专题3 从海水中获得的化学物质(复习讲义)化学苏教版必修第一册
2026-09-08
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精品
摘要:
该高中化学讲义以“从海水中获得的化学物质”为核心,通过知识框架图、对比表格、思维导图系统梳理氯、钠及其化合物等内容,涵盖氯气制备、氧化还原反应、离子反应等重难点,清晰呈现物质性质、反应规律及内在联系。
讲义亮点在于“要点速测+难点精练+分层例题”的练习设计,如通过数字化实验验证次氯酸分解(科学探究)、用“少定多变”法书写离子方程式(科学思维),帮助学生夯实基础、突破难点,为教师实施精准教学提供支持。
内容正文:
专题3 从海水中获得的化学物质
复习要点
1.学会实验室制取氯气的方法,通过分析、推理,设计并完成实验。
2.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解氯及其重要化合物的主要性质。
3.了解氧化还原反应的本质是电子转移。
4.知道常见的氧化剂和还原剂。
5.设计实验探究钠与氯气、水的反应,会分析钠与酸、盐溶液的反应。
6.通过实验探究,了解碳酸钠和碳酸氢钠的主要性质,了解它们在生产、生活中的应用。7.认识酸、碱、盐等电解质在水溶液中或熔融状态下能发生了电离。
8.通过实验事实认识离子反应及其发生的条件。
9.通过实验探究,了解溴及其重要化合物的主要性质。
复习重难点
重点:掌握氯气的实验室制法;氯气的性质及次氯酸的性质;氧化还原反应的判断;和过氧化钠的性质;碳酸钠和碳酸氢钠的性质及用途;离子方程式书写及判断;
难点:氯气与碱的反应;氧化还原反应的规律及应用;钠与水(滴有酚酞)反应与钠和盐溶液的反应;离子方程式书写
要点 氯元素的存在与发现、氯气的性质
1.氯元素的存在与发现
(1)氯元素只以 存在于自然界。主要以NaCl、MgCl2、CaCl2等形式大量存在于海水中,还存在于陆地的盐湖和盐矿中。人体体液中的Cl-(和Na+)来自食物和食盐(重要的 调味剂)。
(2)发现:1774年,瑞典化学家舍勒将软锰矿与浓盐酸混合加热,意外发现产生一种具有强烈刺激性气味的 色气体。1810年,英国化学家戴维经过实验研究,将其命名为氯气。反应的化学方程式:
2.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
3.氯气的氧化性
氯元素位于元素周期表中第 周期第 族,其原子结构示意图为 ,氯原子很容易得到1个电子形成具有8电子稳定结构的Cl- ,因此,氯气具有很强的 。
(1)与金属反应:与变价金属反应生成高价金属氯化物。
①与钠反应: 现象:剧烈燃烧,放出大量的热,产生 火焰,冒 烟
②与铜反应: 现象:剧烈燃烧,放出大量的热,产生 色烟
③与铁反应: 现象:剧烈燃烧,放出大量的热,产生 色烟
(2)与非金属反应:
与H2反应:H2+Cl22HCl。
1 点燃: 现象:安静燃烧,产生 色火焰,瓶口有
②光照: 现象:发生
(3)与某些还原性化合物反应
①亚铁盐溶液:
2 溴化物溶液:
3 碘化物溶液:
④ SO2通入氯水中:
4.歧化反应
氯气与水或碱反应,氯的化合价既有升高又有降低,因而氯气既表现氧化性又表现还原性。
(1)与水反应: 离子反应:
现象:氯气部分溶于水,得到 溶液
(2)与碱的反应: 离子反应:
特别提醒
(1)氯气是很活泼的非金属单质,具有很强的氧化性。
①氯气能与绝大多数金属反应,一般把变价金属(如Fe、Cu)氧化到高价态。
②氯气能与许多还原性化合物反应,如FeCl2溶液、KI溶液、SO2水溶液等。
(2)燃烧是指发光发热的剧烈的化学反应。它强调的是①发光,发热;②反应剧烈;③实质是剧烈的氧化还原反应;④不一定要有氧的参加。
(3)描述现象时,固体小颗粒分散在空气中形成“烟”,液体小液滴分散在空气中形成“雾”。
(要点速测
1.下列关于氯的说法正确的是
A.氯气泄漏,可用浸有NaOH溶液的毛巾捂住口鼻,逃离现场
B.向新制氯水中滴入几滴石蕊溶液,溶液先变红后褪色
C.红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧,生成白色的烟
D.氯元素在自然界中既有游离态又有化合态存在
2.下列关于氯气的说法中正确的是
A.氯气在常温下能与铁反应,故不能用铁罐存放液氯
B.点燃氢气和氯气的混合气体可以制取氯化氢
C.氯气氧化性很强,一般都能将金属氧化为它的最高价态
D.氯原子最外层有7个电子,所以氯元素只有-1和+7价
要点 次氯酸及盐的性质
1.次氯酸的性质
HClO的电子式:_ _;结构式:_ __
①不稳定性:在光照或加热条件下易分解
a.反应:
b.现象:氯水 色逐渐消失,有 产生
c.氯水须现用现配,保存在_ __中,置于冷暗处。
②强氧化性:生成的HClO可以用作自来水的杀菌消毒剂,也可作为某些有色物质的漂白剂。
③弱酸性
a.电离方程式:
b.强弱标度:H2CO3 HClO
2.漂白液的制备和性质
①制备原理
a.化学反应:
b.离子反应:
②主要成分: 和 ,有效成分为 。
③漂白原理:NaClO+H2O+CO2NaHCO3+HClO
3.漂白粉的制备和性质
①制备原理
a.化学反应:
b.离子反应:所有物质均不能拆分,无法写出离子方程式
②主要成分: 和 ,有效成分为
③漂白原理:
④失效原因
a.吸水吸CO2:
b.光照分解:2HClO2HCl+O2↑
特别提醒
次氯酸的漂白作用
要点速测
3.验证次氯酸光照分解的产物可以设计成数字化实验,下列图示正确的是
A. B.
C. D.
4.下列有关漂白粉和漂白液的说法不正确的是
A.漂白液的有效成分是NaClO,漂白粉的有效成分是
B.制备漂白液的过程中,既作氧化剂又作还原剂
C.漂白粉性质稳定,可以敞口存放
D.漂白粉在空气中久置可能发生氧化还原反应
要点 氯气的制备
1.氯气的实验室制法
实验原理
阴离子氧化法:用强氧化性物质(如MnO2、KMnO4等)将浓盐酸中的-1价的氯氧化。
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(盐酸表现: 性和 性,被氧化的HCl占反应总量的1/2)
装置类型
固+液气(如用KMnO4则为:固+液―→气)
气体净化
Cl2(HCl、水蒸气) Cl2
气体收集
向上排 法或排 食盐水法
尾气处理
用NaOH溶液吸收,离子方程式为:Cl2+OH-=Cl-+ClO-+H2O
气体验满
用湿润的 试纸:试纸变 色
根据氯气的颜色判断:瓶中充满黄绿色气体
装置图
注意:①因浓盐酸有挥发性,制氯装置应使用分液漏斗并盖上玻璃塞;
②为确保实验过程中分液漏斗的液体顺利流下,可采取的方法有:一是把分液漏斗和圆底烧瓶用橡皮管相连通、二是在分液漏斗下端套一个小试管。
其它制备氯气的反应原理
①14HCl+K2Cr2O7===2KCl+2CrCl3+7H2O+3Cl2↑
②16HCl+2KMnO4===2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑
③6HCl(浓)+KClO3===KCl+3H2O+3Cl2↑
④4HCl+Ca(ClO)2===CaCl2+2H2O+2Cl2↑
其中,使用稀盐酸就可以发生反应①②④产生氯气;在需要浓盐酸的反应中,如不用浓盐酸,亦可用NaCl(固体)跟浓硫酸来代替,如:2NaCl+MnO2+3H2SO4(浓)2NaHSO4+MnSO4+Cl2↑+2H2O。含氯气的尾气处理通常用NaOH溶液吸收。
2.工业制法——电解法
反应原理
2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑或2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
反应装置
电解饱和食盐水的简易装置 工业电解饱和食盐水的原理装置
现象
结论
铁棒和石墨棒上通电后有 产生
通电后有新的气体物质生成
铁棒周围的溶液滴加酚酞变 色
有碱性物质(NaOH)生成
将铁棒上方收集到的气体靠近火焰,有 声
有氢气生成
用手轻轻扇动在石墨棒上方收集到的 色气体,闻到有刺激性气味且该气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变
有黄绿色刺激性气味的气体(Cl2)生成
特别提醒
(1)实验室用MnO2和盐酸制Cl2,盐酸必须为浓盐酸,随着反应的进行,盐酸的浓度逐渐减小,变成稀盐酸时,反应停止。
(2)在MnO2和浓盐酸的反应中,浓盐酸既起还原剂的作用,又起酸的作用,体现了还原性和酸性。
(3)一般不用澄清石灰水来吸收Cl2,原因是Ca(OH)2在水中的溶解度很小,不能将Cl2吸收完全。
要点速测
5.实验室制备氯气的原理是:。利用如图所示的装置进行的制备及性质探究实验。下列说法错误的是
A.标况下,1 L 1 mol/L浓盐酸与足量二氧化锰反应可以制得5.6 L 。
B.B装置中饱和食盐水的作用是除去氯气中的HCl气体
C.当少量通过后,观察到C装置中溶液变成蓝色,比较氧化性
D.当持续通过时,D装置中的实验现象是有色布条褪色
6.NaCl是一种重要的化工原料,利用其制备烧碱和HCl的原理如图所示,下列说法不正确的是
A.反应①的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑
B.反应①中的氧化剂和还原剂的质量比为117:36
C.反应①②均属于氧化还原反应
D.纯净的H2能在Cl2中安静地燃烧,发出苍白色火焰
要点 氧化还原反应
一、氧化还原反应概念
1.氧化还原反应特征及实质
(1)氧化还原反应的特征是 。
(2)氧化还原反应的实质是 。
(3)有关概念:
2.相关概念
概括为“升失氧、降得还,剂性一致、其他相反”。
(1)氧化性是指 的性质(或能力);还原性是指 的性质(或能力)。
(2)氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的 程度,与得、失电子数目的 无关。
如:Na-e-===Na+,Al-3e-===Al3+,但根据金属活动性顺序可知,Na比Al活泼,更易失去电子,所以Na的还原性比Al强。
3.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
二、氧化还原反应中电子转移的表示方法
1.双线桥法:用两条线桥来表示氧化还原反应中元素化合价变化或电子转移方向和数目的方法。
基本步骤
①标变价:正确标出反应前后化合价发生变化的元素元素的化合价,明确变价元素的化合价升降关系。
②连线桥:用带箭头的线由反应物指向生成物,且对准同种元素。
③标得失:标出“失去”或“得到”电子的总数,且得失电子总数相等。
实例分析
表示法能体现出氧化还原反应的实质及过程,同时清楚地表示出了得失电子的情况。上述反应中CuO中Cu元素得电子为“2×2e-”,前一个“2”表示有2个Cu2+得电子,后一个“2e-”,表示一个Cu2+得2个电子,共得4个电子。
特点
2.单线桥法:用一条线桥来表示氧化还原反应中元素原子间的电子转移方向和数目的方法。
基本步骤
①标变价:正确标出反应前后化合价发生变化的元素元素的化合价,明确变价元素的化合价升降关系,进而确定转移电子数目。
②连单线:箭头从还原剂中化合价升高的元素出发,指向氧化剂中化合价降低的元素。
③标得失:标出电子转移的总数。
实例分析
特点
①单线桥从还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素,表示氧化剂和还原剂中变价元素原子间电子的转移情况。
②箭头已标明电子转移的方向,因此不需再标明“得”或“失”,只标明电子转移数目。如图:
三、氧化剂和还原剂
1.氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物
(1)还原剂:在反应时,所含元素化合价升高,即失电子(电子对偏离)的反应物,生成物是氧化产物
(2)氧化剂:在反应时,所含元素化合价降低,即得电子(电子对偏向)的反应物,生成物是还原产物。
(3)关系:
2.常见的氧化剂(还原产物)和还原剂(氧化产物)
(1)常见的氧化剂
常见的氧化剂
对应的常见还原产物
活泼非金
属单质
Cl2、Br2
O2、O3
变价元素处于高价态的化合物或离子
某些氧化物
MnO2
Mn2+
H+
稀硫酸、盐酸、醋酸
H2
氧化性酸
HNO3
浓硫酸
HClO
Cl-
盐
Fe3+
KMnO4(H+)
过氧化物
H2O2、Na2O2
高考关注
的氧化剂
PbO2、高铁酸盐(如K2FeO4)、重铬酸钾(K2Cr2O7)、LiCoO2、NO2、S2、H2O2等
(2)常见的还原剂
常见的还原剂
对应的常见氧化产物
活泼金属单质
Na、Al、Zn、Fe
Na+、Al3+、Zn2+、Fe2+或Fe3+
某些非金属单质
H2、C、S
变价元素处于较低价态的化合物或离子
氧化物
CO
SO2
SO3或S
氢化物
NH3
NO
H2S
离子
S
S
Fe2+
I-、Br-
过氧化物
H2O2、Na2O2
O2
高考关注的还原剂
Mg、Sn、HI、Na2S等
(3)具有中间价态的物质既有氧化性,又有还原性
具有中间价态的物质
氧化产物
还原产物
Fe2+
Fe3+
Fe
SO
SO
S
H2O2
O2
H2O
3.氧化还原反应强弱规律及应用
(1)氧化性、还原性强弱的比较方法
①根据化学方程式判断
氧化剂(氧化性)+还原剂(还原性)===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根据相同条件下产物的价态高低判断
如2Fe+3Cl22FeCl3;Fe+SFeS,则氧化性:Cl2>S。
③据反应条件、浓度大小及反应的剧烈程度判断
反应条件要求越低,浓度越大,反应越剧烈,对应物质的氧化性或还原性越强。
(2)氧化性、还原性强弱的比较规律
①氧化性
一般规律:元素非金属性越 ,其单质的氧化性越 ;金属活动性越强,对应金属的简单阳离子氧化性越 。
②还原性
一般规律:元素金属性越 ,其单质的还原性越 ;非金属活动性越强,对应元素形成的简单阴离子还原性越 ;电解池中在阳极优先放电的微粒还原性较强。
(3)先后规律及应用
①同时含有几种还原剂(或氧化剂),发生氧化还原反应时,还原性(或氧化性)强的优先反应,即“强者优先”,如在FeBr2溶液中通入少量Cl2时,因为还原性: ,所以 先与Cl2反应。
②常见的强弱顺序
氧化性:MnO(H+)>Cl2>Br2>Fe3+>I2>稀H2SO4>S,还原性:Mn2+<Cl-<Br-<Fe2+<I-<SO2(SO)<S2-。
4.氧化还原反应的价态规律
价态归中规律思维模型
含不同价态的同种元素的物质间发生氧化还原反应时,该元素价态的变化一定遵循“高价+低价―→中间价”,而不会出现 现象。简记为“两相靠,不相交”。
例如,不同价态的硫之间可以发生的氧化还原反应是
注:不会出现⑤中H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。
5.歧化反应规律思维模型
“中间价―→高价+低价”。
具有多种价态的元素(如 、 、 和磷元素等)均可发生歧化反应,如:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
6.应用
(1)判断同种元素不同价态的物质间发生氧化还原反应的可能性。如浓H2SO4与SO2不发生反应。
(2)根据化合价判断反应体系中的氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物。如对于反应6HCl+NaClO3===NaCl+3Cl2↑+3H2O中,氧化剂为 ,还原剂为 ,氧化产物和还
四、氧化性和还原性强弱的比较
1.物质的氧化性及还原性与核心元素化合价关系
核心元素化合价
实例
性质
最高价
KO4、Cl3、浓HO3、浓H2O4
只有 性
中间价
O2、Na2O3、SO4、
既有 性又有 性
最低价
、、K
只有 性
2.氧化性、还原性强弱比较的方法
(1)根据元素的活动性顺序比较:
如:Fe+CuSO4===FeSO4+Cu,金属还原性:Fe>Cu,在反应中Fe是还原剂,Cu是还原产物。
(2)根据氧化还原反应方程式比较:
(氧化性强) (还原性强) (还原性较弱) (氧化性较弱)
结论:氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物
(3)根据反应条件来判断:当不同的氧化剂(或还原剂)与同一还原剂(或氧化剂)反应时,反应越易进行,则对应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强,反之越弱。如:
①已知:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
则氧化性:KMnO4>MnO2。
②Na、Mg、Al单质与H2O反应情况如下,Na与冷水剧烈反应,Mg加热才反应,Al加热条件下也难反应,故还原性:Na>Mg>Al。
(4)根据氧化产物的价态高低判断:当变价的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时,可由氧化产物元素价态的高低来判断氧化剂氧化性的强弱。即在相同条件下,使还原剂价态升得越高,则氧化剂的氧化性越强。如:2Fe+3Cl22FeCl3, Fe+SFeS,则氧化性:Cl2>S。
特别提醒/易错提醒/教材延伸
(1)在一个氧化还原反应中,氧化剂和还原剂同时存在,它们可以是不同的物质,也可以是同一物质。例如,在反应Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O中,Cl2既是氧化剂,又是还原剂。
(2)某元素由化合态变为游离态时,不一定被还原,因为元素处于化合态时,其化合价可能为正值,也可能为负值。如在反应2H2O2H2↑+O2↑中,氢元素被还原,而氧元素被氧化。
要点速测
7.已知:①2Fe3++2I-=2Fe2++I2;②2Fe2++Cl2=2Fe3+ + 2Cl-。下列粒子的氧化性从强到弱的顺序正确的是
A.Cl2>Fe3+>I2 B.I2>Cl2>Fe3+
C.Fe3+>Cl2>I2 D.Cl2>I2>Fe3+
8.已知在硫酸溶液中1 mol 可与3 mol 恰好完全反应,反应后全部转化为,则可能转化为
A.C B.CO C. D.
要点 钠的性质与制备
1.钠的原子结构及存在
钠的原子结构
钠原子易 最外层的一个电子,形成具有稳定电子层结构的钠离子。
钠的存在
钠元素在自然界中以 态存在,如氯化钠、碳酸钠、硫酸钠等。
2.钠的性质
物理性质
钠为银白色固体,密度为 ,比水的密度 ;熔、沸点较低,分别为 ℃和883 ℃,硬度 ,用小刀可以切割。
化学性质
非金属单质
O2(常温:4Na+O2===2Na2O、加热:2Na+O2Na2O2 现象:剧烈反应,产生 火焰,生成 色固体—Na2O2)
Cl2(2Na+Cl22NaCl 现象:剧烈燃烧,产生 ) 等。
水
2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑ 现象:浮、球、游、响、红
实质:钠与水电离出H+的反应生成 。
酸
2Na+2H+=2Na++H2↑ 现象:比与水反应更剧烈,浮、球、游、响。
实质:先与 反应,再与 反应。
盐
盐的水溶液(CuSO4)
钠先与 发生置换反应,生成的碱再与 发生复分解反应。
第一步:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
第二步:2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4
总反应:2Na+CuSO4+2H2O===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑
结论:钠不能从盐溶液中 出金属单质。
熔融盐
与盐发生置换反应:4Na+TiCl44NaCl+Ti
应用
①制取钠的化合物,如Na2O2;②制高压 ;③从钛、锆等熔融氯化物中置换出金属单质。
保存
钠易与空气中的O2、H2O反应,且钠的密度比煤油的密度大,不与煤油反应,故通常将钠保存在 中(钠不能保存在CCl4中,因为CCl4的密度比钠的大,钠浮在CCl4表面,与空气接触而发生变质。)。
3.钠的化学性质
(1)钠与氧气的反应
反应条件
室温
加热
实验步骤
实验现象
新切开的钠具有 色的金属光泽,在空气中很快变暗,失去金属光泽。
钠先熔化成小球,然后剧烈燃烧,火焰呈
色,生成 色固体
化学方程式
4Na+O2===2Na2O
2Na+O2Na2O2
结论
①钠质软;
②常温钠与氧气反应生成 ,加热条件下钠与氧气反应生成 ;反应条件不同,钠与氧气反应的产物不同
③金属钠很活泼,保存时需隔绝空气(通常将少量钠保存在煤油中,大量钠保存在石蜡中)。
(2)钠与水的反应
实验步骤
观察要点
实验现象
分析结论
钠在水中的位置
于水面上
钠的密度 水(0.971g·cm-3)
钠的形状变化
成一个小球
反应放热,钠的熔点 (97.8℃)
钠的运动
四处
生成
反应的声音
发出嘶嘶声
反应放热,热的钠使水蒸发
溶液的颜色变化
溶液变为 色
生成 性物质
反应方程式
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
离子方程式
注意事项
①用镊子取出一块金属钠后,需用滤纸擦净钠表面的煤油,这样可以防止钠与水反应放热使周围温度达到煤油的着火点而引起煤油燃烧;②切割完钠块后,应将剩余的钠放入原来盛有煤油的试剂瓶中,取用钾时相同;③若实验过程中钠不慎失火,注意不能用水灭火,而应该用干燥的沙土来灭火。
4.钠的制备和用途
制备
工业上电解熔融NaCl可以得到金属钠,化学方程式为: 。
用途
①钠和钾的合金常温下呈液态,可用作快中子反应堆的 剂。
②高压钠灯发出的黄光射程远,透雾能力强,常用作路灯。
③属钠还可以用于钛、锆、铌、钽等金属的 。如Na与TiCl4反应:TiCl4+4NaTi+4NaCl。
特别提醒
(1)Na与O2反应时,温度不同,反应产物不同,常温生成Na2O,加热生成Na2O2。
(2)Na在空气中燃烧的现象主要有四点:一是Na先熔化后燃烧;二是燃烧剧烈;三是发出黄色火焰;四是生成淡黄色固体。
(3)Na与O2反应,不论生成Na2O还是Na2O2,每个Na原子都是失去1个电子变为Na+,因此,只要发生反应的Na的量一定,电子转移数就是一定的。
要点速测
9.下列关于金属钠的叙述正确的是
A.金属钠着火时,应用二氧化碳灭火器扑灭
B.钠在自然界中既有游离态,又有化合态
C.钠在空气中燃烧时,发出黄色火焰,生成一种白色固体
D.钠与水反应过程中,钠熔成光亮小球,说明钠熔点低且反应放热
10.下列有关金属钠的说法不正确的是
A.钠着火时需要用干燥的沙土来灭火
B.钠与氧气反应的产物与反应条件无关
C.钠在反应中易失电子,表现出还原性
D.钠常常保存在煤油或石蜡油中
要点 钠的氧化物
1.Na2O和Na2O2性质的比较
物质
氧化钠
过氧化钠
化学式
Na2O
Na2O2
氧的化合价
价
价
n(Na+)∶n(阴离子)
颜色状态
色固体
色固体
氧化物类别
氧化物
化物(不属碱性氧化物)
生成
4Na+O2===2Na2O
2Na+O2Na2O2
与氧气反应
不反应,稳定性强
与水反应
Na2O+H2O===2NaOH
与CO2反应
Na2O+CO2===Na2CO3
与稀盐酸反应
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl===4NaCl+O2↑+2H2O
漂白性
无
有
用途
制NaOH
漂白剂、消毒剂、供氧剂、强氧化剂
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:
2Na22
过氧化钠中的氧是-1价,处于中间价态,既能表现 性,又能表现 性。
(1)强氧化性
试剂
反应原理(化学方程式)
现象
SO2气体
Na2O2+SO2===Na2SO4
-
FeCl2溶液
4Na2O2+4FeCl2+6H2O===4Fe(OH)3↓+O2↑+8NaCl
有 色沉淀和 产生
Na2SO3溶液
Na2O2+Na2SO3+H2O===Na2SO4+2NaOH
-
氢硫酸
Na2O2+H2S===S↓+2NaOH
溶液变
酚酞溶液
与水反应生成NaOH,Na2O2的强氧化性使之褪色
先变 后
品红溶液
Na2O2的强氧化性使之褪色
红色
(2)还原性
遇酸性KMnO4等强氧化剂时,Na2O2表现出还原性,氧化产物为 :
2KMnO4+5Na2O2+8H2SO4==K2SO4+2MnSO4+5Na2SO4+5O2↑+8H2O
(3)遇CO2、H2O、H+时,Na2O2发生自身的氧化还原反应,氧元素的歧化反应。Na2O2既是 剂又是 剂。
特别提醒/易错提醒/教材延伸
1.Na2O是碱性氧化物,Na2O2是非碱性氧化物。(因其与酸反应时除生成盐和水外,还有O2生成)。
2.Na2O2中阴离子是O,阴、阳离子个数比是1∶2而不是1∶1。
3.Na2O2歧化反应转移电子数的关系式:2Na2O2~O2~2e-。
4.钠的氧化物和盐溶液反应的过程:先和水反应生成碱,碱再与盐溶液发生复分解反应。
5.Na2O2投入品红溶液中,因溶液中有强氧化性物质,因而Na2O2可使品红溶液褪色。Na2O2投入无色酚酞溶液中,酚酞溶液先变红后褪色。
要点速测
11.下列关于和的叙述正确的是
A.都是白色固体 B.都可以作为呼吸面具的氧气来源
C.都能和水反应形成强碱溶液 D.氧元素的化合价都是
12.某实验小组通过如图所示实验,探究Na2O2与水的反应。下列说法错误的是
A.③中溶液变红,说明有碱性物质生成
B.Na2O2是淡黄色固体,其阴阳离子个数比为1:1
C.④中现象可能是溶液中含有强氧化性物质造成的
D.⑤中MnO2的主要作用是验证溶液中存在H2O2
要点 碳酸钠与碳酸氢钠
1.碳酸钠和碳酸氢钠的比较
碳酸钠
碳酸氢钠
俗称
或苏打
物理
性质
色与态
白色粉末
Na2CO3 10H2O白色晶体,易风化
细小白色晶体
溶解性
易溶(溶解度 碳酸钠 碳酸氢钠)
化学
性质
碱性
同浓度,滴入酚酞,都变红色,碳酸钠溶液 ,碱性更强。
与H+
反应
CO32-+2 H+ = CO2↑+H2O
HCO3-+H+== CO2↑+H2O
相同条件下NaHCO3 比Na2CO3反应放出气体
与碱
反应
与NaOH 、KOH
不反应
与NaOH反应生成Na2CO3
离子方程式:
与澄清石灰水反应
离子方程式:
Ca2++CO===CaCO3↓
NaHCO3足量:
Ca2++2OH-+2HCO===CaCO3↓+2H2O+CO
NaHCO3不足量:
Ca2++OH-+HCO===CaCO3↓+H2O
热稳
定性
一般不分解
NaHCO3加热分解的反应方程式:
2NaHCO3
与CO2反
不反应
用途
用于玻璃、制皂、造纸等
用于制药、焙制糕点等
2.候氏制碱法
原料
饱和食盐水、NH3、CO2——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。
原理
或NH3+CO2+H2O=NH4HCO3,NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓ 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
生产流程
设计Ⅰ的循环,可使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上
绿色化学思想
循环使用的物质为:
特别提醒
侯氏(联合)制碱法
①符合现在提倡的“绿色化学的要求”,提高了原料(NaCl)的利用率,不产生无用的CaCl2。
②利用了大规模联合生产的优越性,利用一个厂的废料,作为另一个厂的主要原料。如合成氨厂的废料CO2可以作为碱厂的主要原料;碱厂无用的Cl-可以代替价格比较昂贵的硫酸用来固定氨,制成氮肥,降低了成本,提高了综合经济效益。
优点:循环使用的物质为CO2、NaCl。提高了食盐的利用率;缩短了生产流程;减少了对环境的污染等。
要点速测
13.碳酸钠、碳酸氢钠是重要的工业原料,以下关于碳酸钠和碳酸氢钠的说法正确的是
A.俗称小苏打,俗称苏打
B.相同温度下,在水中的溶解度:
C.热稳定性:
D.碳酸钠用于治疗胃酸过多
