高考化学总复习讲义-旧人教[下学期]

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名称 高考化学总复习讲义-旧人教[下学期]
格式 rar
文件大小 1.2MB
资源类型 教案
版本资源 通用版
科目 化学
更新时间 2006-10-29 11:12:00

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文档简介

化学高考总复习讲义
1.物质的组成、性质和分类
 
教学目标
知识技能:掌握分子、原子、离子、原子团、元素的概念;掌握混合物、纯净物、金属、非金属、氧化物、酸、碱、盐及同素异形体的概念;掌握物理变化和化学变化的区别与联系。
能力培养:通过对概念的比较和掌握,学会把握概念的内涵与外延,进而培养概括能力;通过对概念的应用,提高分析问题和解决问题的能力。
科学思想:通过对相近的概念的比较及物质的分类方法,培养严谨、准确的科学思想。
科学方法:学会通过比较和概括,抓住事物的本质和掌握事物内在联系的思维方法。
重点、难点 相近概念的比较与判断。
 
教学过程设计
 
教师活动
【引入】从本节课开始,我们将进入高中化学总复习,首先从基本概念开始复习。
【板书】一、原子、分子、离子、元素的概念
【提问】什么是原子?
学生活动
思考并回答:原子是化学变化中的最小微粒。
【追问】为什么说原子是化学变化中的最小微粒?能否理解为原子是构成物质的最小微粒?
回答:
是化学变化中的最小微粒的意思是:分子在化学变化中可以变成新的分子,而原子在化学变化中只是重新组合成新的分子,而不能变成新的原子。要变成新的原子,只有通过核裂变或核聚变才能实现。
不能理解为原子是构成物质的最小微粒,因为原子是由质子、中子、核外电子等微粒构成的。
【评价】回答很好,对概念的理解一定要准确。
【提问】什么是分子?
思考并回答:分子是保持物质化学性质的一种微粒。也就是说,分子是保持由分子构成的物质的化学性质。离子晶体、原子晶体或金属晶体不是由分子构成的,它们的化学性质由构成晶体的基本微粒,如离子或原子决定。
【追问】是否可理解为分子是保持物质性质的微粒?
回答:不能,同一种物质在不同条件下可以有不同的状态,可以是气态、液态或固态,这是由构成物质的分子的聚集状态不同所决定的,所以分子只保持物质的化学性质。当物质发生了化学变化,则构成物质的分子转变为新物质的分子。
【提问】什么是离子?什么是简单离子?
思考并回答:离子是带电的原子或原子团。它既包括原子得、失电子形成的简单离子如钠离子(Na+)、氯离子(Cl-)等,也包括一些较复杂的离子,如氢氧根离子(OH-)和硫酸根离子(SO42-)等带电的原子团。
【提问】什么是元素?
思考并回答:元素是质子数相同的一类原子的统称。
【追问】质子数相同的微粒一定是同一种元素吗?
分析:质子数相同的微粒不一定是同一种元素,因为微粒的含义要比原子广泛。Na+和NH4+的质子数都是11,但它们不是同一种元素;又如CH4和NH3、H2O、HF等分子的质子数都为10,但它们也并非同一种元素。
【提问】请比较元素和原子的区别。
学生分析和回答后小结。
元素和原子的区别在于:1.元素是宏观的概念,原子是微观的概念。例如:我们可以指明水是由氢、氧两种元素组成,但不能说水分子是由氢、氧两种元素组成。2.元素只有种类,没有数量的概念。原子既有微粒的种类又有微粒个数的概念。我们不能说水是由几个氢元素和氧元素组成,但我们可以指出每个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成。也就是说,既可以指出构成分子的原子种类,又可以指出构成分子的各种原子的个数。
【小结】对概念理解一定要准确,不能似是而非。要注意掌握概念的内涵与外延,既不能扩大也不能缩小。例如对元素概念的理解要准确。“质子数相同的一类原子”中的原子包括原子和它所形成的简单离子,如:钠原子和钠离子都同属于钠元素,因为元素在自然界中有游离态和化合态两种存在状态。但又不能将概念的外延扩大,若将质子数相同的原子理解为质子数相同的微粒,显然是错误的。
【板书】二、物质的分类
【提问】请对学过的无机物按混合物、纯净物,单质、化合物等进行简单分类,并列出分类表。选出一些学生的分类表进行展示和评价。
展示分类表:
【评价】上述分类方法基本正确,但单质有时可分成三类,即金属、非金属和稀有气体,这是从化学性质上分类,因为稀有气体在化学性质上和非金属是不同的。而氧化物还可再细分成:酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物、过氧化物(如过氧化钠等)和不成盐氧化物(既不能和酸也不能和碱反应生成盐和水的氧化物,如NO、CO等)。
【组织讨论】下列叙述正确的是                           [    ]
A.非金属氧化物都是酸性氧化物
B.碱性氧化物都是金属氧化物
C.酸酐都是酸性氧化物
D.酸性氧化物都不能跟酸反应
肯定学生的正确回答后,强调:除了要注意物质的普遍性质外,还要注意一些物质的特殊性质。如二氧化硅是酸性氧化物,与一般的酸不反应,但它能与氢氟酸反应。
学生活动
讨论并回答:非金属氧化物不都是酸性氧化物,如水、一氧化碳、一氧化氮等氧化物就属于不成盐氧化物,所以A不正确。酸性氧化物也称为酸酐,但多数有机酸的酸酐却不是酸性氧化物,如乙酸酐的结构简式为: ,是两分子乙酸脱一分子水的产物,它不属于酸性氧化物。所以C不正确。
酸性氧化物一般不能和酸反应,但二氧化硅能与氢氟酸反应,生成四氟化硅气体和水:
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
D选项也不正确。只有碱性氧化物都是金属氧化物的说法是正确的,正确答案为B。
【组织讨论】1995年诺贝尔化学奖授予致力于研究臭氧层破坏问题的三位环境化学家。大气中的臭氧层可滤除大量的紫外光,保护地球上的生物。氟利昂(如CCl2F2)可在光的作用下分解,产生Cl原子,Cl原子会对臭氧层产生长久的破坏作用(臭氧的分子式为O3),有关化学反应为:
Cl+O3→ClO+O2
ClO+O→Cl+O2
总反应:2O3→3O2
①在上述反应中臭氧变成氧气的反应过程中,Cl是             [    ]
A.反应物 B.生成物 C.中间产物 D.催化剂
②在叙述中O3和O2是                                  [    ]
A.同分异构体          B.氧的同位素
C.同系物              D.氧的同素异形体
【分析】这是1996年的高考题,它结合环境保护和环境化学研究新成果,题的出法比较新颖,有一定的迷惑性。
【提问】本题考查哪些概念?请先分析第一个问题如何回答。
讨论。
回答:考查有关催化剂和同素异形体的概念。
分析:由题中所给的有关的化学反应可知,在上述反应中,氯原子所起的作用是促进臭氧分子转化成氧气分子,而它本身在反应前后并未发生变化。根据催化剂的概念:能改变其他物质的反应速率而本身的质量和化学性质在反应前后没有改变的物质为催化剂。由此可知Cl的作用是起催化作用,所以Cl为催化剂,在第一问中,D选项为正确答案。
肯定学生的回答后,
【追问】Cl为什么不是中间产物?
回答:因为氯是氟利昂在光照条件下分解的产物,在臭氧分解之前,氯已经存在,所以不是臭氧分解的中间产物,而是促进臭氧分解的催化剂。
【提问】本题的第二个问题是考查同素异形体的概念,是在和同分异构体、同系物、同位素,四个带有“同”字的概念的比较中做出判断,找出正确答案。这就要求对四个概念的区别有清楚的认识。下面请比较这四个不同的概念,并指出其范围,指出正确答案。
展示所列的表并回答:(所列表见下表)第二问则可由以上四个概念的比较知道,氧气和臭氧之间是互为同素异形体,D为正确答案。
【板书】三、物理变化和化学变化
【叙述】物质的变化有多种形式,我们重点要掌握物理变化和化学变化及区别。
【提问】指出物理变化和化学变化的区别和化学变化的实质。
回答:有新物质生成的变化为化学变化。化学变化和物理变化的本质区别在于有没有新物质生成。化学变化的实质是原子的“化分”与“化合”。一些原子得失电子形成阴、阳离子,阴、阳离子间再通过离子键构成新的物质。有些原子可通过共用电子重新结合成新物质的分子。
【组织讨论】下列变化属于物理变化的是                    [    ]
A.氯化钠溶液导电
B.胆矾受热生成白色粉末
C.氢氧化铁胶体加入硫酸镁有沉淀生成
D.煤干馏生成焦炭、煤焦油和焦炉煤气
思考并回答:氯化钠溶液导电的同时发生电解反应,生成氢气、氯气和氢氧化钠,属于化学变化;胆矾受热分解生成水和无水硫酸铜,属于化学变化;煤干馏发生了分解反应生成新的物质,也是化学变化。氢氧化铁胶体加入电解质硫酸镁,胶体凝聚,生成氢氧化铁沉淀,没有新物质生成,发生的是物理变化。正确答案为C。
【小结】化学是研究物质的组成、结构、性质及变化规律的一门自然科学。基本概念是学习化学的基础,它是从大量的化学现象、实验和事实中抽象和概括出来的。在复习基本概念时要注意以下三点:(1)注意概念的准确性,掌握其内涵和外延,掌握它的适用范围。(2)注意通过比较,掌握不同概念之间的区别与联系,形成概念的体系。(3)注意将基本概念的复习与元素化合物、有机化学、化学计算的复习结合起来。
 
精选题
 
一、选择题
1.下列叙述中,正确的是                                [    ]
A.含金属元素的离子不一定都是阳离子
B.在氧化还原反应中,非金属单质一定是氧化剂
C.某元素从化合态变为游离态时,该元素一定被还原
D.金属阳离子被还原不一定得到金属单质
2.下列叙述正确的是                                   [    ]
A.H、D、T、H+是氢元素四种不同微粒
B.非金属氧化物都是酸性氧化物
C.35Cl和37Cl互为同位素
D.氢气和重氢气互为同位素
3.下列各组物质间互为同素异形体的是                     [    ]
A.C60、金刚石、石墨
B.氧气和臭氧
C.氢气和重氢气
D.水和重水
4.道尔顿的原子学说曾经起了很大作用,他的学说中包含有下述三个论点:①原子是不能再分的粒子;②同种元素的原子各种性质和质量都相同;③原子是微小的实心球体。从现代的观点看,这三个论点中,不确切的是                                                        [    ]

