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第二章化学物质及其变化全章复习与巩固
一、重点聚焦
1.物质及其变化的分类
2.离子反应
3.氧化还原反应
4.分散系 胶体
二、知识网络
1.物质及其变化的分类
(1)物质的分类
分类是学习和研究物质及其变化的一种基本方法,它可以是有关物质及其变化的知识系统化,有助于我们了解物质及其变化的规律。分类要有一定的标准,根据不同的标准可以对化学物质及其变化进行不同的分类。分类常用的方法是交叉分类法和树状分类法。
(2)化学变化的分类
根据不同标准可以将化学变化进行分类:
①根据反应前后物质种类的多少以及反应物和生成物的类别可以将化学反应分为:化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应。
②根据反应中是否有离子参加将化学反应分为离子反应和非离子反应。
③根据反应中是否有电子转移将化学反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应。
2.电解质和离子反应
(1)电解质的相关概念
①电解质和非电解质:电解质是在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物;非电解质是在水溶液里和熔融状态下都不能够导电的化合物。
②电离:电离是指电解质在水溶液中产生自由移动的离子的过程。
③酸、碱、盐是常见的电解质
酸是指在水溶液中电离时产生的阳离子全部为H+的电解质;碱是指在水溶液中电离时产生的阴离子全部为OH-的电解质;盐电离时产生的离子为金属离子和酸根离子。
(2)离子反应
①有离子参加的一类反应称为离子反应。
②复分解反应实质上是两种电解质在溶液中相互交换离子的反应。
发生复分解反应的条件是有沉淀生成、有气体生成和有水生成。只要具备这三个条件中的一个,复分解反应就可以发生。
③在溶液中参加反应的离子间发生电子转移的离子反应又属于氧化还原反应。(3)离子方程式
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。
离子方程式更能显示反应的实质。通常一个离子方程式不仅能表示某一个具体的化学反应,而且能表示同一类型的离子反应。
离子方程式的书写一般依照“写、拆、删、查”四个步骤。一个正确的离子方程式必须能够反映化学变化的客观事实,遵循质量守恒和电荷守恒,如果是氧化还原反应的离子方程式,反应中得、失电子的总数还必须相等。
3.氧化还原反应
(1)氧化还原反应的本质和特征
氧化还原反应是有电子转移(电子得失或共用电子对偏移)的化学反应,它的基本特征是反应前后某些元素的化合价发生变化。
(2)氧化剂和还原剂
反应中,得到电子(或电子对偏向),所含元素化合价降低的反应物是氧化剂;失去电子(或电子对偏离),所含元素化合价升高的反应物是还原剂。
在氧化还原反应中,氧化剂发生还原反应,生成还原产物;还原剂发生氧化反应,生成氧化产物。
氧化还原反应中物质的变化关系可用下式表示:
(3)氧化还原反应中得失电子总数必定相等,化合价升高、降低的总数也必定相等。
4.分散系、胶体的性质
(1)分散系
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。前者属于被分散的物质,称作分散质;后者起容纳分散质的作用,称作分散剂。当分散剂是水或其他液体时,按照分散质粒子的大小,可以把分散系分为溶液、胶体和浊液。
(2)胶体和胶体的特性
①分散质粒子大小在1nm~100nm之间的分散系称为胶体。胶体在一定条件下能稳定存在,稳定性介于溶液和浊液之间,属于介稳体系。
②胶体的特性
胶体的丁达尔效应:当光束通过胶体时,由于胶体粒子对光线散射而形成光的“通路”,这种现象叫做丁达尔效应。溶液没有丁达尔效应,根据分散系是否有丁达尔效应可以区分溶液和胶体。
胶体粒子具有较强的吸附性,可以吸附分散系的带电粒子使自身带正电荷(或负电荷),因此胶体还具有介稳性以及电泳现象。
三、方法整合
类型一 化学变化及其分类
题1 下列化学反应不属于置换反应,但属于氧化还原反应的是 ( )
A.CO2+2NaOH====Na2CO3+H2O
B.3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
C.CuO+H2 Cu+H2O
