【浙江专用】2013年高考化学第二轮复习专项突破(14份打包下载)

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第2讲 离子反应、氧化还原反应
真题试做
1.(2012浙江理综,13)水溶液X中只可能溶有K+、Mg2+、Al3+、AlO、SiO、SO、CO、SO中的若干种离子。某同学对该溶液进行了如下实验:
下列判断正确的是(  )。
A.气体甲一定是纯净物 B.沉淀甲是硅酸和硅酸镁的混合物
C.K+、AlO和SiO一定存在于溶液X中 D.CO和SO一定不存在于溶液X中
2.(2012江苏化学,9)下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是(  )。
A.用KIO3氧化酸性溶液中的KI:5I-+IO+3H2O===3I2+6OH-
B.向NH4HCO3溶液中加过量的NaOH溶液并加热:NH+OH- △ NH3↑+H2O
C.将过量SO2通入冷氨水中:SO2+NH3·H2O===HSO+NH
D.用稀硝酸洗涤试管内壁的银镜:Ag+2H++NO===Ag++NO↑+H2O
3.(2012上海化学,27~30)二氧化硒(SeO2)是一种氧化剂,其被还原后的单质硒可能成为环境污染物,通过与浓硝酸或浓硫酸反应生成SeO2以回收Se。完成下列填空:
27.Se和浓硝酸反应的还原产物为NO和NO2,且NO和NO2的物质的量之比为1∶1,写出Se和浓硝酸的反应方程式__________________。
28.已知:Se+2H2SO4(浓)===2SO2↑+SeO2+2H2O;2SO2+SeO2+2H2O===Se+2SO+4H+。
SeO2、H2SO4(浓)、SO2的氧化性由强到弱的顺序是______。
29.回收得到的SeO2的含量,可以通过下面的方法测定:
① SeO2+ KI+ HNO3 Se+ I2+ KNO3+ H2O
②I2+2Na2S2O3===Na2S4O6+2NaI
配平方程式①,标出电子转移的方向和数目。
30.实验中,准确称量SeO2样品0.150 0 g,消耗了0.200 0 mol·L-1的Na2S2O3溶液25.00 mL,所测定的样品中SeO2的质量分数为______。
考向分析
近几年所考查的热点:①离子方程式的正误判断;②氧化还原反应方程式的书写及配平;③氧化性、还原性强弱比较。近几年加大了对离子(包括氧化还原反应)方程式的书写和配平的考查难度。
热点例析
热点一、氧化还原反应的本质及基本概念
【例1】把图2中的物质补充到图1中,可得到一个完整的氧化还原型离子方程式(未配平)
…………
图1

图2
对该氧化还原反应型离子方程式说法,不正确的是(  )。
A.IO作氧化剂具有氧化性
B.氧化剂和还原剂的物质的量之比为5∶2
C.若有2 mol Mn2+参加反应,则转移10 mol电子
D.氧化性:MnO>IO
思路点拨 掌握氧化还原反应的概念并不难,只需遵循一种思想,掌握一个关系,用好一种方法。
1.一种思想——对立统一思想
在一个氧化还原反应中,电子有得就有失、化合价有降就有升;氧化剂与还原剂、氧化产物与还原产物、氧化反应与还原反应共存于同一反应中。
2.一个关系——概念间的关系
还原剂氧化产物
氧化剂还原产物
氧化性强弱:氧化剂>氧化产物;
还原性强弱:还原剂>还原产物。
为了方便记忆、快速解题,可采用如下口诀:升失氧、降得还;剂性一致、其他相反。(“升失氧、降得还”即:反应后所含元素化合价升高的物质失电子被氧化,发生氧化反应;反应后所含元素化合价降低的物质得电子被还原,发生还原反应。“剂性一致”即:氧化剂具有氧化性,还原剂具有还原性。“其他相反”即:氧化剂被还原,发生还原反应,得还原产物;还原剂被氧化,发生氧化反应,得氧化产物)
3.一种方法——在做题时,看到氧化还原反应首先想到化合价变化,进而利用电子守恒解题。
即时训练1 根据表中信息,判断下列叙述中正确的是(  )。
序号
氧化剂
还原剂
其他反应物
氧化产物
还原产物

Cl2
FeBr2
—[来源:21世纪教育网]
Cl-

KClO3
浓盐酸

Cl2[21世纪教育网

KMnO4
H2O2
H2SO4
O221世纪教育网
Mn2+
 A.表中①组的反应可能有一种或两种元素被氧化[来源:21世纪教育网]
B.氧化性强弱的比较: KClO3>Fe3+>Cl2>Br2
C.表中②组反应的还原产物是KCl,电子转移数目是6e-21世纪教育网
D.表中③组反应的离子方程式为:2MnO+3H2O2+6H+===2Mn2++4O2↑+6H2O
热点二、氧化还原反应的基本规律及有关计算
【例2】已知:Fe(OH)3+ClO-+OH-―→FeO+Cl-+H2O
(1)有10.7 g Fe(OH)3参加反应,共转移了0.3NA个电子,则n=______,FeO中铁元素的化合价为__________。
(2)根据前面的知识,推测FeO能和下列________(填序号)物质反应。
A.KMnO4 B.SO2 C.H2S D.Fe2(SO4)3
规律方法 解答氧化还原综合题的常用规律
1.计算规律——电子守恒法
解题的一般步骤为:
(1)找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
(2)找准一个原子或离子得失电子数(注意化学式中微粒的个数)。
(3)根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。
n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)=n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)。
2.价态规律
元素处于最高价,只有氧化性(如KMnO4中n等);元素处于最低价,只有还原性(如S2-、I-等);元素处于中间价态,既有氧化性又有还原性(如Fe2+、S、Cl2)。
应用于判断元素或物质的氧化性、还原性。
3.强弱规律
(1)判断某一氧化还原反应中,氧化性、还原性的相对强弱。21世纪教育网
(2)判断某一氧化还原反应能否正常进行。
(3)判断众多氧化还原体系中,哪一反应优先进行。如Fe粉投入到FeCl3、CuCl2的混合液中,其反应顺序为Fe先与Fe3+反应,然后Fe与Cu2+反应。
即时训练2 铬是水体的主要污染物之一,可以导致水生生物死亡。化学实验中,如使某步中的有害产物作为另一步的反应物,形成一个循环,就可不再向环境排放该有害物质。例如处理铬的实验循环示意图如下:
(1)在上图所示的编号步骤中,其中反应①所用的试剂是硫酸酸化的H2O2,请写出该反应的离子方程式__________________________________(可以不配平)。
(2)现有含Cr3+和Fe3+的溶液,使用NaOH溶液和盐酸,可将这两种离子相互分离,根据上图信息分析,在涉及的过滤操作中,上述两种离子的存在形态分别是______________、______________。(写化学式)
(3)铬的化合价除了示意图中涉及的+3和+6外,还有0、+2、+4和+5等。现有24 mL浓度为0.05 mol·L-1的Na2SO3溶液恰好与20 mL浓度为0.02 mol·L-1的Na2Cr2O7溶液完全反应。已知Na2SO4被Na2Cr2O7氧化为Na2SO4,则元素Cr在还原产物中的化合价为________________________________________________________________________。
(4)步骤⑤应该加入________剂(填“还原”或“氧化”)。
热点三、离子方程式的书写及正误判断
【例3】下列离子方程式正确的是________。
A.将铁粉加入稀硫酸中:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑
B.将磁性氧化铁溶于盐酸:Fe3O4+8H+===3Fe3++4H2O
C.将氯化亚铁溶液与稀硝酸混合:Fe2++4H++NO===Fe3++2H2O+NO↑
D.将铜屑加入含Fe3+的溶液中:2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
E.Na2O2与H2O反应制备O2:Na2O2+H2O===2Na++2OH-+O2↑
F.将氯气溶于水制备次氯酸:Cl2+H2O===2H++Cl-+ClO-
G.用惰性电极电解氯化钠溶液:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-
H.等体积、等浓度的Ca(HCO3)2溶液与NaOH溶液混合:Ca2++2HCO+2OH-===CaCO3↓+CO+2H2O
规律方法 1.离子方程式书写抓住以下要点
(1)强酸、强碱和易溶于水的盐改写成离子形式,难溶物质、难电离物质、易挥发物质、单质、氧化物、非电解质等均写化学式。
(2)微溶物作为反应物,若是澄清溶液则写离子符号,若是悬浊液则写化学式。微溶物作为生成物,一般写化学式(标“↓”号)。如澄清石灰水加盐酸的离子方程式为:OH-+H+===H2O。
(3)氨水作为反应物写NH3·H2O;作为生成物,若有加热条件或浓度很大时,可写“NH3↑”。
(4)未处于自由移动离子状态的反应不能写离子方程式,如铜和浓硫酸,氯化铵固体和氢氧化钙固体,Cl2与石灰乳反应等。
(5)离子方程式要做到原子个数守恒、电荷守恒、得失电子守恒。
(6)操作顺序或反应物相对量不同时,离子方程式不同。如Ca(OH)2溶液中通入少量CO2,离子方程式为:Ca2++2OH-+CO2===CaCO3↓+H2O;Ca(OH)2溶液中通入过量CO2,离子方程式为:OH-+CO2===HCO。
2.离子方程式正误判断常用方法
(1)看离子反应是否符合客观事实。如铁与稀硫酸反应生成Fe2+而不生成Fe3+。
(2)看“===”“ ”“↓”“↑”及必要条件是否正确、齐全。
(3)看表示各物质的化学式是否正确。如HCO不能写成H++CO,而HSO应写成H++SO等。该用离子表示的是否拆成了离子,该用化学式表示的是否写成了化学式。
(4)看电荷是否守恒。如FeCl2溶液与Cl2反应,不能写成Fe2++Cl2===Fe3++2Cl-,而应写成2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。
(5)看是否漏掉离子反应。如Ba(OH)2溶液与CuSO4溶液反应,既要写Ba2+与SO生成BaSO4沉淀的反应,又不能漏掉Cu2+与OH-生成Cu(OH)2沉淀的反应。
(6)看反应物或产物的配比是否正确。如稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应不能写成H++OH-+SO+Ba2+===BaSO4↓+H2O,应写成2H++2OH-+SO+Ba2+===BaSO4↓+2H2O。
即时训练3 下列化学反应的离子方程式正确的是(  )。
A.氢氧化亚铁溶于稀硝酸:Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O
B.醋酸与NaHCO3溶液反应:H++HCO===CO2↑+ H2O
C.向KI溶液中加入FeCl3溶液:Fe3++2I-===Fe2++I2
D.将铝片加入烧碱溶液中:2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑
热点四、离子共存
【例4】(2012山东烟台诊断,6)室温时,下列各组离子在指定溶液中可以大量共存的是(  )。
A.饱和氯水中:Na+、Mg2+、SO、Cl-
B.pH=0的溶液:Na+、NO、HCO、SO
C.加入石蕊试液呈蓝色的溶液:NH、K+、SO、Cl-
D.加入铝片产生大量H2的溶液:Na+、K+、SO、NO
思路点拨 判断离子共存的规律
1.一色。即溶液颜色。若限定为无色溶液,则Cu2+、Fe3+、Fe2+、MnO等有色离子不存在。
2.二性。即溶液的酸性和碱性。在强酸性溶液中,OH-及弱酸根阴离子(如CO、SO、S2-、CH3COO-等)均不能大量存在;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;酸式弱酸根离子(如HCO、HSO、HS-、H2PO等)在强酸性或强碱性溶液中均不可能大量存在。
3.三特。指三种特殊情况,①AlO或[Al(OH)4]-与HCO不能大量共存:AlO+H2O+HCO===Al(OH)3↓+CO;②“NO+H+”组合具有强氧化性,能与S2-、Fe2+、I-等发生反应,而这一种组合常常较为隐蔽,不易被察觉;③NH与CH3COO-、CO,Mg2+与HCO等组合中,虽然两组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(加热就不同了)。
4.四反应。指离子间通常能发生的四种类型的反应,能相互反应的离子显然不能大量共存。①复分解反应,如Ba2+与SO、NH与OH-等;②氧化还原反应,如Fe3+与I-,NO(H+)与Fe2+,MnO(H+)与Br-,H+与S2O等;③双水解反应,如Al3+与HCO、Al3+与AlO等;④络合反应,如Fe3+与SCN-等。
即时训练4 甲、乙、丙、丁四种易溶于水的物质,分别由NH、Ba2+、Mg2+、H+、OH-、Cl-、HCO、SO中的不同阳离子和阴离子各一种组成,将甲溶液分别与其他三种物质的溶液混合,均有白色沉淀生成,则乙、丙、丁不可能是(  )。
A.MgCl2 B.H2SO4 C.NH4HCO3 D.Mg(HCO3)2
误区警示
1.混淆电解质的强弱与导电性的关系21世纪教育网
电解质溶液的导电性强弱与电解质强弱及溶液中离子的浓度有关,所以强电解质溶液的导电能力不一定强,弱电解质溶液的导电能力也不一定弱。
2.书写离子方程式漏写部分离子反应
有些反应包含两个或两个以上的离子反应,但我们常注意一个离子反应,而忽略了另一个离子反应。
3.定式思维错解离子共存
我们看到溶液中含有H+与NO,就想到HNO3的强氧化性,认为此组离子不能大量共存,这种思维方式虽然能提高我们的做题速度,但也常犯错误。
4.有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应
有单质参加或生成的反应,元素化合价不一定发生变化,如2O33O2,氧元素的化合价反应前后均为0,所以不属于氧化还原反应。
5.误认为一种反应物为氧化剂,另一种反应物就是还原剂。[来源:21世纪教育网]
6.错解氧化还原反应中电子转移的计算
如:KClO3+6HCl===KCl+3Cl2↑+3H2O中1 mol KClO3参加反应转移电子为5 mol,不是6 mol。
跟踪练习 判断正误:(正确的打“√”号,错误的打“×”号)
1.醋酸的导电能力一定小于盐酸的导电能力。
2.CuSO4溶液与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式:Ba2++SO===BaSO4↓。
3.在酸性溶液中,Na+、NO、Cl-、Fe3+能大量共存。
4.在2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑反应中,Na2O2是氧化剂、H2O是还原剂。
5.在Cl2+H2O===HCl+HClO反应中,1 mol Cl2参加反应转移2 mol电子。
1.(2012杭州二中模拟,3)下列离子方程式的书写正确的是(  )。
A.误将洁厕灵与消毒液混合:2H++Cl-+ClO-===Cl2↑+H2O
B.玻璃试剂瓶被烧碱溶液腐蚀:SiO2+2Na++2OH-===Na2SiO3↓+H2O
C.高锰酸钾酸性溶液吸收二氧化硫:SO2+MnO+4H+===SO+Mn2++2H2O
D.从酸化的海带灰浸出液中提取碘:2I-+H2O2===I2+2OH-
2.常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是(  )。
A.0.1 mol·L-1 NaOH溶液:K+、Na+、SO、CO
B.0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液:K+、Ba2+、NO、Cl-
C.0.1 mol·L-1 FeCl3溶液:K+、NH、I-、SCN-
D.c(H+)/c(OH-)=1013的溶液:Ca2+、Na+、ClO-、NO
3.已知电离平衡常数:H2CO3>HClO>HCO,氧化性:HClO>Cl2>Br2>Fe3+>I2。下列有关离子反应或离子方程式的叙述中,正确的是(  )。
A.能使pH试纸显深红色的溶液中,Fe3+、Cl-、Ba2+、Br-能大量共存
B.向溴水中加入足量氯化亚铁溶液能使溴水变成无色
C.向NaClO溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式:2ClO-+CO2+ H2O===2HClO+CO
D.向FeI2溶液中滴加少量氯水,反应的离子方程式为:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
4.某同学对下列相应反应的离子方程式所作的评价,其中合理的是(  )。
选项
化学反应
离子方程式
评价
A
碳酸氢钠的水解
HCO+H2OH3O++CO
正确
B
NaHCO3溶液中滴入NaOH溶液
HCO+OH-===CO2↑+H2O
错误,电荷不守恒
C
“84消毒液”(有效成分为NaClO溶液)和“洁厕灵”(有效成分为浓盐酸)混合放出氯气
ClO-+Cl-+H+===Cl2↑+OH-
正确
D
少量的FeBr2和过量Cl2反应
2Fe2++2Br-+2Cl2===2Fe3++Br2+4Cl-
错误,Fe2+与Br- 的物质的量之比与化学式不符
5.某溶液中只可能含有下列离子中的几种(不考虑溶液中含的较少的H+和OH-)Na+、NH、SO、CO、NO。取200 mL该溶液,分为等体积的二等份做下列实验。实验1:第一份加入足量的烧碱并加热,产生的气体在标准状况下为224 mL,实验2:第二份先加入足量的盐酸,无现象,再加足量的BaCl2溶液,得固体2.33 g。下列说法正确的
是(  )。
A.该溶液中可能含有Na+ B.该溶液中肯定含有NH、SO、CO、NO
C.该溶液中一定不含NO D.该溶液中一定含Na+,且c(Na+)≥0.1 mol·L-1
6.现向含6 mol KI的硫酸溶液中逐滴加入KBrO3溶液,整个过程中含碘物质的物质的量与所加入KBrO3的物质的量的关系如图所示。请回答下列问题:
(1)B点时,KI反应完全,则氧化产物与还原产物的物质的量之比为______,电子转移数目为______。
(2)已知B→C过程中,仅有溴元素发生化合价变化,写出并配平该反应的离子方程式____________________。
(3)已知在C→D段发生下列反应:2BrO+I2===2IO+Br2;当n(KBrO3)=3 mol时,n(I2)=______ mol。
参考答案
命题调研·明晰考向[来源:21世纪教育网]
真题试做
1.C 解析:加入过量盐酸有气体生成,则X中至少含有SO、CO中的一种,有沉淀甲生成则溶液X中一定含有SiO,有SiO则X中一定无Mg2+、Al3+;无色溶液甲加入过量氨水有白色沉淀乙生成,则乙一定是Al(OH)3,溶液X中一定含AlO,依据电荷守恒,溶液中一定含有阳离子(K+);SO不能确定是否存在。只有C选项正确。
2.C 解析:酸性溶液中不能生成OH-,A错;NH4HCO3溶液中NH和HCO均可与OH-反应,B错;过量SO2通入氨水中,得到酸式盐,C正确;D项氧元素不守恒,D错。
3.答案:27.Se+2HNO3(浓)===H2SeO3+NO↑+NO2↑
28.H2SO4(浓)>SeO2>SO2
29.+4HNO3===Se+2I2+4KNO3+2H2O
30.92.5%
解析:(1)根据氧化还原反应中得失电子守恒,2 mol HNO3生成1 mol NO和1 mol NO2转移电子为4 mol,而1 mol Se生成SeO2转移的电子数是4 mol,因此化学方程式中HNO3的化学计量数为2,而Se、NO、NO2、SeO2化学计量数是1,另外配平H即可得到正确的化学方程式。(2)根据同一个化学反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,由第一个化学方程式可知氧化性H2SO4(浓)>SeO2,由第二个化学方程式可知氧化性SeO2>SO2,故氧化性大小H2SO4(浓)>SeO2>SO2。(3)可以采用化合价升降法配平,即Se元素化合价由+4降低为0,化合价变化单位为4,而I元素化合价由-1价升高至0价,升高单位为1,根据升降相等,KI化学计量数应该为4,故I2化学计量数为2,然后配平其他元素原子即可;该反应中KI中的I元素失电子,而SeO2得电子。(4)根据配平后的化学方程式①与化学方程式②可得关系式:
SeO2~4Na2S2O3
故样品中的SeO2质量为m=×0.200 0 mol·L-1×0.025 L×111 g·mol-1。
即样品中SeO2质量分数为×100%=92.5%。
精要例析·聚焦热点
热点例析
【例1】 D 解析:由图1中Mn2+的化合价和图2中MnO中Mn的化合价可知,Mn2+是还原剂被氧化,所以IO作氧化剂,A正确、D错误;Mn2+→MnO化合价升高5,IO→IO化合价降低2,所以B、C正确。
【即时训练1】 A 解析:Cl2过量把Fe2+、Br-全部氧化,Cl2少量只氧化还原性比较强的Fe2+,A正确;氧化性Cl2>Fe3+,B错误;②组反应的还原产物及氧化产物均为Cl2,1 mol KClO3参与反应转移5 mol e-,C错误;③组还原剂H2O2中含有6个O,而氧化产物O2中含有8个O,D错误。
【例2】 答案:(1)2 +6 (2)BC
解析:(1)10.7 g Fe(OH)3为0.1 mol,所以如果1 mol Fe(OH)3参加反应,则转移3 mol电子,铁元素的化合价升高3价,为+6价,n=2;
(2)根据信息可知FeO为强氧化剂,能与具有还原性的SO2、H2S反应。
【即时训练2】 答案:(1)Cr2O+8H++3H2O2===2Cr3++3O2↑+7H2O
(2)CrO(或NaCrO2) Fe(OH)3
(3)+3 (4)氧化
解析:(1)反应物为Cr2O、H+、H2O2,生成物为Cr3+,Cr化合价降低,所以H2O2中O的化合价升高,即生成物中含有O2,生成物中还含有H2O;(2)由信息可知Cr3+和Fe3+均与NaOH反应生成Cr(OH)3和Fe(OH)3,Cr(OH)3和Fe(OH)3均与盐酸反应,由步骤③可知Cr(OH)3还会与NaOH反应生成NaCrO2,所以分离Cr3+和Fe3+先向溶液中加入过量NaOH,生成NaCrO2、Fe(OH)3,然后过滤,再分别加盐酸重新生成Cr3+和Fe3+;(3)设一个Cr降低x价,依据化合价守恒24 mL×0.05 mol·L-1×2=20 mL×0.02 mol·L-1×2×x,解得x=3,所以Cr由+6价降低到+3价。(4)步骤⑤中Cr化合价升高,被氧化。
【例3】 DG 解析:Fe与稀硫酸反应生成Fe2+,A错误;Fe3O4与盐酸反应生成Fe2+和Fe3+,B错误;C中电荷不守恒,C错误;E中原子不守恒,E错误;F中HClO为弱电解质,不能拆写成离子形式,F错误;H中没有注意等物质的量反应,HCO与Ca2+不能按2∶1完全反应,H错误。
【即时训练3】 D 解析:硝酸具有强氧化性可以把Fe2+氧化为Fe3+,A错误;醋酸为弱酸,B错误;C选项电荷不守恒,错误。
【例4】 D 解析:氯水具有强氧化性,SO具有还原性,A错误;由HCO与H+、NH与OH-的反应可知B、C错误;D选项如果在强碱性溶液中,可以大量共存,但在强酸性条件下,不能生成H2。
【即时训练4】 D 解析:阳离子只有Ba2+与OH-大量共存,所以甲、乙、丙、丁一定含有Ba(OH)2,经分析甲为Ba(OH)2,H+只有与SO结合才能与Ba(OH)2产生沉淀;NH只有与HCO结合才能与Ba(OH)2产生沉淀;所以乙、丙、丁为MgCl2、H2SO4、NH4HCO3,D选项错误。
误区警示
【跟踪练习】 答案:× × √ × ×
解析:1.浓的醋酸比极稀的盐酸导电能力强,错误;2.正确的离子方程式为Ba2++SO+2OH-+Cu2+===BaSO4↓+ Cu(OH)2↓,错误;3.无还原剂,可共存,正确;4.Na2O2既是氧化剂,也是还原剂。
创新模拟·预测演练
1.A 解析:洁厕灵是强酸性溶液,消毒液中含有Cl-、ClO-,误将洁厕灵与消毒液混合,发生离子方程式是:2H++Cl-+ClO-===Cl2↑+H2O,A项正确;B项,Na2SiO3是易溶的,应该将其拆写;C项,电荷不守恒;D项,从酸化的海带灰浸出液中提取碘,溶液应该呈酸性,加入H2O2,不可能生成OH-。
2.A 解析:A项,碱性条件下,四种离子能大量共存,正确;B项,CO与Ba2+会产生BaCO3沉淀,错;C项,Fe3+会氧化I-,且与SCN-会形成配合物,错;D项,酸性条件,ClO-与H+结合成弱电解质HClO,错。
3.A 解析:B选项最终溶液中含有Fe3+、Fe2+均有颜色,错误;因为HClO的酸性强于HCO,所以HClO与CO反应生成ClO-与HCO,C错误;Cl2先与还原性强的I-反应,D错误。
4.D 解析:A选项是电离方程式,错误;B选项离子方程式不符合客观事实,应该生成CO,错误;C选项在酸性条件下一定不会有OH-生成,错误;D选项,FeBr2少量,所以加入的Fe2+和Br-均完全反应,即离子方程式中的Fe2+与Br-的计量数之比为1∶2,正确。
5.D 解析:依据沉淀和气体可知溶液中一定含有NH、SO,且100 mL溶液中n(NH)=n(NH3)=0.01 mol、n(SO)=n(BaSO4)=0.01 mol,如果溶液中阴离子只有SO,依据电荷守恒可知溶液中阳离子除NH外,还含有0.01 mol Na+,如果溶液中含有NO,则n(Na+)>0.01 mol,D选项正确。
6.答案:(1)3∶1  6NA(或6×6.02×1023)
(2)BrO+ 5Br-+ 6H+===3Br2+ 3H2O
(3)2.1
解析:(1)依据图像可知,在B点时6 mol KI完全反应,氧化产物为3 mol I2,KBrO3为1 mol,依据得失电子守恒,化合价升高总数为6,所以KBrO3降低6价,还原产物为Br-,其物质的量为1 mol;(2)A→B段生成的Br-与继续加入的BrO反应生成Br2,配平即可;(3)依据反应BrO+5Br-+6H+===3Br2+3H2O,B→C段的反应消耗 n(BrO)= mol,所以参加C→D段反应2BrO+I2===2IO+Br2的n(BrO)=(3-1-) mol,消耗n(I2)= mol,剩余n(I2)=3 mol- mol=2.1 mol。
第3讲 物质的组成、分类、化学用语及化学反应中的能量变化
真题试做
1.(2011浙江理综,12)下列说法不正确的是(  )。
A.已知冰的熔化热为6.0 kJ·mol-1,冰中氢键键能为20 kJ·mol-1。假设每摩尔冰中有2 mol氢键,且熔化热完全用于打破冰的氢键,则最多只能破坏冰中15%的氢键
B.已知一定温度下,醋酸溶液的物质的量浓度为c,电离度为α,Kc=。若加入少量CH3COONa固体,则电离平衡CH3COOH??CH3COO-+H+向左移动,α减小,Kc变小
C.实验测得环己烷(l)、环己烯(l)和苯(l)的标准燃烧热分别为-3 916 kJ·mol-1、-3 747 kJ·mol-1和-3 265 kJ·mol-1,可以证明在苯分子中不存在独立的碳碳双键
D.已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)===2Fe(s)+3CO(g)
ΔH=489.0 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)===CO2(g)
ΔH=-283.0 kJ·mol-1
C(石墨)+O2(g)===CO2(g)
ΔH=-393.5 kJ·mol-121世纪教育网
则4Fe(s)+3O2(g)===2Fe2O3(s)
ΔH=-1 641.0 kJ·mol-1
2.(2010浙江理综,12)下列热化学方程式或离子方程式中,正确的是(  )。
A.甲烷的标准燃烧热为-890.3 kJ·mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
B.500 ℃、30 MPa下,将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,其热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
ΔH=-38.6 kJ·mol-1
C.氯化镁溶液与氨水反应:Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
D.氧化铝溶于NaOH溶液:Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]-
3.(2012江苏化学,2)下列有关化学用语表示正确的是(  )。
A.乙酸的结构简式:C2H4O2
B.F-的结构示意图:
C.中子数为20的氯原子:Cl
D.NH3的电子式:
考向分析
近几年所考查的热点:①热化学方程式的书写;②盖斯定律的应用;③燃烧热的意义及有关计算;④化学用语的书写及判别。

热点例析
热点一、热化学方程式的书写及计算
【例1】依据事实,写出下列反应的热化学方程式。
(1)在25 ℃、101 kPa下,1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为
________________________________________________________________________。
(2)若适量的N2和O2完全反应,每生成23 g NO2需要吸收16.95 kJ热量,则表示N2和O2完全反应的热化学方程式为______________________________________________。
(3)已知拆开1 mol H—H键,1 mol N—H键,1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为_______________________。
(4)在25 ℃、101 kPa下,已知SiH4气体在氧气中完全燃烧后恢复至原状态,平均每转移1 mol电子放热190.0 kJ,该反应的热化学方程式是__________________________。21世纪教育网
思路点拨 热化学方程式的书写一般是结合计算进行考查,所以应分两步:
(1)写:首先根据题意书写化学方程式,特别注意:①要注明物质的聚集状态;②虽然热化学方程式的计量数可以是分数,但我们书写时一般选比较常规的,如最简整数比或与题中所给信息相同的,这样才能与标准答案相符。
(2)算:根据题意计算反应热,注意:①计算时,一般先把所给已知量换算成物质的量,然后进行计算;②热化学方程式中ΔH值一定要与方程式中的化学计量数成比例;③要注明ΔH的单位和“+”“-”符号。
即时训练1 根据下面能量变化示意图,请写出NO和CO2 反应的热化学方程式__________________。
热点二、盖斯定律
【例2】利用N2和H2可以实现NH3的工业合成,而氨又可以进一步制备硝酸,在工业上一般可进行连续生产。请回答下列问题:
已知:N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=+180.5 kJ·mol-1
N2(g)+3H2(g)??2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1
若有17 g氨气经催化氧化完全反应生成一氧化氮气体和水蒸气,所放出的热量为____________。
方法归纳 (1)运用盖斯定律的技巧:参照目标热化学方程式设计合理的反应途径,对原热化学方程式进行恰当“变形”(反写、乘除某一个数),然后方程式之间进行“加减”,从而得出求算新热化学方程式反应热(ΔH)的关系式。
(2)具体方法:①热化学方程式乘以某一个数时,反应热也必须乘上该数;②热化学方程式“加减”时,同种物质之间可相“加减”,反应热也随之“加减”。
(3)将一个热化学方程式颠倒时,ΔH的“+”“-”号也随之改变,但数值不变。
即时训练2 将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一。已知:
TiO2(s)+2Cl2(g)===TiCl4(l)+O2(g) ΔH=+140.5 kJ· mol-1
C(s,石墨)+1/2O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1
则反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s,石墨)===TiCl4(l)+2CO(g) 的ΔH是(  )。
A.+80.5 kJ·mol-1 B.+30.0 kJ·mol-1
C.-30.0 kJ·mol-1 D.-80.5 kJ·mol-1
热点三、燃烧热和中和热
【例3】在25 ℃、101 kPa时,CH4(g)、H2(g)、C(s)的燃烧热分别是-890.3 kJ·mol-1、-285.8 kJ·mol-1和-393.5 kJ·mol-1,则CH4(g)===C(s)+2H2(g)的ΔH是(  )。
A.-74.8 kJ·mol-1 B.+74.8 kJ·mol-1
C.-211.0 kJ·mol-1 D.+211.0 kJ·mol-1
归纳总结 正确理解燃烧热和中和热要注意以下两点:
(1)注意量:燃烧热是1 mol物质完全燃烧、中和热是生成1 mol液态水。
(2)注意反应条件:燃烧热是1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量;而中和热是稀的强酸、强碱反应生成1 mol水放出的热量。
即时训练3 下列有关热化学方程式的叙述正确的是(  )。
A.已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,则氢气的燃烧热为285.8 kJ·mol-1
B.已知C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
C.含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7 kJ的热量,则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为NaOH(aq)+CH3COOH(aq)===CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH=-57.4 kJ·mol-1
D.已知2C(s)+2O2(g)===2CO2(g) ΔH1;2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
热点四、胶体的性质及应用21世纪教育网
【例4】下列叙述不正确的是__________。
①使用微波手术刀进行外科手术,可使开刀处的血液迅速凝固而减少失血,与胶体的性质有关
②利用丁达尔效应可以区别溶液与胶体
③电泳现象可证明胶体带电
④用过滤的方法不能分离胶体与溶液
⑤工业生产的有色玻璃属于胶体
⑥在饱和氯化铁溶液中逐滴加入NaOH溶液,生成Fe(OH)3胶体
⑦清晨,在茂密的树林中,常常可以看到从树叶间透过的一道道光柱,与胶体的性质有关
⑧发电厂用高压电除去黑烟中炭粒,使黑烟变成白烟,减少污染,利用了胶体的性质
归纳总结 (1)胶体区别于其他分散系的本质特征是胶粒直径在1~100 nm之间。
(2)胶体可以是液体,也可以是固体、气体,如烟、云、雾、有色玻璃等。
(3)丁达尔效应是物理变化,不是化学变化。
(4)胶体是电中性的,所谓“胶体带电”,实质上是胶粒吸附电荷带电,而整个胶体不显电。同种胶粒带相同的电荷,所以胶体能比较稳定存在,如果加入带相反电荷胶粒的胶体或电解质溶液,胶体就会发生聚沉。
(5)电泳现象证明了胶粒是带电的,电泳现象是胶粒定向移动产生的,并没有发生聚沉。
(6)有些胶体遇足量强碱或强酸时,先聚沉形成沉淀,后沉淀溶解形成溶液,如Fe(OH)3胶体遇强酸溶液、Al(OH)3胶体遇强碱溶液。
误区警示
1.当比较反应热大小时,忽视反应热中的“-”号
2.混淆反应热ΔH单位的意义
反应热ΔH的单位为kJ· mol-1中“ mol-1”是指每摩尔这样的化学反应,而不是指反应中的某种物质。如H2 (g)+O2(g)===H2O (l) ΔH=-285.5 kJ·mol-1是指“每摩尔H2(g)+O2(g)===H2O(l)的反应 ”,放出285.5 kJ的能量,而不是指H2(g)、O2(g) 、H2O(l)的物质的量。
3.混淆反应热与可逆反应的关系
反应热与化学平衡的移动无关,因为热化学方程式中的ΔH表示的是反应进行到底时的能量变化。如 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH =-92.4 kJ·mol-1 是指1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全反应生成2 mol NH3(g)时放出的热量为92.4 kJ。
4.与水反应生成碱的氧化物不一定属于碱性氧化物,与H2O反应生成酸的氧化物不一定是酸性氧化物。21世纪教育网
5.同素异形体混合在一起为混合物而不是纯净物,虽然它们都是由同种元素组成,但它们的结构不同,故它们混合在一起为混合物。
跟踪练习 判断正误:(正确的打“√”号,错误的打“×”号)
1.由H2 (g)+O2(g)===H2O(g) ΔH1,H2 (g)+O2(g)===H2O(l) ΔH2,可知ΔH2>ΔH1。
2.一定条件下N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH =-92.4 kJ·mol-1 ,在此条件下,将1 mol N2(g)和3 mol H2(g)充入密闭容器中充分反应后放出的热量为92.4 kJ。
3.蔗糖、葡萄糖溶液均属于胶体。
4.淀粉溶液、蛋白质溶液均属于胶体。
5.Na2O2与水反应生成碱,NO2与H2O反应生成酸,所以Na2O2属于碱性氧化物,NO2属于酸性氧化物。
6.只由一种元素组成的物质一定属于纯净物。
1.(2012杭州西湖高级中学质检,8)分类法在化学的发展中起到非常重要的作用,下列分类标准合理的是(  )。
①根据氧化物的组成元素将氧化物分成酸性氧化物、碱性氧化物和两性氧化物
②根据反应中是否有电子转移将化学反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应
③根据分散系是否有丁达尔效应将分散系分为溶液、胶体和浊液
④根据反应中的热效应将化学反应分为放热反应和吸热反应
⑤根据其水溶液能否导电将化合物分为电解质和非电解质
A.②④ B.②③④ C.①③⑤ D.①②④⑤[来源:21世纪教育网]
2.下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是(  )。21世纪教育网
A.生成物能量一定低于反应物总能量
B.放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率
C.应用盖斯定律,可计算某些难以直接测量的反应焓变
D.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
3.下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系,据此判断下列说法中正确的是(  )。
A.石墨转变为金刚石是吸热反应
B.白磷比红磷稳定
C.S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1
S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2
则ΔH1>ΔH2
D.CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH1>0
4.下列用品的有效成分及用途对应错误的是(  )。
21世纪教育网
A
B
C
D
用品
有效成分
NaCl
Na2CO3
Al(OH)3
Ca(ClO)2
用途
作调味品
作发酵粉
作抗酸药
作消毒剂
5.已知胆矾溶于水时溶液温度降低。胆矾分解的热化学方程式为CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l) ΔH=+Q1 kJ·mol-1 室温下,若将1 mol无水硫酸铜溶解为溶液时放热Q2 kJ,则Q1与Q2的关系为(  )。
A.Q1>Q2 B.Q1=Q2 C.Q16.(1)(2012北京理综26题部分)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A,可实现氯的循环利用。反应A:4HCl+O22Cl2+2H2O21世纪教育网
已知:i.反应A中, 4mol HCl被氧化,放出115.6 kJ的热量。
ii.
①H2O的电子式是___________________________________________________________。21世纪教育网
②反应A的热化学方程式是___________________________________________________。
③断开1 mol H—O 键与断开 1 mol H—Cl 键所需能量相差约为________kJ,H2O中H—O键比HCl中H—Cl键________(填“强”或“弱”)。
(2)氮的氧化物、甲烷均对空气造成污染。用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2
若1 mol CH4将NO2还原至N2,整个过程中放出的热量为867 kJ,则ΔH2=________。
7.(1)铝是地壳中含量最高的金属元素,其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛。
真空碳热还原氯化法可实现由铝土矿制备金属铝,其相关反应的热化学方程式如下:
Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)===3AlCl(g)+3CO(g) ΔH=a kJ·mol-1
3AlCl(g)===2Al(l)+AlCl3(g) ΔH=b kJ·mol-1
①反应Al2O3(s)+3C(s)===2Al(l)+3CO(g)的ΔH=________kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示)。
②Al4C3是反应过程中的中间产物。Al4C3与盐酸反应(产物之一是含氢量最高的烃)的化学方程式为___________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)肼可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。
已知:①N2(g)+2O2(g)===N2O4(l) ΔH1=-19.5 kJ·mol-1
②N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534.2 kJ·mol-1
写出肼和N2O4反应的热化学方程式____________________________________________。
参考答案
命题调研·明晰考向
真题试做
1.B 解析:1 mol冰熔化吸收6.0 kJ热量,可破坏氢键0.3 mol,×100%=15%,A项正确;加入醋酸钠后溶液中CH3COO-浓度增大,电离平衡向左移动,电离程度减小,但Kc只受温度影响,温度不变,则Kc不变,B错误;由燃烧热写出三者燃烧的热化学方程式,然后根据盖斯定律可写出环己烷转化为环己烯的热化学方程式,同理写出环己烷转化为苯的热化学方程式,两者的反应热不是三倍关系,C项正确;由盖斯定律可知D项也正确。
2.D 解析:A中的水应为稳定的液态水;B中N2和H2生成NH3的反应为可逆反应,故本题中该反应的ΔH应该小于-38.6 kJ·mol-1;C中的一水合氨为弱电解质,应写其化学式。
3.B 解析:乙酸的结构简式为CH3COOH,C2H4O2为其分子式,A错;中子数为20的氯原子应表示为Cl,C错;NH3的电子式为H∶N,··∶H,D错。
精要例析·聚焦热点
热点例析
【例1】 答案:(1)CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-725.76 kJ·mol-1
(2)N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH=+67.8 kJ·mol-1
(3)N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1
(4)SiH4(g)+2O2(g)===SiO2(s)+2H2O(l) ΔH=-1 520 kJ·mol-1
解析:(1)首先写出CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l),然后计算,n(CH3OH)=,所以1 mol CH3OH燃烧放热725.76 kJ;(3)首先写出N2(g)+3H2(g)??2NH3(g),发生上述反应断裂1 mol N≡N键、3 mol H—H键,形成6 mol N—H键,放出热量=(391 kJ×6-436 kJ×3-946 kJ)=92 kJ;(4)SiH4(g)+2O2(g)===SiO2(s)+2H2O(l),上述反应转移电子数为8,放出热量为190.0 kJ×8=1 520 kJ。
【即时训练1】 答案:NO(g)+CO2 (g)===NO2(g)+CO(g) ΔH=+234 kJ·mol-1
解析:依据能量守恒可知此反应为吸热反应,生成物总能量与反应物总能量的差为(368-134)kJ·mol-1 。
【例2】 答案:226.25 kJ
解析:首先给方程式及ΔH编号,分别为①、②、③及ΔH1、ΔH2、ΔH3,并写出氨气催化氧化方程式4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g)+6H2O(g),依据化学方程式中有4NH3(g)、4NO(g)和6H2O(g),所以应该用方程式①×2+③×3-②×2,此反应的反应热ΔH=ΔH1×2+ΔH3×3-ΔH2×2,4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-905 kJ·mol-1,n(NH3)==1 mol,放出热量==226.25 kJ。
【即时训练2】 D 解析:前式+后式×2得所求反应的热化学方程式,其中ΔH=+140.5 kJ·mol-1+(-110.5 kJ·mol-1)×2=-80.5 kJ·mol-1。
【例3】 B 解析:依据燃烧热定义写出热化学方程式:①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-890.3 kJ·mol-1、②2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2=-571.6 kJ·mol-1、③C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH3=-393.5 kJ·mol-1,①-②-③即得CH4(g)===C(s)+2H2(g),所以ΔH=ΔH1-ΔH2-ΔH3。
【即时训练3】 A 解析:B项,由反应表现为吸热可知,金刚石具有的能量大于石墨所具有的能量,故金刚石不如石墨稳定;C项,因醋酸为弱酸,它的电离过程,首先表现为吸热,故等物质的量醋酸与盐酸相比,它们与碱反应所放出的热量,前者要少,故C项错误;D项,前者为碳的充分燃烧,后者为不充分燃烧,故前者放出热量大于后者,则ΔH1<ΔH2,D错误。
【例4】 答案:③⑥
解析:①利用了胶体的聚沉;③胶体带电应是胶粒带电,错误;④胶粒和溶质均能透过滤纸,正确;⑥生成的是Fe(OH)3沉淀,错误;⑧利用了胶粒带电,具有电泳现象。
误区警示
【跟踪练习】 答案:× × × √ × ×
解析:1.因为第二个反应放出的热量多,但ΔH是负值,应为ΔH1>ΔH2,错误;2.此反应为可逆反应,不能进行到底,错;3.蔗糖、葡萄糖均溶于水,属于溶液,错;5.Na2O2与水反应不仅生成碱,还生成O2,NO2与H2O反应不仅生成酸,还生成NO,均属于氧化还原反应,错误;6.O2与O3混合形成的是混合物,错误。
创新模拟·预测演练
1.A 解析:③划分溶液、胶体和浊液的依据是分散质粒子直径的大小,所以③错;⑤中SO3、NH3、CO2等的水溶液导电,而SO3、NH3、CO2不是电解质,因为在水溶液中不是因为它们本身电离而导电,所以⑤错,排除法,答案选A。
2.C 解析:生成物的总能量低于反应物的总能量的反应,是放热反应,若是吸热反应则相反,故A错;反应速率与反应是吸热还是放热没有必然的联系,故B错;C是盖斯定律的重要应用,正确;根据ΔH=生成物的焓-反应物的焓可知,焓变与反应条件无关,故D错。
3.A 解析:从图像1可知,金刚石所具有的能量高于石墨,故A正确;能量越高越不稳定,B错;C项,因S(s)→S(g),要吸收能量,故ΔH1<ΔH2;D项,由图4可以看出,反应物具有的总能量大于生成物所具有的总能量,故表现为放热,ΔH1<0。
4.B 解析:食盐的有效成分是氯化钠,主要用作调味品,A对;小苏打的有效成分是碳酸氢钠,不是碳酸钠,B错;氢氧化铝能消除胃酸,常用作抗酸药,C对;漂白粉的有效成分是次氯酸钙,作消毒剂,D对。
5.A 解析:设计过程,先把1 mol CuSO4(s)变为CuSO4·5H2O(s)放出Q1 kJ的热量,然后CuSO4·5H2O(s)溶于水再吸收热量(设吸热x kJ),则整个过程共放热(Q1-x) kJ,则Q1-x=Q2,所以Q1>Q2。
6.答案:(1)①H∶∶H
②4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-115.6 kJ·mol-1
③32 强
(2)-1 160 kJ·mol-1
解析:(1)由题给条件可知,4 mol HCl被氧化,放出热量为115.6 kJ,可知ΔH=-115.6 kJ·mol-1;由ΔH=-(生成物键能之和-反应物键能之和)可得,E(H—O)-E(H—Cl)=[115.6+(498-2×243)]/4 kJ·mol-1=31.9 kJ·mol-1,键能越大,化学键越稳定、越强,所以水中的H—O键比氯化氢中H—Cl键强。(2)由信息可知所写方程式中无NO,两式相加得2CH4(g)+4NO2(g)===2N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g),所以-867 kJ·mol-1×2=ΔH1+ΔH2。
7.答案:(1)①a+b ②Al4C3+12HCl===4AlCl3+3CH4↑
(2)2N2H4(l)+N2O4(l)===3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 048.9 kJ·mol-1
解析:(1)①上述两式相加即得Al2O3(s)+3C(s)===2Al(l)+3CO(g),所以ΔH=(a+b)kJ·mol-1;②反应物为Al4C3和HCl,生成物为AlCl3+CH4,配平即可。(2)肼与N2O4反应生成N2和水蒸气:2N2H4+N2O4===3N2+4H2O,观察已知的两个热化学方程式可知,②×2-①得:2N2H4(l)+N2O4(l)===3N2(g)+4H2O(g) ΔH=ΔH2×2-ΔH1=-1 048.9 kJ·mol-1。
第2讲 常见金属元素单质及其重要化合物
真题试做
1.(2011广东高考,10)某同学通过系列实验探究Mg及其化合物的性质,操作正确且能达到目的的是(  )。
A.将水加入浓硫酸中得到稀硫酸,置镁片于其中探究Mg的活泼性
B.将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中,观察Mg(OH)2沉淀的生成
C.将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤,洗涤并收集沉淀
D.将Mg(OH)2沉淀转入表面皿中,加足量稀盐酸,加热蒸干得无水MgCl2固体
2.(2011山东高考,12)Al、Fe、Cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是(  )。
A.三者对应的氧化物均为碱性氧化物
B.三者的单质放置在空气中均只生成氧化物
C.制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法
D.电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液在阴极上依次析出Cu、Fe、Al
3.(2010课标全国理综,26部分)物质A~G有下图所示转化关系(部分反应物、生成物没有列出)。其中A为某金属矿的主要成分,经过一系列反应可得到B和C。单质C可与E的浓溶液发生反应,G为砖红色沉淀。
请回答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式:B__________、E__________、G__________。
(2)利用电解可提纯C物质,在该电解反应中阳极物质是________,阴极物质是________,电解质溶液是________。
(3)反应②的化学方程式是________________________________。
考向分析
近几年考查的热点:钠及其化合物(Na2O2、NaHCO3、Na2CO3)的性质;Al及其化合物的两性;Fe2+与Fe3+之间的转换关系及鉴别;铜的冶炼及铜的化合物[铜绿、CuO、Cu(OH)2]的性质。

