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化学高中必修第一册《本册综合》教师用书资料-统编人教版
展开第一章 物质及其变化第一节 物质的分类及转化第1课时 物质的分类新知探究(一) 物质的分类[学考层级][自学新教材]阅读教材,回答下列问题:1.同素异形体(1)描述的对象是由同一种元素形成的几种性质不同的单质。(2)判断下列物质是同素异形体的是C。A.冰与水 B.铁丝与铁块 C.金刚石与石墨2.根据物质的组成进行分类你已经接触过许多物质,如钠、镁、铁、氧化镁、氯化钠、氢氧化钠、一氧化碳、二氧化碳、氯气、氢气、氧气、氧化亚铁、三氧化二铁、碳酸钠、碳单质、硫酸、碳酸、氯化铁等。(1)组成这些物质的元素有哪些?(2)你能从物质的组成的角度将这些物质分类吗?请用树状分类法画出来。(3)上述物质中属于钠盐、铁盐、碳酸盐、盐酸盐的各有哪些?你能体会出交叉分类的优点吗?(4)含有碳元素的物质有哪些?你能根据它们的类别、碳元素的价态画出二维坐标图吗?答案:(1)Na、Mg、Fe、O、H、C、Cl、S(2)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(单质\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(金属单质:Na、Mg、Fe,非金属单质:H2、Cl2、O2、C)),化合物\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(氧化物\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(金属氧化物:MgO、FeO、Fe2O3,非金属氧化物:CO、CO2)),酸:H2SO4、H2CO3,碱:NaOH,盐:NaCl、Na2CO3、FeCl3))))(3)钠盐:NaCl、Na2CO3 铁盐:FeCl3碳酸盐:Na2CO3 盐酸盐:NaCl、FeCl3对同一种物质从多角度进行分类(4)一氧化碳、二氧化碳、碳酸钠、碳单质、碳酸3.根据物质的性质进行分类(1)酸性氧化物①定义:能与碱反应生成盐和水的氧化物,如CO2、SO3。②写出二氧化碳与水、NaOH溶液反应的化学方程式:CO2+H2O===H2CO3、CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O。(2)碱性氧化物①定义:能与酸反应生成盐和水的氧化物,如CaO、Fe2O3。②写出氧化钙与水、盐酸反应的化学方程式:CaO+H2O===Ca(OH)2、CaO+2HCl===CaCl2+H2O。(3)非金属氧化物都是酸性氧化物,金属氧化物都是碱性氧化物吗?它们都能溶于水吗?答案:非金属氧化物不一定是酸性氧化物,如NO2;金属氧化物不一定是碱性氧化物,如Mn2O7;它们有的不能溶于水。[落实新知能] 1.根据物质的组成和性质对物质进行分类eq \a\vs4\al(物,质)eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(纯净物\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(单质\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(金属单质如Na、Cu、Hg,非金属单质如C、Cl2、Br2)),化合物\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(氧化物\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(非金属氧化物如CO2、CO、H2O,金属氧化物如Na2O、Na2O2、Mn2O7)),酸\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(按强弱\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(强酸如HCl、HNO3、H2SO4,弱酸如CH3COOH、H2CO3)),按电离出的H+数\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(一元酸如HCl,二元酸如H2SO4,多元酸如H3PO4)))),碱\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(按强弱\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(强碱[如NaOH、BaOH2],弱碱如NH3·H2O)),\a\vs4\al(按电离出的,OH-数)\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(一元碱如NaOH,二元碱[如BaOH2],多元碱[如FeOH3])))),盐\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(正盐如Na2CO3、Na2SO4,酸式盐如NaHCO3、NaHSO4,碱式盐[如Cu2OH2CO3])))))),混合物\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(溶液如NaCl溶液,浊液\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(悬浊液如泥水混合物,乳浊液如油水混合物))))))2.两种氧化物的比较[演练新学考]1.(2018·浙江学考)下列属于碱的是( )A.CO2 B.H2SO4 C.Mg(OH)2 D.NaCl解析:选C A为氧化物,B为酸,D为盐。2.(2017·浙江学考)下列属于氧化物的是( )A.Na2O B.Ca(OH)2C.HClO D.K2CO3解析:选A 氧化物是指氧元素与另外一种元素组成的二元化合物,B是碱,C是酸,D是盐。3.下列物质中,属于碱性氧化物的是( )A.SO2 B.COC.MgO D.Ca(OH)2解析:选C 碱性氧化物是指能与酸反应生成盐和水的氧化物。4.下列属于酸性氧化物的是( )A.CO2 B.CaOC.K2SO4 D.NaOH解析:选A 酸性氧化物是指能与碱反应生成盐和水的氧化物。5.下列物质的分类正确的是( )解析:选D A项,SO2是酸性氧化物;B项,纯碱属于盐,SiO2属于酸性氧化物,CO不是酸性氧化物;C项,NaHSO4 是酸式盐。新知探究(二) 胶体的性质[学考层级][自学新教材]阅读教材,回答下列问题:1.分散系(1)概念:把一种(或多种)物质以粒子形式分散到另一种(或多种)物质中所形成的混合物。(2)组成:分散质——被分散成粒子的物质;另一种物质叫做分散剂。2.三种常见分散系的比较3.胶体的分类与性质(1)胶体的分类(2)Fe(OH)3胶体的制备在小烧杯中加入40 mL蒸馏水,加热至沸腾后,向沸水中滴入5~6滴FeCl3饱和溶液,继续煮沸至液体呈红褐色,停止加热,制得Fe(OH)3胶体。(3)胶体的性质——丁达尔效应把盛有CuSO4溶液和Fe(OH)3胶体的烧杯置于暗处,分别用红色激光笔照射烧杯中的液体,在与光束垂直的方向进行观察。当光束通过CuSO4溶液时,_无光亮通路现象出现。当光束通过Fe(OH)3胶体时,可以看到一条光亮的通路,这是由于胶体粒子对光线散射形成的,叫做丁达尔效应,可被用来区分胶体与溶液。 [落实新知能]1.溶液、胶体、浊液的比较2.制备Fe(OH)3胶体的注意事项(1)必须选用蒸馏水加热煮沸。(2)将氯化铁的饱和溶液逐滴加入沸水中。(3)滴加氯化铁饱和溶液后要稍微加热煮沸,不能长时间加热。长时间加热可使Fe(OH)3胶体凝聚,转化为Fe(OH)3沉淀。[演练新学考]1.(2017·浙江学考)下列分散系属于悬浊液的是( )A.牛奶 B.蔗糖溶液C.泥浆水 D.氢氧化铁胶体解析:选C 分散系中,分散质粒子直径小于1 nm的称为溶液,介于1 nm到100 nm 之间的称为胶体,大于100 nm的称为浊液,A、D属于胶体;B为溶液;C为悬浊液。2.下列液体中,不会出现丁达尔效应的分散系是( )①鸡蛋清溶液 ②水 ③淀粉溶液 ④蔗糖溶液⑤FeCl3溶液 ⑥肥皂水A.④⑤ B.③④C.②④⑥ D.①③④解析:选A 水、蔗糖溶液和FeCl3溶液是非胶体且水不是分散系,鸡蛋清溶液、淀粉溶液、肥皂水属于胶体,会出现丁达尔效应。3.氯化铁溶液与氢氧化铁胶体具有的共同性质是( )A.分散质颗粒直径都在1~100 nm之间B.能透过半透膜C.颜色都呈红褐色D.加入浓氢氧化钠溶液都产生红褐色沉淀解析:选D 氯化铁溶液中粒子直径小于1 nm,氢氧化铁胶体粒子直径在1~100 nm之间;氯化铁溶液能透过半透膜,氢氧化铁胶体不能透过半透膜;氯化铁溶液呈棕黄色,氢氧化铁胶体呈红褐色;氯化铁溶液加入浓氢氧化钠溶液产生红褐色氢氧化铁沉淀,氢氧化铁胶体加入浓氢氧化钠溶液发生胶体聚沉生成红褐色氢氧化铁沉淀。4.医学上对血液中毒最常用的净化手段是血液透析。透析时,病人的血液通过浸在透析液中的透析膜进行循环和透析。血液中的蛋白质和血细胞不能透过透析膜,血液内的毒性物质则可以透过,由此可以判断( )A.蛋白质、血细胞不溶于水,毒性物质可溶于水B.蛋白质以分子形式存在,毒性物质以离子形式存在C.蛋白质、血细胞的粒子直径大于毒性物质的粒子直径D.蛋白质、血细胞不能透过滤纸,毒性物质能透过滤纸解析:选C 透析膜属于半透膜,可用来分离提纯物质,蛋白质、血细胞的粒子直径大,不能透过半透膜,毒性物质的粒子直径小,能透过半透膜。5.下列有关说法正确的是( )A.溶液和胶体的本质区别是能否发生丁达尔效应B.含FeCl3溶质的溶液形成胶体后,胶体粒子为FeCl3C.分散系中分散质粒子的直径:Fe(OH)3悬浊液>Fe(OH)3 胶体>FeCl3溶液D.可通过观察液体是否澄清透明,来区别溶液和胶体解析:选C A项,溶液和胶体的本质区别是分散质粒子直径大小不同,错误;B项,氢氧化铁胶粒是氢氧化铁分子的集合体,含FeCl3溶质的溶液形成胶体后,胶体粒子为Fe(OH)3,错误;C项,分散系中分散质粒子的直径:Fe(OH)3悬浊液>Fe(OH)3胶体>FeCl3溶液,正确;D项,通过丁达尔现象来区别溶液和胶体,有的胶体也是透明的,不能通过观察液体是否澄清透明来区别溶液和胶体,错误。6.如图是我们清晨进入森林后看到的美丽景象,请认真观察图片,分析其隐含的化学道理,然后回答下列问题:(1)图中的现象在化学上称作______________,这说明森林中的空气具有________的性质。(2)产生上述现象的根本原因是____________________________________________________________________________________________________________________。(3)此现象在化学上可用来________________________________________________。解析:从图片上的现象可知:森林中的空气在太阳光的照射下产生了明亮的光路,这是胶体的特性,它可以用来区分胶体与其他分散系,也可以用来检验一种分散系是不是胶体。答案:(1)丁达尔效应 胶体(2)空气中含有的胶体粒子直径为1~100 nm,能使光产生散射(3)确定一种分散系是不是胶体eq \a\vs4\al([课时跟踪训练]) 学业水平考试达标练1.(2018·浙江学考)下列属于酸的是( )A.HNO3 B.CaCO3C.CO2 D.NaOH解析:选A A属于酸,B属于盐,C属于酸性氧化物,D属于碱。2.下列属于氧化物的是( )A.NaCl B.MgOC.H2SO4 D.NaOH解析:选B A、C、D分别为盐、酸、碱。3.下列属于盐的是( )A.NaCl B.KOHC.HNO3 D.CO2解析:选A B、C、D分别为碱、酸、氧化物。4.下列物质属于单质的是( )A.CaCl2 B.NaOHC.SO2 D.石墨解析:选D A、B、C分别为盐、碱、氧化物。5.符合如图中阴影部分的物质是( )A.Na2CO3B.Cu2(OH)2CO3C.NaClD.NaHCO3解析:选A Cu2(OH)2CO3为碱式盐,不属于正盐;NaCl为盐酸盐,不属于碳酸盐;NaHCO3为酸式盐,不属于正盐。6.下列关于KNO3的说法中不正确的是( )A.从其阳离子看,属于钾盐B.从其阴离子看,属于硝酸盐C.它属于纯净物中的无机化合物D.因为含有氧元素,故它属于氧化物解析:选D 氧化物必须是只含有两种元素,且一种元素是氧元素。7.下列各项中的物质,能满足如图中阴影部分关系的是( )解析:选C C项中Na2SO4、K2SO4分别属于钠盐、钾盐,但根据阴离子判断都属于硫酸盐;KCl和NH4Cl分别属于钾盐和铵盐,根据阴离子判断,都属于盐酸盐;A、B项中的NaCl属于钠盐或盐酸盐,A、D项中的(NH4)2SO4属于铵盐或硫酸盐,都不符合图示关系。8.胶体区别于其他分散系的本质特征是( )A.胶体粒子带电B.产生丁达尔效应C.胶体粒子做布朗运动D.胶体粒子直径在1~100 nm之间解析:选D 由胶体与其他几种分散系的性质可知,胶体与其他分散系的本质区别是分散质粒子直径的大小。9.下列说法中不正确的是( )A.向沸水中逐滴加入少量饱和FeCl3溶液,可制得Fe(OH)3 胶体B.“血液透析”利用了胶体的性质C.明矾能生成Al(OH)3胶体,可用作净水剂D.用平行光照射NaCl溶液和Fe(OH)3胶体时,产生的现象相同解析:选D 向沸水中逐滴加入少量饱和FeCl3溶液,可制得Fe(OH)3胶体,A正确;血液是胶体,血液透析利用了胶体的性质,B正确;明矾水解生成的氢氧化铝胶体有吸附性,可作净水剂,C正确;丁达尔效应是胶体的特性,溶液无此性质,D错误。10.下列应用或事实与胶体的性质无关的是( )A.清晨的阳光穿过茂密的林木枝叶所产生的美丽景象(美丽的光线)B.用石膏或盐卤点制豆腐C.向FeCl3溶液中滴加NaOH溶液出现红褐色沉淀D.在海水与河水交界处,易形成沙洲解析:选C 清晨的阳光穿过茂密的林木枝叶所产生的美丽景象是丁达尔效应;用石膏或盐卤点制豆腐是胶体的聚沉;FeCl3溶液中滴加NaOH溶液出现红褐色沉淀是复分解反应;海水与河水交界处形成沙洲与胶体的聚沉有关。11.下列实验操作或现象中,能够区分溶液和胶体的是( )A.观察颜色 B.过滤C.萃取 D.丁达尔效应解析:选D 丁达尔效应是胶体的特性。12.下列事实中与胶体有关的是( )A.将植物油倒入水中,用力搅拌形成油水混合物B.一束平行光线射入鸡蛋清液体里,从侧面可以看到一束光亮的“通路”C.向石灰水中通入二氧化碳气体产生白色浑浊D.利用活性炭净水解析:选B 丁达尔效应是胶体的性质。13.利用树状分类法将下列物质归类。Si、Na2CO3、CO2、NaOH、粗盐、Fe(OH)3、Al、空气、CaO、HCl、H2、H2SO4、BaSO4、SO2、Na2Oeq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(\x(纯净物)\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(\x(单质) ,\x(化合物)\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(\x(氧化物) ,\x(酸) ,\x(碱) ,\x(盐) )))),\x(混合物) ))答案:Si、Al、H2 CO2、CaO、SO2、Na2O HCl、H2SO4 NaOH、Fe(OH)3 Na2CO3、BaSO4 粗盐、空气14.下列每组物质中都有一种物质与其他物质在分类上不同。试分析每组中物质的组成规律,将这种不同于其他物质的物质找出来。(1)NaCl、KCl、NaClO、BaCl2________。(2)HClO3、KClO3、Cl2、NaClO3________。(3)H3PO4、H2SiO3、HCl、H2SO4________。(4)浊液、溶液、水________。(5)空气、氮气、HCl气体、CuSO4·5H2O________。(6)铜、金、汞、钠________。解析:(1)NaClO是次氯酸盐,其他物质是盐酸盐。(2)Cl2是单质,其他物质是化合物。(3)HCl为无氧酸,其他物质是含氧酸 (其余合理的分类也正确,如H2SiO3难溶于水)。(4)水为纯净物,其他物质为混合物。(5)空气为混合物,其他物质为纯净物。(6)钠属于活泼金属,在金属活动性顺序中排在H的前面,其他物质为不活泼金属,排在H的后面。也可以根据金属在通常情况下状态不同分类,汞通常情况下是液态金属。答案:(1)NaClO (2)Cl2 (3)HCl(或H2SiO3)(4)水 (5)空气 (6)钠(或汞)(以上合理即可)15.分类是学习和研究化学物质及其变化的一种常用的科学方法。不同的分散质具有不同的结构与性质。(1)下列说法正确的是________。A.一种分散系里只能有一种分散质B.分散系中分散质粒子直径由大到小的顺序是浊液、胶体、溶液C.胶体都是均一、透明的(2)在生活中根据不同的分类标准可以将分散系分为各种类型,如根据分散质________不同可将分散系分为溶液、胶体和浊液,其中分散质粒子的直径在________的分散系叫做胶体,胶体有很强的吸附能力,如在日常生活中通常用明矾作为________。答案:(1)B (2)粒子直径大小 1~100 nm 净水剂第2课时 物质的转化 新知探究(一) 酸、碱、盐的性质[学考层级][自学新教材]阅读教材,总结酸、碱、盐的通性。1.酸的通性2.碱的通性3.盐的通性以上反应中,酸与金属、盐与金属的反应都属于置换反应,酸与碱、盐与酸、盐与碱、盐与盐之间的反应都属于复分解反应。[落实新知能]1.物质组成(1)酸的组成——氢离子+酸根离子。(2)碱的组成——金属离子(或铵根离子)+氢氧根离子。(3)盐的组成——金属离子(或铵根离子)+酸根离子。2.反应条件[演练新学考]1.下列各组物质中,第一种是酸,第二种是混合物,第三种是碱的是( )A.硫酸、Na2CO3·10H2O、Ca(OH)2B.水、空气、纯碱C.氧化铁、胆矾、生石灰D.硝酸、食盐水、烧碱解析:选D Na2CO3·10H2O属于纯净物;水不属于酸,纯碱不属于碱,属于盐;Fe2O3属于碱性氧化物,CuSO4·5H2O属于纯净物,CaO属于碱性氧化物。2.常温下,将铁片放入下列溶液中,不发生反应的是( )A.稀硫酸 B.浓硫酸C.氢氧化钠溶液 D.硫酸铜溶液解析:选C Fe与稀硫酸反应生成H2,与浓硫酸发生钝化,与NaOH溶液不反应,与硫酸铜溶液反应生成Cu。3.(2017·浙江学考)下列属于置换反应的是( )A.2FeCl3+Cu===CuCl2+2FeCl2B.2HClOeq \o(=====,\s\up7(光照),\s\do5( ))2HCl+O2C.CO+CuOeq \o(=====,\s\up7(△),\s\do5( ))CO2+CuD.2Mg+CO2eq \o(=====,\s\up7(点燃),\s\do5( ))2MgO+C解析:选D 置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。4.某同学在奥运五连环中填入了5种物质,相连环物质间能发生反应,不相连环物质间不能发生反应。你认为“五连环”中物质间发生的反应,没有涉及的基本反应类型是( )A.复分解反应 B.分解反应C.化合反应 D.置换反应解析:选B Fe与稀盐酸发生置换反应;NaOH溶液与稀盐酸、CO2的反应均为复分解反应;CO2与C能够发生化合反应,没有涉及的基本反应类型是分解反应。5.下列说法中正确的是( )A.NaHSO4显强酸性,因此从组成上分类它应该属于酸B.含Fe元素质量分数为70%的Fe2O3是纯净物C.CuSO4·5H2O是混合物D.显碱性的物质一定为碱解析:选B A项,NaHSO4从组成上来看是盐类,且是酸式盐,物质类别与其溶液的酸碱性无关,错误;C项,CuSO4固体是纯净物,而CuSO4·5H2O是带有结晶水的CuSO4晶体,同样也是纯净物,不能把CuSO4·5H2O理解成CuSO4和水的混合物(CuSO4溶液),错误;D项,碱均显碱性,但显碱性的物质不一定是碱,如Na2CO3,俗称纯碱,溶液呈碱性,却属于盐类,错误。新知探究(二) 物质的转化[学考层级][自学新教材]阅读教材,回答下列问题:1.非金属与其化合物的转化以碳为例,写出相应标号的化学方程式:①C+O2eq \o(=====,\s\up7(点燃),\s\do5( ))CO2;②CO2+H2O===H2CO3;③H2CO3eq \o(=====,\s\up7(△),\s\do5( ))H2O+CO2↑;④H2CO3+2NaOH===Na2CO3+2H2O;⑧CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O;⑩CO2+CaO===CaCO3。2.金属与其化合物的转化[注意] 能与水反应生成可溶性碱的常见金属氧化物只有4种:CaO、Na2O、K2O、BaO。以Ca为例(③以Fe为例),写出相应标号的化学方程式:①2Ca+O2eq \o(=====,\s\up7(△),\s\do5( ))2CaO;②CaO+H2O===Ca(OH)2;③2Fe(OH)3eq \o(=====,\s\up7(△),\s\do5( ))Fe2O3+3H2O;④Ca(OH)2+2HCl===CaCl2+2H2O;⑥Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O。[落实新知能]常见物质之间的转化关系[演练新学考]1.下列物质中,不能直接与水反应制取的是( )A.H2SO4 B.NaOHC.H2CO3 D.Fe(OH)3解析:选D Fe2O3不溶于水。2.下列变化不能通过一步实现的是( )A.Na2CO3→NaOH B.CuO→CuCl2C.Ca(OH)2→NaOH D.Fe2O3→Fe(OH)3解析:选D Na2CO3+Ba(OH)2===BaCO3↓+2NaOH;CuO+2HCl===CuCl2+H2O;Ca(OH)2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaOH;Fe2O3eq \o(――→,\s\up7(稀盐酸))FeCl3eq \o(――→,\s\up7(NaOH))Fe(OH)3。3.表格所列各组物质中,物质之间按箭头方向不能通过一步反应实现如图所示转化的是( )解析:选C CuO与CO反应生成铜和CO2,CO2与碱反应能生成水,CuO与H2反应能生成水,A正确;碳不完全燃烧生成CO,CO继续燃烧生成CO2,碳完全燃烧生成CO2,B正确;CaCO3难溶于水,不与碱溶液发生反应,不能生成Ca(OH)2,C错误;硫酸与碱反应可以生成水,与活泼金属反应生成氢气,电解水生成氢气,D正确。4.下列方法中,肯定得不到盐溶液的是( )①金属溶于酸 ②碳酸盐溶于水 ③氧化物溶于碱溶液④氢氧化物溶于水 ⑤氧化物溶于水 ⑥氧化物溶于酸A.①② B.④⑤C.③④⑤ D.③④⑤⑥解析:选B 氢氧化物溶于水得到的是碱,氧化物溶于水得到的是酸或碱。5.分类法是一种重要的学习方法。下列4组物质中均有一种物质的类别与其他三种不同,请分别填出其化学式。甲:Na、H2、O2、Cl2;乙:CO、Na2O、CO2、SO2;丙:NaOH、K2CO3、KHCO3、K2SO4;丁:NaOH、Ca(OH)2、KOH、NaCl。(1)甲________,乙________,丙________,丁________。(2)根据图示,写出序号所示反应的化学方程式:eq \x(甲)eq \o(――→,\s\up7(①),\s\do5( ))eq \x(乙)eq \o(――→,\s\up7(②),\s\do5( ))eq \x(丙)eq \o(――→,\s\up7(③))eq \x(丁)①________________________________________________________________________。②________________________________________________________________________。③________________________________________________________________________。解析:(1)甲组物质中只有Na是金属单质,其余是非金属单质;乙组物质中只有Na2O是金属氧化物,其余是非金属氧化物;丙组物质中只有NaOH是碱,其余是盐;丁组物质中只有NaCl是盐,其余是碱。(2)由图可知是Na→Na2O→NaOH→NaCl,各反应的化学方程式是4Na+O2===2Na2O,Na2O+H2O===2NaOH,NaOH+HCl===NaCl+H2O。答案:(1)Na Na2O NaOH NaCl(2)①4Na+O2===2Na2O②Na2O+H2O===2NaOH③NaOH+HCl===NaCl+H2Oeq \a\vs4\al([课时跟踪训练]) 学业水平考试达标练1.甲、乙、丙有如图所示的转化关系(“→”表示反应一步实现,部分物质和反应条件已略去)。下列各组物质按照甲、乙、丙的顺序不符合要求的是( )A.C、CO、CO2 B.H2O2、H2O、O2C.KOH、K2CO3、KNO3 D.Fe2O3、FeCl3、Fe(OH)3解析:选C KOH能够转化为K2CO3,K2CO3与Ba(NO3)2反应可以转化为KNO3,但KNO3无法转化为K2CO3。2.要除去硝酸钠溶液中含有的少量氯化钠和氯化钡杂质,需依次加入哪一组物质( )A.AgNO3、稀H2SO4 B.稀H2SO4、AgNO3C.K2SO4、AgNO3 D.Na2SO4、AgNO3解析:选D 除杂至少要满足两个条件:①加入的试剂只能与杂质反应,不能与原物质反应;②反应后不能引入新的杂质。A、B、C项均引入新杂质。3.三种物质间只通过一步反应就能实现如箭头所指方向的转化,下列符合要求的组合是( )A.①② B.①③C.②③ D.①②③解析:选D 三个图示均符合要求。4.中国科学技术大学的钱逸泰教授等以CCl4和金属钠为原料,在700 ℃时制造出纳米级金刚石粉末。该成果发表在世界权威的《科学》杂志上,立刻被科学家们高度评价为“稻草变黄金”。同学们对此有下列一些理解,其中错误的是( )A.金刚石属于金属单质B.制造过程中元素种类没有改变C.CCl4是一种化合物D.这个反应是置换反应解析:选A 金刚石属于非金属单质。5.用新的铝壶烧水,浸到水的地方易变黑,这一现象说明了( )A.水中含有钾盐,发生了复分解反应B.水中含有钙盐,出现了水垢C.水中含有铁盐,发生了置换反应D.水中含有钠盐,发生了氧化反应解析:选C 钾、钙、钠的活动性在铝的前面,铝不能与钾盐、钙盐、钠盐反应;铝的活动性在铁的前面,铝能与铁盐反应置换出金属铁,从而使水浸的地方变黑。6.物质R既能与某些酸反应,又能与某些盐溶液反应,还能与某些金属反应。在下列物质中,R可能是( )A.KNO3 B.AgNO3C.HCl D.CO2解析:选B AgNO3与盐酸、氯化钠、铁均能反应。7.食盐、食醋、纯碱等均为家庭厨房中常用的物质,利用这些物质你能完成的实验是( )①检验自来水中是否含氯离子 ②鉴别食盐和纯碱③检验鸡蛋壳能否溶于酸 ④除去热水瓶中的水垢A.①②③④ B.①③C.②④ D.②③④解析:选D 自来水中的氯离子需要加入硝酸银检验。8.图中“—”表示相连的物质间在一定条件下可以反应,“→”表示甲在一定条件下可以转化为戊,下列四组选项中,符合图示要求的是( )解析:选A B项,Zn与MgCl2不反应;C项,HCl和O2不反应;D项,Ca(OH)2和NaOH不反应。9.在AgNO3、KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中,加入一定量的铁粉充分反应后,过滤、洗涤,将滤渣放入盐酸中有气泡产生,则滤液中存在的阳离子可能是( )A.Cu2+ B.只有Fe3+C.只有Fe2+ D.K+、Fe2+解析:选D 滤渣与盐酸反应有气泡产生,说明铁粉有剩余,则溶液中的铜、银全部被置换。10.常温下 ,某反应M+N―→盐+水,其中M、N的类别不可能是( )A.酸、碱 B.单质、氧化物C.氧化物、酸 D.氧化物、碱解析:选B 单质与氧化物不可能生成盐。11.Ba2+有毒,但对胃做X光造影时,BaSO4常用作钡餐而不造成中毒,这是因为________________________________________________________________________,若用BaCO3代替BaSO4将发生中毒,这是因为________________________________________________________________________________________________________________________________________________(用化学方程式表示)。答案:BaSO4不溶于水,也不溶于稀盐酸 BaCO3+2HCl===BaCl2+H2O+CO2↑12.下列反应能进行的写出化学方程式,不能进行的说明理由。(1)氢氧化铁和稀盐酸:_____________________________________________________。(2)氯化钾和硝酸钡溶液:__________________________________________________。(3)铜和硝酸银溶液:_________________________________________________。(4)碳酸钙和氯化钠溶液:_________________________________________________。答案:(1)Fe(OH)3+3HCl===FeCl3+3H2O(2)不能,不符合复分解反应的条件(3)Cu+2AgNO3===Cu(NO3)2+2Ag(4)不能,碳酸钙不溶于水13.(1)某同学将浓硫酸、NaOH固体、生石灰等物质划分为一类。该同学的分类依据为________。A.酸类 B.碱类 C.氧化物 D.干燥剂(2)生石灰属于________。A.酸 B.碱 C.盐 D.纯净物 E.化合物F.金属氧化物 G.非金属氧化物 H.碱性氧化物I.酸性氧化物(3)生石灰可做干燥剂的理由是_____________________________________________(用化学方程式表示)。(4)生石灰还可以与二氧化碳、盐酸发生化学反应,写出化学方程式:________________________________________________________________________。解析:(1)浓硫酸、NaOH固体、生石灰等物质都是干燥剂。(2)生石灰属于纯净物、化合物、金属氧化物、碱性氧化物。(3)生石灰与水发生反应的化学方程式是CaO+H2O===Ca(OH)2,常做干燥剂。(4)生石灰与二氧化碳及盐酸反应的化学方程式分别是CaO+CO2===CaCO3,CaO+2HCl===CaCl2+H2O。答案:(1)D (2)DEFH(3)CaO+H2O===Ca(OH)2(4)CaO+CO2===CaCO3,CaO+2HCl===CaCl2+H2O14.无机化合物可根据其组成和性质进行分类。(1)如图所示的物质分类方法名称是________。(2)以Na、K、H、O、C、S、N中任意两种或三种元素组成合适的物质,分别填在表中②、③、⑥后面的横线上。(3)写出实验室由⑩制备O2的化学方程式:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)实验室制备⑦常用________和________反应,检验该气体的方法是________________________________________________________________________。解析:常见的酸有H2SO4、HNO3、HCl;碱有NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2;盐有NaCl、Na2SO4、Na2CO3、NaNO3、Na2SO3等。实验室制备O2常利用H2O2在催化剂作用下的分解反应:2H2O2eq \o(=====,\s\up7(MnO2))2H2O+O2↑,制备CO2常利用大理石或石灰石(CaCO3)与稀盐酸反应:CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O,将产生的气体通入澄清石灰水,若石灰水变浑浊即可证明气体是CO2。答案:(1)树状分类法(2)②H2SO4(或HNO3、H2CO3均可) ③NaOH(或KOH均可) ⑥Na2SO4(或K2CO3、Na2SO3、NaNO3、KNO3、K2SO3均可)(本小题答案符合要求均可)(3)2H2O2eq \o(=====,\s\up7(MnO2),\s\do5( ))2H2O+O2↑(4)稀盐酸 大理石(或石灰石) 将气体通入澄清石灰水中,若石灰水变浑浊,即可证明气体是CO215.请按如图所示进行化学实验,实验完成后对试剂及实验现象归类分析,并回答下列问题:(1)根据实验及现象,分析、比较和归纳而得出的结论有:①________________________________________________________________________。②________________________________________________________________________。③________________________________________________________________________。④________________________________________________________________________。(2)指出上述实验中有关物质及反应在实验室、生产和生活等方面的实际应用:①________________________________________________________________________。②________________________________________________________________________。③________________________________________________________________________。④________________________________________________________________________。解析:题述8个实验所涉及的物质类别分别为稀硫酸和稀盐酸代表酸类;铁锈(主要成分为Fe2O3)和氧化铜代表金属氧化物(或碱性氧化物);铁、铜、镁、锌代表金属;石灰石(主要成分为CaCO3)和BaCl2代表盐。所以这8个实验就是验证酸的三种化学通性。它们的反应情况分别是:eq \a\vs4\al(酸与金属氧,化物的反应)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O,CuO+H2SO4===CuSO4+H2O))eq \a\vs4\al(酸与金属的反应)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,Cu与稀硫酸不反应,Mg+H2SO4===MgSO4+H2↑,Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑))eq \a\vs4\al(酸与盐,的反应)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O,BaCl2+H2SO4===BaSO4↓+2HCl))答案:(1)①酸能跟某些金属氧化物反应 ②酸能跟某些盐反应 ③酸能跟多种活泼金属反应 ④酸不能跟所有金属反应 (2)①盐酸可用于除铁锈 ②锌粒和稀盐酸反应常用于实验室制取H2 ③石灰石跟稀盐酸反应常用于实验室制取CO2 ④BaCl2溶液可用于检验SOeq \o\al(2-,4)的存在(合理即可)第二节 离子反应 第1课时 电解质的电离 新知探究(一) 电解质和电离[学考层级][自学新教材]阅读教材,回答下列问题:1.电解质(1)探究导电情况(2)电解质概念在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物,如酸、碱、盐等。2.电离(1)电解质能够导电的原因电解质的水溶液(或熔化而成的液体)中存在着能自由移动的、带电荷的粒子。以NaCl为例:①NaCl水溶液:在水分子的作用下,Na+和Cl-脱离NaCl固体的表面,形成能够自由移动的水合钠离子和水合氯离子。为方便起见,仍用离子符号表示水合离子,则NaCl水溶液中存在能够自由移动的粒子为Na+和Cl-。②NaCl固体受热熔化:离子的运动随温度升高而加快,克服离子间的相互作用,产生了能够自由移动的粒子Na+和Cl-。(2)电离:电解质溶于水或受热熔化时,形成自由移动的离子的过程。[落实新知能]1.电解质的概念理解(1)研究对象——化合物①正解:电解质是化合物,不是单质,也不是混合物。②误区:铁丝、铜、石墨能导电,属于电解质。(×)盐酸、氯化钠溶液导电,属于电解质。(×)(2)导电条件①正解:“溶于水”或“熔融时”,两个条件只需具备其一即可。②误区:氯化钠晶体不导电,不是电解质。(×)HCl在熔融状态下不导电,不是电解质。(×)(3)导电本质①正解:导电的本质是化合物自身发生电离,若是“化合物”溶于水时与水发生反应所得产物电离导致溶液导电,则该化合物不是电解质。电离是前提,通电是结果,不是通电条件下才电离。②误区:CO2、NH3溶于水可以导电,属于电解质。(×)NaCl水溶液只有在通电条件下才会电离。(×)2.电解质的判断方法[演练新学考]1.(2017·浙江学考)下列属于电解质的是( )A.镁 B.酒精C.硫酸铜 D.食盐水解析:选C 镁为金属单质,不是电解质;酒精为混合物,不属于电解质;硫酸铜为盐类,是电解质;食盐水为混合物,不是电解质。2.下列关于电解质的叙述中错误的是( )A.在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物叫电解质B.电解质是对化合物而言,单质不属于此范畴C.电解质在水中一定能导电,在水中导电的化合物一定是电解质D.纯水的导电性很差,但水也是电解质解析:选C 在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物叫电解质,A、B正确;电解质导电是有条件的,电解质在水中不一定能导电,如硫酸钡,在水中导电的化合物也不一定是电解质,如二氧化碳,C错误;水是电解质,D正确。3.下列四项都能导电,其中一项与其他三项导电原理不同的是( )A.氯化钠熔融导电B.液态汞导电C.H2SO4溶液导电D.熔融状态的KOH导电解析:选B 从电解质导电、金属导电的实质分析、判断。A、C、D都电离出自由移动的离子,离子作定向移动而导电;B项中汞是单质,没有电离出自由移动的离子,它的导电是靠自由电子定向移动而导电。新知探究(二) 电离方程式的书写[学考层级][自学新教材]阅读教材,回答下列问题:1.电离方程式(1)表示电解质溶于水或受热熔化时电离成离子的式子。(2)试写出下列各组物质的电离方程式:①HCl、H2SO4HCl===H++Cl-;H2SO4===2H++SOeq \o\al(2-,4)。②NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2NaOH===Na++OH-;Ca(OH)2===Ca2++2OH-;Ba(OH)2===Ba2++2OH-。③BaCl2、Na2CO3、Al2(SO4)3BaCl2===Ba2++2Cl-;Na2CO3===2Na++COeq \o\al(2-,3);Al2(SO4)3===2Al3++3SOeq \o\al(2-,4)。2.电离模型从电离的角度,对酸、碱和盐的本质进行新的认识。[落实新知能]书写电离方程式需要注意的事项(1)质量与电荷要守恒。(2)原子团不能拆开写,如HCOeq \o\al(-,3)、SOeq \o\al(2-,4)、OH-等原子团不能拆开,但HSOeq \o\al(-,4)在水溶液中拆开写,在熔融状态下不拆开写。(3)构成物质的原子或原子团的个数在书写成离子时为离子的系数。[演练新学考]1.下列电离方程式中正确的是( )A.Ba(OH)2===Ba2++2(OH-)B.FeCl3===Fe2++3Cl-C.H2SO4===Heq \o\al(2+,2)+SOeq \o\al(2-,4)D.CuSO4===Cu2++SOeq \o\al(2-,4)解析:选D A项中氢氧根离子不应加括号;B项中铁为三价铁离子;C项中氢离子应写为2H+。2.下列各组均为两种化合物溶于水时电离出的离子,其中按照仅由酸、碱、盐依次电离的是( )①Na+、OH-、SOeq \o\al(2-,4) ②H+、Cl-、SOeq \o\al(2-,4)③Na+、K+、OH- ④Na+、K+、NOeq \o\al(-,3)A.②③④ B.②①④C.②③① D.②①③解析:选A 此题从电解的角度理解酸、碱、盐的概念。酸电离出的阳离子只有H+,②符合要求;碱电离出的阴离子只有OH-,③符合要求;盐电离出金属阳离子(或铵根离子)和酸根离子,④符合要求。3.(1)写出下列物质在水溶液中的电离方程式:①KOH:____________________________________________________________;②KHSO4:____________________________________________________________;③Fe2(SO4)3:___________________________________________________________;④HNO3:______________________________________________________________。(2)对(1)中各物质按酸、碱、盐分类,其中,属于酸的是________(填序号,下同),属于碱的是________,属于盐的是________。答案:(1)①KOH===K++OH- ②KHSO4===K++H++SOeq \o\al(2-,4) ③Fe2(SO4)3===2Fe3++3SOeq \o\al(2-,4)④HNO3===H++NOeq \o\al(-,3) (2)④ ① ②③新知探究(三) 强电解质和弱电解质[选考层级][难度增一点][典例] 为了测定不同电解质的水溶液的导电能力是否相同,设计如图所示的实验。请回答下列问题:(1)本实验取了盐酸、CH3COOH溶液、NaOH溶液、NaCl溶液和氨水五种溶液,若要再增加一种溶液,你认为选取下列哪种溶液最为合适?________(填标号)。A.硫酸钠溶液 B.氯化钙溶液C.氢氧化钡溶液 D.硝酸钾溶液(2)为了排除无关因素的干扰,本实验应控制多种实验条件,如烧杯的规格相同、烧杯内溶液的体积相等、相同的电极材料、各电极间的距离相等、溶液的温度相同等,除此外,你认为还应控制的最关键的条件(或因素)是__________________________________________________________________。(3)本实验通过观察到_____________________________________________现象,间接说明不同电解质溶液导电能力是不同的。(4)通过本实验,证实了不同的电解质溶液导电能力是不同的,从而可直接推出的结论是________________________________________________________________________。[解析] (1)从题目所给的物质来看,已经给了两种酸、两种碱、一种盐,所以再增加一种盐即可。题给五种溶液中电解质电离出的离子都带一个单位的电荷,为控制单一变量,选取硝酸钾溶液。(2)为控制单一变量,需保证所测定溶液的浓度均相同。(3)电解质的强弱导致同等浓度的溶液所电离出离子浓度不同,因此会影响导电能力。(4)强弱电解质在水中的电离程度是不同的。[答案] (1)D (2)五种溶液的物质的量浓度相同(3)灯光亮度不一(4)不同电解质在水中的电离程度是不同的[知能深一点]1.强弱电解质的概念(1)强电解质:在水溶液中能完全电离的电解质。(2)弱电解质:在水溶液中只能部分电离的电解质。2.强弱电解质的比较3.强弱电解质与物质类别的关系eq \a\vs4\al(电,解,质)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al( 强电解质,完全电离)\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(强酸:盐酸、硫酸、硝酸等,强碱:NaOH、KOH、BaOH2等,盐)),\a\vs4\al( 弱电解质,部分电离)\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(弱酸:碳酸、醋酸等,弱碱:MgOH2、NH3·H2O、FeOH3,水))))[选考难一点]1.下列各种物质导电性最差的是( )A.稀H2SO4 B.食醋C.铁丝 D.固体食盐解析:选D 固体食盐中无自由移动的阴、阳离子,不导电。2.分别向下列各溶液中加入少量NaOH固体,溶液的导电能力变化最小的是( )A.水 B.盐酸C.醋酸溶液 D.NaCl溶液解析:选B A为弱电解质,加入后增强导电性;C为弱电解质,反应后生成的醋酸钠为强电解质;D项相当于又增加了新的电解质,故导电性增强;B项反应前后均为强电解质,故导电能力变化最小。3.下列物质在水中的电离方程式错误的是( )A.H2SO4===2H++SOeq \o\al(2-,4)B.Ba(NO3)2===Ba2++2NOeq \o\al(-,3)C.NH3·H2ONHeq \o\al(+,4)+OH-D.Ca(OH)2===Ca2++(OH)eq \o\al(-,2)解析:选D 氢氧根离子不应加括号,且不能把系数2写在下标。4.下列说法正确的是( )A.电解质在水中的电离必须外接电源通电B.SO3溶于水可导电,SO3属于电解质C.能导电的物质属于电解质,NaCl属于电解质,所以NaCl固体可导电D.某电解质溶于水后,在水溶液中只有部分分子电离成离子,则该电解质为弱电解质解析:选D A项,电解质的电离不需要通电;B项,SO3与水反应生成的硫酸导电而不是SO3导电,因此SO3不是电解质;C项,NaCl固体中无自由移动的离子,故不能导电。5.现有以下物质:①NaCl晶体;②液态SO3;③液态醋酸;④铁;⑤BaSO4晶体;⑥纯蔗糖;⑦酒精;⑧熔融NaOH。请回答下列问题(用序号填写):(1)以上物质能导电的是________。(2)以上物质属于电解质的是________,属于弱电解质的是________。(4)以上物质溶于水后形成的水溶液能导电的是________。(5)以上物质③溶于水的电离方程式为______________,其在水中主要存在的微粒形式为________。答案:(1)④⑧ (2)①③⑤⑧ ③ (3)①②③⑧(4)CH3COOHH++CH3COO- CH3COOHeq \a\vs4\al([课时跟踪训练]) A级—学业水平考试达标练1.(2018·浙江学考)下列属于电解质的是( )A.氯化钠 B.蔗糖C.氯气 D.铁解析:选A 蔗糖不属于电解质,氯气和铁是单质不属于电解质。2.下列不属于电解质的是( )A.葡萄糖 B.氢氧化钠C.氯化钾 D.硝酸解析:选A 氢氧化钠、氯化钾和硝酸属于电解质。3.下列物质的水溶液能导电,但不属于电解质的是( )A.CH3COOH B.H2CO3C.NH4HCO3 D.SO2解析:选D 选项中四种物质的水溶液都能导电,但原因有所不同。CH3COOH、NH4HCO3和H2CO3均为电解质,所以水溶液能导电,SO2的水溶液能导电,是因为其与H2O反应:SO2+H2O===H2SO3,因生成物为电解质,故溶液能导电但SO2不是电解质。4.NaHSO4在水溶液中能够电离出H+、Na+和SOeq \o\al(2-,4)。对于NaHSO4的分类不正确的是( )A.NaHSO4是盐 B.NaHSO4是酸式盐C.NaHSO4是钠盐 D.NaHSO4是酸解析:选D 只有电离时生成的阳离子全部是H+的化合物才是酸,而NaHSO4电离出的阳离子除了H+外还有Na+。5.下列对电解质概念的理解正确的是( )A.在水溶液或熔融状态下能导电的物质B.凡在水中能生成离子因而能导电的物质C.氧化钠溶于水能电离生成钠离子和氢氧根离子,其水溶液能导电,但溶液中的氢氧根离子并非氧化钠本身电离,因而氧化钠不是电解质D.在水溶液里或熔融状态下本身能电离出阳离子和阴离子而导电的化合物解析:选D 在水溶液里或熔融状态下能导电的物质不一定是化合物,A选项不正确;在水中化合物本身能电离产生离子的为电解质,而与水反应生成离子(如CO2)的不属于电解质,B选项不正确;氧化钠为金属氧化物,熔融状态下能电离产生离子而导电,为电解质,C选项不正确。6.含有自由移动Cl-的有( )A.KClO3溶液 B.液态氯化氢C.氯化钾溶液 D.固体氯化钠解析:选C B、D项中的物质在该状态下不能电离,故不含自由移动的离子;A项中KClO3的电离方程式为KClO3===K++ClOeq \o\al(-,3);C项中KCl的电离方程式为KCl===K++Cl-。7.对下列物质进行的分类正确的是( )A.纯碱、烧碱均属于碱B.CuSO4·5H2O属于电解质C.凡能电离出H+的化合物均属于酸D.盐类物质一定含有金属阳离子解析:选B A项,纯碱是Na2CO3,属于盐;B项,CuSO4·5H2O是化合物,溶于水自身电离而使溶液导电,属于电解质;C项,NaHSO4、NaHCO3均能电离出H+,但它们均属于盐;D项,NH4Cl、NH4NO3等铵盐中不含金属阳离子。8.今有11种物质:①铝线;②石墨;③氯气;④BaSO4晶体;⑤纯硫酸;⑥金刚石;⑦石灰水;⑧乙醇;⑨熔融的KNO3;⑩NH3;⑪盐酸。其中:(1)能导电的是(填序号,下同)____________________________________。(2)属于电解质的是_________________________________________________。答案:(1)①②⑦⑨⑪ (2)④⑤⑨9.(1)下列物质的电离方程式如下:HClO4===H++ClOeq \o\al(-,4);Ba(OH)2===Ba2++2OH-;Fe2(SO4)3===2Fe3++3SOeq \o\al(2-,4);KHSO4===K++H++SOeq \o\al(2-,4)。属于酸的物质是________(写化学式,下同);属于碱的物质是________;属于盐的物质是________。(2)化工生产中常用到“三酸两碱”,“三酸”指硝酸、硫酸和盐酸,“两碱”指烧碱和纯碱。①从物质的分类角度看,不恰当的一种物质是________________________________。②写出纯碱的电离方程式:__________________________________。解析:(1)根据酸、碱、盐的概念判断。(2)①纯碱的化学式为Na2CO3,属于盐,不是碱。②Na2CO3完全电离:Na2CO3===2Na++COeq \o\al(2-,3)。答案:(1)HClO4 Ba(OH)2 Fe2(SO4)3、KHSO4(2)①纯碱 ②Na2CO3===2Na++COeq \o\al(2-,3)10.某化学兴趣小组在家中进行化学实验,按照图1连接好线路发现灯泡不亮,按照图2连接好线路发现灯泡亮。依据上述现象判断或回答下列问题:(1)NaCl属于____________(填“酸”“碱”或“盐”),因为________________________________________________________________________。(2)NaCl固体________(填“能”或“不能”)导电,原因是________________________________________________________________________。(3)NaCl溶液________(填“能”或“不能”)导电,原因是________________________________________________________________________。(4)在NaCl固体、NaCl溶液中属于电解质的是________________________,原因是____________________________________________________________。答案:(1)盐 NaCl是由金属阳离子和酸根阴离子构成的化合物 (2)不能 NaCl未电离 (3)能 NaCl溶液中有能自由移动的离子 (4)NaCl固体 NaCl固体是化合物,且其水溶液可导电B级—选考等级考试增分练1.现有一种固体化合物X,X本身不导电,但熔融状态或溶于水中能够电离,下列关于该化合物X的说法中正确的是( )A.X一定是电解质 B.X不是电解质C.X只能是盐 D.X可以是任何化合物解析:选A 熔融时该化合物可以导电,说明一定是电解质,A正确,B、D错误;X为固体,则可能是盐,也可能是碱或金属氧化物,C错误。2.下列关于电解质溶液的叙述正确的是( )A.阳离子和阴离子总数一定相等B.阳离子带的正电荷总数一定和阴离子带的负电荷总数相等C.除阴、阳离子外,溶液中不再含有其他粒子D.NaCl溶液的导电性一定与KCl溶液的导电性相同解析:选B 依据溶液呈电中性,可知电解质溶液中阳离子带的正电荷总数与阴离子带的负电荷总数相等,B项正确,A项不正确;电解质溶液中,一定含有水分子,有的还含有电解质分子,C项不正确;因为不清楚NaCl和KCl两溶液中离子浓度大小关系,所以无法比较其导电性强弱,D不正确。3.下列说法中正确的是( )A.氯化钠水溶液在电流的作用下电离出Na+和Cl-B.AgCl难溶于水,但AgCl属于电解质C.氨水能导电,故氨水属于电解质D.NaCl只有在溶液中才能导电解析:选B 电解质溶于水,在水分子的作用下发生电离,与通电无关,A错误;AgCl难溶于水,但AgCl在熔融状态下可以导电,属于电解质,B正确;氨水属于混合物,不是电解质,C错误;NaCl在水溶液或熔融状态下都能导电,D错误。4.现有下列物质:①NaCl晶体 ②BaSO4 ③熔融K2SO4④Na2CO3溶液 ⑤CH3COONH4 ⑥CH3COOH⑦液态氯化氢 ⑧盐酸 ⑨硫酸 ⑩NaOH溶液⑪NH3·H2O ⑫Al(OH)3 ⑬Ca(OH)2 ⑭酒精 ⑮蔗糖 ⑯CO2 ⑰CaO ⑱铁 ⑲石墨 ⑳汞(Hg) eq \o(○,\s\up1(21))水 eq \o(○,\s\up1(22))Cl2请将序号分别填入下面的横线处:(1)其中能导电的物质有______________________________________________________。(2)属于电解质的是___________________________________________________。(3)属于强电解质的是___________________________________________________。(4)属于弱电解质的是__________________________________________________。答案:(1)③④⑧⑩⑱⑲⑳eq \o(○,\s\up1(21))(2)①②③⑤⑥⑦⑨⑪⑫⑬⑰eq \o(○,\s\up1(21))(3)①②③⑤⑦⑨⑬⑰(4)⑥⑪⑫eq \o(○,\s\up1(21))第2课时 离子反应 新知探究(一) 离子反应[学考层级][自学新教材]阅读教材,回答下列问题:1.实验探究结论:从微观角度看,BaCl2溶液和Na2SO4溶液反应的实质是 Ba2++SOeq \o\al(2-,4)===BaSO4↓。2.离子反应电解质在溶液中的反应实质上是离子之间的反应,这样的反应属于离子反应。[落实新知能]1.离子反应的实质在反应中有离子参加或有离子生成的反应称为离子反应。在中学阶段仅限于在溶液中进行的反应,可以说离子反应是指在水溶液中有电解质参加的一类反应。因为电解质在水溶液里发生的反应,其实质是该电解质电离出的离子在水溶液中的反应。 2.离子反应的特点离子反应的反应速率快,相应离子间的反应不受其他离子的干扰。 [演练新学考]1.下列反应中属于离子反应的是( )A.H2和O2反应生成水B.锌片投入稀硫酸中C.木炭在高温下与CO2反应生成COD.2KClO3eq \o(=====,\s\up7(MnO2),\s\do5(△))2KCl+3O2↑解析:选B 离子反应是自由移动的离子之间发生的反应。2.向含有下列离子的溶液中分别加入烧碱固体(溶液体积变化可忽略),能引起离子浓度减小的是( )A.SOeq \o\al(2-,4) B.Cl- C.OH- D.Cu2+解析:选D OH-与Cu2+反应,Cu2+浓度减小;SOeq \o\al(2-,4)、Cl-浓度不变;OH-浓度变大。新知探究(二) 离子方程式[学考层级][自学新教材]阅读教材,回答下列问题:1.离子方程式用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。2.离子方程式书写步骤以Na2SO4溶液和BaCl2溶液反应为例:3.离子方程式的意义写出表中几种不同的酸与不同的碱发生反应的离子方程式。(1)从上述四个化学方程式中可发现4个化学方程式所对应的离子方程式相同。(2)离子方程式不仅可以表示某个具体的化学反应,还可以表示同一类型的离子反应。[落实新知能]1.书写离子方程式的拆分原则(1)能拆写成离子的物质eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(强酸:HCl、H2SO4、HNO3,强碱:NaOH、KOH、CaOH2、BaOH2,可溶性盐\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(钾盐、钠盐、硝酸盐、铵盐,氯化物除AgCl外,硫酸盐除BaSO4、CaSO4))))(2)不能拆写成离子的物质eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(单质、气体、氧化物,难溶性物质:AgCl、BaSO4、CaCO3、BaCO3等,难电离物质:H2O、CH3COOH、NH3·H2O等))(3)特殊物质的拆与不拆①微溶物作为反应物,若是澄清溶液写离子符号,若是悬浊液写化学式。微溶物作为生成物,一般写化学式(标“↓”),如石灰水和石灰乳:石灰水写成离子形式,而石灰乳则写化学式。②氨水作反应物可写作NH3·H2O;作生成物,若有加热条件或浓度很大时,可写作NH3(标“↑”)。③固体之间反应不能写离子方程式,如氯化铵与氢氧化钙的反应;浓硫酸与固体反应不能写离子方程式。④多元弱酸的酸式酸根离子,在离子方程式中不能拆开写,如NaHCO3与盐酸反应的离子方程式为HCOeq \o\al(-,3)+H+===CO2↑+H2O。[提醒] 熟记可拆的强酸、强碱和易溶盐的口诀钾钠铵盐硝酸盐,都能溶于水中间;氯化物除银亚汞,硫酸不溶铅与钡;碳酸磷酸亚硫酸,可溶只有钾钠铵;易溶钾钠铵钡碱,不溶的酸是硅酸。2.离子方程式正误的判断方法[演练新学考]1.能正确表示下列化学反应的离子方程式的是( )A.氢氧化钡溶液与稀硫酸反应:OH-+H+===H2OB.澄清石灰水与稀盐酸反应:Ca(OH)2+2H+===Ca2++2H2OC.铜片插入硝酸银溶液中:Cu+Ag+===Cu2++AgD.碳酸钙溶于稀盐酸中:CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑解析:选D A项缺少生成硫酸钡的离子反应;B项澄清石灰水为强碱,需拆分;C项未配平。2.下列化学反应的离子方程式错误的是( )A.BaCl2溶液与K2SO4溶液的反应:Ba2++SOeq \o\al(2-,4)===BaSO4↓B.NaOH溶液与硝酸的反应:OH-+H+===H2OC.Na2CO3溶液与硫酸的反应:COeq \o\al(2-,3)+2H+===CO2↑+H2OD.铁片插入CuSO4溶液的反应:2Fe+3Cu2+===2Fe3++3Cu解析:选D D项中应生成Fe2+,正确的离子方程式为Fe+Cu2+===Fe2++Cu。3.下列各组反应中,不能用同一个离子方程式表示的是( )A.盐酸分别与氢氧化钠溶液、澄清石灰水反应B.硫酸分别与氢氧化钠溶液、氢氧化钡溶液反应C.硝酸分别与碳酸钠溶液、碳酸钾溶液反应D.锌分别与稀盐酸、稀硫酸反应解析:选B 硫酸与氢氧化钠溶液反应:H++OH-===H2O;硫酸与氢氧化钡溶液反应:2H++SOeq \o\al(2-,4)+2OH-+Ba2+===BaSO4↓+2H2O。4.为了确认电解质溶液中部分离子相互间能否发生反应,做了如下三组实验。(1)实验Ⅰ的目的是______________________________________________________。(2)实验Ⅱ证明了________(填离子符号)和________(填离子符号)发生了化学反应,根据什么现象证明溶液中另外的离子没有发生化学反应:______________________________。(3)实验Ⅲ中反应的离子方程式为____________________________________________。答案:(1)证明溶液中的Na+和SOeq \o\al(2-,4)、Cl-和Cu2+相互间不发生反应(或只答出Cu2+未发生化学反应)(2)Ba2+ SOeq \o\al(2-,4) 反应后的液体过滤后得到的溶液呈蓝色 (3)Ag++Cl-===AgCl↓eq \a\vs4\al([课时跟踪训练]) A级—学业水平考试达标练1.离子方程式COeq \o\al(2-,3)+2H+===H2O+CO2↑中的COeq \o\al(2-,3)代表的物质可以是( )A.CaCO3 B.NaHCO3C.Na2CO3 D.BaCO3解析:选C 离子方程式中的COeq \o\al(2-,3)代表易溶于水且易电离的碳酸盐。2.下列反应能用H++OH-===H2O表示的是( )A.醋酸和氢氧化钠溶液B.氢氧化镁和盐酸C.氢氧化钡和稀硫酸D.澄清石灰水和硝酸解析:选D 醋酸是弱酸,书写离子方程式时,应写成CH3COOH;氢氧化镁难溶于水,应写其化学式Mg(OH)2;C项反应生成的硫酸钡难溶于水,漏掉了另一个离子反应 Ba2++SOeq \o\al(2-,4)===BaSO4↓。3.NaHCO3和NaHSO4的溶液混合后,实际参加反应的离子是( )A.H+和COeq \o\al(2-,3) B.HCOeq \o\al(-,3)和HSOeq \o\al(-,4)C.Na+、HCOeq \o\al(-,3)和H+ D.HCOeq \o\al(-,3)和H+解析:选D NaHCO3和NaHSO4的电离方程式分别如下:NaHCO3===Na++HCOeq \o\al(-,3);NaHSO4===Na++H++SOeq \o\al(2-,4),故D项正确。4.只能表示一个化学反应的离子方程式是( )A.H++OH-===H2OB.COeq \o\al(2-,3)+2H+===H2O+CO2↑C.Zn(OH)2+2H+===Zn2++2H2OD.Mg2++2OH-+Ba2++SOeq \o\al(2-,4)===BaSO4↓+Mg(OH)2↓解析:选D H+代表强酸,如H2SO4、HCl、HNO3等,OH-代表强碱,如NaOH、KOH等,A项表示强酸和强碱的多个反应;COeq \o\al(2-,3)表示可溶性碳酸盐,如K2CO3、Na2CO3、(NH4)2CO3等,H+代表强酸,B项可表示可溶性碳酸盐和强酸的多个反应;C项表示Zn(OH)2和强酸的多个反应。5.下列离子方程式改写成化学方程式正确的是( )A.Zn2++2OH-===Zn(OH)2↓ZnCO3+2NaOH===Zn(OH)2↓+Na2CO3B.Ba2++SOeq \o\al(2-,4)===BaSO4↓Ba(OH)2+H2SO4===BaSO4↓+2H2OC.Ag++Cl-===AgCl↓AgNO3+NaCl===AgCl↓+NaNO3D.Cu+2Ag+===Cu2++2AgCu+2AgCl===CuCl2+2Ag解析:选C A中ZnCO3为难溶物;B中OH-和H+生成H2O;D中AgCl难溶于水。6.某同学在实验室中进行如下实验:以下结论正确的是( )A.Ⅰ中无明显变化,说明两溶液不反应B.Ⅱ中的白色沉淀为CuCl2C.Ⅲ中的离子方程式为2H++Zn===Zn2++H2↑D.Ⅲ中发生的反应不是离子反应解析:选C Ⅰ中虽无明显现象,但发生了离子反应:H++OH-===H2O,A错误;Ⅱ中发生反应:Ba2++SOeq \o\al(2-,4)===BaSO4↓,白色沉淀为BaSO4,B错误;Ⅲ中的反应是离子反应,离子方程式为Zn+2H+===Zn2++H2↑,C正确、D错误。7.表中对离子方程式的评价不合理的是( )解析:选C 向硫酸铵溶液中加入氢氧化钡溶液,不能漏写铵根离子与氢氧根离子的反应:2NHeq \o\al(+,4)+SOeq \o\al(2-,4)+2OH-+Ba2+===BaSO4↓+2NH3·H2O。8.下列反应的离子方程式书写正确的是( )A.稀硫酸滴在铁片上:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑B.氧化钙与稀盐酸反应:CaO+2H+===Ca2++H2OC.稀硝酸与石灰乳反应:H++OH-===H2OD.锌和硝酸银溶液反应:Zn+Ag+===Zn2++Ag解析:选B A项生成氯化亚铁;C项石灰乳不能拆开;D项没有配平。9.下列离子方程式不正确的是( )A.氢氧化钠与盐酸反应:OH-+H+===H2OB.氧化镁与稀硫酸反应:O2-+2H+===H2OC.碳酸钡与盐酸反应:BaCO3+2H+===Ba2++H2O+CO2↑D.食盐水中滴加硝酸银溶液:Cl-+Ag+===AgCl↓解析:选B MgO不能拆开。10.写出下列反应的离子方程式。(1)NaOH溶液与稀硝酸的反应:_____________________________________________。(2)BaCl2溶液与K2SO4溶液的反应:___________________________________________。(3)K2CO3溶液与足量稀硫酸的反应:_________________________________________。(4)AgNO3溶液与稀盐酸的反应:_____________________________________________。答案:(1)OH-+H+===H2O(2)Ba2++SOeq \o\al(2-,4)===BaSO4↓(3)COeq \o\al(2-,3)+2H+===H2O+CO2↑(4)Ag++Cl-===AgCl↓11.根据实验事实,把下列化学方程式改写成离子方程式:(1)澄清石灰水中通入少量的二氧化碳,溶液变浑浊:Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O。离子方程式:___________________________________________________________。(2)把一枚洁净的铁钉置于CuSO4溶液中一会儿,铁钉表面有红色物质析出:Fe+CuSO4===FeSO4+Cu。