第1课时 简单分类法及其应用
[学习目标定位] 学会物质分类方法,会从不同角度对物质进行分类,熟悉酸、碱、盐、氧化物等之间的转化关系。
一 物质的分类方法
1.对物质进行分类,首先要确定分类的标准,然后按标准进行分类。例如对下列化合物进行分类:①NaCl ②HCl
③CaCl2 ④CuO ⑤H2O ⑥Fe2O3
(1)依据通常状况下物质的存在状态为标准,可分为固体:①③④⑥、液体:⑤、气体:②。
(2)依据物质的元素组成为标准,可分为氯化物:①②③、氧化物:④⑤⑥。
(3)依据物质的组成和性质为标准,可分为酸:②、盐:①③、氧化物:④⑤⑥。
2.试从不同的角度对下列各组物质进行分类,将其类别名称分别填在相应的空格内。
归纳总结
物质的分类方法
(1)单一分类法:选定某一标准,对物质进行分类。对于同一组物质,选用不同的分类标准,其分类结果不同。
(2)交叉分类法:用多种不同的单一分类法对物质进行分类。
(3)树状分类法:采用树状形式对同类物质进行再分类。如按照物质的组成和性质分类:
物质
1.(1)将下列Ⅰ中的物质与Ⅱ中的物质类型用短线连起来。
Ⅰ Na2SO4,KHSO4,NaCl,BaSO4,NaHCO3
Ⅱ 含氧酸盐,无氧酸盐,钠盐,硫酸盐,酸式盐
(2)在Ⅰ中所列出的物质里,从组成与性质上看,有一种物质可以与H2SO4归为同一类,这种物质的化学式是________。
答案 (1)
(2)KHSO4
解析 分类连线时,一定要明确分类的标准,同一种物质分类标准不同,会有不同的归类。H2SO4的组成中含有H原子和SO,在Ⅰ中的五种物质里,含有H原子和SO的是KHSO4。
理解感悟 交叉分类法能弥补单一分类法的不足。应用交叉分类法就是要寻找同一类型的不同物质的特有属性、共有属性、交叉属性,从而发散式地、多角度地、多侧面地对物质进行分类。
2.请按下列线索提示画出Fe、Cu、S、H2、HCl、NaOH、H2SO4、Ba(OH)2、NaHCO3、K2O、CuO、NaCl的树状分类图:
答案 Fe、Cu S、H2 HCl、H2SO4 NaOH、Ba(OH)2
NaCl、NaHCO3 K2O、CuO
解析 要正确填写树状分类图,必须首先明确各物质的组成和性质差异。依据基本化学知识即可解决。依次为Fe、Cu;S、H2;HCl、H2SO4;NaOH、Ba(OH)2;NaCl、NaHCO3;K2O、CuO。
二 分类法的应用
1.同类物质常常具有许多共性。因此可以通过物质所属类别,推测其具有的性质。
(1)SO2和CO2同为酸性氧化物,试根据酸性氧化物具有的通性(或CO2的性质),推测SO2具有的性质,用化学方程式表示:①SO2+H2O??H2SO3,②SO2+CaO===CaSO3,③SO2+Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O。
(2)实验室用碳酸钙与盐酸反应制取CO2气体的化学方程式是CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O;若实验室没有盐酸时,可选用硝酸代替。
2.通过物质分类,可以建立物质间的从属关系,分析物质间的本质区别和联系,寻找各类物质之间的转化关系。以钙为例,用化学方程式表示钙及其化合物之间的转化关系以及反应类型。
CaCaOCa(OH)2Ca③CO3Ca⑤Cl2
①2Ca+O2===2CaO,化合反应;
②CaO+H2O===Ca(OH)2,化合反应;
③CaO+CO2===CaCO3,化合反应;
④Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O,复分解反应;
⑤Ca(OH)2+2HCl===CaCl2+2H2O,复分解反应;
⑥CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O,复分解反应。
归纳总结
单质、氧化物、酸、碱、盐之间的转化关系图
3.根据酸、碱、盐、氧化物之间的转化关系,写出硫酸分别与镁及其化合物(类别不同)反应生成硫酸镁的化学方程式。
答案 Mg+H2SO4===MgSO4+H2↑
MgO+H2SO4===MgSO4+H2O
Mg(OH)2+H2SO4===MgSO4+2H2O
MgCO3+H2SO4===MgSO4+CO2↑+H2O
解析 根据酸、碱、盐、氧化物之间的转化关系,酸能与金属单质、碱性氧化物、碱、盐等反应生成盐,故硫酸可与Mg、MgO、Mg(OH)2、MgCO3等反应生成MgSO4。
4.单质、氧化物、酸、碱和盐的相互关系,可以用图简单表示。限选择铁、碳、氧气、盐酸、氧化钙、二氧化碳、水、氢氧化钙8种物质作为反应物,将图中指定序号的转变用化学方程式表示(所写化学方程式不得重复)。
①C+O2CO2;
②________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________;
④________________________________________________________________________;
⑤________________________________________________________________________;
⑥________________________________________________________________________;
⑦________________________________________________________________________。
答案 ②CO2+H2O??H2CO3
③CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O
④Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
⑤CaO+2HCl===CaCl2+H2O
⑥Ca(OH)2+2HCl===CaCl2+2H2O
⑦CaO+H2O===Ca(OH)2
解析 属于同一类的物质必定符合同一标准,就会有某一共同的性质,利用一类物质和另一类物质之间的关系,就可以找出物质之间转化的方法:
非金属酸性氧化物;金属碱性氧化物
,该题对各类物质之间的转化限定了8种物质,从这8种物质中选出符合条件的物质进行各类物质间的转化。
1.由一种元素组成的物质( )
A.一定是一种单质
B.一定是纯净物
C.一定是化合物
D.可能是纯净物也可能是混合物
答案 D
解析 单质是同一种元素形成的纯净物,但同素异形体之间形成的物质虽含有同一种元素,但分属不同的单质,是混合物;化合物必须是由两种或两种以上不同元素形成的纯净物。
2.下列各组物质中前一种是化合物,后一种是混合物的是( )
A.氧化钙,澄清的泉水
B.氢氧化钾,含铜质量分数为80%的氧化铜
C.澄清的石灰水,粗盐
D.红磷,空气
答案 A
解析 氧化钙为氧化物,澄清的泉水中含有盐类,为混合物,A正确;含铜质量分数80%的CuO为纯净物,B错误;澄清石灰水、粗盐都是混合物,C错误;红磷为单质,空气为混合物,D错误。
3.将下列各组物质,按酸、碱、盐顺序排列正确的是( )
A.硫酸、纯碱、食盐 B.氢硫酸、烧碱、硫酸铜
C.碳酸、氧化铜、碳酸钠 D.醋酸、熟石灰、苛性钾
答案 B
解析 A项中纯碱属于盐类而不属于碱类;B项符合题意;C项中氧化铜不属于碱类;D项中苛性钾属于碱类而不属于盐类。
4.物质的分类是化学研究的重要方法之一。化学工作者经常要根据物质的组成对物质进行分类研究。近年来发现,在金星大气层中存在三氧化二碳。下列物质与它属于同类的是( )
A.H2、O3 B.H2SO4、H2CO3
C.SO2、NO D.Na2SO3、KClO3
答案 C
解析 C2O3属于氧化物,故C项正确;而A项中都属于单质;B项中都属于含氧酸;D项中都属于含氧酸盐,故A、B、D均错误。
5.无机化合物可根据其组成和性质进行分类。
(1)上图所示的物质分类方法名称是________。
(2)以Na、K、H、O、C、S、N中任两种或三种元素组成合适的物质,分别填在下表中。
物质类别
酸
碱
盐
氧化物
氢化物
化学式
①HCl
②____
③______
④Ba(OH)2
⑤Na2CO3⑥______
⑦CO2
⑧Na2O
⑨NH3
⑩H2O2
(3)写出⑦转化为⑤的化学方程式_____________________________________________。
(4)实验室制备⑦常用_____和_____反应,检验该气体的方法是________________。
答案 (1)树状分类法
(2)②H2SO4(或HNO3等均可) ③NaOH(或KOH)
⑥Na2SO4(或K2CO3或Na2SO3或NaNO3等均可)
(3)2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O
(4)稀盐酸 大理石(或石灰石) 将气体通入澄清石灰水中,若变浑浊,即可证明是CO2
解析 (1)常见的分类法有两种:交叉分类法和树状分类法,由图可知为树状分类法。(2)酸可以填写H2S、H2SO4、HNO3、H2CO3等中的一种,碱可以填写KOH或NaOH;盐可填写K2CO3、Na2SO4、NaNO3、KNO3、K2SO4等中的一种。
(3)CO2是酸性氧化物,可与NaOH反应生成Na2CO3。即CO2(少量)+2NaOH===Na2CO3+H2O。(4)实验室制备CO2常利用大理石或石灰石(CaCO3)与稀盐酸反应:CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O。CO2通入澄清的石灰水,发生反应CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O若澄清的石灰水变浑浊,则可证明是CO2。
第2课时 分散系及其分类
[学习目标定位] 1.能够根据分散质粒子的大小对分散系分类。2.会制备Fe(OH)3胶体,会鉴别胶体与溶液。
一 分散系及其分类
1.硫酸铜溶液和泥水都属于混合物,各是怎样形成的?它们在形式上有何相同点?
