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文档介绍
2018届一轮复习人教版化学物质及其变化学案
第二章 化学物质及其变化 考点一 物质的组成与分类 一、牢记物质组成的5组概念 1.元素与核素 (1)元素:具有相同核电荷数的一类原子的总称。 (2)核素:具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子,如H元素有1H、2H、3H 3种原子,即3种核素。 2.单质与化合物 3.游离态与化合态 4.纯净物与混合物 (1)纯净物:由同种单质或化合物组成的物质。 (2)混合物:由几种不同的单质或化合物组成的物质。 5.同素异形体与同分异构体 同素异形体 (1)概念:同种元素形成的不同单质。 (2)同素异形体的形成有两种方式:①原子个数不同,如O2和O3;②原子排列方式不同,如金刚石和石墨。 同分异构体 (1)概念:具有相同的分子式,但具有不同结构现象的化合物互称同分异构体。 (2)同分异构体的类型:主要有碳链异构、位置异构和官能团异构。 [基点小练] 1.有下列物质:①氧气 ②二氧化碳 ③臭氧(O3) ④盐酸 ⑤铁 ⑥碳酸钠 ⑦空气 ⑧氢氧化钠 ⑨冰、水混合物 其中由分子直接构成的纯净物有:①、②、③、⑨; 由原子直接构成的纯净物有:⑤; 由离子直接构成的纯净物有:⑥、⑧; 互为同素异形体的是:①和③; 属于单质的有:①、③、⑤; 属于化合物的有:②、⑥、⑧、⑨; 属于混合物的有:④、⑦。 [名师点拨] 1.由同种元素组成的物质不一定是纯净物,如O2和O3组成的物质为混合物。 2.从宏观、微观两个角度看物质组成 二、明辨物质的2种分类标准 1.交叉分类法——从不同角度对物质进行分类 2.树状分类法——按不同层次对物质进行分类 请把下列物质的序号填写到下图的括号中 ①硫黄 ②HClO ③苛性钠 ④铜 ⑤小苏打 ⑥氧化钠 ⑦Fe(OH)3胶体 ⑧NaCl溶液 三、规避物质分类的“三大误区” 误区一 误认为由相同元素组成的物质一定是纯净物。 (1)若某物质是由一种元素的单质混合而成,如O2、O3组成的混合气体就是混合物,由12C和13C组成的石墨则是纯净物。 (2)分子式相同的化合物可能存在同分异构体,最简式相同的化合物不一定是同一物质。如C4H10的结构有正丁烷和异丁烷,二者组成混合物;C2H2与C6H6最简式相同,但前者为乙炔,后者为苯。 误区二 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。 (1)NaHSO4、CuSO4、NH4Cl溶液呈酸性,这些物质均属盐。 (2)Na2CO3、NaHCO3溶液呈碱性,这些物质均属盐。 误区三 误认为金属氧化物、非金属氧化物与碱性氧化物、酸性氧化物相对应。 (1)酸性氧化物不一定是非金属氧化物,如Mn2O7。 非金属氧化物不一定是酸性氧化物,如CO、NO。 (2)碱性氧化物一定是金属氧化物,但金属氧化物不一定是碱性氧化物,如Al2O3属于两性氧化物。 [基点小练] 2.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)硫酸、烧碱、醋酸钠和生石灰分别属于酸、碱、盐和氧化物(√) (2)按照物质的树状分类和交叉分类,HNO3属于酸、氢化物、氧化物、一元酸、强氧化性酸(×) (3)冰水混合物属于化合物,高分子化合物属于混合物(√) (4)纯碱属于碱、甘油属于油脂(×) (5)NaHSO4、NaHCO3都属于酸式盐,溶液都呈酸性(×) (6)只由一种元素组成的物质一定是纯净物(×) (7)胆矾(CuSO4·5H2O)、明矾[KAl(SO4)2·12H2O]属于混合物(×) (8)金属氧化物均为碱性氧化物(×) (9)SiO2既能和NaOH溶液反应又能和氢氟酸反应,所以是两性氧化物(×) 题点(一) 纯净物、混合物的判断 1.(2017·铜陵模拟)下列物质中,属于纯净物的是( ) ①陶瓷 ②水泥 ③玻璃 ④漂白粉 ⑤胆矾 ⑥氯水 ⑦液氯 A.①③⑤ B.②④⑥ C.⑤⑦ D.⑥⑦ 解析:选C ①陶瓷的主要成分是SiO2和硅酸盐,属于混合物;② 水泥是硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙的混合物;③玻璃是硅酸钠、硅酸钙、SiO2的混合物;④漂白粉是CaCl2、Ca(ClO)2的混合物;⑤胆矾是CuSO4·5H2O,属于纯净物;⑥氯水是Cl2的水溶液,含有多种微粒,属于混合物;⑦液氯是液态氯的单质,属于纯净物。 2.实验室里常用的干燥剂有:①浓硫酸(98%),②无水氯化钙,③变色硅胶[硅胶的主要成分是二氧化硅,在其中掺入少量的无水氯化钴(CoCl2)作指示剂,无水氯化钴呈蓝色,吸水后变为CoCl2·6H2O呈粉红色],④五氧化二磷,⑤碱石灰(主要成分是氢氧化钠、氧化钙,制法是:把生石灰加到浓的烧碱溶液中,再加强热蒸干)。上述物质中,属于混合物的是( ) A.①②④ B.②④ C.①③⑤ D.全部 解析:选C 浓H2SO4是H2SO4与水的混合物;无水氯化钙是纯净物;变色硅胶是SiO2和CoCl2的混合物;P2O5是纯净物;碱石灰是NaOH、CaO的混合物。 纯净物、混合物的判断方法 纯净物 混合物 有固定的组成和结构 无固定的组成和结构 有一定的熔、沸点 无一定的熔、沸点 保持一种物质的性质 保持原有物质各自的性质 常见混合物:①分散系(如溶液、胶体、浊液等);②高分子(如蛋白质、纤维素、聚合物、淀粉等);③常见特殊名称的混合物:石油、石油的各种馏分、煤、漂白粉、碱石灰、福尔马林、油脂、天然气、水煤气、铝热剂、氨水、氯水、王水等。 题点(二) 物质的分类标准 3.(2014·四川高考)下列关于物质分类的说法正确的是( ) A.金刚石、白磷都属于单质 B.漂白粉、石英都属于纯净物 C.氯化铵、次氯酸都属于强电解质 D.葡萄糖、蛋白质都属于高分子化合物 解析:选A 金刚石是碳元素形成的单质,白磷是磷元素形成的单质,A项正确;漂白粉是CaCl2和Ca(ClO)2的混合物,石英的主要成分是二氧化硅,常含有Al2O3、CaO、MgO等杂质,为混合物,B项错误;氯化铵为强电解质,次氯酸为弱酸,是弱电解质,C项错误;葡萄糖是小分子化合物,蛋白质是高分子化合物,D项错误。 4.(2017·西城区模拟)下列物质与类别不对应的是( ) A B C D 小苏打 食用油 淀粉 84消毒液 盐 高分子化合物 糖类 混合物 解析:选B A.小苏打是碳酸氢钠的俗称,其化学式是NaHCO3,由钠离子和碳酸氢根离子构成,属于盐,故A不选;B.食用油的成分为油脂,是相对分子质量较小的分子,不属于有机高分子,故B选;C.淀粉属于糖类,故C不选;D.“84消毒液”的主要成分是次氯酸钠(NaClO)的水溶液,属于混合物,故D不选。 分类标准不同,物质的类别不同 在化合物中可从多种分类标准对物质进行分类,如 从不同的分类标准 ⇨ 物质所属类别 按化合物的性质 酸、碱、盐、氧化物等 按化合物中化学键的类别 离子化合物、共价化合物 按在水溶液或熔融状态下是否导电 电解质、非电解质 考点二 物质的性质与变化 一、判断正误,明确物质的2类变化 (1)臭氧变成氧气是物理变化(×) (2)将蓝色的硫酸铜晶体放入浓硫酸中发生物理变化(×) (3)煤的“气化”、煤的“液化”、煤的“干馏”都是物理变化(×) (4)分馏、蒸馏、蒸发、萃取、分液、过滤都属于物理变化(√) (5)加热I2,固体从试管底部跑到上部属于物理变化(√) (6)加热NH4Cl晶体,固体从试管底部跑到上部属于物理变化(×) (7)向蛋白质溶液中滴加CuSO4溶液产生沉淀属于化学变化(√) (8)紫色石蕊溶液中加入活性炭褪色是化学变化(×) (9)用铂丝蘸取NaCl溶液进行焰色反应是化学变化(×) (10)化学变化中一定存在化学键的断裂和形成,有化学键断裂或形成的变化也一定是化学变化(×) (11)金属熔化、从NaCl溶液中结晶析出NaCl晶体、从浓盐酸中挥发出HCl气体均属于物理变化(√) (12)核裂变、核聚变均有新物质生成,均属于化学变化(×) [名师点拨] 1.物理变化与化学变化的判断方法 从宏观上判断 有新物质生成是化学变化,反之为物理变化 从微观上判断 有旧化学键断裂,同时有新化学键形成的是化学变化;只有化学键断裂的不一定是化学变化,如NaCl晶体的熔化 2.常见的物理变化和化学变化 物理变化 化学变化 三馏 蒸馏、分馏 干馏 四色 焰色反应 显色反应、颜色反应、指示剂变色反应 五解 潮解 分解、电解、水解、裂解 十五化 熔化、汽化、 液化、升华 氧化、风化、炭化、钝化、催化、皂化、歧化、硝化、酯化、裂化、油脂的硬化 二、书写化学方程式,理清物质间的转化关系 (1)同一元素、不同价态的代表物间的转化关系。如: 写出上述关系中标号的化学方程式: ①2H2S+O2===2S↓+2H2O; ②2H2S+SO2===3S↓+2H2O; ③2SO2+O22SO3; ④Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。 (2)单质、氧化物、酸(或碱)和盐的转化关系。如: 写出上述关系中标号的化学方程式,并注明反应类型: ①Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,置换反应; ②Al2O3+6HCl===2AlCl3+3H2O,复分解反应; ③HCl+NaOH===NaCl+H2O,复分解反应; ④CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑,复分解反应。 [名师点拨] 单质、氧化物、酸、碱和盐的转化关系 题点(一) 物理变化、化学变化的判断 1.(2016·四川高考)化学与生产和生活密切相关。下列过程中没有发生化学变化的是( ) A.氯气作水的杀菌消毒剂 B.硅胶作袋装食品的干燥剂 C.二氧化硫作纸浆的漂白剂 D.肥皂水作蚊虫叮咬处的清洗剂 解析:选B A.氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸有强氧化性,能杀菌消毒,发生了化学变化,A项不符合题意;B.硅胶能够吸收水分,可用作袋装食品的干燥剂,没有发生化学变化,B项符合题意;C.二氧化硫在漂白过程中与有色物质反应生成了无色物质,发生了化学变化,C项不符合题意;D.蚊虫叮咬过程中释放出的酸性物质能与肥皂水发生反应,发生了化学变化,D项不符合题意。 2.(2014·全国卷Ⅱ)下列过程没有发生化学反应的是( ) A.用活性炭去除冰箱中的异味 B.用热碱水清除炊具上残留的油污 C.用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果 D.用含硅胶、铁粉的透气小袋与食品一起密封包装 解析:选A A.活性炭具有吸附性,能够吸附冰箱中的异味,发生的是物理变化;B.油污属于酯类物质,可以在热碱水条件下发生水解反应生成醇和有机盐,属于化学变化;C.该过程利用的是酸性高锰酸钾溶液氧化水果产生的乙烯,属于化学变化;D.硅胶起吸水作用,铁粉起还原剂作用,防止食物被氧化,属于化学变化。 题点(二) 物质的性质与应用 3.