第二章 化学物质及其变化
知识网络构建
一、物质的分类
二、离子反应
三、氧化还原反应
课时1 简单分类法及其应用
1.了解物质分类的方法和依据。(重点)
2.认识分类方法的应用。(难点)
3.感受分类方法对化学学科研究和化学学习的重要作用。
常 见 的 分 类 方 法
[基础·初探]
教材整理1 交叉分类法
1.含义:根据不同的分类标准,对同一事物进行多种分类的方法,即对同一物质以不同的标准进行分类。
2.举例
教材整理2 树状分类法
1.含义:对同类事物按照某种属性进行再分类的分类法。
2.举例
[探究·升华]
[思考探究]
探究1 交叉分类法
(1)用交叉分类法对碱进行分类。(请连线)
【提示】
(2)交叉分类法中所涉及的类别之间是什么关系?试举例说明。
【提示】 交叉关系,如对Na2SO4进行的交叉分类:
探究2 树状分类法
(1)请用树状分类法对初中所学过的化合物类型进行分类。
【提示】
(2)树状分类法中所涉及的类别之间是什么关系?举例说明。
【提示】 有并列和从属关系两种,如物质的分类中:
(1)并列关系:
金属单质
非金属单质
(2)从属关系:
[认知升华]
升华1 交叉分类法与树状分类法的区别
交叉分类法是对同一物质以不同的分类标准或角度进行分类;树状分类法是对同类物质按不同的属性进行逐级分类,各级之间为从属关系,同级之间为并列关系。
升华2 物质的树状分类
[题组·冲关]
1.符合如图中阴影部分的物质是( )
A.NaHCO3
B.Cu2(OH)2CO3
C.NaCl
D.Na2CO3
【答案】 D
2.按照物质的树状分类法和交叉分类法,HNO3应属于( )
①酸 ②氢化物 ③氧化物 ④含氧酸
⑤难挥发性酸 ⑥一元酸 ⑦化合物 ⑧混合物
A.①②③④⑤⑥⑦ B.①④⑥⑦
C.①⑧ D.①④⑤⑥
【解析】 HNO3应属于酸、含氧酸、强酸、挥发性酸、一元酸、一种化合物等。
【答案】 B
3.同一种物质按照不同的分类标准可以分为很多类别,按照物质的成分对下列10种物质进行分类:
①水 ②空气 ③铁 ④二氧化碳 ⑤硫酸 ⑥熟石灰[Ca(OH)2] ⑦胆矾(CuSO4·5H2O) ⑧食盐水 ⑨碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3] ⑩硫酸氢钠(NaHSO4)
(1)属于混合物的是_____________________________________________;
(2)属于氧化物的是_____________________________________________;
(3)属于碱的是_________________________________________________;
(4)属于酸的是_________________________________________________;
(5)属于盐的是_________________________________________________;
(6)属于铜盐的是_______________________________________________;
(7)属于钠盐的是_______________________________________________;
【解析】 物质可分为纯净物、混合物。如胆矾(CuSO4·5H2O),碱式盐如Cu2(OH)2CO3,酸式盐如NaHSO4都有固定的组成,均为纯净物。食盐水由NaCl和水两种物质组成,属于混合物。酸、碱、盐等都有明确的概念,可以根据物质的分类进行判断,但是对同一种物质从不同角度又有不同的分类法,这就是交叉分类法;(1)~(5)问中的物质都是采用树状分类法;(6)(7)问对于铜盐、钠盐又有交叉分类法的应用。
【答案】 (1)②⑧ (2)①④ (3)⑥ (4)⑤ (5)⑦⑨⑩ (6)⑦⑨ (7)⑩
【题后反思】 物质分类中的一些认识
(1)概念间的关系——“并列”“包含”与“交叉”
①并列关系:纯净物与混合物,单质与化合物,酸与碱、盐;
②包含关系:纯净物>化合物>氧化物;
③交叉关系:酸性氧化物与非金属氧化物。
(2)酸、碱、盐的理解
①溶于水能电离出H+的化合物不一定是酸,如NaHSO4;溶于水能电离出OH-的化合物不一定是碱;如Mg(OH)Cl;盐的构成中不一定仅有金属阳离子和酸根阴离子,如NH4Cl,非金属元素可形成阳离子NH;酸根离子中不一定只有非金属元素,如MnO。
②酸分子中有几个H原子,不一定就是几元酸,如CH3COOH是一元酸。
(3)单质、纯净物和混合物
由同种元素组成的物质不一定是单质,也可能属于混合物,如O2和O3的混合气体是混合物;只有由同一种元素组成的纯净物才属于单质。
单质、氧化物、酸、碱、盐之间的相互转化
[基础·初探]
教材整理1 常见物质的转化
分类法可以帮助我们更好地认识物质的性质,找出各物质之间的关系。例如:
请写出序号所示反应的化学方程式。
①______________________________________________________________
②______________________________________________________________
③______________________________________________________________
④______________________________________________________________
⑤______________________________________________________________
⑥______________________________________________________________
【答案】 ①2Ca+O2===2CaO
②CaO+H2O===Ca(OH)2
③Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O
④C+O2CO2
⑤CO2+H2O===H2CO3
⑥Ca(OH)2+H2CO3===CaCO3↓+2H2O
教材整理2 四种基本反应类型
1.反应类型
(1)化合反应:A+B+…→C
(2)分解反应:A―→B+C+…
(3)置换反应:A+BC―→AC+B
(4)复分解反应:AB+CD―→AD+CB
2.示例
分别写出一个相应反应类型的示例化学方程式:
(1)化合反应:C+O2CO2;
(2)分解反应:CaCO3CaO+CO2↑;
(3)置换反应:Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑;
(4)复分解反应:NaOH+HCl===NaCl+H2O。
[探究·升华]
[思考探究]
常见物质间的相互转化
(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序号转化的化学方程式。
SSO2―→SO3H2SO4CaSO4
【提示】 化学方程式分别为
①S+O2SO2
②SO3+H2O===H2SO4
③Ca(OH)2+H2SO4===CaSO4↓+2H2O。
(2)参照Ca的转化关系,完成下列序号转化的化学方程式。
CuCuOCuSO4Cu(OH)2CuCl2
【提示】 ①2Cu+O22CuO
②CuO+H2SO4===CuSO4+H2O
③CuSO4+2NaOH===Cu(OH)2↓+Na2SO4
④Cu(OH)2+2HCl===CuCl2+2H2O
(3)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:_______________________________________________
