内容正文:
专题02 元素与物质世界
一、根据物质的组成分类
1.从不同角度对化合物分类
2.注意事项
(1)由同种元素组成的物质不一定是纯净物,如O2和O3组成的混合气体是混合物。
(2)能电离出H+的物质不一定是酸,如NaHSO4属于酸式盐。
(3)酸性氧化物不一定是非金属氧化物,如Mn2O7属于酸性氧化物。
(4)金属氧化物不一定是碱性氧化物,如Mn2O7是酸性氧化物,Al2O3是两性氧化物。
(5)与水反应生成酸的氧化物不一定是酸性氧化物,如NO2。
关键牢记
同种元素组成的物质不一定是纯净物,如氧气和臭氧。
能电离出氢离子的物质不一定是酸,如硫酸氢钠是酸式盐。
酸性氧化物不一定是非金属氧化物,如七氧化二锰。
金属氧化物不一定是碱性氧化物,如氧化铝是两性氧化物,七氧化二锰是酸性氧化物。
与水反应生成酸的氧化物不一定是酸性氧化物,如二氧化氮。
二、胶体的性质及应用
1.溶液、胶体、浊液三类分散系的比较
分散系
溶液
胶体
浊液
分散质粒子种类
分子、离子
较多分子集合体或大分子
大量分子集合体(固体小颗粒或小液滴)
分散质粒子直径
<1 nm
1~100 nm
>100 nm
外部特征
均一、透明、稳定
均一、透明、较稳定
不均一、不透明、不稳定
分散质能否透过滤纸
能
能
不能
分散质能否透过半透膜
能
不能
不能
实例
碘酒、蔗糖溶液、盐酸、酒精溶液
豆浆、云、雾、烟、淀粉溶液、蛋白质溶液
泥浆、油水混合物、氢氧化铁的悬浊液
2.胶体的四大性质
内容
主要应用举例
性质
丁达尔效应
胶粒对可见光的散射而产生的,是一种物理现象
鉴别胶体与溶液
介稳性
胶体的稳定性介于溶液和浊液之间,在一定条件下相对稳定
生产涂料、颜料、墨水、洗涤剂等
电泳
胶粒在外加电场作用下作定向移动
静电除尘、电镀等
聚沉
胶体粒子聚集成较大的颗粒形成沉淀
明矾净水、制豆腐等
关键牢记
分散系分类依据:分散质粒子直径大小。
胶体本质特征:分散质粒子直径在1~100 nm之间。
丁达尔效应:鉴别胶体与溶液。
胶体四大性质:丁达尔效应、介稳性、电泳、聚沉。
聚沉方法:加热、加电解质、加带相反电荷的胶体。
应用:明矾净水、静电除尘、制豆腐。
三、胶体的制备、分离与提纯
1.胶体的制备
(1)制备实验
反应原理的化学方程式为FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl。
(2)注意事项
①书写制备Fe(OH)3胶体的化学方程式时,要注明“胶体”,不用标注“↓”符号。
②Fe(OH)3胶体中的1个胶体微粒不是1个Fe(OH)3(微粒直径<1 nm),而是很多个Fe(OH)3聚集在一起形成的微粒直径介于1~100 nm的集合体。
③制备氢氧化铁胶体过程中不能用玻璃搅拌,否则会发生聚沉,得到氢氧化铁沉淀。
2.胶体的分离和提纯
(1)胶体与悬浊液的分离(如图1)
胶体微粒可以透过滤纸而悬浊液中的分散质微粒不能透过滤纸,因此可用过滤的方法分离。
(2)胶体的净化(如图2)
胶体微粒不能透过半透膜而小分子、离子能够透过半透膜,因此可用渗析的方法净化胶体,如除去Fe(OH)3胶体中的FeCl3的操作为将混合物盛于半透膜制作的渗析袋中,置于流动(或频繁更换)的蒸馏水里一段时间即可。
关键牢记
氢氧化铁胶体制备:向沸水中逐滴加入饱和氯化铁溶液,加热至红褐色即停止。
不能搅拌:搅拌会使胶体聚沉。
分离:过滤分离胶体与悬浊液;渗析净化胶体。
半透膜:胶粒不能透过,小分子、离子可透过。
四、离子方程式及其书写
1.离子方程式的书写[以稀H2SO4与Ba(OH)2溶液为例]
(1)“写”:写出易溶于水、易电离的反应物在水溶液中的电离方程式,明确溶液中存在的微粒,对于其他反应物,用其化学式表示。
H2SO4===2H++SO
Ba(OH)2===Ba2++2OH-
(2)“断”:判断电离出的微粒中哪些能够生成难溶、难电离或具有挥发性的物质,并标注数量关系。
(3)“写”:综合①和②,写出离子方程式,并配平。
2H++SO+2OH-+Ba2+===BaSO4↓+2H2O
2.离子方程式的意义
(1)表示一个具体的化学反应。
(2)表示所有同一类型的化学反应。
关键牢记
书写步骤:写→拆→删→查。
拆的原则:强酸、强碱、可溶性盐拆成离子;弱电解质、难溶物、气体、氧化物写化学式。
查:查客观事实、质量守恒、电荷守恒。
微溶物:作反应物且为澄清溶液时拆,作生成物时不拆。
不在溶液中进行的反应不能写离子方程式。
五、离子共存
1.离子共存的概念
判断溶液中的离子能否大量共存,事实上是看离子之间能否反应,若反应,则不能大量共存;若不反应,则能大量共存。
2.离子共存的判断
(1)看题目要求
是“能大量共存”还是“不能大量共存”;是“一定大量共存”还是“可能大量共存”。
(2)看隐含条件
题干是否有“隐含条件”
①“无色透明”溶液不能大量存在有色离子,如:
Cu2+ Fe3+ Fe2+ MnO
| | | |
蓝色 棕黄色 浅绿色 紫红色
②酸性溶液中不能大量存在与H+反应的离子
“酸性”溶液的不同描述:
a.酸性溶液;
b.常温下,pH<7的溶液;
c.使紫色石蕊溶液变红色的溶液。
③碱性溶液中不能大量存在与OH-反应的离子
“碱性”溶液的不同描述:
a.碱性溶液;
b.常温下,pH>7的溶液;
c.使紫色石蕊溶液变蓝色的溶液。
(3)看是否共存
①能否生成难溶物或微溶物。如Mg2+与OH-,Ca2+与CO、S都不能大量共存;
②能否生成水。如H+与OH-;
③能否生成挥发性物质。如H+与CO、HCO、S2-等不能大量共存。
关键牢记
看要求:能大量共存还是不能大量共存,一定还是可能。
看隐含条件:无色排除铜离子、铁离子、亚铁离子、高锰酸根离子;酸性排除与氢离子反应;碱性排除与氢氧根离子反应。
四反应:复分解反应、氧化还原反应、络合反应、双水解反应。
生成沉淀、气体、水→不能大量共存。
氧化还原:铁离子与碘离子、高锰酸根离子与还原性离子等不能大量共存。
六、常见离子的检验与推断
1.几种常见离子的检验
(1)氯离子(Cl-)的检验
①反应原理:Cl-+Ag+===AgCl↓(白色)。
②可能存在的干扰离子:CO。
③试剂:AgNO3溶液、稀硝酸。
④检验方法:
(2)硫酸根离子(SO)的检验
①反应原理:Ba2++SO===BaSO4↓。
②可能存在的干扰离子:CO、SO。
③试剂:稀盐酸、BaCl2溶液。
④检验方法:
2.离子推断的“四原则”
肯定性原则
根据实验现象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的离子(记住几种常见的有色离子:Fe2+、Fe3+、Cu2+、MnO等)
互斥性原则
在肯定某些离子存在的同时,结合离子共存规律,否定一些离子的存在(要注意题目中的隐含条件,如酸性、碱性、指示剂颜色的变化等)
电中性原则
溶液呈电中性,有阳离子,则一定有阴离子,溶液中正电荷总数与负电荷总数相等,这一原则可帮助我们判断一些隐含的离子是否存在
进出性原则
通常在实验过程中使用,是指在实验过程中反应生成的离子或引入的离子对后续实验的影响
3.电荷守恒在离子推断中的应用
解答与离子反应有关的定量推断类题时,如果有多种离子共存,且只有一种离子的物质的量未知,可以用电荷守恒(即阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数)来确定这种离子是否存在。
关键牢记
氯离子检验:加硝酸银溶液和稀硝酸,生成白色沉淀。
硫酸根离子检验:先加稀盐酸无沉淀,再加氯化钡溶液,生成白色沉淀。
离子推断四原则:肯定性、互斥性、电中性、进出性。
电中性原则:阳离子电荷总数=阴离子电荷总数。
注意干扰离子:碳酸根离子、亚硫酸根离子等。
七、氧化还原反应的理解
1.氧化还原反应相关概念的关系
2.氧化还原反应的实质与特征
3.氧化还原反应中对立统一的关系
(1)化合价有升高和降低。
(2)电子有得到和失去。
(3)有氧化反应和还原反应。
关键牢记
本质:电子转移;特征:化合价升降。
口诀:升失氧,降得还;若说剂,两相反。
对立统一:化合价有升有降,电子有得有失。
不是所有元素化合价都改变。
同一元素可既被氧化又被还原,如氯气与水反应。
八、双线桥表示法与单线桥表示法
1.双线桥表示法
(1)书写的基本步骤
(2)注意事项
①箭头、箭尾必须对应化合价变化的同种元素的原子;
②必须注明“得到”或“失去”;
③被还原的物质和被氧化的物质得、失电子数守恒。
(3)巧记口诀
先标化合价,再看价变化;起止同元素,桥上标变化。
2.单线桥表示法
(1)书写的基本步骤
(2)注意事项
①不需要标明“得到”或“失去”,只标明电子转移数目;
②要用箭头标明电子转移的方向;
③箭头由反应物中失电子元素原子指向得电子元素原子。
如
关键牢记
双线桥:同种元素,箭头从反应物指向生成物,标“得到/失去”和电子数。
单线桥:反应物中失电子元素指向得电子元素,只标电子数,不标得失。
电子守恒:得电子总数=失电子总数。
口诀:先标化合价,再看价变化;起止同元素,桥上标变化。
九、氧化剂和还原剂
1.氧化还原反应中各概念之间的相互关系
2.氧化性、还原性和元素化合价之间的关系
3.常见的氧化剂和还原剂
(1)常见的氧化剂及还原产物
氧化剂
还原产物
活泼非金属单质
氧气、氯气等
H2O、Cl-等
含较高价态元素的含氧酸
浓硝酸、浓硫酸、稀HNO3等
NO2、SO2、NO等
含较高价态元素的盐
KMnO4、KClO3、FeCl3等
Mn2+、Cl-、Fe2+等
含高价态元素的氧化物
MnO2等
Mn2+等
过氧化物
Na2O2、H2O2等
OH-、H2O等
(2)常见的还原剂及氧化产物
还原剂
氧化产物
活泼金
属单质
Al、Fe、Zn等
Al3+、Fe2+或Fe3+、Zn2+等
某些非金属单质
H2、C等
H2O、CO2等
含低价态元素的氧化物
CO、SO2等
CO2、SO3或SO等
