内容正文:
专题02 海水中的重要元素——钠和氯
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考点聚焦:紧扣考试命题常考点,有的放矢
重点速记:知识点和关键点梳理,查漏补缺
难点强化:难点内容标注与讲解,能力提升
复习提升:基础巩固+提升专练,全面突破
知识点1:钠的性质与用途
1.物理性质
色态
硬度
密度
熔点
色固体
质地 ,可以用小刀切割
ρ水>ρNa>ρ煤油
97.8℃
2.化学性质
与非金属单质(如O2、Cl2)的反应
常温下:
加热或点燃: (现象:剧烈燃烧,火焰呈 ,生成 固体)
2Na+Cl22NaCl
与H2O反应
化学方程式:
离子方程式:
与酸的反应
①钠与酸溶液反应时先与 反应,即反应顺序遵循“ ”的原则,如钠与盐酸溶液:
②如果钠相对酸过量,待酸耗尽后,钠再与水发生反应至钠完全反应,因其反应本质都是与 反应,酸中H+的浓度越大,反应越 。而且钠投入酸溶液中,钠完全反应,放出H2的多少只与 有关。
与碱的反应
钠与碱溶液反应的实质就是钠与 的反应
与盐的反应
钠与盐(强酸的酸式盐除外)溶液反应时,首先与 反应,然后分两种情况:
①盐溶液中的溶质与氢氧化钠 ,则只发生钠与水的反应。
②盐溶液中的溶质与氢氧化钠 ,
如钠与硫酸铜溶液的反应:
, ,
总反应为
与强酸的酸式盐的反应
钠与强酸的酸式盐溶液的反应为钠直接与酸式盐电离出来的H+反应。例如NaHSO4溶液,故反应的化学方程式为 ,
离子方程式为 。
3.制取与保存
制取:化学方程式为2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。
保存:密封保存,通常保存在 。
4.用途
①钠、钾合金(液态)可用作原子反应堆的导热剂。
②用作电光源,制作高压钠灯。
③冶炼某些金属。
④制取氧化钠和过氧化钠等钠的化合物。
①钠露置在空气中的变化过程
②钠与氧气反应,不论生成Na2O还是Na2O2,均属于氧化还原反应,在反应过程中都是Na失电子被氧化为Na+,即转移电子数由钠的量决定,故等质量的钠与氧气反应时,无论生成Na2O还是Na2O2,反应转移的电子数都 。
知识点2:氧化钠和过氧化钠
1.氧化钠和过氧化钠
物质
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
颜色、状态
固体
固体
类别
氧化物
(非碱性氧化物)
氧的价态
电子式
阴、阳离子个数比
化学性质
热稳定性
不稳定(2Na2O+O22Na2O2)
稳定
与水反应
与CO2反应
与酸(盐酸)反应
主要用途
用于制取少量Na2O2、烧碱
强氧化剂、漂白剂、供氧剂、消毒剂
2.Na2O2的强氧化性与还原性
从元素化合价角度分析Na2O2的性质
Na2O2表现强氧化性
Na2O2+SO2=== ;
Na2O2+Na2SO3+H2O=== ;
Na2O2+H2S=== ;
Na2O2+品红溶液―→品红溶液褪色;
Na2O2+酚酞溶液―→溶液 ;
Na2O2+紫色石蕊溶液―→溶液先变蓝后褪色。
Na2O2表现还原性
当遇KMnO4等强氧化剂时,Na2O2被氧化,其氧化产物为
Na2O2既表现氧化性又表现还原性
遇CO2、H2O、H+则发生自身的氧化还原反应。
3.Na2O2与CO2、H2O反应的关系
电子转移关系
当Na2O2与CO2、H2O反应时,物质的量的关系为2Na2O2~O2~2e-,n(e-)=n(Na2O2)=2n(O2)
气体体积变化关系
CO2、水蒸气(或两混合气体)通过足量Na2O2时,气体体积的减少量是原来气体体积的,等于生成氧气的体积,即ΔV=V(O2)=V(混合)
固体质量变化关系
CO2、水蒸气分别与足量Na2O2反应时,固体相当于吸收了CO2中的“CO”、水蒸气中的“H2”,所以固体增加的质量Δm(CO2)=28 g·mol-1×n(CO2),Δm(H2O)=2 g·mol-1×n(H2O)
知识点3:碳酸钠与碳酸氢钠
1.碳酸钠和碳酸氢钠的比较
物质
碳酸钠(Na2CO3,白色粉末)
碳酸氢钠(NaHCO3,白色晶体)
俗名
或
水溶性
二者均易溶于水,Na2CO3溶于水伴有 现象,NaHCO3溶于水伴有 现象,碳酸钠溶解度 碳酸氢钠
水解反应
二者均为强碱弱酸盐,水解使溶液呈 性,相同物质的量浓度时(同温度下),Na2CO3水溶液的碱性 NaHCO3水溶液的碱性
热稳性
强,受热不分解
与盐酸反应
HCO+H+===CO2↑+H2O
CO+2H+===CO2↑+H2O
与同浓度的盐酸反应产生CO2的速率:NaHCO3>Na2CO3
与Ca(OH)2溶液反应
Ca2++CO===CaCO3↓
Ca(OH)2少量:Ca2++2OH-+2HCO===CaCO3↓+2H2O+CO;
Ca(OH)2过量:Ca2++OH-+HCO===CaCO3↓+H2O
与NaOH溶液
不反应
与CaCl2溶液
CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl
不反应
二者的
相互转化
主要用途
用于制玻璃、制肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金等
灭火器、治疗胃酸过多、发酵粉的主要成分之一
2.碳酸钠和碳酸氢钠化学性质的应用
(1)Na2CO3、NaHCO3的鉴别
方法
原理
结论
加热法
2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑,Na2CO3受热不易分解
加热时有气体产生的是 ,无变化的是
沉淀法
CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl
BaCl2+Na2CO3===BaCO3↓+2NaCl
有沉淀生成的是 ,无变化的是
与盐酸反应的剧烈程度
Na2CO3+2HCl === 2NaCl+H2O+CO2↑
NaHCO3+HCl === NaCl+H2O+CO2↑
与相同浓度的盐酸反应,反应剧烈的是 ,相对不剧烈的是
盐酸逐滴加入
CO32-+H+===HCO3-
HCO3+H+===CO2↑+H2O
逐滴加入盐酸, 产生气体的是NaHCO3,开始 气体,滴加一段时间后产生气体的是Na2CO3
①沉淀法鉴别Na2CO3和NaHCO3时,可以用BaCl2 或CaCl2,不能用 或 鉴别。因为向Na2CO3和NaHCO3,溶液中分别加入 Ba(OH)2或Ca(OH)2时,两者都产生 沉淀。
(2)Na2CO3、NaHCO3的除杂
混合物(括号内为杂质)
除杂方法或试剂
Na2CO3固体(NaHCO3)
NaHCO3固体(Na2CO3)
NaHCO3溶液(Na2CO3)
Na2CO3溶液(NaHCO3)
3.侯氏制碱法(联合制碱法)
制备原料
食盐、氨气、二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气
其反应为C+H2O(g)CO+H2,CO+H2O(g)CO2+H2
工艺流程
先通NH3后通CO2的原因
反应原理
①产生NaHCO3的反应:
②产生Na2CO3的反应:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
循环使用物质
CO2、饱和食盐水
知识点4:焰色试验
概念
很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色。根据火焰呈现的特征颜色,可以判断试样所含的金属元素,化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验。
操作步骤
常见元素焰色试验的颜色
钠元素: 色;钾元素: 色(透过 观察);钡元素: 色;
钙元素: 色;铜元素: 色。
①焰色试验所用火焰本身的颜色要浅,最好使用 灯,若用酒精灯,则要用 。
②蘸取待测物的金属丝最好用 ,也可用光洁 代替,每次使用金属丝时必须在火焰上灼烧至与原火焰颜色 ,以免对实验造成干扰。
③金属丝在使用前要用稀盐酸将其表面杂质洗净,不能用H2SO4溶液洗涤金属丝,由于硫酸盐的熔沸点较高而难以 ,会对实验造成干扰。
④焰色试验是 的性质,焰色试验中试剂可以是 或 ,可以是 也可以是 。
⑤焰色试验是 变化。
知识点5:氯气
1.氯气
(1)氯气的物理性质
颜色
状态
气味
溶解性
密度
沸点
气体
气味
25℃时,1体积的水可溶解约 体积的氯气
比空气
沸点 ,易
(2)氯气的化学性质
①氧化性
与金属单质
(剧烈燃烧,产生 )
(剧烈燃烧,产生 的烟)
(剧烈燃烧,产生 的烟)
与非金属单质
(氢气在氯气中 ,发出 ,反应后瓶口上方出现 )
能将P、Si氧化为PCl3、PCl5、SiCl4
与还原性化合物
与碘化钾溶液:Cl+2KI===
与SO2水溶液:C12+SO2+2H2O===H2SO4+2HC1
与FeC12溶液:
②歧化反应
与水反应
Cl2+H2OHCl+HClO
与碱反应
制漂白液: (可以吸收尾气中的有毒气体Cl2)
制漂白粉:
①常温下干燥的Cl2或液氯与Fe不反应,故工业上常用 盛放液氯。
②在强光照射下,氯气和氢气混合发生 ,所以工业生产中常用 的方法使纯净的氢气在氯气中燃烧生成氯化氢,然后将氯化氢溶于水制成 。
③Cl2可使湿润的蓝色石蕊试纸 ,其原因是Cl2与水反应生成的HCl使蓝色石蕊试纸变红,具有强氧化性的HClO又将变红后的石蕊试纸氧化褪色(漂白)。
④当向新制氯水中加入还原性物质时,是 参与反应,而不是 参与反应。
知识点6:次氯酸及其盐
(1)次氯酸
弱酸性
次氯酸是易溶于水的弱酸,酸性比碳酸的酸性还弱。
NaClO溶液中通入CO2,由于酸性H2CO3>HClO>HCO3-,所以不论CO2是否过量,均发生反应的离子方程式为 。
不稳定性
(氯水要现用现配,保存在 试剂瓶中)
强氧化性
①次氯酸具有强氧化性,能杀死水中的细菌、病毒,起到消毒的作用,ClO-无论在酸性、碱性还是中性溶液中均具有 ,与具有还原性的I-、Fe2+、S2-、SO32-等不能大量共存。
②次氯酸能使有色布条褪色,具有 ,被漂白的物质 恢复原色。
①Cl2本身 ,起漂白作用的是Cl2与水反应生成的 。
②Cl2可使湿润的蓝色石蕊试纸 ,其原因是Cl2与水反应生成的HCl使蓝色石蕊试纸变红,具有强氧化性的HClO又将变红后的石蕊试纸氧化褪色(漂白)。
③次氯酸虽然具有漂白作用和杀菌消毒作用,但因为它 ,见光易分解,难以保存,使用起来不方便,不适合直接用作漂白剂和消毒剂,所以在Cl2与水反应原理的基础上,人们将其制成稳定性较强的次氯酸盐【NaClO、Ca(ClO)2等】,从而作为漂白剂和消毒剂的有效成分。
(2)漂白液
84消毒液
主要成分
和
有效成分
化学性质
水解呈碱性,具有强氧化性
漂白原理
用途
杀菌、消毒
①84消毒液注意不能和洁厕灵混合使用,反应离子方程式:
(3)漂白粉
漂白粉
主要成分
和
有效成分
化学性质
水解呈碱性,具有强氧化性
漂白原理
用途
游泳池等场所的
①由于漂白液和漂白粉中的有效成分NaClO或Ca(ClO)2。能够与空气中的CO2和H2O反应生成不稳定的HClO,漂白液和漂白粉应 、 并置于阴凉干燥处保存。
知识点7:氯水
1.氯水的成分
在25 ℃时,1体积的水可溶解约2体积的氯气,氯气的水溶液称为氯水,溶于水中的部分氯气与水反应。
三种平衡
存在微粒
Cl2+H2OHCl+HClO
HClOH++ClO-
H2OH++OH-
2.氯水的性质
表现Cl2的性质
氯水中含有Cl2,所以氯水呈 。由于Cl2具有 ,当向氯水中加入强还原性物质时,可与Cl2发生氧化还原反应。
表现 HClO的性质
①氯水中含有HClO,HClO具有 ,可用来杀菌、消毒。另外HClO还可将色素氧化而使其 ,如使湿润的有色布条或品红溶液褪色等。
②HClO不稳定,在强光照射下新制氯水中有 产生。
表现H+的性质
氯水中含有H+,所以氯水具有 的性质。
具有Cl-的性质
氯水中加入硝酸银溶液反应生成 。
用pH试纸测定新制氯水的pH,应用pH计测定;紫色石蕊溶液或蓝色石蕊试纸遇新制氯水时,先变红后褪色。
3.验证新制氯水中的微粒
所加试剂
参与反应的微粒
实验现象
离子方程式或解释
AgNO3溶液
Cl-
生成白色沉淀
Cl-+Ag+===AgCl↓
Na2CO3固体
H+
有气泡产生
2H++CO32-===CO2↑+H2O
有色布条
HClO
布条颜色褪去
发生氧化还原反应
FeCl2溶液
Cl2
溶液颜色变为棕黄色
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
紫色石蕊溶液
HClO、H+
先变红后褪色
酸性和漂白性
镁粉
Cl2、H+
氯水的颜色褪去并有气泡产生
Mg+Cl2===Mg2++2Cl-
Mg+2H+===Mg2++H2↑
4.液氯、新制氯水和久置氯水的比较
物质
液氯
新制氯水
久置氯水
成分
Cl2
Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-、OH-
H2O、H+、Cl-、OH-
分类
物
物
物
颜色
色
