高中化学
氢键对物质性质的影响
吴爱华名师工作室
2025.03.27
28
1. 沸点和熔点氢键能显著提高物质的沸点和熔点。例如,水(H₂O)的沸点远高于硫化氢(H₂S),因为水分子间存在较强的氢键,而硫化氢分子间主要是较弱的范德华力。 2. 溶解性氢键影响物质的溶解性。水是极性溶剂,能通过氢键与溶质分子相互作用,因此极性物质易溶于水。例如,乙醇(C₂H₅OH)能与水形成氢键,故易溶于水。乙醇与水分子形成氢键可参照乙醚与水分子形成的氢键。3. 粘度氢键会增加液体的粘度。例如,甘油的粘度较高,因为其分子间存在多个氢键,阻碍了分子流动。 4. 表面张力氢键能增强液体的表面张力。水的表面张力较高,部分原因是水分子间存在氢键,使得表面分子更紧密地结合在一起。 5. 晶体结构氢键影响晶体的结构。例如,冰的晶体结构中,水分子通过氢键形成四面体排列,导致冰的密度低于液态水。 6. 生物分子结构氢键在生物分子中起关键作用。DNA双螺旋结构中,碱基对通过氢键连接;蛋白质的二级结构(如α-螺旋和β-折叠)也依赖氢键维持。总结氢键对物质的物理和化学性质有广泛影响,包括沸点、熔点、溶解性、粘度、表面张力、晶体结构以及生物分子的稳定性。理解氢键的作用有助于解释许多自然现象和科学问题。
高中化学
知网免费下载文章的5条途径
吴爱华名师工作室
2025.03.16
145
1.国家图书馆网址:http://www.nlc.cn/实名注册后能够下到各种中外文文献。2.idata中国知网网址:https://www.cn-ki.net/进入系统,注册账号,登录即可。每天五篇额度,基本够用,可注册多个账号使用。3.浙江图书馆网址:http://www.zjlib.cn/使用支付宝,在生活号搜索“浙江图书馆”,注册电子借阅证。支付宝的信用积分不能低于一定值使用。教程链接:https://jingyan.baidu.com/article/91f5db1b7c445f1c7e05e34a.html4.广西壮族自治区图书馆网址:http://www.gxlib.org.cn/使用搜索引擎搜索“广西壮族自治区图书馆”,电话号码注册,进入“数字资源导航”,点击“包库入口”,即可浏览下载文献。教程链接:http://baijiahao.baidu.com/s?id=160133096307290365...注:经常会发生“并入用户已满”,表示同时在线下载人数满了,可在其他时间段试试。5.贵州数字图书馆官网网址:http://www.gzlib.org使用搜索引擎搜索“广西壮族自治区图书馆”,点击右上角“在线领卡”,填写个人资料,点击“申请领卡”,然后回到首页,点击右上角“登录”,在搜索框输入下载的文献题目,切换到期刊,点击“中文搜索”,结果页点击“CNKI(包库)”直接下载到电脑,或者点击“邮箱接收全文”,会发送到邮箱。
高中化学
水浴、油浴、沙浴
吴爱华名师工作室
2025.03.14
161
水浴、油浴和沙浴是实验室或工业中常用的间接加热方法,主要区别在于介质、温度范围、导热性和适用场景。以下是具体区别和用法总结:1. 水浴介质:水(可添加盐或油调节沸点)。温度范围:0°C~100°C(常压下纯水最高100°C,盐水浴可略高)。特点: 温和加热,温度均匀,适合精确控温。 安全性高,但需注意水分蒸发。适用场景: 蒸发溶剂(如旋转蒸发仪)。 生化实验(酶反应、DNA扩增)。 低温反应(如50~80°C的有机合成)。注意事项: 避免长时间干烧,可加盖或使用循环水浴。 高温需求时需改用油浴或沙浴。2. 油浴介质:硅油、石蜡油、菜籽油等。温度范围:100°C~300°C(硅油可达250°C以上)。特点: 高温稳定,但导热性较慢。 易燃(需远离明火),清洁较麻烦。适用场景: 高温有机合成(如酯化、聚合反应)。 需长时间恒温的高温实验。注意事项: 选择合适油类(如硅油耐高温,石蜡油成本低)。 防止油温超过闪点引发燃烧。 使用后及时清理残留物,避免氧化变质。3. 沙浴介质:细沙或金属沙。温度范围:50°C~500°C(取决于沙的种类和加热装置)。特点: 导热慢但均匀,适合长时间高温反应。 安全性高(无明火直接接触),但升温/降温慢。适用场景: 高温反应(如煅烧、金属热处理)。 需避免局部过热的实验(如某些无机合成)。注意事项: 沙粒需干燥,避免受潮爆炸。 调整温度时需耐心,避免骤冷骤热。对比总结| 特性 | 水浴 | 油浴 | 沙浴 || 温度范围 | ≤100°C(常压) | 100~300°C | 50~500°C || 导热性 | 快且均匀 | 较慢 | 慢但稳定 || 安全性 | 高(无燃烧风险) | 中(需防火) | 高(无直接明火) || 清洁难度 | 易清洁 | 难(油污残留) | 中等(沙粒易散落) || 典型用途 | 蒸发、生化实验 | 高温有机合成 | 煅烧、金属处理 | 选择建议低温精准控温 → 水浴(如PCR实验)。100~250°C高温 → 油浴(如蒸馏高沸点溶剂)。超高温或均匀加热 → 沙浴(如材料烧结)。安全提示: 水浴避免干烧,油浴远离火源,沙浴注意防烫。 根据实验需求选择介质,并严格控制温度上限。
高中化学
元素名称
吴爱华名师工作室
2025.03.14
128
高中化学
高考化学:阿伏伽德罗常数中的陷阱
吴爱华名师工作室
