高中化学
分子轨道理论与分子轨道能级图
吴爱华名师工作室
2024.11.29
52
高中化学
多视角全面突破NA
吴爱华名师工作室
2024.11.14
36
多视角全面突破NA 考查方向 注意问题 气体摩尔体积的 适用条件 若题中出现物质的体积,先考虑是否为气体,如果是气体再需考虑条件是否为标准状况(0 ℃,1.01×105 Pa) 物质的聚集状态 在标准状况下是液体或固体的物质,有CCl4、H2O、SO3、己烷、苯、酒精、CHCl3等 物质的微观结构 ①注意某些物质分子中的原子个数,如Ne、O3、P4等;②注意特殊物质的摩尔质量或分子中的中子数,如D2O、T2O、18O2、H37Cl等;③注意一些物质中的化学键数目,如SiO2、Si、CH4、P4、CO2、C60、烃分子中的碳碳键数等;④注意一些物质中的离子数目,如Na2O2、NaHSO4等 电解质的 电离与水解 弱电解质的电离及某些离子的水解,如1 mol CH3COOH或1 mol FeCl3溶于水时,溶液中CH3COO-或Fe3+ 的物质的量均小于1 mol。 氧化还原反应中 的电子转移 如Na2O2、NO2与H2O反应,电解AgNO3溶液,Fe、Cu与S反应,Cl2与H2O、NaOH反应,Fe与稀硝酸反应等 分散系中的 微粒数目 FeCl3溶液转化为Fe(OH)3胶体,因为胶体微粒是集合体,所以胶粒的数目小于原溶液中Fe3+ 的数目 隐含的可逆反应 可逆反应不能进行到底。如2NO2 N2O4,Cl2+H2O HClO+HCl,合成氨等 【典型例题】一、通过结构考查粒子数 命题 方向 举例 判断 正误 注意事项 物质 结构 ①18 g H2O、D2O组成的物质中含有的质子数为10NA × 应注意整体与部分的关系;是离子还是官能团;是等质量还是等物质的量;D2O与H2O的差别; ②0.1 mol 11B中含有0.6NA个中子 √ ③1 mol OD-中含有的质子、中子数均为9NA √ ④1 mol羟基与1 mol氢氧根离子所含电子数均为9NA × ⑤1 mol乙醇中所含sp3杂化原子数为3NA √ 化学 键数 ①0.1 mol CaC2中含碳碳三键数为0.2NA × 有机物(如丙醇等)应写出结构式,苯环中不含有碳碳双键;1 mol Na2O2、CaC2中含 、 均是1 mol;1 mol白磷(P4)中含有的P—P的数目为6NA; 1 mol S8含S—S的数目为8NA ②1 mol苯中含有碳碳双键数为3NA × ③0.1 mol CCl4中含有的共价键数为0.4NA √ ④1 mol白磷中含有的P—P的数目为4NA × ⑤1 mol乙烯中含有的σ键数目为5NA √ 特定 组成 ①28 g乙烯和环丁烷(C4H8)的混合气体中含有的碳原子数为2NA √ ①看A、B的实验式是否相同 (如乙烯与丙烯); ②看A、B的相对分子质量是否相同 (如N2、CO); ③看A、B是否由同一种元素组成 (如O2、O3); ④看A、B中相同元素的质量分数是否相同 (如CuO、Cu2S); ⑤看A、B中相同元素的原子数是否相同 (如SO2与CO2)。 ②常温常压下,92 g NO2和N2O4的混合气体中含有的原子数为6NA √ ③16 g O2和O3的混合气体中含有的O原子数为NA √ ④78 g Na2O2和Na2S的混合物中含有的离子总数为3NA (二者不反应) √ ⑤1 mol CO2和SO2的混合气体中含有的氧原子数为2NA √ 二、电子转移数目判断 方向 举例 判断 注意事项 常规 反应 ①过氧化钠与水反应时,生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.4NA × 要注意特殊物质,如过氧化钠、过氧化氢制取1 mol氧气转移2 mol电子 ②铁与硫的反应中,1 mol 铁失去的电子数为3NA × ③3 mol铁在足量的氧气中燃烧,转移电子数为9NA × ④标准状况下,6.72L NO2溶于足量的水中,转移的电子数为0.3NA × ⑤1 mol铁在1 mol氯气中燃烧,转移的电子数为3NA × ⑥KIO3+6HI=KI+3H2O+3I2中,生成1molI2转移电子的总数为2NA × 非 常 规 反 应 ①5.6 g铁与硝酸完全反应时转移的电子数一定为0.3NA × 铁与硫单质、碘单质、非氧化性酸反应,1 mol 铁转移2 mol 电子;1 mol铁与足量的氯气、稀硝酸反应,转移3 mol电子 ②向含有FeI2的溶液中通入适量氯气,当有1 mol F 被氧化时,该反应转移电子的数目至少为3NA √ ③0.1 mol Cl2全部溶于水后转移电子的数目为0.1NA × ④1mol Fe(NO3)3与足量HI溶液反应时转移的电子数为3NA × 三、常见设陷方向 设陷 举例 判断 注意事项 摩尔 体积 ①常温常压下,22.4 L氯气与足量的镁粉充分反应,转移的电子数为2NA × ①非标准状况下,气体摩尔体积不一定为22.4 L·mol-1; ②标准状况下为非气态的物质:水、乙醇、硫酸、三氧化硫、氟化氢、四氯化碳、苯、甲醇等。 ②锌与足量的稀硫酸反应生成22.4 L H2,转移的电子数为2NA × ③标准状况下,2.24 LSO3中含有0.3NA个氧原子 × ④标准状况下,22.4 LCCl4中含有NA个分子 × ⑤标准状况下,11.2 LH2和D2的混合气体中含有的质子数为NA √ 溶液 体积 未知 ①在pH=13的NaOH溶液中OH-的数目为0.1NA × 溶液的体积未知,溶质的物质的量无法计算,所含微粒数也无法计算 ②0.1 mol·L-1NaF溶液中所含F-的数目小于0.1NA × ③0.1 mol·L-1CH3COOH溶液中所含H+的数目为0.1NA × ④0.1 mol·L-1FeCl3溶液中所含F 的数目小于0.1NA × 浓度 变化 ①常温下,1 mol浓硝酸与足量Al反应,转移电子数为3NA × ①浓盐酸与MnO2、浓硫酸与金属活动性顺序中氢后边的金属反应,随着浓度的降低,酸不可能被消耗完; ②浓硝酸与足量金属反应(NO2→NO)。 ②50 mL 12 mol·L-1盐酸与足量MnO2共热,转移的电子数为0.3NA × ③含2 mol硫酸的浓硫酸与足量铜共热,转移的电子数为2NA × 可逆 反应 ①2mol NO2置于密闭容器中,最终生成的N2O4分子数为NA × Cl2与H2O、PCl3与Cl2、N2与H2、SO2与O2、酯化反应等均是可逆反应,反应物不可能被消耗完 ②密闭容器中1 mol N2与3 mol H2充分反应,生成的NH3分子数为2NA × ③密闭容器中2 mol NO与1 mol O2充分反应,产物的分子数为2NA × 电离 水解 ①1 L 0.1 mol·L-1CH3COOH溶液中所含H+的数目为0.1NA × 盐的水解、弱电解质的电离是可逆的 ②2 L 1 mol·L-1FeCl3溶液中所含F 的数目为2NA × 【跟踪练习】1、设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )A.标准状况下,11.2L苯中所含C—H键数目为3NAB.7.8g Na2S和Na2O2组成的混合物,所含阴离子总数为0.1NAC.1mol Cl2发生反应时,转移的电子数一定为2NAD.常温下,pH=2的H2SO4溶液中所含H+数目为0.01NA【答案】B【解析】A.标准状况下,苯不是气态,11.2 L苯中所含C—H键数目不是3NA,故A错误;B.7.8 g即0.1 mol Na2S和Na2O2组成的混合物,所含阴离子总数为0.1NA,故B正确;C.1 mol Cl2发生反应时,转移的电子数不一定为2NA,如1 mol Cl2发生反应:Cl2+H2O HCl+HClO时,转移的电子数为NA,故C错误;D.H2SO4溶液的体积不确定,所含H+数目无法计算,故D错误。2、设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是( )A.标况下,11.2 L氯气完全溶于1 L水中,所得溶液中Cl-和ClO-两种粒子数之和为NA B.80 mL 10 mol·L-1盐酸与足量MnO2加热反应,产生Cl2分子数为0.2NAC.O2和O3的混合物共6.4 g,其中所含氧原子数一定为 0.4NAD.含有4NA个C—C 键的金刚石,其质量为12 g【答案】C【解析】标况下11.2 L氯气的物质的量为0.5 mol,由于氯气与水反应为可逆反应,溶液中还存在氯气分子,所得溶液中Cl-和ClO-两种粒子数之和小于NA,A错误;80 mL 10 mol·L-1盐酸中含有0.8 mol氯化氢,消耗0.8 mol氯化氢能够生成0.2 mol氯气,由于随着反应的进行,浓盐酸会变成稀盐酸,反应停止,则反应生成的氯气小于0.2 mol,产生氯气的分子数小于0.2NA,B错误;O2和O3的混合物共6.4 g,其中所含氧原子的物质的量为 =0.4 mol,数目一定为 0.4NA,C正确;1 mol金刚石含有2NA个碳碳σ键,含4NA个碳碳σ键的金刚石为2 mol,质量为24 g,D错误。3、设NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关说法正确的是 ( )A.32 g Cu在足量O2或硫蒸气中完全燃烧失去的电子数均为NA B.4 g甲烷和8 g甲醇含有的氢原子数均为NA C.标准状况下,5.6L乙烷中含有的共价键数目为1.5NA D.一定条件下,32gSO2与足量O2反应,转移电子数为NA 【答案】B 【解析】A.32gCu是0.5mol,在足量O2或硫蒸气中完全燃烧分别生成氧化铜和硫化亚铜,失去的电子数分别为NA和0.5NA,A错误;B.4g甲烷和8g甲醇的物质的量均是0.25mol,含有的氢原子数均为NA,B正确;C.标准状况下,5.6 L乙烷是0.25 mol,其中含有的共价键数目为1.75NA,C错误;D.一定条件下,32 g SO2与足量O2反应,转移电子数小于NA,因为是可逆反应,D错误。4、NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )A.0.1 mol 的11B中,含有0.6NA个中子B.pH=1的H3PO4溶液中,含有0.1NA个H+ C.2.24 L(标准状况)苯在O2中完全燃烧,得到0.6NA个CO2分子D.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 【答案】A【解析】A.11B中含有6个中子,0.1mol 11B含有6NA个中子,A正确; B.溶液体积未定,不能计算氢离子个数,B错误; C.标准状况下苯是液体,不能利用气体摩尔体积计算,C错误;D.PCl3与Cl2反应生成PCl5的反应是可逆反应,所以1molPCl3与1molCl2反应制备PCl5,增加的P-Cl键的数目小于2NA个,D错误。 5、NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )A.16.25 gFeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NAB.22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18NAC.92.0 g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0NAD.1.0 mol CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA【答案】B【解析】A.16.25 g FeCl3的物质的量n(FeCl3)=0.1 mol,如果氯化铁完全水解,则生成0.1 mol Fe(OH)3,氢氧化铁胶体粒子由许多氢氧化铁聚集而成,故氢氧化铁胶体粒子数远小于0.1NA,A项错误;氩气是单原子分子,1 mol Ar含18 mol质子,B项正确;甘油(丙三醇)的分子式为C3H8O3,相对分子质量为92,1 mol(92.0 g)甘油含3 mol羟基,C项错误;甲烷与氯气在光照下反应会生成四种有机产物,即1.0 mol甲烷反应后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4共为1 mol,D项错误。6、设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )A.1 L 0.1 mol·L-1NaClO溶液中含有的ClO-为NAB.1 mol Fe在1 mol Cl2中充分燃烧,转移的电子数为3NAC.常温常压下,32 g O2与O3的混合气体中含有的分子总数小于NAD.标准状况下,22.4 L HF中含有的氟原子数目为NA【答案】C【解析】A. NaClO为强碱弱酸盐,ClO-会水解,使溶液中ClO-的物质的量小于1 L ×0.1 mol·L-1,即小于NA,A项错误;B. 根据反应2Fe+3Cl2=2FeCl3可知铁过量,1 mol Cl2参与反应转移2 mol电子,B项错误;C.32g O2的物质的量为1mol,分子数为NA,而含有O3,相同质量的O3所含分子数少,则分子总数减少,小于NA,C项正确;D. 标况下HF为液态,故不能根据气体摩尔体积来计算其物质的量,D项错误;答案选C。7、用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )A.在浓硫酸作用下,60g冰醋酸与足量无水乙醇反应生成乙酸乙酯的分子数为NAB. 含0.01mol FeCl3的浓溶液滴入沸水,制得的胶体粒子数目小于0.01 NAC. 标准状况下,3.36L C2H6和C3H4的混合气体中含有碳碳双键的数目为0.15 NAD. 电解精炼铜,当外电路转移NA个电子时,阳极质量减少32g【答案】C【解析】A.醋酸与乙醇的反应是可逆反应,反应不能进行完全,则在浓硫酸作用下,60g冰醋酸与足量无水乙醇反应生成乙酸乙酯的分子数小于NA,故A错误; B.胶粒是多个微粒的集合体,则含0.01molFeCl3的浓溶液滴入沸水,制得的胶体粒子数目小于0.01NA,故B正确;C.标准状况下,3.36LC2H4和C3H6的混合气体是0.15mol,当C2H4和C3H6含量不同时混合气体中含有碳碳双键的数目则不同,故C错误; D.电解精炼铜,当外电路转移NA个电子时,阳极除铜失去电子生成铜离子外,粗铜中的活泼金属锌也会失去电子生成Zn2+,则质量减少不是32g,故D错误。8、NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )A.30g丙醇中存在的共价键总数为5NAB.密闭容器中2mol NO与1mol O2充分反应,转移的电子数为2NAC.常温常压下,22.4L氯气与足量镁粉充分反应,转移的电子总数为2NAD.2.8g乙烯和环丁烷(C4H8)的混合气体中含有的原子总数为0.6NA【答案】D【解析】30 g丙醇的物质的量为0.5 mol,而1 mol丙醇中含11 mol共价键,故30 g丙醇中存在的共价键总数为5.5NA,A项错误;NO与氧气反应生成二氧化氮,N化合价变化为2,即转移电子数是4NA,B项错误;常温常压下,22.4 L氯气的物质的量小于1 mol,转移电子数小于2NA,C项错误;2.8 g乙烯和环丁烷的最简式均为CH2,混合物中含有0.2 mol CH2,故含有0.2 mol碳原子,混合气体中含有的原子总数为0.6NA,故D项正确。9、NA表示阿伏加德罗常数的值。俗名为“臭碱”的硫化钠广泛应用于治金、染料、皮革、电镀等工业。硫化钠的一种制备方法是Na2SO4+2C Na2S+2CO2↑。下列有关说法正确的是A.1L.0.25mol/L.Na2SO4溶液中含有的氧原子数目为NAB.1L.0.1mol/LNa2S溶液中含有的阴离子数目小于0.1NAC.生成1mol还原产物时转移电子数为8NAD.通常状况下,11.2L.CO2中含有的共价键数目为2NA【答案】C【解析】A项、溶剂水分子中也含有氧原子,故无法计算1L0.25mol/LNa2SO4溶液中含有的氧原子数目,故A错误;B项、Na2S溶液中S2-水解:S2-+H2O HS-+OH-,导致阴离子总数增多,则阴离子数目大于0.1NA,故B错误;C项、由方程式可知反应的还原产物为硫化钠,生成1mol硫化钠时转移电子数为1mol×[6-(-2)]=8mol,个数为8NA,故C正确;D项、通常状况下,气体摩尔体积大于22.4L/mol,11.2LCO2的物质的量小于0.5 mol,所含有的共价键数目小于2NA,故D错误。故选C。10、设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是A.标准状况下,2.24L四氯化碳中含有共价键总数为0.4NAB.46g NO2和N2O4的混合气体中,含有的氮原子数为1NAC.1L1.0mol/L的盐酸中含有HCl分子数为NAD.一定条件下,将2molSO2与1molO2充分反应,得到SO3的分子数为2NA【答案】B【解析】A、标准状况下,2.24L四氯化碳是液体,无法计算,故A错误;B、46g NO2和N2O4的混合气体中,用极限思维方法,假设46g 全部NO2物质的量为 ,氮原子物质的量为1 mol,氮原子数目为1NA,假设46g 全部N2O4物质的量为 ,氮原子物质的量为1 mol,氮原子数目为1NA,故B正确;C、HCl为强电解质,则1L1.0mol/L的盐酸中没有HCl分子,故C错误;D、将2molSO2与1molO2充分反应,反应是可逆反应,因此不可能100%全部转化完,所以得到SO3的分子数小于2NA,故D错误;答案为B。【点睛】记住标准状况下非气态的物质主要有:H2O、CCl4、乙醇、氯仿(CHCl3)、SO3、己烷、苯、HF等。11、设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )A.14gC2H4含有的单键数目为3NAB.99℃时,1LpH=6的纯水中,含有的OH-数目为1×10-8NAC.物质的量浓度为0.5mol/L的MgCl2溶液中,含有Cl-个数为NAD.100 g CaS与CaSO4的混合物中含有32 g硫,则含有的氧原子数为1.75NA【答案】D【解析】A.14gC2H4的物质的量是0.5mol,由于在1个乙烯分子在含有4个C-H共价单键,所以0.5mol乙烯分子中含有的单键数目为2NA,A错误;B.根据99℃水的pH可知:此时水电离产生的c(H+)=c(OH-)=10-6mol/L,所以99℃时,1LpH=6的纯水中,所含有的OH-数目为1×10-6NA,B错误;C.缺少溶液的体积,不能计算微粒的数目,C错误;D.32gS的物质的量是1mol,100 g CaS与CaSO4的混合物中含有32 g硫,则混合物的摩尔质量是M=100g/mol,假设含有CaS物质的量是x,CaSO4物质的量是y,则x+y=1,72x+136y=100,解得x= ,y= ,则含有的氧原子数为 ×4×NA=1.75NA,D正确;故合理选项是D。12、NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法中正确的是( )A.1 mol SiO2与足量的焦炭高温下完全反应生成Si,转移2NA个电子B.含有NA个氦原子的氦气在标准状况下的体积约为11.2 LC.常温常压下,92g NO2和N2O4的混合气体中含有的原子数目为6NAD.足量Cu和2 mol热浓硫酸反应可生成NA个SO2分子【答案】C【解析】A选项,SiO2与足量的焦炭高温下完全反应生成Si和一氧化碳,化合价降低4个,因此1 mol转移4NA个电子,故A错误;B选项,含有NA个氦原子的氦气物质的量为1 mol,在标准状况下的体积约为22.4 L,故B错误;C选项,常温常压下,92g NO2物质的量为2 mol,则含有的原子数目为6NA,92 gN2O4物质的量为1 mol,则含有的原子数目为6NA,故C正确;D选项,足量Cu和2 mol热浓硫酸反应,由于浓硫酸反应过程中变稀,不再继续反应,因此生成SO2分子数小于NA个,故D错误;综上所述,答案为C。【点睛】本题易错选D,注意反应过程中硫酸浓度的变化对反应的影响,Cu与热的浓硫酸反应生成SO2,Cu与热的稀硫酸不反应。13、设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )A.将2gH2与足量的N2混合,充分反应后转移的电子数为2NAB.常温下,46gNO2和N2O4组成的混合气体中所含有的分子数为NAC.标准状况下,8gSO3的体积为2.24LD.1molNa218O2与足量水反应,最终水溶液中18O原子为NA个【答案】D【解析】A.2 g H2为1mol,将2 g H2与足量的N2混合,该反应为可逆反应,不能进行彻底,充分反应后转移的电子数小于2NA,故A错误;B.NO2、N2O4的摩尔质量不同,故46g混合物的物质的量无法计算,则含有的分子数无法计算,故B错误; C.标准状况下,SO3不是气体,不能使用标准状况下的气体摩尔体积计算,故C错误;D.过氧化钠和水的方程式为2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH +O2 ↑,氧元素由-1价变为-2价和0价,过氧化钠中的氧原子有一半变成氧气放出,有一半形成氢氧化钠,最终水溶液中18O原子为NA个,故D正确;故选D。【点睛】本题的难点和易错点为D,要注意反应的方程式可以改写为2Na218O2+ 2H2O = 2NaOH +2Na18OH+ 18O2↑。14、2018 年 11月,国际计量大会第 26 次会议将阿伏加德罗常数的定义修改为“1摩尔包含6.02214076×1023个基本单元,单位为 mol-1。基于这一新定义,阿伏加德罗常数的不确定度被消除了。下列说法正确的是( )A.10g的1H218O含有的质子数与中子数均为5×6.02214076×1023 B.100gNaHSO4和20g KHSO3的固体混合物中阳离子数为2×6.02214076×1023 C.