②碱的化学通性:_______________________________________________
③盐的化学通性:_______________________________________________
④氧化物的化学通性:___________________________________________
【提示】 ①酸
②碱
③盐
④氧化物
[认知升华]
单质、酸、碱、盐、氧化物之间的转化关系
【特别提醒】(1)金属与盐溶液发生置换反应的条件一般是金属活动性顺序表中位置在前面的金属可以置换出位置在后面的金属。
(2)非金属氧化物不一定都能与水或碱发生反应,如CO;金属氧化物不一定都能与水发生反应生成相应的碱,如CuO、Fe2O3不与水反应。
(3)酸、碱、盐之间的反应要注意反应条件,如碱与盐、盐与盐反应的条件为反应物均可溶,产物之一为沉淀。
[题组·冲关]
1.下列物质可以与其他物质直接反应生成盐的是( )
①金属 ②碱性氧化物 ③碱 ④酸性氧化物 ⑤酸
A.只有①②③ B.只有①④
C.只有②⑤ D.全部
【解析】 金属、碱性氧化物、碱与酸会生成盐;酸性氧化物与碱反应会生成盐。
【答案】 D
2.下列物质间的转化能一步实现的是( )
A.Na2CO3―→NaOH
B.CaCO3―→Ca(OH)2
C.NaNO3―→NaCl
D.FeSO4―→CuSO4
【解析】 Na2CO3与Ba(OH)2、Ca(OH)2等反应可一步生成NaOH。
【答案】 A
3.对于化学反应:A+B===C+D,下列说法正确的是( )
A.若A、B为酸和碱,则C、D中不一定有水
B.若A、B为两种化合物,则C、D也一定为化合物
C.若生成物C和D分别为两种沉淀,则A、B可能为盐和碱
D.若生成物C、D中有一种为单质,则该反应一定是置换反应
【解析】 A项,酸与碱反应生成盐与H2O;B项,CO与CuO反应生成Cu与CO2;D项,CO与CuO反应生成单质Cu和CO2,但不是置换反应。
【答案】 C
4.给下图中①~⑤选择适当的物质,使有连线的两物质能发生反应。供选择的试剂有稀硫酸、二氧化碳、铜片、食盐、生石灰、一氧化碳、纯碱、铁片和木炭粉。
(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④:_____________________________________________________;
②和⑤:_____________________________________________________;
③和④:____________________________________________________。
【解析】 据单质①能和酸②发生化学反应,由题意可推知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↑
CaO+H2SO4===CaSO4+H2O
H2SO4+Na2CO3===Na2SO4+H2O+CO2↑
CO2+CaO===CaCO3
课时2 分散系及其分类
1.了解分散系的概念及分散系的种类。
2.知道胶体是一种常见的分散系。
3.了解胶体的介稳性和丁达尔效应。(重点)
分 散 系 及 其 分 类
[基础·初探]
教材整理1 概念
把一种(或多种)物质分散在另一种(或多种)物质中所得到的体系,叫做分散系。
教材整理2 组成
教材整理3 分类
1.分散质和分散剂各有固、液、气三种状态,以其状态为分类标准共分为9种分散系:
2.按照分散质粒子大小分类:
[探究·升华]
[思考探究]
FeCl3溶液、Fe(OH)3悬浊液、Fe(OH)3胶体的差别
(1)三种分散质粒子直径大小范围分别为多少?
【提示】 <1 nm,>100 nm,1 nm~100 nm。
(2)分散质粒子的结构组成分别是什么?
【提示】 Fe3+和Cl-,Fe(OH)3形成沉淀颗粒,Fe(OH)3形成集合体小颗粒。
(3)三种分散系的特征分别是什么?
【提示】 均一、透明,不均一、不透明,均一、透明。
(4)三种分散系中分散质能否透过滤纸?
【提示】 能,否,能。
[认知升华]
溶液、胶体、浊液三类分散系的比较
分散系
溶液
胶体
浊液
悬浊液
乳浊液
分散质粒子
直径大小
<1 nm
1~100 nm
>100 nm
>100 nm
分散质粒
子结构
分子、离子
少量分子的集合体或大分子
大量分子聚集成的固体小颗粒
大量分子聚集成的液体小液滴
特点
均一、透明
多数均一、透明,较稳定
不均一、不透明,久置沉淀
不均一、不透明,久置分层
稳定性
稳定
介稳性
不稳定
不稳定
能否透过
滤纸
能
能
不能
不能
能否透过
半透膜
能
不能
不能
不能
实例
食盐水、蔗糖溶液
Fe(OH)3胶体、淀粉溶液
泥水、石灰乳
牛奶
[题组·冲关]
1.下列家庭小实验不能制得溶液的是( )
【解析】 A项得到NaCl的水溶液;B项泥水为悬浊液;C项为植物油的汽油溶液(二者互溶);D项为蔗糖溶液。
【答案】 B
2.以水为分散剂的分散系,按稳定性由强到弱的顺序排列的是( )
A.溶液、胶体、浊液 B.浊液、胶体、溶液
C.胶体、浊液、溶液 D.浊液、溶液、胶体
【解析】 浊液最不稳定,溶液最稳定。
【答案】 A
3.Fe(OH)3胶体区别于FeCl3溶液最本质的特征是( )
A.Fe(OH)3胶体粒子的大小在1~100 nm之间
B.Fe(OH)3胶体与FeCl3溶液颜色不同
C.Fe(OH)3胶体是均一、稳定的分散系
D.Fe(OH)3胶体的分散质能透过滤纸
【解析】 Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液是两种不同的分散系,是根据分散质粒子直径的大小来分类的。分散质粒子直径小于1 nm的分散系为溶液,在1~100 nm之间的分散系为胶体,因此分散质粒子直径大小才是胶体与溶液最本质的区别。
【答案】 A
胶体的制备、性质
[基础·初探]
教材整理1 Fe(OH)3胶体的制备
1.实验操作
向沸水中逐滴加入5~6滴FeCl3饱和溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热,得到的分散系即为Fe(OH)3胶体。
2.检验
用激光照射Fe(OH)3胶体,在与光束垂直的方向观察,可看到一条光亮的“通路”,这种现象是由于胶体粒子对光线散射形成的。这种现象叫做丁达尔效应。
教材整理2 胶体的性质
介稳性:胶体的稳定性介于溶液和浊液之间,在一定条件下能稳定存在,属于介稳体系。
丁达尔效应:当平行光束通过胶体时,可以看到一条光亮的“通路”,这是由于胶体粒子对光线散射形成的丁达尔效应,可用来区分胶体和溶液。
[探究·升华]
[思考探究]
取少量Fe2O3粉末(红棕色)加入适量盐酸,用此溶液进行以下实验:
步骤Ⅰ:取少量溶液置于试管中,滴入NaOH溶液。
步骤Ⅱ:在小烧杯中加入20 mL蒸馏水,加热至沸腾后,向沸水中滴入几滴FeCl3溶液,继续煮沸,即可制得Fe(OH)3胶体。
步骤Ⅲ:取另一小烧杯也加入20 mL蒸馏水,向烧杯中加入1 mL FeCl3溶液,振荡均匀后,将此烧杯(编号甲)与盛有Fe(OH)3胶体的烧杯(编号乙)一起放置于暗处,分别用激光笔照射烧杯中的液体。
步骤Ⅳ:取乙烧杯中少量Fe(OH)3胶体置于试管中,向试管中逐滴滴加一定量稀盐酸,边滴边振荡。
问题思考:
(1)在步骤 Ⅰ 中能观察到怎样的实验现象?请写出发生反应的化学方程式。
【提示】 溶液中产生红褐色沉淀,发生的反应是FeCl3+3NaOH===Fe(OH)3↓+3NaCl。
(2)在步骤 Ⅱ 中继续煮沸至什么程度?能否一直加热?