A.只有③
B.①、③
C.②、③
D.①、②、③
5.下列物质中,肯定是纯净物的是                         [    ]
A.只由一种元素组成的物质
B.只由一种原子组成的物质
C.只由一种分子组成的物质
D.只由一种元素的阳离子跟另一种元素的阴离子组成的物质
6.下列物质中,各元素的质量分数有固定数值的是            [    ]
A.盐酸
B.明矾
C.石蜡
D.溶有少量甲醛的乙酸乙酯
7.下列说法:①元素的相对原子质量是该元素一个原子的质量与12C原子质量的1/12的比值;②分子是保持物质性质的一种微粒;③原子是构成物质的最小微粒;④任何元素的原子都由质子、中子、电子构成;⑤具有相同质量的原子,其化学性质基本相同;⑥具有相同质子数的微粒属于同一种元素;⑦同种元素组成的物质是单质。其中正确的说法是                                            [    ]
A.全都正确
B.全都错误
C.只有①、⑤、⑦正确
D.除⑦外都正确
8.某元素的氢氧化物的式量是a,相同价态该元素的硫酸盐的式量是b,该元素的这种化合价的数值是                                                        [    ]
A.(b-a)/31
B.(b-2a)/62
C.(a-b)/31
D.(b+2a)/62
9.某单质X能从某盐溶液中置换出单质Y,由此推断下列各有关说法中,正确的是  [    ]
A.X一定是排在金属活动性顺序中氢以前的金属
B.X是金属时,Y可能是金属,也可能是非金属
C.X是金属时,Y也是金属;X是非金属时,Y也是非金属
D.X、Y都是金属时,Y一定比X活泼
10.下列说法中正确的是                                 [    ]
A.酸性氧化物都是非金属氧化物
B.质子数相同的微粒一定属于同一种元素
C.酸性氧化物都能与水反应生成酸
D.某元素的一个原子含有m个质子和n个中子,不能由此确定该元素的原子量
二、非选择题
11.有一种不溶于水的金属氧化物,如要判别它是酸性氧化物、碱性氧化物还是两性氧化物,可采用的方法是____。
12.非金属元素R的最高价含氧酸的组成为HnROn+2,该酸的分子量是M,R的原子量是______,该酸中R的化合价是______,在R的气态氢化物中R的化合价是______,该氢化物的组成可表示为______。
13.在适当的温度和压强下,4体积的某气态化合物完全分解后产生1体积磷蒸气和6体积的氢气,由此可推断该气态化合物的分子式为______,该分解反应的化学方程式为____。
 
答  案
 
一、选择题
1.A、D  2.A、C  3.A、B  4.D  5.C  6.B、D  7.B  8.A、B  9.B  10.D
二、非选择题
11.取2份该金属氧化物少量,各放入1个试管中,分别加入适量稀硝酸、烧碱溶液(可适当加热),只溶于稀硝酸的是碱性氧化物,只溶于烧碱溶液的是酸性氧化物,既溶于稀硝酸又溶于烧碱溶液的是两性氧化物。
12.M-17n-32;n+4;n-4;RH4n
13.PH3;4PH3=P4+6H2
提示:3.形成同素异形体的原因是:(1)晶体中原子排列方式不同,如金刚石和石墨,(2)分子中原子个数不同,如氧气和臭氧。由同位素形成的不同单质不互为同素异形体。
6.纯净物中组成物质的各元素的质量分数是一定的,但最简式相同的两种物质的混合物,其组成元素的质量分数也是一定的。
7.①元素的相对原子质量是由该元素各同位素原子量与原子百分组成求出的平均值,元素一个原子的质量与12C原子质量的1/12的比值是该元素某同位素的原子量;④氢原子是唯一没有中子的原子;⑦同种元素组成的单质可能是两种同素异形体混合在一起形成的混合物。
8.元素的化合价可有奇数和偶数。
若化合价为奇数,其硫酸盐的化学式可表示为:M2(SO4)x;若化合价为偶数,其硫酸盐的化学式可表示为:M(SO4)x/2。
9.B.锌和硫酸氢钠溶液反应时,可生成硫酸锌和氢气。
10.D.选项中只能确定该元素一种同位素的质量数。
2.离子反应离子方程式
 
教学目标
知识技能:掌握离子方程式的概念,能正确书写化学方程式、离子方程式。掌握离子共存的判断方法。掌握电解质在溶液中反应的微观实质。
能力培养:培养分析问题、解决问题的能力。培养学生对相近和易混淆的概念进行分析、比较的能力,在对比中找出其本质区别和联系,形成系统的知识体系。
科学思想:通过离子方程式的书写,树立物质转化过程中质量、得失电子、电荷等守恒的定量意识。
科学品质:培养学生对科学概念准确理解的品质和实事求是的科学态度。
科学方法:比较和辨析、分析和综合逻辑方法。
重点、难点   离子方程式、离子共存。
 
教学过程设计
 
教师活动
一、离子反应与离子方程式
【提问】什么叫离子反应?
学生活动
回答:
离子反应是指有离子参加的反应。
离子反应可用离子方程式来表示。
【追问】离子方程式的含义是什么?
用实际参加反应的离子的符号来表示离子反应的式子就是离子方程式。
【指导练习】请写出下列反应的化学方程式和离子方程式。
(1)稀硫酸溶液与氯化钡溶液反应。
(2)硫酸钠溶液与氢氧化钡溶液反应。
(3)稀硫酸溶液与氢氧化钡溶液反应。
(4)铜与浓硝酸反应。
(5)MnO2与浓盐酸反应。
(6)过氧化钠与水反应。
练习:
(1)H2SO4+BaCl2→BaSO4↓+2HCl
(2)Na2SO4+Ba(OH)2→BaSO4↓+2NaOH
(3)H2SO4+Ba(OH)2→BaSO4↓+2H2O
(4)Cu+4HNO3(浓)→Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
(5)MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
MnO2+4H++2Cl-(浓) Mn2++Cl2↑+2H2O
(6)2Na2O2+2H2O→4NaOH+O2↑
2Na2O2+2H2O→4Na++4OH-+O2↑
【评价】学生在书写(3)的离子方程式时H2O不能删去。在书写(6)的离子方程式时,只要反应物或生成物可以拆为离子形式,即使方程式左右两边没有可删去的离子,也可写为离子方程式。
教师活动
【讨论】请同学们根据以上练习,比较离子方程式与化学方程式的区别是什么?
学生回答
积极思考,归纳如下:
离子方程式与化学方程式的区别:
【提问】请同学们根据以上练习,归纳出书写离子方程式的步骤是什么?
归纳:(1)正确书写化学方程式。
(2)把可溶性强电解质拆写成离子符号,把弱电解质、难溶物、气体、单质和氧化物仍写为分子式或化学式。
(3)删去方程式两边相同的离子。
(4)检查离子方程式两边的原子数和电荷数是否守恒。
【评价】同学们归纳的非常好,我们可以总结出离子方程式的书写要领是:只把可溶性强电解质用离子符号表示,其余均用化学式表示。
【提问】可溶性强电解质包括哪些物质?
回答:包括强酸、强碱和可溶性盐。
【指导练习】判断下列反应能否写为离子方程式,能写的请写出。
(1)硫化亚铁与盐酸反应。
(2)在澄清的石灰水中通入少量的CO2。
(3)在Ca(NO3)2的浓溶液中加入较浓的Na2SO4溶液。
(4)实验室用固体氯化铵与固体熟石灰反应制备氨气。
(5)实验室用固体氯化钠与浓硫酸反应制备氯化氢气体。
(6)AlCl3溶于水。
练习:
(1)FeS+2H+→Fe2++H2S↑
(2)Ca2++2OH-+CO2→CaCO3↓+H2O
(3)Ca2++SO42-→CaSO4↓
(4)和(5)一般不用离子方程式表示。
(6)Al3++3H2O Al(OH)3↓+3H+
【讨论】请同学们根据以上练习,总结书写离子方程式还应注意哪些问题?
书写离子方程式应注意的问题如下:
(1)化合物电离出的阴、阳离子的个数比要正确。(2)微溶物(如:Ca(OH)2、CaSO4、Ag2SO4、MgCO3等)以澄清或饱和溶液的形式作为反应物时,可拆为离子形式,生成物中微溶物一般不拆为离子形式。(3)固体与固体之间、固体与浓硫酸之间的反应一般不写为离子方程式。(4)浓硫酸一般不写为离子形式,而浓硝酸、浓盐酸写为离子形式。(5)盐类的水解一般不完全,是可逆的,其离子方程式一般用可逆号。
教师活动
【提问】为什么固体与固体之间的反应一般不写为离子方程式?为什么浓硫酸不写为离子形式,而浓硝酸、浓盐酸写为离子形式?(提示学生从离子方程式的适用范围来解释。)
学生活动
回答:离子方程式只能适用于在溶液中进行的离子反应,因此固体与固体间的反应一般不用离子方程式表示。浓硫酸中溶质的质量分数一般为98%,水的含量很少,硫酸基本上是以分子的形式存在,所以在离子方程式中浓硫酸应写成化学式。而浓硝酸中溶质的质量分数一般为69%,浓盐酸中溶质的质量分数一般为36%,其溶液中溶质几乎全部以离子形式存在,所以在离子方程式中浓盐酸、浓硝酸可以写为离子形式。
【总结】离子方程式不仅表示一定物质间的某个反应,而且还表示所有同一类型的离子反应。同时它只表示发生在溶液中的离子反应。在书写各类离子方程式时,一定要注意哪些物质写成离子形式,哪些物质写成化学式,还要注意守恒的定量意识(如:质量、得失电子、电荷等守恒)。
【过渡】如何判断离子方程式正确与否呢?
【指导练习】1.下列离子方程式书写正确的是                [    ]
A.溴化亚铁与足量氯气反应:
2Fe2++2Br-+2Cl2→2Fe3++Br2+4Cl-
B.二氧化锰和浓盐酸反应:
MnO2+4H++2Cl Mn2++Cl2↑+2H2O
C.亚硫酸钠与稀硫酸反应:
SO32-+2H+→H2O+SO2↑
D.硫化亚铁与稀硫酸反应:
2H++S2-→H2S↑
学生讨论,找出错误的原因。
1.选项A的离子方程式不符合原化学方程式。选项D中FeS为难溶于水的物质,不能写为离子形式。答案为:B、C。

