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第二章《元素与物质世界》复习
一. 教学内容:
第二章 复习
二. 教学目的
1、了解物质简单分类法的意义
2、理解胶体与其他分散系的区别
3、了解电解质、非电解质的概念,掌握酸、碱、盐电离方程式的书写
4、掌握常见离子方程式的书写及离子反应发生的条件
5、理解氧化还原反应、氧化剂、还原剂的概念,能判断电子转移的方向和数目
6、掌握铁及其化合物的氧化性和还原性
三. 教学重点、难点
离子反应和氧化还原反应
四. 知识分析
(一)物质的分类
1、分类的意义和方法
化学物质几千万种,我们不可能也没有必要去一一学习,对物质进行分类显得尤其重要。通过分类,不仅可以使知识系统化,还可以了解物质及其变化的规律,把握物质的本质属性和内在联系。
根据研究的需要,我们可以从多种不同的角度对物质进行分类,得到不同的分类结果。
例如:
2、分散系
分散系 分散质微粒的大小 外观特征 能否透过滤纸 能否透过半透膜 有无丁达尔现象 举例
溶 液 小于1nm 均匀、透明 能 能 无 食盐水
胶 体 1nm~100nm 均匀、透明或半透明 能 不能 有 蛋清、豆浆
浊 液 大于100nm 浑浊、不均匀、不透明 不能 不能 无 泥水
思考:(1)在物质的分类中,下列属于同一范畴的物质是( )
①NaCl ②(NH4)2SO4 ③ NH3·H2O ④KOH ⑤Fe(OH)3 ⑥HNO3
A. ③④⑤ B. ①③⑥ C. ②③⑤ D. ②③⑥
(2)下列关于胶体的叙述不正确的是( )
A. 利用电泳现象可以区别溶液和胶体
B. 胶体都可以发生丁达尔现象
C. 胶体粒子的大小都在1nm-100nm之间
D. 氢氧化铁胶体在电场作用下向正极移动
答案:(1)A (2)AD
(二)化学反应的分类
2、离子反应
(1)定义:有离子参加的一类反应。
(2)发生条件(复分解类型):生成难溶物、生成难电离物、生成挥发性物质。
(3)表示方法——离子方程式
3、氧化还原反应
(1)特征:反应前后元素的化合价发生变化
(2)实质:电子发生转移
(3)概念和关系
(4)电子转移的表示方法:
双线桥
单线桥
思考:(1)下列离子方程式正确的是( )
A. 碳酸钙与盐酸反应: CaCO3 +2H+=Ca2+ +H2O +CO2 ↑
B. 锌与盐酸反应: Zn +2H+ +2Cl- =Zn2++2Cl- + H2 ↑
C. 氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应: Fe3+ +3OH- = Fe(OH)3 ↓
D. Cl2 通入FeCl2 溶液: Cl2 +Fe2+ = 2Cl-+ Fe3+
(2)下列有关氧化-还原反应的叙述正确的是( )
A. 肯定有一种元素被氧化,另一种元素被还原
B. 在反应中不一定所有元素的化合价都发生变化
C. 置换反应一定属于氧化-还原反应
D. 化合反应和复分解反应不可能有氧化-还原反应
答案:(1)AC (2)BC
(三)铁及其化合物的氧化性和还原性
1、铁元素的存在形态
游离态: 化合态:
2、铁及其化合物的分类
(1)按单质、氧化物、碱、盐等分类
(2)按化合价分类
3、氧化物、氢氧化物
(1)氧化物:
(2)氢氧化物
氢氧化亚铁: 氢氧化铁:
4、铁及其盐的氧化性和还原性
(1)Fe的还原性:与Cl2 O2 H+、Cu2+、 Fe3+ 等反应,表现了铁较活泼的化学性质。
(2)Fe3+的氧化性
Fe3+具有较强的氧化性,可以将Fe Cu Zn KI等氧化,而本身被还原为Fe2+.
(3)Fe2+的氧化性和还原性
思考:从化合价角度分析,为什么说Fe2+既有氧化性又有还原性?
答案:Fe元素的化合价有0、+2 、+3,Fe2+显+2价,居于中间价态,故有氧化性和还原性
①氧化性:Fe2+可以被Zn还原。
②还原性:Fe2+可以被Cl2 O2 KMnO4 HNO3等氧化。
小结:铁三角
思考:(1)下列叙述正确的是( )
A. 含最高价元素的化合物,一定具有最强的氧化性
B. 阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性
C. 失电子多的还原剂,还原性就强
D. 在化学反应中,某元素由化合态变为游离态,此元素可能被氧化,也可能被还原
(2)除去FeCl2溶液中的少量FeCl3 ,可加入____________;除去FeCl3溶液中的少量FeCl2 ,可加入___________,除去FeCl2溶液中的少量CuCl2,可加入__________。
答案:(1)D (2) Fe ;Cl2;Fe
【典型例题】
例1. 在无色透明的酸性溶液中,下列离子不能大量共存的是( )
