专题3 从海水中获得的化学物质(知识清单)化学苏教版必修第一册
2026-10-19
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内容正文:
专题3 从海水中获得的化学物质
第一单元 氯气及氯的化合物
一、氯气的发现与制备
1.氯元素在自然界中的存在
在自然界中,氯元素全部以_______的形式存在。
海水中蕴含丰富的氯元素,它主要以_______、_______等氯化物的形式存在。
2.氯气的发现
1774年,瑞典化学家舍勒将_______与_______混合加热,意外的产生一种具有强烈_______气味的_______气体。
1810年,英国化学家戴维仔细研究了这种气体,并将其命名为氯气。
3.氯气的实验室制法
(1)反应原理
实验室常用MnO2将浓盐酸中化合态的氯元素氧化为游离态的氯气,化学方程式:
_________________________________________________。
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。KMnO4与浓盐酸反应制取氯气的化学方程式为:________________________________________________________。
(2)实验装置
①制备装置:粉末状固体+液体气体。
②除杂装置:除去Cl2中少量HCl、水蒸气,可先通入______________除,再通过______________除去水。
③收集方法:用_______排空气法,理由是___________________________________。
④验满:
a.观察法:集气瓶中充满黄绿色气体
b.湿润的淀粉碘化钾试纸(变蓝)或品红试纸(先变红后褪色)
⑤尾气处理:烧杯内盛放的液体是_________,其作用是___________________________________。
4.氯气的工业制法——氯碱工业
(1)工业制取氯气的反应原理:__________________________________________。
(2)实验室模拟工业上制取氯气的装置
产物的检验和实验现象
①H2的检验:用小试管收集a管产生的气体,进行爆鸣实验,出现_______。
②Cl2的检验:用小试管收集从b管导出的气体,有_______色_______气味的气体生成。
③NaOH的检验:打开U形管左端的橡皮塞,向溶液中滴加1~2滴酚酞溶液,溶液_______。
(3)氯碱工业:以电解饱和食盐水为基础制取______________等产品的工业。
二、氯气的性质及应用
1.氯气的物理性质
氯气是一种_______色、密度比空气_____、有_______气味的_______气体。氯气易_______,在加压条件下,氯气转化为_______,可储存在_______中。
2.氯气的化学性质
氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质,在一定条件下能与多种_______和_______单质反应,生成_______。
(1)与金属单质反应
反应现象
化学方程式
Na
剧烈燃烧,_______火焰,产生___________
Fe
Fe丝在氯气中燃烧,产生_______
Cu
Cu丝在氯气中燃烧,产生____________,溶于水后,溶液呈_______
(2)与非金属单质反应
氯气与H2反应的方程式为:____________________________。
反应现象:H2在Cl2中能安静地燃烧,发出苍白色火焰,瓶口有_______。
工业上用电解饱和食盐水得到的氯气和氢气制取_______。
(3)氯气与水的反应
【实验探究1】氯气在水中的溶解实验
①实验操作:取一支100 mL的针筒抽取80 mL的氯气和20 mL的水,振荡。
②实验现象:活塞_______移动,水溶液颜色逐渐变为_______色。
③实验结论:氯气_______于水,常温常压下,1体积的水约能溶解_______的氯气,氯水呈_______色。
【实验探究2】氯水的成分探究
实验1:将干燥的有色布条和湿润的有色布条分别放入两瓶干燥的氯气中。
实验操作
实验现象
实验结论
实验2:分别用玻璃棒蘸取新制氯水和稀盐酸,滴在pH试纸上。
实验操作
实验现象
实验结论
新制氯水滴在pH试纸上
稀盐酸滴在pH试纸上
实验3:在洁净的试管中加入1mL性质氯水,再向试管中加入几滴硝酸银溶液和稀硝酸。
实验现象:__________________________________________。
实验结论:_____________________。
反应方程式为:___________________________________。
可逆反应的概念:在__________下,既能向_______方向进行,又能向_______方向进行的反应。
氯水中含有___________等分子,也含有___________等离子。
3.次氯酸(HClO)的性质及应用
(1)弱酸性
HClO是一种比_______还弱的弱酸。
写出下列化学方程式:
HClO与NaOH反应:___________________________________。
HClO与Ca(OH)2反应:___________________________________。
(2)强氧化性
HClO具有强氧化性,其氧化性比Cl2强,能使染料等_________褪色,还能__________。
(3)不稳定性
次氯酸不稳定,在_______或_______条件下易分解放出O2,化学方程式为:
__________________________________________。
久置氯水的成分是_______。
4.氯气与碱的反应
(1)氯气与氢氧化钠溶液反应——制取漂白剂
①反应的化学方程式:__________________________________________。
②漂白剂的有效成分是______________。
(2)氯气与石灰乳反应——制取漂白粉
①反应的化学方程式:__________________________________________。
②漂白粉的主要成分是______________,有效成分是_______,漂粉精的主要成分是_______。
③漂白粉的漂白原理:利用复分解反应原理,漂白粉中的次氯酸钙与酸(如盐酸或碳酸等)反应生成具有漂白性的_______。
次氯酸钙溶液与二氧化碳反应的方程式为___________________________________。
(3)含氯消毒剂的合理使用
①漂白粉应_______、_______保存,并置于_______干燥处。
②含氯漂白剂与洁厕剂(含有_______)不能混合使用,因为两者混合会反应生成_______。
③新型灭菌消毒剂——二氧化氯:杀菌、消毒能力比氯气强。
三、氧化还原反应
1.氧化还原反应的基本概念
(1)氧化还原反应的特征是反应中物质所含元素_______生改变,本质是反应过程中发生了______________。
(2)氧化还原反应实质有_____________________的化学反应;物质所含元素的原子__________的反应叫氧化反应,物质所含元素的原子__________的反应叫还原反应。
(3)在氧化还原反应中,失去电子的物质是_______,被氧化,发生_______反应,表现_______性,得到电子的物质是_______,被还原,发生_______反应,表现_______性。如:
(4)氧化还原反应概念之间的关系
2.氧化还原反应的分析方法
(1)用双线桥分析氧化还原反应
①标变价:正确标出反应前后化合价__________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_______指向_______,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_______。
(2)用单线桥法分析氧化还原反应
①单线桥表示_______中变价元素原子得失电子的情况;
②不需标明“得”或“失”,只标明电子转移数目;
③箭头标明___________的方向;
④单线桥箭头从失电子的元素原子指向得电子的元素原子。
3.常见的氧化剂和还原剂
(1)常见的氧化剂
①活泼的非金属单质:如Cl2、O2等。
②变价元素的高价态化合物。
a.某些酸:如浓H2SO4、HNO3、HClO等;
b.某些氧化物、过氧化物:如MnO2、NO2、H2O2、Na2O2等;
c.某些盐:如KMnO4、FeCl3、NaClO等。
(2)常见的还原剂
①活泼的金属单质:如Al、Fe、Zn等。
②某些非金属单质:如H2、S、C等。
③变价元素的低价态化合物。
a.某些氧化物:如CO、SO2等;
b.某些氢化物:如HCl、H2S等;
c.某些盐:如KI、Na2S、FeCl2等。
4.氧化性和还原性比较
(1)氧化性和还原性
氧化性是指物质_______电子的性质,氧化剂具有_______。物质越易得电子氧化性越强。还原性是物质_______电子的性质,还原剂具有_______。物质越易失电子还原性越强。
(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
a.非金属单质的氧化性越强,对应简单离子的还原性_______;
b.金属单质的还原性越强,对应简单离子的氧化性_______。
②根据氧化还原反应方程式比较
氧化性:氧化剂_____氧化产物
还原性:还原剂_____还原产物
第二单元 金属钠及钠的化合物
一、钠的性质与制备
1.钠的原子结构及存在
(1)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_______。
(2)钠的存在:钠元素在自然界中以_______态存在,如_______、_______、_______等。
2.钠的性质
(1)钠的物理性质:金属钠是是_______色、有金属光泽的固体,质地柔软,熔点低(_______100 ℃),密度比水的_______,但比煤油的_______。
(2)实验探究钠的性质
①钠与氧气的反应
钠放置在空气中
在空气中加热钠
实验现象
新切开的钠具有_______色的金属光泽,在空气中很快_______
钠先__________,然后___________,火焰呈____色,生成______色固体
化学方程式
②钠与水的反应
实验操作:向盛有水(滴有酚酞)的小烧杯中投入一小块金属钠。
现象和结论
实验现象
结论或解释
钠____在水面上
钠的密度比水____
钠______成小球
钠熔点_____,反应放热
小球在水面上_________
反应产生的______推动小球运动
与水反应发出“嘶嘶”声,逐渐变小,最后消失
钠与水_____反应,产生气体
反应后溶液的颜色逐渐变______
有_______物质(_______)生成
化学方程式:____________________________
(3)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。
(4)钠和盐溶液的反应的规律
钠与盐溶液反应仍是Na与H2O的反应。因盐中金属离子被水分子包围,使Na不能与之接触。Na与H2O反应生成NaOH,若与盐能生成难溶碱,则盐也会参与反应。
如将Na加入CuSO4溶液中,反应的第一步为:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
第二步为:2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4
合并为:2Na+CuSO4+2H2O===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑
因此钠不能从盐溶液中置换出金属。
3.钠的制备和用途
(1)制备:工业上______________可以得到金属钠,化学方程式为:____________________________。
(2)用途
①钠和钾的合金常温下呈______态,可用作快中子反应堆的_______——————。
②高压钠灯发出的_____光射程远,透雾能力强,常用作路灯。
③金属钠还可以用于钛、锆、铌、钽等金属的冶炼。如Na与TiCl4反应:____________________________。
二、氧化钠和过氧化钠
1.氧化钠的性质
(1)氧化钠是一种_____色的_______氧化物,能与水、酸、酸性氧化物等发生反应。
(2)写出下列反应的化学方程式:
①氧化钠与水反应:____________________________;
②氧化钠溶于盐酸:____________________________;
③氧化钠与CO2反应:____________________________。
2.过氧化钠的性质
(1)过氧化钠与水反应的化学方程式是___________________________________。
氧化剂是___________,还原剂是__________。
(2)过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式是____________________________,可用于呼吸面具或潜水艇中作为_______的来源。
3.氧化钠与过氧化钠的比较
名称
氧化钠
过氧化钠
化学式
氧的价态
颜色状态
_______固体
_______固体
化学性质
相同点
都能与水反应生成_________,都能与CO2反应生成_______
不同点
过氧化钠与水、二氧化碳反应有氧气产生,具有强氧化性,而Na2O不具有强氧化性
三、碳酸钠 碳酸氢钠
1.碳酸钠(Na2CO3)
(1)碳酸钠是白色固体,俗称______________,_______于水。
电离方程式:____________________________。
(2)实验探究Na2CO3的性质
实验
现象
结论(或化学方程式)
将澄清石灰水加入碳酸钠溶液中
将氯化钙溶液加入碳酸钠溶液中
测碳酸钠溶液pH
pH____7
碳酸钠溶液呈_______
将沾有油污的铜片放入热的碳酸钠溶液中
碳酸钠溶液具有_______能力
(3)Na2CO3溶液与酸的反应
①与足量盐酸反应:__________________________________________
②通入足量CO2:__________________________________________
2.碳酸氢钠(NaHCO3)
(1)碳酸氢钠是白色固体,俗称_______,常温下溶解度_______碳酸钠,水溶液呈_______。
电离方程式为___________________________________。
(2)碳酸氢钠的化学性质
①与盐酸反应:__________________________________________
②热稳定性:__________________________________________
③与NaOH 反应:__________________________________________
3.Na2CO3和NaHCO3的用途
Na2CO3
NaHCO3
______________除去物体表面的油污。
制玻璃、制肥皂、造纸、纺织、洗涤剂、冶金等。
_______的主要成分、作_______剂、医疗上治疗__________。
4.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。
5.侯氏制碱法
(1)制取原理(主要反应)
__________________________________________
__________________________________________
(2)制取步骤
①先把_______通入饱和NaCl溶液中,形成氨化的NaCl饱和溶液,然后再通入_______。这样先形成一个_______的环境,可以增大_______在溶液中的溶解度,生成更多的NaHCO3。
