1.2 水和溶液-【暑假大串联】2024-2025学年初升高化学衔接教材

第 二 部 分 化 学 基 础 知 识 1.2 水和溶液 一、水的性质和组成 1.电解水的实验 (1)加入硫酸或氢氧化钠的目的是:增强 水的导电性。 (2)实验现象:在电极附近有气泡生成;过 一段时间后,正极所连的玻璃管内产生的气体 体积与负极所连的玻璃管内产生的气体体积 之比为1∶2。 (3)检验方法:正极产生的气体能使带火 星的木条复燃,为氧气;负极产生的气体能燃 烧,为氢气。 实验结论: 宏观:电解水生成氢气和氧气;水是由氢 元素和氧元素组成的。 微观:化学变化的过程是原子的重新组合 过程。 2.水的性质 (1)物理性质:纯净的水是无色、无味、透 明的液体,在压强为101kPa时,水的凝固点 是0℃,沸点是100℃,在4℃时密度最大,为 1g/cm3。水结冰时体积膨胀,所以冰的密度 比水小,能浮在水面上。 (2)化学性质:水在通电的条件下可分解 为氢气和氧气。反应的化学方程式:2H2O 通电 􀪅􀪅2H2↑+O2↑ 二、溶液的形成 1.溶液 (1)定义:一种或几种物质分散到另一种 物质中形成的均一、稳定的混合物。 (2)特征:溶液的特征是均一性和稳定性。 均一性是指溶液中各部分的性质和成分均相 同(如一瓶溶液中,上下左右等各部分的密度 都是一样的);稳定性是指在条件不变(即温 度、压强等不改变,溶剂不蒸发等)的情况下, 溶液中的溶质永远不会分层或析出(即溶质与 溶剂永不分离)。 (3)组成:溶液是由溶质(被溶解的物质) 和溶剂(能溶解其他物质的物质)两部分组成 的。常见的溶剂有水、汽油、酒精等。 2.浊液:不均一、不稳定的混合物。 (1)乳浊液:小液滴分散到液体里形成的 混合物叫做乳浊液,乳浊液不均一、不稳定,静 置会分层。 (2)悬浊液:固体小颗粒悬浮于液体里形 成的混合物。悬浊液不均一、不稳定,静置会 分层。 3.溶液和浊液的区别 (1)悬浊液中的小颗粒和乳浊液中的小液 滴都是由许多分子集合而成的分子集合体,远 远大于溶剂中的单个分子或离子,不能共同运 动;宏观表现为分层,即形成的是不均一、不稳 定的混合物。 (2)溶液中的溶质则是以单个分子(或离 子)的形式分散着的,与溶剂中的分子或离子 大小级别相同,能共同运动;宏观表现为不分 层,即形成的是均一、稳定的混合物。 4.溶解时的吸热或放热现象 有的物质在溶解时会明显放出热量,如: 氢氧化钠、浓硫酸。有的物质在溶解时会明显 吸收热量,如:硝酸铵。大多数物质在溶解时 既不明显放热也不明显吸热,如:氯化钠。 物质溶解的过程包含以下两个过程:一个 过程是物质的分子(或离子)向水中扩散,该过 11 第 二 部 分 化 学 基 础 知 识 程吸收热量;另一个过程是物质的分子(或离 子)和水分子作用,生成水合分子(或水合离 子),该过程放出热量。不同的溶质在这两个 过程中吸收和放出的热量也不同,这就导致在 物质的溶解过程中表现为吸热或放热现象。 注意:(1)溶液不一定是无色的,如硫酸铜 溶液为蓝色,氯化铁溶液为黄色。溶液的状态 可以是固态、液态或气态,如:空气。(2)均一、 稳定的液体不一定是溶液,如:蒸馏水。(3)溶 质可以是一种或几种,如:汽水是以二氧化碳、 香精、色素、糖等多种溶质溶解在水中形成的。 未溶解的物质不是溶质。 5.没有指明溶剂时,常把水记作溶剂,如 氯化钠溶液是指以氯化钠为溶质,水为溶剂形 成的溶液。