热点例析
热点一、金属单质及其冶炼
【例1】为了确定一批合金废料的成分并加以回收利用,某同学拟定了以下实验方案:
(已知Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑)请回答下列问题:
(1)从上述信息可确定该合金中一定含有Fe和______(填化学式)。
(2)“试剂a”是一种不引入杂质的绿色氧化剂,该氧化剂的化学式为______;滤渣D、稀硫酸和试剂a总反应的化学方程式为______________________________________。
(3)若反应①产生的气体是H2,则验证滤液A只含NaAlO2不含Na2SiO3的方法是:取少量滤液A于试管中,____________________;如果滤液A只含NaAlO2而不含Na2SiO3,则反应①的离子方程式为____________________________。
思路点拨 金属单质及其化合物的基础知识
金属活动性顺序表
K Ca Na
Mg Al
Zn[来源:21世纪教育网]
Fe Sn Pb
(H)
Cu Hg Ag
Pt Au[来源:21世纪教育网]
性质变化规律
和水的反应21世纪教育网
与冷水剧烈反应
与沸水缓慢反应21世纪教育网
与高温水蒸气反应21世纪教育网
—21世纪教育网
不跟水反应21世纪教育网[来源:21世纪教育网]21世纪教育网
生成碱和氢气
生成氧化物和氢气
和酸的反应
剧烈反应
反应逐渐减缓

不能置换稀酸中的氢
与非氧化性酸反应放出H2;与浓硫酸、浓硝酸及稀硝酸反应,不放出H2,一般产物为:盐+水+成酸元素的低价化合物
与氧化性酸反应(但不放出H2)
只溶于王水
和盐溶液的反应
金属先与水反应生成碱,碱再与盐反应
排在前面的金属可将后面的金属从其盐溶液中置换出来
和氧气的反应
易被氧化
常温生成氧化膜
加热能被氧化

加热能被氧化
不能被氧化
金属活动
性顺序表
K Ca Na
Mg Al
Zn
Fe Sn Pb
(H)
Cu Hg Ag
Pt Au
金属氧化物对应的水化物及碱的热稳定性
氧化物跟水剧烈反应,生成碱,碱受热不易分解
氧化物不溶于水,也不跟水反应,对应碱的热稳定性逐渐减弱
金属的冶炼
电解法
热还原法
煅烧法

电解熔融盐
或氧化物
高温下用CO(或Al)从其氧化物中还原出来


自然界中存在的形式
只以化合态(盐、氧化物)存在
多以化合态存在,但有极少的游离态
只以游离态存在
我们除了应用上述金属活动顺序表进行记忆外,还要注意特性,如Al既与酸反应,也可以与碱反应;Fe、Al在冷浓硫酸或冷浓硝酸的条件下钝化;活泼性很强的金属(如钠、钾)不能把活泼性弱的金属从其盐溶液中置换出来。
即时训练1 (原创组合)下列叙述正确的是____________。
①铜具有良好的导电性,常用来制作印刷电路板,但在潮湿空气中长期保存表面会有铜绿生成
②称取等质量的两份铝粉,分别加入过量的稀盐酸和过量的NaOH溶液,充分反应后,放出氢气的体积(同温同压下)相等
③向FeCl3溶液中加入过量铁粉,溶液由棕黄色变为浅绿色
④铝合金的大量使用归功于人们能使用焦炭等还原剂从氧化铝中获得铝
⑤Na可以把硫酸铜溶液中的Cu置换出来
⑥铝箔在空气中受热可以熔化,由于氧化膜的存在,熔化的铝并不滴落
⑦镁条在空气中燃烧生成的氧化物是MgO,可知钠在空气中燃烧生成的氧化物是Na2O
⑧钠在空气中燃烧,发出黄色的火焰,生成淡黄色固体
⑨目前我国流通的硬币是由合金材料制造的
⑩铁不与水反应,所以铁锅可以烧水做饭
热点二、常见金属氧化物和氢氧化物
【例2】某混合物X由Cu、SiO2、Al2O3、Fe2O3中的一种或几种物质组成,进行如下实验。
请回答下列问题:
(1)经Ⅰ得到蓝色溶液,该过程中一定发生的化学反应是(用离子方程式表示)________、__________________。
(2)X中一定含有的物质是________。反应Ⅱ的化学方程式是_____________________。
(3)为进一步确定上述混合物X的成分,另取9.08 g X进行如下实验。
①加入足量的NaOH溶液,过滤,将滤渣在氮气气流中干燥得固体m g。
②向滤渣中加入过量盐酸,过滤,将滤渣在氮气气流中干燥得固体n g。
上述①②由于缺少________步骤(填操作名称),使得测定的质量m、n均________。
③按正确步骤重新进行实验后得到m=6.08 g、n=1.6 g。计算原混合物中各成分的质量之比是________。(不必化简)
思路点拨 1.物理性质:
Na2O(白色)、Na2O2(淡黄色)、MgO(白色粉末、熔点高)、Al2O3(白色、熔点高)、Fe2O3(红棕色)、FeO(黑色)、Fe3O4(黑色、具有磁性)、CuO(黑色)、Cu(OH)2(蓝色)、Fe(OH)2(白色)、Fe(OH)3(红褐色)。
2.化学性质:
(1)规律:
①金属氧化物
②碱的稳定性,四大强碱[NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2]均溶于水,受热均不分解,对应的氧化物(Na2O、Na2O2、K2O、BaO、CaO)也与水剧烈反应,生成碱;其他金属氢氧化物一般不溶于水、受热分解,对应的氧化物一般也不与水反应,如Cu(OH)2、Mg(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3等。
(2)特性:
①金属氧化物:Na2O2可分别与水、CO2反应生成氧气;Al2O3与强碱反应生成偏铝酸盐;FeO、Fe3O4与强氧化性酸反应被氧化生成三价铁。
②碱:Al(OH)3既与酸反应又与强碱反应;Fe(OH)2极易被氧化,在空气中白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。
即时训练2 下列说法正确的是(  )。
A.Al(OH)3能与NaOH溶液反应,则Al(OH)3也能与氨水反应
B.过氧化钠能与二氧化碳反应产生氧气,可用作高空飞行或潜水的供氧剂
C.Fe(OH)3溶于氢碘酸的离子方程式为Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O
D.等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应,在同温同压下,生成的CO2体积相同
热点三、金属阳离子的检验
【例3】下列说法正确的是(  )。
A.用氨水鉴别Al3+、Mg2+、Ag+
B.向某溶液中加入2滴KSCN溶液,溶液不显红色。再向溶液中加入几滴新制的氯水,溶液变为红色,该溶液中不一定含有Fe2+
C.NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3五种溶液,用烧碱溶液就可把它们鉴别开来
D.要证明Fe3+溶液中含有Fe2+可以用NH4SCN溶液和氯水
方法规律常见金属阳离子的鉴别方法
鉴别方法
离子
试剂
现象
沉淀法
Al3+
NaOH溶液
白色沉淀→消失
Cu2+
蓝色沉淀
Fe2+
白色沉淀→灰绿色→红褐色
Fe3+
红褐色沉淀
显色法
Fe3+
KSCN
溶液变为红色
淀粉KI
变蓝
Fe2+
酸性高锰酸钾
紫色褪去
KSCN、氯水
无现象→红色
Na+
铂丝和稀盐酸
火焰为黄色
K+
火焰为紫色(透过蓝色钴玻璃)
  注意:阳离子的检验除了一些特殊的方法外,我们一般用NaOH溶液即可鉴别。
即时训练3 有一瓶无色溶液,可能含有Na+、K+、Al3+、Mg2+、NH、Cl-、SO、HCO、MnO离子中的几种。为确定其成分,进行如下实验:
①取少许溶液,逐渐加入过量的Na2O2固体,产生无色无味的气体和白色沉淀且白色沉淀逐渐增多后又部分溶解;
②另取部分溶液,加入HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀产生;
③用洁净的铂丝蘸取原溶液在酒精灯火焰上灼烧,观察到黄色火焰。
下列推断正确的是(  )。
A.肯定有Na+、Al3+、Mg2+、SO
B.肯定有Na+、Mg2+、Al3+、HCO
C.肯定没有K+、HCO、MnO
D.肯定没有K+、NH、Cl-
误区警示
1.忽视金属单质与溶液中的水反应
如把Na投入到硫酸铜溶液中的现象,常错解为有红色沉淀生成,正确解答:Na熔化成小球,在液面上不断游动,并发出“嘶嘶”的响声,最后消失,溶液中有蓝色沉淀生成。
2.混淆Fe与HNO3反应产物与反应物量的关系
Fe少量生成Fe3+,如果Fe过量,HNO3反应完后,过量的Fe会与Fe3+反应最后生成Fe2+。
3.错误认为Na在氧气中燃烧产物与氧气的量有关
Na与氧气反应,产物与反应条件有关,Na暴露在空气中首先被O2氧化生成Na2O,而在空气中或氧气中燃烧,不论氧气是否足量均生成Na2O2。
4.正确理解焰色反应
焰色反应是物理变化,是元素的物理性质,如钠,不论是单质钠,还是化合态的钠,焰色反应均是黄色;观察钾的焰色反应时要透过蓝色钴玻璃。
5.混淆碱性强弱
Al(OH)3可溶于强碱,但不与弱碱(如氨水)反应。
跟踪练习 判断正误:(正确的打“√”号,错误的打“×”号)
1.过量Fe在少量氯气中燃烧生成FeCl2。
2.Fe2(SO4)3溶液加热蒸干后得到的固体仍为Fe2(SO4)3。
3.用铂丝蘸取少许溶液,并在酒精灯火焰上灼烧,焰色反应为黄色,一定含有钠元素,一定无钾元素。
4.向AlCl3溶液中滴加氨水至过量,看到的现象为先有白色沉淀,最后白色沉淀消失。
5.向NaOH溶液中逐滴滴加AlCl3溶液至过量,看到的现象为先有白色沉淀,最后白色沉淀消失。
6.金属钠放入FeCl3溶液中,先把Fe3+还原成Fe2+,最后再还原为Fe单质。
1.下列实验的前后,铜的质量一定发生变化的是(  )。
A.铜丝在空气中灼烧后立即插入乙醇
B.铜片放入酸化的硝酸钠溶液
C.铜和铁的混合物放入稀硝酸
D.铜、锌、稀硫酸构成的原电池放电
2.已知A、B为单质,C为化合物。能实现上述转化关系的是(  )。
A+BCCA+B
①若C溶于水后得到强碱溶液,则A可能是Na
②若C溶液遇Na2CO3放出CO2气体,则A可能是H2
③若C溶液中滴加KSCN溶液显血红色,则B可能为Fe
④若C溶液中滴加NaOH溶液有蓝色沉淀生成,则B可能为Cu
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
3.(2012浙江浙南、浙北部分学校联考,13)根据下列框图,下列说法正确的是(  )。
A.M、E都是第四周期中的过渡元素,E的金属活动性比M的金属活动性强,E3+的氧化性比M2+的氧化性弱
B.反应①、②、③、④、⑤都属于氧化还原反应,且在反应①和③中硫酸都是既表现了酸性、又表现了氧化性
C.反应④、⑥的离子方程式分别可表示为:E3++SCN-===E(SCN)2+、3NH3·H2O+E3+===E(OH)3↓+3NH
D.用K2EO4、Zn可制成一种高能电池,该电池中负极的电极反应式为:EO+4H2O+3e-===E(OH)3+5OH-
4.下列各组物质混合后,不能同时产生无色气体和白色沉淀的是(  )。
A.少量过氧化钠投入AlCl3溶液
B.Ba(OH)2溶液与(NH4)2SO4溶液
C.FeCl3溶液与NaHCO3溶液混合加热
D.明矾溶液与小苏打溶液混合
5.(2012绍兴部分重点中学模拟,12)将0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1 mol·L-1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是(  )。
6.(2012温州十校联考,28)0.80 g CuSO4·5H2O样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如下图所示。
请回答下列问题:
(1)试确定200 ℃时固体物质的化学式________(要求写出推断过程);
(2)取270 ℃所得样品,于570 ℃灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体,该反应的化学方程式为____________。把该黑色粉末溶解于稀硫酸中,经浓缩、冷却,有晶体析出,该晶体的化学式为________________,其存在的最高温度是________;
(3)上述氧化性气体与水反应生成一种化合物,该化合物的浓溶液与Cu在加热时发生反应的化学方程式为____________________;
(4)在0.10 mol·L-1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌,有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成,当溶液的pH=8时,c(Cu2+)=______ mol·L-1(Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20)。若在0.1 mol·L-1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体,使Cu2+完全沉淀为CuS,此时溶液中的H+浓度是______ mol·L-1。
参考答案
命题调研·明晰考向
真题试做
1.B 解析:本题考查镁及其化合物的性质、常见的基本实验操作。稀释浓硫酸时,应将浓硫酸沿着器壁慢慢加入水中,并及时搅拌,A是错误的;过滤时将浊液倒入过滤器需要用玻璃棒引流,因此C不正确;蒸发溶液时应该用蒸发皿而不是表面皿,由于MgCl2水解,所以加热时必须在HCl的气氛中加热才能得到MgCl2固体,所以D不正确,因此只有选项B是正确的。
2.C 解析:铝对应的氧化物Al2O3属于两性氧化物,A不正确;铝属于活泼金属其表面易被空气中氧气氧化形成一层致密的氧化膜而使铝不易被腐蚀;铁放置在空气中可以直接发生化学腐蚀,例如铁与氯气直接反应而被腐蚀;铜放置在空气中会和空气中氧气、二氧化碳和水缓慢反应生成碱式碳酸铜即铜绿,方程式为2Cu+O2+CO2+H2O===Cu2(OH)2CO3,因此选项B不正确;AlCl3、FeCl3、CuCl2均属于强酸弱碱盐,在溶液中会水解生成相应的氢氧化物和HCl,溶液在加热时会促进水解,同时生成的HCl挥发,进一步促进水解,当溶液蒸干后将得不到相应的物质,所以选项C正确;铝属于活泼的金属元素,在水溶液中Al3+不会放电生成铝单质,Fe3+在水溶液中会放电但产物是Fe2+,而不是单质铁,只有Cu2+在阴极上得到电子生成单质铜,所以选项D也不正确。
3.答案:(1)SO2 H2SO4 Cu2O
(2)粗铜 精铜 CuSO4溶液
(3)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
解析:本题突破口为“G为砖红色沉淀”,所以F含有Cu2+,单质C为铜,E为浓硫酸、B为SO2、D为SO3、A为Cu2S。
精要例析·聚焦热点
热点例析
【例1】 答案:(1)Cu (2)H2O2 Cu+H2O2+H2SO4===CuSO4+2H2O
(3)逐滴滴加稀盐酸(或稀硫酸)至过量,先产生白色沉淀,然后沉淀完全溶解 2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑
解析:(3)如果含有Na2SiO3,则Na2SiO3与酸反应生成H2SiO3沉淀,此沉淀不与过量的酸反应,所以最终白色沉淀不消失。
【即时训练1】 答案:①②③⑥⑧⑨
解析:依2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑、2Al+6H+===2Al3++3H2↑可知②正确;由Fe+2Fe3+===3Fe2+可知③正确;铝的冶炼是电解熔融的Al2O3,④错误;⑤Na先与溶液中的水反应,不能置换出Cu,错误;⑥铝箔表面的氧化膜(Al2O3)的熔点很高,正确;⑦应该生成Na2O2,错误;⑩铁可以与灼热的水蒸气反应,生成Fe3O4和H2,错误。
【例2】 答案:(1)Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O Cu+2Fe3+===2Fe2++Cu2+
(2)Cu、Fe2O3、SiO2 SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O
(3)洗涤 偏高 m(Fe2O3)∶m(Cu)∶m(SiO2)=3.2∶2.88∶3.0
解析:(1)Cu不与盐酸反应,但经Ⅰ得到的蓝色溶液中一定含有Cu2+,所以上述混合物中一定含有Cu和Fe2O3,Fe2O3与盐酸反应生成的Fe3+把Cu氧化为Cu2+。(2)因为SiO2完全溶于过量的NaOH溶液,所以1.6 g固体C为Cu,B中含有3.0 g SiO2。(3)①后的滤渣为Cu和Fe2O3,质量为6.08 g,质量减轻3.0 g是SiO2的质量,所以X中无Al2O3;设6.08 g中含Cu物质的量为x、Fe2O3物质的量为y,依Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O、2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+可知参加反应②的n(Fe2O3)=n(Cu),所以y=x-、6.08 g=64 g·mol-1 x+160 g·mol-1 y,解方程组x=0.045 mol、y=0.02 mol,m(Fe2O3)=160 g·mol-1×0.02 mol=3.2 g、m(Cu)=64 g·mol-1×0.045 mol=2.88 g。
【即时训练2】 B 解析:Al(OH)3不能与弱碱反应,A错误;Fe3+具有氧化性、I-具有还原性,所以产物含有Fe2+、I2,C错误;生成1 mol CO2分别需要84 g NaHCO3、106 g Na2CO3,D错误。
【例3】 C 解析:氨水无法鉴别Al3+、Mg2+,A错误;该溶液中一定含有Fe2+,B错误;分别向NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3溶液中滴加NaOH溶液的现象分别为无明显现象、先有白色沉淀后变为灰绿色最后变成红褐色、红褐色沉淀生成、白色沉淀生成且不消失、先有白色沉淀生成,然后消失,C正确;不论有没有Fe2+,溶液均变成红色,D错误。
【即时训练3】 A 解析:无色排除MnO,①2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,由生成无色无味的气体可知一定无NH,白色沉淀逐渐增多后又部分溶解可知一定含有Al3+、Mg2+;由②可知一定含有SO;由③可知一定含有Na+,因为没有透过蓝色钴玻璃,所以不能确定K+是否存在。
误区警示
【跟踪练习】 答案:× √ × × × ×
解析:1.不是在水溶液中进行的反应,所以过量的铁也不会与FeCl3反应,最终只生成FeCl3,错误;2.H2SO4是难挥发性酸,水解不会进行到底,正确;3.应该透过蓝色钴玻璃观察是否有紫色火焰才能确认是否含有K元素,错误;4.氨水是弱碱,错误;5.一开始NaOH过量应该生成可溶性NaAlO2,随着AlCl3溶液的增多,当NaOH反应完后,过量的Al3+会与AlO反应生成白色沉淀Al(OH)3,错误;6.金属钠先与水反应,错误。
创新模拟·预测演练
1.B 解析:A、D中铜的质量一定不变;C选项中如果铁过量则铜的质量不变;B选项中Cu会与H+、NO反应,质量一定减少。
2.D 解析:电解水溶液一定不会生成金属钠及金属铁,①③错误;②盐酸与Na2CO3反应生成CO2,A、B、C分别为H2、Cl2、HCl,正确;④A、B、C分别为Cl2、Cu、CuCl2,正确。
3.C
4.C 解析:A中过氧化钠与水反应生成氧气和氢氧化钠,NaOH与AlCl3反应生成氢氧化铝白色沉淀;B中生成了NH3和硫酸钡白色沉淀;C中Fe3+与HCO可发生相互促进的水解反应,有Fe(OH)3红褐色沉淀和CO2气体产生;D中生成的是CO2和氢氧化铝沉淀。
5.C 解析:此题考查了元素化合物、图像数据的处理知识。向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加盐酸时,首先和NaOH反应生成水和氯化钠,当滴入0.1 L时,两者恰好反应完全;继续滴加时,盐酸和Na2CO3开始反应,首先发生:HCl+Na2CO3===NaHCO3+NaCl,不放出气体,当再加入0.1 L时,此步反应进行完全;继续滴加时,发生反应:NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑,此时开始放出气体,分析图像,可知选C。
6.答案:(1)CuSO4·H2O
CuSO4·5H2OCuSO4·(5-n)H2O+nH2O↑
250 18n
0.80 g          0.80 g-0.57 g
               =0.23 g
n=4
(2)CuSO4CuO+SO3↑ CuSO4·5H2O 102 ℃
(3)2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O
(4)2.2×10-8 0.2
解析:(1)读题图可知,在200 ℃时,样品的质量是0.57 g,故可判断失去的水是(0.80-0.57) g=0.23 g,设此时固体是CuSO4·(5-n)H2O,则可写出分解方程式CuSO4·5H2OCuSO4·(5-n)H2O+nH2O↑,根据该方程式列关系式可求得n=4。
(2)若晶体完全失水即变为硫酸铜,则硫酸铜的质量是0.80 g×160/250=0.512 g,由题图可知当温度在258 ℃时,硫酸铜已经完全失去了结晶水,故在570 ℃时是硫酸铜受热分解,根据得到的黑色粉末能溶于稀硫酸可判断黑色粉末是氧化铜,则氧化性的气体是SO3,故可写出硫酸铜分解的方程式;氧化铜与稀硫酸反应经浓缩、冷却后析出的晶体是CuSO4·5H2O,根据图像可知,该晶体存在的最高温度是102 ℃。
(3)SO3与水反应生成了硫酸,浓硫酸与铜在加热时发生反应。
(4)因为pH=8时,c(OH-)=10-6 mol·L-1,又因Ksp=c(Cu2+)·c2(OH-),故c(Cu2+)=Ksp/c2(OH-),代入数据得c(Cu2+)=2.2×10-8mol·L-1;由Cu2++H2S===CuS↓+2H+可判断此时溶液中的氢离子浓度是0.2 mol·L-1。
第4讲 有机化学基础
真题试做
1.(2012浙江理综,11)下列说法正确的是(  )。
A.按系统命名法,化合物
CH3CH2CHCH2CH2CH(CH3)2CH(CH3)2的名称为2,6二甲基5乙基庚烷
B.丙氨酸和苯丙氨酸脱水,最多可生成3种二肽
C.化合物是苯的同系物
D.三硝酸甘油酯的分子式为C3H5N3O9
2.(2012浙江理综,7)下列说法不正确的是(  )。
A.利用太阳能在催化剂参与下分解水制氢是把光能转化为化学能的绿色化学方法
B.蔗糖、淀粉、油脂及其水解产物均为非电解质
C.通过红外光谱分析可以区分乙醇与乙酸乙酯
D.石油催化裂化的主要目的是提高汽油等轻质油的产量与质量;石油裂解的主要目的是得到更多的乙烯、丙烯等气态短链烃
3.(2011浙江高考,11)褪黑素是一种内源性生物钟调节剂,在人体内由食物中的色氨酸转化得到。
下列说法不正确的是(  )。
A.色氨酸分子中存在氨基和羧基,可形成内盐,具有较高的熔点
B.在色氨酸水溶液中,可通过调节溶液的pH使其形成晶体析出
C.在一定条件下,色氨酸可发生缩聚反应
D.褪黑素与色氨酸结构相似,也具有两性化合物的特性
4.(2012浙江理综,29)化合物X是一种环境激素,存在如下转化关系:
化合物A能与FeCl3溶液发生显色反应,分子中含有两个化学环境完全相同的甲基,其苯环上的一硝基取代物只有两种。1HNMR谱显示化合物G的所有氢原子化学环境相同。F是一种可用于制备隐形眼镜的高聚物。
根据以上信息回答下列问题:
(1)下列叙述正确的是________。
a.化合物A分子中含有联苯结构单元[来源:21世纪教育网]
b.化合物A可以和NaHCO3溶液反应,放出CO2气体
c.X与NaOH溶液反应,理论上1 mol X最多消耗6 mol NaOH
d.化合物D能与Br2发生加成反应
(2)化合物C的结构简式是________,A→C的反应类型是________。
(3)写出同时满足下列条件的D的所有同分异构体的结构简式(不考虑立体异构)________。
a.属于酯类
b.能发生银镜反应
(4)写出B→G反应的化学方程式____________________________________________。
(5)写出E→F反应的化学方程式_____________________________________________。
5.(2011浙江理综,29)白藜芦醇属二苯乙烯类多酚化合物,具有抗氧化、抗癌和预防心血管疾病的作用。某课题组提出了如下合成路线:
已知:

根据以上信息回答下列问题:
(1)白藜芦醇的分子式是________。
(2)C→D的反应类型是________;E→F的反应类型是______。
(3)化合物A不与FeCl3溶液发生显色反应,能与NaHCO3反应放出CO2,推测其核磁共振氢谱(1HNMR)中显示有________种不同化学环境的氢原子,其个数比为________。
(4)写出A→B反应的化学方程式:___________________________________________。
(5)写出化合物D、E的结构简式:D________,E________。
(6)化合物有多种同分异构体,写出符合下列条件的所有同分异构体的结构简式:____________________________________。
①能发生银镜反应;②含苯环且苯环上只有两种不同化学环境的氢原子。
考向分析
近几年所考查的热点:本部分常常以框图推断题的形式考查:①有机合成及推断;②分子式及化学方程式的书写;③有机物的命名及反应类型的判断;④限制条件的同分异构体数目的判断及书写;⑤有机物的组成、结构、性质、用途及分类。21世纪教育网
热点例析
热点一、官能团与有机物的性质
【例1】某有机物A是农药生产中的一种中间体,其结构简式如图所示。
(1)由A的结构推测,它能____________(填代号)。
a.使溴的四氯化碳溶液褪色
b.使酸性KMnO4溶液褪色
c.与稀硫酸混合加热,可以发生取代反应
d.与Na2CO3溶液反应生成CO2
e.1 mol A与足量的NaOH溶液反应,最多可以消耗3 mol NaOH
f.与NaOH醇溶液混合加热,可以发生消去反应
g.1 mol A与足量的H2反应,最多可以消耗4 mol H2
(2)该有机物中含氧官能团的名称为__________________________________________。
(3)该有机物的分子式为____________________________________________________。
方法技巧 有机物种类繁多,我们记忆起来觉得比较繁琐和困难,但只要我们抓住官能团进行归纳总结 、比较,有机物的结构和性质就迎刃而解。常见官能团与有机物的性质如下表所示:21世纪教育网
有机物分类
官能团
主要化学性质
烷烃

①在光照下发生卤代反应;②不能使酸性KMnO4溶液褪色;③高温分解
不饱和烃
①与X2、H2、HX(X代表卤素)、H2O发生加成反应;②加聚;③易被氧化,可使酸性KMnO4溶液褪色
苯及其同系物

①取代—硝化反应、磺化反应、卤代反应(Fe或Fe3+作催化剂);②与H2发生加成反应;③苯的同系物使酸性KMnO4溶液褪色
卤代烃
—X
①与NaOH溶液共热发生取代反应;②与NaOH醇溶液共热发生消去反应