标准状况下,2.24L Cl2溶于水,转移电子数目为6.02214076×1022 D.12g金刚石中含有化学键的数目为4×6.02214076×1023 【答案】A【解析】A.10g的1H218O物质的量= =0.5mol,分子中质子数=10,中子数=10,含有的质子数与中子数均为5×6.02214076×1023,故A正确;B.100gNaHSO4物质的量= =1mol,含阳离子1×6.02214076×1023,20g KHSO3的固体物质的量= = mol,混合物中阳离子数为 ×6.02214076×1023,故B错误;C.标况下2.24L氯气的物质的量= =0.1mol,0.1mol氯气溶于水,只有少量氯气与水反应生成氯化氢和次氯酸,所以转移的电子小于0.1mol,转移的电子数目小于0.1NA,故C错误;D.在金刚石中,1个C原子参与形成4个C﹣C键,则1个C原子形成4× =2个C﹣C键,n(金刚石)= =1mol,所以12g金刚石中含有2×6.02214076×1023个化学键,故D错误;故答案为A。 15、NA代表阿伏加德罗常数,下列有关叙述正确的是( )A.0.1 mol的白磷(P4)或甲烷中所含的共价键数目均为0.4NAB.足量的Fe粉与1 mol Cl2充分反应转移的电子数目为2NAC.1.2 g NaHSO4晶体中含有的离子总数为0.03NAD.25 ℃时,pH=13的1.0 L Ba(OH)2溶液中含有的OH-数目为0.2NA【答案】B【解析】A.白磷为正四面体结构,1个白磷分子中含有6个共价键,则0.1 mol白磷中含有的共价键数目为0.6NA,1个甲烷分子中含有4个共价键,所以0.1 mol甲烷中含有的共价键数目为0.4NA,故A错误;B.1 mol Cl2与足量Fe粉反应生成FeCl3,转移电子的物质的量为2 mol,数目为2NA,故B正确;C.NaHSO4晶体中含有Na+和HSO,1.2 g NaHSO4的物质的量为1.2 g÷120 g/mol=0.01 mol,则含有离子的物质的量为0.02 mol,总数为0.02NA,故C错误;D.25 ℃时,pH=13的 1.0 L Ba(OH)2溶液中OH-的物质的量浓度为0.1 mol/L,则n(OH-)= 1.0 L×0.1 mol/L=0.1 mol,OH-的数目为0.1NA,故D错误。16.NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法中正确的是( )A.氢氧燃料电池负极消耗1.12 L气体时,电路中转移的电子数为0.1NA B.1 L 0.1 mol·L-1的Na2S溶液中,阴离子总数大于0.1NA C.64 g Cu和足量的硫粉加热,充分反应转移的电子数是2NA D.常温常压下,36 g 18O2中含中子数为16NA 【答案】B【解析】本题考查阿伏加德罗常数的应用。题中未指明温度和压强,故不能判断电路中转移的电子数,A项错误; 1 L 0.1 mol·L-1的Na2S溶液中Na2S的物质的量为0.1 mol,由于S2-发生水解反应:S2-+H2O HS-+OH-,阴离子总数增加,故1 L 0.1 mol·L-1的Na2S溶液中,阴离子总数大于0.1NA,B项正确;根据2Cu+S Cu2S可知,64 g(1 mol)Cu和足量硫粉充分反应,转移的电子数为NA,C项错误;1个 18O2中含20个中子,则36 g(1 mol) 18O2中含中子数为20NA,D项错误。17、NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )A.等物质的量的N2和CO所含分子数均为NAB.1 mol Na2O2与水完全反应时转移的电子数为2NAC.25 ℃时,pH=12的1.0 L NaClO溶液中水电离出的OH-的数目为0.01NAD.1 mol SO2与足量O2在一定条件下反应生成SO3,共转移2NA个电子【答案】C【解析】等物质的量的N2和CO所含分子数相等,但不一定是NA,A项错误;Na2O2与水的反应为歧化反应,1 mol过氧化钠与水完全反应转移1 mol电子,B项错误;25 ℃时,pH=12的1.0 L NaClO溶液中氢氧根离子的浓度为0.01 mol/L,均来自水的电离,C项正确;SO2与O2的反应为可逆反应,不能进行彻底,故转移的电子数小于2NA,D项错误。18、设NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述错误的是( )A.80 g CuO和Cu2S的混合物中,所含铜原子数为NAB.1 mol NaBH4与足量水反应(NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑)时转移的电子数为4NAC.标准状况下,2.24L Cl2溶于水,转移的电子数目为0.1 NAD.室温下1L pH=13的Ba(OH)2溶液中,含有OH-0.1NA个【答案】C【解析】A、Cu2S的摩尔质量和含有的铜原子个数均为CuO的二倍,故CuO和Cu2S的混合物可以看做由CuO构成,则80gCuO和Cu2S的混合物中含1molCuO,则含NA个铜原子,故A正确;B、NaBH4与水发生H元素的归中反应,则1molNaBH4与水反应转移4mol电子即4NA个,故B正确;C、Cl2溶于水,是可逆反应,标准状况下,2.24LCl2溶于水,转移的电子数目少于0.1 NA,故C错误;D、室温下1LpH=13的Ba(OH)2溶液中,c(OH-)=0.1mol·L-1,含有OH-的个数N=nNA=0.1mol/L×1L×NA=0.1NA个,故D正确;故选C。19、有用NA表示阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是( )A.标准状况下,11.2L乙醇完全燃烧生成的CO2的分子数为05NAB.标准状况下,aL氧气和氮气的混合物中含有的原子总数约为 NAC.78gNa2O2晶体中所含阴、阳离子个数均为2NAD.含1molH2SO4的浓硫酸与足量铜在加热条件下反应,转移的电子数为NA【答案】B【解析】A.标准状况下乙醇是液体,不能根据气体摩尔体积计算11.2L乙醇的物质的量,故A错误;B.标准状况下,aL的氧气和氮气的混合物物质的量= = mol,氧气和氮气均为双原子分子,则所含原子数= mol×2×NA= NA,故B正确;C.每个过氧化钠化学式中含有2个钠离子和1个过氧根离子,78g过氧化钠的物质的量为1mol,则78g过氧化钠中含有阳离子个数为2NA,阴离子个数为NA,故C错误;D.足量的Cu和一定量的浓硫酸混合加热,随反应的进行,硫酸浓度降低而变稀,Cu和稀硫酸不反应,则含1molH2SO4的浓硫酸与足量铜在加热条件下反应,硫酸不可能全部参加反应,实际转移的电子数小于NA,故D错误;故答案为B。【点睛】顺利解答该类题目的关键是:一方面要仔细审题,注意关键字词,熟悉常见的“陷阱”;另一方面是要把各种量转化为物质的量,以此为中心进行计算。特别要注意气体摩尔体积、阿伏加德罗定律的适用范围和使用条件。关于气体摩尔体积的使用注意:①气体的摩尔体积适用的对象为气体,而标况下水、CCl4、HF等为液体,SO3为固体;②必须明确温度和压强是0℃,101kPa,只指明体积无法求算物质的量;③22.4L/mol是标准状态下或一定温度、一定压强下的气体摩尔体积。20、已知NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是( )A.3g 3He含有的中子数为1NAB.1L 0.1 mol·L−1磷酸钠溶液含有的 数目为0.1NAC.1mol K2Cr2O7被还原为Cr3+转移的电子数为6NAD.48g正丁烷和10g异丁烷的混合物中共价键数目为13NA【答案】B【解析】A. 的中子数为3-2=1,则3g 的中子数为 =NA,A项正确; B.磷酸钠为强碱弱酸盐,磷酸根离子在水溶液中会发生水解,则1L 0.1mol/L的磷酸钠溶液中磷酸根离子的个数小于1L×0.1mol/L×NAmol-1 =0.1NA,B项错误;C.重铬酸钾被还原为铬离子时,铬元素从+6降低到+3,1mol重铬酸钾转移的电子数为3mol×2×NAmol-1 =6NA,C项正确;D.正丁烷与异丁烷的分子式相同,1个分子内所含共价键数目均为13个,则48g正丁烷与10g异丁烷所得的混合物中共价键数目为 ×13×NA mol-1 =13NA,D项正确;答案选B。21、NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )A.16.25 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1 NAB.22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18NAC.92.0 g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0NAD.1.0 mol CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA【答案】B【解析】A、16.25g氯化铁的物质的量是16.25g÷162.5g/mol=0.1mol,由于氢氧化铁胶体是分子的集合体,因此水解生成的Fe(OH)3胶体粒子数小于0.1 NA,A错误;B、标准状况下22.4L氩气的物质的量是1mol,氩气是一个Ar原子组成的单质,其中含有的质子数是18 NA,B正确;C、1分子丙三醇含有3个羟基,92.0g丙三醇的物质的量是1mol,其中含有羟基数是3 NA,C错误;D、甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成的卤代烃不止一种,因此生成的CH3Cl分子数小于1.0 NA,D错误。答案选B。点睛:选项D是易错点,主要是不清楚甲烷发生取代反应时属于自由基取代反应,每个氢原子都有可能被取代,其产物比较复杂,这与乙烯与氢气的加成反应完全不同。22、NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )A.常温常压下,124 g P4中所含P—P键数目为4NAB.100 mL 1mol·L−1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为0.1NAC.标准状况下,11.2 L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NAD.密闭容器中,2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数为2NA【答案】C【解析】A.常温常压下,124 g P4的物质的量是1 mol,由于白磷是正四面体结构,含有6个P-P键,因此其中所含P—P键数目为6NA,A错误;B.铁离子在溶液中水解,所以100 mL 1 mol·L−1 FeCl3溶液中所含Fe3+的数目小于0.1NA,B错误;C.甲烷和乙烯分子均含有4个氢原子,标准状况下,11.2 L甲烷和乙烯混合物的物质的量是0.5mol,其中含氢原子数目为2NA,C正确;D.反应2SO2+O2 2SO3是可逆反应,因此密闭容器中,2 mol SO2和1mol O2催化反应后分子总数大于2NA,D错误。答案选C。点睛:本题主要是考查阿伏加德罗常数的应用,是高考的一个高频考点,主要从物质结构、水解、转移电子、可逆反应等角度考查,本题相对比较容易,只要认真、细心就能做对,平时多注意这方面的积累。白磷的结构是解答的难点,注意与甲烷正四面体结构的区别。23、阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是A.1 L 0.1 mol·L-1NH4Cl溶液中,NH4+的数量为0.1 NAB.2.4 g Mg与H2SO4完全反应,转移的电子数为0.1 NAC.标准状况下,2.24 L N2和O2的混合气体中分子数为0.2 NAD.0.1 mol H2和0.1 mol I2于密闭容器中充分反应后,其分子总数为0.2 NA【答案】D【解析】A、 是弱碱根离子,发生水解: +H2O NH3·H2O+H+,因此 数量小于0.1NA,故A错误;B、2.4 g Mg为0.1mol,与硫酸完全反应后转移的电子的物质的量为2.4×2÷24 mol=0.2 mol,因此转移电子数为为0.2NA,故B错误;C、N2和O2都是分子组成,标准状况下,2.24 L任何气体所含有的分子数都为0.1NA,故C错误;D、H2+I2 2HI,反应前后系数之和相等,即反应后分子总物质的量仍为0.2 mol,分子数为0.2NA,故D正确。 24、NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )A.0.1 mol 的 中,含有0.6NA个中子B.pH=1的H3PO4溶液中,含有0.1NA个 C.2.24 L(标准状况)苯在O2中完全燃烧,得到0.6NA个CO2分子D.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【答案】A【解析】A.B的原子序数为5,即质子数为5,在质量数为11的B原子中含有6个中子,0.1mol 11B含有0.6NA个中子,A正确;B.溶液体积未定,不能计算氢离子个数,B错误;C.标准状况下苯是液体,不能利用气体摩尔体积计算2. 24 L苯的物质的量,则无法判断其完全燃烧产生的CO2分子数目,C错误;D.PCl3与Cl2反应生成PCl5的反应是可逆反应,反应物不可能完全转化为生成物,则1 mol PCl3与1 mol Cl2反应生成的PCl5小于1mol,增加的P-Cl键的数目小于2NA个,D错误。答案选A。【名师点睛】考查与阿伏加德罗常数有关计算时,要正确运用物质的量的有关计算,同时要注意气体摩尔体积的使用条件;另外还要谨防题中陷阱,如讨论溶液里的离子微粒的数目时,要考虑:①溶液的体积,②离子是否水解,③对应的电解质是否完全电离;涉及化学反应时要考虑是否是可逆反应,如选项D涉及可逆反应,反应的限度达不到100%;其它如微粒的结构、反应原理等,总之要认真审题,切忌凭感觉答题。25、设NA为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述正确的是( )A.14 g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NAB.1 mol N2与4 mol H2反应生成的NH3分子数为2NAC.1 mol Fe溶于过量硝酸,电子转移数为2NAD.标准状况下,2.24 L CCl4含有的共价键数为0.4NA【答案】A【解析】A.乙烯和丙烯的最简式相同,均是CH2,14 g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为 =2NA,正确;B.N2与H2反应生成NH3的反应是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物。1 mol N2与4 mol H2反应生成的NH3分子数小于2NA,B错误;C.1 mol Fe溶于过量硝酸生成硝酸铁,电子转移数为3NA,错误;D.标准状况下四氯化碳是液态,不能利用气体摩尔体积计算物质的量,错误。
高中化学
氧化还原反应
吴爱华名师工作室
2024.11.14
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知识清单03 氧化还原反应 知识点01 元素的化合价知识点02 氧化还原反应基本概念知识点03 物质的氧化性和还原性知识点04 氧化性、还原性强弱的比较知识点05 氧化还原反应方程式的书写和配平知识点06 氧化还原反应的有关计算 知识点01 元素的化合价 1.化合价的定义、实质和表示方法:(1)定义:一种元素一定数目的原子跟其他元素一定数目的原子化合的性质。(2)实质:化合价是元素在形成化合物时表现出的化学性质;单质的化合价为零。(3)表示方法:在元素符号或原子团的正上方用+n或-n表示① 位置:元素符号的正上方(如); ② 书写顺序:先写正负,后写数值;2.正确理解化合价:(1)离子化合物的化合价 (2)共价化合物、非金属单质的化合价3.化合价的数值及正负判定 4.元素化合价的规律(1)化合价原则:①化合物中,正负化合价的代数和=0②离子中,正负化合价的代数和=电荷③在化合物里,氢通常显+1价,氧通常显-2价;④金属元素通常显正价,非金属元素通常显负价,但在非金属氧化物里,氧显负价,另一非金属元素显正价;⑤单质中元素的化合价规定为零;⑥许多元素具有可变化合价,如:硫、碳等;⑦“根”的化合价一定不为零。(2)常用等量关系①主族元素最高正价=主族序数=原子的最外层电子数②主族元素的最高正价+|最低负价|=8或2③最高正化合价与其最低负化合价代数和a.等于0的短周期元素:H、C、Si b.等于2的短周期元素:N、Pc.等于4的短周期元素:S d.等于6的短周期元素:Cl(3)化合价的范围:+1≤最高价≤+7,-4≤最低价≤-15.化合价的特殊点(1)F元素没有正化合价,金属元素没有负化合价(2)O元素有正化合价,但是没有其所在族的最高正化合价(3)硼元素只有+3价(4)氢元素的化合价①金属氢化物中,氢显-1价,如NaH、NaAlH4、②非金属氢化物中,氢一般显+1价,如NH3、CH4、B2H6(5)氧元素的化合价①普通的含氧微粒中,氧显-2价②含O22―或―O―O―的微粒中,氧显-1价③在S2O82―()中,过氧键中的两个O显-1价,其余的O显-2价。④在CrO5中,两个过氧键中的4个O显-1价,其余的O显-2价。6.简单阴离子或气态氢化物中,非金属元素显最低负价 易错点:某些微粒中元素的化合价(1)近几年高考中一些特殊物质中元素化合价判断CuFeS2:Cu+2 Fe+2 HCN:C+2 N-3CuH:Cu+1 H-1Si3N4:Si+4 N-3H3PO2:P+1K2FeO4:Fe+6LiNH2:N-3AlN:N-3Na2S2O3:S+2CuCl:Cu+1Li2NH:N-3VO2(+):V+5C2O4(2-):C+3FeO4(n-):Fe+(8-n) (2)有机物中元素的化合价①H、N、O元素:H:+1,O:-2,N:-3②碳元素:根据正负化合价的代数和为0计算有机物CH3OHHCHOCO(NH2)2HCOOH碳价态-20+4+2(3)取代基中元素的化合价①-OH中氧元素的化合价为―1价②-CH3中碳元素的化合价为―3价③-CHO中碳元素的化合价为+1价④-COOH中碳元素的化合价为+3价⑤-NH2中氮元素的化合价为―2价⑥-NO2中氮元素的化合价为+4价(3)非金属元素形成的微粒:非金属性强的元素一般显最低负价①CN-原子团显-1价,其中C显+2价,N显-3价②HNCO中,氢显+1价,C显+4价,N显-3价,O显-2价③HFO中,H显+1价,F显-1价,O显0价④BrI中I元素显+1价,SiC中C元素显-4价(4)含CO、NH3、H2O等分子的物质:①Fe(CO)5中Fe显0价②Cu(NH3)4SO4中Cu显+2价(5)某些含铁、铜的硫化物物质FeS2CuFeS2价态SFeCuFeS-1+2+2+2-2(6)无法判断价态的物质物质AlFe2Fe3PFe3C价态AlFeFePFeC000000 1.已知G、Q、X、Y、Z均为含氯元素的化合物,在一定条件下有下列转化关系(未配平):①G―→Q+NaCl ②Q+H2O通电(――→)X+H2 ③Y+NaOH―→G+Q+H2O ④Z+NaOH―→Q+X+H2O这五种化合物中Cl元素化合价由低到高的顺序是( A )A.G、Y、Q、Z、X B.X、Z、Q、G、YC.X、Z、Q、Y、G D.G、Q、Y、Z、X【解析】 由①得出Q中价态高于G,因为G中价态介于Q和-1价的Cl之间,-1价为氯元素的最低价;将该结论引用到③,Y介于Q与G之间,故有Q价态高于Y,Y价态高于G;分析②:H2O中的H化合价降低,则Q中的氯元素转变为X中的氯元素,化合价必升高,则得出X价态高于Q;最后分析④:Z介于Q、X之间,则X价态高于Z,Z价态高于Q。2.已知X、Y、Z、W、Q均为含氮化合物,它们在一定条件下有如下转换关系(未配平):①X―→W+O2②Z+Y+NaOH―→H2O+W③Y+SO2―→Z+SO3④Q+Y―→Z+H2O⑤X+Cu+H2SO4(浓)―→Cu2++Y+SO4(2-)则这五种含氮化合物中氮元素的化合价由高到低的顺序为( C )A.X>Y>Z>W>Q B.X>Z>Y>Q>WC.X>Y>W>Z>Q D.W>X>Z>Q>Y【解析】 ①X―→W+O2中,X中氧元素失电子化合价升高,则氮元素得电子化合价降低,所以氮元素化合价X>W;③Y+SO2―→Z+SO3中,硫元素化合价升高,则Y中氮元素化合价Y>Z;②Z+Y+NaOH―→H2O+W为归中反应,则氮元素化合价W处于Z和Y中间,结合反应③可知,氮元素化合价Y>W>Z;④Q+Y―→Z+H2O为归中反应,Z处于Q和Y之间,根据③知,Y>Z,所以Z>Q;⑤X+Cu+H2SO4(浓)―→Cu2++Y+SO4(2-),铜元素化合价升高,则X化合价降低生成Y,所以氮元素化合价,X>Y;所以这五种含氮化合物中氮元素的化合价由高到低的顺序为X>Y>W>Z>Q。知识点02 氧化还原反应的概念 1.氧化还原反应氧化还原反应特征反应前后元素的化合价是否发生了变化氧化还原反应反应前后元素的化合价变化非氧化还原反应反应前后元素的化合价不变本质反应过程中有电子的转移,包括电子的得失或偏移和四种基本反应类型的关系 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有单质参加的化合反应是氧化还原反应;有单质生成的分解反应是氧化还原反应 2.氧化还原反应基本概念含“氧”概念含“还”概念氧化剂氧化反应氧化产物被氧化氧化性还原剂还原反应还原产物被还原还原性得到电子,化合价降低的反应物化合价升高的反应化合价升高得到的生成物化合价升高的过程化合价降低过程表现的性质失去电子,化合价升高的反应物化合价降低的反应化合价降低得到的生成物化合价降低的过程化合价升高过程表现的性质3.氧化还原反应概念之间的关系 1.在氧化还原反应中,非金属单质不一定是氧化剂( √ )2.某元素从游离态变为化合态,则该元素一定被还原( × )3.有单质参加或生成的化学反应不一定是氧化还原反应( √ )4.氧化还原反应中的反应物不是氧化剂就是还原剂( × )5.