答案 硫酸铜晶体中的微小离子分散在水中形成硫酸铜溶液;泥土小颗粒分散在水中形成泥水,为悬浊液;二者都是一种物质分散在另一种物质中而形成的混合物。(由此引伸出分散系、分散质、分散剂的概念。)
2.分散系存在比较广泛,大家熟知的溶液都是分散系。日常生活中常见的分散系有:烟、雾、碘酒、食盐水、有色玻璃等。
(1)分析指出它们各自的分散质、分散剂;比较分散质、分散剂的存在状态(填写下表)。
分散系
分散质
分散剂
烟
微小尘埃(固)
空气(气)
雾
微小水滴(液)
空气(气)
碘酒
碘(固)
酒精(液)
食盐水
食盐(固)
水(液)
有色玻璃
金属氧化物(固)
玻璃(固)
(2)依据分散剂和分散质的状态,用交叉法对分散系进行分类。
答案 分散系可分为9种,如下图。
3.粗盐溶液因含少量泥沙而变浑浊,常用过滤的方法将它们除去。过滤时,氯化钠溶液能透过滤纸得到滤液,少量泥沙不能透过滤纸而残留在滤纸上,由此可说明分散质粒子大小不同。若以此为分类标准,分散系可分为溶液、胶体和浊液。
归纳总结
1.分散系有关概念
分散系是把一种(或多种)物质分散在另一种(或多种)物质中所得到的体系。
分散质是被分散的物质。
分散剂是容纳分散质的物质。
2.分散系的分类
(1)依据分散质和分散剂的状态分为9种分散系。
(2)依据分散质粒子直径大小分为三类分散系。
分散系
1.现有如下各实验:①将1 g KCl加入99 g水中 ②将1 g可溶性淀粉加入100 g水中,搅拌均匀后煮沸 ③将1 g CaCO3粉末加入100 g水中,充分振荡 ④将0.1 g植物油加入10 g水中,充分振荡混匀 ⑤将96 mL酒精与5 mL水充分混合。(注:淀粉分子的直径在1~100 nm之间)
其中所得到的分散系,属于溶液的有________(填序号,下同),属于胶体的有________,属于浊液的有________。
答案 ①⑤ ② ③④
解析 ①分散质KCl溶于水后以离子形式存在,粒子直径小于1 nm,属于溶液;②淀粉分子大,溶于水后,形成的是胶体;③CaCO3不溶于水,振荡后所形成的是不稳定的体系,放置即沉淀,所以属于悬浊液;④油不溶于水,形成的是乳浊液;⑤中分散质是水,二者以任意比混溶,是溶液。
2.用特殊方法把固体物质加工成纳米级(1~100 nm,1 nm=10-9 m)的超细粉末粒子,然后制得纳米材料。下列分散系中的分散质的微粒直径和这种粒子具有相同数量级的是( )
A.溶液 B.悬浊液 C.胶体 D.乳浊液
答案 C
二 胶体的制备和性质
1.Fe(OH)3胶体的制备
在小烧杯中,加入25 mL蒸馏水,加热至沸腾,向沸水中慢慢滴入5~6滴FeCl3饱和溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热。即可得到Fe(OH)3胶体。化学方程式:FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl。
2.胶体的性质和应用
(1)在盛有FeCl3溶液的烧杯中,加入氢氧化钠溶液反应后,得到的分散系类别是悬浊液,将其进行过滤时,可观察到的现象是滤纸上留有红褐色固体,液体由浑浊变澄清;将Fe(OH)3胶体进行过滤时,可观察到的现象是无明显现象。通过比较实验现象,可得出的结论是胶体可通过滤纸,悬浊液不能通过滤纸。
(2)把盛有CuSO4溶液和Fe(OH)3胶体的烧杯置于暗处,分别用激光笔(或手电筒)照射烧杯中的液体,在与光束垂直的方向进行观察。当光束通过CuSO4溶液时,无光路现象出现。当光束通过Fe(OH)3胶体时,可以看到形成一条光亮的通路,称为丁达尔效应。丁达尔效应是区分胶体与溶液的一种常用物理方法。
(3)把制得的Fe(OH)3胶体注入“U”形管中(U形管上方加少量导电液使电极与胶体分开),插入两个碳棒,接通直流电,一段时间后,发现与电源负极相连接的碳棒附近颜色变深,说明Fe(OH)3胶体粒子带正电荷,这就是胶体的电泳现象。
(4)把少量Fe(OH)3胶体置于试管中,向试管中逐滴滴入稀盐酸,观察到现象:先生成红褐色沉淀,后沉淀溶解,最终得到棕黄色溶液,其原因是_________________________________。
答案 Fe(OH)3胶体粒子带正电荷,当加入稀HCl时,Cl-中和正电荷,使Fe(OH)3胶体粒子聚集得到Fe(OH)3沉淀;当再滴入稀HCl时,发生Fe(OH)3+3HCl===FeCl3+3H2O反应,得到FeCl3溶液
归纳总结
1.常见胶体
雾、云、烟、Fe(OH)3胶体、Al(OH)3胶体、硅酸胶体、鸡蛋清、牛奶、豆浆、果冻、墨水、肥皂水、血液、淀粉溶液、大多数天然宝石、有色玻璃、土壤等。
2.分散质粒子的大小与分散系类别的关系
分散系间的本质区别是分散质粒子的大小。区别溶液和胶体的简单方法是丁达尔效应。
3.下列叙述正确的是( )
A.直径介于1~100 nm之间的粒子称为胶体
B.用过滤的方法可以将胶体和溶液分离
C.利用丁达尔效应可以区别溶液与胶体
D.胶体区别于其他分散系的本质特征是丁达尔效应
答案 C
解析 胶体是一类分散质直径介于1~100 nm之间的分散系,A错误;胶体和溶液都能通过滤纸,无法将二者分离,B错误;胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质粒子的大小,其直径在1~100 nm之间,D错误;丁达尔效应是区别溶液与胶体的简单、便捷的方法。
理解感悟 胶体的概念是从分散质粒子的直径这一角度给出的,分散质粒子的直径介于1~100 nm之间是胶体区别于其他分散系的本质特征,也是胶体具有丁达尔效应等特有性质的根本原因。丁达尔效应是区别溶液和胶体的最简便方法。
4.下列事实与胶体性质无关的是( )
A.水泥厂和冶金厂常用高压直流电除去大量烟尘,减少对空气的污染
B.将植物油倒入水中用力搅拌形成油水混合物
C.一束平行光线射入氢氧化铁胶体里,从侧面可以看到一条光亮的通路
D.氢氧化铁胶体中滴入稀硫酸,先看到有红褐色沉淀生成而后溶解
答案 B
解析 A项是胶体的电泳;C项是胶体的丁达尔效应;D项是胶体的聚沉。
1.雾属于下列分散系中的( )
A.溶液 B.悬浊液
C.乳浊液 D.胶体
答案 D
2.在水泥厂、冶金厂常用高压电作用于气溶胶,以除去大量烟尘,减少烟尘对空气的污染。这种除尘法的原理是( )
