内容正文:
第二章 海洋中的卤素资源
考点01 精盐提纯
考点02 电解饱和食盐水
考点03 氯气的性质
考点04 次氯酸和次氯酸盐
考点05 氧化还原反应
考点06 电解质的电离
考点07 离子反应及离子方程式的书写
考点08 溴、碘的提取
▉考点01 精盐提纯
1.海水晒盐:
获得粗盐的方法:海水晒盐,相当于蒸发结晶的实验方法。
2.粗盐提纯:
①粗盐中含有的杂质是:泥沙、 (以可溶性化合物的形式存在)
②除去方法: 。依次加入稍过量的 后,加入 调节 pH 至 7。
【原因】过量的𝐵𝑎𝐶𝑙2需要用𝑁𝑎2𝐶𝑂3除去。盐酸除去滤液中多余的 NaOH 和𝑁𝑎2𝐶𝑂3。
▉考点02电解饱和食盐水
1.电解饱和食盐水
(1)电极反应:
阴极:电极反应式:_ __反应类型:__ __反应。
阳极:电极反应式:__ __反应类型:__ __反应。
(2)总反应离子方程式:
__ __
总反应化学方程式:
__ __
(3)应用:氯碱工业制烧碱、氢气和氯气。
离子交换膜电解槽原理示意图
阳离子交换膜:
①只允许阳离子通过,能阻止阴离子和气体通过。
②将电解槽隔成阳极室和阴极室。
▉考点03 氯气的性质
1.Cl2的性质
(1)Cl2的物理性质
颜色
气味
毒性
密度
特性
_ __色
强烈_ __气味
_ __毒
比空气_ __
_ __液化
【注意】实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动,使极少量气体飘进鼻孔。
(2)Cl2的化学性质
写出反应的化学方程式和部分反应现象,指出Cl2在反应中表现氧化性还是还原性。
★易错提醒
(1)氯气具有强氧化性,与变价金属反应时均生成高价态的金属氯化物,如FeCl2不能由两种单质直接化合生成。
(2)氯气没有漂白性,不能使干燥的有色布条褪色,但可使湿润的有色布条褪色,起漂白作用的物质是HClO。
(3)84消毒液的有效成分是NaClO。
▉考点04 次氯酸和次氯酸盐
1.次氯酸的性质
HClO的电子式_ __结构式_ __
①不稳定性:_ __(见光易分解)HClO不能单独存在,只存在溶液中。
氯水须现用现配,保存在_ __中,置于冷暗处。
②强氧化性。
A.能将有色物质氧化为无色物质,有漂白性。
B.杀菌、消毒。
③弱酸性。酸性:H2CO3>HClO
NaClO溶液中通少量CO2,化学方程式为:
_ __。
2.次氯酸盐
①“84”消毒液
②漂白粉的性质:
▉考点05氧化还原反应
1.氧化还原反应的基本概念
(1)氧化还原反应的特征是 元素化合价的变化 。
(2)氧化还原反应的实质是 电子转移 。
(3)有关概念:
例如,反应MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O中,氧化剂是 ,还原剂是 ,氧化产物是 。生成1 mol Cl2时转移电子数目为 ,被氧化的HCl的物质的量是 ,盐酸表现的性质是 和 。
★易错提醒
氧化还原反应的概念可以通过“升失氧,降得还”记忆:反应物所含元素化合价升高,失去电子,发生氧化反应,对应产物是氧化产物;反应物所含元素化合价降低,得到电子、发生还原反应,对应产物为还原产物。
2.相关概念之间的关系
(1)氧化还原反应有关概念之间的相互关系。
★易错提醒
理解氧化还原反应相关概念的“三大误区”
误区1.某元素由化合态变为游离态时,该元素一定被还原。如Cl2+2Br-===Br2+2Cl-反应中溴元素被氧化。
误区2.在氧化还原反应中,非金属单质一定只作氧化剂。如H2+CuOCu+H2O反应中H2是还原剂。
误区3.在氧化还原反应中,若有一种元素被氧化,则一定有另一种元素被还原。如3NO2+H2O===2HNO3+NO反应中,氮元素既被氧化又被还原。
(2)氧化还原反应与基本反应类型之间的关系。
例如,有下列10个反应:
①Cu2S+O22Cu+SO2
②3O22O3
③3CO+Fe2O32Fe+3CO2
④2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
⑤CaCO3CaO+CO2↑
⑥2H2O22H2O+O2↑
⑦Na2O+H2O===2NaOH
⑧2Fe+3Cl22FeCl3
⑨H2SO4+2NaOH===Na2SO4+2H2O
⑩NaH+H2O===NaOH+H2↑
其中属于氧化还原反应的是 ;既是氧化还原反应,又是化合反应的是 ;既是氧化还原反应,又是分解反应的是 ;属于置换反应的是 ;属于复分解反应的是 。
★易错提醒
没有单质生成的分解反应,有可能是氧化还原反应。如:2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3
3.氧化还原反应中电子转移的表示方法
(1)双线桥法——“标变价、画箭头、注得失”
请用双线桥标出Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目
。
★易错提醒
关于双线桥:①箭头指向反应前后有元素化合价变化的同种元素的原子,且需注明“得到”或“失去”;②箭头的方向不代表电子转移的方向,仅表示电子转移前后的变化;③失去电子的总数等于得到电子的总数。
(2)单线桥法——“标变价、画箭头、标总数”
请用单线桥标出MnO2与浓酸盐的反应中电子转移的方向和数目。
。
★易错提醒
关于单线桥:①箭头从失电子元素的原子指向得电子元素的原子。②不标“得到”或“失去”,只标明电子转移的总数。③线桥只出现在反应物中。
4.常见的氧化剂与还原剂
(1)常见氧化剂:①活泼的非金属单质,如X2(X指卤素Cl、Br)、O2、O3等;②高价态的离子,如H+、Cu2+、Fe3+、Hg2+、Ag+等;③高价态的物质,如H2SO4(浓)、HClO4、HNO3、PbO2、MnO2、KClO3、KMnO4等;④含O的物质,如H2O2、Na2O2等。
(2)常见还原剂:①活泼的金属单质,如Na、Mg、Al、Fe、Cu等;②某些非金属单质,如H2、C、S等;③低价态离子,如S2-、I-、Fe2+、Br-等;④含较低价态元素的物质,如CO、NH3、H2S、HI、SO2、H2SO3、Na2SO3、NO等。
(3)元素化合价与氧化性、还原性的关系:
规律:高价氧化,低价还原,中间价态两边转
★易错提醒
(1)基本概念及其关系
(2)分析氧化还原反应的方法思路
找变价、判类型、分升降、定其他。其中“找变价”是非常关键的一步,特别是不同反应物中含有同种元素的氧化还原反应,必须弄清元素化合价的变化情况。基本方法是先标出熟悉元素的化合价,再根据化合物中正负化合价的代数和为零的原则求解其他元素的化合价。
(3)根据元素化合价判断物质的氧化性、还原性,只是其变化的一种“趋势”,但氧化性、还原性“能力”强弱不一定。如Na+中钠的化合价是钠元素的最高化合价,具有氧化性,但是氧化性很弱。
5.氧化性、还原性的判断:
(1)氧化性是指物质 的性质(或能力);还原性是指物质 的性质(或能力)。
(2)氧化性、还原性的强弱取决于物质得、失电子的 程度,与得、失电子数目的 无关。例如:Na-e-===Na+,Al-3e-===Al3+,但根据金属活动性顺序表,Na比Al活泼,更易失去电子,所以Na比Al的还原性强。
从元素的价态考虑:最高价态——只有 ,如Fe3+、H2SO4、KMnO4等;最低价态——只有 ,如金属单质、Cl-、S2-等;中间价态——既有 又有 ,如Fe2+、S、Cl2等。
氧化还原反应中,氧化剂得电子总数 还原剂失电子总数。
6.氧化性、还原性强弱的比较方法
(1)依据反应原理——氧化还原方程式判断
氧化剂+还原剂===还原产物+氧化产物
氧化性:氧化剂>
还原性:还原剂>
(2)依据反应条件及反应的剧烈程度判断
反应条件要求越低,反应越 ,对应物质的氧化性或还原性 。如是否加热、有无催化剂及反应温度高低和反应物浓度大小等。例如:
→
(3)依据产物中元素价态的高低来判断
①相同条件下,不同氧化剂作用于同一种还原剂,氧化产物价态高的其氧化性强。例如:
→
②相同条件下,不同还原剂作用于同一种氧化剂,还原产物价态低的其还原性强。例如:
→
(4)依据金属性、非金属性比较。
(5)某些氧化剂的氧化性或还原剂的还原性与下列因素有关
①温度:如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。
②浓度:如浓硝酸的氧化性比稀硝酸的强。
③酸碱性:如KMnO4溶液的氧化性随溶液酸性的增强而增强。
★易错提醒
(1)物质氧化性、还原性的相对强弱取决于物质本身得失电子的难易程度,而不取决于一个原子得失电子数目的多少。
(2)具有氧化性的物质不一定是氧化剂,具有还原性的物质不一定是还原剂,应视具体反应而定。
(3)对同一元素而言,一般价态越高,氧化性越强,如Fe3+>Fe2+>Fe;价态越低,氧化性越弱,如S2-<S<SO2。
(4)常见物质的氧化性、还原性强弱顺序。
氧化性:MnO>Cl2>Br2>Fe3+>I2;
还原性:S2->SO(或H2SO3)>I->Fe2+>Br->Cl-。
7.氧化还原反应规律及其应用
(1)电子守恒规律:
氧化剂得电子物质的量=还原剂失电子物质的量。
守恒规律常用于氧化还原反应中的计算问题以及方程式的配平问题。
如某氧化还原反应中反应物和生成物共有6种:NO、FeSO4、Fe(NO3)3、H2O、HNO3和Fe2(SO4)3。已知HNO3为反应物,则该氧化还原反应中还原剂是 ,还原产物是 。当有1 mol HNO3被还原,转移 mol电子,消耗还原剂 mol。
(2)价态规律:
氧化还原反应中,化合价有升必有降,升降总值相等。
元素处于最高价,只有氧化性;元素处于最低价,只有还原性;元素处于中间价态,既有氧化性又有还原性。如Fe3+、Cu2+只有氧化性,S2-、I-只有还原性,Cl2、Fe2+既有氧化性又有还原性。物质若含有多种元素,其性质是这些元素性质的综合体现。如HCl,既有氧化性(由氢元素表现出的性质),又有还原性(由氯元素表现出的性质)。
(3)强弱规律:
较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应,生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物,即“由强生弱”。如根据反应Cl2+S2-===S↓+2Cl-,可以确定氧化性 > ,还原性 > 。