②因为_______的溶解度小于_______的溶解度,所以_______先从溶液中结晶析出。加热使NaHCO3分解得到Na2CO3,生成的CO2可循环使用。
③在制碱工业上,所用原料CO2和NH3是由合成氨厂提供的,所以工业生产上常将侯氏制碱和合成氨联合在一起,称为“联合制碱法”。“联合制碱法”还能得到NaHCO3和NH4Cl等副产品。
四、强电解质和弱电解质
1.强电解质
(1)概念:在水溶液中能_________的电解质。
(2)常见的强电解质
①强酸:______________等。
②强碱:___________等。
③绝大多数盐。
(3)电离方程式
①H2SO4:____________________________。
②KOH:____________________________。
③CaCl2:____________________________。
2.弱电解质
(1)概念:在水溶液中______________的电解质。
(2)常见的弱电解质
①弱酸:______________等。
②弱碱:_______等。
(3)电离方程式
①弱电解质的电离方程式用“”表示;如:
CH3COOH:___________________________________。
NH3·H2O:____________________________。
②多元弱酸是分步电离的,如:_____________________;_____________________。
③多元碱的电离方程式书写时一步完成,如:_____________________。
3.溶液的导电能力
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_______,离子所带电荷数_______,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_______弱电解质溶液的导电能力。
五、离子反应和离子方程式
1.离子反应
(1)概念:有_______参加的化学反应称为离子反应。
(2)本质:离子反应使溶液中某些离子的浓度_______。
2.离子方程式
(1)概念:用实际参加反应的__________来表示反应的式子。
如碳酸钠溶液分别与氯化钙溶液、澄清石灰水反应的离子方程式均可表示为_____________________。
(2)书写步骤(以氯化钡和硫酸钠在溶液中的反应为例):
①写。化学方程式(必须根据实验事实):
___________________________________。
②拆。把______________的物质拆成离子的形式,____________或_____________的物质仍用化学式表示:
___________________________________。
③删。删去化学方程式两边_______反应的离子,并将化学方程式化为最简:
____________________________。
④查。检查离子方程式两边各元素的__________和______________是否相等以及反应条件、沉淀符号、气体符号等。
3.离子反应发生的条件
(1)复分解型离子反应
(2)氧化还原反应型离子反应
溶液中有离子参加的氧化还原反应,如活泼金属与酸、活泼金属与盐的反应等。
如Zn与稀H2SO4反应的离子方程式为____________________________。
4.离子反应的应用
离子反应广泛用于化学研究、化工生产、医疗诊断和环境保护等各个领域,化学实验中也常用相关的离子反应定性地检验某溶液中是否含有某离子。
如用稀HNO3和AgNO3溶液检验溶液中的Cl-的离子方程式:_____________________。
第三单元 海洋化学资源的综合利用
一、粗盐提纯
1.除杂试剂的选择
粗盐所含杂质离子有Ca2+、Mg2+、SO,加入除杂试剂,会引入新的杂质,因此后加的试剂要适当过量。
步骤
杂质
加入的试剂
离子方程式
1
2
3
4
2.实验步骤
(1)除去不溶性杂质
①将粗盐倒入烧杯中,加适量水溶解,用玻璃棒搅拌;
②在过滤器上将粗盐水过滤,弃去沉淀,保留_______。
(2)去除杂质离子
①向烧杯中加入______________,边加边搅拌,直至______________产生;
②再依次加入______________和______________,边加边搅拌,直至______________产生;
③将混合物在过滤器上过滤,弃去沉淀,保留_______。
(3)提纯
①向滤液中加入适量_______,边加边搅拌,直至______________产生,用pH试纸测量溶液的pH,使溶液的pH_______7;
②将溶液转移至_______中,用酒精灯加热蒸干。
二、从海水中提取提溴
1.从海水中提取溴的流程
(1)酸化:将提取食盐后的母液用_______酸化,目的是抑制______________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_______,离子方程式为:_____________________。
(3)空气吹出:鼓入热空气,使溴从溶液中_______出来,_______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。
2.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_______。
(2)制造杀虫剂。
(3)制造感光剂:溴化银可用作医疗______________上的感光剂。
三、从海水中提取镁
1.工艺流程
相关反应的方程式
(1)分解贝壳制取氢氧化钙:
①____________________________;②____________________________。
(2)沉淀镁离子:___________________________________。
(3)制备氯化镁:___________________________________。
(4)制取金属镁:____________________________。
2.镁单质的化学性质
(1)原子结构
镁的原子结构示意图为:,在化学反应中易_______2个电子,形成镁离子,具有强_______性。
(2)化学性质:
镁是活泼的金属,能在O2、N2、CO2中燃烧。
①在氧气中燃烧:____________________________,现象:______________。
②在氮气中燃烧:____________________________。
③在二氧化碳中燃烧:____________________________。
④与盐酸反应:____________________________。
3.镁合金、氧化镁
(1)镁是_______金属,密度_____,易传热,导电,能与_______等金属形成合金。
(2)镁合金的性质特点:密度_____、硬度和强度______。
(3)镁合金的用途:制造____________________________。
(4)氧化镁:_______难溶于水的固体,熔点_______,常用作_______材料。
四、从海带中提取碘
1.海带提碘的原理
(1)碘在海带中以_______的形式存在。
(2)海带中的碘元素在浸泡时以_______的形式进入水中,可选择Cl2、H2O2等氧化剂把_______氧化成_______,离子方程式分别可表示为:____________________________,____________________________。
2.从海带中提取碘的工业生产流程
3.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:_______。
(2)检验原理
在酸性条件下,IO与I-反应的离子方程式:____________________________,生成的单质碘用淀粉溶液检验,现象是______________。
(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:
①将食盐用水溶解,加入适量_______;
②蘸取少量溶液,滴在___________试纸上。
实验现象及结论:试纸_______,证明有碘元素存在。
4.碘元素的应用
碘是人体必需的微量元素,人体缺碘时患______________。
五、氯、溴、碘主要性质及离子检验
(1)卤素单质的性质
①Br2、I2与Cl2有相似的化学性质,如均能与金属、非金属(H2)、H2O、碱反应。
②氧化性强弱顺序为Cl2>Br2>I2。
(2)卤素单质的检验
Cl2
Br2
I2
常温下外观
_______色气体
_______色液体
_______色固体
常用检验方法
①能使湿润的KI淀粉试纸_______;②能使湿润的蓝色石蕊试纸____________
能使湿润的KI淀粉试纸_______
遇淀粉溶液变_______
(3)卤素离子的检验
检验卤素离子的最好的方法是用硝酸银和稀硝酸,因为其灵敏度高,反应现象明显。检验时,一定要加入稀硝酸,以排除CO、OH-等离子的干扰。
易错点01 氯气的实验室制法易错点
【错因辨析】
(1)实验室制取氯气要用浓盐酸反应,稀盐酸不能与MnO2等物质反应产生氯气,因此盐酸足量时,MnO2能完全反应,但MnO2足量时,盐酸不能完全反应。
(2)氯气中的杂质气体是HCl(盐酸挥发产生)和水蒸气,要得到干燥的氯气要先用饱和食盐水吸收HCl气体,再用浓硫酸等干燥剂干燥。
(3)由于盐酸易挥发,为了减少盐酸的挥发,实验过程中应慢慢加入浓盐酸,不要一次性加入盐酸,加热时用小火慢慢加热。
(4)饱和食盐水的作用时吸收氯气中混有的HCl气体,同时降低氯气在水中的溶解度。
(5)吸收氯气的尾气要用NaOH溶液,不能用饱和石灰水。
【对点训练】
1.(25-26高一上·江苏连云港·期中)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.
2.(24-25高一上·重庆长寿·期末)下列关于实验室制备的描述均正确的是
A.制
B.除去中的
C.收集
D.吸收尾气中的
易错点02 氯气的性质易混易错点
【错因辨析】
(1)H2在Cl2中燃烧的火焰为苍白色,集气瓶口产生白雾,HCl极易溶于空气中的水蒸气形成盐酸小液滴。
(2)烟是固体小颗粒,如FeCl3棕褐色烟;雾是小液滴,如HCl气体在空气中形成盐酸小液滴。
(3)燃烧是发光发热的剧烈的氧化反应,燃烧不一定有氧气参与。
(4)氯水的成分及多重性质的实验探究方法
①观察颜色,氯水为浅黄绿色,证明氯水中还存在Cl2分子。
②关于氯水具有漂白性的证据:干燥的氯气不能使干燥的有色布条褪色,能使湿润的有色布条褪色。氯水能使pH试纸变红(说明氯水呈酸性)后褪色,盐酸使pH试纸变红色。由此说明氯气与水反应生成了一种具有漂白性的物质。
③氯水中含有H+和Cl-的证据:氯水能使pH试纸变红,说明氯水中含有H+。氯水与硝酸酸化的硝酸银溶液反应生成白色沉淀,说明含有Cl-。
(5)氯水中含有Cl2、HClO等分子,也含有H+、Cl-等离子,说明Cl2与H2O不能完全反应,只能进行到一定的限度。Cl2+H2OHCl+HClO为可逆反应。
(6)氯水中含有Cl2、HClO,当氯水发生氧化还原(如与FeCl2、NaBr、KI等)反应时,只看作Cl2参与反应,如2FeCl2+Cl2===2FeCl3;当考虑氯水的漂白性和消毒性时,只看作HClO起作用。
【对点训练】
1.(25-26高一上·广东深圳·期中)下列有关氯及其化合物的说法错误的是
A.液氯可用钢罐保存
B.工业上将氯气通入饱和石灰水中制取漂白粉
C.可用饱和碳酸氢钠溶液吸收二氧化碳中混有的氯化氢
D.ClO2、O3都是新型的自来水消毒剂
2.(25-26高一上·福建南平·期末)某化学兴趣小组进行的有关实验如图所示。下列说法错误的是
A.Ⅰ中:轻扇动右手,闻的气味
B.Ⅱ中:可验证氧化性强弱为
C.Ⅲ中:剧烈燃烧,生成棕黄色的烟
D.Ⅳ中:能验证氯气无漂白作用,次氯酸有漂白作用
3.(24-25高一上·贵州毕节·期末)某学习小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中是否有水蒸气和HCl挥发出来,同时证明氯气的某些性质,设计了如图所示的实验装置(部分装置已省略,Cl2可溶于CCl4溶液,且不与CCl4反应,HCl不溶于CCl4)。回答下列问题:
(1)盛装浓盐酸的仪器名称是______,烧瓶中发生反应的化学方程式为__________________。盐酸表现的性质有______。
(2)装置C中盛放的药品可能是__________________。
(3)一段时间后,装置D与E中的现象分别是__________________。
(4)装置G的作用是__________________;发生反应的离子方程式为__________________。能将KI氧化为I2的氧化剂有H2O2、Cl2、KIO3、HNO3、KClO3、KMnO4等。已知下列四种氧化剂氧化KI后对应的还原产物如下:
氧化剂
KMnO4
KIO3
H2O2
HNO3
还原产物
Mn2+
I2
H2O
NO
则在一定条件下,等物质的量的四种氧化剂分别与足量KI作用,得到I2最多的是____________(填化学式)。
易错点03 次氯酸和次氯酸盐的性质及应用易错点
【错因辨析】
(1)次氯酸的漂白原理、特点及应用范围
①原理:将有色有机物质氧化为稳定的无色物质。
②特点:被HClO漂白后的物质,久置后不再恢复原色,即HClO的漂白具有不可逆性。
③应用范围:几乎所有有色有机物质遇HClO都会褪色。
(2)二氧化氯(ClO2)是一种有刺激性气味的黄绿色气体,在水中的杀菌、消毒能力比氯气强,效果更持久,受水体的pH变化影响小,且使用起来非常方便、安全。
(3)由于氢氧化钙的溶解度较小,制备漂白粉时不能用石灰水,应用石灰乳。
(4)漂白粉中起漂白作用的是HClO,HClO不稳定,见光易分解,久置后会变质,所以制备稳定的次氯酸盐更便于储存和运输。
(5)漂白粉在空气中久置的化学方程式为Ca(ClO)2+H2O+CO2===CaCO3+2HClO、2HClO2HCl+O2↑。
【对点训练】
1.(25-26高一上·陕西渭南·阶段检测)下列有关次氯酸的叙述不正确的是
A.次氯酸不稳定,易分解 B.次氯酸具有漂白和杀毒的作用
C.次氯酸是弱酸,但酸性比碳酸强 D.次氯酸能使染料和有机色质褪色
2.(26-27高一上·福建厦门·阶段检测)浓盐酸和能发生如下反应:,用储存很久的漂白粉与浓盐酸反应制得的气体中,可能含有的气体成分是
① ② ③ ④ ⑤
A.①②③④ B.②③④⑤ C.①②③⑤ D.①③④⑤
3.(25-26高一上·福建龙岩·阶段检测)用图1所示装置向装有一瓶氯气的集气瓶中添加适量的蒸馏水,振荡,先利用注射器滴加NaOH溶液,再利用注射器滴加稀盐酸,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。下列说法错误的是
A.阶段①说明氯气溶于水,且溶于水的氯气全部与水反应
B.阶段②的压强变小,该过程发生了化学反应
C.阶段③发生反应又生成Cl2
D.若将Cl2换成CO2,所得的压强变化趋势与图2相似
易错点04 氧化还原反应中的4个“不一定”
【错因辨析】
(1)一种元素被氧化,不一定有另一种元素被还原。如C2+H2O===H+中,被氧化和被还原的元素都是氯元素。
(2)一种反应物不一定只表现出一种性质。如反应2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑中,参加反应的KMnO4既表现了还原性,又表现了氧化性。
(3)有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应。如同素异形体之间的相互转化不属于氧化还原反应。
(4)某种物质由化合态变为游离态,不一定是被还原,如HCl→Cl2是被氧化。
【对点训练】
1.(26-27高一上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)下列氧化还原反应方程式,所标电子转移方向与数目正确的是