—OH
①与活泼金属Na等反应产生H2;②消去反应,170 ℃时,分子内脱水生成烯烃;③催化氧化;④与羧酸及无机含氧酸发生酯化反应

—OH
①弱酸性;②遇浓溴水生成白色沉淀;③遇FeCl3溶液呈紫色

①与H2加成生成醇;②被氧化剂〔如O2、[Ag(NH3)2]+、新制的Cu(OH)2等〕氧化
羧酸
①酸的通性;②酯化反应
酯21世纪教育网
发生水解反应,生成羧酸和醇
  即时训练1 有关下图所示化合物的说法不正确的是______。
①既可以与Br2的CCl4溶液发生加成反应,又可以在光照下与Br2发生取代反应[来源:21世纪教育网]
②1 mol该化合物最多可以与3 mol NaOH反应
③既可以催化加氢,又可以使酸性KMnO4溶液褪色
④既可以与FeCl3溶液发生显色反应,又可以与NaHCO3溶液反应放出CO2气体
⑤在浓硫酸作用下加热可以发生消去反应
⑥该有机物苯环上的氢被取代的一氯代物有5种
⑦该有机物分子式为C23H26O6
热点二、有机反应类型
【例2】Grignard试剂(卤代烃基镁)广泛运用于有机合成中,Grignard试剂的合成方法是:RX+MgRMgX(Grignard试剂)。生成的卤代烃基镁与具有羰基结构的化合物(醛、酮等)发生反应,再水解就能合成各种指定结构的醇:
现以2丁烯和必要的无机物为原料合成3,4二甲基3己醇,进而合成一种分子式为C10H16O4的具有六元环的物质J,该物质具有对称性。合成线路如下:
请按要求填空:
(1)3,4-二甲基-3-己醇是__________(填字母代号),G的结构简式是____________。
(2)反应①~⑧中属于取代反应的是________(填反应代号,下同),属于酯化反应的是________,属于加成反应的是________,属于消去反应的是________。
(3)写出下列化学反应方程式(有机物请用结构简式表示):
A―→B________________________________________________________________________。
I―→J________________________________________________________________________。
名师点拨推断反应类型常用的方法
(1)由官能团转化推测反应类型,特别是推断题中所给信息的反应类型时,如例2中③的反应类型,我们一定要从断键、成键的角度分析各反应类型的特点:如取代反应的特点是“有上有下或断一下一上一”(断了一个化学键,下来一个原子或原子团,上去一个原子或原子团);加成反应的特点是“只上不下或断一加二,从哪里断从哪里加”;消去反应的特点是“只下不上”。
(2)由反应条件推测反应类型
①在NaOH水溶液的条件下,除羧酸、酚发生的是中和反应外,其他均是取代反应,如卤代烃的水解、酯的水解。
②在NaOH醇溶液的条件下,卤代烃发生的是消去反应。
③在浓硫酸作催化剂的条件下,除醇生成烯是消去反应外,其他大多数是取代反应,如醇变醚、苯的硝化、酯化反应。
④在稀硫酸的条件下大多数反应是取代反应,如酯的水解、糖类的水解、蛋白质的水解。
⑤Fe或FeBr3作催化剂,苯环的卤代;光照条件下,烷烃的卤代。
(3)注意:取代反应是有机反应类型考查时的常考点,其包括范围很广,如烃的卤代反应、硝化反应,醇分子间的脱水,苯酚的溴代反应,酸与醇的酯化反应,卤代烃、酯、油脂的水解反应等。
热点三、同分异构体
【例3】Ⅰ.分子式为C8H8O的F是高分子光阻剂生产中的主要原料。F具有如下特点:①能跟FeCl3溶液发生显色反应;②能发生加聚反应;③苯环上的一氯代物只有两种。
(1)F在一定条件下发生加聚反应的化学方程式为__________________________。
(2)化合物G是F的同分异构体,属于芳香族化合物,能发生银镜反应。G有多种结构,写出其中一种的结构简式____________________。
Ⅱ.芳香族化合物E的分子式是C8H8Cl2。E的苯环上的一溴取代物只有一种,则E的所有可能的结构简式是______________________。
Ⅲ.分子式C4H8O2的同分异构体中,能与NaHCO3溶液反应放出CO2的有____________种,其相应的结构简式是____________________________________。
思路点拨 (1)同分异构体的书写规律
①具有官能团的有机物
一般的书写顺序:碳链异构→官能团位置异构→官能团类别异构。
②芳香族化合物的同分异构体
a.只有一个侧链,取决于侧链类别的个数,即碳链异构。
b.若有两个侧链,则存在邻、间、对三种位置异构。
(2)限定范围的同分异构体的书写方法
高考题经常给出信息,根据信息限定范围书写或补写同分异构体,解题时要看清所限定范围,分析已知的几个同分异构体的结构特点,对比联想找出规律补写,书写时只考虑碳链异构、官能团种类及位置异构,对于氢原子最后根据价键补上,如:写出C8H8O2有苯环,属于酯类的同分异构体。
①首先分析分子式C8H8O2除含有一个苯环、一个酯基外,还有一个碳原子。
②写出酯的结构式:,然后把苯环或一个碳原子连接在酯基上,有下列几种连接方式,a甲酸某酯类:(邻、间、对);b乙酸某酯类:;c苯甲酸某酯类:。
酯类的同分异构体的书写比较复杂,数目较多,书写时一定按照规则和顺序来进行,否则容易重复或漏写,造成不必要的失分,因此在解题时注意总结书写的规律和规则。
即时训练2 X、Y都是芳香族化合物,1 mol X水解得到1 mol Y和1 mol CH3CH2OH;X的相对分子质量为176,完全燃烧只生成CO2和H2O,且分子中碳和氢元素总的质量分数约为81.8%,Y能使Br2的CCl4溶液褪色。
(1)X的分子式是__________。
(2)H与X为同分异构体,且具有相同的官能团,苯环上有两个取代基,1 mol H水解也得到1 mol芳香族化合物和1 mol CH3CH2OH,满足上述条件的H共有________种。
热点四、有机推断及合成
【例4】常用作风信子等香精的定香剂D以及可用作安全玻璃夹层的高分子化合物PVB的合成路线如下:
已知:
Ⅰ.RCHO+R′CH2CHO+H2O(R、R′表示烃基或氢)
Ⅱ.醛与二元醇(如:乙二醇)可生成环状缩醛:
(1)A的核磁共振氢谱有两种峰。A的名称是______。[来源:21世纪教育网]
(2)A与合成B的化学方程式是____________________。
(3)C为反式结构,由B还原得到。C的结构简式是________________。
(4)E能使Br2的CCl4溶液褪色。N由A经反应①~③合成。
a.①的反应试剂和条件是________。
b.②的反应类型是________。
c.③的化学方程式是_________________________________________________________。
(5)PVAc由一种单体经加聚反应得到,该单体的结构简式是______________________。
(6)碱性条件下,PVAc完全水解的化学方程式是_______________________________
________________________________________________________________________。
归纳总结 1.解答有机推断及合成题常用的思维方式
解有机物的推断及合成题的关键是要首先找到突破口,应根据有机物性质及反应的产物推断出官能团及官能团的位置从而找到突破口。所以解此类题应熟练掌握各类有机物的性质及分子结构,熟悉有机物间的相互转化及衍变关系,熟练运用各类反应规律推测有机物分子结构。
2.有机推断常用的突破口
(1)从有机物官能团的特征现象突破官能团种类
①能使溴水褪色的物质可能含有C===C、C≡C或酚类物质(产生白色沉淀)。
②能使酸性KMnO4褪色的物质可能含有C===C、C≡C、苯的同系物、酚类及醛类等。
③能发生银镜反应或与新制Cu(OH)2煮沸后生成砖红色沉淀的物质一定含有—CHO。
④能与Na反应生成H2的一定含有—OH或—COOH,与NaOH、Na2CO3反应的可能含有酚羟基或─COOH,与Na2CO3或NaHCO3反应生成CO2的一定含有─COOH。
⑤能与FeCl3溶液发生显色反应的有机物一定含有酚羟基,能水解产生醇和羧酸的物质是酯,能发生消去反应的是醇或卤代烃。
(2)从特定的关系突破官能团种类
在解有机结构推断题时,常常会遇到的连续氧化问题,那么A、B、C分别为醇、醛、羧酸,且三种物质碳原子数相同,碳链结构相同。
(3)从特定的反应条件突破官能团种类
有机反应往往各有特定的条件,因此反应的特定条件可以是突破口。例如“烃与溴水或溴的四氯化碳溶液反应”该烃可能含有C===C或C≡C。
即时训练3 已知:①双键在链端的烯烃发生硼氢化、氧化反应,生成的醇羟基在链端:
R—CH===CH2R—CH2CH2OH
②RCH2CHO+R′CH2CHO
化合物M是一种香料,可用如下路线合成:
已知:A、B只生成一种产物C;核磁共振氢谱显示E分子中有两种氢原子;F为芳香化合物。
请回答下列问题:
(1)原料C4H10的名称是__________(用系统命名法)。
(2)写出反应A→C的反应条件:______________。
(3)D也可由C与水蒸气在一定条件下合成。这种制法与题给反应条件相比,缺点是______________________。
(4)F与新制Cu(OH)2反应的化学方程式为____________________________________。
(5)写出E、N、M的结构简式__________、__________、__________。
(6)写出与G具有相同官能团的G的所有芳香类同分异构体(不包括G本身)的结构简式:__________________。
误区警示
1.错误地认为能发生银镜反应的一定是醛
只要有醛基的一定能发生银镜反应,但含有醛基的不一定属于醛,如葡萄糖、甲酸、甲酸某酯等。
2.混淆能与氢气反应的官能团
在一定条件下,能与氢气发生加成的官能团比较多,如C===C、C≡C、C===O,但并不是所有的C===O均能与氢气发生加成,如羧基、酯基就不能与氢气发生加成。
3.混淆苯酚、乙酸的酸性强弱
苯酚、乙酸均为弱酸,但乙酸的酸性大于碳酸、苯酚的酸性小于碳酸,所以只有羧基能与Na2CO3或NaHCO3溶液反应生成CO2。
4.忽视酯的酸性水解与碱性水解
(1)无机酸只起催化作用,对平衡无影响。(2)碱除起催化作用外,还能中和生成的酸,使水解程度增大,若碱足量,则可以水解进行到底。(3)书写水解反应,碱性条件用“―→”,酸性条件用“”。(4)酸性条件生成羧酸,而碱性条件生成羧酸盐,所以在有机推断时,常看到反应条件(),则可能是酯的水解。
5.有机推断中忽视酯化、水解反应时有水生成、参加
在利用有机物的分子式或相对分子质量推断时,一定要注意是否有水参加或生成,如CH3CH2OH与有机物A在浓硫酸作用下加热生成分子式为C10H12O2的有机物,则A的分子式为C10H12O2加H2O的分子式减去乙醇的分子式C2H6O得C8H8O2。
跟踪练习 判断正误:(正确的打“√”,错误的打“×”)
1.葡萄糖中含有全基。
2.向苯酚钠溶液中通入少量CO2生成苯酚及Na2CO3。
3.醇、酚、羧酸均能与钠反应生成氢气。
4.凡是含有不饱和键的有机物在一定条件下均能与氢气发生加成反应。[来源:21世纪教育网]
5.CH3CH2OHCH2===CH2↑+H2O乙醇失去氢原子属于氧化反应。
1.普伐他汀是一种调节血脂的药物,其结构简式如下图所示(未表示出其空间构型)。下列关于普伐他汀的性质描述正确的是(  )。
A.能与FeCl3溶液发生显色反应 B.不能使酸性KMnO4溶液褪色
C.能发生加成、取代、消去反应 D.1 mol该物质最多可与1 mol NaOH反应
2.下列说法正确的是(  )。
A.天然植物油常温下一般呈液态,难溶于水,有恒定的熔点、沸点
B.麦芽糖与蔗糖的水解产物均含葡萄糖,故二者均为还原型二糖
C.若两种二肽互为同分异构体,则二者的水解产物不一致
D.乙醛、氯乙烯和乙二醇均可作为合成聚合物的单体
3.(2012浙江金华十校高考模拟,11)下列说法正确的是(  )。
A.的名称为:2,2,4三甲基4戊烯
B.碳原子数小于或等于8的单烯烃,与HBr加成反应的产物只有一种结构,符合条件的单烯烃有6种
C.分子中至少有10个碳原子处于同一平面
D.1 mol β紫罗兰酮与1 mol H2发生加成反应可得到3种不同产物
4.下列说法不正确的是(  )。
A.麦芽糖及其水解产物均能发生银镜反应
B.用溴水即可鉴别苯酚溶液、2,4己二烯和甲苯
C.在酸性条件下,CH3CO18OC2H5的水解产物是CH3CO18OH和C2H5OH
D.用甘氨酸(H2N—CH2—COOH)和丙氨酸缩合最多可形成4种二肽21世纪教育网
5.(2012浙江衢州二中练习,7)下列说法中不正确的是(  )。
A.光导纤维、硝化纤维、玻璃纤维的主要成分都是糖类
B.生理盐水、葡萄糖注射液都不能产生丁达尔效应,不属于胶体
C.红外光谱仪可用于测定化合物的官能团、1H核磁共振仪可确定H所处的化学环境
D.用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土吸收水果释放的乙烯,可达到水果保鲜的目的
6.据报道,化合物M对番茄灰霉菌有较好的抑菌活性,其合成路线如下图所示。
已知:

完成下列填空:
(1)写出反应类型。
反应③______;反应④______。
(2)写出结构简式。
A________________;E________________。
(3)写出反应②的化学方程式。
(4)B的含苯环结构的同分异构体中,有一类能发生碱性水解,写出检验这类同分异构体中的官能团(酚羟基除外)的试剂及出现的现象。
试剂(酚酞除外)______;现象__________________________________________________。
(5)写出两种C的含苯环结构且只含4种不同化学环境氢原子的同分异构体的结构简式。
(6)反应①、反应②的先后次序不能颠倒,解释原因。
7.化合物H是合成药物盐酸沙格雷酯的重要中间体,其合成路线如下:
(1)化合物A中的含氧官能团为______和________(填官能团名称)。
(2)反应①~⑤中,属于取代反应的是______________(填序号)。
(3)写出同时满足下列条件的B的一种同分异构体的结构简式:____________________。
Ⅰ.分子中含有两个苯环;
Ⅱ.分子中有7种不同化学环境的氢;
Ⅲ.不能与FeCl3溶液发生显色反应,但水解产物之一能发生此反应。
(4)实现D→E的转化中,加入的化合物X能发生银镜反应,X的结构简式为________________。
(5)已知:。化合物是合成抗癌药物美法伦的中间体,请写出以和为原料制备该化合物的合成路线流程图(无机试剂任用)。
参考答案
命题调研·明晰考向
真题试做
1.D 解析:进行有机物命名时,从不同方向编号时,应保证支链位次之和最小,A的正确命名应是2,6二甲基3乙基庚烷,A项不正确;丙氨酸和苯丙氨酸脱水时,结合方式有:丙氨酸分子与丙氨酸分子、苯丙氨酸分子与苯丙氨酸分子、丙氨酸分子的—COOH与苯丙氨酸分子的—NH2结合、丙氨酸分子的—NH2与苯丙氨酸分子的—COOH结合,共形成4种二肽, B项不正确;苯的同系物必须具备两个条件:有且只有一个苯环,侧链是烷基,故C项不正确;三硝酸甘油酯是HNO3与甘油反应生成的酯,其结构简式为,其分子式为C3H5N3O9,D项正确。
2.B 解析:在催化剂作用下,水吸收太阳能发生分解生成H2和O2,将光能转化为化学能,A项正确;油脂水解生成的高级脂肪酸属于电解质,B项不正确;乙醇和乙酸乙酯有不同的官能团和化学键,它们在红外光谱图上有不同的吸收频率,C项正确;石油催化裂化的主要目的就是为了提高汽油等轻质油的产量,裂解的主要目的是获得乙烯、丙烯等短链气态烃,D项正确。
3.D 解析:观察色氨酸的结构可知,氨基和羧基相互作用,使氨基酸成为带正、负电荷的两性离子(内盐),熔点较高,A项正确;调节pH,使氨基酸以两性离子的形态存在,在水溶液中溶解度最小,可以晶体形式析出,B项正确;色氨酸含有羧基和氨基,可以缩聚形成多肽,C项正确;褪黑素中不存在氨基和羧基,无两性,D项错误。
4.答案:(1)cd

解析:根据题给信息,A能与FeCl3溶液发生显色反应,说明A一定含有酚羟基,根据框图“A(C15H16O2)C(C15H12O2Br4)”可知,A的分子中有4个氢原子被溴原子取代,可知A的分子中含有两个酚羟基;再根据A的苯环上的一硝基取代物只有两种,可推知两个取代基位于对位,由“分子中含有两个化学环境完全相同的甲基”,可推知A的结构简式为

由框图“B(C4H8O3)D(C4H6O2)”,可知B→D发生的是消去反应,结合X→B的转化说明B分子中含有—OH和—COOH,由框图“BG(C8H12O4)”说明两分子B脱去两分子H2O形成环状酯,结合G的所有氢原子化学环境相同,可推知G的结构简式为
结构,a不正确;酚羟基不能与NaHCO3反应,b不正确;X分子结构中2个Br原子消耗2个NaOH,2个酯基水解生成2个—COOH和2个酚羟基,所以2个酯基共消耗4个NaOH,故c正确;D的分子结构中含有碳碳双键,故D能与Br2发生加成反应,d正确。
(2)分析A、C的分子式可知,A→C发生的是取代反应。
(3)能发生银镜反应的酯类物质一定是甲酸某酯,按“碳链异构→位置异构→类别异构”的顺序可以写出其同分异构体:
5.答案:(1)C14H12O3
(2)取代反应 消去反应
(3)4 1∶1∶2∶6
解析:(1)白藜芦醇的分子式为:C14H12O3。
(2)观察C、D的分子式,D比C少了一个H原子和一个O原子,多了一个Br原子,可知C→D是取代反应。E→F失去一分子水,白藜芦醇中含有碳碳双键,是消去反应。
(3)化合物A中含有羧基,不含酚羟基。再根据白藜芦醇中侧链结构可写出A的结构简式为:,分子内含有4种氢原子,核磁共振氢谱中显示有4种不同化学环境的氢原子,个数比为:1∶1∶2∶6
(6)符合条件①,有机物中含醛基或甲酸酯基;符合条件②,有机物苯环上应含两个取代基,且处于对位。
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【例1】 答案:(1)bcef (2)酯基、(醇)羟基 (3)C10H11O3Cl
解析:(1)首先分析A中的官能团。A中无、—COOH,所以a、d项错误;因为含有醇羟基、酯基,所以b、c项正确;结构简式中含有一个—Cl、一个,在NaOH溶液中水解,均消耗1 mol的NaOH,但酯基水解后除生成羧基外,还生成1 mol的酚羟基(1 mol酚羟基与1 mol NaOH反应),所以e项正确;与—Cl所连碳原子相邻的碳原子上有氢原子,所以f项正确;只有苯环与H2加成,所以1 mol A最多可以消耗3 mol H2。
【即时训练1】 答案:④⑤⑥⑦
解析:有机物含有碳碳双键,故可以与Br2发生加成反应,又含有甲基,故可以在光照下与Br2发生取代反应,①正确;酚羟基要消耗一个NaOH,两个酯基要消耗两个NaOH,②正确;苯环可以催化加氢,碳碳双键可以使酸性KMnO4溶液褪色,③正确;该有机物中不存在羧基,故不能与NaHCO3反应放出CO2气体,④错;因为该有机物中不存在醇羟基,所以不能发生消去反应,⑤错误;只有右边的苯环上连有H,所以其一氯代物有邻、间、对三种,⑥错误。
【例2】 答案:(1)F 
(2)②④⑦⑧ ⑧ ①③⑥ ⑤
(3)CH3CH2CHBrCH3+NaOH―→CH3CH2CH(OH)CH3+NaBr
Ⅲ.2 CH3CH2CH2COOH、(CH3)2CHCOOH
解析:Ⅰ.(1)F中含有酚羟基、,由苯环上的一氯代物只有两种,可知在酚羟基的对位;(2)苯环上的支链可以为—CH2CHO,也可以是—CH3、—CHO,为—CH3、—CHO时有邻、间、对位三种。
Ⅱ.E的分子式是C8H8Cl2。E的苯环上的一溴取代物只有一种,则E的所有可能的结构应高度对称,所以苯环侧链要么是两个—CH2Cl取代基、要么是两个—CH3和两个—Cl四个取代基,当是两个—CH2Cl时只有对位,当是两个—CH3和两个—Cl时,首先固定两个—CH3,然后再加两个—Cl:①当固定两个—CH3在邻位时有两种;②当固定两个—CH3在间位时有一种;③当固定两个—CH3在对位时有三种:Ⅲ.能与NaHCO3溶液反应放出CO2的应符合C3H7—COOH,丙基有两种结构。
【即时训练2】 答案:(1)C11H12O2 
(2)3
解析:(1)由1 mol X水解得到1 mol Y和1 mol CH3CH2OH可知X含有酯基,至少含有2个氧原子;由燃烧产物可知分子中只含C、H、O三种元素,含氧原子的个数为≈2,X中C、H相对原子质量为176-32=144,可知含有11个碳原子、12个氢原子;(2)X中含有一个苯环、一个双键,由分子式C11H12O2可知还含有一个双键,即H中含有苯环、—OC2H5、,正好10个碳原子,还有一个C原子,所以苯环上的取代基可能为—COOC2H5和—CH===CH2,共有邻、间、对三种情况。
【例4】 答案:(1)乙醛
(4)a.稀NaOH、加热
b.加成(还原)反应
c.2CH3CH2CH2CH2OH+O22CH3(CH2)2CHO+2H2O
(5)CH3COOCH===CH2
解析:A中有两种不同环境的氢原子,所以只能为CH3CHO;由信息Ⅰ可知B为,由信息Ⅱ及PVB的结构简式可知N为CH3CH2CH2CHO、PVA为;由PVAc变为M和PVA的反应条件可知发生水解反应,M为羧酸,由D及B(C9H8O)的分子式可知M为乙酸,C为醇(且为反式结构),所以C中含有碳碳双键,结构简式为;由A、N的化学式及信息Ⅰ可知E的结构简式为CH3—CH===CH—CHO,E与H2发生加成反应生成F(CH3—CH2—CH2—CH2OH),F经氧化生成N。
【即时训练3】 答案:(1)2甲基丙烷
(2)强碱、醇、加热(意思相同且合理即可)
(3)不一定生成一种醇,或者说会生成两种醇(意思明确且合理即可)
解析:符合C4H10的同分异构体有CH3CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)2,由信息①及A、B只生成C可知原料C4H10的结构简式是CH3CH(CH3)2,C为、D为;由信息②可知E、N为两种醛,由芳香化合物F的分子式C9H8O可知含有苯环的醛一定不符合有两种氢原子;所以E只能为CH3CHO、N为、F为,由生成M的条件可知D、G发生的是酯化反应,D为醇,G为;(6)把—COOH连接在的一端碳原子上;把—CH===CH—COOH分成两部分—CH===CH2、—COOH,分别连在苯环上有邻、间、对三种。
误区警示
【跟踪练习】 答案:× × √ × ×
解析:1.醛基,写法错误;2.不论CO2多少,最后均生成NaHCO3,不会生成Na2CO3,错误;3.醇、酚、羧酸均含有—OH,正确;5.失去的是两个H、一个O,不属于氧化还原反应,错误。
创新模拟·预测演练
1.C 解析:A选项错误,分子中无苯环,不含酚羟基;B选项不正确,碳碳双键、醇羟基都能使酸性高锰酸钾溶液褪色;C选项正确,双键能加成,醇羟基能发生取代和消去反应;D选项错误,羧基和酯基都能消耗氢氧化钠。
2.D 解析:天然植物油均为高级脂肪酸甘油酯,但多是混甘油酯,没有固定的熔沸点,A错;蔗糖虽能水解得到葡萄糖,但其本身无还原性,B错;两种二肽虽结构不同,但其可能水解得到相同的水解产物,比如
CH3CH(NH2)CONHCH2COOH和CH2(NH2)CONHCH(CH3)COOH,均水解得到CH2(NH2)COOH、CH3CH(NH2)COOH,C错;乙醛可以制取聚乙醛等,氯乙烯可以合成聚氯乙烯,乙二醇可以和乙二酸缩聚,D对。
3.C 解析:A项主链的编号出错,应从离双键碳原子最近为起点;D项中存在1,3丁二烯型结构,故又发生1,4加成,有4种,D错。
4.C 解析:麦芽糖属于还原性糖可发生银镜反应,麦芽糖的水解产物是葡萄糖,葡萄糖也属于还原性糖可发生银镜反应,A正确;苯酚和溴水反应生成白色沉淀,2,4己二烯可以使溴水褪色,甲苯和溴水不反应,但甲苯可以萃取溴水中的溴,甲苯的密度比水的小,所以下层是水层,上层是橙红色的有机层,因此可以鉴别,B正确;酯类水解时,酯基中的碳氧单键断键,水中的羟基与碳氧双键结合形成羧基,所以CH3CO18OC2H5的水解产物是CH3COOH和C2HOH,因此选项C不正确。
5.A 解析:A中光导纤维、玻璃纤维的主要成分是无机物。
6.答案:(1)还原反应 取代反应
(2)HOOHOH 
(3)+H2O
(6)B中有酚羟基,若硝化,会被硝酸氧化而降低M的产率。
解析:(1)根据D―→E的反应条件可知该反应是还原反应。反应④则为羧基上的羟基被取代的反应。
(2)根据M的结构简式逆推E的结构简式为:,D为,C为,B为,则A为HOOHOH。
(3)反应②是硝化反应,在分子内引入硝基:

(4)能发生碱性水解的B中应含有酯基,根据分子内含有的碳原子总数为7,分子式为C7H6O3,可知应为甲酸酯类,甲酸酯类含有醛基的结构,检验醛基可用银氨溶液或新制的氢氧化铜。
(6)B中含有酚羟基,若先硝化则会被硝酸氧化而降低M的产率。
7.答案:(1)羟基 醛基21世纪教育网
(2)①③⑤
(5)
解析:(1)化合物A中的含氧官能团为羟基和醛基。(2)对比A、B的结构简式知,①为A中酚羟基除H以外的部分取代了氯的位置,属于取代反应,②为醛基反应成羟基,去氧加氢,在有机中称为还原反应,③为氯原子取代羟基的取代反应,④为碳碳双键被加成,这属于还原反应,同时还少掉了含氧的苯环一部分,这应为取代反应,⑤为除氯以外的含氧环部分取代了F中羟基上的H,属于取代反应。(3)B的同分异构体不能与FeCl3发生显色,则无酚羟基存在,但是水解产物中含有酚羟基,故应为酚酯。再结合分子中有7种不同化学环境的氢,写出相应的结构。(4)X能发生银镜反应,则含有醛基,对比E和D的结构,可知X应为:。(5)先在苯环上引入硝基,生成,再将其还原得,断开氮氢键,断开一个碳氧键,1分子与2分子发生反应生成。根据题中C→D的转化,与SOCl2反应生成。
专题五 自选模块(选修ⅠB)
第1讲 物质结构与性质(选修3)
真题试做
1.(2012浙江自选模块,15)(1)可正确表示原子轨道的是__①__。21世纪教育网
A.2s   B.2d    C.3px   D.3f
(2)写出基态镓(Ga)原子的电子排布式:__②__。
(3)下列物质变化,只与范德华力有关的是__③__。
A.干冰熔化  B.乙酸汽化
C.乙醇与丙酮混溶 D.溶于水
E.碘溶于四氯化碳 F.石英熔融
(4)下列物质中,只含有极性键的分子是__④__,既含离子键又含共价键的化合物是__⑤__;只存在σ键的分子是__⑥__,同时存在σ键和π键的分子是__⑦__。
A.N2   B.CO2   C.CH2Cl2   D.C2H4
E.C2H6   F.CaCl2   G.NH4Cl
(5)用“>”“<”或“=”填空:
第一电离能的大小:Mg__⑧__Al;熔点的高低:KCl__⑨__MgO。
2.(2012江苏化学,21部分)一项科学研究成果表明,铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。
(1)向一定物质的量浓度的Cu(NO3)2和Mn(NO3)2溶液中加入Na2CO3溶液,所得沉淀经高温灼烧,可制得CuMn2O4。
①Mn2+基态的电子排布式可表示为______________。
②1 mol CO2中含有的σ键数目为______。
3.(2012福建理综,30部分)(1)元素的第一电离能:Al________Si(填“>”或“<”)。
(2)基态Mn2+的核外电子排布式为________。
(3)硅烷(SinH2n+2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如下图所示,呈现这种变化关系的原因是。
           
(4)硼砂是含结晶水的四硼酸钠,其阴离子Xm-(含B、O、H三种元素)的球棍模型如图所示:
位键存在于 原子之间(填原子的数字标号);m= (填数字)。
②硼砂晶体由Na+、Xm-和H2O构成,它们之间存在的作用力有 (填序号)。
A.离子键 B.共价键 C.金属键 D.范德华力 E.氢键
考向分析
近几年所考查的热点:①电子排布式、电离能、电负性及有关推断;②价层电子对互斥理论、杂化理论、氢键;③有关晶胞的计算。21世纪教育网
热点例析[来源:21世纪教育网]
热点一、原子结构与性质
【例1】研究物质的微观结构,有助于人们理解物质变化的本质。请回答下列问题。
(1)C、Si、N元素的电负性由大到小的顺序是________;C、N、O、F元素的第一电离能由大到小的顺序是________________。
(2)A、B均为短周期金属元素。依据下表数据,写出B原子的电子排布式:__________。
电离能/(kJ·mol-1)
I1
I2
I3
I4
A
932
1 821
15 390
21 771
B
738
1 451
7 733
10 540
(3)过渡金属离子与水分子形成的配合物是否有颜色,与其d轨道电子排布有关。一般而言,为d0或d10排布时,无颜色;为d1~d9排布时,有颜色,如[Co(H2O)6]2+显粉红色。据此判断,[Mn(H2O)6]2+__________颜色(填“无”或“有”)。
(4)L原子核外电子占有9个轨道,而且有一个未成对电子,L是______元素。
方法技巧 1.书写核外电子排布式时,我们除了根据构造原理进行书写外,主族元素可以根据最外层电子数书写,如S的最外层电子数为6,其排布式为[Ne]3s23p4;第四周期的副族从K开始数,数到几,价电子数就是几,如Fe,从钾开始数到铁为8,其排布式为[Ar]3d64s2。
2.电负性大小的判断我们常常应用化合价及物质类别判断,如O与Cl的电负性比较:①HClO中Cl为+1价、O为-2价,可知O的电负性大于Cl;②Al2O3是离子化合物、AlCl3是共价化合物,可知O的电负性大于Cl。
3.规律学习是主线,特性特点往往是考点,所以我们在复习时不仅要抓住规律,最重要的是注意特性:
(1)电离能、电负性:
规律:在周期表中,电离能、电负性从左到右逐渐增大,从上往下逐渐减小。
特性:但同周期主族元素,第ⅡA族(ns2)全充满、ⅤA族(np3)半充满,比较稳定,所以其第一电离能大于同周期相邻的ⅢA族和ⅥA族元素。
(2)核外电子排布:21世纪教育网
规律:①原子核外电子优先占据能量最低的原子轨道,每个轨道最多容纳2个自旋状态不同的电子;②书写时3d在前4s在后,失去电子时,先失4s电子,再失3d电子。
特性:①能级交错(先排4s,再排3d);②24号元素Cr及29号元素Cu价电子层特殊分别为3d54s1、3d104s1,所以Cr原子内有6个未成对电子。
即时训练1 (1)①比较Be、Mg、Al、C四种元素第一电离能大小,由小到大排列的顺序为__________(用元素符号表示)。
②比较O、F、Al、S、Cl五种元素的电负性大小顺序为______(用元素符号表示)。
(2)某元素的价电子排布式为nsnnpn+1,该元素与元素H形成的18电子的X分子的结构式为______________;该元素还可与元素H形成10电子的气体分子Y,将过量的Y气体通入盛有硫酸铜溶液中,反应过程中的实验现象为__________________;反应过程中的离子方程式为______________________________________________________________________。
热点二、微粒间的作用力与物质性质的关系
【例2】(1)C60和金刚石都是碳的同素异形体,二者相比熔点较高的是____________
(2)超高导热绝缘耐高温纳米氮化铝在绝缘材料中应用广泛,氮化铝晶体与金刚石类似,每个Al原子与______个氮原子相连,与同一个N原子相连的Al原子构成的空间构型为____________,氮化铝晶体属于________晶体。
(3)金属镍粉在CO气流中轻微加热,生成无色挥发性液态Ni(CO)4,呈正四面体构型。试推测Ni(CO)4的晶体类型是________,Ni(CO)4易溶于下列____(填写序号字母)。
A.水 B.四氯化碳 C.苯 D.硫酸镍溶液
(4)氯化铝在177.8 ℃时升华,蒸气或熔融状态以Al2Cl6形式存在。下列关于氯化铝的推断错误的是______。
A.氯化铝为共价化合物 B.氯化铝为离子化合物
C.氯化铝难溶于有机溶剂 D.Al2Cl6中存在配位键
(5)氢键对物质性质具有一定的影响,下列现象与氢键无关的是______(填写序号字母)。
A.水在结冰时体积膨胀 B.NH3比PH3热稳定性好
C.在稀溶液中,盐酸比氢氟酸的酸性强 D.甘油、浓硫酸都呈黏稠状
思路点拨 (1)判断晶体类型时,应紧紧抓住题中所给信息如:①用类比法,题中的(2)问中(氮化铝晶体与金刚石类似),即可推出氮化铝晶体的立体结构与晶体类型,所以我们要记住几种常见晶体的类型及结构,如金刚石、晶体硅、二氧化硅、氯化钠等。②熔沸点法:原子晶体的熔沸点及硬度很高、分子晶体的熔沸点及硬度低,如本题中的(3)、(4)两问。③从组成分析:如金属单质一定是金属晶体。
(2)物质熔沸点判断时,除了要注意晶体类型外:①分子晶体还要注意氢键,能形成氢键的元素为第二周期中的后三种元素:N、O、F,所以凡是含有N—H、O—H、F—H键的化合物均可以形成氢键,如NH3、氨基酸、NH2—NH2、H2O、醇、HF等;注意:氢键只与物质的物理性质有关,如熔沸点、溶解性等,而与物质的化学性质无关。②氢键分为分子内氢键和分子间氢键,分子内氢键对熔沸点几乎没有影响。③离子晶体与晶格能有关,离子半径越小和离子所带电荷越多,晶格能越大。④原子晶体之间熔沸点比较一般看共价键键能的大小或键长(原子半径大小)。
热点三、晶体的空间结构和性质
【例3】(1)某金属元素X与氯元素形成的晶体结构如图1所示,则该晶体的化学式为____________。
(2)如图2为高温超导领域中的一种化合物钙—钛(氧化物)晶体结构中含有代表性的最小重复单元,在该晶体中每个钛离子周围与它最近且距离相等的钛离子有______个,该晶体的化学式为________。
(3)德国和美国科学家首先制出由20个C原子组成的空心笼状分子C20,该笼状结构是由许多正五边形构成(如图3)。请回答:C20分子共有____个正五边形,共有____条棱边。
思路点拨 1.晶体化学式的求法
晶体的化学式的确定常用“均摊法”,其核心为若晶体中某位置上微粒被n个重复单元共用,那该粒子有属于这个晶胞。如由立方晶胞中:①顶点上粒子有、②棱上粒子有、③面心上粒子有、④晶胞内部粒子完全属于这个晶胞。
2.有关晶胞各物理量的关系[来源:21世纪教育网]
对于立方晶胞,可简化成下面的公式进行各物理量的计算:a3×ρ×NA=n×M,a表示晶胞的棱长,ρ表示密度,NA表示阿伏加德罗常数,n表示1 mol晶胞中所含晶体的物质的量,M表示相对分子质量,a3×ρ×NA表示1 mol晶胞的质量。
3.记住一些常见晶体的晶胞
如①氯化钠(配位数为6、一个晶胞中有4个Na+、4个Cl-);②氯化铯(配位数为8、一个晶胞中有1个Cs+、1个Cl-);③金刚石(一个晶胞中有4个碳原子)。
4.配位数的计算
同学们在作有关配位数及与它最近且距离相等的原子(或离子)时,慎用“均摊法”,我们常用的方法:①记忆法,如NiO的晶体结构类型与氯化钠的相同,可知Ni、O的配位数均为6;②直接查:如,钛原子位于立方体的中心,六个面上均有一个O,所以Ti的配位数为6。
即时训练2 CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构,已知CaO晶体密度为a g·cm-3,NA表示阿伏加德罗常数,则CaO晶胞体积为________cm3。
误区警示21世纪教育网
1.当出现4s、3d轨道时,虽然电子按4s、3d顺序填充,但在书写电子排布式时,仍把3d放在4s前,而不能按4s3d的顺序书写。
2.误认为形成氢键,物质的熔沸点一定升高,分子间氢键的形成使物质的熔沸点升高,但分子内氢键的形成并不能使物质的熔沸点升高。
3.误认为氢键与分子的化学性质有关。
4.误认为N的第一电离能比O、F的都大。
跟踪练习 判断正误:(正确的打“√”,错误的打“×”)
1.Fe的电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d6。
2.Fe2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。
3.含有非极性键的分子不一定是非极性分子。
4.原子晶体的熔沸点一定大于离子晶体的。
5.金属晶体的熔沸点不一定大于分子晶体的。
1.原子序数小于36的A、B两种元素,它们同周期且同族,B的原子序数比A大1,B元素的常见价态为+2、+3价。用A、B元素的化合物做了如下两个实验。
实验Ⅰ
A(OH)3 棕黄色溶液(滴入KSCN溶液变红)[来源:21世纪教育网]
实验Ⅱ
B(OH)3产生气体(使湿润的KI淀粉试纸变蓝)
回答下列问题:
(1)A3+的价电子排布式是________;
(2)B元素位于元素周期表中第______周期,第______族。
(3)实验Ⅱ中B(OH)3与盐酸反应的化学方程式为__________________________
________________________________________________________________________。
(4)A的某种氧化物(AO)的晶体结构与NaCl晶体相似,其密度为a g·cm-3,晶胞的边长为________cm(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏加德罗常数为NA)。
2.氢、碳、氧、硫是自然界极为丰富的非金属元素,它们构成了许许多多的化合物。
(1)H、O、S电负性由大到小的顺序是______________。
(2)如图是H2O2的空间构型,H2O2为______分子。
(3)H2S和H2O2的主要物理性质比较如下:
熔点/K
沸点/K
水中溶解度(标准状况)
H2S
187
202
2.6
H2O2
272
423
以任意比互溶
H2S和H2O2的相对分子质量基本相同,造成上述物理性质差异的主要原因是_________。
(4)甲烷晶体的晶胞如下图所示,该晶胞中含有______个甲烷分子,此晶体在常温、常压下不能存在的原因__________________________________。
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3.有A、B、C、D、E五种元素。其相关信息如下:
元素
相关信息
A
A原子的1s轨道上只有1个电子
B
B是电负性最大的元素
C
C的基态原子2p轨道中有三个未成对电子
D
D是主族元素且与E同周期,其最外能层上有两个运动状态不同的电子
E
E能形成红色(或砖红色)的E2O和黑色的EO两种氧化物
请回答下列问题。
(1)写出E元素原子基态时的电子排布式_____________________________________。
(2)C元素的第一电离能比氧元素的第一电离能____(填“大”或“小”)。
(3)A、C、E三种元素可形成[E(CA3)4]2+配离子,其中存在的化学键类型有________(填序号);
①配位键 ②金属键 ③极性共价键 ④非极性共价键 ⑤离子键 ⑥氢键
(4)B与D可形成离子化合物,其晶胞结构如图所示。其中D离子的配位数为________,若该晶体的密度为a g·cm-3,则该晶胞的体积是________cm3(写出表达式即可)。
4.有A、B、C、D、E、F六种元素,B原子得到一个电子后3p轨道全充满,A+比B形成的简单离子少一个电子层,C原子的p轨道半充满,它形成的氢化物的沸点是同主族元素的氢化物中最低的;D和E是位于同一主族的短周期元素,E元素的最高化合价与最低化合价的代数和为零,E在其最高价氧化物中的质量分数为46.67%;F元素的核电荷数为26。请回答:
(1)元素X与C、B均相邻,比较C、X元素的第一电离能I1(C)________I1(X)
(2)写出F元素原子的核外电子排布式____________。
(3)位于C元素上周期同主族元素的氢化物沸点最高的原因是______________。
(4)D的最高价氧化物是____________分子(填“极性”或“非极性”),1 mol这种氧化物分子中含有________mol π键,E的最高价氧化物的晶体类型是__________。
参考答案
命题调研·明晰考向
真题试做21世纪教育网
1.答案:①AC ②1s22s22p63s23p63d104s24p2 ③AE ④BC
⑤G ⑥CE ⑦ABD ⑧> ⑨<
解析:①L层无2d能级,M层无3f能级。
②基态Ga原子电子排布式为 [Ar]3d104s24p1。
③A、E只与范德华力有关,B、C、D还与氢键有关,F破坏了共价键。
④A~G的结构式或电子式分别为
⑤第一电离能Mg>Al;熔点KCl<MgO;因为二者均为离子晶体,但MgO晶格能大。
2.答案:(1)①1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5) ②2×6.02×1023个(或2 mol)
解析:Mn原子序数为25,价电子排布为3d54s2,先失去4s上两个电子,即得Mn2+。二氧化碳分子内含有碳氧双键,一个双键中有一个为σ键,一个为π键,则1 mol CO2中含有2 mol σ键。
3.答案:(1)<
(2)1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)
(3)硅烷的相对分子质量越大,分子间范德华力越强
(4)①4,5(或者5,4) 2
②ADE
解析:(1)同周期从左到右第一电离能呈逐渐增大趋势,ⅡA和ⅤA族则反常。所以铝的第一电离能小于硅的,一般题目是比较镁铝的电离能,这样设问可见出题求异。
(2)基态Mn2+的核外电子排布式为[Ar]3d5。
(3)硅烷是分子晶体,结构相似,相对分子质量越大,分子间的范德华力越大,沸点越高。
(4)①B一般是形成3个键,4号B形成4个键,其中1个键很可能就是配位键,配位键存在4号与5号原子之间。②钠离子与Xm-形成离子键,结晶水分子间存在氢键和范德华力。
精要例析·聚焦热点
热点例析
【例1】 答案:(1)N>C>Si F>N>O>C (2)1s22s22p63s2 (3)有 (4)Cl
解析:(1)依据元素周期表进行判断,C、Si同一主族,从上到下,电负性逐渐减弱,所以C的电负性大于Si,C、N属于同一周期,从左到右,电负性逐渐增大,所以C的电负性小于N的;第一电离能注意N的大于O的;(2)由I2与I3相差很大可知A、B均是ⅡA元素,A的第一电离能大于B的,所以A在B的上一周期,B只能在第三周期,为Mg;(3)Mn原子的电子排布式为[Ar]3d54s2,Mn2+为[Ar]3d5;(4)L原子9个轨道依次为1s、2s、2p、3s、3p中的所有轨道,所以1s22s22p63s23p5。
【即时训练1】 答案:(1)①Al<Mg<Be<C ②F>O>Cl>S>Al
(2) 先生成蓝色沉淀,后沉淀溶解,溶液呈深蓝色 Cu2++2NH3·H2O===Cu(OH)2↓+2NH Cu(OH)2+4NH3===[Cu(NH3)4]2++2OH-
解析:(1)①Be、Mg位于ⅡA族,Be的第一电离能大于Mg的,Mg、Al位于第三周期,但ⅡA族的第一电离能特殊,比ⅢA族的Al大,所以Mg的第一电离能大于Al的,Be、C位于第二周期,所以C的第一电离能大于Be,Al<Mg<Be<C;②由HClO中的氯、氧的化合价可知氧的电负性大于氯;(2)由s中最多容纳的电子数为2,可知n=2,即该元素为N,依9+9=18,所以X为NH2—NH2,Y为NH3。
【例2】 答案:(1)金刚石 (2)4 正四面体 原子 (3)分子晶体 BC (4)BC (5)BC
解析:(1)C60是分子晶体、金刚石是原子晶体,所以金刚石的熔点远远高于C60的;(2)由金刚石结构每个C原子均以sp3杂化与其他四个C原子相连形成四个共价键构成正四面体结构可推测;(3)由挥发性液体可知Ni(CO)4是分子晶体,由正四面体构型可知Ni(CO)4是非极性分子;(4)由氯化铝易升华可知氯化铝是分子晶体,Al、Cl键不属于离子键应该为共价键,Al原子最外层三个电子全部成键,形成三个Al—Cl σ键,无孤对电子,是非极性分子,易溶于有机溶剂,有空轨道,与氯原子的孤对电子能形成配位键;A、D正确;(5)NH3、PH3热分解断裂的是N—H键、P—H键,与氢键无关;HCl比HF容易电离是因为H—Cl键比H—F键容易断裂,与氢键无关。
【例3】 答案:(1)XCl (2)6 CaTiO3 (3)12 30
解析:(1)X原子均在立方体中,所以1个晶胞中含有4个X,8个顶点和6个面上均有1个Cl,所以1个晶胞中含有×8+×6=4个Cl,化学式为XCl;(2)选取1个钛离子作中心离子,周围与它最近的钛离子在与之相连的3个顶点上,以中心离子为中心作坐标系,每个数轴上有2个最近的钛离子,总共3个数轴;每1个晶胞中Ca2+的个数为1个,Ti4+的个数为8×=1,O2-的个数为12×=3,所以其化学式为CaTiO3;(3)1个碳原子与其他碳原子可以形成3个五边形,1个五边形归5个碳原子共用,所以1个碳原子可以形成个五边形,20个原子可以形成×20=12个正五边形;1个碳原子与其他碳原子可以形成3条棱,每条棱有2个碳原子,1个碳原子可以形成条棱,所以共有×20=30条棱。
【即时训练2】 答案:
解析:一个NaCl晶胞中含有4个Na+和4个Cl-,可知一个CaO晶胞中含有4个Ca2+和4个O2-,所以1 mol CaO晶胞的质量为56×4 g,体积为 cm3,所以1个晶胞的体积为cm-3。
误区警示
【跟踪练习】 答案:× × √ × √
解析:1.正确的为1s22s22p63s23p63d64s2;2.正确的为1s22s22p63s23p63d6;3.由H2O2可知正确。
创新模拟·预测演练
1.答案:(1) 3d5 (2)四 Ⅷ (3)2Co(OH)3+6HCl===2CoCl2+Cl2↑+6H2O (4)
解析:由A、B同周期且同族可知A、B在Ⅷ族,由实验Ⅰ可知A为Fe,B为Co;(3)由实验Ⅱ及B元素的常见价态为+2、+3价,可知Co(OH)3与盐酸反应生成氯气、CoCl2、H2O,配平即可;(4)一个NaCl晶胞中含有4个Na+和4个Cl-,可知一个FeO晶胞中含有4个Fe2+和4个O2-,所以1 mol FeO晶胞的质量为72×4 g=288 g,体积为 cm3,所以1个晶胞的体积为 cm3,因为晶胞是立方体,所以由立方体的体积公式即可求出立方体边长。
2.答案:(1)O>S>H
(2)极性
(3)H2O2分子间存在氢键,与水分子可形成氢键
(4)4 甲烷形成的晶体是分子晶体,分子间依靠范德华力相结合,因范德华力较弱,故其熔点低,在常温常压下只能以气体形式存在
解析:(2)H2O2的结构为H—O—O—H,氧原子有孤对电子为极性分子;(3)熔沸点、溶解性要从分子的极性及氢键的角度分析,H2S和H2O2均是极性分子且分子量相同,所以只能从氢键角度分析;(4)一个晶胞中含有×8+×6=4个甲烷分子。
3.答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
(2)大
(3)①③
(4)8 21世纪教育网
解析:A为H、B为F、C的电子排布式1s22s22p3为N、E为Cu、D为第四周期的主族元素,最外层有两个电子,所以为Ca;(2)N的2p轨道半充满比较稳定,第一电离能大于O的;(3)[Cu(NH3)4]2+中存在铜与氨分子之间的配位键还有氮氢之间的极性共价键;(4)选择右面面心的D(Ca),在此晶胞中有4个B(F-)离子与之配位,同理与此晶胞右面紧连的晶胞中也有4个;此晶胞中含有8个F-、Ca2+为×8+×6=4个,所以1 mol晶胞的质量为78×4 g,一个晶胞的质量为 g,除以密度即得体积。
4.答案:(1)>(或大于)
(2)[Ar]3d64s2或1s22s22p63s23p63d64s2
(3)NH3分子间形成氢键
(4)非极性 2 原子晶体
解析:B原子得到一个电子后3p轨道全充满,可知B为Cl,A为Na;C原子的p轨道半充满,可知C为ⅤA族元素,且氢化物沸点最低,所以C为P;D、E为ⅣA族元素,由E在其最高价氧化物中的质量分数为46.67%,可知E为Si、D为碳,X为S。(1)P原子3p轨道半充满,第一电离能大于S的;(2)26-18=8,价层电子数为8,核外电子排布式为[Ar]3d64s2;(3)NH3中N原子与3个H原子形成3个σ键。
第2讲 化学与技术(选修2)
真题试做
1.(2012浙江自选模块)(1)氯碱工业是利用电解食盐水生产__①__为基础的工业体系。
(2)电解前,为除去食盐水中的Mg2+、Ca2+、SO等杂质离子,下列加入顺序合理的是__②__。
A.碳酸钠、氢氧化钠、氯化钡 B.碳酸钠、氯化钡、氢氧化钠
C.氢氧化钠、碳酸钠、氯化钡 D.氯化钡、氢氧化钠、碳酸钠
(3)“盐泥”是粗盐提纯及电解食盐水过程中形成的工业“废料”。某工厂的盐泥组成如下:
成分
NaCl
Mg(OH)2
CaCO3
BaSO4
其他不溶于酸的物质
质量分数(%)
15~20
15~20
5~10
30~40
10~15
为了生产七水硫酸镁,设计了以下工艺流程:
生产七水硫酸镁工艺流程图21世纪教育网
1—反应器 2—过滤器 3—蒸发浓缩器 4—结晶槽 5—洗涤槽 6—真空干燥器
装置1中加入的酸应选用__③__,加入的酸应适当过量,控制pH为5左右,反应温度在50 ℃左右。持续搅拌使之充分反应,以使Mg(OH)2充分溶解并转化为MgSO4,在此过程中同时生成CaSO4。其中碳酸钙可以转化为硫酸钙的原因是__④__。
装置2中滤渣的主要成分为__⑤__。
装置3中通入高温水蒸气并控制温度在100~110 ℃,蒸发结晶,此时析出的晶体主要是__⑥__。
用装置6(真空干燥器)干燥七水硫酸镁晶体的理由是__⑦__。
2.(2011浙江自选模块,16)铝生产产业链由铝土矿开采、氧化铝制取、铝的冶炼和铝材加工等环节构成。请回答下列问题:
(1)工业上采用电解氧化铝冰晶石(Na3AlF6)熔融体的方法冶炼得到金属铝:
2Al2O34Al+3O2↑
加入冰晶石的作用:____①____。
(2)上述工艺所得铝材中往往含有少量Fe和Si等杂质,可用电解方法进一步提纯,该电解池中阳极的电极反应式为____②____,下列可作阴极材料的是____③____。
A.铝材  B.石墨  C.铅板  D.纯铝
(3)阳极氧化能使金属表面生成致密的氧化膜。以稀硫酸为电解液,铝阳极发生的电极反应式为____④____。
(4)在铝阳极氧化过程中,需要不断地调整电压,理由是____⑤____。
(5)下列说法正确的是____⑥____。
A.阳极氧化是应用原电池原理进行金属材料表面处理的技术
B.铝的阳极氧化可增强铝表面的绝缘性能
C.铝的阳极氧化可提高金属铝及其合金的耐腐蚀性,但耐磨性下降
D.铝的阳极氧化膜富有多孔性,具有很强的吸附性能,能吸附染料而呈各种颜色
3.(2010浙江自选模块,16)(1)火山喷发所产生的硫黄可用于生产重要的化工原料硫酸。某企业用下图所示的工艺流程生产硫酸:
请回答下列问题:
1)为充分利用反应放出的热量,接触室中应安装__①__(填设备名称)。吸收塔中填充有许多瓷管,其作用是__②__。
2)为使硫黄充分燃烧,经流量计1通入燃烧室的氧气过量50%。为提高SO2转化率,经流量计2的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的2.5倍,则生产过程中流经流量计1和流量计2的空气体积比应为__③__。假设接触室中SO2的转化率为95%,b管排出的尾气中二氧化硫的体积分数为__④__。(空气中氧气的体积分数按0.2计),该尾气的处理方法是__⑤__。
3)与以硫铁矿为原料的生产工艺相比,该工艺的特点是__⑥__(可多选)。
A.耗氧量减少 B.二氧化硫的转化率提高
C.产生的废渣减少 D.不需要使用催化剂
(2)硫酸的用途非常广泛,可应用于下列哪些方面__⑦__(可多选)。
A.橡胶的硫化 B.表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成
C.铅蓄电池的生产 D.过磷酸钙的制备
(3)矿物燃料的燃烧是产生大气中SO2的主要原因之一。在燃煤中加入适量的石灰石,可有效减少煤燃烧时SO2的排放,请写出此脱硫过程中反应的化学方程式__⑧__。
考向分析
通常选取某一化工生产作为核心,如金属的冶炼、合成氨工业、硝酸工业、硫酸工业、氯碱工业、纯碱工业、水的处理等,以此来考查工作原理、设备结构、绿色工艺等问题。特别加大了材料、能源、环保的考查力度。
热点例析
热点一、水资源的开发利用
【例1】南海某小岛上,解放军战士为了寻找合适的饮用水源,对岛上山泉水进行分析化验,结果显示水的硬度为28°(属于硬水),主要含钙离子、镁离子、氯离子和硫酸根离子。请思考下列问题:
(1)该泉水属于________硬水(填写“暂时”或“永久”)。
(2)若要除去Ca2+、Mg2+可以往水中加入石灰和纯碱,试剂填加时先加________后加________,原因是__________________________________________。
(3)目前常用阳离子交换树脂如NaR、HR来进行水的软化,若使用HR作为阳离子交换树脂,则水中的Ca2+、Mg2+与交换树脂中的______起离子交换作用。若使用NaR作为阳离子交换树脂失效后可放入5%~8%__________溶液中再生。
(4)岛上还可以用海水淡化来获得淡水。下面是海水利用电渗析法获得淡水的原理图,已知海水中含Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO等离子,电极为惰性电极。请分析下列问题:
①阳离子交换膜是指____________(填“A”或“B”)。
②写出通电后阳极区的电极反应式:__________________________;阴极区的现象是____________________________________________。
归纳总结 此部分知识常从以下几个方面进行考查:
(1)天然水的净化——混凝法
①常见混凝剂:明矾、聚合铝、硫酸亚铁、硫酸铁等。
②混凝法净水流程:混凝沉淀―→过滤―→杀菌。
③注意:明矾净水是把水中悬浮的杂质,通过胶体聚沉,使浑水变清水,而漂白粉、氯气、臭氧所起的作用是杀菌消毒。
(2)硬水的软化——加热法、药剂法、离子交换法
①加热法只能软化Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2引起的暂时硬度的水,常见的考查形式是化学方程式的书写及水垢的形成。
②药剂法:常用药剂Na2CO3和CaO等,药剂法软化硬水必须注意加入试剂的先后顺序。
③离子交换法。
(3)海水淡化——蒸馏法、电渗析法、膜分离(反渗)法等。
注意硬水软化只是除去水中的Ca2+、Mg2+,水中的电解质浓度可能不减小,如用离子交换树脂NaR进行硬水软化,最后水中Ca2+、Mg2+浓度减少,但Na+浓度增大;而海水淡化是降低海水中的电解质浓度。
即时训练1 下图为某饮用水厂从天然水制备纯净水(去离子水)的工艺流程示意图:
活性炭的作用是______________________;O3消毒的优点是____________________;A、B中放置的物质名称分别是A__________________、B____________________。
热点二、化学资源的开发利用21世纪教育网
【例2】空气吹出法工艺,是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如下:
(1)溴在周期表中位于第______周期________族。
(2)步骤①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率,理由是__________________________。
(3)步骤④利用了SO2的还原性,反应的离子方程式为________________________。
(4)步骤⑥的蒸馏过程中,温度应控制在80~90 ℃。温度过高或过低都不利于生产,请解释原因____________________________________________________。
(5)步骤⑧中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物,可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离。分离仪器的名称是____________。
(6)步骤①、②之后并未直接用“含Br2的海水”进行蒸馏得到液溴,而是经过“空气吹出”、“SO2吸收”、“氯化”后再蒸馏,这样操作的意义是_________________________。
规律方法 从海水中提取矿物质最重要的一步就是矿物质的富集,如食盐(蒸发)、Mg[Mg2+→Mg(OH)2→MgCl2]、Br2(Br-→Br2→Br-→Br2)。
热点三、化学与工农业生产
【例3】化学肥料在农业生产中有重要作用。农业生产中,大量施用的化肥主要是氮肥、磷肥、钾肥。
(1)普钙是磷肥,它的有效成分是________________________(写化学式)。
(2)尿素是一种含氮量较高的氮肥,工业生产尿素是将氨气与二氧化碳在加压、加热的条件下反应生成氨基甲酸铵(H2NCOONH4),再使氨基甲酸铵脱水得到尿素。反应的化学方程式为__________________、__________________。
(3)农谚说的“粪和肥,肥料飞”指的是粪尿与草木灰搅和在一起会降低肥效。请你说明其中的化学原理:__________________________。
(4)某化肥厂用NH3制备NH4NO3,已知由NH3制NO的产率是96%、NO制HNO3的产率是92%,则制HNO3所用去NH3的质量占耗用全部NH3质量的____________%。
(5)合成氨气是生产氮肥的重要环节。合成氨生产简易流程示意图如下:
从示意图可知其存在循环操作。简要说明为什么在化工生产中经常采用循环操作?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
名师点拨(1)常见的工业生产流程的主线和核心
规律:主线主产品、分支副产品、回头为循环。
核心考点:物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制、三废处理及能量的综合利用等。
(2)解题思路:明确整个流程及每一部分的目的→仔细分析每步发生的反应及得到的产物→结合基础理论与实际问题思考→注意答题模式与要点。
即时训练2 下图表示某些化工生产的流程(部分反应条件和产物略去)。
(1)反应Ⅰ需在400~500 ℃进行,其主要原因是________________________________。
(2)H转化为N的过程中,需要不断补充空气,其原因是____________。
(3)写出反应Ⅲ的化学方程式________________________________________________。
(4)工业上,向析出K的母液中通氨气,加入细小食盐颗粒,冷却后可析出副产品。通入氨气的作用是____________(填序号)。
a.增大NH的浓度,使J更多地析出
b.使K更多地析出
c.使K转化为M,提高析出的J的纯度
(5)写出上述流程所涉及的化学工业的名称____________________________________。
热点四、化学与材料的发展
【例4】近年来我国光纤光缆快速发展产生了对光纤预制棒的迫切需求。光纤预制棒是光缆生产的最“源头”项目,是制造石英系列光纤的核心原材料。
(1)光纤预制棒的主要成分是__________________,如果把光缆裸露在碱性土壤中,结果会短路,用离子方程式说明原因________________________________________。
(2)石英用途广泛,下列说法正确的是(  )。
A.制备石英玻璃用来制造耐高温的化学仪器
B.可用作吸附剂或催化剂载体
C.工艺师用盐酸刻蚀石英制作艺术品
D.制备各种各样的陶瓷制品,如坩埚、蒸发皿、氮化硅高温结构陶瓷等
(3)晶体硅是电子工业的重要材料,工业上大量的晶体硅通常是由石英为原料制备得到
第一步 碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)
第二步 粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450~500 ℃)
第三步 四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅
相关信息如下:
a.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物;
b.有关物质的物理常数见下表:
物质
SiCl4
BCl3
AlCl3
FeCl3
PCl5
沸点/℃
57.7
12.8

