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第二章 化学物质及其变化
第一节 物质的分类
要点精讲
一、简单分类法及其应用
1.物质分类的方法
(1)纯净物与混合物的区别
纯 净 物 混 合 物
①有固定的组成和结构②有一定的熔、沸点③保持一种物质的性质 无固定组成和结构无一定的熔、沸点保持原有物质各自的化学性质
(2)物质分类的多种角度
…… ……
2.单质、氧化物、酸、碱和盐之间的相互关系
二、分散系及其分类
1.分散系、
(1)定义:一种(或几种)物质以粒子形式分散到另一种物质里所形成的混合物。
(2)组成:分散质——被分散成微粒的物质
分散剂——微粒分散在其中的物质
(3)分类:
分散系 溶 液 胶 体 悬(乳)浊液
分散系粒子的直径 <1nm 1nm ~100nm >100nm
分散质粒子的组成 小分子或离子 大分子或分子集合体 许多分子的集合体
外 观 均一、透明 大多均一、透明 不均一、不透明
实 例 食盐水、糖水 淀粉胶体、Fe(OH)3胶体 泥水
2.胶体
(1)胶体的本质特征:分散质微粒的直径在1nm ~ 100nm之间。胶体是以分散质粒子大小为特征的,它只是物质的一种存在形式,如NaCl溶于水形成溶液,如果分散在酒精中可形成胶体。可见,同种分散质在不同的分散剂中可以得到不同的分散系。
(2)胶体的性质
现象 定义 解释 应用
丁达尔现象 光束通过胶体时,形成光亮的通路的现象 胶体分散质的粒子比溶液中溶质的微粒大,使光波发生散射 区别溶液和胶体
布朗运动 在超显微镜下可观察到胶体粒子在做不停的、无秩序的运动,叫做布朗运动 水分子从各个方向撞击胶体粒子,而每一瞬间胶体粒子在不同方向受的力是不相同的 ——
电泳现象 在外加电场的作用下,胶体粒子在分散剂里向电极做定向移动的现象 胶体粒子具有相对较大的表面积,能吸附离子而带电荷 分离蛋白质、氨基酸;血清电泳用于诊断疾病;电泳电镀
聚 沉 中和胶体粒子所带的电荷,使胶体粒子聚集长大,形成颗粒较大的沉淀从分散剂里析出的过程 胶体粒子带电,加电解质或带相反电荷的胶体,中和了胶体粒子所带的电荷,从而使分散质聚集成较大的微粒,在重力作用下沉淀析出 制豆腐、果冻等
(3)胶体的分类
类 型 分散剂状态 实 例
固溶胶 固态 有色玻璃、烟水晶
液溶胶 液态 淀粉溶液、Fe(OH)3胶体
气溶胶 气态 烟、云、雾
(4)净化胶体的方法——渗析法
将胶体放入半透膜袋里,再将此袋放入水中,胶粒不能透过半透膜,而分子、离子可以透过半透膜,从而使杂质分子或离子进入水中而除去。
分散系 溶 液 胶 体 悬(乳)浊液
能否透过滤纸 能 能 一般不能
能否透过半透膜 能 不能 不能
(5)胶体的应用:
土壤的保肥作用、制豆腐的化学原理、江河入海口处形成三角洲、明矾净水等。
注意:(1)胶体中的分散质——可以是单个分子或离子或分子集合体 例如:Fe(OH)3胶体中胶粒是有许多个Fe(OH)3聚集而成;淀粉胶体胶粒就是一个淀粉分子。
(2)胶体稳定存在的原因及胶体的聚沉:
①胶体粒子具有相对较大的表面积,能吸附离子而带电荷,所以胶体粒子带电。同种胶体粒子带同种电荷,互相排斥而稳定存在。
②一般说来,金属的氢氧化物、金属氧化物的胶体粒子带正电荷;非金属氧化物、金属硫化物、硅酸胶体的胶体粒子带负电荷。
③加热,加电解质或带相反电荷的胶体,可使胶体发生聚沉。与胶粒所带电荷相反的离子所带的电荷越多,越易使胶体聚沉。
(3)胶体聚沉后一般情况下都生成沉淀,但有些胶体聚沉后,胶体粒子和分散剂凝聚在一起,成为不流动的冻状物,这类物质叫凝胶。常见的重要的凝胶:①豆腐——重要的植物蛋白质;②硅胶——硅酸胶体聚沉,在空气中失水成为含水4%的SiO2其表面积大,因而吸附性强,常用做干燥剂、吸附剂及催化剂载体。
(4)是否所有胶体都能发生电泳现象?
电泳现象是由于胶体能带有电荷,在外加电场作用下能向阳极或阴极移动。而有些胶体如淀粉溶液,胶粒为中性分子,无电泳现象。
(5)蔗糖溶于水形成的分散系是溶液,为什么生物课的渗透实验中,蔗糖分子却不能通过半透膜?
不同的半透膜,如羊皮纸、动物膀胱膜、玻璃等,其细孔的直径是不同的,也就是说,不同的半透膜,其通透性是不一样的。显然,笼统地讲半透膜能使离子或分子通过,而不能使胶体微粒通过是不恰当的。同时也应将胶体的渗析与生物体的渗透加以区别。
典型题解析
一、简单分类法及其应用
例1.化学是一门在分子、原子或离子层次上研究物质的组成、结构、性质、相互变化及其变化过程中能量关系的科学。请思考如下问题:
(1)原子是构成物质的最小粒子吗?试列举出两种由原子直接构成的物质实例。
(2)举例说明分子在不断运动、分子间有间隔。
(3)“离子”和“粒子”的涵义有什么本质区别?
【分析】 (1)原子是化学变化中的最小微粒,但原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成的,其中原子核还可以再分为质子和中子等。
(2)见“参考答案”。
(3)离子是指带电的原子或原子团,而粒子是指一些特定微粒及其集合体,如原子、分子、离子、质子、中子、胶粒等都属于粒子范畴。
【答案】 (1)不是;如Ne等稀有气体(属于单原子分子,不构成原子晶体),金刚石等原子晶体。
(2)如溶解过程中分子的扩散,汽油的挥发等均说明分子的运动性质;物体的热胀冷缩现象,可说明物质分子间有间隔。
例2.物理变化和化学变化是物质的两种重要的运动形式,物质和运动是世界上一切物质所具有的基本属性,正如恩格斯所说:“运动是物质的存在形式,无论何时何地都没有也不可能有没有运动的物质。”从化学范畴上讲,物理变化和化学变化的本质区别在于变化中是否有新物质生成,你是如何理解“新物质”的呢?化学变化遵循质量守恒定律,如何从物质的组成和结构这一角度来认识这一规律呢?化学变化的本质是什么?怎样理解“化学变化中一般伴有物理变化”?
【分析】 (1)原子是化学变化中的最小微粒,化学反应中生成的“新物质”也仅是“旧原子”的重新组合,而核聚变及核裂变中产生的新元素,虽然也应是新物质,但由于原子在反应前后已发生变化,故已不属于化学意义上的化学变化。
(2)化学反应过程中“断旧键,成新键”的特点,决定了化学变化仅是原子或原子团之间的分分合合,原子的守恒导致了其质量的守恒。
(3)化学变化的本质是旧化学键的断裂与新化学键的形成过程,即原子的重新组合过程。
(4)由于化学变化常伴有能量的变化,而这些能量变化会导致发光发热等物理现象的伴生,且反应物与生成物在颜色、状态、气味等物理性质方面也不尽相同,故化学过程常伴有物理变化。
【答案】 略
例3.下列物质属于纯净物的是( )
A.液氯 B.漂白粉 C.盐酸 D.碘酒
【分析】A项液氯是氯气的液态,其中只含有氯气分子,是纯净物;B项漂白粉是CaCl2和Ca(ClO)2的混合物;C项盐酸是氯化氢气体的水溶液,属混合物;D项碘酒是碘的酒精溶液,属混合物。
【答案】A
例4.同学们吃的零食的包装袋中经常有一个小纸带,上面写着“干燥剂”,其主要成分是生石灰(CaO)。
(1)生石灰属于哪种类别的物质?
(2)生石灰可做干燥剂的理由是(用化学方程式表示)______________________________。
(3)生石灰还可以跟哪些类别的物质发生化学反应?列举两例,并写出化学方程式。
(4)小纸带中的物质能否长期持续地做干燥剂?为什么?
(5)在你所认识的化学物质中,还有哪些可以用作干燥剂?举出一例。
【分析】本题以食品包装袋中的“干燥剂”为背景,探讨了物质的分类、组成、变化等问题。第(1)问中关于生石灰的类别,答案并不是唯一的,从不同角度可以得到不同答案,如化合物、金属氧化物、碱性氧化物、离子化合物等;第(2)问需要审清题意,生石灰吸水并能和水反应;第(3)问中:生石灰能和酸、酸性氧化物(CO2)、水等物质发生化学反应;第(4)问,由于生石灰吸水并能与水反应生成氢氧化钙,若不再有生石灰,则不再具有干燥作用;第(5)问,围绕能“干燥”这一性质展开思维发散,回忆并归类整理常见的干燥剂。
【答案】(1)化合物、金属氧化物、碱性氧化物等;(2)CaO+H2O==Ca(OH)2;
(3)与酸的反应:CaO+2HCl==CaCl2+H2O
与酸性氧化物反应:CaO+CO2==CaCO3
(4)不能,因为生石灰全部变为Ca(OH)2后,小纸带中的物质就不能持续起到干燥作用。
(5)酸:浓硫酸;氯化物:CaCl2;氧化物:P2O5;混合物:碱石灰(CaO和NaOH的混熔物)
二、分散系及其分类
例5.胶体分散系,由于其胶粒大小(直径)在1 nm~100 nm之间,致使它具有一些十分特殊的性质。你能用胶体知识解释下列事实吗?