2.下列离子方程式不正确的是                            [    ]
A.碳酸氢钙溶液跟盐酸反应:
Ca(HCO3)2+2H+→Ca2++2H2O+2CO2↑
B.碘化钾溶液跟适量溴水反应:
2I-+Br2→I2+2Br-
C.将金属钠放入水中:
Na+2H2O→Na++2OH-+H2↑
D.将氯气通入氯化亚铁溶液中:
2Fe2++C12→2Fe3++2Cl-
2.选项A中的Ca(HCO3)2为易溶于水的强电解质,应写为离子形式。选项C中电荷不守恒。注意题目要求选“不正确的”,故答案为:A、C。
通过练习引导学生总结归纳出判断离子方程式正确与否的方法。
归纳:
判断离子方程式正确与否的方法:
(1)检查反应能否发生。
(2)检查反应物、生成物是否正确。
(3)检查各物质拆分是否正确。
(4)检查是否符合守恒关系(如:质量守恒和电荷守恒等)。
(5)检查是否符合原化学方程式。
【过渡】对于涉及到定量与半定量的反应,在书写离子方程式时,要注意量的关系以及是否与原化学方程式相符合等问题。
正确结论:
【指导练习】1.写出FeBr2与:①少量Cl2;②足量Cl2反应的离子方程式。
2.向硫酸氢钠溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液至中性,反应的离子方程式为:______。在以上中性溶液中,继续滴加氢氧化钡溶液,反应的离子方程式为:______。
3.写出二氧化碳与氢氧化钙以物质的量比为1.5∶1在溶液中进行反应的离子方程式。
4.写出硫酸铝与氢氧化钡以物质的量比为1∶4在溶液中进行反应的离子方程式。
1.①2Fe2+Cl2=2Fe3++2Cl-
②2Fe2++4Br-+3C12=2Fe3++2Br2+6Cl-
2.2H++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O或:
2HSO4-+Ba2++2OH-=BaS4↓+2H2O+SO42-
SO42-+Ba2+=BaSO4↓
3.3CO2+Ca2++4OH-=CaCO3↓+2HCO3-+H2O
4.2Al3++3SO42-+3Ba++8OH-=2AlO2-+3BaSO4↓+4H2O
【提问】对于涉及到定量与半定量的反应,怎样书写离子方程式?
讨论得出:首先根据反应物间量的关系写出化学方程式,然后拆为离子方程式。
二、离子共存问题
【提问】离子大量共存的条件是什么?什么样的离子间不能大量共存?
回答:
离子之间不反应,就可以大量共存。
只要离子间发生反应,就不能大量共存。
【指导练习】1.下列各组离子在pH
=1和pH=13的条件下,都能大量共存的是                    [    ]
A.Al3+  Mg2+  Cl-  SO42-
B.K+  Na+  Cl-  HCO3-
C.Fe2+  K+  NO3-  SO42-
D.K+  Ba2+  NO3-  Cl-
分析:
1.题目要求各组离子在pH=1和pH=13的条件下都能共存,即在酸性和碱性条件下都能大量共存。选项A在碱性条件不可共存,选项B中HCO3-与酸、碱反应,选项C在酸性条件下Fe2+、NO3-、H+发生氧化还原反应而不共存,在碱性条件下Fe2+与OH-不共存,答案为D。
教师活动
2.下列各溶液中的离子,因氧化还原反应而不能大量共存的是    [    ]
A.Na+       HCO3-     K+   OH-
B.Fe3+      SCN-    H4+  Cl-
C.Na+       H+   SO42-     S2O32-
D.AlO2-     OH- Na+  NH4+
2.选项A因HCO3-、OH-发生复分解反应而不能共存,选项B因Fe3+、SCN-发生络合反应而不能共存,选项C因H+、S2O32-发生氧化还原反应生成S、SO2而不能共存,选项D因AlO2-、NH4+完全水解,OH-、NH4+复分解而不能共存。答案为:C
3.某无色溶液中加入铝粉产生氢气,则下列离子组合中,可能大量共存的是 [    ]
A.K+     NH4+  Cl-      NO3-
B.K+     Na+    Cl-    HCO3-
C.K+     NH4+  Cl-    SO42-
D.K+      CO32-  Cl-    SO32-
3.题目要求溶液中加入铝粉产生氢气,说明此溶液可能为酸性或碱性。选项A在酸性时因有NO3-而不会产生氢气,选项B中HCO3-在酸性和碱性时都不共存,选项C在酸性时可共存,选项D在碱性时可共存。答案为:C、D
【提问】请同学们通过以上练习,总结一下离子之间发生哪些反应时,就不可以大量共存?
讨论并归纳总结。
有下列反应的离子之间,都不能大量共存:
(1)能发生复分解反应的离子之间(即生成沉淀,气体,水、弱酸、弱碱等难电离物质)。(2)能生成微溶物的离子之间(如:Ca2+和SO42-;Ag+和SO42-)。(3)能完全水解的离子之间,如多元弱酸和弱碱盐的阴、阳离子(如:Al3+,Fe3+与CO32-、HCO3-、AlO2-、ClO-,S2-等)。(4)能发生氧化还原反应的离子之间(如:Fe2+、H+、NO3-;S2-、ClO-;S2-、Fe3+等)。(5)能发生络合反应的离子之间(如Fe3+和SCN-)。
【小结】解决离子共存问题时,除了注意离子之间的反应外,还应该注意:(1)题目中有没有说明溶液的酸碱性,据此来判断溶液中是否有大量的H+或OH-。(2)题目中有没有说明溶液的颜色,如无色时可排除Cu2+、Fe2+、Fe3+、MnO4-等有色离子的存在。
【本课小结】小结本课的重点内容:(1)离子反应和离子方程式的概念。(2)离子方程式的书写要领(3)判断离子方程式正确与否的方法。(4)离子共存问题。
 
精选题
 
一、选择题
1.下列各组离子因发生氧化还原反应而不能大量共存的是
                                                    [    ]
A.H+ Na+  S2-    Cl-
B.OH-     ClO-   SO42- S2-
C.H+ MnO4-      Cl-    K+
D.K+ NO3- Cl-    Fe2+
2.下列反应离子方程式书写正确的是                       [    ]
A.次氯酸钙溶液中通入过量的二氧化碳:
Ca2++2ClO-+H2O+CO2=CaCO3↓+2HClO
B.硫酸亚铁溶液中加过氧化氢溶液:
Fe2++2H2O2+4H+=Fe3++4H2O
C.用氨水吸收少量二氧化硫:
H3·H2O+SO2=NH4++HSO3-
D.硝酸铁溶液中加入过量氨水:
Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+
3.能用2H++S2-=H2S↑来表示的化学反应是                  [    ]
A.硫化亚铁和稀盐酸反应
B.硫化钠和稀硫酸反应
C.氢气和硫反应
D.KHS和稀硫酸反应
4.下列离子方程式书写正确,且表示盐类水解的是            [    ]
A.S2-+2H2O H2S+2OH-
B.HS-+H2O H2S+OH-
C.HSO3-+H2O SO32-+H3O+
D.NH4++2H2O NH3·H2O+H3O+
二、非选择题
5.某无色溶液可能含有下列离子中的几种:H+、Mg2+、Na+、Ag+、Cl-、OH-、HCO3-、NO3-,已知该溶液能和金属铝反应,放出的气体只有氢气。试推断:若溶液和铝反应后有AlO2-生成,则原溶液中一定大量含有的离子是______,还可能有较大量的离子是______;若溶液和铝反应后有Al3+生成,则原溶液中一定不大量含有的离子是______。
6.在一定条件下,发生如下离子反应:
RO3n-+6I-+6H+=R-+3I2+3H2O
则RO3n-中R元素的化合价是______,R元素的原子最外层电子数为______。
7.写出下列反应的离子方程式:
(1)氯化铝与NaOH在溶液中以物质的量比1∶3.5反应。
(2)硫酸铝钾与氢氧化钡在溶液中反应:①当铝离子完全沉淀时;②当硫酸根离子完全沉淀时。
 
答  案
 
一、选择题
1.B、C  2.D  3.B  4.B、D
二、非选择题
5.OH-、Na+  Cl-、NO3-OH-、NO3-、HCO3-、Ag+提示:若溶液和铝反应后有AlO2-生成,说明原溶液显碱性,则一定没有H+、Mg2+、Ag+、HCO3-离子。溶液中不能没有阳离子,因此一定含有Na+,而Cl-、NO3-不能判断出有无,因此可能有。若溶液和铝反应后有Al3+生成,说明原溶液显酸性,则一定没有OH-、HCO3-,而NO3-在酸性条件下与铝反应会生成氮氧化物或其它气体,题目要求放出的气体只有氢气,所以溶液中没有NO3-,但溶液中不能没有阴离子,因此一定含有Cl-离子,则排除Ag+的存在。
6.+5  7提示:利用电荷守恒可得n=1,再由RO3-可得+5价。或直接利用电子守恒。
7.(1)2Al3++7OH-=Al(OH)3↓+AlO2-+2H2O
(2)①2A13++3SO42-+3Ba2++6OH-=2Al(OH)3↓+3BaSO4↓
②Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-=2BaSO4↓AlO2-+2H2O
3.化学反应规律
 
教学目标
知识技能:掌握化学反应的四种基本类型:化合、分解、置换、复分解。理解氧化和还原、氧化性和还原性、氧化剂和还原剂等概念。能判断氧化还原反应中电子转移的方向和数目,并能配平反应方程式。
能力培养:培养学生把所学知识进行归类、总结的能力。培养学生解决问题的能力。
科学思想:通过化学方程式配平,树立物质转化过程中质量、得失电子、电荷等守恒的思想。
科学品质:培养学生认识事物应分析其本质的品质。
科学方法:比较、分类的逻辑方法。
重点、难点   氧化还原反应。
 