2025.03.14
48
类型一 关于气体的摩尔体积解题策略:有体积,无标况或非气态,均不能计算注意:CCl4、CHCl3、CH2Cl2(注:CH3Cl为气体)、H2O、溴、SO3、己烷、苯、HF、NO2、甲醇等【题组1】1.(2021广东卷)11.2 L NO与11.2 L O2混合后的分子数目为NA( ) 2.在标况下,22.4 L SO3和22.4 L C2H4原子个数比为2:3( ) 3.(2021河北卷)22.4L(标准状况)氟气所含的质子数为18NA( ) 4.标准状况下,11.2 L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NA( ) 5.2.24 L(标准状况)苯在O2中完全燃烧,得到0.6NA个CO2分子( ) 6.常温下,11.2 L甲烷气体含有的甲烷分子数为0.5NA( ) 7.标准状况下,22.4 L SO3中含有SO3分子数为NA( ) 8.标准状况下,18 g H2O所含的氧原子数目为NA( ) 9.常温常压下,22.4 L氯气与足量镁粉充分反应,转移的电子数小于2NA( ) 10.标准状况下,22.4 L酒精所含的分子数为NA( ) 11.标准状况下,2.24 L CHCl3含有的共用电子对的数目为0.4NA( ) 12.标准状况下,11.2 L HF中含有氟原子的数目为0.5 NA( ) 类型二 溶液中微粒数的计算解题策略1 有浓度,无体积,算不了【题组2】1.(2021湖南卷)0.1 mol·L-1 HClO4溶液中含有的H+数为0.1NA( ) 2. (2020浙江卷)②常温下,pH=9的CH3COONa溶液中,水电离出的H+数为10-5NA( ) 3. 0.1 mol·L-1 NaF溶液中所含F-的数目小于0.1NA( ) 解题策略2 溶液中水解的盐、弱电解质的微粒数目不能直接计算4.(2019全国Ⅱ)1 L 0.1 mol·L-1磷酸钠溶液含有的PO43-数目为0.1NA( ) 5.(2020浙江卷)1 L 0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液中,阴离子数为0.1NA( ) 6.(2021年广东卷)1 L 1.0 mol·L-1的盐酸含有阴离子总数为2NA( ) 7. 100 mL 1 mol·L-1 FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为0.1NA( ) 8. pH=1的H3PO4溶液中,含有0.1NA个H+( ) 9. 1 L 0.1 mol·L-1的乙酸溶液中含H+的数量为0.1NA( ) 10. 常温常压下,2 mol·L-1的100 mL MgCl2溶液中,含有Cl﹣个数为0.4NA( ) 11. 含NA个ClO-的NaClO溶液中,Na+数目为NA( ) 注意:当题目有特殊条件时,能水解的微粒可间接计算数目12. 1 L 0.1 mol·L-1NH4Cl溶液中,NH4+的数量为0.1NA( ) 13. 常温下,向1 L 1 mol·L-1的NH4Cl溶液中滴加氨水至中性NH4+数目为NA( ) 解题策略3 计算溶液中H、O原子数要考虑H2O14.(2021浙江卷)100 mL 0.1 mol·L-1的NaOH水溶液中含有氧原子数为0.01NA( ) 15. 100 g溶质质量分数为46%的乙醇溶液中含氢原子数为6NA( ) 16. 200 g质量分数为17% H2O2溶液中极性键数目为2NA( ) 解题策略4 胶粒是若干个微粒的集合体,算不出数目17. (2018全国I) 16.25 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA( ) 解题策略5 pH就是溶液中氢离子浓度H+,有体积就能计算,与溶液无关(洗脚水)18.25 ℃时,pH=13的1.0 L Ba(OH)2溶液中含有的OH-数目为0.1NA( ) 类型三 混合物问题解题策略1.最简式法——适用于最简式相同的混合物计算原子数、电子数、质子数等,但该法不可计算分子数2.极限法——分开计算(适用于最简式不同的混合物)【题组3】1.标准状况下,2.24 L N2和O2的混合气体中分子数为0.2NA( ) 2.14 g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA( ) 3.1 mol的CO和N2混合气体中含有的质子数为14NA( ) 4.标准状况下,22.4 L氧气、氮气和CO的混合气体中含有2NA个原子( ) 5.常温常压下,1 mol CO2与SO2的混合气体中含氧原子数为2NA( ) 6.常温常压下,14 g由N2与CO组成的混合物气体含有的原子数目为NA( ) 7.常温常压下,32 g O2和O3的混合气体中含有的原子数为2NA( ) 8.60 ℃时,92 g NO2与N2O4的混合气体中含有的原子总数为6NA( ) 9.2.6 g苯和立方烷(C8H8)的混合物中含有的氢原子数为0.2NA( ) 10.30 g HCHO与CH3COOH混合物中含C原子数为NA( ) 11.48 g正丁烷和10 g异丁烷的混合物中共价键数目为13NA( ) 12.7.8 g Na2S与Na2O2的混合物,含离子总数为0.3NA( ) 13.14g由N2和13C2H2组成的混合物中,所含中子数为7NA( ) 类型四 一些特殊反应的隐藏陷阱(一)隐藏可逆反应①2SO2+O22SO3 ②N2+3H22NH3 ③Cl2+H2OHCl+HClO ④2NO2N2O4 ⑤H2+I22HI ⑥PCl3+Cl2PCl5 ⑦酯化反应 ⑧盐类的水解 ⑨弱电解质的电离解题策略 可逆反应进行不完全【题组4】1. 