315

熔点/℃
-70.0
-107.2



升华温度/℃


180
300
162
①写出获得粗硅的化学方程式____________________________________。
②第二步获得的粗产品经冷却后再通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外,可能还含有的杂质元素是________(填写元素符号)。
③第三步中用SiCl4与过量干燥的H2反应制备纯硅,为保证制备纯硅实验的成功,操作的关键是检查实验装置的气密性,控制好反应温度以及__________________________,原因是________________________________________。
归纳总结 炼铁、炼铝比较
炼铁
炼铝
原理
在高温下用还原剂将铁从其氧化物中还原出来
电解熔融的氧化铝
阳极:6O2--12e-===3O2↑
阴极:4Al3++12e-===4Al
原料
铁矿石、焦炭、石灰石和空气
冰晶石(Na3AlF6)、氧化铝
设备
炼铁高炉
电解槽
主要化学反应
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
2Al2O34Al+3O2↑
即时训练3 钢铁工业对促进经济和社会发展起了重要作用。
(1)炼铁高炉分为五部分,铁矿石与高温煤气主要在________部分发生反应,在____________部分开始生成生铁和炉渣。
(2)炼钢时,除磷的化学方程式为________________________;加入硅、锰和铝的目的是______________________。
(3)不锈钢含有的铬元素是在炼钢过程的氧吹________(填“前”或“后”)加入,原因是________________________。
(4)炼铁和炼钢生产中,尾气均含有的主要污染物是________。从环保和经济角度考虑,上述尾气经处理可用作________。
误区警示21世纪教育网
1.石油分馏是物理变化,石油裂化、裂解及煤的干馏、液化、气化都属于化学变化。
2.在吸收塔内常用98%的浓硫酸而不用水吸收SO3,是由于水与SO3反应易形成酸雾,吸收速度慢,腐蚀设备。
3.电解冶炼Al,阳极碳需要定期更换,因为阳极生成氧气会与碳反应。
4.混淆纯碱的生产原理:氨碱法生产纯碱与联合制碱法(侯氏制碱法)生产纯碱反应原理相同,均是NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl,只是原料气的来源不同。
5.混淆硬水、软水、蒸馏水的区别:硬水与软水中Ca2+、Mg2+浓度不同,可以用肥皂水、纯碱鉴别;而蒸馏水与软水的区别是水中电解质的浓度不同,可以导电能力的大小进行鉴别。
1.过氧化氢常用作氧化剂、漂白剂和消毒剂,可用于甲型H1N1流感消毒,为了贮存运输和使用的方便,工业上采用“醇析法”,将它转化为固态的过碳酸钠晶体(2Na2CO3·3H2O2),该晶体具有Na2CO3和Na2O2的双重性质,工业“醇析法”的生产工艺过程如下:
21世纪教育网
回答下列问题:
(1)过氧化氢溶液加入二氧化锰的反应化学方程式为____________________________。
(2)反应温度控制在0~5 ℃时进行的理由是____________________________________。
(3)稳定剂能相互反应,生成一种不溶物将过碳酸钠粒子包住,该反应的化学方程式为__________________。
(4)加入异丙醇的作用是___________________________________________________。
(5)下列物质不能使过碳酸钠较快失效的是________。
a.FeCl3 b.Na2S c.CH3COOH d.NaHCO3
(6)根据题中有关信息,请你提出贮存、运输过碳酸钠晶体中应注意(至少两项):______________________________________________________________________。
(7)某同学向酸性高锰酸钾溶液中滴入过量过氧化氢溶液,观察到高锰酸钾溶液褪色,则发生反应的离子方程式为________________________________________。有同学认为:溶液褪色的原因是过氧化氢溶液具有强氧化性将高锰酸钾溶液漂白。你认为该结论是否正确______。理由是______________________________。
2.自来水生产的流程示意图见下:
(1)混凝剂除去悬浮物质的过程________(填写序号)。
①只是物理变化 
②只是化学变化 
③是物理和化学变化
FeSO4·7H2O是常用的混凝剂,它在水中最终生成________________沉淀。
(2)氯气消毒,是因为它与水反应生成了HClO,次氯酸的强氧化性能杀死水中的病菌(不能直接用次氯酸为自来水消毒是因为次氯酸易分解,且毒性较大)。
Cl2+H2OHCl+HClO K=4.5×10-421世纪教育网
使用氯气为自来水消毒可以有效地控制次氯酸的浓度,请结合平衡常数解释原因:__________________。
下列物质中,__________可以作为氯气的代用品(填写序号)。
①臭氧 ②NH3(液) ③K2FeO4 ④SO2
(3)有些地区的天然水中含有较多的钙、镁离子。用离子交换树脂软化硬水时,先后把水通过分别装有______离子交换树脂和________离子交换树脂的离子交换柱(填“阴”或“阳”,阳离子交换树脂为HR型,阴离子交换树脂为R′OH型)。
(4)测定水中的溶解氧:量取40 mL水样,迅速加入MnSO4和KOH混合溶液,再加入KI溶液,立即塞好塞子,振荡使完全反应。打开塞子,迅速加入适量硫酸溶液,此时有碘单质生成。用0.010 mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定生成的碘,消耗了6.00 mL Na2S2O3溶液。已知在碱性溶液中,氧气能迅速氧化Mn2+,生成物在酸性条件下可以将碘离子氧化为碘单质,本身重新还原为Mn2+。
上述过程发生的反应可表示为:2Mn2++4OH-+O2===2MnO(OH)2 MnO(OH)2+2I-+4H+===I2+Mn2++3H2O I2+2S2O===2I-+S4O
则水中的溶解氧量为__________mg·L-1。
3.由黄铜矿(主要成分是CuFeS2)炼制精铜的工艺流程示意图如下:
(1)在反射炉中,把铜精矿砂和石英砂混合加热到1 000 ℃左右,黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物,且部分Fe的硫化物转变为低价氧化物。该过程中两个主要反应的化学方程式分别是______________________、____________________,反射炉内生成炉渣的主要成分是__________;21世纪教育网
(2)冰铜(Cu2S和FeS互相熔合而成)含Cu量为20%~50%。转炉中,将冰铜加熔剂(石英砂)在1 200 ℃左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的Cu2S被氧化为Cu2O,生成Cu2O与Cu2S反应,生成含Cu量约为98.5%的粗铜,该过程发生反应的化学方程式分别是____________________、__________________;
(3)粗铜的电解精炼如右图所示。在粗铜的电解过程中,粗铜板应是图中电极______(填图中的字母);在电极d上发生的电极反应式为____________________;若粗铜中还含有Au、Ag、Fe,它们在电解槽中的存在形式和位置为________________。
硫酸铜溶液
4.Ⅰ.目前,我国采用“接触法”制硫酸,设备如图所示:
(1)图中设备A的名称是__________,该设备中主要反应的化学方程式为___________。
(2)有关接触法制硫酸的下列说法中,不正确的是______。
A.二氧化硫的接触氧化在接触室中发生
B.吸收塔用浓度为98.3%浓硫酸吸收三氧化硫
C.煅烧含硫48%的黄铁矿时,若FeS2损失了2%,则S损失2%
D.B装置中反应的条件之一为较高温度是为了提高SO2的转化率
E.硫酸工业中在接触室安装热交换器是为了利用SO3转化为H2SO4时放出的热量
(3)科研工作者开发了制备SO2,再用电化学原理生产硫酸的方法,装置如图。为了稳定技术生产,硫酸的浓度应维持不变,则通入的SO2和水的质量比为______。
Ⅱ.纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺。请按要求回答问题:
(1)“氨碱法”产生大量CaCl2废弃物,请写出该工艺中产生CaCl2的化学方程式:____________________________________________________。
(2)写出“联合制碱法”有关反应的化学方程式:____________________;__________。
(3)CO2是制碱工业的重要原料,“联合制碱法”中CO2来源于__________,“氨碱法”中CO2来源于______________________________________________________________。
参考答案
命题调研·明晰考向
真题试做
1.答案:①氯气、烧碱、氢气(只写出氯气、烧碱也可)
②D
③(稀)硫酸
④搅拌过程中CO2不断逸出,使平衡
 不断向右移动
⑤CaSO4、BaSO4、其他不溶于酸的物质[来源:21世纪教育网]
⑥氯化钠
⑦防止失去结晶水
解析:①氯碱工业指的是饱和食盐水的电解。
2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
可得到Cl2、NaOH、H2三种化工原料。
②粗盐提纯中,为除去Mg2+、Ca2+、SO,所加试剂必须过量,为保证过量的Ba2+能除去,BaCl2必须在Na2CO3之前加入。
③因为要制得MgSO4·7H2O,所以应选用稀硫酸。由于CaSO4微溶,反应:CaCO3+H2SO4CaSO4+H2O+CO2↑必须通过平衡移动来增大反应程度,因此搅拌使CO2逸出成为操作关键。[来源:21世纪教育网]
④滤渣主要是BaSO4、CaSO4等一些不溶于酸的物质。
⑤在经过装置2过滤后,还应除去NaCl,所以装置3中结晶出来的是NaCl晶体。
⑥用真空干燥器干燥晶体,主要是防止失去结晶水。
2.答案:(1)①降低熔化温度,节能(或答助熔剂) ②Al-3e-===Al3+,③D ④2Al-6e-+3H2O===2Al2O3+6H+ ⑤铝在阳极不断氧化生成氧化铝使电阻增大,为了稳定电流,就需要不断升高电压 ⑥BD
3.答案:(1)1)①热交换器 ②增加SO3与浓硫酸的接触面积,有利于SO3的吸收,2)③1.2∶1 ④0.004 ⑤用氨水吸收 3)⑥A、C,(2)⑦B、C、D,(3)⑧CaCO3高温CaO+CO2↑、2SO2+2CaO+O22CaSO4(或2SO2+2CaCO3+O22CaSO4+2CO2)
解析:(1)1)①接触室安装热交换器,目的就是充分利用热量;②在吸收塔中填充瓷管可增大SO3与浓硫酸接触面积,有利于SO3的吸收。
2)设燃烧1 mol硫,则需通入O2的物质的量为1.5 mol(过量50%)。所流经流量计1的空气为1.5 mol/0.2=7.5 mol;在接触室中,1 mol SO2反应,则消耗n(O2)=0.5 mol,所流经流量计2的空气为0.5 mol×2.5/0.2=6.25 mol,所以二者之比为1.2∶1。
④由化学反应2SO2+O22SO3可知,SO2反应的物质的量为1 mol×95%=0.95 mol,SO2剩余的物质的量为0.05 mol,则最后流经b的气体的成分分别为SO2和空气,空气来源于净化室和流量计2。
从净化室内流出的空气的物质的量为7.5 mol-1 mol=6.5 mol,从流量计2流出的空气为6.25 mol-1 mol×95%×=5.775 mol,故SO2%=×100%=×100%=×100%=0.4%。
3)⑥与以硫铁矿为原料的生产工艺相比,因合理地改变了通入氧气的途径,因此大大减少了氧气的用量,同时由于增加了瓷管,故废气量也减少了。故答案选A、C。
(2)⑦A项,只是橡胶与硫发生了化学反应,由线型变成了体型。其他各项,分别用到了硫酸。
(3)首先石灰石的高温煅烧分解CaCO3CaO+CO2↑,S+O2SO2,
后CaO+SO2CaSO3,最后发生反应:2CaSO3+O22CaSO4,
也可用总反应式:2SO2+2CaO+O22CaSO4。
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热点例析
【例1】 答案:(1)永久
(2)石灰 纯碱 过量的钙离子可通过纯碱使之沉淀下来
(3)H+ NaCl
(4)①B ②2Cl--2e-===Cl2↑ 电极上产生无色气体,溶液中出现少量白色沉淀
解析:(1)暂时硬水含有HCO;(4)与电源正极相连的是阳极,阴离子向阳极移动,A为阴离子交换膜,溶液中Cl-失电子生成Cl2;B为阳离子交换膜,阴极电极反应式为2H2O+2e-===H2+2OH-。
【即时训练1】 答案:吸附水中的有机物(或除去水中的异味) 反应产物无毒无害 阳离子交换树脂 阴离子交换树脂
解析:因为要制备去离子水,所以A、B应该除去溶液中的酸根阴离子和金属阳离子,只能用离子交换树脂。
【例2】 答案:(1)4 ⅦA
(2)酸化可抑制Cl2、Br2与水反应
(3)Br2+SO2+2H2O===4H++2Br-+SO
(4)温度过高,产生大量水蒸气,溴蒸气中水蒸气增加;温度过低,溴不能完全蒸出,吸收率低
(5)分液漏斗
(6)“空气吹出”、“SO2吸收”、“氯化”的过程实际上是一个Br2的浓缩过程,与直接蒸馏含Br2海水相比效率更高,消耗能源少,成本降低
解析:(2)要从氯气的化学性质方面进行考虑;(4)要从水、溴的沸点及蒸馏效率的角度分析;(5)分离互不相溶的两种液体应该用分液方法。
【例3】 答案:(1)Ca(H2PO4)2·H2O[或Ca(H2PO4)2]
(2)2NH3+CO2H2NCOONH4 H2NCOONH4===H2NCONH2+H2O
(3)粪尿中的尿素在尿酶的作用下腐熟时产生碳酸铵,碳酸钾受潮后使土壤呈碱性,它们相互反应使肥效降低
(4)53.1
(5)从原因来讲,许多化学反应是可逆反应,转化率低;从结果来说,循环操作的主要目的在于充分地利用原料、降低成本;从工艺设计来说,循环操作有利于连续化生产、减少工序;从环保角度来说,实现全封闭生产,控制废弃物的排放
解析:(4)设有x mol氨气生成硝酸,则生成n(HNO3)=96%×92%×x mol=0.883 2x mol,依NH3+HNO3===NH4NO3可知与硝酸反应的n(NH3)=n(HNO3)=0.883 2x mol,所以参加反应的全部n(NH3)=x mol+0.883 2x mol=1.883 2x mol,制HNO3所用去NH3的质量占耗用全部NH3质量的质量分数=×100%。
【即时训练2】 答案:(1)此温度下催化剂活性最高
(2)使NO不断转化为NO2,提高原料利用率
(3)NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl
(4)ac
(5)合成氨工业、氨催化氧化法制硝酸、联合制碱法(侯氏制碱法)
解析:A为O2、B为N2、C为H2、D为CO、E为NH3、G为NO、H为NO2、N为HNO3、L为NH4NO3、F为CO2、K为NaHCO3、J为NH4Cl。(2)NO2与水反应生成NO;(4)NH3与NaHCO3反应生成溶解度大的Na2CO3,同时生成NH使NH4Cl(s)??NH(aq)+Cl-(aq)左移,所以a、c正确,b错误。
【例4】 答案:(1)SiO2 SiO2+2OH-===SiO+H2O21世纪教育网
(2)AD
(3)①SiO2+2CSi+2CO↑
②Al、P、Cl
③排尽装置中的空气,确保为干燥的H2气流 以防H2、O2混合物受热不安全及高温下Si被氧化
解析:(1)由光导纤维的主要成分SiO2可知光纤预制棒的主要成分;(3)②由表中所给信息FeCl3的沸点高于SiCl4,AlCl3、PCl5的升华温度也高于SiCl4的沸点,所以残留物中含有AlCl3、PCl5;③因为氢气是可燃性气体,要从安全角度分析。
【即时训练3】 答案:(1)炉身 炉腰
(2)2P+5FeO+3CaOCa3(PO4)2+5Fe 脱氧和调整钢的成分
(3)后 避免Cr被氧化(或“氧吹前加入Cr会形成炉渣被除去”)
(4)CO 燃料(或还原剂)
解析:本题化工工艺要求高,但知识落点低,可结合基本的化学反应原理回答。
(1)炼铁高炉内,铁矿石的还原和生铁的生成,分别在炉身和炉腰部分。
(2)除磷的反应是FeO氧化P成P2O5,再与CaO生成Ca3(PO4)2,形成炉渣。炼钢时加入硅、锰等目的是除去过量的氧,调整钢中的硅、锰含量。
(3)加Cr是为了改变合金成分,若在氧吹前加Cr,则Cr会被氧化除去,故应在氧吹后加入。
(4)炼铁和炼钢的尾气中均含有CO气体,会污染大气,应回收利用,可用作燃料或作还原剂。
创新模拟·预测演练
1.答案:(1)2H2O22H2O+O2↑
(2)在低温下H2O2与2Na2CO3·3H2O2稳定(不易分解)且2Na2CO3·3H2O2的溶解度小
(3)MgCl2+Na2SiO3===MgSiO3↓+2NaCl
(4)降低过碳酸钠的溶解度,有利于晶体析出
(5)d
(6)密封防潮、避免高温、避免接触还原性、酸性或二氧化锰、铁盐等物质
(7)5H2O2+2MnO+6H+===2Mn2++5O2↑+8H2O 不正确 上述反应中过氧化氢作还原剂,表现了还原性
解析:(2)温度低应从反应物或生成物的稳定性及所给信息“过滤得过碳酸钠晶体”的角度分析;(3)抓住“稳定剂(MgCl2、Na2SiO3)能相互反应,生成一种不溶物”分析;(5)FeCl3、CH3COOH均与Na2CO3发生复分解反应、作H2O2分解的催化剂;Na2S具有还原性与H2O2发生氧化还原反应,只有d符合。(6)从Na2CO3的性质分析(与酸及水解显酸性的盐反应)、从H2O2的性质(不稳定性及强氧化性)分析。
2.答案:(1)③ Fe(OH)3
(2)由氯气与水反应的平衡常数可知,该反应的限度很小,生成的HClO浓度很小,且随着HClO的消耗,平衡会不断向正反应移动,补充HClO ①③
(3)阳 阴
(4)12.0
解析:(1)混凝剂一般溶于水水解生成胶体(化学变化),胶体吸附水中悬浮杂质(物理变化)形成沉淀;(2)具有强氧化性且能杀菌消毒的有臭氧、K2FeO4;(3)先通过阴离子交换树脂可能产生Mg(OH)2沉淀而影响树脂交换效果;(4)依据方程式可知O2~2MnO(OH)2~2I2~4S2O,n(O2)=n(S2O)=×0.010 mol·L-1×0.006 L=1.5×10-5mol,1 L水中溶解的n(O2)=1.5×10-5 mol×25=3.75×10-4 mol,m(O2)=3.75×10-4 mol×32 g·mol-1=1.2×10-2 g。
3.答案:(1)2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO2
2FeS+3O22FeO+2SO2 FeSiO3
(2)2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2 2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑
(3)c Cu2++2e-===Cu Au、Ag以单质形式沉积在电极c(阳极)附近,Fe以Fe2+形式进入电解液中
解析:(1)根据题目信息可知,发生的两个主要反应分别是:2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO2;2FeS+3O22FeO+2SO2。(2)根据题目信息可写出所发生的化学方程式分别为:2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2;2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑。(3)在粗铜的精炼中,粗铜与电源正极相连作阳极,金属失去电子,变成阳离子进入溶液;精铜与电源负极相连,作负极。电极d上发生的电极反应式为:Cu2++2e-===Cu。Au、Ag以单质形式沉积在电极c(阳极)附近,Fe以Fe2+形式进入电解液中。
4.答案:Ⅰ.(1)沸腾炉 4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2[来源:21世纪教育网]
(2)DE
(3)16∶29
Ⅱ.(1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
(2)NH3+H2O+CO2+NaCl(饱和)===NaHCO3↓+NH4Cl 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
(3)合成氨厂 煅烧石灰石
专题四 化学实验
第1讲 化学实验常用仪器和基本操作
真题试做
1.(2010浙江理综,11)下列关于实验原理或操作的叙述中,不正确的是(  )。
A.从碘水中提取单质碘时,不能用无水乙醇代替CCl4
B.可用新制的Cu(OH)2悬浊液检验牙膏中存在的甘油
C.纸层析实验中,须将滤纸上的试样点浸入展开剂中
D.实验室中提纯混有少量乙酸的乙醇,可采用先加生石灰,过滤后再蒸馏的方法
2.(2011浙江理综,8)下列说法不正确的是(  )。
A.变色硅胶干燥剂含有CoCl2,干燥剂呈蓝色时,表示不具有吸水干燥功能
B.“硝基苯制备”实验中,将温度计插入水浴,但水银球不能与烧杯底部和烧杯壁接触
C.“中和滴定”实验中,容量瓶和锥形瓶用蒸馏水洗净后即可使用,滴定管和移液管用蒸馏水洗净后,须经干燥或润洗后方可使用
D.除去干燥CO2中混有的少量SO2,可将混合气体依次通过盛有酸性KMnO4溶液、浓硫酸的洗气瓶
3.(2010浙江理综,27)一水硫酸四氨合铜(Ⅱ)的化学式为[Cu(NH3)4]SO4·H2O,是一种重要的染料及农药中间体。某学习小组在实验室以氧化铜为主要原料合成该物质,设计的合成路线为:
相关信息如下:
①[Cu(NH3)4]SO4·H2O在溶液中存在以下电离(解离)过程:
[Cu(NH3)4]SO4·H2O===[Cu(NH3)4]2++SO+H2O
[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3
②(NH4)2SO4在水中可溶,在乙醇中难溶。
③[Cu(NH3)4]SO4·H2O在乙醇水混合溶剂中的溶解度随乙醇体积分数的变化曲线示意图如下:
请根据以上信息回答下列问题:
(1)方案1的实验步骤为:
a.加热蒸发 b.冷却结晶 c.抽滤 d.洗涤 e.干燥
①步骤c的抽滤装置如下图所示,该装置中的错误之处是______________;抽滤完毕或中途需停止抽滤时,应先______________,然后________________。
②该方案存在明显缺陷,因为得到的产物晶体中往往含有______杂质,产生该杂质可能的原因是________________________。
(2)方案2的实验步骤为:
向溶液C中加入适量______,b.______,c.洗涤,d.干燥。
①请在上述空格内填写合适的试剂或操作名称。
②下列选项中,最适合作为步骤c的洗涤液的是______。
A.乙醇 B.蒸馏水 C.乙醇和水的混合液 D.饱和硫酸钠溶液
③步骤d不宜采用加热干燥的方法,可能的原因是_____________________________
________________________________________________________________________。
4.(2012浙江理综,28)实验室制备苯乙酮的化学方程式为:
+(CH3CO)2OCOCH3+CH3COOH
制备过程中还有CH3COOH+AlCl3―→CH3COOAlCl2+HCl↑等副反应。
主要实验装置和步骤如下:
(Ⅰ)合成:在三颈瓶中加入20 g无水三氯化铝和30 mL无水苯。为避免反应液升温过快,边搅拌边慢慢滴加6 mL乙酸酐和10 mL无水苯的混合液,控制滴加速率,使反应液缓缓回流。滴加完毕后加热回流1小时。
(Ⅱ)分离与提纯:
①边搅拌边慢慢滴加一定量浓盐酸与冰水混合液,分离得到有机层
②水层用苯萃取,分液
③将①②所得有机层合并,洗涤、干燥、蒸去苯,得到苯乙酮粗产品
④蒸馏粗产品得到苯乙酮[来源:21世纪教育网]
回答下列问题:
(1)仪器a的名称:________;装置b的作用:________。
(2)合成过程中要求无水操作,理由是________________________________________。
(3)若将乙酸酐和苯的混合液一次性倒入三颈瓶,可能导致______。
A.反应太剧烈   B.液体太多搅不动  C.反应变缓慢   D.副产物增多
(4)分离与提纯操作②的目的是________。该操作中是否可改用乙醇萃取?________(填“是”或“否”),原因是__________________。
(5)分液漏斗使用前须________并洗净备用。萃取时,先后加入待萃取液和萃取剂,经振摇并________后,将分液漏斗置于铁架台的铁圈上静置片刻,分层。分离上下层液体时,应先________,然后打开活塞放出下层液体,上层液体从上口倒出。
(6)粗产品蒸馏提纯时,下列装置中温度计位置正确的是________,可能会导致收集到的产品中混有低沸点杂质的装置是________。
考向分析
近几年所考查的热点:①化学实验常用仪器的主要用途和使用方法;②化学实验的基本操作和实验安全;③物质的分离、提纯及鉴别。
热点例析
热点一、化学实验仪器的使用
【例1】某化学小组的同学到实验室学习。在实验桌上摆有下列仪器:
(1)进行下面的实验,必须用到上述何种仪器,请用该仪器的名称填空:
①欲干燥NH3,需使用仪器________;
②欲分离互不相溶的两种液态物质,需使用________;
③欲分离液态混合物中沸点不同的组分,需使用______;
④欲分离悬浮于液体中的固体物质,需使用_____________________________________;
⑤欲用胆矾(CuSO4·5H2O)制无水CuSO4,需使用________________________________;
⑥欲提纯含有泥沙的粗盐,需使用_____________________________________________。
(2)关于F的用途,乙同学说:组成防倒吸装置。你还能说出其他两种用途吗?
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________。
(3)丙同学想用下图装置用大理石和稀盐酸反应制取CO2。教师指出,这需要太多的稀盐酸,造成浪费。该同学选用了上面的一种仪器,加在装置上,解决了这个问题。请你把该仪器画在图中合适的位置。
归纳总结 1.常用仪器的名称
仪器
21世纪教育网
名称
容量瓶
圆底烧瓶
蒸馏烧瓶
蒸发皿
坩埚
锥形瓶
仪器
名称
分液漏斗
长颈漏斗
干燥管
酸式滴
定管
碱式滴
定管
量筒
2.注意事项
(1)应注意仪器的精确度,如滴定管的读数小数点后保留2位、托盘天平的读数小数点后保留1位、广泛pH试纸的读数为整数。
(2)应变换思维角度,注意常用仪器的非常规使用及“一材多用”。例如:干燥管除用于干燥气体外,还可以用于防倒吸装置(如图①)、组装类似启普发生器装置(如图②);集气瓶除用于收集气体外,还可用于贮存气体(如图③)、测量气体体积(如图④)、作洗气瓶(如图⑤)等用途,图⑥既可以收集密度比空气大的气体(长进短出),也可以收集密度比空气小的气体(短进长出),还可以作为安全瓶(短进长出)等。
(3)使用前需要检漏的仪器:分液漏斗、滴定管、容量瓶。
即时训练1 试回答下列问题:
(1)下列实验中所选用的仪器或操作以及结论不合理的是________。21世纪教育网
A.用托盘天平称量11.7 g氯化钠晶体
B.用碱式滴定管量取20.00 mL Na2CO3溶液
C.加热NH4Cl晶体时,用湿润红色石蕊试纸靠近试管口,检验NH3的生成
D.测定溶液的pH时,用洁净、干燥的玻璃棒蘸取溶液,滴在用蒸馏水湿润过的pH试纸上与标准比色卡比较
E.仅用蒸馏水和pH试纸,就可以鉴别pH相等的H2SO4和CH3COOH溶液
(2)为使碘水溶液转化为碘的有机溶液,实验室有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器、物品,尚缺少的玻璃仪器有________。
热点二、化学实验的基本操作
【例2】下列说法正确的是____________。
①做银镜反应实验后的试管内壁附有银,可用氨水清洗
②配制一定物质的量浓度的NaCl溶液时,只需使用1次玻璃棒
③欲从碘水中分离出I2,可将适量的CCl4加入碘水中振荡静置分层后分液,水层从上口倒出
④用pH试纸检验气体的酸碱性时,一定要先用蒸馏水湿润
⑤用浓盐酸酸化KMnO4溶液以增强其氧化性
⑥将固体加入容量瓶中溶解并稀释至刻度,配成一定物质的量浓度的溶液
⑦用蒸发皿从食盐水中提取食盐晶体时,把水分全部蒸干,再撤酒精灯
归纳总结 1.试纸的使用
(1)检验液体:取一小块试纸放在洁净的表面皿或玻璃片上,用干燥的玻璃棒蘸取(或胶头滴管吸取)待测液,点在试纸的中部,观察试纸的颜色变化,用pH试纸测溶液pH时,要与标准比色卡对比读数。
(2)检验气体:取一小块试纸润湿,粘在玻璃棒的一端,并使其接近气体,观察试纸的颜色变化。
(3)注意事项:试纸不可伸入溶液中,也不能与管口接触;检验气体时,试纸一定要润湿,测溶液pH时,pH试纸一定不能润湿。
2.仪器的洗涤
首先分析附着物的性质,对于不溶于水的附着物的洗涤,有两种途径:(1)加入与之反应的试剂,如①CaCO3、Fe2O3用盐酸;②油脂、单质硫用热的NaOH溶液;(2)加入溶剂,如I2用酒精或汽油等有机溶剂;S用CS2洗涤。
3.气密性的检验[来源:21世纪教育网]
装置
操作
现象及结论
微热法
将导气管末端伸入盛水的烧杯中,用双手捂住烧瓶(或用酒精灯微热)
烧杯内水中有气泡产生;松开双手一会儿,烧杯内导管中形成一段水柱,且液面保持不变,说明不漏气
液差法
首先打开活塞,从长颈漏斗向试管中加水至液面没过长颈漏斗的下端,关闭活塞,继续加水
过一段时间,漏斗中液面高于试管液面,且液面差保持不变,说明气密性良好
  4.可燃性气体的验纯[来源:21世纪教育网]
用排水法收集一小试管气体,用拇指堵住,试管口朝下移近火焰,松开拇指,听到尖锐的爆鸣声,表明气体不纯;听到“噗”的声音,表明气体纯净。
即时训练2 (1)实验室若要配制220 mL 1 mol·L-1的稀硫酸应选用的容量瓶规格是________;当定容时,视线偏高,则配得的溶液溶质物质的量浓度________1 mol·L-1(填“>”“=”或“<”)。
(2)下列有关实验操作的说法正确的是________。
A.可用25 mL碱式滴定管量取20.00 mL KMnO4溶液
B.做有关水浴加热实验时,将温度计插入水中,但水银球不能与烧杯底部和烧杯壁接触
C.蒸馏时蒸馏烧瓶中液体的体积不能超过容积的2/3,液体也不能蒸干
D.将金属钠在研钵中研成粉末,使钠与水反应的实验更安全
E.用NaOH溶液洗涤并灼烧铂丝后,再进行焰色反应
热点三、化学药品的存放及化学实验的安全、环保
【例3】下列实验操作与安全事故处理均正确的是(  )。
①钠着火应用沙子盖灭、苯着火应迅速用湿布或沙土盖灭
②用氢气还原氧化铜,先通一会儿氢气,然后点燃酒精灯给盛有氧化铜的试管加热
③稀释浓硫酸时,把浓硫酸沿烧杯壁慢慢注入水里,并不断搅拌
④氯水存放在带橡胶塞的棕色细口瓶中
⑤浓烧碱沾到皮肤上,先用大量水冲洗,然后涂上稀硫酸
⑥用试管夹从试管底由下往上夹住距试管口约1/3处,手持试管夹长柄末端,进行加热
⑦制备乙酸乙酯时,导气管不能插入饱和碳酸钠溶液中
⑧把玻璃管插入橡胶塞孔时,用厚布护手,紧握用水湿润的玻璃管插入端,缓慢旋进塞孔中
A.①④⑥  B.②⑤⑥ C.①③⑥⑦⑧ D.③④⑤⑧
归纳总结 1.药品的存放
试剂妥善保存的目的是防止其变质或因挥发而损失,这些都源于试剂的物理、化学性质,所以,试剂采用什么保存方法,关键看它具有什么特殊的性质,如:
(1)状态:固体药品一般存放在广口瓶中,便于药品的取用;液体药品一般存放在细口瓶中。
(2)腐蚀:碱性的物质(如NaOH溶液、水玻璃、Na2CO3溶液、氨水等)用盖有橡胶塞的试剂瓶存放;溴水、苯等不能用盖有橡胶塞的试剂瓶存放。
(3)易潮解、水解、挥发、剧毒、氧化、分解的物质常用的保存方法:密封(如浓硫酸、浓盐酸)、水封(如白磷、液溴)、油封(如Na、K等活泼金属)、棕色瓶并置于阴暗处(如浓硝酸)、防水解氧化(如FeSO4溶液中加入少量硫酸及铁粉)。
2.安全及环保
实验安全、环保是高考的热点,因此在做有关实验的题目时,一定要有安全意识、环保意识,要从“五防”的角度设计、分析实验。
(1)防爆炸:不仅点燃可燃性气体(如H2、CO、CH4、C2H2、C2H4)前要验纯,而且只要给含有可燃性气体的仪器(如用H2、CO还原CuO、Fe2O3)加热之前,也一定要验纯。
(2)防暴沸:配制硫酸的水溶液或硫酸的酒精溶液时,要将密度大的浓硫酸缓缓倒入水或酒精中并用玻璃棒搅拌;加热液体时要加沸石(或碎瓷片)。
(3)防失火:实验室中的可燃物一定要远离火源。
(4)防倒吸:加热法制取气体并用排水法收集气体或吸收溶解度较大气体时,要注意熄灯顺序或加装安全瓶。
(5)防污染、中毒:制取有毒气体(如CO、SO2、Cl2、NO等)时,应注意尾气处理。21世纪教育网
注意:解决这类题的关键是要真正理解防倒吸的原理:①导气管不接触水面,如E;②有容积较大的容器,如A、C、F、G;而B、D均不能用于防倒吸。
即时训练3 化学是一门以实验为基础的自然科学,化学实验在学习中具有重要的作用。
(1)上图分别是温度计、量筒、滴定管的一部分,其中A仪器的名称为________,B的正确读数为________。
(2)下列实验操作、试剂保存方法和实验室事故处理,一定正确的是________(填序号)。
A.不慎将浓碱液沾到皮肤上,要立即用大量水冲洗,然后涂上稀硼酸溶液
B.实验室中,浓硝酸保存在带橡胶塞的棕色细口试剂瓶中
C.配制浓硫酸和浓硝酸的混合酸时,将浓硝酸沿器壁慢慢加入浓硫酸中,并不断搅拌
D.制备氢氧化铁胶体时,应向沸水中逐滴滴加1~2 mL饱和的FeCl3溶液,并继续加热到溶液呈红褐色为止
E.在进行反应热测定时,为保证实验的准确性,我们可以采取以下具体措施:使用碎泡沫以起到隔热保温的作用,使用铜质搅拌棒进行搅拌,使用的酸碱正好反应、进行两到三次实验,取平均值
热点四、物质的分离、提纯和检验
【例4】粗食盐常含有少量K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO等杂质离子,实验室提纯NaCl的流程如下:
提供的试剂:饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、75%乙醇、四氯化碳
(1)欲除去溶液Ⅰ中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO,选出a所代表的试剂,按滴加顺序依次为______________(只填化学式),除去Ca2+的同时还除去的离子有:__________;
(2)怎样证明溶液中的Fe3+已被除尽,简述操作过程及实验现象:___________________;
(3)洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl,选用的试剂为________________。
规律总结 1.物质鉴别
物质鉴别常以简答题形式进行考查,回答时要注意:
(1)不许原瓶操作:鉴别的目的是为了以后的使用,若原瓶操作,试剂被污染,“别”而无用。要有“各取少许”字样。
(2)不许“指名道姓”:结论的得出来自实验现象,在加入试剂之前,该物质是未知的,叙述时不可出现“取某某试剂加入某某物质……”的字样。气体试剂要用“通入”,切不可把液体或固体试剂“通入××中”。
2.物质分离提纯
(1)分离与提纯的区别
物质的分离是把混合物中各物质彼此分开的过程,分开后各物质要恢复到原来的状态;物质的提纯是把混合物中的杂质除去,得到纯净物质的过程,杂质若发生变化,不必恢复。如:①除去MgO中的Al2O3杂质,加入过量NaOH充分反应后过滤、洗涤、干燥即可;②如果分离MgO、Al2O3的混合物,则在①的基础上还得把滤液(NaAlO2)还原为Al2O3。
(2)注意事项
①除杂试剂必须过量;②过量试剂必须除尽;③去除多种杂质时还要考虑加入试剂的顺序;④除杂途径必须最佳;⑤除杂不能引入新的杂质。
即时训练4 向四支试管中分别加入少量不同的无色溶液进行如下操作,结论正确的是(  )。
操作
现象
结论
A
滴加BaCl2溶液
生成白色沉淀
原溶液中有SO
B
滴加氯水和CCl4,振荡、静置
下层溶液显紫色
原溶液中有I-
C
用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色反应
火焰呈黄色
原溶液中有Na+、无K+
D
滴加稀NaOH溶液,将湿润红色石蕊试纸置于试管口
试纸不变蓝
原溶液中无NH
误区警示
1.混淆计量仪器的精确度
托盘天平的精确度为0.1 g、滴定管的精确度为0.01 mL;10 mL量筒比50 mL量筒的精确度高,所以在选择仪器时,一定要注意仪器的精确度,不能“大材小用”或“小材大用”。
2.混淆温度计的位置
温度计用于测量温度,水浴时水银球浸在水中;测溶解度时,水银球放在饱和溶液中;石油分馏时,水银球放在支管口处。
3.忽视分液漏斗的使用方法
用于分离密度不同且互不相溶的液体,作反应器的随时加液装置,使用前应检验是否漏液,分液时应先打开漏斗口的塞子(或使塞子上的小孔或凹槽对准漏斗口部的小孔)。
4.混淆试纸的用途
①石蕊试纸:定性检验酸碱性(红色石蕊试纸检验碱性气体,蓝色石蕊试纸检验酸性气体);②pH试纸:定量检验酸碱性;③淀粉KI试纸:检验Cl2等有氧化性的物质。
5.酸碱中和滴定时的操作
滴定时,左手控制滴定管活塞,右手握持锥形瓶,边滴边振荡,眼睛注视锥形瓶中液体颜色变化。
跟踪练习 判断正误:(正确的打“√”号,错误的打“×”号)
1.用50 mL量筒量取8.5 mL液体。
2.用10 mL量筒量取8.5 mL液体。21世纪教育网
3.用托盘天平称取20.45 g NaCl固体。
4.取一小片淀粉KI试纸,靠近集气瓶口检验Cl2是否集满。
5.滴定时,左手控制滴定管活塞,右手握持锥形瓶,边滴边振荡,眼睛注视滴定管中的液面下降的速度,防止滴的过快。
6.实验室常用下图装置收集氨气。
7.分液时下层液体由下口放出后,关闭活塞,换一个烧杯打开活塞把上层液体由下口放出。
1.下列有关实验操作或实验原理正确的是(  )。
A.用量筒量取20.00 mL酸性高锰酸钾溶液
B.用蒸发溶剂的方法将10%的氯化铁溶液变为20%的氯化铁溶液
C.用上图的装置可以收集一瓶干燥的氨气
D.可用氯化铁溶液除去试管内壁难以刷去的铜迹
2.下列实验操作正确的是(  )。
A.提取溴水中的溴,可用加入乙醇萃取的方法
B.将滴管垂直伸进试管内滴加液体
C.将试管平放,用纸槽往试管里送入固体粉末后,然后竖立试管
D.熔融氢氧化钠要在耐高温的石英坩埚中
3.下列实验不合理的是(  )。
4.下图是海水综合利用的工业流程图,下列说法正确的是(  )。
A.过程①中除去粗盐中的SO、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质,加入药品的顺序为:BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→加盐酸→过滤
B.图示三个工业生产都利用到了氧化还原反应和非氧化还原反应
C.过程②中结晶出的MgCl2·6H2O在空气中加热脱水制得无水MgCl2
D.过程③④的主要作用是溴的富集
5.为提纯下列物质(括号中为杂质),所选除杂试剂和分离方法都正确的是(  )。
选项
被提纯的物质(杂质)
除杂试剂
分离方法
A
NH3(H2O)
浓硫酸
洗气
B
HNO3溶液(H2SO4)
BaCl2溶液
过滤
C
溴化钠溶液(NaI)
氯水、CCl4
萃取、分液
D21世纪教育网
乙醇(水)
生石灰
蒸馏
6.(1)玻璃棒是中学化学实验中常用的仪器。下列实验过程中,一般不需要用玻璃棒的是________(填写编号)。
①精盐提纯
②配制一定物质的量浓度的氯化钠溶液
③将适量氯化铁饱和溶液滴入沸水中制备氢氧化铁胶体
④探究Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应过程中的能量变化
⑤实验室用新制的FeSO4溶液和预处理过的NaOH溶液制备Fe(OH)2白色沉淀
(2)填空:
①读取滴定管中液体体积时,仰视液面,读取的体积数________实际体积数(填“>”“=”或“<”)。
②实验需用480 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液,配制溶液时除需用胶头滴管、烧杯、托盘天平(带砝码)、玻璃棒、药匙外,还必须用到的仪器是________(填名称),所称取NaOH固体的质量为________g。
7.化学实验是研究物质性质的基础。
(1)下列有关实验操作或测量数据合理的是________(填序号)。
a.某学生在使用胶头滴管向试管滴液体时,胶头滴管尖端与试管内壁接触
b.用萃取法分离溴水(过量)和KI溶液反应生成的碘单质
c.用规格为10 mL的量筒,量取6.8 mL的CH3COONa溶液
d.向某溶液中加入稀硝酸,无明显现象,再向其中加入BaCl2溶液产生白色沉淀,说明原溶液中含有SO
(2)某废水样品中含有一定量的K+、HCO、SO,甲、乙两研究小组欲测定其中SO的浓度。
甲组方案:
取废水100 mL,加试剂X后,再Ⅰ加盐酸,Ⅱ加BaCl2溶液,Ⅲ系列操作,固体称量计算