【提示】 继续煮沸到溶液呈红褐色停止加热;不能一直加热,否则会得到氢氧化铁沉淀。
(3)在步骤 Ⅲ 中哪个烧杯会产生丁达尔效应?根据此现象可以区分哪两种分散系?
【提示】 乙烧杯中产生丁达尔效应;根据丁达尔效应可以区分胶体和溶液。
(4)氢氧化铁胶体和氢氧化铁沉淀两种分散系的本质区别是什么?它们之间的转化属于物理变化还是化学变化?
【提示】 两种分散系的本质区别是分散质粒子直径的大小,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。
(5)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】 Fe(OH)3胶体粒子带正电荷,加入盐酸后盐酸中和了胶体粒子上的电荷使胶体聚沉形成Fe(OH)3沉淀,继续滴加盐酸,发生酸碱中和反应,Fe(OH)3沉淀又溶解。
[认知升华]
胶体的性质与提纯
内容
主要应用举例
性
质
丁达尔效应
胶体粒子对可见光的散射而产生的,是一种物理现象
鉴别胶体与溶液
介稳性
胶体的稳定性介于溶液和浊液之间,在一定条件下相对稳定
生产涂料、颜料、墨水、洗涤剂等
电泳
胶体粒子在外加电场作用下做定向移动
静电除尘、电泳电镀等
聚沉
胶体粒子聚集成较大的颗粒形成沉淀
明矾净水、制豆腐、制肥皂等
提纯
渗析
由于胶体粒子较大不能通过半透膜,而离子、小分子较小可通过半透膜,用此法将胶体提纯
用于胶体的提纯、血液透析
说明:胶体性质区别其他分散系的本质特征是分散质粒子直径为1~100 nm。
[题组·冲关]
1.下列说法中正确的是( )
A.胶体区别于其他分散系的本质特征是具有丁达尔效应
B.利用半透膜可除去淀粉溶液中的少量NaCl
C.溶液是电中性的,胶体是带电的
D.纳米材料粒子直径一般在10-9~10-7 m之间,因此纳米材料属于胶体
【解析】 胶体与其他分散系的本质区别是分散质粒子的直径大小,丁达尔效应是胶体的一种性质,A项错误;半透膜能允许直径在1 nm以下的小分子或离子透过,1 nm以上的胶体粒子不透过,因此可以用半透膜除去淀粉溶液中的NaCl,B项正确;胶体中的胶粒带正电荷,但整个胶体不带电,呈电中性,C项错误;胶体是分散系,属于混合物,直径在1~100 nm之间的纳米材料不一定是分散系,若是纯净物,则不属于胶体,D项错误。
【答案】 B
2.下列关于胶体的叙述中不正确的是( )
A.用肉眼就可以把胶体和溶液、浊液区别开来
B.向Fe(OH)3胶体中加入少量H2SO4溶液,会生成红褐色沉淀
C.可利用丁达尔效应区分胶体与溶液
D.胶体微粒具有较大的表面积,能吸附阳离子或阴离子,故在电场作用下会产生电泳现象
【解析】 肉眼不能区分胶体和溶液,A错误;H2SO4是电解质,向Fe(OH)3胶体中加少量H2SO4溶液,胶体发生了聚沉,生成红褐色沉淀,B正确;胶体会产生明显的丁达尔效应,据此可区分胶体与溶液,C正确;胶粒能吸附阳离子或阴离子而带有电荷,能在电场作用下产生电泳现象,D正确。
【答案】 A
3.下列事实与胶体性质无关的是( )
A.在豆浆里加入盐卤做豆腐
B.在河流入海处易形成沙洲
C.一束平行光线照射蛋白质溶液时,从侧面可以看到一束光亮的通路
D.三氯化铁溶液中滴入氢氧化钠溶液时,出现红褐色沉淀
【解析】 豆浆里的蛋白质是胶体,遇电解质(盐卤)发生聚沉;河流中土壤胶粒遇海水中的电解质发生聚沉;蛋白质胶体能发生丁达尔效应;氯化铁溶液与氢氧化钠溶液的反应为FeCl3+3NaOH===Fe(OH)3↓+3NaCl。
【答案】 D
4.丁达尔效应是区分胶体与溶液的一种最常用的方法。
(1)下图是在实验室中进行Fe(OH)3胶体丁达尔效应实验的示意图,该图中有一处明显错误是_________________________________________________,
原因是________________________________________________________
________________________________________________________________
(试从分散系分类的角度进行解释说明)。
(2)欲在树林中观察到丁达尔效应,你认为一天中最有可能观察到该现象的时间是________,理由是______________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)去树林观察丁达尔效应有诸多不便,聪明的你想出了许多在家里看到丁达尔效应的方法,请设计一个你认为最简单、最环保的方法:____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
【解析】 题图光线通过了两种分散系(空气和氢氧化铁胶体)而通过空气时看不到通路。树林中观察到的雾的丁达尔效应效果与雾的浓度有关,在家中也可人造雾景,如打开空气加湿器,打开盛热水的暖瓶盖等。
【答案】 (1)空气中也出现了光柱 进入烧杯前,光束穿过的空气不是胶体,不会产生丁达尔效应
(2)清晨 清晨树林中存在水雾,雾是胶体,光束穿过这些水雾产生丁达尔效应
(3)打开装有热水的暖瓶盖,用一束光照射升腾的水汽即可(合理即可)
课时1 酸、碱、盐在水溶液中的电离
1.了解电解质的概念。(重点)
2.了解酸、碱、盐在水溶液中的电离及导电条件。
3.会书写电解质的电离方程式。
电 解 质 和 非 电 解 质
[基础·初探]
教材整理1 概念
教材整理2 常见物质类别
1.