14.有关纯碱和小苏打的叙述正确的是
A.等质量的、分别与足量稀反应,产生的多
B.侯氏制碱法的主要原料是:氨气、二氧化碳、熟石灰
C.向溶液中滴入溶液无沉淀,而向溶液中加入溶液出现白色沉淀
D.和都既能与酸反应,又能与氢氧化钠反应
要点 离子反应
1.电解质和非电解质
电解质
非电解质
概念
在 溶液里或 状态下能够导电的化合物
在水溶液里和熔融状态下都 导电的化合物
相同点
均为 物
不同点
水溶液或熔融状态下能导电
水溶液和熔融状态下都不能导电
本质区别
在水溶液里或熔融状态下 能发生电离
在水溶液里和熔融状态下自身
发生电离
所含物质类型
①酸:如H2SO4、HCl、H3PO4、H2CO3、CH3COOH;②碱:如NaOH、NH3·H2O、Fe(OH)3;③盐:如NaCl、KNO3、NaHSO4、CaCO3;④金属氧化物:如Na2O、CaO、MgO、Al2O3;⑤水
①非金属氧化物:如SO2、SO3、CO2、CO、P2O5;②非酸性气态氢化物:如NH3;③大部分有机物:如蔗糖、酒精、CH4
2.强电解质和弱电解质
强
电
解
质
和
弱
电
解
质
本质区别
是否完全
强电解质
不含溶质分子,含 分子
弱电解质
溶质分子和溶质离子共存
常见强电解质
强酸
强碱
大多数盐
、(CH3COO)2Pb除外
金属氧化物
:Na2O2、MgO、CaO等
常见弱电解质
弱酸、弱碱、少数盐和
3.电解质溶液的导电能力及原因分析
(1)电解质溶液导电的原理
电解质溶于水或熔化状态下,电离出自由移动的 在电场作用下作 移动的过程。
(2)电解质溶液的导电能力
由溶液中 浓度的大小和离子所带 的多少决定。一般,离子浓度越大,离子所带电荷数越多,溶液的导电能力越强。物质的量浓度相同时,强电解质溶液的导电能力明显强于弱电解质溶液的导电能力。
(3)电解质溶液或熔融电解质导电的原因(以NaCl为例)
比较项目
NaCl固体
NaCl溶液
熔融NaCl
宏观
导电
导电
导电
微观
含有微粒及能否自由移动
Na+、Cl-
水合钠离子、水合氯离子
Na+、Cl-
自由移动
自由移动
原因
带相反电荷的离子间的相互作用,Na+和Cl-按一定规则紧密地排列
在水分子作用下,Na+、Cl-脱离NaCl固体的表面,进入水中,成为能够自由移动的水合钠离子和水合氯离子
受热熔化时,离子运动随温度升高而加快,克服了离子间的相互作用
4.电解质电离方程式的书写
(1)酸、碱、盐的电离
①酸:电离时生成的阳离子全部是H+的化合物是酸。如:
HCl==H++Cl-,CH3COOHCH3COO-+H+。
②碱:电离时生成的阴离子全部是OH-的化合物是碱。如:
NaOH==Na++OH-,Cu(OH)2Cu2++2OH-。
③盐:电离时生成金属阳离子(或铵根离子)和酸根阴离子的化合物是盐。如:
Na2CO3==2Na++CO,NaCl==Na++Cl-。
(2)强电解质的电离方程式
①强电解质在水溶液中完全电离,在书写电离方程式时用符号“==”。
②有些电解质因条件不同,其电离方程式的书写形式也不同。例如熔融时:
KHSO4==K++H SO;水溶液中:KHSO4==K++H++ SO。
(3)弱电解质的电离方程式
①弱电解质在水溶液中发生部分电离,在书写电离方程式时用符号“”。例如:
CH3COOHCH3COO-+H+,NH3·H2ONH+OH-。
②多元弱酸在水溶液中的电离是分步进行的,要求分步写出电离方程式,几元酸就有几级电离方程式。例如:H2CO3H++ HCO,HCOH++ CO。
③多元弱碱在水溶液中的电离比较复杂,因此多元弱碱的电离方程式的书写一般是一步到位,但仍用符号“”。例如:Cu(OH)2Cu2++2OH-
(4)弱酸的酸式盐的电离方程式
弱酸的酸式盐是强电解质,在水中第一步完全电离出阳离子和弱酸的酸式酸根离子,而弱酸的酸式酸根离子又可以进行电离,且为可逆过程。例如:
NaHCO3在水溶液中的电离方程式为:NaHCO3=Na++ HCO,HCOH++ CO。
5.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复分解型离子反应
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置换型离子反应
溶液中有离子参加的置换反应,如铁与稀硫酸反应的离子方程式为Fe+2H+===Fe2++H2↑。
6.离子方程式的概念
用实际参加反应的 符号来表示反应的式子。
7.离子方程式的书写步骤
以BaCl2溶液和Na2SO4溶液的反应为例:
(1)写:写出反应的化学方程式(必须根据实验事实):
BaCl2+Na2SO4===BaSO4↓+2NaCl。
(2)拆:把易溶于水、易电离的物质写成离子形式:
2Na++SO+Ba2++2Cl-===BaSO4↓+2Na++2Cl-。
(3)删:删去方程式两边不参加反应的离子,并将方程式化为最简:
SO+Ba2+===BaSO4↓。
(4)查:检查离子方程式两边各元素的原子 和 总数是否相等以及反应条件、沉淀符号、气体符号等。
8.书写离子方程式的“拆”与“不拆”
(1)拆写为 符号的物质
(2) 拆写为离子符号的物质
(3)特殊物质的拆与不拆
①微溶物作为反应物,若是 溶液写离子符号,若是 液写化学式。微溶物作为生成物,一般写化学式(标“↓”),如石灰水和石灰乳:石灰水写成 形式,而石灰乳则写 式。
②三大强酸中 不拆, 和 拆。
③氨水作反应物可写作 ;作生成物,若有加热条件或浓度很大时,可写作 (标“↑”)。
④多元弱酸的酸式酸根离子,在离子方程式中不能拆开写,如NaHCO3与盐酸反应的离子方程式为 。
⑤既不是水溶液中反应也不是熔融状态下反应,不能写离子方程式。
9.离子方程式的意义
写出下列反应的化学方程式和离子方程式:
溶液中反应物
化学方程式
离子方程式
盐酸与氢氧化钠
HCl+NaOH===NaCl+H2O
H++OH-===H2O
盐酸与氢氧化钾
HCl+KOH===KCl+H2O
H++OH-===H2O
硫酸与氢氧化钠
H2SO4+2NaOH===Na2SO4+2H2O
H++OH-===H2O
强酸、强碱发生中和反应的实质
强酸电离出的H+和强碱电离出的OH-结合生成水
根据上表,分析说明离子方程式不仅可以表示 的化学反应,还可以表示 的离子反应。
特别提醒/易错提醒/教材延伸
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。
要点速测
15.下列离子方程式正确的是
A.碳酸钡溶于醋酸:
B.用小苏打治疗胃酸过多:
C.氧化铁与稀盐酸混合:
D.向溶液中滴加溶液至中性:
16.下列各组两种物质在溶液中的反应,可用同一离子方程式表示的是
A.和盐酸:和
B.和;和
C.和;和
D.(过量)和盐酸;(少量)和稀硫酸
要点 粗盐提纯
原则
①除杂试剂要过量;②后续试剂应能除去过量的前一试剂;③尽可能将杂质转化为所需物质;④除去多种杂质时考虑加入试剂的合理顺序。
粗盐中不溶性杂质的去除
粗盐中可溶性杂质的去除
粗盐中所含杂质离子有Ca2+、Mg2+、SO。
步骤
杂质
加入的试剂
离子方程式
1
Mg2+
溶液
Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓
2
SO
溶液
Ba2++ SO=BaSO4↓
3
Ca2+、Ba2+
溶液
Ca2++ CO=CaCO3↓、Ba2++ CO=BaCO3↓
4
OH-、CO
盐酸
H++OH-=H2O、2H++ CO=CO2↑+H2O
提纯流程
氯化钠的用途
①氯碱工业:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。
②制钠和氯气:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。
③制盐酸:H2+Cl22HCl。
④制漂白液:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
⑤制漂白粉:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
特别提醒
1.Na2CO3溶液和BaCl2溶液的顺序是否可以颠倒?为什么?
不可以。Na2CO3溶液的作用不但是除去溶液中的Ca2+,另一个作用是除去溶液中过量的Ba2+,因此Na2CO3溶液必须在加入BaCl2溶液之后加入。
要点速测
17.海水晒盐所得粗盐中含有和泥沙杂质,某化学兴趣小组同学设计的提纯流程如下,下列说法不正确的是
A.操作①②均为过滤
B.试剂I、Ⅱ分别是过量的溶液、过量的溶液
C.操作③中,用pH试纸进行检验,使滤液呈中性或弱酸性
D.操作④需将溶液3倒入坩埚进行灼烧
18.欲除去粗盐水中的Mg2+、Ca2+、,设计工艺流程如图所示:
下列说法正确的是
A.试剂c为硫酸 B.试剂a为Na2CO3,试剂b为BaCl2
C.流程图中,操作x为萃取 D.NaOH的作用是除去Mg2+
要点 从海水中提取溴和碘
原料
苦卤(海水晒盐后得到的母液)是海水制盐工业的副产物,其中含有高浓度的K+、Mg2+、Br-和SO等,是从海水中提取溴的主要原料。
步骤
①酸化:将提取食盐后的母液用硫酸酸化,目的是抑制氯、溴与水的反应。
②氧化:将氯气通入母液中,将溶液中的溴离子转化为溴单质,离子方程式为: 。
③空气吹出:鼓入热空气,使溴从溶液中 出来,冷凝得到粗溴水。
④精制:将粗溴水进一步精制,得到高纯度的单质溴。
流程
海水酸化→氯气氧化→空气或水蒸气吹出→SO2吸收使溴单质转化为HBr→氯气氧化。如图:
溴的用途
①制备药物:“红药水”中含有溴元素;溴化钾、溴化钠、溴化铵等可配成镇定剂。
②制造杀虫剂。
③制造感光剂:溴化银可用作医疗X射线胶片上的感光剂。
从海带中提取碘
原理
①碘在海带中以 态的形式存在。
②海带中的碘元素在浸泡时以 (I-)的形式进入水中,可选择Cl2、H2O2等氧化剂把碘离子氧化成碘单质,离子方程式分别可表示为:2I-+Cl2===I2+2Cl-,2H++H2O2+2I-===I2+2H2O。
流程
实验探究——加碘盐中碘元素的检验
①加碘盐中碘元素的存在形式:IO3-。
②检验原理:在酸性条件下,IO3-与I-反应的离子方程式:IO3-+5I-+6H+===3I2+3H2O,生成的单质碘用淀粉溶液检验,现象是淀粉溶液变蓝。
③用试纸和生活中的常见物质检验加碘盐中碘元素存在的方案:
食盐酸性溶液试纸变蓝,证明有碘元素存在。
实验现象及结论:试纸变蓝,证明有碘元素存在。
碘元素的应用
碘是人体必需的微量元素,人体缺碘时患甲状腺肿大。
特别提醒/易错提醒/教材延伸
1.通入氯气不能过量太多 过量 Cl₂会和生成的 Br₂混合,后续难以分离,产品溴中混有 Cl₂杂质;离子方程式:Cl2+2Br-===2Cl-+Br2。
2.溴蒸气有毒,尾气处理不可省略;溴腐蚀橡胶,仪器配件禁用橡胶。
要点速测
19.“吹出法”提溴的转化流程如图:
已知:溴与碳酸钠溶液反应有和生成。
下列说法正确的是
A.“氧化”时,每获得,需要消耗的体积为22.4L
B.步骤②③④的目的是富集溴元素
C.“吸收”过程中,每吸收,转移电子数目约为
D.“酸化”时反应的离子方程式为:
20.海带灼烧、溶解、过滤后得到含的溶液。再经以下步骤得到碘单质:
下列说法错误的是
A.上述过程中发生的氧化还原反应有2个
B.步骤②和步骤③所用的操作方法相同
C.由溶液1到碘的悬浊液的过程实现了碘的富集
D.分液时先打开分液漏斗上口玻璃塞,再打开下端活塞
要点 海洋中的化学资源—镁
1.镁及化合物的存在、性质与应用
原子结构
存在
自然界中的镁主要以 态存在于地壳和海水。海水中镁的总储量约为2.1×1015t.
物理性质
镁是 色金属,密度较小,易传热,导电。
化学性质
与非金属单质反应
与O2反应
2Mg+O22MgO
与N2反应
3Mg+N2
与非氧化性酸反应
Mg+2H+===Mg2++H2↑
与水反应
Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑
与氧化物反应
2Mg+CO2
与硫酸铜溶液反应
Mg+Cu2+===Mg2++Cu
镁合金
能与铜、铝等金属形成合金。镁合金的性质特点是密度小、硬度和强度大。常用作制造火箭、导弹和飞机的部件。
氧化镁
白色难溶于水的固体,熔点很高,常用作耐高温材料。
2.从海水中提镁的过程
(1)海水提镁的工艺流程图
(2)相关反应的方程式
①分解贝壳制取 :CaCO3CaO+CO2↑;CaO+H2O===Ca(OH)2。
②沉淀 :MgCl2+Ca(OH)2===CaCl2+Mg(OH)2↓。
③制备 :Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O。
④制取金属镁:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。
(3)工业上电解熔融的 制取镁,而不是电解氧化镁(熔点太高)制取镁。
特别提醒
1.海水中提取镁时,石灰乳能否换为石灰水?
【解析】不能。因为Ca(OH)2微溶于水,石灰水中Ca(OH)2的浓度很小,沉淀Mg2+的效果不好。
要点速测
21.海水是一个巨大的化学资源宝库。海水中部分化学资源的利用如图所示。下列说法错误的是
A.步骤①、②利用了Cl2的氧化性,将溶液中的Br-转化成Br2
B.X常选用SO2,将吹出的单质Br2充分吸收;Y常选用石灰乳,实现沉镁
C.工业上常用热还原法冶炼金属镁
D.“氯化”过程中发生的反应为MgO+C+Cl2MgCl2+CO
22.2026年5月24日神舟二十三号载人飞船的成功发射离不开超轻高强镁合金的助力。从海水中提取镁的一种工艺流程如下:
下列说法错误的是
A.实验室进行操作①需用到的玻璃仪器是烧杯、玻璃棒和漏斗
B.试剂①可以是稀盐酸
C.溶液Y中溶质的成分只有NaCl
D.操作②是电解
难点 氯气的制备
1、氯气的实验室制法原理:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,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===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
2、除杂装置:除去Cl2中少量HCl、水蒸气,可先通入饱和食盐水除去HCl,再通过浓H2SO4(或P2O5或CaCl2)除去水。HCl极易溶于水,而Cl2在饱和食盐水中溶解度很小。
3、验满方法:①观察法:集气瓶中充满黄绿色气体②湿润的淀粉碘化钾试纸(变蓝)或品红试纸(先变红后褪色)。
4、吸收装置:烧杯中盛有NaOH溶液(不能用水代替)。有毒气体必须加以吸收,防止污染空气。氢氧化钠溶液吸收多余的氯气:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
5、实验室制取干燥纯净的氯气可按如下思路设计:
①发生装置→②净化装置→③收集装置→④尾气吸收装置
固+液 气 除去HCl 除去H2O→向上排空法→NaOH溶液吸收。
6、注意事项: ①MnO2在加热条件下,只能与浓盐酸反应,不能与稀盐酸反应,若用足量 MnO2与含4molHCl的浓盐酸充分反应,理论上产生的Cl2<1mol。 ②减少盐酸挥发的措施:①用小火慢慢加热;②用分液漏斗慢慢滴加盐酸。
难点精练
1.在制备和收集的实验过程中,下列装置正确的是
A.制备
B.除去混合气中的
C.排空气法收集
D.尾气吸收
A.A B.B C.C D.D
2.实验室制备一瓶纯净氯气的反应装置如图所示。关于实验操作或叙述正确的是
A.a装置中盛装盐酸的仪器叫长颈漏斗
B.b、c中所盛试剂依次为浓硫酸、饱和食盐水
C.d中黄绿色气体从下往上逐渐充满整个集气瓶
D.e中NaOH溶液可用浓硫酸代替
难点 氯水的成分和性质
1.新制氯水的成分
(1)三分子:Cl2、HClO、H2O;
(2)四离子:H+、Cl-、ClO-、OH-。
2.新制氯水的性质
性质
成分
反应实例
酸性
HCl
CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O 氯水滴入石蕊试液中呈红色
HClO
NaOH+HClO=NaClO+H2O
氧化性
Cl2
Cl2+2FeCl2=2FeCl3、Cl2+Na2SO3+H2O=2HCl+Na2SO4
HClO
杀菌、消毒
漂白性
HClO
使湿润有机色质褪色,如向氯水中滴石蕊试液先变红,后褪色
沉淀性
Cl-
Cl2+Ag++H2O=AgCl↓+H++HClO
不稳定性
HClO
2HClO2HCl+O2↑,氯水要放在棕色试剂瓶中避光保存
难点精练
3.实验表明:将氯水滴加到一片蓝色石蕊试纸上,会出现如图所示的半径慢慢扩大的内外两个圆环,下列有关说法中正确的是
A.内环呈白色,体现了氯水的酸性
B.外环呈现的红色主要由HClO与石蕊作用形成
C.内外环上颜色差异的原因可能是比HClO扩散速度快
D.将该蓝色石蕊试纸放入干燥的氯气中也能出现相同的现象
4.某兴趣小组利用数字化实验测定光照过程中氯水的pH、氯水中氯离子的浓度、广口瓶中氧气的体积分数三者的变化,实验结果如下图所示。下列说法正确的是
(已知:浓度越大,pH值越小)
A.随着对氯水光照时间的延长,盐酸浓度在减小
B.氯水久置变无色,主要原因是光照导致氯气逸出
C.随着对氯水光照时间的延长,氯水的漂白性将增强
D.此实验可以说明氯气溶于水不止有物理变化,还有化学变化
难点 氧化性和还原性强弱比较
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.依据金属性、非金属性比较
3.根据反应条件来判断
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:
→
4.根据氧化产物的价态高低判断
当变价的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时,可由氧化产物元素价态的高低来判断氧化剂氧化性的强弱。即在相同条件下,使还原剂价态升得越高,则氧化剂的氧化性越强。
例如:2Fe+3Cl22FeCl3 Fe+SFeS
氧化性:Cl2>S。
判断还原剂还原性的原理类似。
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。
难点精练
5.关于氧化还原反应:,下列说法正确的是
A.X为CO B.转移电子的物质的量是生成X的2倍
C.酸化高锰酸钾可以用HCl D.还原性:H2C2O4>Mn2+
6.在氧化还原反应中,氧化剂的氧化性比氧化产物强,还原剂的还原性比还原产物强,已知X-、Y-、Z-、W-四种离子的还原性强弱顺序为:Y->X->Z->W-,则下列氧化还原反应能发生的是
A.2W-+Z2=W2+2Z- B.2Y-+W2=Y2+2W-
C.2Z-+X2=Z2+2X- D.2X-+Y2=X2+2Y-
难点 价态规律及应用
1.高低规律
(1)内容:元素在物质中所处的价态,决定该元素的氧化性或还原性。
一般来说,元素处于最高价态时,只有氧化性(如KMnO4、HNO3等);
元素处于最低价态时,只有还原性(如S2-、Br-等);
元素处于中间价态时,既有氧化性又有还原性(如Fe2+、SO2等)。
(2)应用:预测物质的氧化性和还原性。
2.归中规律
(1)内容:同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时,高价态+低价态―→中间价态,即“只靠拢,不交叉”“就近变价”。
(2)图示表达如下:
(3)应用:同种元素的物质间发生氧化还原反应时,氧化产物、还原产物的判断,电子转移总数的计算。
3.歧化规律
(1)内容:氧化还原反应中,有元素化合价升高,必然有元素化合价降低。歧化反应时,某元素的中间价态―→高价态+低价态。
(2)应用:判断反应物和产物中同种元素价态的高低,计算电子转移的数目。
难点精练
7.有下列三个反应:
①
②
③
下列说法正确的是
A.①②③中的氧化产物分别是、、
B.根据以上方程式可以得到氧化性强弱顺序:
C.可以推理得到
D.在反应③中,当参加反应时,有2 mol HCl被氧化
8.已知:氧化还原反应可看成由两个半反应组成,每个半反应具有一定的电极电势(用“E”表示),E越高则对应电对中氧化型物质的氧化性越强,E越低则对应电对中还原型物质的还原性越强。下表为部分电对的电极电势。
氧化型/还原型
电极电势(E/V)
1.36
0.54
0.77
0.151
1.51
根据表格数据分析,下列说法正确的是
A.还原性:
B.氧化性:
C.向溶液中滴加溶液,能发生反应:
D.向酸性溶液中,滴加溶液,只有能发生反应
难点 碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别方法
(1)加热法:利用NaHCO3固体受热易分解,Na2CO3不易分解,将固体置于试管中加热,能产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3。
(2)沉淀法:各取少量固体溶于水,再分别滴加稀BaCl2或CaCl2或Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀生成的是Na2CO3。
(3)测pH法:配成相同物质的量浓度的两溶液,pH较大的是Na2CO3。
(4)测生成气体快慢法:各取少量固体于试管,加适量水溶解,分别滴加稀盐酸,立刻有气体产生的是NaHCO3,开始无现象,后有气体产生的是Na2CO3。
难点精练
9.为了鉴别和两种白色固体,设计如下几种实验方案。下列说法错误的是
A.图Ⅰ:气球鼓起体积较小的是
B.图Ⅱ:澄清石灰水变浑浊一侧的是
C.图Ⅲ:温度升高的是
D.图Ⅳ:产生白色沉淀的是
10.下列除去杂质的方法中,正确的是
选项
物质(括号内为杂质)
除杂方法
A
溶液
加入适量的溶液、过滤
B
通过饱和溶液洗气、干燥
C
固体
空气中加热
D
碱石灰
A.A B.B C.C D.D
难点 Na2O2与CO2和H2O反应探究
物质的量的关系
无论是CO2或H2O(g)的单一物质还是二者的混合物,通过足量的Na2O2时,CO2或H2O(g)与放出O2的物质的量之比均为2∶1,即气体减小的体积等于生成O2的体积。
固体质量关系
相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”,H2O中的“H2”;可以看作发生相应的反应:Na2O2+CO===Na2CO3、Na2O2+H2===2NaOH(实际上两反应不能发生)。
先后顺序关系
一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O(g)的混合物的反应,解决问题时可视作Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完成后,Na2O2再与H2O发生反应。
电子转移关系
两反应都是Na2O2自身发生氧化还原反应,每有1 mol O2生成时,转移的电子均为2 mol。 关系式为:2Na2O2~O2~2e-。
难点精练
11.用下图所示装置进行实验,证明过氧化钠可在呼吸面具和潜水艇中作供氧剂。其中A是制取CO2的装置。下列说法错误的是
A.制取时,锥形瓶中的物质可以为碳酸钙、碳酸钠
B.装置B的作用是吸收挥发出的HCl和水蒸气
C.F中收集的气体能使带火星的木条复燃,则证明可作供氧剂
D.装置C中每生成1 mol 时转移2 mol电子
12.对于反应:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,下列说法中正确的是
A.Na2O2是氧化剂,H2O是还原剂
B.Na2O2既是氧化剂,又是还原剂
C.2个Na2O2参加反应时电子转移的数目为4个
D.每18 g H2O与足量Na2O2反应,则固体增重4 g
难点 离子方程式正误判断方法
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。
(2)NaHCO3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。
难点精练
13.下列离子方程式书写正确的是
A.向Na2CO3溶液滴加少量盐酸:
B.向溶液通入过量
C.Cl2的尾气处理装置中:Cl2 + 2OH- = Cl- + ClO- + H2O
D.Na与CuSO4溶液反应:2Na + Cu2+ = Cu + 2Na+
14.下列离子方程式中,正确的是
A.溶液和溶液反应至中性:
B.向溶液中通入足量:
C.向溶液中加入少量Na单质:
D.向中投入固体:
难点 离子共存
1.分析离子能否大量共存必备知识
(1)中学常见的六种有颜色的离子
MnO (紫红色)、 Cu2+ (蓝色)、 Fe3+ (棕黄色)、 Fe2+ (浅绿色)、 Cr2O (橙色)、 CrO (黄色)
(2)常见的表示溶液呈酸性的表述
①pH=1的溶液(常温下);
②使pH试纸变 红 的溶液;
③使甲基橙呈 红色 的溶液;
④与镁粉反应放出 H2 的溶液;
(3)常见的表示溶液呈碱性的表述
①pH=14的溶液(常温下);
②使pH试纸变 蓝 的溶液;
③使酚酞试液变 红 的溶液;
(4)常见的表示溶液可能呈酸性也可能呈碱性的表述
①与铝粉反应放出 H2 的溶液;
②与NH4HCO3反应能产生气体的溶液。
2.判断离子能否大量共存的“四个要点”
判断离子能否大量共存的“四个要点”,关键是看“一色、二性、三特殊、两反应”。
(1)一色——溶液颜色,无色溶液中不存在 有色 离子。
(2)二性——溶液的酸碱性:
①在强酸性溶液中, OH- 及弱酸根离子(如CO、SO、S2-、CH3COO-等)均不能大量存在;
②在强碱性溶液中, H+ 及弱碱阳离子(如NH、Al3+、Mg2+、Fe3+等)均不能大量存在;
③弱酸的酸式酸根离子(如HCO、HSO、HS-等)在强酸性和强碱性溶液中均不能大量存在。
(3)三特殊——三种特殊情况:
①[Al(OH)4]-与HCO不能大量共存,发生反应的离子方程式为[Al(OH)4]-+HCO=== Al(OH)3↓+CO+H2O 。
②“NO+H+”组合具有强氧化性,能与S2-、Fe2+、I-、SO等具有还原性的离子发生 氧化还原 反应而不能大量共存。
③NH与CH3COO-、CO,Mg2+与HCO等组合中,虽然两种离子都能水解且水解相互促进,但总的水解程度仍很小,它们在溶液中能大量共存。
(4)两反应——离子不能大量共存的两种反应类型:
①发生复分解反应
离子间因发生反应生成沉淀而不能大量共存。常见的离子组有:H+与 SiO ; OH- 与Mg2+、Al3+、Cu2+、Fe2+、Fe3+等;Ag+与 Cl- 、Br-、I-等; SO(或CO) 与Ba2+、Ca2+、Ag+等。
离子间因发生反应生成弱电解质而不能大量共存。常见的离子组有: H+ 与OH-、CH3COO-、F-、ClO-等。
离子间因发生反应生成气体而不能大量共存。常见的离子组有: H+ 与CO、HCO、SO等;加热条件下,OH-与 NH 。
②发生氧化还原反应
离子间因发生氧化还原反应而不能大量共存。常见的离子组有:在酸性条件下,MnO或 NO 与Fe2+、I-等。
难点精练
15.在指定条件下,下列各组离子能大量共存的是
A.新制氯水中:、、、
B.澄清透明的溶液中:、、、
C.与铁反应放出氢气的溶液:、、、
D.溶液中:、、、
16.在澄清透明的溶液中能大量共存的离子组是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
难点 与量有关离子方程式书写
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。
难点精练
17.下列离子方程式书写正确的是
A.碳酸镁与稀硫酸反应:
B.将少量通入过量的溶液中:
C.饱和碳酸钠溶液中通入过量:
D.溶液与溶液恰好中和:
18.下列离子方程式中书写正确的是
A.向中滴加少量稀盐酸:
B.向溶液中通入少量:
C.向水中通入少量:
D.向水中投入少量:
难点 粗盐提纯
1.除去粗盐中可溶性杂质的原理
2.除杂路线
难点精练
19.从海水中得到的粗盐往往含有可溶性杂质(主要有Na2SO4、MgCl2、CaCl2)和不溶性杂质(泥沙等),必须进行分离和提纯后才能使用,粗盐提纯的部分流程如图所示,下列说法正确的是