而碘酒是以碘为溶质,酒精为溶剂 形成的溶液。 6.饱和溶液与不饱和溶液及其转化 (1)饱和溶液:在一定温度下,在一定量的 溶剂里,不能再溶解某种溶质的溶液叫做这种 溶质的饱和溶液。 (2)不饱和溶液:在一定温度下,在一定量 的溶剂里,还能继续溶解某种溶质的溶液叫做 这种溶质的不饱和溶液。 (3)饱和溶液与不饱和溶液的转化: 对于大多数溶液来说: 饱和 溶 液 增加溶剂、减少溶质、改变温度 减少溶剂、增加溶质、改变温度􀜩 􀜨􀜑􀜑􀜑􀜑􀜑􀜑􀜑􀜑􀜑􀜑􀜑 不 饱 和溶液。 (4)判断溶液是否饱和的方法: 一定温度下饱和溶液、不饱和溶液的判断 方法有两种: ①若溶液中有溶质,观察溶质是否减少, 如不减少则为此温度下该物质的饱和溶液,反 之为不饱和溶液。 ②若溶液中无溶质,可试着加少量同种溶 质观察是否溶解。如溶质不溶解,则为此温度 下该物质的饱和溶液,反之为不饱和溶液。 注意:①某饱和溶液是对相应的溶质不能 继续溶解的溶液,但还可以溶解其他的物质, 如某饱和食盐水中还可以继续溶解硝酸钾固 体。②通过降低温度实现不饱和溶液向饱和 溶液的转化,只是针对多数固体溶质而言,对 氢氧化钙等溶解度随温度升高而减小的物质 是不适用的。③溶液是否饱和是指还能否再 溶解某种溶质,而溶液的浓稀是指其浓度,饱 和溶液不一定是浓溶液。 三、溶解度 1.溶解度:在一定温度下,某固态物质在 100g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量, 叫这种物质在这种溶剂里的溶解度。 2.影响固体物质溶解度大小的因素 内因:溶质、溶剂本身的性质; 外因:温度,大多数固体物质的溶解度随温 度升高而增大;少数固体物质的溶解度随温度变 化不大,如NaCl;极少数固体物质的溶解度随温度 的升高而减小,如Ca(OH)2。 注意:(1)如果不指明溶剂,通常所说的溶 解度是物质在水中的溶解度。(2)判断某一数 值是不是溶解度,关键是看它是否同时满足四 个条件“一定温度、100g溶剂、饱和状态、溶 解的溶质质量”。(3)物质溶解度大小与溶质 质量、溶剂质量的多少无关,在一定温度下,某 物质的溶解度是一个定值。 3.溶解度曲线 (1)溶解度曲线表示的意义: ①曲线上的点,表示某物质在某一温度下 的溶解度。 ②曲线的走向表示某物质的溶解度随温 度的变化情况。 ③两条溶解度曲线的交点表示两种溶质 21 第 二 部 分 化 学 基 础 知 识 在某一温度下有相同的溶解度。 (2)变化规律: 大多数固体物质的溶解度随温度的升高 而增大,如KNO3;少数固体物质的溶解度受 温度的影响很小,如NaCl;极少数固体物质的 溶解度随温度的升高而减小,如Ca(OH)2。 (3)应用: ①查找某一温度下某物质的溶解度。 ②比较某一温度下两种物质溶解度的 大小。 ③选择使某种物质从溶液中结晶的方法。 注意:①比较物质的溶解度时要有具体的 温度值或范围。②对溶解度受温度变化影响 不大的固态溶质,一般用蒸发结晶。对溶解度 受温度变化影响相当大的固态溶质,一般用冷 却热饱和溶液的方法结晶,即降温结晶。 4.气体的溶解度 (1)定义:是指该气体在压强101kPa,一 定温度时,溶解在1体积溶剂中达到饱和状态 时的气体体积。 (2)气体物质溶解度的影响因素 内因:气体和溶剂的性质; 外因:温度和压强,气体物质的溶解度随 压强增大而增大,随温度的升高而减小。 