(4)先后规律:在浓度相差不大的溶液中,同时含有几种还原剂(氧化剂),加入同种氧化剂(还原剂),则还原性(氧化性)强的物质首先被氧化(被还原)。如FeBr2溶液中通入少量Cl2,因为还原性 > ,所以 先被Cl2氧化;在含有Fe3+、Cu2+的溶液中加入铁粉,因为氧化性 > ,因此铁粉先与 反应。
(5)歧化反应规律:“中间价→高价+低价”。
某元素的中间价态在适宜条件下同时向较高和较低的价态转化。如Cl2与NaOH溶液反应为歧化反应,反应中1 mol Cl2反应时转移电子数为 。具有多种价态的元素(如Cl、S、N、P等)均可发生歧化反应。
(6)价态归中规律:
①同种元素的高价态氧化低价态的时候,遵循的规律可简单概括为:“高到高,低到低,只靠拢,不交叉”。如在反应H2S+H2SO4(浓)===S↓+SO2+2H2O中,氧化产物是 ,还原产物是 ,1 mol H2S反应时转移电子数是 。
②同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应;当存在中间价态时,同种元素的高价态物质和低价态物质才有可能发生反应,若无中间价态则不能反应。如浓硫酸和SO2不能反应。
★易错提醒
已知物质的氧化性或还原性的强弱关系,判断某一氧化还原反应能否发生时可采用假设法:
(1)先假设反应成立;
(2)然后根据氧化性:氧化剂>氧化产物,还原性:还原剂>还原产物的规律,列出假设反应中的上述关系;
(3)结合题干条件判断该结论是否符合事实。符合事实,则反应成立;反之,则不成立。
8.氧化还原方程式的配平
(1)配平三大原则
(2)化合价升降法配平步骤
以上方法步骤以Cu与稀HNO3反应的方程式配平为例说明如下:
①标变价
u+O3(稀)—— (NO3)2++H2O
②列变化
u+O3(稀)—— (NO3)2++H2O
③求总数
u+O3(稀)—— (NO3)2++H2O
④定计量数
3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
⑤查守恒,其他原子在配平时相等,最后利用O原子守恒来进行验证。
★易错提醒
氧化还原反应方程式配平的基本技巧
(1)全变从左边配:氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的,一般从左边反应物着手配平。
(2)自变从右边配:自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。
(3)缺项配平法:先使得失电子数相等,再观察两边电荷。若反应物一边缺正电荷,一般加H+(或H2O),生成物一边加H2O(或OH-);若反应物一边缺负电荷,一般加OH-(或H2O),生成物一边加H2O(或H+)。
(4)当化学方程式中有多个缺项时,应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
9.氧化还原反应的计算
(1)氧化还原反应计算的常用方法——得失电子守恒法
得失电子守恒是指在发生氧化还原反应时,氧化剂得到的电子总数一定等于还原剂失去的电子总数。得失电子守恒法常用于氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的有关计算及电解过程中电极产物的有关计算等。
(2)应用电子守恒解题的一般步骤——“一、二、三、四”。
“一找各物质”:找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
“二定得失数”:确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中原子的个数)。
“三列出等式”:根据题中物质的物质的量和电子守恒列出等式。
n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值=n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值。
“四找关系式”:多步连续进行的氧化还原反应的有关计算,对于多步连续进行的氧化还原反应,只要中间各步反应过程中电子没有损耗,可直接找出起始物和最终产物,删去中间产物,建立二者之间的电子守恒关系,快速求解。应用以上方法解答有关氧化还原反应的计算题时,可化难为易,化繁为简。
▉考点06 电解质的电离
1.电解质和非电解质
(1)电解质:在 或 能够导电的化合物。如AlCl3在熔融状态下不导电,但溶于水导电,是电解质。
(2)非电解质:在水溶液里和 都不能导电的化合物。如大多数有机物,部分气态氢化物,非金属氧化物。
2.强电解质和弱电解质
(1)强电解质:在水溶液中能 电离的电解质。电解质完全以离子形式存在,没有电解质分子存在。如强酸、强碱、大多数盐、活泼金属氧化物。
(2)弱电解质:在水溶液中 电离的电解质。既有离子又有电解质分子存在。如弱酸、弱碱、水、极少数盐[HgCl2、(CH3COO)2Pb等]。
★易错提醒
电解质的相关判断4个注意点
(1)单质和混合物既不是电解质也不是非电解质。
(2)电解质不一定导电,如固体NaCl、液态HCl均不导电;导电的物质不一定是电解质,如金属单质、电解质溶液均可导电,但都不是电解质。
(3)电解质的强弱与电解质溶液导电能力的强弱、溶解性大小没有必然联系。如CaCO3的溶解度很小,其溶液导电能力很弱,但CaCO3属于强电解质。溶液的导电能力取决于电荷浓度的大小,电荷浓度越大,导电能力越强。
(4)电解质溶于水和加热熔融时破坏的化学键不一定一样,溶于水破坏离子键和某些共价键,而加热熔融只破坏离子键。
3.电解质的电离
—电解质在水溶液中或熔融状态下,离解成 的过程
↓
—
★易错提醒
(1)电解质和非电解质一定都是化合物,某些导电的单质和水溶液既不是电解质也不是非电解质。
(2)电解质一定是指自身电离生成离子的化合物,有些化合物的水溶液能导电,但溶液中的离子不是它自身电离产生的,不属于电解质,如CO2、SO2、NH3、SO3等是非电解质。
4.电离方程式的书写
(1)强电解质的电离方程式中用“===”连接。
如Na2SO4:Na2SO4===2Na++SO
(2)弱电解质部分电离,用“”表示。
如HClO:HClOH++ClO-
①多元弱酸分步电离,且电离程度逐步减弱,以第一步电离为主。
如H2CO3:H2CO3H++HCO
HCOH++CO
②多元弱碱分步电离,但通常一步写出。如Fe(OH)3的电离方程式为Fe(OH)3Fe3++3OH-。
③两性氢氧化物双向电离。如Al(OH)3的电离方程式为 。
(3)酸式盐的电离。
①强酸酸式盐完全电离,一步写出。如NaHSO4在水溶液中的电离方程式为NaHSO4===Na++H++SO,在熔融状态下的电离方程式为 。
②多元弱酸酸式盐,第一步完全电离,其余的部分电离。如NaHCO3在水溶液中的电离方程式为: 。
★易错提醒
书写电离方程式“三注意”
(1)注意符合客观事实,不能随意书写离子符号。
(2)注意质量守恒:电离方程式两边原子种类、数目不变。
(3)注意电荷守恒:电离方程式右侧的电荷总数等于左侧的电荷总数。
5.外加电解质对原电解质溶液导电能力的影响
(1)若未发生离子反应,则导电能力增强。如NaCl溶液中加入KNO3固体,导电能力增强。
(2)若发生离子反应,则根据溶液中离子浓度和所带电荷数目的变化来判断导电能力的变化。
①如100 mL 0.1 mol·l-1 HCl溶液中加入0.005 mol KOH(s) Cl-浓度不变,K+代替了部分H+,导电能力不变。
②若加入0.1 mol KOH(s)二者反应生成强电解质KCl,但KOH过量,溶液导电能力增强。
③稀氨水中加入少量冰醋酸,溶液的导电能力增强,因为它们相互反应,生成强电解质CH3COONH4。
④向100 mL 0.1 mol·L-1 Ba(OH)2溶液中逐渐加入0.005 mol CuSO4(s),由于两者反应生成BaSO4沉淀和Cu(OH)2沉淀,溶液的导电能力减弱。
▉考点07 离子反应及离子方程式的书写
1.离子反应
(1)定义
在 中或 状态下,有离子参加或生成的化学反应。
(2)反应实质
溶液中离子的种类或浓度发生改变。一般向着 某些离子浓度的方向进行。
(3)反应的类型及条件
①复分解反应。
A.生成 物质,如BaSO4、AgCl、Al(OH)3等。
B.生成 的物质,如CH3COOH、NH3·H2O、H2O等。
C.生成 的物质,如CO2、SO2、NH3等。
②溶液中进行的氧化还原反应,如:向FeCl2溶液中加入氯水的反应:
,
再如Cu与FeCl3溶液的反应:
。
③络合反应,如:向FeCl3溶液中加入KSCN的反应:
。
④发生强烈水解相互促进类型。
离子间可发生强烈水解相互促进
如:硫酸铝溶液与碳酸氢钠溶液反应的离子方程式为:
。
2.离子方程式
(1)定义
用实际参加反应的 来表示离子反应的式子。
(2)书写步骤
①写:根据客观事实写出正确的 ,并配平。
②拆:把 且易 的物质写成离子形式。
③删:删去方程式两边 离子。
④查:检查方程式两边是否符合 守恒和 守恒,是氧化还原反应的还要保证
守恒。
(3)意义
离子方程式不仅可以表示 的化学反应,而且还可以表示 的离子反应。
例如,离子方程式H++OH-===H2O表示 和 在溶液中的反应,并生成 盐的一类反应,如:
2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O
Ba(OH)2+2HNO3===Ba(NO3)2+2H2O
★易错提醒
(1)离子方程式书写中,浓硫酸不能拆写成离子形式,而浓硝酸、浓盐酸要拆写成离子形式。
(2)多元弱酸的酸式酸根不能拆写成离子形式,如NaHCO3不能拆写成“Na++H++CO”。
(3)易溶、易电离的物质(可溶性强电解质、包括强酸、强碱、大多数可溶性盐)用实际参加反应的离子符号表示,非电解质、弱电解质、难溶物、气体、单质、氧化物、过氧化物均用化学式表示。
(4)氨水作为反应物写成“NH3·H2O”;作为生成物,若有加热条件或浓度很大时,写成“NH3↑+H2O”。
(5)拆写时,微溶物的澄清溶液要写成离子形式;呈浑浊状态或沉淀时要写成化学式,如澄清石灰水表示为“Ca2++2OH-”,而石灰乳表示为“Ca(OH)2”。
(6)盐类水解的离子方程式一般用“”。
(7)强化记忆盐、碱的溶解性