A.溶液a、b、c依次为BaCl2溶液、Na2CO3溶液、稀盐酸
B.操作Ⅱ需要使用漏斗
C.配制450mL1.0mol/LNaCl溶液时需要用托盘天平称量26.3g精盐
D.精盐是重要的化工原料,侯氏制碱法第一步需向饱和食盐水中依次通入二氧化碳、氨气
20.用海水得到的粗盐中含有较多杂质(如不溶性的泥沙,可溶性的CaCl2、MgCl2以及一些硫酸盐等),粗盐提纯的流程如图所示。下列说法错误的是
A.操作⑤用到的玻璃仪器有玻璃棒、漏斗、烧杯
B.步骤②所加X溶液和步骤④所加Y溶液的顺序可以调换
C.步骤⑥加入盐酸的目的是除去过量的NaOH和Na2CO3
D.X溶液是过量的氯化钡溶液
考点 实验室制氯气
▌例1 实验室制取少量氯水并探究其性质。下列实验装置和实验操作能达到实验目的的是
A.制取
B.制取氯水
C.处理尾气
D.测氯水的
A.A B.B C.C D.D
▌迁移练1-1 某化学小组用如图所示装置制取氯气,下列说法不正确的是解题要点
有气体参加的探究实验模板
A.在集气瓶的导管口处放一片湿润的蓝色石蕊试纸,可以检验是否有氯气逸出
B.为了防止氯气污染空气,必须进行尾气处理
C.该装置图中至少存在两处明显错误
D.该实验中收集氯气的方法不正确
▌迁移练1-2 利用下图所示装置进行实验,先向W形管中通入N2,一段时间后,再用注射器向其中加入浓盐酸,当Cl2充满整个W形管后点燃酒精灯。下列说法不正确的是
A.①处固体为MnO2
B.②处试纸变蓝,说明氧化性:Cl2>I2
C.③处可观察到钠块剧烈燃烧,且产生大量白烟
D.④处碱石灰可以起到吸收尾气,防止污染空气的作用
考点 氯碱工业
▌例2 以电解饱和食盐水为基础制取氯气和烧碱等产品的工业被称为氯碱工业。氯碱工业中的“碱”指的是
A. B. C.NaOH D.
▌迁移练2-1 工业上采用电解饱和食盐水的方法制备:。下列说法正确的是解题要点
1.饱和食盐水必须精制,不能直接粗盐水电解。
2.粗食盐水中杂质Ca2+、Mg2+、SO必须提前精制除去杂质。危害:生成氢氧化物沉淀堵塞交换膜,降低电解效率。
3.除杂顺序:BaCl₂→Na₂CO₃→NaOH→过滤→盐酸(Na₂CO₃在 BaCl₂后,盐酸最后除过量碱)
4.气体导出顺序:氢气易燃,阴极H₂需单独收集,远离氯气,严禁密闭混合。
A.发生了氧化反应
B.若消耗,则会生成还原产物
C.纯净的能在中安静地燃烧,产生大量白烟
D.该反应的电子转移情况可表示为
▌迁移练2-2 氯碱工业通过电解饱和食盐水制备氯气:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;下列有关氯碱工业的说法不正确的是
A.工业上可利用生成的H2和Cl2制盐酸
B.每生成1个Cl2转移电子数为2
C.获得的主要产品除Cl2外,还有烧碱和H2
D.工业上可用澄清石灰水吸收Cl2联合生产漂白粉
考点 氯气与单质的反应
▌例3 .如图是氢气在氯气中燃烧的示意图。下列有关该实验的说法错误的是
A.集气瓶中氯气有刺激性气味 B.氢气在氯气中燃烧火焰呈无色
C.燃烧过程中集气瓶口会产生大量白雾 D.该实验能充分说明燃烧不一定有氧气参加
▌迁移练3-1 自被发现至今,已在医药、农药、化学工业等方面获得广泛应用。下列关于性质的说法正确的是解题要点
(1)闻气体时的操作方法如右图所示。用手轻轻在集气瓶口扇动,使极少量的气体飘进鼻孔。
(2)低温和加压的条件下,氯气(Cl2)可转变为液态(称为液氯)和固态,二者都是纯净物。
(3)氯气有毒,人吸入少量氯气会使鼻和喉头的黏膜受到刺激,引起咳嗽和胸部疼痛,吸入大量氯气会中毒致死。因此做氯气相关实验时要注意安全。
A.纯净的在中燃烧发出淡蓝色火焰
B.金属钠在中燃烧,发出黄光,产生棕黄色的烟
C.铜丝在中剧烈燃烧,产物为
D.铁丝在中的燃烧产物溶于水,可形成浅绿色溶液
▌迁移练3-2 下列氯化物中,既能由金属和氯气直接制取,又能由金属和盐酸直接制取的是
A. B. C. D.
考点 氯气与水的反应及氯水性质的多重性
▌例4 下列说法不正确的是
A.新制氯水的氧化性强于久置氯水,但酸性较弱
B.氢气在氯气中安静地燃烧,发出苍白色火焰
C.新制氯水均能使淀粉-KI试纸变蓝
D.氯水和液氯均属于混合物
▌迁移练4-1 实验表明:将氯水滴加到一片蓝色石蕊试纸上,会出现如图所示的半径慢慢扩大的内外两个圆环,下列有关说法中正确的是解题要点
(1)实验室中氯水需现用现配。保存氯水时,应避免光照、受热,实验室通常将氯水置于棕色试剂瓶中密封保存。
(2)光照氯水,浅黄绿色逐渐褪去,溶液的pH逐渐减小(HClO能转化为强酸HCl):2HClO2HCl+O2↑。
(3)Cl2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又将变色后的石蕊试纸氧化褪色(漂白)。
A.内环呈白色,体现了氯水的酸性
B.外环呈现的红色主要由HClO与石蕊作用形成
C.内外环上颜色差异的原因可能是比HClO扩散速度快
D.将该蓝色石蕊试纸放入干燥的氯气中也能出现相同的现象
▌迁移练4-2 在氯水中存在许多分子和离子,它们在不同的反应中表现各自的性质,下列的实验和结论一致且正确的是
A.加入金属镁产生气泡,说明溶液中有HClO分子的存在
B.先加入盐酸酸化,再加入硝酸银溶液产生白色沉淀,说明氯水中有的存在
C.溶液呈浅黄绿色,且有刺激性气味,说明溶液中有的存在
D.加入氢氧化钠溶液,氯水浅黄绿色消失,说明溶液中有HClO分子的存在
考点 氯气与碱的反应及次氯酸盐的性质
▌例5 在反应中,还原剂与氧化剂的物质的量之比为
A.1:5 B.1:3 C.5:1 D.3:1
▌迁移练5-1 用如图装置探究的性质,其中红纸①是干燥的,红纸②~④分别用表中的试剂润湿。向中心粉末上滴加盐酸,产生大量黄绿色气体,红纸变化情况如下表:解题要点
(1)在Cl2与碱溶液的反应中,Cl2既是氧化剂又是还原剂。
(2)漂白液、漂白粉和漂粉精既可作漂白棉麻、纸张的漂白剂,又可用作游泳池等场所的消毒剂。
红纸编号
试剂
红纸变化
①
—
不褪色
②
蒸馏水
逐渐褪色
③
饱和食盐水
褪色非常缓慢
④
溶液
快速褪色
下列对于该实验的分析正确的是
A.与盐酸反应时,盐酸只体现还原性
B.对比①②的现象,说明红纸褪色涉及的反应是
C.对比①②③的现象,说明氯气不能与饱和食盐水反应生成漂白性物质
D.对比②④的现象,说明的存在有利于漂白性物质快速生成
▌迁移练5-2 用可以制备具有漂白作用的次氯酸盐,下列说法错误的是
A.漂粉精的有效成分是
B.日常生活中,NaClO溶液比HClO溶液稳定
C.一般将“84”消毒液与“洁厕灵”(主要成分稀盐酸)混合使用
D.将通入NaOH溶液中,可以得到以NaClO为有效成分的漂白液
考点 氧化性、还原性强弱比较
▌例6 有下列三个反应:
①
②
③
下列说法正确的是
A.①②③中的氧化产物分别是、、
B.根据以上方程式可以得到氧化性强弱顺序:
C.可以推理得到
D.在反应③中,当参加反应时,有2 mol HCl被氧化
▌迁移练6-1 已知反应:,下列说法正确的是解题要点
物质氧化性和还原性比较的一般思路
A.浓盐酸全部表现还原性
B.生成3个Cl2转移的电子数为6个
C.氧化产物和还原产物的个数比为5:1
D.可以利用氯气的漂白性漂白发黄的衣服
▌迁移练6-2 下列说法正确的是
A.得电子越多,氧化性越强
B.,此反应中氧化性:
C.中的硫元素化合价是价,处于硫的最高价,因此的氧化性一定很强
D.氧化性:,则溶液中可发生反应:
考点 氧化还原反应规律及应用
▌例7 已知:①(浓)、
②、③;
由此判断,下列说法正确的是
A.氧化性:
B.一定条件下,反应能够发生
C.反应②中,既是氧化产物又是还原产物
D.反应①中,氧化剂与还原剂的个数之比为
▌迁移练7-1 化学上常用标准电极电势(氧化型/还原型)比较物质的氧化还原能力。已知:值越高,氧化型物质的氧化能力越强;值越低,还原型物质的还原能力越强,值与体系的pH有关。解题要点
多步连续氧化还原反应的得失电子守恒关系
(1)有些试题涉及的氧化还原反应较多,关系较复杂,解答问题时,可以不追究中间反应过程,只要把物质分为初态和终态,从得电子与失电子两个方面考虑,由得失电子守恒列关系式。
(2)如一定量的铜与足量的稀硝酸恰好完全反应,将产生的NO与标准状况下5.6 L的O2混合后通入水中,NO完全被吸收,则铜与通入O2的物质的量关系为n(Cu)=2n(O2)。
酸性介质
碱性介质
氧化型/还原型
+1.69
+1.36
+0.77
+1.42
-0.5
+0.84
根据表格数据,下列说法错误的是
A.可用于制备
B.还原性:弱于
C.向硫酸酸化的含0.2mol 的溶液中加入0.1mol ,无黄绿色气体产生
D.反应能发生
▌迁移练7-2 .在和的混合溶液中加入铁粉,充分反应。下列说法正确的是
A.若无固体剩余,则反应后的溶液中肯定含有和
B.若有固体剩余,则固体混合物中肯定含有
C.若有固体剩余,则反应后的溶液中可能含有
D.若有固体剩余,则反应后的溶液中肯定含有,可能含有,肯定不含
考点 钠与溶液的反应
▌例8 下列离子方程式书写正确的是
A.向Na2CO3溶液滴加少量盐酸:
B.向溶液通入过量
C.Cl2的尾气处理装置中:Cl2 + 2OH- = Cl- + ClO- + H2O
D.Na与CuSO4溶液反应:2Na + Cu2+ = Cu + 2Na+
▌迁移练8-1 下列关于钠参与反应的说法,不正确的有解题要点
金属钠与水、酸、盐溶液反应现象
1.共性:浮:钠浮在液面上;熔:钠熔化成光亮的小球;游:在液面上不停地游动直至反应完;响:反应中不停地发出“嘶嘶”的响声。
2.差异性:与酸反应时,由于溶液中H+浓度较大,反应比钠与水剧烈,最后钠可能在液面上发生燃烧;与盐溶液反应时,还可能会生成沉淀(如生成难溶碱)、气体(NH3)等。
①将小块的钠投入滴有紫色石蕊溶液的水中,反应后溶液变红
②将钠投入稀盐酸中,钠先与水反应,后与HCl反应
③与足量钠充分反应,一定转移
④将钠加入到硫酸铜溶液中,能置换出铜
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
▌迁移练8-2 将钠投入下列溶液中,既有气体产生又有白色沉淀生成的是
A.稀盐酸 B.CuSO4溶液 C.饱和澄清石灰水 D.NaCl溶液
考点 侯氏制碱法
▌例9 我国化学家侯德榜发明了联合制碱法,对世界制碱工业做出了巨大贡献,其流程如下图所示。
下列说法不正确的是
A.此流程中的“氨化”和“碳酸化”操作顺序不可替换
B.“碳酸化”过程会放出大量热,高温有利于析出
C.“冷却”过程中产生的副产品可用作化肥
D.“煅烧”过程中产生的可以循环利用
▌迁移练9-1 我国化学家发明了侯氏制碱法,为我国化工事业的发展做出了卓越贡献,其主要过程如下图,结合该流程,解题要点
概括为:
(1)先在冷却的条件下将氨气通入到饱和食盐水中,再通入CO2。
(2)主要反应原理:产生NaHCO3的反应:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。
产生Na2CO3的反应:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O(CO2可以循环利用)。
(3)循环Ⅰ的设计使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上。
(4)向母液中通氨气,加入细小食盐颗粒,冷却析出副产品,通氨气的作用:增大NH的浓度,使NH4Cl更多地析出、使NaHCO3转化为Na2CO3,提高析出的NH4Cl纯度
实验室模拟“侯氏制碱法”,下列操作未涉及的是
A. B.
C. D.
▌迁移练9-2 实验室模拟侯氏制碱法的工艺流程如图所示。下列说法错误的是
A.加热分解得到 B.向饱和食盐水中先通入后通入氨气
C.该反应利用了溶解度小的特点 D.检验可以用硝酸酸化的溶液
考点 离子方程式正误判断
▌例10 下列离子方程式书写正确的是
A.石灰乳中滴加碳酸钠溶液:
B.用稀H2SO4溶解鸡蛋壳:
C.Cu与AgNO3溶液反应:Cu+Ag+=Cu2++Ag
D.向Ba(OH)2溶液中滴入过量的NaHCO3溶液:
▌迁移练10-1 下列离子方程式正确的是解题要点
(1)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。
(2)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。
A.钠与水反应:
B.用食醋除水垢的原理:
C.小苏打治疗胃酸过多的反应:
D.用碘化钾和硫酸检验加碘食盐中的碘:
▌迁移练10-2 除去漂白粉溶液中的Ca(OH)2反应为Ca(OH)2+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca+2H2O。下列有关电离方程式正确的是
A.Ca(OH)2Ca2++2OH- B.CH3COOHCH3COO-+H+
C.(CH3COO)2Ca=Ca2++(CH3COO) D.H2O2H++O2-
考点 海洋化学资源的综合利用
▌例11 工业上制备相关物质涉及的反应原理及部分流程较为合理的是
A.制取镁:海水
B.制碘:干海带(稀溶液)
C.制溴:浓缩海水(稀溶液)高纯
D.工业制取漂白粉:浓盐酸漂白粉
▌迁移练11-1 从海水中提取溴、镁是海水综合利用的重要方向。主要工艺如下:解题要点
反萃取法提取碘
已知:常压下,Br2的沸点59℃。
下列说法不正确的是
A.试剂①可选用Ca(OH)2,试剂②可选用盐酸
B.每提取1molBr2,理论上消耗44.8LCl2(标准状况下)
C.热空气的最佳温度为100~120℃
D.电解熔融MgCl2的化学方程式:
▌迁移练11-2 海带中有碘元素,从海带中提取碘的实验过程如图一所示,高中化学常用实验装置如图二所示,下列说法正确的是
A.用图二的装置可以完成海带中提取碘的实验
B.海带灰中有硫酸盐、碳酸盐等,在实验步骤②③中实现与碘元素分离
C.步骤④不可用替换,这是因为
D.碘是人体必需的微量元素,对维持甲状腺功能至关重要,因此常在食盐中加入碘单质预防甲状腺肿大等
基础达标
1.(25-26高一上·天津滨海新区·阶段检测)氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质,它具有较强的氧化性,下列叙述中不正确的是
A.铁与氯气在加热的条件下生成氯化铁
B.氯气具有漂白性
C.氯气能与水反应生成次氯酸和盐酸,光照新制氯水有气泡逸出,该气体是氧气
D.纯净的氢气在氯气中安静地燃烧,发出苍白色火焰
2.(24-25高一上·江苏南京·期中)下列实验室制备氯气的实验装置及用途错误的是
A.制备装置
B.除杂装置
C.收集装置
D.尾气处理装置
A.A B.B C.C D.D
3.(24-25高一上·山东枣庄·阶段检测)将足量的新制氯水分别滴加到下列溶液或滤纸上,对所观察到的现象描述合理一组是
AgNO3溶液
蓝色石蕊试纸
Na2CO3溶液
A
产生沉淀
变红后无现象
有气泡
B
无明显现象
变红后无现象
产生沉淀
C
产生沉淀
先变红后褪色
有气泡
D
产生沉淀
先变红后褪色
产生沉淀
A.A B.B C.C D.D
4.(25-26高一上·海南海口·阶段检测)25℃时,在浓溶液中通入过量,充分反应后,可通过调控温度从反应后的固液混合物中获得和固体。已知:、、溶解度(S)随温度变化关系如图。
下列说法不正确的是
A.通入后开始发生反应:
B.25℃时,随反应进行先析出
C.在冷却结晶的过程中,大量会和一起析出
D.实验室中可用酸性高锰酸钾和浓盐酸制氯气
5.(25-26高一上·江西宜春·期中)下列变化中,必须加入合适的氧化剂才能实现的是
A. B.
C. D.
6.(24-25高一上·全国·课后作业)已知在酸性溶液中,下列物质氧化KI生成,自身发生如下变化:;;;。则生成1分子需要下列粒子的数目最少的是
A. B. C. D.
7.(25-26高一上·广东茂名·阶段检测)下列关于钠及其化合物的说法正确的是
A.中的阴、阳离子数目之比为1∶2,中的阴、阳离子数目之比为1∶1
B.不能用澄清石灰水鉴别纯碱和小苏打
C.将金属钠投入水中,生成氢氧化钠,同时放出
D.钠与硫酸铜溶液可以反应并置换出铜单质
8.(25-26高一上·广东惠州·阶段检测)下列有关和性质的说法中,正确的是
A.向饱和溶液中通入过量,最终有白色沉淀生成
B.用澄清石灰水可以鉴别碳酸钠和碳酸氢钠溶液
C.相同条件下,溶液的碱性比溶液的碱性弱
D.等质量的固体分别与足量的相同浓度的盐酸反应时产生的速率:
9.(25-26高一上·福建宁德·阶段检测)下列离子方程式,书写正确的是
A.溶液中通入:
B.醋酸溶液与水垢中的碳酸钙反应:
C.向碳酸氢钠溶液中滴加盐酸:
D.澄清石灰水与碳酸钠溶液反应:
10.(24-25高一下·北京通州·期末)海洋中蕴含丰富的资源,利用海水提取溴和镁的过程如下图所示。
下列说法正确的是
A.海水提溴的关键环节“富集”的主要目的是将Br-转化为Br2
B.步骤⑤中SO2和水可用Na2CO3溶液代替,其他步骤不变仍能实现溴的吸收
C.步骤①中若加入的石灰乳不能用石灰水代替
D.步骤⑨中发生的离子方程式为:
能力进阶
11.(25-26高一上·广东汕头·期末)绿色微型实验是未来发展趋势。下图为氯气的制备及性质一体化实验微型装置,以下说法正确的是
A.将装置中的KMnO4换成MnO2也能达到相同的实验目的
B.NaOH溶液可用澄清石灰水代替
C.淀粉-KI试纸在实验前后无明显变化
D.该实验能证明氯气具有氧化性,其水溶液有酸性、漂白性
12.(25-26高一上·江西·阶段检测)下列选项描述与对应图像相符的是
A.图①为新制氯水在阳光直射时,溶液中浓度随着时间变化的曲线
B.图②为含等物质的量与NaOH的混合液中滴加盐酸产生的图像
C.图③为溶液中滴加溶液的导电性变化图像
D.图④为混合液,各离子物质的量随氯气通入的变化图像,b代表的是
13.(25-26高一上·河南郑州·阶段检测)下列每组中各有两个反应①和②,其中反应①和②的离子方程式完全相同的一组为
A.反应①:少量氯气通入溶液中;反应②:少量氯气通入溶液中
B.反应①:固体和稀盐酸;反应②:固体和稀硫酸
C.反应①:溶液与少量的NaOH溶液反应;反应②:溶液与过量溶液反应
D.反应①:沉淀溶于HCl溶液中;反应②:沉淀溶于HI溶液中
14.(24-25高一下·山东·期中)用氧化法从海带中提碘的流程如下图所示。
已知:
下列关于所选仪器及使用方法错误的是
A.将海带灼烧成灰 B.水浸出 C.过滤得含溶液 D.升华得
15.(25-26高一上·山东泰安·期末)氯的许多化合物既是重要的化工原料,又是高效、广谱的灭菌消毒剂。
(1)为黄绿色气体,在实验室中常用与浓盐酸反应制取,其化学方程式为_______,其中浓盐酸体现_______性。
(2)①某同学拟用次氯酸钙和浓盐酸制备并收集纯净的氯气,反应原理为:(未配平),在下图虚线框内选用的发生装置是_______(填“甲”“乙”或“丙”)。
②Ⅲ为氯气的收集装置,氯气应从_______(填“m”或“n”)口通入。
③Ⅳ中反应的离子方程式为_______。
④图中缺少氯气的干燥装置,下列试剂不能用于干燥氯气的是_______(填字母)。
A.浓硫酸 B.碱石灰 C.无水
(3)亚氯酸钠是一种高效的消毒剂和漂白剂。Mathieson法制备亚氯酸钠的流程如图:
不用写方程式推断,反应I中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______,反应Ⅱ中的氧化产物是_______。
16.(25-26高一下·河南濮阳·开学考试)钠元素及其化合物在生产生活中被广泛应用。请回答下列问题:
(1)实验室少量的钠保存在_______中。
(2)某科研小组欲探究KMnO4溶液与金属钠的反应。
【配制溶液】
①在实验室配制400mL 0.12mol/L的KMnO4溶液需要的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、量筒、_______。
【探究颜色】
取适量0.12mol/L的KMnO4溶液于烧杯中,加入一颗绿豆大小的钠,剧烈反应,溶液逐渐变为浅绿色(浅绿色为溶液中的颜色),研究人员提出了两种猜想:
猜想1:生成的H2使KMnO4溶液变为浅绿色。
猜想2:生成的NaOH使KMnO4溶液变为浅绿色。
②甲同学设计如图装置进行实验。
实验过程中,观察到圆底烧瓶内溶液变为浅绿色,广口瓶内溶液颜色_______(填“有”或“无”)明显变化,证明猜想1错误。
③乙同学取适量0.12mol/L的KMnO4溶液于试管中,滴加NaOH溶液,发现溶液变为浅绿色并有气体产生,证明猜想2正确,该气体名称为_______。
(3)将1mol CO2气体缓慢通入含3mol NaOH的水溶液中,向所得溶液中逐滴滴加一定物质的量浓度的稀盐酸,下列图像符合产生的气体体积V(CO2)与加入盐酸的体积V(盐酸)的关系的是_______(填选项字母)。Oa段依次发生反应的离子方程式有_______、_______。
