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第3节　氧化还原反应
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1．了解氧化还原反应的本质。
2．了解常见的氧化还原反应。
一、化学反应的类型及相互关系
1．氧化还原反应
（1）概念：有元素________变化的反应称为氧化还原反应。
（2）特征：反应前后元素的______发生了变化。
（3）实质：反应过程中有电子________或________。
2．几种化学反应类型的关系
根据反应中元素______是否发生变化，可以把化学反应划分为________反应和__________反应；四种基本反应类型和氧化还原反应的关系可用下图表示：
即时训练1 下列反应属于氧化还原反应的是________；属于化合反应的是______；属于分解反应的是______；属于置换反应的是____；属于复分解反应的是____。
①TiCl4＋2Mg2MgCl2＋Ti　②CaCO3CaO＋CO2↑　③2Fe＋3Cl22FeCl3　④2H2O22H2O＋O2↑　⑤H2O＋SO3===H2SO4　⑥2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑　⑦3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　⑧NaOH＋HCl===NaCl＋H2O
特别提示：（1）判断氧化还原反应首先要抓住化合价变化，凡是有元素化合价变化的化学反应是氧化还原反应，元素化合价没有变化的化学反应都是非氧化还原反应。
（2）凡有单质参加的化合反应、有单质生成的分解反应和置换反应是氧化还原反应，复分解反应都不是氧化还原反应，但有单质参加的反应不一定是氧化还原反应，如2O33O2。
二、氧化还原反应的有关概念
1．还原剂
还原剂在反应中表现为所含元素化合价______，实质上______电子。还原剂具有______性，反应时本身被______，发生______反应，得到______产物。
2．氧化剂
氧化剂在反应中表现为所含元素化合价______，实质上______电子。氧化剂具有______性，反应时本身被______，发生______反应，得到______产物。
即时训练2（1）在Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O的反应中，______是氧化剂，__________是还原剂；______元素被氧化，______元素被还原；Cl2具有氧化性，Cl2具有还原性； ____________是氧化产物，________是还原产物；
（2）在4NH3＋6NO===5N2＋6H2O的反应中，______是氧化剂，________是还原剂；______元素被氧化，______元素被还原；______具有氧化性，____________具有还原性；__________是氧化产物，________是还原产物。
特别提示：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：反应后化合价升高的物质失电子被氧化，发生氧化反应；反应后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，得到还原产物；还原剂被氧化，发生氧化反应，得到氧化产物。如果忘记了其中的关系，我们可以联想比较熟悉的氢气还原氧化铜的反应来帮助记忆。
三、常见的氧化剂和还原剂
1．常见的氧化剂
包括某些活泼的非金属单质、变价元素中高价态化合物或离子、过氧化物等。
氧化剂 Cl2 HClO Br2 HNO3 浓硫酸 MnO Fe3＋
还原产物 NO或NO2 SO2 Mn2＋ Fe2＋
2．常见的还原剂
包括某些活泼的金属单质、某些非金属单质、变价元素中低价态化合物或离子等。
还原剂 Al H2 SO2 SO H2S I－ Fe2＋
氧化产物 SO SO S I2 Fe3＋
3．既有氧化性又有还原性的物质
同一元素最高价态只具有氧化性（如Fe3＋、HNO3中的N等），最低价态只具有还原性（如S2－、I－等），中间价态既具有氧化性，又具有还原性，可简记为：高价氧，低价还，中价全。如：
（1）SO2、Fe2＋既具有氧化性也具有还原性，但一般以还原性为主；
（2）H2O2遇到强还原剂（如S2－、I－、SO2、Fe2＋），作氧化剂，得还原产物为H2O；遇到强氧化剂（如MnO），作还原剂，得氧化产物O2。
即时训练3（1）向Na2SO3溶液中滴加稀硝酸的实验现象：_____________________；然后再向反应后的溶液中滴加BaCl2溶液有白色沉淀生成，此沉淀为____________。
（2）向FeCl3溶液中滴加淀粉KI溶液的实验现象：______________。
一、氧化还原反应的重要规律
1．得失电子守恒规律
在任何氧化还原反应中，氧化剂得到电子总数与还原剂失去电子总数相等。此规律可应用于解有关氧化还原反应的计算及氧化还原反应方程式的配平。
2．价态归中规律
同种元素不同价态之间发生氧化还原反应时，价态只靠近，不交错，相邻价态不反应，即：高到高，低到低，可以归中，不能跨越。如：（1）
因为－2价离0价比＋4价近，所以H2S的氧化产物为S，H2SO4的还原产物为SO2；1 mol的H2S转移2 mol电子，不是转移4 mol电子；（2）H2SO4、SO2中的S的价态分别为＋6、＋4，无中间价态，浓硫酸不能氧化SO2。
【例1－1】 （2012湖南十二校联考）同位素示踪法可用于反应机理的研究，下列反应中同位素示踪表示正确的是（　　）。
A．NH4Cl＋2H2ONH3·2H2O＋HCl
B．2KMnO4＋5HO2＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋518O2↑＋8H2O
C．2NaO2＋2H2O===4Na18OH＋O2↑
D．Ca2H2＋2H2O===Ca（O2H）2＋2H2↑
【例1－2】 （2012河南信阳二次调研）氧化还原反应实际上包含氧化和还原两个过程。（1）向氯酸钠的酸性水溶液中通入二氧化硫，该反应中氧化过程的反应式为：SO2＋2H2O－2e－===SO＋4H＋；（2）向亚氯酸钠（NaClO2）固体中通入用空气稀释的氯气，该反应中还原过程的反应式为：Cl2＋2e－===2Cl－。在（1）和（2）反应中均会生成产物X，则X的化学式为（　　）。
A．NaClO B．ClO2
C．HClO D．NaClO4
二、氧化性、还原性强弱的判断
1．依据氧化还原方程式来判断
氧化剂＋还原剂―→氧化产物＋还原产物
氧化性：氧化剂＞氧化产物
还原性：还原剂＞还原产物
口诀：比什么“性”找什么剂，“产物”之“性”小于“剂”。
2．据“三表”判断
（1）根据元素周期表判断
（2）根据金属活动性顺序判断
（3）根据非金属活动性顺序判断
口诀：易得者，不易失；易失者，不易得。（“易得者，不易失”， 例如：Cl2比Br2易得到电子，而得到电子后的Cl－比Br－难失去电子，从而可知Cl2的氧化性比Br2强，而其被还原后得到的Cl－比Br－还原性弱；“易失者，不易得”，例如：Na比Mg易失去电子，而失去电子后的Na＋比Mg2＋难得电子，从而可知Na的还原性比Mg强，而其被氧化后得到的Na＋比Mg2＋氧化性弱）
3．依据“两池”判断
（1）两种不同的金属构成原电池的两极。负极金属是电子流出的极，正极金属是电子流入的极。其还原性：正极＜负极。
（2）用惰性电极电解混合溶液时，在阴极先得电子的阳离子氧化性较强，在阳极先失电子的阴离子还原性较强。
4．依据产物价态的高低来判断
在相同条件下，还原剂还原性越强，把氧化剂还原到的价态越低；氧化剂氧化性越强，把还原剂氧化到的价态越高。
例如：2Fe＋3Cl22FeCl3　Fe＋SFeS
氧化性：Cl2＞S
5．依据反应条件来判断
当不同的氧化剂作用于同一还原剂时，如氧化产物价态相同，可依据反应条件的难易程度来判断，一般来说反应条件越苛刻，说明反应越难发生（即氧化剂得电子越困难），则对应氧化剂的氧化性越弱，例如：
Cu＋4HNO3（浓）===Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O
Cu＋2H2SO4（浓）CuSO4＋SO2↑＋2H2O
氧化性：浓硝酸＞浓硫酸
【例2－1】 向FeI2、FeBr2的混合溶液中通入适量氯气，溶液中某些离子的物质的量变化如图所示。已知：2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－、2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，则下列有关说法中不正确的是（　　）。
A．还原性：I－＞Fe2＋＞Br－
B．线段AB表示Fe2＋被氯气氧化
C．线段BC表示生成4 mol Fe3＋
D．原溶液中n（Br－）＝6 mol
特别提示
（1）根据已知反应的化学方程式比较物质的氧化性、还原性时，首先应依据化合价判断出氧化剂、氧化产物、还原剂、还原产物，然后依据规律进行判断。
（2）不能依据氧化剂或还原剂自身化合价变化值的大小判断氧化性或还原性的强弱。
（3）同一氧化剂同时与同浓度的若干种还原剂反应，往往是还原性强的先被氧化。如：向FeBr2溶液中滴入少量氯水，Fe2＋先被氧化。而向FeI2溶液中滴入少量氯水，I－先被氧化。
【例2－2】（2012陕西西安模拟）已知：氧化性：KMnO4＞HNO3；Bi位于周期表中第ⅤA族，＋3价较稳定，NaBiO3溶液为无色。取一定量的Mn（NO3）2溶液依次进行下列实验，现象记录如下。
①滴加适量的NaBiO3溶液，溶液变为紫红色。
②继续滴加适量H2O2，紫红色褪去，并有气泡产生。
③再加入适量的PbO2固体，固体溶解，溶液又变为紫红色。
④最后通入足量的SO2气体，请回答下列问题：
（1）KMnO4、H2O2、NaBiO3氧化性由强到弱的顺序为
_________________________________________________________________。
（2）实验④中的现象为：__________________________________________。
（3）实验②③反应的离子方程式分别是：②____________、③______________。
三、有关氧化还原反应方程式的配平及计算
1．配平原理
在氧化还原反应中，从现象看是化合价升降总数相等，从本质看是电子得失总数相等。对离子方程式进行配平时，除满足上述要求外，还应注意电荷守恒。
2．配平步骤
（1）“标价态”即先写出反应物和生成物的化学式，并标出发生氧化还原反应的元素的化合价。
（2）“标变化”即标出元素的化合价的变化（升高或者降低）。
（3）“求总数”即使化合价升高和降低的总数相等。
（4）用观察的方法配平其他物质的化学计量数。
3．抓住一个关键，掌握三个原则
（1）一个关键
准确判断并标出变价元素的化合价，求出化合价升降数及其最小公倍数，进而求得氧化剂、还原剂的化学计量数。
（2）三个原则
①反应前后各元素的原子个数相等。
②氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等。
③反应前后各带电微粒所带电荷总数相等（离子反应）。
【例3】（1）配平下列离子反应方程式：
________Fe（OH）3＋________ClO－＋________OH－―→________FeO＋________Cl－＋________H2O
（2）已知有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________。
（3）根据所学的知识，推测FeO能与下列________（填序号）物质反应。
A．KMnO4 B．SO2
C．H2S D．O2
（4）一定条件下，向含硝酸的废水中加入CH3OH，将HNO3还原成N2。若该反应消耗32 g CH3OH转移6 mol电子，则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是__________。
思路点拨
考试中涉及氧化还原反应的题目，其中大多要利用得失电子守恒规律。如：求某元素反应前后的化合价、配平氧化还原方程式、求电子转移数目等。所以，看到此类题目，注意用得失电子守恒规律。
运用化合价升高（或失电子）的总数＝化合价降低（或得电子）的总数解题时，一定要注意总数的意义。
四、信息型氧化还原反应方程式的书写
近几年高考经常以信息的形式给出氧化剂和还原剂或部分产物，让我们书写化学方程式或离子方程式。解决这种类型题目的基本思路：①首先根据信息或记忆写出：氧化剂＋还原剂―→还原产物＋氧化产物；②再根据守恒（得失电子守恒、原子守恒）配平上述四种物质；③根据溶液酸碱性及守恒在方程式两边加上H＋、OH－或H2O，并配平。
如SO2使高锰酸钾酸性溶液褪色的离子方程式的书写步骤：①MnO＋SO2―→Mn2＋＋SO；②2MnO＋5SO2―→2Mn2＋＋5SO；③方程式前面有18个O，后面有20个O，所以方程式前面加2个H2O；依据溶液呈酸性，方程式后面加4个H＋，2MnO＋5SO2＋2H2O―→2Mn2＋＋5SO＋4H＋，最后用电荷守恒检查是否配平。
【例4】（改编自2012课标全国理综）（1）FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质，该反应的离子方程式为______________________；
（2）高铁酸钾（K2FeO4）是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为_________________ _______________________________________________________。
物质的氧化性、还原性的实验探究
氧化还原反应的知识在实验中的应用主要有如下三个方面：
1．利用某些实验手段证明物质具有氧化性或还原性。
2．利用某些实验手段比较物质氧化性或还原性的强弱。
3．物质的氧化性和还原性对化学实验的影响。
【实验典例】
Ⅰ.卫生部2010年8月公布的食品安全预警中，各地报告因加工酱肉、卤菜过量使用或者误用过量亚硝酸盐引发的食物中毒事故有10起，中毒169人，死亡7人。亚硝酸钠（NaNO2）外观近似食盐，有像食盐一样的咸味，它的毒性较大，长期食用可能致癌。NaNO2在酸性条件下既具有氧化性（可将I－氧化为I2），也具有还原性（与高锰酸钾酸性溶液反应）。为了区别食盐与亚硝酸钠，老师提供了下表中的试剂、操作供学生选择。
试剂 操作
①H2SO4溶液 A.把样品放入H2SO4溶液中，溶解后再加入淀粉溶液
②KMnO4溶液 B.把样品放入H2SO4溶液中，溶解后再加入其他试剂
③KI溶液 C.把样品放入盐酸中，溶解后再加入其他试剂
④AgNO3溶液 D.把样品放入水中，溶解后直接观察溶液颜色变化
⑤淀粉溶液
⑥盐酸
（1）请设计两套方案判断被检验的样品是亚硝酸钠。
方案一：试剂及操作：________，现象：__________________________________。
方案二：试剂及操作：________，现象：__________________________________。
（2）某同学检验样品是亚硝酸钠时采用了②⑥、C的组合，是否可行？并说明理由：________________________________________________________________________。
Ⅱ.如图所示装置，根据实验现象：左边棉花变为橙色，右边棉花变为蓝色，所得结论氧化性：Cl2＞Br2＞I2是否正确？并说明理由：________________________________。
1．（高考集萃）下列叙述中不正确的是______。
A．（2012山东理综）化合反应均为氧化还原反应
B．（2012安徽理综）科学家最近研究出一种环保、安全的储氢方法，其原理可表示为：NaHCO3＋H2===HCOONa＋H2O。储氢过程中，NaHCO3被氧化
C．（2012天津理综）NO2溶于水发生氧化还原反应
D．（2012海南化学）一定条件下，2.3 g的Na完全与O2反应生成3.6 g产物时失去的电子数为0.1NA
E．（2012浙江理综）CaO2与水发生氧化还原反应时，CaO2只作氧化剂
2．LiAlH4 、LiH既是金属储氢材料又是有机合成中的常用试剂，遇水均能剧烈反应放出H2，LiAlH4在125 ℃分解为LiH、H2和Al。下列说法中不正确的是（　　）。
A．LiH与D2O反应，所得氢气的摩尔质量为4 g·mol－1
B．1 mol LiAlH4在125 ℃完全分解，转移3 mol电子
C．LiAlH4溶于适量水得无色溶液，则化学方程式可表示为：LiAlH4＋2H2O===LiAlO2＋4H2↑
D．LiAlH4与乙醛（CH3CHO）作用生成乙醇，LiAlH4作还原剂
3．（2013山东临沂期中）新型纳米材料MFe2Ox（3＜x＜4）中M表示＋2价的金属元素，在反应中化合价不变化。常温下，MFe2Ox能使工业废气中的SO2转化为S，转化过程表示如下：
则下列判断准确的是（　　）。
A．MFe2Ox是还原剂　　 B．SO2是该反应的催化剂
C．x＞y D．氧化性：MFe2Oy＞SO2
4．研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
（1）利用反应6NO2＋8NH37N2＋12H2O可处理NO2。当转移1.2 mol电子时，消耗的NO2在标准状况下是________L。
（2）Na2S溶液长期放置有硫析出，原因__________________________________
（用离子方程式表示）。
（3）为测定大气中臭氧（O3）含量，将0 ℃、1.01×105 Pa的空气V L慢慢通过足量KI溶液，使臭氧完全反应；然后将所得溶液用a mL c mol·L－1的Na2S2O3溶液进行滴定恰好到达终点。
①O3与KI溶液在碱性条件下反应生成两种单质，则反应的离子方程式为_____________ __________________________________________________________。
②空气中臭氧的体积分数为____________。（已知：2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI）
5．（2012湖北黄冈期末）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。
守恒思想
守恒是解决化学问题的中心思想，相应地，守恒法是解决化学问题的一种极其重要的方法与技巧，运用守恒，其特点是抓住有关变化的始态与终态，不纠缠过程细节，利用其中某种不变量建立关系式，从而简化思路，快速解题。
一、质量守恒
化学反应是原子之间的重新组合，反应前后组成物质的原子个数保持不变，即化学反应中反应物总质量等于生成物总质量，此即质量守恒。又因为同种元素原子的物质的量（或原子数）在反应前后不变，又称元素守恒、原子守恒。
1．物质质量守恒
在化学反应过程中找准反应前后的质量关系，利用不变量可快速求解。
【例1】 在臭氧发生器中装入100 mL O2，经反应3O2===2O3，最后气体体积变为95 mL（体积均为标准状况下测定），则反应后混合气体的密度为________g·L－1。
解析：根据质量守恒定律反应前后容器中气体的质量不变，等于反应前100 mL O2的质量。则反应后混合气体的密度为：ρ＝（×32 g·mol－1）÷0.095 L≈1.5 g·L－1。
答案：1.5
2．原子守恒
抓住初始反应物和最终生成物中某一原子（或原子团）不变，找到等量关系进行求解。
【例2】 有一在空气中暴露过的KOH固体，经分析知其内含水7.12%，K2CO32.88%，KOH90%，若将此样品1 g加入到46.00 mL的1 mol·L－1盐酸中，过量的酸再用1.07 mol·L－1KOH溶液中和，蒸发中和后的溶液可得固体________g。
解析：过程中发生的反应很多，但仔细分析可知：蒸发溶液后所得固体为KCl，其Cl－全部来自于盐酸中的Cl－，在整个过程中Cl－守恒。即n（KCl）＝n（HCl）；故m（KCl）＝0.046 L×1 mol·L－1×74.5 g·mol－1＝3.427 g。
答案：3.427
二、电子守恒
氧化还原反应中，氧化剂得电子（化合价降低）总数等于还原剂失电子（化合价升高）总数，得失电子守恒（化合价升降相等）。在解题中找到有元素化合价升高的和降低的物质，列等式求解。
【例3】1.92 g铜投入到一定量的浓硝酸中，铜完全溶解，用试管收集生成的气体，颜色越来越浅，共收集到672 mL气体（标准状况下），将盛有此气体的试管倒扣在水中，通入氧气恰好使气体完全溶解在水中，则需要标准状况下的氧气的体积为（　　）。
A．504 mL　　　　　　　 B．168 mL
C．336 mL D．224 mL
解析：分析各物质的始态和终态，Cu的化合价升高，始态时是硝酸、终态时还是硝酸，所以硝酸没有变化，化合价降低的是O2中的氧元素，Cu共失去了×2 mol＝0.06 mol的电子，根据得失电子守恒，那么V（O2）÷22.4 L·mol－1×4＝0.06 mol，故V（O2）＝0.336 L。
答案：C
三、电荷守恒
指阳离子所带的电荷总数（各种阳离子所带电荷数与阳离子物质的量的乘积的代数和）与阴离子所带的电荷总数（各种阴离子所带电荷数与阴离子物质的量的乘积的代数和）在数值上相等，主要在以下两个方面应用。
1．离子方程式中，常用于离子方程式正误判断及书写
【例4】 在一定条件下，RO与I－发生反应的离子方程式如下：RO＋6I－＋6H＋===R－＋3I2＋3H2O，RO中的n为________。
解析：解法①，依据得失电子守恒，I化合价总共升高6，所以R降低6价变为－1价，所以RO中的R元素的化合价是＋5，n为1；解法②依据电荷守恒，反应后电荷总数为－1，所以－n＋（－1）×6＋（＋1）×6＝－1，n为1。
答案：1
2．溶液呈电中性
【例5】 将两个铂电极插入500 mL CuSO4溶液中进行电解，通电一段时间后，某一电极增重0.064 g（设电解中无H2放出且不考虑水解和溶液体积的变化）。此时H＋的浓度为（　　）。
A．4×10－3 mol·L－1 B．2×10－3 mol·L－1
C．1×10－3 mol·L－1 D．1×10－7 mol·L－1
解析：由电中性原理，CuSO4中的Cu2＋电解为Cu后所缺少的正电荷由生成的H＋来补充，故n（H＋）＝n（Cu2＋）×2＝×2＝2×10－3 mol，c（H＋）＝2×10－3 mol÷0.5 L＝4×10－3 mol·L－1。
答案：A
四、物料守恒
电解质溶液中某一组分的原始浓度等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和，实质上是元素守恒。
【例6】下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是（　　）。
A．氯水中：c（Cl2）＝2[c（ClO－）＋c（Cl－）＋c（HClO）]
B．在25 ℃ 100 mL NH4Cl溶液中：c（Cl－）＞c（NH）＋c（NH3·H2O）
C．等浓度的NaClO、NaHCO3混合溶液中：c（HClO）＋c（ClO－）＝c（HCO）＋c（H2CO3）
D．等浓度醋酸和氢氧化钠等体积混合后的溶液：c（OH－）＝c（H＋）＋c（CH3COOH）
解析：氯气溶于水，大部分氯气以Cl2分子形式存在，少部分与水反应生成HCl和HClO，所以氯水中无法比较c（Cl2）与[c（ClO－）＋c（Cl－）＋c（HClO）]的大小，A错误；依据物料守恒c（Cl－）＝c（NH）＋c（NH3·H2O）可知B错误；依据物料守恒c（HClO）＋c（ClO－）＝c（HCO）＋c（H2CO3）＋c（CO），可知C错误；依据电荷守恒c（CH3COO－）＋c（OH－）＝c（H＋）＋c（Na＋），减去物料守恒c（CH3COO－）＋c（CH3COOH）＝c（Na＋）可知D正确。
答案：D
五、能量守恒
化学反应不仅遵循质量守恒定律，还必须遵循能量守恒定律，盖斯定律就是能量守恒的具体应用。
【例7】 饮用水中的NO主要来自于NH。已知在微生物的作用下，NH经过两步反应被氧化成NO。两步反应的能量变化示意图如下：
1 mol NH全部被氧化成NO的热化学方程式为_________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析：首先写出NH（aq）＋2O2（g）===NO（aq）＋2H＋（aq）＋H2O（l），然后依据图像写出①NH（aq）＋O2（g）===NO（aq）＋2H＋（aq）＋H2O（l）　ΔH1＝－273 kJ·mol－1；②NO（aq）＋O2（g）===NO（aq）　ΔH2＝－73 kJ·mol－1，依据盖斯定律，①＋②即得。
答案：NH（aq）＋2O2（g）===NO（aq）＋2H＋（aq）＋H2O（l）　ΔH＝－346 kJ·mol－1
六、溶质守恒
同种溶质的溶液混合或溶液稀释后，溶质的总量恒定是解决某些溶液问题的依据。
【例8】 有100 g浓度为18 mol·L－1的浓硫酸，其密度为d g·mL－1，加水稀释至9 mol·L－1，则加入的水的体积为（　　）。
A．100 mL B．mL
C．大于100 mL D．小于100 mL
解析：设稀释后的溶液的密度为d（稀），加水为V mL，抓住稀释前后的n（H2SO4）不变，则有：18 mol·L－1××10－3 L·mL－1＝9 mol·L－1××10－3L·mL－1，V＝－100，因硫酸的浓度越小密度越小，的值小于1，故加水的体积小于100 mL。
答案：D
方法点击
解题时，如何选择并应用上述方法对于正确快速地解答题目十分关键。首先，必须明确每一种守恒法的特点，然后挖掘题目中存在的守恒关系，最后巧妙地选取方法，正确地解答题目。
1．在溶液中存在着离子的电荷守恒和物料守恒。因此涉及溶液（尤其是混合溶液）中离子的物质的量或物质的量浓度等问题可考虑电荷守恒法或物料守恒法。
2．在氧化还原反应（包括电化学）中存在着得失电子守恒。因此，涉及氧化还原反应中氧化剂、还原剂得失电子、反应前后化合价及电化学中的计算等问题可考虑电子守恒法。
3．在某些复杂多步的化学反应中，某些元素的质量或浓度等没有发生变化。因此涉及多步复杂的化学过程的问题可考虑元素守恒法。
4．在一个具体的化学反应中，由于反应前后质量不变，因此涉及与质量有关的问题可考虑质量守恒法。
1．以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法中不正确的是（　　）。
A．电镀时无其他副反应，铁制品质量增加65 g，则转移电子数为2NA
B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系
C．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率
D．电镀时无其他副反应，假设阳极锌棒为纯锌，电镀后电解质溶液的浓度不变
2．下列反应的离子方程式书写正确的是（　　）。
A．金属铝溶于稀硫酸中：Al＋2H＋===Al3＋＋H2↑
B．少量Cl2通入KI溶液中：Cl2＋2I－===2Cl－＋I2
C．用FeCl3溶液腐蚀铜线路板：Cu＋Fe3＋===Cu2＋＋Fe2＋
D．Na2O2与H2O反应制备O2：Na2O2＋H2O===2Na＋＋2OH－＋O2↑
3．下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是（　　）。
A．在0.1 mol·L－1NaHCO3溶液中：c（Na＋）＞c（HCO）＞c（CO）＞c（H2CO3）
B．在0.1 mol·L－1Na2CO3溶液中：c（OH－）－c（H＋）＝c（HCO）＋c（H2CO3）
C．对于0.1 mol·L－1 Na2SO3溶液，c（Na＋）＝2c（SO）＋c（HSO）＋c（H2SO3）
D．常温下，CH3COONa和CH3COOH混合溶液[pH＝7，c（Na＋）＝0.1 mol·L－1]：c（Na＋）＝c（CH3COO－）＞c（CH3COOH）＞c（H＋）＝c（OH－）
4．12 mL浓度为0.05 mol·L－1的Na2SO3溶液恰好与20 mL浓度为0.01 mol·L－1的K2Cr2O7溶液完全反应。已知Na2SO3能被K2Cr2O7氧化为Na2SO4，则元素Cr在还原产物中的化合价为（　　）。
A．＋2 B．＋3 C．＋4 D．＋5
5．密闭容器内有A、B、C、D四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量如下：
物质 A B C D
反应前质量/g 19.7 8.7 31.6 0.4
反应后质量/g 待测 17.4 0 3.6
下列说法中正确的是（　　）。
A．物质C一定是化合物，物质D可能是单质
B．反应后密闭容器中A的质量为19.7 g
C．反应过程中，物质B与物质D变化的质量比为87∶36
D．物质A与物质C的相对分子质量之比为197∶158，反应中A与C的化学计量数之比为1∶1
6．（改编自2011新课标全国理综）科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H2（g）、CO（g）和CH3OH（l）的燃烧热ΔH分别为－285.8 kJ·mol－1、－283.0 kJ·mol－1和－726.5 kJ·mol－1。请回答下列问题：
（1）用太阳能分解10 mol水消耗的能量是______kJ；
（2）甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为____________________ ___________________________________________________。
7．现有一块铝铁合金，为测定铝的含量，做如下实验：切一小块合金，将其溶于盐酸，然后加入足量的氢氧化钠溶液，待溶液中的沉淀全部变成红褐色时，过滤沉淀物并在空气中灼烧，最后所得红棕色粉末的质量恰好跟原来的合金试样质量相等，则合金中铝的百分含量为______。
8．在AlCl3、Na2SO4、NaCl三种盐的混合溶液中，若Na＋为0.7 mol，SO为0.2 mol，Cl－为0.6 mol，则溶液中Al3＋的物质的量为__________（不考虑水的电离及盐的水解）。
9．有镁、铝混合粉末10.2 g，将它溶于500 mL 4 mol·L－1的盐酸中，若要使沉淀质量达到最大值，则需加入2 mol·L－1的氢氧化钠溶液的体积为________。
参考答案
基础梳理整合
一、1.(1)化合价　(2)化合价　(3)得失　偏移
2．化合价　氧化还原　非氧化还原　置换　复分解　分解
即时训练1
①③④⑥⑦　③⑤　②④　①　⑧
二、1.升高　失去　还原　氧化　氧化　氧化
2．降低　得到　氧化　还原　还原　还原
即时训练2
(1)Cl2　Cl2　氯　氯　NaClO　NaCl
(2)NO　NH3　氮　氮　NO　NH3　N2　N2
即时训练3
(1)有无色气体生成，无色气体遇到空气变成红棕色　BaSO4