含低价态元素的盐
KI、Na2SO3、FeSO4等
I2、Na2SO4、Fe2(SO4)3等
关键牢记
氧化剂:得电子、化合价降低、被还原、生成还原产物。
还原剂:失电子、化合价升高、被氧化、生成氧化产物。
常见氧化剂:氧气、氯气、浓硝酸、浓硫酸、高锰酸钾、氯酸钾、氯化铁、二氧化锰、过氧化钠、过氧化氢。
常见还原剂:铝、铁、锌、氢气、碳、一氧化碳、二氧化硫、碘化钾、亚硫酸钠、硫酸亚铁。
既可作氧化剂又可作还原剂:过氧化氢、亚铁离子、二氧化硫、亚硫酸。
十、利用氧化还原反应实现物质的转化
(1)冶炼金属
①金属冶炼的本质:
金属阳离子得电子被还原生成金属单质,
Mn++ne-===M。
②金属冶炼方法
a.电解法
原理:利用外加电源提供电子,使金属元素的化合价降低,从而完成还原反应获得金属单质。如电解熔融Al2O3制得Al。
b.热还原法
原理:以C、CO等物质做还原剂,在加热条件下将金属氧化物还原为金属单质。如CO高温下还原Fe2O3制得铁。
c.湿法冶金
原理:利用活泼金属做还原剂,将目标金属从其盐溶液中还原出来。如Fe与CuSO4溶液反应。
d.热分解法
原理:在加热条件下,物质自身发生氧化还原反应,将金属还原出来。如HgO受热分解。
(2)实验室制取Cl2
实验室用MnO2与浓盐酸加热反应制氯气,化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
关键牢记
金属冶炼本质:金属阳离子得电子生成金属单质。
冶炼方法:电解法(铝)、热还原法(铁)、湿法冶金(铁与硫酸铜溶液)、热分解法(氧化汞)。
十一、实验室制备氯气
1.反应原理
化学方程式:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,
离子方程式:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。
2.实验装置
主要仪器有铁架台、酒精灯、圆底烧瓶、分液漏斗、集气瓶、烧杯等。Cl2的制备、净化装置如图所示。
发生装置
固体(液体)+液体气体
净化装置(洗气瓶)
先通过饱和食盐水除去HCl,再通过浓硫酸除去水蒸气
收集装置
用向上排空气法收集装置
验满方法
①观察法(黄绿色);②湿润的淀粉碘化钾试纸(原理是Cl2+2KI===2KCl+I2,置换出的I2遇淀粉变蓝);
③湿润的蓝色石蕊试纸(先变红后褪色)
尾气吸收装置
盛有NaOH溶液的烧杯
3.实验室制氯气的注意事项
(1)必须用浓盐酸,MnO2与稀盐酸不反应。
(2)为了减少制得的Cl2中HCl的含量,所以加热的温度不宜过高,减少HCl的挥发。
(3)实验结束后,先停止反应并排出装置中残留的Cl2,再拆卸装置,避免污染空气。
(4)尾气吸收时,不宜用澄清石灰水吸收Cl2,因为溶液中c(OH-)较小,吸收不完全。
2.MnO2与浓盐酸的反应特点
(1)浓盐酸中,部分Cl-的化合价升高,有4 mol HCl参加反应时,被氧化的Cl-的物质的量为2 mol。
(2)随着反应的进行,盐酸浓度逐渐减小,故即使MnO2足量,盐酸也不能完全反应,反应后溶液为盐酸和MnCl2的混合液。
4.实验室制取氯气的简易方法
用KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2、K2Cr2O7等氧化剂代替MnO2制取氯气,反应不需加热且反应速率较快,如:
①2KMnO4+16HCl(浓)===2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O
②KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O
③Ca(ClO)2+4HCl(浓)===CaCl2+2Cl2↑+2H2O
④K2Cr2O7+14HCl(浓)===2CrCl3+2KCl+3Cl2↑+7H2O
注意:上述反应中,浓盐酸均表现出还原性和酸性。①和④反应中,Cl2是氧化产物;②和③反应中,Cl2既是氧化产物,又是还原产物。
关键牢记
净化:先通过饱和食盐水除氯化氢,再通过浓硫酸除水。
收集:向上排空气法。
验满:湿润淀粉碘化钾试纸变蓝;湿润蓝色石蕊试纸先变红后褪色。
尾气吸收:氢氧化钠溶液。
必须用浓盐酸,稀盐酸不反应;随反应进行盐酸变稀,反应停止。
简易法:高锰酸钾、氯酸钾、次氯酸钙、重铬酸钾与浓盐酸反应,不需加热或速率较快。
十二、氧化还原反应的规律及应用
1.“守恒规律”
在氧化还原反应中,化合价有升必有降,电子有得必有失,并且化合价升高的总数与降低的总数相等,失电子总数与得电子总数相等。
2.“价态规律”
元素处于最高价态时,只有氧化性;元素处于最低价态时,只有还原性;元素处于中间价态时,既有氧化性又有还原性。
3.“强弱规律”
在氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性强于还原产物的还原性。
4.“归中规律”
同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时,遵循“高价+低价―→中间价”或“只靠拢,不交叉”,可以表示为
5.“歧化规律”
“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)可发生歧化反应,如Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
6.“先后规律”
一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时,还原性最强的还原剂优先与氧化剂发生反应。同理,一种还原剂遇到多种氧化剂时,氧化性最强的氧化剂优先与还原剂发生反应。
关键牢记
守恒规律:化合价升降总数相等,得失电子总数相等。
价态规律:最高价只有氧化性,最低价只有还原性,中间价兼有。
强弱规律:氧化剂>氧化产物;还原剂>还原产物。
归中规律:高价+低价→中间价,只靠拢不交叉。
歧化规律:中间价→高价+低价。
先后规律:强者优先反应。
十九、氧化还原反应方程式的配平
1.配平的基本原则
(1)得失电子守恒:氧化剂和还原剂得失电子总数相等,化合价升高总数=化合价降低总数。
(2)质量守恒:反应前后原子的种类和个数不变。
(3)电荷守恒:离子反应前后,阴、阳离子所带电荷总数相等。
2.配平的一般步骤
(1)标变价:写出反应物和生成物的化学式,标出反应前后变价元素的化合价。
+HO3(浓)——O2↑+O2↑+H2O
(2)列变化:标出反应前后元素化合价的变化值。
(3)求总数:通过求最小公倍数使化合价升降总数相等。
(4)配系数:确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数,观察法配平其他物质的化学计量数。
C+4HNO3(浓)——4NO2↑+CO2↑+2H2O
(5)查守恒:检查电荷是否守恒,原子个数是否守恒,配平后,把单线改成等号,标注反应条件。
C+4HNO3(浓)4NO2↑+CO2↑+2H2O
关键牢记
原则:得失电子守恒、质量守恒、电荷守恒。
步骤:标变价→列变化→求总数→配系数→查守恒。
先配变价元素,再用观察法配其他物质。
离子反应最后查电荷守恒。
检查:原子、电荷、电子转移数。
一、物质分类与胶体
易错1:由一种元素组成的物质不一定是纯净物,如氧气和臭氧混合。
易错2:含有氧元素的化合物不一定是氧化物,氧化物只含两种元素且一种是氧元素。
易错3:酸性氧化物不一定是非金属氧化物,如七氧化二锰;非金属氧化物不一定是酸性氧化物,如一氧化碳、一氧化氮。
易错4:碱性氧化物一定是金属氧化物,但金属氧化物不一定是碱性氧化物,如氧化铝是两性氧化物,过氧化钠不是碱性氧化物。
易错5:结晶水合物属于纯净物,如硫酸铜晶体。
易错6:混合物与纯净物判断看物质种类是否单一,不是看元素种类。
易错7:溶液、胶体、浊液的本质区别是分散质粒子直径大小,不是能否透过滤纸。胶体能透过滤纸,不能透过半透膜。
易错8:胶体不带电,但胶体粒子可能带电;胶体区分常用丁达尔效应。
易错9:氢氧化铁胶体制备:向沸水中滴加饱和氯化铁溶液,加热至红褐色,不能搅拌,不能长时间加热。
易错10:酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物、不成盐氧化物的分类要依据与酸、碱反应生成盐和水的性质。
二、电解质与离子反应
易错1:能导电的物质不一定是电解质,如铜、石墨、盐酸;电解质必须是化合物且自身在水溶液或熔融状态下能电离。
易错2:电解质不一定导电,如固体氯化钠;非电解质不一定不导电,如二氧化碳水溶液能导电,但二氧化碳是非电解质。
易错3:强电解质溶液的导电能力不一定强于弱电解质,取决于溶液中自由移动离子的浓度和离子所带电荷。
易错4:离子方程式拆分原则:强酸、强碱、可溶性盐拆;弱酸、弱碱、难溶物、氧化物、气体、水不拆。
易错5:微溶物处理:氢氧化钙若为澄清石灰水拆成离子,若为石灰乳或悬浊液不拆。
易错6:少量与过量:二氧化碳通入氢氧化钠溶液,少量生成碳酸钠,过量生成碳酸氢钠;碳酸氢钠与氢氧化钙反应,量不同产物不同。
易错7:离子共存注意颜色、酸碱性、氧化还原、沉淀、气体、双水解等。如铁离子与硫氰根离子不共存,铁离子与碳酸氢根离子双水解,高锰酸根离子在酸性条件下氧化氯离子。
易错8:氨水是弱碱,离子方程式中写一水合氨,不拆。
易错9:硫酸氢钠在溶液中拆成钠离子、氢离子、硫酸根离子;在熔融状态拆成钠离子和硫酸氢根离子。
易错10:碳酸氢根离子与酸反应生成二氧化碳和水,不能拆成碳酸根离子。
三、氧化还原反应
易错1:氧化还原反应判断依据是元素化合价变化和电子转移,与是否有氧原子无关。
易错2:有单质参加的反应不一定是氧化还原反应,如氧气与臭氧相互转化。