2.
[探究·升华]
[思考探究]
电解质与非电解质判断
(1)①NaCl晶体、液态HCl均不导电,则NaCl与HCl都不是电解质吗?②电解质导电的条件是什么?
【提示】 ①NaCl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。
(2)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,氨气溶于水能导电也不是自身电离的结果,氨气也是非电解质。
[认知升华]
电解质判断的三个角度
(1)从物质类别判断
(2)从物质性质看:电解质在一定条件下可以导电,条件是溶于水或熔融状态下,二者具备其一即可。
(3)从是否自身电离看:电解质溶于水或熔融状态时,电解质自身发生电离,有些非电解质如NH3、CO2等,溶于水也能导电,但都不是自身电离产生的离子。
[题组·冲关]
1.下列物质的水溶液能导电,但不属于电解质的是( )
A.NH3 B.Cl2
C.NH4NO3 D.HNO3
【解析】 A项,NH3的水溶液能导电,是因为氨气和水反应生成一水合氨,一水合氨电离生成离子而导电,即发生电离的不是NH3本身,故NH3不属于电解质,A正确;B项,因电解质是化合物,而Cl2是单质,B错误;C项,因NH4NO3在水溶液或熔融状态下都能导电,但NH4NO3属于电解质,C错误;D项,HNO3的水溶液导电,但HNO3属于电解质,D错误。
【答案】 A
2.下列说法正确的是( )
A.液态HCl、固体NaCl均不导电,所以HCl、NaCl均不是电解质
B.NH3、CO2的水溶液均能导电,所以NH3、CO2均是电解质
C.蔗糖、酒精在水溶液里和熔融状态时均不导电,所以它们不是电解质
D.铜、石墨均导电,所以它们是电解质
【解析】 NH3、CO2的水溶液能导电,并不是它们自身电离的结果,而是它们与水反应的产物NH3·H2O、H2CO3电离的结果。某物质是否为电解质的前提是此物质必须是化合物,故铜、石墨均不是电解质。
【答案】 C
【题后反思】
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。
(3)导电的物质不一定是电解质。
①金属也能够导电,但它们都是单质,不属于电解质;
②电解质溶液能导电但不是电解质。
(4)不导电的物质不一定不是电解质。
固态时不导电,但其溶于水的部分完全电离,因而它们属于电解质。
电 解 质 的 电 离
[基础·初探]
1.概念:电解质在水溶液中或熔融状态下离解成自由移动离子的过程叫做电离。
2.表示方法——电离方程式
(1)酸的电离(如H2SO4):H2SO4===2H++SO。
(2)碱的电离(如NaOH):NaOH===Na++OH-。
(3)盐的电离(如CuSO4):CuSO4===Cu2++SO。
3.从电离角度认识酸、碱、盐
4.电解质溶液导电的原因
电解质阴、阳离子定向移动―→导电
[探究·升华]
[思考探究]
探究1 电离方程式的书写
判断下列物质在水溶液中的电离方程式是否正确?不正确的加以改正。
(1)HNO3===H+1+NO
(2)Ba(OH)2===Ba2++(OH-)2
(3)Na2SO4===Na+SO
(4)Al2(SO4)3===Al3++SO
(5)NaHSO4===Na++HSO
(6)NaHCO3===Na++H++CO
【提示】 (1)不正确;改正:HNO3===H++NO
(2)不正确;改正:Ba(OH)2===Ba2++2OH-
(3)不正确;改正:Na2SO4===2Na++SO
(4)不正确;改正:Al2(SO4)3===2Al3++3SO
(5)不正确;改正:NaHSO4===Na++H++SO
(6)不正确;改正:NaHCO3===Na++HCO
探究2 电解质的电离与导电的关系
(1)NaCl溶液导电的原因是什么?
【提示】 NaCl在水中电离出自由移动的Cl-和Na+,在电场作用下定向移动形成电流。
(2)比较下列物质的导电性强弱(填“>”“=”或“<”)
①0.1 mol/L的NaCl溶液________0.1 mol/L KCl溶液。
②0.1 mol/L的MgCl2溶液________0.1 mol/L NaCl溶液。
【提示】 ①= ②>
[认知升华]
升华1 电离方程式的书写
(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。离子的个数用“2”“3”等标在离子符号之前。
如:铁离子应写成Fe3+,而不能写Fe2+;2个OH-写成2OH-而不能写成(OH);在溶液中HCO不能拆成H+和CO,而HSO必须拆成H+和SO。
(2)质量守恒:“===”两边原子种类、数目、质量不变。
(3)电荷守恒:正电荷总数=负电荷总数。
升华2 电解质的电离与导电的关系
(1)电解质溶液导电的实质
电解质在水溶液中发生了电离,产生了能够自由移动的离子,离子带正负电荷,在外加电场作用下发生定向移动,从而导电。
(2)电解质溶液导电能力的影响因素
电解质溶液的导电能力与溶液中离子浓度及离子所带电荷多少有关,离子浓度越大,离子所带电荷越多,导电能力越强。
[题组·冲关]
题组1 电离方程式的书写判断
1.下列电离方程式中正确的是( )
A.HNO3===H++N5++3O2-
B.Ca(OH)2===Ca2++(OH-)2
C.AlCl3===Al+3+3Cl-
D.Al2(SO4)3===2Al3++3SO
【解析】 A项错误,原子团在写电离方程式时不能拆开;B项错误,其中数字2表示有2个OH-,应标在OH-的前面;C项错误,Al+3中的“+”号应放在3的后面。
【答案】 D
2.写出下列物质在水中的电离方程式。
(1)H2SO4 _____________________________________________________;
(2)FeCl3 ______________________________________________________;
(3)BaSO4 _____________________________________________________;
(4)Ba(OH)2 ___________________________________________________。
【答案】 (1)H2SO4===2H++SO
(2)FeCl3===Fe3++3Cl-
(3)BaSO4===Ba2++SO
(4)Ba(OH)2===Ba2++2OH-
题组2 溶液导电性的判断
3.下列溶液的导电性最强的是( )
A.0.1 mol/L CaCl2溶液 B.0.1 mol/L NaCl溶液
C.0.1 mol/L盐酸 D.0.1 mol/L的蔗糖溶液
【解析】 离子浓度越大,带的电荷越多,溶液导电性越强。
【答案】 A
4.在如图所示的串联装置中,发现灯泡不亮,但若向其中一个烧杯中加水,则灯泡会亮起来:
则:(1)加水的烧杯为________。
(2)向烧杯C中加适量A中的溶液后,溶液的导电性会________(填“增强”“减弱”或“不变”)。