(2)溶液变蓝色
核心归纳突破
【例1－1】 B　解析：A选项是NH4Cl水解，实质上是NH与2H2O提供的O2H－结合生成一水合氨，所以1分子的一水合氨中只有1个2H，错误；B选项HO2是还原剂，被氧化生成18O2，正确；C选项中4 mol NaOH中的氧原子只有2 mol是18O，错误；D选项，氢分子中有一半的氢原子为2H，错误。
【例1－2】 B　解析：NaClO3中氯元素化合价为＋5，NaClO2中氯元素化合价为＋3，由信息可知NaClO3中氯元素化合价降低，NaClO2中氯元素化合价升高，所以X中的氯元素化合价只能为中间价态＋4价。
【例2－1】 B　解析：由化学方程式可知A正确；通入Cl2后，被氧化的先后顺序为I－、Fe2＋、Br－，由图像可知线段AB、BC、DE分别表示消耗I－、生成Fe3＋、消耗Br－，只有B错误。
【例2－2】 答案：(1)NaBiO3＞KMnO4＞H2O2
(2)紫红色褪去，生成白色沉淀
(3)2MnO＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O
5PbO2＋2Mn2＋＋4H＋===5Pb2＋＋2MnO＋2H2O
解析：由信息可知NaBiO3中Bi的化合价为最高价，只具有氧化性，结合①可知NaBiO3可把Mn2＋氧化为紫红色的MnO，得出NaBiO3的氧化性强于KMnO4；②中氧化剂、还原剂分别为MnO、H2O2，还原产物、氧化产物分别为Mn2＋、O2，依据得失电子守恒可得2MnO＋5H2O2―→2Mn2＋＋5O2↑，依据O、H原子守恒，用H2O、H＋配平，最后用电荷守恒检查是否配平；同理可写出实验③反应的离子方程式5PbO2＋2Mn2＋＋4H＋===5Pb2＋＋2MnO＋2H2O；④中SO2被酸性高锰酸钾溶液氧化为SO，与Pb2＋结合生成PbSO4沉淀。
【例3】 答案：(1)2　(5－n)　2n　2　(5－n)　(n＋3)
(2)2　＋6　(3)BC　(4)5∶6
解析：(1)首先标出化合价，看化合价的变化：＋O－＋OH－―→O＋－＋H2O，根据化合价升降配平：2Fe(OH)3＋(5－n) ClO－＋________OH－―→2FeO＋(5－n)Cl－＋________H2O，然后根据电荷守恒配平OH－、H2O，最后用H或O检查是否配平；
(2)10.7 g Fe(OH)3为0.1 mol，如果1 mol Fe(OH)3参加反应，则转移3 mol电子，Fe的化合价升高3价，为＋6价，n＝2；
(3)根据信息可知FeO为强氧化剂，推测能与SO2、H2S反应；
(4)32 g CH3OH为1 mol,1 mol的CH3OH被氧化失去6 mol电子，1 mol的HNO3被还原得到5 mol电子，所以还原剂与氧化剂的物质的量之比为5∶6。
【例4】 答案：(1)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2(或2Fe3＋＋3I－===2Fe2＋＋I)
(2)2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O
解析：(1)HI属于强酸，I－被Fe3＋氧化为I2，配平即可。
(2)反应物Fe3＋被氧化为FeO，化合价升高3，ClO－被还原为Cl－，化合价降低2，所以离子方程式中Fe3＋、FeO的化学计量数为2，ClO－、Cl－化学计量数为3，即2Fe3＋＋3ClO－―→2FeO＋3Cl－，最后，用OH－、H2O依据电荷守恒配平即可。
实验探究拓展
实验典例
答案：Ⅰ.(1)方案一：①②、B　溶液紫色褪去　方案二：①③⑤、B　溶液显蓝色(其他答案也可)
(2)不可行；盐酸也能与高锰酸钾反应，会对实验造成干扰
Ⅱ.不正确，无法证明与KI反应的是氯气还是溴蒸气
解析：Ⅰ.(1)我们在设计实验时，一定要使现象明显，依据信息KMnO4溶液与亚硝酸钠反应褪色，淀粉碘化钾在酸性条件下遇亚硝酸钠变蓝；(2)依据氧化性强弱，高锰酸钾的氧化性强于氯气，所以高锰酸钾能与盐酸反应。
Ⅱ.溴具有挥发性，也能使浸有淀粉KI溶液的棉花变蓝。
演练巩固提升
1．答案：ABE
解析：由CaO＋H2O===Ca(OH)2可知A选项错误；B选项中H2是还原剂，所以NaHCO3被还原，错误；C选项3NO2＋H2O===2HNO3＋NO有化合价变化，属于氧化还原反应，正确；D选项，反应后不论生成氧化钠还是过氧化钠，“0.1 mol Na”都会失去0.1 mol电子，正确；E选项，发生2CaO2＋2H2O===2Ca(OH)2＋O2↑，CaO2中O的化合价既升高也降低，CaO2既作氧化剂，也作还原剂，错误。
2．A　解析：在化合物中，金属元素只显正价，所以LiAlH4、LiH中的H均为－1价，LiH＋D2O===LiOD＋HD↑，所得氢气的摩尔质量为3 g·mol－1，A错误；LiAlH4分解过程中只有铝元素的化合价降低，由＋3价降低到0，B选项正确；D选项CH3CHO中碳原子的化合价为－1，而乙醇(C2H6O)中碳原子的化合价为－2，所以由乙醛生成乙醇发生还原反应，D正确。
3．A　解析：首先标化合价看价变化，反应中SO2转化为S，化合价降低是氧化剂，则MFe2Ox是还原剂，铁的化合价升高，则y大于x，只有A正确。
4．答案：(1)6.72
(2)2S2－＋O2＋2H2O===2S↓＋4OH－
(3)①2I－＋O3＋H2O===2OH－＋O2＋I2　②
解析：(1)NO2中的化合价由＋4降低到0，所以1 mol NO2参加反应转移4 mol电子，当转移1.2 mol电子时，消耗0.3 mol的NO2；(2)由信息可知反应物为S2－、O2，生成物为S，溶液呈碱性，依据电荷守恒，生成物中有OH－，所以反应物中有H2O。(3)①找出氧化剂(O3)、还原剂(I－)、还原产物(O2)、氧化产物(I2)，依据化合价守恒配平2I－＋O3―→O2＋I2，用H2O、OH－依据电荷守恒，使H、O原子守恒配平即可；②n(Na2S2O3)＝a·c×10－3mol，由信息可知O3～I2～Na2S2O3，所以n(O3)＝×a·c×10－3mol，V(O3)＝×a·c×10－3×22.4 L＝0.011 2ac L。
5．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，消耗KBrO3为1 mol，还原产物为1 mol Br－；(2)a→b段生成的Br－与加入的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2BrO＋I2===2IO＋Br2反应的n(BrO)＝(3－1－)mol，消耗n(I2)＝mol，余下n(I2)＝3 mol－mol＝2.1 mol。
化学思想与方法
即时练习
1．B　解析：电镀时，阳极发生Zn－2e－===Zn2＋、阴极发生Zn2＋＋2e－===Zn，在氧化还原反应中必需满足得失电子守恒；导线中通过的电子，在阴极均被Zn2＋得到，所以通过的电子与锌析出的物质的量之比一定为2∶1的关系，A正确，B错误；只要电流恒定，导线中通过电子的速率不变，即阴、阳极得失电子的速率不变，所以电解反应速率不变，C正确；依据电子守恒，阳极生成的Zn2＋与阴极消耗的Zn2＋相等，D正确。
2．B　解析：A、C选项不符合电荷守恒，D选项不符合原子守恒，只有B正确。
3．D　解析：NaHCO3溶液中，HCO在溶液中存在水解HCO＋H2OH2CO3＋OH－与电离HCOH＋＋CO两个过程，而溶液呈碱性，说明水解过程大于电离过程，即c(H2CO3)＞c(CO)，A错误；电荷守恒c(H＋)＋c(Na＋)＝2c(CO)＋c(HCO)＋c(OH－)减去物料守恒c(Na＋)＝2[c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)]，得c(OH－)－c(H＋)＝c(HCO)＋2c(H2CO3)可知B错误；依据物料守恒c(Na＋)＝2[c(SO)＋c(HSO)＋c(H2SO3)]，C选项错误；依据电荷守恒c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)及pH＝7可知c(OH－)＝c(H＋)、c(CH3COO－)＝c(Na＋)，水解是有限的，c(CH3COO－)＞c(CH3COOH)，D正确。
4．B　解析：设Cr在还原产物中的化合价为x，依据化合价升高总数(12 mL×0.05 mol·L－1×2)等于化合价降低总数[20 mL×0.01 mol·L－1×2×(6－x)]，得x＝3。
5．A　解析：有31.6 g C参加反应，生成8.7 g B、(3.6－0.4) g＝3.2 g D；依据质量守恒可知还应该生成(31.6－3.2－8.7) g＝19.7 g A；此反应为分解反应，A选项正确；B选项为(19.7＋19.7) g，错误；C选项为87∶32，错误。
6．答案：(1)2 858　(2)CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－443.5 kJ·mol－1
解析：由燃烧热可知①H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1＝－285.8 kJ·mol－1、②CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1、③CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH3＝－726.5 kJ·mol－1；(1)由①可知10 mol水分解消耗能量285.8 kJ·mol－1×10 mol；(2)首先写出热化学方程式CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)，③－②即得。
7．答案：30%
解析：一开始称量的质量为Fe和Al的质量，最后称量的质量为Fe2O3的质量，依据Fe质量不变，所以合金中Al的质量等于Fe2O3中O的质量，合金中铝的质量分数＝×100%＝×100%＝×100%＝30%。
8．答案：0.1 mol
解析：依据电荷守恒n(Na＋)＋3n(Al3＋)＝2n(SO)＋n(Cl－)，所以3n(Al3＋)＝(0.2×2＋0.6－0.7)mol＝0.3 mol。
9．答案：1 000 mL
解析：当镁、铝全部以Mg(OH)2、Al(OH)3沉淀，即沉淀质量达到最大值时，溶液中只存在NaCl，故当沉淀的量最多时n(NaOH)＝n(HCl)；n(NaOH)＝0.5 L×4 mol·L－1＝2 mol，V(NaOH)＝＝1 L，即为1 000 mL。
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第2节　元素周期律
1．掌握元素周期律的实质，以第三周期为例，掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。
2．以ⅠA和ⅦA族为例，掌握同一主族内元素性质的递变规律与原子结构的关系。
3．了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质的递变规律。
一、同主族（ⅠA、ⅦA）元素性质的相似性和递变性
1．碱金属元素
相似性 递变性（Li～Cs）
原子结构 最外层均为______个电子 电子层数逐渐________核电荷数逐渐________原子半径逐渐________
元素性质 都具有较强的______，最高正价均为____价 金属性逐渐__________
单质性质 物理性质 （除Cs外）都呈______色，密度________，熔点________ 密度逐渐________（K反常），熔点逐渐__________
化学性质 都具有较强的______ 还原性逐渐______，与O2反应越来越____，产物越来越复杂
2．卤族元素
相似性 递变性（F～I）
原子结构 最外层均为________个电子 电子层数逐渐________核电荷数逐渐________原子半径逐渐________
元素性质 都具有较强的______，最高正价均为______（F除外） 非金属性逐渐__________
单质性质 物理性质 都有____________，都具有__________ 颜色逐渐____________密度逐渐____________熔、沸点逐渐__________
化学性质 都具有较强的_____________ 氧化性逐渐______，与H2反应越来越______，产物越来越________
3．元素性质与原子结构的关系
―→―→―→―→
即时训练1 下列说法中正确的是________。
①同一主族的元素具有相似的性质是因为原子的最外层电子数相同
②同一主族元素的性质具有递变性是因为从上到下原子的电子层数逐渐增多
③碱金属元素的最高化合价均为＋1价
④卤族元素的最低化合价均为－1价
⑤卤族元素的最高化合价均为＋7价
⑥碱金属均具有强还原性，与水反应均生成氢气
⑦同一主族的元素从上往下，单质的熔点逐渐降低
特别提示：同一主族元素的性质不一定都符合上表规律，如第一主族中的H，同理最外层电子数相同的元素，其化学性质也不一定相似，如H与Na、He与Mg等。
二、元素周期律
1．定义
元素的性质随着______________的递增而呈________变化的规律。
2．实质
元素原子__________的周期性变化。
3．元素周期表中主族元素性质的递变规律
同周期（左→右） 同主族（上→下）
结构↓性质↓应用 电子层结构 电子层数
最外层电子数 ____（1→8或2） ____（族序数）
核电荷数（核内质子数）
原子半径 ____（稀有气体元素除外）
离子半径 阳离子逐渐____阴离子逐渐____ 逐渐____
主要化合价 最高正化合价：____最低负化合价：____ 相似
负化合价＝－（8－主族序数） 最高正化合价＝主族序数＝最外层电子数（O、F除外）
元素原子失电子能力 逐渐减弱 增强
元素原子得电子能力 增强 减弱
元素的金属性和非金属性 金属性逐渐______，非金属性逐渐____ 金属性逐渐______，非金属性逐渐____
离子的氧化性和还原性 阳离子氧化性____，阴离子还原性____ 阳离子氧化性____，阴离子还原性____
最高价氧化物对应水化物的酸性 逐渐______ 逐渐______
最高价氧化物对应水化物的碱性 逐渐______ 逐渐______
气态氢化物稳定性 逐渐______ 逐渐______
即时训练2 比较下列表述性质的大小，原子半径：（1）Na________K、P________Cl；（2）非金属性：S________O、P________Cl；（3）金属性：Na________K、Mg________Al；（4）碱性：NaOH________KOH、Mg（OH）2________Al（OH）3；（5）酸性：H2SO4________HClO4；（6）稳定性：HF________HBr、NH3________CH4。
三、元素周期表及元素周期律的应用
1．元素周期表中元素的分区
____________________的元素，既能表现出一定的非金属性，又能表现出一定的金属性。
2．元素周期表和元素周期律应用的重要意义
（1）科学预测
为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供线索。
（2）寻找新材料
①半导体材料：在________________________附近的元素中寻找。
②在________________中寻找优良的催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料。
③在周期表中的____________________附近探索研制农药的材料。
（3）预测元素的性质（根据同周期、同主族性质的递变规律）。
即时训练3 下列说法中正确的是__________。
A．Na是短周期元素中金属性最强的元素
B．F是短周期元素中非金属性最强的元素
C．位于元素周期表最右上角的元素是非金属性最强的元素
D．位于金属与非金属分界线附近的元素，既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性
E．Al位于金属与非金属分界线附近，可作为半导体材料
F．催化剂一般在过渡元素中寻找
一、元素金属性和非金属性的强弱比较
1．根据元素在周期表中的位置
2．根据金属活动性顺序
金属的位置越靠前，其金属性越强。
3．根据实验
（1）元素金属性强弱的比较
①根据金属单质与水（或酸）反应的难易程度：越易反应，则对应金属元素的金属性越强。
②根据金属单质与盐溶液的置换反应：A置换出B，则A对应的金属元素比B对应的金属元素金属性强。
③根据金属单质的还原性或对应阳离子的氧化性强弱：单质的还原性越强，对应阳离子的氧化性越弱，元素的金属性越强（Fe对应的是Fe2＋，而不是Fe3＋）。
④根据最高价氧化物对应水化物的碱性强弱：碱性越强，则对应金属元素的金属性越强。
⑤根据电化学原理：不同金属形成原电池时，作负极的金属活泼；在电解池中的惰性电极上，先析出的金属其对应的元素不活泼。
（2）元素非金属性强弱的比较
①根据非金属单质与H2化合的难易程度：越易化合则其对应元素的非金属性越强。
②根据形成的氢化物的稳定性：氢化物越稳定，则其对应元素的非金属性越强。
③根据非金属之间的相互置换：A能置换出B，则A对应的非金属元素的非金属性强于B对应元素的非金属性。
④根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：酸性越强，则元素的非金属性越强。
【例1－1】下列说法中正确的是（　　）。
A．从HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实，推出F、Cl、Br、I的非金属性递增的规律
B．第三周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强
C．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性和还原性从左到右依次减弱
D．测定等浓度的NaCl、AlCl3两溶液的pH可以比较钠、铝的金属性强弱
E．H2SO3的酸性大于H2CO3，所以S的非金属性大于碳的非金属性
F．硅酸钠溶液中滴入酚酞溶液，溶液变红，再滴加稀盐酸，溶液红色变浅直至消失，可证明非金属性：Cl＞Si
G．氢化物稳定性：HF＞HCl＞H2S＞SiH4＞PH3
误区警示
元素的非金属性常用最高价氧化物水化物的酸性及气态氢化物的稳定性判断，但应注意气态氢化物水溶液的酸性强弱不能作为判断依据（如酸性HCl＞H2S，不能证明氯的非金属性大于硫的非金属性）。
【例1－2】 下列说法中正确的是（　　）。
A．ⅠA族元素的金属性比ⅡA族元素的金属性强
B．ⅥA族元素的氢化物中，稳定性最好的是无毒的液体
C．在周期表中X元素排在Y元素的右面，所以X元素的非金属性大于Y
D．X元素单质可以把Y元素从其溶液中置换出来，所以X的金属性大于Y
二、元素“位、构、性”
明确下列关系式
（1）电子层数＝周期序数。
（2）最外层电子数＝主族序数。
（3）质子数＝原子序数＝核电荷数。
（4）主族元素的最高正价＝族序数。
最低负价＝主族序数－8。
（5）原子序数是奇数（或偶数）的主族元素，其所在主族序数必为奇数（或偶数）。
【例2－1】 元素X、Y、Z原子序数之和为36，X、Y在同一周期，X＋与Z2－具有相同的核外电子层结构。下列推测不正确的是（　　）。
A．同周期元素中X的金属性最强
B．原子半径X＞Y，离子半径X＋＞Z2－
C．同族元素中Z的氢化物稳定性最高
D．同周期元素中Y的最高价氧化物对应水化物的酸性最强
方法归纳
利用元素的“位、构、性”关系推断元素时，要充分利用元素周期表，首先判断所比较的元素在周期表中的大致位置，然后再运用元素周期律进行比较；还要注意一些规律，如“阴上阳下”规律：具有相同电子层结构的离子，阴离子元素在阳离子元素的上一个周期。如：“Xm＋”“Yn－”的电子层结构相同，则X元素在Y元素的下一个周期，故原子序数X＞Y。
【例2－2】 （改编自2012北京东城二模）四种短周期元素W、X、Y、Z，原子序数依次增大，请结合表中信息回答下列问题。
W X Y Z
结构或性质 最高价氧化物是一种温室气体 焰色反应呈黄色 在同周期主族元素形成的简单离子中，离子半径最小 最高正价与最低负价之和为零
（1）Z在元素周期表中位于第________族。
（2）上述元素的最高价氧化物对应的水化物中，有一种物质在一定条件下均能与其他三种物质发生化学反应，该元素是________（填元素符号）。
（3）①下列可作为比较X和Y金属性强弱的依据是________（填序号）。
a．自然界中的含量
b．相同浓度条件氯化物水溶液的pH
c．单质与水反应的难易程度
d．单质与酸反应时失去的电子数
②从原子结构的角度解释X的金属性强于Y的原因：_________________________。
三、微粒半径大小的比较
1．同周期元素从左到右，原子半径（0族例外）、离子半径（同种电性）都是逐渐减小，如第三周期r（Na）＞r（Mg）＞r（Al）＞r（Si）＞r（P）＞r（S）＞r（Cl）；金属阳离子如r（Na＋）＞r（Mg2＋）＞r（Al3＋）；非金属简单阴离子如r（P3－）＞r（S2－）＞r（Cl－）。
2．同主族元素由上而下，原子半径、离子半径都是逐渐增大，如第ⅠA族原子r（Li）＜r（Na）＜r（K）＜r（Rb）＜r（Cs）；第ⅦA族原子r（F）＜r（Cl）＜r（Br）＜r（I）；第ⅠA族阳离子r（Li＋）＜r（Na＋）＜r（K＋）＜r（Rb＋）＜r（Cs＋）；第ⅦA族阴离子r（F－）＜r（Cl－）＜r（Br－）＜r（I－）。
3．同种元素原子形成的粒子半径大小为：阴离子＞原子＞阳离子，如r（Na）＞r（Na＋）、r（Cl－）＞r（Cl）。
4．电子层结构相同（核外电子排布相同）的离子半径随核电荷数增大而减小。如r（S2－）＞r（Cl－）＞r（K＋）＞r（Ca2＋），r（F－）＞r（Na＋）＞r（Mg2＋）＞r（Al3＋）。
【例3】（改编组合）A、B、C、D是四种短周期元素，已知A、C同主族，B、D同周期，A的气态氢化物比C的气态氢化物稳定；B的阳离子比D的阳离子氧化性强，若B的阳离子比C的阴离子少一个电子层，下列比较中可推断正确的是（　　）。
A．原子序数：A＞B＞C＞D
B．原子半径：D＞B＞C＞A
C．离子半径：r（Dx＋）＜r（By＋）
D．离子半径：r（Am－）＜r（Cm－），r（Am－）＜r（Dx＋）
方法归纳
微粒半径大小比较可归纳为三种方法：
①运用元素周期表进行比较，如上述规律中的1、2。
②运用“同层比核，同核比层”进行比较。“同层比核”如：Na＋与F－、Cl与S、Cl－与S2－的电子层数相同，核电荷数越大，原子核对电子的引力越大，半径越小；同理，“同核比层”如：Na与Na＋、Cl与Cl－的核电荷数相同，核外电子层越多，原子（或离子）半径越大。
③上述两种方法的综合，如电子层和核电荷数都不相同的，一般可通过方法①找到参照物进行比较。如比较r（Al3＋）与r（S2－）的大小，可找出与S同主族的O，然后进行比较r（Al3＋）＜r（O2－）、r（O2－）＜r（S2－），所以r（Al3＋）＜r（S2－）。
元素性质递变规律的实验探究
元素周期律是高中化学的重要理论体系之一，高考常常借助元素性质的递变规律，以实验设计、实验评价的形式考查理论、考查实验，体现了高考的创新设计与能力考查。
【实验典例】
某化学兴趣小组为探究元素性质的递变规律，设计如下系列实验。
Ⅰ.（1）将钠、钾、镁、铝各0.1 mol分别投入到足量的0.1 mol·L－1的盐酸中，试预测实验结果：________与盐酸反应最剧烈，________与盐酸反应最慢。
（2）将NaOH溶液与NH4Cl溶液混合生成NH3·H2O，从而验证NaOH的碱性大于NH3·H2O，继而可以验证Na的金属性大于N，你认为此设计是否合理？并说明理由：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
Ⅱ.利用下图装置可以验证非金属性的变化规律。
（3）仪器A的名称为____________，干燥管D的作用是_______________________。
（4）实验室中现有药品Na2S、KMnO4、浓盐酸、MnO2，请选择合适药品设计实验验证氯的非金属性大于硫：装置A、B、C中所装药品分别为________、________、________，装置C中的实验现象为有黄色沉淀生成，离子方程式为____________________________。
（5）若要证明非金属性：C＞Si，则A中加__________、B中加Na2CO3、C中加__________，观察到C中溶液的现象为________________________________。
1．（高考集萃）下列叙述中正确的是________。
A．（2012山东理综）第ⅠA族金属元素是同周期中金属性最强的元素
B．（2012山东理综）第ⅦA族元素的阴离子还原性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强
C．（2011天津理综）同周期元素（除0族元素外）从左到右，原子半径逐渐减小
D．（2011天津理综）第ⅦA族元素从上到下，其氢化物的稳定性逐渐增强
E．（2011天津理综）同主族元素从上到下，单质的熔点逐渐降低
F．（2011福建理综）H3BO3的酸性比H2CO3的强
G．（2011福建理综）Mg（OH）2的碱性比Be（OH）2的强
H．（2011山东理综）P、S、Cl得电子能力和最高价氧化物对应水化物的酸性均依次增强
I．（2011山东理综）元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素
J．（2011山东理综）元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价
2．（2012北京朝阳二模）氯和硫都是重要的非金属元素。下列叙述不能说明氯的非金属性比硫强的是（　　）。
A．氯化氢的沸点比硫化氢的沸点高
B．与氢气反应时，氯气比硫更容易
C．氯气可以从氢硫酸溶液中置换出硫
D．高氯酸（HClO4）的酸性比H2SO4强
3．X、Y、Z、W四种短周期主族元素的原子序数依次增大，X在短周期中原子半径最大，Y是地壳中含量最高的金属元素，Z的最高正化合价与最低负化合价的代数和为4。下列说法正确的是（　　）。
A．气态氢化物的稳定性：Z＜W
B．X与W形成的化合物中含有共价键
C．最高价氧化物对应水化物的碱性：X＜Y
D．Y的氧化物不能与X的最高价氧化物的水化物发生反应
4．短周期元素甲、乙、丙、丁的原子序数依次增大，甲与乙形成的气态氢化物的水溶液呈碱性，乙位于第ⅤA族，甲和丙同主族，丁的最外层电子数和电子层数相等，则（　　）。
A．甲和乙形成的气态氢化物中，各原子均已达到8电子稳定结构
B．单质的还原性：丁＞丙＞甲
C．甲、乙、丙的氧化物均为共价化合物
D．乙、丙、丁的最高价氧化物对应的水化物能相互反应
5．W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如图所示。已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10；X和Ne原子的核外电子数相差1；Y的单质是一种常见的半导体材料；Z的最高价氧化物对应水化物的酸性在本周期主族元素中最大。
（1）X位于元素周期表中第________周期第____族；W的气态氢化物的化学式为________。
（2）X的单质和Y的单质相比，熔点较高的是______（写元素符号）；Z的气态氢化物和溴化氢相比，较稳定的是__________（写化学式）。
（3）Y与Z形成的化合物与足量水反应，生成一种弱酸和一种强酸，该反应的化学方程式是______________。
参考答案
基础梳理整合
一、1.1　增多　增大　增大　金属性　＋1　增强　银白　较小　较低　增大　降低　还原性　增强　剧烈
2．7　增多　增大　增大　非金属性　＋7　减弱　颜色　毒性　加深　增大　升高　氧化性　减弱　难　不稳定
3．增大　减弱　增强　减弱　增强　减弱
即时训练1
答案：①②③④⑥
二、1.原子序数　周期性
2．核外电子排布
3．相同　递增　递增　相同　递增　递增　递减　递增　减小　减小　增大　＋1→＋7　－4→－1　减弱　增强　增强　减弱　增强
减弱　减弱　增强　增强　减弱减弱　增强　增强　减弱
即时训练2
(1)＜　＞　(2)＜　＜　(3)＜　＞　(4)＜　＞　(5)＜　(6)＞　＞
三、1.非金属　金属　分界线附近
2．(2)①金属与非金属的分界线　②过渡元素　③氟、氧、硫、磷
即时训练3
答案：ABDF
核心归纳突破
【例1－1】 D　解析：用酸性判断非金属性强弱，一定要用最高价氧化物对应水化物的酸性强弱来判断，所以A、B选项均错；HF、HCl、HBr、HI的还原性从左到右依次增强，C错误；测定等浓度的NaCl、AlCl3两溶液的pH可以比较两盐的水解程度，从而得出最高价氧化物水化物NaOH、Al(OH)3的碱性强弱。
【例1－2】 B　解析：同周期的元素自左向右金属性逐渐减弱，A、C项没有说同一周期，如Na不如Ca的金属性强、H是非金属，A、C错误；ⅥA族元素的氢化物中，稳定性最好的是H2O，B正确；由Cl2＋2KI===2KCl＋I2可知D错误。
【例2－1】 B　解析：根据X、Y在同一周期，X＋与Z2－具有相同的核外电子层结构，可推出Z在X、Y的上一个周期，又因为X、Y、Z原子序数之和为36，综合判断知X为Na、Z为O、Y为Cl，确定三元素在周期表中的位置，可判断A、C、D正确；依据“同层比核”，离子半径Na＋＜O2－，故B错误。
【例2－2】 答案：(1)ⅣA　(2)Na　(3)①bc　②电子层数相同，质子数Y的大于X的，原子半径X＞Y，所以原子核对最外层电子的吸引力X＜Y，失电子能力X＞Y
解析：(1)由表中所给性质可知W、X、Y、Z分别为C、Na、Al、Si；(2)其最高价氧化物对应的水化物分别为H2CO3、NaOH、Al(OH)3、H2SiO3，可知该元素是Na；(3)①由相同浓度NaCl、AlCl3溶液的pH可知，Al(OH)3为弱碱；单质与酸反应时失去电子的多少与金属性强弱无关，金属性强弱与得失电子的难易程度有关。
【例3】 B　解析：由A的气态氢化物比C的气态氢化物稳定，可知A在C的上一周期；B的阳离子比D的阳离子氧化性强，可知B排在D的后面；由B的阳离子比C的阴离子少一个电子层，可知B、C在同一周期，且推断B在元素周期表的左边，C在元素周期表的右边，综上所述确定A、B、C、D在元素周期表中的位置如图。分析四个选项，只有B正确。
实验探究拓展
实验典例
答案：(1)钾　铝
(2)不合理，用碱性强弱比较金属性强弱时，一定要用最高价氧化物对应水化物的碱性强弱比较，NH3·H2O中的N不是最高价
(3)分液漏斗　防止倒吸
(4)浓盐酸　KMnO4　Na2S　S2－＋Cl2===S↓＋2Cl－
(5)硫酸　Na2SiO3　有白色沉淀产生
解析：(4)由题中所给药品可知可用Na2S与氯气发生置换反应判断非金属性强弱，因为无加热装置，所以只能选择KMnO4与浓盐酸反应制取氯气；(5)由B中药品为Na2CO3可知，用最高价氧化物对应水化物的酸性强弱判断非金属性强弱，所以A中加入硫酸，B、C装置中加入相应的盐。