(2016·全国丙卷)化学在生活中有着广泛的应用,下列对应关系错误的是( ) 选项 化学性质 实际应用 A Al2(SO4)3和小苏打反应 泡沫灭火器灭火 B 铁比铜金属性强 FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板 C 次氯酸盐具有氧化性 漂白粉漂白织物 D HF与SiO2反应 氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记 解析:选B A项,Al2(SO4)3与NaHCO3在溶液中能发生水解相互促进反应,生成Al(OH)3沉淀和CO2气体,能灭火;B项,2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2,只能说明还原性Cu强于Fe2+,无法说明Fe与Cu的金属性强弱;C项,次氯酸盐具有强氧化性,可以漂白织物;D项,氢氟酸与玻璃的主要成分SiO2反应,生成SiF4气体和水,故氢氟酸可以刻蚀玻璃。 4.下列物质在生活中应用时,起还原作用的是( ) A.明矾作净水剂 B.甘油作护肤保湿剂 C.漂粉精作消毒剂 D.铁粉作食品袋内的脱氧剂 解析:选D A项,明矾中的Al3+发生水解生成胶体,胶体的表面积较大,能吸附水中的杂质,所以能起到净水的作用,与氧化还原无关,错误;B项,甘油为丙三醇,属于多羟基化合物,具有吸湿性,因此可作护肤保湿剂,与氧化还原无关,错误;C项,漂粉精能作消毒剂是因为它能生成HClO,HClO具有强氧化性,能杀菌消毒,并不是起还原作用,错误;D项,铁粉作食品袋内的脱氧剂,防止食品被氧化,起还原作用,正确。 题点(三) 物质间的转化 5.(2016·江苏高考)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( ) A.SiO2SiCl4Si B.FeS2SO2H2SO4 C.N2NH3NH4Cl(aq) D.MgCO3MgCl2(aq)Mg 解析:选C A项中SiO2和HCl(aq)不发生反应,不正确;B项中SO2和H2O反应不能直接生成H2SO4,应生成H2SO3,不正确;C正确;D项中电解MgCl2(aq)得不到Mg,电解熔融的MgCl2可得到Mg,不正确。 6.如图W、X、Y、Z为四种物质,若箭头表示能一步转化的常见反应,其中常温下能实现图示转化关系的是( ) 选项 W X Y Z A N2 NH3 NO2 HNO3 B Na Na2O2 NaOH NaCl C Fe FeCl3 Fe(OH)2 FeCl2 D Al AlCl3 NaAlO2 Al2(SO4)3 解析:选D 常温下N2不能直接转化为NH3、NO2、HNO3,A项错误;常温下Na与O2反应生成Na2O而不是Na2O2,B项错误;常温下Fe不能一步转化为Fe(OH)2,Fe和氯气在点燃时发生反应生成FeCl3,C项错误;Al与盐酸反应转化为AlCl3,与NaOH溶液反应转化为NaAlO2,与硫酸反应转化为Al2(SO4)3,AlCl3与过量NaOH溶液反应转化为NaAlO2,NaAlO2与过量硫酸反应转化为Al2(SO4)3,Al2(SO4)3与BaCl2溶液反应转化为AlCl3,D项正确。 常见物质间转化的5个易错点 (1)S燃烧不能直接生成SO3而是生成SO2。 (2)Al2O3、SiO2、Fe2O3与H2O不反应,不能直接转化为Al(OH)3、H2SiO3、Fe(OH)3。 (3)NH3催化氧化不能直接生成NO2。 (4)Fe与Cl2反应不能直接生成FeCl2。 (5)Fe与H+、Cu2+、S、I2反应不能直接生成Fe3+。 考点三 分散系、胶体 一、区分三种分散系 1.分散系:把一种(或多种)物质分散在另一种(或多种)物质中所得到的体系。 2.分类:如图所示,把分散系分为溶液、胶体和浊液的标准是:分散质粒子直径的大小。其中胶体粒子直径的大小为1~100_nm。 3.三种分散系的比较 分散系 溶液 胶体 浊液 分散质粒子 单个小分子 或离子 高分子或 多分子集合体 巨大数目 的分子集合体 分散质粒子 直径 小于1 nm 1~100 nm 大于100 nm 性质 外观 均一、透明 均一 不均一、不透明 稳定性 稳定 较稳定 不稳定 能否透过 滤纸 能 能 不能 能否透过 半透膜 能 不能 不能 鉴别 无丁达尔 效应 有丁达尔 效应 静置分层 或沉淀 [基点小练] 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)直径介于1~100 nm之间的微粒称为胶体(×) (2)溶液呈电中性,胶体是带电的(×) (3)胶体粒子很小,可以透过半透膜(×) (4)稀豆浆、硅酸、氯化铁溶液均为胶体(×) 二、掌握胶体的性质及Fe(OH)3胶体的制备 1.胶体的性质及应用 (1)丁达尔效应 可见光束通过胶体时,会出现一条光亮的“通路”现象。 应用:鉴别溶液和胶体。 (2)聚沉 胶体粒子聚集成较大颗粒,从而形成沉淀从分散剂里析出的过程叫做聚沉。 使胶体聚沉的方法有:①加入电解质;②加入与胶粒带相反电荷的胶体;③加热。 应用:三角洲的形成;明矾、铁盐溶液净水;盐卤制豆腐。 2.Fe(OH)3胶体的制备 (1)反应原理:FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl。 (2)操作步骤:向沸水中逐滴加入5~6滴FeCl3饱和溶液,继续煮沸至溶液呈现红褐色。 (3)注意事项 ①加热至溶液呈红褐色后停止加热; ②不能用自来水,不能搅拌。 [基点小练] 2.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)Fe(OH)3胶体无色、透明、能产生丁达尔现象(×) (2)浓氨水中滴加FeCl3饱和溶液可制得Fe(OH)3胶体(×) (3)明矾水解时产生具有吸附性的胶体粒子,可作漂白剂(×) (4)沸水中滴加适量饱和FeCl3溶液,形成带电的胶体,导电能力增强(×) (5)葡萄糖注射液不能产生丁达尔现象,不属于胶体(√) (6)向污水中投入明矾,生成能凝聚悬浮物的胶体:Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+(√) 3.下列事实与胶体性质有关的是________。 ①由肾功能衰竭等疾病引起的血液中毒,可利用“血液透析”进行治疗 ②水泥厂和冶金厂常用高压直流电除去大量烟尘,减少对空气的污染 ③明矾可用作净水剂 ④臭氧、Cl2均可用于水的消毒净化 答案:①②③ [名师点拨] 1.区分胶体和其他分散系的方法是丁达尔效应,而胶体与其他分散系的本质区别是分散质粒子直径在1~100 nm之间。 2.丁达尔效应是物理变化而不是化学变化。 3.胶体不带电,胶体中的胶粒能够吸附体系中的带电粒子而使胶粒带电荷,且同种胶体粒子的电性相同,但整个分散系仍是电中性的。 4.Fe(OH)3胶体粒子是分子的集合体,因此,1 mol Fe3+完全水解得到Fe(OH)3胶体粒子数小于NA。 1.下列有关胶体说法正确的是( ) A.(2016·江苏高考)Fe2(SO4)3可用作净水剂的原因是由于Fe2(SO4)3易溶于水 B.(2016·全国甲卷)将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中制备Fe(OH)3胶体 C.(2014·福建高考)用可见光束照射以区别溶液和胶体 D.(2013·安徽高考)K+、H+、S2-、Br-能在Fe(OH)3胶体中大量共存 解析:选C Fe2(SO4)3在水溶液中形成Fe(OH)3胶体而起到净水作用,A项错;生成红褐色的Fe(OH)3沉淀而不是胶体,B项错;Fe(OH)3胶体在电解质溶液中发生聚沉,在H+溶液中溶解,D项错。 2.下列关于胶体和溶液的说法中,不正确的是( ) A.胶体和溶液都是均一、稳定的分散系,静置不易产生沉淀 B.蔗糖、淀粉、蛋白质的水溶液均能产生丁达尔效应 C.光线通过时,胶体产生丁达尔效应,溶液则无丁达尔效应 D.向Fe(OH)3胶体中逐滴加入稀硫酸先产生沉淀而后沉淀逐渐溶解 解析:选B 蔗糖的水溶液不属于胶体,不能产生丁达尔效应。 [课堂巩固练] 1.(2015·重庆高考)中华民族有着光辉灿烂的发明史,下列发明创造不涉及化学反应的是( ) A.用胆矾炼铜 B.用铁矿石炼铁 C.烧结黏土制陶瓷 D.打磨磁石制指南针 解析:选D 胆矾炼铜就是“湿法炼铜”,其原理是将胆矾溶于水,再将铁放入胆矾溶液中把铜置换出来,是化学反应。铁矿石炼铁是将原料(铁矿石、焦炭、石灰石和空气)加入高炉中,在高炉中发生一系列化学反应,生成铁单质,是化学反应。黏土烧结制成陶瓷的过程中有新物质生成,是化学反应。四氧化三铁常称作“磁性氧化铁”,是磁石的主要成分,打磨磁石制指南针,只是磁石的形状发生变化,是物理变化。 2.(2017·江西九江质检)化学在生产和日常生活中有着重要的作用,下列叙述正确的是( ) A.氧化铝的熔点很低,不能用于制作耐高温材料 B.光化学烟雾与大量排放碳氢化合物和氮氧化合物有关 C.无水乙醇用作医用消毒剂效果更好 D.Na、S、C分别在氧气中燃烧均可得到两种不同的氧化物 解析:选B 氧化铝的熔点很高,能用于制作耐高温材料,故A项错误;光化学烟雾与大量排放碳氢化合物和氮氧化合物有关,故B项正确;一般用75%乙醇溶液作医用消毒剂,故C项错误;Na在氧气中燃烧生成Na2O2,S在氧气中燃烧只能生成二氧化硫,C在氧气中燃烧可能得到两种不同的氧化物,故D项错误。 3.下列物质分类的正确组合是( ) 选项 混合物 纯净物 单质 电解质 A 盐酸 NaOH 石墨 K2SO4溶液 B 空气 Fe(OH)3胶体 铁 Na2CO3 C CuSO4·5H2O CaCl2 水银 铜 D 氯水 KNO3晶体 O3 NaCl 解析:选D K2SO4溶液属于混合物不是化合物,不属于电解质,A项错误;Fe(OH)3胶体是一种分散系,属于混合物,B项错误;CuSO4·5H2O属于化合物,不是混合物,铜属于单质,不是化合物,不是电解质,C项错误;氯水是氯气溶于水后得到的水溶液属于混合物,KNO3晶体属于化合物,为纯净物,O3是由氧元素组成的一种纯净物,所以为单质,NaCl熔融状态下导电,溶于水后得到的溶液也导电,所以NaCl属于电解质,D项正确。 4.下列关于胶体的叙述不正确的是( ) A.加明矾使河水变澄清 B.光线透过胶体时产生丁达尔效应 C.在实验中不慎被玻璃划破手指,可用FeCl3溶液应急止血 D.在沸腾的稀NaOH溶液中滴加饱和FeCl3溶液,可制备Fe(OH)3胶体 解析:选D A项,加明矾使河水变澄清,利用了胶体的吸附作用,正确;B项,胶体的特性是丁达尔效应,丁达尔效应是区分胶体和其他分散系的一种常用方法,正确;C项,血液是胶体,FeCl3溶液是电解质溶液,可以使血液中的胶粒聚沉而止血,正确;D项,Fe(OH)3胶体的制备方法是在沸水中滴加饱和氯化铁溶液,错误。 5.科学家观测到固体催化剂表面“抓取”一氧化碳分子和氧原子配对生成二氧化碳分子的过程。下列关于碳的氧化物的说法正确的是( ) A.CO与CO2均为酸性氧化物 B.CO是煤气的主要成分之一 C.CO2是弱电解质 D.大量CO2的排放可导致酸雨的形成 解析:选B CO是不成盐氧化物,CO2为酸性氧化物,A项错误;煤气的主要成分为CO和氢气等,则CO是煤气的主要成分之一,B项正确;CO2在熔融状态下和水溶液中都不能发生电离,属于非电解质,二氧化碳不是电解质,C项错误;二氧化碳不会形成酸雨,二氧化碳对环境的影响是产生温室效应,D项错误。 