D.2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3
思路点拨:根据氧化还原反应和置换反应的概念进行判断。
解析:氧化还原反应的特征是反应中某些元素的化合价发生变化,根据这一点,可以排除A。置换反应是由一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,置换反应全部是氧化还原反应,C、D就是置换反应,根据本题题意可以排除。
答案:B
总结升华:把化学变化进行分类时,要抓住各种化学变化的基本特征进行判断。
举一反三:
【变式1】下列各类反应中,一定属于氧化还原反应的是( )
A.化合反应 B.分解反应 C.置换反应 D.复分解反应
【变式2】从反应类型的角度来看,下列化学反应中,与另外三个反应不相同的是( )
A.锌粒与稀硫酸作用产生氢气
B.铁粉投入硫酸铜溶液析出单质铜
C.镁条在二氧化碳气体中燃烧生成氧化镁和单质碳
D.一氧化碳还原三氧化二铁得单质铁和二氧化碳
题2 下列叙述中正确的是 ( )
A.含金属元素的离子不一定是阳离子
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
思路点拨:对于包含有“一定”、“都”等字眼的说法,只要能够举出一个反例,即可判断该说法是错的。
解析:MnO、Cr2O等都是含金属元素的阴离子,A是正确的;在氢气还原氧化铜这个氧化还原反应中,氢元素的化合价升高,氢气是还原剂,B错;KClO3分解制氧气的反应中,氧元素由化合态变为游离态,化合价升高,被氧化,C错;金属阳离子如果是具有可变化合价的元素离子,则被还原时就不一定得到单质,例如,Fe3+可还原成Fe2+,D正确。
答案:AD
总结升华:进行概念辨析时,利用反例指出错误的说法,是解答这类选择题的常用方法。
举一反三:
【变式3】下列说法不正确的是 ( )
A.凡有单质参加的化合反应都是氧化还原反应
B.所有的复分解反应都是非氧化还原反应
C.盐酸在参加的反应中只能作氧化剂
D.金属在参加的反应中只能作还原剂
【变式4】对溶液中的离子反应,下列说法正确的是 ( )
①不可能是氧化还原反应 ②只能是复分解反应 ③可能是置换反应 ④不能没有分子参加
A.①③ B.③ C.①② D.③④
类型二 判断氧化还原反应中的氧化剂、还原剂以及氧化性、还原性强弱的比较
题3 亚硝酸(HNO2)既可作氧化剂又可作还原剂,当它在反应中作氧化剂时,可能生成的产物是( )
A.N2 B.N2O3 C.NH3 D.NO2
思路点拨:氧化剂在反应中化合价降低,自身发生还原反应。
解析:亚硝酸中氮元素的化合价为+3,当它做氧化剂时,生成的产物中氮元素的化合价要低于+3价。N2中N呈0价,N2O3中N呈+3价,NH3中N呈-3价,NO2中N呈现+4价。符合题意的有A和C。
答案:AC
总结升华:氧化剂中元素的化合价降低,而还原剂中元素的化合价升高。因为一个氧化还原反应中,元素化合价升高的总数等于化合价降低的总数,因此也可以根据反应中其他物质的变化来推动某指定反应物在反应中的作用,如某种物质在反应中化合价降低,被还原,则能使其发生这一变化的物质应该是还原剂。
举一反三:
【变式5】欲实现下列变化一定要加还原剂的是( )
A.H2H2O B.KClO3KCl
C.CO2CO D.Fe2O3Fe
【变式6】已知Cl2可溶于水,并发生如下反应:Cl2+H2O====HCl+HClO,对此,下列说法错误的是( )
A.该反应是氧化还原反应 B.氯气(Cl2)是氧化剂,水(H2O)是还原剂
C.该反应也可以看作是置换反应 D.Cl2既是氧化剂,又是还原剂
题4 已知下列三个离子反应方程式如下:
①X2++Y====X+Y2+; Y2++W====W2++Y;③W2++Z====Z2++W
则氧化性最强的粒子是 ( )
A.X2+ B.Y2+ C.W2+ D.Z2+
思路点拨:氧化剂的氧化性强于氧化产物。
解析:根据反应①,氧化性X2+> Y2+;根据反应②,氧化性Y2+ > W2+;根据反应③,氧化性W2+> Z2+。可见,上述四种阳离子中,氧化性最强的是X2+。
答案:A
总结升华:我们常根据反应物和产物的相互转换关系来比较物质氧化性或还原性的强弱。有时也可根据物质本身的变化规律来进行判断。如:
通过金属活动性顺序判断:
通过非金属活动性顺序判断:
【变式7】有下列氧化还原反应:
①Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
②Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2
③2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
④2FeCl2+Cl2=2FeCl3
根据上述反应可判断各粒子的氧化性由强到弱的顺序正确的是 ( )
A.MnO>Cl2>Fe3+>Cu2+>Fe2+
B.Cl2>MnO>Cu2+>Fe2+>Fe3+
C.MnO>Fe3+>Cu2+>Cl2>Fe2+
D.Fe3+>MnO>Cl2>Cu2+>Fe2+
【变式8】下列阳离子中,氧化性最强的是 ( )
A.H+ B.Fe2+ C.Cu2+ D.Ag+
类型三 关于离子方程式正误的判断
题5 下列反应的离子方程式中,正确的是 ( )
A.向硝酸银溶液中加盐酸:Ag++C1-AgCl↓
B.碳酸氢钙溶液跟盐酸反应:Ca(HCO3)2+2H+Ca2++2H2O+2CO2↑
C.盐酸跟氢氧化镁反应:H++OH-H2O
D.碳酸钠跟硫酸反应:Na2CO3+2H+2Na++H2O+CO2↑
思路点拨:上述几个反应都属于复分解反应,这类反应离子方程式书写是否正确,主要看该反应是否能够发生(有没有水、沉淀、气体生成),以及反应物、生成物中强弱电解质的处理是否正确,强电解质(主要包括强酸、强碱以及可溶性盐)要拆成离子的形式,而弱电解质(主要包括弱酸、弱碱)、不溶性盐、氧化物、单质等则要保留化学式。
解析:A中硝酸银和盐酸都是强电解质,其反应的实质是Ag+和C1-反应生成,A正确;B中碳酸氢钙是可溶性盐,应写成离子形式,B错;C中氢氧化镁是难溶物,要写化学式,C错;D中碳酸钠易溶于水,要写成离子的形式,D错。
答案:A
总结升华:离子方程式正误的判断,除了看反应能否发生,“拆、删”是否正确为外,还要看所写的离子方程式是否遵循质量守恒和电荷守恒原理。在一些反应中,反应物的比例不同,离子方程式也不同。
举一反三:
【变式9】下列反应的离子方程式中,正确的是 ( )
A.氢氧化钡溶液和稀硫酸Ba2++OH-+H++SO42-=BaSO4↓+2H2O
B.氯化铁溶液中加铁粉 2Fe3+ + Fe = 3Fe2+
C.过量CO2通入NaOH溶液中 CO2 + 2OH- = CO32- + H2O
D.少量CO2通入NaOH溶液中 CO2 + OH- = HCO3- + H2O
【变式10】下列离子方程式中,正确的是( )
A.氨气通入醋酸 CH3COOH + NH3 = CH3COO-+NH4+
B.碳酸氢镁溶液中加过量石灰水 Mg2++2HCO3-+Ca2++2OH-=CaCO3↓+2H2O+MgCO3↓
C.澄清石灰水与稀盐酸反应 Ca(OH)2+2H+=Ca2++2H2O
D.稀硫酸滴在铜片上:Cu+2H+==Cu2++H2↑
类型四 离子共存
题6 在pH=1无色透明溶液中能大量共存的离子组是( )
A.Al3+、Ag+、NO3-、Cl- B.Mg2+、NH4+、NO3-、Cl-
C.Ba2+、K+、S2-、Cl- D.Cu2+、Na+、NO3-、SO42-
思路点拨:符合题意的离子组中不能含在溶液中有颜色的离子,各离子之间相互不发生反应,而且也不和H+反应。
解析:A中Ag+和Cl-不能共存;B中不含有颜色的离子,各离子之间相互不发生反应,而且也都不和H+反应,符合题意;C中S2-和H+反应生成H2S;D中Cu2+显蓝色。
答案:B
总结升华:离子共存的判断,除了每个选项中各离子之间相互不发生反应,还要注意题干的特殊要求,如对溶液颜色、溶液酸碱性、是否发生氧化还原等有没有另外的规定。
【变式11】下列各组中的离子,能在溶液中大量共存的是 ( )
A.Mg2+、H+、C1-、OH- B.Na+、Ba2+、CO32--、NO3-
C.Na+、H+、Cl-、CO32- D.K+、Cu2+、NO3-、SO42-
【变式12】在强酸性无色透明溶液中,下列各组离子能大量共存的是 ( )
A.Fe3+、K+、Cl-、MnO4-
B.Ag+、Na+、NO3-、Cl-
C.Zn2+、Al3+、SO42-、Cl-
D.Ba2+、NH4+、Cl-、HCO3-
【1答案】 C【2答案】 D【3答案】C【4答案】B【5答案】 D【6答案】 BC【7答案】A【8答案】D【9答案】B【10答案】A【11答案】D【12答案】C
成果测评
基础达标(A卷):