A. B.
C. D.
2.(26-27高一上·山西太原·阶段检测)四大发明之一的黑火药爆炸时的反应为:。关于该反应,下列说法正确的是
A.氧化产物为
B.还原剂是S和C
C.氧化剂和还原剂个数之比为2∶1
D.生成1个分子,反应共转移10个电子
3.(26-27高一上·甘肃兰州·阶段检测)汽车剧烈碰撞时,安全气囊中发生反应。对于该反应,下列判断错误的是(已知:中氮元素的化合价为价)
A.氧化产物与还原产物分子个数之比为15:1
B.氧化剂是,还原剂是
C.反应过程中转移10个电子,则产生10个
D.氧化产物、还原产物都是
易错点05 物质氧化性和还原性比较易错点
【错因辨析】
(1)不能根据得失电子的多少判断氧化性、还原性的强弱;
(2)氧化性、还原性的强弱还与物质的浓度等有关,如浓硝酸的氧化性大于稀硝酸。
(3)同一元素不同价态的化合物中,物质中元素的化合价越高,其氧化性不一定越强,因为物质的氧化性强弱不仅与化合价高低有关,而且与物质本身的稳定性有关。
(4)元素处于最高价时只有氧化性,但氧化性不一定强。如CO2中C为+4价是最高价,但CO2的氧化性很弱。
(5)元素处于最低价态时只有还原性,但还原性不一定强。如H2O中O为-2价是最低价,但H2O的还原性非常弱。
【对点训练】
1.(26-27高一上·重庆永川·阶段检测)已知:①Cl2 + 2KI = 2KCl + I2;②2FeCl2+ Cl2=2FeCl3;③2FeCl3+ 2KI = 2FeCl2 + I2 + 2KCl。则Cl2、Fe3+、I2的氧化性由强到弱的顺序正确的是
A.Fe3+>Cl2>I2 B.Cl2>Fe3+>I2 C.Cl2>I2>Fe3+ D.I2>Cl2>Fe3+
2.(26-27高一上·辽宁沈阳·阶段检测)Na2S2O8、KMnO4是实验室常见试剂,可发生如下反应。
①
②
下列说法错误的是
A.Na2S2O8中硫元素的化合价为+6价
B.氧化性:
C.反应②中,氧化剂、还原剂的物质的量之比为1:8
D.Na2S2O8溶液需要酸化使用时,不可以使用盐酸
3.(26-27高一上·重庆永川·阶段检测)Ⅰ. 已知在酸性条件下,H2O2能被KMnO4氧化,反应的化学方程式为:2KMnO4 + 5H2O2+ 3H2SO4=K2SO4 + 2MnSO4+ 5O2↑ + 8H2O。
(1)该反应中,氧化剂是________(填化学式,下同),还原剂是________。
(2)被还原的元素是______(填元素符号);每消耗5个H2O2分子,转移________个电子。
Ⅱ. 已知:①H2O2 + 2KI + H2SO4=I2+K2SO4+2H2O;②H2O2 + SO2=H2SO4
(3)由反应①、②可判断H2O2具有________(填“氧化”或“还原”)性;反应①中每生成1个I2分子,转移________个电子。
Ⅲ. 实验室可用以下反应制取少量氯气:KClO3 + 6HCl(浓)=KCl + 3Cl2↑ + 3H2O。
(4)该反应中,作氧化剂的氯原子与作还原剂的氯原子个数之比为________。
(5)请用双线桥法标出该反应中电子转移的方向和数目,并注明“被氧化”或“被还原”______________。
易错点6 钠的性质易错点
【错因辨析】
(1)取金属钠时应用镊子,不能用手直接接触,一般取绿豆粒大小即可,不能太大,以免发生危险。
(2)剩余的钠要放回原试剂瓶中。
(2)常温下,钠容易与氧气发生反应,这说明钠比铁、铝、镁等金属活泼得多,4Na+O2===2Na2O。
(4)钠受热后,可以与氧气剧烈反应,产生黄色火焰,生成一种淡黄色固体——过氧化钠,2Na+O2Na2O2。
(5)实验证明,钠与水反应生成了NaOH和H2,钠与水反应的实质是钠与水电离出的氢离子反应。
【对点训练】
1.(26-27高一上·河南郑州·阶段检测)某同学按如图所示实验装置进行钠跟水反应的实验,据此判断下列说法中正确的是
A.开始反应后,能观察到钠在处的水中反应
B.若把水换成盐酸溶液,可观察产生气体的速率变慢
C.反应一段时间后,左端液面上升进入长颈漏斗,右端有无色气体产生
D.若用(已知密度比大)来代替煤油,可观察到相同的实验现象
2.(24-25高一上·安徽宿州·期末)某课外学习小组同学在玻璃管内放一块黄豆粒大的金属钠(已吸净煤油),玻璃管尾部塞一团浸有碱溶液的棉花球,其简易装置如图所示(夹持仪器已省略)。先给钠预热,待钠熔成光亮小球时,撤去热源,通入氯气,可见钠剧烈燃烧,产生大量白烟。下列有关叙述错误的是
A.钠熔成光亮小球时发生了化学变化
B.燃烧不一定要有氧气参加
C.反应产生的大量白烟是氯化钠颗粒
D.浸有碱溶液的棉花球用于吸收过量的
3.(26-27高一上·北京丰台·阶段检测)将少量金属钠分别投入下列物质的稀溶液中,有气体放出,且溶液质量减轻的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】A.总反应为,每进入46g Na,仅放出2g ,溶液质量增加44g,质量增大,A错误;
B.Na仅与水反应,不与NaOH反应,溶解Na并放出少量,溶液质量增加,B错误;
C.生成的会进一步发生反应,总关系为每溶解6mol Na(质量138g),放出3mol (质量6g),同时析出2mol 沉淀(质量214g),从体系中离开的总质量大于加入的Na的质量,因此溶液质量减轻,C正确;
D.Na仅与水反应,不与反应,每进入46g Na仅放出2g ,溶液质量增加,D错误;
故选C。
易错点7 氧化钠和过氧化钠的易混易错点
【错因辨析】
(1)Na2O是碱性氧化物,Na2O2中O的化合价为-1,不是碱性氧化物。
(2)Na2O2由Na+和O,阴阳离子个数比为1:2。
(3)Na2O2与CO2或H2O(g)的物质的量的关系:
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。
(4)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。
(5)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-。
【对点训练】
1.(25-26高一上·天津静海·阶段检测)具有强氧化性,可用作漂白剂。下列有关说法正确的是
A.遇到湿润的紫色石蕊试纸后,石蕊试纸最终变成蓝色
B.过氧化钠沾到红色鲜花上,鲜花无变化
C.与反应时有单质生成,该反应属于置换反应
D.将粉末加入溶液中,溶液变浑浊并产生气体
2.(26-27高一上·北京丰台·阶段检测)“奋斗者”号载人潜水器完成万米深潜海试,标志着我国在载人深潜领域达到世界领先水平。可作载人潜水器供氧剂,下列关于说法正确的是
A.属于碱性氧化物 B.久置于空气中会变白
C.中含有阴离子 D.与足量反应时增重
3.(25-26高一上·内蒙古赤峰·期末)是常用的强氧化剂,是常用的还原剂。某学习小组以过氧化钠能否与反应为目标开展研究,下列说法正确的是
A.装置A还可以用于与粉末反应制取氧气
B.装置B中盛装浓硫酸,目的是除去装置A中挥发出来的少量水蒸气
C.装置C中固体若由淡黄色变为白色,推测产物可能为
D.若装置D中无水硫酸铜变蓝,可以说明与反应生成水
易错点8 Na2CO3和NaHCO3的性质易混易错点
【错因辨析】
Na2CO3和NaHCO3的性质比较
性质
Na2CO3
NaHCO3
性质比较
水溶液
易溶
可溶
Na2CO3溶解度大于NaHCO3
溶液酸碱性
碱性
碱性
物质的量浓度相同时,Na2CO3溶液的碱性比NaHCO3溶液强
热稳定性
稳定
不稳定
Na2CO3热稳定性比NaHCO3强
与酸反应
能
能
NaHCO3与酸反应比Na2CO3更剧烈
相互转化
Na2CO3NaHCO3
【对点训练】
1.(26-27高一上·黑龙江鸡西·阶段检测)和是生产生活中的常见物质,下列关于两者的说法正确的是
A.常温下,比的溶解度小
B.能用溶液鉴别和
C.等质量的和分别与盐酸反应,放出气体更多
D.向饱和的碳酸钠溶液中通入足量,有白色晶体析出
2.(26-27高一上·北京·阶段检测)某同学为测定固体(含少量)的纯度(的质量分数),设计如下装置(含试剂)进行实验。下列说法不正确的是
已知:ⅰ.足量溶液和发生反应
ⅱ.碱石灰的主要成分是和,可以用作干燥剂
A.必须在②③间添加吸收的装置
B.④的作用是防止空气中的气体影响实验的精确度
C.实验结束后通入空气的作用是保证②中产生的气体完全转移到③中
D.称取样品的质量和③中产生的沉淀的质量即可求算固体的纯度
3.(25-26高一上·江西赣州·期末)1943年侯德榜发明联合制碱法,其生产流程可简要表示为
已知:极易溶于水生成可电离产生和。下列说法错误的是
A.操作①和操作②不能调换是为了得到高浓度的
B.操作③利用的是微粒大小差异分离
C.母液经蒸发结晶得到固体可用作化肥
D.是生产流程中涉及的盐中溶解度最小
易错点9 电解质有关概念的认识误区
【错因辨析】
(1)溶于水导电的化合物不一定是电解质,如CO2、SO2、SO3、NH3等。
(2)强电解质溶液导电性不一定强。导电性主要与阴阳离子的浓度和所带的电荷数有关。
(3)难溶的物质不一定是弱电解质,如CaCO3、BaCO3等均为强电解质。
(4)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。
(5)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。
(6)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。
(7)强弱电解质与其是否溶于水无必然联系,与其溶解度大小无必然联系,与其导电能力强弱无必然联系,只与其是否完全电离有关。
【对点训练】
1.下列说法正确的是
A.液态铜能导电,所以铜是电解质
B.BaSO4难溶于水,所以BaSO4是弱电解质
C.氢氧化钠是强碱,所以氢氧化钠溶液是强电解质
D.NaHSO4在水溶液中能电离出H+,但它不属于酸
2.(26-27高一上·湖南长沙·阶段检测)下列物质在指定条件下的电离方程式书写正确的是
A.在水中:
B.溶于水:
C.熔融状态下:
D.溶于水:
3.(26-27高一上·内蒙古呼和浩特·阶段检测)向溶液中滴入几滴酚酞溶液,然后逐滴加入稀硫酸,测得混合溶液的导电能力随时间变化如下图所示,下列说法正确的是
A.实验时用代替也能得到该曲线
B.AB段发生反应的离子方程式:
C.时刻溶液的导电能力接近为0,所以是非电解质
D.C、D点溶液中的离子种类相同
易错点10 离子方程式书写时的“拆”与“不拆”
【错因辨析】
(1)能拆写成离子的物质
①强酸: HNO3、H2SO4、HCl、HBr、HI、HClO4
②强碱:NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2
③可溶性盐:
钾盐、钠盐、硝酸盐、铵盐、盐酸盐(除AgCl外)、硫酸盐(除BaSO4、CaSO4、Ag2SO4外)、碳酸盐[只有Na2CO3、K2CO3、(NH4)2CO3可溶]
(2)不能拆写成离子的物质
①单质、气体、氧化物
②难溶性物质:AgCl、BaSO4、CaCO3等
③难电离物质:水、弱酸(如CH3COOH等)、弱碱(如NH3· H2O等)
(3)特殊物质的拆与不拆
①在溶液中的NaHSO4应拆写成Na+、H+和SO,NaHCO3应拆写成Na+和HCO。
②对微溶物,如Ca(OH)2,如果是反应物且为澄清石灰水,应拆成Ca2+和OH-的形式,如果是生成物或是石灰乳等,则保留化学式Ca(OH)2。
③固体之间反应不能写离子方程式,如氯化铵与氢氧化钙的反应。
【对点训练】
1.(26-27高一上·江苏南通·阶段检测)下列反应的离子方程式或电离方程式,正确的是
A.氯气通入NaOH中:
B.溶液中滴加醋酸():
C.金属钠投入水中:
D.NaOH溶液中通入少量:
2.(26-27高一上·湖北襄阳·阶段检测)下列反应的离子方程式或电离方程式正确的是
A.溶液中加入足量溶液:
B.醋酸溶解鸡蛋壳:
C.向碳酸氢钠溶液中滴加足量的澄清石灰水:
D.在水中的电离:
3.(26-27高一上·重庆永川·阶段检测)在无色透明的强酸性溶液中,能大量共存的离子组是
A.Cu2+、K+、、Cl- B.Na+、、Cl-、
C.Ba2+、Na+、OH-、 D.K+、Ca2+、、Cl-
4.(26-27高一上·辽宁葫芦岛·阶段检测)下列离子方程式的书写及评价,均正确的是
选项
化学反应及其离子方程式
评价
A
草酸与酸性溶液反应:
错误,草酸为弱酸,书写离子方程式时不能拆,应写分子式
B
向溶液中通入少量:
正确,因为有不溶于水的碳酸钙沉淀生成
C
向稀溶液中加入足量稀 溶液:
错误, 足量时,只与发生中和反应,不参与反应
D
向碳酸氢钠溶液中滴加硫酸氢钠溶液:
正确,完全电离出的与反应生成了和
5.(26-27高一上·辽宁沈阳·阶段检测)家庭厨卫中有许多中学化学常见的物质,括号内为主要成分:
A.白糖(蔗糖) B.食盐(NaCl) C.料酒(乙醇) D.食醋(CH3COOH) E.小苏打(NaHCO3) F.铁锅(Fe) G.洁厕灵(HCl)。
(1)厨卫用品中的主要成分(以括号内所列的纯净物为准)属于电解质的有____________。
(2)在上述状态下能导电的厨卫用品有____________。
(3)已知一定温度下,NaCl在水中的溶解度随溶液中氯离子浓度升高而减小。用激光笔照射饱和食盐水,无丁达尔现象,加入少许浓盐酸后溶液依然澄清,再用激光笔照射可见一条明亮的光线轨迹,试解释原因____________。
(4)食醋和小苏打水溶液混合时的离子反应方程式为____________。
(5)如图a所示,向NaOH稀溶液中缓缓通入HCl气体,测定该过程中溶液导电能力的变化,实验结果如图b所示(忽略溶液体积、温度的变化)。图a中球形干燥管的作用是________________。分析A→B段变化,其他条件相同,导电能力:OH-________Cl-(填“>”“<”或“=”)。
易错点11 粗盐提纯实验操作要点
【错因辨析】
(1)Na2CO3溶液和BaCl2溶液的顺序不能颠倒,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。
(2)如何检验食盐水中杂质离子已除干净?