试剂X从下列试剂中选择:
a.0.1 mol·L-1KMnO4(H2SO4酸化)溶液
b.0.5 mol·L-1KOH溶液
c.新制氯水
d.NaI溶液
①加入试剂X后生成SO的离子方程式为____________________________________;
②甲组方案中,第Ⅲ步的“系列操作”包含的操作名称按顺序为_________________;
乙组方案:
Ⅰ.用烧杯盛取废水适量,加适量活性炭,除去废水的杂色;过滤;
Ⅱ.精确量取20.00 mL过滤后废水试样,选择使用紫色的0.1 mol·L-1 KMnO4(H2SO4酸化)溶液进行滴定;(有关反应为:2MnO+5SO+6H+===2Mn2++5SO+3H2O)
Ⅲ.记录数据,计算。
③乙组设计的下列滴定方式中,最合理的是________(夹持部分略去)(填字母序号),达到滴定终点时可观察到的现象是______________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)某研究性学习小组利用实验室提供的MnO2、浓盐酸来制取氯气,并以氯气为反应物进行有关反应,设计装置如下。
①从A1、A2、A3中选出能适用于A处制取Cl2的发生装置的是________,要将C装置接入B和D之间,正确的接法是:a→________→________→d。
②实验开始先点燃A处的酒精灯,打开旋塞K,让Cl2充满整个装置,再点燃D处的酒精灯。Cl2通过C装置后进入D,D装置内盛有炭粉,发生氧化还原反应,生成CO2和HCl(g),发生反应的化学方程式为________________________________________________
________________________________________________________________________。
③D处反应完毕后,关闭旋塞K,移去两个酒精灯,由于余热的作用,A处仍有少量Cl2产生,此时B中的现象是________,B的作用是______________________________________。
④在A、B、C、D、E装置中有一处需要改进,说明需要改进的理由________。
参考答案
命题调研·明晰考向
真题试做
1.C 解析:乙醇与水互溶,不能作为萃取剂;新制的Cu(OH)2悬浊液可以与多羟基有机物形成绛蓝色溶液,如甘油和葡萄糖等;乙酸和乙醇的沸点相差不大,通常情况下让乙酸与生石灰反应生成高沸点的乙酸盐,然后蒸馏得到乙醇;在进行纸层析实验时,不能将滤纸上的试样点浸入展开剂中。
2.A 解析:A错误,因为变色硅胶中的蓝色CoCl2被用作指示剂,只有当硅胶吸收足够的水分,变成粉红色的CoCl2·6H2O,才失去干燥功能;B正确,温度计用来测定水浴的温度;C正确,因为锥形瓶内放待测液,残存的蒸馏水对测定结果没有任何影响;但是移液管、滴定管内盛放标准液,若不干燥或润洗,会使标准液被稀释而导致误差;该实验中容量瓶是配液用的,洗净即可,残存蒸馏水对结果没有影响;D正确,先通过酸性KMnO4溶液除去SO2,再通过浓硫酸干燥。
3.答案:(1)①布氏漏斗的颈口斜面未朝向抽滤瓶的支管口
断开连接安全瓶与抽气装置间的橡皮管
关闭抽气装置中的水龙头
②Cu(OH)2或Cu2(OH)2SO4
加热蒸发过程中NH3挥发,使反应[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3平衡往右移动,且Cu2+发生水解。
(2)①乙醇 抽滤(或减压过滤、吸滤)
②C ③加热易使[Cu(NH3)4]SO4·H2O分解(失H2O,失NH3)
解析:(1)②由信息①可知步骤a加热蒸发时,溶液中的[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3平衡右移,NH3挥发。(2)向溶液C中加入一种试剂使[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体析出,由信息③可知应该提高溶液C中乙醇的体积分数。②杂质为(NH4)2SO4,如果用蒸馏水洗涤[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体也易溶于蒸馏水,排除B选项,由信息②可排除A选项,D选项又新增加了Na2SO4杂质排除,只有C选项比较符合,既可使(NH4)2SO4溶解,又降低了[Cu(NH3)4]SO4·H2O的溶解度。
4.答案:(1)干燥管 吸收HCl气体
(2)防止三氯化铝与乙酸酐水解(只答三氯化铝水解或乙酸酐水解也可)
(3)AD[来源:21世纪教育网]
(4)把溶解在水中的苯乙酮提取出来以减少损失 否 乙醇与水混溶
(5)检漏 放气 打开上口玻璃塞(或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔)
(6)C AB
解析:(1)仪器a是干燥管,装置b的作用是吸收HCl,因为HCl极易溶于水,为了防止倒吸,用倒扣的漏斗来吸收HCl。
(2)三氯化铝和乙酸酐遇水都容易发生水解,所以要求无水操作。
(3)将混合液一次性倒入三颈瓶,可能导致温度过高,反应太剧烈,同时副产物增多。21世纪教育网
(4)由(Ⅱ)分离提纯步骤③可知步骤②的目的是将溶解在水中的苯乙酮提取出来以减少损失。
(5)明确分液漏斗的使用方法,本题不难得出答案:分液漏斗使用前要先检漏,使用过程中要注意放气,分液时下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出。
(6)在同一蒸馏烧瓶中,温度最高的是反应液,蒸气温度从下往上逐渐降低,所以A、B装置收集的馏分含有低沸点杂质,D收集的含有高沸点杂质。
精要例析·聚焦热点
热点例析
【例1】 答案:(1)①干燥管 ②分液漏斗 ③蒸馏烧瓶、酒精灯 ④漏斗 ⑤坩埚、酒精灯 ⑥漏斗、蒸发皿、酒精灯
(2)①往细口容器中加液体 ②组成过滤装置(只要答对两个即可,其他合理答案亦可)
(3)(只需画对试管的位置即可)
解析:(1)⑤使CuSO4·5H2O失去结晶水,要给CuSO4·5H2O(固体)加热,所以需要坩埚和酒精灯;⑥首先把粗盐溶于水,过滤、蒸发;(3)只要想法用很少的液体把漏斗尖端封堵即可,那么就得想法加很少液体,使液面升高很多。
【即时训练1】 答案:(1)CD (2)分液漏斗
解析:(1)加热NH4Cl晶体生成NH3和HCl,遇冷后又生成NH4Cl晶体,氨气不会从试管中逸出,C错误;用pH试纸测量pH时,不能润湿,D错误;分别向等体积等pH的H2SO4和CH3COOH溶液加入等体积的蒸馏水,然后用pH试纸测量,pH大的是硫酸,E正确。
【例2】 答案:③④
解析:①银不溶于氨水;②玻璃棒在该实验中作用不同,溶解时搅拌、移液时引流、洗涤时搅拌引流;④用试纸检验气体的酸碱性时,一定要先润湿;⑤浓盐酸与高锰酸钾反应生成氯气;⑥容量瓶不能用来溶解物质,溶解要在烧杯中进行;⑦当有大量固体析出时,停止加热,用余热把剩余的少许液体蒸干。
【即时训练2】 答案:(1)250 mL > (2)BC
解析:(1)容量瓶规格要等于或大于所配溶液的体积,但要最为接近,所以应该选用250 mL的;视线偏高如图,则使溶液体积偏小,浓度增大。(2)KMnO4溶液有强氧化性,不能用碱式滴定管;钠的性质活泼,研成粉末与水反应更为剧烈,不安全;焰色反应应用稀盐酸洗涤铂丝,如果用NaOH溶液则铂丝上一定会有钠元素。
【例3】 C 解析:②应该先验纯再点灯;④氯水腐蚀橡胶;⑤应该涂上硼酸溶液;⑦防止倒吸。
【即时训练3】 答案:(1)量筒 22.80 mL (2)AD
解析:(1)量筒没有“0”刻度,由下往上逐渐增大,所以A为量筒;滴定管的读数从下往上逐渐减小,B为滴定管;温度计有“0”刻度,所以C为温度计;(2)浓硝酸应保存在磨口玻璃塞的棕色细口试剂瓶中,B错误;配制浓硫酸和浓硝酸的混合酸时,将浓硫酸沿器壁慢慢加入浓硝酸中,C错误;铜质搅拌棒是热的良导体,会散失大量的热,酸应该过量,E错误。
【例4】 答案:(1)BaCl2、NaOH、Na2CO3 Ba2+ (2)用试管取少许待测液,然后滴加KSCN溶液,如果显红色说明Fe3+没有除尽,如果无明显现象说明Fe3+已除尽 (3)75%乙醇
解析:(1)用NaOH溶液与Mg2+、Fe3+反应生成Mg(OH)2、Fe(OH)3而除去Mg2+、Fe3+;用BaCl2溶液与SO反应生成BaSO4而除去SO,最后用饱和Na2CO3溶液除去Ca2+及过量的Ba2+,NaOH溶液和BaCl2溶液的加入顺序可以颠倒,但Na2CO3溶液一定最后加入。(3)排除法,四氯化碳属于有机溶剂,KCl难溶于四氯化碳,故选用试剂为75%乙醇。
【即时训练4】 B 解析:没有排除CO或SO的干扰,A错;黄色火焰可以覆盖K+的浅紫色火焰,检验K+需透过蓝色钴玻璃观察火焰,C错;NH3极易溶于水,若溶液中含有少量的NH时,滴加稀NaOH溶液不会放出NH3,D错;在四氯化碳中显紫色的是I2,B正确。
误区警示
【跟踪练习】 答案:× √ × × × × ×
解析:4.应该将试纸用蒸馏水润湿并粘在玻璃棒上,错误;5.眼睛应该注视锥形瓶中溶液颜色变化,错误;6.导气管没有插入试管底部,错误。
创新模拟·预测演练
1.D 解析:注意量筒的精确度,A错误;氯化铁加热水解生成胶体,B错误;应该用向下排空气法收集(短进长出),且容易发生倒吸,C错误;FeCl3和Cu反应,D正确。
2.C 解析:乙醇溶于水,A错误;滴管不能伸进试管内,B错误;氢氧化钠与SiO2反应,D错误。
3.D 解析:因为Na2O2是粉末,D错误。
4.D 解析:因为沉淀CaCO3、BaCO3、Fe(OH)3等与盐酸反应,应该过滤后再加盐酸,A错误;氯碱工业包括粗盐提纯(复分解反应)、电解(氧化还原反应);制镁工业包括镁的富集(复分解反应)、电解MgCl2(氧化还原反应);海水提溴没有非氧化还原反应,B错误;MgCl2水解,应该在干燥HCl气流氛围中干燥,C错误。
5.D 解析:A中浓硫酸也与氨气反应;B中又掺入了新的杂质Cl-;C中溴化钠也与氯气反应;D选项中水与生石灰反应生成氢氧化钙,蒸馏即可得到纯净乙醇,只有D选项正确。
6.答案:(1)③⑤
(2)①> ②500 mL容量瓶 2
解析:(1)①溶解时搅拌、过滤时引流、蒸发时搅拌;②溶解时搅拌、移液时引流;④搅拌加快反应速率;⑤为防止氧气干扰实验,应把氢氧化钠溶液的滴管插入液面以下,所以一定不能搅拌;(2)②没有480 mL容量瓶,计算时应该用500 mL溶液计算。
7.答案:(1)c
(2)①SO+Cl2+H2O===SO+2Cl-+2H+ ②过滤、洗涤、干燥 ③b 溶液由无色变为紫色
(3)①A1 c b ②2Cl2+C+2H2O4HCl+CO2
③瓶中液面下降,长颈漏斗内液面上升 贮存少量Cl2,避免Cl2对环境造成污染 ④D中反应生成的HCl气体极易溶于水,易发生倒吸,所以E中应用防倒吸装置(倒置漏斗等)
解析:(1)b选项中碘单质中混有过量的溴单质,错误;10 mL的量筒的精确度为0.1 mL,c选项正确;d选项无法排除SO、Cl-的干扰;(2)首先把SO氧化为SO,氧化性试剂只有a、c,试剂a中含有硫酸被排除,所以只有试剂c符合;(3)①固液反应需要加热,只有A1装置符合;气体从B到D,所以C应该长进短出;②由反应物可知水一定参加反应;④评价实验要从安全(如防倒吸)、环保等方面进行考虑。
第2讲 实验方案的设计与评价
真题试做
1.(2010浙江理综,13)某钠盐溶液中可能含有NO、SO、SO、CO、Cl-、I-等阴离子。
某同学取5份此溶液样品,分别进行了如下实验:
①用pH计测得溶液的pH大于7
②加入盐酸,产生有色刺激性气体
③加入硝酸酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀,且放出有色刺激性气体
④加足量BaCl2溶液,产生白色沉淀,该沉淀溶于稀硝酸且放出气体,将气体通入品红溶液,溶液不褪色
⑤加足量BaCl2溶液,产生白色沉淀,在滤液中加入酸化的(NH4)2Fe(SO4)2溶液,再滴加KSCN溶液,显红色
该同学最终确定在上述六种离子中仅含NO、CO、Cl-三种阴离子。
请分析,该同学只需要完成上述哪几个实验,即可得出此结论(  )。
A.①②④⑤  B.③④ C.③④⑤ D.②③⑤
2.(2011浙江高考,28)二苯基乙二酮常用作医药中间体及紫外线固化剂,可由二苯基羟乙酮氧化制得,反应的化学方程式及装置图(部分装置省略)如下:
在反应装置中,加入原料及溶剂,搅拌下加热回流。反应结束后加水煮沸,冷却后即有二苯基乙二酮粗产品析出,用70%乙醇水溶液重结晶提纯。重结晶过程:
加热溶解→活性炭脱色→趁热过滤→冷却结晶→抽滤→洗涤→干燥
请回答以下问题:
(1)写出装置图中玻璃仪器的名称:a______,b______。
(2)趁热过滤后,滤液冷却结晶。一般情况下,下列哪些因素有利于得到较大的晶体:______。
A.缓慢冷却溶液 B.溶液浓度较高 C.溶质溶解度较小 D.缓慢蒸发溶剂
如果溶液发生过饱和现象,可采用________、________等方法促进晶体析出。
(3)抽滤所用的滤纸应略______(填“大于”或“小于”)布氏漏斗内径,将全部小孔盖住。烧杯中的二苯基乙二酮晶体转入布氏漏斗时,杯壁上往往还粘有少量晶体,需选用液体将杯壁上的晶体冲洗下来后转入布氏漏斗,下列液体最合适的是______。
A.无水乙醇 B.饱和氯化钠溶液 C.70%乙醇水溶液 D.滤液
(4)上述重结晶过程中的哪一步操作除去了不溶性杂质:
________________________________________________________________________。
(5)某同学采用薄层色谱(原理和操作与纸层析类同)跟踪反应进程,分别在反应开始、回流15 min、30 min、45 min和60 min时,用毛细管取样、点样,薄层色谱展开后的斑点如下图所示。该实验条件下比较合适的回流时间是________。
A.15 min  B.30 min C.45 min D.60 min
3.(2010浙江理综,25)汽车安全气囊是行车安全的重要保障。当车辆发生碰撞的瞬间,安全装置通电点火使其中的固体粉末分解释放出大量的氮气形成气囊,从而保护司机及乘客免受伤害。为研究安全气囊工作的化学原理,取安全装置中的固体粉末进行实验。经组成分析,确定该粉末仅含Na、Fe、N、O四种元素。水溶性实验表明,固体粉末部分溶解。经检测,可溶物为化合物甲;不溶物为红棕色固体,可溶于盐酸。
取13.0 g化合物甲,加热使其完全分解,生成氮气和单质乙,生成的氮气折合成标准状况下的体积为6.72 L,单质乙在高温隔绝空气的条件下与不溶物红棕色粉末反应生成化合物丙和另一种单质。化合物丙与空气接触可转化为可溶性盐。
请回答下列问题:
(1)甲的化学式为______,丙的电子式为______。
(2)若丙在空气中转化为碳酸氢盐,则反应的化学方程式为________________________。
(3)单质乙与红棕色粉末发生反应的化学方程式为__________________,安全气囊中红棕色粉末的作用是______________________________________________________________。
(4)以下物质中,有可能作为安全气囊中红棕色粉末替代品的是______。
A.KCl  B.KNO3 C.Na2S D.CuO21世纪教育网
(5)设计一个实验方案,探究化合物丙与空气接触后生成可溶性盐的成分(不考虑结晶水合物)______。
4.(2012浙江理综,26)已知:I2+2S2O===S4O+2I-
相关物质的溶度积常数见下表:
物质
Cu(OH)2
Fe(OH)3
CuCl
CuI
Ksp
2.2×10-20
2.6×10-39
1.7×10-7
1.3×10-12
(1)某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl3,为得到纯净的CuCl2·2H2O晶体,加入________,调至pH=4,使溶液中的Fe2+转化为Fe(OH)3沉淀,此时溶液中的c(Fe3+)=________。过滤后,将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶,可得到CuCl2·2H2O晶体。
(2)在空气中直接加热CuCl2·2H2O晶体得不到纯的无水CuCl2,原因是________(用化学方程式表示)。由CuCl2·2H2O晶体得到纯的无水CuCl2的合理方法是________。
(3)某学习小组用“间接碘量法”测定含有CuCl2·2H2O晶体的试样(不含能与I-发生反应的氧化性杂质)的纯度,过程如下:取0.36 g试样溶于水,加入过量KI固体,充分反应,生成白色沉淀。用0.100 0 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定,到达滴定终点时,消耗Na2S2O3标准溶液20.00 mL。
①可选用________作滴定指示剂,滴定终点的现象是________。
②CuCl2溶液与KI反应的离子方程式为________。
③该试样中CuCl2·2H2O的质量百分数为________。
考向分析
近几年所考查的热点:①物质的制备及仪器的连接;②实验方案的设计及简述操作过程;③从安全、环保、可行性评价实验方案。
热点例析
热点一、常见气体的制备
【例1】已知NaHCO3低温时溶解度小,侯德榜制碱的方法是:向氨化的饱和食盐水中通入过量的二氧化碳,即有晶体析出,经过滤、洗涤、焙烧得纯碱。此过程可以表示为:
①NaCl(饱和)+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl(此反应是放热反应)
②2NaHCO3Na2CO3 +CO2↑+H2O
现有某化学小组根据上述原理在实验室中模拟制碱过程,下图C装置是溶有氨和NaCl的溶液,且二者均达到了饱和。21世纪教育网
(1)制CO2时为了使反应随开随用,随关随停,上图A方框内应选用以下________装置(填序号)。简述该装置能随关随停的理由________________________________________。
(2)为使实验能够进行,在B、D方框内补上所需装置,并指明所用试剂。
(3)该小组同学按正确的方法连接装置,检验气密性良好后进行实验,结果发现析出的晶体非常少,在老师的指导下,他们对某个装置进行了改进,达到了实验目的。你认为他们的改进方法是__________________________________________________________________。
(4)若所用饱和食盐水中含有NaCl的质量为5.85 g,实验后得到干燥的NaHCO3晶体的质量为5.46 g,假设第二步分解时没有损失,则Na2CO3的产率为_____________________。
即时训练1 在浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2,可以制得纳米级碳酸钙。下图所示A~E为实验室常见的仪器装置(部分固定夹持装置略去),请根据要求回答问题。
(1)实验室若用NH4Cl和熟石灰作试剂来制取、收集干燥的NH3,则需选用上述仪器装置中的__________________(填装置序号)。若要制取、收集干燥的CO2,请选择装置并按气流方向连接各仪器接口________________________________________。
(2)若在A的分液漏斗内改加浓氨水,圆底烧瓶内加NaOH固体,也能制取氨气。请解释装置A中能产生氨气的原因_________________________________________________。
(3)向浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2制纳米级碳酸钙时,应先通入的气体是______,若实验过程中有氨气逸出,应选用下列______装置回收(填代号)。
写出制纳米级碳酸钙的化学方程式______________________________________。
(4)试设计简单的实验方案,判断所得碳酸钙样品颗粒是否为纳米级_______________。
热点二、物质的制备
【例2】二氧化氯(ClO2)作为一种高效强氧化剂,已被联合国世界卫生组织(WHO)列为AⅠ级安全消毒剂。常温下二氧化氯为黄绿色或橘黄色气体,性质非常不稳定。温度过高,二氧化氯的水溶液有可能爆炸。某研究小组设计如图所示实验制备ClO2。
(1)如图,在烧瓶中先放入一定量的KClO3和草酸(H2C2O4),然后再加入足量的稀硫酸,水浴加热。反应后产物中有ClO2、CO2和一种酸式盐,该反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
氧化产物与还原产物的物质的量之比:________。
(2)控制水浴温度在60~80 ℃之间的目的是________,图示装置中缺少的一种必要的玻璃仪器是________。
(3)A装置用于吸收产生的二氧化氯,其中最好盛放________。(填序号)
①60 ℃的温水 ②冰水 ③饱和食盐水
(4)将二氧化氯溶液加入到硫化氢溶液中,所得溶液中加入少量用稀硝酸酸化过的氯化钡溶液,有白色沉淀生成。请写出二氧化氯溶液和硫化氢溶液反应的离子方程式___________
_______________________________________________________________________。
(5)在烧瓶中加入12.25 g KClO3和9 g草酸(H2C2O4),然后再加入足量的稀硫酸,水浴加热,反应后生成ClO2的质量为________。
思路点拨 1.制备实验方案设计的基本思路
2.有气体参加的反应实验方案设计(装置连接)的基本思路21世纪教育网
3.气体除杂的一般思路
气体的除杂,首先要判断气体中的杂质,判断气体中的杂质的方法:①看反应物的性质,如用盐酸制取的气体中应含有HCl气体杂质;②看气体是否完全反应,如用CO2与Na2O2反应制取的氧气中应含有CO2杂质;③看反应实质,如C和浓硫酸加热制取的SO2中一定含有CO2;④看是否有副反应发生等。最后再根据杂质的性质选择合适的试剂及装置。
4.要排除干扰
如制取易潮解、易水解的物质(如AlCl3)时,往往在装置末端再接一个干燥装置,以防止空气中的水蒸气进入干扰实验。
即时训练2 某课外活动小组将下图所示装置按一定顺序连接,在实验室里制取一定量的FeCl3(所通气体过量并充分反应)。
请回答下列问题:
(1)A中发生反应的化学方程式为____________。
(2)各装置的正确连接顺序为(填写装置代号)A→________→________→________→D。
(3)装置C的作用是________________________,写出装置D中反应的离子方程式______________________。
(4)反应开始后,B中硬质玻璃管内的现象为____________________________;可以检验生成物中含有Fe3+的试剂是______________(填写试剂名称)。
(5)该小组欲用下图所示装置收集尾气,并测量多余气体的体积。
下图所示量气装置由干燥管、乳胶管和50 mL滴定管改造后组装而成,此处所用滴定管是(填“酸式”或“碱式”)滴定管。
②为提高测量的准确性,右图装置中的液体可用,收集完气体后,读数前应进行的操作是。
③如果开始读数时操作正确,最后读数时俯视右边滴定管液面,会导致所测气体的体积    (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
热点三、化学实验方案的设计与评价
【例3】下图是验证CO气体还原性的实验装置图:
已知F中装有澄清的石灰水,请根据上述实验目的和实验装置图填写下列空白:
(1)图中各装置中的试剂分别为:A________、B________、D________、E________(从下列试剂中选择最佳试剂)。从实验结果的可靠性方面说明选择C中试剂的理由______________。
a.浓硫酸 b.稀硫酸 c.饱和NaHCO3溶液 d.NaOH溶液 e.蒸馏水 f.饱和食盐水 g.稀盐酸 h.浓盐酸 j.石灰石 k.苏打 l.小苏打 m.二氧化锰 n.碳粉 p.氧化铜 q.碱石灰
(2)从实验安全角度考虑,在给D、E中的反应管加热之前进行的实验操作是________________________________________________________________________。
(3)写出D中发生反应的化学方程式_________________________________________。
(4)证明CO有还原性的实验现象是__________________________________________。21世纪教育网
(5)实验中的尾气如何处理__________________________________________________。[来源:21世纪教育网]
(6)如果要通过F中的现象来证明CO的还原性,则该实验装置图中________之间缺少的一个重要装置是装有________[从第(1)问的试剂中选择]的________(填仪器名称)。[来源:21世纪教育网]
思路点拨 1.思路导图
2.实验方案的评价
评价一个实验方案的优劣主要从以下几个方面入手:
(1)实验原理是否正确、可行;
(2)是否安全,如是否有防倒吸、防爆炸装置或措施等;
(3)是否环保,如是否有尾气处理装置;
(4)是否排除了干扰因素,如氢气还原氧化铜是否排尽了系统中的氧气等。
即时训练3 黄铜矿是工业炼铜的主要原料,主要成分为CuFeS2,含少量脉石。为测定该黄铜矿的纯度,某同学设计了如下实验:
现用电子天平称取研细的黄铜矿样品1.150 g,在空气存在下进行煅烧,生成Cu、Fe3O4和SO2气体,实验后取d中溶液的1/10置于锥形瓶中,用0.05 mol·L-1标准碘溶液进行滴定,消耗标准碘溶液20.00 mL。请回答下列问题:
(1)将样品研细后再进行反应,其目的是_______________________________________;
标准碘溶液应盛放在(填“碱式”或“酸式”)________滴定管中。
(2)装置a的作用是________。
A.除去空气中的二氧化碳 B.除去空气中的水蒸气
C.有利于气体混合 D.有利于观察、控制空气流速
(3)若去掉c装置,会使测定结果(填“偏低”“偏高”或“无影响”)________,写出影响测定结果的化学方程式____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)上述反应结束后,仍需通一段时间的空气,其目的是
________________________________________________________________________。
(5)通过计算可知,该黄铜矿的纯度为________。
(6)假设实验操作均正确,测得的黄铜矿纯度仍然偏低,可能的原因主要有________。
误区警示
1.设计、评价实验时忽视环保
随着人类环保意识的增强,实验设计和评价中常常有关于环保的知识,我们在设计和评价实验时,一定要注意是否需要处理尾气,及尾气的处理方法是否正确。
2.忽视实验安全
安全第一,所以我们在设计与评价实验方案时,一定要时刻注意安全,如点燃气体前是否有验纯,特别是氢气还原氧化铜时,应该先通入氢气,排出反应器中的空气,防止加热时发生爆炸。
3.混淆除去杂质气体的先后顺序
当气体中含有多种杂质时,若采用洗气装置除杂,通常除杂在前,干燥在后。若用加热装置除杂时,通常是干燥在前,除杂在后。如果检验气体中是否混有水蒸气时,应该先检验水蒸气,后检验其他气体。
4.制取气体时,忽视反应物的一些性质
如Zn与稀硫酸、稀盐酸反应均生成氢气,但我们一般选用稀硫酸,不用盐酸,因为盐酸是挥发性酸,制取的氢气中混有HCl气体。
5.气体除杂时混淆气体中的杂质
气体除杂时,首先判断气体中的杂质,气体中杂质的判断方法:凡是反应物中有易挥发性液体,如盐酸、浓硝酸、溴水等,制得的气体中一定含有相应的杂质如HCl、HNO3、溴蒸气及水蒸气等。还有一些发生副反应的,如用铁钉与热的浓硫酸反应制SO2时,由于副反应的发生而使SO2中含有杂质CO2和水蒸气。
跟踪练习 判断正误:(正确的打“√”,错误的打“×”)[来源:21世纪教育网]
1.用大理石和稀盐酸制取的CO2气体中一定含有HCl气体和水蒸气。
2.把SO2气体通入到酸性高锰酸钾溶液中,酸性高锰酸钾溶液褪色,微热后,溶液恢复颜色。
3.组装完仪器,为保证装置气密性良好,应加入药品后,再检验装置气密性。
4.用排水法收集通过加热高锰酸钾固体生成的氧气时,为收集更多的氧气,把酒精灯撤掉后,由于余热还会产生大量氧气,所以还应该继续收集,直至无气泡生成为止。