离子方程式:_____________________________________________。(3)向BaCl2溶液中滴加稀硫酸,有白色沉淀析出:BaCl2+H2SO4===BaSO4↓+2HCl。离子方程式:_______________________________________________________。解析:(1)书写离子方程式时澄清石灰水需拆写成Ca2++2OH-。(2)CuSO4和FeSO4为可溶性盐,应拆写成Cu2++SOeq \o\al(2-,4)和Fe2++SOeq \o\al(2-,4)。(3)书写离子方程式时,BaCl2、H2SO4、HCl均需要拆写成离子形式,而BaSO4不能拆写。答案:(1)Ca2++2OH-+CO2===CaCO3↓+H2O(2)Fe+Cu2+===Fe2++Cu(3)Ba2++SOeq \o\al(2-,4)===BaSO4↓12.用一种试剂除去下列各物质中的杂质(括号内为杂质),并写出离子方程式。(1)BaCl2(HCl):试剂________________,离子方程式为________________________________________________________________________。(2)O2(CO2):试剂__________________,离子方程式为________________________________________________________________________。(3)SOeq \o\al(2-,4)(COeq \o\al(2-,3)):试剂______________,离子方程式为________________________________________________________________________。(4)盐酸(硫酸),试剂________________,离子方程式为________________________________________________________________________。(5)NaOH(Na2CO3),试剂___________,离子方程式为________________________________________________________________________。(6)NaCl(CuCl2),试剂______________,离子方程式为________________________________________________________________________。解析:除杂的基本原则是试剂不与被提纯物质反应,不引入新的杂质,转化生成更多的被提纯物质。答案:(1)BaCO3 BaCO3+2H+===Ba2++H2O+CO2↑(2)NaOH溶液 CO2+2OH-===COeq \o\al(2-,3)+H2O(3)稀H2SO4 2H++COeq \o\al(2-,3)===H2O+CO2↑(4)适量BaCl2溶液 Ba2++SOeq \o\al(2-,4)===BaSO4↓(5)适量Ba(OH)2溶液 Ba2++COeq \o\al(2-,3)===BaCO3↓(6)适量NaOH溶液 Cu2++2OH-===Cu(OH)2↓(其他合理答案也可)B级—选考等级考试增分练1.甲、乙、丙、丁四位同学分别进行实验,测定四份不同澄清溶液的成分,记录结果如下:甲:K2SO4、BaCl2、NaCl 乙:NaCl、Ba(OH)2、K2CO3丙:HCl、K2CO3、NaCl 丁:K2SO4、Na2CO3、KCl其中记录结果合理的是( )A.甲 B.乙C.丙 D.丁解析:选D 甲会形成BaSO4沉淀而不能共存;乙会形成BaCO3沉淀而不能共存;丙会产生CO2气体而不能共存。2.下列离子方程式书写正确的是( )A.碳酸钾与盐酸反应:COeq \o\al(2-,3)+2H+===CO2↑+H2OB.硫酸和氢氧化钡溶液反应:Ba2++SOeq \o\al(2-,4)===BaSO4↓C.铜片插入硝酸银溶液中:Cu+Ag+===Ag+Cu2+D.铁钉放入硫酸铜溶液中:2Fe+3Cu2+===2Fe3++3Cu解析:选A B项错误,漏反应,离子方程式应为Ba2++2OH-+2H++SOeq \o\al(2-,4)===BaSO4↓+2H2O;C项错误,反应前后电荷不守恒;D项错误,违背了客观事实,铁在发生置换反应时一般生成Fe2+。3.某同学发布了三份无色溶液检测报告,结果如下(水电离的H+、OH-忽略不计):溶液(1)中所含全部离子及其浓度溶液(2)中所含全部离子及其浓度溶液(3)中所含全部离子及其浓度请分析判断:上述三份检测结果是否可靠,若不可靠,说出理由。溶液(1)结果是否可靠________,理由__________________________________________。溶液(2)结果是否可靠________,理由__________________________________________。溶液(3)结果是否可靠________,理由_________________________________________。解析:主要是定性分析各离子之间是否能够发生反应而不能共存于溶液中,然后根据电荷守恒定量计算各离子的物质的量浓度是否正确。答案:(1)不可靠 原溶液无色,不会含有Cu2+(2)不可靠 Ag+和Cl-不可能共存(3)不可靠 分析结果中阴阳离子电荷不守恒第3课时 离子共存 新知探究(一) 离子反应的条件与离子共存[学考层级][自学新教材]根据离子反应的实质,完成下列三组实验:[实验1] NaOH溶液滴入CuSO4溶液中将NaOH换为KOH,将CuSO4换为CuCl2后,仍有Cu(OH)2沉淀生成,说明Cu2+与OH-在溶液中不能大量共存。结论:在溶液中结合生成沉淀的离子不能共存。[实验2] 稀盐酸滴入NaOH溶液中将稀盐酸换为稀硫酸,将NaOH溶液换为KOH溶液,上述现象仍能发生,说明OH-与H+不能大量共存。结论:在溶液中结合生成H2O的离子不能共存。[实验3] 将盐酸滴入Na2CO3溶液中将盐酸换为稀硫酸,将Na2CO3换为NaHCO3,仍有气泡产生,说明H+与COeq \o\al(2-,3)/HCOeq \o\al(-,3)不能大量共存。结论:在溶液中结合生成气体的离子不能大量共存。综上所述,离子不能大量共存的原因是离子之间发生反应,消耗了离子。在溶液中如实验1、2、3中酸、碱、盐之间互相交换离子的反应发生的条件与复分解反应的条件一致,分3种情况:①生成难溶的物质;②生成难电离的物质;③生成挥发性物质。[落实新知能]离子共存的判断离子共存的判断实际是看离子之间能否反应,若反应,则不共存;若不反应,则大量共存。1.离子不能大量共存的三种情况(1)生成难溶或微溶物质的离子不能大量共存:①生成难溶性的盐:Ca2+与COeq \o\al(2-,3),Ba2+与COeq \o\al(2-,3)、SOeq \o\al(2-,4),Ag+与Cl-等。②生成难溶性的碱:OH-与Cu2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+、Al3+等。(2)生成气体的离子不能大量共存:H+与COeq \o\al(2-,3)、HCOeq \o\al(-,3)等。(3)生成水或其他难电离物质的离子不能大量共存:H+与OH-、CH3COO-等。2.注意事项——“隐含条件”(1)“无色透明”溶液不存在有色离子,如Cu2+(蓝色)、Fe3+(棕黄色)、Fe2+(浅绿色)、MnOeq \o\al(-,4)(紫红色)。(2)酸性溶液中不能大量存在与H+反应的离子:“酸性”溶液的不同描述:①酸性溶液;②pH7的溶液;③使石蕊溶液变蓝的溶液。[演练新学考]1.下列各组离子在溶液中可大量共存的是( )A.NHeq \o\al(+,4)、SOeq \o\al(2-,4)、K+、OH-B.H+、Ba2+、NOeq \o\al(-,3)、SOeq \o\al(2-,4)C.K+、Cl-、COeq \o\al(2-,3)、Na+D.Ca2+、NOeq \o\al(-,3)、Na+、COeq \o\al(2-,3)解析:选C 在溶液中能发生反应的离子不能共存。A项中的NHeq \o\al(+,4)、OH-不能大量共存;B项中的Ba2+、SOeq \o\al(2-,4)不能大量共存;D项中的Ca2+、COeq \o\al(2-,3)不能大量共存。2.下列各组离子在溶液中可大量共存的是( )A.在水溶液中:HCOeq \o\al(-,3)、Na+、K+、H+B.水溶液中:K+、Mg2+、SOeq \o\al(2-,4)、OH-C.滴入酚酞溶液显红色的溶液中:K+、Na+、Cu2+、SOeq \o\al(2-,4)D.碱性溶液中:Na+、K+、NOeq \o\al(-,3)、COeq \o\al(2-,3)解析:选D A项,HCOeq \o\al(-,3)与H+反应生成CO2气体;B项,Mg2+与OH-生成Mg(OH)2沉淀;C项,滴入酚酞溶液显红色的溶液显碱性,不能大量存在Cu2+。3.在强酸性溶液中能大量共存且溶液为无色透明的离子组是( )A.Ba2+、Na+、NOeq \o\al(-,3)、SOeq \o\al(2-,4)B.Mg2+、Cl-、Al3+、SOeq \o\al(2-,4)C.K+、Cl-、COeq \o\al(2-,3)、NOeq \o\al(-,3)D.Ca2+、Na+、Fe3+、NOeq \o\al(-,3)解析:选B A项,Ba2+与SOeq \o\al(2-,4)反应生成BaSO4沉淀;C项,酸性条件下COeq \o\al(2-,3)不能存在;D项,Fe3+为棕黄色。4.水溶液中能大量共存的一组离子是( )A.NHeq \o\al(+,4)、Ba2+、Br-、COeq \o\al(2-,3)B.Cl-、SOeq \o\al(2-,3)、Fe2+、H+C.K+、Na+、SOeq \o\al(2-,4)、MnOeq \o\al(-,4)D.Na+、H+、NOeq \o\al(-,3)、HCOeq \o\al(-,3)解析:选C A项,Ba2+与COeq \o\al(2-,3)能反应生成BaCO3沉淀,不能大量共存;B项,SOeq \o\al(2-,3)与H+能反应生成SO2和H2O,SOeq \o\al(2-,3)与Fe2+能反应生成沉淀FeSO3,不能大量共存;C项,离子之间不反应,可以大量共存;D项,H+与HCOeq \o\al(-,3)反应生成CO2和H2O,不能大量共存。5.某无色溶液既可能是强酸性又可能是强碱性,在该溶液中一定能大量共存的一组离子是( )A.H+、Na+、MnOeq \o\al(-,4)、SOeq \o\al(2-,4)B.Na+、COeq \o\al(2-,3)、Mg2+、Cl-C.K+、Na+、Cl-、SOeq \o\al(2-,4)D.K+、Cl-、Ba2+、HCOeq \o\al(-,3)解析:选C A项,MnOeq \o\al(-,4)是紫红色;B项,Mg2+与COeq \o\al(2-,3)反应生成MgCO3沉淀;D项,酸性时HCOeq \o\al(-,3)+H+===CO2↑+H2O,碱性时HCOeq \o\al(-,3)+OH-===COeq \o\al(2-,3)+H2O。新知探究(二) 离子反应的应用[选考层级][难度增一点][典例1] 氯化钠广泛应用于各个领域,如氯碱工业、制金属钠、侯氏制碱法、生理盐水(含0.9%NaCl的溶液)以及厨房调味品等。氯化钠一般从海水中获取而得。已知海水中含量最高的几种离子的浓度依次为Cl-、Na+、Mg2+、SOeq \o\al(2-,4)、Ca2+。按要求回答下列问题:(1)心脏活动的主要表现是产生“电激动”,心肌激动的电流从心脏经身体组织传导到体表,使体表的不同部位产生电位差。医生在给“病人”做心电图时在仪器与皮肤接触部位需要擦______(填标号)溶液。其可能的作用是__________________________________________________________________________________________________________________。A.氯化钠 B.医用酒精 C.葡萄糖 D.碘酒(2)海水晒盐所得的粗盐中往往含有Mg2+、Ca2+、SOeq \o\al(2-,4)等杂质离子,而氯碱工业、侯氏制碱等工业必须要除去杂质离子精制氯化钠。工业上,将粗盐溶解后选择加入以下试剂:①NaOH溶液,②Na2CO3溶液,③BaCl2溶液(每种试剂均稍加过量),所加试剂的顺序为________(填序号),选择的理由是________________________________________。写出加入Na2CO3溶液过程中发生反应的离子方程式:________________________________________________________________________。充分反应除杂后过滤,通过哪些具体操作方法,最终获得NaCl固体:________________________________________________________________________。(3)某研究性小组提出粗盐提纯中只用Ba(OH)2一种溶液代替NaOH溶液和BaCl2溶液,判断该方案是否可行并说出理由:_______________________________________________________________________________________________________________________。(4)人体中胃酸(主要成分为盐酸)的产生应主要来源于氯化钠的摄入,其理由是________________________。有一种观点认为胃酸产生的机理是氯化钠经小肠吸收,在小肠结肠袋产生氯气等物质,再通过第二步反应最终转化为胃酸,写出胃酸产生的两步反应的离子方程式:____________________________、_____________________________________。[答案] (1)A 氯化钠溶液中存在自由移动的离子,能增加导电性(2)③①②或①③②或③②① 要除去过量的Ba2+,必须使碳酸钠溶液在氯化钡溶液后面加入 COeq \o\al(2-,3)+Ca2+===CaCO3↓,COeq \o\al(2-,3)+Ba2+===BaCO3↓ 往滤液中加入适量盐酸调节pH为7(考虑二氧化碳的溶解,写弱酸性也可以),蒸发结晶(3)不能,海水中Mg2+的浓度大于SOeq \o\al(2-,4),只加Ba(OH)2会使Ba2+大大过量,后续处理需消耗更多的化学药品,从而提高处理成本(4)依据氯元素守恒,人体饮食中主要的氯元素摄入来源为NaCl 2Cl-+2H2O===Cl2↑+H2↑+2OH-Cl2+H2===2H++2Cl- [典例2] 粗盐的纯化过程如图所示:eq \x(粗盐水)eq \o(――――――→,\s\up7(①过量BaCl2),\s\do5(除SO\o\al(2-,4)))eq \o(――――――――→,\s\up7(②过量NaOH),\s\do5(除Mg2+、Fe3+))eq \o(――――――→,\s\up7(③过量Na2CO3),\s\do5(除Ca2+、Ba2+))eq \o(――――――→,\s\up7(过滤),\s\do5(除泥沙及沉淀))eq \o(――――――→,\s\up7(④适量盐酸),\s\do5(除OH-、CO\o\al(2-,3)))eq \x(含少量的Ca2+、Mg2+)eq \o(――――――→,\s\up7(阳离子交换塔),\s\do5(除Ca2+、Mg2+))eq \x(精制食盐水)(1)该纯化过程涉及的离子反应为①________________________________________________________________________;②________________________________________________________________________;③________________________________________________________________________;④________________________________________________________________________。(2)该纯化过程应注意的问题是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[答案] (1)①Ba2++SOeq \o\al(2-,4)===BaSO4↓ ②Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓、Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓③Ba2++COeq \o\al(2-,3)===BaCO3↓、Ca2++COeq \o\al(2-,3)===CaCO3↓④H++OH-===H2O、COeq \o\al(2-,3)+2H+===H2O+CO2↑(2)①除杂质时所加试剂的顺序要求:Na2CO3必须在BaCl2之后;加入盐酸要在过滤之后。②试剂加入顺序有多种选择,如BaCl2、NaOH、Na2CO3,过滤,HCl;BaCl2、Na2CO3、NaOH,过滤,HCl;NaOH、BaCl2、Na2CO3,过滤,HCl[知能深一点]离子反应的五大重要应用(1)混合物的分离如分离MgCl2和NaCl的混合溶液,先向其中加入稍过量的NaOH溶液,过滤,再向滤液中加入适量的盐酸,即可得到NaCl溶液;向所得到的沉淀中也加入适量盐酸溶解,即可得到MgCl2溶液。(2)物质的提纯如提纯含有Na2SO4杂质的粗盐,先加水溶解,后加入稍过量的BaCl2溶液,再加入稍过量的Na2CO3溶液,过滤,向滤液中加入稍过量的盐酸,蒸发结晶,即得精盐。(3)化合物组成成分的分析和鉴定如对于无色气体A的水溶液,向其中加入少量的Na2CO3溶液,逸出无色、无味并使澄清石灰水变浑浊的气体,则生成该气体的离子方程式为2H++COeq \o\al(2-,3)===CO2↑+H2O。再向溶液中滴加用HNO3酸化的AgNO3溶液,又生成白色沉淀,则生成该沉淀的离子方程式为Cl-+Ag+===AgCl↓,从而证明原无色气体A的水溶液中含有H+和Cl-,则A应为HCl气体。(4)物质的鉴别如对失去标签的四种溶液——Na2CO3溶液、NaCl溶液、Na2SO4溶液、MgCl2溶液,各取3 mL分别注入四支试管中,先向各试管内滴入少量的Ba(OH)2溶液,再滴入足量的稀盐酸,观察现象。若无明显现象产生,则原溶液是NaCl溶液;若生成白色沉淀且沉淀不溶于稀盐酸,则原溶液是Na2SO4溶液;若生成白色沉淀且沉淀溶于稀盐酸并有气体逸出,则原溶液是Na2CO3溶液;若生成白色沉淀且沉淀溶于稀盐酸但无气体逸出,则原溶液是MgCl2溶液。各溶液中发生的离子反应如下:Na2SO4溶液中:SOeq \o\al(2-,4)+Ba2+===BaSO4↓Na2CO3溶液中:COeq \o\al(2-,3)+Ba2+===BaCO3↓BaCO3+2H+===Ba2++CO2↑+H2OMgCl2溶液中:Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓Mg(OH)2+2H+===Mg2++2H2O(5)治理水污染如一种污水中含有KCl,另一种污水中含AgNO3,若将这两种污水按适当的比例混合,则发生离子反应:Ag++Cl-===AgCl↓。混合后的水经过滤后再排放,不但消除了水污染,而且还能回收AgCl。[选考难一点]1.重金属离子有毒。实验室有甲、乙两种废液,均有一定毒性。甲废液经化验呈碱性,主要有毒离子为Ba2+,若将甲、乙两废液按一定比例混合,毒性明显降低。乙废液中可能含有的离子是( )A.Cu2+和SOeq \o\al(2-,4) B.Cu2+和Cl-C.K+和SOeq \o\al(2-,4) D.Ag+和NOeq \o\al(-,3)解析:选A 甲废液中主要毒性物质可看作是Ba(OH)2,乙废液有一定毒性且与甲废液按一定比例混合后毒性明显降低,可推知乙废液中的重金属离子可与甲废液中的OH-结合形成沉淀,同时乙废液中含有能沉淀甲废液中Ba2+的阴离子,可能为SOeq \o\al(2-,4)或COeq \o\al(2-,3),结合碳酸盐大多数不溶的情况,A正确。2.某无色透明的溶液中只含有Cu2+、Mg2+、Ba2+、H+、Ag+、SOeq \o\al(2-,4)、HCOeq \o\al(-,3)、OH-、NOeq \o\al(-,3)中的三种离子,若向其中加入石蕊溶液,溶液显蓝色,则原溶液中存在的离子是( )A.Ba2+、OH-、NOeq \o\al(-,3) B.Ag+、HCOeq \o\al(-,3)、NOeq \o\al(-,3)C.Mg2+、Ag+、SOeq \o\al(2-,4) D.Mg2+、SOeq \o\al(2-,4)、OH-解析:选A 由“无色”知溶液中不含Cu2+;加入石蕊溶液,溶液显蓝色,说明溶液中含有OH-,Mg2+、H+、Ag+、HCOeq \o\al(-,3)都与OH-反应,故不存在;由溶液呈电中性知溶液中一定含有Ba2+,则不含SOeq \o\al(2-,4);根据溶液中含有三种离子,可知存在NOeq \o\al(-,3)。3.某溶液中含有较大量的Cl-、COeq \o\al(2-,3)、OH-3种阴离子,如果只取一次该溶液就能够分别将3种阴离子依次检验出来,下列实验操作顺序正确的是( )①滴加Mg(NO3)2溶液;②过滤;③滴加AgNO3溶液;④滴加Ba(NO3)2溶液A.①②④②③ B.④②①②③C.①②③②④ D.④②③②①解析:选B 因为银离子跟3种阴离子均能反应产生白色沉淀,所以硝酸银溶液放到最后;而硝酸镁和氢氧根、碳酸根离子反应产生白色沉淀,所以硝酸镁放在中间;硝酸钡只有与碳酸根反应产生白色沉淀,所以先用硝酸钡,每次都需要过滤防止上一步检验离子所造成的干扰。4.某河道两旁有甲、乙两厂。它们排放的工业废水中,共含有K+、Ag+、Fe3+、Cl-、OH-、NOeq \o\al(-,3)六种离子。(1)甲厂的废水明显呈碱性,故甲厂废水所含的三种离子是________、________、________;乙厂的废水中含有另外三种离子,如果加适当过量的________,可以回收其中的金属________(填写元素符号),过滤可得到单一溶质的溶液,涉及的离子方程式为________________________________________________________________________。(2)另一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当比例混合,可以使废水中的________(填写离子符号)转化为沉淀,经过滤后的废水主要含________,可用来浇灌农田。答案:(1)OH- K+ Cl- 铁粉 Ag Fe+2Ag+===2Ag+Fe2+、Fe+2Fe3+===3Fe2+(2)Ag+、Fe3+、Cl-、OH- KNO35.(1)实验室用碳酸钙与盐酸反应制取CO2气体,反应的离子方程式是________________________________________________________________________;常用澄清石灰水检验CO2气体的离子方程式是_______________________________________________________________________________________________________。(2)表面附有铁锈(成分是Fe2O3)的铁钉放入稀硫酸中,开始反应的离子方程式是________________________________________________________________________;反应片刻后,可观察到有气体产生,其离子方程式是________________________________________________________________________。(3)人体胃液中有胃酸(0.2%~0.4%的盐酸),起杀菌、帮助消化等作用,但胃酸的量不能过多或过少,必须控制在一定范围内,当胃酸过多时,医生通常用“小苏打片”或“胃舒平”给病人治疗。①用“小苏打片”(NaHCO3)治疗胃酸过多的离子方程式是______________________。②如果病人同时患有胃溃疡,此时最好服用“胃舒平”[主要成分是Al(OH)3],反应的离子方程式是____________________________________________________________________________________________________________________________________。解析:在书写离子方程式时,碳酸钙、Fe2O3、单质铁、CO2、H2、H2O等用化学式表示。Ca(OH)2微溶于水,溶液(澄清石灰水)状态用离子符号表示,浊液(石灰乳)状态用化学式表示。答案:(1)CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O Ca2++2OH-+CO2===CaCO3↓+H2O(2)Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O Fe+2H+===Fe2++H2↑(3)①HCOeq \o\al(-,3)+H+===CO2↑+H2O ②Al(OH)3+3H+===Al3++3H2Oeq \a\vs4\al([课时跟踪训练]) A级—学业水平考试达标练1.下列各组离子一定能大量共存的是( )A.含有大量Ba2+的溶液中:Cl-、K+、SOeq \o\al(2-,4)、COeq \o\al(2-,3)B.含有大量H+的溶液中:Mg2+、Na+、HCOeq \o\al(-,3)、SOeq \o\al(2-,4)C.含有大量OH-的溶液中:Mg2+、NOeq \o\al(-,3)、SOeq \o\al(2-,4)、COeq \o\al(2-,3)D.含有大量Na+的溶液中:H+、K+、SOeq \o\al(2-,4)、NOeq \o\al(-,3)解析:选D 选项A中Ba2+可与SOeq \o\al(2-,4)、COeq \o\al(2-,3)反应生成BaSO4、BaCO3沉淀;选项B中H+可与HCOeq \o\al(-,3)反应生成CO2和H2O;选项C中OH-、COeq \o\al(2-,3)可与Mg2+分别生成Mg(OH)2、MgCO3沉淀。2.下列各组离子在给定条件下能大量共存的是( )A.在pH=1的溶液中:NHeq \o\al(+,4)、K+、COeq \o\al(2-,3)、Cl-B.有SOeq \o\al(2-,4)存在的溶液中:Na+、Mg2+、Ca2+、Br-C.使酚酞溶液变红的溶液中:Na+、Cl-、SOeq \o\al(2-,4)、Fe3+D.无色透明的水溶液中:K+、Ba2+、Cl-、NOeq \o\al(-,3)解析:选D pH=1的溶液为酸性溶液,COeq \o\al(2-,3)在酸性溶液中不能大量共存,A错误;由于CaSO4微溶于水,因此有SOeq \o\al(2-,4)存在的溶液中Ca2+不能大量共存,B错误;使酚酞溶液变红的溶液为碱性溶液,在碱性溶液中Fe3+不能大量共存,C错误。3.在强酸性溶液中,下列离子组能大量共存且溶液为无色透明的是( )A.Na+、K+、OH-、Cl-B.Na+、Cu2+、SOeq \o\al(2-,4)、NOeq \o\al(-,3)C.Mg2+、Na+、SOeq \o\al(2-,4)、Cl-D.Ba2+、HCOeq \o\al(-,3)、NOeq \o\al(-,3)、K+解析:选C A项,H+与OH-不共存;B项,Cu2+显蓝色;D项,H+与HCOeq \o\al(-,3)不共存。4.有较多Ba2+、Ag+的酸性溶液中,能大量共存的阴离子是( )A.NOeq \o\al(-,3) B.Cl-C.COeq \o\al(2-,3) D.SOeq \o\al(2-,4)解析:选A Ba2+与COeq \o\al(2-,3)、SOeq \o\al(2-,4)不共存;Ag+与Cl-、COeq \o\al(2-,3)、SOeq \o\al(2-,4)不共存。5.在无色溶液中,不能大量共存的离子组是( )A.Fe2+、Na+、SOeq \o\al(2-,4)、Cl-B.K+、Na+、HCOeq \o\al(-,3)、NOeq \o\al(-,3)C.NHeq \o\al(+,4)、Mg2+、SOeq \o\al(2-,4)、Cl-D.Ba2+、Na+、OH-、NOeq \o\al(-,3)解析:选A Fe2+显浅绿色。6.在强酸性溶液中,可以大量共存的离子组是( )A.Na+、K+、CH3COO-、Cl-B.Ba2+、Na+、COeq \o\al(2-,3)、NOeq \o\al(-,3)C.Na+、Ag+、SOeq \o\al(2-,4)、Cl-D.Al3+、Fe3+、NOeq \o\al(-,3)、SOeq \o\al(2-,4)解析:选D A项,H+与CH3COO-不共存;B项,Ba2+与COeq \o\al(2-,3)不共存;C项,Ag+与Cl-不共存。7.下列各组离子中,可以大量共存且溶液是无色的是( )A.H+、Na+、NOeq \o\al(-,3)、MnOeq \o\al(-,4)B.Fe3+、Mg2+、Cl-、SOeq \o\al(2-,4)C.NOeq \o\al(-,3)、SOeq \o\al(2-,4)、K+、Mg2+D.K+、HCOeq \o\al(-,3)、OH-、NOeq \o\al(-,3)解析:选C A项,MnOeq \o\al(-,4)显紫红色;B项,Fe3+显棕黄色;D项,HCOeq \o\al(-,3)与OH-不共存。8.某有色电解质溶液中,可能大量存在Ag+、H+、Cu2+、COeq \o\al(2-,3)、OH-、Cl-,你认为一定含有的离子是______________________________________________________,一定没有的离子是______________,还需进一步确认的离子是________。解析:含Cu2+的溶液呈蓝色,该有色溶液含有Cu2+,因COeq \o\al(2-,3)、OH-与Cu2+反应不能存在,为保持溶液电中性,溶液中应含有Cl-,与Cl-反应的Ag+不能在溶液中存在,不能确定H+是否存在。答案:Cu2+、Cl- OH-、COeq \o\al(2-,3)、Ag+ H+9.a、b、c、d分别是Na2CO3、BaCl2、HCl、AgNO3四种溶液中的一种,现将它们两两混合,现象如表所示:(1)b是________(用化学式填写)。(2)写出a+c反应的离子方程式:____________________________________________。解析:a分别与b、c、d混合都能生成白色沉淀,则a为AgNO3;b与d反应生成无色气体,则b和d为Na2CO3和HCl的组合,则c为BaCl2;c与d生成沉淀,则d为Na2CO3,b为HCl。答案:(1)HCl (2)Ag++Cl-===AgCl↓10.氧化铜是一种黑色固体,可溶于稀硫酸。某同学想知道稀硫酸中的哪种粒子(H2O、H+、SOeq \o\al(2-,4))能使氧化铜溶解。请你和他一起通过如图所示Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ三个实验完成这次探究活动。(1)通过实验Ⅰ可以证明__________________________________________________。(2)要证明另外两种粒子能否溶解氧化铜,还需要进行实验Ⅱ和Ⅲ,在Ⅱ中加入稀硫酸后氧化铜溶解,则进一步确认的实验操作是在Ⅲ中先加入________________________,再加入________。(3)探究结果为_____________________________________________________。(4)反应的离子方程式为______________________________________________。解析:在Ⅲ中应先加入可溶性的硫酸盐溶液,固体不溶解,以证明CuO的溶解过程中SOeq \o\al(2-,4)不起作用,然后再加入稀硫酸,固体溶解,从而证明CuO溶解是硫酸中的H+起作用。答案:(1)水不能使氧化铜溶解(2)可溶性硫酸盐溶液 稀硫酸(3)H+能溶解氧化铜,而H2O、SOeq \o\al(2-,4)两种粒子都不能使CuO溶解(4)CuO+2H+===Cu2++H2O11.某溶液中可能含有NHeq \o\al(+,4)、Ba2+、Mg2+、Ag+、OH-、SOeq \o\al(2-,4)、COeq \o\al(2-,3)中的某几种,现用该溶液做以下实验:①取此溶液少许,加入足量盐酸无明显现象;②另取少许加入足量浓氢氧化钠溶液,有白色沉淀生成;③将②中沉淀过滤,取滤液微热,有无色刺激性气味气体放出,该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。(1)由此推断,该溶液中肯定含有的离子为______________,肯定不含有的离子为________________。推断的理由是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)写出有关反应的离子方程式:__________________________________________________________________________________________________________________。答案:(1)NHeq \o\al(+,4)、Mg2+、SOeq \o\al(2-,4) Ba2+、Ag+、COeq \o\al(2-,3)、OH- 加入盐酸无明显现象证明无Ag+和COeq \o\al(2-,3),加碱有白色沉淀生成,证明有Mg2+,因此必然不存在OH-,依据溶液呈电中性原则,必然存在SOeq \o\al(2-,4),则不存在Ba2+,加热有气体产生且显碱性,证明有NHeq \o\al(+,4)(2)Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓;NHeq \o\al(+,4)+OH-eq \o(=====,\s\up7(△),\s\do5( ))NH3↑+H2OB级—选考等级考试增分练1.某无色溶液中只可能含有K+、Ag+、Ba2+、Cu2+、Cl-、OH-、COeq \o\al(2-,3)、SOeq \o\al(2-,4)中的一种或几种,对其进行如下实验操作:①取少量溶液,滴加无色酚酞溶液,酚酞变红;②另取少量溶液,加入足量BaCl2溶液,产生白色沉淀;③向②所得混合物中加足量盐酸,沉淀部分溶解,并有无色气体生成;④将③所得混合物过滤,向滤液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成。下列对该溶液的说法正确的是( )A.一定含有K+、OH-、COeq \o\al(2-,3)、SOeq \o\al(2-,4)B.可能含有Cl-、OH-C.一定不含有Ag+、Ba2+、Cu2+、Cl-D.无法判断离子种类解析:选A ①无色溶液说明不含Cu2+,滴加无色酚酞溶液变红,说明含OH-,则不含Ag+;②加入足量BaCl2溶液,产生白色沉淀,说明含COeq \o\al(2-,3)或SOeq \o\al(2-,4)或两者都有,则一定不含Ba2+;③向②所得混合物中加足量盐酸,沉淀部分溶解,并有无色气体生成,说明原溶液中含COeq \o\al(2-,3)和SOeq \o\al(2-,4);④向滤液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,说明滤液中含有Cl-,但可能是加入的BaCl2溶液及盐酸引入的,不能确定原溶液是否含有Cl-。根据溶液呈电中性,则溶液中一定含K+。综上所述,原溶液一定含有K+、OH-、COeq \o\al(2-,3)、SOeq \o\al(2-,4)。2.有一固体混合物,可能由Na2CO3、Na2SO4、CuSO4、CaCl2、NaCl等混合而成,为检验它们,做了以下实验:①将固体混合物溶于水中,搅拌后得无色透明溶液;②往此溶液中滴加硝酸钡溶液,有白色沉淀产生;③过滤,将沉淀物置于稀硝酸中,发现沉淀全部溶解。根据上述实验事实,回答下列问题:(1)原固体混合物中一定含有的物质是________,一定不含有的物质是________________________,可能含有的物质是________(以上空格均填写化学式)。对可能含有的物质,可采用向滤液中滴加__________________溶液的方法来检验。(2)写出步骤③中的离子方程式:____________________________________________。解析:根据①“无色透明”知原固体混合物中无CuSO4,根据②和③知该白色沉淀是碳酸钡,故原固体混合物中一定有碳酸钠,且沉淀溶解的离子方程式是BaCO3+2H+===Ba2++CO2↑+H2O,则一定无硫酸钠和氯化钙。无法判断是否含有NaCl,若进一步确认,可向溶液中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,若产生白色沉淀,则原溶液中有氯化钠。答案:(1)Na2CO3 Na2SO4、CuSO4、CaCl2 NaCl 硝酸酸化的硝酸银(2)BaCO3+2H+===Ba2++CO2↑+H2O3.有五瓶损坏标签的试剂,分别盛有AgNO3溶液、稀硝酸、盐酸、BaCl2溶液、K2CO3溶液,为了确定各瓶中是什么试剂,将它们任意编号为A、B、C、D、E,用小试管各取少量,多次进行两两混合反应,反应现象如表所示。表中“↓”表示生成沉淀,“↑”表示生成气体,“×”表示没有明显现象,空格表示实验未做。请回答下列问题:(1)各试剂瓶中所盛试剂为(填溶质的化学式) :A________,B________,C________,D________,E________。(2)写出下列反应的离子方程式。A与E:_______________________________________________________________。B与E:________________________________________________________________。C与E:________________________________________________________________。解析:根据题意,E与A、B反应分别产生沉淀,与C、D反应分别产生气体,可推知E为K2CO3溶液,A、B可能为AgNO3和BaCl2中的一种,C、D必为稀硝酸和盐酸中的一种,而B与D能产生沉淀,可确定B为AgNO3溶液,D为盐酸,因此A为BaCl2溶液,C为稀硝酸。答案:(1)BaCl2 AgNO3 HNO3 HCl K2CO3(2)Ba2++COeq \o\al(2-,3)===BaCO3↓2Ag++COeq \o\al(2-,3)===Ag2CO3↓COeq \o\al(2-,3)+2H+===H2O+CO2↑第三节 氧化还原反应 第1课时 氧化还原反应 新知探究(一) 氧化还原反应的特征——化合价的升降[学考层级][自学新教材]阅读教材,回答下列问题:1.请从得氧和失氧的角度分析反应Fe2O3+3COeq \o(=====,\s\up7(高温),\s\do5( ))2Fe+3CO2,完成下列填空。一种物质得到氧发生氧化反应,必然有一种物质失去氧发生还原反应。2.请从化合价变化角度分析以下三个化学方程式中各元素化合价的变化。从化合价变化的角度来看,这三个氧化还原反应的共同特点是都有元素化合价的升降。3.从化合价升降角度分析氧化还原反应Fe2O3+3COeq \o(=====,\s\up7(高温),\s\do5( ))2Fe+3CO2,完成下列填空。一种元素化合价升高必然有元素化合价降低。4.氧化还原反应的重要特征是_反应前后有元素的化合价发生变化。[落实新知能]1.氧化还原反应的特征从得氧和失氧的角度定义氧化还原反应并不全面,氧化还原反应的特征是元素化合价的升降。2.化合价的有关规律准确判断化合价变化是判断氧化还原反应的关键步骤。(1)在单质中元素的化合价为0。(2)在化合物中,金属元素化合价一般为正价;非金属元素的化合价一般既有负价又有正价。(3)可以依据在化合物里各元素的正、负化合价代数和等于0进行推算。(4)“根”(又叫原子团)的化合价的确定:由组成根的原子的化合价推算出来,如由于O为-2价,H为+1价,则氢氧根的化合价为(-2)+(+1)=-1;由于S为+6价,O为-2价,则硫酸根的化合价为(+6)+(-2)×4=-2。(5)一些常见元素和根在化合物中的主要化合价[演练新学考]1.(2018·浙江学考)下列化学反应中溴元素被氧化的是( )A.2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2B.Br2+2NaI===2NaBr+I2C.3Br2+6NaOHeq \o(=====,\s\up7(△),\s\do5( ))5NaBr+NaBrO3+3H2OD.HBr+NaOH===NaBr+H2O解析:选A B项,溴元素化合价降低被还原;C项,溴元素化合价既有升高也有降低,既被氧化也被还原;D项,化合价没有发生变化。2.下列反应是氧化还原反应的是( )A.Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑B.NaCl+AgNO3===AgCl↓+NaNO3C.CaCO3eq \o(=====,\s\up7(高温))CaO+CO2↑D.CaO+H2O===Ca(OH)2解析:选A 反应前后元素的化合价是否变化是判断反应是否是氧化还原反应的依据。分析元素化合价可知,A项元素的化合价在反应前后有变化。3.下列关于氧化还原反应的说法中正确的是( )A.氧化还原反应前后元素化合价有升降B.氧化还原反应前后一定有氧的得失C.实现Fe3+→Fe2+的变化过程一定是氧化反应D.元素化合价升高的反应是还原反应解析:选A 化合价有变化一定是氧化还原反应,但不一定有氧的得失,B错误;Fe3+转化为Fe2+,铁元素的化合价降低,发生的是还原反应,C错误;元素化合价升高发生的是氧化反应,D错误。新知探究(二) 氧化还原反应的实质——电子的转移[学考层级][自学新教材]阅读教材,回答下列问题:1.请以下列两个反应来分析化合价变化与电子转移的关系2.分析氧化还原反应与四种基本反应类型关系(1)置换反应一定属于氧化还原反应。(2)复分解反应一定不属于氧化还原反应。(3)有单质参与的化合反应和有单质生成的分解反应,均属于氧化还原反应。[落实新知能]氧化还原反应概念的比较[演练新学考]1.下列盐酸参与的反应中,HCl被氧化的是( )A.NaOH+HCl===NaCl+H2OB.Fe+2HCl===FeCl2+H2↑C.CuO+2HCl===CuCl2+H2OD.MnO2+4HCl(浓)eq \o(=====,\s\up7(△),\s\do5( ))MnCl2+Cl2↑+2H2O解析:选D A项与C项HCl未发生化合价变化,B项中被还原。2.下列各项所述的关系正确的是( )A.有电子转移是氧化还原反应的本质,有元素化合价的变化是氧化还原反应的外观表现B.一种物质被氧化,必然有另一种物质被还原C.被氧化的物质得到电子或电子对偏向,被还原的物质失去电子或电子对偏离D.氧化反应就是得到电子或电子对偏向的反应,还原反应就是失去电子或电子对偏离的反应解析:选A 氧化还原反应的发生是电子转移的结果,有电子转移发生,元素的化合价就发生了变化,A正确;如在反应Cl2+H2O===HCl+HClO中,同一种物质Cl2既被氧化又被还原,B错误;一种物质得到电子或电子对偏向,这种物质就被还原或者说发生了还原反应,其中元素的化合价就会降低;一种物质失去电子或电子对偏离,这种物质就被氧化或者说发生了氧化反应,其中元素的化合价就会升高,C、D错误。3.下列不属于四种基本反应类型,但属于氧化还原反应的是( )A.2KClO3eq \o(=====,\s\up7(MnO2),\s\do5(△))2KCl+3O2↑B.2Na+Cl2eq \o(=====,\s\up7(点燃))2NaClC.Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑D.Fe2O3+3COeq \o(=====,\s\up7(高温))2Fe+3CO2解析:选D A为分解反应,B为化合反应,C为置换反应,D不属于四种基本反应类型;它们均属于氧化还原反应。新知探究(三) 氧化还原反应中电子转移的两种表示方法[选考层级][难度增一点][典例] 氧化还原反应中伴有电子转移(得失或偏移),试用双线桥和单线桥分析下述各氧化还原反应中电子转移情况。(1)Fe+2HCl===FeCl2+H2↑________________________________________________________________________;________________________________________________________________________。(2)Fe2O3+3COeq \o(=====,\s\up7(高温))2Fe+3CO2________________________________________________________________________;________________________________________________________________________。[答案] [知能深一点]1.双线桥法表明反应前后同一元素原子间的电子转移情况。(1)双线桥法的基本步骤(2)注意事项①箭头、箭尾对应化合价变化的同种元素;②必须注明“得到”或“失去”;③被氧化物质失去电子总数与被还原物质得到电子总数相等。2.单线桥法表明反应前后不同元素原子间的电子转移情况。(1)单线桥法的基本步骤(2)注意事项①单线桥表示变价元素原子得失电子的情况;②不需标明“得到”或“失去”,只标明电子转移数目;③箭头标明电子转移的方向;④单线桥箭头从失电子元素的原子指向得电子元素的原子。[选考难一点]1.分析反应MnO2+4HCl(浓)eq \o(=====,\s\up7(△))MnCl2+2H2O+Cl2↑,用双线桥法和单线桥法标出电子转移的方向和数目。解析:eq \o(Cl,\s\up6(-1))→eq \o(Cl,\s\up6(0)),HCl失去电子;eq \o(Mn,\s\up6(+4))→eq \o(Mn,\s\up6(+2)),MnO2得到电子。答案:2.已知以下两个氧化还原反应的化学方程式:①2KClO3eq \o(=====,\s\up7(MnO2),\s\do5(△))2KCl+3O2↑②2Al+Fe2O3eq \o(=====,\s\up7(高温),\s\do5( ))Al2O3+2Fe(1)用单线桥法表示反应②中的电子转移情况。________________________________________________________________________。(2)反应①中每生成1 mol O2,转移电子的物质的量是________。解析:(1)根据元素化合价的变化标出反应中电子转移的方向和数目。答案:eq \a\vs4\al([课时跟踪训练]) A级—学业水平考试达标练1.下列属于氧化还原反应的是( )A.2NaHCO3eq \o(=====,\s\up7(△))Na2CO3+H2O+CO2↑B.Na2O+H2O===2NaOHC.2KI+Br2===2KBr+I2D.MgO+2HCl===MgCl2+H2O解析:选C 只有C项发生了化合价的变化。2.下列说法正确的是( )A.复分解反应中有的是氧化还原反应,有的不是氧化还原反应B.置换反应有可能是非氧化还原反应C.化合反应一定是氧化还原反应D.分解反应不一定是氧化还原反应解析:选D 复分解反应都不是氧化还原反应,A错误;置换反应有单质的反应和生成,元素化合价一定变化,所以都是氧化还原反应,B错误;分解反应中有单质生成的是氧化还原反应,化合反应中有单质参加的反应是氧化还原反应,C错误,D正确。3.氧化还原反应在生产、生活中具有广泛的用途。下列生产、生活中的事例不属于氧化还原反应的是( )A.金属冶炼 B.燃放鞭炮C.食物腐败 D.用汽油除去油污解析:选D 汽油除去油污是溶解性的问题,不属于氧化还原反应。4.下列各组物质发生的反应,既是化合反应,又是氧化还原反应的是( )A.2H2S+SO2===3S↓+2H2OB.2NO+O2===2NO2C.4NH3+5O2eq \o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO+6H2OD.SO2+H2O===H2SO3解析:选B 化合反应符合A+B―→C形式,即两种或两种以上物质反应生成一种物质;有元素化合价变化的反应为氧化还原反应。5.下列变化属于还原反应的是( )A.Fe→FeSO4 B.Cu(NO3)2→CuC.CO→CO2 D.NaCl→AgCl解析:选B 物质所含元素化合价升高的反应是氧化反应,物质所含元素化合价降低的反应是还原反应。eq \o(Fe,\s\up6(0)) →eq \o(Fe,\s\up6(+2))SO4、eq \o(Cu,\s\up6(+2)) (NO3)2→eq \o(Cu,\s\up6(0))、eq \o(C,\s\up6(+2))O→eq \o(C,\s\up6(+4))O2、Naeq \o(Cl,\s\up6(-1)) →Ageq \o(Cl,\s\up6(-1)),只有B项中Cu的化合价降低,发生了还原反应。6.如图为反应Fe+CuSO4===Cu+FeSO4中电子转移的关系图,则图中的元素甲、乙分别表示( )A.Fe、S B.Cu、SC.Fe、O D.Fe、Cu解析:选D Fe与CuSO4反应,Fe失电子被氧化,+2价Cu得电子被还原。7.我国“四大发明”在人类发展史上起到了非常重要的作用,其中黑火药的爆炸反应为2KNO3+S+3Ceq \o(=====,\s\up7(点燃),\s\do5( ))K2S+N2↑+3CO2↑。该反应中被氧化的元素是( )A.C B.NC.N和S D.N和C解析:选A 碳元素的化合价由0价升高到+4价,被氧化;氮元素的化合价由+5价降低到0价,被还原。8.将燃着的镁条伸入盛有二氧化碳的集气瓶中,镁条继续燃烧,反应的化学方程式为CO2+2Mgeq \o(=====,\s\up7(点燃))C+2MgO,该反应属于( )①化合反应 ②分解反应 ③置换反应 ④复分解反应⑤氧化还原反应 ⑥离子反应 ⑦非氧化还原反应A.①③⑦ B.②③⑥C.③⑤ D.④⑥解析:选C 根据置换反应的定义可知该反应属于置换反应;碳元素、镁元素化合价反应前后有变化,该反应也属于氧化还原反应;没在溶液中进行,该反应不属于离子反应。9.下列反应既是离子反应,又是氧化还原反应的是( )A.BaCl2溶液中滴加稀H2SO4B.盐酸和氧化铁反应C.铁片放入盐酸中D.氢气还原CuO解析:选C A、B、C对应的反应为离子反应,但A、B中的反应为复分解反应,没有元素化合价变化,不属于氧化还原反应。C中反应为置换反应,Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,有化合价变化,属于氧化还原反应,也属于离子反应。10.(1)分析下列反应的化学方程式,是氧化还原反应的用双线桥法标出电子转移的方向和数目,指出被氧化和被还原的元素。①2Na+Cl2eq \o(=====,\s\up7(点燃))2NaCl________________________________________________________________________;②NaOH+HCl===NaCl+H2O________________________________________________________________________。(2)分析下列反应的化学方程式,是氧化还原反应的用单线桥法标出电子转移的方向和数目。①BaCl2+Na2SO4===BaSO4↓+2NaCl________________________________________________________________________;②Fe+2HCl===FeCl2+H2↑________________________________________________________________________。解析:首先分析各个反应中元素的化合价的变化,化合价升高的元素,失去电子,被氧化;化合价降低的元素,得到电子,被还原;用箭头标出电子转移的情况时,要注意单、双线桥法的特点及各自的注意事项。11.氧化还原反应有多种分类方法,其中根据参与电子转移的元素种类不同的分类方法最常见。下列反应中电子转移发生在相同价态的同种元素之间的有__________;电子转移发生在不同价态的同种元素之间的有________;电子转移发生在不同元素之间的有________________________________________________________________________。(填反应标号)①Fe+2FeCl3===3FeCl2②NH4NO3eq \o(=====,\s\up7(△))N2O↑+2H2O③2KMnO4eq \o(=====,\s\up7(△))K2MnO4+MnO2+O2↑④S+2KNO3+3Ceq \o(=====,\s\up7(点燃))K2S+N2↑+3CO2↑⑤Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O⑥HgS+O2eq \o(=====,\s\up7(△))Hg+SO2解析:根据反应中各元素化合价的变化可作出判断。元素化合价变化情况如下:①Feq \o(e,\s\up6(0))→eq \o(Fe,\s\up6(+2)),eq \o(Fe,\s\up6(+3))→Feq \o(e,\s\up6(+2));②eq \o(N,\s\up6(+5))→eq \o(N,\s\up6(+1)),eq \o(N,\s\up6(-3))→eq \o(N,\s\up6(+1));③eq \o(Mn,\s\up6(+7))→eq \o(Mn,\s\up6(+6))/eq \o(Mn,\s\up6(+4)),eq \o(O,\s\up6(-2))→eq \o(O,\s\up6(0));④eq \o(S,\s\up6(0))→eq \o(S,\s\up6(-2)),eq \o(N,\s\up6(+5))→eq \o(N,\s\up6(0)),eq \o(C,\s\up6(0))→eq \o(C,\s\up6(+4));⑤eq \o(Cl,\s\up6(0))→Ceq \o(l,\s\up6(+1))/eq \o(Cl,\s\up6(-1));⑥eq \o(Hg,\s\up6(+2))→eq \o(Hg,\s\up6(0)),eq \o(O,\s\up6(0))→eq \o(O,\s\up6(-2)),eq \o(S,\s\up6(-2))→eq \o(S,\s\up6(+4))。答案:⑤ ①② ③④⑥B级—选考等级考试增分练1.自然界中存在的元素大多以化合态存在,而我们在生产生活中需要许多单质如金属铁、单质氯等。试想,如果把某元素由化合态变为游离态,则它( )A.一定被氧化B.一定被还原C.可能被氧化,也可能被还原D.化合价降低为0解析:选C 元素以单质形态(游离态)存在时化合价为0价,元素以化合物形态(化合态)存在时,化合价有正价和负价之分。当元素由化合态变化为游离态时,元素的化合价升高和降低都有可能,所以可能被氧化,也可能被还原。2.在反应中,元素X的原子将电子转移给元素Y的原子,则下列说法正确的是( )①元素X被氧化 ②元素Y被氧化 ③元素X发生还原反应 ④元素Y发生还原反应A.①② B.③④C.②③ D.①④解析:选D 根据题意知,X原子失去电子,X元素化合价升高,发生氧化反应;而Y原子得到电子,Y元素化合价降低,发生还原反应。3.P单质在反应4P+3KOH+3H2O===3KH2PO2+PH3中的变化是( )A.被氧化 B.被还原C.既被氧化又被还原 D.既未被氧化又未被还原解析:选C 标出磷元素的化合价:由反应前的0价,部分升高为KH2PO2中的+1价,被氧化;另一部分降低为PH3中的-3价,被还原。4.盐酸在不同的反应中,可以分别表现出酸性、氧化性和还原性。现在有如下三个反应,有关判断正确的是( )①Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑②NaOH+HCl===NaCl+H2O③2HCleq \o(=====,\s\up7(电解))H2↑+Cl2↑解析:选C 反应①是置换反应,HCl中氢原子得电子,氢元素化合价降低,表现氧化性,发生还原反应,所得产物H2是还原产物,A、D错误;反应②是复分解反应,不是氧化还原反应,HCl表现酸性,B错误;反应③中HCl既作氧化剂又作还原剂,既表现氧化性也表现还原性,C正确。5.下列各反应中,氧化反应与还原反应在同种元素中进行的是( )A.Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2OB.2KClO3eq \o(=====,\s\up7(MnO2),\s\do5(△))2KCl+3O2↑C.2KMnO4eq \o(=====,\s\up7(△))K2MnO4+MnO2+O2↑D.2H2Oeq \o(=====,\s\up7(电解))2H2↑+O2↑解析:选A A项氯元素的化合价由0升高到+1价,被氧化,同时氯元素的化合价由0降低到-1价,被还原,氧化还原反应在同种氯元素中进行。6.酒后驾车是马路第一大杀手。已知酒精(C2H5OH)能与K2Cr2O7和H2SO4的混合溶液在一定条件下发生如下反应:2K2Cr2O7+3C2H5OH+8H2SO4===2K2SO4+2Cr2(SO4)3+3CH3COOH+11H2O,且知Cr2Oeq \o\al(2-,7)和Cr3+在溶液中分别显橙色和绿色,回答下列问题:(1)该反应________(填“是”或“不是”)离子反应。(2)写出电离方程式:Cr2(SO4)3===________________________________________。(3)该反应________(填“是”或“不是”)氧化还原反应,判断的依据是________________________________________________________________________。(4)能否用这一反应来检测司机是否酒后驾车________(填“能”或“否”),理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析:由于该反应前后有物质颜色的变化,可以用来检验司机是否酒后驾车。答案:(1)是 (2)2Cr3++3SOeq \o\al(2-,4) (3)是 铬元素在反应后化合价降低,碳元素在反应后化合价升高(4)能 该反应前后有颜色变化,K2Cr2O7在酸性条件下遇乙醇发生反应,颜色由橙色变为绿色第2课时 氧化剂和还原剂 新知探究(一) 氧化剂和还原剂[学考层级][自学新教材]阅读教材,回答下列问题:1.氧化剂和还原剂的概念(1)氧化剂在反应时所含元素的化合价降低,即得到电子(或电子对偏向)的物质。(2)还原剂在反应时所含元素的化合价升高,即失去电子(或电子对偏离)的物质。2.已知3个化学方程式①eq \o(S,\s\up6(+4))eq \o(O,\s\up6(-2))2+Beq \o(r,\s\up6(0))2+2eq \o(H,\s\up6(+1))2eq \o(O,\s\up6(-2)) ===eq \o(H,\s\up6(+1))2eq \o(S,\s\up6(+6))eq \o(O,\s\up6(-2))4+2eq \o(H,\s\up6(+1)) eq \o(Br,\s\up6(-1))②eq \o(Fe,\s\up6(+3))2eq \o(O,\s\up6(-2))3+3eq \o(C,\s\up6(+2))eq \o(O,\s\up6(-2)) eq \o(=====,\s\up7(高温),\s\do5( ))2eq \o(F,\s\up6(0))e+3eq \o(C,\s\up6(+4))eq \o(O,\s\up6(-2))2③eq \o(Zn,\s\up6(0))+eq \o(H,\s\up6(+1))2eq \o(S,\s\up6(+6))eq \o(O,\s\up6(-2))4===eq \o(Zn,\s\up6(+2))eq \o(S,\s\up6(+6)) eq \o(O4,\s\up6(-2))+eq \o(H,\s\up6(0))2↑请从化合价升降的角度来分析,上述三个反应中属于氧化剂的物质有Br2、Fe2O3、H2SO4,属于还原剂的物质有SO2、CO、Zn。3.从电子转移的角度分析氧化剂与还原剂,完成下列填空例如:反应MnO2+4HCl(浓) eq \o(=====,\s\up7(△),\s\do5( ))MnCl2+Cl2↑+2H2O(1)MnO2在反应中得到电子,所含Mn元素化合价降低,被还原,发生还原反应,作氧化剂,MnCl2是还原产物。(2)HCl在反应中失去电子,所含Cl元素化合价升高,被氧化,发生氧化反应,作还原剂,Cl2是氧化产物。4.常见的氧化剂和还原剂[落实新知能]氧化剂、还原剂与反应物的关系[演练新学考]1.(2018·浙江学考)下列变化过程中,加入氧化剂才能实现的是( )A.Cl2→Cl- B.I-→I2C.SO2→SOeq \o\al(2-,3) D.CuO→Cu解析:选B Cl2→Cl-中氯元素的化合价降低,Cl2为氧化剂,A项不符合题意;I-→I2中碘元素的化合价升高,I-为还原剂,需加氧化剂才能实现,B项符合题意;SO2→SOeq \o\al(2-,3)中硫元素的化合价无变化,不是氧化还原反应,无需氧化剂和还原剂,C项不符合题意;CuO→Cu中铜元素的化合价降低,CuO为氧化剂,D项不符合题意。2.下列说法中正确的是( )A.氧化剂本身发生氧化反应B.氧化还原反应一定有氧元素参加C.氧化剂在反应中得电子,还原剂失电子D.氧化反应一定先于还原反应发生解析:选C 氧化剂本身发生还原反应,A错误;只要有电子转移的反应都是氧化还原反应,不一定有氧元素参加,B错误;氧化反应、还原反应同时发生,D错误。3.(2016·浙江学考)下列反应中,水作氧化剂的是( )A.C+H2O===CO+H2B.H2+CuO===Cu+H2OC.Cl2+H2OHCl+HClOD.SO3+H2O===H2SO4解析:选A B项水为氧化产物,C、D两项水既不是氧化剂,也不是还原剂。4.在下列三个反应中,二氧化硫所起的作用( )①SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O②SO2+2H2S===3S↓+2H2O③SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HClA.相同 B.不相同C.是氧化剂的作用 D.是还原剂的作用解析:选B ①中SO2起酸性氧化物的作用;②中SO2作氧化剂;③中SO2作还原剂。在三个反应中的作用各不相同。 新知探究(二) 氧化性和还原性强弱的比较[学考层级][自学新教材]阅读教材,回答下列问题:1.氧化性和还原性(1)氧化性:氧化剂所表现出得电子的性质。(2)还原性:还原剂所表现出失电子的性质。2.氧化性、还原性和元素化合价之间的关系[落实新知能]氧化性和还原性强弱的比较方法1.根据化学方程式判断一般的氧化还原反应可写成通式:氧化剂+还原剂===还原产物+氧化产物。氧化性:氧化剂>氧化产物。还原性:还原剂>还原产物。特点:比什么性,找什么剂,产物之性小于剂。2.根据金属元素的活动性或非金属单质的活泼性顺序判断其一般的反应规律是上左下右可反应,隔之愈远愈易行。3.根据变价元素被氧化或被还原的程度判断如2Fe+3Cl2eq \o(=====,\s\up7(点燃))2FeCl3,Fe+Seq \o(=====,\s\up7(△))FeS,根据变价金属元素Fe被氧化的程度,被Cl2氧化成+3价,而S只能把其氧化成+2价,故氧化性:Cl2>S。4.根据氧化还原反应进行的难易程度(反应条件)来判断如2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,MnO2+4HCl(浓)eq \o(=====,\s\up7(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O,前者比后者容易,可判断氧化性:KMnO4> MnO2。[演练新学考]1.根据反应式:①2Fe3++2I-===2Fe2++I2,②Br2+2Fe2+===2Br-+2Fe3+,可判断离子的还原性从强到弱的顺序是( )A.Br-、Fe2+、I- B.I-、Fe2+、Br-C.Br-、I-、Fe2+ D.Fe2+、I-、Br-解析:选B 反应①中还原剂是I-,还原产物是Fe2+,故还原性:I->Fe2+;反应②中还原剂是Fe2+,还原产物是Br-,故还原性:Fe2+>Br-,所以还原性大小顺序为I->Fe2+>Br-。2.已知有以下反应:2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I2;2FeCl2+Cl2===2FeCl3;I2+SO2+2H2O===H2SO4+2HI。下列说法正确的是( )①还原性:I->Fe2+>Cl->SO2②氧化性:I2>Fe3+>H2SO4>Cl2③氧化性:Cl2>Fe3+>I2>H2SO4④还原性:SO2>I->Fe2+>Cl-A.①② B.②③C.③④ D.②④解析:选C 由题给各反应分别得,氧化性:FeCl3>I2,还原性:I->Fe2+;氧化性:Cl2>FeCl3,还原性:Fe2+>Cl-;氧化性:I2>H2SO4,还原性:SO2>I-。3.常温下,在下列溶液中发生如下反应:①16H++10Z-+2XOeq \o\al(-,4)===2X2++5Z2+8H2O②2A2++B2===2A3++2B-③2B-+Z2===B2+2Z-则下列反应中能进行的是( )A.A3++Z-―→Z2+A2+B.A3++X2++H2O―→A2++XOeq \o\al(-,4)+H+C.XOeq \o\al(-,4)+A2++H+―→X2++A3++H2OD.B2+X2++OH-―→B-+XOeq \o\al(-,4)+H2O解析:选C 按照氧化剂的氧化性强于氧化产物,得出氧化性顺序为XOeq \o\al(-,4)>Z2>B2>A3+,结合选项符合条件的只有C。4.常温下,下列三个反应均能发生:X2+2W2+===2X-+2W3+;Z2+2X-===2Z-+X2;2W3++2Y-===2W2++Y2。在相同条件下,三个反应①Y2+2X-===2Y-+X2、②Z2+2Y-===2Z-+Y2、③2W3++2Z-===2W2++Z2也能发生的是( )A.只有① B.只有②C.①和② D.②和③解析:选B 氧化剂+还原剂===氧化产物+还原产物,该反应有以下规律,氧化剂的氧化性>氧化产物,还原剂的还原性>还原产物,这是判断物质氧化性、还原性强弱的依据。