1 mol碘蒸气和1 mol氢气在密闭容器中充分反应,生成的碘化氢分子数小于2NA( ) 2. 1 mol碘蒸气和1 mol氢气在密闭容器中充分反应后,容器内分子数总数为2NA( ) 3. 0.1mol CH3COOH与足量CH3CH2OH充分反应生成的CH3COOCH2CH3分子数目为0.1NA( ) 4. (2021湖南卷)2 mol NO与1 mol O2在密闭容器中充分反应后的分子数为2NA( ) 5. 密闭容器中,2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数为2NA( ) 6. 密闭容器中1 mol PCl3与1 mol Cl2反应制备PCl5(g),增加2NA个P—Cl键( ) 7.标准状况下,将22.4 L Cl2通入足量水中充分反应转移电子数小于NA( ) 8.反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH= -92.4 kJ/mol,若放出热量4.62 kJ,则转移电子的数目为0.3NA( ) 9.反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),生成2 mol NH3,则转移电子的数目为6NA( ) 10.2SO2+O22SO3 △H=-a kJ·mol-1每当有1mol O2反应完全,该过程会释放a kJ的能量( ) (二)特殊的变化——浓度因素解题策略注意有浓酸参与的反应,浓酸变稀后能否继续反应①浓盐酸+MnO2:浓盐酸变稀后不反应②浓硝酸+金属:开始生成NO2,变稀后反应生成NO③浓硫酸+Zn:开始生成SO2,变稀后反应生成H2④浓硫酸+Cu:开始生成SO2,变稀后不反应常温下,铁、铝遇浓硝酸、浓硫酸发生“钝化”1.5.6 g铁粉与硝酸反应失去的电子数一定为0.3NA( ) 2.50 mL 12 mol·L-1盐酸与足量MnO2共热,转移的电子数为0.3NA( ) 3.常温下,56 g铁片投入足量浓H2SO4中生成NA个SO2分子( ) 类型五 关于物质微观结构解题策略记住常考物质的结构特点常考物质CH4(C—H)P4(P—P)SiO2(Si—O)Si(Si—Si)金刚石(C—C)石墨(C—C)S81mol物质含共价键数目常考物质Na2O2Na2ONaHSO4(固态或熔融状态)NaHSO4(aq)阴阳离子数之比【题组5】1.(2021广东卷)1 mol CHCl3含有C—Cl键的数目为3NA( ) 2.(2021全国甲)32 g S8分子中含有的S-S键数为1NA( ) 3.(2021浙江卷)31 g P4中的共价键数目为1.5NA( ) 4. 12 g金刚石中含有的共价键数为2NA( ) 5. 1 mol NaHSO4晶体中,含有阳离子数为2NA( ) 6. 1 mol Na2O2固体中含离子总数为NA( ) 7. 常温常压下,124 g P4中所含P—P键数目为4NA( ) 8. 30 g SiO2中含有硅氧键个数为NA( ) 9. 32 g甲醇中所含共价键数目为5NA( ) 10. 78 g苯中含有3NA碳碳双键( ) 11. CH4与白磷(P4)都为正四面体结构,则1 mol CH4与l mol P4所含共价键的数目均为4NA( ) 12. 1 mol乙醇分子中含有极性键的数目为8NA( ) 类型六 反应中转移电子数的陷阱(1)同一种物质既是氧化剂,又是还原剂3NO2+H2O=2HNO3+NO~2e- 2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O~e-2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2~2e- 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2~2e-(2)反应物量不同,所表现的化合价不同如Fe和HNO3反应,Fe不足,生成Fe3+,Fe过量,生成Fe2+(3)氧化剂或还原剂不同,所表现的化合价不同:如Cu、Fe和Cl2反应生成CuCl2、FeCl3,Cu、Fe和S反应生成Cu2S、FeS(4)注意氧化还原的顺序:还原性顺序:I->Fe2+>Br-如向FeI2溶液中通入Cl2,Cl2首先氧化I-,再氧化Fe2+。如向FeBr2溶液中通入Cl2,Cl2首先氧化Fe2+,再氧化Br-。【题组6】1.(2021全国甲)3 mol的NO2与H2O完全反应时转移的电子数为4NA( ) 2. 0.1 mol Na2O2与足量水反应,转移电子数为0.1NA( ) 3. 32 g Cu和32 g S充分反应,转移电子数为NA( ) 4. 足量Cl2与56 g铁充分反应,转移的电子数为0.2NA( ) 5. 