【解析】 三个烧杯中只有B中没有发生电解质电离,没有自由移动的离子,当加水时,KCl发生电离而导电;稀硫酸溶液与Ba(OH)2溶液混合后,溶液中的SO与Ba2+生成BaSO4沉淀,H+与OH-生成H2O,从而使溶液中离子浓度减小,导电能力减弱。
【答案】 (1)B (2)减弱
课时2 离子反应及其发生的条件
1.通过实验事实认识离子反应及其发生条件。
2.会书写离子方程式并能进行正误判断。(重难点)
3.理解离子方程式的意义。
4.掌握一些常见离子能否共存的判断方法。(重难点)
离子反应和离子方程式
[基础·初探]
教材整理1 离子反应
1.概念:电解质在溶液中的反应实质上是离子之间的反应。
2.实验探究
编号
Ⅰ
Ⅱ
实验操作
实验现象
无明显现象
有白色沉淀生成
微粒之间的
反应分析
CuSO4===Cu2++SO NaCl===Cl-+Na+
溶液中离子间不发生化学反应
由实验Ⅰ可知Cu2+与Cl-不发生反应,则实验Ⅱ反应的实质是:Ba2++SO===BaSO4↓
教材整理2 离子反应的表示方法——离子方程式
1.概念:用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。
2.书写步骤
3.意义
(1)表示某一个具体的化学反应。
如BaCl2+Na2SO4===BaSO4↓+2NaCl可用离子方程式为Ba2++SO===BaSO4↓表示。
(2)表示同一类型的离子反应。
如NaOH和HCl、NaOH和HNO3、KOH和H2SO4的反应都可用离子方程式OH-+H+===H2O表示。
4.示例
(1)Na2SO4溶液与BaCl2溶液混合反应的离子方程式为SO+Ba2+===BaSO4↓。
(2)CaCO3溶于盐酸的离子方程式为CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O。
[探究·升华]
[思考探究]
判断下列离子方程式的正误,并指出错误的原因。
(1)盐酸与Cu(OH)2反应:H++OH-===H2O。
【提示】 错误,Cu(OH)2为难溶物,不能拆成Cu2+和2OH-。
(2)CuO溶于盐酸:O2-+2H+===H2O。
【提示】 错误,CuO为氧化物,不可拆成Cu2+和O2-。
(3)Na2CO3溶液与稀H2SO4反应:Na2CO3+2H+===2Na++CO2↑+H2O。
【提示】 错误,Na2CO3为可溶性盐,应拆成Na+和CO。
(4)CuSO4溶液与Ba(OH)2溶液反应:Cu2++2OH-===Cu(OH)2↓。
【提示】 错误,漏掉SO与Ba2+的反应。
(5)NaHCO3溶液与稀H2SO4反应:CO+2H+===CO2↑+H2O。
【提示】 错误,HCO为弱酸酸式酸根离子,不能拆成H+和CO。
(6)Fe与稀盐酸反应:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑。
【提示】 错误,Fe与盐酸反应生成Fe2+。
(7)Cu与AgNO3溶液反应:Cu+Ag+===Ag+Cu2+。
【提示】 错误,反应前后电荷不守恒。
[认知升华]
离子方程式的正误判断的“六看”
(1)看是否符合客观事实
如Fe加入硫酸铜溶液中:2Fe+3Cu2+===2Fe3++3Cu(错)
(2)看是否符合拆写原则
如石灰石加入稀盐酸中:CO+2H+===CO2↑+H2O(错)
(3)看是否遵守质量守恒定律
如Na2CO3与稀硫酸反应:CO+H+===CO2↑+H2O(错)
(4)看是否遵守电荷守恒
如钠与稀硫酸反应:Na+2H+===Na++H2↑(错)
(5)看是否漏掉参加反应的离子
如CuSO4与Ba(OH)2溶液反应:
Ba2++SO===BaSO4↓(错)
(6)看是否符合阴、阳离子的个数配比
如Ba(OH)2溶液和稀硫酸反应:
Ba2++OH-+H++SO===BaSO4↓+H2O(错)
[题组·冲关]
题组1 离子方程式的书写与判断
1.下列离子方程式中,正确的是( )
A.稀硫酸滴在铁片上:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑
B.氢氧化镁与稀盐酸反应:OH-+H+===H2O
C.碳酸氢钠溶液与稀盐酸混合:HCO+H+===H2O+CO2↑
D.硫酸铜溶液与氢氧化钡溶液混合:Cu2++2OH-===Cu(OH)2↓
【解析】 A项,稀硫酸滴在铁片上发生反应生成硫酸亚铁,应写成:Fe+2H+===Fe2++H2↑;B项,氢氧化镁与稀盐酸反应因氢氧化镁难溶于水不能拆开,应写成:Mg(OH)2+2H+===Mg2++2H2O;C项正确;D项硫酸铜溶液与氢氧化钡溶液混合生成Cu(OH)2和BaSO4都不溶于水,应写成:Cu2++SO+Ba2++2OH-===Cu(OH)2↓+BaSO4↓。
【答案】 C
2.书写下列反应的离子方程式。
(1)NaOH溶液和H2SO4溶液反应:__________________________________;
(2)NaCl溶液和AgNO3溶液反应:__________________________________;
(3)Ba(OH)2溶液和H2SO4溶液反应:________________________________
______________________________________________________________;
(4)Fe与CuSO4溶液反应:________________________________________;
(5)Na2CO3溶液与Ca(OH)2溶液反应:_______________________________
______________________________________________________________;
【答案】 (1)H++OH-===H2O
(2)Cl-+Ag+===AgCl↓
(3)Ba2++2OH-+SO+2H+===BaSO4↓+2H2O
(4)Fe+Cu2+===Fe2++Cu
(5)Ca2++CO===CaCO3↓
【题后归纳】 (1)判断离子方程式抓住两易、两等、两查。
两易:易溶且易电离的物质以实际参加反应的离子符号表示,其他物质用化学式表示。
两等:离子方程式两边的同种元素的原子个数、电荷总数均应相等。
两查:检查各项是否有公约数,若有必须约去;是否漏写必要的反应条件。
(2)对微溶物,如Ca OH2,如果是反应物且为澄清石灰水,应拆成Ca2+和OH-的形式,如果是生成物或是石灰乳等,则不能拆写成离子,应保留化学式Ca OH?2。
题组2 由离子方程式写化学方程式
3.写出相应的化学方程式
(1)H++OH-===H2O:________________
(2)CO+2H+===CO2↑+H2O:________________
(3)CuO+2H+===Cu2++H2O:________________
(4)HCO+H+===CO2↑+H2O:________________
(5)Ag++Cl-===AgCl↓:________________