氧化还原反应中有一种元素被氧化时,一定有另一种元素被还原( × ) 一、单质与氧化还原反应的关系(1)有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应,如3O2=2O3。(2)没有单质参加的化合反应也可能是是氧化还原反应,如H2O2+SO2=H2SO4。二、对氧化还原反应概念的理解(1)氧化反应和还原反应存在于在同一个反应中,它们同时发生、同时存在,是相互对立统一的。(2)氧化剂和还原剂可以是不同的物质,也可以是同种物质①2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,氧化剂是KMnO4,还原剂是KMnO4②2F2+2H2OO2+4HF,氧化剂是F2,还原剂是H2O(3)氧化产物和还原产物可以是不同的物质,也可以是同种物质①3S+6NaOHNa2SO3+2Na2S+3H2O,氧化产物是Na2SO3,还原产物是Na2S②NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O,氧化产物是NaNO2,还原产物是NaNO2(4)被氧化的元素和被还原的元素可以是不同的元素,也可以是同种元素①4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O,被氧化的元素是Cl,被还原的元素是Mn②2H2S+SO22H2O+3S,被氧化的元素是S,被还原的元素是S(5)可能有多种元素同时被氧化或被还原①3Cu2S+22HNO36Cu(NO3)2+10NO↑+3H2SO4+8H2O,被氧化的元素是Cu和S,被还原的元素是N②2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3CO2↑,被氧化的元素是C,被还原的元素是N和S(6)方程式中的系数与实际参加反应的氧化剂或还原剂的量不一定一致①C+2H2SO4CO2↑+2SO2↑+2H2O,n(氧化剂)∶n(还原剂)=2∶1②Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O,n(氧化剂)∶n(还原剂)=1∶1知识点03 物质的氧化性和还原性 1.化合价和氧化性、还原性的关系(1) 最高价态——只有 氧化性 ,如Fe3+、H2SO4、KMnO4等;最低价态——只有 还原性 ,如金属单质、Cl-、S2-等;中间价态——既有 氧化性 又有 还原性 ,如Fe2+、S、Cl2等。(2)常见元素的最高价态和最低价态元素ClSNCH最高价+7+6+5+4+1最低价-1-2-3-4-12.氧化还原反应中酸或碱的作用(1)氧化性:所含元素的化合价降低(2)还原性:所含元素的化合价升高(3)酸或碱性:所含元素的化合价不变,有相应的盐生成(4)具体反应分析①Zn+2HClZnCl2+H2↑,盐酸表现酸性和氧化性②CuO+2HClCuCl2+H2O,盐酸表现酸性③MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,盐酸表现酸性和还原性④2HClH2↑+Cl2↑,盐酸表现氧化性和还原性⑤3Cl2+8NH3N2+6NH4Cl,NH3表现碱性和还原性⑥Cu2O+6HNO3(浓)2Cu(NO3)2+2NO2↑+3H2O,硝酸表现酸性和氧化性⑦C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O,浓硫酸只表现为氧化性。3.氧化还原反应中水的作用(1)氧化性:有H2产生(2)还原性:有O2产生(3)氧化性和还原性:同时有H2和O2产生(4)具体反应分析①2F2+2H2O4HF+O2,水表现还原性②3Fe+4H2OFe3O4+4H2,水表现氧化性③2Na+2H2O2NaOH+H2↑,水表现氧化性④2H2OO2↑+2H2↑,水表现还原性和氧化性⑤2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,水既不表现氧化性又不表现还原性⑥Cl2+H2OHCl+HClO,水既不表现氧化性又不表现还原性⑦3NO2+H2O2HNO3+NO,水既不表现氧化性又不表现还原性4.常见的氧化剂和还原剂(1)常见的氧化剂及产物预测氧化剂还原产物KMnO4Mn2+(酸性);MnO2(中性);MnO42-(碱性)K2Cr2O7(酸性)Cr3+浓硝酸NO2稀硝酸NOX2(卤素单质)X-H2O2OH-(碱性);H2O(酸性)Na2O2NaOH(或Na2CO3等)NaClO(或ClO-)Cl-、Cl2NaClO3Cl2、ClO2等PbO2Pb2+(2)常见的还原剂及产物预测还原剂氧化产物Fe2+Fe3+(酸性);Fe(OH)3(碱性)SO2(或H2SO3、SO32-)SO42-S2-(或H2S)S、SO2(或SO32-)、SO42-H2C2O4CO2(酸性);CO32-(碱性)H2O2O2I-(或HI)I2、IO3-COCO2(酸性);CO32-(碱性)金属单质(Zn、Fe、Cu等)Zn2+、Fe2+(与强氧化剂反应生成Fe3+)Cu2+(与弱氧化剂反应生成Cu+) 易错点1:微粒具有性质判断的“易错点”(1)金属单质处于最低价,只有还原性(2)非金属单质处于中间价态,既有氧化性又有还原性,F2除外(3)金属阳离子是高价,一定具有氧化性;但是亚铁离子具有氧化性,又有还原性。(4)从理论上讲任何一种化合物既有氧化性又有还原性易错点2:氧化性还原性的判断(1)某元素由化合态变为游离态时,该元素一定被还原某元素由化合态变为游离态时,该元素可能被还原,也可能被氧化。因为元素处于化合态时,其化合价可能为正,也可能为负。若元素由负价变为0价,则其被氧化,若元素由正价变为0价,则其被还原。(2)在氧化还原反应中,非金属单质一定只作氧化剂在氧化还原反应中,非金属单质不一定只作氧化剂,大部分非金属单质往往既具有氧化性又具有还原性,只是以氧化性为主。如在反应Cl2+H2O=HCl+HClO中,Cl2既表现氧化性又表现还原性。(3)在氧化还原反应中,若有一种元素被氧化,则一定有另一种元素被还原在氧化还原反应中,一种元素被氧化,不一定有另一种元素被还原,有许多反应是一种元素既被氧化又被还原。如在反应2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑中,Na2O2中氧元素的化合价既升高又降低。易错点3:有关氧化性、还原性的易错点1.具有氧化性的物质不一定是氧化剂,具有还原性的物质不一定是还原剂,应视具体反应而定。2.对同一元素而言,一般价态越高,氧化性越强,如Fe3+>Fe2+>Fe;价态越低,氧化性越弱,如S2-<S<SO2。3.在氧化还原反应中,氧化剂和还原剂可以是不同反应物,也可以是同一反应物,氧化产物、还原产物可以是不同产物,也可以是同一种产物。4.由于有些氧化还原反应中,氧化剂或还原剂并没有全部发生氧化还原反应,因此在求氧化剂或还原剂的质量或两者的比例时易发生错误。5.并非价态越高氧化性越强,在HClO中氯元素的化合价为+1价,在HClO4中氯元素的化合价为+7价,事实上HClO的氧化性比HClO4强,HClO有强氧化性;再如浓硫酸和Na2SO4溶液中,硫元素均为+6价,但浓硫酸具有强氧化性,而Na2SO4溶液无氧化性;再如HNO3、KNO3溶液中,氮元素均为+5价,但HNO3溶液有强氧化性,而KNO3溶液无氧化性。易错点4:判断变化中是否一定需加氧化剂或还原剂(1)变价元素处于最高价:必须加入还原剂(2)变价元素处于最低价:必须加入氧化剂(3)变价元素处于中间价:可能发生自身的氧化还原反应,不一定加入氧化剂或还原剂(4)判断①Cl2→HClO(NaClO):不一定②NO2→HNO3:不一定③S→SO32-:不一定④KClO3→KCl:不一定⑤Na2O2→O2:不一定⑥CO2→C:必须加入还原剂⑦NH4+→N2:必须加入氧化剂 1.下列物质中,按只有氧化性、只有还原性、既有氧化性又有还原性的顺序排列的一组是( )A.Al3+、K、Fe2+ B.Cl-、Al、H2C.NO2、Na+、Br2 D.O2、SO2、Fe【解析】 Al3+处于最高价,只有氧化性;K的化合价只能升高,只有还原性;Fe2+化合价既能升高也能降低,既有氧化性又有还原性,A正确;Cl-化合价只能升高,只有还原性,B错误;NO2化合价既能升高也能降低,既有氧化性又有还原性,Na+化合价只能降低,只有氧化性,C错误;SO2既有氧化性又有还原性,Fe化合价只能升高,只有还原性,D错误。答案 A6.已知X和Y是两种单质,X+Y―→X2++Y2-。下列叙述正确的是( )①X被氧化 ②X是氧化剂 ③Y2-是还原产物 ④X2+具有氧化性 ⑤Y2-具有还原性 ⑥Y单质氧化性比X2+氧化性强A.①②③ B.①②⑥C.①③④⑤⑥ D.①③④⑤【解析】 根据X化合价升高被氧化,得X是还原剂,X2+是氧化产物;Y化合价降低被还原,Y是氧化剂,Y2-是还原产物;氧化剂和氧化产物都有氧化性,还原剂和还原产物都有还原性,正确的是①③④⑤⑥,故C正确。答案 C知识点04 氧化性、还原性强弱的比较 1.判断的本质依据:得失电子的难易程度2.单质与其相应离子的氧化性和还原性变化相反(1)根据金属活动顺序表 (2)根据非金属活动顺序表 3.根据化学反应比较氧化性或还原性强弱(1)比较反应物和生成物的氧化性或还原性:强制弱原理 ①氧化性:氧化剂>氧化产物②还原性:还原剂>还原产物(2)比较反应物的氧化性或还原性①氧化性:氧化剂>还原剂②还原性:还原剂>氧化剂4.根据反应条件来判断 当不同的氧化剂(或还原剂)与同一还原剂(或氧化剂)反应时,反应越易进行,则对应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强,反之越弱。如: (1)比较KMnO4和MnO2氧化性强弱:KMnO4>MnO2①MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O②2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O(2)比较Na、Mg、Al的还原性强弱:Na>Mg>Al①Na与冷水剧烈反应②Mg与水加热才反应③Al与水加热条件下也难反应5.根据氧化产物的价态高低判断(1)方法:同种物质被不同氧化剂氧化的价态越高,氧化剂的氧化性越强。(2)实例:2Fe+3Cl22FeCl3,Fe+SFeS,氧化性:Cl2>S。6.根据元素周期表比较单质的氧化性或还原性强弱(1)周期表右上角的F2的氧化性最强①容易与氢气化合的非金属单质的氧化性强②气态氢化物稳定的非金属单质的氧化性强③最高价含氧酸酸性强的非金属单质的氧化性强④气态氢化物还原性强的非金属单质的氧化性弱(2)短周期表左下角的Na的还原性最强①与酸或水反应剧烈的金属单质的还原性强②最高价碱的碱性强的金属单质的还原性强③相应阳离子的氧化性强的金属单质的还原性弱7.根据原电池原理比较金属单质的还原性强弱(1)基本规律:负极>正极①电子流出的电极是负极,阳离子移向的电极是正极②被溶解(质量减小)的电极一般是负极③质量增加的电极一般是正极④有气泡产生的电极一般是正极(2)特殊情况①强碱性溶液中,Mg-NaOH溶液-Al原电池中,Al是负极②氧化性溶液中,Cu-浓硝酸-Fe原电池中,Cu是负极③铅蓄电池,负极质量增加,正极质量增加6.根据电解池原理比较(用惰性电极电解)(1)阳极先放电的阴离子的还原性强,相应的非金属单质的氧化性弱(2)阴极先放电的阳离子的氧化性强,相应的金属单质的还原性不一定弱放电顺序:Fe3+>Cu2+,单质的还原性Fe>Cu7.根据能量变化比较单质的氧化性和还原性强弱(1)金属越容易失电子,金属性越强,吸收的能量越少(2)金属越容易得电子,非金属性越强,释放的能量越多8.常见微粒的还原性顺序还原性:>>>>>氧化性:<<<<<(1)全部氧化:MnO4-(H+)、ClO-(H+)、Cr2O72-(H+)(2)氧化前五种:ClO-、Cl2、浓硫酸(+4价S除外,无中间价态)(3)氧化前四种:NO3-(H+)、H2O2(H+)、Br2(4)氧化前三种:Fe3+9.强弱规律的两个应用(1)氧化还原反应发生的先后顺序:强者优先①向含多种还原剂的溶液中加入一种氧化剂时,还原性强的还原剂(离子)先被氧化②向含多种氧化剂的溶液中,加入一种还原剂时,氧化性强的氧化剂(离子)先被还原(2)判断氧化还原反应方向:强制弱原理强氧化剂+强还原剂→弱还原剂+弱氧化剂 易错点:氧化性、还原性强弱比较的“易错点”(1)氧化性或还原性的强弱与元素的化合价高低无必然关系。如HClO的氧化性高于HClO4。(2)氧化性或还原性的强弱与得失电子数多少无必然关系。如铝在反应中失去3个电子,钠失去1个电子,但是那的还原性比铝的强(3)具有氧化性的物质和具有还原性的物质不一定都能发生化学反应。如SO2具有还原性,浓硫酸具有氧化性,但二者不发生氧化还原反应。(4)物质氧化性或还原性的强弱取决于得失电子数目的多少物质氧化性或还原性的强弱取决于其所含元素原子得失电子的难易程度,与得失电子数目的多少无关。(5)所含元素价态越高,化合物的氧化性一定越强含有最高价元素的化合物不一定具有强氧化性。如HClO4中Cl为+7价(最高价态),HClO中Cl为+1价,而实际上HClO4的氧化性没有HClO的强。 1.已知I-、Fe2+、SO2和H2O2均有还原性,它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为Fe2+<H2O2<I-<SO2,则下列反应不能发生的是( )A.2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO4(2-)+4H+B.I2+SO2+2H2O===H2SO4+2HIC.H2O2+H2SO4===SO2↑+O2↑+2H2OD.2Fe3++H2O2===2Fe2++O2↑+2H+答案 C解析 A项,还原性:SO2>Fe2+,符合题意;B项,还原性:SO2>I-,符合题意;C项,还原性:H2O2>SO2,与题意矛盾;D项,还原性:H2O2>Fe2+,符合题意。2.铋(Bi)位于元素周期表中第ⅤA族,其价态为+3时较稳定,铋酸钠(NaBiO3)溶液呈无色。现取一定量的硫酸锰(MnSO4)溶液,向其中依次滴加下列溶液,对应的现象如表所示:加入溶液①适量铋酸钠溶液②过量的双氧水③适量KI淀粉溶液实验现象溶液呈紫红色紫红色消失,产生气泡溶液变成蓝色则NaBiO3、KMnO4、I2、H2O2的氧化性由强到弱的顺序为( C )A.I2、H2O2、KMnO4、NaBiO3 B.H2O2、I2、NaBiO3、KMnO4C.NaBiO3、KMnO4、H2O2、I2 D.KMnO4、NaBiO3、I2、H2O2【解析】由①中现象可知,NaBiO3把Mn2+氧化生成MnO4(-),则NaBiO3(氧化剂)的氧化性强于KMnO4(氧化产物)的氧化性;由②中现象可知,KMnO4氧化H2O2产生O2,自身被还原为Mn2+,则KMnO4(氧化剂)的氧化性强于H2O2的氧化性;由③中现象可知:碘离子被双氧水氧化成单质碘,则双氧水(氧化剂)的氧化性强于碘单质(氧化产物)的氧化性,综上所述,NaBiO3、KMnO4、I2、H2O2的氧化性由强到弱的顺序是NaBiO3>KMnO4>H2O2>I2。知识点05 氧化还原反应方程式的书写和配平 1.配平原则 2.化合价升降法配平步骤 3.信息型氧化还原方程式书写流程 4.氧化还原反应方程式的配平方法(1)正向配平法:氧化剂、还原剂中某元素化合价全部变化,一般从反应物着手配平。(2)逆向配平法:自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从生成物着手配平。(3)缺项配平法:化学方程式所缺物质往往是酸、碱或水;如果是离子方程式,所缺物质往往是H+、OH-或水。可以根据质量守恒先写出所缺物质,再根据化合价升降守恒配平。如果无法确定所缺项,可先依据化合价的升降守恒将现有的某些物质配平,然后再根据质量守恒确定所缺物质的化学式及其化学计量数(系数)。(4)缺项型氧化还原反应方程式的补项原则和组合方式补项原则介质多一个氧原子少一个氧原子酸性+2H+结合1个O→H2O+H2O提供1个O→2H+中性+H2O结合1个O→2OH-+H2O提供1个O→2H+碱性+H2O结合1个O→2OH-+2OH-提供1个O→H2O组合方式 反应物生成物使用条件组合一H+H2O酸性溶液组合二H2OH+酸性或中性溶液组合三OH-H2O碱性溶液组合四H2OOH-碱性或中性溶液举例说明例:高锰酸根与亚硫酸根的反应:①酸性条件:2MnO4(-)+5SO3(2-)+6H+===2Mn2++5SO4(2-)+3H2O②中性条件:2MnO4(-)+3SO3(2-)+H2O===2MnO2↓+3SO4(2-)+2OH-③碱性条件:2MnO4(-)+SO3(2-)+2OH-===2MnO4(2-)+SO4(2-)+H2O 易错点:常见氧化还原反应类型及其配平技巧1.完全氧化还原型技巧:可从反应物或者生成物进行配平关键:符合一般的配平步骤实例:10(C)+2H2+6(S)O4(浓)△(――→)+4(C)O2↑++4(S)O2↑+H2O ↑4×1↓2×2或0(C)+H2+6(S) O4(浓)△(――→)+4(1C)O2↑++4(2S)O2↑+H2O ↑4×1↓2×2C+2H2SO4(浓)△(=====)CO2↑+2SO2↑+2H2O2.歧化反应技巧:从生成物进行配平关键:确定氧化产物和还原产物的化学计量数实例:+4(N)O2+H2O―→2H+5(N) O3+1+2(N)O ↑1×2↓2×13NO2+H2O===2HNO3+NO3.部分氧化还原型技巧:从生成物进行配平关键:确定氧化产物和还原产物的化学计量数实例:+4(M)nO2+H-1(C)l(浓)△(――→)1+2(M)nCl2+10(C)l2+H2O ↓2×1 ↑1×2×1MnO2+4HCl(浓)△(=====)MnCl2+Cl2↑+2H2O4.归中反应技巧:从反应物进行配平关键:确定氧化剂和还原剂的化学计量数实例:1+4(S) O2+2H2-2(S) ―→H2O+0(S) ↓4×1 ↑2×2SO2+2H2S===2H2O+3S↓ 1.请配平下列氧化还原反应方程式:(1)===(2)P4+CuSO4+H2O===Cu3P+(3)()===(4) 5 Mn2++ 2 ClO3(-)+ 4 H2O=== 5 MnO2↓+ 1 Cl2↑+ 8 (5) 3 ClO-+ 2 Fe(OH)3+ 4 === 3 Cl-+ 2 FeO4(2-)+ 5 H2O【解析】根据元素化合价升降法和相应的配平技巧进行配平:(1)0(N)a→+1(N)a2SiO3,生成1份Na2SiO3升高1×2价,0(H)2→NaB-1(H)4,生成1份NaBH4降低1×4价,根据化合价升降总数相等,在Na2SiO3前添加系数2,在NaBH4前添加系数1,再根据原子守恒配平其他物质的系数。(2)由于Cu3P中存在多个变价元素,符合整体归一法配平,因此把Cu3P当作一个整体来分析,0(P)4++2(Cu)SO4→+1(Cu)3-3(P),生成1份Cu3P降低1×3+3=6价,0(P)4→H3+5(P)O4,升高5价,根据化合价升降总数相等,在H3PO4前添加系数6,在Cu3P前添加系数5,再根据原子守恒配平其他物质的系数。可知P4的系数为4(11),再将所有的系数乘以4即可。(3)+4(Mn)O(OH)2→+2(Mn)2+,降低2价,-1(I-)→0(I2),升高1价,根据化合价升降总数相等,在I-前添加系数2,在I2前添加系数1,在MnO(OH)2和Mn2+前添加系数1,再根据电荷守恒和原子守恒配平H+和H2O的系数为4和3。(4)+2(Mn)2+→+4(Mn)O2,升高2价,+5(Cl)O3(-)→0(C)l2,降低5价,根据化合价升降总数相等,在Mn2+前添加系数5,在ClO3(-)前添加系数2,对比左右两边电荷可知,右边缺少8H+,再根据原子守恒配平H2O的系数为4。(5)+3(Fe) (OH)3→+6(Fe)O4(2-),升高3价,+1(Cl)O-→-1(Cl)-,降低2价,根据化合价升降总数相等,在Fe(OH)3前添加系数2,在ClO-前添加系数3,对比左右两边电荷可知,左边缺少4OH-,再根据原子守恒配平H2O的系数为5。知识点06 氧化还原反应的有关计算 1.氧化还原反应中电子转移的表示方法(1)双线桥法:标变价→画箭头→标得失→定数目①模型 ②示例:C与浓硫酸反应 (2)单线桥法:箭头由失电子原子指向得电子原子,线桥上只标电子转移的数目,不标“得到”“失去”①模型 ②示例:Cu与浓硝酸反应 2.转移电子数的计算(1)N(e-)=氧化剂得到电子的数目=还原剂失去电子的数目(2)反应中转移电子的物质的量与各物质的化学计量数成正比(3)计算公式①n(e-)=n(氧化剂)×N(变价原子数)×ΔN(化合价变化数)②n(e-)=n(还原剂)×N(变价原子数)×ΔN(化合价变化数)3.氧化还原反应中转化规律 (1)5NH4NO32HNO3+4N2↑+9H2O (2)2KClO3+6HCl(浓)KCl+3Cl2↑+3H2O (3)H2S+H2SO4(浓)S↓+SO2↑+2H2O 4.电子守恒规律(1)规律:氧化还原反应中得电子总数与失电子总数相等,表现为元素化合价降低总数与升高总数相等。(2)应用:运用电子守恒进行氧化还原反应的相关计算。5.“电子守恒法”计算的一般思维模板 1.现有24 mL浓度为0.05 mol·L-1的Na2SO3溶液恰好与20 mL浓度为0.02 mol·L-1的K2Cr2O7溶液完全反应。已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化为Na2SO4,则元素Cr在还原产物中的化合价为________。【答案】 +3【解析】 题目中指出被还原的元素是Cr,则得电子的物质是K2Cr2O7,失电子的物质是Na2SO3,其中S元素的化合价从+4→+6,Cr元素的化合价将从+6→+n。根据氧化还原反应中得失电子守恒规律,有0.05 mol·L-1×0.024 L×(6-4)=0.02 mol·L-1×0.020 L×2×(6-n),解得n=3。2.足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体,将这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol·L-1 NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是________mL。【答案】 60【解析】 由题意可知,HNO3CuNO(N2O4),则Cu失去的电子数与O2得到的电子数相等。即n(Cu)=2n(O2)=2×22.4 L·mol-1(1.68 L)=0.15 mol。根据质量守恒及NaOH和Cu(NO3)2的反应可得关系式:n(NaOH)=2n[Cu(NO3)2]=2n(Cu)=0.3 mol,则V(NaOH)=5 mol·L-1(0.3 mol)=0.06 L=60 mL。