4.6 g Na在空气中完全反应生成Na2O、Na2O2,转移0.2NA个电子( ) 6. 2.4 g Mg与H2SO4完全反应,转移的电子数为0.1NA( ) 7. 1 mol Fe溶于过量硝酸,电子转移数为2NA( ) 8. 1 mol甲烷完全燃烧转移的电子数为8NA( ) 9. 0.1 mol Zn与含0.1 mol HCl的盐酸充分反应,转移的电子数目为0.2NA( ) 10. 1 mol Na与足量O2反应,生成Na2O和Na2O2的混合物,转移的电子数为NA( ) 11. 1 mol Na2O2与足量CO2充分反应转移的电子数为2NA( ) 12. 向FeI2溶液中通入适量Cl2,当有1 mol Fe2+被氧化时,共转移电子的数目为NA( ) 13. 1 mol Cl2参加反应转移电子数一定为2NA( ) 14. 用浓盐酸分别和MnO2、KClO3反应制备1 mol Cl2,转移的电子数均为2NA( ) 15. 2.3 g Na与O2完全反应,反应中转移的电子数介于0.1NA和0.2NA之间( ) 16. 在反应KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O中,每生成3 mol Cl2,转移的电子数为6NA( ) 17. 1 mol的Na2O2与水充分反应,该过程中共有2 mol电子转移( ) 类型七 微粒的数目计算涉及:原子数、分子数、电子数、质子数、中子数的计算常考微粒(1 mol)H2OD2OH218O—OH—ODOH—H3O+摩尔质量质子数电子数中子数1. 22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA( ) 2. 0.1 mol的11B中,含有0.6NA个中子( ) 3. 在常温常压下,18 g H2O与18 g D2O所含电子数均为10NA( ) 4. 17 g —OH与17 g OH-所含电子数均为10NA( ) 5. 56 g乙烯中所含共用电子对数目为12NA( ) 6. 3 g 3He含有的中子数为1NA( ) 7. 1 mol OD-和17 g -OH所含的质子与中子均为9NA( ) 8. 14 g由N2和13C2H2组成的混合物中,所含中子数为7NA( ) 9. 标准状况下,11.2 L 12C18O中含有的中子数为8NA( ) 【真题演练】1.(2020年全国Ⅲ卷)22.4 L(标准状况)氮气中含有7 NA个中子 ( ) 2.(2020年全国Ⅲ卷)1 mol 重水比1 mol 水多 NA个质子( ) 3.(2018新课标Ⅲ卷)同等质量的氧气和臭氧中,电子数相同( ) 4.(2018新课标Ⅱ卷)标准状况下,11.2 L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NA( ) 5.(2018海南)28 g的乙烯和环已烷混合气体中所含原子总数为6NA( ) 6.(2017浙江4月选考)0.1 mol 乙烯与乙醇的混合物完全燃烧所消耗的氧分子数为0.3NA( ) 7.(2019新课标Ⅱ卷)1 mol K2Cr2O7被还原为Cr3+转移的电子数为6NA( ) 8.(2018新课标Ⅲ卷)1 mol乙烷和1 mol乙烯中,化学键数相同( ) 9.(2017浙江11月选考)任意条件下,1 mol苯中含有C—H键的数目一定为6 NA( ) 10.(2017海南)1 mol 乙烯分子中含有的碳氢键数为4NA( ) 11. 1.0 mol丙烯与足量的HCl完全反应生成的CH3CH2CH2Cl分子数为1.0 NA( ) 12. 密闭容器中,1 mo NH3和1 mol HCl反应后气体分子总数为 NA( ) 13. 电解精炼铜时,阳极质量减小64 g,转移电子数为2 NA( ) 14. 标准状况下,44.8 L CHCl3中含有的氯原子的数目为6 NA( ) 15. 1 mol 葡萄糖分子含有的羟基数目为5 NA( ) 16. 7 g Li在空气中完全燃烧转移的电子数为2 NA( ) 17. 0.5 mol • L-1NH4 NO2溶液中含有的NH4+数目小于0.5 NA( ) 18. 0.25 mol Zn 与一定量浓硫酸反应后完全溶解,生成气体的分子数为 0.25 NA ( ) 19. 46 g 有机物 C2H6O 中含有极性共价键的数目一定为7 NA( ) 20. 常温常压下,1.8 g甲基(-CD3)中含有的中子数为 NA( ) 21. 1.5 mol的MnO2粉末与足量浓盐酸共热转移电子数目小于3 NA( ) 22. 1 L 0.01 mol • L-1KA1(SO4)2溶液中含有的阳离子数为0.02 NA( ) 23. 1 mol 甲醇中含有C-H键的数目为4 NA( ) 24. 25 ℃,pH=13的NaOH溶液中含有OH-的数目为0.1 NA( ) 25. 常温常压下,Na2O2与足量H2O反应,共生成0.2 mol O2,转移电子的数目为0.4NA( )
高中化学
疑难杂症|冠醚
吴爱华名师工作室
2025.03.14
50
高中化学
一、常见物质的俗名集
吴爱华名师工作室
2025.03.14
70
