验纯及装置气密性的检查。【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.下列实验能达到实验目的且符合安全要求的是( )【解题指南】解答本题需注意以下3点:
(1)滴加液体时,以防滴管碰到试管,污染试剂。
(2)加热或点燃气体时需防止爆炸。
(3)浓硫酸密度较大,浓硫酸与其他液体混合时,需把浓硫酸加入其他液体中并不断搅拌。【解析】选B。使用胶头滴管滴加液体时,要垂直悬空,不能伸入试管中,A项错误;O2不溶于水,实验室收集O2可用排水法,B项正确;产生H2立即点燃,此时H2不纯,易爆炸,C项错误;稀释浓硫酸时,应将浓硫酸沿器壁缓缓倒入水中并不断搅拌,否则会引起硫酸液滴飞溅,D项错误。【补偿训练】
1.(2017·西安高一检测)如图所示的实验操作中,正确的是( )【解析】选B。氢氧化钠具有腐蚀性,易潮解,应在玻璃器皿中称量,A错误;不能用燃着的酒精灯去点燃另一盏酒精灯,C错误;给试管内的液体加热时,试管内液体不可超过试管容积的1/3,且试管口应略向上倾斜,D错误。2.(2017·长春高一检测)下列实验操作中,主要不是从安全因素考虑的是( )
A.点燃氢气前一定要检验氢气的纯度
B.未使用完的白磷要随时收集起来,并与空气隔绝
C.酒精灯不用时,必须盖上灯帽
D.用氢气还原氧化铜时,要先通一会儿氢气,再加热氧化铜【解析】选C。酒精灯不用时,必须盖上灯帽,主要是防止酒精挥发,不是从安全因素考虑的。氢气不纯点燃会爆炸,A、D均是从安全因素考虑;白磷与空气接触会自燃,也是从安全因素考虑的。3.(2017·资阳高一检测)下列做法正确的是( )
A.用镊子取出白磷并置于水中切割
B.把氯酸钾制氧气后的残渣倒入垃圾桶
C.氢气还原氧化铜实验先加热再通氢气
D.用酒精灯直接给烧杯中的液体加热【解析】选A。白磷着火点较低,放在空气中切割容易着火,因此要放在水中切割,A正确;氯酸钾制氧气后的残渣中可能含有未反应的反应物,属于易爆的危险品,不可直接倒入垃圾桶,B错误;氢气还原氧化铜时,应该先通入氢气,把装置中的空气排尽后再加热,否则容易引起爆炸,C错误;烧杯必须垫石棉网加热,否则容易炸裂,D错误。探究2:混合物的分离和提纯
【问题探究】
1.(1)粗盐的溶解、过滤、蒸发操作中玻璃棒的作用分别为___________;____________;__________。提示:搅拌 引流 搅拌。溶解操作中玻璃棒的作用是搅拌,加速固体溶解。过滤操作中玻璃棒的作用是引流。蒸发操作中玻璃棒的作用是搅拌,防止局部过热发生迸溅。(2)粗盐经过溶解、过滤、蒸发等操作可以除去其中的泥沙,能否得到纯净的氯化钠?
提示:不能。过滤能除去不溶性的杂质,但不能除去可溶性的杂质,故提纯后的食盐中还含有可溶性的CaCl2、MgCl2、Na2SO4等。 2.在除去上述粗盐中可溶性杂质的过程中,除杂试剂应加入少量还是稍过量?除杂试剂是否会引入新的杂质?
提示:除杂试剂应稍过量,这样才能使杂质离子完全变成沉淀,通过过滤除去,但过量的除杂试剂又成为新的杂质。3.为除去粗盐中可溶性的CaCl2、MgCl2、Na2SO4,设计如下三个方案,试分析能否达到除去这三种杂质的目的?写出除杂过程中发生的化学方程式。
(1)Na2SO4→BaCl2→Na2CO3→HCl→加热
(2)MgCl2→NaOH→HCl→加热
(3)CaCl2→Na2CO3→HCl→加热。提示:均可以。方案(1)中BaCl2可除去 :Na2SO4+BaCl2====BaSO4↓+2NaCl;过量的BaCl2可用
Na2CO3除去:BaCl2+Na2CO3====BaCO3↓+2NaCl;过量
的Na2CO3可用HCl除去:Na2CO3+2HCl====2NaCl+H2O+ CO2↑;过量的HCl可加热使其挥发而除去。方案(2)
中NaOH可除去Mg2+:2NaOH+MgCl2====Mg(OH)2↓+2NaCl;过量的NaOH可用HCl除去:NaOH+HCl====NaCl+H2O;过量的HCl可加热使其挥发而除去。方案(3)中Na2CO3可除去Ca2+:Na2CO3+CaCl2====CaCO3↓+2NaCl;过量的Na2CO3可用HCl除去:Na2CO3+2HCl====2NaCl+H2O+CO2↑;过量的HCl可加热使其挥发而除去。4.根据3中的方案,分析除杂试剂加入的顺序。
提示:Na2CO3溶液既要除去CaCl2,还必须除去过量的BaCl2,故Na2CO3溶液必须在BaCl2溶液加入后再加入,盐酸要除去过量的Na2CO3和NaOH,故其必须最后加入,因此各试剂的加入顺序可以为(1)BaCl2→NaOH→Na2CO3→HCl
(2)NaOH→BaCl2→Na2CO3→HCl
(3)BaCl2→Na2CO3→NaOH→HCl。【探究总结】
1.除去粗盐中可溶性杂质的原理:2.物质的分离和提纯的“三个必须”和“四个原则”:
(1)三个必须。
①除杂试剂必须稍过量。
②过量试剂必须除尽,且容易除去。
③除杂途径选最佳,有多种杂质时除杂顺序必须合理。(2)四个原则。【探究训练】
1.实验室进行NaCl溶液蒸发时,一般有以下操作过程,其中正确的操作顺序是( )
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,余热蒸干
A.②③④⑤① B.①②③④⑤
C.②③①④⑤ D.②①③④⑤【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)蒸发所用仪器。
(2)蒸发操作的先后顺序。【解析】选B。安装仪器时,根据酒精灯高度确定铁圈位置,然后放置蒸发皿,再加热蒸发NaCl溶液,最后停止加热,用余热蒸干。【延伸探究】该分离操作所用的仪器有_________。
其中玻璃棒的作用为_________。
提示:蒸发所用仪器有铁架台(带铁圈)、酒精灯、玻璃棒、蒸发皿。玻璃棒起搅拌作用,防止液体局部受热而飞溅。2.(2017·福州高一检测)某同学在实验室里过滤一种浑浊液体,发现滤出的液体仍浑浊,他检查实验装置发现漏斗外壁没有水,滤纸也未出现破损或小漏洞,则造成实验失败的原因可能是下列操作中的( )A.滤纸高出漏斗边缘的部分未剪掉
B.滤纸与漏斗之间有气泡未被排掉
C.倾倒液体时液面高于滤纸边缘
D.过滤时玻璃棒靠在三层滤纸一边【解析】选C。如果液面高于滤纸边缘,一部分液体将沿滤纸和漏斗之间的缝隙流下而达不到过滤的目的。【补偿训练】
1.(2017·佛山高一检测)下列除杂分离方法正确的
是( )【解析】选D。加入碳酸钠引入新的杂质钠离子,故A错误;因为硫酸钡和盐酸不反应,而碳酸钡和盐酸之间能反应,无法将硫酸钡除掉,故B错误;加入的氢氧化钠是过量的,引入了新的杂质氢氧根离子,故C错误;红热的铜网能和氧气反应生成氧化铜,氮气不参加反应,能除去杂质且没有引入新的杂质,故D正确。2.(2017·岳阳高一检测)下列分离方法与过滤原理相同的是( )
A.含有泥沙的浑水静置一会儿使水沙分离,可取上层清水
B.农村“扬谷”分离饱满和干瘪的谷壳
C.建筑工地上用铁筛把大小不同的沙粒分开
D.淘米除去米中混有的小沙粒【解析】选C。过滤是根据颗粒大小不同进行物质分离的方法,只有C符合,A、B、D是根据质量和密度大小不同进行分离的。3.现有NaCl、Na2SO4和NaNO3的混合溶液,选择适当的
试剂将其转化为相应的沉淀或固体,从而实现Cl-、
和 的相互分离,实验过程如下:请回答下列问题:
(1)写出上述实验过程中所用试剂的名称:试剂1为________,试剂2为________,试剂4为________。
(2)加入过量试剂3的目的是__________。
(3)在加入试剂4后,获得晶体D的实验操作④的名称是________。 【解析】沉淀 选用Ba2+,沉淀Cl-选用Ag+。由于
Ag+与Cl-、 都可生成沉淀,所以应先用BaCl2或
Ba(NO3)2沉淀 ,所以试剂1为BaCl2溶液或Ba(NO3)2
溶液;试剂2则为沉淀Cl-所用的AgNO3溶液;因加入的
Ba2+和Ag+是过量的,所以应用试剂3即Na2CO3溶液来沉
淀过量的Ba2+和Ag+;而过量的 则用试剂4即稀硝酸
来除去。答案:(1)BaCl2溶液或Ba(NO3)2溶液 AgNO3溶液
稀硝酸
(2)除去过量的Ba2+和Ag+
(3)蒸发、冷却、结晶、过滤【课堂小结】
1.化学实验安全:
(1)实验安全应注意问题。
(2)实验中的安全问题。
(3)常见仪器及实验正确的操作方法。2.混合物的分离和提纯:
(1)过滤和蒸发——粗盐的提纯。
①所需仪器。
②操作步骤。
③注意事项。
④使用玻璃棒的作用和目的。
(2) 的检验方法。课件92张PPT。第2课时
蒸馏和萃取一、蒸馏
1.原理:利用混合物中各组分的_____不同,除去液态
混合物中_______________________的杂质。沸点易挥发、难挥发或不挥发2.装置(写出仪器名称):圆底烧瓶石棉网酒精灯沸石冷凝管锥形瓶3.蒸馏水的制取及检验:白色沉淀冷凝管4.Cl-的检验方法:出现白色沉淀二、萃取与分液
1.原理:
(1)萃取。溶解度溶解度小溶解度大(2)分液。
①概念:将两种_______________分开的操作。
②应用:用于分离两种_________的液体。
③仪器:_________、铁架台、_____。互不相溶的液体互不相溶分液漏斗烧杯2.操作(用CCl4萃取碘水中的碘):上口部活塞部分活塞无紫上口【预习自测】
1.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、锥形瓶、牛角管、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。蒸发用到的仪器有铁架台、铁圈、蒸发皿、酒精灯、玻璃棒,都有,A正确;萃取用到的仪器有分液漏斗、铁架台、铁圈、烧杯,都有,B正确;过滤用到的仪器有铁架台、铁圈、烧杯、漏斗、玻璃棒,都有,C正确;蒸馏用到的仪器有蒸馏烧瓶、酒精灯、冷凝管、牛角管、锥形瓶等,要进行蒸馏操作还缺少仪器蒸馏烧瓶、冷凝管,D错误。2.下列实验操作中错误的是( )
A.只要是液体混合物就可用蒸馏的方法来分离
B.蒸馏时,应使温度计水银球置于蒸馏烧瓶支管口处
C.蒸馏完毕后,应先停止加热,待装置冷却后,停止通水,再拆卸蒸馏装置
D.称量时,砝码放在托盘天平的右盘,先加质量大的砝码,后加质量小的砝码【解析】选A。蒸馏是利用互溶的液体混合物中各组分沸点不同进行分离提纯的,混合物中各组成物间的沸点一般大于30℃为宜,沸点相近的液态物质组成的混合物,不宜采用蒸馏法分离。3.选择萃取剂将碘水中的碘萃取出来,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,且必须比水密度大
D.不溶于水,且必须比水密度小【解析】选B。若用溶剂A将溶质从溶剂B中萃取出来,A应具备的基本性质有:①A与B互不相溶;②溶质在A中的溶解度大于在B中的溶解度;③溶质在A中不发生化学反应。4.下列实验方案设计中,可行的是( )
A.加稀盐酸后过滤,除去混在铜粉中的少量镁粉和铁粉
B.用萃取的方法分离汽油和煤油
C.用溶解和过滤的方法分离硝酸钾和氯化钠的固体混合物
D.将O2和H2的混合气体通过灼热的氧化铜,以除去其中的H2【解析】选A。B中汽油与煤油可用蒸馏的方法分离。C中分离硝酸钾和氯化钠的固体混合物,可用结晶的方法。D中方法易爆炸。5.下列各组混合物中,可以用分液法分离的是( )
A.酒精和水 B.碘和四氯化碳
C.水和四氯化碳 D.植物油和汽油【解析】选C。互不相溶的两种液体可以用分液法分离,酒精与水互溶,碘易溶于四氯化碳,汽油可以溶解植物油。探究1:蒸馏
【问题探究】
1.进行蒸馏操作时,应先加热烧瓶,还是先通冷却水?
提示:先通冷却水,后加热烧瓶。若先加热烧瓶,蒸气不能得到充分冷凝,且冷凝器温度过高,通入冷却水时易发生炸裂事故。2.制备蒸馏水在加热前加入几粒沸石的作用是什么?
提示:在烧瓶中加入几粒沸石的作用是防止液体暴沸。3.思考在制取蒸馏水的实验中,冷却水的流向为什么是下口进上口出?
提示:冷却水的流向若上进下出,可能会使冷水充不满冷凝器,下进上出时,能使冷凝器中的冷水充满且冷水的流向与气流方向相反,气流由上至下所处的温度越来越低,冷凝效果好。4.对液体加热一段时间后,发现未加沸石,从安全的角度考虑,此时立即补加还是冷却后再补加?
提示:此时加入沸石,会引起暴沸,应冷却后再补加。5.蒸馏与蒸发有何区别?若要从酒精与水的混合物中得到酒精,用蒸馏还是蒸发的方法?
提示:蒸馏的目的是使液体中的某些组分挥发再冷凝收集,而蒸发的目的一般是提取溶液中的溶质,通常不再回收挥发出来的组分。故从酒精与水的混合物中得到酒精,应用蒸馏的方法。6.装置Ⅰ是实验室制取蒸馏水的装置,装置Ⅱ是常用的蒸馏装置。(1)观察装置Ⅰ和装置Ⅱ,二者的区别在哪里?
提示:①装置Ⅰ用的是圆底烧瓶,装置Ⅱ用的是带有支管的蒸馏烧瓶。
②装置Ⅰ没用温度计,装置Ⅱ有温度计,且温度计的水银球在支管口处。(2)蒸馏装置安装的顺序为________________。
提示:由下到上,由左到右。 (3)装置安装好后,如何进行气密性检查?
提示:连接好装置,在冷凝器的出口处接一橡胶管,并将橡胶管插入水中,将烧瓶微热,水中有气泡产生,冷却至室温,橡胶管中有一段水柱,则气密性良好。(4)蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的目的是_________。
提示:防止液体暴沸。在使用蒸馏烧瓶进行蒸馏实验时,应在蒸馏烧瓶中加入少量碎瓷片,以防止瓶内液体暴沸,产生危险。 【探究总结】
1.烧瓶使用注意事项:
(1)烧瓶加热时,要垫上石棉网,以增大受热面积,不可直接用酒精灯加热。
(2)蒸馏时在烧瓶中加入少量碎瓷片或沸石,目的是防止瓶内液体暴沸,产生危险。
(3)烧瓶中所盛液体体积不超过其容积的2/3,不低于其容积的1/3。2.冷凝器使用注意事项:
(1)气体应从大口进入,冷凝后的液体从小口流出。
(2)先通冷凝水,再加热。
(3)冷凝水要从下口进上口出。【探究训练】
1.(2017·南京高一检测)从海带中提取单质碘需要经过灼烧、溶解、过滤、氧化、萃取、分液、蒸馏等操作。下列图示对应的装置合理、操作规范的是( )【解析】选C。在坩埚中灼烧,A错误;过滤时应该用玻璃棒引流,B错误;由于碘的CCl4溶液的密度比水大,而且与水互不相溶,所以分离互不相溶的液体应该用分液的方法,C正确;蒸馏时温度计的水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口处,不能伸入液面以下,D错误。2.(2017·青岛高一检测)工业酒精是含水约4%的液态乙醇,工业生产中经常要把工业酒精中的水除去,制取无水酒精。向工业酒精中加入生石灰,会发生如下化学反应:CaO+H2O====Ca(OH)2,且生成物不溶于乙醇。(1)要在实验室中将工业酒精转化为无水乙醇,下列做法中不可取的是________(填字母)。
A.加入过量的生石灰后过滤
B.加入过量的生石灰后蒸馏
C.加入过量的生石灰后分液 (2)在你选择需要加热的实验方法中,需用的玻璃仪器除酒精灯以外,还有____________;
在该方法的实验步骤里,紧挨加热之前的操作是________________。
(3)用酒精灯作热源,在加热过程中要适当调整酒精灯的上下或左右位置,目的是_______________。(4)冷凝管的两端有大口和小口之分,靠近大口的小弯管用于________________________,靠近小口的小弯管用于________________________。【解题指南】解答本题需注意以下3点:
(1)蒸馏的定义及适用情形。
(2)酒精的易挥发性。
(3)蒸馏操作中的注意事项及仪器的使用方法。【解析】(1)CaO、Ca(OH)2是不溶于酒精、难挥发的固体,酒精是易挥发的液体。因此,可用过滤或蒸馏的方法分离,不用分液的方法。
(2)蒸馏操作中的玻璃仪器不包括铁架台。在蒸馏操作中,为了确保馏出的蒸气及时得到冷却,要先向冷凝管内通冷却水,然后才能进行加热。(3)进行蒸馏操作时,要根据组分沸点,使蒸馏烧瓶内的支管口处保持恒温。温度的显示靠温度计,温度的调节可通过控制热源的强弱来实现。
(4)为了提高冷却效果,一般采取逆流操作。 答案:(1)C
(2)蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、牛角管、锥形瓶 向冷凝管内通冷却水
(3)使蒸馏烧瓶内的支管口处保持恒温
(4)流出冷却水 通入冷却水【补偿训练】
1.(2017·太原高一检测)下列关于蒸馏操作的有关叙述不正确的是( )
A.蒸馏操作的主要仪器是蒸馏烧瓶、酒精灯、铁架台、冷凝管、锥形瓶、牛角管、温度计等
B.蒸馏操作使用的温度计的水银球应插入液体内
C.在蒸馏烧瓶内放入少量碎瓷片,目的是防止暴沸
D.冷凝管进出水的方向是下口进、上口出【解析】选B。蒸馏操作中使用的温度计是用来测定蒸气的温度(即某一组分的沸点),温度计的水银球应放置于蒸馏烧瓶的支管口处。2.将所列仪器组装为一套实验室蒸馏石油的装置,并进行蒸馏,可以得到汽油和煤油。(1)图中A、B、C三种仪器的名称是____________、____________、____________。
(2)A仪器中c是________,d是________。
(3)蒸馏时,温度计水银球应在________位置。
(4)在B中注入原油后,加几片碎瓷片的目的是_________________。【解析】冷凝管冷凝时为了达到好的冷凝效果应下口进水,上口出水;因测的是石油蒸气的温度,所以水银球应在蒸馏烧瓶支管口处;加入几片碎瓷片可防止暴沸。答案:(1)冷凝管 蒸馏烧瓶 锥形瓶
(2)进水口 出水口
(3)蒸馏烧瓶支管口处
(4)防止暴沸探究2:萃取与分液
【问题探究】
1.分液时打开活塞,液体流出少量后不再流出,其原因是什么?
提示:未打开玻璃塞。分液时必须要打开玻璃塞(或使塞上的凹槽或小孔对准漏斗上的小孔),才能使液体全部流出。2.结合用CCl4萃取碘水中碘的实验,总结萃取剂必须具备的性质。
(1)分析萃取碘水中碘的实验中,能否把萃取剂CCl4改为酒精?
提示:不能,若改为酒精,酒精与水互溶,加入酒精后混合溶液不会分层,无法分液。(2)思考萃取碘水中碘的实验中,萃取剂能否与原溶剂或溶质发生化学反应?
提示:不能,若与溶剂发生化学反应,萃取剂将不再存在,也就无法萃取了;与溶质反应时,溶质与萃取剂都不存在了,故不可以发生化学反应。 (3)对溶质在萃取剂中的溶解度与在原溶剂中的溶解度有何要求?
提示:溶质在萃取剂中的溶解度应远大于在原溶剂中的溶解度,否则溶质将不会从原溶剂进入萃取剂中。3.把水和某无色有机溶剂在试管中混合,静置分层后,设计一种判断水层的方法_____________。
提示:用胶头滴管向小试管中加入适量水,若上层液体变厚,上层为水层;若下层液体变厚,则下层为水层。4.若用汽油萃取碘水中的碘,静置分层后,上层是__________________,下层是________,碘的汽油溶液应由________口放出,原因为___________。提示:碘的汽油溶液 水 上 因为汽油的密度比水小,故萃取后碘的汽油溶液在上层,应从分液漏斗上口倒出,若继续从下口放出碘的汽油溶液,则将会把分液漏斗活塞以下部分中残留的下层液体带出,污染上层液体。【探究总结】
1.萃取中的三个“三”:2.萃取、分液的注意事项:
(1)分液漏斗使用的第一步操作:检查是否漏水。
向分液漏斗中注入少量的水,塞上瓶塞,倒置看是否漏水,若不漏水,放正后把瓶塞旋转180°,再倒置看是否漏水。(2)操作注意事项——“三防止两保证”。 3.萃取与分液的区别:
萃取指溶质“转移”的过程,分液指将互不相溶的液体分开的过程,两者往往结合起来操作。【拓展提升】蒸馏、萃取与分液的比较【探究训练】
1.(2017·兰州高一检测)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.上层液体近无色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,所以萃取分层后上层为水层,下层为四氯化碳层,分液时,碘的四氯化碳溶液从下口流出,水从上口倒出。2.(2017·徐州高一检测)某化学课外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。其实验可分解为以下各步骤:
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上的小孔;
H.静置、分层。就此实验完成下列问题:
(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)D步骤为什么要不时旋开活塞放气?
___________________________________。(3)上述E步骤的操作中应注意______________。
(4)上述G步骤操作的目的是______________。
(5)能选用CCl4从碘水中萃取碘的原因是_________。 【解题指南】解答本题需注意以下3点:
(1)萃取的基本步骤。
(2)分液的具体操作及分液漏斗的使用方法。
(3)萃取剂选取的原则。【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: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)振荡分液漏斗时,会产生气体,导致漏斗内压强过大而发生危险。(3)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。
(4)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漏斗内部应与外界大气相连通。
(5)萃取剂的选择原则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)防止分液漏斗内压强过大而发生危险
(3)使分液漏斗下端管口紧靠烧杯内壁,及时关闭活塞,防止上层液体流出
(4)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
(5)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【延伸探究】(1)用蒸馏方法分离和提纯碘的四氯化碳溶液,必不可少的玻璃仪器和用品是___________。
提示:蒸馏烧瓶、酒精灯、牛角管、温度计、冷凝管、锥形瓶、碎瓷片(或沸石)。(2)CCl4能把碘酒中的碘萃取出来吗?为什么?
提示:不能。因为四氯化碳和酒精互溶,无法分层。【补偿训练】
1.(2017·柳州高一检测)下列萃取与分液结合进行的操作(用CCl4作萃取剂,从碘水中萃取碘)中错误的是( )
A.饱和碘水和CCl4加入分液漏斗中后,塞上上口部的塞子,用一只手压住分液漏斗上口部,另一只手握住活塞部分,把分液漏斗倒转过来振荡B.静置,待分液漏斗中液体分层后,先使分液漏斗内外空气相通(准备放出液体)
C.打开分液漏斗的活塞,使全部下层液体沿承接液体的烧杯内壁慢慢流出
D.最后继续打开活塞,另用容器承接并保存上层液体
【解析】选D。分液漏斗中的上层液体必须从上口倒出。2.阅读下列材料,按要求回答问题。
材料1:酒精、苯、CCl4都是有机溶剂,有机溶剂之间大都能互溶;
材料2:碘(I2)难溶于水,易溶于有机溶剂;
材料3:溴难溶于水,易溶于有机溶剂,其溶液呈橙色。
在酒精、苯、CCl4、蒸馏水四种试剂中:(1)能把碘单质从碘水中萃取出来的是________,进行分液之后是否能得到纯净的碘单质?__________。
(2)能把溴从溴水中萃取出来,并在分液时使溴从分液漏斗下端流出的是________;萃取时,液体接近无色的是________层,有色层是________层。 【解析】(1)苯与四氯化碳均不溶于水,酒精易溶于水,故苯与四氯化碳均可萃取碘水中的碘,但分液后得到的是碘的有机溶液,而不是纯净物。
(2)因苯比水的密度小,四氯化碳比水的密度大,因此能把溴从溴水中萃取出来,在分液时使溴从分液漏斗下端流出的是四氯化碳;萃取时,上层液体是水,接近无色,下层液体是溴的四氯化碳溶液,呈橙色。答案:(1)苯与四氯化碳 否
(2)四氯化碳 上 下【课堂小结】
1.蒸馏操作的主要仪器:
蒸馏烧瓶、冷凝管、牛角管、锥形瓶、酒精灯、石棉网、铁架台、温度计。2.蒸馏操作的注意事项:
(1)温度计的位置。
(2)防暴沸措施——加入几块沸石或碎瓷片。
(3)冷却水——“下进上出”。
(4)加垫石棉网。3.萃取剂的“三”原则:
(1)不相溶。(2)不反应。(3)溶解度差别大。课件71张PPT。第二节 化学计量在实验中的应用
第1课时 物质的量的单位——摩尔一、物质的量及摩尔质量
1.物质的量:n摩尔微观粒子与可称量物质一定数目粒子2.摩尔:0.012 kg12C6.02×1023mol3.阿伏加德罗常数:1 mol任何粒子的粒子数 NA6.02×1023mol-14.摩尔质量:单位物质的量 m=n·M 相对原子质量 相对分子质量 M g·mol-1 二、有关质量、摩尔质量与物质的量之间的计算
填入适当的内容,使下列公式完整:
其中n表示_________、NA表示_______________,M表
示_________。Nm物质的量阿伏加德罗常数摩尔质量【预习自测】
1.下列叙述中正确的是( )
A.物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一
B.1 mol氢
C.1 mol粒子集合体所含的粒子数就是6.02×1023个碳原子
D.摩尔是物质的量的单位,也是粒子数量的单位【解析】选A。物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一,其单位是摩尔,A正确,D错误;使用摩尔时必须指明具体的粒子,1 mol氢的说法指代不明确,B错误;1 mol粒子集合体所含的粒子数与0.012 kg12C中含有的碳原子数相同,约是6.02×1023,C错误。2.1 mol物质的含义是( )
A.0.012 kg碳
B.含有6.02×1023个粒子的物质
C.含有阿伏加德罗常数个粒子的物质
D.含有与6.02×1023个碳原子等质量的物质【解析】选C。1 mol微粒的近似值是6.02×1023,准确值是阿伏加德罗常数或0.012 kg12C所含有的碳原子数。3.在0.5 mol Na2SO4中含有O的数目是( )
A.3.01×1023个 B.1.204×1024个
C.6.02×1023个 D.4个
【解析】选B。0.5 mol Na2SO4中含有O的物质的量是2 mol,其个数是2×6.02×1023个。4.下列物质中所含分子物质的量最多的是( )
A.44 g CO2 B.1.5 mol H2
C.64 g SO2 D.3.01×1023个硫酸分子【解析】选B。A项,44 g CO2的物质的量是44 g÷
44 g·mol-1=1 mol;C项,64 g SO2的物质的量是
64 g÷64 g·mol-1=1 mol;D项,3.01×1023个硫酸
分子的物质的量是3.01×1023÷(6.02×1023mol-1)=
0.5 mol,故选B。探究1:物质的量及摩尔质量
【问题探究】
1.1 mol H、1 mol H+、1 mol H2所表示含义是否相同?提示:不同。虽然都是1 mol微粒,但微粒种类不同,它们分别表示1 mol氢原子,1 mol氢离子和1 mol氢分子。2.“1 mol鸡蛋”和“1 mol氧”这两种说法是否正确?为什么?
提示:(1)物质的量度量的对象是微观粒子,而不能指宏观物体,因此“1 mol鸡蛋”说法错误。(2)在用“mol”为单位衡量物质时,要用化学式指明粒子的种类,表述要确切,如“1 mol O”表示1 mol氧原子,“1 mol O2”表示1 mol氧气分子,“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,不是微粒名称,也不是微粒的符号或化学式,这里的氧指代不明确,不符合上述要求,违反了使用准则。 3.能否说“阿伏加德罗常数就是6.02×1023”?
提示:不能。阿伏加德罗常数是1 mol任何物质所含的微粒数目,它不是一个纯数值,有量纲,单位为mol-1,而6.02×1023是阿伏加德罗常数的近似值,是一个纯数值。4.请结合所学知识讨论:摩尔质量与物质的质量在概念和单位上有什么不同?提示:(1)概念不同。摩尔质量是指单位物质的量的物
质所具有的质量,而质量是指物体所含物质多少的物
理量。
(2)单位不同。摩尔质量的单位是g·mol-1或kg·mol-1,
而物质质量的单位是g或kg。5.(1)2 mol O2的质量是64 g,故O2的摩尔质量是
64 g·mol-1对吗?
提示:不对。对某一纯净物来说,它的摩尔质量是固定不变的,而物质的质量则随着物质的量的不同而发生变化,故O2的摩尔质量还是32 g·mol-1。(2)Al与Al3+的摩尔质量都是27 g·mol-1,正确吗?
提示:正确。由于电子的质量非常微小,所以失去的电子的质量可以忽略不计,摩尔质量以“g·mol-1”为单位时,其数值近似等于该粒子的相对原子质量或相对分子质量。 6.已知1个氧原子的质量为ag,则氧原子的摩尔质量是
多少?
提示:1个氧原子的质量为ag,1 mol氧原子的质量为a·NAg,根据摩尔质量的概念“单位物质的量的物质
所具有的质量”,氧原子的摩尔质量是a·NAg·mol-1。【探究总结】
1.物质的量的“四化”:2.阿伏加德罗常数的“三量”:
(1)基准量:0.012 kg12C中所含的碳原子数。
(2)准确量:是一个物理量,用NA表示,单位是mol-1。
(3)近似量:6.02×1023mol-1。3.摩尔质量的“三性”:
(1)等同性:摩尔质量(单位为g·mol-1时)只是在数值上与相对分子质量或相对原子质量相等,其含义和单位是不同的。
(2)确定性:对于指定的物质来说,其摩尔质量的值是一个定值,不随物质的量的多少而改变。(3)近似性:由于电子的质量非常微小,所以粒子的摩尔质量以g·mol-1为单位时,其数值近似等于该粒子的相对分子质量或相对原子质量,如Na和Na+的摩尔质量都为23 g·mol-1。 4.物质的量和摩尔质量的认识误区:
(1)误认为物质的量适用于所有物质。
物质的量只用于表示分子、原子、离子、质子、中子、电子等微观粒子的多少,不能用于表示宏观物质的数量,使用“摩尔”表示物质的量时,首先必须弄清物质所含微粒的种类,而“摩尔”只是它的单位。(2)将摩尔质量与质量的单位混淆。
摩尔质量与质量的单位不同,摩尔质量的单位是g·mol-1,质量单位是g。(3)误认为摩尔质量与相对原子质量或相对分子质量完全等同。
摩尔质量有单位,而相对原子质量或相对分子质量没有单位,当摩尔质量以g·mol-1为单位时,数值上才与相对原子质量或相对分子质量相等。 【拓展提升】摩尔质量与相对原子质量、相对分子质量辨析【探究训练】
1.(2017·厦门高一检测)下列有关物质的量和摩尔质量的叙述,正确的是( )
A.水的摩尔质量是18 g
B.0.012 kg12C中约含有6.02×1023个碳原子,实际碳原子数为NA
C.1 mol水中含有2 mol氢和1 mol氧
D.1 mol任何物质都含有6.02×1023个原子【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)摩尔质量和相对分子(原子)质量在数值上相等。
(2)1 mol微粒的粒子数为阿伏加德罗常数。【解析】选B。A选项,摩尔质量的单位是g·mol-1,
错误;B选项,碳是由原子构成的,根据规定,
0.012 kg12C中所含的碳原子数即为阿伏加德罗常数,
近似为6.02×1023mol-1,正确;在使用“摩尔”作为
物质的量的单位时,应用化学式指明粒子的种类,而
不使用该粒子的中文名称,而且选项C中表示水的组成
时,氢、氧的含义也不具体,错误;D选项,构成物质的基本粒子有分子、原子和离子,并非任何物质都是由原子构成的,错误。【延伸探究】(1)若将B项中的“12C”改为“C”,正确吗?
提示:不正确。“12C”表示有6个质子和6个中子的碳原子,但“C”的范围较大,不一定表示有6个中子的碳原子,也可能是其他碳原子。(2)若将D项中的“原子”改为“分子”,正确吗?
提示:不正确。物质可能由原子、分子组成,也可能由阴、阳离子组成。 2.(2017·吉安高一检测)下雪时,常用融雪剂清理
路面,醋酸钾(CH3COOK)是常用的融雪剂。下列关于
1 mol CH3COOK的叙述正确的是( )
A.CH3COOK的相对分子质量为98 mol-1
B.CH3COOK的摩尔质量为98 g
C.1 mol CH3COOK含有2 mol氧
D.1 mol CH3COOK含有3×6.02×1023个H【解析】选D。CH3COOK的相对分子质量为98,A项错
误;CH3COOK的摩尔质量为98 g·mol-1,B项错误;
2 mol氧是指氧原子还是指氧分子,指代不明确,C项
错误;1个CH3COOK分子含有3个H,所以1 mol CH3COOK
中含有3×6.02×1023个H,D项正确。【补偿训练】
(2017·萍乡高一检测)19 g ACl2中含有0.4 mol Cl-,则该氯化物的摩尔质量是______________;A的相对原子质量是______________________。【解析】因为Cl-的物质的量为0.4 mol,所以ACl2的物质的量是0.4 mol÷2=0.2 mol,该氯化物的摩尔质量是19 g÷0.2 mol =95 g·mol-1,A的相对原子质量是95-35.5×2=24。
答案:95 g·mol-1 24探究2:有关质量、摩尔质量与物质的量之间的计算
【问题探究】
1.已知某物质的质量为m,摩尔质量为M,则该物质的粒子数是__________。
提示: 依据条件即可求出该物质的物质的量n=m/M,所以粒子数N=n·NA=(m·NA)/M。2.0.5 mol CO2中含CO2分子数为________,原子数为________。
提示:3.01×1023 9.03×1023。分子数:0.5 mol ×6.02×1023mol-1=3.01×1023;原子总数:3.01×1023×3=9.03×1023。3.求下列各物质所含原子数:
①0.5 mol NH3________,②4 g He________,③4℃时9 mL H2O________,④0.2 mol H3PO4________。提示:①0.5 mol NH3含2NA个原子;②4 g He含NA个原子;③4℃时9 mL H2O的物质的量为0.5 mol,含1.5NA个原子;④0.2 mol H3PO4含1.6NA个原子。4.请填写下表:提示:M(SO2)=64 g·mol-1,M( )=96 g·mol-1,2 mol
SO2的质量为2 mol×64 g·mol-1=128 g,2 mol SO2的
分子数目为2 mol×6.02×1023mol-1=1.204×1024,
6.02×1022个 的物质的量为 =
0.1 mol,0.1 mol 的质量为0.1 mol×96 g·mol-1
=9.6 g。【探究总结】
1.物质的量、物质的质量、微粒数之间的相关计算:(1)n、N、NA三个量中,已知任意两项求第三项。
(2)m、n、M三个量中,已知任意两项求第三项。
(3)N、NA、m、M四个量中,已知任意三项求第四项;
NA、M为已知,则N与m可互求,N= ·NA,m= ·M。2.摩尔质量的计算方法:
(1)M= ,该公式表示的是单位物质的量的物质所具有的质量,物质确定,其摩尔质量就确定,不能认为摩尔质量与质量成正比,与其物质的量成反比。
(2)M=m(一个粒子)·NA,即阿伏加德罗常数个粒子的质量。(3)Mr=m(一个原子)÷ ,摩尔质量在数值上等于
其相对原子质量,即一个原子的实际质量与一个12C原
子质量的 的比值。【探究训练】
1.(2017·泉州高一检测)已知ag CH4含有b个分子,则阿伏加德罗常数的数值为( )
【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)利用质量和分子数分别计算出甲烷的物质的量。
(2)利用甲烷的物质的量列出等式。【解析】选C。ag CH4的物质的量为 mol,分子数为
b的甲烷的物质的量为 mol,故 ,解得
NA= 。【延伸探究】
(1)若将题干中“b个分子”改为“b个原子”,阿伏加德罗常数的数值又该如何表示?提示:原子数为b,则甲烷分子数为 ,甲烷的物质的
量为 mol,故 ,解得NA= 。(2)若将题干中“b个分子”改为“b个氢原子”,阿伏
加德罗常数的数值又该如何表示?
提示:氢原子数为b,则甲烷分子数为 ,甲烷的物质
的量为 mol,故 ,解得NA= 。 2.(2017·沧州高一检测)5.4 g M和16.0 g N恰好完全反应,生成0.2 mol X和10.2 g Y,则X的摩尔质量为( )
A.28 g·mol-1 B.56 g·mol-1
C.84 g·mol-1 D.112 g·mol-1【解析】选B。根据质量守恒定律可求出m(X)=5.4 g
+16.0 g-10.2 g=11.2 g,则M(X)= =56 g·mol-1。【补偿训练】
1.(2017·玉溪高一检测)高考涂卡所用的2B铅笔的铅笔芯的主要成分是石墨和黏土,这些物质按照不同的比例加以混合、压制,就可以制成铅笔芯。如果铅笔芯质量的一半成分是石墨,且用铅笔写一个字消耗的质量约为1 mg。那么一个铅笔字含有的碳原子数约为( )A.2.5×1019个
B.2.5×1022个
C.5×1019个
D.5×1022个【解析】选A。铅笔芯质量的一半成分是石墨,用铅笔
写一个字消耗的质量约为1 mg,则一个铅笔字含有的
碳的质量为0.5 mg,所以一个铅笔字含有的碳的物质
的量为 ×10-4mol,所以含有的碳原子数
目为 ×10-4mol×6.02×1023mol-1≈2.5×1019,选项
A正确。2.(2017·秦皇岛高一检测)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
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。3.含3.01×1023个分子的H2SO4的质量为( )
A.4.9 g B.49 g C.9.8 g D.98 g
【解析】选B。n(H2SO4)= =0.5 mol,m(H2SO4)=98 g·mol-1×0.5 mol=49 g。【课堂小结】
1.物质的量:表示含有一定数目粒子的集合体的物理量。
(1)单位——摩尔:1 mol粒子的集合体所含有的粒子数与0.012 kg12C所含有的碳原子数相同。(2)使用时的注意事项。
①计量对象:微观粒子。
②指代要明确:如1 mol O2。 2.摩尔质量:以g·mol-1为单位时,在数值上摩尔质量与相对分子质量或相对原子质量相等。
3.n、N、m之间的关系式: 课件106张PPT。第3课时
物质的量在化学实验中的应用 物质的量浓度的有关计算一、物质的量浓度单位体积物质的量cmol·L-11 mol·L-1二、一定物质的量浓度溶液的配制
1.容量瓶的结构与用途:温度 容积100 mL、250 mL、500 mL、1 000 mL2.一定物质的量浓度溶液的配制过程:
(1)以配制100 mL 1.00 mol·L-1NaCl溶液为例。5.855.9托盘天平药匙搅拌加速溶解烧杯玻璃棒量筒引流100 mL容量瓶玻璃棒烧杯玻璃棒注入容量瓶中胶头滴管溶液凹液面与刻度线相切胶头滴管反复上下颠倒(2)记忆溶液的配制过程及所用仪器。【预习自测】
1.下列关于容量瓶的叙述,正确的是( )
①是配制一定物质的量浓度溶液的专用仪器
②不能在容量瓶中溶解固体溶质或稀释溶液
③容量瓶可以用来加热④不能用容量瓶长期贮存配制好的溶液
⑤可以用500 mL容量瓶配制250 mL溶液
A.①③ B.①②④
C.除③外 D.除⑤外【解析】选B。容量瓶是一种精密的玻璃仪器,不能用来加热,不能用来溶解固体溶质或稀释溶液,也不能用来长期贮存配制好的溶液,必须将所配溶液转移到试剂瓶中保存。容量瓶只能配制固定体积的溶液,不同规格的容量瓶不能相互替代使用。2.1 L 0.1 mol·L-1的K2SO4溶液中( )
A.K+的物质的量为0.1 mol
B. 的物质的量为0.2 mol
C.K+的物质的量浓度为0.1 mol·L-1
D. 的物质的量浓度为0.1 mol·L-1【解析】选D。根据公式n=c·V,n(K+)=0.1 mol·L-1 ×2×1 L=0.2 mol,同理计算得n( )=0.1 mol。3.用已准确称量过的氯化钠固体配制1.00 mol·L-1的氯化钠溶液0.5 L,要用到的仪器是( )
①500 mL容量瓶 ②试管 ③烧瓶 ④胶头滴管
⑤烧杯 ⑥玻璃棒 ⑦托盘天平 ⑧药匙
A.①④⑤⑥ B.①②④⑤
C.①④⑤⑥⑦⑧ D.全部【解析】选A。由于只需要进行溶解、转移、洗涤和定容操作,故需用的仪器只有①④⑤⑥。4.实验室中需要配制2 mol·L-1的NaOH溶液850 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 g B.500 mL,80 g
C.1 000 mL,80 g D.1 000 mL,76 g【解析】选C。容量瓶没有850 mL规格的,故配制
850 mL溶液,需用1 000 mL的容量瓶,所需NaOH的
质量为2 mol·L-1×1 L×40 g·mol-1=80 g。探究1:物质的量浓度
【问题探究】
1.物质的量浓度的简单计算。
(1)已知VL溶液中溶质的摩尔质量为M,质量为m,则溶质的物质的量浓度为________。提示: (2)若已知VL溶液中溶质的某粒子数为N,则溶质的物质的量浓度为________。
提示: 2.98 g H2SO4溶于1 L水配成溶液即得到H2SO4的浓度是1 mol·L-1吗?
