内容正文:
第一章
化学反应的热效应
整理与提升
第二章 海水中的重要因素
-钠和氯
一、钠、氯元素的单质及其化合物间的转化
1、钠元素的单质及其化合物的性质及转化
例1 有4种钠的化合物W、X、Y、Z,它们之间存在如下关系:
①W X+H2O+CO2↑
②Z+CO2→X+O2
③Z+H2O→Y+O2↑
④X+Ca(OH)2→Y+CaCO3↓
试回答下列问题:
(1)W、X、Y、Z的化学式分别是W 、X 、Y 、Z 。
(2)以上4个化学反应,属于氧化还原反应的是 (填反应序号),反应中氧化剂是 (写化学式),还原剂是 (写化学式)。
重难突破
(3)若反应④在溶液中进行,写出其离子方程式以及能用该离子方程式表示的另一个化学反应的化学方程式:
离子方程式: 。
化学方程式: 。
答案 (1)NaHCO3 Na2CO3 NaOH Na2O2
(2)②③ Na2O2 Na2O2
钠及其化合物之间的转化关系如下:
方法点拨
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[解析] Na2CO3、NaHCO3与Ca(OH)2反应均生成CaCO3↓,A项错误;Na2CO3、NaHCO3中加HCl、NaHCO3反应较剧烈;Na2CO3与HCl反应先生成NaHCO3和NaCl,B、D项错误;Na2CO3与CaCl2反应生成CaCO3↓,NaHCO3与CaCl2不反应,C项正确。
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【例2】 将O2、CH4、Na2O2置于密闭容器中,用电火花引燃,恰好完全反应,容器中无气体剩余,由此得出原混合物中O2、CH4、Na2O2的质量之比为( )
A.1∶2∶6 B.2∶1∶6
C.8∶8∶117 D.117∶4∶4
[思路启迪] (1)切入点:三种物质都恰好完全反应,容器内没有氧气剩余,则剩余固体为Na2CO3和NaOH。
(2)关键点:根据甲烷的组成可以知道生成的Na2CO3和NaOH物质的量之比为1∶4。
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课堂检测
1.下列说法正确的是( )
①Na2O2投入到紫色石蕊溶液中,溶液先变蓝,后褪色;
②Na2O和Na2O2投入到水中都能生成NaOH;
③质量相等的NaHCO3与Na2CO3分别与相同浓度盐酸完全反应时,产生CO2的物质的量相等;
④取a g Na2CO3和NaHCO3混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重b g,能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3的质量分数;
⑤区别NaHCO3与Na2CO3溶液,可用Ca(OH)2溶液;
⑥NaHCO3固体可以用来制作干粉灭火剂,金属钠起火可以用它来灭火;
⑦NaHCO3粉末中混有Na2CO3,可配制成溶液通入过量的CO2,再低温结晶得以提纯。
A.②③④ B.②⑤⑦ C.①②⑦ D.③④⑥
C
2.标准状况下,将5.6 L CO2气体迅速通过Na2O2固体,得到4.48 L气体,则这4.48 L气体的质量为( )
A.8.8 g B.6.4 g
C.8.2 g D.6.2 g
课堂检测
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2、氯元素的单质及其化合物的性质及转化
例1 如图所涉及的物质均为中学化学中的常见物质,其中C为气态单质,D为黄绿色气体,E为固态单质,它们存在如下转化关系,反应中生成的水及次要产物均已略去。
(1)写出有关物质的化学式:F ,H 。
(2)指出MnO2在相关反应中的作用:反应①中是 剂,反应②中是
剂。
(3)若反应①是在加热条件下进行的,则A是 (填化学式,下同),若反应①是在常温条件下进行的,则A是 。
(4)写出B与MnO2共热获得D的化学方程式: 。
答案 (1)Fe3O4 FeCl3
(2)催化 氧化
(3)KClO3 H2O2
(4)MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
氯元素是中学化学中非金属元素的典型代表,试题往往以Cl2、氯水(氧化性为主)的性质和发生的化学反应及其化合物在生活中的应用为背景,以选择题、物质推断题的形式进行考查。
方法点拨
【典例2】 下列实验现象,与新制氯水中的某些成分(括号内物质)没有关系的是( )
A.将NaHCO3固体加入新制氯水,有无色气泡产生(H+)
B.新制氯水使红色布条褪色(HCl)
C.向FeCl2溶液中滴加新制氯水,再滴加KSCN溶液,发现溶液呈红色(Cl2)
D.向AgNO3溶液中滴加新制氯水,生成白色沉淀(Cl-)
[思路启迪] (1)切入点:熟练掌握氯水中各微粒成分。