易错3:有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应。
易错4:氧化性、还原性强弱比较:氧化剂的氧化性大于氧化产物,还原剂的还原性大于还原产物。
易错5:同一元素不同价态,高价态氧化性较强,低价态还原性较强,中间价态既有氧化性又有还原性。
易错6:电子转移数计算:得电子总数等于失电子总数,转移电子数取一方,不是相加。
易错7:还原剂被氧化,氧化剂被还原;化合价升高失电子被氧化。
易错8:常见氧化剂有氯气、氧气、高锰酸钾、浓硫酸、硝酸、过氧化钠、过氧化氢等;常见还原剂有金属单质、氢气、碳、一氧化碳、硫离子、碘离子、亚铁离子等。
易错9:氯气与氢氧化钠反应,氯气既是氧化剂又是还原剂;过氧化钠与水反应,过氧化钠既是氧化剂又是还原剂。
易错10:歧化反应是同一元素既升高又降低,如氯气与水、氯气与碱;归中反应是同种元素不同价态向中间价态转化,如硫化氢与二氧化硫生成硫。
易错11:一种氧化剂与多种还原剂反应,先与还原性强的反应;一种还原剂与多种氧化剂反应,先与氧化性强的反应。如氯气通入溴化亚铁溶液,先氧化亚铁离子,再氧化溴离子。
易错12:氧化还原反应方程式配平用化合价升降法,离子方程式还要满足电荷守恒。
高频题型一 物质的分类
例1.(26-27高一上·山西阳泉·阶段检测)下列关于物质的分类正确的是
酸
碱
盐
纯净物
混合物
A
H2CO3
NaOH
Cu2(OH)2CO3
盐酸
石灰石
B
HClO
Ba(OH)2
Fe2S3
NH3·H2O
碘酒
C
CH3COOH
Na2CO3
C2H5OH
Fe(OH)3胶体
CuSO4·5H2O
D
NaHSO4
KOH
NaHCO3
汽油
冰水
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【解析】属于酸,属于碱,属于碱式盐,盐酸是氯化氢的水溶液,属于混合物,不属于纯净物,A错误;属于弱酸,属于强碱,由金属阳离子和硫离子构成,属于盐,是一水合氨,属于纯净物,碘酒是碘的酒精溶液,属于混合物,B正确;属于酸,由钠离子和碳酸根离子构成,属于盐,属于有机物,不属于盐,胶体是分散系,属于混合物,是结晶水合物,属于纯净物,C错误;电离出的阳离子有钠离子和氢离子,属于酸式盐,汽油是多种烃的混合物,不属于纯净物,冰水的成分为,属于纯净物,D错误;故选B。
【变式探究】(26-27高一上·湖南长沙·阶段检测)下列说法正确的是
A.属于碱性氧化物
B.酸性氧化物都能与水反应生成对应的酸
C.非金属氧化物一定是酸性氧化物
D.碱性氧化物能与酸反应生成盐和水
【答案】D
【解析】是高锰酸的酸酐,属于酸性氧化物,不属于碱性氧化物,A错误;部分酸性氧化物难溶于水且不与水反应,如,无法和水反应生成对应的硅酸,B错误;部分非金属氧化物属于不成盐氧化物,如、等,不属于酸性氧化物,C错误;碱性氧化物的定义为能与酸反应生成盐和水的氧化物,该表述符合定义,D正确;故选D。
高频题型二 胶体的性质和用途
例2.(26-27高一上·四川绵阳·阶段检测)下列有关胶体的说法正确的是
A.胶体与其他分散系的本质区别是胶体具有丁达尔效应
B.利用丁达尔效应可以区分溶液和胶体,它利用了光的散射原理
C.将饱和溶液滴入溶液中,煮沸制得胶体
D.纳米材料粒子直径一般在之间,故纳米材料属于胶体
【答案】B
【解析】胶体与其他分散系的本质区别是分散质粒子的直径大小不同,丁达尔效应是胶体的特征性质而非本质区别,A错误;胶体粒子直径介于之间,可对光产生散射作用从而产生丁达尔效应,溶液无此现象,因此可利用丁达尔效应区分溶液和胶体,其原理是光的散射,B正确;将饱和溶液滴入溶液中,二者会发生复分解反应生成沉淀,制备胶体应将饱和溶液滴入沸水中继续煮沸至液体呈红褐色,C错误;胶体属于分散系,是由分散质和分散剂组成的混合物,纳米材料仅为粒子直径符合胶体分散质直径范围的材料,没有形成分散系,因此不属于胶体,D错误;故选B。
【变式探究】(26-27高一上·江西赣州·阶段检测)在负压和超低温条件下,冰可能会像棉花糖一样,以蓬松轻盈的形式稳定存在,形成“气凝胶冰”。在“气凝胶冰”晶体里,水分子就像立柱一样,支撑起天花板与地板之间广阔的空间。下列相关说法错误的是
A.“气凝胶冰”中的水与普通水的化学性质相同 B.“气凝胶冰”的密度小于普通冰
C.“气凝胶冰”中的水以水蒸气的形式存在 D.“气凝胶冰”是一种分散系
【答案】C
【解析】气凝胶冰与普通水的组成微粒均为,同种分子化学性质相同,A正确;气凝胶冰分子间存在广阔空间,相同质量的气凝胶冰体积大于普通冰,根据可知其密度小于普通冰,B正确;气凝胶冰属于晶体,是固态的水,并非以水蒸气形式存在,C错误;气凝胶冰中水分子形成骨架,空隙内填充气体,属于由固态水和气体组成的混合物,符合分散系的定义,D正确;故选 C。
高频题型三 电解质及其电离
例3.(26-27高一上·四川绵阳·阶段检测)下列物质在水中的电离方程式书写正确的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】是弱酸的酸式盐,为弱酸酸式根,在水中不能完全电离,正确电离方程式为,A错误;是强电解质,电离时不能拆分,正确电离方程式为,B错误;电离出的阳离子为,阴离子为,正确电离方程式为,C错误;是强酸的酸式盐,在水中完全电离出、和,电离方程式书写正确,D正确;故选D。
【变式探究】(26-27高一上·湖南长沙·阶段检测)现有①铜片 ②固体 ③固体 ④石墨 ⑤ ⑥稀硫酸 ⑦熔融的,下列说法正确的是
A.属于电解质的是②③⑤⑦
B.难溶于水,其水溶液几乎不导电,所以是非电解质
C.NaCl溶于水,在通电条件下才能发生电离
D.能导电的是①④⑥⑦
【答案】D
【解析】电解质是在水溶液或熔融状态下能自身电离出阴阳离子而导电的化合物,⑤自身不能电离,属于非电解质,属于电解质的是②③⑦,A错误;在熔融状态下能电离出自由移动的离子而导电,且溶解于水的那一小部分完全电离,属于电解质,电解质分类与物质溶解性大小无必然关系,B错误;溶于水时在水分子的作用下即可发生电离,不需要通电,C错误;①铜片、④石墨中存在自由移动的电子可导电,⑥稀硫酸、⑦熔融的中存在自由移动的离子可导电,因此能导电的是①④⑥⑦,D正确;故选D。
高频题型四 离子共存正误判断
例4.(26-27高一上·四川绵阳·阶段检测)室温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.能使酚酞变红的溶液中:、、、
B.加入的溶液中:、、、
C.加入有生成的溶液中:、、、
D.使紫色石蕊变红的溶液中:、、、
【答案】D
【解析】能使酚酞变红的溶液呈碱性,含大量,与反应生成和,无法大量共存,A错误;加入的溶液中含,与会生成微溶的,无法大量共存,B错误;加入有生成的溶液呈酸性,含大量,与反应生成和,且与会生成沉淀,无法大量共存,C错误;使紫色石蕊变红的溶液呈酸性,含大量,、、、之间不发生反应,也不与反应,能大量共存,D正确;故选D。
【变式探究】(26-27高一上·吉林长春·阶段检测)下列离子在溶液中能大量共存的是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.稀硫酸中:、、、
【答案】B
【解析】与反应生成和,且与会生成沉淀,不能大量共存,A错误;、、、之间不发生反应,无沉淀、气体、弱电解质或氧化还原反应生成,可以大量共存,B正确;与反应生成弱电解质,与反应生成沉淀,不能大量共存,C错误;稀硫酸中存在大量和,与反应生成沉淀,与反应生成和,不能大量共存,D错误;故选B。
高频题型五 离子检验与推断
例5.(26-27高一上·江西赣州·阶段检测)某无色溶液中只可能含有、、、、、、、中的两种或几种,对其进行如下实验操作:
(1)取少量溶液,滴加无色酚酞试液,酚酞变红;
(2)另取少量溶液,加入足量溶液,产生白色沉淀;
(3)向(2)所得混合物中加足量盐酸,沉淀部分溶解,并有无色气体生成;
(4)将(3)所得混合物过滤,向滤液中加入溶液,有白色沉淀生成。
下列对该溶液的说法正确的是
A.一定含有、 B.可能含有、、
C.一定不含有、、 D.无法判断有
【答案】C
【分析】无色溶液说明不含呈蓝色的;(1)取少量溶液,滴加无色酚酞试液,酚酞变红,说明溶液呈碱性;(2)另取少量溶液,加入足量溶液,产生白色沉淀;(3)向(2)所得混合物中加足量盐酸,沉淀部分溶解,并有无色气体生成;说明原溶液一定含有、,则一定不含与二者不共存的与;(4)将(3)所得混合物过滤,向滤液中加入溶液,有白色沉淀生成,但步骤(2)加入、步骤(3)加入盐酸均引入了,则无法确定原溶液是否含;阳离子只剩下,由电荷守恒可知,则该溶液一定含有、、,一定不含、、,可能含有、。
【解析】根据分析知,一定含有,可能含有,A错误;由分析知,溶液中一定存在、,B错误;由分析知,溶液中一定不含、、,C正确;由分析知,溶液中一定含有,D错误;故选C。
【变式探究】(26-27高一上·辽宁大连·阶段检测)某无色溶液中可能含有下列离子中的若干种:、、、、、、,所含离子数目均相同。为了确定该溶液的组成,某同学取上述溶液,进行了如下实验:
①向溶液中加入足量的溶液,得到白色沉淀;
②将①的反应混合液过滤,在沉淀中加入足量稀盐酸,沉淀部分溶解且产生气体。
下列说法正确的是
A.溶液中一定不存在,可能存在
B.①中得到的白色沉淀是和的混合物
C.溶液中一定存在、,可能存在
D.溶液中一定不存在、
【答案】D
【分析】初步排除离子:溶液无色则Fe3+(黄色)一定不存在。分析实验:①加足量Ba(OH)2,得到白色沉淀;②沉淀加盐酸:部分溶解,放出气体;不溶解的沉淀是BaSO4则证明原溶液一定含,与Ba2+不能共存,有原溶液就一定无Ba2+;沉淀溶解且产生气体则原溶液含(和OH-生成,结合钡离子而形成BaCO3沉淀)。同时Mg2+与OH-生成Mg(OH)2白色沉淀(也能溶于盐酸)。题目中提到所含离子数目均相同,已确定一定有(一个离子带两个负电荷)、(一个离子带一个负电荷),根据溶液显电中性,阴离子所带的负电荷个数总和应等于阳离子所带的正电荷总和,那么阳离子一定有:Mg2+、K+。此时溶液刚好电荷守恒。因此原溶液中没有Cl-。