(6)Ba2++CO===BaCO3↓:________________
【答案】 (1)HCl+NaOH===NaCl+H2O
(2)Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O
(3)CuO+2HCl===CuCl2+H2O
(4)NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O
(5)AgNO3+HCl===AgCl↓+HNO3
(6)BaCl2+Na2CO3===BaCO3↓+2NaCl
离子反应发生的条件
[基础·初探]
1.实验探究
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
实验
操作
现象
产生白色沉淀
红色褪去
产生无色气泡
离子方程式
Ba2++SO===BaSO4↓
H++OH-===H2O
CO+2H+===CO2↑+H2O
2.复分解反应发生的条件是生成沉淀、放出气体或生成水,只要具备上述条件之一,反应就能发生。
[探究·升华]
[思考探究]
探究1 离子反应的条件及类型
探讨下列反应能否发生?并指出不反应的理由。
(1)硝酸钠与氯化钾溶液混合
(2)硝酸银与盐酸混合
(3)稀H2SO4与KOH溶液混合
(4)CaCO3与盐酸作用
(5)Zn与稀H2SO4作用
(6)Cu与稀H2SO4作用
(7)CO2通入NaOH溶液中
(8)CuO投入盐酸中
【提示】 (1)不能发生,盐与盐反应无沉淀、气体或H2O生成。
(2)、(3)、(4)、(5)能发生。
(6)不能发生,Cu在金属活动性顺序表中H的后面,不能置换出H2。
(7)、(8)能发生。
探究2 离子共存问题分析
有离子:①Cl- ②SO ③H+ ④OH- ⑤CO
⑥HCO ⑦Na+ ⑧Cu2+ ⑨Ca2+ ⑩Ag+
?Ba2+ ?K+ ?MnO
(1)在酸性条件下,一定不能大量共存的有________(填序号,下同)。
(2)在碱性条件下,一定不能大量共存的有________。
(3)在无色溶液中,一定不能共存的有________。
【提示】 (1)④⑤⑥ (2)③⑥⑧⑨⑩ (3)⑧?
[认知升华]
升华1 离子反应的常见类型
(1)复分解反应生成沉淀或气体或H2O
(2)碱性氧化物(如CuO)与酸反应
(3)酸性氧化物(如CO2)与碱反应
(4)活泼金属(如Zn)与酸反应
(5)金属(如Zn)与盐(如CuSO4)的反应
升华2 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+与CO,Ba2+与CO、SO,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CO、HCO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-等。
【特别提醒】 附加隐含条件的应用规律
?1?溶液无色时,则溶液中肯定没有有色离子。常见的有色离子是Cu2+?蓝色?、Fe3+?棕黄色?、Fe2+?浅绿色?、MnO?紫红色?等;溶液透明时,不能存在浑
浊物?沉淀?,有色溶液可能是透明的。
?2?强碱性溶液中肯定不能大量共存与OH-起反应的离子,如NH、HCO、
Fe3+、Cu2+、Al3+等。
?3?强酸性溶液中肯定不能大量共存与H+起反应的离子,如CO、HCO等。
[题组·冲关]
题组1 离子共存的判断
1.下列各组离子中,在碱性溶液中能大量共存,且溶液为无色透明的是( )
A.K+、MnO、Cl-、SO
B.Na+、CO、SO、Cl-
C.NO、Na+、HCO、Ba2+
D.Na+、NO、H+、SO
【解析】 A项含MnO的溶液为紫红色;C项HCO与OH-反应生成CO和H2O,生成的CO发生反应:CO+Ba2+===BaCO3↓;D项H+与OH-反应生成H2O。
【答案】 B
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+、SO、CO
B.K+、Cu2+、OH-、NO
C.0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液:K+、Ba2+、NO、Cl-
D.K+、Mg2+、SO、OH-
【解析】 A项,无离子反应;B项,Cu2+与OH-反应生成沉淀;C项,CO与Ba2+反应生成沉淀;D项,Mg2+与OH-反应生成沉淀。
【答案】 A
【题后归纳】 解答离子共存问题的方法
?1?看是否有隐含限制条件,如碱性、酸性、无色等。这些问题较易忽视,故放在第一步。
?2?看能否发生复分解反应。可分三步进行:①查H+,主要看是否有弱酸根离子和酸式酸根离子等;②查OH-,主要看是否有NH、酸式酸根离子和金属离子;③查金属离子,主要看是否与酸根产生难溶性盐?包括微溶性盐?。
题组2 离子推断
3.某种溶液可能含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________等阳离子存在时,上述所有阴离子都不可能存在。
【解析】 溶液中离子不能共存,即发生了离子反应。氢离子可与碳酸根反应,所以它不能共存;钡离子可与硫酸根和碳酸根反应,所以它们在含有钡离子的溶液中不能存在;银离子可与氯离子产生沉淀,所以有钡离子和银离子的溶液中题干上的离子都不能存在。
【答案】 (1)CO (2)SO、CO
(3)Ba2+ Ag+
4.某河道两旁有甲、乙两厂,它们排放的工业废水中,共含K+、Ag+、Fe3+、Cl-、OH-、NO六种离子。甲厂的废水明显呈碱性,那么甲、乙两厂废水中各含哪三种离子?
【解析】 甲厂的废水明显呈碱性,即含大量的OH-,而Ag+、Fe3+与OH-不能共存,故Ag+、Fe3+只能在乙厂废水中。由于Cl-与Ag+不共存,故Cl-在甲厂中,依电荷守恒,甲厂废水中不能只含阴离子,还必须含有阳离子,这种阳离子只能为K+(因为阳离子中只剩K+可供选择)。所以甲厂废水中含OH-、Cl-、K+,乙厂废水中含Ag+、Fe3+、NO。
【答案】 甲厂:OH-、Cl-、K+
乙厂:Ag+、Fe3+、NO
课时1 氧化还原反应
1.了解氧化反应、还原反应的概念。
2.从化合价升降、电子的得失或电子对偏移角度理解氧化还原反应。(重点)
3.培养由现象到本质的科学探究意识。
4.理解氧化还原反应的本质是电子转移。(难点)
氧化还原反应
[基础·初探]
1.从得失氧的角度认识氧化还原反应
结论:一种物质被氧化,另一种物质被还原的反应叫氧化还原反应。
2.从元素化合价升降的角度认识氧化还原反应
(1)
(2)
结论:反应前后有元素化合价升降的反应叫氧化还原反应。
3.从电子转移的角度认识氧化还原反应
(1)
(2)
结论:凡有电子转移(得失或偏移)的化学反应叫氧化还原反应。
[探究·升华]
[思考探究]
氧化还原反应的概念及联系
(1)CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O和CO+CuOCu+CO2两反应,谁是氧化还原反应?判断依据是什么?