一、选择题(每题有1-2个正确答案)
1.下列各种物质导电性最差的是( )
A.稀硫酸 B.澄清的石灰水
C.铁丝 D.固体食盐
2.从物质的性质角度分析,CO和H2两种气体不相同的是( )
A.在空气中燃烧 B.还原氧化铜
C.在水中的溶解性 D.毒性
3.含有下列离子的水溶液中,能被还原剂还原的离子是( )
A.K+ B.Cu2+ C.S2- D.OH-
4.下列物质的用途中,利用了物质的氧化性的是( )
A.用漂白粉消毒游泳池中的水
B.用稀盐酸除去热水瓶胆壁上的水垢(主要成分是CaCO3)
C.用食盐腌渍食物
D.用小苏打治疗胃酸过多
5.下列对氧化还原反应的分析中合理的是( )
A.Mg变为MgO时化合价升高,因此,Mg在该反应中作还原剂
B.KMnO4受热分解时,Mn元素化合价一方面升高一方面降低,因此,在该反应中Mn元素既被氧化又被还原
C.凡是氧化还原反应都能造福人类
D.在反应2H2O 2H2↑+ O2↑中,H2O既是还原剂又是氧化剂
6.下列说法正确的是( )
A.二氧化碳溶于水能部分电离,故二氧化碳属于弱电解质
B.氯化钠溶液在电流作用下完全电离成钠离子和氯离子
C.硫酸钡难溶于水,但硫酸钡属强电解质
D.电解质一定在任何情况下都是可以导电的
7.下列离子反应不能发生的是( )
A.KCl+NaOH = NaCl+KOH
B.AgNO3+NaCl = AgCl↓+NaNO3
C.Na2CO3+Ca(OH)2 = CaCO3↓+2NaOH
D.CaCO3+H2O+CO2 = Ca(HCO3)2
8.向Ba(OH)2溶液中逐滴滴入稀H2SO4,则溶液的导电能力,下列叙述,描述正确的是( )
A.开始时,导电能力肯定最强
B.当沉淀为最大值时,导电性最弱
C.先变强,后变弱
D.逐渐变弱
9.下列物质的电离方程式,错误的是( )
A.HCl = H++Cl-
B.H2SO4 = 2H++SO42-
C.FeCl3 = Fe3++Cl-
D.Ca(OH)2 = Ca2++2OH-
10.下列离子方程式书写正确的是( )
A.NaOH和稀H2SO4 OH-+H+ = H2O
B.Fe和稀HCl反应 Fe+2H+ = Fe3++H2↑
C.Ba(OH)2和NaHSO4反应 H++OH- = H2O
D.NaHCO3和H2SO4反应 HCO3-+H+ = H2O+CO2↑
11.某工厂排放的工业废水中可能含有K+、Ag+、NH4+、Mg2+、SO42-、Cl-、NO3-、
HCO3-等离子。经检测废水呈明显的碱性,则可确定该厂废水中肯定不含有的离子组合是( )
A.Ag+、K+、NO3-、HCO3-
B.K+、NH4+、NO3-、SO42-
C.Ag+、NH4+、Mg2+、HCO3-
D.K+、Mg2+、SO42-、Cl-
12.向含有下列离子的溶液中分别加入烧碱固体(溶液体积变化可忽略),浓度明显减小的离子是( )
A.HCO3- B.Cl- C.OH- D.Cu2+
13.某饱和溶液中含有三种阳离子:Ag+、Ba2+、Al3+,同时测知此溶液中pH=3,则该溶液中所含有的阴离子可以是下列中的( )
A. CO32- B. SO42- C. NO3- D .S2-
14.重金属离子有毒性。实验室有甲、乙两种废液,均有一定毒性。甲废液经化验呈碱性,主要有毒离子为钡离子,如将甲、乙两废液按一定比例混合,毒性明显降低。乙废液中可能含有的离子是( )
A.Cu2+和SO42- B.Cu2+ 和 Cl-
C. SO42- 和K+ D.Ag+和NO3-
15.从硫元素的化合价态上判断,下列物质中的硫元素不能表现氧化性的是( )
A.Na2S B. S C. SO2 D. H2SO4
二、填空题
16.除去括号中杂质,写出所加试剂与反应的离子方程式。
(1)SO42―(CO32―),所加试剂:__________,离子方程式 ________________________
(2)Cl―(SO42― ),所加试剂:___________,离子方程式 ________________________
(3)Fe2+(Cu2+ ),所加试剂:___________,离子方程式 ________________________
(4)BaCl2(HCl),所加试剂:______________,离子方程式 _______________________