单质或离子的氧化性:X2>W3+,Z2>X2,W3+>Y2,所以氧化性强弱为Z2>X2>W3+>Y2,还原性强弱为Y->W2+>X->Z-。再根据“一定条件下,氧化性强的物质可以制取氧化性弱的物质,还原性强的物质可以制取还原性弱的物质”判断,反应①不能发生,反应②能够发生,反应③不能发生。新知探究(三) 氧化还原反应规律及方程式配平与计算[选考层级][难度增一点][典例] 某岛居民因缺碘患上甲状腺肿大病情,小明查阅资料后得知可以通过以下两种方式进行补碘:多食用海带、海苔等,这些海产品中含有丰富的KI;食用加碘盐(含有一定量的KIO3)。为检验上述物质含有碘元素,小明设计了如下实验方案:(1)请写出①②的化学方程式并配平。________________________________________________________________________、________________________________________________________________________。(2)请用双线桥法表示上述化学反应。________________________________________________________________________、________________________________________________________________________。(3)请分析①②中碘元素的价态变化有何不同。________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[答案] (1)2KI+Cl2===2KCl+I25KI+KIO3+3H2SO4===3I2+3K2SO4+3H2O(3)反应①中利用KI被氧化生成I2,反应②利用KIO3被还原及KI被氧化生成I2;反应①中涉及两种元素的价态变化,反应②中仅涉及一种元素的价态变化。[知能深一点]1.氧化还原反应的三个规律(1)守恒规律应用:有关氧化还原反应的计算与化学方程式的配平。(2)先后规律①同一氧化剂与多种还原剂混合,还原性强的先被氧化。②同一还原剂与多种氧化剂混合,氧化性强的先被还原。应用:判断物质的氧化性、还原性强弱或判断反应的先后顺序。(3)价态规律①高低规律元素最高价态:只有氧化性。元素中间价态:既有氧化性又有还原性。元素最低价态:只有还原性。应用:判断元素或物质的氧化性、还原性。②归中规律同种元素不同价态之间发生氧化还原反应,元素的化合价“只向中间靠拢不出现交叉”,如 2.氧化还原反应方程式的配平(1)配平原则①得失电子守恒:氧化剂和还原剂得失电子总数相等,表现为化合价升降总数相等。②质量守恒:反应前后原子的种类和个数不变。③电荷守恒:反应前后离子所带电荷总数相等,主要针对离子方程式。(2)配平步骤(以C与HNO3反应为例)(3)氧化还原离子方程式的配平氧化还原离子方程式的配平与其化学方程式的配平基本原理相同,都遵循得失电子守恒,但由于阴阳离子的存在,氧化还原离子方程式还要遵循电荷守恒。电荷守恒:左2NOeq \o\al(-,3)与8H+===右3Cu2+原子守恒:左侧8H===右侧4H2O(8H)⑤细检查,验其他:左侧6O===右侧2NO+4H2O(6O)3Cu+8H++2NOeq \o\al(-,3)===3Cu2++2NO↑+4H2O3.氧化还原反应的计算(1)计算方法在任何氧化还原反应中,氧化剂得电子(或共用电子对偏向)总数与还原剂失电子(或共用电子对偏离)总数一定相等。(2)计算步骤①找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。②找准一个原子或离子得失电子数(注意化学式中粒子的个数)。③根据题中物质的系数和得失电子守恒列出等式。氧化剂系数×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)=还原剂系数×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)。[选考难一点]1.将NOeq \o\al(-,3)+Zn+OH-+H2O―→NH3↑+Zn(OH)eq \o\al(2-,4)配平后,离子方程式中H2O的化学计量数是( )A.2 B.3C.6 D.8解析:选C 用化合价升降法配平得方程式:NOeq \o\al(-,3)+4Zn+7OH-+6H2O===NH3↑+4Zn(OH)eq \o\al(2-,4)。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的化学计量数之比为1∶16,则x的值为( )A.2 B.3C.4 D.5解析:选D 本题考查在氧化还原反应中利用得失电子守恒进行相关的计算。Na2eq \o(S,\s\up6(-2/x))x―→xNa2eq \o(S,\s\up6(+6))O4 Naeq \o(Cl,\s\up6(+1))O―→Naeq \o(C,\s\up6(-1))l得关系式1×eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(6-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(2,x)))))×xe-=16×2e-,x=5。3.M2Oeq \o\al(x-,7)和S2-在酸性溶液中发生反应:M2Oeq \o\al(x-,7)+3S2-+14H+===2M3++3S↓+7H2O,则M2Oeq \o\al(x-,7)中M的化合价是( )A.+2 B.+3C.+4 D.+6解析:选D M2Oeq \o\al(x-,7)+3S2-+14H+===2M3++3S↓+7H2O中,S元素的化合价升高,M元素的化合价降低,设M2Oeq \o\al(x-,7)中M元素的化合价为n,由得失电子数相等可知,2×(n-3)=3×[0-(-2)],解得n=+6。4.1840年Devil用干燥的Cl2通过干燥的AgNO3,得到N2O5,该反应的氧化产物是一种气体,其分子式为__________________________________________________________,写出该反应的化学方程式___________________________________________________。解析:反应前后N元素的化合价未发生变化,AgNO3变为N2O5,则Ag+将会结合Cl元素生成AgCl,Cl的化合价降低,必有一种元素的化合价升高,而Ag+的化合价已达最高,故只能是氧元素从-2价升高到0价,再根据题目中的提示“一种气体”,确定为O2。根据电子守恒进行配平。答案:O2 2Cl2+4AgNO3===2N2O5+4AgCl+O2eq \a\vs4\al([课时跟踪训练]) A级—学业水平考试达标练1.在CaH2+2H2O===Ca(OH)2+2H2↑的反应中,下列叙述正确的是( )①H2是氧化产物 ②H2是还原产物 ③H2O是氧化剂 ④CaH2中氢元素既被氧化又被还原 ⑤氧化产物和还原产物质量比为1∶1A.①②④ B.③④⑤C.①②③⑤ D.④解析:选C 负一价的氢与正一价的氢发生氧化还原反应生成氢气。2.在反应C+2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up7(△))CO2↑+2SO2↑+2H2O中,还原剂是( )A.C B.H2SO4C.CO2 D.SO2解析:选A C元素的化合价升高,被氧化,作还原剂。3.下列变化中,一定要加入适当的还原剂才能实现的是( )A.KMnO4→MnO2 B.HCl→Cl2C.Fe2O3→Fe D.CaO→CaCO3解析:选C 需加还原剂实现的变化,应该是反应后元素的化合价降低的变化。A项中锰元素由+7价变化到+4 价,可另加还原剂实现此变化,但也可以通过KMnO4 受热分解实现,不一定要另加还原剂,故A项错误;B项中氯元素化合价升高,D项中化合价没有变化,都不符合题意;C项中Fe2O3转化为Fe要用还原剂,如CO。4.下列说法中正确的是( )A.在Fe+Cu2+===Fe2++Cu的反应中Fe作还原剂,在其他反应中Fe一定也作还原剂B.在上述反应中,氧化性:Fe2+>Cu2+C.金属活动性顺序中,排在前面的金属阳离子氧化性强于排在后面的金属阳离子D.SOeq \o\al(2-,4)中的硫原子化合价是+6价,处于硫的最高价,因此SOeq \o\al(2-,4)氧化性一定很强解析:选A 在一个具体的氧化还原反应中,氧化性:氧化剂>氧化产物,在Fe+Cu2+===Fe2++Cu的反应中,Cu2+是氧化剂,Fe2+是氧化产物,故对于氧化性来说应该是Cu2+>Fe2+,B错误;金属活动性顺序中,排在前面的金属还原性强于排在后面的金属,排在前面的金属阳离子氧化性弱于排在其后面的金属阳离子的氧化性,C错误;处于最高价态的元素一定都有氧化性,但不一定都具有很强的氧化性,如SOeq \o\al(2-,4)中的硫原子化合价是+6价,但在反应时,不一定体现强氧化性。氧化性的强弱要由得失电子难易程度来确定,不能简单地看化合价的高低,D错误。5.由相同条件下的三个反应:2A-+B2===2B-+A22C-+A2===2A-+C2 2B-+D2===2D-+B2判断下列说法正确的是( )A.氧化性:A2>B2>C2>D2B.还原性:A->B->C->D-C.2A-+D2===2D-+A2反应可以进行D.2C-+B2===2B-+C2反应不能进行解析:选C 氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性大于还原产物的还原性,所以氧化性由强到弱的顺序是D2>B2>A2>C2,还原性由强到弱的顺序是C->A->B->D-。6.下列有关氧化还原反应的叙述正确的是( )A.氧化剂发生还原反应,还原剂发生氧化反应B.氧化剂被氧化,还原剂被还原C.一个氧化还原反应中,氧化剂和还原剂一定是两种不同的物质D.氧化还原反应中,金属单质只作还原剂,非金属单质只作氧化剂解析:选A 氧化剂被还原,还原剂被氧化,B错;一个氧化还原反应中,氧化剂和还原剂可以是同一种物质,如电解水的反应,C错;金属单质只作还原剂,非金属单质既可作氧化剂又可作还原剂,D错。7.下列物质属于常见氧化剂的一组是( )A.Cl2、O2、FeCl3、KMnO4B.O2、KMnO4、C、H2C.Na、K、FeCl2、H2、COD.CuO、CO、Fe2O3、H2解析:选A 常作氧化剂的有O2、Cl2、浓硫酸、HNO3、KMnO4、FeCl3等,常作还原剂的有C、H2、CO、Zn、Al、Fe等。8.下列反应中,CO2作氧化剂的是( )A.Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2OB.CO2+Ceq \o(=====,\s\up7(高温))2COC.2Fe2O3+3Ceq \o(=====,\s\up7(高温))4Fe+3CO2↑D.CO+H2Oeq \o(=====,\s\up7(△))H2+CO2解析:选B CO2若在反应中作氧化剂,则其所含碳元素的化合价降低。A选项中CO2中碳元素化合价无变化,B选项中CO2中碳元素化合价由+4价降低为+2价,C、D选项中CO2均为氧化产物。9.已知氧化性:Br2>Fe3+>I2,还原性:I->Fe2+>Br-,则下列反应不能发生的是( )A.Br2+2I-===2Br-+I2B.Br2+2Fe2+===2Br-+2Fe3+C.2Fe3++2I-===2Fe2++I2D.2Fe3++2Br-===2Fe2++Br2解析:选D 在氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,D项不符合,不能发生。10.用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上铜箔的反应是2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+。下列有关说法不正确的是( )A.Cu是还原剂,被腐蚀B.Fe3+是氧化剂C.该反应是置换反应D.该反应属于离子反应解析:选C 该反应不是置换反应,C错误。11.过氧化氢(H2O2)中氢元素的化合价为+1价,氧元素的化合价为-1价。过氧化氢是否具有氧化性或还原性呢?请你设计实验验证自己的预测。实验用品:5%H2O2溶液,酸性KMnO4溶液,KI溶液,淀粉溶液;试管、胶头滴管。实验方案设计及实施:解析:双氧水中的O为-1价,可以被氧化,也可以被还原。答案:B级—选考等级考试增分练1.在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的溶液中加入适量锌粉,首先置换出的是( )A.Mg B.CuC.Ag D.H2解析:选C 根据金属活动性顺序判断,还原性:Mg>H2>Cu>Ag,则对应离子氧化性为Ag+>Cu2+>H+>Mg2+。所以加入锌,首先置换出Ag。2.已知氧化性强弱:BrOeq \o\al(-,3)>ClOeq \o\al(-,3)>Cl2>IOeq \o\al(-,3),下列化学反应能够发生的是( )A.2IOeq \o\al(-,3)+10Cl-+12H+===5Cl2↑+6H2O+I2B.2BrOeq \o\al(-,3)+Cl2===Br2+2ClOeq \o\al(-,3)C.3Cl2+3H2O===ClOeq \o\al(-,3)+5Cl-+6H+D.2ClOeq \o\al(-,3)+Br2===Cl2+2BrOeq \o\al(-,3)解析:选B 因为氧化性:Cl2>IOeq \o\al(-,3),A项中的反应不能发生;因为氧化性:BrOeq \o\al(-,3)>ClOeq \o\al(-,3),B项中的反应可以发生;因为氧化性:ClOeq \o\al(-,3)>Cl2,C项中的反应不能发生;因为氧化性:BrOeq \o\al(-,3)>ClOeq \o\al(-,3),D项中的反应不能发生。3.在反应3NO2+H2O===2HNO3+NO中,发生还原反应和发生氧化反应的物质质量之比为( )A.3∶1 B.1∶3C.1∶2 D.2∶1解析:选C 根据反应3eq \o(N,\s\up6(+4))O2+H2O===2Heq \o(N,\s\up6(+5))O3+eq \o(N,\s\up6(+2))O知,1eq \o(N,\s\up6(+4))O2→1eq \o(N,\s\up6(+2))O发生还原反应,2eq \o(N,\s\up6(+4))O2→2Heq \o(N,\s\up6(+5))O3发生氧化反应,故发生还原反应和发生氧化反应的物质质量之比为1∶2。4.现有中学化学中常见的几种物质:①O2、②Mg、③CO、④WO3、⑤W、⑥CO2。请回答下列问题:(1)①、②、③、④四种物质中常用作还原剂的有________(填序号)。(2)请将③、④、⑤、⑥对应物质填入下列横线上,以组成一个氧化还原反应方程式:__________+__________eq \o(=====,\s\up7(△))__________+________________________。(3)随着人们环保意识的增强,许多汽车都已经装上了如图所示的尾气处理装置。在催化剂的作用下,尾气中两种主要的有毒气体反应生成两种无害气体,两种无害气体均为空气中的成分,写出该反应的化学方程式:________________________。该反应中__________________________________________________________是氧化剂。解析:(1)Mg是活泼金属,CO是低价态的化合物,二者常用作还原剂。(2)据题干中四种物质可判断,该反应为3CO+WO3eq \o(=====,\s\up7(△))W+3CO2。(3)由示意图知两种有毒气体为CO和NO,两者反应生成的无害气体均为空气中的成分,即为N2和CO2,化学方程式为2NO+2COeq \o(=====,\s\up7(催化剂))N2+2CO2,在该反应中CO作还原剂,NO作氧化剂。答案:(1)②③ (2)3CO WO3 W 3CO2(3)2CO+2NOeq \o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5( ))N2+2CO2 NO素养提升课 实验活动与科学探究eq \a\vs4\al(一、经典实验观摩领悟)实验活动——胶体的制备及性质[实验步骤]实验(一) 胶体的制备实验(二) 胶体的性质[问题设计]1.为什么制备Fe(OH)3胶体用蒸馏水而不用自来水?提示:自来水中含有电解质,会使胶体发生聚沉,而得不到胶体。2.胶体、溶液、浊液的本质区别为是否具有丁达尔效应,正确吗?如不正确请说明原因。提示:不正确,利用丁达尔效应可以区别胶体和溶液,而三者的本质区别是分散质粒子的直径大小不一样。3.胶体是否一定呈液态?胶体产生丁达尔效应是物理变化还是化学变化?提示:不一定,分散质粒子直径介于1~100 nm的分散系均为胶体,与状态无关,如云、雾、有色玻璃均为胶体。胶体产生丁达尔效应是胶体粒子对可见光散射形成的,是物理变化。eq \a\vs4\al(二、鲁科版新教材章末“微项目”探究体验)微项目——科学使用含氯消毒剂(运用氧化还原反应原理解决实际问题)eq \a\vs4\al([项目学习目标])1.从物质类别、元素化合价的角度预测含氯消毒剂有效成分的性质。2.利用氧化还原反应分析并解释消毒剂在使用过程中产生的现象和出现的问题。3.增强合理使用化学品的意识,科学使用含氯消毒剂。 一、生活中的化学我们生活的环境中难免会有一些致病微生物,如细菌、病毒等。消毒杀菌可以减少致病微生物的数量,甚至杀死致病微生物的繁殖体和休眠体,降低人体的发病率。例如,酒精可以吸收细菌蛋白中的水分,使其脱水变性,达到消毒杀菌的目的;医用双氧水因具有氧化性,可以把脓液、污物中的细菌氧化来杀死细菌,因而常用于皮肤、黏膜伤口的消毒。84消毒液是一种常见的含氯消毒剂,广泛用于家庭、宾馆、医院、食品加工行业的消毒。二、解读84消毒液的产品说明[实验用品]1.实验试剂:稀释的84消毒液、稀盐酸、稀硫酸、NaOH溶液、淀粉碘化钾溶液。2.实验仪器:pH试纸、胶头滴管、玻璃棒、表面皿、小烧杯、试管。[实验方案设计及实施]三、探究消毒剂的使用问题1.常用的各种消毒剂2.如何选择和使用消毒剂A卷—学业水平达标验收1.吸进人体内的氧有2% 转化为氧化性极强的活性氧,这些活性氧能加速人体衰老,被称为“生命杀手”,中国科学家尝试用Na2SeO3清除人体内的活性氧,则Na2SeO3的作用是( )A.还原剂 B.氧化剂C.既是氧化剂又是还原剂 D.以上均不是解析:选A “活性氧”氧化性极强,服用含硒元素(Se)的化合物亚硒酸钠(Na2SeO3)能消除人体内的活性氧,表明Na2SeO3能将“活性氧”还原,“活性氧”为氧化剂,Na2SeO3为还原剂。2.下列关于纯净物、混合物、电解质的正确组合为( )解析:选B A项中盐酸为混合物,冰水混合物为纯净物;C项中铁为单质,不是电解质;D项中二氧化碳不属于电解质。3.下列关于分散系的叙述不正确的是( )A.分散系的分类:B.用平行光照射FeCl3溶液和Fe(OH)3胶体,可以加以区分C.把FeCl3饱和溶液滴入到蒸馏水中,以制取Fe(OH)3胶体D.如图所示的是树林的晨曦,该反应与丁达尔效应有关解析:选C 把FeCl3饱和溶液滴入到沸腾的蒸馏水中加热至液体呈红褐色以制取Fe(OH)3胶体,C项错误。4.下列反应既是离子反应,又是氧化还原反应的是( )A.氯化钠溶液中滴入硝酸银溶液B.金属钠在氯气中燃烧C.铁片置于硫酸铜溶液中D.氢氧化钠溶液与稀硫酸反应解析:选C A、D项不是氧化还原反应,B项不是离子反应。5.下列反应中,划线物质是还原剂的是( )A.Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑B.Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2C.C+CO2高温,2COD.Fe2O3+2Al△,2Fe+Al2O3解析:选D 还原剂是在反应中化合价升高的反应物,A、B项中划线物质为生成物,C项中划线物质化合价降低,为氧化剂。6.在无色透明的强酸性溶液中,能大量共存的离子组是( )A.K+、Cu2+、NOeq \o\al(-,3)、SOeq \o\al(2-,4)B.K+、Na+、Cl-、COeq \o\al(2-,3)C.Zn2+、NHeq \o\al(+,4)、NOeq \o\al(-,3)、Cl-D.K+、Na+、MnOeq \o\al(-,4)、SOeq \o\al(2-,4)解析:选C A、D项中的Cu2+和MnOeq \o\al(-,4)有颜色,B项H+和COeq \o\al(2-,3)反应。7.下列化学反应,能用离子方程式COeq \o\al(2-,3)+2H+===CO2↑+H2O来表示的是( )A.稀硝酸和碳酸钡的反应B.稀硝酸和碳酸钾溶液的反应C.石灰石和盐酸的反应D.盐酸和NaHCO3溶液的反应解析:选B A项中的碳酸钡和C项中的石灰石都为难溶物质,不能写成离子形式;D项中的离子方程式为HCOeq \o\al(-,3)+H+===H2O+CO2↑。8.下列有关氧化还原反应的叙述正确的是( )A.在一定条件下能发生反应:3O2===2O3,该反应属于氧化还原反应B.在氧化还原反应中氧化反应与还原反应同时发生C.氧化性强的物质与还原性强的物质接触一定能发生反应D.氧化剂本身一定只发生还原反应解析:选B A项,反应前后无化合价的变化,不属于氧化还原反应;C项,有的反应需要一定的反应条件;D项,有的氧化剂和还原剂是同一物质,也会发生氧化反应。9.X、Y、Z为三种单质,已知:Y能将Z从其化合物的水溶液中置换出来,而Z又能将X从其化合物中置换出来。由此推断下列说法中可能正确的是( )①单质的氧化性:Y>Z>X②单质的还原性:Y>Z>X③对应离子的氧化性:X>Z>Y④对应离子的还原性:X>Z>YA.只有① B.只有②③C.只有①④ D.①②③④解析:选D 如果X、Y、Z是非金属单质,则单质的氧化性:Y>Z>X,对应离子的还原性:X>Z>Y;如果X、Y、Z是金属单质,则单质的还原性:Y>Z>X,对应离子的氧化性:X>Z>Y。10.在溶液中能大量共存,加入OH-有沉淀产生,加入H+有气体放出的是( )A.Na+、Cu2+、Cl-、SOeq \o\al(2-,4)B.Fe3+、K+、SOeq \o\al(2-,4)、NOeq \o\al(-,3)C.Na+、COeq \o\al(2-,3)、OH-、NOeq \o\al(-,3)D.Na+、Ca2+、Cl-、HCOeq \o\al(-,3)解析:选D A项中各离子能大量共存,加入OH-有Cu(OH)2沉淀生成,但加入H+无气体放出;B项中各离子能大量共存,加入OH-有Fe(OH)3沉淀生成,但加入H+无气体放出;C项中各离子能大量共存,加入OH-无沉淀产生,加入H+有气体放出;D项中各离子能大量共存,加入OH-有CaCO3沉淀产生,加入H+有CO2气体放出。11.某同学在烧水时,不小心把水洒在炉火上,结果发现炉火更旺了,原因是H2O和炽热的碳反应生成了水煤气(CO和H2),反应方程式为C+H2O(g)eq \o(=====,\s\up7(高温),\s\do5( ))CO+H2。下列关于该反应的说法正确的是( )A.该反应中C失电子,被还原B.该反应中H2得电子,被还原C.该反应中,每转移2个e-则生成1分子H2D.该反应属于复分解反应解析:选C 在该反应中碳原子失电子被氧化,A项错;H2O得电子被还原,B项错;该反应中C从0价变为+2价,失去2个 e-,生成1分子 H2,C项正确;该反应属于置换反应,也是氧化还原反应,不属于复分解反应,D项错。12.在反应3S+6KOHeq \o(=====,\s\up7(△),\s\do5( ))K2SO3+2K2S+3H2O中,被氧化和被还原的硫原子个数比为( )A.1∶2 B.2∶1C.1∶1 D.3∶2解析:选A 题述反应中只有S元素的化合价发生变化,反应中S→K2SO3,S化合价升高,则S被氧化;2S→2K2S,S化合价降低,则S被还原,则被氧化和被还原的S原子个数比为1∶2。13.下列反应的现象描述与离子方程式都正确的是( )A.金属镁与稀盐酸反应,有气泡逸出:Mg+2H++2Cl-===MgCl2+H2↑B.氯化钡溶液与稀硫酸反应,有白色沉淀生成:Ba2++SOeq \o\al(2-,4)===BaSO4↓C.碳酸钠与盐酸反应,有气泡逸出:Na2CO3+2H+===CO2↑+H2O+2Na+D.硫酸铜溶液中加入过量的NaOH溶液,有白色沉淀产生:Cu2++2OH-===Cu(OH)2↓解析:选B A项现象正确,离子方程式错误,正确写法为Mg+2H+===Mg2++H2↑;C项现象正确,离子方程式错误,正确写法为COeq \o\al(2-,3)+2H+===H2O+CO2↑;D项现象错,产生蓝色沉淀,离子方程式正确。14.已知常温下在溶液中可发生如下两个离子反应:Ce4++Fe2+===Fe3++Ce3+Sn2++2Fe3+===2Fe2++Sn4+由此可确定Fe2+、Ce3+、Sn2+三种离子的还原性由强到弱的顺序是( )A.Sn2+、Fe2+、Ce3+ B.Sn2+、Ce3+、Fe2+C.Ce3+、Fe2+、Sn2+ D.Fe2+、Sn2+、Ce3+解析:选A 在氧化还原反应中,还原剂的还原性强于还原产物的还原性,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,由离子方程式Ce4++Fe2+===Fe3++Ce3+可得还原性:Fe2+>Ce3+;由离子方程式Sn2++2Fe3+===2Fe2++Sn4+可得还原性:Sn2+>Fe2+,所以可得还原性强弱顺序为Sn2+>Fe2+>Ce3+。15.已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+,Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是( )A.3Cl2+6FeI2===2FeCl3+4FeI3B.Cl2+FeI2===FeCl2+I2C.Co2O3+6HCl(浓)eq \o(=====,\s\up7(△))2CoCl2+Cl2↑+3H2OD.2Fe3++2I-===2Fe2++I2解析:选A 根据题意,由氧化性:Fe3+>I2,知还原性:I->Fe2+,当Cl2与FeI2反应时,I-优先被氧化,所以A项错误,B项正确;再根据氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性大于还原产物的还原性,C、D项均正确。16.下列三组物质中,均有一种物质的类别与其他三种不同。①MgO、Na2O、CO2、CuO;②HCl、H2O、H2SO4、HNO3;③NaOH、Na2CO3、KOH、Cu(OH)2(1)三种物质依次是(填化学式):A________________;B________________;C________________。(2)这三种物质相互作用可生成一种新物质NaHCO3,该反应____________(填“是”或“不是”)氧化还原反应。(3)写出物质C与足量稀硫酸反应的离子方程式:________________________________________________________________________。(4)HCOeq \o\al(-,3)与H+在溶液中能共存吗?试用离子方程式说明_______________________。解析:(1)①中CO2是非金属氧化物,其他都是金属氧化物;②中H2O不是酸,其他都是酸;③中Na2CO3是盐,其他都是碱。(2)化学反应方程式为Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3,反应中元素没有价态变化,不是氧化还原反应。(3)物质C为Na2CO3,与足量稀硫酸反应的离子方程式为COeq \o\al(2-,3)+2H+===H2O+CO2↑。(4)不能共存。HCOeq \o\al(-,3)与H+能发生反应:HCOeq \o\al(-,3)+H+===CO2↑+H2O。答案:(1)CO2 H2O Na2CO3 (2)不是(3)COeq \o\al(2-,3)+2H+===H2O+CO2↑(4)不能共存。HCOeq \o\al(-,3)与H+能发生反应:HCOeq \o\al(-,3)+H+===CO2↑+H2O17.一个体重50 kg的健康人,体内约有2 g铁,这2 g铁在人体内不是以单质的形式存在,而是以Fe2+和Fe3+的形式存在的。Fe2+易被吸收,给贫血者补充铁时,应给予含Fe2+的亚铁盐,如硫酸亚铁。服用维生素C,可使食物中的Fe3+还原成Fe2+,有利于人体吸收。(1)在人体中进行Fe2+eq \o(,\s\up7(①),\s\do5(②))Fe3+的转化时,①中的Fe2+作__________剂,②中的Fe3+作__________剂。(2)“服用维生素C,可使食物中的Fe3+还原成Fe2+”这句话指出,维生素C在这一反应中作__________剂,具有__________性。(3)市场出售的某种麦片中含有微量的颗粒细小的还原铁粉,这些铁粉在人体胃酸(主要成分是盐酸)的作用下转化成亚铁盐。此反应的化学方程式为______________________________________________________________________________________,离子方程式为________________________________________________。解析:(1)Fe2+转化为Fe3+,化合价升高,被氧化,所以Fe2+作还原剂;而Fe3+转化为Fe2+,化合价降低,所以Fe3+作氧化剂。(2)维生素C能将Fe3+转化为Fe2+,使铁元素化合价降低,所以维生素C作还原剂,具有还原性。(3)铁与盐酸反应时生成Fe2+。答案:(1)还原 氧化 (2)还原 还原(3)Fe+2HCl===FeCl2+H2↑Fe+2H+===Fe2++H2↑18.已知某一反应体系有反应物和生成物共三种物质:FeCl3、FeCl2、Fe。完成下列问题。(1)该反应中的还原产物的化学式是_________________________________________,氧化产物的化学式是____________。(2)该反应的离子方程式为_________________________________________________。(3)标出该反应中电子转移的方向和数目:________________________________________________________________________。B卷—选考等级考试检测1.下列我国古代的技术应用中,其工作原理不涉及化学反应的是( )解析:选C 化学反应的实质是有新物质生成,此题中A、B、D中均有新物质生成,属于化学变化。而转轮排字过程不涉及化学反应。2.下列说法正确的是( )A.Fe(OH)3胶体无色、透明,能产生丁达尔效应B.用可见光束照射以区别溶液和胶体C.浓氨水中滴加FeCl3饱和溶液可制得Fe(OH)3胶体D.HCl、CO2溶于水均导电,故二者都是电解质解析:选B A项,Fe(OH)3胶体呈红褐色,错误;B项,用可见光束照射产生丁达尔效应的是胶体,无明显现象的是溶液,正确;C项,浓氨水中滴加FeCl3饱和溶液生成Fe(OH)3沉淀,不能制得Fe(OH)3胶体,错误;D项,CO2溶于水生成的碳酸是电解质,本身不是电解质,错误。3.分类法在化学学科的发展中起到了非常重要的作用,下列分类标准合理的是( )A.根据是否具有丁达尔效应,将分散系分为溶液、浊液和胶体B.根据反应中是否有电子转移,将化学反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应C.胶体的种类很多,按照分散质的不同,可分为液溶胶、气溶胶和固溶胶D.根据是否含氧元素,将物质分为氧化剂和还原剂解析:选B 分散系的分类依据是根据分散系中分散质粒子直径的大小,而不是根据是否具有丁达尔效应,A错误;根据反应中是否有电子的转移将化学反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应,B正确;按照分散剂的不同,可分为液溶胶、气溶胶和固溶胶,C错误;根据反应物中所含元素化合价的升降,将物质分为氧化剂和还原剂,D错误。4.下列反应中,硫元素的化合价升高的是( )A.Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑B.C+2H2SO4(浓) eq \o(=====,\s\up7(△))CO2↑+2SO2↑+2H2OC.Cu+2H2SO4(浓)===CuSO4+SO2↑+2H2OD.S+O2点燃,SO2解析:选D A项中硫元素的化合价保持+6价不变;B、C项中硫元素的化合价由+6价降为+4价;D项中硫元素由0价升高至+4价。5.离子方程式BaCO3+2H+===CO2↑+H2O+Ba2+中的H+不能代表的物质是( )①HCl ②H2SO4 ③HNO3 ④NaHSO4⑤CH3COOHA.①③ B.①④⑤C.②④⑤ D.①⑤解析:选C BaSO4属于难溶性盐,在离子方程式中写成化学式;CH3COOH属于弱电解质,在离子方程式中应写成化学式。则H+不能代表的物质是②④⑤。6.已知在碱性溶液中可发生如下反应:2R(OH)3 + 3ClO-+ 4OH-===2ROeq \o\al(n-,4)+3Cl-+5H2O。则ROeq \o\al(n-,4)中R的化合价是( )A.+3 B.+4C.+5 D.+6解析:选D 根据离子反应中反应前后电荷守恒,可得3+4=2n+3,解得n=2。所以ROeq \o\al(2-,4)中R元素的化合价为+6价。7.下列反应中的氨与反应4NH3+5O2===4NO+6H2O中的氨作用相同的是( )①2Na+2NH3===2NaNH2+H2↑②2NH3+3CuO===3Cu+N2+3H2O③4NH3+6NO===5N2+6H2O④3SiH4+4NH3===Si3N4+12H2A.①② B.②③C.③④ D.①④解析:选B 在反应4NH3+5O2===4NO+6H2O中N元素的化合价由反应前氨中的-3价变为反应后NO中的+2价,化合价升高,失去电子,氨气作还原剂。在2Na+2NH3===2NaNH2+H2↑反应中,H元素的化合价由NH3中的+1价变为反应后H2的0价,化合价降低,得到电子,所以NH3作氧化剂,①错误;在2NH3+3CuO===3Cu+N2+3H2O中,NH3中的N元素的化合价由-3价变为反应后的0价,失去电子,作还原剂,②正确;在4NH3+6NO===5N2+6H2O中,NH3的N元素的化合价由-3价变为反应后N2的0价,化合价升高,失去电子,作还原剂,③正确;在3SiH4+4NH3===Si3N4+12H2中,NH3的H元素的化合价由+1价变为H2中的0价,得到电子,作氧化剂,④错误。8.如图是某矿泉水的部分标签说明:主要成分:钾离子K+ 20~27.3 mg·L-1氯离子Cl- 30~34.2 mg·L-1镁离子Mg2+ 20.2~24.9 mg·L-1硫酸根离子SOeq \o\al(2-,4) 24~27.5 mg·L-1则该饮用水中还可能大量存在( )A.OH- B.Ag+C.Na+ D.Ca2+解析:选C Cl-与Ag+、Mg2+与OH-、SOeq \o\al(2-,4)与Ca2+均能发生反应,不能大量共存,故C正确。9.下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是( )解析:选B A项应为C失去电子,Si得到电子,C项应为“失去10×e-”;D项箭头应指向S。10.下列各组离子在溶液中既可以大量共存,且加入氢氧化钠溶液后也不产生沉淀的是( )A.Na+、Ba2+、Cl-、SOeq \o\al(2-,4)B.K+、Na+、NOeq \o\al(-,3)、OH-C.H+、NHeq \o\al(+,4)、Fe3+、SOeq \o\al(2-,4)D.H+、Cl-、CH3COO-、NOeq \o\al(-,3)解析:选B A项,Ba2+与SOeq \o\al(2-,4)可生成BaSO4沉淀而不能大量共存;C项,离子可以大量共存,但加入过量NaOH后,Fe3+可与OH-结合生成Fe(OH)3沉淀;D项,H+与CH3COO-可结合成CH3COOH而不能大量共存。11.某同学在做实验时引发了镁失火,她立即拿起二氧化碳灭火器欲灭火,却被实验老师及时制止。原因是CO2可以支持镁燃烧,发生反应:2Mg+CO2eq \o(=====,\s\up7(点燃))2MgO+C,下列关于该反应的判断正确的是( )A.Mg的化合价由0升高到+2,所以MgO是还原产物B.由此反应可以判断氧化性:CO2>MgO,还原性:Mg>CC.CO2作氧化剂,表现出氧化性,发生氧化反应D.Mg原子失去的电子数目等于氧原子得到的电子数目解析:选B 该反应的化合价变化及电子转移情况为。Mg是还原剂,MgO是氧化产物,A项错误;氧化剂是CO2,氧化产物是MgO,氧化性为CO2>MgO,还原剂是Mg,还原产物是C,还原性为Mg>C,B项正确;CO2作氧化剂,化合价降低,被还原,发生还原反应,C项错误;氧元素的化合价没有变化,所以氧原子不可能得电子,D项错误。12.下列离子方程式中,只能表示一个化学反应的是( )①COeq \o\al(2-,3)+2H+===CO2↑+H2O②Ba2++2OH-+2H++SOeq \o\al(2-,4)===BaSO4↓+2H2O③Ag++Cl-===AgCl↓④Fe+Cu2+===Fe2++CuA.①③ B.②④C.②③ D.没有解析:选D ①代表可溶性碳酸盐与强酸的反应;②代表Ba(OH)2与H2SO4的反应,还能代表Ba(OH)2与过量NaHSO4的反应;③代表硝酸银与氯化物或盐酸的反应;④代表金属铁与可溶性铜盐的反应。13.在酸性的无色溶液中,下列离子能大量共存的是( )A.ClO-、Na+、Ba2+、SOeq \o\al(2-,4)B.OH-、NOeq \o\al(-,3)、Mg2+、Na+C.Al3+、Mg2+、SOeq \o\al(2-,4)、Cl-D.MnOeq \o\al(-,4)、SOeq \o\al(2-,4)、K+、Na+解析:选C 题干中有两个隐藏条件,一是无色溶液,即有色离子不能存在,二是溶液呈酸性。A项中ClO-与H+不能共存,同时Ba2+和SOeq \o\al(2-,4)生成沉淀也不能共存;B项中OH-与H+不能共存,同时OH-与Mg2+也不能共存;D项中MnOeq \o\al(-,4)为紫红色,不符合条件。14.重铬酸铵[(NH4)2Cr2O7]受热分解的反应为氧化还原反应。下列对重铬酸铵受热分解的产物的判断符合实际的是( )A.NH3+CrO3+H2OB.NH3+Cr2O3+H2OC.N2+CrO3+H2OD.N2+Cr2O3+H2O解析:选D (NH4)2Cr2O7受热分解发生氧化还原反应,Cr2Oeq \o\al(2-,7)中Cr的化合价降低,NHeq \o\al(+,4)中N的化合价升高,只有D项正确。15.实验室为监测空气中汞蒸气的含量,通常悬挂涂有CuI的滤纸,根据滤纸是否变色或颜色发生变化的时间来判断空气中汞的含量,其反应为4CuI+Hg===Cu2HgI4+2Cu。以下有关该反应的说法正确的是( )A.产物Cu2HgI4中,Hg的化合价为+1B.CuI既是氧化剂,又是还原剂C.Hg与Cu均发生氧化反应D.Cu是还原产物解析:选D 反应中的电子转移情况为,CuI是氧化剂,发生还原反应,得到还原产物Cu。16.现有下列十种物质:①O2;②Fe;③CaO;④CO2;⑤H2SO4;⑥Ba(OH)2;⑦红褐色的氢氧化铁胶体;⑧硫酸钠溶液;⑨稀硝酸;⑩Cu2(OH)2CO3。(1)按物质的树状分类法填写表格的空白处:(2)上述十种物质中有两种物质之间可发生离子反应:H++OH-===H2O,该离子反应对应的化学反应方程式为__________________________________________。(3)③与⑨发生反应的离子方程式为___________________________________________________________________________________________________________________。(4)②与⑨发生反应的化学方程式为3Fe+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O,该反应的还原产物是____________(填化学式)。解析:(1)根据题给物质的组成和性质可得:(2)题述十种物质中有两种物质之间可发生离子反应:H++OH-===H2O,即强酸与强碱反应生成可溶性盐,结合题给物质知为氢氧化钡和稀硝酸反应,化学方程式为Ba(OH)2+2HNO3===Ba(NO3)2+2H2O。(3)CaO与稀硝酸发生反应生成硝酸钙和水,离子方程式为CaO+2H+===Ca2++H2O。(4)反应3Fe+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O中,铁元素的化合价升高,被氧化,作还原剂;硝酸中氮元素的化合价由+5降低为一氧化氮中的+2,硝酸作氧化剂,该反应的还原产物是NO。答案:(1)(2)Ba(OH)2+2HNO3===Ba(NO3)2+2H2O(3)CaO+2H+===Ca2++H2O(4)NO17.已知A和B两支试管的溶液中共含有K+、Ag+、Mg2+、Cl-、OH-、NOeq \o\al(-,3)六种离子,向试管A的溶液中滴入酚酞溶液呈粉红色。请回答下列问题:(1)试管A的溶液中所含上述离子共有________种。(2)若向某试管中滴入稀盐酸产生沉淀,则该试管为________(填“A”或“B”)。(3)若向试管B的溶液中加入合适的药品,过滤后可以得到相应的金属和仅含一种溶质的溶液,则加入的药品是________(填化学式)。(4)若将试管A和试管B中的溶液按一定体积比混合过滤后,蒸干滤液可得到一种纯净物,则混合过程中发生反应的离子方程式为__________________________、______________________________。解析:酚酞溶液呈粉红色,说明试管A溶液中含有OH-,则没有能够和OH-结合成沉淀的离子,所以Ag+、Mg2+不存在,它们一定在试管B中,根据电荷守恒,则必定存在K+;Cl-能够和Ag+结合成AgCl沉淀,在B中不含Cl-,根据电荷守恒,B中所含的阴离子一定是NOeq \o\al(-,3)。综上所述,A中含有K+、Cl-和OH-三种离子,B中含有Ag+、Mg2+和NOeq \o\al(-,3) 三种离子。(1)试管A的溶液中含K+、Cl-和OH-共有三种离子。(2)若向某试管中滴入稀盐酸产生沉淀,则该试管中含有Ag+,为试管B。(3)若向试管B的溶液中加入合适的药品,过滤后溶液中仅含有一种溶质,得到相应的金属一定是Ag,则应该加入活泼金属和Ag+发生置换反应,为了不引入其他杂质离子,则加入药品一定是Mg。(4)若将试管A和试管B中的溶液按一定体积比混合过滤后,蒸干滤液可得到一种纯净物,则Ag+与Cl-恰好完全反应,Mg2+和OH-恰好完全反应,混合过程中发生反应的离子方程式为Ag++Cl-===AgCl↓、Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓。答案:(1)三 (2)B (3)Mg (4)Ag++Cl-===AgCl↓Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓18.(1)已知下列反应在一定条件下可以发生:H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2OH2O2+2Fe3+===2Fe2++O2↑+2H+在以上反应中,Fe2+实际上起着________作用,总反应式为________________________________________________________________________。(2)I2与Fe2+一样发生上述类似反应,类比(1)在下面填入配平的合适的化学反应方程式:H2O2+I2===2HIO,___________________________________________________,总反应式为__________________________________________________________。(3)在硫酸和KI的混合溶液中加入足量的H2O2,放出大量的无色气体,溶液呈棕色,并可使淀粉变蓝色。有学生认为该反应的离子方程式为H2O2+2I-===O2↑+2H++I2,这个离子方程式正确吗?________,若正确,理由是(若认为不正确,不必作答)________________________________________________________________________。若不正确,原因是(若认为正确,不必作答)___________________________________________________________________________________________________________。正确的化学反应方程式为(若是离子反应,写出离子反应方程式,不是离子反应的,写出化学反应方程式)____________________________________________________________________________________________________________________________________。解析:氧化还原反应中,得失电子守恒既可用作判断物质是氧化剂还是还原剂的方法,也可作为化学方程式配平的依据,以及判断化学方程式正确与否的依据。答案:(1)催化剂(或催化) 2H2O2===O2↑+2H2O(2)2HIO+H2O2===I2+O2↑+2H2O 2H2O2===O2↑+2H2O(3)不正确 O元素和I元素的化合价均升高,没有化合价降低的元素(或违背电荷守恒原理) 2I-+2H++H2O2===I2+2H2O,2H2O2===O2↑+2H2O第二章 eq \b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\co1(,,,,,,,)) 海水中的重要元素——钠和氯第一节 钠及其化合物 第1课时 活泼的金属单质——钠 新知探究(一) 钠与氧气的反应[学考层级][自学新教材]阅读教材,回答下列问题:钠与氧气的反应[注意] 钠除了能与O2反应外,还能与Cl2等非金属单质直接化合。[落实新知能]1.研究物质性质,常用观察法、实验法、分类法、比较法等(1)从物质类别上分析:钠属于活泼金属单质,通常考虑它与非金属单质、水、酸和盐的反应。(2)从物质价态上分析:钠单质中钠为0价,很容易失电子被氧化为+1价,基于此可以探究钠的一些性质。2.钠露置在空气中的一系列变化(1)金属钠长期露置于空气中,最终完全转变为Na2CO3粉末,此过程中的主要变化与现象如图所示。(2)发生的主要变化的化学方程式:①4Na+O2===2Na2O;②Na2O+H2O===2NaOH;④2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O,Na2CO3+10H2O===Na2CO3·10H2O;⑤Na2CO3·10H2O===Na2CO3+10H2O。[演练新学考]1.关于钠的叙述中正确的是( )A.钠是银白色金属,硬度很大B.将钠放在石棉网上用酒精灯加热,钠剧烈反应,产生黄色火焰,生成过氧化钠C.金属钠在空气中燃烧,生成氧化钠D.金属钠的熔点很高解析:选B 钠是银白色的固体,硬度小,密度也小,熔点很低,在空气中燃烧生成过氧化钠。2.将一小块金属钠长期露置于空气中发生一系列变化,最终产物是( )A.NaOH B.Na2OC.Na2O2 D.Na2CO3解析:选D Na的性质活泼,易与空气中的氧气反应生成Na2O,Na2O易与水反应生成NaOH,NaOH吸收空气中的水和CO2生成Na2CO3·xH2O,Na2CO3·xH2O风化脱水生成Na2CO3。新知探究(二) 钠与水的反应[学考层级][自学新教材]阅读教材,回答下列问题:(1)从物质类别和氧化还原反应的角度,预测钠与水反应的生成物为NaOH和H2。(2)探究实验[落实新知能]1.钠与水的反应:生成NaOH与H2,化学方程式为2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,离子方程式为2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。2.钠与水的反应现象可以用五个字来形容:浮、熔、游、响、红。3.如果钠着火了,应用干沙土扑灭,而不能用水扑灭。[演练新学考]1.下列关于钠的说法错误的是( )A.钠应保存在盛有煤油的广口瓶中B.金属钠着火时,可立即用沾水的毛巾覆盖C.一小块钠投入水中熔成小球,说明钠与水反应有热量放出D.反应2Na+2H2O===2NaOH+H2↑中的氧化剂是H2O解析:选B 钠能与H2O反应,所以金属钠着火时应用干沙土覆盖。2.向一小烧杯中分别加入等体积的水和煤油,片刻后再向该烧杯中轻缓地加入一绿豆大小的金属钠,可能观察到的现象符合图中的( )解析:选A Na的密度比煤油大,但比水小,故Na处于水与煤油的界面上跳动,且Na与H2O反应能产生H2。3.将2.3 g钠放入100 g水中,所得溶液的质量分数是( )A.等于2.3% B.等于4%C.大于2.3%,小于4% D.大于4%解析:选C 注意溶质为NaOH,溶液的质量等于金属钠加水的质量再减去生成氢气的质量。新知探究(三) 钠与酸、碱、盐的反应[选考层级][难度增一点][典例] 将一小块钠投入盛有5 mL饱和澄清石灰水的试管里,不可能观察到的现象是( )A.钠熔成小球并在液面上游动B.有气体生成C.试管底部有银白色物质生成D.溶液变浑浊[解析] 钠与Ca(OH)2饱和溶液反应时,是钠与水反应,消耗水生成NaOH,从而有Ca(OH)2固体析出。[答案] C[知能深一点]1.钠与酸溶液反应钠先与酸中的H+反应,离子方程式:2Na+2H+===2Na++H2↑。如果钠过量,钠把酸耗尽后,再与水反应。2.钠与盐溶液反应钠与盐溶液反应时,首先与水反应生成NaOH和H2,然后NaOH与盐发生复分解反应(若氢氧化钠不与盐反应,则只有钠与水的反应)。例如Na与CuSO4溶液的反应:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4。3.钠与饱和溶液反应实质是消耗溶液中的水,使得溶质部分析出,若例题中饱和澄清石灰水换为饱和NaOH溶液,则析出的NaOH要比加入的Na所能生成的NaOH还要多,剩余溶液中的NaOH质量减少,但质量分数、浓度都不会发生变化。[选考难一点]1.能正确表示下列反应的离子方程式的是( )A.钠与水反应:Na+2H2O===Na++2OH-+H2↑B.钠与CuSO4溶液反应:2Na+Cu2+===Cu+2Na+C.钠与盐酸反应:Na+2H+===Na++H2↑D.钠与氯化钾溶液反应:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑解析:选D B中钠与CuSO4溶液反应的实质是钠与水反应生成的氢氧化钠再与CuSO4溶液反应,总方程式:2Na+2H2O+CuSO4===Cu(OH)2↓+H2↑+Na2SO4。A、C中电荷不守恒、得失电子不守恒。2.根据你对金属钠性质的了解,回答下列问题:(1)由于金属钠很容易跟空气中的________、________等物质反应,通常将它保存在__________里, 以使它与________、________等隔绝。(2)将金属钠加入CuSO4溶液中会产生蓝色沉淀。你能解释这一现象吗?解析:(1)由于金属钠很活泼,很容易跟空气中的氧气、水蒸气等物质反应,因此保存时应隔绝空气,通常保存在煤油里。钠的密度大于煤油的密度且钠与煤油不反应,钠在煤油中沉在底部而避免了与空气的接触。(2)金属钠与盐的水溶液的反应,不可能置换出金属单质。钠首先要和溶液中的水反应生成NaOH和H2,生成的NaOH再和盐发生复分解反应。答案:(1)氧气 水蒸气 煤油 氧气 水蒸气(2)钠投入CuSO4溶液中,首先发生反应2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,生成的NaOH能与CuSO4溶液反应2NaOH+CuSO4===Na2SO4+Cu(OH)2↓,所以会观察到有蓝色沉淀生成eq \a\vs4\al([课时跟踪训练]) A级—学业水平考试达标练1.放置钠的橱柜上贴有以下安全标志和提示:金属钠与皮肤接触会腐蚀皮肤,千万不要用手直接接触金属钠!在化学品储存处,盛有不能直接接触的化学品的容器上贴有安全标识,如图所示:。下列有关说法错误的是( )A.金属钠会与皮肤汗水中的NaCl反应B.金属钠会与皮肤汗水中的水反应C.金属钠与水的反应放出大量热灼伤皮肤D.金属钠与水反应生成的NaOH会腐蚀皮肤解析:选A 钠与NaCl不反应。2.金属钠是一种活泼金属,除了具有金属的一般性质外,还具有自己的特性。下列关于钠的叙述中正确的是( )A.钠是银白色金属,熔点低,硬度大B.钠放置在空气中,会迅速被氧化而生成淡黄色的氧化钠C.在氧气中加热时,金属钠剧烈反应,产生黄色火焰D.金属钠可存放于烧杯中解析:选C A项,钠的硬度小,错误;B项,氧化钠为白色,错误;D项,金属钠应存放于盛有石蜡油或煤油的广口瓶中,错误。3.下列灭火剂能用于扑灭金属钠着火的是( )A.煤油 B.干燥的沙土C.氢氧化钠溶液 D.水解析:选B 钠能与水反应生成氢氧化钠和氢气,因此钠着火时不能用水扑灭,通常用干燥的沙土覆盖灭火。4.取一小块金属钠,放在燃烧匙里加热,下列实验现象描述正确的是( )①金属钠先熔化②在空气中燃烧,放出黄色火花③燃烧后得到白色固体④燃烧时火焰为黄色⑤燃烧后生成淡黄色固体物质A.①② B.①②③C.①④⑤ D.④⑤解析:选C 由于金属钠的熔点比较低,所以金属钠放在燃烧匙中加热先熔化,然后燃烧生成淡黄色固体物质并且伴有黄色火焰。5.下列金属单质中,不能从溶液中置换出铜的是( )A.Zn B.AlC.Na D.Fe解析:选C 在金属活动性顺序中,排在前面的金属可以把排在它后面的金属从它的盐溶液中置换出来,其中活泼金属K、Ca、Na除外,理由是K、Ca、Na金属的活泼性很强,投入溶液时先与溶液中的水反应,然后生成的碱与盐溶液发生反应,不能置换出盐溶液中的金属。6.将一小块钠投入FeCl3溶液中,下列有关实验结果的预测正确的是( )A.钠溶解,有铁析出,并有气体产生B.只有气体产生C.只有沉淀产生D.既有沉淀产生,又有气体产生解析:选D 当钠投入FeCl3溶液中时,钠首先与H2O反应生成H2和NaOH,生成的NaOH再与FeCl3反应:3NaOH+FeCl3===Fe(OH)3↓+3NaCl,故D项正确。7.用金属钠制取氧化钠通常利用以下反应:2NaNO3+10Na===6Na2O+N2↑。下列说法正确的是( )A.该反应中Na为氧化剂B.该反应中氮气为氧化产物C.该反应中氧化钠为还原产物D.不用金属钠直接与空气中的氧气反应制备氧化钠的理由是NaNO3与Na反应生成的N2隔绝了空气中的O2,不会使Na2O被O2氧化为过氧化钠解析:选D 该反应中钠是还原剂,氮气为还原产物,氧化钠是氧化产物。8.等质量的两块钠,第一块在足量氧气中加热,第二块与足量氧气在常温下充分反应,则下列说法正确的是( )A.第一块钠失去电子数多B.两块钠失去电子数一样多C.第二块钠的反应产物质量较大D.两块钠的反应产物质量一样大解析:选B 根据得失电子守恒,不论是加热还是缓慢氧化,最终都是eq \o(Na,\s\up6(0))→eq \o(Na,\s\up6(+1)),故二者失去的电子数一样多;但加热时生成Na2O2,而常温时生成Na2O,故第一块钠反应产物质量大。9.一小块钠置于空气中,有下列现象:①变成白色粉末,②变暗,③变成白色固体,④变成液体。(1)上述现象出现的先后顺序是________(填字母序号)。A.①②③④ B.②③④①C.②③①④ D.③②④①(2)涉及到的化学方程式分别为____________________________________________、________________________________________________________________________、________________________________________________________________________、________________________________________________________________________。解析:钠露置于空气中的变化过程是Na→Na2O→NaOH→Na2CO3·10H2O→Na2CO3。钠首先表面变暗转化为Na2O,由于Na2O与水结合的能力比与CO2结合的能力强,所以应生成NaOH,而不是Na2CO3;NaOH在空气中易潮解,潮解后的NaOH再吸收空气中的CO2形成Na2CO3·10H2O晶体;最后Na2CO3·10H2O风化形成无水Na2CO3粉末。答案:(1)B(2)4Na+O2===2Na2O Na2O+H2O===2NaOH2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O,Na2CO3+10H2O===Na2CO3·10H2ONa2CO3·10H2O===Na2CO3+10H2O10.A、B、C是中学化学中常见的三种物质,它们之间的相互转化关系如图(部分反应条件及产物略去)。(1)若A是一种金属,C是淡黄色固体,则B的化学式为________,A→C反应的化学方程式为_________________________________________________________。(2)若A是一种非金属,其常见单质为黑色固体,C是最主要的温室气体,则C的分子式为__________,B→C反应的化学方程式为___________________________________。A和C是否能反应?________(填“能”或“不能”),若能,写出反应的化学方程式:________________________________________________________________________(若不能,此空不填)。解析:(1)根据C为淡黄色固体,推知C为Na2O2,则B为Na2O,A为Na,A→C的反应为2Na+O2eq \o(=====,\s\up7(△))Na2O2。(2)根据C是最主要的温室气体,推知C为CO2,则A为C,B为CO,B→C反应的化学方程式为2CO+O2eq \o(=====,\s\up7(点燃),\s\do5( ))2CO2;A与C能反应,化学方程式为C+CO2eq \o(=====,\s\up7(△))2CO。答案:(1)Na2O 2Na+O2eq \o(=====,\s\up7(△))Na2O2(2)CO2 2CO+O2eq \o(=====,\s\up7(点燃))2CO2 能 C+CO2eq \o(=====,\s\up7(△))2CO11.(1)如图甲所示,在平底烧瓶的底部有一块钠,其中是干燥的空气。过一段时间后可观察到银白色的钠变暗,发生反应的化学方程式为_______________________________。(2)如图乙先用弹簧夹夹住橡胶管。点燃钠(足量),伸入瓶中并塞上瓶塞,发生反应的化学方程式为___________________________________________________________________________________________________________________________,产物的颜色是________,待反应完全并冷却后,打开弹簧夹,则广口瓶内水面上升占瓶内空气体积的________(假设装置的气密性良好且操作正确)。(3)若图乙是铁丝在纯氧中点燃,会观察到剧烈燃烧,火星四射,所得产物的化学式是________。解析:(1)题图甲中钠与O2反应生成Na2O,反应的化学方程式为4Na+O2===2Na2O。(2)题图乙中钠与O2在点燃条件下生成淡黄色的Na2O2,反应的化学方程式为2Na+O2eq \o(=====,\s\up7(△))Na2O2。因耗尽广口瓶中空气中的O2而使其压强减小,流入水的体积为瓶内空气中氧气的体积,即eq \f(1,5)。(3)铁丝在氧气中点燃,剧烈燃烧,火星四射,生成Fe3O4。答案:(1)4Na+O2===2Na2O(2)2Na+O2eq \o(=====,\s\up7(△))Na2O2 淡黄色 eq \f(1,5)(3)Fe3O4B级—选考等级考试增分练1.2.3 g纯净金属钠在干燥空气中被氧化后得到3.5 g固体,由此可判断产物是( )A.只有Na2OB.只有Na2O2C.Na2O和Na2O2的混合物D.无法确定解析:选C 若2.3 g钠全部生成Na2O,其质量为3.1 g;若2.3 g钠全部生成Na2O2,其质量为3.9 g。因为3.1 g<3.5 g<3.9 g,故氧化产物为Na2O和Na2O2的混合物。2.下列关于钠的说法不正确的是( )A.金属钠和氧气反应,条件不同,产物不同B.钠长期露置于空气中,表面不能形成致密氧化膜C.钠与水反应时,钠熔成小球在水面四处游动D.由于钠比较活泼,所以它能从溶液中置换出金属活动性顺序中钠后面的金属解析:选D 钠的金属活动性比较强,先与溶液中的水发生反应,不能从盐溶液中置换出金属。3.将适量钠投入下列溶液中,既能产生气体又能生成白色沉淀的是( )A.硫酸铜溶液 B.稀硫酸C.氯化钠溶液 D.氯化镁溶液解析:选D 钠投入硫酸铜溶液中后,钠首先与水反应生成氢氧化钠和氢气,然后氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,A错误;钠与稀硫酸反应,生成物为硫酸钠和氢气,有气体产生,无白色沉淀生成,B错误;钠不能与氯化钠反应,但能与溶液中的水反应,生成物为氢氧化钠和氢气,有气体产生,无白色沉淀生成,C错误;钠投入氯化镁溶液中后,钠首先与水反应生成氢氧化钠和氢气,然后氢氧化钠与氯化镁反应生成氢氧化镁白色沉淀,D正确。4.若m g Na在足量氯气中燃烧,生成固体的质量为(m+3.55)g,则m g Na与氧气反应,生成固体的质量可能为( )①(m+0.8)g ②(m+1.0)g ③(m+1.2)g④(m+1.6)g ⑤(m+1.8)gA.仅①④ B.仅①⑤C.仅③④ D.仅①②③④解析:选D 由题所给数据计算可知,Na的质量为2.3 g,m g Na与O2反应可能生成(m+0.8)g Na2O,也可能生成(m+1.6)g Na2O2,或Na2O和Na2O2的混合物,即固体的质量在两者之间。5.某课外活动小组为了检验钠与水反应的产物,设计如图装置(夹持装置省略)。首先在U形管内加入少量煤油和钠块,再从U形管高端加入水(含有酚酞),赶出空气,一会儿点燃酒精灯加热铜丝。根据反应中观察到的现象,回答下列问题:(1)反应过程中金属钠除了逐渐变小外,还有什么现象?________________________________________________________________________。请写出该反应的化学方程式:______________________________________________________________________________________________________。(2)铜丝的变化现象为______________,反应的化学方程式是_____________________。解析:(1)钠的密度小于水,大于煤油,反应时在水和煤油界面处上下跳动,与水发生反应的化学方程式:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑。(2)生成的氢气通过表面有氧化铜的铜丝,氢气会和氧化铜反应生成铜和水:CuO+H2eq \o(=====,\s\up7(△))Cu+H2O,铜丝由黑色变红色。答案:(1)在水和煤油的界面处上下跳动2Na+2H2O===2NaOH+H2↑(2)由黑色变红色 CuO+H2eq \o(=====,\s\up7(△))Cu+H2O第2课时 钠的几种化合物 新知探究(一) 氧化钠和过氧化钠[学考层级][自学新教材]阅读教材,回答下列问题:1.氧化钠(1)物理性质:白色粉末状固体。(2)化学性质:一种碱性氧化物,能与水、酸、酸性氧化物等发生反应。①与水反应:Na2O+H2O===2NaOH。②溶于盐酸:Na2O+2HCl===2NaCl+H2O。③与CO2反应:Na2O+CO2===Na2CO3。2.过氧化钠(1)物理性质:淡黄色粉末状固体。(2)化学性质:①与水反应实验结论:Na2O2与水反应产生O2和碱性物质,同时放热;Na2O2具有漂白性。化学方程式:2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,反应中氧化剂是Na2O2,还原剂是Na2O2。②与CO2反应化学方程式:2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,反应中氧化剂是Na2O2,还原剂是Na2O2。(3)重要用途:供氧剂和漂白剂。[落实新知能]1.性质比较2.注意事项(1)Na2O2是由Na+和Oeq \o\al(2-,2)组成的,其阳离子和阴离子数目之比为2∶1,与Na2O中的Na+与O2-之比相同。(2)Na2O2比Na2O稳定,常温下,钠与氧气反应生成Na2O,而在加热条件下生成Na2O2,说明Na2O在空气中加热与O2反应生成更稳定的Na2O2。[演练新学考]1.向紫色石蕊溶液中加入过量Na2O2粉末,振荡,正确的叙述是( )A.最后溶液变蓝色B.溶液先变蓝色最后褪色C.溶液仍为紫色D.因为Na2O2与石蕊发生氧化还原反应而无气泡产生解析:选B 氧化还原反应较慢,而酸碱中和反应较快,Na2O2加入后首先与H2O作用产生NaOH和O2,从而使紫色石蕊溶液变蓝;随后过量的Na2O2将有机色质慢慢氧化为无色物质,最终溶液褪色。2.对于反应:2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,下列说法中正确的是( )A.Na2O2是氧化剂,H2O是还原剂B.Na2O2既是氧化剂,又是还原剂C.该反应中电子转移的数目为4e-D.每有18 g H2O与足量Na2O2反应,则固体增重4 g解析:选B 在Na2O2与H2O的反应中,Na2O2中-1价氧元素原子之间发生电子转移,Na2O2既是氧化剂又是还原剂;电子转移的数目为2e-;根据原子守恒,固体增重质量等于参加反应水中氢原子的质量,即18 g H2O参加反应,固体增重2 g。3.下列关于过氧化钠和氧化钠性质异同点的叙述中错误的是( )A.长期置于空气中最终所得固体产物相同B.都能与二氧化碳或水发生化合反应C.与水反应都有氢氧化钠生成D.过氧化钠是强氧化剂,而氧化钠只是一种碱性氧化物解析:选B 因2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑;2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,Na2O+H2O===2NaOH;Na2O+CO2===Na2CO3,故B项错误,C项正确;过氧化钠和氧化钠长期置于空气中,最终都变为碳酸钠白色粉末,故A项正确;D项显然也正确。