A. B.
C. D.
(4)将1.68g NaHCO3,0.78g Na2O2的混合物在密闭容器中加热,充分反应后,只得到一种固体化合物,该固体化合物的质量为_______g。
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专题3 从海水中获得的化学物质
复习要点
1.学会实验室制取氯气的方法,通过分析、推理,设计并完成实验。
2.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解氯及其重要化合物的主要性质。
3.了解氧化还原反应的本质是电子转移。
4.知道常见的氧化剂和还原剂。
5.设计实验探究钠与氯气、水的反应,会分析钠与酸、盐溶液的反应。
6.通过实验探究,了解碳酸钠和碳酸氢钠的主要性质,了解它们在生产、生活中的应用。7.认识酸、碱、盐等电解质在水溶液中或熔融状态下能发生了电离。
8.通过实验事实认识离子反应及其发生的条件。
9.通过实验探究,了解溴及其重要化合物的主要性质。
复习重难点
重点:掌握氯气的实验室制法;氯气的性质及次氯酸的性质;氧化还原反应的判断;和过氧化钠的性质;碳酸钠和碳酸氢钠的性质及用途;离子方程式书写及判断;
难点:氯气与碱的反应;氧化还原反应的规律及应用;钠与水(滴有酚酞)反应与钠和盐溶液的反应;离子方程式书写
要点 氯元素的存在与发现、氯气的性质
1.氯元素的存在与发现
(1)氯元素只以化合态存在于自然界。主要以NaCl、MgCl2、CaCl2等形式大量存在于海水中,还存在于陆地的盐湖和盐矿中。人体体液中的Cl-(和Na+)来自食物和食盐(重要的 调味剂)。
(2)发现:1774年,瑞典化学家舍勒将软锰矿与浓盐酸混合加热,意外发现产生一种具有强烈刺激性气味的黄绿色气体。1810年,英国化学家戴维经过实验研究,将其命名为氯气。反应的化学方程式:
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
2.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
3.氯气的氧化性
氯元素位于元素周期表中第 三 周期第 ⅦA 族,其原子结构示意图为 ,氯原子很容易得到1个电子形成具有8电子稳定结构的Cl- ,因此,氯气具有很强的 氧化性 。
(1)与金属反应:与变价金属反应生成高价金属氯化物。
①与钠反应:2Na+Cl22NaCl 现象:剧烈燃烧,放出大量的热,产生黄色火焰,冒白烟
②与铜反应:Cu+Cl2CuCl2 现象:剧烈燃烧,放出大量的热,产生棕黄色烟
③与铁反应:2Fe+3Cl22FeCl3 现象:剧烈燃烧,放出大量的热,产生棕褐色烟
(2)与非金属反应:
与H2反应:H2+Cl22HCl。
①点燃: 现象:安静燃烧,产生苍白色火焰,瓶口有白雾
②光照: 现象:发生爆炸
(3)与某些还原性化合物反应
①亚铁盐溶液:2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
②溴化物溶液:Cl2+2Br-2Cl-+Br2
③碘化物溶液:Cl2+2I-2Cl-+I2
④ SO2通入氯水中:SO2+Cl2+2H2O = 4H++SO42-+2Cl-
4.歧化反应
氯气与水或碱反应,氯的化合价既有升高又有降低,因而氯气既表现氧化性又表现还原性。
(1)与水反应:Cl2+H2OHCl+HClO 离子反应:Cl2+H2OH++Cl-+HClO
现象:氯气部分溶于水,得到黄绿色溶液
(2)与碱的反应:Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O 离子反应:Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O
特别提醒
(1)氯气是很活泼的非金属单质,具有很强的氧化性。
①氯气能与绝大多数金属反应,一般把变价金属(如Fe、Cu)氧化到高价态。
②氯气能与许多还原性化合物反应,如FeCl2溶液、KI溶液、SO2水溶液等。
(2)燃烧是指发光发热的剧烈的化学反应。它强调的是①发光,发热;②反应剧烈;③实质是剧烈的氧化还原反应;④不一定要有氧的参加。
(3)描述现象时,固体小颗粒分散在空气中形成“烟”,液体小液滴分散在空气中形成“雾”。
(要点速测
1.下列关于氯的说法正确的是
A.氯气泄漏,可用浸有NaOH溶液的毛巾捂住口鼻,逃离现场
B.向新制氯水中滴入几滴石蕊溶液,溶液先变红后褪色
C.红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧,生成白色的烟
D.氯元素在自然界中既有游离态又有化合态存在
【答案】B
【解析】A.为强腐蚀性强碱,会损伤皮肤,氯气泄漏应使用浸有肥皂水等弱碱性溶液的毛巾捂住口鼻,A错误;
B.新制氯水中含有使溶液呈酸性,可使石蕊溶液变红,同时含有的具有漂白性,可将变红的石蕊溶液漂白褪色,因此现象为先变红后褪色,B正确;
C.红热铜丝在氯气中燃烧生成,产生棕黄色的烟,而非白色烟,C错误;
D.氯元素化学性质活泼,在自然界中仅以化合态存在,无游离态,D错误;
故选B。
2.下列关于氯气的说法中正确的是
A.氯气在常温下能与铁反应,故不能用铁罐存放液氯
B.点燃氢气和氯气的混合气体可以制取氯化氢
C.氯气氧化性很强,一般都能将金属氧化为它的最高价态
D.氯原子最外层有7个电子,所以氯元素只有-1和+7价
【答案】C
【解析】A.常温或低温条件下,干燥氯气与铁不能反应,故常温下能用铁罐存放液氯,A错误;
B.如果点燃的是氢气和氯气的混合气体,则可能会发生爆炸,B错误;
C.氯气具有强的氧化性,一般都能将变价金属氧化为它的高价态,C正确;
D.氯原子最外层有7个电子,因此最高化合价为+7价,最低为-1价,此外还有0价(Cl2)、+1价(HClO)、+3价(HClO2)、+4价(ClO2)、+5价(HClO3)等多种价态,D错误;
故合理选项是C。
要点 次氯酸及盐的性质
1.次氯酸的性质
HClO的电子式:__;结构式:_H—O—Cl__
①不稳定性:在光照或加热条件下易分解
a.反应:2HClO2HCl+O2↑
b.现象:氯水黄绿色逐渐消失,有气泡产生
c.氯水须现用现配,保存在_棕色瓶__中,置于冷暗处。
②强氧化性:生成的HClO可以用作自来水的杀菌消毒剂,也可作为某些有色物质的漂白剂。
③弱酸性
a.电离方程式:HClOH++ClO-
b.强弱标度:H2CO3>HClO
2.漂白液的制备和性质
①制备原理
a.化学反应:Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
b.离子反应:Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O
②主要成分:NaCl和NaClO,有效成分为NaClO。
③漂白原理:NaClO+H2O+CO2NaHCO3+HClO
3.漂白粉的制备和性质
①制备原理
a.化学反应:2Ca(OH)2+2Cl2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
b.离子反应:所有物质均不能拆分,无法写出离子方程式
②主要成分:Ca(ClO)2和CaCl2,有效成分为Ca(ClO)2
③漂白原理:Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3↓+2HClO
④失效原因
a.吸水吸CO2:Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3↓+2HClO
b.光照分解:2HClO2HCl+O2↑
特别提醒
次氯酸的漂白作用
要点速测
3.验证次氯酸光照分解的产物可以设计成数字化实验,下列图示正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】A.次氯酸光照分解生成和,完全电离出,原氯水中浓度因生成而增大,图示中氯离子浓度减小,A错误;
B.分解生成的为强酸,浓度增大,应降低,图示中先升后降,B错误;
C.为弱电解质,分解生成强电解质,离子浓度增大,电导率随离子浓度增大而增大,最终反应完全后一段时间内电导率稳定,C正确;
D.分解生成,氧气体积分数应逐渐增大,次氯酸完全分解后氧气体积分数保持稳定,图示先减小后增大,D错误;
故选C。
4.下列有关漂白粉和漂白液的说法不正确的是
A.漂白液的有效成分是NaClO,漂白粉的有效成分是
B.制备漂白液的过程中,既作氧化剂又作还原剂
C.漂白粉性质稳定,可以敞口存放
D.漂白粉在空气中久置可能发生氧化还原反应
【答案】C
【解析】A.漂白液的有效成分是NaClO,漂白粉的主要成分是,有效成分是,A正确;
B.制备漂白液是由与氢氧化钠反应,氯元素化合价既升高也降低,所以既作氧化剂又作还原剂,B正确;
C.漂白粉的性质相对于HClO来说比较稳定,但在敞口存放过程中,会发生反应:,,使漂白粉逐渐失效,C错误;
D.漂白粉在空气中久置发生的化学方程式为,,既有复分解反应,又有氧化还原反应,D正确。
故选C。
要点 氯气的制备
1.氯气的实验室制法
实验原理
阴离子氧化法:用强氧化性物质(如MnO2、KMnO4等)将浓盐酸中的-1价的氯氧化。
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(盐酸表现:还原性和酸性,被氧化的HCl占反应总量的1/2)
装置类型
固+液气(如用KMnO4则为:固+液―→气)
气体净化
Cl2(HCl、水蒸气)Cl2
气体收集
向上排空气法或排饱和食盐水法
尾气处理
用NaOH溶液吸收,离子方程式为:Cl2+OH-=Cl-+ClO-+H2O
气体验满
用湿润的KI淀粉试纸:试纸变蓝色
根据氯气的颜色判断:瓶中充满黄绿色气体
装置图
注意:①因浓盐酸有挥发性,制氯装置应使用分液漏斗并盖上玻璃塞;
②为确保实验过程中分液漏斗的液体顺利流下,可采取的方法有:一是把分液漏斗和圆底烧瓶用橡皮管相连通、二是在分液漏斗下端套一个小试管。
其它制备氯气的反应原理
①14HCl+K2Cr2O7===2KCl+2CrCl3+7H2O+3Cl2↑
②16HCl+2KMnO4===2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑
③6HCl(浓)+KClO3===KCl+3H2O+3Cl2↑
④4HCl+Ca(ClO)2===CaCl2+2H2O+2Cl2↑
其中,使用稀盐酸就可以发生反应①②④产生氯气;在需要浓盐酸的反应中,如不用浓盐酸,亦可用NaCl(固体)跟浓硫酸来代替,如:2NaCl+MnO2+3H2SO4(浓)2NaHSO4+MnSO4+Cl2↑+2H2O。含氯气的尾气处理通常用NaOH溶液吸收。
2.工业制法——电解法
反应原理
2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑或2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
反应装置
电解饱和食盐水的简易装置 工业电解饱和食盐水的原理装置
现象
结论
铁棒和石墨棒上通电后有气泡产生
通电后有新的气体物质生成
铁棒周围的溶液滴加酚酞变红色
有碱性物质(NaOH)生成
将铁棒上方收集到的气体靠近火焰,有爆鸣声
有氢气生成
用手轻轻扇动在石墨棒上方收集到的黄绿色气体,闻到有刺激性气味且该气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
有黄绿色刺激性气味的气体(Cl2)生成
特别提醒
(1)实验室用MnO2和盐酸制Cl2,盐酸必须为浓盐酸,随着反应的进行,盐酸的浓度逐渐减小,变成稀盐酸时,反应停止。
(2)在MnO2和浓盐酸的反应中,浓盐酸既起还原剂的作用,又起酸的作用,体现了还原性和酸性。
(3)一般不用澄清石灰水来吸收Cl2,原因是Ca(OH)2在水中的溶解度很小,不能将Cl2吸收完全。
要点速测
5.实验室制备氯气的原理是:。利用如图所示的装置进行的制备及性质探究实验。下列说法错误的是
A.标况下,1 L 1 mol/L浓盐酸与足量二氧化锰反应可以制得5.6 L 。
B.B装置中饱和食盐水的作用是除去氯气中的HCl气体
C.当少量通过后,观察到C装置中溶液变成蓝色,比较氧化性
D.当持续通过时,D装置中的实验现象是有色布条褪色
【答案】A
【解析】A.随着反应进行,浓盐酸会逐渐变稀,稀盐酸与不反应,且盐酸本身为稀盐酸,无法完全反应生成,实际得到的体积小于,A错误;
B.极易溶于饱和食盐水,且饱和食盐水可降低的溶解度,作用是除去中混有的杂质,B正确;
C.与发生反应,淀粉遇变蓝,氧化剂的氧化性强于氧化产物,故氧化性,C正确;
D.通入D装置的中混有水蒸气,与水反应生成具有漂白性的,可使有色布条褪色,D正确;
故答案为A。
6.NaCl是一种重要的化工原料,利用其制备烧碱和HCl的原理如图所示,下列说法不正确的是
A.反应①的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑
B.反应①中的氧化剂和还原剂的质量比为117:36
C.反应①②均属于氧化还原反应
D.纯净的H2能在Cl2中安静地燃烧,发出苍白色火焰
【答案】B
【分析】NaCl溶于水后制得饱和食盐水,通直流电进行电解,可生成NaOH、Cl2和H2,收集Cl2、H2,然后将H2在Cl2中点燃,可生成HCl。
【解析】A.由分析可知,NaCl溶于水后制得饱和食盐水,通直流电进行电解,可生成NaOH、Cl2和H2,依据得失电子守恒和元素守恒,可得出发生反应①的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑,A正确;
B.反应①中,水是氧化剂,NaCl是还原剂,若参加反应的NaCl为2mol,则消耗H2O的物质的量为2mol,根据2H2O+2e-=H2↑+2OH-可知,2mol水均作氧化剂,氧化剂和还原剂的质量比为(2mol×18g/mol) : (2mol×58.5g/mol) =36:117,B不正确;
C.反应①和②中,均有元素(H、Cl元素)化合价发生变化,都属于氧化还原反应,C正确;
D.纯净的H2能在Cl2中安静地燃烧,生成HCl,同时发出苍白色火焰,D正确;
故选B。
要点 氧化还原反应
一、氧化还原反应概念
1.氧化还原反应特征及实质
(1)氧化还原反应的特征是 。
(2)氧化还原反应的实质是 。
(3)有关概念:
【答案】(1)元素的化合价发生变化 (2)电子的转移 (3)还原剂 氧化反应 氧化产物 氧化剂 还原反应 还原产物
2.相关概念
概括为“升失氧、降得还,剂性一致、其他相反”。
(1)氧化性是指得电子的性质(或能力);还原性是指失电子的性质(或能力)。
(2)氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的难易程度,与得、失电子数目的多少无关。
如:Na-e-===Na+,Al-3e-===Al3+,但根据金属活动性顺序可知,Na比Al活泼,更易失去电子,所以Na的还原性比Al强。
3.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
二、氧化还原反应中电子转移的表示方法
1.双线桥法:用两条线桥来表示氧化还原反应中元素化合价变化或电子转移方向和数目的方法。
基本步骤
①标变价:正确标出反应前后化合价发生变化的元素元素的化合价,明确变价元素的化合价升降关系。
②连线桥:用带箭头的线由反应物指向生成物,且对准同种元素。
③标得失:标出“失去”或“得到”电子的总数,且得失电子总数相等。
实例分析
表示法能体现出氧化还原反应的实质及过程,同时清楚地表示出了得失电子的情况。上述反应中CuO中Cu元素得电子为“2×2e-”,前一个“2”表示有2个Cu2+得电子,后一个“2e-”,表示一个Cu2+得2个电子,共得4个电子。
特点
2.单线桥法:用一条线桥来表示氧化还原反应中元素原子间的电子转移方向和数目的方法。
基本步骤
①标变价:正确标出反应前后化合价发生变化的元素元素的化合价,明确变价元素的化合价升降关系,进而确定转移电子数目。
②连单线:箭头从还原剂中化合价升高的元素出发,指向氧化剂中化合价降低的元素。
③标得失:标出电子转移的总数。
实例分析
特点
①单线桥从还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素,表示氧化剂和还原剂中变价元素原子间电子的转移情况。
②箭头已标明电子转移的方向,因此不需再标明“得”或“失”,只标明电子转移数目。如图:
三、氧化剂和还原剂
1.氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物
(1)还原剂:在反应时,所含元素化合价升高,即失电子(电子对偏离)的反应物,生成物是氧化产物
(2)氧化剂:在反应时,所含元素化合价降低,即得电子(电子对偏向)的反应物,生成物是还原产物。
(3)关系:
2.常见的氧化剂(还原产物)和还原剂(氧化产物)
(1)常见的氧化剂
常见的氧化剂
对应的常见还原产物
活泼非金
属单质
Cl2、Br2
Cl-、Br-
O2、O3
变价元素处于高价态的化合物或离子
某些氧化物
MnO2
Mn2+
H+
稀硫酸、盐酸、醋酸
H2
氧化性酸
HNO3
NO或NO2
浓硫酸
SO2
HClO
Cl-
盐
Fe3+
Fe2+
KMnO4(H+)
Mn2+
过氧化物
H2O2、Na2O2
高考关注
的氧化剂
PbO2、高铁酸盐(如K2FeO4)、重铬酸钾(K2Cr2O7)、LiCoO2、NO2、S2、H2O2等
(2)常见的还原剂
常见的还原剂
对应的常见氧化产物
活泼金属单质
Na、Al、Zn、Fe
Na+、Al3+、Zn2+、Fe2+或Fe3+
某些非金属单质
H2、C、S
H2O、CO或CO2、SO2
变价元素处于较低价态的化合物或离子
氧化物
CO
CO2
SO2
SO3或S
氢化物
NH3
NO
H2S
S
离子
S
S
Fe2+
Fe3+
I-、Br-
I2、Br2
过氧化物
H2O2、Na2O2
O2
高考关注的还原剂
Mg、Sn、HI、Na2S等
(3)具有中间价态的物质既有氧化性,又有还原性
具有中间价态的物质
氧化产物
还原产物
Fe2+
Fe3+
Fe
SO
SO
S
H2O2
O2
H2O
3.氧化还原反应强弱规律及应用
(1)氧化性、还原性强弱的比较方法
①根据化学方程式判断
氧化剂(氧化性)+还原剂(还原性)===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根据相同条件下产物的价态高低判断
如2Fe+3Cl22FeCl3;Fe+SFeS,则氧化性:Cl2>S。
③据反应条件、浓度大小及反应的剧烈程度判断
反应条件要求越低,浓度越大,反应越剧烈,对应物质的氧化性或还原性越强。
(2)氧化性、还原性强弱的比较规律
①氧化性
一般规律:元素非金属性越强,其单质的氧化性越强;金属活动性越强,对应金属的简单阳离子氧化性越弱。
②还原性
一般规律:元素金属性越强,其单质的还原性越强;非金属活动性越强,对应元素形成的简单阴离子还原性越弱;电解池中在阳极优先放电的微粒还原性较强。
(3)先后规律及应用
①同时含有几种还原剂(或氧化剂),发生氧化还原反应时,还原性(或氧化性)强的优先反应,即“强者优先”,如在FeBr2溶液中通入少量Cl2时,因为还原性:Fe2+>Br-,所以Fe2+先与Cl2反应。
②常见的强弱顺序
氧化性:MnO(H+)>Cl2>Br2>Fe3+>I2>稀H2SO4>S,还原性:Mn2+<Cl-<Br-<Fe2+<I-<SO2(SO)<S2-。
4.氧化还原反应的价态规律
价态归中规律思维模型
含不同价态的同种元素的物质间发生氧化还原反应时,该元素价态的变化一定遵循“高价+低价―→中间价”,而不会出现交叉现象。简记为“两相靠,不相交”。
例如,不同价态的硫之间可以发生的氧化还原反应是
注:不会出现⑤中H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。
5.歧化反应规律思维模型
“中间价―→高价+低价”。
具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应,如:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
6.应用
(1)判断同种元素不同价态的物质间发生氧化还原反应的可能性。如浓H2SO4与SO2不发生反应。
(2)根据化合价判断反应体系中的氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物。如对于反应6HCl+NaClO3===NaCl+3Cl2↑+3H2O中,氧化剂为NaClO3,还原剂为HCl,氧化产物和还
四、氧化性和还原性强弱的比较
1.物质的氧化性及还原性与核心元素化合价关系
核心元素化合价
实例
性质
最高价
KO4、Cl3、浓HO3、浓H2O4
只有氧化性
中间价
O2、Na2O3、SO4、
既有氧化性又有还原性
最低价
、、K
只有还原性
2.氧化性、还原性强弱比较的方法
(1)根据元素的活动性顺序比较:
如:Fe+CuSO4===FeSO4+Cu,金属还原性:Fe>Cu,在反应中Fe是还原剂,Cu是还原产物。
(2)根据氧化还原反应方程式比较:
(氧化性强) (还原性强) (还原性较弱) (氧化性较弱)
结论:氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物
(3)根据反应条件来判断:当不同的氧化剂(或还原剂)与同一还原剂(或氧化剂)反应时,反应越易进行,则对应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强,反之越弱。如:
①已知:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
则氧化性:KMnO4>MnO2。
②Na、Mg、Al单质与H2O反应情况如下,Na与冷水剧烈反应,Mg加热才反应,Al加热条件下也难反应,故还原性:Na>Mg>Al。
(4)根据氧化产物的价态高低判断:当变价的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时,可由氧化产物元素价态的高低来判断氧化剂氧化性的强弱。即在相同条件下,使还原剂价态升得越高,则氧化剂的氧化性越强。如:2Fe+3Cl22FeCl3, Fe+SFeS,则氧化性:Cl2>S。
特别提醒/易错提醒/教材延伸
(1)在一个氧化还原反应中,氧化剂和还原剂同时存在,它们可以是不同的物质,也可以是同一物质。例如,在反应Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O中,Cl2既是氧化剂,又是还原剂。
(2)某元素由化合态变为游离态时,不一定被还原,因为元素处于化合态时,其化合价可能为正值,也可能为负值。如在反应2H2O2H2↑+O2↑中,氢元素被还原,而氧元素被氧化。
要点速测
7.已知:①2Fe3++2I-=2Fe2++I2;②2Fe2++Cl2=2Fe3+ + 2Cl-。下列粒子的氧化性从强到弱的顺序正确的是
A.Cl2>Fe3+>I2 B.I2>Cl2>Fe3+
C.Fe3+>Cl2>I2 D.Cl2>I2>Fe3+
【答案】A
【解析】根据氧化还原反应规律:氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性。由反应①得氧化性,反应②得氧化性,综上氧化性顺序为,答案选A。
8.已知在硫酸溶液中1 mol 可与3 mol 恰好完全反应,反应后全部转化为,则可能转化为
A.C B.CO C. D.