提示:单位体积溶液强调的是溶液的体积,不是溶剂的体积。将98 g H2SO4(即1 mol)溶于1 L水后,得到的溶液体积不再为1 L,故H2SO4的物质的量浓度不是1 mol·L-1。3.同一溶液中溶质的浓度与离子的浓度、不同离子的浓度之间的关系。
(1)在1 mol·L-1K2SO4溶液中K+的浓度为________,
的浓度为________。提示:2 mol·L-1 1 mol·L-1。设溶液的体积为
1 L,K2SO4的物质的量为1 mol·L-1×1 L=1 mol,含
有的K+的物质的量为2 mol, 的物质的量为1 mol,
故K+的浓度为2 mol÷1 L =2 mol·L-1; 的浓度为
1 mol÷1 L =1 mol·L-1。(2)根据(1)的结果,归纳总结,XmYn溶液中c(Xn+)和c(Ym-)与c(XmYn)的关系为________。
提示:Xn+、Ym-的浓度分别是XmYn浓度的m倍和n倍,即
c(Xn+)=mc(XmYn);c(Ym-)=nc(XmYn)。 (3)根据(1)的结果,K+的浓度与 的浓度之比为____________,XmYn溶液中,Xn+的浓度与Ym-的浓度之比为__________。
提示:2∶1 m∶n。K+和 的浓度之比是2∶1,故XmYn溶液中Xn+、Ym-的浓度之比为m∶n。4.VL气体(标准状况下)溶于水后形成的溶液中,溶质的物质的量浓度的计算方法。
(1)已知溶液的体积为V(溶液),则溶质的物质的量浓度为________。提示: (2)已知气体的摩尔质量为Mg·mol-1,气体溶于1 L水所得溶液的密度为ρg·cm-3,则溶质的物质的量浓度为________。 提示:①先计算气体溶质的物质的量:n= mol
②再计算溶液的体积:V(溶液)= ③最后计算溶质的物质的量浓度:5.溶质的质量分数与物质的量浓度之间的换算。
(1)同一溶液中,试证明c= mol·L-1(ρ单位:
g·mL-1)。提示:设溶液的体积为1 L,溶液的密度为ρg·mL-1,溶质的质量分数为w。推导过程如下:
①计算溶质的质量:m=1 L×1 000 mL·L-1×溶液的密度
ρ(g·mL-1)×溶质的质量分数w=1000ρw(g)。②计算溶质的物质的量:
③计算溶质的物质的量浓度: (2)若ρ单位为g·L-1,则物质的量浓度与溶质的质量分数之间的换算公式又如何表示?提示:设溶液的体积为1 L,溶液的密度为ρg·L-1,溶质的质量分数为w。推导过程如下:
①计算溶质的质量:m=1 L×溶液的密度ρ(g·L-1)×溶质的质量分数w=ρw(g)。②计算溶质的物质的量:
③计算溶质的物质的量浓度: 6.同一溶质的不同浓度的两溶液混合,混合溶液中溶质的总物质的量(或总质量)与混合前两溶液中溶质的物质的量(或质量)有何关系?提示:同一溶质的不同浓度的两溶液相混合,混合后,溶质的总物质的量(或总质量)等于混合前两溶液中溶质的物质的量(或质量)之和,即溶液混合存在的关系如下:
c1·V1+c2·V2=c(混)·V(混)
m1·w1+m2·w2=m(混)·w(混)【探究总结】
1.物质的量浓度概念的理解:
(1)一个基本公式。
进行物质的量浓度的有关计算时,各种情况下最终落
脚点是物质的量浓度的定义式cB= ,要充分利用有
关物质的量的各种计算公式,发挥物质的量的桥梁作
用。(2)两点注意事项。
①以上公式中体积指的是溶液的体积,而不是指溶剂的体积。
②计算时要进行单位的换算,c的单位是mol·L-1,n的单位是mol,V的单位是L。 2.物质的量浓度计算的“四种类型”:
(1)物质的量浓度的简单计算及所用公式。
m(溶液)=m(溶质)+m(溶剂)(2)溶液稀释的有关计算:稀释前后溶质的物质的量和质量都保持不变。
c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀)
m(浓)·w(浓)=m(稀)·w(稀)(3)溶液混合的计算:混合前后溶质的物质的量或质量不变。
c1·V1+c2·V2=c(混)·V(混)
m1·w1+m2·w2=m(混)·w(混) (4)物质的量浓度和溶质质量分数之间的关系。
c= (ρ:g·mL-1)或c= (ρ:g·L-1)
w= (此式中ρ的单位为g·mL-1)【拓展提升】物质的量浓度、质量分数、溶解度之间的换算【探究训练】
1.VL Fe2(SO4)3溶液中含Fe3+mg,溶液中 的物质的量浓度是( )
A. mol·L-1 B. mol·L-1
C. mol·L-1 D. mol·L-1【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)首先利用基本公式cB= 来计算Fe3+的物质的量浓度。
(2)根据化学式确定Fe3+和 的物质的量浓度的比值关系。【解析】选D。Fe3+的物质的量为mg÷56 g·mol-1=
mol,Fe3+的物质的量浓度为 mol÷VL= mol·L-1,
的物质的量浓度是Fe3+的物质的量浓度的1.5倍,则
的物质的量浓度是 mol·L-1×1.5= mol·L-1。【延伸探究】(1)题目中Fe2(SO4)3的物质的量浓度是
多少?
提示:Fe3+的物质的量浓度为 mol·L-1,Fe2(SO4)3
的物质的量浓度是Fe3+的物质的量浓度的 ,则
Fe2(SO4)3的物质的量浓度是 mol·L-1×
mol·L-1。(2)溶液中离子的总物质的量浓度是多少?
提示:离子的总物质的量浓度为Fe3+和 的浓度
之和,故离子的总物质的量浓度为 mol·L-1+
mol·L-1= mol·L-1。 2.(2017·辽阳高一检测)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________。 【解题指南】解答本题需注意以下3点:
(1)物质的量浓度的正确计算。
(2)质量分数的正确计算。
(3)溶液稀释问题公式的正确应用。【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)因为溶液具有均一性,所以这10 mL溶液与原
100 mL溶液相比,NaOH的物质的量浓度、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【补偿训练】
1.(2017·萍乡高一检测)若现有1 L 1 mol·L-1的稀盐酸,欲使其浓度增大1倍,采取的措施最合理的是( )A.通入标准状况下HCl气体22.4 L
B.将溶液加热浓缩至0.5 L
C.往原溶液中加入5 mol·L-1盐酸0.6 L,再稀释至2 L
D.往原溶液中加入1 L 3 mol·L-1盐酸混合均匀【解析】选C。通入标准状况下HCl气体22.4 L,HCl
的物质的量增大1倍,但溶液的体积不再是1 L,浓度
不是2 mol·L-1,A错误;溶液加热浓缩至0.5 L,溶
液体积缩小为 ,但HCl挥发,溶质减少,浓度不是
2 mol·L-1,B错误;(1 L×1 mol·L-1+5 mol·L-1
×0.6 L)÷2 L=2 mol·L-1,C正确;1 L 1 mol·L-1
的稀盐酸与1 L 3 mol·L-1盐酸混合后溶液的体积不
是2 L,故浓度不是2 mol·L-1,D错误。2.(2017·平凉高一检测)下列所得溶液的物质的量浓度等于0.1 mol·L-1的是( )
A.将0.1 mol氨充分溶解在1 L水中
B.将10 g质量分数为98%的硫酸与990 g水混合
C.将8 g三氧化硫溶于水并配成1 L溶液
D.将0.1 mol氧化钠溶于水并配成1 L溶液【解析】选C。A项溶液的体积不等于1 L;B项无法确定溶液的体积;D项0.1 mol Na2O溶于水,其溶质NaOH为0.2 mol。探究2:一定物质的量浓度溶液的配制
【问题探究】
1.能否用200 mL和250 mL容量瓶各一个来配制450 mL某浓度的溶液?提示:不能。用200 mL和250 mL容量瓶各一个来配制450 mL某浓度的溶液在称量、溶解、移液、定容等过程中均会造成两次误差,相当于将误差放大,造成实验误差偏大。最好用500 mL容量瓶来配制500 mL,取用时量取450 mL使用。2.以配制一定物质的量浓度的NaOH溶液为例,从配制过程方面来探究引起误差的情况(完成下列表格)。减小不变偏小减小不变偏小不变减小偏大3.配制一定浓度的氢氧化钠溶液时,氢氧化钠在烧杯中刚好溶解,立即把溶液转移到容量瓶,这样可以吗?若不可以,这样所配溶液的浓度如何变化?
提示:不可以。溶液未冷却,液体膨胀,故向容量瓶中所加的水偏少,这样所配溶液浓度偏高。4.在配制溶液的操作中,向容量瓶中转移溶液时玻璃棒的作用是什么?玻璃棒的下端为什么应靠在容量瓶刻度线以下的内壁上?提示:向容量瓶中转移溶液时玻璃棒的作用是引流,以防止溶液外洒而造成损失。如果玻璃棒下端靠在容量瓶刻度线以上的内壁上,刻度线以上的内壁上附着的液体不能及时流下,定容后造成溶液体积偏大,所以玻璃棒的下端应靠在容量瓶刻度线以下的内壁上。5.(1)定容加蒸馏水时不慎超过了刻度线,是否可以用胶头滴管将超过了刻度线的液体吸出?
(2)向容量瓶转移溶液时不慎有液滴洒在容量瓶外面,应如何处理?能否补加溶质?提示:均不可以。(1)因超过了刻度线的液体不是多加入的蒸馏水,而是含有溶质的溶液,用胶头滴管将其吸出,溶质会减少,也无其他方法进行弥补处理,实验失败,只能重新配制。(2)因为洒落在容量瓶外的溶质的量无法确定,所以无法进行补加溶质,只能重新配制。【探究总结】
1.一定物质的量浓度溶液配制过程中的误差分析:
误差分析的关键是抓住原理:cB=
其中MB不变,不规范的操作过程会导致mB和V的值发生变化,从而使所配制溶液的物质的量浓度产生误差。(1)称量误差分析。(2)读数误差分析。2.容量瓶的选择与溶质质量的计算:
如“需要480 mL上述溶液”,因无480 mL容量瓶,应选择500 mL容量瓶,所需溶质的物质的量应按配制500 mL溶液计算。3.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:注水→盖塞→倒立→观察→正立→旋180°→倒立→观察。(2)选择容量瓶的原则——“大而近”的原则: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。因为容量瓶的规格是固定的,配制溶液时要根据溶液的体积选择匹配的容量瓶。 (3)容量瓶使用时的注意事项:①不能用容量瓶溶解固体;②不能用容量瓶稀释浓溶液;③容量瓶不能加热;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;⑥不能将瓶塞互换。【拓展提升】容量瓶有关仰视或俯视刻度线的图解(1)仰视刻度线(图1)。由于操作时是以刻度线为基准加水,从下向上看,最先看见的是刻度线,刻度线低于液面的实际刻度,故加水量偏多,导致溶液体积偏大,结果偏低。
(2)俯视刻度线(图2)。恰好相反,刻度线高于液面的实际读数,使得加水量偏小,结果偏高。【探究训练】
1.(2017·益阳高一检测)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。应选用250 mL容量瓶,A错误;容量瓶不能用作溶解的仪器,应在烧杯中溶解,B错误;应将溶解NaOH后的溶液恢复到室温后再向容量瓶中转移,C错误;容量瓶未干燥对所配溶液浓度无影响,D正确。2.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【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)选用容量瓶遵循“等”和“大而近”的原则。
(2)误差分析时,注意分两个方面:溶质的物质的量是偏大还是偏小;溶液体积是偏大还是偏小。【解析】(1)因为实验室中没有465 mL容量瓶,故选
择500 mL容量瓶。所需溶质的质量应为m(Na2SO4)=
0.2 mol·L-1×0.5 L×142 g·mol-1=14.2 g。
(2)a项,定容时俯视,溶液体积偏小,所配溶液浓度偏高;b项,没有进行洗涤烧杯、玻璃棒并转移洗涤液,造成溶质减少,浓度偏低;c项,造成溶液体积偏大,d项造成溶质偏少,均使溶液浓度偏低;e项,未冷却至室温导致溶液体积偏小,浓度偏高。答案:(1)14.2 玻璃棒 500 mL容量瓶 胶头滴管
(2)a、e【延伸探究】(1)实验过程中加蒸馏水时不慎超过了
刻度线如何处理?
提示:若实验中加蒸馏水时超过了刻度线或移液时有液滴洒在外面,均要重新配制。(2)若容量瓶中有少量蒸馏水,对所配溶液浓度将有何影响?
提示:若容量瓶中有少量蒸馏水,因定容时也需要加水,故对所配溶液浓度无影响。 【补偿训练】
1.(2017·晋中高一检测)甲、乙两位同学分别用不同的方法配制100 mL 3.6 mol·L-1的稀硫酸。(1)甲同学:量取20 mL 18 mol·L-1浓硫酸,小心地倒入盛有少量水的烧杯中,搅拌均匀,待冷却至室温后转移到100 mL容量瓶中,用少量的水将烧杯等仪器洗涤2~3次,每次洗涤液也转移到容量瓶中,然后小心地向容量瓶加入水至刻度线定容,塞好瓶塞,反复上下颠倒摇匀。 ①实验所用的玻璃仪器除烧杯和容量瓶外,还有________;
②将溶液转移到容量瓶中的正确操作是________;
③定容的正确操作是___________。(2)乙同学:用100 mL量筒量取20 mL浓硫酸,并向其中小心地加入少量水,搅拌均匀,待冷却至室温后,再加入水至100 mL刻度线,再搅拌均匀。你认为此法是否正确?若不正确,指出其中错误之处_______。【解题指南】解答本题需注意以下3点:
(1)不能在量筒中配制溶液。
(2)配制溶液所需仪器。
(3)转移液体的正确操作。【解析】掌握规范的实验操作,清楚实验每一步的目的、需用的仪器等。答案:(1)①量筒、玻璃棒、胶头滴管
②将玻璃棒插入容量瓶刻度线以下,使溶液沿玻璃棒慢慢地倒入容量瓶中
③加水至离刻度线下1~2 cm时,改用胶头滴管滴加水至凹液面与刻度线相切
(2)不正确。不能用量筒配制溶液;不能将水加入浓硫酸中2.(2017·黄冈高一检测)实验室欲用NaOH固体配制
1.0 mol·L-1的NaOH溶液480 mL:
(1)配制时,必须使用的玻璃仪器有___________。
(2)要完成本实验该同学应称出NaOH___________g。(3)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,烧杯的实际质量为________g。(4)使用容量瓶前必须进行的一步操作是______。
(5)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________。
①没有洗涤烧杯和玻璃棒
②定容时俯视刻度线
③未冷却到室温就将溶液转移到容量瓶并定容
④定容后塞上瓶塞反复摇匀,静置后,液面低于刻度线,再加水至刻度线【解析】(1)选择容量瓶时,规格最好与所配制溶液的
体积相同,如无同规格的容量瓶,则应选稍大规格的
容量瓶,所以配制480 mL溶液,需用500 mL的容量
瓶。(2)NaOH的物质的量为0.5 L×1.0 mol·L-1=
0.5 mol,质量为0.5 mol×40 g·mol-1=20.0 g。
(3)根据天平的原理,烧杯的质量+游码示数=砝码质
量,烧杯的质量为30 g-2.6 g=27.4 g。(5)①损失溶质,浓度偏低;②定容时俯视刻度线,溶液体积偏小,浓度偏大;③因NaOH固体溶于水放热,未冷却到室温就将溶液转移到容量瓶并定容,温度降低后体积变小,此时液面不到刻度线,体积偏小,浓度偏大;④此时不能加水,否则就稀释所配溶液,浓度偏小。答案:(1)500 mL容量瓶、胶头滴管、烧杯、玻璃棒
(2)20.0 (3)27.4
(4)检漏 (5)②③【课堂小结】
1.物质的量浓度:表达式:cB= 。
2.一定物质的量浓度溶液的配制:
(1)配制溶液的“十字”方针。
算、量(称)、溶、冷、移、洗、振、定、摇、贴。(2)误差分析:c=
不规范操作过程,导致m和V的值发生变化,从而引起c的变化,m与c成正比,V与c成反比。 课件82张PPT。第二章 化学物质及其变化
第一节 物质的分类 第1课时 简单分类法及其应用 一、常见的分类方法同一事物钠碳酸易溶同类再分类化合物混合物二、分类法的应用
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:化学方程式分别为
①______________;
②__________________;
③_________________________;
④____________;
⑤_______________;
⑥____________________________。2Ca+O2====2CaOCaO+H2O====Ca(OH)2Ca(OH)2+CO2====CaCO3↓+H2OC+O2 CO2CO2+H2O====H2CO3Ca(OH)2+H2CO3====CaCO3↓+2H2O【预习自测】
1.下列物质属于混合物的是( )
A.氯水 B.液氯 C.氧气 D.氯化氢【解析】选A。氯水是氯气的水溶液,属于混合物,故A正确;液氯由氯气分子构成,是由一种物质组成的,属于纯净物,故B错误;氧气是由一种物质组成的,属于纯净物,故C错误;氯化氢是由一种物质组成的,属于纯净物,故D错误。 2.碳酸钠俗名纯碱,下面是对纯碱采用不同分类法的分类,其中正确的是( )
①碱 ②含氧酸盐
③钠盐 ④碳酸盐
A.①②③ B.①③④ C.①②④ D.②③④【解析】选D。①碱电离生成的阴离子全部是氢氧根离子,则Na2CO3不是碱,故错误;②Na2CO3是电离生成含氧酸根离子的盐,属于含氧酸盐,故正确;③因阳离子为钠离子,可以说成是钠盐,故正确;④因阴离子为碳酸根离子,则Na2CO3是碳酸盐,故正确。3.下列哪种物质可以和H2O(液态)、Ba(OH)2(固态)、Cu(固态)归为一类( )
A.75%的酒精溶液 B.硝酸钠
C.空气 D.食盐水【解析】选B。认真分析题给三种物质:H2O—氧化物,Ba(OH)2—碱,Cu—单质,可知分类标准为纯净物,再观察选项中,A、C、D均为混合物,只有NaNO3为纯净物。4.下列各组物质中,第一种是含氧酸,第二种是混合物,第三种是碱的是( )
A.爆鸣气、硫酸铜、硫酸 B.水、空气、纯碱
C.氧化铁、胆矾、熟石灰 D.硝酸、石灰水、烧碱【解析】选D。A项中,爆鸣气为混合物,CuSO4是纯净物,H2SO4为酸;B项,水不属于酸,纯碱不是碱;C项,氧化铁为氧化物,胆矾为纯净物。5.下列各物质的分类、名称(或俗名)、化学式都正确的是( )
A.碱性氧化物 氢氧化钙 Ca(OH)2
B.酸性氧化物 二氧化碳 CO2
C.酸 硫酸 H2S
D.盐 烧碱 Na2CO3【解析】选B。氢氧化钙属于碱不属于碱性氧化物,A错误;二氧化碳是与碱反应生成盐和水的氧化物,属于酸性氧化物,B正确;硫酸的化学式是H2SO4,C错误;烧碱是氢氧化钠且属于碱,Na2CO3的俗名是纯碱,属于盐,D错误。探究1:常见的分类方法
【问题探究】
1.用树状分类法对化学反应进行分类。提示: 2.用交叉分类法对碱进行分类。(请连线)提示:3.盐可分为正盐、酸式盐、碱式盐,又可分为含氧酸盐和无氧酸盐、易溶盐和难溶盐。请用交叉分类法将下列盐正确分类。提示: 4.物质分为混合物与纯净物,冰水混合物是混合物吗?由同种元素组成的物质一定是纯净物吗?
提示:不是。冰和水的状态不同,但它们的成分都是水,所以冰水混合物其实是纯净物。
不一定。金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质,但是二者混合后属于混合物。【探究总结】
根据物质的组成与性质对物质进行分类【拓展提升】酸性氧化物、碱性氧化物与金属氧化物、非金属氧化物之间的关系
(1)非金属氧化物不一定是酸性氧化物,如CO不是酸性氧化物。
(2)酸性氧化物不一定是非金属氧化物,如Mn2O7是酸性氧化物,但它属于金属氧化物。(3)金属氧化物不一定是碱性氧化物,如Mn2O7是酸性氧化物。
(4)碱性氧化物一定是金属氧化物。
【探究训练】
1.(2017·萍乡高一检测)对下列物质分类全部正确的是( )
①纯碱 ②食盐水 ③石灰水 ④NaOH ⑤液态氨
⑥KClO3
A.碱-①④ B.纯净物-③④⑤
C.盐-①⑥ D.混合物-②⑤【解题指南】解答本题需注意以下3点:
(1)纯碱为碳酸钠,属于盐,不属于碱。
(2)溶液都属于混合物。
(3)纯净物一定由同种分子(微粒)构成。【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;⑥为纯净物,属盐类,故分类正确的为C项。2.(2017·嘉兴高一检测)下列各项中的物质,能满足如图中阴影部分关系的是( )【解析】选C。C项中Na2SO4、K2SO4分别属于钠盐、钾盐,根据阴离子判断都属于硫酸盐;KCl和NH4Cl分别属于钾盐和铵盐,根据阴离子判断,都属于盐酸盐;A、B项中的NaCl属于钠盐或盐酸盐,A、D项中(NH4)2SO4属于铵盐或硫酸盐,都不符合图示关系。【补偿训练】
(2017·天水高一检测)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:(3)从(2)中的常见物质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、K2O+H2SO4====K2SO4+H2O。答案:(1)B
(2)H2SO4 KOH KNO3 K2O(其他合理答案也可)
(3)K2O+H2SO4====K2SO4+H2O(合理即可)探究2:分类法的应用
【问题探究】
1.硫和碳均为非金属单质,在性质上具有一定的相似性,请参照碳的转化关系、结合碳及其化合物的性质完成下列转化的化学方程式。 ①____________________________________。
②____________________________________。
③____________________________________。提示:化学方程式分别为①S+O2 SO2
②SO3+H2O====H2SO4
③Ca(OH)2+H2SO4====CaSO4↓+2H2O。2.结合初中所学物质间的相互转化知识,归纳总结下列各类物质的化学通性。
(1)酸的化学通性:提示: (2)碱的化学通性:提示: (3)盐的化学通性:
提示: (4)氧化物的化学通性:
提示: 3.已知:Fe+H2SO4====FeSO4+H2↑,那么所有金属都能与酸反应生成盐和氢气吗?
提示:不是。只有金属活动性顺序表中排在氢前面的金属才能与非氧化性的酸反应生成H2和盐。4.盐与盐之间能发生复分解反应,那么发生反应的条件是什么?
提示:盐与盐之间发生复分解反应的条件是生成难溶的盐。【探究总结】
单质、酸、碱、盐、氧化物之间的转化关系
(1)转化关系图。(2)转化关系图的内涵。
①表示物质间的纵横衍变关系,如从金属或非金属如何衍变成盐。
②表示基本反应规律(图示所示箭头)。
③表示物质的性质。(3)上述转化关系图使用时的注意事项。
①各类物质的相互转化关系图并非无所不含,有以下一些规律未能体现:CuSO4转化成胆矾晶体。
②复分解反应发生的条件:能生成沉淀、气体或水。
③金属间发生置换反应规律的条件:金属活动性强换弱。a.判断金属与酸反应时:金属必须排在H前面;酸不可用硝酸、浓硫酸。
b.判断金属与盐反应时:必须同时满足“排在前面的金属;可溶性盐”。
【拓展提升】发生四种基本类型反应的几种物质【探究训练】
1.(2017·榆林高一检测)以铁、氧化铜、氯化铜溶液、盐酸、氢氧化钾溶液为反应物,两两间发生的反应有(已知Fe与CuO在高温下能反应)( )
A.6个 B.5个 C.4个 D.3个【解题指南】解答本题应注意以下两点:
(1)注意复分解反应发生的条件。
(2)不同类别物质的性质。【解析】选A。根据金属单质、氧化物、酸、碱、盐之
间的性质判断反应是否能进行。下图中用线连接的两
物质间能发生反应: 。2.在稀硫酸、二氧化碳、铜片、食盐、生石灰、一氧化碳、纯碱、铁片和木炭粉9种物质间存在下面的相互关系,选择①~⑤中适当的物质,使有连线的两物质能发生反应。(1)请推断它们的化学式分别为①_____;②________;
③________;④________;⑤________。
(2)写出下列序号之间的化学方程式:
①和②:________________________________;
②和⑤:________________________________。【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)只有金属活动性顺序表中氢前金属才能与酸反应。
(2)酸和盐反应必须符合复分解反应发生的条件。【解析】据单质①能和酸②发生化学反应,推知①应为活泼金属单质即为铁,而酸只有稀硫酸,则氧化物④应为金属氧化物CaO,则氧化物③为酸性氧化物,即CO2,⑤属于盐且既能与稀硫酸反应,又能与CaO反应,则⑤应为Na2CO3。答案:(1)Fe H2SO4 CO2 CaO Na2CO3
(2)Fe+H2SO4====FeSO4+H2↑
H2SO4+Na2CO3====Na2SO4+H2O +CO2↑【延伸探究】
(1)写出②和④反应的化学方程式。
提示:CaO+H2SO4====CaSO4+H2O。
(2)写出③和④反应的化学方程式。
提示:CO2+CaO====CaCO3。【补偿训练】
1.(2017·黄冈高一检测)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.Mg B.CuCl2 C.CO2 D.O2 【解析】选C。据题意可知应填入的物质既能与NaOH溶液反应,又能与C反应,但不能与Fe、稀盐酸反应,故应选择二氧化碳。2.(2017·衡阳高一检测)现有下列八种物质:①纯碱,②盐酸,③稀硫酸,④氯化钙溶液,⑤烧碱,⑥二氧化碳,⑦氧化铁,⑧氢氧化铁。按下列要求写出反应的化学方程式:(1)无氧酸与钠盐:________________________。
(2)可溶性碱与无氧酸:___________________。
(3)两种盐溶液:___________________。
(4)酸性氧化物与可溶性碱:___________________。
(5)含氧酸与不溶性碱:___________________。【解析】根据要求选择合适的物质。盐酸是无氧酸,纯碱是钠盐,碱有可溶性的烧碱和不溶性的氢氧化铁,硫酸是含氧酸,二氧化碳是酸性氧化物。答案:(1)2HCl+Na2CO3====2NaCl+H2O+CO2↑
(2)NaOH+HCl====NaCl+H2O
(3)CaCl2+Na2CO3====2NaCl+CaCO3↓
(4)CO2+2NaOH====Na2CO3+H2O
(5)3H2SO4+2Fe(OH)3====Fe2(SO4)3+6H2O3.(2017·三门峡高一检测)“探险队员”——盐酸,不小心走进了化学迷宫,不知怎样走出来,因为迷宫有许多“吃人的野兽”(即能与盐酸反应的物质或者是水溶液),盐酸必须避开它们,否则就无法通过。(1)请你帮助它走出迷宫(请用图中物质前的序号连接起来表示所走的路线)______________。
(2)在能“吃掉”盐酸的化学反应中,属于酸碱中和反应的有________个,其中能“吃掉”盐酸的盐是________,写出该反应的化学方程式:________;
能“吃掉”盐酸的氧化物是____________,写出有关反应的化学方程式:____________________。(3)在不能与盐酸反应的物质中,属于氧化物的是
_________ (填写物质序号,下同),属于单质的是_____________________________。
(4)如果将盐酸换成氧气,它能沿着盐酸走出的路线“走出”这个迷宫吗?为什么?___________。【解析】(1)盐酸分别与①②④⑤⑧⑨发生反应,与③
⑥⑦⑩??不反应。图中盐酸沿③→⑥→⑩→⑦→?
→?可走出迷宫。(2)盐酸与NaOH、Ca(OH)2的反应属于
酸碱中和反应;能“吃掉”盐酸的盐为Na2CO3,反应的
化学方程式为Na2CO3+2HCl====2NaCl+H2O+CO2↑;在与
盐酸反应的物质中,MgO、Fe2O3属于氧化物,它们与盐
酸的反应分别为MgO+2HCl====MgCl2+H2O,Fe2O3+6HCl
=====2FeCl3+3H2O。(3)在不能与盐酸反应的物质中,属于氧化物的是CO2、CO,属于单质的是Cu、Ag。
(4)如果将盐酸换成氧气,它不能沿着盐酸走出的路线“走出”这个迷宫,因为氧气遇到CO、Cu、Ag时会发生反应,也会被“吃掉”。答案:(1)③→⑥→⑩→⑦→?→?
(2)2 Na2CO3 Na2CO3+2HCl====2NaCl+H2O+CO2↑ Fe2O3、MgO
Fe2O3+6HCl====2FeCl3+3H2O、
MgO+2HCl====MgCl2+H2O
(3)③、⑩ ⑦、?(4)不能,因为氧气遇到一氧化碳等物质也会被“吃掉”
【课堂小结】
1.分类方法:
(1)树状分类法:一种对同类事物进行再分类的方法。(2)交叉分类法:分别按照多种标准对某一事物进行分类的方法。2.分类法的应用:
分类法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,如下列转化关系图。课件47张PPT。第2课时
分散系及其分类 一、分散系
1.概念:被分散容纳分散质如初中学过的溶液:分散系分散质分散剂2.分类:
(1)以分散质或分散剂所处的状态分类。
以分散质和分散剂所处的状态为标准,共有__种组合。9(2)按照分散质粒子直径大小分类。溶液胶体浊液二、胶体
1.Fe(OH)3胶体的制备:饱和FeCl3溶液 沸水(蒸馏水) FeCl3+3H2O Fe(OH)3(胶体)+3HClFeCl3饱和溶液红褐色2.胶体的性质:
(1)介稳性:胶体的稳定性介于_____和_____之间,在
一定条件下能稳定存在,属于_____体系。
(2)丁达尔效应:当平行光束通过胶体时,可以看到
___________________,这是由于胶体粒子对光线散射
形成的,可用来区分胶体和溶液。溶液浊液介稳一条光亮的“通路”(3)电泳现象:胶体粒子带电荷,在电场的作用下发生定向移动。加入电解质溶液加热【预习自测】
1.胶体在人们的日常生活中随处可见,下列分散系属于胶体的是( )
A.矿泉水 B.生理盐水
C.豆浆 D.白酒【解析】选C。矿泉水、生理盐水、白酒是溶液,豆浆分散质微粒直径在1~100 nm之间,属于胶体;故选C。
2.下列说法正确的是( )
A.利用分散系是否透明区分溶液与胶体
B.根据分散系是否具有丁达尔效应将分散系分为溶液、胶体和浊液
C.鸡蛋白溶液有丁达尔效应
D.向煮沸的NaOH溶液中滴加FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体【解析】选C。胶体的外观与溶液相似,A项错误;溶液、胶体和浊液的分类依据是分散质粒子的大小,B项错误;鸡蛋白溶液属于胶体,有丁达尔效应,C项正确;向煮沸的NaOH溶液中滴加FeCl3溶液生成Fe(OH)3沉淀,D项错误。3.溶液、胶体和浊液这三种分散系的本质区别是( )
A.是否为大量分子和离子的集合体
B.分散质粒子的大小
C.能否通过滤纸或半透膜
D.是否均一、稳定、透明【解析】选B。根据溶液、胶体和浊液的定义可知,三者的本质区别是分散质粒子的大小。4.下列物质中,不会出现丁达尔效应的是( )
①氢氧化铁胶体 ②水
③豆浆 ④蔗糖溶液
⑤FeCl3溶液 ⑥云、雾
A.②④⑤ B.③④
C.②④⑥ D.①③④【解析】选A。丁达尔效应是胶体的特殊性质,水、蔗糖溶液、FeCl3溶液不会出现丁达尔效应。5.氯化铁溶液与氢氧化铁胶体具有的共同性质是( )
A.分散质粒子直径都在1~100 nm
B.能透过半透膜
C.能透过滤纸
D.呈红褐色【解析】选C。氢氧化铁胶体满足A项,而氯化铁溶液满足B项;氯化铁溶液为棕黄色,氢氧化铁胶体呈红褐色,过滤时二者都可以透过滤纸。探究:分散系及胶体
【问题探究】
1.将分散系分为溶液、浊液和胶体,运用了________(填“树状分类法”或“交叉分类法”)。
提示:树状分类法。2.分散剂必须是液体吗?
提示:不一定。分散剂和分散质均可以是固体、液体或气体。3.完成下列表格。一条光亮的“通路”胶粒的直径在1~100 nm,能对光线发生散射无明显现象溶液中粒子的直径小于1 nm,散射极其微弱4.向Fe(OH)3胶体中加入稀盐酸,先产生红褐色沉淀,继续滴加盐酸,红褐色沉淀又溶解,为什么?
提示:向Fe(OH)3胶体中加入稀盐酸,胶体先发生聚沉形成Fe(OH)3沉淀,继续滴加盐酸,酸碱发生中和反应,Fe(OH)3沉淀又溶解。5.氢氧化铁胶体和氢氧化铁沉淀两种分散系的本质区别是________,它们之间的转化属于________变化。
提示:两种分散系的本质区别是分散质粒子的大小,它们之间转化时只是颗粒大小发生了变化,成分没有发生变化,所以属于物理变化。6.制备Fe(OH)3胶体时为什么不用加热FeCl3溶液的方法制备?
提示:加热FeCl3溶液需要较长时间,得到的Fe(OH)3胶体在较长时间加热后会凝聚。【探究总结】
溶液、胶体、浊液三类分散系的比较【拓展提升】胶体具有介稳性的两个原因
(1)胶体具有介稳性的主要原因是胶体粒子可通过吸附而带有电荷,同种胶体粒子的电性相同,它们之间的相互排斥阻碍了胶体粒子变大,使它们不易聚集成较大颗粒而沉降下来。一般来说,金属氧化物、金属氢氧化物等胶体微粒易吸附阳离子,带正电;非金属氧化物、金属硫化物等胶体微粒吸附阴离子,带负电。(2)胶体粒子也作布朗运动,使胶体粒子难以聚集成较大颗粒而沉降下来。
【探究训练】
1.(2017·银川高一检测)下列叙述正确的是( )
A.直径介于1~100 nm的微粒均称为胶体
B.电泳现象可证明胶体带电
C.医学上的血液透析原理同胶体的渗析类似,透析膜同半透膜类似D.用含1 mol FeCl3的溶液可制得6.02×1023个Fe(OH)3胶体粒子
【解题指南】解答本题需注意以下3点:
(1)胶体与其他分散系的本质区别。
(2)胶体的性质。
(3)胶体中胶粒的形成过程。【解析】选C。胶体的分散质微粒直径介于1~100 nm,
并不是直径介于1~100 nm的微粒均称为胶体,故A错
误;胶体不带电,电泳现象可证明胶体中的胶粒带
电,故B错误;血液是一种胶体,利用渗析的原理可以
除去血液中的毒性小分子物质,故C正确;Fe(OH)3胶体
是Fe(OH)3分子的集合体,用含1 mol FeCl3的溶液可制
得Fe(OH)3胶体粒子数目小于6.02×1023个,故D错误。2.下列叙述正确的是( )
A.胶体区别于其他分散系的根本原因是胶体有丁达尔效应
B.分散系中分散质粒子直径由小到大的正确顺序是溶液<胶体<浊液
C.氯化铁溶液加入冷水中可以制得氢氧化铁胶体
D.胶体的分散质可以通过过滤从分散剂中分离出来【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)划分浊液、溶液、胶体的依据是分散质粒子大小。
(2)丁达尔效应可以鉴别溶液和胶体。【解析】选B。胶体区别于其他分散系的根本原因是分散质微粒的直径大小,丁达尔效应只是区分溶液和胶体的一种物理方法,A错误;制备氢氧化铁胶体是将饱和氯化铁溶液加入沸水中,C错误;胶体的分散质可以通过滤纸,过滤的方法不能把胶体的分散质从分散剂中分离出来,D错误。【延伸探究】(1)若将C项中的“冷水”改为“稀氢氧化钠溶液”,C项正确吗?
提示:不正确。氯化铁溶液加入稀氢氧化钠溶液中,得到的是氢氧化铁沉淀,不是胶体。(2)若将D项中的“过滤”改为“渗析”,D项正确吗?
提示:正确。半透膜的孔径比滤纸的小,胶体粒子不能透过。【补偿训练】
1.(2017·桂林高一检测)淀粉溶液是一种胶体,并且淀粉遇到碘单质可以出现明显的蓝色特征。现将淀粉和稀Na2SO4溶液混合,装在半透膜袋中,浸泡在盛蒸馏水的烧杯内,过一段时间后,取烧杯中液体进行实验,能证明半透膜完好无损的是( )A.加入BaCl2溶液产生白色沉淀
B.加入碘水不变蓝
C.加入BaCl2溶液没有白色的沉淀产生
D.加入碘水变蓝【解析】选B。这是一个渗析实验,如果半透膜完好无损,则只有钠离子和硫酸根离子能够透过半透膜,淀粉不能透过半透膜;烧杯中的液体可以检验出硫酸根离子,检验不出淀粉的存在,即加入碘水不变蓝,可以证明半透膜完好无损。2.(2017·阜阳高一检测)下面三幅图中,与胶体有关的是( )A.只有① B.只有②
C.只有③ D.全部【解析】选D。①是胶体的聚沉,②③是胶体的丁达尔效应,所以D项正确。【课堂小结】
1.分散系:分散剂+分散质。
2.分散系的分类及其分类依据:
(1)按分散质或分散剂的状态分为9种。
(2)分散剂是液体时,按分散质粒子的大小分为3种。3.胶体:
(1)本质特征:分散质粒子的直径在1~100 nm。(区分溶液及浊液的本质特征)
(2)胶体的性质。
①具有丁达尔效应。
②能透过滤纸,但不能透过半透膜。
③布朗运动、胶体的介稳性及其破坏。
4.纳米技术与胶体。课件52张PPT。第二节 离子反应
第1课时 酸、碱、盐在水溶液中的电离一、电解质和非电解质水溶液里或熔融化合物二、电解质的电离
1.概念:电解质在水溶液中或熔融状态下离解成
_____________的过程。
2.表示方法——电离方程式:
(1)酸的电离,如H2SO4: _________________。
(2)碱的电离,如NaOH: _______________。
(3)盐的电离,如Na2SO4: ___________________。自由移动离子NaOH====Na++OH-H2SO4====2H++Na2SO4====2Na++3.从电离角度认识酸、碱、盐:H+OH-【预习自测】
1.电解质是一类在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物。下列物质属于电解质的是( )
A.Fe B.NaCl C.P2O5 D.KNO3溶液【解析】选B。Fe是单质,既不是电解质也不是非电解质,故A错误;NaCl属于盐,是化合物,是电解质,故B正确,五氧化二磷本身不能电离出自由移动的离子,属于化合物,是非电解质,故C错误;硝酸钾溶液属于混合物,既不是电解质也不是非电解质,故D错误。2.下列有关电解质的叙述正确的是( )
A.化合物都是电解质
B.电解质一定是化合物
C.SO2溶于水形成的溶液能导电,所以SO2是电解质
D.NaNO3固体不导电,所以NaNO3不是电解质【解析】选B。化合物有些是电解质,有些是非电解质,但电解质一定是化合物,A错误、B正确;SO2溶于水发生反应:SO2+H2O====H2SO3,所以H2SO3是电解质而SO2不是电解质,C错误;NaNO3溶于水能导电,所以NaNO3是电解质,D错误。3.下列说法正确的是( )
A.酸、碱、盐都是电解质
B.氢化物都不是电解质
C.电解质都是易溶于水的物质
D.氧化物都是电解质【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,如BaSO4、CaCO3等不溶于水的物质,都是电解质,C错;氧化物有的是电解质,如Na2O等活泼金属的氧化物,有的不是电解质,如SO2等非金属氧化物,D错;氢化物有的是电解质,如HCl等,有的不是电解质,如CH4等,B错。4.NaHSO4在水溶液中能够电离出H+、Na+和 。下列对于NaHSO4的分类中不正确的是( )
A.NaHSO4是盐 B.NaHSO4是酸
C.NaHSO4是钠盐 D.NaHSO4是酸式盐【解析】选B。NaHSO4虽能电离出H+,但阳离子不全是H+,不属于酸,属于盐中的酸式盐。5.在下列各物质的水溶液中不能电离出氯离子的化合物是( )
A.MgCl2 B.KClO3 C.BaCl2 D.HCl【解析】选B。电离方程式如下:A项,MgCl2====Mg2++
2Cl-;B项,KClO3====K++Cl ;C项,BaCl2====Ba2++
2Cl-;D项,HCl====H++Cl-,由此可以看出只有B项不
能电离出Cl-。探究:酸、碱、盐在水溶液中的电离
【问题探究】
1.电解质溶液导电和金属导电的区别:________。
提示:电解质溶液导电是因为溶液中有自由移动的阴、阳离子,通电时离子发生定向移动;金属导电是金属中电子发生定向移动。2.铜丝、盐酸能导电,它们是________(填“电解质”“非电解质”或“既不是电解质也不是非电解质”)。
提示:既不是电解质也不是非电解质。电解质和非电解质的研究对象是化合物,铜丝为单质,而盐酸是混合物,虽然它们能导电,但它们不属于电解质,由于它们不是化合物,故它们也不属于非电解质。3.(1)NaCl晶体、液态HCl均不导电,则NaCl与HCl均不是电解质吗?