高中化学
离子反应
吴爱华名师工作室
2024.11.14
543
知识清单02 离子反应 知识点01 电解质和非电解质 知识点02 电解质的电离知识点03 离子方程式书写及正误判断知识点04 离子共存知识点05 离子推断知识点06 离子检验 知识点01 电解质和非电解质 1.电解质和非电解质电解质和非电解质物质类别都是化合物、纯净物本质区别看水溶液或熔融状态能否导电导电条件自身电离出离子导电常见电解质酸、碱、盐、金属氧化物和水常见非电解质CO2、NH3、乙醇、蔗糖2.强电解质和弱电解质强电解质和弱电解质本质区别是否完全完全电离强电解质不含溶质分子,含溶剂分子弱电解质溶质分子和溶质离子共存常见强电解质强酸HCl、H2SO4、HNO3、HBr、HI、HClO4强碱KOH、Ca(OH)2、NaOH、Ba(OH)2、[Ag(NH3)2]OH大多数盐Fe(SCN)3、(CH3COO)2Pb除外金属氧化物:Na2O2、MgO、CaO等常见弱电解质弱酸、弱碱、少数盐和水 电解质的相关判断6个易错点(1)电解质和非电解质的概念是仅对于化合物而言的,单质、混合物既不是电解质,也不是非电解质。(2)电解质不一定导电,如固体NaCl、液态HCl均不导电;导电的物质不一定是电解质,如金属单质、电解质溶液均可导电,但都不是电解质。(3)电解质是指自身电离能生成离子的化合物,有些化合物的水溶液能导电,但溶液中的离子不是它自身电离产生的,不属于电解质,如CO2、SO2、NH3、SO3等非电解质,它们与水反应生成的产物H2CO3、H2SO3、NH3·H2O、H2SO4是电解质。(4)电解质的强弱是根据电离程度划分的,不能根据电解质溶液的导电性强弱划分强弱电解质。也不能根据电解质的溶解性的大小划分强弱电解质。(5)电解质的强弱与物质溶解性无关,溶解度小的物质易被误认为是弱电解质。如BaSO4、AgCl等在水溶液中溶解度很小,但溶解部分完全电离,因此属于强电解质。溶液导电性强弱与自由离子的浓度及离子所带的电荷数有关,与电解质强弱无直接关系。(6)电解质溶于水和加热熔融时破坏的化学键不一定一样,溶于水破坏离子键和某些共价键,而加热熔融只破坏离子键。 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)液氯不导电,氯水导电是因为氯气与水反应生成电解质电离而导电,故氯气是非电解质( )(2)BaSO4的水溶液导电性很弱,故它是弱电解质( )(3)二氧化碳溶于水能部分电离,故二氧化碳属于弱电解质( )(4)Cl2、SO2、NH3的水溶液均导电,故Cl2、SO2、NH3均为电解质( )(5)CaCO3、AgCl难溶于水,所以是弱电解质( )(6)强电解质溶液的导电性比弱电解质溶液的导电性强( )(7)强电解质都是离子化合物,弱电解质都是共价化合物( )(8)物质的量浓度都是0.1 mol·L-1的NaCl溶液和CuSO4溶液导电能力相同( )答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)× (8)×2.今有10种物质:①Cu ②稀硫酸 ③HCl ④NH3 ⑤空气 ⑥CO2 ⑦Hg ⑧NaCl ⑨CaCO3 ⑩Cl2按照表中提示的信息,把符合左栏条件的物质的序号填入右栏相应的位置。 符合的条件物质的序号(1)混合物 (2)电解质,但熔融状态下并不导电 (3)电解质,但难溶于水 (4)非电解质 (5)既不是电解质,也不是非电解质,但本身能导电 【解析】10种物质中稀硫酸和空气属于混合物。HCl溶于水可电离出H+、Cl-,能导电是电解质,但熔融状态下不存在自由移动的离子,不导电。CaCO3是难溶性的电解质。NH3、CO2的水溶液虽然能导电,但不是它们本身发生了电离,而是它们分别与水发生了反应,生成了能电离的物质NH3·H2O和H2CO3,故它们属于非电解质。Cu和Hg属于单质,稀H2SO4属于混合物,不是化合物,故既不是电解质也不是非电解质,但能导电。答案:(1)②⑤ (2)③ (3)⑨ (4)④⑥ (5)①②知识点02 电解质的电离 1.电离电离概念电解质在水溶液中或熔融状态下,离解成自由移动的离子的过程条件水溶液或熔融状态,不是“通电”表示电离方程式强电解质:用“”连接;弱电解质:用“”连接 2.电离方程式书写 电离方程式书写的思维流程 (1)强酸的酸式盐:如:NaHSO4水溶液NaHSO4Na++H++SO42-熔融态NaHSO4Na++HSO4-(2)弱酸的酸式盐:完全电离出金属阳离子和酸根阴离子NaHCO3:NaHCO3Na++HCO3-K2HPO4:KH2PO4K++H2PO4-NH4HS:NH4HSNH4++HS-(3)多元弱酸分步电离,以第一步为主,不可合并H2CO3:H2CO3H++HCO3-、HCO3-H++CO32-(4)多元弱碱分步电离,一步书写Fe(OH)3:Fe(OH)3Fe3++3OH-(5)借水型电离NH3·H2O的电离:NH3·H2ONH4++OH-N2H4·H2O的电离:N2H4·H2ON2H5++OH-Al(OH)3酸式电离:Al(OH)3+H2O[Al(OH)4]-+H+(6)自偶电离一个分子失去H+,另一个分子得到H+H2O(l):2H2OH3O++OH-NH3(l):2NH3NH4++NH2-HNO3(l):2HNO3H2NO3++NO3-3.电解质的导电性(1)能导电性的物质①自由电子导电:金属单质和石墨(物理变化)②自由离子导电:电解质溶液和熔融电解质(化学变化)(2)导电前提:水溶液或熔融状态(3)决定因素:自由离子的浓度(4)反应前后溶液导电性变化的判断①看反应前后溶液中自由离子数目如何变化②看反应前后溶液体积如何变化 1.与电解质及其电离关系有关的易混易错点(1)电离的条件是:水溶液或熔融状态,而不是“通电”。(2)电离过程中只有旧化学键断裂,没有新化学键形成,发生物理变化。(3)电解质溶于水和加热熔融时破坏的化学键不一定完全相同,溶于水破坏离子键和某些共价键,而加热熔融只破坏离子键。2.与电解质导电性有关的易混易错点(1)电解质不一定能导电,如固态NaCl、液态HCl等(2)电解质溶液的导电性与电解质的溶解度没有必然关系。如醋酸在水中的溶解度很大,但是它是弱电解质,电离出的离子浓度很小。溶液的导电性很弱。(3)强电解质溶液的导电能力不一定强,弱电解质溶液的导电能力不一定弱,如极稀的NaCl溶液的导电能力不如浓氨水的导电能力强。3.与电解质溶液导电与金属导电比较的易混易错点(1)金属导电是由于自由电子在电场作用下的定向移动。温度升高,金属阳离子振动幅度增大,自由电子定向移动阻力增大,金属导电性减弱。(2)电解质溶液之所以导电,是由于溶液中有自由移动的离子存在。电解质溶液导电能力的大小,和电解质的强弱没有必然联系,取决于溶液中自由移动离子的浓度和离子的电荷数。但温度升高时,弱电解质电离程度增大,离子浓度增大,导电性会增强;但强电解质溶液的导电性不变。4.与电离方程式书写有关的易混易错点(1)弱酸酸式盐电离,第一步用“”,第二步用“”。如NaHCO3电离:NaHCO3Na++HCO3-,HCO3-H++CO32-。(2)熔化条件电离时破坏离子键,不破坏共价键。如:NaHSO4(熔融)Na++HSO4-。(3)有水参与的反应不一定是水解反应,还可能是电离反应①电离方程式:HS-+H2OS2-+H3O+②水解方程式:HS-+H2OH2S+OH-(4)注意电离方程式和沉淀溶解平衡方程式的区别①电离方程式:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)②沉淀溶解平衡方程式:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)5.外加电解质对原电解质溶液导电能力的影响(1)若未发生离子反应,则导电能力增强。如NaCl溶液中加入KNO3固体,导电能力增强。(2)若发生离子反应,则根据溶液中离子浓度和所带电荷数目的变化来判断导电能力的变化。①如100 mL 0.1 mol·l-1 HCl溶液中加入0.005 mol KOH(s) Cl-浓度不变,K+代替了部分H+,导电能力不变。②若加入0.1 mol KOH(s)二者反应生成强电解质KCl,但KOH过量,溶液导电能力增强。③稀氨水中加入少量冰醋酸,溶液的导电能力增强,因为它们相互反应,生成强电解质CH3COONH4。④向100 mL 0.1 mol·L-1 Ba(OH)2溶液中逐渐加入0.005 mol CuSO4(s),由于两者反应生成BaSO4沉淀和Cu(OH)2沉淀,溶液的导电能力减弱。 3.下列物质在指定条件下电离方程式正确的是( )A.Na2CO3溶于水:Na2CO3===Na2(2+)+CO3(2-)B.Al(OH)3酸式电离:Al(OH)3===AlO2(-)+H2O+H+C.NaHS溶于水HS-的电离:HS-+H2OH2S+OH-D.NaHSO4加热熔化:NaHSO4===Na++HSO4(-)【解析】选D A项中正确的电离方程式为Na2CO3===2Na++CO3(2-);B项中正确的电离方程式为Al(OH)3AlO2(-)+H2O+H+;C项中HS-的电离为HS-H++S2-。4.下列说法正确的是( )A.NaHCO3是强电解质,故NaHCO3的电离方程式为NaHCO3===Na++H++CO3(2-)B.室温下,0.1 mol·L-1的BOH溶液的pH=11,则BOH的电离方程式为BOHB++OH-C.25 ℃ NaA溶液的pH>7,则HA的电离方程式为 HA===H++A-D.CaCO3的饱和水溶液导电性很弱,故CaCO3的电离方程式为CaCO3Ca2++CO3(2-)【解析】选B A项,HCO3(-)不完全电离,NaHCO3电离应分步书写;B项,BOH为弱碱,可逆电离;C项,HA为弱酸,可逆电离;D项,CaCO3难溶,但属于强电解质,全部电离。 知识点03 离子方程式书写及正误判断 一、离子反应离子反应概念有离子参加或有离子生成的反应本质溶液中某些离子的种类或浓度改变。离子反应的类型复分解反应型在溶液中离子间发生互换生成沉淀、气体或难电离物质(水、弱酸、弱碱)Ag++Cl-AgCl↓CO32-+2H+H2O+CO2↑NH4++OH-NH3·H2O盐类水解反应型在溶液中盐电离出的离子与水电离出的H+或OH-结合生成弱电解质Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+SO32-+H2OHSO3-+OH-络合反应型离子间通过配位键结合成络合物(或配合物)或络离子Fe3++3SCN-Fe(SCN)3Cu2++4NH3·H2OCu(NH3)42++4H2O氧化还原反应型离子或物质间发生电子转移生成新的离子或物质Fe+Cu2+Fe2++Cu2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O电化学反应型实质为氧化还原反应,但需要添加电解或通电条件2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+二、离子方程式(1)定义:用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。(2)离子方程式的意义①表示某一个具体的化学反应 ②表示同一类型的离子反应,揭示了这类化学反应的本质。(3)离子方程式的书写步骤(以CaCO3与盐酸的反应为例) 三、书写离子方程式时电解质的“拆”分原则(1)易溶的强电解质(强酸、强碱、大多数可溶性盐)写离子形式。①常见的强酸、弱酸强酸HNO3、H2SO4、HClO4、HCl、HBr、HI弱酸H2CO3、H2SiO3、CH3COOH、H2C2O4、HClO、HF、H2S、H2SO3[注意] 浓盐酸、浓硝酸在离子方程式中可拆,浓硫酸一般不拆。②常见的强碱、弱碱强碱NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2弱碱NH3·H2O、Mg(OH)2、Fe(OH)3③酸式盐a.强酸的酸式酸根离子(如HSO4(-))在水溶液中写成拆分形式,如NaHSO4应写成Na+、H+和SO4(2-);而在熔融状态下HSO4(-)不能拆开,应写成Na+和HSO4(-);b.弱酸的酸式酸根离子不能拆开,如HCO3(-)、HS-、HSO3(-)等。(2)固体之间的反应、浓硫酸(或浓磷酸)与固体之间的反应,不能电离出自由移动的离子,所以不写离子方程式。如:Ca(OH)2(s)+2NH4Cl(s)△(=====)CaCl2(s)+2NH3↑+2H2O↑(3)电解质拆分的特殊情况特殊情况处理方式举例微溶性物质呈澄清溶液形式拆写成离子符号澄清石灰水和盐酸反应:OH-+H+=H2O微溶性物质呈悬浊液形式仍写化学式用石灰乳制漂白粉的反应:Ca(OH)2+Cl2=Ca2++Cl-+ClO-+H2O氨水为反应物或不加热的稀溶液中的生成物写成NH3·H2O硫酸铝溶液中加入氨水:Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4(+)氨水为加热条件或很浓溶液中的生成物写成NH3↑+H2O浓NaOH溶液中加入硫酸铵固体并加热:OH-+NH4(+)△(=====)NH3↑+H2O未处于自由移动离子状态的反应仍写化学式形式铜和浓硫酸加热反应:Cu+2H2SO4(浓)△(=====)CuSO4+SO2↑+2H2O 四、反应连续型——“分步分析”法1.反应特点反应生成的部分离子与过量的离子继续反应而导致其离子方程式与用量有关。2.解题思路首先分析判断出物质过量与否,再根椐原理书写。3.应用举例如H2S与碱(OH-)反应(1)酸不足时生成正盐,如H2S+2OH-===S2-+2H2O;(2)酸过量时生成酸式盐,如H2S+OH-===HS-+H2O。【举一反三】1.写出符合下列条件的离子方程式。(1)可溶性多元弱酸(或其酸酐)与碱溶液反应。如CO2通入NaOH溶液中。碱过量:__________________________________________________________________;碱不足:__________________________________________________________________。(2)多元弱酸(或其酸酐)与更弱酸的盐溶液反应。如CO2通入Na[Al(OH)4]溶液中。Na[Al(OH)4]过量:______________________________________________________;Na[Al(OH)4]不足:______________________________________________________。(3)多元弱酸盐与强酸反应。如Na2CO3溶液与稀盐酸。盐酸不足:____________________________________________________________;盐酸过量:___________________________________________________________。(4)铝盐溶液与强碱溶液反应。铝盐过量:___________________________________________________________;强碱过量:__________________________________________________________。(5)Na[Al(OH)4]溶液与强酸溶液反应。Na[Al(OH)4]过量:_____________________________________________________;强酸过量:___________________________________________________________。(6)Fe与稀HNO3溶液反应。Fe过量:______________________________________________________________;稀HNO3过量:________________________________________________________。答案:(1)CO2+2OH-===CO3(2-)+H2OCO2+OH-===HCO3(-)(2)2[Al(OH)4]-+CO2===2Al(OH)3↓+CO3(2-)+H2O[Al(OH)4]-+CO2===Al(OH)3↓+HCO3(-)(3)CO3(2-)+H+===HCO3(-)CO3(2-)+2H+===CO2↑+H2O(4)Al3++3OH-===Al(OH)3↓Al3++4OH-===[Al(OH)4]-(5)[Al(OH)4]-+H+===Al(OH)3↓+H2O[Al(OH)4]-+4H+===Al3++4H2O(6)3Fe+2NO3(-)+8H+===3Fe2++2NO↑+4H2OFe+NO3(-)+4H+===Fe3++NO↑+2H2O五、物质配比型——“少定多变”法1.反应特点当一种反应物中有两种或两种以上组成离子参与反应时,因其组成比例不协调(一般为复盐或酸式盐),当一种组成离子恰好完全反应时,另一种组成离子不能恰好完全反应(有剩余或不足)而与用量有关。 2.解题思路“少定”就是把相对量较少的物质定为“1 mol”,若少量物质有两种或两种以上离子参加反应,则参加反应的离子的物质的量之比与原物质组成比相符。“多变”就是过量的反应物,其离子的化学计量数根据反应实际需求量来确定,不受化学式中的比例制约,是可变的。如:写出少量NaHCO3与足量Ca(OH)2溶液反应的离子方程式;其步骤是:“少定”——即定HCO3(-)的物质的量为1 mol,“多变”——1 mol HCO3(-)能与1 mol OH-发生反应,得到1 mol H2O和1 mol CO3(2-),1 mol CO3(2-)再与1 mol Ca2+结合生成CaCO3沉淀。故离子方程式为HCO3(-)+Ca2++OH-===CaCO3↓+H2O。【举一反三】2.写出符合下列条件的离子方程式。(1)Ca(HCO3)2溶液与NaOH溶液反应。①NaOH不足:_____________________________________________________;②NaOH过量:_____________________________________________________。(2)Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液反应。①n[Ba(OH)2]∶n(NaHSO4)=1∶1________________________________________________________________________,此时溶液呈________性;②n[Ba(OH)2]∶n(NaHSO4)=1∶2________________________________________________________________________,此时溶液呈________性,若向该溶液中再加入Ba(OH)2溶液,离子方程式为________________________________________________________________________。(3)NH4Al(SO4)2与Ba(OH)2溶液反应。①n[NH4Al(SO4)2]∶n[Ba(OH)2]=1∶1________________________________________________________________________;②n[NH4Al(SO4)2]∶n[Ba(OH)2]=1∶2________________________________________________________________________。答案:(1)①Ca2++HCO3(-)+OH-===CaCO3↓+H2O②Ca2++2HCO3(-)+2OH-===CaCO3↓+2H2O+CO3(2-)(2)①Ba2++OH-+H++SO4(2-)===BaSO4↓+H2O 碱②Ba2++2OH-+2H++SO4(2-)===BaSO4↓+2H2O 中SO4(2-)+Ba2+===BaSO4↓(3)①3Ba2++3SO4(2-)+2Al3++6OH-===3BaSO4↓+2Al(OH)3↓②NH4(+)+Al3++2SO4(2-)+2Ba2++4OH-===NH3·H2O+Al(OH)3↓+2BaSO4↓ 六、先后反应型——“先强后弱”法1.反应特点一种反应物的两种或两种以上的组成离子,都能跟同一种反应物反应,但因反应顺序不同而离子方程式不同,又称为竞争型。2.解题思路(1)非氧化还原型的离子反应如向含有Na+、OH-、CO3(2-)、AlO2(-)的溶液中,逐滴加入稀盐酸至过量,离子方程式依次为OH-+H+===H2O、AlO2(-)+H++H2O===Al(OH)3↓、 CO3(2-)+2H+===H2O+CO2↑、Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O。(2)氧化还原型的离子反应对于氧化还原反应,按“先强后弱”的顺序书写,即氧化性(或还原性)强的优先发生反应,氧化性(或还原性)弱的后发生反应。如向FeI2溶液中通入Cl2, I-先与Cl2发生反应,I-反应完后,Fe2+再与Cl2发生反应。【举一反三】3.写出符合下列条件的离子方程式。(1)NH4HSO4溶液与NaOH溶液的反应。NaOH不足:__________________________________________________________;NaOH过量:__________________________________________________________。(2)将Fe(NO3)3溶液与HI混合。