教学过程设计
 
教师活动
【引入】科学研究中,为了研究方便和简化研究过程,往往把所研究的对象进行分类。化学主要是研究化学反应的科学,因此,我们也应该把化学反应进行分类。那么,化学反应分哪些类型?
1.化学反应的类型
先请同学们写出下列反应的化学方程式,并注明反应类型。
(1)铁和氯气反应
(2)CaCO3+H2O+CO2→
(3)用固体KMnO4制氧气
(4)加热NaHCO3固体
(5)镁条在二氧化碳气体中燃烧
(6)实验室制备SO2气体
(7)Na2O2与CO2反应
通过学生书写化学方程式,引导学生回答化学反应的分类以及化合、分解、置换、复分解反应与氧化还原反应的关系。
学生活动
书写化学方程式(略)。
归纳出化学反应的分类。
化学反应的类型:
(1)按反应物、生成物组成形式分为:化合、分解、置换、复分解。
(2)按反应有无电子转移分为:氧化还原反应和非氧化还原反应。
(3)按反应是否有离子参加分为:离子反应和分子反应。
(4)按反应的热效应来分:吸热反应和放热反应。
化合、分解、置换、复分解反应与氧化还原反应的关系:
化合反应不一定是氧化还原反应,有单质参加的化合反应一定是氧化还原反应。
分解反应不一定是氧化还原反应,有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应。
置换反应一定是氧化还原反应。
复分解反应一定不是氧化还原反应。
2.复分解反应
【提问】复分解反应发生的条件是什么?
回答:生成沉淀、气体、水或其它弱电解质。
此条件可以推广为:对于在溶液中发生的非氧化还原反应,反应总是向减少(或消耗)反应物离子的方向进行。
【指导练习】根据复分解反应发生的条件,判断下列反应能否发生,为什么?
(1)SO2+H2O+NaHCO3→
(2)HAc+CaCO3→
(3)浓硫酸与固体NaCl共热
(4)浓硫酸与固体NaNO3微热
(5)浓磷酸与固体Nal共热
回答:均可以发生,反应(1)、(2)符合强酸制取弱酸。反应(3)、(4)、(5)符合高沸点酸制取低沸点酸。
小结得出:(1)一般强酸可以和弱酸盐反应生成弱酸,而弱酸一般不能和强酸盐反应。(2)一般高沸点酸可以制取低沸点酸,反之不能。
【提问】弱酸是否一定不能和强酸盐反应?请举例说明。
讨论,最后得出:特殊的弱酸也能和强酸盐反应。
如:H2S+CuSO4→
H2S+AgNO3→
H2S+Hg(NO3)2→
【追问】氢硫酸为什么能与某些强酸盐反应?
因为CuS、Ag2S、HgS难溶于稀强酸,减少了S2-的浓度,所以反应能发生。
3.置换反应
(1)金属置换反应:活泼金属置换出较不活泼金属。
【提问】根据什么来判断金属活动性顺序?金属活动性顺序的实质是什么?
讨论得出,在实际应用中,判断金属活动性顺序的依据是:金属活动顺序表或元素周期表。
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au
实质:在溶液中,金属原子的失电子能力逐渐减弱,单质的还原性逐渐减弱。反之金属阳离子的得电子能力则由左至右逐渐增强,即阳离子的氧化性逐渐增强。
【指导练习】请写出下列反应的化学方程式:
①Na与CuSO4溶液反应
②Na与FeCl3溶液反应
2Na+CuSO4+2H2O→H2↑+Cu(OH)2↓+Na2SO4
6Na+2FeCl3+6H2O→3H2↑+2Fe(OH)3↓+6NaCl
【提问】为什么没有置换出单质铁和单质铜?
(2)非金属置换反应:活泼非金属置换出较不活泼的非金属。
(3)非金属置换金属的反应:
(4)金属置换非金属的反应:
组织引导学生各举两个反应来说明置换反应的规律。
因为金属钠先与溶剂水反应生成H2和NaOH,之后NaOH与CuSO4、FeCl3反应。
小结:K、Ca、Na、Mg、Ba等金属在盐溶液中,先与水反应,而不是与盐置换。
举例:Cl2+KI→Br2+NaI→
H2+CuO→C+Fe2O3→
Zn+HCI→Mg+CO2→
教师活动
4.氧化还原反应
(1)概念、本质、特征
提问并引导学生归纳。
学生活动
归纳如下:
有电子转移发生的反应
↑概念
↓实质
电子转移(包括电子的得失和电子对的偏移)
(2)被氧化、被还原;氧化剂、还原剂;氧化性、还原性的概念及它们与得失电子的关系和判断方法;氧化产物、还原产物的判断。
【提问】能否用简捷的方法表示出上述关系?
思考:写出表示这些关系的式子。教师取其一投影如下:
【投影】
氧化性:氧化剂表现的性质,实质是物质得电子能力的体现。
还原性:还原剂表现的性质,实质是物质失电子能力的体现。
(3)氧化性、还原性比较
【指导练习】判断下列反应中的氧化剂和还原剂,比较氧化剂的氧化性和还原剂的还原性的强弱。
①2Fe2++Br2→2Fe3++2Br-
②2Fe3++2I-→2Fe2++I2
通过学生练习,引导学生归纳出氧化性、还原性强弱的判断方法。
完成练习,正确结论如下:
氧化剂的氧化性:Br2>Fe3+>I2
还原剂的还原性:I>Fe2+>Br-
氧化性、还原性强弱的判断方法:
氧化剂的氧化性比氧化产物强,还原剂的还原性比还原产物强。
【提问】常见的氧化剂、还原剂有哪些?请归纳后写出。
思考、归纳、写出。教师取其一投影如下:
教师活动
【投影】(4)常见氧化剂与还原剂
(5)氧化还原方程式的配平、电子转移方向和总数的表示方法
【指导练习】配平下面化学方程式,并标出电子转移方向和总数。
KMnO4+H2S+H2SO4→K2SO4+S+MnSO4+(    )
电子转移表示方法;双线桥法和单线桥法。
通过学生练习,组织引导学生总结。
学生活动
总结如下:
配平原则:氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。
配平方法:一、标(标明变价元素的化合价)
二、等(找最小公倍数,使得失电子数相等)
三、定(依据得失电子数相等,确定变价元素的反应物和生成物的系数)
四、平(用观察法配平其它各物质的系数)
五、查(检查各原子总数是否守恒)
(6)元素的价态与氧化性、还原性的关系
例:判断下列物质是否具有氧化性或还原性:KMnO4,Cl-,S2-,SO32-
通过判断,组织引导学生小结。
【讲解】SO32-在酸性条件下与S2-反应,SO32-表现出氧化性,生成S和H2O。SO32-与Cl2、KMnO4等强氧化剂反应,SO32-表现出还原性。
小结如下:
元素处于最高价态时,只能得电子使化合价降低,所以只具有氧化性。元素处于最低价态时,只能失电子使化合价升高,所以只具有还原性。元素若处于中间价态时,它的化合价既能升高又能降低,所以它既有氧化性又有还原性;遇强氧化剂时,表现还原性,遇强还原剂时,表现氧化性。
(7)氧化还原反应的有关计算
【指导练习】
1.高锰酸钾和氢溴酸溶液发生如下反应:
KMnO4+HBr→Br2+MnBr2+KBr+H2O(未配平)其中,还原剂是____,若消耗0.1mol氧化剂,则被氧化的还原剂的物质的量是____mol,被氧化的Br-与未被氧化的Br-的个数比为____。
学生练习,正确结论如下:
例1:HBr,0.5 mol,5∶3
例2:0.2mol(电子守恒)
氧化还原反应计算解题思路:
把握氧化还原的基本概念,判断出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物、被氧化或被还原的量,根据电子守恒(氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数)进行计算。
2.在化学反应:
3BrF3+5H2O→Br2+HBrO3+O2↑+9HF中,若有5.4g水被氧化,则被水还原的BrF3的物质的量是____mol。
通过练习,引导学生总结解题思路。
【本题小结】化学反应遵循一定的规律,学习时应该掌握这些规律,利用规律去更好地解决问题。这部分内容是高考中的重点,其中氧化还原反应是重要的考点,题型比较多,平时在学习的过程中,应该理解概念、把握规律去记忆和解题。
 
精选题
 
一、选择题
1.已知有如下反应:
2BrO3-+Cl2=Br2+2ClO3-
5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl
ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O
下列各微粒氧化能力强弱顺序正确的是                   [    ]
A.ClO3->BrO3- >IO3->Cl2
B.BrO3->Cl2>ClO3->IO3-
C.BrO3->ClO3->Cl2>IO3-
D.Cl2>BrO3->ClO3->IO3-
2.已知氯化碘(ICl)的性质类似于卤素,有很强的化学活动性,ICl跟水和锌分别反应如下:2ICl+2Zn=ZnCl2+ZnI2,ICl+H2O=HCl+HIO。下列叙述正确的是     [    ]
A.锌在和氯化碘反应时,碘化锌既是氧化产物又是还原产物
B.在锌跟氯化碘反应时,氯化锌既不是氧化产物也不是还原产物
C.在水跟氯化碘反应时,氯化碘既是氧化剂又是还原剂
D.在水跟氯化碘反应时,氯化碘既不是氧化剂也不是还原剂
3.若ag二硫化亚铁在空气中充分燃烧,共转移n个电子,则阿伏加德罗常数值可表示为  [    ]
A.12n/a                   B.60n/a
C.11a/120n                 D.120n/11a
二、非选择题
4.配平下列氧化还原反应方程式:
(1)Cr2O72-+H++Fe3O4→Cr3++Fe3++H2O
(2)____Fe3C+HNO3→____Fe(NO3)3+____CO2↑+____NO2↑+____H2O
(3)____Na2Sx+____NaClO+____NaOH→____Na2SO4+____NaCl+____H2O
5.用氯酸钾和盐酸反应可制得氯气,同时生成氯化钾和水,若有 6mol电子转移,被氧化的氯原子和被还原的氯原子的物质的量之比为____。
6.钠、镁、铝各0.1mol分别与0.5mol/L的盐酸100mL反应,反应后收集到的氢气在相同条件下的体积比为____。
7.0.1mol/L的亚硫酸钠溶液15mL,恰好将1×10-3mol的XO4-离子还原,则X在还原产物中的化合价是______价。
8.氯气通入浓氨水中发生如下反应;Cl2+NH3→NH4Cl+N2(未配平)
使1.12L氯气与氮气的混合物(氯气占总体积的90%,氮气占10%)通过浓氨水后,测得逸出的气体经除氨气之后,体积为0.672L(氯气占50%,氮气占50%),反应中有____g氨被氧化。(气体体积均为标准状况下的体积)
9.含0.093mol硫酸亚铁的稀硫酸溶液中加入0.3mol/L高锰酸钾溶液12mL,高锰酸钾氧化了一部分硫酸亚铁,生成硫酸钾、硫酸锰、硫酸铁和水,剩余的硫酸亚铁需2.525g硝酸钾才能将硫酸亚铁完全氧化,通过计算写出硝酸钾、硫酸亚铁在稀硫酸存在的条件下反应的离子方程式______。
10.在NH4NO3→HNO3+N2↑+H2O反应中,发生氧化反应的氮原子与发生还原反应的氮原子的物质的量之比为:____。
11.配平化学方程式:
______P+______CuSO4+______H2O(热)→Cu3P+______H3PO4+______H2SO4氧化剂为______,还原剂为______,若有3mol硫酸铜反应,它可氧化______mol磷。
12.氯酸是一种强酸,在氯酸溶液中,当其质量分数超过40%时,它就会迅速发生分解,产生更强的酸,同时生成A、B两种气体,它们的物质的量之比为15∶8。实验证明,A能使余烬木条复燃,B能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,写出氯酸分解的化学方程式:____。
 
答  案
 
一、选择题
1.C 2.A、D 3.D
二、非选择题
4.(1)1 62 6 2 18 31
(2)1 22 3 1 13 11
(3)1 3x+1 2x-2 x 3x+1 x-1
5.5∶1  6.2∶1∶1  7.+4价  8.0.34g
9.3Fe2++4H++NO3-→Fe3++NO↑+2H2O  10. 5∶3
11.配平系数:11,15,24,5,6,15氧化剂:CuSO4、P,还原剂:P,0.6
12.26HClO3→10HClO4+8Cl2↑+1502↑+8H2O
4.化学常用计量
 
教学目标
知识技能:掌握物质的量及其单位——摩尔、摩尔质量、气体摩尔体积的涵义。掌握物质的量与微粒(原子、分子、离子等)数目、气体体积(标准状态下)之间的相互关系。
能力培养:通过基本计算问题的讨论,培养学生的计算思维能力。
科学思想:在阿伏加德罗定律的应用上,着重掌握有关比例的数学思想。
科学方法:演绎推理法。
重点、难点    物质的量与微粒(原子、分子、离子等)数目、气体体积(标准状况下)之间的相互关系是重点,气体摩尔体积的应用条件是难点。
 