(2)电解质导电的条件是什么?提示:(1)NaCl晶体中Na+与Cl-不能自由移动,液态HCl未发生电离,故二者均不导电,但NaCl溶于水或熔融时、HCl溶于水时均能导电,所以NaCl与HCl都是电解质。
(2)电解质导电的条件是溶于水或处于熔融状态下能解离出自由移动的离子。
4.CO2、NH3的水溶液能导电,那么CO2、NH3是电解质
吗?
提示:不是。电解质必须是在水溶液中或熔融状态下
自身发生电离而导电的化合物,而CO2的水溶液之所以
导电,是因为它与水反应生成了H2CO3,因H2CO3的电离
才使溶液导电,所以H2CO3是电解质,CO2是非电解质。
同理,氨气溶于水能导电是因为它与水反应生成了NH3·H2O,因NH3·H2O的电离才使溶液导电,不是自身电离的结果,氨气也是非电解质。5.BaSO4、AgCl、CaCO3等难溶于水,它们是电解质吗?
提示:它们难溶于水,但熔融状态下能导电,故也属于电解质。
6.电解质只有在水中才能发生电离吗?
提示:不一定。电解质在水溶液里或熔融状态下可以电离,二者具备其一即可。7.电解质电离需要通电吗?试举例说明。
提示:不需要。如NaCl在水分子作用下或加热熔融条件下就会解离出Na+和Cl-。【探究总结】
电解质和非电解质
1.电解质与非电解质的比较:2.理解电解质和非电解质时要注意的四个“不一定”:
(1)不是电解质的物质不一定是非电解质。
电解质和非电解质的基本前提是化合物,单质和混合物既不是电解质,也不是非电解质。(2)电解质不一定同时具备以下两个条件。
①在水溶液里能导电;②在熔融状态下能导电。化合物只要具备其中一个条件即为电解质,如HCl在熔融状态下不导电,但在水溶液中能导电,所以HCl属于电解质。(3)导电的物质不一定是电解质。
①Fe、Cu等金属也能够导电,但它们都是单质,不
属于电解质;②稀盐酸能导电,但不能说稀盐酸是电
解质,应该说HCl是电解质,因为稀盐酸是混合物;
③CO2、SO2、NH3等水溶液能导电,但属于非电解质。(4)不导电的物质不一定不是电解质。
Na2O固体不导电,BaSO4、CaCO3等盐难溶于水,固体不导电,但它们在熔融状态下能电离,能导电,故都属于电解质。
【拓展提升】溶液导电性强弱与电解质的关系
1.溶液导电性强弱的影响因素:
(1)溶液的导电性取决于溶液中离子浓度以及所带电荷的多少。离子浓度越大,带电荷越多,则溶液的导电性越强。
(2)溶液的温度:温度越高,离子的运动速度越快,导电性越强。2.酸、碱及盐的导电性:
(1)强碱、盐。
强碱、盐在固态时,存在阴阳离子,但不能自由移动,故不能导电;溶于水或熔化时电离出自由移动的离子,故能导电。(2)酸。
酸在固态或纯液态时,只有分子,没有离子,故不导电;溶于水时,在水分子的作用下电离出自由移动的离子,故能导电。【探究训练】
1.(2017·玉林高一检测)下列说法正确的是( )
A.液态HCl、固态NaCl均不能导电,所以HCl、NaCl是非电解质
B.NH3的水溶液能导电,所以NH3是电解质C.蔗糖、乙醇在液态时和水溶液里都不能导电,所以它们是非电解质
D.铜、石墨均能导电,所以它们是电解质
【解题指南】解答本题需注意以下3点:
(1)电解质的概念。
(2)单质与混合物既不是电解质,也不是非电解质。
(3)能导电的物质不一定是电解质。【解析】选C。液态HCl、固态NaCl虽不能导电,但是它们的水溶液均可以导电,所以它们均为电解质,A项错误;NH3的水溶液能导电,这是因为它溶于水生成的NH3·H2O能电离出离子,所以NH3不是电解质,B项错误;铜、石墨均能导电,但它们是单质,所以它们不是电解质,D项错误。【延伸探究】(1)A项,固态NaCl不导电,溶于水能导电的原因是什么?
提示:NaCl固体中不存在自由移动的离子,溶于水能电离出自由移动的阴、阳离子。(2)将B项中的“NH3”改为“CO2”或“SO2”,该选项正确吗?
提示:不正确。CO2、SO2的水溶液能导电,但CO2、SO2不是电解质,H2CO3、H2SO3是电解质。2.(2017·衡水高一检测)下列电离方程式中,正确的是( )
A.Ca(OH)2====Ca2++2(OH)-
B.FeCl2====Fe2++3Cl-
C.H2SO4====
D.Al2(SO4)3====2Al3++3【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)电离方程式中电离前后电荷守恒。
(2)原子团书写为离子时不带括号。【解析】选D。A中2OH-不应带小括号,B中Cl-化学计量数应为2,否则电荷不守恒。C中H2SO4应电离出2H+,而不是 。【补偿训练】
1.(2017·辽阳高一检测)下列各组均为两种化合物溶于水时电离出的离子,其中由酸电离产生的是( )
A.Na+、OH-、 B.H+、 、Cl-
C.Na+、K+、OH- D.K+、Na+、Cl-【解析】选B。电离出的阳离子全部是H+的化合物才是酸,B正确。2.今有一种固体化合物X,X本身不导电,但熔融状态或溶于水中能够电离,下列关于该化合物X的说法中,正确的是( )
A.X一定为电解质 B.X可能不是电解质
C.X只能是盐类 D.X可以是任何化合物【解析】选A。化合物X熔融状态下或溶于水中能电离,则可导电,符合电解质的定义,A正确,B错误;X可能是盐,如NaCl等,也可能是碱,如NaOH等,C、D错误。3.下列关于电解质溶液的叙述正确的是( )
A.阳离子和阴离子总数一定相等
B.阳离子带的正电荷总数一定和阴离子带的负电荷总数相等
C.除阴、阳离子外,溶液中不再含有其他粒子
D.NaCl溶液的导电性一定与KCl溶液的导电性相同【解析】选B。依据溶液呈电中性,可知电解质溶液中阳离子带的正电荷总数与阴离子带的负电荷总数相等,B项正确、A项错误;电解质溶液中,一定含有H2O分子,有的还含有电解质分子,C不正确;不清楚NaCl和KCl两溶液中离子浓度的大小关系,故无法比较其导电性强弱,D不正确。【课堂小结】
1.电解质:
(1)电离:物质溶于水后或受热熔化时,解离成能够自由移动的离子的过程。
(2)电解质:在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物,如酸、碱、盐等。2.电离的表示方法——电离方程式:
NaCl====Na++Cl-(原子守恒、电荷守恒)。
3.酸、碱、盐的概念:
酸:电离时生成的阳离子全部是H+的化合物
碱:电离时生成的阴离子全部是OH-的化合物。
盐:电离时生成金属离子(或 )和酸根阴离子的化合物。课件62张PPT。第2课时
离子反应及其发生的条件 一、离子反应
1.离子反应:
(1)概念:电解质在溶液中的反应实质是_____之间的反
应。离子(2)实验探究。白色沉淀2.离子反应的表示方法——离子方程式:
(1)概念:用实际参加反应的_________来表示反应的
式子。离子符号(2)书写步骤。易溶于水、易电离不参加反应原子个数电荷总数(3)意义。
①表示某一个具体的化学反应。
BaCl2+Na2SO4====BaSO4↓+2NaCl
表示:____________________。②表示同一类型的离子反应。
如_____________可以表示NaOH和HCl、NaOH和H2SO4、
KOH和HNO3的反应。H++OH-====H2O二、离子反应发生的条件
1.实验探究:Cu2++2OH-====Cu(OH)2↓产生蓝色沉淀H++OH-====H2O红色褪去CO2↑+H2O产生无色气泡2.离子反应发生的条件:【预习自测】
1.下列反应不能发生的是( )
A.CaCO3+2CH3COOH====(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑
B.MgCl2+2NaOH====Mg(OH)2↓+2NaCl
C.AgNO3+HCl====AgCl↓+HNO3
D.2HCl+Cu====CuCl2+H2↑【解析】选D。A项CH3COOH酸性比碳酸酸性强,可以发生;B项中的Mg(OH)2、C项中的AgCl是难溶物,符合离子交换型的反应条件;D项Cu在金属活动性顺序中排在氢后面,不能把H+转换成H2。2.下列各组中两种溶液间的反应,不可用同一离子方程式表示的是( )
A.H2SO4+Na2CO3,H2SO4+NaHCO3
B.Cu(OH)2+H2SO4,Cu(OH)2+HNO3
C.BaCl2+Na2SO4,Ba(OH)2+Na2SO4
D.KOH+CH3COONH4,Ba(OH)2+NH4Cl【解析】选A。A选项中 和 不同,其他均可
以用同一离子方程式表示。3.下列各组中的离子,能在溶液中大量共存的是( )
A.K+、Mg2+、 、Cl-
B.Ba2+、Na+、 、OH-
C.Mg2+、Ba2+、OH-、
D.H+、K+、 、 【解析】选A。因该组离子之间不反应,则能够大量共存,故A项正确;因Ba2+、 能结合生成碳酸钡沉淀,则不能大量共存,故B项错误;因Mg2+、OH-能结合生成氢氧化镁沉淀,则不能大量共存,故C项错误;因H+、 能结合生成水和二氧化碳气体,则不能大量共存,故D项错误。4.下列各组离子在水溶液中能大量共存的是( )
A.Na+、Ba2+、Cl-、
B.Ca2+、 、Cl-、K+
C.Mg2+、Ag+、 、Cl-
D.H+、Cl-、Na+、 【解析】选B。A项生成BaSO4而不能大量共存;C项生成AgCl而不能大量共存;D项生成CO2而不能大量共存。探究:离子反应
【问题探究】
1.离子反应一定是离子与离子之间的反应吗?
提示:不一定。CO2与NaOH的离子反应中CO2是非电解质,CO2并不是以离子形式参加反应的。2.在书写离子方程式时把CaCO3拆写成Ca2+和 正确
吗?为什么?
提示:不正确。CaCO3难溶于水,不能拆成离子。3.书写离子方程式时,单质和氧化物________改写成离子形式(填“能”或“不能”)。
提示:不能。改写成离子形式实际是物质的电离,单质不能电离为阴阳离子,金属氧化物不溶于水,不电离,非金属氧化物不是电解质,不电离。4.根据复分解反应发生的条件分析离子反应发生后的
结果是______________________________________
___________________________________________。
提示:溶液中某些离子浓度明显减小。复分解反应发
生的条件是生成沉淀、放出气体或生成水(具备上述条
件之一即可);因此离子反应发生后导致溶液中某些离
子浓度明显减小。5.H++OH-====H2O________(填“能”或“不能”)表示所有的强酸和强碱发生的反应,请举例说明。
提示:不能。如H2SO4与Ba(OH)2反应除H+和OH-生成H2O外,Ba2+与 反应生成BaSO4沉淀。6.思考: 与H+(足量)、Ca2+、Na+、K+、OH-、 中哪些离子能发生化学反应?试写出相关反应的离子方程式。提示: 能与H+和Ca2+发生反应: +2H+====CO2↑+
H2O, +Ca2+====CaCO3↓。7.试根据所学知识分析总结,哪些离子在溶液里不能
大量共存?
提示:(1)生成难溶或微溶物质的离子不能大量共存。
①生成难溶性盐:Ca2+与 ,Ba2+与 、 ,Ag+
与Cl-、 ,均可生成难溶物而出现沉淀现象,故不
能大量共存。②生成难溶性碱:如OH-与Fe3+、Fe2+、Mg2+、Cu2+、
Al3+等。
③生成微溶物质:如Ag+与 ,Ca2+与 、OH-,
Mg2+与 等。
(2)生成气体的离子不能大量共存。
如H+与 、 等。
(3)生成难电离物质的离子不能大量共存。
如H+与OH-等。【探究总结】
1.书写离子方程式时的拆分原则:离子反应方程式书写的关键是“拆”。
(1)能拆写成离子的物质。
①强酸;②强碱;③可溶性盐。(2)不能拆写成离子的物质。
①难溶的;②难电离的(包括弱酸、弱碱和水);③单质;④氧化物;⑤气体。
(3)改写微溶物时要看清题目要求:①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。②作为生成物,一般写化学式(标“↓”号),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)氨水作反应物写NH3·H2O;作生成物,若有加热条件或浓度很大时,可写NH3(标“↑”号)。(5)容易出现错误的几类物质的改写。
①多元弱酸的酸式酸根离子不能拆开写,如NaHCO3不能拆写成Na+、H+和 。
②浓硫酸作为反应物不能拆开写,应写成化学式;在溶液中的NaHSO4应拆写成Na+、H+和 。2.判断离子方程式正误时的“四看”:
(1)看反应是否符合客观事实,不可主观臆造产物及化学反应。即反应能否发生、是否符合物质的性质、是否符合反应物的用量及离子配比关系等。
(2)看表示各物质的化学式拆写是否正确。
(3)看是否漏写参加反应的离子。
(4)看电荷总数是否守恒。3.离子不能大量共存的三种情况:
(1)生成难溶或微溶物质的离子不能大量共存:
①生成难溶性的盐:Ca2+、Ba2+与 、 ,Ag+与
Cl-、 等。
②生成难溶性的碱:OH-与Cu2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+等。
(2)生成气体的离子不能大量共存:H+与 、 、
、 、S2-等。(3)生成水或其他难电离物质的离子不能大量共存:
H+与OH-、ClO-、CH3COO-等。
4.离子共存问题中易忽视的三类隐含条件:
(1)“无色透明”溶液不存在有色离子。(2)酸性溶液中不能大量存在与H+反应的离子。“酸性”的不同描述:
①酸性溶液;
②pH<7的溶液;
③使石蕊溶液变红的溶液。(3)碱性溶液中不能大量存在与OH-反应的离子。“碱性”的不同描述:
①碱性溶液;②pH>7的溶液;③能使酚酞溶液变红的溶液。
【探究训练】
1.(2017·厦门高一检测)下列离子方程式正确的是
( )
A.澄清石灰水与盐酸反应:H++OH-====H2O
B.醋酸溶液与碳酸钠溶液反应: +2H+====CO2↑+H2OC.金属镁与稀盐酸反应:Mg+2H++2Cl-====MgCl2+H2↑
D.氢氧化钡溶液与硫酸镁溶液反应:Mg2++2OH-==== Mg(OH)2↓【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)掌握根据反应的化学方程式推导离子方程式步骤。
(2)明确书写离子方程式时的拆分原则。【解析】选A。Ca(OH)2和HCl都溶于水,化学式都拆
开,A正确;醋酸为弱酸,化学式不能拆开,B错误;
MgCl2溶于水,化学式要拆开,C错误;漏掉了Ba2+与
的反应,D错误。2.在水溶液中能大量共存的一组是( )
A.0.1 mol·L-1的NaOH溶液中:K+、Na+、 、
B.K+、Cu2+、OH-、
C.0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液:K+、Ba2+、 、Cl-
D.K+、Mg2+、 、OH-【解析】选A。0.1 mol·L-1的NaOH溶液中含大量的
Na+、OH-,它们与K+、 、 均不反应,A选项
正确;Cu2+和OH-反应生成难溶的Cu(OH)2,所以不能大
量共存,B选项错误;0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液中含
大量的Na+、 , 可以与Ba2+反应生成碳酸钡沉
淀,C选项错误;Mg2+与OH-可结合生成Mg(OH)2沉淀,
不能大量共存,D选项错误。【延伸探究】(1)若将A项的条件改为“使石蕊溶液
变红色的溶液”,则离子还能否共存?
提示:不能。使石蕊变红色,说明溶液呈酸性,
+2H+====CO2↑+H2O。(2)若将C项中“Na2CO3”改为“NaHCO3”,C项中离子
能否大量共存?
提示:可以。 与Ba2+不反应。【补偿训练】
1.(2017·自贡高一检测)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.Ba(NO3)2溶液与K2SO4溶液,Ba(OH)2溶液与H2SO4溶液
C.Na2CO3溶液与硝酸溶液,CaCO3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,错误;C项中CaCO3属于难溶物,在离子方程式中要用化学式表示,错误;D项中硝酸和盐酸的作用都是提供H+,正确。2.(2017·汕头高一检测)在无色透明的溶液中,能够大量共存的离子组是( )
A.Al3+、Ca2+、Cl-、
B.Ca2+、K+、 、Cl-
C.Na+、Cu2+、 、
D.Na+、Fe2+、Cl-、 【解析】选A。Al3+、Ca2+、Cl-、 无色且相互
不反应,故A正确;Ca2++ ====CaCO3↓,故B错误;
Cu2+为蓝色,故C错误;Fe2+为浅绿色,故D错误。3.下列各选项中的反应①与反应②不能用同一离子方程式表示的是( ) 【解析】选D。A项:Ag++Cl-====AgCl↓;B项:CO2+OH-
==== ;C项:H++OH-====H2O;D项:反应① +
Ba2+====BaSO4↓,反应②Cu2++ +Ba2++2OH-====
Cu(OH)2↓+BaSO4↓。【课堂小结】
1.离子反应——有离子参加或生成的化学反应。
2.离子反应发生的条件:
条件之一——生成沉淀;
条件之二——放出气体;
条件之三——有水生成。3.离子方程式书写的一步骤(以氯化钡与硫酸钠溶液反应为例):
(1)写:正确书写反应的化学方程式:
BaCl2+Na2SO4====BaSO4↓+2NaCl。
(2)拆:把易溶、易电离的物质拆成离子的形式:
Ba2++2Cl-+2Na++ ====BaSO4↓+2Na++2Cl-。(3)删:删去方程式两边不参加反应的离子:
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。
4.离子方程式的意义:
(1)表示某一个具体的化学反应。
CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑的离子方程式为CaCO3+2H+====Ca2++CO2↑+H2O。
(2)表示同一类型的离子反应。
如H++OH-====H2O可以表示NaOH和HCl、NaOH和HNO3、KOH和H2SO4的反应。课件85张PPT。第三节 氧化还原反应 第1课时 氧化还原反应一、从不同角度认识氧化还原反应
1.从得氧、失氧的角度:
(1)得氧、失氧的分析。(2)从得氧、失氧的角度分析氧化反应、还原反应。
(3)结论:氧化还原反应是反应过程中_________的化学反应。得到氧失去氧有氧得失2.从化合价升降的角度:
(1)化合价变化的分析。(2)从化合价变化的角度认识氧化反应和还原反应:升高降低(3)结论:氧化还原反应是反应过程中元素化合价
_______的化学反应。
(4)氧化还原反应的特征:有元素_______的变化。有变化化合价3.从电子转移的角度:
(1)有电子得失的反应。
①电子得失的分析。②从电子得失的角度分析氧化反应、还原反应。失去电子得到电子③结论:氧化还原反应过程中,元素的原子间有
电子的_____。得失(2)有电子对偏移的反应:反应H2+Cl2 2HCl。
①氯元素化合价_____,共用电子对_____氯原子,
发生_____反应。
②氢元素化合价_____,共用电子对_____氢原子,
发生_____反应。
③结论:氧化还原反应过程中,原子间有电子对的
_____。降低偏向还原升高偏离氧化偏移(3)总结论:氧化还原反应:_______________________
的化学反应。
(4)氧化还原反应的实质:有_____的转移。有电子转移(得失或偏移)电子二、氧化还原反应中电子转移的表示方法
1.双线桥法:23失去2.单线桥法:6高温【预习自测】
1.下列关于氧化还原反应实质的说法正确的是( )
A.是否有元素的电子转移
B.是否有元素的化合价的变化
C.是否有氧元素的参加
D.是否有原子的重新组合【解析】选A。氧化还原反应的本质为是否有元素的电子转移,特征为是否有元素的化合价的变化,是否有氧元素的参加仅是氧化还原反应的一个方面,是否有原子的重新组合是化学反应的本质,故选A。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。还原反应的特征是化合价降低。3.下列叙述正确的是( )
A.在氧化还原反应中,肯定有一种元素被氧化,另一种元素被还原
B.没有单质参加的反应一定不是氧化还原反应
C.置换反应一定是氧化还原反应
D.较难失去电子的原子,容易得到电子【解析】选C。氧化还原反应有时可以发生在同种物质的同种元素之间,A不正确;化合物之间也可以发生氧化还原反应,B不正确;置换反应一定是氧化还原反应,C正确;难失去电子的原子可能得到电子也难,如稀有气体,D不正确。4.下列反应中,不属于氧化还原反应的是( )
A.Mg+2HCl====MgCl2+H2↑
B.2NO+O2====2NO2
C.CuO+H2 Cu+H2O
D.CaCl2+Na2CO3====CaCO3↓+2NaCl【解析】选D。A项,镁元素的化合价由0价升高到+2价,氢元素的化合价由+1价降到0价;B项,氮元素的化合价由+2价升高到+4价,氧元素的化合价由0价降到-2价;C项,氢元素的化合价由0价升高到+1价,铜元素的化合价由+2价降到0价;D项,不存在元素化合价的变化,D项反应不是氧化还原反应。探究1:氧化还原反应
【问题探究】
1.对氧化还原反应的理解:
根据以下四个反应分析讨论,回答下列问题。
①2H2O 2H2↑+O2↑ ②2H2O2 2H2O+O2↑
③2KClO3 2KCl+3O2↑
④3CO+Fe2O3 3CO2+2Fe(1)在一个化学反应中,能否只存在氧化反应或只存在还原反应?
提示:不能。在化学反应中,电子有失必有得,电子的转移是相互依存的,故氧化反应和还原反应必然同时存在于同一个化学反应中。(2)在氧化还原反应中,得电子的和失电子的可以是同一种物质或元素吗?
提示:可以。如2H2O 2H2↑+O2↑(同一种物质),2H2O2 2H2O+O2↑(同一种元素)。(3)在反应2KClO3 2KCl+3O2↑中,哪种元素被氧化,哪种元素被还原?
提示:氧元素被氧化,氯元素被还原。反应中元素
化合价的变化情况为 ,化合价升高的元素被氧化,即氧元素;化合价降低的元素被还原,即氯元素。2.氧化还原反应与四大基本反应类型的关系:
(1)四大基本反应类型中一定属于氧化还原反应的有___________,一定不是氧化还原反应的有________,可能是氧化还原反应的有________、________。提示:置换反应 复分解反应 化合反应 分解反应。置换反应反应前后的化合价一定发生改变,一定属于氧化还原反应。复分解反应是两种化合物相互交换成分,重新组合为两种新的化合物的反应,没有元素化合价的变化,一定不是氧化还原反应,属于非氧化还原反应。有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应属于氧化还原反应。故化合反应、分解反应可能是氧化还原反应。(2)置换反应、有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应全部属于氧化还原反应。你认为这个说法正确吗?说明你的理由。
提示:正确。因为单质中元素的化合价为0价,化合物中元素的化合价一定不是0价,所以在这几类反应中,反应前后都有元素化合价的变化,均属于氧化还原反应。【探究总结】
1.氧化还原反应的特殊情况:
氧化还原反应还包含化合反应、分解反应、
置换反应、基本反应类型之外的其他反应,
如CO+H2O CO2+H2。2.氧化还原反应中对立统一的关系:
(1)化合价有升必有降。
(2)电子有得必有失。
(3)有氧化反应,必然有还原反应。【拓展提升】氧化还原反应中的几个“不一定”
(1)一种元素被氧化,不一定有另一种元素被还原。
如 +H2O==== 中,被氧化和被还原的元素都是氯元素。(2)一种反应物不一定只表现出一种性质。如反应
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑中,参加反应的KMnO4
既表现了还原性,又表现了氧化性。
(3)有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应。
如同素异形体之间的相互转化(如3O2 2O3)不属于
氧化还原反应。【探究训练】
1.(2017·新余高一检测)下列三种说法中,错误的
是( )
①在NH4NO3中氮元素显+5价
②反应4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2中+2价铁和-2价硫都被氧化③反应2Cu+O2 2CuO中铜元素化合价降低总数与氧元素化合价升高总数一定相等
A.① B.②③
C.①③ D.①②③【解题指南】解答本题需注意以下三点:
(1)FeS2中铁元素与硫元素的化合价。
(2)化学式中各元素正负化合价的代数和为0。
(3)物质所含元素化合价升高,发生氧化反应,即被氧化。【解析】选D。①NH4NO3中氮元素显-3价和+5价;
②FeS2中铁元素显+2价,硫元素显-1价;③铜元素由0价升高为+2价,氧元素由0价降低为-2价。【延伸探究】4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2中,
还原产物的化学式是________,氧化产物的
化学式是________。提示:Fe2O3和SO2 Fe2O3和SO2。FeS2发生氧化反应,Fe从+2价变为+3价,S从-1价变为+4价,O2发生还原反应,O从0价变为-2价,所以Fe2O3和SO2都既是氧化产物,也是还原产物。2.下列对氧化还原反应的分析合理的是( )
A.Mg变成MgO时化合价升高,失去电子,因此Mg在该反应中被还原
B.KMnO4受热分解,锰元素化合价一方面升高,一方面降低,因此锰元素既被氧化又被还原C.CuSO4+2NaOH====Cu(OH)2↓+Na2SO4属于氧化还原反应
D.反应2H2O 2H2↑+O2↑,H2O中元素的化合价既有升高,又有降低【解析】选D。A项中镁失去电子被氧化而不是被还原;B项中高锰酸钾中锰元素的化合价只有降低,没有升高,因此锰元素只被还原,没被氧化;C项中没有元素化合价的变化,不是氧化还原反应;D项中氧元素的化合价升高,氢元素的化合价降低。【补偿训练】
1.(2017·金昌高一检测)制备单质硅时,主要发生
化学反应:①SiO2+2C Si+2CO↑;
②Si+2Cl2 SiCl4;③SiCl4+2H2 Si+4HCl。
下列对这三个反应的叙述中,不正确的是( )A.①③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氧化【解析】选D。三个反应中均有元素化合价的变化,所以都是氧化还原反应;反应①③为置换反应;反应②为化合反应;反应①③中硅元素被还原,反应②中硅元素被氧化。2.(1)A图是“四种基本反应类型与氧化还原反应的
关系”图,请在A图中用阴影部分表示反应:
H2+CuO Cu+H2O所属的区域。(2)“四种基本反应类型与氧化还原反应的关系”也可用B图表达。其中Ⅰ为化合反应,则Ⅱ为__________反应。
写出有水生成的符合反应类型Ⅲ的一个化学方程式:
____________________________________________
____________________________________________。
写出有水参加的符合反应类型Ⅳ的一个化学方程式:
____________________________________________,
其中水发生__________反应。【解析】(1)根据四种基本反应类型与氧化还原反应的
关系知,置换反应一定是氧化还原反应,所以反应
H2+CuO Cu+H2O应全部在大圆之内。(2)由反应类
型Ⅲ是非氧化还原反应知,反应类型Ⅲ是复分解反
应;反应类型Ⅳ是置换反应,反应类型Ⅱ是分解反
应。答案:(1)
(2)分解 NaOH+HCl====NaCl+H2O
H2O+C H2+CO 还原(其他合理答案也可)探究2:氧化还原反应中电子转移的表示方法
【问题探究】
1.氧化还原反应中氧化剂得到的电子数和还原剂失去的电子数之间有什么联系?
提示:氧化剂得到的电子是还原剂失去的电子,即有得必有失,且氧化剂得电子数和还原剂失电子数相等。2. 中箭头指向的含义是什么?
提示:指的是反应前后同一元素原子的电子转移
情况,不表示转移的方向。3. 中箭头指向的含义是什么?
提示:指的是得到电子的元素原子,表达了转移方向。4.在 反应中,转移的电子数是12个吗?
提示:不是。转移的电子数目等于得到的电子数目也等于失去的电子数目,但不是二者之和,该反应中转移的电子数目为6个。【探究总结】
1.双线桥法:
表明一种元素反应前后的电子得失情况(1)双线桥法的基本步骤。(2)示例: 2.单线桥法:
表明反应中不同元素原子间的电子转移情况。(1)单线桥法的基本步骤。(2)示例: 【拓展提升】电子转移表示方法中的几个区别
(1)双线桥法:2条线(从反应物到生成物),注明“得到”和“失去”字样。
单线桥法:1条线(从反应物到反应物),不注明“得到”和“失去”字样。(2)转移电子总数是得到电子总数或失去电子总数,
而不是二者之和。
举例:如图所示反应中共转移了2 mol电子,而不是
4 mol电子。(3)两种方法的形式不同,实质相同。在分析氧化还原反应中电子转移、化合价升降、物质被氧化、被还原等关系时,用双线桥法方便,在表示电子转移的方向和数目时用单线桥法方便。【探究训练】
1.(2017·长治高一检测)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。
(1)2Na+Cl2 2NaCl
(2)NaOH+HCl====NaCl+H2O【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)根据化合价判断电子的得失。
(2)双线桥的表示方法。【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,要注意双线桥的表示方法的特点及注意事项。答案:(1)
(2)非氧化还原反应【延伸探究】2 mol氯气完全反应,得到_____mol
电子,参加反应的金属钠失去________mol电子。提示:4 4。1 mol氯气完全反应,得到2 mol电子,
2 mol氯气完全反应,得到4 mol电子,氧化还原反应得失电子数相等,参加反应的金属钠失去4 mol电子。2.(2017·苏州高一检测)根据下列两个氧化还原反
应回答问题:
①2KClO3 2KCl+3O2↑
②MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
(1)以双线桥法表示反应①,单线桥法表示反应②中
的电子转移情况________。
(2)反应①中每生成1 mol O2,转移电子的物质的量
是________ 。【解析】应先根据元素化合价的变化标出反应中电子转移的方向和数目,然后分析各物质被氧化、被还原的情况。① ,从上式中看出,
每生成1 mol O2转移4 mol电子。答案:(1)
(2)4 mol【补偿训练】
1.(2017·宜昌高一检测)下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是( )【解析】选B。解题时首先找出变价元素,确定其化合
价的升降,然后根据得失电子数目相等的规律,标出
电子转移的数目。A项, ,得到电子, ,
失去电子,得失电子标反了;B项,2Na2 ,失去
2e-,2H2OH2,得到2×e-,正确;C项,“得到”和
“失去”标注错误,应为 ,错误;D项,用单线桥表示电子转移情况时,箭头应由失电子原子指向得电子原子,所以箭头应由铜元素指向硫元素。2.(2017·北京丰台区高一检测)饮用水中的N 对人
类健康会产生危害,为了降低饮用水中N 的浓度,
可以在碱性条件下用铝粉将N 还原为N2,其化学
方程式如下: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。
(2)用“单线桥法”表示上述反应中电子转移的方向和数目。【解析】(1)标出化学方程式中各物质元素的化合价,
观察化合价变化,可知 ,铝元素的化合价升
高,在反应中失去电子。
(2)用“单线桥法”表示电子转移的方向和数目时,箭
尾从反应物中化合价升高的元素出发,指向反应物中
化合价降低的元素,并注明电子转移的数目。答案:(1)铝 失去
(2)【课堂小结】
1.得失氧的情况:
氧化反应:得到氧的反应。
还原反应:失去氧的反应。
氧化还原反应:反应中物质有得失氧的化学反应(有局限性)。2.从化合价分析:(从特征上分析)
氧化反应:化合价升高的反应。
还原反应:化合价降低的反应。
氧化还原反应:有元素化合价升降的化学反应。3.从电子的转移分析:(从实质上分析)
氧化反应:电子失去(或偏离)的反应。
还原反应:电子得到(或偏向)的反应。
氧化还原反应:有电子转移(得失或偏移)的化学反应。
4.表示方法:
(1)双线桥法
(2)单线桥法课件88张PPT。第2课时
氧化剂和还原剂一、氧化还原反应的有关概念
1.基本概念:
(1)氧化剂:在反应中_____电子(或电子对_____)的物质。得到偏向(2)还原剂:在反应中_____电子(或电子对_____)
的物质。
(3)还原产物:_____反应得到的物质。
(4)氧化产物:_____反应得到的物质。失去偏离还原氧化2.氧化性与还原性:
氧化性:_____剂所表现出的得电子的性质。
还原性:_____剂所表现出的失电子的性质。氧化还原3.反应中概念间的关系:
(1)氧化剂在反应中所含某些元素化合价_____→
___电子→表现_____性→发生_____反应→
生成_____产物。
(2)还原剂在反应中所含某些元素化合价_____→
___电子→表现_____性→发生_____反应→
生成_____产物。降低得氧化还原还原升高失还原氧化氧化二、氧化剂和还原剂
1.常见的氧化剂:
(1)活泼性较强的非金属单质:如___、__。
(2)变价元素的___价态化合物:如_____、
_____、HNO3。
(3)其他:如HClO、漂白粉、MnO2、Na2O2、H2O2。Cl2O2KMnO4FeCl3高2.常见的还原剂:
(1)活泼性较强的金属单质:如___、___、___。
(2)某些_______单质:如H2、S、C等。
(3)变价元素的___价态化合物:如CO。
(4)其他:如浓盐酸、NH3。AlFeZn非金属低三、氧化还原反应的存在
在日常生产、生活中存在着许多的氧化还原反应,如
A.金属的腐蚀 B.食物的腐败 C.金属的冶炼
D.燃料燃烧 E.原电池 F.煤矿瓦斯爆炸
其中:
对生产、生活有利的有________;
对生产、生活有害的有________。C、D、EA、B、F【预习自测】
1.下列变化中,需要加入氧化剂才能实现的是( )
A.CO→CO2 B.MnO4→Mn2+
C.SO2→H2SO3 D.NaCl→AgCl【解析】选A。A项反应中碳元素化合价由+2价变为+4价,所以CO是还原剂,需要加入氧化剂才能实现,如氧气等,故正确;B项反应中锰元素化合价由+7价变为+2价,则高锰酸根离子作氧化剂,需要加入还原剂才能实现,如浓盐酸等,故错误;C项反应中各元素化合价不变,不需要氧化还原反应就能实现,故错误;D项反应中氯元素化合价不变,不需要氧化还原反应就能实现,故错误。2.驾驶员是否酒后驾车,交警对其呼气酒精(乙醇)进行检测,原理是橙色的K2Cr2O7酸性溶液与乙醇反应生成蓝绿色Cr3+,下列有关叙述正确的是( )
A.K2Cr2O7是氧化剂
B.乙醇表现氧化性和还原性
C.Cr3+是氧化产物
D.铬元素发生氧化反应【解析】选A。K2Cr2O7与乙醇反应时, →Cr3+
铬元素化合价降低,发生还原反应,K2Cr2O7是氧化
剂,Cr3+是还原产物;乙醇是还原剂,表现还原性。3.在泡沫橡胶的制造中,要利用下列反应放出氧气:2H2O2====2H2O+O2↑,其中H2O2( )
A.是氧化剂
B.是还原剂
C.既是氧化剂,又是还原剂
D.既不是氧化剂,又不是还原剂【解析】选C。H2O2中氧的化合价为-1价,H2O、O2中氧的化合价分别为-2价、0价,氢的化合价未变,故H2O2既是氧化剂,又是还原剂,应选C。4.根据反应式:(1)2Fe3++2I-====2Fe2++I2,(2)Br2+2Fe2+====2Br-+2Fe3+,可判断离子的还原性从强到弱的顺序是( )
A.Br-、Fe2+、I- B.I-、Fe2+、Br-
C.Br-、I-、Fe2+ D.Fe2+、I-、Br-【解析】选B。对于反应:氧化剂+还原剂====氧化产物+还原产物,有以下规律,氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。由反应式(1)可知:I-还原性强于Fe2+;由反应式(2)可知:Fe2+的还原性大于Br-,故还原性:I->Fe2+>Br-。探究1:氧化剂和还原剂
【问题探究】
1.基本概念:(1)分析下列四个反应,探究以下问题:
a.Cl2+2NaOH====NaCl+NaClO+H2O
b.2KClO3 2KCl+3O2↑
c.Mg+S MgS
d.S+O2 SO2①在同一反应中,氧化剂和还原剂可以是同一种物质吗?
提示:氧化剂和还原剂可以是同一种物质。在反应a中0价的Cl既转化生成了-1价的Cl-,又转化生成了+1价的ClO-,所以反应a中Cl2既是氧化剂又是还原剂;同理反应b中的KClO3既是氧化剂又是还原剂。②同一物质在不同的反应中,所表现出来的性质是否相同?
提示:同一物质在不同的反应中,既可以作氧化剂,也可以作还原剂。在反应c中S的化合价降低,所以反应c中的S作氧化剂;在反应d中S的化合价升高,S作还原剂。③某物质在氧化还原反应中是氧化产物,则必然有另一物质是还原产物,此说法是否正确?
提示:不正确。在氧化还原反应中有氧化产物,必然有还原产物,但两者既可能为不同物质,也可能为同一物质,如在反应c、d中,MgS、SO2既是氧化产物,又是还原产物。(2)元素由游离态变为化合态一定被氧化吗?
提示:元素在游离态时化合价为0价,元素在化合态时化合价可能为负价也可能为正价,元素由游离态变为化合态可能被氧化也可能被还原。2.氧化性和还原性:
(1)所含元素处于最高价态、最低价态和中间价态的微粒各具有什么性质?
提示:①元素处于最高价态的微粒在氧化还原反应中只能得电子,从而使化合价降低,所以元素处于最高价态的微粒只具有氧化性,如 (锰元素)、Fe3+等。②元素处于最低价态的微粒在氧化还原反应中只能失电子,从而使化合价升高,所以元素处于最低价态的微粒只具有还原性,如S2-、Cl-。
③元素处于中间价态的微粒在氧化还原反应中既能失电子使化合价升高,又能得电子使化合价降低,所以元素处于中间价态的微粒既具有还原性又具有氧化性,如Fe2+、SO2(硫元素)。(2)一种物质若具有氧化性,则不具有还原性,这种说法正确吗?试说明理由。提示:不正确。物质具有氧化性或还原性,与物质的
性质有关,有些物质只具有氧化性,如F2;有些物质
只具有还原性,如K、Na等;也有些物质既具有氧化
性,又具有还原性,如SO2,在反应2H2S+SO2====
3S↓+2H2O中表现氧化性,而在反应2SO2+O2 2SO3
中表现还原性。(3)是否元素的原子失电子数越多,还原性就越强?得电子数越多,氧化性就越强?
提示:不是。物质氧化性、还原性的强弱与得、失电子的多少没有直接关系,氧化性、还原性的强弱由原子得、失电子的能力决定,越容易得电子,其氧化性越强,越容易失电子,其还原性越强。(4)元素处于最高化合价时该物质一定具有强氧化性吗?
提示:不一定。元素处于最高化合价时一定有氧化性,但氧化性不一定强,如NaCl中钠元素为+1价,是其最高价,但NaCl不具有强氧化性。3.氧化性和还原性强弱比较:
(1)为什么金属的活泼性越强,其单质的还原性就越强?
提示:因为金属活泼性越强,就越容易失去电子,还原性就越强。(2)已知H2能与Cl2、Br2发生反应,前者反应的条件是点燃或光照,后者反应的条件是高温,Cl2和Br2的氧化性强弱关系是________。
提示:Cl2>Br2。与同一还原剂反应时,反应越容易进行,则氧化剂的氧化性越强,故氧化性强弱关系为Cl2>Br2。(3)把少量铁粉加入硝酸铜和硝酸银的混合溶液中,结果只有银白色物质析出,Ag+和Cu2+的氧化性强弱关系为________。
提示:Ag+>Cu2+。因为铁能与Ag+、Cu2+发生反应,结果只有银白色物质析出,说明少量铁粉先与Ag+发生反应,因此Ag+的氧化性强。【探究总结】
物质氧化性、还原性强弱的比较方法
1.根据氧化还原反应方程式比较:氧化性:氧化剂>氧化产物
还原性:还原剂>还原产物
注:此方法不适用于歧化反应,如Cl2+H2O====HCl+HClO。2.根据元素的活动性顺序比较:
特点:上左下右可反应,隔之愈远愈易得。3.根据氧化还原反应的程度比较:
不同氧化剂与相同还原剂作用时,还原剂化合价升高的数值越大,氧化剂的氧化性越强。4.根据反应的条件及反应的剧烈程度比较:
反应条件要求越低,反应越剧烈,对应物质的氧化性或还原性越强,如是否加热、反应温度高低、有无催化剂和反应物浓度大小等。例如, MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
2KMnO4+16HCl(浓)====2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
氧化性:KMnO4>MnO2【拓展提升】物质氧化性、还原性强弱比较的误区
(1)所含元素的价态越高,化合物的氧化性不一定越强,如氧化性:HClO4(2)氧化性和还原性的强弱取决于物质得失电子的难易程度,而与得失电子的数目无关,如Na与盐酸反应时失去1个电子成为Na+,而Al与盐酸反应时失去3个电子成为Al3+,但Na比Al活泼,Na比Al的还原性强。(3)元素处于最高价时只有氧化性,但氧化性不一定
强。如CO2中C为+4价,是最高价,但CO2的氧化性很弱。
(4)元素处于最低价态时只有还原性,但还原性不一定强。如O2-中O为-2价,是最低价,但O2-的还原性非常弱。【探究训练】
1.(2017·包头高一检测)有关氧化还原反应的下列叙述正确的是( )
A.氧化剂发生还原反应,还原剂发生氧化反应
B.氧化剂被氧化,还原剂被还原C.一个氧化还原反应中,氧化剂和还原剂一定是两种不同的物质
D.氧化还原反应中,金属单质只作还原剂,非金属单质只作氧化剂【解题指南】解答本题需注意以下三点:
(1)氧化剂与还原剂可以是同一种物质。
(2)氧化还原反应中,氧化剂被还原,还原剂被氧化。
(3)根据化合价升降判断氧化剂与还原剂。【解析】选A。氧化还原反应中,氧化剂得到电子被还
原,发生还原反应,还原剂失去电子被氧化,发生氧
化反应;一个氧化还原反应中,氧化剂和还原剂可能
是同种物质(如2KClO3 2KCl+3O2↑),也可能是不
同物质(如2H2+O2 2H2O);在氧化还原反应中,金属
单质只作还原剂,非金属单质既可作还原剂也可作氧化剂。2.被称为万能还原剂的NaBH4(NaBH4中H为-1价)能溶于水并和水发生反应:NaBH4+2H2O====NaBO2+4H2↑,下列有关该反应的说法正确的是( )
A.NaBH4既是氧化剂又是还原剂
B.NaBH4是氧化剂,H2O是还原剂
C.硼元素被氧化,氢元素被还原
D.被氧化的元素与被还原的元素质量比为1∶1【解析】选D。NaBH4和NaBO2中硼元素的化合价均为+3价,没有发生变化;NaBH4中氢元素由-1价升高为0价,失去电子被氧化,NaBH4为还原剂;H2O中氢元素由+1价降为0价,得到电子被还原,H2O为氧化剂;被氧化的-1价氢原子是4个,被还原的+1价氢原子也是4个,二者相等,故被氧化的元素与被还原的元素质量比为1∶1。【延伸探究】(1)用双线桥标出电子转移的方向和
数目。
提示: (2)氧化产物与还原产物的质量之比为多少?