演练巩固提升
1．答案：ACGH
解析：同周期元素从左到右金属性逐渐减弱，A项正确；第ⅦA族元素的阴离子还原性越强，则元素的非金属性越弱，其最高价氧化物对应水化物的酸性越弱，B项错误；第ⅦA族元素从上到下，其氢化物的稳定性逐渐减弱，D错；第ⅦA族元素从上到下，单质的熔点逐渐升高，E错；B、C两元素在同一周期，C的非金属性大于B的，F选项错误；同一周期从左到右，非金属性逐渐增强，得电子能力越来越强，最高价氧化物对应水化物的酸性也依次增强，H正确；过渡元素在第ⅡA与第ⅢA之间，金属与非金属的分界线附近属于半导体，I错误；由氟可知J错误。
2．A　解析：气态氢化物只能从稳定性的角度判断非金属性强弱，A错误。
3．A　解析：X、Y、Z分别为Na、Al、S，由原子序数依次增大可知W只能为Cl；NaCl中只含有离子键，B选项错误。
4．D　解析：甲为H，乙为N，丙为Na，丁为Al；NH3中的氢原子不是8电子稳定结构，A选项错误；丙的氧化物为离子化合物，C选项错误。
5．答案：(1)三　ⅠA　H2O
(2)Si　HCl
(3)SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl
解析：W的质子数＝18－10＝8，所以W为氧元素；X、Y、Z均为第三周期的元素，Z的最高价氧化物对应水化物的酸性在本周期主族元素中最大，可知Z为Cl；X为Na、Y为Si；SiCl4与足量水反应，生成一种弱酸和一种强酸，可知强酸是HCl，弱酸是H2SiO3。
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第2节　原电池　化学电源
1．了解原电池的工作原理，能写出电极反应和总反应。
2．了解常见化学电源的种类及其工作原理。
一、原电池的工作原理
1．概念
原电池是将______转变为____的装置。
2．工作原理
如图以铜锌原电池为例：
（1）在ZnSO4溶液中，锌片逐渐____，即Zn被____，锌原子____电子，形成________进入溶液，从锌片上释放出电子，经过导线流向____；溶液中的________从铜片上得电子，还原成为____并沉积在铜片上。
（2）电子流向：从____极流向____极。
（3）电流方向：从____极（____）流向____极（____）。
3．电极材料及反应式（以铜锌原电池为例）
电极名称 负极 正极
电极材料
电极名称 负极 正极
电极反应
反应类型 ____反应 反应
电池总反应
4．原电池的构成判断要三看
（1）一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生（一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应）。
（2）二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。
（3）三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：①电解质溶液；②两电极直接或间接接触；③两电极插入电解质溶液。
即时训练1 下列装置可以形成原电池的是____，并写出形成原电池的电极材料及电极反应：正极：___________、______________；负极：_______、____________；电解质溶液中的阴离子向_______极移动，阳离子向______极移动，形成电流。
二、常见的化学电源
1．一次电池（以碱性锌锰电池为例）
负极：材料____，电极反应__________________。
正极：材料MnO2，电极反应2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnOOH＋2OH－
总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn（OH）2
2．二次电池（以铅蓄电池为例）
负极：材料____，电极反应：_______________________________________________。
正极：材料____，电极反应：_______________________________________________。
总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O
3．燃料电池（以氢氧燃料电池为例）
酸性 碱性
负极反应
正极反应
电池总反应 2H2＋O2===2H2O
即时训练2 （1）铜锌原电池中，负极发生氧化反应，电极失电子质量减小，是否所有的化学电源中负极电极材料均减小？答：__________________________。
（2）给二次电池充电时，电极与外接电源的正、负极怎样连接？答：_____________。
一、原电池的工作原理
1．原理图示
2．注意点
（1）电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。
（2）无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。
（3）原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数。
【例1－1】（2012河南开封四模）某汽车尾气分析仪以燃料电池为工作原理测定CO的浓度，其装置如图所示，该电池中电解质为氧化钇氧化钠，其中O2－可以在固体介质NAMCON中自由移动。下列说法中正确的是（　　）。
A．传感器中通过的电流越大，尾气中CO的含量越低
B．工作时电子由电极a通过固体介质NAMCON流向电极b
C．工作时电极b作正极，O2－由电极a流向电极b
D．当固体电解质中有1 mol O2－通过时，电子转移2 mol
方法归纳
导线中的电流是从正极流向负极，而原电池内溶液中的电流（阳离子）正好相反，是从负极流向正极，阴离子从正极流向负极，这样才能形成闭合回路。
【例1－2】 铜锌原电池（如下图）工作时，下列叙述不正确的是（　　）。
A．撤掉盐桥不能形成闭合回路，所以不能形成原电池
B．电池反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
C．在外电路中，电子从负极流向正极
D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液
二、原电池电极正负的判断及书写
1．正、负极的判断
2．电极反应的书写步骤
3．电极反应的书写举例
（1）如果题目给定的是图示装置，没给总方程式，先分析正、负极，再根据正、负极反应规律去书写电极反应。
例如：
写电极反应分三步：
①分别找出氧化剂（H＋）和还原剂（Zn）（燃料电池如氢氧燃料电池，一般而言，燃料作还原剂，O2作氧化剂）。氧化剂在正极得电子，还原剂在负极失电子。
②结合介质判断氧化产物（Zn2＋）和还原产物（H2）。
③写出电极反应（注意两极得失电子数相等）。
负极：Zn－2e－===Zn2＋；
正极：2H＋＋2e－===H2↑。
（2）给出总反应，首先分析此反应中电子的得失，即氧化反应或还原反应，化合价升高、失电子、发生氧化反应，为原电池的负极；化合价降低、得电子、发生还原反应，为原电池的正极。
以铅蓄电池放电时的反应为例，总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，电极反应的书写步骤如下：
负极：Pb－2e－===PbSO4Pb＋SO－2e－===PbSO4；
正极：PbO2＋2e－===PbSO4PbO2＋SO＋2e－===PbSO4 PbO2＋SO＋4H＋＋2e－===PbSO4＋2H2O（也可以用总反应减去负极反应得到正极反应）。
（3）书写电极反应应充分注意介质影响，水溶液中不能出现O2－。如图所示，电池反应为2H2＋O2===2H2O，两电极为石墨电极，写出在下列三种介质中的电极反应：
a．电解质是稀硫酸溶液（酸性溶液电极反应中一定无OH－）。
负极：2H2－4e－===4H＋；
正极：O2＋4H＋＋4e－===2H2O。
b．电解质是稀KOH溶液（碱性溶液电极反应中一定无H＋）。
负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O；
正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
c．电解质是NaCl溶液（中性溶液反应物中无H＋和OH－）。
负极：2H2－4e－===4H＋；
正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
【例2－1】 现欲以下图所示装置用电化学原理将CO2、SO2转化为重要化工原料。
①若A为CO2，B为H2，C为CH3OH，则通入CO2的一极为______极，电极反应为________________________，电池反应为__________________________________。
②若A为SO2，B为O2，C为H2SO4，则负极的电极反应为____________________。
方法归纳
书写电极反应时，正负极的判断是关键，看两极与电解质溶液得、失电子而快速推断出正、负极，同时还应充分注意介质与电极生成物的反应：（1）负极生成的金属离子在碱性溶液中能与OH－反应生成难溶性碱，如在碱性条件下，钢铁腐蚀中负极生成的Fe2＋与溶液中的OH－结合生成Fe（OH）2；（2）在碱性条件下电极析出的CO2能与OH－反应生成CO等。
【例2－2】 （2012湖北武汉联考）下图是甲烷燃料电池原理示意图，请回答下列问题：
（1）电池的正极是______（填“a”或“b”）电极，负极上的电极反应是_________。
（2）电池工作一段时间后电解质溶液的pH______（填“增大”“减小”或“不变”）。
三、原电池在化工、农业生产及科研中的应用
1．加快氧化还原反应速率
一个自发的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大，例如Zn与稀硫酸反应时加入少量的CuSO4溶液能使产生氢气的速率加快。
2．比较金属活泼性强弱
金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比正极的活泼。
3．用于金属的防护
使被保护的金属制品作原电池的正极而得到保护。例如，保护铁质输水管或钢铁桥梁，可用导线将其和一块锌块相连，使Zn作原电池的负极。
4．设计制作化学电源
（1）首先将氧化还原反应分成两个半反应。
（2）根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正负极材料和电解质溶液。
【例3】 已知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝；电解质溶液：CuCl2溶液、NaOH溶液、盐酸，按要求回答下列问题。
（1）电工经常说的一句口头禅：“铜接铝，瞎糊弄”，所以电工操作上规定不能把铜导线与铝导线连接在一起使用，说明原因：___________________________________________ ______________________________________________________________________________。
（2）通常说的燃料电池都以铂为电极，将燃烧反应的化学能转化为电能，在燃料电池中，可燃物在____极反应，________在另一极反应。
（3）请运用原电池原理设计实验，验证Cu2＋、Fe3＋氧化性的强弱。请写出电极反应，负极________________，正极__________________，并在方框内画出实验装置图。
1．（高考集萃）（1）（2012课标全国理综）与MnO2Zn电池类似，K2FeO4Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应为_____________，该电池总反应的离子方程式为_________________________________________________________________。
（2）（2012海南化学）肼（N2H4）空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应为____________。
（3）（2012山东理综）利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应为_____________________________________。
（4）（2012天津理综）熔融状态下，Na和FeCl2能组成可充电电池（装置示意图如右），反应原理为：
2Na＋FeCl2Fe＋2NaCl
放电时，电池的正极反应为________________；充电时，______（写物质名称）电极接电源的负极；该电池的电解质为____________。
2．（2012北京理综，12）人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料。下图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图，下列说法不正确的是（　　）。
A．该过程是将太阳能转化为化学能的过程
B．催化剂a表面发生氧化反应，有O2产生
C．催化剂a附近酸性减弱，催化剂b附近酸性增强
D．催化剂b表面的反应是CO2 ＋2H＋＋2e－===HCOOH
3．（2012福建理综，9）将下图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是（　　）。
A．Cu电极上发生还原反应
B．电子沿Zn→a→b→Cu路径流动
C．片刻后甲池中c（SO）增大
D．片刻后可观察到滤纸b点变红色
4．（2012大纲全国理综，11）①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池；①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极；②④相连时，②上有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是（　　）。
A．①③②④ B．①③④②
C．③④②① D．③①②④
5．铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：
Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe（OH）2＋2Ni（OH）2
下列有关该电池的说法中不正确的是（　　）。
A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe
B．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe（OH）2
C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低
D．电池充电时，阳极反应为2Ni（OH）2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O
6．（1）已知CH3OH（l）的燃烧热为－726.5 kJ·mol－1，在直接以甲醇为燃料电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应为____________、正极的反应为____________________。理想状态下，该燃料电池消耗1 mol甲醇所能产生的最大电能为702.1 kJ，则该燃料电池的理论效率为__________（燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比）。
（2）下图为钠硫高能电池的结构示意图，该电池的工作温度为320 ℃左右，电池反应为2Na＋xS===Na2Sx，正极的电极反应为____________。M（由Na2O和Al2O3制得）的两个作用是__________________。与铅蓄电池相比，当消耗相同质量的负极活性物质时，钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的____________倍。
参考答案
基础梳理整合
一、1.化学能　电能
2．(1)溶解　氧化　失　Zn2＋　Cu　Cu2＋　Cu　(2)负　正　(3)正　Cu　负　Zn
3．锌　铜　Zn－2e－===Zn2＋　Cu2＋＋2e－===Cu　氧化　还原　Cu2＋＋Zn===Zn2＋＋Cu
即时训练1
B　Ag　2Ag＋＋2e－===2Ag　Cu　Cu－2e－===Cu2＋　负　正
二、1.Zn　Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
2．Pb　Pb－2e－＋SO===PbSO4　PbO2　PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O
3．2H2－4e－===4H＋　2H2－4e－＋4OH－===4H2O　O2＋4e－＋4H＋===2H2O　O2＋4e－＋2H2O===4OH－
即时训练2
(1)不是，如氢氧燃料电池正负极质量不变
(2)正极接正极、负极接负极
核心归纳突破
【例1－1】 D　解析：电流越大说明反应速率越快，反应物CO浓度越大，A选项错误；电解质导电的原因是因为电解质中含有自由移动的离子，所以电子不能在电解质中通过，B选项错误；a为负极、b为正极，阴离子应该由正极流向负极，C选项错误。
【例1－2】 D　解析：左烧杯中Zn失电子形成Zn2＋，使溶液中的Zn2＋浓度增大，右烧杯中Cu2＋得电子，溶液中的Cu2＋浓度减小，所以盐桥中的负电荷向左移动，正电荷K＋向右移动，以维持两烧杯的电中性；也可以从电流方向解答，外电路电流从正极流向负极，可认为原电池内溶液中的电流从负极流向正极，形成闭合回路，正电荷的流向就是电流的方向，所以K＋向右移动。
【例2－1】 答案：(1)①正　CO2＋6e－＋6H＋===CH3OH＋H2O　CO2＋3H2===CH3OH＋H2O
②SO2－2e－＋2H2O===4H＋＋SO
解析：(1)此装置为原电池，电解质溶液显酸性。①H2中H化合价升高为负极，电极反应为H2－2e－===2H＋，CO2一极为正极，产物为CH3OH，碳的化合价由＋4价降低为－2价，电极反应为CO2＋6e－＋6H＋===CH3OH＋H2O。②负极SO2中硫化合价升高2，生成H2SO4。
【例2－2】 答案：(1)b　CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O　(2)减小
解析：氧气作正极，得电子在碱性条件下生成OH－，其电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，燃料CH4失电子，在碱性条件下生成CO，可得CH4－8e－―→CO，依据电荷守恒前面加10个OH－，CH4＋10OH－－8e－―→CO，最后用水配平，CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O，由负极电极反应和正极反应可知电池反应为CH4＋2OH－＋2O2===CO＋3H2O；由总反应可知整个电解质溶液的pH减小。
【例3】 答案：(1)铜铝接触在潮湿的环境中形成原电池，加快了铝的腐蚀，易造成电路断路
(2)负　助燃物　(3)Cu－2e－===Cu2＋　2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋
解析：(2)可燃物被氧化失电子，在电源负极发生反应。
演练巩固提升
1．答案：(1)FeO＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－　3Zn＋2FeO＋8H2O===3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4OH－
(2)N2H4－4e－＋4OH－===N2↑＋4H2O
(3)4H＋＋O2＋4e－===2H2O
(4)Fe2＋＋2e－===Fe　钠　βAl2O3
解析：(1)正极发生得电子的还原反应，碱性条件下1个FeO得到3个电子生成Fe(OH)3，即FeO＋3e－―→Fe(OH)3，依据电荷守恒后面加5个OH－，即FeO＋3e－―→Fe(OH)3＋5OH－，依据氢原子守恒得FeO＋3e－＋4H2O―→Fe(OH)3＋5OH－，最后用氧原子检查是否正确；负极反应为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，根据得失电子守恒两电极反应变为2FeO＋6e－＋8H2O===2Fe(OH)3＋10OH－、3Zn－6e－＋6OH－===3Zn(OH)2，相加即得电池反应；(2)负极燃料(N2H4)失电子生成N2，碱性条件下用OH－配平；(3)氧气在正极得电子，在酸性条件下生成H2O，最后用H＋配平即可；(4)放电时正极发生还原反应，应该是Fe2＋得电子，电极反应式为Fe2＋＋2e－===Fe，充电时Na＋得电子，为电解池的阴极，接电源的负极，该电池中βAl2O3为导电介质。
2．C　解析：首先标化合价，看价变化，O2―→HOOH，CO2中C的化合价降低，得电子，由图示装置中电子转移的方向可知催化剂a表面发生失电子的反应，催化剂b表面发生得电子的反应，所以在催化剂b表面发生的电极反应为CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH；在a表面H2O失电子生成O2，电极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，由电极反应可知a极附近酸性增强，b极附近酸性减弱，C错误。
3．A　解析：将装置中K闭合，该装置构成原电池，其中Zn电极上发生氧化反应，为负极，Cu电极上发生还原反应，为正极，故A正确；电子沿Zn→a，在a上溶液中的H＋得到电子，在b上溶液中的OH－失去电子，电子不能直接由a→b，故B错误；该装置工作过程中，甲乙两烧杯中的SO的浓度都不改变，只是盐桥中的Cl－和K＋分别向甲、乙两烧杯中移动，故C错误；b接电源正极为阳极，在此极溶液中的OH－失去电子，c(OH－)减小，c(H＋)增大，b处滤纸不能变红色，故D错误。
4．B　解析：由原电池原理判断金属活动性，外电路电流从②流向①，②为正极，金属活动性①＞②；①③相连，③为正极，金属活动性①＞③；②④相连，②上有气泡(H2)逸出，②为正极，金属活动性④＞②；③④相连，③质量减少，则金属活动性③＞④，即金属活动性顺序为①＞③＞④＞②，B正确。
5．C　解析：因为放电时的反应中有氢氧化物生成，故电解质溶液呈碱性，因为铁的化合价升高，镍的化合价降低，故铁是负极，氧化镍是正极，故A和B均正确；充电时的阴极反应为Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－，此时阴极附近的pH增大，C错误；根据所给的放电时的电池反应可推知D正确。
6．答案：(1)CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋　O2＋6H＋＋6e－===3H2O　96.6%
(2)xS＋2e－===S(或2Na＋＋xS＋2e－===Na2Sx)　导电(或作电解质)；隔离钠与硫　4.5
解析：(1)首先判断化合价变化，CH3OH→CO2化合价升高6，所以失去6个电子CH3OH－6e－―→CO2，溶液显酸性，用H＋配，CH3OH－6e－―→CO2＋6H＋，然后用H2O配平即可；效率为×100%；(2)首先标化合价，S化合价降低，S为正极得2个电子，xS＋2e－===S；此电池提供2 mol电子，消耗2 mol Na为46 g，铅蓄电池负极为Pb，提供2 mol电子，消耗1 mol Pb为207 g，所以当消耗相同质量的负极物质时，钠硫电池放电是铅蓄电池的207/46＝4.5倍。
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第2节　离子反应
考纲点击
1．了解离子反应的概念、离子反应发生的条件。
2．了解常见离子的检验方法。
3．了解电解质的概念，了解强电解质和弱电解质的概念。
4．能正确书写离子方程式。
一、有关电解质、非电解质、强电解质和弱电解质的概念
1．电解质和非电解质
在________或________下能导电的化合物，叫做电解质；在________和________下都不能导电的化合物，叫做非电解质。
2．强电解质和弱电解质
溶于水后____电离的电解质叫做强电解质，如氢氧化钠固体、硫酸钡粉末等；溶于水后____电离的电解质叫做弱电解质，如硫化氢、醋酸、氢氧化铝等。
3．判断电解质强、弱的方法
判断电解质的强、弱，除了用定义进行判断外，我们常用物质分类的方法进行判断，如________、________、________都是电解质，非金属氧化物及大多数有机物是非电解质，单质既不是电解质也不是非电解质；强酸（如H2SO4、HNO3、HCl、HBr、HI、HClO4）、强碱[如NaOH、KOH、Ba（OH）2、Ca（OH）2]和大多数盐是强电解质，其余酸、碱大多数为弱电解质，如HClO、H2CO3、H2SO3、Cu（OH）2、NH3·H2O、Al（OH）3等。
即时训练1有下列物质：①铝、②硫化氢、③金刚石、④氢氧化铝、⑤干冰、⑥液氯、⑦氯水、⑧氢氧化钠固体、⑨碳酸氢钾溶液、⑩硫酸钡粉末、 液氨、 氨水、 冰醋酸、 乙醇。其中在常温下能导电的是________；属于非电解质的是______；属于电解质的是__________；属于弱电解质的是________
特别提示：（1）判断电解质注意点
①电解质和非电解质均是化合物。
②电解质不一定导电，如固态NaCl、液态HCl等；导电物质不一定是电解质，如铁、铝等金属单质。
③非电解质不导电，但不导电的物质不一定是非电解质，如金刚石、单质硫等一些非金属单质。
④电解质必须是化合物本身电离出离子，否则不属于电解质。如：CO2、NH3、Cl2等物质的水溶液虽能导电，但它们并不是电解质，因为它们是与水反应后生成了电解质，才使溶液导电的。
（2）判断电解质强、弱注意点
①电解质的强弱与其溶解性无关。如BaSO4是强电解质、CH3COOH、NH3·H2O均易溶于水，但是弱电解质。
②电解质溶液的导电性强弱与电解质的强弱没有必然联系，如1 mol·L－1的醋酸溶液的导电能力就大于0.000 01 mol·L－1的盐酸，所以说盐酸的导电能力一定大于醋酸是错误的。
二、电离方程式的书写
1．电离
电解质在水溶液中或熔融状态下离解成____________的过程。
2．电离方程式的书写
强电解质的电离方程式中用“____”连接，弱电解质及多元弱酸的酸式酸根的电离方程式中用“____”连接。
即时训练2写出下列物质溶于水的电离方程式。
（1）HCl：____________________________________________________________。
（2）H2S：____________________________________________________________。
（3）Ca（OH）2：______________________________________________________。
（4）KClO3：__________________________________________________________。
（5）NH4HCO3：_______________________________________________________。
（6）NH4HSO4：_______________________________________________________。
（7）BaSO4：__________________________________________________________。
特别提示：书写电离方程式时，首先要判断电解质的强弱，注意符号“===”“??”的应用。然后多元弱酸的电离要分步写，弱酸酸式盐的电离要分步写，强酸酸式盐的电离写一步即可，弱碱的电离只写一步即可。
三、离子反应
1．概念
离子反应通常是指在溶液中有____参加的反应。
2．条件
（1）复分解型
①生成____（如CaCO3、BaSO4等）。
②生成______物质（如H2O、弱酸、弱碱等）。
③生成____（如NH3、H2S、CO2等）。
（2）氧化还原型
由于发生________反应而使反应物的离子浓度减小，这类反应能否发生取决于有关离子的氧化性、还原性强弱。
3．离子方程式的概念
用__________________来表示反应的式子。
4．离子方程式的意义
不仅可以表示一定物质间的某个反应，而且还可以表示_________，并揭示了这类化学反应的本质，如HCl、HNO3、H2SO4分别与NaOH、KOH溶液反应的实质为____________。
5．书写步骤（以NH4Cl稀溶液与NaOH反应为例）
即时训练3请写出2个与离子方程式对应的化学方程式[必须是不同类别的物质（酸、碱、盐）之间的反应]：
“Ag＋＋Cl－===AgCl↓”
（1）________________________________________________________________；
（2）________________________________________________________________。
“H＋＋OH－===H2O”
（3）________________________________________________________________；（4）________________________________________________________________。
一、离子方程式正误判断
综观近几年高考试题，“离子方程式的正误判断”题型的再现率很高，而且这类试题的失分率居高不下。这类试题的失分率虽很高，但所考查的知识点并不是漫无边际的，做这类试题要从以下10个方面检查：
1．检查反应是否符合客观事实，错写反应产物。
2．检查是否混淆化学式和离子的书写。
3．检查是否符合电荷守恒或原子守恒。
4．检查是否符合氧化还原反应中得失电子守恒。
5．检查是否有隐含条件。
6．检查是否漏写部分离子反应。
7．检查是否错写反应物或产物的配比关系。
8．检查“===”“”“↑”“↓”运用是否得当。
9．检查物质的聚集状态。
10．检查是否忽视了题设条件及要求。题设中常见条件如“过量”“少量”“等物质的量”“适量”“任意量”以及滴加顺序等对反应的影响。
【例1－1】下列反应的离子方程式正确的是________。
①铁溶于稀硝酸，溶液变黄：3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O
②氧化铝溶于NaOH溶液：Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