6.(2017·河北衡水期末)化合物A、B、C、D各由两种元素组成,甲、乙、丙是短周期元素的三种单质。这些常见的化合物与单质之间存在如下关系(已知C是一种有机物),以下结论不正确的是( ) A.常温下,化合物A、B、C、D均为气体 B.上图所示的五个转化关系中,有三个是化合反应 C.上图所示的五个转化关系中,均发生氧化还原反应 D.上述转化关系所涉及的化合物中只有一种是电解质 解析:选A 甲能与两种单质、一种化合物反应,则甲可能是氧气,化合物C是一种有机物(可能是气体、液体或固体),A、B分别是CO2、H2O,乙是碳,D是CO,丙是H2时符合题图转化关系,故A项错误,B、C项正确;涉及的化合物中只有H2O是电解质,D项正确。 [课下提能练] 1.(2017·贵阳模拟)下列过程属于物理变化的是( ) A.平行光照射胶体产生丁达尔效应 B.紫外线照射下,液态蛋白质凝固 C.铁在潮湿的空气中生锈 D.铝遇到冷的浓硝酸发生钝化 解析:选A 平行光照射胶体,产生一条光亮的通路,这是胶体中胶粒对光的散射作用,是物理变化,A项正确;紫外线照射下,液态蛋白质凝固,这是因为蛋白质发生了变性,属于化学变化,B项错误;铁在潮湿的空气中生锈,有新物质生成,属于化学变化,C项错误;铝遇冷的浓硝酸发生钝化,实质是铝与浓硝酸反应,铝表面生成了致密的氧化物薄膜,属于化学变化,D项错误。 2.(2017·西安模拟)东晋炼丹家葛洪的《抱朴子》里记载“丹砂(HgS)烧之成水银,积变又还成了丹砂”这句话里没有涉及的反应类型为( ) A.氧化还原反应 B.置换反应 C.分解反应 D.化合反应 解析:选B 硫化汞变成汞和硫,属于分解反应,有化合价变化,属于氧化还原反应,硫和汞反应生成硫化汞,属于化合反应,所以没有涉及的反应为置换反应。 3.(2017·西安八校联考)下列说法正确的是( ) A.HD、CuSO4·5H2O都是化合物 B.由同种元素组成的物质一定是纯净物 C.NaHSO4在溶液中能电离出H+,所以NaHSO4是酸 D.浊液、胶体、溶液三种分散系的本质区别是分散质微粒直径的大小不同 解析:选D HD为氢元素组成的单质,A项错误;O2、O3的混合气体由氧元素组成,但属于混合物,B项错误;NaHSO4在溶液中电离产生的阳离子为Na+、H+,NaHSO4不属于酸,属于酸式盐,C项错误;根据分散质微粒直径的大小将分散系分为浊液、胶体、溶液,D项正确。 4.某学习兴趣小组讨论辨析以下说法,其中说法正确的是( ) ①通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化 ②灼烧钠的化合物时,火焰呈黄色,发生化学反应 ③碱性氧化物一定是金属氧化物 ④只由一种元素组成的物质一定为纯净物 ⑤石墨和C60是同素异形体 ⑥酸性氧化物一定不能和酸反应 A.①③⑤⑥ B.③⑤ C.①②⑤ D.①③④⑥ 解析:选B 化学变化的特征是有新物质生成,通过化学变化不能实现16O与18O间的相互转化,故①错误;焰色反应不属于化学反应,故②错误;碱性氧化物一定是金属氧化物,故③正确;只由一种元素可以组成不同单质,如氧气和臭氧的混合气体只含一种元素,故④错误;同素异形体是指同种元素形成的不同单质,石墨和C60是同素异形体,故⑤正确;酸性氧化物可能和酸反应,如二氧化硅与氢氟酸反应,故⑥错误。 5.下表所列物质或概念间的从属关系符合如图所示关系的是( ) 选项 X Y Z A 光导纤维 酸性氧化物 复合材料 B 纯碱 碱 化合物 C 电解质 化合物 纯净物 D 置换反应 氧化还原反应 放热反应 解析:选C A项,SiO2不是复合材料;B项,纯碱不是碱,而是盐;D项,氧化还原反应并不都是放热反应,如C+CO2 2CO属于吸热反应。 6.(2017·重庆适应性测试)化学与生活密切相关,下列日常生活小窍门中涉及化学反应的是( ) A.用醋除去水壶内壁上的水垢 B.用肥皂润滑皮包上的拉链 C.用活性炭除去冰箱中的异味 D.用汽油清除衣服上的油漆 解析:选A 水壶内壁上水垢的主要成分为碳酸钙和氢氧化镁,二者均可与醋酸发生化学反应生成可溶性物质而被除去,A项符合题意;用肥皂润滑皮包上的拉链是利用肥皂的润滑作用,属于物理过程,B项不符合题意;用活性炭除去冰箱中的异味是利用活性炭的吸附作用,属于物理过程,C项不符合题意;用汽油清除衣服上的油漆是利用油漆可溶于汽油,属于物理过程,D项不符合题意。 7.(2017·潍坊模拟)下列过程属于化学变化的是( ) ①白色的硫酸铜粉末久置于空气中变成蓝色 ②用福尔马林浸制标本 ③同素异形体之间的互变 ④同分异构体之间的互变 ⑤蜂蚁叮咬处涂稀氨水或小苏打溶液可减轻痛苦 ⑥核裂变 A.只有②③④⑤ B.只有③④⑤ C.只有①②③④⑤ D.全部 解析:选C ①白色的硫酸铜粉末变成了蓝色的硫酸铜晶体,属于化学变化;②用福尔马林浸制标本,属于蛋白质变性;③同素异形体之间的互变和④同分异构体之间的互变,都属于结构上的变化,生成了新物质,故也属于化学变化;⑤蜂蚁叮咬处涂稀氨水或小苏打溶液可减轻痛苦,是因为蚁酸(甲酸)和它们发生了中和反应;⑥核裂变不属于化学变化。 8.下列说法不正确的是( ) A.云、烟、雾等均能产生丁达尔现象 B.PM2.5分散在大气中一般构不成胶体 C.“光化学烟雾”、“硝酸型酸雨”的形成都与氮氧化合物有关 D.用脱硫处理的煤代替原煤做燃料可以有效减少空气中CO2气体的含量 解析:选D 云、烟、雾都属于胶体,因此均能产生丁达尔现象,A正确;PM2.5的直径小于或等于2.5微米的颗粒物,PM2.5分散在大气中一般构不成胶体,B正确;“光化学烟雾”、“硝酸型酸雨”的形成都与氮氧化合物有关,C正确;用脱硫处理的煤代替原煤做燃料可以有效减少空气中SO2气体的含量,但是不能减少空气中CO2气体的含量,D错误。 9.下列有关物质分类或归纳的说法中,正确的是( ) A.SO2、NO2和CO2都是污染性气体 B.熟石灰、铝热剂、盐酸都是混合物 C.煤的干馏、海水中提取碘的过程都包括化学变化 D.Al2O3、Cl2、CuSO4在熔融状态或溶于水时均能导电,都属于电解质 解析:选C CO2不是污染性气体,A错误;熟石灰是Ca(OH)2,不是混合物,B错误;Cl2是单质,既不是电解质也不是非电解质,D错误。 10.(2017·湖南十三校联考)化学中有“五同”,根据“五同”的概念,下列物质间关系正确的是( ) A.HCOOCH3、CH3OCHO——同种物质 B.16O2、18O2——同位素 C.O2-、O——同素异形体 D.甲基丙烯酸、油酸——同分异构体 解析:选A HCOOCH3和CH3OCHO都是甲酸甲酯,只是书写方式不同,属于同种物质,A正确;同位素的研究对象是同种元素形成的不同核素(即原子),而16O2、18O2是氧元素形成的单质,故不属于同位素,B错误;同素异形体的研究对象是同种元素形成的不同单质,O2-、O是氧元素形成的两种离子,不互为同素异形体,C错误;甲基丙烯酸的结构简式为CH2===C(CH3)COOH,油酸的结构简式为CH3(CH2)7CH===CH(CH2)7COOH,二者的分子式不同,不是同分异构体,属于同系物,D错误。 11.生活中的问题常涉及化学知识,下列过程不涉及化学变化的是( ) A.用食醋除去暖瓶内的水垢 B.用四氯化碳擦去圆珠笔油渍 C.用糯米饭、酒曲等自制甜酒酿 D.用烧碱清除炊具上残留的油污 解析:选B 向出现水垢的热水瓶中倒入适量的食醋,其中醋酸能把水垢溶解而除去有新物质生成,属于化学变化,故A错误;用四氯化碳擦去圆珠笔油渍的过程中没有新物质生成,属于物理变化,故B正确;用糯米饭、酒曲等自制甜酒酿有新物质乙醇生成,属于化学变化,故C错误;用烧碱清除炊具上残留的油污,是烧碱溶液显碱性,促进油污的水解,属于化学变化,故D错误。 12.下表各组物质中,可以实现XYZ(每步只发生一个反应)所示转化的是( ) 选项 X Y Z M A Fe FeCl2 FeCl3 Cl2 B C CO CO2 O2 C CO2 Na2CO3 NaHCO3 NaOH D AlO Al(OH)3 Al3+ CO2 解析:选B A项,Fe与Cl2反应生成FeCl3,错误;C项,Na2CO3与NaOH不反应,错误;D项,Al(OH)3与CO2不反应,错误。 13.如图为雾霾的主要成分示意图。下列说法不正确的是( ) A.SO2和NxOy都属于酸性氧化物 B.雾属于胶体,能产生丁达尔效应 C.重金属离子可导致蛋白质变性 D.汽车尾气的大量排放是造成雾霾天气的人为因素之一 解析:选A SO2为酸性氧化物,而NxOy中的NO、NO2不属于酸性氧化物,故A错误;雾中分散质粒子直径在1~100 nm之间,具有丁达尔效应,属于胶体,故B正确;重金属离子使蛋白质凝固及变性,故C正确;大量燃烧化石燃料可产生有害气体和烟尘,是造成雾霾天气的重要因素,故D正确。 14.分类法是一种行之有效、简单易行的科学方法。某同学用如表所示的形式对所学知识进行分类,其中甲与乙、丙、丁是包含关系。 序号 甲 乙、丙、丁 ① 常见干燥剂 浓硫酸、石灰石、碱石灰 ② 常见合金 不锈钢、青铜、生铁 ③ 腐蚀品 浓硫酸、烧碱、硝酸 ④ 碱性氧化物 过氧化钠、氧化镁、氧化铁 ⑤ 弱电解质 醋酸、一水合氨、水 其中正确的组合是( ) A.①② B.③④⑤ C.②③⑤ D.①④⑤ 解析:选C ①中石灰石的主要成分是CaCO3,不能充当干燥剂;②中三种物质均是合金;③中三种物质均具有腐蚀性;④中过氧化钠与酸反应,生成盐和水的同时,还生成O2,所以过氧化钠不是碱性氧化物;⑤中三种物质均属于弱电解质。 15.科学的实验方法为我们探索物质的世界提供了一把金钥匙。下列实验方法及叙述正确的是( ) A.两种互不相溶的液体,如汽油和水,不可通过分液方法分离 B.因为碘易溶于乙醇,所以常用乙醇萃取碘水中的碘 C.氢氧化钠只有在熔融状态下才能发生电离 D.能用丁达尔效应鉴别Fe(OH)3胶体和CuSO4溶液 解析:选D 分液是把两种互不相溶的液体分开的操作方法,如汽油和水,可以通过分液方法分离,A项错误;因乙醇和水互溶,不能分层,故不能用乙醇萃取碘水中的碘,B项错误;氢氧化钠在熔融状态或水溶液中都能发生电离,C项错误;胶体可以产生丁达尔效应,而溶液不能,能用丁达尔效应鉴别Fe(OH)3胶体和CuSO4溶液,D项正确。 16.(2017·郑州模拟)关于一些重要的化学概念有下列说法:①Fe(OH)3胶体和CuSO4溶液都是混合物;②BaSO4是一种难溶于水的强电解质;③冰醋酸、纯碱、小苏打分别属于酸、碱、盐;④离子化合物中可能含有共价键;⑤置换反应都属于离子反应;⑥金属氧化物一定是碱性氧化物,非金属氧化物一定是酸性氧化物;⑦由同种元素组成的物质不一定属于纯净物。其中正确的是( ) A.①②⑤⑥ B.①②④⑦ C.②③④⑥ D.③④⑤⑦ 解析:选B 胶体和溶液均为混合物,①正确;硫酸钡是盐,属于强电解质,②正确;纯碱是碳酸钠,属于盐,③错误;铵盐、含氧酸盐中含共价键,④正确;木炭还原氧化铜是置换反应,但不是离子反应,⑤错误;金属氧化物Mn2O7是酸性氧化物,CO既不是酸性氧化物,也不是碱性氧化物,⑥错误;金刚石粉末与石墨粉末均由C元素组成,但二者混合后是混合物,⑦正确,故B项正确。 17.某同学在实验室进行了如图所示的实验,下列说法中错误的是( ) A.