提示:H2既是氧化产物又是还原产物,生成的4 mol H2中有2 mol为还原产物,2 mol为氧化产物,故氧化产物与还原产物的质量之比为1∶1。【补偿训练】
1.实验室制取Cl2的反应为4HCl(浓)+MnO2 MnCl2+Cl2↑+2H2O,下列说法正确的是( )
A.还原剂是MnO2,氧化剂是HCl
B.每生成1 mol Cl2,转移电子的物质的量是2 mol
C.每消耗1 mol MnO2,表现还原作用的HCl为4 mol
D.Cl2既是氧化产物又是还原产物【解析】选B。MnO2中锰元素化合价降低,是氧化剂,MnCl2是还原产物,HCl中氯元素化合价升高,是还原剂,Cl2是氧化产物,故A、D项错;氯元素化合价由-1价升高到0价,每生成1 mol Cl2,转移电子的物质的量是2 mol,故B项对;每消耗1 mol MnO2,参加反应的HCl为4 mol,表现还原作用的HCl为2 mol,另2 mol HCl表现酸性生成MnCl2,故C项错。2.在常温下,发生下列几种反应:
①16H++10Z-+2X ====2X2++5Z2+8H2O
②2A2++B2====2A3++2B-
③2B-+Z2====B2+2Z-根据上述反应,判断下列结论错误的是( )
A.溶液中可发生:Z2+2A2+====2A3++2Z-
B.Z2在①③反应中为还原剂
C.氧化性强弱的顺序为:X >Z2>B2>A3+
D.X2+是X 的还原产物【解析】选B。氧化性:氧化剂>氧化产物,由①得
X >Z2,由②得B2>A3+,由③得Z2>B2,即X >Z2>B2>
A3+,因此Z2+2A2+====2A3++2Z-可发生,Z2在反应①中
为氧化产物,而在③中为氧化剂。探究2:氧化还原反应基本规律
【问题探究】
1.试比较下列反应物和生成物中氧化性、还原性的
强弱。
①Fe+CuSO4====FeSO4+Cu
②2Fe+3Cl2 2FeCl3提示:在反应①中,Fe是还原剂,CuSO4是氧化剂,FeSO4是氧化产物,Cu是还原产物,故还原性:Fe>Cu;氧化性:CuSO4>FeSO4。
在反应②中,Fe是还原剂,Cl2是氧化剂,FeCl3既是氧化产物又是还原产物,故还原性:Fe>FeCl3;氧化性:Cl2>FeCl3。2.已知Cl2、FeBr2、I2的氧化性依次减弱,往FeBr2溶液中通入少量Cl2,先被氧化的离子是________,若改为FeI2,先被氧化的离子是________。提示:Fe2+ I-。由于还原性I->Fe2+>Br-,所以往FeBr2溶液中通入少量Cl2,首先被氧化的是Fe2+;向FeI2溶液中通入少量Cl2,首先被氧化的是I-。3.已知氧化还原反应KClO3+6HCl(浓)====3Cl2↑
+KCl+3H2O,某同学对该氧化还原反应的分析为
该同学的分析是否正确?提示:不正确。该反应为氯元素不同价态之间的氧化还原反应,应遵循价态归中规律,高价降低,低价升高,但互不变叉,正确的分析为其中KClO3为氧化剂,HCl为还原剂,同时又起酸性作用。4.已知硫元素的常见价态有-2价、0价、+4价、+6价,从硫元素的角度分析,SO2、浓硫酸分别具有什么性质?二者能反应吗?提示:SO2中硫元素处于中间价态,具有氧化性和还原性,浓硫酸中硫元素处于最高价态,浓硫酸只具有氧化性。由于二者的价态分别为+4价和+6价,而+4价和+6价之间,无其他价态,故二者不发生氧化还原反应。5.PbO2、KMnO4、Cl2的氧化性依次减弱。反应5Pb2++
2Mn +2H2O====5PbO2+2Mn2++4H+在水溶液中能否发生?提示:不能。因为氧化性:PbO2>KMnO4>Cl2,该反应不符合反应规律:
氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。【探究总结】
氧化还原反应的基本规律
1.守恒规律:氧化还原反应中,氧化剂和还原剂得失电子总数相等,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)。2.强弱规律:
应用:物质间氧化性(或还原性)的强弱比较或判断氧化剂与有还原性的物质在一定条件下能否发生反应。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.价态规律:
(1)高低规律:
元素最高价态:只有氧化性。
元素中间价态:既有氧化性又有还原性。
元素最低价态:只有还原性。
应用:判断元素或物质的氧化性、还原性。(2)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”。【拓展提升】化合价只靠近不交叉的三种情况【探究训练】
1.(2017·朝阳高一检测)根据反应:O2+2H2S====2S↓+2H2O,Na2S+I2====2NaI+S↓,4NaI+O2+2H2SO4====2I2+2Na2SO4+2H2O,判断下列物质的氧化性强弱,正确的是( )
A.O2>I2>S B.H2S>NaI>H2O
C.S>I2>O2 D.H2O>NaI>H2S【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)正确判断氧化剂与还原剂。
(2)氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物。【解析】选A。通过氧化还原反应方程式来判断物质氧化性强弱,其判断依据是氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性;在第一个反应中O2是氧化剂,S是氧化产物,所以氧化性O2>S;在第二个反应中氧化性I2>S;在第三个反应中氧化性O2>I2。2.将0.195 g锌粉加入20.0 mL的0.100 mol·L-1MO2+溶液中,恰好反应,则还原产物可能是( )
A.M B.M2+ C.M3+ D.MO2+【解析】选B。依据氧化还原反应中电子得失守恒,
0.003 mol锌的化合价变化等于元素M在反应中的
化合价变化,设M由+5变为x,所以(5-x)×0.02×
0.100=0.006,可得x=+2,B项正确。【延伸探究】(1)此反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是________。
提示:2∶3。锌粉是还原剂,MO2+是氧化剂,故氧化剂与还原剂的物质的量之比是2∶3。(2)此反应中,如果有6 mol锌完全反应,转移电子数是___________。
提示:12 mol。由化合价变化可知,1 mol锌完全反应转移2 mol电子,有6 mol锌完全反应,转移电子数是12 mol。 【补偿训练】
1.在一定条件下, 和I-可发生如下反应:
+6I-+6H+====R-+3I2+3H2O,则 中R元素的
化合价为( )
A.+1 B.+3 C.+5 D.+7【解析】选C。根据题给离子方程式可知,反应中I-失
电子,R元素得电子,根据得失电子守恒,6个I-共失
去6个电子,则1个 中R得6个电子,其化合价将降
低6价变为-1价,故 中R元素的化合价为+5价。2.(2017·金昌高一检测)高倩同学在做实验时引发了
镁失火,她立即拿起二氧化碳灭火器欲把火扑灭,却
被实验老师及时制止。原因是CO2可以支持镁燃烧,发
生以下反应:2Mg+CO2 2MgO+C,下列关于该反应的
判断正确的是( )A.镁元素化合价由0价升高到+2价,所以MgO是还原产物
B.由此反应可以判断氧化性CO2>MgO,还原性Mg>C
C.CO2作氧化剂,表现氧化性,发生氧化反应
D.镁原子失去的电子数目等于氧原子得到的电子数目【解析】选B。该反应的化合价变化及电子转移情况
为 ,所以MgO是氧化产物,A项错误;
氧化剂是CO2,氧化产物是MgO,氧化性CO2>MgO,还原剂是Mg,还原产物是C,还原性Mg>C,B项正确;CO2作氧化剂,化合价降低,被还原,发生还原反应,C项错误;氧元素没变价,所以氧原子不可能得电子,D项错误。【课堂小结】
1.氧化剂:氧化还原反应中,得到电子(或电子对偏向)的物质。
还原剂:氧化还原反应中,失去电子(或电子对偏离)的物质。
氧化性:氧化剂得电子能力。
还原性:还原剂失电子能力。2.氧化性、还原性强弱的比较:
氧化剂+还原剂====还原产物+氧化产物
氧化性:氧化剂>氧化产物
还原性:还原剂>还原产物3.氧化还原中的基本规律:
(1)守恒规律 (2)先后规律
(3)价态规律 (4)不交叉规律课件65张PPT。第三章 金属及其化合物
第一节 金属的化学性质
第1课时 金属与非金属的反应一、金属的存在及通性
1.金属在自然界中的存在:
(1)自然界中绝大多数金属元素的存在形态是_______。
(2)地壳中含量占据前两位的金属元素是_______。化合态铝和铁2.金属的物理通性:
(1)状态:常温下,___为液体,其余为固体。
(2)色泽:大多数金属为_____色,有金属光泽。
(3)“三性”:良好的_______、导热性、延展性。汞银白导电性3.金属的化学通性:
(1)与非金属反应:镁条燃烧发出___________,
反应的化学方程式为______________。
(2)与酸反应:镁条与盐酸反应,有_____产生,
反应的离子方程式为__________________。耀眼的白光2Mg+O2 2MgO气泡Mg+2H+====Mg2++H2↑(3)与盐溶液反应。
①Al与CuSO4溶液反应,铝丝表面有___色物质生成,
反应的离子方程式为_____________________。
②Cu与AgNO3溶液反应,铜丝表面有_____色物质生成,
反应的离子方程式为___________________。2Al+3Cu2+====3Cu+2Al3+银白Cu+2Ag+====2Ag+Cu2+红二、金属与非金属的反应
1.钠的物理性质:银白色小低2.钠、铝与氧气的反应(写出相应反应的化学
方程式):
(1)钠与氧气。
①常温下:_______________
②加热或点燃:_______________
(2)铝与氧气:_________________4Na+O2====2Na2O2Na+O2 Na2O24Al+3O2 2Al2O33.金属与其他非金属的反应:
金属与氯气、硫等物质反应生成相应的_______或
_______。氯化物硫化物【预习自测】
1.以下说法错误的是( )
A.钠在常温下就容易被氧化
B.钠受热后能够着火燃烧
C.钠在空气中缓慢氧化能自燃
D.钠在氧气中燃烧更为剧烈【解析】选C。钠在常温下就可以和空气中的氧气反应,受热时能燃烧,在纯氧中燃烧更剧烈,钠在空气中的反应不是缓慢氧化,而是反应很快,且不会自燃。2.金属钠在氧气中燃烧,生成物是( )
A.氧化钠 B.过氧化钠
C.氢氧化钠 D.碳酸钠
【解析】选B。金属钠在氧气中燃烧,生成淡黄色的Na2O2。3.下列关于金属铝的叙述中,不正确的是( )
A.铝是地壳中含量最多的金属元素
B.铝是比较活泼的金属,在化学反应中容易失去电子,表现还原性
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。铝是活泼金属,其原子结构示意图
为 ,易失去最外层电子,有较强的还原性;铝的熔点较低,但其氧化物的熔点很高,故铝箔在空气中受热时,铝熔化,但被外层的氧化膜包裹而不会滴落,不发生剧烈燃烧。探究1:金属的存在及通性
【问题探究】
1.金属元素在自然界中只能以化合态形式存在,该观点正确吗?
提示:绝大多数金属在自然界中以化合态形式存在,但少部分金属如金、银等可以以游离态形式存在。2.金属都能与稀硫酸反应生成氢气吗?
提示:在金属活动性顺序表中H之前的金属可与稀硫酸发生置换反应生成氢气,H之后的金属则不能。3.在ZnSO4溶液中混有少量杂质CuSO4,试讨论如何除去CuSO4杂质。
提示:向混合溶液中加入足量锌粉,充分反应后过滤,所得滤液为不含CuSO4杂质的ZnSO4溶液。4.金属失去电子数越多,其还原性就越强吗?
提示:不是。金属的还原性取决于其失去电子的难易程度,与失去电子的多少无关,如Na能失1个电子,而Al能失3个电子,但还原性Na>Al。 5.金属保存时一定要隔绝空气吗?
提示:不一定。常温下与氧气极易反应的金属(如Na)应该隔绝空气保存,若其为可生成致密氧化膜的金属(如Al)或不活泼金属(如Au)无需隔绝空气保存。6.金属和盐溶液反应一定是置换反应吗?
提示:不一定。如Cu+2FeCl3====CuCl2+2FeCl2。【探究总结】
1.金属与酸的反应:
在金属活动性顺序表中,排在氢之前的金属可与非氧化性酸(盐酸、稀硫酸等)发生置换反应生成氢气,如Zn+H2SO4====ZnSO4+H2↑。2.金属与盐溶液的反应:
在金属活动性顺序表中,一般位于前面的金属
(K、Ca、Na除外)能够把位于后面的金属从它们的
盐溶液中置换出来,如Fe+CuSO4====FeSO4+Cu。【探究训练】
1.地壳中含量最多的金属元素与海洋中含量最多的非金属元素之间形成的化合物是( )
A.NaCl B.Fe2O3 C.MgO D.Al2O3【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)地壳中含量最多的金属元素为Al。
(2)海洋中最多的物质是水。【解析】选D。地壳中含量最多的金属元素为Al,海洋中含量最多的非金属元素为O,两者形成的化合物为Al2O3。2.某新型“防盗玻璃”为多层结构,每层中间嵌有极细的金属线,当玻璃被击碎时,与金属线相连的警报系统就会立刻报警。“防盗玻璃”能报警,这利用了金属的( )
A.延展性 B.导电性
C.弹性 D.导热性【解析】选B。当玻璃被击碎时,与各层中间嵌有的极细金属线相连的警报系统就会立刻报警,这主要利用了金属的导电性。【补偿训练】
1.(2017·保定高一检测)下列关于金属的叙述正确的是( )
A.金属元素在不同化合物中的化合价均不同
B.地壳中含量最多的金属元素是铁
C.金属单质在化学反应中化合价一定升高,作还原剂
D.常温下,所有金属都能与酸反应【解析】选C。如果金属元素有变价,在不同的化合物中化合价可能不同,如FeCl2、FeCl3中Fe分别为+2价和+3价,若没有变价,在不同的化合物中化合价相同,如NaCl、Na2SO4、Na2O……中Na均为+1价,A错;地壳中含量最多的金属元素是铝,B错误;金属单质只能失电子,化合价升高作还原剂,C正确;常温下部分不活泼金属如Pt、Au等,不能与酸反应,D错误。2.(2017·三明高一检测)金属活动性顺序是学习化学的重要工具,在工农业生产和科学研究中有重要应用。常见的金属活动性顺序如下:(1)解释不能用铁制容器盛装硫酸铜溶液的原因(用化学方程式表示)___________。
(2)验证镁比锌的金属活动性强,应选用的溶液
是________。
(3)从金属活动性顺序中你还能获得哪些信息?(写出一条即可)__________。【解析】(1)金属活动性顺序中铜排在铁后面,铁能与硫酸铜发生置换反应。
(2)可以用镁置换锌的方法,也可以用比较镁和锌与同浓度的酸反应的剧烈程度的方法验证。答案:(1)Fe+CuSO4====FeSO4+Cu
(2)稀盐酸(或稀硫酸、ZnCl2溶液等合理即可)
(3)位于氢前面的金属能与酸发生置换反应生成氢气;位于前面的金属可以把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来(任写一条,合理即可)探究2:金属与非金属的反应
【问题探究】
1.钠与氧气的反应:
(1)实验过程。银白小4Na+O2====2Na2O2Na+O2 Na2O2(2)钠是极活泼的金属,在自然界中是否有游离态的钠存在?在实验室中,金属钠应如何保存?提示:金属钠非常活泼,在空气中易与氧气等物质发生反应,在自然界中全部以化合态形式存在,故在实验室中必须隔绝空气保存金属钠;因为钠不与煤油、石蜡油反应,且密度比煤油、石蜡油大,所以在实验室中可以把钠保存在煤油或石蜡油中。(3)钠与氧气反应时,条件不同,生成物不同,试从以下几项对比分析:+1价+1价-2价-1价O2O2NaNaNANA4NA2NA(4)46 g钠在一定条件下与O2反应生成72 g固体,该固体的成分是什么?
提示:Na与O2反应可能生成Na2O或Na2O2或Na2O与Na2O2的混合物;若46 g Na与O2反应生成Na2O,则所得固体质量为62 g,若反应生成Na2O2,则其质量为78 g,而实际生成固体质量为72 g,故固体为Na2O与Na2O2的混合物。2.铝与氧气的反应:
(1)实验过程。4Al+3O2 2Al2O3(2)为什么熔化的铝不滴落呢?
提示:铝受热熔化时表面Al2O3(熔点为2 050℃)仍为固体,使熔化的铝不易滴落。(3)日常生活中的铁制品容易生锈腐蚀,而铝制品却可以长期使用,其原因是什么?
提示:铁、铝都易被空气中的氧气氧化生成氧化膜,其中铁所形成的氧化膜疏松,不能保护内层金属,易被腐蚀,而铝表面形成的氧化膜非常致密,阻止了内部金属继续与氧气反应,所以铝制品具有抗腐蚀性,可长期使用。【探究总结】
1.钠露置于空气中的变化:
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反应的主要变化的化学方程式为
①4Na+O2====2Na2O(氧化还原反应)
②Na2O+H2O====2NaOH(化合反应)
④2NaOH+CO2====Na2CO3+H2O(复分解反应),
Na2CO3+10H2O====Na2CO3·10H2O(结晶)
⑤Na2CO3·10H2O====Na2CO3+10H2O(风化)2.重要燃烧实验现象小结:
(1)镁条在空气中燃烧:发出耀眼强光,放出大量的热,生成白色物质。
(2)铁丝在氧气中燃烧:剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体物质。
(3)钠在氯气中燃烧:剧烈燃烧,发出黄色火焰,生成白色固体。(4)钠在空气中燃烧:先熔化成银白色小球,然后
剧烈燃烧,火焰呈黄色,生成淡黄色固体。
(5)将点燃的镁条伸入盛有二氧化碳的集气瓶中:
剧烈燃烧,有黑色物质附着于集气瓶内壁,反应
为2Mg+CO2 2MgO+C。【拓展提升】金属与氧气反应的规律
金属的金属性越强,越易与氧气发生化合反应。
(1)常温下活泼金属K、Ca、Na在空气中易被氧化,
在空气中可发生燃烧。
4Na+O2====2Na2O,2Na2O+O2 2Na2O2或
2Na+O2 Na2O2。(2)常温下较活泼金属Mg、Al在空气中易氧化,形成氧化膜,也可以发生燃烧。
(3)常温下金属Zn、Fe、Sn、Pb与干燥空气不发生氧化反应,加热条件下能被氧化,在纯氧中可发生燃烧。
(4)金属Cu、Hg在强热条件下,只氧化而不发生燃烧。金属活动性在Hg之后的金属不能被氧气氧化。【探究训练】
1.取一块金属钠放在燃烧匙里加热,观察到下列实验现象:
①金属先熔化;
②在空气中燃烧,放出紫色火花;
③燃烧后得白色固体;④燃烧时火焰为黄色;
⑤燃烧后生成淡黄色固体物质。
其中描述正确的是( )
A.①② B.①②③
C.①④ D.①④⑤【解析】选D。钠的熔点较低,加热时先熔化成小球再燃烧,燃烧时发出黄色火焰,生成淡黄色固体过氧化钠。2.下列说法错误的是( )
A.钠在空气中燃烧时先熔化,再燃烧,所得产物是Na2O2
B.镁因为在空气中形成了一层致密的氧化膜,保护了内层的镁,故镁不像钠一样需要特殊保存C.铝制品在生活中非常普遍,是因为铝不活泼
D.因为铁在潮湿的空气中生成的氧化物较疏松,不能保护内层金属,故铁制品往往需要涂保护层【解析】选C。铝在空气中因易形成致密的氧化膜而具有抗腐蚀性,日常生活中的铝制品是采用了特殊工艺将氧化膜变厚,使其抗腐蚀性能更好,而不是因为铝不活泼。【延伸探究】我们从金属活动顺序表中可知钠比镁、铝、铁等金属活泼。你能从哪些实验现象中得以证实。
提示:金属钠在常温下易与空气中的氧气反应生成Na2O,而镁、铝、铁要在加热条件下才能与氧气反应生成相应的氧化物,这说明钠比镁、铝、铁活泼。【补偿训练】
(2017·大连高一检测)下列关于金属性质的叙述中正确的是( )
A.钠与氧气反应时,产物是由O2的用量决定的
B.铝箔在空气中受热可以熔化且会发生剧烈燃烧
C.金属与非金属单质发生反应时,被氧化的一定是金属
D.铁丝不论在空气还是纯氧中都不会燃烧【解析】选C。Na与O2的反应产物是由反应条件决定的,常温下生成Na2O,点燃时生成Na2O2,与O2的用量无关,A错误;铝箔在空气中受热可熔化,但由于表面形成熔点很高的Al2O3,故不会剧烈燃烧,B错误;金属与非金属单质反应时,金属只能失电子被氧化,C正确;铁丝可在纯氧中燃烧生成Fe3O4,D错误。【课堂小结】
1.熟记3个“金属之最”:自然界中含量最高的金属是铝;用途最广泛的金属是铁;导电性能最好的金属是银。
2.牢记2个“并非”:并非所有的金属在常温下都是固体,如汞是液体;并非所有的金属都是化合态,如金与银都是游离态。3.理解结构决定性质:多数金属元素最外层电子数
较少,在化学反应中容易失去电子,表现较强的还
原性。
4.掌握“条件不同产物不同的两个反应”:
4Na+O2====2Na2O,2Na+O2 Na2O2。课件82张PPT。第2课时
金属与酸和水的反应
铝与氢氧化钠溶液的反应一、金属与酸和水的反应
1.金属与酸的反应:
(1)规律。
①金属活动性顺序表中氢以前的金属可以和酸
(盐酸、稀硫酸)反应生成__。
②金属越活泼,反应越_____。H2剧烈(2)示例。
写出下列反应的离子方程式:
铁和稀盐酸:__________________。
锌和稀硫酸:__________________。Fe+2H+====Fe2++H2↑Zn+2H+====Zn2++H2↑2.金属和水的反应:
(1)钠与水的反应。
化学方程式:______________________。
(2)铁与水的反应。
铁与冷水和热水均不反应,可与水蒸气反应,
反应的化学方程式为_______________________。2Na+2H2O====2NaOH+H2↑3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2二、铝与NaOH溶液的反应
1.铝与强酸、强碱溶液的反应:2Al+6HCl==== 2AlCl3+3H2↑2Al+6H+====2Al3++3H2↑2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑2Al+2OH-+2H2O====2.金属在化学反应中的变化:还原氧化失【预习自测】
1.有关金属与水、酸或碱反应的下列说法正确的
是( )
A.钠、铝放入水中均不反应
B.把铝放入NaOH溶液中会生成白色沉淀
C.钠能和水反应,不能和稀硫酸反应
D.Al既可以和NaOH溶液反应,又可以和盐酸反应【解析】选D。钠可以和水反应,A错误;铝能溶于NaOH溶液得到无色澄清溶液,B错误;钠可以和水反应,也可以和稀硫酸反应,C错误。2.红热的铁与水蒸气反应,得到的含铁化合物
是( )
A.Fe(OH)3 B.Fe2O3
C.Fe3O4 D.Fe(OH)2
【解析】选C。红热的铁与水蒸气发生置换反应:3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2。3.下列离子方程式正确的是( )
A.钠和冷水反应:Na+2H2O====Na++2OH-+H2↑
B.金属铝溶于氢氧化钠溶液:
Al+2OH-====Al +H2↑
C.金属铝溶于盐酸中:2Al+6H+====2Al3++3H2↑
D.铁跟稀硫酸反应:2Fe+6H+====2Fe3++3H2↑【解析】选C。A项应为2Na+2H2O====2Na++2OH-+H2↑;
B项应为2Al+2OH-+2H2O====2Al +3H2↑;D项应为
Fe+2H+====Fe2++H2↑。4.Mg、Al、Fe三种金属分别与同浓度、同体积的稀盐酸反应时,放出H2的质量相等,则下列说法中正确的是( )
A.三种金属的物质的量相等
B.三种金属均过量
C.三种金属的质量相等
D.盐酸均过量【解析】选B。由电子守恒及原子守恒可知,存在Mg~MgCl2~H2↑、2Al~2AlCl3~3H2↑、Fe~FeCl2~H2↑。A项,设生成氢气的物质的量均为3 mol,则Mg、Al、Fe的物质的量分别为3 mol、2 mol、3 mol,错误;B项,由于盐酸的体积、浓度相等,若金属都过量则盐酸完全反应,生成氢气的质量相等,正确;C项,消耗镁、铝、铁三种金属的质量之比为(3×24)∶(2×27)∶(3×56)=12∶9∶28,则三种金属质量可能相同,也可能均过量且相同,错误;D项,盐酸可能均过量,也可能部分过量,错误。探究1:金属与酸和水的反应
【问题探究】
1.钠与水反应的实验:小放热低H2NaOH(1)将大小相同的钠块分别加入稀盐酸和水中,钠与稀盐酸反应更剧烈,试分析其原因是什么?
提示:钠与盐酸或水反应,实质是与H+反应生成H2,盐酸中H+浓度远大于水中的H+浓度,所以钠与盐酸反应比与水反应剧烈得多。(2)将钠加入CuSO4溶液中,会置换出金属铜。这种说法对吗?为什么?
提示:不对。钠加入CuSO4溶液中,应先与水反应生成NaOH和H2,NaOH再与CuSO4反应生成Cu(OH)2沉淀,不会置换出CuSO4中的Cu。(3)若将1 mol钠加入100 mL 1 mol·L-1的盐酸中,生成H2的物质的量是0.05 mol吗?
提示:应生成H20.5 mol。钠加入盐酸中时,先与盐酸反应,若酸不足量,则剩余的钠继续与水反应,有水存在则钠全部反应无剩余。2.铁与水蒸气的反应:H2H23Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2(1)铁与水的反应实验中,湿棉花有何作用?
提示:加热时产生水蒸气与铁粉反应生成氢气。
(2)铁能与水蒸气反应,在日常生活中为何可以用铁壶烧水?
提示:铁不能与冷、热水反应,只有在高温下与水蒸气反应。【探究总结】
1.钠与酸、碱、盐溶液反应的实质:2.钠与水溶液反应现象的“一定”与“可能”:
(1)一定有:钠与任何物质的水溶液反应的现象中,一定有“浮”“游”“熔”“响”。
(2)可能有:反应现象中不一定有“红”,根据水溶液的成分不同可能出现不同情况,如:“蓝”→含有石蕊试剂的蒸馏水;“白色沉淀”→氯化镁的水溶液;“蓝色沉淀”→氯化铜的水溶液。【拓展提升】金属与水反应的一般规律
按照金属活动性顺序中的排列,金属单质与水反应的一般规律:
(1)K、Ca、Na等化学性质非常活泼的金属单质能与冷水剧烈反应,生成对应的碱和氢气。(2)Mg能与冷水反应产生氢气和氢氧化镁,但反应很慢;Al能与热水或沸水缓慢反应,产生氢气和氢氧化铝。
(3)Zn、Fe、Sn、Pb等相对不大活泼的金属单质,需要和高温水蒸气反应产生对应的氧化物和氢气。
(4)Cu、Hg、Ag、Pt、Au等很不活泼的金属单质,不能和水反应。【探究训练】
1.(2017·徐州高一检测)将一小块钠投入盛有饱和澄清石灰水的试管里,不可能观察到的现象是( )
A.熔成小球并在液面上游动
B.有气体生成
C.溶液底部有银白色物质生成
D.溶液变浑浊【解题指南】解答本题应注意以下两点:
(1)钠不能从溶液中置换出其他金属。
(2)温度越高,Ca(OH)2溶解度越小。【解析】选C。将一小块钠投入盛有饱和澄清石灰水的试管中,钠与水剧烈反应,所以首先观察到钠与水反应的一系列现象。随着反应2Na+2H2O====2NaOH+H2↑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。2.某同学欲在实验室中完成Fe与水蒸气反应的实验,装置如图甲、乙。已知B中放入的是铁粉与石棉绒的混合物,C中放的是干燥剂,E为酒精喷灯,G为带有铁丝网罩的酒精灯。
对比两装置,回答下列问题:
(1)如何检查乙装置的气密性?_________________
___________________________________________。
(2)乙装置中湿沙子的作用是__________________ __________________________________________。(3)B处发生反应的化学方程式为________________
__________________________________________。
(4)该同学认为欲在乙装置的导管口处点燃反应产生的气体,装置H必不可少,H的作用是______________
___________________________________________。
(5)对比甲、乙两装置的B和K,B的优点是_______
___________________________________________
___________________________________________。【解析】(1)检查装置的气密性,常用“微热法”,应该先将装置中气体密封起来,本题即先向H中加入水没过导管口,再微热试管。
(2)湿沙子受热时,水蒸发产生水蒸气。
(3)Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和H2。(4)潮湿的氢气很难燃烧,故H的作用是干燥氢气,降低H2中的水蒸气含量。
(5)装置B中使用石棉绒可以增大水蒸气与铁粉的接触面积,使反应充分进行。答案:(1)向H中加入水没过导管口,连接好装置,微热试管,若H中导管口出现气泡,停止加热后导管中出现水柱,证明气密性良好(其他合理答案也可)
(2)提供水蒸气 (3)3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2
(4)干燥氢气,降低H2中水蒸气的含量
(5)使用石棉绒,增大水蒸气与铁粉的接触面积,使反应充分进行【延伸探究】
(1)装置甲中点燃酒精灯、酒精喷灯的顺序如何?
提示:先点燃酒精灯产生大量水蒸气后,再点燃酒精喷灯,防止加热的铁粉与氧气反应。(2)装置乙中,点燃反应产生的气体之前的操作是什么?
提示:点燃可燃性气体之前,必须先检验气体的纯度。【补偿训练】
1.向硫酸铜溶液中加入一小块金属钠后,观察到的现象有( )
①钠浮于液面上 ②熔化成小球 ③发出嘶嘶的响声,放出气体 ④钠周围蓝色沉淀部分变黑 ⑤有蓝色沉淀产生 ⑥析出大量红色的铜 ⑦小球在溶液中沉浮
⑧小球在液面上游动、逐渐变小,直至消失
A.①②③④⑤⑥ B.①②③④⑤⑧
C.①②③⑥⑧ D.②⑥⑦【解析】选B。将钠块加入CuSO4溶液中时,反应的实质是钠先与水反应生成NaOH和H2,NaOH再与CuSO4反应生成蓝色Cu(OH)2沉淀,反应放出的热量会导致Cu(OH)2分解生成黑色的CuO,不会置换出单质Cu;因为钠的密度小于水,故反应过程中钠浮于液面而不能在溶液中沉浮,⑥、⑦错误。2.如图是有关钠与水反应及产物检验的实验装置。实验开始时先向管内加入滴有酚酞的水,使水位达到B端管口,然后迅速塞紧橡胶塞并拔掉大头针,此时Na掉入水中。回答下列问题:(1)钠与水反应的化学方程式为______________ 。
(2)钠与水反应的现象很多,不同的现象证明不同的性质。
①能证明钠的密度比水小的现象是______________
___________________________________________。
②能证明钠的熔点低的现象是__________________ ___________________________________________。③能证明有氢氧化钠生成的现象是______________
___________________________________________ 。
④能证明有气体产生的现象是A端液面________(填“上升”“下降”或“不变”,下同),B端液面
___________________________________________ 。【解析】(1)钠与水反应生成NaOH和H2。
(2)①钠浮在水面上,证明钠的密度比水小。②钠熔化为光亮的小球,证明钠的熔点低。③反应后溶液呈红色,证明有氢氧化钠生成。④B端压强增大,液面下降,A端液面上升,证明有气体生成。答案:(1)2Na+2H2O====2NaOH+H2↑
(2)①钠浮在水面上
②钠熔化为光亮的小球
③溶液呈红色 ④上升 下降3.(2017·长沙高一检测)某研究性学习小组设计出如图所示的装置,目的是做钠与水反应的实验并验证:①钠的某些物理性质;②钠与水反应的产物。(1)要达到实验目的,还缺少的玻璃仪器有________
___________________________________________。
(2)如何进行操作,才能使钠与水开始反应?______
___________________________________________
___________________________________________ 。(3)在试剂瓶中可能观察到的实验现象是________
___________________________________________
___________________________________________。
(4)根据钠与水反应的现象,可以归纳出金属钠具有的物理性质:________________________________
___________________________________________。【解析】金属钠与水发生反应生成氢氧化钠和氢气。
(1)检验氢气时需要用到的玻璃仪器有小试管、酒精灯。
(2)要使金属钠与水开始反应,可以往上拉,使钠块从细铁丝上掉下或将钠块伸入溶液中。(3)试剂瓶中可以观察到“浮、熔、游、响、红”的实验现象。
(4)钠块浮在水面上,说明钠的密度比水小;钠块熔化成小球,说明钠的熔点低。答案:(1)小试管、酒精灯
(2)将细铁丝往上拉使钠块掉下或往下伸入溶液中
(3)钠浮在水面上并熔化成光亮的小球,小球在水面上来回游动并嘶嘶作响,越来越小至最后消失,溶液变为红色
(4)钠的熔点较低、钠的密度小于水探究2:铝与氢氧化钠溶液的反应
【问题探究】
铝与盐酸及氢氧化钠溶液反应的实验产生气泡溶解爆鸣产生气泡溶解爆鸣2Al+6HCl====2AlCl3+3H2↑2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑(1)等量的铝分别与足量的稀盐酸、氢氧化钠溶液反应,生成氢气的量有什么关系?
提示:铝无论是与稀盐酸反应还是与氢氧化钠溶液反应,均存在以下关系:2Al~3H2↑,所以等量的铝分别与足量的稀盐酸、氢氧化钠溶液反应,生成氢气的量相同。(2)等物质的量的铝,与足量盐酸或NaOH溶液反应,失去电子数一样多吗?
提示:一样。因为铝元素都从0价变成了+3价,所以失去电子数相同。(3)若要除去铜粉中的少量铝粉,可采用什么方法?
提示:可利用铜和铝化学性质上的差异除去铝粉,铝可与酸或碱反应,而铜不与稀硫酸、盐酸或强碱反应,可将混合物加入过量盐酸或氢氧化钠溶液中溶解,然后过滤、洗涤、干燥后即可除去铜粉中的铝粉。(4)将两小块质量相等的金属钠,一块直接放入水中,另一块用铝箔包住,在铝箔上刺些小孔,再投入水中,试分析两者放出的氢气是否相等。提示:不相等。因为用铝箔(刺有小孔)包住的金属钠放入水中时,钠先与水反应,产生的氢气与直接把钠投入水中所产生的氢气的量相同,但生成的氢氧化钠溶液会与铝箔反应产生氢气,故后者产生的氢气总量大于前者。【探究总结】
1.铝与盐酸或氢氧化钠溶液反应中四种“量”的关系:
(1)等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,消耗盐酸和氢氧化钠的物质的量之比为3∶1。
(2)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。(3)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。
(4)特殊情况分析:若产生的氢气的体积比:
<1,则必定是铝与盐酸反应时,铝过量而盐酸不足;铝与氢氧化钠溶液反应时,铝不足而氢氧化钠过量。2.铝无论与酸或碱反应,参加反应的铝与生成氢气的物质的量之比一定为2∶3。【拓展提升】铝与氢氧化钠溶液反应的实质
铝与氢氧化钠反应时,铝先与水反应生成Al(OH)3和氢气,然后Al(OH)3与NaOH反应生成NaAlO2和H2O,其得失电子情况可用下式表示:
该反应的氧化剂是H2O,还原剂是Al。【探究训练】
1.(2017·宜昌高一检测)甲、乙两个烧杯中分别
盛有100 mL 4.0 mol·L-1的盐酸和100 mL
4.0 mol·L-1NaOH溶液,向两个烧杯中均加入5.4 g
铝粉,在相同状况下产生气体的体积比为( )
A.1∶1 B.2∶3
C.3∶2 D.3∶1【解题指南】解答本题需要注意以下两点:
(1)反应物的数据都已给出,首先判断过量问题。
(2)根据反应物中的质量少的计算氢气的体积比。【解析】选B。甲、乙两烧杯中含HCl、NaOH的物质的量都为0.4 mol,根据化学方程式2Al+6HCl====
2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑可知,5.4 g(即0.2 mol)Al分别与盐酸和NaOH溶液反应时,盐酸不足量而NaOH过量,故Al与盐酸反应生成H20.2 mol,与NaOH溶液反应生成H20.3 mol,其体积比为2∶3。【延伸探究】
(1)反应中消耗的盐酸和氢氧化钠的物质的量之比为________。
提示:2∶1。甲、乙两烧杯中含HCl、NaOH的物质的量都为0.4 mol,0.2 mol Al反应,盐酸不足全部反应,0.2 mol Al消耗0.2 mol NaOH,故消耗的盐酸和氢氧化钠的物质的量之比为0.4 mol∶0.2 mol=2∶1。(2)乙烧杯中剩余的氢氧化钠物质的量浓度是________。
提示:2.0 mol·L-1。根据题意,0.4 mol NaOH中反应了0.2 mol,则其物质的量浓度减半。2.在杠杆的两端分别挂着质量和体积都相同的铝球和铁球,此时杠杆平衡。然后将两球分别浸没在稀硫酸和硫酸铜溶液中片刻,如图所示,则下列说法正确的是( )A.铝球一定是空心的
B.左边烧杯中的溶液质量减少了
C.去掉两烧杯杠杆仍平衡
D.右边铁球上出现红色【解题指南】解答本题需注意以下3点:
(1)杠杆平衡原理,Fe、Al的密度大小。
(2)Al与硫酸反应,生成H2,质量减小。
(3)Fe置换Cu后,球的质量增大。【解析】选D。两球质量相同,体积相同,Fe的密度大于Al,故铁球为空心的,A错误;2Al+3H2SO4====
Al2(SO4)3+3H2↑,铝球质量减小,溶液质量增加;Fe+CuSO4====Cu+FeSO4,Cu附着在铁球上,铁球质量增加,溶液质量减小,B、C错误,D正确。【延伸探究】(1)若将稀硫酸改为硫酸铜溶液,则杠杆是否平衡?
提示:Fe、Al均与CuSO4反应,但Al置换出的Cu较多,铝球质量增加相对较多,杠杆左低右高。
(2)若将溶液均换为NaOH溶液,杠杆是否平衡?