(2)关键点:能灵活运用氯水中各成分的化学性质。
[解析] A项,新制氯水中存在H+,与NaHCO3反应产生CO2;B项,新制氯水能使红色布条褪色是因为新制氯水中存在HClO,具有漂白作用;C项,新制氯水中存在Cl2,能够将Fe2+氧化为Fe3+,故滴加KSCN溶液,溶液呈红色;D项,新制氯水中存在Cl-,能与AgNO3溶液反应生成白色沉淀。
B
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1.洪灾过后,饮用水的消毒杀菌成为抑制大规模传染性疾病暴发的有效方法之一。漂白粉是常用的消毒剂。
(1)工业上将氯气通入石灰乳[Ca(OH)2]制取漂白粉,化学方程式为 。
(2)漂白粉的有效成分是 (填化学式)。
(3)漂白粉溶于水后,受空气中CO2的作用,即产生有漂白、杀菌作用的次氯酸,发生化学反应的离子方程式为 。
(4)反应(1)和反应(3)中,属于氧化还原反应的是反应 (填编号)。
(5)瓶装漂白粉久置于空气中呈稀粥状而失效。试用化学方程式表示漂白粉在空气中易失效的原因: 。
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(6)已知浓盐酸和次氯酸钙能发生反应Ca(ClO)2+4HCl(浓) === CaCl2+2Cl2↑+2H2O。用贮存很久的漂白粉与浓盐酸制得的氯气中,可能含有的杂质气体是 (填字母)。
①CO2 ②HCl ③H2O ④H2
A.①②③ B.②③④
C.只有②③ D.只有①④
2. 用滴管将新制的饱和氯水慢慢滴入含酚酞的NaOH稀溶液中,当滴到最后一滴时红色突然褪去。试回答下列问题:
(1)实验室保存饱和氯水的方法是__________。
(2)请写出新制饱和氯水中含有氯元素的微粒的化学式______________。
(3)产生上述现象的原因可能有两种(简要文字说明):
①是由于__________________________;
②是由于__________________________。
简述怎样用实验证明红色褪去的原因是①或者
②________________________________________。
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二、宏观物质与微观粒子间的计量关系
1.物质的量
2.物质的量浓度
1、以物质的量为中心的各物理量间的换算
例3 (1)现有m g某气体,它由双原子分子构成,它的摩尔质量为M g·mol-1。若阿伏加德罗常数值用NA表示,则:
①该气体的物质的量为 mol。
②该气体所含原子总数为 个。
③该气体在标准状况下的体积为 L。
(2)利用“化学计量在实验中的应用”的相关知识进行填空。
①含有6.02×1023个氧原子的H2SO4的物质的量是 mol。
②与标准状况下V L CO2所含氧原子数目相同的水的质量是 (用分式表示)g。
③在一定的温度和压强下,1体积X2(g)跟3体积Y2(g)化合生成2体积化合物,则该化合物的化学式是 。
(3)含CuSO4和H2SO4的混合溶液200 mL,其中CuSO4的物质的量浓度为 1 mol·L-1,H2SO4的物质的量浓度为0.5 mol·L-1,若用此溶液配成0.2 mol·L-1的CuSO4和2 mol·L-1 H2SO4的混合溶液,则所得溶液的体积是 mL;需加入密度为1.84 g·cm-3、溶质质量分数为98%的浓硫酸 mL。
③在一定的温度和压强下,1体积X2(g)跟3体积Y2(g)化合生成2体积化合物,设该化合物的化学式是Z,由气体的体积之比=物质的量之比,则有X2+3Y2 === 2Z,由原子守恒可知,Z为XY3。(3)原混合溶液中含CuSO4的物质的量浓度为1 mol·L-1,现需要CuSO4溶液的浓度为0.2 mol·L-1,因此要进行稀释,设稀释后所得溶液的体积为V,则有:1 mol·L-1×0.2 L=0.2 mol·L-1×V,解得V=1 L=1 000 mL。因要求所配溶液中H2SO4的浓度为2 mol·L-1,所以需加入H2SO4的物质的量为2 mol·L-1×1 L-0.2 L×0.5 mol·L-1=1.9 mol,此部分硫酸由密度为1.84 g·cm-3、溶质质量分数为98%的浓硫酸提供,设所需此浓硫酸的体积为y,此浓硫酸的物质的量浓度为 mol·L-1
=18.4 mol·L-1,则有18.4 mol·L-1×y=1.9 mol,得y≈0.103 3 L=103.3 mL。
物质的量与其他化学计量之间的联系
方法点拨
注意事项
(1)若题目中给出物质的体积:
①看是否处于标准状况。若不是标准状况,则1 mol气体体积一般不为
22.4 L。
②看该物质在标准状况下是否为气体。若不是气体,则无法用气体摩尔体积求算该物质的物质的量或分子数目,如标准状况下的H2O;若是气体,则可用 ,求算出该物质的n或N,这与是混合气体还是单一气体无关。