钾、钠、铵盐、硝酸盐都易溶;
硫酸盐不溶铅和钡;盐酸盐不溶银亚汞;
微溶物有四种;强碱都易溶,Ca(OH)2是微溶。
说明①四种微溶物是指Ag2SO4、CaSO4、MgCO3、Ca(OH)2。
②AgCl、AgBr、AgI、BaSO4及微溶的CaSO4、Ag2SO4都难溶于稀强酸。
(8)浓盐酸(约36%)、浓硝酸(约69%)中含有的水足以保证其电离,在离子方程式中写离子符号,而在浓硫酸(约98%)中存在的主要是硫酸分子,写化学式。
(9)在写离子方程式时,HCO、HS-、HSO等弱酸的酸式酸根离子不能拆开写,而HSO必须拆写。
3.离子方程式的正误判断方法
(1)“一查”是否符合客观事实。
如2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑是错误的,因为H+不能把Fe氧化成Fe3+,而只能氧化成Fe2+。
(2)“二查”“===”“”“↑”“↓”是否使用恰当。
①用饱和FeCl3溶液制备胶体:若离子方程式写成Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+是错误的,原因是Fe(OH)3胶体不是沉淀,不能标“↓”,只注明“胶体”即可。
②NaHCO3溶液因水解呈碱性:若离子方程式写为HCO+H2O===H2CO3+OH-是错误的,原因是HCO水解过程很微弱,应用“”表示而不能用“===”。
(3)“三查”拆分是否正确。
只有易溶于水的强电解质能拆写成离子,其他物质均不能拆写。如Ca(HCO3)2+2H+===Ca2++2CO2↑+2H2O是错误的,原因是未将Ca(HCO3)2拆分成Ca2+和HCO。
(4)“四查”是否“漏写”离子反应。
如稀硫酸与氢氧化钡溶液反应的离子方程式写成Ba2++SO===BaSO4↓是错误的,原因是忽略了氢离子和氢氧根离子的中和反应。
(5)“五查”反应物的“量”——过量、少量、足量等。
如把过量的NaHCO3溶液与Ca(OH)2溶液混合的离子方程式写成HCO+Ca2++OH-===CaCO3↓+H2O是错误的,原因是未考虑反应物中量的关系,正确的离子方程式为2HCO+Ca2++2OH-===CaCO3↓+2H2O+CO。
(6)“六查”是否符合三个守恒。
①质量守恒:如Na+H2O===Na++OH-+H2↑是错误的,原因是反应前后氢原子的数目不等。
②电荷守恒:如Fe3++Cu===Fe2++Cu2+。是错误的,原因是电荷不守恒。
③得失电子守恒:氧化还原反应型的离子方程式要符合得失电子守恒。如将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合发生反应的离子方程式写成Fe2++4H++NO===Fe3++2H2O+NO↑是错误的,原因是氧化剂得到电子总数和还原剂失去电子总数不相等。
(7)查看是否忽略隐含的反应。
如将少量SO2通入漂白粉溶液中发生反应的离子方程式写成Ca2++2ClO-+SO2+H2O===CaSO3↓+2HClO是错误的,原因是忽略了HClO可以将亚硫酸盐氧化。
4.“三法”突破与量有关的离子方程式的书写
(1)分步书写法:如向AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液,可按照反应顺序分别写出两步反应:Al3++3OH-===Al(OH)3↓,Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O,相加可得:Al3++4OH-===AlO+2H2O。
(2)假设定序法:如Cl2与FeBr2溶液反应。在不明确离子反应的先后顺序时,可假设Cl2先与Br-反应,则生成的溴单质还要氧化Fe2+生成Fe3+,这样即可确定Cl2先与Fe2+反应,后与Br-反应,然后再根据量的关系书写即可。
(3)“少定多变”法:如Ca(OH)2溶液与NaHCO3溶液反应,若NaHCO3溶液少量,则按1 mol HCO参加反应着手书写,其他离子根据需要来确定,即HCO+OH-+Ca2+===CaCO3↓+H2O。
①“定”量少的反应物,其离子的化学计量数按化学式确定,即取1 mol。
②“变”过量的反应物,其离子的化学计量数根据反应实际需要量来确定,不受化学式中比例的制约,是可变的。
对与用量有关的离子反应,若能按其成因进行归类梳理,就不仅可以知其然,而且还可以知其所以然。如离子配比型反应,较为多见的问题实际上是Ca2+(或Ba2+)、HCO、OH-的几种组合,最后的结果其实只有两种写法的离子方程式。
▉考点08 溴、碘的提取
1.卤族元素
(1)卤素单质化学性质的相似性。
①都能与大多数金属反应:
2Fe+3Br2_ __
Fe+I2_FeI2__(注意Fe元素的价态差异)
②都能与H2反应:H2+X2===_ __
③与水反应:X2+H2O_ __(F2除外)
④与碱液(如NaOH溶液)反应:
X2+2NaOH===_ __(F2除外)
★易错提醒
F2能与水反应放出O2,故F2不能从其他卤化物的水溶液中将卤素单质置换出来。
(2)卤素单质性质的递变性
颜色
F2 Cl2 Br2 I2
浅黄绿色 黄绿色 深红棕色 紫黑色
――――――――――――――――――→
颜色_ __
熔、沸点
逐渐_ __
密度
水溶性
逐渐_ __
氧化性
与氢气化合或与水反应由易到难
――――――――――――――――――――――――――――――――→
氯、溴、碘单质氧化性强弱顺序是_ __
还原
性(X-)
阴离子还原性由强到弱顺序是_ __
①Cl2能从Br-的溶液中置换出Br2,离子
方程式为_ __
②Br2能从I-的溶液中置换出I2,离子
方程式为_ __
(3)卤素单质的特殊性
卤素单质及其化合物除了具有共性外,都有其特殊性质。
氟
①无正价,_ __性最强,F-的还原性最弱
②2F2+2H2O===4HF+O2,与H2反应在暗处即爆炸
③HF是弱酸,能腐蚀玻璃,故应保存在铅制器皿或塑料瓶中;有毒;在HX中沸点最高(由于分子间存在氢键)
溴
①Br2是_ __色液体,易_ __且有毒,是常温下唯一呈液态的非金属单质。
②Br2易溶于有机溶剂
③盛溴的试剂瓶中加水,进行水封,保存液溴时不能用_ __塞
碘
①I2遇淀粉变_ __色
②I2加热时易_ __
③I2易溶于有机溶剂,Br2和I2都可被某些有机溶剂(如CCl4、苯)萃取
④食用盐中加入KIO3可防治甲状腺肿大
⑤I2易与Na2S2O3溶液反应:I2+2S2O===2I-+S4O,可通过滴定(以淀粉为指示剂)来定量测定碘的含量
(4)卤素离子的检验方法
①AgNO3溶液——沉淀法
未知液生成
②置换——萃取法
未知液
有机层呈
③氧化——淀粉法检验I-
未知液_ __溶液,表明有I-。
★易错提醒
(1)卤族元素单质将同主族原子序数大的元素从其盐溶液中置换出来,但氟不能进行相应的置换,原因是F2能与NaX溶液中的水发生反应。
(2)卤族元素的单质F2、Cl2、Br2均能将Fe氧化为Fe3+,而I2只能将铁氧化为Fe2+。
(3)加碘食盐中的碘是KIO3而不是I2或KI。
2.海水资源的开发利用
(1)氯的提取——氯碱工业。
化学方程式为_ __。
(2)海水提取溴。
①流程:
②发生反应的离子方程式:
_ __
_ __
(3)海带中提取碘。
①流程:
发生反应的离子方程式:_ __。
②主要的物理原理:单质碘用_ __或苯萃取,分液后用蒸馏法将碘与有机溶剂分开。
1.(23-24高一上·上海·阶段练习)下列关于氯气的叙述正确的是
A.通常情况下氯气呈黄绿色,有刺激性气味,极易溶于水
B.红热的铜丝可以在氯气中燃烧,产生棕黄色的烟
C.氯气能够杀菌,常用于居室消毒
D.纯净的氢气可以在氯气中安静地燃烧,发出淡蓝色火焰
2.(23-24高一上·上海·期末)氯水具有杀菌消毒漂白的作用。某学习小组拟用手持技术对新制饱和氯水进行检测,下列图像变化最有可能是其检测结果的是
A. B.
C. D.
3.(22-23高一上·上海徐汇·阶段练习)如图所示,在A处通入氯气,关闭B阀时,C处的红布条看不到明显现象;当打开B阀后,C处的红布条逐渐褪色,有以下几种溶液,则D瓶中盛放的溶液可能是
① 浓硫酸 ② 氢氧化钠溶液 ③ 水 ④ 饱和氯化钠溶液
A.① ④ B.① ② C.② ③ D.② ④
4.是家用消毒液的有效成分,可通过与反应制得。能与反应生成。下列说法正确的是
A.新制氯水需存放在带玻璃塞的棕色试剂瓶中
B.可用广泛试纸测定新制氯水的值
C.与过量反应的离子方程式为
D.使用消毒时,可用盐酸酸化
5.(23-24高一上·上海·期末)下列说法中,不正确的是
A.二氧化碳水溶液能导电,所以二氧化碳是电解质
B.HCl溶于水能导电,所以HCl是电解质
C.酒精在水溶液和熔融状态下都不能导电,所以酒精是非电解质
D.铁能导电,但铁既不是电解质也不是非电解质
6.(22-23高一下·上海·阶段练习)下列水溶液中的电离方程式书写正确的是
A. B.
C. D.
7.(23-24高一上·上海·期末)在电解质溶液的导电性装置中,若如下图中滴加溶液时,灯泡亮暗变化随加入溶液体积变化的图像是
A. B.
C. D.
8.(22-23高一上·上海宝山·期末)下列离子方程式书写正确的是
A.用MnO2和浓盐酸反应制备Cl2:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
B.少量澄清石灰水与Ca(HCO3)2混合:Ca2++2OH-+2=CaCO3↓+2H2O+
C.工业制备漂粉精:2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O
D.硫酸氢钠与氢氧化钡溶液反应至溶液呈中性:Ba2++OH-++H+=BaSO4↓+H2O
9.(23-24高一上·上海·阶段练习)下列叙述正确的是
A.发生化学反应时失去电子越多的金属原子,还原能力越强
B.金属阳离子被还原后,不一定得到该元素的单质
C.氧化还原反应的本质是化合价发生变化
D.氧化还原反应中,有一种元素化合价升高,必然有另一种元素化合价降低
10.(24-25高一上·河南新乡·阶段练习)黄铁矿的主要成分为(S为-1价),是生产硫黄和硫酸的主要原料,黄铁矿在硫酸酸化的条件下发生催化氧化的反应历程如图所示,下列说法错误的是
A.图示中的三个反应不全是氧化还原反应
B.由反应历程可知氧化性:
C.该过程的总反应为
D.反应Ⅲ中每生成1个NO分子,转移2个
11.(22-23高一上·上海徐汇·期末)下列变化,必需加入还原剂才能实现的是
A. B.
C. D.
12.(22-23高一上·上海徐汇·期中)氧化性:。下列在水溶液中不能发生的反应是
A. B.
C. D.
13.(22-23高一上·上海徐汇·期末)分类思想以及用分类思想研究一类物质的通性和特殊性是学习化学的一种重要思维方式和手段。以下是依据一定的分类标准,对某些物质与水反应情况进行分类的分类图。请根据你所学的知识,按要求填空:
(1)上述第一级分类按照与水反应是否是氧化还原反应分成了A、B两组,请你再额外写一个可以归于A组的物质 (填化学式)。
(2)B组中既不是电解质也不是非电解质的是 (填化学式)。
(3)E组中物质有 (填化学式)。
(4)可以归于 组(填C或D),请写出其与水反应的化学方程式 ;可以和稀硫酸反应,反应的离子方程式为 。
(5)F组中有一种物质常用来制备“84”消毒液,制备“84”消毒液的离子方程式为 。
(6)饱和的溶液滴入沸水中可得到 (填化学式)为分散质的红褐色胶体。简述鉴别胶体是否生成的实验操作和现象 。
14.(23-24高一上·上海·期末)某实验小组在实验室制备氯气,4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O,并探究其性质。所用仪器及药品如下图,回答问题。
(1)仪器a的名称是 。
(2)装置B中的布条没有褪色,而装置C中的布条褪色了,你认为使布条褪色的物质是 (写化学式)。
(3)D中产生现象是 发生反应的离子方程式 。
(4)A中的现象是 ,证明溶液中含有 (微粒符号)。
(5)装置E中NaOH溶液不能用澄清石灰水代替,说明理由 。
(6)自来水的消毒可以直接用氯气,也可用氯气和石灰乳制成漂白粉后用于水的消毒,写出氯气溶于水发生反应的化学方程式: ,写出制备漂白粉的化学方程式 。
(7)把氯水滴入NaOH溶液中(含酚酞),溶液褪色,对于上述溶液褪色的原因,甲同学认为是HCl和HClO中和了NaOH,乙同学认为是HClO氧化了酚酞。试设计实验探究是甲、乙同学的观点谁正确(仅限使用氯水、酚酞、NaOH溶液三种试剂)。 。
(8)4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O
①其中氧化剂 ,还原产物 ;
②如有1mol电子转移则产生氯气(标况下) L,被氧化的盐酸 mol。
(9)若用一定量的MnO2和60毫升12mol·L-1的浓盐酸在加热条件下制备氯气,充分反应,制得标准状况下氯气的体积为3.36L(氯气全部溢出且不考虑HCl的损耗,按理想状态计算),反应结束后,在反应后的混合液中加入足量的硝酸银溶液,生成白色沉淀的质量为 克。
15.(22-23高一下·上海奉贤·期中)打印机墨粉中Fe3O4的含量是衡量墨粉质量优劣的重要指标之一,为测定某墨粉Fe3O4的含量,同学们在化学实验室中进行了如下实验。
已知:①墨粉中除Fe3O4外,其余成分既不含铁元素,也不溶于水、不与酸反应
②酸性高锰酸钾溶液呈紫红色,Mn2+溶液无色
(1)列举两个生成磁性氧化铁反应的化学方程式: 、 。
(2)检验Fe2+:
i.[实验原理]_______Fe2++______+______H+=______Fe3++______Mn2++______H2O
配平上述离子方程式,并标出电子的转移方向和数目 。
ii.[实验操作]取第一份溶液少许,向其中滴加酸性KMnO4溶液,振荡,观察到溶液紫色 。
iii.【实验结论】溶液中含Fe2+,同时证明Fe2+具有 性。
(3)测定Fe3O4的含量:
i.加入足量氯水的目的是 ,有关反应的离子方程式是 。
ii.加入足量NaOH溶液后观察到的现象是 。
iii.沉淀加热时发生反应的化学方程式是 。
16.(23-24高一上·上海·期末)氯气在工业上可用于海水提溴、海带提碘。
Ⅰ.海水提溴工业流程如下图。
(1)步骤(1)中,加硫酸的目的是 ;步骤(2)中热空气的温度一般控制在80~90℃,温度过低或过高有何不妥? 。
(2)步骤(3)反应中,氧化产物是 。该反应的化学方程式为 ,并用单线桥标出电子转移方向和数目。
(3)步骤(2)(3)(4)的目的是 。
Ⅱ.海藻中含有丰富的碘元素。实验室中提取碘的流程如下:
(4)欲确认步骤③中的反应已发生,可取样,加 (试剂名称)。
(5)在实验室中进行步骤④操作需要的仪器是 。步骤⑤的名称为 。
(6)关于海水提溴、海藻提碘,下列说法正确的是_______;
A.都需经过浓缩、氧化、提取
B.海水提溴的浓缩原理是蒸发,提高n(Br-)
C.都可通氯气将Br-、I-分别还原为Br2、I2
D.海藻提碘可采用CCl4萃取I2,海水提溴没有萃取操作
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第二章 海洋中的卤素资源
考点01 精盐提纯
考点02 电解饱和食盐水
考点03 氯气的性质
考点04 次氯酸和次氯酸盐
考点05 氧化还原反应
考点06 电解质的电离
考点07 离子反应及离子方程式的书写
考点08 溴、碘的提取
▉考点01 精盐提纯
1.海水晒盐:
获得粗盐的方法:海水晒盐,相当于蒸发结晶的实验方法。
2.粗盐提纯:
①粗盐中含有的杂质是:泥沙、 𝐶𝑎2+、 𝑀𝑔2+、 𝑆𝑂42-(以可溶性化合物的形式存在)
②除去方法: 沉淀法。依次加入稍过量的NaOH、 𝐵𝑎𝐶𝑙2和𝑁𝑎2𝐶𝑂3一次过滤后,加入盐酸调节 pH 至 7。
【原因】过量的𝐵𝑎𝐶𝑙2需要用𝑁𝑎2𝐶𝑂3除去。盐酸除去滤液中多余的 NaOH 和𝑁𝑎2𝐶𝑂3。
▉考点02电解饱和食盐水
1.电解饱和食盐水
(1)电极反应:
阴极:电极反应式:__2H++2e-===H2↑__反应类型:__还原__反应。
阳极:电极反应式:__2Cl--2e-===Cl2↑__反应类型:__氧化__反应。
(2)总反应离子方程式:
__2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑__
总反应化学方程式:
__2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑__
(3)应用:氯碱工业制烧碱、氢气和氯气。
离子交换膜电解槽原理示意图
阳离子交换膜:
①只允许阳离子通过,能阻止阴离子和气体通过。
②将电解槽隔成阳极室和阴极室。
▉考点03 氯气的性质
1.Cl2的性质
(1)Cl2的物理性质
颜色
气味
毒性
密度
特性
_黄绿__色
强烈_刺激性__气味
_有__毒
比空气_大__
_易__液化
【注意】实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动,使极少量气体飘进鼻孔。
(2)Cl2的化学性质
写出反应的化学方程式和部分反应现象,指出Cl2在反应中表现氧化性还是还原性。
★易错提醒
(1)氯气具有强氧化性,与变价金属反应时均生成高价态的金属氯化物,如FeCl2不能由两种单质直接化合生成。
(2)氯气没有漂白性,不能使干燥的有色布条褪色,但可使湿润的有色布条褪色,起漂白作用的物质是HClO。
(3)84消毒液的有效成分是NaClO。
▉考点04 次氯酸和次氯酸盐
1.次氯酸的性质
HClO的电子式___结构式_H—O—Cl__
①不稳定性:_2HClO2HCl+O2↑__(见光易分解)HClO不能单独存在,只存在溶液中。
氯水须现用现配,保存在_棕色瓶__中,置于冷暗处。
②强氧化性。
A.能将有色物质氧化为无色物质,有漂白性。
B.杀菌、消毒。
③弱酸性。酸性:H2CO3>HClO
NaClO溶液中通少量CO2,化学方程式为:
_2NaClO+CO2+H2O===Na2CO3+2HClO__。
2.次氯酸盐
①“84”消毒液
②漂白粉的性质:
▉考点05氧化还原反应
1.氧化还原反应的基本概念
(1)氧化还原反应的特征是 元素化合价的变化 。
(2)氧化还原反应的实质是 电子转移 。
(3)有关概念:
例如,反应MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O中,氧化剂是 MnO2 ,还原剂是 HCl ,氧化产物是 Cl2 。生成1 mol Cl2时转移电子数目为 2NA ,被氧化的HCl的物质的量是 2 mol ,盐酸表现的性质是 还原性 和 酸性 。
★易错提醒
氧化还原反应的概念可以通过“升失氧,降得还”记忆:反应物所含元素化合价升高,失去电子,发生氧化反应,对应产物是氧化产物;反应物所含元素化合价降低,得到电子、发生还原反应,对应产物为还原产物。
2.相关概念之间的关系
(1)氧化还原反应有关概念之间的相互关系。
★易错提醒
理解氧化还原反应相关概念的“三大误区”
误区1.某元素由化合态变为游离态时,该元素一定被还原。如Cl2+2Br-===Br2+2Cl-反应中溴元素被氧化。
误区2.在氧化还原反应中,非金属单质一定只作氧化剂。如H2+CuOCu+H2O反应中H2是还原剂。
误区3.在氧化还原反应中,若有一种元素被氧化,则一定有另一种元素被还原。如3NO2+H2O===2HNO3+NO反应中,氮元素既被氧化又被还原。
(2)氧化还原反应与基本反应类型之间的关系。
例如,有下列10个反应:
①Cu2S+O22Cu+SO2
②3O22O3
③3CO+Fe2O32Fe+3CO2
④2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
⑤CaCO3CaO+CO2↑
⑥2H2O22H2O+O2↑
⑦Na2O+H2O===2NaOH
⑧2Fe+3Cl22FeCl3
⑨H2SO4+2NaOH===Na2SO4+2H2O
⑩NaH+H2O===NaOH+H2↑
其中属于氧化还原反应的是 ①、③、④、⑥、⑧、⑩ ;既是氧化还原反应,又是化合反应的是 ⑧ ;既是氧化还原反应,又是分解反应的是 ⑥ ;属于置换反应的是 ①、④ ;属于复分解反应的是 ⑨ 。
★易错提醒
没有单质生成的分解反应,有可能是氧化还原反应。如:2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3
3.氧化还原反应中电子转移的表示方法
(1)双线桥法——“标变价、画箭头、注得失”
请用双线桥标出Cu与稀硝酸反应中电子转移的方向和数目
。
★易错提醒
关于双线桥:①箭头指向反应前后有元素化合价变化的同种元素的原子,且需注明“得到”或“失去”;②箭头的方向不代表电子转移的方向,仅表示电子转移前后的变化;③失去电子的总数等于得到电子的总数。
(2)单线桥法——“标变价、画箭头、标总数”
请用单线桥标出MnO2与浓酸盐的反应中电子转移的方向和数目。
。
★易错提醒
关于单线桥:①箭头从失电子元素的原子指向得电子元素的原子。②不标“得到”或“失去”,只标明电子转移的总数。③线桥只出现在反应物中。
4.常见的氧化剂与还原剂
(1)常见氧化剂:①活泼的非金属单质,如X2(X指卤素Cl、Br)、O2、O3等;②高价态的离子,如H+、Cu2+、Fe3+、Hg2+、Ag+等;③高价态的物质,如H2SO4(浓)、HClO4、HNO3、PbO2、MnO2、KClO3、KMnO4等;④含O的物质,如H2O2、Na2O2等。