提示:Al与NaOH反应,Fe不与NaOH反应,杠杆左高右低。【补偿训练】
1.下列关于铝与氢氧化钠溶液反应的说法错误的
是( )
A.铝失去电子,作还原剂
B.产生的气体是氢气
C.NaOH与H2O作氧化剂
D.溶液中铝元素的存在形式是 【解析】选C。反应中铝失去电子,铝元素由0价升高
到+3价,故铝是还原剂,A项正确;铝与氢氧化钠溶液
反应生成NaAlO2和H2,B项正确;铝与氢氧化钠溶液的
反应中,水作氧化剂,C项错误;溶液中铝元素以
的形式存在,D项正确。2.如图所示的实验中,投入铝片后( )A.①中产生气泡,②中不产生气泡
B.①和②中都不产生气泡
C.①和②中都产生气泡,①中是H2,②中是O2
D.①和②中都产生气泡,且都是H2【解析】选D。铝和盐酸、氢氧化钠溶液都能反应,反应的化学方程式分别为2Al+6HCl====2AlCl3+3H2↑,2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑,由此可知D项正确。【课堂小结】
1.钠与水(滴有酚酞)反应的“五字”现象:浮、熔、游、响、红。
2.既能与酸反应又能与碱反应产生氢气的金属是铝。3.熟记三个化学反应方程式和两个离子反应方程式:
2Na+2H2O====2NaOH+H2↑
3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2
2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑
2Na+2H2O====2Na++2OH-+H2↑
2Al+2OH-+2H2O====2Al +3H2↑课件60张PPT。第3课时
物质的量在化学方程式计算中的应用一、物质的量与各物理量之间的关系计算公式:
(1)________。
(2)_______。
(3)________________________。
(4)__________________。N=n·NAm=n·MV=n·Vm(Vm=22.4 L·mol-1)c= (V为溶液体积)二、物质的量在化学方程式计算中的应用212化学方程式中化学计量数之比=各物质的_________之
比=各物质_________之比。物质的量微粒数目【预习自测】
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化学方程式中化学计量数之比
D.它们的物质的量之比等于化学方程式中化学计量数之比【解析】选D。物质在发生化学反应时是按照一定比例进行的,反应不同,比例不同,故质量、物质的量不一定相等,A、B错误,而化学方程式中的化学计量数之比可以表示物质的量之比,但不表示质量之比。2.将钠、镁、铝各0.3 mol分别放入100 mL 1 mol·L-1的盐酸中,同温同压下产生的气体体积的比是( )
A.1∶2∶3 B.6∶3∶2
C.3∶1∶1 D.1∶1∶1【解析】选C。由2Na+2H+====2Na++H2↑;Mg+2H+==== Mg2++H2↑;2Al+6H+====2Al3++3H2↑可知,盐酸完全反应,Mg、Al有剩余,分别生成0.05 mol H2,但Na因与水反应也可产生H2,其全部反应共放出0.15 mol H2。3.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 mol·L-1 B.2 mol·L-1
C.1.5 mol·L-1 D.3 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。4.一定条件下,等量的铁分别与足量的盐酸、水蒸
气充分反应,则在相同的条件下产生氢气的体积比
是( )
A.1∶1 B.3∶4 C.2∶3 D.4∶3【解析】选B。根据Fe+2HCl====FeCl2+H2↑、3Fe+
4H2O(g) Fe3O4+4H2可知,1 mol Fe与足量盐酸反
应生成1 mol H2、1 mol Fe与足量水蒸气反应生成
mol H2,故相同条件下产生H2的体积比是3∶4。5.标准状况下,3.25 g锌与足量的盐酸反应生成xL氢气,下列比例式正确的是( )
A.Zn+2HCl====ZnCl2+H2↑
1 mol 1 mol
3.25 g xLB.Zn+2HCl====ZnCl2+H2↑
65 g 1 L
3.25 g x L
C.Zn+2HCl====ZnCl2+H2↑
1 mol 22.4 L
0.05 mol x LD.Zn+2HCl====ZnCl2+H2↑
65 g 1 mol
3.25 g x L
【解析】选C。比例式应注意单位要“上下一致,左右对应”。6.使相同物质的量浓度的NaCl、MgCl2、AlCl3溶液中Cl-完全沉淀时,若用去相同浓度的AgNO3溶液的体积比为3∶2∶1,则上述三种溶液的体积比是( )
A.9∶4∶1 B.3∶2∶1
C.6∶3∶2 D.9∶3∶1【解析】选D。设NaCl、MgCl2、AlCl3各溶液的浓度为c,其体积分别是V1、V2、V3,AgNO3溶液的物质的量浓度为c0,NaCl溶液用去AgNO3溶液的体积为3V,由题意可推知,MgCl2溶液用去AgNO3溶液的体积为2V;AlCl3溶液用去AgNO3溶液的体积为V。NaCl+AgNO3====AgCl↓+NaNO3
1 1
cV1 c0×3V
V1=3×
MgCl2+2AgNO3====2AgCl↓+Mg(NO3)2
1 2
cV2 c0×2V
V2=AlCl3+3AgNO3====3AgCl↓+Al(NO3)3
1 3
cV3 c0V
V3=
则V1∶V2∶V3=9∶3∶1。探究:物质的量在化学方程式中的应用
【问题探究】
1.根据方程式填写下表中的相关内容:1321321321322.对于气体参与的化学反应,在同温同压下,各物质的化学计量数、气体分子数、气体体积之间有何关系?
提示:各物质的化学计量数之比=气体的分子数之比=气体的体积之比。3.在标准状况下将1.12 L氢气与2.24 L氯气混合使其充分反应,生成的HCl气体在标准状况下的体积是多少?
提示:根据反应H2+Cl2 2HCl可知,H2与Cl2按等体积参加反应,故Cl2过量,不能全部反应,而H2全部参加反应,故生成的HCl在标准状况下体积应为2.24 L。4.根据上题计算分析,如果已知两种反应物的量,在求解某产物的量时应按哪种反应物来计算?提示:代入化学方程式进行计算的量应为参加反应或生成的量,若某物质过量,则不能全部参加反应,不能直接将该物质相应的量代入计算,故已知两种反应物的量时,应先按照化学方程式的量的关系进行判断,若其中一种物质过量,则根据不足的物质的量进行求解;若两种反应物恰好完全反应,则可以选二者中任一物质的量进行求解。5.在进行物质的量计算时,M(Na)、m(Na)、N(Na)、n(Na)分别代表什么意思?
提示:分别代表金属钠的摩尔质量、质量、原子个数及物质的量。6.对于反应A+3B====2C,若7 g A和一定量B完全反应生成8.5 g C,能否计算A、B、C的摩尔质量之比?提示:能。参加反应的A为7 g,生成C为8.5 g,根据质量守恒,则参加反应的B物质为8.5 g-7 g=1.5 g。在化学反应中,化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比,即A、B、C三种物质的物质的量之比为1∶3∶2,所以
=1∶3∶2,由此可得M(A)∶M(B)∶M(C)=28∶2∶17。7.根据化学方程式计算时,如果反应物不是纯净物该如何处理?
提示:化学方程式所表示的是纯净物之间量的关系,所以不纯物质的质量只有换算成纯净物的质量,才能按化学方程式列出比例式进行计算。可根据题干提供的信息,进行相应的转化。【探究总结】
1.有关物质的量的计算中的“三个规范”:
(1)书写规范:
各种符号的书写要规范,大写字母与小写字母的意义各不相同。如“M”表示摩尔质量,而“m”表示质量,“N”表示微粒数,而“n”表示物质的量。(2)符号规范。
①设未知数直接用各物理量的符号表示,且要注明物质(或粒子)的符号。如设参加反应HCl溶液的体积为V[HCl(aq)]。
②各物理量及单位、物质的名称、公式等尽量用符号表示。如已知NaOH溶液的体积和物质的量浓度,求NaOH溶液的质量时就写成:m(NaOH)=c(NaOH)×V[NaOH(aq)]×M(NaOH)。(3)单位规范:
把已知量代入计算式中计算时都要带单位且单位要统一。2.计算的关键和方法:
(1)关键:正确书写化学方程式(或离子方程式),注意配平。
(2)基本方法。
①把已知物质的物理量转化为物质的量。
②根据化学方程式或关系式和已知物的物质的量求出未知物的物质的量。
③把未知物的物质的量转化为未知物的所求物理量。3.物质的量在化学方程式计算中应用的注意事项:
(1)化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比,而非质量之比。
(2)计算时,各种物质不一定都用物质的量表示,也可以用质量表示,气态物质还可以用体积表示,但要注意物质的量与其他各物理量之间的换算关系;只要做到“上下一致,左右相当”即可。【拓展提升】化学计算中的常用方法
1.关系式法:当已知物和未知物之间靠多个反应来联系时,只需直接确定已知量和未知量之间的比例关系,即“关系式”。
例如,把CO还原Fe2O3生成的CO2通入足量澄清的石灰水中,求生成沉淀的量。发生反应的化学方程式:3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
CO2+Ca(OH)2====CaCO3↓+H2O
则关系式为3CO~3CO2~3CaCO32.守恒法:3.差量法:
(1)理解:根据化学反应前后物质的有关物理量发生的变化,找出所谓“理论差量”,如反应前后的质量、物质的量、气体体积等。
(2)方法:根据题意确定理论差量,结合题目实际差量,列出比例式,求出答案。如Fe+CuSO4====Cu+FeSO4 固体质量增加
56 g 64 g 64 g-56 g=8 g
x mg
则 x=7mg。【探究训练】
1.称取两份铝粉,第一份加入足量的盐酸,第二份加入足量的烧碱溶液。若同温同压下放出相同体积的气体,则两份铝粉的质量比为( )
A.1∶1 B.1∶2
C.1∶3 D.3∶1【解题指南】解答本题需要注意以下两点:
(1)铝与盐酸、烧碱溶液反应的原理。
(2)生成H2的量与消耗Al的量之间的关系。【解析】选A。铝与盐酸或烧碱溶液反应的化学方程式分别为2Al+6HCl====2AlCl3+3H2↑,2Al+2NaOH+2H2O ====2NaAlO2+3H2↑,因为盐酸和烧碱都是足量的,铝粉将全部参加反应,当生成等体积气体时消耗铝的量相同。【延伸探究】(1)在本题中,消耗的HCl和NaOH的物质的量之比是多少?
提示:根据铝与盐酸、烧碱溶液反应的化学方程式可知,当生成等体积气体时消耗HCl、NaOH的物质的量之比为3∶1。(2)若两份铝粉在反应时,消耗等物质的量的HCl和NaOH,则生成的氢气在同温同压下的体积比为多少?提示:可设消耗HCl和NaOH的物质的量都为nmol,根据
反应方程式可得与nmol HCl反应生成 mol H2,与
nmol NaOH反应生成 mol H2,故生成H2的体积之比
为 ∶ =1∶3。2.铁粉可与高温水蒸气发生反应,若反应后得到的干燥固体质量比反应前铁粉的质量增加了32 g,则参加反应的铁粉的物质的量是( )
A.0.5 mol B.1 mol
C.1.5 mol D.2 mol【解析】选C。根据3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2可知,
固体增加的质量为氧元素的质量,n(Fe)= n(O)= ×
=1.5 mol。3.向足量的500 mL NaOH溶液中投入10.8 g Al,二者恰好完全反应后,计算:
(1)Al的物质的量为________。
(2)参加反应的NaOH的物质的量为________;溶液的物质的量浓度为________。
(3)生成标准状况下H2的体积为________。【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)以物质的量为中心的相关物理量之间的换算。
(2)由铝与NaOH恰好完全反应确定NaOH溶液的物质的量浓度和生成氢气的体积。【解析】根据物质的量、摩尔质量和质量之间的等式关系n= ,能求出Al的物质的量。由反应的化学方程式能求出参加反应的NaOH和生成H2的物质的量,则能求出NaOH溶液的物质的量浓度及标准状况下H2的体积。
(1)n(Al)= =0.4 mol。(2)设参加反应的NaOH物质的量是n,
则2Al + 2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑
2 2
0.4 mol n
,n=0.4 mol,
c(NaOH)= =0.8 mol·L-1。(3)设生成标准状况下H2的体积是V,
2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑
2 mol 3×22.4 L
0.4 mol V
V= =13.44 L。
答案:(1)0.4 mol (2)0.4 mol 0.8 mol·L-1
(3)13.44 L【补偿训练】
足量下列物质与等质量的铝反应,放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是( )
A.氢氧化钠溶液 B.稀硫酸
C.盐酸 D.氨水【解析】选A。铝与NaOH溶液反应时,由产物NaAlO2中铝元素与钠元素的含量可知铝与NaOH的物质的量之比为1∶1;铝与稀硫酸反应时,由产物Al2(SO4)3中铝元素与硫元素的含量可知铝与H2SO4的物质的量之比为2∶3;铝与盐酸反应时,由产物AlCl3中铝元素与氯元素的含量可知铝与HCl的物质的量之比为1∶3;铝与氨水不发生反应。【课堂小结】
1.化学方程式中各物质的化学计量数之比等于参加反应的各物质的物质的量之比。2.根据化学方程式计算的基本步骤:3.常用方法:
(1)关系式法。
(2)守恒法。
(3)差量法。
(4)极值法。课件70张PPT。第2课时
铝的重要化合物一、氧化铝
1.物理性质:白色固体难溶于水很高很大2.化学性质:
(1)与盐酸反应离子方程式:____________________。
(2)与NaOH溶液反应,离子方程式:______________
_________。Al2O3+6H+====2Al3++3H2OAl2O3+2OH-====2Al +H2O3.用途:
(1)冶炼_______的原料。
(2)良好的_________。
金属铝耐火材料二、氢氧化铝
1.物理性质:
(1)色态:___色固体。
(2)溶解性:___溶于水。白难2.化学性质:
(1)两性。
①与酸(HCl)反应
化学方程式:_________________________;
离子方程式:______________________。Al(OH)3+3HCl====AlCl3+3H2OAl(OH)3+3H+====Al3++3H2O②与碱(NaOH)反应
化学方程式:__________________________;
离子方程式:_______________________。
结论:Al(OH)3既能与酸反应,又能与碱反应,具有___
___氢氧化物的性质。Al(OH)3+NaOH====NaAlO2+2H2O两性Al(OH)3+OH-====Al +2H2O(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:____________________。
(3)实验室制法:2Al(OH)3 Al2O3+3H2O产生白色胶状沉淀Al3++3NH3·H2O====Al(OH)3↓+33.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。三、硫酸铝钾[KAl(SO4)2]
1.电离方程式:_____________________________。
2.明矾[化学式:________________]:
(1)物理性质:无色晶体,_____于水。
(2)用途:作净水剂,原因是在水中生成___________
___,可以凝聚水中的泥沙形成絮状不溶物沉降下来。KAl(SO4)2====K++Al3++2KAl(SO4)2·12H2O氢氧化铝胶体可溶【预习自测】
1.下列有关金属铝及其氧化物的叙述正确的是( )
A.铝在常温下不能与氧气反应
B.铝在常温下和在高温下与氧气反应的产物不同
C.氧化铝既能溶于强酸,又能溶于强碱
D.氧化铝只能与酸反应,不能与碱反应【解析】选C。常温下和在高温下铝与氧气反应都生成氧化铝,Al2O3是两性氧化物,既能与强酸反应,又能与强碱反应。2.将表面已完全钝化的铝条插入下列溶液中,不会发生反应的是( )
A.稀硝酸 B.稀盐酸
C.硝酸铜溶液 D.氢氧化钠溶液
【解析】选C。铝条表面钝化,其表面上的物质为氧化铝,氧化铝为两性氧化物,既能与强酸反应,又能与强碱反应。3.氢氧化铝可作为治疗某种胃病的内服药,这是利用了氢氧化铝的( )
A.酸性 B.碱性
C.两性 D.氧化性
【解析】选B。氢氧化铝治疗胃病,主要是和胃酸中的HCl发生反应,体现了氢氧化铝的碱性。4.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能凝聚水中的悬浮物
D.Al(OH)3既溶于NaOH溶液、氨水,又能溶于盐酸
【解析】选D。D项,Al(OH)3是两性氢氧化物,能溶于强酸和强碱,不溶于弱碱氨水。5.以Al2(SO4)3溶液为原料之一,在实验室里制取少量Al(OH)3,并且易于分离,最好向溶液中加入( )
A.氢氧化钠溶液 B.氢氧化钡溶液
C.氨水 D.澄清石灰水
【解析】选C。Al(OH)3能溶于强碱溶液,但不能溶于氨水,因此实验室里制取少量Al(OH)3,并且易于分离,最好向Al2(SO4)3溶液中加入氨水。6.向KAl(SO4)2溶液中滴加Ba(OH)2溶液,使 恰好完
全沉淀,反应后铝元素的主要存在形式是( )
A.Al3+ B.Al(OH)3
C. D.Al3+和Al(OH)3【解析】选C。当加入Ba(OH)2将所有的 都转化为
沉淀时,此时加入的OH-与原明矾[KAl(SO4)2]溶液中
Al3+的物质的量之比为4∶1,而Al3++4OH-====
+2H2O。探究1:氧化铝的两性
【问题探究】两性1.铝制容器耐腐蚀,为什么不能用铝制容器长期盛放酸性食物或碱性食物?
提示:铝制容器表面易形成一层致密的Al2O3薄膜而耐腐蚀,但Al2O3具有两性,可与酸或碱发生反应,故不能用铝制容器长期盛放酸性或碱性食物。2.能否用氢氧化钠溶液除去铝片表面的氧化膜?
提示:不能。氢氧化钠既能与Al2O3反应又能与Al反应,所以一般不用氢氧化钠除去铝片表面的氧化膜。3.氧化铝可以制造耐火坩埚,能否用它来熔化氢氧化钠固体?
提示:不能。Al2O3可与NaOH发生反应。【探究总结】
氧化物性质的比较【探究训练】
1.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【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)除杂操作应遵循的原则。
(2)Al2O3的两性。【解析】选D。MgO是碱性氧化物,可与酸反应生成盐和水,不能与碱反应;而Al2O3为两性氧化物,可与酸反应,也可与强碱反应。2.下列关于Al2O3的说法正确的是( )
A.Al2O3也可以通过分解反应制得
B.Al2O3加热分解为铝和氧气
C.Al2O3结构致密,所以可用铝制容器盛盐酸和NaOH溶液等
D.擦去表面氧化膜的铝条,在酒精灯上灼烧时,熔化的铝滴落下来【解析】选A。A项:Al(OH)3是不溶性碱,所以Al(OH)3
受热分解也可制取Al2O3,2Al(OH)3 Al2O3+3H2O;
B项:Al2O3加热不分解,用电解法可制得铝;C项:
Al2O3能与HCl、NaOH溶液反应,所以HCl、NaOH溶液不
能盛放在铝制容器中;D项:擦去氧化膜的铝条,在酒
精灯上加热时,由于铝很活泼,接着与O2反应又生成一
层氧化铝,包在熔化的铝的外层,使得Al不会滴落下来。【补偿训练】
1.下列实验现象描述不正确的是( )【解析】选D。在空气中久置的铝条表面会形成一层致密的Al2O3薄膜,当放入NaOH溶液中时,首先溶解Al2O3:Al2O3+2NaOH====2NaAlO2+H2O,当Al2O3溶解后再发生反应2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑,因此,不会立刻产生无色气泡。2.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Al2O3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。Al2O3虽难溶于水,但却是Al(OH)3对应的氧化物,可以根据Al2O3与Al(OH)3中Al的化合价相同判断;金属氧化物多数是碱性氧化物,但有些高价态的氧化物如Mn2O7却是酸性氧化物,Al2O3为两性氧化物;Al2O3与强酸、强碱溶液均反应。探究2:铝盐及Al(OH)3的转化
【问题探究】
1.向Al2(SO4)3溶液中逐滴滴入NaOH溶液至过量,可以观察到什么实验现象?若将上述反应分为两个过程,试写出离子反应方程式。提示:Al3+首先和OH-反应生成Al(OH)3沉淀,随着NaOH
溶液的加入,Al(OH)3又和过量的NaOH溶液反应,生成
NaAlO2。故可观察到先产生白色沉淀,然后沉淀逐渐消
失:Al3++3OH-====Al(OH)3↓,Al(OH)3+OH-====Al +
2H2O。2.向NaAlO2溶液中逐滴滴入稀盐酸至过量,能观察到什么现象?请写出对应的离子方程式。提示:当向NaAlO2溶液中滴加稀盐酸时,Al 先与H+反
应生成Al(OH)3沉淀,当溶液中的Al 完全转化为
Al(OH)3后,再滴加稀盐酸时,生成的Al(OH)3又与过量
的盐酸反应生成AlCl3,故观察到的现象为溶液中先产
生白色沉淀,然后沉淀消失,有关离子方程式为Al
+H++H2O====Al(OH)3↓,Al(OH)3+3H+====Al3++3H2O。3.不用其他试剂,能否鉴别AlCl3溶液和NaOH溶液?[已知AlCl3溶液与NaAlO2溶液混合可产生白色沉淀:AlCl3+3NaAlO2+6H2O====4Al(OH)3↓+3NaCl]提示:能。可采用互滴的形式;滴加顺序不同,产生的现象不同。
(1)若将NaOH溶液逐滴滴入AlCl3溶液中,现象为先产生白色沉淀,后沉淀逐渐溶解;(2)若将AlCl3溶液逐滴滴入NaOH溶液中时,开始NaOH
过量,则发生反应Al3++4OH-====Al +2H2O,不会产生
沉淀,当溶液中NaOH完全反应后,溶液变为NaAlO2溶
液,继续滴加AlCl3溶液时,则发生反应AlCl3+
3NaAlO2+6H2O====4Al(OH)3↓+3NaCl,现象为开始无沉
淀产生,后产生白色沉淀。4.以NaOH的物质的量为横坐标,Al(OH)3的物质的量为纵坐标,画出向含amol AlCl3溶液中逐滴滴入NaOH溶液至过量的反应关系的简图。提示:因Al3+为amol,根据离子方程式可知:
Al3++3OH-====Al(OH)3↓
amol 3amol amol
Al(OH)3+OH-====Al +2H2O
amol amol
在两个过程中,NaOH的物质的量之比为3∶1。【探究总结】
Al3+、Al 和Al(OH)3之间的相互转化
1.Al3+与Al(OH)3的相互转化:
(1)Al3+转化为Al(OH)3。
①Al3++3NH3·H2O====Al(OH)3↓+3N ;
②Al3++3OH-(少量)====Al(OH)3↓。
(2)Al(OH)3转化为Al3+:Al(OH)3+3H+====Al3++3H2O。2.Al3+与 的相互转化:
(1)Al3+转化为Al :Al3++4OH-(过量)====Al +2H2O。
(2) 转化为Al3+:Al +4H+(过量)====Al3++2H2O。3.Al 与Al(OH)3的相互转化:
(1)Al 转化为Al(OH)3。
①Al +CO2(过量)+2H2O====Al(OH)3↓+HC ;
2Al +CO2(少量)+3H2O====2Al(OH)3↓+C 。
②Al +H+(少量)+H2O====Al(OH)3↓。(2)Al(OH)3转化为Al 。
Al(OH)3+OH-====Al +2H2O。【拓展提升】Al(OH)3制备时易错用的两种试剂
(1)Al3+结合OH-可生成Al(OH)3,利用可溶性铝盐反应制备Al(OH)3沉淀时,应该用弱碱NH3·H2O,不能用强碱NaOH,因为NH3·H2O不和Al(OH)3反应,而强碱NaOH会和Al(OH)3反应。(2)Al 结合H+也可生成Al(OH)3:H++Al +H2O====
Al(OH)3↓。利用偏铝酸钠溶液制备Al(OH)3沉淀时,应向偏铝酸钠溶液中通入足量CO2气体,发生如下反应:NaAlO2+CO2+2H2O====Al(OH)3↓+NaHCO3;但不能用强酸与偏铝酸盐反应制备Al(OH)3,因为Al(OH)3能溶于强酸。【探究训练】
1.向20 mL 1 mol·L-1的Al2(SO4)3溶液中加入30 mL KOH溶液,充分反应得到0.78 g沉淀,则KOH溶液的物质的量浓度是( )
A.1 mol·L-1或3 mol·L-1 B.3 mol·L-1或5 mol·L-1
C.1 mol·L-1或5 mol·L-1 D.3 mol·L-1或7 mol·L-1【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)生成的Al(OH)3沉淀可溶于过量的KOH溶液,应分KOH不足或过量两种情况来讨论。
(2)从Al3+的物质的量与沉淀的物质的量比较推测KOH的两种情况:不足量时,n(KOH)=3n[Al(OH)3];过量时,n(KOH)=4n(Al3+)-n[Al(OH)3]。【解析】选C。求Al3+和Al(OH)3沉淀的物质的量:
n(Al3+)=0.02 L×1 mol·L-1×2=0.04 mol,
n[Al(OH)3]= =0.01 mol。
当KOH不足时:n(KOH)=3n[Al(OH)3]=0.03 mol,
c(KOH)= =1 mol·L-1;当KOH过量时:
n(KOH)=4n(Al3+)-n[Al(OH)3]=4×0.04 mol-0.01 mol
=0.15 mol,c(KOH)= =5 mol·L-1。2.向1.0 mol·L-1的甲溶液中逐滴加入1.0 mol·L-1的乙溶液至过量,产生Al(OH)3沉淀的质量与所加入乙溶液的体积的关系如图所示。符合图中关系的是下列各组溶液中的( )【解析】选D。向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液,先产生沉淀,后沉淀溶解,A项不符合图中关系;向NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液,开始无沉淀产生,B项不符合图中关系;向NaAlO2溶液中逐滴加入盐酸,先产生沉淀,后沉淀溶解,C项不符合图中关系;向AlCl3溶液中逐滴加入氨水,开始就产生沉淀,继续加入氨水沉淀不溶解,D项符合图中关系。【补偿训练】
向20 mL某浓度的AlCl3溶液中滴加2 mol·L-1的NaOH溶液时,所得沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积之间的关系如图所示:(1)写出A→B反应的化学方程式:______________。
(2)最大沉淀量为______________g。
(3)V1= ______________。
(4)所用AlCl3溶液的物质的量浓度为_________。
(5)当所得沉淀的质量为0.39 g时,用去NaOH溶液的体积是______________。【解析】(1)向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液发生的反应有
AlCl3+3NaOH====Al(OH)3↓+3NaCl O→A ①
1 mol 3 mol 1 mol
Al(OH)3+NaOH====NaAlO2+2H2O A→B ②
1 mol 1 mol(2)A点表示此时沉淀量达最大值,A点时恰好发生反应
①,n[Al(OH)3]= n(NaOH)= ×2 mol·L-1×0.015 L
=0.01 mol,m[Al(OH)3]=0.01 mol×78 g·mol-1=
0.78 g。(3)A→B发生反应②,消耗n(NaOH)=0.01 mol,
V[NaOH(aq)]=0.01 mol÷2 mol·L-1=0.005 L=5 mL,
故V1=15+5=20。
(4)n(AlCl3)=n[Al(OH)3]=0.01 mol,
c(AlCl3)=0.01 mol÷0.02 L=0.5 mol·L-1。(5)当沉淀的质量为0.39 g时,有两种可能,一是NaOH溶液不足,只生成0.39 g沉淀;二是NaOH溶液过量,部分沉淀溶解后剩下0.39 g沉淀。若NaOH溶液不足,则:Al3+ + 3OH-====Al(OH)3↓
1 mol 3 mol 78 g
0.015 mo 0.39 g
V[NaOH(aq)]=0.015 mol÷2 mol·L-1=0.007 5 L=
7.5 mL;若NaOH溶液过量,则:
Al(OH)3+OH-====Al +2H2O
78 g 1 mol
0.39 g 0.005 mol
V[NaOH(aq)]=20 mL- =17.5 mL。答案:(1)Al(OH)3+NaOH====NaAlO2+2H2O
(2)0.78 (3)20
(4)0.5 mol·L-1
(5)7.5 mL或17.5 mL【课堂小结】
1.既能与强酸反应又能与强碱反应的含铝物质:Al、Al2O3、Al(OH)3。
2.制备氢氧化铝通常采用的两种方法:向可溶性铝盐中滴加过量氨水;向偏铝酸盐中通入足量二氧化碳气体。3.4个典型的离子反应:
Al2O3+6H+====2Al3++3H2O
Al2O3+2OH-====2Al +H2O
Al(OH)3+3H+====Al3++3H2O
Al(OH)3+OH-====Al +2H2O课件94张PPT。第3课时
铁的重要化合物一、铁的氧化物
1.铁的存在:铁在地壳中的含量仅次于___、___和
___,居第四位,主要以_______价化合物的形式存
在。氧硅铝+2、+32.物理性质:Fe3O4铁红磁性氧化铁+2、+3红棕色粉末3.化学性质:
(1)FeO不稳定,在空气中受热易被氧化成_____。
(2)FeO和Fe2O3属于碱性氧化物,与盐酸反应的离子方程式分别为__________________,
______________________。
4.用途:Fe2O3常用作红色油漆和涂料,赤铁矿主要成分是_____,是炼铁原料。Fe3O4FeO+2H+====Fe2++H2OFe2O3+6H+====2Fe3++3H2OFe2O3二、铁的氢氧化物白色红褐色难溶难溶Fe(OH)3Fe(OH)33H2OFe(OH)2+2H+====Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+====Fe3++3H2OFe2O3Fe2++2OH-====Fe(OH)2↓Fe3++3OH-====Fe(OH)3↓4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3白灰绿红褐三、铁盐、亚铁盐
1.Fe3+的检验:KSCN溶液红色2.Fe2+和Fe3+的转化:
Fe2+ Fe3+
写出下列反应的离子方程式:
(1)FeCl3溶液与铁粉:________________;
(2)FeCl2溶液与氯水:______________________。2Fe3++Fe====3Fe2+2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-3.铁盐的净水作用:铁盐在天然水中可生成_________
___,和水中的悬浮物形成絮状不溶物沉降下来。
四、铜盐
1.物理性质:硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等铜盐_____于
水;铜绿的主要成分是___________,其难溶于水。Fe(OH)3胶体易溶Cu2(OH)2CO32.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。【预习自测】
1.为了检验某溶液中是否含有Fe3+,可向溶液中加入
( )
A.NaCl溶液 B.氯水
C.KSCN溶液 D.石蕊试液
【解析】选C。利用Fe3+遇SCN-变红色可检验溶液中是否含有Fe3+。2.下列氢氧化物既有碱性又有还原性的是( )
A.Mg(OH)2 B.Fe(OH)2
C.Fe(OH)3 D.Al(OH)3
【解析】选B。四种氢氧化物均有碱性,而Fe(OH)2中铁元素为+2价,故Fe(OH)2具有还原性。3.铁在一定条件下分别与O2、水蒸气反应的共同产物是
( )
A.FeO B.Fe2O3
C.Fe3O4 D.Fe(OH)2
【解析】选C。铁在O2中燃烧生成Fe3O4,铁与水蒸气在高温条件下生成Fe3O4和H2。4.由FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的混合物,测得其中铁元素与氧元素的质量之比为21∶8,则这种混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4的物质的量之比可能为( )
A.1∶2∶1 B.1∶2∶3
C.1∶3∶1 D.1∶1∶3【解析】选D。由铁元素与氧元素的质量之比为21∶8,求得铁元素与氧元素的物质的量之比为3∶4,所以Fe3O4的物质的量多少不影响混合物中的铁元素与氧元素的质量比,Fe3O4可拆为FeO·Fe2O3,故只要FeO与Fe2O3的物质的量之比为1∶1即可。5.向200 mL 0.1 mol·L-1的Fe(NO3)2溶液中加入适量的NaOH溶液,使Fe2+恰好完全沉淀,过滤,小心加热沉淀,直到水分蒸干,再灼烧到质量不再变化,此时固体的质量为( )
A.1.44 g B.1.6 g C.2.82 g D.4.36 g【解析】选B。在实验过程中发生如下反应:Fe2++2OH-
====Fe(OH)2↓,加热、灼烧时又会发生下列变化:Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3,根据反应前后铁原子守恒从而可得所得固体的质量为1.6 g。6.向FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉,充分反应后仍有固体存在,则下列判断正确的是( )
A.加入KSCN溶液可能变红色
B.溶液中一定含有Fe2+
C.溶液中一定不含Cu2+
D.剩余固体中一定含有Fe【解析】选B。加入铁粉后,铁先与溶液中的FeCl3反应,然后才与CuCl2反应。充分反应后有固体存在,该固体可能为Cu,此时铁粉和FeCl3完全反应而CuCl2可能完全反应,也可能有剩余;该固体也可能为Fe和Cu的混合物,此时铁粉有剩余,FeCl3、CuCl2均完全反应。综上所述溶液中一定不含Fe3+,加入KSCN溶液不可能变红色;溶液中一定含有Fe2+;溶液中可能含有Cu2+;剩余固体中一定含有Cu,不一定含有Fe。探究1:铁的氧化物
【问题探究】
(1)如果Fe2O3粉末中混有少量的Al2O3,可以选用什么试剂除去?写出反应的离子方程式。提示:因为Al2O3是两性氧化物,可溶于NaOH溶液,而
Fe2O3不溶于NaOH溶液,故可用NaOH溶液将Fe2O3粉末中
混有的少量Al2O3除去,反应的离子方程式为Al2O3+2OH-
====2Al +H2O。(2)四氧化三铁(Fe3O4)的化学式可写成FeO·Fe2O3的形式,四氧化三铁是混合物吗?
提示:不是,Fe3O4可以写成FeO·Fe2O3的形式,但Fe3O4是一种化合物,是纯净物,而不是混合物。(3)四氧化三铁中铁的化合价为+2价和+3价,试写出四氧化三铁溶于盐酸的离子方程式。
提示:Fe3O4+8H+====Fe2++2Fe3++4H2O。(4)可利用FeO、Fe2O3和水反应分别制取Fe(OH)2、Fe(OH)3吗?
提示:不可以。铁的氧化物都不与H2O反应。【探究总结】
1.FeO、Fe2O3是碱性氧化物,都能与酸反应生成盐和水。
2.Fe3O4是一种复杂化合物,可以看作是FeO·Fe2O3,但Fe3O4是纯净物不是混合物。【探究训练】
1.(双选)(2017·苏州高一检测)由5 mol Fe2O3、4 mol Fe3O4和3 mol FeO组成的混合物,加入1 mol纯铁并在高温下和Fe2O3反应。若纯铁完全反应,则反应后混合物中FeO与Fe2O3的物质的量之比可能是( )
A.4∶3 B.3∶2 C.3∶1 D.2∶1【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)用极值思想分析。
(2)+2价Fe和0价Fe之间不会发生反应。【解析】选B、C。根据得失电子守恒,若Fe+Fe2O3
3FeO,则反应后有n(FeO)=3 mol+3 mol=6 mol,
n(Fe2O3)=5 mol-1 mol=4 mol,则FeO与Fe2O3的物质的
量之比为3∶2,B项正确;若Fe+4Fe2O3 3Fe3O4,
则消耗1 mol Fe反应掉4 mol Fe2O3,剩余1 mol
Fe2O3,而3 mol FeO未参加反应,所以FeO与Fe2O3的
物质的量之比为3∶1,C项正确。2.实验室用如图所示的装置测定FeO和Fe2O3固体混合物中Fe2O3的质量,D装置的硬质玻璃管中的固体物质是FeO和Fe2O3的混合物。(1)写出D装置中发生反应的化学方程式___________
____________________________________________。
(2)装置B的作用是__________,装置C中装的液体是___________________________________________,
所起的作用是_______________________________。(3)若FeO和Fe2O3固体混合物的质量为23.2 g,反应完全后U形管的质量增加7.2 g,则混合物中Fe2O3的质量为____________g。
(4)U形管E右边又连接干燥管F的目的是_________,
若无干燥管F,测得Fe2O3的质量将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。【解析】本实验的目的是测定FeO和Fe2O3混合物中Fe2O3的质量。已知混合物的质量,通过实验可测出FeO和Fe2O3产生的水的质量,可列二元一次方程求出m(Fe2O3)。为减小实验误差,本实验加上了三个装置B、C、F,审题时要紧抓实验目的和原理,其他问题的回答即有章可循。答案:(1)Fe2O3+3H2 2Fe+3H2O,FeO+H2 Fe+H2O (2)除去H2中混有的氯化氢气体 浓硫酸 干燥H2
(3)16 (4)防止空气中的水蒸气进入U形管E中 偏大【延伸探究】
(1)若将装置中的C洗气瓶去掉,则对测得Fe2O3的质量有何影响?
提示:偏大。因装置C为干燥装置,若去掉,则E增重偏大,即生成H2O的量偏多,混合物中含氧量升高,Fe2O3的质量偏大。(2)若反应后得到的残留固体中还有少量FeO,则测得的Fe2O3的质量将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
提示:偏小。若有少量FeO未被还原,则生成H2O的质量偏小,由此所得混合物中含氧量偏低,则Fe2O3的质量偏小。探究2:铁的氢氧化物
【问题探究】
Fe(OH)2和Fe(OH)3的制备
在两支试管里分别加入少量的FeCl3和新制FeSO4溶液,然后滴入NaOH溶液,观察并记录现象。1.在制备Fe(OH)2时,为什么要用新制的FeSO4溶液并将吸有NaOH溶液的胶头滴管尖嘴插入液面以下?
提示:用新制的FeSO4溶液是防止Fe2+被氧化成Fe3+;滴管尖嘴插入液面以下是防止生成的Fe(OH)2与O2接触而被氧化。2.在实验中,若想长时间观察到生成的白色Fe(OH)2沉淀,除使用新制FeSO4溶液外,还应创造一个怎样的反应环境?
提示:因为Fe(OH)2易被氧化而发生颜色变化,故应尽可能创造无氧环境以防止Fe(OH)2被氧化,比如在溶液上方加一层植物油、汽油或苯。3.Fe(OH)3在空气中灼烧得到Fe2O3固体,Fe(OH)2在空气中灼烧能得到FeO固体吗?
提示:不能,Fe(OH)2在空气中灼烧过程中发生如下反应:
4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3和2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O,故Fe(OH)2在空气中灼烧得到的仍是Fe2O3固体。【探究总结】
Fe(OH)2的常用制备方法
因为Fe(OH)2易被氧化,为了能较长时间观察到Fe(OH)2的颜色,在实验时常采用以下方法:(1)使用新制的FeSO4,加热煮沸NaOH溶液赶尽空气,并将盛NaOH溶液的胶头滴管插入液面下挤出NaOH溶液。
(2)采用油层覆盖法,以便隔绝空气。在上述实验方法的基础上,将2 mL苯(或汽油)加入盛FeSO4溶液的试管中,苯(或汽油)可以覆盖在FeSO4溶液表面,防止空气进入,可以较长时间地观察白色沉淀的生成。(3)在试管上面先充满氢气,保持“还原气氛”,可以有充足的时间观察到白色的Fe(OH)2絮状沉淀生成。如图所示。【拓展提升】制备Fe(OH)2的注意事项
(1)Fe2+必须是新制的并放入铁粉,以防止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)滴管末端插入试管内的液面以下。
(4)必要时可在液面上加植物油或苯进行液封。【探究训练】
1.(2017·武汉高一检测)向氯化亚铁溶液中加入过量的氨水,有沉淀生成。过滤,加热沉淀物至质量不再发生变化,得到红棕色的残渣。上述沉淀和残渣分别为( )
A.Fe(OH)2、Fe2O3;Fe3O4 B.Fe(OH)2;FeO
C.Fe(OH)2、Fe(OH)3;Fe2O3 D.Fe2O3;Fe(OH)3【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)Fe(OH)2易被氧化。
(2)Fe(OH)3受热易分解。【解析】选C。氯化亚铁溶液与氨水作用先生成白色的
Fe(OH)2沉淀,很快又被氧化成红褐色的Fe(OH)3沉淀,
Fe(OH)3沉淀受热发生分解反应:2Fe(OH)3 Fe2O3+
3H2O。2.向含FeCl3、FeCl2、AlCl3、NaCl的溶液中,加入足量的Na2O固体,在空气中充分反应后再加入过量的稀盐酸,溶液中下列离子数目不发生变化的是( )
A.Na+ B.Al3+ C.Fe3+ D.Fe2+【解析】选B。A项,Na2O+H2O====2Na++2OH-,Na+数目
增多;B项,Al3+ Al Al3+,Al3+数目不发
生变化;C、D项,Fe3+ Fe(OH)3 Fe3+,
Fe2+ Fe(OH)2 Fe(OH)3 Fe3+,则Fe3+数
目增多,Fe2+数目减少。【补偿训练】
1.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。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,最后变成红褐色的现象是溶液中含有亚铁离子的特性,若有Fe3+,则产生的氢氧化铁沉淀的红褐色会掩盖Fe(OH)2的白色,所以Fe3+不可能存在,而Mg(OH)2是白色,有可能存在。2.(2017·银川高一检测)如图所示装置,可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑和6 mol·L-1的硫酸,其他试剂任选。填写下列空白:
(1)B中盛有一定量的NaOH溶液,A中应预先加入的试剂是___________。A中反应的离子方程式是________
____________________________________________。
(2)实验开始时应先将活塞a_________(填“打开”或“关闭”)。(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程:______________
____________________________________________。
(4)实验完毕,打开b处活塞,放入一部分空气,此时B中发生反应的化学方程式为____________________【解析】本题实验的原理是利用Fe和稀硫酸反应产生H2,先排净装置中的空气,确定排净空气后再夹紧止水夹,通过H2产生的压强将FeSO4溶液压入NaOH溶液中,从而产生Fe(OH)2沉淀,且在H2的氛围中Fe(OH)2不易被氧化,所以可保存较长时间。答案:(1)铁屑 Fe+2H+====Fe2++H2↑
(2)打开
(3)关闭活塞a,使FeSO4溶液被压入B中进行反应
(4)4Fe(OH)2+2H2O+O2====4Fe(OH)3探究3:铁盐、亚铁盐和铜盐
【问题探究】
1.Fe3+和Fe2+的检验:
(1)铁粉和稀硫酸反应的实验,如何证明产物不是Fe3+?
提示:取反应后的溶液少量放入小试管中,滴加KSCN溶液,若溶液不变红,说明产物中不含Fe3+。(2)根据Fe3+的检验方法,如何证明溶液中含有Fe2+?提示:可利用Fe(OH)2→Fe(OH)3的特殊颜色变化来鉴别;也可以通过先将Fe2+→Fe3+,再检验Fe3+的方法。
方法一:加入氢氧化钠溶液,溶液中出现白色沉淀并迅速变成灰绿色,最后变成红褐色的现象,则说明原溶液中存在Fe2+;
方法二:先加入KSCN溶液,溶液不显红色,再加入少量氯水,若溶液显红色,则说明原溶液中存在Fe2+。
(3)检验某未知溶液中是否含Fe2+时,能否先滴加氯水,后滴加KSCN溶液?
提示:不能。若未知溶液中含有Fe3+,滴加KSCN溶液时,溶液变成红色,会干扰Fe2+的检验。2.Fe、Fe2+、Fe3+的相互转化:(1)根据下面实验图示,填空:①溶液由棕黄色→_______→溶液___________→溶液变成_____。
②反应的化学方程式:
___________________,____________________。浅绿色无明显变化红色2FeCl3+Fe====3FeCl22FeCl2+Cl2====2FeCl3(2)为什么在配制FeCl2或FeSO4溶液时,通常还要向溶液中加入铁钉或铁粉?
提示:因为Fe2+易被氧化生成Fe3+,而Fe3+可与Fe发生反应:2Fe3++Fe====3Fe2+,故配制亚铁盐溶液时加入铁钉或铁粉可防止亚铁盐被氧化。(3)金属阳离子被还原,一定生成金属单质吗?