利用过滤的方法,可将Z中固体与液体分离 B.X、Z烧杯中分散质相同 C.Y中反应的离子方程式为3CaCO3+2Fe3++3H2O===2Fe(OH)3(胶体)+3CO2↑+3Ca2+ D.Z中分散系能产生丁达尔效应 解析:选B A项,因胶体可透过滤纸而固体不能透过,正确;B项,X烧杯中的分散质为氯化铁,而Z烧杯中的分散质为氢氧化铁胶粒,错误;C项,FeCl3溶液中存在平衡Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,加入CaCO3时发生反应CaCO3+2H+===CO2↑+Ca2++H2O,从而促进Fe3+水解,正确;D项,该分散系为胶体,能产生丁达尔效应,正确。 18.某学生以铁丝和Cl2为原料进行下列三个实验。从分类角度分析,下列选项正确的是( ) A.实验①、③反应制得的物质均为纯净物 B.实验②、③均未发生氧化还原反应 C.实验①、③均为放热反应 D.实验①、②所涉及的物质均为电解质 解析:选B ③得到的是氢氧化铁胶体,是混合体系,A错误;实验②溶解主要是物理变化、③水解是复分解反应,两者均未发生氧化还原反应,B正确;盐的水解反应是吸热反应,C错误;实验①中的铁和氯气都是单质,既不是电解质也不是非电解质,D错误。 考点一 电解质 一、掌握“两组概念” 1.电解质与非电解质 (1)电解质:在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物。 (2)非电解质:在水溶液里和熔融状态下,都不能导电的化合物。 2.强电解质和弱电解质 (1)强电解质:在水溶液中能全部电离的电解质。 强电解质 举例 强酸 HCl、H2SO4、HNO3、HClO4、HBr、HI等 强碱 KOH、NaOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2等 绝大多数盐 NaCl、BaSO4、CaCO3等 (2)弱电解质:在水溶液中只能部分电离的电解质。 包括弱酸:CH3COOH、HF、HClO、H2CO3等。 弱碱:NH3·H2O、Cu(OH)2等。 水(H2O) 3.明辨电解质与非电解质的5个关注点 (1)电解质不一定能导电,如固态NaCl、液态HCl等;能导电的物质不一定是电解质,如铁、铝等金属单质。(填“一定”或“不一定”,下同) (2)非电解质不导电,但不导电的物质不一定是非电解质,如金刚石、单质硫等一些非金属单质。 (3)强电解质溶液导电能力不一定强,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。溶液的导电能力取决于电荷浓度的大小,电荷浓度越大,导电能力越强。 (4)电解质和非电解质一定都是化合物,单质和混合物既不是电解质也不是非电解质。 (5)电解质一定是指自身电离生成离子的化合物,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自身能电离,是电解质。 [注意] 溶液的导电能力与溶液中离子浓度的大小及所带电荷数目有关,离子浓度越大,所带电荷数目越多,导电能力越强。 [基点小练] 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)银和食盐水都能导电,都属于电解质(×) (2)AgCl、BaSO4等不溶于水,都属于弱电解质(×) (3)溶液的导电性强弱与溶液中离子浓度及离子所带的电荷数有关(√) (4)HClO是弱酸,但NaClO是强电解质(√) (5)硫酸在水溶液中能完全电离,所以稀硫酸是强电解质(×) (6)SO2、NH3的水溶液能导电,所以SO2、NH3均是电解质(×) 2.今有10种物质:①Al ②稀硝酸 ③乙酸 ④液氨 ⑤CO2 ⑥NaCl ⑦BaSO4 ⑧Na2CO3 ⑨酒精 ⑩HCl 其中属于电解质的是:③、⑥、⑦、⑧、⑩;属于非电解质的是④、⑤、⑨;属于强电解质的是:⑥、⑦、⑧、⑩;属于弱电解质的是③;熔融状态下能导电的电解质是⑥、⑦、⑧、⑩。 二、突破电解质的电离 1.电离 (1)概念:电解质在水溶液中或熔融状态下,离解成自由移动离子的过程。 (2)条件:酸的电离条件是溶于水,盐和碱的电离条件是水溶液中或熔融状态下。 2.电离方程式 (1)强电解质:全部电离,用“===”连接。 如Na2SO4:Na2SO4===2Na++SO。 (2)弱电解质:部分电离,用“”表示。 ①多元弱酸分步电离,且电离程度逐步减弱,以第一步电离为主。如H2S的电离方程式为H2SH++HS-、HS-H++S2-。 ②多元弱碱分步电离,但一步写出。如Cu(OH)2的电离方程式:Cu(OH)2Cu2++2OH-。 ③两性氢氧化物双向电离。如Al(OH)3的电离方程式:H++AlO+H2OAl(OH)3Al3++3OH-。 (3)酸式盐: ①强酸酸式盐完全电离,一步写出。如NaHSO4在水溶液中的电离方程式为NaHSO4===Na++H++SO,在熔融状态下的电离方程式为NaHSO4===Na++HSO。 ②多元弱酸酸式盐,第一步完全电离,其余部分电离。如NaHCO3的电离方程式:NaHCO3===Na++HCO、HCOH++CO。 [基点小练] 3.判断下列电离方程式的正误,错误的请改正。 (1)CaO是电解质:CaO+H2O===Ca(OH)2 Ca(OH)2===Ca2++2OH-( ) ________________________________________________________________________ (2)氨水显碱性:NH3+H2ONH3·H2O===NH+OH-( ) ________________________________________________________________________ (3)HCO的电离:HCO+H2OH2CO3+OH-( ) ________________________________________________________________________ (4)H2SO3电离:H2SO32H++SO( ) ________________________________________________________________________ 答案:(1)× CaO===Ca2++O2- (2)× NH3+H2ONH3·H2ONH+OH- (3)× HCOH++CO (4)× H2SO3H++HSO、HSOH++SO 题点(一) 强弱电解质的判断 1.下列说法正确的是( ) A.(2015·重庆高考)25 ℃时,0.1 mol·L-1的硫化氢溶液比等浓度的硫化钠溶液的导电能力弱 B.(2014·福建高考)NaHCO3的电离方程式为NaHCO3===Na++H++CO C.(2013·重庆高考)KClO3和SO3溶于水后能导电,故KClO3和SO3为电解质 D.(2013·天津高考)BaSO4的水溶液不易导电,故BaSO4是弱电解质 解析:选A H2S是弱电解质,溶液中的离子浓度比等浓度的Na2S小,导电能力弱;NaHCO3的电离方程式为NaHCO3===Na++HCO;SO3的水溶液尽管能导电,但SO3为非电解质;BaSO4属于强电解质。 2.下列各组关于强电解质、弱电解质、非电解质的归类,完全正确的是( ) A B C D 强电解质 Fe NaCl CaCO3 HNO3 弱电解质 CH3COOH NH3 H3PO4 Fe(OH)3 非电解质 C12H22O11(蔗糖) BaSO4 C2H5OH H2O 解析:选C A项中的Fe既不是强电解质,也不是非电解质,A错误;B项中的NH3为非电解质,BaSO4为强电解质,B错误;D项中的H2O为弱电解质,D错误。 依据元素周期表,突破强、弱电解质的记忆 ⅠA 除LiOH外其余都是强碱 ⅡA 除Mg(OH)2、Be(OH)2外其余都是强碱 ⅢA Al(OH)3是两性氢氧化物 ⅣA H2CO3、H2SiO3均为弱酸 ⅤA 强酸:HNO3;中强(或弱)酸:HNO2、H3PO4 ⅥA 强酸:H2SO4;弱酸:H2SO3、H2S ⅦA 强酸:HCl、HBr、HI、HClO4等; 弱酸:HF、HClO等 过渡元素中常见的弱碱 Fe(OH)3、Fe(OH)2、Cu(OH)2等 [注意] 盐不论难溶、易溶,绝大多数是强电解质。 题点(二) 电离方程式的书写 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===Na+CO B.Al(OH)3酸式电离:Al(OH)3===AlO+H2O+H+ C.NaHS溶于水HS-的电离:HS-+H2OH2S+OH- D.NaHSO4加热熔化:NaHSO4===Na++HSO 解析:选D A项应为Na2CO3===2Na++CO;B项应用可逆号;C项是HS-的水解。 4.有八种离子:H+、Na+、Ba2+、Ca2+、OH-、Cl-、SO、CO。 (1)由两种离子相结合可形成的物质有16种,其中属于酸的是____________,属于难溶盐的是____________________________________________________。 (2)写出以上离子组成的弱电解质的电离方程式: ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案:(1)HCl、H2SO4、H2CO3 BaSO4、BaCO3、CaCO3、CaSO4 (2)H2OH++OH-、H2CO3H++HCO、 HCOH++CO 电离方程式书写的思维模型 考点二 离子反应与离子方程式的书写 一、理清离子反应的概念及本质 1.概念:指在溶液中有离子参加或生成的化学反应。电解质在溶液中的反应是离子反应。 2.本质:反应物中某些离子浓度的减小。 3.意义:离子方程式不仅可以表示某一个具体的化学反应,还可以表示同一类型的离子反应,如氢氧化钠溶液和盐酸反应、氢氧化钙溶液和硝酸反应的离子方程式,都可用H++OH-===H2O来表示。 4.离子反应的“四个判断条件” 在稀H2SO4中分别加入下列物质,请写出有关反应的离子方程式: ①加入BaCl2溶液:Ba2++SO===BaSO4↓, ②加入CH3COONa溶液:CH3COO-+H+===CH3COOH, ③加入Na2CO3溶液:CO+2H+===CO2↑+H2O, ④加入Zn粒:Zn+2H+===H2↑+Zn2+, ⑤加入NaOH溶液:H++OH-===H2O。 从①~⑤可知离子反应发生的条件是: 条件 举例 生成难溶性的物质 如①中BaSO4沉淀生成 生成难电离的物质 如②中生成CH3COOH,⑤中生成H2O等弱酸、弱碱、水 生成挥发性的物质 如③中CO2气体生成 发生氧化还原反应 如④中H+被还原 二、突破离子方程式的书写 1.书写步骤(以CaCO3与盐酸的反应为例) 2.特殊情况 特殊情况 处理方式 举例 微溶性反应物呈澄清溶液形式 拆写成离子符号 澄清石灰水和盐酸反应:OH-+H+===H2O 微溶性生成物和反应物呈悬浊液形式 仍写化学式 用石灰乳制漂白粉的反应:Ca(OH)2+Cl2===Ca2++Cl-+ClO-+H2O 氨水为反应物和不加热的稀溶液中生成物 写成 NH3·H2O 硫酸铝溶液中加入氨水: Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH 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-+NHNH3↑+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,氯化铵和氢氧化钙固体反应 [注意] (1)盐类水解的离子方程式用“”而不用“===”。 (2)浓盐酸、浓硝酸在离子方程式中写离子符号,而浓硫酸写化学式。 (3)在写离子方程式时,HCO、HS-、HSO等弱酸的酸式盐不能拆开写,而HSO可以拆写。 (4)四种常见的微溶物是Ag2SO4、CaSO4、MgCO3、Ca(OH)2。 [基点小练] 填写教材中常考的10个反应的离子方程式。 (1)钠与水的反应:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑; (2)氯气与水的反应:Cl2+H2OH++Cl-+HClO; (3)实验室用MnO2和浓盐酸共热制取Cl2: MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O; (4)向AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液: Al3++4OH-===AlO+2H2O; (5)向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水: Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH; (6)碳酸钙中加入醋酸溶液: CaCO3+2CH3COOH===Ca2++2CH3COO-+H2O+CO2↑; (7)铜与稀硝酸的反应: 3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O; (8)铜与浓硝酸的反应: Cu+4H++2NO===Cu2++2NO2↑+2H2O; (9)FeCl3溶液与铜的反应: 2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+; (10)向NaAlO2溶液中通入足量CO2: AlO+2H2O+CO2===Al(OH)3↓+HCO。 突破与“量”有关的3类离子方程式的书写 与“量”有关的离子方程式的书写是近几年高考非选择题命题的热点,一般出现在化学实验或化工流程题中,学生做起来比较棘手。若能对与“量”有关的离子反应,按其成因归类进行梳理,可有效降低难度,轻松破题。与“量”有关的离子反应有以下3种类型: 反应连续型、反应先后型、物质配比型。 反应连续型 主要指生成物又能与过量的反应物继续反应而导致其离子方程式与用量有关。书写时首先判断出某种反应物质是否过量,再根据原理书写。如将CO2通入NaOH溶液中,首先发生反应:CO2+2OH-===CO+H2O,继续再通入CO2,CO2与新生成的CO发生反应:CO+H2O+CO2===2HCO,故过量CO2与NaOH溶液反应的离子方程式为CO2+OH-===HCO。 [对点演练] 1.(1)可溶性多元弱酸(或其酸酐)与碱溶液反应。如SO2通入NaOH溶液中: ①SO2少量:______________________________________________________; ②SO2过量:______________________________________________________。 (2)多元弱酸盐与强酸反应。如Na2CO3溶液与稀盐酸: ①盐酸不足:_____________________________________________________; ②盐酸过量:____________________________________________________。 (3)多元弱酸(或其酸酐)与更弱酸的盐溶液反应,如CO2通入NaAlO2溶液中: ①CO2少量:____________________________________________________; ②CO2过量:___________________________________________________。 (4)可溶性铝盐与强碱反应: ①铝盐过量:____________________________________________________; ②强碱过量:____________________________________________________。 (5)NaAlO2溶液与强酸的反应: ①NaAlO2过量:__________________________________________________; ②强酸过量:____________________________________________________。 (6)Fe与稀HNO3的反应: ①Fe过量:_____________________________________________________; ②HNO3过量:__________________________________________________。 答案:(1)①SO2+2OH-===SO+H2O ②SO2+OH-===HSO (2)①CO+H+===HCO ②CO+2H+===H2O+CO2↑ (3)①2AlO+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+CO ②AlO+2H2O+CO2===Al(OH)3↓+HCO (4)①Al3++3OH-===Al(OH)3↓ ②Al3++4OH-===AlO+2H2O (5)①AlO+H++H2O===Al(OH)3↓ ②AlO+4H+===Al3++2H2O (6)①3Fe+8H++2NO===3Fe2++2NO↑+4H2O ②Fe+4H++NO===Fe3++NO↑+2H2O 反应先后型 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。 1.非氧化还原型的离子反应 如:向含有Na+、OH-、CO、AlO的溶液中,逐滴加入盐酸,因为结合质子的能力:OH->AlO>CO,故反应的先后顺序为: ①H++OH-===H2O ②H++AlO+H2O===Al(OH)3↓ ③CO+H+===HCO ④HCO+H+===CO2↑+H2O ⑤最后生成Al(OH)3沉淀进一步与H+反应: 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。 [对点演练] 2.(2015·天津高考改编)向盛有10 mL 1 mol·L-1 NH4Al(SO4)2溶液的烧杯中滴加1 mol·L-1 NaOH溶液,沉淀物质的量随NaOH溶液体积变化示意图如下: 写出各阶段反应的离子方程式: OA段:________________________________________________________; AB段:________________________________________________________; BC段:________________________________________________________。 答案:Al3++3OH-===Al(OH)3↓ NH+OH-===NH3·H2O Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O 3.(1)①FeBr2溶液中通入少量Cl2: ________________________________________________________________________; ②FeBr2溶液中通入与其等物质的量的氯气: ________________________________________________________________________; ③FeBr2溶液中通入足量Cl2: ________________________________________________________________________。 (2)①少量铁粉加入到足量稀硝酸中: ________________________________________________________________________; ②n(Fe)∶n[HNO3(稀)]=1∶3: ________________________________________________________________________; ③足量铁粉加入到少量稀硝酸中: ________________________________________________________________________。 答案:(1)①2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- ②2Fe2++2Br-+2Cl2===2Fe3++Br2+4Cl- ③2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl- (2)①Fe+4H++NO===Fe3++NO↑+2H2O ②4Fe+12H++3NO===3Fe2++Fe3++3NO↑+6H2O ③3Fe+8H++2NO===3Fe2++2NO↑+4H2O 氧化还原反应型离子方程式的书写方法 第一步:确定反应的先后顺序:(氧化性:HNO3>Fe3+,还原性:I->Fe2+>Br-)。如向FeI2溶液中通入Cl2,I-先与Cl2发生反应。 第二步:根据用量判断反应发生的程度,如少量Cl2与FeI2溶液反应时只有I-与Cl2反应:2I-+Cl2===2Cl-+I2。 足量Cl2与FeI2溶液反应时溶液中的I-和Fe2+均与Cl2发生反应:2Fe2++4I-+3Cl2===2Fe3++2I2+6Cl-。 第三步:用“少量定1法”书写离子方程式,即将“量”少物质的化学计量数定为“1”进行书写。 物质配比型 当一种反应物中有两种或两种以上组成离子参与反应时(一般为复盐或酸式盐),一种组成离子恰好完全反应,另一种组成离子不能完全反应(有剩余或不足)的离子方程式的类型。 物质配比型离子方程式的书写——“少定多变”法 (1)“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。 (2)“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。如少量NaHCO3与足量Ca(OH)2溶液的反应: “少定”——即定HCO的物质的量为1 mol, “多变”——1 mol HCO能与1 mol OH-发生反应,得到1 mol H2O和1 mol CO,1 mol CO再与1 mol Ca2+结合生成CaCO3沉淀。离子方程式为HCO+Ca2++OH-== =CaCO3↓+H2O。 [典例] 向Ca(HCO3)2溶液中加入过量NaOH溶液的离子方程式为________________________________________________________________________。 [解析] [答案] Ca2++2HCO+2OH-===CaCO3↓+CO+2H2O [对点演练] 4.书写下列有关的离子方程式。 (1)向Ca(ClO)2溶液中通入足量CO2:___________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)向NaAlO2溶液中通入少量CO2:____________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)向含HCl和NH4Al(SO4)2的混合溶液中逐滴加NaOH溶液生成沉淀的量与加入NaOH溶液的量如图所示,依据反应的“先后顺序”写出下列各段反应的离子方程式: ①“OA”段:________________________________________________________; ②“AB”段:______________________________________________________; ③“BC”段:_______________________________________________________; ④“CD”段:_______________________________________________________。 答案:(1)ClO-+H2O+CO2===HClO+HCO (2)2AlO+3H2O+CO2===2Al(OH)3↓+CO (3)①H++OH-===H2O ②Al3++3OH-===Al(OH)3↓ ③NH+OH-===NH3·H2O ④Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O 考点三 离子方程式的正误判断 1.(2016·江苏高考)下列指定反应的离子方程式正确的是( ) A.将铜丝插入稀硝酸中: Cu+4H++2NO===Cu2++2NO2↑+H2O[考查反应产物的判断] B.向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉: Fe3++Fe===2Fe2+[考查电荷守恒] C.向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水: Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH[考查元素化合物的性质] D.向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸: Na2SiO3+2H+===H2SiO3↓+2Na+[考查化学式的拆分] 解析:选C A项中,离子方程式应为3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O;B项中,离子方程式应为2Fe3++Fe===3Fe2+,C项正确;D项中,离子方程式应为SiO+2H+===H2SiO3↓。 2.(2013·全国卷Ⅱ)能正确表示下列反应的离子方程式是( ) A.浓盐酸与铁屑反应:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑[考查反应产物的判断] B.钠与CuSO4溶液反应:2Na+Cu2+===Cu↓+2Na+[考查反应的实质] C.NaHCO3溶液与稀H2SO4反应:CO+2H+===H2O+CO2↑[考查化学式的拆分] D.向FeCl3溶液中加入Mg(OH)2:3Mg(OH)2+2Fe3+===2Fe(OH)3+3Mg2+[考查沉淀的转化] 解析:选D 浓盐酸与铁屑反应生成FeCl2和H2,离子方程式应为:Fe+2H+===Fe2++H2↑,A项错误;Na与CuSO4溶液反应,不能置换出Cu,离子方程式应为:2Na+2H2O+Cu2+===Cu(OH)2↓+2Na++H2↑,B项错误;NaHCO3与稀硫酸反应,HCO不能拆,离子方程式应为:HCO+H+===H2O+CO2↑,C项错误;FeCl3溶液中加入Mg(OH)2,发生沉淀的转化反应,D项正确。 离子方程式的正误判断,常以选择题形式出现;题目重点考查是否符合客观事实,是否遵循质量守恒和电荷守恒,判断时要分析反应物和产物种类、溶解性、电离程度,分析反应进行的程度和反应物间量的关系等,除要熟悉常见的离子反应外,还要注意题目的要求、限制条件、各种离子间的相互影响等。从近几年的高考试题来看,考查的内容更加全面,要求更高。 1.离子方程式正误判断的思维流程 2.离子方程式正误判断的四项要求 3.离子方程式正误判断的“四大陷阱” 陷阱一 “拆与不拆”蒙蔽考生 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)(2016·天津高考)用KMnO4标准溶液滴定草酸:2MnO+16H++5C2O===2Mn2++10CO2↑+8H2O(×) (2)(2015·江苏高考)氯气溶于水:Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-(×) (3)(2015·四川高考)向CuSO4溶液中通入H2S气体:Cu2++S2-===CuS↓(×) (4)(2014·四川高考)NaHCO3溶液中加入稀盐酸:CO+2H+===CO2↑+H2O(×) (5)(2014·江苏高考)用CH3COOH溶解CaCO3:CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑(×) (6)磁性氧化铁溶于稀硝酸:3Fe2++4H++NO===3Fe3++NO↑+3H2O(×) “拆分”陷阱 离子方程式的正误判断中,常常设置物质是否能“拆分陷阱”,氧化物、氢化物、弱电解质、难溶物、弱酸酸根离子(如HCO)在离子方程式中应书写化学式,如题目(1)中的H2C2O4、(2)中的HClO、(3)中的H2S、(4)中的HCO、(5)中的CH3COOH、(6)中的Fe3O4均不能拆分。复习时应熟记常见的弱电解质、难溶物及常见多元弱酸的酸式酸根。 陷阱二 “守恒之中”设置迷障 2.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)(2016·四川高考)Fe2+与H2O2在酸性溶液中的反应:2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O(√) (2)(2015·江苏高考)酸性溶液中KIO3与KI反应生成I2:IO+I-+6H+===I2+3H2O(×) (3)(2015·北京高考)某消毒液(NaClO)可用NaOH溶液吸收Cl2制备:Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O(√) (4)(2016·天津高考)用NaOH溶液除去镁粉中的杂质铝:2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑(√) (5)(2013·四川高考)Na2S2O3溶液中加入稀硫酸:2S2O+4H+===SO+3S↓+2H2O(×) (6)向FeCl2溶液中通入Cl2:Fe2++Cl2===Fe3++2Cl-(×) “守恒”陷阱 离子方程式除符合质量守恒外,还应符合电荷守恒,即离子方程式两边离子所带电荷总数相等,如(2)、(5)中电荷不守恒。学生解题时往往只注重质量守恒,而忽视电荷守恒,这也是命题者经常设置的陷阱。 陷阱三 “强加反应”干扰思维 3.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)(2016·天津高考)室温下,测得氯化铵溶液pH<7,证明一水合氨是弱碱:NH+2H2O===NH3·H2O+H3O+(×) (2)(2015·安徽高考)向NaClO和NaCl混合溶液中滴入少量FeSO4溶液:2Fe2++ClO-+2H+===Cl-+2Fe3++H2O(×) (3)(2015·江苏高考)Na2CO3溶液中CO的水解:CO+H2O===HCO+OH-(×) (4)(2015·山东高考)向稀HNO3中滴加Na2SO3溶液:SO+2H+===SO2↑+H2O(×) (5)(2014·四川高考)AlCl3溶液中加入过量稀氨水:Al3++4NH3·H2O===AlO+4NH+2H2O(×) (6)HS-的电离:HS-+H2O===H3O++S2-(×) “原理”陷阱 离子反应应符合客观事实,而命题者往往设置不符合“反应原理”的陷阱,如题目(2)中在碱性条件下生成的是Fe(OH)3而不是Fe3+、(4)中忽视HNO3的强氧化性,生成的是SO而不是SO2、(5)中反应生成的是Al(OH)3而不是AlO。题目中忽视隐含反应,不符合配比关系,“===”、“”使用是否正确等,如题目(1)、(3)均为可逆反应,应使用“”。 陷阱四 “反应用量”内含玄机 4.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)(2016·四川高考)稀硫酸和Ba(OH)2溶液反应:H++SO+Ba2++OH-===BaSO4↓ +H2O(×) (2)(2015·山东高考)向Na2SiO3溶液中通入过量SO2:SiO+SO2+H2O===H2SiO3↓+SO(×) (3)(2015·江苏高考)NaHCO3溶液中加足量Ba(OH)2溶液:HCO+Ba2++OH-===BaCO3↓+H2O(√) (4)(2014·安徽高考)Fe2(SO4)3溶液与Ba(OH)2溶液反应:Fe3++SO+Ba2++3OH-===Fe(OH)3↓+BaSO4↓(×) (5)(2014·江苏高考)(NH4)2Fe(SO4)2溶液与过量NaOH溶液反应制Fe(OH)2:Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓(×) (6)(2013·江苏高考)Ca(HCO3)2溶液与少量NaOH溶液反应:HCO+Ca2++OH-===CaCO3↓+H2O(√) “量比”陷阱 在离子方程式正误判断中,学生往往忽略相对量的影响,命题者往往设置“离子方程式正确,但不符合相对量”的陷阱。突破“陷阱”的方法一是审准“相对量”的多少。如:题目(1)中H+与SO的“配比”、(4)中Fe3+与SO的“配比”。二是看离子反应是否符合用量。如(2)中过量SO2生成HSO而不是SO、(5)中漏写过量OH-与NH的反应。 [综合演练] 1.下列离子方程式表达正确的是( ) A.氢氧化铁溶于氢碘酸: Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O B.小苏打溶液呈碱性的原因: HCO+H2OH3O++CO C.溴化亚铁溶液中通入足量氯气: 2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl- D.向氢氧化钠溶液中加入铝粉: Al+OH-+H2O===AlO+H2↑ 解析:选C A项生成的Fe3+与I-会反应,错误;B项小苏打呈碱性的原因是碳酸氢根离子水解造成的,应为HCO+H2OOH-+H2CO3,错误;D项氢元素质量不守恒,错误。 2.下列表示溶液中发生反应的方程式错误的是( ) A.100 mL 0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液中加入0.01 mol CH3COOH:CO+CH3COOH===HCO+CH3COO- B.4 mol·L-1的NaAlO2溶液和7 mol·L-1的盐酸等体积均匀混合:4AlO+7H++H 2O===3Al(OH)3↓+Al3+ C.