A.渗析 B.电泳
C.聚沉 D.丁达尔效应
答案 B
3.关于CuSO4溶液和Fe(OH)3胶体描述正确的是( )
A.两者都能产生丁达尔效应
B.两者都不能产生丁达尔效应
C.CuSO4溶液能产生丁达尔效应,Fe(OH)3胶体不能产生丁达尔现象
D.CuSO4溶液不能产生丁达尔效应,Fe(OH)3胶体能产生丁达尔现象
答案 D
解析 胶体能产生丁达尔效应,溶液不能产生丁达尔效应。
4.纳米科技从本世纪初开始成为产业,为世人所瞩目,这是因为纳米粒子的直径在1纳米到100纳米之间,由纳米材料作为分散质的分散系具有的性质是( )
A.能通过滤纸,属最稳定的分散系
B.属介稳体系
C.有丁达尔效应,没有布朗运动
D.一定能发生电泳现象
答案 B
解析 该分散系为胶体,具有胶体的性质。
5.下列关于Fe(OH)3胶体的叙述中,正确的是( )
A.制备Fe(OH)3胶体的化学方程式是FeCl3+3H2OFe(OH)3↓+3HCl
B.在制备Fe(OH)3胶体的实验中,加热煮沸时间越长,越有利于胶体的生成
C.用平行光照射NaCl溶液和Fe(OH)3胶体时,产生的现象相同
D.Fe(OH)3胶体能够吸附水中悬浮的固体颗粒并沉降,达到净水目的
答案 D
解析 A项,制备Fe(OH)3胶体的化学方程式是FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl,A项不正确;B项,加热时间过长,Fe(OH)3胶体会发生聚沉,B项不正确;C项,前者没有丁达尔现象,后者产生丁达尔现象,C项不正确。
6.某课外活动小组进行Fe(OH)3胶体的制备实验并检验其性质。
(1)若将饱和FeCl3溶液分别滴入下列物质中,能形成胶体的是________。
A.冷水 B.沸水
C.NaOH浓溶液 D.NaCl浓溶液
(2)现有甲、乙、丙三名同学进行Fe(OH)3胶体的制备:
①甲同学的操作是:取一小烧杯,加入25 mL蒸馏水加热至沸腾,向沸水中逐滴加入1~2 mL FeCl3饱和溶液,继续煮沸至混合液呈红褐色,停止加热。
请评价该操作是否正确______。
②乙直接加热饱和FeCl3溶液,请评价是否正确______。
③丙向沸水中滴加饱和FeCl3溶液,为了使反应进行充分,煮沸10分钟,请评价是否正确________。
(3)写出制备Fe(OH)3胶体的化学方程式:_______________________________________
________________________________________________________________________。
证明有Fe(OH)3胶体生成的实验操作是____________________________________________
________________________________________________________________________。
利用的胶体性质是________。
(4)Fe(OH)3胶体稳定存在的主要原因是_________________________。
A.胶粒直径小于1 nm
B.胶粒带正电荷
C.胶粒作布朗运动
D.胶粒能透过滤纸
(5)Fe(OH)3胶体区别于FeCl3溶液最本质的特征是________。
A.Fe(OH)3胶体粒子的直径在1~100 nm之间
B.Fe(OH)3胶体具有丁达尔效应
C.Fe(OH)3胶体是均一的分散系
D.Fe(OH)3胶体的分散质能透过滤纸
(6)提纯所制Fe(OH)3胶体常用的方法是________,若向Fe(OH)3胶体中滴入硫酸直到过量,描述此过程的实验现象______________________________________。
若取少量制得的胶体加入试管中,加入(NH4)2SO4溶液,现象是________,这种现象称为胶体的________。
答案 (1)B (2)①正确 ②不正确 ③不正确
(3)FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl 让一束可见光通过制得的液体,从侧面观察到一条光亮的“通路”,说明制得的是胶体 丁达尔效应
(4)B (5)A (6)渗析法 硫酸少量时,有红褐色沉淀生成,硫酸过量时,沉淀溶解,溶液变成棕黄色 产生红褐色沉淀 聚沉
解析 (1)FeCl3在冷水中反应程度小,不能形成Fe(OH)3胶体;FeCl3与NaOH浓溶液反应生成Fe(OH)3沉淀;Fe(OH)3胶体的胶粒带正电荷,遇NaCl溶液发生聚沉,生成Fe(OH)3沉淀,不会形成胶体。(2)①甲同学操作正确。②乙同学直接加热FeCl3饱和溶液,因FeCl3溶液浓度过大直接生成Fe(OH)3沉淀。③丙同学长时间加热会导致Fe(OH)3胶体聚沉。(3)书写化学方程式时不能写成“Fe(OH)3↓”。丁达尔效应是区别胶体与溶液的最佳方法。(4)Fe(OH)3胶体稳定存在的主要原因是胶粒带正电荷,互相排斥不易形成沉淀;布朗运动是胶体稳定存在的次要原因。(5)胶体粒子的直径在1~100 nm之间是胶体的本质特征,决定了胶体的性质。(6)胶粒不能透过半透膜,而小分子、离子等可以透过半透膜,因此可用渗析法提纯胶体。当加入少量硫酸时,硫酸中和了Fe(OH)3胶粒所带电荷,胶体发生聚沉,看到有沉淀产生,当硫酸过量时,Fe(OH)3沉淀又溶解。当加入(NH4)2SO4溶液时Fe(OH)3胶粒所带正电荷被SO所带负电荷中和,发生聚沉,产生红褐色沉淀。
第1课时 氧化还原反应
[学习目标定位] 1.能够从化合价变化和电子转移的角度认识氧化还原反应,并会分析判断。2.理解氧化还原反应与四种基本反应类型的关系,能够正确识别化合、分解、置换反应中的氧化还原反应。
一 从化合价的变化认识氧化还原反应
1.写出碳还原氧化铜的化学方程式:C+2CuO2Cu+CO2↑;请根据初中学习过的知识分析回答下列问题:
(1)从得氧、失氧角度分析,发生氧化反应的物质是碳(得到氧生成了二氧化碳);该物质在反应前后,元素的化合价变化是碳元素的化合价升高,由0价升高到+4价。
(2)发生还原反应的物质是氧化铜(失去氧生成了铜);该物质在反应前后,元素的化合价变化是铜元素的化合价降低,由+2价降低为0价。
(3)化合价的变化与氧化反应、还原反应之间有怎样的关系?