纯碱、苏打、天然碱 、口碱:Na2CO3 小苏打:NaHCO3 大苏打:Na2S2O3 石膏(生石膏):CaSO4·2H2O 熟石膏:2CaSO4·H2O 莹石:CaF2 重晶石:BaSO4(无毒) 碳铵:NH4HCO3 硫铵:(NH4)2SO4 玻璃的主要成分:Na2SiO3、CaSiO3、SiO2石灰石、大理石:CaCO3 生石灰:CaO 食盐:NaCl 熟石灰、消石灰:Ca(OH)2芒硝:Na2SO4·7H2O (缓泻剂) 烧碱、火碱、苛性钠:NaOH 绿矾:FeSO4·7H2O 干冰:CO2 明矾:KAl(SO4)2·12H2O 漂白粉:Ca(ClO)2 、CaCl2(混和物) 泻盐:MgSO4·7H2O 胆矾、蓝矾:CuSO4·5H2O 双氧水:H2O2 皓矾:ZnSO4·7H2O 硅石、石英:SiO2 刚玉:Al2O3 水玻璃、泡花碱、矿物胶:Na2SiO3 铁红、铁矿:Fe2O3 磁铁矿:Fe3O4 黄铁矿、硫铁矿:FeS2 菱铁矿:FeCO3 赤铜矿:Cu2O 铜绿、孔雀石:Cu2(OH)2CO3 波尔多液:Ca(OH)2和CuSO4 石硫合剂:Ca(OH)2和S 过磷酸钙(主要成分):Ca(H2PO4)2和CaSO4 重过磷酸钙(主要成分):Ca(H2PO4)2 天然气、沼气、坑气(主要成分):CH4 水煤气:CO和H2 硫酸亚铁铵(淡蓝绿色): (NH4)2Fe(SO4)2 溶于水后呈淡绿色 光化学烟雾:NO2在光照下产生的一种有毒气体 王水:浓HNO3与浓HCl按体积比1:3混合而成。 铝热剂:Al+ Fe2O3或其它活泼性比铝弱的金属的氧化物 尿素:CO(NH2)2氯仿:CHCl3 电石:CaC2 电石气:C2H2(乙炔) TNT:三硝基甲苯 酒精、乙醇:C2H5OH氟氯烃:是良好的制冷剂,有毒,但破坏O3层。 醋酸、冰醋酸、食醋:CH3COOH裂解气成分(石油裂化):烯烃、烷烃、炔烃、H2S、CO2、CO等。 甘油、丙三醇 :C3H8O3 焦炉气成分(煤干馏):H2、CH4、乙烯、CO等。 石炭酸:苯酚 蚁醛、甲醛:HCHO 福尔马林:35%—40%的甲醛水溶液 蚁酸、甲酸: HCOOH葡萄糖:C6H12O6 (多羟基醛) 果糖:C6H12O6(多羟基酮) 蔗糖:C12H22O11 (非还原性二糖)麦芽糖:C12H22O11 (还原性二糖) 淀粉:(C6H10O5)n(多糖)纤维素:(C6H10O5)n(多糖)硬脂酸:C17H35COOH 油酸:C17H33COOH (不饱和高级脂肪酸) 软脂酸:C15H31COOH 草酸、乙二酸: HOOC—COOH 使蓝墨水褪色,有较强酸性,属于弱酸,受热分解成CO2和水,使KMnO4酸性溶液褪色(具有还原性)。
高中化学
2025高考化学三轮复习 基础排查 指定反应的方程式(或电极反应式)书写
吴爱华名师工作室
2025.03.11
35
2025高考化学三轮复习 基础排查指定反应的方程式(或电极反应式)书写 1. 写出下列电池的指定电极反应式。(1)锌-空气(碱性)电池放电时,Zn转化为ZnO的负极反应式:______________________________________________;(2)苯作碱性燃料电池时的负极反应式:____________________________________________________________;(3)熔融碳酸盐燃料电池的正极反应式:________________________________________;(4)铅蓄电池(酸性)放电时的正极反应式:______________________________________________________________;(5)电解饱和食盐水的阴极反应式:__________________________________________;(6)电解CO2(电解液是KHCO3)还原制HCOO-的阴极反应式:____________________________________________________;(7)电解吸收也是脱硝的一种方法。用6%的稀硝酸吸收NOx生成亚硝酸[Ka(HNO2)=5.1×10-14],再将吸收液导入电解槽电解,使之转化为硝酸。写出阳极反应式:________________________________________________;(8)利用电化学装置可消除氮氧化物污染,变废变宝。 图1 图2①图1中石墨Ⅰ电极上发生的电极反应式为______________________________________________。②图2为电解NO制备NH4NO3的装置。该装置中阳极的电极反应式为______________________________________________。2. 写出下列反应的离子方程式。(1)在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl-和NO3(-),其离子方程式为______________________________________________________________。(2)工业上为了除去Mn2+、Co2+,在搅拌下加入适量饱和Na2CO3溶液和NaClO溶液,并控制溶液pH<3.5,过滤。①Mn2+反应生成MnO2,写出此反应的离子方程式:________________________________________________________________。