色
色
性质
氧化性
酸性、氧化性、漂白性
酸性
保存方法
特质
试剂瓶盛装,置于阴凉处,一般现用现配
置于普通试剂瓶中,玻璃塞即可(会腐蚀橡胶)
知识点8:氯离子的检验及含氯物质的转化
1.Cl-检验的一般步骤
取少量待测样放入试管中,滴加 ,若产生白色沉淀,则说明溶液中含有Cl-。
检验Cl-时,滴加AgNO3溶液前要滴加少量 使待测液酸化,目的是排除 。
2.氯及其化合物的“价—类”转化
“价—类”转化图
化学方程式
① ;
② ;
③ ;
④ ;
⑤ ;
⑥ ;
⑦ ;
⑧ 。
知识点9:物质的量及其单位
1.物质的量
概念
表示含有一定数目粒子的集合体
符号
n
单位
mol
标准
1 mol粒子集体所含的粒子数约为6.02×1023
描述对象
微观粒子,如原子、分子、离子、质子、中子和电子等
①用物质的量描述宏观物质。
②使用摩尔作单位时,须用微粒符号或化学式或名称指明粒子的种类。如1 mol氮的表示方法错误,应指明对象,如1 mol N2表示1 mol氮分子,1 mol N表示1 mol氮原子。
③换算错误。如1 mol CH4中含有4 mol H,而不是1 mol H。
2.阿伏加德罗常数
概念
1mol任何粒子的粒子数叫做 ,符号为 ,单位为 。
图示
计算公式
①1mol水分子含有1×NA个水分子;②1mol 水分子含有1×NA个氧原子
③1mol 水分子含有2×NA个氢原子;④1mol 水分子含有10×NA个电子
由上述关系可以得出粒子数(N)=物质的量(n)×阿伏加德罗常数(NA),即N= 。
①阿伏加德罗常数由数字和单位组成,并不是纯数,本身包含单位:mol-1,即NA≈ ,仅说6.02×1023是错误的。
②关系式的应用
知识点10:摩尔质量
1.摩尔质量
定义
表示单位物质的量的物质所具有的 ,符号为 。
表达式
M =
单位
与相对原子(分子)质量的关系
1mol任何微粒(原子、分子、离子等)的质量以克为单位时(即摩尔质量),在数值上 该微粒的相对原子(分子)质量。
2.质量、物质的量、粒子数之间的关系
物质的量可以把物质的宏观量(如质量)与原子、分子或离子等微观粒子的数量联系起来。具体关系如下
3.摩尔质量与相对原子质量、相对分子质量的区别与联系
摩尔质量(M)
相对原子质量
相对分子质量
概念
①单位物质的量的物质所具有的质量;②单位是g/mol或kg/mol
①一个原子的质量与12C的1/12作比较,所得的比值;②单位:无
①化学式中各元素相对原子质量之和;②单位:无
单位
联系
摩尔质量以g/mol为单位时,在数值上等于其相对分子质量或相对原子质量;混合物组成一定时,1 mol 混合物的质量在数值上就是该混合物的摩尔质量,在数值上等于该混合物的平均相对分子质量
知识点11:气体的摩尔体积
1.影响物质体积的因素
宏观因素
温度、压强
微观因素
微粒的数目、微粒的大小、微粒的平均距离
决定固体或液体体积的主要因素
微粒的数目、微粒的大小
决定气体体积的主要因素
微粒的平均距离、温度、压强
2.气体摩尔体积
含义
指一定温度和压强下,单位物质的量的气体所占的体积,符号为 。
表达式
Vm=
常用单位
( )或m3/mol(m3·mol-1)
影响因素
气体的体积主要由粒子间的距离决定,而粒子间的距离又受 和 影响。因此,对于气体而言,不同状态下的气体摩尔体积 相同。
标况
在标准状况(0℃、101 kPa)下,1 mol任何气体的体积都约22.4 L,即Vm = L·mol-1(标准状况)。
①Vm≈22.4L·mol -1注意必须指明条件为标准状况,非标准状况下,1mol气体的体积 是22.4L。
②物质必须为气态,而不是固态或液态的。可以是 气体,也可以是 气体,即与气体的种类 。如 、 、SO3、CCl4,等物质在标准状况下不是气体,则不能使用Vm≈22.4L·mol -1。
③标准状况下任何气体的气体摩尔体积均约为22. 4 L·mol -1,非标准状况下气体摩尔体积也可以是22.4 L·mol -1。如气体在273 ℃和202 kPa时,Vm也为22.4 L·mol -1。
3.混合气体的平均摩尔质量
其中,表示混合气体中某一组分的物质的量分数。
由于同温同压下,气体的体积之比等于气体的物质的量之比,因此,混合气体中某一组分的物质的量分数 该组分的体积分数。
则其中,表示混合气体中某一组分的体积分数。
4.阿伏加德罗定律
内容
解释
同温同压下,气体粒子间的平均距离 ,故体积相同时,气体粒子数 ,其物质的量也 。
①阿伏加德罗定律适用于 ,包括混合气体,但不适用于非气体。
②同温、同压、同体积和同分子数,“四同”共同存在,相互制约,即“三同定 ”。
5.阿伏加德罗定律的六大推论
条件
结论
公式
语言表达
T、 p 相同
同温、同压下,气体的体积与物质的量成
T、 V 相同
同温、同体积的气体,其压强与物质的量成
T、 p 相同
同温、同压下,气体的密度与其相对分子质量成
T、 p 、V相同
同温、同压下,相同体积的气体,其质量与相对分子质量成
T、 p、 m相同
同温、同压下,等质量的气体, 其体积与相对分子质量成
T 、V、 m相同
同温、同体积下,等质量的气体,其压强与相对分子质量成
知识点12:物质的量浓度及其计算
1.物质的量浓度(cB)
含义
物质的量浓度表示单位体积的溶液里所含溶质B的物质的量,也称为B的物质的量浓度,符号为cB。
计算公式
单位
( )或 mol/m3(mol ·m-3)
特点
对于某浓度的溶液,取出任意体积的溶液,其浓度、密度、溶质质量分数均不变,但所含溶质的 、 因体积不同而改变。
2.物质的量浓度和溶质质量分数的比较
物质的量浓度c
质量分数
概念
以单位体积溶液中所含溶质的物质的量来表示溶液组成的物理量
以溶质的质量与溶液的质量的比值来表示溶液的组成的物理量
溶质的单位
mol
g
溶液的单位
L
g
表达式
两者关系
(:摩尔质量,单位g·mol-1;ρ:密度,单位g·cm-3)
3.物质的量浓度计算的三种类型
(1)标准状况下气体溶质形成的溶液物质的量浓度的计算
c=
(2)溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度的换算
计算公式:c=(c为溶质的物质的量浓度,单位 mol·L-1,ρ为溶液密度,单位 g·cm-3,w为溶质的质量分数,M为溶质的摩尔质量,单位g·mol-1)。
(3)溶液稀释、同种溶质的溶液混合的计算
浓溶液的稀释
溶质的物质的量不变
c(浓)·V(浓)=
溶质的质量不变
m(浓)·ω(浓)=
溶液的质量守恒
m(稀)= (溶液体积一般不守恒)
相同溶质的两溶液混合
溶质的物质的量不变
c1V1+c2V2 =
溶质的质量不变
=
混合后溶液的体积:①若题目中指出不考虑溶液体积的改变,则可认为是原两溶液的体积之 ;②若题目中给出混合后溶液的密度,应根据来计算。
4.同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合
①等体积混合
a.当溶液密度大于1g·cm-3时,溶液浓度越大,密度越大(如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等溶液),等体积混合后溶质的质量分数ω 。
b.当溶液密度小于1g·cm-3时,溶液浓度越大,密度越小(如乙醇溶液、氨水),等体积混合后,溶质的质量分数ω
②等质量混合
两溶液等质量混合时(无论ρ>1g·cm-3还是ρ<1g·cm-3),混合后溶液中溶质的质量分数ω
知识点13:配制一定物质的量浓度溶液
1.容量瓶的结构及使用
结构与用途
查漏操作
使用前要检查容量瓶是否完好,瓶口处是否漏水。检查程序:加水→ →倒立→ →正立→ →倒立→查漏。
使用要点
①容量瓶瓶塞须用结实的细绳系在瓶颈上,以防止损坏或丢失。
②只能配制容量瓶上规定体积的溶液,应根据所配体积选取规格合适的容量瓶,如配制950mL溶液,应选用 的容量瓶。
③使用容量瓶时注意“五不”:a.不能用容量瓶来 固体;b.不能用容量瓶来 浓溶液;c.不能 容量瓶;d.不能用容量瓶作 ;e.不能用容量瓶长期 溶液。
④容量瓶使用完毕,应洗涤、晾干。玻璃磨口瓶塞应在瓶塞与瓶口处垫一张 ,以免瓶塞与瓶口粘连。
⑤容量瓶在使用时 用待配溶液润洗,若润洗,则加入的溶质 。
2.配制一定物质的量浓度的溶液
(1)主要仪器
托盘天平、药匙、量筒、玻璃棒、 、 、 。
(2)配制过程
以配制100 mL 1.00 mol/L NaCl溶液为例。
流程图
计算
需NaCl固体的质量为 g
称量
根据计算结果,用 称量NaCl固体 g
溶解
将称好的NaCl固体放入烧杯中,加适量蒸馏水溶解,并用玻璃棒搅拌。
移液
待烧杯中的溶液 后,用玻璃棒引流将溶液注入 mL容量瓶
洗涤
用适量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒 次,洗涤液 ,轻轻摇动容量瓶,使溶液混合均匀。
定容
将蒸馏水注入容量瓶,当液面距瓶颈刻度线 cm时,改用 滴加蒸馏水至 。
摇匀
①盖好瓶塞,用食指顶住瓶塞,另一只手的手指托住瓶底,把容量瓶反复 ,摇匀。
②在摇匀时不能用力过猛,防止液体从上口冲出
装瓶、贴签
把配好的溶液转移到试剂瓶中,在试剂瓶上标注药品的名称及浓度,易分解的试剂也可以标注配制试剂的日期
重难点1:Na2O2与H2O、CO2反应的有关计算
1.Na2O2分别与CO2、H2O反应的化学方程式
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ 2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
2.根据以上两个反应,探究反应中存在的定量关系
(1)物质的量关系:无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物,通过足量的Na2O2时,CO2或H2O与放出O2的物质的量之比均为2∶1。
(2)气体体积关系:若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量Na2O2,气体体积的减少量等于原混合气体体积的,也等于生成氧气的量。
(3)电子转移关系:当Na2O2与CO2、H2O反应时,关系为2Na2O2~O2~2e-。
(4)固体质量关系:相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”或H2O中的“H2”,可以看作发生相应的反应:Na2O2+CONa2CO3、Na2O2+H22NaOH(实际上两反应均不能发生)。
凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质,W g 该物质在O2中完全燃烧,将其产物(CO2和水蒸气)通过足量的Na2O2后,固体增重必为W g。或是由C、H、O三种元素组成的物质,只要C、O原子个数比为1∶1,即可满足该条件。
①2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 Δm(固体)
2×78 2×44 2×106 56
即发生反应时,固体增加的质量等于与CO2等分子数的CO的质量。
②2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ Δm(固体)
2×78 2×18 4×40 4
即发生反应时,固体增加的质量等于与H2O等分子数的H2的质量。
中学阶段常见的符合这一关系的物质有
a.无机物:H2、CO及H2和CO的混合气体;
b.有机物:CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等。
(5)先后顺序关系:一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物的反应,可视作Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完全后,Na2O2再与H2O发生反应。
重难点2:碳酸钠、碳酸氢钠与酸反应的特点及图像
1.向碳酸氢钠溶液中逐滴滴入盐酸
现象
立即产生气泡
离子方程式
HCO+H+===H2O+CO2↑
变化图像
2.向Na2CO3溶液中逐滴滴入盐酸
现象
一段时间后才产生气泡
离子方程式
CO+H+===HCO
HCO+H+===H2O+CO2↑
变化图像
重难点3: 氯气的实验室制法
1.Cl2的实验室制法
反应原理
化学方程式: ,
离子方程式: 。
也可以用高锰酸钾、重铬酸钾、氯酸钾等氧化剂代替二氧化锰。
如2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
主要仪器
铁架台(带铁圈)、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗、集气瓶、烧杯等。
发生装置特点
固 + 液气
装置说明
饱和食盐水的作用是
浓硫酸的作用是
氢氧化钠溶液的作用是 。
收集方法
①Cl2的密度比空气大,且不与空气反应,可用 法收集氯气.
②Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度很小,可用 法收集氯气,且用此法可除去实验过程中 。
验满方法
①将湿润的淀粉-KI试纸靠近收集Cl2的集气瓶口,观察到试纸立即变 ,则证明Cl2已收集满。
②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近收集Cl2的集气瓶口,观察到试纸立即 ,则证明Cl2已收集满。
尾气处理
Cl2有毒,易污染空气,可用 吸收,发生的反应为2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O
2.制Cl2应注意的问题
(1)实验室制备Cl2注意事项
①必须用浓盐酸,MnO2与稀盐酸不反应。
②为了减少制得的Cl2中HCl的含量,加热温度不宜过高,以减少HCl的挥发。
③实验结束后,先使反应停止并排出装置中残留的Cl2,再拆卸装置,以避免污染空气。
④尾气吸收时,不能用澄清石灰水吸收Cl2,因为溶液中Ca(OH)2浓度小,吸收不完全。
(2)气体净化装置的选择
用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时,氯气中混有HCl和水蒸气等杂质,除去氯气中的HCl可以用饱和食盐水(如下图中Ⅰ所示);除去氯气中的水蒸气可用浓硫酸(如下图中Ⅱ所示)或干燥的CaCl2(如下图中Ⅲ所示)。
(3)MnO2与浓HCl反应的特点
①浓盐酸中,部分Cl-的化合价升高,4 mol HCl参加反应,被氧化的Cl-为2 mol。
②随着反应的进行,盐酸浓度变小,故MnO2足量时,盐酸不能完全反应,反应后溶液为盐酸和MnCl2的混合液。
重难点4:“五法”突破NA陷阱
1.22.4 L·mol-1的适用条件分析
(1)陷阱:从Vm=22.4 L·mol-1的适用条件和物质的状态设置陷阱。
(2)突破:一要看是否为标准状况,不为标准状况无法直接用22.4 L·mol-1(标准状况下气体的摩尔体积)求n;二要看物质在标准状况下是否为气态,若不为气态也无法用标准状况下气体的摩尔体积求得n,如水、CCl4、SO3、HF等。
2.某些物理量与物质所处的状况无关的分析
(1)陷阱:设置与某些物理量无关的一些干扰条件,给出非标准状况下气体的物质的量或质量或摩尔质量或粒子数,干扰正确判断。
(2)突破:排“干扰”,明确物质的量或质量或摩尔质量或粒子数与物质所处状况无关,物质的量或质量确定时,物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。
3.一定量的混合物中粒子数目的分析
(1)陷阱:从物质的组成特点、摩尔质量特点等设置陷阱。
(2)突破:①等质量的最简式相同的物质含有的原子数相同,如NO2与N2O4,C2H4与C3H6,O2与O3。
②等质量的摩尔质量相同的物质含有的分子数相同,如N2与CO,CO2与N2O,H2SO4与H3PO4。
③等物质的量的CO2与SO2中氧原子数相同。
4.电解质溶液中粒子数目的分析
(1)陷阱:从难电离的粒子的数目计算以及电解质组成、溶液体积等因素上设置陷阱。
(2)突破:细审题、抓“四看”:一看是否指明溶液的体积;二看是否电解质难电离如弱酸、弱碱等;三看所给条件是否与电解质的组成有关;四看是否忽略溶剂水中的H、O原子数目。
5.氧化还原反应中电子转移数
(1)陷阱:易在特殊氧化还原反应中电子转移(得失)数目上设置陷阱。
(2)突破:
①关注特殊反应
a.Na2O2与水或CO2反应,产生1 mol O2均转移2 mol电子。
b.氯气与足量NaOH溶液反应,1 mol Cl2转移1 mol电子;氯气与足量金属反应,1 mol Cl2转移2 mol电子。
c.Cl2溶于水时Cl2部分反应。
②明确反应实质
Na、Mg、Al在化合物中的化合价分别为+1、+2、+3,因此1 mol Na与O2反应,无论生成Na2O还是Na2O2,均转移1 mol电子;1 mol Mg与O2、N2、盐酸等物质反应,均转移2 mol电子。
重难点5:配制一定物质的量浓度的溶液误差分析
1.误差的分析方法
(1)根据cB==可知,MB为定值(溶质的摩尔质量),实验过程中不规范的操作会导致mB或V的值发生变化,从而使所配制溶液的物质的量浓度产生误差。若实验操作导致mB偏大,则cB偏大;若实验操作导致V偏大,则cB偏小。
(2)容量瓶定容时仰视、俯视对结果的影响(如下图)
①仰视刻度线(如图a):加水量高于基准线(刻度线),溶液体积偏大,c偏低。
②俯视刻度线(如图b):加水量低于基准线(刻度线),溶液体积偏小,c偏高。
2.配制100 mL 1.00 mol·L-1 氯化钠溶液常出现的误差
实验操作
n
V
c
计算结果m=5.85 g,称5.9 g
偏大
不变
砝码生锈(没有脱落)或者砝码沾有其他物质
偏大
不变
少量氯化钠沾在滤纸上
偏小
不变
有少量液体溅出
偏小
不变
容量瓶内有少量水
不变
不变
未洗涤烧杯和玻璃棒或洗涤液未注入容量瓶
偏小
不变
试剂瓶刚用蒸馏水洗过
不变
偏大
称量时砝码与物品颠倒放置(使用游码)
偏小
不变
称量时间过长(氢氧化钠)
偏小
不变
用滤纸称量氢氧化钠
偏小
不变
定容时用滴管吸出超过刻度线的水
偏小
不变
定容后经振荡、摇匀,静置液面下降
不变
不变
称量前小烧杯内有水
不变
不变
未冷却室温就注入容量瓶定容
不变
减小
定容时仰视刻度线
不变
增大
定容时俯视刻度
不变
减小
定容后摇匀时液面下降再加水
不变
增大
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专题02 海水中的重要元素——钠和氯
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考点聚焦:紧扣考试命题常考点,有的放矢
重点速记:知识点和关键点梳理,查漏补缺
难点强化:难点内容标注与讲解,能力提升
复习提升:基础巩固+提升专练,全面突破
知识点1:钠的性质与用途
1.物理性质
色态
硬度
密度
熔点
银白色固体
质地软,可以用小刀切割
ρ水>ρNa>ρ煤油
97.8℃
2.化学性质
与非金属单质(如O2、Cl2)的反应
常温下:4Na+O2=== 2Na2O
加热或点燃:2Na+O2Na2O2(现象:剧烈燃烧,火焰呈黄色,生成淡黄色固体)
2Na+Cl22NaCl
与H2O反应
化学方程式:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
离子方程式:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
与酸的反应
①钠与酸溶液反应时先与酸反应,即反应顺序遵循“先酸后水”的原则,如钠与盐酸溶液:2Na+2HCl===2NaCl+H2↑
②如果钠相对酸过量,待酸耗尽后,钠再与水发生反应至钠完全反应,因其反应本质都是与H+反应,酸中H+的浓度越大,反应越剧烈。而且钠投入酸溶液中,钠完全反应,放出H2的多少只与钠的量有关。
与碱的反应
钠与碱溶液反应的实质就是钠与水的反应
与盐的反应
钠与盐(强酸的酸式盐除外)溶液反应时,首先与水反应,然后分两种情况:
①盐溶液中的溶质与氢氧化钠不反应,则只发生钠与水的反应。
②盐溶液中的溶质与氢氧化钠反应,
如钠与硫酸铜溶液的反应:
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2+Na2SO4,
总反应为2Na+2H2O+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑
与强酸的酸式盐的反应
钠与强酸的酸式盐溶液的反应为钠直接与酸式盐电离出来的H+反应。例如NaHSO4溶液,故反应的化学方程式为2Na+2NaHSO4===2Na2SO4+H2↑,
离子方程式为2Na+2H+===2Na++H2↑。
3.制取与保存
制取:化学方程式为2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。
保存:密封保存,通常保存在石蜡油或煤油中。
4.用途
①钠、钾合金(液态)可用作原子反应堆的导热剂。
②用作电光源,制作高压钠灯。
③冶炼某些金属。
④制取氧化钠和过氧化钠等钠的化合物。
①钠露置在空气中的变化过程
②钠与氧气反应,不论生成Na2O还是Na2O2,均属于氧化还原反应,在反应过程中都是Na失电子被氧化为Na+,即转移电子数由钠的量决定,故等质量的钠与氧气反应时,无论生成Na2O还是Na2O2,反应转移的电子数都相等。
知识点2:氧化钠和过氧化钠
1.氧化钠和过氧化钠
物质
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
颜色、状态
白色固体
淡黄色固体
类别
碱性氧化物
过氧化物(非碱性氧化物)
氧的价态
-2
-1
电子式
阴、阳离子个数比
1∶2
1∶2
化学性质
热稳定性
不稳定(2Na2O+O22Na2O2)
稳定
与水反应
Na2O+H2O===2NaOH
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
与CO2反应
Na2O+CO2===Na2CO3
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
与酸(盐酸)反应
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑
主要用途
用于制取少量Na2O2、烧碱
强氧化剂、漂白剂、供氧剂、消毒剂
2.Na2O2的强氧化性与还原性
从元素化合价角度分析Na2O2的性质
Na2O2表现强氧化性
Na2O2+SO2===Na2SO4;
Na2O2+Na2SO3+H2O===Na2SO4+2NaOH;
Na2O2+H2S===S↓+2NaOH;
Na2O2+品红溶液―→品红溶液褪色;
Na2O2+酚酞溶液―→溶液先变红后褪色;
Na2O2+紫色石蕊溶液―→溶液先变蓝后褪色。
Na2O2表现还原性
当遇KMnO4等强氧化剂时,Na2O2被氧化,其氧化产物为O2
Na2O2既表现氧化性又表现还原性
遇CO2、H2O、H+则发生自身的氧化还原反应。
3.Na2O2与CO2、H2O反应的关系
电子转移关系
当Na2O2与CO2、H2O反应时,物质的量的关系为2Na2O2~O2~2e-,n(e-)=n(Na2O2)=2n(O2)
气体体积变化关系
CO2、水蒸气(或两混合气体)通过足量Na2O2时,气体体积的减少量是原来气体体积的,等于生成氧气的体积,即ΔV=V(O2)=V(混合)
固体质量变化关系
CO2、水蒸气分别与足量Na2O2反应时,固体相当于吸收了CO2中的“CO”、水蒸气中的“H2”,所以固体增加的质量Δm(CO2)=28 g·mol-1×n(CO2),Δm(H2O)=2 g·mol-1×n(H2O)
知识点3:碳酸钠与碳酸氢钠
1.碳酸钠和碳酸氢钠的比较
物质
碳酸钠(Na2CO3,白色粉末)
碳酸氢钠(NaHCO3,白色晶体)
俗名
纯碱或苏打
小苏打
水溶性
二者均易溶于水,Na2CO3溶于水伴有放热现象,NaHCO3溶于水伴有吸热现象,碳酸钠溶解度大于碳酸氢钠
水解反应
二者均为强碱弱酸盐,水解使溶液呈碱性,相同物质的量浓度时(同温度下),Na2CO3水溶液的碱性大于NaHCO3水溶液的碱性
热稳性
强,受热不分解
2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑
与盐酸反应
HCO+H+===CO2↑+H2O
CO+2H+===CO2↑+H2O
与同浓度的盐酸反应产生CO2的速率:NaHCO3>Na2CO3
与Ca(OH)2溶液反应
Ca2++CO===CaCO3↓
Ca(OH)2少量:Ca2++2OH-+2HCO===CaCO3↓+2H2O+CO;
Ca(OH)2过量:Ca2++OH-+HCO===CaCO3↓+H2O
与NaOH溶液
不反应
NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O
与CaCl2溶液
CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl
不反应
二者的
相互转化
主要用途
用于制玻璃、制肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金等
灭火器、治疗胃酸过多、发酵粉的主要成分之一
2.碳酸钠和碳酸氢钠化学性质的应用
(1)Na2CO3、NaHCO3的鉴别
方法
原理
结论
加热法
2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑,Na2CO3受热不易分解
加热时有气体产生的是NaHCO3,无变化的是Na2CO3
沉淀法
CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl
BaCl2+Na2CO3===BaCO3↓+2NaCl
有沉淀生成的是Na2CO3,无变化的是NaHCO3
与盐酸反应的剧烈程度
Na2CO3+2HCl === 2NaCl+H2O+CO2↑
NaHCO3+HCl === NaCl+H2O+CO2↑
与相同浓度的盐酸反应,反应剧烈的是NaHCO3,相对不剧烈的是Na2CO3
盐酸逐滴加入
CO32-+H+===HCO3-
HCO3+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,滴加一段时间后产生气体的是Na2CO3
①沉淀法鉴别Na2CO3和NaHCO3时,可以用BaCl2 或CaCl2,不能用 Ba(OH)2或Ca(OH)2鉴别。因为向Na2CO3和NaHCO3,溶液中分别加入 Ba(OH)2或Ca(OH)2时,两者都产生白色沉淀。
(2)Na2CO3、NaHCO3的除杂
混合物(括号内为杂质)
除杂方法或试剂
Na2CO3固体(NaHCO3)
加热
NaHCO3固体(Na2CO3)