答案
2.请分析下列各反应中元素的化合价有无变化?若有变化,是如何变化的?
(1)2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O
答案 该反应中元素的化合价无变化。
(2)3CO+Fe2O33CO2+2Fe
答案 有变化。碳元素由+2价升高到+4价,(CO得到氧)发生氧化反应;铁元素由+3价降低到0价,(Fe2O3失去氧)发生还原反应。
(3)Fe+CuCl2===FeCl2+Cu
答案 有变化。铁元素由0价升高到+2价,发生氧化反应(无氧参加);铜元素由+2价降低到0价,发生还原反应(无氧参加)。
归纳总结
1.有关概念
(1)氧化反应是物质所含元素化合价升高的反应,还原反应是物质所含元素化合价降低的反应。
(2)氧化还原反应是凡有元素化合价升降的化学反应,非氧化还原反应是凡没有元素化合价升降的化学反应。
2.表现特征
氧化还原反应的特征是元素的化合价发生变化,而得氧失氧只不过是其中的特例。
1.下列关于氧化还原反应的说法中正确的是( )
A.氧化还原反应前后元素化合价有升降
B.氧化还原反应前后一定有氧的得失
C.实现Fe3+―→Fe2+的变化过程一定是氧化反应
D.元素化合价升高的反应是还原反应
答案 A
解析 本题主要考查氧化还原反应的概念,关键是要紧紧抓住反应中元素的化合价有无变化。化合价有变化一定是氧化还原反应,但不一定有氧得失。化合价升高发生的是氧化反应,Fe3+转化为Fe2+,铁元素的化合价降低,发生的是还原反应。
2.下列化学反应中,不属于氧化还原反应的是( )
A.Mg+2HCl===MgCl2+H2↑
B.2NO+O2===2NO2
C.CuO+H2Cu+H2O
D.CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl
答案 D
解析 A中镁元素的化合价由0价升高到+2价,氢元素的化合价由+1价降到0价;B中氮元素的化合价由+2价升高到+4价,氧元素的化合价由0价降到-2价;C中氢元素的化合价由0价升高到+1价,铜元素的化合价由+2价降到0价;D中则不存在元素化合价的变化,所以D不是氧化还原反应。
理解感悟 判断反应是否为氧化还原反应,要抓住两个关键:一是准确判断各反应物、生成物中各元素的化合价及其变化;二是牢记“凡是有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应”。
二 从电子转移的角度认识氧化还原反应
1.从电子得失角度分析
写出钠与氯气反应的化学方程式:2Na+Cl22NaCl;在反应前后钠元素和氯元素的化合价各发生了怎样的变化?并根据它们的原子结构,分析讨论其化合价发生变化的原因。
答案 由钠原子和氯原子的结构分析可知:钠原子易失去最外层1个电子,成为具有稳定结构的Na+,其化合价由0价升高为+1价。氯原子易得到1个电子,成为具有稳定结构的Cl-,其化合价由0价降低为-1价。即:在这个反应中,氯原子和钠原子之间发生了电子得失,分别形成阴离子和阳离子,使元素的化合价发生了变化。
2.从电子偏移角度分析
写出氢气与氯气反应的化学方程式:H2+Cl22HCl;并根据氢原子和氯原子的结构分析讨论它们在反应前后化合价发生变化的原因。
答案 由氢原子和氯原子的结构分析可知:氢原子和氯原子都具有获得1个电子形成稳定结构的倾向,均不易失去电子,二者只能形成共用电子对,且共用电子对偏向于吸引力稍强的氯原子,偏离于氢原子。因此,氢元素的化合价由0价升高到+1价,被氧化,氢气发生了氧化反应;氯元素的化合价由0价降低为-1价,被还原,氯气发生了还原反应。即该反应生成的HCl分子中的共用电子对发生了偏移,使元素的化合价发生了变化。
归纳总结
1.反应中化合价升降的原因
反应中化合价升降的原因是电子的得失(或偏移)。电子的得失(或偏移)的结果是形成稳定结构。
2.氧化还原反应的本质
有电子转移(得失或偏移)的反应都是氧化还原反应。失去(或偏离)电子的发生氧化反应,得到(或偏向)电子的发生还原反应。
3.下列反应中,一定发生电子转移的是( )
A.NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O
B.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
C.Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O
D.FeO+2HCl===H2O+FeCl2
答案 B
解析 因为发生电子转移的反应一定是氧化还原反应,所以此题实际是判断反应是否是氧化还原反应。其关键是分析反应前后元素的化合价是否发生变化,选项B中锰元素的化合价由+7价降低为+6价和+4价,氧元素的化合价由-2价升高为0价,发生了电子转移,其他选项中元素的化合价均无变化。
4.写出铁粉与氯化铜溶液反应的离子方程式:_______________________________________
________________________________________________________________________;试分析该反应的本质是__________________________________________________。
答案 Fe+Cu2+===Fe2++Cu 该反应中铁原子将电子转移给Cu2+,Fe发生了氧化反应,Cu2+发生了还原反应
三 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
根据初中学习过的四种基本反应类型和氧化还原反应的有关知识内容,填写下表:
序号
化学反应
四种反应类型
价态有无变化
是否是氧化还原反应
1
2NO+O2===2NO2
化合反应
有
是
2
CO2+CaO===CaCO3
化合反应
无
不是
3
NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O
分解反应
无
不是
4
2KClO32KCl+3O2↑
分解反应
有
是
5
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
置换反应
有
是
6
Zn+CuSO4===ZnSO4+Cu
置换反应
有
是
7
HCl+KOH===KCl+H2O
复分解反应
无
不是
8
BaCl2+Na2SO4===BaSO4↓+2NaCl
复分解反应
无
不是
归纳总结
氧化还原反应与四种基本反应类型之间的关系
(1)两个可能,即:化合反应和分解反应可能是氧化还原反应;两个一定,即:所有的置换反应一定是氧化还原反应,所有的复分解反应一定是非氧化还原反应。
(2)值得注意的是,四种基本反应类型不包括所有的反应,例如:4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O不属于四种基本反应类型中的任何一种反应类型,但却属于氧化还原反应。
5.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示,则下列化学反应属于阴影部分的是( )
A.Cl2+2KBr===Br2+2KCl
B.2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
C.4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
D.2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
答案 D
解析 本题给出四大基本反应类型与氧化还原反应的相互关系,考查学生识图分析的能力。解答本题的关键是理解化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应的特点,并清楚这四大基本反应类型与氧化还原反应的关系。A项是置换反应,所有的置换反应都是氧化还原反应;B项属于分解反应,没有化合价变化,属于非氧化还原反应;C项是有单质参加的化合反应,属于氧化还原反应;D项是氧化还原反应且不属于四种基本反应类型。