①江河入海口处沙洲的形成 ②墨水不能与其他品种墨水混用 ③冶金工业电泳除尘 ④卤水点豆腐 ⑤明矾(或FeCl3)净水⑥土壤的保肥性 ⑦工业制皂的盐析。
【分析】 ①河水夹杂着许多泥沙胶体,当与海水相遇时,海水中的某些电解质离子,会中和泥沙胶体的胶粒带电(负电荷),使泥沙胶体粒子聚集成颗粒较大的沉淀而发生聚沉,天长日久则形成沙洲。②墨水属于胶体,不同品种的墨水其胶粒带电荷种类可能不同,若混用则会因胶体聚沉而“糊笔”(书写不流畅)。③粉尘胶粒带有电荷,在外加电场中可定向移动到某一极,从而达到除尘的目的。④豆浆属于蛋白胶体,卤水(含有MgCl2)中的Mg2+可中和胶粒带电(负电荷),从而使其聚沉为豆腐(一种凝胶)。⑤明矾电离出的Al3+可水解成Al(OH)3胶体,其胶粒表面积扩大,吸附能力强,能吸附水中悬浮杂质而使其聚沉,从而达到净水的作用。⑥土壤胶体的胶粒带电荷,可选择性吸附带异性电荷的肥效离子。⑦油脂皂化生成的高级脂肪酸钠与水及甘油构成胶体,当向其中加入食盐细粒,搅拌,静置,则使高级脂肪酸钠从混合物中析出,浮在液面上,从而跟甘油、食盐水分离。
【答案】 参见“分析”。
基础演练
一、简单分类法及其应用
1.人体中含量最多的金属元素是( )
饮用天然水理化指标矿物元素 测定结果钙≥4.0 mg/L镁≥0.5 mg/L钾≥0.35 mg/L钠≥0.8 mg/L偏硅酸≥1.8 mg/LpH (25℃) 7.1
A、铁 B、钾 C、钙 D、钠
2.右图为农夫山泉矿泉水瓶上的部分说明文字,列出了该饮用天然水理化指标。这里的钙、镁、钾、钠是指( )
A、原子 B、分子 C、单质 D、元素
3.下列符号能同时表示一个原子、一种元素和一种物质的是( )
A O2 B Zn C N D Ca2+
4.下列反应前后元素的化合价有改变的是
A CaO+H2O=Ca(OH)2 B H2O+CO2=H2CO3
C CaCO3CaO+CO2 D 2CO+O22CO2
5.油炸食物不宜多吃,因为食物长时间煎炸后所产生的微量的丙烯醛(化学式C3H4O)等有毒物质,会损害人体健康。下列有关丙烯醛的说法不正确的是( )
A.由碳、氢、氧三种元素组成
B.碳、氢、氧元素的质量比是9:1:2
C.分子中原子个数比依次为3:4:1
D.在空气中完全燃烧的产物是二氧化碳和水
6.新华社5月23日报道,继通过食盐补碘在全国范围内基本实现消除碘缺乏病目标后,我国又将启动一项涉及千家万户营养健康问题的“补铁工程”。卫生部已批准以酱油为食物载体,逐步开展补铁工程。这里的碘、铁指的是( )
A.分子 B.原子 C.元素 D.单质
7.自第十一届奥运会以来,开幕式都要举行隆重的火炬接力仪式。火炬的可燃物是丁烷(化学式为C4H10),它燃烧时,火苗高且亮,即使在白天,二百米以外也能清晰可见。下列关于丁烷的叙述不正确的是( )
A.丁烷由碳、氢两种元素组成
B.丁烷分子由碳原子和氢原子构成
C.丁烷中碳、氢元素的质量比是4:10
D.丁烷由4个碳原子和10氢原子构成
8.地壳中最多的元素______,地壳中最多的金属元素______,空气中最多元素______,最轻气体元素______,最硬物质元素______,无中子的原子____,式量最小的氧化物________。
配料表:氯化钠、食用碳酸钙、碘酸钾净含量:500g成分表:氯化钠≥88%钙(以Ca计)(0.5-1.3)%碘(以I计)(20-50)mg/kg
9.右图是某省生产的某种加钙食盐包装标签上的部分文字。请仔细阅读后回答以下问题:
(1)包装标签上钙含量是指 (填单质钙、碳酸钙、钙元素中的一种)。
(2)为了检验此盐中是否含有碳酸钙,在家庭厨房里可选用的物质是 。
(3)为了测定此盐中的钙元素含量,取10g这种盐溶于水,加入足量盐酸,生成0.132g二氧化碳。请计算此加钙食盐中钙元素的质量分数 。
10.(1)分别写出由氧在一定条件下生成下列物质的化学方程式(必须注明反应条件)。
①Na2O2 ;
②Na2O 。
(2)请指出氧在下列各物质中的化合价。
O3 ;Na2O2 ;Na2O 。
(3)KO2能吸收CO2生成K2CO3和O2,故可用作特殊情况下的氧气源,试写出该反应的化学方程式 。
纯牛奶配料:鲜牛奶保质期:8个月净含量:250 mL/盒营养成分:(每100mL) 钙≥0.11g 脂肪≥3.3g 蛋白质≥2.9g
11.人体中的钙元素主要存在于骨骼和牙齿中,以羟基磷酸钙晶体[Ca10(PO4)6(OH)2]形式存在,其相对分子质量为1004。牛奶含钙丰富又易吸收,且牛奶中钙和磷比例合适,是健骨的理想食品。右图是某乳业公司纯牛奶包装标签的部分文字。请仔细阅读后回答下列问题:
⑴包装标签上脂肪≥3.3g,是指100 mL牛奶中,含脂肪的质量至少为3.3g。那么一盒牛奶至少含钙多少克?(保留到0.01g)。
⑵求羟基磷酸钙中钙元素的质量分数(保留为0.1%)。
⑶若人体每天至少需要0.6g钙,且这些钙有90%来自牛奶,则一个人每天至少要喝多少盒牛奶?
12.钠元素在人体内可起到调节体液平衡、维持肌肉正常兴奋和细胞的通透性等作用。若缺乏,将导致肌肉痉挛、头痛等;若过量,将导致水肿、高血压、贫血等。假设钠元素全部来源于食盐(NaCl)。
(1)每位成人每天正常摄入食盐的质量约为5g,试计算每人每天摄入的钠元素的质量。
(2)某病人因为食盐的摄入量不够,需静脉输入一定量的生理盐水(NaCl的质量分数为0.9%,密度约为1g/mL)来补充食盐。医生给他确定每天应补充NaCl约2.7g,问每天需输入生理盐水多少毫升?
(3)某卫生部门对市面上一批生理盐水进行质量分析,取这种生理盐水250mL,加入足量的AgNO3溶液,充分反应最终得到14.35g沉淀,试通过计算判断这批生理盐水是否符合医用标准。(提示:化学反应方程式为NaCl+AgNO3=NaNO3+AgCl↓)
注意:1、假设生理盐水除NaCl外不含与AgNO3溶液反应的其他物质;2、生理盐水的体积近似等于其中溶剂的体积;3、水的密度设为1g/mL;4、计算结果保留一位小数。
二、分散系及其分类
1.下列家庭小实验不能制得溶液的是( )
2.科学家在2000年8月10日出版的英国《自然》杂志上报告说,他们用DNA制造出一种臂长只有7nm的纳米级镊子,这种镊子能钳起分子或原子,并对它们随意组合.下列分散系中分散质的微粒直径与纳米粒子具有相同数量级的是( )
A.溶液 B.胶体 C. 悬浊液 D.乳浊液
3.“纳米材料”是当今材料科学研究的前沿,1纳米(nm)=10-9m,其研究成果广泛应用于催化及军事科学中,“纳米材料”是指研究、开发出的直径从几纳米至几十纳米的材料,如将“纳米材料”分散到液体分散系中,所得混合物可能具有的性质是( )
A.能全部透过半透膜 B.有丁达尔效应
C.所得溶液可能呈胶状 D.所得分散系一定是浊液
4.浊液区别于其他分散系最本质的特征是( )
A.外观混浊不清 B.分散质粒子不能透过半透膜
C.不稳定 D.分散质粒子直径大于100nm
5.氢氧化铁胶体稳定存在的主要原因是( )
A.胶粒直径小于1nm B.胶粒作布朗运动
C.胶粒带正电荷 D.胶粒不能通过半透膜
6.下列不存在丁达尔效应的分散系是①有尘埃的空气、②溴水、③蒸馏水、④沸水中加几滴FeCl3浓溶液、⑤淀粉溶液( )
A.② B.②③⑤ C.②③ D.①②③⑤
7.下列物质分离的方法中,根据粒子的大小进行分离的是( )
A、结晶 B、过滤 C、蒸馏 D、渗析
8.不能用有关胶体的观点解释的现象是( )
A.在江河入海处易形成三角洲
B.0.01mol/LAgNO3溶液中滴入同浓度NaI溶液,看不到黄色沉淀
C.在NaF溶液中滴入AgNO3溶液看不到沉淀
D.同一钢笔同时使用不同牌号的墨水易发生堵塞
9.下列各组混合物的分离和提纯的方法正确的是( )
A.用过滤的方法分离Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液的混合物
B.用重结晶的方法分离NaCl和KNO3的混合物
C.用加热的方法分离Na2CO3和NaHCO3的混合物
D.用盐析的方法分离淀粉和NaCl的混合液
10.能证明胶体微粒比溶液中电解质微粒大的操作是( ).
A.丁达尔现象 B.布朗运动
C.渗析 D.电泳现象
11.将某溶液逐滴加入Fe(OH)3溶胶内,开始时产生沉淀,继续滴加时沉淀又溶解,则该溶液是( )
A、2mol/L的H2SO4溶液 B、2mol/L的NaOH溶液
C、2mol/L的MgSO4溶液 D、硅酸溶胶
12.电泳实验发现,硫化砷胶粒向阳极移动,下列不能使硫化砷胶体聚沉的措施是( )
A.加入Al2(SO4)3溶液 B.加入硅酸胶体(其中胶粒带负电)
C.加热 D.加入Fe(OH)3胶体
13.已知不同胶体胶粒所带的电性可能不同,如氧化铁胶粒与氢氧化铁胶粒所带的电性相同,而陶土胶粒与氢氧化铁胶粒所带的电性相反。在陶瓷工业上常遇到因陶土里混有氧化铁而影响产品质量问题。解决方法之一是把这些陶土和水一起搅拌,使粒子直径在1nm~100nm之间,然后插入两根电极,接通直流电源,这是阳极聚集____________,阴极聚集_______________,理由是___________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
14.有甲、乙、丙、丁四种液体,它们分别为Fe(OH)3胶体、硅酸胶体、AS2S3胶体、NaOH溶液。现将有关实验现象记录如下:(1)电泳:甲液的阳极周围颜色变浅,阴极周围颜色变深;(2)将一束光通过乙液体,无丁达尔现象;(3)将乙慢慢加入丙液中,先出现凝聚,后液体变清,则甲为 ,乙为 丙为 ,丁为 。
15.请利用胶体知识解释下列常识:
(1)为什么含有泥沙胶体颗粒的河水,跟海水相遇,容易沉积而形成沙洲(三角洲)?
(2)用盐水浸泡鸭蛋,可以制得咸蛋?