新知探究(二) 碳酸钠和碳酸氢钠[学考层级][自学新教材]阅读教材,回答下列问题:1.碳酸钠、碳酸氢钠的溶解性在两支试管中分别加入少量的碳酸钠和碳酸氢钠(各约1 g),完成实验,并将实验现象和相应结论填入表格:2.碳酸钠、碳酸氢钠的热稳定性3.碳酸钠、碳酸氢钠与稀盐酸反应的比较(1)实验:在两支试管中分别加入3 mL稀盐酸,将两个各装有少量等质量的Na2CO3、NaHCO3粉末的小气球分别套在两支试管的管口。将气球内的Na2CO3和NaHCO3同时倒入试管中。观察到的实验现象是两个气球均膨胀;NaHCO3与盐酸混合比Na2CO3与盐酸混合气球膨胀得快且大。(2)结论:NaHCO3与盐酸反应比等质量的Na2CO3与盐酸反应产生气体多且剧烈。Na2CO3 、NaHCO3分别与盐酸反应的离子方程式为COeq \o\al(2-,3)+2H+===CO2↑+H2O、HCOeq \o\al(-,3)+H+===CO2↑+H2O。[落实新知能]Na2CO3与NaHCO3的比较 [演练新学考]1.下列有关Na2CO3和NaHCO3的性质比较中正确的是( )A.热稳定性:Na2CO3ρ(Ne)>ρ(O2)B.当它们温度和密度都相同时,三种气体的压强:p(H2)>p(Ne)>p(O2)C.当它们质量、温度、压强均相同时,三种气体的体积:V(O2)>V(Ne)>V(H2)D.当它们体积、温度、压强均相同时,三种气体的质量:m(H2)>m(Ne)>m(O2)解析:选B 温度、压强均相同时,气体的Vm相等,ρ=eq \f(m,V)=eq \f(nM,nVm)=eq \f(M,Vm),可知气体的密度与摩尔质量成正比,则ρ(O2)>ρ(Ne)>ρ(H2),故A错误;在温度和密度相等的条件下,压强和气体的摩尔质量成反比,则三种气体的压强:p(H2)>p(Ne)>p(O2),故B正确;温度、压强均相同时,气体的Vm相等,由n=eq \f(m,M)=eq \f(V,Vm)可知,等质量时,气体的体积和摩尔质量成反比,应为V(H2)>V(Ne)>V(O2),故C错误;温度、压强均相同时,气体的Vm相等,由n=eq \f(m,M)=eq \f(V,Vm)可知,等体积时,气体的质量和摩尔质量成正比,则m(O2)>m(Ne)>m(H2),故D错误。2.两个密闭容器中分别充有质量相同的甲、乙两种气体,若两容器的压强和温度均相同,且甲的密度大于乙的密度,则下列说法正确的是( )A.甲的分子数比乙的分子数多B.甲的物质的量比乙的物质的量小C.甲的摩尔体积比乙的摩尔体积小D.甲的相对分子质量比乙的相对分子质量小解析:选B 两容器的温度和压强均相同,则气体的Vm相等,两容器气体质量相等,且甲的密度大于乙的密度,可知甲体积小于乙体积,由n=eq \f(V,Vm)可知甲气体的物质的量小于乙。由以上分析可知甲气体的物质的量小于乙,则甲的分子数小于乙的分子数,故A错误、B正确;两容器的温度和压强均相同,则气体的Vm相等,故C错误;气体质量相同,甲的物质的量比乙的物质的量小,由M=eq \f(m,n)可知甲的相对分子质量大于乙的相对分子质量,故D错误。3.在两个容积相同的容器中,一个盛有HCl气体,另一个盛有H2和Cl2的混合气体,在同温同压下,两容器内的气体一定具有相同的( )A.原子数 B.密度C.质量 D.质子数解析:选A 在同温同压下,相同体积的任何气体含有相同的分子数,物质的量相等,HCl、H2和Cl2都是双原子分子,当二者分子数相等时,原子数一定相等,故A正确;由于氢气和氯气的物质的量关系不确定,二者的质量之和与另一容器中的HCl的质量不一定相等,则密度不一定相等,故B、C错误;H原子中含有1个质子,Cl原子中含有17个质子,由于氢气和氯气的物质的量关系不确定,等物质的量时两个容器中气体的质子数不一定相等,故D错误。eq \a\vs4\al([课时跟踪训练]) A级—学业水平考试达标练1.下列四种因素:①温度和压强 ②所含粒子数 ③粒子本身大小 ④粒子间的距离,其中对气态物质体积有显著影响的是( )A.②③④ B.②④C.①③④ D.①②④解析:选D 气态物质粒子之间的距离要比粒子本身的直径大很多倍,故粒子本身的大小对气态物质体积无显著影响。2.下列说法正确的是( )A.在标准状况下,1 mol水的体积是22.4 LB.1 mol氢气所占的体积一定是22.4 LC.标准状况下,6.02×1023个Cu原子所占有的体积约是22.4 LD.标准状况下,28 g N2与CO的混合气体,体积为22.4 L解析:选D A项中的水、C项中的Cu均不是气体,而气体摩尔体积只适用于气体;B项未指明温度、压强;D项中N2和CO的摩尔质量均为28 g·mol-1,则其体积V=n·Vm=eq \f(m,M)·Vm=eq \f(28 g,28 g·mol-1)×22.4 L·mol-1=22.4 L,正确。3.下列说法正确的是( )A.常温常压下,22.4 L CO2中含有NA个CO2分子B.标准状况下,22.4 L空气含有NA个单质分子C.22.4 L Cl2中含有NA个Cl2分子D.标准状况下,1.12 L O2和1.12 L CO2均含0.1NA个氧原子解析:选D A项,常温常压下,22.4 L CO2的物质的量不是1 mol;B项,空气为混合物,22.4 L空气中含CO2、H2O等化合物分子;C项未指明标准状况;D项,标准状况下,O2和CO2的物质的量均为0.05 mol,则所含氧原子均为0.1NA个。4.下列叙述正确的是( )A.标准状况下任何气体的摩尔体积都是22.4 LB.1 mol气体的体积若是22.4 L,它必定处于标准状况C.两种气体的物质的量之比等于其原子个数比D.标准状况下,1 mol H2和O2的混合气体的体积是22.4 L解析:选D 标准状况下任何气体的摩尔体积都是22.4 L·mol-1,A项错误;1 mol气体的体积在其他状况下也可以是22.4 L,B项错误;应为两种气体的物质的量之比等于其分子个数比,C项错误。5.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )A.含有NA个氦原子的氦气在标准状况下的体积约为11.2 LB.25 ℃,1.01×105 Pa,64 g SO2中含有的原子数为3NAC.常温常压下,11.2 L Cl2含有的分子数为0.5NAD.标准状况下,11.2 L H2O含有的分子数为0.5NA解析:选B A项,He为单原子分子,含NA个He的氦气在标准状况下的体积约为22.4 L;B项,64 g SO2的物质的量为1 mol,原子数为3NA,与气体所处状态无关,B项正确;C项,没有在标准状况;D项,标准状况下,H2O不是气体。6.同温同压下,相同质量的下列气体占有的体积最大的是( )A.H2 B.O2C.CH4 D.CO2解析:选A 摩尔质量:CO2>O2>CH4>H2,由n=eq \f(m,M)可知,质量相等的气体,物质的量:CO2④b.密度:②>③>④>①c.质量:②>③>①>④d.氢原子个数:①>③>④>②A.abc B.bcdC.cbd D.abcd解析:选D 先把题中提供的量都分别转化为各物质的物质的量,然后再比较它们的体积、密度等。标准状况下,6.72 L CH4的物质的量为0.3 mol,3.01×1023个HCl分子的物质的量为0.5 mol,13.6 g H2S的物质的量为0.4 mol,然后进行比较即可得出结论。11.同温同压下,同体积的N2和SO2分子数之比为________,物质的量之比为________,原子总数之比为________,摩尔质量之比为________,质量之比为________,密度之比为________。解析:根据阿伏加德罗定律和推论,同温同压条件下,同体积的气体具有相同的分子数,其对应的物质的量之比等于其体积比,可知同温同压下,同体积的N2和SO2分子数之比为1∶1,物质的量之比也为1∶1,其原子总数之比为物质的量之比乘以相应的组成原子个数,等于2∶3,摩尔质量之比等于相对分子质量之比,为7∶16,结合物质的量之比和摩尔质量之比可求其质量之比等于7∶16,相同条件下密度之比等于摩尔质量之比,为7∶16。答案:1∶1 1∶1 2∶3 7∶16 7∶16 7∶1612.(1)在标准状况下,4 g H2、11.2 L O2、1 mol H2O中,所含分子数最多的是______,含原子数最多的是______,质量最大的是________,体积最小的是________。(2)同温同压下,同体积的甲烷(CH4)和二氧化碳分子数之比为__________,物质的量之比为____________,原子总数之比为__________,质量之比为__________,密度之比为__________。解析:(1)三种物质的物质的量分别为n(H2)=eq \f(4 g,2 g·mol-1)=2 mol,n(O2)=eq \f(11.2 L,22.4 L·mol-1)=0.5 mol,n(H2O)=1 mol。物质的量越大,所含分子数越多,故所含分子数最多的是H2;所含原子数分别为2 mol×2=4 mol,0.5 mol×2=1 mol,1 mol×3=3 mol,故所含原子数最多的是H2;质量分别为4 g,0.5 mol×32 g·mol-1=16 g,1 mol×18 g·mol-1=18 g,故质量最大的是H2O;体积分别为V(H2)=22.4 L·mol-1×2 mol=44.8 L,V(O2)=11.2 L,而水在标准状况下为液态,其体积只有18 mL,故体积最小的是H2O。(2)同温同压下,同体积CH4、CO2的物质的量相同,分子数相等,原子总数之比等于分子中原子个数之比,即5∶3;物质的量相等时,质量之比等于摩尔质量之比,即4∶11;相同状况下,气体密度之比等于相对分子质量之比,即4∶11。答案:(1)H2 H2 H2O H2O(2)1∶1 1∶1 5∶3 4∶11 4∶1113.在标准状况下,CO和CO2的混合气体共39.2 L,质量为61 g,则两种气体的物质的量之和为__________mol,其中CO2为__________mol,CO占总体积的________,混合气体的摩尔质量为__________。解析:任何气体在标准状况下的摩尔体积都是22.4 L·mol-1,所以,题中两气体的物质的量之和为eq \f(39.2 L,22.4 L·mol-1)=1.75 mol。设混合气体中CO为x mol,CO2为y mol,则有x+y=1.75,28x+44y=61,解得x=1,y=0.75。CO的体积分数即为物质的量分数,即eq \f(1,1.75)×100%≈57.1%。M(混)=eq \f(m,n)=eq \f(61 g,1.75 mol)≈34.9 g·mol-1。答案:1.75 0.75 57.1% 34.9 g·mol-1B级—选考等级考试增分练1.如图表示某条件下H2S气体的体积与质量的关系,则该条件下的气体摩尔体积为( )A.22.0 L·mol-1 B.22.4 L·mol-1C.22.8 L·mol-1 D.23.2 L·mol-1解析:选C 27.2 g H2S的物质的量n=eq \f(27.2 g,34 g·mol-1)=0.8 mol,则Vm=eq \f(18.24 L,0.8 mol)=22.8 L·mol-1。2.如果a g某气体中含有该气体的分子数为b,则c g该气体在标准状况下的体积是(NA为阿伏加德罗常数的值)( )A.eq \f(22.4bc,aNA) L B.eq \f(22.4ab,cNA) LC.eq \f(22.4ac,bNA) L D.eq \f(22.4,acNA) L解析:选A 该气体的分子数为b,则物质的量为eq \f(b,NA) mol,摩尔质量M=eq \f(a g,\f(b,NA) mol) =eq \f(aNA,b) g·mol-1,c g该气体的物质的量为n=eq \f(c g,\f(aNA,b) g·mol-1)=eq \f(bc,aNA) mol。c g该气体在标准状况下的体积V=n·Vm=eq \f(bc,aNA) mol×22.4 L·mol-1=eq \f(22.4bc,aNA) L。3.同温同压下,某容器充满O2重116 g,若充满CO2重122 g,现充满某气体重114 g,则该气体的相对分子质量为( )A.30 B.28C.32 D.64解析:选B 同温同压下,某容器体积一定,充满任何气体物质的量相同。设容器质量为m,该气体的相对分子质量为Mr,则有eq \f(116-m,32)=eq \f(122-m,44)=eq \f(114-m,Mr),m=100,Mr=28。4.在体积相同的两个密闭容器中分别充满O2、O3气体,当这两个容器内温度和气体密度相等时,下列说法正确的是( )A.两种气体的压强相等B.O2比O3的质量小C.两种气体的分子数目相等D.两种气体的氧原子数目相等解析:选D 根据题意,因等温度、等体积、等密度,则两者等质量,B项错误;等质量的O2和O3物质的量不相等,则压强和分子数不相等,则A、C两项错误;O2和O3都是由氧原子构成的,所以等质量的O2和O3原子数相等,D正确。5.同温同压下,a g甲气体和2a g乙气体所占的体积之比为1∶2,根据阿伏加德罗定律判断,下列叙述不正确的是( )A.同温同压下,甲和乙的密度之比为1∶1B.甲与乙的相对分子质量之比为1∶1C.同温同体积下,等质量的甲和乙的压强之比为1∶1D.等质量的甲和乙中的原子数之比为1∶1解析:选D 同温同压下,气体摩尔体积相同,a g甲气体和2a g乙气体所占的体积之比为1∶2,根据ρ=eq \f(m,V) 知,其密度相同,故A正确;根据m=nM=eq \f(V,Vm)×M知,二者的相对分子质量之比为1∶1,故B正确;根据pV=nRT=eq \f(m,M)×RT知,同温同体积下,等质量的甲和乙的压强之比等于其摩尔质量的反比,因为二者摩尔质量相同,所以压强相同,故C正确;等质量的两种气体的物质的量相同,但分子的构成未知,所以无法判断原子个数是否相同,故D错误。6.一定量的液态化合物XY2,在一定量O2中恰好完全反应,XY2(l)+3O2(g)===XO2(g)+2YO2(g),冷却后在标准状况下,测得生成物的体积为672 mL,密度为2.56 g·L-1。(1)反应前O2的体积为__________。(2)化合物XY2的摩尔质量是__________。(3)在XY2分子中,X、Y两元素质量比为3∶16,则X、Y两元素分别为__________和__________(写元素名称)。解析:(1)由题中方程式XY2(l)+3O2(g)===XO2(g)+2YO2(g)可知,该反应是反应前后气体分子数不变的反应,即反应前后气体体积相同,故反应前O2的体积为672 mL。n(O2)=eq \f(672×10-3 L,22.4 L·mol-1)=0.03 mol。(2)因XY2与O2恰好完全反应,且它们的物质的量之比为1∶3(由化学方程式知),故XY2的物质的量为0.01 mol。又因反应后的气体体积为672 mL,密度为2.56 g·L-1,则反应后气体总质量为m=ρV=2.56 g·L-1×672×10-3 L≈1.72 g。根据质量守恒定律有m(XY2)=1.72 g-m(O2)=1.72 g-0.03 mol×32 g·mol-1=0.76 g,M(XY2)=eq \f(0.76 g,0.01 mol)=76 g·mol-1。(3)由题意得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(MX+2MY=76 g·mol-1,\f(MX,2MY)=\f(3,16))),解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(MX=12 g·mol-1,MY=32 g·mol-1))。所以X为碳元素,Y为硫元素。答案:(1)672 mL (2)76 g·mol-1 (3)碳 硫第3课时 物质的量浓度 新知探究(一) 物质的量浓度[学考层级][自学新教材]阅读教材,回答下列问题:1.物质的量浓度(1)概念:单位体积的溶液里所含溶质B的物质的量。符号为cB,常用单位为“mol/L”或“mol·L-1”。(2)表达式:cB=eq \f(nB,V),其中的“V”指的是溶液的体积,不是溶剂的体积。例如:若0.1 L H2SO4溶液中含有0.05 mol H2SO4,则该溶液中c(H2SO4)=0.5__mol·L-1,200 mL该溶液中所含H2SO4的物质的量为0.1_mol。2.质量分数(1)溶液中溶质的质量分数表达式:溶质的质量分数=eq \f(溶质质量,溶液质量)×100%。(2)实验室中配制100 g 20% NaOH溶液的实验步骤为称量20_g_NaOH固体放入烧杯中,再加入80_g_水,搅拌使固体溶解,并使溶液混合均匀。3.物质的量浓度与质量分数的换算公式推导以m(溶液)、m(溶质)、n(溶质)、V(溶液)分别代表溶液的质量、溶质的质量、溶质的物质的量、溶液的体积,以ρ、w、M、c分别代表溶液的密度、质量分数、溶质的摩尔质量、溶质的物质的量浓度。则c=eq \f(n溶质,V溶液)=eq \f(\f(V溶液×1 000ρ×w,M),V溶液)=eq \f(1 000ρw,M)。[落实新知能]物质的量浓度与质量分数的比较[演练新学考]1.对1 mol·L-1的Na2SO4溶液的叙述正确的是( )A.溶液中含有1 mol Na2SO4B.1 L溶液中含有142 g Na2SO4C.1 mol Na2SO4溶于1 L水D.从1 L该溶液中取出500 mL以后,剩余溶液的浓度为0.5 mol·L-1解析:选B A项,溶液的体积未明确;B项,142 g Na2SO4的物质的量为1 mol,正确;C项,溶液的体积不是1 L;D项,剩余溶液的浓度仍为1 mol·L-1。2.如图是某市售盐酸试剂瓶标签上的部分数据。盐酸化学式:HCl相对分子质量:36.5外观:合格密度:1.18 g·cm-3HCl的质量分数:36.5%符合 GB622—89则该盐酸的物质的量浓度是( )A.3 mol·L-1 B.8.4 mol·L-1C.11.8 mol·L-1 D.0.5 mol·L-1解析:选C 盐酸的物质的量浓度c(HCl)=eq \f(1 000ρw,M)=eq \f(1 000×1.18×36.5%,36.5) mol·L-1=11.8 mol·L-1。 新知探究(二) 物质的量浓度的计算方法[选考层级][难度增一点][典例] 将20 g NaOH固体溶于水配成100 mL溶液,其密度为1.185 g·mL-1。(1)该溶液中NaOH的物质的量浓度为__________。(2)该溶液中NaOH的质量分数为__________。(3)从该溶液中取出10 mL,其中NaOH的物质的量浓度为__________,含NaOH的物质的量为____________。(4)将取出的10 mL溶液加水稀释,稀释后溶液中NaOH的物质的量浓度为1 mol·L-1,稀释后溶液体积为____________mL。[解析] (1)20 g NaOH的物质的量是eq \f(20 g,40 g·mol-1)=0.5 mol,其物质的量浓度为eq \f(0.5 mol,0.1 L)=5 mol·L-1。(2)该溶液的质量为100 mL×1.185 g·mL-1=118.5 g,该溶液中NaOH的质量分数为eq \f(20 g,118.5 g)×100%≈16.9%。(3)溶液取出以后其浓度不发生变化,其物质的量发生变化,是5 mol·L-1×0.01 L=0.05 mol。(4)根据稀释规律c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀),则有5 mol·L-1×0.01 L=1 mol·L-1·V,则V=0.05 L,即50 mL。[答案] (1)5 mol·L-1 (2)16.9%(3)5 mol·L-1 0.05 mol (4)50[知能深一点]物质的量浓度计算方法归纳1.根据定义式简单计算(1)已知一定体积的溶液中溶质的量,计算溶质的物质的量浓度的方法①若已知溶质质量:②若已知溶液中某粒子的个数:(2)一定体积的气体(标准状况下)溶于水后形成的溶液中溶质的物质的量浓度的计算方法①若已知溶液的体积:②若已知溶液的密度:[假定气体的摩尔质量为M g·mol-1,V L(标准状况)该气体溶于1 L水中所得溶液的密度为ρ g·cm-3]c=eq \f(n,V)=eq \f(\f(V,22.4) mol,\f(MV+22 400,22 400ρ) L)=eq \f(1 000ρV,22 400+MV) mol·L-1。(3)已知溶液中某种离子的浓度,求其他离子的浓度①利用定组成定律:在溶液中阳离子与阴离子的物质的量浓度之比=化学组成中离子个数之比。例如:Na2SO4溶液中:c(SOeq \o\al(2-,4))=1 mol·L-1,则c(Na+)=2 mol·L-1,c(Na2SO4)=1 mol·L-1。②利用电荷守恒,在溶液中,阳离子所带的正电荷数=阴离子所带的负电荷数。如Na2SO4溶液中由于硫酸根带两个负电荷,所以c(Na+)=2c(SOeq \o\al(2-,4));在Na2SO4和NaCl的混合溶液中根据电荷守恒可推知:c(Na+)=2c(SOeq \o\al(2-,4))+c(Cl-)。2.物质的量浓度与质量分数的换算换算公式为c=eq \f(1 000ρw,M)。3.溶液的稀释或混合计算(1)将浓溶液加水稀释,稀释前后溶质的物质的量和质量都保持不变。存在等式:c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀),m(浓)·w(浓)=m(稀)·w(稀)。(2)同一溶质不同浓度的两溶液相混合,混合后,溶质的总物质的量(或总质量)等于混合前两溶液中溶质的物质的量之和(或质量之和)。存在等式:c1·V1+c2·V2=c(混)·V(混),m1·w1+m2·w2=m(混)·w(混)。[选考难一点]1.下列溶液中溶质的物质的量浓度为0.1 mol·L-1的是( )A.含4 g NaOH的溶液1 LB.含0.1 g NaOH的溶液1 LC.含0.2 mol H2SO4的溶液0.5 LD.将98 g的H2SO4倒入1 L水中解析:选A A中n(NaOH)=eq \f(4 g,40 g·mol-1)=0.1 mol,则c(NaOH)=eq \f(nNaOH,V[NaOHaq])=eq \f(0.1 mol,1 L)=0.1 mol·L-1,正确;同理可计算出B、C项的浓度分别为0.002 5 mol·L-1、0.4 mol·L-1,错误;D项溶液的体积不是1 L,错误。2.若20 g密度为ρ g·cm-3的Ca(NO3)2溶液中含有2 g Ca(NO3)2,则溶液中NOeq \o\al(-,3)的物质的量浓度为( )A.eq \f(ρ,400) mol·L-1 B.eq \f(20,ρ) mol·L-1C.eq \f(50ρ,41) mol·L-1 D.eq \f(25ρ,41) mol·L-1解析:选C Ca(NO3)2的物质的量浓度为eq \f(\f(2 g,164 g·mol-1),\f(20 g,1 000ρ g·L-1))=eq \f(25ρ,41) mol·L-1,NOeq \o\al(-,3)的物质的量浓度为eq \f(50ρ,41) mol·L-1。3.将c mol·L-1的AlCl3溶液V1 mL加水稀释至V2 mL,稀释后溶液中Cl-的物质的量浓度为( )A.eq \f(V2,V1)c mol·L-1 B.eq \f(V1,V2)c mol·L-1C.eq \f(3V2,V1)c mol·L-1 D.eq \f(3V1,V2)c mol·L-1解析:选D 溶液中AlCl3的物质的量为eq \f(cV1,1 000) mol,溶液中Cl-的物质的量为eq \f(3cV1,1 000) mol,稀释后溶液中Cl-的物质的量浓度为eq \f(\f(3cV1,1 000) mol,\f(V2,1 000) L)=eq \f(3cV1,V2) mol·L-1。eq \a\vs4\al([课时跟踪训练]) A级—学业水平考试达标练1.下列有关0.2 mol·L-1 BaCl2溶液的说法不正确的是( )A.500 mL溶液中Cl-浓度为0.2 mol·L-1B.500 mL溶液中Ba2+浓度为0.2 mol·L-1C.500 mL溶液中Cl-总数为0.2NAD.500 mL溶液中Ba2+和Cl-总数为0.3NA解析:选A 0.2 mol·L-1 BaCl2溶液中Cl-的物质的量浓度为0.4 mol·L-1,与溶液的体积无关,A错误;0.2 mol·L-1 BaCl2溶液中Ba2+的物质的量浓度为0.2 mol·L-1,与溶液的体积无关,B正确;N=nNA=cVNA=0.2 mol·L-1×0.5 L×2×NA=0.2NA,C正确;N=nNA=cVNA=0.2 mol·L-1×0.5 L×3×NA=0.3NA,D正确。2.在100 mL的溶液中溶有0.1 mol NaCl和0.1 mol MgCl2,此溶液中Cl-的物质的量浓度为( )A.3 mol·L-1 B.2 mol·L-1C.0.3 mol·L-1 D.0.2 mol·L-1解析:选A n(Cl-)=0.1 mol+2×0.1 mol=0.3 mol,c(Cl-)=eq \f(0.3 mol,0.1 L)=3 mol·L-1。3.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列关于0.2 mol·L-1硝酸钡溶液的说法不正确的是( )A.1 L溶液中所含阴阳离子总数是0.6NAB.1 L溶液中含有0.2NA个NOeq \o\al(-,3)C.500 mL溶液中含有0.2NA个NOeq \o\al(-,3)D.1 000 mL溶液中Ba2+浓度为0.2 mol·L-1解析:选B 1 L溶液中含有0.4NA个NOeq \o\al(-,3),B项错误。4.将30 mL 0.5 mol·L-1 NaOH溶液加水稀释到500 mL,稀释后溶液中NaOH的物质的量浓度为( )A.0.3 mol·L-1 B.0.03 mol·L-1C.0.05 mol·L-1 D.0.04 mol·L-1解析:选B 根据稀释规律可知,溶液稀释前后溶质的物质的量不变,令稀释后溶液中NaOH的物质的量浓度为c,则30×10-3 L×0.5 mol·L-1=500×10-3 L×c,解得c=0.03 mol·L-1。5.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )A.11.2 L H2O含有0.5NA个水分子B.16 g O2含有NA个氧原子C.1 L 0.5 mol·L-1 BaCl2溶液中含有NA个Cl-D.标准状况下,22.4 L CO2中含有NA个碳原子解析:选A A项未指明状况,而且水一般为液态。6.下列溶液中物质的量浓度为1 mol·L-1的是( )A.将40 g NaOH溶解在1 L水中B.将22.4 L HCl气体溶于水配成1 L溶液C.将1 L 10 mol·L-1浓盐酸加入9 L水中D.将10 g NaOH溶解在少量水中,再加蒸馏水至溶液体积为250 mL解析:选D 根据公式c=eq \f(n,V),n为溶质的物质的量,V为溶液的体积。A项,溶液的体积不等于1 L;B项,未标明标准状况,22.4 L HCl的物质的量不一定是1 mol;C项,浓盐酸与水混合后,溶液体积不是10 L;D项,n(NaOH)=0.25 mol,V[NaOH(aq)]=0.25 L,c(NaOH)=1 mol·L-1。7.下列溶液中氯离子浓度与50 mL 1 mol·L-1 AlCl3溶液中Cl-浓度相等的是( )A.150 mL 1 mol·L-1的NaCl溶液B.75 mL 2 mol·L-1的NH4Cl溶液C.150 mL 3 mol·L-1的KCl溶液D.75 mL 2 mol·L-1的FeCl3溶液解析:选C 1 mol·L-1的AlCl3溶液中c(Cl-)=3 mol·L-1。A项, c(Cl-)=1 mol·L-1;B项,c(Cl-)=2 mol·L-1;C项,c(Cl-)=3 mol·L-1;D项,c(Cl-)=6 mol·L-1。8.从2 L 1 mol·L-1 NaOH溶液中取出100 mL,下列有关这100 mL溶液的叙述错误的是( )A.物质的量浓度为0.1 mol·L-1B.物质的量浓度为1 mol·L-1C.含NaOH 4 gD.含NaOH 0.1 mol解析:选A 取出溶液的物质的量浓度不变,n(NaOH)=0.1 L×1 mol·L-1=0.1 mol,m(NaOH)=0.1 mol×40 g·mol-1=4 g。9.物质的量浓度相同的NaCl、MgCl2、AlCl3三种溶液,当溶液的体积比为3∶2∶1时,三种溶液中Cl-的物质的量之比为( )A.1∶1∶1 B.1∶2∶3C.3∶2∶1 D.3∶4∶3解析:选D 设物质的量浓度均为x,则三种溶液中Cl-物质的量分别为3x、4x、3x。10.同为1 L的HCl溶液(浓度为c1)和H2SO4溶液(浓度为c2),若其中的c(H+)相同,则它们的物质的量浓度c1和c2的关系是( )A.c1=2c2 B.2c1=c2C.c1HClO>HCOeq \o\al(-,3),由强酸制弱酸原理可知,CO2与“84”消毒液发生反应的化学方程式是NaClO+CO2+H2O===NaHCO3+HClO,故C正确;配制480 mL溶液需要500 mL的容量瓶,由n=cV=4.0 mol·L-1×0.5 L=2.0 mol,则m=nM=2.0 mol×74.5 g·mol-1=149.0 g,故D错误。3.某氯化镁溶液的密度为1.18 g·cm-3,其中镁离子的质量分数为5.1%,300 mL该溶液中Cl-的物质的量约为( )A.0.37 mol B.0.63 molC.0.74 mol D.1.5 mol解析:选D 由物质的量浓度和质量分数的换算关系式可知:c(Mg2+)=eq \f(1 000ρw,M)=eq \f(1 000 mL·L-1×1.18 g·cm-3×5.1%,24 g·mol-1)≈2.51 mol·L-1,所以n(MgCl2)=2.51 mol·L-1×0.3 L≈0.75 mol,n(Cl-)=0.75 mol×2=1.5 mol。4.某0.2 L无土栽培用的营养液中含有KCl、K2SO4、NH4Cl三种溶质,测得该营养液中部分离子的浓度柱状图如图甲所示:(1)该营养液中K2SO4的物质的量浓度为____________mol·L-1,含KCl的质量为________。(2)该营养液中NH4Cl的物质的量为________。(3)将该营养液加水稀释,稀释过程中NHeq \o\al(+,4)的浓度(c)随溶液体积(V)变化的曲线如图乙所示,则V1=________,V2=________。解析:根据柱状图可知,K+、SOeq \o\al(2-,4)、Cl-的浓度分别是9.0 mol·L-1、4.0 mol·L-1、9.0 mol·L-1,其物质的量分别是1.8 mol、0.8 mol、1.8 mol。(1)由于营养液中只有K2SO4能提供SOeq \o\al(2-,4),所以SOeq \o\al(2-,4)的浓度即为K2SO4的浓度。K2SO4中含有1.6 mol K+,则KCl中含有0.2 mol K+,即KCl为0.2 mol,m(KCl)=0.2 mol×74.5 g·mol-1=14.9 g即质量为14.9 g。(2)根据溶液呈电中性有:c(NHeq \o\al(+,4))+c(K+)=c(Cl-)+2c(SOeq \o\al(2-,4)),代入数据求得c(NHeq \o\al(+,4))=8.0 mol·L-1,NHeq \o\al(+,4)的物质的量为1.6 mol。(3)V1=eq \f(1.6 mol,8 mol·L-1)=0.2 L,V2=eq \f(1.6 mol,1.6 mol·L-1)=1.0 L。答案:(1)4.0 14.9 g (2)1.6 mol (3)0.2 1.0 素养提升课 实验活动与科学探究eq \a\vs4\al(一、人教版新教材章末“实验活动”挖掘)实验活动——配制一定物质的量浓度的溶液[实验步骤]实验(一) 配制100 mL 1.00 mol·L-1 NaCl溶液(1)计算:配制100 mL 1.00 mol·L-1 NaCl溶液所需NaCl固体的质量为5.85 g。(2)称量:根据计算结果,用托盘天平称量NaCl固体质量5.9 g。[思考] 称量NaCl固体时,可直接放入托盘中称量吗?提示:不可以,为防止腐蚀托盘,称量前应向两托盘中放入大小相等的纸片。(3)溶解:把称量好的NaCl固体放入烧杯中,再向烧杯中加入40 mL蒸馏水,用玻璃棒搅拌,使NaCl固体完全溶解,并冷却至室温。[思考] 此步骤中玻璃棒的作用是什么?提示:加速溶解。(4)移液:将烧杯中的溶液沿玻璃棒注入100 mL容量瓶中。[思考] 此步骤中玻璃棒的作用是什么?提示:引流。(5)洗涤、振荡:用少量的蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3 次,并将洗涤液全部注入容量瓶中,并用手轻轻摇动容量瓶,使洗涤液与溶解液混合均匀。[思考] 如果省略此步,所配制的溶液浓度将______。(填“偏大”“偏小”或“不变”)提示:偏小。(6)定容:向容量瓶中继续添加蒸馏水,直到液面在容量瓶刻度线以下1~2 cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水,至液面与刻度线相切。[思考] 定容时需要注意的事项有哪些?提示:①胶头滴管不能伸入到容量瓶中。②定容时仰视刻度线,会使所配制的溶液浓度偏小,俯视刻度线,会使所配制的溶液浓度偏大。(7)摇匀:盖好瓶塞,用一只手的食指按住瓶塞,另一只手托住瓶底,反复上下颠倒,使溶液混合均匀。(8)装瓶贴签:把配制好的溶液从容量瓶中倒入洁净、干燥的试剂瓶中,盖好瓶盖,并在瓶体上贴好带有溶液名称及物质的量浓度的标签。实验(二) 用1.00 mol·L-1NaCl溶液配制100 mL 0.50 mol·L-1NaCl溶液[问题设计]1.配制480 mL 2.0 mol·L-1的NaCl溶液,应选择何种规格的容量瓶,计算所需溶质质量时应注意哪些问题?提示:容量瓶的选择原则是“大而近”,故配制480 mL溶液,应选择500 mL容量瓶。计算所需溶质质量时,应根据所选容量瓶的体积进行计算,且结果保留到小数点后一位。2.配制一定浓度的氢氧化钠溶液时,氢氧化钠在烧杯中刚好溶解,即把溶液转移到容量瓶中,则所配制溶液的浓度如何?提示:溶解氢氧化钠的过程中放热,液体膨胀,在未冷却至室温的情况下配制,所配溶液的体积偏小,浓度偏高。3.为什么要将配制好的溶液从容量瓶倒入试剂瓶中贴签并存放?提示:容量瓶是一种专门用来精确配制一定物质的量浓度的溶液,不能用来溶解和稀释溶液,也不能用于长时间贮存液体,因此要将配好的溶液转移到试剂瓶中。eq \a\vs4\al(二、鲁科版新教材章末“微项目”探究体验)微项目——探秘膨松剂(体会研究物质性质的方法和程序的实用价值)1.对碳酸氢钠用作膨松剂的作用原理进行实验探究,体会研究物质性质的方法和程序的实用价值。2.学习如何在真实情景中探究陌生物质的性质,分析和解决实际问题。 eq \a\vs4\al([项目学习目标]) 一、生活中的化学人们常说,色、香、味、形是食品吸引人的关键所在,而口感对食物魅力的贡献不可小觑。人类天然地喜欢吃口感柔软或松脆的食物,所以柔软的面包和蛋糕及松脆的饼干总会让人爱不释口。它们之所以能够拥有美妙的口感,关键是在制作过程中加入化学物质——膨松剂。膨松剂是在食品加工过程中加入的,能使面胚发起形成多孔组织,从而使食品具有松软或酥脆特点的一类物质。其中化学膨松剂是膨松剂中的一大类,它又分为单一膨松剂和复合膨松剂。二、探究碳酸氢钠用作膨松剂的作用原理[实验用品]1.实验试剂:NaHCO3、盐酸。2.实验仪器:试管、酒精灯、铁架台(带铁夹)或试管夹、带导管的橡胶塞、药匙、胶头滴管、火柴。[实验方案设计及实施]三、设计并使用复合膨松剂1.单一膨松剂——NaHCO3碳酸氢钠分解后形成的碳酸钠,使食品的碱性增强,不但影响口味,还会破坏某些维生素;甚至导致食品发黄或有黄斑,使食品质量降低,在制作食品过程中不建议单独使用NaHCO3作为膨松剂。2.复合膨松剂(1)复合膨松剂的组成复合膨松剂一般由碳酸盐类、酸性物质及助剂三种成分组成。(2)复合膨松剂的配制原则复合膨松剂的产气速度依赖于酸性物质与NaHCO3的反应速度,不同的产品要求发粉的产气速度不尽相同。馒头、包子所用发粉由于面团相对较硬,需要产气稍快,若凝结后产气过多,成品将出现“开花”现象。油条类油炸食品,需要常温下尽可能少产气,遇热产气快的发粉。而蛋糕类食品中使用发粉应为双重发粉,因为在烘焙初期产气太多,体积迅速膨大,此时蛋糕组织尚未凝结,成品易塌陷且组织较粗,而后期则无法继续膨大;若慢性发粉太多,初期膨大慢,制品凝结后,部分发粉尚未产气,使蛋糕体积小,失去膨松意义。A卷—学业水平达标验收1.“84”消毒液在日常生活中使用广泛,该消毒液无色,有漂白作用,其有效成分是( )A.NaOH B.Na2CO3C.NaClO D.KMnO4解析:选C “84”消毒液的有效成分是NaClO。2.某学生将一小块金属钠放入滴有酚酞溶液的水中,此实验能证明金属钠具有下列性质中的( )①金属钠的密度比水的密度小 ②金属钠的熔点较低 ③金属钠与水反应时放出热量 ④金属钠与水反应后的溶液呈碱性A.只有①④ B.只有①②④C.只有①③④ D.①②③④解析:选D 根据“浮游熔响红”现象,可知性质均能表征。3.下列叙述中正确的是( )A.氯气不溶于水,因此可用排水法收集氯气B.新制氯水可以使干燥的有色布条褪色C.因为氯气具有刺激性气味,所以可以杀灭细菌和病毒D.氢气在氯气中燃烧产生淡蓝色火焰解析:选B A项,氯气与水反应,不能用排水法收集;C项,氯气因具有强氧化性,所以可以杀菌消毒;D项,产生苍白色火焰。4.下列氯化物中,既能由金属和氯气直接化合制得,又能由金属和盐酸反应制得的是( )A.CuCl2 B.FeCl2C.MgCl2 D.FeCl3解析:选C A、D项不能由金属和盐酸反应制得,B项不能由金属和氯气直接化合制得。5.用胆矾(CuSO4·5H2O)配制1 L 0.1 mol·L-1 CuSO4溶液,正确的做法是( )A.将胆矾加热除去结晶水后,称取16 g溶于1 L水中B.称取胆矾25 g溶于1 L水中C.将25 g胆矾溶于少量水中,然后将此溶液稀释至1 LD.将16 g胆矾溶于少量水中,然后将此溶液稀释至1 L解析:选C 0.1 mol胆矾的质量为25 g,需溶解于少量水后再配成1 L溶液。6.用NA代表阿伏加德罗常数的数值。下列说法中正确的是( )A.2.3 g金属钠由原子完全变成离子时,得到的电子数为0.1NAB.0.2NA个硫酸分子与19.6 g磷酸含有相同的氧原子数C.28 g氮气所含的原子数为NAD.NA个氧气分子与NA个氢气分子的质量比为8∶1解析:选B A项,钠变成钠离子失去电子;C项,28 g氮气所含氮原子数为2NA;D项,质量比为16∶1。7.金属汞在加热条件下可以与氧气化合生成氧化汞:2Hg+O2eq \o(=====,\s\up7(△))2HgO。下列选项中,可以说明0.2 mol Hg与0.2 mol O2充分反应后物质的种类及其数量的情况的是( )A.0.02 mol HgO+0.2 mol HgB.0.1 mol HgO+0.1 mol HgC.0.2 mol HgOD.0.2 mol HgO+0.1 mol O2解析:选D 氧气多余0.1 mol,Hg完全参与反应生成0.2 mol HgO。8.下列反应中,水作氧化剂的是( )A.2H2O2eq \o(=====,\s\up7(MnO2))2H2O+O2↑B.Cl2+H2O===HCl+HClOC.CO2+H2O===H2CO3D.2Na+2H2O===2NaOH+H2↑解析:选D A、B、C选项中水既不作氧化剂,也不作还原剂。9.长征火箭常用偏二甲肼(C2H8N2)作为高能燃料,燃烧产生巨大能量,作为航天运载火箭的推动力。下列叙述中正确的是( )A.偏二甲肼的摩尔质量为60 gB.6.02×1023个偏二甲肼分子的质量为60 gC.1 mol偏二甲肼的质量为60 g·mol-1D.6 g偏二甲肼含有NA个偏二甲肼分子解析:选B 偏二甲肼的摩尔质量为60 g·mol-1;1 mol偏二甲肼的质量为60 g;6 g偏二甲肼含有0.1NA个偏二甲肼分子。10.下列关于容量瓶的使用操作中正确的是( )A.使用容量瓶前应先检查它是否漏水B.容量瓶先用蒸馏水洗净,再用待配液润洗C.配制溶液时,如果试样是固体,把称好的试样用纸条小心倒入容量瓶中,缓慢加入蒸馏水到液面距刻度线1~2 cm处,再改用胶头滴管滴加蒸馏水至刻度线D.浓硫酸稀释后马上转移到容量瓶中解析:选A 容量瓶使用前一定要检查是否漏水,但不能用待配液润洗,A正确,B错误;配制溶液时,无论试样是固体还是液体,都不能直接倒入容量瓶中,而要在烧杯中溶解或稀释并冷却后方可转移到容量瓶中,C错误;容量瓶上的刻度是在标定温度下的容积,温度改变,容积也会改变,所以在将液体转移到容量瓶之前,一定要将被转移的液体冷却到规定的温度,以确保所配溶液浓度的准确性,D错误。11.下列实验过程中,不会产生气体的是( )解析:选C A项,新制氯水中的HClO见光分解生成氧气,不符合题意;B项,新制氯水中的H+与发酵粉中的NaHCO3反应生成CO2,不符合题意;C项,新制氯水中的Cl2与NaBr反应生成Br2和NaCl,没有气体产生,符合题意;D项,H2O与Na2O2反应生成O2,不符合题意。12.在标准状况下,质量为m的气体A与质量为n的气体B的分子数相同,下列说法中不正确的是( )A.气体A与气体B的相对分子质量比为m∶nB.同质量气体A与气体B的分子个数比为n∶mC.同温同压下,A气体与B气体的密度比为n∶mD.相同状况下,同体积的A气体与B气体的质量比为m∶n解析:选C 标准状况下质量为m的气体A与质量为n的气体B分子数相同,即物质的量相等,在同温同压的条件下,体积相等。A项,由n(A)=eq \f(m,MA),n(B)=eq \f(n,MB),n(A)=n(B)可得M(A)∶M(B)=m∶n,正确;B项,质量为a的气体A的分子数N1=eq \f(a,MA)·NA,质量为a的气体B的分子数N2=eq \f(a,MB)·NA,eq \f(N1,N2)=eq \f(MB,MA)=eq \f(n,m),正确;C项,ρ(A)=eq \f(m,V),ρ(B)=eq \f(n,V),ρ(A)∶ρ(B)=m∶n,错误;D项,同温同压同体积的A、B其物质的量相同,则m(A)=n(A)·M(A),m(B)=n(A)·M(B),m(A)∶m(B)=M(A)∶M(B)=m∶n,正确。13.如图是某溶液在稀释过程中,溶质的物质的量浓度随溶液体积的变化曲线图,根据图中的数据分析得出V1值等于( ) A.2 B.3C.4 D.5解析:选C 对已知物质的量浓度的溶液进行稀释,稀释前后溶质的物质的量不变,则有:2 mol·L-1×1 L=0.5 mol·L-1×V1,解之V1=4 L。14.某工业废气所含氮氧化物(NOx)的氮氧质量比约为7∶4,该NOx可表示为( )A.N2O B.NOC.N2O3 D.NO2解析:选A 根据氮氧质量比约为7∶4,可推知氮氧原子个数比约为2∶1。15.将5 mol·L-1的Mg(NO3)2溶液a mL稀释至b mL,稀释后溶液中NOeq \o\al(-,3)的物质的量浓度为( )A.eq \f(5a,b) mol·L-1 B.eq \f(10a,b) mol·L-1C.eq \f(b,5a) mol·L-1 D.eq \f(a,b) mol·L-1解析:选B 根据稀释时NOeq \o\al(-,3)守恒可知:5 mol·L-1×a mL×10-3 L·mL-1×2=b mL×10-3 L·mL-1×c(NOeq \o\al(-,3)),则c(NOeq \o\al(-,3))=eq \f(10a,b) mol·L-1。16.金属钠和氯气在工业上的用途都非常广泛。根据金属钠和氯气的性质完成下列各题。(1)将金属钠放入CuSO4溶液中会产生蓝色沉淀。请解释这一现象:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)用金属钠制取氧化钠通常利用以下反应:2NaNO3+10Na===6Na2O+N2↑。试说明不用金属钠与氧气的反应而采用此反应制取氧化钠的理由:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)将氯气通入紫色石蕊溶液中,可以观察到的现象是____________________________。请解释其中的原因:________________________________________________________________________。(4)氯气可以用来制取多种含氯化合物以及用于自来水的消毒等。但是氯气有毒,若不慎将氯气泄漏到环境中会造成空气污染。请根据氯气的性质提出一种能有效消除氯气污染的方法:__________________________________________________________________。答案:(1)Na与水反应生成的NaOH再与CuSO4溶液反应生成了Cu(OH)2蓝色沉淀(2)生成的N2作保护气,防止Na2O继续与O2反应转化为Na2O2(3)溶液先变红后褪色 氯水中含有盐酸和次氯酸,H+使石蕊溶液先变红色,HClO具有漂白性,使之褪色(4)用NaOH溶液或装有碱石灰的干燥剂,消除Cl2污染17.如图为实验室某浓盐酸试剂瓶上的标签的有关内容,试根据标签上的有关数据回答下列问题:eq \x(\a\al(盐酸,分子式:HCl,相对分子质量:36.5,密度:1.19 g·cm-3,HCl的质量分数:36.5%))(1)该浓盐酸中HCl的物质的量浓度为____________mol·L-1。(2)取用任意体积的该盐酸时,下列物理量中不随所取体积的多少而变化的是________(填标号)。A.溶液中HCl的物质的量B.溶液的浓度C.溶液中Cl-的数目D.溶液的密度(3)某学生欲用上述浓盐酸和蒸馏水配制500 mL物质的量浓度为0.400 mol·L-1的稀盐酸。①该学生需要量取________mL上述浓盐酸进行配制。②在配制过程中,下列实验操作对所配制的稀盐酸的物质的量浓度有何影响?(在括号内填A表示“偏大”,填B表示“偏小”,填C表示“无影响”)。Ⅰ.用量筒量取浓盐酸时俯视观察凹液面( )Ⅱ.定容后经振荡、摇匀、静置,发现液面下降,再加适量的蒸馏水( )Ⅲ.定容摇匀后,发现液面低于刻度线( )Ⅳ.定容时,俯视读数( )解析:(1)c(HCl)=eq \f(1 000 mL×1.19 g·cm-3×36.5%,36.5 g·mol-1×1 L)=11.9 mol·L-1。(2)溶液的浓度和密度不随所取量的多少而变化。(3)根据c(浓)×V(浓)=c(稀)×V(稀),则取浓盐酸的体积V(浓)=eq \f(0.400 mol·L-1×500×10-3 L,11.9 mol·L-1)≈0.016 8 L=16.8 mL。答案:(1)11.9 (2)BD (3)①16.8 ②B B C A18.二氧化氯(ClO2)是一种优良的消毒剂,熔点为-59 ℃,沸点为 11 ℃,浓度过高时易发生分解,甚至爆炸。某课外兴趣小组通过氯气与 NaClO2溶液反应来制取少量ClO2,装置如图所示:(1)甲装置中圆底烧瓶内发生反应的化学方程式是________________________________________________________________________。(2)丙装置中发生的反应可经两步完成,请将其补充完整:①______________________________________________________(用化学方程式表示),②HClO+HCl+2NaClO2===2ClO2↑+2NaCl+H2O。(3)Cl-存在时会催化 ClO2的生成,若无乙装置,则丙装置内产生 ClO2的速率明显加快。乙装置中试剂瓶内的液体是__________。实验过程中常需通入适量的 N2稀释 ClO2,其目的是__________________________________________________________________。(4)戊装置烧杯中 NaOH 溶液吸收 ClO2后,生成了 ClOeq \o\al(-,2)、ClOeq \o\al(-,3),该反应的离子方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析:(1)甲装置中是MnO2和HCl(浓)反应制氯气,圆底烧瓶内发生反应的化学方程式是MnO2+4HCl(浓)eq \o(=====,\s\up7(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O。(2)丙装置中氯气先和水反应,反应的化学方程式为Cl2+H2O===HCl+HClO。(3)从甲装置中出来的氯气中混有氯化氢,氯气在饱和食盐水中不溶,氯化氢溶解在水中,故乙装置中试剂瓶内的液体是饱和食盐水,通入适量的 N2稀释 ClO2,其目的是防止ClO2 发生分解,甚至爆炸。(4)戊装置烧杯中NaOH溶液吸收 ClO2后,生成了 ClOeq \o\al(-,2)、ClOeq \o\al(-,3),根据原子守恒可知产物还有水生成,再根据电荷守恒可得出该反应的离子方程式是2ClO2+2OH-===ClOeq \o\al(-,2) +ClOeq \o\al(-,3) +H2O。答案:(1)MnO2+4HCl(浓)eq \o(=====,\s\up7(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O(2)Cl2+H2O===HCl+HClO(3)饱和食盐水 防止ClO2 发生分解,甚至爆炸 (4)2ClO2+2OH-===ClOeq \o\al(-,2) +ClOeq \o\al(-,3) +H2OB卷—选考等级考试检测1.下列有关试剂保存的说法中不正确的是( )A.金属钠保存在煤油中B.漂白粉应密封保存C.过氧化钠应密封保存D.用棕色广口试剂瓶存放氯水解析:选D 钠与水和氧气都能反应,钠的密度比水的小比煤油的大,所以少量的金属钠应保存在煤油中,隔绝空气,故A正确;漂白粉易与空气中水和二氧化碳作用而失效,故应密封保存,故B正确;过氧化钠易吸收空气中水和二氧化碳发生化学反应,所以保存时需要密封保存,故C正确;液体试剂保存应用细口瓶,氯水中次氯酸见光分解,所以应用棕色细口试剂瓶存放氯水,故D错误。2.用如图装置进行实验,加热钠至熔化后,停止加热并通入氯气,钠剧烈燃烧并生成大量白烟。以下叙述错误的是( )A.钠着火燃烧产生苍白色火焰B.反应生成的大量白烟是氯化钠固体小颗粒C.棉球处发生的化学反应是Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2OD.可在棉球右侧用湿润的淀粉碘化钾试纸判断氯气是否被碱液完全吸收解析:选A 钠燃烧时火焰为黄色, A错误;氯气与Na反应生成NaCl,则反应生成的大量白烟是氯化钠晶体, B正确;氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,化学方程式为Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O, C正确;氯气具有氧化性,存在剩余氯气时与KI反应生成碘单质,碘单质遇淀粉变蓝,所以可根据其颜色变化判断氯气是否被碱液完全吸收, D正确。3.下列有关说法正确的是( )A.在酒精灯加热条件下,Na2CO3、NaHCO3固体都能发生分解B.钠在空气中燃烧可生成多种氧化物,23 g钠充分燃烧时转移电子数为NAC.标准状况下,5.6 L CO2与足量Na2O2反应转移的电子数为0.5NAD.将Na2O加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生解析:选B A项,在酒精灯加热条件下,Na2CO3不会分解,错误;B项,虽然钠在空气中燃烧可生成多种氧化物,但钠都是由0价变为+1价,正确;C项,转移电子数应为0.25NA,错误;D项,Na2O与Ba(HCO3)2溶液反应生成BaCO3沉淀、Na2CO3和H2O,没有气体生成,错误。4.将0.2 mol MnO2和50 mL 12 mol·L-1盐酸混合后加热,反应完全后向留下的溶液中加入足量AgNO3溶液,生成AgCl沉淀物质的量为(不考虑盐酸的挥发)( )A.等于0.3 mol B.小于0.3 molC.大于 0.3 mol,小于 0.6 mol D.等于 0.6 mol解析:选C n(MnO2)=0.2 mol,n(HCl)=0.05 L×12 mol·L-1=0.6 mol。反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)eq \o(=====,\s\up7(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O,根据化学方程式可知MnO2过量,如盐酸完全反应,则生成0.15 mol Cl2,溶液剩余0.3 mol Cl-,但MnO2只与浓盐酸反应生成氯气和氯化锰,随着盐酸浓度的降低,HCl的还原性减弱,反应停止,所以溶液中剩余Cl-大于0.3 mol,小于0.6 mol,则反应完全后向留下的溶液中加入足量AgNO3溶液,生成AgCl沉淀物质的量大于0.3 mol,小于0.6 mol。5.硫酸铜水溶液呈酸性,属保护性无机杀菌剂,对人畜比较安全,其同石灰乳混合可得“波尔多液”。实验室里需用480 mL 0.10 mol·L-1的硫酸铜溶液,则应选用的容量瓶规格和称取溶质的质量分别为( )A.480 mL容量瓶,称取7.68 g硫酸铜B.480 mL容量瓶,称取12.0 g胆矾C.500 mL容量瓶,称取8.00 g硫酸铜D.500 mL容量瓶,称取12.5 g胆矾解析:选D 由于容量瓶的规格中没有480 mL,只能选择略大于所需溶液体积规格的容量瓶(即500 mL容量瓶),计算溶质的质量时按500 mL溶液计算,还要注意托盘天平的读数:保留一位小数。所以应选择500 mL容量瓶,需要硫酸铜的质量m=0.10 mol·L-1×0.5 L×160 g·mol-1=8.0 g,需要胆矾的质量m=0.10 mol·L-1×0.5 L×250 g·mol-1=12.5 g。6.某硝酸的物质的量浓度为c mol·L-1,溶质的质量分数为a%,则此溶液的密度(g·cm-3)为( )A.eq \f(63c,a) B.eq \f(6.3a,c)C.eq \f(6.3c,a) D.eq \f(63a,c)解析:选C 根据溶液a%=eq \f(c mol·L-1×M g·mol-1,ρ g·cm-3×1 000 mL·L-1)×100%,将题中所给出的值代入,硝酸的摩尔质量为63 g·mol-1。则ρ=eq \f(c mol·L-1×63 g·mol-1,1 000 mL·L-1×a%)=eq \f(6.3c,a)。7.自来水生产时,用适量的Cl2来杀菌消毒。市场上有一些不法商贩为牟取暴利,用自来水冒充纯净水出售,为辨别真假,可用下列哪种试剂来鉴别( )A.酚酞溶液 B.氯化钡溶液C.氢氧化钠溶液 D.硝酸银溶液解析:选D 自来水使用氯气消毒,其中有残留的氯离子与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀。纯净水加硝酸银不反应。8.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )A.标准状况下,22.4 L氨水含有NA个NH3分子B.56 g铁片投入足量稀硫酸中生成NA个H2分子C.1.6 g氧气含有氧原子的数目为0.1NAD.18 g H2O含有NA个水分子解析:选A 氨水在标准状况下不是气体,22.4 L氨水的物质的量不是1 mol,A错误;56 g Fe的物质的量为1 mol,与足量稀H2SO4反应生成1 mol H2,即NA个H2分子,B正确;1.6 g O2的物质的量为eq \f(1.6 g,32 g·mol-1)=0.05 mol,含有0.1NA个氧原子,C正确;18 g H2O的物质的量为1 mol,含NA个水分子,D正确。9.关于同温同压下等质量的SO2气体和CO2气体,下列比较正确的是( )①密度比为16∶11 ②密度比为11∶16③体积比为16∶11 ④体积比为11∶16A.①③ B.①④C.②③ D.②④解析:选B 等质量(设为m g)的SO2和CO2气体的物质的量之比为eq \f(m,64)∶eq \f(m,44)=11∶16,同温同压下,物质的量之比等于体积之比,故④正确;同温同压下,气体密度之比等于摩尔质量之比,故①正确。10.传统的引爆炸药由于其中含有Pb,使用时会产生污染,同时其引爆后的剩余炸药还严重危害接触者的人身安全,美国UNC化学教授Thomas J.Meyer等研发了环境友好、安全型的“绿色”引爆炸药,其中一种可表示为Na2R,它保存在水中可以失去活性,爆炸后不会产生危害性残留物。已知10 mL Na2R溶液含Na+的粒子数为N个,该Na2R溶液的物质的量浓度为( )A.N×10-2 mol·L-1B.eq \f(N,1.204×1022) mol·L-1C.eq \f(N,6.02×1021) mol·L-1D.eq \f(N,6.02×1025 ) mol·L-1解析:选B 根据公式n=eq \f(N,NA)计算Na+的物质的量,N个Na+的物质的量为eq \f(N,6.02×1023) mol,n(Na2R)=eq \f(1,2)n(Na+)=eq \f(N,1.204×1024) mol,根据c=eq \f(n,V)计算10 mL该Na2R溶液的物质的量浓度为eq \f(N,1.204×1022) mol·L-1。11.下列关于氯及其化合物的说法正确的是( )A.漂白粉在空气中久置变质是因为漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3B.ClO2具有强氧化性,可用于自来水的杀菌消毒C.将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2D.因漂白粉在空气中不稳定,故可用于漂白纸张解析:选B Ca(ClO)2与空气中的CO2和水蒸气反应生成CaCO3和HClO,HClO见光分解,导致漂白粉变质,而CaCl2与CO2不反应,A项错误;除去HCl后还会有水蒸气,C项错误;漂白纸张是利用的漂白粉的漂白性,D项错误。12.下列说法错误的是( )A.钠与水反应的离子方程式: Na+2H2O===Na++2OH-+H2↑B.Na2O2吸收CO2产生O2,因此可用作呼吸面具供氧剂 C.过氧化钠与二氧化碳反应可制备氧气D.二氧化碳使Na2O2固体变白过程中,CO2未被还原,也未被氧化解析:选A 电荷和得失电子不守恒,A错误;过氧化钠可以和二氧化碳反应生成氧气:2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,只有过氧化钠中O元素的化合价变化,CO2未被还原,也未被氧化,B、C、D正确。13.下列说法中正确的是( )A.标准状况下,22.4 L水中所含的分子数约为6.02×1023个B.1 mol Cl2中含有的原子数为NAC.标准状况下,a L氧气和氮气的混合物含有的分子数约为 eq \f(a,22.4)×6.02×1023个D.常温常压下,11.2 L CO分子数是0.5NA解析:选C 标准状况下,水不是气态,22.4 L水的物质的量不是1 mol,A错误;1 mol Cl2含有的氯原子数为2NA,B错误;标准状况下,a L氧气和氮气的混合物的物质的量是eq \f(a,22.4) mol,含有的分子数约为eq \f(a,22.4)×6.02×1023个,C正确;常温常压下,气体摩尔体积不是22.4 L·mol-1,D错误。14.实验室用H2还原WO3制备金属W的装置如图所示(Zn粒中往往含有硫等杂质,焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气)。下列说法正确的是( )A.①②③中依次盛装KMnO4溶液、浓H2SO4、焦性没食子酸溶液B.管式炉加热前,用试管在④处收集气体并点燃,通过声音判断气体纯度C.结束反应时,先关闭活塞K,再停止加热D.装置Q(启普发生器)也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气解析:选B A项,气体从溶液中逸出易带出水蒸气,所以浓硫酸应放在③中,错误;B项,先通H2以排除空气,加热前应先检验H2的纯度,正确;C项,若先停止通H2,空气有可能重新将W氧化,应先停止加热,再关闭活塞K,错误;D项,MnO2和浓盐酸反应制氯气需要加热,不能用启普发生器制备,错误。15.如图所示的是验证氯气性质的微型实验,a、b、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。已知:2KMnO4+16HCl===2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O。对实验现象的“解释或结论”正确的是( )解析:选D a处变蓝,b处变红棕色只能说明氧化性:Cl2>Br2,Cl2>I2,A项错误;c处先变红,说明氯气与水反应生成了酸性物质,c处后褪色,是由于次氯酸具有漂白性,B项错误;d处立即褪色,说明氯气与水反应生成了酸性物质将氢氧化钠中和掉,C项错误;e处变红色,由于Fe2+被氧化为Fe3+,Fe3+与SCN-反应生成红色溶液,由此可见还原性是Fe2+>Cl-,D项正确。16.现有A、B、C三种气体,A是密度最小的气体,B在通常情况下呈黄绿色,纯净的A可以在B中安静地燃烧生成C。把气体B通入适量石灰乳中可以得到白色浑浊物D。请据此回答下列问题:(1)写出下列各反应的离子方程式:①将气体B通入到水中:_____________________________________________________;②将气体B通入到NaOH溶液中:____________________________________________。(2)把三种气体分别通入酸性硝酸银溶液中,出现白色沉淀的气体是________(用字母表示)。(3)将白色浑浊物D溶于水得到澄清溶液,向该溶液中滴加碳酸钠溶液观察到出现沉淀,发生反应的化学方程式为_____________________________________________________;________________________________________________________________________。解析:A是密度最小的气体,A为氢气;B在通常情况下呈黄绿色,B为氯气;纯净的A可以在B中安静地燃烧生成C,则C为氯化氢。把氯气通入适量石灰乳中可以得到白色浑浊物氯化钙和次氯酸钙的混合物,据此分析可得结论。答案:(1)①Cl2+H2O===H++Cl-+HClO②Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O(2)BC(3)CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaClCa(ClO)2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaClO17.如图所示,一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板a和b分成甲、乙两室。标准状况下,在乙室中充入0.6 mol HCl,甲室中充入NH3、H2的混合气体,静止时活塞位置如图。已知甲、乙两室中气体的质量之差为10.9 g。(1)甲室中气体的物质的量为________mol。(2)甲室中气体的质量为________g。(3)甲室中NH3、H2的物质的量之比为________,质量之比为__________。(4)将隔板a去掉,发生下列反应:HCl(g)+NH3(g)===NH4Cl(s),当HCl与NH3完全反应后,活塞b将位于刻度“________”处(填数字)。解析:(1)由图可知甲、乙两室气体的体积之比为5∶3,故其物质的量之比为5∶3,所以甲室中气体为1.0 mol。(2)HCl气体的质量为0.6 mol×36.5 g·mol-1=21.9 g,NH3、H2的摩尔质量均小于HCl的摩尔质量,则甲室中气体的质量为21.9 g-10.9 g=11.0 g。(3)NH3、H2混合气体的平均摩尔质量为11.0 g·mol-1。设该混合气体中NH3为x mol,H2为y mol,则eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x+y=1,,17x+2y=11,))解得x=0.6,y=0.4,eq \f(nNH3,nH2)=eq \f(3,2),eq \f(mNH3,mH2)=eq \f(3×17,2×2)=eq \f(51,4)。(4)甲室中NH3的物质的量为0.6 mol,恰好等于HCl的物质的量,所以二者恰好完全反应生成NH4Cl固体,剩余H2的物质的量为0.4 mol,所以活塞b将会移至“2”处。答案:(1)1.0 (2)11.0 (3)3∶2 51∶4 (4)218.膨松剂反应产生气体的量是检验膨松剂品质的一项重要指标。某膨松剂中发挥作用的物质为碳酸氢钠。(1)某学校兴趣小组为研究该膨松剂在加热情况下发生的反应和放出的气体的量,设计了以下实验。实验Ⅰ:确定碳酸氢钠所发生的变化将一定质量的固体样品置于试管中,用酒精灯加热,加热足够长时间后试管中仍有固体残留。结合实验现象,请写出加热时试管中所发生反应的化学方程式:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。实验Ⅱ:测定二氧化碳的质量按如图所示连接装置(气密性良好,各装置中的试剂皆为足量)。[资料]a.浓硫酸常用于吸收水蒸气。b.碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。将一定质量的膨松剂样品装入装置B中,测定实验前后装置__________(填装置对应的标号)的质量。其质量差即为样品产生的二氧化碳的质量。加热前,先对已连接好的装置A、B和C通入一段时间的空气,再连接上装置D、E;停止加热后,应继续通入一段时间的空气,这样做的目的是___________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)实验Ⅱ中,若没有装置E,可能会造成测定结果________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。(3)若实验Ⅱ测得二氧化碳的质量为6.6 g,计算生成的二氧化碳的体积(标准状况)。答案:(1)2NaHCO3eq \o(=====,\s\up7(△))Na2CO3+H2O+CO2↑D 加热前防止装置系统内的空气中的CO2干扰,加热后将B中产生的CO2全部赶入D中以达到充分吸收(2)偏大(3)V=n·Vm=eq \f(6.6 g,44 g·mol-1)×22.4 L·mol-1=3.36 L第三章 eq \b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\co1(,,,,,,,)) 铁 金属材料第一节 铁及其化合物第1课时 铁单质及其氧化物新知探究(一) 铁单质的化学性质[学考层级][自学新教材]阅读教材,回答下列问题:1.