HI不足:______________________________________________________________;HI过量:______________________________________________________________。(3)少量Cl2与FeI2溶液反应:_____________________________________________;足量Cl2与FeI2溶液反应:_______________________________________________。(4)向含有H+、Al3+、NH4(+)的溶液中,逐滴加入NaOH溶液至过量 ,反应的离子方程式依次为________________________________________________________________________;________________________________________________________________________;________________________________________________________________________;________________________________________________________________________。答案:(1)H++OH-===H2ONH4(+)+H++2OH-===NH3·H2O+H2O(2)8H++2NO3(-)+6I-===4H2O+3I2+2NO↑Fe3++12H++3NO3(-)+10I-===Fe2++5I2+6H2O+3NO↑(3)2I-+Cl2===2Cl-+I22Fe2++4I-+3Cl2===2Fe3++2I2+6Cl-(4)H++OH-===H2O Al3++3OH-===Al(OH)3↓NH4(+)+OH-===NH3·H2OAl(OH)3+OH-===[Al(OH)4]- 1.离子方程式的正误判断方法“十查”(1)“一查”是否符合客观事实。如:①2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑是错误的,因为H+不能把Fe氧化成Fe3+,而只能氧化成Fe2+。②2Fe3++3S2-Fe2S3,Fe3+有氧化性,S2-有还原性,Fe3+可将S2-氧化为S,即2Fe3++S2-2Fe2++S↓。(2)“二查”“===”“”“↑”“↓”是否使用恰当。①用饱和FeCl3溶液制备胶体:若离子方程式写成Fe3++3H2O△(=====)Fe(OH)3↓+3H+是错误的,原因是Fe(OH)3胶体不是沉淀,不能标“↓”,只注明“胶体”即可。②NaHCO3溶液因水解呈碱性:若离子方程式写为HCO3(-)+H2O===H2CO3+OH-是错误的,原因是HCO3(-)水解过程很微弱,应用“”表示而不能用“===”。(3)“三查”拆分是否正确。只有易溶于水的强电解质能拆写成离子,其他物质均不能拆写。如:①Ca(HCO3)2+2H+===Ca2++2CO2↑+2H2O是错误的,原因是未将Ca(HCO3)2拆分成Ca2+和HCO3(-)。②NH3通入醋酸溶液中:CH3COOH+NH3CH3COONH4,错在未将强电解质拆分成CH3COO-、NH4+。(4)“四查”是否“漏写”离子反应。如稀硫酸与氢氧化钡溶液反应的离子方程式写成Ba2++SO4(2-)===BaSO4↓是错误的,原因是忽略了氢离子和氢氧根离子的中和反应。(5) “五查”忽视微粒配比如:Ba(OH)2溶液与H2SO4溶液反应:Ba2++OH-+H++SO42-BaSO4↓+H2O,应写成Ba2++2OH-+2H++ SO42-BaSO4↓+2H2O。(6)“六查”反应物的“量”——过量、少量、足量等。如:碳酸氢钠溶液与少量石灰水反应HCO3-+Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O,此反应中Ca(OH)2是二元碱,所以方程式中Ca2+和OH-的物质的量之比应为1︰2。碳酸氢钠溶液与足量石灰水反应:2HCO3-+Ca2++2OH-=CaCO3↓+2H2O+CO32-,此反应中HCO3-充足,所以方程式中Ca2+和OH-的物质的量之比应为1︰1。(7)“七查”是否符合三个守恒。①质量守恒:如Na+H2O===Na++OH-+H2↑是错误的,原因是反应前后氢原子的数目不等。②电荷守恒:如Fe3++Cu===Fe2++Cu2+。是错误的,原因是电荷不守恒。③得失电子守恒:氧化还原反应型的离子方程式要符合得失电子守恒。如将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合发生反应的离子方程式写成Fe2++4H++NO3(-)===Fe3++2H2O+NO↑是错误的,原因是氧化剂得到电子总数和还原剂失去电子总数不相等。(8)“八查”看是否忽略隐含的反应。如将少量SO2通入漂白粉溶液中发生反应的离子方程式写成Ca2++2ClO-+SO2+H2O===CaSO3↓+2HClO是错误的,原因是忽略了HClO可以将亚硫酸盐氧化。(9)“九查”是否忽视反应前提、环境、条件如:①实验室用NH4Cl和Ca(OH)2加热制NH3:NH4++OH-NH3↑+H2O,该反应不是在溶液中进行的,不能写成离子方程式形式。②酸性条件下KIO3和KI反应生成I2:IO3-+5I-+3H2O3I2+6OH-,酸性溶液中不能产生大量的OH-,应写成IO3-+5I-+6H+3I2+3H2O。③常温下将硝酸铵溶液与KOH溶液混合:NH4++OH-NH3↑+H2O,常温下NH4+和OH-反应生成NH3·H2O,加热时生成NH3和H2O。(10)“十查”忽视水解特点和滴加顺序①明矾溶液加热水解生成沉淀:Al3++3H2OAl(OH)3↓+3H+,水解程度很小,不能生成沉淀和气体,正确的反应为Al3++3H2OAl(OH)3+3H+。②纯碱溶液中滴加少量盐酸:CO32-+2H+CO2↑+H2O,正确的离子方程式为CO32-+H+HCO3-。2.常见的与量无关的离子反应(1)向ONa溶液通入少量或过量CO2:O-+CO2+H2OC6H5OH+HCO3-(2)向NaClO溶液通入少量或过量CO2:ClO-+CO2+H2OHClO+HCO3-(3)向铝盐溶液通入少量或过量NH3:Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH4+ 5.离子方程式正误判断:(1)向CuSO4溶液中通入H2S气体:Cu2++S2-===CuS↓( )(2)氯气溶于水:Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-( )(3)Fe和稀硝酸反应:Fe+2H+===Fe2++H2↑( )(4)Fe(OH)3和HI的反应:Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O( )(5)酸性溶液中KIO3与KI反应生成I2:IO3(-)+I-+6H+===I2+3H2O( )(6)用过氧化氢从酸化的海带灰浸出液中提取碘:2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O( )(7)少量SO2和NaOH反应:SO2+OH-===HSO3(-)( )(8)向Na2CO3溶液中滴入少量盐酸:CO3(2-)+2H+===H2O+CO2↑( )答案:(1)× (2)×(3)× (4)×(5)× (6)√(7)× (8)×6.写出下列反应的离子方程式。(1)NH4HCO3溶液中加入少量NaOH溶液:___________________________________________________________________。(2)向漂白液中通入少量CO2:[已知Ka1(H2CO3)>Ka(HClO)>Ka2(H2CO3)]___________________________________________________________________。(3)向漂白液中通入少量SO2: _______________________________________。答案 (1)HCO3(-)+OH-===CO3(2-)+H2O(2)ClO-+H2O+CO2===HClO+HCO3(-)(注:不生成CO3(2-))(3)3ClO-+SO2+H2O===Cl-+SO4(2-)+2HClO7.根据题目条件,写出下列反应的离子方程式。(1)Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液反应①n[Ba(OH)2]∶n(NaHSO4)=1∶1___________________________________________________________________,此时溶液呈________性;②n[Ba(OH)2]∶n(NaHSO4)=1∶2________________________,此时溶液呈________性,若向该溶液中再加入Ba(OH)2溶液,离子方程式为_________________________________________。(2)NH4Al(SO4)2与Ba(OH)2溶液反应①n[NH4Al(SO4)2]∶n[Ba(OH)2]=1∶1______________________________________________________________________________________________________________________________________;②n[NH4Al(SO4)2]∶n[Ba(OH)2]=1∶2______________________________________________________________________________________________________________________________________。答案 (1)①Ba2++OH-+H++SO4(2-)===BaSO4↓+H2O 碱②Ba2++2OH-+2H++SO4(2-)===BaSO4↓+2H2O 中 SO4(2-)+Ba2+===BaSO4↓(2)①3Ba2++3SO4(2-)+2Al3++6OH-===3BaSO4↓+2Al(OH)3↓②NH4(+)+Al3++2SO4(2-)+2Ba2++4OH-===NH3·H2O+Al(OH)3↓+2BaSO4↓知识点04 离子共存 1.离子共存离子共存问题是离子反应的条件和本质的最直接应用,所谓几种离子在同一溶液中能大量共存,就是指离子之间 不发生任何化学反应 ;若离子之间能 发生化学反应 ,则一般不能大量共存。2.分析离子能否大量共存必备知识(1)中学常见的六种有颜色的离子 MnO4(-) (紫红色)、 Cu2+ (蓝色)、 Fe3+ (棕黄色)、 Fe2+ (浅绿色)、 Cr2O7(2-) (橙色)、 CrO4(2-) (黄色)(2)常见的表示溶液呈酸性的表述①pH=1的溶液(常温下);②使pH试纸变 红 的溶液;③使甲基橙呈 红色 的溶液;④与镁粉反应放出 H2 的溶液;⑤c(OH-)=1×10-14 mol/L的溶液(常温下)。(3)常见的表示溶液呈碱性的表述①pH=14的溶液(常温下);②使pH试纸变 蓝 的溶液;③使酚酞试液变 红 的溶液;④c(H+)=1×10-14 mol/L的溶液(常温下)。(4)常见的表示溶液可能呈酸性也可能呈碱性的表述①与铝粉反应放出 H2 的溶液;②由水电离出的c(OH-)=1×10-12 mol/L的溶液(常温下);③与NH4HCO3反应能产生气体的溶液。3.判断离子能否大量共存的“四个要点”判断离子能否大量共存的“四个要点”,关键是看“一色、二性、三特殊、四反应”。(1)一色——溶液颜色,无色溶液中不存在 有色 离子。(2)二性——溶液的酸碱性:①在强酸性溶液中, OH- 及弱酸根离子(如CO3(2-)、SO3(2-)、S2-、CH3COO-等)均不能大量存在;②在强碱性溶液中, H+ 及弱碱阳离子(如NH4(+)、Al3+、Mg2+、Fe3+等)均不能大量存在;③弱酸的酸式酸根离子(如HCO3(-)、HSO3(-)、HS-等)在强酸性和强碱性溶液中均不能大量存在。(3)三特殊——三种特殊情况:①AlO2(-)与HCO3(-)不能大量共存,发生反应的离子方程式为AlO2(-)+HCO3(-)+H2O=== Al(OH)3↓+CO3(2-) 。②“NO3(-)+H+”组合具有强氧化性,能与S2-、Fe2+、I-、SO3(2-)等具有还原性的离子发生 氧化还原 反应而不能大量共存。③NH4(+)与CH3COO-、CO3(2-),Mg2+与HCO3(-)等组合中,虽然两种离子都能水解且水解相互促进,但总的水解程度仍很小,它们在溶液中能大量共存。(4)四反应——离子不能大量共存的四种反应类型:①发生复分解反应a.生成难溶物或微溶物的离子不能大量共存阳离子不能大量共存的阴离子Ba2+、Ca2+、Pb2+CO3(2-)、SO3(2-)、SO4(2-)、SiO3(2-)、PO4(3-)Fe3+、Cu2+、Fe2+OH-、S2-、CO3(2-)、HCO3(-)、SiO3(2-)、AlO2(-)Al3+、Zn2+OH-、CO3(2-)、HCO3(-)、SiO3(2-)、AlO2(-)b.生成难电离的物质(如弱酸、弱碱)H+与OH-、CH3COO-、CO3(2-)、S2-、SO3(2-)、PO4(3-)、CN-、SiO3(2-)、S2O3(2-)、AlO2(-)、HCO3(-)、HS-、HSO3(-)、HPO4(2-)、H2PO4(-)等离子不能大量共存;OH-与H+、Mg2+、Cu2+、Fe2+、Fe3+、Zn2+、NH4(+)、Al3+、HCO3(-)、HS-、HSO3(-)、HPO4(2-)、H2PO4(-)等离子不能大量共存。注意 既能与酸反应又能与碱反应的离子,一般为多元弱酸的酸式酸根离子。②发生氧化还原反应具有较强氧化性的离子与具有较强还原性的离子,会发生氧化还原反应而不能大量共存。氧化性离子还原性离子ClO-、MnO4(-)(H+)、NO3(-)(H+)、Fe3+、Cr2O7(2-)、FeO4(2-)Fe2+(可与Fe3+共存)、S2-、I-、SO3(2-)、HS-、HSO3(-)③发生相互促进的水解反应当弱酸的酸根与弱碱的阳离子同时存在于水溶液中时,弱酸的酸根水解生成的OH-与弱碱的阳离子水解生成的H+反应生成水,从而使两种离子的水解平衡互相促进而向水解方向移动,甚至完全反应。常见的因发生相互促进的水解反应而不能大量共存的离子如下:a.Al3+与CO3(2-)、HCO3(-)、S2-、HS-、AlO2(-)、SiO3(2-);b.Fe3+与CO3(2-)、HCO3(-)、AlO2(-)、SiO3(2-)。④发生络合反应离子间因发生络合反应而不能大量共存,常见的反应有a.Fe3+与SCN-因生成Fe(SCN)3而不能大量共存。b.Ag+与NH3·H2O因生成[Ag(NH3)2]+而不能大量共存。4.能溶解某物质的溶液(1)能够溶解氧化铝或氢氧化铝的溶液:含H+或OH-(2)能够溶解氢氧化镁的溶液:含H+或NH4+5.加某物质变色的溶液(1)加酚酞变红或加石蕊变蓝:含OH-(2)加石蕊变红:含H+(3)加甲基橙变红:含H+(4)遇pH试纸变色:赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫(5)加KSCN溶液变红:含Fe3+(6)湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝:含MnO4-(H+)或ClO-或NO3-(H+)或Fe3+(7)加饱和氯水,呈黄色的溶液:含Fe2+或I-或Br-6.加某物质放气体的溶液(1)加碱放气体的溶液:含NH4+(2)加NH4HCO3放气体的溶液:含H+或OH-(3)加铝能放H2的溶液:含H+(非硝酸)或OH-(4)加铁能放H2的溶液:含H+(非硝酸)(5)加镁能放H2的溶液:含H+(非硝酸)或OH-(6)加Na能放H2的溶液:含H+或OH-或H2O(7)加铜能放气体的溶液:含硝酸(8)加氯水冒气泡的溶液:含CO32-或HCO3-7.与水的电离度有关的溶液(1)c(H+)水=1×10-13mol/L:含H+或OH-(2)c(H+)水·c(OH-)水=1×10-26:含H+或OH-(3)水的电离度为1.8×10-13%:含H+或OH-(4)=1012的溶液:含H+(5)AG=lg=12的溶液:含H+(6)加水稀释值明显减小的溶液:含H+ 离子大量共存易错点①抓住关键词语。如“一定大量共存”“可能大量共存”或“不能大量共存”等。②理解两大条件。若溶液可能呈强酸性也可能呈强碱性时,“可能大量共存”的含义是在两种条件下只要有一种能大量共存即符合题目要求。“一定大量共存”的含义是两种条件下离子均能大量共存才符合题目要求。③警惕几种隐含情况。a.含有大量Fe3+的溶液,隐含是酸性溶液,并具有强氧化性。b.含有大量NO3(-)的溶液,隐含酸性条件下具有强氧化性。c.含有大量AlO2(-)的溶液,隐含是碱性溶液。d.含大量S2-、SO3(2-)的溶液,隐含是碱性溶液。e.含有大量ClO-、Cl-的溶液,隐含不是酸性溶液。④分析离子间发生的反应结合题给条件和离子种类分析所给离子之间能否发生以下反应:复分解反应、氧化还原反应、相互促进的水解反应,络合反应(如Fe3+与SCN-的反应)等。 8.常温下,下列各组离子在指定环境中一定能大量共存的是( )A.无色溶液中:Al3+、NH4(+)、Cl-、HCO3(-)B.加入甲基橙显红色的溶液中:Fe2+、Na+、SO4(2-)、NO3(-)C.水电离出来的c(H+)=10-12 mol·L-1的溶液: K+、HCO3(-)、I-、ClO-D.pH=1的溶液:Fe2+、Cl-、Na+、SCN-【解析】选D Al3+与HCO3(-)发生反应:Al3++3HCO3(-)===Al(OH)3↓+3CO2↑,不能大量共存,A错误;加入甲基橙显红色的溶液呈酸性,酸性条件下NO3(-)具有氧化性,会将Fe2+氧化为Fe3+,不能大量共存,B错误;水电离出来的c(H+)=10-12 mol·L-1的溶液可能是酸性或碱性溶液,HCO3(-)都不能大量存在,C错误;pH=1的溶液呈强酸性,各离子之间不反应,能大量共存,D正确。9.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )A.无色透明溶液中:K+、MnO4(-)、Cl-、H+B.()()cH+(cOH-)=10-12的溶液中:Na+、K+、NO3(-)、ClO-C.pH=12的无色溶液:K+、Na+、CH3COO-、Br-D.含Na2SO3的溶液中:K+、H+、Cl-、NO3(-)【解析】选C MnO4(-)为紫色,在无色溶液中不能大量存在,A项不符合题意;B项溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1,为强酸性溶液,ClO-为弱酸根离子,不能大量存在,不符合题意;C项溶液为强碱性溶液,四种离子能大量共存,符合题意;SO3(2-)为弱酸根离子,与H+不能大量共存,且NO3(-)在酸性条件下能与SO3(2-)发生氧化还原反应,故酸性条件下两者不能大量共存,D项不符合题意。 知识点05 离子推断 1.离子推断的四项基本原则 2.离子推断中常见的特殊现象(1)焰色试验呈紫色:K+,焰色试验呈黄色:Na+(2)与碱溶液共热产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体:NH4+(3)通入足量氨气产生白色沉淀,溶液中一定不含Ag+,可能含Mg2+和Al3+(4)加入足量盐酸产生白色沉淀,溶液中可能含Cl-和SiO32-(5)加入足量盐酸产生浅黄色沉淀,溶液中可能含S2O32-或S2-和SO32-(6)通入足量二氧化碳产生白色沉淀,溶液中可能含SiO32-和[Al(OH)4]-(7)通入足量二氧化硫产生白色沉淀,沉淀可能为H2SiO3或BaSO4,溶液中可能含SiO32-或Ba2+与MnO4-(H+)、ClO-、NO3-(H+)、Fe3+等氧化性离子的混合离子 易错点:离子推断中的定量关系(1)溶液中有阳离子,一定有阴离子,而且阳离子带的正电荷总数等于阴离子带的负电荷总数(2)若多种离子共存,且只有一种离子的物质的量未知,可以用电荷守恒来确定最后一种离子是否存在。 10.有一无色透明溶液,欲确定是否含有下列离子:K+、Mg2+、Al3+、Fe2+、Ba2+、NO3(-)、SO4(2-)、Cl-、I-、HCO3(-),取该溶液实验如表所示。实验步骤实验现象①取少量该溶液,加几滴甲基橙溶液变红色②取少量该溶液加热浓缩,加Cu片和浓H2SO4,加热有无色气体产生,气体遇空气可以变成红棕色③取少量该溶液,加BaCl2溶液有白色沉淀生成④取③中上层清液,加AgNO3溶液有稳定的白色沉淀生成,且不溶于HNO3⑤取少量该溶液,加NaOH溶液有白色沉淀生成,当NaOH过量时沉淀部分溶解由此判断:(1)溶液中肯定存在的离子是______________________________________________,溶液中肯定不存在的离子是______________________________________________。(2)为进一步确定其他离子,应该补充的实验及对应欲检验的离子(如为溶液反应,说明使用试剂的名称,不必写详细操作步骤)为______________________________________。[解析] (1)无色溶液,排除Fe2+。由实验现象可获取以下解题信息。实验现象获取信息溶液变红色可知溶液呈酸性,利用互斥性原则,H+与HCO3(-)发生反应而不能共存,说明溶液中不含HCO3(-)有无色气体产生,气体遇空气可以变成红棕色可判断气体为NO,根据原子守恒从而判断溶液中含有NO3(-),再利用互斥性原则,H+、NO3(-)具有强氧化性与I-发生反应而不能共存,说明溶液中不含I-有白色沉淀生成判断溶液中含有SO4(2-),利用互斥性原则,Ba2+与SO4(2-)发生反应而不能共存,说明溶液中不含Ba2+有稳定的白色沉淀生成,且不溶于HNO3由进出性原则可知实验③向溶液中引入了Cl-,故无法判断原溶液中Cl-是否存在有白色沉淀生成,当NaOH过量时沉淀部分溶解判断溶液中含有Mg2+和Al3+ (2)根据以上分析,Cl-、K+不确定。