综合应用
1.下表是某地市场上销售的一种“加碘盐”包装袋上的部分文字说明。请根据此表,结合初中学过的化学知识,回答下列问题:
配料表 精制海盐、碘酸钾(KIO3)
含碘量 20~40mg/kg
储藏方法 密封避光、防潮
食用方法 烹调时待食品熟后加入碘盐
(1)碘酸钾属于哪类物质? (填:“纯净物”、“混合物”、“单质”、“氧化物”)。
(2)根据含碘盐的食用方法,可推测碘酸钾的化学性质:碘酸钾在受热时 。
(3)我国规定,食盐含碘量为每千克食盐含碘0.035克,相当于每千克食盐含碘酸钾____克。
2.将饱和氯化铁溶液滴入沸水时,液体变为______色,得到的是______________;反应方程式是_________________________________________。用此分散系进行下列实验:
(1)将其装入U型管内,用石墨作电极,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_______。
(2)提纯此分散系常采用的方法叫________________。
3.(1)向胶体中加入电解质能使胶体凝聚。使一定量的胶体在一定时间内开始凝聚所需电解质的浓度(mmol·L-1),称作“聚沉值”,电解质的“聚沉值”越小,则表示其凝聚能力__________________(填“越小”、“越大”),实验证明,凝聚能力主要取决于与胶粒带相反电荷的离子所带的电荷数,电荷数越大,凝聚能力越大,则向Fe(OH)3胶体中加入下列电解质时,其“聚沉值”最小的为_____________。
①NaCl ②FeCl3 ③K2SO4 ④Na3PO4
(2)为了把粘土溶胶(粘土胶体微粒带负电荷)变成较洁净的水,加入等物质的量下列电解质时;哪种效果最明显?____________为什么?______________________________。
A、BaCl2 B、Al2(SO4)3 C、KCl D、CuSO4
(3)某同学配制好两瓶Na2SO4溶液,一瓶为饱和溶液,另一瓶为0.1mol·L-1的非饱和溶液,还没来得及贴上标签就搞混乱了。区别这两种溶液最简单的方法是______________
_____________________________________________________________________________。
4.古都南京的地铁建设已经破土动工。考古兴趣小组为了研究从地铁建设工地出土的文物,对两件文物的表面物质A和B进行了如图所示的实验:
(1)请你根据上图实验现象推断下列物质的化学式:
B __________ ; C __________ ; D _________ ; E _________ ; F __________ ; G __________ ; J ____________
(2) 写出下列转换的化学方程式:C → D ___________________________________ ;
E →H+I __________________________________;
J + K→L __________________________________。
(3) 在博物馆例很少见到由J制造的完好文物,原因是什么
________________________________________________________________________ 。
第二节 离子反应
要点精讲
一、酸、碱、盐在水溶液中的电离
1.电离、电离方程式
(1)电离:酸、碱、盐等溶于水或受热熔化时,离解成能够自由移动的离子的过程。
(2)电离方程式:表示电解质电离的化学方程式。
2.电解质与非电解质的区别
电解质 非电解质
定义 在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物 在水溶液里和熔融状态下都不导电的化合物
化合物类型 离子化合物(强碱、盐),强极性共价化合物 非极性共价化合物、弱极性共价化合物、大多数有机物
能否直接电离 溶于水或熔融时,直接能电离 溶于水或熔融时,不能直接导电
通电时的现象 溶于水或熔融时能导电 溶于水或熔融时不能导电
实例 H2SO4、HF、CaO等 SO3、NH3、CH4等
3.强弱电解质的区别
强电解质 弱电解质
相 同 点 都是电解质,在水溶液中都能电离,都能导电,与溶解度无关
不同点 电离程度 完全电离 部分电离
电离过程 不可逆过程 可逆过程,存在电离平衡
表示方法 电离方程式用“==” 电离方程式用“”
水溶液中微粒存在形式 电离出的阴、阳离子,不存在电解质分子 既有电离出的阴、阳离子,又有电解质分子
实 例 绝大多数盐:NaCl、BaSO4等。强酸:H2SO4、HCl、HClO4等。强碱:Ba(OH)2、Ca(OH)2等。 弱酸:H2CO3、CH3COOH等。弱碱:NH3·H2O、Cu(OH)2等。极少数盐。
二、离子反应及其发生的条件
1.电解质在水溶液中反应的实质
多种电解质在水溶液中发生电离,产生能够自由移动的离子,不同离子之间发生反应生成沉淀、气体、水等。
(1)离子反应:在溶液中或熔融状态时自由移动的离子之间的反应。
(2)离子反应发生的条件——物质之间能发生复分解反应
①生成难溶物或微溶物:如Ba2+与CO32-、Ag+与Br-、Ca2+与SO42-、Ca2+与OH-、Mg2+与CO32-、OH-等之间发生离子反应。
②生成气体或挥发性物质:如NH4+与OH-,H+与OH-、CO32-、HCO3-、S2-、HS -、HSO3-、SO32-等之间发生离子反应。
③生成弱电解质:如H+与CH3COO-、CO32-、S2-、SO32-、F-等生成弱酸;OH-与NH4+、Cu2+、Fe3+等生成弱碱;H+与OH-生成水(水也是种弱电解质)。
2.离子方程式
(1)书写离子方程式的步骤
①写:写出正确的化学方程式;
②拆:将化学方程式中易溶解于水且能完全电离的物质拆写成阴、阳离子符号;而难溶于水的物质、气态物质和水仍用化学式表示;
③删:删去方程式等号两边重复的离子;
④查:检查是否满足元素原子守恒、反应前后电荷守恒等。
(2)书写离子方程式的方法
①离子反应是在溶液中或熔融状态时进行的反应,凡非溶液中进行的反应一般不能写离子方程式,亦即没有自由移动离子参加的反应,不能写离子方程式。如NH4Cl固体和Ca(OH)2固体混合加热,虽然也有离子和离子反应,但不能写成离子方程式,只能写化学方程式。
②单质、氧化物在离子方程式中一律写化学式;弱酸(HF、H2S、HCl0、H2SO3等)、弱碱(如NH3·H2O)等难电离的物质必须写化学式;难溶于水的物质(如CaCO3、BaSO4、FeS、PbS、BaSO3、Fe(OH)3等)必须写化学式。
③多元弱酸的酸式盐的酸根离子在离子方程式中不能拆开写,如NaHSO3溶液和稀硫酸反应为:HSO3-+H+=SO2↑+H2O;强酸的酸式根在离子方程式中要拆开写,如:NaHSO4溶液和NaOH溶液反应的离子方程式为:H++OH-==H2O。
④对于微溶物的处理有三种情况:在生成物中有微溶物[如Ag2SO4、CaSO4、Ca(OH)2]析出时,微溶物用化学式表示;当反应物里有微溶物处于溶液状态(稀溶液),应写成离子的形式。如CO2气体通人澄清石灰水中:CO2+Ca2++2OH-=CaCO3↓+H2O;③当反应物里有微溶物处于浊液或固态时,应写成化学式。如在石灰乳中加入Na2CO3溶液:Ca(OH)2+CO32-==CaCO3↓+2OH-。
3.离子的检验
(1)应考虑全面。
加入BaCl2溶液生成沉淀,且不溶于稀硝酸的可能是Ag+或SO42-。
能使石灰水变浑浊的气体可能是SO2或CO2,无味的气体才是CO2,有剌激气味的气体是SO2;或能使品红溶液褪色的气体是SO2。
(2)考虑干扰。
加入AgNO3生成黑色沉淀,不能认为溶液中无Cl-。因为S2-、Cl-共存时,生成的黑色Ag2S沉淀可掩盖白色的AgCl沉淀。只有生成白色沉淀才可否定S2-。
加酸有臭味,不能排除CO32-,因为溶液中有S2-时,加酸生成腐蛋气味的H2S气体可掩盖无味的CO2气体。
注意:(1)电解质和非电解质均指化合物而言,单质既不属于电解质也不属于非电解质。
(2)必须是在水分子的作用或受热熔化后,本身直接电离出自由移动的离子的化合物,才是电解质,并不是溶于水能导电的化合物都是电解质。如SO3、NH3等溶于水都能导电,但SO3、NH3是非电解质。它们导电的原因是:SO3+H2O==H2SO4,H2SO4==2H++SO42-;NH3+H2ONH3·H2O,NH3·H2O NH4++OH-。这些自由移动的离子并非是SO3、NH3直接电离出来的。
(2)操作顺序或反应物相对量不同时离子方程式不同。例如少量烧碱滴入Ca(HCO3)2溶液[此时Ca(HCO3)2过量],有Ca2++HCO3-+OH =CaCO3↓+H2O;少量Ca(HCO3)2溶液滴入烧碱溶液(此时NaOH过量),有Ca2++2HCO3-+2OH =CaCO3↓+CO32-+2H2O
典型题解析
一、酸、碱、盐在水溶液中的电离
例1.含有自由移动Cl-的有( )
A.KClO3溶液 B.液态氯化氢
C.氯化钾溶液 D.氯水
【分析】A项KClO3在水中的电离方程式为:KClO3==K++ClO3-,而ClO3-不发生电离,故其溶液中无Cl-;B项液态氯化氢中只有HCl分子,没有离子存在;C项KCl的电离方程式为KCl==K++Cl-,符合题意;D项Cl2和水反应的产物HCl在水中可完全电离,得到Cl-。
【答案】CD
例2.下列物质中,属于强电解质的是( )属于弱电解质的是( )属于非电解质的是( )
A、碘化钾 B、乙醇 C、氨气 D、蔗糖
E、氢硫酸 F、硫酸氢钠 G、NH3·H2O H、液氧
【分析】化合物从其是否能电离分为电解质和非电解质,电解质从其电离程度又可分为强电解质和弱电解质。了解并能辨清这些物质及其关系。A、F为在水溶液中或熔融状态下完全电离的化合物,故属强电解质,BD在水中和熔融态不发生电离,属于非电解质,虽然C溶于水后生成的新物质NH3 H2O发生电离,但C也属非电解质,E和G分别属于弱酸和弱碱,在水溶液中只能部分电离,故属弱电解质,液氧是单质,不是纯净化合物,既不属电解质,又不属于非电解质。
【答案】AF,EG,BCD
二、离子反应及其发生的条件
例3.在电解质溶液的导电性装置(如图所示)中,若向某一电解质溶液中逐滴加入另一溶液时,则灯泡由亮变暗,至熄灭后又逐渐变亮的是( )
A、盐酸中逐滴加入食盐溶液
B、硫酸中逐滴加入氢氧化钠溶液
C、硫酸中逐滴加入氢氧化钡溶液
D、醋酸中逐滴加入氨水(醋酸、氨水均为弱电解质,两者生成的NH4Ac为强电解质)
【分析】溶液能否导电,取决于溶液中是否有离子存在;导电性强弱则由离子浓度大小等因素决定。A选项:盐酸滴入食盐溶液,不发生离子反应,溶液中离子浓度增大,导电性增强;B选项:H2SO4+2NaOH==Na2SO4+2H2O,对NaOH溶液而言,发生反应后溶液中离子浓度变化不大,灯泡不会变暗;C选项:发生H2SO4+Ba(OH)2==BaSO4↓+2H2O,溶液中离子浓度减少,恰好发生如上反应时,溶液中几乎没有离子,继续滴加H2SO4,H2SO4过量,溶液中H+、SO42-离子增多;醋酸中逐滴加入氨水,溶液中溶质由弱电解质变为强电解质,导电性显著增强。
【答案】C
例4.下列离子方程式改写成化学方程式正确的是( )
A.Mg2++2OH-====Mg(OH)2↓ MgSO4+Ba(OH)2====Mg(OH)2↓+BaSO4
B.Fe+Cu2+====Fe2++Cu Fe+Cu(OH)2====Fe(OH)2+Cu
C.Ag++Cl-====AgCl↓ AgNO3+HCl====AgCl↓+HNO3
D.CO2+2OH-====CO32-+H2O CO2+Ca(OH)2====CaCO3↓+H2O
【分析】A项离子方程式中的生成物只有一种Mg(OH)2沉淀,而改写后的化学方程式中却出现了Mg(OH)2、BaSO4两种沉淀,故错误;B项离子方程式表示的是Fe与含Cu2+的溶液反应,生成可溶于水的Fe2+的化合物,而化学方程式中却出现了不溶于水的Cu(OH)2与Fe(OH)2,事实上,Fe是不能与Cu(OH)2发生置换反应的,故B项错误;C项正确;D项离子方程式表示CO2与强碱液反应生成了可溶于水的碳酸盐,而化学方程式中所出现的碳酸盐却是难溶于水的CaCO3,与要求不符,故错误。