铁的存在形式(1)人类最早使用的铁,是来自太空的陨铁。铁在自然界中以单质形态存在于陨铁中。铁元素主要以eq \a\vs4\al(+2)价和eq \a\vs4\al(+3)价化合物的形态存在于矿石中。(2)在地壳中铁元素的含量仅次于eq \a\vs4\al(氧)、eq \a\vs4\al(硅)和eq \a\vs4\al(铝),居第eq \a\vs4\al(四)位。铁矿石的主要成分是Fe2O3,丹霞地貌的岩层因含Fe2O3而呈红色。2.铁的应用历史(1)我国在春秋初年就掌握了冶铁技术。战国中期以后,铁制工具在社会生产中发挥了巨大的作用。(2)现代工业炼铁的原理是用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来。化学方程式为3CO+Fe2O3eq \o(=====,\s\up7(高温))2Fe+3CO2。3.铁的单质(1)物理性质常温下,铁为固体,具有良好的延展性和导热性,能导电,但其导电性不如铜和铝,能被磁体吸引。(2)化学性质①铁与氯气、盐酸、硫酸铜溶液的反应②铁与水蒸气的反应高温条件下,某化学实验小组设计如图所示装置。在玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物,加热,并通入水蒸气。用试管收集产生的经过干燥的气体,并靠近火焰点燃。a.实验现象是红热的铁与水蒸气反应,放出气体,这种气体点燃时能燃烧且发出爆鸣声,有关反应的化学方程式是3Fe+4H2O(g) eq \o(=====,\s\up7(高温))Fe3O4+4H2。b.干燥管内可装入的试剂是碱石灰(或无水CaCl2、硅胶等),其作用是吸收水蒸气,使收集的氢气易点燃。c.玻璃管中石棉绒是作为铁粉的载体,增大铁粉与水蒸气的接触面积;实验开始时应先点燃A处酒精灯,实验结束时应先熄灭B处酒精灯。[落实新知能]1.铁的稳定价态铁可失去2个或3个电子而显+2价或+3价,+3 价的铁的化合物较稳定。2.铁的化学性质(1)与非金属反应: 3Fe+2O2eq \o(=====,\s\up7(点燃),\s\do5( ))Fe3O4、2Fe+3Cl2eq \o(=====,\s\up7(△),\s\do5( ))2FeCl3,表现还原性。(2)与水反应:在常温下,在水和空气中的O2、CO2等的共同作用下,Fe易被腐蚀(铁生锈);在高温下,铁能与水蒸气反应生成H2:3Fe+4H2O(g)eq \o(=====,\s\up7(高温),\s\do5( ))Fe3O4+4H2。(3)与酸反应:与非氧化性酸(如稀盐酸、稀H2SO4等)的反应。例如: Fe+2H+ ===Fe2++H2↑。(4)与比铁的活动性弱的金属的盐溶液发生置换反应。例如: Fe+Cu2+===Fe2++Cu。[演练新学考]1.下列金属单质中,能从CuSO4溶液中置换出铜的是( )A.汞 B.银C.钠 D.铁解析:选D 在金属活动性顺序中Cu比Hg、Ag活泼,故Hg、Ag不能从CuSO4溶液中置换出Cu;钠非常活泼,放在CuSO4溶液中先与水反应,不会置换出Cu;只有Fe与CuSO4溶液反应能置换出Cu。2.铁在一定条件下与O2、水蒸气反应的相同产物是( )A.FeO B.Fe2O3C.Fe3O4 D.Fe(OH)3解析:选C Fe在O2中燃烧生成Fe3O4,Fe与水蒸气高温条件下反应生成Fe3O4和H2。3.还原铁粉与水蒸气反应的装置如图所示,下列有关该实验的说法正确的是( )A.反应生成FeOB.湿棉花的主要作用是冷却试管,防止炸裂C.肥皂液的主要作用是检验生成的H2D.铁粉与水蒸气反应后,可立即用磁铁将剩余铁粉分离出来解析:选C 铁与水蒸气反应生成Fe3O4,A错误; 湿棉花的作用是提供水蒸气,做反应物,B错误;使用肥皂液的作用是检验反应中生成的H2,反应一段时间后,有肥皂泡吹起时,用点燃的火柴靠近肥皂泡,当听到爆鸣声时,说明“铁与水蒸气”反应生成了H2,C正确;铁粉与水蒸气反应生成的产物四氧化三铁也可以被磁铁吸引,不能分离出铁,D错误。新知探究(二) 铁的氧化物的性质[学考层级][自学新教材]阅读教材,回答下列问题:观察老师提供的分别存放在试剂瓶中的FeO、Fe3O4、Fe2O3三种固体。(1)分别观察它们固体的颜色,A瓶:黑色,B瓶:黑色,C瓶:红棕色。(2)分别取少量三种固体放入甲、乙、丙三支试管中,先加入适量水,振荡可观察到固体均不溶于水。然后再分别加入适量1 mol·L-1的盐酸,可观察到甲试管中固体溶解,生成浅绿色溶液,乙试管中固体溶解,生成黄绿色溶液,丙试管中固体溶解,生成棕黄色溶液。(3)分别取20.0 g固体放入大小相同的甲、乙、丙三个坩埚中,加热,冷却后分别称量坩埚的质量,其中质量明显有变化的是甲坩埚(填坩埚序号)。[落实新知能]1.铁的三种氧化物比较2.铁的氧化物的转化6FeO+O2eq \o(=====,\s\up7(△),\s\do5( ))2Fe3O4 [演练新学考]1.指南针是我国的四大发明之一,制造指南针的磁性物质是( )A.FeO B.Fe2O3C.Fe3O4 D.Fe解析:选C Fe3O4具有磁性,俗称磁性氧化铁,铁是能被磁化的物质,本身没有磁性。2.下列关于氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁三种氧化物的说法中不正确的是( )A.铁元素的化合价不完全相同B.氧元素的化合价完全相同C.氧化亚铁俗称铁红,为红棕色固体D.铁在氧气中燃烧的产物为黑色固体解析:选C 铁的三种氧化物中,氧元素的化合价完全相同,都为-2价;铁元素的化合价不同,氧化铁中铁为+3价,氧化亚铁中铁为+2价,四氧化三铁中铁为+2价和+3价;氧化铁俗称铁红,是一种红棕色的固体;铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,是一种黑色固体。3.已知铁粉与水蒸气在不同温度下反应,所得黑色固体产物的成分不同,某化学小组的同学为测定该固体产物的组成,称取168 mg纯铁粉,按下列步骤进行实验:①如图所示连接好装置,检查气密性,装入药品;②打开K,加热某装置,一段时间后,再加热另一装置;③反应完成后,关闭K,停止加热,冷却后读取收集到的气体的体积。回答下列问题:(1)实验中先点燃__________处的酒精灯,该操作在将D中的导管伸入量筒中准备收集气体之________ (填“前”或“后”)。(2)写出下列实验操作的目的:①将铁粉和石棉绒混合均匀________________________________________________。②关闭K________________________________________________________________。(3)判断铁粉与水蒸气反应已经完成的现象是_________________________________________________________________________________________________________。(4)有同学认为用D装置测量气体的体积时,伸入量筒中的导管应适当加长,该同学的理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)用改进后的正确装置进行实验,收集到气体的体积为67.2 mL(已换算成标准状况),则固体产物的组成为________。解析:(1)装置中的空气与Fe会发生反应,影响实验测定,因此要先加热A处的酒精灯,用水蒸气排出装置内的空气,以防铁粉受热后与空气反应;因反应后装置内会留有H2,必须将装置内的气体全部收集到量筒中,否则所测气体的体积将偏小,故加热A前要先把D处收集装置安装好,即点燃A处酒精灯在将D中的导管伸入量筒中准备收集气体之后进行。(2)①Fe是固体物质,为增大水蒸气与Fe粉反应的接触面积,可以使用石棉绒,使Fe粉附着在石棉绒上。②反应完成后,关闭K,停止加热,冷却后读取收集到的气体的体积,关闭K目的是防止冷却时,装置内的压强下降过快将空气吸入装置,影响H2体积的测定。(3)铁粉与水蒸气生成黑色产物,与铁粉的颜色不易区分,只能根据反应产生的H2的难溶性,用不再产生气体,即气体的体积不发生变化作为反应完成的标志。(4)该原因是反应是在加热时进行的,产生的氢气在温度高时体积增大,当温度降低时体积减小,若导管太短,冷却时,气体不能回流,导致气体体积偏大;但是若导管太长,导管就不易插入量筒中,反应结束时导管也不易从量筒中取出。(5)n(Fe)=eq \f(0.168 g,56 g·mol-1)=0.003 mol,n(H2)=eq \f(0.067 2 L,22.4 L·mol-1)=0.003 mol,n (Fe)∶n (O)=1∶1,所以根据电子守恒、原子守恒,可得反应的化学方程式为Fe+H2O(g)eq \o(=====,\s\up7(△),\s\do5( ))FeO+H2,则所得固体化学式为FeO。答案:(1)A 后(2)①增大铁粉与水蒸气的接触面积,以便充分反应②防止冷却时,装置内的压强下降过快将空气吸入装置,影响H2体积的测定(3)量筒内液面不再发生变化(4)若导管太短,冷却时,气体不能回流,导致气体体积偏大;若导管太长,导管不易插入量筒中,也不易从量筒中取出(5)FeO新知探究(三) 铁的氧化物的性质[选考层级][难度增一点][典例] 有0.4 g铁的氧化物,用足量的CO在高温下将其还原,把生成的CO2全部通入足量的澄清石灰水中,得到0.75 g 固体沉淀物。这种铁的氧化物的化学式为( )A.FeO B.Fe2O3C.Fe3O4 D.Fe4O5[解析] 可设这种铁的氧化物的化学式为FexOy,则发生的反应为FexOy+yCOeq \o(=====,\s\up7(高温),\s\do5( ))xFe+yCO2,Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O。从而得到FexOy与CaCO3的关系式为FexOy ~ yCaCO356x+16y 100y0.4 g 0.75 geq \f(56x+16y,0.4 g)=eq \f(100y,0.75 g),解得x∶y=2∶3,故这种铁的氧化物的化学式为Fe2O3。[答案] B[知能深一点]铁的氧化物的性质1.Fe3O4是一种纯净物,而不是由FeO和Fe2O3组成的混合物。其组成也可用盐的形式表示为Fe(FeO2)2。2.铁的氧化物都能与铝粉混合发生铝热反应,其通式可以表示为2yAl+3FexOyeq \o(=====,\s\up7(高温),\s\do5( ))yAl2O3+3xFe。3.铁的氧化物与还原剂的反应,可以根据氧原子守恒的思想来解决。即铁中的氧元素都转化成对应的化合物。例如CO→CO2等。[选考难一点]1.准确称取某种铁的氧化物2.88 g,用足量的CO进行还原,将生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收,得到沉淀4 g,则这种铁的氧化物为( )A.Fe3O4 B.Fe2O3C.FeO D.以上都不是解析:选C 4 g沉淀CaCO3的物质的量为0.04 mol,则CO、CO2的物质的量均为0.04 mol,增加的氧原子为0.04 mol,质量为0.04 mol×16 g·mol-1=0.64 g,铁的氧化物中氧原子的质量为0.64 g,铁原子的质量为2.88 g-0.64 g=2.24 g,铁的氧化物中铁原子与氧原子物质的量之比为eq \f(2.24 g,56 g·mol-1)∶eq \f(0.64 g,16 g·mol-1)=1∶1,则铁的化学式为FeO。2.有一铁的氧化物样品,用5 mol·L-1的盐酸140 mL恰好完全溶解,所得溶液还能吸收标准状况下0.56 L Cl2,使Fe2+全部变成Fe3+,则该氧化物可能的化学式为( )A.Fe2O3 B.Fe3O4C.Fe4O3 D.Fe5O7解析:选D HCl的物质的量是0.70 mol,则氧化物中氧原子的物质的量是0.35 mol,氯气是0.025 mol,所以最终溶液中氯化铁的物质的量是(0.70 mol+0.025 mol×2)÷3=0.25 mol,即铁原子的物质的量是0.25 mol,所以铁原子和氧原子的物质的量之比是5∶7。eq \a\vs4\al([课时跟踪训练]) A级—学业水平考试达标练1.铁是一种应用广泛的金属。下列有关铁的说法正确的是( )A.铁与盐酸反应生成氯化铁和氢气B.常温下铁在浓硫酸中钝化C.铁在氧气中燃烧生成物为三氧化二铁D.纯铁(块状)是黑色金属解析:选B 铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,A错误;在常温下铁遇浓硫酸表面被氧化产生一层致密的氧化物保护膜,故在浓硫酸中钝化,B正确;铁在氧气中燃烧生成物为四氧化三铁,C错误;纯铁(块状)是银白色金属,D错误。2.互联网上报道,目前世界上有近20亿人患有缺铁性贫血。这里的“铁”是指( )A.铁元素 B.铁单质C.四氧化三铁 D.三氧化二铁解析:选A 由所学知识可知人体中的铁元素是以化合态形式存在的,这里的铁是指铁元素。3.关于实验室铁和稀盐酸反应的描述正确的是( )A.这是一个置换反应B.反应的化学方程式是2Fe+6HCl===2FeCl3+3H2↑C.实验现象是出现气泡,溶液由无色变为棕黄色D.如果把稀盐酸改为浓盐酸会出现钝化现象解析:选A 铁和稀盐酸反应时有单质铁参加,有单质氢气生成,该反应属于置换反应, A正确;铁和稀盐酸发生置换反应生成氯化亚铁和氢气,反应的化学方程式是Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,B错误;铁和稀盐酸反应的实验现象是固体溶解,有气泡冒出,溶液由无色变为浅绿色, C错误;铁在浓盐酸中不会出现钝化现象, D错误。4.高温时铁与水蒸气能发生反应:3Fe+4H2O(g)eq \o(=====,\s\up7(高温),\s\do5( ))Fe3O4+4H2,该反应属于( )A.置换反应 B.分解反应C.化合反应 D.复分解反应解析:选A 3Fe+4H2O(g)eq \o(=====,\s\up7(高温),\s\do5( ))Fe3O4+4H2是单质与化合物反应产生新的单质和新的化合物,该反应是置换反应。5.下列关于铁的氧化物说法不正确的是( )A.铁的氧化物通常状况下都是有色固体B.四氧化三铁是一种复杂的铁的氧化物,它与盐酸反应后的溶液中同时存在Fe2+和Fe3+C.氧化铁是铁锈的主要成分,因此氧化铁俗称为铁锈D.工业上常使用铁的氧化物做原料冶炼铁解析:选C 铁的氧化物通常状况下都是有色固体,如氧化铁是红棕色,氧化亚铁和四氧化三铁都是黑色的,A正确;四氧化三铁是一种复杂的铁的氧化物,其中eq \f(1,3)是Fe2+、eq \f(2,3)是Fe3+,Fe3O4可看作是由FeO、Fe2O3形成的化合物,它与盐酸反应后的溶液中同时存在Fe2+和Fe3+,B正确;铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O,C错误;工业上常使用铁的氧化物做原料用一氧化碳冶炼铁,D正确。6.关于铁及其化合物的说法错误的是( )A.自然界中只有化合态铁B.铁有三种氧化物C.亚铁离子既有氧化性也有还原性D.氢氧化铁为红褐色沉淀解析:选A 自然界中铁元素主要以化合态形式存在,游离态的铁元素主要存在于陨石中,A项错误;铁元素的常见化合价为+2价、+3价,铁有三种氧化物:FeO、Fe3O4、Fe2O3,B项正确;亚铁离子中铁元素的化合价为+2价,Fe2+既能表现氧化性被还原成Fe,又能表现还原性被氧化成Fe3+,C项正确;Fe(OH)3为红褐色难溶于水的固体,D项正确。7.在加热条件下,用普通铁粉和水蒸气反应可得到铁的氧化物,该氧化物是( )A.FeO B.Fe3O4C.Fe2O3 D.CuO解析:选B 高温下,铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)eq \o(=====,\s\up7(高温),\s\do5( ))Fe3O4+4H2。8.下列反应能生成三价铁的是( )A.铁丝在硫蒸气中燃烧B.铁与硫酸铜溶液反应C.铁在氯气中燃烧D.铁与稀硫酸溶液反应解析:选C 铁丝在硫蒸气中燃烧生成硫化亚铁,生成的是二价铁,故A错误;铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜,生成的是二价铁,故B错误;铁在氯气中燃烧生成氯化铁,生成的是三价铁,故C正确;铁与稀硫酸溶液反应生成硫酸亚铁和氢气,生成的是二价铁,故D错误。9.Fe与水蒸气反应实验装置如图所示。(1)装置A的作用是_________________________________________________________。(2)B中反应的化学方程式为_______________________________________________。(3)C的作用是除杂,使用的试剂是_________________________________________。(4)在D处玻璃管口点燃生成的气体前,必须对该气体进行________。解析:(1)主体反应中,反应物铁放在装置B的直形玻璃管中,则装置A持续提供水蒸气。(2)加热时,铁与水蒸气反应生成四氧化三铁,则B中的反应为3Fe+4H2O(g)eq \o(=====,\s\up7(高温),\s\do5( ))Fe3O4+4H2。(3)主体反应生成的氢气中混有未反应的水蒸气,则C的作用是干燥氢气,可使用碱石灰或P2O5等。(4)在D处玻璃管口点燃生成的氢气之前,必须检验其纯度。答案:(1)持续提供水蒸气(2)3Fe+4H2O(g)eq \o(=====,\s\up7(高温),\s\do5( ))Fe3O4+4H2(3)碱石灰(或P2O5等) (4)验纯10.有A、B、C三种常见的金属单质,A在空气中燃烧生成淡黄色固体;B也能在空气中剧烈燃烧,发出耀眼的白光;C在一定条件下与水蒸气反应生成H2和一种黑色固体。根据以上信息回答下列问题:(1)写出化学式:A________;B________;C________。(2)写出化学方程式。①A在空气中燃烧_________________________________________________________;②A与水反应____________________________________________________________。解析:淡黄色固体是过氧化钠,故A是钠;B能在空气中剧烈燃烧,发出耀眼的白光,故B是镁;C在一定条件下与水蒸气反应生成H2和一种黑色固体,故C是铁。答案:(1)Na Mg Fe(2)①2Na+O2eq \o(=====,\s\up7(△),\s\do5( ))Na2O2②2Na+2H2O===2NaOH+H2↑B级—选考等级考试增分练1.将11.5 g钠、28 g铁分别放入20 mL 1 mol·L-1的盐酸中,结果正确的是( )A.钠与盐酸反应比铁剧烈,产生的气体多B.铁与盐酸反应比钠剧烈C.铁与盐酸反应产生的气体多D.反应结束时产生的气体一样多解析:选A 反应的剧烈程度由金属活泼性决定,即钠比铁剧烈,钠、铁物质的量依次为0.5 mol、0.5 mol,盐酸物质的量均为0.02 mol。可见,铁与盐酸反应时过量,生成H2为0.01 mol。而钠先与酸反应,后与水反应,共生成H2 0.25 mol。2.在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应,可以得到铁的氧化物。该氧化物又可以经过此反应的逆反应生成颗粒很细的铁粉。这种铁粉俗称“引火铁”。请分别用图中示意的两套装置制取上述铁的氧化物和“引火铁”。(装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去)请填写下列空白:(1)①试管A中应加入的试剂是________。②需要加热的装置是________,当实验结束时应该先熄灭________处的酒精灯。③试管D中收集得到的是____________,C的作用是____________。(2)①G中应加入的试剂是________。②试管E中发生反应的化学方程式是_________________________________________。解析:(1)①根据题干信息可知A中发生的反应为铁在高温下和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)eq \o(=====,\s\up7(高温),\s\do5( ))Fe3O4+4H2,试管A是铁与水蒸气反应的装置,故在A中装的应该是铁粉。②反应需要在高温下进行,则A装置需要加热。又因为需要提供水蒸气,所以B装置还需要加热,当实验结束时应该先熄灭A处的酒精灯,在水蒸气的氛围中冷却。③在反应过程中要生成氢气,氢气不溶于水,所以D是用来收集氢气的,为了防止向试管中通入水蒸气使试管骤冷,引起水的倒流从而在试管和收集气体的试管中间加上了烧瓶,保证实验安全,即C为安全瓶,起防止倒吸的作用。(2)①装置I是用来制取氢气的装置,由于使用的是稀盐酸来制取氢气,所以在产生氢气的同时可能带出部分水蒸气和氯化氢气体,故在U形管中加入固体来干燥气体,吸收氯化氢和水蒸气,所以G中应加入的试剂是碱石灰。②依据装置和实验目的分析,试管E中发生的反应是氢气还原四氧化三铁的反应,反应的化学方程式是Fe3O4+4H2eq \o(=====,\s\up7(高温),\s\do5( ))3Fe+4H2O。答案:(1)①铁粉 ②AB A ③H2 防倒吸(2)①碱石灰 ②Fe3O4+4H2eq \o(=====,\s\up7(高温),\s\do5( ))3Fe+4H2O3.铁是人类目前使用最多的金属,可以形成多种氧化物。某实验小组欲利用氢气还原法测定某铁的氧化物(FexOy)的组成,根据实验内容回答下列问题:(1)按各部分仪器在该实验中的作用分析:装置E中盛放的药品是________,作用是________________________________________________________________________。(2)实验装置用上面所列仪器组成,按氢气流向的连接顺序是(填入接口字母)a→________________________________________________________________________。(3)实验前,将该铁的氧化物放在坩埚内低温烘焙,这样做的目的是________________________________________________________________________,若缺少此步骤,会导致x∶y________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。(4)称取烘焙后样品3.04 g,与氢气充分反应后生成水0.9 g,则该样品的组成为________。解析:(1)(2)根据装置图可判断实验原理是利用氢气还原氧化物来测定其组成。由于盐酸易挥发,生成的氢气中含有氯化氢气体,因此需要除去氯化氢,且进入装置C的氢气必需是干燥的,同时还必须防止空气中的水蒸气和CO2影响实验,因此连接顺序为aihgfde(ed)bc(cb)j,则装置E是用来除去氯化氢的,其中盛放的药品是蒸馏水(或NaOH溶液)。(3)由于样品中可能含有水蒸气,因此实验前,将该铁的氧化物放在坩埚内低温烘焙的目的是除去样品中的水蒸气,防止U形管产生额外的增重。若缺少此步骤,生成的水质量增加,即氧原子的个数会增加,从而会导致x∶y偏小。(4)称取烘焙后样品3.04 g,与氢气充分反应后生成水0.9 g,则样品中氧原子的物质的量为eq \f(0.9 g,18 g·mol-1)=0.05 mol,质量是0.05 mol×16 g·mol-1=0.8 g,所以铁的质量是3.04 g-0.8 g=2.24 g,铁的物质的量是eq \f(2.24 g,56 g·mol-1)=0.04 mol,即铁和氧的个数之比是0.04∶0.05=4∶5,则该样品的组成为Fe4O5(或2FeO·Fe2O3)。答案:(1)蒸馏水(或NaOH溶液) 除去H2中混有的HCl(2)ihgfde(ed)bc(cb)j(3)除去样品中的水蒸气,防止U形管产生额外的增重 偏小(4)Fe4O5(或2FeO·Fe2O3)第2课时 铁的氢氧化物 铁盐和亚铁盐新知探究(一) 铁的氢氧化物的制备[学考层级][自学新教材]阅读教材,回答下列问题:1.如图所示,在两支试管里分别加入少量的FeCl3溶液和新制FeSO4溶液,然后各滴入NaOH溶液,观察并记录现象。(1)FeCl3溶液呈黄色,向FeCl3溶液中滴加NaOH溶液,现象为产生红褐色沉淀,反应的离子方程式为Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓。(2)FeSO4溶液呈浅绿色,向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液,立即生成白色沉淀,离子方程式为Fe2++2OH-=== Fe(OH)2↓,然后生成的白色沉淀迅速变成灰绿色,过一段时间后,最终变成了红褐色。变成红褐色的原因是白色的Fe(OH)2被空气中的氧气氧化成了红褐色的Fe(OH)3,化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3。(3)将甲、乙两试管中的固体分别取出放入烧杯中,分别加入足量的稀盐酸,观察到的现象均为固体溶解,烧杯中得到黄色溶液,离子方程式为Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O。2.如图是某同学用不含Fe3+的FeSO4 溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备Fe(OH)2白色沉淀的方案。(1)除去蒸馏水中溶解的O2常采用煮沸的方法。(2)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长胶头滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液(如图)。这样操作的理由是避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化。[落实新知能]1.铁的氢氧化物的制备和性质2.制备Fe(OH)2的注意事项(1)Fe2+必须是新制的,并放入Fe粉,以防Fe2+被氧化成Fe3+。(2)除去溶液中溶解的O2,其方法是加热煮沸NaOH溶液。(3)长胶头滴管末端插入试管内溶液的液面以下。(4)在FeSO4溶液液面上加植物油或苯进行液封。(5)在容器内充满H2等气体,保证无O2环境。[演练新学考]1.下列实验只能制备氢氧化铁沉淀的是( )A.将氧化铁和水直接加热B.将水蒸气通过炽热铁粉C.氧化铁先用盐酸溶解再加烧碱溶液D.饱和氯化铁溶液逐滴滴入沸水中解析:选C A项,氧化铁不溶于水,不能与水反应生成氢氧化铁;B项,水蒸气能与炽热铁粉反应生成四氧化三铁和氢气;C项,氧化铁先用盐酸溶解生成氯化铁和水,再加烧碱溶液得到氢氧化铁沉淀;D项,饱和的氯化铁溶液逐滴滴入沸水中,可制备氢氧化铁胶体。2.在如图装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。在试管Ⅰ里加入稀H2SO4和铁屑,在试管Ⅱ里加入NaOH溶液,打开止水夹,塞紧塞子,检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度。当排出的H2纯净时,再_______________(填操作步骤),这样一段时间后试管Ⅱ中制得的Fe(OH)2 沉淀能较长时间保持白色,其理由是______________________________________________________________________________________________。解析:在题图装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备Fe(OH)2。在试管Ⅰ里加入稀H2SO4和铁屑,Fe与稀硫酸反应产生氢气和FeSO4,反应产生的氢气通过导管进入试管Ⅱ里,将NaOH溶液及溶液上部空间的空气排出,使NaOH溶液周围充满了氢气,当排出的H2纯净时,再夹紧止水夹,试管Ⅰ中反应产生的氢气使Ⅰ中气体压强增大,将FeSO4溶液压入试管Ⅱ中,发生反应:FeSO4+2NaOH===Fe(OH)2↓+Na2SO4,由于试管Ⅰ和试管Ⅱ整个装置中都充满了H2,且外界空气不容易进入装置内,所以制得的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色。答案:夹紧止水夹 试管Ⅰ和试管Ⅱ充满了H2,且外界空气不容易进入新知探究(二) Fe2+、Fe3+的检验和相互转化[学考层级][自学新教材]阅读教材,回答下列问题:1.在试管甲和试管乙中分别加入少量FeCl2溶液和FeCl3溶液,各滴入几滴KSCN溶液,观察现象。试管甲中无明显现象,试管乙中溶液显红色。然后向试管甲中加入氯水,发现溶液显红色。2.在盛有少量FeCl3溶液的丙试管中,滴入几滴KSCN溶液,观察现象,再加入少量Fe粉,充分振荡后,观察现象。取上层清液,加入几滴双氧水,观察现象。[落实新知能]1.Fe3+的检验方法2.Fe2+的检验方法3.Fe2+和Fe3+的相互转化(1)Fe3+→Fe2+铁盐遇到还原剂(I-、Fe、Cu)可被还原成亚铁盐。如2Fe3++2I-===2Fe2++I2、2Fe3++Fe===3Fe2+。(2)Fe2+→Fe3+Fe2+具有还原性,与强氧化剂(Cl2、O2、H2O2等)能实现这种转化。如4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3、2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-、2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O。(3)铁三角①2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-②2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+③Fe+2H+===Fe2++H2↑④FeO+Ceq \o(=====,\s\up7(△))Fe+CO↑⑤2Fe+3Cl2eq \o(=====,\s\up7(△))2FeCl3⑥Fe2O3+3COeq \o(=====,\s\up7(高温))2Fe+3CO2[演练新学考]1.为除去FeCl2溶液中含有的少量的FeCl3杂质,可选用的最佳药品是( )A.滴入KSCN溶液 B.通入氯气C.加入铜粉 D.加入铁粉解析:选D 三价铁具有氧化性,可加入铁粉发生氧化还原反应生成二价亚铁离子:2Fe3++Fe===3Fe2+,除杂过程中也没有引进新的杂质离子。2.下列物质能将Fe2+转化为Fe3+的有( )①新制氯水 ②锌 ③过氧化氢 ④铜 ⑤铁A.①②③ B.②④⑤C.①③ D.①②③④解析:选C Fe2+转化为Fe3+,化合,价升高被氧化,加入氧化剂即可。3.为了检验硫酸亚铁溶液是否变质,可以向溶液中加入( )A.KSCN溶液 B.NaOH溶液C.石蕊溶液 D.铁片解析:选A 亚铁离子易被氧化成三价铁离子,检验三价铁可加入KSCN溶液,溶液变成红色。4.在氯化铁、氯化铜和盐酸的混合溶液中加入铁粉,待反应结束后,所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引,则反应后溶液中存在较多的阳离子是( )A.Cu2+ B.Fe3+C.Fe2+ D.H+解析:选C 剩余固体能被磁铁吸引,说明有铁剩余。铁具有还原性,而Cu2+、Fe3+、Fe2+、H+都具有氧化性。则能够与铁反应的离子Cu2+、Fe3+以及H+不能大量存在,其中Fe被氧化成Fe2+,而Cu2+、Fe3+、H+三种离子被还原成Cu、Fe2+、H2,所以溶液中Fe2+最多。Fe与Fe2+相互间不反应。5.摩尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]是一种重要的化工原料,用途广泛。几位同学进行了如下实验以检验摩尔盐溶液中的NHeq \o\al(+,4)、Fe2+、SOeq \o\al(2-,4)。已知:NHeq \o\al(+,4)+OH-eq \o(=====,\s\up7(△))NH3↑+H2O,NH3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。完成下列填空:(1)甲同学向试样溶液中加入足量的Ba(OH)2溶液,微热,逸出可使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体以检验NHeq \o\al(+,4),同时生成白色沉淀,随即沉淀变为灰绿色,最后为________色,用足量________溶液处理沉淀物,沉淀部分溶解以检验Fe2+、SOeq \o\al(2-,4)。(2)乙同学提出检验Fe2+的方法:先向试样溶液中滴加KSCN溶液,溶液呈无色,再加___________试剂,溶液呈红色,则说明含有Fe2+。但实际操作中,乙同学向试样溶液中加入KSCN后,发现溶液变成浅红色,原因是________________________________________________________________________________________________________________。解析:(1)摩尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]中含有NHeq \o\al(+,4),加入足量的Ba(OH)2溶液,微热,逸出NH3:NHeq \o\al(+,4)+OH-eq \o(=====,\s\up7(△))NH3↑+H2O,NH3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝;溶液中的Fe2+与OH-反应先生成白色沉淀:Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓,沉淀迅速变成灰绿色,直至红褐色:4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3;溶液中的SOeq \o\al(2-,4)与Ba2+形成不溶于酸的沉淀:Ba2++SOeq \o\al(2-,4)===BaSO4↓;用足量盐酸溶液处理沉淀物,沉淀部分溶解以检验Fe2+、SOeq \o\al(2-,4),因是检验SOeq \o\al(2-,4),所以不选用硫酸。(2)先向试样溶液中滴加KSCN溶液,溶液呈无色,再加双氧水或氯水等氧化剂,溶液呈红色,则说明含有Fe2+。乙同学向试样溶液中加入KSCN溶液后,发现溶液变成浅红色,说明摩尔盐中Fe2+部分被空气中的氧气氧化:4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O。答案:(1)红褐 盐酸(2)H2O2或Cl2 摩尔盐中Fe2+部分被氧化 新知探究(三) Fe2+、Fe3+的相互转化[选考层级][难度增一点][典例] 将铁粉、铜粉、FeCl3溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反应(假定容器不参与反应)。试判断下列情况下,溶液中存在的金属离子和金属单质。(1)若铁粉有剩余,则容器中不可能有的离子是________;铜单质________(填“一定”或“可能”)存在。(2)若氯化铁和氯化铜都有剩余,则容器中不可能有的单质是________,Fe2+________(填“一定”或“可能”)存在。[解析] 本题涉及的反应有:①Fe+2FeCl3===3FeCl2②Fe+CuCl2===Cu+FeCl2③Cu+2FeCl3===2FeCl2+CuCl2(1)若铁粉有剩余,则容器中不可能有Fe3+、Cu2+,因为它们能发生上述①②反应,一定有铜单质。(2)若FeCl3和CuCl2都有剩余,则容器中一定没有Fe、Cu,一定有Fe2+。[答案] (1)Fe3+、Cu2+ 一定 (2)Fe、Cu 一定[知能深一点]在氧化还原反应中,氧化剂与不同还原剂反应时,应先与还原性强的反应;同样,还原剂与不同氧化剂反应时,也应先与氧化性强的反应,即遵循“先强后弱”的规律。如典例,氧化性:Fe3+>Cu2+,还原性:Fe>Cu,所以与氧化剂反应时,Fe优先,与还原剂反应时,Fe3+优先。 [选考难一点]1.要证明某溶液中不含Fe3+,而含有Fe2+,进行如下实验操作时最佳顺序为( )①加入少量氯水 ②加入少量KMnO4溶液③加入少量KSCN溶液A.①③ B.③②C.③① D.①②③解析:选C 首先向待检测溶液中加入少量KSCN溶液,无现象说明不含Fe3+;再加入少量氯水后,溶液变红色,说明生成了Fe3+,则原溶液含有Fe2+。因为KMnO4溶液显紫色,因此不用。2.将铜片放入0.1 mol·L-1FeCl3溶液中,反应一定时间后取出铜片,溶液中c(Fe3+)∶c(Fe2+)=2∶3,则溶液中Cu2+与Fe3+的物质的量之比为( )A.3∶2 B.3∶5C.3∶4 D.4∶3解析:选C 反应的离子方程式为2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,根据反应的离子方程式计算。设生成x mol Fe2+,2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+2 2 1x x eq \f(1,2)x反应后c(Fe3+)∶c(Fe2+)=2∶3,则n(Fe3+)=eq \f(2,3)n(Fe2+)=eq \f(2x,3) mol,由化学方程式可知生成的Cu2+的物质的量为eq \f(1,2)x mol,所以反应后的溶液中n(Cu2+)∶n(Fe3+)=eq \f(1,2)x mol∶eq \f(2,3)x mol=3∶4。新知探究(四) 以亚铁化合物的制备为载体的综合实验[选考层级][难度增一点][典例] 乳酸亚铁晶体{[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O,Mr=288}可由乳酸与FeCO3反应制得,它易溶于水,是一种很好的补铁剂。Ⅰ.制备碳酸亚铁(装置如图所示)(1)仪器A的名称是______________。(2)实验操作如下:关闭活塞2,打开活塞1、3,加入适量稀硫酸反应一段时间,其目的是________________________________________________________________________;然后关闭活塞1,接下来的操作是____________________________________________;装置C中发生反应的离子方程式为___________________________________________。Ⅱ.制备乳酸亚铁向纯净的FeCO3固体中加入足量乳酸溶液,在75 ℃下搅拌使之充分反应。(3)为防止乳酸亚铁变质,在上述体系中还应加入____________。(4)为证明乳酸亚铁中含有Fe2+,选择的检验试剂为______________________。[解析] (1)A为分液漏斗。(2)碎铁中加入稀硫酸,生成氢气,排尽装置中的空气,可以防止生成的Fe2+被氧气氧化,排除空气后,在C中生成FeCO3,需要将B中的压强增大,使B中生成的Fe2+通过导管压到C装置中,操作为关闭活塞3,打开活塞2;在C中生成FeCO3,原料为Fe2+和HCOeq \o\al(-,3),根据电荷守恒可以写出化学方程式。(3)Fe2+容易被氧气氧化,可以加入铁粉,使生成的Fe3+和Fe反应生成Fe2+。(4)检验Fe2+先加KSCN溶液不变色,再加氯水将可能存在的Fe2+氧化成Fe3+,再观察是否有红色出现。[答案] (1)分液漏斗(2)排尽装置内的空气,防止Fe2+被氧化 关闭活塞3,打开活塞2 Fe2++2HCOeq \o\al(-,3)===FeCO3↓+CO2↑+H2O(3)适量铁粉 (4)KSCN溶液与新制氯水[知能深一点]亚铁化合物的制备要点(1)亚铁离子溶液要现用现配。配制时,要减少或者防止容器中氧气的存在,防止亚铁离子被氧化。(2)在容器内创设无氧气的环境,可以通过产生氢气等气体赶净装置内的空气,后期还要防止亚铁化合物被氧化。(3)亚铁化合物的制备往往与实验创新相联系。对此类题目的完美解答,要注意创新的实验方法,同时借助于对基础知识的扎实掌握及对有关实验原理和仪器的熟知,同时需要学生有大胆的开拓和创新精神。[选考难一点]铁及其化合物在日常生产生活中用途广泛。利用FeSO4制备还原铁粉的工业流程如图:实验室中可用FeSO4(用铁粉和稀硫酸反应制得)和NH4HCO3溶液在如下装置模拟上述流程中的“转化”环节。(1)装置B中盛放的药品是________。(2)实验过程中,欲将生成的FeSO4溶液和NH4HCO3溶液混合制FeCO3沉淀,操作方法是________________________________________________________________________。FeSO4溶液要现用现配制的原因是____________________________________________。 (3)干燥过程的主要目的是脱去产物FeCO3中的游离水,该过程中会有少量FeCO3在空气中被氧化为FeOOH,该反应的化学方程式为______________________________________,取干燥后的FeCO3样品24.98 g,与炭混合后焙烧,最终得到还原铁粉12.32 g,计算样品中FeCO3的质量分数________%(计算结果取整数)。解析:A(分液漏斗)中盛放的是稀硫酸,B中盛放的是铁粉,C中盛放的是NH4HCO3溶液,开始打开分液漏斗上口玻璃塞,打开活塞1,活塞3,关闭活塞2,反应进行到装置中的空气排尽,关闭活塞3,打开活塞2,B中生成的硫酸亚铁溶液被压入C中与碳酸氢铵溶液反应,生成沉淀,经过过滤,洗涤,干燥,焙烧得还原铁粉。(1)A和B装置是用来制取硫酸亚铁的,铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气。(2)实验过程中,待D处的氢气纯净后,关闭活塞3,打开活塞2,可将B中生成的FeSO4溶液和C中的NH4HCO3溶液混合, 由于亚铁盐具有强还原性容易被空气中的氧气氧化,所以最好现配现用。(3)由于铁的化合价发生了变化,确定反应物为FeCO3、O2、H2O,产物为FeOOH、CO2,写出方程式4FeCO3+O2+2H2O===4FeOOH+4CO2;利用关系式法计算FeCO3的质量分数。FeCO3 ~ Fe FeOOH ~ Fe 116 56 89 56m(FeCO3) m(FeOOH) 根据已知得:m(FeCO3)+m(FeOOH)=24.98 g;eq \f(56mFeCO3,116)+eq \f(56mFeOOH,89)=12.32 g;两个等式联立可得出m(FeCO3)=23.2 g,m(FeOOH)=1.78 g,样品中FeCO3的质量分数=eq \f(23.2 g,24.98 g)×100%≈93%。答案:(1)铁粉(2)待D处的氢气纯净后,关闭活塞3,打开活塞2 亚铁离子易被氧化(3)4FeCO3+O2+2H2O===4FeOOH+4CO2 93eq \a\vs4\al([课时跟踪训练]) A级—学业水平考试达标练1.检验Fe3+通常选用KSCN溶液,现象是溶液变为( )A.黄色 B.蓝色C.红色 D.浅绿色解析:选C 检验Fe3+的方法,首选KSCN溶液,反应灵敏,现象明显。注意描述的正确现象是溶液变为红色,注意不要说成产生红色沉淀。2.苹果汁饮料中含有Fe2+,鲜榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色,榨汁时加入维生素C可有效防止这种现象发生,说明维生素C具有( )A.氧化性 B.还原性C.碱性 D.酸性解析:选B 在空气中,O2能够把Fe2+氧化为Fe3+;而加入维生素C可以有效防止氧化,说明被氧化的是维生素C而不是Fe2+,此时维生素C表现了还原性。3.实验室中为了妥善保存硫酸亚铁溶液常加入少量的( )A.镁粉 B.锌粉C.铁片 D.铜片解析:选C A项,镁粉与硫酸亚铁反应生成硫酸镁和铁;B项,锌粉与硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁;C项,硫酸亚铁易被氧化为硫酸铁,为防止亚铁离子被氧化,实验室中为了妥善保存硫酸亚铁溶液常加入少量的铁片;D项,铜片与硫酸铁反应生成硫酸亚铁和硫酸铜,会引入新杂质。4.FeCl3、CuCl2混合溶液中加入铁粉,充分反应后仍有固体存在,则下列判断不正确的是( )A.加入 KSCN溶液一定不变红色B.溶液中一定含有Fe3+C.溶液中可能含Cu2+D.剩余固体中一定有铜解析:选B Fe3+的氧化性强于Cu2+,加入铁粉,根据氧化还原反应中先强后弱规律,反应先后顺序为Fe+2Fe3+===3Fe2+、Fe+Cu2+===Fe2++Cu或者Cu+2Fe3+===2Fe2++Cu2+。因为有固体存在,该固体可能是Fe、Cu的混合物,也可能是Cu,无论哪种情况,得出溶液中一定不含有Fe3+,因此加入KSCN溶液后,溶液不变红,故A说法正确,B说法错误;如果铁粉与Cu2+反应,铁粉不足,溶液中有Cu2+,固体为Cu单质,也符合题意,故C说法正确;根据上述分析,剩余固体中一定含有铜,故D说法正确。5.把含有氧化铁的铁片投入足量的稀盐酸中,直到铁片完全溶解,经分析该溶液中无Fe3+,且生成的Fe2+与反应生成的H2的物质的量之比为3∶1,则原混合物中Fe2O3与Fe的物质的量之比为( )A.4∶1 B.3∶1C.2∶5 D.1∶1解析:选C 设原混合物中含有Fe、 Fe2O3的物质的量分别是x、y,则Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2Oy 2y2FeCl3+Fe===3FeCl22y y 3yFe+2HCl===FeCl2+H2↑x-y x-y x-y则[3y+(x-y)]∶(x-y)=3∶1,y∶x=2∶5。6.某工厂的废渣中混有少量的锌粉和氧化铜(其他成分不跟酸反应),跟大量废盐酸接触形成污水,产生公害。若向污水中撒入铁粉且反应后铁粉有剩余,此时污水中一定含有的金属离子是( )A.Fe2+、Cu2+ B.Zn2+、Fe2+C.Cu2+、 H+ D.Zn2+ 、H+解析:选B 当少量的氧化铜和锌粉混合后,氧化铜与锌都可以与盐酸反应生成氯化锌和氯化铜,且因为铁的活动性比铜强,所以可以置换出溶液中的铜而生成氯化亚铁,且铁粉过量,则一定不含有氯化铜;由于铁的活动性比锌弱,所以不会置换出锌,溶液中一定含有的溶质是ZnCl2、FeCl2,则污水中一定含有的金属离子是Zn2+、Fe2+。7.下列描述中不正确的是( )A.FeSO4 可用于防止食品氧化变质,延长食品的保质期B.Fe2O3为红棕色粉末,生活中常用作颜料C.向Fe2(SO4)3 溶液中加入足量的铁粉,充分反应后,滴加KSCN溶液,溶液马上变成红色D.铁和水蒸气反应,生成紫黑色的Fe3O4解析:选C Fe2+具有还原性,能被其他氧化剂氧化,从而防止食品氧化变质,使食品保质期延长, A正确;Fe2O3是一种红棕色粉末,俗称铁红,常用作红色油漆和涂料, B正确;向Fe2(SO4)3溶液中加入足量铁粉,则溶液中Fe3+全部转化成Fe2+,Fe2+不与KSCN溶液反应,溶液不会变成红色, C错误;铁和水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)高温,Fe3O4+4H2,则生成紫黑色的Fe3O4, D正确。8.向34.4 g Fe、FeO、Fe2O3的混合物中,加入500 mL2 mol·L-1 的盐酸,恰好使混合物完全溶解,生成气体在标准状况下的体积为2.24 L,在所得溶液中加入KSCN溶液后,溶液不变色。则原混合物中铁元素的总质量为( )A.22.4 g B.28.0 gC.32.0 g D.33.6 g解析:选B 用盐酸溶解后,得到的产物加KSCN溶液,无红色出现,说明得到的产物是氯化亚铁,即混合物中的铁元素全在氯化亚铁中,盐酸的物质的量为2 mol·L-1×0.5 L=1 mol,根据氯原子守恒,则n(Fe)=n(FeCl2)=eq \f(1,2)n(HCl)=0.5 mol,m(Fe)=0.5 mol×56 g·mol-1=28.0 g。9.某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题:(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1 mol·L-1 的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是___________________________________。(2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2 mL FeCl2 溶液中先加入0.5 mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是________________________________________________________________________。解析:(1)铁和氯化铁反应生成氯化亚铁,在FeCl2溶液中需加入少量铁屑发生反应:2Fe3++Fe===3Fe2+,其目的是防止氯化亚铁被氧化。(2)氯气具有氧化性,能把氯化亚铁氧化为氯化铁,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。(3)煤油不溶于水,密度比水小,分层后可以隔离溶液与空气接触,排除氧气对实验的影响。答案:(1)防止Fe2+被氧化(2)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)B级—选考等级考试增分练1.某铁的氧化物(FexO) 1.52 g溶于足量盐酸中,向所得溶液中通入标准状况下112 mL Cl2,恰好将Fe2+完全氧化。下列说法正确的是( )A.FexO溶于足量盐酸后只生成了FeCl3和H2OB.标准状况下112 mL Cl2的物质的量是5 molC.x=0.8D.通入Cl2后,发生反应的离子方程式:Fe2++Cl2===Fe3++2Cl-解析:选C 某铁的氧化物(FexO)1.52 g溶于足量盐酸中,再通入氯气,将Fe2+完全氧化生成Fe3+,所以FexO溶于HCl有FeCl2生成, A错误;标准状况下,氯气的物质的量是eq \f(0.112 L,22.4 L·mol-1)=0.005 mol, B错误; FexO中Fe的平均化合价为eq \f(+2,x),被氧化为Fe3+,根据电子守恒可知,转移的电子数和Cl2转移的电子数相等。标准状况下112 mL Cl2转移电子数为0.005 mol×2=0.01 mol,则有eq \f(1.52 g,56x+16g·mol-1)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3-\f(2,x)))×x=0.01 mol,解得x=0.8, C正确;通入Cl2后,发生反应的离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,D错误。2.向氧化铁、氧化铜、铁、铜的混合粉末中加入过量的稀盐酸,充分反应后,仍有红色粉末存在,则关于溶液中阳离子的判断正确的是( )A.只有Fe2+和Cu2+B.一定有Fe2+、Cu2+,可能有Fe3+C.一定有Fe2+,可能有Cu2+D.只有Fe2+解析:选C 根据剩余的固体为红色可知,剩余的固体中含有铜,所以溶液中一定没有Fe3+,一定含有Fe2+,但Cu2+不能确定。3.绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁,在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对某绿矾样品进行了如下探究,请回答下列有关问题:(1)在试管中加入少量该绿矾样品,加水溶解,分别滴加稀硫酸和KSCN溶液,溶液颜色无明显变化,由此得出的结论是________________________________。若向试管中继续通入空气,观察到溶液逐渐变红,说明溶液中的Fe2+转化为________。(2)为测定绿矾中结晶水含量,将石英玻璃管(带两端开关K1和K2)(设为装置A)称重,记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为 m2 g。按图示连接好装置进行实验。①仪器B的名称是________;B中可加入下列试剂中的________(填标号)。a.Al2O3 b.Ca(OH)2 c.CuSO4 d.NaCl②打开K1和K2,缓缓通入N2,点燃酒精灯,加热,接下来的实验操作步骤正确排序是________(填标号)。a.熄灭酒精灯 b.关闭K1和K2c.称量A d.冷却到室温解析:(1)滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化,可知样品中没有Fe3+,但亚铁离子不稳定,易被空气中氧气氧化生成铁离子,最终溶液变红色。(2)①B为球形干燥管,作用是防止外界空气中的水蒸气进入实验装置并吸收反应排出的水蒸气,Al2O3、Ca(OH)2、NaCl 均不能吸收水蒸气,CuSO4能够与水蒸气反应生成水合硫酸铜。②实验时,为避免亚铁被氧化,应先通入氮气,排出装置中的水蒸气和氧气,点燃酒精灯,加热,充分反应后,熄灭酒精灯,冷却后关闭开关,称量固体质量的变化,正确的实验顺序为adbc。答案:(1)Fe2+没有氧化生成Fe3+(或“亚铁盐没有被氧化”一类的答案) Fe3+ (2)①球形干燥管 c ②adbc第二节 金属材料第1课时 铁合金 新知探究(一) 合金的性质[学考层级][自学新教材]阅读教材,回答下列问题:1.合金的组成合金是指由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。2.合金与纯金属的区别(1)大多数金属在自然界中以化合态形式存在。金属的通性:电和热的良导体,一般具有很好的延展性,有金属光泽。(2)合金一般具有优良的物理、化学或机械性能,合金的硬度及机械加工性能一般高于各成分金属;合金的熔点一般低于各成分金属。[落实新知能]1.由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。部分合金里既有金属也有非金属。通常情况下认为合金是混合物,没有固定的熔点。2.合金具有许多优良的物理、化学和机械性能,在许多方面不同于各成分金属,不是简单加合;但在化学性质上,一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。3.并非所有的金属都能形成合金,两种金属形成合金,其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化,若一种金属的熔点高于另一金属的沸点,则二者不能形成合金。4.大多数合金的硬度比它的各成分金属的大,大多数合金的熔点也比它的各成分金属的低。[演练新学考]1.合金材料在生活中有广泛应用。下列物质不属于合金的是( )A.不锈钢 B.水银C.钢 D.生铁解析:选B 合金是两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合形成的具有金属特性的物质。钢是含碳量0.03%~2%的铁合金;不锈钢是另加铬、镍元素的特种钢;生铁是含碳量2%~4.3%的铁合金;水银是金属汞的俗名,是纯金属,不是合金。2.下列关于合金的叙述正确的是( )①具有金属的特性 ②通过熔合而成 ③含有两种或两种以上金属或金属与非金属 ④一般来说,合金的熔点比各成分的熔点低A.①② B.③④C.②③④ D.全部解析:选D 合金一般是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质,其熔点一般低于成分金属,硬度高于成分金属。3.合金相对于纯金属制成的金属材料来说优点是( )①合金的硬度一般比它的各成分金属的大 ②一般合金的熔点比它各成分金属的更低 ③改变原料的配比,改变生成合金的条件,可得到具有不同性能的合金 ④合金比纯金属的导电性更强 ⑤合金比纯金属的应用范围更广泛A.①②③⑤ B.②③④C.①②④ D.①②④⑤解析:选A 合金一般比各成分金属熔点低、硬度大,具有更好的机械加工性能,故应用范围更广泛。但合金的导电性却不一定比纯金属更强,比如铝合金的导电性比纯铝要差。4.载人航天器在升空和着落时,为了防止航天器与大气摩擦产生高温而燃烧,应选用某种特殊材料覆盖在航天器的表面,这种材料应该具有的性质是( )A.良好的导电性B.高温下能分解,吸收热量C.密度大,能增大飞船的惯性D.硬度大,机械性能好解析:选B 航天器表面覆盖着某种特殊材料,该材料是为了防止航天器与大气摩擦产生高温而起火燃烧,故航天器外表的材料应该符合强度高、质量轻、高温下能分解挥发、吸收热量等优异性能。新知探究(二) 铁合金[学考层级][自学新教材]阅读教材,回答下列问题:如图是生活中常见的不锈钢果盘和碳素钢钢管。1.不锈钢和碳素钢都属于合金吗?都属于铁合金吗?答案:二者都属于合金,都属于铁合金。2.应用物质的分类方法,完成下面的填空:3.生铁和钢性质上为何不同?二者含碳量上有何差别?答案:生铁的硬度大,脆性大,钢柔韧性强,延展性好。其中钢是使用量最大、用途最广的合金。生铁的含碳量为2%~4.3%;钢的含碳量为0.03%~2%。[落实新知能]1.铁合金的分类(1)按铁合金中主元素分类,主要有硅、锰、铬、钒、钛、钨、钼等铁合金。(2)按铁合金中含碳量分类,有高碳、中碳、低碳、微碳、超微碳等品种。(3)按生产方法分类,有高炉铁合金、电炉铁合金、炉外法(金属热法)铁合金等。2.合金钢合金钢也称为特种钢,是在碳素钢里适量地加入一种或几种合金元素,使钢具有各种特殊的性能。不锈钢是最常见的一种合金钢,它的合金元素主要是铬和镍。对于合金钢来说,一般含碳量越低,韧性越好,硬度越低;反之含碳量越高,韧性越差,硬度越高。3.常见的钢的类型[演练新学考]1.生铁的熔点是1 100℃~1 200 ℃,则可推断纯铁的熔点是( )A.1 085 ℃ B.1 160 ℃C.1 200 ℃ D.1 535 ℃解析:选D 合金的熔点低于成分金属的熔点。生铁为合金,熔点是1 100 ℃~1 200 ℃,铁的熔点应高于1 200 ℃,D正确。2.铁和铁合金是生活中常见的材料,下列说法正确的是( )A.纯铁和铁合金都能导电、传热B.纯铁的熔点低于铁合金C.纯铁的硬度和强度都高于铁合金D.纯铁与盐酸反应,铁合金不与盐酸反应解析:选A 纯铁和铁合金都能与盐酸反应,都能导电、传热、有延展性;但铁合金的熔点低于铁的熔点,其硬度和强度都高于纯铁。3.铁和不锈钢(铁合金)都是生活中常见的材料,下列说法中不正确的是( )A.铁和不锈钢都能与盐酸反应B.铁是纯净物,不锈钢是混合物C.铁和不锈钢都只含有金属元素D.不锈钢比铁更耐腐蚀解析:选C 铁和不锈钢(铁合金)都能与盐酸反应;不锈钢含有碳、硅等非金属,属于混合物;不锈钢的抗腐蚀性能比铁好。4.下列关于铁和铁合金的有关说法错误的是( )A.工业上用一氧化碳将铁矿石中的铁还原出来B.不锈钢抗腐蚀性能好,长期使用绝对不会生锈C.制造铁轨、船舶、桥梁的碳素钢是铁和碳的合金D.使用铁锅烧饭菜能为人体提供微量的铁元素解析:选B 一氧化碳具有还原性,可以将铁矿石中的铁还原出来;在相同条件和环境中,不锈钢较碳素钢而言不易生锈;碳素钢是铁和碳的合金;铁是人体需要的微量元素,使用铁锅烧饭菜能为人体提供微量的铁元素。5.下列有关铁和铁合金的说法错误的是( )A.生铁比铁软B.铁有良好的导热性C.钢是铁的合金D.铁在潮湿的空气中容易生锈解析:选A 合金的硬度一般大于各成分金属,生铁比铁的硬度大。6.除去粉末状的铜铁合金中的铁,得到比较纯净的铜,下列试剂或方法中最适合的是( )A.磁铁 B.稀硫酸C.硫酸铜溶液 D.放在氧气中灼烧解析:选B 铜铁合金是铁和铜熔合而成的具有金属特性的物质,不是简单的混合,不能用磁铁吸引的物理方法分离;铁与稀硫酸反应而溶解,铜与稀硫酸不反应;铁和硫酸铜反应生成的铜附着在合金的表面,阻止反应进行,除杂不彻底;铜和铁在氧气中灼烧都能发生反应。7.不锈钢通常不与酸、碱、盐反应,是因为加入了( )A.Ni和Cr B.Ni和AuC.Cr和 Au D.Cr和Pt解析:选A 不锈钢中Ni、Cr元素的加入使其具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性。新知探究(三) 与合金相关的化学反应的计算[选考层级][难度增一点][典例] 11.2 g某种铁合金样品(只含两种成分)与足量的稀硫酸充分反应后,生成0.44 g氢气,则该铁合金中所含的另一种成分可能是( )A.铜 B.铝C.锌 D.碳[解析] 产生氢气的物质的量=eq \f(0.44 g,2 g·mol-1)=0.22 mol,产生1 mol氢气时需铁合金的质量=eq \f(11.2 g,0.22)≈50.9 g,由Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑可知,产生1 mol氢气时需铁的质量=56 g,因为50.9 g<56 g,另一金属产生1 mol氢气的质量应小于50.9 g,产生1 mol氢气时需铝的质量=18 g,产生1 mol氢气时需锌的质量=65 g,铜、碳不能与稀硫酸反应产生氢气。[答案] B[知能深一点]涉及合金的化学反应的计算题解题要点(1)抓住关键反应,确定能和酸或其他物质反应的金属成分。(2)记住计算口诀:足量金属等量酸,产生氢气一样多;等量金属足量酸,产生氢气铝最多。(3)应用计算技巧:当金属与酸反应时,产生氢气的质量=eq \f(金属的质量,金属的相对原子质量)×化合价。[选考难一点]1.一块质量为4 g的合金,与足量的盐酸反应完全后生成氢气0.2 g,则该合金可能是( )A.铁镁 B.铁铜C.铁锌 D.镁铝解析:选A 假设金属和酸反应后都生成+2价,n(H2)=eq \f(0.2 g,2 g·mol-1)=0.1 mol,+2价金属和酸反应生成氢气时,金属和氢气的物质的量相等,则合金eq \x\to(M)=eq \f(4 g,0.1 mol)=40 g·mol-1,Al换算为+2价时其摩尔质量为18 g·mol-1,和稀盐酸不反应的金属其摩尔质量无穷大,两种金属一种摩尔质量大于40 g·mol-1,一种小于40 g·mol-1即可。Fe的摩尔质量为56 g·mol-1,Mg的摩尔质量为24 g·mol-1,符合条件,故A正确;Fe的摩尔质量为56 g·mol-1,Cu不与稀盐酸反应生成氢气,故可看作摩尔质量无穷大,都大于40 g·mol-1,不符合条件,故B错误;Fe的摩尔质量为56 g·mol-1,Zn的摩尔质量为65 g·mol-1,都大于40 g·mol-1,不符合条件,故C错误;Mg的摩尔质量是24 g·mol-1、Al(+2)的摩尔质量是18 g·mol-1,都小于40 g·mol-1,不符合条件,故D错误。2.某化学兴趣小组为探究某镁铝合金的组成,取15 g该镁铝合金的样品加入到足量稀硫酸中,充分反应后产生标准状况下15.68 L的H2,则该合金中Al的质量分数为( )A.28% B.36%C.64% D.72%解析:选B 设该合金样品中Mg、Al的物质的量分别为x mol、y mol,则24x+27y=15 ①。根据Mg+H2SO4===MgSO4+H2↑、2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑,可知x+eq \f(3,2)y=eq \f(15.68,22.4) ②,联立①、②,解得x=0.4,y=0.2。则合金中Al的质量分数为eq \f(0.2 mol×27 g·mol-1,15 g)×100%=36%。eq \a\vs4\al([课时跟踪训练]) A级—学业水平考试达标练1.合金的应用极大地促进了人类社会的发展。下列不属于合金的是( )解析:选B 合金是由两种或两种以上金属或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的物质,据此解答。狗头兽首铜像属于合金;柔性显示屏(基础材料:石墨烯)不属于合金;流通硬币属于合金;潜水器外壳(钛、铝等)属于合金。2.某班就“使用金属材料的利与弊”为题进行小组辩论,甲方的观点是使用金属材料有利,下列甲方观点不科学的是( )A.金属材料大多有延展性,可以加工成各种形状B.金属材料大多有美丽的光泽C.废弃的金属不会造成土壤污染和水污染D.金属材料大多数可以回收再利用解析:选C 金属材料一般具有延展性,所以可以对金属材料进行加工锻打,以便成为需要的形状,故A正确;金属材料一般具有金属光泽,如铜为红色、金为黄色等,故B正确;金属材料废弃后有可能污染土壤和水源,例如干电池中的汞,故C错误;金属材料废弃后绝大部分能够回收和再利用,这是保护金属资源常用的方式,故D正确。3.纯铁的熔点为1 535 ℃,而高炉炼铁时生铁(含碳量较高的铁合金)在1 200 ℃左右就熔化了,这是因为( )A.铁的纯度越高熔点越低B.合金的熔点比其各成分金属的熔点高C.生铁是铁碳合金,熔点比纯铁低D.生铁在高炉中熔化时发生了化学反应解析:选C 合金的熔点一般低于其成分金属的熔点,生铁的熔点比纯铁低是因为生铁是铁碳合金,C项正确。4.有关合金的说法正确的是( )A.生铁比纯铁熔点高B.钢比纯铁硬C.合金不具有导热性D.合金都不含非金属元素解析:选B 多数合金的熔点比组成它的成分金属熔点低,纯铁的熔点比生铁的高,故A错误;合金的硬度一般比各成分金属大,钢比纯铁硬,故B正确;合金是具有金属特性的物质,合金具有导热性,故C错误;合金可以是金属与金属或金属与非金属的混合物,不一定全部由金属组成,例如生铁属于合金,其中含有碳和硅等,故D错误。5.合金是一类用途广泛的金属材料,下列关于合金的说法正确的是( )A.钢是铁的一种合金B.通常合金的硬度比不上纯净的金属C.合金是两种金属熔合而成的具有金属特性的物质D.一般地说,合金的熔点比它的各成分金属的熔点都高解析:选A 通常合金的硬度比纯净的金属硬度大,B错误;合金是两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的物质,C错误; 一般地说,合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低,D错误。6.目前世界上用量最大、用途最广的合金是( )A.铁合金 B.铝合金C.铜合金 D.钛合金解析:选A 目前世界上用量最大的合金是铁合金即钢材。7.铁和生铁(铁合金)都是生活中常见的材料,下列说法中正确的是( )A.铁与盐酸反应,生铁不与盐酸反应B.铁和生铁都是金属单质C.铁和生铁都能导电,都是电解质D.