A . K+、Cu2+ 、NO3-、SO42-
B. Mg2+、Cl-、Ca2+、NO3-.
C. Na+、HCO3-、Cl-、SO42-
D . Ba2+、NO3-、Ca2+、Cl-
答案:C
解析:无色透明的溶液中不可能含 Cu2+ ,故A不符合题意,酸性溶液中因
H+ + HCO3-.=CO2 ↑+ H2O,故C符合题意。
点评: 解答离子共存问题,首先要看清题干要求,是要求离子共存还是离子不共存;二要看清题干中有无隐含条件(无色透明、酸性条件、碱性条件);三看离子间能否发生复分解反应.氧化还原反应等。
例2. 下列离子方程式正确的是 ( )
A. 澄清石灰水与稀盐酸反应: Ca(OH)2 + 2H+=Ca2+ +2H2O
B. 钠与水反应: Na +2H2O = Na+ +2OH- +H2 ↑
C. 铜片插入硝酸银溶液中: Cu + Ag+= Cu2+ +Ag
D. 大理石溶于醋酸的反应: CaCO3 + 2CH3COOH= Ca2++2CH3COO- +CO2↑+H2O
答案:D
解析:A 中Ca(OH)2 应写成离子形式,应为H+ +OH-=H2O ,B、C 中电荷不守恒。
点评:判断离子方程式要注意哪些物质该拆,哪些不该拆,在原子守恒的基础上,看电荷是否守恒,这是与化学方程式不同之处.
例3. 已知X2、Y2、Z2、W2四种物质的氧化能力为:W2>Z2 >X2 >Y2,下列氧化还原反应能发生的是( )
A .2NaW+ Z2 =2NaZ + W2
B. 2NaX + Z2 =2NaZ +X2
C. 2NaY + W2 =2NaW + Y2
D. 2NaZ +X2 =2NaX +Z2
答案:B.C
解析:根据氧化性可知离子的还原性:W-< Z-< X-< Y-。强氧化性的氧化剂+强还原性的还原剂=弱还原性的还原产物+弱氧化性的氧化产物。而氧化性Z2点评:根据氧化还原反应的规律,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性;还原剂的还原性大于还原产物的还原性,这也是判断反应能否发生的条件,应该熟练掌握。
例4. 有一种铁的氧化物样品,用5mol·L-1 的盐酸40mL恰好完全溶解,所得溶液还吸收标准状况下0.56L Cl2 才能使Fe2+全部转化为Fe3+,该氧化物可能的化学式为( )
A Fe2O3 B Fe3O4 C Fe5O6 D Fe7O8
答案: C
解析:铁的氧化物与盐酸反应生成相应的金属氧化物和水。n(HCl)=5mol/L×0.04L=0.2mol, 生成0.1mol水,氧化物中n(O)= 0.1mol.
n(Cl2)=0.56L/22.4mol/L=0.025mol由2Fe2+ +Cl2 =2Fe3+ +2Cl-, 可知n(Fe2+) =0.05mol, FeCl2中n(Cl-)=0.1mol, 则FeCl3中n(Cl-)=0.2mol-0.1mol=0.1mol,n(Fe3+ )=0.1/3 mol .
〔 n(Fe2+) +n(Fe3+ )〕/ n(O) =〔0.05mol +0.1/3 mol〕/0.1mol =5/6, 化学式为 Fe5O6 。
点评:求物质的化学式可以通过求分子中各原子的个数,在条件不够时,也可以通过确定各原子个数比来确定答案,然后再根据题给条件,利用各种方法去求算。
【模拟试题】
一、选择题(每题有1或2个正确答案)
1. 毒品有害人体健康,危害社会稳定。“摇头丸”是国家严令禁止的毒品之一,其化学式为C9H13N ,有关该物质的下列说法中,不正确的是( )
A. 组成该物质各元素的质量比为9:13:1
B. 该物质的相对分子质量为135
C. 该物质为三种元素组成
D. 该物质属于有机物
2. 电解质溶于水后电离出的阴阳离子是能够导电的,而且溶液的导电能力与溶液中离子所带电荷的浓度有关。下列溶液的导电能力最强的是( )
A. 0.2mol.L-1 NaCl 溶液
B. 0.15mol.L-1 MgSO4 溶液
C. 0.1mol.L-1 BaCl2 溶液
D. 0.25mol.L-1 HCl 溶液
3. 硫代硫酸钠(Na2S2O3)可作为脱氯剂,如Na2S2O3 和氯气反应,可将氯气完全转化为CI- 从而消除氯气对环境的污染,则在该反应中S2O32-不能转化为( )
A. S2- B. SO2 C. S D. SO42-
4. 法医常用“马氏试砷法”来证明是否为砒霜(As2O3)中毒。方法是:用锌.盐酸与被检验试样混和,若有砒霜,则发生反应生成砷化氢、氯化锌。下列对这一反应的叙述中,正确的是( )
A. 盐酸做氧化剂 B. 砒霜做氧化剂
C. 锌和盐酸做还原剂 D. 盐酸做还原剂
5. 离子方程式xR2+ + yH+ +O2 = mR3+ + n H2O ,则m为( )
A. 2x B. 4 C. y/2 D. 2
6. 下列离子方程式中正确的是( )
A. 小苏打溶液与稀硫酸混合 CO32- + 2H + =CO2 ↑ +H2O