提示:不一定。如2Ag++Cu====2Ag+Cu2+,生成金属单质,而2Fe3++Fe====3Fe2+,Fe3+被还原,没有单质生成。【探究总结】
1.Fe2+和Fe3+的检验方法:
(1)Fe3+的检验方法。(2)Fe2+的检验方法。2.Fe、Fe2+、Fe3+的性质及其相互转化:
(1)Fe只有还原性,可以被氧化成+2价或+3价的铁。如Fe+2H+====H2↑+Fe2+,2Fe+3Cl2 2FeCl3,
3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2。(2)Fe2+既有氧化性又有还原性。
如2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-,Zn+Fe2+====Fe+Zn2+。(3)Fe3+具有较强的氧化性,可被还原为+2价或0价的铁。如2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+,
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2。【拓展提升】
1.Fe2+和Fe3+的其他检验方法:
(1)观察法:Fe3+的盐溶液呈棕黄色,Fe2+的盐溶液呈浅绿色。
(2)KMnO4(溴水)法:分别加入少量酸性KMnO4溶液(或溴水),能使其褪色的是Fe2+的溶液,不能使其褪色的是Fe3+的溶液。(3)铜片法:分别加入铜片,溶液逐渐变为蓝绿色的是Fe3+的溶液,不变色的是Fe2+的溶液。2.Fe3+与Fe2+检验时的注意事项:
(1)根据Fe3+、Fe2+的颜色利用观察法检验Fe3+、Fe2+时,适用于浓度较大时,若溶液较稀,离子浓度较小,易产生干扰,一般不用此法检验。(2)利用KSCN检验Fe2+时,要注意加入试剂的顺序,即先加入KSCN溶液,再加入氯水,以免发生误检。
(3)Fe3+与SCN-作用后的“溶液”显红色,注意并不是“沉淀”。【探究训练】
1.(2017·东莞高一检测)已知硝酸能将Fe2+氧化为Fe3+。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
⑤向Fe(NO3)2溶液中加入过量稀硫酸A.只有① B.只有①③⑤
C.只有①②③ D.全部【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)Fe2+具有较强的还原性。
(2)H+只能把Fe氧化成Fe2+。【解析】选B。①中的Cl2氧化性强,它能将铁氧化为Fe3+,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中溶液中Fe2+被Cl2氧化生成Fe3+。④中首先发生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。
⑤向Fe(NO3)2溶液中加入过量稀硫酸,溶液中相当于产生了硝酸,结合已知条件,硝酸能将Fe2+氧化为Fe3+。2.向某溶液中加入含Fe2+的溶液后,无明显变化。当再滴入几滴新制氯水后,混合溶液变成红色,则下列结论错误的是( )
A.该溶液中一定含有SCN-
B.氧化性:Fe3+>Cl2
C.Fe2+与SCN-不能形成红色物质
D.Fe2+被氧化为Fe3+【解析】选B。溶液中的Fe2+与加入的新制氯水发生反应:2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-,氧化性:Fe3+SCN-。因原溶液中加入含Fe2+的溶液后,无明显变化,说明Fe2+与SCN-不能形成红色物质。【补偿训练】
1.能检验某溶液中有Fe2+无Fe3+的实验事实是( )
A.向溶液中加入2滴KSCN溶液立即变红色
B.向溶液中加入少许氯水后再加2滴KSCN溶液立即变红色
C.向溶液中加入2滴KSCN溶液无明显变化,再加入少许氯水立即变红色
D.向溶液中加入少许NaOH溶液立即产生红褐色沉淀【解析】选C。向溶液中加入2滴KSCN溶液立即变红色,或向溶液中加入少许NaOH溶液立即产生红褐色沉淀,证明溶液中含有Fe3+,A、D错;若向溶液中加少许氯水再加KSCN溶液,溶液立即变红色,则原溶液中可能含Fe2+或Fe3+或Fe2+、Fe3+,无法确定Fe2+或Fe3+的存在,B错;向溶液中加KSCN溶液无明显现象,说明溶液中无Fe3+,再加入少许氯水立即变红色,则说明含Fe2+,C正确。2.制印刷电路板时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”,发生的反应为2FeCl3+Cu====2FeCl2+CuCl2。向盛有FeCl3溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,反应结束后,下列情况一定不会出现的是( )
A.烧杯中有铜、无铁 B.烧杯中有铁、无铜
C.烧杯中铁、铜都有 D.烧杯中铁、铜都无【解析】选B。溶液中有Cu2+而Fe有剩余是不可能的,因为Fe能与Cu2+反应生成Cu。【课堂小结】
1.“五颜六色”的铁:
(1)溶液:Fe3+(棕黄色);Fe2+(浅绿色);Fe(SCN)3(红色)。
(2)固体:Fe2O3(红棕色);FeO和Fe3O4(黑色);
Fe(OH)2(白色);Fe(OH)3(红褐色)。2.掌握Fe3+和Fe2+的两种重要的检验方法:
(1)加碱法。(2)硫氰化物法。
3.牢记3个重要的化学反应方程式:
2Fe3++Fe====3Fe2+,2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-,
4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3。课件53张PPT。第三节
用途广泛的金属材料1.常见合金的重要应用:
(1)合金。金属金属与非金属金属大于低于(2)常见的合金。
①铜合金。锡铅锌镍锌②钢。低碳钢高碳钢合金钢2.正确选用金属材料:
(1)金属材料的分类。(2)金属材料的正确选用。【预习自测】
1.合金有许多特点,如Na-K合金为液体,而Na和K的单质均为固体。据此,试推测:生铁、纯铁、碳3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。合金的硬度一般比它的各成分金属大,熔点一般比它的各成分金属低。生铁是铁碳合金,其熔点要低于纯铁和碳。2.下列金属材料不属于合金的是( )
A.硬铝 B.黄铜 C.碳素钢 D.水银
【解析】选D。A项,硬铝为铝和铜等的合金;B项,黄铜为铜和锌等的合金;C项,碳素钢为铁和碳的合金;D项,水银为单质汞,不属于合金。3.联合国世界卫生组织经过严密的科学分析,认为我国的铁锅是最理想的炊具,并向全世界大力推广,其主要原因是( )
A.铁锅价格便宜
B.铸铁锅的铁熔点高
C.使用铁锅烹饪的食物中留有铁元素
D.铁锅含有有机物必含的碳元素【解析】选C。使用铁锅烹饪的食物中留有人体需要的铁元素,可以预防缺铁性贫血。4.某合金与铁的物理性质的比较如表所示:除上述性质外,我们还知该合金耐腐蚀、强度大。从以上性能看,该合金不适合作( )
A.导线 B.门窗框 C.炉具 D.飞机外壳
【解析】选A。该合金的导电性很差,不宜作导线。5.用于飞机制造业的重要合金是( )
A.Mg-Al合金 B.Cu-Sn合金
C.Al-Si合金 D.不锈钢
【解析】选A。镁铝合金强度和硬度大,密度小,被广泛应用于飞机制造业。6.金属材料在人类社会的发展史上发挥着重要作用。人类历史上使用最早的金属是( )
A.铜 B.铁 C.铝 D.钛
【解析】选A。人类使用金属的先后顺序取决于金属活动性的相对强弱,人类历史上使用最早的金属为Cu。7.以铜为镜,可以正衣冠;以古为镜,可以知兴替;以人为镜,可以明得失。铜之所以能为镜是因为( )
A.铜有金属光泽 B.铜能导热
C.铜能制造工艺品 D.铜不会生锈
【解析】选A。铜具有金属光泽,因此金属铜能为镜。探究:合金的组成与性质
【问题探究】
1.合金一定是由金属组成的混合物吗?
提示:不一定。合金可以由金属与金属熔合而成,也可以由金属与非金属熔合而成,如钢铁中含有碳元素。2.金属与金属或金属与非金属形成合金时是否发生化学反应?
提示:没有。合金属于混合物,金属与金属或金属与非金属形成合金时,两者没有发生化学反应,各成分的化学性质没有发生变化。3.合金的性质是各成分金属的性质之和吗?
提示:合金具有许多优良的物理、化学或机械性能,在物理性质、机械性能方面优于各成分金属,不是简单加合;但一般认为在化学性质上,合金体现的是各成分金属的化学性质。4.已知铜的熔点为1 083℃,钠的沸点为883℃,试问铜与钠能否形成合金?
提示:不能。当铜开始熔化时,钠已经汽化,所以二者不能形成合金。【探究总结】
合金的组成与性质
1.组成:
(1)合金中一定有金属元素,也可能含有非金属元素。
(2)合金一定是混合物,没有固定的熔点。2.性质:
(1)合金的熔点一般比成分金属的低。
(2)合金在硬度、密度、强度以及其他一些机械性能上要优于成分金属。
(3)合金具有金属特性,如导热、导电性。
(4)合金中各成分金属的化学性质不变。【拓展提升】
1.常见合金的成分及其重要作用:
(1)铜合金。(2)合金钢。(3)铝合金。(4)钛合金。2.理解合金的组成及性质应注意的问题:
(1)构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属,也可以是金属与非金属,合金中一定含金属元素。(2)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,若一种金属的熔点大于另一金属的沸点,则二者不能形成合金。【探究训练】
1.(2017·青岛高一检测)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.合金在任何情况下都比单一金属性能优良
D.商代的司母戊鼎是用纯铜铸造而成的【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)合金的特性。
(2)合金的组成及对合金性质的影响。【解析】选B。合金是由一种金属跟其他一种或几种金属(或非金属)熔合在一起而制成的具有金属特性的物质,A选项错误;合金的性能一般优于单一的金属,但并不是任何情况下都是,如纯铝的导电性比铝合金要强,C选项错误;司母戊鼎是由铜合金铸造而成的,D选项错误。2.合金与纯金属制成的金属材料相比,优点是( )
①合金的硬度一般比它的各成分金属的大
②一般地,合金的熔点比它的各成分金属的更低
③改变原料的配比、改变生成合金的条件,可以得到具有不同性能的合金
④合金比纯金属的导电性能更强
⑤合金比纯金属的应用范围更广A.①②③⑤ B.②③④
C.①②④ D.①②④⑤
【解析】选A。合金具有许多优良的物理、化学或机械性能,在许多方面优于各成分金属,如合金的硬度一般比各成分金属的大,但合金的导电性比纯金属弱。3.某铝合金中含有铝、镁、铜元素,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ag(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bg。有关反应的化学方程式是___________________________________,
原样品中铝的质量分数是______________。【解题指南】解答本题需注意以下3点:
(1)化学实验的基本操作。
(2)重要金属及其化合物的特性。
(3)合金中各成分金属的化学性质不变。【解析】(1)称取ag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不溶于盐酸,故样品溶于足量的盐酸后过滤可得Cu,滤液中主要含HCl、AlCl3和MgCl2。(3)向(2)的滤液中加过量NaOH溶液,发生的反应为
H++OH-====H2O、Mg2++2OH-====Mg(OH)2↓、Al3++4OH-
====Al +2H2O,过滤后滤液中含Al 、OH-。
(4)向含Al 、OH-的滤液中通入足量CO2,发生的反应
为OH-+CO2====HC 、Al +CO2+2H2O====Al(OH)3↓+
HC ,过滤可得Al(OH)3。
(5)所得bg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、HCl Cu 烧杯、玻璃棒、漏斗
(3)H++OH-====H2O,Mg2++2OH-====Mg(OH)2↓,
Al3++4OH-====Al +2H2O
(4)OH-+CO2====HC ,Al +CO2+2H2O====Al(OH)3↓+
HC
(5)2Al(OH)3 Al2O3+3H2O % 【补偿训练】
1.汞合金是目前使用较多的补牙材料。英国《新科学家》杂志发表了一篇文章,对汞合金补牙材料的安全性提出了质疑。汞合金补牙材料中除了水银外,还含有锌、锡、铜等金属。下列有关汞合金的说法不正确的是( )A.汞合金是一种具有金属特性的物质
B.汞合金的强度和硬度比锡的大
C.汞合金的熔点比汞的低
D.汞合金的毒性远低于汞的毒性
【解析】选C。合金是指由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质,所以A正确;合金一般比各成分金属的强度和硬度大,所以B正确;补牙的结果是得到强度较大的固体,所以汞合金不是液态,则其熔点不会比汞的低,C不正确;长期使用中未见中毒现象,说明它比汞的毒性要低。2.某课外活动小组将1.100 g碳素钢钢样在纯氧中完全燃烧,生成的CO2通入足量NaOH溶液中,NaOH溶液增重0.013 g。求此钢样中碳的质量分数,并判断这种钢是何种钢。【解析】钢样燃烧,碳单质变为CO2,可被NaOH溶液吸
收。
C+O2 CO2,2NaOH+CO2====Na2CO3+H2O;
故NaOH(aq)增加的质量就是生成的CO2的质量。则
C ~ CO2
12 44
m(C) 0.013 g
m(C)=3.55×10-3g,w(C)≈0.32%,属于中碳钢。答案:钢样中碳的质量分数为0.32%,是中碳钢
【课堂小结】
1.合金的组成:
(1)合金中元素不一定全是金属元素,也可能含有非金属元素。
(2)合金没有固定的熔点,一定是混合物。2.合金的性质:
(1)硬度一般大于它的成分金属。
(2)熔点一般低于它的成分金属。课件83张PPT。第四章 非金属及其化合物
第一节 无机非金属材料的主角——硅一、硅元素的存在及结构氧氧化物硅酸盐失去得到二、二氧化硅
1.存在:
石英、水晶、玛瑙、光导纤维、沙子的主要成分均是
____。石英、沙子SiO22.结构:
SiO2晶体是由Si和O按原子数之比_____的比例组成的
_________结构的晶体。每个Si周围结合__个O,每个
O周围结合__个Si。1∶2立体网状423.物理性质:
熔点___,硬度___;溶解性:___溶于水。高大不4.化学性质:SiO2+CaO====CaSiO3 高温SiO2+2NaOH====Na2SiO3+H2O SiO2+4HF====SiF4↑+2H2O 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原料,
可以制作_________。
(3)_____和_____制作饰物和工艺品。
(4)实验室中使用石英坩埚。光导纤维石英玛瑙三、硅酸
1.制备:
(1)实验现象。
硅酸钠溶液 溶液呈_____ 溶液变_____,
有_____________产生。
(2)结论:硅酸钠溶液呈_____,与盐酸反应的化学方
程式为_____________________________。红色浑浊白色胶状沉淀碱性Na2SiO3+2HCl====2NaCl+H2SiO3↓2.性质:
(1)物理性质:_____于水的白色胶状物质。
(2)化学性质。不溶H2SiO3+2NaOH====Na2SiO3+2H2O(3)硅胶。四、硅酸盐
1.定义:由硅、氧和金属组成的化合物的总称。
2.性质:结构复杂,大多不溶于水,化学性质稳定。
3.表示:通常以二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成。例如,
(1)Na2SiO3:__________。
(2)长石(KAlSi3O8):________________。
(3)镁橄榄石(Mg2SiO4):__________。Na2O·SiO2K2O·Al2O3·6SiO22MgO·SiO24.最简单的硅酸盐——Na2SiO3:水玻璃5.三种常见的硅酸盐产品:石灰石、黏土水泥回转窑纯碱、石灰石和石英砂玻璃窑黏土6.其他含硅的物质:金刚砂金刚石五、硅单质
1.分类和结构:
(1)分类:单质硅分为_____和_______两种。
(2)结构:晶体硅的结构与_______类似,硅原子与硅原子连接成空间网状结构。晶体无定形金刚石2.性质:
(1)物理性质。
(2)化学性质:常温下化学性质不活泼,但能与氢氟酸、强碱反应。加热时可与F2、O2、Cl2等反应。灰黑金属光泽高大半导体3.用途:
(1)___________,如硅芯片等。
(2)新型能源,如_______等。半导体材料光电池【预习自测】
1.下列叙述正确的是( )
A.自然界中存在大量单质硅
B.石英、水晶、硅石的主要成分都是二氧化硅
C.常温下硅的性质活泼,能与氯气、强酸反应
D.自然界中的硅都是以二氧化硅的形式存在的【解析】选B。硅在自然界中以化合态的形式存在,且主要以氧化物和硅酸盐的形式存在,A、D项错误。常温下硅的性质不活泼,不能与氯气、强酸反应,C项错误。2.下列说法中不正确的是( )
A.光导纤维是以二氧化硅为主要原料制成的
B.二氧化硅溶于水生成硅酸
C.NaOH溶液不能存放在带磨口玻璃塞的试剂瓶中
D.二氧化硅是一种熔沸点很高、硬度很大的氧化物
【解析】选B。SiO2虽然是酸性氧化物,但不溶于水,也不与水反应,B项错误。3.Al2O3·2SiO2·2H2O是( )
A.混合物 B.两种氧化物的水化物
C.硅酸盐 D.铝酸盐
【解析】选C。本题的疑难点是如何理解硅酸盐的氧化物组合形式。硅酸盐虽可用氧化物的组合形式表示但并不是氧化物。4.下列关于硅酸的叙述错误的是( )
A.硅酸是一种很弱的酸
B.硅酸可由二氧化硅与水反应制得
C.硅酸不稳定,加热分解会生成二氧化硅
D.硅酸可由可溶性硅酸盐与盐酸反应制得【解析】选B。硅酸是一种弱酸,A项正确;二氧化硅不溶于水,不能和水反应生成硅酸,B项错误;硅酸不稳定,加热会分解生成二氧化硅和水,C项正确;HCl的酸性比H2SiO3强,根据强酸制弱酸,可知D项正确。5.下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中不正确的
是( )
A.这是一种矿物胶,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,在空气中易与CO2发生反应而变质。6.下列说法正确的是( )
A.硅、二氧化硅都能与NaOH溶液反应放出氢气
B.泡花碱的主要成分不属硅酸盐
C.可用H2在高温下还原SiCl4的方法制取硅
D.硅的性质较稳定,不会与氯气、氧气反应【解析】选C。二氧化硅与氢氧化钠溶液反应不会产生氢气;泡花碱的主要成分为硅酸钠,属硅酸盐;加热时,硅可与氧气、氯气发生反应。7.下列试剂的贮存方法正确的是( )
A.氢氟酸用玻璃瓶密封贮存
B.NaOH溶液用磨口玻璃瓶加玻璃塞封存
C.水玻璃用塑料桶盛装并敞口放置
D.纯碱溶液可用带橡胶塞的玻璃瓶封存【解析】选D。氢氟酸会与玻璃中的SiO2反应;NaOH溶液会与玻璃中的SiO2反应,生成的Na2SiO3具有黏性,会使玻璃瓶壁与玻璃瓶塞黏结在一起而不能打开;Na2SiO3易与空气中的CO2反应而变质。探究1:二氧化硅、硅酸及硅酸盐
【问题探究】
1.二氧化硅的性质:
(1)盛NaOH溶液的试剂瓶一般是玻璃瓶、橡胶塞,你知道这是为什么吗?提示:试剂瓶的瓶塞一般是毛玻璃,易与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠溶液,从而使瓶塞与瓶壁黏合在一起而难以打开,所以盛NaOH溶液的试剂瓶一般是玻璃瓶、橡胶塞。(2)SiO2既能与NaOH溶液反应,也能与氢氟酸反应,能认为SiO2属于两性氧化物吗?
提示:SiO2不属于两性氧化物。两性氧化物指既能与酸反应,又能与碱反应生成盐和水的氧化物。SiO2能与氢氟酸反应,但并不生成盐和水,这只是SiO2的一个特性,SiO2属于典型的酸性氧化物。(3)已知SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑,这能否证明硅酸的酸性比碳酸强?
提示:不能。该反应是在高温下进行,产物中CO2为气体,生成后脱离反应体系,使反应能向右进行到底。2.硅酸的弱酸性:
为了进一步确认HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱,有人设计用下图所示装置一次实验即可达到目的(不必再选用其他酸性溶液)。(1)装置A是CO2的发生装置,同时证明了酸性HCl> H2CO3,A中分液漏斗和锥形瓶中应盛放何种物质?写出反应的离子方程式。
提示:盐酸、石灰石;CaCO3+2H+====Ca2++CO2↑+H2O。(2)装置B盛有饱和NaHCO3溶液,其作用是什么?
提示:从A中制得的CO2中混有挥发出来的HCl,因此B中盛的饱和NaHCO3溶液,用于除去CO2中混有的HCl,防止HCl与Na2SiO3发生反应。(3)装置C盛有Na2SiO3溶液的目的是什么?发生反应的离子方程式是什么?
提示:装置C中盛Na2SiO3溶液用于探究H2CO3、H2SiO3的酸性强弱,发生反应的离子方程式为CO2+H2O+
====H2SiO3↓+ 。(4)根据上述实验,确定HCl、H2CO3、H2SiO3酸性由强到弱的顺序是怎样的?
提示:A中反应说明酸性HCl>H2CO3,C中反应说明酸性H2CO3>H2SiO3,所以酸性由强到弱的顺序为HCl>H2CO3> H2SiO3。3.硅酸钠的性质:
(1)实验室中如何保存Na2SiO3溶液?如果敞口放置一段时间,溶液中会出现什么现象?
提示:应密封保存;若敞口放置,Na2SiO3溶液会与空气中的CO2和H2O反应生成H2SiO3,从而使溶液变浑浊。(2)如何表示硅酸盐的组成?
提示:以二氧化硅和金属氧化物的形式表示。
(3)Na2SiO3属于硅酸盐,NaAlSi3O8和Al2(Si2O5)(OH)4也属于硅酸盐吗?
提示:属于。NaAlSi3O8和Al2(Si2O5)(OH)4都是由硅、氧和金属元素组成的化合物,属于硅酸盐。【探究总结】
1.CO2与SiO2的结构与性质的异同:2.硅酸盐的表示方法:
硅酸盐由于组成比较复杂,通常用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成,改写时的规律为例如,钠长石NaAlSi3O8不能写成
Na2O· Al2O3·3SiO2,应写成Na2O·Al2O3·6SiO2。【拓展提升】二氧化硅的特性
(1)酸性氧化物一般能与水反应生成对应的酸,但SiO2不溶于H2O,不能直接与H2O反应生成H2SiO3。
(2)非金属氧化物的熔点一般较低,但二氧化硅的熔点很高。
(3)酸性氧化物一般不与酸反应,但SiO2可以与氢氟酸反应:SiO2+4HF====SiF4↑+2H2O。【探究训练】
1.下列关于SiO2和CO2的叙述中正确的是( )
A.两者都是酸性氧化物,故都不与酸反应
B.两者都可以与NaOH溶液反应
C.CO2的熔、沸点比SiO2高
D.两者都能与水反应生成对应的酸【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)SiO2的特殊结构,决定其主要性质。
(2)SiO2能与氢氟酸反应,但不能与其他酸反应。【解析】选B。SiO2能与氢氟酸反应,A项错误;SiO2和CO2都是酸性氧化物,均能与NaOH溶液反应,B项正确;在常温下CO2为气体,而SiO2是固体,CO2的熔、沸点比SiO2低很多,C项错误;SiO2与水不反应,D项错误。2.A、B、C、D、E代表单质或化合物,它们之间的相互转换关系如图所示。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的原子的结构示意图为________,它的最高化合价为________。
(2)B的化学式(分子式)为_________,B和碳反应生成A和E的化学方程式为_________________。
(3)C的化学式(分子式)为________,D的化学式(分子式)为________________。【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)SiO2的主要性质。
(2)充分利用题给信息寻找解题突破口。【解析】“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”是做此题的关键。由此可以得出A为Si,B为SiO2。SiO2在高温的条件下与氧化钙反应得到的是C,即硅酸钙;SiO2与氢氧化钠溶液反应得到D,是硅酸钠溶液。从框图中可以得出E应是CO。答案:(1) +4
(2)SiO2 SiO2+2C Si+2CO↑
(3)CaSiO3 Na2SiO3【延伸探究】若在D的水溶液中通入足量CO2会产生什么现象?可得出怎样的结论?写出反应的离子方程式。
提示:产生白色胶状沉淀,由此判断酸性H2CO3> H2SiO3。反应的离子方程式为 +2CO2+2H2O==== H2SiO3↓+2 。【补偿训练】
下列叙述正确的是( )
A.水晶、陶瓷、水泥都属于硅酸盐产品
B.制玻璃、水泥的原料中都有二氧化硅
C.KAlSi3O8可表示为K2O·Al2O3·6SiO2
D.酸性:H2SiO3>H2CO3【解析】选C。水晶的主要成分是SiO2,A项错误;制水泥的主要原料是黏土和石灰石,生产玻璃的原料是石英砂、纯碱等,B项错误;硅酸的酸性比碳酸弱,D项错误。探究2:硅单质的性质及制备
【问题探究】
1.Si的性质:
(1)Si能与非金属单质反应,写出Si分别与F2、O2、Cl2反应的化学方程式:______、_______、_______。
提示:Si+2F2====SiF4,Si+O2 SiO2,Si+2Cl2 SiCl4。(2)Si与氢氟酸反应生成H2,试写出反应的化学方程式:_________________。
提示:Si+4HF====SiF4↑+2H2↑。
(3)Si与Al相似,也与NaOH溶液反应生成H2,写出反应的化学方程式:_________________。
提示:Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2↑。(4)硅既能与氢氟酸发生反应,又能与氢氧化钠溶液发生反应,两个反应中除了硅作还原剂外,还分别体现了硅的什么性质?
提示:与氢氟酸反应产生氢气,体现了硅的金属性,与氢氧化钠溶液反应产生氢气,体现了硅的非金属性。2.硅的制备:
(1)自然界中硅能以游离态和化合态形式存在吗?
提示:硅是一种亲氧元素,在自然界中总是与氧化合,以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在,不能以游离态形式存在。(2)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+CO2 2CO,因而产物为CO。(3)硅的还原性大于C,为什么C能从SiO2中还原出Si?
提示:反应C+SiO2 Si+2CO↑之所以能发生,是由于该反应是高温条件下固体间的反应,生成的CO脱离反应体系,从而使反应能继续进行。【探究总结】
硅单质性质的特殊性
(1)一般情况下,非金属元素单质熔、沸点低,硬度小,但晶体硅和金刚石熔、沸点高,硬度大,其中金刚石为自然界中硬度最大的物质。
(2)一般情况下,非金属单质为绝缘体,但硅为半导体,石墨为电的良导体。(3)Si的还原性大于C的,但单质C在高温下能从SiO2中还原出Si:SiO2+2C Si+2CO↑。
(4)非金属单质与碱反应一般既作氧化剂又作还原剂,且无氢气放出,但硅与碱溶液反应只作还原剂,且反应能放出氢气:Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2↑。
(5)非金属单质一般不与非氧化性酸反应,但硅能与氢氟酸反应:Si+4HF====SiF4↑+2H2↑。【探究训练】
1.(2017·宜昌高一检测)硅及其化合物的应用范围很广。下列说法中正确的是( )
A.硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料
B.由粗硅制备单晶硅的过程不涉及氧化还原反应
C.反应:Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2↑中,Si为还原剂,NaOH和H2O为氧化剂
D.硅是地壳中含量最多的元素【解析】选A。由粗硅制单晶硅涉及的反应:Si+2Cl2
SiCl4、SiCl4+2H2 Si+4HCl都是氧化还原反
应,故B项错误;硅与氢氧化钠溶液的反应实际分两
步:①Si+3H2O====H2SiO3+2H2↑,②H2SiO3+2NaOH====
Na2SiO3+2H2O,其中反应①为氧化还原反应,反应②为
非氧化还原反应,因此NaOH既不是氧化剂,也不是还
原剂,故C项错误;地壳中含量最多的元素是氧,故D
项错误。2.(2017·济宁高一检测)将铁、铝、硅的混合物分为等质量的两份,一份跟足量的NaOH溶液反应,另一份跟足量稀硫酸反应,最终产生的H2一样多,则铁与硅物质的量之比为( )
A.2∶1 B.4∶1 C.1∶1 D.3∶1【解析】选A。等量的铝与NaOH溶液反应产生的H2和与稀硫酸反应产生的H2相等,根据题意可知混合物中铁与稀硫酸反应放出的H2和硅与NaOH溶液反应放出的H2的量相等。由反应Fe+H2SO4====FeSO4+H2↑,Si+2NaOH+H2O ====Na2SiO3+2H2↑可知混合物中铁与硅的物质的量之比为2∶1时产生H2的量相等。3.(2017·福州高一检测)下列有关说法正确的是( )
A.硅相对于氢气便于运输、贮存,从安全角度考虑,硅是有开发价值的燃料
B.硅在地壳中含量居第二位,在地球上有丰富的硅资源,如石英、水晶、玛瑙的主要成分都是单质硅
C.存放NaOH溶液的试剂瓶应用玻璃塞
D.二氧化硅是一种良好的半导体材料【解析】选A。硅常温下为固体,性质较稳定,便于贮存,较为安全,硅是有开发价值的燃料,故A正确;硅在地壳中含量居第二位,在地球上有丰富的硅资源,如石英、水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅,故B错误;二氧化硅能够与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水,硅酸钠具有黏性,所以碱性物质不能用磨口玻璃塞盛放,故C错误;二氧化硅不导电,是绝缘体,故D错误。【补偿训练】
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+3HCl SiHCl3+H2;
③SiHCl3与过量H2在1 000~1 100℃反应制得纯硅。
已知SiHCl3能与H2O剧烈反应,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)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如图所示(热源及夹持装置均已略去):①装置B中的试剂是________。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不能采用普通玻璃管的原因是______________,
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__________。【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)题给信息的分析和解题过程中的运用。
(2)实验装置及实验原理的正确分析。【解析】(1)根据题给信息,粗硅可以用碳还原二氧化硅的方法制得,反应方程式为SiO2+2C Si+2CO↑。
(2)①因SiHCl3与水剧烈反应,故A中产生的H2必须干燥,B中液体为浓硫酸,且C中烧瓶需加热,其目的是使SiHCl3汽化,加快与H2的反应。②制取纯硅的反应条件为1 000~1 100℃,此温度下普通玻璃易软化。③因高温下H2与O2易反应而爆炸,故还应排尽装置中的空气。答案:(1)SiO2+2C Si+2CO↑
(2)①浓硫酸 使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化
②有固体物质生成 在反应温度下,普通玻璃会软化
SiHCl3+H2 Si+3HCl
③排尽装置中的空气【课堂小结】
1.熟知石英、沙子、玛瑙、光导纤维的主要成分均是SiO2。
2.了解三种传统的无机非金属材料:水泥、玻璃和陶瓷。
3.熟记六个化学方程式:
(1)Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2↑。
(2)Si+4HF====SiF4↑+2H2↑。(3)SiO2+2NaOH====Na2SiO3+H2O。
(4)SiO2+4HF====SiF4↑+2H2O。
(5)SiO2+2C Si+2CO↑。
(6)Na2SiO3+CO2+H2O====H2SiO3↓+Na2CO3。课件98张PPT。第二节
富集在海水中的元素——氯1.氯的原子结构及存在:得氧化性NaCl2.氯气的实验室制法:
反应原理:__________________________________。MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O3.氯气的物理性质:黄绿色气体刺激性大有毒4.氯气的化学性质:
(1)与金属单质反应(与变价金属反应生成高价金属氯化物)。2Na+Cl2====2NaCl 点燃2Fe+3Cl2====2FeCl3点燃Cu+Cl2====CuCl2点燃(2)与非金属单质反应。(3)与H2O反应。
化学方程式为___________________。
离子方程式为_____________________。
(4)①与NaOH溶液反应的化学方程式:___________________________。Cl2+H2O====HCl+HClOCl2+H2O====H++Cl-+HClOCl2+2NaOH====NaCl+NaClO+H2O②与Ca(OH)2反应——制漂白粉。
化学方程式:
___________________________________。
漂白粉的成分为_______________,有效成分为
________。2Ca(OH)2+2Cl2====CaCl2+Ca(ClO)2+2H2OCaCl2、Ca(ClO)2Ca(ClO)25.次氯酸:
(1)物理性质:常温下仅存在于溶液中,有刺激性气味。
(2)化学性质。弱2HClO====2HCl+O2↑光照漂白(3)探究HClO漂白性的实验。褪色不褪色无HClO6.氯气的用途:
(1)用于制取高纯硅、锗和金属钛。
(2)合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料的重要原料。7.氯离子(Cl-)的检验:Ag++Cl-====AgCl↓AgNO3AgNO3白色沉淀【预习自测】
1.下列关于Cl2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Cl2中燃烧,生成蓝色固体CuCl2
C.有Cl2参加的化学反应必须在溶液中进行
D.钠在Cl2中燃烧生成白色固体【解析】选D。Cl2以液态形式存在时可称为液氯,而氯水是Cl2的水溶液,A错;铜丝在Cl2中燃烧,生成棕黄色固体CuCl2,B错;Cl2与其他物质反应时可在溶液中进行,也可在非溶液中进行,C错;钠在Cl2中燃烧生成白色NaCl固体,D正确。2.下列关于氯气的叙述中不正确的是( )
A.可用向上排空气法收集少量的氯气
B.与水反应生成的次氯酸是一种弱酸
C.常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮运,所以Cl2不与铁反应
D.与氢氧化钠溶液反应时,Cl2既被还原,同时又被氧化【解析】选C。氯气的密度比空气大,可用向上排空气法收集,A项正确;次氯酸是弱酸,B项正确;常温下铁与氯气不反应,在点燃条件下氯气与铁反应生成FeCl3,C项错误;氯气与NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO,Cl2既被还原,又被氧化,D项正确。3.下列关于氯气、液氯和新制氯水的说法正确的是
( )
A.氯气、液氯和氯水都是纯净物
B.三种物质都含有Cl2
C.新制氯水和久置氯水光照后成分不同
D.三种物质都能使干燥的有色布条褪色【解析】选B。本题的易错之处是不能区别三种物质的成分。氯气、液氯是纯净物,氯水是混合物,A项错误;氯气、液氯的成分都是Cl2,新制氯水中含有Cl2,B项正确;新制氯水和久置氯水光照后成分相同,C项错误;氯气、液氯不能使干燥的有色布条褪色,D项错误。4.向NaBr和NaI的混合溶液中通入足量Cl2,然后加热将溶液蒸干并灼烧,最后残留的物质是( )
A.NaCl B.NaCl、NaBr、NaI
C.NaBr、NaI D.NaCl、I2
【解析】选A。由于氯气会和NaBr、NaI反应置换出溴单质和碘单质,但溴单质易挥发,碘单质受热后易升华,所以最后残留的物质只有NaCl。探究1:氯气的实验室制法
【问题探究】
1.原理:
化学方程式:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,
离子方程式:MnO2+4H++2Cl- Mn2++2H2O+Cl2↑。(1)反应中的氧化剂、还原剂是什么?
提示:由MnO2与浓盐酸反应的化学方程式可知,锰元素化合价降低,被还原,MnO2是氧化剂,氯元素的化合价升高,被氧化,HCl是还原剂。
(2)反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是多少?
提示:由氧化产物和还原产物的量可知,氧化剂和还原剂的物质的量之比是1∶2。(3)将1 mol MnO2与含4 mol HCl的浓盐酸反应,能否制得1 mol Cl2?为什么?
提示:MnO2与浓盐酸反应,不与稀盐酸反应,随着反应进行浓盐酸变稀后,剩余的HCl不再与MnO2反应,所以1 mol MnO2与含4 mol HCl的浓盐酸反应制得的Cl2少于1 mol。2.装置:(1)发生装置(Ⅰ)。
①特点:固体+液体 气体。
②仪器:铁架台、酒精灯、石棉网、A:_________(填
写仪器名称,下同);B:_________等。
③试剂:A中盛放_______(填写试剂名称,下同),B中
盛放_________。分液漏斗圆底烧瓶浓盐酸二氧化锰(2)净化装置(Ⅱ)。
结合反应原理,分析制得的Cl2中会有哪些杂质?应如何将杂质除去?(已知HCl极易溶于水,Cl2在饱和食盐水中溶解度很小)
提示:因为浓盐酸易挥发,故制得的Cl2中会含有HCl和水蒸气;因为Cl2在水中有一定的溶解度,而在饱和食盐水中溶解度很小,但HCl极易溶于水,故可用饱和食盐水除去HCl。再通过浓硫酸除去水蒸气。(3)收集装置(Ⅲ)。
收集方法:___________法(装置E,Cl2的密度大于空气的密度)。向上排空气(4)尾气处理装置(Ⅳ)。
①多余的氯气能否直接排入空气中?应如何处理?F中试剂是什么?
提示:Cl2有毒,多余的Cl2不能直接排入空气中,应用碱性溶液(常用NaOH溶液)吸收。
F中盛放试剂:氢氧化钠溶液,作用:吸收过量的氯气,防止污染环境。②用NaOH溶液吸收多余的Cl2时,为什么不用采取防倒吸装置?
提示:用NaOH溶液吸收多余的Cl2时,二者发生的氧化还原反应进行得比较缓慢,不会引起倒吸,因此导气管可直接插入NaOH溶液中,不需要采取防倒吸装置。【探究总结】
1.Cl2的实验室制法:2.其他收集方法:
也可用排饱和的食盐水法(Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度很小,且用此法可除去实验过程中挥发产生的HCl气体)。
3.验满方法:用湿润的蓝色石蕊试纸检验。将湿润的蓝色石蕊试纸放在集气瓶口,若试纸变红,则证明Cl2已收集满。【拓展提升】实验室制取氯气的其他方法
可用KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2等氧化剂代替MnO2与浓盐酸反应(不需加热):
2KMnO4+16HCl(浓)====2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
KClO3+6HCl(浓)====KCl+3Cl2↑+3H2O
Ca(ClO)2+4HCl(浓)====CaCl2+2Cl2↑+2H2O【探究训练】
某校化学实验兴趣小组探究在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来,同时证明Cl2的某些性质。甲同学设计了如图所示的实验装置(部分支撑用的铁架台省略)。按要求回答下列问题。
(1)若用含有0.2 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应制Cl2,制得的Cl2体积(标准状况)总是小于1.12 L的原因是______________。
(2)①装置B中盛放的试剂名称为________,作用是____________,现象是_____________。
②装置D和E中出现的不同现象说明____________。③装置F的作用是_________。
④写出装置G中发生反应的离子方程式:_________。(3)乙同学认为甲同学的实验有缺陷,不能确保最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。为了确保实验结论的可靠性,证明最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种,乙同学提出在某两个装置之间再加一个装置。你认为该装置应加在________与________之间(填装置字母序号),装置中应放入________(填试剂或用品名称)。【解题指南】解答本题需注意以下3点:
(1)实验室制取气体的典型装置组成及作用。
(2)化学实验方案的设计及评价方法。
(3)尾气处理的原理及方法。【解析】(1)浓盐酸被MnO2氧化生成Cl2,反应一段时间后盐酸的浓度减小,变为稀盐酸,反应就会停止。
(2)本实验要检验生成的Cl2中混有的水蒸气和HCl气体,要先用无水硫酸铜检验水蒸气的存在,用CCl4除去Cl2后,再用AgNO3溶液检验HCl气体的存在。
(3)为了检验Cl2是否除尽,可以在F和G之间加一个装置,里面放湿润的淀粉碘化钾试纸(或湿润的有色布条)。答案:(1)随着反应的进行,盐酸的浓度逐渐减小,反应停止
(2)①无水硫酸铜 证明有水蒸气挥发出来 固体由白色变为蓝色
②氯气无漂白性,次氯酸有漂白性 ③吸收氯气
④Ag++Cl-====AgCl↓
(3)F G 湿润的淀粉碘化钾试纸(或湿润的有色布条)【补偿训练】
1.(2017·日照高一检测)如图所示为在没有通风橱的条件下制备氯气时设计的装置,图中a、b是可控制的弹簧铁夹。(已知:氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度较小)(1)仪器A的名称是________;烧杯中盛放的是_____;
烧瓶中反应的化学方程式为__________。
(2)在收集氯气时,应________________________(填如何控制a、b,下同);当氯气收集完毕时应______
____________。
(3)若要制得标准状况下的Cl20.672 L,理论上需要MnO2的质量是________。【解析】(1)根据仪器特点可知A为分液漏斗;因为氯气有毒,会污染空气,要进行尾气吸收,并且氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,所以常用氢氧化钠溶液吸收尾气,烧杯中盛放氢氧化钠溶液;实验室常用二氧化锰和浓盐酸在加热条件下制取氯气,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2 +Cl2↑+2H2O。(2)氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度较小,实验室常用排饱和食盐水法收集氯气,收集时,应关闭b,打开a;收集完毕,关闭a,打开b,多余的气体通入氢氧化钠溶液进行吸收,防止污染空气。(3)n(Cl2)= =0.03 mol;设生成
0.03 mol Cl2参加反应的MnO2的物质的量为x;
MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
1 mol 1 mol
x 0.03 mol
x=0.03 mol,m(MnO2)=0.03 mol×87 g·mol-1=
2.61 g。答案:(1)分液漏斗 氢氧化钠溶液
MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)关闭b,打开a 关闭a,打开b (3)2.61 g2.请利用下列装置及试剂组装一套装置。其流程是先制取纯净干燥的Cl2(不收集),后验证干燥的Cl2和潮湿的Cl2有无漂白性。(1)按气体从左向右流向将各装置依次连接起来(填接口标号):
a接____,____接____,____接____,____接____,____接____。
(2)烧瓶中发生反应的化学方程式是_____________。
(3)D装置的作用是________,E装置的作用是______,
F装置的作用是_________。(4)C瓶中的现象是____________________________,
B瓶中的现象是_____________________。
以上事实说明起漂白作用的物质是________。【解析】(1)该实验的流程是先制取纯净干燥的Cl2(不收集),后验证干燥的Cl2和潮湿的Cl2有无漂白性,所以实验顺序为制取气体→除去HCl→干燥Cl2→验证干燥的Cl2有无漂白性→验证潮湿的Cl2有无漂白性→尾气吸收。
(2)烧瓶为氯气制备装置,发生反应的化学方程式为
MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O。(3)D装置中浓硫酸的作用是干燥氯气,E装置中NaOH溶液的作用是吸收多余的氯气,F装置中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl气体。
(4)B瓶中湿润的有色布条褪色,C瓶中干燥的有色布条不褪色,说明起漂白作用的物质是次氯酸(HClO)。答案:(1)i j g f e d b c h
(2)MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
(3)干燥氯气 吸收多余的氯气 除去Cl2中的HCl气体
(4)有色布条不褪色 有色布条褪色
次氯酸(HClO)【问题探究】
氯水中的化学反应及物质的电离:
Cl2+H2O HCl+HClO,2HClO 2HCl+O2↑;
HCl====H++Cl-,HClO H++ClO-,H2O H++OH-。(1)氯水的成分。Cl2HClOH+Cl-ClO-(2)将盛有氯水的烧瓶置于阳光下照射,有气泡产生,此气泡成分是氯气吗?烧瓶内溶液的酸碱性有何变化?