生铁的熔点比铁的熔点低解析:选D 铁和生铁(铁合金)都能与盐酸反应;铁和生铁都能导电、传热、有延展性,但它们都不是化合物,都不是电解质;生铁中含有碳等非金属,属于混合物(合金不是金属单质)。8.下列物质属于铁合金的是( )A.铁水 B.氧化铁C.钢 D.赤铁矿解析:选C 钢是铁的合金;铁水属于液态的铁单质,赤铁矿是以氧化铁为主要成分的混合物,它们都不属于合金。9.关于钢铁说法错误的是( )A.属于合金B.硬度比纯铁大C.目前消耗最多的金属材料D.人类最早使用的金属材料解析:选D 钢铁中含有铁和碳,属于合金,故A正确;合金硬度一般大于成分金属,所以钢铁的硬度大于纯铁,故B正确;钢铁是生活中用的最多的合金,故C正确;人类最早使用的金属材料为铜合金,故D错误。10.合金有许多特点,如Na-K合金为液体,而Na和K的单质均为固体。据此,试推测:生铁、纯铁、碳三种物质中,熔点最低的是( )A.纯铁 B.生铁C.碳 D.无法确定解析:选B 一般来说,合金的性质并不是各成分金属(或非金属)性质的“平均值”。合金的性能在许多方面优于各成分金属(或非金属)。例如,合金的硬度一般比它的各成分金属的大,多数合金的熔点一般比它的各成分金属的低。生铁是铁碳合金,其熔点要低于纯铁和碳。11.下列各项比较中正确的是( )A.熔点:金属钠<钠钾合金B.导电性:银<铜C.硬度:硬铝<铝D.延展性:生铁<纯金解析:选D 合金的熔点一般低于其成分金属,钠的熔点高于钠钾合金;银的导电性强于铜;合金的硬度一般大于其成分金属,硬铝的硬度大于铝;金的延展性比生铁强,金箔是金的一种常用应用。12.铜和铁是应用很广泛的金属材料,可形成多种合金。给下列合金找对应关系,用单线连接起来:答案:B级—选考等级考试增分练1.将10 g铁碳合金放入氧气中高温灼烧,反应后的气体通入过量石灰水中得到沉淀1.4 g。则此铁碳合金是( )A.生铁 B.高碳钢C.中碳钢 D.低碳钢解析:选B 铁碳合金中碳的物质的量=eq \f(1.4 g,100 g·mol-1)=0.014 mol,碳的质量=0.014 mol×12 g·mol-1=0.168 g,铁碳合金中碳的质量分数=eq \f(0.168 g,10 g)×100%=1.68%,属于高碳钢。2.历史上金、银、铜主要是作为货币金属或装饰品被应用。(1)金、银、铜常被作为钱币流通,从化学角度来看,主要是利用它们的________(填标号)。A.硬度适中B.密度适中C.在自然界里都可得到纯净的单质D.不活泼性(2)试样X由氧化亚铁和氧化铜组成,取质量相等的两份试样,按如图所示进行实验:请写出步骤③中所发生的全部反应的离子方程式:________________________________________________________________________。若全部的溶液Y和全部的粉末Z充分反应后,生成的不溶物W的质量是m,则每份试样X中氧化铜的质量为__________(用m表示)。解析:(1)金、银、铜都属于不活泼金属,易加工,因此,在历史上都曾经用作货币。(2)试样与过量盐酸反应所得溶液Y为FeCl2、CuCl2混合溶液,粉末Z为Fe、Cu混合物,将Y和Z混合,发生反应:Fe+Cu2+===Fe2++Cu,Fe+2H+===Fe2++H2↑,由生成的溶液呈强酸性且溶液中不含Cu2+表明,不溶物W全部是金属铜,每份试样中氧化铜的质量为m×eq \f(80,64)×eq \f(1,2)=eq \f(5,8)m。答案:(1)D(2)Fe+Cu2+===Fe2++Cu,Fe+2H+===Fe2++H2↑ eq \f(5,8)m3.将一块质量为8.5 g的铁合金放入锥形瓶中,再向锥形瓶中加入稀硫酸,恰好使铁合金中的铁完全反应(碳不溶于稀硫酸,铁合金中其他元素含量很低,可忽略不计),测得生成氢气的质量为0.3 g。请回答:(1)8.5 g的铁合金中铁的质量是________。(2)反应后所得溶液的溶质质量是________。(3)生铁和钢都是铁的合金,请根据表中含碳量判断这8.5 g 铁合金属于_________(填“生铁”或“钢”)。解析:(1)由Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑可知,铁合金中铁的质量=eq \f(0.3 g,2 g·mol-1)×56 g·mol-1=8.4 g。(2)生成硫酸亚铁的质量=eq \f(0.3 g,2 g·mol-1)×152 g·mol-1=22.8 g。(3)铁合金中碳的质量分数=eq \f(8.5 g-8.4 g,8.5 g)×100%≈1.2%<2%,该铁合金属于钢。答案:(1)8.4 g (2)22.8 g (3)钢第2课时 铝和铝合金 新型合金 新知探究(一) 铝和氧化铝的性质[学考层级][自学新教材]阅读教材,回答下列问题:1.(1)观察如图实验,试管中开始无明显现象,一会儿产生气泡,铝片溶解,点燃的木条放在试管口时发出爆鸣声,说明铝和表面的氧化铝都能和盐酸反应,化学方程式分别为2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑ 和Al2O3+6HCl===2AlCl3+3H2O。(2)金属铝位于金属活动顺序的前面,但不易被腐蚀的原因是Al较活泼,能与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化物薄膜,保护内层金属不被腐蚀。(3)已知Al2O3的熔点为2 050 ℃,按如图实验可以观察到铝箔熔化,失去光泽,熔化的铝不能滴落,原因是发生反应4Al+3O2eq \o(=====,\s\up7(△),\s\do5( ))2Al2O3,生成的Al2O3包在铝的外面,使液态铝不能滴落。2.(1)观察如图实验,放入打磨过的铝片的试管中立即产生气泡;而放入未打磨铝片的试管中开始无明显现象,一段时间后才产生气泡,铝片溶解,点燃的木条放在两支试管口时均发出爆鸣声,说明铝和表面的氧化铝都能和NaOH溶液反应,离子方程式分别为2Al+2OH-+2H2O===2AlOeq \o\al(-,2)+3H2↑和 Al2O3+2OH-===2AlOeq \o\al(-,2)+H2O。(2)根据上述性质,铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放显酸性、碱性的食物,原因是酸、碱能侵蚀铝的保护膜,Al和Al2O3均能与酸、碱反应。[落实新知能]铝及其氧化物的主要化学性质①2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑②4Al+3O2eq \o(=====,\s\up7(点燃))2Al2O3③2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑④Al2O3+6HCl===2AlCl3+3H2O⑤Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O[演练新学考]1.下列有关厨房铝制品的使用中,你认为合理的是( )A.盛放食醋 B.烧煮开水C.用金属丝擦洗表面的污垢 D.用碱水洗涤解析:选B 食醋中含有的醋酸呈酸性,能与铝发生反应而腐蚀;C中用金属丝擦洗时会破坏铝表面覆盖的氧化铝层,使铝裸露在外继续被腐蚀;而用碱水洗涤也同样不行,因为铝能跟碱反应而被腐蚀。2.除去镁粉中的少量铝粉,可选用( )A.硫酸 B.氢氧化钠溶液 C.水 D.盐酸解析:选B 铝与NaOH溶液反应而镁不与NaOH溶液反应,可以除去。3.下列说法正确的是( )A.Al2O3难溶于水,不跟水反应,所以它不是Al(OH)3对应的氧化物B.因为Al2O3是金属氧化物,所以它是碱性氧化物C.Al2O3能跟所有的酸碱溶液反应D.Al2O3能跟强的酸碱溶液反应解析:选D Al2O3虽然难溶于水,但是2Al(OH)3eq \o(=====,\s\up7(△),\s\do5( ))Al2O3+3H2O,Al2O3和Al(OH)3中Al的化合价相同,所以Al2O3是Al(OH)3对应的氧化物,A错误;金属氧化物不一定是碱性氧化物,Al2O3是两性氧化物,能与强酸、强碱反应,B、C错误,D正确。新知探究(二) 铝合金 新型合金[学考层级][自学新教材]阅读教材,回答下列问题:1.镁铝合金质优体轻,坚硬、美观、又不易锈蚀,大量用于航空工业、造船工业等领域,也是日用化工生活中新型建筑装潢材料,主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。(1)下列铝合金的性质与其用于国产C919飞机外壳无关的是A。A.导电性 B.密度小C.抗腐蚀性强 D.硬度大(2)“嫦娥”探月、“神八”与“天宫一号”的成功对接,标志着中国的航空铝材处于世界领先行列。铝合金是一种混合物,它比纯铝的熔点低、硬度大,铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼的原因是铝是活泼的金属,在熔融状态下易与空气中的氧气发生氧化还原反应。镁铝合金耐腐蚀,但能被烧碱(NaOH)腐蚀,相关的化学方程式为Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O 和2Al+2H2O+2NaOH===2NaAlO2+3H2↑。(3)硬铝中含有Cu 4%、Mg 0.5%、Mn 0.5%、Si 0.7%,有较强的抗腐蚀能力,但是能被稀盐酸腐蚀,相关反应的离子方程式有MgO+2H+===Mg2++H2O、Mg+2H+=== Mg2++H2↑、Al2O3+6H+===2Al3++3H2O、2Al+6H+===2Al3++3H2↑。2.钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”,它们具有很多优良的性能,如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、耐腐蚀等,尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”,可以用于制造航天飞机,用来制造人造骨,用于家庭装修,做钛合金装饰门等。3.氢能是未来理想能源之一,储氢合金有望能解决氢的储存难题。储氢合金一般能够大量吸收_H2_并与之结合成金属氢化物,同时稍稍加热又容易分解,室温下吸、放氢_的速率快。储氢合金还可以用于提纯和回收氢气,它可将氢气提纯到很高的纯度。例如,采用储氢合金,可以以很低的成本获得纯度高于 99.999 9 %的超纯氢。[演练新学考]1.据报道,某核潜艇上的核反应堆使用了液态铝钠合金作载热介质,有关说法不恰当的是( )A.铝钠合金的熔点低于铝的熔点B.若将铝钠合金投入一定量水中可得到无色澄清溶液,则合金中n(Al)≤n(Na)C.将m g不同组成的铝钠合金分别投入足量盐酸中,若放出H2越多,则合金中铝的质量分数越小D.将铝钠合金投入足量CuCl2溶液中,肯定有Cu(OH)2沉淀生成,也可能有铜析出解析:选C 合金的熔点低于成分金属的熔点,所以铝钠合金的熔点低于铝的熔点, A正确;铝钠合金若投入一定量的水中可得无色溶液,说明钠和水反应生成的氢氧化钠足以将金属铝溶解,根据2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,则n(Al)≤n(Na),B正确;根据金属钠和金属铝与酸反应生成氢气量的关系:2Al~3H2,2Na~H2,等质量的金属钠和金属铝,金属Al产生的氢气量多,所以放出的H2越多,则铝的质量分数越大,C错误;铝钠合金投入足量氯化铜溶液中,钠和水反应生成的氢氧化钠可以和氯化铜反应生成氢氧化铜沉淀,金属铝也可能会置换出金属铜,D正确。2.某合金与铁的物理性质的比较如表所示,还知该合金耐腐蚀、强度大,从以上性能看,该合金不适合做( )A.导线 B.门窗框C.炉具 D.飞机外壳解析:选A 根据表中数据可知该合金的熔点高、硬度大,密度小于铁,导电性差,因此该合金不适合做导线。3.制取合金常用的方法是将两种或多种金属(或金属与非金属)加热到某一温度,使其全部熔化,再冷却得到合金。根据表中数据判断(其他条件均满足),下列合金不易采取这种方法制取的是( )A.Fe-Al合金 B.Na-Al合金C.Na-Fe合金 D.Mg-Al合金解析:选C 要形成合金,必须满足各成分都要有共同的液态温度范围,即合金中一种金属的熔点要高于另一种金属的熔点而低于它的沸点,这样才能熔合在一起。当铁熔化时,钠已变为气态,所以铁和钠用加热熔化的方法不能形成合金。新知探究(三) 铝与盐酸和氢氧化钠溶液反应中的定量关系[选考层级][难度增一点][典例] 等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中,各加等质量的铝,生成氢气的体积比为3∶4,则甲、乙两烧杯中的反应情况可能是( )A.甲、乙中都是铝过量B.甲中铝过量,乙中碱过量C.甲中酸过量,乙中铝过量D.甲、乙中都是铝不足[解析] 若Al与盐酸和NaOH溶液反应消耗Al的质量相同,则反应放出H2的体积相等。实际放出H2的体积比为3∶4,证明盐酸消耗Al少,而NaOH溶液消耗铝多,由反应2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑,2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑可知:由于盐酸和NaOH的物质的量相等,铝与盐酸反应,铝过量,铝与NaOH溶液反应,铝不足。[答案] B[知能深一点]铝与盐酸或氢氧化钠溶液反应中4种“量”的关系(1)等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,消耗盐酸和氢氧化钠的物质的量之比为3∶1。(2)等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生H2的体积比为1∶1。(3)足量的铝分别与等物质的量浓度、等体积的盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生H2的体积比为1∶3。(4)特殊情况分析:若产生的氢气的体积比:eq \f(1,3) Fe3+,D项正确。12.下列有关金属的说法正确的是( )A.生铁与钢的区别在于生铁含碳杂质,而钢不含碳B.铜在自然界中的含量高,所以铜是人类最早使用的金属C.黑色金属材料包括铁、铬、锰及其化合物D.青铜是中国历史上使用最早的合金解析:选D A项,生铁与钢的区别在于生铁含碳量较高,而钢中含碳量较低,错误;B项,铜是人类最早使用的金属,是因为容易冶炼,错误;C项,黑色金属材料包括铁、铬、锰及其合金,错误。13.已知下述三个实验均能发生化学反应:下列判断正确的是( )A.实验①中铁钉只作还原剂B.实验②中Fe2+既显氧化性又显还原性C.实验③中发生的是置换反应D.上述实验证明氧化性:Fe3+>Fe2+>Cu2+解析:选A 实验①中铁钉作还原剂,氧化性:Cu2+>Fe2+;实验②中Fe2+只表现还原性;实验③中反应为2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2,不是置换反应,分析可知,氧化性:Fe3+>Cu2+。综上可知氧化性:Fe3+>Cu2+>Fe2+,故A正确,B、C、D错误。14.如图所示的实验操作,能达到相应目的的是( )A.用图1装置配制100 mL 0.1 mol·L-1硫酸B.用图2所示装置可萃取碘水中的碘C.用图3所示装置可制备氢氧化亚铁D.用图4所示装置可吸收HCl气体解析:选C 不能在容量瓶中稀释浓硫酸,应在烧杯中稀释,冷却后转移到容量瓶中定容,选项A错误;乙醇与水互溶,则不能萃取,选项B错误;苯可隔绝空气,NaOH与硫酸亚铁反应生成氢氧化亚铁,则图中装置可制备氢氧化亚铁,选项C正确; HCl极易溶于水,导管在液面下,可发生倒吸,选项D错误。15.下列各反应属于图中阴影部分所示关系的是( )A.CO2与Na2CO3溶液B.碳在氧气中燃烧C.氯气与氯化亚铁溶液D.铜与氯化铁溶液解析:选C 图中阴影部分所示为既属于化合反应,又属于离子反应,也属于氧化还原反应。CO2与Na2CO3溶液反应属于复分解反应、离子反应、非氧化还原反应,选项A不符合; 碳在氧气中燃烧属于化合反应、非离子反应、氧化还原反应,选项B不符合;氯气与氯化亚铁溶液反应属于化合反应、离子反应、氧化还原反应,选项C符合; 铜与氯化铁溶液反应不属于化合反应,属于离子反应、氧化还原反应,选项D不符合。16.如图是铁与水蒸气反应的实验装置。 在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒(石棉绒是耐高温材料,与水、铁不反应)的混合物,加热,并通入水蒸气,就可以完成高温下铁与水蒸气反应的实验。(1)该实验反应的化学方程式为Fe+H2O(g)eq \o(=====,\s\up7(高温))Fe3O4+H2(请配平)。(2)仪器a的名称是________________。(3)某同学为了研究一定时间内铁粉的转化率,设计了如下实验:准确称量一定质量的铁粉进行反应,测量反应后生成气体的体积,计算铁粉的转化率。①该同学应该先点燃________(填“A”或“B”)处的酒精灯(或酒精喷灯)。测量气体体积不可以选用下列________(填“甲”“乙”或“丙”)装置。②称取5.6 g铁粉与适量石棉绒混合,然后加热反应一段时间。若测出的气体体积在标准状况下为0.448 L,则铁粉的转化率为________。eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(转化率=\f(已消耗的量,起始的量)×100%))(4)将硬质玻璃管中反应后的固体混合物全部取出置于烧杯中,加入足量的盐酸溶解并过滤,为探究反应后溶液中可能存在的阳离子,小林同学进行下列实验,请你将表格补充完整:解析:(1)根据氧化还原反应得失电子守恒配平化学方程式:3Fe+4H2O(g)eq \o(=====,\s\up7(高温))Fe3O4+4H2。(3)①实验开始,应先点燃A处酒精灯生成水蒸气,然后再点燃B处酒精喷灯使Fe与水蒸气反应。测量气体体积选用排水量气法,甲装置错误。②根据化学方程式得关系式:3Fe~4H2,n(H2)=eq \f(0.448 L,22.4 L·mol-1)=0.02 mol,则反应的铁的物质的量:n(Fe)=eq \f(3,4)×0.02 mol=0.015 mol,铁粉的转化率=eq \f(0.015 mol×56 g·mol-1,5.6 g)×100%=15%。(4)Ⅰ中溶液不变红色,说明无Fe3+,所以一定发生反应②:Fe+2Fe3+===3Fe2+;Ⅱ中一开始无明显现象,只能是发生反应:H++OH-===H2O,H+反应完全后,Fe2+与OH-反应生成白色沉淀Fe(OH)2,迅速变为灰绿色,最后变为红褐色沉淀Fe(OH)3。综上所述,反应后的溶液中阳离子为H+、Fe2+。答案:(1)3 4 1 4 (2)球形干燥管(3)①A 甲 ②15%(4)Ⅰ.Fe+2Fe3+===3Fe2+Ⅱ.白 红褐 OH-+H+===H2OⅢ.H+、Fe2+17.某学习小组的同学对氯气与铁的反应及产物进行了如图探究:(1)装置的连接顺序为a→____→____→____→____→b→c→f。(2)硬质玻璃管与收集器之间没有用导管连接,这样做的优点是___________________。(3)反应一段时间,熄灭酒精灯,冷却后,将收集器及硬质玻璃管中的物质快速转移至锥形瓶中,加入过量的稀盐酸和少许植物油(反应过程中不振荡),充分反应后,进行如图实验:试剂X中溶质的化学式为____________;固体产物的成分可能为________(填字母)。A.Fe和FeCl3 B.FeCl2和FeCl3C.Fe、FeCl2和FeCl3 D.Fe和FeCl2(4)加入少许植物油的作用是________________________________________________,加入新制氯水后溶液红色加深的原因:______________________________________________________________________________________________(用离子方程式表示)。(5)现有一含FeCl2和FeCl3混合物的样品,用离子交换法测得n(Fe)∶n(Cl)=1∶2.1,则该样品中FeCl3的物质的量分数为__________。(计算结果保留两位有效数字)解析:(1)浓硫酸具有吸水性能作氯气干燥剂,碱石灰具有碱性而吸收氯气,饱和食盐水吸收氯化氢而抑制氯气溶解,装置排列顺序为气体的制取→洗气→干燥→氯气和铁的反应→尾气处理,所以装置连接顺序为a→g→h→d→e→b→c→f。 (2)Fe在氯气中燃烧生成棕褐色烟,冷却易生成固体,导管口较细,易堵塞,所以硬质玻璃管与收集器之间没有用导管连接。(3)Fe3+用KSCN溶液检验,Fe3+和KSCN反应使溶液呈红色,所以试剂X为KSCN溶液;固体和氯气反应时可能没有完全反应,导致Fe和稀盐酸、氯化铁反应生成氯化亚铁,固体中成分为Fe和FeCl3,A选项正确。(4)Fe2+不稳定而易被氧化,所以植物油的作用是隔绝空气防止Fe2+被氧化;Fe2+被氯气氧化生成Fe3+,从而增大Fe3+浓度,Fe3+、SCN-反应生成Fe(SCN)3,溶液颜色加深,离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。 (5)设FeCl2和FeCl3的混合物的样品中FeCl2的物质的量为x,FeCl3的物质的量为y,则(x+y)∶(2x+3y)=1∶2.1,得到x∶y=9∶1,则氯化铁的物质的量分数=eq \f(1,9+1)×100%=10%。答案:(1)g h d e (2)防止堵塞 (3)KSCN A(4)隔绝空气,防止Fe2+被氧化 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- (5)0.10或10%18.合金是建造航空母舰的主体材料。(1)航母升降机可由铝合金制造。①工业炼铝的原料由铝土矿提取而得,提取过程中通入的气体为________。②AlMg合金焊接前用NaOH溶液处理Al2O3膜,其化学方程式为_________________。焊接过程中使用的保护气为________(填化学式)。(2)航母舰体材料为合金钢。航母用钢可由低硅生铁冶炼而成,则在炼铁过程中为降低硅含量需加入的物质为________。(3)航母螺旋桨主要用铜合金制造。为分析某铜合金的成分,用酸将其完全溶解后,用NaOH溶液调节pH,当pH=3.4时开始出现沉淀,分别在pH为7.0、8.0时过滤沉淀。结合题图信息推断该合金中除铜外一定含有________。解析:(1)①铝土矿的主要成分是氧化铝,提取铝的过程是氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠,再向溶液中通入二氧化碳,生成氢氧化铝沉淀,加热使沉淀分解可得到氧化铝,最后电解得到铝。②镁能与氧气、二氧化碳、氮气等气体发生反应,所以焊接时必须使用Ar等稀有气体作保护气。(2)在炼铁时加入氧化钙或碳酸钙,以降低硅含量。(3)由图可知在pH为3.4时开始沉淀,故溶液中有Al3+,没有Fe3+,而Fe2+和Ni2+在pH为7.0~8.0之间均已开始沉淀,若溶解合金的酸过量,假设合金中含有Fe,则溶解后Fe转化为Fe3+,而不是Fe2+,因此合金中不可能含有Fe,一定含有Al和Ni。答案:(1)①CO2②Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O Ar(2)CaCO3或CaO (3)Al、NiB卷—选考等级考试检测1.《新修本草》是我国古代中药学著作之一,记载药物844种,其中有关于“青矾”的描述:“绛矾,本来绿色,新出窟未见风者,正如瑠璃…烧之赤色…”据此推测,“青矾”的主要成分为( )A.CuSO4·5H2O B.FeSO4·7H2OC.KAl(SO4)2·12H2O D.Fe2(SO4)3·9H2O解析:选B “青矾”的描述为“本来绿色,新出窟未见风者,正如瑠璃…烧之赤色…”,青矾是绿色,经煅烧后,分解成粒度非常细而活性又很强的Fe2O3超细粉末为红色。CuSO4·5H2O为蓝色晶体, FeSO4·7H2O是绿色晶体, KAl(SO4)2·12H2O是无色晶体,Fe2(SO4)3·9H2O为黄色晶体,所以判断“青矾”的主要成分为FeSO4·7H2O。2.下列关于金属的叙述中正确的是( )A.所有的金属都是固态的B.金属具有导电性、导热性和延展性C.金属元素在自然界中都是以化合态存在的D.活泼的金属或较活泼的金属能与酸反应,但不能与碱反应解析:选B 金属汞是液态;特别不活泼的金属像金、铂在自然界中以游离态存在,绝大多数金属是以化合态存在;铝、锌等可以与碱溶液反应。3.下列金属用途和有关性质的对应关系错误的是( )解析:选C A项,金做成金箔,说明有延展性,正确;B项,生活用铁锅,利用其导热性,正确;C项,铁回收银,利用其还原性,错误;D项,铜能做印刷电路,说明其有导电性,正确。4.铁粉可与高温水蒸气反应,若反应后得到的干燥固体质量比反应前铁粉的质量增加了32 g,则参加反应的铁粉的物质的量是( )A.0.5 mol B.1 molC.1.5 mol D.2 mol解析:选C 3Fe+4H2O(g)eq \o(=====,\s\up7(高温),\s\do5( ))Fe3O4+4H2 Δm 3 mol 64 g n(Fe) 32 geq \f(3 mol,nFe)=eq \f(64 g,32 g),解得n(Fe)=1.5 mol。5.向10.4 g Fe3O4、Fe2O3、Fe的混合物中加入1 mol·L-1的硫酸溶液140 mL时,固体恰好完全溶解,所得溶液中不含Fe3+,若用过量的H2在高温下还原相同质量的原混合物,固体减少的质量为( )A.1.12 g B.2.24 gC.3.24 g D.6.42 g解析:选B 由题意可知,加入1 mol·L-1的硫酸溶液140 mL时,溶液中的溶质只有FeSO4,根据FeSO4中阴阳离子的个数比可知,铁元素的物质的量是0.14 mol,即原混合物中的铁元素为0.14 mol,用过量的H2在高温下还原相同质量的原混合物,实质是H与O结合生成水,相当于原混合物中有0.14 mol的FeO,固体减少的质量即为O元素的质量,所以是0.14 mol×16 g·mol-1=2.24 g。6.现代建筑的门窗框架常用电解加工成的古铜色硬铝制造。取硬铝样品进行如图所示的实验(各步试剂均过量):样品eq \o(――→,\s\up7(盐酸))eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(气体,溶液,不溶物\o(――→,\s\up7(浓NaOH溶液))\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(气体,溶液,不溶物))))由此可推知,硬铝的组成可能为(提示:Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑;Na2SiO3易溶于水,Si与HCl不反应)( )A.Al、Fe、Cu、C B.Al、Mg、Si、ZnC.Al、Cu、Mg、Si、Mn D.Al、Si、Zn、Na、Mg解析:选C A项,样品先加盐酸后,余下的Cu、C不与NaOH反应;B项,Al、Mg、Zn与盐酸反应后,不溶物Si与NaOH反应,最后样品全部溶解,无不溶物剩余;C项,Al、Mg溶于盐酸后,Si与NaOH反应,产生气体,Cu、Mn不与NaOH反应;D项,Al、Zn、Na、Mg均与盐酸反应,Si与NaOH反应后,无不溶物。7.将a g铁和氧化铁的混合物加入足量的盐酸中,充分反应,固体无剩余。测得参加反应的HCl为0.08 mol,放出标准状况下的气体为0.224 L。则下列判断中正确的是( )A.原混合物中n(Fe)∶n(Fe2O3)=2∶1B.向溶液中滴入KSCN溶液,显红色C.无法计算原混合物的质量D.溶液中Fe2+和Fe3+的物质的量之比为3∶1解析:选A 因为Fe3+和H+的氧化性强弱顺序为Fe3+>H+,所以当产生氢气时,Fe3+已经全部被还原为Fe2+,故向溶液中滴入KSCN溶液,溶液不变红色;根据反应方程式:Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O、2FeCl3+Fe===3FeCl2、Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,结合题目给出的数据,可以计算出n(Fe)=0.02 mol,n(Fe2O3)=0.01 mol。8.证明某溶液中只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是( )①先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后显红色②先滴加KSCN溶液,不显红色,再滴加氯水后显红色③滴加NaOH溶液,先产生白色沉淀,后变灰绿,最后呈红褐色④只需滴加KSCN溶液A.①② B.②③C.③④ D.①④解析:选B 如果直接加KSCN溶液,不变红色,只能证明不含有Fe3+,不能证明含有Fe2+;先加氯水,再加KSCN溶液后显红色,只能证明加氯水后溶液中含有Fe3+,至于加氯水前是否有Fe3+是无法确定的,所以①④都不正确;先滴加KSCN溶液,不显红色,证明不含有Fe3+,再滴加氯水后显红色,证明加氯水前含有Fe2+,所以②正确;滴加NaOH溶液,先产生白色沉淀,后变灰绿,最后呈红褐色,这是Fe2+的特征反应现象,也能证明加NaOH之前不含有Fe3+,所以③也正确。9.下列实验现象与实际不符的是( )A.向酸性 KMnO4 溶液中加入适量 FeSO4 溶液:溶液紫红色褪去B.向紫色石蕊溶液中加入 NaOH溶液:溶液变蓝C.向含有澄清石灰水的溶液中通入过量CO2:溶液变浑浊D.向 FeSO4 溶液中加入 NaOH 溶液,最后有红褐色沉淀生成解析:选C KMnO4溶液具有强氧化性,氧化FeSO4发生反应:2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4===K2SO4+5Fe2(SO4)3+2MnSO4+8H2O,溶液紫红色褪去,故A正确;紫色石蕊溶液加入碱,变蓝,故B正确;澄清石灰水的溶液中通入过量CO2,溶液最终变澄清,故C错误;向FeSO4溶液中滴入氢氧化钠溶液,发生反应FeSO4+2NaOH===Fe(OH)2↓+Na2SO4,4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,反应过程中开始生成白色沉淀氢氧化亚铁,氢氧化亚铁会被空气中的氧气氧化为氢氧化铁,反应现象为迅速变为灰绿色,最后变为红褐色沉淀,故D正确。10.选择合适试剂完成甲、乙两组实验。甲组:检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+;乙组:检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+。下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是( )解析:选B 甲组,在Fe3+存在的条件下检验Fe2+,要排除Fe3+的干扰。所选试剂具备下列条件:一是能与Fe2+发生有明显现象的反应;二是与Fe3+不反应。酸性KMnO4溶液和溴水符合条件,实验现象是颜色变浅(或褪去)。乙组,在Fe2+存在的条件下,检验Fe3+,用KSCN溶液检验Fe3+,Fe2+无干扰。11.下列有关铁及其化合物的说法中正确的是( )A.赤铁矿的主要成分是FeOB.铁与水蒸气在高温下反应的产物为Fe2O3和H2C.除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加铁粉,然后过滤D.Fe3+与KSCN反应产生红色沉淀解析:选C 赤铁矿的主要成分为Fe2O3,为红棕色,故A错误; 铁与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气,故B错误;氯化铁与Fe反应生成氯化亚铁,则加入铁粉,然后过滤可除去杂质,故C正确;Fe3+与KSCN结合生成络离子,溶液为红色,不是沉淀,故D错误。12.某500 mL溶液中含0.1 mol Fe2+、0.2 mol Fe3+,加入0.2 mol铁粉,待Fe3+完全被还原后,溶液中Fe2+的物质的量浓度为(假设反应前后溶液体积不变)( )A.0.4 mol·L-1 B.0.6 mol·L-1C.0.8 mol·L-1 D.1.0 mol·L-1解析:选C 由反应:2Fe3++Fe===3Fe2+可知铁粉过量,0.2 mol Fe3+与过量铁粉反应生成0.3 mol Fe2+,故反应后Fe2+共为0.4 mol,c(Fe2+)=eq \f(0.4 mol,0.5 L)=0.8 mol·L-1。13.下列说法正确的是( )A.向NaClO溶液中滴入少量FeSO4溶液,反应的离子方程式为3H2O+3ClO-+6Fe2+===2Fe(OH)3↓+4Fe3++3Cl-B.向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液,再滴加H2O2溶液,溶液变红色,说明Fe2+既有氧化性又有还原性C.向某溶液中滴加氯水后再加入KSCN溶液,若溶液呈红色,则溶液中一定含有Fe2+D.在溶液中加KSCN,溶液显红色,证明原溶液中有Fe3+,无Fe2+解析:选A NaClO溶液呈碱性,在NaClO溶液中滴入少量FeSO4溶液,发生3H2O+3ClO-+6Fe2+===2Fe(OH)3↓+4Fe3++3Cl-,故A正确;Fe2+被氧化成Fe3+,只能说明Fe2+有还原性,故B错误;先加入氯水,不能排除Fe3+,可能含有Fe2+,故C错误;因Fe2+不反应,不能证明是否含有Fe2+,故D错误。14.镓(Ga)与铝同主族,曾被称为“类铝”,其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。工业制备镓的流程如图所示:下列判断不合理的是( )A.Al、Ga均处于第ⅢA族B.Ga2O3可与盐酸反应生成GaCl3C.Ga(OH)3可与NaOH反应生成NaGaO2D.酸性:Al(OH)3>Ga(OH)3解析:选D 镓(Ga)与铝同主族,均处于第ⅢA族,A项正确;Ga2O3与Al2O3的化学性质相似,可与盐酸反应生成GaCl3,B项正确;Ga(OH)3属于两性氢氧化物,与Al(OH)3的化学性质相似,能与NaOH溶液反应生成NaGaO2,C项正确;化学反应遵循强酸制弱酸的原理,在NaAlO2和NaGaO2的混合液中通入适量CO2,只有Al(OH)3沉淀,而没有Ga(OH)3沉淀,可能是镓酸的酸性强于碳酸,则酸性:Al(OH)3m,则下列关系正确的是( )A.a>b>c B.a>c>bC.a=b+m+n D.a=c-n-m解析:选B An+和Bn-具有相同的电子层结构,则a-n=b+n,a=b+2n,a>b。An+和Cm-具有相同的电子层结构,则a-n=c+m,a=c+m+n,a>c。Bn-和Cm-具有相同电子层结构,且n>m,b+n=c+m,b-c=m-nb,所以a>c>b。2.与OH-具有相同质子数和电子数的微粒是( )A.H2O B.F-C.Na+ D.NH3解析:选B OH-与F-均为9个质子,10个电子;H2O和NH3均为10个质子,10个电子;Na+为11个质子,10个电子。3.已知1~20号元素中A、B、C、D四种元素的原子中,质子数为ABr,所以氢化物稳定性:HCl>HBr;F无正化合价,最高价氧化物对应水化物酸性最强的酸是HClO4。答案:(1)F K Br (2) (3)HCl HBr (4)HClO4B级—选考等级考试增分练1.某卤素单质X2与KOH溶液反应生成M、N两种盐。往M盐的浓溶液中加入一定量的另一种卤素单质Y2的水溶液,又可以生成X2,且X2不能使淀粉溶液变蓝。则X2、Y2是( )A.Cl2、I2 B.Br2、Cl2C.Cl2、F2 D.Cl2、Br2解析:选B 由题意可知,Y2能将X2置换出来,说明Y2的氧化性比X2强,即在周期表中X在Y的下面,所以X有可能是Br或I,由X2不能使淀粉溶液变蓝可知X2不是I2而是Br2。2.如图表示碱金属的某些性质与核电荷数的变化关系,则下列各性质中不符合图示关系的是( )A.还原性B.与水反应的剧烈程度C.熔点D.原子半径解析:选C 由图可知,随着核电荷数的增大,碱金属的性质呈增大趋势,而碱金属单质的熔、沸点随核电荷数的增大而降低。3.溴化碘(IBr)的化学性质类似卤素单质,它同水反应的化学方程式为IBr+H2O===HBr+HIO。下列有关IBr的叙述不正确的是( )A.IBr跟水反应是非氧化还原反应B.在很多反应中,IBr是强氧化剂C.IBr的密度介于I2和Br2的密度之间D.IBr跟NaOH稀溶液反应生成NaI、NaBrO和H2O解析:选D 分析反应IBr+H2O===HBr+HIO中元素价态变化可知,该反应为非氧化还原反应;IBr与Cl2等单质性质相似,是强氧化剂;由卤素单质的密度变化规律知IBr的密度应在I2和Br2之间;IBr与NaOH稀溶液反应应生成NaBr、NaIO和H2O。4.某同学做同主族元素性质相似性、递变性实验时,自己设计了一套实验方案,并记录了有关实验现象(见表格,表中的“实验方案”与“实验现象”前后不一定是对应关系)。请你帮助该同学整理并完成实验报告。(1)实验目的:_____________________________________________________。(2)实验用品:①试剂:金属钠、金属钾、新制氯水、溴水、0.1 mol·L-1NaBr溶液、0.1 mol·L-1NaI溶液、CCl4溶液等。②仪器:________、________、镊子、小刀、玻璃片等。(3)实验内容(请把表中与实验方案对应实验现象的标号和化学方程式补写完整):(4)实验结论:_________________________________________________________________________________________________________________________________。解析:本题是一个设计实验题,题目较灵活,考查基础知识和运用知识的能力。对实验目的的描述,要注意题中有效信息的提取,并注意语言准确性;另外,注意对实验方案的对比和加强对重点实验现象的语言描述和记忆。答案:(1)探究同主族元素性质的相似性和递变性(2)试管 胶头滴管(3)B Br2+2NaI===2NaBr+I2 C 2K+2H2O===2KOH+H2↑(4)同主族元素性质相似;自上而下元素原子失电子能力增强,得电子能力减弱5.(1)若某溶液中Cl-、Br-、I-的物质的量之比为2∶3∶4,要使溶液中的Cl-、Br-、I-的物质的量之比变为4∶3∶2,则通入Cl2的物质的量与原溶液中I-的物质的量之比为________。(2)若要使溶液中只有Cl-和Br-,而没有I-,则此时Cl-和Br-的物质的量之比为________。(3)若要使溶液中只有Cl-,则通入Cl2的物质的量和原溶液中Br-的物质的量之比为________。解析:通入Cl2时,Cl2先氧化还原性较强的I-,I-被氧化完后,再氧化Br-。(1)设原Cl-、Br-、I-的物质的量为2 mol、3 mol、4 mol,当变为4 mol、3 mol、2 mol时,Br-没减少,I-减少2 mol,消耗Cl2 1 mol,故通入的Cl2与原溶液中I-的物质的量之比为1∶4。(2)当I-被氧化完时,消耗2 mol Cl2,生成4 mol Cl-,此时Cl-与Br-的物质的量之比为6∶3,即2∶1。(3)当Br-和I-被全部氧化时,3 mol Br-消耗Cl2 1.5 mol、4 mol I-消耗Cl2 2 mol,则通入Cl2的物质的量与原Br-的物质的量之比为3.5∶3,即7∶6。答案:(1)1∶4 (2)2∶1 (3)7∶6第二节 元素周期律第1课时 元素性质的周期性变化规律 新知探究(一) 元素原子结构的周期性变化[学考层级][自学新教材]阅读教材,回答下列问题:1.元素原子核外电子排布的周期性变化(1)根据1~18号元素的核外电子排布找出规律,完成下表。(2)请以原子序数为横坐标,元素最外层电子数为纵坐标,在坐标系中绘出二者变化关系图。答案:(3)总结原子核外电子排布的周期性变化规律。答案:同一周期从左到右,随着原子序数的递增,元素原子的最外层电子数呈现由1到8的周期性的变化(第一周期除外)。2.原子半径的周期性变化请用原子序数为横坐标,元素原子半径为纵坐标,分别在坐标系中绘出第二周期和第三周期元素原子半径随原子序数变化的关系图,并总结变化规律。答案:规律:同一周期从左到右,随着原子序数的递增,元素的原子半径呈现由大到小的周期性变化。[落实新知能]1.同一周期,电子层数相同,从左到右,核电荷数越大,原子核对外层电子的引力越大,原子半径越小,失电子能力减弱,而得电子能力增强。2.同一主族,最外层电子数相同,从上到下,电子层数越多,原子半径越大,原子核对最外层电子的引力越小,越易失电子。[演练新学考]1.(2018·北京学考)下列元素中,原子半径最大的是( )A.Na B.Mg C.Al D.Si解析:选A 同一周期,从左到右,核电荷数越大,原子半径逐渐减小。2.已知下列原子的半径:根据以上数据,磷原子的半径可能是( )A.1.10×10-10m B.0.80×10-10mC.1.20×10-10m D.0.70×10-10m解析:选A 同一周期,从左到右,原子半径逐渐减小,则原子半径:Si>P>S,即P的原子半径介于1.02×10-10m 和1.17×10-10m之间。3.元素X形成的离子与钙离子的核外电子排布相同,且X的离子半径小于-2价硫离子的半径。X元素为( )A.Al B.P C.Ar D.K解析:选D Al3+与Ca2+的核外电子排布不同,A错误;磷元素形成的离子半径大于S2-的半径,B错误;Ar原子与Ca2+的核外电子排布相同,C错误;K+与Ca2+的核外电子排布相同,且其半径小于S2-的半径,D正确。 新知探究(二) 元素性质的周期性变化[学考层级][自学新教材]阅读教材,回答下列问题:1.元素主要化合价的变化规律(1)完成表格:(2)请以原子序数为横坐标,元素最高正价和最低负价为纵坐标,在坐标系中绘出1~17号元素化合价随原子序数变化的关系图,并总结变化规律。答案:规律:①随着原子序数的递增,元素的主要化合价呈现周期性变化,即同一周期元素的最高正化合价呈现+1→+7,最低负化合价呈现-4→-1的周期性变化。②元素的最高正价数值上等于该元素原子的最外层电子数,随元素原子序数的递增,最外层电子数增多,最高化合价的数值增大;最低负价的绝对值与最外层电子数之和等于8。(3)第三周期元素的最高正化合价为+7,为什么第二周期元素的最高正价为+5价? 如何理解元素化合价的周期性变化?答案:第三周期元素的最外层电子数最多为7个,故最高正化合价为+7;第二周期中的氧和氟元素最外层电子数多、原子半径小,原子核对外层电子吸引能力很强,不能失去电子,故氧元素、氟元素无最高正价。2.元素金属性和非金属性的周期性变化(1)钠、镁、铝金属性的递变规律(2)硅、磷、硫、氯非金属性的递变规律(3)同周期元素性质递变规律3.元素周期律元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的变化。其实质是元素原子的核外电子排布周期性变化的必然结果。[落实新知能]1.元素金属性、非金属性的递变规律随着原子序数的递增,元素的金属性、非金属性呈现周期性的变化。同一周期从左到右,元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。微观解释:同一周期元素从左到右,由于原子半径逐渐减小,而核电荷数逐渐增大,原子核对最外层电子吸引能力增强,导致失电子的能力逐渐减弱,得电子能力逐渐增强,元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。2.元素单质或化合物的递变性质[演练新学考]1.(2018·广东学考)依据元素的原子结构和性质的变化规律,推断下列元素金属性最强的是( )A.Na B.OC.Al D.S解析:选A 同周期元素从左到右金属性逐渐减弱,同主族元素从上到下金属性逐渐增强。钠和铝是金属,位于同一周期,氧和硫是非金属,位于同一主族,金属性:Na>Al。2.(2018·宁夏学考)同一周期元素X、Y、Z,其最高价氧化物对应的水化物的酸性:HXO4>H2YO4>H3ZO4,则下列关系正确的是( )A.非金属性:XZC.最外层电子数:X>Y>ZD.气态氢化物的稳定性:HXH3ZO4”,可知非金属性:X>Y>Z,原子序数:X>Y>Z,最外层电子数:X>Y>Z,原子半径:Z>Y>X,气态氢化物的稳定性:HX>H2Y>ZH3,C正确。3.(2019·浙江学考)四种短周期主族元素X、Y、Z和M在周期表中的位置如图所示。下列说法正确的是( )A.原子半径(r):r(X)>r(Z)B.元素的非金属性:Y>MC.Y元素的最高化合价为+7价D.Z的最高价氧化物的水化物为强酸解析:选B 由题意推出X、Y、Z、M分别为C、F、Si、S元素。同主族元素原子半径从上到下依次增大,A错误;元素周期表中右上角元素非金属性最强,B正确;F元素没有最高正价,C错误;Si最高价氧化物对应的水化物为H2SiO3,是弱酸,D错误。4.(2018·北京学考)元素周期表与元素周期律在学习、研究和生产实践中有很重要的作用。下表列出了a~g 7种元素在周期表中的位置。(1)a的元素符号是________。(2)b、c的最高价氧化物对应的水化物(氢氧化物)中,碱性较弱的是________(填化学式)。(3)非金属性e强于g,用原子结构解释原因__________________________________________________________________________________________________________,得电子能力e大于g。(4)下列对f及其化合物的推断中,正确的是________(填标号)。A.f的最高化合价为+6价B.f的氢化物的稳定性弱于d的氢化物的稳定性C.f的最高价氧化物对应的水化物属于碱解析:根据各元素在周期表中的位置可知,元素a、b、c、d、e、f、g分别是N、Na、Al、S、Cl、Se、Br。金属性:Na>Al,碱性:NaOH>Al(OH)3;因e和g同一主族,最外层电子数e与g相同,电子层数e小于g,原子半径e小于g,对最外层电子的吸引能力e大于g,故非金属性e强于g;S和Se同主族,性质相似,但非金属性:S>Se,则Se的最高价氧化物对应的水化物属于酸,酸性比H2SO4弱,C不正确。答案:(1)N (2)Al(OH)3(3)最外层电子数e与g相同,电子层数e小于g,原子半径e小于g(4)AB新知探究(三) 元素金属性和非金属性强弱的比较[选考层级][难度增一点][典例] 下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是( )[解析] A项,金属单质与水或酸反应置换出氢越容易,金属性越强,正确;B项,金属元素的最高价氧化物的水化物——氢氧化物的碱性越强,金属性越强,正确;C项,根据事实可知,HCl比H2CO3酸性强,但HCl不是最高价含氧酸,故不能说明非金属性:Cl>C;D项,说明Cl2可以置换出S,可说明Cl的非金属性比S强,正确。 [答案] C[知能深一点]1.比较元素金属性强弱的方法(1)金属单质与水或酸反应置换出氢的难易程度,越容易金属性越强。(2)金属元素的最高价氧化物的水化物——氢氧化物的碱性强弱,碱性越强金属性越强。(3)金属间的置换反应等。2.比较元素非金属性强弱的方法(1)非金属元素最高价氧化物对应水化物的酸性强弱,酸性越强非金属性越强。(2)非金属单质与氢气反应生成简单气态氢化物的难易程度,越容易非金属性越强。(3)简单气态氢化物的稳定性,越稳定非金属性越强。(4)非金属单质间的置换反应等。[选考难一点]1.X、Y两元素是同周期的非金属主族元素,如果X原子半径比Y的大,下面说法正确的是( )A.最高价氧化物对应水化物的酸性,X的比Y的强B.X的非金属性比Y的强C.X的阴离子比Y的阴离子还原性强D.X的气态氢化物比Y的稳定解析:选C X原子半径比Y的大,则原子序数:XCl,故将F2通入NaCl溶液中,发生反应为F2+2Cl-===Cl2+2F-②非金属性:F>Br,故酸性:HF>HBr③非金属性:S>As,故前者的气态氢化物稳定性更强④非金属性:O>N,故O2与H2化合比N2更容易A.②③ B.③④C.①④ D.①②解析:选D F2通入NaCl溶液中应该是F2先与水反应;非金属性F>Br,氢化物的稳定性HF>HBr,不能判断氢化物的酸性;非金属性越强,气态氢化物稳定性越强,与氢气化合越容易。3.下列事实不能作为实验判断依据的是( )A.钠和镁分别与冷水反应,判断金属活动性强弱B.铁投入CuSO4溶液中,能置换出铜,钠投入CuSO4溶液中不能置换出铜,判断钠与铁的金属活动性强弱C.酸性:H2CO3h->d2->e+>f3+C.最高价氧化物对应水化物的酸性:y>zD.气态氢化物的热稳定性:g>h[解析] 从图中的化合价、原子半径的大小及原子序数可知:x是H元素,y是C元素,z是N元素,d是O元素,e是Na元素,f是Al元素,g是S元素,h是Cl元素。A项,x 元素在周期表中的位置是第一周期第ⅠA族,错误;B项,电子层结构相同的离子,核电荷数越大离子半径越小,离子的电子层越多离子半径越大,所以离子半径:S2->Cl->O2->Na+>Al3+,正确;C项,非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,所以酸性:HNO3>H2CO3,错误;D项,非金属性越强,气态氢化物的热稳定性越强,所以HCl>H2S,错误。 [答案] B[知能深一点]“四同”法比较粒子半径大小[选考难一点]1.运用元素周期律分析下面的推断,其中错误的是( )A.氢氧化铍[Be(OH)2]的碱性比氢氧化镁弱B.砹(At)为有色固体,HAt不稳定C.硫酸锶(SrSO4)是难溶于水的白色固体D.硒化氢(H2Se)是无色、有毒,比H2S稳定的气体解析:选D Be和Mg同主族,金属性不如镁的强,故Be(OH)2 的碱性比Mg(OH)2弱,A项正确;卤族元素的单质从上到下,颜色逐渐加深,氢化物越来越不稳定,B项正确;Sr和Ba同主族,化学性质相似,故SrSO4也难溶于水,C项正确;Se的非金属性不如S强,故H2Se不如H2S稳定,D项错误。2.已知 33As、35Br位于同一周期。下列关系正确的是( )A.原子半径:As>Cl>PB.热稳定性:HCl>AsH3>HBrC.还原性:As3->S2->Cl-D.酸性:H3AsO4>H2SO4>H3PO4解析:选C 同一周期原子半径从左到右依次减小,P的原子半径大于Cl,A错误;非金属性越强,其气态氢化物越稳定,其最高价氧化物对应的水化物酸性越强,故热稳定性:HCl>HBr>AsH3,酸性:H2SO4>H3PO4>H3AsO4,B、D错误;S和Cl处于同一周期,故还原性:S2->Cl-,而As和Se处于同一周期,还原性:As3->Se2-,而S和Se又处于同一主族,还原性:Se2->S2-,C正确。3.下列有关原子结构、元素性质的说法正确的是( )A.Si、P、S、Cl元素的单质与氢气化合越来越容易B.元素原子最外层电子数越多,元素金属性越强C.元素周期表共有18列,第3列是第ⅠB族,第17列是第ⅦA族D.F-、O2-、Mg2+、Na+离子半径逐渐减小解析:选A Si、P、S、Cl为同周期,元素非金属性依次增强,单质与氢气化合越来越容易,A项正确;元素原子最外层电子数越多,失去电子能力越弱,金属性越弱,B项错误;元素周期表共有18列,第3列是第ⅢB族,第17列是第ⅦA族,C项错误;F-、O2-、Mg2+、Na+具有相同的电子数,离子半径O2-、F-、Na+、Mg2+逐渐减小,D项错误。4.下列各组粒子,按半径由大到小顺序排列正确的是( )A.Mg、Ca、K、NaB.S2-、Cl-、K+、Na+C.Br-、Br、Cl、SD.Na+、Al3+、Cl-、F-解析:选B K、Ca比Na、Mg多1个电子层,故有r(K)>r(Ca)>r(Na)>r(Mg),A错误;S2-、Cl-、K+三离子核外电子排布相同,核电荷数越小,离子半径越大,又因K+比Na+多1个电子层,故有r(S2-)>r(Cl-)>r(K+)>r(Na+),B正确;Br-比Br多1个电子,半径大,Br比Cl多1个电子层,故r(Br-)>r(Br)>r(Cl),但r(Cl)<r(S),C错误;Na+、Al3+、F-核外电子排布相同,核电荷数越小,离子半径越大,Cl-比F-多1个电子层,故有r(Cl-)>r(F-)>r(Na+)>r(Al3+),D错误。eq \a\vs4\al([课时跟踪训练]) A级—学业水平考试达标练1.下列元素的原子半径最小的是( )A.C B.BC.O D.F解析:选D 按B、C、O、F顺序原子序数依次增大,同周期元素随原子序数的递增,原子半径逐渐减小。2.元素的性质呈周期性变化的根本原因是( )A.相对原子质量递增,量变引起质变B.原子半径呈周期性变化C.原子核外电子排布呈周期性变化D.元素的最高正化合价呈周期性变化解析:选C 元素的性质呈周期性变化的根本原因是核外电子排布呈周期性变化,其他周期性变化都是由它引起的。3.原子序数从11依次增加到17,下列递变关系中错误的是( )A.电子层数逐渐增多B.原子半径逐渐减小C.最高正化合价数值逐渐增大D.从Si到Cl,最低负化合价从-4到-1解析:选A 根据原子的核外电子排布可知,从11号到17号元素都为3个电子层,最外层电子数从1→7逐渐递增,最高正价依次升高,最低负价的绝对值等于8-最外层电子数,原子半径逐渐减小。4.(2018·山东学考)镭(Ra)位于元素周期表中第七周期第ⅡA族,下列关于镭元素单质及其化合物的性质推测错误的是( )A.镭的原子半径比钙的大B.氯化镭的化学式为RaCl2C.单质镭不能与水反应产生氢气D.氢氧化镭的碱性比氢氧化钙的强解析:选C 镭的金属性比Mg强,所以单质镭应能与水反应产生氢气,C错误。5.下列各组元素中,按从左到右的顺序,原子序数递增、元素的最高正化合价也递增的是( )A.C、N、O、F B.Na、Be、B、CC.P、S、Cl、Ar D.Na、Mg、Al、Si解析:选D A项和C项原子序数递增,但A项中O、F无最高正化合价,C项中Ar化合价为0价;B项中的原子序数不完全呈递增性变化;D项中原子序数和最高正化合价均呈递增趋势。6.下列说法正确的是( )A.SiH4比CH4稳定B.O2-半径比F-的小C.Na与Cs属于第ⅠA族元素,Cs失电子能力比Na强D.P和As属于第ⅤA族元素,H3PO4酸性比H3AsO4弱解析:选C A项,C的非金属性比Si强,CH4比SiH4稳定,错误;B项,O2-与F-核外电子排布相同,F原子序数大,F-半径小,错误;D项,P的非金属性比As强,H3PO4酸性比H3AsO4的强,错误。7.同一短周期的元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加,下列叙述正确的是( )A.单质的化学活泼性:WAl,B错误;氮元素是同主族中非金属性最强的元素,故NH3的还原性是同族中最弱的,C错误;乙、丙、丁的最高价氧化物对应的水化物分别是HNO3、NaOH、Al(OH)3,因为Al(OH)3具有两性,故三者能相互反应,D正确。10.下列粒子半径比较中正确的是( )A.Na+<Mg2+<Al3+<K+B.S2->Cl->K+>Ca2+C.O2->S2->Cl->Br-D.F->Li+>Na+>S2-解析:选B 电子层结构相同,核电荷数越大离子半径越小,电子层数越多离子半径越大,离子半径:Al3+<Mg2+<Na+<K+,故A错误;离子半径:Br->S2->Cl->O2-,故C错误;离子半径:S2->F->Na+>Li+,故D错误。11.甲~辛均为人体必需的短周期非金属元素,在周期表中的相对位置如图,下列判断不正确的是( )A.非金属性:丙>庚B.原子半径:甲>乙C.原子最外层电子数:辛>己D.最高价氧化物对应水化物酸性:戊>乙解析:选D 同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱,则非金属性:丙>庚,A正确;同周期元素原子半径从左到右逐渐减小,原子半径:甲>乙,B正确;同周期元素从左到右原子最外层电子数逐渐增多,原子最外层电子数:辛>己,C正确;非金属性:乙>戊,元素的非金属性越强,对应的最高价氧化物对应水化物的酸性越强,D错误。12.如表是周期表中的一部分,根据A~I在周期表中的位置,用元素符号或化学式回答下列问题:(1)表中元素,化学性质最不活泼的是_______,只有负价而无正价的是_______,氧化性最强的单质是_______,还原性最强的单质是________。(2)元素的最高价氧化物对应的水化物中,碱性最强的是________,酸性最强的是________,呈两性的是________。(3)A分别与D、E、F、G、H形成的化合物的分子式分别为_________________________,最稳定的是________。(4)在B、C、D、E、F、G、H中,原子半径最大的是__________________________________。解析:根据元素在元素周期表中的位置,可推出A~I元素分别为H、Na、Al、C、N、P、S、F、Ne。联系相应递变规律,这些元素中,Ne是稀有气体,性质最稳定;F元素原子得电子能力最强,只有负价没有正价,其单质氧化性最强,气态氢化物最稳定;Na元素原子失电子能力最强,其单质还原性最强;最高价氧化物对应水化物中碱性最强的是NaOH,H2SO4酸性最强,Al(OH)3呈两性。原子的电子层数越多,半径越大;电子层数相同的原子,核电荷数越大,半径越小。故原子半径最大的是Na。答案:(1)Ne F F2 Na(2)NaOH H2SO4 Al(OH)3(3)CH4、NH3、PH3、H2S、HF HF(4)Na13.用“>”或“<”回答下列问题:(1)酸性:H2CO3______H2SiO3,H2SiO3_____H3PO4。(2)碱性:Ca(OH)2________Mg(OH)2,Mg(OH)2________Al(OH)3。(3)气态氢化物的稳定性:H2O_____H2S,H2S____HCl。(4)还原性:H2O________H2S,H2S________HCl。从以上答案中可以归纳出:①元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越________。②元素的金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越________。③元素________性越强,其对应气态氢化物的稳定性越强。④元素非金属性越强,其对应气态氢化物的还原性越________。解析:(1)可根据非金属性强弱判断对应最高价含氧酸的酸性强弱,非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,C、Si同主族,C的非金属性强,P、Si同周期,P的非金属性强;(2)Ca、Mg同主族,Ca的金属性强,Mg、Al同周期,Mg的金属性强,故金属性强弱顺序为Ca>Mg>Al,所以碱性强弱顺序为Ca(OH)2>Mg(OH)2>Al(OH)3;(3)非金属性:O>S、Cl>S,所以氢化物的稳定性:H2O>H2S,HCl>H2S;(4)非金属性越强,其对应氢化物的还原性越弱,故还原性:H2OHCl。答案:(1)> < (2)> > (3)> < (4)< > ①强 ②强 ③非金属 ④弱B级—选考等级考试增分练1.四种短周期元素在周期表中的位置如图所示,其中只有M为金属元素。下列说法不正确的是( )A.原子半径:ZX>Y>Z,A项正确;非金属性:XX>YB.原子序数:y>x>z>wC.离子半径:Zn->W(n+1)->Xn+>Y(n+1)+D.单质还原性:X>Y>Z>W解析:选B 四种元素在周期表中的相对位置:,所以原子序数:y>x>z>w,原子半径:X>Y>W>Z,离子半径:W(n+1)->Zn->Xn+>Y(n+1)+,单质还原性:X>Y>W>Z。3.X、Y、Z、W均为短周期元素,它们在元素周期表中的位置如图所示,已知W原子的最外层电子数比内层电子数少3个,下列说法正确的是( )A.氧化物对应水化物酸性W比Z强B.Y单质与Z的氢化物水溶液反应,有沉淀生成C.X单质氧化性强于Y单质D.简单离子的半径:Z<W解析:选B X、Y、Z、W均为短周期元素,W原子的最外层电子数比内层电子数少3个,则W为Cl元素,结合元素在周期表中的相对位置可知,Z为S,Y为O,X为N。HClO为Cl的一种氧化物对应的水化物,其为弱酸,酸性比H2SO4弱,A错误;O2和H2S溶液反应生成S,溶液变浑浊,B正确;非金属性:N<O,元素的非金属性越强,对应单质的氧化性越强,C错误;S2-、Cl-具有相同的核外电子排布,核电荷数越大离子半径越小,半径:S2->Cl-,D错误。4.短周期金属元素甲~戊在元素周期表中的相对位置如图所示,下列判断正确的是( )A.原子半径:丙丁>戊D.最外层电子数:甲>乙解析:选C 同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,故原子半径:丙>丁>戊,A项错误;同主族元素从上到下金属性逐渐增强,故金属性:甲丁>戊,C项正确;甲、乙同周期,乙的原子序数较大,故最外层电子数:甲Mg>Al;非金属性:Cl>S(或同周期元素从左到右,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强)第2课时 元素周期表和元素周期律的应用 新知探究(一) 金属元素与非金属元素的分区及性质的递变规律[学考层级][自学新教材]阅读教材,回答下列问题:1.金属元素与非金属元素的分区及性质递变规律(1)金属与非金属分界线处的元素有B、Al、Si、Ge、As、Sb、Te、Po、At。(2)在金属与非金属分界线附近的元素既有金属性,又有非金属性。(3)分界线左下方是金属元素,右上方是非金属元素,最后一个纵列是稀有气体元素。2.元素化合价与元素在元素周期表中的位置关系(1)周期序数=电子层数。(2)最低负价=主族序数-8。[落实新知能]1.周期表中分界线附近元素的性质既能表现出一定的金属性,又能表现出一定的非金属性。2.主族元素金属性和非金属性的递变(1)同一主族,从上到下,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱。(2)同一周期,从左到右,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。[演练新学考]1.(2018·北京学考)某元素原子的结构示意图为,由此得到的结论正确的是( )A.元素符号是KB.原子半径小于MgC.在化学反应中易得电子D.在周期表中的位置是第四周期第ⅡA族解析:选D 核电荷数是20,元素符号是Ca;原子半径大于同主族的Mg;在化学反应中易失去最外层2个电子;在周期表中的位置是第四周期第ⅡA族。2.已知原子序数依次增大的X、Y、Z、W、T五种元素位于同一周期,正确的是( )A.若W的最高价氧化物对应的水化物是强酸,则T一定是活泼非金属B.若X的最高价氧化物对应的水化物是强碱,则Z一定是活泼金属C.若Z是非金属元素,则W一定也是非金属元素D.若Y是金属元素,则Z一定也是金属元素解析:选C A项,如W是Cl,T是Ar;B项,若X的最高价氧化物对应的水化物是强碱,则X的金属性强,而Z的金属性比X弱,所以不能确定Z一定是活泼金属;D项,如Y是Al,Z是Si。3.在第三周期元素中,除稀有气体元素外:(1)原子半径最小的元素是________(填元素符号)。(2)金属性最强的元素是________(填元素符号)。(3)最高价氧化物对应水化物酸性最强的是__________(用化学式回答,下同)。(4)最不稳定的气态氢化物是__________。(5)最高价氧化物对应水化物碱性最强的是_____________________________________。解析:(1)第三周期元素从左到右原子半径逐渐减小,原子半径最小的是Cl。(2)金属性最强的在最左边,应为Na。(3)非金属性最强的元素,其最高价氧化物对应水化物的酸性最强,氯的非金属性最强,其对应的酸是HClO4。(4)非金属性最弱的元素Si的气态氢化物最不稳定。(5)金属性最强的Na对应水化物为NaOH,碱性最强。答案:(1)Cl (2)Na (3)HClO4 (4)SiH4 (5)NaOH 新知探究(二) 元素周期表和元素周期律的应用[学考层级][自学新教材]阅读教材,回答下列问题:1.最高正价等于原子所能失去或偏移的最外层电子数(氧、氟除外)。2.最低负价等于使它达到8电子稳定结构需要得到的电子数。3.周期序数与原子结构之间的关系是周期序数=原子核外电子层数。4.主族序数、原子结构、元素最高正价间的关系是主族序数=原子核外最外层电子数=元素最高正价(氧、氟除外)。5.非金属元素最低负价与主族序数间的关系是最低负价=主族序数-8。6.元素周期表和元素周期律是学习和研究化学的重要工具:(1)根据元素的原子结构推测它在周期表中的位置。由元素在周期表中的位置,可确定其结构。如铅(Pb)位于第六周期第ⅣA族,则可推知铅(Pb)有6个电子层,最外层电子数为4个。(2)由元素的位置比较元素的性质递变。如同主族元素性质的比较,同周期元素性质的比较。(3)指导新元素的发现及预测它们的原子结构和性质。(4)指导其他与化学相关的科学技术。[落实新知能]1.元素在周期表中的位置、原子结构与性质的关系2.“位—构—性”三者关系解读(1)原子结构eq \o(――→,\s\up7(决定))元素在周期表中的位置结构eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(最外层电子数=主族序数,电子层数=周期序数))位置(2)原子结构eq \o(――→,\s\up7(决定))元素的化学性质结构eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(最外层电子数越少,电子层数越多→,越易失电子,还原性越强,最外层电子数越多,电子层数越少→,越易得电子,氧化性越强))性质(3)位置eq \o(――→,\s\up7(体现),\s\do5(或推测))原子结构和元素性质 [演练新学考]1.某元素X的最高价氧化物的水化物的化学式为HXO4,则X的气态氢化物的化学式为( )A.HX B.H2XC.XH3 D.XH4解析:选A 元素X的最高价氧化物的水化物的化学式为HXO4,所以X的最高正价是+7价,最低负价为-1价,X的气态氢化物的化学式为HX。2.(2018·江苏学考)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,它们原子的最外层电子数之和为16。Y的单质是空气中含量最多的气体,Z原子的最外层电子数是其内层电子数的3倍,W是短周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是( )A.X位于元素周期表中第二周期第ⅤA族B.原子半径:r(X)>r(Y)>r(Z)>r(W)C.X、Y、Z的非金属性依次减弱D.