【答案】C
【解析】氧化还原反应中得失电子守恒,先计算氧化剂得到的总电子数,再据此计算还原剂中C元素的最终化合价,匹配对应产物即可:得电子计算:1 mol 中为价,转化为时每个得,总得到电子物质的量为。失电子计算:设反应后化合价为,中为价,3 mol该离子失电子总物质的量为,由得失电子守恒得,解得,即产物中为价,故选C。
要点 钠的性质与制备
1.钠的原子结构及存在
钠的原子结构
钠原子易失去最外层的一个电子,形成具有稳定电子层结构的钠离子。
钠的存在
钠元素在自然界中以化合态存在,如氯化钠、碳酸钠、硫酸钠等。
2.钠的性质
物理性质
钠为银白色固体,密度为0.971_g/cm3,比水的密度小;熔、沸点较低,分别为97.8℃和883 ℃,硬度小,用小刀可以切割。
化学性质
非金属单质
O2(常温:4Na+O2===2Na2O、加热:2Na+O2Na2O2 现象:剧烈反应,产生黄色火焰,生成淡黄色固体—Na2O2)
Cl2(2Na+Cl22NaCl 现象:剧烈燃烧,产生白烟) 等。
水
2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑ 现象:浮、球、游、响、红
实质:钠与水电离出H+的反应生成H2。
酸
2Na+2H+=2Na++H2↑ 现象:比与水反应更剧烈,浮、球、游、响。
实质:先与酸反应,再与水反应。
盐
盐的水溶液(CuSO4)
钠先与水发生置换反应,生成的碱再与盐发生复分解反应。
第一步:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
第二步:2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4
总反应:2Na+CuSO4+2H2O===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑
结论:钠不能从盐溶液中置换出金属单质。
熔融盐
与盐发生置换反应:4Na+TiCl44NaCl+Ti
应用
①制取钠的化合物,如Na2O2;②制高压钠灯;③从钛、锆等熔融氯化物中置换出金属单质。
保存
钠易与空气中的O2、H2O反应,且钠的密度比煤油的密度大,不与煤油反应,故通常将钠保存在煤油中(钠不能保存在CCl4中,因为CCl4的密度比钠的大,钠浮在CCl4表面,与空气接触而发生变质。)。
3.钠的化学性质
(1)钠与氧气的反应
反应条件
室温
加热
实验步骤
实验现象
新切开的钠具有银白色的金属光泽,在空气中很快变暗,失去金属光泽。
钠先熔化成小球,然后剧烈燃烧,火焰呈黄色,生成淡黄色固体
化学方程式
4Na+O2===2Na2O
2Na+O2Na2O2
结论
①钠质软;
②常温钠与氧气反应生成氧化钠,加热条件下钠与氧气反应生成过氧化钠;反应条件不同,钠与氧气反应的产物不同
③金属钠很活泼,保存时需隔绝空气(通常将少量钠保存在煤油中,大量钠保存在石蜡中)。
(2)钠与水的反应
实验步骤
观察要点
实验现象
分析结论
钠在水中的位置
浮于水面上
钠的密度小于水(0.971g·cm-3)
钠的形状变化
熔成一个小球
反应放热,钠的熔点低(97.8℃)
钠的运动
四处游动
生成气体
反应的声音
发出嘶嘶声
反应放热,热的钠使水蒸发
溶液的颜色变化
溶液变为红色
生成碱性物质
反应方程式
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
离子方程式
2Na + 2H2O = 2Na+ + 2OH- + H2↑
注意事项
①用镊子取出一块金属钠后,需用滤纸擦净钠表面的煤油,这样可以防止钠与水反应放热使周围温度达到煤油的着火点而引起煤油燃烧;②切割完钠块后,应将剩余的钠放入原来盛有煤油的试剂瓶中,取用钾时相同;③若实验过程中钠不慎失火,注意不能用水灭火,而应该用干燥的沙土来灭火。
4.钠的制备和用途
制备
工业上电解熔融NaCl可以得到金属钠,化学方程式为:2NaCl2Na+Cl2↑。
用途
①钠和钾的合金常温下呈液态,可用作快中子反应堆的热交换剂。
②高压钠灯发出的黄光射程远,透雾能力强,常用作路灯。
③属钠还可以用于钛、锆、铌、钽等金属的冶炼。如Na与TiCl4反应:TiCl4+4NaTi+4NaCl。
特别提醒
(1)Na与O2反应时,温度不同,反应产物不同,常温生成Na2O,加热生成Na2O2。
(2)Na在空气中燃烧的现象主要有四点:一是Na先熔化后燃烧;二是燃烧剧烈;三是发出黄色火焰;四是生成淡黄色固体。
(3)Na与O2反应,不论生成Na2O还是Na2O2,每个Na原子都是失去1个电子变为Na+,因此,只要发生反应的Na的量一定,电子转移数就是一定的。
要点速测
9.下列关于金属钠的叙述正确的是
A.金属钠着火时,应用二氧化碳灭火器扑灭
B.钠在自然界中既有游离态,又有化合态
C.钠在空气中燃烧时,发出黄色火焰,生成一种白色固体
D.钠与水反应过程中,钠熔成光亮小球,说明钠熔点低且反应放热
【答案】D
【解析】A. 金属钠着火时会生成,与反应会生成、加剧燃烧,不能用二氧化碳灭火器扑灭,应用干燥沙土灭火,A错误;
B. 钠化学性质非常活泼,易与空气中的、等反应,在自然界中只能以化合态存在,没有游离态,B错误;
C. 钠在空气中燃烧时生成淡黄色的固体,而非白色固体,C错误;
D. 钠与水反应过程中钠熔成光亮小球,说明反应放出的热量使熔点较低的钠熔化,即钠熔点低且反应放热,D正确;
故选D。
10.下列有关金属钠的说法不正确的是
A.钠着火时需要用干燥的沙土来灭火
B.钠与氧气反应的产物与反应条件无关
C.钠在反应中易失电子,表现出还原性
D.钠常常保存在煤油或石蜡油中
【答案】B
【解析】A.钠能与水、二氧化碳发生反应,其燃烧生成的也会与、反应生成助燃的,因此钠着火需用干燥沙土灭火,A不符合题意;
B.常温下钠与氧气反应生成,加热或点燃条件下反应生成,产物与反应条件有关,B符合题意;
C.钠原子最外层只有1个电子,反应中易失去电子,化合价升高,表现出还原性,C不符合题意;
D.钠易与空气中的、反应,且密度大于煤油、石蜡油,与二者均不反应,因此常保存在煤油或石蜡油中,D不符合题意;
故选B。
要点 钠的氧化物
1.Na2O和Na2O2性质的比较
物质
氧化钠
过氧化钠
化学式
Na2O
Na2O2
氧的化合价
-2价
-1价
n(Na+)∶n(阴离子)
2∶1
2∶1
颜色状态
白色固体
淡黄色固体
氧化物类别
碱性氧化物
过氧化物(不属碱性氧化物)
生成
4Na+O2===2Na2O
2Na+O2Na2O2
与氧气反应
2Na2O+O22Na2O2
不反应,稳定性强
与水反应
Na2O+H2O===2NaOH
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
与CO2反应
Na2O+CO2===Na2CO3
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
与稀盐酸反应
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl===4NaCl+O2↑+2H2O
漂白性
无
有
用途
制NaOH
漂白剂、消毒剂、供氧剂、强氧化剂
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:
2Na22
过氧化钠中的氧是-1价,处于中间价态,既能表现氧化性,又能表现还原性。
(1)强氧化性
试剂
反应原理(化学方程式)
现象
SO2气体
Na2O2+SO2===Na2SO4
-
FeCl2溶液
4Na2O2+4FeCl2+6H2O===4Fe(OH)3↓+O2↑+8NaCl
有红褐色沉淀和气泡产生
Na2SO3溶液
Na2O2+Na2SO3+H2O===Na2SO4+2NaOH
-
氢硫酸
Na2O2+H2S===S↓+2NaOH
溶液变浑浊
酚酞溶液
与水反应生成NaOH,Na2O2的强氧化性使之褪色
先变红后褪色
品红溶液
Na2O2的强氧化性使之褪色
红色褪去
(2)还原性
遇酸性KMnO4等强氧化剂时,Na2O2表现出还原性,氧化产物为 O2 :
2KMnO4+5Na2O2+8H2SO4==K2SO4+2MnSO4+5Na2SO4+5O2↑+8H2O
(3)遇CO2、H2O、H+时,Na2O2发生自身的氧化还原反应,氧元素的歧化反应。Na2O2既是氧化剂又是还原剂。
特别提醒/易错提醒/教材延伸
1.Na2O是碱性氧化物,Na2O2是非碱性氧化物。(因其与酸反应时除生成盐和水外,还有O2生成)。
2.Na2O2中阴离子是O,阴、阳离子个数比是1∶2而不是1∶1。
3.Na2O2歧化反应转移电子数的关系式:2Na2O2~O2~2e-。
4.钠的氧化物和盐溶液反应的过程:先和水反应生成碱,碱再与盐溶液发生复分解反应。
5.Na2O2投入品红溶液中,因溶液中有强氧化性物质,因而Na2O2可使品红溶液褪色。Na2O2投入无色酚酞溶液中,酚酞溶液先变红后褪色。
要点速测
11.下列关于和的叙述正确的是
A.都是白色固体 B.都可以作为呼吸面具的氧气来源
C.都能和水反应形成强碱溶液 D.氧元素的化合价都是
【答案】C
【解析】A.是白色固体,是淡黄色固体,A错误;
B.只有可与、反应生成,可作呼吸面具的氧气来源,参与对应反应无生成,不能作供氧剂,B错误;
C.与水反应生成,与水反应生成和,二者反应后都得到强碱溶液,C正确;
D.中氧元素化合价为,的过氧根中氧元素化合价为,D错误;
故选C。
12.某实验小组通过如图所示实验,探究Na2O2与水的反应。下列说法错误的是
A.③中溶液变红,说明有碱性物质生成
B.Na2O2是淡黄色固体,其阴阳离子个数比为1:1
C.④中现象可能是溶液中含有强氧化性物质造成的
D.⑤中MnO2的主要作用是验证溶液中存在H2O2
【答案】B
【分析】向盛有的试管中加水后产生大量气泡,待气泡消失滴入酚酞溶液,溶液先变红说明反应生成了NaOH这种碱性物质,随后振荡试管红色褪去,说明体系内存在能漂白有色物质的强氧化性成分,最后加入后产生较多气泡,验证了过氧化钠和水反应除生成NaOH、外,还生成了,因强氧化性将酚酞氧化导致红色褪去,作为催化剂加速分解释放。
【解析】A.酚酞遇碱性溶液会变红,与水反应生成,是强碱,因此③中溶液变红说明有碱性物质生成,A正确;
B.是淡黄色固体,其阳离子为,阴离子为过氧根离子,阴阳离子个数比为1:2,B错误;
C.与水反应会生成具有强氧化性的,能漂白有色有机物质,因此④中红色褪去可能是溶液中强氧化性物质造成的,C正确;
D.在催化作用下会快速分解产生,有较多气泡生成,因此⑤中加的主要作用是验证溶液中存在,D正确;
故答案选B。
要点 碳酸钠与碳酸氢钠
1.碳酸钠和碳酸氢钠的比较
碳酸钠
碳酸氢钠
俗称
纯碱或苏打
小苏打
物理
性质
色与态
白色粉末
Na2CO3 10H2O白色晶体,易风化
细小白色晶体
溶解性
易溶(溶解度 碳酸钠 > 碳酸氢钠)
化学
性质
碱性
同浓度,滴入酚酞,都变红色,碳酸钠溶液红色更深,碱性更强。
与H+
反应
CO32-+2 H+ = CO2↑+H2O
HCO3-+H+== CO2↑+H2O
相同条件下NaHCO3 比Na2CO3反应放出气体 快
与碱
反应
与NaOH 、KOH
不反应
与NaOH反应生成Na2CO3
离子方程式:HCO+OH-===CO+H2O
与澄清石灰水反应
离子方程式:
Ca2++CO===CaCO3↓
NaHCO3足量:
Ca2++2OH-+2HCO===CaCO3↓+2H2O+CO
NaHCO3不足量:
Ca2++OH-+HCO===CaCO3↓+H2O
热稳
定性
一般不分解
NaHCO3加热分解的反应方程式:
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
与CO2反
CO+CO2+H2O===2HCO
不反应
用途
用于玻璃、制皂、造纸等
用于制药、焙制糕点等
2.候氏制碱法
原料
饱和食盐水、NH3、CO2——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。
原理
NH3+CO2+NaCl+H2O=NH4Cl+NaHCO3↓或NH3+CO2+H2O=NH4HCO3,NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓ 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
生产流程
设计Ⅰ的循环,可使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上
绿色化学思想
循环使用的物质为:NaCl、CO2
特别提醒
侯氏(联合)制碱法
①符合现在提倡的“绿色化学的要求”,提高了原料(NaCl)的利用率,不产生无用的CaCl2。
②利用了大规模联合生产的优越性,利用一个厂的废料,作为另一个厂的主要原料。如合成氨厂的废料CO2可以作为碱厂的主要原料;碱厂无用的Cl-可以代替价格比较昂贵的硫酸用来固定氨,制成氮肥,降低了成本,提高了综合经济效益。
优点:循环使用的物质为CO2、NaCl。提高了食盐的利用率;缩短了生产流程;减少了对环境的污染等。
要点速测
13.碳酸钠、碳酸氢钠是重要的工业原料,以下关于碳酸钠和碳酸氢钠的说法正确的是
A.俗称小苏打,俗称苏打
B.相同温度下,在水中的溶解度:
C.热稳定性:
D.碳酸钠用于治疗胃酸过多
【答案】B
【解析】A.俗称苏打、纯碱,俗称小苏打,选项中俗名对应关系错误,A错误;
B.相同温度下,碳酸钠在水中的溶解度大于碳酸氢钠,可通过向饱和碳酸钠溶液中通入过量会析出碳酸氢钠晶体的实验证明,B正确;
C.碳酸氢钠受热易分解为碳酸钠、二氧化碳和水,因此热稳定性为,C错误;
D.碳酸钠溶液碱性较强,对胃黏膜刺激性大,不能用于治疗胃酸过多,治疗胃酸过多的试剂为碳酸氢钠,D错误;
故选B。
14.有关纯碱和小苏打的叙述正确的是
A.等质量的、分别与足量稀反应,产生的多
B.侯氏制碱法的主要原料是:氨气、二氧化碳、熟石灰
C.向溶液中滴入溶液无沉淀,而向溶液中加入溶液出现白色沉淀
D.和都既能与酸反应,又能与氢氧化钠反应
【答案】A
【解析】A.摩尔质量为,摩尔质量为,等质量时物质的量更大,与足量酸反应时碳元素全部转化为,故产生的更多,A正确;
B.侯氏制碱法的主要原料为氨气、二氧化碳、饱和食盐水,不含熟石灰,B错误;
C.溶液与溶液反应时,与反应生成,与结合生成白色沉淀,两者均有沉淀生成,C错误;
D.只能与酸反应,与氢氧化钠不反应,仅既能与酸反应又能与氢氧化钠反应,D错误;
故答案选A。
要点 离子反应
1.电解质和非电解质
电解质
非电解质
概念
在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物
在水溶液里和熔融状态下都不能导电的化合物
相同点
均为化合物
不同点
水溶液或熔融状态下能导电
水溶液和熔融状态下都不能导电
本质区别
在水溶液里或熔融状态下自身能发生电离
在水溶液里和熔融状态下自身不能发生电离
所含物质类型
①酸:如H2SO4、HCl、H3PO4、H2CO3、CH3COOH;②碱:如NaOH、NH3·H2O、Fe(OH)3;③盐:如NaCl、KNO3、NaHSO4、CaCO3;④金属氧化物:如Na2O、CaO、MgO、Al2O3;⑤水
①非金属氧化物:如SO2、SO3、CO2、CO、P2O5;②非酸性气态氢化物:如NH3;③大部分有机物:如蔗糖、酒精、CH4
2.强电解质和弱电解质
强
电
解
质
和
弱
电
解
质
本质区别
是否完全完全电离
强电解质
不含溶质分子,含溶剂分子
弱电解质
溶质分子和溶质离子共存
常见强电解质
强酸
HCl、H2SO4、HNO3、HBr、HI、HClO4
强碱
KOH、Ca(OH)2、NaOH、Ba(OH)2、[Ag(NH3)2]OH
大多数盐
Fe(SCN)3、(CH3COO)2Pb除外
金属氧化物
:Na2O2、MgO、CaO等
常见弱电解质
弱酸、弱碱、少数盐和水
3.电解质溶液的导电能力及原因分析
(1)电解质溶液导电的原理
电解质溶于水或熔化状态下,电离出自由移动的阴、阳离子在电场作用下作定向移动的过程。
(2)电解质溶液的导电能力
由溶液中离子浓度的大小和离子所带电荷数的多少决定。一般,离子浓度越大,离子所带电荷数越多,溶液的导电能力越强。物质的量浓度相同时,强电解质溶液的导电能力明显强于弱电解质溶液的导电能力。
(3)电解质溶液或熔融电解质导电的原因(以NaCl为例)
比较项目
NaCl固体
NaCl溶液
熔融NaCl
宏观
不导电
导电
导电
微观
含有微粒及能否自由移动
Na+、Cl-
水合钠离子、水合氯离子
Na+、Cl-
不能自由移动
能自由移动
原因
带相反电荷的离子间的相互作用,Na+和Cl-按一定规则紧密地排列
在水分子作用下,Na+、Cl-脱离NaCl固体的表面,进入水中,成为能够自由移动的水合钠离子和水合氯离子
受热熔化时,离子运动随温度升高而加快,克服了离子间的相互作用
4.电解质电离方程式的书写
(1)酸、碱、盐的电离
①酸:电离时生成的阳离子全部是H+的化合物是酸。如:
HCl==H++Cl-,CH3COOHCH3COO-+H+。
②碱:电离时生成的阴离子全部是OH-的化合物是碱。如:
NaOH==Na++OH-,Cu(OH)2Cu2++2OH-。
③盐:电离时生成金属阳离子(或铵根离子)和酸根阴离子的化合物是盐。如:
Na2CO3==2Na++CO,NaCl==Na++Cl-。
(2)强电解质的电离方程式
①强电解质在水溶液中完全电离,在书写电离方程式时用符号“==”。
②有些电解质因条件不同,其电离方程式的书写形式也不同。例如熔融时:
KHSO4==K++H SO;水溶液中:KHSO4==K++H++ SO。
(3)弱电解质的电离方程式
①弱电解质在水溶液中发生部分电离,在书写电离方程式时用符号“”。例如:
CH3COOHCH3COO-+H+,NH3·H2ONH+OH-。
②多元弱酸在水溶液中的电离是分步进行的,要求分步写出电离方程式,几元酸就有几级电离方程式。例如:H2CO3H++ HCO,HCOH++ CO。
③多元弱碱在水溶液中的电离比较复杂,因此多元弱碱的电离方程式的书写一般是一步到位,但仍用符号“”。例如:Cu(OH)2Cu2++2OH-
(4)弱酸的酸式盐的电离方程式
弱酸的酸式盐是强电解质,在水中第一步完全电离出阳离子和弱酸的酸式酸根离子,而弱酸的酸式酸根离子又可以进行电离,且为可逆过程。例如:
NaHCO3在水溶液中的电离方程式为:NaHCO3=Na++ HCO,HCOH++ CO。
5.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复分解型离子反应
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置换型离子反应
溶液中有离子参加的置换反应,如铁与稀硫酸反应的离子方程式为Fe+2H+===Fe2++H2↑。
6.离子方程式的概念
用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。
7.离子方程式的书写步骤
以BaCl2溶液和Na2SO4溶液的反应为例:
(1)写:写出反应的化学方程式(必须根据实验事实):
BaCl2+Na2SO4===BaSO4↓+2NaCl。
(2)拆:把易溶于水、易电离的物质写成离子形式:
2Na++SO+Ba2++2Cl-===BaSO4↓+2Na++2Cl-。
(3)删:删去方程式两边不参加反应的离子,并将方程式化为最简:
SO+Ba2+===BaSO4↓。
(4)查:检查离子方程式两边各元素的原子个数和电荷总数是否相等以及反应条件、沉淀符号、气体符号等。
8.书写离子方程式的“拆”与“不拆”
(1)拆写为离子符号的物质
(2)不能拆写为离子符号的物质
(3)特殊物质的拆与不拆
①微溶物作为反应物,若是澄清溶液写离子符号,若是悬浊液写化学式。微溶物作为生成物,一般写化学式(标“↓”),如石灰水和石灰乳:石灰水写成离子形式,而石灰乳则写化学式。
②三大强酸中浓硫酸不拆,浓盐酸和浓硝酸拆。
③氨水作反应物可写作NH3·H2O;作生成物,若有加热条件或浓度很大时,可写作NH3(标“↑”)。
④多元弱酸的酸式酸根离子,在离子方程式中不能拆开写,如NaHCO3与盐酸反应的离子方程式为HCO+H+===CO2↑+H2O。
⑤既不是水溶液中反应也不是熔融状态下反应,不能写离子方程式。
9.离子方程式的意义
写出下列反应的化学方程式和离子方程式:
溶液中反应物
化学方程式
离子方程式
盐酸与氢氧化钠
HCl+NaOH===NaCl+H2O
H++OH-===H2O
盐酸与氢氧化钾
HCl+KOH===KCl+H2O
H++OH-===H2O
硫酸与氢氧化钠
H2SO4+2NaOH===Na2SO4+2H2O
H++OH-===H2O
强酸、强碱发生中和反应的实质
强酸电离出的H+和强碱电离出的OH-结合生成水
根据上表,分析说明离子方程式不仅可以表示某个具体的化学反应,还可以表示同一类型的离子反应。
特别提醒/易错提醒/教材延伸
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。
要点速测
15.下列离子方程式正确的是
A.碳酸钡溶于醋酸:
B.用小苏打治疗胃酸过多:
C.氧化铁与稀盐酸混合:
D.向溶液中滴加溶液至中性:
【答案】D
【解析】A.醋酸是弱电解质,离子方程式中不能拆分为,应写化学式,正确反应为,A错误;
B.小苏打为,在离子方程式中应拆为而非,正确反应为,B错误;
C.氧化铁与稀盐酸反应生成而非,正确离子方程式为,C错误;
D.反应至中性时与恰好完全反应,离子方程式配比符合反应事实,电荷、原子均守恒,D正确;
故答案选D。
16.下列各组两种物质在溶液中的反应,可用同一离子方程式表示的是
A.和盐酸:和
B.和;和
C.和;和
D.(过量)和盐酸;(少量)和稀硫酸
【答案】D
【解析】A.盐酸为强酸,离子方程式中可拆为,为弱酸需保留化学式,二者离子反应分别为、,离子方程式不同,A错误;
B.和反应的离子方程式为,和反应同时生成和两种沉淀,离子方程式为,二者不同,B错误;
C.和反应的离子方程式为,和反应的离子方程式为,二者不同,C错误;
D.盐酸和稀硫酸均为强酸,无论过量还是少量,与强酸反应的本质均为和反应生成和,离子方程式均为,二者相同,D正确;
故选D。
要点 粗盐提纯
原则
①除杂试剂要过量;②后续试剂应能除去过量的前一试剂;③尽可能将杂质转化为所需物质;④除去多种杂质时考虑加入试剂的合理顺序。
粗盐中不溶性杂质的去除
粗盐中可溶性杂质的去除
粗盐中所含杂质离子有Ca2+、Mg2+、SO。
步骤
杂质
加入的试剂
离子方程式
1
Mg2+
NaOH溶液
Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓
2
SO
BaCl2溶液
Ba2++ SO=BaSO4↓
3
Ca2+、Ba2+
Na2CO3溶液
Ca2++ CO=CaCO3↓、Ba2++ CO=BaCO3↓
4
OH-、CO
盐酸
H++OH-=H2O、2H++ CO=CO2↑+H2O
提纯流程
氯化钠的用途
①氯碱工业:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。
②制钠和氯气:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。
③制盐酸:H2+Cl22HCl。
④制漂白液:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
⑤制漂白粉:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
特别提醒
1.Na2CO3溶液和BaCl2溶液的顺序是否可以颠倒?为什么?
不可以。Na2CO3溶液的作用不但是除去溶液中的Ca2+,另一个作用是除去溶液中过量的Ba2+,因此Na2CO3溶液必须在加入BaCl2溶液之后加入。
要点速测
17.海水晒盐所得粗盐中含有和泥沙杂质,某化学兴趣小组同学设计的提纯流程如下,下列说法不正确的是
A.操作①②均为过滤
B.试剂I、Ⅱ分别是过量的溶液、过量的溶液
C.操作③中,用pH试纸进行检验,使滤液呈中性或弱酸性
D.操作④需将溶液3倒入坩埚进行灼烧
【答案】D
【分析】粗盐提纯流程。粗盐加水后,经过滤分离出泥沙(不溶性杂质)。溶液1加过量,与发生反应:,加试剂Ⅰ(通常为过量的溶液)和发生反应:,再加试剂Ⅱ(通常为过量的),与反应:,并可将上一步过量的除去,发生反应:,过滤除去、、、;溶液2中还有过量的和,加入盐酸除去二者,得到溶液3再蒸发结晶得到精盐,依此进行分析。
【解析】A.由分析可知,操作①用于分离泥沙,操作②用于分离反应生成的沉淀,均为过滤,A正确;
B.由分析可知,试剂I、Ⅱ分别是过量的溶液、过量的溶液,B正确;
C.操作③加盐酸调至中性或弱酸性,可除尽过量的和,C正确;
D.操作④是蒸发结晶,用蒸发皿,而坩埚用于固体的灼烧,D错误;
故答案选D。
18.欲除去粗盐水中的Mg2+、Ca2+、,设计工艺流程如图所示:
下列说法正确的是
A.试剂c为硫酸 B.试剂a为Na2CO3,试剂b为BaCl2
C.流程图中,操作x为萃取 D.NaOH的作用是除去Mg2+
【答案】D
【分析】欲除去粗盐水中的,加过量氢氧化钠生成氢氧化镁沉淀除去,加过量生成硫酸钡沉淀除去,加过量生成碳酸钙、碳酸钡除去,过滤后加盐酸除去氢氧化钠和碳酸钠。
【解析】A.加试剂的目的是除氯化钠中的氢氧化钠和碳酸钠,由分析可知,c为盐酸,A不符合题意;
B.根据分析,为除去过量的钡离子,先加除,再加过量生成碳酸钙、碳酸钡除去,所以试剂为、试剂为,B不符合题意;
C.流程图中,操作x为分离出氢氧化镁、硫酸钡、碳酸钙、碳酸钡沉淀,所以x为过滤,C不符合题意;
D.由分析可知,加过量氢氧化钠生成氢氧化镁沉淀除去,D符合题意;
故选D。
要点 从海水中提取溴和碘
原料
苦卤(海水晒盐后得到的母液)是海水制盐工业的副产物,其中含有高浓度的K+、Mg2+、Br-和SO等,是从海水中提取溴的主要原料。
步骤
①酸化:将提取食盐后的母液用硫酸酸化,目的是抑制氯、溴与水的反应。
②氧化:将氯气通入母液中,将溶液中的溴离子转化为溴单质,离子方程式为:Cl2+2Br-===2Cl-+Br2。
③空气吹出:鼓入热空气,使溴从溶液中挥发出来,冷凝得到粗溴水。
④精制:将粗溴水进一步精制,得到高纯度的单质溴。
流程
海水酸化→氯气氧化→空气或水蒸气吹出→SO2吸收使溴单质转化为HBr→氯气氧化。如图:
溴的用途
①制备药物:“红药水”中含有溴元素;溴化钾、溴化钠、溴化铵等可配成镇定剂。
②制造杀虫剂。
③制造感光剂:溴化银可用作医疗X射线胶片上的感光剂。
从海带中提取碘
原理
①碘在海带中以化合态的形式存在。
②海带中的碘元素在浸泡时以碘离子(I-)的形式进入水中,可选择Cl2、H2O2等氧化剂把碘离子氧化成碘单质,离子方程式分别可表示为:2I-+Cl2===I2+2Cl-,2H++H2O2+2I-===I2+2H2O。
流程
实验探究——加碘盐中碘元素的检验
①加碘盐中碘元素的存在形式:IO3-。
②检验原理:在酸性条件下,IO3-与I-反应的离子方程式:IO3-+5I-+6H+===3I2+3H2O,生成的单质碘用淀粉溶液检验,现象是淀粉溶液变蓝。
③用试纸和生活中的常见物质检验加碘盐中碘元素存在的方案:
食盐酸性溶液试纸变蓝,证明有碘元素存在。
实验现象及结论:试纸变蓝,证明有碘元素存在。
碘元素的应用
碘是人体必需的微量元素,人体缺碘时患甲状腺肿大。
特别提醒/易错提醒/教材延伸
1.通入氯气不能过量太多 过量 Cl₂会和生成的 Br₂混合,后续难以分离,产品溴中混有 Cl₂杂质;离子方程式:Cl2+2Br-===2Cl-+Br2。
2.溴蒸气有毒,尾气处理不可省略;溴腐蚀橡胶,仪器配件禁用橡胶。
要点速测
19.“吹出法”提溴的转化流程如图:
已知:溴与碳酸钠溶液反应有和生成。
下列说法正确的是
A.“氧化”时,每获得,需要消耗的体积为22.4L
B.步骤②③④的目的是富集溴元素
C.“吸收”过程中,每吸收,转移电子数目约为
D.“酸化”时反应的离子方程式为:
【答案】B
【解析】A.未说明处于标准状况下,无法计算其体积,A错误;
B.氧化后海水中溴单质浓度较低,步骤②吹出、③吸收、④酸化可提高溴元素的浓度,达到富集溴元素的目的,B正确;
C.吸收过程中发生歧化反应:,反应时,5个Br从0价降为-1价、1个Br从0价升为+5价,共转移5 mol电子,转移电子数目约为,C错误;
D.酸化过程在酸性环境中进行,反应物应含有,正确离子方程式为,所给方程式不符合酸性环境的反应事实,D错误;
故选B。
20.海带灼烧、溶解、过滤后得到含的溶液。再经以下步骤得到碘单质:
下列说法错误的是
A.上述过程中发生的氧化还原反应有2个
B.步骤②和步骤③所用的操作方法相同
C.由溶液1到碘的悬浊液的过程实现了碘的富集
D.分液时先打开分液漏斗上口玻璃塞,再打开下端活塞
【答案】A
【分析】该流程以海带得到的含溶液为原料:步骤①中在酸性条件下将氧化为得到溶液1;步骤②加入萃取分液,将转移至有机相中;步骤③向有机相加浓,发生歧化反应生成和进入水相得到溶液2;步骤④加45%硫酸,和归中反应生成,得到碘的悬浊液;步骤⑤分离悬浊液得到固体碘。
【解析】A.过程中①被氧化为、③与发生歧化反应、④和在酸性条件下归中生成,共3个氧化还原反应,A错误;
B.步骤②是用萃取碘后分液得到有机相,步骤③是碘与反应后分液分离出有机杂质、得到含和的水相溶液2,二者均使用萃取分液的操作方法,B正确;
C.溶液1中浓度较低,经过萃取、反萃取等步骤后得到的碘悬浊液中浓度大幅提升,实现了碘的富集,C正确;
D.分液时先打开分液漏斗上口玻璃塞平衡内外压强,再打开下端活塞使液体顺利流下,操作符合要求,D正确;
故选A。
要点 海洋中的化学资源—镁
1.镁及化合物的存在、性质与应用
原子结构
存在
自然界中的镁主要以化合态存在于地壳和海水。海水中镁的总储量约为2.1×1015t.
物理性质
镁是银白色金属,密度较小,易传热,导电。
化学性质
与非金属单质反应
与O2反应
2Mg+O22MgO
与N2反应
3Mg+N2Mg3N2
与非氧化性酸反应
Mg+2H+===Mg2++H2↑
与水反应
Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑
与氧化物反应
2Mg+CO22MgO+C
与硫酸铜溶液反应
Mg+Cu2+===Mg2++Cu
镁合金
能与铜、铝等金属形成合金。镁合金的性质特点是密度小、硬度和强度大。常用作制造火箭、导弹和飞机的部件。
氧化镁
白色难溶于水的固体,熔点很高,常用作耐高温材料。
2.从海水中提镁的过程
(1)海水提镁的工艺流程图
(2)相关反应的方程式
①分解贝壳制取氢氧化钙:CaCO3CaO+CO2↑;CaO+H2O===Ca(OH)2。
②沉淀镁离子:MgCl2+Ca(OH)2===CaCl2+Mg(OH)2↓。
③制备氯化镁:Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O。
④制取金属镁:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。
(3)工业上电解熔融的氯化镁制取镁,而不是电解氧化镁(熔点太高)制取镁。
特别提醒
1.海水中提取镁时,石灰乳能否换为石灰水?