②Co2+反应生成Co(OH)3沉淀,写出此反应的离子方程式:_________________________________________________________________________________。(3)为了除去某酸性溶液中的Mn2+,使其生成MnCO3沉淀。现向溶液中通入氨气,并加入NH4HCO3试剂,写出“沉锰”的离子方程式:________________________________________________________。(4)在pH=9的水溶液中CrO4(2-)与HS-反应的离子方程式:____________________________________________________________________________。(5)尿素[CO(NH2)2]水溶液高于160 ℃时水解生成氨气和二氧化碳,常温下,尿素可用于除去工业酸性废水中的铬离子,流程如下:写出该转化的离子方程式:________________________________________________________________ __________________________。(6)“酸浸”时,MnO2将VO+转化为VO2(+)的离子方程式为_____________________________________ _____________________。(7)SO2通入酸性KMnO4溶液中反应的离子方程式为__________________________________________ __________________________________。(8)在酸性条件下,催化氧化黄铁矿的物质转化关系如图1所示,①写出该过程中Fe(NO)2+与O2反应的离子方程式:__________________________________________ ____________________________。 图1 图2②如图2所示过程中转化①的离子方程式是___________________________________________。(9)向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液,将废液中的I2还原为I-,其离子方程式为____________________________________________________。(10)乙醇与酸性K2Cr2O7溶液反应离子方程式:________________________________________________________________________。(11)在300 ℃时,密闭容器中NaHCO3溶液与铁粉反应,反应初期有FeCO3生成并放出H2,该反应的离子方程式为__________________________________________________。(12)用KClO3、H2C2O4和H2SO4制取新型水处理剂ClO2,反应的离子方程式:____________________________________________________________________________。(13)亚氯酸钠(NaClO2)的制备:在氢氧化钠的冰水浴中,滴入30%的过氧化氢溶液后,再通入ClO2气体,写出该反应的离子方程式:__________________________________________。(14)KClO饱和溶液与Fe(NO3)3饱和溶液在碱性条件下反应可制备K2FeO4,反应的离子方程式为__________________________________________________________________________。(15)pH=11时,K2FeO4与H2O反应生成O2和Fe(OH)3等物质,写出该反应的离子方程式:______________________________________________________________________。3. 写出下列反应的化学方程式。(1)在催化剂作用下,尿素[CO(NH2)2]也可与NO2反应生成N2和H2O。写出CO(NH2)2与NO2反应的化学方程式:____________________________________________________________。(2)一种以乙烯作为还原剂的脱硝(NO)原理,其脱硝机理示意图如图所示。写出该脱硝原理总反应的化学方程式:__________________________________________________________。 (3)含氮化合物(NOx、NO等)是环境污染物,使用V2O5/(TiO2SiO2)催化剂,采用NH3还原技术,能有效脱除电厂烟气中氮氧化物,反应机理如图所示。 如图所示,NO、NH3在有氧条件下的总化学方程是____________________________________________。(4)Cl2O为淡棕黄色气体,是次氯酸的酸酐,可由新制的HgO和Cl2反应来制备,该反应为歧化反应。