1.关于氧化还原反应的说法中正确的是( )
A.失去电子的物质是氧化剂
B.氧化反应的本质是得电子
C.原子得到电子后,元素的化合价一定升高
D.有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应
答案 D
解析 还原剂失去电子,化合价升高,发生氧化反应,氧化剂得到电子,化合价降低,发生还原反应,故A、B、C错误。3O22O3不是氧化还原反应。
2.下列反应属于非氧化还原反应的是( )
A.10Al+3V2O56V+5Al2O3
B.2Mg+CO22MgO+C
C.N2+3H22NH3
D.SiO2+CaOCaSiO3
答案 D
解析 凡是反应中有元素化合价升降的反应为氧化还原反应,A中元素Al、V, B中元素Mg、C,C中元素N、H,均发生变化,故为氧化还原反应;D是没有单质参加的化合反应,为非氧化还原反应。
3.下列反应中有一个反应与其他三个反应不同,则该反应是( )
A.SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O
B.SO3+H2O===H2SO4
C.3NO2+H2O===2HNO3+NO
D.NaOH+HCl===NaCl+H2O
答案 C
解析 C中的反应3NO2+H2O===2HNO3+NO中氮元素的化合价由反应前的+4价变为反应后的+5和+2价,属于氧化还原反应,而A、B、D三个反应中无元素化合价的改变,是非氧化还原反应。
4.下列反应中,划线的物质发生氧化反应的是( )
A.Cu+2FeCl3===2FeCl2+CuCl2
B.CO2+C2CO
C.Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe
D.CO2+NaOH===NaHCO3
答案 C
解析 A项中FeCl3中的Fe,B项中CO2中的C化合价都是降低的,所以FeCl3和CO2都发生还原反应;C项中的Al化合价升高,发生氧化反应;D项不是氧化还原反应。
5.有反应:Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe。
(1)________元素的化合价升高,则该元素的原子________电子,被________(填“氧化”或“还原”);而________元素的化合价降低,则该元素的原子________电子,被________(填“氧化”或“还原”)。
(2)该反应中Fe2O3发生了________反应,Al发生了________反应。
答案 (1)Al 失 氧化 Fe 得 还原
(2)还原 氧化
第2课时 氧化剂和还原剂
[学习目标定位] 1.能够正确表示氧化还原反应中电子转移的方向和数目。2.会判断氧化剂和还原剂,会比较物质氧化性或还原性的强弱。
一 氧化还原反应的表示方法
氧化还原反应中伴有电子转移(得失或偏移),试分析下述各氧化还原反应中电子转移情况如何?
(1)Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
(2)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
答案 (1)
(2)
归纳总结
氧化还原反应的表示方法
(1)双线桥法:表示的是反应前后同一元素由反应物转化为生成物时电子转移的结果。双线桥法分析氧化还原反应的步骤:
①标出反应前后有化合价变化的元素的化合价;
②在反应物到生成物之间画一个线桥,箭头出发和指向的是有化合价变化的同一种元素;
③分析化合价的变化,找出反应中得失电子的总数(有价态变化的元素的一个原子转移的电子数×发生价态变化的原子个数);
④将转移的电子数标在线桥上,并注明得失。如:
(2)单线桥法:表示的是反应前后不同元素原子的电子转移情况。单线桥法分析氧化还原反应的步骤:
①标出反应前后有化合价变化的元素的化合价;
②用线桥将反应物中失电子的元素和得电子的元素连接起来,箭尾指向失电子的元素,箭头指向得电子的元素。注意:线桥只在反应物中,不跨越“===”与生成物相连。
③在线桥上注明电子转移的数目。注意:只写数目,不标得失。如:
1.写出下列反应的化学方程式,并分别用双线桥法和单线桥法表示电子转移的方向和数目。
(1)用氢气还原氧化铜。
(2)加热氯酸钾分解制取氧气。
答案 (1)
二 氧化剂和还原剂
1.写出铝粉与盐酸溶液反应的化学方程式并用单线桥法标出电子转移的方向和数目________________________________________________________________________。
答案
2.上述反应过程中,发生还原反应的是________,判断的依据是________;发生氧化反应的是________,判断的依据是______________。
答案 HCl 因为氢元素的化合价降低,得到电子 Al
因为铝元素的化合价升高,失去电子
3.上述反应中,氧化剂是________,表现出________性,还原剂是________,表现出________性。
答案 HCl 氧化 Al 还原
归纳总结
氧化还原反应知识结构图示
上述关系也可总结成:
升(价升高)—失(失电子)—氧(被氧化)—还(还原剂,具还原性);
降(价降低)—得(得电子)—还(被还原)—氧(氧化剂,具氧化性)。
2.分析下列反应并按要求填空。
(1)2Fe+3Cl22FeCl3
氧化剂是__________,还原剂是____________;发生氧化反应的是__________,发生还原反应的是__________。
(2)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
氧化剂是____________,还原剂是____________;被氧化的元素是__________,被还原的元素是__________。
(3)2H2S+SO2===3S↓+2H2O
氧化剂是____________,还原剂是____________;发生氧化反应的是__________,被还原的元素是__________。
答案 (1)Cl2 Fe Fe Cl2 (2)KMnO4 KMnO4 KMnO4中的氧元素 KMnO4中的锰元素
(3)SO2 H2S H2S SO2中的硫元素
3.氧化还原反应中,水的作用可以是氧化剂、还原剂、既是氧化剂又是还原剂、既非氧化剂又非还原剂等。下列反应与Br2+SO2+2H2O===H2SO4+2HBr相比较,水的作用不相同的是( )
A.Na2O+H2O===2NaOH
B.4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
C.Cl2+H2O((HCl+HClO
D.2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑
答案 D
解析 反应Br2+SO2+2H2O===H2SO4+2HBr中,水既非氧化剂又非还原剂。A、B、C中水既非氧化剂又非还原剂;D中水作氧化剂。
1.下列氧化还原反应中,电子转移的方向和数目均正确的是( )
答案 B
2.下列物质中既有氧化性又有还原性的是( )
A.HClO B.Al2O3
C.N2O5 D.SiO2
答案 A
解析 若不考虑氧元素,从价态来考虑其他元素,根据“高价氧化低价还原,中间价态两边转”,就可确定,A项HClO中Cl是+1价,中间价,符合题意;B项中铝元素最高价,只有氧化性;C项N2O5中的N是+5价,只有氧化性;D项SiO2中的Si是+4价,最高价,只有氧化性。
3.氮化铝(AlN,Al和N的相对原子质量分别为27和14)广泛用于电子、陶瓷等工业领域。在一定条件下,AlN可通过反应Al2O3+N2+3C2AlN+3CO合成。下列叙述正确的是( )