【解析】不能。因为Ca(OH)2微溶于水,石灰水中Ca(OH)2的浓度很小,沉淀Mg2+的效果不好。
要点速测
21.海水是一个巨大的化学资源宝库。海水中部分化学资源的利用如图所示。下列说法错误的是
A.步骤①、②利用了Cl2的氧化性,将溶液中的Br-转化成Br2
B.X常选用SO2,将吹出的单质Br2充分吸收;Y常选用石灰乳,实现沉镁
C.工业上常用热还原法冶炼金属镁
D.“氯化”过程中发生的反应为MgO+C+Cl2MgCl2+CO
【答案】C
【分析】苦卤水中通入Cl2,发生反应Cl2+2Br-=2Cl-+Br2,用热空气将Br2吹出,用X将Br2转化成Br-,再用Cl2将Br-氧化得到含Br2溶液,含Br2溶液经进一步处理得到液溴;苦卤水中加入Y将Mg2+转化成沉淀,沉淀煅烧得到MgO,C、Cl2与MgO高温反应生成MgCl2和可燃气体CO,电解熔融MgCl2得到Mg。
【解析】A.步骤①、②中将氧化为,作氧化剂体现氧化性,A正确;
B.X选用,可与反应实现溴的富集;Y选用石灰乳,成本低,可将转化为沉淀实现沉镁,B正确;
C.是活泼金属,工业上采用电解熔融的方法冶炼镁,不使用热还原法,C错误;
D.“氯化”过程中、、在高温下反应生成和,反应为,D正确;
故选C。
22.2026年5月24日神舟二十三号载人飞船的成功发射离不开超轻高强镁合金的助力。从海水中提取镁的一种工艺流程如下:
下列说法错误的是
A.实验室进行操作①需用到的玻璃仪器是烧杯、玻璃棒和漏斗
B.试剂①可以是稀盐酸
C.溶液Y中溶质的成分只有NaCl
D.操作②是电解
【答案】C
【分析】海水中加入氢氧化钠,生成氢氧化镁,滤液Y有硫酸钠,氯化钠等,经过过滤(操作①)得到氢氧化镁,与稀盐酸(试剂①)反应得到氯化镁溶液(溶液Z),结晶得到无水氯化镁,电解(操作②)熔融氯化镁得到镁。
【解析】A.操作①为过滤操作,实验室进行过滤需要的玻璃仪器是烧杯、玻璃棒和漏斗,A正确;
B.根据分析,试剂①可以是稀盐酸,B正确;
C.海水中含有、等物质,加入后和反应生成沉淀和,因此溶液Y中的溶质除外,还有,也可能含有过量的,C错误;
D.根据分析,操作②是电解,D正确;
故选C。
难点 氯气的制备
1、氯气的实验室制法原理:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,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===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
2、除杂装置:除去Cl2中少量HCl、水蒸气,可先通入饱和食盐水除去HCl,再通过浓H2SO4(或P2O5或CaCl2)除去水。HCl极易溶于水,而Cl2在饱和食盐水中溶解度很小。
3、验满方法:①观察法:集气瓶中充满黄绿色气体②湿润的淀粉碘化钾试纸(变蓝)或品红试纸(先变红后褪色)。
4、吸收装置:烧杯中盛有NaOH溶液(不能用水代替)。有毒气体必须加以吸收,防止污染空气。氢氧化钠溶液吸收多余的氯气:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
5、实验室制取干燥纯净的氯气可按如下思路设计:
①发生装置→②净化装置→③收集装置→④尾气吸收装置
固+液 气 除去HCl 除去H2O→向上排空法→NaOH溶液吸收。
6、注意事项: ①MnO2在加热条件下,只能与浓盐酸反应,不能与稀盐酸反应,若用足量 MnO2与含4molHCl的浓盐酸充分反应,理论上产生的Cl2<1mol。 ②减少盐酸挥发的措施:①用小火慢慢加热;②用分液漏斗慢慢滴加盐酸。
难点精练
1.在制备和收集的实验过程中,下列装置正确的是
A.制备
B.除去混合气中的
C.排空气法收集
D.尾气吸收
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A.实验室用与浓盐酸共热制备,该装置缺少加热仪器酒精灯,无法发生反应制取,A错误;
B.与饱和溶液反应会生成新杂质,且溶于水生成的酸也会与反应消耗,应选用饱和食盐水除去中的,B错误;
C.密度大于空气,用向上排空气法收集时应从长导管进气、短导管出气,该装置进气方向错误,C错误;
D.有毒,可与溶液反应被吸收,倒置的漏斗能防止倒吸,该装置合理,D正确;
故选D。
2.实验室制备一瓶纯净氯气的反应装置如图所示。关于实验操作或叙述正确的是
A.a装置中盛装盐酸的仪器叫长颈漏斗
B.b、c中所盛试剂依次为浓硫酸、饱和食盐水
C.d中黄绿色气体从下往上逐渐充满整个集气瓶
D.e中NaOH溶液可用浓硫酸代替
【答案】C
【解析】A.a装置中盛装盐酸的仪器带有活塞,为分液漏斗,长颈漏斗无活塞,A错误;
B.制得的中混有和水蒸气,应先通过饱和食盐水除去,再通过浓硫酸干燥,故b、c中试剂依次为饱和食盐水、浓硫酸,B错误;
C.为黄绿色气体,密度大于空气,用向上排空气法收集,因此d中黄绿色气体从下往上逐渐充满整个集气瓶,C正确;
D.e中溶液的作用是吸收尾气,浓硫酸与不反应,无法吸收,不能代替溶液,D错误;
故选C。
难点 氯水的成分和性质
1.新制氯水的成分
(1)三分子:Cl2、HClO、H2O;
(2)四离子:H+、Cl-、ClO-、OH-。
2.新制氯水的性质
性质
成分
反应实例
酸性
HCl
CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O 氯水滴入石蕊试液中呈红色
HClO
NaOH+HClO=NaClO+H2O
氧化性
Cl2
Cl2+2FeCl2=2FeCl3、Cl2+Na2SO3+H2O=2HCl+Na2SO4
HClO
杀菌、消毒
漂白性
HClO
使湿润有机色质褪色,如向氯水中滴石蕊试液先变红,后褪色
沉淀性
Cl-
Cl2+Ag++H2O=AgCl↓+H++HClO
不稳定性
HClO
2HClO2HCl+O2↑,氯水要放在棕色试剂瓶中避光保存
难点精练
3.实验表明:将氯水滴加到一片蓝色石蕊试纸上,会出现如图所示的半径慢慢扩大的内外两个圆环,下列有关说法中正确的是
A.内环呈白色,体现了氯水的酸性
B.外环呈现的红色主要由HClO与石蕊作用形成
C.内外环上颜色差异的原因可能是比HClO扩散速度快
D.将该蓝色石蕊试纸放入干燥的氯气中也能出现相同的现象
【答案】C
【解析】A.内环呈白色是因为具有强氧化性,将有色物质漂白,体现的是氯水的漂白性而非酸性,A错误;
B.外环呈红色是因为氯水中的使蓝色石蕊显红色,不是的作用,B错误;
C.外环为红色、内环为白色,说明扩散速度更快,先扩散到外环使石蕊变红,扩散较慢,在内环将石蕊漂白为白色,该解释合理,C正确;
D.干燥的氯气无法与水反应生成和,不能使干燥蓝色石蕊试纸先变红后漂白,不会出现相同现象,D错误;
故选C。
4.某兴趣小组利用数字化实验测定光照过程中氯水的pH、氯水中氯离子的浓度、广口瓶中氧气的体积分数三者的变化,实验结果如下图所示。下列说法正确的是
(已知:浓度越大,pH值越小)
A.随着对氯水光照时间的延长,盐酸浓度在减小
B.氯水久置变无色,主要原因是光照导致氯气逸出
C.随着对氯水光照时间的延长,氯水的漂白性将增强
D.此实验可以说明氯气溶于水不止有物理变化,还有化学变化
【答案】D
【解析】A.随着光照时间延长,溶液中浓度升高、减小,说明浓度升高,盐酸浓度增大,A错误;
B.氯水久置变无色,是因为光照下分解,促使反应正向移动,不断被消耗,主要原因不是氯气逸出,B错误;
C.氯水的漂白性来源于,光照下分解,浓度降低,漂白性减弱,C错误;
D.实验中检测到、等新物质生成,说明氯气溶于水除物理溶解外,还发生了化学变化,D正确;
故选D。
难点 氧化性和还原性强弱比较
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.依据金属性、非金属性比较
3.根据反应条件来判断
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:
→
4.根据氧化产物的价态高低判断
当变价的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时,可由氧化产物元素价态的高低来判断氧化剂氧化性的强弱。即在相同条件下,使还原剂价态升得越高,则氧化剂的氧化性越强。
例如:2Fe+3Cl22FeCl3 Fe+SFeS
氧化性:Cl2>S。
判断还原剂还原性的原理类似。
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。
难点精练
5.关于氧化还原反应:,下列说法正确的是
A.X为CO B.转移电子的物质的量是生成X的2倍
C.酸化高锰酸钾可以用HCl D.还原性:H2C2O4>Mn2+
【答案】D
【解析】A.根据质量守恒定律,反应前后原子种类和数目不变,可推出X为,不是,A错误;
B.反应中元素从+7价降低到+2价,2个共得到10个电子,元素从+3价升高到+4价,生成10个时共失去10个电子,即每生成1mol 转移1mol电子,转移电子的物质的量与生成X的物质的量相等,B错误;
C.中的具有还原性,会与酸性发生氧化还原反应,因此不能用酸化高锰酸钾,C错误;
D.氧化还原反应中,还原剂的还原性强于还原产物的还原性,该反应中是还原剂,是还原产物,故还原性,D正确;
故答案选D。
6.在氧化还原反应中,氧化剂的氧化性比氧化产物强,还原剂的还原性比还原产物强,已知X-、Y-、Z-、W-四种离子的还原性强弱顺序为:Y->X->Z->W-,则下列氧化还原反应能发生的是
A.2W-+Z2=W2+2Z- B.2Y-+W2=Y2+2W-
C.2Z-+X2=Z2+2X- D.2X-+Y2=X2+2Y-
【答案】B
【分析】X-、Y-、Z-、W-四种离子的还原性强弱顺序为:Y->X->Z->W-,同一化学反应中还原能力强的物质能置换还原能力弱的物质,方程式中离子的还原性符合已知条件的就可以发生,否则不能发生。在A、B、C、D各项中,还原剂分别为W-、Y-、Z-、X-,还原产物分别为Z-、W-、X-、Y-。根据还原性:还原剂>还原产物的原则,在以上反应都能进行的情况下,则有还原性:W->Z-,Y->W-,Z->X-,X->Y-,而已知还原性为Y->X->Z->W-。
【解析】A.该反应若发生,得到还原性W->Z-,与已知不符合,所以不能发生,故A不选;
B.该反应若发生,得到还原性Y->W-,与已知相符,所以能发生,故B选;
C.该反应若发生,得到还原性Z->X-,与已知不相符,所以不能发生,故C不选;
D.该反应若发生,得到还原性X->Y-,与已知不符合,所以不能发生,故D不选;
故选B。
难点 价态规律及应用
1.高低规律
(1)内容:元素在物质中所处的价态,决定该元素的氧化性或还原性。
一般来说,元素处于最高价态时,只有氧化性(如KMnO4、HNO3等);
元素处于最低价态时,只有还原性(如S2-、Br-等);
元素处于中间价态时,既有氧化性又有还原性(如Fe2+、SO2等)。
(2)应用:预测物质的氧化性和还原性。
2.归中规律
(1)内容:同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时,高价态+低价态―→中间价态,即“只靠拢,不交叉”“就近变价”。
(2)图示表达如下:
(3)应用:同种元素的物质间发生氧化还原反应时,氧化产物、还原产物的判断,电子转移总数的计算。
3.歧化规律
(1)内容:氧化还原反应中,有元素化合价升高,必然有元素化合价降低。歧化反应时,某元素的中间价态―→高价态+低价态。
(2)应用:判断反应物和产物中同种元素价态的高低,计算电子转移的数目。
难点精练
7.有下列三个反应:
①
②
③
下列说法正确的是
A.①②③中的氧化产物分别是、、
B.根据以上方程式可以得到氧化性强弱顺序:
C.可以推理得到
D.在反应③中,当参加反应时,有2 mol HCl被氧化
【答案】D
【解析】A.还原剂被氧化生成氧化产物,反应①中氧化产物是和,②中氧化产物是,③中氧化产物是,是还原产物,A错误;
B.氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物,由反应③得氧化性,正确氧化性顺序为,B错误;
C.由反应②可知还原性,与反应时优先氧化生成,不会先氧化生成,也不会生成,C错误;
D.反应③中,参与反应时共得到电子,有中的被氧化为,即2mol HCl被氧化,D正确;
故选D。
8.已知:氧化还原反应可看成由两个半反应组成,每个半反应具有一定的电极电势(用“E”表示),E越高则对应电对中氧化型物质的氧化性越强,E越低则对应电对中还原型物质的还原性越强。下表为部分电对的电极电势。
氧化型/还原型
电极电势(E/V)
1.36
0.54
0.77
0.151
1.51
根据表格数据分析,下列说法正确的是
A.还原性:
B.氧化性:
C.向溶液中滴加溶液,能发生反应:
D.向酸性溶液中,滴加溶液,只有能发生反应
【答案】B
【分析】由题意可知,电极电势越高,对应电对氧化型物质氧化性越强;越低,对应电对还原型物质还原性越强;
【解析】A.的为1.36V,高于的0.54V,越低对应电对的还原型物质还原性越强,故还原性,A错误;
B.的为1.36V,高于的0.77V,越高对应电对的氧化型物质氧化性越强,故氧化性,B正确;
C.反应中是氧化剂、是氧化产物,需满足氧化剂氧化性强于氧化产物,但实际氧化性,该反应不能自发进行,正确的自发反应为,C错误;
D.酸性对应的电对的E(1.51V)远高于、等多个电对,除了,溶液中的也会被酸性氧化,并非只有反应,D错误;
故选B。
难点 碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别方法
(1)加热法:利用NaHCO3固体受热易分解,Na2CO3不易分解,将固体置于试管中加热,能产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3。
(2)沉淀法:各取少量固体溶于水,再分别滴加稀BaCl2或CaCl2或Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀生成的是Na2CO3。
(3)测pH法:配成相同物质的量浓度的两溶液,pH较大的是Na2CO3。
(4)测生成气体快慢法:各取少量固体于试管,加适量水溶解,分别滴加稀盐酸,立刻有气体产生的是NaHCO3,开始无现象,后有气体产生的是Na2CO3。
难点精练
9.为了鉴别和两种白色固体,设计如下几种实验方案。下列说法错误的是
A.图Ⅰ:气球鼓起体积较小的是
B.图Ⅱ:澄清石灰水变浑浊一侧的是
C.图Ⅲ:温度升高的是
D.图Ⅳ:产生白色沉淀的是
【答案】C
【解析】A.等质量的(摩尔质量)和(摩尔质量)与足量稀盐酸反应时,物质的量更小,生成更少,故气球鼓起体积较小的是,A正确;
B.受热易分解生成,可使澄清石灰水变浑浊,热稳定性强,加热不分解,故澄清石灰水变浑浊一侧的是,B正确;
C.溶于水放热,溶液温度升高,溶于水吸热,溶液温度降低,温度升高的应为,C错误;
D.与反应生成白色沉淀,与不反应,故产生白色沉淀的是,D正确;
故本题答案选C。
10.下列除去杂质的方法中,正确的是
选项
物质(括号内为杂质)
除杂方法
A
溶液
加入适量的溶液、过滤
B
通过饱和溶液洗气、干燥
C
固体
空气中加热
D
碱石灰
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】A.和均能与反应,会消耗要保留的,应该向溶液中通入来除去,A错误;
B.能和饱和溶液反应生成,会消耗要保留的,除去中应该用饱和溶液,B错误;
C.受热易分解,反应为,在空气中加热可将杂质完全转化为目标产物,C正确;
D.碱石灰的主要成分是和,属于碱性干燥剂,不仅会吸收水蒸气,还会和发生反应,除去中的水蒸气应该用浓硫酸,D错误;
故选C。
难点 Na2O2与CO2和H2O反应探究
物质的量的关系
无论是CO2或H2O(g)的单一物质还是二者的混合物,通过足量的Na2O2时,CO2或H2O(g)与放出O2的物质的量之比均为2∶1,即气体减小的体积等于生成O2的体积。
固体质量关系
相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”,H2O中的“H2”;可以看作发生相应的反应:Na2O2+CO===Na2CO3、Na2O2+H2===2NaOH(实际上两反应不能发生)。
先后顺序关系
一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O(g)的混合物的反应,解决问题时可视作Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完成后,Na2O2再与H2O发生反应。
电子转移关系
两反应都是Na2O2自身发生氧化还原反应,每有1 mol O2生成时,转移的电子均为2 mol。 关系式为:2Na2O2~O2~2e-。
难点精练
11.用下图所示装置进行实验,证明过氧化钠可在呼吸面具和潜水艇中作供氧剂。其中A是制取CO2的装置。下列说法错误的是
A.制取时,锥形瓶中的物质可以为碳酸钙、碳酸钠
B.装置B的作用是吸收挥发出的HCl和水蒸气
C.F中收集的气体能使带火星的木条复燃,则证明可作供氧剂
D.装置C中每生成1 mol 时转移2 mol电子
【答案】B
【解析】A.碳酸钙、碳酸钠均可与稀盐酸反应生成,可通过分液漏斗控制稀盐酸滴加速率调控反应速率,因此锥形瓶中可以加入上述物质,A正确;
B.装置B中盛饱和溶液,仅能与挥发出的反应从而除去,无法吸收水蒸气,气体通过溶液反而会混有水蒸气,B错误;
C.装置D中足量溶液可吸收未反应的,若F中收集的气体能使带火星木条复燃,说明参与反应生成了,可证明可作供氧剂,C正确;
D.与发生反应:,中-1价的氧发生歧化反应,每生成有O从-1价升高为0价,共转移电子,D正确;
故答案选B。
12.对于反应:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,下列说法中正确的是
A.Na2O2是氧化剂,H2O是还原剂
B.Na2O2既是氧化剂,又是还原剂
C.2个Na2O2参加反应时电子转移的数目为4个
D.每18 g H2O与足量Na2O2反应,则固体增重4 g
【答案】B
【解析】A.在反应中,中氧元素的化合价为-1价,反应后部分氧元素化合价升高到0价(生成),部分氧元素化合价降低到-2价(进入),而中氢、氧元素化合价均未发生变化,所以既不是氧化剂也不是还原剂,既是氧化剂又是还原剂,A错误;
B.由上述分析可知,中氧元素化合价既升高又降低,所以既是氧化剂,又是还原剂,B正确;
C.在该反应中,2个参加反应时,2个-1价的O失去电子生成,另外2个-1价的O得到电子转化为-2价,总共转移电子的数目为2个,C错误;
D.根据反应,将反应改写为,每2 mol(即36 g)参与反应时,固体从2 mol转化为4 mol,固体质量变化为,即每18 g与足量反应,固体增重为2g,并非4 g,D错误;
故选B。
难点 离子方程式正误判断方法
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。
(2)NaHCO3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。
难点精练
13.下列离子方程式书写正确的是
A.向Na2CO3溶液滴加少量盐酸:
B.向溶液通入过量
C.Cl2的尾气处理装置中:Cl2 + 2OH- = Cl- + ClO- + H2O
D.Na与CuSO4溶液反应:2Na + Cu2+ = Cu + 2Na+
【答案】C
【解析】A.向溶液滴加少量盐酸时,不足,反应生成,正确离子方程式为,A错误;
B.向溶液通入过量,产物为,正确离子方程式为,B错误;
C.用溶液进行尾气处理,反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,所给离子方程式原子守恒、电荷守恒,符合反应事实,C正确;
D.与溶液反应时,先与水反应生成和,再与反应生成沉淀,离子方程式,D错误;
故答案选C。
14.下列离子方程式中,正确的是
A.溶液和溶液反应至中性:
B.向溶液中通入足量:
C.向溶液中加入少量Na单质:
D.向中投入固体:
【答案】A
【解析】A.反应至中性时,硫酸氢钠提供的氢离子与氢氧化钡提供的氢氧根离子恰好完全反应,同时钡离子与等物质的量的硫酸根离子生成硫酸钡沉淀,另一部分硫酸根离子仍留在溶液中,未参与反应,正确的离子方程式为,A正确;
B.盐酸是强酸,碳酸是弱酸,根据强酸制弱酸原理,碳酸不能与氯化钙反应生成盐酸和碳酸钙,因此向氯化钙溶液中通入二氧化碳不能生成碳酸钙沉淀,B错误;
C.钠投入硫酸铜溶液后先与水反应,生成的氢氧根离子再和铜离子反应,合并后的正确离子方程式为,原式将钠写成直接置换铜,C错误;
D.过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,配平后的离子方程式为。原式左侧共有3个氧原子,右侧共有4个氧原子,氧原子不守恒,D错误;
故选A。
难点 离子共存
1.分析离子能否大量共存必备知识
(1)中学常见的六种有颜色的离子
MnO (紫红色)、 Cu2+ (蓝色)、 Fe3+ (棕黄色)、 Fe2+ (浅绿色)、 Cr2O (橙色)、 CrO (黄色)
(2)常见的表示溶液呈酸性的表述
①pH=1的溶液(常温下);
②使pH试纸变 红 的溶液;
③使甲基橙呈 红色 的溶液;
④与镁粉反应放出 H2 的溶液;
(3)常见的表示溶液呈碱性的表述
①pH=14的溶液(常温下);
②使pH试纸变 蓝 的溶液;
③使酚酞试液变 红 的溶液;
(4)常见的表示溶液可能呈酸性也可能呈碱性的表述
①与铝粉反应放出 H2 的溶液;
②与NH4HCO3反应能产生气体的溶液。
2.判断离子能否大量共存的“四个要点”
判断离子能否大量共存的“四个要点”,关键是看“一色、二性、三特殊、两反应”。
(1)一色——溶液颜色,无色溶液中不存在 有色 离子。
(2)二性——溶液的酸碱性:
①在强酸性溶液中, OH- 及弱酸根离子(如CO、SO、S2-、CH3COO-等)均不能大量存在;
②在强碱性溶液中, H+ 及弱碱阳离子(如NH、Al3+、Mg2+、Fe3+等)均不能大量存在;
③弱酸的酸式酸根离子(如HCO、HSO、HS-等)在强酸性和强碱性溶液中均不能大量存在。
(3)三特殊——三种特殊情况:
①[Al(OH)4]-与HCO不能大量共存,发生反应的离子方程式为[Al(OH)4]-+HCO=== Al(OH)3↓+CO+H2O 。
②“NO+H+”组合具有强氧化性,能与S2-、Fe2+、I-、SO等具有还原性的离子发生 氧化还原 反应而不能大量共存。
③NH与CH3COO-、CO,Mg2+与HCO等组合中,虽然两种离子都能水解且水解相互促进,但总的水解程度仍很小,它们在溶液中能大量共存。
(4)两反应——离子不能大量共存的两种反应类型:
①发生复分解反应
离子间因发生反应生成沉淀而不能大量共存。常见的离子组有:H+与 SiO ; OH- 与Mg2+、Al3+、Cu2+、Fe2+、Fe3+等;Ag+与 Cl- 、Br-、I-等; SO(或CO) 与Ba2+、Ca2+、Ag+等。
离子间因发生反应生成弱电解质而不能大量共存。常见的离子组有: H+ 与OH-、CH3COO-、F-、ClO-等。
离子间因发生反应生成气体而不能大量共存。常见的离子组有: H+ 与CO、HCO、SO等;加热条件下,OH-与 NH 。
②发生氧化还原反应
离子间因发生氧化还原反应而不能大量共存。常见的离子组有:在酸性条件下,MnO或 NO 与Fe2+、I-等。
难点精练
15.在指定条件下,下列各组离子能大量共存的是
A.新制氯水中:、、、
B.澄清透明的溶液中:、、、
C.与铁反应放出氢气的溶液:、、、
D.溶液中:、、、
【答案】B
【解析】A.新制氯水具有强氧化性,会将氧化为,不能大量共存,A错误;
B.、、、之间相互不发生反应,且澄清透明的溶液允许有色离子存在,可大量共存,B正确;
C.与铁反应放出氢气的溶液为酸性溶液,存在大量,会与结合生成弱电解质,不能大量共存,C错误;
D.溶液中,会与反应生成和,且与结合生成,不能大量共存,D错误;
故选B。
16.在澄清透明的溶液中能大量共存的离子组是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
【答案】A
【解析】A.、、、之间不发生反应,且澄清透明溶液允许存在有色离子,可大量共存,A正确;
B.与会反应生成沉淀,不能大量共存,B错误;
C.存在时,具有强氧化性,可与还原性的发生氧化还原反应,不能大量共存,C错误;
D.与会反应生成沉淀,不能大量共存,D错误;
故选A。
难点 与量有关离子方程式书写
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。
难点精练
17.下列离子方程式书写正确的是
A.碳酸镁与稀硫酸反应:
B.将少量通入过量的溶液中:
C.饱和碳酸钠溶液中通入过量:
D.溶液与溶液恰好中和:
【答案】B
【解析】A.碳酸镁在水中溶解度较小,书写离子方程式时不能拆分为离子形式,正确离子方程式为,A错误;
B.少量通入过量溶液中反应生成碳酸钠和水,离子方程式书写符合反应事实和守恒规则,B正确;
C.饱和碳酸钠溶液中通入过量会析出溶解度较小的晶体,正确离子方程式为,C错误;
D.两溶液恰好中和时,与的物质的量之比为1:2,正确离子方程式为,D错误;
故选B。
18.下列离子方程式中书写正确的是
A.向中滴加少量稀盐酸:
B.向溶液中通入少量:
C.向水中通入少量:
D.向水中投入少量:
【答案】D
【解析】A.向中滴加少量稀盐酸:,A错误;
B.向溶液中通入少量:,B错误;
C.向水中通入少量:,C错误;
D.向水中投入少量:,D正确;
故选D。
难点 粗盐提纯
1.除去粗盐中可溶性杂质的原理
2.除杂路线
难点精练
19.从海水中得到的粗盐往往含有可溶性杂质(主要有Na2SO4、MgCl2、CaCl2)和不溶性杂质(泥沙等),必须进行分离和提纯后才能使用,粗盐提纯的部分流程如图所示,下列说法正确的是
A.溶液a、b、c依次为BaCl2溶液、Na2CO3溶液、稀盐酸
B.操作Ⅱ需要使用漏斗
C.配制450mL1.0mol/LNaCl溶液时需要用托盘天平称量26.3g精盐
D.精盐是重要的化工原料,侯氏制碱法第一步需向饱和食盐水中依次通入二氧化碳、氨气
【答案】A
【分析】粗盐中含有可溶性杂质,主要有Na2SO4、MgCl2、CaCl2和不溶性杂质(泥沙等),将其溶解,加入过量的BaCl2溶液,除去,再加入过量的NaOH溶液,除去Mg2+,最后加入过量的Na2CO3溶液,除去钙离子和钡离子,过滤,得到沉淀和滤液,滤液中含有过量的NaOH和Na2CO3溶液,再加入过量的盐酸,中和NaOH和Na2CO3溶液,将溶液蒸发结晶、烘干,得到氯化钠晶体,据此分析作答。
【解析】A.由分析可知,溶液a、b、c依次为BaCl2溶液、Na2CO3溶液、稀盐酸,A正确;
B.由分析可知,操作Ⅱ为蒸发结晶、烘干,故不需要使用漏斗,B错误;
C.配制450mL1.0mol/LNaCl溶液时需选用500mL的容量瓶,故需要用托盘天平称量0.5L×1.0mol/L×58.5g/mol=29.3g精盐,C错误;
D.精盐是重要的化工原料,由于NH3易溶于水,CO2难溶于水但易溶于氨化后的溶液中,故侯氏制碱法第一步需向饱和食盐水中依次通入氨气、二氧化碳,D错误;
故答案为:A。
20.用海水得到的粗盐中含有较多杂质(如不溶性的泥沙,可溶性的CaCl2、MgCl2以及一些硫酸盐等),粗盐提纯的流程如图所示。下列说法错误的是
A.操作⑤用到的玻璃仪器有玻璃棒、漏斗、烧杯
B.步骤②所加X溶液和步骤④所加Y溶液的顺序可以调换
C.步骤⑥加入盐酸的目的是除去过量的NaOH和Na2CO3
D.X溶液是过量的氯化钡溶液
【答案】B
【分析】由题给流程可知,粗盐溶解得到粗盐溶液,向溶液中加入过量的氯化钡溶液,将溶液中硫酸根离子转化为硫酸钡沉淀,加入过量的氢氧化钠溶液,将溶液中的镁离子转化为氢氧化镁沉淀,向溶液中加入过量的碳酸钠溶液,将溶液中的钙离子和过量的钡离子转化为碳酸钙、碳酸钡沉淀,过滤得到含有硫酸钡、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸钡的沉淀和滤液;向滤液中加入适量盐酸,将溶液中过量的氢氧化钠和碳酸钠除去,蒸发、结晶、烘干得到精盐。
【解析】A.操作⑤为过滤操作,用到的玻璃仪器有玻璃棒、漏斗、烧杯,A说法正确;
B.步骤②所加的过量的氯化钡溶液需要用步骤④所加的碳酸钠溶液与其反应形成碳酸钡沉淀,可将多余钡离子除去,顺序不可换,B说法错误;
C.根据分析可知,向滤液中加入适量盐酸,将溶液中过量的氢氧化钠和碳酸钠除去,C说法正确;
D.根据分析可知,X溶液是过量的氯化钡溶液,D说法正确;
答案选B,
考点 实验室制氯气
▌例1 实验室制取少量氯水并探究其性质。下列实验装置和实验操作能达到实验目的的是
A.制取
B.制取氯水
C.处理尾气
D.测氯水的
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【解析】A.与浓盐酸反应制取需要加热,装置无酒精灯,无法发生反应,A错误;
B.将氯气通入水中,氯气可溶于水且与水反应,能够制得氯水,B正确;
C.在饱和食盐水中溶解度很小,饱和食盐水无法吸收含的尾气,可选用溶液,C错误;
D.氯水中含有具有漂白性的,会漂白试纸,无法用试纸测定氯水的,D错误;
故选B。
▌迁移练1-1 某化学小组用如图所示装置制取氯气,下列说法不正确的是解题要点
有气体参加的探究实验模板
A.在集气瓶的导管口处放一片湿润的蓝色石蕊试纸,可以检验是否有氯气逸出
B.为了防止氯气污染空气,必须进行尾气处理
C.该装置图中至少存在两处明显错误
D.该实验中收集氯气的方法不正确
【答案】D
【解析】A.氯气与水反应生成和,可使湿润蓝色石蕊试纸变红,具有漂白性可使试纸褪色,因此可以检验是否有氯气逸出,A正确;
B.氯气有毒,直接排放到空气中会造成污染,必须进行尾气处理,B正确;
C.该装置存在多处错误:一是和浓盐酸反应制需要加热,装置缺少加热仪器酒精灯;二是长颈漏斗会导致生成的逸出,应选用分液漏斗;三是缺少尾气处理装置,因此至少存在两处明显错误,C正确;
D.氯气密度大于空气,可采用长进短出的向上排空气法收集,该装置收集方法正确,D错误;
故答案选D。
▌迁移练1-2 利用下图所示装置进行实验,先向W形管中通入N2,一段时间后,再用注射器向其中加入浓盐酸,当Cl2充满整个W形管后点燃酒精灯。下列说法不正确的是
A.①处固体为MnO2
B.②处试纸变蓝,说明氧化性:Cl2>I2
C.③处可观察到钠块剧烈燃烧,且产生大量白烟
D.④处碱石灰可以起到吸收尾气,防止污染空气的作用
【答案】A
【分析】先向W形管中通入一段时间,目的是排尽装置内的空气,避免后续加热钠块时,钠与空气中的、水蒸气等发生副反应,干扰钠和氯气的反应验证。用注射器向W形管的①处注入浓盐酸,①处的固体和浓盐酸常温下反应释放,待充满整个W形管后,完成氯气的体系填充。点燃酒精灯加热③处的钠块,依次验证氯气的氧化性、氯气与金属钠的反应,同时完成尾气处理:氯气流经②处的湿润淀粉碘化钾试纸,发生置换反应验证卤素氧化性强弱;氯气进入③处和受热的钠单质反应,观察钠在氯气中的燃烧现象;残余的尾气被④处的碱石灰吸收,避免有毒氯气逸出污染环境。
【解析】A.与浓盐酸反应制备需要加热条件,装置中①处无加热装置,因此①处固体不可能为,A错误;
B.②处湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,是因为将氧化为,淀粉遇显蓝色,根据氧化剂的氧化性强于氧化产物,可知氧化性:,B正确;
C.③处钠与在加热条件下剧烈反应生成固体小颗粒,可观察到大量白烟,C正确;
D.④处碱石灰可以吸收未反应的有毒,防止其排放到空气中污染环境,D正确;