综上所述:原溶液一定含:、、Mg2+、K+;一定不含:Fe3+、Ba2+、Cl-。
【解析】溶液为无色,为黄色,故一定不存在;根据电荷守恒,溶液一定存在,不是可能存在,A错误;结合分析知,原溶液含:、、,会和反应生成、、沉淀,B错误;结合分析,原溶液一定含:、、Mg2+、K+,C错误;结合分析知,原溶液一定不含Ba2+、Cl-,D正确;故选D。
高频题型六 离子方程式正误判断
例6.(26-27高一上·湖南长沙·阶段检测)下列反应的离子方程式正确的是
A.铁与稀硫酸反应:
B.碳酸钙与稀硫酸溶液反应:
C.氢氧化钡溶液与稀硫酸反应:
D.醋酸与氢氧化钠溶液反应:
【答案】D
【解析】铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,应生成Fe2+,正确离子方程式为,A错误;碳酸钙为难溶物,离子方程式中需写化学式,不能拆写为,且反应生成的硫酸钙为微溶物也需保留化学式,正确离子方程式为,B错误;氢氧化钡与稀硫酸反应同时生成硫酸钡沉淀和水,选项漏写了H+与OH−生成H2O的反应,正确离子方程式为,C错误;醋酸为弱电解质,离子方程式中写化学式,与氢氧化钠反应生成可溶醋酸钠和水,离子方程式书写规范,D正确;故选D。
【变式探究】(26-27高一上·河南驻马店·阶段检测)下列离子方程式书写正确的是
A.硝酸银溶液与铜反应:
B.向溶液中通入气体:
C.硝酸银溶液与盐酸反应:
D.向碳酸氢钙溶液中加入少量烧碱溶液:
【答案】D
【解析】该离子方程式电荷不守恒,左侧总电荷为,右侧总电荷为,正确应为,A错误;碳酸酸性弱于盐酸,与不发生反应,不能写出该离子方程式,B错误;是可溶性强电解质,在离子方程式中需要拆分为和,正确应为,C错误;少量烧碱与碳酸氢钙反应时,完全反应,与反应生成和,与结合生成沉淀,离子方程式符合反应事实、电荷守恒、原子守恒,D正确;故选D。
高频题型七 氧化还原反应电子转移的方向和数目
例7.(26-27高一上·河北衡水·阶段检测)下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】碳和二氧化硅反应生成硅和一氧化碳,碳元素化合价由0升高为+2、Si元素化合价由+4降低为0,用双线桥表示电子转移的方向和数目为,A错误;钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,钠元素化合价由0升高为+1、H元素化合价由+1降低为0,用单线桥表示电子转移的方向和数目为,B错误;二氧化锰和浓盐酸反应生成氯化锰、氯气、水,锰元素化合价由+4降低为+2、Cl元素化合价由-1升高为0,用双线桥表示电子转移的方向和数目为,C正确;铜和浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫、水,Cu元素化合价由0升高为+2、S元素化合价由+6降低为+4,用单线桥表示电子转移的方向和数目为,D错误;故选C。
【变式探究】(26-27高一上·山东青岛·阶段检测)下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】硅元素化合价降低,得到电子,碳元素化合价升高失去电子,正确电子转移的表示方法为,A错误;钠元素化合价升高失去电子,氢元素的化合价降低得到电子,正确电子转移的表示方法为,B错误;Fe失去,Cu得到,电子转移的表示方法正确,C正确;双线桥的箭头方向错误,正确电子转移的表示方法为,D错误;故选C。
高频题型八 氧化性还原性强弱判断
例8.(26-27高一上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)化学上常用标准电极电势E(氧化型/还原型)比较物质的氧化能力。E值越高,氧化型物质的氧化能力越强,E值越低,还原型物质的还原能力越强。E值与体系的酸碱性有关。根据表格信息,判断下列说法错误的是
氧化型/还原型物质
E(酸性条件中)
1.51 V
0.77 V
1.36 V
0.991 V
1.423 V
A.根据上述信息可发生此反应:
B.酸性条件中,还原性强弱顺序为
C.实验室可用与浓盐酸反应制备
D.向硫酸酸化的溶液中加入,充分反应后,可检验出有大量的生成
【答案】A
【解析】酸性条件下,对应的E值为1.51 V,对应的E值为1.423 V,因此氧化性为。原式中作氧化剂,为氧化产物,与氧化剂的氧化性强于氧化产物不符。按表中这两组氧化型、还原型物质的对应转化关系,反应方向应为,A错误;酸性条件下,、、、对应的E值依次为0.77 V、0.991 V、1.36 V、1.51 V,依次增大。E值越低,还原型物质的还原能力越强,因此还原性强弱顺序为,B正确;酸性条件下,对应的E值为1.423 V,大于对应的1.36 V,说明的氧化性强于,能将浓盐酸中的氧化为。依据表中对应的转化关系,反应的离子方程式为,因此可用与浓盐酸反应制备,C正确;中的阳离子为。酸性条件下,对应的E值为0.991 V,大于对应的0.77 V,因此能将氧化为,自身被还原为,反应的离子方程式为。所以充分反应后,可检验出有大量的生成,D正确;故选A。
【变式探究】(26-27高一上·吉林长春·阶段检测)已知:铋(Bi)元素化合价为+3时较稳定,铋酸钠()难溶于水,淀粉遇变蓝。现取一定量的硫酸锰()溶液,向其中依次滴加下列物质,对应的现象如表所示:
加入物质
①适量铋酸钠
②过量的溶液
③适量淀粉溶液
实验现象
溶液呈紫红色
溶液紫红色消失,有气泡产生
溶液变成蓝色
则下列说法错误的是
A.②中产生的气体为 B.③中做氧化剂
C.氧化性: D.还原性:
【答案】D
【分析】步骤①:氧化剂的氧化性强于氧化产物;铋酸钠氧化硫酸锰生成高锰酸根(溶液显紫红色),说明 氧化性大于。
步骤②:溶液紫红色消失、生成氧气,说明过量的被氧化为氧气,则氧化性小于。
步骤③:溶液变成蓝色,说明剩余的氧化生成,淀粉遇碘变蓝,则氧化性大于碘单质。
【解析】②中紫红色的被还原,中O元素化合价升高生成,因此产生的气体为,A正确;③中过量的将氧化为使淀粉变蓝,中O元素化合价降低,作氧化剂,B正确;①中将氧化为,根据氧化剂氧化性大于氧化产物,可得氧化性,C正确;①中为还原剂,为还原产物,根据还原剂还原性大于还原产物,可得还原性,D错误;故选D。
高频题型九 氧化还原反应的相关概念
例9.(26-27高一上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)下列不涉及氧化还原反应的是
A.舞台干冰
B.光合作用
C. 苹果腐烂
D.天然气燃烧
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解析】舞台干冰是固态升华变为气态的过程,属于物理变化,不涉及氧化还原反应,A符合题意;光合作用过程中、转化为有机物和,存在、元素化合价的变化,涉及氧化还原反应,B不符合题意;苹果腐烂是有机物与氧气发生的缓慢氧化过程,存在元素化合价的变化,涉及氧化还原反应,C不符合题意;天然气燃烧是与氧气的反应,、元素化合价发生变化,涉及氧化还原反应,D不符合题意;故选A。
【变式探究】(26-27高一上·辽宁沈阳·阶段检测)氢化钠(NaH)可在野外用作生氢剂。用作生氢剂时的化学反应原理为:。下列有关该反应的说法中,正确的是
A.该反应属于置换反应 B.NaH中的钠元素被氧化
C.NaH是氧化剂 D. H2O中的氢元素部分被还原
【答案】D
【解析】置换反应的定义是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,该反应的反应物和均为化合物,无单质参与,不属于置换反应,A错误;中钠元素为价,反应后生成的中钠元素仍为价,化合价没有发生变化,钠元素未被氧化,B错误;中氢元素为价,反应后生成中价的氢,化合价升高,失电子被氧化,故是还原剂,C错误;中氢元素为价,反应后部分氢转化为中价的氢,化合价降低得电子被还原,剩余部分氢仍以价存在于中,故中的氢元素部分被还原,D正确;故选D。
高频题型十 氧化还原反应的配平
例10.(26-27高一上·湖南·阶段检测)某实验小组用酸性溶液测定空气中的含量,发生的主要反应为(未配平,反应物和生成物中还缺少或)。下列说法错误的是
A.该反应的氧化剂是
B.该反应中,发生了氧化反应
C.该反应的氧化产物与还原产物的数目之比为
D.配平后的离子方程式中,位于反应物一侧,其系数为4
【答案】D
【分析】由电荷守恒和原子个数守恒可知,反应的离子方程式为:,反应中锰元素的化合价降低被还原,高锰酸根离子是反应的氧化剂、锰离子是还原产物,硫元素的化合价升高被氧化,二氧化硫是反应的还原剂、硫酸根离子是氧化产物。
【解析】由分析可知,反应中锰元素的化合价降低被还原,高锰酸根离子是反应的氧化剂,A正确;由分析可知,反应中硫元素的化合价升高被氧化,二氧化硫是反应的还原剂,发生氧化反应,B正确;由分析可知,硫酸根离子是反应的氧化产物,锰离子是还原产物,则由方程式可知,反应的氧化产物与还原产物的数目之比为,C正确;由分析可知,水是反应的反应物,位于反应物一侧,系数为2,D错误;故选D。
【变式探究】(25-26高一上·广东广州·期中)已知(未配平)。则下列说法正确的是
A.氧化性: B.氧化剂与还原剂的个数比为1:8
C.为氧化产物 D.该反应中盐酸体现了氧化性和酸性
【答案】C
【分析】反应中锰化合价由+7变为+2、HCl中部分氯化合价由-1升高为0,结合电子守恒,反应为:;