B. 大理石溶液与醋酸 CaCO3 + 2H+ =Ca2+ +CO2 ↑ +H2O
C. 硫酸亚铁溶液与过氧化氢溶液混合 Fe2+ +2H2O2 +4H+ = Fe3+ + 4H2O
D. 氨水与醋酸溶液反应 NH3·H2O + CH3COOH =NH4+ + CH3COO- +H2O
7. 根据下列反应方程式①2H2S +SO2 =3S +2H2O ②Br2 + SO2 +H2O = H2SO4 +2HBr ③Cl2 +2NaBr =2NaCl + Br2 , 可判断SO2 、Cl2、Br2、S 的氧化性强弱的顺序是( )
A. SO2 >Cl2>Br2>S B. Cl2 >Br2>S >SO2
C. Br2>Cl2 >S >SO2 D. Cl2 >Br2>SO2>S
8. 下列说法正确的有( )
A. 凡是有离子参加的反应,都能写成离子方程式
B. 通常只有在水溶液里发生的离子反应才能写成离子方程式
C. 导电能力强的溶液,一定是浓溶液
D. 氧化剂在反应中被还原,所以它发生了氧化反应
9. 下列反应既属于离子反应,又属于还原反应的是( )
A. NaCl溶液+ AgNO3 溶液 B. Na +Cl2
C. CO +Fe2O3 D. Zn + 稀(H2SO4)
10. 亚硝酸(HNO2)既可做氧化剂又可做还原剂,当它在反应中做氧化剂时,可能生成的产物是( )
A. N2 B. N2O3 C. NH4+ D. NO2
二、填空题
11. 指出除去括号内杂质用什么试剂,并写出离子方程式:
⑴盐酸(硫酸)试剂_________。离子方程式__________________。
⑵CO2 (HCl)试剂_________。离子方程式__________________。
12. 将饱和氯化铁溶液滴入沸水时,液体变为_________色,得到的是_________;反应的离子方程式是_____________________;用此分散系进行下列实验:
⑴将其装入U形管内,用石墨做电极,接通直流电,通电一段时间后发现阴极附近的颜色___________,这表明_________,这种现象称为_________。
⑵向其中加入饱和的硫酸铵溶液发生的现象是_____________,原因是_______________.
⑶向其中逐滴加入过量的稀硫酸,现象是___________;原因是______________。
13. 已知铜在常温下能被HNO3 溶解。反应方程式为:
3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ +4H2O
(1)请将上述反应改成离子方程式________________________。
(2)上述反应中,氧化剂是____________,氧化产物是_____________。HNO3 没有全部参加氧化还原反应,没有参加氧化还原反应的硝酸占参加反应的全部硝酸的___________.
三、计算题
14. KMnO4 溶液与浓HCl反应,可生成Cl2:
2 KMnO4 + 16 HCl = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O
若生成71克氯气,需参加反应的氯化氢为多少克?被氧化的氯化氢是多少克?
15. 向一定量的Fe. FeO. Fe2O3 的混合物中,加入100mL 1mol.L-1 的盐酸恰好使混合物完全溶解,放出224mL(标准状况)的气体,所得溶液中加入KSCN 溶液,无血红色出现。若用足量的CO 在高温下还原相同质量的混合物,能得到的质量是多少?
参考答案
一、选择题(每题有1或2个正确答案)
1. D 2. B 3. A C 4. B 5. B 6. D 7. D 8. B 9. D 10. A C
二、填空题
11. ⑴ BaCl2 ;Ba2+ +SO42- = BaSO4↓
⑵NaHCO3 ; HCO3- + H+ = CO2↑ +H2O
12. 红褐; Fe(OH)3 胶体; Fe3+ +3H2O Fe(OH)3↑(胶体)+ 3H+
(1)渐变深; Fe(OH)3 胶粒吸附阳离子带电荷;电泳
(2)形成红褐色沉淀;电解质电离生成的阴离子SO42- 中和了 Fe(OH)3 胶粒所带的正电荷,使胶粒聚集成较大的颗粒而形成沉淀。
(3)先形成红褐色沉淀,当继续滴加稀硫酸时沉淀又逐渐溶解成棕黄色溶液;稀硫酸是强电解质,其中SO42- 中和了 Fe(OH)3 胶粒所带的正电荷,从而使其凝聚,当继续滴加时,H+又将Fe(OH)3 溶解为Fe3+.
13. (1)3Cu + 8H+ +2NO3- = 3Cu2+ +2NO↑+4H2O
(2)HNO3 ; Cu(NO3)2 ; 75%
三、计算题
14. 116.8g; 73g
15. 2.8g
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