(2)常见还原剂:①活泼的金属单质,如Na、Mg、Al、Fe、Cu等;②某些非金属单质,如H2、C、S等;③低价态离子,如S2-、I-、Fe2+、Br-等;④含较低价态元素的物质,如CO、NH3、H2S、HI、SO2、H2SO3、Na2SO3、NO等。
(3)元素化合价与氧化性、还原性的关系:
规律:高价氧化,低价还原,中间价态两边转
★易错提醒
(1)基本概念及其关系
(2)分析氧化还原反应的方法思路
找变价、判类型、分升降、定其他。其中“找变价”是非常关键的一步,特别是不同反应物中含有同种元素的氧化还原反应,必须弄清元素化合价的变化情况。基本方法是先标出熟悉元素的化合价,再根据化合物中正负化合价的代数和为零的原则求解其他元素的化合价。
(3)根据元素化合价判断物质的氧化性、还原性,只是其变化的一种“趋势”,但氧化性、还原性“能力”强弱不一定。如Na+中钠的化合价是钠元素的最高化合价,具有氧化性,但是氧化性很弱。
5.氧化性、还原性的判断:
(1)氧化性是指物质 得电子 的性质(或能力);还原性是指物质 失电子 的性质(或能力)。
(2)氧化性、还原性的强弱取决于物质得、失电子的 难易 程度,与得、失电子数目的 多少 无关。例如:Na-e-===Na+,Al-3e-===Al3+,但根据金属活动性顺序表,Na比Al活泼,更易失去电子,所以Na比Al的还原性强。
从元素的价态考虑:最高价态——只有 氧化性 ,如Fe3+、H2SO4、KMnO4等;最低价态——只有 还原性 ,如金属单质、Cl-、S2-等;中间价态——既有 氧化性 又有 还原性 ,如Fe2+、S、Cl2等。
氧化还原反应中,氧化剂得电子总数 等于 还原剂失电子总数。
6.氧化性、还原性强弱的比较方法
(1)依据反应原理——氧化还原方程式判断
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
(2)依据反应条件及反应的剧烈程度判断
反应条件要求越低,反应越 剧烈 ,对应物质的氧化性或还原性 越强 。如是否加热、有无催化剂及反应温度高低和反应物浓度大小等。例如:
→
(3)依据产物中元素价态的高低来判断
①相同条件下,不同氧化剂作用于同一种还原剂,氧化产物价态高的其氧化性强。例如:
→
②相同条件下,不同还原剂作用于同一种氧化剂,还原产物价态低的其还原性强。例如:
→
(4)依据金属性、非金属性比较。
(5)某些氧化剂的氧化性或还原剂的还原性与下列因素有关
①温度:如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。
②浓度:如浓硝酸的氧化性比稀硝酸的强。
③酸碱性:如KMnO4溶液的氧化性随溶液酸性的增强而增强。
★易错提醒
(1)物质氧化性、还原性的相对强弱取决于物质本身得失电子的难易程度,而不取决于一个原子得失电子数目的多少。
(2)具有氧化性的物质不一定是氧化剂,具有还原性的物质不一定是还原剂,应视具体反应而定。
(3)对同一元素而言,一般价态越高,氧化性越强,如Fe3+>Fe2+>Fe;价态越低,氧化性越弱,如S2-<S<SO2。
(4)常见物质的氧化性、还原性强弱顺序。
氧化性:MnO>Cl2>Br2>Fe3+>I2;
还原性:S2->SO(或H2SO3)>I->Fe2+>Br->Cl-。
7.氧化还原反应规律及其应用
(1)电子守恒规律:
氧化剂得电子物质的量=还原剂失电子物质的量。
守恒规律常用于氧化还原反应中的计算问题以及方程式的配平问题。
如某氧化还原反应中反应物和生成物共有6种:NO、FeSO4、Fe(NO3)3、H2O、HNO3和Fe2(SO4)3。已知HNO3为反应物,则该氧化还原反应中还原剂是 FeSO4 ,还原产物是 NO 。当有1 mol HNO3被还原,转移 3 mol电子,消耗还原剂 3 mol。
(2)价态规律:
氧化还原反应中,化合价有升必有降,升降总值相等。
元素处于最高价,只有氧化性;元素处于最低价,只有还原性;元素处于中间价态,既有氧化性又有还原性。如Fe3+、Cu2+只有氧化性,S2-、I-只有还原性,Cl2、Fe2+既有氧化性又有还原性。物质若含有多种元素,其性质是这些元素性质的综合体现。如HCl,既有氧化性(由氢元素表现出的性质),又有还原性(由氯元素表现出的性质)。
(3)强弱规律:
较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应,生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物,即“由强生弱”。如根据反应Cl2+S2-===S↓+2Cl-,可以确定氧化性 Cl2 > S ,还原性 S2- > Cl- 。
(4)先后规律:在浓度相差不大的溶液中,同时含有几种还原剂(氧化剂),加入同种氧化剂(还原剂),则还原性(氧化性)强的物质首先被氧化(被还原)。如FeBr2溶液中通入少量Cl2,因为还原性 Fe2+ > Br- ,所以 Fe2+ 先被Cl2氧化;在含有Fe3+、Cu2+的溶液中加入铁粉,因为氧化性 Fe3+ > Cu2+ ,因此铁粉先与 Fe3+ 反应。
(5)歧化反应规律:“中间价→高价+低价”。
某元素的中间价态在适宜条件下同时向较高和较低的价态转化。如Cl2与NaOH溶液反应为歧化反应,反应中1 mol Cl2反应时转移电子数为 NA 。具有多种价态的元素(如Cl、S、N、P等)均可发生歧化反应。
(6)价态归中规律:
①同种元素的高价态氧化低价态的时候,遵循的规律可简单概括为:“高到高,低到低,只靠拢,不交叉”。如在反应H2S+H2SO4(浓)===S↓+SO2+2H2O中,氧化产物是 S ,还原产物是 SO2 ,1 mol H2S反应时转移电子数是 2NA 。
②同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应;当存在中间价态时,同种元素的高价态物质和低价态物质才有可能发生反应,若无中间价态则不能反应。如浓硫酸和SO2不能反应。
★易错提醒
已知物质的氧化性或还原性的强弱关系,判断某一氧化还原反应能否发生时可采用假设法:
(1)先假设反应成立;
(2)然后根据氧化性:氧化剂>氧化产物,还原性:还原剂>还原产物的规律,列出假设反应中的上述关系;
(3)结合题干条件判断该结论是否符合事实。符合事实,则反应成立;反之,则不成立。
8.氧化还原方程式的配平
(1)配平三大原则
(2)化合价升降法配平步骤
以上方法步骤以Cu与稀HNO3反应的方程式配平为例说明如下:
①标变价
u+O3(稀)—— (NO3)2++H2O
②列变化
u+O3(稀)—— (NO3)2++H2O
③求总数
u+O3(稀)—— (NO3)2++H2O
④定计量数
3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
⑤查守恒,其他原子在配平时相等,最后利用O原子守恒来进行验证。
★易错提醒
氧化还原反应方程式配平的基本技巧
(1)全变从左边配:氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的,一般从左边反应物着手配平。
(2)自变从右边配:自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。
(3)缺项配平法:先使得失电子数相等,再观察两边电荷。若反应物一边缺正电荷,一般加H+(或H2O),生成物一边加H2O(或OH-);若反应物一边缺负电荷,一般加OH-(或H2O),生成物一边加H2O(或H+)。
(4)当化学方程式中有多个缺项时,应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。
9.氧化还原反应的计算
(1)氧化还原反应计算的常用方法——得失电子守恒法
得失电子守恒是指在发生氧化还原反应时,氧化剂得到的电子总数一定等于还原剂失去的电子总数。得失电子守恒法常用于氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的有关计算及电解过程中电极产物的有关计算等。
(2)应用电子守恒解题的一般步骤——“一、二、三、四”。
“一找各物质”:找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
“二定得失数”:确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中原子的个数)。
“三列出等式”:根据题中物质的物质的量和电子守恒列出等式。
n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值=n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值。
“四找关系式”:多步连续进行的氧化还原反应的有关计算,对于多步连续进行的氧化还原反应,只要中间各步反应过程中电子没有损耗,可直接找出起始物和最终产物,删去中间产物,建立二者之间的电子守恒关系,快速求解。应用以上方法解答有关氧化还原反应的计算题时,可化难为易,化繁为简。
▉考点06 电解质的电离
1.电解质和非电解质
(1)电解质:在 水溶液里 或 熔融状态下 能够导电的化合物。如AlCl3在熔融状态下不导电,但溶于水导电,是电解质。
(2)非电解质:在水溶液里和 熔融状态下 都不能导电的化合物。如大多数有机物,部分气态氢化物,非金属氧化物。
2.强电解质和弱电解质
(1)强电解质:在水溶液中能 完全 电离的电解质。电解质完全以离子形式存在,没有电解质分子存在。如强酸、强碱、大多数盐、活泼金属氧化物。
(2)弱电解质:在水溶液中 部分 电离的电解质。既有离子又有电解质分子存在。如弱酸、弱碱、水、极少数盐[HgCl2、(CH3COO)2Pb等]。
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电解质的相关判断4个注意点
(1)单质和混合物既不是电解质也不是非电解质。
(2)电解质不一定导电,如固体NaCl、液态HCl均不导电;导电的物质不一定是电解质,如金属单质、电解质溶液均可导电,但都不是电解质。
(3)电解质的强弱与电解质溶液导电能力的强弱、溶解性大小没有必然联系。如CaCO3的溶解度很小,其溶液导电能力很弱,但CaCO3属于强电解质。溶液的导电能力取决于电荷浓度的大小,电荷浓度越大,导电能力越强。
(4)电解质溶于水和加热熔融时破坏的化学键不一定一样,溶于水破坏离子键和某些共价键,而加热熔融只破坏离子键。
3.电解质的电离
—电解质在水溶液中或熔融状态下,离解成 自由移动离子 的过程
↓
—
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(1)电解质和非电解质一定都是化合物,某些导电的单质和水溶液既不是电解质也不是非电解质。
(2)电解质一定是指自身电离生成离子的化合物,有些化合物的水溶液能导电,但溶液中的离子不是它自身电离产生的,不属于电解质,如CO2、SO2、NH3、SO3等是非电解质。
4.电离方程式的书写
(1)强电解质的电离方程式中用“===”连接。
如Na2SO4:Na2SO4===2Na++SO
(2)弱电解质部分电离,用“”表示。
如HClO:HClOH++ClO-
①多元弱酸分步电离,且电离程度逐步减弱,以第一步电离为主。