【答案】C
例5.下列各组离子中的离子,能在溶液中大量共存的是( )
A.Na+、Mg2+、Cl-、OH- B.H+、Ca2+、CO32-、NO3-
C.Cu2+、K+、SO42-、NO3- D.Na+、HCO3-、OH-、Ca2+
【分析】离子能否大量共存是考查离子反应的常见题型。就同学们现有知识而言,主要考查角度有:一看能否反应产生难溶物,如本题中Mg(OH)2、CaCO3、Ca(OH)2等;二看能否反应产生挥发性物质,如CO32-、HCO3-与H+反应;三看能否生成弱电解质,如弱酸根与H+反应,H+与OH-反应生成水。
注意:HCO3-既能与H+反应,又能与OH-反应。
HCO3-+H+==CO2↑+H2O,HCO3-+OH-== CO32-+H2O
审题知:溶液中大量共存的离子必须相互不起反应。
A中Mg2+和OH-能起反应生成Mg(OH)2↓;
B中H+和CO32-、Ca2+和CO32-都能起反应;
C中可以;
D中HCO3-和OH-、Ca2+和OH-都能起反应。
【答案】C
例6.在强酸性溶液中能大量共存并且溶液为无色透明的离子组是( )
A. Ca2+、Na+、NO3-、CO32- B. Mg2+、Cl-、NH4+、SO42-
C. K+、Cl-、HCO3-、NO3- D. Ca2+、Na+、Fe3+、NO3-
【分析】解答离子共存题,要看清题目,审准题意,挖掘出隐含条件。有的离子虽不存在于选项中的离子组中,但有时在题干中“隐含”出现,如某强酸性(或强碱性)溶液中能大量共存,说明溶液中除选项中的离子组内各离子外,还应有H+(或OH-)。本题对于(A),因生成难溶物CaCO3而不能大量共存:Ca2++CO32-=CaCO3↓;对于(C),因生成气体而不能大量共存:H++HCO3-=CO2↑+H 2O;对于(D),Fe3+溶液呈黄色,选(B)。
【答案】B
例7.在 100 mL 0.10 mol·L-1的 AgNO3(aq) 中,加入 100 mL 溶有 2.08 g BaCl2 的溶液,再加入 100 mL 溶有 2.50 g CuSO4·5H2O 的溶液,充分反应。下列说法中正确的是( )
A.最终得到白色沉淀和无色溶液
B.最终得到的白色沉淀是等物质的量的两种化合物的混合物
C.混合过程中,逸出无色气体
D.在最终得到的溶液中,c(Cu2+) = 0.01 mol·L-1
【分析】本题意在考查学生对离子反应的认识及进行相关计算的能力。
本题有以下两种解法。
方法1(计算法):n(Ag+) = 0.100 L×0.10 mol·L-1 = 0.010 mol
n(Ba2+) = n (BaCl2) = = 0.0100 mol
n(Cl-) = 2n(BaCl2) = 0.0200 mol
n(SO) = n(CuSO4·5H2O) = = 0.0100 mol
首先 Cl- 与 Ag+ 发生反应生成白色 AgCl 沉淀:
Ag+ + Cl- == AgCl↓
0.010 mol 0.010 mol 0.010 mol
反应后剩余 Cl-:0.0200 mol-0.010 mol = 0.010 mol。其次 Ba2+ 与 SO发生反应生成白色 BaSO4 沉淀:
Ba2+ + SO==== BaSO4↓
0.010 mol 0.010 mol 0.010mol
生成BaSO4 0.010 mol。反应后溶液中含 Cu2+,其浓度为:
c(Cu2+) == 0.033 mol·L-1
与备选项对照,可知答案。
方法2(估算法):最后 Cu2+留在溶液中,溶液浅蓝色,A 项不可选。由 CuSO4·5H2O 的质量是3位有效数字,及溶液的体积也是3位有效数字可推知c(Cu2+)应为3位有效数字,D 项不可选。由于溶液混合时,只发生 Ag+ 与 Cl-、Ba2+与SO的反应,所以也不会逸出气体,C项不可选。
【答案】B
基础演练
一、酸、碱、盐在水溶液中的电离
1.关于电解质的下列说法中正确的是( )
A.在水溶液中和熔化状态下能导电的化合物
B.在水溶液中或熔化状态下能导电的物质
C.在水溶液中或熔化状态下能导电的化合物
D.在水溶液中或熔化状态下导电所需的离子由原物质本身电离出来的化合物
2.下列物质中属于电解质的是( )
① 氢氧化钠 ② 硫酸钡 ③ 铜 ④ 蔗糖 ⑤ 二氧化硫
A.① ② B.① ② ⑤
C.③ ④ D.① ⑤
3.下列物质既不是电解质,又不是非电解质的是( )
A.NaHSO4 B.Cu(OH)2
C.O2 D.HCl
4.下列电离方程式中,正确的是
A CaOH2==Ca2++2OH B FeCl2==Fe2++3Cl
C H2SO4==+ D Al2SO43==2Al3++3
5.NaCl在熔化状态下能导电,其本质原因是( )
A.电解质 B.存在能够自由移动的离子
C.存在电子 D.存在离子
6.下列物质中导电性最差的是( )
A.熔融的氢氧化钠 B.石墨棒
C.盐酸溶液 D.固态氢氧化钾
7.某固体化合物A不导电,但熔化或溶于水都能完全电离。下列关于物质A的说法中,正确的是( )
A.A为非电解质 B.A为强电解质
C.A为弱电解质 D.A能电离出阴阳离子
8.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列关于0.2mol·L-1的Ba(NO3)2溶液不正确的说法是( )
A.2L溶液中的阴、阳离子总数为0.8NA
B.500mL溶液中NO3-离子浓度为0.2mol·L-1
C. 500mL溶液中Ba2+离子浓度为0.2mol·L-1
D.500mL溶液中NO3-离子总数为0.2NA
9.在一张洁白干燥的滤纸上依次喷洒 A、B、C三种无色液体,当喷洒A时滤纸无明显变化,再喷洒B时滤纸上显出一间红色小屋,最后喷洒C时红色小屋又消失了,回答下列问题:滤纸上的小屋事先是用______________试剂画出的。无色溶液A是______________;B是________________;C是____________。
10.现有以下物质:① NaCl晶体,②液态SO3,③液态的醋酸,④汞,⑤ BaSO4固体,⑥纯蔗糖,⑦酒精,⑧熔化的KNO3,请回答下列问题(用序号)。
(1)以上物质中能导电的是___________________。
(2)以上物质中属于电解质的是_________________。
(3)以上物质属于非电解质的是_________________。
(4)以上物质溶于水后形成的水溶液能导电的是_________________。
11.某实验室的废液中,可能含有氯化铁、硫酸、硫酸钠、氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠和硝酸钡中的一种或多种。初三化学课外活动小组的同学对废液进行了如下试验:
(1)取废液观察,为无色溶液;
(2)取废液,向其中滴加氯化钡溶液,有白色沉淀产生,继续加入稀硝酸,无明显现象;
(3)另取废液,向其中加入铁粉后,产生大量气泡。
根据以上试验现象可推断,废液中肯定含有___________,肯定不含有____________,
不能确定是否含有_______________ 。
12.用化学方程式说明下列事实:
(1)露天堆放的生石灰逐渐变质 _______________________________________________
(2)工业上用纯碱和熟石灰制取烧碱 ___________________________________________
(3)向纯碱中加入盐酸,有大量气体放出 _______________________________________
(4)锅炉中的水垢可以用盐酸来清洗 ___________________________________________
(5)铁钉放在硝酸汞溶液中表面会产生一种银白色的物质__________________________
二、离子反应及其发生的条件
1.能用H++OH-=H2O来表示的化学反应是( )
A.固体Cu(OH)2和H2SO4溶液反应 B.澄清石灰水和HNO3溶液反应
C.KOH溶液和醋酸溶液反应 D.Ba(OH)2溶液和H2SO4溶液反应
2.下列离子方程式中,正确的是( )
A.NaHSO4溶液和NaHCO3溶液混合 2H++CO32-==CO2↑+ H2O
B.澄清石灰水中加入CuSO4溶液混合 2OH- + Cu2+ == Cu(OH)2↓
C.大理石溶解于醋酸 CaCO3 + 2H+ == Ca2+ + CO2↑+ H2O
D.NaHSO4溶液中加入Ba(OH)2 Ba2+ + SO42- == BaSO4↓
3.下列离子方程式中,书写正确,且能正确表示复分解反应的是( )
A. CaCO3+2HBr==Ca2+H2O+2Br+CO2
B. H2PO+2OH==PO+2H2O
C. Zn+2Ag==2Ag+Zn2
D. Cl2+2Fe2==2Fe3+2Cl
4.下列离子方程式中正确的是( )
A.FeSO4溶液与足量NaOH混合:Fe2+ + 2OH- == Fe(OH)2↓
B.氢氧化铁足量盐酸:Fe(OH)3 + 3H+ ==Fe3+ + 3H2O
C.铜粉加入Fe2(SO4)3溶液中:3Cu+2Fe3+==3Cu2++2Fe
D.钠块投入CuSO4溶液中:2Na+Cu2+==2Na++Cu↓
5.下列各组的两种物质在溶液中的反应,可用同一离子方程式表示的是( )
A.氢氧化铜与盐酸、氢氧化铜与硫酸
B.氯化钡溶液与硫酸钠溶液、氢氧化钡溶液与稀硫酸
C.碳酸钠溶液与盐酸、碳酸钙与盐酸
D.石灰石与硝酸、石灰石与盐酸
6.离子方程式CO32-+2H+==CO2↑+H2O表示( )
A.碳酸盐与盐酸之间的反应
B.可溶性碳酸盐与强酸之间的反应
C.一切碳酸盐与一切酸之间的反应
D.可溶性碳酸盐与一切酸之间的反应
7.加入NaOH溶液后,下列溶液中哪种离子数目会减少( )
A.CO32-? B.Fe3+ C.SO42- D.H+
8.把0.05molNaOH固体分别加入到下列100mL液体中,溶液的导电性基本不变。该液体是( )
A.自来水 B.0.5mol/L盐酸
C.0.5mol/L醋酸(弱酸) D.0.5mol/L氨水(弱碱)
9.往含0.2mol NaOH和0.1mol Ca(OH)2的溶液中持续稳定地通入CO2气体,当通入气体为6.72L(S.T.P)时立即停止,则这一过程中,溶液中离子数目和通入CO2气体的体积关系正确的图象是(气体的溶解忽略不计)( )
A B C D
10.在强酸性溶液中能大量共存并且溶液为无色透明的离子组是( )
A. Ca2+、Na+、NO3-、SO42-
B. Mg2+、Cl-、Al3+、SO42-
C. K+、Cl-、HCO3-、NO3-
D. Ca2+、Na+、Fe3+、NO3-
11.某无色溶液中加入铁粉产生氢气,则下列离子组合中,可能大量共存的是( )
A.Al3+、Mg2+、Cl-、SO42-
B.K+、Na+、Cl-、HCO3-
C.Fe2+、K+、OH-、SO42-
D.K+、Ca2+、CO3-、Cl-
12.下列各组溶液不加任何试剂就能鉴别的是( )
A.盐酸、氢氧化钠、酚酞
B.氢氧化钠、氢氧化钡、硫酸
C.硫酸、碳酸钠、氢氧化钠
D.硫酸铜、盐酸、硫酸
13.除去下列物质中的杂质(括号内),写出选用的试剂及反应的离子方程式。
(1)NaCl(Na2CO3)_______________________________
(2)Na2CO3(NaOH)______________________________
(3)CaCl2(CaCO3)_____________________________
(4)Cu(Fe)_________________________________
14.小苏打的成分是NaHCO3,胃舒平中含有难溶性的Al(OH)3,它们都是治疗胃酸过多的药物。写出有关的离子反应方程式:___________________________________________、____________________________________________________。胃穿孔患者由于胃酸过多时,医生则禁止其服用小苏打,其原因是_______________________________________________