教学过程设计
 
教师活动
【引入】今天我们复习化学常用计量。
【提问】科学家引入物质的量这个物理量的意义是什么?
【再问】谁来说说物质的量是怎样联系宏观和微观的?
学生活动
回答:把质量、体积等宏观物理量和微观的微粒个数联系起来。
回答:主要通过以物质的量为核心物理量建立的下列关系图,把微粒数、物质质量、气体标准状况下的体积、溶液的物质的量浓度等相互关联起来。
归纳:
小结:物质的量及其单位摩尔的作用实际是联系宏观和微观的桥梁。
【提问】下列叙述是否正确?
(1)摩尔是物质的量的单位,1mol任何物质都含有6.02×1023个分子。
(2)1mol氢的质量为1g,它含有阿伏加德罗常数个氢分子。
(3)氧气的摩尔质量为 32g,氧气的分子量也为32g。
(4)12g碳-12所含的碳原子数是阿伏加德罗常数,每摩物质含有阿伏加德罗常数个微粒。
思考,回答:
(1)不正确,并非所有物质均含有分子。
(2)不正确,不能说 1mol氢,应指明微粒名称。
(3)不正确,摩尔质量的单位为g·mol-1,分子量没有单位。
(4)正确
【提问】在应用摩尔这个单位时,应注意什么?
回答:
(1)摩尔只能用来表示微粒的集体数目;
(2)必须指明微粒的具体名称。
【讲解】微粒可以是真实的,如:1mol水分子;也可以是假想的,如:1mol NaCl,表示1molNa+和1mol Cl- 的特定组合。
【提问】在化学反应中,下列叙述正确的是:
A.反应物的物质的量之和一定等于各生成物的物质的量之和
B.反应前原子的物质的量之和一定等于反应后原子的物质的量之和
C.反应前各物质的摩尔质量之和一定等于反应后生成物的摩尔质量之和
D.在同温、同压下,反应前气体体积之和一定等于反应后气体体积之和
思考,回答:
A.不正确,因为化学反应前后,分子数是可能发生变化的。
B.正确,因为原子是化学变化中的最小微粒。
C.不正确,因为分子是变化的,分子量很可能变化,摩尔质量也随之变化。
D.不正确,因为在同温、同压下,气体的体积随分子数变化。
【小结】化学反应的实质是分子组成、分子结构发生了变化。
【提问】质量守恒定律从宏观和微观两方面的涵义是什么?
回答:
在宏观上,反应物的总质量等于生成物的总质量;从微观上,反应物中原子的种类和总个数(或总物质的量)等于生成物中原子的种类和总个数(或总物质的量)。
【强调】物质的质量守恒定律在化学计算中有很重要的应用,需要大家努力掌握应用守恒的计算技巧。
【过渡】下面让我们再讨论一下有关气体摩尔体积的问题。
【提问】什么是气体摩尔体积?
回答:标准状况下,1mol任何气体的体积都约为22.4L。
【再问】标准状况的涵义是什么?
回答:273K,1.01×105Pa,或0℃,1atm。
提问:老师,标准状况下三氧化硫是气体吗?
【强调】气体摩尔体积不适用于非标准状况的气体及液体、固体。
【反问】谁知道这个问题?
回答:三氧化硫的熔点为16℃,标准状况下当然是固体。
【提问】有关气体问题的最重要的一个定律就是阿伏加德罗定律,谁来叙述一下该定律的内容?
回答:同温、同压下,同体积的气体具有相同的分子数。
【讲解】阿伏加德罗定律适用于任何状态下的气体,可归纳为:pV=nRT
具体应用有:(1)同温、同压下,体积比等于物质的量之比;(2)同温、同体积下,压强比等于物质的量之比;(3)同温、同压下,密度比等于摩尔质量(分子量)之比。
【板书并讲解】根据 pV=nRT和 n=m/M得:pV=(m/M)RT
pM=(m/V)RT
pM=ρRT
因此,同温、同压下,气体的密度之比等于摩尔质量(分子量)之比。
倾听。
提问:为什么同温、同压下,密度之比等于摩尔质量(分子量)之比?
【引导小结】气体分子量计算的常用公式:
①气体的摩尔质量=标准状况下气体密度×22.4。
②同温、同压下,气体的分子量与气体的密度成正比。
③混合气体的平均摩尔质量=混合气体总质量÷混合气体的总物质的量。
回忆、归纳、小结:
(1)M=ρ0×p22.4
(2)M=ρA×MA
(3)M=Σm/Σn
【提问】下列说法正确的是:
A.1mol任何物质在标准状况下的体积都约是22.4L
B.0.5 mol氢气的体积为11.2L
C.在标准状况下,各为1mol的二氧化硫、三氧化硫的体积均约为22.4L
D.在20L恒容密闭容器中,充入1mol的氮气和3mol氢气,达平衡后有0.5mol的氮气反应,平衡后混合气体的体积仍为20L
思考,回答:
A.不正确,只有1mol气体在标准状况下的体积都约是22.4L,不能说任何物质。
B.不正确,因为没有指明标准状况。
C.不正确,因为三氧化硫在标准状况下不是气体。
D.正确,因为不论在任何条件下,气体都将充满整个容器。
【评价】回答得很好,请注意 D选项的条件不是标准状况。
【提问】下列说法正确的是:
A.标准状况下,1L辛烷完全燃烧生成8/22.4 mol的二氧化碳分子
B.在标准状况下,任何气体的体积都约为22.4L
C.常温常压下,1mol氮气含有阿伏加德罗常数个氮分子
D.常温常压下,金属和酸反应,若生成2g 氢气,则有2mol电子发生转移
思考,回答:
A正确,辛烷的分子式为C8H18,在标准状况下1L辛烷的物质的量是1/22.4mol,因此,完全燃烧生成 8/22.4 mol的二氧化碳分子。
B.不正确,因为没有指明气体的物质的量是1mol。
C.正确,1mol氮气的分子数与是否标准状况无关。
D.正确,不论在任何条件下,2g氢气都是1mol,无论什么金属生成氢气的反应均可表示为:2H++2e=H2↑,因此,生成1mol氢气一定转移 2mol电子。
【质疑】辛烷在标准状况下是否为气体?
回答:辛烷在标准状况下为液体。
【评价】辛烷是汽油成分之一,在标准状况下为液体,1L辛烷的物质的量不是 1/22.4mol,因此,A选项是不正确的。
【提问】设N表示阿伏加德罗常数,则下列说法正确的是:
A.标准状况下,以任意比例混合的甲烷和丙烷混合气体22.4L,所含的气体的分子数约为N个
B.标准状况下,22.4LNO和11.2L氧气混合,气体的分子总数约为1.5N个
C.常温下,2.3g金属钠变成钠离子时,失去的电子数目为0.1N个
D.常温下,18g重水所含中子数为10N个
思考,回答:
A.正确,任意比例混合的甲烷和丙烷混合气体 22.4L,气体的总物质的量为1mol,因此含有N个分子。
B.不正确,因为NO和氧气一接触就会立即反应生成二氧化氮。
C.正确,2.3g钠是0.1mol钠原子,钠原子变成离子的反应为:
Na-e=Na+
0.1mol钠原子就失去0.1mol电子,也就是0.1NA个电子。
D.不正确,重水分子(D2O)中含有10个中子,分子量为 20,18g重水所含中子
数为:10×18g/20g· mol-1=9mol。
【强调】温度和压强条件只影响气体的体积,而不影响气体的质量和物质的量,因此,如果讨论物质的量、质量和微粒数目的关系,则与是否标准状况无关。
【引导小结】在计算中需要注意的问题:
(1)有关微粒个数计算,需要注意什么?
(2)有关气体的计算,需要注意什么?
(3)有关方程式的计算,需要注意什么常用技巧?
归纳、小结:
(1)注意分子数和原子数、质子数、电子数、中子数的比例关系
(2)注意温度和压强条件对气体体积的影响很大,因此应用气体摩尔体积计算必须要求标准状况条件,并注意标准状况下不是气体或不能共存的混合气的问题。
(3)注意运用电子守恒的计算技巧。
 
精选题
 
一、选择题
1.为方便某些化学计算,可将98%的浓硫酸表示成下列形式,其中合理的是    [    ]
A.H2SO4·1/9H2O             B.H2SO4·H2O
C.H2SO4·SO3                    D.SO3 ·10/9H2O
2.能从水溶液中还原 6molH+的是   [    ]
A. 2 mol Fe                   B. 6 mol OH-
C. 6 molI-                    D. 6 mol Li
3.某稀溶液中含1mol硝酸钾和4mol硫酸,向其中加入1.5mol铜粉,充分反应后产生的气体在标准状况下的体积为                                                 [    ]
A.5.6 L                      B.11.2L
C.22. 4L                     D.44.8L
4.标准状况下,下列混合气体的平均式量可能是50的是
                                                 [    ]
A.硫化氢和二氧化硫            B.一氧化氮和氧气
C.二氧化硫和溴化氢            D.碘化氢和氯气
5.在一个恒容密闭容器中充入11gX气体(摩尔质量为 44g·mol-1),压强为1×105pa。如果保持温度不变,继续充入X气体,使容器内压强达到5×105pa。则此时容器内的气体X的分子数约为 [    ]
A.3.3×1025                         B.3.3×1024
C.7.5×1023                   D.7.5×1022
6.以N表示阿伏加德罗常数,下列说法中不正确的是        [    ]
A.在SiO2晶体中,1mol硅原子与2N个氧原子形成共价键
B.0.1mol甲基中含N个电子
C.16g臭氧O3中含有N个氧原子
D.31g白磷P4中含有1.5N个P-P键
7.由二氧化碳、氢气、一氧化碳组成的混合气体在同温、同压下与氮气的密度相同。则该混合气体中二氧化碳、氢气、一氧化碳的体积比为                             [    ]
A.29∶8∶13                   B.22∶1∶14
C.13∶8∶29                   D.26∶16∶57
8.将一定量的铁粉和硫粉的混合物共热,充分反应后冷却,再加入足量稀硫酸,得到标准状况下的气体 11.2 L,则原混合物可能的组成是(n代表物质的量)                 [    ]
A.n(Fe)<n(S)总质量等于 44g
B.n(Fe)>n(S)总质量等于44g
C.n(Fe)=n(S)总质量大于 44g
D.n(Fe)>n(S)总质量小于 44 g
9.同温、同压下,CO2 和NO的混合气体 20mL,通过足量过氧化钠后气体体积减少到10mL,则原混合气体的体积比可能是
                                                  [    ]
A.1∶1                      B.2∶3
C.3∶2                      D.1∶4
10.常温下,向20L真空容器中通入A mol硫化氢和 Bmol氯气(A,B均为不超过5的正整数),反应完全后,容器内气体可能达到的最大密度是                            [    ]
A.8.5 g·L-1                  B.18.25g·L-1
C.18.5 g·L-1                       D.35.5 g· L-1
二、非选择题
11下列分子数由少至多的顺序是______,质量由小到大的顺序是______。
①6g氢气②2mol氨气③4℃时 9mL水 ④1.204×1023个硫酸分子⑤标准状况下,5.6L二氧化碳
12.9g水(H2O)和______g重水(D2O)含有相同的中子数,和______g重水含有相同的质子数。
13.0.1mol下列物质:①氢氧化钠,②碳酸钠,③过氧化钠,④芒硝,分别溶于水,使所得溶液中铀离子与水分子的个数比为1∶100,则需要加入水的质量分别为:
①______g,②______g,③______g,④______g。
14.某溶液中含氯离子、溴离子、碘离子的物质的量之比为2∶3∶4。欲使它们的物质的量之比变为4∶3∶2,需要通入氯气的物质的量和原溶液中所含碘离子物质的量之比为:
15.若在一定条件下把硫化氢与120mL氧气混合反应后,相同状态下测得二氧化硫的体积为75mL,则原硫化氢气体的体积最少为______mL,最多为______mL。
 