如H2CO3:H2CO3H++HCO
HCOH++CO
②多元弱碱分步电离,但通常一步写出。如Fe(OH)3的电离方程式为Fe(OH)3Fe3++3OH-。
③两性氢氧化物双向电离。如Al(OH)3的电离方程式为 H++AlO+H2OAl(OH)3Al3++3OH- 。
(3)酸式盐的电离。
①强酸酸式盐完全电离,一步写出。如NaHSO4在水溶液中的电离方程式为NaHSO4===Na++H++SO,在熔融状态下的电离方程式为 NaHSO4===Na++HSO 。
②多元弱酸酸式盐,第一步完全电离,其余的部分电离。如NaHCO3在水溶液中的电离方程式为: NaHCO3===Na++HCO、HCOH++CO 。
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书写电离方程式“三注意”
(1)注意符合客观事实,不能随意书写离子符号。
(2)注意质量守恒:电离方程式两边原子种类、数目不变。
(3)注意电荷守恒:电离方程式右侧的电荷总数等于左侧的电荷总数。
5.外加电解质对原电解质溶液导电能力的影响
(1)若未发生离子反应,则导电能力增强。如NaCl溶液中加入KNO3固体,导电能力增强。
(2)若发生离子反应,则根据溶液中离子浓度和所带电荷数目的变化来判断导电能力的变化。
①如100 mL 0.1 mol·l-1 HCl溶液中加入0.005 mol KOH(s) Cl-浓度不变,K+代替了部分H+,导电能力不变。
②若加入0.1 mol KOH(s)二者反应生成强电解质KCl,但KOH过量,溶液导电能力增强。
③稀氨水中加入少量冰醋酸,溶液的导电能力增强,因为它们相互反应,生成强电解质CH3COONH4。
④向100 mL 0.1 mol·L-1 Ba(OH)2溶液中逐渐加入0.005 mol CuSO4(s),由于两者反应生成BaSO4沉淀和Cu(OH)2沉淀,溶液的导电能力减弱。
▉考点07 离子反应及离子方程式的书写
1.离子反应
(1)定义
在 水溶液 中或 熔融 状态下,有离子参加或生成的化学反应。
(2)反应实质
溶液中离子的种类或浓度发生改变。一般向着 减小 某些离子浓度的方向进行。
(3)反应的类型及条件
①复分解反应。
A.生成 难溶 物质,如BaSO4、AgCl、Al(OH)3等。
B.生成 难电离 的物质,如CH3COOH、NH3·H2O、H2O等。
C.生成 易挥发 的物质,如CO2、SO2、NH3等。
②溶液中进行的氧化还原反应,如:向FeCl2溶液中加入氯水的反应:
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- ,
再如Cu与FeCl3溶液的反应:
Cu+2Fe3+===2Fe2++Cu2+ 。
③络合反应,如:向FeCl3溶液中加入KSCN的反应:
Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3 。
④发生强烈水解相互促进类型。
离子间可发生强烈水解相互促进
如:硫酸铝溶液与碳酸氢钠溶液反应的离子方程式为:
Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑ 。
2.离子方程式
(1)定义
用实际参加反应的 离子符号 来表示离子反应的式子。
(2)书写步骤
①写:根据客观事实写出正确的 化学方程式 ,并配平。
②拆:把 易溶 且易 电离 的物质写成离子形式。
③删:删去方程式两边 不参加反应的 离子。
④查:检查方程式两边是否符合 质量 守恒和 电荷 守恒,是氧化还原反应的还要保证 得失电子 守恒。
(3)意义
离子方程式不仅可以表示 某一个具体 的化学反应,而且还可以表示 同一类型 的离子反应。
例如,离子方程式H++OH-===H2O表示 强酸 和 强碱 在溶液中的反应,并生成 可溶性 盐的一类反应,如:
2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O
Ba(OH)2+2HNO3===Ba(NO3)2+2H2O
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(1)离子方程式书写中,浓硫酸不能拆写成离子形式,而浓硝酸、浓盐酸要拆写成离子形式。
(2)多元弱酸的酸式酸根不能拆写成离子形式,如NaHCO3不能拆写成“Na++H++CO”。
(3)易溶、易电离的物质(可溶性强电解质、包括强酸、强碱、大多数可溶性盐)用实际参加反应的离子符号表示,非电解质、弱电解质、难溶物、气体、单质、氧化物、过氧化物均用化学式表示。
(4)氨水作为反应物写成“NH3·H2O”;作为生成物,若有加热条件或浓度很大时,写成“NH3↑+H2O”。
(5)拆写时,微溶物的澄清溶液要写成离子形式;呈浑浊状态或沉淀时要写成化学式,如澄清石灰水表示为“Ca2++2OH-”,而石灰乳表示为“Ca(OH)2”。
(6)盐类水解的离子方程式一般用“”。
(7)强化记忆盐、碱的溶解性
钾、钠、铵盐、硝酸盐都易溶;
硫酸盐不溶铅和钡;盐酸盐不溶银亚汞;
微溶物有四种;强碱都易溶,Ca(OH)2是微溶。
说明①四种微溶物是指Ag2SO4、CaSO4、MgCO3、Ca(OH)2。
②AgCl、AgBr、AgI、BaSO4及微溶的CaSO4、Ag2SO4都难溶于稀强酸。
(8)浓盐酸(约36%)、浓硝酸(约69%)中含有的水足以保证其电离,在离子方程式中写离子符号,而在浓硫酸(约98%)中存在的主要是硫酸分子,写化学式。
(9)在写离子方程式时,HCO、HS-、HSO等弱酸的酸式酸根离子不能拆开写,而HSO必须拆写。
3.离子方程式的正误判断方法
(1)“一查”是否符合客观事实。
如2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑是错误的,因为H+不能把Fe氧化成Fe3+,而只能氧化成Fe2+。
(2)“二查”“===”“”“↑”“↓”是否使用恰当。
①用饱和FeCl3溶液制备胶体:若离子方程式写成Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+是错误的,原因是Fe(OH)3胶体不是沉淀,不能标“↓”,只注明“胶体”即可。
②NaHCO3溶液因水解呈碱性:若离子方程式写为HCO+H2O===H2CO3+OH-是错误的,原因是HCO水解过程很微弱,应用“”表示而不能用“===”。
(3)“三查”拆分是否正确。
只有易溶于水的强电解质能拆写成离子,其他物质均不能拆写。如Ca(HCO3)2+2H+===Ca2++2CO2↑+2H2O是错误的,原因是未将Ca(HCO3)2拆分成Ca2+和HCO。
(4)“四查”是否“漏写”离子反应。
如稀硫酸与氢氧化钡溶液反应的离子方程式写成Ba2++SO===BaSO4↓是错误的,原因是忽略了氢离子和氢氧根离子的中和反应。
(5)“五查”反应物的“量”——过量、少量、足量等。
如把过量的NaHCO3溶液与Ca(OH)2溶液混合的离子方程式写成HCO+Ca2++OH-===CaCO3↓+H2O是错误的,原因是未考虑反应物中量的关系,正确的离子方程式为2HCO+Ca2++2OH-===CaCO3↓+2H2O+CO。
(6)“六查”是否符合三个守恒。
①质量守恒:如Na+H2O===Na++OH-+H2↑是错误的,原因是反应前后氢原子的数目不等。
②电荷守恒:如Fe3++Cu===Fe2++Cu2+。是错误的,原因是电荷不守恒。
③得失电子守恒:氧化还原反应型的离子方程式要符合得失电子守恒。如将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合发生反应的离子方程式写成Fe2++4H++NO===Fe3++2H2O+NO↑是错误的,原因是氧化剂得到电子总数和还原剂失去电子总数不相等。
(7)查看是否忽略隐含的反应。
如将少量SO2通入漂白粉溶液中发生反应的离子方程式写成Ca2++2ClO-+SO2+H2O===CaSO3↓+2HClO是错误的,原因是忽略了HClO可以将亚硫酸盐氧化。
4.“三法”突破与量有关的离子方程式的书写
(1)分步书写法:如向AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液,可按照反应顺序分别写出两步反应:Al3++3OH-===Al(OH)3↓,Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O,相加可得:Al3++4OH-===AlO+2H2O。
(2)假设定序法:如Cl2与FeBr2溶液反应。在不明确离子反应的先后顺序时,可假设Cl2先与Br-反应,则生成的溴单质还要氧化Fe2+生成Fe3+,这样即可确定Cl2先与Fe2+反应,后与Br-反应,然后再根据量的关系书写即可。
(3)“少定多变”法:如Ca(OH)2溶液与NaHCO3溶液反应,若NaHCO3溶液少量,则按1 mol HCO参加反应着手书写,其他离子根据需要来确定,即HCO+OH-+Ca2+===CaCO3↓+H2O。
①“定”量少的反应物,其离子的化学计量数按化学式确定,即取1 mol。
②“变”过量的反应物,其离子的化学计量数根据反应实际需要量来确定,不受化学式中比例的制约,是可变的。
对与用量有关的离子反应,若能按其成因进行归类梳理,就不仅可以知其然,而且还可以知其所以然。如离子配比型反应,较为多见的问题实际上是Ca2+(或Ba2+)、HCO、OH-的几种组合,最后的结果其实只有两种写法的离子方程式。
▉考点08 溴、碘的提取
1.卤族元素
(1)卤素单质化学性质的相似性。
①都能与大多数金属反应:
2Fe+3Br2_2FeBr3__
Fe+I2_FeI2__(注意Fe元素的价态差异)
②都能与H2反应:H2+X2===_2HX__
③与水反应:X2+H2O_HX+HXO__(F2除外)
④与碱液(如NaOH溶液)反应:
X2+2NaOH===_NaX+NaXO+H2O__(F2除外)
★易错提醒
F2能与水反应放出O2,故F2不能从其他卤化物的水溶液中将卤素单质置换出来。
(2)卤素单质性质的递变性
颜色
F2 Cl2 Br2 I2
浅黄绿色 黄绿色 深红棕色 紫黑色
――――――――――――――――――→
颜色_逐渐加深__
熔、沸点
逐渐_升高__
密度
水溶性
逐渐_减小__
氧化性
与氢气化合或与水反应由易到难
――――――――――――――――――――――――――――――――→
氯、溴、碘单质氧化性强弱顺序是_Cl2>Br2>I2__
还原
性(X-)
阴离子还原性由强到弱顺序是_I->Br->Cl-__
①Cl2能从Br-的溶液中置换出Br2,离子
方程式为_2Br-+Cl2===2Cl-+Br2__
②Br2能从I-的溶液中置换出I2,离子
方程式为_2I-+Br2===2Br-+I2__
(3)卤素单质的特殊性
卤素单质及其化合物除了具有共性外,都有其特殊性质。
氟
①无正价,_氧化__性最强,F-的还原性最弱
②2F2+2H2O===4HF+O2,与H2反应在暗处即爆炸
③HF是弱酸,能腐蚀玻璃,故应保存在铅制器皿或塑料瓶中;有毒;在HX中沸点最高(由于分子间存在氢键)
溴
①Br2是_深红棕__色液体,易_挥发__且有毒,是常温下唯一呈液态的非金属单质。
②Br2易溶于有机溶剂
③盛溴的试剂瓶中加水,进行水封,保存液溴时不能用_橡胶__塞