①取少许滤液于试管中,加入稀盐酸,再加BaCl2溶液,如无白色沉淀生成,证明SO除净。
②取少许滤液于试管中,加入NaOH溶液,如无白色沉淀生成,证明Mg2+除净。
③取少许滤液于试管中,加入Na2CO3溶液,如无白色沉淀生成,证明Ca2+已除净。
【对点训练】
1.(24-25高一上·山东滨州·期末)由NaCl、和的混合溶液制备晶体,流程如图。
已知:的溶解度受温度的影响较大,且受热易分解。
下列说法错误的是
A.“沉淀A”为
B.“X溶液”可为溶液
C.“溶液”不可用溶液代替
D.“溶液3”制得晶体采用蒸发结晶法
2.(26-27高一上·四川资阳·阶段检测)某化学兴趣小组欲分离KCl、CaCl2和MgCl2的混合溶液,最终得到都含单一溶质的三种溶液。他们设计了如图所示的实验流程:
下列说法中正确的是
A.步骤 ①中分离A、B的实验操作中玻璃棒起搅拌的作用
B.为了检验固体B是否洗涤干净,可向步骤②的最后一次洗涤液中加入稀HNO3和AgNO3混合溶液
C.步骤③中,加入适量试剂b仅起到除去过量试剂a的作用
D.步骤①中的Ca(OH)2溶液可用Ba(OH)2溶液代替
3.(2026·北京西城·一模)实验室可由工业级铬酸钠()为原料制取,流程如下。
下列说法不正确的是
A.Ⅰ中发生反应:
B.Ⅱ中的操作:加热浓缩,冷却结晶,过滤
C.由Ⅲ可判断加热浓缩的温度下,溶解度:
D.趁热过滤后,存在于母液中
易错点12 从海水中获取化学物质流程易错点
【错因辨析】
(1)海水提镁的过程中除去MgCl2·6H2O中的结晶水需要在HCl气流中,主要是为了得到纯净的氯化镁。
(2)镁的还原性很强,所以不能用金属置换法来制取,只能用电解熔融氯化镁的方式来制取。
(3)因镁在高温下能与O2、N2、CO2等气体发生反应,故工业电解MgCl2得到的镁,应在H2氛围中冷却。
(4)从海水中提取溴的流程中,向含溴单质的水溶液中通热空气或水蒸气,将溴单质吹入盛二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的:Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4(也可用NaOH或Na2CO3溶液吸收)。
【对点训练】
1.海洋约占地球表面积的71%,对化学资源的开发利用意义重大。下列说法正确的是
A.从海水中提取镁:
B.从海水中提取溴:
C.粗盐(含、、)提纯得到溶液:
D.利用制取:溶液
2.实验室利用如下方案回收利用含的废液。下列说法错误的是
A.步骤1中可能发生反应的离子方程式为
B.步骤1中,分液时从分液漏斗下口放出溶液A
C.步骤2中加入的试剂X可用稀硫酸
D.粗可用升华法进一步提纯
3.(25-26高一上·河北邯郸·期末)侯氏制碱工艺的简化流程图如图所示:
回答下列问题:
(1)该流程中生成NaHCO3晶体的化学方程式为___________。
(2)煅烧炉内是把生成的碳酸氢钠分解。实验室煅烧可选择下列仪器中的_________(填仪器名称)。
(3)侯氏制碱法过程中能析出NaHCO3晶体的本质原因是离子浓度过剩时,优先析出溶解度小的物质,工业上常用向重铬酸钠(Na2Cr2O7)母液中加入氯化钾固体的方法来制备重铬酸钾(K2Cr2O7)固体,其原理是___________;有关物质的溶解度如图所示,在后续操作中温度控制在___________(填选项字母)得到的K2Cr2O7固体最多。
a.80℃ b.60℃ c.40℃ d.10℃
(4)侯氏制碱法中,可循环的物质除母液外,还有___________。
(5)侯氏制碱法得到的碳酸钠产品中会含少量碳酸氢钠。现称取10.0 g固体样品,利用如图所示的装置测定产品纯度。
装置B中发生反应的化学方程式为___________;装置A中生成的CO2和H2O被装置B中的Na2O2全部吸收后,测得Na2O2增重0.6 g,该碳酸钠产品的纯度为___________%。
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专题3 从海水中获得的化学物质
第一单元 氯气及氯的化合物
一、氯气的发现与制备
1.氯元素在自然界中的存在
在自然界中,氯元素全部以化合态的形式存在。
海水中蕴含丰富的氯元素,它主要以氯化钠、氯化镁等氯化物的形式存在。
2.氯气的发现
1774年,瑞典化学家舍勒将软锰矿与浓盐酸混合加热,意外的产生一种具有强烈刺激性气味的黄绿色气体。
1810年,英国化学家戴维仔细研究了这种气体,并将其命名为氯气。
3.氯气的实验室制法
(1)反应原理
实验室常用MnO2将浓盐酸中化合态的氯元素氧化为游离态的氯气,化学方程式:
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。KMnO4与浓盐酸反应制取氯气的化学方程式为:2KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
(2)实验装置
①制备装置:粉末状固体+液体气体。
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。
③收集方法:用向上排空气法,理由是氯气与空气不反应且密度比空气的大。
④验满:
a.观察法:集气瓶中充满黄绿色气体
b.湿润的淀粉碘化钾试纸(变蓝)或品红试纸(先变红后褪色)
⑤尾气处理:烧杯内盛放的液体是NaOH溶液,其作用是吸收过量的氯气,防止污染环境。
4.氯气的工业制法——氯碱工业
(1)工业制取氯气的反应原理:2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑。
(2)实验室模拟工业上制取氯气的装置
产物的检验和实验现象
①H2的检验:用小试管收集a管产生的气体,进行爆鸣实验,出现爆鸣声。
②Cl2的检验:用小试管收集从b管导出的气体,有黄绿色刺激性气味的气体生成。
③NaOH的检验:打开U形管左端的橡皮塞,向溶液中滴加1~2滴酚酞溶液,溶液变红色。
(3)氯碱工业:以电解饱和食盐水为基础制取氯气、烧碱等产品的工业。
二、氯气的性质及应用
1.氯气的物理性质
氯气是一种黄绿色、密度比空气大、有刺激性气味的有毒气体。氯气易液化,在加压条件下,氯气转化为液态,可储存在钢瓶中。
2.氯气的化学性质
氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质,在一定条件下能与多种金属和非金属单质反应,生成氯化物。
(1)与金属单质反应
反应现象
化学方程式
Na
剧烈燃烧,黄色火焰,产生大量白烟
2Na+Cl22NaCl
Fe
Fe丝在氯气中燃烧,产生棕色烟
2Fe+3Cl22FeCl3
Cu
Cu丝在氯气中燃烧,产生棕黄色烟,溶于水后,溶液呈蓝绿色
Cu+Cl2CuCl2
(2)与非金属单质反应
氯气与H2反应的方程式为:H2+Cl22HCl。
反应现象:H2在Cl2中能安静地燃烧,发出苍白色火焰,瓶口有白雾。
工业上用电解饱和食盐水得到的氯气和氢气制取盐酸。
(3)氯气与水的反应
【实验探究1】氯气在水中的溶解实验
①实验操作:取一支100 mL的针筒抽取80 mL的氯气和20 mL的水,振荡。
②实验现象:活塞向里移动,水溶液颜色逐渐变为浅黄绿色。
③实验结论:氯气能溶于水,常温常压下,1体积的水约能溶解2体积的氯气,氯水呈浅黄绿色。
【实验探究2】氯水的成分探究
实验1:将干燥的有色布条和湿润的有色布条分别放入两瓶干燥的氯气中。
实验操作
实验现象
实验结论
有色布条不褪色
干燥氯气不具有漂白性
有色布条褪色
氯水具有漂白性
实验2:分别用玻璃棒蘸取新制氯水和稀盐酸,滴在pH试纸上。
实验操作
实验现象
实验结论
新制氯水滴在pH试纸上
试纸先变红后变为白色
新制氯水呈酸性,有漂白性
稀盐酸滴在pH试纸上
试纸变红色
稀盐酸无漂白性
实验3:在洁净的试管中加入1mL性质氯水,再向试管中加入几滴硝酸银溶液和稀硝酸。
实验现象:有白色沉淀生成,且白色沉淀不溶解。
实验结论:氯水中含有Cl-。
反应方程式为:Cl2+H2OHCl+HClO。
可逆反应的概念:在相同条件下,既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的反应。
氯水中含有Cl2、HClO等分子,也含有H+、Cl-等离子。
3.次氯酸(HClO)的性质及应用
(1)弱酸性
HClO是一种比H2CO3还弱的弱酸。
写出下列化学方程式:
HClO与NaOH反应:HClO+NaOH===NaClO+H2O。
HClO与Ca(OH)2反应:2HClO+Ca(OH)2===CaCl2+2HClO。
(2)强氧化性
HClO具有强氧化性,其氧化性比Cl2强,能使染料等有机色素褪色,还能杀菌消毒。
(3)不稳定性
次氯酸不稳定,在受热或光照条件下易分解放出O2,化学方程式为:
2HClO2HCl+O2↑。
久置氯水的成分是稀盐酸。
4.氯气与碱的反应
(1)氯气与氢氧化钠溶液反应——制取漂白剂
①反应的化学方程式:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
②漂白剂的有效成分是次氯酸钠(NaClO)。
(2)氯气与石灰乳反应——制取漂白粉
①反应的化学方程式:2Ca(OH)2+2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
②漂白粉的主要成分是CaCl2 、Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2,漂粉精的主要成分是Ca(ClO)2。
③漂白粉的漂白原理:利用复分解反应原理,漂白粉中的次氯酸钙与酸(如盐酸或碳酸等)反应生成具有漂白性的次氯酸。
次氯酸钙溶液与二氧化碳反应的方程式为Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3+2HClO。
(3)含氯消毒剂的合理使用
①漂白粉应密封、避光保存,并置于阴凉干燥处。
②含氯漂白剂与洁厕剂(含有盐酸)不能混合使用,因为两者混合会反应生成氯气。
③新型灭菌消毒剂——二氧化氯:杀菌、消毒能力比氯气强。
三、氧化还原反应
1.氧化还原反应的基本概念
(1)氧化还原反应的特征是反应中物质所含元素化合价发生改变,本质是反应过程中发生了电子转移(或电子得失)。
(2)氧化还原反应实质有电子转移(或电子得失)的化学反应;物质所含元素的原子失去电子的反应叫氧化反应,物质所含元素的原子得到电子的反应叫还原反应。
(3)在氧化还原反应中,失去电子的物质是还原剂,被氧化,发生氧化反应,表现还原性,得到电子的物质是氧化剂,被还原,发生还原反应,表现氧化性。如:
(4)氧化还原反应概念之间的关系
2.氧化还原反应的分析方法
(1)用双线桥分析氧化还原反应
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。
(2)用单线桥法分析氧化还原反应
①单线桥表示反应物中变价元素原子得失电子的情况;
②不需标明“得”或“失”,只标明电子转移数目;
③箭头标明电子转移的方向;
④单线桥箭头从失电子的元素原子指向得电子的元素原子。
3.常见的氧化剂和还原剂
(1)常见的氧化剂
①活泼的非金属单质:如Cl2、O2等。
②变价元素的高价态化合物。
a.某些酸:如浓H2SO4、HNO3、HClO等;
b.某些氧化物、过氧化物:如MnO2、NO2、H2O2、Na2O2等;
c.某些盐:如KMnO4、FeCl3、NaClO等。
(2)常见的还原剂
①活泼的金属单质:如Al、Fe、Zn等。
②某些非金属单质:如H2、S、C等。
③变价元素的低价态化合物。
a.某些氧化物:如CO、SO2等;
b.某些氢化物:如HCl、H2S等;
c.某些盐:如KI、Na2S、FeCl2等。
4.氧化性和还原性比较
(1)氧化性和还原性
氧化性是指物质得到电子的性质,氧化剂具有氧化性。物质越易得电子氧化性越强。还原性是物质失去电子的性质,还原剂具有还原性。物质越易失电子还原性越强。
(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
a.非金属单质的氧化性越强,对应简单离子的还原性越弱;
b.金属单质的还原性越强,对应简单离子的氧化性越弱。
②根据氧化还原反应方程式比较
氧化性:氧化剂>氧化产物
还原性:还原剂>还原产物
第二单元 金属钠及钠的化合物
一、钠的性质与制备
1.钠的原子结构及存在
(1)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。
(2)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
(1)钠的物理性质:金属钠是是银白色、有金属光泽的固体,质地柔软,熔点低(小于100 ℃),密度比水的小,但比煤油的大。
(2)实验探究钠的性质
①钠与氧气的反应
钠放置在空气中
在空气中加热钠
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
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
②钠与水的反应
实验操作:向盛有水(滴有酚酞)的小烧杯中投入一小块金属钠。
现象和结论
实验现象
结论或解释
钠浮在水面上
钠的密度比水小
钠熔化成小球
钠熔点低,反应放热
小球在水面上迅速游动
反应产生的氢气推动小球运动
与水反应发出“嘶嘶”声,逐渐变小,最后消失
钠与水剧烈反应,产生气体
反应后溶液的颜色逐渐变红
有碱性物质(氢氧化钠)生成
化学方程式:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
(3)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。
(4)钠和盐溶液的反应的规律
钠与盐溶液反应仍是Na与H2O的反应。因盐中金属离子被水分子包围,使Na不能与之接触。Na与H2O反应生成NaOH,若与盐能生成难溶碱,则盐也会参与反应。
如将Na加入CuSO4溶液中,反应的第一步为:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
第二步为:2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4
合并为:2Na+CuSO4+2H2O===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑
因此钠不能从盐溶液中置换出金属。
3.钠的制备和用途
(1)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↑。
(2)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金属钠还可以用于钛、锆、铌、钽等金属的冶炼。如Na与TiCl4反应:TiCl4+4NaTi+4NaCl。
二、氧化钠和过氧化钠
1.氧化钠的性质
(1)氧化钠是一种白色的碱性氧化物,能与水、酸、酸性氧化物等发生反应。
(2)写出下列反应的化学方程式:
①氧化钠与水反应:Na2O+H2O===2NaOH;