__________________________________________________________________________。
15.某电解质溶液中,可能大量存在有Ag+、H+、Cu2+、CO32-、OH-、Cl-离子,你认为一定有的离子是_________________,一定没有的离子是__________________________;还需要进一步确认的离子是__________________,怎样判断有无________________________。
16.甲、乙两种溶液,分别含有下列八种离子中各不相同的四种离子:OH-、NO3-、CO32-、Cl-、Ag+、K+、Mg2+、Ca2+。甲溶液能使红色石蕊试纸变蓝色,甲、乙两种溶液混合,产生白色沉淀,加入稀硝酸,沉淀减少。则甲、乙两溶液中含有的离子分别是:甲__________________,乙___________________
17.(1)向NaHSO4(aq)中,逐滴加入Ba(OH)2(aq)至中性,写出发生反应的离子方程式____________________________________________________________。
(2)在以上中性溶液中,继续滴加Ba(OH)2(aq),请写出此步反应的离子方程式____________________________________________________________。
18.某溶液中含有SO42-、CO32-、OH-、Cl-,若只允许取一次该溶液而把四种离子分别检验出来,则应采取什么样的措施(能写出离子方程式的,写出每检出一种后的离子反应方程式)
(1)先检验 ;加入 试剂。离子方程式 。
(2)然后检验 ;加入 试剂。离子方程式 。
(3)再检验 ;加入 试剂。离子方程式 。
(4)最后检验 ;加入 试剂。离子方程式 。
19.现有失去标签的氯化镁,碳酸钠,硫酸,氢氧化钡四种无色溶液,为了确定四种溶液各是什么,将它们随意编号为A,B,C,D后,下表进行实验,产生的现象如下所示(氯化镁和碳酸钠反应生成的MgCO3是沉淀物质):
反应编号 反应物质 有关现象
① A+B 有沉淀生成
② B+C 有气体放出
③ C+D 有沉淀生成
④ B+D 无明显现象
⑤ A+D 有沉淀生成
根据实验现象按要求回答:
(1)写出各物质化学式:A B C D
(2)写出实验中反应①、②的有关的离子方程式
①
②
20.由NaCl、Na2SO4、KCl组成的混合溶液中,Cl-离子质量为71g,K+离子质量为39g,SO42-离子质量为96g,求溶液中Na+离子的质量。
综合应用
1.如图所示,在室温下的饱和食盐水中放了一个塑料小球。
(1)现加入少量食盐晶体,充分搅拌和静置后,在温度不变的情况下,小球在液面沉浮情况有何变化,并简叙原因:___________
______________________________________________________。
(2)若要在不用外力的情况下使小球上浮,你准备采取的具体方法是:① ;② 。
(3)已知,氢氧化钡溶液的密度比水的密度大。如右图所示,在一个盛有氢氧化钡溶液的烧杯中漂浮着一小木块,小心地向烧杯中滴加与氢氧化钡溶液密度相同的稀硫酸,静置后,小木块浸入水中的体积比开始时( )。
A.增大 B.不变 C.减小 D.无法判断
2.A、B、C、D、E、F、G7瓶不同物质的溶液,它们各是Na2CO3、Na2SO4、KCl、AgNO3、MgCl2、Ca(NO3)2和Ba(OH)2溶液中的一种。为了鉴别,各取少量溶液进行两两混合,实验结果如表所示。表中“↓”表示生成沉淀或微溶化合物,“—”表示观察不到明显变化。试回答下列问题。
(1)A的化学式_______,G的化学式_______。判断理由是_________________________。
(2)写出其余几种物质的化学式。B:_______,C:______,D:______,E:______,F:____。
A B C D E F G
A — — — — — — ↓
B — — — — ↓ ↓ ↓
C — — — ↓ — ↓ ↓
D — — ↓ — ↓ ↓ ↓
E — ↓ — ↓ — ↓ —
F — ↓ ↓ ↓ ↓ — ↓
G ↓ ↓ ↓ ↓ — ↓ —
3.MgCl2溶液加入NaOH和Na2CO3的混合液中,溶液中的离子反应如下:
先发生Mg2++2OH-==Mg(OH)2↓,后发生Mg2++CO32-==MgCO3↓。经查溶解度表得知,Mg(OH)2的溶解度小于MgCO3的溶解度。
在溶解度表中有这样一组数据,表示四种物质在水中、液氨中的溶解度(g溶质/100 g溶剂),如下表:
溶质溶剂 AgNO3 Ba(NO3)2 AgCl BaCl2
水 170 9.3 1.5×10-4 33.3
液氨 86 97.2 0.8 0
(1)分别是1.0 mol· L-1的Ag+、Ba2+、NO3-和Cl-在水中发生反应的离子方程式是 。
(2)分别是0.50 mol·L-1的以上四种离子在液氨中发生反应的离子方程式是
。
(3)得出以上结论的依据是 。
(4)将以上四种离子按适当浓度混合于液氨之中,能否有AgCl沉淀析出?答:____(“能”或“否”)。
4.氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下:
依据上图,完成下列填空:
(1)工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质。精制过程发生反应的离子方程式为_______________
_____________________________________________________________________________。
(2)如果粗盐中SO42-含量较高,必须添加钡试剂除去SO42-,该钡试剂可以是______(选填a、b、c,多选扣分)
a.Ba(OH)2 b.Ba(NO3)2 c.BaCl2
(3)为有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-,加入试剂的合理顺序为__________(选填a、b、c,多选扣分)
a.先加NaOH,后加Na2CO3,再加钡试剂
b.先加NaOH,后加钡试剂,再加Na2CO3
c.先加钡试剂,后加NaOH,再加Na2CO3
(4)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异,通过_______、冷却、_______(填写操作名称)除去NaCl。
第三节 氧化还原反应
要点精讲
一、氧化还原反应
1.元素化合价在化学反应中的变化
(1)氧化还原反应:凡有元素化合价升降的化学反应就是氧化还原反应。
氧化反应:在氧化还原反应中,反应物所含元素化合价升高的反应称为氧化反应;
还原反应:在氧化还原反应中,反应物所含元素化合价降低的反应称为还原反应。
非氧化还原反应:凡没有元素化合价升降的化学反应,就是非氧化还原反应。
(2)氧化还原反应特征(判别方法):化合价发生变化。
2.氧化还原反应的实质
(1)元素化合价升降的实质:化合价升高,该元素原子在反应中失去电子;化合价降低,该元素原子在反应中得到电子。
(2)氧化还原反应的本质:反应过程中有电子得失(或偏移)。
3.化学反应的分类
(1)四种基本反应类型
反应类型 举 例 表 示 式
化合反应 C+O2 CO2 A+B==AB
分解反应 CaCO3 CaO+CO2↑ AB==A+B
置换反应 C+CuO Cu+CO↑ A+BC==AC+B
复分解反应 AgNO3+NaCl==AgCl↓+NaNO3 AB+CD==AD+CB
(2)根据化合价是否变化——氧化还原反应和非氧化还原反应
(3)四种基本反应类型与氧化还原反应(或非氧化还原反应)的关系
二、氧化剂和还原剂
1.定义:
(1)从化合价角度定义:在氧化还原反应中,所含元素的化合价降低的反应物,称为氧化剂;在氧化还原反应中,所含元素的化合价升高的反应物,称为还原剂。
(2)从电子转移角度定义:在氧化还原反应中,得到电子(或电子偏近)的反应物,称为氧化剂;在氧化还原反应中,失去电子(或电子偏离)的反应物,称为还原剂。
2.常见的氧化剂和还原剂
3.氧化还原反应物质之间的转变与关系:
4.关于氧化还原反应的几个规律:
① 处于最高价态的元素只可能表现出氧化性,处于最低价态的元素只可能表现出还原性,处于中间价态的元素可能既表现出氧化性,又表现出还原性。
② 一种元素若有几种化合物,含该元素高价态的物质可作氧化剂,含该元素低价态的物质可作还原剂,含中间价态的物质既可作氧化剂又可作还原剂。
如: H2S — S — SO2 — H2SO4 只从S元素考虑
只有还原性 有还原性和氧化性 只有氧化性
③ 金属单质只具有还原性,金属阳离子具有氧化性。非金属单质具有氧化性和还原性,其单核阴离子只具有还原性。
注意:氧化还原反应中,氧化剂和还原剂都是相对而言的;在某一氧化还原反应中的氧化剂可能在另一氧化还原反应中作为还原剂,如:S与H2化合成H2S,S作为氧化剂;当S在氧气中燃烧时,S作为还原剂。
在同一氧化还原反应中,氧化剂和还原剂有可能是同一种物质,如:
Cl2+2H2O==HCl+HClO,2HClO 2HCl+O2↑。
典型题解析
例1.下列反应中,不属于氧化还原反应的是 ( )
A、3Cl2+6KOH==5KCl+KClO3+3H2O
B、2NO2+2NaOH==NaNO3+NaNO2+H2O
C、SnCl4+2H2O==SnO2+4HCl
D、NaOH+HCl==H2O+NaCl
【分析】判断一个反应是否氧化还原反应的关键是看在反应前后各元素有无价态的改变,故化合价是分析氧化还原反应的基础。
A中, B中,
都有价态变化所以是氧化还原反应
C中, D中,
都没有化合价的改变,故都不是氧化还原反应。
【答案】CD
例2.下列反应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
【分析】本题考查化学反应四种基本反应类型与氧化还原反应的关系。分析可知,有单质参加的化合反应及有单质生成的分解反应均属氧化还原反应;复分解反应都不属于氧化还原反应;置换反应均属氧化还原反应。
【答案】C
例3.下列变化过程中,属于还原反应的是( )
A.HCl→Cl2 B.Na→Na+
C.CO→CO2 D.Fe3+→Fe
【分析】还原反应即物质所含元素化合价降低的反应。A选项,氯元素化合价从-1升高到0;B选项,钠元素化合价从0升高到+1;C选项,碳元素化合价由+2升高到+4;D选项,铁元素化合价由+3降到0。
【答案】D
例4.下列叙述正确的是( )
A.氧化还原反应的本质是化合价发生变化
B.氧化剂在化学反应中得电子
C.还原剂在反应中发生还原反应
D.同一反应中反应物可能既发生氧化反应又发生还原反应
【分析】本题涉及氧化还原反应的本质及有关概念。对于A选项,氧化还原反应的本质应是电子转移,而化合价发生变化是氧化还原反应的特征;C选项,还原剂在反应中失电子发生氧化反应;D选项正确。
【答案】BD
例5.需要加入氧化剂才能实现下列反应的是( )
A.Cl2→Cl- B.H+→H2
C.MnO4-→Mn2+ D.Zn→Zn2+
【分析】氧化剂能得电子,使其它物质(还原剂)化合价升高,此题可转化为在选项中寻找化合价升高的反应,A选项,Cl元素由0价降到-1价;B选项,H元素由+1价降到0价;C选项,Mn元素由+7价降到+2价;只有D选项Zn元素由0价升高到+2价,符合题意。
【答案】D
例6.我们生活中的许多现象及大量物质的应用都与氧化还原反应有关,请运用氧化还原反应的知识回答下列问题。
(1)氯气跟水反应生成的次氯酸(HClO)具有杀菌作用,常用于自来水的消毒。在次氯酸(HClO)中,氯元素的化合价为( ),氯原子容易得到电子,从而使氯元素化合价降低,因此次氯酸具有强( )。次氯酸具有漂白作用就是基于它的这个性质。
(2)现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色,其原因可能是( )