向HCOOK和KOH的混合溶液中加入KMnO4:2KMnO4+HCOOK+KOH===2K2MnO4+CO2↑+H2O D.在含有Mn2+的溶液中加入HNO3再加入PbO2,反应体系显紫红色:5PbO2+2Mn2++4H+===5Pb2++2MnO+2H2O 解析:选C 乙酸与碳酸钠反应恰好生成碳酸氢钠,A正确;B项,依据AlO+H++H2O===Al(OH)3↓、AlO+4H+===Al3++H2O反应的定量关系分析判断,4 mol·L-1的NaAlO2溶液和7 mol·L-1的盐酸等体积均匀混合,1∶4Fe3+>稀硫酸 C.上述过程中,会产生一种无色难溶于水的气体 D.假设通SO2完全反应,同温同压下,SO2和逸出气体的体积比为1∶1 解析:选D 溶液由黄色变为浅绿色,但立即又变为黄色,Fe3+变为Fe2+,后又被氧化为Fe3+,所以最终被还原的是NO,A正确;根据溶液由棕黄色变为浅绿色,说明Fe3+的氧化性强于稀硫酸,但在硝酸存在的条件下溶液立即又变成棕黄色,说明Fe2+迅速被氧化成Fe3+,故硝酸的氧化性比Fe3+强,综上所述氧化性:HNO3>Fe3+>稀硫酸,B正确;SO2被氧化后产生的H+和NO构成强氧化体系,氧化Fe2+时生成无色难溶于水的NO气体,C正确;由A知最终被还原的是NO,故相当于SO2与NO之间的氧化还原,有3SO2~2NO,则通入SO2与逸出气体的体积比为3∶2,故D错误。 6.被称为万能还原剂的NaBH4溶于水并和水反应:NaBH4+2H2O===NaBO2+4H2↑,下列说法中正确的是(NaBH4中H为-1价)( ) A.NaBH4既是氧化剂又是还原剂 B.NaBH4是氧化剂,H2O是还原剂 C.硼元素被氧化,氢元素被还原 D.被氧化的元素与被还原的元素质量之比为1∶1 解析:选D 首先分析四种元素价态的变化:Na的价态反应前后都是+1价,B反应前后都是+3价,O反应前后都是-2价,变价元素只有H,NaBH4中-1价氢被H2O中+1价氢氧化,发生价态归中反应生成H2。 7.根据表中信息判断,下列选项不正确的是( ) 序号 反应物 产物 ① KMnO4、H2O2、H2SO4 K2SO4、MnSO4… ② Cl2、FeBr2 FeCl3、FeBr3 ③ MnO、Cl-… Cl2、Mn2+… A.第①组反应的其余产物为H2O和O2 B.第②组反应中Cl2与FeBr2的物质的量之比为1∶2 C.第③组反应中生成1 mol Cl2,转移电子 2 mol D.氧化性由强到弱顺序为MnO>Cl2>Fe3+>Br2 解析:选D 第①组反应中,KMnO4→MnSO4,KMnO4是氧化剂,MnSO4是还原产物,H2O2是还原剂,其氧化产物应是O2,根据质量守恒可知产物中还有H2O,A项正确;第②组的反应为3Cl2+6FeBr2===2FeCl3+4FeBr3,Cl2与FeBr2的物质的量之比为1∶2,B项正确;第③组反应中,MnO→Mn2+,Mn的化合价降低,则Cl元素的化合价应升高,2Cl-→Cl2,则生成1 mol Cl2,转移电子2 mol,C项正确;根据第②组反应可判断出氧化性:Cl2>Fe3+,该反应中少量的Cl2将Fe2+氧化为Fe3+,但没有将Br-氧化为Br2,说明还原性:Fe2+>Br-,则氧化性:Br2>Fe3+,D项错误。 8.已知下列实验事实:①Cr2O3固体既能溶于KOH溶液得到KCrO2溶液,又能溶于硫酸得到Cr2(SO4)3溶液;②向KCrO2溶液中滴加H2O2溶液,再酸化,可得K2Cr2O7溶液;③将K2Cr2O7溶液滴加到淀粉和KI的混合溶液中,溶液变蓝。 下列判断不正确的是( ) A.化合物KCrO2中Cr元素为+3价 B.实验①证明Cr2O3是两性氧化物 C.实验②证明H2O2既有氧化性又有还原性 D.实验③证明氧化性:Cr2O>I2 解析:选C KCrO2和Cr2(SO4)3中Cr元素均为+3价,A项正确;由①知Cr2O3既能溶于强酸,又能溶于强碱,且均生成盐和水,故Cr2O3为两性氧化物,B项正确;由②可知H2O2将KCrO2氧化为K2Cr2O7,说明H2O2具有氧化性,C项错误;由③中溶液变蓝知,生成了碘单质,则反应中Cr2O是氧化剂,I2是氧化产物,由氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性知,氧化性:Cr2O>I2,D项正确。 9.(2016·北京高考)K2Cr2O7溶液中存在平衡:Cr2O(橙色)+H2O2CrO(黄色)+2H+。用K2Cr2O7溶液进行下列实验: 结合实验,下列说法不正确的是( ) A.①中溶液橙色加深,③中溶液变黄 B.②中Cr2O被C2H5OH还原 C.对比②和④可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强 D.若向④中加入70%H2SO4溶液至过量,溶液变为橙色 解析:选D 滴加70%的硫酸,增大了H+的浓度,使平衡Cr2O(橙色)+H2O2CrO(黄色)+2H+向左移动,因此①中溶液橙色加深,当滴加30%的NaOH溶液时,中和了H+ ,使上述平衡右移,因此③中溶液变黄;②中Cr2O被C2H5OH还原,所以颜色变为绿色;根据实验①②可知,在酸性条件下,K2Cr2O7将C2H5OH氧化,根据实验③④可知,在碱性条件下,Cr2O和C2H5OH没有反应;若向④中加入70%H2SO4溶液至过量,Cr2O的氧化性增强,Cr2O被C2H5OH还原,溶液变为绿色。 10.(2017·山西师大附中模拟)铅的冶炼过程大致如下:①富集:将方铅矿(PbS)进行浮选;②焙烧:2PbS+3O22PbO+2SO2;③制粗铅:PbO+CPb+CO↑,PbO+COPb+CO2。下列说法正确的是( ) A.浮选法富集方铅矿的过程发生化学变化 B.将1 mol PbS冶炼成Pb理论上至少需要6 g C C.整个冶炼过程中,制取1 mol Pb共转移2 mol电子 D.方铅矿焙烧的反应中,PbS是还原剂,还原产物只有PbO 解析:选B 浮选法富集方铅矿的过程中发生物理变化,即矿粒因自身表面的疏水特性或经浮选药剂作用后获得的疏水(亲气或亲油)特性,可在液-气或水-油界面发生聚集,A错误;由过程③中的两个方程式叠加可得总方程式:2PbO+C2Pb+CO2↑,PbS~PbO~C,则1 mol PbS冶炼成Pb理论上至少需要m(C)= mol×12 g·mol-1=6 g,B正确;PbS―→PbO+SO2,转移6e-,PbO―→Pb,转移2e-,制取1 mol Pb共转移8 mol e-,C错误;焙烧过程中,PbS为还原剂,O2为氧化剂,还原产物为PbO和SO2,D错误。 11.高锰酸钾分别在酸性、中性、碱性条件下发生的反应如下: MnO+5e-+8H+===Mn2++4H2O MnO+3e-+2H2O===MnO2↓+4OH- MnO+e-===MnO(溶液呈绿色) (1)从上述三个半反应中可以看出高锰酸根离子被还原的产物受溶液的________影响。 (2)将SO2通入高锰酸钾溶液中,发生还原反应的离子反应过程为________________________________________________________________________。 (3)将PbO2投入酸性MnSO4溶液中搅拌,溶液变为紫红色。下列说法正确的是________(填字母)。 a.氧化性:PbO2>KMnO4 b.还原性:PbO2>KMnO4 c.MnSO4溶液可以用盐酸酸化 解析:(1)MnO在酸性条件下被还原成Mn2+,在中性条件下被还原成MnO2,在碱性条件下被还原成MnO,因此高锰酸根离子被还原的产物受溶液的酸碱性影响。(2)SO2溶于水生成H2SO3,呈酸性,MnO被还原的产物应为Mn2+。(3)酸性条件下,PbO2将Mn2+ 氧化成紫红色的MnO,根据氧化剂与其氧化产物的氧化性强弱可知,a正确,b错误;盐酸中Cl-具有还原性,PbO2能将Cl-氧化,c错误。 答案:(1)酸碱性 (2)MnO+8H++5e-===Mn2++4H2O (3)a 12.某小组同学为探究H2O2、H2SO3、Br2的氧化性强弱,设计如下实验(夹持仪器已略去,装置的气密性已检验)。 实验记录如下: 实验操作 实验现象 Ⅰ 打开活塞a,滴加少量新制氯水,关闭活塞a A中溶液变为浅红棕色 Ⅱ 吹入热空气 A中红棕色明显变浅;B中有气泡,产生大量白色沉淀,混合液颜色无明显变化 Ⅲ 停止吹入空气,打开活塞b,逐滴加入H2O2溶液 B中开始时颜色无明显变化;继续滴加H2O2溶液,一段时间后,混合液逐渐变成红棕色 请回答下列问题: (1)实验操作Ⅰ时,A中反应的离子方程式为_______________________________ ________________________________________________________________________。 (2)实验操作Ⅱ吹入热空气的目的是_____________________________________。 (3)装置C的作用是________________;C中盛放的药品是______________________。 (4)实验操作Ⅲ中混合液逐渐变成红棕色,其对应的离子方程式为________________________________________________________________________。 (5)由上述实验得出的结论是_________________________________________。 (6)①有同学认为实验操作Ⅱ吹入的热空气,会干扰(5)中结论的得出,你认为是否有干扰,理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②实验操作Ⅲ,开始时颜色无明显变化的原因是________________(写出一条即可)。 解析:(1)实验操作Ⅰ是Cl2置换出NaBr中的Br2,发生的反应为Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2。(2)溴易挥发,利用热空气吹出溴蒸气。(3)溴有毒,易造成空气污染,不能直接排到空气中,应利用强碱溶液进行尾气吸收。(4)操作Ⅱ 中,产生大量白色沉淀,且溶液颜色没有明显变化,说明Br2将H2SO3氧化为H2SO4(产生BaSO4沉淀),自身被还原为Br-。加入H2O2,混合溶液变成红棕色,说明有Br2生成,即H2O2将Br-氧化成Br2,注意溶液呈酸性。(5)H2O2将Br-氧化成Br2,Br2将H2SO3氧化成H2SO4,故氧化性:H2O2>Br2>H2SO3。(6)①热空气会氧化H2SO3,但可以通过颜色变化来判断Br2被H2SO3还原。②开始时颜色无明显变化,可能是因为H2SO3过量,H2O2浓度小,H2O2与Br-反应慢等。 答案:(1)2Br-+Cl2===Br2+2Cl- (2)吹出单质Br2 (3)吸收多余的Br2,以免污染环境 NaOH溶液 (4)H2O2+2Br-+2H+===Br2+2H2O (5)氧化性:H2O2>Br2>H2SO3 (6)①不干扰,无论热空气是否参加氧化H2SO3,只要观察到B中产生白色沉淀的同时颜色无明显变化,即能证明Br2氧化了H2SO3 ②H2SO3有剩余(或H2O2浓度小或Br-与H2O2反应慢等合理答案均可) 13.