【解析】该氧化还原反应中高锰酸钾是氧化剂,氯气是氧化产物,氧化剂氧化性大于氧化产物,故氧化性:,A错误;16个HCl中10个体现还原性生成氯气,6个体现酸性生成氯化锰,故氧化剂高锰酸钾与还原剂浓盐酸的个数比为2:10=1:5,B错误;部分HCl是还原剂失电子化合价升高生成氯气,故为氧化产物,C正确; 由B分析可知,该反应中盐酸体现了还原性和酸性,D错误;故选C。
高频题型十一 氧化还原反应的计算
例11.(26-27高一上·辽宁沈阳·阶段检测)从矿物学资料查得,一定条件下自然界中存在反应。下列说法不正确的是
A.反应生成的Cu2S与转移的电子个数比为1∶3
B.产物中的有一部分是氧化产物
C.反应中氧化剂与还原剂的个数之比为7∶1
D.生成5个时,氧化1个
【答案】C
【分析】反应物中里Cu为+2价,中S为−1价;产物里Cu为+1价、S为−2价,其余中S为+6价。
【解析】生成7 mol 时,14mol得14mol电子,同时7mol来自的S从−1降为−2得7mol电子,总转移电子数为21mol,二者比值为,A正确;反应物中原有14 mol ,产物中共17 mol ,多出的3 mol 来自中-1价S的氧化,属于氧化产物,B正确;氧化剂是所有得电子的物质:14 mol 和3.5 mol 作氧化剂的,共17.5 mol;还原剂为1.5 mol 的,二者比值为,C错误;反应中总共得到14 mol电子,每摩尔作还原剂时失去14 mol电子(2个S从-1价升至+6价,每个S失),故能氧化1 mol ,D正确;故选C。
【变式探究】(26-27高一上·湖南长沙·阶段检测)高铁酸钠()是一种新型绿色消毒剂,一种碱性条件下制备高铁酸钠的化学原理如下: (未配平)。下列说法正确的是
A.中铁元素的化合价为+6价,是还原产物
B.该反应的氧化剂是元素
C.还原剂与氧化剂的个数之比为3∶2
D.反应中生成1个,转移3个电子
【答案】D
【解析】中氧元素为-2价,铁元素化合价为+6价,反应中铁元素化合价升高,为氧化产物,A错误;反应中中元素化合价降低,为氧化剂,为还原产物,氧化剂为具体物质而非元素,B错误;根据得失电子守恒配平反应为 ,氧化剂为,还原剂为,还原剂与氧化剂的个数之比为2:3,C错误;每个反应失去3个电子生成,生成1个时转移3个电子,D正确;故选D。
高频题型十二 氧化还原反应的综合判断
例12.(26-27高一上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)是一种高效多功能水处理剂。一种制备的方法可用化学方程式表示如下:,下列说法中正确的是
A.氧化产物只有 B.1个可还原2个
C.方框中的物质为 D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶3
【答案】B
【解析】反应中元素化合价从+2升高到+6,过氧化钠中部分元素化合价从-1升高到0,氧化产物为和,A错误;反应中元素化合价从+2升高到+6,1个反应失去4个电子;每个作氧化剂时(O化合价:-1→-2)得到2个电子,由得失电子守恒可知,1个可还原2个,B正确;根据原子守恒,反应前后、、原子个数守恒,方框中的物质为,C错误;根据方程式,当还原剂为2个和1个失电子的时,氧化剂为5个得电子的;则还原剂与氧化剂的物质的量之比为,D错误;故选B。
【变式探究】(26-27高一上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)是一种合成聚酯的催化剂,可用“硝酸钠法”制备,反应方程式为 。下列说法错误的是
A.NaSbO3中Sb元素的化合价为+5
B.NO属于不成盐氧化物
C.反应中氧化剂和还原剂的数目之比为4:7
D.反应中消耗3个O2,转移20个电子
【答案】C
【解析】中为+1价,为-2价,根据化合物化合价代数和为0,计算得化合价为,,A正确;既不能与酸反应生成盐和水,也不能与碱反应生成盐和水,属于不成盐氧化物,B正确;反应中得电子的氧化剂为4个和3个,共7个,失电子的还原剂为4个,故氧化剂和还原剂的数目之比为,不是,C错误;反应中消耗3个时,共失去个电子,即转移电子总数为20个,D正确;故选C。
方法一、离子方程式的书写与正误判断
1.书写离子方程式的关键是物质的“拆分”
(1)强酸、强碱和可溶性盐改写成离子形式;
(2)弱酸、弱碱、难溶性盐、气体、单质、氧化物、非电解质等都写成化学式形式。
2.离子方程式书写的特殊情况
特殊情况
处理方式
举例
微溶性反应物呈澄清溶液形式
拆写成离子符号
澄清石灰水和盐酸反应:OH-+H+===H2O
微溶性生成物或反应物呈悬浊液形式
仍写成化学式
用石灰乳制漂白粉的反应:Ca(OH)2+Cl2===Ca2++Cl-+ClO-+H2O
氨水为反应物或不加热的稀溶液中的生成物
写成NH3·H2O
硫酸铝溶液中加入氨水:Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH
氨水为加热条件下或很浓溶液中的生成物
写成NH3↑+H2O
向NaOH浓溶液中加入硫酸铵溶液并加热:OH-+NHNH3↑+H2O
3.判断离子方程式正误的“六个角度”
(1)看离子反应是否符合客观事实,不可主观臆造产物及反应。如铁与稀硫酸的反应不能写成2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑。
(2)看各物质的化学式拆写是否正确。如石灰石与稀盐酸的反应不能写成CO+2H+===H2O+CO2↑。
(3)看是否漏写参加反应的离子。如硫酸铜溶液和氢氧化钡溶液的反应,离子方程式不能写成SO+Ba2+===BaSO4↓。
(4)看原子和电荷是否守恒。如Cu与AgNO3溶液反应的离子方程式不能写成Cu+Ag+===Cu2++Ag。
(5)看反应物或生成物的配比是否正确。如稀硫酸与Ba(OH)2溶液的反应不能写成H++OH-+SO+Ba2+===BaSO4↓+H2O。
(6)看是否符合题设条件及要求。注意“过量”“少量”“等物质的量”“适量”“任意量”以及滴加顺序等对离子方程式的影响。如向Ca(HCO3)2溶液中加入少量NaOH溶液的离子方程式为Ca2++HCO+OH-===CaCO3↓+H2O;向Ca(HCO3)2溶液中加入过量NaOH溶液的离子方程式为Ca2++2HCO+2OH-===CaCO3↓+CO+2H2O。
方法二、物质氧化性、还原性强弱的判断
1.根据金属活动性顺序
2.根据非金属活动性顺序
3.根据氧化还原反应方程式判断
氧化剂+还原剂→还原(得到ne-)产物+氧化(失去ne-)产物
氧化性:氧化剂>氧化产物
还原性:还原剂>还原产物
4.根据浓度大小判断
如氧化性:浓硫酸>稀硫酸,浓硝酸>稀硝酸。
5.根据反应条件判断
不同的氧化剂(还原剂)与同一还原剂(氧化剂)反应时,反应越易进行,则对应的氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)越强,反之越弱。如:
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
4HCl+O22Cl2+2H2O
同是将HCl氧化为Cl2,MnO2和浓盐酸必须在加热的条件下才能反应,而KMnO4和浓盐酸在常温下即可反应,氧气和氯化氢气体则既需要加热又需要催化剂,所以氧化能力:KMnO4>MnO2>O2。
方法三、氧化还原方程式配平的方法
1.正向配平法
适合反应物分别是氧化剂、还原剂的反应。如:
2.逆向配平法
适用于一种元素的化合价既升高又降低的反应和分解反应中的氧化还原反应。先确定生成物的化学计量数,然后确定反应物的化学计量数。如:
3+6KOH(热、浓)===2K2 + K2O3+3H2O
化合价降低2×2 化合价升高4
由于S的化合价既升高又降低,而且升降总数要相等,所以K2S的化学计量数为2,K2SO3的化学计量数为1,然后确定S的化学计量数为3。
(3)整体配平法
若某一氧化还原反应中,有三种元素的化合价发生了变化,但其中一种反应物中同时有两种元素化合价升高或降低,这时要进行整体配平。
如Cu2S+HNO3―→Cu(NO3)2+NO+H2SO4+H2O,有Cu、S、N三种元素的化合价变化,Cu2S中Cu、S元素化合价均升高,看作一个整体,2+ → (NO3)2+O+H2O4+H2O,配平得3Cu2S+22HNO3===6Cu(NO3)2+10NO↑+3H2SO4+8H2O。
【方法技巧】
(1)一般从左配:对于一般氧化还原反应,一般从左边氧化剂、还原剂着手配平。
(2)自变从右配:对于自身氧化还原反应,一般从右边氧化产物、还原产物配平。
(3)归中从左配:对于归中反应,一般从左边氧化剂、还原剂着手配平。
(4)部分别忘加:对于部分氧化还原反应,一般先配平得失电子,再加上没有变价的部分。
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专题02 元素与物质世界
一、根据物质的组成分类
1.从不同角度对化合物分类
2.注意事项
(1)由同种元素组成的物质不一定是纯净物,如O2和O3组成的混合气体是 。
(2)能电离出H+的物质不一定是酸,如NaHSO4属于 。
(3)酸性氧化物不一定是非金属氧化物,如Mn2O7属于 。
(4)金属氧化物不一定是碱性氧化物,如Mn2O7是酸性氧化物,Al2O3是 。
(5)与水反应生成酸的氧化物不一定是酸性氧化物,如NO2。
关键牢记
同种元素组成的物质不一定是纯净物,如氧气和臭氧。
能电离出氢离子的物质不一定是酸,如硫酸氢钠是酸式盐。
酸性氧化物不一定是非金属氧化物,如七氧化二锰。
金属氧化物不一定是碱性氧化物,如氧化铝是两性氧化物,七氧化二锰是酸性氧化物。
与水反应生成酸的氧化物不一定是酸性氧化物,如二氧化氮。
二、胶体的性质及应用
1.溶液、胶体、浊液三类分散系的比较
分散系
溶液
胶体