17.根据化学反应:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,试回答以下问题。(已知Cu的相对原子质量64)
(1)该反应中氧化剂是____________,被氧化的元素是_________________;
(2)当有32 g Cu 溶解时,被还原的H2SO4 的质量为________g。
18.火药是中国的“四大发明”之一,永远值得炎黄子孙骄傲,也永远会激励着我们去奋发图强。黑火药在发生爆炸时,发生如下的反应:2KNO3+C+S===K2S+2NO2↑+CO2↑。其中被还原的元素是___________,被氧化的元素是____________,氧化剂是___________,还原剂是___________,氧化产物是__________,还原产物是___________。
19.过氧化氢H2O2可用于采矿业废液消毒剂,如消除采矿废液中的氰化物发生如下反应(已配平): KCN+H2O2+H2O====+NH3↑,请回答:
(1)生成物A的化学式可表示为:___________________________;
(2)该反应是氧化还原反应吗?若是则氧化剂是___________,若不是,则说明理由。
三、计算题
20.在反应8NH3+3Cl2====6NH4Cl+N2反应中,若有56 g N2 生成,求发生氧化反应的物质的质量。
能力提升(B卷):
一、单项选择题(每题只有1个正确答案)
1.氧化还原反应在生产、生活中具有广泛的用途。下列生产、生活中的事例不属于氧化还原反应的是..........................( )
A.金属冶炼 B.燃放鞭炮
C. 食物腐败 D.点制豆腐
2.NaCl在熔融状态下能够导电,其本质原因是 ( )
A.是电解质 B.存在离子 C.存在电子 D.存在自由移动离子
3.可以用离子方程式H++OH-====H2O表示的反应是 ( )
①硫酸跟氢氧化钡溶液反应 ②氢氧化钡跟硝酸反应
③硫酸氢钠跟氢氧化钠溶液反应 ④碳酸氢钠跟氢氧化钠溶液反应
A.①② B.①②③ C.②③ D.②③④
4.下列化学变化中,需加入氧化剂才能实现的是( )
A.C→CO2 B.CO2→ CO
C.CuO→Cu D.H2SO4→BaSO4
5.已知反应:Cu+HCl+O2=CuCl+HO2,HO2(超氧酸)不仅是一种弱酸而且也是一种自由基,具有极高的活性。下列说法或表示正确的是( )
A.HO2是氧化产物
B.HO2在碱中能稳定存在
C.氧化剂是O2
D.1 mol Cu参加反应有2 mol电子发生转移
6. 当转移电子数相同时,下列化合物在相应条件下完全分解后得到氧气最多的是( )
A.KClO3(加MnO2催化剂,加热)
B.KMnO4(加热)
C.H2O2(水溶液,加MnO2催化剂)
D.HgO(加热)
7.在甲、乙两烧杯溶液中,含有大量的Cu2+、Na+、H+、SO42-、CO32-、OH-等6种离子。已知甲烧杯的溶液呈蓝色,则乙烧杯的溶液中大量存在的离子是( )
A.Cu2+、H+、SO42-
B.Na+、OH-、CO32-
C.CO32-、OH-、SO42-
D.Na+、H+、SO42-
8.有一未完成的离子方程式: +XO3-+6H+=3X2+3H2O,据此判断:X元素的最高化合价为( )
A.+7 B.+5 C.+4 D.+1
二、选择题(每题有1-2个正确答案)
9.下列离子方程式正确的是 ( )
A.硫酸与氢氧化铜反应:H++OH-====H2O
B.Zn跟盐酸反应:Zn+2H+====Zn2++H2↑
C.醋酸与碳酸钡反应:BaCO3+2H+====Ba2++CO2↑+H2O
D.硝酸银与氯化钠反应:AgNO3+Cl-====AgCl↓+NO
10.下列说法正确的是 ( )
A.强电解质可能是离子化合物,也可能是共价化合物
B.强电解质一定是易溶化合物,弱电解质一定是难溶化合物
C.SO3溶于水后水溶液导电能力很强,所以SO3是强电解质
D.属于共价化合物的电解质在熔化状态下一般不导电
11.下列反应中氯元素被其他元素氧化的是( )
A.5Cl2+I2+6H2O=10HCl+2HIO3
B.2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
C.MnO2+4HClMnCl2+2H2O+Cl2↑
D.2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑
12. 下列反应中,氧化剂与还原剂的个数比为1:2的是( )