(2)若题目中给出气体物质的质量或物质的量,该物质的粒子数目与外界条件(是否处于标准状况下)无关。
(3)若题目要求计算物质分子中的原子个数,需注意物质的组成。例如稀有气体分子为单原子分子、臭氧(O3)分子为三原子分子、甲烷(CH4)分子为五原子分子等。
(4)若题目要求计算分子、原子、离子中的质子或电子数目,需正确运用原子中质子数等于电子数,离子中质子数、电子数、电荷数之间的关系进行求解。
【典例2】 NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.在标准状况下,11.2 L SO3含有的分子数为0.5NA
B.在常温常压下,22.4 L O2含有的原子数为2NA
C.在标准状况下,11.2 L氩气所含的原子数目为0.5NA
D.在同温同压下,相同体积的任何气体单质所含的原子数相同
[思路启迪] (1)切入点:从条件、物质的状态、分子的构成等入手分析。
(2)关键点:弄清物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积等概念的辨析与应用以及与微观粒子之间的关系。
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1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)在一定的温度和压强下,各种气体的摩尔体积相等( )
(2)在一定的温度和压强下,各种气态物质体积的大小由构成气体的分子数决定( )
(3)摩尔是用来衡量微观粒子多少的一种物理量( )
(4)磷酸的摩尔质量(以g·mol-1为单位)与6.02×1023个磷酸分子的质量(以g为单位)在数值上相等( )
(5)不同的气体,若体积不同,则它们所含的分子数一定不同( )
(6)若气体摩尔体积为22.4 L·mol-1,则所处条件一定为标准状况( )
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(7)18 g H2O在标准状况下的体积是22.4 L( )
(8)在标准状况时,20 mL NH3与60 mL O2所含的分子数比为1∶3( )
(9)常温常压下,22.4 L O2所含的原子数为2NA( )
(10)常温常压下,3.2 g O3所含的氧原子数为0.2NA( )
(11)常温常压下,1摩尔氦气所含原子数为NA( )
(12)标准状况下,2.24 L H2和C2H2的混合气体所含分子数为0.1NA( )
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2.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)NaOH溶解后未经冷却即注入容量瓶至刻度线( )
(2)配制盐酸用量筒量取盐酸时俯视刻度线( )
(3)用蒸馏水洗涤后必须要将容量瓶烘干( )
(4)为了便于操作,浓溶液稀释或固体溶解可直接在容量瓶中进行( )
(5)定容后塞上瓶塞反复摇匀,静置后,发现液面低于刻度线,再加水至刻度线( )
(6)定容时仰视刻度线,配制溶液的浓度偏大( )
(7)用500 mL的容量瓶可以直接配制480 mL溶液( )
(8)定容时加水加多了,用滴管吸出溶液至刻度线( )
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3.空气是指地球大气层中的混合气体,因此空气属于混合物,它主要由氮气、氧气、稀有气体(氦、氖、氩、氪、氙、氡)、二氧化碳以及其他物质(如水蒸气、杂质等)组合而成。其中氮气的体积分数约为78%,氧气的体积分数约为21%。若NA表示阿伏加德罗常数的值,下列有关空气各成分的说法中,正确的是( )
A.20 g氖气所含有的分子数约为3.01×1023
B.在0 ℃、101 kPa时,22.4 L氮气中含有NA个氮原子
C.在25 ℃、1.01×105 Pa时,44 g CO2中含有的原子数为3NA
D.NA个水分子和0.5 mol氧气的质量比为9∶16
C
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(3)Ca2++CCaCO3↓ Ca(OH)2+K2CO32KOH+CaCO3↓(其他合理答案均可)
【典例2】 有两支试管,分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液,下列方案中判断正确的是( )
[思路启迪] (1)切入点:熟练掌握Na2CO3和NaHCO3的性质差异及常用的鉴别方法。
(2)关键点:HCOeq \o\al(-,3)可以和OH-反应转化为COeq \o\al(2-,3),所以NaHCO3与Ca(OH)2反应也可生成CaCO3↓;Na2CO3滴加盐酸时分步进行的反应原理。