③醋酸钠水溶液中通入足量CO2：2CH3COO－＋CO2＋H2O===2CH3COOH＋CO
④铝溶于稀硝酸：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
⑤过量铁与稀硝酸反应：3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O
⑥铁与稀硫酸反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
⑦用浓盐酸酸化的KMnO4溶液与H2O2反应，证明H2O2具有还原性：2MnO＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O
⑧碳酸锌溶于稀硝酸中：CO＋2H＋===H2O＋CO2↑
⑨氯化镁溶液与氨水反应：Mg2＋＋2OH－===Mg（OH）2↓
⑩将氯气溶于水制备次氯酸：Cl2＋H2O===2H＋＋Cl－＋ClO－
NH3通入醋酸溶液中：CH3COOH＋NH3===CH3COONH4
金属铝溶于稀硫酸中：Al＋2H＋===Al3＋＋H2↑
少量Cl2通入KI溶液中：Cl2＋2I－===2Cl－＋I2
用FeCl3溶液腐蚀铜线路板：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋
Na2O2与H2O反应制备O2：Na2O2＋H2O===2Na＋＋2OH－＋O2↑
NaNO2溶液中加入KMnO4酸性溶液：2MnO＋5NO＋6H＋===2Mn2＋＋5NO＋3H2O
向氯化亚铁溶液中通入过量氯气：Fe2＋＋Cl2===Fe3＋＋2Cl－
Fe（NO3）3溶液中加入过量的HI溶液：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
向Na2S2O3溶液中通入足量氯气：S2O＋2Cl2＋3H2O===2SO＋4Cl－＋6H＋
在强碱溶液中次氯酸钠与Fe（OH）3反应生成Na2FeO4：3ClO－＋2Fe（OH）3===2FeO＋3Cl－＋H2O＋4H＋
Ba（OH）2溶液与H2SO4溶液反应：Ba2＋＋SO===BaSO4↓
氢氧化钙溶液与碳酸氢镁溶液反应：Ca2＋＋OH－＋HCO===CaCO3↓＋H2O
少量Ba（OH）2溶液与H2SO4溶液反应：Ba2＋＋OH－＋H＋＋SO===BaSO4↓＋H2O
Na2S水解：S2－＋2H2O===H2S↑＋2OH－
实验室中用NH4Cl与消石灰混合加热制取NH3：NH＋OH－NH3↑＋H2O
过量的SO2通入NaOH溶液中：SO2＋2OH－===SO＋H2O
溴化亚铁溶液中通入过量氯气：2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－
碳酸氢钠溶液与少量石灰水反应：HCO＋Ca2＋＋OH－===CaCO3↓＋H2O
碳酸氢钠溶液与足量石灰水反应：2HCO＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋2H2O＋CO
等物质的量的Ba（OH）2与NH4HSO4在稀溶液中反应：Ba2＋＋2OH－＋H＋＋NH＋SO===BaSO4↓＋NH3·H2O＋H2O
方法归纳
离子方程式正误判断，除了从上述几个方面进行判断，有时我们也可以用离子共存进行判断，如 选项中反应后溶液中的Fe2＋、H＋、NO不能大量共存；选项中因为石灰水过量即Ca2＋过量，所以生成物中一定无大量的CO，此离子方程式错误。
【例1－2】 （2012河南焦作质检）下表中评价合理的是（　　）。
选项 化学反应及其离子方程式 评价
A Fe3O4与稀硝酸反应：2Fe3O4＋18H＋===6Fe3＋＋H2↑＋8H2O 正确
B 向碳酸镁中加入稀盐酸：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O 错误，碳酸镁不应写成离子形式
C 向硫酸铵溶液中加入氢氧化钡溶液：Ba2＋＋SO===BaSO4↓ 正确
D FeBr2溶液与等物质的量的Cl2反应：2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2===2Fe3＋＋4Cl－＋Br2 错误，Fe2＋与Br－的化学计量数之比应为1∶2
　　二、离子方程式的书写
1．一般离子方程式的书写步骤
书写离子方程式时，一定要抓住离子反应的实质，由离子反应的实质直接书写出离子方程式，如CuSO4溶液与Ba（OH）2溶液反应的离子方程式书写步骤：①首先分析溶液中的离子有Cu2＋、SO、Ba2＋、OH－；②然后分析哪些离子相互结合，Cu2＋与OH－反应生成Cu（OH）2、SO与Ba2＋反应生成BaSO4；最后根据离子的个数比配平离子方程式。再如Ca（HCO3）2溶液与NaOH反应实质是HCO与OH－反应生成更难电离的H2O，Ca2＋再与CO结合生成CaCO3沉淀，这样我们就可以根据三种离子的个数比写出有关的离子方程式。
2．与量有关的离子方程式的书写
在物质发生化学反应时，有些反应会因操作顺序或反应物相对量不同而发生不同的反应。
（1）某些氧化还原反应
例如：FeBr2溶液与不同量的氯水反应，Cl2先氧化FeBr2溶液中的Fe2＋，Fe2＋完全被氧化后，再氧化溶液中的Br－。
当氯水少量时：
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
当FeBr2与Cl2物质的量之比为1∶1时：
2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2===2Fe3＋＋4Cl－＋Br2
当氯水足量时：
2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋6Cl－＋2Br2
（2）铁与稀硝酸反应
铁不足：Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O
铁过量：3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O
（3）铝盐溶液与强碱溶液反应
铝盐过量：Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓
强碱过量：Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O
（4）酸性氧化物与碱反应
例如：CO2与NaOH溶液反应：
CO2少量：2OH－＋CO2===CO＋H2O
CO2过量：OH－＋CO2===HCO＋H2O
类似的还有SO2与碱的反应。
（5）酸式盐与碱反应
①Ba（OH）2与NaHSO4溶液混合
NaHSO4溶液少量时：
因为Ba（OH）2过量，NaHSO4溶液中的H＋和SO均参加反应，所以参加反应的H＋和SO与原溶液中的H＋和SO相等，即在离子方程式中H＋与SO的化学计量数之比为1∶1，即：Ba2＋＋OH－＋H＋＋SO===BaSO4↓＋H2O
NaHSO4溶液足量时：
看量少的Ba（OH）2的离子组成，可知离子方程式中Ba2＋与OH－的化学计量数之比为1∶2，即：Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O
②NaOH与Ca（HCO3）2溶液混合
NaOH溶液过量时，应该看Ca（HCO3）2的离子组成，可知离子方程式中Ca2＋与HCO的化学计量数之比为1∶2，即：Ca2＋＋2HCO＋2OH－===CaCO3↓＋2H2O＋CO
NaOH溶液少量时，应该看NaOH的离子组成，Na＋不参加反应，假设OH－为1 mol,1 mol OH－消耗1 mol HCO生成1 mol H2O和1 mol CO，1 mol CO结合1 mol Ca2＋生成1 mol CaCO3沉淀，即：Ca2＋＋HCO＋OH－===CaCO3↓＋H2O
（6）部分多元弱酸盐（如Na2S、Na2CO3、Na2SO3）与非氧化性强酸反应
酸不足：CO＋H＋===HCO
酸过量：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O
【例2－1】 写出下列反应的离子方程式。
（1）纯碱与澄清石灰水_________________________________________________。
（2）大理石与醋酸_____________________________________________________。
（3）FeCl3溶液中加入铜粉______________________________________________。
（4）金属铝溶于NaOH溶液中___________________________________________。
（5）用NaOH溶液吸收大量CO2_________________________________________。
（6）少量KHSO4溶液与Ba（OH）2溶液__________________________________。
（7）NH4HCO3与过量Ba（OH）2溶液____________________________________。
方法归纳
（1）当溶液中有多种离子与所加物质反应：
一定要注意其反应的先后顺序，如新制氯水与少量FeBr2、FeI2溶液反应，不可忽视Fe2＋、Br－、I－与氯气反应的先后顺序；Mg（HCO3）2溶液与过量NaOH反应，不可忽视Mg（OH）2比MgCO3更难溶、更稳定。
（2）生成的产物可与过量的物质继续反应的离子反应：
NaOH与AlCl3溶液（足量或不足量）、Ba（OH）2溶液通入CO2（少量或过量）有关的离子方程式都有区别。这类离子反应，只需注意题给的条件，判断产物是否与过量物质继续反应，以便确定产物形式。
（3）酸式盐与量有关的离子反应：
只需注意量不足的物质与参加反应的离子的物质的量之比一定要与它的化学式相符合，过量的物质不需考虑。
【例2－2】 在复盐NH4Fe（SO4）2溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液，可能发生的反应的离子方程式是（　　）。
A．Fe2＋＋SO＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋Fe（OH）2↓
B．2NH＋Fe3＋＋2SO＋2Ba2＋＋5OH－===2BaSO4↓＋Fe（OH）3↓＋2NH3·H2O
C．2Fe3＋＋3SO＋3Ba2＋＋6OH－===3BaSO4↓＋2Fe（OH）3↓
D．3NH＋Fe3＋＋3SO＋3Ba2＋＋6OH－===3BaSO4↓＋Fe（OH）3↓＋3NH3·H2O
三、解答离子共存“一”“二”“三”“四”
1．一色：即溶液颜色
若限制溶液为无色，则Fe2＋、Fe3＋、Cu2＋、MnO等有色离子均不能存在。
2．二性：即溶液的酸、碱性
（1）强酸性溶液：①题干中限制溶液呈酸性的方式有多种，如：pH＝1、pH试纸变红、石蕊溶液变红；②在强酸性溶液中，OH－及弱酸根阴离子（如CO、SO、ClO－、AlO、CH3COO－等）均不能大量存在。
（2）强碱性溶液：①题干中限制溶液呈碱性的方式有多种，如：pH＝14、pH试纸变蓝、紫色石蕊溶液变蓝；②在强碱性溶液中，H＋及弱碱阳离子（如NH、Fe3＋、Al3＋等）均不能大量存在。
（3）可能是强酸性溶液也可能是强碱性溶液：①与Al反应生成H2；②常温下由水电离出的c（H＋）或c（OH－）为10－10 mol·L－1。
3．三特殊：即三种特别注意的情况
（1）“NO＋H＋”组合具有强氧化性。
（2）NH与CH3COO－、CO、HCO等离子均能水解且水解相互促进，但总的水解程度较小，且氨气极易溶于水，它们在溶液中能大量共存。
（3）AlO与HCO水解均显碱性，但在溶液中不能大量共存：AlO＋HCO＋H2O===Al（OH）3↓＋CO。
4．四反应：指离子间通常发生的四种反应类型
（1）复分解反应，如H＋与SiO、OH－与Mg2＋、H＋与CO、OH－与NH等。
（2）相互促进的水解反应，如Fe3＋、Al3＋与CO、HCO、AlO等。
（3）氧化还原反应，如MnO、ClO－、NO（H＋）与SO、Fe2＋、S2－、I－等。
（4）络合反应，如Fe3＋与SCN－。
【例3－1】下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是______。
①无色溶液中：K＋、Na＋、MnO、SO
②甲基橙呈黄色的溶液中：I－、Cl－、NO、Na＋
③石蕊呈蓝色的溶液中：Na＋、AlO、NO、HCO
④pH＝1的溶液中：Fe2＋、NO、SO、Na＋
⑤在pH＝0的溶液中：Na＋、NO、SO、K＋
⑥在pH＝12的溶液中：K＋、Cl－、HCO、Na＋
⑦含大量OH－的溶液中：CO、Cl－、F－、K＋
⑧＝1012的溶液中：NH、Al3＋、NO、Cl－
⑨加入Al能放出H2的溶液中：Cl－、HCO、SO、NH
⑩由水电离出的c（OH－）＝10－14mol·L－1的溶液中：Ca2＋、K＋、Cl－、HCO
c（Fe3＋）＝0.1 mol·L－1的溶液中：K＋、ClO－、SO、SCN－
含大量Al3＋的溶液中：K＋、Na＋、NO、ClO－
方法归纳
解答离子共存的题目时，首先看题目中的附加条件，解答此类问题的步骤为“一看前置条件，二看相互反应”。如果告知是无色溶液，应在各待选项中排除具有颜色的离子组；如果无法直接排除，则把限制条件分别添加到各选项中，防止遗漏，如 项就变成K＋、ClO－、SO、SCN－、Fe3＋。
【例3－2】（2012吉林实验中学模拟）下列各组离子在溶液中能够大量共存，当溶液中c（H＋）＝10－1mol·L－1时，有气体产生；而当溶液中c（H＋）＝10－13 mol·L－1时，又能生成沉淀。则该组离子可能是（　　）。
A．Na＋、Ba2＋、NO、CO
B．Ba2＋、K＋、Cl－、NO
C．Mg2＋、NH、SO、Cl－
D．Fe2＋、Na＋、SO、NO
离子反应的应用实验探究
1．离子的推断、鉴别与检验
（1）常见阳离子
①NH、Fe2＋、Fe3＋、Mg2＋、Al3＋均可用NaOH溶液检验。
②Ag＋用Cl－检验，Ba2＋用SO检验，并加入稀硝酸检验。
（2）阴离子
①SO、CO用Ba2＋或（Ca2＋）和稀盐酸鉴别。
②I－、Br－用氧化还原反应鉴别或用硝酸酸化的AgNO3溶液。
2．物质的分离提纯
利用离子间的相互反应生成沉淀、气体等分离提纯物质。
【实验典例】
某无色溶液中含有K＋、Cl－、OH－、CO、SO，为检验确认其中所含的各种阴离子，限用的试剂有：稀盐酸、稀硝酸、硝酸银溶液、硝酸钡溶液、澄清石灰水和酚酞溶液，其中检验OH－的实验方法从略，已知检验其他阴离子的过程如下图所示：
请你根据实验操作及现象分析完成下列各题：
（1）图中现象a、b、c表明检验出的阴离子分别是：a：_________；b：_________；c：___________。
（2）白色沉淀A加过量试剂②发生反应的离子方程式是_________________________ ___________________________________________。
（3）无色溶液A加试剂③的主要目的是________________________________________ ________________________________。
（4）白色沉淀A若加试剂③而不加试剂②对实验结果有无影响（选填“有影响”“无影响”或“无法确定”）__________。
（5）气体B通入试剂④中发生反应的离子方程式是_______________________________ _____________________________________________________________________________。
1．（高考集萃）下列反应的离子方程式正确的是________。
A．（2011课标全国理综）硫化亚铁溶于稀硝酸中：FeS＋2H＋===Fe2＋＋H2S↑
B．（2012江苏化学）向NH4HCO3溶液中加过量NaOH溶液并加热：NH＋OH－△,NH3↑＋H2O
C．（2011课标全国理综）大理石溶于醋酸中：CaCO3＋2CH3COOH===Ca2＋＋2CH3COO－＋CO2↑＋H2O
D．（2012江苏化学）将过量二氧化硫气体通入冷氨水中：SO2＋NH3·H2O===HSO＋NH
E．（2012江苏化学）用KIO3氧化酸性溶液中的KI：5I－＋IO＋3H2O===3I2＋6OH－
F．（2012江苏化学）用稀硝酸洗涤试管内壁的银镜：Ag＋2H＋＋3NO===Ag＋＋NO↑＋H2O
G．（2012海南化学）二氧化硫通入次氯酸钠溶液：SO2＋ClO－＋2OH－===SO＋Cl－＋H2O
H．（2012海南化学）新制的氧化铝可溶于氢氧化钠溶液：Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
I．（2012海南化学）硫化钡加入稀硫酸：BaS＋2H＋===H2S↑＋Ba2＋
2．（改编自2012上海化学）含有下列各组离子的溶液中，通入过量SO2气体后仍能大量共存的是（　　）。
A．H＋、Ca2＋、Fe3＋、NO B．Ba2＋、K＋、Cl－、OH－
C．Na＋、NH、I－、HS－ D．Na＋、Ca2＋、K＋、Cl－
3．（2013广东湛江期中）实验室欲配制一种仅含四种离子（不考虑来源于水电离的离子）的溶液，且溶液中四种离子的浓度均为1 mol·L－1，能达到此目的的是（　　）。
A．Al3＋、Cu2＋、SO、Cl－
B．Mg2＋、K＋、SO、NO
C．ClO－、I－、K＋、Na＋
D．Mg2＋、HCO、SO、OH－
4．某溶液中可能含有Na＋、NH、Ba2＋、SO、I－、S2－。分别取样：①用pH计测试，溶液显弱酸性；②加氯水和淀粉无明显现象。为确定该溶液的组成，还需检验的离子是（　　）。
A．Na＋ B．SO
C．Ba2＋ D．NH
5．（2012北京海淀模拟）下列解释事实的化学（或离子）方程式正确的是（　　）。
A．以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2＋等金属离子，通常添加难溶电解质MnS使这些离子形成硫化物沉淀而除去：Cu2＋＋S2－===CuS↓
B．盛放NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞：SiO2＋2OH－===SiO＋H2O
C．用醋酸除去暖瓶胆内水垢：CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑
D．向硫酸亚铁铵[（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O]的稀溶液中逐滴加入足量Ba（OH）2稀溶液：NH＋Fe2＋＋SO＋Ba2＋＋3OH－===BaSO4↓＋Fe（OH）2↓＋NH3·H2O
6．某无色溶液，其中可能存在Na＋、Ba2＋、AlO、S2－、SO、SO。取该溶液进行有关实验，实验结果如下图所示。
请回答下列问题：
（1）沉淀甲的化学式为________________。
（2）由溶液甲生成沉淀乙的离子方程式为________________________。
（3）沉淀丙中一定含有____________（填化学式，下同），可能含有____________，如何用一化学实验来确定其成分_________________________________________________。（4）综合上述信息，该溶液中肯定存在的离子有____________________________。
参考答案
基础梳理整合
一、1.水溶液中　熔融状态　水溶液中　熔融状态
2．完全　部分
3．酸　碱　盐
即时训练1
①⑦⑨ 　⑤ 　②④⑧⑩ 　②④
二、1.自由移动离子
2．===　
即时训练2
(1)HCl===H＋＋Cl－
(2)H2SH＋＋HS－，HS－H＋＋S2－
(3)Ca(OH)2===Ca2＋＋2OH－
(4)KClO3===K＋＋ClO
(5)NH4HCO3===NH＋HCO，HCOH＋＋CO
(6)NH4HSO4===NH＋H＋＋SO
(7)BaSO4===Ba2＋＋SO
三、1.离子
2．(1)①沉淀　②难电离　③气体
(2)氧化还原
3．实际参加反应的离子符号
4．一类化学反应　H＋＋OH－===H2O
5．NH4Cl＋NaOH===NH3·H2O＋NaCl　NH＋Cl－＋Na＋＋OH－===NH3·H2O＋Cl－＋Na＋　NH＋OH－===NH3·H2O　质量　电荷
即时训练3
(1)AgNO3＋HCl===AgCl↓＋HNO3
(2)AgNO3＋NaCl===AgCl↓＋NaNO3
(3)NaOH＋HCl===NaCl＋H2O
(4)NaOH＋NaHSO4===Na2SO4＋H2O(其他合理答案均可)
核心归纳突破
【例1－1】 答案：②⑤
解析：铁溶于稀硝酸，溶液变黄，生成Fe3＋，①错误；醋酸的酸性强于碳酸，③错误；活泼金属与稀硝酸反应不生成H2，④错误；⑤铁与稀硝酸反应生成Fe3＋和NO，Fe3＋又与过量的Fe反应最终生成Fe2＋，正确；铁与稀硫酸反应生成Fe2＋，⑥错误；盐酸与高锰酸钾溶液发生氧化还原反应，⑦错误；碳酸锌不溶于水，⑧错误；NH3·H2O是弱碱，⑨错误；⑩HClO是弱酸，应写化学式，错误；CH3COONH4是强电解质， 错误； 电荷不守恒，错误； 氧原子不守恒，错误； 符合客观事实、质量守恒、电荷守恒、得失电子守恒，正确； 不符合得失电子守恒及电荷守恒，错误； HI提供H＋使溶液呈酸性，NO与H＋结合具有强氧化性，Fe2＋不能大量存在，错误；氯气具有强氧化性，SO被氧化成SO， 错误； 因为溶液呈强碱性，所以不会生成H＋，错误；只注意了Ba2＋与SO反应，而漏掉了H＋与OH－的反应，错误；漏掉了Mg2＋与OH－反应，错误；应写成Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O，错误；S2－的水解极其微弱，且是分步进行的，不能有H2S气体逸出；此反应不是在水溶液中进行的，不能写成离子方程式，只能写化学方程式，错误；过量的SO2应生成HSO，错误；过量氯气可以把FeBr2中的Fe2＋、Br－全部氧化，所以参加反应的Fe2＋与Br－的物质的量之比为1∶2，正确；反应中的Ca(OH)2少量，所以化学方程式中Ca2＋和OH－的物质的量之比应为1∶2，错误；反应中HCO量少，所以方程式中Ca2＋和OH－的物质的量之比应为1∶1，错误(此类题最好用离子共存来判断；因为石灰水过量即Ca2＋过量，所以生成物中一定无大量的CO)；等物质的量的Ba(OH)2与NH4HSO4溶液反应，1 mol Ba2＋正好消耗1 mol SO，2 mol OH－正好与1 mol H＋及1 mol NH反应，正确。
【例1－2】 B　解析：A选项不能生成氢气，错误；C选项中还有NH和OH－反应，错误；D选项中Fe2＋的还原性强于Br－的，所以Cl2先与Fe2＋反应，剩余Cl2再与Br－反应，离子方程式正确。
【例2－1】 答案：(1)Ca2＋＋CO===CaCO3↓
(2)CaCO3＋2CH3COOH===Ca2＋＋CO2↑＋H2O＋2CH3COO－
(3)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
(4)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
(5)OH－＋CO2===HCO
(6)Ba2＋＋H＋＋OH－＋SO===BaSO4↓＋H2O
(7)NH＋HCO＋Ba2＋＋2OH－===BaCO3↓＋NH3·H2O＋H2O
解析：(1)Na2CO3提供的CO与Ca(OH)2提供的Ca2＋结合生成沉淀CaCO3；(2)CaCO3是固体、CH3COOH是弱酸，均不能拆开；(5)大量CO2应该生成HCO；(6)KHSO4少量，所以离子方程式中H＋、SO的化学计量数之比为1∶1；(7)NH4HCO3少量，所以离子方程式中NH、HCO的化学计量数之比为1∶1。
【例2－2】 C　解析：依NH4Fe(SO4)2===NH＋Fe3＋＋2SO，假设溶液中含有1 mol NH、1 mol Fe3＋、2 mol SO，因为NH3·H2O会与Fe3＋反应，所以OH－先与Fe3＋反应，所以参加反应的NH不大于Fe3＋的物质的量，B、D均错；当Ba(OH)2少量时，NH不参加反应，只有Fe3＋、SO参加反应，离子方程式中Ba2＋与OH－的化学计量数之比为1∶2,1 mol Ba2＋消耗1 mol SO、2 mol OH－消耗 mol Fe3＋，即Ba2＋＋SO＋2OH－＋Fe3＋===BaSO4↓＋Fe(OH)3↓，所以C正确；溶液中无Fe2＋，A错误。
【例3－1】 答案：⑦⑧
解析：①MnO有颜色，错误；②甲基橙的变色范围为3.1～4.4，显黄色时，pH＞4.4，可能为酸性溶液，在酸性溶液中I－与NO发生氧化还原反应，错误；③HCO与AlO、OH－均反应，错误；④在酸性溶液中Fe2＋与NO反应，错误；⑤SO与H＋反应，在酸性溶液中SO与NO发生氧化还原反应，错误；⑥HCO与OH－反应，错误；⑧溶液显酸性，且无强还原剂，正确；⑨⑩溶液可能为强酸性，也可能为强碱性，H＋与HCO反应，OH－与HCO、NH均反应，不能大量共存，错误； Fe3＋与SCN－反应，错误； Al3＋水解显酸性，ClO－水解显碱性，所以不能大量共存，错误。
【例3－2】 D　解析：A选项Ba2＋、CO不能大量共存；B、C选项强酸性时无气体生成，B选项强碱性时无沉淀生成；D选项强酸性时Fe2＋、NO、H＋反应生成NO，强碱性时生成Fe(OH)2沉淀。
实验探究拓展
实验典例
答案：(1)CO　SO　Cl－
(2)BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋CO2↑＋H2O
(3)中和OH－(或酸化)，防止对Cl－的检验产生干扰
(4)无影响
(5)Ca2＋＋2OH－＋CO2===CaCO3↓＋H2O
解析：检验Cl－应该排除OH－、CO、SO等离子的干扰，所以先加入的试剂①为硝酸钡溶液，使CO、SO生成白色沉淀A(含BaCO3和BaSO4)；BaCO3与酸反应生成气体B(CO2)，试剂④为澄清石灰水；因为检验Cl－，所以试剂③只能为硝酸、试剂②为盐酸、试剂⑤只能为硝酸银溶液。
演练巩固提升
1．答案：CDGH
解析：A选项硝酸具有强氧化性，能氧化Fe2＋和H2S，错误；B选项中HCO也与OH－反应，错误；C选项CaCO3不溶于水、CH3COOH是弱酸，均不能拆，生成的醋酸钙是可溶性盐，正确；E酸性溶液中离子方程式中不能出现OH－，错误；F选项电荷及得失电子不守恒，错误；I选项还会生成BaSO4沉淀，错误。
2．D　解析：A选项SO2会被溶液中的Fe3＋、HNO3氧化，而不能大量共存；B选项SO2与OH－反应生成SO，SO与Ba2＋反应生成沉淀，而不能大量共存；C选项SO2与HS－反应生成S，而不能大量共存。
3．B　解析：排除法，ClO－与I－不能大量共存，Mg2＋、HCO与OH－不能大量共存，C、D选项不符合；A选项四种离子的浓度均为1 mol·L－1时不符合电荷守恒，只有B选项符合。
4．A　解析：由①可知一定含有NH，由②可知一定无I－、一定无S2－，依据电荷守恒溶液中一定含有阴离子，只能为SO，有SO一定无大量的Ba2＋，溶液中是否含有Na＋还需要确定。
5．B　解析：A选项中MnS是难溶电解质，不能拆开写，错误；C选项醋酸不能拆写，错误；D选项Ba(OH)2过量，NH、Fe2＋、SO的化学计量数之比为2∶1∶2，错误。
6．答案：(1)S
(2)Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑
(3)BaCO3　BaSO4　在沉淀丙中加入足量盐酸，若沉淀不能全部溶解，说明除有BaCO3外还有BaSO4；若全部溶解，则仅有BaCO3
(4)S2－、SO、AlO、Na＋
解析：加入盐酸有淡黄色沉淀，沉淀甲为单质S，无色溶液中含有S2－、SO，有SO无Ba2＋，阳离子只能是Na＋；由溶液甲与过量NH4HCO3反应生成沉淀乙，可知原溶液中一定含有AlO。
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第3节　电解池　金属的电化学腐蚀与防护
1．了解电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应。
2．理解金属发生电化学腐蚀的原因，了解金属腐蚀的危害，知道防止金属腐蚀的措施。
一、电解池的工作原理
1．电解定义
使电流通过电解质溶液或熔融电解质而在______两极引起________反应的过程叫做电解。
注意：电解不同于电解质的电离，电离是电解的前提；电解质溶液导电的过程，就是电解质溶液的电解过程。
2．电解池
将____能转化为____能的装置叫做电解池。电解池是由____电源、固体电极材料以及电解质溶液或熔融电解质组成的。
3．原理图示
即时训练1 下图图____是原电池，图____是电解池，图①中Zn板为____极；电子由电源____极到Zn电极，在Zn电极与溶液中的____结合生成____，发生____反应；溶液中的Cu2＋、H＋向____板移动，SO、OH－向____电极移动，____在C电极____电子生成____，发生____反应。
特别提示：溶液导电的过程一定发生化学反应——氧化还原反应。
二、电解原理的应用
1．电解饱和食盐水
（1）电极反应：阳极：____________；
阴极：________________。
（2）电池总反应：__________________________。
（3）应用：工业制______、______、______。
2．电解精炼铜
（1）阳极：材料：______；电极反应：__________________________________________ _________________________________________________________________________。
（2）阴极：材料：__________；电极反应：____________________。
（3）电解液：________。
3．电镀池（如铁上镀铜）
（1）阳极：材料：__________；电极反应：________________________________。
（2）阴极：材料：__________；电极反应：________________________________。
（3）电解液：______________。
4．电冶金
冶炼Na、Mg、Al等活泼金属必须用电解法，原理：Mn＋＋ne－===M，如：
（1）电解熔融的NaCl冶炼金属钠：
①阳极反应：________________；
②阴极反应：________________；
③电池总反应：______________。
（2）电解熔融的Al2O3冶炼金属铝：
①阳极反应：__________________；
②阴极反应：__________________；
③电池总反应：________________。