1.在实验室进行物质制备,下列实验设计方案中,理论上正确、操作上可行、经济上合理的是(  )。
2.下列实验操作与预期实验目的或所得实验结论一致的是(  )。
选项
实验操作
实验目的或结论
A
某钾盐溶于盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体
说明该钾盐是K2CO3
B
向含有少量FeCl3的MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2粉末,搅拌一段时间后过滤
除去MgCl2溶液中少量FeCl3
C
常温下,向饱和Na2CO3溶液中加少量BaSO4粉末,过滤,向洗净的沉淀中加稀盐酸,有气泡产生
说明常温下Ksp(BaCO3)< Ksp(BaSO4)
D
C2H5OH与浓硫酸170 ℃共热,制得的气体通入酸性KMnO4溶液
检验制得气体是否为乙烯
3.某科研小组用MnO2和浓盐酸制备Cl2时,利用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液对其尾气进行吸收处理。
(1)请完成SO2与过量NaOH溶液反应的化学方程式:SO2+2NaOH===____________。
(2)反应Cl2+Na2SO3+2NaOH===2NaCl+Na2SO4+H2O中的还原剂为______。
(3)吸收尾气一段时间后,吸收液(强碱性)中肯定存在Cl-、OH-和SO。请设计实验,探究该吸收液中可能存在的其他阴离子(不考虑空气中CO2的影响)。
提出合理假设。
假设1:只存在SO;假设2:既不存在SO也不存在ClO-;假设3:______。
设计实验方案,进行实验。请写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂:3 mol·L-1 H2SO4、1 mol·L-1 NaOH、0.01 mol·L-1 KMnO4、淀粉KI溶液、紫色石蕊溶液。
实验步骤
预期现象和结论
步骤1:取少量吸收液于试管中,滴加3 mol·L-1 H2SO4至溶液呈酸性,然后将所得溶液分置于A、B试管中。

步骤2:
步骤3:
4.某化学小组拟采用如下装置(夹持和加热仪器等已略去)来电解饱和食盐水,并用电解产生的H2还原CuO粉末来测定Cu的相对原子质量,同时验证氯气的氧化性。
(1)写出甲中反应的离子方程式______________________________________________。
(2)为完成上述实验,正确的连接顺序为A连________,B连________(填接口字母)。
(3)乙装置中X试剂可以是________,丙装置中Y试剂的作用是________________________________________________________________________。
(4)测定Cu的相对原子质量。将w g CuO置于硬质玻璃管中,通入足量的H2与之充分反应后,按以下两个方案测得的数据计算Cu的相对原子质量。

你认为方案________较佳,另一个方案得到的Cu的相对原子质量会________(填“偏低”或“偏高”)。按较佳方案计算,得到Cu的相对原子质量是________。
5.(2012浙江衢州二中练习,28)用硝酸氧化淀粉水解的产物(C6H12O6)可制得少量草酸,装置如图A所示(加热、搅拌和仪器固定装置均已略去):
A
B 草酸减压过滤装置
已知硝酸氧化淀粉水解液过程中可发生下列反应:
C6H12O6+12HNO3―→3H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2O
C6H12O6+8HNO3―→6CO2↑+8NO↑+10H2O
3H2C2O4+2HNO3―→6CO2↑+2NO↑+4H2O
实验过程如下:
将1∶1的淀粉水乳液与少许硫酸(98%)加入烧杯中,水浴加热至85~90 ℃,保持30 min,然后逐渐将温度降至60 ℃ 左右;
②将一定量的淀粉水解液加入容器X中;
③控制反应液温度在55~60 ℃条件下,边搅拌边缓慢滴加一定量含有适量催化剂的混酸(65% HNO3与98% H2SO4的质量比为2∶1.5)溶液;
④反应3 h左右,冷却,减压过滤后再重结晶得草酸晶体。
请回答下列问题:
(1)容器X的名称:______________________。
(2)冷凝管水的进口是______(填a或b);冷凝管冷凝回流的主要物质是____________。
(3)实验中若混酸滴加过快,将导致草酸产量下降,其原因是______________________。
(4)该装置最大的一个缺点是________________________________________________。
(5)草酸重结晶的减压过滤装置如图B。仪器Y接在水龙头上,其作用是________________。减压过滤的操作有:①将含晶体的溶液倒入漏斗;②将滤纸放入漏斗并用水湿润;③打开水龙头;④关闭水龙头;⑤拆下橡皮管。正确的顺序是______________________。
(6)将产品在恒温箱内约90 ℃以下烘干至恒重,得到二水合草酸。用KMnO4标准溶液滴定,该反应的离子方程式为:
2MnO+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O
称取该样品0.12 g,加适量水完全溶解,然后用0.020 mol·L-1 的酸性KMnO4溶液滴定至终点(杂质不参与反应),此时溶液颜色由______变为______。滴定前后滴定管中的液面读数如图所示,则该草酸晶体样品中二水合草酸的质量分数为______________。21世纪教育网
参考答案
命题调研·明晰考向
真题试做
1.B 解析:由④中的现象可推知该钠盐溶液中含有CO,无SO,再由③中的现象可知含有Cl-和NO,故选③④,B正确。
2.答案:(1)三颈瓶 球形冷凝管(或冷凝管)
(2)AD 用玻璃棒摩擦容器内壁 加入晶种
(3)小于 D
(4)趁热过滤
(5)C
解析:(1)装置中玻璃仪器有三颈瓶、冷凝管。(2)缓慢冷却溶液、缓慢蒸发溶剂、溶质溶解度较大都可以得到较大晶体。加入晶种、用玻璃棒摩擦容器内壁,能够促进结晶。(3)滤纸直径大于布氏漏斗内径时,滤纸不能正好平贴在漏斗底部,多余的滤纸边将在漏斗底与漏斗边产生皱折出现缝隙,造成抽滤操作失败,故滤纸直径应略小于布氏漏斗内径。用滤液洗涤晶体可以减少晶体损失,应选D。(4)趁热过滤这一步除去不溶性杂质。(5)由图中信息,45 min时点样清晰。
3.答案:(1)NaN3 Na+[∶∶]2-Na+
(2)Na2O+2CO2+H2O===2NaHCO3
(3)6Na+Fe2O32Fe+3Na2O 避免分解产生的金属钠可能产生危害
(4)B、D
(5)可溶性盐的成分可能是Na2CO3或NaHCO3,或Na2CO3和NaHCO3的混合物。准确量取一定量的生成物,加热至恒重时,如试样无失重,则为Na2CO3,如加热后失重,根据失重量在试样总重量中的比例,即可推断出试样为NaHCO3,或Na2CO3与NaHCO3的混合物。
解析:该粉末仅Na、Fe、N、O四种元素,由不溶物为红棕色固体,可溶于盐酸可知该不溶物为Fe2O3,则可溶物甲为钠和氮元素组成的化合物。13.0 g化合物甲,加热使其完全分解,生成氮气和单质乙,知化合物甲由两种元素组成。根据氮气折合成标准状况下的体积为6.72 L可知n(N2)=0.3 mol,m(N)=8.4 g,故另一元素钠质量为13.0 g-8.4 g=4.6 g,其物质的量为0.2 mol,钠、氮元素的原子个数比为1∶3,其化学式为NaN3。若丙在空气中转化为可溶性盐,则丙为氧化钠。(4)由(3)可知Fe2O3的替代品应该与Na反应,KNO3具有氧化性,Na的活泼性大于Cu,所以B、D均可。(5)因为可能为Na2CO3和NaHCO3的混合物,鉴别其只能用定量方法。
4.答案:(1)Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3
2.6×10-9 mol·L-1
(2)2CuCl2·2H2OCu(OH)2·CuCl2+2HCl+2H2O(主要产物写成Cu(OH)2、Cu(OH)Cl、CuO均可)
在干燥的HCl气流中加热脱水
(3)①淀粉溶液
蓝色褪去,放置一定时间后不复色
②2Cu2++4I-===2CuI↓+I2
③95%
解析:(1)除去溶液中的Fe3+一般用调节溶液pH的方法,遵循“除杂不引入新杂质”的原则,一般选用难溶性的Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3或CuO等物质。由Ksp=c(Fe3+)·c3(OH-)得:
c(Fe3+)===2.6×10-9 mol·L-1。
(2)CuCl2属于强酸弱碱盐,溶于水时发生水解,水解反应方程式为:CuCl2+2H2O??Cu(OH)2+2HCl,由于受热时HCl不断挥发,可使平衡不断向右移动,故得不到纯净的无水CuCl2。为了抑制CuCl2的水解,应在干燥的HCl气流中加热脱水。
(3)结合题意和表格信息可知,向CuCl2溶液中加入KI时发生如下反应:2Cu2++4I-=== 2CuI↓+I2(因为CuI的Ksp小于CuCl的,故生成CuI,而不是生成CuCl),生成的I2再与Na2S2O3反应:I2+2S2O===S4O+2I-,所以可以用淀粉作为滴定指示剂。由上述反应可推导出关系式:
CuCl2·2H2O   ~   Na2S2O3
 171 g 1 mol
m(CuCl2·2H2O) 0.002 mol
m(CuCl2·2H2O)==0.342 g
CuCl2·2H2O试样的纯度为:×100%=95%。
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热点例析
【例1】 答案:(1)③ 弹簧夹夹紧后反应生成的气体使试管上部压强增大,到达一定程度后可把反应液压回漏斗,使固液分离,从而反应停止
(2)试剂:饱和碳酸氢钠溶液   试剂:稀硫酸或水
B中   D中或
(3)将C装置浸泡在一个盛有冰水混合物的水槽里(或大烧杯中)
(4)65%
解析:(2)由装置③可知选用的试剂为碳酸钙和稀盐酸,所以生成的CO2中一定含有HCl气体杂质,即B中应为盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶,D中装置只能为尾气吸收装置;(3)注意信息,NaHCO3低温时溶解度小,生成NaHCO3的反应是放热反应,可知在低温下产率高;(4)n(NaCl)=0.1 mol、n(NaHCO3)=0.065 mol,依据Na守恒可知参加反应的n(NaCl)=0.065 mol,所以Na2CO3的产率为×100%。
【即时训练1】 答案:(1)BDE acdh
(2)氢氧化钠溶于水放出大量热,温度升高,使氨的溶解度减小而放出;氢氧化钠吸水,促使氨放出;氢氧化钠电离出的OH-增大了氨水中OH-浓度,促使氨水电离平衡左移,导致氨气放出
(3)NH3 b CaCl2+CO2+2NH3+H2O===CaCO3↓+2NH4Cl
(4)取少量样品和水混合形成的分散系,用一束光照射,若出现一条光亮的通路,则是纳米级,否则不是
解析:(1)固固反应需要加热,选择B装置,干燥只能用碱石灰,选择D装置,只能用向下排空气法,选择E装置,短进长出;制取CO2一般用大理石与稀盐酸反应,选择A装置,干燥不能使用碱石灰,只能选择C装置,收集用向上排空气法,选择E装置,长进短出。(3)氨气极易溶于水,先通氨气使溶液呈碱性,再通CO2容易吸收CO2,提高原料的利用率;能防倒吸的只有b装置。(4)鉴别胶体常用方法是丁达尔现象。
【例2】 答案:(1)2KClO3+H2C2O4+2H2SO4===2ClO2↑+2CO2↑+2KHSO4+2H2O 1∶1
(2)使反应正常进行,并防止温度过高引起爆炸 温度计
(3)②
(4)5H2S+8ClO2+4H2O===5SO+8Cl-+18H+
(5)6.75 g
解析:(1)依据SO、K+守恒可知酸式盐为KHSO4,依据H守恒可知还应该生成水,KClO3中Cl的化合价由+5→+4,H2C2O4中C的化合价由+3→+4,所以KClO3的化学计量数为2、H2C2O4的化学计量数为1,配平其他物质即可;(2)(3)依据信息“温度过高,二氧化氯的水溶液有可能爆炸”进行解答;(5)n(KClO3)=0.1 mol、n(H2C2O4)=0.1 mol,所以H2C2O4过量,应该用KClO3求解,生成n(ClO2)=0.1 mol。
【即时训练2】 答案:(1)4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)E→C→B
(3)干燥Cl2,防止FeCl3的水解 Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
(4)红棕色的烟 硫氰酸钾
(5)①碱式 ②饱和NaCl溶液 上下移动滴定管,使左右两边液面相平 ③偏大
解析:根据实验目的,则A为制Cl2装置,MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,制气中存在的HCl、H2O杂质应先通入E中除去HCl,再通入C中除去H2O,干燥Cl2进入B中与Fe反应,多余Cl2用D吸收,则仪器连接顺序为A→E→C→B→D;Fe在Cl2中燃烧出现红棕色烟,Fe3+的检验试剂为KSCN溶液,出现红色溶液;由于Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解能力小,因此须用排饱和NaCl溶液来收集Cl2,且读数前必须使左右两仪器中液面相平;由于滴定管刻度由上而下变大,则俯视时引起读数偏小,即液面上升量偏大,相当于所收集气体体积偏大。
【例3】 答案:(1)g和j c n p 避免水蒸气与C反应生成H2对CO还原性的验证产生干扰
(2)打开A中的活塞产生CO2排除装置中的O2
(3)C+CO2高温2CO
(4)E反应管内黑色固体变为红色
(5)点燃(或者用气球收集)
(6)D、E q 干燥管(或者U形管)
解析:整个反应流程为:A中稀盐酸和CaCO3反应制取CO2,制得的气体通入B中饱和的NaHCO3溶液中除去挥发出的HCl,再继续通入C中的浓硫酸中干燥气体。干燥纯净的CO2在D装置中发生反应C+CO2高温2CO,制得的CO和CuO在E装置中反应得到CO2,F装置中用于吸收CO2。多余的CO用点燃的方法除去(或者用气球收集)。
【即时训练3】 答案:(1)使原料充分反应、加快反应速率 酸式
(2)B、D21世纪教育网
(3)偏低 2SO2+O2+2H2O===2H2SO4
(4)使反应生成的SO2全部进入d装置中,使测定结果精确
(5)80%
(6)用水吸收二氧化硫不充分,亚硫酸部分被氧化
解析:(2)用排除法,A、C选项均不可;(3)c装置的作用是除去混合气体中的氧气,去掉后O2会与SO2在d装置中发生反应,使SO2的含量偏低;(5)n(I2)=0.05 mol·L-1×0.2 L=0.01 mol,依SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI可知n(SO2)=0.01 mol,n(CuFeS2)=0.005 mol,m(CuFeS2)=0.92 g,黄铜矿的纯度为×100%=80%。
误区警示21世纪教育网
【跟踪练习】 答案:√ × × ×
创新模拟·预测演练
1.D 解析:A中的碳在空气中燃烧,无法控制只产生CO,而且操作麻烦,况且NaOH的价格比Na2CO3要贵,所以A的方案从原则来看是不符合要求的;B中AgNO3价格昂贵,不符合经济上合理;C中铁燃烧的产物是Fe3O4;D中由生石灰制备价格较高的NaOH,中间利用了水和Na2CO3,所以这个设计方案符合题目要求。
2.B 解析:A项,与盐酸反应产生CO2气体的不一定是CO,也有可能是HCO;B项,加入Mg(OH)2、MgO等物质能促使Fe3+的水解转化为沉淀而除去FeCl3,同时也不会引进新杂质;D项,在此实验中,还有可能有副反应产生的SO2也能使高锰酸钾溶液褪色。综上分析可知,本题选B项。
3.答案:(1)Na2SO3+H2O
(2)Na2SO3
(3)①SO、ClO-都存在

实验步骤
预期现象和结论
步骤1:取少量吸收液于试管中,滴加3 mol·L-1 H2SO4至溶液呈酸性,然后将所得溶液分置于A、B试管中

步骤2:在A试管中滴加紫色石蕊试液
若先变红后褪色,证明有ClO-,否则无
步骤3:在B试管中滴加0.01 mol·L-1 KMnO4溶液
若紫红色褪去,证明有SO,否则无
  解析:(1)NaOH过量,故生成的是正盐:SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O。
(2)反应中S元素的价态从+4→+6,失去电子表现还原性,故还原剂为Na2SO3。
(3)②加入硫酸的试管,若存在SO、ClO-,分别生成了H2SO3和HClO;在A试管中滴加紫色石蕊溶液,若先变红后褪色,证明有ClO-,否则无;在B试管中滴加0.01 mol·L-1 KMnO4溶液,若紫红色褪去,证明有SO,否则无。
4.答案:(1)2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
(2)E C
(3)淀粉KI溶液(或Na2S溶液等) 吸收氢气中的水
(4)二 偏低 16(d+w-c)/(c-d)
解析:(2)A为阴极生成H2,B为阳极生成Cl2,所以A应该与E相连、B与C相连;(4)方案一实验中D中碱石灰可能吸收空气中的水蒸气,使n(H2O)偏大,即n(CuO)偏大,所以CuO的摩尔质量偏低;方案二CuO中m(O)=(c-d)g、m(Cu)=w g-(c-d)g、n(Cu)=n(O)=。
5.答案:(1)三颈烧瓶
(2)a 硝酸
(3)温度过高、硝酸浓度过大,导致H2C2O4进一步被氧化
(4)缺少尾气处理装置
(5)起抽气作用,使吸滤瓶、安全瓶中的压强减小 ②③①⑤④
(6)无色 紫红色(或淡紫色) 84%
第2讲 化学用语与常见方程式
一、常用的化学用语
化学用语
实例
结构示意图
结构式
结构简式
乙醇:C2H5OH,乙酸:CH3COOH
实验式(最简式)
乙烯:CH2,苯:CH
分子式、化学式
臭氧:O3,明矾:KAl(SO4)2·12H2O
电子式
离子方程式
CO水解:CO+H2OHCO+OH-
HCO+H2OH2CO3+OH-
二、常考无机化学方程式及其注意点
1.氯元素
(1)Cl2与单质
①Cu+Cl2点燃CuCl2(现象:剧烈燃烧,产生棕黄色烟)
②2Fe+3Cl2点燃2FeCl3(现象:剧烈燃烧,产生棕黄色烟)
③H2+Cl2点燃2HCl(现象:氢气在氯气中安静燃烧,发出苍白色火焰,瓶口有白雾出现)
(2)Cl2与水、碱反应
①Cl2+H2OHCl+HClO
②Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O(吸收氯气)
③2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O(工业制漂白粉)
点拨:①新制氯水中含有7种微粒:H+、OH-、Cl-、ClO-、HClO、Cl2、H2O;②Cl2可溶于水,但难溶于饱和食盐水,故可通过盛有饱和食盐水的洗气瓶除去Cl2中的HCl。
(3)次氯酸
①见光分解:2HClO光照2HCl+O2↑
②弱酸性:HClOH++ClO-
Ca(ClO)2+H2O+CO2===CaCO3↓+2HClO
点拨:①氯水要避光保存;②次氯酸具有强氧化性,可杀菌消毒,作漂白剂;③漂白粉在空气中会逐渐失效。
(4)氯气的强氧化性
Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2
H2S+Cl2===S↓+2HCl
Cl2+2FeCl2===2FeCl3
H2O+Cl2+Na2SO3===Na2SO4+2HCl
2H2O+Cl2+SO2===H2SO4+2HCl
点拨:Cl2和SO2混合漂白性减弱甚至消失。
(5)与有机物反应
CH4+Cl2 CH3Cl+HCl
C6H6+Br2 C6H5Br+HBr(液溴、FeBr3作催化剂)
CH2===CH2+Br2―→CH2BrCH2Br(溴水或溴的四氯化碳溶液)21世纪教育网
2.硫元素
(1)SO2
①与碱反应:SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O
②酸雨的形成过程:SO2+H2OH2SO3、2H2SO3+O2===2H2SO4或2SO2+O22SO3、SO3+H2O===H2SO4
③氧化性:SO2+2H2S===3S↓+2H2O
点拨:①SO2属于酸性氧化物,尾气中的SO2可以用碱液吸收;②SO2既具有氧化性,又具有还原性,但还原性为主,可以与很多氧化剂(如O2、氯水、溴水、酸性高锰酸钾溶液、硝酸、Fe3+)反应;③SO2具有漂白性。
(2)浓硫酸21世纪教育网
①C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
②Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
3.氮元素
(1)N2
①N2+3H22NH3(工业上合成氨)
②N2+O2放电2NO
点拨:①因为氮气中含有N≡N键,断裂N≡N键需要很高的能量,所以氮气的化学性质比较稳定。②氮由游离态变为化合态称为固氮。21世纪教育网
(2)氮的氧化物
①3NO2+H2O===2HNO3+NO(红棕色气体变为无色)
②2NO+O2===2NO2(无色气体变成红棕色)
点拨:①NO2只能用向上排空气法收集,NO只能用排水法收集;②氮的氧化物都是大气污染物,造成光化学烟雾或酸雨。
(3)氨、铵盐
①NH3与水反应
NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-
NH3·H2ONH3↑+H2O(氨水不稳定)
②NH3+HCl===NH4Cl(有白烟出现)
③4NH3+5O24NO+6H2O(工业制硝酸)
④NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑
⑤NH4ClNH3↑+HCl↑
⑥NH4Cl+NaOHNaCl+NH3↑+H2O
2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O(实验室制取氨气)
点拨:①浓氨水与浓硝酸、浓盐酸相互靠近有白烟出现,不挥发性浓硫酸则无此现象;②常用碱(加热)和湿润的红色石蕊试纸检验NH。
(4)硝酸
①Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2H2O+2NO2↑
②3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+4H2O+2NO↑
③C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O
点拨:①稀硝酸与铜反应生成NO、浓硝酸与铜反应生成NO2;②硝酸与金属反应既表现氧化性,又表现酸性,而硝酸与碳反应只表现氧化性。
4.碳和硅
(1)碳和碳的化合物
2C+O2(不足)2CO
C+O2(足量)CO2
C+CO22CO
CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O
CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O21世纪教育网
Na2CO3+HCl===NaCl+NaHCO3
Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O
Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH
NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O
NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O
2NaHCO3+Ca(OH)2===Na2CO3+CaCO3↓+2H2O
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
(2)硅和硅的化合物
Si+O2SiO2
Si+2F2SiF4
Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑
Si+4HF===SiF4↑+2H2↑
SiO2+2CSi+2CO↑
SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O
SiO2+CaOCaSiO3
Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑
CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑
SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O
总结:①二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性——与碱反应,所以碱性试剂不能用磨口玻璃塞的试剂瓶存放。②特性,即与氢氟酸反应。③注意二氧化硅与碳反应生成的是CO,不会生成CO2。
5.钠元素
(1)Na单质
①4Na+O2===2Na2O(在空气中缓慢氧化,表面变暗)
②2Na+O2Na2O2(钠在空气或氧气中燃烧,生成淡黄色的固体)
③2Na+Cl22NaCl(有白烟出现)
④2Na+2H2O===2NaOH+H2↑(现象:浮、熔、响、游、红)
⑤2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑
总结:钠与酸、水、氯气、氧气、硫均反应,应保存在煤油中。共性:上述反应钠均由0价升高到+1价,钠作还原剂,被氧化;特性:钠与氧气反应条件不同,产物不同;钠与盐的水溶液反应,应先和水反应,所以钠不能置换出硫酸铜溶液中的铜。
(2)钠的氧化物
①Na2O+H2O===2NaOH(放出大量的热)
②2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
总结:①Na2O2不论与水反应还是与二氧化碳反应,既是氧化剂又是还原剂,水与二氧化碳既不是氧化剂又不是还原剂;②2 mol的Na2O2消耗水或二氧化碳均为2 mol,且生成的氧气均为1 mol。
(3)钠的碳酸盐21世纪教育网
①Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑(盐酸过量)
②Na2CO3+HCl===NaCl+NaHCO3(盐酸少量)[来源:21世纪教育网]
③Na2CO3+CaCl2===CaCO3↓+2NaCl
④Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3↓
⑤2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
⑥NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑
⑦NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O
总结:①Na2CO3、NaHCO3均与强酸反应;②Na2CO3固体中的NaHCO3可以用加热法除去;③NaHCO3既可以与酸反应也可以与碱反应。
6.铝元素
(1)Al、Al2O3、Al(OH)3与强酸、强碱反应
①2Al+6H+===2Al3++3H2↑
2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑
或2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑
②Al2O3+6H+===2Al3++3H2O
Al2O3+2OH-===2AlO+H2O
或Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]-
③Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O
或Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-
点拨:①Al、Al2O3、Al(OH)3均与强酸、强碱反应,与强酸反应均生成Al3+,生成1 mol Al3+均消耗3 mol的H+;与强碱反应均生成AlO或[Al(OH)4]-,生成1 mol AlO或[Al(OH)4]-均消耗1 mol OH-;②Al、Al2O3、Al(OH)3不与氨水、碳酸反应。
(2)Al3+
①Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH21世纪教育网
②AlCl3+3OH-===Al(OH)3↓+3Cl-
③3Na2CO3+2AlCl3+3H2O===2Al(OH)3↓+3CO2↑+6NaCl
(3)其他
①2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe(铝热反应)
②2Al(OH)3Al2O3+3H2O
点拨:不可溶的氢氧化物受热一般均分解。
7.铁元素
(1)铁单质
①3Fe+2O2Fe3O4
②2Fe+3Cl22FeCl3(棕黄色烟)
③3Fe+4H2O(气)Fe3O4+4H2
④Fe+2H+===Fe2++H2↑
⑤Fe+2Fe3+===3Fe2+
⑥Fe+Cu2+===Cu+Fe2+
总结:①上述反应铁化合价均升高,作还原剂,被氧化。②Fe是变价金属,与强氧化剂反应生成三价铁,如Cl2、Br2、硝酸等;与弱氧化剂反应生成二价铁,如H+、Fe3+、Cu2+等;铁与氧气、水蒸气生成物中既含有二价铁,也含有三价铁。
(2)铁的+2价化合物
①Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓
②4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3[现象:在空气中Fe(OH)2迅速由白色变为灰绿,最后为红褐色]
③2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
总结:Fe2+具有还原性,与氧化剂如氯水、溴水、酸性高锰酸钾溶液、氧气等反应。
(3)铁的+3价化合物
①Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
②Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
点拨:反应②可制备氢氧化铁胶体。
三、常考化学工业反应
1.工业炼铝
2Al2O3(熔融)通电4Al+3O2↑
2.海水中提取金属Mg
①CaCO3CaO+CO2↑
②CaO+H2O===Ca(OH)2
③MgCl2+Ca(OH)2===Mg(OH)2↓+CaCl2
④Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O
⑤MgCl2(熔融)通电Mg+Cl2↑
3.工业生产硝酸
①4NH3+5O24NO+6H2O
②2NO+O2===2NO2
③3NO2+H2O===2HNO3+NO
4.氯碱工业21世纪教育网
2NaCl+2H2O通电H2↑+Cl2↑+2NaOH
5.工业上生产漂白粉
①生产:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
②失效原理:Ca(ClO)2+H2O+CO2===CaCO3↓+2HClO
2HClO光照2HCl+O2↑
6.工业生产纯碱(侯氏制碱法)
NaCl+H2O+NH3+CO2===NaHCO3↓+NH4Cl
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
四、中学化学中常考的有机化学方程式
1.取代反应
①CH4+Cl2CH3Cl+HCl
②+Br2 Br+HBr
③+HO—NO2NO2+H2O
④CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O
2.加成反应
CH2===CH2+Br2―→CH2BrCH2Br
3.加聚反应
nCH2===CH2CH2—CH2?
4.其他
①2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑
②2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
③CH3COOH+NaHCO3===CH3COONa+H2O+CO2↑
第3讲 基本概念与基本理论
一、氧化还原反应
1.概念间的联系
“升失氧、降得还;剂性一致、其他相反”
解释:①“升失氧、降得还”即:反应中化合价升高的物质失电子被氧化,发生氧化反应;反应中化合价降低的物质得电子被还原,发生还原反应。
②“剂性一致”即:氧化剂具有氧化性,还原剂具有还原性。
③“其他相反”即:氧化剂被还原,发生还原反应,得到还原产物;还原剂被氧化,发生氧化反应,得到氧化产物。
2.氧化、还原性强弱判断
(1)依据氧化还原方程式来判断
氧化性:氧化剂>氧化产物
还原性:还原剂>还原产物
(2)根据元素周期表判断
同主族元素从上到下,同周期主族元素从右到左,元素单质的氧化性逐渐减弱,还原性逐渐增强,对应的阴离子还原性逐渐增强,阳离子氧化性逐渐减弱。
(3)根据金属活动顺序判断
二、阿伏加德罗常数
1.注意标准状况下物质的聚集状态
如在标准状况下H2O为液态,SO3为固态,碳原子数大于4的烃类为液态或固态等。
2.注意给出气体体积是否在标准状况下
如11.2 L H2的分子数未必是0.5NA。
3.注意物质的组成
如Ne、O3、C2H4和等物质分子中的原子个数;Na2O2中阴、阳离子个数比等。
4.注意弱电解质的电离及某些离子的水解
如1 mol CH3COOH溶于水时,溶液中CH3COO-的物质的量小于1 mol;1 mol FeCl3溶于水时,由于Fe3+的水解,溶液中Fe3+的物质的量小于1 mol。
5.注意特殊物质的摩尔质量或分子中的中子数目
如D2O、T2O、18O2等。
6.注意化学反应中转移电子数的计算21世纪教育网
如Na2O2与H2O的反应,Cl2与碱溶液的反应,Cu或Fe分别与S、Cl2的反应,CuSO4、AgNO3、NaCl等溶液的电解。
7.注意常见的可逆反应
如N2+3H22NH3,1 mol N2与3 mol H2反应实际生产中得不到2 mol NH3,因反应是可逆反应。
8.注意分散系的变化导致微粒数目的变化
如FeCl3溶液转化为Fe(OH)3胶体,因为胶体微粒是分子的集合体,所以胶粒的数目小于原溶液中Fe3+的数目。
三、离子方程式的书写和正误判断
1.书写离子方程式应遵循的原则
(1)只有在水溶液中或熔融状态下进行的离子反应才可以用离子方程式表示。
(2)只有强酸、强碱和易溶于水的盐,才能拆写成离子形式,其他物质(难溶物质、难电离物质、易挥发物质、单质、氧化物等)均保留化学式。
(3)多元弱酸的酸式酸根离子,在离子方程式中不能拆开写。如HCO、HS-、HSO、H2PO等不能拆写,但HSO在水溶液中应拆成H+和SO。
(4)微溶物作为反应物,若是澄清溶液写成离子,若是悬浊液写化学式。微溶物作为生成物时,一般写化学式,标沉淀号。常见的微溶物是Ca(OH)2、CaSO4、Ag2SO4、MgCO3等。
2.判断离子方程式的正误应着重从以下几方面入手
(1)是否符合客观事实。常见的错误是:①产物的价态错;②漏掉部分产物;③反应产物与反应物的相对用量不对应。
(2)化学式与离子符号的使用是否正确。
(3)是否遵循质量守恒和电荷守恒规律。常见的错误是等号两边电荷不守恒。
(4)反应条件、可逆号与等号等是否正确。
四、热化学方程式的书写和计算
1.书写热化学方程式时的注意事项
(1)注明反应物和生成物的聚集状态(s、l、g或aq);21世纪教育网
(2)注明ΔH的符号、数值和单位,放热为负值,吸热为正值,单位一般为kJ·mol-1;
(3)各物质的化学计量数不表示分子个数,仅表示该物质的物质的量,因此它可用整数表示,也可用分数表示。
2.盖斯定律
对于一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,其反应的反应热(或焓变)是相同的。根据盖斯定律,可运用将已知反应相加或相减的方法计算与之相关的未知反应的反应热 (或焓变)。
五、物质结构与元素周期律
1.粒子半径大小的比较
(1)同周期元素的原子或最高价阳离子半径随核电荷数增大而逐渐减小(稀有气体元素除外)。如Na>Mg>Al>Si;Na+>Mg2+>Al3+。
(2)同主族元素的原子或离子半径随核电荷数增大而逐渐增大。如Li<Na<K, Li+<Na+<K+。
(3)电子层结构相同(核外电子排布相同)的离子(包括阴、阳离子)半径随核电荷数的增加而减小。如O2->F->Na+>Mg2+>Al3+(上一周期元素形成的阴离子与下一周期元素形成的阳离子有此规律)。
(4)同种元素原子形成的粒子半径大小为:阳离子<中性原子<阴离子;价态越高的粒子半径越小,如Fe3+<Fe2+<Fe,H+<H<H-。
(5)电子数和核电荷数都不同的,一般可通过一种参照物进行比较。如:比较Al3+与S2-的半径大小,可找出与Al3+电子数相同,与S2-同主族元素的O2-比较,Al3+<O2-,且O2-<S2-,故Al3+<S2-。
2.元素周期表中元素性质的递变规律21世纪教育网
内容
同周期元素(左→右)
同主族元素(上→下)
电子层数
相同
增多
最外层电子数[来源:21世纪教育网]
由1个→8个(第1周期除外)
相同
原子半径
逐渐减小(0族除外)
增大
元素的主要化合价
最高正价+1→+7(ⅠA→ⅦA)|最低负价|+最高正价=821世纪教育网
最高正价=族序数
金属性与非金属性
金属性减弱非金属性增强
金属性增强非金属性减弱21世纪教育网
还原性与氧化性
还原性减弱氧化性增强
还原性增强氧化性减弱
非金属元素气态氢化物
生成由难到易,稳定性由弱到强
生成由易到难,稳定性由强到弱
六、化学反应速率和化学平衡
1.化学反应速率的表示方法
用反应物或生成物在单位时间内的物质的量浓度变化表示,不同物质所表示的反应速率之比等于它们在方程式中的化学计量数之比。
2.化学平衡的标志
①v(正)=v(逆);
②反应混合物中的各组分的百分含量不再随时间而变化。
3.条件对反应速率的影响
(1)反应物浓度与反应速率正相关。固体或纯液体的浓度是定值,其用量的增减不影响反应速率;
(2)压强对于无气体参加的反应的速率无影响,对于反应前后气体体积不变的反应,压强改变只影响速率,不影响平衡;
(3)温度与反应速率正相关;
(4)催化剂一般是指正催化剂,加快反应速率。
4.条件对化学平衡的影响
(1)总规律为“勒夏特列原理”;
(2)催化剂不能使平衡移动。
5.向平衡体系中充入与反应无关的气体对反应速率和平衡的影响
(1)若为恒温恒容,则对速率和平衡无影响;
(2)若为恒温恒压,则对速率和平衡的影响结果相当于减小压强。
6.化学平衡常数
化学平衡常数为各生成物平衡浓度次幂与各反应物平衡浓度次幂的比值。
化学平衡常数只与温度有关,与浓度、压强等条件无关;固体或纯液体的浓度不出现在平衡常数表达式中;平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度;平衡常数的数值越大,说明反应可以进行得越完全。
七、水溶液中的离子平衡
1.水的电离
在水溶液中,由水电离产生的c(H+)=c(OH-),纯水总是呈中性的。
2.水的离子积常数KW
水的离子积常数KW=c(H+)·c(OH-),KW只与温度有关,温度升高,KW增大。常温时水的离子积KW=1×10-14 mol2·L-2,100 ℃时,KW=5.5×10-13 mol2·L-2。
3.能破坏水的电离平衡的情况
(1)加入酸或碱可抑制水的电离;
(2)加入能水解的盐可促进水的电离;
(3)升高温度可以促进水的电离。
4.影响弱电解质的电离程度大小的因素
(1)弱电解质本身的性质,相同温度下,Ka(或Kb)越大,电离程度越大,则酸性(或碱性)越强;
(2)浓度越大,电离程度越小;
(3)温度越高,电离程度越大;
(4)同离子效应:弱电解质的电离平衡遵循“勒夏特列原理”。21世纪教育网
5.沉淀溶解平衡
难溶电解质在水中会存在沉淀溶解平衡,溶度积(Ksp)就是沉淀溶解平衡的平衡常数,Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,而与沉淀量和溶液中离子的浓度无关。Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解能力。沉淀溶解平衡也遵循“勒夏特列原理”。
6.沉淀溶解平衡的移动
在水溶液中一种难溶电解质可以转化为另一种更难溶的电解质,沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。
八、电化学原理
1.原电池、电解池的区别
(1)由化学方程式设计原电池、电解池要从能量的角度分析[来源:21世纪教育网]
原电池:化学能转变为电能的装置,我们把能自发进行的氧化还原反应设计成原电池。
电解池:电能转变为化学能的装置,只要是氧化还原反应(不论吸热还是放热)理论上均可设计成电解池。
(2)从装置图的角度分析
原电池:若无外接电源,可能是原电池,然后依据原电池的形成条件分析判定。
电解池:若有外接电源,两极插入电解质溶液中,则可能是电解池或电镀池。当阳极金属与电解池溶液中的金属阳离子相同则为电镀池,其余情况为电解池。
2.电极的判断
原电池和电解池电极的判断是解题的关键,为了方便记忆,我们可采取口诀或谐音的方法记忆。
原电池,正负极;电解池,阴阳极;
失去电子负(原电池)阳(电解池)极;
发生氧化定无疑。
还可以用谐音帮助记忆:
阴得(阴德)阳失;阳氧(痒痒)阴还。21世纪教育网
3.原电池、电解池的工作原理
4.电解原理的应用
(1)电镀:待镀件作阴极、镀层金属作阳极、镀层金属阳离子溶液作电镀液;
(2)电解精炼铜:精铜作阴极、粗铜作阳极、硫酸铜溶液作电解质溶液。
5.金属(如铁)电化学腐蚀与防腐
(1)电极反应式:负极:Fe-2e-===Fe2+、正极:O2+4e-+2H2O===4OH-。
(2)防腐方法:①原电池原理——牺牲阳极的阴极保护法:与较活泼的金属相连,较活泼的金属作负极被腐蚀,被保护的金属作正极。
②电解池原理——外加电流的阴极保护法:被保护的金属与原电池负极相连,形成电解池,作阴极。
[来源:21世纪教育网]
第1讲 基础知识与化学实验
一、中学化学常见物质的颜色和状态
1.Cu及其化合物
Cu:紫红色固体;Cu2O:红色固体;CuO:黑色固体;Cu(OH)2:蓝色沉淀;CuSO4·5H2O(俗称胆矾):蓝色晶体;CuSO4:白色粉末;Cu2+溶液(如CuSO4溶液):蓝色;Cu2(OH)2CO3(碱式碳酸铜、俗称铜绿或铜锈):绿色。21世纪教育网
2.Fe及其化合物
Fe:银白色固体;FeO和Fe3O4:黑色固体;Fe2O3:红棕色固体;Fe(OH)3:红褐色沉淀(或胶体);Fe(OH)2:白色沉淀(在空气中迅速变为灰绿色,最后变为红褐色);Fe2+溶液:浅绿色;Fe3+溶液:黄色;Fe3+溶液与SCN-混合:红色。
3.I2
I2单质:紫黑色固体;I2的水溶液:黄色;I2的四氯化碳溶液:紫红色;I2的淀粉溶液:蓝色。
4.其他
S、Na2O2、AgBr:淡黄色固体;MnO2:黑色固体;氯气:黄绿色;氯水:浅黄绿色;KMnO4溶液:紫红色;NO和N2O4:无色气体;NO2:红棕色气体。
二、常考化学实验基本操作
1.仪器的洗涤
玻璃仪器洗净的标准是:内壁上附着的水膜均匀,既不聚成水滴,也不成股流下。
2.药品的取用
固体用镊夹,不能用手抓,送入试管口,倾斜往下滑。
取粉用药匙,用纸叠成槽,轻轻往下送,药品管底放。
取液手不抖,标签对虎口,顺壁往下滑,眼把量来瞅。
3.试剂保存
硝酸固碘硝酸银,低温避光棕色瓶。液溴氨水易挥发,阴凉保存要密封。
白磷存放需冷水,钾钠钙钡煤油中,碱瓶需用橡皮塞,塑瓶存放氟化氢。
易变质药放时短,易燃易爆避火源。实验室中干燥剂,蜡封保存心坦然。
4.过滤(分离互不相溶的固体和液体)
一贴、二低、三紧靠。
5.蒸发(从溶液中提取固体溶质)
加热蒸发皿使溶液蒸发时,要用玻璃棒不断搅动溶液,防止由于局部温度过高,造成液滴外溅。当蒸发皿中出现较多的固体时,即停止加热。
6.蒸馏(分离互溶且沸点不同的液体和液体)
隔网加热冷管倾,上缘下缘两相平。需加碎瓷防暴沸,热气冷水逆向行。
解释:(1)隔网加热冷管倾:意思是说加热蒸馏烧瓶时要垫石棉网(防止蒸馏烧瓶因受热不均匀而破裂),在安装冷凝管时要向下倾斜。
(2)上缘下缘两相平:意思是说温度计的水银球的上缘要恰好与蒸馏瓶支管接口的下缘在同一水平线上。
7.萃取、分液(分离互不相溶的液体和液体)
萃剂原液互不溶,质溶程度不相同。
充分振荡再静置,下放上倒切分明。
解释:萃剂原液互不溶,质溶程度不相同:“萃剂”指萃取剂;“质”指溶质。这两句的意思是说在萃取操作实验中,选萃取剂的原则是:萃取剂和溶液中的溶剂要互不相溶,溶质在萃取剂和原溶剂中的溶解度要不相同(在萃取剂中的溶解度要大于在原溶剂中的溶解度)。
8.物质的量浓度溶液的配制
摩尔溶液处处用,配制“八步”记心中:
第一计算溶质量,固算克数液毫升;二按计算称量准,固用天平液量筒;
三置溶液于烧杯,加水搅动促全溶;第四注入容量瓶,杯嘴抵棒莫乱行;
五要两洗杯内壁,洗液全部注入瓶;第六振荡容量瓶,混合均匀要记清;
七要加水近刻度,再用滴管来定容;第八加塞再摇动,反复倒转即成功。21世纪教育网
三、常见实验事故处理
(1)失火处理:酒精及有机物燃烧,小面积失火,应迅速用湿布或沙土盖灭;钠、磷等着火应用沙子盖灭。
(2)浓硫酸、浓烧碱沾到皮肤上,均先用大量水冲洗,然后酸涂上稀NaHCO3溶液、碱涂上硼酸溶液。
(3)眼睛灼伤,先用大量水冲洗,并不断眨眼,一定不能揉眼。然后酸用稀NaHCO3溶液淋洗、碱用硼酸溶液淋洗。
(4)汞洒在地面上,先收集然后撒上硫粉进行处理。
四、常考离子的检验
离子
试剂
现象
注意
沉淀法21世纪教育网
Cl-、Br-、I-[来源:21世纪教育网]
AgNO3和HNO321世纪教育网[21世纪教育网21世纪教育网21世纪教育网
白色AgCl沉淀、淡黄色AgBr沉淀、黄色AgI沉淀21世纪教育网
—21世纪教育网
SO
稀盐酸和BaCl2
白色沉淀
须先用稀盐酸酸化
Fe2+
NaOH溶液
白色沉淀→灰绿色→红褐色沉淀