溶于水后通入足量的CO2,再加热浓缩,冷却结晶
NaHCO3溶液(Na2CO3)
通入足量CO2气体
Na2CO3溶液(NaHCO3)
加入适量NaOH溶液
3.侯氏制碱法(联合制碱法)
制备原料
食盐、氨气、二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气
其反应为C+H2O(g)CO+H2,CO+H2O(g)CO2+H2
工艺流程
先通NH3后通CO2的原因
使溶液显碱性,有利于充分吸收CO2
反应原理
①产生NaHCO3的反应:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl
②产生Na2CO3的反应:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
循环使用物质
CO2、饱和食盐水
知识点4:焰色试验
概念
很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色。根据火焰呈现的特征颜色,可以判断试样所含的金属元素,化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验。
操作步骤
常见元素焰色试验的颜色
钠元素:黄色;钾元素:紫色(透过蓝色钴玻璃观察);钡元素:黄绿色;钙元素:砖红色;铜元素:绿色。
①焰色试验所用火焰本身的颜色要浅,最好使用煤气灯,若用酒精灯,则要用外焰。
②蘸取待测物的金属丝最好用铂丝,也可用光洁无锈的铁丝代替,每次使用金属丝时必须在火焰上灼烧至与原火焰颜色相同,以免对实验造成干扰。
③金属丝在使用前要用稀盐酸将其表面杂质洗净,不能用H2SO4溶液洗涤金属丝,由于硫酸盐的熔沸点较高而难以挥发,会对实验造成干扰。
④焰色试验是元素的性质,焰色试验中试剂可以是单质或化合物,可以是固体也可以是溶液。
⑤焰色试验是物理变化。
知识点5:氯气
1.氯气
(1)氯气的物理性质
颜色
状态
气味
溶解性
密度
沸点
黄绿色
气体
刺激性气味
25℃时,1体积的水可溶解约2体积的氯气
比空气大
沸点低,易液化
(2)氯气的化学性质
①氧化性
与金属单质
2Na+Cl2NaCl(剧烈燃烧,产生白烟)
2Fe+3Cl22FeCl3(剧烈燃烧,产生棕褐色的烟)
Cu+Cl2CuCl2(剧烈燃烧,产生棕黄色的烟)
与非金属单质
H2+Cl22HCl(氢气在氯气中安静的燃烧,发出苍白色火焰,反应后瓶口上方出现白雾)
能将P、Si氧化为PCl3、PCl5、SiCl4
与还原性化合物
与碘化钾溶液:Cl+2KI===2KC1+I2
与SO2水溶液:C12+SO2+2H2O===H2SO4+2HC1
与FeC12溶液:Cl2+2FeC12===2FeCl3
②歧化反应
与水反应
Cl2+H2OHCl+HClO
与碱反应
制漂白液:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O(可以吸收尾气中的有毒气体Cl2)
制漂白粉:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
①常温下干燥的Cl2或液氯与Fe不反应,故工业上常用钢瓶盛放液氯。
②在强光照射下,氯气和氢气混合发生爆炸,所以工业生产中常用点燃的方法使纯净的氢气在氯气中燃烧生成氯化氢,然后将氯化氢溶于水制成盐酸。
③Cl2可使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色,其原因是Cl2与水反应生成的HCl使蓝色石蕊试纸变红,具有强氧化性的HClO又将变红后的石蕊试纸氧化褪色(漂白)。
④当向新制氯水中加入还原性物质时,是Cl2参与反应,而不是HClO参与反应。
知识点6:次氯酸及其盐
(1)次氯酸
弱酸性
次氯酸是易溶于水的弱酸,酸性比碳酸的酸性还弱。
NaClO溶液中通入CO2,由于酸性H2CO3>HClO>HCO3-,所以不论CO2是否过量,均发生反应的离子方程式为ClO-+H2O+CO2===HCO3-+HClO。
不稳定性
2HClO2HCl+O2↑(氯水要现用现配,保存在棕色试剂瓶中)
强氧化性
①次氯酸具有强氧化性,能杀死水中的细菌、病毒,起到消毒的作用,ClO-无论在酸性、碱性还是中性溶液中均具有强氧化性,与具有还原性的I-、Fe2+、S2-、SO32-等不能大量共存。
②次氯酸能使有色布条褪色,具有漂白性,被漂白的物质不能恢复原色。
①Cl2本身没有漂白性,起漂白作用的是Cl2与水反应生成的HClO。
②Cl2可使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色,其原因是Cl2与水反应生成的HCl使蓝色石蕊试纸变红,具有强氧化性的HClO又将变红后的石蕊试纸氧化褪色(漂白)。
③次氯酸虽然具有漂白作用和杀菌消毒作用,但因为它不稳定,见光易分解,难以保存,使用起来不方便,不适合直接用作漂白剂和消毒剂,所以在Cl2与水反应原理的基础上,人们将其制成稳定性较强的次氯酸盐【NaClO、Ca(ClO)2等】,从而作为漂白剂和消毒剂的有效成分。
(2)漂白液
84消毒液
主要成分
NaCl和NaClO
有效成分
NaClO
化学性质
水解呈碱性,具有强氧化性
漂白原理
NaClO+H2O+CO2===NaHCO3+HClO
用途
杀菌、消毒
①84消毒液注意不能和洁厕灵混合使用,反应离子方程式:Cl-+ClO-+H+===Cl2↑+H2O
(3)漂白粉
漂白粉
主要成分
CaCl2和Ca(ClO)2
有效成分
Ca(ClO)2
化学性质
水解呈碱性,具有强氧化性
漂白原理
Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO
用途
游泳池等场所的消毒剂
①由于漂白液和漂白粉中的有效成分NaClO或Ca(ClO)2。能够与空气中的CO2和H2O反应生成不稳定的HClO,漂白液和漂白粉应密封、避光并置于阴凉干燥处保存。
知识点7:氯水
1.氯水的成分
在25 ℃时,1体积的水可溶解约2体积的氯气,氯气的水溶液称为氯水,溶于水中的部分氯气与水反应。
三种平衡
存在微粒
Cl2+H2OHCl+HClO
HClOH++ClO-
H2OH++OH-
2.氯水的性质
表现Cl2的性质
氯水中含有Cl2,所以氯水呈浅黄绿色。由于Cl2具有强氧化性,当向氯水中加入强还原性物质时,可与Cl2发生氧化还原反应。
表现 HClO的性质
①氯水中含有HClO,HClO具有强氧化性,可用来杀菌、消毒。另外HClO还可将色素氧化而使其褪色,如使湿润的有色布条或品红溶液褪色等。
②HClO不稳定,在强光照射下新制氯水中有气泡产生。
表现H+的性质
氯水中含有H+,所以氯水具有酸的性质。
具有Cl-的性质
氯水中加入硝酸银溶液反应生成白色沉淀。
不能用pH试纸测定新制氯水的pH,应用pH计测定;紫色石蕊溶液或蓝色石蕊试纸遇新制氯水时,先变红后褪色。
3.验证新制氯水中的微粒
所加试剂
参与反应的微粒
实验现象
离子方程式或解释
AgNO3溶液
Cl-
生成白色沉淀
Cl-+Ag+===AgCl↓
Na2CO3固体
H+
有气泡产生
2H++CO32-===CO2↑+H2O
有色布条
HClO
布条颜色褪去
发生氧化还原反应
FeCl2溶液
Cl2
溶液颜色变为棕黄色
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
紫色石蕊溶液
HClO、H+
先变红后褪色
酸性和漂白性
镁粉
Cl2、H+
氯水的颜色褪去并有气泡产生
Mg+Cl2===Mg2++2Cl-
Mg+2H+===Mg2++H2↑
4.液氯、新制氯水和久置氯水的比较
物质
液氯
新制氯水
久置氯水
成分
Cl2
Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-、OH-
H2O、H+、Cl-、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
保存方法
特质钢瓶
棕色试剂瓶盛装,置于阴凉处,一般现用现配
置于普通试剂瓶中,玻璃塞即可(会腐蚀橡胶)
知识点8:氯离子的检验及含氯物质的转化
1.Cl-检验的一般步骤
取少量待测样放入试管中,滴加适量稀硝酸酸化的AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则说明溶液中含有Cl-。
检验Cl-时,滴加AgNO3溶液前要滴加少量稀HNO3使待测液酸化,目的是排除CO32- 等离子的干扰。
2.氯及其化合物的“价—类”转化
“价—类”转化图
化学方程式
①MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;
②Cl2+H2OHCl+HClO;
③2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;
④NaClO+2HCl===NaCl+Cl2↑+H2O;
⑤2HClO2HCl+O2↑;
⑥2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;
⑦2Fe+3Cl22FeCl3;
⑧2FeCl2+Cl2===2FeCl3。
知识点9:物质的量及其单位
1.物质的量
概念
表示含有一定数目粒子的集合体
符号
n
单位
mol
标准
1 mol粒子集体所含的粒子数约为6.02×1023
描述对象
微观粒子,如原子、分子、离子、质子、中子和电子等
①用物质的量描述宏观物质。
②使用摩尔作单位时,须用微粒符号或化学式或名称指明粒子的种类。如1 mol氮的表示方法错误,应指明对象,如1 mol N2表示1 mol氮分子,1 mol N表示1 mol氮原子。
③换算错误。如1 mol CH4中含有4 mol H,而不是1 mol H。
2.阿伏加德罗常数
概念
1mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数,符号为NA,单位为mol-1。
图示
计算公式
①1mol水分子含有1×NA个水分子;②1mol 水分子含有1×NA个氧原子
③1mol 水分子含有2×NA个氢原子;④1mol 水分子含有10×NA个电子
由上述关系可以得出粒子数(N)=物质的量(n)×阿伏加德罗常数(NA),即N=n×NA。
①阿伏加德罗常数由数字和单位组成,并不是纯数,本身包含单位:mol-1,即NA≈6.02×1023mol-1,仅说6.02×1023是错误的。
②关系式的应用
知识点10:摩尔质量
1.摩尔质量
定义
表示单位物质的量的物质所具有的质量,符号为M。
表达式
M = m/n
单位
g·mol-1
与相对原子(分子)质量的关系
1mol任何微粒(原子、分子、离子等)的质量以克为单位时(即摩尔质量),在数值上等于该微粒的相对原子(分子)质量。
2.质量、物质的量、粒子数之间的关系
物质的量可以把物质的宏观量(如质量)与原子、分子或离子等微观粒子的数量联系起来。具体关系如下
3.摩尔质量与相对原子质量、相对分子质量的区别与联系
摩尔质量(M)
相对原子质量
相对分子质量
概念
①单位物质的量的物质所具有的质量;②单位是g/mol或kg/mol
①一个原子的质量与12C的1/12作比较,所得的比值;②单位:无
①化学式中各元素相对原子质量之和;②单位:无
单位
联系
摩尔质量以g/mol为单位时,在数值上等于其相对分子质量或相对原子质量;混合物组成一定时,1 mol 混合物的质量在数值上就是该混合物的摩尔质量,在数值上等于该混合物的平均相对分子质量
知识点11:气体的摩尔体积
1.影响物质体积的因素
宏观因素
温度、压强
微观因素
微粒的数目、微粒的大小、微粒的平均距离
决定固体或液体体积的主要因素
微粒的数目、微粒的大小
决定气体体积的主要因素
微粒的平均距离、温度、压强
2.气体摩尔体积
含义
指一定温度和压强下,单位物质的量的气体所占的体积,符号为Vm。
表达式
Vm=V/n
常用单位
L/mol(L·mol-1)或m3/mol(m3·mol-1)
影响因素
气体的体积主要由粒子间的距离决定,而粒子间的距离又受温度和压强影响。因此,对于气体而言,不同状态下的气体摩尔体积不一定相同。
标况
在标准状况(0℃、101 kPa)下,1 mol任何气体的体积都约22.4 L,即Vm = 22.4 L·mol-1(标准状况)。
①Vm≈22.4L·mol -1注意必须指明条件为标准状况,非标准状况下,1mol气体的体积不一定是22.4L。
②物质必须为气态,而不是固态或液态的。可以是单一气体,也可以是混合气体,即与气体的种类无关。如水、酒精、SO3、CCl4,等物质在标准状况下不是气体,则不能使用Vm≈22.4L·mol -1。
③标准状况下任何气体的气体摩尔体积均约为22. 4 L·mol -1,非标准状况下气体摩尔体积也可以是22.4 L·mol -1。如气体在273 ℃和202 kPa时,Vm也为22.4 L·mol -1。
3.混合气体的平均摩尔质量
其中,表示混合气体中某一组分的物质的量分数。
由于同温同压下,气体的体积之比等于气体的物质的量之比,因此,混合气体中某一组分的物质的量分数等于该组分的体积分数。
则其中,表示混合气体中某一组分的体积分数。
4.阿伏加德罗定律
内容
解释
同温同压下,气体粒子间的平均距离相等,故体积相同时,气体粒子数相等,其物质的量也相等。
①阿伏加德罗定律适用于任何气体,包括混合气体,但不适用于非气体。
②同温、同压、同体积和同分子数,“四同”共同存在,相互制约,即“三同定一同”。
5.阿伏加德罗定律的六大推论
条件
结论
公式
语言表达
T、 p 相同
同温、同压下,气体的体积与物质的量成正比
T、 V 相同
同温、同体积的气体,其压强与物质的量成正比
T、 p 相同
同温、同压下,气体的密度与其相对分子质量成正比
T、 p 、V相同
同温、同压下,相同体积的气体,其质量与相对分子质量成正比
T、 p、 m相同
同温、同压下,等质量的气体, 其体积与相对分子质量成反比