提示:因反应2HClO 2HCl+O2↑,放出O2,有HCl生成,酸性增强。(3)向含有酚酞的氢氧化钠溶液中滴加氯水,溶液红色褪去,如何验证是什么原因造成的?
提示:氯水使其褪色。
可能有两种原因:一是氯水中含具有强氧化性的HClO,它的漂白性使溶液褪色;二是氯水中含有H+能中和OH-使溶液褪色。通过向褪色后的溶液中再加入氢氧化钠溶液,看溶液是否重新变为红色来验证褪色的原因。(4)将氯水滴入NaHCO3溶液中,有何现象?试写出有关反应的离子方程式。
提示:溶液中产生气泡,因为氯水中的HCl与NaHCO3发生反应H++ ====CO2↑+H2O。
(5)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。【探究总结】
氯水的性质
(1)性质:氯水成分的多样性决定了其性质的多样性。(2)涉及的重要的化学方程式或离子方程式。
2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-
Cl-+Ag+====AgCl↓
2HClO 2HCl+O2↑
+2H+====H2O+CO2↑
Zn+2H+====Zn2++H2↑(合理即可)【拓展提升】液氮、新制氯水与久置氯水的比较【探究训练】
1.(双选)(2017·南京高一检测)如图是验证Cl2化学性质的实验装置,图中B为活塞。如先打开B,在A处通入干燥氯气,C中红色布条颜色无变化;当关闭B时,C中红色布条颜色褪去。则D瓶中盛有的溶液可能是( )A.浓硫酸 B.饱和NaCl溶液
C.浓NaOH溶液 D.水【解析】选B、D。当B打开时,干燥的Cl2直接进入C试管,布条不褪色;当关闭B时,干燥的Cl2先进入D瓶后再进入C试管,红色布条褪色,说明D中的溶液不与Cl2反应,还可以提供水,使其成为潮湿的Cl2,对照选项逐一分析,符合题目要求的是B、D项。【延伸探究】(1)若A处通入的为湿润的氯气,则打开B时,C中红色布条有何变化?
提示:若A处通入的为湿润的氯气,红色布条褪色。
(2)若关闭B时,C处无明显变化,则D中溶液可能是什么?
提示:关闭B时,C处无明显变化,即红色布条不褪色,则D处含有的物质能与氯气反应或能吸水,可能为浓硫酸或浓NaOH溶液。2.氯水中含有多种成分,因而具有多种性质,根据氯水分别与图中四种物质发生的反应填空(a、b、c、d重合部分代表物质间反应,且氯水足量)。(1)能证明氯水具有漂白性的是________(填“a” “b”“c”或“d”)。
(2)c过程中的现象是_______________________,b过程中反应的离子方程式为_____________。
(3)a过程中反应的化学方程式为________________。【解析】a过程:氯水中含有Cl2分子,可将FeCl2氧
化:2FeCl2+Cl2====2FeCl3;b过程:氯水中含有H+,
可与 反应,放出CO2: +2H+====H2O+CO2↑;c
过程:氯水中含有Cl-,可与AgNO3反应生成AgCl白色沉
淀:Ag++Cl-====AgCl↓;d过程:氯水中有HClO分子和
H+,可使变红的石蕊试液褪色。答案:(1)d
(2)溶液中产生白色沉淀
+2H+====H2O+CO2↑
(3)2FeCl2+Cl2====2FeCl3【补偿训练】
1.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(H+)
B.使红色布条褪色(HCl)
C.向FeCl2溶液中滴加氯水,再滴加KSCN溶液,发现呈红色(Cl2)
D.滴加AgNO3溶液生成白色沉淀(Cl-)【解析】选B。Cl2溶于水后部分可与水发生反应Cl2+ H2O====HCl+HClO,使溶液呈酸性,故加入NaHCO3后会产生CO2气体;因HClO具有漂白性,可使红色布条褪色,A项正确,B项错误;向FeCl2溶液中滴加氯水后再加KSCN溶液呈红色,说明Fe2+被氧化为Fe3+,发生反应为2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-;滴加AgNO3溶液生成白色沉淀,证明溶液中含有Cl-,发生反应Ag++Cl-==== AgCl↓,C、D项正确。2.(2017·宁德高一检测)下表是甲同学研究氯水性质实验片段的活动记录。(1)根据上述实验内容和实验现象,选择合理解释填到上表中(填字母)。
A.氯水中存在Cl-
B.氯水中有漂白性物质和酸性物质
C.氯水中存在Cl2分子
(2)甲同学在实验中运用了________进行探究(填字母)。
A.观察法 B.比较法 C.分类法 D.实验法(3)乙同学在甲同学的实验基础上设计了如图实验装置进一步研究氯气的性质。回答下列问题:
①实验中,乙同学观察到干燥的有色布条不褪色,湿润的有色布条褪色,得出的实验结论是_________。
②为了防止多余的氯气污染空气,实验室常用X溶液来吸收尾气,写出X的化学式:________。【解析】(1)①氯气为黄绿色气体,氯水呈黄绿色说明氯水中存在Cl2;②氯水中含有Cl-,Cl-能够与AgNO3溶液反应产生白色沉淀;③氯水中的H+能够使石蕊变红色,HClO具有漂白性。(3)①干燥的有色布条不褪色,而湿润的有色布条褪色,说明干燥的氯气没有漂白性;②NaOH溶液能与氯气反应,常用于吸收多余的氯气,起到防止污染空气的目的。答案:(1)①C ②A ③B (2)A、D
(3)①干燥的氯气没有漂白性 ②NaOH探究3:氯离子(Cl-)检验
【问题探究】Ag++Cl-====AgCl↓Ag++Cl-====AgCl↓Ag2CO3+2H+====2Ag++CO2↑+H2OAg++Cl-====AgCl↓(1)若在某无色溶液中加入AgNO3溶液,产生白色沉淀,则溶液中一定含有Cl-吗?
提示:不一定。因为Ag+也可与 等反应生成白色的Ag2CO3沉淀。
(2)检验Cl-时为何要加入稀硝酸酸化?
提示:加稀硝酸酸化的目的是排除 等的干扰,因为Ag2CO3可溶于稀硝酸,而AgCl不溶。(3)若被检验的溶液中含有 ,应如何检验溶液中是否含有Cl-?
提示:因为Ag2SO4微溶, 的存在会干扰Cl-的检验,故先加入Ba(NO3)2溶液除去溶液中的 ,然后加入硝酸酸化的AgNO3溶液检验Cl-的存在。(4)NaClO中含有氯元素,向NaClO溶液中加入用硝酸酸化的AgNO3溶液,能产生白色沉淀吗?
提示:不能。ClO-不能电离出Cl-,其不能与Ag+结合生成白色沉淀。(5)如何通过实验检验KClO3中含有氯元素?
提示:先将KClO3与MnO2混合加热至恒重,冷却后将剩余固体溶于水,取上层清液加入用硝酸酸化的AgNO3溶液,若产生白色沉淀,证明KClO3中含有氯元素。【探究总结】
溶液中Cl-的检验
要排除其他离子的干扰,如 、 ,它们的银盐沉淀溶于稀硝酸。(1)一般先在被测液中加入稀硝酸酸化,以排除干扰离
子。因为加入AgNO3溶液,Ag++Cl-====AgCl↓(白色),
AgCl沉淀是不溶于稀硝酸的,若在Na2CO3溶液中加入
AgNO3溶液也会产生白色的Ag2CO3沉淀,此沉淀可溶于
稀硝酸:2Ag++ ====Ag2CO3↓,Ag2CO3+2HNO3====
2AgNO3+H2O+CO2↑。 也能与Ag+发生反应生成Ag3PO4
的黄色沉淀,此沉淀也可溶于稀硝酸。(2)若被检液中有 存在,由于 可以与Ag+生成白色微溶物Ag2SO4且不溶于稀硝酸,则在检验Cl-之前,需先用Ba(NO3)2溶液除去 ,再加入硝酸酸化的AgNO3溶液检验Cl-的存在。【拓展提升】Br-和I-的检验
(1)被检液加稀硝酸酸化后,再加AgNO3溶液,产生浅黄色沉淀,则被检液中含有Br-,Ag++Br-====AgBr↓(浅黄色,不溶于稀硝酸)。
(2)被检液加稀硝酸酸化后,再加AgNO3溶液,产生黄色沉淀,则被检液中含有I-,Ag++I-====AgI↓(黄色,不溶于稀硝酸)。【探究训练】
1.(2017·泰安高一检测)滴加新制氯水后,下列各组离子可能大量存在的是( )
A.Fe3+、Al3+、Cl-、
B.K+、Na+、I-、
C.Ag+、Ca2+、 、
D.Na+、Ba2+、 、【解析】选A。氯水中存在Cl2、HCl、HClO等微粒,B
中I-能与Cl2发生反应2I-+Cl2====I2+2Cl-,B错误;C中
Ag+与Cl-发生反应Ag++Cl-====AgCl↓,C错误;D中
与H+反应, +2H+====H2O+CO2↑,Ba2+与 、
也不共存,D错误。2.现有盐酸、NaCl溶液、NaOH溶液和新制氯水,可用来区别它们的试剂是( )
A.AgNO3溶液 B.酚酞溶液
C.紫色石蕊溶液 D.饱和食盐水
【解析】选C。紫色石蕊溶液遇盐酸变红,遇NaCl溶液无明显现象,遇NaOH溶液变蓝,遇新制氯水先变红后褪色。【补偿训练】
1.在某未知溶液中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成,加入稀硝酸后,沉淀部分溶解,且有无色无味的气体生成,若将该气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,由此判断未知溶液中可能含有( )
A.Cl-、 B.Cl-、
C.Cl-、 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,又因为加入稀硝酸后沉淀部分溶解,故原溶液中除含有 外,还含有Cl-。2.(2017·银川高一检测)自来水厂常用Cl2消毒,市场上有的不法商贩用自来水充当纯净水出售,下列可用来鉴别自来水和纯净水的试剂是( )
A.Ba(ClO)2溶液 B.KOH溶液
C.酚酞试液 D.AgNO3溶液【解析】选D。用Cl2消毒后的自来水中溶有Cl2,Cl2+ H2O====HCl+HClO,自来水中含有Cl-,而纯净水中不含Cl-,因此可通过检验是否存在Cl-来区别纯净水和自来水,检验Cl-常用AgNO3溶液,Ag++Cl-====AgCl↓。【课堂小结】
1.熟记“三分子、四离子”:氯水中含有三分子(Cl2、H2O、HClO)和四离子(H+、Cl-、ClO-、OH-)。
2.掌握氯气制备的4个装置:
(1)制气;(2)净化;(3)收集;(4)尾气吸收。
3.Cl-检验两试剂:稀硝酸和AgNO3溶液。4.牢记5个化学方程式:
(1)MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)Cl2+H2O====HCl+HClO
(3)Cl2+2NaOH====NaCl+NaClO+H2O
(4)2Cl2+2Ca(OH)2====CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
(5)NaClO+CO2+H2O====NaHCO3+HClO课件88张PPT。第三节 硫和氮的氧化物
第1课时 二氧化硫和三氧化硫
1.硫的存在:
(1)游离态:存在于_______附近或地壳的岩层中。火山口(2)FeS2CuFeS2Na2SO4?10H2OCaSO4·2H2O 2.硫的性质:
(1)物理性质。固体水酒精CS2(2)化学性质:①氧化性。2Na+S Na2S2Cu+S Cu2SS+H2 H2S②还原性。
硫在空气中燃烧,产生_______火焰;在纯氧中燃烧,
产生_______火焰,燃烧产物为SO2,化学方程式为
_____________。淡蓝色蓝紫色S+O2 SO2③硫与碱反应:硫与热碱液反应生成金属硫化物和亚
硫酸盐。如3S+6NaOH 2Na2S+Na2SO3+3H2O,该反应
中硫体现_______和_______。氧化性还原性3.二氧化硫:
(1)物理性质。无色气体刺激性气味大易溶于水有毒(2)化学性质。写出有关反应的化学方程式或反应现
象:
①漂白性:与某些有色物质(如品红)生成___________
_______,加热或久置可_______________。不稳定的无色物质恢复原来的颜色②还原性:
与O2反应:____________________。
③氧化性:SO2+2H2S====3S↓+2H2O。2SO2+O2 2SO3④碱性氧化物的通性:
与H2O反应:_______________。
与NaOH反应:______________________。
与CaO反应:________________。SO2+H2O H2SO3SO2+2NaOH====Na2SO3+H2OSO2+CaO====CaSO3(3)用途。
①漂白纸浆、毛、丝等。
②用于杀菌消毒。4.三氧化硫:
纯净的SO3在标准状况下为_____,常温下为_____。SO3
是酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性,主要反应如
下:固体液体H2SO4CaSO4CaSO4+H2OBaSO4↓+H2O【预习自测】
1.将SO2通入显红色的酚酞溶液中,发现红色消失,主要原因是( )
A.SO2具有漂白性 B.SO2具有还原性
C.SO2具有氧化性 D.SO2溶于水后生成酸【解析】选D。酚酞溶液显红色说明溶液中存在着呈碱性的物质,而二氧化硫溶于水后生成酸,可中和呈碱性的物质,从而使红色消失。2.洗涤附着在试管内壁上的硫黄,可选用的方法
是( )
A.用CS2洗涤 B.用澄清石灰水洗涤
C.用饱和食盐水洗涤 D.用水洗涤
【解析】选A。单质硫易溶于CS2,而不溶于水。3.关于SO2的叙述中正确的是( )
A.在有的反应中显示氧化性,在有的反应中显示还原性
B.是酸性氧化物,溶于水得稳定的亚硫酸
C.SO2气体通入NaOH溶液一定得到Na2SO3
D.SO2气体通入BaCl2溶液中,能生成白色沉淀【解析】选A。亚硫酸不稳定,易分解,B项错;SO2和NaOH反应还可能生成NaHSO3,C项错;SO2和BaCl2溶液不反应,D项错。4.下列现象说明SO2具有氧化性的是( )
A.SO2通入酸性高锰酸钾溶液中使之褪色
B.SO2通入石蕊溶液中使之变红色
C.SO2通入氯水中使之褪色
D.SO2通入饱和H2S溶液中析出浅黄色沉淀【解析】选D。A.二氧化硫被酸性高锰酸钾氧化,说明二氧化硫的还原性,不符合题意,不选A;B.二氧化硫溶于水,和水反应生成亚硫酸,有酸性,不符合题意,不选B;C.二氧化硫被氯气氧化,表现还原性,不符合题意,不选C;D.二氧化硫和硫化氢反应生成硫和水,表现氧化性,符合题意,选D。5.标准状况下2.24 L SO2与1 L 0.15 mol·L-1的NaOH溶液反应,反应后溶液中的溶质是( )
A.NaHSO3 B.NaOH和Na2SO3
C.Na2SO3 D.Na2SO3和NaHSO3【解析】选D。SO2+2NaOH====Na2SO3+H2O,SO2+NaOH ====NaHSO3,当n(SO2)∶n(NaOH)=1∶2时溶质为Na2SO3,当n(SO2)∶n(NaOH)=1∶1时溶质是NaHSO3,本题中n(SO2)∶n(NaOH)=1∶1.5,故反应后溶质是Na2SO3和NaHSO3。探究1:硫的性质
【问题探究】(1)与钠化合时,硫显-2价,氯显-1价,能否说明硫的氧化性比氯强?
提示:不能。与钠化合时,硫显-2价,氯显-1价,只能说明硫和氯的最外层电子数不同,而氧化性的强弱只与得电子能力有关,与得电子数目多少无关。(2)与铁化合时,硫将铁氧化至+2价,氯将铁氧化至+3价,能否说明氧化性氯大于硫?
提示:能。与同种还原剂铁反应时,硫将铁氧化为+2价,氯将铁氧化为+3价,说明氯的氧化能力更强。(3)S与变价金属反应时,一般得到低价态硫化物,写
出S与Cu反应的化学方程式。
提示:S+2Cu Cu2S。(4)若试管内壁附着有单质硫时,可加入NaOH溶液加
热,然后洗涤,即可除去,试分析反应的原理并写出
相关反应的化学方程式。
提示:单质硫的化合价为0价,既可升高也可降低,当
与NaOH溶液反应时,硫发生歧化反应生成易溶于水的
Na2S和Na2SO3,反应的化学方程式为3S+6NaOH 2Na2S+Na2SO3+3H2O。(5)S在足量O2中燃烧,会生成SO3吗?
提示:不会。S燃烧只能生成SO2,SO2转化为SO3需高温、高压、催化剂。【探究总结】
(1)硫单质易溶于CS2,可以用CS2来除去试管内壁上的
硫,也可以用热的强碱溶液。
(2)硫单质的氧化性较弱,与具有可变化合价的金属发
生反应时,只生成低价态化合物,如Fe+S FeS,
2Cu+S Cu2S。(3)硫与氧气反应的现象:硫在空气中燃烧火焰为淡蓝色,在纯氧中燃烧火焰为蓝紫色。
(4)硫的特殊反应:S+Hg====HgS,此反应常温下进行,故可用硫粉除去少量洒落的汞。【探究训练】
1.下列化合物不能用相应元素的单质直接化合生成的是( )
①CuS ②FeS ③Al2S3 ④Fe2S3 ⑤Cu2S ⑥FeCl2
⑦CS2 ⑧H2S
A.②⑤⑧ B.①④⑥ C.③④⑦ D.④⑥⑦【解题指南】解答本题需注意以下3点:
(1)常见元素的化合价。
(2)单质硫具有较弱的氧化性。
(3)单质硫与变价金属反应的原理。【解析】选B。硫与具有可变化合价的金属反应时,只
能将其氧化至较低价态,所以金属Fe和Cu在加热条件
下与硫单质反应时,只能生成FeS和Cu2S,而不是Fe2S3
和CuS。而氯的氧化性很强,在与Fe反应时可将其氧化
为高价态,故反应产物为FeCl3,而不是FeCl2。硫在与
其他非金属反应时,若该元素的非金属性弱于硫,则
硫表现出氧化性,在生成物中硫为-2价,如C+2S====CS2;若该元素的非金属性强于硫,则硫将被氧化,表现出还原性,在生成物中硫将显正价,如硫与氧气点燃时生成二氧化硫。
2.银耳本身为淡黄色。某地生产的一种“雪耳”,颜色洁白如雪,其制作方法和过程如下:将银耳堆放在密闭性能良好的塑料棚内,棚的一端支口小锅,锅内放有硫黄,加热使硫黄熔化并燃烧,两天左右,“雪耳”就制成了。制作“雪耳”利用的是( )
A.硫的还原性 B.硫的漂白性
C.二氧化硫的还原性 D.二氧化硫的漂白性【解析】选D。硫黄燃烧生成SO2,SO2具有漂白性,使银耳洁白如雪。3.(2017·梧州高一检测)若0.1 mol某单质与足量的硫
充分反应,生成物的质量比该单质的质量增加了1.6 g,
则组成这种单质的元素不可能是( )
A.Ag B.Fe C.Cu D.K【解析】选B。质量增加了1.6 g,则增加的质量是S的
质量,故S的物质的量为 =0.05 mol,0.1 mol
某单质与0.05 mol的S反应,该单质与S的物质的量之
比是2∶1,所以该单质与硫充分反应后,组成该单质
的元素在生成物中的化合价为+1,Ag、Fe、Cu、K中只
有Fe没有+1价,所以不可能是Fe,Cu会与S反应生成
Cu2S。【补偿训练】
(双选)下列说法不正确的是( )
A.硫是一种淡黄色的能溶于水的晶体
B.硫的化合物常存在于火山喷出的气体中和矿泉水里
C.硫在空气中燃烧的产物是二氧化硫
D.硫在纯氧中燃烧的产物是三氧化硫【解析】选A、D。硫是一种不溶于水的淡黄色粉末;硫在空气和纯氧中燃烧都生成二氧化硫,与氧气的浓度无关,二氧化硫只有在催化氧化时才能生成三氧化硫。探究2:SO2的性质
【问题探究】
某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按如图所示装置进行实验。(已知Na2SO3+H2SO4(浓)==== Na2SO4+SO2↑+H2O)还原酸性氧化物漂白(1)分别将SO2及Cl2通入品红溶液中并加热,现象有何不同?若分别通入紫色石蕊试液中呢?
提示:SO2有漂白作用,与有色物质结合生成不稳定的无色物质;溶于水生成H2SO3,溶液显酸性,但SO2不能漂白石蕊试液。Cl2溶于水生成HCl和HClO,溶液显酸性,可使石蕊试液变红色。HClO具有强氧化性,可将有色物质氧化为无色物质。(2)使有色物质褪色的物质一定具有漂白性,具有漂白性的物质一定能使有色物质褪色吗?
提示:不一定。使有色物质褪色不一定表现物质的漂白性,如FeCl2、KI、SO2等都可使溴水或酸性KMnO4溶液褪色,表现为上述物质具有还原性而非漂白性;具有漂白性的物质也不一定能使有色物质褪色,如氯水不能使CuSO4溶液褪色。(3)SO2通入滴有酚酞的氢氧化钠溶液后溶液褪色,体现了二氧化硫的漂白性吗?
提示:不是,氢氧化钠溶液褪色是因为二氧化硫的水溶液呈酸性,中和了氢氧化钠所致。(4)CO2和SO2均为酸性氧化物,在性质上具有一定的相似性,结合已有的知识探究能否用澄清石灰水鉴别CO2和SO2,为什么?提示:不能,少量的CO2和SO2通入澄清石灰水中,均产
生白色沉淀;足量的CO2和SO2通入澄清石灰水中现象都
是先变浑浊后变澄清。其中SO2与Ca(OH)2反应的离子方
程式为SO2+Ca2++2OH-====CaSO3↓+H2O,CaSO3+SO2+H2O
====Ca2++2HS 。
(5)如何检验某无色气体是SO2还是CO2?
提示:将气体通入品红溶液中,品红溶液褪为无色,加热,褪色后的溶液又恢复红色,则气体为SO2;若品红溶液不褪色,则为CO2。(6)已知:酸性H2SO3>H2CO3,除去CO2中的SO2可用哪些方法?
提示:①可用饱和NaHCO3溶液洗气,2NaHCO3+SO2====
Na2SO3+2CO2+H2O。
②可用KMnO4溶液或溴水洗气,SO2+Br2+2H2O====
H2SO4+2HBr。(7)将SO2和CO2气体分别通入酸性高锰酸钾溶液,将会观察到怎样的现象?
提示:前者使酸性高锰酸钾溶液褪色,后者无明显变化。(8)如何证明某气体是SO2、CO2的混合气体?
提示:SO2会干扰CO2检验,故先用品红溶液检验出SO2,后用足量酸性KMnO4溶液除去SO2,再用澄清石灰水验证CO2的存在。
(9)SO2具有还原性,浓硫酸具有强氧化性,能否用浓硫酸干燥SO2气体?
提示:能。SO2中硫元素显+4价,但硫元素的化合价在+4、+6价之间不存在中间价态,因此SO2虽具有较强的还原性,但不能被浓硫酸氧化,因此可以用浓硫酸干燥SO2气体。【探究总结】 SO2和CO2的性质比较【拓展提升】
1.①SO2能使氯水、酸性KMnO4溶液等褪色,这是因为SO2具有还原性,不是因为SO2的漂白性。
②SO2不能漂白酸碱指示剂,如将SO2通入紫色石蕊溶液中,溶液变红,但不会褪色。③SO2、氯水都有漂白性,若将等物质的量的SO2、Cl2同时通入有色溶液中,溶液不褪色,因为发生反应Cl2+SO2+2H2O====H2SO4+2HCl,失去漂白性。2.常见漂白剂的漂白原理比较:【探究训练】
1.检验SO2中是否混有CO2气体,可采用的方法是( )
A.通过品红溶液
B.先通过足量NaOH溶液,再通入澄清石灰水
C.通过澄清石灰水
D.先通过过量酸性KMnO4溶液,再通过澄清石灰水【解析】选D。A项,检验出的是SO2,不能检验CO2;B项,不管是否混有CO2,都不会产生白色沉淀;C项,不管是否混有CO2都会产生白色沉淀;D项,过量酸性KMnO4溶液能将SO2完全吸收,再通过澄清石灰水,若有白色沉淀产生,则SO2中一定混有CO2,若无沉淀产生,则SO2中没有CO2。2.(2017·南京高一检测)某同学为了检验浓硫酸与木
炭粉在加热条件下反应[C+2H2SO4(浓) CO2↑+
2SO2↑+2H2O]产生的所有气体产物,选用了如图所示
实验装置。(1)①中无水硫酸铜的作用是____________。
(2)②中酸性KMnO4溶液的作用是____________。
(3)②中两次用到品红溶液,它们的作用分别是A________________________,B____________。
(4)③中出现的现象是?________________________,
发生反应的离子方程式是?______________________。【解题指南】解答本题需注意以下3点:
(1)SO2和CO2的主要性质的相似点和不同点。
(2)装置A与装置B的不同作用。
(3)H2O、SO2的检验方法。【解析】该实验中无水硫酸铜用于检验H2O,品红溶液用于检验SO2,澄清石灰水用于检验CO2;为防止SO2对CO2的检验造成干扰,应在检验CO2前除尽SO2,故酸性KMnO4溶液用于除SO2,品红溶液B用于检验SO2是否除尽。答案:(1)检验H2O (2)除CO2中的SO2
(3)检验SO2 检验CO2中的SO2是否除尽
(4)溶液变浑浊 CO2+Ca2++2OH-====CaCO3↓+H2O【延伸探究】本题中能否将①、②装置位置互换,先检验SO2再检验H2O?
提示:不能。检验SO2时气体需通过水溶液,会有水蒸气混入气体中,对水的检验产生干扰。【补偿训练】
1.(2017·淮安高一检测)下列有关二氧化硫的说法中,错误的是( )
A.二氧化硫能漂白某些物质,说明它具有氧化性
B.二氧化硫的水溶液能使紫色石蕊溶液变红,说明它能与水反应生成H2SO3C.将足量二氧化硫通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液褪色,说明二氧化硫具有还原性
D.实验室可用氢氧化钠溶液处理含有二氧化硫的尾气
【解析】选A。A.二氧化硫能漂白某些物质,说明它具有漂白性,漂白作用不是氧化还原反应,所以不能说明SO2具有氧化性,错误;B.SO2能与水反应生成H2SO3,导致紫色石蕊溶液变红,正确;C.高锰酸钾具有强氧化性,将足量二氧化硫通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液褪色,说明二氧化硫具有还原性,正确;D.SO2能与碱反应生成盐和水,实验室可用氢氧化钠溶液处理含有二氧化硫的尾气,正确。2.A、B是两种常温下有刺激性气味的气体。将A通入品红溶液中,品红溶液变为无色;将B通入品红溶液中,品红溶液也变为无色。将A通入紫色石蕊溶液中,溶液变为红色;将B通入紫色石蕊溶液中,溶液先变红后褪色。将A和B按1∶1的体积比充分混合,通入品红溶液中,品红溶液不褪色,通入紫色石蕊溶液中,溶液只变红不褪色。试回答下列问题:(1)写出A、B的化学式:A________;B________。
(2)写出A与NaOH溶液反应的化学方程式:__________?
或____________。
(3)写出B与NaOH溶液反应的离子方程式:_______。
(4)加热通入A后变为无色的品红溶液,现象是_____
______________________;加热通入B后变为无色的品红溶液,现象是?_____________________________。【解析】具有漂白作用,能使品红溶液褪色的气体有
Cl2、SO2、O3等。A气体不能使紫色石蕊溶液褪色,但
能使紫色石蕊溶液变红,所以A为SO2;B气体使紫色石
蕊溶液先变红后褪色,所以B为Cl2,Cl2与H2O反应生成
HCl和HClO,H+能使紫色石蕊溶液变红,HClO能使溶液
变为无色。如果将Cl2与SO2等体积混合通入溶液中,发生反应:Cl2+SO2+2H2O====H2SO4+2HCl,生成的盐酸和硫酸都没有漂白作用,盐酸和硫酸只能使紫色石蕊溶液变红。
答案:(1)SO2 Cl2
(2)2NaOH+SO2====Na2SO3+H2O
NaOH+SO2====NaHSO3
(3)2OH-+Cl2====Cl-+ClO-+H2O
(4)溶液变为红色 无明显变化【课堂小结】
1.记住硫的溶解性:硫不溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳。
2.能使澄清石灰水变浑浊的气体是二氧化碳和二氧化硫。3.熟记二氧化硫的3种“褪色”:
(1)二氧化硫能使品红褪色表现漂白性。
(2)使溴水、氯水及酸性高锰酸钾溶液褪色体现还原性。
(3)使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色说明其水溶液呈酸性。4.掌握反应的化学方程式:
SO2+Ca(OH)2====CaSO3↓+ H2O;
2SO2+O2 2SO3;
SO2+Cl2+2H2O====2HCl+H2SO4;
2H2S+SO2====3S↓+2H2O。课件79张PPT。第2课时
二氧化氮和一氧化氮 二氧化硫和二氧化氮对大气的污染一、氮气、一氧化氮和二氧化氮
1.物理性质:无无红棕无味刺激性大不不无有有2.化学性质:
有关反应的化学方程式为
①_________________。
②_____________________。
③______________。
④____________________。3Mg+N2 Mg3N2N2+O2 2NO2NO+O2====2NO23NO2+H2O====2HNO3+NO二、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染
1.酸雨概念:pH<____的降水。
2.污染物来源:
(1)SO2主要来源于___、_____等的燃烧和某些含硫的
金属矿物的冶炼。
(2)NO2主要来源于_____尾气、硝酸厂的尾气。5.6煤石油汽车3.酸雨类型:
(1)硫酸型:SO2→H2SO3→H2SO4,反应的化学方程式为
_________________、__________________。
(2)硝酸型:NO2→HNO3,反应的化学方程式为____________________。SO2+H2O H2SO32H2SO3+O2====2H2SO43NO2+H2O====2HNO3+NO4.危害:
(1)直接破坏农作物、森林、草原,使土壤、湖泊
_____。
(2)加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电缆
的_____。酸化腐蚀5.防治:
(1)调整能源结构,发展清洁能源。
(2)研究煤的脱硫技术,改进燃烧技术,减少___和___
的排放。
(3)加强工厂废气的回收处理。
(4)改进汽车尾气的处理技术,控制尾气排放。SO2NOx【预习自测】
1.在NO2被水吸收的反应中,发生还原反应和氧化反应的物质的质量之比为( )
A.3∶1 B.1∶3 C.1∶2 D.2∶1【解析】选C。写出化学方程式并标出电子的转移:
可知氧化剂和还原剂均是NO2,所以发生还原反应和氧
化反应的物质的质量之比为1∶2。2.下列关于NO的叙述不正确的是( )
A.NO可以是某些含低价氮元素物质氧化的产物
B.NO不是亚硝酸(HNO2)酸酐
C.NO可以是某些含高价氮元素物质还原的产物
D.NO是红棕色气体【解析】选D。在NO分子中,氮元素的化合价为+2价,它既可以是含低价氮物质的氧化产物,又可以是含高价氮物质的还原产物;HNO2中氮元素的化合价为+3价,NO中氮元素的化合价为+2价,所以NO不是亚硝酸的酸酐。NO是无色气体,NO2才是红棕色气体。3.下列关于NO和NO2的叙述正确的是( )
A.NO是一种易溶于水的气体
B.常温常压下,NO不能与空气中的氧气直接化合
C.含等质量氧元素的NO和CO的物质的量相等
D.NO2可用排水法收集【解析】选C。NO是一种无色、不溶于水的气体,可以用排水法收集。常温常压下,NO易与氧气直接化合生成NO2。NO2能与水反应,故不能用排水法收集。4.下列名词与环境污染无关的是( )
①白色垃圾 ②潮汐 ③酸雨 ④光化学烟雾
⑤臭氧空洞 ⑥可吸入颗粒物 ⑦赤潮 ⑧生物固氮
A.①⑦ B.②⑤
C.②⑧ D.⑦⑧【解析】选C。潮汐是自然现象;酸雨主要是由氮的氧化物和硫的氧化物造成的;光化学烟雾是由氮的氧化物等造成的;臭氧空洞是由氟氯代烃等物质造成的;赤潮是由水体的富营养化造成的,其危害是造成水中溶解氧的减少,导致生物死亡。5.为除去混入NO中的少量NO2,应将气体通过( )
A.Na2CO3溶液 B.NaHCO3溶液
C.H2O D.浓硫酸【解析】选C。通过A、B两项都会生成CO2,导致带入新的杂质;H2SO4不和NO2反应;由反应:3NO2+H2O==== 2HNO3+NO知,水洗可除去NO中的NO2。探究1:一氧化氮和二氧化氮的性质
【问题探究】
二氧化氮与水反应的实验:3NO2+H2O====2HNO3+NO2NO+O2====3NO2+H2O====2HNO3+NO2NO2,(1)在NO2和H2O的反应中,NO2是氧化剂还是还原剂?
提示:NO2与水反应,N的化合价既能升高生成硝酸,又能降低生成NO,所以NO2既是氧化剂又是还原剂。(2)在实验室中如何收集NO和NO2气体?
提示:能与空气中的某种成分反应的气体不能用排空气法收集;用排液法收集气体时,该气体不能与溶液中的某种成分反应。
①NO不溶于水,但能与O2反应,2NO+O2====2NO2,故NO不能用排空气法收集,只能用排水法收集。②NO2密度比空气大且不与空气发生反应,但能与水反应,3NO2+H2O====2HNO3+NO,故NO2不能用排水法收集,只能用向上排空气法收集。
(3)要使二氧化氮与氧气的混合气体完全溶于水生成硝酸,必须按什么样的体积比混合?
提示:3NO2+H2O====2HNO3+NO和2NO+O2====2NO2这两个反应是循环发生的,采用方程式加和的方法,加和后方程式右边不剩余任何气体,左边只剩H2O、NO2和O2。整理以下反应
3NO2+H2O====2HNO3+NO ①
2NO+O2====2NO2 ②
由方程式①×2+②得:4NO2+O2+2H2O====4HNO3,即当NO2和O2的体积比为4∶1时可完全溶于水生成硝酸。(4)将NO和O2同时通入水中时,若使气体完全溶于水生成硝酸,二者的体积比是多少?
提示:NO和O2同时通入水中时,其反应为
2NO+O2====2NO2 ①
3NO2+H2O====2HNO3+NO ②由方程式①×3+②×2得:
4NO+3O2+2H2O====4HNO3,即当NO和O2的体积比为4∶3时可完全溶于水生成硝酸。
【探究总结】
一氧化氮和二氧化氮的区别与联系【拓展提升】氮的氧化物溶于水的问题分析
1.相关化学方程式:
(1)3NO2+H2O====2HNO3+NO
(2)2NO+O2====2NO2
(3)4NO2+O2+2H2O====4HNO3
(4)4NO+3O2+2H2O====4HNO32.氮的氧化物溶于水的可能情况:由上表分析可知:4NO2+O2和4NO+3O2从组成上均相当于2N2O5,即总反应式都与N2O5+H2O====2HNO3等效。这不仅是记忆(3)、(4)两式的方法,也为上述问题的解法提供了新的思路,即利用混合气体中氮、氧原子个数比进行分析判断:
3.得失电子守恒法:
NO2或NO转化为HNO3时要失去电子,当这两种气体中的一种或两种与O2混合通入水中时,O2得电子,得失电子数相等。【探究训练】
1.在一定条件下,将m体积NO与n体积O2先后通入倒立于
水中且盛满水的容器中,充分反应后,容器内残留
体积的气体,该气体与空气接触后变为红棕色,则m与
n的比值为( )
A.3∶2 B.2∶3 C.8∶3 D.3∶8【解析】选C。由题意可知,容器内 体积的气体为NO。总方程式为
4NO + 3O2+2H2O====4HNO3
4 3
m- n
(m- )∶n=4∶3 解得m∶n=8∶32.将10 mL充满NO2和O2混合气体的试管,倒置在水槽中,反应停止后试管内剩余2 mL的无色气体,求原混合气体中NO2和O2各多少毫升?【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)NO2、O2混合溶于水的反应原理。
(2)剩余无色气体为NO或O2,不可能为混合气体。【解析】剩余2 mL气体可能是NO或O2,分两种情况讨
论:
(1)若剩余的是NO,可以看成发生了反应:4NO2+O2+
2H2O====4HNO3。剩余的NO2又与水作用,最终有2 mL
NO产生。由反应3NO2+H2O====2HNO3+NO得,剩余的NO2
体积为2 mL×3=6 mL。则原有O2体积为(10 mL-6 mL)
× =0.8 mL,NO2体积为10 mL-0.8 mL=9.2 mL。(2)若剩余的是O2,则有10 mL-2 mL=8 mL NO2和O2的混
合气体按反应4NO2+O2+2H2O====4HNO3进行。所以NO2的
体积为8 mL× =6.4 mL,O2体积为10 mL-6.4 mL=
3.6 mL。答案:若剩余的气体是NO,则NO2和O2的体积分别为
9.2 mL和0.8 mL;若剩余的气体是O2,则NO2和O2的体积分别为6.4 mL和3.6 mL。【延伸探究】若剩余2 mL气体为NO,再通O2使其恰好溶解,需O2多少亳升?
提示:根据反应4NO+3O2+2H2O====4HNO3可知,使2 mL NO完全溶于水需1.5 mL O2。【补偿训练】
1.(2017·常州高一检测)标准状况下将盛满NO2的大试管倒扣在盛水的水槽中,充分吸收后,试管内溶液的物质的量浓度为(假设溶质不扩散)( )
A.0.045 mol·L-1 B.0.036 mol·L-1
C.0.033 mol·L-1 D.0.018 mol·L-1【解析】选A。设试管的容积为VL,由3NO2+H2O====
2HNO3+NO知,n(HNO3)= mol,c(HNO3)=
mol·L-1≈0.045 mol·L-1。2.将22.4 L某气态氮氧化物与足量的灼热铜粉完全反应后,气体体积变为11.2 L(体积均在相同条件下测定),则该氮氧化物的化学式为( )
A.NO2 B.N2O3 C.N2O D.N2O4【解析】选A。根据2NxOy+2yCu 2yCuO+xN2以及反
应后气体体积变为反应前气体体积的一半,可以得到
x=1,因此只有A选项符合题意。探究2:二氧化硫和二氧化氮对大气的污染
【问题探究】
1.酸雨的形成:(1)正常雨水的pH是多少?为什么正常的雨水会显酸性?
提示:由于雨水中会溶解CO2,正常的雨水pH为5.6,此时雨水虽然呈酸性但并不是酸雨。(2)常见的酸雨类型有哪些?写出有关化学方程式。
提示:①硫酸型:SO2+H2O H2SO3,2H2SO3+O2====
2H2SO4。
②硝酸型:3NO2+H2O====2HNO3+NO或4NO2+O2+2H2O====
4HNO3。(3)硫酸型酸雨放置一段时间后,酸性会增强,其原因是什么?
提示:因为SO2溶于水生成H2SO3,H2SO3经长时间放置后会被氧化成硫酸,由于硫酸是强酸,所以该酸雨放置一段时间后酸性增强。2.氮氧化物对大气的污染:
(1)造成酸雨和臭氧空洞的共同污染物是什么?