故选A。
考点 氯碱工业
▌例2 以电解饱和食盐水为基础制取氯气和烧碱等产品的工业被称为氯碱工业。氯碱工业中的“碱”指的是
A. B. C.NaOH D.
【答案】C
【解析】A.为纯碱,不是电解饱和食盐水的产品,A错误;
B.为小苏打,不属于氯碱工业制取的“碱”,B错误;
C.电解饱和食盐水的反应为,产物是烧碱,即氯碱工业中的“碱”,C正确;
D.为熟石灰,不是氯碱工业的产品,D错误;
故选C。
▌迁移练2-1 工业上采用电解饱和食盐水的方法制备:。下列说法正确的是解题要点
1.饱和食盐水必须精制,不能直接粗盐水电解。
2.粗食盐水中杂质Ca2+、Mg2+、SO必须提前精制除去杂质。危害:生成氢氧化物沉淀堵塞交换膜,降低电解效率。
3.除杂顺序:BaCl₂→Na₂CO₃→NaOH→过滤→盐酸(Na₂CO₃在 BaCl₂后,盐酸最后除过量碱)
4.气体导出顺序:氢气易燃,阴极H₂需单独收集,远离氯气,严禁密闭混合。
A.发生了氧化反应
B.若消耗,则会生成还原产物
C.纯净的能在中安静地燃烧,产生大量白烟
D.该反应的电子转移情况可表示为
【答案】B
【分析】由方程式可知,反应中氯元素的化合价升高被氧化,氯化钠是反应的还原剂,发生氧化反应,氯气是氧化产物;氢元素的化合价降低被还原,水是氧化剂,发生还原反应,氢气是还原产物;反应转移电子的数目为2。
【解析】A.由分析可知,水是反应的氧化剂,发生还原反应,A错误;
B.由方程式可知,消耗36 g水时,生成氢气的质量为:××2 g/mol=2 g,B正确;
C.纯净的氢气能在氯气中安静地燃烧生成氯化氢,氯化氢与空气中的水蒸气形成盐酸小液滴,从而产生大量的白雾,C错误;
D.由分析可知,氯化钠是反应的还原剂,水是氧化剂,反应转移电子的数目为2,则表示反应电子转移情况的单线桥为:,D错误;
故选B。
▌迁移练2-2 氯碱工业通过电解饱和食盐水制备氯气:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;下列有关氯碱工业的说法不正确的是
A.工业上可利用生成的H2和Cl2制盐酸
B.每生成1个Cl2转移电子数为2
C.获得的主要产品除Cl2外,还有烧碱和H2
D.工业上可用澄清石灰水吸收Cl2联合生产漂白粉
【答案】D
【解析】A.氢气在氯气中燃烧生成氯化氢气体,工业上可利用生成的H2和Cl2制盐酸,故A正确;
B.2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,反应中氯元素化合价-1价升高到0价,生成1个Cl2电子转移2个,故B正确;
C.化学方程式2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑可知,氯碱工业生成了氢气、氯气和氢氧化钠,故C正确;
D.氢氧化钙微溶于水,澄清石灰水浓度小,工业上可用石灰乳吸收Cl2联合生产漂白粉,故D错误;
故选:D。
考点 氯气与单质的反应
▌例3 .如图是氢气在氯气中燃烧的示意图。下列有关该实验的说法错误的是
A.集气瓶中氯气有刺激性气味 B.氢气在氯气中燃烧火焰呈无色
C.燃烧过程中集气瓶口会产生大量白雾 D.该实验能充分说明燃烧不一定有氧气参加
【答案】B
【解析】A.氯气有刺激性气味,A正确;
B.在中燃烧火焰呈苍白色,B错误;
C.氯气和氢气燃烧生成HCl气体,HCl在集气瓶口与空气中的水蒸气凝结成小液滴,产生大量白雾,C正确;
D.该实验中氢气在氯气中燃烧,没有氧气参加,充分说明燃烧不一定有氧气参加,D正确;
故选B。
▌迁移练3-1 自被发现至今,已在医药、农药、化学工业等方面获得广泛应用。下列关于性质的说法正确的是解题要点
(1)闻气体时的操作方法如右图所示。用手轻轻在集气瓶口扇动,使极少量的气体飘进鼻孔。
(2)低温和加压的条件下,氯气(Cl2)可转变为液态(称为液氯)和固态,二者都是纯净物。
(3)氯气有毒,人吸入少量氯气会使鼻和喉头的黏膜受到刺激,引起咳嗽和胸部疼痛,吸入大量氯气会中毒致死。因此做氯气相关实验时要注意安全。
A.纯净的在中燃烧发出淡蓝色火焰
B.金属钠在中燃烧,发出黄光,产生棕黄色的烟
C.铜丝在中剧烈燃烧,产物为
D.铁丝在中的燃烧产物溶于水,可形成浅绿色溶液
【答案】C
【解析】A.纯净的在中燃烧发出苍白色火焰,淡蓝色是在中燃烧的火焰颜色,A错误;
B.金属钠在中燃烧生成,产生白烟,棕黄色烟是铜在中燃烧的现象,B错误;
C.氧化性较强,可将氧化为+2价,铜丝在中燃烧产物为,C正确;
D.铁丝在中燃烧产物为,溶于水形成含的黄色溶液,浅绿色是溶液的颜色,D错误;
故选C。
▌迁移练3-2 下列氯化物中,既能由金属和氯气直接制取,又能由金属和盐酸直接制取的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】A.Fe与强氧化剂反应直接生成,无法得到,A不符合题意;
B.Mg与点燃化合可生成,Mg与盐酸发生置换反应也生成,B符合题意;
C.盐酸氧化性较弱,Fe与盐酸反应只能生成,无法得到,C不符合题意;
D.Cu不能与盐酸发生反应,无法得到,D不符合题意;
故选B。
考点 氯气与水的反应及氯水性质的多重性
▌例4 下列说法不正确的是
A.新制氯水的氧化性强于久置氯水,但酸性较弱
B.氢气在氯气中安静地燃烧,发出苍白色火焰
C.新制氯水均能使淀粉-KI试纸变蓝
D.氯水和液氯均属于混合物
【答案】D
【解析】A.新制氯水中含、,具有强氧化性,久置氯水中分解为和,最终变为稀盐酸,氧化性弱于新制氯水,酸性强于新制氯水,A正确;
B.氢气在氯气中燃烧的现象为安静燃烧,发出苍白色火焰,瓶口产生白雾,B正确;
C.新制氯水中含有,可与发生反应,遇淀粉变蓝,C正确;
D.氯水是的水溶液,含多种微粒,属于混合物,液氯是液态的,只含一种物质,属于纯净物,D错误;
因此答案选D。
▌迁移练4-1 实验表明:将氯水滴加到一片蓝色石蕊试纸上,会出现如图所示的半径慢慢扩大的内外两个圆环,下列有关说法中正确的是解题要点
(1)实验室中氯水需现用现配。保存氯水时,应避免光照、受热,实验室通常将氯水置于棕色试剂瓶中密封保存。
(2)光照氯水,浅黄绿色逐渐褪去,溶液的pH逐渐减小(HClO能转化为强酸HCl):2HClO2HCl+O2↑。
(3)Cl2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又将变色后的石蕊试纸氧化褪色(漂白)。
A.内环呈白色,体现了氯水的酸性
B.外环呈现的红色主要由HClO与石蕊作用形成
C.内外环上颜色差异的原因可能是比HClO扩散速度快
D.将该蓝色石蕊试纸放入干燥的氯气中也能出现相同的现象
【答案】C
【解析】A.内环呈白色是因为具有强氧化性,将有色物质漂白,体现的是氯水的漂白性而非酸性,A错误;
B.外环呈红色是因为氯水中的使蓝色石蕊显红色,不是的作用,B错误;
C.外环为红色、内环为白色,说明扩散速度更快,先扩散到外环使石蕊变红,扩散较慢,在内环将石蕊漂白为白色,该解释合理,C正确;
D.干燥的氯气无法与水反应生成和,不能使干燥蓝色石蕊试纸先变红后漂白,不会出现相同现象,D错误;
故选C。
▌迁移练4-2 在氯水中存在许多分子和离子,它们在不同的反应中表现各自的性质,下列的实验和结论一致且正确的是
A.加入金属镁产生气泡,说明溶液中有HClO分子的存在
B.先加入盐酸酸化,再加入硝酸银溶液产生白色沉淀,说明氯水中有的存在
C.溶液呈浅黄绿色,且有刺激性气味,说明溶液中有的存在
D.加入氢氧化钠溶液,氯水浅黄绿色消失,说明溶液中有HClO分子的存在
【答案】C
【解析】A.金属镁与氯水中的反应生成氢气产生气泡,不能说明有分子存在,A不符合题意;
B.加入盐酸酸化的过程中会引入,无论原氯水中是否含,加入硝酸银都会产生白色沉淀,无法证明氯水中有,B不符合题意;
C.是浅黄绿色、具有刺激性气味的气体,氯水的对应性质可说明溶液中有分子存在,C符合题意;
D.氯水的浅黄绿色是的特征性质,加入氢氧化钠溶液后颜色消失是因为与发生反应,不能说明有分子存在,D不符合题意;
故选C。
考点 氯气与碱的反应及次氯酸盐的性质
▌例5 在反应中,还原剂与氧化剂的物质的量之比为
A.1:5 B.1:3 C.5:1 D.3:1
【答案】A
【解析】该反应为歧化反应,既是氧化剂又是还原剂:3 mol 含6 mol 原子,其中1 mol 化合价升高被氧化,对应0.5 mol 作还原剂;5 mol 化合价降低被还原,对应2.5 mol 作氧化剂,还原剂与氧化剂物质的量之比为,A正确;
故答案选A。
▌迁移练5-1 用如图装置探究的性质,其中红纸①是干燥的,红纸②~④分别用表中的试剂润湿。向中心粉末上滴加盐酸,产生大量黄绿色气体,红纸变化情况如下表:解题要点
(1)在Cl2与碱溶液的反应中,Cl2既是氧化剂又是还原剂。
(2)漂白液、漂白粉和漂粉精既可作漂白棉麻、纸张的漂白剂,又可用作游泳池等场所的消毒剂。
红纸编号
试剂
红纸变化
①
—
不褪色
②
蒸馏水
逐渐褪色
③
饱和食盐水
褪色非常缓慢
④
溶液
快速褪色
下列对于该实验的分析正确的是
A.与盐酸反应时,盐酸只体现还原性
B.对比①②的现象,说明红纸褪色涉及的反应是
C.对比①②③的现象,说明氯气不能与饱和食盐水反应生成漂白性物质
D.对比②④的现象,说明的存在有利于漂白性物质快速生成
【答案】D
【解析】A.与盐酸反应的方程式为,部分中化合价不变生成盐,体现酸性,部分化合价升高生成,体现还原性,并非只体现还原性,A错误;
B.是弱酸,离子方程式中不能拆写,正确的离子方程式为,B错误;
C.③中饱和食盐水里浓度大,使与水的反应平衡逆向移动,浓度很低,所以褪色非常缓慢,并非不能生成漂白性物质,C错误;
D.可以和与水反应生成的反应,促使平衡正向移动,浓度快速增大,红纸快速褪色,说明的存在有利于漂白性物质快速生成,D正确;
答案选D。
▌迁移练5-2 用可以制备具有漂白作用的次氯酸盐,下列说法错误的是
A.漂粉精的有效成分是
B.日常生活中,NaClO溶液比HClO溶液稳定
C.一般将“84”消毒液与“洁厕灵”(主要成分稀盐酸)混合使用
D.将通入NaOH溶液中,可以得到以NaClO为有效成分的漂白液
【答案】C
【解析】A.漂粉精的有效成分是,A正确;
B.HClO不稳定,HClO见光易分解,NaClO溶液比HClO溶液稳定,B正确;
C.NaClO与HCl反应生成,有毒,不能混合使用,C错误;
D.将通入NaOH溶液中,可以得到以NaClO为有效成分的漂白液,D正确;
故选C。
考点 氧化性、还原性强弱比较
▌例6 有下列三个反应:
①
②
③
下列说法正确的是
A.①②③中的氧化产物分别是、、
B.根据以上方程式可以得到氧化性强弱顺序:
C.可以推理得到
D.在反应③中,当参加反应时,有2 mol HCl被氧化
【答案】D
【解析】A.还原剂被氧化生成氧化产物,反应①中氧化产物是和,②中氧化产物是,③中氧化产物是,是还原产物,A错误;
B.氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物,由反应③得氧化性,正确氧化性顺序为,B错误;
C.由反应②可知还原性,与反应时优先氧化生成,不会先氧化生成,也不会生成,C错误;
D.反应③中,参与反应时共得到电子,有中的被氧化为,即2mol HCl被氧化,D正确;
故选D。
▌迁移练6-1 已知反应:,下列说法正确的是解题要点
物质氧化性和还原性比较的一般思路
A.浓盐酸全部表现还原性
B.生成3个Cl2转移的电子数为6个
C.氧化产物和还原产物的个数比为5:1
D.可以利用氯气的漂白性漂白发黄的衣服
【答案】C
【解析】A.该反应中6份浓参与反应时,1份化合价不变生成体现酸性,仅5份被氧化体现还原性,因此浓盐酸同时表现酸性和还原性,A错误;
B.该反应为归中反应,中+5价得5个电子被还原为0价,5份中-1价各失1个电子被氧化为0价,生成3个时转移电子数为5个,B错误;
C.氧化产物和还原产物均为,其中5个被氧化的对应氧化产物部分,1个被还原的对应还原产物部分,根据得失电子守恒,二者个数比为5:1,C正确;
D.氯气本身无漂白性,其与水反应生成的次氯酸才有漂白性,且直接用氯气漂洗衣服会损伤衣物,D错误;
故选C。
▌迁移练6-2 下列说法正确的是
A.得电子越多,氧化性越强
B.,此反应中氧化性:
C.中的硫元素化合价是价,处于硫的最高价,因此的氧化性一定很强
D.氧化性:,则溶液中可发生反应:
【答案】D
【解析】A.氧化性强弱由得电子能力决定,与得电子的数目无关,得电子能力越强氧化性越强,A错误;
B.该反应中为还原剂,为还原产物,只能得出还原性,无法推导二者氧化性的大小关系,B错误;
C.元素处于最高价仅说明具备氧化性,但氧化性强弱不一定高,如稀硫酸中几乎不体现氧化性,C错误;
D.若该反应发生,为氧化剂,为氧化产物,符合氧化剂氧化性大于氧化产物的规律,与已知的氧化性顺序一致,反应可发生,D正确;
故选D。
考点 氧化还原反应规律及应用
▌例7 已知:①(浓)、
②、③;
由此判断,下列说法正确的是
A.氧化性:
B.一定条件下,反应能够发生
C.反应②中,既是氧化产物又是还原产物
D.反应①中,氧化剂与还原剂的个数之比为
【答案】C
【解析】A.根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物来判断:在反应①(浓)中,KMnO4中Mn元素化合价降低,被还原,KMnO4作氧化剂;HCl中Cl元素化合价升高,被氧化,HCl作还原剂,生成的Cl2是氧化产物,所以氧化性MnO4- > Cl2;在反应② 中,Cl2中Cl元素化合价降低,Cl2作氧化剂,生成的FeCl3是氧化产物,所以氧化性Cl2>Fe3+;在反应③ 中,FeCl3中Fe元素化合价降低,FeCl3作氧化剂;KI中I元素化合价升高,KI作还原剂,生成的I2是氧化产物,所以氧化性Fe3+>I2;因此氧化性顺序为MnO4- > Cl2 > Fe3+> I2,A错误;
B.由前面分析可知氧化性Cl2 > Fe3+ > I2,则还原性I- > Fe2+,所以Cl2与FeI2反应时,应先氧化I-,再氧化Fe2+,反应不能发生, B错误;
C.在反应② 中,FeCl2中Fe元素化合价从+2升高到+3,被氧化,Cl2中Cl元素化合价从0降低到-1,被还原,所以FeCl3既是氧化产物(Fe元素被氧化得到:Fe3+)又是还原产物(Cl元素被还原得到:Cl-),故C正确;
D.在反应① (浓)中,KMnO4是氧化剂,Mn元素化合价从+7降低到+2,每个KMnO4得到5个电子;16个参与反应的HCl中,只有10个HCl中的Cl元素化合价从-1升高到0,作为还原剂,剩余6个HCl中的Cl元素化合价不变,起到酸的作用,所以氧化剂与还原剂的个数之比为2 : 10 = 1: 5, D错误;
故选C。
▌迁移练7-1 化学上常用标准电极电势(氧化型/还原型)比较物质的氧化还原能力。已知:值越高,氧化型物质的氧化能力越强;值越低,还原型物质的还原能力越强,值与体系的pH有关。解题要点
多步连续氧化还原反应的得失电子守恒关系
(1)有些试题涉及的氧化还原反应较多,关系较复杂,解答问题时,可以不追究中间反应过程,只要把物质分为初态和终态,从得电子与失电子两个方面考虑,由得失电子守恒列关系式。
(2)如一定量的铜与足量的稀硝酸恰好完全反应,将产生的NO与标准状况下5.6 L的O2混合后通入水中,NO完全被吸收,则铜与通入O2的物质的量关系为n(Cu)=2n(O2)。
酸性介质
碱性介质
氧化型/还原型
+1.69
+1.36
+0.77
+1.42
-0.5
+0.84
根据表格数据,下列说法错误的是
A.可用于制备
B.还原性:弱于
C.向硫酸酸化的含0.2mol 的溶液中加入0.1mol ,无黄绿色气体产生
D.反应能发生
【答案】B
【解析】A.高于,氧化性强于,酸性条件下可氧化制备,A正确;
B.低于,说明还原型的还原性强于,B错误;
C.还原性,优先氧化,反应得电子,恰好氧化,不参与反应,无黄绿色气体产生,C正确;
D.碱性介质中高于,反应可自发进行,D正确;
故选B。
▌迁移练7-2 .在和的混合溶液中加入铁粉,充分反应。下列说法正确的是
A.若无固体剩余,则反应后的溶液中肯定含有和
B.若有固体剩余,则固体混合物中肯定含有
C.若有固体剩余,则反应后的溶液中可能含有
D.若有固体剩余,则反应后的溶液中肯定含有,可能含有,肯定不含
【答案】D
【解析】A.加入铁粉先发生反应,若无固体剩余,若铁粉恰好将完全还原,溶液中不存在,故“肯定含有”的说法错误,A错误;
B.氧化性顺序为Fe3+>Cu2+,完全反应后,才会还原生成,若铁粉仅还原了部分或全部且铁粉完全消耗,固体只有,不一定含,B错误;
C.可与发生反应,若有固体剩余,无论固体是还是、混合物,均不可能存在,C错误;
D.与、反应均生成,故溶液肯定含;由C的分析可知肯定不含;若铁粉仅还原了部分,则溶液中还含有,若铁粉过量则无,故可能含,D正确;
故选D。
考点 钠与溶液的反应
▌例8 下列离子方程式书写正确的是
A.向Na2CO3溶液滴加少量盐酸:
B.向溶液通入过量
C.Cl2的尾气处理装置中:Cl2 + 2OH- = Cl- + ClO- + H2O
D.Na与CuSO4溶液反应:2Na + Cu2+ = Cu + 2Na+
【答案】C
【解析】A.向溶液滴加少量盐酸时,不足,反应生成,正确离子方程式为,A错误;
B.向溶液通入过量,产物为,正确离子方程式为,B错误;
C.用溶液进行尾气处理,反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,所给离子方程式原子守恒、电荷守恒,符合反应事实,C正确;
D.与溶液反应时,先与水反应生成和,再与反应生成沉淀,离子方程式,D错误;
故答案选C。
▌迁移练8-1 下列关于钠参与反应的说法,不正确的有解题要点
金属钠与水、酸、盐溶液反应现象
1.共性:浮:钠浮在液面上;熔:钠熔化成光亮的小球;游:在液面上不停地游动直至反应完;响:反应中不停地发出“嘶嘶”的响声。
2.差异性:与酸反应时,由于溶液中H+浓度较大,反应比钠与水剧烈,最后钠可能在液面上发生燃烧;与盐溶液反应时,还可能会生成沉淀(如生成难溶碱)、气体(NH3)等。
①将小块的钠投入滴有紫色石蕊溶液的水中,反应后溶液变红
②将钠投入稀盐酸中,钠先与水反应,后与HCl反应
③与足量钠充分反应,一定转移
④将钠加入到硫酸铜溶液中,能置换出铜
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】D
【解析】①钠与水反应生成,碱性溶液会使紫色石蕊溶液变蓝而非变红,①错误;
②钠与酸、水反应的本质都是与反应,稀盐酸中浓度远大于水,因此钠先与反应,②错误;
③与钠反应,若常温下生成,1mol 转移4mol ,若加热条件下生成,1mol 仅转移2mol ,因此转移电子数不一定为4mol ,③错误;
④钠加入硫酸铜溶液时,先与水反应生成,再与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀,无法置换出铜,④错误;
综上,①②③④均错误,故选D。
▌迁移练8-2 将钠投入下列溶液中,既有气体产生又有白色沉淀生成的是
A.稀盐酸 B.CuSO4溶液 C.饱和澄清石灰水 D.NaCl溶液
【答案】C
【解析】A.钠与稀盐酸反应生成氯化钠和,仅产生气体,无沉淀生成,A错误;
B.钠先与水反应生成和,再与反应生成蓝色沉淀,不符合白色沉淀的要求,B错误;
C.钠与水反应消耗溶剂水,且反应放热,的溶解度随温度升高而降低,饱和澄清石灰水中会析出白色沉淀,同时有生成,C正确;
D.钠与溶液中的水反应生成和,反应产物均可溶,无沉淀生成,D错误;
故选C。
考点 侯氏制碱法
▌例9 我国化学家侯德榜发明了联合制碱法,对世界制碱工业做出了巨大贡献,其流程如下图所示。
下列说法不正确的是
A.此流程中的“氨化”和“碳酸化”操作顺序不可替换
B.“碳酸化”过程会放出大量热,高温有利于析出
C.“冷却”过程中产生的副产品可用作化肥
D.“煅烧”过程中产生的可以循环利用
【答案】B
【分析】精制饱和食盐水先氨化、再碳酸化生成碳酸氢钠;过滤得到的碳酸氢钠经煅烧制得碳酸钠,同时生成的二氧化碳循环至“碳酸化”。主要含氯化铵、NaCl的母液1经吸氨、加NaCl、冷却后析出氯化铵,主要含NaCl的母液2循环至“氨化”,据此解答。
【解析】A.先氨化使饱和食盐水呈碱性,可吸收更多以得到高浓度,若顺序替换,溶解度小,无法得到足量,故操作顺序不可替换,A正确;
B.的溶解度随温度升高而增大,且高温会降低、的溶解度,不利于析出,B错误;
C.含氮元素,属于铵态氮肥,可用作化肥,C正确;
D.煅烧发生反应:,产生的可返回“碳酸化”步骤循环利用,D正确;
故选B。
▌迁移练9-1 我国化学家发明了侯氏制碱法,为我国化工事业的发展做出了卓越贡献,其主要过程如下图,结合该流程,解题要点
概括为:
(1)先在冷却的条件下将氨气通入到饱和食盐水中,再通入CO2。
(2)主要反应原理:产生NaHCO3的反应:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。
产生Na2CO3的反应:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O(CO2可以循环利用)。
(3)循环Ⅰ的设计使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上。
(4)向母液中通氨气,加入细小食盐颗粒,冷却析出副产品,通氨气的作用:增大NH的浓度,使NH4Cl更多地析出、使NaHCO3转化为Na2CO3,提高析出的NH4Cl纯度
实验室模拟“侯氏制碱法”,下列操作未涉及的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】向饱和食盐水先进行氨化,再通入二氧化碳,发生反应:NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,过滤,将沉淀洗涤、干燥、灼烧,生成碳酸钠,过滤的母液的主要成分是氯化铵,可以加入沉淀池中循环使用,也可以用作氮肥;
【解析】“侯氏制碱法”的流程:饱和食盐水通入氨气得氨饱和溶液,再通入过量二氧化碳,发生反应生成的碳酸氢钠因溶解度小,形成过饱和溶液而结晶析出,过滤出碳酸氢钠晶体后,加热分解即得碳酸钠,故未涉及的是蒸发结晶,即B操作未涉及到,故答案为:B。
▌迁移练9-2 实验室模拟侯氏制碱法的工艺流程如图所示。下列说法错误的是
A.加热分解得到 B.向饱和食盐水中先通入后通入氨气
C.该反应利用了溶解度小的特点 D.检验可以用硝酸酸化的溶液
【答案】B
【分析】先向饱和食盐水中通入氨气,使溶液呈碱性,然后再通入足量的,由于碳酸氢钠的溶解度较小,碳酸氢钠会析出,经加热分解得到纯碱。母液中含有等,经系列操作可以得到。
【解析】A.热稳定性差,受热易分解生成、和,可通过加热分解得到纯碱,A正确;
B.氨气在水中的溶解度远大于,饱和食盐水应先通入氨气使溶液呈碱性,才能吸收更多,得到足够高浓度的以析出,先通无法达到实验目的,B错误;