A.O3+2KI+H2O=2KOH+I2+O2
B.2CH3COOH+Ca(ClO)2=2HClO+Ca(CH3COO)2
C.I2+2NaClO3=2NaIO3+Cl2
D.3Cl2+6KOH=5KCl+KClO3+3H2O
13.在金属焊接和切割过程,常能闻到一股鱼腥臭味。经检测,那是电弧产生的臭氧的气味。臭氧具有很强的氧化性,可使湿润的KI—淀粉试纸变蓝色,某有关反应的化学方程式为:O3+2KI+H2O2KOH+I2+O2,对此反应,下列说法正确的是( )
A.在此反应中O3是氧化剂,O2是还原产物
B.反应中1mol O3参加反应,转移的电子为6mol
C.由此反应可知,氧化性强弱关系为:O3>I2>O2
D.被还原的氧原子与被氧化的I-的个数比为1:2
14.下列各组粒子中,只具有还原性的是( )
A.F-、CO、Fe3+ B.Na、I-、Zn
C.Fe3+、O2、H2O2 D.I-、S2-?、HCl
15.在一定条件下KClO3与I2按下式反应:2KClO3+I2====2KIO3+Cl2,则下列推断正确的是( )
A.该反应是置换反应 B.氧化剂为I2
C.还原剂为KClO3 D.反应中KClO3被还原为Cl2,I2被氧化为KIO3
16.X和Y两种单质相互反应生成X2+和Y2-,下列叙述正确的是 ( )
①X被氧化 ②X是氧化剂 ③X具有氧化性 ④Y2-是还原产物
⑤Y2-具有还原性 ⑥X2+具有氧化性 ⑦Y的氧化性比X2+的强
A.①②③④ B.②③④ C.①④⑤⑥⑦ D.①③④⑤
三、填空题
17.Cu和AgNO3溶液可以发生___________反应(填写基本反应类型)。
(1)上述反应的实质可表示为(写离子方程式):___________________________________;
(2)用双线桥表示该反应电子转移的方向和数目。
18.充分反应后,Cu仍有剩余,请写出溶液中可能发生反应的离子方程式(可不填满也可补充)。
(1)__________________________________________;
(2)__________________________________________;
(3)__________________________________________;
三种金属的还原性由强到弱的顺序为___________________________。
19.有一包白色固体粉末,其中可能含有NaCl、Ba(NO3)2、CuSO4、Na2CO3中的一种或几种,现做以下实验:
①将部分粉末加入水中,振荡,有白色沉淀生成,过滤后溶液呈无色;
②向①的沉淀物中加入足量稀硝酸,固体完全溶解,并有气泡产生;
③取少量②的溶液,滴入稀硫酸,有白色沉淀产生;
④另取①中过滤后的溶液加入足量AgNO3溶液产生白色沉淀。试根据上述实验事实,回答下列问题:
(1)原白色粉末中一定含有的物质是__________,一定不含的物质是_____________,可能含有的物质是____________。(以上各种物质均写化学式)
(2)写出各步变化的离子方程式。
20.阅读下面两条科普信息:
(1)一个体重50Kg的健康人含铁2g,这2g铁在人体中不是以单质金属的形式存在,
而是以Fe2+和Fe3+的形式存在。亚铁离子易被吸收,给贫血者补充铁时,应给予含亚铁离子的亚铁盐,如硫酸亚铁。服用维生素C,可使食物中的铁离子转化成亚铁离子,有利于铁的吸收。
(2)在新生代的海水里有一种铁细菌,它们提取海水中的亚铁离子,利用酶为催化剂
把它转变成它们的皮鞘(可以用Fe2O3来表示其中的铁),后来便沉积下来形成铁矿;该反应的另一种反应物是CO2,反应后CO2转变成有机物(用甲醛CH2O表示)。
根据上述信息,回答问题:
这两则科普信息分别介绍了人体内和海水中的亚铁离子与铁离子(或者铁的高价化合物)相互转化的事实、方法和途径。这说明亚铁离子具有_______性,铁离子具有______性,(1)中的维生素C是______剂,(2)中的CO2是_______剂,甲醛是______产物,写出(2)中的离子方程式_____________________。
四、计算题
21.将10gCO与20gFe2O3共热,反应后得到带红色的粉末15.2g。
(1)写出反应的化学方程式,标出电子转移的方向和数目,指出氧化剂和还原剂。
(2)求CO的利用率及生成铁粉的质量。
答案与提示:
基础检测
1.