由Z和W组成的化合物不止一种解析:选D Y的单质是空气中含量最多的气体,则Y是氮(N)元素,Z原子的最外层电子数是其内层电子数的3倍,则Z是氧(O)元素,W是短周期中金属性最强的元素即钠(Na)元素,原子序数依次增大,它们原子的最外层电子数之和为16,则X只能是碳(C)元素。碳位于元素周期表中第二周期第ⅣA族,A错误;同周期从左到右原子半径依次减小,则r(Li)>r(C)>r(N)>r(O),同主族从上到下原子半径依次增大,则r(Na)>r(Li),故r(Na)>r(C)>r(N)>r(O),B错误;同周期C、N、O的非金属性依次增强,C错误;由O和Na 可以组成Na2O和Na2O2,D正确。 新知探究(三) 元素“位—构—性”关系[选考层级][难度增一点][典例] 如图为元素周期表的一部分,其中X、Y、Z、W为短周期元素,W元素的核电荷数为X元素的2倍。下列说法不正确的是( )A.Y的位置是第三周期第ⅣA族B.Z、W、X的原子半径依次减小,非金属性依次降低C.W的氢化物和X单质在一定条件下可发生置换反应D.根据元素周期律,可以推测T元素的单质具有半导体特性[解析] W元素的核电荷数为X元素的2倍,X是O元素,W是S元素;根据X、Y、Z、W、T在元素周期表中的位置,Y、Z、T分别是Si、P、As元素。Si的位置是第三周期第ⅣA族,A正确;P、S、O的原子半径依次减小,非金属性:O>S>P,B错误;H2S和O2在一定条件下可发生置换反应生成H2O和S,C正确;As位于金属和非金属的分界线附近,As具有半导体特性,D正确。[答案] B[知能深一点]1.元素“位—构—性”关系元素在周期表中的位置确定后,根据“周期数=电子层数”“主族序数=最外层电子数”可以确定该元素的原子结构,根据结构决定性质,可判断出该元素的性质;也可以根据已知同主族元素的性质推断该元素的性质。反之,也可以通过元素的原子结构,确定该元素在周期表中的位置,再确定该元素的性质。2.元素“位、构、性”规律中的特例(1)一般原子的原子核是由质子和中子构成的,但核素氕(eq \o\al(1,1)H)无中子。(2)元素周期表中一般都是从金属元素开始,但第一周期例外,是从氢元素开始的。(3)所有元素中,只有碳元素形成的化合物种类最多。(4)非金属单质一般不导电,但石墨导电。(5)非金属氧化物一般是酸性氧化物,但NO、CO不是酸性氧化物。(6)氟是第ⅦA族元素,只有-1价,无正价;氧一般显-2价,在Na2O2中显-1价;氢显+1价,但在NaH中显-1价。[选考难一点]1.如图是短周期元素周期表的一部分,下列说法中正确的是( )A.元素①位于第二周期第ⅣA族B.气态氢化物的稳定性:④>②C.最高价氧化物对应水化物的酸性:⑤>④D.元素的最高正化合价:③=⑤解析:选C 由图可知:①为N元素,②为O元素,③为F元素,④为S元素,⑤为Cl元素;元素①位于第二周期第ⅤA族,A错误;O、S同主族,O的非金属性强于S,故其氢化物的稳定性强,即H2O>H2S,B错误;S、Cl同周期,Cl的非金属性强于S,故其最高价氧化物对应水化物的酸性强,C正确;F元素的非金属性最强,故其无正价,最高价为0价,Cl的最外层电子数为7,其最高正价为+7价,二者不相等,D错误。2.如图为元素周期表的一部分,其中X、Y、Z、W为短周期元素,Z元素的核电荷数等于X与Y元素核电荷数之和。下列说法正确的是( )A.氢化物稳定性Y比W弱B.WY2不可能与Y的某种氢化物反应生成强酸C.Z的非金属性比X强D.可以推测T元素的单质具有半导体特性,钠能与T形成化合物Na2T2解析:选D 设X的原子序数为a,则Z的原子序数为a+8,Y的原子序数为a+2,又Z元素的核电荷数等于X与Y元素核电荷数之和,则a+8=a+a+2,a=6;所以X为碳元素、Y为氧元素、Z为硅元素、W为硫元素、T为硒元素。稳定性:H2O>H2S,A错误;SO2与H2O2反应生成硫酸,B错误;碳的非金属性比硅强,C错误;硒元素在金属与非金属的分界线附近,可以推测硒元素的单质具有半导体特性,硒与氧元素同族,钠能与硒形成化合物Na2Se2,D正确。3.某矿石由前20号元素中的4种组成,其化学式为WYZX4。X、Y、Z、W分布在三个周期,原子序数依次增大,W、Y为金属元素,X原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,W的单质能与冷水剧烈反应,Y、Z原子的最外层电子数之和与X、W原子的最外层电子数之和相等,Y、Z位于同周期,Z单质是一种良好的半导体。下列说法正确的是( )A.原子半径:W>Y>Z>XB.气态氢化物的稳定性:X<ZC.最高价氧化物对应水化物的碱性:Y>WD.Y的氧化物为碱性氧化物解析:选A 根据题意可推出,X为O,Y为Al,Z为Si,W为K。同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,则原子半径:K>Al>Si>O,A正确;非金属性:O>Si,则气态氢化物的稳定性:H2O>SiH4,B错误;金属性:K>Al,金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,碱性:KOH>Al(OH)3,C错误;Al的氧化物为两性氧化物,D错误。eq \a\vs4\al([课时跟踪训练]) A级—学业水平考试达标练1.下列说法中正确的是( )A.非金属元素呈现的最高化合价不超过该元素原子的最外层电子数B.非金属元素呈现的最低化合价,其绝对值等于该元素原子的最外层电子数C.最外层有2个电子的原子都是金属原子D.最外层有5个电子的原子都是非金属原子解析:选A 非金属元素呈现的最低化合价的绝对值等于8-最外层电子数,B错误;最外层有2个电子的原子中有He,它不是金属原子,C错误;最外层有5个电子的原子中有Sb、Bi,是金属原子,D错误。2.元素在周期表中的位置,反映了元素的原子结构和元素的性质。下列说法正确的是( )A.同一元素不可能既表现金属性,又表现非金属性B.第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数C.短周期元素形成离子后,最外层都达到8电子稳定结构D.同一主族的元素的原子,最外层电子数相同,化学性质完全相同解析:选B 第三周期的Al元素,既有金属性,又有非金属性,故A错误;H+最外层无电子,Li+最外层有2个电子,因此并非所有的短周期元素原子形成离子后,最外层都达到8电子稳定结构,故C错误;同主族元素的原子,化学性质有相似性,但并不完全相同,故D错误。3.下列有关原子结构和元素周期律的表述正确的是( )①原子序数为15的元素的最高化合价为+3②第ⅦA族元素是同周期中非金属性最强的元素③第二周期第ⅣA族元素的原子核电荷数和中子数一定为6④原子序数为12的元素位于元素周期表的第三周期第ⅡA族A.①② B.①③C.②④ D.③④解析:选C 原子序数为15的元素是P,最高化合价为+5价,①错误;在元素周期表中同一周期随原子序数递增,非金属性逐渐增强,②正确;C的质子数为6,但中子数不一定为6,因C存在14C和13C等同位素,③错误;原子序数为12的元素为Mg,④正确。4.对于元素周期表,下列叙述中不正确的是( )A.在金属元素与非金属元素的分界线附近可以寻找制备半导体材料的元素B.在过渡元素中可以寻找制备催化剂及耐高温和耐腐蚀的元素C.在金属元素区域可以寻找制备新型农药材料的元素D.周期表中位置靠近的元素性质相近解析:选C 制备新型农药材料的元素应在非金属区域寻找,如F、Cl、P、As等。5.砷为第四周期第ⅤA族元素,根据它在元素周期表中的位置推测,砷不可能具有的性质是( )A.砷在通常状况下是固体B.可以有-3、+3、+5等多种化合价C.As2O5对应水化物的酸性比H3PO4弱D.砷的还原性比磷弱解析:选D 由砷在周期表中的位置可知砷与磷同主族,且在磷的下一周期。磷为固体,砷应为固体;磷有-3、+3、+5等多种化合价,砷为非金属,与磷的主要化合价相同;同一主族元素,由上到下非金属性逐渐减弱,故最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱,单质的还原性逐渐增强,还原性:PHF,可推断出元素的非金属性:Cl>FC.锗与硅位于金属与非金属的交界处,都能作半导体材料D.S和Se分别位于第ⅥA族的第三、四周期,则氢化物的稳定性:H2S>H2Se解析:选B aX2+的核外电子数为a-2,bY-的核外电子数为b+1,由核外电子层结构相同可知a-2=b+1,则a=b+3,A项正确;HCl和HF不是最高价含氧酸,所以不能根据二者酸性强弱来判断元素非金属性的强弱,B项错误;锗与硅位于金属与非金属的交界处,都可以作半导体材料,C项正确;同一主族元素从上到下,元素的非金属性逐渐减弱,S的非金属性比Se强,则氢化物的稳定性:H2S>H2Se,D项正确。8.如图所示,元素周期表中的金属和非金属元素的分界线处用虚线表示。下列说法正确的是( )A.虚线左下方的元素均为非金属元素B.紧靠虚线两侧的元素都是具有金属性和非金属性的金属元素C.可在虚线附近寻找半导体材料(如Ge、Si等)D.可在虚线的右上方,寻找耐高温材料解析:选C A项,虚线左下方的元素均为金属元素,错误;B项,紧靠虚线两侧的元素不一定都是金属元素,如硅是非金属元素,错误;C项,元素周期表中的金属元素和非金属元素分界线附近的元素往往都既具有金属性,又具有非金属性,可在虚线附近寻找半导体材料(如Ge、Si等),正确;D项,在过渡元素中可寻找耐高温材料,在非金属元素中寻找制农药的元素,错误。9.短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法正确的是( )A.元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8B.原子半径的大小顺序为rX>rY>rZ>rW>rQC.离子Y2-和Z3+的核外电子数和电子层数都不相同D.元素W的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Q的强解析:选A X、Y、Z、W、Q分别为N、O、Al、S、Cl。A项,X(N)的最高正化合价为+5价,Z(Al)的最高正化合价为+3价,X(N)、Z(Al)的最高正化合价之和为8,正确;B项,原子半径:rZ(Al)>rX(N),错误;C项,Y2-为O2-,Z3+为Al3+,它们的核外电子数和电子层数均相同,错误;D项,元素W的最高价氧化物对应的水化物为H2SO4,其酸性比Q的最高价氧化物对应的水化物(HClO4)弱,错误。10.W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素,其原子半径随原子序数变化如图所示。已知W的一种核素的质量数为18,中子数为10;X和氖原子的核外电子数相差1;Y的单质是一种常见的半导体材料;Z的非金属性在同周期元素中最强,下列说法正确的是( )A.X的非金属性是同周期中最强的B.对应气态氢化物的稳定性:Y>ZC.对应简单离子半径:X>WD.Z的最高价氧化物对应的水化物是强酸解析:选D 根据条件可知,W的原子序数是8,则W是氧元素,又因为W、X、Y、Z的原子序数递增,原子半径X最大,且X和氖原子的核外电子数相差1,故X是钠,Y的单质是一种常见的半导体材料,则Y是硅,Z的非金属性在同周期元素中最强,则Z是氯。钠的金属性是同周期中最强的,A错误;对应气态氢化物的稳定性:HCl>SiH4,B错误;O2-和Na+具有相同的核外电子排布,对应简单离子半径:O2->Na+,C错误;Z的最高价氧化物对应的水化物是HClO4,是强酸,D正确。11.根据元素周期表1~20号元素的性质和递变规律,回答下列问题。(1)属于金属元素的有________种,金属性最强的元素与氧反应生成的化合物为______________(填两种化合物的化学式)。(2)最高正化合价最高的元素是________,其最高正化合价为________。(3)单质既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应的是________,其最高价氧化物对应水化物具有________(填“酸性”“碱性”或“两性”)。(4)第三周期中,原子半径最大的是(稀有气体元素除外)________。(5)推测Si、N最简单氢化物的稳定性____________大于____________(填化学式)。解析:(1)前20号元素中,属于金属元素的有Li、Be、Na、Mg、Al、K、Ca共七种,其中金属性最强的元素是K,K与氧反应生成的化合物有K2O、K2O2、KO2。(2)最高正化合价最高的元素是Cl,其最高正化合价为+7价。(3)既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应的单质是铝,其最高价氧化物对应的水化物是Al(OH)3,具有两性。(4)同一周期,从左到右,原子半径逐渐减小,故第三周期中,原子半径最大的是Na。(5)非金属性:N>P>Si,故NH3的稳定性大于SiH4的稳定性。答案:(1)七 K2O、K2O2(KO2也可以)(2)氯(或Cl) +7价 (3)Al 两性(4)Na (5)NH3 SiH412.元素在周期表中的位置,反映了元素的原子结构和元素的性质。如图是元素周期表的一部分。(1)阴影部分元素在元素周期表中的位置为______族。(2)根据元素周期律预测:H3AsO4属于____________(填“强酸”或“弱酸”)。(3)C和Si元素的氢化物都可以燃烧,但Si元素的氢化物在空气中可以自燃,试写出其完全燃烧的化学方程式:_______________________________________________________。(4)试比较S、O、F三种元素的原子半径大小:________(填元素符号)。解析:(1)题图中阴影部分为氮族元素,即第ⅤA族。(2)在周期表中,砷元素的非金属性比磷元素弱,磷酸属于中强酸,故H3AsO4属于弱酸。(3)甲烷(CH4)燃烧产生二氧化碳和水,硅烷(SiH4)的性质与甲烷相似,它在空气中燃烧的产物应该是水和硅的氧化物,即SiH4+2O2===SiO2+2H2O。(4) S与O同主族,原子序数:S>O,故原子半径:S>O;O与F同周期,原子序数:OF,所以原子半径:S>O>F。答案:(1)第ⅤA (2)弱酸(3)SiH4+2O2===SiO2+2H2O (4)S>O>FB级—选考等级考试增分练1.短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X的某种单质是一种粮仓中常用的粮食保护气,Y和Z原子的最外层电子数之和等于W原子的最外层电子数,Z原子核外电子数是W原子最外层电子数的2倍。下列说法正确的是( )A.原子半径:r(Y)HF解析:选B 一个H2O分子含有10个电子,A错误;HCl的电子式为,C错误;氟元素的非金属性比氯元素强,故热稳定性:HF>HCl,D错误。新知探究(四) 离子键与共价键、离子化合物与共价化合物[选考层级][难度增一点][典例1] 下列叙述中正确的是( )A.在离子化合物中,只存在离子键B.共价化合物中,一定不存在离子键C.非极性键只存在于双原子的单质分子中D.由不同元素组成的多原子分子中,一定只存在极性键[解析] 离子化合物中一定含离子键,还可能含有共价键(如NaOH),共价化合物中一定不含有离子键,一定有共价键,A错误、B正确;H2O2的电子式为,其分子中既有极性键,也有非极性键,C、D均错误。[答案] B[典例2] X、Y、Z、M、W为五种短周期元素。X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素,X与Z可形成常见的XZ或XZ2型分子,Y与M形成的气态化合物质量是相同条件下同体积氢气的8.5倍,W是原子半径最大的短周期元素。下列判断正确的是 ( )A.最高价含氧酸酸性:XH2S,A错误;石墨转化为金刚石是化学变化,既有化学键的断裂,又有化学键的形成,B正确;碘是分子晶体,碘单质升华克服的是分子间作用力,C正确;KClO3分解生成KCl和O2的过程中有离子键和共价键的断裂(K+与ClOeq \o\al(-,3)形成的离子键、Cl—O共价键)和形成(K+与Cl-形成的离子键、O===O共价键),D正确。7.关于氢键,下列说法正确的是( )A.所有含氢元素的化合物中都存在氢键,氢键比分子间作用力强B.H2O是一种非常稳定的化合物,就是由于水分子间形成氢键所致C.氢原子和非金属性很强的元素原子(F、O、N)形成的共价键,称为氢键D.分子间形成的氢键使相应物质的熔点和沸点升高解析:选D 氢键存在于H和非金属性很强的原子F、O、N之间,不属于化学键,大多存在于相应分子间,少数也存在分子内,氢键的存在影响物质的熔、沸点。8.下列变化中:①I2升华,②烧碱溶于水,③NaCl溶于水,④HCl溶于水,⑤O2溶于水,⑥Na2O2溶于水。未发生化学键破坏的是__________;仅发生离子键破坏的是________;仅发生共价键破坏的是________;既发生离子键破坏,又发生共价键破坏的是________。解析:I2升华,O2溶于水时,I2和O2均以分子形式存在,并未发生化学键的破坏;NaOH、NaCl、Na2O2、HCl溶于水时,均发生了化学键的破坏,但NaOH溶于水时H—O共价键未被破坏,Na2O2溶于水时Oeq \o\al(2-,2)中的非极性键却被破坏。答案:①⑤ ②③ ④ ⑥9.侯氏制碱法反应原理用化学方程式表示如下:NH3+CO2+H2O+NaCl===NH4Cl+NaHCO3↓。按要求回答下列问题:(1)此反应是氧化还原反应吗?______________。(2)写出以下物质的电子式:NH3__________________,CO2__________________,NaCl__________________,NH4Cl_________________。(3)写出以下分子的结构式:NH3_____________,H2O_____________。(4)指出以下物质中存在的化学键类型:NH3__________________,CO2__________________,NaCl__________________,NH4Cl_________________。(5)下列说法正确的是_____________(填字母序号)。A.离子化合物中一定含离子键,含离子键的化合物一定是离子化合物B.共价化合物一定含共价键,含共价键的化合物一定是共价化合物C.离子键的实质是阴阳离子之间的相互吸引,共价键的实质是形成共用电子对D.所有物质中都存在化学键,通过化学键形成形形色色的物质E.发生化学反应,一定有旧键的断裂和新键的形成F.含离子键的化合物不一定有金属元素,形成共价键的元素一定都是非金属元素解析:反应前后元素的化合价未发生变化,不是氧化还原反应。离子化合物中也可能含有共价键,如NH4Cl、Na2O2、NaOH中都含有共价键。离子键的实质是静电作用,既有静电引力也有静电斥力。答案:(1)不是(4)极性键 极性键 离子键 极性键和离子键(5)AE10.已知短周期元素X、Y、Z在周期表中的位置如图:按要求回答下列问题:(1)若Y的-2价阴离子结构示意图为,则:①Y元素在周期表中位于第______周期第______族。②Y与X形成的化合物X2Y2中含有的化学键是____________,其电子式为__________。③用电子式的形式表示X与Z形成化合物的过程:________________________________________________________________________。(2)若Y元素原子核外最外层电子数是次外层电子数的2倍,则Y元素不可能形成的化合物是________。A.H2YO3 B.YO3C.YCl4 D.ZY解析:X、Y、Z为短周期元素,则X为氢元素。Y的-2价阴离子核外有10个电子,Y原子有8个电子,是氧元素,Z为硫元素。若Y元素原子核外最外层电子数是次外层电子数的2倍,则Y只有2个电子层,是碳元素,最高正价为+4价。答案:(1)①二 ⅥA ②共价键 (2)BB级—选考等级考试增分练1.下列说法正确的是( )A.可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子与水分子间形成了氢键B.水分子间既存在分子间作用力,又存在氢键C.氢键是氢元素与其他元素形成的化学键D.H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键解析:选B 可燃冰中水分子间存在氢键,但CH4与H2O之间不存在氢键,A错误;水分子间除了存在分子间作用力外,还存在分子间的氢键,B正确;氢键是一种特殊的分子间作用力,比化学键弱,C错误; H2O比H2S稳定是因为O—H键键能大于S—H键键能,而与氢键无关,D错误。2.有五个系列同族元素的物质,101.3 kPa时测定它们的沸点(℃)如表所示:对应表中内容,下列叙述中正确的是( )A.a、b、c代表的化学物质中均含化学键B.系列②物质均有氧化性;系列③物质对应水溶液均是强酸C.系列④中各化合物的稳定性顺序为H2O>H2S>H2Se>H2TeD.表中物质HF和H2O,由于氢键的影响,其分子特别稳定解析:选C 由表中信息知,a为Ne,b为Br2,c为HF,d为H2Se,e为SnH4。a为单原子分子,无化学键,A错误;HF为弱酸,B错误;由元素周期律知,C正确;氢键只影响化合物的熔、沸点,不影响其稳定性,D错误。3.(1)请用下列四种物质的序号填空:①O2 ②NH4NO3 ③K2O2 ④NH3既有离子键又有极性键的是________。 (2)X、Y两种主族元素能形成XY2型化合物,已知XY2中共有38个电子,若XY2为常见元素形成的离子化合物,其电子式为__________________________。(3)氯化铝的物理性质非常特殊,如氯化铝的熔点为190 ℃(2.02×105 Pa),但在180 ℃就开始升华。氯化铝是______________(填“共价化合物”或“离子化合物”),可以证明该结论的正确的实验依据是________________________________________________。(4)现有a~g 七种短周期元素,它们在元素周期表中的位置如图,请据此回答下列问题:①元素的原子间反应最容易形成离子键的是________(填字母序号)。A.c和f B.b和gC.d和g D.b和e②d和g元素形成的分子中所有原子________(填“是”或“不是”)都满足最外层为8电子稳定结构。解析:(1)O2只含共价键,NH4NO3含离子键和极性共价键,K2O2含离子键和非极性共价键,NH3只含共价键。(2)XY2型离子化合物,通常X为+2价,Y为-1价,故Y可能是F-或Cl-,结合“XY2中共有38个电子”可推出XY2为CaF2。(3)氯化铝是共价化合物,可根据在熔融状态下氯化铝不能导电加以证明。(4)①a~g 七种元素分别是H、Na、Mg、C、N、P、Cl,其中Na的金属性最强,Cl的非金属性最强,二者最易形成离子键。②d与g元素形成的分子是四氯化碳,分子中各原子最外层均达到8个电子的稳定结构。答案:(1)②(2) (3)共价化合物 氯化铝在熔融状态下不能导电(4)①B ②是4.某融雪剂的主要成分的化学式为XY2,X、Y均为周期表前20号元素,其阳离子和阴离子的电子层结构相同,且1 mol XY2 含有54 mol电子。(1)该融雪剂的化学式是__________,该物质中化学键类型是__________,电子式是________________________________________________________________________。(2)元素D、E原子的最外层电子数是其电子层数的2倍,D与Y相邻,则D的离子结构示意图是______________;D与E能形成一种结构类似于CO2的三原子分子,且每个原子均达到了8e-稳定结构,该分子的结构式为______________,电子式为_____________,化学键类型为______________(填“离子键”“非极性共价键”或“极性共价键”)。解析:(1)X的阳离子与Y的阴离子的电子层结构相同,且1 mol XY2中含54 mol电子,则1 mol X、Y的离子含18 mol e-,可推出其化学式应为CaCl2,即X为Ca,Y为Cl。(2)D、E原子的最外层电子数是其电子层数的2倍,则其为He或C或S或Kr,又因D与Y相邻,则D为S,He、Kr与D不能形成分子,则E为C,C与S形成的分子为CS2。答案:(1)CaCl2 离子键 (2) S===C===S 极性共价键素养提升课 实验活动与科学探究eq \a\vs4\al(一、人教版新教材章末“实验活动”挖掘)实验活动——同周期、同主族元素性质的递变[实验步骤]实验(一) 同主族元素性质的递变实验(二) 同周期元素性质的递变[问题设计]1.新制氯水与久置氯水有何区别,本实验为何用新制氯水?提示:新制氯水中含有Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、OH-、ClO-,呈浅黄绿色;因为HClO不稳定,受热或光照时会分解2HClOeq \o(=====,\s\up7(光照),\s\do5( ))2HCl+O2↑,所以久置氯水实际上为盐酸,含有H2O、H+、Cl-、OH-,呈无色。本实验是证明Cl2的氧化性大于Br2和I2,而久置氯水中无Cl2,无法氧化Br-和I-,达不到实验目的。2.为什么在使用镁条前用砂纸打磨?提示:镁是性质活泼的金属,在空气中易在表面形成稳定的氧化镁,为了不影响实验的进行,需用砂纸除去表面的氧化镁。eq \a\vs4\al(二、热点问题探究体验)微项目——国家重要的战略资源(稀土元素)1.了解稀土元素的基本知识。2.知道稀土元素是不可再生的资源,在科技发展和社会进步中有着不可替代的作用。 eq \a\vs4\al([项目学习目标]) 一、稀土元素概述稀土是一组金属的简称,包含化学元素周期表中镧、铈、镨等17种元素。稀土元素在现代工业中利用自己特有的“光、电、磁、核”等性质,在制造众多尖端技术功能材料和传统工业中充当着人类社会机体不可缺少的“维生素”,对多种物质进行了改性处理,带来了各种神奇性能,使其变废为宝,化石为金。二、稀土元素在高科技领域的广泛应用[思考] 通过查阅相关资料,回答下列问题。1.请简述我国主要稀土资源矿藏有哪些?稀土资源有哪些特点?提示:有内蒙古白云鄂博特大型稀土矿床,山东微山稀土矿,江西、广东等地的风化淋积型(离子吸附型)稀土矿床、四川凉山“牦牛坪式”大型稀土矿床。全国稀土资源总量的98%分布在内蒙、江西、广东、四川、山东等地区,形成北、南、东、西的分布格局,并具有北轻南重的分布特点。具体特点如下:①储量大;②分布广;③类型多;④矿种全;⑤综合利用价值高。2.稀土是我国的战略资源,作为年青一代的你,谈谈对稀土资源应如何保护和利用?提示:开放性议题,合理合情即可。A卷—学业水平达标验收1.下列金属与水反应最剧烈的是( )A.Li B.KC.Rb D.Cs解析:选D 在碱金属中,随着元素原子电子层数的增多,碱金属的金属性增强,与水反应最剧烈的应是Cs。2.钛(Ti)常被称为未来钢铁,已探明中国钛储量居世界首位。下列关于 eq \o\al(48,22)Ti的说法中不正确的是( )A.质子数为22 B.质量数为70C.中子数为26 D.核外电子数为22解析:选B 质子数=核外电子数=22,质量数为48,中子数=48-22=26。3.有五种单核粒子,它们分别是eq \o\al(40,19)□、eq \o\al(40,18)□、eq \o\al(40,19)□+、eq \o\al(40,20)□2+、eq \o\al(41,20)□(“□”内元素符号未写出),则它们所属元素种类有( )A.两种 B.三种C.四种 D.五种解析:选B 根据质子数可知,有K、Ar、Ca 三种元素。4.共价键、离子键和分子间作用力是构成物质的微粒间的不同作用方式,下列物质中只存在上述一种作用方式的是( )A.二氧化碳 B.氢氧化钠固体C.NaCl晶体 D.氯气解析:选C 二氧化碳中存在共价键和分子间作用力,故A不选;氢氧化钠中存在离子键和共价键,故B不选;氯化钠中只存在离子键,故C选;氯气中存在分子间作用力和共价键,故D不选。5.下列有关性质的比较,不正确的是( )A.金属性强弱:K>Na>LiB.非金属性:O>S>SeC.还原性强弱:F->Cl->I-D.碱性强弱:KOH>NaOH>LiOH解析:选C 同主族元素从上到下,元素的金属性逐渐增强,A正确;同主族元素从上到下,元素的非金属性逐渐减弱,离子的还原性逐渐增强,B正确,C错误;同主族元素从上到下,元素的金属性逐渐增强,最高价氧化物对应的水化物碱性:KOH>NaOH>LiOH,D正确。6.如表所示为几种短周期元素的性质。下列说法中正确的是( )A.元素④的原子序数小于元素⑦的原子序数B.②、③处于同一周期C.上述八种元素最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的元素是⑤D.⑧号元素的原子结构示意图为解析:选C 由元素的原子半径和化合价可知,①~⑧号元素分别是O、Mg、Li、P、Cl、Na、N、B。7.下列关于元素周期律和元素周期表的论述中正确的是( )A.同一主族的元素从上到下金属性逐渐减弱B.元素周期表是元素周期律的具体表现形式C.同一周期从左到右,元素原子半径逐渐增大D.非金属元素的最高正化合价等于它的负化合价的绝对值解析:选B 同一主族元素从上到下金属性逐渐增强,A不正确;元素周期表是元素周期律的具体表现形式,B正确;同一周期从左到右,元素原子半径逐渐减小,C不正确;主族非金属元素的最高正化合价等于其最外层电子数(O、F除外),D不正确。8.同一主族的两种元素的原子序数之差不可能是( )A.16 B.26C.36 D.46解析:选D 以惰性元素的原子序数为特例,惰性元素的原子序数分别为2、10、18、36、54、86、118,则16=18-2,26=36-10,36=54-18,A、B、C项均有可能,D不可能。9.氢化钠(NaH)是一种白色的离子化合物,其中钠元素是+1价;氢化钠与水反应生成H2和NaOH。下列叙述中不正确的是( )A.NaH的电子式为B.NaH中氢离子的电子层排布与氦原子的电子层排布相同C.粒子半径:H-Li+,C错误;NaH与H2O反应生成氢气和NaOH,在这个反应中只有氢元素的化合价发生了变化,NaH中H元素的化合价升高作还原剂,被氧化,水中H元素的化合价降低,被还原,作氧化剂,D正确。10.下面是一些常见分子的堆积模型。其中1个分子中含有共用电子对最多的是( )解析:选D CO2中每个O、C之间均是两对共用电子对,共有4个共用电子对。11.下列说法一定不正确的是( )A.某些花岗石产生氡(eq \o\al(222, )86Rn),从而对人体产生伤害,eq \o\al(222, )86Rn的质量数是222B.Se是人体必需的微量元素,eq \o\al(78,34)Se和 eq \o\al(80,34)Se互为同位素C.eq \o\al(13, )6C-NMR(核磁共振)可用于含碳化合物的结构分析,eq \o\al(13, )6C的中子数为6D.原子结构示意图既可以表示 16O,也可以表示 18O解析:选C eq \o\al(13, )6C的中子数为13-6=7。12.X、Y、Z均为短周期元素,X、Y处于同一周期,X、Z的最低价离子分别为X2-和Z-,Y+和Z-具有相同的电子层结构。下列说法正确的是( )A.原子最外层电子数:X>Y>ZB.单质沸点:Z>XC.离子半径:X2->Y+>Z-D.原子序数:X>Y>Z解析:选D Y+和Z-具有相同的电子层结构,说明Y为Na元素、Z为F元素;X的最低价离子为X2-,X为第ⅥA族元素,X、Y处于同一周期,所以X是S元素。原子最外层电子数:F>S>Na,故A错误;S的沸点大于F2,故B错误;离子半径:S2->F->Na+,故C错误;原子序数:S>Na>F,故D正确。13.下列有关物质性质的比较正确的是( )①同主族元素的单质从上到下,氧化性逐渐减弱,熔点逐渐升高②元素的非金属性越强,气态氢化物的热稳定性越弱③单质与水反应的剧烈程度:F2>Cl2>Br2>I2④元素的非金属性越强,它的气态氢化物水溶液的酸性越强⑤还原性:S2->Se2-⑥酸性:HNO3>H3PO4A.①③ B.②④C.③⑥ D.⑤⑥解析:选C 同主族元素的单质从上到下,熔点不一定逐渐升高,如碱金属,从上到下熔点逐渐降低,①不正确;元素的非金属性越强,气态氢化物稳定性越强,②不正确;卤素非金属性:F>Cl>Br>I,单质与水反应的剧烈程度:F2>Cl2>Br2>I2,③正确;非金属气态氢化物水溶液的酸性与其非金属性的强弱不呈规律性递变,④不正确;还原性:Se2->S2-,⑤不正确;非金属性:N>P,酸性:HNO3>H3PO4,⑥正确。14.下列事实不能用于判断金属性强弱的是( )A.金属间发生的置换反应B.1 mol金属单质在反应中失去电子的多少C.金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱D.金属元素的单质与水(或酸)反应置换出氢气的难易程度解析:选B 金属性强弱只与失去电子的难易有关,与失电子多少没有直接关系。15.如图所示,a、b、c、d、e为元素周期表中前四周期的一部分元素,下列有关叙述正确的是( )A.元素b位于第ⅥA族,有+6、-2两种常见化合价B.五种元素中,元素e的性质最稳定C.元素c和d的最高价氧化物对应的水化物的酸性:c>dD.元素c和e的气态氢化物的稳定性:c>e解析:选D a必为He元素,则b是O,c是P,d是Cl,e是As元素,氧元素没有+6价,稀有气体He的性质最稳定,酸性:H3PO4AsH3。16.元素周期表是学习和研究化学的重要工具。下列是元素周期表的部分信息:(1)地壳中含量最多的金属元素的原子序数是________。(2)分析上表规律,可推知,表中X为________。(3)表示的是(写粒子符号)________。(4)写出一个由1、7、17号三种元素组成的化合物的化学式:________。解析: (1)地壳中含量最多的金属元素是Al,其原子序数为13。(2)由元素周期表的结构可推知X应为16S。(3)19号元素为K,核外电子数比核电荷数小1,为K+。(4)1号元素为H,7号元素为N,17号元素为Cl,组成的常见化合物为NH4Cl。答案: (1)13 (2)16S (3)K+ (4)NH4Cl17.(1)写出下列具有10个电子的粒子的化学式: 原子的原子结构示意图是________,由2个原子组成的分子是______,阴离子是________。 (2)X、Y、Z、W为短周期的四种元素,其最高正价依次为+1、+4、+5、+7,核电荷数按照Y、Z、X、W的顺序增大。已知Y与Z的原子次外层的电子数均为2,W、X的原子次外层的电子数均为8。 ①写出Y元素的名称__________。 ②写出W元素在周期表中的位置:_______________________________________。 ③按碱性减弱、酸性增强的顺序写出各元素最高价氧化物对应水化物的分子式:________、________、_______、________。 解析:(1)有10个电子的原子是Ne,在常见的有10个电子的分子中主要是非金属元素的气态氢化物分子,阴阳离子也是由非金属元素与氢形成的离子团。 (2)从题目给的信息知,Y、Z为第二周期元素,W、X为第三周期元素,再由最高正价知:X为钠,Y为碳,Z为氮,W为氯。 答案:(1) HF OH- (2)①碳 ②第三周期第ⅦA族 ③NaOH H2CO3 HNO3 HClO418.现有下列短周期元素性质的数据:回答下列问题:(1)元素③在周期表中位置是____________; 元素④与元素⑦相比较,气态氢化物较稳定的是____________(填化学式)。(2)元素①是________(写元素符号),元素⑥是________(写元素符号),二者按照原子个数比为1∶1形成的化合物与水反应的化学方程式:____________________________________________________________________________________________________________。(3)元素⑤与元素②的非金属性强弱顺序为________(写元素符号),元素⑤的单质加入到元素②的氢化物的水溶液中反应的化学方程式:__________________________。(4)用电子式表示元素①氢化物的形成过程______________________________;写出元素⑦氢化物的电子式__________;写出实验室制元素⑤单质的化学方程式:_______________________________________________。解析:+1价的③、⑥,一定是碱金属Li和Na,而原子半径⑥>③,故③应为第二周期第ⅠA族的Li,⑥为第三周期的Na元素;④和⑦最高正价均为+5,负价一致,故为第ⅤA族元素,因原子半径④>⑦,故④为第三周期第ⅤA族的P元素,⑦为N元素;从化合价可推出⑤属于卤素,由于短周期F元素无正价,故⑤为氯元素,位于第三周期第ⅦA族;⑧最高正价+3价,无负价,只能是第ⅢA族元素,而原子半径⑧>④,故⑧只能是位于第三周期第ⅢA族的Al元素;①、②的最低负价为-2价,①无正价,则①应为第二周期的O元素,②最高正价+6价,为第三周期的S元素。(1)③为Li元素,位于周期表第二周期第ⅠA族,非金属性:N>P,则氢化物较稳定的是 NH3。(2)①为O元素,⑥为Na元素,二者按照原子个数比为1∶1形成的化合物为Na2O2,与水反应生成NaOH和O2,反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑。(3)同周期元素从左到右,元素的非金属性逐渐增强,则非金属性:Cl>S,Cl2通入H2S的水溶液中发生氧化还原反应生成HCl和S,反应的化学方程式为Cl2+H2S===2HCl+S↓。(4)①的氢化物为H2O,用电子式表示的形成过程为,⑦的氢化物为NH3,属于共价化合物,电子式为,实验室由浓盐酸和MnO2在加热条件下发生反应制备氯气,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)eq \o(=====,\s\up7(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O。答案:(1)第二周期第ⅠA族 NH3(2)O Na 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑(3)Cl>S Cl2+H2S===2HCl+S↓(4) MnO2+4HCl(浓)eq \o(=====,\s\up7(△)) MnCl2+Cl2↑+2H2OB卷—选考等级考试检测1.2018年5月,美国宣布退出伊朗核协议,eq \o\al(235, )92U的浓缩是焦点问题。下列有关eq \o\al(235, )92U的说法正确的是( )A.eq \o\al(235, 92)U原子核中含有92个中子 B.eq \o\al(235, 92)U原子核外有143个电子C.eq \o\al(235, 92)U与eq \o\al(238, 92)U互为同位素D.eq \o\al(235, 92)U与eq \o\al(238, 92)2U互为同素异形体解析:选C eq \o\al(235, 92)U原子中质子数和核外电子数均为92,中子数为235-92=143; eq \o\al(235, 92)U与eq \o\al(238, 92)U是质子数相同、质量数(中子数)不同的原子(核素),互为铀元素的同位素,而不是同素异形体。2.下列化学用语正确的是( )A.镁离子:MgB.氯原子:Cl2C.S原子的结构示意图:D.CO2的电子式为解析:选D 镁离子带2个单位正电荷,化学式为Mg2+,A错误;氯原子的符号为Cl,B错误;S原子的结构示意图为,C错误。3.我国西部地区蕴藏着丰富的锂资源,开发锂的用途是一个重要的科学课题。关于锂的叙述不正确的是( )A.锂是较轻的金属B.LiOH的碱性比NaOH弱C.锂的化学性质比钠活泼D.锂在空气中燃烧生成Li2O解析:选C 锂比钠的活泼性弱,在空气中只生成Li2O,LiOH的碱性比NaOH弱。4.张青莲是我国著名的化学家。1991年,他准确测得In的原子量为114.818,被国际原子量委员会采用为新的标准值。这是原子量表中首次采用我国测定的原子量值。已知In的原子结构如图所示,则下列关于In的说法不正确的是( )A.In在反应中容易失电子B.In为长周期元素C.In为过渡元素D.In的最高价氧化物对应的水化物为强碱解析:选C 同主族从上到下元素的金属性逐渐增强,In具有比Al更强的金属性,在反应中容易失电子,A正确;元素周期表前三周期为短周期,由In的原子结构示意图可以知道,In位于周期表第五周期第ⅢA族,属于长周期元素,不属于过渡元素,B正确,C错误;同主族从上到下元素的金属性逐渐增强,最高价氧化物对应的水化物的碱性增强,则其最高价氧化物对应的水化物为强碱,D正确。5.下列说法不正确的是( )A.单质分子中不一定存在共价键B.离子化合物中不可能含有共价键C.不同种类元素形成的化合物中可能存在非极性键D.离子化合物中可能不含金属元素6.元素周期表和元素周期律可以指导人们进行规律性的推测和判断。下列说法不合理的是( )A.由水溶液的酸性:HCl>HF,不能推断出元素的非金属性:Cl>FB.人们可以在周期表的过渡元素中寻找催化剂和耐腐蚀、耐高温的合金材料C.短周期元素正化合价数值和其族序数相同D.短周期元素形成的粒子X2-和Y2+核外电子排布相同,离子半径:X2->Y2+解析:选C 根据最高价含氧酸酸性推断元素非金属性,故A正确;短周期元素最高正化合价数值和其族序数相同(O、F除外),故C错误;核外电子排布相同时,质子数越多半径越小,故D正确。7.元素周期表是一座开放的“元素大厦”。若发现119号元素,请你在元素大厦中安排好它的“房间”( )A.第七周期0族 B.第六周期第ⅡA族 C.第八周期第ⅠA族 D.第七周期第ⅦA族解析:选C 前七个周期共有118种元素(2+8+8+18+18+32+32=118),119号元素应在第八周期第ⅠA族。8.下列说法正确的是( )A.形成离子键的阴阳离子间只存在静电吸引力B.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性和还原性从左到右依次减弱C.第三周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强D.元素周期律是元素原子核外电子排布周期性变化的结果解析:选D 离子键是阴阳离子间的静电作用,静电作用包括静电吸引和静电排斥,A错误;从上到下同主族元素的非金属性减弱,故HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱,但HF、HCl、HBr、HI的还原性依次增强,B错误;元素的非金属性越强,其对应的最高价含氧酸的酸性越强,因没有指明含氧酸是否为该元素的最高价含氧酸,C错误;元素周期律的根本原因是元素原子核外电子排布的周期性变化,D正确。9.与OH-具有相同质子数和电子数的粒子是( )A.F- B.Cl-C.NH3 D.Na+解析:选A OH-具有9个质子和10个电子,故与OH-具有相同质子数和电子数的粒子是阴离子,而Cl-的质子数和电子数分别是17和18。10.原子序数依次增大的元素a、b、c、d,它们的最外层电子数分别为1、6、7、1。a-的电子层结构与氦相同,b和c的次外层有8个电子,c-和d+的电子层结构相同。下列叙述错误的是( )A.元素的非金属性强弱次序为c>b>aB.a和其他三种元素均能形成共价化合物C.d和其他三种元素均能形成离子化合物D.元素a、b、c各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6解析:选B 根据题意推出a、b、c、d依次为H、S、Cl、K,根据元素周期表的性质及递变规律,A项,非金属性:c>b>a,正确;B项,H能与S、Cl形成共价化合物,但是与K只能形成离子化合物,错误;C项,K是金属元素,只能和其他三种元素形成离子化合物,正确;D项,根据化合价的递变规律,元素a、b、c各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6,正确。11.下列叙述及推理正确的是( )①金属性:Sn>Ge,故碱性:Sn(OH)4>Ge(OH)4②非金属性:O>N,故O2比N2更容易与H2化合③非金属性:S>As,故后者的气态氢化物稳定性更强④非金属性:F>Cl,故将F2通入NaCl溶液中发生的反应为F2+2Cl-===Cl2+2F-A.①② B.②③C.①④ D.③④解析:选A 同主族元素从上到下金属性逐渐增强,最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐增强,故金属性:Sn>Ge,碱性:Sn(OH)4>Ge(OH)4,①正确;元素的非金属性越强,单质与氢气越容易化合,因为非金属性:O>N,故O2比N2更容易与H2化合,②正确;元素的非金属性越强,则简单气态氢化物越稳定,因为非金属性:S>As,所以气态氢化物的稳定性:H2S>AsH3,③错误;非金属性:F>Cl,对应单质的氧化性:F2>Cl2,但将F2通入NaCl溶液中发生的反应为2F2+2H2O===4HF+O2↑,不能置换出Cl2,④错误。12.如图为元素周期表短周期的一部分,下列关于R、W、X、Y四种元素的叙述中不正确的是( )A.W的最高价氧化物对应水化物比X的最高价氧化物对应水化物的酸性弱B.Y的阴离子电子层结构与K+的电子层结构相同C.原子半径大小的关系为W>Y D.W的气态氢化物的稳定性比X的气态氢化物的稳定性强解析:选D 由元素周期表的结构可知X为氮,W为磷,Y为硫,R为氩。同主族元素从上到下元素非金属性依次减弱,最高价氧化物对应的水化物的酸性减弱,故酸性:HNO3>H3PO4,A对;S2-和K+核外都有18个电子,电子层结构相同,B对;同周期元素从左到右原子半径依次减小,故原子半径:P>S,C对;N元素的非金属性比P元素强,故NH3的稳定性强于PH3,D错。13.X、Y是元素周期表第ⅦA族中的两种元素。下列叙述能说明X的非金属性比Y强的是( )A.X原子的电子层数比Y原子的电子层数多B.Y的单质能将X从NaX的溶液中置换出来C.X的单质比Y的单质更容易与氢气反应D.同浓度下X的氢化物水溶液比Y的氢化物水溶液的酸性强解析:选C 因为X、Y是元素周期表中第ⅦA族的元素,若X的电子层数多,则说明X比Y的非金属性弱,A错误;B项事实说明Y比X更活泼,错误;依据单质与H2化合的难易判断,且X2与H2化合更容易,说明氧化性:X2>Y2,则非金属性:X>Y,C正确;D项判断依据错误,应依据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱判断。14.在一定条件下,ROeq \o\al(-,3)与R-可发生反应:ROeq \o\al(-,3)+5R-+6H+===3R2+3H2O,下列关于R元素的叙述中正确的是( )A.元素R位于周期表中第ⅤA族B.ROeq \o\al(-,3)中的R只能被还原C.R2在常温常压下一定是气体D.若1 mol ROeq \o\al(-,3)参与该反应,则转移的电子的物质的量为5 mol解析:选D 由反应的化学方程式可知,R的最低负价为-1,则其最高正价为+7价,位于第ⅦA族;由于ROeq \o\al(-,3)中R为+5价,是R元素的中间价态,既具有氧化性又具有还原性;若R为I或Br也可以发生如上反应;根据转移电子守恒,1 mol eq \o(R,\s\up6(+5))Oeq \o\al(-,3)→eq \o(R,\s\up6(0)),转移5 mol e-。15.如图为元素周期表中短周期的一部分,四种元素均为非稀有气体元素。下列关于这四种元素及其化合物的说法中正确的是( )A.原子半径:W>Z>Y>XB.气态氢化物的稳定性:Z>W>X>YC.W的最高正化合价与负化合价的绝对值可能相等D.Z的最高价氧化物对应的水化物可能为强碱解析:选C 根据四种元素的相对位置,X、Y、Z、W分别在第二、三周期且在第ⅢA~ⅦA族,由元素周期律可知,原子半径:Z>W>X>Y,A错误;如果是非金属元素,则气态氢化物的稳定性:Y>X>W>Z,B错误;W的位置可能在第ⅣA族,W可能为硅,C正确;由Z位于第ⅢA~ⅦA族知,Z不可能是Na,D错误。16.如图为元素周期表的一部分,请回答有关问题:(1)⑤和⑧的元素符号是________和________。(2)表中最活泼的金属是________,非金属性最强的元素是________(填写元素符号)。(3)表中能形成两性氢氧化物的元素是________,分别写出该元素的氢氧化物与⑥、⑨最高价氧化物的水化物反应的化学方程式:_______________________________________、________________________________________________________________________。(4)请设计一个实验方案,比较⑦、⑩单质氧化性的强弱:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析:(1)由⑤号和⑧号元素的位置可知⑤为Si,⑧为Ar。(2)同一周期元素,从左到右非金属性逐渐增强;同一主族元素,从上到下金属性逐渐增强,故最活泼的金属是⑨(即K),非金属性最强的元素是②(即F)。(4)⑦号、⑩号元素的单质分别为Cl2和Br2,可利用单质间的置换反应来比较两者氧化性的强弱。答案:(1)Si Ar (2)K F(3)铝 2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑2Al+2KOH+2H2O===2KAlO2+3H2↑(4)将⑦单质(Cl2)通入盛有⑩的钠盐(NaBr)溶液中,加入CCl4,静置分层后,观察四氯化碳层是否呈红棕色,若呈红棕色,则说明Cl2的氧化性大于Br217.W、X、Y、Z是原子序数依次增大的同一短周期元素,W、X是金属元素,Y、Z是非金属元素。(1)W、X各自的最高价氧化物对应的水化物可以反应生成盐和水,该反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)W与Y可形成化合物W2Y,该化合物的电子式为________。(3)比较Y、Z气态氢化物的稳定性:_______>_______(用分子式表示)。(4)W、X、Y、Z四种元素简单离子的离子半径由大到小的顺序是________________________________________________________________________。解析: (1) W、X为金属,其最高价氧化物对应的水化物可以反应生成盐和水,则为NaOH和Al(OH)3,二者反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-===AlOeq \o\al(-,2)+2H2O。(2)W为Na,可以和Y形成W2Y,则Y为-2价,为第ⅥA族元素,且和钠同周期,则Y为S。Na2S的电子式为。(3)Z和Y同周期,原子序数比Y大,所以Z为Cl。非金属性越强,气态氢化物的稳定性越强;由于非金属性:Cl>S,所以气态氢化物的稳定性:HCl>H2S。(4)对结构相同的粒子,核电荷数越大,则粒子半径越小,所以Na+>Al3+,S2->Cl-。但由于S2-、Cl-有3层电子,Na+、Al3+有2层电子,所以S2->Cl->Na+>Al3+。答案:(1)Al(OH)3+OH-===AlOeq \o\al(-,2)+2H2O(2) (3)HCl H2S(4)S2->Cl->Na+>Al3+18.现有部分元素的性质与原子(或分子)结构如表所示:(1)元素T的原子结构示意图为________________。(2)元素Y和Z相比,金属性较强的是Y,下列不能证明这一事实的是________(填标号)。a.Y的最外层电子数比Z少b.Y单质与水反应比Z单质与水反应剧烈c.Y最高价氧化物对应的水化物的碱性比Z的强(3)写出X形成的单质的电子式:____________(用元素符号表示)。(4)T可以形成稳定的阴离子Tm-,Y可以形成稳定的阳离子Yn+,其半径关系为r(Tm-)________r(Yn+)(填“>”“r(Na+)。(5)Y、Z的最高价氧化物对应的水化物分别是NaOH和Al(OH)3,二者反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-===AlOeq \o\al(-,2)+2H2O。答案:(1) (2)a (3)N⋮⋮N (4)>(5)Al(OH)3+OH-===AlOeq \o\al(-,2)+2H2O高一上学期 eq \a\vs4\al(全程质量检测)A卷—学业水平达标仿真检测一、选择题(本部分共25题,每题只有一个正确选项)1.下列有关物质分类的说法中正确的是( )A.树状分类法是唯一能表示物质分类的方法B.在物质分类时,一般是先分类,再定标准C.根据化合物在水溶液里或熔融状态下是否能导电,判断化合物是否为电解质D.胶体、溶液、浊液的本质区别是其透过滤纸的性质不同解析:选C A项,还可以用交叉分类法;B项,应先确定分类标准后再分类;D项,三种分散系的本质区别是分散质粒子的直径大小不同。2.下列说法正确的是( )A.氧化还原反应中一定有化合价的升降B.有氧元素参加的一定是氧化还原反应C.氧化剂在反应中失去电子D.还原剂在反应中化合价升高,被还原解析:选A 氧化还原反应一定有电子的转移,基本特征是化合价的升降,并不一定有氧元素参加;还原剂失去电子,被氧化,氧化剂在反应中得电子。3.分类是学习和研究化学的一种重要方法,下列分类合理的是( )A.K2CO3和K2O都属于盐B.H2SO4和HNO3都属于酸C.KOH和Na2CO3都属于碱D.Na2O和Na2SiO3都属于氧化物解析:选B K2O属于氧化物,A错误;Na2CO3俗称纯碱但属于盐,C错误; Na2SiO3属于盐,D错误。4.元素铊的相关信息如图所示。下列有关卡片信息解读不正确的是( )A.铊的元素符号为TlB.铊的金属性比铝的金属性弱C.铊的相对原子质量为204.4D.铊原子的质子数为81解析:选B 铊和铝位于同一主族,从上到下金属性逐渐增强,则铊的金属性比铝的金属性强,B错误。5.下列有关卤素单质及其化合物的说法正确的是( )A.卤素单质与氢气化合按F2、Cl2、Br2、I2的顺序由难变易B.卤化氢的稳定性按HF、HCl、HBr、HI的顺序依次增大C.卤化氢的还原性按HF、HCl、HBr、HI的顺序依次减弱D.卤化银的颜色按AgCl、AgBr、AgI的顺序依次加深解析:选D 非金属性越强,与氢气化合越容易,所以卤素单质与氢气化合按F2、Cl2、Br2、I2的顺序由易变难,故A错误;非金属性越强,氢化物的稳定性越强。同主族元素从上到下,非金属性逐渐减弱,所以F的非金属性最强,即卤化氢的稳定性按HF、HCl、HBr、HI的顺序依次减弱,故B错误;单质的氧化性越强,对应氢化物的还原性越弱,所以卤化氢的还原性按HF、HCl、HBr、HI的顺序依次增强,故C错误;卤化银的颜色按AgCl、AgBr、AgI的顺序依次加深,故D正确。6.下列反应中H2O是氧化剂的是( )A.CaO+H2O===Ca(OH)2B.2F2+2H2O===4HF+O2C.2Na+2H2O===2NaOH+H2↑D.3NO2+H2O===2HNO3+NO解析:选C A项,该反应中所有元素的化合价不变,不属于氧化还原反应,属于化合反应,错误;B项,该反应水中O元素的化合价由-2价变为0价、F元素的化合价由0价变为-1价,所以水是还原剂,错误;C项,该反应中H元素的化合价由+1价变为0价、Na元素的化合价由0价变为+1价,所以水是氧化剂、钠是还原剂,正确;D项,该反应N元素的化合价由+4价变为+5价、+2价,水中各元素的化合价不变,所以二氧化氮是氧化剂、还原剂,水既不是氧化剂也不是还原剂,错误。7.水体中溶解的O2对渔业养殖有重要作用。已知某水体中溶解的O2的浓度为6.4 mg·L-1,则1 m3水中溶解的O2的物质的量为( )A.0.1 mol B.0.2 molC.0.4 mol D.2.0 mol解析:选B 已知某水体中溶解的O2的浓度为6.4 mg·L-1,则1 m3水中溶解的O2的质量是1 000 L×6.4 mg·L-1=6 400 mg=6.4 g,物质的量为eq \f(6.4 g,32 g·mol-1)=0.2 mol。8.区别硫酸铜溶液和氢氧化铁胶体最简单的方法是( )A.丁达尔效应 B.观察溶液颜色C.过滤 D.加热解析:选B 硫酸铜溶液为蓝色,氢氧化铁胶体为红褐色,二者颜色不同,为最简单的方法。9.根据下列反应:①Ag2O+H2O2===2Ag+O2↑+H2O;②3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH===2K2CrO4+3K2SO4+8H2O,判断H2O2、Ag2O、K2CrO4氧化性由强到弱的顺序是( )A.K2CrO4>H2O2>Ag2OB.Ag2O>H2O2>K2CrO4C.H2O2>Ag2O>K2CrO4D.Ag2O>K2CrO4>H2O2解析:选B 根据①可知氧化剂是Ag2O,还原剂是H2O2,所以氧化性:Ag2O>H2O2;根据②可知氧化剂是H2O2,氧化产物是K2CrO4,所以氧化性:H2O2>K2CrO4。所以物质的氧化性由强到弱的顺序为Ag2O>H2O2>K2CrO4。10.下列反应的离子方程式不正确的是( )A.铁与稀盐酸反应:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑B.氢氧化钠溶液与盐酸反应:OH-+H+===H2OC.锌与硫酸铜溶液反应:Zn+Cu2+===Zn2++CuD.氯化钡溶液与稀硫酸反应:Ba2++SOeq \o\al(2-,4)===BaSO4↓解析:选A 不符合客观事实,正确的离子方程式应是Fe+2H+===Fe2++H2↑,A错误。11.以NA表示阿伏加德罗常数,下列说法中正确的是( )A.58.5 g氯化钠固体中含有NA个氯化钠分子B.1 mol Fe参与反应失去电子数目一定为2NAC.1 mol Na被完全氧化生成Na2O2,失去2NA个电子D.常温下,46 g NO2和N2O4的混合物中含有的氮原子数为NA解析:选D 氯化钠固体中只含有Na+和Cl-,不含有氯化钠分子,A错误; Fe参加反应时,有可能被氧化为+2价,也有可能被氧化为+3价,因此失去电子数目不一定为2NA,B错误; 1 mol Na被完全氧化生成Na2O2,钠元素由0价变为+1价,失去NA个电子,C错误; NO2和N2O4的最简式相同,都是NO2,因此常温下,46 g NO2和N2O4的混合物中含有的氮原子数为NA,D正确。12.雾能产生丁达尔效应,与雾属于同种分散系的是( )A.CuSO4溶液 B.KCl溶液C.Fe(OH)3胶体 D.CaCO3悬浊液解析:选C 雾能产生丁达尔效应,这说明雾属于胶体。分析所给四种物质,只有Fe(OH)3胶体的分散质粒子的直径为1~100 nm。13.下列排列顺序不正确的是( )A.原子半径:Si>Na>OB.热稳定性:HF>HCl>H2SC.碱性:CsOH>KOH>NaOHD.失电子能力:K>Na>Mg解析:选A Na与Si属于同一周期,Na的原子序数小于Si,所以Na的原子半径大于Si,A错误;根据元素的非金属性:F>Cl>S,所以氢化物的热稳定性:HF>HCl>H2S,B正确;同主族元素从上到下金属性逐渐增强,则最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐增强,C正确;元素的金属性:K>Na>Mg,所以失去电子的能力:K>Na>Mg,D正确。14.构成下列四种物质的粒子间,既存在离子键又存在共价键的是( )A.MgCl2 B.K2SC.NaOH D.SO3解析:选C MgCl2中Cl-和Mg2+之间只存在离子键,A错误;K2S中S2-和K+之间只存在离子键,B错误; NaOH中既有离子键,又有共价键,C正确;SO3中S原子和O原子之间只存在共价键,D错误。15.配制500 mL 0.100 mol·L-1的NaCl溶液,部分实验操作示意图如图:下列说法正确的是( )A.实验中需用到的仪器有:托盘天平、250 mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等B.上述实验操作步骤的正确顺序为①②④③C.容量瓶需用自来水、蒸馏水洗涤,干燥后才可用D.定容时,仰视容量瓶的刻度线,使配得的NaCl溶液浓度偏低解析:选D 配制500 mL溶液时应使用500 mL容量瓶,而不是250 mL容量瓶,A错误;配制溶液的正确操作顺序为②①④③,B错误;容量瓶中残留蒸馏水可不必干燥,C错误;定容时仰视容量瓶的刻度线会使溶液体积大于理论体积,浓度偏低,D正确。16.下列叙述正确的是( )A.固体碘转化为紫红色气体,需吸收能量,因共价键被破坏B.碳酸氢铵是典型的离子化合物,其受热分解产生氨气不仅破坏离子键还破坏了共价键C.金属和非金属所形成的化学键均为离子键D.共价键只存在于共价化合物中解析:选B 碘分子中存在的作用力是共价键,固体碘转化为紫红色气体,需吸收能量,因分子间作用力被破坏,A错误;碳酸氢铵分解生成氨气、水和二氧化碳,碳酸氢铵是离子化合物,氨气、水和二氧化碳是共价化合物,所以碳酸氢铵其受热分解产生氨气不仅破坏离子键还破坏了共价键,B正确;金属和非金属所形成的化学键可能是共价键,如氯化铝中氯元素和铝元素之间存在共价键,C错误;非金属单质中可能存在共价键,D错误。17.一定量Cl2通入足量的水中,发生反应Cl2+H2O===HClO+HCl。能说明该反应的产物中可能含有Cl-的是( )A.氯水具有漂白作用B.氯水可与FeSO4溶液反应C.氯水具有杀菌消毒作用D.氯水可与AgNO3溶液反应解析:选D 次氯酸具有强氧化性,因此氯水具有漂白作用,与Cl-无关,A错误;氯水具有强氧化性,FeSO4具有还原性,因此氯水可以与FeSO4溶液反应,与Cl-无关,B错误;氯水具有强氧化性,因此氯水具有杀菌消毒作用,与Cl-无关,C错误;氯水可与AgNO3溶液反应生成氯化银白色沉淀:Ag++Cl-===AgCl↓,因此可以说明含有Cl-,D正确。18.某溶液中仅含有H+、Al3+、Cl-、SOeq \o\al(2-,4)四种离子,其中H+的浓度为0.5 mol·L-1,Al3+的浓度为0.1 mol·L-1,Cl-的浓度为0.2 mol·L-1,则SOeq \o\al(2-,4)的浓度是( )A.0.15 mol·L-1 B.0.25 mol·L-1C.0.30 mol·L-1 D.0.40 mol·L-1解析:选C 电解质溶液呈电中性即电荷守恒,则c(H+)+c(Al3+)×3=c(Cl-)+c(SOeq \o\al(2-,4))×2,代入数据计算可得c(SOeq \o\al(2-,4))=0.30 mol·L-1。19.下列实验设计及其对应的离子方程式均正确的是( )A.用FeCl3溶液腐蚀铜线路板:Cu+Fe3+===Cu2++Fe2+B.Na与H2O反应制备H2:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑C.用小苏打治疗胃酸过多:COeq \o\al(2-,3)+ 2H+=== CO2↑+H2OD.用食醋除去水瓶中的水垢:COeq \o\al(2-,3)+2H+=== CO2↑+H2O解析:选B 电荷不守恒,正确的离子方程式应为Cu+2Fe3+===2Fe2++Cu2+,A错误;小苏打是碳酸氢钠,正确的离子方程式应为HCOeq \o\al(-,3)+ H+===CO2↑+H2O,C错误;醋酸是弱酸,书写离子方程式时不能拆开,正确的离子方程式应为CaCO3+2CH3COOH===Ca2++2CH3COO-+H2O+CO2↑,D错误。20.标准状况下,密闭容器内分别充入空气和H2、O2的混合气体在可移动的活塞两边,充入时体积如图所示,若将装置右边H2、O2的混合气体点燃引爆,活塞先左弹,恢复至原温度后,活塞右滑最终停在容器的正中央,则原来H2、O2的体积比最接近于( )①2∶7 ②5∶4 ③4∶5 ④7∶2A.①② B.②④C.①③ D.③④解析:选D 假设空气的物质的量为1 mol,反应前,左右两室的体积之比为1∶3,反应前右室的物质的量为3 mol,反应后,活塞处于中央,两室体积相等,则两室中气体的物质的量相等,反应后右室气体物质的量为1 mol,发生反应2H2+O2eq \o(=====,\s\up7(点燃))2H2O,设H2、O2的物质的量分别为x、y,若氢气过量,则x-2y=1,x+y=3,解得x∶y=7∶2;若氧气过量,则y-0.5x=1,x+y=3,解得x∶y=4∶5,D符合。21.Cr2Oeq \o\al(2-,7)毒性较强,常用NaHSO3处理工业废水中的Cr2Oeq \o\al(2-,7)。反应的离子方程式为5H++Cr2Oeq \o\al(2-,7)+3HSOeq \o\al(-,3)===2Cr3++3SOeq \o\al(2-,4)+4H2O,下列关于该反应的说法正确的是( )A.Cr2Oeq \o\al(2-,7)在反应中表现氧化性B.Cr3+是氧化反应的产物C.HSOeq \o\al(-,3)发生还原反应D.生成1 mol Cr3+时转移6 mol电子解析:选A 反应中Cr2Oeq \o\al(2-,7)转化为 Cr3+,Cr元素的化合价由+6降低至+3价,得电子被还原;HSOeq \o\al(-,3)转化为SOeq \o\al(2-,4),S元素的化合价由+4价升高至+6价,失去电子被氧化;故Cr2Oeq \o\al(2-,7)是氧化剂,在反应中表现氧化性被还原,Cr3+是还原反应的产物;HSOeq \o\al(-,3)是还原剂,发生氧化反应;生成1 mol Cr3+时转移3 mol电子。22.下列叙述错误的是( )A.化学反应能够制造出新的物质,但不能制造出新的元素B.“血液透析”利用了胶体的性质C.只要符合限量,“食用色素”“亚硝酸盐”可以作为某些食品的添加剂D.在食品袋中放入盛有生石灰的透气小袋,可防止食物受潮、氧化变质解析:选D 化学科学具有创造性,所以化学反应能够制造出新的物质,但不能制造出新的元素,A正确;人体的血液属于胶体,不能透过半透膜,B正确;正确使用食品添加剂不会对人体健康产生伤害,C正确;生石灰能吸水,可作食品的吸水剂,不可作抗氧化剂,D错误。23.前20号元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,且分列四个不同周期和四个不同主族。其中A为Y元素组成的单质;甲、乙、丙、丁、戊为上述四种元素组成的二元或三元化合物;常温下乙为液体。下列说法正确的是( )A.简单离子半径:Z>YB.反应①为吸热反应C.反应②为工业上制备漂白粉的反应原理D.X、Y分别与Z形成的化合物中,化学键类型一定相同解析:选C 根据题给信息分析可知,常温下乙为液体,则乙为水,W为氢元素,Y为氯元素,A为氯气;甲为氧化钙,与水反应生成氢氧化钙,X为氧,Z为钙;化合物丁和化合物戊可能为氯化钙或次氯酸钙;核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,所以简单离子半径:Ca2+S>Cl>FB.金属性:Rb>K>Mg>AlC.稳定性:PH3O>F解析:选A 非金属性越强,气态氢化物越稳定,非金属性:As次氯酸,该实验证明氯气与水反应的生成物中含有____________(填“盐酸”或“次氯酸”)。