答  案
 
一、选择题
1.A、D  2.D  3.C  4.B、D  5.C  6.A、B  7.C、D  8.D  9.A、C  10.B
二、非选择题
11.④⑤③②①;①③⑤④②
12.8  10
13.180 360 361.8 341
14.1∶4
15.75 90
提示:4.平均值法:如果混合气的平均式量为50,则组成气体中必然有式量大于50的和式量小于50的。
A.选项,两种气体不能共存;
B.选项,一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮化合生成四氧化二氮(式量为92);
C.选项,两种气体的式量均大于50;
D.选项,氯气和碘化氢反应生成氯化氢(式量为36.5)和碘。
6.A选项,在SiO2晶体中,每个Si原子均和4个O原子相连,即有4个Si—O键;
B选项,甲基中有9个电子;
D选项,白磷P4分子为正四面体结构,有6个P—P键。
7.根据题意,混合气的平均式量等于氮气的式量28,由于CO的式量也为28,因此,只要二氧化碳和氢气的体积比满足13∶8(可用十字交叉法算出)即符合题意。
8.根据题意,所产生的气体可能为硫化氢和氢气,根据反应的化学方程式,得到如下关系:Fe~FeS~H2S,Fe~H2。因此,根据产生气体 11.2L(0.5 mol),得:铁粉的物质的量一定为0.5 mol(28g)。
若n(Fe)<n(S),贝n(S)>0.5 mol,m(S)>16g,总质量大于44g。
其余选项的判断同理。
9.设混合气中CO2的体积为xmL,NO的体积为y mL,则x+y=20 方程①
根据反应的化学方程式:
2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2
xmL  x/2mL
2NO+O2=2NO2
ymL x/2mL
若氧气足量,则x/2≥y/2
生成NO2y mL,剩余氧气 x/2—y/2 mL
反应后混合气:y+(x/2—y/2)=10方程②
根据方程①,方程②总成立。
因此,只要满足x≥y,即体积比>1∶1,均可。若氧气不足量,即y>x,由于生成NO2的体积为y mL,因此剩余气体的体积不可能为10mL。
10.恒容条件下,当气体质量最大时,其密度最大,经讨论,当A=5,B=5时,反应后生成10molHCl,此时,气体的总质量最大。
因此,容器内气体密度的最大值为:
10mol×36.5g·mol-1/20L=18.25g·L-1
14.根据Cl-、Br-、I-的物质的量之比由2∶3∶4变为4∶3∶2,说明反应前后Br-的物质的量没有改变,因此,反应如下:
Cl2+2I-=2Cl-+I2
15.根据硫化氢和氧气反应的化学方程式:2H2S+O2=2S↓+2H2O,2H2S+3O2=2SO2+2H2O。若生成SO275mL,则H2S的体积至少为75mL,此时消耗氧气的体积为112.5 mL,余7.5mL。7.5mL氧气还可以和15mL硫化氢反应生成S,因此H2S的体积至多为75mL+15mL=90mL
5.物质的量浓度及有关计算
 
教学目标
知识技能:理解有关物质的量浓度的涵义,掌握有关计算的基本题型。
能力培养:有关物质的量浓度的计算思维能力。
科学思想:在溶液计算中,贯彻守恒的思想。
科学方法:演绎推理法,比较分析法。
重点、难点  有关物质的量浓度计算的6种基本类型是重点;电荷守恒、建立参比的基本解题方法是难点。
 
教学过程设计
 
教师活动
【引入】今天我们复习物质的量浓度。
【提问】物质的量浓度的定义是什么?请写出它的计算公式。
学生活动
回答:1L溶液中含有溶质的物质的量。
板书:c=n(mol)/V(L)
【再问】溶液的组成还常用什么来表示?
回答:也常用溶质的质量分数来表示。
溶质的质量分数表示单位质量溶液中所含溶质的质量。
板书:a%=m(溶质)/m(溶液)×100%
【提问】根据物质的量浓度的计算公式c=n/V,我们能够联想起哪些有关的计算思想?请同学们讨论后回答。
思考,讨论,回答:
(1)在公式计算中,已知任何两个量,可以求得第三个量。
(2)还可以根据物质的量联系溶质的质量、气体溶质在标准状况下的体积及微粒数目等。
(3)当溶质的量一定时,浓度和体积成反比;当体积一定时,浓度和溶质的物质的量成正比。
(4)根据n=cV,当取出一定浓度的溶液时,溶液的浓度不变,但溶质的物质的量和所取溶液的体积成正比。
【评价】同学们说的都很正确,不过,有一个问题,为什么当取出一定浓度的溶液时,溶液的浓度不变?
回答:溶液是均匀稳定的体系。
【板书】类型1 代入公式的计算
【投影】填空:
思考,完成练习。
【强调】体积必须以升(L)为单位进行计算。如果题目给的体积为mL,则必须进行换算。
【提问】为什么醋酸的[H+]小于其酸的浓度?
回答:醋酸为弱酸,[H+]=ca,
因此,[H+]小于酸的浓度。
【板书】类型2  溶液物质的量浓度和溶质质量分数的换算
【提问】在进行换算时,根据那个不变的量来推导计算公式?请写出计算公式?
回答:溶液中溶质的量是不变的,分别用物质的量浓度和溶质的质量分数计算,于是得到如下方程:
m=cVM=1000Vρa %
【强调】在此公式中,物质的量浓度(c)、溶质的质量分数(a%)、溶质的摩尔质量(M)和溶液密度(ρ),已知任何三个量,可计算第四个量。
【投影】练习:63%硝酸溶液的物质的量浓度为14 mol· L-1,溶液的密度为______。
思考,完成练习。
答案:1.4 g·mL-1
【板书】类型3  稀释问题
【提问】溶液在加水稀释过程中,不变的量和变化的量是什么?计算的依据是什么?
回答:不变的量是溶质的质量和物质的量,变化的量是水的质量、溶液的体积、溶液的密度和溶液物质的量浓度。因此,可根据如下公式计算:n=c1V1=c2V2
计算依据是,在此公式中,已知任何三个量,可计算第四个量。
【再问】如何计算稀释后溶液的体积?能否用浓溶液的体积和水的体积相加?
回答:不能相加,应该用质量相加除以稀溶液的密度。
【板书】V(稀)≠V(浓)+V(水)
m(稀)=m(浓)+m(水)
V(mL)=m(稀)g/ρ(稀)g·mL-1
记笔记。
【说明】对于浓度不超过1mol·L-1的稀溶液,混合时体积变化不大,可以作近似计算:用原溶液体积相加得混合后的溶液体积。
【投影】讨论题:将12mol· L-1的盐酸(密度为ρ1g·mL-1)50mL和1mol·L-1的盐酸(密度为ρ2g·mL-1)100mL混合,所得溶液的密度为ρg·mL-1,溶液物质的量浓度为______mol·L-1
讨论,思考,回答:
基本思路:c=n/V
混合后溶质的物质的量为:
n=12mol·L-1×O.05L+1mol·L-1×0.10L=0.7mol
混合后溶液的体积为:
V=(ρ1×50+ρ2×100)/1000ρ(L)
答案:700ρ/(50ρ1+100ρ2)mol·L-1
【板书】类型4  气体溶质问题
【投影】讨论题:标准状况下,AL氯化氢气体溶于1L水中,所得溶液密度为ρg·mL-1,则该溶液中溶质的质量分数为______,溶液的物质的量浓度为______。
【提问】指导讨论:
(1)这类型题目的基本入手点是什么?
(2)请思考、讨论得出解题的正确思路。
思考,讨论,回答:
(1)解题的基本思路是从溶质的质量分数和浓度的定义公式入手:
a%=m(溶质)/m(溶液)×100%
c=n/V
(2)所得溶液中,溶质的质量为:
m(溶质)=36.5g·mol-1×AL/22.4L·mol-1
溶液的质量为:
m(溶液)=(36.5A/22.4+1000)g
根据溶质的质量分数的定义得到:
a%=36.5A/(36.5A+22400)×100%
(3)所得溶液中,溶质的物质的量为:
n(溶质)=AL/22.4L·mol-1
溶液的体积为:
V=(36.5A/22.4+1000)/1000ρ(L)
根据溶液的物质的量浓度的定义得到:c=1000ρA/(36.5 A+22400)mol·L-1
【小结】
溶液的质量等于溶质和水的质量相加,但溶液的体积不等于溶质和水的体积相加,也不等于水的体积。溶液的体积一定用其质量除以密度来计算。
【板书】类型5  有关化学方程式的计算
【投影】讨论题:体积比为1∶1∶1的氯化钠、氯化镁和氯化铝溶液,分别加入等体积、等浓度的硝酸银溶液,均恰好完全反应生成氯化银沉淀,则这三种溶液的物质的量浓度之比为:
【提问】指导讨论:
(1)三个反应的实质是什么?消耗等量的硝酸银说明什么?
(2)请思考、讨论得出解题的正确思路。
讨论,思考,回答:
(1)这三个反应的实质均为:
Cl-+Ag+→AgCl↓
消耗等量的硝酸银说明三种溶液中
C1-的物质的量相等。
(2)设:n(Cl-)=1mOl
则:n(NaCl)=1mol
n(MgCl2)=1/2 mol
n(AlCl3)=1/3 mol
根据c=n/V,体积相同时浓度和物质
的量成正比,因此浓度比为:
1∶(1/2):(1/3)=6∶3∶2
【小结】此类型题目的关键是找出与浓度有关的n和V的比例关系,从而得到浓度的比例关系。
【板书】类型6  烧瓶内气体溶于水的浓度计算
【投影】讨论题一:标准状况下,一圆底烧瓶充满氯化氢气体,倒扣于水槽中,假设溶液没有损失,则所得溶液的物质的量浓度为:______。
【提问】指导讨论:
(1)解题基本入手点是什么?
(2)请思考、讨论得出解题的正确思路。
讨论,思考,回答:
(1)解题基本入手点是公式:c=n/V
(2)设烧瓶体积为VL,标准状况下,充满氯化氢气体,则氯化氢的物质的量为:V/22.4mol,由于氯化氢极易溶于水,则溶液将充满烧瓶,所得溶液的体积为VL。因此,烧瓶内盐酸溶液的浓度为: 1/22.4mol·L-1。
【评价】完全正确,所得溶液的浓度与烧瓶的体积无关。
【投影】讨论题二:标准状况下,用圆底烧瓶收集氨气,当混合气的平均式量为19时,停止收集,并将其倒扣于水槽中,假设溶液没有损失,则所得溶液的物质的量浓度为:______。
讨论,思考,回答:
根据混合气的平均式量为19,算出氨气和空气的体积比5∶1,若设烧瓶的体积为6L,则其中的氨气为5L,5/22.4 mol。空气为1L。氨气极易溶于水,而空气不溶于水,因此进入烧瓶的水形成的溶液的体积为5L,溶液浓度为:1/22.4 mol·L-1。回答:氨气极易溶于水,而空气不溶于水,因此氨气所占的体积也就是所得氨水溶液的体积。因此,无论氨气和空气的比例如何,溶液的浓度均为1/22.4mol·L-1。
【评价】思路完全正确,还有没有更简单的思路。
【评价】完全正确,因此讨论题一和讨论题二的结果是相同的,无论烧瓶的体积如何。
【投影】讨论题三:标准状况下,将二氧化氮和氧气按4∶1的体积比混合后,充满一烧瓶,倒扣于水槽中,当反应不再进行时,假设溶液没有损失,则所得溶液的物质的量浓度为:____。
讨论,思考,回答:
根据:4NO2+O2+2H2O=4HNO3
若设烧瓶体积为1L,则NO2为4/5L,生成硝酸4/(5×22.4)mol,所得溶液体积为1L,因此,溶液浓度为1/28 mol·L-1。
【评价】完全正确,由于烧瓶内的气体的总物质的量和生成硝酸的物质的量为5∶4,因此所得溶液浓度为:(4/5)×(1/22.4)mol·L-1。
【投影】讨论题四:标准状况下,将一氧化氮、二氧化氮和氧气的混合气充满一烧瓶,倒扣于水槽中,当反应不再进行时,溶液充满烧瓶,假设溶液没有损失,则所得溶液的浓度范围是:
______。
讨论,思考,回答:
根据:4NO2+O2+2H2O=4HNO3
4NO+3O2+2H2O=4HNO3
假定全部是二氧化氮和氧气的混合气,则其体积比一定为4∶1,所得硝酸溶液的浓度为:1/28mol·L-1。
假定全部是一氧化氮和氧气的混合气,则其体积比一定为4∶3,所得硝酸溶液的浓度为:4/(7×22.4)=1/39.2mol·L-1。因此,若为一氧化氮、二氧化氮和氧气的混合气,所得硝酸溶液的浓度范围是:1/39.2mol·L-1<c<1/28 mol·L-1。
【小结】此类型题目的基本思路是从公式c=n/V入手,找出溶质的物质的量和溶液的体积之间的关系。
【过渡】上面我们讨论了有关溶液浓度计算的六种基本类型,下面我们再复习两种在溶液浓度的有关计算中的基本解题方法。
倾听。
【板书】基本计算方法1.电荷守恒法
【投影】讨论题:某地酸雨经检验,除含氢离子外,还含如下离子:
[Na+]=1.4×10-3mol·L-1
[Cl-]=3.5×10-3mol·L-1
[NH4+]=2.3×10-3mol·L-1
[SO42-]=1.5×10-4mol·L-1
则该溶液中的氢离子的浓度为____。
讨论,思考,回答:
根据电荷守恒,溶液中的阳离子的正电荷浓度之和等于阴离子的负电荷浓度之和:
[H+]+[Na+]+[NH4+] =[Cl-]+[SO42-]×2
将已知数据代入,计算得:
[H+]=1.0×10-4mol·L-1
【评价】完全正确,请注意SO42-带2个负电荷,因此其负电荷浓度等于其离子浓度的2倍。
【板书】基本计算方法2.参比法
【投影】讨论题:物质X的1%(溶质的质量分数,以下同)的溶液和9%的溶液等体积混合后得溶液①,物质Y的1%的溶液和9%的溶液等体积混合后得溶液②,根据附表判断下列叙述正确的是:
A.溶液①,②中溶质的质量分数均大于5%
B.溶液①,②中溶质的质量分数均等于5%
C.溶液①中溶质的质量分数大于5%,溶液
②中溶质的质量分数小于5%
D.溶液①中溶质的质量分数小于5%,溶液
②中溶质的质量分数大于5%
讨论,思考,倾听教师讲解:
(1)建立参照体系,若溶液等质量混合,则混合后溶液的溶质的质量分数为:
(1%+9%)/2=5%
(2)对于X溶液,溶质的质量分数越大,密度越小,因此,当等体积混合时,1%溶液的质量大于9%溶液的质量,稀溶液的比例大了,因此混合溶液中溶质的质量分数将偏低,即小于5%。
对于Y溶液,当等体积混合时,1%溶液的质量小于9%溶液的质量,浓溶液的比例大了,因此混合溶液中溶质的质量分数将偏高,即大于5%。
答案:D
(3)因为纯水(密度为1g·mL-1)相当于溶质的质量分数为0的溶液,因此,只要溶液的密度小于1g·mL-1,就和X溶液的情况相同,如:氨水、乙醇溶液等;反之,只要溶液的密度大于1g·mL-1,就和Y溶液的情况相同,如:多数酸、碱、盐溶液。
【小结】6种基本类型的基本思维方法在于紧扣物质的量浓度的基本公式:c=n/V,注意掌握基本题型的思考方法。
掌握两种基本计算方法的解题技巧。
倾听。
 