A.苹果汁中的Fe2+变成Fe3+ B.苹果汁中含有Cu2+
C.苹果汁含有OH- D.苹果汁含有Na+
(3)自然界中存在的元素大多以化合态存在,而我们在生产和生活中需要许多单质如金属铁,单质硅等。把某元素由化合态变为游离态,则它( )。
A.被氧化 B.被还原
C.有可能被氧化,也可能被还原 D.有高价态变为零价
【分析】物质中所含元素的化合价可以反映该物质的性质。
(1)次氯酸(HClO)中,由于酸中H均为+1价、O均为-2价,因此氯元素的化合价为+1价。+1价的氯元素原子能得到电子而使化合价降低,能得到电子的(或所含元素化合价降低)的物质具有氧化性,由此推知次氯酸具有强氧化性。
(2)苹果是营养丰富的水果,它能为人体提供多种营养成分。由苹果汁的颜色变化,自然联想到化学中离子的特征颜色。显然这是Fe2+变成Fe3+的过程。选A。
(3)元素在化合物中的化合价并不确定,化合态形式中的元素的化合价肯定不等于0价,可能高于或低于0价,游离态形式中的元素的化合价为0价。如金属在化合物中只呈现正价,非金属在化合物中的化合价可能为正价或负价。因此把某元素由化合态变为游离态时,所含该元素的物质有可能被氧化,也可能被还原。选C。
【答案】(1)+1,氧化性。 (2)A (3)C
基础演练
1.化学反应按照不同的分类方法,可以分为化合、分解、置换、复分解,或者分为氧化还原反应和非氧化还原反应。有下列一组反应:
①CO2+C2CO ②Cu2(OH)2CO3 2CuO + H2O + CO2↑
③2NaOH+Cl2==NaCl+NaClO+H2O ④2CO+O22CO2
⑤3Fe+4H2OFe3O4+4H2 ⑥CuO+COCu+CO2
⑦4NH3+3O2(纯)2N2+6H2O ⑧2H2O 2H2↑+ O2↑
⑨2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑ ⑩ SO2+H2O==H2SO3
(1)其中属于化合反应的有_______________,属于置换反应的有_______________。
(2)在化学反应前后元素的化合价没有变化的是_______________________________。
(3)上述反应中,既是分解反应,又是氧化还原反应的是_______________________。
(4)上述反应中,既是溶液中的离子反应,又是氧化还原反应的是_______________。
(5)根据你的理解,氧化还原反应的实质是( )
A.分子中的原子重新组合 B.氧元素的得失
C.电子的得失或共用电子对的偏移 D.化合价的改变
2.已知下面六句话:①A氧化B,②B氧化A,③A被B氧化,④B被A氧化,⑤A被B还原,⑥B被A还原。其中和第一句话的意思表示同一种结果的是( )
A.②③ B.④⑤ C.⑤⑥ D.②④
3.下列叙述中,正确的是( )
A.有氧元素参加的反应一定是氧化还原反应
B.反应前后元素化合价没有变化的反应一定不是氧化还原反应
C.某元素在化学反应中,由化合态变为游离态,则该元素一定被还原
D.氧化还原反应中,一种物质被氧化,另一种物质必被还原
4.下列反应中,属于非氧化还原反应的是( )
A. 3CuS+8HNO3==3Cu(NO3)2+2NO↑+3S↓+4H2O
B. 3Cl2+6KOH==5KCl+KClO3+3H2O
C. 3H2O2+2KCrO2+2KOH==2K2CrO4+4H2O
D. 3CCl4+K2Cr2O7==2CrO2Cl2+2COCl2+2KCl
5.1962年,英国青年化学家以巴特莱将PtF6和Xe按等物质的量在室温下混合后,首次得到含有化学键的稀有气体化合物六氟合铂酸氙:Xe+PtF6==XePtF6。有关此反应的叙述中,正确的是( )
A.Xe发生了还原反应
B.PtF6发生了还原反应
C.PtF6既发生氧化反应有发生还原反应
D.该反应不属于氧化还原反应
6.下列物质在空气中久置变质,在变质过程中,既有氧化还原反应发生,又有非氧化还原反应发生的是( )
A、食盐 B、漂白粉 C、氯水 D、上述选项都不对
7.重铬酸铵[(NH4)2Cr2O7]是一种受热易分解的盐。下列各项中的物质可能是重铬酸铵受热分解的产物是( )
A.Cr、NH3、H2O B.Cr2O3、N2、H2O
C.Cr2O3、NH3、H2O D.CrO3、N2、H2O
8.按化学反应中元素化合价是否发生变化,无机反应可以分为氧化还原反应和非氧化还原反应。这种分类方法与将无机反应按反应形式的不同分为四种基本反应类型是完全不同的分类的方式。这二者的关系如下图。图中方框内区域表示所有的化学反应,大圈内区域表示氧化还原反应,大圈外区域表示非氧化还原反应,其中A~D分别表示四种基本反应类型。请分别填出:
(1)化学反应可以分为哪四种基本反应类型:________、________、________、________。
(2)若图中B圈表示化合反应,则C圈表示________反应(填反应所属的基本类型,下同),A圈表示________反应,D圈表示________反应。
(3)B圈与氧化还原反应重叠的阴影部分表示哪一类反应,该类反应必须满足的条件是___
_____________________________________________________________________________;
C圈与氧化还原反应重叠的阴影部分表示哪一类反应,该类反应必须满足的条件是_______
_____________________________________________________________________________;
请分别举出符合以上两种情况的一例:
_____________________________________;____________________________________。
(4)判断下列说法是否正确( )
A.置换反应一定属于氧化还原反应
B.有单质参加和有单质生成的化学反应一定是氧化还原反应
C.属于氧化还原反应的化合反应必定是因为有单质参与了反应
D.氧化还原反应发生的本质是化合价发生了变化
9.水是组成生命体的重要化学物质,有关水的反应实例有很多:
(1)有人设想将太阳能转化为电能,进而将水电解生成H2,H2是一种清洁能源。请分析电解水过程中,水____________(填“仅被氧化”、“仅被还原”、“既被氧化,又被还原”或“既未被氧化,又未被还原”,下同);
(2)野营爱好者携带氢化钙固体作为生氢剂,反应方程式为:CaH2 + 2H2O == Ca(OH)2 + 2H2↑,其中水_______________________;
(3)在下列反应中,指出水仅被还原的是_____。
①3NO2 + H2O == 2HNO3 + NO ②CuO + H2SO4 == CuSO4 + H2O
③C + H2O CO + H2 ④3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4H2
10.高锰酸钾和氢溴酸溶液可以发生下列反应:
2KMnO4+16HBr==5Br2+2MnBr2+2KBr+8H2O
其中还原剂是_____。若消耗15.8g 氧化剂,则被氧化的还原剂的物质的量是____g,HBr的作用是____________。
11.世界卫生组织(WHO)将二氧化氯ClO2列为A级高效安全灭菌消毒剂,ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂,它在食品保鲜、饮用水消毒等方面有着广泛的应用。
(1)实验室制备ClO2的方法之一为:
2KClO3+H2C2O4+H2SO4 2ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O(H2C2O4俗称草酸,其中H为+1价、O为-2价),则下列说法正确的是( )AC
A.KClO3在反应中得到电子 B.ClO2是氧化产物
C.H2C2O4在反应中被氧化 D.1 molKClO3参加反应有2mol电子转移
(2)下列关于ClO2的说法中正确的是( )AC
A.二氧化氯是强氧化剂
B.二氧化氯是强还原剂
C.1个二氧化氯分子由2个O原子和1个Cl原子组成
D.二氧化氯分子中氯为负1价
(3)KClO3和浓盐酸在一定温度下反应也会生成绿黄色的二氧化氯。其变化可表示为
2KClO3+4HCl=2KCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O
①浓盐酸在反应中显示出来的性质是___________;
A.只有还原性 B.还原性和酸性 C.只有氧化性 D.氧化性和酸性
②已知每产生0.1molCl2,则发生转移的电子的物质的量为0.2mol。ClO2具有很强的氧化性,因此常被用作消毒剂,其消毒后的还原产物是氯离子,则其消毒的效率(以单位质量得到的电子数表示)是Cl2的 倍。
综合应用
1. “化学多米诺实验”是利用化学反应中气体产生的压力,使多个化学反应依次发生。(整个反应只需要第一个反应发生,就好像多米诺骨牌游戏一样。)以下就是一个“化学多米诺实验”,已知H2O2在MnO2的催化作用下可分解产生O2和H2O。右图所示的A~ H各装置中分别盛放的物质为:A稀硫酸;B.锌粒;C.3%H2O2溶液;D.MnO2;E.某溶液;F.某块状固体;G.滴有紫色石蕊的蒸馏水;H.足量澄清石灰水。
请回答以下各题:
(1)实验开始前必须进行的操作是_____________________________________________;
(2)反应开始后,若G中出现红色,H中有白色沉淀生成,判断E、F中的物质可能分别是______________;______________;(填名称)
(3)按基本反应类型写出该实验中有关反应的化学方程式:(装置用字母表示)
化合反应_____________________________,发生在装置___________中;
分解反应_____________________________,发生在装置___________中;
置换反应_____________________________,发生在装置___________中;
复分解反应____________________________,发生在装置___________中。
(4)以上装置中发生了氧化还原反应的是_____(填装置编号)
本章复习(1课时)
策略盘点一、元素与物质的分类二、化学反应的分类
能力提升(本章测试卷)
一、单项选择题(每小题只有1个选项符合题意,共8小题)
1.油炸虾条、薯片等容易挤碎的食品,不宜选用真空袋装,而应采用充气袋装。下列气体中最不应该充入的是( )
A.氮气 B.二氧化碳 C.空气 D.氧气
2.下列微粒中,不具有氧化性的是( )
A.Cl2 B.O2- C.H+ D.S
3.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
4.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
5.赤铜矿的成分是Cu2O,辉铜矿的成分是Cu2S,将赤铜矿与辉铜矿混合加热有以下反应:Cu2S + 2Cu2O 6Cu + SO2↑;对于该反应的下列说法正确的是( )
A.该反应中的氧化剂只有Cu2O
B.Cu2S在反应中既是氧化剂又是还原剂
C.Cu既是氧化产物又是还原产物
D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:6
6.铜能与浓硫酸在加热条件下反应,反应方程式为:
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,现向50mL18mol·L-1H2SO4溶液中加入足量的铜片并加热。充分反应后,被还原的H2SO4的物质的量( )
A.小于0.45mol B.等于0.45mol
C.在0.45mol和0.90mol之间 D.大于0.90mol
7.氢化钙可作为生氢剂,反应方程式为:CaH2 + 2H2O == Ca(OH)2 + 2H2↑,其中水的作用是( )
A.溶剂 B.还原剂
C.氧化剂 D.既作氧化剂,又作还原剂