浊液
分散质粒子种类
分子、离子
较多分子集合体或大分子
大量分子集合体(固体小颗粒或小液滴)
分散质粒子直径
<1 nm
1~100 nm
>100 nm
外部特征
均一、透明、稳定
均一、透明、较稳定
不均一、不透明、不稳定
分散质能否透过滤纸
分散质能否透过半透膜
实例
碘酒、蔗糖溶液、盐酸、酒精溶液
豆浆、云、雾、烟、淀粉溶液、蛋白质溶液
泥浆、油水混合物、氢氧化铁的悬浊液
2.胶体的四大性质
内容
主要应用举例
性质
丁达尔效应
胶粒对可见光的散射而产生的,是一种物理现象
鉴别胶体与溶液
介稳性
胶体的稳定性介于溶液和浊液之间,在一定条件下相对稳定
生产涂料、颜料、墨水、洗涤剂等
电泳
胶粒在外加电场作用下作定向移动
静电除尘、电镀等
聚沉
胶体粒子聚集成较大的颗粒形成沉淀
明矾净水、制豆腐等
关键牢记
分散系分类依据:分散质粒子直径大小。
胶体本质特征:分散质粒子直径在1~100 nm之间。
丁达尔效应:鉴别胶体与溶液。
胶体四大性质:丁达尔效应、介稳性、电泳、聚沉。
聚沉方法:加热、加电解质、加带相反电荷的胶体。
应用:明矾净水、静电除尘、制豆腐。
三、胶体的制备、分离与提纯
1.胶体的制备
(1)制备实验
反应原理的化学方程式为FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl。
(2)注意事项
①书写制备Fe(OH)3胶体的化学方程式时,要注明“ ”,不用标注“↓”符号。
②Fe(OH)3胶体中的1个胶体微粒不是1个Fe(OH)3(微粒直径<1 nm),而是很多个Fe(OH)3聚集在一起形成的微粒直径介于1~100 nm的集合体。
③制备氢氧化铁胶体过程中不能用玻璃搅拌,否则会 ,得到氢氧化铁沉淀。
2.胶体的分离和提纯
(1)胶体与悬浊液的分离(如图1)
胶体微粒可以透过滤纸而悬浊液中的分散质微粒不能透过滤纸,因此可用 的方法分离。
(2)胶体的净化(如图2)
胶体微粒不能透过半透膜而小分子、离子能够透过半透膜,因此可用 的方法净化胶体,如除去Fe(OH)3胶体中的FeCl3的操作为将混合物盛于半透膜制作的渗析袋中,置于流动(或频繁更换)的蒸馏水里一段时间即可。
关键牢记
氢氧化铁胶体制备:向沸水中逐滴加入饱和氯化铁溶液,加热至红褐色即停止。
不能搅拌:搅拌会使胶体聚沉。
分离:过滤分离胶体与悬浊液;渗析净化胶体。
半透膜:胶粒不能透过,小分子、离子可透过。
四、离子方程式及其书写
1.离子方程式的书写[以稀H2SO4与Ba(OH)2溶液为例]
(1)“写”:写出易溶于水、易电离的反应物在水溶液中的电离方程式,明确溶液中存在的微粒,对于其他反应物,用其化学式表示。
H2SO4===2H++SO
Ba(OH)2===Ba2++2OH-
(2)“断”:判断电离出的微粒中哪些能够生成难溶、难电离或具有挥发性的物质,并标注数量关系。
(3)“写”:综合①和②,写出离子方程式,并配平。
2H++SO+2OH-+Ba2+===BaSO4↓+2H2O
2.离子方程式的意义
(1)表示一个具体的化学反应。
(2)表示所有 的化学反应。
关键牢记
书写步骤:写→拆→删→查。
拆的原则:强酸、强碱、可溶性盐拆成离子;弱电解质、难溶物、气体、氧化物写化学式。
查:查客观事实、质量守恒、电荷守恒。
微溶物:作反应物且为澄清溶液时拆,作生成物时不拆。
不在溶液中进行的反应不能写离子方程式。
五、离子共存
1.离子共存的概念
判断溶液中的离子能否 ,事实上是看离子之间 ,若反应,则不能大量共存;若不反应,则能大量共存。
2.离子共存的判断
(1)看题目要求
是“能大量共存”还是“不能大量共存”;是“一定大量共存”还是“可能大量共存”。
(2)看隐含条件
题干是否有“隐含条件”
①“无色透明”溶液不能大量存在有色离子,如:
Cu2+ Fe3+ Fe2+ MnO
| | | |
蓝色 棕黄色 浅绿色 紫红色
②酸性溶液中不能大量存在与H+反应的离子
“酸性”溶液的不同描述:
a.酸性溶液;
b.常温下,pH<7的溶液;
c.使紫色石蕊溶液变红色的溶液。
③碱性溶液中不能大量存在与OH-反应的离子
“碱性”溶液的不同描述:
a.碱性溶液;
b.常温下,pH>7的溶液;
c.使紫色石蕊溶液变蓝色的溶液。
(3)看是否共存
①能否生成 或 。如Mg2+与OH-,Ca2+与CO、S都不能大量共存;
②能否 。如H+与OH-;
③能否生成 物质。如H+与CO、HCO、S2-等不能大量共存。
关键牢记
看要求:能大量共存还是不能大量共存,一定还是可能。
看隐含条件:无色排除铜离子、铁离子、亚铁离子、高锰酸根离子;酸性排除与氢离子反应;碱性排除与氢氧根离子反应。
四反应:复分解反应、氧化还原反应、络合反应、双水解反应。
生成沉淀、气体、水→不能大量共存。
氧化还原:铁离子与碘离子、高锰酸根离子与还原性离子等不能大量共存。
六、常见离子的检验与推断
1.几种常见离子的检验
(1)氯离子(Cl-)的检验
①反应原理:Cl-+Ag+===AgCl↓(白色)。
②可能存在的干扰离子:CO。
③试剂:AgNO3溶液、稀硝酸。
④检验方法:
(2)硫酸根离子(SO)的检验
①反应原理:Ba2++SO===BaSO4↓。
②可能存在的干扰离子:CO、SO。
③试剂:稀盐酸、BaCl2溶液。
④检验方法:
2.离子推断的“四原则”
肯定性原则
根据实验现象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的离子(记住几种常见的有色离子:Fe2+、Fe3+、Cu2+、MnO等)
互斥性原则
在肯定某些离子存在的同时,结合离子共存规律,否定一些离子的存在(要注意题目中的隐含条件,如酸性、碱性、指示剂颜色的变化等)
电中性原则
溶液呈电中性,有阳离子,则一定有阴离子,溶液中正电荷总数与负电荷总数相等,这一原则可帮助我们判断一些隐含的离子是否存在
进出性原则
通常在实验过程中使用,是指在实验过程中反应生成的离子或引入的离子对后续实验的影响
3.电荷守恒在离子推断中的应用
解答与离子反应有关的定量推断类题时,如果有多种离子共存,且只有一种离子的物质的量未知,可以用电荷守恒(即阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数)来确定这种离子是否存在。
关键牢记
氯离子检验:加硝酸银溶液和稀硝酸,生成白色沉淀。
硫酸根离子检验:先加稀盐酸无沉淀,再加氯化钡溶液,生成白色沉淀。
离子推断四原则:肯定性、互斥性、电中性、进出性。
电中性原则:阳离子电荷总数=阴离子电荷总数。
注意干扰离子:碳酸根离子、亚硫酸根离子等。
七、氧化还原反应的理解
1.氧化还原反应相关概念的关系
2.氧化还原反应的实质与特征
3.氧化还原反应中对立统一的关系
(1)化合价有升高和 。
(2)电子有得到和 。
(3)有氧化反应和 。
关键牢记
本质:电子转移;特征:化合价升降。
口诀:升失氧,降得还;若说剂,两相反。
对立统一:化合价有升有降,电子有得有失。
不是所有元素化合价都改变。
同一元素可既被氧化又被还原,如氯气与水反应。
八、双线桥表示法与单线桥表示法
1.双线桥表示法
(1)书写的基本步骤
(2)注意事项
①箭头、箭尾必须对应化合价变化的 的原子;
②必须注明“得到”或“失去”;
③被还原的物质和被氧化的物质得、失电子数 。
(3)巧记口诀
先标化合价,再看价变化;起止 ,桥上标变化。
2.单线桥表示法
(1)书写的基本步骤
(2)注意事项
①不需要标明“得到”或“失去”,只标明 数目;
②要用箭头标明 的方向;
③箭头由反应物中失电子元素原子指向得电子元素原子。
如
关键牢记
双线桥:同种元素,箭头从反应物指向生成物,标“得到/失去”和电子数。
单线桥:反应物中失电子元素指向得电子元素,只标电子数,不标得失。
电子守恒:得电子总数=失电子总数。
口诀:先标化合价,再看价变化;起止同元素,桥上标变化。
九、氧化剂和还原剂
1.氧化还原反应中各概念之间的相互关系
2.氧化性、还原性和元素化合价之间的关系
3.常见的氧化剂和还原剂
(1)常见的氧化剂及还原产物
氧化剂
还原产物
活泼非金属单质
氧气、氯气等
H2O、Cl-等
含较高价态元素的含氧酸
浓硝酸、浓硫酸、稀HNO3等
NO2、SO2、NO等
含较高价态元素的盐
KMnO4、KClO3、FeCl3等
Mn2+、Cl-、Fe2+等
含高价态元素的氧化物
MnO2等
Mn2+等
过氧化物
Na2O2、H2O2等
OH-、H2O等
(2)常见的还原剂及氧化产物
还原剂
氧化产物
活泼金
属单质
Al、Fe、Zn等
Al3+、Fe2+或Fe3+、Zn2+等
某些非金属单质
H2、C等
H2O、CO2等
含低价态元素的氧化物
CO、SO2等
CO2、SO3或SO等
含低价态元素的盐
KI、Na2SO3、FeSO4等
I2、Na2SO4、Fe2(SO4)3等
关键牢记
氧化剂:得电子、化合价降低、被还原、生成还原产物。
还原剂:失电子、化合价升高、被氧化、生成氧化产物。
常见氧化剂:氧气、氯气、浓硝酸、浓硫酸、高锰酸钾、氯酸钾、氯化铁、二氧化锰、过氧化钠、过氧化氢。
常见还原剂:铝、铁、锌、氢气、碳、一氧化碳、二氧化硫、碘化钾、亚硫酸钠、硫酸亚铁。
既可作氧化剂又可作还原剂:过氧化氢、亚铁离子、二氧化硫、亚硫酸。
十、利用氧化还原反应实现物质的转化
(1)冶炼金属
①金属冶炼的本质:
金属阳离子得电子 生成金属单质,
Mn++ne-===M。
②金属冶炼方法
a.
原理:利用外加电源提供电子,使金属元素的化合价降低,从而完成还原反应获得金属单质。如电解熔融Al2O3制得Al。
b.
原理:以C、CO等物质做还原剂,在加热条件下将金属氧化物还原为金属单质。如CO高温下还原Fe2O3制得铁。
c.湿法冶金
原理:利用活泼金属做还原剂,将目标金属从其盐溶液中还原出来。如Fe与CuSO4溶液反应。
d.