【例1】 通过分析实验结果推断物质的组成 是认识物质的一种方法。研究水的组成就是 利用了这种方法。电解水实验装置如图所示。 (1)根据实验中只生成氢气和氧气,确定 了水是由 组成的,得出此结论的 依据是 。 (2)已知相同状况下,相同体积的任何气 体含有相同数目的分子。通过生成氢气和氧 气的体积比为2∶1,推求出水分子组成中 为2∶1,经进一步科学确认,得出 水的化学式为 H2O。 (3)写出此实验中发生反应的化学方程 式: 。 【思路点拨】 (1)根据实验中只生成了氢气和 氧气,确定了水是由氢元素和氧元素组成的, 得出此结论的依据是质量守恒定律。(2)已知 相同状况下,相同体积的任何气体含有相同数 目的分子。通过生成氢气和氧气的体积比为 2∶1,说明反应生成氢分子和氧分子的个数比 是2∶1,而且它们都是双原子分子,所以氢原 子与氧原子的个数比也应该是2∶1。(3)此 实验中发生反应的化学方程式为2H2O 通电 􀪅􀪅 2H2↑+O2↑。 【答案】 (1)氢元素和氧元素 化学变化过程 中元素种类不变(或质量守恒定律) (2)氢原 子与氧原子的个数比 (3)2H2O 通电 􀪅􀪅2H2↑ +O2↑ 【例2】 20℃时,将等质量的甲、乙固体(不含 结晶水)分别加入盛有100g水的烧杯中,充 分搅拌后现象如图1,加热到50℃时现象如 图2(不考虑水分蒸发),甲、乙固体的溶解度 曲线如图3。 31 第 二 部 分 化 学 基 础 知 识 下列说法正确的是 ( ) A.图1中乙溶液一定不饱和 B.图2中两溶液中溶质质量分数不相等 C.图3中N 表示甲的溶解度曲线 D.图2中两溶液降温至30℃一定都不 会析出晶体 【思路点拨】 A.图1中乙无溶质剩余,无法 判断是否是饱和溶液。 B.图2中均无固体剩余,说明全部溶解, 相同质量的溶剂溶解了相同质量的溶质,并结 合溶质的质量分数的计算公式完成解答。 C.图1中20℃时,将等质量的甲、乙两 种固体物质(不含结晶水)分别加入盛有100g 水的烧杯中,甲有固体剩余,说明甲的溶解度 小于乙,结合图3完成解答。 D.根据图3可知两种物质的溶解度都随 温度升高而增大,因此30℃时,甲、乙的溶解 度都比20℃时大,且30℃时两物质的溶解度 相等;再根据图1中信息可以知道20℃时乙 中没有晶体析出进行解答。 【答案】 D 1.下列有关水的说法中,不正确的是 ( ) A.水是由氢气和氧气组成的 B.用活性炭可除去水中的色素和异味 C.用肥皂水可以鉴别硬水和软水 D.工业污水应经过净化处理后再排放 2.下列关于电解水实验的叙述中,正确 的是 ( ) A.实验说明水是由氢原子和氧原子组 成的 B.电解水的化学方程式:H2O 通电 􀪅􀪅H2↑ +O2↑ C.甲试管内产生的气体能使带火星的木 条复燃 D.甲、乙两试管产生的气体质量之比为 1∶2 3.下列关于溶液的说法中,正确的是 ( ) A.所有的溶液都可以通过升高温度由饱 和溶液变成不饱和溶液 B.浓溶液一定是饱和溶液 C.洗洁精能除去餐具上的油污是乳化 现象 D.20℃时,NaCl的溶解度是36克,此时 饱和溶液中溶质的质量分数是36% 4.室温时,对100mL氯化钠饱和溶液进 行如下操作,最终甲、乙两烧杯中溶液 ( ) A.溶质质量相同 B.溶质质量分数相同 C.均为不饱和溶液 D.