C.该流程能实现的核心原理是相同条件下的溶解度小于体系中其他盐类,会优先从溶液中析出,C正确;
D.检验时,加入硝酸酸化可以排除等干扰离子,再滴加溶液,若产生白色沉淀即可证明存在,D正确;
故答案选B。
考点 离子方程式正误判断
▌例10 下列离子方程式书写正确的是
A.石灰乳中滴加碳酸钠溶液:
B.用稀H2SO4溶解鸡蛋壳:
C.Cu与AgNO3溶液反应:Cu+Ag+=Cu2++Ag
D.向Ba(OH)2溶液中滴入过量的NaHCO3溶液:
【答案】D
【解析】A.石灰乳中滴加碳酸钠溶液生成碳酸钙和氢氧化钠,石灰乳不拆,反应的离子方程式是,A错误;
B.微溶于水,应该写化学式,反应的离子方程式应该为:,B错误;
C.电子不守恒,电荷不守恒,离子方程式应该为:,C错误;
D.反应符合事实,遵循物质的拆分原则,D正确;
故选D。
▌迁移练10-1 下列离子方程式正确的是解题要点
(1)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。
(2)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。
A.钠与水反应:
B.用食醋除水垢的原理:
C.小苏打治疗胃酸过多的反应:
D.用碘化钾和硫酸检验加碘食盐中的碘:
【答案】C
【解析】A.钠与水反应的离子方程式钠原子不守恒,正确应为,A错误;
B.食醋的溶质醋酸是弱电解质,不能拆写为,应保留化学式,离子方程式为2CH3COOH+CaCO3=2CH3COO-+Ca2++H2O+CO2↑,B错误;
C.小苏打为,胃酸主要成分为,与反应生成和,离子方程式的电荷、原子均守恒,C正确;
D.该反应得失电子、电荷均不守恒,正确应为,D错误;
答案选C。
▌迁移练10-2 除去漂白粉溶液中的Ca(OH)2反应为Ca(OH)2+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca+2H2O。下列有关电离方程式正确的是
A.Ca(OH)2Ca2++2OH- B.CH3COOHCH3COO-+H+
C.(CH3COO)2Ca=Ca2++(CH3COO) D.H2O2H++O2-
【答案】B
【解析】A.是强碱,属于强电解质,完全电离,电离方程式为,A错误;
B.是弱酸,属于弱电解质,部分电离,电离产生和,使用可逆号符合书写规则,B正确;
C.是可溶性强电解质,完全电离为和,电离方程式为,C错误;
D.为弱电解质,部分电离生成和,不会电离出,电离方程式为,D错误;
故选B。
考点 海洋化学资源的综合利用
▌例11 工业上制备相关物质涉及的反应原理及部分流程较为合理的是
A.制取镁:海水
B.制碘:干海带(稀溶液)
C.制溴:浓缩海水(稀溶液)高纯
D.工业制取漂白粉:浓盐酸漂白粉
【答案】C
【解析】A.海水中的镁离子经石灰乳沉淀后,所得氢氧化镁应先与盐酸反应并经结晶得到六水合氯化镁,再在氯化氢气流中加热脱水制得无水氯化镁,最后熔融电解。正确流程为,A错误;
B.干海带应先灼烧成海带灰,再用水浸取得含碘离子的溶液;氧化生成碘单质后,乙醇与水互溶,不能作萃取剂,应选用四氯化碳等与水不相溶且碘在其中溶解度较大的有机溶剂。正确流程可表示为,B错误;
C.氯气可把浓缩海水中的溴离子氧化为溴单质,利用溴易挥发的性质可用热空气吹出,再冷凝为液溴并精制。流程为,C正确;
D.二氧化锰与浓盐酸共热制氯气适用于实验室,工业上用饱和食盐水电解制氯气,再通入石灰乳制漂白粉。正确流程为,D错误;
故选C。
▌迁移练11-1 从海水中提取溴、镁是海水综合利用的重要方向。主要工艺如下:解题要点
反萃取法提取碘
已知:常压下,Br2的沸点59℃。
下列说法不正确的是
A.试剂①可选用Ca(OH)2,试剂②可选用盐酸
B.每提取1molBr2,理论上消耗44.8LCl2(标准状况下)
C.热空气的最佳温度为100~120℃
D.电解熔融MgCl2的化学方程式:
【答案】C
【分析】在海水中加入可将沉淀为,与盐酸反应可得到溶液,溶液在HCl的气氛下加热可以得到无水,电解熔融的可以得到金属镁;而向溶液中通入氯气,将氧化为,利用热空气将吹出,利用和水吸收,转化为,实现溴的富集,再次利用氯气将氧化为,蒸馏后得到液溴,由此解答;
【解析】A.试剂①选用廉价的可将沉淀为,与盐酸反应可得到溶液,试剂②可选盐酸,A正确;
B.提取过程中,第一次用氧化得到,吸收转化为后再次用氧化得到,氧化的反应为,每生成共消耗,标准状况下体积为,B正确;
C.的沸点为,热空气温度若为会导致大量水蒸气一同蒸出,降低纯度且浪费能源,最佳温度应略高于,C错误;
D.电解熔融生成单质和,化学方程式书写正确,D正确;
故选C。
▌迁移练11-2 海带中有碘元素,从海带中提取碘的实验过程如图一所示,高中化学常用实验装置如图二所示,下列说法正确的是
A.用图二的装置可以完成海带中提取碘的实验
B.海带灰中有硫酸盐、碳酸盐等,在实验步骤②③中实现与碘元素分离
C.步骤④不可用替换,这是因为
D.碘是人体必需的微量元素,对维持甲状腺功能至关重要,因此常在食盐中加入碘单质预防甲状腺肿大等
【答案】C
【分析】海带提碘的流程:①灼烧→②浸泡→③过滤得含溶液→④加入过氧化氢、硫酸氧化为→⑤萃取分液得的溶液→⑥蒸馏得单质碘,图二装置从左到右依次为:过滤、蒸发、蒸馏、分液,据此分析;
【解析】A.海带提碘的灼烧步骤需要用坩埚、酒精灯、泥三角等仪器,图二中仅提供过滤、蒸发、蒸馏、分液装置,无灼烧所需仪器,无法完成全部实验,A错误;
B.硫酸盐、碳酸盐均为可溶性物质,步骤②浸泡时会溶解进入溶液,步骤③过滤只能除去不溶性杂质,可溶性的硫酸盐、碳酸盐仍与共存于滤液中,无法实现分离,B错误;
C.氧化性极强,会优先与水发生反应,不能氧化得到,因此不可替换,C正确;
D.食盐中添加的是碘酸钾(),碘单质易升华且有毒,不能直接加入食盐,D错误;
故选C。
基础达标
1.(25-26高一上·天津滨海新区·阶段检测)氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质,它具有较强的氧化性,下列叙述中不正确的是
A.铁与氯气在加热的条件下生成氯化铁
B.氯气具有漂白性
C.氯气能与水反应生成次氯酸和盐酸,光照新制氯水有气泡逸出,该气体是氧气
D.纯净的氢气在氯气中安静地燃烧,发出苍白色火焰
【答案】B
【解析】A.氧化性较强,加热时与反应生成正三价铁的氯化物,A正确;
B.氯气本身不具有漂白性,具有漂白性的是氯气与水反应生成的,B错误;
C.能与水发生反应,新制氯水中的不稳定,光照下分解:,逸出的气泡为,C正确;
D.纯净的在中能安静燃烧,发出苍白色火焰,D正确;
故选B。
2.(24-25高一上·江苏南京·期中)下列实验室制备氯气的实验装置及用途错误的是
A.制备装置
B.除杂装置
C.收集装置
D.尾气处理装置
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【解析】A.实验室用与浓盐酸加热反应制备,图示为固液加热型发生装置,符合制备要求,A正确;
B.除去中的杂质应选用饱和食盐水,饱和小苏打()溶液会与、反应,引入新杂质,B错误;
C.密度大于空气,可采用向上排空气法收集,图示倒置装置短管进气、长管出气,可将空气从瓶内上方排出,能收集,C正确;
D.可与溶液反应,用溶液可吸收多余氯气,且装置“长进短出”,能充分吸收尾气,D正确;
故选B。
3.(24-25高一上·山东枣庄·阶段检测)将足量的新制氯水分别滴加到下列溶液或滤纸上,对所观察到的现象描述合理一组是
AgNO3溶液
蓝色石蕊试纸
Na2CO3溶液
A
产生沉淀
变红后无现象
有气泡
B
无明显现象
变红后无现象
产生沉淀
C
产生沉淀
先变红后褪色
有气泡
D
产生沉淀
先变红后褪色
产生沉淀
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】新制氯水中与反应生成白色沉淀;使蓝色石蕊试纸变红,的漂白性使试纸随后褪色;与反应生成气体,有气泡产生,现象均合理,故选C。
4.(25-26高一上·海南海口·阶段检测)25℃时,在浓溶液中通入过量,充分反应后,可通过调控温度从反应后的固液混合物中获得和固体。已知:、、溶解度(S)随温度变化关系如图。
下列说法不正确的是
A.通入后开始发生反应:
B.25℃时,随反应进行先析出
C.在冷却结晶的过程中,大量会和一起析出
D.实验室中可用酸性高锰酸钾和浓盐酸制氯气
【答案】C
【解析】A.氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠,次氯酸钠和水,开始发生反应为:,A正确;
B.25℃时,氯化钠溶解度最小,随反应进行,氯化钠逐渐增多,氯化钠最先析出,B正确;
C.由于次氯酸钠的溶解度随温度的变化趋势较大,将反应后的固液混合物过滤,滤液降温可析出次氯酸钠固体,根据题干“通入过量Cl2”,NaOH已完全反应,溶液中不存在NaOH,因此在冷却结晶的过程中不可能有NaOH析出,C错误;
D.酸性高锰酸钾和浓盐酸常温下可以发生反应生成氯气,D正确;
故选C。
5.(25-26高一上·江西宜春·期中)下列变化中,必须加入合适的氧化剂才能实现的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】A.H2O2→O2中,O的化合价从-1升至0,被氧化,但H2O2可自身分解,无需外加氧化剂,A不符合题意;
B.KMnO4→MnO2中,Mn的化合价从+7降至+4,被还原,需加入还原剂或通过自身发生分解来完成,无需外加氧化剂,B不符合题意;
C.SO2→中,S的化合价从+4升至+6,被氧化,必须加入氧化剂(如O2、H2O2等)才能实现,C符合题意;
D.Na2CO3→NaCl中,元素化合价无变化,属于非氧化还原反应,D不符合题意;
故选C。
6.(24-25高一上·全国·课后作业)已知在酸性溶液中,下列物质氧化KI生成,自身发生如下变化:;;;。则生成1分子需要下列粒子的数目最少的是
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由氧化还原反应中得失电子守恒,1mol氧化剂得电子越多,氧化KI得到等量的I2时消耗的物质的量越少。
【解析】A.1mol Fe3+转化为Fe2+得1mol e-;
B.1mol转化为Mn2+得5mole-;
C.1mol Cl2转化为Cl-得2mole-;
D.1mol HNO3转化为NO得3mole-;
显然B中1mol氧化剂得电子最多,生成1molI2需要的粒子数目最少,故选B。
7.(25-26高一上·广东茂名·阶段检测)下列关于钠及其化合物的说法正确的是
A.中的阴、阳离子数目之比为1∶2,中的阴、阳离子数目之比为1∶1
B.不能用澄清石灰水鉴别纯碱和小苏打
C.将金属钠投入水中,生成氢氧化钠,同时放出
D.钠与硫酸铜溶液可以反应并置换出铜单质
【答案】B
【分析】和中都含2个,其阴离子分别是和;、溶液加入澄清石灰水均能生成沉淀;金属钠投入水溶液时先与水反应生成和,所得还能与反应生成沉淀。根据这些物质组成和反应事实逐项判断。
【解析】A.由和构成,阴、阳离子数目之比为1∶2;由和构成,阴、阳离子数目之比也为1∶2,不是1∶1,A错误;
B.、溶液与澄清石灰水反应均能生成白色沉淀,现象相同,所以不能只用澄清石灰水鉴别纯碱和小苏打,B正确;
C.钠与水反应生成和,反应为,放出的气体不是,C错误;
D.钠投入溶液后先与水反应生成和,生成的再与反应生成沉淀,反应为、,不会置换出铜单质,D错误;
故选B。
8.(25-26高一上·广东惠州·阶段检测)下列有关和性质的说法中,正确的是
A.向饱和溶液中通入过量,最终有白色沉淀生成
B.用澄清石灰水可以鉴别碳酸钠和碳酸氢钠溶液
C.相同条件下,溶液的碱性比溶液的碱性弱
D.等质量的固体分别与足量的相同浓度的盐酸反应时产生的速率:
【答案】A
【解析】A.向饱和溶液中通入过量,反应生成,同温下溶解度小于,且反应消耗溶剂水、溶质质量增大,因此有晶体析出,出现白色沉淀,A正确;
B.澄清石灰水与反应生成白色沉淀,与反应时,和反应生成,也会与结合生成白色沉淀,两者现象相同无法鉴别,B错误;
C.相同条件下,溶液的碱性强于溶液,C错误;
D.与盐酸反应时直接和反应生成,与盐酸反应需要先结合生成,再进一步反应生成,因此反应速率:,D错误;
故选A。
9.(25-26高一上·福建宁德·阶段检测)下列离子方程式,书写正确的是
A.溶液中通入:
B.醋酸溶液与水垢中的碳酸钙反应:
C.向碳酸氢钠溶液中滴加盐酸:
D.澄清石灰水与碳酸钠溶液反应:
【答案】D
【解析】A.与不发生反应,碳酸酸性弱于盐酸,无法通过弱酸制强酸,反应不符合客观事实,A错误;
B.醋酸是弱酸,离子方程式中不能拆分为,应保留醋酸的化学式,正确的离子方程式为,B错误;
C.碳酸氢钠在水溶液中电离出而非,正确离子方程式为,C错误;
D.澄清石灰水与碳酸钠溶液反应生成碳酸钙沉淀,符合电荷守恒和元素守恒,书写正确,D正确;
故选D。
10.(24-25高一下·北京通州·期末)海洋中蕴含丰富的资源,利用海水提取溴和镁的过程如下图所示。
下列说法正确的是
A.海水提溴的关键环节“富集”的主要目的是将Br-转化为Br2
B.步骤⑤中SO2和水可用Na2CO3溶液代替,其他步骤不变仍能实现溴的吸收
C.步骤①中若加入的石灰乳不能用石灰水代替
D.步骤⑨中发生的离子方程式为:
【答案】C
【分析】综合利用海水的目的,一方面制得工业溴,另一方面制得金属镁。首先将苦卤与石灰乳反应,将海水中的Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀,然后过滤、盐酸溶解、蒸发结晶、在HCl气流中加热去除结晶水获得无水MgCl2,然后熔融电解得Mg;向酸化滤液后通入Cl2,生成的Br2用热空气吹出后,用二氧化硫水溶液吸收,生成HBr、H2SO4,再通入Cl2转化为Br2,蒸馏便可获得工业溴。
【解析】A.“富集”环节的主要反应为SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4,是将Br2转化为Br-,A错误;
B.碳酸钠显碱性,Br2在碱性中除了生成Br-外,还生成,造成溴的损失,而二氧化硫水溶液中Br2只生成Br-,因此不能用Na2CO3溶液代替SO2和水,B错误;
C.石灰水溶解度小,不能将镁离子完全沉淀,因此石灰乳不能用石灰水代替,C正确;
D.Mg(OH)2为不溶物,加入盐酸溶解的离子方程式为,D错误;
故答案为C。
能力进阶
11.(25-26高一上·广东汕头·期末)绿色微型实验是未来发展趋势。下图为氯气的制备及性质一体化实验微型装置,以下说法正确的是
A.将装置中的KMnO4换成MnO2也能达到相同的实验目的
B.NaOH溶液可用澄清石灰水代替
C.淀粉-KI试纸在实验前后无明显变化
D.该实验能证明氯气具有氧化性,其水溶液有酸性、漂白性
【答案】D
【解析】A. 二氧化锰与浓盐酸制取氯气需要加热,图示微型装置没有加热条件,不能达到相同的实验目的,A错误;
B. 澄清石灰水中氢氧化钙的溶解度较小,吸收氯气的能力弱,不能代替氢氧化钠溶液吸收尾气,B错误;
C. 氯气能将碘离子氧化为碘,碘遇淀粉变蓝,因此淀粉-KI试纸会变蓝,C错误;
D. 溴化钾溶液褪色以及淀粉-KI试纸变蓝可证明氯气具有氧化性;湿pH试纸的颜色变化可证明氯气的水溶液具有酸性和漂白性,D正确;
故选D。
12.(25-26高一上·江西·阶段检测)下列选项描述与对应图像相符的是
A.图①为新制氯水在阳光直射时,溶液中浓度随着时间变化的曲线
B.图②为含等物质的量与NaOH的混合液中滴加盐酸产生的图像
C.图③为溶液中滴加溶液的导电性变化图像
D.图④为混合液,各离子物质的量随氯气通入的变化图像,b代表的是
【答案】B
【解析】A.新制氯水中光照分解生成,溶液中浓度随时间逐渐增大,与图①曲线下降的变化不符,A错误;
B.含等物质的量与的混合液滴加盐酸,反应顺序为:先中和,再与反应生成,最后与反应生成,无生成阶段消耗盐酸体积是生成阶段的2倍,与图②变化相符,B正确;
C.溶液中滴加溶液,反应过程中始终有存在于溶液中,导电能力不会降为0,与图③不符,C错误;
D.离子还原性顺序为,通入时先后与、、反应,b代表物质的量增大的,而物质的量随通入持续增大,与图像不符,D错误;
故选B。
13.(25-26高一上·河南郑州·阶段检测)下列每组中各有两个反应①和②,其中反应①和②的离子方程式完全相同的一组为
A.反应①:少量氯气通入溶液中;反应②:少量氯气通入溶液中
B.反应①:固体和稀盐酸;反应②:固体和稀硫酸
C.反应①:溶液与少量的NaOH溶液反应;反应②:溶液与过量溶液反应
D.反应①:沉淀溶于HCl溶液中;反应②:沉淀溶于HI溶液中
【答案】C
【解析】A.还原性顺序为,少量通入溶液时先氧化,离子方程式为;少量通入溶液时先氧化,离子方程式为,二者不同,A错误;
B.与稀盐酸反应离子方程式为;与稀硫酸反应时生成微溶的,离子方程式为,二者不同,B错误;
C.与少量反应时,以少量为基准配平,离子方程式为;与过量反应时,以少量为基准配平,离子方程式相同,C正确;
D.与仅发生中和反应,离子方程式为;与反应时会氧化,发生氧化还原反应,离子方程式为,二者不同,D错误;
故选C。
14.(24-25高一下·山东·期中)用氧化法从海带中提碘的流程如下图所示。
已知:
下列关于所选仪器及使用方法错误的是
A.将海带灼烧成灰 B.水浸出 C.过滤得含溶液 D.升华得
【答案】C
【解析】A.灼烧海带得到海带灰,需要在坩埚中进行,用酒精灯加热、坩埚放置在泥三角上,装置和操作正确,A正确;
B.用水浸的方法浸出,在烧杯中加热搅拌溶解,仪器和操作正确,B正确;
C.该过滤操作将待过滤的液体沿着玻璃棒缓慢倒入漏斗中,玻璃棒的下端要轻轻靠在三层滤纸处,防止滤纸破损。漏斗的下端管口要紧贴烧杯内壁,使滤液沿烧杯内壁流下,防止滤液飞溅,而图中漏斗的下端管口的尖嘴部分未紧贴烧杯内壁,C错误;
D.碘易升华,采用水浴加热可以控制温度,使碘升华后在盛冷水的烧瓶底部凝华,装置可用于提纯碘,操作正确,D正确;
故选C。
15.(25-26高一上·山东泰安·期末)氯的许多化合物既是重要的化工原料,又是高效、广谱的灭菌消毒剂。
(1)为黄绿色气体,在实验室中常用与浓盐酸反应制取,其化学方程式为_______,其中浓盐酸体现_______性。
(2)①某同学拟用次氯酸钙和浓盐酸制备并收集纯净的氯气,反应原理为:(未配平),在下图虚线框内选用的发生装置是_______(填“甲”“乙”或“丙”)。
②Ⅲ为氯气的收集装置,氯气应从_______(填“m”或“n”)口通入。
③Ⅳ中反应的离子方程式为_______。
④图中缺少氯气的干燥装置,下列试剂不能用于干燥氯气的是_______(填字母)。
A.浓硫酸 B.碱石灰 C.无水
(3)亚氯酸钠是一种高效的消毒剂和漂白剂。Mathieson法制备亚氯酸钠的流程如图:
不用写方程式推断,反应I中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______,反应Ⅱ中的氧化产物是_______。
【答案】(1) 酸性和还原
(2) 甲 n B
(3) 2:1 O2
【解析】(1)与浓盐酸在加热条件下发生氧化还原反应,元素从+4价降为+2价,元素从-1价升为0价,化学方程式为;反应中部分被氧化为,体现还原性;部分提供与结合成盐,体现酸性;故答案为:;酸性和还原;
次氯酸钙与浓盐酸的反应为固液不加热型,甲装置为固液不加热型,符合反应条件;氯气密度比空气大,采用向上排空气法收集,需从长管口通入,使氯气在集气瓶底部聚集,空气从短管口排出;中与溶液发生歧化反应,生成、和,离子方程式为;氯气为酸性气体,浓硫酸、无水为中性或酸性干燥剂,可干燥氯气;碱石灰为碱性干燥剂,会与氯气发生反应,不能干燥氯气;故答案为:甲;n; ;B;
(2)
反应中为氧化剂,元素从+5价降为+4价(生成),1 mol得1 mol电子;为还原剂,元素从+4价升为+6价(生成),1 mol失2 mol电子;根据电子守恒,氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1;反应中作为还原剂,元素从-1价升为0价,生成,该产物为氧化产物;故答案为:2:1;。
16.(25-26高一下·河南濮阳·开学考试)钠元素及其化合物在生产生活中被广泛应用。请回答下列问题:
(1)实验室少量的钠保存在_______中。
(2)某科研小组欲探究KMnO4溶液与金属钠的反应。
【配制溶液】
①在实验室配制400mL 0.12mol/L的KMnO4溶液需要的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、量筒、_______。
【探究颜色】
取适量0.12mol/L的KMnO4溶液于烧杯中,加入一颗绿豆大小的钠,剧烈反应,溶液逐渐变为浅绿色(浅绿色为溶液中的颜色),研究人员提出了两种猜想:
猜想1:生成的H2使KMnO4溶液变为浅绿色。
猜想2:生成的NaOH使KMnO4溶液变为浅绿色。
②甲同学设计如图装置进行实验。
实验过程中,观察到圆底烧瓶内溶液变为浅绿色,广口瓶内溶液颜色_______(填“有”或“无”)明显变化,证明猜想1错误。
③乙同学取适量0.12mol/L的KMnO4溶液于试管中,滴加NaOH溶液,发现溶液变为浅绿色并有气体产生,证明猜想2正确,该气体名称为_______。
(3)将1mol CO2气体缓慢通入含3mol NaOH的水溶液中,向所得溶液中逐滴滴加一定物质的量浓度的稀盐酸,下列图像符合产生的气体体积V(CO2)与加入盐酸的体积V(盐酸)的关系的是_______(填选项字母)。Oa段依次发生反应的离子方程式有_______、_______。
A. B.
C. D.
(4)将1.68g NaHCO3,0.78g Na2O2的混合物在密闭容器中加热,充分反应后,只得到一种固体化合物,该固体化合物的质量为_______g。
【答案】(1)煤油(或石蜡油)
(2) 500mL容量瓶、胶头滴管 无 氧气
(3) D
(4)2.12
【解析】(1)钠易与空气中氧气、水反应,密度大于煤油且与煤油不反应,实验室少量钠保存在煤油中
(2)① 实验室没有400mL容量瓶,配制400mL溶液需选用500mL容量瓶,定容还需要胶头滴管,因此缺少的玻璃仪器为500mL容量瓶、胶头滴管。
② 若猜想1错误,即不能还原,因此通入H₂的广口瓶中溶液颜色无明显变化。
③ 元素从+7价()降为+6价(),得电子,中-2价O失电子生成,因此气体为氧气。
(3)与反应,生成,剩余。滴加盐酸时:Oa段先发生
(中和,无气体),再发生(碳酸钠转化为碳酸氢钠,仍无气体),共消耗;之后才发生,消耗。因此开始产生气体前盐酸体积(Oa段)是产生气体阶段盐酸体积的2倍,对应图像为选项D
(4),。 根据钠守恒:,则,
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