a.检验是否含有K+,通过蓝色的钴玻璃观察焰色反应,如果为紫色则含K+,否则不含K+;b.检验是否含有Cl-,需先加入过量的Ba(NO3)2溶液使SO4(2-)完全沉淀,再取上层清液,加入AgNO3溶液,如有白色沉淀生成则含有Cl-,否则不含Cl-。[答案] (1)Al3+、Mg2+、NO3(-)、SO4(2-) Fe2+、Ba2+、I-、HCO3(-)(2)焰色反应,检验K+;Ba(NO3)2溶液、AgNO3溶液,检验Cl-知识点06 离子检验 1.检验离子的“四种方法”(1)生成气体,如NH4+、CO3(2-)的检验(2)生成沉淀,如Cl−、SO4(2-)的检验(3)显现特殊颜色,如Fe3+、苯酚的检验(4)焰色反应:金属或金属离子的检验2.离子检验实验操作的答题模板操作 ⇒ 现象 ⇒ 结论取样,加入……⇒有……生成 ⇒……的是……以SO4(2-)的检验为例:取少量溶液于试管中,加入足量稀盐酸,无明显现象,再加入BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,则证明有SO4(2-)3.常见阳离子的检验与推断依据(1)H+①紫色石蕊溶液:变红色②甲基橙溶液:变红色③pH试纸:变红色(2)NH4(+)①试剂:浓NaOH溶液(加热)和湿润的红色石蕊试纸②实验现象(证据):加入NaOH浓溶液并加热,放出能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体③离子方程式:NH4(+)+OH-NH3↑+H2O(3)Fe3+①观察法:溶液呈棕黄色②KSCN溶液:加入KSCN或其它可溶性硫氰化物溶液,溶液呈红色离子方程式:Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3 (红色溶液) ③NaOH溶液:加入NaOH溶液或通入氨气或加入氨水,产生红褐色沉淀离子方程式:Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓(红褐色沉淀)④苯酚溶液:加入苯酚溶液,溶液呈紫色离子方程式:Fe3++6C6H5OH6H++[Fe(C6H5O)6]3-(紫色溶液)(4)Fe2+①观察法:溶液呈浅绿色②K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液:加入铁氰化钾溶液,有蓝色沉淀生成离子方程式:3Fe2++2Fe(CN)63-===Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色沉淀)③NaOH溶液:加NaOH溶液生成白色沉淀,在空气中迅速变为灰绿色,最后变为红褐色离子方程式:Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓(白色沉淀) 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3(红褐色沉淀)④KSCN溶液、氯水:加KSCN后无颜色变化,再滴加氯水溶液变成血红色离子方程式:2Fe2++Cl2===2Cl−+2Fe3+ Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3(红色)⑤KMnO4法:分别加入少量酸性KMnO4溶液,能使KMnO4溶液的紫红色变浅离子方程式:5Fe2++MnO4-+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O(5)Na+Pt(Fe)丝和稀盐酸,用焰色反应来检验时,火焰呈黄色①试剂或方法:Pt(Fe)丝和稀盐酸,焰色反应②实验现象(证据):火焰呈黄色(6)K+①试剂或方法:Pt(Fe)丝和稀盐酸,焰色反应②实验现象(证据):火焰呈浅紫色 (K+要透过蓝色钴玻璃片观察焰色,滤去钠黄色的光)(7)Al3+①试剂:NaOH溶液②实验现象(证据):生成白色沉淀,NaOH过量后沉淀逐渐溶解③离子方程式:Al3++3OH-===Al(OH)3↓(白色) Al(OH)3↓+OH−===AlO2-+2H2O(8)Mg2+①试剂:NaOH溶液②实验现象(证据):生成白色沉淀,NaOH过量,沉淀不溶解③离子方程式:Mg2++2OH−===Mg(OH)2↓(白色)(9)Ba2+①试剂:稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液②实验现象(证据):先加稀盐酸,不产生沉淀,然后加稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液生成白色沉淀③离子方程式:Ba2++SO42-===BaSO4↓ (白色)(10)Ag+:稀盐酸或可溶性盐酸盐①盐酸(或氯化物溶液)、稀硝酸:生成不溶于稀硝酸的白色沉淀 离子方程式:Ag++Cl−===AgCl↓ (白色)②氨水:先生成白色沉淀,若氨水过量,沉淀逐渐溶解离子方程式:AgNO3+NH3·H2O===AgOH↓+NH4NO3 AgOH+2NH3·H2O===Ag(NH3)2OH+2H2O(11)Cu2+ ①观察法:溶液呈蓝色②NaOH溶液:加NaOH溶液,有蓝色沉淀生成,若加热则沉淀变黑离子方程式:Cu2++2OH−===Cu(OH)2↓(蓝色) Cu(OH)2△(=====)CuO(黑色)+H2O③H2S(或Na2S溶液):生成黑色沉淀离子方程式:Cu2++H2S===2H++CuS↓(黑色)4.常见阴离子的检验与推断依据(1)OH-①无色酚酞溶液:变为红色②紫色石蕊溶液:变为蓝色(2)Cl-①试剂:AgNO3溶液、稀硝酸②实验现象(证据):加入硝酸酸化的硝酸银溶液,有白色沉淀生成③离子方程式:Ag++Cl−===AgCl↓ (白色)(3)Br- ①AgNO3溶液、稀硝酸:加入硝酸酸化的硝酸银溶液,有淡黄色沉淀生成离子方程式:Ag++Br−===AgBr↓ (淡黄色)②氯水、CCl4(或苯):加入新制的饱和氯水,再加入CCl4(或苯),溶液分层,下层(或上层)呈橙红色离子方程式:Cl2+2Br−===Cl−+Br2(4)I-①AgNO3溶液、稀硝酸:加入硝酸酸化的硝酸银溶液,有黄色沉淀生成离子方程式:Ag++I−===AgI↓ (黄色)②氯水、CCl4(或苯):加入新制的饱和氯水,再加入CCl4(或苯),溶液分层,下层(或上层)呈紫红色离子方程式:Cl2+2I−===Cl−+I2③氯水、淀粉溶液:加入新制的饱和氯水(或双氧水),再加入淀粉溶液,溶液变蓝离子方程式:Cl2+2I−===Cl−+I2 H2O2+2I-+2H+===I2+2H2O(5)SO4(2-)①试剂:稀盐酸和BaCl2溶液 [必须先用稀盐酸酸化]②实验现象(证据):加入足量稀盐酸,无明显现象,再加入BaCl2溶液,若有白色沉淀产生(6)CO3(2-)①试剂:BaCl2(或CaCl2)溶液和硝酸(或盐酸)②实验现象(证据):加入BaCl2(或CaCl2)溶液反应,生成白色沉淀,再加稀硝酸(或盐酸)后白色沉淀溶解,产生无色无味气体③离子方程式:Ba2++CO3(2-)===BaCO3↓ BaCO3+2H+===Ba2++CO2↑+H2O(7)HCO3(-)①试剂:BaCl2(或CaCl2)溶液和硝酸(或盐酸)②实验现象(证据):加入BaCl2(或CaCl2)溶液反应,无白色沉淀产生,再加稀硝酸(或盐酸)后,产生无色无味气体③离子方程式:HCO3-+H+===CO2↑+H2O(8)SO3(2-)①试剂:氯化钡溶液、盐酸、品红溶液②实验现象(证据):加入BaCl2溶液反应,生成白色沉淀,加盐酸后白色沉淀溶解,产生无色、具有刺激性气味的气体,将生成的气体通入品红溶液中,溶液褪色③离子方程式:Ba2++SO32-===BaSO3↓ BaSO3+2H+===Ba2++SO2↑+H2O(9)HSO3(-)①试剂:氯化钡溶液、盐酸、品红溶液②实验现象(证据):加入BaCl2溶液反应,无白色沉淀产生,加盐酸后,产生无色、具有刺激性气味的气体,将生成的气体通入品红溶液中,溶液褪色③离子方程式:Ba2++SO32-===BaSO3↓ BaSO3+2H+===Ba2++SO2↑+H2O(10)S2-①试剂:Pb(NO3)2溶液(CuSO4或CuCl2溶液)、稀硝酸②实验现象(证据):加入Pb(NO3)2溶液生成黑色沉淀,且不溶于稀硝酸③离子方程式:S2−+Pb2+===PbS↓(黑色) S2−+Cu2+===CuS↓(黑色)(11)PO43-:加入AgNO3反应,生成黄色沉淀(Ag3PO4),该沉淀溶于硝酸①试剂:AgNO3溶液、稀硝酸②实验现象(证据):加入AgNO3溶液生成黄色沉淀,沉淀可溶于稀硝酸③离子方程式:3Ag++PO43-===Ag3PO4↓(黄色) (12)NO3(-)①试剂:稀硫酸、金属铜②实验现象(证据):加入铜片、稀硫酸加热,溶液变蓝色,有无色、具有刺激性气味的气体产生,遇空气后气体变红棕色③离子方程式:3Cu+8H++2NO3-===3Cu2++2NO↑+4H2O 2NO+O2===2NO2(13)SiO3(2-)①试剂:稀硝酸②实验现象(证据):稀硝酸,产生白色絮状沉淀③离子方程式:2H++SiO3(2-)===H2SiO3↓5.无色溶液中离子检验的一般思路 三种常见离子检验的易混易错点(1)SO4(2-)的检验。①检验方法。检液( 被)加足量盐酸酸化(――→)清液( 取)滴加BaCl2溶液(――→)()4(2-)②排除干扰。Ag+的干扰先用盐酸酸化,能防止Ag+干扰CO3(2-)、SO3(2-)的干扰因为BaCO3、BaSO3也是白色沉淀,与BaSO4白色沉淀不同的是这些沉淀能溶于盐酸中,因此检验SO4(2-)时,必须先用足量盐酸酸化(不能用HNO3、H2SO4酸化)[微点拨] 所用的钡盐不能用Ba(NO3)2溶液,因为在酸性条件下,SO3(2-)、HSO3(-)会被溶液中的NO3(-)氧化成SO4(2-),从而得出错误结论。(2)CO3(2-)的检验。①检验方法。检液( 被)()BaCl2溶液(加CaCl2或)色沉淀(产生白)加盐酸(――→)无味气体(产生无色)石灰水(通入澄清)浑浊( 变)②排除干扰。HCO3(-)的干扰若被检溶液中含有的离子是HCO3(-),则加入CaCl2(或BaCl2)溶液时不会产生白色沉淀,故可用BaCl2(或CaCl2)溶液排除干扰SO3(2-)的干扰因为CaSO3与CaCO3都是白色沉淀,且CaSO3也能与盐酸反应产生使澄清石灰水变浑浊的气体(SO2),但SO2是有刺激性气味的气体,故可以通过生成的气体无色无味来排除SO3(2-)的干扰(3)Fe2+的检验。①溶液中只含Fe2+,可用KSCN溶液和氯水检验,不考虑干扰问题。②溶液中含Fe2+、Fe3+,不含Cl-时,可加入酸性KMnO4溶液,溶液褪色,说明溶液中含有Fe2+,不能用KSCN溶液和氯水,原因是Fe3+会形成干扰。③溶液中含有Fe2+、Fe3+、Cl-时,可通过加入K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液生成蓝色沉淀说明溶液中含有Fe2+ 高考中有关离子检验的答题模板()取样,加入……( 描述操作)⇨()有……生成( 陈述现象)⇨()……的是……( 得出结论)例如,检验某溶液中含有Fe2+而不含Fe3+的方法是取适量溶液于洁净的试管中,滴加几滴KSCN溶液,无明显现象,再向溶液中滴加几滴H2O2溶液(或新制氯水),溶液变为红色,说明溶液中含有Fe2+而不含Fe3+。有Fe2+,不能用酸性KMnO4溶液,原因是Cl-也能使酸性KMnO4溶液褪色,Cl-能形成干扰。 11.某同学为检验溶液中是否含有常见的几种无机离子,进行了如图所示的实验操作。其中检验过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。由该实验能得到的正确结论是( ) A.原溶液中一定含有SO4(2-)B.原溶液中一定含有NH4(+)C.原溶液中一定含有Cl-D.原溶液中一定含有Fe3+【解析】选B 原溶液中加入Ba(NO3)2和HCl生成白色沉淀,原溶液中可能存在SO4(2-)、SO3(2-)或Ag+,A错误;因检验过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,说明原溶液中一定含有NH4(+),B正确;加AgNO3溶液产生白色沉淀,可能是加入的HCl引起的,C错误;加入KSCN溶液得到红色溶液,Fe3+可能是由原溶液中的Fe2+被H+、NO3(-)氧化而来的,故原溶液中不一定含有Fe3+,D错误。
高中化学
物质的分类及转化
吴爱华名师工作室
2024.11.14
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知识点01 物质的分类 1.元素、物质及微粒(1)元素的存在形态:①游离态:元素以 单质 形式存在的状态。②化合态:元素以 化合物 形式存在的状态。(2)元素、微粒及物质间的关系图 ①宏观上,物质由 元素 组成。②微观上,物质由 分子 、 原子 或 离子 构成。(3)同素异形体 2.物质的分类(1)分类的定义:把事物按照 事先设定的标准 进行归类分组的一种方法。(2)物质的分类方法①交叉分类法。根据不同的分类标准对同一事物进行分类的一种分类方法。如: ②树状分类法简单地说,是将被分类对象按照从属关系逐级进行(不同层次)分类的一种分类方法,其陈列式的形状像树。A.明确分类标准是对物质正确树状分类的关键 B.树状分类法在无机化合物分类中的应用物(合)()()()()()()()复盐:KAlSO42·12H2O等(碱式盐:Cu2OH2CO3等) 3.几组重要物质类别的分类标准(1)三种分散系:分散质微粒直径的大小(2)电解质和非电解质:水溶液或熔融状态下能否导电的化合物(3)强电解质和弱电解质:水溶液或熔融状态下能否完全电离的电解质(4)离子化合物和共价化合物①化学键标准:是否只含共价键②实验标准:熔融状态下能否导电(5)氧化性酸和非氧化性酸:中心元素是否表现强氧化性(6)酸(碱)的元数:电离出氢离子或氢氧根离子的个数4.氧化物的分类 (1)非金属氧化物和氧化物性质的关系①大多数非金属氧化物是酸性氧化物,CO、NO、NO2除外②非金属氧化物一定不是碱性氧化物(2)金属氧化物和氧化物性质的关系①大多数金属氧化物是碱性氧化物,Na2O2、Al2O3除外②少数金属氧化物是酸性氧化物:如Mn2O7(HMnO4的酸酐)③少数金属氧化物是两性氧化物,如Al2O3④碱性氧化物一定是金属氧化物5.含氧酸和含氧酸盐(1)含氧酸的结构含氧酸H2SO4H3PO4H2CO3HNO3结构简式酸的元数二元酸三元酸二元酸一元酸(2)含氧酸和其相应含氧酸盐种类的关系n元酸1种正盐,n-1种酸式盐 1.把握物质分类的2个“误区”①误认为溶液呈酸性的物质一定是酸,溶液呈碱性的物质一定是碱。②误认为能与酸反应生成盐和水的氧化物就是碱性氧化物,如Na2O2不属于碱性氧化物。2.物质分类中的一些特例①只含一种元素的物质不一定是纯净物,如O2和O3组成的混合气体,金刚石和石墨等。②由不同同位素构成的单质(或化合物)是纯净物,如H2和D2、H2O和D2O,由12C和13C组成的石墨也是纯净物。③冰水混合物、结晶水合物(如CuSO4·5H2O)属于纯净物而不是混合物;高分子化合物(如聚乙烯)属于混合物而不是纯净物。3.物质分类中的几个“特殊点”(1)纯碱不是碱,属于盐(2)干冰不是冰,是固体二氧化碳(3)NaHSO4不是酸,是一种酸式盐(4)水玻璃不是玻璃,是硅酸钠溶液(5)醋酸(CH3COOH)不是四元酸,是一元酸(6)硅酸盐(如Na2O·SiO2)不是由氧化物组成的,而是金属阳离子和硅酸根离子形成的硅酸盐(7)几种石灰①生石灰:CaO ②熟石灰:Ca(OH)2③石灰乳、石灰浆:Ca(OH)2悬浊液,石灰水:Ca(OH)2溶液④石灰石:主要成分是CaCO3⑤碱石灰:NaOH和CaO两种固体的混合物 1.下列各组物质分类正确的是选项纯净物混合物酸碱盐酸性氧化物碱性氧化物A液氯碱石灰H3PO4纯碱NaHSO4CONa2OB石墨盐酸HNO3烧碱NaHCO3SO2CuOC大理石碘酒CH3COOH苛性钾NaClMn2O7Al2O3D空气漂白粉H2S熟石灰KClO3SiO2CaO【答案】B【解析】A.纯碱是Na2CO3,该物质属于盐,不属于碱;CO是不成盐氧化物,而不属于酸性氧化物,A错误;B.选项中各种物质分类合理,B正确;C.Al2O3属于两性氧化物,不是碱性氧化物,C错误;D.空气属于混合物,D错误;故选B。2.下列物质分类正确的有几项①混合物:铝热剂、氯水、水玻璃、漂白粉②胶体:饱和氯化铁溶液、淀粉溶液、牛奶③酸性氧化物:、、、NO2④同素异形体:、、金刚石、石墨⑤电解质:、、NaOH、冰醋酸⑥硅酸盐产品:水晶、水泥、陶瓷⑦碱:苛性钠、纯碱、熟石灰⑧盐:胆矾、小苏打、铜绿⑨放热反应:盐酸与氢氧化钠、碳与二氧化碳高温化合成一氧化碳、甲烷燃烧A.2 B.3 C.4 D.5【答案】B【解析】混合物:铝热剂金属铝和过渡元素的氧化物、氯水氯气的水溶液、水玻璃硅酸钠的水溶液、漂白粉氯化钙、次氯酸钙的混合物,故正确;淀粉溶液、牛奶属于胶体,饱和氯化铁溶液属于溶液,故错误;、、属于酸性氧化物,不属于酸性氧化物,故错误;、、金刚石、石墨为同种元素形成的不同单质,互为同素异形体,故正确;、NaOH、冰醋酸属于电解质,氨分子属于非电解质,故错误;水泥、陶瓷属于硅酸盐产品,水晶的主要成分是二氧化硅,不属于硅酸盐产品,故错误;苛性钠、熟石灰属于碱,纯碱属于盐,故错误;胆矾、小苏打、铜绿属于盐,故正确;盐酸与氢氧化钠、甲烷燃烧属于放热反应,而碳与二氧化碳高温化合成一氧化碳属于吸热反应,故错误。故选B。知识点02 纯净物和混合物 1.本质区别:是否由一种物质组成(1)由同种元素组成的物质不一定是纯净物,如氧气和臭氧的混合物(2)由同种分子组成的物质一定是纯净物(3)由不种分子组成的物质不一定是混合物,如HD和HT是不同的氢气分子,一般认为是纯净物(4)分子式相同的物质不一定是纯净物,如同分异构体(5)相对分子质量相同的物质不一定是纯净物,如乙烯、一氧化碳、氮气(6)某金属元素的阳离子和某非金属元素的阴离子构成的物质不一定是纯净物,如氧化钠和过氧化钠都是由钠元素的阳离子和氧元素的阴离子构成的2.“名不符实”的物质(1)冰水混合物冰和水是同一物质的不同状态(2)纯净的盐酸盐酸是氯化氢气体的水溶液,属于混合物(3)纯净的矿泉水矿泉水中含有少量的矿物质杂质,属于混合物(4)纯净的二氧化氮存在双聚平衡:2NO2N2O4,NO2中一定含N2O4(5)高分子化合物聚合度n值不同,所有的高聚物都是混合物(6)化合物HD是一种氢气分子,属于单质3.常见的混合物(1)分散系溶液、浊液、胶体(2)高分子化合物天然高分子化合物:淀粉、纤维素、天然橡胶、蛋白质合成高分子化合物塑料、合成纤维、合成橡胶(3)三大化石燃料煤、石油、天然气(4)石油及其加工产品石油分馏产品石油气、汽油、煤油、柴油、石蜡油、润滑油、沥青石油裂化产品裂化汽油:含烷烃和烯烃石油裂解产品石油裂解气(乙烯、丙烯、丁二烯)(5)煤及其加工产品水煤气CO和H2焦炉气:H2、CH4、C2H4、CO煤焦油粗苯、粗氨水、酚类、萘和沥青(6)油脂动物油和植物油(7)几种“水”氨水氨气的水溶液氯水氯气的水溶液水玻璃硅酸钠溶液水银Hg重水D2O超重水T2O王水浓盐酸和浓硝酸按照体积比1:3组成的混合物铁水液态铁(8)常见的无机混合物碱石灰NaOH和CaO铝热剂Al和Fe2O3合金金属和金属或非金属组成的混合物漂白粉CaCl2和Ca(ClO)24.常见的纯净物(1)氯仿:CHCl3的俗名(2)酒精:CH3CH2OH的俗名(3)冰醋酸:固体CH3COOH的俗名(4)甘油:结构简式为2--2,属于醇物质(5)结晶水合物:如CuSO4·5H2O (1)纯净物不一定有固定的熔、沸点,有固定熔、沸点的物质一定是纯净物。(2)某物质经科学测定只含有一种元素,可以断定该物质不一定是一种单质。(3)由同种元素组成的物质不一定是纯净物,如氧气和臭氧的混合物(4)由同种分子组成的物质一定是纯净物(5)由不种分子组成的物质不一定是混合物,如HD和HT是不同的氢气分子,一般认为是纯净物(6)分子式相同的物质不一定是纯净物,如同分异构体(7)相对分子质量相同的物质不一定是纯净物,如乙烯、一氧化碳、氮气(8)某金属元素的阳离子和某非金属元素的阴离子构成的物质不一定是纯净物,如氧化钠和过氧化钠都是由钠元素的阳离子和氧元素的阴离子构成的 3.科学家制得一种新型分子。关于和的下列说法不正确的是A.和互为同位素 B.和均属于纯净物C.都属于单质 D.和的化学性质不相同【答案】A【解析】A.O4和O2是氧元素组成的不同单质,为同素异形体,故A错误;B.O4和O2都是氧元素组成的纯净物,故B正确;C.O4和O2都是氧一种元素组成,为单质,故C正确;D.O4和O2是不同物质,不同分子的化学性质不相同,故D正确;故选:A。4.某种物质经检测,只含有一种元素,则该物质A.一定是纯净物 B.一定是单质 C.一定不是化合物 D.一定是混合物【答案】C【解析】A.只含有一种元素的物质不一定是纯净物,例如红磷和白磷组成的混合物、金刚石和石墨组成的混合物中,都只含有一种元素,故A错误;B.只含有一种元素的物质不一定是单质,例如由A中的分析可知,只含有一种元素的物质也可能是混合物,故B错误;C.因为化合物中至少含有两种元素,所以只含有一种元素的物质一定不是化合物,故C正确;D.只含有一种元素的物质不一定是混合物,例如氧气属于纯净物,只含有一种元素--氧元素,故D错误。5.下列说法正确的是①由一种元素组成的物质一定是纯净物②冰水混合物是纯净物③金属氧化物一定是碱性氧化物④非金属氧化物不一定是酸性氧化物⑤是混合物A.①② B.②④ C.②⑤ D.全部【答案】B【解析】①有一种元素组成的物质不一定是纯净物,如氧气和臭氧组成的物质为混合物,故错误;②冰水混合物只含有一种物质,是纯净物,故正确;③金属氧化物不一定是碱性氧化物,如Mn2O7为酸性氧化物,故正确;④非金属氧化物不一定是酸性氧化物,如CO属于不成盐氧化物,故正确;⑤CuSO4•5H2O是化合物,属于纯净物,故错误; 故选:B。知识点03 分散系和胶体 1.