②氧化钠溶于盐酸:Na2O+2HCl===2NaCl+H2O;
③氧化钠与CO2反应:Na2O+CO2===Na2CO3。
2.过氧化钠的性质
(1)过氧化钠与水反应的化学方程式是2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑。
氧化剂是过氧化钠,还原剂是过氧化钠。
(2)过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式是2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,可用于呼吸面具或潜水艇中作为O2的来源。
3.氧化钠与过氧化钠的比较
名称
氧化钠
过氧化钠
化学式
Na2O
Na2O2
氧的价态
-2
-1
颜色状态
白色固体
淡黄色固体
化学性质
相同点
都能与水反应生成氢氧化钠,都能与CO2反应生成Na2CO3
不同点
过氧化钠与水、二氧化碳反应有氧气产生,具有强氧化性,而Na2O不具有强氧化性
三、碳酸钠 碳酸氢钠
1.碳酸钠(Na2CO3)
(1)碳酸钠是白色固体,俗称纯碱或苏打,易溶于水。
电离方程式:Na2CO3===2Na++CO。
(2)实验探究Na2CO3的性质
实验
现象
结论(或化学方程式)
将澄清石灰水加入碳酸钠溶液中
产生白色沉淀
Ca(OH)2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaOH
将氯化钙溶液加入碳酸钠溶液中
产生白色沉淀
CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl
测碳酸钠溶液pH
pH>7
碳酸钠溶液呈碱性
将沾有油污的铜片放入热的碳酸钠溶液中
铜片表面变光亮,油污消失
碳酸钠溶液具有去污能力
(3)Na2CO3溶液与酸的反应
①与足量盐酸反应:Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O
②通入足量CO2:Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3
2.碳酸氢钠(NaHCO3)
(1)碳酸氢钠是白色固体,俗称小苏打,常温下溶解度小于碳酸钠,水溶液呈碱性。
电离方程式为NaHCO3===Na++HCO 。
(2)碳酸氢钠的化学性质
①与盐酸反应:NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O
②热稳定性:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
③与NaOH 反应:NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O
3.Na2CO3和NaHCO3的用途
Na2CO3
NaHCO3
热的纯碱溶液除去物体表面的油污。
制玻璃、制肥皂、造纸、纺织、洗涤剂、冶金等。
发酵粉的主要成分、作灭火剂、医疗上治疗胃酸过多。
4.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。
5.侯氏制碱法
(1)制取原理(主要反应)
NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
(2)制取步骤
①先把NH3通入饱和NaCl溶液中,形成氨化的NaCl饱和溶液,然后再通入CO2。这样先形成一个弱碱性的环境,可以增大CO2在溶液中的溶解度,生成更多的NaHCO3。
②因为NaHCO3的溶解度小于NH4Cl的溶解度,所以NaHCO3先从溶液中结晶析出。加热使NaHCO3分解得到Na2CO3,生成的CO2可循环使用。
③在制碱工业上,所用原料CO2和NH3是由合成氨厂提供的,所以工业生产上常将侯氏制碱和合成氨联合在一起,称为“联合制碱法”。“联合制碱法”还能得到NaHCO3和NH4Cl等副产品。
四、强电解质和弱电解质
1.强电解质
(1)概念:在水溶液中能完全电离的电解质。
(2)常见的强电解质
①强酸:H2SO4、HCl、HNO3等。
②强碱:NaOH、KOH等。
③绝大多数盐。
(3)电离方程式
①H2SO4:H2SO4===2H++SO。
②KOH:KOH===K++OH-。
③CaCl2:CaCl2===Ca2++2Cl-。
2.弱电解质
(1)概念:在水溶液中不能完全电离的电解质。
(2)常见的弱电解质
①弱酸:H2CO3、CH3COOH等。
②弱碱:NH3·H2O等。
(3)电离方程式
①弱电解质的电离方程式用“”表示;如:
CH3COOH:CH3COOHCH3COO-+H+。
NH3·H2O:NH3·H2ONH+OH-。
②多元弱酸是分步电离的,如:H2CO3H++HCO;HCOH++CO。
③多元碱的电离方程式书写时一步完成,如:Cu(OH)2Cu2++2OH-。
3.溶液的导电能力
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。
五、离子反应和离子方程式
1.离子反应
(1)概念:有离子参加的化学反应称为离子反应。
(2)本质:离子反应使溶液中某些离子的浓度减小。
2.离子方程式
(1)概念:用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。
如碳酸钠溶液分别与氯化钙溶液、澄清石灰水反应的离子方程式均可表示为CO+Ca2+===CaCO3↓。
(2)书写步骤(以氯化钡和硫酸钠在溶液中的反应为例):
①写。化学方程式(必须根据实验事实):
BaCl2+Na2SO4===BaSO4↓+2NaCl。
②拆。把溶于水且完全电离的物质拆成离子的形式,难溶于水或溶于水但难电离的物质仍用化学式表示:
2Na++SO+Ba2++2Cl-===BaSO4↓+2Na++2Cl-。
③删。删去化学方程式两边不参加反应的离子,并将化学方程式化为最简:
SO+Ba2+===BaSO4↓。
④查。检查离子方程式两边各元素的原子数目和离子所带的电荷总数是否相等以及反应条件、沉淀符号、气体符号等。
3.离子反应发生的条件
(1)复分解型离子反应
(2)氧化还原反应型离子反应
溶液中有离子参加的氧化还原反应,如活泼金属与酸、活泼金属与盐的反应等。
如Zn与稀H2SO4反应的离子方程式为Zn+2H+===Zn2++H2↑。
4.离子反应的应用
离子反应广泛用于化学研究、化工生产、医疗诊断和环境保护等各个领域,化学实验中也常用相关的离子反应定性地检验某溶液中是否含有某离子。
如用稀HNO3和AgNO3溶液检验溶液中的Cl-的离子方程式:Ag++Cl-===AgCl↓。
第三单元 海洋化学资源的综合利用
一、粗盐提纯
1.除杂试剂的选择
粗盐所含杂质离子有Ca2+、Mg2+、SO,加入除杂试剂,会引入新的杂质,因此后加的试剂要适当过量。
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
2.实验步骤
(1)除去不溶性杂质
①将粗盐倒入烧杯中,加适量水溶解,用玻璃棒搅拌;
②在过滤器上将粗盐水过滤,弃去沉淀,保留滤液。
(2)去除杂质离子
①向烧杯中加入NaOH溶液,边加边搅拌,直至不再有沉淀产生;
②再依次加入BaCl2溶液和Na2CO3溶液,边加边搅拌,直至不再有沉淀产生;
③将混合物在过滤器上过滤,弃去沉淀,保留滤液。
(3)提纯
①向滤液中加入适量盐酸,边加边搅拌,直至不再有气泡产生,用pH试纸测量溶液的pH,使溶液的pH约等于7;
②将溶液转移至蒸发皿中,用酒精灯加热蒸干。
二、从海水中提取提溴
1.从海水中提取溴的流程
(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。
2.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。
三、从海水中提取镁
1.工艺流程
相关反应的方程式
(1)分解贝壳制取氢氧化钙:
①CaCO3CaO+CO2↑;②CaO+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↑。
2.镁单质的化学性质
(1)原子结构
镁的原子结构示意图为:,在化学反应中易失去2个电子,形成镁离子,具有强还原性。
(2)化学性质:
镁是活泼的金属,能在O2、N2、CO2中燃烧。
①在氧气中燃烧:2Mg+O22MgO,现象:产生耀眼的白光。
②在氮气中燃烧:3Mg+N2Mg3N2。
③在二氧化碳中燃烧:2Mg+CO22MgO+C。
④与盐酸反应:Mg+2HCl===MgCl2+H2↑。
3.镁合金、氧化镁
(1)镁是银白色金属,密度小,易传热,导电,能与铜、铝等金属形成合金。
(2)镁合金的性质特点:密度小、硬度和强度大。
(3)镁合金的用途:制造火箭、导弹和飞机的部件。
(4)氧化镁:白色难溶于水的固体,熔点很高,常用作耐高温材料。
四、从海带中提取碘
1.海带提碘的原理
(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。
2.从海带中提取碘的工业生产流程
3.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:IO。
(2)检验原理
在酸性条件下,IO与I-反应的离子方程式:IO+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:
①将食盐用水溶解,加入适量白醋;
②蘸取少量溶液,滴在KI-淀粉试纸上。
实验现象及结论:试纸变蓝,证明有碘元素存在。
4.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。
五、氯、溴、碘主要性质及离子检验
(1)卤素单质的性质
①Br2、I2与Cl2有相似的化学性质,如均能与金属、非金属(H2)、H2O、碱反应。
②氧化性强弱顺序为Cl2>Br2>I2。
(2)卤素单质的检验
Cl2
Br2
I2
常温下外观
黄绿色气体
深红棕色液体
紫黑色固体
常用检验方法
①能使湿润的KI淀粉试纸变蓝色;②能使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色
能使湿润的KI淀粉试纸变蓝色
遇淀粉溶液变蓝色
(3)卤素离子的检验
检验卤素离子的最好的方法是用硝酸银和稀硝酸,因为其灵敏度高,反应现象明显。检验时,一定要加入稀硝酸,以排除CO、OH-等离子的干扰。
易错点01 氯气的实验室制法易错点
【错因辨析】
(1)实验室制取氯气要用浓盐酸反应,稀盐酸不能与MnO2等物质反应产生氯气,因此盐酸足量时,MnO2能完全反应,但MnO2足量时,盐酸不能完全反应。
(2)氯气中的杂质气体是HCl(盐酸挥发产生)和水蒸气,要得到干燥的氯气要先用饱和食盐水吸收HCl气体,再用浓硫酸等干燥剂干燥。
(3)由于盐酸易挥发,为了减少盐酸的挥发,实验过程中应慢慢加入浓盐酸,不要一次性加入盐酸,加热时用小火慢慢加热。
(4)饱和食盐水的作用时吸收氯气中混有的HCl气体,同时降低氯气在水中的溶解度。
(5)吸收氯气的尾气要用NaOH溶液,不能用饱和石灰水。
【对点训练】
1.(25-26高一上·江苏连云港·期中)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。
2.(24-25高一上·重庆长寿·期末)下列关于实验室制备的描述均正确的是
A.制
B.除去中的
C.收集
D.吸收尾气中的
【答案】D
【解析】A.与稀盐酸加热不发生反应,实验室制备需使用浓盐酸与共热,A错误;
B.饱和溶液会与、均发生反应,既吸收也消耗,还会引入杂质,除去中的应选用饱和食盐水,B错误;
C.密度大于空气,使用向上排空气法收集,装置为短进长出,收集不到,C错误;
D.在水中溶解度较小,水无法完全吸收尾气中的,应选用溶液吸收尾气,D正确;
故选D。
易错点02 氯气的性质易混易错点
【错因辨析】
(1)H2在Cl2中燃烧的火焰为苍白色,集气瓶口产生白雾,HCl极易溶于空气中的水蒸气形成盐酸小液滴。
(2)烟是固体小颗粒,如FeCl3棕褐色烟;雾是小液滴,如HCl气体在空气中形成盐酸小液滴。
(3)燃烧是发光发热的剧烈的氧化反应,燃烧不一定有氧气参与。
(4)氯水的成分及多重性质的实验探究方法
①观察颜色,氯水为浅黄绿色,证明氯水中还存在Cl2分子。
②关于氯水具有漂白性的证据:干燥的氯气不能使干燥的有色布条褪色,能使湿润的有色布条褪色。氯水能使pH试纸变红(说明氯水呈酸性)后褪色,盐酸使pH试纸变红色。由此说明氯气与水反应生成了一种具有漂白性的物质。
③氯水中含有H+和Cl-的证据:氯水能使pH试纸变红,说明氯水中含有H+。氯水与硝酸酸化的硝酸银溶液反应生成白色沉淀,说明含有Cl-。
(5)氯水中含有Cl2、HClO等分子,也含有H+、Cl-等离子,说明Cl2与H2O不能完全反应,只能进行到一定的限度。Cl2+H2OHCl+HClO为可逆反应。
(6)氯水中含有Cl2、HClO,当氯水发生氧化还原(如与FeCl2、NaBr、KI等)反应时,只看作Cl2参与反应,如2FeCl2+Cl2===2FeCl3;当考虑氯水的漂白性和消毒性时,只看作HClO起作用。
【对点训练】
1.(25-26高一上·广东深圳·期中)下列有关氯及其化合物的说法错误的是
A.液氯可用钢罐保存
B.工业上将氯气通入饱和石灰水中制取漂白粉
C.可用饱和碳酸氢钠溶液吸收二氧化碳中混有的氯化氢
D.ClO2、O3都是新型的自来水消毒剂
【答案】B
【解析】A.常温下干燥的与铁不发生反应,因此液氯可以用钢罐储存运输,A正确;
B.工业上制取漂白粉是将通入石灰乳中,微溶于水,饱和石灰水的溶质浓度极低,不适合工业大规模生产,B错误;
C.杂质可与饱和溶液反应生成,且饱和溶液可降低的溶解度,减少目标产物损耗,C正确;
D.、都具有强氧化性,消毒效率高且副产物危害小,均为新型自来水消毒剂,D正确;
故选B。
2.(25-26高一上·福建南平·期末)某化学兴趣小组进行的有关实验如图所示。下列说法错误的是
A.Ⅰ中:轻扇动右手,闻的气味
B.Ⅱ中:可验证氧化性强弱为
C.Ⅲ中:剧烈燃烧,生成棕黄色的烟
D.Ⅳ中:能验证氯气无漂白作用,次氯酸有漂白作用
【答案】D
【解析】A.闻气体的正确操作是轻扇瓶口使极少量气体飘入鼻孔,该操作符合规范,A正确;
B.和浓盐酸反应生成,氧化剂氧化性大于氧化产物,故氧化性;和反应生成单质,故氧化性,可验证该氧化性顺序,B正确;
C.铜在氯气中剧烈燃烧,生成棕黄色的氯化铜固体小颗粒,现象为产生棕黄色的烟,C正确;
D.先经过湿润的有色布条a,会携带水蒸气进入后续装有干燥有色布条b的试剂瓶,导致b也会褪色,无法验证干燥氯气无漂白性,不能达到实验目的,D错误;
故选D。
3.(24-25高一上·贵州毕节·期末)某学习小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中是否有水蒸气和HCl挥发出来,同时证明氯气的某些性质,设计了如图所示的实验装置(部分装置已省略,Cl2可溶于CCl4溶液,且不与CCl4反应,HCl不溶于CCl4)。回答下列问题:
(1)盛装浓盐酸的仪器名称是______,烧瓶中发生反应的化学方程式为__________________。盐酸表现的性质有______。
(2)装置C中盛放的药品可能是__________________。
(3)一段时间后,装置D与E中的现象分别是__________________。
(4)装置G的作用是__________________;发生反应的离子方程式为__________________。能将KI氧化为I2的氧化剂有H2O2、Cl2、KIO3、HNO3、KClO3、KMnO4等。已知下列四种氧化剂氧化KI后对应的还原产物如下:
氧化剂
KMnO4
KIO3
H2O2
HNO3
还原产物
Mn2+
I2
H2O
NO
则在一定条件下,等物质的量的四种氧化剂分别与足量KI作用,得到I2最多的是____________(填化学式)。
【答案】(1) 分液漏斗 还原性、酸性
(2)无水氯化钙(或五氧化二磷)
(3)D中干燥的有色布条不褪色,E中湿润的有色布条褪色
(4) 验证从F中出来的气体是否含有Cl2 KIO3
【分析】二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水,氯气中含有水蒸气和氯化氢杂质,用无水硫酸铜检验水蒸气,然后用无水氯化钙吸收水蒸气,氯气通到干燥的有色布条中,再通到湿润有色布条中,用四氯化碳吸收未反应的氯气,G验证从F中出来的气体是否含有Cl2,剩余的氯化氢气体通到硝酸银溶液中。
【解析】(1)盛装浓盐酸的仪器名称是分液漏斗,烧瓶中发生反应的化学方程式为。盐酸表现出酸性和还原性。
(2)装置C吸收水蒸气,故其中盛放的药品可能是无水氯化钙或五氧化二磷;
(3)一段时间后,装置D的现象为有色布条不褪色,装置E中发生反应,生成的次氯酸具有漂白性,因此E中的现象是湿润的有色布条褪色。
(4)四氯化碳可以溶解氯气,装置G的目的是验证从F中出来的气体是否含有氯气,发生反应的离子方程式为;等物质的量的氧化剂与足量碘化钾反应,,,,得到最多的是。
易错点03 次氯酸和次氯酸盐的性质及应用易错点
【错因辨析】
(1)次氯酸的漂白原理、特点及应用范围
①原理:将有色有机物质氧化为稳定的无色物质。
②特点:被HClO漂白后的物质,久置后不再恢复原色,即HClO的漂白具有不可逆性。
③应用范围:几乎所有有色有机物质遇HClO都会褪色。
(2)二氧化氯(ClO2)是一种有刺激性气味的黄绿色气体,在水中的杀菌、消毒能力比氯气强,效果更持久,受水体的pH变化影响小,且使用起来非常方便、安全。
(3)由于氢氧化钙的溶解度较小,制备漂白粉时不能用石灰水,应用石灰乳。
(4)漂白粉中起漂白作用的是HClO,HClO不稳定,见光易分解,久置后会变质,所以制备稳定的次氯酸盐更便于储存和运输。
(5)漂白粉在空气中久置的化学方程式为Ca(ClO)2+H2O+CO2===CaCO3+2HClO、2HClO2HCl+O2↑。
【对点训练】
1.(25-26高一上·陕西渭南·阶段检测)下列有关次氯酸的叙述不正确的是
A.次氯酸不稳定,易分解 B.次氯酸具有漂白和杀毒的作用
C.次氯酸是弱酸,但酸性比碳酸强 D.次氯酸能使染料和有机色质褪色
【答案】C
【解析】A.次氯酸见光或受热易分解为氯化氢和氧气,性质不稳定,A正确;
B.次氯酸具有强氧化性,可破坏病菌的生物结构,也能氧化有机色素,因此具有漂白和杀毒的作用,B正确;
C.根据强酸制弱酸原理,向次氯酸盐溶液中通入可生成次氯酸,说明次氯酸的酸性比碳酸弱,C错误;
D.次氯酸的强氧化性可将有色的有机物质氧化为无色物质,因此能使染料和有机色质褪色,D正确;
故选C。
2.(26-27高一上·福建厦门·阶段检测)浓盐酸和能发生如下反应:,用储存很久的漂白粉与浓盐酸反应制得的气体中,可能含有的气体成分是
① ② ③ ④ ⑤
A.①②③④ B.②③④⑤ C.①②③⑤ D.①③④⑤
【答案】C
【分析】漂白粉的有效成分为,长期储存时会和空气中的、发生反应:、,故久置漂白粉中会含有因变质生成的。
【解析】①由分析可知,浓盐酸和能发生反应生成,正确;
②变质生成的会和浓盐酸反应放出,正确;
③浓盐酸具有强挥发性,会随反应生成的气体逸出,正确;
④储存很久的漂白粉与浓盐酸反应制得的气体中没有,错误;
⑤反应在水溶液体系中进行,生成的气体必然会携带出水蒸气,正确;
符合题意的为①②③⑤,故答案选C。
3.(25-26高一上·福建龙岩·阶段检测)用图1所示装置向装有一瓶氯气的集气瓶中添加适量的蒸馏水,振荡,先利用注射器滴加NaOH溶液,再利用注射器滴加稀盐酸,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。下列说法错误的是
A.阶段①说明氯气溶于水,且溶于水的氯气全部与水反应
B.阶段②的压强变小,该过程发生了化学反应
C.阶段③发生反应又生成Cl2
D.若将Cl2换成CO2,所得的压强变化趋势与图2相似
【答案】A
【分析】盛有的集气瓶中添加适量的蒸馏水,有一部分溶于水,气体的压强减小;滴加NaOH溶液,溶于水的与NaOH反应生成NaCl、NaClO和水,同时增大在水中的溶解度,使的压强减小;滴加盐酸,此时发生反应,使气体的压强增大;
【解析】A.氯气与水的反应为可逆反应,溶于水的氯气只有部分与水反应,并非全部反应,A错误;
B.阶段②滴加溶液,发生反应,消耗气态使压强减小,该过程属于化学反应,B正确;
C.阶段③滴加稀盐酸,溶液中、在酸性条件下发生反应,重新生成使压强回升,C正确;
D.若将换为,首先部分溶于水使压强降低,滴加时与反应生成钠盐,压强进一步减小,滴加稀盐酸时碳酸盐或碳酸氢盐与酸反应重新释放,压强回升,所得压强变化趋势与图2相似,D正确;
故选A。
易错点04 氧化还原反应中的4个“不一定”
【错因辨析】
(1)一种元素被氧化,不一定有另一种元素被还原。如C2+H2O===H+中,被氧化和被还原的元素都是氯元素。
(2)一种反应物不一定只表现出一种性质。如反应2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑中,参加反应的KMnO4既表现了还原性,又表现了氧化性。
(3)有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应。如同素异形体之间的相互转化不属于氧化还原反应。
(4)某种物质由化合态变为游离态,不一定是被还原,如HCl→Cl2是被氧化。
【对点训练】
1.(26-27高一上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)下列氧化还原反应方程式,所标电子转移方向与数目正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】A.反应中中的从+4价降低到0价,得到,从0价升高到+2价,2个共失去,电子转移方向和数目均正确,A正确;
B.该反应为归中反应,中从+5价降低到0价,得到,中有5个从-1价升高到0价,共失去,剩余1个化合价不变进入,题中标注得失,数目错误,正确的表示方法为,B错误;
C.反应中2个从0价升高到+1价,共失去,中2个从+1价降低到0价,共得到,题中标注转移,数目错误,正确的表示方法为,C错误;
D.反应中从0价升高到+2价,失去,浓中的从+6价降低到+4价,得到,电子转移方向应为,题中箭头方向反了,正确的表示方法为,D错误;
故选A。
2.(26-27高一上·山西太原·阶段检测)四大发明之一的黑火药爆炸时的反应为:。关于该反应,下列说法正确的是
A.氧化产物为
B.还原剂是S和C
C.氧化剂和还原剂个数之比为2∶1
D.生成1个分子,反应共转移10个电子
【答案】A
【分析】单质S、C中相应元素的化合价均为0价;中K、O元素的化合价分别为+1价、−2价,N元素为+5价。反应后,中S元素为−2价,中N元素为0价,中C元素为+4价。因此,C元素化合价升高,发生氧化反应;S、N元素化合价降低,发生还原反应。
【解析】A.C元素的化合价由C中的0价升高到中的+4价,C失去电子,被氧化,所得为氧化产物,A正确;
B.还原剂在反应中失去电子,其所含元素的化合价升高。C元素的化合价由0价升高到+4价,故C是还原剂;S元素的化合价由0价降低到−2价,故S是氧化剂,B错误;
C.S和中分别有S、N元素的化合价降低,二者均为氧化剂,C为还原剂。由反应式可知,参加反应的S、、C的个数之比为1∶2∶3,因此氧化剂和还原剂的个数之比为,C错误;
D.生成1个分子时,2个N原子由+5价降至0价,共得到个电子;同时,1个S原子由0价降至−2价,得到2个电子。因此,该反应共转移个电子,与3个C原子共失去个电子相等,D错误;
故选A。
3.(26-27高一上·甘肃兰州·阶段检测)汽车剧烈碰撞时,安全气囊中发生反应。对于该反应,下列判断错误的是(已知:中氮元素的化合价为价)
A.氧化产物与还原产物分子个数之比为15:1
B.氧化剂是,还原剂是
C.反应过程中转移10个电子,则产生10个
D.氧化产物、还原产物都是
【答案】C
【分析】,已知中N为价,中N为价,产物中N为0价,据此分析;
【解析】A.中的N全部被氧化,共失去个电子,生成氧化产物分子共15个;2个中的N全部被还原,共得到10个电子,生成还原产物分子共1个,因此氧化产物与还原产物分子个数比为,A正确;
B.中N反应后化合价降低,作氧化剂;中N反应后化合价升高,作还原剂,B正确;
C.反应每转移10个电子时,对应生成的总分子数为16个,不是10个,C错误;
D.该反应中只有N元素化合价发生升降,因此氧化产物、还原产物均为,D正确;
故选C。
易错点05 物质氧化性和还原性比较易错点
【错因辨析】
(1)不能根据得失电子的多少判断氧化性、还原性的强弱;
(2)氧化性、还原性的强弱还与物质的浓度等有关,如浓硝酸的氧化性大于稀硝酸。
(3)同一元素不同价态的化合物中,物质中元素的化合价越高,其氧化性不一定越强,因为物质的氧化性强弱不仅与化合价高低有关,而且与物质本身的稳定性有关。
(4)元素处于最高价时只有氧化性,但氧化性不一定强。如CO2中C为+4价是最高价,但CO2的氧化性很弱。
(5)元素处于最低价态时只有还原性,但还原性不一定强。如H2O中O为-2价是最低价,但H2O的还原性非常弱。
【对点训练】
1.(26-27高一上·重庆永川·阶段检测)已知:①Cl2 + 2KI = 2KCl + I2;②2FeCl2+ Cl2=2FeCl3;③2FeCl3+ 2KI = 2FeCl2 + I2 + 2KCl。则Cl2、Fe3+、I2的氧化性由强到弱的顺序正确的是
A.Fe3+>Cl2>I2 B.Cl2>Fe3+>I2 C.Cl2>I2>Fe3+ D.I2>Cl2>Fe3+
【答案】B
【解析】在氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性;
在反应①中中的氯元素从0价降低到中的-1价,为氧化剂,中的碘元素从-1价升高到中的0价,为氧化产物,因此氧化性:;
在反应②中的氯元素从0价降低到中的-1价,为氧化剂,中铁元素从+2价升高到中+3价,为氧化产物,因此氧化性:;
在反应③中,中铁元素从+3价降低到中+2价,为氧化剂,中的碘元素从-1价升高到中的0价,为氧化产物,因此氧化性:;
因此三者的氧化性由强到弱的顺序为,故选B。
2.(26-27高一上·辽宁沈阳·阶段检测)Na2S2O8、KMnO4是实验室常见试剂,可发生如下反应。
①
②
下列说法错误的是
A.Na2S2O8中硫元素的化合价为+6价
B.氧化性:
C.反应②中,氧化剂、还原剂的物质的量之比为1:8
D.Na2S2O8溶液需要酸化使用时,不可以使用盐酸
【答案】C
【解析】A.中为+1价,中含2个过氧键氧原子为-1价,剩余6个氧原子为-2价,设化合价为,根据正负化合价代数和为0可得,解得,A正确;
B.氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物,反应①中是氧化剂,是氧化产物,故氧化性;反应②中是氧化剂,是氧化产物,故氧化性,综上氧化性顺序为,B正确;
C.反应②中,2 mol 参与反应,元素化合价从+7降低到+2,共得到10 mol电子,作氧化剂;16 mol 参与反应,仅10 mol 化合价从-1升高到0,失去10 mol电子作还原剂,剩余6 mol 起酸性作用,故氧化剂与还原剂的物质的量之比为,不是1:8,C错误;
D.由氧化性顺序可知,可将氧化为,故溶液酸化时不能使用盐酸,D正确;
故选C。
3.(26-27高一上·重庆永川·阶段检测)Ⅰ. 已知在酸性条件下,H2O2能被KMnO4氧化,反应的化学方程式为:2KMnO4 + 5H2O2+ 3H2SO4=K2SO4 + 2MnSO4+ 5O2↑ + 8H2O。
(1)该反应中,氧化剂是________(填化学式,下同),还原剂是________。
(2)被还原的元素是______(填元素符号);每消耗5个H2O2分子,转移________个电子。
Ⅱ. 已知:①H2O2 + 2KI + H2SO4=I2+K2SO4+2H2O;②H2O2 + SO2=H2SO4
(3)由反应①、②可判断H2O2具有________(填“氧化”或“还原”)性;反应①中每生成1个I2分子,转移________个电子。
Ⅲ. 实验室可用以下反应制取少量氯气:KClO3 + 6HCl(浓)=KCl + 3Cl2↑ + 3H2O。
(4)该反应中,作氧化剂的氯原子与作还原剂的氯原子个数之比为________。
(5)请用双线桥法标出该反应中电子转移的方向和数目,并注明“被氧化”或“被还原”_______________。
【答案】(1)KMnO4 H2O2 (2)Mn 10
(3)氧化 2 (4)1:5
(5)
【解析】(1)氧化剂判断:中元素为+7价,反应后生成中为+2价,化合价降低得到电子,因此是氧化剂;还原剂判断:中元素为-1价,反应后全部转化为中0价的,化合价升高失去电子,因此是还原剂。
(2)被还原元素:元素化合价从+7降低到+2,得到电子被还原;电子转移计算:每个分子中的2个-1价各失去1个电子,共失去2个电子,因此5个分子反应时,总共转移个电子。
(3)反应①中将中-1价的氧化为中0价的,自身元素从-1价降低到中-2价,体现氧化性;反应②中将中+4价的氧化为中+6价的,自身同样体现氧化性,因此两个反应共同证明具有氧化性。反应①中2个-1价的生成1个,每个失去1个电子,总共转移2个电子。
(4)中+5价的得到电子化合价降低,作为氧化剂;6个分子中,有1个化合价未发生变化(进入产物中,仍为-1价),剩余5个-1价的失去电子化合价升高,作为还原剂,因此作氧化剂的氯原子与作还原剂的氯原子个数比为。
(5)桥的起点为反应物中的Cl元素,终点为产物中的Cl元素,标注“得到,被还原”,代表1个+5价Cl得到5个电子,被还原为0价Cl。桥的起点为反应物HCl中的Cl元素,终点为产物中的Cl元素,标注“失去,被氧化”,代表5个-1价Cl各失去1个电子,被氧化为0价Cl,双线桥为:。
易错点6 钠的性质易错点
【错因辨析】
(1)取金属钠时应用镊子,不能用手直接接触,一般取绿豆粒大小即可,不能太大,以免发生危险。
(2)剩余的钠要放回原试剂瓶中。
(2)常温下,钠容易与氧气发生反应,这说明钠比铁、铝、镁等金属活泼得多,4Na+O2===2Na2O。