即时训练2 下列图示中关于铜电极的连接错误的是（　　）。
特别提示：电解精炼铜实际上是电镀铜的一个特例（往精铜上镀铜）。注意：①电解精炼铜时，由于阳极和阴极发生的电极反应不同，所以两极质量变化不同，但得失电子一定相同；②精炼过程中电解质溶液浓度变化——硫酸铜溶液的浓度逐渐减小，而电镀过程中电解质溶液浓度基本不变。
三、金属的腐蚀与防护
1．金属腐蚀的本质
金属原子____电子变为金属阳离子，金属发生____反应。
2．化学腐蚀与电化学腐蚀
类型 化学腐蚀 电化学腐蚀
概念 金属与接触到的干燥气体（如O2、Cl2等）或非电解质液体等直接发生化学反应引起的腐蚀 不纯金属与电解质溶液接触，会形成__________，____________的金属失去电子被氧化腐蚀
特点 __________电流产生 ______电流产生
普遍性 金属的______腐蚀比较普遍，而且危害性大，腐蚀速率快
　　3.钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀
类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀
水膜酸性
负极反应
正极反应
电池反应
其他反应 _______________________________________________、Fe（OH）3→Fe2O3·xH2O（铁锈）
普遍性 ____腐蚀更普遍
4．金属腐蚀由快到慢的规律
电解池的阳极＞原电池的负极＞化学腐蚀＞原电池的正极＞电解池的阴极。
5．金属的防护
一般有三条途径：
（1）改变金属内部组成结构，可以增强金属耐腐蚀的能力，如不锈钢。
（2）在金属表面覆盖一层保护层，如油脂、油漆、搪瓷、塑料、电镀金属、氧化成致密的氧化膜，以断绝金属与外界物质接触，达到耐腐蚀的效果。
（3）电化学保护法：牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法。
即时训练3 下列叙述中正确的是______。
A．生铁比纯铁容易生锈与电化学腐蚀有关
B．将钢铁与电源的正极相连可以起到保护钢铁的作用
C．为保护地下钢管不受腐蚀，可使它与铜板相连
D．海轮外壳上镶入锌块，可减缓船体的腐蚀
E．钢铁析氢腐蚀与吸氧腐蚀均属于电化学腐蚀
F．金属被腐蚀的本质是金属发生了氧化反应
一、原电池、电解池的判断规律
1．从能量的角度分析
原电池：化学能转变为电能的装置。
电解池：电能转变为化学能的装置。
应用：由化学反应方程式设计原电池、电解池要从能量的角度分析。我们只能把能自发进行的放热的氧化还原反应设计成原电池，而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，如Cu＋2HCl===CuCl2＋H2↑只能设计成电解池（如装置图A）；Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑既能设计成电解池（如装置图B），也能设计成原电池（如装置图C）。
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，然后根据原电池的形成条件分析判定，主要思路是“三看”。
先看电极：两极是导体且活泼性不同。
再看溶液：两极插入电解质溶液中。
后看回路：形成闭合回路或两极接触。
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。
【例1】 图中，两电极上发生的电极反应如下：a极：2H＋＋2e－===H2↑，b极：Fe－2e－===Fe2＋，则以下说法不正确的是（　　）。
A．该装置可能是电解池
B．溶液pH变大
C．a、b可能是同种电极材料
D．该过程中能量的转换一定是化学能转化为电能
二、电解池的两极
1．确定阴、阳极的一般方法
判断方法 阳极 阴极
质量 减小 增大
电极反应 得失电子 失电子 得电子
化合价 升高 降低
反应类型 氧化反应 还原反应
电流 导线中 电子流出 电子流入
电解质溶液中 阳离子移离 阳离子移向
阴离子移向 阴离子移离
记忆技巧
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。
（1）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。
（2）还可以用谐音帮助记忆：
阴得阳失；阳氧阴还。
2．电极反应的书写步骤及方法
电解池电极反应的书写可总结为五步：一判、二看、三分、四写、五平。
一判：判断阴、阳极。
二看：阳极要看清电极材料。对于铁、铝、铜、银等活泼电极，则阳极金属电极失电子变成阳离子进入溶液（Fe变成Fe2＋），阴离子不失电子；如果是惰性电极（Pt、Au、石墨等）材料，应是溶液中的阴离子失电子。
三分：将离子分成阳离子组、阴离子组（注意：水溶液中一定不要丢掉H＋、OH－），阳离子向阴极移动，在阴极得电子；阴离子向阳极移动，在阳极失电子。根据得失电子能力对离子排序，得电子能力：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋；失电子能力：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根。
四写：由放电顺序及信息确定放电产物和电极反应。
五平：依据质量守恒、电荷守恒进行配平。
3．分析实验现象
（1）分析电极及电极区的pH及实验现象时，要从电极反应入手，如电解CuSO4溶液，阳极发生4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，OH－浓度减小，酸性增强；
（2）分析电解质溶液中的pH及实验现象时，要从电池反应入手，如电解CuSO4溶液，2CuSO4＋2H2O===2Cu＋2H2SO4＋O2↑，所以整个电解质溶液中酸性增强。
【例2－1】（1）KIO3可用电解的方法制得，原理是：以石墨为阳极，以不锈钢为阴极，在一定温度和碱性条件下电解KI溶液。总反应方程式为KI＋3H2O===KIO3＋3H2↑，则阳极的电极反应为_____________；阴极附近pH______（填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）科学家P.Tatapudi等人首先使用在酸性条件下用惰性电极电解水的方法制得臭氧。臭氧在阳极周围的水中产生，其电极反应为__________________________；阴极附近的氧气则生成过氧化氢，其电极反应为_______________________________________________。
方法归纳
（1）电极反应的书写首先根据题干要求及信息大胆写出反应物和生成物，然后根据“阴得阳失”加上得失电子数目，最后根据电解质溶液酸碱性补上H＋、OH－或H2O，依据电荷守恒配平。
（2）注意运用H＋、OH－、H2O进行配平：电解池电极反应中，如果是H＋、OH－放电，不论溶液酸碱性则一定写H＋、OH－得、失电子，其他情况下酸性溶液中一定不能存在OH－，同理在碱性溶液中一定不能存在H＋。
（3）判断电极附近溶液pH变化，可以通过一般经验进行判断：不论原电池还是电解池，如果pH发生变化，一般失电子的电极pH减小，得电子的电极pH增大。
【例2－2】 Na2FeO4是一种既能杀菌、消毒，又能絮凝净水的水处理剂，其电解制法如图所示，请根据图示分析：Fe电极的电极反应为__________________________，与铁电极相连的为电源的__________极。
三、电解类型及有关计算
1．用惰性电极电解电解质溶液
类型 电极反应特点 实例 电解对象 电解质浓度 pH 电解质溶液复原
电解水型 阴极：4H＋＋4e－===2H2↑阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ NaOH 水 增大 增大 水
H2SO4 水 增大 减小 水
Na2SO4 水 增大 不变 水
电解电解质型 电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电 HCl 电解质 减小 增大 氯化氢
CuCl2 电解质 减小 略增大 氯化铜
放H2生碱型 阴极：H2O放H2生碱阳极：电解质阴离子放电 NaCl 电解质和水 生成新电解质 增大 氯化氢
放O2生酸型 阴极：电解质阳离子放电阳极：H2O放O2生酸 CuSO4 电解质和水 生成新电解质 减小 氧化铜
2.有关电化学的计算
原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数测定的计算、根据电荷量求产物的量与根据产物的量求电荷量的计算等。无论哪类计算，均可概括为下列三种方法：
（1）根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电荷量等类型的计算，其依据是阴、阳极得失电子数相等。
（2）根据总反应计算：先写出电极反应，再写出总反应式，最后根据总反应列比例式计算。
（3）根据关系式计算：根据得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。
【例3－1】 （2012吉林实验中学模拟）A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子为Na＋、Ag＋、NO、SO、Cl－，在如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A、B、C三种溶液，电极均为石墨电极。接通电源，经过一段时间后，测得乙烧杯中c电极质量增加了10.8 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图所示。据此回答下列问题：
（1）M为电源的________极（填“正”或“负”），甲、乙两个烧杯中的电解质分别为__________、__________（填写化学式）。
（2）计算电极f上生成气体的物质的量为________ mol。
（3）写出乙烧杯中的电解反应方程式：____________________________________。
（4）若电解后甲溶液的体积为10 L，则该溶液的pH为________。
【例3－2】（2012江西南昌调研测试）将质量相等的银片和铂片分别作为阳极和阴极用来电解硝酸银溶液。
i．以电流为1 A通电10 min；
ii.10 min后，反接电源，以电流为2 A继续通电10 min；下列图像分别表示银电极质量、铂电极质量、电解池产生气体质量和电解时间的关系图。其中正确的是（　　）。
A．①③ B．①②③
C．②③④ D．①②③④
1．（高考集萃）下列叙述中不正确的是（　　）。
A．（2012山东理综）电解NaCl溶液得到22.4 L H2（标准状况），理论上需要转移NA个电子（NA表示阿伏加德罗常数）
B．（2012广东理综）自行车钢架生锈主要是电化学腐蚀所致
C．（2012浙江理综）在“镀锌铁皮的镀层厚度的测定”实验中，将镀锌铁皮放入稀硫酸，待产生氢气的速率突然减小，可以判断锌镀层已反应完全
D．（2012江苏化学）镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更容易生锈
2．（2012山东理综，13）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
3．（2012安徽理综，11）某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，先断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生：一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表A指针偏转。下列有关描述正确的是（　　）。
A．断开K2，闭合K1时，总反应的离子方程式为：2H＋＋2Cl－Cl2↑＋H2↑
B．断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变红
C．断开K1，闭合K2时，铜电极上的电极反应式为：Cl2＋2e－===2Cl－
D．断开K1，闭合K2时，石墨电极作正极
4．（2012浙江理综，10）以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下：
下列说法不正确的是（　　）。
A．在阴极室，发生的电极反应为：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
B．在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色，是因为阳极区H＋浓度增大，使平衡2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O向右移动
C．该制备过程总反应的化学方程式为：4K2CrO4＋4H2O2K2Cr2O7＋4KOH＋2H2↑＋O2↑
D．测定阳极液中K和Cr的含量，若K与Cr的物质的量之比（nK/nCr）为d，则此时铬酸钾的转化率为1－
5．（1）（2012山东理综）以CuSO4为电解质溶液进行粗铜（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质）的电解精炼，下列说法中正确的是__________。
a．电能全部转化为化学能
b．粗铜接电源正极，发生氧化反应
c．溶液中Cu2＋向阳极移动
d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
（2）（2012北京理综）用NaOH溶液吸收SO2，当吸收液的pH降至约为6时，需送至电解槽再生。再生示意图如下：
①HSO在阳极放电的电极反应是__________________________________________。
②当阴极室中溶液pH升至8以上时，吸收液再生并循环利用。简述再生原理：____________________________。
（3）（2012重庆理综）人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素[CO（NH2）2]，原理如图所示。
①电源的负极为________（填“A”或“B”）。
②阳极室中发生的反应依次为________、________。
③电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将________；若两极共收集到气体13.44 L（标准状况），则除去的尿素为________ g（忽略气体的溶解）。
参考答案
基础梳理整合
一、1.阴、阳　氧化还原
2．电　化学　直流
3．正　氧化　负　还原
即时训练1
②　①　阴　负　Cu2＋　Cu　还原　Zn　C　OH－　失　O2　氧化
二、1.(1)2Cl－－2e－===Cl2↑　2H＋＋2e－===H2↑
(2)2NaCl＋2H2O通电,2NaOH＋Cl2↑＋H2↑
(3)烧碱　氯气　氢气
2．(1)粗铜　Cu－2e－===Cu2＋、Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋
(2)精铜　Cu2＋＋2e－===Cu
(3)CuSO4溶液
3．(1)铜　Cu－2e－===Cu2＋
(2)铁　Cu2＋＋2e－===Cu
(3)CuSO4溶液
4．(1)①2Cl－－2e－===Cl2↑　②Na＋＋e－===Na　③2NaCl(熔融)通电,2Na＋Cl2↑
(2)①6O2－－12e－===3O2↑　②4Al3＋＋12e－===4Al　③2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑
即时训练2
C
三、1.失去　氧化
2．原电池　较活泼　无　有微弱　电化学
3．酸性较强　酸性较弱或中性　Fe－2e－===Fe2＋　2H＋＋2e－===H2↑　O2＋2H2O＋4e－===4OH－　Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2　4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3　吸氧
即时训练3
ADEF
核心归纳突破
【例1】 D　解析：该装置可能是电解池，a为阴极，b为阳极；也可能是原电池，a为正极，b为负极，A正确、D错误；依据a极的电极反应，可知不论是电解池，还是原电池，溶液c(H＋)均减小，B正确；如果是电解池，a、b可能是Fe电极材料，C正确。
【例2－1】 答案：(1)I－－6e－＋6OH－===IO＋3H2O　增大
(2)3H2O－6e－===O3↑＋6H＋　O2＋2H＋＋2e－===H2O2
解析：(1)给出总反应的电极反应的书写方法：首先依据“阴得阳失”可知阳极I－－6e－―→IO，溶液显碱性，依据电荷守恒前面加上6个OH－得I－－6e－＋6OH－―→IO，然后用水配平氢原子个数，最后用氧原子检查是否正确；(2)无总反应，首先依据信息找出反应物、生成物及其电子得失情况。如阳极：H2O失去电子生成O3,3H2O－6e－―→O3，然后用H＋配平前后电荷可得3H2O－6e－===O3↑＋6H＋；阴极：O2得电子生成H2O2，O2＋2e－―→H2O2，然后依据电荷守恒前面加2个H＋，最后用O检查是否正确。
【例2－2】 答案：Fe＋8OH－－6e－===FeO＋4H2O　正
解析：首先分析化合价，铁作阳极Fe－6e－―→FeO，依电解质溶液可知用OH－配平电荷，Fe－6e－＋8OH－―→FeO，用水配平H，Fe－6e－＋8OH－―→FeO＋4H2O，最后用O检查是否配平。
【例3－1】 答案：(1)负　NaCl　AgNO3
(2)0.025
(3)4AgNO3＋2H2O通电,4Ag＋O2↑＋4HNO3
(4)12
解析：由c电极质量增加可知c电极的电极反应为Ag＋＋e－===Ag，c为阴极，所以a、b、c、d、e、f分别为阴极、阳极、阴极、阳极、阴极、阳极，M、N分别为负极、正极；乙烧杯中为AgNO3溶液，阳极发生4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，电池反应为4Ag＋＋2H2O通电,4Ag＋O2↑＋4H＋，电解过程中pH减小；由pH变化可知A、C分别为NaCl、Na2SO4；生成n(Ag)＝0.1 mol，所以转移0.1 mol电子，依据f电极电极反应4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，可知生成0.025 mol O2，依据甲池中的电池反应2Cl－＋2H2O通电,Cl2↑＋H2↑＋2OH－，可知生成n(OH－)＝0.1 mol，c(OH－)＝0.01 mol·L－1，c(H＋)＝1×10－12mol·L－1，pH＝－lgc(H＋)＝12。
【例3－2】 A　解析：一开始银作阳极失电子形成Ag＋，质量减少；铂作阴极，Ag＋在阴极得电子生成银单质，所以铂电极质量增加；反接后银作阴极，质量增加，铂上的银失电子，质量减少，当银反应完后，由于铂是惰性电极，所以OH－失电子产生氧气，再从电流和时间关系可得出①③正确。
演练巩固提升
1．A　解析：A选项，根据电解NaCl溶液的阴极反应：2H＋＋2e－===H2↑，产生标准状况下22.4 L H2，转移2NA个电子，错误。
2．B　解析：图a中，烧杯底端的海水中含氧量比较少，故越靠近底端，铁棒发生吸氧腐蚀的速率应该减小，A项错误；图b中，当开关置于N时，左边的锌与合金形成了原电池，并且合金作正极，合金的腐蚀速率减小，B项正确；图c中，接通开关后，形成原电池，生成氢气的速率增大，但是氢气是在Pt电极上放出的，C项错误；图d中，在放电时应该是MnO2发生还原反应，D项错误。
3．D　解析：由题意知，断开K2，闭合K1时，两极均有气泡产生，则说明铜电极没有参与反应，则铜电极一定作阴极，石墨电极作阳极，所以总反应的离子方程式应为2Cl－＋2H2O通电,Cl2↑＋H2↑＋2OH－，铜电极附近溶液变红，故A、B项均错误；断开K1，闭合K2时，氯气在石墨电极上得到电子生成Cl－，氢气在铜电极上失去电子生成氢离子，所以此时石墨电极作正极，铜电极作负极，故C错误，D项正确。
4．D　解析：因放电顺序H＋＞K＋，故阴极电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－；由于阳极的电极材料是惰性电极，故该电解池的阳极电极反应为：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，由于反应生成了H＋，增大了H＋的浓度，故平衡2CrO＋2H＋＋H2O正向移动，溶液颜色由黄色变为橙色，故A、B项正确；将上述电极反应合并可知C项正确；由总反应方程式4K2CrO4＋4H2O2K2Cr2O7＋4KOH＋2H2↑＋O2↑和电解装置可知，电解过程中阳极室的K＋通过阳离子交换膜进入阴极室，从而生成KOH。现设K2CrO4的起始物质的量为1 mol，转化的K2CrO4的物质的量为x，根据电解方程式可知生成的KOH的物质的量为x，阳极室剩余K＋物质的量为2 mol－x，阳极室中Cr的物质的量为1 mol，由题意得：＝d，解得x＝(2－d) mol，故铬酸钾的转化率为2－d，D项不正确。
5．答案：(1)bd　
(2)①HSO－2e－＋H2O===SO＋3H＋
②H＋在阴极得电子生成H2，溶液中的c(H＋)降低，促使HSO电离生成SO，且Na＋进入阴极室，吸收液得以再生
(3)①B　②2Cl－－2e－===Cl2↑　CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O===N2＋CO2＋6HCl　③不变　7.2
解析：(1)在电解过程中，不可能存在能量的完全转化，部分电能还可能转化为热能等，a项错误；阳离子向阴极移动，c选项错误。
(2)阳极发生氧化反应，所以HSO在阳极失去电子生成SO和H＋。
(3)根据电解池中阴离子在阳极放电和阳离子在阴极放电的规律和本题图中的电极产物H2和Cl2可以判断出A为电源的正极，B为电源的负极，故阳极室中发生的反应依次为：2Cl－－2e－===Cl2↑，CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O===N2＋CO2＋6HCl；
③阴极反应为：6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑(或6H＋＋6e－===3H2↑)
阳极反应为：6Cl－－6e－===3Cl2↑
CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O===N2＋CO2＋6HCl
根据上述反应可以看出在阴、阳极上产生的OH－、H＋的数目相等，阳极室中反应产生的H＋通过质子交换膜进入阴极室与OH－恰好反应生成水，所以阴极室中电解前后溶液的pH不变；由上述电极反应可以看出，转移6 mol e－时，阴极产生3 mol H2，阳极产生1 mol N2和1 mol CO2，故电解收集到的13.44 L气体中V(N2)＝V(CO2)＝＝2.688 L，即n(N2)＝n(CO2)＝0.12 mol。
根据方程式CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O===N2＋CO2＋6HCl可知生成0.12 mol N2所消耗的CO(NH2)2的物质的量也为0.12 mol，其质量为：m[CO(NH2)2]＝0.12 mol×60 g·mol－1＝7.2 g。
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第3节　盐类的水解
1．了解盐类水解的原理。
2．了解影响盐类水解程度的主要因素。
3．了解盐类水解的应用。
一、盐类的水解
1．定义
盐类的水解反应是指在溶液中盐电离出来的离子跟____________________结合生成__________的反应。
2．实质
使H2OH＋＋OH－向右移动，水的电离程度增大，使得溶液中c（H＋）____c（OH－），使盐溶液呈现酸性或碱性。例如：NH、Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋等与水电离出的OH－结合生成__________、__________、__________、__________等，使溶液中的OH－浓度减小，H2O??H＋＋OH－右移，溶液中H＋浓度增大，水溶液显酸性；CO、SO、S2－、CH3COO－等与水电离出的H＋结合生成________、________、______、__________等，使溶液中的H＋浓度减小，H2OH＋＋OH－右移，溶液中OH－浓度增大，溶液显碱性。
3．特征
（1）可逆：水解反应是____态平衡，是可逆反应。
（2）吸热：水解反应是中和反应的逆反应，是____热反应。
（3）微弱：水解反应的程度很微弱。
（4）必须有______________离子，盐必须____溶于水。
4．盐类水解离子方程式书写注意事项
（1）一般地说，盐类水解的程度不大，应该用可逆号“”表示。盐类水解一般不会产生沉淀和气体，所以不用符号“____”和“____”表示。如：
Cu2＋＋2H2O______________
NH＋H2O______________
（2）多元弱酸盐的水解
如Na2CO3溶液的水解反应为：
CO＋H2O______________
HCO＋H2O______________
即时训练1 有下列物质的溶液：①NaCl　②K2CO3　③CuSO4　④KNO3　⑤NH4Cl　⑥CH3COONa ⑦FeCl3　⑧Na2S
（1）溶液呈中性的有______、溶液呈碱性的有______、溶液呈酸性的有______；
（2）分别写出⑥、⑦、⑧水解的离子方程式：
________________________________________________________________________；
________________________________________________________________________；
________________________________________________________________________。
特别提示：（1）盐类水解的规律可用四句话概括：“有弱才水解，谁弱谁水解，越弱越水解，谁强显谁性。”
（2）我们可以把盐类水解方程式与弱电解质的电离方程式进行比较记忆。
相同点：都用“”不能用“===”；弱酸的电离与弱酸根离子的水解都是分步完成的；多元弱碱的电离与多元弱碱根离子的水解都是一步完成的。
不同点：两者的方向正好相反。
二、影响盐类水解的因素
1．内因
酸或碱越弱，其对应的弱酸根离子或弱碱阳离子的水解能力就越____。
2．外因
稀释或加热可以______盐的水解，加入酸可以______弱碱阳离子的水解，加入碱则可以______弱酸酸根离子的水解。
即时训练2 FeCl3水解的离子方程式：____________________，请填写下表不同条件对FeCl3水解的影响。
条件 移动方向 n（H＋） pH Fe3＋水解程度 现象
升温
通HCl
加水
加Fe粉
加NaHCO3
三、盐类水解的应用
应用 举例
判断溶液的酸碱性 NH4Cl溶液显______性，原因是____________________，与Mg反应可生成______
物质的提纯 除去CuSO4溶液中的Fe3＋，可加入CuO、Cu（OH）2等
配制或贮存易水解的盐溶液 配制贮存AlCl3溶液时，加入少量的______；AlCl3溶液不能用铁制容器保存，Na2CO3溶液不能用磨口玻璃塞试剂瓶保存
判断盐溶液蒸干灼烧后的产物 蒸干灼烧AlCl3溶液后的产物为______
净水剂原理 明矾净水，原理是________________________
胶体的制取 将饱和FeCl3溶液滴入沸水中，制备Fe（OH）3胶体，原理：________________
离子共存的判断 Al3＋、Fe3＋与CO、HCO、AlO不能大量共存
泡沫灭火器原理 成分为NaHCO3与Al2（SO4）3，原理：________________
去油污 用热碱水洗油污原理：________________
即时训练3 下列说法中正确的是______。
A．配制和贮存Fe2（SO4）3溶液时，常常加入少量硫酸，目的是抑制Fe3＋水解
B．加热蒸干MgCl2溶液，可得到MgCl2晶体
C．明矾净水与盐类水解有关
D．NaHSO4溶液显酸性，是因为NaHSO4溶于水发生了水解反应
E．在NH4Cl溶液中，c（NH）＝c（Cl－）
特别提示：盐类水解应用的复习不能死记硬背，应抓住盐类水解的本质及影响因素，运用化学平衡的观点进行分析解答。例如：加热蒸干FeCl3溶液，加热使FeCl3＋3H2OFe（OH）3＋3HCl向右移动，HCl易挥发，所以平衡又向右移动，随着Fe（OH）3的增多最后变成Fe（OH）3沉淀；加热蒸干Fe2（SO4）3溶液，加热使Fe2（SO4）3＋6H2O2Fe（OH）3＋3H2SO4向右移动，但H2SO4不挥发，所以随着平衡的右移H2SO4的浓度越来越大，H2SO4就抑制了Fe3＋的水解，所以Fe2（SO4）3的水解不能进行到底。
一、盐类水解的影响因素
1．影响盐类水解的主要因素
内因 主要因素是盐本身的性质，组成盐的酸根对应的酸越弱或阳离子对应的碱越弱，水解程度就越大（越弱越水解）
外因 温度 水解是吸热过程，故升高温度，水解程度增大，反之，则减小
浓度 增大盐溶液的浓度，水解平衡向右移动，但水解程度减小
加水稀释可以促进水解，使平衡右移，水解程度增大
酸碱度 向盐溶液中加入H＋，抑制阳离子的水解
向盐溶液中加入OH－，抑制阴离子的水解
2．盐类水解的规律
（1）越弱越水解（盐水解生成的弱酸或弱碱越弱，水解程度越大）。反之，水解越弱（盐的水解程度越小，对应水解生成的弱酸或弱碱相对较强）。常以此判断盐的水解程度的大小和弱碱或弱酸的相对强弱。
如等浓度的NaX、NaY、NaZ三种盐溶液，pH依次增大，则酸性HX＞HY＞HZ。
（2）相同条件下的水解程度：正盐＞相应酸式盐，如CO＞HCO。
（3）相互促进水解的盐＞单独水解的盐＞水解相互抑制的盐。如NH的水解：（NH4）2CO3＞（NH4）2SO4＞（NH4）2Fe（SO4）2。
【例1－1】 下列说法中正确的是______。
A．醋酸钠水解的平衡常数Kh随温度升高而减小
B．0.5 mol·L－1醋酸钠溶液pH为m，其水解的程度为a；1 mol·L－1醋酸钠溶液pH为n，水解的程度为b，则m＜n、a＞b
C．Na2SO3溶液中，加入少量NaOH固体，c（SO）与c（Na＋）均增大
D．升高温度，0.10 mol·L－1 Na2SO3溶液的pH降低
E．均为0.10 mol·L－1 NH4Cl溶液和NH4HSO4溶液，c（NH）前者小于后者
F．向醋酸钠溶液中滴入酚酞溶液，加热后若红色加深，证明盐类的水解是吸热的
G．25 ℃时，浓度均为0.2 mol·L－1的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液中，c（OH－）后者大于前者