T 、V、 m相同
同温、同体积下,等质量的气体,其压强与相对分子质量成反比
知识点12:物质的量浓度及其计算
1.物质的量浓度(cB)
含义
物质的量浓度表示单位体积的溶液里所含溶质B的物质的量,也称为B的物质的量浓度,符号为cB。
计算公式
单位
mol/L(mol·L-1)或 mol/m3(mol ·m-3)
特点
对于某浓度的溶液,取出任意体积的溶液,其浓度、密度、溶质质量分数均不变,但所含溶质的质量、物质的量因体积不同而改变。
2.物质的量浓度和溶质质量分数的比较
物质的量浓度c
质量分数
概念
以单位体积溶液中所含溶质的物质的量来表示溶液组成的物理量
以溶质的质量与溶液的质量的比值来表示溶液的组成的物理量
溶质的单位
mol
g
溶液的单位
L
g
表达式
两者关系
(:摩尔质量,单位g·mol-1;ρ:密度,单位g·cm-3)
3.物质的量浓度计算的三种类型
(1)标准状况下气体溶质形成的溶液物质的量浓度的计算
c=
(2)溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度的换算
计算公式:c=(c为溶质的物质的量浓度,单位 mol·L-1,ρ为溶液密度,单位 g·cm-3,w为溶质的质量分数,M为溶质的摩尔质量,单位g·mol-1)。
(3)溶液稀释、同种溶质的溶液混合的计算
浓溶液的稀释
溶质的物质的量不变
c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀)
溶质的质量不变
m(浓)·ω(浓)=m(稀)·ω(稀)
溶液的质量守恒
m(稀)=m(浓)+m(水)(溶液体积一般不守恒)
相同溶质的两溶液混合
溶质的物质的量不变
c1V1+c2V2 = c(混)·V(混)
溶质的质量不变
= m(混)·ω(混)
混合后溶液的体积:①若题目中指出不考虑溶液体积的改变,则可认为是原两溶液的体积之和;②若题目中给出混合后溶液的密度,应根据来计算。
4.同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合
①等体积混合
a.当溶液密度大于1g·cm-3时,溶液浓度越大,密度越大(如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等溶液),等体积混合后溶质的质量分数ω>。
b.当溶液密度小于1g·cm-3时,溶液浓度越大,密度越小(如乙醇溶液、氨水),等体积混合后,溶质的质量分数ω<
②等质量混合
两溶液等质量混合时(无论ρ>1g·cm-3还是ρ<1g·cm-3),混合后溶液中溶质的质量分数ω=
知识点13:配制一定物质的量浓度溶液
1.容量瓶的结构及使用
结构与用途
查漏操作
使用前要检查容量瓶是否完好,瓶口处是否漏水。检查程序:加水→塞瓶塞→倒立→查漏→正立→瓶塞旋转180°→倒立→查漏。
使用要点
①容量瓶瓶塞须用结实的细绳系在瓶颈上,以防止损坏或丢失。
②只能配制容量瓶上规定体积的溶液,应根据所配体积选取规格合适的容量瓶,如配制950mL溶液,应选用1000mL的容量瓶。
③使用容量瓶时注意“五不”:a.不能用容量瓶来溶解固体;b.不能用容量瓶来稀释浓溶液;c.不能加热容量瓶;d.不能用容量瓶作反应容器;e.不能用容量瓶长期贮存溶液。
④容量瓶使用完毕,应洗涤、晾干。玻璃磨口瓶塞应在瓶塞与瓶口处垫一张纸条,以免瓶塞与瓶口粘连。
⑤容量瓶在使用时不需要用待配溶液润洗,若润洗,则加入的溶质偏多。
2.配制一定物质的量浓度的溶液
(1)主要仪器
托盘天平、药匙、量筒、玻璃棒、烧杯、容量瓶、胶头滴管。
(2)配制过程
以配制100 mL 1.00 mol/L NaCl溶液为例。
流程图
计算
需NaCl固体的质量为5.85 g
称量
根据计算结果,用托盘天平称量NaCl固体5.9 g
溶解
将称好的NaCl固体放入烧杯中,加适量蒸馏水溶解,并用玻璃棒搅拌。
移液
待烧杯中的溶液冷却至室温后,用玻璃棒引流将溶液注入100 mL容量瓶
洗涤
用适量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,洗涤液全部注入容量瓶,轻轻摇动容量瓶,使溶液混合均匀。
定容
将蒸馏水注入容量瓶,当液面距瓶颈刻度线1~2 cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面与刻度线相切。
摇匀
①盖好瓶塞,用食指顶住瓶塞,另一只手的手指托住瓶底,把容量瓶反复上下颠倒,摇匀。
②在摇匀时不能用力过猛,防止液体从上口冲出
装瓶、贴签
把配好的溶液转移到试剂瓶中,在试剂瓶上标注药品的名称及浓度,易分解的试剂也可以标注配制试剂的日期
重难点1:Na2O2与H2O、CO2反应的有关计算
1.Na2O2分别与CO2、H2O反应的化学方程式
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ 2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
2.根据以上两个反应,探究反应中存在的定量关系
(1)物质的量关系:无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物,通过足量的Na2O2时,CO2或H2O与放出O2的物质的量之比均为2∶1。
(2)气体体积关系:若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量Na2O2,气体体积的减少量等于原混合气体体积的,也等于生成氧气的量。
(3)电子转移关系:当Na2O2与CO2、H2O反应时,关系为2Na2O2~O2~2e-。
(4)固体质量关系:相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”或H2O中的“H2”,可以看作发生相应的反应:Na2O2+CONa2CO3、Na2O2+H22NaOH(实际上两反应均不能发生)。
凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质,W g 该物质在O2中完全燃烧,将其产物(CO2和水蒸气)通过足量的Na2O2后,固体增重必为W g。或是由C、H、O三种元素组成的物质,只要C、O原子个数比为1∶1,即可满足该条件。
①2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 Δm(固体)
2×78 2×44 2×106 56
即发生反应时,固体增加的质量等于与CO2等分子数的CO的质量。
②2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ Δm(固体)
2×78 2×18 4×40 4
即发生反应时,固体增加的质量等于与H2O等分子数的H2的质量。
中学阶段常见的符合这一关系的物质有
a.无机物:H2、CO及H2和CO的混合气体;
b.有机物:CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等。
(5)先后顺序关系:一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物的反应,可视作Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完全后,Na2O2再与H2O发生反应。
重难点2:碳酸钠、碳酸氢钠与酸反应的特点及图像
1.向碳酸氢钠溶液中逐滴滴入盐酸
现象
立即产生气泡
离子方程式
HCO+H+===H2O+CO2↑
变化图像
2.向Na2CO3溶液中逐滴滴入盐酸
现象
一段时间后才产生气泡
离子方程式
CO+H+===HCO
HCO+H+===H2O+CO2↑
变化图像
重难点3: 氯气的实验室制法
1.Cl2的实验室制法
反应原理
化学方程式:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,
离子方程式:MnO2+4H++2Cl-Mn2++2H2O+Cl2↑。
也可以用高锰酸钾、重铬酸钾、氯酸钾等氧化剂代替二氧化锰。
如2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
主要仪器
铁架台(带铁圈)、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗、集气瓶、烧杯等。
发生装置特点
固 + 液气
装置说明
饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl
浓硫酸的作用是干燥Cl2
氢氧化钠溶液的作用是吸收多余的 Cl2,防止污染环境。
收集方法
①Cl2的密度比空气大,且不与空气反应,可用向上排空气法收集氯气.
②Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度很小,可用排饱和食盐水法收集氯气,且用此法可除去实验过程中挥发出的 HCl气体。
验满方法
①将湿润的淀粉-KI试纸靠近收集Cl2的集气瓶口,观察到试纸立即变蓝,则证明Cl2已收集满。
②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近收集Cl2的集气瓶口,观察到试纸立即先变红后褪色,则证明Cl2已收集满。
尾气处理
Cl2有毒,易污染空气,可用NaOH溶液吸收,发生的反应为2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O
2.制Cl2应注意的问题
(1)实验室制备Cl2注意事项
①必须用浓盐酸,MnO2与稀盐酸不反应。
②为了减少制得的Cl2中HCl的含量,加热温度不宜过高,以减少HCl的挥发。
③实验结束后,先使反应停止并排出装置中残留的Cl2,再拆卸装置,以避免污染空气。
④尾气吸收时,不能用澄清石灰水吸收Cl2,因为溶液中Ca(OH)2浓度小,吸收不完全。
(2)气体净化装置的选择
用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时,氯气中混有HCl和水蒸气等杂质,除去氯气中的HCl可以用饱和食盐水(如下图中Ⅰ所示);除去氯气中的水蒸气可用浓硫酸(如下图中Ⅱ所示)或干燥的CaCl2(如下图中Ⅲ所示)。
(3)MnO2与浓HCl反应的特点
①浓盐酸中,部分Cl-的化合价升高,4 mol HCl参加反应,被氧化的Cl-为2 mol。
②随着反应的进行,盐酸浓度变小,故MnO2足量时,盐酸不能完全反应,反应后溶液为盐酸和MnCl2的混合液。
重难点4:“五法”突破NA陷阱
1.22.4 L·mol-1的适用条件分析
(1)陷阱:从Vm=22.4 L·mol-1的适用条件和物质的状态设置陷阱。
(2)突破:一要看是否为标准状况,不为标准状况无法直接用22.4 L·mol-1(标准状况下气体的摩尔体积)求n;二要看物质在标准状况下是否为气态,若不为气态也无法用标准状况下气体的摩尔体积求得n,如水、CCl4、SO3、HF等。
2.某些物理量与物质所处的状况无关的分析
(1)陷阱:设置与某些物理量无关的一些干扰条件,给出非标准状况下气体的物质的量或质量或摩尔质量或粒子数,干扰正确判断。
(2)突破:排“干扰”,明确物质的量或质量或摩尔质量或粒子数与物质所处状况无关,物质的量或质量确定时,物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。
3.一定量的混合物中粒子数目的分析
(1)陷阱:从物质的组成特点、摩尔质量特点等设置陷阱。
(2)突破:①等质量的最简式相同的物质含有的原子数相同,如NO2与N2O4,C2H4与C3H6,O2与O3。
②等质量的摩尔质量相同的物质含有的分子数相同,如N2与CO,CO2与N2O,H2SO4与H3PO4。
③等物质的量的CO2与SO2中氧原子数相同。
4.电解质溶液中粒子数目的分析
(1)陷阱:从难电离的粒子的数目计算以及电解质组成、溶液体积等因素上设置陷阱。
(2)突破:细审题、抓“四看”:一看是否指明溶液的体积;二看是否电解质难电离如弱酸、弱碱等;三看所给条件是否与电解质的组成有关;四看是否忽略溶剂水中的H、O原子数目。
5.氧化还原反应中电子转移数
(1)陷阱:易在特殊氧化还原反应中电子转移(得失)数目上设置陷阱。
(2)突破:
①关注特殊反应
a.Na2O2与水或CO2反应,产生1 mol O2均转移2 mol电子。
b.氯气与足量NaOH溶液反应,1 mol Cl2转移1 mol电子;氯气与足量金属反应,1 mol Cl2转移2 mol电子。
c.Cl2溶于水时Cl2部分反应。
②明确反应实质
Na、Mg、Al在化合物中的化合价分别为+1、+2、+3,因此1 mol Na与O2反应,无论生成Na2O还是Na2O2,均转移1 mol电子;1 mol Mg与O2、N2、盐酸等物质反应,均转移2 mol电子。
重难点5:配制一定物质的量浓度的溶液误差分析
1.误差的分析方法
(1)根据cB==可知,MB为定值(溶质的摩尔质量),实验过程中不规范的操作会导致mB或V的值发生变化,从而使所配制溶液的物质的量浓度产生误差。若实验操作导致mB偏大,则cB偏大;若实验操作导致V偏大,则cB偏小。
(2)容量瓶定容时仰视、俯视对结果的影响(如下图)
①仰视刻度线(如图a):加水量高于基准线(刻度线),溶液体积偏大,c偏低。
②俯视刻度线(如图b):加水量低于基准线(刻度线),溶液体积偏小,c偏高。
2.配制100 mL 1.00 mol·L-1 氯化钠溶液常出现的误差
实验操作
n
V
c
计算结果m=5.85 g,称5.9 g
偏大
不变
偏大
砝码生锈(没有脱落)或者砝码沾有其他物质
偏大
不变
偏大
少量氯化钠沾在滤纸上
偏小
不变
偏小
有少量液体溅出
偏小
不变
偏小
容量瓶内有少量水
不变
不变
不变
未洗涤烧杯和玻璃棒或洗涤液未注入容量瓶
偏小
不变
偏小
试剂瓶刚用蒸馏水洗过
不变
偏大
偏小
称量时砝码与物品颠倒放置(使用游码)