A.上述反应中,N2是还原剂,Al2O3是氧化剂
B.上述反应中,每生成1 mol AlN需转移3 mol电子
C.AlN中氮元素的化合价为+3
D.AlN的摩尔质量为41 g
答案 B
解析 由反应的化学方程式:Al2O3+N2+3C2AlN+3CO可得到Al、O的化合价反应前后没有变化,N的化合价由“0”价变为“-3”价被还原,而C的化合价由“0”价变为“+2”价,因此氧化剂为N2,还原剂为C,每生成1 mol AlN转移电子物质的量为3 mol,AlN的摩尔质量为41 g·mol-1。
4.已知常温下,在溶液中可发生如下反应:Ce4++Fe2+===Fe3++Ce3+,Sn2++2Fe3+===2Fe2++Sn4+。由此推断Fe2+、Ce3+、Sn2+的还原性由强到弱的顺序是( )
A.Sn2+、Fe2+、Ce3+ B.Fe2+、Ce3+、Sn2+
C.Fe2+、Sn2+、Ce3+ D.Ce3+、Fe2+、Sn2+
答案 A
解析 根据同一氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性,由两个化学方程式可以得到还原性强弱顺序为Fe2+>Ce3+,Sn2+>Fe2+。
5.(1)铁钉在氯气中被锈蚀为棕黄色物质FeCl3,而在盐酸中生成浅绿色的FeCl2溶液。则在Cl2、Cl-、H+中,具有氧化性的是________,其中氧化性强的是________。
(2)盐酸在不同的反应中,可以分别表现出酸性、氧化性和还原性。现有如下四个反应,请写出盐酸在三个反应中,分别表现什么性质:
①Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑________;
②NaOH+HCl===NaCl+H2O________;
③2HClH2↑+Cl2↑________;
④KClO3+6HCl(浓)===3Cl2↑+KCl+3H2O______。
(3)题(2)④中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______,若有5 mol还原剂被氧化,则生成的Cl2为________ mol。
答案 (1)Cl2、H+ Cl2
(2)①酸性、氧化性 ②酸性 ③氧化性、还原性 ④还原性、酸性
(3)1∶5 3
解析 (1)Cl-中氯元素处于最低价态,只表现还原性,H+中氢元素处于最高价态,只表现氧化性,Cl2中氯元素处于中间价态,且Cl2是常见的强氧化剂,所以具有氧化性的是Cl2和H+,又由于铁在氯气中反应得FeCl3,Fe3+的价态为+3价,而铁与盐酸反应生成FeCl2,Fe2+的价态为+2价,则Cl2的氧化性大于H+的氧化性。
(2)①Zn与HCl反应,HCl表现为酸性,同时发生氧化还原反应,Cl→2↑,HCl又表现为氧化性。②NaOH与HCl反应生成盐和水,发生中和反应,HCl表现为酸性。③电解稀盐酸,发生氧化还原反应,+→2↑,l-→l2↑,HCl既表现为氧化性又表现为还原性。④6HCl中5l-→C2,Cl元素被氧化,HCl表现出还原性,又6H+→3H2O,故HCl中的H+表现出酸性。
(3)若有1 mol KClO3参加反应,则有6 mol HCl参与反应,KClO3中Cl元素化合价降低,故氧化剂为1 mol KClO3,6 mol HCl中有5 mol Cl化合价升高,1 mol Cl化合价不变,故还原剂为5 mol HCl,氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶5。若有5 mol HCl被氧化,则生成Cl2为3 mol。
第1课时 酸、碱、盐在水溶液中的电离
[学习目标定位] 能准确判断电解质和非电解质,会书写常见酸、碱、盐的电离方程式,会从电离的角度认识酸、碱、盐的概念。
一 电解质和非电解质
1.电解质的概念
(1)电解质:在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物。如:酸、碱、盐、金属氧化物、水。
(2)非电解质:在水溶液里和熔融状态下均不能导电的化合物。如:蔗糖、乙醇、非金属氧化物等。
思考:NaCl溶液能导电,NaCl溶液是电解质吗?纯H2SO4在熔融状态时不导电,H2SO4是非电解质吗?
答案 NaCl溶液是混合物,不是电解质。H2SO4在水溶液中能导电,H2SO4是电解质。
2.电解质溶液(或电解质受热熔化)能够导电是因为电解质能够电离为自由移动的离子——发生电离的结果。
金属能够导电是因为金属中存在着能够自由移动的电子,电子在外电场的作用下,定向移动形成电流,从而能够导电。
1.现有下列12种物质:①H2SO4 ②液氨 ③氨水 ④铝条 ⑤氯化钠 ⑥石墨 ⑦氢氧化钡 ⑧二氧化硫 ⑨水 ⑩Na2O ?盐酸 ?乙醇。根据有关概念回答下列问题:
(1)在一定状态下能够导电的是__________。
(2)属于电解质的是__________。
(3)属于非电解质的是____________。
答案 (1)①③④⑤⑥⑦⑨⑩? (2)①⑤⑦⑨⑩
(3)②⑧?
解析 能够导电的物质可以是单质(铝——金属、石墨——非金属:它们导电的原因是物质中含有自由移动的电子);也可以是化合物(酸、碱、盐、部分金属氧化物:它们导电是因为在水溶液或熔融状态下,电离产生能够自由移动的离子),但液氨、二氧化硫属于非电解质,虽然它们的水溶液能导电,但溶液中的离子不是它们本身电离产生的;也可以是混合物(氨水、盐酸)。分析电解质与非电解质必须从化合物的角度考虑,很多同学容易把氨水和盐酸认为是电解质,而没有注意它们属于混合物;或把能够导电的单质误认为是电解质,不能导电的单质误认为是非电解质等,这些都是对电解质、非电解质概念的错误理解。
注意 (1)物质导电与电解质的关系,能导电的物质不一定是电解质,电解质不一定在任何状态下都能导电。
(2)电解质是自身可电离出离子的化合物。
二 酸、碱、盐在水溶液中的电离
1.电解质在水溶液中能够导电,是因为它们在溶液中发生了电离,产生了能够自由移动的离子,其过程常用电离方程式来表示。电离方程式是表示电解质电离过程的式子。
2.试写出下列各组物质的电离方程式:
(1)HCl、H2SO4
HCl===H++Cl-;H2SO4===2H++SO。
(2)NaOH、Ba(OH)2
NaOH===Na++OH-;Ba(OH)2===Ba2++2OH-。
(3)BaCl2、Na2CO3、Al2(SO4)3
BaCl2===Ba2++2Cl-;Na2CO3===2Na++CO;
Al2(SO4)3===2Al3++3SO。
归纳总结
1.从电离的角度认识酸、碱、盐的本质
(1)酸是电离时生成的阳离子全部是H+的化合物。
(2)碱是电离时生成的阴离子全部是OH-的化合物。
(3)盐是电离时能生成金属阳离子(或NH)和酸根阴离子的化合物。
2.电离方程式书写注意事项
(1)符合客观事实,不能随意书写离子符号,离子所带电荷数必须等于该元素或原子团在该化合物中的化合价。
(2)质量守恒,即电离方程式左右两侧元素的种类、原子或原子团的个数相等。
(3)电荷守恒,即电离方程式左右两侧的正负电荷数相等,溶液呈电中性。
2.下列电离方程式中正确的是( )
A.Ca(OH)2===Ca2++2(OH-)
B.FeCl3===Fe2++3Cl-
C.H2SO4===H++SO
D.Al2(SO4)3===2Al3++3SO
答案 D
解析 A中氢氧根离子不应加括号;B中铁为三价铁离子;C中氢离子应写为2H+;D项正确。
理解感悟 电离方程式的书写要求
(1)电离方程式左边书写化学式,表示电解质还未电离时的状态;右边书写离子符号,表示电解质产生的离子。
(2)书写时要遵循质量守恒(即方程式两边原子种类和个数必须相等)和电荷守恒(即电离产生的阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数)。