精选题
 
一、选择题
1.实验室需用480mL0.1mol·L-1的硫酸铜溶液,现选取500mL容量瓶进行配制,以下操作正确的是                                                      [    ]
A.称取7.68g硫酸铜,加入480mL的水
B.称取12.0g胆矾,配成480mL溶液
C.称取8.0g硫酸铜,加入500mL水
D.称取12.5g 胆矾,配成500mL溶液
2.将xg镁和yg铝溶于AmLMmol/L的盐酸(过量),再往上述溶液中加入2AmL的NaOH溶液,溶液中的沉淀量达到最大值,则加入NaOH溶液的浓度为                   [    ]
A. M mol·L-1                      B.2Mmol·L-1
C.M/2 mol·L-1                     D.无法确定
3.将a mol钠和a mol铝一同加入到mg足量水中,所得溶液密度为ρg·mL-1则溶液的物质的量浓度为(mol·L-1)                                            [    ]
A.1000ρa/(50a+m)           B.ρa/(46a+m)
C. 1000ρa/(48a+m)          D.1000ρa/(46a+m)
4.在两个烧杯中分别盛有100mL 3.0mol·L-1的盐酸和氢氧化钠溶液,向两个烧杯中分别加入等质量的铝粉,在相同状况下生成的气体的体积比为2∶5,则加入的铝粉的质量为   [    ]
A.8.1g                       B.6.75g
C.5.4g                       D.2.7g
5.向密度为ρg·mL-1的盐酸中滴入硝酸银溶液到过量,生成沉淀的质量与原盐酸的质量相等,则原溶液的浓度为                                                 [    ]
A.25.4ρmol·L-1                   B.12.7ρmol·L-1
C.6.97ρmol·L-1              D.6.35ρmol·L-1
6.向 50mL18mol·L-1硫酸溶液中加入足量的铜片并加热。充分反应后,被还原的硫酸的物质的量为                                                      [    ]
A.小于0.45 mol                B.等于0.45 mol
C.在0.45mol和0.90mol之间      D.大于0.90mol
7.在100g浓度为18mol·L-1,密度为ρg·cm-3的浓硫酸中加入一定量的水稀释成9mol·L-1的硫酸,则加入的水的体积为
                                                  [    ]
A.小于100mL                 B.等于100mL
C.大于100mL                 D.等于100/ρmL
8.硫酸铝、硫酸钾和明矾的混合溶液中,硫酸根离子的浓度为0.2mol·L-1,再向其中加入等体积的 0.2mol·L-1的KOH溶液,生成的白色沉淀又恰好溶解,则原溶液中钾离子的浓度(mol·L-1)为  [    ]
A.0.20                       B.0.25
C.0.225                      D.0.45
9.已知氮的氧化物和烧碱溶液发生反应的化学方程式如下:
3NO2+2NaOH→2NaNO3+NO↑+H2O
NO+NO2+2NaOH→2NaNO2+H2O
现有Mmol二氧化氮和Nmol一氧化氮组成的混合气体,用浓度为VL的NaOH溶液完全吸收,则该NaOH溶液的浓度最小为(mol·L-1)                               [    ]
A.M/V                       B.2M/3V
C.2(M+N)/3V               D.(M+N)/V
10.在甲和乙两烧杯里分别盛同体积同浓度的x mol·L-1的硫酸溶液500mL,向两个烧杯里分别放入mg镁和mg锌。反应停止后,发现有一烧杯中仍有金属残留,则硫酸的物质的量浓度范围是   [    ]
A.m/12≥x≥m/32.5             B.m/24≥x≥m/65
C.m/12>x≥m/32.5             D.m/24≥x≥m/32.5
二、非选择题
11.将十水碳酸钠与碳酸氢钠的混合物4.54g溶于水,配成100mL溶液,测得溶液中钠离子的物质的量浓度为0.4mol·L-1,在溶液中加入过量的盐酸,完全反应后,将溶液蒸干灼烧至质量不变。则所得固体物质的质量为:______g。
12.将8.8gFeS固体加入到200mL2.0 mol·L-1的盐酸中,以制备硫化氢气体。反应完全后,若溶液中的硫化氢的浓度为0.10 mol·L-1,假定溶液的体积不变。
计算:(1)收集到硫化氢气体在标准状况下的体积。(2)反应后溶液中Fe2+和H+的物质的量浓度。
 
答  案
 
一、选择题
1.D  2.C  3.D  4.B  5.C  6.A  7.A  8.B  9.D  10.C
二、非选择题
11.2.34
12.(1)1.792L(2)0.5mol·L-1 1.0mol·L-1
提示:2.氢氧化铝为两性,因此生成沉淀量最大时,溶液为中性,依题意,应为NaCl溶液,得:n(Na+)=n(Cl-),
AmL×Mmol·L-1=2AmL·x,得:x=M/2mol·L-1。
3.将amol钠和amol铝一同加入到足量水中,恰好生成含amol偏铝酸钠的溶液。溶液的质量为:
m+23a+27a-(0.5a+1.5a)×2=m+46a
溶液的浓度为:1000ρa/(46a+m)mol·L-1
4.根据反应的离子方程式:
2Al+6H+=2Al3+3H2↑
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
若铝均不足,则生成氢气的体积比为1∶1;若铝均过量,则生成氢气的体积比为1∶3。根据生成氢气的体积比为2∶5,则说明铝和盐酸的反应中铝是过量的,而铝和烧碱溶液的反应中,铝是不足量的。
5.根据反应的化学方程式:
HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3
36.5 g       143.5g
依题意,设原盐酸溶液的质量为143.5g,则含溶质HCl36.5g(1mol)。
6.如果铜足量,浓硫酸的浓度将会越来越小,而铜和稀硫酸不能反应,因此,硫酸只能有一部分参加反应。
7.硫酸的浓度由18mol·L-1‘稀释成9mol·L-1,则溶液的体积将增大为原来的2倍。加入水的质量(g)为:
(100/ρ)×2×ρ′-100
(ρ′为9mol·L-1硫酸溶液的密度)
因为p′<ρ,所以加入水的质量<100g,即体积小于100mL。
8.根据溶液中的电荷守恒得:[K+]+[Al3+]×3=[SO42-]×2
9.根据反应的化学方程式,生成的产物是NaNO3和NaNO2,因此Na+和N的物质的量相等,故所需NaOH的物质的量最小为M+Nmol。
10.依题意,若mg镁恰好和硫酸完全反应,则硫酸的浓度为:m/12mol·L-1;若mg锌恰好和硫酸完全反应,则硫酸的浓度为:m/32.5mol·L-1。
现有一种金属剩余,说明镁过量,而锌不过量,则:m/12>x≥m/32.5。
11.根据钠离子在整个过程中的守恒关系,得:Na+~NaCl,从而得出生成固体产物NaCl的物质的量为0.04mol。
12.根据反应的离子方程式:Fes+2H+=Fe2+H2S↑,可判断出盐酸过量。以FeS的量计算出反应生成0.1mol的H2S,但在溶液中溶解的H2S有0.020mol,因此,收集到的H2S气体为0.080mol,标准状况下的体积为1.792L。
6.溶解度及有关计算
 
教学目标
知识技能:了解饱和溶液、不饱和溶液的概念。理解溶解度概念。理解温度对溶解度的影响及溶解度曲线。掌握有关溶解度的计算。
能力培养:结合溶解度计算,培养学生学会用比例法和守恒法解决溶解度有关计算的能力。
科学思想:结合饱和溶液、不饱和溶液和溶解度曲线的复习,使学生进一步树立平衡是相对的、有条件的、动态的辩证思想。
科学方法:结合溶解度计算的复习,进一步掌握守恒法、比例法解决问题的方法。
重点、难点 有关溶解度的计算。
 