碘
①I2遇淀粉变_蓝__色
②I2加热时易_升华__
③I2易溶于有机溶剂,Br2和I2都可被某些有机溶剂(如CCl4、苯)萃取
④食用盐中加入KIO3可防治甲状腺肿大
⑤I2易与Na2S2O3溶液反应:I2+2S2O===2I-+S4O,可通过滴定(以淀粉为指示剂)来定量测定碘的含量
(4)卤素离子的检验方法
①AgNO3溶液——沉淀法
未知液生成
②置换——萃取法
未知液
有机层呈
③氧化——淀粉法检验I-
未知液_蓝色__溶液,表明有I-。
★易错提醒
(1)卤族元素单质将同主族原子序数大的元素从其盐溶液中置换出来,但氟不能进行相应的置换,原因是F2能与NaX溶液中的水发生反应。
(2)卤族元素的单质F2、Cl2、Br2均能将Fe氧化为Fe3+,而I2只能将铁氧化为Fe2+。
(3)加碘食盐中的碘是KIO3而不是I2或KI。
2.海水资源的开发利用
(1)氯的提取——氯碱工业。
化学方程式为_2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑__。
(2)海水提取溴。
①流程:
②发生反应的离子方程式:
_Cl2+2Br-===2Cl-+Br2__
_Br2+SO2+2H2O===4H++SO+2Br-__
(3)海带中提取碘。
①流程:
发生反应的离子方程式:_Cl2+2I-===I2+2Cl-__。
②主要的物理原理:单质碘用_CCl4__或苯萃取,分液后用蒸馏法将碘与有机溶剂分开。
1.(23-24高一上·上海·阶段练习)下列关于氯气的叙述正确的是
A.通常情况下氯气呈黄绿色,有刺激性气味,极易溶于水
B.红热的铜丝可以在氯气中燃烧,产生棕黄色的烟
C.氯气能够杀菌,常用于居室消毒
D.纯净的氢气可以在氯气中安静地燃烧,发出淡蓝色火焰
【答案】B
【解析】A.通常情况下氯气呈黄绿色,有刺激性气味,能溶于水,故A错误;
B.红热的铜丝可以在氯气中燃烧,发生反应,产生棕黄色的烟,故B正确;
C.氯气能够杀菌,但有毒,不能用于居室消毒,故C错误;
D.纯净的氢气可以在氯气中安静地燃烧生成氯化氢,发出苍白色火焰,故D错误;
故选B。
2.(23-24高一上·上海·期末)氯水具有杀菌消毒漂白的作用。某学习小组拟用手持技术对新制饱和氯水进行检测,下列图像变化最有可能是其检测结果的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】饱和氯水中存在:①Cl2+H2OH++Cl-+HClO;②HClOH++ClO-,HClO不稳定分解:2HClO2HCl+O2↑。
【解析】A.根据分析,随着HClO的分解,氯水最终会变为盐酸,氯离子浓度增大,A错误;
B.根据分析,随着HClO的分解,氯水最终变为盐酸,氢离子浓度增大,溶液pH不断减小,B错误;
C.溶液中离子浓度增大,溶液的导电能力与离子浓度成正比,电导率不断增大,最终会变为盐酸,电导率不变,C正确;
D.反应生成氧气,氧气体积分数不断增大,D错误;
故选C。
3.(22-23高一上·上海徐汇·阶段练习)如图所示,在A处通入氯气,关闭B阀时,C处的红布条看不到明显现象;当打开B阀后,C处的红布条逐渐褪色,有以下几种溶液,则D瓶中盛放的溶液可能是
① 浓硫酸 ② 氢氧化钠溶液 ③ 水 ④ 饱和氯化钠溶液
A.① ④ B.① ② C.② ③ D.② ④
【答案】B
【分析】Cl2没有漂白性,当有水存在时,发生反应:Cl2+H2O=HCl+HClO,生成的HClO有漂白性。在A处通入氯气,关闭B阀时,C处的红布条看不到明显现象;当打开B阀后,C处的红布条逐渐褪色,说明进入C的氯气含水蒸气,而D中的液体能吸收水蒸气或能完全吸收Cl2。
【解析】浓硫酸是干燥剂,能吸收水蒸气,经D出来的是干燥的氯气,①符合题意;
②氢氧化钠溶液能完全吸收氯气,②符合题意;
③H2O不能完全吸收氯气,且通入的Cl2能带出水蒸气,③不符合题意;
④饱和氯化钠溶液难吸收氯气,也不是干燥剂,通入的Cl2能带出水蒸气,④不符合题意;
①②符合题意,故选B。
4.是家用消毒液的有效成分,可通过与反应制得。能与反应生成。下列说法正确的是
A.新制氯水需存放在带玻璃塞的棕色试剂瓶中
B.可用广泛试纸测定新制氯水的值
C.与过量反应的离子方程式为
D.使用消毒时,可用盐酸酸化
【答案】A
【解析】A.氯水中的次氯酸见光易分解,应保存在棕色试剂瓶中,并置于阴凉处,故A正确;
B.新制氯水中含有次氯酸,次氯酸具有漂白性,所以最终能使pH试纸褪色,则不可用pH试纸测定新制氯水的pH值,故B错误;
C.NaClO为强电解质,与过量CO2反应生成碳酸氢钠、次氯酸,离子方程式为,故C错误;
D.NaClO与盐酸发生氧化还原反应生成氯气,故D错误;
故选A。
5.(23-24高一上·上海·期末)下列说法中,不正确的是
A.二氧化碳水溶液能导电,所以二氧化碳是电解质
B.HCl溶于水能导电,所以HCl是电解质
C.酒精在水溶液和熔融状态下都不能导电,所以酒精是非电解质
D.铁能导电,但铁既不是电解质也不是非电解质
【答案】A
【解析】A.二氧化碳自身不能电离,二氧化碳是非电解质,故A错误;
B.HCl溶于水能电离出氢离子和氯离子,能导电,所以HCl是电解质,故B正确;
C.酒精在水溶液和熔融状态下都不能导电,所以酒精是非电解质,故C正确;
D.铁是金属单质,铁能导电,但铁既不是电解质也不是非电解质,故D正确;
选A。
6.(22-23高一下·上海·阶段练习)下列水溶液中的电离方程式书写正确的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A.NaHSO4的电离方程式为NaHSO4=Na++H++,A错误;
B.碳酸为二元弱酸,分步电离,第一步电离方程式为H2CO3,B错误;
C.Fe(OH)3的电离方程式为Fe(OH)3Fe3++3OH-,C错误;
D.NaHCO3的电离方程式为,D正确;
故答案选D。
7.(23-24高一上·上海·期末)在电解质溶液的导电性装置中,若如下图中滴加溶液时,灯泡亮暗变化随加入溶液体积变化的图像是
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】溶液的导电性与离子浓度和离子所带电荷有关,离子浓度越大、离子所带电荷越多,溶液导电性越强,灯泡越亮。
【解析】向氢氧化钡溶液中逐滴滴加稀硫酸,二者发生反应:,因此溶液中自由移动的离子浓度逐渐减小,当氢氧化钡恰好完全反应时,溶液中离子浓度接近为零,继续滴加稀硫酸,稀硫酸又电离出自由移动的离子,所以灯泡亮度先变暗后又变亮。即导电性先减小后增大。
故选A。
8.(22-23高一上·上海宝山·期末)下列离子方程式书写正确的是
A.用MnO2和浓盐酸反应制备Cl2:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
B.少量澄清石灰水与Ca(HCO3)2混合:Ca2++2OH-+2=CaCO3↓+2H2O+
C.工业制备漂粉精:2OH-+Cl2=Cl-+ClO-+H2O
D.硫酸氢钠与氢氧化钡溶液反应至溶液呈中性:Ba2++OH-++H+=BaSO4↓+H2O
【答案】A
【解析】A.用MnO2和浓盐酸反应制备Cl2,浓盐酸部分Cl元素被氧化,部分Cl元素未参与氧化还原反应,其离子方程式为:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O,A正确;
B.少量澄清石灰水与Ca(HCO3)2混合会生成碳酸钙和水,其离子方程式为:Ca2++OH-+=CaCO3↓+H2O,B错误;
C.工业利用氯气与石灰乳反应制备漂粉精,石灰乳在书写离子方程式中不能拆分,C错误;
D.硫酸氢钠与氢氧化钡溶液反应至溶液呈中性,生成的是硫酸钠、硫酸钡和水:Ba2++2OH-++2H+=BaSO4↓+2H2O,D错误;
故选A。
9.(23-24高一上·上海·阶段练习)下列叙述正确的是
A.发生化学反应时失去电子越多的金属原子,还原能力越强
B.金属阳离子被还原后,不一定得到该元素的单质
C.氧化还原反应的本质是化合价发生变化
D.氧化还原反应中,有一种元素化合价升高,必然有另一种元素化合价降低
【答案】B
【解析】A.金属的还原能力取决于得失电子的难易程度,而和得失电子的多少没有关系,故A错误;
B.金属阳离子被还原以后化合价降低,但不一定到零价,如三价铁被还原可以到金属单质铁,还可能生成亚铁盐,故B正确;
C.氧化还原反应的特征是有元素化合价的变化,实质是有元素电子的转移(得失或偏移),故C错误;
D.氧化还原反应中可能只有一种元素化合价上升和下降,如氯气和水反应,故D错误;
故选B。
10.(24-25高一上·河南新乡·阶段练习)黄铁矿的主要成分为(S为-1价),是生产硫黄和硫酸的主要原料,黄铁矿在硫酸酸化的条件下发生催化氧化的反应历程如图所示,下列说法错误的是
A.图示中的三个反应不全是氧化还原反应
B.由反应历程可知氧化性:
C.该过程的总反应为
D.反应Ⅲ中每生成1个NO分子,转移2个
【答案】D
【分析】根据图示关系可知,酸性条件下,反应Ⅲ的离子方程式为:,反应Ⅱ的离子方程式为:,反应I的离子方程式为:,据此作答。
【解析】A.根据分析可知,反应I中铁、硫元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,反应Ⅱ中元素化合价未发生变化,不属于氧化还原反应,反应Ⅲ中铁、氧元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,故A正确;
B.氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,根据反应Ⅲ的离子方程式可知,氧化性:,故B正确;
C.根据分析可知,总反应为=4×反应I+60×反应Ⅱ+15×反应Ⅲ,可得总反应为:,故C正确;
D.反应Ⅲ的离子方程式为:,根据方程式可知,有,每生成1个NO分子,转移1个,故D错误;
故选D。
11.(22-23高一上·上海徐汇·期末)下列变化,必需加入还原剂才能实现的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A.中Mn元素化合价由+7价变为+4价,所以高锰酸钾为氧化剂,但高锰酸钾直接加热能生成二氧化锰,不需要加入还原剂,故A错误;
B.中各元素化合价不变,所以不发生氧化还原反应,则不需要加入还原剂就能实现,故B错误;
C.中Cl元素化合价由0价下降到-1价,所以氯气为氧化剂,当氯气和水反应可以生成HCl,此过程中氯气既是氧化剂也是还原剂,不需要加入还原剂,故C错误;
D.中N元素化合价由+5价下降到+2价,所以HNO3作氧化剂,需要还原剂才能实现,故D正确;
故选D。
12.(22-23高一上·上海徐汇·期中)氧化性:。下列在水溶液中不能发生的反应是
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】本题依据氧化还原反应的规律判断,氧化性:氧化剂>氧化产物。
【解析】A.已知碘单质氧化性强于硫单质,该反应可以发生,A不选;
B.已知铁离子氧化性强于硫单质,该反应不能发生,B选;
C.已知碘单质氧化性强于硫酸根,该反应可以发生,C不选;
D.亚硫酸根和硫离子在酸性条件下价态归中生成硫单质,该反应可以发生,D不选;
故选B。