【提示】 后者,反应前后化合价有变化。
(2)Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑反应中,什么元素被氧化?哪种物质为还原产物?
【提示】 Zn被氧化,H2为还原产物。
(3)在反应2KClO32KCl+3O2↑中,哪种元素被还原?哪种物质是氧化产物?
【提示】 氯元素被还原,O2为氧化产物。
(4)氧化还原反应是不是一定属于四种基本反应类型中的一种?
【提示】 不一定。如3CO+Fe2O33CO2+2Fe就不是四种基本反应类型中的任何一种,但却是氧化还原反应。
[认知升华]
升华1 氧化还原反应概念间的关系
记忆口诀:
升→失→氧→氧→氧
降→得→还→还→还
升华2 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
即:
(1)置换反应一定是氧化还原反应。
(2)复分解反应一定不是氧化还原反应。
(3)有单质参加的化合反应是氧化还原反应。
(4)有单质生成的分解反应是氧化还原反应。
[题组·冲关]
题组1 氧化还原反应的有关概念的理解与判断
1.下列化学反应中,属于氧化还原反应的是( )
A.Na2CO3+CaCl2===CaCO3↓+2NaCl
B.Fe+CuSO4===Cu+FeSO4
C.2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
D.CaO+H2O===Ca(OH)2
【解析】 氧化还原反应的特征是化合价发生变化,A、C、D均无化合价的变化,是非氧化还原反应;B是置换反应,是氧化还原反应。
【答案】 B
2.下列关于氧化还原反应的说法中错误的是( )
A.在反应中失去电子的物质被氧化,得到电子的物质被还原
B.在氧化还原反应中氧化产物和还原产物可以是同一物质
C.氧化还原反应是一种物质首先被氧化,另一种物质再被还原的反应
D.只有氧化没有还原的反应是不存在的
【解析】 氧化反应和还原反应是同时发生的,二者既是对立的,又是统一的。
【答案】 C
3.已知铜在常温下能被稀硝酸溶解,其反应的化学方程式如下:
3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
被氧化的元素是________,被还原的元素是________,发生氧化反应的物质是________,发生还原反应的物质是________,还原产物是________,氧化产物是________。
【答案】 Cu N Cu HNO3 NO Cu(NO3)2
【题后反思】
氧化还原反应中的4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===H+HO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2KMnO4K2MnO4+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不属于氧化还原反应。
(4)某种物质由化合态变为游离态,不一定是被还原,如HCl→Cl2是被氧化。
题组2 氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
4.下列反应中,既是化合反应又是氧化还原反应的是( )
A.二氧化硫催化氧化成三氧化硫:2SO2+O22SO3
B.氯气通入溴化钠溶液中:Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2
C.稀盐酸与硝酸银溶液混合反应:HCl+AgNO3===AgCl↓+HNO3
D.氧化钠跟水反应:Na2O+H2O===2NaOH
【解析】 化合反应是两种或两种以上的物质作用生成一种物质的反应,由此可知,A、D项属于化合反应。判断一个反应是否属于氧化还原反应的关键是看反应前后元素的化合价是否发生变化,由此分析题目所给的四个选项,不难看出C、D项中各元素的化合价在反应前后均未发生变化,它们不属于氧化还原反应;A项中的硫、氧元素,B项中的氯、溴元素的化合价均发生了变化,它们应属于氧化还原反应。综上所述,只有A项符合题意。
【答案】 A
5.下列反应是分解反应但又是氧化还原反应的是( )
A.BaCO3BaO+CO2↑
B.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
C.2CO+O22CO2
D.CO+CuOCu+CO2
【解析】 A项,不是氧化还原反应;C项,不是分解反应;D项,不是分解反应。
【答案】 B
氧化还原反应中电子转移的表示
[探究·升华]
[思考探究]
电子转移方向和数目的两种表示方法
(1)双线桥法表示电子转移的方向与数目
H2+CuOCu+H2O
(2)单线桥法表示电子转移的方向与数目
3Cl2+2Fe2FeCl3
【提示】
[认知升华]
电子转移两种方法的书写步骤
(1)双线桥法的书写步骤
(2)单线桥法的书写步骤
【特别提醒】 单线桥法与双线桥法的区别
?1?单线桥法表示时箭头是在反应物中由失电子的元素指向得电子的元素;表示时只标转移电子的数目。
?2?双线桥法表示时①箭头由反应物中变价元素指向生成物中同一元素;②表示时要标出“得到”或“失去”;③电子数目且电子数目相等。
[题组·冲关]
1.下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是( )
【解析】 A项,电子转移的方向不正确;C项,Zn失去2e-;D项,Cu失去2e-。
【答案】 B
2.(1)写出下列反应的化学方程式,用双线桥法标明电子转移的方向和数目,并注明“被氧化”、“被还原”。
①Fe2O3与CO在高温下的反应:___________________________________。
②KClO3与MnO2在共热条件下反应:________________________________
______________________________________________________________。
③H2S气体和SO2气体反应生成S和水:_____________________________
_____________________________________________________________。
(2)写出下列反应的离子方程式,并用单线桥法标明电子转移的方向和数目。
①Cu和AgNO3溶液反应:________________________________________。
②实验室制Cl2的反应为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O:
____________________________________________________________。
③向FeCl2溶液中通入Cl2生成FeCl3:_______________________________
______________________________________________________________。
【答案】
3.实验室制取少量N2常利用的反应是NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O,关于该反应的说法正确的是( )
A.NaNO2发生氧化反应
B.生成1 mol N2时转移的电子数为6 mol
C.NH4Cl中的氮元素被还原
D.被氧化和被还原的元素是同一种元素
【解析】↑+2H2O中,NaNO2发生还原反应,生成1 mol N2,转移3 mol e-,NH4Cl中N被氧化,被氧化和被还原的元素均为N。
【答案】 D
课时2 氧化剂和还原剂
1.认识氧化剂、还原剂、氧化性、还原性等基本概念。
2.了解物质氧化性、还原性强弱的比较。(重点)
3.初步学会利用电子守恒法进行简单的计算。(难点)
氧化剂和还原剂
[基础·初探]
教材整理1 氧化剂和还原剂
反应物
生成物
教材整理2 常见氧化剂和还原剂
1.常见的氧化剂
(1)活泼性较强的非金属单质:如Cl2、O2。
(2)变价元素的高价态化合物:如KMnO4、FeCl3、HNO3。
(3)其他:如HClO、漂白粉、MnO2、Na2O2、H2O2。
2.常见的还原剂
(1)活泼性较强的金属单质:如Al、Fe、Zn。
(2)某些非金属单质:如H2、S、C等。
(3)变价元素的低价态化合物:如CO。
(4)其他:如浓盐酸、NH3。
3.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CDE;
对生产、生活有害的有ABF。
[探究·升华]
[思考探究]
物质氧化性和还原性的判断
(1)根据反应:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,MnO2和Cl2的氧化性谁强?HCl和MnCl2的还原性谁强?