偏小
不变
偏小
称量时间过长(氢氧化钠)
偏小
不变
偏小
用滤纸称量氢氧化钠
偏小
不变
偏小
定容时用滴管吸出超过刻度线的水
偏小
不变
偏小
定容后经振荡、摇匀,静置液面下降
不变
不变
不变
称量前小烧杯内有水
不变
不变
不变
未冷却室温就注入容量瓶定容
不变
减小
偏大
定容时仰视刻度线
不变
增大
偏小
定容时俯视刻度
不变
减小
偏大
定容后摇匀时液面下降再加水
不变
增大
偏小
基础巩固
1.(2025·江西·高考真题)实验安全是科学探究的前提。下列实验要求错误的是
A.溶液的导电性实验,禁止湿手操作
B.焰色试验,应开启排风管道或排风扇
C.钠在空气中燃烧实验,需佩戴护目镜才能近距离俯视坩埚
D.比较和的热稳定性实验,应束好长发、系紧宽松衣物
【答案】C
【解析】A.NaCl溶液的导电性实验涉及电流,湿手操作易触电,禁止湿手,A正确;
B.焰色试验可能产生有害气体或烟雾,开启排风设备,B正确;
C.钠燃烧剧烈,即使佩戴护目镜,近距离俯视仍可能被高温或飞溅物伤害,C错误;
D.加热实验需避免衣物或长发接触热源,束发系紧衣物,D正确;
故选C。
2.(2025·重庆·高考真题)下列化学科普实验所涉及物质的性质或应用描述正确的是
选项
科普试验
性质或应用
A
焰色试验
Na和K的焰色均为紫色
B
漂白实验
和均可使品红溶液永久褪色
C
蛋清变性
醋酸铅溶液和甲醛溶液均可使蛋白质变性
D
铜板刻蚀
氯化铁溶液和浓硫酸均可在常温下刻蚀铜板
【答案】C
【解析】A.钠的焰色反应为黄色,钾需透过蓝色钴玻璃观察呈紫色,现象描述错误,A错误;
B.的漂白是暂时性,需生成HClO才有漂白性且为永久性,但本身不直接漂白,B错误;
C.醋酸铅(重金属盐)和甲醛均能使蛋白质不可逆变性,性质与现象正确,C正确;
D.铜在常温浓硫酸中表现出惰性,加热才能反应,故浓硫酸无法腐蚀铜电路板,而溶液可以,D错误;
故选C。
3.(2023·全国甲卷·高考真题)实验室将粗盐提纯并配制的溶液。下列仪器中,本实验必须用到的有
①天平 ②温度计 ③坩埚 ④分液漏斗 ⑤容量瓶 ⑥烧杯 ⑦滴定管 ⑧酒精灯
A.①②④⑥ B.①④⑤⑥ C.②③⑦⑧ D.①⑤⑥⑧
【答案】D
【解析】实验室将粗盐提纯时,需要将其溶于一定量的水中,然后将其中的硫酸根离子、钙离子、镁离子依次用稍过量的氯化钡溶液、碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液除去,该过程中有过滤操作,需要用到烧杯、漏斗和玻璃棒;将所得滤液加适量盐酸酸化后蒸发结晶得到较纯的食盐,该过程要用到蒸发皿和酒精灯;用提纯后得到的精盐配制溶液的基本步骤有称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀等操作,需要用到天平、容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等。综上所述,本实验必须用到的有①天平、⑤容量瓶、⑥烧杯、⑧酒精灯,因此本题选D。
4.(2023·江苏·高考真题)实验室制取的实验原理及装置均正确的是
A.制取
B.除去中的HCl
C.收集
D.吸收尾气中的
【答案】C
【解析】A.实验室制取氯气使用的是浓盐酸和MnO2反应,不能使用稀盐酸,A错误;
B.除去中的HCl可将气体通入饱和食盐水中,注意长口进入便于充分吸收,应该长进短出,B错误;
C.氯气密度大于空气,可用向上排空气法收集氯气,多功能瓶收集气体注意长进短出,C正确;
D.对氯气的尾气处理应选择氢氧化钠溶液吸收,水吸收效果不好,D错误。
故选C。
5.(2024·广东·高考真题)1810年,化学家戴维首次确认“氯气”是一种新元素组成的单质。兴趣小组利用以下装置进行实验。其中,难以达到预期目的的是
A
B
制备
净化、干燥
C
D
收集
验证的氧化性
【答案】A
【解析】A.利用浓盐酸和二氧化锰反应制氯气需要加热,图中缺少加热装置,且分液漏斗内应盛装浓盐酸,不能达到预期目的,A符合题意;
B.实验室制得的氯气中有HCl杂质,可以通过饱和食盐水洗气除杂,再通过无水氯化钙干燥,可以达到净化、干燥Cl2的目的,B不符合题意;
C.氯气密度大于空气,可以用向上排空气法收集,可以达到预期目的,C不符合题意;
D.H2可以在氯气中安静地燃烧,产生苍白色火焰,氯气将氢气氧化,验证了氯气的氧化性,D不符合题意;
故选A。
6.(2025·山东·高考真题)化学应用体现在生活的方方面面,下列用法不合理的是
A.用明矾净化黄河水 B.用漂白粉漂白蚕丝制品
C.用食醋去除水壶中水垢 D.用小苏打作烘焙糕点膨松剂
【答案】B
【解析】A.明矾水解生成氢氧化铝胶体可吸附水中悬浮杂质,可用于净水,用法合理,A正确;
B.漂白粉含次氯酸钙,其强氧化性会破坏蚕丝(蛋白质)结构,导致丝制品损坏,用法不合理,B不正确;
C.食醋中的醋酸与水垢(碳酸钙、氢氧化镁)反应生成可溶物,可用于除水垢,用法合理,C正确;
D.小苏打(碳酸氢钠)受热分解产生CO2使糕点疏松,可用于烘焙糕点,用法合理,D正确;
故选B。
7.(2025·山东·高考真题)称取固体配制浓度约为的溶液,下列仪器中不需要使用的是
A.烧杯 B.容量瓶
C.量筒 D.细口试剂瓶(具橡胶塞)
【答案】B
【解析】A.溶解1.6g NaOH需要在烧杯中进行,故A需要;
B.1.6gNaOH的物质的量为,,本实验要求精度不高,1.6g氢氧化钠溶解在400mL蒸馏水中即可配制浓度约为的溶液,不需要容量瓶,故选B;
C.据B项分析可知,配制时需量筒量取400mL蒸馏水,故不选C;
D.NaOH溶液配制好后需要转移到试剂瓶中储存,氢氧化钠溶液呈碱性,能与玻璃中的二氧化硅反应,不能选择玻璃塞,所以需要细口试剂瓶(具橡胶塞),故不选D;
故选B。
8.(24-25高一上·福建福州·期末)下列溶液中K+的物质的量浓度最大的是
A.30 mL 0.35 mol∙L-1溶液 B.20 mL 0.40 mol∙L-1溶液
C.20 mL 0.25 mol∙L-1溶液 D.30 mL 0.30 mol∙L-1溶液
【答案】A
【解析】A.30 mL 0.35 mol∙L-1溶液中,K+的物质的量浓度为0.35 mol∙L-1×2=0.70mol∙L-1;
B.20 mL 0.40 mol∙L-1溶液中,K+的物质的量浓度为0.40mol∙L-1×1=0.40mol∙L-1;
C.20 mL 0.25 mol∙L-1溶液中,K+的物质的量浓度为0.25 mol∙L-1×1=0.25mol∙L-1;
D.30 mL 0.30 mol∙L-1溶液中,K+的物质的量浓度为0.30mol∙L-1×2=0.60mol∙L-1;
比较以上数值,0.70最大,故选A。
9.(24-25高一上·福建龙岩·期末)下列有关钠及其化合物的说法错误的是
A.小苏打和苏打均可以和盐酸反应生成
B.Na、和均会与稀盐酸反应产生气体
C.Na、和长期放置在空气中最终产物相同
D.饱和溶液可除去中混有的少量HCl气体
【答案】B
【解析】A.小苏打(NaHCO3)与盐酸反应生成CO2:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑;苏打(Na2CO3)与盐酸反应也生成CO2:Na2CO3+ 2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑,两者均能生成CO2,A正确;
B.钠(Na)与稀盐酸反应生成H2气体;氧化钠(Na2O)与稀盐酸反应不产生气体:Na2O + 2HCl = 2NaCl + H2O;过氧化钠()与稀盐酸反应生成O2气体:2 + 4HCl =4NaCl +O2↑+2H2O,B错误;
C.钠(Na)在空气中最终转化为碳酸钠(Na2CO3):先氧化为Na2O,再与H2O和CO2反应生成Na2CO3;氧化钠(Na2O)在空气中与H2O反应生成NaOH,再与CO2反应生成Na2CO3;过氧化钠(Na2O2)在空气中与CO2反应生成Na2CO3和O2,三者最终产物均为Na2CO3,C正确;
D.饱和溶液可与HCl反应:+HCl=NaCl+H2O+ CO2↑,从而除去HCl;而CO2在饱和NaHCO3溶液中溶解度低,且反应生成的CO2可补充,因此能有效净化CO2气体,D正确;
故选B。
10.(24-25高一上·广东惠州·期末)关于钠、氯及其化合物,下列说法正确的是
A.钠放在烧杯中燃烧产生黄色火焰
B.钠露置在空气中最终生成Na2CO3
C.灼热的铜丝放入盛有氯气的集气瓶中,生成棕黄色的雾
D.将Cl2通入硝酸银溶液,检验Cl2中是否含有HCl气体
【答案】B
【解析】A.钠不能放在烧杯中燃烧,应在坩埚中燃烧,故A错误;
B.钠在空气中依次生成氧化钠、氢氧化钠、碳酸钠,最终生成稳定的碳酸钠,故B正确;
C.铜丝在氯气中燃烧生成氯化铜固体,产生大量棕黄色烟,不是雾,故C错误;
D.将气体通入硝酸银溶液不能检验Cl2中是否混有HCl气体,因为氯气与水反应生成了盐酸,肯定可以生成白色沉淀,故D错误;
答案选B。
11.(24-25高一上·福建泉州·期末)钠及其化合物的转化如图。下列相关分析错误的是
溶液溶液溶液
A.属于碱性氧化物
B.以上5种含钠物质均能与盐酸反应
C.以上转化过程涉及的反应均为非氧化还原反应
D.可用pH试纸鉴别等浓度的溶液与溶液
【答案】C
【分析】,,,,据此分析。
【解析】A.Na2O能与酸反应生成盐和水,符合碱性氧化物的定义,A不符合题意;
B.Na、Na2O、NaOH、Na2CO3、NaHCO3均能与盐酸反应,反应中均有相应的盐氯化钠生成,B不符合题意;
C.转化过程中,Na与O2反应生成Na2O涉及化合价变化(Na从0价升至+1价,O从0价降至-2价),属于氧化还原反应,,,均为非氧化还原反应,C符合题意;
D.等浓度的碳酸钠溶液碱性比碳酸氢钠的强(等浓度下,Na2CO3溶液因水解程度大,pH大,而NaHCO3溶液pH小),pH试纸可明显区分碱性差异,D不符合题意;
故选C。
12.(24-25高一上·福建三明·期末)下列关于钠及其化合物的说法错误的是
A.取用后剩余的金属钠应及时放回原试剂瓶
B.钠元素在自然界中以化合态形式存在
C.常用于呼吸面具和潜水艇里的氧气供给
D.少量的钠可保存在有机溶剂(密度比水大)中
【答案】D
【解析】A.金属钠性质活泼,易与氧气和水反应,取用后剩余钠应及时放回原试剂瓶(通常为煤油中)以隔绝空气,防止危险,A正确;
B.钠是极活泼的碱金属元素,在自然界中只能以化合态形式存在,如氯化钠(NaCl)等矿物,B正确;
C.过氧化钠)能与二氧化碳或水反应生成氧气,因此常用于呼吸面具和潜水艇的氧气供给,C正确;
D.钠的密度小于四氯化碳的密度,钠会浮在液面上,无法隔绝空气和水,起不到保护作用,D错误;
故选D。
13.(23-24高一下·云南普洱·期末)向试管中滴加试剂W,根据实验操作、现象得出的结论正确的是
选项
操作
试剂W
现象
结论
A
紫色石蕊溶液
溶液先变红后褪色
具有漂白性
B
溶液
产生白色沉淀
氯水中阴离子只有Cl-
C
溶液
有沉淀产生
氯水具有强氧化性
D
NaOH溶液
溶液颜色变浅
NaOH具有漂白性
【答案】C
【分析】氯气能与水反应,新制氯水的成分有:、、HClO、、、、。
【解析】A.氯水能使紫色石蕊溶液先变红色后褪色,是因为氯水中的HClO具有漂白性,本身不具有漂白性,故A错误;
B.氯水与溶液反应产生白色沉淀AgCl,是因为氯水中含有,但氯水中阴离子还有、,故B错误;
C.新制氯水中的能将硫化钠氧化为硫单质,反应方程式为Na2S+Cl2=2NaCl+S↓,说明氯水具有强氧化性,故C正确;
D.NaOH没有漂白性,氢氧化钠与氯气反应,导致新制氯水颜色变浅,故D错误;
选C。
14.(24-25高一上·福建漳州·期末)实验室制备联氨的原理为。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.生成1molNaCl,转移的电子数目为
B.溶液中数目为
C.消耗,生成的分子数目为
D.中含有的质子数目为
【答案】D
【解析】A.生成1 mol NaCl时,根据反应方程式,氯元素从+1价降至-1价,转移2 mol电子,故转移电子数目为,不是,说法错误,A不符合题意;
B.计算离子数目需知道溶液的体积,题目未提供溶液体积,无法确定溶液中数目,说法错误,B不符合题意;
C.气体体积与状态有关,题目未说明条件,无法确定物质的量,说法错误,C不符合题意;
D.的物质的量为,1个分子含10个质子,故中含有的质子为,即,说法正确,D符合题意;
故选D。
15.(24-25高一上·福建三明·期末)二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用的研究热点,其反应可以表示为。若表示阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.中所含分子数为 B.中所含质子数为
C.中所含原子数为 D.中所含电子数为
【答案】A
【解析】A.未指明气体所处条件(如标准状况),44.8 L的分子数不一定为,A错误;
B.6 mol 含有12 mol质子(每个分子含2个质子),质子数为,B正确;
C.1 mol 含有6 mol原子(每个分子含6个原子),原子数为,C正确;
D. 18 g 的物质的量为1 mol(摩尔质量为18 g/mol),每个分子含10个电子(O原子8个电子,每个H原子1个电子),电子数为,D正确;
故答案选A。
16.(24-25高一上·贵州六盘水·期末)如图为氯元素的“价类二维图”,下列说法正确的是
A.甲的水溶液能导电,因此甲属于电解质
B.乙既有氧化性又有还原性
C.丁与NaOH溶液反应的离子方程式为
D.戊→己必须加还原剂才能实现
【答案】B
【分析】根据含氯物质的“价类二维图”,甲是Cl2、乙是ClO2、丙是HClO、丁是HClO4、戊是KClO3,己是KCl,据此回答;
【解析】A.电解质是指在水溶液或熔融状态下能导电的化合物,甲为Cl2,氯气是单质,不是化合物,不属于电解质,A错误;
B.乙为ClO2,氯元素化合价为+4价,处于中间价态,既有氧化性又有还原性,B正确;