分散系定义把一种(或多种)物质分散在另一种(或多种)物质中所得到的体系组成分散质分散系中 被分散 的物质分散剂分散系中 容纳分散质 的物质分类分散质 粒子直径大小 按分散质、分散剂的状态分类分为9种分散系:(1)分散系中至少含有两种物质,都属于混合物,蒸馏水不是一种分散系(2)三种分散系之间的转化为物理变化(3)透明不代表无色,如CuSO4溶液为蓝色溶液,Fe(OH)3胶体为红褐色液体。(4)胶体不一定都呈液体,胶体除了液溶胶还有气溶胶和固溶胶。2.胶体的性质(1)外观较均一、较透明、较稳定(2)通透性能透过滤纸,不能透过半透膜(3)电学特性胶体不带电荷3.常见胶体(1)气溶胶云、烟、雾(2)液溶胶豆浆、氢氧化铝胶体、Fe(OH)3胶体、硅酸胶体(3)固溶胶果冻、宝石、烟水晶、有色玻璃(4)三种有机胶体淀粉溶液、肥皂溶液、蛋白质溶液4.鉴别胶体和溶液(1)方法:丁达尔效应(2)操作:用可见光束照射,看在入射光侧面是否看到一条光亮的“通路”5.布朗运动:胶体粒子不停的、无秩序的运动的现象。在胶体溶液中,胶体微粒(胶粒)在作不停地、无秩序地运动,这种现象叫做布朗运动。这说明胶体中在每一瞬间胶体粒子在不同方向受的力是不相同的,这也是胶体比较稳定的原因之一。布朗运动的微观解释6.胶体的聚沉(1)现象胶体形成沉淀析出的现象(2)变化物理变化(3)方法加入电解质溶液加入带相反电荷胶粒的胶体加热或搅拌(4)Fe(OH)3胶体滴加盐酸至过量先产生红褐色沉淀,后沉淀全部溶解7.胶体的吸附性:胶体的比表面积大,吸附能力强8.胶体的电泳 (1)概念:在外电场的作用下胶体微粒发生定向移动(2)原因:胶体微粒比表面积大,吸附能力强,吸附了带电离子而带电荷(3)规律:带正电荷的胶粒向阴极移动,带负电荷的胶粒向阳极移动(4)变化:发生化学变化(电解反应)9.渗析利用半透膜(如羊皮纸、膀胱膜等)使胶体和其中所含的可溶性杂质分离的过程称为渗析,又称透析。半透膜的细孔能让可溶性杂质的分子或离子通过,但不能让较大的胶粒通过,因而可以达到分离的目的。渗析是一种物理分离方法。 10.胶体的形成(1)形成过程:将纳米颗粒分散到适当的分散剂中形成的一种分散系(2)结构特点:胶粒是高分子或多分子聚合体①胶体中所含胶粒的个数不确定②胶粒所带的电荷数不确定(3)胶体的介稳性:胶体的稳定性介于溶液和浊液之间,在一定条件下能稳定存在,属于介稳体系。胶体具有介稳性的两个原因:原因一 胶体粒子可以通过吸附而带有电荷,同种胶粒带同种电荷,而同种电荷会相互排斥(要使胶体聚沉,就要克服排斥力,消除胶粒所带电荷 )。原因二 胶体粒子在不停地做布朗运动,与重力作用相同时便形成沉降平衡的状态。(4)淀粉胶体的特殊性①结构特征:淀粉胶体为分子胶体,胶粒不带电荷②性质特性:加入电解质溶液不能发生聚沉,通电后不能发生电泳11.Fe(OH)3胶体的制备和分离提纯 (1)制备①原理:FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl②操作:向沸水中滴加饱和FeCl3溶液,至液体呈透明的红褐色,停止加热(2)除去胶体中所含杂质①胶体中的悬浊液:过滤②胶体中的分子或离子:渗析(3)实验方法证明Fe(OH)3胶体和Cl-两者已经分离完全:取最后一次渗析液与结晶的试管中,加入硝酸银溶液,若无白色沉淀产生,则说明两者已经完全分离12.胶体的应用(1)胶体的聚沉①卤水点豆腐 ②河海交界处容易形成三角洲 ③FeCl3溶液常用作凝血剂(2)胶体的吸附性①明矾、Fe2(SO4)3溶液净水 ②Al(OH)3胶体作漂白剂(3)胶体的丁达尔现象①清晨阳光穿过茂密树木枝叶产生的美丽光线 ②电影院光柱 ③海市蜃楼 胶体知识易错“4”提醒1.丁达尔效应属于物理变化,而非化学变化,区分胶体和其他分散系的方法是丁达尔效应。2.胶体的电泳现象并不是因为胶体本身带电,而是其中的胶体粒子带电,事实上胶体呈电中性,胶体中胶粒因吸附体系中的带电粒子而显电性。3.明矾是常用的净水剂,不能作漂白剂,其净水原理是:Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+ ,Al(OH)3(胶体) 吸附水中的小颗粒悬浮物,使其聚集成大颗粒而沉降。4.含1molFeCl3的饱和溶液制得的胶体中Fe(OH)3胶粒并不是1mol,而是小于1mol;因为胶体中的每个胶粒都是许多个“Fe(OH)3分子”的集合体且FeCl3不能完全水解。 6.新制Fe(OH)3胶体的胶团结构如图所示。下列有关说法错误的是 A.Fe(OH)3胶体显电中性B.Fe(OH)3胶团结构可表示为:{[Fe(OH)3]m·nFeO+·(n-x)Cl-}x+·xCl-C.Fe(OH)3胶体中加入过量盐酸,先产生红褐色沉淀后沉淀溶解D.Fe(OH)3胶团第一层和第二层共同构成胶体粒子,带正电,在外加直流电源下向阳极移动【答案】D【解析】A.Fe(OH)3胶粒带正电、Fe(OH)3胶体显电中性,A正确;B. 由图知,Fe(OH)3胶团结构可表示为:{[Fe(OH)3]m·nFeO+·(n-x)Cl-}x+·xCl-,B正确;C. Fe(OH)3胶体中加入过量盐酸,先聚沉故产生红褐色沉淀、后发生复分解反应使沉淀溶解,C正确;D. Fe(OH)3胶团第一层和第二层共同构成胶体粒子,由图知Fe(OH)3胶粒带正电,在外加直流电源下向阴极移动, D不正确;答案选D。7.判断正误:(1)胶体、溶液和浊液这三种分散系的根本区别是分散质粒子直径的大小 (2)利用丁达尔效应可以区别溶液与胶体 (3)溶液是电中性的,胶体是带电的 (4)雾是气溶胶,在阳光下可观察到丁达尔效应 (5)“钴酞菁”的分子(直径为1.3×10-9m)在水中形成的分散系能产生丁达尔效应 (6)Fe(OH)3胶体无色、透明、能产生丁达尔效应 (7)胶体与溶液都可以通过滤纸、半透膜和分子筛 (8)用激光笔照射鸡蛋清溶液,侧面可观察到明显的光路 (9)明矾与水反应生成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物,可用于水的净化 (10)水泥厂、冶金厂用高压电作用于气溶胶以除去烟尘,是利用了电泳原理 (11)将“纳米材料”分散到某液体中,用滤纸过滤的方法可以从此分散系中分离得到该“纳米材料” (12)碳纳米管属于胶体分散系,该材料具有超强的吸附能力 (13)胶体微粒可用于制备纳米材料 (14)浓氨水中滴加FeCl3饱和溶液可制得Fe(OH)3胶体 【答案】(1)对(2)对(3)错(4)对(5)对(6)错(7)错(8)对(9)对(10)对(11)错(12)错(13)对(14)错知识点04 物质间关系 1.同位素同位素定义质子数相同→中子数不同→同种元素→原子(核素)性质物理性质不同,化学性质相似结构同位素的核外电子排布相同实例H、H、H是H的同位素C、C、C是C的同位素O、O、O是O的同位素判断①H、H、H是互为同位素②H2、H2不是互为同位素③H+、H+不是互为同位素2.同素异形体同素异形体定义同种元素→结构不同→单质性质物理性质不同,化学性质相似转化属于化学变化,非氧化还原反应实例O元素O2和O3C元素金刚石、石墨和C60P元素红磷、白磷(黄磷)和黑鳞S元素单斜硫、斜方硫和正交硫3.同分异构体同分异构体定义分子式相同→结构不同→化合物性质物理性质不同,化学性质不同或相似转化属于化学变化特性分子式相同1.组成元素相同2.最简式相同3.元素质量分数相同4.相对分子质量相同结构不同1.原子连接方式不同 2.原子连接顺序不同 3.属于不同物质4.同系物同系物定义组成相似→组成上相差1个或多个CH2→同一类有机物特性相对分子质量相差14的正整数倍有相同的通式化学性质相似,物理性质差异较大组成符合通式CnH2n+2的含不同碳原子的有机物一定互为同系物 1.同种物质:完全相同的物质(1)同一物质有不同名称:三氯甲烷和氯仿(2)同一物质有不同写法:H4SiO4和Si(OH)4、Al(OH)3与H3AlO3(3)分子式相同的一碳有机物:和(4)分子式相同书写顺序不同的有机物①(CH3)2CHCH3和CH3-CH3②2-CH2-CH3与CH3CH2-CH2-CH3③和④HOOC-CH2--COOH与HOOC--CH2-COOH⑤、、(5)邻二取代苯:和2.同类不同种分子:相同元素不同核素组成的分子(1)氢气分子:H2、D2、T2、HD、HT、DT(2)水分子:H2O、D2O、T2O、HDO、HTO、DTO(3)氯化氢分子:HCl、DCl、TCl3.判断下列各组物质是否互为同系物①OH和CH2OH(×)②COOH和CH2COOH(√)③CH2=CH2与 (×)④2-2与CH3OCH2CH2OH(×) 8.下列有关“四同”概念的说法或者判断正确的是A.通式为CnH2n+2,且碳原子数不相等的物质一定互为同系物B.H2、D2、T2互为同素异形体C.和互为同分异构体D.40K和40Ca互为同位素【答案】A【分析】同系物是指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物;同分异构体是具有相同分子式而结构不同的化合物;同素异形体是由同种元素形成的不同单质;同位素是质子数相同,中子数不同的核素;【解析】A.CnH2n+2为烷烃的通式,碳原子数不相等的烷烃互为同系物,A正确;B.H、D、T均为氢元素,H2、D2、T2均为氢气,不符合同素异形体的概念,B错误;C.苯环中的碳碳键是介于单键和双键之间的一种特殊的键,是完全相同的,因此和是同种物质,C错误;D.40K和40Ca质子数不同,不是同种元素,不属于同位素,D错误;故选A。9.化学中有“四同”,根据“四同”的概念,下列物质间关系正确的是A.、-同位素 B.立方烷()、苯乙烯-同分异构体C.S2-、S-同素异形体 D.-同系物【答案】B【解析】A.同位素是同种元素的不同原子,而、是氢元素组成的两种单质,所以不互为同位素,A不正确;B.立方烷()、苯乙烯的分子式都为C8H8,二者的结构不同,所以互为同分异构体,B正确;C.同素异形体是同种元素组成的不同单质,S2-不属于单质,所以与S不互为同素异形体,C不正确;D.中,前者属于羧酸,后者属于酯,二者不属于同系物,D不正确;故选B。知识点05 物质的变化 1.物理变化和化学变化的判断方法 (1)化学变化的本质①旧化学键的断裂,新化学键的形成过程 ②原子间的重新组合(2)化学变化的特征:有新物质的生成化学变化有:①有新分子生成②有新化合物或单质生成③有新化学键生成非化学变化有:①有新原子生成②有新元素生成(3)常见的物理变化:①物质三态变化;②金属导电;③蒸馏和分馏;④挥发、升华;⑤吸附、盐析、渗析;⑥溶解、潮解;⑦焰色反应。(4)常见的化学变化:①风化、硫化、老化、裂化、硝化、钝化、硬化、氢化、水化、皂化、炭化、催化、酯化、同素异形体的相互转化;②脱水;③干馏、爆炸;④电解、电镀、电化学腐蚀、电解质溶液导电。2.核变化核变化定义原子核发生变化,即质子数或中子数发生变化核裂变概念一个原子核分裂成几个原子核的变化。核反应方程式:U+n→Ba+Kr+3n核聚变概念由较轻的原子核变化为较重的原子核的变化核反应方程式H+H→He+n判断下列变化是否是核变化同位素之间的转化如C→C是不同元素之间的转化U→Pb是同种元素的原子和离子之间的转化Na→Na+否3.同一名称两种变化(1)导电自由电子导电发生物理变化自由离子导电发生化学变化(2)爆炸物理爆炸如轮胎爆炸化学爆炸如炸药爆炸(3)升华物理升华如碘、干冰升华化学升华(假升华)氯化铵升华、白磷升华(4)气化物理气化如液氨气化化学气化如煤的气化(5)液化物理液化如氯气液化化学液化如煤的液化 易错点:物质变化的辨析(1)同素异形体之间的转化为化学变化,如O3与O2间的转化。(2)不同原子间的转化不属于化学变化,其对应的反应也不属于化学反应,如 92(232)U―→ 90(238)Th+2(4)He。(3)化学变化中一定存在化学键的断裂和形成,但存在化学键断裂的变化不一定是化学变化,如金属熔化、HCl溶于水、NaCl熔化均属于物理变化。(4)化学变化不仅有物质的变化,同时还伴随有能量的变化。(5)化学变化中一定伴随物理变化,物理变化中一定没有化学变化。(6)有新原子生成(有新元素生成)非化学变化(7)煤的气体、液化属于化学变化。煤的气化是将其转化为可燃性气体的过程,主要反应是碳与水蒸气反应生成水煤气等。煤的液化是将其直接或间接转化为甲醇等液体燃料。(8)结晶水合物失去结晶水的过程属于化学变化。(9)浓硫酸的吸水性属于物理性质,脱水性属于化学性质。(10)煤的干馏、煤的气化以及煤的液化都属于化学变化,石油的分馏属于物理变化,石油的裂化和裂解都属于化学变化。(11)金属导电、吸附、胶体聚沉等属于物理变化。 10.我国古书《天工开物》中记载了以竹子制造竹纸的方法,其步骤大致有以下几步:①斩竹漂塘(杀青) ②煮楻足火 ③春臼 ④荡料入帘 ⑤覆帘压纸 ⑥透火焙干。其中未涉及化学变化的是A.③④⑤ B.②③④ C.①②③ D.②⑤⑥【答案】A【解析】①斩竹漂塘(杀青):斩伐嫰竹,放入池塘,浸泡数百日,利用天然微生物分解以洗去竹子之青皮,此过程发生了化学变化,①不合题意;②煮楻足火:将以上所得竹子,放入“徨”桶内与石灰一道蒸煮,此过程发生了物理变化和化学反应,②不合题意;③舂臼打烂:去除以上处理的竹子放入石臼中将其打烂,该过程无新物质生成属于物理变化,③符合题意;④荡料入帘:将被打烂之竹料倒入水槽内,并以竹帘在水中荡料,此过程中无新物质生成,属于物理变化,④符合题意;⑤覆帘压纸:然后将帘反复过去,是湿纸落于板上,即成纸张,重复荡料与覆帘,使一张纸的湿纸叠积上千张,然后加上木板重压挤出大部分的水分,此过程中无新物质生成,属于物理变化,⑤符合题意;⑥透火焙干:将试纸逐张扬起,并加以焙干,此过程发生了化学变化,⑥不合题意;综上分析可知,③④⑤符合题意;故答案为:A。11.下列成语中,没有涉及化学变化的是A.严冬冱寒,滴水成冰 B.水滴石穿,绳锯木断C.趁热打铁,百炼成钢 D.星星之火,可以燎原【答案】A【解析】A.“滴水成冰”过程中,水由液态转变为固态,属于物理变化,A符合题意;B.“水滴石穿”中蕴含碳酸钙和水、二氧化碳反应生成碳酸氢钙,涉及化学变化,B不符合题意;C.“百炼成钢”是将铁中过量的碳除去,发生了化学反应,且铁、碳元素的化合价发生变化,则属于氧化还原反应,C不符合题意;D.“星星之火,可以燎原”,此过程发生燃烧,燃烧属于氧化还原反应,D不符合题意; 故选A。12.下列变化一定属于化学变化的是①金属导电②爆炸③二氧化氮经加压冷却凝结称无色液体④氯气使品红溶液褪色⑤无水硫酸铜由白变蓝⑥工业制氧气⑦十水碳酸钠风化⑧久置浓硝酸变黄⑨和间的相互转化⑩煤的干馏和石油的分馏A.③④⑤⑦⑧ B.②④⑦⑧⑨ C.①②⑤⑥⑩ D.①③⑥⑨⑩【答案】A【分析】化学变化是指有新物质生成的变化,物理变化是指没有新物质生成的变化,化学变化和物理变化的本质区别是否有新物质生成;据此分析判断。【解析】①金属导电是自由电子的定向移动,过程中无新物质生成为物理变化,故①错误;②爆炸不一定是化学变化,如气球爆炸,故②错误;③二氧化氮经加压冷却凝结称无色液体发生了化学反应生成了四氧化二氮,故③正确;④氯气使品红溶液褪色是氯气的氧化性,氧化有色物质生成无色物质,故④正确;⑤无水硫酸铜由白变蓝是硫酸铜和水反应生成结晶水合物,为化学变化,故⑤正确;⑥工业制氧气是利用液化空气分离得到,为物理变化,故⑥错误;⑦十水碳酸钠风化是结晶水合物失去结晶水发生了化学反应,故⑦正确;⑧久置浓硝酸变黄是硝酸分解生成的二氧化氮溶解于溶液中形成,为化学变化,故⑧正确;⑨16O和18O间的相互转化是原子核的变化不是化学变化范畴,故⑨错误;⑩煤的干馏是隔绝空气加强热发生化学反应,石油的分馏是控制温度分离混合物为物理变化,故⑩错误;一定是化学变化的是③④⑤⑦⑧,答案选A。知识点06 物质的转化 1.化学反应的分类应(反)放热反应(吸热反应) 2.物质间的转化关系 3.物质的转化规律转化规律分类实例离子反应方程式强制弱的规律强酸制弱酸CH3COONa+HClCH3COO-+H+===CH3COOH强碱制弱碱FeCl3+NaOHFe3++3OH-===Fe(OH)3↓强氧化剂制弱氧化剂Cl2+KICl2+2I-===I2+2Cl-强还原剂制弱还原剂Fe+CuSO4Cu2++Fe===Cu+Fe2+易溶物制难溶物 Na2SO4+BaCl2Ba2++SO4(2-)===BaSO4↓4.各类物质的化学通性(1)一般金属单质的化学通性 (2)氧化物的化学通性 (3)酸的化学通性 (4)碱的化学通性 (5)盐的化学通性 1.物质间转化的5个常见易错点(1)金属与浓、稀硝酸反应均不生成氢气,而是生成氮氧化物。(2)金属+酸=盐+氢气,这里的“金属”是指氢前的活泼金属,但氢后的不活泼金属,如铜与盐酸就不反应。(3)钾、钙、钠等特别活泼金属不能从盐溶液中置换出比它们活泼性弱的金属。(4)酸(碱)性氧化物与水发生化合反应,对产物要求:生成可溶性的酸或碱,Al2O3、Fe2O3、CuO、SiO2不能和水反应。(5)Fe与H+(非氧化性酸)、Cu2+、S、I2反应不能直接生成Fe3+。2.不能一步实现的反应(1)不能一步生成的氧化物①H2S(或S)不能一步转化为SO3 ②N2(或NH3)不能一步转化为NO2③Fe(OH)2不能一步生成Fe2O3 ④Fe不能一步生成Fe2O3(2)不能一步生成的酸或碱:难溶性酸或碱①可溶性碱:KOH、NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2和NH3·H2O②Fe2O3、Al2O3、CuO与水不能反应生成相应的碱③SiO2不能与水一步反应生成H2SiO3(3)不能一步生成的硫化物或氯化物①Cu和S反应不能生成CuS ②Fe和Cl2反应不能生成FeCl2 ③Fe和I2反应不能生成FeI3(4)电解法制备物质①不能用电解熔融的AlCl3制备金属铝 ②不能用电解熔融的MgO或MgCl2溶液制备金属镁③不能用电解NaCl溶液制备金属钠3.物质转化中的特殊性(1)金属一般不和碱反应,铝能和氢氧化钠溶液反应 2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑(2)非金属单质一般不和酸反应,硅能和氢氟酸反应 Si+4HFSiF4↑+2H2↑(3)酸性氧化物不一定不能和酸反应 SiO2+4HFSiF4↑+2H2O(4)碱性氧化物和酸不一定发生复分解反应①3FeO+10HNO3(稀)3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O②Fe2O3+6HI2FeI2+I2↓+3H2O(5)碱和酸不一定发生中和反应①3Fe(OH)2+10HNO3(稀)3Fe(NO3)3+NO↑+8H2O②Fe2O3+6HI2FeI2+I2↓+3H2O 13.金属及其化合物转化关系是化学学习的重要内容之一,下列各组物质的转化关系不能全部通过一步反应完成的是A.Na→NaOH→Na2CO3→NaCl B.Fe→FeCl3→Fe(OH)3→Fe2O3C.Al→Al2O3→Al(OH)3→AlCl3 D.Mg→MgCl2→Mg(OH)2→MgSO4【答案】C【解析】A.Na和水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠,碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠,A正确;B.Fe和氯气反应生成氯化铁,氯化铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁,氢氧化铁受热分解为三氧化二铁,B正确;C.Al和氧气反应生成氧化铝,氧化铝不溶于水,不能直接生成氢氧化铝,C错误;D.Mg和稀盐酸反应生成氯化镁,氯化镁和氢氧化钠反应生成氢氧化镁,氢氧化镁和稀硫酸反应生成硫酸镁,D正确;故选C。14.下列关于物质转化的关系不正确的是A.金属单质+氯气→高价金属氯化物B.酸性氧化物+碱性氧化物→盐+水C.难溶性碱→碱性氧化物+水D.盐+酸→新盐+新酸【答案】B【解析】A.氯气与变价金属反应生成高价氯化物,如铁和氯气反应生成氯化铁,A正确;B.酸性氧化物和碱性氧化物反应生成含氧酸盐,如CO2+CaO=CaCO3,生成盐的同时不能生成水,B错误;C.难溶性碱受热可以分解,如2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O,C正确;D.盐和酸反应生成另一种盐和另一种酸,如2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑,D正确;故答案为:B。15.化学是研究物质及其变化的科学。通常条件下,下列各组物质按右图所示转化关系每一步都能一步实现的是选项甲乙丙丁 ABSiCNODCuCuO【答案】D【解析】A.氯化铁与铁反应生成氯化亚铁,氯化亚铁不能一步反应生成氧化铁,氧化铁也不能一步反应生成氢氧化铁,选项A不符合;B.硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠,硅酸钠不能一步反应生成二氧化硅,选项B不符合;C.NO不能一步反应生成硝酸,浓硝酸与铜反应生成二氧化氮,二氧化氮不能一步反应生成氨气,选项C不符合;D.铜与氧气反应生成氧化铜,氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜,硫酸铜与氯化钡反应生成氯化铜,氯化铜与铁反应生成铜,铜与浓硫酸反应生成硫酸铜,硫酸铜与铁反应生成铜,转化关系每一步都能一步实现,选项D符合;答案选D。16.一定条件下,碳酸钙可以发生一系列转化(如图所示),下列每步转化反应与选项中的反应类型匹配的是石灰石生石灰熟石灰碳酸钙氯化钙A.分解反应、化合反应、复分解反应、复分解反应B.分解反应、复分解反应、化合反应、复分解反应C.分解反应、化合反应、复分解反应、置换反应D.复分解反应、化合反应、复分解反应、分解反应【答案】A【解析】石灰石发生分解反应生成生石灰,生石灰和水发生化合反应生成熟石灰,熟石灰和CO2发生复分解反应生成碳酸钙,碳酸钙和盐酸发生复分解反应生成氯化钙,则反应类型分别为分解反应、化合反应、复分解反应、复分解反应,故选:A。
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金属负价?CuFeS₂铁几价?NCl3化合价?常见易错元素的化合价汇总!