原理:在加热条件下,物质自身发生氧化还原反应,将金属还原出来。如HgO受热分解。
(2)实验室制取Cl2
实验室用MnO2与浓盐酸加热反应制氯气,化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
关键牢记
金属冶炼本质:金属阳离子得电子生成金属单质。
冶炼方法:电解法(铝)、热还原法(铁)、湿法冶金(铁与硫酸铜溶液)、热分解法(氧化汞)。
十一、实验室制备氯气
1.反应原理
化学方程式:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,
离子方程式:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。
2.实验装置
主要仪器有铁架台、酒精灯、 、 、集气瓶、烧杯等。Cl2的制备、净化装置如图所示。
发生装置
固体(液体)+液体气体
净化装置(洗气瓶)
先通过 除去HCl,再通过 除去水蒸气
收集装置
用向上排空气法收集装置
验满方法
①观察法(黄绿色);②湿润的 试纸(原理是Cl2+2KI===2KCl+I2,置换出的I2遇淀粉变蓝);
③湿润的 试纸(先变红后褪色)
尾气吸收装置
盛有NaOH溶液的烧杯
3.实验室制氯气的注意事项
(1)必须用浓盐酸,MnO2与稀盐酸不反应。
(2)为了减少制得的Cl2中HCl的含量,所以加热的温度不宜过高,减少HCl的挥发。
(3)实验结束后,先停止反应并排出装置中残留的Cl2,再拆卸装置,避免污染空气。
(4)尾气吸收时,不宜用澄清石灰水吸收Cl2,因为溶液中c(OH-)较小,吸收不完全。
2.MnO2与浓盐酸的反应特点
(1)浓盐酸中,部分Cl-的化合价升高,有4 mol HCl参加反应时,被氧化的Cl-的物质的量为2 mol。
(2)随着反应的进行,盐酸浓度逐渐减小,故即使MnO2足量,盐酸也不能完全反应,反应后溶液为盐酸和MnCl2的混合液。
4.实验室制取氯气的简易方法
用KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2、K2Cr2O7等氧化剂代替MnO2制取氯气,反应不需加热且反应速率较快,如:
①2KMnO4+16HCl(浓)===2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O
②KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O
③Ca(ClO)2+4HCl(浓)===CaCl2+2Cl2↑+2H2O
④K2Cr2O7+14HCl(浓)===2CrCl3+2KCl+3Cl2↑+7H2O
注意:上述反应中,浓盐酸均表现出还原性和酸性。①和④反应中,Cl2是氧化产物;②和③反应中,Cl2既是氧化产物,又是还原产物。
关键牢记
净化:先通过饱和食盐水除氯化氢,再通过浓硫酸除水。
收集:向上排空气法。
验满:湿润淀粉碘化钾试纸变蓝;湿润蓝色石蕊试纸先变红后褪色。
尾气吸收:氢氧化钠溶液。
必须用浓盐酸,稀盐酸不反应;随反应进行盐酸变稀,反应停止。
简易法:高锰酸钾、氯酸钾、次氯酸钙、重铬酸钾与浓盐酸反应,不需加热或速率较快。
十二、氧化还原反应的规律及应用
1.“守恒规律”
在氧化还原反应中,化合价有升必有降,电子有得必有失,并且化合价升高的总数与降低的总数相等,失电子总数与得电子总数 。
2.“价态规律”
元素处于最高价态时,只有 ;元素处于最低价态时,只有 ;元素处于中间价态时,既有氧化性又有还原性。
3.“强弱规律”
在氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性强于还原产物的还原性。
4.“归中规律”
同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时,遵循“高价+低价―→中间价”或“只靠拢,不交叉”,可以表示为
5.“歧化规律”
“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)可发生 ,如Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
6.“先后规律”
一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时,还原性最强的还原剂优先与氧化剂发生反应。同理,一种还原剂遇到多种氧化剂时, 最强的氧化剂优先与还原剂发生反应。
关键牢记
守恒规律:化合价升降总数相等,得失电子总数相等。
价态规律:最高价只有氧化性,最低价只有还原性,中间价兼有。
强弱规律:氧化剂>氧化产物;还原剂>还原产物。
归中规律:高价+低价→中间价,只靠拢不交叉。
歧化规律:中间价→高价+低价。
先后规律:强者优先反应。
十九、氧化还原反应方程式的配平
1.配平的基本原则
(1)得失电子守恒:氧化剂和还原剂得失电子总数相等,化合价升高总数=化合价 。
(2)质量守恒:反应前后原子的种类和个数不变。
(3)电荷守恒:离子反应前后,阴、阳离子所带 相等。
2.配平的一般步骤
(1)标变价:写出反应物和生成物的化学式,标出反应前后变价元素的化合价。
+HO3(浓)——O2↑+O2↑+H2O
(2)列变化:标出反应前后元素化合价的变化值。
(3)求总数:通过求最小公倍数使化合价升降总数相等。
(4)配系数:确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数,观察法配平其他物质的化学计量数。
C+4HNO3(浓)——4NO2↑+CO2↑+2H2O
(5)查守恒:检查电荷是否守恒,原子个数是否守恒,配平后,把单线改成等号,标注反应条件。
C+4HNO3(浓)4NO2↑+CO2↑+2H2O
关键牢记
原则:得失电子守恒、质量守恒、电荷守恒。
步骤:标变价→列变化→求总数→配系数→查守恒。
先配变价元素,再用观察法配其他物质。
离子反应最后查电荷守恒。
检查:原子、电荷、电子转移数。
一、物质分类与胶体
易错1:由一种元素组成的物质不一定是纯净物,如氧气和臭氧混合。
易错2:含有氧元素的化合物不一定是氧化物,氧化物只含两种元素且一种是氧元素。
易错3:酸性氧化物不一定是非金属氧化物,如七氧化二锰;非金属氧化物不一定是酸性氧化物,如一氧化碳、一氧化氮。
易错4:碱性氧化物一定是金属氧化物,但金属氧化物不一定是碱性氧化物,如氧化铝是两性氧化物,过氧化钠不是碱性氧化物。
易错5:结晶水合物属于纯净物,如硫酸铜晶体。
易错6:混合物与纯净物判断看物质种类是否单一,不是看元素种类。
易错7:溶液、胶体、浊液的本质区别是分散质粒子直径大小,不是能否透过滤纸。胶体能透过滤纸,不能透过半透膜。
易错8:胶体不带电,但胶体粒子可能带电;胶体区分常用丁达尔效应。
易错9:氢氧化铁胶体制备:向沸水中滴加饱和氯化铁溶液,加热至红褐色,不能搅拌,不能长时间加热。
易错10:酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物、不成盐氧化物的分类要依据与酸、碱反应生成盐和水的性质。
二、电解质与离子反应
易错1:能导电的物质不一定是电解质,如铜、石墨、盐酸;电解质必须是化合物且自身在水溶液或熔融状态下能电离。
易错2:电解质不一定导电,如固体氯化钠;非电解质不一定不导电,如二氧化碳水溶液能导电,但二氧化碳是非电解质。
易错3:强电解质溶液的导电能力不一定强于弱电解质,取决于溶液中自由移动离子的浓度和离子所带电荷。
易错4:离子方程式拆分原则:强酸、强碱、可溶性盐拆;弱酸、弱碱、难溶物、氧化物、气体、水不拆。
易错5:微溶物处理:氢氧化钙若为澄清石灰水拆成离子,若为石灰乳或悬浊液不拆。
易错6:少量与过量:二氧化碳通入氢氧化钠溶液,少量生成碳酸钠,过量生成碳酸氢钠;碳酸氢钠与氢氧化钙反应,量不同产物不同。
易错7:离子共存注意颜色、酸碱性、氧化还原、沉淀、气体、双水解等。如铁离子与硫氰根离子不共存,铁离子与碳酸氢根离子双水解,高锰酸根离子在酸性条件下氧化氯离子。
易错8:氨水是弱碱,离子方程式中写一水合氨,不拆。
易错9:硫酸氢钠在溶液中拆成钠离子、氢离子、硫酸根离子;在熔融状态拆成钠离子和硫酸氢根离子。
易错10:碳酸氢根离子与酸反应生成二氧化碳和水,不能拆成碳酸根离子。
三、氧化还原反应
易错1:氧化还原反应判断依据是元素化合价变化和电子转移,与是否有氧原子无关。
易错2:有单质参加的反应不一定是氧化还原反应,如氧气与臭氧相互转化。
易错3:有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应。
易错4:氧化性、还原性强弱比较:氧化剂的氧化性大于氧化产物,还原剂的还原性大于还原产物。
易错5:同一元素不同价态,高价态氧化性较强,低价态还原性较强,中间价态既有氧化性又有还原性。
易错6:电子转移数计算:得电子总数等于失电子总数,转移电子数取一方,不是相加。
易错7:还原剂被氧化,氧化剂被还原;化合价升高失电子被氧化。
易错8:常见氧化剂有氯气、氧气、高锰酸钾、浓硫酸、硝酸、过氧化钠、过氧化氢等;常见还原剂有金属单质、氢气、碳、一氧化碳、硫离子、碘离子、亚铁离子等。
易错9:氯气与氢氧化钠反应,氯气既是氧化剂又是还原剂;过氧化钠与水反应,过氧化钠既是氧化剂又是还原剂。
易错10:歧化反应是同一元素既升高又降低,如氯气与水、氯气与碱;归中反应是同种元素不同价态向中间价态转化,如硫化氢与二氧化硫生成硫。
易错11:一种氧化剂与多种还原剂反应,先与还原性强的反应;一种还原剂与多种氧化剂反应,先与氧化性强的反应。如氯气通入溴化亚铁溶液,先氧化亚铁离子,再氧化溴离子。
易错12:氧化还原反应方程式配平用化合价升降法,离子方程式还要满足电荷守恒。
高频题型一 物质的分类
例1.(26-27高一上·山西阳泉·阶段检测)下列关于物质的分类正确的是
酸
碱
盐
纯净物
混合物
A
H2CO3
NaOH
Cu2(OH)2CO3
盐酸
石灰石
B
HClO
Ba(OH)2
Fe2S3
NH3·H2O
碘酒
C
CH3COOH
Na2CO3
C2H5OH
Fe(OH)3胶体
CuSO4·5H2O
D
NaHSO4
KOH
NaHCO3
汽油
冰水
A.A B.B C.C D.D
【变式探究】(26-27高一上·湖南长沙·阶段检测)下列说法正确的是
A.属于碱性氧化物
B.酸性氧化物都能与水反应生成对应的酸
C.非金属氧化物一定是酸性氧化物
D.碱性氧化物能与酸反应生成盐和水
高频题型二 胶体的性质和用途
例2.(26-27高一上·四川绵阳·阶段检测)下列有关胶体的说法正确的是
A.胶体与其他分散系的本质区别是胶体具有丁达尔效应
B.利用丁达尔效应可以区分溶液和胶体,它利用了光的散射原理
C.将饱和溶液滴入溶液中,煮沸制得胶体
D.纳米材料粒子直径一般在之间,故纳米材料属于胶体
【变式探究】(26-27高一上·江西赣州·阶段检测)在负压和超低温条件下,冰可能会像棉花糖一样,以蓬松轻盈的形式稳定存在,形成“气凝胶冰”。在“气凝胶冰”晶体里,水分子就像立柱一样,支撑起天花板与地板之间广阔的空间。下列相关说法错误的是