13.(22-23高一上·上海徐汇·期末)分类思想以及用分类思想研究一类物质的通性和特殊性是学习化学的一种重要思维方式和手段。以下是依据一定的分类标准,对某些物质与水反应情况进行分类的分类图。请根据你所学的知识,按要求填空:
(1)上述第一级分类按照与水反应是否是氧化还原反应分成了A、B两组,请你再额外写一个可以归于A组的物质 (填化学式)。
(2)B组中既不是电解质也不是非电解质的是 (填化学式)。
(3)E组中物质有 (填化学式)。
(4)可以归于 组(填C或D),请写出其与水反应的化学方程式 ;可以和稀硫酸反应,反应的离子方程式为 。
(5)F组中有一种物质常用来制备“84”消毒液,制备“84”消毒液的离子方程式为 。
(6)饱和的溶液滴入沸水中可得到 (填化学式)为分散质的红褐色胶体。简述鉴别胶体是否生成的实验操作和现象 。
【答案】(1)SO3
(2)Cl2和Na
(3)Na
(4) D NH3+H2ONH3·H2O NH3+H+=
(5)Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
(6) Fe(OH)3 取适量液体于烧杯中,取一支激光笔从侧面照射,若在液体中出现一条光亮的通路,则有胶体生成。
【解析】(1)A组中的物质与水的反应都不是氧化还原反应,再额外写一个可以归为A组的物质,SO3与H2O反应生成H2SO4,该反应不是氧化还原反应。
(2)Cl2和Na是单质,既不是电解质也不是非电解质,NO2属于非电解质。
(3)Cl2与水反应生成盐酸和次氯酸,水中元素化合价未发生变化,水不是氧化剂,Na与H2O反应生成NaOH和H2,H2O中的H得电子水作氧化剂,NO2与H2O反应生成HNO3和NO,水中元素化合价均未发生变化,水不是氧化剂,故E组中物质为Na。
(4)NH3溶于水生成NH3·H2O,NH3·H2O可电离出氢氧根离子从而使溶液呈碱性,故NH3归于D组。NH3与水反应的化学方程式为NH3+H2ONH3·H2O。NH3与稀硫酸反应生成硫酸钠,离子方程式为NH3+H+=。
(5)Cl2与NaOH反应用于制备“84”消毒液,其离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。
(6)饱和氯化铁溶液滴入到沸水中可生成Fe(OH)3胶体。检验胶体是否生成可利用其特有的丁达尔现象,具体操作为取适量液体于烧杯中,取一支激光笔从侧面照射,若在液体中出现一条光亮的通路,则有胶体生成。
14.(23-24高一上·上海·期末)某实验小组在实验室制备氯气,4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O,并探究其性质。所用仪器及药品如下图,回答问题。
(1)仪器a的名称是 。
(2)装置B中的布条没有褪色,而装置C中的布条褪色了,你认为使布条褪色的物质是 (写化学式)。
(3)D中产生现象是 发生反应的离子方程式 。
(4)A中的现象是 ,证明溶液中含有 (微粒符号)。
(5)装置E中NaOH溶液不能用澄清石灰水代替,说明理由 。
(6)自来水的消毒可以直接用氯气,也可用氯气和石灰乳制成漂白粉后用于水的消毒,写出氯气溶于水发生反应的化学方程式: ,写出制备漂白粉的化学方程式 。
(7)把氯水滴入NaOH溶液中(含酚酞),溶液褪色,对于上述溶液褪色的原因,甲同学认为是HCl和HClO中和了NaOH,乙同学认为是HClO氧化了酚酞。试设计实验探究是甲、乙同学的观点谁正确(仅限使用氯水、酚酞、NaOH溶液三种试剂)。 。
(8)4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O
①其中氧化剂 ,还原产物 ;
②如有1mol电子转移则产生氯气(标况下) L,被氧化的盐酸 mol。
(9)若用一定量的MnO2和60毫升12mol·L-1的浓盐酸在加热条件下制备氯气,充分反应,制得标准状况下氯气的体积为3.36L(氯气全部溢出且不考虑HCl的损耗,按理想状态计算),反应结束后,在反应后的混合液中加入足量的硝酸银溶液,生成白色沉淀的质量为 克。
【答案】(1)分液漏斗
(2)HClO
(3) 淀粉-KI溶液变蓝色
(4) 产生白色沉淀 Cl-
(5)澄清石灰水中氢氧化钙浓度低,不能保证氯气被充分吸收
(6)
(7)在已褪色的溶液中滴加氢氧化钠,若溶液重新变红,则甲同学正确,若不变红,则乙同学正确
(8) MnO2 MnCl2 11.2 1
(9)60.27
【解析】(1)发生装置中盛放浓盐酸的为分液漏斗。
(2)B中干燥的氯气遇到干燥的有色布条,氯气没有漂白性,所以B中布条不褪色,C中湿润的布条中的水会与氯气反应生成次氯酸,使得C中布条褪色。
(3)氯气具有氧化性,会与碘化钾反应生成碘单质,
淀粉溶液遇到碘单质会变蓝色。
(4)从发生装置的导管过来的气体有氯气、氯化氢、水蒸气,氯化氢溶于水,氯离子与银离子结合生成白色沉淀。
(5)澄清石灰水中氢氧化钙浓度低,不能保证氯气被充分吸收。
(6)氯气不能完全溶于水,制备漂白粉用氯气与石灰乳。
(7)在已褪色的溶液中滴加氢氧化钠,若溶液重新变红,则甲同学正确,若不变红,则乙同学正确。
(8)二氧化锰中锰元素由+4价降为+2价,得到电子是氧化剂。氯化锰为还原产物,该反应转移电子数为2e-,且2e-~Cl2,转移1mol电子则标况下产生氯气11.2L,根据2e-~2HCl则被氧化的盐酸为1mol 。
(9)根据反应方程式4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O,0.72mol浓盐酸反应产生了0.15mol氯气,则剩余0.12mol稀盐酸及产生0.15mol氯化锰均能与硝酸银反应,则产生0.42mol氯化银沉淀质量为60.27g。
15.(22-23高一下·上海奉贤·期中)打印机墨粉中Fe3O4的含量是衡量墨粉质量优劣的重要指标之一,为测定某墨粉Fe3O4的含量,同学们在化学实验室中进行了如下实验。
已知:①墨粉中除Fe3O4外,其余成分既不含铁元素,也不溶于水、不与酸反应
②酸性高锰酸钾溶液呈紫红色,Mn2+溶液无色
(1)列举两个生成磁性氧化铁反应的化学方程式: 、 。
(2)检验Fe2+:
i.[实验原理]_______Fe2++______+______H+=______Fe3++______Mn2++______H2O
配平上述离子方程式,并标出电子的转移方向和数目 。
ii.[实验操作]取第一份溶液少许,向其中滴加酸性KMnO4溶液,振荡,观察到溶液紫色 。
iii.【实验结论】溶液中含Fe2+,同时证明Fe2+具有 性。
(3)测定Fe3O4的含量:
i.加入足量氯水的目的是 ,有关反应的离子方程式是 。
ii.加入足量NaOH溶液后观察到的现象是 。
iii.沉淀加热时发生反应的化学方程式是 。
【答案】(1)
(2) 褪去 还原
(3) 将亚铁离子全部氧化成铁离子 Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+ 生成红褐色沉淀,溶液由黄色变为无色 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O
【分析】mg墨粉样品中加入足量稀硫酸,Fe3O4与稀硫酸反应生成Fe2+和Fe3+,过滤得到的滤液中含有Fe2+、Fe3+。
【解析】(1)铁在纯氧中燃烧生成四氧化三铁,铁和水蒸气高温下反应生成四氧化三铁,化学方程式分别为,。
(2)i.一个亚铁离子转化为铁离子失去一个电子,一个高锰酸根离子转化为锰离子,得到5个电子,则Fe2+与的物质的量之比为5:1,再根据原子守恒,可得离子方程式为。
ii.第一份溶液中含有Fe2+,加入酸性高锰酸钾后两者反应生成铁离子和锰离子,可观察到溶液紫色褪去。
iii.Fe2+能还原高锰酸根离子生成锰离子,证明Fe2+具有还原性。
(3)i.第二份溶液中含有亚铁离子和铁离子,加入足量的氯水,目的是将亚铁离子全部氧化成铁离子,离子方程式为Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+。
ii.加入NaOH,铁离子与NaOH反应生成氢氧化铁沉淀,实验现象为生成红褐色沉淀,溶液由黄色变为无色。
iii.沉淀为Fe(OH)3,加热Fe(OH)3促使其分解生成Fe2O3,化学方程式为2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。
16.(23-24高一上·上海·期末)氯气在工业上可用于海水提溴、海带提碘。
Ⅰ.海水提溴工业流程如下图。
(1)步骤(1)中,加硫酸的目的是 ;步骤(2)中热空气的温度一般控制在80~90℃,温度过低或过高有何不妥? 。
(2)步骤(3)反应中,氧化产物是 。该反应的化学方程式为 ,并用单线桥标出电子转移方向和数目。
(3)步骤(2)(3)(4)的目的是 。
Ⅱ.海藻中含有丰富的碘元素。实验室中提取碘的流程如下:
(4)欲确认步骤③中的反应已发生,可取样,加 (试剂名称)。
(5)在实验室中进行步骤④操作需要的仪器是 。步骤⑤的名称为 。
(6)关于海水提溴、海藻提碘,下列说法正确的是_______;
A.都需经过浓缩、氧化、提取
B.海水提溴的浓缩原理是蒸发,提高n(Br-)
C.都可通氯气将Br-、I-分别还原为Br2、I2
D.海藻提碘可采用CCl4萃取I2,海水提溴没有萃取操作
【答案】(1) 抑制与水的反应 温度过低,溴不易形成蒸汽被吹出,温度过高,水会大量挥发,混入溴蒸气中
(2)
(3)富集溴
(4)淀粉溶液
(5) 分液漏斗 蒸馏
(6)AD
【分析】海水经过浓缩得到苦卤,通入将苦卤中的氧化为。溶解在水中发生可逆反应生成、,因此在氧化的同时需要加入硫酸以抑制与水的反应(后续步骤硫酸的作用与此相同)。生成的溴经过热空气吹出,浓度增大,用吸收后可转化为,通入被进一步氧化为,溴得到最大程度的富集。海藻提碘:海藻灼烧为海藻灰,用水浸取,过滤得含I-的溶液,通入氯气氧化为单质碘,加四氯化碳萃取I2,碘的有机溶液蒸馏得晶体碘。据此解答。
【解析】(1)步骤(1)中加硫酸的目的是抑制与水的反应。用热空气将生成的溴吹出,若温度过低,则溴不易形成蒸汽被吹出;若温度过高,水会大量挥发,混入溴蒸气中,不利于富集溴。
答案为:抑制与水的反应;若温度过低,则溴不易形成蒸汽被吹出,若温度过高,则部分溴挥发影响溴的富集。
(2)步骤(3)中发生反应的化学方程式为:,还原剂、氧化剂分别为、,氧化产物、还原产物分别为、。用单线桥表示电子转移方向和数目如下:。
答案为:;。
(3)根据分析,步骤(2)(3)(4)的目的是富集溴。
答案为:富集溴。
(4)步骤③中被氧化为,若反应已发生则含有单质碘,取样,加淀粉溶液,若溶液变蓝,则反应已发生。
答案为:淀粉溶液。
(5)步骤④为萃取,该步骤需要的仪器是分液漏斗。步骤⑤利用碘和有机溶剂的沸点不同,通过蒸馏将碘分离。
答案为:分液漏斗;蒸馏。
(6)A. 海水提溴、海藻提碘工艺中都涉及到浓缩、氧化、提取,A正确;
B. 海水提溴的浓缩原理是蒸发,提高溴离子浓度,B错误;
C. 海水提溴利用氯气将氧化为,海藻提碘用双氧水将氧化为,C错误;
D. 海藻提碘采用等有机溶剂萃取,海水提溴无萃取操作,D正确。
答案为:AD。
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