Fe3+
NaOH溶液
红褐色沉淀

Al3+
NaOH溶液
白色沉淀→溶解

气体法
NH
浓NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸
产生刺激性气味的气体,且使试纸变蓝
要加热
CO
稀盐酸和澄清石灰水
石灰水变浑浊
SO也有此现象
SO
稀硫酸和品红溶液
品红溶液褪色

显色法
I-
氯水(少量),CCl4
下层为紫色

Fe2+
KSCN溶液,再滴氯水
先是无变化,滴氯水后变红色

Fe3+
KSCN
红色

Na+、K+
铂丝和稀盐酸
火焰为黄色、浅紫色
K+要透过蓝色钴玻璃片观察
五、常见气体的制备
1.仪器的组装思维流程
(1)有气体参与的化学实验仪器的组装一般流程为:气体的发生装置→净化装置→主题实验装置→尾气处理装置。
(2)气体净化装置的连接顺序:①首先判断气体中的杂质。②除杂和干燥顺序的性质:若用洗气装置除杂,一般除杂在前,干燥在后;若用加热装置除杂,一般干燥在前,除杂在后。
(3)检验气体的先后顺序:一般先检验水蒸气,再检验其他气体。
(4)思考实验操作的顺序:一般为:连接仪器→检验装置的气密性→装入药品→进行实验操作。
2.常见气体制备的发生装置
装置类型
发生装置图
适用气体
注意事项
(a)固体与固体,加热
NH3、O2
①试管要干燥;
②试管口略低于试管底;
③加热时先均匀加热再固定加强热
(b)固(或液)体与液体,加热
Cl2
①烧瓶加热时要隔石棉网;
②反应物均为液体时,烧瓶内要加碎瓷片
(c)固(或液)体与液体,不加热
H2、CO2、SO2、NO、NO2、O2、NH3
①使用分液漏斗既可以增强气密性,又可以控制生成气体的速率和量;
②使用长颈漏斗时,要使漏斗下端插入液面以下
3.Cl2的实验室制法
(1)原理:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑。
(2)装置类型:b。
(3)除杂:饱和食盐水(HCl)、浓硫酸干燥。
(4)收集:向上排空气法或排饱和食盐水法。
(5)验满:用湿润的淀粉碘化钾试纸放在集气瓶口,看是否变蓝。
4.NH3的实验室制法
(1)原理:2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+2H2O+CaCl2或向浓氨水中加入生石灰、碱石灰或固体NaOH。
(2)装置类型:a或c。
(3)除杂:碱石灰干燥。
(4)收集:向下排空气法。
(5)验满:用湿润的红色石蕊试纸放在集气瓶口,看是否变蓝。
5.H2的实验室制法
(1)原理:Zn+H2SO4===H2↑+ZnSO4。
(2)装置类型:c。
(3)除杂:浓硫酸、碱石灰均可。
(4)收集:向下排空气法或排水法。
6.O2的实验室制法
(1)原理:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑、2KClO32KCl+3O2↑、2Na2O2+ 2H2O===4NaOH+O2↑或2H2O2MnO2,2H2O+O2↑。
(2)装置类型:a或c。
(3)除杂:碱石灰或浓硫酸干燥。
(4)收集:向上排空气法或排水法。
(5)验满:用带火星的木条放在集气瓶口,看木条是否复燃。
7.CO2的实验室制法
(1)原理:CaCO3+2HCl===CO2↑+CaCl2+H2O。
(2)装置类型:c。
(3)除杂:饱和碳酸氢钠溶液除HCl、浓硫酸干燥。
(4)收集:向上排空气法或排饱和碳酸氢钠溶液法。
第2讲 简答题解题技巧与规范答题
简答题要求考生用简练的文字表述来回答问题。它具有取材广阔、内涵丰富、立意新颖、设问巧妙、思考容量大、能力要求高的特点。而且常把识记、理解、实验、推论和计算等多方面、多层次的要求融于一题之中,往往具有一定的难度,对学生能力要求较高。
简答题常见失分点
一、卷面不按规定位置填写
网上阅卷发给每一位阅卷老师的题目都是切块扫描的,绝不会看到考生姓名之类的资料,批哪一道题电脑屏幕上就只显示哪一道题;每份试题两人看,若两人误差大于零,则就由第三人批阅,即理综阅卷误差是“零误差”。阅卷老师必须做到“给一分有理,扣一分有据”。严格标准,全力以赴,认真评卷,确保客观、准确、公正。
网上阅卷的基础是对学生答题纸的扫描。所以要求学生①保护好自己的答题纸,不能有污损;②扫描后的字迹与原来的有着很微小的差距,所以学生在答卷的时候字不但要好看,还要清晰;③答题时一定要在各题目的答题区域内作答,不能超出边框。这就要求同学们在往答题卡上书写答案前,一定要整理好思路再写。
二、不按要求答题而失分
不按题目要求答题,虽然会做,但不得一分,所以在答题过程中应当严格按照题目要求规范答题,落笔之前,应看清要求,如:
①要求填“化学方程式”还是“离子方程式”;
②要求填“元素名称”“符号”还是“代号”“序号”等;
③要求填“大于”还是“>”、“增大”还是“变大”等;
④要求填“化学式”“分子式”“结构式”“结构简式”“最简式”还是“电子式”;
⑤要求画“离子结构示意图”还是“原子结构示意图”;
⑥要求填写“a”“b”“c”“d”还是“A”“B”“C”“D”。
三、化学用语书写不规范而失分
高考评卷时,对考生乱写错写化学符号、化学用语书写不规范以及卷面乱写乱画都要扣分。这类情况虽非比比皆是,但也屡见不鲜。如:
①书写化学方程式时要注意配平、注明反应条件以及“―→”“===”“ ”“↑”“↓”等;
②书写热化学方程式时要注意:物质状态、“+”“-”号、“kJ·mol-1”、系数与热量值的对应;
③把相对原子质量、相对分子质量、摩尔质量的单位写成“克”;
④物质的量、物质的量浓度、气体体积、质量、溶解度、密度、压强等的单位漏掉;21世纪教育网
⑤无机化学方程式错用“―→”,有机化学方程式中错用“===”;
⑥有机物结构简式书写不合理;
⑦电极反应式不考虑得失电子数与离子的电荷关系;
⑧铜的元素符号Cu写成Ca,一氧化碳的分子式CO写成Co,磷化氢的分子式PH3写成H3P等。
四、书写不规范而失分
写错别字:在高考阅卷的评分细则中“中文名称”答案正确,但出现错别字,则根据该空的分值大小适当扣分,不少考生因书写错别字、生造字、潦草字而被扣分,常见的有:
氯气写成绿气;溶解写成熔解;分馏写成分流;蓝色写成兰色;苯写成笨;硝化写成消化;油脂写成油酯;酯化写成脂化;铵盐写成氨盐;金刚石写成金钢石等。
五、文字语言表达不规范、不严谨而失分
简答题要求按要点得分,语言叙述要符合逻辑关系,前因后果要明确。“因”应是指“化学原理”,只有紧扣化学原理去分析解决问题,逐步解答才能得到相应分数。答题中应注意语言突出原理、层次分明、文字精练,符合科学性、逻辑性、准确性、规范性,若思路混乱,言不及题,词不达意,即使长篇大论也不得分。
凡此种种,多是由于答题时一系列的不规范所致。因此,考生参加高考在答题时必须自始至终地事事、处处规范,以求最大限度地减少非知识性失分。
高考评分细则实录
实录1 (14分)硫—碘循环分解水制氢主要涉及下列反应:
Ⅰ SO2+2H2O+I2===H2SO4+2HI
Ⅱ 2HIH2+I221世纪教育网
Ⅲ 2H2SO4===2SO2+O2+2H2O
(1)分析上述反应,下列判断正确的是______。
a.反应Ⅲ易在常温下进行
b.反应Ⅰ中SO2氧化性比HI强
c.循环过程中需补充H2O
d.循环过程中产生1 mol O2的同时产生1 mol H2
(2)一定温度下,向1 L密闭容器中加入1 mol HI(g),发生反应2HIH2+I2,H2物质的量随时间的变化如图所示。0~2 min内的平均反应速率v(HI)=______。该温度下,H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数K=______。相同温度下,若开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍,则______是原来的2倍。
[来源:21世纪教育网]
a.平衡常数 b.HI的平衡浓度
c.达到平衡的时间 d.平衡时H2的体积分数
(3)实验室用Zn和稀硫酸制取H2,反应时溶液中水的电离平衡______移动(填“向左”“向右”或者“不”);若加入少量下列试剂中的______,产生H2的速率将增大。
a.NaNO3 b.CuSO4 c.Na2SO4 d.NaHSO3
(4)以H2为燃料可制成氢氧燃料电池。
已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-572 kJ·mol-1。某氢氧燃料电池释放228.8 kJ电能时,生成1 mol液态水,该电池的能量转化率为________。
高考评分标准:
(1)c(2分)
(2)0.1 mol·(L·min)-1(2分)注:不写单位或者单位写错不得分;64(2分)注:写单位不得分;b(2分)。注:写成B错。
(3)向右(2分);b(2分)注:写成B错。
(4)80%(2分)注:写成0.8不得分。
实录2 (12分)对金属制品进行抗腐蚀处理,可延长其使用寿命。
(1)以下为铝材表面处理的一种方法:
①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜,碱洗时常有气泡冒出,原因是__________________(用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收,最好向槽液中加入下列试剂中的______。
a.NH3 b.CO2 c.NaOH d.HNO3
②以铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极电极反应式为____________。取少量废电解液,加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀,产生沉淀的原因是______________________。
(2)镀铜可防止铁制品腐蚀,电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是_______________。
(3)利用下图装置,可以模拟铁的电化学防护。
若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于______处。
若X为锌,开关K置于M处,该电化学防护法称为______。
高考评分标准:
(1)①2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑
(或:2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑)(2分)
注:方程式配不平不给分;非离子方程式不给分。
b(2分)注:写成B错。
②2Al+3H2O===Al2O3+6H++6e-(或2Al+3H2O-6e-===Al2O3+6H+)(2分);
注:电子写成e不给分。
HCO与H+反应使H+浓度减小,产生Al(OH)3沉淀。(2分)(合理答案即得分)
注:(1)必须体现酸性减弱,碱性增强;
(2)双水解不给分:Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑不给分
(2)补充溶液中消耗的Cu2+,保持溶液中Cu2+浓度恒定。(2分)
注:保持Cu2+平衡、保证Cu2+浓度、防止Cu2+浓度下降、补充Cu2+、提供Cu2+、增加Cu2+浓度、保持Cu2+的数量、不断提供Cu2+等均不给分
(3)N(1分);牺牲阳极的阴极保护法(或牺牲阳极保护法)(1分)注:(1)核心是体现牺牲阳极;(2)活泼金属保护法、阴极保护法、原电池保护法、牺牲负极的阳极保护法,正负极等一律不给分。
(3)关键字不能错,否则不给分。
实录3 (16分)聚合硫酸铁又称聚铁,化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3-0.5n]m,广泛用于污水处理。实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁和绿矾(FeSO4·7H2O)过程如下:
(1)验证固体W焙烧后产生的气体含有SO2的方法是
________________________________________________________________________。
(2)实验室制备、收集干燥的SO2,所需仪器如下。装置A产生SO2,按气流方向连接各仪器接口,顺序为a→______→______→______→______→f。装置D的作用是______,装置E中NaOH溶液的作用是______________。
(3)制备绿矾时,向溶液X中加入过量______,充分反应后,经______操作得到溶液Y,再经浓缩、结晶等步骤得到绿矾。
(4)溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数,用pH试纸测定溶液pH的操作方法为______。若溶液Z的pH偏小,将导致聚铁中铁的质量分数偏______。21世纪教育网
高考评分标准:
将气体通入品红溶液中,溶液褪色,加热恢复原色。(2分)(合理即得分)
注:以下三种答案同样给分,但其他答案不给分。[来源:21世纪教育网]
A.将气体通入品红(溶液),溶液褪色;21世纪教育网
B.将气体通入高锰酸钾(或KMnO4)溶液,溶液褪色;
C.将气体通入溴水溶液,溶液褪色
注:(1)褪色写成退色也对
(2)必须体现方法学原理:①气体通入;②品红溶液或溴水或高锰酸钾溶液;③溶液褪色(3)关键字错不得分(2)d→e→c→b(2分);注:写成大写字母算错
防止倒吸(安全瓶)(2分)注:错别字不给分;
吸收(多余的)SO2或除去多余的SO2(2分)注:(1)必须体现出SO2;(2)吸收尾气,防止污染环境;与尾气反应等等只要没有体现出SO2都不给分。
(3)铁屑(2分) 过滤(2分)注:只要出现错别字均不得分
(4)将小片pH试纸放在点滴板(或表面皿)上,用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上,然后与标准比色卡对照(2分);注:只要关键字出现错别字均不得分,低(小)(2分)注:写成少算错
解题指导与规范答题
解简答题的一般思路是:①认真审题,抓住核心,分清要说明问题,还是要归纳结论,还是要验证原理。②分析题意,找出题中所有的大小知识点,并抓住各知识点间的内在联系。③学会知识迁移,把书本知识渗透到题目中,积极思维,寻找交联点。④草拟方案,联系题意进行综合分析,归纳小结,并对语言进行加工提炼,做到:原理正确,回答切题,操作规范,语言精练,意思完整。
最简单有效的训练方法就是复习近期做过的化学题及其参考答案的表达方式、教材上的叙述以及化学教师规范的化学语言。同时,还应适当揣摩出题人的意图,顺着出题人的思路去分析和答题。
类型一 实验操作型
要求回答“怎么做”。往往用来考查化学实验知识,最常见的是实验的基本操作及设计一个简单的实验。分析时要运用同中求异的思维方法,设计出简便而可行的实验方案。回答时,需用文字陈述实验的操作步骤、所用药品、现象以及结论。一般不必阐述“这么做”的理由。
常见的答题模式:
(1)试纸使用的答题模式:
检验液体:①取放试纸→②蘸待测液→③点滴试纸→④观察颜色(pH试纸与标准比色卡对比);
检验气体:①取润湿→②粘棒端→③近气体→④察颜色。
(2)气密性检验的答题模式:①装置形成封闭体系(这是常忽视失分的地方,如关闭活塞、导气管放入水中、液面没过长颈漏斗尖端等)→②操作(微热、手捂、热毛巾捂、加水等)→③描述现象→④得出结论。
(3)物质鉴别的答题模式:①各取少许→②滴加试剂→③描述现象→④得出结论。
(4)可燃性气体的验纯:①试管集(一般用排水法)→②拇指堵→③近火焰→④松拇指→⑤听声音→⑥得结论。
(5)实验现象的描述模式:描述实验现象时,我们经常因叙述不全而失分,如果我们从“海”(溶液)、“陆”(固体)、“空”(气体)三方面再结合特殊要求进行分析,就能全面准确描述:①溶液应从颜色变化、液面高度变化、变浑浊、变澄清等方面分析;②固体应从颜色变化、体积变化、溶解消失等方面描述;③气体应从颜色变化、气味变化等方面描述。
【例1】 现有实验药品一定质量的锌(分片状和粒状两种)、浓硫酸(密度1.84 g·mL-1)、水以及下图所示的装置。图中量气管B由甲、乙两根玻璃管组成,甲管有刻度(0~100 mL)。甲、乙管可固定在铁架台上,供量气用。实验时乙管可上下移动,以调节液面高低。利用此装置可测定锌的相对原子质量。(设锌全部反应,产生的气体不超过50 mL)回答下列问题:
(1)实验前应如何检查装置的气密性?__________________________;
(2)实验中需要稀释浓硫酸,应如何稀释?简述操作过程:__________________;
(3)按图示装置实验,要保证不逸出H2,应如何操作?简述操作过程:______________;
(4)为了较准确地测量H2的体积,在读取反应前后甲管中液面的读数时,除应注意视线与凹液面最低处相平外,还应注意______________________,原因是__________________;
(5)设计一个不用量气管,而用中学常用仪器来测量H2体积的装置,应用的仪器(自选)是________________________________________________________________________。
规范答题:(1)固定A、甲、乙三管,将A、甲两管橡皮塞塞紧,在乙管注入适量水使乙管液面高于甲管液面,静置片刻,液面高度保持不变,说明装置气密性良好
(2)沿烧杯内壁向盛有适量水的烧杯中缓缓注入浓硫酸,并不断用玻璃棒搅拌
(3)向试管A中加入适量稀硫酸,将试管倾斜,把锌片放在试管内壁上(但不与H2SO4接触),塞紧塞子,慢慢直立,使锌片滑下与稀硫酸接触反应
(4)调节甲、乙两管液面高度至相平使气体的压强与外界气压相等 减少测量误差
(5)洗气瓶、带导管的双孔塞、50 mL量筒
解析:(1)检查气密性的方法有“气泡法”和“液面差法”,据此装置的特点,应选用“液面差法”,按照操作、现象、结论进行回答。操作中要注意答清楚加水之前的准备及加水的限度问题。要保证操作中不逸出气体,则一定要在形成了一封闭的体系以后再让锌与硫酸接触,而且要根据题目所提供的药品只有浓硫酸没有稀硫酸,锌有片状的和粒状的供选择,考虑到了以上几点再下笔答题。(5)用量筒进行排水法收集,然后读出量筒中收集到的水体积即为产生的气体的体积。
类型二 实验评价型
评价一个实验方案,必须符合设计原则,对于不合理的设计能指出存在的问题及原因,并能提出合理建议,对于不同的设计作出比较,实验方案的评价要比设计实验的难度稍大,要求稍高。
思维方向:可行性、安全性、环保性、经济性等方面思考;
常见的考查方式:①评价装置的作用意义、②评价某项操作的作用及意义、③评价实验方案的优劣、④评价整套装置的优劣、⑤误差分析等。
【例2】 (2012福建理综,25)实验室常用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2(发生装置如图所示)。
(1)制备实验开始时,先检查装置气密性,接下来的操作依次是______(填序号)。
A.往烧瓶中加入MnO2粉末 B.加热 C.往烧瓶中加入浓盐酸
(2)制备反应会因盐酸浓度下降而停止。为测定反应残余液中盐酸的浓度,探究小组同学提出下列实验方案:
甲方案:与足量AgNO3溶液反应,称量生成的AgCl质量。[来源:21世纪教育网]
乙方案:采用酸碱中和滴定法测定。
丙方案:与已知量CaCO3(过量)反应,称量剩余的CaCO3质量。
丁方案:与足量Zn反应,测量生成的H2体积。
继而进行下列判断和实验:
①判定甲方案不可行,理由是__________。
②进行乙方案实验:准确量取残余清液稀释一定倍数后作为试样。
a.量取试样20.00 mL,用0.100 0 mol·L-1NaOH标准溶液滴定,消耗22.00 mL,该次滴定测得试样中盐酸浓度为________ mol·L-1;21世纪教育网
b.平行滴定后获得实验结果。
③判断丙方案的实验结果________(填“偏大”“偏小”或“准确”)。[已知:Ksp(CaCO3)=2.8×10-9,Ksp(MnCO3)=2.3×10-11]
④进行丁方案实验:装置如图所示(夹持器具已略去)。
(ⅰ)使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将________转移到________中。
(ⅱ)反应完毕,每间隔1分钟读取气体体积,气体体积逐次减小,直至不变。气体体积逐次减小的原因是________(排除仪器和实验操作的影响因素)。
规范答题:(1)ACB(按顺序写出三项)
(2)①残余清液中,n(Cl-)>n(H+)(或其他合理答案)
②0.1 100
③偏小
④(ⅰ)Zn粒 残余清液(按顺序写出两项)
(ⅱ)装置内气体尚未冷却至室温
解析:(1)注意加药品时先加入固体MnO2,再通过分液漏斗加入浓盐酸,最后才能加热。
(2)①根据反应的离子方程式:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O,可以看出反应残余液中c(Cl-)>c(H+),用甲方案测得的是c(Cl-),而不是c(H+)。
②根据c(盐酸)·V(盐酸)=c(氢氧化钠)·V(氢氧化钠),c(盐酸)=c(氢氧化钠)·V(氢氧化钠)/V(盐酸)=22.00 mL×0.100 0 mol·L-1/20.00 mL=0.110 0 mol·L-1。
③由于Ksp(MnCO3)<Ksp(CaCO3),过量的CaCO3要转化为一部分MnCO3,由于M(MnCO3)>M(CaCO3),故最终剩余的固体质量增加,导致测得的c(H+)偏小。
④如果把残余清液转移到Zn粒中,则Y形管内壁就会附着一些清液;Zn与盐酸反应放热,因此,冷却后气体的体积将缩小。
类型三 理论解释型
要求说明“为什么”。多用来考查基本理论和元素化合物知识。最常见的是分析说明和解释一个化学现象或事实。分析时要运用由果索因的思维方法,先分析题中给出的结果,然后结合化学原理、物质的性质等知识,推测出产生结果的原因,力争自圆其说。回答时侧重于化学用语(如化学方程式、离子方程式,特别是应用平衡移动原理时,一定要写出化学方程式),并配以必要的文字说明。
常见的答题模式:
叙述时一般可使用因果表述法,不但要回答出“是什么”,重点还要回答出“为什么”,回答问题一般要体现“前提、理由、结论”的答题过程,切忌顾此失彼;最后联系题意综合分析、归纳,并作语言的加工提炼,做到原理正确、回答切题、语言精练、意思完整。
【例3】 (改编自2011北京理综)氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所示。[来源:21世纪教育网]
(1)溶液A的溶质是______________;
(2)电解饱和食盐水的离子方程式是__________________________;
(3)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3之间,用化学平衡移动原理解释盐酸的作用__________________________________________。
规范答题:(1)NaOH
(2)2Cl-+2H2O 通电H2↑+Cl2↑+2OH-
(3)Cl2与水反应:Cl2+H2OHCl+HClO,增大HCl的浓度使平衡逆向移动,减少Cl2在水中的溶解,有利于Cl2的逸出
解析:(1)从加入原料(水含少量NaOH)可知,A为浓氢氧化钠溶液;也可以从电极反应推测,右室生成H2,H+得电子,OH-浓度增大,Na+向右移动,所以生成物为NaOH;(3)审题关键词:阳极区、化学平衡,阳极区的电极反应为Cl-失电子生成Cl2,氯气与水反应,使氯气损失。
类型四 信息给予型
高考考试说明对能力要求中明确提出了接受、吸收、整合化学信息的能力,而在多年来的高考试卷中信息型试题是高考命题的热点。这一类试题要求考生要把题中给出的新信息与已学过的旧知识进行有机结合,关键是通过一个结合点把信息知识与旧知识整合成一体,形成一个新的知识链,然后找到问题的答案。
当面临新问题情境时,必定将已知条件、隐含条件、待求条件及可能用到的解题方法等进行周密的思考,从而运用已有的基础知识和技能迅速把握正确的解题方向。不少同学在练习或考试时抓不住关键字、词、句,却被一些表面现象和节枝问题所迷惑,从而匆匆作答,自以为满有把握,实际却离题万里。
【例4】氢化亚铜(CuH)是一种难溶物质,用CuSO4溶液和“另一物质”在40~50 ℃时反应可生成它。CuH具有的性质有:不稳定,易分解,在氯气中能燃烧;与稀盐酸反应能生成气体;Cu+在酸性条件下发生的反应是:2Cu+===Cu2++Cu。
根据以上信息,结合自己所掌握的化学知识,回答下列问题:
(1)用CuSO4溶液和“另一物质”制CuH的反应中,用氧化还原观点分析,这“另一物质”在反应中作__________(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(2)写出CuH在氯气中燃烧的化学反应方程式_________________________________。
(3)CuH溶解在稀盐酸中生成的气体是__________(填化学式)。
(4)如果把CuH溶解在足量的稀硝酸中生成的气体只有NO,请写出CuH溶解在足量稀硝酸中反应的离子方程式:________________________________。
规范答题:(1)还原剂
(2)2CuH+3Cl2点燃2CuCl2+2HCl
(3)H2
(4)CuH+3H++ ===Cu2++2H2O+NO↑
解析:由CuSO4+“另一物质”→CuH知,反应中铜元素价态降低,故“另一物质”是还原剂。CuH中铜、氢元素均处于低价态,与强氧化剂氯气反应时,均可被氧化而生成CuCl2、HCl。CuH溶于盐酸时,氢元素会发生价态归中型的氧化还原反应生成氢气。CuH放在硝酸会被氧化成Cu2+与+1价氢。
类型五 图表数据型
近年来高考中出现了大量的图表、数据分析型题目,这就要求我们能对图表及各组数据进行分析,并抽象成化学知识或规律以达到解决问题的目的。
【例5】地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。文献报道某课题组模拟地下水脱氮过程,利用Fe粉和KNO3溶液反应,探究脱氮原理及相关因素对脱氮速率的影响。
(1)实验前:①先用0.1 mol·L-1H2SO4洗涤Fe粉,其目的是________________________,然后用蒸馏水洗涤至中性;②将KNO3溶液的pH调至2.5;③为防止空气中的O2对脱氮的影响,应向KNO3溶液中通入________(写化学式)。
(2)下图表示足量Fe粉还原上述KNO3溶液过程中,测出的溶液中相关离子浓度、pH随时间的变化关系(部分副反应产物曲线略去)。请根据图中信息写出t1时刻前该反应的离子方程式__________________________________。t1时刻后,该反应仍在进行,溶液中NH的浓度在增大,Fe2+的浓度却没有增大,可能的原因是________________________。
规范答题:(1)去除铁粉表面的氧化物等杂质 N2
(2)4Fe++10H+===4Fe2+++3H2O 生成的Fe2+水解(或与溶液中的OH-结合
解析:(1)抓住洗涤关键词,洗涤铁表面杂质,再分析铁粉表面可能的杂质;(2)由图像可知c(NO)、c(H+)逐渐减小、c(Fe2+)、c(NH)逐渐增大,所以反应物为Fe、NO、H+,生成物为Fe2+、NH、H2O配平即可;由图像可知溶液的碱性逐渐增强,所以c(H+)逐渐减小,c(OH-)逐渐增大,考虑Fe2+的性质即可推知Fe2+没有继续增大的原因。
第1讲 选择题解题技巧和应试策略
题型解读
选择题是一类客观性试题,由于其具有信息量大、概念性强、知识覆盖面广、考查的角度和层次多且评分较客观等优点,成为高考的重要题型之一。高考选择题以容易题和中档题为主,侧重于双基考查,分值比较重(每题6分),且是单选题容易得分,所以要想高考得高分,必须提高选择题的准确率。
应试策略
一、解答选择题的注意点
(1)每个选项要有足够的理由说明其正确与否。
(2)对有疑问的选项可先避开,先找出正确或不正确的选项。
(3)反证法。
(4)将文字语言转化成化学用语、基本规律、解题所涉及的基本公式等(一定要在草稿纸上列出,不可凭空想象)。
(5)注意选项的相关性与排斥性。
(6)注意题干的要求(正确与不正确、最大与最小、离子总数与分子总数等)。
(7)每小题平均耗时不超过2分钟(基础较差的同学可适当延长一点时间)。
二、选择题的解题方法和思路
选择题的结构包括题干和选项两部分,其题干和选项都是经过精心设置的,往往具有一定的针对性和很强的迷惑性,根据化学选择题的特点,解答的方法有如下几种:
(1)逐项分析法
对选择题的每个选项进行逐个分析,选出正确选项,这是解化学选择题最基本的方法。在高考化学试题中,定性分析选择题占有很大的比例,以基本概念、基本理论、物质性质、实验等为素材,考查能否准确运用所掌握的基础知识和基本技能来分析和解决问题。常见的出题形式为“正误型”选择题,常见的出题内容为NA与微粒的关系、离子能否大量共存、离子方程式正误判断、元素及其化合物知识、实验原理分析、有机化学等相关的选择题都可以使用这种方法。
(2)直选法
解题时依据题目所给条件,借助于已学知识进行分析和判断,直接得出结论。
(3)排除法(筛选淘汰法)
根据题干所给条件和提出的问题,对各个选项加以审视,将与题目要求不符合的选项逐一排除,不能否定的选项即为正确答案。此方法常常用于解答概念、原理类选择题,也常用于解答组合型选择题。
(4)特例反驳法
特例反驳法是在解选择题时,当碰到一些似是而非且迷惑性极强的选项时,若直接运用课本有关概念往往难以辨清是非,这时可以借助已掌握的一些知识特例或列举反面特例进行反驳,逐一消除干扰选项,从而快速得出正确答案。列举特例或反例是一种重要的论证方法,这种技巧适用于从正面获取答案有困难的一类化学选择题,如有关物质的性质、分类、组成和结构等试题。21世纪教育网
(5)具体法
在解化学选择题时,经常会遇到这样一类题目,题目给出的条件很抽象、很陌生,看似简单但容易出错。如果将抽象的、难以下手的问题用自己熟悉的知识、原理、技巧大胆地创设一些具体情境,即用具体事物作为研究对象,把抽象问题具体化,往往会收到事半功倍的效果。
(6)守恒法
守恒法就是以化学反应中存在的某些守恒关系(如质量守恒、元素守恒、得失电子守恒、能量守恒等)作为依据,寻求解题的突破口,列出相应的守恒关系式进行解题。比如根据溶液中阴阳离子所带的电荷总数相等、氧化还原反应中得失电子总数相等进行求解。这种方法既可以避开繁琐的过程,提高解题的速度,又可以避开多步计算,提高解题的准确度,是高中化学解题中最常用的一种方法。
题型分类
类型一 概念辨析型
【例1】下列叙述正确的是(  )。
A.非金属氧化物一定是酸性氧化物
B.金属阳离子被还原不一定生成金属单质
C.非极性键只存在于双原子的单质分子中
D.在共价化合物分子内,一定不存在离子键,在离子化合物中一定不存在共价键
解析:由CO、NO等可知A错误;由Fe3+被铁或铜还原生成Fe2+可知B正确;由H2O2可知C错误;由NH4Cl可知D错误。
答案: B
解题方法及规律 常用的解题方法:特例反驳法、逐项分析法等。解这种类型的题时,首先要吃透定义,抓住概念的本质及内涵。
针对训练1 下列有机物的反应属于取代反应的是(  )。
A.CH3CH2OH以铜作为催化剂在空气中加热[来源:21世纪教育网]
B.乙烯与水在一定条件下反应生成乙醇
C.戊烷与氯气在光照条件下反应
D.苯与足量的氢气反应
类型二 正误判断型
【例2】下列离子方程式书写正确的是(  )。
A.硝酸铝溶液中加入过量氨水:Al3++4NH3·H2O===AlO+4NH+2H2O
B.向次氯酸钠溶液中通入足量SO2气体:ClO-+SO2+H2O===HClO+HSO
C.钠投入CuSO4溶液中:2Na+Cu2++2H2O===2Na++Cu(OH)2↓+H2↑
D.铁与稀硝酸反应后,溶液pH=2:3Fe+8H++2NO===3Fe2++2NO↑+4H2O
解析:氨水是弱碱不与Al(OH)3反应,A错误;HClO具有强氧化性,HSO具有还原性,B错误;钠投入CuSO4溶液,Na先与水反应生成NaOH和H2,NaOH再与CuSO4反应,C正确;D选项溶液pH=2,硝酸过量,不会生成Fe2+,错误。
答案: C21世纪教育网
解题方法及规律 常用的解题方法有逐项分析法、排除法等。此类题常为组合题,做题时我们常逐项分析,排除错误,确定正确答案。
针对训练2 下列化学用语正确的是(  )。
A.CO2的比例模型
B.H2O2的电子式H+[∶∶∶]2-H+
C.氨分子的结构式
D.14C的原子结构示意图
类型三 图表数据型
【例3】已知酸性高锰酸钾溶液可以将FeSO4氧化,方程式为2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4===K2SO4+2MnSO4+5Fe2(SO4)3+8H2O。现将一定量的硫酸酸化的高锰酸钾溶液与硫酸亚铁溶液混合,充分反应后再向所得溶液中加入KI溶液,混合溶液中铁离子的物质的量随加入的KI的物质的量的变化关系如图所示,则下列有关说法不正确的是(  )。21世纪教育网
A.图中AB段主要是高锰酸钾和碘化钾溶液反应
B.图中BC段发生的反应为2Fe3++2I-===2Fe2++I2
C.根据OC段的数据可知开始加入的高锰酸钾的物质的量为0.25 mol
D.向C点以后的溶液中加入少量KSCN溶液,溶液变红色
解析:①可用排除法,由图像可知C点无Fe3+,所以只有D选项错误;②也可用逐项分析法,图中AB段Fe3+的物质的量不变,所以KI只能与酸性高锰酸钾反应,当酸性高锰酸钾反应完后,再与Fe3+反应,所以A、B选项正确;依据铁守恒整个反应前后Fe2+的物质的量不变,所以化合价最终升高的是KI,升高总数为1.25 mol,1 mol KMnO4化合价降低5 mol,所以参加反应的KMnO4为=0.25 mol,C正确,只有D错误。
答案: D
解题方法及规律 常用的解题方法:逐项分析法、排除法等。分析此类题要抓住有关概念、反应规律、物质性质特别是图像特征,分析辨识图中“横坐标”“纵坐标”“原点”“交点”“转折点”等的意义,对“数”“形”“义”“性”进行综合思考,从中发掘隐含信息快速解题。做题时我们常逐项分析,排除错误,确定正确答案。
针对训练3 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)是工业制硫酸的主要反应之一。一定温度下,在甲、乙、丙三个容积均为2 L的恒容密闭容器中通入SO2(g)和O2(g),其起始物质的量及SO2的平衡转化率如下表所示。