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2024.11.08
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1、HCN中C的化合价?HCN分子结构式为H-C≡N,电负性(吸电子能力) N>C>H,则碳氮三键的电子对偏向原子,N为-3价,碳在这里为+3;但碳氢单键的电子偏向碳,电子指定给碳,碳就得到了1个电子,这部分碳显-1;氢就为+1.碳两部分加起来:+3+(-1)=+2,就是+2价.2、KSCN中硫为-2价,则C为多少价?C为+4价,N为-3,S为-2注:硫氰化氢H—S—C≡N,异硫氰酸H—N=C=S两种。但元素化合价相同。3、NaBH4中氢的化合价?NaBH4为离子化合物,BH4-为四面体结构 ,化合价可认为B只有+3,H为-1价。可见,若能写出结构式,则可据电负性分析电子对的偏向与偏移,标出化合价4、SiH4中H的化合价?H为-1价,电负性:Si—1.9,H—2.2,即电子对偏向电负性大的原子一边。注:NH3中N-3,H+1;NH4+中N-3,H+1;CH4中C-4,H+1.5、Na2S2O8中硫的化合价?7、草酸中碳的化合价?其实,无机物与有机物是相通的,分析方法可借用。8、关于碳元素的化合价碳原子的最外层上的电子数目为4,最多有四次成键的机会。有机物中的碳原子能且只能成键4次。(1)碳元素只有同氢元素结合时才显负价,即C—H中C为-1价,故甲烷中碳为-4价。(2)碳元素同其它非金素元素结合时都显正价,如:C—X中C为+1价,C—O中C为+1价,C—N中C为+1价,C=O中C为+2价,C≡N中C为+3价。所以,H-C≡N中C为+2价。(3)碳原子与碳原子相结合时均为0价,即C—C、C=C、C≡C中全为0价。形成CH3CH3、CH2=CH2、CH≡CH后,碳的化合价分别为:-3、-2、-1.总结归纳:根据有机物的分子结构确定C元素的化合价。根据有机物的分子式计算C元素的表观化合价。9、SiHCl3中的化合价,CHCl3呢?CH2Cl2呢?通过下表的化合价:Cl>C>H>Si,知道CH4中C为-4,SiH4中Si为+4.SiHCl3中H为-1价,Si为+4价,分子中原子的连接方式CH4中4个C-H,共用电子对都偏向C,那么C就是-4价 而在CCl4中,共用电子对都偏离C,那么C就是+4价,在CHCl3中,1个C-H,共用电子对都偏向C,那么C就是-1价;还有3个C-Cl键,共用电子对都偏离C,那么C就是+3价 ,加起来C就是+2价。 CH2Cl2呢?2个C-H,共用电子对都偏向C,那么C就是-2价;还有2个C-Cl键,共用电子对都偏离C,那么C就是+2价,加起来C就是0价。总之,主要靠结构式、电负性帮助我们判断元素的化合价!附电负性表:10.如何判断NCl3中各元素的化合价?N、Cl的电负性相同,如何判断NCl3 中各 元素的化合价呢?基于NCl3 的水解产物来看:若不考虑NH3 被HClO氧化,NCl3水解的总反应可表示为:NCl3+3H2 O==NH3 +3HClO (实际反应可能要复杂些,与反应的酸碱性环境有关) 酸性环境:2NCl3 +3H2O==N2 +3HClON、Cl的电负性相同,如何判断NCl3中各 元素的化合价呢?基于NCl3的水解产物来看:若不考虑NH3被HClO氧化,NCl3水解的总反应可表示为:NCl3+3H2O==NH3+3HClO (实际反应可能要复杂些,与反应的酸碱性环境有关) 酸性环境:2NCl3+3H2O==N2+3HClO+3HCl 碱性环境:2NH3+HClO+OH-==N2H4+Cl-+2H2O 最终NH3被HClO氧化为N2或N2H4。反应机理比较N、Cl的非金属性:1、NH3能形成分子间氢键而HCl分子间没有氢键(或只有很弱的氢键)可以证实:N的非金属性略强于Cl,因此,NCl3中N为-3价,Cl为+1价。2、元素非金属性的强弱判据: ①不同元素对应简单气态氢化物的稳定性 ②最高价氧化物对应的水化物的酸性 ③置换反应 但是,由酸性:HClO4>HNO3,得出非金属性:Cl>N,这一结论是不严谨的。这种方法大部分时候只适用于同周期或同主族元素非金属性强弱的比较。比较N、Cl的电负性: 高中各版本化学教材所引用的电负性数据,都是沿用徐光宪《物质结构简明教程》的 数据表,表中列出的N和Cl的鲍林(L. Pauling)电负性均为3.0。实际上,对同一个概念,标度不同,其数值也会不同。电负性数据表历史上常用 的有3种系统:1932年——鲍林标度、1934年——马利肯标度、1957年——阿莱﹣罗周标度。虽然最常使用的电负性定义仍然是鲍林电负性标度,但其适用范围不广,且在预言化学反应或化学键的极性时会偶尔失效,因此化学家们不断发展出了新的电负性标度。在阿莱-罗周电负性标度中,χN=3.07>χCl=2.83;在一种新的电负性标度—轨道电负性(χO)标度中,N和Cl的轨道电负性χO分别约为3.19和 3.10;2019年的《美国化学会志》刊发了 瑞典化学家Martin Rahm、加拿大化学家 Tby Zng、以及1981年诺奖得主Roald Hoffmann提出基于价电子平均结合能的 电负性标度。其中,N和Cl的电负性分别 为16.9和16.3;基于价电子平均结合能的电负性标度中部分元素的电负性数据2021年的《自然-通讯》中刊发了 两名俄罗斯化学家Artem Oganov和 Christian Tantardini对鲍林电负性进行 修订后的电负性数据,N和Cl的电负性 分别为3.56和3.50。2021年Artem oganov等修正后的鲍林电负性数据结论:N的电负性略强于Cl。因此,NCl3中N为-3价,Cl为+1价。11. HFO中O元素的化合价1971年之前,人们从经验主义的观点出发,运用类比思维,认为在HClO中氯呈+1价,而氟无正价,所以次氟酸(HFO)不可能存在。说什么F2与水反应的方程式不能写成:F2+ H2O = HF + HFO。但在1971年,科学家让氟气缓缓通过碎冰末,结果得到了少量次氟酸,说明上述反应是可以成立的。由于氟的电负性比氧大,自然不能认为HFO中氟元素的化合价如HClO中氯一样为+1。那么,如何理解HFO中氟元素的化合价呢?让我们从化合价(氧化数)的原始概念出发分析一下:根据价键理论,HFO的结构应该是F—O—H,氧原子分别跟氟原子、氢原子形成一对共用电子,这样分子内各原子均满足最外层的稳定结构。根据氟、氧、氢的电负性可知,氟、氧原子间的电子对偏向于氟,故氟为-1价,而氧对氟显+1价;同时,氧、氢原子间的电子对偏向于氧,故氢为+1价,而氧对氢显-1价。综合考虑,氧的化合价(氧化数)为0。HFO被发现后,有人根据HFO中氟元素的氧化数为-1提出该酸不能称为次氟酸,而应该叫“氟氧酸”。12.CuFeS₂中铜、铁到底几价?2018年海南省高考化学试题19一II(14分)黄铜矿是主要的炼铜原料,CuFeS2是其中铜的主要存在形式。回答下列问题:(4)四方晶系CuFeS2的晶胞结构如右图所示。①Cu+的配位数为 4 ,S2-的配位数为 4 。这题中CuFeS2明显指出Cu为+1价,Fe为+3价。13.金属有负化合价吗?近来看到一位网络名师讲化合价,重点强调“金属绝对没有负化合价”。那么果真如此吗?我们一般根据“电负性”判断化合价正负,所以先看一下电负性表。 《鲁科版物质结构与性质》从表中看出铂系元素电负性均大于H,ⅠB族的金电负性最大(2.4),这些金属电负性大于H的电负性(2.1)。那么貌似金的氢化物中Au就应该显负价,这是真的吗?另外电负性最小的金属是铯(0.7,钫具有放射性不作考虑),根据经验规律电负性差值1.7会形成离子化合物,那么金与铯电负性差值刚好1.7,那么金与铯会形成离子化合物吗?请看相关资料: 《无机化学第2版》;编者:周德凤 袁亚莉铂系及金的氢化物应该属于“金属型氢化物”。由于金电负性大于H,所以其氢化物应该属于②的情况比较合理,也就是说金的氢化物中金显示负价。再看一下,金与铯的化合物,没有在大学教材查到其资料。在百度百科中查到下列资料: 《百度百科》 据此资料,显然金不但应该显负价而且还形成了阴离子。不但电负性较大的铂系及金可能会显负价。即使一些非常活泼的金属如碱金属某些特定情况下也会显负价。例如碱金属在墓穴物中就会形成阴离子: 根据上述分析,我们知道金属遇到一些电负性较小的元素及在某些特殊反应物情况下是可以显示负化合价了。
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2024.11.08
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几乎所有化学的初学者都喜欢看把碱金属扔进水中的“实验”。在中学阶段,大多数学生最多只能接触到钠和钾与水反应的现象(毕竟是高考考点)。当小块钠进入水中时,主要的现象只有钠块熔化和滋滋作响地放出氢气(我知道还有其他的三条,但是这里不做展开介绍了);当小块的钾被投入水中,则会燃烧起来同时在反应后期发生小规模的爆炸(事实上大块的钠与水反应也可能引发爆炸)。更加活泼的铷和铯则会在接触到水的瞬间就剧烈爆炸。然而,这个看上去十分简单粗暴的反应背后的机理却并不简单。高中对于“爆炸”这一现象最常见的解释是:碱金属与水反应放出的热量引爆了氢气。这种观点大体上没有问题,但不要忘了碱金属与水的反应应该是一个表面反应,也就是其速率受到碱金属与水接触面的限制,因此似乎不应该反应得这么快。事实上,碱金属有一个非常简单粗暴的特性,就是它们都极其容易把自己的唯一一个电子扔出去。在极性溶液中,它们把电子扔出去的方式则更加简单粗暴:像盐那样电离成碱金属离子和电子。在水的作用下,碱金属会迅速形成水合碱金属离子和溶剂合电子,这一步可以称为碱金属的溶剂化。这种在极性溶剂中电离的情况并不少见。以钠为例,将金属钠投入液态的氨中,会得到一种深蓝色的溶液: 钠在液氨溶液中电离(左)的示意图和钠的液氨溶液(右)。[1]这种溶液的分解并不像钠和水的反应一样迅速:它缓慢地分解为氢气和氨基钠(NaNH2)。溶液的深蓝色来自于电子在溶剂氨分子形成的空腔内的运动,这是溶剂合电子的特征颜色。回到碱金属与水的反应上来,如果我们用高速摄影机记录碱金属与水的反应,也会看到类似的蓝色: 高速摄影机拍摄的钠钾合金与水的反应[2]。可以看到,在碱金属与水反应的过程中,熟悉的深蓝色同样出现了。这与之前碱金属和氨的反应是类似的,只是在这个过程中,不稳定的水合电子代替了氨合电子。它的稳定性比氨合电子要差得多,在生成之后(大概几毫秒内)就迅速分解为氢氧根和氢气,不借助高速摄影机很难捕捉到这种不稳定的蓝色。碱金属进入水中之后,表面的一层电子会迅速被周围的水分子俘获,使得碱金属表面产生一层带正电的碱金属阳离子。这种碱金属阳离子之间存在巨大的静电斥力,因此引发“库仑爆炸”(Coulomb explosion)[2]。在排斥的过程中,静电斥力会在碱金属的表面拉出诸多刺状结构,增大碱金属与水接触的表面积,进一步引发碱金属与水的反应。这使得碱金属与水的反应远远比一般的两相反应来得快,从而最终在短时间内产生大量氢气,同时释放热量。 钠钾合金与水的反应,可以看到大量“金属刺”的出现[2]。分子动力学对钠簇在水中反应的模拟结果。当碱金属表面的正电荷(蓝色小球)与负电荷(红色小球)之间的平均距离大于5×10^-10m时,库仑爆炸就会迅速发生。[2]在液面局部区域,氢气的浓度是相当大的。如果碱金属足够活泼(电离得更快)或量够大,那么这个过程中释放出的热量足以混合氢气和氧气并将它们点燃,引发“真正的”爆炸现象。之前我们提到了碱金属与液氨的反应。那么,为什么碱金属和液氨的反应不会发生爆炸呢?事实上,碱金属和液氨的反应过程中同样存在库仑爆炸现象,“金属刺”同样会生成。不同的是,液氨合电子的稳定性要远远好于水合电子。这与氨分子及水分子的电子结构关系密切:由于氧具有更大的电负性,在水分子中,氢上带有更多的正电荷,因此比氨分子更容易俘获电子。因此,尽管碱金属与氨的反应同样迅速,这一过程并不会产生大量的氢气,因此也不会发生爆炸。
高中化学
化学实验中的晶体洗涤大有讲究
衡水吴爱华名师工作室
2024.01.11
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化学高考试题中,经常涉及对所得晶体或固体残渣进行洗涤,洗涤大有讲究,要考虑几个方面,如:为什么要洗涤?用什么洗涤?怎样洗涤?怎样证明已经洗涤干净?等等。 一、关于洗涤的目的 关于晶体或残渣为什么要洗涤,即洗涤的目的,常见有:①除去杂质:除去晶体表面的可溶性杂质。②提高产率:洗涤过滤所得到的残渣,把有用的物质,如目标产物尽可能洗出来。③防止污染环境:如果滤渣表面有一些对环境有害的物质,如重金属离子或CN-,为了防止污染环境,往往对残渣进行洗涤。 例1(北京卷改编)以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下(部分操作和条件略):I从废液中提纯并结晶处FeSO4·7H2O; II将FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合,得到含FeCO3的浊液; Ⅲ将浊液过滤; Ⅳ用90℃热水洗涤沉淀,干燥后得到FeCO3固体; V煅烧FeCO3,得到Fe2O3固体。 已知:NH4HCO3在热水中分解。 问题:IV中为什么要用热水洗涤? 解析:FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合,在得到FeCO3的浊液里含有杂质离子SO42-和过量的NH4HCO3,由于NH4HCO3在热水中会分解,这样就除去了NH4HCO3,另外也可除去SO42-。所以,答案为:可以除去可溶性的杂质SO42-和NH4HCO3。 例2(江苏题):钡盐行业生产中排出大量的钡泥[主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba(FeO2)2]等。某主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工厂利用钡泥制取Ba(NO3)2,其部分工艺流程如下: 问题:上述流程中洗涤的目的是 。 解析:钡泥加入稀硝酸后BaCO3、BaSiO3变为Ba2+、CO2气体、H4SiO4(或H2SiO3)沉淀,BaSO3转化为BaSO4,Ba(FeO2)2转化为Ba2+和Fe3+,加入沉淀如BaCO3,可控制溶液的PH=4~5,把Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,接着加入Ba(OH)2可把少量的HNO3转化为Ba(NO3)2,这里洗涤的目的是把滤渣表面的硝酸钡除去,防止污染环境,这是标准答案。笔者认为把洗涤液又加入到初始的溶液中,相当于残液又被利用,提高了原料钡泥的利用率。所以,最佳答案为:减少废渣中可溶性钡盐对环境的污染;提高原料钡泥的利用率。 二、关于洗涤的试剂 对于用什么洗涤,我们经常可以用以下几种:①蒸馏水;②冷水;③有机溶剂,如酒精、丙酮等;④该物质的饱和溶液。一般经常用的洗涤剂是蒸馏水,如果用其他的洗涤剂,必有其“独特”之处。用冷水可适当降低晶体因为溶解而造成损失。用酒精等有机溶剂洗涤的好处常见有:可以降低晶体因溶解而造成损失,可以除去表面的可溶性杂质和水分;酒精易挥发,晶体易干燥。注意:有特殊的物质其溶解度随温度升高而下降的,可以采用热蒸馏水洗涤。用该物质的饱和溶液可以使因为溶解造成的损失降到最低。 例1(江苏题):硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)是一种重要的食品和饲料添加剂。实验室通过下列实验由废铁屑制备FeSO4·7H2O晶体:①将5%Na2CO3溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中,加热数分钟,用倾析法除去Na2CO3溶液,然后将废铁屑用水洗涤2~3遍;②向洗涤过的废铁屑加入过量的稀硫酸,控制温度50~80℃之间至铁屑耗尽;③趁热过滤,将滤液转入到密闭容器中,静置、冷却结晶;④待结晶完毕后,滤出晶体化学论文化工论文,用少量冰水2~3次,再用滤纸将晶体吸干;⑤将制得的FeSO4·7H2O晶体放在一个小广口瓶中,密闭保存。 问题:实验步骤④中用少量冰水洗涤晶体,其目的是_____________;_______________。 解析:冰水作为洗涤剂,应该从两方面来说明。首先它是水,可以将某些可溶性的杂质溶解而除去;其次,要说明作为冰水温度低有什么好处。参考答案为:洗涤除去晶体表面附着的硫酸等杂质;用冰水洗涤可降低洗涤过程中FeSO4·7H2O的损耗。 例2(苏州调研)某实验小组在实验室按下列流程进行制取摩尔盐[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]的实验: 问题:反应Ⅱ后的溶液经蒸发等操作所得固体用乙醇洗涤的目的是。 解析:由于莫尔盐属于无机盐,在水中的溶解度大于在乙醇中,用乙醇洗涤可以降低莫尔盐因为溶解而造成损失;其次,由于水易溶于乙醇,用乙醇可以除去水,并把可晶体表面的杂质“冲走”;另外,酒精易挥发,很容易使晶体保持干燥。参考答案为:可降低莫尔盐因为溶解而造成损失;可除去表面的水分和一些杂质;酒精易挥发,晶体容易干燥。 三、关于洗涤的方法 洗涤的正确方法是:让过滤后的晶体继续留在过滤器中,加洗涤剂浸没过晶体,让洗涤剂自然流下,重复2-3次即可。注意点:在洗涤过程中不能搅拌,因为滤纸已经很润湿,如果搅拌就很容易搅破滤纸,这样晶体会淋失,从而造成晶体损失。 例题(江苏高考):下列有关实验原理或操作正确的是( )A.选择合适的试剂,用图1所示装置可分别制取少量CO2、NO和O2B.制备乙酸乙酯时,向乙醇中缓慢加入浓硫酸和冰醋酸C.洗涤沉淀时(见图2),向漏斗中加适量水,搅拌并滤干D.用广泛PH试纸测得0.10mol·L-1NH4Cl溶液的PH=5.2 解析:此题易选C,其实C是错误的,因为洗涤沉淀时是不能搅拌的。A中NO不能用排空气法收集,A错;D中广泛PH试纸只能测到整数,D错;正确答案为B。 四、关于洗净的标志 对于洗涤干净的标志,可以采用物理方法,也可以化学方法。如果可溶性的杂质的水溶液有颜色,可以直接通过观看最后一次洗涤液是否有颜色化学论文化工论文,如果显无色,说明已洗涤干净,反之没有洗涤干净;对于含Na+、K+的可溶性杂质可以通过焰色反应来鉴别,从而判断有无洗涤干净;对于用物理方法无法判断的,可以通过化学方法来判断。方法是:取最后一次洗涤液来做实验。 例1(南京):富马酸亚铁(分子式C4H2O4Fe,结构简式)是一种可限量使用的铁强化剂。下图为实验室模拟工业制取富马酸亚铁的流程图: 问题:操作Y包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等。判断该操作中“洗涤”富马酸亚铁产品已洗净的实验方法是______。 解析:富马酸亚铁表面的可溶性杂质离子有Na+、SO42-等,可以从检验洗涤液中是否含Na+或SO42-来设计实验。参考答案为:取最后一次洗涤液,先加入稀盐酸,再加入氯化钡溶液,无白色沉淀生成,说明已洗涤干净。 总之,对实验过程中的一些操作如洗涤,多思考几个为什么,知其然,更要知其所以然,这样实验技能就会发生质的飞跃。