提示:氮氧化物容易导致酸雨形成,破坏臭氧层,导致臭氧空洞,因此氮氧化物是造成酸雨和臭氧空洞的共同污染物。(2)NO在破坏臭氧层的过程中可发生如下反应:
NO+O3→NO2+O ①
NO2+O→NO+O2 ②
总反应方程式为2O3====3O2,从整个反应来看NO、NO2的作用有何不同?提示:NO在整个反应的前后,其质量和化学性质均保持不变,因此在整个反应中NO作催化剂,NO2仅是中间产物。【探究总结】
常见的环境污染类型及防治方法
1.常见的环境污染类型:2.防治方法——SO2和NOx的吸收:
(1)NaOH溶液吸收。
SO2+2NaOH====Na2SO3+H2O
NO2+NO+2NaOH====2NaNO2+H2O
2NO2+2NaOH====NaNO3+NaNO2+H2O(2)氨气吸收。
2NH3+H2O+SO2====(NH4)2SO3
NH3+H2O+SO2====NH4HSO3
8NH3+6NO2 7N2+12H2O
4NH3+6NO 5N2+6H2O【探究训练】
1.如图为酸雨形成的示意图。下列说法中,不正确的是( )A.汽车尾气是导致酸雨的原因之一
B.酸雨会使土壤、湖泊酸化
C.酸雨形成过程中不涉及氧化还原反应
D.燃煤中加入石灰石可防治酸雨【解析】选C。酸雨形成过程中涉及的化学反应有SO2
+H2O H2SO3、2H2SO3+O2====2H2SO4,3NO2+H2O
====2HNO3+NO等,涉及氧化还原反应,C项错误;汽车
尾气和煤的燃烧均是产生酸雨的原因,燃煤中加入石
灰石可以起到固硫作用,A、D项正确;酸雨会使土壤
和湖泊酸化,B项正确。2.某实验小组采集酸雨样品,随着时间的推移,多次测定该样品的pH,得到了表中数据:(1)酸雨样品放置时pH变化的主要原因是(用化学方程式表示)__________________________。
(2)如果将刚取样的上述酸雨和自来水(含有Cl2)混合,pH将________(填“增大”“减小”或“不变”),原因是(用化学方程式表示)?____________________。(3)你认为减少酸雨产生的途径可采用的措施是________。
①少用煤作燃烧 ②把工厂烟囱造高 ③燃料脱硫 ④在已酸化的土壤中加石灰 ⑤开发新能源
A.①②③ B.②③④⑤
C.①③⑤ D.①③④⑤
【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)形成酸雨的原因。
(2)酸雨中的H2SO3易被O2氧化生成H2SO4。【解析】(1)酸雨放置时pH变小,其原因是雨水中的
H2SO3被空气中的O2氧化所致。
(2)雨水和自来水混合,应考虑H2SO3与自来水中的Cl2
发生氧化还原反应而生成硫酸和盐酸,使酸性增强。
(3)减少酸雨的形成必须减少SO2的排放,将煤转化为清
洁能源(如煤的气化和液化),燃料脱硫、固硫,开发
不含硫的新能源(如氢能、核能等),都是有力措施。答案:(1)SO2+H2O H2SO3;2H2SO3+O2====2H2SO4
(2)减小 H2SO3+Cl2+H2O====2HCl+H2SO4 (3)C【补偿训练】
(2017·绵阳高一检测)“保护环境,就是保护人类自
己。”下列环境问题与产生的主要原因不相符的是
( )
①“臭氧空洞”主要是大量使用氟氯代烃等引起的
②“光化学烟雾”主要是由NO2等引起的
③“酸雨”主要是由空气中CO2浓度增大引起的④“白色污染”主要是由聚乙烯塑料等引起的
⑤“厄尔尼诺”现象由空气中CO2浓度增大引起的
⑥“温室效应”主要是由空气中的CO2浓度增大引起的
⑦“赤潮”主要是由水体中P、N等元素过量引起的
A.只有①② B.只有②③⑤
C.全部 D.只有③
【解析】选D。“保护环境,就是保护人类自己”,环
境问题已越来越引起社会的关注,了解一些环境问题
产生的主要原因,才能提出合理的治理方案。“臭氧
空洞”主要是氟氯代烃引起,而NOx对“臭氧空洞”的
形成也有一定作用;“光化学烟雾”主要是NOx等引起
的;“酸雨”的形成主要是SO2及NOx等引起,故③不正
确;“白色污染”是指聚乙烯塑料引起的污染;空气中CO2浓度增大,引起“温室效应”,“厄尔尼诺”也由此而起;“赤潮”“水华”则是由水体中N、P等营养元素的过量引起的。
【课堂小结】
1.掌握氮气的性质:
氮气与氧气的反应:N2+O2 2NO。
2.掌握“一个”转化过程:
NO NO2
①2NO+O2====2NO2;②3NO2+H2O====2HNO3+NO。3.掌握“两个”重要反应:
4NO2+O2+2H2O====4HNO3;
4NO+3O2+2H2O====4HNO3。课件89张PPT。第四节 氨 硝酸 硫酸
第1课时 氨 铵盐1.氮的固定:N2+O2====2NO 放电游离态氮的化合物2.氨的性质及应用:
(1)物理性质。无色刺激性极易1∶700(2)化学性质。NH3+H2O NH3·H2OHCl+NH3====NH4Cl产生白烟还原性(3)氨水。 变蓝NH3·H2O NH3↑+H2O(4)用途。
①氮肥工业、有机合成工业及制造_____、铵盐和_____
的原料。
②作制冷剂。
3.铵盐:
(1)概念:由___________________构成的化合物。
(2)物理性质:都是无色或白色晶体,_____于水。硝酸纯碱铵根离子和酸根离子易溶(3)化学性质。
①不稳定性。
a.NH4Cl受热分解:_____________________,
现象:白色固体消失,在试管上方_________________
___。
b.NH4HCO3受热分解:__________________________,
现象:_______________________________________。NH4Cl NH3↑+HCl↑重新凝结成白色固体NH4HCO3 NH3↑+CO2↑+H2O白色固体消失,在试管口部有无色液体凝结②与碱反应:NH4Cl溶液与NaOH溶液共热反应的化学方
程式:_____________________________。NH4Cl+NaOH NaCl+NH3↑+H2O(4) 的检验。
①原理: +OH- NH3↑+H2O。
②操作流程。
4.NH3的实验室制法:Ca(OH)2 NH4Cl Ca(OH)2+2NH4Cl====CaCl2+2NH3↑+2H2O △【预习自测】
1.下列过程属于人工固氮的是( )
A.分离液态空气制氮气
B.闪电时N2转化为NO
C.合成氨
D.豆科作物根瘤菌将N2转化为NH3【解析】选C。分离液态空气制氮气,氮元素仍为游离态,不是氮的固定,A错;闪电时N2转化为NO,是自然固氮,B错;合成氨属于人工固氮,C对;根瘤菌固氮属于自然固氮,D错。2.下列物质属于纯净物的是( )
A.液氨 B.氨水
C.漂白粉 D.氯水
【解析】选A。A项,液氨是纯净物。B项,氨水是氨溶于水形成的溶液,是混合物。C项,漂白粉的主要成分是氯化钙和次氯酸钙,是混合物。D项,氯水是氯气溶于水形成的溶液,是混合物。3.下列关于氨的说法中不正确的是( )
A.氨水和液氨不同,氨水是混合物,液氨是纯净物
B.氨水中浓度最大的含氮粒子是NH3·H2O
C.氨水显碱性是因为氨气电离出少量氢氧根离子
D.氨水不需要保存在棕色试剂瓶中,但需要密封保存【解析】选C。氨水是混合物,液氨是纯净物,A项正确;溶于水中的氨气大部分以NH3·H2O形式存在,B项正确;氨水显碱性是因为氨气与水反应生成的一水合氨少量电离产生了氢氧根离子,C项错误;一水合氨易分解而使氨气挥发,故氨水需要密封保存,但氨水在光照条件下不分解,故不需要用棕色试剂瓶盛装,D项正确。4.下列不属于铵盐的共性的是( )
A.易溶于水 B.与苛性钠共热产生NH3
C.都是固体 D.受热分解都产生NH3
【解析】选D。铵盐都是固体,均易溶于水,与NaOH共热都能发生反应而产生NH3;部分铵盐受热分解,发生氧化还原反应,不产生NH3,如NH4NO3。5.某同学探究氨和铵盐的性质,相关实验操作及现象描述正确的是( )
A.加热NH4Cl晶体制备氨气
B.将蘸有浓氨水和浓硝酸的玻璃棒靠近,观察到白烟
C.将氨水缓慢滴入AlCl3溶液中,研究Al(OH)3的两性
D.除去碘中混有的少量氯化铵,可采用升华的方法【解析】选B。NH4Cl受热分解为NH3和HCl,二者遇冷又会化合生成NH4Cl,A错;浓氨水和浓硝酸都具有挥发性,挥发出的NH3和HNO3反应生成NH4NO3固体而产生白烟,B正确;氨水为弱碱,不能使Al(OH)3溶解,C错;碘易升华,NH4Cl受热易分解,不能用升华法除NH4Cl,D错。探究1:NH3及铵盐性质
【问题探究】
1.氨气的性质:
(1)氨气遇到浓硫酸也会产生白烟吗?
提示:产生的白烟实际是氨气与挥发性酸的蒸气反应生成的盐,不挥发性酸,如H2SO4、H3PO4不能形成蒸气,故与氨气不会产生白烟。(2)实验室收集氨气时,怎样证明氨气已收集满?
提示:将一湿润的红色石蕊试纸缠在玻璃棒的一端,靠近集气瓶口,若试纸变蓝,说明已收集满。
(3)为什么液氨可用作制冷剂?
提示:液氨汽化时要吸收大量的热,可使周围环境温度迅速降低。2.氨气与水反应的实验:极易碱(1)根据以上实验,探究形成喷泉的原因是什么?
提示:因氨气迅速溶解在从胶头滴管挤压出的少量水中,使烧瓶内的压强迅速减小,与外界大气形成较大的压强差,在压强差作用下,烧杯中的液体进入烧瓶,通过带尖嘴的导管喷出来,形成喷泉。(2)某同学做该实验时,打开止水夹后将胶头滴管内的水挤入烧瓶内,可并未产生喷泉,试分析实验失误可能的原因。
提示:①装置气密性不好;②收集的NH3纯度较低;③烧瓶不干燥等。(3)若将NH3换为NO2,能否形成喷泉?若能形成,则实
验后液体能否充满烧瓶?
提示:能形成喷泉,但不能充满烧瓶。NO2易溶于水并
与水发生反应:3NO2+H2O====2HNO3+NO,有NO气体产
生,故用NO2与H2O做喷泉实验时,液体只能充满烧瓶容
积的 。3.铵盐的性质:
(1)在受热时,碘单质和NH4Cl固体都变成气体,在温度低时,二者又都重新凝结为固体,二者变化的实质一样吗?提示:不一样。碘受热后变为气体是升华,是物理变化,整个过程中没有发生化学变化;而NH4Cl受热后先是分解为NH3和HCl气体,而在温度低时又重新化合生成NH4Cl,整个过程中发生了两个化学反应,中间有新物质生成,所以这是两个不一样的过程。(2)结合铵盐和氨气的性质,思考实验室里如何检验以
下两种状态下的 ?
①固体:
提示:②溶液:
提示:【探究总结】
喷泉实验原理
容器内外存在较大的压强差,在压强差
的作用下,液体迅速流动,通过带有尖
嘴的导管喷出来,即形成喷泉。(1)减小内压法:如图Ⅰ所示。(2)增大外压法:如图Ⅱ、图Ⅲ所示。【拓展提升】氨、液氨、氨水和铵盐的区别【探究训练】
1.(2017·乌鲁木齐高一检测)下列说法正确的是( )
A.所有铵盐受热均可以分解产生NH3
B.所有铵盐都易溶于水,所含的N均呈-3价
C.NH4Cl溶液中加入NaOH浓溶液后共热时所发生反应的
离子方程式为 +OH- NH3↑+H2O
D.NH4Cl和NaCl的固体混合物可用升华法分离【解析】选C。A项,有的铵盐受热分解产生氨气(如
NH4Cl),有的铵盐受热分解不产生氨气(如硝酸铵);B
项,有的铵盐中所含的N不为-3价,如NH4NO3中 的
N呈+5价;D项,可用加热法分离NH4Cl和某些固体(受
热不分解、不升华的固体)的混合物,但其过程为NH4Cl
先受热分解,生成的NH3和HCl再降温化合重新生成
NH4Cl,并不是NH4Cl先升华后凝华。2.产生喷泉的原因是存在压强差。(1)图1为化学教学中常用的喷泉实验装置。在烧瓶中充满干燥气体,胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。下列组合中不可能形成喷泉的是________。
A.SO2和H2O B.CO2和NaOH溶液
C.NH3和H2O D.NO和H2O(2)用图1装置进行喷泉实验,圆底烧瓶已充满干燥的氨气,引发喷泉的操作是______________________。
该实验的原理是______________________________。
如果只提供图2的装置,请说明引发喷泉的方法:
______________________。(3)利用图3装置,在锥形瓶中分别加入足量的下列物质,反应后可能产生喷泉的是________。
A.Cu与稀盐酸
B.NaHCO3溶液与NaOH溶液
C.CaCO3与稀硫酸
D.NH4HCO3与稀盐酸(4)从产生喷泉的原理分析,图1、2装置是________圆底烧瓶内的压强,图3装置是________锥形瓶内的压强。人造喷泉及火山爆发的原理与上述图________装置的原理相似。【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)常见气体的溶解性。
(2)形成喷泉的原理及引发喷泉的操作。【解析】(1)SO2能溶于水,NH3易溶于H2O,CO2能与NaOH溶液发生反应而溶解,三者均能形成足够大的压强差,形成喷泉;只有D项NO不溶于水,不能形成足够大的压强差,不可能形成喷泉。
(2)图1装置引发喷泉只需打开止水夹,挤压胶头滴管;图2装置引发喷泉则需先打开止水夹,再用热毛巾捂住圆底烧瓶,发现有气泡冒出后,移去热毛巾。(3)分析四个选项,只有D项能产生大量的气体,使锥形瓶内的压强明显增大,将液体压入烧瓶而产生喷泉。(4)对形成喷泉的可能原因进行了归纳和总结,图1、2是因为圆底烧瓶内气体压强突然减小而产生压强差,形成喷泉。图3则是因为下部锥形瓶内的气体压强增大而产生压强差,形成喷泉。现实生活中的人造喷泉及火山爆发的原理与图3原理相似。
答案:(1)D
(2)打开止水夹,挤压胶头滴管 NH3溶于少量水中,使圆底烧瓶内压强减小,烧杯内的水进入圆底烧瓶,形成喷泉 打开止水夹,用热毛巾捂住圆底烧瓶至有气泡从水中冒出,移去热毛巾
(3)D (4)减小 增大 3【延伸探究】某学生积极思考喷泉原理的应用,设计了如图所示的装置。①如果关闭活塞c,打开活塞a、b,再挤压胶头滴管。则可能出现的现象为______________________。
②在①操作的基础上,打开活塞c,产生的现象是___
___________________________。
提示:①盛有NH3的圆底烧瓶中产生大量的白烟;②两圆底烧瓶中同时产生喷泉。图示装置中如果关闭活塞c,打开活塞a、b,再挤压胶头滴管,氨气溶解,右圆底烧瓶内气体压强减小,左圆底烧瓶内的HCl进入右圆底烧瓶,发生反应NH3+HCl====NH4Cl,产生大量的白烟,左右两圆底烧瓶压强均减小,此时打开活塞c,则两烧瓶中同时产生喷泉。【补偿训练】
1.已知气体的摩尔质量越小,扩散速度越快。如图所示为气体扩散速度的实验,两种气体扩散相遇时形成白色烟环。下列关于物质甲、乙的判断正确的是( )A.甲是浓氨水,乙是浓硫酸
B.甲是浓盐酸,乙是浓氨水
C.甲是浓氨水,乙是浓盐酸
D.甲是浓硝酸,乙是浓氨水【解析】选C。A项中浓硫酸不是挥发性酸,不会产生白色烟环;B、C、D三项中由于NH3的摩尔质量小,扩散速度快,所以离白色烟环远的甲为浓氨水,故C项正确。2.如图,利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水,立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是( )
【解析】选A。向NaOH固体上滴几滴浓氨水,会产生氨
气,氨气和酸反应生成相应的铵盐,遇到挥发性酸(如
浓盐酸、浓硝酸)会产生白烟,但浓硫酸不挥发,B选
项错误;氨水能够和某些氯化物溶液(如AlCl3、FeCl3、
CuCl2等)反应生成相应的难溶性碱[如Al(OH)3、
Fe(OH)3、Cu(OH)2等],C选项错误;NH3的水溶液呈碱
性,NH3·H2O是一种可溶性碱,D选项错误。探究2:NH3的实验室制法
【问题探究】
氨气的实验室制备装置:(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,铵盐不用NH4NO3、NH4HCO3,碱不选用NaOH、KOH,其原因是什么?
提示:因为在加热过程中NH4NO3可能爆炸而发生危险,而NH4HCO3受热极易分解产生CO2,使生成的NH3中混有较多的CO2杂质;消石灰不能用NaOH、KOH代替,原因是NaOH、KOH具有吸湿性,易结块,不利于产生氨气,在加热条件下还会腐蚀试管。(3)实验制得的NH3中常含少量H2O(g),能否用P2O5或浓硫酸进行干燥?可用哪些干燥剂干燥?
提示:不能。因为NH3是碱性气体,能与浓硫酸及酸性氧化物P2O5发生反应,可用碱性干燥剂如碱石灰进行干燥。(4)NH3是一种污染性气体,为避免污染空气,实验中多余的NH3应如何进行吸收处理?试画出相应装置图。
提示:NH3是有刺激性气味的气体,多余的NH3要吸收掉以避免污染空气。可采用在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球吸收等方法,但多余气体在尾气吸收时要防止倒吸。常采用的装置有(5)实验室制取氨气时,通常在收集氨气的试管口放一团棉花,其作用是什么?再想一想,实验室利用高锰酸钾制取氧气时在导气管口处放一团棉花,其作用是什么?
提示:前者防止氨气与空气形成对流,以便得到较纯净的氨气,后者的作用是防止固体颗粒堵塞导气管口。【探究总结】
1.实验室制取氨气的注意事项:
(1)收集装置和反应装置的试管和导管必须是干燥的。
(2)发生装置的试管口略向下倾斜。
(3)由于氨气的密度比空气小,因此收集氨气时,导管应插入接近试管的底部。(4)加热温度不宜过高,并用酒精灯外焰由前向后逐渐加热。
(5)棉花团上蘸有稀硫酸,可防止空气对流又可防止氨气逸出污染空气。
(6)向下排空气法收集,不能用排水法收集。
(7)用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,若有白烟生成,说明已经收集满。(8)净化装置(如图所示):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.常见尾气处理的三种方法:
(1)对于极易溶于水的尾气,如NH3、HCl等,需采用防倒吸装置(即在导气管的出气口处连接一倒置的漏斗与吸收剂液面接触)吸收。
(2)对于溶解度不大的尾气,如Cl2等,可直接将出气管插入吸收剂液面下吸收。(3)对于有毒且易燃的气体,如CO、H2等,可采取在尾气出口处放置一点燃的酒精灯,使CO、H2燃烧转变为无毒的CO2、水蒸气。【拓展提升】实验室快速制氨气的方法【探究训练】
1.下列各组药品能用于制备干燥的氨气的是( )
A.NH4Cl溶液,NaOH溶液,熟石灰
B.饱和氨水
C.NaOH溶液,NH4Cl晶体,浓硫酸
D.NH4Cl固体,碱石灰,消石灰【解析】选D。NH4Cl固体和消石灰混合加热生成NH3,碱石灰用来吸收水,最终可得到干燥的氨气。氨气是碱性气体,不能用浓硫酸干燥,可用碱性干燥剂(如碱石灰)干燥。2.甲、乙、丙三位同学分别用如下三套实验装置及化学药品(其中碱石灰为固体氢氧化钠和生石灰的混合物)制取氨气。请你参与探究,并回答下列问题:(1)三位同学制取氨气的化学方程式为______。
(2)三位同学都用向下排空气法收集氨气,而不用排水法,其原因是________。
A.氨气难溶于水 B.氨气极易溶于水
C.氨气密度比空气大 D.氨气密度比空气小(3)三位同学用上述装置制取氨气时,其中有一位同学没有收集到氨(如果他们的实验操作都正确),你认为没有收集到氨气的同学是________(填“甲”“乙”或“丙”),收集不到氨气的主要原因是______________
(用化学方程式表示)。(4)检验氨气是否收集满的方法是________。
A.闻到有氨气逸出
B.棉花被气体冲出
C.用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验,发现试纸变蓝
D.用湿润的蓝色石蕊试纸在试管口检验,发现试纸变红(5)三位同学都认为他们的实验装置也可用于加热碳酸氢铵固体制取纯净的氨气,你判断能够达到实验目的的是________(填“甲”“乙”或“丙”)。
【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)实验室制取NH3的常用方法和原理。
(2)分析对比不同装置的特点。【解析】三位同学都用NH4Cl和Ca(OH)2加热制备氨气,甲缺少干燥装置,乙中浓硫酸会吸收NH3;棉花的作用是防止NH3与空气对流;由于乙中浓硫酸吸收氨气,不会收集到氨气;可以用湿润的红色石蕊试纸或浓盐酸验满;碳酸氢铵分解生成NH3、CO2和H2O,碱石灰既能吸收CO2又能吸收H2O,故丙可用于碳酸氢铵加热分解制得氨气。答案:(1)2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O
(2)B、D (3)乙 2NH3+H2SO4====(NH4)2SO4
(4)C (5)丙【补偿训练】
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取气体,B装置适用于液体与固体(或液体)不加热制取气体,NH3为碱性气体,只能用碱性干燥剂干燥,检验NH3可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靠近集气瓶口,若试纸变为蓝色,则证明已收集满(答案合理即可)
【课堂小结】
1.三种性质:
氨极易溶于水,氨水的碱性和氨的还原性。
2.一种制取原理,三种检验方法:
Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2O
湿润的红色石蕊试纸变蓝,蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口冒白烟,蘸有酚酞的玻璃棒变红色。3.两个“特例”:
(1)盐类不一定含有金属离子,如铵盐。
(2)铵盐受热都易分解,但不一定都产生氨气。4.需牢记的化学方程式:
(1)NH3+H2O NH3·H2O +OH-
(2)4NH3+5O2 4NO+6H2O
(3)NH4HCO3 NH3↑+H2O+CO2↑
(4)2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O课件99张PPT。第2课时
硫酸和硝酸的氧化性一、硫酸
1.物理性质:
浓硫酸是一种_______________液体,密度_____水。溶
于水时放出大量的热。稀释浓硫酸时应将浓硫酸沿器
壁慢慢注入水中,并不断搅拌。无色黏稠、油状大于2.稀硫酸的化学性质:
H2SO4是强酸,电离方程式为 ,
具有酸的通性。写出有关反应的化学方程式:Zn+H2SO4(稀)====ZnSO4+H2↑ CuO+H2SO4(稀)====CuSO4+H2O 2NaOH+H2SO4(稀)====Na2SO4+2H2OBaCl2+H2SO4(稀)====BaSO4↓+2HCl3.浓硫酸的特性:
(1)吸水性:浓硫酸能吸收水分,可用作_______。
(2)脱水性:浓硫酸能将有机物中的氢、氧原子以
_____的比例脱去。干燥剂2∶1(3)强氧化性。
①与金属反应。
a.钝化:浓硫酸能使铁、铝等金属表面形成一层_____
_________,从而阻止浓硫酸与铁、铝继续反应。
b.能与大部分金属反应。如与铜反应:
________________________________。致密的氧化膜Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O②与非金属反应。
与碳反应:________________________________。
③与还原性化合物如H2S、HBr等反应。C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O4.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。二、硝酸
1.强酸性:
硝酸是一元强酸,在水中的电离方程式为 ,
具有酸的通性,但硝酸与金属反应一般_______H2。不生成2.强氧化性:金、铂铁、铝Cu+4HNO3(浓)====Cu(NO3)2+ 2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3(稀)====3Cu(NO3)2+
2NO↑+4H2OC+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O浓硝酸浓盐酸金、铂3.不稳定性:
(1)化学方程式:_________________________。
(2)实验室中浓硝酸显黄色是浓硝酸分解生成的___又
溶于硝酸所致。
4.用途:硝酸用途广泛,是制炸药、染料的原料,
也是化学实验室的必备试剂。4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2ONO2【预习自测】
1.下列有关硫酸的说法中不正确的是( )
A.常温下浓硫酸与铜反应,浓硫酸体现强氧化性和酸性
B.浓硫酸与木炭粉加热发生反应时,浓硫酸只作氧化剂
C.浓硫酸具有吸水性,可用来干燥二氧化硫D.蔗糖与浓硫酸的作用中,浓硫酸体现脱水性和强氧化性
【解析】选A。铜与浓硫酸常温下不反应,在加热条件下才能发生反应。2.下列酸在与金属铁发生反应时,酸中除氢元素外其他元素的化合价不会发生变化的是( )
A.浓盐酸 B.浓硫酸 C.稀硝酸 D.浓硝酸
【解析】选A。浓盐酸与铁反应,只有氢元素的化合价发生变化。3.下列反应的化学方程式正确的是( )
A.铁与稀硝酸反应:Fe+2HNO3(稀)====Fe(NO3)2+H2↑
B.稀硫酸与Ag反应:2Ag+H2SO4====Ag2SO4+H2↑
C.浓硝酸和碳酸钙反应:2HNO3+CaCO3====Ca(NO3)2+CO2↑+H2O
D.稀硝酸和FeO反应:2HNO3(稀)+FeO====Fe(NO3)2+H2O【解析】选C。A项,金属与硝酸反应一般不会生成氢气;B项,金属活动性在氢后的金属不能与稀硫酸反应产生氢气;D项,稀硝酸具有强氧化性,与FeO发生氧化还原反应,将FeO氧化为Fe(NO3)3,本身被还原为NO。4.下列各项中,两种物质间反应均产生1 mol气体时,参加反应的酸的物质的量最小的是( )
A.碳与浓硝酸
B.铜与浓硫酸
C.锌与稀硫酸
D.二氧化锰与浓盐酸【解析】选A。C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O;
Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O;Zn+H2SO4====
ZnSO4+H2↑;MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O。
根据以上反应的化学方程式可知产生1 mol气体时,
A项需要酸的物质的量最小。5.物质的量之比为2∶5的锌与稀硝酸反应,若硝酸被
还原的产物为N2O,反应结束后锌没有剩余,则该反应
中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是
( )
A.1∶4 B.1∶5 C.2∶3 D.2∶5【解析】选A。根据反应4Zn+10HNO3(稀)====4Zn(NO3)2
+N2O↑+5H2O可知,4 mol Zn只能还原2 mol HNO3,
4 mol Zn2+结合8 mol 形成4 mol Zn(NO3)2,所以
被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比为
1∶4。探究1:浓硫酸的性质
【问题探究】
1.浓硫酸的吸水性与脱水性:吸水黑膨胀有刺激性气味脱水SO22.浓硫酸与铜反应的实验:(1)浓硫酸具有强氧化性,在常温下,为何能用铝(或铁)容器盛放浓硫酸?
提示:常温下,浓硫酸可使Al、Fe钝化,即使Al、Fe表面生成一层致密的氧化膜,阻止了内层金属的继续反应。(2)过量的铜与一定量的浓硫酸反应时,硫酸能否全部参加反应?
提示:不能。Cu是不活泼金属,只能与浓硫酸反应,与稀硫酸不反应,在过量Cu与一定量浓硫酸反应时,随着反应的进行,硫酸的浓度逐渐减小,反应进行到一定程度时,浓硫酸将变为稀硫酸,反应自动停止,H2SO4不可能全部参加反应。(3)如果用过量的锌代替铜与一定量的浓硫酸反应,生成气体的成分有哪些?
提示:锌首先与浓硫酸发生反应:Zn+2H2SO4(浓)====
ZnSO4+SO2↑+2H2O,随着反应的进行,硫酸的浓度降低,锌还会与稀硫酸进一步反应,Zn+H2SO4(稀)==== ZnSO4+H2↑,故生成的气体为SO2和H2的混合气体。(4)足量的铁与少量浓硫酸共热,完全反应后铁元素以Fe2+形式存在还是以Fe3+形式存在?试写出相关反应的化学方程式。
提示:以Fe2+形式存在。Fe首先与浓硫酸反应生成Fe2(SO4)3和SO2,当浓硫酸变为稀硫酸时,Fe与稀硫酸反应生成FeSO4和H2,同时Fe与Fe2(SO4)3反应也生成FeSO4,化学方程式分别为2Fe+6H2SO4(浓) Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O,Fe+Fe2(SO4)3====3FeSO4,Fe+H2SO4====FeSO4+H2↑。(5)浓硫酸和稀硫酸都有氧化性,且氧化性的强弱不同,二者氧化性的原理是否相同?
提示:不相同。浓硫酸表现强氧化性,是 的+6价S易被还原。而稀硫酸的弱氧化性是酸电离出的H+被还原,H+氧化性比 弱得多。(6)向含有2 mol H2SO4的浓硫酸中加入足量铜,加热充分反应后,生成的SO2为1 mol吗?
提示:少于1 mol。因为随反应的进行,硫酸变稀,稀硫酸与铜不再反应,即2 mol H2SO4不会全部反应,故生成SO2少于1 mol。【探究总结】
1.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、H2O和SO2,硫酸变稀后,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,反应就停止。
④与具有还原性的化合物反应,如与H2S、HI、HBr、FeCl2等物质反应。
2.浓硫酸的吸水性与脱水性对比:从以上对比可以看出,吸水性和脱水性的本质区别是看与浓硫酸接触的物质中是否含有“H2O”,若含有“H2O”,则被浓硫酸“占为己有”,为吸水性(有水则吸);若原来无“H2O”,只是含有氢元素和氧元素,则“H2O”是通过反应生成的,为脱水性(无水则脱)。【拓展提升】浓硫酸与稀硫酸的性质比较【探究训练】
1.下列关于硫酸性质的描述中,正确的是( )
A.浓硫酸有氧化性,稀硫酸无氧化性
B.由于浓硫酸具有吸水性,故可用来与蔗糖反应做“黑面包”实验C.稀硫酸与铁、铝反应,浓硫酸在常温下不与铁、铝反应
D.浓硫酸与Cu的反应中有少量黑色固体生成,可能是CuO
【解析】选D。浓硫酸具有强氧化性,稀硫酸中H+具有弱氧化性,A项错;浓硫酸可将有机物中H、O两种元素按水的组成比脱去,使蔗糖碳化变黑而成“黑面包”,表现了浓硫酸的脱水性,B项错;浓硫酸在常温下可将铁、铝氧化,在其表面形成致密的氧化物薄膜而钝化,C项错。2.(2017·衡水高一检测)某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况,用如图所示装置进行有关实验。请回答:(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中应浸一种液体,这种
液体是________,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,关闭止水夹K并移去酒精灯,但由于余热的作用,A处仍有气体产生,此时B中现象是_______。
B中应放置的液体是(填字母)________。
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,直到反应完毕,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。①有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解,你认为原因是__________________________________________
_____________________________________。
②下列药品中能用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是________(填字母)。
a.铁粉 b.BaCl2溶液 c.银粉 d.NaHCO3溶液【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)明确浓硫酸的强氧化性。
(2)Cu与浓硫酸反应过程中H2SO4的浓度对反应的影响。【解析】(1)Cu可与浓硫酸发生反应:Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O。(2)因为SO2是污染性气体,不能排
入大气中,故D中试管口放置的棉花中应浸有碱性溶
液,吸收剩余的SO2,防止污染空气。(3)余热使反应继
续进行时,生成的多余气体可贮存于B中,排出的液体
进入长颈漏斗,为减少SO2的溶解,B内应为饱和NaHSO3
溶液。(4)随着反应的进行,H2SO4被不断消耗,且反应生成水,使硫酸的浓度逐渐减小,当变为稀硫酸时,反应将会停止,因为铜与稀硫酸不反应,可向反应结束后的烧瓶中加入铁粉或NaHCO3溶液,若有气泡产生则可证明确有余酸。
答案:(1)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)碱液(其他合理答案均可) 吸收多余的二氧化硫,防止污染空气 (3)试剂瓶中液面下降,而长颈漏斗中液面上升 d
(4)①反应过程中浓硫酸被消耗,逐渐变稀,而铜不和稀硫酸反应 ②a、d【延伸探究】(1)金属锌能否用来验证反应结束后的烧瓶中剩余的硫酸?
提示:能。金属锌能够与稀硫酸反应放出氢气。
(2)第(4)问①中通入NO2气体能否使铜片完全溶解?
提示:能。NO2气体溶于水生成稀硝酸,铜片能与稀硝酸反应而使铜片溶解。【补偿训练】
根据如图回答:(1)上述装置中,在反应前用手掌紧贴烧瓶外壁检查装
置的气密性,如观察不到明显的现象,还可以用什么
简单的方法证明该装置不漏气:__________________
____________________________________________。
(2)写出浓硫酸和木炭粉在加热条件下发生反应的化学
方程式:______________________________________
____________________________________________。(3)如果用图中的装置检验上述反应的全部产物,写出下面标号所表示的仪器中应加入的试剂名称及作用:
①A中加入的试剂是________,作用是____________。
②B中加入的试剂是________,作用是____________。
③C中加入的试剂是________,作用是除尽________气体。
④D中加入的试剂是________,作用是____________。(4)实验时,C中应观察到的现象是______________
____________________________________________。【解析】(1)对实验装置进行气密性检查是中学化学实
验的基本要求之一,本题中,由于装置较多,双手焐
热烧瓶效果不显著,因而在B、C、D三个洗气瓶的导管
口见不到气泡冒出,根据检验装置气密性的原理,很
容易想到,在反应前用小火加热(或其他方法),使瓶
内空气迅速膨胀,导致气泡从洗气瓶的导管中冒出,
停止加热后,烧瓶冷却,瓶内压力减小,产生负压,水会升到洗气瓶的导管里,形成一段水柱,由此证明
装置不漏气。(2)浓硫酸与木炭反应生成H2O、SO2、CO2
三种物质。(3)根据中学学过的化学知识,可以用无水
硫酸铜检验其中的H2O(g),白色无水CuSO4吸水后变为
蓝色CuSO4·5H2O。SO2可以使品红溶液褪色,由于SO2
和CO2都能使澄清石灰水变浑浊,所以要证明气体中有
CO2,先要确定气体中已经不再有SO2。因此A中的试剂是无水CuSO4,B中是品红溶液,D中是澄清石灰水。由
于酸性KMnO4溶液具有强氧化性,而SO2具有还原性,两
者可发生氧化还原反应,因此,C中可加入酸性KMnO4溶
液,用来除去剩余的SO2气体。(4)在实验时,C中应观
察到的现象是酸性KMnO4溶液的颜色不褪尽。这样才能
说明气体中的SO2已经除尽,使澄清石灰水变浑浊的只
能是CO2。(如果在C中加入品红溶液,用于检查气体中的SO2是否除尽,且实验时C中品红溶液的颜色不褪尽,也是正确的)
答案:(1)反应前先用小火加热烧瓶,B、C、D瓶中有气泡冒出,停止加热后,水会升到导管里形成一段水柱,证明装置不漏气
(2)2H2SO4(浓)+C 2H2O+2SO2↑+CO2↑(3)①无水硫酸铜 检验H2O ②品红溶液 检验SO2
③酸性KMnO4溶液 SO2 ④澄清石灰水 检验CO2
(4)酸性高锰酸钾溶液的颜色不褪尽(或不褪色,或不褪成无色,与(3)③对应,合理即可)探究2:硝酸的性质
【问题探究】
1.将稀硝酸和浓硝酸分别作用于紫色石蕊溶液,现象是否相同?为什么?
提示:不相同,稀硝酸使石蕊溶液只变红,但不褪色;浓硝酸比稀硝酸氧化性更强,能使石蕊溶液先变红后褪色。2.铜与足量稀硝酸反应时,表现酸性的HNO3与作氧化剂的HNO3物质的量之比是多少?
提示:Cu与稀硝酸反应:3Cu+8HNO3====3Cu(NO3)2+ 2NO↑+4H2O。当有8 mol HNO3参加反应时,有2 mol HNO3表现氧化性,6 mol HNO3表现酸性,故表现酸性的HNO3与作氧化剂的HNO3物质的量之比为3∶1。3.铜与足量浓硝酸反应时,表现酸性的HNO3与作氧化剂
的HNO3物质的量之比是多少?
提示:Cu与浓硝酸发生反应Cu+4HNO3(浓)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,当有4 mol
HNO3参加反应时,有2 mol表现酸性生成Cu(NO3)2,
有2 mol HNO3被还原生成NO2,故二者物质的量之比为
1∶1。4.mg Cu与足量的一定浓度的硝酸充分反应,生成
VL NO、NO2混合气体(标准状况下),则参加反应的HNO3
的物质的量是多少?提示:被还原的硝酸无论生成NO还是NO2,均有氮原子与HNO3的物质的量相等;未被还原(起酸性作用)的硝酸等于Cu(NO3)2物质的量的2倍,故参加反应的硝酸的物质的量为( )mol。5.若将4中所得VL混合气体与一定体积O2混合通入水中,气体恰好完全溶解,所需O2的体积是多少?提示:上述过程中被Cu还原的HNO3的物质的量等于混合
气体的物质的量,也等于混合气体与O2溶于水生成的
HNO3的物质的量,整个过程中得失电子守恒,即Cu失去
的电子总数等于O2得到的电子总数,则有:2n(Cu)=
4n(O2),
V(O2)= ×22.4 L·mol-1=0.175mL。【探究总结】
1.金属与硝酸反应的计算——四个守恒,一个关系:
(1)四个守恒。
①得失电子守恒:金属失电子数=n(NO2)+3n(NO)。
②氮原子守恒:n(HNO3)=x·n[M(NO3)x]+n(NO2)+n(NO)。
③电荷守恒:反应后溶液c( )=x·c(Mx+)+c(H+)。④若向反应后所得溶液中加入NaOH恰好使Mx+沉淀完全,此时溶质为NaNO3,则存在n(Na+)=n( )=n(HNO3)总-n(NO)-n(NO2)。(2)一个关系。
当只有一种金属与硝酸反应时,起酸性作用的HNO3的物质的量是金属离子的物质的量和金属离子所带电荷数的乘积,也等于反应中转移电子的物质的量,可表示为n(HNO3)酸性=x·n(Mx+)=n(转移电子)。
2.对硝酸强氧化性的正确认识:
(1)浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红,后褪色。
(2)反应温度越高,硝酸浓度越大,其氧化性越强。
(3)硝酸与铁反应,当硝酸过量时,产物为Fe(NO3)3,当铁过量时为Fe(NO3)2。(4) 在中性和碱性溶液中不表现强氧化性,但在酸性溶液中表现强氧化性,与I-、Fe2+、 、S2-等不能共存。
Br-与 在中性、碱性条件下能共存,而在酸性条件下因发生氧化还原反应而不能大量共存。【拓展提升】硝酸在化学反应中表现性质的判断
HNO3既具有强酸性,又具有强氧化性,因此在化学反应中可表现氧化性或酸性,也可同时表现氧化性和酸性。
(1)若HNO3在生成物中以盐的形式存在,反应前后氮元素化合价不变,则只表现酸性。(2)若HNO3在化学反应中全部被还原,生成物中无硝酸盐,则只表现氧化性。
(3)若HNO3在反应中氮元素化合价一部分降低生成NOx、N2或 ,同时生成硝酸盐,则HNO3既表现氧化性,同时又表现了酸性。
【探究训练】
1.下列反应中,硝酸既表现氧化性,又表现酸性的是
( )
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.与硫单质混合共热时生成硫酸和NO2【解析】选B。在反应A、C中,硝酸使指示剂变色、与弱酸盐反应均表现出酸性,在B、D中硝酸中氮元素的化合价均降低表现出氧化性,并且在B项中又有Cu(NO3)2生成,说明在此反应中硝酸还表现出酸性,故正确答案为B。2.将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解,产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答:
(1)NO的体积为______L,NO2的体积为________L。
(2)待产生的气体全部逸出后,向溶液中加入VmLamol·L-1的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀,则原硝酸溶液的浓度为________mol·L-1。(3)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3,至少需要30%的双氧水________g。【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)明确铜与硝酸反应的原理。
(2)Cu失去的电子数与H2O2得电子数相等。【解析】(1)设生成NO的物质的量为x,NO2的物质的量为y。
则有
解得x=0.26mol,y=0.24mol;
V(NO)=0.26mol×22.4L·mol-1=5.824L;
V(NO2)=0.24mol×22.4L·mol-1=5.376L。(2)由原子守恒得:n(HNO3)=n(气体)+n(NaOH)
所以c(HNO3)=
(3)由得失电子守恒得:
=n(H2O2) 解得n(H2O2)=0.51mol,
m(H2O2)=
答案:(1)5.824 5.376 (2) (3)57.8【补偿训练】
某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产物中的NO而设计了一个实验。其装置如图(加热装置和固定装置均已略去)。图中K为止水夹(处于关闭状态),F是一支半空的注射器,D是尾气处理装置(兼有防倒吸作用)。请回答有关问题:
(1)设计装置A的目的是__________________________
__________________________________________。
为达此目的,应如何操作?______________。
A中反应的化学方程式为_________________。(2)在(1)中的操作后将装置B中铜丝插入稀硝酸,并微热之,观察到装置B中的现象是_________________;
B中反应的离子方程式是____________________。(3)装置E和F的作用是______________________;
为实现此作用,其操作方法是____________________
__________________________________________。【解析】该实验反应原理是3Cu+8HNO3(稀)==== 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。若要证明产物是NO而不是NO2,可根据NO易被空气中的O2氧化产生红棕色的NO2,这样就必须用其他与之不反应的气体排尽空气。故A装置的作用就是制取CO2,利用CO2排空气。另外F中有空气,与E中的NO作用后,会看到气体由无色变为红棕色,通过这一现象可以验证无色气体是NO。答案:(1)利用生成的CO2将整套装置内的空气排尽,以排除对Cu与稀硝酸反应气体产物观察的干扰 打开K,当装置C中产生白色沉淀时,关闭K
CaCO3+2HNO3====Ca(NO3)2+CO2↑+H2O
(2)铜丝上产生气泡,稀硝酸液面上气体仍为无色,溶液变为蓝色 3Cu+8H++2 ====3Cu2++2NO↑+4H2O
(3)验证无色气体为NO 将注射器F中的空气推入E中【课堂小结】
1.掌握浓硫酸的“三大”性质——吸水性、脱水性、强氧化性。
2.掌握硝酸的性质:
(1)化学性质:不稳定性、强氧化性。
(2)特性:浓、稀硝酸均具有强氧化性。3.钝化的条件:浓硫酸和浓硝酸在常温下,均能使铁、铝钝化。
4.必记的5个化学方程式:
(1)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O。
(2)C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O。
(3)3Cu+8HNO3(稀)====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。
(4)Cu+4HNO3(浓)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。
(5)C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O。