方法归纳
盐类水解属于化学平衡，其平衡移动也符合勒夏特列原理，在记忆和分析时要紧密联系化学平衡。
【例1－2】 在一定条件下，Na2CO3溶液中存在水解平衡：CO＋H2OHCO＋OH－。下列说法中正确的是（　　）。
A．稀释溶液，水解平衡常数增大
B．通入CO2，平衡朝正反应方向移动
C．升高温度，减小
D．加入NaOH固体，溶液pH减小
二、溶液中离子浓度大小比较
1．比较方法
判断溶液中微粒浓度的大小常用方法：“一个比较”“两个微弱”“三个守恒”。
（1）“一个比较”
同浓度的弱酸（或弱碱）的电离能力与对应的强碱弱酸盐（或对应强酸弱碱盐）的水解能力。
①根据题中所给信息：如果是电离能力大于水解能力，例：CH3COOH的电离程度大于CH3COO－的水解程度，所以等浓度的CH3COOH与CH3COONa溶液等体积混合后溶液显酸性；同理NH3·H2O的电离程度大于NH水解的程度，等浓度的NH3·H2O和NH4Cl溶液等体积混合后溶液显碱性。
②根据题中所给信息：如果是水解能力大于电离能力，例：HClO的电离程度小于ClO－的水解程度，所以等浓度的HClO与NaClO溶液等体积混合后溶液显碱性；反之，如果等浓度的HClO与NaClO溶液等体积混合后溶液显碱性，可知HClO的电离程度小于ClO－的水解程度。
③酸式盐溶液的酸碱性主要取决于酸式盐的电离能力和水解能力哪一个更强。如在NaHCO3溶液中，HCO的水解能力大于电离能力，故溶液显碱性。
（2）“两个微弱”
①弱电解质（弱酸、弱碱、水）的电离是微弱的，且水的电离能力远远小于弱酸和弱碱的电离能力。如在稀醋酸中：
CH3COOHCH3COO－＋H＋
H2OOH－＋H＋
在溶液中微粒浓度由大到小的顺序：
c（CH3COOH）＞c（H＋）＞c（CH3COO－）＞c（OH－）。
②弱酸根或弱碱阳离子的水解是很微弱的，但水的电离程度远远小于盐的水解程度。如在稀NH4Cl溶液中：
NH4Cl===NH＋Cl－
NH＋H2ONH3·H2O＋H＋
H2OOH－＋H＋
所以在NH4Cl的溶液中微粒浓度由大到小的顺序是：
c（ Cl－）＞c（NH）＞c（H＋）＞c（NH3·H2O ）＞c（OH－）。
（3）“三个守恒”
如在Na2CO3溶液中：
Na2CO3===2Na＋＋CO
CO＋H2OHCO＋OH－
HCO＋H2OH2CO3＋OH－
H2OOH－＋H＋
①电荷守恒：c（Na＋）＋c（H＋）＝ 2c（CO）＋c（HCO）＋c（OH－）
②物料守恒：c（Na＋） ＝2c（CO）＋2c（HCO）＋2c（H2CO3）
上述两个守恒相加或相减可得：
③质子守恒：c（OH－）＝c（H＋）＋c（HCO）＋2c（H2CO3）
2．常见类型
（1）多元弱酸溶液，根据多步电离分析，如在H3PO4的溶液中，c（H＋）＞c（H2PO）＞c（HPO）＞c（PO）。
（2）多元弱酸的正盐溶液，根据弱酸根的分步水解分析，如Na2CO3溶液中，c（Na＋）＞c（CO）＞c（OH－）＞c（HCO）。
（3）不同溶液中同一离子浓度的比较，要看溶液中其他离子对它的影响。如在相同的物质的量浓度的下列各溶液中：①NH4Cl、②CH3COONH4、③NH4HSO4，c（NH）由大到小的顺序是③＞①＞②。
（4）混合溶液中各离子浓度的比较，要进行综合分析，如电离因素、水解因素等。如在含0.1 mol·L－1的NH4Cl和0.1 mol·L－1的氨水混合溶液中，各离子浓度的大小顺序为c（NH）＞c（Cl－）＞c（OH－）＞c（H＋）。在该溶液中，NH3·H2O电离程度大于NH的水解程度，溶液呈碱性：c（OH－）＞c（H＋），同时c（NH）＞c（Cl－）。
【例2－1】 （改编自2011江苏化学）下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是（　　）。
A．在0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液中：c（Na＋）＞c（HCO）＞c（CO）＞c（H2CO3）
B．在0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液中：c（OH－）－c（H＋）＝c（HCO）＋c（H2CO3）
C．向0.2 mol·L－1 NaHCO3溶液中加入等体积0.1 mol·L－1 NaOH溶液：c（CO）＞c（HCO）＞c（OH－）＞c（H＋）
D．常温下，CH3COONa和CH3COOH混合溶液[pH＝7，c（Na＋）＝0.1 mol·L－1]：c（Na＋）＝c（CH3COO－）＞c（CH3COOH）＞c（H＋）＝c（OH－）
【例2－2】 有4种混合溶液，分别由等体积0.1 mol·L－1的两种溶液混合而成：①CH3COONa与HCl；②CH3COONa与NaOH；③CH3COONa与NaCl；④CH3COONa与NaHCO3。下列各项排序正确的是（　　）。
A．pH：②＞③＞④＞①
B．c（CH3COO－）：②＞④＞③＞①
C．溶液中c（H＋）：①＞③＞②＞④
D．c（CH3COOH）：①＞④＞③＞②
方法归纳
比较溶液中微粒浓度大小时，特别是混合溶液，首先分析溶液中的微粒种类，然后根据守恒进行解答，如果得不到结论，再考虑电离、水解的强弱。
水解反应的实验探究
盐类的水解反应为中和反应的逆反应，故盐类水解反应为吸热反应。
由于中和反应是趋于完全的反应，所以盐类水解一般程度很小，且存在水解平衡，利用实验可以探究盐类水解反应的特点。
【实验典例】
如图所示，三个烧瓶中分别装入含酚酞的0.01 mol·L－1 CH3COONa溶液，并分别放置在盛有水的烧杯中，然后向烧杯①中加入生石灰，向烧杯③中加入NH4NO3晶体，烧杯②中不加任何物质。
（1）含酚酞的0.01 mol·L－1 CH3COONa溶液显红色的原因为____________________。
（2）实验过程中发现烧瓶①中溶液红色变深，烧瓶③中溶液红色变浅，则下列叙述正确的是________。
A．水解反应为放热反应
B．水解反应为吸热反应
C．NH4NO3溶于水时放出热量
D．NH4NO3溶于水时吸收热量
（3）常温下，某Na2CO3溶液中滴入酚酞，溶液呈红色。则该溶液呈________性。在分析该溶液遇酚酞呈红色的原因时，甲同学认为是配制溶液所用的纯碱样品中混有NaOH所致；乙同学认为是溶液中Na2CO3电离出的CO水解所致。请你设计一个简单的实验方案给甲和乙两位同学的说法以评判（包括操作、现象和结论）____________________________________。
1．（高考集萃）下列叙述中正确的是________。
A．（2012广东理综）对于常温下pH为2的盐酸，c（H＋）＝c（Cl－）＋c（OH－）
B．（2012广东理综）对于常温下pH为2的盐酸与等体积0.01 mol·L－1乙酸钠溶液混合后所得溶液中：c（Cl－）＝c（CH3COO－）
C．（2012广东理综）1 L 0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液中含有0.1NA个HCO
D．（2012海南化学）将三氯化铁溶液蒸干，可制得无水三氯化铁
E．（2012天津理综）含1 mol KOH的溶液与1 mol CO2完全反应后，溶液中c（K＋）＝c（HCO）
F．（2012天津理综）在CH3COONa溶液中加入适量CH3COOH，可使c（Na＋）＝c（CH3COO－）
2．下列说法中正确的是（　　）。
A．向醋酸钠溶液中加入适量醋酸，得到的酸性混合溶液：c（Na＋）＞c（CH3COO－）＞c（H＋）＞c（OH－）
B．水解反应NH＋H2ONH3·H2O＋H＋达到平衡后，升高温度平衡逆向移动
C．FeCl3溶液和Fe2（SO4）3溶液加热蒸干、灼烧都得到Fe2O3
D．在NaHCO3溶液中加入与其等物质的量的NaOH，溶液中离子浓度关系：c（Na＋）＞c（CO）＞c（OH－）＞c（HCO）＞c（H＋）
3．（2012上海闵行三模）室温时，等体积0.1 mol·L－1的下列水溶液，分别达到平衡。
①醋酸溶液：CH3COOHCH3COO－＋H＋；
②醋酸钠溶液：CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－。
有关叙述中正确的是（　　）。
A．加入等体积水后，只有②中平衡向右移动
B．加入等体积水后，①中c（OH－）增大，②中c（OH－）减小
C．①和②中，由水电离出的c（H＋）相等
D．c（CH3COOH）与c（CH3COO－）之和：①＞②
4．（2012湖北重点中学联考）下列溶液中有关物质的量浓度关系正确的是（　　）。
A．常温下，在pH＝8的HCOONa溶液中：c（Na＋）－c（HCOO－）＝9.9×10－7 mol·L－1
B．Na2CO3溶液中：c（Na＋）＝2c（CO）＋2c（HCO）
C．室温下，由pH＝1的CH3COOH溶液与pH＝13的NaOH溶液等体积混合，溶液中离子浓度大小的顺序为：c（Na＋）＞c（CH3COO－）＞c（OH－）＞c（H＋）
D．0.1 mol·L－1的NaHC2O4溶液，其pH＝4，则c（HC2O）＞c（H＋）＞c（H2C2O4）＞c（C2O）
5．（1）铈（Ce）是地壳中含量最高的稀土元素。在加热条件下CeCl3易发生水解，无水CeCl3可用加热CeCl3·6H2O和NH4Cl固体混合物的方法来制备。其中NH4Cl的作用是________________________________________________________________________。
（2）Na2S溶液中离子浓度由大到小的顺序为______，向该溶液中加入少量固体CuSO4，溶液pH______（填“增大”“减小”或“不变”）。
（3）灭火器中盛装的是Al2（SO4）3溶液和NaHCO3，使用时把两者混合即可生成CO2，产生CO2的原因是____________________________________________（写离子方程式）。
6．（1）（2012浙江理综）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______________________________________________________________。
（2）（2012福建理综）能证明Na2SO3溶液中存在SO＋H2OHSO＋OH－水解平衡的事实是______（填序号）。
A．滴入酚酞溶液变红，再加入H2SO4溶液红色褪去
B．滴入酚酞溶液变红，再加入氯水后红色褪去
C．滴入酚酞溶液变红，再加入BaCl2溶液后产生沉淀且红色褪去
（3）（2012北京理综）直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。吸收液吸收SO2的过程中，pH随n（SO）∶n（HSO）变化关系如下表：
n（SO）∶n（HSO） 91∶9 1∶1 1∶91
pH 8.2 7.2 6.2
①由上表判断NaHSO3溶液显________性，用化学平衡原理解释：_______________。
②当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是（选填字母）________。
a．c（Na＋）＝2c（SO）＋c（HSO）
b．c（Na＋）＞c（HSO）＞c（SO）＞c（H＋）＝c（OH－）
c．c（Na＋）＋c（H＋）＝c（SO）＋c（HSO）＋c（OH－）
参考答案
基础梳理整合
一、1.水电离出来的H＋或OH－　弱电解质
2．水电离的H＋　弱酸　水电离的OH－　弱碱　≠　NH3·H2O
Cu(OH)2　Fe(OH)2　Fe(OH)3　HCO　HSO　HS－　CH3COOH
3．(1)动　(2)吸　(4)弱酸根或弱碱阳　易
4．(1)↓　↑　Cu(OH)2＋2H＋　NH3·H2O＋H＋
(2)HCO＋OH－　H2CO3＋OH－
即时训练1
答案：(1)①④　②⑥⑧　③⑤⑦
(2)CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－
Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋
S2－＋H2OHS－＋OH－，HS－＋H2OH2S＋OH－
二、1.强　2.促进　抑制　抑制
即时训练2
Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋
向右　增加　减小　增大　颜色加深　向左　增加　减小　减小　颜色变浅　向右　增加　增大　增大　颜色变浅　向左　减少　增大　减小　颜色变浅　向右　减少　增大　增大　红褐色沉淀，有无色气体产生
三、酸　NH＋H2ONH3·H2O＋H＋　H2　盐酸　Al2O3
Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋　Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋　Al3＋＋3HCOAl(OH)3↓＋3CO2↑　CO＋H2OHCO＋OH－
即时训练3
AC
核心归纳突破
【例1－1】 答案：BCEFG
解析：A选项，水解是吸热反应，Kh随温度升高而增大，错误；B选项，浓度越稀水解程度越大，所以a＞b、醋酸钠浓度越大碱性越强，所以m＜n，正确；C选项，加入少量NaOH，c(OH－)增大，使平衡SO＋H2OHSO＋OH－左移，c(SO)增大，正确；E选项，NH4HSO4电离生成的H＋，使平衡NH＋H2ONH3·H2O＋H＋左移，c(NH)增大，正确；G选项，CO的水解程度远远大于HCO的，正确。
【例1－2】 B　解析：平衡常数仅与温度有关，故稀释时不变，A项错； CO2通入水中，相当于生成H2CO3，可以与OH－反应，而促进平衡正向移动，B项正确；升温，促进水解，平衡正向移动，是增大的，C错误；加入NaOH导致碱性增强，pH增大，D错误。
【例2－1】 D　解析：A选项，单一溶液，用电离、水解方程式及程度进行比较，NaHCO3溶液显碱性，所以HCO＋H2OH2CO3＋OH－的程度大于HCOCO＋H＋，即溶液中的c(H2CO3)＞c(CO)，错误；B选项为等式，首先想到守恒，物料守恒c(Na＋)＝2[c(CO)＋c(HCO)＋c(H2CO3)]减去电荷守恒c(H＋)＋c(Na＋)＝2c(CO)＋c(HCO)＋c(OH－)可知c(OH－)－c(H＋)＝c(HCO)＋2c(H2CO3)，错误；C选项，相互反应后为物质的量浓度相同的Na2CO3和NaHCO3溶液，CO的水解程度大于HCO的水解程度，所以c(HCO)＞c(CO)，错误。
【例2－2】 B　解析：本题考查盐类水解知识的应用。①CH3COONa与HCl反应后生成CH3COOH和NaCl，其溶液呈酸性。②CH3COONa与NaOH的混合溶液，OH－抑制CH3COO－水解，溶液呈强碱性。③CH3COONa与NaCl的混合溶液，CH3COONa水解溶液呈碱性。④CH3COONa与NaHCO3的混合溶液，NaHCO3水解呈碱性，HCO水解能力大于CH3COO－的水解能力，HCO水解对CH3COONa水解有一定的抑制作用。选项A，④中的pH大于③中的pH，错误。选项B，②中由于OH－对CH3COO－水解抑制作用强，其c(CH3COO－)最大，④中HCO水解对CH3COO－水解有一定抑制作用，c(CH3COO－)较大，①中生成了CH3COOH，c(CH3COO－)最小，故正确。选项C，②中c(H＋)最小，错误。选项D，③中c(CH3COOH)大于④中c(CH3COOH)，错误。
实验探究拓展
答案：(1)CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－，使溶液显碱性　(2)B、D　(3)碱　向红色溶液中加入足量BaCl2溶液，如果溶液还显红色说明甲正确，红色褪去说明乙正确(其他试剂合理也可)
解析：(1)CH3COONa中CH3COO－发生水解，使溶液呈碱性，酚酞遇碱显红色。(2)生石灰与水剧烈反应且放出大量热，根据烧瓶①中溶液红色变深，判断水解平衡向右移动，说明水解反应是吸热反应，同时烧瓶③中溶液红色变浅，则说明NH4NO3晶体溶于水时吸收热量。设计实验应从能除去CO但不能影响OH－的角度考虑。
演练巩固提升
1．AF　解析：A选项，依据电荷守恒可知正确；B选项，由于n(HCl)＝n(CH3COONa)，依据物料守恒可知c(Cl－)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)，错误；C选项，HCO既电离又水解，所以小于0.1NA个HCO，错误；E选项，1 mol KOH 与1 mol CO2反应恰好生成1 mol KHCO3，HCO既电离又水解，c(K＋)＞c(HCO)，错误；CH3COONa溶液显碱性，加适量CH3COOH可使溶液显中性，c(H＋)＝c(OH－)，由电荷守恒知c(Na＋)＝c(CH3COO－)。
2．D　解析：A选项，依据电荷守恒c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)可知错误；B选项，由水解是吸热反应可知错误；C选项，Fe2(SO4)3＋6H2O2Fe(OH)3＋3H2SO4，硫酸不挥发，所以水解不能进行到底，错误；D选项，最后为Na2CO3溶液，依据Na2CO3===2Na＋＋CO、CO＋H2OHCO＋OH－、HCO＋H2OH2CO3＋OH－及H2OH＋＋OH－可知D正确。
3．B　解析：B选项，①溶液显酸性，加水稀释c(H＋)减小，依据KW＝c(H＋)·c(OH－)，可知c(OH－)增大，②溶液显碱性，加水稀释c(OH－)减小，正确；C选项，①是抑制水的电离、②是促进水的电离，错误；D选项，依据物料守恒可知①和②中c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＝0.1 mol·L－1，错误。
4．A　解析：A选项，依据电荷守恒c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCOO－)＋c(OH－)，可知c(Na＋)－c(HCOO－)＝c(OH－)－c(H＋)＝10－6 mol·L－1－10－8 mol·L－1，正确；B选项，依据物料守恒c(Na＋)＝2c(CO)＋2c(HCO)＋2c(H2CO3)，错误；C选项，混合后溶液呈酸性，错误；D选项，溶液呈酸性可知HC2OC2O＋H＋程度大于HC2O＋H2OH2C2O4＋OH－程度，所以c(C2O)＞c(H2C2O4)，错误。
5．答案：(1)分解出HCl气体，抑制CeCl3水解
(2)Na＋＞S2－＞OH－＞HS－＞H＋　减小
(3)Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑
解析：(1)由“加热条件下CeCl3易发生水解”，可知CeCl3水解会生成HCl，NH4Cl受热分解生成氨气和HCl，从而抑制CeCl3水解；
(2)写出Na2S溶液中所有的电离、水解方程式：Na2S===2Na＋＋S2－、S2－＋H2OHS－＋OH－、HS－＋H2OH2S＋OH－、H2OH＋＋OH－，根据盐类水解和水的电离都比较微弱，即可解答；Cu2＋与S2－反应，使S2－＋H2OHS－＋OH－左移，pH降低(或硫酸铜溶液水解呈酸性，所以加入后酸性增强)。
6．答案：(1)CuCl2·2H2OCu(OH)2＋2HCl↑(其他合理答案也可)　在干燥的HCl气流中加热脱水
(2)C
(3)①酸　HSO中存在：HSOH＋＋SO和HSO＋H2OH2SO3＋OH－，HSO电离程度大于其水解程度　②ab
解析：(2)向Na2SO3溶液中加入H2SO4溶液，硫酸显酸性，不论是否存在平衡，均可使溶液酸性增强，溶液红色褪去；氯水具有强氧化性，能漂白一些有色物质；向Na2SO3溶液中加入BaCl2溶液，发生反应使溶液中的SO浓度降低，平衡向逆反应方向移动，使c(OH－)减小，只有C可以说明；(3)①由表给数据n(SO)∶n(HSO)＝9∶91时，溶液pH＝6.2，所以亚硫酸钠溶液显酸性。亚硫酸钠溶液中存在两种趋势，电离趋势使溶液显酸性，水解趋势使溶液显碱性，溶液显酸性显而易见是电离趋势大于水解趋势的结果；②由表给数据n(SO)∶n(HSO)＝1∶1时，溶液pH＝7.2，可知吸收液显中性时，溶液中c(SO)＜c(HSO)，所以b正确；依据电荷守恒c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(SO)＋c(HSO)＋c(OH－)及c(H＋)＝c(OH－)可知，a正确，c错误。
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第2节　富集在海水中的元素——氯、海水资源利用
1．了解氯单质及其重要化合物的主要性质及应用。
2．了解氯单质及其重要化合物对环境的影响。
一、氯气的性质
1．物理性质
氯气是一种________色气体，具有强烈的刺激性气味，密度比空气________（可用向________排空气法收集），能溶于水（1体积水约可溶解2体积的氯气）。氯气________毒。
2．化学性质
（1）与非金属反应
H2＋Cl2____（______火焰）
H2＋Cl22HCl（____）
（2）与金属反应
2Fe＋3Cl2________（________烟）
Cu＋Cl2________（__________烟）
2Na＋Cl2________（________烟）
小结：①氯气的化学性质比较活泼，几乎能与所有金属反应，且一般是把金属氧化到________态。
②燃烧不一定要有氧气参加，任何剧烈的发光放热的氧化还原反应都属于燃烧。
（3）与水反应
氯气与水反应的离子方程式为__________________________。
（4）与碱的反应
与NaOH溶液反应的化学方程式为________________________________，此反应通常应用于氯气的尾气处理。
与Ca（OH）2溶液反应的化学方程式为______________________________，此反应的重要应用是工业上制取漂白粉。漂白粉的主要成分是____________，有效成分是________________________________________________________________________。
（5）与一些还原性物质反应
Cl2＋SO2＋2H2O===______________
2FeCl2＋Cl2===________
H2S＋Cl2===____________
2NaBr＋Cl2===________________
即时训练1下列说法中正确的是________。
①氯原子最外层为7个电子，极易得电子达到“8电子稳定结构”，表现为强氧化性，所以氯气在反应中只作氧化剂
②氯气具有漂白性
③燃烧一定有氧气参加
④氯气与铁反应生成三价铁
⑤氯气通入NaBr溶液中，溶液由无色变为浅绿色
⑥氯气可以用排饱和食盐水法收集
⑦可用排水法收集氯气
⑧氯气是黄绿色的，Cl－是无色的
特别提示：（1）氯气本身不具有漂白性，氯气使有色物质褪色的实质是氯气与水反应生成的HClO有漂白作用。
（2）氯原子的半径比较小，最外层有7个电子，易得1个电子使最外层达到8电子的稳定结构，故氯气的化学性质比较活泼，是一种常见的强氧化剂，但氯气与水、碱反应时，既表现氧化性又表现还原性。
（3）我们中学阶段常见有颜色的气体有Cl2、NO2，有毒气体有Cl2、NO2、NO、CO、SO2、H2S。
二、次氯酸及其盐
1．次氯酸
（1）弱酸性
HClO是____元弱酸，酸性比碳酸____，电离方程式为______________________。
（2）不稳定性
见光分解的化学方程式为______________________，氯水要现用现制，保存在____色试剂瓶中。
（3）强氧化性
HClO能氧化许多物质，使有色物质褪色，所以常用作漂白剂、杀菌剂。
2．漂白粉
（1）制备原理（相应的化学方程式）：_______________________________________，
有效成分：________。
（2）漂白原理（相应的化学方程式）：_______________________________________（也是变质原理，所以要________保存）。
（3）Ca（ClO）2水解呈____性，具有氧化性。
即时训练2 HClO具有杀菌、漂白的性质，为什么市场上买不到次氯酸？
答：________________________________________________________________________。
特别提示：我们日常生活中常见的漂白粉[有效成分Ca（ClO）2]、“84”消毒液（有效成分NaClO），均是次氯酸盐，在空气中与H2O、CO2反应生成HClO，而具有杀菌消毒作用。
三、Cl－的检验
1．检验原理
检验Cl－的反应原理（相应的离子方程式）____________________。
2．检验方法
检验Cl－时，先滴加______溶液后滴加少量______，或滴加用HNO3酸化的AgNO3溶液看是否有________产生。
即时训练3下列检验Cl－方法中正确的是（　　）。
A．加入盐酸酸化，然后再加入硝酸银溶液，有白色沉淀生成，则原溶液中一定含有Cl－
B．加入硝酸银溶液，有白色沉淀生成，则原溶液中一定含有Cl－
C．加入硝酸酸化，然后再加入硝酸银溶液，有白色沉淀生成，则原溶液中一定含有Cl－
D．加入硝酸酸化，然后再加入氯化钡溶液，有白色沉淀生成，则原溶液中一定含有Cl－
特别提示：在检验Cl－时，要排除其他离子的干扰，如CO、SO等的干扰。在加酸酸化时，不能用盐酸。
四、卤族元素
1．元素性质的递变规律
包含元素为：氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）、砹（At），原子半径逐渐________，非金属性逐渐________。
2．单质物理性质的递变规律
（1）单质颜色________（F2：________色气体；Cl2：________色气体；Br2：________色液体，I2：________色固体）。
（2）密度逐渐________；熔、沸点逐渐________。
3．单质及化合物的化学性质
（1）单质（从F2至I2）：
氧化性逐渐________，与氢气化合________。
（2）化合物（从F至I）：
HX稳定性逐渐________，X－（卤素离子）的还原性逐渐________。
4．卤素单质性质的特殊性
Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质；液溴易挥发且有毒，通常用水液封来保存。
I2易升华，淀粉遇I2变蓝。
Br2和I2都可被某些有机溶剂（如四氯化碳、汽油）萃取。
即时训练4下列说法中正确的是________。
①KI遇淀粉溶液变蓝
②液溴易挥发，通常用汽油油封来保存
③ⅦA族元素从F到I，单质的颜色逐渐加深
④NaI的颜色比NaCl的深
⑤氯气通入NaI溶液中，溶液由无色变为褐色
⑥碘水中的碘单质可用CCl4萃取
⑦碘的CCl4溶液呈紫红色
一、氯水的成分和性质
1．氯水的成分
Cl2溶于水：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO
HClOH＋＋ClO－
2．氯水的性质
成分 表现的性质 反应实例
Cl2 （1）强氧化性（2）氯水呈黄绿色 Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－Cl2＋SO2＋2H2O===2HCl＋H2SO4
H＋ 强酸性 2H＋＋CaCO2===Ca2＋＋H2O＋CO2↑ 滴入紫色石蕊溶液先变红，后褪色
HClO 漂白性 氧化有色物质
不稳定性 2HClO2HCl＋O2↑
Cl－ 沉淀反应 Cl－＋Ag＋===AgCl↓
3．Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO平衡移动的应用
向氯水中加入的物质或采取的操作 浓度变化 平衡移动的方向 应用
可溶性氯化物 c（Cl－）增大 左移 ①用饱和食盐水除Cl2中的HCl②用排饱和食盐水法收集Cl2
盐酸 c（H＋）和c（Cl－）增大 左移 次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2
NaOH c（H＋）减小 右移 用NaOH溶液吸收多余的Cl2
Ca（OH）2 c（H＋）减小 右移 制漂白粉
CaCO3 c（H＋）减小 右移 制高浓度的HClO溶液
光照 c（HClO）减小 右移 氯水避光保存或现用现配
4．新制氯水、久置氯水、液氯的比较
名称 新制氯水 久置氯水 液氯
物质类别 混合物 混合物 纯净物
微粒种类 Cl2、H2O、HClO、H＋、Cl－、ClO－、OH－ H2O、H＋、Cl－、OH－ Cl2
主要性质 黄绿色，能导电，有酸性、漂白性 为稀盐酸，只具有稀盐酸的性质 黄绿色液体，不导电，有氧化性
我们在复习这一考点时，不仅要充分考虑到氯水成分的复杂性造成氯水性质的多样性，也要考虑到氧化还原反应、离子反应、化学平衡等知识。
【例1－1】
实验序号 实验方法 实验现象 结论
① 将氯水滴加到AgNO3溶液中 生成白色沉淀
② 将氯水滴加到含有酚酞的NaOH溶液中
③ 淀粉碘化钾试纸变蓝 氯水中含有Cl2
④ 将足量的氯水滴加到Na2CO3溶液中 氯水中含有H＋
（1）实验①得出的结论：_______________________________________________。
（2）指出实验②和实验④中的“实验现象”是：②____________________________，④____________________________________。
（3）实验③中“实验方法”的具体操作过程是____________________________。
（4）实验②的“实验现象”，同学们得出两个不同的结论。这两个结论可能是：a._____________________________；b._________________________________ _____。
请设计简单的实验证明哪一个是正确的___________________________________。
（5）若将实验③中的淀粉碘化钾试纸换为pH试纸，______（填“能”或“不能”）测出氯水的pH，为什么？______________________________________________________。
（6）若实验中使用的是久置的氯水，实验方法不变，对上述________实验无影响。
方法归纳
新制氯水中的成分比较多，所以新制氯水表现的化学性质也比较多，在书写有关氯水的方程式时，要注意选择微粒，如新制氯水与AgNO3溶液反应的离子方程式为Ag＋＋Cl－===AgCl↓；但与还原剂（如Fe2＋）反应时，新制氯水中的Cl2、HClO均与Fe2＋反应，一般选择微粒数较多的Cl2，即2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
【例1－2】 少量氯气溶于水达到平衡后，若其他条件不变，只改变某一条件，下列叙述中正确的是（　　）。