答案:D
思路分析:物质能否导电,关键分析该物质中是否存在自由移动的电荷,在金属单质中,自由移动的电荷是自由电子;在电解质溶液或熔融状态的电解质中,自由移动的电荷是能够自由移动的离子。
解析:A中有H+和SO42-;B中有Ca2+和OH-;C中存在自由电子;D中既没有自由电子,又不存在自由移动的离子。
2.
答案:D
提示:CO有剧毒,H2无毒。
3.答案:B
4.答案:A
5.
答案:AD
解析:Mg变为MgO时化合价由0升高到+2,发生氧化反应,其本身在反应中作还原剂,A选项正确;KMnO4受热分解时,Mn元素化合价降低,O元素化合价升高,B选项错误;有些氧化还原反应是我们要极力避免的,如食物在贮藏时被氧化变质,C选项说法过于绝对,是错的;D选项水中H元素化合价降低,O元素化合价升高,因此在该反应中水既是氧化剂又是还原剂。
6.
答案:C
解析:CO2溶于水后与水反应产生H2CO3,发生部分电离的是H2CO3而不是CO2,A错;电解质的电离不需要在电流的作用下进行,B错;硫酸钡虽然难溶,但溶解的硫酸钡完全电离,是强电解质,C正确;电解质是在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物,D错。
7.答案:A
8.
答案:B
解析:Ba(OH)2和H2SO4都是强电解质,当Ba(OH)2与H2SO4恰好完全反应时,此时沉淀量达到最大值,溶液呈中性,溶液中离子浓度极低。
9.答案:C
10.答案:AD
11.
答案:C
提示:废水呈明显碱性,溶液中含较多的OH-,则能与OH-反应的离子肯定不存在于废水中。
12.答案:AD
13.答案:C
14.
答案:A
思路分析:两废液混合则毒性明显减弱,说明两废液中的有毒离子都与另一溶液中的某种离子反应。
解析:A中Cu2+有毒,与OH-反应生成Cu(OH)2沉淀,毒性降低;与Ba2+反应生成BaSO4沉淀,使甲溶液毒性降低,A符合题意;B中Cl-不与Ba2+反应,废液混合后,甲的毒性没有明显变化,不符合题意;C中两种离子都无毒,不符题意;D中NO3-不与Ba2+反应,因而也不符题意。
15.答案:A
16.
答案:
(1)H2SO4 2H+ +CO32― ===H2O +CO2↑
(2) BaCl2 Ba2+ +SO42― ===Ba SO4↓
(3) Fe Fe +Cu2+ ===Fe2+ +Cu
(4) Ba(OH)2 H+ +OH― ===H2O
17.
答案:(1)H2SO4 Cu(2)49
解析:
(1) Cu元素化合价升高,S元素化合价降低,故硫酸是氧化剂,被氧化的元素是铜元素。
(2)根据化学方程式可知,64 g Cu 溶解时,有196g H2SO4参加反应,其中只有98gH2SO4 被还原,所以有32 g Cu 溶解时,被还原的H2SO4 的质量为49g。
18.答案:氮和硫;碳;KNO3和硫;碳 ;CO2 ;K2S和2NO2 。
19.
答案:(1)KHCO3 (2)是氧化还原反应 H2O2
解析:根据质量守恒定律,可推出A的化学式是KHCO3。过氧化氢中的氧元素呈-1价,生成物中氧元素呈-2价,氧元素化合价降低,过氧化氢是氧化剂。
20.
答案:设被氧化的NH3为x g,根据化学方程式有如下关系:
2NH3 ~ N2
2×17 28
x 56
= x =68(g)
解析:从化学方程式分析,参加反应的氨气和生成物N2的物质的量比是8:1,但其中有6NH3中的氮元素化合价不变,实际被氧化的只有2NH3。故发生氧化反应的物质NH3和生成物N2的关系式为:2NH3 ~ N2。
能力提升
1.答案:D
2.答案:D
3.答案:C
4.答案:A
5.