上述制备Cl2O的化学方程式为__________________________________________________。(5)MnO2、KClO3、KOH熔融条件下反应生成K2MnO4、KCl,写出反应的化学方程式:______________________________________________________________________。(6)软锰矿(MnO2)与氧气、氢氧化钾加热制取锰酸钾的化学方程式:________________________________________________________。(7)硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]隔绝空气加热至500 ℃时能完全分解,分解产物中含有氧化铁、二氧化硫、氨气、氮气和水蒸气,反应的化学方程式:_______________________________________________。(8)侯德榜联氨制碱法的原理及化学方程式 ①X是__________。②沉淀池中反应的化学方程式:_________________________________________。 答案解析1. (1)Zn-2e-+2OH-===ZnO+H2O(2)C6H6-30e-+42OH-===6CO3(2-)+24H2O(3)O2+4e-+2CO2===2CO3(2-)(4)PbO2+2e-+SO4(2-)+4H+===PbSO4+2H2O(5)2H2O+2e-===H2↑+2OH-(6)CO2+HCO3(-)+2e-===HCOO-+CO3(2-)(7)HNO2-2e-+H2O===3H++NO3(-)(8)①2NO2-2e-+2NO3(-)===2N2O5②NO-3e-+2H2O===NO3(-)+4H+2. (1)3HClO+2NO+H2O===3Cl-+2NO3(-)+5H+(2)①Mn2++ClO-+CO3(2-)===MnO2↓+Cl-+CO2↑②2Co2++ ClO-+ 2CO3(2-)+3H2O===2Co(OH)3↓+Cl-+2CO2↑(3)Mn2++HCO3(-)+NH3===NH4(+)+MnCO3↓(4)2CrO4(2-)+3HS-+5H2O===2Cr(OH)3↓+3S↓+7OH-(5)2Cr3++3CO(NH2)2+9H2O===2Cr(OH)3↓+3CO2↑+6NH4(+)(6)VO++MnO2+2H+===VO2(+)+Mn2++H2O(7)5SO2 + 2MnO4(-)+ 2H2O===2Mn2++ 4H++5SO4(2-)(8)①4Fe(NO)2++O2+4H+===4Fe3++4NO+2H2O②3Fe2++4H++NO3(-)===3Fe3++NO↑+2H2O(9)SO3(2-)+I2+H2O===2I-+SO4(2-)+2H+(10)2Cr2O7(2-)+3CH3CH2OH+16H+===4Cr3++3CH3COOH+11H2O(11)Fe+2HCO3(-)300 ℃(=====)FeCO3↓+CO3(2-)+H2↑(12)2ClO3(-)+H2C2O4+2H+===2ClO2↑+2CO2↑+2H2O(13)2ClO2+2OH-+H2O2===2ClO2(-)+2H2O+O2(14)3ClO-+2Fe3++10OH-===2FeO4(2-)+3Cl-+5H2O(15)4FeO4(2-)+10H2O===4Fe(OH)3↓+3O2↑+8OH-3. (1)4CO(NH2)2+6NO2催化剂(=====)7N2+4CO2+8H2O(2)2C2H4+6NO+3O2Cu(=====)4CO2+3N2+4H2O(3)4NO+4NH3+O2催化剂(=====)4N2+6H2O(4)2Cl2+HgO===Cl2O + HgCl2(5)3MnO2+KClO3+6KOH熔融(=====)3K2MnO4+KCl+3H2O(6)2MnO2+O2+4KOH△(=====)2K2MnO4+2H2O(7)2(NH4)2Fe(SO4)2500 ℃(=====)Fe2O3+4SO2↑+2NH3↑+N2↑+5H2O↑(8)①CO2②NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl
高中化学
让人又爱又恨的碳酸氢钠
吴爱华名师工作室
2025.03.06
51
原创 化学柯老师 化学柯老师 2025年01月20日 07:05 北京 一、问题的由来 前段时间,网络上有人讨论过“等浓度的CH3COONa和NaHCO3溶液的pH大小比较”的问题。我想问各位,如果您的学生问您这个问题,您如何回答?我估摸着不少人会这么思考和回答:由于CH3COONa和NaHCO3都是强碱弱酸盐,在水溶液中都会发生水解反应,生成对应的酸和氢氧根离子,从而使溶液呈现碱性。都说“越弱越水解”,由于酸性:CH3COOH>H2CO3,从而CH3COO−的水解程度小于HCO3−的水解程度,所以相同温度下,CH3COONa溶液和等浓度的NaHCO3的溶液相比,前者水解产生的OH−浓度小于后者,所以碳酸氢钠溶液的pH大。是不是真的这样呢? 二、实验测定结果和理论计算分析 也有人专门通过计算,室温下,0.1mol∙L−1CH3COONa溶液的pH=8.88,而0.1mol∙L−1NaHCO3溶液的pH=8.31。