C.丁为HClO4,高氯酸是一元强酸,HClO4与NaOH溶液反应生成NaClO4和水,反应的离子方程式为,C错误;
D.戊是KClO3,己是KCl,KClO3加热分解为KCl和氧气,实现戊→己不需加还原剂,D错误;
故选B。
17.(24-25高一上·四川成都·期末)Ⅰ.下表是小华在人民医院临床检验结果报告单的部分数据:
分析项目
检测结果
单位
葡萄糖
4.00
甘油三酯
2.94
回答下列问题:
(1)报告单中“”是 (填“质量”“体积”或“浓度”)的单位。
(2)葡萄糖的分子式为,其所属的物质类型有___________(填标号)。
A.纯净物 B.混合物 C.化合物 D.电解质
(3)检测人的血液中葡萄糖的含量,如果以为单位,小华血液中葡萄糖的含量是 (计算结果保留一位小数)。
Ⅱ.药剂师欲配制一瓶的葡萄糖溶液。回答下列问题:
(4)需要的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管之外,还需要 。
(5)配制该葡萄糖溶液需用托盘天平称取葡萄糖 g。
(6)下图是某同学在实验室配制葡萄糖溶液的过程示意图。
i.其中操作有误的是 (填操作序号);
ii.洗涤玻璃棒和烧杯重复三次,目的是 。
(7)下列操作可能使配制的溶液浓度偏低的是___________(填标号)。
A.称取葡萄糖时,砝码和葡萄糖放反了
B.转移液体时有少量液体流出容量瓶外
C.将洗涤液都注入容量瓶后,未轻轻摇动容量瓶使溶液混合均匀
D.定容时俯视刻度线
【答案】(1)浓度
(2)AC
(3)72.0
(4)容量瓶
(5)52.2
(6)①⑤ 使葡萄糖全部转移到容量瓶中,减少误差
(7)AB
【解析】(1)报告单中“”是浓度的单位;
(2)是纯净物、化合物、非电解质,故选AC;
(3)小华血液中葡萄糖的含量是;
(4)需要的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管之外,还需要容量瓶;
(5)需称取葡萄糖的质量;
(6)i.其中操作有错误的是①⑤,①溶解应该在烧杯中进行,而不能在量筒中;⑤定容时视线应平视刻度线;
ii.洗涤玻璃棒和烧杯重复三次,目的是使葡萄糖全部转移到容量瓶中,减少误差;
(7)A.称取葡萄糖时,砝码和葡萄糖放反了,少称量游码读数的2倍质量,m偏小,c偏低,A选;
B.转移液体时,有少量液体流出容量瓶外,m偏小,c偏低,B选;
C.将洗涤液都注入容量瓶后,未轻轻摇动容量瓶使溶液混合均匀,V偏小,c偏高,C不选;
D.定容时俯视刻度线,V偏小,c偏高,D不选;
故选AB。
提升专练
1.(2025·天津·高考真题)利用反应可处理。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.中含有的电子数目为
B.消耗,生成的体积为67.2 L
C.处理6.5 g NaN3,至少需要
D.处理1 mol NaN3,反应转移的电子数目为
【答案】C
【解析】A.N离子的电子数为3×7+1=22,则1 mol N离子含有的电子数为1mol×22×NAmol-1=22NA,A错误;
B.未明确是否为标准状况,无法计算消耗1mol次氯酸钠时,生成氮气的体积,B错误;
C.由方程式可知,反应消耗2 mol NaN3时,消耗次氯酸钠的物质的量为1 mol ,则处理6.5 g NaN3 时,至少需要次氯酸钠的物质的量为×=0.05 mol,C正确;
D.由方程式可知,反应消耗2 mol NaN3时,转移电子的物质的量为2mol,处理1 mol NaN3时,转移电子的数目为1mol×2××NAmol-1=NA,D错误;
故选C。
2.(2023·北京·高考真题)离子化合物和与水的反应分别为①;②。下列说法正确的是
A.中均有非极性共价键
B.①中水发生氧化反应,②中水发生还原反应
C.中阴、阳离子个数比为,中阴、阳离子个数比为
D.当反应①和②中转移的电子数相同时,产生的和的物质的量相同
【答案】C
【解析】A.Na2O2中有离子键和非极性键,CaH2中只有离子键而不含非极性键,A错误;
B.①中水的化合价不发生变化,不涉及氧化还原反应,②中水发生还原反应,B错误;
C.Na2O2由Na+和组成.阴、阳离子个数之比为1∶2,CaH2由Ca2+和H-组成,阴、阳离子个数之比为2∶1,C正确;
D.①中每生成1个氧气分子转移2个电子,②中每生成1个氢气分子转移1个电子,转移电子数相同时,生成氧气和氢气的物质的量之比为1∶2,D错误;
故选C。
3.(24-25高一上·广东汕尾·期末)下列陈述Ⅰ和陈述Ⅱ均正确且具有因果关系的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
往NaOH溶液中加入少量饱和溶液,加热煮沸,制备胶体
胶体可用于净水
B
可作潜水艇的供氧剂
与、反应都生成
C
“84”消毒液中有效成分次氯酸钠可以杀灭细菌、病毒等
“84”消毒液与洁厕灵混用可以增强消毒效果
D
金属钠保存在煤油中
Na在空气中燃烧生成
【答案】B
【解析】A.制备Fe(OH)3胶体的正确方法是向沸水中加入FeCl3饱和溶液,NaOH溶液中加入少量FeCl3饱和溶液,会生成Fe(OH)3沉淀而非胶体,陈述Ⅰ错误;A错误;
B.Na2O2与CO2或H2O反应均生成O2,故可作供氧剂,陈述Ⅰ和Ⅱ均正确,且陈述Ⅱ是陈述Ⅰ的原因,具有因果关系;B正确;
C.次氯酸钠可杀灭细菌病毒,陈述Ⅰ正确;但与洁厕灵(含盐酸)混用会产生有毒氯气,降低消毒效果,陈述Ⅱ错误,C错误;
D.钠保存在煤油中是为隔绝空气防止氧化,陈述Ⅰ正确;钠燃烧生成Na2O2,陈述Ⅱ正确,但两者无直接因果关系,D错误;
故答案为:B。
4.(24-25高一下·广东深圳·期末)按图所示装置进行实验。将浓盐酸全部加入具支试管后,点燃酒精灯。下列说法正确的是
A.具支试管内的反应,体现了浓盐酸的氧化性
B.①处和③处均褪色,说明具有漂白性
C.②处变蓝,说明还原性:
D.将④处NaOH溶液换成水,也可进行尾气处理
【答案】C
【分析】具支试管中MnO2与浓盐酸发生反应生成氯气,产生的氯气在③处与干燥的红色纸团相遇,现象是褪色,②处和KI反应生成I2,现象是变蓝,①处的湿润的pH试纸变红后褪色,④装置试剂NaOH尾气吸收,据此分析;
【解析】A.具支试管内的反应,生成了黄绿色气体氯气、氯化锰、水,该反应体现了浓盐酸的酸性和还原性,A错误;
B.不具有漂白性,①处和③处均褪色是因为产生HClO而具有漂白性,B错误;
C.②处变蓝,说明与KI反应生成I2,还原性:,C正确;
D.将④处NaOH溶液换成水,氯气在水中溶解度不大,不可进行尾气处理,D错误;
故选C。
5.(25-26高一上·浙江·期中)欲用下图所示装置制备干燥的氯气,下列相关说法中正确的是
A.烧瓶内装入的固体是
B.按气流方向,装置的连接顺序为a→e→d→c→b→g→f→c→b→h
C.装置乙既可干燥氯气,也可防止装置戊中的水蒸气进入集气瓶
D.可用湿润的蓝色石蕊试纸放于a处,看到的现象是试纸变红
【答案】C
【分析】制备干燥的氯气,甲装置为发生装置,没有加热,就不能用浓盐酸和(需要加热)。先用丙中的饱和食盐水除去氯气中混有的氯化氢,再用乙中的浓硫酸除去水蒸气,使用丁收集氯气,戊用于吸收多余的氯气,防止其污染环境。
【解析】A.浓盐酸和制备氯气需要加热,甲中没有加热装置,A错误;
B.由分析可知,按气流方向,装置的连接顺序为a→e→d→c→b→f→g→h,氯气的密度大于空气,应选择向上排空气法收集,B错误;
C.装置乙中浓硫酸具有吸水性,可干燥氯气,同时能隔绝装置戊中的水蒸气进入集气瓶(防止中混入水蒸气),C正确;
D.湿润的蓝色石蕊试纸遇先因酸性变红,后因HClO的漂白性褪色,不会只变红,D错误;
故答案选C。
6.(24-25高一上·江西九江·期中)实验是探究化学过程的重要途径。用下列实验装置进行实验,能达到相应目的的是
A.除去中的
B.收集氯气
C.比较、
的热稳定性
D.制备氢氧化铁胶体
【答案】B
【解析】A.除去中的应用饱和食盐水,不用溶液,与能反应,影响被提纯物质,A项不能达到目的;
B.在饱和食盐水中几乎不溶解,故可以用排饱和食盐水的方法收集氯气,B项能达到目的;
C.比较、的热稳定性,应将放在大试管中,而将放在小试管中,小试管中温度低能分解产生使澄清石灰水变浑浊的气体,而温度高的大试管中未分解,才能说明热稳定性不如,C项不能达到目的;
D.制备氢氧化铁胶体应将饱和溶液滴加入沸水中,而不是滴入溶液,与反应生成红褐色沉淀,不能制备氢氧化铁胶体,D项不能达到目的;
故答案选B。
7.(24-25高一上·广东广州·期末)下图为钠元素的价类二维图。下列有关叙述不正确的是
A.若a是NaH,其中氢元素的化合价为-1价
B.b能与水剧烈反应产生氢气
C.若c为Na2O2,可用作潜水艇的供氧剂
D.若e是Na2CO3,向其溶液中逐滴滴加盐酸可立即产生气泡
【答案】D
【解析】A.a为钠的氢化物,钠元素化合价为+1,则氢元素化合价为-1,NaH符合,A正确;
B.b为钠单质(Na),钠与水剧烈反应生成氢氧化钠和氢气,B正确;
C.c为钠的氧化物,Na2O2与CO2、H2O反应均生成O2,可用作潜水艇供氧剂,C正确;
D.e为Na2CO3时,逐滴滴加盐酸,先发生反应(无气泡),后发生(产生气泡),不会立即产生气泡,D错误;
故选D。
8.(24-25高一上·湖南衡阳·期末)气体灭菌法是常用的环境消毒法,常用的气体消毒剂有环氧乙烷、臭氧等。下列比较中,正确的是
A.摩尔质量之比
B.同温同压下,相同物质的量时,体积之比
C.同温同压下,密度之比
D.相同质量时,物质的量之比
【答案】D
【解析】A. 环氧乙烷的摩尔质量为,臭氧的摩尔质量为,则,A项错误;
B. 同温同压下,等物质的量的气体的体积之比等于1:1,B项错误;
C. 同温同压下,气体的密度之比等于摩尔质量之比,,C项错误;
D.相同质量时,,D项正确;
故选D。
9.(24-25高一上·广东汕尾·期末)在一定条件下可发生分解:。为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.溶液中所含的数目为
B.中所含的质子数目为
C.标准状况下,该反应生成转移的电子数目为
D.28 g由和CO组成的混合气体所含的原子数目为
【答案】D
【解析】A.0.1 mol·L-1 HNO3溶液未给出体积,无法计算的具体数目,A错误;
B.1 mol 含有11 mol质子(氮原子贡献7个质子,4个氢原子各贡献1个质子),故质子数目为11NA,B错误;
C.标准状况下22.4 L N2为1 mol,分析反应电子转移情况得,生成4 mol N2转移15 mol电子,故生成1 mol N2转移3.75 mol电子,即3.75NA电子,C错误;
D.N2和CO的摩尔质量均为28 g/mol,28 g混合气体的总物质的量为1 mol,每个分子均含2个原子,故原子数目为2NA,D正确;
故答案选D。
10.(24-25高一上·福建漳州·期末)用图1所示装置向装有的集气瓶中加入适量的蒸馏水,振荡,先滴加NaOH溶液,再滴加稀盐酸,用压强传感器测得集气瓶内的压强随时间变化的曲线如图2所示。下列说法正确的是
A.阶段①说明溶于水,溶于水的全部与水反应
B.由图2可知,当压强最小时,说明已经被完全吸收
C.阶段②的压强变小,可利用该过程发生的反应制备漂白粉
D.若将换成,所得的压强变化趋势与图2相似
【答案】D
【分析】向装有一瓶氯气的集气瓶中添加适量的蒸馏水,振荡,此时有部分氯气溶于水,导致气体压强减小,用注射器滴加NaOH溶液,NaOH与Cl2反应,压强继续减小;再利用注射器滴加稀盐酸,此时Cl-、ClO-与H+发生反应生成Cl2,导致气体压强增大。
【解析】A.阶段①说明氯气溶于水,但氯气与水的反应为可逆反应,溶于水的氯气不可能全部与水反应,A错误;
B.阶段②的压强变小,是因为氯气和氢氧化钠溶液反应生成次氯酸钠、氯化钠和水,由于压强不是0,所以不能说明氯气被完全吸收,B错误;
C.阶段②的压强变小,发生反应Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,可利用该过程发生的反应制备84消毒液,而不是制漂白粉,C错误;
D.若将Cl2换成CO2,起初CO2部分溶于水,然后与NaOH反应,生成Na2CO3或NaHCO3或二者的混合物,再加入盐酸,生成CO2气体,则压强变化与图2趋势相似,D正确;
故选D。
11.(24-25高一上·福建漳州·期末)下列离子方程式书写正确的是
A.纯碱与少量盐酸反应:
B.醋酸与石灰石反应:
C.与水反应:
D.Na和冷水反应:
【答案】C
【解析】A.纯碱是碳酸钠,与少量盐酸反应时,应分步进行,首先应生成,而不是直接生成二氧化碳,正确的离子方程式为,A不符合题意;
B.CH3COOH是弱酸,在离子方程式中应以分子形式表示,正确的离子方程式为,B不符合题意;
C.Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气,氢氧化钠为可溶性强碱,可拆,该方程式原子守恒、电荷守恒,且符合反应事实,C符合题意;
D.钠与冷水反应生成氢氧化钠和氢气,该方程式电荷不守恒,正确的离子方程式为,D不符合题意;
故选C。
12.(25-26高一上·广东广州·期中)1984年,地坛医院的前身北京第一传染病医院研制成功能迅速杀灭各类肝炎病毒的消毒液,经北京市卫生局组织专家鉴定,授予应用成果二等奖,定名为“84”肝炎洗消液,后更名为“84消毒液”。“84消毒液”,其有效成分次氯酸钠(NaClO)。已知某品牌“84消毒液”瓶体部分标签如图所示,该“84消毒液”通常稀释100倍(体积之比)后使用。
I.制备“84消毒液”
84消毒液
有效成分:NaClO
规格:100 mL
质量分数:20%
密度:
请根据以上信息回答下列问题:
(1)某同学取100 mL该“84消毒液”,稀释后用于消毒,稀释后的溶液中 (保留2位有效数字)。
(2)工业上一般用与石灰乳反应制取漂白粉,请写出该反应的化学方程式 。
(3)某同学欲在实验室配制氢氧化钠溶液,用来制备该消毒液。