A．再通入少量氯气，减小
B．通入少量SO2，溶液漂白性增强
C．加入固体NaHCO3，HClO的浓度增大
D．光照一段时间，平衡右移，溶液漂白性增强
二、氯气的制备
1．反应原理
MnO2＋4HCl（浓）MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
2．制备气体的类型
固体＋液体气体。
3．收集方法
向上排空气法或排饱和食盐水法。
4．验满方法
用湿润的淀粉KI试纸或湿润的蓝色石蕊试纸。
5．净化方法
用饱和食盐水除去HCl，再用浓硫酸除去水蒸气。
6．吸收装置
多余的Cl2排放到空气中会造成环境污染，需用强碱溶液（如NaOH溶液）吸收。
【例2－1】 （2012湖南衡阳六校联考）某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来，同时证明Cl2的某些性质，甲同学设计了如图所示的实验装置，按要求回答问题：
（1）下列方法中，可制得Cl2的正确组合是________。
①MnO2和浓盐酸混合共热　②KMnO4和浓盐酸混合
③NaClO和浓盐酸混合　④K2Cr2O7和浓盐酸混合　⑤KClO3和浓盐酸混合共热
A．①②　　　　　　　　 B．②③④
C．①④ D．①②③④⑤
（2）写出实验室制取Cl2的离子方程式_____________________________________。
（3）①装置B的作用是__________________________________________________；
②装置C和D出现不同现象说明的问题是______________________________________ _______________________________________________________________________；
③装置E的作用是_______________________________________________________。
（4）乙同学认为甲同学的实验有缺陷，不能确保最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。为了确保实验结论的可靠性，证明最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种，乙同学提出应该在装置________与________之间（填装置字母序号）增加一个装置，增加装置里面的试剂可为________。
A．湿润的淀粉KI试纸 B．浓硫酸
C．湿润的红色布条 D．饱和的食盐水
特别提示
制取氯气的方法很多，如浓盐酸与MnO2加热、高锰酸钾与盐酸混合不需加热、ClO－与Cl－在酸性条件下不需要加热等，我们一定要根据题中所给信息与要求灵活运用所学知识选择合适装置。
【例2－2】 在实验室中制取纯净、干燥的氯气时，可使气体依次通过（　　）。
A．饱和食盐水、浓硫酸 B．NaOH溶液、浓硫酸
C．NaHCO3溶液、碱石灰 D．浓硫酸、饱和食盐水
三、次氯酸盐及其漂白作用
1．漂白粉
工业上用氯气和石灰乳制得漂白粉，漂白粉的有效成分是Ca（ClO）2。漂白粉的漂白原理是Ca（ClO）2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，HClO具有强氧化性，能使有色物质褪色。由于上述反应生成的HClO不稳定，见光易分解，故漂白粉露置在空气中，久置会失效，所以漂白粉应密封保存。
2．能用于漂白的物质及漂白原理
使物质褪色的原理有三种：一种是利用物质的吸附性将有色物质吸附掉；一种是利用物质的强氧化性，将有色物质的显色基团氧化掉；一种是与有色物质结合生成一种无色物质。常见的能用于漂白的物质及其漂白原理如下：
能用于漂白的物质 实际参与漂白的物质 漂白原理 漂白特点 能漂白的物质
活性炭 活性炭 吸附漂白 物理漂白 一般用于含色素的溶液漂白
氯气 次氯酸 次氯酸的强氧化性 氧化还原漂白，不可逆 可以漂白有机色质
次氯酸
次氯酸盐
过氧化氢 过氧化氢 过氧化氢的强氧化性 氧化还原漂白，不可逆 可以漂白有机色质
过氧化钠
二氧化硫 二氧化硫 二氧化硫与有色物质化合生成不稳定的无色物质 化合漂白，可逆 具有选择性，如品红、棉、麻、草等
【例3－1】（改编自2012福建晋江联考）化学与生活是紧密相联的，下列说法中正确的是________。
A．氯气可用作消毒剂和漂白剂，是因为氯气与水反应生成的次氯酸具有强氧化性
B．二氧化氯具有还原性，可用于自来水的杀菌消毒
C．地震灾区和洪涝灾区都用漂白粉消毒，主要是利用漂白粉溶液的碱性和氧化性
D．氯气与烧碱溶液或石灰乳反应都能得到含氯消毒剂
E．能用同一原理解释ClO－与Fe2＋、H＋均不能大量共存
F．能用同一原理解释SO2、Cl2均能使品红溶液褪色
G．能用同一原理解释漂白粉和水玻璃长期露置在空气中变质
【例3－2】浓盐酸与Ca（ClO）2能发生如下反应：Ca（ClO）2＋4HCl（浓）===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O，用贮存很久的漂白粉与浓盐酸反应制得的氯气中，可能含有的杂质气体是（　　）。
①CO2　②HCl　③H2O　④O2
A．①②③ B．②③④
C．②③ D．①④
四、从海水中提取溴、碘的主要工艺流程
1．从海水中提取溴的主要工艺流程
（1）流程
浓缩海水溴单质氢溴酸溴单质
（2）有关反应的化学方程式
①2NaBr＋Cl2===Br2＋2NaCl
②Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4
③2HBr＋Cl2===2HCl＋Br2
2．从海水中提取碘的主要工艺流程
（1）流程
（2）有关反应的离子方程式
2I－＋H2O2＋2H＋===I2＋2H2O
【例4】 （改编自人教版必修2教材习题）全球海水中溴的蕴藏量丰富，约占地球溴总蕴藏量的99%，故溴有“海洋元素”之称。海水中溴含量约为67 mg·L－1，其工业提取方法有：
（1）空气吹出纯碱吸收法。方法是将氯气通入富含溴离子的海水中，使溴置换出来，再用空气将溴吹出，用纯碱溶液吸收，最后用硫酸酸化，即可得到溴单质。该方法涉及的反应有：
①________________________________________（写出离子方程式）；
②Br2＋3CO===BrO＋5Br－＋3CO2↑；
③____________________________（写出离子方程式）；其中反应②中氧化剂是________，还原剂是____________。
（2）空气吹出SO2吸收法。该方法基本同（1），只是将溴吹出后用SO2来吸收，使溴转化为氢溴酸，然后再用氯气氧化氢溴酸即得单质溴。
写出溴与二氧化硫反应的化学方程式：__________________________________。
（3）溶剂萃取法。该法是利用单质溴在水中和溶剂中的溶解度不同的原理来进行的。实验室中萃取用到的实验仪器名称是____________。下列可以用于海水中溴的萃取剂的是______。
①乙醇　②四氯化碳　③硝酸　④己烯
实验探究卤族元素性质的递变规律
卤族元素是典型的非金属元素，所以经常以卤族元素之间的置换反应为载体考查我们的实验设计及实验探究能力。我们在做题时一定要抓住卤族元素性质的递变规律，同时还要了解卤素单质的物理性质及特性：
卤素单质 颜色和状态 CCl4溶液中的颜色 特性
Br2 深红棕色液体 橙红色 氧化性
I2 紫黑色固体 紫红色 使淀粉变蓝
【实验典例】
为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用如图所示装置进行实验（夹持仪器已略去，气密性已检验）。
实验过程：
Ⅰ.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。
Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。
Ⅲ.当B中溶液由黄色变为棕红色时，关闭活塞a。
Ⅳ.……
（1）A中产生黄绿色气体，其电子式是___________________________________。
（2）验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是________________________。
（3）B中溶液发生反应的离子方程式是__________。
（4）为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象是
________________________________________________________________________。
（5）过程Ⅲ实验的目的是________________________。
（6）氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：同主族元素从上到下________，得电子能力逐渐减弱。
1．（高考集萃）下列叙述中不正确的是________。
A．（2012课标全国理综）能使润湿的淀粉KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2
B．（2012课标全国理综）某溶液中加入CCl4，CCl4层显紫色，证明原溶液中存在I－
C．（2012安徽理综）用溴水、淀粉KI溶液比较Br2与I2的氧化性强弱所需仪器是试管、胶头滴管
D．（2012广东理综）将混有HCl的Cl2通入饱和NaHCO3溶液中除去HCl
E．（2012浙江理综）在“火柴头中氯元素的检验”实验中，摘下几根未燃过的火柴头，将其浸于水中，稍后取少量溶液于试管中，滴加硝酸银溶液和稀硝酸后，即可判断氯元素的存在
F．（2012山东理综）Cl2、SO2均能使品红溶液褪色，说明二者均有氧化性
2．某同学用下列装置制备并检验Cl2的性质，下列说法中正确的是（　　）。
A．Ⅰ图中：如果MnO2过量，浓盐酸就可全部消耗
B．Ⅱ图中：湿润的有色布条能褪色，将硫酸溶液滴入烧杯中，至溶液显酸性，结果有Cl2生成
C．Ⅲ图中：生成蓝色的烟
D．Ⅳ图中：量筒中发生了加成反应，量筒内液面上升，量筒壁上有无色液滴出现
3．（改编自2012河南商丘模拟）下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间因果关系的判断，完全正确的是（　　）。
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ 判断
A 漂白粉使用时为加快其漂白速率往往可滴加适量醋酸 酸性：CH3COOH＞HClO Ⅰ对，Ⅱ对，有
B 氯气不能使干燥的有色布条褪色，能使湿润的有色布条褪色 说明次氯酸的氧化性比氯气强 Ⅰ对，Ⅱ对，无
C 双氧水、氯气、硫酸铜均可用作杀菌消毒剂 因为双氧水、氯气、硫酸铜都具有较强氧化性 Ⅰ对，Ⅱ对，有
D 将Cl2通入NaBr溶液中，然后加入CCl4，振荡、静置，CCl4层为橙红色 说明氯的氧化性比溴的强 Ⅰ对，Ⅱ对，无
4.（2012河南丰集测试）将0.03 mol Cl2缓缓通入含0.02 mol H2SO3和0.02 mol HBr的混合溶液中，在此过程中溶液中的c（H＋）与Cl2用量的关系示意图正确的是（溶液的体积视为不变）（　　）。
5．新制氯水中含有多种粒子，某校化学研究性学习小组的同学为探究其性质，做了如下实验，请你帮助完成：
（1）氯气能使湿润的红色布条褪色。使其褪色的微粒的化学式是__________。
（2）将氯水光照一段时间，溶液颜色逐渐变浅，其有关反应的化学方程式为__________________________、__________________________。
（3）平衡常数表明了封闭体系的可逆反应在给定的温度下进行的程度，对于同一个类型的反应，平衡常数越大，表明反应进行的程度越大。
H2CO3HCO＋H＋ Ka1（H2CO3）＝4.45×10－7
HCOCO＋H＋　 Ka2（HCO）＝5.61×10－11
HClOH＋＋ClO－　 Ka（HClO）＝2.95×10－8
请依据以上电离平衡常数，写出将少量的氯气通入过量的碳酸钠溶液中所发生反应的离子方程式：______________________________________。
（4）饱和氯水与石灰石的反应是制取较浓HClO溶液的方法之一。
定性研究实验：
①在试管中加入过量的块状碳酸钙，再加入约20 mL饱和氯水，充分反应，有少量气泡产生，溶液浅黄绿色褪去；
②过滤，将滤液滴在有色布条上，发现其比氯水的漂白性更强；
③为了确定反应产物，将滤液分为三份，分别进行以下实验：
第一份与石灰水混合，立即产生大量白色沉淀；
第二份与稀盐酸混合，立即产生大量无色气体；
将第三份加热，看到溶液变浑浊且有大量无色气体产生。
经检测，上述实验中产生的无色气体均为CO2。
请回答：
①反应后所得的溶液漂白性增强的原因是____________________。
②依据上述实验可推知：②的滤液中的溶质除CaCl2、HClO外，还含有____________。
参考答案
基础梳理整合
一、1.黄绿　大　上　有
2．(1)2HCl　苍白色　爆炸
(2)2FeCl3　棕色　CuCl2　棕黄色　2NaCl　白　高价
(3)Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO
(4)Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O　2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O　CaCl2和Ca(ClO)2　Ca(ClO)2
(5)2HCl＋H2SO4　2FeCl3　2HCl＋S　2NaCl＋Br2
即时训练1
答案：④⑥⑧
二、1.(1)一　弱　HClOH＋＋ClO－
(2)2HClO2HCl＋O2↑　棕
2．(1)2Cl2＋2Ca(OH)2===Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O　Ca(ClO)2
(2)Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO　密封
(3)碱
即时训练2
答案：次氯酸不稳定，见光易分解
三、1.Ag＋＋Cl－===AgCl↓
2．AgNO3　稀硝酸　白色沉淀
即时训练3
C
四、1.增大　减弱
2．(1)逐渐加深　浅黄绿　黄绿　深红棕　紫黑　(2)增大　升高
3．(1)减弱　由易到难　(2)减弱　增强
即时训练4
答案：③⑤⑥⑦
核心归纳突破
【例1－1】 答案：(1)氯水中含有Cl－
(2)溶液褪色　有气泡生成
(3)取一片淀粉碘化钾试纸，置于表面皿或玻璃片上，用洁净的玻璃棒蘸取氯水，滴在试纸上
(4)氯水中含有H＋，中和OH－使溶液褪色　氯水含有HClO具有漂白性，其漂白作用使溶液褪色　向褪色的溶液中滴加NaOH溶液至溶液显碱性，若溶液不再显红色，证明b正确；若溶液显红色，证明a正确
(5)不能　氯水含有HClO能将pH试纸漂白为无色
(6)①②④
解析：(4)要从氯水的成分及性质分析：氯水中含有H＋显酸性，氯水中含有HClO具有漂白性；设计实验时从溶液中是否含有酚酞来进行设计比较简单；(6)久置的氯水就是盐酸，不含有HClO、Cl2。
【例1－2】 C　解析：在氯水中存在如下平衡：Cl2＋H2OHCl＋HClO……①，H2OH＋＋OH－……②，HClOH＋＋ClO－……③。当通入少量氯气时，平衡①向右移动，c(H＋)增大有两方面原因，次氯酸浓度增大和盐酸完全电离，c(ClO－)由于次氯酸的电离也增大，但是c(H＋)增大的多，所以比值增大，A错误；当通入少量SO2时，会发生反应SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，生成无漂白性的HCl和H2SO4，降低了次氯酸的浓度，漂白性减弱，B错误；加入固体NaHCO3，NaHCO3与HCl反应，但不与HClO反应，所以平衡①右移，使HClO浓度逐渐增大，C正确；光照使HClO分解，降低了HClO的浓度，漂白性减弱，D错误。
【例2－1】 答案：(1)D
(2)4H＋＋2Cl－＋MnO22H2O＋Cl2↑＋Mn2＋
(3)①证明有水蒸气　②Cl2无漂白性，次氯酸有漂白性　③吸收Cl2
(4)E　F　AC
解析：(1)KMnO4、NaClO、K2Cr2O7、KClO3都是强氧化剂，在酸性条件下均可把HCl氧化为Cl2；(3) ③氯气溶于CCl4，吸收HCl中的Cl2防止干扰HCl的检验；(4)应该证明HCl气体中无Cl2，A、C均可检验氯气，D选项是除去Cl2中的HCl气体。
【例2－2】 A
【例3－1】 AD　解析：B选项，ClO2具有强氧化性，错误；C选项，主要利用漂白粉的强氧化性，错误；E选项，ClO－与Fe2＋因发生氧化还原反应而不能大量共存，ClO－与H＋因为生成不稳定的HClO不能大量共存；F选项，SO2使品红溶液褪色是因为与有色物质结合生成不稳定的无色物质，Cl2能使品红溶液褪色是Cl2与水生成的HClO的强氧化性；G选项，漂白粉变质既发生复分解反应也发生氧化还原反应，而水玻璃变质只发生复分解反应，不发生氧化还原反应。
【例3－2】 A　解析：贮存很久的漂白粉会部分发生反应Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，所以当遇到浓盐酸时会放出CO2；浓盐酸是挥发性酸，所以用浓盐酸制取的气体中一定混有HCl。
【例4】 答案：(1)Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2
BrO＋5Br－＋6H＋===3Br2＋3H2O　Br2　Br2
(2)Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4
(3)分液漏斗　②
解析：本题主要是根据信息书写化学方程式。(1)由离子方程式②可知用纯碱溶液吸收后，溶液中溴元素以BrO、Br－形式存在，溴元素的化合价分别为＋5价、－1价，在酸性条件下又可生成0价的Br2，所以反应③的反应物为BrO、Br－、H＋，生成物为Br2和H2O。(3)萃取剂的条件：a.不能与所要萃取的混合液发生反应(己烯中含有碳碳双键，与溴发生加成反应，所以④不可以，如果是己烷就可以)；b.不能溶于水(乙醇、硝酸均易溶于水，所以①③均不可以)；c.要萃取的物质易溶于萃取剂(溴易溶于四氯化碳)，所以只有②符合。
实验探究拓展
实验典例
答案：(1)∶∶∶
(2)淀粉KI试纸变蓝
(3)Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－
(4)打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D振荡，静置后CCl4层溶液变为紫红色
(5)确认C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰
(6)原子半径逐渐增大
解析：(4)应该把C中生成的Br2滴入D中，因为试管底部有CCl4，所以还需振荡静置，观察现象；(5)确认C中没有过量氯气，可以排除Cl2与KI溶液反应。
演练巩固提升
1．ABDEF　解析：A选项，能把I－氧化为I2的氧化剂很多，如HNO3、Fe3＋等，错误；B选项，碘的四氯化碳溶液显紫色，指的是I2，错误；D选项，两者均能与NaHCO3溶液反应，而且引入杂质CO2，错误；E选项，火柴头中氯元素不是以Cl－的形式存在，错误；F选项，SO2使品红溶液褪色，不是因为SO2的氧化性，错误。
2．B　解析：MnO2不与稀盐酸反应，A错误；烧杯中有NaCl和NaClO生成，依据H2O＋Cl2H＋＋Cl－＋HClO可知加入硫酸使平衡左移，生成氯气，B选项正确；C选项，生成棕黄色的烟，错误；D选项发生取代反应，错误。
3．A　解析：漂白粉起漂白作用的是HClO，醋酸的酸性大于HClO，所以加入醋酸后醋酸与Ca(ClO)2反应生成HClO，A选项正确；B、D选项两者间有因果关系，错误；C选项，硫酸铜杀菌消毒不是因为强氧化性，错误。
4．A　解析：发生反应的先后顺序为H2SO3＋Cl2＋H2O===4H＋＋SO＋2Cl－、2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2，所以溶液中的c(H＋)先增大，然后几乎不变。
5．答案：(1)HClO
(2)H2O＋Cl2HCl＋HClO　2HClO2HCl＋O2↑
(3)Cl2＋2CO＋H2O===2HCO＋Cl－＋ClO－
(4)①CaCO3消耗了氯水中的HCl，使H2O＋Cl2HCl＋HClO平衡向右移动，HClO浓度增大
②Ca(HCO3)2
解析：(3)由电离平衡常数可知酸性强弱为H2CO3＞HClO＞HCO，又因为Na2CO3过量，所以HCl、HClO与CO反应均生成HCO；(4)由第二份实验可知溶液中一定含有CO或HCO，由第三份实验可知溶液中一定含有Ca2＋，综合可知溶液中有Ca(HCO3)2。
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第2节　铝及其化合物
了解铝及其重要化合物的主要性质和应用。
一、铝的重要性质
铝的化学性质 化学方程式
暴露在空气中（与O2反应）
燃烧（与O2反应）
铝热反应（与Fe2O3反应）
与Cl2反应
与HCl反应
与NaOH溶液反应
即时训练1 下列说法中正确的是（　　）。
A．铝合金门窗及餐具坚固耐用，所以铝不活泼，不易与其他物质反应
B．铝不能与Fe3O4发生置换反应
C．铝片放入氢氧化钠溶液中的离子方程式Al＋2OH－===AlO＋H2↑
D．可以用氢氧化钠溶液来除去铁粉中的铝粉
二、铝的重要化合物
1．三氧化二铝
（1）物理性质：Al2O3是高熔点的氧化物，常作为____材料及冶炼金属铝的原料。
（2）化学性质（用离子方程式表示）：
两性
2．氢氧化铝
（1）吸附性：Al（OH）3是难溶于水的白色胶状沉淀物质，它能________水中的悬浮物，常用于水的净化，并能______色素。
（2）两性
（3）受热分解：化学方程式为____________________________________________。
（4）制备：
①向铝盐溶液中加入氨水：Al3＋＋3NH3·H2O??Al（OH）3↓＋3NH。
②向偏铝酸盐溶液中通入过量CO2：___________________________________________ _________________________________________________________________________。
3．明矾[KAl（SO4）2·12H2O]
明矾净水原理：明矾溶于水时，Al3＋发生水解形成________胶体，其吸附能力强，可以吸附水中的杂质形成沉淀，使水澄清，其水解反应的离子方程式为____________________。
即时训练2 下列说法中正确的是________。
A．熔化固体NaOH的坩埚不能选用Al2O3坩埚
B．用盐酸、氢氧化钠溶液均可除去铝表面的氧化膜
C．向AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液，离子方程式为：Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓
D．AlCl3溶液中滴入过量的氨水，离子方程式为：Al3＋＋3NH3·H2O===Al（OH）3↓＋3NH
E．向一定量的AlCl3溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液，先生成白色沉淀，后沉淀逐渐溶解
F．实验室中我们通常用氨水与Al2（SO4）3溶液反应来制取Al（OH）3，一般不用NaOH溶液
G．除去氧化铁中氧化铝的方法：向混合物中加入过量的氢氧化钠溶液，充分反应后过滤、洗涤、干燥
特别提示：（1）Al2O3、Al（OH）3是中学阶段接触的唯一与碱反应的金属氧化物及氢氧化物，经常应用到除杂、计算，特别是推断题中，所以一定要熟记这两个反应的离子方程式。（2）Al2O3、Al（OH）3只与强碱反应，不与弱碱（如氨水）反应。（3）明矾净水只能除去水中的悬浮杂质，不能杀菌消毒，与氯气净水原理不同。
一、复习Al、Al2O3、Al（OH）3的注意点
1．注意在推断题中的应用
（1）Al与Fe2O3、Fe3O4等发生的置换反应经常出现在推断题中，如一种金属单质在高温下与一种氧化物反应生成另一种金属和氧化物。
（2）既能与酸反应又能与碱反应的物质除Al、Al2O3、Al（OH）3外，还有弱酸酸式盐（如NaHCO3、KHS、KHSO3等）、弱酸铵盐[如（NH4）2CO3、NH4HCO3、CH3COONH4、（NH4）2S等]等。
2．注意在计算题中的应用
Al是我们中学阶段学习的唯一既与H＋反应也与OH－反应的金属，它与酸、碱反应既有相同点，也有不同点。
相同点：Al均被氧化成＋3价，所以1 mol Al不论与H＋反应还是与OH－反应均生成3 g（ mol）H2。
不同点：1 mol Al与H＋反应消耗3 mol H＋，而与OH－反应只消耗1 mol OH－，所以含有等物质的量溶质的NaOH溶液和HCl溶液分别与足量的铝反应时生成的氢气的物质的量之比为3∶1。
3．Al、Al2O3、Al（OH）3与酸碱反应的共同点
Al3＋AlO
Al、Al2O3、Al（OH）3既溶于酸又溶于强碱溶液，与酸反应均生成Al3＋，且每生成1 mol Al3＋均耗3 mol H＋；与碱反应均生成AlO，且每生成1 mol AlO均耗1 mol OH－，记住上述关系，书写有关离子方程式就比较容易。
4．注意酸碱性强弱
Al2O3、Al（OH）3与强酸或强碱反应，但不溶于CO2水溶液或氨水。
【例1－1】 将5.4 g Al投入200.0 mL 2.0 mol·L－1的某溶液中有氢气产生，充分反应后有金属剩余。该溶液可能为（　　）。
A．HNO3溶液　　　　　 B．Ba（OH）2溶液
C．H2SO4溶液 D．HCl溶液
【例1－2】 相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应，至体系中均无固体物质，消耗碱量最多的是（　　）。
A．Al B．Al（OH）3 C．AlCl3 D．Al2O3
二、“铝三角”及其应用
1．“铝三角”的转化关系
2．与铝及其化合物有关的图像
（1）向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直至过量，如下图所示：
0～3n：Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓
3n～4n：Al（OH）3＋OH－===AlO＋2H2O
现象：白色沉淀逐渐增多达一定值（A点），继续加NaOH溶液沉淀逐渐溶解，直至完全消失。
（2）向NaOH溶液中逐滴滴加AlCl3溶液直至过量，如下图所示：
0→3n：Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O
3n→4n：3AlO＋Al3＋＋6H2O===4Al（OH）3↓
现象：先无沉淀，后有白色沉淀生成。
（3）向AlCl3溶液中滴加氨水直至过量，如下图所示：
Al3＋＋3NH3·H2O===Al（OH）3↓＋3NH
现象：白色沉淀逐渐增多直至达到一定值（A点），继续加氨水，沉淀量不变。
其他与铝有关的图像还有很多，熟练掌握反应物的定量关系，在分析图像时要从起始点、拐点等入手，以图像的变化联系反应，理清反应先后顺序，再进行量的计算。
3．可溶性铝盐与强碱（如NaOH溶液）反应，铝元素存在形态分析
4．应用
（1）判断离子共存：Al3＋只能存在于酸性溶液中，不能在显碱性的溶液里大量存在，AlO只能存在于强碱性溶液中，不能在显酸性的溶液里大量存在，所以Al3＋与AlO不能大量共存。
（2）实验室中制备Al（OH）3一般用氨水（不用强碱）与Al3＋反应。
（3）提纯、分离Al、Al2O3、Al（OH）3与其他物质的混合物时，常利用加碱法先进行第一步分离。
【例2－1】 （2012河北沧州质检）下列图像表示Al3＋与AlO物质的量变化的曲线，实线表示Al3＋，虚线表示AlO，其中正确的是（　　）。
【例2－2】 下列各组物质，不能按（“―→”表示反应一步完成）关系转化的是（　　）。
选项 a b c
A Al2O3 NaAlO2 Al（OH）3
B AlCl3 Al（OH）3 NaAlO2
C Al Al（OH）3 Al2O3
D MgCl2 Mg（OH）2 MgO
三、铝热反应
1．原理
铝将金属氧化物中化合态的金属还原为金属单质，如Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3、Cr2O3＋2Al2Cr＋Al2O3、3Co3O4＋8Al9Co＋4Al2O3等。
2．实验装置
3．反应现象及结论
剧烈燃烧，放出大量的热，导致混合物剧烈反应过后，纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中；待熔融物冷却后，除去外层熔渣，可以发现落下的是铁珠。
4．应用
（1）野外焊接钢轨；
（2）冶炼高熔点金属。
5．注意事项
（1）铝热反应是在高温干态下进行的置换反应，铝只能与排在金属活动顺序其后的金属氧化物反应。
（2）铝热反应常出现在推断题中。
（3）铝热反应不能用来冶炼大量的金属铁、铜等（要考虑冶炼成本）。
【例3】 下列说法中错误的是________。
A．利用铝热反应制备金属铝
B．铝可用于冶炼某些熔点较高的金属
C．铁轨焊接时常用到铝热反应，铝热反应中放出大量的热足以使铁熔化
D．铝热反应是炼铁最常用的方法
E．Al和MgO组成铝热剂，反应后生成单质镁
从铝土矿中制备铝
近几年高考经常围绕Al2O3、Al（OH）3的两性，结合物质的分离、提纯及化工工艺考查实验设计、实验评价及反应原理，解决此类问题注意抓住Al2O3、Al（OH）3的两性和实验分离、提纯的操作，选择试剂时要考虑过量试剂对实验的影响。
【实验典例】
（2013浙江测试）工业上通常以铝土矿（主要成分为Al2O3，含有少量Fe2O3、SiO2等杂质）为原料制备无水氯化铝：2Al2O3＋6Cl24AlCl3＋3O2。
回答以下问题：
（1）画出Al的原子结构示意图_______；氯元素在元素周期表第_______周期_______族。
（2）为促进反应的进行，实际生产中需加入焦炭，其原因是_______________________。
（3）加入焦炭后的化学反应可表示为Al2O3＋C＋Cl2AlCl3＋X↑，设计实验确定气体X的成分：______________________________________________________________。
（4）在提纯AlCl3粗产品时，需加入少量铝粉，可使熔点较低的FeCl3转化为熔点较高的FeCl2，从而避免在AlCl3中混入铁的氯化物。该反应的化学方程式为_______________。
（5）以铝土矿为原料可以通过以下途径提纯氧化铝：
Al2O3