解析:(1)由NaClO+NaCl+H2SO4eq \o(=====,\s\up7(△))Na2SO4+Cl2↑+H2O可知,反应有液体参加,需要加热,所以选装置②。(2)装置B中干燥的有色布条褪色,说明氯气中可能混有少量的水蒸气,氯气与水反应生成次氯酸而有漂白性,因此应该在A和B之间增加盛有浓H2SO4的洗气瓶,除去Cl2中的水蒸气。(3)氯气把亚硫酸钠氧化为硫酸钠,自身被还原为Cl-,反应离子方程式为Cl2+SOeq \o\al(2-,3)+H2O===SOeq \o\al(2-,4)+2Cl-+2H+。检验SOeq \o\al(2-,4)必须排除其他离子的干扰,因此检验反应后溶液中含有SOeq \o\al(2-,4)的方法是取少量反应后溶液于试管中,先加入足量的稀盐酸至无明显现象,然后再加入少量BaCl2溶液有白色沉淀生成,说明含有SOeq \o\al(2-,4)。(4)氯气通入水溶液会反应生成盐酸和次氯酸,酸性:盐酸>碳酸>次氯酸,氯气通入饱和NaHCO3溶液能产生无色气体,证明氯气与水反应的生成物中含有盐酸。答案:(1)②(2)产生的氯气中含有水蒸气会反应生成次氯酸 在装置A、B之间增加盛有浓硫酸的洗气瓶(或干燥装置)(3)Cl2+SOeq \o\al(2-,3)+H2O===SOeq \o\al(2-,4)+2Cl-+2H+ 稀盐酸 BaCl2(或其他合理答案)(4)盐酸eq \a\vs4\al([新教材内容有哪些]) eq \a\vs4\al([新课程标准是什么])1.了解分类方法在化学科学研究中的运用。2.认识元素可以组成不同种类的物质,根据物质的组成和性质可以对物质进行分类。3.认识胶体是一种常见的分散系。酸性氧化物碱性氧化物概念能与碱反应生成盐和水的氧化物能与酸反应生成盐和水的氧化物主要化学性质酸性氧化物+碱===盐+水如:CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O碱性氧化物+酸===盐+水如:CuO+2HCleq \o(=====,\s\up7(△))CuCl2+H2O酸性氧化物+水===酸如:SO3+H2O===H2SO4碱性氧化物+水===碱如:Na2O+H2O===2NaOH范围大多数非金属氧化物(CO、H2O等除外)和少数金属氧化物(Mn2O7)大多数金属氧化物(Al2O3、Mn2O7等除外)注意①酸性氧化物不一定能与水化合生成相应的酸,如SiO2②碱性氧化物不一定能与水化合生成相应的碱,如CuO③Fe3O4与盐酸反应生成FeCl2和FeCl3两种盐,不属于碱性氧化物碱酸盐碱性氧化物酸性氧化物ANaOHH2SO4BaCO3SO2CO2B纯碱HClCaCO3SiO2COCNaOHNaHSO4CaCl2Na2OSO2DKOHHNO3CaCO3CaOSO3分散系分散质粒子直径分散质分散剂溶液小于1_nm溶质溶剂乳浊液或悬浊液大于100_nm小液滴或固体小颗粒液体胶体1~100_nm各种物质各种物质分散剂例证液溶胶液体Fe(OH)3胶体气溶胶气体云、雾固溶胶固体有色玻璃分散质溶液胶体浊液分散质粒子直径大小100 nm分散质粒子分子、原子或离子许多分子的集合体或单个高分子巨大数目分子的集合体性质外观均一、透明均一、有的透明不均一、不透明稳定性稳定介稳体系不稳定能否透过滤纸能能不能半透膜能不能不能是否有丁达尔效应无有无实例NaCl溶液豆浆泥浆水、油水混合物选项①②③④ANaClK2SO4KCl(NH4)2SO4BNaClK2SO4KClNH4ClCNa2SO4K2SO4KClNH4ClDNa2SO4K2SO4KCl(NH4)2SO4eq \a\vs4\al([新教材内容有哪些])eq \a\vs4\al([新课程标准是什么])1.认识同类物质具有相似的性质,一定条件下各种物质可以相互转化。2.能从物质类别和元素价态变化的视角说明物质的转化路径。复分解反应的条件生成物中有沉淀析出,或有气体放出,或有水生成金属与酸反应的条件①在金属活动性顺序表中,金属要排在氢前②浓硫酸、硝酸与金属反应不能生成氢气③铁发生置换反应时,生成+2 价的铁的化合物金属与盐反应的条件①在金属活动性顺序表中,单质的金属要比盐中金属活泼②反应物中的盐要可溶③K、Ca、Na、Ba 等金属与盐反应不能生成另一种盐和另一种金属盐与盐反应的条件反应物都要可溶,生成物要有沉淀盐与碱反应的条件反应物都要可溶,生成物要有沉淀或气体 物质选项 甲乙丙ACuOCO2H2OBCCOCO2CCaCO3CaOCa(OH)2DH2SO4H2OH2甲乙丙丁戊AAlH2SO4NaOHCuCl2Al2O3BHClZnH2SO4FeMgCl2CCCuOHClO2CODNa2CO3Ca(OH)2NaOHHClCO2物质类别酸碱盐氧化物氢化物化学式①HCl②____③________④Ba(OH)2⑤Na2CO3⑥_______⑦CO2⑧Na2O⑨NH3⑩H2O2eq \a\vs4\al([新教材内容有哪些])eq \a\vs4\al([新课程标准是什么])1.认识酸、碱、盐等电解质在水溶液中或熔融状态下能发生电离。2.能通过实验探究电解质的电离。3.能利用电离概念对常见的反应进行分类和说明,能用电离方程式表示某些酸、碱、盐的电离。实验装置存在状态NaClKNO3蒸馏水纯净物不导电不导电不导电溶解于水导电导电-熔融状态导电导电-酸电离时生成的阳离子全部是H+的化合物碱电离时生成的阴离子全部是OH-的化合物盐电离时能生成金属离子(或铵根离子)和酸根离子的化合物强电解质弱电解质电离程度完全部分溶液里粒子水合离子分子、水合离子电离方程式===同条件下导电性强弱eq \a\vs4\al([新教材内容有哪些])eq \a\vs4\al([新课程标准是什么])1.通过实验事实认识离子反应。2.能用离子方程式正确表示典型物质的主要化学性质。实验实验现象产生白色沉淀Na2SO4和BaCl2的电离方程式Na2SO4===2Na++SOeq \o\al(2-,4)BaCl2===Ba2++2Cl-混合前两种溶液中的离子Na+、SOeq \o\al(2-,4)、Ba2+、Cl-混合后溶液中的离子Na+、Cl-化学方程式离子方程式NaOH+HCl===NaCl+H2OOH-+H+===H2OKOH+HCl===KCl+H2OOH-+H+===H2O2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2OOH-+H+===H2O2KOH+H2SO4===K2SO4+2H2OOH-+H+===H2O看离子反应是否符合客观事实如铁与稀硫酸反应生成Fe2+而不生成Fe3+看各物质的表示方法是否正确该用离子表示的是否拆成了离子形式,该用化学式表示的是否写成了化学式。如HCOeq \o\al(-,3)不能写成H++COeq \o\al(2-,3),而HSOeq \o\al(-,4)在水溶液中应写成H++SOeq \o\al(2-,4),在熔融状态下应写成HSOeq \o\al(-,4)看电荷是否守恒如FeCl2溶液与Cl2反应,不能写成Fe2++Cl2===Fe3++2Cl-,而应写成2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-看是否漏写离子反应如Ba(OH)2溶液与CuSO4溶液反应,既要写Ba2+与SOeq \o\al(2-,4)反应生成BaSO4沉淀的离子反应,又不能漏写Cu2+与 OH-反应生成Cu(OH)2沉淀的离子反应看反应物或产物的配比是否正确如稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应不能写成H++OH-+SOeq \o\al(2-,4)+Ba2+===BaSO4↓+H2O,而应写成2H++2OH-+SOeq \o\al(2-,4)+Ba2+===BaSO4↓+2H2O编号ⅠⅡⅢ实验编号ⅠⅡⅢ实验现象没有明显变化,溶液仍为无色有白色沉淀生成,溶液为蓝色有无色气体放出选项化学反应及其离子方程式评价A足量的CO2与澄清石灰水反应: CO2+Ca2++2OH-===CaCO3↓+H2O错误,足量的CO2与澄清石灰水反应的产物为Ca(HCO3)2和H2OB向碳酸钙上滴加稀盐酸:2H++COeq \o\al(2-,3)===CO2↑+H2O错误,碳酸钙不应该写成COeq \o\al(2-,3)形式C向硫酸铵溶液中加入氢氧化钡溶液:Ba2++SOeq \o\al(2-,4)=== BaSO4↓正确D铁粉与稀硫酸反应:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑错误,H+的氧化性较弱,只能将铁单质氧化为Fe2+离子浓度(mol·L-1)离子浓度(mol·L-1)Na+0.1Cu2+0.2Ba2+0.5NOeq \o\al(-,3)1.5Mg2+0.3Cl-0.6离子浓度(mol·L-1)离子浓度(mol·L-1)Na+0.1Cl-0.9Ag+0.5NOeq \o\al(-,3)0.3Mg2+0.3离子浓度(mol·L-1)离子浓度(mol·L-1)Na+0.1Cl-0.2K+0.5NOeq \o\al(-,3)0.3Mg2+0.3SOeq \o\al(2-,4)0.4eq \a\vs4\al([新教材内容有哪些]) eq \a\vs4\al([新课程标准是什么])1.通过实验事实认识离子反应发生的条件。2.掌握一些常见离子能否共存的判断方法。3.了解常见离子的检验方法。实验操作现象及离子方程式反应离子试管中出现蓝色沉淀,离子方程式为Cu2++2OH-===Cu(OH)2↓Cu2+和OH-实验操作现象及离子方程式反应离子溶液先变红,后褪色,离子方程式为OH-+H+===H2OH+和OH-实验操作现象及离子方程式反应离子试管中有气泡产生,离子方程式为COeq \o\al(2-,3)+2H+===H2O+CO2↑COeq \o\al(2-,3)和H+反应物a+bc+da+da+cb+d现象白色沉淀白色沉淀白色沉淀白色沉淀无色气体eq \a\vs4\al([新教材内容有哪些])eq \a\vs4\al([新课程标准是什么])1.认识有化合价变化的反应是氧化还原反应。2.了解氧化还原反应的本质是电子的转移。元素和根的符号常见的化合价元素和根的符号常见的化合价H+1C+2、+4Na+1N-3、+2、+3、+4、+5K+1O-2Ag+1S-2、+4、+6Ca+2Cl-1Mg+2Br-1Ba+2Mn+2、+4、+6、+7Zn+2OH--1Al+3NOeq \o\al(-,3)-1Cu+1、+2SOeq \o\al(2-,4)-2Fe+2、+3COeq \o\al(2-,3)-2化学反应2Na+Cl2eq \o(=====,\s\up7(△))2NaClH2+Cl2eq \o(=====,\s\up7(点燃),\s\do5( ))2HCl化合价的变化钠元素由0价升高到+1 价;氯元素由0价降低到-1 价氢元素由0价升高到+1价;氯元素由0价降低到-1价电子转移钠原子的最外层上有1个电子,氯原子的最外层上有7个电子,在反应过程中,钠原子失去1个电子成为钠离子,氯原子得到1个电子成为氯离子,两种离子最外电子层都达到稳定的结构氢原子的最外层上有1个电子,氯原子的最外层上有7个电子,在反应过程中,双方各以最外层的1个电子组成一个共用电子对,双方最外电子层都达到稳定结构。但共用电子对偏向于氯原子,偏离于氢原子化合价变化与电子转移关系化合价升高,失电子,被氧化化合价降低,得电子,被还原化合价升高,电子对偏离,被氧化化合价降低,电子对偏向,被还原概念得氧失氧的观点(狭义)化合价升降观点(广义)电子转移观点(实质)氧化反应得氧的反应化合价升高的反应失去电子(或电子对偏离)的反应还原反应失氧的反应化合价降低的反应得到电子(或电子对偏向)的反应氧化还原反应有氧得失的反应有化合价升降的反应有电子转移(得失或偏移)的反应选项有关判断A反应①是置换反应,HCl表现还原性B反应②是复分解反应,HCl表现氧化性C反应③中HCl既表现氧化性也表现还原性D反应①中氢原子失去电子eq \a\vs4\al([新教材内容有哪些])eq \a\vs4\al([新课程标准是什么])1.知道常见的氧化剂和还原剂。2.能从元素价态角度,依据氧化还原反应原理,预测物质的化学性质和变化。3.能结合实例书写氧化还原反应方程式。氧化剂还原剂单质O2、Cl2、Br2Na、Fe、H2、C化合物氧化物MnO2、CO2CO、SO2盐FeCl3、KMnO4FeSO4、Na2SO3含氧酸HClO、HNO3、H2SO4(浓)H2SO3无氧酸HClH2S、HCl常见具有中间价态的物质Fe2+SO2、SOeq \o\al(2-,3)、H2SO3H2O2氧化产物Fe3+H2SO4或SOeq \o\al(2-,4)O2还原产物FeSH2O通常表现的主要性质还原性还原性氧化性实验内容实验现象实验结论实验内容实验现象实验结论向双氧水溶液中滴加酸性高锰酸钾产生气泡,酸性高锰酸钾褪色双氧水具有还原性向双氧水溶液中滴加KI溶液和少量淀粉溶液溶液变蓝双氧水具有氧化性实验目的实验用品1.掌握实验室制备氢氧化铁胶体的实验操作技能和方法。2.实验探究胶体的重要性质——丁达尔效应,学会用简单的方法鉴别胶体和溶液。实验仪器:铁架台(配铁圈)、石棉网、烧杯、试管、试管夹、酒精灯、火柴、量筒、胶头滴管、激光笔、玻璃棒、漏斗、滤纸实验试剂:FeCl3饱和溶液、CuSO4溶液、泥水、蒸馏水、MgSO4溶液实验操作实验现象结论、解释或化学方程式在洁净的小烧杯中加入40 mL蒸馏水,用酒精灯加热至沸腾,向沸水中逐滴加入5~6滴FeCl3饱和溶液。继续煮沸至液体呈红褐色,停止加热FeCl3饱和溶液呈棕黄色,制得Fe(OH)3胶体呈红褐色制备Fe(OH)3胶体的化学方程式为FeCl3+3H2Oeq \o(=====,\s\up7(△),\s\do5( ))Fe(OH)3(胶体)+3HCl实验操作实验现象结论、解释Fe(OH)3胶体、CuSO4溶液和泥水的外观比较:另取两个洁净的小烧杯分别加入30 mL CuSO4溶液和泥水Fe(OH)3胶体、CuSO4溶液都是稳定的液体,泥水是不稳定的液体。静置,泥水的分散质会下沉Fe(OH)3胶体和CuSO4溶液在外观上基本一样,三种分散系中最不稳定的是泥水Fe(OH)3胶体、泥水的过滤:将Fe(OH)3胶体和泥水分别用如图装置进行过滤过滤Fe(OH)3胶体的滤纸上无Fe(OH)3胶粒,而过滤泥水的滤纸上留有泥Fe(OH)3胶体的分散质粒子能透过滤纸孔隙,而泥水中的分散质粒子却不能。故胶体和浊液中的分散质粒子的直径大小顺序是浊液>胶体丁达尔效应:把盛有CuSO4溶液和Fe(OH)3胶体的烧杯置于暗处,分别用激光笔照射烧杯中的液体,在与光束垂直的方向进行观察Fe(OH)3胶体中有一条光亮的通路,而CuSO4溶液中无此现象胶体具有丁达尔效应,而溶液不具备这种性质;运用丁达尔效应可以区分胶体和溶液胶体的聚沉:在一支洁净的试管中加入3 mL Fe(OH)3胶体,再加入MgSO4溶液振荡有红褐色沉淀生成胶体中加入电解质溶液会聚沉,生成Fe(OH)3沉淀实验操作实验现象实验结论取一段pH试纸放于表面皿上,用玻璃棒蘸取稀释的84消毒液,点滴在试纸中部pH试纸先变蓝,后又褪色变白84消毒液显碱性,同时还具有漂白性取一只试管,向试管中滴加2 mL淀粉碘化钾溶液,滴加3~5滴稀硫酸,逐滴加入84消毒液溶液立即变蓝,发生的离子方程式为2I-+ClO-+2H+===I2+H2O+Cl-84消毒液具有氧化性,可以将eq \a\vs4\al(I-)氧化成eq \a\vs4\al(I2),进一步氧化成IOeq \o\al(-,3)另取一只试管,向试管中滴加2 mL 84消毒液,滴加3~5滴稀硫酸,逐滴加入淀粉碘化钾溶液溶液先变蓝,后立即褪色发生的离子方程式为2I-+ClO-+2H+===I2+H2O+Cl-(先)I2+5ClO-+H2O===2IOeq \o\al(-,3)+2H++5Cl-(后)取一只具支试管,向试管中滴加1~2 mL 84消毒液,逐滴加入稀盐酸,塞紧橡皮塞,观察,然后立即将导管通入浓氢氧化钠溶液中有黄绿色的气体生成,其发生的反应为NaClO+2HCl===NaCl+Cl2↑+H2O84消毒液失效且会造成空气污染说明:在使用含氯消毒剂时,一定要认真阅读产品说明,做到科学使用。消毒剂产品的不当使用,有时不仅不能消除致病微生物的侵害,还会产生严重后果。含氯消毒剂凡是能溶于水,产生次氯酸的消毒剂统称含氯消毒剂(如液氯、漂白粉等)优点:①杀菌广谱、作用迅速、杀菌效果可靠;②毒性低;③使用方便、价格低廉缺点:①不稳定,有效氯易丧失;②对织物有漂白作用;③有腐蚀性二氧化氯是一种新型高效消毒剂,具有高效广谱的杀菌作用,它不属于含氯消毒剂,实际上为过氧化物消毒剂优点:①广谱、高效、能杀灭一切微生物。快速无毒使用安全;②使用范围广,不仅可以作灭菌剂,也可作为消毒、防腐剂和保鲜剂;③作饮水消毒时不仅可杀死水中微生物,而且能杀灭原虫和藻类,具有提高水质和除臭作用缺点:①对手术器械有一定的腐蚀性;②杀菌效果多受活化剂浓度和活化时间的影响碘伏以表面活性剂为载体的不定型络合物,其中表面活性剂兼有助溶作用,该消毒剂中的碘在水中可逐渐释放,以保持较长时间的杀菌作用优点:①具有速效、低毒,对皮肤无刺激,黄染较轻;②易溶于水,兼有消毒、洗净两种作用缺点:①对金属有一定的腐蚀性;②杀菌作用:能杀灭细菌繁殖体、结核杆菌及真菌和病毒,但不能杀灭细菌芽乙醇乙醇属中效消毒剂,一般用于物体表面消毒,手和皮肤的消毒优点:①具有中效、速效的杀菌作用;②无毒、无刺激,对金属无腐蚀性缺点:①受有机物影响大;②易挥发,不稳定过氧化氢无色透明液体,其水溶液适用于医用伤口消毒及环境消毒和食品消毒优点:消毒广谱、高效、环保,分解物无毒无残留缺点:①性质不稳定,运输、储存有爆炸的危险;②易分解,有腐蚀性臭氧臭氧的杀菌原理主要是靠强大的氧化作用,使酶失去活性导致微生物死亡优点:高效、广谱,可杀灭细菌繁殖体和芽胞、病毒、真菌等缺点:①臭氧对人有毒,必须在无人条件下进行;②臭氧为强氧化剂,对多种物品有损坏,浓度越高对物品损坏越严重选择合适的消毒剂根据消毒剂杀灭微生物的能力,我国把消毒剂分为灭菌剂、高水平消毒剂、中水平消毒剂和低水平消毒剂。消毒剂杀菌能力越强,相应对人体的危害也越强;一般家庭中没有病人时,也就没有很明显的致病微生物,选用中水平或低水平消毒剂就可以了,如75%酒精,0.5%碘伏等。84消毒液为高水平消毒剂,由于浓度相对较低,为家庭常用消毒剂选择安全的消毒剂“安全”至少包括三个含义:对人体健康安全,对消毒对象安全,对环境安全。绝大多数消毒剂对人体的皮肤、眼睛、呼吸道均有不同程度的刺激性和腐蚀性,还可以引起过敏反应,甚至造成急性中毒;有些消毒剂的氧化能力很强,会使金属腐蚀、橡胶老化、织物褪色,购买时应详细阅读说明书,重点了解注意事项的内容,根据需要消毒对象的特性选择消毒剂。为安全起见,甲醛、漂白粉、漂白粉精、高浓度的过氧化氢不适宜家用选择有效的消毒剂很多消毒剂不稳定,存放一定时期后,有效成分分解,消毒效果下降,消毒剂都有一定的保质期,使用过期消毒剂不能有效杀灭病原微生物说明:不同种类的消毒剂消毒原理不同、功能不同、使用范围和使用方法也不同,因此需要认真区分、合理选用选项纯净物混合物电解质A盐酸冰水混合物 硫酸B蒸馏水蔗糖溶液氧化铝C胆矾盐酸铁D胆矾食盐水二氧化碳A.火药使用B.粮食酿酒C.转轮排字D.铁的冶炼分类标准氧化物电解质属于该类的物质②⑧⑨⑦分类标准金属单质氧化物溶液胶体电解质属于该类的物质②③④⑧⑨⑦③⑤⑥⑩分类标准金属单质氧化物溶液胶体电解质属于该类的物质②③④⑧⑨⑦③⑤⑥⑩eq \a\vs4\al([新教材内容有哪些])eq \a\vs4\al([新课程标准是什么])1.通过实验探究,了解钠的主要性质。2.初步形成基于原子结构对物质的性质进行预测和检验的认识模型。条件常温加热实验操作用镊子将金属钠从试剂瓶中取出,用滤纸将其表面的煤油吸干,用小刀切一块钠,多余的钠需要放回原试剂瓶将绿豆大的钠迅速投到热坩埚中,继续加热片刻,待钠熔化后立即撤掉酒精灯实验现象新切开的钠具有银白色的金属光泽,在空气中很快变暗钠先熔化成小球,然后剧烈反应,火焰呈黄色,生成淡黄色固体实验结论①金属钠的物理性质颜色状态硬度密度的相对大小熔点银白色固体小ρ(H2O) >ρ(Na)>ρ(煤油)低通常保存在石蜡油或煤油中。②钠与氧气的反应(写出反应的化学方程式) 常温下:4Na+O2===2Na2O;加热时:2Na+O2eq \o(=====,\s\up7(△))Na2O2实验操作实验现象原因解释钠浮在水面上钠的密度比水小钠熔化成闪亮的小球钠熔点低,反应放热小球在水面上四处游动,最后完全消失反应产生的H2推动小球运动与水反应发出“嘶嘶”响声钠与水反应剧烈溶液的颜色变红反应生成NaOH实验结论钠与水反应,生成NaOH和H2,化学方程式为2Na+2H2O===2NaOH+H2↑eq \a\vs4\al([新教材内容有哪些])eq \a\vs4\al([新课程标准是什么])1.通过实验探究,了解过氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠的主要性质。2.结合真实情境中的应用实例,了解过氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠在生产、生活中的应用。3.了解焰色试验。名称氧化钠过氧化钠化学式Na2ONa2O2色态白色固体淡黄色固体氧的价态-2-1与H2O反应Na2O+H2O===2NaOH2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑与CO2反应Na2O+CO2===Na2CO32Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2稳定性较不稳定较稳定用途—氧化剂、供氧剂、漂白剂盐Na2CO3NaHCO3(1)观察外观并进行描述白色粉末细小白色晶体(2)向以上两支试管中分别滴入几滴水,振荡,观察现象;将温度计分别插入其中,温度计的示数有何变化粉末结块变成晶体;放热,温度计的示数明显升高晶体部分溶解;吸热,温度计的示数降低(3)继续向(2)的试管中分别加入5 mL水,用力振荡,有何现象完全溶解部分溶解(4)分别向(3)所得的溶液中滴入1~2滴酚酞溶液,有何现象溶液变红色溶液变微红色初步结论加水先变成含结晶水的晶体,溶液碱性比NaHCO3强加水部分溶解,溶液碱性比Na2CO3弱用途均可用作食用碱或工业用碱实验操作实验现象化学方程式及结论刚加热时,石灰水中有气泡,之后无气泡,澄清石灰水无明显变化Na2CO3很稳定,受热不易发生分解;但Na2CO3·xH2O易风化石灰水中有气泡,澄清石灰水变浑浊,受热试管管口处有水珠凝结NaHCO3不稳定,受热容易分解,化学方程式为2NaHCO3eq \o(=====,\s\up7(△))Na2CO3+H2O+CO2↑名称碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3NaHCO3色态白色粉末细小白色晶体俗名纯碱、苏打小苏打溶解性都易溶于水,Na2CO3的溶解度更大水溶液酸碱性都呈碱性,Na2CO3的碱性更强与足量盐酸反应产生气体速率反应都很剧烈,NaHCO3产生气体速率更快离子方程式COeq \o\al(2-,3)+2H+=== H2O+CO2↑HCOeq \o\al(-,3)+H+=== H2O+CO2↑与Ca(OH)2溶液反应Na2CO3+Ca(OH)2=== CaCO3↓+2NaOHCa(OH)2+NaHCO3=== CaCO3↓+H2O+NaOH 稳定性加热不分解2NaHCO3eq \o(=====,\s\up7(△))Na2CO3+H2O+CO2↑相互转化Na2CO3eq \o(,\s\up7(CO2+H2O),\s\do5(△或NaOH))NaHCO3依据原理结论热稳定性2NaHCO3eq \o(=====,\s\up7(△))Na2CO3+CO2↑+H2O,Na2CO3受热不分解加热有气体产生的是NaHCO3,无变化的是Na2CO3与Ca2+、Ba2+的反应 COeq \o\al(2-,3)+Ca2+===CaCO3↓、COeq \o\al(2-,3)+Ba2+===BaCO3↓,HCOeq \o\al(-,3)与Ca2+、Ba2+不反应有沉淀生成的是Na2CO3,无变化的是NaHCO3盐酸逐滴加入时的现象COeq \o\al(2-,3)+H+===HCOeq \o\al(-,3) ,HCOeq \o\al(-,3)+H+===CO2↑+H2O逐滴加入盐酸立即产生气体的是NaHCO3,开始不产生气体,滴加一会才产生气体的是Na2CO3与酚酞溶液作用溶液的碱性:Na2CO3>NaHCO3等浓度Na2CO3和NaHCO3溶液中滴入2滴酚酞溶液,溶液变红,较深的是Na2CO3,较浅的是NaHCO3混合物除杂方法及试剂Na2CO3固体(NaHCO3)加热NaHCO3溶液(Na2CO3)通入足量CO2气体Na2CO3溶液(NaHCO3)加入适量NaOH溶液方案操作判断A分别加入澄清石灰水产生沉淀者为Na2CO3B分别加入等浓度的稀盐酸反应较剧烈者为Na2CO3C分别加入CaCl2溶液产生沉淀者为Na2CO3D逐滴加入等浓度的盐酸立即产生气泡者为Na2CO3eq \a\vs4\al([新教材内容有哪些])eq \a\vs4\al([新课程标准是什么])1.初步形成基于物质类别、元素价态和原子结构对物质的性质进行预测和检验的认识模型。2.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解氯及其重要化合物的主要性质,认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响。3.通过含氯物质及其转化关系的认识过程,建立物质性质与物质用途的关联。金属现象化学方程式NaNa在Cl2中燃烧,产生白烟2Na+Cl2eq \o(=====,\s\up7(△))2NaClFeFe在Cl2中燃烧,产生棕褐色的烟,溶于水得棕黄色溶液2Fe+3Cl2eq \o(=====,\s\up7(△))2FeCl3CuCu在Cl2中燃烧,产生棕黄色的烟,溶于水后溶液呈蓝色Cu+Cl2eq \o(=====,\s\up7(△))CuCl2操作现象化学方程式H2在Cl2中燃烧H2在Cl2中安静地燃烧,发出苍白色火焰,集气瓶口有白雾产生H2+Cl2eq \o(=====,\s\up7(点燃))2HClH2和Cl2的混合气体光照爆炸、有白雾产生H2+Cl2eq \o(=====,\s\up7(光照))2HCl实验操作实验现象结论干燥的有色布条不褪色干燥的Cl2无漂白作用鲜花褪色氯水有漂白作用,起漂白作用的是HClO弱酸性酸性很弱,比碳酸还弱不稳定性不稳定,见光易分解,化学方程式:2HClOeq \o(=====,\s\up7(光照))2HCl+O2↑强氧化性用于漂白、杀菌消毒液氯新制氯水久置氯水成分Cl2Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-、OH-H+、Cl-、H2O、OH-分类纯净物混合物混合物颜色黄绿色浅黄绿色无色性质氧化性酸性、氧化性、漂白性酸性所加试剂参与反应的粒子实验现象离子方程式或解释AgNO3溶液Cl-产生白色沉淀Cl-+Ag+=== AgCl↓Na2CO3固体H+有气泡产生2H++COeq \o\al(2-,3)===CO2↑+H2O有色布条HClO布条褪色漂白性FeCl2溶液Cl2溶液变棕黄色2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-石蕊溶液HClO、H+先变红后褪色酸性和漂白性镁粉Cl2、H+氯水褪色并有气泡产生Mg+Cl2===Mg2++2Cl-Mg+2H+===Mg2++H2↑eq \a\vs4\al([新教材内容有哪些])eq \a\vs4\al([新课程标准是什么])1.能根据反应原理选取实验装置制备氯气。2.通过实验室制取氯气的探究活动,树立安全意识和环保意识。3.了解氯离子的检验方法。2~3 mL试样现象解释或离子方程式AgNO3溶液稀硝酸稀盐酸白色沉淀沉淀不溶解Ag++Cl-===AgCl↓NaCl溶液白色沉淀沉淀不溶解Ag++Cl-===AgCl↓Na2CO3溶液白色沉淀沉淀溶解并产生气泡2Ag++COeq \o\al(2-,3)=== Ag2CO3↓、Ag2CO3+2H+===2Ag++H2O+CO2↑选用试剂AgNO3溶液、稀硝酸反应原理Ag++Cl-===AgCl↓实验现象产生白色沉淀规范描述取少量待测液于一洁净试管中,加入硝酸酸化的AgNO3溶液,若观察到溶液中有白色沉淀生成,说明溶液中含有Cl-气体发生装置反应物状态及反应条件气体除杂装置气体及杂质的性质气体干燥装置由气体的性质选择干燥剂物质制备装置气体的性质及制取物质的性质尾气吸收装置由气体的性质选择吸收剂装配仪器时先下后上,先左后右加入试剂时先固后液实验开始时先检查装置气密性,再加药品,后点酒精灯气体除杂时一般先除去有毒、有刺激性气味的气体,后除去无毒、无味的气体,最后除水蒸气防倒吸实验往往是最后停止加热或停止通气防氧化实验往往是最后停止通气eq \a\vs4\al([新教材内容有哪些])eq \a\vs4\al([新课程标准是什么])1.了解物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量的含义和应用,体会定量研究对化学科学的重要作用。2.能基于物质的量认识物质组成及其化学变化,并运用物质的量、摩尔质量之间的相互关系进行简单计算。专有化“物质的量”四个字是一个整体,不能拆开,也不能添字。如不能说成“物质量”或“物质的数量”等微观化只用来描述微观粒子,如原子、分子、离子、中子、质子、电子等或这些粒子的特定组合,如NaCl;不能表示宏观的物质,如大米具体化必须指明具体粒子的种类,如“1 mol O”“2 mol O2”“1.5 mol O3”;不能说“1 mol 氧”集体化物质的量可以表示多个粒子的特定组合或集合体,如“1 mol NaCl”“0.5 mol H2SO4”等同性摩尔质量只是在数值上与相对原子质量或相对分子质量相等,其含义和单位是不同的,即摩尔质量不是相对原子质量或相对分子质量确定性对于指定的物质来说,其摩尔质量的值是一个定值,不随物质的物质的量的多少而改变近似性由于电子的质量非常微小,所以粒子的摩尔质量以g·mol-1为单位时,其数值近似等于该粒子的相对分子质量或相对原子质量。如NHeq \o\al(+,4)的摩尔质量为18 g·mol-1序号前提条件公式①任意状态的任意物质M=eq \f(m,n)(定义式)②已知一个分子的质量M=m(分子)×NA③已知一个分子的质量和一个12C原子的质量M=eq \f(m分子,m12C)×12 g·mol-1eq \a\vs4\al([新教材内容有哪些])eq \a\vs4\al([新课程标准是什么])1.了解气体摩尔体积的含义和应用,体会定量研究对化学科学的重要作用。2.能基于物质的量认识物质组成及其化学变化,并运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积之间的相互关系进行简单计算。相同条件结论公式语言叙述同温同压eq \f(V1,V2)=eq \f(n1,n2)=eq \f(N1,N2)同温同压下,体积之比等于物质的量之比等于分子数之比同温同体积eq \f(p1,p2)=eq \f(n1,n2)=eq \f(N1,N2)同温同体积下,压强之比等于物质的量之比等于分子数之比同温同压eq \f(ρ1,ρ2)=eq \f(M1,M2)同温同压下,密度之比等于摩尔质量之比同温同压同体积eq \f(m1,m2)=eq \f(M1,M2)同温同压下,体积相同的气体,其质量与摩尔质量成正比eq \a\vs4\al([新教材内容有哪些])eq \a\vs4\al([新课程标准是什么])1.了解物质的量浓度的含义和应用,体会定量研究对化学科学的重要作用。2.能运用物质的量、物质的量浓度之间的相互关系进行简单计算。质量分数物质的量浓度溶质单位质量/g物质的量/mol溶液单位质量/g体积/L单位—mol·L-1表达式w=eq \f(m质,m液)×100%c=eq \f(n质,V液)相互换算c=eq \f(1 000×ρ×w,M)eq \a\vs4\al([新教材内容有哪些])eq \a\vs4\al([新课程标准是什么])1.了解物质的量浓度的含义和应用,体会定量研究对化学科学的重要作用。2.能运用物质的量、物质的量浓度之间的相互关系进行简单计算。可能引起误差的一些操作过程分析c的影响nV称量过程误差分析天平的砝码沾有其他物质或已生锈增大不变偏高称量时间过长减小不变偏低用滤纸称NaOH固体减小不变偏低物质、砝码位置放反(使用了游码)减小不变偏低配制过程误差分析移液前容量瓶内有少量水不变不变无影响转移液体时有少量洒落减小不变偏低未洗涤烧杯和玻璃棒减小不变偏低溶液未冷却至室温就注入定容不变减小偏高定容时水加多后用滴管吸出减小不变偏低影响配制过程误差分析定容摇匀后液面下降再加水不变增大偏低定容时俯视刻度线不变减小偏高定容时仰视刻度线不变增大偏低应量取盐酸体积/mL应选用容量瓶的规格/mL除量筒、容量瓶、烧杯外还需的其他仪器实验目的1.练习容量瓶的使用方法。2.练习配制一定物质的量浓度的溶液。3.加深对物质的量浓度概念的认识。实验用品实验仪器烧杯、100 mL容量瓶、胶头滴管、量筒、玻璃棒、药匙、滤纸、托盘天平实验试剂NaCl、蒸馏水步骤具体操作及注意事项计算计算配制100 mL 0.50 mol·L-1 NaCl溶液需溶质NaCl的物质的量为0.05 mol,则需要1.00 mol·L-1 NaCl溶液的体积为50 mL量取用量筒量取50 mL 1.00 mol·L-1 NaCl溶液稀释把量好的NaCl溶液倒入洁净的烧杯中,并加入20 mL蒸馏水稀释,再用玻璃棒慢慢搅动,使其混合均匀移液待稀释的溶液冷却至室温后,将烧杯中的溶液用玻璃棒引流到100 mL的容量瓶中洗涤、振荡用少量的蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3 次,并将洗涤液全部注入容量瓶中,并用手轻轻摇动容量瓶,使洗涤液与溶解液混合均匀定容向容量瓶中继续添加蒸馏水,直到液面在容量瓶刻度线以下1~2 cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水,至液面与刻度线相切摇匀盖好瓶塞,用一只手的食指按住瓶塞,另一只手托住瓶底,反复上下颠倒,使溶液混合均匀装瓶贴签把配制好的溶液从容量瓶中倒入洁净、干燥的试剂瓶中,盖好瓶盖,并在瓶体上贴好带有溶液名称及物质的量浓度的标签实验方案实验现象试管口附近有水珠凝结,石灰水中有气泡产生,且澄清石灰水变浑浊固体不断溶解,且产生大量气泡化学方程式2NaHCO3eq \o(=====,\s\up7(△)) Na2CO3+CO2↑+H2ONaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O实验结论碳酸氢钠受热分解会产生二氧化碳气体,从而可作膨松剂;在酸性物质存在的情况下,碳酸氢钠的作用效果会更好,因为碳酸氢钠能与酸反应,且等量的碳酸氢钠与酸反应时比受热分解时能产生更多的二氧化碳气体成分1:碳酸盐类碳酸盐类的通常用量为膨松剂质量的30%~50%,其作用是通过与酸性物质反应产生二氧化碳气体。常用的是碳酸氢钠和碳酸氢铵成分2:酸性物质酸性物质的通常用量为膨松剂质量的30%~40%,其作用是与碳酸氢钠、碳酸氢铵等发生反应产生二氧化碳气体,提升膨松剂的作用效果并降低食品的碱性成分3:助剂助剂指的是淀粉、脂肪酸等其他成分,通常用量为膨松剂质量的10%~30%,其作用是防止膨松剂吸潮结块而失效,也具有调节气体产生速率或使气体均匀产生等作用选项实验现象解释或结论Aa处变蓝,b处变红棕色氧化性:Cl2>Br2>I2Bc处先变红,后褪色氯气与水生成了酸性物质Cd处立即褪色氯气与水生成了漂白性物质De处变红色还原性:Fe2+>Cl-eq \a\vs4\al([新教材内容有哪些])eq \a\vs4\al([新课程标准是什么])1.了解铁单质的主要性质。2.了解铁的氧化物的主要性质。3.了解铁和铁的氧化物在生产、生活中的应用。实验内容实验现象化学(或离子)方程式实验Ⅰ将灼热的铁丝插入充满氯气的集气瓶中,实验结束后向集气瓶中加入少量水铁丝在氯气中剧烈燃烧,生成棕褐色的烟,加入少量水后,溶液呈黄色2Fe+3Cl2eq \o(=====,\s\up7(△))2FeCl3实验Ⅱ将一小段铁丝放入20 mL 0.1 mol·L-1的稀盐酸中铁丝逐渐溶解,同时有气泡冒出,溶液变成浅绿色Fe+2H+===Fe2++H2↑实验Ⅲ将铁丝插入1 mol·L-1的硫酸铜溶液中,一段时间后,取出铁丝,观察现象发现铁丝上有红色物质析出Fe+Cu2+===Cu+Fe2+铁的氧化物氧化亚铁氧化铁四氧化三铁化学式FeOFe2O3Fe3O4铁的化合价+2+3+2、+3俗名—铁红磁性氧化铁颜色、状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体氧化物类别碱性氧化物碱性氧化物—溶解性均不溶于水与酸反应FeO+2HCl===FeCl2+H2O Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O Fe3O4+8HCl===2FeCl3+FeCl2+4H2O用途—油漆、涂料及炼铁原料制磁铁及炼铁原料eq \a\vs4\al([新教材内容有哪些])eq \a\vs4\al([新课程标准是什么])1.了解Fe(OH)3、Fe(OH)2的性质。2.了解Fe2+、Fe3+重要的化学性质及相互转化的方法。3.了解铁的氢氧化物和铁盐、亚铁盐在生产、生活中的应用。Fe(OH)2Fe(OH)3制备Fe2++2OH-===Fe(OH)2Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓性质白色絮状沉淀红褐色沉淀还原性在空气中迅速被O2氧化:4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3加热易分解2Fe(OH)3eq \o(=====,\s\up7(△),\s\do5( ))Fe2O3+3H2O不稳定Fe(OH)2=== FeO+H2O跟酸反应Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O加入试剂现象离子方程式KSCN溶液溶液显红色Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3铁粉红色褪去2Fe3++Fe===3Fe2+双氧水溶液呈红色2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2Oeq \a\vs4\al([新教材内容有哪些])eq \a\vs4\al([新课程标准是什么])1.了解合金的特性。2.了解铁合金的组成及用途。钢合金钢碳素钢中碳钢高碳钢锰钢不锈钢硅钢钨钢低碳钢主要合金元素铁和碳锰铬、镍硅钨含碳量低于0.3%0.3%~0.6%高于0.6%————性能韧性、焊接性好强度高,韧性,加工性好硬而脆,热处理后弹性好韧性好,硬度大抗腐蚀导磁性耐高温,硬度大用途制钢板,钢丝等制钢轨,车轮,建材制器械,弹簧,刀具钢轨,轴承,坦克,装甲等医疗器材、厨房用具变压器,发电机芯刀具A.狗头兽首铜像B.柔性显示屏(基础材料:石墨烯)C.流通硬币D.潜水器外壳(钛、铝等)合金种类含碳量钢0.03%~2.0%生铁2.0%~4.3%eq \a\vs4\al([新教材内容有哪些])eq \a\vs4\al([新课程标准是什么])1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解铝及其重要化合物的主要性质。2.了解铝、铝合金和新型合金在生产、生活中的应用。熔点/℃密度(g·cm-3)硬度(金刚石为10)导电性(银为100)某合金2 5003.007.42.3铁1 5357.864.517金属NaMgAlFe熔点/℃97.56496601 535沸点/℃8831 0902 4672 750eq \a\vs4\al([新教材内容有哪些])eq \a\vs4\al([新课程标准是什么])1.掌握物质的量应用于化学方程式的计算方法。2.了解物质的量及其相关物理量的应用,体会定量研究对化学科学的重要作用。守恒关系特征质量守恒宏观:反应前后物质的质量守恒微观:反应前后元素的原子个数守恒电子守恒氧化还原反应中,得失电子守恒电荷守恒电解质溶液中,阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数离子方程式中,反应物所带的电荷总数等于生成物所带的电荷总数,且电性相同实验序号甲乙丙混合物质量/mg255385459生成气体/mL280336336实验目的1.认识铁及其化合物的重要化学性质。2.学会铁离子的检验方法。3.认识可通过氧化还原反应实现含有不同价态同种元素的物质间的相互转化。实验用品实验仪器试管、胶头滴管实验试剂CuSO4溶液、FeCl3稀溶液、FeCl2溶液、FeSO4溶液、KMnO4酸性溶液、KSCN溶液、KI溶液、淀粉溶液、蒸馏水、锌片、铜片、铁粉、铁丝实验操作实验现象结论及分析一段时间后,取出铁丝,观察插入到CuSO4溶液中的铁丝,表面有红色物质析出Fe具有还原性,与CuSO4溶液反应置换出铜实验操作实验现象结论及分析加入铜片一段时间后,铜片溶解,溶液变为蓝色Fe3+具有氧化性,能将Cu氧化成Cu2+加入淀粉溶液后,溶液呈eq \a\vs4\al(蓝)色Fe3+具有较强氧化性,能将I-氧化为单质碘实验操作实验现象结论及分析加入锌片一段时间后,锌片溶解,溶液绿色变浅,最后消失Fe2+具有氧化性,能将Zn氧化为Zn2+随着FeSO4溶液的滴入,溶液eq \a\vs4\al(紫)色褪去时,再加入KSCN溶液,溶液呈eq \a\vs4\al(红)色Fe2+具有还原性,能被KMnO4酸性溶液氧化成Fe3+实验操作实验现象结论及分析加入KSCN溶液后,溶液呈eq \a\vs4\al(红)色Fe3+遇KSCN溶液时,溶液变成红色加入铁粉后,溶液由黄色变为绿色,再加入KSCN溶液后,溶液无变化Fe2+遇KSCN溶液时,溶液不变色,故可用KSCN溶液检验Fe3+超导材料超导材料是最理想的输电线材料,它能实现电能的远距离、高电流密度的无损输送。用超导材料制成磁悬浮列车,这种列车在运行时,车身悬浮于铁轨上不接触铁轨,最高时速可达500~1 000千米形状记忆合金在一定温度下,将这类合金先加工成型,然后改变外界温度(降温或升温),它可产生变形。一旦外界温度重新恢复到原来温度时,它立即可以恢复原状,犹如具有“记忆”过去形状的功能,故称其为形状记忆合金非晶态合金“非晶态合金”是指一些不仅能以晶体的形式存在,也可以非晶体的形式存在的合金,其晶态结构类似于玻璃的无定形,它避免了合金结晶时固有的缺点,其机械性能和功能上有了新的突破。如:高硬度、耐腐蚀、优良的导磁率和吸氢性,称为“金属玻璃”保护涂层这些涂层涂于物体的表面,具有放热、隔热、耐腐蚀、防渗防漏的功能,起到保护被涂物,提高和延长被涂物在恶劣环境下的使用寿命装饰涂层随着真空镀膜和电镀工艺的发展,各种工程塑料经过涂料表面装饰以后,会产生仿金等效果的涂层,它们大量的应用于家用电器和轻工产品功能涂层一些无机非金属涂料具有光、电、磁、声等特殊功能,它们在被涂物上会发生不同的作用。例如,现代战争中使用的“隐形”飞机和坦克,它们“隐形”本领就是在表面覆盖一层吸波涂层高性能塑料工程塑料工程塑料是指工程上作结构材料应用的塑料。它们有优于一般塑料的性能,如具有更高的强度和机械性能,可在较宽的环境温度下使用等。常见的工程塑料有:聚甲醛(POM);聚碳酸酯(PC);聚酰胺(PA);聚酯(PET或PBT);聚苯酰(PPC)等。如聚碳酸酯是一种具有特种性能的透明塑料,有“打不碎的玻璃”之称。它透明度高、密度小、坚韧、易于加工成型、抗冲击,用作超音速飞机上的风挡夹层、天窗盖和舷窗特种塑料特种塑料具有特别的功能,其价格昂贵,世界年消费量不大,但增长的速度却很快。常见特种塑料有聚四氟乙烯(PTEE)、聚酰亚胺(PI)、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚砜(PSF)和液晶聚合物(LCP)等。如聚四氟乙烯被称为“塑料王”,它是最耐腐蚀的材料。它的固体表面能很小,其他物质很难黏附在它的表面,厨房用的“不粘锅”表面涂层就是添加了聚四氟乙烯特种纤维特种纤维是合成纤维的进一步发展,它们产量不多,但品种较多,其中具有代表性的是芳纶纤维(芳香族聚酰胺)材料,它具有重量轻、耐腐蚀、强度高、寿命长、绝缘性好、耐辐射、加工方便等优点。它的比强度(即同质量材料得到的强度)5倍于钢丝,被称为“合成钢丝”。芳纶纤维在高科技方面具有取代金属材料的趋势。芳纶纤维的坚韧、耐磨、刚柔兼具,又是理想的防弹材料(用于制作防弹背心)特种橡胶特种橡胶是在普通合成橡胶的基础上发展起来的,因而更具有优异性能。它们广泛用于国防尖端工业和特殊的领域,有着其他材料所无法替代的作用选项ABCDXFeCl2溶液FeCl3溶液FeNa2SO4溶液YFeCl3CuCl2AlNa2CO3ZCl2FeNaOH溶液BaCl2溶液①②③将铁钉放入硫酸铜溶液中向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水将铜丝放入氯化铁溶液中步骤现象解释(用离子方程式表示)结论Ⅰ.取样,滴加KSCN溶液溶液不变红色①Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O②_______________________________________________________Ⅲ.反应后的溶液中阳离子为_____________________________________________________Ⅱ.取样,滴加NaOH溶液刚开始无明显现象,一段时间后先出现________色沉淀,迅速变为灰绿色,最终变为______色①_______________________________________________________②Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓③4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3选项金属用途金属的有关性质A金可以制成比纸还薄的金箔延展性B生活用铁锅导热性C用铁回收照相定影废液中的银氧化性D用铜制作印刷电路导电性选项甲组乙组A新制氯水、KSCN溶液NaOH溶液B酸性KMnO4溶液KSCN溶液CKOH溶液溴水D溴水酸性KMnO4溶液eq \a\vs4\al([新教材内容有哪些])eq \a\vs4\al([新课程标准是什么])1.认识原子结构,能画出1~20号元素的原子结构示意图。2.了解原子核外电子的排布。各电子层由内到外电子层序数1234567电子层符号KLMNOPQ离核远近由eq \a\vs4\al(近)到eq \a\vs4\al(远)能量高低由eq \a\vs4\al(低)到eq \a\vs4\al(高)eq \a\vs4\al([新教材内容有哪些])eq \a\vs4\al([新课程标准是什么])1.知道元素周期表的结构,能正确描述元素在周期表中的位置。2.知道元素、核素的含义。3.认识原子结构与元素在周期表中位置的关系。行数所含元素种类数每周期的起止元素及其原子序数短周期一121H→2He二283Li→10Ne三3811Na→18Ar长周期四41819K→36Kr五51837Rb→54Xe六63255Cs→86Rn七73287Fr→118Og主族副族第Ⅷ族副族主族0族列序数123456789101112131415161718族序数ⅠAⅡAⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡBⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0原子符号(eq \o\al(A,Z)X)原子名称氢元素的原子核质子数(Z)中子数(N)eq \o\al(1,1)H氕10eq \o\al(2,1)H或D氘11eq \o\al(3,1)H或T氚12 名称内容项目元素核素同位素同素异形体本质质子数相同的一类原子质子数、中子数都一定的原子质子数相同、中子数不同的核素同种元素形成的不同单质范畴同类原子原子原子单质特性只有种类,没有个数化学反应中的最小粒子化学性质几乎完全相同元素相同、性质不同决定因素质子数质子数、中子数质子数、中子数组成元素、结构举例H、C、O三种元素eq \o\al(1,1)H、eq \o\al(2,1)H、eq \o\al(3,1)H三种核素eq \o\al(1,1)H、eq \o\al(2,1)H、eq \o\al(3,1)H互称同位素O2与O3互为同素异形体eq \a\vs4\al([新教材内容有哪些])eq \a\vs4\al([新课程标准是什么])1.能利用碱金属元素、卤族元素在元素周期表中的位置和原子结构,分析、预测、比较元素及其化合物的性质。2.能结合实验及事实说明碱金属元素、卤族元素性质的递变规律。3.能用原子结构解释碱金属元素、卤族元素性质及其递变规律。元素名称元素符号核电荷数原子结构示意图最外层电子数电子层数原子半径/nm碱金属元素锂eq \a\vs4\al(Li)eq \a\vs4\al(3)eq \a\vs4\al(1)eq \a\vs4\al(2)0.152钠eq \a\vs4\al(Na)eq \a\vs4\al(11)eq \a\vs4\al(1)eq \a\vs4\al(3)0.186钾eq \a\vs4\al(K)eq \a\vs4\al(19)eq \a\vs4\al(1)eq \a\vs4\al(4)0.227铷eq \a\vs4\al(Rb)eq \a\vs4\al(37)eq \a\vs4\al(1)eq \a\vs4\al(5)0.248铯eq \a\vs4\al(Cs)eq \a\vs4\al(55)eq \a\vs4\al(1)eq \a\vs4\al(6)0.265碱金属钾钠实验操作实验现象熔成小球,浮于水面,四处游动,有轻微爆炸声,反应后的溶液加酚酞变红熔成小球,浮于水面,四处游动,有“嘶嘶”的响声,反应后的溶液加酚酞变红结论钾比钠的活动性强物质名称颜色和状态密度/(g·cm-3)熔点/℃沸点/℃锂银白色,柔软0.534180.51 347钠银白色,柔软0.9797.81882.9钾银白色,柔软0.8663.65774铷银白色,柔软1.53238.89688铯略带金色光泽,柔软1.87928.40678.4卤素单质颜色和状态密度熔点/℃沸点/℃F2淡黄绿色气体1.69 g·L-1(15 ℃)-219.6-188.1Cl2黄绿色气体3.214 g·L-1(0 ℃)-101-34.6Br2深红棕色液体3.119 g·cm-3(20 ℃)-7.258.78I2紫黑色固体4.93 g·cm-3113.5184.4元素名称氟氯溴碘元素符号FClBrI原子结构示意图原子半径/nm0.0710.0991.141.33化学方程式产物稳定性F2H2+F2===2HF(在暗处能剧烈化合并发生爆炸)很稳定Cl2H2+Cl2eq \o(==============,\s\up7(光照或点燃))2HCl较稳定Br2H2+Br2eq \o(=====,\s\up7(△))2HBr(加热至一定温度才能反应)不稳定I2H2+I22HI(不断加热才能缓慢反应)很不稳定实验操作实验现象化学方程式静置后,液体分层,上层接近无色,下层橙红色2KBr+Cl2===2KCl+Br2静置后,液体分层,上层接近无色,下层紫色2KI+Cl2===2KCl+I2静置后,液体分层,上层接近无色,下层紫色2KI+Br2===2KBr+I2 族周期 ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA1①2②⑤3③⑥4④⑦实验方案实验现象①将氯水滴加到溴化钠溶液中,振荡后加入适量CCl4溶液,振荡,静置A.浮在水面上,熔成小球,四处游动,随之消失②将一小块金属钠放入冷水中B.分层,上层无色,下层紫红色③将溴水滴加到NaI溶液中,振荡后加入适量CCl4溶液,振荡,静置C.浮在水面上,熔成小球,四处游动,并伴有轻微的爆炸声,很快消失④将一小块金属钾放入冷水中D.分层,上层无色,下层棕红色实验方案实验现象化学方程式①DCl2+2NaBr===2NaCl+Br2②A2Na+2H2O===2NaOH+H2↑③④eq \a\vs4\al([新教材内容有哪些])eq \a\vs4\al([新课程标准是什么])1.结合有关数据和实验事实认识原子结构、元素性质呈周期性变化的规律,建构元素周期律。2.以第三周期的钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯为例,了解同周期主族元素性质的递变规律。原子序数电子层数最外层电子数1~211~23~1021~811~1831~8原子NSOSi半径r/10-10m0.751.020.741.17周期序数原子序数化合价(最高价、最低价)的变化11~2+1→023~10最高正价:+1→+5,最低负价:-4→-1311~18最高正价:+1→+7,最低负价:-4→-1NaMgAl判断依据与水反应与冷水剧烈反应与沸水缓慢反应常温或加热下遇水无明显现象与酸反应与酸反应极为迅速与酸反应剧烈与酸反应较快最高价氧化物对应水化物及其碱性NaOH强碱Mg(OH)2中强碱Al(OH)3两性氢氧化物结论Na、Mg、Al的金属性逐渐减弱SiPSCl判断依据与氢气化合高温磷蒸气与氢气反应加热光照或点燃由易到难的顺序是Cl、S、P、Si最高价氧化物对应水化物及其酸性H2SiO3弱酸H3PO4中强酸H2SO4强酸HClO4强酸(酸性比H2SO4强)酸性:HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3结论硅、磷、硫、氯的非金属性逐渐增强项目同周期(从左到右)同主族(从上到下)金属单质与水或酸置换出H2的难易易→难难→易最高价氧化物对应水化物酸性逐渐增强逐渐减弱碱性逐渐减弱逐渐增强非金属气态氢化物形成难易难→易易→难稳定性逐渐增强逐渐减弱还原性逐渐减弱逐渐增强离子阳离子氧化性逐渐增强逐渐减弱阴离子还原性逐渐减弱逐渐增强周期族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA02a3bcde4fg选项事实结论A与冷水反应,Na比Mg强烈金属性:Na>MgBCa(OH)2的碱性强于Mg(OH)2金属性:Ca>MgCHCl与NaHCO3溶液反应生成CO2非金属性:Cl>CDCl2通入Na2S溶液产生淡黄色沉淀非金属性:Cl>S周期族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0一A二DEHI三BCFG甲乙丙丁戊实验操作实验现象①将用砂纸擦拭后的镁带与沸水反应,再向反应后的溶液中滴加酚酞A.浮于水面,熔成一个小球,在水面上四处游动,随后消失,溶液变红色B.产生气体,可在空气中燃烧,溶液变成浅红色C.反应不十分剧烈,产生的气体可以在空气中燃烧D.剧烈反应,产生可燃性气体E.生成白色絮状沉淀,进而沉淀消失F.生成淡黄色沉淀②向新制的H2S饱和溶液中滴加新制的氯水③钠与滴有酚酞的冷水反应④镁带与2 mol·L-1盐酸反应⑤铝条与2 mol·L-1盐酸反应⑥向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量eq \a\vs4\al([新教材内容有哪些])eq \a\vs4\al([新课程标准是什么])1.能利用元素在元素周期表中的位置和原子结构,分析、预测、比较元素及其化合物的性质。2.能结合有关资料说明元素周期律(表)对合成新物质、寻找新材料的指导作用。3.体会元素周期律(表)在学习元素及其化合物知识和科学研究中的重要作用。YZMW元素代号元素性质或原子结构X第三周期中金属性最强的元素Y第三周期元素中形成的简单阳离子半径最小Z原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半T单质遇到浓硝酸发生钝化现象元素代号ABCDE原子半径/nm0.160.1430.1020.0990.074主要化合价+2+3+6,-2-1-2eq \a\vs4\al([新教材内容有哪些])eq \a\vs4\al([新课程标准是什么])1.认识构成物质的微粒之间存在相互作用,结合典型实例认识离子键和共价键的形成。2.知道分子存在一定的空间结构。3.能判断简单离子化合物和共价化合物中的化学键类型。原子化学式HNaOCl电子式H×Na×离子化学式Na+Mg2+S2-F-电子式Na+Mg2+化合物化学式NaClMgCl2Na2O电子式分子电子式结构式分子结构模型H2Heq \o\al(×,×)HH—HHClH—ClCO2O===C===OH2OCH4离子化合物共价化合物定义阴、阳离子之间以离子键相结合形成的化合物原子间以共用电子对形成的化合物构成粒子阴、阳离子原子粒子间的作用离子键共价键熔、沸点较高一般较低,少部分很高(如SiO2)导电性熔融态或水溶液导电熔融态不导电,溶于水有的导电(如硫酸),有的不导电(如蔗糖)熔化时破坏的作用力一定破坏离子键一般不破坏共价键实例强碱、大多数盐、活泼金属的氧化物酸、非金属的氢化物、非金属的氧化物原子abcdefgM层电子数1234567元素甲乙丙元素符号①ClO原子结构示意图②③周期三④二族⑤ⅦAⅥAeq \a\vs4\al([新教材内容有哪些])eq \a\vs4\al([新课程标准是什么])1.认识构成物质的微粒之间存在相互作用,建立化学键概念。了解化学键的定义。2.认识化学键的断裂和形成是化学反应中物质变化的实质。认识化学反应的实质。离子键共价键概念带相反电荷的离子之间的相互作用原子之间通过共用电子对所形成的相互作用成键方式通过得失电子达到稳定结构通过形成共用电子对达到稳定结构成键粒子阴、阳离子原子形成条件活泼金属元素与活泼非金属元素结合同种或不同种非金属元素化合存在离子化合物中绝大多数非金属单质、共价化合物、某些离子化合物中化学键分子间作用力氢键概念相邻的两个或多个原子间强烈的相互作用物质分子间存在微弱的相互作用某些具有强极性键的氢化物分子间的相互作用(静电作用)作用力范围分子内分子间分子间(HF、H2O、NH3)作用力强弱较强很弱较化学键弱得多,较分子间作用力稍强性质影响主要影响物质的化学性质主要影响物质的物理性质,如熔、沸点主要影响物质的熔点、沸点、密度对物质性质的影响①离子键:离子键越强,离子化合物的熔、沸点越高;②共价键:共价键越强,单质或化合物的稳定性越大①影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质;②组成和结构相似的物质,随着相对分子质量的增大,物质的熔、沸点逐渐升高,如F2PH3①He -268.8(a) -249.5Ar -185.8Kr 151.7②F2-187.0Cl2-33.6(b) 58.7I2 184.0③(c) 19.4HCl -84.0HBr -67.0HI -35.3④H2O 100.0H2S -60.0(d) -42.0H2Te -1.8⑤CH4-161.0SiH4 -112.0GeH4-90.0(e) -52.0实验目的1.加深对同周期、同主族元素性质递变规律的认识。2.体会元素周期表和元素周期律在学习元素化合物知识中的重要作用。实验用品实验仪器试管、试管夹、试管架、量筒、胶头滴管、酒精灯、白色点滴板、镊子、砂纸、火柴实验试剂镁条、新制的氯水、溴水、NaBr溶液、NaI溶液、MgCl2溶液、AlCl3溶液、1 mol·L-1NaOH溶液、酚酞溶液实验操作实验现象及分析在点滴板的3个孔穴中分别滴入3滴NaBr溶液、NaI溶液和新制的氯水,然后向NaBr溶液和NaI溶液中各滴入3滴新制的氯水①氯水呈浅黄绿色②滴入新制氯水的NaBr溶液由eq \a\vs4\al(无)色变为橙黄色,其发生反应的离子方程式为Cl2+2Br-===Br2+2Cl-③滴入新制氯水的NaI溶液由eq \a\vs4\al(无)色变为黄褐色,其发生反应的离子方程式为Cl2+2I-===I2+2Cl- 在点滴板的两个孔穴中分别滴入3滴NaI溶液和溴水,然后向NaI溶液中滴入3滴溴水①溴水呈橙黄色②滴入溴水的NaI溶液由eq \a\vs4\al(无)色变为黄褐色,其发生反应的离子方程式为Br2+2I-===I2+2Br-实验结论:由上述实验可知,Cl2、Br2、I2三种卤素单质的氧化性由强到弱的顺序是Cl2>Br2>I2,相应卤素离子的还原性由强到弱的顺序是I->Br->Cl-。卤素原子的非金属性Cl>Br>I。实验操作实验现象及分析取一小段用砂纸打磨好的镁条,放入滴有酚酞溶液的冷水中无色溶液不变色,说明镁与冷水不反应将上述试管用酒精灯加热有气泡冒出,无色溶液变为浅红色,镁与热水反应 向MgCl2溶液中,逐滴加入1 mol·L-1 NaOH溶液至过量加入NaOH溶液后产生白色沉淀,继续滴加,沉淀量逐渐增大,最后沉淀不消失,反应的离子方程式为Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓ eq \a\vs4\al(向AlCl3溶液中,逐滴加入1 mol·L-1 NaOH溶液至过量)加入NaOH溶液后产生白色沉淀,继续滴加,沉淀量逐渐增大,后逐渐溶解,最后完全消失,反应的离子方程式为Al3++3OH-===Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH-===AlOeq \o\al(-,2)+2H2O,说明Al(OH)3是两性氢氧化物,铝是金属,但已表现出一定的非金属性实验结论:①钠、镁、铝的金属活泼性由强到弱的顺序为Na>Mg>Al。②钠、镁、铝碱性由强到弱的顺序为NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3。③钠、镁、铝元素的金属性由强到弱的顺序为Na>Mg>Al。在军事方面稀土有工业“黄金”之称,由于其具有优良的光、电、磁等物理特性,能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料,其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能。比如大幅度提高用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能。而且,稀土同样是电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。稀土科技一旦用于军事,必然带来军事科技的跃升。从一定意义上说,美军在冷战后几次局部战争中压倒性控制,以及能够对敌人肆无忌惮地公开杀戮,正缘于稀土科技领域的超人一等在冶金工业方面稀土金属或氟化物、硅化物加入钢中,能起到精炼、脱硫、中和低熔点有害杂质的作用,并可以改善钢的加工性能:稀土硅铁合金、稀土硅镁合金作为球化剂生产稀土球墨铸铁,由于这种球墨铸铁特别适用于生产有特殊要求的复杂球铁件,被广泛用于汽车、拖拉机、柴油机等机械制造业;稀土金属添加至镁、铝、铜、锌、镍等有色合金中,可以改善合金的物理化学性能,并提高合金室温及高温机械性能在石油化工方面用稀土制成的分子筛催化剂,具有活性高、选择性好、抗重金属中毒能力强的优点,因而取代了硅酸铝催化剂用于石油催化裂化过程;在合成氨生产过程中,用少量的硝酸稀土为助催化剂,其处理气量比镍铝催化剂大1.5倍;在合成顺丁橡胶和异戊橡胶过程中,采用环烷酸稀土三异丁基铝型催化剂,所获得的产品性能优良,具有设备挂胶少,运转稳定,后处理工序短等优点;复合稀土氧化物还可以用作内燃机尾气净化催化剂,环烷酸铈还可用作油漆催干剂等在玻璃陶瓷方面稀土氧化物或经过加工处理的稀土精矿,可作为抛光粉广泛用于光学玻璃、眼镜片、显象管、示波管、平板玻璃、塑料及金属餐具的抛光;在熔制玻璃过程中,可利用二氧化铈对铁有很强的氧化作用,降低玻璃中的铁含量,以达到脱除玻璃中绿色的目的;添加稀土氧化物可以制得不同用途的光学玻璃和特种玻璃,其中包括能通过红外线、吸收紫外线的玻璃、耐酸及耐热的玻璃、防X射线的玻璃等;在陶釉和瓷釉中添加稀土,可以减轻釉的碎裂性,并能使制品呈现不同的颜色和光泽,被广泛用于陶瓷工业在新材料方面稀土钴及钕、铁、硼永磁材料,具有高剩磁、高矫顽力和高磁能积,被广泛用于电子及航天工业;纯稀土氧化物和三氧化二铁化合而成的石榴石型铁氧体单晶及多晶,可用于微波与电子工业;用高纯氧化钕制作的钇铝石榴石和钕玻璃,可作为固体激光材料;稀土六硼化物可用于制作电子发射的阴极材料;镧镍金属是70年代新发展起来的贮氢材料;铬酸镧是高温热电材料;近年来,世界各国采用钡钇铜氧元素改进的钡基氧化物制作的超导材料,可在液氮温区获得超导体,使超导材料的研制取得了突破性进展。此外,稀土还广泛用于照明光源,投影电视荧光粉、增感屏荧光粉、三基色荧光粉、复印灯粉;在农业方面,向田间作物施用微量的硝酸稀土,可使其产量增加5%~10%;在轻纺工业中,稀土氯化物还广泛用于鞣制毛皮、皮毛染色、毛线染色及地毯染色等方面在农业方面研究结果表明,稀土元素可以提高植物的叶绿素含量,增强光合作用,促进根系发育,增加根系对养分吸收。稀土还能促进种子萌发,提高种子发芽率,促进幼苗生长。除了以上主要作用外,还具有使某些作物增强抗病、抗寒、抗旱的能力。大量的研究还表明,使用适当浓度稀土元素能促进植物对养分的吸收、转化和利用。玉米用稀土拌种,出苗、拔节比对照早1~2天,株高增加0.2米,早熟3~5天,而且籽粒饱满,增产14%。大豆用稀土拌种,出苗提早1天,单株结荚数增加14.8~26.6个,3粒荚数增多,增产14.5%~20.0%。喷施稀土可使苹果和柑橘果实的Vc含量、总糖含量、糖酸比均有所提高,促进果实着色和早熟。并可抑制贮藏过程中呼吸强度,降低腐烂率元素编号①②③④⑤⑥⑦⑧原子半径/10-1 nm0.741.601.521.100.991.860.750.82最高或最低化合价 -2+2+1+5、-3+7、-1+1+5、-3+3 元素元素 编号 性质 ①②③④⑤⑥⑦⑧原子半径(10-10m)0.741.021.521.100.991.860.751.43最高或最低化合价+6+1+5+7+1+5+3-2-2-3-1-3ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0二①②三③④⑤⑥⑦⑧四⑨⑩元素编号元素性质与原子(或分子)结构T最外层电子数是次外层电子数的3倍X最高价与最低价的代数和为2,常温下单质为气体YM层比K层少1个电子Z第三周期元素的金属离子中半径最小仪器加入试剂加入该试剂的目的B饱和NaHCO3溶液除去二氧化碳中的氯化氢CDNaOH溶液选项操作和现象结论或目的A向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取上层清液于试管中,滴加KSCN溶液2~3滴,溶液呈红色红砖中含有氧化铁BCO还原Fe2O3得到的黑色固体加入盐酸溶解后再加入KSCN溶液,溶液不显红色黑色固体中没有Fe3O4C取少量Fe(NO3)2试样加水溶解,加稀H2SO4酸化,滴加KSCN溶液,溶液变为红色该Fe(NO3)2试样已经变质D向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液变红色原溶液中含有Fe2+废液体积/L≤0.5123≥4固体质量/gaeq \f(6,7)aeq \f(4,7)aeq \f(2,7)a0
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