(4)钠受热后,可以与氧气剧烈反应,产生黄色火焰,生成一种淡黄色固体——过氧化钠,2Na+O2Na2O2。
(5)实验证明,钠与水反应生成了NaOH和H2,钠与水反应的实质是钠与水电离出的氢离子反应。
【对点训练】
1.(26-27高一上·河南郑州·阶段检测)某同学按如图所示实验装置进行钠跟水反应的实验,据此判断下列说法中正确的是
A.开始反应后,能观察到钠在处的水中反应
B.若把水换成盐酸溶液,可观察产生气体的速率变慢
C.反应一段时间后,左端液面上升进入长颈漏斗,右端有无色气体产生
D.若用(已知密度比大)来代替煤油,可观察到相同的实验现象
【答案】C
【分析】实验目的为探究钠与水的反应,装置为U形管,下层为水,上层为煤油,左端连接长颈漏斗,右端带有止水夹。钠的密度大于煤油、小于水,加入后处于煤油与水的交界面,与水反应生成氢气,反应过程中右侧压强随气体生成增大,将水压入左侧长颈漏斗。盐酸中氢离子浓度大于水,钠与盐酸反应速率更快,四氯化碳密度大于水,替换煤油后四氯化碳处于下层、水处于上层,钠会浮在水面上,实验现象发生改变。
【解析】A.钠的密度介于煤油和水之间,因此钠会位于煤油(a层)和水(b层)的界面处,而非完全在b处的水中反应:钠接触水时反应生成气体,气体的浮力会将钠托举进入煤油层,气体逸出后钠又回落至水层,整体表现为在煤油与水的界面上下跳跃,并非持续在b处水中反应,A错误;
B.盐酸中氢离子浓度大于纯水中氢离子浓度,钠与盐酸反应生成氢气的速率更快,B错误;
C.钠与水反应生成无色的氢气,使U形管右侧压强增大,将水压向左侧,左端液面上升进入长颈漏斗,C正确;
D.密度大于,若用代替煤油,位于U形管下层,水位于上层,钠的密度小于和水,会浮在水面上直接反应,实验现象不同,D错误;
故选C。
2.(24-25高一上·安徽宿州·期末)某课外学习小组同学在玻璃管内放一块黄豆粒大的金属钠(已吸净煤油),玻璃管尾部塞一团浸有碱溶液的棉花球,其简易装置如图所示(夹持仪器已省略)。先给钠预热,待钠熔成光亮小球时,撤去热源,通入氯气,可见钠剧烈燃烧,产生大量白烟。下列有关叙述错误的是
A.钠熔成光亮小球时发生了化学变化
B.燃烧不一定要有氧气参加
C.反应产生的大量白烟是氯化钠颗粒
D.浸有碱溶液的棉花球用于吸收过量的
【答案】A
【解析】A.钠熔化时,只发生物理变化,A错误;
B.Na在中也可燃烧,B正确;
C.Na与反应生成NaCl固体小颗粒,出现白烟,C正确;
D.碱液可与反应,常用于尾气吸收,D正确;
故本题选A。
3.(26-27高一上·北京丰台·阶段检测)将少量金属钠分别投入下列物质的稀溶液中,有气体放出,且溶液质量减轻的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】A.总反应为,每进入46g Na,仅放出2g ,溶液质量增加44g,质量增大,A错误;
B.Na仅与水反应,不与NaOH反应,溶解Na并放出少量,溶液质量增加,B错误;
C.生成的会进一步发生反应,总关系为每溶解6mol Na(质量138g),放出3mol (质量6g),同时析出2mol 沉淀(质量214g),从体系中离开的总质量大于加入的Na的质量,因此溶液质量减轻,C正确;
D.Na仅与水反应,不与反应,每进入46g Na仅放出2g ,溶液质量增加,D错误;
故选C。
易错点7 氧化钠和过氧化钠的易混易错点
【错因辨析】
(1)Na2O是碱性氧化物,Na2O2中O的化合价为-1,不是碱性氧化物。
(2)Na2O2由Na+和O,阴阳离子个数比为1:2。
(3)Na2O2与CO2或H2O(g)的物质的量的关系:
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。
(4)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。
(5)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-。
【对点训练】
1.(25-26高一上·天津静海·阶段检测)具有强氧化性,可用作漂白剂。下列有关说法正确的是
A.遇到湿润的紫色石蕊试纸后,石蕊试纸最终变成蓝色
B.过氧化钠沾到红色鲜花上,鲜花无变化
C.与反应时有单质生成,该反应属于置换反应
D.将粉末加入溶液中,溶液变浑浊并产生气体
【答案】D
【解析】A.与湿润试纸中的水反应生成,会使石蕊试纸先变蓝,但具有强氧化性,会将有色有机色素漂白,最终试纸褪色,A错误;
B.具有强氧化性和漂白性,能使红色鲜花中的有色色素被漂白而褪色,B错误;
C.置换反应的定义是单质与化合物反应生成新单质和新化合物,该反应的反应物、均为化合物,不属于置换反应,C错误;
D.先与溶液中的水反应生成和,与反应生成,与反应生成白色沉淀,因此溶液变浑浊并产生气体,D正确;
故选D。
2.(26-27高一上·北京丰台·阶段检测)“奋斗者”号载人潜水器完成万米深潜海试,标志着我国在载人深潜领域达到世界领先水平。可作载人潜水器供氧剂,下列关于说法正确的是
A.属于碱性氧化物 B.久置于空气中会变白
C.中含有阴离子 D.与足量反应时增重
【答案】B
【解析】A.Na2O2与酸反应除生成盐和水外,还会生成O2,属于过氧化物,不属于碱性氧化物,A错误;
B.Na2O2为淡黄色固体,久置于空气中会依次发生反应:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑、2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O,最终生成白色的碳酸钠固体,因此会变白,B正确;
C.Na2O2的由Na+和过氧根离子()构成,因此1mol Na2O2中仅含有1mol阴离子,C错误;
D.Na2O2与CO2的反应为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,1mol Na2O2参与反应时,消耗1mol CO2(质量44g)同时释放出0.5mol O2(质量16g),固体实际增重为44g-16g=28g,D错误;
故选B。
3.(25-26高一上·内蒙古赤峰·期末)是常用的强氧化剂,是常用的还原剂。某学习小组以过氧化钠能否与反应为目标开展研究,下列说法正确的是
A.装置A还可以用于与粉末反应制取氧气
B.装置B中盛装浓硫酸,目的是除去装置A中挥发出来的少量水蒸气
C.装置C中固体若由淡黄色变为白色,推测产物可能为
D.若装置D中无水硫酸铜变蓝,可以说明与反应生成水
【答案】C
【分析】装置A为简易启普发生器,利用稀盐酸和锌制备氢气;装置B的作用是干燥氢气和除去氢气中的氯化氢,试剂可以采用碱石灰;装置C是验证是否与氢气反应,装置D是为了验证与反应生成了水,但是装置D末端未设置隔绝空气中水蒸气的装置,空气中的水蒸气进入D也可使无水硫酸铜变蓝,不能证明是与反应生成了水,由此解答;
【解析】A.装置A为简易启普发生器,适用于块状固体与液体不加热反应制取气体,为粉末状固体,会从有孔塑料板漏下,无法用该装置进行制的反应,A错误;
B.装置A中生成的中混有挥发的和水蒸气,U形管不能盛装液体干燥剂浓硫酸,且浓硫酸无法除去,装置B应盛装碱石灰同时除杂和干燥,B错误;
C.为淡黄色固体,作为还原剂参与反应时,氢元素被氧化为+1价,可生成白色固体,该推测合理,C正确;
D.装置D末端未设置隔绝空气中水蒸气的装置,空气中的水蒸气进入D也可使无水硫酸铜变蓝,不能证明是与反应生成了水,D错误;
故选C。
易错点8 Na2CO3和NaHCO3的性质易混易错点
【错因辨析】
Na2CO3和NaHCO3的性质比较
性质
Na2CO3
NaHCO3
性质比较
水溶液
易溶
可溶
Na2CO3溶解度大于NaHCO3
溶液酸碱性
碱性
碱性
物质的量浓度相同时,Na2CO3溶液的碱性比NaHCO3溶液强
热稳定性
稳定
不稳定
Na2CO3热稳定性比NaHCO3强
与酸反应
能
能
NaHCO3与酸反应比Na2CO3更剧烈
相互转化
Na2CO3NaHCO3
【对点训练】
1.(26-27高一上·黑龙江鸡西·阶段检测)和是生产生活中的常见物质,下列关于两者的说法正确的是
A.常温下,比的溶解度小
B.能用溶液鉴别和
C.等质量的和分别与盐酸反应,放出气体更多
D.向饱和的碳酸钠溶液中通入足量,有白色晶体析出
【答案】D
【解析】A.常温下的溶解度大于,A错误;
B.与反应生成白色沉淀;与反应时,和反应生成,同样会生成白色沉淀,现象相同无法鉴别,B错误;
C.摩尔质量为,摩尔质量为,等质量时的物质的量更大,与足量盐酸反应放出的更多,C错误;
D.向饱和碳酸钠溶液中通入足量,发生反应,反应消耗溶剂水,且同温下溶解度小于,生成的质量大于原溶质质量,因此有白色晶体析出,D正确;
故选D。
2.(26-27高一上·北京·阶段检测)某同学为测定固体(含少量)的纯度(的质量分数),设计如下装置(含试剂)进行实验。下列说法不正确的是
已知:ⅰ.足量溶液和发生反应
ⅱ.碱石灰的主要成分是和,可以用作干燥剂
A.必须在②③间添加吸收的装置
B.④的作用是防止空气中的气体影响实验的精确度
C.实验结束后通入空气的作用是保证②中产生的气体完全转移到③中
D.称取样品的质量和③中产生的沉淀的质量即可求算固体的纯度
【答案】A
【分析】该实验通过测定碳酸钠与盐酸反应生成的的质量,计算含少量的样品的纯度,各装置作用如下:
装置①:盛装溶液,用于除去通入空气中的,避免空气中原有干扰后续测定。装置②:盛放待测的(含)样品,通过分液漏斗加入足量稀盐酸,发生反应,生成气体。装置③:盛装足量溶液,吸收装置②生成的,通过反应生成沉淀,后续可通过沉淀质量换算得到的量,进而计算的质量。装置④:盛装碱石灰,既可以防止外界空气中的进入装置③被吸收,也能避免水蒸气进入体系,保证测定精度。
【解析】A.③中溶液足量,挥发出的会先被吸收,不会影响沉淀的生成和称量,无需额外添加吸收的装置,A错误;
B.④中碱石灰可吸收空气中的和水蒸气,避免空气中的进入③中与反应,能防止空气中的气体影响实验精确度,B正确;
C.实验结束后通入的空气经过①中溶液已除尽,可将②中生成的全部转移到③中被充分吸收,减小实验误差,C正确;
D.③中沉淀为,根据碳元素守恒,可计算的质量,结合样品质量即可求算的纯度,D正确;
故选A。
3.(25-26高一上·江西赣州·期末)1943年侯德榜发明联合制碱法,其生产流程可简要表示为
已知:极易溶于水生成可电离产生和。下列说法错误的是
A.操作①和操作②不能调换是为了得到高浓度的
B.操作③利用的是微粒大小差异分离
C.母液经蒸发结晶得到固体可用作化肥
D.是生产流程中涉及的盐中溶解度最小
【答案】C
【解析】A.先通氨气使溶液呈碱性,可吸收更多,得到高浓度的,若先通,因溶解度小,浓度低无法析出,故操作①②不能调换,A正确;
B.操作③为过滤,利用分散质微粒大小差异,晶体颗粒无法透过滤纸,与溶液分离,B正确;
C.母液中含有氯化铵,受热易分解,且溶解度随温度变化较大,母液应通过冷却结晶得到,蒸发结晶会导致分解,且会析出杂质,C错误;
D.流程涉及的盐包括、、、等,相同温度下溶解度最小,故优先结晶析出,D正确;
故答案选C。
易错点9 电解质有关概念的认识误区
【错因辨析】
(1)溶于水导电的化合物不一定是电解质,如CO2、SO2、SO3、NH3等。
(2)强电解质溶液导电性不一定强。导电性主要与阴阳离子的浓度和所带的电荷数有关。
(3)难溶的物质不一定是弱电解质,如CaCO3、BaCO3等均为强电解质。
(4)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。
(5)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。
(6)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。
(7)强弱电解质与其是否溶于水无必然联系,与其溶解度大小无必然联系,与其导电能力强弱无必然联系,只与其是否完全电离有关。
【对点训练】
1.下列说法正确的是
A.液态铜能导电,所以铜是电解质
B.BaSO4难溶于水,所以BaSO4是弱电解质
C.氢氧化钠是强碱,所以氢氧化钠溶液是强电解质
D.NaHSO4在水溶液中能电离出H+,但它不属于酸
【答案】D
【解析】A.电解质是在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物,铜是单质,既不属于电解质也不属于非电解质,A错误;
B.强弱电解质的划分依据是电离程度,与溶解度无关,难溶于水,但溶解的部分完全电离,属于强电解质,B错误;
C.强电解质属于化合物,氢氧化钠溶液是混合物,既不属于电解质也不属于非电解质,C错误;
D.酸的定义是电离时产生的阳离子全部为的化合物,在水溶液中电离出的阳离子还有,因此不属于酸,D正确;
故选D。
2.(26-27高一上·湖南长沙·阶段检测)下列物质在指定条件下的电离方程式书写正确的是
A.在水中:
B.溶于水:
C.熔融状态下:
D.溶于水:
【答案】D
【解析】A.一水合氨是弱电解质,在水中只有部分电离,电离方程式应使用可逆号,正确的电离方程式为,A错误;
B.碳酸氢钠溶于水时完全电离为钠离子和碳酸氢根离子,碳酸氢根离子不能拆写成氢离子和碳酸根离子,正确的电离方程式为,B错误;
C.硫酸钡虽然难溶于水,但属于强电解质,在熔融状态下完全电离,电离方程式应使用等号,正确的电离方程式为,C错误;
D.高锰酸钾是强电解质,溶于水时完全电离为钾离子和高锰酸根离子,电离方程式为,D正确;
故选D。
3.(26-27高一上·内蒙古呼和浩特·阶段检测)向溶液中滴入几滴酚酞溶液,然后逐滴加入稀硫酸,测得混合溶液的导电能力随时间变化如下图所示,下列说法正确的是
A.实验时用代替也能得到该曲线
B.AB段发生反应的离子方程式:
C.时刻溶液的导电能力接近为0,所以是非电解质
D.C、D点溶液中的离子种类相同
【答案】D
【解析】A.若用NaOH代替Ba(OH)2,滴加稀硫酸时发生反应,反应后生成强电解质,溶液始终存在大量自由移动的离子,导电能力不可能降至接近0,无法得到题图曲线,A错误;
B.与稀硫酸反应的正确离子方程式为,选项中的方程式离子配比错误,B错误;
C.a时刻与恰好完全反应,生成的溶解度极小,溶液中自由离子浓度极低,因此导电能力接近0,但在熔融状态下能完全电离,属于强电解质,C错误;
D.B点是酸碱恰好完全反应的点,之后继续滴加稀硫酸,溶液中的离子均为、,C、D点只是过量稀硫酸的浓度不同,离子种类完全相同,D正确;
故选D。
易错点10 离子方程式书写时的“拆”与“不拆”
【错因辨析】
(1)能拆写成离子的物质
①强酸: HNO3、H2SO4、HCl、HBr、HI、HClO4
②强碱:NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2
③可溶性盐:
钾盐、钠盐、硝酸盐、铵盐、盐酸盐(除AgCl外)、硫酸盐(除BaSO4、CaSO4、Ag2SO4外)、碳酸盐[只有Na2CO3、K2CO3、(NH4)2CO3可溶]
(2)不能拆写成离子的物质
①单质、气体、氧化物
②难溶性物质:AgCl、BaSO4、CaCO3等
③难电离物质:水、弱酸(如CH3COOH等)、弱碱(如NH3· H2O等)