8.在实验中因装配仪器不慎划破手指出血,可立即在出血处滴FeCl3溶液应急止血,其原因是( )
A.FeCl3溶液具有杀菌消毒作用
B.FeCl3溶液能使血液凝聚
C.FeCl3溶液能产生Fe(OH)3沉淀堵住伤口
D.FeCl3能使血液产生化学变化
二、多项选择题(每小题有1~2个选项符合题意,共10小题)
9.2001年11月,美军向躲藏在山洞的阿富汗恐怖分子使用了一种名为BLU-82的燃料炸弹,这种炸弹爆炸时能耗尽山洞中的氧气,使洞中的生物窒息死亡。该炸弹的主装药之一是环氧乙烷(化学式为C2H4O)。关于环氧乙烷的下列说法正确的是( )
A.它是化合物 B.它是含有3种元素的混合物
C.它的相对分子质量为44 D.它在空气中充分燃烧只生成CO2
10.下列离子方程式表示的是氧化还原反应的是( )
A.HCO3-+OH-==CO32-+H2O
B.2Fe3++Fe==3Fe2+
C.H3PO4+2OH-==HPO4-+2H2O
D.Zn+2H+==Zn2++H2↑
11.下列反应中,氧化反应与还原反应在同一元素间进行的是( )
A. Cl2 + 2NaOH == NaCl + NaClO + H2O
B. Fe + CuSO4 == FeSO4 + Cu
C. 2KClO3 2KCl + 3O2↑
D. 2 H2O 2H2↑+ O2↑
12.下列各组离子中,在碱性溶液里能大量共存,且溶液为无色透明的是( )
A K+、MnO4–、Cl–、SO42– B Na+、OH–、NO3–、CO32–
C Na+、H+、NO3–、SO42– D Na+、Ag+、NO3–、Cl–
13.下列离子方程式正确的是( )
A.碳酸钙和盐酸反应 CO32-+2H+=H2O+CO2↑
B.向氢氧化钡溶液中加硫酸溶液 Ba2++SO42-=BaSO4↓
C.向稀盐酸溶液中加铁 3Fe十6H+=2Fe3++3H2↑
D.向硝酸银溶液中加盐酸 Ag+十Cl-=AgCl↓
14.NA为阿伏加德罗常数,下述正确的是( )
A.80g硝酸铵(NH4NO3)含有氮原子数为2NA
B.1L1mol·L-1的盐酸溶液中,所含氯化氢分子数为NA
C.标准状况下,11.2L酒精(C2H5OH)所含分子数为0.5NA
D.在钠与氯气的反应中,1mol钠失去的电子数为2 NA
15.制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”,发生的反应为 2FeCl3 + Cu=2FeCl2 +CuCl2向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,反应结束后,下列结果不可能出现的是( )
A.烧杯中有铜无铁 B.烧杯中有铁无铜
C.烧杯中铁、铜都有 D.烧杯中铁、铜都无
16.在铁酸钠(Na2FeO4)对来自河湖的淡水消毒是城市饮用水处理新技术,下列对Na2FeO4用于饮用水消毒处理的分析正确的是( )
A.Na2FeO4在溶液中显强碱性,能消毒杀菌
B.在Na2FeO4中Fe为+6价,具有强氧化性,能消毒杀菌
C.Na2FeO4被水还原成Fe3+,Fe3+水解为Fe(OH)3胶体,可使水中悬浮物凝聚沉降
D.的还原产物是Fe2+,易水解为Fe(OH)2,可使水中悬浮物凝聚沉降
17.已知:在同一个反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性强于还原产物的还原性。在一定条件下KClO3与I2按下式反应:2KClO3 + I2 == 2KIO3 + Cl2,下列判断正确的是( )
A.该反应属于置换反应 B.氧化性:I2>KClO3
C.还原性:KClO3 > I2 D.还原剂为I2,氧化剂为KClO3
18.将KCl和CrCl3两种固体混合物共熔,得化合物X。X由K、Cr、Cl三种元素组成。将1.892gX中的铬元素全部氧化成Cr2O72-,后者可以从过量的KI溶液中氧化出2.667g碘单质(Cr2O72-+6I-+14H+==2Cr3++3I2+7H2O)。如果取溶有1.892gX的溶液加入过量AgNO3溶液,可得到4.52gAgCl沉淀。则X的化学式为( )
A. K3Cr2Cl7 B. K3Cr2Cl5 C. K3Cr2Cl9 D. K3CrCl4
三、非选择题
19.“保护环境,就是保护人类自己”。飘尘是物质燃烧时产生的粒状漂浮物,颗粒很小,不易沉降,它与空气的污染物二氧化硫(SO2)接触时,二氧化硫(SO2)会部分转化为三氧化硫(SO3),其污染更加严重。
(1)飘尘所起的作用可能是______。
A.氧化剂 B.还原剂 C.催化剂 D.载体
发生反应的化学方程式为________________________________________________。
(2)冶金工业中常用高压电对气溶胶作用,以除去飘尘,减少对空气的污染,这种做法的依据是______________。
A.布朗运动 B.丁达尔现象
C.渗析 D.电泳
20.水溶液往往呈现某种特殊颜色,这可能是因为其中含有某种有色离子或有色分子。如:I2是一种紫黑色固体,其水溶液呈现深黄色(棕黄色);Fe在Cl2中燃烧产生大量黄色的烟,即FeCl3固体小颗粒,FeCl3溶于水后溶液呈黄色。
我们知道,往某一胶体中加入电解质溶液、加热或加入带相反电荷胶粒的胶体,可使胶体析出沉淀,即聚沉。在Fe(OH)3胶体中,逐滴加入HI稀溶液,会发生一系列变化,请简述原因。
(1)起先出现红褐色沉淀,原因是______________________________________________
___________________________________________________________________________;
(2)随后沉淀溶解,溶液显黄色,原因是________________________________________
____________________________________________________________________________;
(3)最后溶液颜色加深,原因是________________________________________________
____________________________________________________________________________,有关离子方程式为__________________________________________________________。
21.根据反应8NH3+3Cl2==6NH4Cl+N2,回答下列问题:
(1)氧化剂是______________,被氧化的元素是____________。
(2)还原剂与还原产物的质量比是_______________。
(3)当有34gNH3参加反应时,被氧化的物质的质量为_______g,生成的还原产物的质量为_________g。
22.某中学环境监测兴趣小组的同学在一条鱼虾绝迹的小河边发现四个工厂,如右图所示。这些厂往小河里排放的废水中各含一种化合物。经检测发现:①甲处河水呈浅黄色;②乙处河水呈红褐色浑浊状;③丙处河水逐渐变澄清;④丁处河水不断冒气泡;⑤M处水样的pH大于7,加入足量的稀HNO3后再加入BaCl2溶液,无沉淀生成;⑥N处水样的pH小于7。请回答:
(1)四个工厂所排放的废水中,分别含有下列化合物中的哪种物质(用化学式表示)
硫酸铁、氢氧化钠、硝酸银、碳酸钠、氯化铁、稀硫酸。
甲_______, 乙_______, 丙_______, 丁_______。
(2)写出乙、丙、丁三处所发生反应的离子方程式。
乙__________________________________________________________________。
丙__________________________________________________________________。
丁__________________________________________________________________。
拓展阅读
胶体发生聚沉作用一般情况下都生成沉淀,但有些胶体聚沉后,胶体粒子和分散剂凝聚在一起,成为不流动的冻状物,这类物质叫凝胶。例如,日常食用的豆腐就是以盐卤(主要成分是MgCl2·6H2O)或石膏(CaSO4·2H2O)为聚沉剂,使豆浆里的蛋白质和水等物质一起聚沉而制成的一种凝胶。
胶体的知识对工农业生产、科学研究、国防以及日常生活等有什么重要意义意呢?土壤里许多物质如粘土、腐殖质等常以胶体形式存在,所以,在土壤里发生的一些化学过程跟胶体的关系很密切。国防工业上有些火药、炸药必须制成胶体,冶金工业上的选矿,石油原油的脱水,塑料、橡胶以及合成纤维等的制造过程都应用到胶体的知识。日常生活里经常接触和应用的胶体,有食品中的牛奶、豆浆、粥、用品中的塑料、橡胶制品,建筑材料中的水泥,等等。由于胶体的知识在很多方面有很重要的用途,它已经发展成为一门独立的学科。
通过以上材料的阅读,利用课余时间,亲自接触一下胶体吧!
(1)利用易得物品,自行设计一个实验,证明悬浊液或乳浊液(如浊水、油水混合物等)的分散质不能通过滤纸,胶体(如淀粉液)能通过滤纸。
(2)取适量石膏粉(聚沉剂)用生豆浆调拌均匀,加到煮沸后的豆浆中,所用石膏与豆浆的质量比约为1∶20。边加边搅拌,豆浆中的蛋白质会聚沉,与水分离,成豆腐花。稍冷后,用一湿布包好豆腐花,放入一可漏水容器中,稍加压,使水渗出,即成豆腐。
基础演练参考答案
第一节 物质的分类
一、简单分类法及其应用
1.C 2.D 3.B 4.D 5.B 6.C 7.CD
8.O,Al,N,H,C,H,H2O
9.(1)钙元素;(2)醋或水;(3)1.2%
10.(1)①2Na+O2====Na2O2(在纯氧中或在空气中燃烧)
②4Na+O2====2Na2O(Na暴露在空气中)
(2)O3 Na2O2 Na2O
(3)4KO2+2CO2====2K2CO3+3O2
11.解析:这是一道有关商品标签的信息试题。解答此题的关键是要看懂牛奶标签上信息的含义,分析数据,联系已学化学知识做出正确解答。(1)每100mL牛奶中,含钙元素质量≥0.11g,则一盒牛奶(250mL)中至少含钙:;(2)羟基磷酸钙中钙元素的质量分数等于:;(3)人体一天所需的钙来自于牛奶的量:0.6g×90%=0.54g; 0.54g钙相当于牛奶的盒数:。
答案:(1)0.28g;(2)39.8%;(3)2盒。
12.解析:(1)每人每天摄入的钠元素质量为:
(2)设需要输入的生理盐水的体积为V mL
1g/mL×V mL×0.9%=2.7g V=300mL
(3)设250mL这种生理盐水中含NaCl的质量为
NaCl+AgNO3=NaNO3+AgCl↓
58.5 143.5
x 14.35g
x=5.85g
由题设250mL这种生理盐水中水的质量为:1g/mL×250mL=250g
这种生理盐水中NaCl的质量分数为:
因为2.3%>0.9%,所以这批生理盐水不合医用标准。
答案:(1)2g;(2)300mL;(3)不符合医用标准。
二、分散系及其分类
1.B 2.B 3.BC 4.D 5.C 6.A 7.BD 8.C 9.B
10.C 本题考查胶体的概念及其重要的性质。本题乍看似在考查胶体的有关性质,但深入题意后,可知其实质是考查对化学用语的敏感度。这就要求考生在分析此类问题时,尤其是题干信息非常简练貌似简单的题目,特别需要“咬文嚼字”体会题意,找出题干中的关键词,对解题可以起到“柳暗花明”的醒题效果,丁达尔现象、布朗运动、电泳现象是胶体的3个化学性质,而不是化学中的操作。
11.A 能使胶体聚沉的物质有电解质溶液和带相反电荷的胶体,而H2SO4、MgSO4、NaOH都是电解质溶液,硅酸溶液的胶粒带负电荷,与Fe(OH)3胶粒所带的电荷相反,所以A、B、C、D都可使Fe(OH)3胶体聚沉而生成沉淀,但只有H2SO4可使Fe(OH)3沉淀溶解,所以选A。
12.B
13.(1)带负电的陶土粒子;带正电的Fe2O3;带相反电荷的胶粒通电时产生电泳分别向两极移动而达到分离的目的。
14.甲为Fe(OH)3胶体,乙为NaOH溶液,丙为硅酸胶体,丁为As2S3胶体,