(3)书写电离方程式必须以事实为依据,不能主观臆造。
3.(1)写出下列物质在水溶液中的电离方程式:
①KOH:_______________________________________________;
②KHSO4:____________________________________________;
③Fe2(SO4)3:__________________________________________;
④HNO3:_______________________________________________。
(2)对(1)中各物质按酸、碱、盐分类,其中,属于酸的是________(填序号,下同),属于碱的是________,属于盐的是________。
答案 (1)①KOH===K++OH-
②KHSO4===K++H++SO
③Fe2(SO4)3===2Fe3++3SO
④HNO3===H++NO
(2)④ ① ②③
解析 根据酸、碱、盐电离的实质进行判断,进行盐的判断时要注意,没有“全部”两字而是只要有金属阳离子(或NH)和酸根阴离子即是盐,所以KHSO4是盐不是酸。
1.下列各组物质,前者属于电解质,后者属于非电解质的是( )
A.NaCl晶体、BaSO4
B.铜、二氧化硫
C.液态的醋酸、酒精
D.熔融的KNO3、硫酸溶液
答案 C
解析 Cu是单质,硫酸溶液是混合物,二者既不是电解质,也不是非电解质;SO2、酒精是非电解质,NaCl晶体、BaSO4、液态的醋酸、熔融的KNO3均是电解质。
2.下列化合物中,只有在水溶液中才能导电的电解质是( )
A.NaCl B.CH3CH2OH(酒精)
C.H2SO4 D.CO2
答案 C
解析 NaCl是离子化合物,在水溶液中或熔融状态下均可以导电;CH3CH2OH是共价化合物,在水溶液中或熔融状态下均不能电离,不导电,是非电解质;H2SO4也是共价化合物,熔融状态下不能电离,不导电,但在水溶液里可以电离出H+和SO,可以导电,是电解质;CO2的水溶液能导电,是因为生成的H2CO3电离导电,而CO2是非电解质。
3.下列说法正确的是( )
A.难溶于水的化合物是非电解质
B.某化合物的水溶液可以导电,所以该化合物是电解质
C.硫酸是电解质,所以硫酸在熔化时或溶于水时都能导电
D.液态氯化氢不能导电,但氯化氢是电解质
答案 D
解析 难溶于水的盐如BaSO4溶于水的部分能完全电离,故属于电解质,A错误;溶于水能导电的化合物本身不一定电离,如SO2、NH3不属于电解质,B错误;硫酸溶于水导电、熔化时不导电,C错误;HCl液态不导电,但溶于水导电,属于电解质,D正确。
4.下列说法中正确的是( )
A.氯化钠水溶液在电流的作用下电离出Na+和Cl-
B.硫酸钡难溶于水,但硫酸钡属于强电解质
C.二氧化碳溶于水能部分电离,故二氧化碳属于弱电解质
D.硫酸钠在水中的电离方程式可表示为Na2SO4===2Na++S6++4O2-
答案 B
解析 氯化钠在溶于水时即能电离出Na+和Cl-,电解质的电离无需外加电流的作用,选项A说法错误;硫酸钡虽难溶于水,但硫酸钡溶于水的部分是完全电离的,因此硫酸钡属于强电解质,选项B说法正确;二氧化碳溶于水生成的碳酸能部分电离,碳酸是弱电解质,而二氧化碳是非电解质,选项C说法错误;硫酸钠在水中的电离方程式应为Na2SO4===2Na++SO,选项D说法错误。
5.下列关于酸、碱、盐的说法中,正确的是( )
A.化合物电离时,生成的阳离子有氢离子的是酸
B.化合物电离时,生成的阴离子有氢氧根离子的是碱
C.能与碱发生反应生成水的化合物是酸
D.NH4Cl的电离方程式是NH4Cl===NH+Cl-,所以NH4Cl是盐
答案 D
解析 电离时生成的阳离子全部是H+的化合物是酸,电离时生成阳离子有H+的不一定是酸,如NaHSO4属于盐,A错;电离时生成的阴离子全部为OH-的化合物是碱,电离出OH-的化合物不一定是碱,如Cu2(OH)2CO3属于盐,B错;能与碱反应生成水的化合物不一定是酸,如NaHSO4是盐,C错;NH4Cl属于盐,D正确。
6.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
答案 B
解析 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,A错误、B正确;电解质溶液中,一定含有H2O分子,有的还含有电解质分子,C错误;NaCl和KCl两溶液中离子浓度大小关系未指明,故无法比较其导电性强弱,D错误。
第2课时 离子反应及其发生的条件
[学习目标定位] 1.了解离子反应的含义及离子方程式的书写方法。理解离子反应的本质。2.掌握复分解型离子反应发生的条件。掌握一些常见离子能否共存的判断方法。
一 离子方程式
完成下列实验,并填表:
实验操作
实验现象
实验结论
无明显变化
K+、Cl-、Na+、SO相互之间不发生化学反应
产生白色沉淀
Ba2+与SO反应生成BaSO4,可表示为Ba2++SO===BaSO4↓
归纳总结
离子反应及离子方程式
(1)离子反应是有离子参加或生成的反应。
(2)离子方程式是用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。
(3)离子方程式的书写步骤及要求(以BaCl2和Na2SO4反应为例)
①“写”化学方程式,必须根据实验事实
BaCl2+Na2SO4===BaSO4↓+2NaCl。
②“改”反应物和生成物,将易溶、易电离的物质改写成离子形式,其他物质写化学式[如单质、沉淀、气体、难电离物质(如H2O、CH3COOH)、氧化物等]
2Cl-+Ba2++SO+2Na+===2Cl-+BaSO4↓+2Na+。
③“删”两边相同的离子,去除与离子反应无关的离子
Ba2++SO===BaSO4↓。
④“查”两边原子个数和电荷数是否相等、反应条件、沉淀符号、气体符号等。
(4)离子方程式的意义
①表示某一个具体的化学反应
CH3COOH+CaCO3===2CH3COO-+Ca2++H2O+CO2↑
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H2SO4、KOH和H2SO4等的反应。
1.写出下列反应的离子方程式:
(1)Ba(OH)2溶液和H2SO4溶液反应_____________________________________________;
(2)KOH溶液和CH3COOH溶液反应________________________________________________;
(3)Na2CO3溶液和HNO3溶液反应_______________________________________________;
(4)碳酸钙和HCl溶液反应______________________________________________;
(5)氧化镁和H2SO4溶液反应_______________________________________________。
答案 (1)Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O
(2)OH-+CH3COOH===CH3COO-+H2O
(3)CO+2H+===CO2↑+H2O
(4)CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O
(5)MgO+2H+===Mg2++H2O
解析 初学离子方程式的书写,要严格按照“写、改、删、查”四个步骤进行。在熟练之后,提倡直接写出离子方程式。在书写过程中,要特别注意:易溶、易电离的物质如:HCl、H2SO4、HNO3、KOH、Ba(OH)2、NaOH、钠盐、钾盐、硝酸盐等可溶性盐,要用离子符号表示,而CH3COOH、H2O、BaSO4、CaCO3、CO2、MgO等要用化学式表示。
2.下列反应的离子方程式书写正确的是( )