答案:C
解析:HO2中氧元素的化合价为-1/2,氧元素在反应中化合价降低,HO2是还原产物,A错;根据题意,HO2是弱酸,能与碱发生中和反应,B错;反应中O2得电子化合价降低,作氧化剂,C正确;Cu元素化合价由0升高到+1,1 mol Cu参加反应只有1 mol电子发生转移,D错。
6.
答案:C
思路分析:根据化合价分解时,氧元素化合价变化的多少进行比较。
解析:A、B、D三个选项中的化合物中氧元素都显-2价,因此每生成1mol O2转移的电子数为4mol;C选项H2O2中的氧元素呈-1价,每生成1mol O2转移的电子数为2mol 。当转移的电子数相同时,生成氧气最多的是H2O2。
7.
答案:B
思路分析:在同一烧杯中的各种离子应能共存。
解析:甲烧杯的溶液呈蓝色,可见甲烧杯中有Cu2+,则不与Cu2+共存的CO32-、OH-应在乙烧杯,且溶液是电中性的,有阴离子就必定有阳离子,Na+、H+两种离子中能与CO32-、OH-共存的是Na+,故选B。
8.
答案:A
思路分析:先判断在这个离子方程式中X的化合价,再根据元素负化合价与最高化合价之间的关系进行判断。
解析:生成物X2中X的化合价为0,XO3-中X的化合价为+5,根据质量守恒定律和电荷守恒, 中应为5 X-,可见X原子最外层电子数为7,其最高化合价为+7。
9.答案:B
10.答案:AD
11.答案:CD
12.答案:A
13.
答案:D
解析:O3和O2中氧的化合价均为0,O2既不是氧化产物也不是还原产物,A错;1mol O3参加反应,其中只有1mol氧原子被还原,转移的电子为2mol,B错;由此反应只能知道氧化性:O3>I2,C错;氧元素的化合价由0降为-2,碘元素的化合价由-1升高到0,根据得失电子总数相对的关系可知被还原的氧原子与被氧化的I-的个数比为1:2,D正确。
14.
答案:B
提示:某种粒子是否具有氧化性、还原性,可根据该粒子中各元素的化合价进行判断,如果粒子中元素的化合价是该元素的最低化合价,则该粒子只有还原性,没有氧化性。
15.答案:AD
16.答案:C
17.
答案: 置换;(1)Cu+2Ag+= Cu2++2Ag;
(2)
18.
答案:(1)2Ag++Cu====2Ag↓+Cu2+ (2)2Ag++Fe====Fe2++2Ag↓ ;Fe>Cu>Ag
提示:Fe的还原性比铜的强,将Fe片、Cu片同时放入AgNO3溶液中,铁先与AgNO3反应,铁反应完后,铜才能与AgNO3反应。
19.
答案:
(1)Ba(NO3)2、Na2CO3 CuSO4 NaCl
(2)Ba2++CO====BaCO3↓;BaCO3+2H+====Ba2++CO2↑+H2O ;
SO+Ba2+====BaSO4↓;CO+2Ag+====Ag2CO3↓;Ag++Cl-====AgCl↓
解析:溶于水后形成的滤液呈无色,说明溶液中没有Cu2+,原粉末中肯定无CuSO4。根据题意,沉淀物一定是BaCO3,说明固体粉末中有Ba(NO3)2和Na2CO3;但依据滤液与AgNO3溶液作用产生白色沉淀,这种白色沉淀可能是AgCl沉淀,也可能是Ag2CO3沉淀,故无法判断原白色粉末中是否存在NaCl。
20.答案:还原性;氧化性;还原;氧化;还原;CO2+4Fe2++5H2O=CH2O+2Fe2O3+8H+
21.
答案:
(1)Fe2O3是氧化剂,CO是还原剂。电子转移情况如下:
(2)反应后得到带红色的粉末15.2g,可见Fe2O3没有全部反应。设参加反应的CO的质量为x,则有:
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
160 84 112
160x/84 x 112x/84
依题意:20g-160x/84+112x/84=15.2g 解得:x=8.4g
故CO的利用率为84%,生成铁粉的质量为112 8.4÷84=11.2g。
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