(2016·全国乙卷)NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下: 回答下列问题: (1)NaClO2中Cl的化合价为________。 (2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去Mg2+和Ca2+,要加入的试剂分别为________、________。“电解”中阴极反应的主要产物是________。 (4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为________,该反应中氧化产物是________。 (5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为________。(计算结果保留两位小数) 解析:(1)由化合价规则知,NaClO2中Cl的化合价为+3。 (2)由工艺流程图可以看出SO2、H2SO4、NaClO3为反应物,ClO2、NaHSO4为生成物,再根据化合价升降法配平得出化学方程式为SO2+H2SO4+2NaClO3===2ClO2+2NaHSO4。 (3)粗盐水精制时除去Mg2+通常用NaOH溶液,生成氢氧化镁沉淀,过滤除去;除去Ca2+通常用Na2CO3溶液,生成碳酸钙沉淀,过滤除去。电解时阴极为得电子极,因此产物的化合价应降低,即生成NaClO2。 (4)由信息“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2知,反应物之一为ClO2,再由生产工艺流程图知,用的吸收试剂是NaOH、H2O2,由生产工艺流程图知产物之一为NaClO2,由ClO2生成NaClO2,Cl的化合价由+4变为+3,化合价降低,ClO2为氧化剂,则H2O2为还原剂,化合价升高,生成氧气,再由电子守恒得,此吸收反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1,该反应中氧化产物是O2。 (5)由信息知,要求出每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力,先求得1 g NaClO2变为Cl-转移的电子数为1÷90.5×4,再设有x g Cl2变为Cl-的氧化能力与1 g NaClO2的氧化能力相当,列方程得1÷90.5×4=x÷71×2,解得x=1.57,即为有效氯含量。 答案:(1)+3 (2)2NaClO3+SO2+H2SO4===2ClO2+2NaHSO4 (3)NaOH溶液 Na2CO3溶液 ClO(或NaClO2) (4)2∶1 O2 (5)1.57 考点一 氧化还原反应“三大规律”的应用 守恒规律 氧化还原反应遵循以下三个守恒规律: (1)质量守恒:反应前后元素的种类和质量不变。 (2)电子守恒:即氧化剂得电子的总数等于还原剂失电子的总数,这是配平氧化还原反应方程式的依据,也是有关氧化还原反应计算的依据。 (3)电荷守恒:离子方程式中,反应物中各离子的电荷总数与产物中各离子的电荷总数相等。书写氧化还原反应的离子方程式时要注意满足电荷守恒,如Fe3++Cu===Fe2++Cu2+(错误),2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+(正确)。 题型一 两元素之间得失电子的守恒 1.24 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( ) A.+2 B.+3 C.+4 D.+5 解析:选B 由题目中指出被还原的元素是Cr,则得电子的物质必是K2Cr2O7,失电子的物质一定是Na2SO3,其中S元素的化合价从+4→+6,而Cr元素的化合价将从+6→+n(设化合价为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.Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4,而NaClO被还原为NaCl,若反应中Na2Sx与NaClO的物质的量之比为1∶16,则x的值为( ) A.2 B.3 C.4 D.5 解析:选D ―→, ―→ 根据得失电子守恒可得:·x=16×2 解得x=5。 守恒法解题的“3步流程” 题型二 多步反应中得失电子守恒 3.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,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( ) A.60 mL B.45 mL C.30 mL D.15 mL 解析:选A 由题意可知:HNO3,由关系图分析可知:Cu失去的电子数与O2得到的电子数相等。即n(Cu)=2n(O2)=2×=0.15 mol。根据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)==0.06 L=60 mL。 有些题目涉及氧化还原反应较多,数量关系较为复杂,用常规方法求解比较困难,若利用得失电子数相等这一关系,抓住反应物的始态与终态,删去中间过程,就会使题目变得简单。 如本题中的电子转移关系为:Cu失去电子,转移给HNO3NOx,氮的氧化物(NOx)再失去电子转移给O2,反应失去电子的始态物质为Cu,反应得电子终态物质为O2,删去中间物质HNO3、NOx。因此可直接利用电子守恒建立始态(Cu)与终态(O2)的物质的量关系:2Cu~O2。 转化规律 (1)价态归中 含不同价态同种元素的物质间发生氧化还原反应时,该元素价态的变化一定遵循“高价+低价→中间价”,而不会出现交叉现象。简记为“两相靠,不相交”。例如,不同价态硫之间可以发生氧化还原反应的是 注:⑤中不会出现H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。 (2)歧化反应 同一元素发生氧化还原反应生成不同价态的物质时,该元素的价态变化一定遵循“中间价态→高价态+低价态”,不会出现“一边倒”的现象,即生成物中该元素的价态不能都比中间价态高或都比中间价态低。 [对点演练] 4.(2017·南京调研)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+H2OX+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.G、Y、Q、Z、X B.X、Z、Q、G、Y C.X、Z、Q、Y、G D.G、Q、Y、Z、X 解析:选A 由①得出Q中价态高于G,因为G必介于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。 5.氯气跟氢氧化钾溶液在一定条件下发生如下反应:Cl2+KOH―→KX+KY(未配平),KX在一定条件下能自身反应:KX―→KY+KZ(未配平,KY与KZ关系比为1∶3),以上KX、KY、KZ均是一元酸的钾盐,由以上条件推知在KX中氯的化合价是( ) A.+1 B.+3 C.+5 D.+7 解析:选C 反应:Cl2+KOH―→KX+KY是Cl2的歧化反应,KX、KY中的氯元素分别显正价和-1价;由于KX也发生歧化反应:KX―→KY+KZ,可断定KY为KCl,化合价高低是Z中Cl>X中Cl(均为正价)。假设KX中Cl为+a价,KZ中Cl的化合价为+b价,依据化合价守恒原理及KX―→KY+3KZ,有a+1=3(b-a),把a=1、a=3、a=5代入上式讨论,可知a=5时,b=7符合题意。则KX中Cl的化合价为+5。 转化律的应用 (1)判断同种元素不同价态物质间发生氧化还原反应的可能性,如浓H2SO4与SO2不发生反应。 (2)根据化合价判断反应体系中的氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物。如对于反应6HCl+NaClO3===NaCl+3Cl2↑+3H2O中,氧化剂为NaClO3,还原剂为HCl,氧化产物和还原产物都为Cl2。 强者优先规律 (1)同时含有几种还原剂时将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。如:在FeBr2溶液中通入少量Cl2时,因为还原性Fe2+>Br-,所以Cl2先与Fe2+反应。 (2)同时含有几种氧化剂时将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。如:在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入铁粉,因为氧化性Fe3+>Cu2+>H+,所以铁粉先与Fe3+反应,然后依次为Cu2+、H+。 [对点演练] 6.已知有如下三个氧化还原反应: 2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I2 2FeCl2+Cl2===2FeCl3 2KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O 若某溶液中Fe2+和I-共存,要除去I-而不氧化Fe2+和Cl-,可以加入的试剂是( ) A.Cl2 B.KMnO4 C.FeCl3 D.HCl 解析:选C 由题目中的三个反应可知氧化性强弱顺序为:MnO>Cl2>Fe3+>I2,因Cl2、KMnO4均能氧化Fe2+,故选项A、B不合题意,HCl不能氧化I-,D项错误。 7.含有a mol FeBr2的溶液中,通入x mol Cl2。下列各项为通Cl2过程中,溶液内发生反应的离子方程式,其中不正确的是( ) A.x=0.4a,2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- B.x=0.6a,2Br-+Cl2===Br2+2Cl- C.x=a,2Fe2++2Br-+2Cl2===Br2+2Fe3++4Cl- D.x=1.5a,2Fe2++4Br-+3Cl2===2Br2+2Fe3++6Cl- 解析:选B 根据氧化还原反应的先后顺序知,Cl2先氧化Fe2+,然后再氧化Br-。x=0.4a时,Cl2不能完全氧化Fe2+,只能发生反应2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,A正确;当x=0.6a时,Cl2能将Fe2+完全氧化后,又能氧化a mol 的Br-,B错误;x=a时,Cl2氧化Fe2+后又能氧化a mol的Br-,C正确;x=1.5a时,Cl2能将Fe2+、Br-完全氧化,D正确。 8.向含有Fe2+、I-、Br-的溶液中通入适量氯气,溶液中各种离子的物质的量变化如下图所示。有关说法不正确的是( ) A.线段BC代表Fe3+物质的量的变化情况 B.原混合溶液中c(FeBr2)=6 mol·L-1 C.当通入Cl2 2 mol时,溶液中已发生的离子反应可表示为2Fe2++2I-+2Cl2===2Fe3++I2+4Cl- D.原溶液中n(Fe2+)∶n(I-)∶n(Br-)=2∶1∶3 解析:选B 根据还原性Br-
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