15.(1)含有泥沙胶体颗粒的河水进入大海时,大海中存在大量的电解质能使泥沙胶体聚沉。因而在江海交汇处容易形成沙洲,长江三角洲、珠江三角洲等就是这样形成的。
(2)因为NaCl溶液中的Na+和Cl-能透过鸭蛋的半透膜,能腌制鸭蛋。
第二节 离子反应
一、酸、碱、盐在水溶液中的电离
1. D 本题考查电解质的概念,须注意“电解质”概念中的两个关键字词:“或”、“化合物”。
2. A 以化学实例来强化对电解质概念的理解。其中“铜”为单质,既不是电解质也不是非电解质;蔗糖是非电解质;二氧化硫的水溶液能导电,这是因为SO2与H2O生成的H2SO3是电解质,SO2本身是非电解质。
3. C 既不是电解质又不是非电解质的必定为单质。
4.D
5. B 离子化合物能导电的原因都是因为其在一定条件下电离出可自由移动的离子;金属导电的原因是因为其中含有在外电场下可移动的自由电子。
6. D 熔融的氢氧化钠中有自由移动的阴阳离子,能导电;石墨是一种电的良导体;盐酸溶液中有大量可以自由移动的H、Cl-等,能导电;固态氢氧化钾中没有自由移动的离子,因此不能导电。
7.BD
8.AB 由Ba(NO3)2 ==Ba2+ +2NO3- 知:n(Ba2+)=n[Ba(NO3)2],n(NO3-)=2n[Ba(NO3)2]
因此c(Ba2+)=0.2mol·L-1,c(NO3-)=0.4mol·L-1。溶液的浓度与溶液的体积无关。本题由体积(或粒子)的量,进而求粒子数目。
9.酚酞或NaOH溶液 水 NaOH溶液或酚酞 酸溶液H2SO4
10.(1)④ ⑧ (2)① ③ ⑤ ⑧ (3)② ⑥ ⑦ (4)① ② ③ ⑤ ⑧
11.H2SO4, FeCl3 Ba(NO3)2 NaOH Na2CO3, NaCl Na2SO4
12.⑴ CaO+H2O=Ca(OH)2 Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
⑵ Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
⑶ Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O
⑷ CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
⑸ Fe+Hg(NO3)2=Fe(NO3)2+Hg
二、离子反应及其发生的条件
1.B 2.D 3.B 4.AB 5.AD 6.B 7.BD 8.B 9.C
10.B 解答离子共存题,要看清题目,审准题意,挖掘出隐含条件。有的离子虽不存在于选项中的离子组中,但有时在题干中“隐含”出现,如某强酸性(或强碱性)溶液中能大量共存,说明溶液中除选项中的离子组内各离子外,还应有H+(或OH-)。本题对于(A),因生成微溶物CaSO4而不能大量共存:Ca2++SO42-=CaSO4↓;对于(C),因生成气体而不能大量共存:H++HCO3-=CO2↑+H 20;对于(D),Fe3+溶液呈黄色,选(B)。
11.A 题目要求溶液中加入铁粉产生氢气,说明此溶液可能为酸性。选项B在酸性时不可能同时有大量HCO3-,选项C中OH-与Fe2+不能大量共存,选项D中Ca2+与CO3-不能大量共存。
12.AC
13.(1)HCl CO+2H+==CO2↑+H2O
(2)CO2 CO2+2OH-==CO+H2O
(3)HCl CaCO3+2H+==Ca2++CO2↓+H2O
(4)HCl Fe+2H+==Fe2++H2↑
14.解析:本题涉及到人体内酸碱反应、生化医药中的离子反应。
答案:HCO3-+H+=H2O+CO2↑;Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O;因服用小苏打会产生大量的CO2气体,会加速胃壁穿孔。
15.Cl-;Ag+、CO32-、OH-;H+、Cu2+;观察溶液颜色,如为蓝色则有Cu2+;加足量铁粉,有气泡产生,则有H+。
16.依据甲溶液能使红色石蕊试纸变蓝色及离子共存条件,可分析如下:
甲溶液:OH- CO32- Cl-
乙溶液:Mg2+ Ca2+ Ag+
再根据电荷守恒规律知,甲中必含有K+,乙中必含有NO3-。故甲溶液所含有的离子为:OH-、CO32-、Cl-、K+;乙溶液含有的离子为:Mg2+、Ca2+、Ag+、NO3-。
17.提示:(1)Na+不参加反应,溶液呈中性时,HSO4-中的H+与Ba(OH)2中的OH-皆无剩余:2HSO4-+Ba2++2OH-====2H2O+BaSO4↓+SO42-,或2H++SO42-+Ba2++2OH-====2H2O+BaSO4↓。
(2)上面所得中性溶液,实为Na2SO4(aq),继续滴入Ba(OH)2(aq)发生以下反应:Ba2++SO42-==== BaSO4↓。
答案:(1)2H++SO42-+Ba2++2OH-====2H2O+BaSO4↓
(2)Ba2++SO42-====BaSO4↓
18.(1)OH-、酚酞 (2)CO32-、HNO3 (3)SO42-、HNO3 (4)Cl-、AgNO3
19.(1)A:Ba(OH)2 B:H2SO4 C:Na2CO3 D:MgCl2
(2)①Ba2++2OH-+2H++SO42-==BaSO4↓+2H2O ②2H++CO32-==CO2↑+H2O
20.69g
第三节 氧化还原反应
1.(1)①④⑩,⑤⑦ (2)②⑩ (3)⑧ (4)③⑨ (5)C
2.B 注意氧化与还原的辩证关系。
3.B 氧化还原反应不一定有氧元素参加,A不正确;C中元素在化学反应中,由化合态变为游离态,则该元素化合价可能降低也可能升高,所以可能被氧化,也可能被还原,C不正确;氧化还原反应中,由物质被氧化必有物质被还原,但可能是同一种物质既被氧化又被还原,D不正确。
4.D 反应前后化合价没有发生改变的只有D,本题也可用排除法。
5.B 6.B
7.B 氧化还原反应中,化合价有降低必有升高。
8.(1)化合、分解、置换、复分解
(2)分解,置换,复分解
(3)有元素化合价变化的化合反应一定是氧化还原反应;有元素化合价变化的分解反应也一定是氧化还原反应。
4Na+2O2==2Na2O;2KClO3==2KCl+3O2↑
(4)A 置换反应涉及物质的氧化或还原,一定是氧化还原反应,A选项正确;有单质参加和有单质生成的化学反应不一定是氧化还原反应,如白磷和红磷的相互转化,石墨和金刚石的互变等等,这些化学变化过程中元素的化合价没有发生变化,所以B选项不正确;属于氧化还原反应的化合反应未必是因为有单质参与了反应,如:SO2+Na2O2==Na2SO4,但有单质参与的化合反应一定是氧化还原反应,所以C选项也不正确;D选项考查了对氧化还原反应本质及表观的认识,氧化还原反应的本质是电子在原子之间发生了转移,而电子转移的表现是化合价发生了变化,D选项也不正确。
9.解析:解答此题应从化合价的变化入手,根据“元素化合价升高,该物质被氧化;元素化合价降低,该物质被还原”这一规律。
(1)既被氧化,又被还原;
(2)仅被还原 H2O中H为+1价,反应后H的化合价降低了,因此其中水被还原;
(3)③④
10.解析:从化合价的升降变化(Mn:+7→+2,Br:-1→0),可迅速作出判断:HBr是还原剂。
设消耗15.8g氧化剂被氧化的HBr的质量为x,则:
KMnO4 ~ 5HBr
158g 405g
15.8g x
解得x=40.5g。
答案:HBr;40.5g;还原性和酸性。
11.(1)AC (2)AC (3)①B;②2.63
综合应用参考答案
第一节 物质的分类
1.(1)纯净物 (2)易分解 (3)0.06
2.红褐色,Fe(OH)3胶体;FeCl3 + 3H2O Fe(OH)3(胶体) + 3HCl。
(1)变深,Fe(OH)3胶体胶粒带正电荷,电泳。
(2)渗析。
3.(1)越大,④。 (2)B; 因为Al3+等物质的量四种电解质中,Al3+所带正电荷数最大,且浓度最大,使粘土溶液胶凝聚效果最好。
(3)分别取两份溶液,向其中加入少量固体Na2SO4,一开始能溶解Na2SO4的溶液为非饱和溶液,不能再溶解Na2SO4的溶液为饱和溶液。
4.(1) B、Cu2(OH)2CO3 C、FeCl3 D、Fe(OH)3 E、H2O
F、CuO G、CO2 J、Fe
(2) C→D、FeCl3+3NaOH=3NaCl+Fe(OH)3↓
E→H+I、2H2O 通电 2H2↑+O2↑
J+K→L、Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
(3)化学性质较活泼,易被氧化
第二节 离子反应
1.(1)沉浮情况不变;因为将氯化钠晶体投入氯化钠饱和溶液中,不会继续溶解,溶液密度不变,小球排开水的体积不变。(2)答案开放,可能有的答案:可加入如硝酸钾等(与氯化钠不反应的其他晶体)晶体;可升温后加入氯化钠晶体,使溶液密度增大;可加入密度比饱和食盐水大的其他可与食盐水混溶的溶液。
(3)Ba(OH)2与H2SO4反应的方程式为:Ba(OH)2+H2SO4==BaSO4↓+2H2O,随着反应的进行,溶液的密度逐渐减小,根据浮力知识,小木块浸入水中的体积比开始时增大。
2.(1)KCl AgNO3 混合时只生成一种沉淀是KCl,生成的是AgCl,所以A是KCl,G是AgNO3
(2)Na2SO4 MgCl2 Na2CO3 Ca(NO3)2 Ba(OH)2
3.解析:(4)若析出BaCl2沉淀之后,Ag+与剩余Cl-的浓度超过了饱和AgCl液氨溶液中Ag+和Cl-的浓度就会有AgCl沉淀析出。
答案:(1)Ag++Cl-====AgCl↓ Ba2++2NO3-====Ba(NO3)2↓
(2)Ba2++2Cl-====BaCl2
(3)溶液中复分解反应发生的条件之一是有沉淀生成,而溶解度小者首先形成沉淀析出
(4)能
4.(1)Ca2+ + CO32- = CaCO3↓ Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2↓
(2)a c (3)b c (4)蒸发 过滤
第三节 氧化还原反应
1.(1)检查装置的气密性。
(2)稀盐酸,石灰石。(其他合理答案也可得分)
(3)化合反应CO2+H2O==H2CO3 , G;
分解反应2H2O2 2H2O + O2 ,D ;
置换反应Zn+H2SO4=ZnSO4 +H2↑, B
复分解反应CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2, F。
(4)BD
能力提升参考答案
1.D 食品的变质过程实质是在空气中发生氧化反应的过程,最不应该充入的是氧化性气体。
2.B 不具有氧化性的微粒应是化合价处于最低价态的微粒。
3.A
4.AD Mg化合价升高是因为发生氧化反应,其本身在反应中作还原剂,A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;唯物辩证主义告诉我们,事物没有绝对的,C选项错误;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。
5.BD
6.A n(浓H2SO4) = 0.05×18 = 0.9mol。由反应Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2↑+ 2H2O,看出有2mol H2SO4参加反应,被还原的H2SO4为参加反应一半,由此有0.9mol浓H2SO4反应时就有0.45mol H2SO4被还原。但实际上由于H2SO4随反应进行浓度变稀,而变为稀H2SO4后,则不能与Cu反应。所以实际被还原的H2SO4应小于0.45mol。
7.C 分析:解答此题应从化合价的变化入手, 因此水的作用是作氧化剂。
8.B 9.AC
10.BD 判断是否是氧化还原反应的离子方程式首先应看是否有化合价的变化。
11.A 观察化合价的变化。
12.B
13.D选项A错误,CaCO3为不溶物应写化学式。应写成CaCO3+2H+==Ca2++H2O+CO2↑。
选项B错误,顾此失彼,只考虑了BaSO4为不溶物,忽视了生成物中有 H2O,应写成Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O。
选项C错误,化学反