[答案] C
鉴别Na2CO3与NaHCO3常用的方法
(1)固体加热,若有气体产生,且该气体能使澄清石灰水变浑浊,证明是NaHCO3。
(2)加CaCl2或BaCl2溶液,能产生白色沉淀的是Na2CO3。
(3)向其溶液中滴加盐酸,均会产生气泡,其中反应比较剧烈的是NaHCO3。
(4)测同物质的量浓度溶液的pH,pH较大的是Na2CO3。
[答案] C
[解析]
CH4+O2→eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(CO2→CO2+Na2O2===Na2CO3+\f(1,2)O2,2H2O→2H2O+2Na2O2===4NaOH+O2↑))
6Na2O2+2CH4+O2===8NaOH+2Na2CO3
6×78 2×16 32
117 g 8 g 8 g
[解析] 反应前后气体的物质的量分别为n(前)=eq \f(5.6 L,22.4 L/mol)=0.25 mol,n(后)=eq \f(4.48 L,22.4 L/mol)=0.20 mol,Δn=n(前)-n(后)=0.05 mol,根据反应:2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,应用差值法可得n(O2)=0.05 mol,故反应后的0.20 mol气体由0.05 mol O2和0.15 mol CO2组成,则反应后气体的总质量为0.15 mol×44 g/mol+0.05 mol×32 g/mol=8.2 g。
[答案] C
在不同反应中,新制氯水中起作用的成分不同:
答案 (1)2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O (2)Ca(ClO)2
(3)Ca2++2ClO-+CO2+H2OCaCO3↓+2HClO
(4)(1) (5)Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3↓+2HClO,2HClO2HCl+O2↑ (6)A
[解析] (1)氯水中含有HClO,见光易分解,应避光保存;
(2)氯气与水发生反应:Cl2+H2OHCl+HClO,又因为:HCl===H++Cl-、HClOH++ClO-,所以新制氯水中含有氯元素的微粒有:HCl、HClO、Cl2、Cl-、ClO-;
(3)原因可能为:①酚酞被强氧化剂HClO氧化而破坏;②NaOH被氯水中酸性物质中和,红色褪去。证明褪色原因向所得溶液中再滴入几滴NaOH溶液,若溶液又恢复到红色,原因②对;若无变化,原因①对。
[答案] (1)装在棕色瓶中保存在阴凉、黑暗处
(2)HCl、HClO、Cl2、Cl-、ClO-
(3)①酚酞被强氧化剂HClO氧化而褪色 ②NaOH被氯水中酸性物质中和,红色褪去 向所得溶液中再滴入几滴NaOH溶液,若溶液又恢复到红色,原因②对;若无变化,原因①对
答案 (1)① ② ③
(2)①0.25 ② ③XY3 (3)1 000 103.3
n=或N=
[解析] A项中,标准状况下SO3是固体,而不是气体,知道体积无法求出物质的量;B项是已知气体在非标准状况下的体积,不能直接用标准状况下的气体摩尔体积进行计算。故A、B选项错误。C项中,在标准状况下,11.2 L氩气为eq \f(11.2 L,22.4 L·mol-1)=0.5 mol,氩气为单原子分子,故所含原子的数目为0.5NA,C正确。D项,由阿伏加德罗定律知在同温同压时,相同体积的任何气体单质所含的分子数相同,当气体单质分子中所含原子数不同时,相同体积的上述气体所含原子数就不相同,D错误。
[答案] C
阿伏加德罗定律的理解与应用
(1)阿伏加德罗定律的适用条件不仅仅是标准状况,也可以是其他任何条件,只要物质的存在状态是气态即可。
(2)同温、同压、同体积和同分子数,共同存在,相互制约,只要“三同”成立,第四“同”必定成立。
(3)注意分析分子的构成。如Ar是单原子分子,O2是双原子分子,O3是三原子分子。
[答案] (1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)× (8)√ (9)× (10)√ (11)√ (12)√ (13)× (14)×
(13)将80 g NaOH溶于1 L水中,所得溶液中NaOH的物质的量浓度为2 mol·L-1( )
(14)Na2SO4、MgCl2的混合溶液中的电荷守恒式为:2c(Na+)+c(Mg2+)=c(SOeq \o\al(2-,4))+2c(Cl-)( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)× (8)×
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