起始物质的量[来源:21世纪教育网]
n(SO2)/mol[来源:21世纪教育网]
0.4[21世纪教育网
0.8
0.8[来源:21世纪教育网]
n(O2)/mol
0.24
0.24
0.48
SO2的平衡转化率/%
80
α1
α2
下列判断中,正确的是(  )。
A.甲中反应的平衡常数小于乙
B.该温度下,平衡常数值为400
C.平衡时,丙中c(SO3)是甲中的2倍
D.平衡时,甲中O2的转化率大于乙中O2的转化率
类型四 大小比较型
【例4】下列各项内容中,排列顺序正确的是(  )。
①固体的热稳定性:Na2CO3>CaCO3>NaHCO3
②相同物质的量浓度的下列溶液中NH的浓度:(NH4)2SO4>(NH4)2CO3>NH4Cl
③微粒半径:K+>S2->F-
④电离出H+的能力:CH3COOH>C2H5OH>H2O
⑤氢化物的稳定性:HI>HBr>HCl
A.①③ B.②④ C.①② D.③⑤
解析:由①正确可排除B、D选项,由③错误可知只有C选项正确。
答案: C
解题方法及规律 常用的解题方法:逐项分析法、排除法等,此类题常为定性和定量比较大小两类,定性比较主要抓住变化递变规律,分析变化趋势,定量比较要通过具体数据排出大小顺序。
针对训练4 常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的三种溶液:①醋酸、②氢氧化钠、③醋酸钠,下列说法不正确的是(  )。
A.c(CH3COO-):③>①
B.水电离出的c(OH-):②>①
C.①和②等体积混合后的溶液:c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH)
D.①和③等体积混合后的溶液:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)
类型五 实验分析型
【例5】下列实验不能达到目的的是(  )。
解析:逐项分析法可知D选项NaHCO3应该放在温度低的小试管中,才能进行比较。
答案: D
解题方法及规律 常用的解题方法:逐项分析法。做此类题时,要注意四看:一看装置是否正确;二看反应试剂是否符合实验原理;三看气体的收集方法是否正确;四看尾气吸收装置、安全装置是否有错。另外,应根据实验目的判断相应操作是否正确,现象、结论是否统一。
针对训练5 下列选项中,有关实验操作、现象和结论都正确的是(  )。
选项
实验操作
现象
结论
A
将过量的CO2通入CaCl2溶液中
无白色沉淀出现
生成的Ca(HCO3)2可溶于水
B
常温下将Al片插入浓硫酸中
无明显现象
Al片和浓硫酸不反应
C
用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上
试纸变蓝色
浓氨水呈碱性
D
将SO2通入溴水中
溶液褪色
SO2具有漂白性
类型六 计算应用型
【例6】某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL,平均分成两份,向其中一份中逐渐加入铜粉,最多能溶解19.2 g(已知硝酸只能被还原为NO气体)。向另一份中逐渐加入铁粉,产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示。下列分析或结果错误的是(  )。
A.原混合液中NO的物质的量为0.4 mol
B.OA段产生的是NO,AB段反应为2Fe3++Fe===3Fe2+,BC段产生氢气
C.溶液中最终溶质为FeSO4
D.c(H2SO4)为5 mol·L-1
解析:一开始Fe与H+、NO反应生成Fe3+、产生的气体为NO,当NO反应完后,生成的Fe3+与加入的Fe发生2Fe3++Fe===3Fe2+,当Fe3+反应完后,加入的Fe只能与剩余的H+反应生成氢气,最后溶质为FeSO4,B、C正确;n(Cu)=0.3 mol,依据3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O由图像可知H+过剩,NO完全反应,n(NO)=0.2 mol,注意“平均分成两份”,所以A正确;反应进行到C点时溶液中Fe3+、H+已经完全反应,所以最终消耗n(Fe)==0.4 mol,溶液为FeSO4溶液,n(Fe)=n(H2SO4)=n(FeSO4)=0.4 mol,c(H2SO4)==4 mol·L-1,D错误。
答案: D
解题方法及规律 常用的解题方法:直选法、守恒法、具体法等。①质量守恒:常常用于溶液配制、化学方程式的计算、物质组成成分的计算中;②原子守恒:在考试中常常利用原子守恒迅速建立关系式,从而快速解题;③电荷守恒:常常用于离子浓度大小比较、电解质溶液的计算中;④得失电子守恒:常常用于氧化还原反应及电化学的计算和相关概念的判断。
针对训练6 下列说法不正确的是(  )。
A.pH=3的二元弱酸H2R溶液与pH=11的NaOH溶液混合后,混合液的pH等于7,则反应后的混合液中:2c(R2-)+c(HR-)=c(Na+)
B.将0.2 mol·L-1的某一元酸HA溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合后溶液pH大于7,则反应后的混合液中:2c(OH-)+c(A-)=2c(H+)+c(HA)
C.用氢氧燃料电池电解饱和食盐水如果生成标准状况下22.4 L氯气,则消耗氧气的物质的量为0.5 mol(假设无能量损失)
D.120 g FeS2完全燃烧生成SO2,SO2催化氧化完全生成SO3,SO3完全被水吸收生成硫酸,则生成硫酸的质量为98 g
参考答案
【针对训练1】 C 解析:A、B、D分别属于氧化反应、加成反应、加成反应,只有C符合。
【针对训练2】 C 解析:C的原子半径大于O的原子半径、H2O2是共价化合物、14C的核电荷数为6,所以只有C选项正确。
【针对训练3】 B 解析:甲、乙、丙温度相同,所以平衡常数相同,A选项错误;依据“三步曲”
          2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)
始态(mol·L-1) 0.2 0.12 0
反应(mol·L-1) 0.2×80% 0.08 0.16
平衡(mol·L-1) 0.04 0.04 0.16
K==400,B选项正确;丙相当于在甲的基础上加压,平衡右移,丙中c(SO3)大于甲中的2倍;乙相当于在甲的基础上加入SO2,平衡右移,O2的转化率增大,D错误。
【针对训练4】 B 解析:CH3COOHCH3COO-+H+、CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-的程度微弱,所以A正确;醋酸电离出的c(H+)<0.1 mol·L-1、氢氧化钠电离出的c(OH-)=0.1 mol·L-1,所以②对水的电离抑制程度比①大,B错误;①和②等体积混合后为CH3COONa溶液,依CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-和H2OH++OH-,可知C选项正确;C选项还可以用电荷守恒c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+)、物料守恒c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=c(Na+)来判断;D选项为等浓度的CH3COOH和CH3COONa溶液,溶液显酸性,即CH3COOHCH3COO-+H+程度大于CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-的水解,所以D正确。
【针对训练5】 C 解析:A、B、D选项结论均错误,只有C选项正确。
【针对训练6】 D 解析:依据电荷守恒2c(R2-)+c(HR-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),因为c(OH-)=c(H+),所以A正确;依据电荷守恒c(OH-)+c(A-)=c(H+)+c(Na+)、依据物料守恒c(HA)+c(A-)=2c(Na+),电荷守恒×2-物料守恒可知B正确;生成1 mol氯气失2 mol电子、消耗1 mol氧气得4 mol电子、依据得失电子守恒C正确;n(FeS2)=1 mol,依据S原子守恒最后生成2 mol H2SO4,D错误。
第3讲 高考命题大猜想
命题方向猜想
第一部分:选择题
第Ⅰ卷仍将突出化学主干知识的考查,兼顾知识覆盖面。对起到调节考生心态、覆盖知识面、稳定平均分等功能的Ⅰ卷而言,考生只要集中注意力,迅速进入到考试状态正常发挥即可。
方向猜想一 化学用语与阿伏加德罗常数
【例1】NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(  )。
A.10 L pH=1的硫酸溶液中含有的H+数为2NA
B.12.5 mL 16 mol·L-1浓硫酸与足量铜反应,转移电子数为0.2NA
C.7.8 g Na2S和Na2O2的混合物中含有的阴离子数等于0.1NA
D.0.5 mol雄黄(As4S4,结构如图)含有NA个S—S键
考点猜想 “NA型”试题成了新高考的名副其实的传统保留题型,该题型具有包容量大,区分度好的特点,所以2013年“NA型”题目必是命题的热点。主要涉及的知识点有:(1)化学用语;(2)原子结构、离子结构、物质结构;(3)化学键;(4)元素化合物的性质;(5)以物质的量为核心的计算;(6)氧化还原反应(电子转移的方向和数目);(7)电离平衡、水解平衡等等。
易考易误提示:
1.条件:考查气体时经常给定非标准状况下(如25 ℃、1.01×105 Pa)气体体积。让考生用22.4 L·mol-1进行换算,误入陷阱。
2.物质状态:22.4 L·mol-1使用对象是气体(包括混合气体)。命题者常用在标准状况下非气态的物质来迷惑考生,如水、SO3等。
3.单质组成:气体单质的组成除常见的双原子分子外,含有单原子分子(如稀有气体等)、三原子分子(如O3)等。
4.氧化还原反应:命题者常用一些反应中得失或转移电子数目来迷惑考生,如Na2O2与H2O反应、Cl2与NaOH溶液反应、Fe与盐酸反应、1 mol氯气与过量铁反应、电解硫酸铜溶液。
5.物质结构;如Na2O2是由Na+和O构成,而不是Na+和O2-;NaCl为离子化合物,只有离子没有分子;苯中不含碳碳单键和碳碳双键。
6.电离、水解:考查电解质溶液中离子数目或浓度时常设置弱电解质的电离、盐类水解方面的陷阱。
【精练1】 判断下列有关表述正确的是(  )。
①核反应堆爆炸产生的131I与127I两核素互为同素异形体
②聚乙烯的结构简式为
③在标准状况下,11.2 L NO与11.2 L O2混合后气体分子数为0.75NA
④NaCl的电子式为Na+∶∶-
⑤88.0 g干冰中含有的电子对数为8.0NA
⑥25 ℃时,pH=11的Na2CO3的水溶液中水所电离出来的H+数为10-3NA
A.①③   B.②⑥   C.③⑤   D.④⑥
方向猜想二 离子共存和离子方程式的书写
【例2】下列反应的离子方程式正确的是(  )。
A.等物质的量的Ba(OH)2与KAl(SO4)2·12H2O溶液混合:Ba2++6OH-+2Al3++SO===BaSO4↓+2Al(OH)3↓
B.Fe(OH)3溶于氢碘酸:Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O
C.向NaAlO2溶液中通入过量CO2制Al(OH)3:
AlO+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO
D.将适量CO2通入Ca(ClO)2溶液中:2ClO-+CO2+H2O===CO+2HClO
考点猜想 解离子共存问题关键是题干中限制条件的挖掘,往往有①无色透明溶液;②酸性溶液;③碱性溶液;④酸碱性不确定:如能与Al反应后放出H2的溶液、由水电离的H+(或OH-)的浓度为1×10-12 mol·L-1的溶液;⑤指定离子或分子环境。注意在离子检验判定中的延伸运用。
书写离子方程式要先掌握好拆与不拆。一般能拆的有强酸(HNO3、H2SO4、HCl、HI、HBr、HClO4等)、强碱[NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2]、可溶性盐,其他大多数不能拆开。注意试剂加入的量多少以及顺序的不同;电解方程式的电极材料影响、电子守恒或电荷守恒、物料守恒等。
命题的题型丰富灵活,内容丰富,主要涉及:元素化合物的性质;氧化还原反应中产物判断和电子守恒;电解质、非电解质、强弱电解质的判断和弱电解质的电离平衡;质量守恒和电荷守恒;盐类水解的原理,简单方程式的计算等。
【精练2】 (改编自2012北京理综,7)下列解释实验现象的反应方程式正确的是(  )。
A.碳酸钠溶液中加入澄清石灰水:Ca(OH)2+CO===CaCO3↓+2OH-
B.向AgCl悬浊液中滴加Na2S溶液,白色沉淀变成黑色:2AgCl+S2-===Ag2S↓+2Cl-
C.Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间,变成白色黏稠物:2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
D.向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水,出现白色沉淀:2HCO+Ca2++2OH-===CaCO3↓+CO+2H2O
方向猜想三 有机物同分异构体及有机反应类型判断
【例3】乙烷CH3CH3与氯气发生取代反应生成的有机物共有(  )。
A.6种 B.7种 C.8种 D.9种
考点猜想 有机物结构与有机物同分异构体判断在必修模块的考查要求不高,所以涉及的知识点也很窄,有:同分异构体的简单判断;烷烃中碳原子的成键特点;简单有机物同分异构体的书写等。
【精练3】 下列说法错误的是(  )。
A.分子式为C10H14的单取代芳香烃,其可能的结构有4种(不考虑立体异构)
B.分子式为C4H8O2且可与NaHCO3反应生成CO2的有机化合物有2种(不考虑立体异构)
C.在浓硫酸存在下,苯与浓硝酸共热生成硝基苯的反应属于取代反应
D.乙烯和聚乙烯都可与溴水发生加成反应[21世纪教育网
方向猜想四 电化学
【例4】随着矿石能源的紧缺,电动汽车将成为汽车市场的主角。电动汽车以LiFePO4电池作为动力,LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点。电池反应为:FePO4+LiLiFePO4,负极材料是石墨,电解质为含Li+的导电固体。下列有关LiFePO4电池说法正确的是(  )。
A.电池的负材料为Li
B.放电时电池内部Li+向负极移动
C.放电过程中,电池正极材料发生氧化反应
D.充电时电池正极反应为FePO4+Li++e-===LiFePO4
考点猜想 从近三年新课标试题分析,电化学的考查是高考命题的热点,主要涉及:
(1)判断“原电池、电解池或电镀池”及变形装置的电极位置;
(2)判断原电池的正负极、电解池的阴阳极,写出各电极的电极反应方程式;
(3)判断电解产物,判断过程中各个电极附近的pH的变化;
(4)“电子守恒”原则计算电化学中的定量关系;
(5)金属的腐蚀与防护。
【精练4】 下列与金属腐蚀有关的说法正确的是(  )。
A.图a中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重
B.图b中,开关由M改置于N时,CuZn合金的腐蚀速率减小
C.图c中,接通开关时Zn腐蚀速率增大,Zn上放出气体的速率也增大
D.图d中,ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的
方向猜想五 电解质溶液与离子浓度大小[来源:21世纪教育网]
【例5】室温下向10 mL pH=3的醋酸溶液中加入水稀释后,下列说法正确的是(  )。
A.溶液中导电粒子的数目减少
B.溶液中不变
C.醋酸的电离程度增大,c(H+)亦增大
D.再加入10 mL pH=11的NaOH溶液,混合液pH=7
考点猜想 该类试题涉及面广,一直是高考命题的重点,特别是与溶液中离子浓度有关的电离和水解知识。有关离子浓度大小的比较,涉及电荷守恒、物料守恒处理问题的方法和技巧,涉及电解质电离平衡和盐类水解的实质。注意有关平衡常数(电离平衡常数、水解平衡常数、水的离子积、溶度积)、pH等的计算。
【精练5】 常温下将HA和HB两种一元酸的溶液分别加水稀释,稀释时溶液pH的变化如下图所示。则下列叙述中正确的是(  )。21世纪教育网
A.HA是一种弱酸
B.稀释前,c(HA)=10c(HB)21世纪教育网
C.在M点的两种溶液中:c(B-)=c(A-),且c(B-)+c(H+)>c(A-)+c(OH-)
D.在NaB和HB的混合溶液中一定存在:c(B-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
方向猜想六 有机物性质与有机化学反应判断
【例6】下列关于有机化合物的叙述中正确的是(  )。
A.乙烯中的二氧化硫可以通过酸性KMnO4溶液除去
B.在混有乙酸的乙酸乙酯中加入NaOH溶液可以达到除杂的目的
C.丙烯的结构简式可以表示为CH3CHCH2,能使溴水褪色,其原因是发生加成反应
D.C2H4Cl2可以通过取代反应生成也可以通过加成反应生成
考点猜想 有机物性质与有机化学反应判断作为必修模块在考试说明中要求不高,因此题目的难度较小。主要涉及:常见有机物的结构与性质;依据各类代表物性质,主要是着眼于几种官能团的性质立意,结合生活生产中的物质命题,根据结构推测物质的性质;能区分取代反应、加成反应和氧化反应。
【精练6】 下列与有机物的结构、性质有关的叙述正确的是(  )。
A.苯、油脂均不能使酸性KMnO4溶液褪色
B.甲烷和Cl2的反应与乙烯和Br2的反应属于同一类型的反应
C.葡萄糖、果糖的分子式均为C6H12O6,二者互为同分异构体
D.乙醇、乙酸均能与Na反应放出H2,二者分子中官能团相同
方向猜想七 元素周期律、元素推断
【例7】(2012浙江理综,9)X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期元素,甲、乙、丙、丁、戊是由其中的两种或三种元素组成的化合物,己是由Z元素形成的单质。已知:甲+乙===丁+己,甲+丙===戊+己;0.1 mol·L-1丁溶液的pH为13(25 ℃)。下列说法正确的是(  )。
A.原子半径:W>Z>Y>X
B.Y元素在周期表中的位置为第三周期第ⅣA族
C.1 mol甲与足量的乙完全反应共转移了1 mol电子
D.1.0 L 0.1 mol·L-1戊溶液中阴离子总的物质的量小于0.1 mol
考点猜想 该部分知识的命题,无论从内容还是形式上都是丰富的。涉及的知识点较多,如元素周期表、元素周期律、元素及其化合物的性质;常与物质推断及元素周期律结合在一起考查。
【精练7】 元素X、Y、Z原子序数之和为36,X、Y在同一周期,X2+与Z2-具有相同的核外电子层结构。下列推测正确的是(  )。
A.同族元素中Z的氢化物稳定性最高
B.原子半径X>Y,离子半径X2+>Z2-
C.同主族元素中X的金属性最弱
D.同周期元素中Y的最高价含氧酸的酸性最强
第二部分:非选择题
第Ⅱ卷——情景试题主导,凸显能力立意,着重化学素养考查
首先强调的是解Ⅱ卷仍然要有良好的心态,如果说解Ⅰ卷的关键是“仔细”,那么解Ⅱ卷则是智慧和胆识的较量,对绝大多数考生而言,不求“面面俱到”,却要“笔过留分”,知道取舍是很明智的。纵观近几年新课标全国卷,第Ⅱ卷多采用以新颖、鲜活的真实情景为背景、以元素化合物知识为载体,融元素化合物知识、基本概念、基础理论、化学实验等于一体的综合考查方式,尤以无机综合题为甚。强调①应用性——有着深刻、复杂的社会问题(包括环境、能源等)作背景;②新颖性——全新的信息,一定是学生没有见过的(乃至是中学老师所难得一见的),涉及原理、实验手段等;③综合性——往往包含无机(甚至包括有机)、实验、计算等;④适度的探究和开放。具体分析如下。
方向猜想一 元素化合物与化学理论21世纪教育网
命题规律剖析:元素化合物的考查主要是对Cl、S、N、X、Na、Al、Fe等元素的单质及化合物性质的考查,往往以元素的单质化合物的性质为载体,通过元素与物质的推断,与基本理论、原理相融合,综合考查元素的单质及其化合物的性质、化学原理、简单计算、化学实验的理解和应用,近几年对化学方程式及离子方程式的书写考查的频点较高。
要灵活把握“相似性”“递变性”“特殊性”。要善于将抽象的未知元素转化为具体元素或有确定位置关系的元素,进而运用元素周期律进行解答。
【例8】A、B、C、D、E五种物质(或离子)均含有同一种元素,它们之间有如下转化关系:
(1)若A为单质,C、D的相对分子质量相差16。0.05 mol·L-1 E溶液中只有3种离子,且溶液中的=1012。
①若B为气态氢化物,则B→C的化学方程式为__________________________。
②在A→C的反应中,每转移1 mol e-就会放热143.5 kJ,写出该反应的热化学方程式:________________________________________________________________________。
(2)若A为单质,B、C均属于盐类,D是一种白色沉淀。
①若B溶液呈黄色,与硫氰化钾溶液混合后显红色;E是一种不溶性碱。则:
(Ⅰ)B→C的离子方程式为________________________________________________。
(Ⅱ)D→E的化学方程式为__________________________________________________。
(Ⅲ)选用一种试剂R与E反应实现E→C的转化,则R为______;该反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
②若B的水溶液呈酸性,C的水溶液呈碱性。将金属A的粉末与硝酸钠溶液混合后加入足量40%的氢氧化钠溶液,有无色刺激性气味的气体生成,用湿润的红色石蕊试纸检验,试纸变蓝。写出反应的离子方程式:__________________________________________________。21世纪教育网
(3)若A~E均为化合物,且均含有元素Y。A是淡黄色固体;B、C两溶液在等物质的量浓度时,C溶液的pH较小。电解D的水溶液是最重要的工业生产之一,D→E→C也是工业制备C的普遍方法。Y的单质与钾的合金可在核反应堆中用作热交换液。5.05 g Y钾合金溶于200 mL水生成0.075 mol氢气,计算并确定该Y钾合金的化学式(列出计算过程)。
方向猜想二 化学理论
命题规律剖析:历年来化学理论都是高考的热点,该部分知识的命题,无论从内容还是形式上都是丰富的。但实行新高考后,考试方向上有一个显著的特点,就是平衡常数的考查成了高考的“新宠”,成了高考的增长点。主要是将平衡常数与化学计算、平衡移动原理相结合,判断外界因素对平衡常数的影响。反应中能量的变化和盖斯定律的应用等。
【例9】我国成功研制的“汽车汽油—甲醇双燃料电子喷射系统”,实现发动机对汽油的最低需求量。
(1)科学家们提出利用工业废气中的CO2可制取甲醇。已知在常温常压下反应的热化学方程式:
①CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)
ΔH1=-90 kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)
ΔH2=-41 kJ·mol-1
写出由二氧化碳、氢气制备甲醇的热化学方程式:________________________________。
(2)在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和2.5 mol H2在图示条件下测得CO2和CH3OH(g)的物质的量随时间变化如图所示。
①从反应开始到平衡,平均反应速率v(H2)=______。
②反应的平衡常数K=________。
③下列对二氧化碳、氢气制备甲醇的有关叙述正确的是______。
A.升高温度正反应速率减慢,逆反应速率加快
B.当3v正(H2)=v逆(CO2)时,该反应达到了平衡状态
C.将H2O(g)从体系中分离出来,可提高CO2和H2的转化率
D.再充入1 mol CO2和3 mol H2,可使n(CH3OH)/n(CO2)增大
(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如下图所示的燃料电池装置。
①该电池工作时,OH-向______极移动(填“正”或“负”),该电池正极的电极反应式为________________________________________________________________________。
②以该燃料电池作为电源,电解精炼铜。若粗铜中含锌、银、金等杂质,则通电一段时间后,阳极减少的质量将(填“大于”“等于”或“小于”)______阴极增加的质量。当阴极质量增加64 g时,该燃料电池理论上需消耗O2的体积为______ L(标准状况下)。
方向猜想三 化学实验
命题规律剖析:化学实验是高考的必考内容。根据新《课程标准》的要求,从近三年新课标高考试题就可以证明,更加重视学科实验和探究能力的考查,实现实验从定性到定量的转变。考试内容主要是:化学实验基本操作、化学实验的综合。往往以元素及其化合物性质和应用为载体,通过综合实验,完成实验基本操作、实验设计与评价、定量实验的综合考查。
【例10】茶叶中含有多种有益于人体健康的有机成分及钙、铁等微量金属元素,某化学研究性学习小组设计方案用以测定某品牌茶叶中钙元素的质量分数并检验铁元素的存在(已知CaC2O4为白色沉淀物质)。首先取200 g茶叶样品焙烧得灰粉后进行如下操作:
请回答下列有关问题:
(1)文献资料显示,某些金属离子的氢氧化物完全沉淀的pH为:
离子
Ca2+
Fe3+
完全沉淀时的pH
13
4.1
  实验前要先将茶叶样品高温灼烧成灰粉,其主要目的是
________________________________________________________________________。
(2)写出从滤液A→沉淀D的离子反应方程式________________________________。
(3)为保证实验精确度,沉淀D及E需要分别洗涤,并将洗涤液转移回母液中,试判断沉淀D已经洗涤干净的方法是
________________________________________________________________________。
(4)用KMnO4标准溶液滴定C溶液时所发生的反应为:
5C2O+2MnO+16H+===10CO2↑+2Mn2++8H2O。21世纪教育网
现将滤液C稀释至500 mL,再取其中的25.00 mL溶液,用硫酸酸化后,用0.100 0 mol·L-1的KMnO4标准溶液滴定,终点时消耗KMnO4溶液10.00 mL。
①此步操作过程中需要用到下列哪些仪器(填写序号)______;
②达到滴定终点时,溶液的颜色变化是______;
③滴定到终点,静置后,如下图读取KMnO4标准溶液的刻度数据,则测定的钙元素含量将______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(5)原茶叶中钙元素的质量分数为______。
(6)可以通过检验滤液A来验证该品牌茶叶中是否含有铁元素,所加试剂及实验现象是________________________________________________________________________。
参考答案
命题方向猜想
【例1】 C 解析:A项H+数为NA,错因没有理解pH的含义,误认为硫酸是二元酸;B项浓硫酸与Cu反应随着反应不断消耗浓硫酸和水的生成,浓硫酸逐渐变为稀硫酸,反应停止,故B项错误;C项中Na2O2中的阴离子为O;D项从图中可以看出,黑球能形成3个共价键,黑球为As原子,白球为S原子,因此分子中不存在S—S键。
【精练1】 C 解析:①是原子与原子之间互为同位素,错误;②漏掉了“n”,错误;③0.5 mol NO与0.5 mol O2发生反应2NO+O2===2NO2,生成0.5 mol NO2,还余0.25 mol O2,正确;④漏掉了“[ ]”,错误;⑤1 mol CO2中含有4 mol电子对数,88.0 g干冰为2 mol CO2,正确;⑥不知溶液的体积,错误。
【例2】 C 解析:A项是关于量的离子反应方程式的书写,等物质的量的Ba(OH)2与KAl(SO4)2·12H2O溶液混合,Ba2+和OH-完全反应,所以Ba2+和OH-的物质的量之比为1∶2,故A错;B项中,由于碘离子具有还原性,铁离子具有氧化性,发生反应2Fe(OH)3+6H++2I-===2Fe2++I2+3H2O,B错;D项中,生成物错误,CO应结合Ca2+生成碳酸钙。
【精练2】 B 解析:有澄清石灰水时,Ca(OH)2应该拆开,A错误;AgCl的溶解度大于Ag2S的溶解度,所以AgCl的悬浊液中加入Na2S溶液可以转化为Ag2S,B正确;过氧化钠在潮湿的空气中生成的白色黏稠物应该是氢氧化钠,C错误;向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水,不可能存在CO,D错误。
【例3】 D 解析:乙烷CH3CH3与氯气发生取代反应生成的氯代物有一氯代物、二氯代物……六氯代物,根据乙烷的结构和同分异构体的含义知,一氯乙烷有1种、二氯乙烷有2种、三氯乙烷有2种、四氯乙烷有2种、五氯乙烷有1种、六氯乙烷有1种,共有9种氯代乙烷。
【精练3】 D 解析:A选项,分子结构符合C6H5—C4H9,首先写出C4H9—的两种碳链异构:①C—C—C—C、②,再分别加上—C6H5,①式有2种加法、②式有2种加法,共4种,正确;B选项,分子结构符合C3H7—COOH,—C3H7有两种,正确;C选项,苯发生消去反应,苯环上下来一个H原子,上去一个—NO2,属于取代反应,正确;D选项,聚乙烯无不饱和键,不能发生加成反应,错误。
【例4】 A 解析:在原电池中,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,Li+向正极移动;电池充电时属于电解池,正极接电源正极,为阳极,失电子,D错误。
【精练4】 B 解析:图a中,铁棒发生化学腐蚀,靠近底端的部分与氧气接触少,腐蚀程度较轻,A项错误;图b中开关由M改置于N,CuZn合金作正极,腐蚀速率减小,B对;图c中接通开关时Zn作负极,腐蚀速率增大,但氢气在Pt极上放出,C项错误;图d中干电池自放电腐蚀主要是由NH4Cl水解显酸性,与Zn反应,D项错误。
【例5】 B 解析:依CH3COOHCH3COO-+H+,加水稀释,平衡右移,n(CH3COO-)、n(H+)增大,但c(CH3COO-)、c(H+)均减小,A、C错误;上述平衡的常数为K=,水的离子积KW=c(OH-)·c(H+),温度不变,上述两常数均不变,由K÷KW可知B正确;因为醋酸为弱酸,所以醋酸的浓度远远大于NaOH的浓度,最终溶液显酸性,D错误。
【精练5】 C 解析:从图中读取信息,稀释10倍HA的pH增大1,符合强电解质完全电离的情况,HA为强酸,故A项错;B选项,从图中知,HB是弱酸,所以不完全电离,没有c(HA)<10c(HB),故错;C选项,依据电荷守恒c(H+)=c(A-)+c(OH-)、c(H+)=c(B-)+c(OH-),在M点的两种溶液中,c(H+)相等,所以c(A-)+c(OH-)=c(B-)+c(OH-),即c(B-)=c(A-),而溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),所以c(B-)+c(H+)>c(A-)+c(OH-),答案正确;D中,由于NaB和HB的比例无法确定,各离子浓度关系也无法确定,故D错误。
【例6】 D 解析:酸性KMnO4溶液也可氧化乙烯,A不正确;乙酸乙酯在NaOH溶液中发生水解,B不正确;丙烯的结构简式不能省略碳碳双键,应为CH3—CH===CH2,C不正确。
【精练6】 C 解析:油脂中含有碳碳双键,能使酸性KMnO4溶液褪色,A项错误;甲烷和氯气的反应属于取代反应,而乙烯和Br2的反应属于加成反应,B项错误;葡萄糖和果糖的分子式相同,但结构不同,互为同分异构体,C项正确;乙醇、乙酸中的官能团分别为羟基、羧基,D项错误。
【例7】 C 解析:0.1 mol·L-1丁溶液的pH为13(25 ℃),可知丁为强碱,短周期元素形成的强碱只能是NaOH,所以丁为NaOH;由己为单质、甲、乙、丙为化合物可知甲为Na2O2、乙为H2O、丙为CO2、戊为Na2CO3、己为O2;由此可推出X为H、Y为C、Z为O、W为Na。
【精练7】 A 解析:由X2+与Z2-具有相同的核外电子层结构可知X、Z分别为ⅡA族、ⅥA族元素,结合X、Y、Z原子序数之和为36,可知X、Y、Z分别为Mg、S、O;“同层比核”Mg2+核电荷数大于O2-,所以离子半径X2+<Z2-,B错误;Be的金属性小于Mg,C错误;HClO4的酸性比H2SO4的酸性强,D错误。
【例8】 答案:(1)①2H2S+3O2===2SO2+2H2O
②S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-574.0 kJ·mol-1
(2)①(Ⅰ)2Fe3++Fe===3Fe2+(合理答案给分) (Ⅱ)4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
(Ⅲ)氢碘酸(或HI) 2Fe(OH)3+6H++2I-===2Fe2++I2+6H2O
②8Al+3NO+5OH-+2H2O===3NH3↑+8AlO
(3)设上述合金中含a mol钠、b mol钾
a+b=0.075×2
23a+39b=5.05 a=0.050 mol b=0.10 mol
该钠钾合金化学式为NaK2
解析:(1)0.05 mol·L-1 E溶液中的=1012,可知c(H+)=0.1 mol·L-1,E为二元强酸(H2SO4);A、B、C、D分别为S、H2S、SO2、SO3;②B→C的反应为S+O2SO2,1 mol S参加反应转移4 mol e-,所以1 mol S参加反应放出574.0 kJ热量;(2)①B为Fe3+,所以单质A为Fe、白色沉淀D为Fe(OH)2、不溶性碱E为Fe(OH)3、C为Fe2+;(Ⅲ)Fe(OH)3→Fe2+的过程既需要酸,也需要还原剂,常见的有HI;②金属A既可以形成显酸性的盐、也可以形成显碱性的盐,所以A为Al,B、C分别为Al3+、AlO、白色沉淀D为Al(OH)3、E为Al2O3,Al、NO、OH-反应生成NH3,在碱性条件下铝元素应以AlO的形式存在,用水配平即可;(3)淡黄色固体化合物A为Na2O2,浓度相同时B的碱性大于C,所以B、C分别为NaOH、Na2CO3;侯德榜制碱法及电解D是水溶液可知D为NaCl、E为NaHCO3,所以金属Y为Na。
【例9】 答案:(1)CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49 kJ·mol-1
(2)①0.225 mol·(L·min)-1 ②144 ③CD
(3)①负 O2+2H2O+4e-===4OH- ②大于 11.2
解析:(1)首先写出CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g),然后根据盖斯定律:①-②可得上述方程式,即ΔH=-49 kJ·mol-1。
(2)①从反应开始到平衡,平均反应速率v(CO2)=(1 mol-0.25 mol)÷1 L÷10 min=0.075 mol·(L·min)-1,所以v(H2)=3v(CO2)=0.225 mol·(L·min)-1。
②反应达到平衡时,c(CO2)=0.25 mol·L-1,c(CH3OH)=c(H2O)=0.75 mol·L-1,c(H2)=0.25 mol·L-1,所以该温度下反应的平衡常数K==144。
③对于反应CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH=-49 mol·L-1。
A项,升高温度正、逆反应速率都加快;B项,当v正(H2)=3v逆(CO2)时,该反应达到平衡状态;C项,将H2O(g)从体系中分离出来,平衡正向移动,可提高CO2和H2的转化率;D项,再充入1 mol CO2和3 mol H2,相当于增大压强,平衡正向移动,n(CH3OH)/n(CO2)增大。21世纪教育网
(3)①电池工作时阴离子向负极移动,正极氧气得电子,在碱性条件下生成OH-;②由于粗铜中含锌、银、金等杂质,则通电一段时间后,阳极减少的质量将大于阴极增加的质量。当阴极质量增加64 g时,说明有1 mol Cu析出,电路中转移2 mol电子,根据电子转移守恒,该燃料电池理论上需消耗0.5 mol O2,标准状况下的体积为11.2 L。21世纪教育网
【例10】 答案:(1)使样品中的有机物完全分解(或使茶叶中的钙、铁元素溶解完全)(其他合理解释也给分)
(2)Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH
(3)取最后一次洗涤液少许于试管中,滴加Na2CO3溶液,若无沉淀产生,则已洗涤干净;(其他合理方法也给分)
(4)①BCD ②无色变为紫色或高锰酸钾溶液不褪色 ③偏低
(5)0.2%
(6)KSCN溶液,溶液呈红色(其他合理方法也给分)
解析:(1)要从实验目的(测定茶叶中钙元素的质量分数)方面分析回答;(2)pH=6时,完全生成Fe(OH)3沉淀,而Ca2+还没开始沉淀,注意氨水是弱碱,写分子式;(3)洗涤沉淀D,主要是洗去沉淀中附着的可溶性的物质,如NH、Ca2+等,只要检验最后洗涤液中是否含有上述离子即可;(4)①稀释至500 mL,需要500 mL容量瓶;再取其中的25.00 mL溶液,根据精确度不能选用量筒,所以只能选择滴定管量取;滴定需要锥形瓶;③读数偏低,所以最终结果偏低;(5)加入n[(NH4)2C2O4]=0.06 mol,n(KMnO4)=0.010 L×0.100 0 mol·L-1=1×10-3 mol,所以滤液中剩余的n[(NH4)2C2O4]=n(KMnO4)××=0.05 mol,所以生成的n(CaC2O4)=0.06 mol-0.05 mol=0.01 mol,茶叶中的n(Ca2+)=0.01 mol,原茶叶中钙元素的质量分数为=×100%=0.2%。

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