①配制该溶液需要用托盘天平称量氢氧化钠固体的质量是 g。
②配制过程中使用的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、 。
③下列关于容量瓶的相关操作不正确的是 。(填序号)
④配制上述溶液时,其它操作都准确,下列操作会导致所配溶液的浓度偏低的是 (填序号)。
a.用托盘天平称取NaOH固体时所用时间过长
b.转移溶液时不慎将少量液体洒到容量瓶外面
c.把溶液转移到洗净但未干燥的容量瓶中,振荡摇匀
d.向容量瓶中加水定容,定容时俯视刻度线
e.定容时水多、超过刻度线,用胶头滴管吸出
II.探究“84消毒液”的漂白性
资料:ⅰ.相同浓度时,HClO氧化性强于;
ⅱ.ORP反应水溶液中所有物质表现出来的氧化-还原性,ORP越大,氧化性越强。
某小组同学进行了如下实验:
①向2 mL“84消毒液”中加入2 mL水后,放入红色纸片,观察到纸片慢慢褪色。
②向2 mL“84消毒液”中加入2 mL白醋后,放入红色纸片,观察到纸片迅速褪色。
③向2 mL“84消毒液”中加入2 mL浓盐酸后,观察到大量黄绿色气体产生。
④测得“84消毒液”在不同温度时ORP随时间的变化曲线如下图。
(4)已知白醋显酸性,不具有漂白性。实验①、②现象不同的原因是 。
(5)实验③现象表明,向“84消毒液”中加入浓盐酸时会产生氯气,该反应的离子方程式为 。
(6)由实验④可得出的结论是ORP值与温度有关,且温度越高,ORP值越低。ORP不同的原因可能是 。
【答案】(1)0.032 mol/L
(2)
(3)8.0 100mL容量瓶 ②③④ abe
(4)白醋中含有醋酸,醋酸的酸性大于HClO,可以与反应生成HClO,使HClO浓度增大,氧化性增强
(5)
(6)HClO受热分解,浓度下降,氧化性减弱
【分析】实验室没有90mL容量瓶,所以配制90mL2.0mol/L的氢氧化钠溶液时,应选用100mL容量瓶,由配制一定物质的量浓度溶液配制的步骤为计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶可知,实验过程中需要用到的玻璃仪器为量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、100mL容量瓶。
【解析】(1)由可知,该品牌84消毒液中次氯酸钠的物质的量浓度,则溶液中的钠离子浓度为,该“84消毒液”稀释100倍后,c(NaClO) = = 0.032 mol/L,所以c(Na+) = 0.032 mol/L;
(2)工业上一般用与石灰乳反应制取漂白粉,氯气与石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,反应的化学方程式为:;
(3)①由分析可知,实验室没有90mL容量瓶,所以配制90mL2.0mol/L的氢氧化钠溶液时,应选用100mL容量瓶,则配制该溶液需要用托盘天平称量氢氧化钠固体的质量为;
②由分析可知,配制100mL2.0mol/L的氢氧化钠溶液需要用到的玻璃仪器为量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、100mL容量瓶;
③操作①:移液时用玻璃棒引流,且玻璃棒伸入刻度线以下,①正确;
操作②:应塞上塞子摇匀,且摇匀不是上下振荡,应该颠倒摇匀,②错误;
操作③:定容时,平视刻度线,而不是平视液面,③错误;
操作④:用食指按住瓶塞,另一只手托住瓶底,反复上下颠倒容量瓶,使溶液充分混合均匀,④错误;
故选②③④;
④a.用托盘天平称取NaOH固体时所用时间过长,NaOH潮解,实际称取的溶质质量减少,溶质偏少,浓度偏低,a符合题意;
b.转移溶液时不慎将少量液体洒到容量瓶外面,溶质损失,浓度偏低,b符合题意;
c.把溶液转移到洗净但未干燥的容量瓶中,振荡摇匀,容量瓶未干燥(定容时需加水),对浓度无影响,c不符合题意;
d.向容量瓶中加水定容,定容时俯视刻度线,俯视刻度线,溶液体积偏小,浓度偏高,d不符合题意;
e.定容时水多、超过刻度线,用胶头滴管吸出,定容后吸出液体(带出溶质),溶质减少,浓度偏低,e符合题意;
故选abe;
(4)①白醋中含有醋酸,醋酸的酸性大于HClO,可以与反应生成HClO,使HClO浓度增大,氧化性增强,所以实验II纸片褪色速率大于实验I;
(5)向“84”消毒液中加入浓盐酸时氯离子、次氯酸根离子发生归中反应放出氯气,则生成氯气的离子方程式为:;
(6)由实验④可得出的结论是ORP的值与温度有关,且温度越高,ORP的值越低,ORP值不同的原因可能是HClO受热分解,浓度下降,氧化性减弱。
13.(24-25高一上·福建泉州·期末)无水氯化铬()可用于制备多种有机铬化物,常用作还原剂、媒染剂和催化剂。实验室可用如下装置制备无水:
已知:无水易潮解,易升华,加热时易被氧气氧化。
请回答下列问题:
(1)装置A中反应的化学方程式为 。
(2)装置B和装置C中盛装的试剂依次为 和 。
(3)实验开始时先点燃A处酒精灯的目的是 。
(4)装置D中制的反应可以分为2步:
第1步:,第2步: (写化学反应方程式)。
(5)装置D、E之间用粗导管而不用细导管的目的为 。
(6)装置E中水槽盛放的液体为 (填“热水”或“冰水”)。
(7)装置F的作用为 。
(8)装置G中溶液用于吸收CO,实验进行一段时间后,析出黑色固体(金属Pd),写出该溶液中发生反应的化学方程式 。
【答案】(1)
(2)饱和食盐水 浓硫酸
(3)排除装置内空气或氧气,防止被氧化、潮解
(4)
(5)防止堵塞
(6)冰水
(7)吸收多余并防止装置G中水蒸气进入装置E,引起无水潮解
(8)
【分析】装置A中与浓盐酸在加热条件下制,制得的中含水蒸气和HCl,用装置B中的饱和食盐水除中HCl,装置C中的浓硫酸干燥,干燥后的进入装置D与焦炭、经两步反应生成,装置E中的冰水冷却凝华收集固体;装置F(碱石灰)吸收多余并隔绝水汽防止潮解,装置G中的溶液处理CO以防止污染。
【解析】(1)装置A中与浓盐酸在加热条件下制,反应方程式为:;
(2)由分析可知,装置B和装置C中盛装的试剂依次为饱和食盐水和浓硫酸,故答案为:饱和食盐水;浓硫酸;
(3)先点燃A处酒精灯,利用生成的排尽装置内空气中的、水蒸气,防止被氧化、潮解,故答案为:排除装置内空气或氧气,防止被氧化、潮解;
(4)第2步反应为第1步生成的Cr与在加热条件下反应生成,反应方程式为:;
(5)由已知,易升华,粗导管可防止其凝华堵塞导管,故答案为:防止堵塞;
(6)易升华,需用冰水冷却,使气态 凝华为固体收集,故答案为:冰水;
(7)装置F中碱石灰的作用是:吸收多余,防止污染,同时阻止装置外水蒸气进入E,避免潮解,故答案为:吸收多余并防止装置G中水蒸气进入装置E,引起无水潮解;
(8)CO与溶液反应生成Pd(金属钯)、和HCl,反应方程式为:。
14.(24-25高一上·福建福州·期末)某兴趣小组的同学模拟侯德榜制碱法制取纯碱,流程如图:
(1)向饱和溶液中通入和氨气时,应先通入 (填化学式)。操作①的名称为 。
(2)写出反应①的化学方程式: 。
(3)该流程中可循环利用的物质是 (填化学式)。
(4)现将和的固体均匀混合分成两等份。第一份充分加热至恒重,固体质量减少6.2 g;第二份与足量稀盐酸充分反应后,加热、蒸干,得到固体23.4 g。则混合物中和的物质的量之比为 。
(5)下列选项中哪种方法可以鉴别溶液和溶液______。
A.加入澄清石灰水 B.加入氢氧化钠溶液 C.测量溶解度 D.逐滴加入稀盐酸
(6)下列实验方案中,不能测定出和的混合物中质量分数的是______。
A.取a g混合物充分加热,质量减少b g
B.取a g混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得到b g固体
C.取a g混合物与足量NaOH溶液充分反应,得到b g溶液
D.取a g混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体经干燥后用碱石灰吸收,质量增加b g
【答案】(1)NH3 过滤
(2)NaCl+NH3+CO2+H2O=NH4Cl+NaHCO3↓
(3)NaCl、CO2
(4)1:2
(5)CD
(6)C
【分析】侯德榜制碱法制取纯碱化学方程式:NaCl+NH3+CO2+H2O=NH4Cl+NaHCO3↓,操作①为过滤,反应②为2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑,气体A为CO2,母液中有NH4Cl、NaCl,通入NH3和NaCl析出NH4Cl固体和溶液B为NaCl溶液。
【解析】(1)CO2溶解度小,先通NH3使溶液为碱性环境,可增大CO2溶解;向饱和溶液中通入和氨气时,应先通入NH3。操作①是固液分离,名称为过滤。
(2)反应①是饱和食盐水、氨气、二氧化碳反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵,反应的化学方程式为NaCl+NH3+CO2+H2O=NH4Cl+NaHCO3↓;
(3)反应②分解NaHCO3产生的CO2可作为原料进入反应①,从母液中分离出溶液B为NaCl溶液,也可进入反应①重复利用,该流程中可循环利用的物质是NaCl、CO2;
(4)设每份和的混合物中物质的量分别为amol、bmol。第一份充分加热至恒重,固体质量减少6.2 g; ,b=0.2mol;第二份与足量稀盐酸充分反应后,加热、蒸干,得到氯化钠固体23.4 g,2a+0.2=,a=0.1mol。则混合物中和的物质的量之比为1:2。
(5)A.溶液和都能与石灰石反应生成碳酸钙沉淀,不能用澄清石灰水鉴别和,故不选A;
B.碳酸钠和氢氧化钠不反应,碳酸氢钠和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,反应没有明显现象,不能用氢氧化钠溶液鉴别和,故不选B;
C.碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠的溶解度,可以测量溶解度鉴别和,故选C;
D.碳酸钠中逐滴加入稀盐酸,开始没有气泡,后来有气泡;碳酸氢钠中逐滴加入稀盐酸,立即有气泡,故选D;
选CD。
(6)A.碳酸钠受热不分解,取a g混合物充分加热,质量减少b g,是因为碳酸氢钠受热分解为碳酸钠、二氧化碳、水,根据固体减少的质量可计算出碳酸钠的质量,能测定出和的混合物中质量分数,故不选A;
B.蒸干得到bg固体为NaCl,可由混合物的质量、NaCl的质量列二元一次方程组计算碳酸钠的质量,能测定出和的混合物中质量分数,故不选B;
C.取a g混合物与足量NaOH溶液充分反应,得到b g溶液,均为混合物的质量,无法计算,不能测定出和的混合物中质量分数,故选C;
D.取a g混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体经干燥后用碱石灰吸收,质量增加b g,bg为二氧化碳的质量,可由混合物的质量、二氧化碳的质量列二元一次方程组计算碳酸钠的质量,能测定出和的混合物中质量分数,故不选D;
选C。
15.(24-25高一上·福建三明·期末)“价—类”二维图是学习元素及其化合物知识的重要工具,下图为氯元素的“价—类”二维图。
(1)M的化学式为 。
(2)是一种一元强酸,其电离方程式为 。
(3)实验室用二氧化锰制取的离子方程式为 。
(4)已知能与溶液反应生成及等物质的量的另一种含氯物质,反应的化学方程式为 。
(5)84消毒液的有效成分为NaClO,某种84消毒液的包装说明如图所示。
【产品名称】84消毒液
【有效成分】NaClO
【规格】1000mL
【质量分数】25%
【密度】1.19g·cm-3
①该消毒液中的物质的量浓度约为 (保留1位小数)。
②将该消毒液与水按1:240的体积比稀释,用于织物消毒。稀释过程中需要用的仪器有玻璃棒、胶头滴管、 (从下图中选择,写出名称)。100 g稀释后的消毒液(密度约为)与 氯气的氧化能力相当(保留1位小数,忽略稀释过程中溶液体积的变化)。
③下列说法正确的是 (填标号)。
A.可用试纸测定84消毒液的
B.84消毒液应置于避光、阴凉处保存
C.84消毒液不适用于钢和铝制品的消毒
D.84消毒液与双氧水混合使用可增强消毒效果
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
(5)4.0 烧杯、量筒 0.1 BC
【解析】(1)根据“价—类”二维图可知M是Cl为+1价的含氧酸,应为HClO;
(2)HClO4为一元强酸,完全电离为:;
(3)实验室制取Cl2的反应是MnO2与浓盐酸在加热条件下反应生成MnCl2、Cl2和H2O,离子方程式为;
(4)ClO2与NaOH反应生成等物质的量的NaClO3和NaClO2,方程式为:;
(5)①根据公式 ,可得:;
②稀释需用烧杯(盛装溶液)和量筒(量取液体),无需容量瓶;原液中 ,按1:240的体积比稀释,即1体积原液 + 240体积水。假设取1 mL原液(即1.19 g),则总质量为:,稀释后溶液的总质量为241.19 g,其中NaClO的质量为:,稀释后溶液的总质量为241.19 g,其密度约为1 g/mL,因此总体积为241.19 mL,稀释后溶液中NaClO的质量分数为:,100 g稀释后溶液中NaClO的质量为:;对应的物质的量为:;根据氧化能力相当,即转移电子数相等:,,故1molNaClO对应1molCl2 ,因此,需要的Cl2的物质的量也是0.00166mol,质量为 ;
③A.84消毒液具有强氧化性,会漂白pH试纸,导致无法准确测量pH。应使用pH计,A错误;
B.NaClO在光照下易分解,需避光保存,B正确;
C.84消毒液呈碱性,且NaClO具有强氧化性,会腐蚀钢、铝制品,不适用于钢和铝制品的消毒,C正确;
D.NaClO与双氧水会发生反应,降低两者的氧化能力,降低消毒效果,D错误;
故选BC。
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