(3)特殊物质的拆与不拆
①在溶液中的NaHSO4应拆写成Na+、H+和SO,NaHCO3应拆写成Na+和HCO。
②对微溶物,如Ca(OH)2,如果是反应物且为澄清石灰水,应拆成Ca2+和OH-的形式,如果是生成物或是石灰乳等,则保留化学式Ca(OH)2。
③固体之间反应不能写离子方程式,如氯化铵与氢氧化钙的反应。
【对点训练】
1.(26-27高一上·江苏南通·阶段检测)下列反应的离子方程式或电离方程式,正确的是
A.氯气通入NaOH中:
B.溶液中滴加醋酸():
C.金属钠投入水中:
D.NaOH溶液中通入少量:
【答案】D
【解析】A.氯气通入NaOH溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,碱性条件下不会生成,离子方程式为,A错误;
B.碳酸氢钠与醋酸反应生成醋酸钠、二氧化碳和水,醋酸在离子方程式中不能拆写,离子方程式为,B错误;
C.钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,水在离子方程式中不能拆写,离子方程式为,C错误;
D.溶液中通入少量生成碳酸钠和水,离子方程式为,D正确;
故选D。
2.(26-27高一上·湖北襄阳·阶段检测)下列反应的离子方程式或电离方程式正确的是
A.溶液中加入足量溶液:
B.醋酸溶解鸡蛋壳:
C.向碳酸氢钠溶液中滴加足量的澄清石灰水:
D.在水中的电离:
【答案】C
【解析】A.溶液中加入足量溶液时,、、、的配比不符合物质的组成比例,正确离子方程式应为,A错误;
B.醋酸是弱电解质,在离子方程式中不能拆写为,正确离子方程式应为,B错误;
C.向碳酸氢钠溶液中滴加足量澄清石灰水,完全反应,离子方程式书写符合反应事实与守恒规则,C正确;
D.在水中的电离,是弱酸的酸式酸根,不能完全电离为和,正确电离方程式应为,D错误;
故选C。
3.(26-27高一上·重庆永川·阶段检测)在无色透明的强酸性溶液中,能大量共存的离子组是
A.Cu2+、K+、、Cl- B.Na+、、Cl-、
C.Ba2+、Na+、OH-、 D.K+、Ca2+、、Cl-
【答案】B
【解析】A.在水溶液中为蓝色,在无色溶液中不能大量共存,A错误;
B.、、、均为无色,相互之间不发生反应,也不和反应,能大量共存,B正确;
C.强酸溶液中含有,会和反应生成,不能大量共存,C错误;
D.和反应生成沉淀,并且会和反应生成和,不能大量共存,D错误
故选B。
4.(26-27高一上·辽宁葫芦岛·阶段检测)下列离子方程式的书写及评价,均正确的是
选项
化学反应及其离子方程式
评价
A
草酸与酸性溶液反应:
错误,草酸为弱酸,书写离子方程式时不能拆,应写分子式
B
向溶液中通入少量:
正确,因为有不溶于水的碳酸钙沉淀生成
C
向稀溶液中加入足量稀 溶液:
错误, 足量时,只与发生中和反应,不参与反应
D
向碳酸氢钠溶液中滴加硫酸氢钠溶液:
正确,完全电离出的与反应生成了和
【答案】D
【解析】A.给出的离子方程式将弱酸拆写成,离子方程式书写错误,正确的离子方程书式为;评价指出草酸为弱酸、书写离子方程式时不能拆需写分子式,评价正确,因离子方程式书写错误,A不符合题意;
B.碳酸酸性弱于盐酸,弱酸不能制强酸,与不发生反应,离子方程式书写错误;评价认为反应可生成碳酸钙沉淀,评价错误,B不符合题意;
C.足量时,电离出的优先与中和,后续也会与反应生成,给出的离子方程式书写正确;评价认为不参与反应,评价错误,C不符合题意;
D.在水溶液中完全电离出,可与反应生成和,离子方程式书写正确;评价的描述符合反应事实,评价正确,D符合题意;
故选D。
5.(26-27高一上·辽宁沈阳·阶段检测)家庭厨卫中有许多中学化学常见的物质,括号内为主要成分:
A.白糖(蔗糖) B.食盐(NaCl) C.料酒(乙醇) D.食醋(CH3COOH) E.小苏打(NaHCO3) F.铁锅(Fe) G.洁厕灵(HCl)。
(1)厨卫用品中的主要成分(以括号内所列的纯净物为准)属于电解质的有____________。
(2)在上述状态下能导电的厨卫用品有____________。
(3)已知一定温度下,NaCl在水中的溶解度随溶液中氯离子浓度升高而减小。用激光笔照射饱和食盐水,无丁达尔现象,加入少许浓盐酸后溶液依然澄清,再用激光笔照射可见一条明亮的光线轨迹,试解释原因____________。
(4)食醋和小苏打水溶液混合时的离子反应方程式为____________。
(5)如图a所示,向NaOH稀溶液中缓缓通入HCl气体,测定该过程中溶液导电能力的变化,实验结果如图b所示(忽略溶液体积、温度的变化)。图a中球形干燥管的作用是________________。分析A→B段变化,其他条件相同,导电能力:OH-________Cl-(填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1)BDEG (2)DFG
(3)加入浓盐酸后,溶液中浓度增大,的溶解度降低,析出的微小颗粒直径在1~100nm之间,形成胶体而产生丁达尔效应
(4)
(5)防止倒吸 >
【解析】(1)电解质是在水溶液或熔融状态下能导电的化合物,题目给出的各物质对应的主要成分纯净物中,、、、均为化合物,且在水溶液中均能电离而导电,属于电解质。蔗糖、乙醇在水溶液和熔融状态下均不导电,属于非电解质。为单质,既不属于电解质也不属于非电解质,答案为BDEG。
(2)物质能导电的条件是存在自由移动的电子或自由移动的离子。上述状态下,铁锅的主要成分为,存在自由移动的电子,能导电。食醋为的水溶液,洁厕灵为的水溶液,均存在自由移动的离子,能导电。其余物质均无自由移动的电子或离子,不能导电,答案为DFG。
(3)加入浓盐酸后,溶液中浓度增大,溶解度降低,析出的微小颗粒直径在1~100nm之间,分散在溶液中形成胶体,因此用激光笔照射可见丁达尔现象。
(4)食醋的主要成分为,属于弱电解质,离子方程式中不能拆分,小苏打为,拆分为和,二者反应生成醋酸钠、二氧化碳和水,离子方程式为。
(5)氯化氢极易溶于溶液,若直接将导管插入溶液中会发生倒吸,球形干燥管的球形部分可容纳倒吸的液体,故作用为防止倒吸。A→B段涉及的反应方程式为,反应过程中每消耗1个 的同时生成1个 ,溶液体积不变,离子总物质的量不变,但导电能力下降,说明相同浓度下的导电能力强于,故填>。
易错点11 粗盐提纯实验操作要点
【错因辨析】
(1)Na2CO3溶液和BaCl2溶液的顺序不能颠倒,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。
(2)如何检验食盐水中杂质离子已除干净?
①取少许滤液于试管中,加入稀盐酸,再加BaCl2溶液,如无白色沉淀生成,证明SO除净。
②取少许滤液于试管中,加入NaOH溶液,如无白色沉淀生成,证明Mg2+除净。
③取少许滤液于试管中,加入Na2CO3溶液,如无白色沉淀生成,证明Ca2+已除净。
【对点训练】
1.(24-25高一上·山东滨州·期末)由NaCl、和的混合溶液制备晶体,流程如图。
已知:的溶解度受温度的影响较大,且受热易分解。
下列说法错误的是
A.“沉淀A”为
B.“X溶液”可为溶液
C.“溶液”不可用溶液代替
D.“溶液3”制得晶体采用蒸发结晶法
【答案】D
【分析】该流程先用过量氯化钡除去硫酸根离子,再除去氯离子,随后用碳酸钠除去前两步中过量试剂引入的金属离子。制取晶体时还应结合硝酸钠的溶解度随温度变化特点及其热稳定性选择结晶方法。
【解析】A.过量氯化钡中的钡离子与硫酸根离子反应:,所得沉淀A为硫酸钡,A正确;
B.溶液1中的氯离子可被硝酸银除去:,过量的银离子可在步骤③中被碳酸钠除去,B正确;
C.碳酸根离子可分别与溶液2中的钡离子、银离子反应:、。若用碳酸钾代替碳酸钠,会引入难以在现有流程中除去的钾离子杂质,C正确;
D.硝酸钠的溶解度受温度影响较大且受热易分解,且溶液3中有过量的碳酸钠,采用蒸发结晶得到物质不纯,应采用适当蒸发浓缩、冷却结晶的方法,D错误;
故选D。
2.(26-27高一上·四川资阳·阶段检测)某化学兴趣小组欲分离KCl、CaCl2和MgCl2的混合溶液,最终得到都含单一溶质的三种溶液。他们设计了如图所示的实验流程:
下列说法中正确的是
A.步骤 ①中分离A、B的实验操作中玻璃棒起搅拌的作用
B.为了检验固体B是否洗涤干净,可向步骤②的最后一次洗涤液中加入稀HNO3和AgNO3混合溶液
C.步骤③中,加入适量试剂b仅起到除去过量试剂a的作用
D.步骤①中的Ca(OH)2溶液可用Ba(OH)2溶液代替
【答案】B
【分析】向含KCl、CaCl2和MgCl2的混合液中加足量Ca(OH)2,会将MgCl2转化为Mg(OH)2沉淀(即固体B),此时液体A为KCl、CaCl2和过量Ca(OH)2的混合溶液;后续加过量试剂a(如K2CO3)可将Ca2+转化为CaCO3沉淀(固体D),最终加的试剂b为稀盐酸,将过量的碳酸盐、氢氧根转化为对应氯化物,得到三种单一溶质的溶液。
【解析】A.步骤①分离液体A和固体B的操作是过滤,过滤中玻璃棒的作用是引流,A错误;
B.固体B是Mg(OH)2,其表面会吸附Cl⁻等滤液中的离子,若洗涤干净,最后一次洗涤液中不含Cl-;加入稀HNO3和AgNO3混合液,若无白色AgCl沉淀生成则说明洗涤干净,B正确;
C.步骤③的试剂b(稀盐酸)不仅要除去过量的试剂a(如过量K2CO3),还要除去液体A中原本过量的Ca(OH)2引入的OH-,并非仅除去过量试剂a,C错误;
D.若用Ba(OH)2代替Ca(OH)2,会引入新杂质Ba2+,最终无法得到仅含单一原溶质的三种溶液,D错误;
故选B。
3.(2026·北京西城·一模)实验室可由工业级铬酸钠()为原料制取,流程如下。
下列说法不正确的是
A.Ⅰ中发生反应:
B.Ⅱ中的操作:加热浓缩,冷却结晶,过滤
C.由Ⅲ可判断加热浓缩的温度下,溶解度:
D.趁热过滤后,存在于母液中
【答案】B
【分析】加入浓硫酸得到重铬酸钠,处理后得到重铬酸钠晶体,加入氯化铵固体、水,加热浓缩、趁热过滤后处理得到重铬酸铵;
【解析】A.Ⅰ中发生反应加入浓硫酸得到重铬酸钠,结合质量守恒,还生成硫酸钠和水,反应为:,A正确;
B.由溶解度曲线,在相同温度下,重铬酸钠的溶解度大于硫酸钠,且温度高于40℃时,硫酸钠溶解度减小,则Ⅱ中的操作:加热浓缩、蒸发结晶出硫酸钠、趁热过滤分离出滤液,降温至40℃结晶分离出重铬酸钠晶体,B错误;
C.Ⅲ操作中得到重铬酸铵,Ⅲ中发生复分解反应 ,加热浓缩时,溶解度较小的析出,使反应向正方向进行,因此可判断该温度下溶解度 ,C正确;
D.结合C
易错点12 从海水中获取化学物质流程易错点
【错因辨析】
(1)海水提镁的过程中除去MgCl2·6H2O中的结晶水需要在HCl气流中,主要是为了得到纯净的氯化镁。
(2)镁的还原性很强,所以不能用金属置换法来制取,只能用电解熔融氯化镁的方式来制取。
(3)因镁在高温下能与O2、N2、CO2等气体发生反应,故工业电解MgCl2得到的镁,应在H2氛围中冷却。
(4)从海水中提取溴的流程中,向含溴单质的水溶液中通热空气或水蒸气,将溴单质吹入盛二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的:Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4(也可用NaOH或Na2CO3溶液吸收)。
【对点训练】
1.海洋约占地球表面积的71%,对化学资源的开发利用意义重大。下列说法正确的是
A.从海水中提取镁:
B.从海水中提取溴:
C.粗盐(含、、)提纯得到溶液:
D.利用制取:溶液
【答案】B
【解析】A.工业上提取镁时,通常将转化为,再电解熔融得到镁,A错误;
B.从海水中提取溴的过程包括酸化海水并用氧化剂氧化得到,再用还原富集,最后用氯气氧化为提纯,符合海水提溴的标准浓缩步骤,B正确;
C.粗盐提纯的正确顺序应为先加溶液除,再加溶液除,然后加溶液除和过量,最后过滤并加稀盐酸中和,若溶液先于溶液加入,导致过量无法除去,无法得到纯净溶液,C错误;
D.侯氏制碱法应先向溶液中通入氨气,再通入二氧化碳生成,最后灼烧得,D错误;
故答案选B。
2.实验室利用如下方案回收利用含的废液。下列说法错误的是
A.步骤1中可能发生反应的离子方程式为
B.步骤1中,分液时从分液漏斗下口放出溶液A
C.步骤2中加入的试剂X可用稀硫酸
D.粗可用升华法进一步提纯
【答案】B
【解析】A.在碱性条件下发生歧化反应,给出的离子方程式符合反应事实、配平正确,A正确;
B.密度大于水,分液时下层的从下口放出,上层的溶液A(水溶液)应从上口倒出,不能从下口放出,B错误;
C.酸性条件下和可发生归中反应生成,稀硫酸可提供酸性环境,可用作试剂X,C正确;
D.具有易升华的性质,粗可用升华法进一步提纯,D正确;
选B。
3.(25-26高一上·河北邯郸·期末)侯氏制碱工艺的简化流程图如图所示:
回答下列问题:
(1)该流程中生成NaHCO3晶体的化学方程式为___________。
(2)煅烧炉内是把生成的碳酸氢钠分解。实验室煅烧可选择下列仪器中的_________(填仪器名称)。
(3)侯氏制碱法过程中能析出NaHCO3晶体的本质原因是离子浓度过剩时,优先析出溶解度小的物质,工业上常用向重铬酸钠(Na2Cr2O7)母液中加入氯化钾固体的方法来制备重铬酸钾(K2Cr2O7)固体,其原理是___________;有关物质的溶解度如图所示,在后续操作中温度控制在___________(填选项字母)得到的K2Cr2O7固体最多。
a.80℃ b.60℃ c.40℃ d.10℃
(4)侯氏制碱法中,可循环的物质除母液外,还有___________。
(5)侯氏制碱法得到的碳酸钠产品中会含少量碳酸氢钠。现称取10.0 g固体样品,利用如图所示的装置测定产品纯度。
装置B中发生反应的化学方程式为___________;装置A中生成的CO2和H2O被装置B中的Na2O2全部吸收后,测得Na2O2增重0.6 g,该碳酸钠产品的纯度为___________%。
【答案】(1)
(2)坩埚 (3)的溶解度小于 d
(4)
(5)、 66.4
【分析】侯氏制碱法是向饱和食盐水中先通入氨气,然后通入二氧化碳,利用碳酸氢钠溶解度较小,析出碳酸氢钠晶体,然后加热煅烧得到碳酸钠。
【解析】(1)生成晶体的化学方程式为:;
(2)煅烧碳酸氢钠分解需要温度较高,应选使用的仪器为坩埚;
(3)由于离子浓度过剩时,优先析出溶解度小的物质,故向重铬酸钠母液中加入氯化钾能够析出重铬酸钾固体的原理是重铬酸钾的溶解度小于重铬酸钠的溶解度;由图可知,重铬酸钾的溶解度在时相对较小,故选d;
(4)由图可知,前两步反应的氨气和二氧化碳在后续加热晶体时又生成,可以循环使用;
(5)碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,则装置A中发生反应的化学方程式为,装置B中发生反应的方程式为,,装置B中质量增加是吸收的和总质量减去生成的质量。 根据反应,可知生成的。设二者物质的量均为。 根据反应和,吸收使固体增重;吸收使固体增重。 总增重为,解得。 原样品中的物质的量为,质量为。 该碳酸钠产品的纯度为。
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