教学过程设计
 
教师活动
【引言】上一讲我们复习了溶液浓度计算,溶液有饱和溶液和不饱和溶液之分。而且在一定温度下,固体不能无限溶于水中,因此存在溶解度的问题。本节我们将复习饱和溶液、不饱和溶液和溶解度的概念,同时要重点复习溶解度的有关计算。
【板书】一、饱和溶液和不饱和溶液
【投影】问题:1.什么是饱和溶液,什么是不饱和溶液?
2.溶液处于饱和状态时,有什么特点?
学生活动
倾听、回忆。
回答:
1.在一定温度下,当溶质溶解的速率和溶质从溶液中析出的速率相等,此时溶液达到溶解平衡状态,所得的溶液为饱和溶液,反之为不饱和溶液。
2.在一定条件下,溶液达到饱和时,溶液处于溶解平衡状态,它与化学平衡状态相似,具有“等”、“定”、“动”、“变”等特点。即在一定条件下,当溶液达饱和时,溶质溶解和结晶的速率相等,溶液处于动态平衡,溶液的浓度保持不变,当条件改变时,例如:改变温度,可使溶液由饱和变成不饱和。
【评价】同学们回答得很好。这里还应明确两点:
1.当溶液溶解一种溶质达饱和时,溶液中仍可溶解其他溶质。
倾听、思考。
2.化学平衡移动原理适用于溶解平衡,条件改变时,溶液可由饱和溶液转化成不饱和溶液。
倾听、思考。
【投影】练习题:氯气在下列液体中溶解度最小的是         [    ]
A.水                        B.饱和食盐水
C.氢氧化钠溶液               D.饱和石灰水
分析并回答:
氯气溶于水中发生如下反应:
Cl2+H2O H++Cl-+HClO
当氯气溶于氢氧化钠溶液或饱和石灰水时,由于生成的盐酸和次氯酸与碱反应,可加速氯气在溶液中的溶解,并生成金属氯化物和次氯酸盐。
而在饱和食盐水中,由于存在下列溶解平衡:
NaCl Na++Cl-
溶液中氯离子浓度已达饱和,抑制了氯气在溶液中的溶解。因此氯气在饱和食盐水中溶解度最小,应选B。
【小结】由于饱和食盐水中溶解平衡的存在,溶液中氯离子浓度已达饱和,对氯气在溶液中的溶解起抑制作用,和化学平衡中增大生成物浓度使平衡向逆方向移动的道理相同。
【板书】二、溶解度(S)
1.概念
【提问】什么是溶解度?气体的溶解度是如何表示的?影响溶解度的因素有哪些?条件改变后,饱和溶液有什么变化?
思考并回答:
在一定温度下,在100g溶剂中溶解溶质达饱和,所溶解溶质的质量称为溶解度。溶解度单位是g。若溶质是气体,则溶解度是指:在一定温度和压强下,1体积溶剂溶解溶质达饱和时,所溶解的气体的体积。(单位是:L/L)
影响溶解度的因素首先是溶质和溶剂的性质。此外条件对溶解度也有影响。固体的溶解度与温度有关,而气体则和温度、压强都有关系。
由影响溶解度的条件可知,当条件改变时,溶解平衡将被打破,溶质溶解的速率和结晶的速率不再相等,饱和溶液可以转化成不饱和溶液,也可以析出晶体,在新的条件下达到新的溶解平衡。
【评价】肯定学生的回答并强调:在掌握固体的溶解度的概念时,一定要注意:(1)温度;(2)达饱和;(3)100g溶剂,这三个关键性的词语。
2.溶解度曲线
【提问】温度和压强怎样影响气体溶质的溶解度?
温度怎样影响固体溶质的溶解度?
回答:气体溶质的溶解度与温度、压强有关,温度越高,气体的溶解度越小,压强越大,气体的溶解度越大。固体的溶解度与温度有密切关系,多数固体的溶解度随温度升高,溶解度增大,少数物质,如氯化钠的溶解度则受温度影响很小。个别物质的溶解度随温度升高而降低,如氢氧化钙。
【再问】能否形象地表示出溶解度随温度改变的关系呢?
回答:可以,用溶解度曲线即可。
看图1-2,并练习。
【评价】很好。请同学们根据图1-1,找出不同温度下固体溶质的溶解度。
3.有关溶解度的计算
溶解度计算是本讲的难点,希望同学们认真思考、积极练习,掌握解题的思路和方法。
【指导练习】将90℃饱和氯化铵溶液680g,蒸发100g水再冷却至40℃,将析出晶体多少克?已知90℃时溶解度为71.3g,40℃时溶解度为45.8g。
做练习后回答问题:这个问题我是按两步计算的:
(1)求90℃时蒸发100g水将析出多少克晶体。
由90℃氯化铰的溶解度可知,100g水最多能溶71.3g 氯化铵,所以在90℃蒸发100g水将析出71.3g氯化铵。
(2)析出晶体后,余下508.7g饱和溶液,从90℃降温至40℃将析出晶体多少克。
设508.7g饱和氯化铵溶液从90℃降温至40℃可析出晶体的质量为x,可根据比例关系解x。
508.7g∶x=171.3g∶25.5g
x=75.7g
蒸发水100g和降温后,共析出晶体
75.7g+71.3g=147g。
【评价】肯定学生的解题思路和方法正确,结论也正确,然后指出有关溶解度计算的常用的一种方法:比例式法。
指出:上述比例关系只适用于析出的晶体不含结晶水时的有关计算,而且要注意,若原溶液不是饱和溶液,上述比例关系不成立。
【提问】上题还有没有更简便的解题方法?
在学生分析和解答的基础上指出有关溶解度计算的另一种方法:守恒法,即高温下饱和液中溶质的质量=析晶后饱和溶液中溶质的质量+蒸发水和降温后析出的晶体的质量。
讨论后回答:可先求出680g饱和氯化铵溶液中含有水和氯化铵的质量。再求出蒸发100g水后,余下的水的质量,并求出在40℃时,余下的水最多能溶解多少克氯化铵。原有的饱和溶液中氯化铵的质量和蒸发水及降温后饱和溶液中所含溶质质量之差为析出的晶体的质量。
具体方法是:(1)求90℃时,680g的饱和氯化铵溶液中,溶质和溶剂的质量。设溶剂的质量为x。
根据溶解度的数据可知:
在90℃时,若以100g水配制饱和氯化铵溶液,则饱和液的质量为171.3g。因此可得以下比例式:
171.3g∶100g=680g∶x
x=397g(水的质量)
氯化铵的质量=680g-397g=283g
蒸发100g水后,余下水297g,在40℃时,297g水最多能溶氯化铵的质量为y,则根据40℃时,溶解度的数据列出比例式可求出y。
297g∶y=100g∶45.8g,y=136.0g
析出晶体的质量应为283.0g-136.0g=147.0g。
【指导练习】摩尔质量为Mg/mol的某物质的溶解度曲线如图1-3,现有t2℃300g该物质的溶液,在温度不变时蒸发掉50g水后,溶液恰好达到饱和,此饱和溶液的密度为ρg/mL,则饱和溶液的物质的量浓度为____mol/L,若将此饱和溶液降温至t1℃时,析出无水物晶体的质量为______g。
【组织讨论】请分析此题的解题思路和方法。
讨论并回答:由溶解度曲线可知,在t2时,该物质的溶解度为a2g,
再根据物质的量浓度和溶质质量分数的换算公式,求出溶液的物质的量浓度。
由t2℃的溶解度数据可求出溶液的溶质质量分数=
设降温至t1时,析出的晶体的质量为x
根据公式:100+S(高温)∶S(高温)-S(低温)=高温下饱和溶液质量∶析出晶体质量
(100 +a2)∶(a2-a1)=(300-50)∶x
x=250(a2-a1)/(100+a2)g
【评价】对学生讨论的情况进行小结,充分肯定学生的正确回答,激励学生积极思考和回答问题。
学生回答问题后归纳出:某温度下,饱和溶液的溶质质量分数可直接由溶解度的数据所推出的公式进行计算。因为某温度下,用100g水配制饱和溶液所需溶质的质量等于该温度下溶质的溶解度。而该温度下用100g水所配制的饱和溶液的溶质质量分数和用任意质量的水配制成的饱和溶液的溶质质量分数相等。
【指导练习】A、B两种化合物的溶解度曲线如图1-4,要用结晶法从A、B混合物中提取A(不考虑A、B共存时,对各自溶解度的影响)。
(1)取50g混合物将它溶于100g热水,然后冷却至20℃。若要使A析出,B不析出,则混合物中B的质量分数(B%)最高不超过多少?(写推理与计算过程)
(2)取Wg混合物,将它溶于100g热水,然后冷却至10℃,若仍要使A析出B不析出,请写出下列两种情况下,混合物中A的质量分数(A%)应满足什么关系式(以W,a,b表示),当W<a+b时,A%____,当W>a+b时,A%____。
【提问】(1)中若要使A析出B不析出,A和B的质量必须满足的条件是什么?
积极思考、讨论并回答:
(1)因为在20℃时,A的溶解度为10g,B的溶解度为20g,所以50gA和B的混合物溶于100g热水中,降温至20℃时,要使B不析出,A能析出,则在50g混合物中,B的质量应≤20g,A的质量应≥30g,即在50g混合物中B的质量分数应≤40%。
(2)中要使A析出,B不析出,必须满足的条件是什么?
思考并回答:
(2)要使B不析出,B的质量≤b,而A要析出,A的质量应>a。当W<a+b时,只要A>a,即可满足条件,所以A%>
当W>a+b时,B≤b即可满足条件,所以A%≥
刚才你们讨论和回答都很好,说明对溶解度计算方法有了正确的思路。
请思考以下问题,如何选择正确答案:
【指导练习】在一定温度下,向足量的饱和碳酸钠溶液中加入1.06g 无水碳酸钠,搅拌静置后,最终所得晶体的质量是                                               [    ]
A.等于1.06g                    B.等于2.86 g
C.大于 2.86 g                   D.大于1.06g,小于2.86g
分析并回答:假如析出晶体时,无水碳酸钠只从。饱和溶液吸水,生成+水碳酸钠,则生成的碳酸钠晶体的质量应等于2.86g,这是因为:
实际上,析出结晶水合物时,由于无水碳酸钠从饱和溶液中带出水,生成结晶水合物,使溶液中溶剂减少,溶液由饱和变成过饱和,使溶液又析出结晶水合物,重新转化成饱和溶液,因此析出的结晶水合物的质量必然大于2.86g。正确答案为C。
【提问】如果析出的晶体带结晶水时,如何进行计算,可有几种解法?
【指导练习】 80℃时,饱和硫酸铜溶液310g,加热蒸发掉100g水,再冷却至30℃,可析出多少克胆矾?
(80℃硫酸铜S=55g, 30℃ S=25g)
讨论并回答:可有多种方法进行计算,如下:
解法1  析出晶体后的溶液仍为饱和溶液,所以析晶之后饱和溶液中水和溶质的质量比=100∶S。
设80℃310g饱和溶液中含xg水,则310g∶x=(100+55)∶100,x=200g。
溶质质量为(310-200)g=110g。
蒸发100g水后,设析出胆矾的质量为y,则其中含结晶水为9y/25g,无水硫酸铜为16y/25g,析晶后溶液中余下水(200-100-9y/25)g,余下溶质的质量为(110-16y/25)g。
30℃时,硫酸铜的溶解度为25g,所以析出晶体后,饱和溶液中溶质和溶剂的质量比为25∶100。所以,
(200-100-9y/25)g∶(110-16y/25)g=100∶25
解出y=154g
解法2  析晶前溶质质量为110g,析出晶体质量为y。溶液中溶质质量为
(110-16y/25)g,饱和溶液的质量为(310-100y)g。所以
(100+25)∶25=(310-100y)g∶(110-16y/25)g
解出y=154 g
解法3  用守恒法。
原溶液中溶质质量=析晶后饱和溶液中溶质质量+晶体中的溶质质量。
设析出xg胆矾,其中硫酸铜的质量为16x/25,结晶水的质量为9x/25。蒸发
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