这个结果,和根据“越弱越水解”的水解规律正好相反,出乎意料吧?前者相对好算,我也算出来了;后者真不好算,我算了半天,还真没算出来。我们知道,室温下饱和NaHCO3溶液的pH约为8.4,“室温下,0.1mol∙L−1NaHCO3溶液的pH=8.31”这个结果应该不会差。看来“越弱越水解”在碰到像NaHCO3这样的多元弱酸酸式盐时失灵了呀,还真是要慎用呀。那是不是就能认为相同条件下,碳酸氢钠溶液的pH一定比等浓度的CH3COONa溶液小呢? 我想起朱建民老师发表在《科教导刊·电子版》2018年第22期的文章《碳酸氢钠溶液的pH与其浓度关系探讨》。根据朱老师的计算和实验结果,室温下NaHCO3稀溶液的pH区间为7<pH≤8.31,其中当NaHCO3溶液浓度大于0.0025mol∙L−1时,其pH基本保持不变,约为8.31。而NaHCO3溶液浓度较大时,随浓度增大pH降低。而室温下随浓度增大,CH3COONa溶液pH增大,那么当CH3COONa溶液的pH=8.31时,对应的浓度是多少呢? 我经过计算得此时CH3COONa溶液的浓度约为0.0071mol∙L−1,在朱老师的pH与NaHCO3溶液浓度关系图上,叠加一条pH与CH3COONa溶液浓度关系的曲线,这条曲线经过(0.0071,8.31)、(0.1,8.88)两个点。这两条曲线是图上浓度对应范围内是有交点的,也就是说:当浓度大于0.0071mol∙L−1时,CH3COONa溶液的pH大;当浓度等于0.0071mol∙L−1时,两者溶液的pH一样大,都约为8.31;当浓度小于0.0071mol∙L−1时,会出现NaHCO3溶液的pH要大一些的情况(当然极稀情况下,两者大小关系还有可能出现反复)。因此抛开浓度大小,还真没法去比较“等浓度的CH3COONa和NaHCO3溶液的pH大小”。这里笔者想到了多年前的一道高考题:这么看来,十年前这道高考题的D项在命题时就不严谨了。 唉,NaHCO3真是让人又爱又恨呀! 那到底为什么NaHCO3溶液会这么反常呢?三、微观解释——自偶电离的提出 一般地,除了水的电离平衡,在分析NaHCO3溶液时,我们一般会考虑HCO3−的水解、电离两个平衡,即由于Kh>Ka2,溶液中c(OH−)>c(H+),所以NaHCO3溶液呈碱性。但是仅考虑HCO3−的水解、电离,在比较NaHCO3溶液其他粒子浓度大小时就会出现问题,多年前就出现过两种观点:①c(Na+)>c(HCO3−)>c(OH−)>c(H+)>c(CO32−);②c(Na+)>c(HCO3−)>c(OH−)>c(CO32−)>c(H+)。这两种观点的分歧在于c(CO32−)和c(H+)的大小,争论很久,谁也说服不了谁。那好吧,就搁置争议吧,于是试题和教学中都刻意回避了这一点。其实,持有这两种观点的人都忽略了溶液中HCO3−与HCO3−之间的相互作用。通过上面讨论,由i 式和ii式可知,HCO3−会电离出H+,而同时,HCO3−也会结合水电离出来的H+;HCO3−在溶液中运动时是会碰到其他的HCO3−,既然质子的受体和给体能发生碰撞,那么HCO3−也会结合溶液中另一部分HCO3−电离出的H+,即发生反应iii.HCO3−+HCO3−⇌H2CO3+CO32− (类似于水的自偶电离,我们姑且称反应iii为HCO3−的自偶电离吧),HCO3−的自偶电离反应进行程度有多大呢?我们来计算一下反应iii的平衡常数 对比反应i、ii、iii的平衡常数不难发现,反应iii进行的程度远远大于反应i和ii,而反应i进行的程度又大于反应ii,因此NaHCO3溶液中的离子浓度大小关系应为c(Na+)>c(HCO3−)>c(CO32−)>c(OH−)>c(H+)。当然,如果是极稀的溶液中,无法忽略水的电离的影响时,这个排序又需要重新考虑了。再回到最开始“等浓度的CH3COONa和NaHCO3溶液的pH大小比较”那个问题,为什么不同浓度下会出现三种不同的结果呢? 笔者斗胆从微观上作一下解释的尝试:CH3COONa溶液体系相对简单,pH的变化主要体现在浓度的改变对水解平衡的影响,而NaHCO3溶液体系则要复杂的多,存在着多个平衡,且每个平衡之间既相互联系、又相互制约。当NaHCO3溶液浓度较大时,随NaHCO3溶液浓度的增加,HCO3−和HCO3−发生碰撞的几率增大,即发生反应iii为主,抑制了反应i和ii,再加上HCO3−间氢键的缔合作用程度逐渐增大,导致发生电离与水解的HCO3−量进一步减少,使得碱性反而不如等浓度的CH3COONa溶液大。当NaHCO3溶液较稀时,HCO3−和HCO3−发生碰撞的几率减小,同时HCO3−和水分子发生碰撞的几率增大,即反应iii对反应i和ii的抑制作用越来越小,此时“越弱越水解”才算有了用武之地。在NaHCO3溶液浓度变化的过程中会出现一个临界点:就是当浓度等于0.0071mol∙L−1时,两者溶液的pH一样大,都约为8.31。 当然我这个解释还需要更多的数据支撑,有一些计算还需要更精准些。一家之言,不一定对,欢迎更多的人参与讨论。后记: 其实早在去年讨论2023年福建卷第10题时我就思考过这个问题,由于思考不成熟,迟迟没有动笔,前两天见到网传的2025年浙江一月化学首考15题,高考题再次把手伸向NaHCO3了,这次是有备而来。嗯,是时候出手了!