A.稀硫酸滴在铜片上:Cu+2H+===Cu2++H2↑
B.稀硫酸与Ba(OH)2溶液混合:SO+Ba2+===BaSO4↓
C.稀硝酸滴在大理石上:CaCO3+2H+===Ca2++H2CO3
D.氧化铁与稀盐酸混合:Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
答案 D
解析 某个离子方程式书写是否正确应遵循客观事实。A反应不能发生,因为Cu的金属活动性弱,不能置换出氢气;B忽视了H+、OH-均参加反应;C反应生成的H2CO3不稳定,应分解成CO2和H2O。
理解感悟 离子方程式的正误判断之五看
(1)看离子反应是否符合客观事实,不可主观臆造产物及反应,如2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑就不符合客观事实。
(2)看表示各物质的化学式是否正确,如多元弱酸酸式酸根离子在离子方程式中不能拆开写,而HSO在水溶液中通常应写成SO+H+。
(3)看是否漏掉离子反应,如Ba(OH)2溶液与CuSO4溶液反应,既要写Ba2+与SO的离子反应,又要写Cu2+与OH-的离子反应。
(4)看原子及电荷是否守恒,如FeCl2溶液与Cl2反应,不能写成Fe2++Cl2===Fe3++2Cl-,而应写成2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。
(5)看反应物或产物的配比是否正确,如稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应不能写成H++OH-+SO+Ba2+===BaSO4↓+H2O,应写成2H++2OH-+SO+Ba2+===BaSO4↓+2H2O。
二 离子反应发生的条件
1.复分解离子反应实质是两种电解质在溶液中相互交换离子的反应。
2.复分解离子反应发生的条件
(1)生成难溶的物质,如生成BaSO4、AgCl、CaCO3、Fe(OH)3、Cu(OH)2等沉淀。
(2)生成气体或易挥发性物质,如生成CO2、SO2、H2S等气体。
(3)生成难电离的物质,如生成H2O等。
3.下列各组离子能在溶液中大量共存的是( )
A.Na+、Mg2+、Cl-、OH-
B.H+、Ca2+、CO、NO
C.Cu2+、K+、SO、NO
D.Na+、HCO、OH-、Ca2+
答案 C
解析 溶液中的离子能否大量共存,关键是看离子间能否发生反应。Mg2+和OH-能反应生成Mg(OH)2沉淀,即Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓;H+和CO、Ca2+和CO都发生反应,即2H++CO===H2O+CO2↑,Ca2++CO===CaCO3↓;HCO和OH-生成CO、Ca2+和生成的CO又生成CaCO3沉淀,即HCO+OH-===H2O+CO,Ca2++CO===CaCO3↓;唯有选项C中的离子间不会发生反应。
4.溶液中可能有下列阴离子中的一种或几种:SO、CO、Cl-。
(1)当溶液中有大量H+存在时,则不可能有______存在。
(2)当溶液中有大量Ba2+存在时,溶液中不可能有__________存在。
(3)当溶液中有________和________阳离子存在时,上述所有阴离子都不可能存在。
答案 (1)CO (2)SO、CO (3)Ba2+ Ag+
解析 当溶液中有大量H+存在时,H+与CO会生成气体CO2;Ba2+可以分别和SO、CO生成沉淀物;如果溶液中既含有Ba2+又含有Ag+时,则上述所有阴离子都不可能存在。
1.下列有关反应中不属于离子反应的是( )
A.Na2CO3溶液与澄清石灰水的反应
B.氢氧化铜与稀硫酸的反应
C.锌与氯化铜溶液的反应
D.二氧化碳与生石灰作用生成碳酸钙的反应
答案 D
解析 离子反应指的是有离子参加或生成的反应。酸、碱、盐在溶液中相互之间的反应都有离子参加,活泼金属可以把较不活泼的金属从它们的盐溶液中置换出来(K、Ca、Na除外),在这些反应中也都有离子参加,因此这些反应都属于离子反应。二氧化碳与生石灰的反应没有离子参加,不属于离子反应。
2.能正确表示下列化学反应的离子方程式的是( )
A.澄清的石灰水与盐酸的反应
OH-+H+===H2O
B.氧化镁与稀硝酸反应
O2-+2H+===H2O
C.硫酸镁溶液与氢氧化钡溶液混合
Ba2++SO===BaSO4↓
D.碳酸钙溶于稀盐酸中
CO+2H+===H2O+CO2↑
答案 A
解析 单质、氧化物、难溶于水的物质、难电离的物质不能写成离子形式,B、D均错误;C项还生成氢氧化镁沉淀。
3.下列离子方程式中,只能表示一个化学反应的是( )
①CO+2H+===CO2↑+H2O
②Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O
③Ag++Cl-===AgCl↓
④Fe+Cu2+===Fe2++Cu
⑤Cl2+H2O===H++Cl-+HClO
A.①③ B.②④
C.②⑤ D.只有⑤
答案 D
解析 ①表示可溶性碳酸正盐与强酸的反应,表示一类反应;②表示Ba(OH)2与H2SO4、Ba(OH)2与足量NaHSO4(KHSO4等)反应;③表示可溶性银盐(如AgNO3)与盐酸或可溶性盐酸盐间的反应;④表示Fe与可溶性铜盐溶液间的一类反应;⑤只表示Cl2和H2O的反应。
4.在无色透明的酸性溶液中,下列离子能大量共存的是( )
A.K+、Cu2+、NO、SO
B.CO、Na+、Cl-、SO
C.Al3+、Cl-、NO、Mg2+
D.H+、Ba2+、NO、SO
答案 C
解析 先看本身能否共存,D项中因Ba2+和SO生成沉淀而不能大量共存,排除;再看是否有颜色,A项中因Cu2+显蓝色而被排除;三看能否与H+共存(酸性条件),B项中因CO可与H+反应而被排除。
5.在给定的四种溶液中加入以下各种离子,能在原溶液中较大量共存的是( )
A.pH<7的溶液:Cu2+、Na+、Mg2+、NO
B.滴加酚酞溶液显红色的溶液:Fe3+、NH、Cl-、NO
C.所含溶质为NaOH的溶液:K+、SO、NO、H+
D.在碱性溶液:K+、HCO、Br-、Ba2+
答案 A
解析 A项中pH<7,即酸性溶液,几种离子能共存;B项中滴加酚酞溶液显红色,即在碱性条件下,Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓,NH+OH-===NH3·H2O,故不能大量共存;C项为碱性溶液,H+不可大量共存;D项中OH-+HCO===H2O+CO,故不能大量共存。
6.有一固体混合物,可能由Na2CO3、Na2SO4、CuSO4、CaCl2、NaCl等混合而成,为检验它们,做了以下实验:
①将固体混合物溶于水中,搅拌后得无色透明溶液;
②向此溶液中滴加硝酸钡溶液,有白色沉淀产生;
③过滤,将沉淀物置于稀硝酸中,发现沉淀全部溶解。
根据上述实验事实,回答下列问题:
(1)原固体混合物中一定含有的物质是________,一定不含有的物质是____________________,可能含有的物质是________(以上空格均填写化学式)。对可能含有的物质,可采用向滤液中滴加____________________溶液的方法来检验。
(2)写出步骤③中的离子方程式:____________________________________________。
答案 (1)Na2CO3 Na2SO4、CuSO4、CaCl2 NaCl 硝酸酸化的硝酸银
(2)BaCO3+2H+===Ba2++CO2↑+H2O
解析 根据①“无色透明”知原固体无CuSO4,根据②和③知该白色沉淀是碳酸钡,故原固体一定有碳酸钠,且固体溶解的离子方程式是BaCO3+2H+===Ba2++CO2↑+H2O。则一定无硫酸钠和氯化钙。无法判断NaCl是否含有,若进一步确认,可向溶液中滴加硝酸酸化的硝酸银,若产生白色沉淀,则原溶液中有氯化钠。