溶剂质量相同 5.海洋资源开发前景广阔,海水晒盐能 够得到粗盐和卤水,卤水中含有 MgCl2、KCl 41 第 二 部 分 化 学 基 础 知 识 和 MgSO4等物质,如图是它们的溶解度曲线。 下列说法不正确的是 ( ) A.t1℃时,三种物质的饱和溶液中,溶质 质量分数最大的是 MgCl2 B.t1℃时,分别在100g水中溶解了等质 量的 MgCl2、KCl,两溶液都可达到饱和,并无 固体剩余 C.t2℃时,KCl和 MgSO4两种物质的溶 解度相同 D.将t2℃时的三种物质的饱和溶液降低 到t1℃时,均能析出晶体 6.下图表示某物质在水(a)和酒精(b)中 的溶解度曲线。下列有关该物质的说法中,正 确的是 ( ) A.在水和酒精中的溶解度相同 B.在水和酒精中的溶解度都随温度的升 高而增大 C.20℃时,其水溶液比其酒精溶液的溶 质质量分数大 D.40℃时,其水溶液的溶质质量分数 为38% 7.2020年5月5日,我国长征5号B火 箭空间站阶段首飞成功,YF-75D氢氧发动 机(如图所示)为其提供部分动力,下列叙述错 误的是 ( ) A.液氢和液氧反应属于化合反应 B.燃料加注时需严禁烟火 C.液氢和液氧用作发动机的燃料 D.燃烧产物对环境无污染 8.下列说法正确的是 ( ) A.用50g溶质质量分数为10%的NaCl 溶液配制溶质质量分数为5%的NaCl溶液需 要加水20g B.气体的溶解度与温度、压强和水的用 量有关 C.饱和溶液一定是浓溶液,不饱和溶液 一定是稀溶液 D.汽油作溶剂可以去除衣物上的油污 9.蔗糖的化学式为C12H22O11,是食品中 常用的甜味剂。请回答下列问题: (1)蔗糖中C、H、O三种元素的原子个数 比为 。 (2)要配制15%的蔗糖溶液80g,需要蔗 糖的质量为 g。 (3)要把(2)配得的溶液稀释为5%,需要 添加水的质量为 g。 10.烧杯中盛有一定质量、温度为80℃、 溶质为 M的溶液,将其置于室温环境中,测定 不同温度时析出固体 M的质量。测定结果记 录如下表: 溶液的温度/℃ 75 65 50 35 20 析出固体 M的质量/g 0 0 2.0 4.5 8.4 若不考虑水蒸发对实验的影响,请回答下 列问题: (1)65 ℃时,该溶液是否为饱和溶液? 51 第 二 部 分 化 学 基 础 知 识 (填“是”“否”或“无法判断”)。 (2)将40℃时接近饱和的 M溶液变成饱 和溶液,下列方法中一定能达到目的的有 (填序号)。 ①升温 ②降温 ③加溶质 M ④加水 ⑤加另一种固体N ⑥恒温蒸发水 ⑦与 40℃时 M的饱和溶液混合 (3)20℃时,用固体粉末 M和水配制100g 溶质质量分数为5%的 M溶液,必须用到的仪 器有:托盘天平(带砝码盒)、烧杯、 。 11.为验证水的组成元素及探究水在电 极端所发生的变化,兴趣小组用如图所示装置 (夹持仪器省略)进行实验。 Ⅰ.验证水的组成元素 步骤 一:向 长 颈 漏 斗 中 加 水 (含 少 量 Na2SO4)至充满管a和管b,关闭活塞,接通电 源,一段时间后关闭电源。 步骤二:检验管中气体。 (1)Na2SO4 在水中能解离出 , 增强了水的导电性。 (2)电解时观察到的现象有: 。 (3)用燃着的木条分别置于玻璃管尖嘴 口,打开活塞,若观察到 ,则证 明气体为 H2;若观察到 ,则证明气 体为O2。 (4)某同学提出实验后还需检验 Na2SO4 的质量是否发生变化,其原因是 。 (5)若要确定水中氢、氧元素的原子个数 比,需要测定 。 Ⅱ.探究水在电极端所发生的变化 步骤 一:向 装 置 中 重 新 加 水 (含 少 量 Na2SO4)至充满管a和管b,保持活塞打开,接 通电源,一段时间后关闭电源。 步骤二:分别取出管a和管b电极附近的 溶液,并测定溶液的pH。 (1)测定溶液pH的方法是用玻璃棒蘸取 溶液,滴到pH 试纸上,把试纸显示的颜色与 ,读取pH。经测定:管a中溶液 pH小于7,管b中溶液pH大于7。 (2)管b溶液呈 性,若向溶液 中加入 ,溶液变为红色,也能得出 此结论。 (3)下图中能表示电解时管a中水在电极 端所发生变化的结果是 (填字母)。 61 暑假大串联·初升高衔接教材(化学) 部分参考答案 第二部分 化学基础知识 第一章 身边的化学物质 1.1 我们周围的空气 1.D 【解析】 铁片在空气中不能燃烧, 硫粉能在空气中燃烧,但生成二氧化硫气体, 木炭燃烧产物也是气体;红磷能在空气中燃 烧,且产物是固体,如装置内红磷燃烧消耗尽 氧气,瓶内气压减小,水吸入装置的体积数就 是空气中氧气的体积数。 2.A 3.C 4.C 5.C 6.B 7.C 8.B 9.C 10.(1)2H2O2 MnO2 􀪅􀪅􀪅􀪅2H2O+O2↑ (2)明亮的蓝紫色火焰,放热,有刺激性气味的 气体生成 都是氧化反应(或都放出热量) (3)正面:CH4燃烧,提供能量 反面:铁生锈, 浪费金属资源 11.(1)CaCO3 +2HCl􀪅􀪅CaCl2 + CO2↑+H2O (2)BC(或BD或AC或AD) (3)液体变红且集气瓶中的液面上升 (4)A 1.2 水和溶液 1.A 2.C 3.C 4.A 5.B 6.B 7.C 8.D 9.(1)12∶22∶11 (2)12 (3)160 10.(1)无法判断 (2)②③⑥ (3)药 匙、量筒(100mL)、胶头滴管、玻璃棒 11.Ⅰ.(1)Na+、SO2-4 (2)连接电源两 端的电极上均有气泡产生,且管a与管b产生 气体体积比约为1∶2 (3)气体燃烧,产生淡 蓝色的火焰 木条燃烧更剧烈 (4)排除硫酸 钠反应产生气体的可能 (5)管a与管b产生 气体体积及该温 度 下 氢 气、氧 气 的 密 度 Ⅱ.(1)标准比色卡对照 (2)碱 无色酚酞 溶液 (3)A 1.3 金属及金属矿物 1.A 2.C 3.C 4.C 5.A 6.B 7.D 8.(1)导电性 (2)8Al+3Fe3O4 高温 􀪅􀪅 9Fe+4Al2O3 (3)耐腐蚀性强 (4)能源 9.(1)铝表面的氧化铝与硫酸反应生成 硫 酸 铝 和 水 (2)2Al+3H2SO4 􀪅􀪅 Al2(SO4)3+3H2↑ 1.4 常见的化合物 1.D 2.B 3.C 4.A 5.A 6.B 7.C 8.A 9.B 10.(1)等于 (2)氢氧化钠溶液 盐酸 在未滴入溶液之前,溶液的pH 小于7,为 酸性溶液 (3)NaCl、HCl 红 11.(1)c+2d (2)使用可降解的塑料 (答案不唯一) 12.(1)过滤 (2)氧化钙(或 CaO) CaO+H2O􀪅􀪅Ca(OH)2 (3)H2O CaO NaOH 第二章 物质构成的奥秘 2.1 构成物质的微粒 1.D 2.D 3.D 4.C 5.B 【解析】 上述原子结构示意图中, ·1·