A.“气凝胶冰”中的水与普通水的化学性质相同 B.“气凝胶冰”的密度小于普通冰
C.“气凝胶冰”中的水以水蒸气的形式存在 D.“气凝胶冰”是一种分散系
高频题型三 电解质及其电离
例3.(26-27高一上·四川绵阳·阶段检测)下列物质在水中的电离方程式书写正确的是
A. B.
C. D.
【变式探究】(26-27高一上·湖南长沙·阶段检测)现有①铜片 ②固体 ③固体 ④石墨 ⑤ ⑥稀硫酸 ⑦熔融的,下列说法正确的是
A.属于电解质的是②③⑤⑦
B.难溶于水,其水溶液几乎不导电,所以是非电解质
C.NaCl溶于水,在通电条件下才能发生电离
D.能导电的是①④⑥⑦
高频题型四 离子共存正误判断
例4.(26-27高一上·四川绵阳·阶段检测)室温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.能使酚酞变红的溶液中:、、、
B.加入的溶液中:、、、
C.加入有生成的溶液中:、、、
D.使紫色石蕊变红的溶液中:、、、
【变式探究】(26-27高一上·吉林长春·阶段检测)下列离子在溶液中能大量共存的是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.稀硫酸中:、、、
高频题型五 离子检验与推断
例5.(26-27高一上·江西赣州·阶段检测)某无色溶液中只可能含有、、、、、、、中的两种或几种,对其进行如下实验操作:
(1)取少量溶液,滴加无色酚酞试液,酚酞变红;
(2)另取少量溶液,加入足量溶液,产生白色沉淀;
(3)向(2)所得混合物中加足量盐酸,沉淀部分溶解,并有无色气体生成;
(4)将(3)所得混合物过滤,向滤液中加入溶液,有白色沉淀生成。
下列对该溶液的说法正确的是
A.一定含有、 B.可能含有、、
C.一定不含有、、 D.无法判断有
【变式探究】(26-27高一上·辽宁大连·阶段检测)某无色溶液中可能含有下列离子中的若干种:、、、、、、,所含离子数目均相同。为了确定该溶液的组成,某同学取上述溶液,进行了如下实验:
①向溶液中加入足量的溶液,得到白色沉淀;
②将①的反应混合液过滤,在沉淀中加入足量稀盐酸,沉淀部分溶解且产生气体。
下列说法正确的是
A.溶液中一定不存在,可能存在
B.①中得到的白色沉淀是和的混合物
C.溶液中一定存在、,可能存在
D.溶液中一定不存在、
高频题型六 离子方程式正误判断
例6.(26-27高一上·湖南长沙·阶段检测)下列反应的离子方程式正确的是
A.铁与稀硫酸反应:
B.碳酸钙与稀硫酸溶液反应:
C.氢氧化钡溶液与稀硫酸反应:
D.醋酸与氢氧化钠溶液反应:
【变式探究】(26-27高一上·河南驻马店·阶段检测)下列离子方程式书写正确的是
A.硝酸银溶液与铜反应:
B.向溶液中通入气体:
C.硝酸银溶液与盐酸反应:
D.向碳酸氢钙溶液中加入少量烧碱溶液:
高频题型七 氧化还原反应电子转移的方向和数目
例7.(26-27高一上·河北衡水·阶段检测)下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是
A. B.
C. D.
【变式探究】(26-27高一上·山东青岛·阶段检测)下列化学反应中电子转移的表示方法正确的是
A. B.
C. D.
高频题型八 氧化性还原性强弱判断
例8.(26-27高一上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)化学上常用标准电极电势E(氧化型/还原型)比较物质的氧化能力。E值越高,氧化型物质的氧化能力越强,E值越低,还原型物质的还原能力越强。E值与体系的酸碱性有关。根据表格信息,判断下列说法错误的是
氧化型/还原型物质
E(酸性条件中)
1.51 V
0.77 V
1.36 V
0.991 V
1.423 V
A.根据上述信息可发生此反应:
B.酸性条件中,还原性强弱顺序为
C.实验室可用与浓盐酸反应制备
D.向硫酸酸化的溶液中加入,充分反应后,可检验出有大量的生成
【变式探究】(26-27高一上·吉林长春·阶段检测)已知:铋(Bi)元素化合价为+3时较稳定,铋酸钠()难溶于水,淀粉遇变蓝。现取一定量的硫酸锰()溶液,向其中依次滴加下列物质,对应的现象如表所示:
加入物质
①适量铋酸钠
②过量的溶液
③适量淀粉溶液
实验现象
溶液呈紫红色
溶液紫红色消失,有气泡产生
溶液变成蓝色
则下列说法错误的是
A.②中产生的气体为 B.③中做氧化剂
C.氧化性: D.还原性:
高频题型九 氧化还原反应的相关概念
例9.(26-27高一上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)下列不涉及氧化还原反应的是
A.舞台干冰
B.光合作用
C. 苹果腐烂
D.天然气燃烧
A.A B.B C.C D.D
【变式探究】(26-27高一上·辽宁沈阳·阶段检测)氢化钠(NaH)可在野外用作生氢剂。用作生氢剂时的化学反应原理为:。下列有关该反应的说法中,正确的是
A.该反应属于置换反应 B.NaH中的钠元素被氧化
C.NaH是氧化剂 D. H2O中的氢元素部分被还原
高频题型十 氧化还原反应的配平
例10.(26-27高一上·湖南·阶段检测)某实验小组用酸性溶液测定空气中的含量,发生的主要反应为(未配平,反应物和生成物中还缺少或)。下列说法错误的是
A.该反应的氧化剂是
B.该反应中,发生了氧化反应
C.该反应的氧化产物与还原产物的数目之比为
D.配平后的离子方程式中,位于反应物一侧,其系数为4
【变式探究】(25-26高一上·广东广州·期中)已知(未配平)。则下列说法正确的是
A.氧化性: B.氧化剂与还原剂的个数比为1:8
C.为氧化产物 D.该反应中盐酸体现了氧化性和酸性
高频题型十一 氧化还原反应的计算
例11.(26-27高一上·辽宁沈阳·阶段检测)从矿物学资料查得,一定条件下自然界中存在反应。下列说法不正确的是
A.反应生成的Cu2S与转移的电子个数比为1∶3
B.产物中的有一部分是氧化产物
C.反应中氧化剂与还原剂的个数之比为7∶1
D.生成5个时,氧化1个
【变式探究】(26-27高一上·湖南长沙·阶段检测)高铁酸钠()是一种新型绿色消毒剂,一种碱性条件下制备高铁酸钠的化学原理如下: (未配平)。下列说法正确的是
A.中铁元素的化合价为+6价,是还原产物
B.该反应的氧化剂是元素
C.还原剂与氧化剂的个数之比为3∶2
D.反应中生成1个,转移3个电子
高频题型十二 氧化还原反应的综合判断
例12.(26-27高一上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)是一种高效多功能水处理剂。一种制备的方法可用化学方程式表示如下:,下列说法中正确的是
A.氧化产物只有 B.1个可还原2个
C.方框中的物质为 D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶3
【变式探究】(26-27高一上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)是一种合成聚酯的催化剂,可用“硝酸钠法”制备,反应方程式为 。下列说法错误的是
A.NaSbO3中Sb元素的化合价为+5
B.NO属于不成盐氧化物
C.反应中氧化剂和还原剂的数目之比为4:7
D.反应中消耗3个O2,转移20个电子
方法一、离子方程式的书写与正误判断
1.书写离子方程式的关键是物质的“拆分”
(1)强酸、强碱和可溶性盐改写成离子形式;
(2)弱酸、弱碱、难溶性盐、气体、单质、氧化物、非电解质等都写成化学式形式。
2.离子方程式书写的特殊情况
特殊情况
处理方式
举例
微溶性反应物呈澄清溶液形式
拆写成离子符号
澄清石灰水和盐酸反应:OH-+H+===H2O
微溶性生成物或反应物呈悬浊液形式
仍写成化学式
用石灰乳制漂白粉的反应:Ca(OH)2+Cl2===Ca2++Cl-+ClO-+H2O
氨水为反应物或不加热的稀溶液中的生成物
写成NH3·H2O
硫酸铝溶液中加入氨水:Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH
氨水为加热条件下或很浓溶液中的生成物
写成NH3↑+H2O
向NaOH浓溶液中加入硫酸铵溶液并加热:OH-+NHNH3↑+H2O
3.判断离子方程式正误的“六个角度”
(1)看离子反应是否符合客观事实,不可主观臆造产物及反应。如铁与稀硫酸的反应不能写成2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑。
(2)看各物质的化学式拆写是否正确。如石灰石与稀盐酸的反应不能写成CO+2H+===H2O+CO2↑。
(3)看是否漏写参加反应的离子。如硫酸铜溶液和氢氧化钡溶液的反应,离子方程式不能写成SO+Ba2+===BaSO4↓。
(4)看原子和电荷是否守恒。如Cu与AgNO3溶液反应的离子方程式不能写成Cu+Ag+===Cu2++Ag。
(5)看反应物或生成物的配比是否正确。如稀硫酸与Ba(OH)2溶液的反应不能写成H++OH-+SO+Ba2+===BaSO4↓+H2O。
(6)看是否符合题设条件及要求。注意“过量”“少量”“等物质的量”“适量”“任意量”以及滴加顺序等对离子方程式的影响。如向Ca(HCO3)2溶液中加入少量NaOH溶液的离子方程式为Ca2++HCO+OH-===CaCO3↓+H2O;向Ca(HCO3)2溶液中加入过量NaOH溶液的离子方程式为Ca2++2HCO+2OH-===CaCO3↓+CO+2H2O。
方法二、物质氧化性、还原性强弱的判断
1.根据金属活动性顺序
2.根据非金属活动性顺序
3.根据氧化还原反应方程式判断
氧化剂+还原剂→还原(得到ne-)产物+氧化(失去ne-)产物
氧化性:氧化剂>氧化产物
还原性:还原剂>还原产物
4.根据浓度大小判断
如氧化性:浓硫酸>稀硫酸,浓硝酸>稀硝酸。
5.根据反应条件判断
不同的氧化剂(还原剂)与同一还原剂(氧化剂)反应时,反应越易进行,则对应的氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)越强,反之越弱。如:
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
4HCl+O22Cl2+2H2O
同是将HCl氧化为Cl2,MnO2和浓盐酸必须在加热的条件下才能反应,而KMnO4和浓盐酸在常温下即可反应,氧气和氯化氢气体则既需要加热又需要催化剂,所以氧化能力:KMnO4>MnO2>O2。
方法三、氧化还原方程式配平的方法
1.正向配平法
适合反应物分别是氧化剂、还原剂的反应。如:
2.逆向配平法
适用于一种元素的化合价既升高又降低的反应和分解反应中的氧化还原反应。先确定生成物的化学计量数,然后确定反应物的化学计量数。如:
3+6KOH(热、浓)===2K2 + K2O3+3H2O
化合价降低2×2 化合价升高4
由于S的化合价既升高又降低,而且升降总数要相等,所以K2S的化学计量数为2,K2SO3的化学计量数为1,然后确定S的化学计量数为3。
(3)整体配平法
若某一氧化还原反应中,有三种元素的化合价发生了变化,但其中一种反应物中同时有两种元素化合价升高或降低,这时要进行整体配平。
如Cu2S+HNO3―→Cu(NO3)2+NO+H2SO4+H2O,有Cu、S、N三种元素的化合价变化,Cu2S中Cu、S元素化合价均升高,看作一个整体,2+ → (NO3)2+O+H2O4+H2O,配平得3Cu2S+22HNO3===6Cu(NO3)2+10NO↑+3H2SO4+8H2O。
【方法技巧】
(1)一般从左配:对于一般氧化还原反应,一般从左边氧化剂、还原剂着手配平。
(2)自变从右配:对于自身氧化还原反应,一般从右边氧化产物、还原产物配平。
(3)归中从左配:对于归中反应,一般从左边氧化剂、还原剂着手配平。
(4)部分别忘加:对于部分氧化还原反应,一般先配平得失电子,再加上没有变价的部分。
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