【提示】 MnO2的氧化性较强,HCl的还原性较强。
(2)依据金属活动性顺序,你能判断出Zn和Cu还原性的强弱吗?请写出一反应说明。
【提示】 Zn的还原性强,Zn+Cu2+===Cu+Zn2+
[认知升华]
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
(2)根据金属的活动性顺序判断
(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
[题组·冲关]
题组1 氧化还原反应的有关概念的判断
1.氢化钙可以作为生氢剂(其中CaH2中氢元素为-1价),反应方程式如下:CaH2+2H2O===Ca(OH)2+2H2↑,其中H2是( )
A.既是氧化产物又是还原产物
B.是氧化剂
C.是还原剂
D.既是氧化剂又是还原剂
【解析】 反应中CaH2中氢元素由-1价升高至0价,H2O中氢元素由+1价降低至0价,氢气既是氧化产物又是还原产物。
【答案】 A
2.工业上制取ClO2的化学反应:2NaClO3+SO2+H2SO4===2ClO2+2NaHSO4。下列说法正确的是( )
A.SO2在反应中被氧化
B.NaClO3在反应中失去电子
C.H2SO4在反应中作氧化剂
D.1 mol还原剂在反应中失去1 mol电子
【解析】 在反应中,NaClO3中氯元素化合价降低,作氧化剂,得到电子,被还原;SO2中硫元素化合价升高,作还原剂,被氧化;同时1 mol SO2转移2 mol电子,综上所述,正确的是A。
【答案】 A
题组2 氧化性与还原性判断及其强弱比较
3.根据反应式:①2Fe3++2I-===2Fe2++I2,②Br2+2Fe2+===2Br-+2Fe3+,可判断离子的还原性从强到弱的顺序是( )
A.Br-、Fe2+、I- B.I-、Fe2+、Br-
C.Br-、I-、Fe2+ D.Fe2+、I-、Br-
【解析】 反应①中还原剂是I-,还原产物是Fe2+,故还原性:I->Fe2+;反应②中还原剂是Fe2+,还原产物是Br-,故还原性:Fe2+>Br-,所以还原性从强到弱的顺序为I->Fe2+>Br-。
【答案】 B
氧化还原反应的基本规律及其应用
[探究·升华]
[思考探究]
氧化还原反应的基本规律
(1)对于反应Cl2+H2O===HCl+HClO,氧化剂和还原剂分别是什么物质?其物质的量之比为多少?
【提示】 Cl2、Cl2,1∶1。
(2)已知Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱,则在含等物质的量的Fe2+和I-的溶液中通入少量氯气,哪种离子首先被氧化?
【提示】 还原性:I->Fe2+>Cl-,通入少量Cl2时,Cl2优先氧化还原性最强的I-,离子方程式为Cl2+2I-===I2+2Cl-。
(3)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。
(4)对于反应:KClO3+6HCl===KCl+3Cl2+3H2O,氧化产物是________,还原产物是________。
【提示】 Cl2 Cl2
[认知升华]
氧化还原反应的规律及其应用
(1)守恒规律
氧化还原反应中,得失电子总数相等,元素化合价升降总数相等,反应前后电荷总数相等(离子反应)。即有关系式:
还原剂失电子总数=氧化剂得电子总数
化合价降低的总数=化合价升高的总数
应用:氧化还原反应方程式的配平和相关计算。
(2)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。
(3)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”,如:
[题组·冲关]
题组1 反应先后规律和价态规律及其应用
1.今有下列三个氧化还原反应:
a.2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I2,
b.2FeCl2+Cl2===2FeCl3,
c.2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑
①Fe3+、I2、Cl2、MnO的氧化性由强到弱的顺序为________________。
②若某溶液中有Fe2+、I-、Cl-共存,要将I-氧化除去而不氧化Fe2+和Cl-,则可加入的试剂是________。
A.Cl2 B.KMnO4
C.FeCl3 D.I2
【解析】 ①a、b、c三个反应的氧化剂分别为FeCl3、Cl2、KMnO4,氧化产物分别为I2、FeCl3、Cl2。氧化性:FeCl3>I2,Cl2>FeCl3,KMnO4>Cl2,故Fe3+、I2、Cl2、MnO的氧化性由强到弱的顺序为MnO>Cl2>Fe3+>I2。
②由a、b、c反应可知,还原性I->Fe2+>Cl-,要将I-氧化,而Fe2+与Cl-不被氧化,应选择只能氧化I-的氧化剂FeCl3,故选C。
【答案】 ①MnO>Cl2>Fe3+>I2 ②C
2.已知N的最高价为+5,最低价为-3,在NH3、NO2、NaNO2、Cu(NO3)2四种含氮化合物中,其中氮元素只能被氧化的是________;只能被还原的是________;既能被氧化又能被还原的是____________________。
【答案】 NH3 Cu(NO3)2 NO2、NaNO2
题组2 电子守恒法的应用
3.24 mL浓度为0.05 mol/L的Na2SO3溶液,恰好与20 mL浓度为0.02 mol/L的K2Cr2O7溶液完全反应。已知Na2SO3被K2Cr2O7氧化为Na2SO4,则元素Cr在还原产物中的化合价是( )
A.+2 B.+3
C.+4 D.+5
【解析】 设产物Cr的化合价为x
Na2SO3Na2SO4,失去电子的物质的量为0.024 L×0.05 mol/L×2;
K2Cr2O72Cr,得到电子的物质的量为0.02 L×0.02 mol/L×(6-x)×2。
所以有0.02 L×0.02 mol/L×(6-x)×2=0.024 L×0.05 mol/L×2,
解得x=3。
【答案】 B
4.配平
(1)NH3+O2===NO+H2O
(2)MnO+Cl-+H+===Mn2++Cl2↑+H2O
【答案】 (1)4 5 4 6
(2)2 10 16 2 5 8
【题后归纳】 应用电子守恒规律进行计算的一般步骤
?1?找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物;
?2?找准一个原子或离子得失电子数?注意化学式中该种粒子的个数?;
?3?根据题中物质的量和得失电子守恒列出等式:
n?氧化剂?×变价原子个数×化合价变化值?高价-低价?=n?还原剂?×变价原子个数×化合价变化值?高价-低价?。