①写出滤液甲中溶质的化学式_____________________________________________。
②写出滤液乙中加入过量氨水得到Al（OH）3的离子方程式____________________。
1．（高考集萃）下列叙述中不正确的是________。
A．（2011山东理综）Al、Fe、Cu三者对应的氧化物均为碱性氧化物
B．（2011天津理综）加入铝粉能产生H2的溶液中，可能存在大量的Na＋、Ba2＋、AlO、NO
C．（2011江苏化学）常温下浓硫酸能使铝发生钝化，可在常温下用铝制容器贮藏贮运浓硫酸
D．（2011江苏化学）向NaAlO2溶液中通入过量CO2：2AlO＋CO2＋3H2O===2Al（OH）3↓＋CO
E．（2011北京理综）向污水中投放明矾，生成能凝聚悬浮物的胶体：Al3＋＋3H2O??Al（OH）3（胶体）＋3H＋
F．（2011安徽理综）Al箔插入稀硝酸中无现象，所以Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜
2．下列物质中既能与稀硫酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应的是（　　）。
①NaHCO3　②（NH4）2SO3　③Al2O3　④Al（OH）3　⑤Al　⑥NaHSO4　⑦AlCl3　⑧Na2SiO3
A．①②③④⑤⑥⑦⑧ B．①②③④⑤
C．③④⑤⑥⑦ D．②⑧
3．甲、乙两烧杯中分别盛有10 mL 1 mol·L－1AlCl3溶液，在甲烧杯中加入一定量NaOH溶液；乙烧杯中加入与上述NaOH溶液等体积、等pH的氨水。下列有关两个烧杯的说法中正确的是（　　）。
A．甲中产生的沉淀一定比乙中多
B．乙中产生的沉淀一定比甲中多
C．甲和乙产生的沉淀一定一样多
D．甲和乙产生的沉淀可能一样多
4．下列叙述中错误的是（　　）。
A．Al（OH）3能与NaOH溶液反应，则Al（OH）3也能与氨水反应
B．Al、Al2O3、Al（OH）3都可溶于NaOH溶液和盐酸中
C．向AlCl3溶液中滴加氨水，产生白色沉淀；再加过量NaHSO4溶液，沉淀消失
D．能用同一个离子方程式表示：氨水滴入Al2（SO4）3溶液和Al2（SO4）3溶液滴入浓氨水的反应
5．某Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中逐滴加入1 mol·L－1的盐酸，测得溶液中的CO、HCO、AlO、Al3＋的物质的量与加入盐酸的体积变化关系如图所示，则下列说法正确的是（　　）。
A．原混合溶液中的CO与AlO的物质的量之比为1∶2
B．V1∶V2＝1∶5
C．M点时生成的CO2为0.05 mol
D．a曲线表示的离子方程式为：AlO＋H＋＋H2O===Al（OH）3↓
6．某化学兴趣小组欲研究一种镁铝合金，以下是部分实验。请完成填空。
[实验一]从镁铝合金片上剪下一小块，先称重，然后投到盛有10 mL 10 mol·L－1NaOH溶液（足量）的锥形瓶里。
（1）从反应开始至反应结束，依次可观察到的现象有：①切口断面处先产生气泡，反应由慢到快；②小块合金在溶液中上下翻腾；③溶液升温；④反应后，溶液中残留黑色固体。
（2）开始时产生气泡速率慢，其主要原因（除温度、电化学因素外）是___________。
（3）欲利用此反应测定合金中铝的含量，请仿照方法①写出另一种不同方法所需数据。
方法 需测定的数据
① 产生的H2的体积
②
[实验二]向实验一的锥形瓶里滴加1 mol·L－1HCl，使镁、铝两种元素恰好只以氯化物的形式存在。
[实验三]请设计合理实验检验实验二所得溶液中的Mg2＋、Al3＋。
限选实验用品与试剂：烧杯、试管、滴管、1 mol·L－1 NaOH溶液、1 mol·L－1HCl溶液、蒸馏水。
根据你设计的实验方案，叙述实验操作、预期现象和结论。（可填满、也可不填满）
实验操作 预期现象和结论
步骤1：
步骤2：
……
[实验四]粉末状试样A是由MgO和Fe2O3组成的混合物。取适量A进行铝热反应，产物中有单质B生成。产物中的单质B是______________（填化学式）。
参考答案
基础梳理整合
一、4Al＋3O2===2Al2O3　4Al＋3O22Al2O3　2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe　2Al＋3Cl22AlCl3　2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑　2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
即时训练1
D
二、1.(1)耐火
(2)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O　Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
2．(1)吸附　吸附
(2)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
(3)2Al(OH)3Al2O3＋3H2O
(4)②AlO＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO
3．Al(OH)3　Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋
即时训练2
答案：ABDEFG
核心归纳突破
【例1－1】 D　解析：首先换算成物质的量，Al为0.2 mol，溶液中的溶质为0.4 mol。A选项中硝酸与铝反应不生成氢气；B选项中n(OH－)＝0.8 mol，与铝反应剩余OH－；C、D选项中n(H＋)分别为0.8 mol、0.4 mol，2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，所以C选项中H＋有剩余，D选项中铝有剩余。
【例1－2】 A　解析：Al、Al2O3、Al(OH)3与碱反应均生成AlO，且每生成1 mol AlO均耗1 mol OH－，消耗1 mol NaOH，需27 g Al、78 g Al(OH)3、＝51 g Al2O3；1 mol Al3＋耗4 mol OH－生成AlO，AlCl3消耗1 mol NaOH，需≈33.4 g，所以等质量的Al、Al2O3、Al(OH)3、AlCl3与碱反应均生成AlO，消耗碱量最多的是Al。
【例2－1】 B　解析：A、B发生的反应Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，氢氧化钠的物质的量之比为3∶1，B选项正确；C、D发生的反应AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，盐酸的物质的量之比为1∶3，C、D选项均错误。
【例2－2】 C　解析：Al2O3与过量NaOH反应生成NaAlO2，NaAlO2与AlCl3反应生成Al(OH)3，Al(OH)3受热分解得Al2O3，A符合；AlCl3与少量NaOH反应生成Al(OH)3，Al(OH)3与NaOH反应生成NaAlO2，NaAlO2和过量盐酸反应生成AlCl3，B符合；Al不能一步生成Al(OH)3，C不符合；MgCl2与NaOH反应生成Mg(OH)2，Mg(OH)2受热分解得MgO，MgO和盐酸反应生成MgCl2，D符合。
【例3】 ADE　解析：A选项，铝热反应是铝单质与金属氧化物反应生成Al2O3，错误；D选项，铝的价格比铁高得多，错误；E选项，Al的活泼性小于Mg，错误。
实验探究拓展
实验典例
答案：(1) 　三　ⅦA　(2)C与O2反应，有利于反应正向进行
(3)气体X可能为CO、CO2或两者的混合物。将生成气体依次通过澄清石灰水、浓硫酸、灼热的CuO粉末，如溶液变浑浊，则X中存在CO2，如黑色CuO粉末变成红色粉末，则X中存在CO。
(4)Al＋3FeCl3AlCl3＋3FeCl2
(5)①NaAlO2、Na2SiO3、NaOH(写出NaAlO2、Na2SiO3即可)
②Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
解析：(2)2Al2O3＋6Cl24AlCl3＋3O2则加入焦炭与氧气反应使平衡右移；(3)依据原子守恒可知X可能是CO、CO2或两者的混合物；(5)由于铝土矿含Al2O3、Fe2O3、SiO2，所以滤液甲中溶质为NaAlO2、Na2SiO3、NaOH。
演练巩固提升
1．ADF　解析：A选项，Al2O3属于两性氧化物，错误；B选项，溶液可能显酸性或碱性，在碱性条件下符合题意，正确；D选项，通入过量CO2应该生成HCO，错误；F选项，Al箔与稀硝酸反应，错误。
2．B　解析：①中的HCO既能与H＋反应，又能与OH－反应；②中的NH可以与OH－反应，SO可以与H＋反应；两性物质Al2O3和Al(OH)3既能与稀硫酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应，金属Al既能溶于稀硫酸，又能溶于NaOH溶液，③④⑤三项符合题意；⑥⑦只与氢氧化钠溶液反应；⑧只与稀硫酸反应。
3．D　解析：依据方程式可知生成1 mol的Al(OH)3消耗的NaOH、NH3·H2O均为3 mol，因为过量的NaOH溶液会与Al(OH)3反应，且NH3·H2O的物质的量远远大于NaOH的物质的量，所以甲中产生的沉淀不会大于乙中的；当AlCl3与NaOH的物质的量为1∶3时，生成的沉淀一样多。
4．A　解析：NH3·H2O是弱碱不能与Al(OH)3反应，A错、D正确；NaHSO4溶液显强酸性，C正确。
5．D　解析：与H＋发生反应的先后顺序为：AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓、CO＋H＋===HCO、HCO＋H＋===H2O＋CO2↑、Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，D选项正确；原混合溶液中的CO与AlO的物质的量之比为1∶1，A选项错误；M点时生成的是HCO，无CO2生成，C选项错误；V1时，CO正好有一半生成HCO，V1＝75 mL，V2＝150 mL＋150 mL＝300 mL，B选项错误。
6．答案：[实验一](2)合金表面有氧化膜　(3)“残留固体镁的质量”或“反应消耗或剩余的NaOH的量”或“生成的NaAlO2的量”
[实验三]
实验操作 预期现象和结论
步骤1：取少量实验二所得溶液于试管A中，向试管A中滴加过量1 mol·L－1NaOH溶液，充分振荡，静置 有白色沉淀产生，说明溶液中含Mg2＋
步骤2：用滴管将试管A中上层清液转移至试管B，向试管B中逐滴滴加1 mol·L－1HCl至过量，边滴边振荡 有白色沉淀产生然后沉淀又溶解，说明溶液中含Al3＋
[实验四]Fe
解析：(2)由现象①切口断面处先产生气泡，可推知金属表面有氧化膜；(3)从剩余物(Mg)、其他生成物NaAlO2、反应物(Al、NaOH)的量考虑；[实验四]中Mg的活动性大于Al的，且镁结合氧气的能力更强，所以Al只能置换出Fe。
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第3节　硫及其化合物
1．了解硫单质及其重要化合物的主要性质及应用。
2．了解硫单质及其重要化合物对环境的影响。
一、硫
1．自然界中硫元素的存在
（1）游离态：存在于火山口附近或地壳的岩层里。（ ）化合态
2．物理性质
硫单质俗称：____，颜色状态：________，溶解性：水中____溶，酒精中____溶，CS2中____溶。
3．化学性质
（1）作氧化剂
S＋H2____
S＋Fe____
S＋2Cu____
（2）作还原剂
S＋O2____
S＋2H2SO4（浓）______________
S＋4HNO3（浓）SO2↑＋4NO2↑＋2H2O
即时训练1下列说法中正确的是________。
①我国古代四大发明之一——黑火药就含有单质硫
②单质硫在化学反应中既可以作氧化剂，又可以作还原剂
③硫在过量氧气中燃烧生成三氧化硫
④硫的化学性质比较活泼，在自然界中无游离态的硫
⑤硫与铁反应生成二价铁。
特别提示：复习此知识点时要联系记忆：①常见的黄色固体为硫单质，还有淡黄色的Na2O2；②要与其价态联系，由于硫单质的化合价位于中间价态，故硫单质既有氧化性又有还原性；③要与其他氧化剂联系，硫作为一种氧化剂时，是一种弱氧化剂，与变价金属如Fe、Cu反应时，生成的是低价金属硫化物（即FeS、Cu2S），而Fe、Cu与氯气生成FeCl3、CuCl2。
二、二氧化硫
1．物理性质
通常状况下，二氧化硫是一种____色、有______气味的____毒气体，密度比空气____，易液化，易溶于水。
2．化学性质
SO2是一种酸性氧化物，由于SO2中硫元素为＋4价，属于中间价态，所以SO2既有____性又有____性。
性质 实验 现象 原理
酸性 将SO2通入石蕊溶液中 紫色变____色] SO2＋H2OH2SO3H2SO3H＋＋HSO
将SO2通入滴有酚酞的氢氧化钠溶液中 红色褪去 SO2＋2OH－===SO＋H2O
将SO2通入澄清石灰水中 溶液先变浑浊后变澄清 SO2＋Ca（OH）2===CaSO3↓＋H2OSO2＋CaSO3＋H2O===Ca（HSO3）2
弱氧化性 将SO2通入氢硫酸中 溶液中产生黄色沉淀
还原性 将SO2通入溴水中
将SO2通入KMnO4溶液中
与O2反应 —
漂白性 将SO2通入品红溶液中，观察现象，加热，观察现象 红色____，加热__________ 二氧化硫可跟某些有色物质反应生成无色物质，但无色物质不稳定，遇热或长久放置又容易分解而恢复原来的颜色
3．二氧化硫对大气的污染
（1）来源：________的燃烧及________的冶炼等。
（2）危害：危害人体健康，形成酸雨（pH＜____）。
（3）治理：燃煤脱硫、改进燃烧技术、尾气处理等。
即时训练2下列说法中正确的是______。
①次氯酸具有漂白性的原因是次氯酸具有强氧化性，而二氧化硫具有漂白性的原因是二氧化硫具有还原性
②SO2在化学反应中既可以作氧化剂，又可以作还原剂
③pH＜7的雨水均为酸雨
④亚硫酸的酸性强于碳酸，所以CO2中的SO2可以用饱和碳酸氢钠溶液除去
⑤二氧化硫使高锰酸钾酸性溶液褪色，表现了二氧化硫的漂白性
特别提示：我们在复习二氧化硫的性质时，要从以下几个角度复习：①属性：属于酸性氧化物，所以具有酸性氧化物的性质；②价态：二氧化硫中的硫为＋4价，处于中间价态，所以既能降，也能升，既具有氧化性，也具有还原性，但主要表现还原性；③特性：漂白性。
三、三氧化硫
三氧化硫是一种酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，与水、碱性氧化物、碱、盐等反应，如SO3＋CaO===______、SO3＋2NaOH===______________。
即时训练3把SO3气体通入Na2CO3溶液中发生的两个反应方程式为____________、__________________。
特别提示：S在空气或氧气中燃烧只能生成SO2，不能生成SO3，SO2转化成SO3需要催化剂、加热等条件。
四、硫酸
1．物理性质
浓硫酸难挥发，密度比水大，与水以任意比互溶，溶于水时放出大量的____，稀释浓硫酸的方法是_____________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。
2．稀硫酸的性质
稀硫酸具有酸的通性，硫酸是二元强酸，能与酸碱指示剂、排在H前面的金属、碱性氧化物、碱、某些盐等物质发生反应。
3．浓硫酸的特性
即时训练4 下列说法中正确的是________。
①浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体　②浓硫酸具有吸水性，所以可以作为干燥剂　③稀释浓硫酸时应将浓硫酸沿着烧杯壁慢慢地注入盛有水的烧杯中，并不断搅拌　④浓硫酸具有强氧化性，稀硫酸无氧化性　⑤浓硫酸与铜的反应中，浓硫酸仅表现强氧化性；⑥常温下浓硫酸可以用铁制容器或铝制容器盛放
特别提示：氧化性酸与酸的氧化性是两个不同的概念，酸的氧化性是指酸提供的H＋可以得电子具有氧化性，所以可以说只要是酸都应该具有氧化性（因为酸都可以提供H＋），如稀硫酸、盐酸、亚硫酸等。氧化性酸是指含氧酸根中处于正价态的非金属原子得电子表现的性质，如浓硫酸与铜反应Cu＋2H2SO4（浓）CuSO4＋SO2↑＋2H2O，是浓硫酸中的化合价降低，所以浓硫酸是氧化性酸。稀硫酸与锌的反应Zn＋H2SO4（稀）===ZnSO4＋H2↑，是硫酸中H＋的化合价降低，稀硫酸是非氧化性酸。常见的氧化性酸还有HNO3、HClO等。
一、CO2与SO2的性质
1．SO2与CO2的比较
SO2 CO2
物理性质 相同点 无色气体，密度都大于空气，溶于水
不同点 刺激性气味，易液化 无味
化学性质 相同点 与H2O反应 SO2＋H2OH2SO3（不稳定） CO2＋H2OH2CO3（不稳定）
与碱反应 Ca（OH）2＋SO2===CaSO3↓＋H2OCaSO3＋H2O＋SO2===Ca（HSO3）2 Ca（OH）2＋CO2=== CaCO3↓＋H2OCaCO3＋H2O＋CO2===Ca（HCO3）2
氧化性 SO2＋2H2S2H2O＋3S↓ CO2＋C2CO
不同点 还原性 能被高锰酸钾酸性溶液、双氧水、氯水、溴水、硝酸等氧化剂氧化 —
漂白性 与某些有色物质结合生成不稳定的无色物质 —
环保 形成酸雨，有毒，危害人体健康 无毒，引起温室效应
2．SO2使溶液褪色的原理
（1）漂白性：使品红溶液褪色。
（2）还原性：使高锰酸钾酸性溶液、氯水、溴水褪色。
（3）酸性氧化物的性质：使滴有酚酞的NaOH溶液褪色。
3．CO2、SO2的鉴别
（1）利用SO2的刺激性气味。
（2）利用SO2的漂白性，用品红溶液鉴别。
（3）利用SO2的还原性，用高锰酸钾酸性溶液、溴水、FeCl3溶液等鉴别。
注意：不能用澄清石灰水鉴别CO2、SO2。
4．除去CO2中SO2的方法
（1）利用SO2的还原性，用高锰酸钾酸性溶液、氯水、溴水等。
（2）利用H2SO3与H2CO3的酸性强弱，把混合气体通过盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶。
【例1－1】 下列溶液中，不能鉴别CO2、SO2气体的是（　　）。
①石灰水　②稀硝酸　③KMnO4溶液　④溴水　⑤酸化的Ba（NO3）2溶液　⑥品红溶液
A．①⑤ B．②③④⑤⑥
C．① D．③④
方法归纳
我们在解决这类问题时，要抓住SO2的特性，特别是SO2的还原性和漂白性，这是鉴别和除杂试题中常常涉及的内容。
【例1－2】 下列溶液中，能除去CO2中SO2杂质气体的是（　　）。
①石灰水　②稀硝酸　③KMnO4溶液　④溴水　⑤酸化的Ba（NO3）2溶液　⑥品红溶液
A．①⑤ B．②③④⑤⑥
C．③④ D．①③
二、SO、SO的检验
1．SO的检验
（1）向溶液中加入盐酸，将产生的气体通入品红溶液中，红色褪去，发生的离子反应为SO＋2H＋===H2O＋SO2↑。
（2）加入氯化钡溶液生成白色沉淀，然后加入盐酸，沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体，发生反应的离子方程式为SO＋Ba2＋===BaSO3↓，BaSO3＋2H＋===Ba2＋＋SO2↑＋H2O。
2．SO的检验
检验SO时会受到许多离子的干扰。
（1）Ag＋干扰：用BaCl2溶液或盐酸酸化时防止Ag＋干扰，因为Ag＋＋Cl－===AgCl↓。
（2）CO、SO干扰：因为BaCO3、BaSO3也是白色沉淀，与BaSO4白色沉淀不同的是，这些沉淀能溶于强酸中。因此检验SO时，必须用酸酸化。
如：BaCO3＋2H＋===H2O＋CO2↑＋Ba2＋
但不能用HNO3酸化，同理，所用钡盐也不能用Ba（NO3）2溶液，因为在酸性条件下，SO、HSO等会被溶液中的NO氧化为SO，从而可使检验得出错误的结论。
为此，检验SO的正确操作为：
被检液取清液有白色沉淀（有SO）
【例2】下列化学实验事实及解释都正确的是________。
A．向Na2SO3溶液中加入硝酸酸化的Ba（NO3）2溶液，有白色沉淀出现，说明Na2SO3溶液已经变质
B．某溶液中加入盐酸产生无色气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊，说明该溶液中一定有CO
C．某溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，加稀硝酸后，白色沉淀不溶解，也无其他现象，说明该溶液中一定含有SO
D．取少量久置的Na2SO3样品溶于水，加过量盐酸有气体产生，然后加BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明Na2SO3样品已部分变质
E．某溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，加稀盐酸后，白色沉淀不溶解，也无其他现象，说明该溶液中一定含有SO
误区警示
检验SO要防止CO的干扰，检验SO要防止SO、Cl－的干扰；酸化时要特别注意酸液的选择。
三、硫酸
1．浓硫酸与金属、非金属的反应
类型
注意：
（1）表现性质：①一般金属与浓硫酸反应，浓硫酸既表现氧化性，也表现酸性；②一般非金属与浓硫酸反应，浓硫酸只表现氧化性。
（2）浓度变化：Cu与浓硫酸反应时，如果Cu过量，随着硫酸浓度的降低变成稀硫酸后，两者不再反应，产生的SO2的物质的量要小于浓硫酸物质的量的一半。
2．浓、稀硫酸的鉴别方法
现象
浓硫酸 稀硫酸
物理性质 加水 放出大量热 无明显现象
观状态 黏稠状液体 黏稠度较小
密度 浓硫酸密度较大（1.84 g·mL－1），相同体积时，浓硫酸质量大很多
化学性质 铁片 因铁被钝化无明显现象 产生大量气泡
铜片（加热） 有气泡产生，溶液变蓝 无明显现象
白纸 立即变黑 无明显现象
胆矾 蓝色变为白色 无颜色变化
【例3－1】 下列有关浓硫酸的叙述中正确的是（　　）。
①浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化
②浓硫酸与铜加热反应后，铜片有剩余，硫酸完全反应
③浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化
④浓硫酸与铜加热反应后，铜片有剩余，向反应后的溶液中再加入铁片，会有氢气生成
⑤浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体
⑥浓硫酸与铁加热反应后，铁片有剩余，生成的气体除水蒸气外为SO2
⑦浓硫酸具有强氧化性，常温下能与Cu发生剧烈反应
⑧浓硫酸具有强氧化性，SO2具有还原性，所以浓硫酸不能干燥SO2
A．①②③ B．①④
C．③⑤ D．⑥⑦⑧
误区警示
浓硫酸与Cu、C、S发生反应时，均需要加热，而浓硝酸、稀硝酸与铜反应时，均不需加热。
【例3－2】 浓硫酸有许多重要的性质，在与含有水分的蔗糖作用过程中不能显示的性质是（　　）。
A．酸性 B．脱水性
C．强氧化性 D．吸水性
二氧化硫的性质实验探究
SO2具有多种性质：①具有酸性氧化物的通性；②从氧化还原角度分析，既具有氧化性，又具有还原性，与O2、KMnO4酸性溶液、氯水、溴水、硝酸、H2S均反应；③漂白性。对于SO2性质的实验设计是高考的重点，也是学习的难点，解题时要紧紧抓住SO2的性质结合实验要求及题设信息进行解答。
【实验典例】
某化学兴趣小组为探究SO2的性质，按如图所示装置进行实验。
请回答下列问题：
（1）装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是________，其中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
（2）实验过程中，装置B、C中发生的现象分别是____________________、__________________，这些现象分别说明SO2具有的性质是________和________；装置B中发生反应的离子方程式为_____________________________________________________。
（3）装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性，请写出实验操作及现象________________________________________________________________________。
（4）尾气可采用________溶液吸收。
1．（高考集萃）下列叙述中正确的是________。
A．（2012山东理综）向溶液中滴加酸化的Ba（NO3）2溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定有SO
B．（2012江苏化学）向溶液中先滴加稀硝酸，再滴加Ba（NO3）2溶液，出现白色沉淀，可知溶液X中一定含有SO
C．（2012广东理综）用BaCl2溶液鉴别SO和SO
D．（2012天津理综）CaO能与SO2反应，可作工业废气的脱硫剂
E．（2012海南化学）酸雨是pH小于7的雨水
F．（2012海南化学）CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成
G．（2012四川理综）光化学烟雾不会引起呼吸道疾病
H．（2012江苏理综）SO2具有氧化性，可用于漂白纸浆
I．（2012广东理综）SO2有漂白性，所以SO2可使溴水褪色
J．（2012广东理综）浓硫酸具有强氧化性，所以浓硫酸可用于干燥H2、CO
2．下列说法中正确的是（　　）。
A．硫单质常存在于火山口附近
B．进行SO2性质探究实验时，多余的SO2应排到实验室外
C．SO2气体通入BaCl2溶液中会产生白色沉淀
D．硫在空气中的燃烧产物是SO2，在纯氧中的燃烧产物是SO3
3．关于SO2的叙述中正确的是（　　）。
A．在有的反应中显示氧化性，有的反应中显示还原性
B．是酸性氧化物，溶于水得稳定的亚硫酸
C．SO2气体通入NaOH溶液中一定得到Na2SO3
D．SO2气体通入BaCl2溶液中，有白色沉淀生成
4．对某酸性溶液（可能含有Br－、SO、H2SO3、NH）分别进行如下实验：①加热时放出的气体可以使品红溶液褪色；②加碱调至碱性后，加热时放出的气体可以使润湿的红色石蕊试纸变蓝；③加入氯水时，溶液略显黄色，再加入BaCl2溶液，产生的白色沉淀不溶于稀硝酸。对于下列物质不能确认其在原溶液中是否存在的是（　　）。
A．Br－　　 B．SO　　 C．H2SO3　　 D．NH
5．（2012北京房山一模）用下图所示实验装置进行物质性质的探究实验。下列说法中不合理的是（　　）。
A．若品红溶液①褪色，则说明产物中含有SO2
B．若溴水褪色，则说明SO2具有还原性
C．若烧瓶中产生黄色浑浊和无色气泡，则说明Na2S2O3只作氧化剂
D．若品红溶液②不褪色、Na2SiO3溶液出现白色浑浊，则说明亚硫酸比碳酸酸性强
6．Ⅰ.（2012课标全国理综）实验室中可用氯仿（CHCl3）与双氧水直接反应制备光气（COCl2），其反应的化学方程式为_______________________________________________。
Ⅱ.（2012北京理综）直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。
（1）用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应：_______________________ _________________________________________________________________________。
（2）在钠碱循环法中，Na2SO3溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO2制得，该反应的离子方程式是_______________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。
Ⅲ.（2012四川理综）（1）煤燃烧产生的烟气直接排放到空气中，引发的主要环境问题有______。（填写字母编号）
A．温室效应 B．酸雨
C．粉尘污染 D．水体富营养化
（2）在烟气脱硫的过程中，所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前，需通一段时间的二氧化碳，以增加其脱硫效率；脱硫时控制浆液的pH，此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化生成硫酸钙。
①二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为________________________________。
②亚硫酸氢钙被足量氧气氧化生成硫酸钙的化学方程式：______________________。
参考答案
基础梳理整合
一、1.(2)FeS2　CuFeS2　CaSO4·2H2O
2．硫黄　黄色晶体　不　微　易
3．(1)H2S　FeS　Cu2S
(2)SO2　3SO2↑＋2H2O
即时训练1
答案：①②⑤
二、1.无　刺激性　有　大
2．还原　氧化
红　SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O　橙色褪去　SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4　紫色褪去　2KMnO4＋5SO2＋2H2O===2MnSO4＋K2SO4＋2H2SO4　2SO2＋O22SO3　褪去　又恢复红色
3．(1)煤、石油　金属矿物
(2)5.6
即时训练2
答案：②④
三、CaSO4　Na2SO4＋H2O
即时训练3
SO3＋H2O===H2SO4　H2SO4＋Na2CO3===Na2SO4＋H2O＋CO2↑
四、1.热　将浓硫酸沿容器内壁慢慢注入水中，并不断搅拌
3．NH3、H2S、HI　变黑(或炭化)　钝化　Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O　C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
即时训练4
答案：②③⑥
核心归纳突破
【例1－1】 C　解析：SO2和CO2都是酸性气体，都能使澄清石灰水变浑浊，但SO2气体具有漂白性、还原性和氧化性，②⑤中通入SO2有遇空气变红棕色的气体生成，且⑤中还有白色沉淀生成，只有①不能鉴别二者。
【例1－2】 C　解析：SO2和CO2都是酸性氧化物，都与澄清石灰水反应，①不能；②③④⑤均与SO2反应，均能除去SO2，但②⑤中又生成新的气体杂质NO，所以只有③④可以；品红溶液只能鉴别SO2气体，不能用来除去SO2气体，⑥不能。
【例2】 D　解析：A选项，硝酸具有强氧化性可以把SO氧化为SO，错误；B选项没有排除SO的干扰；C、E选项没有排除Ag＋的干扰；D选项加盐酸排除Ag＋、SO的干扰，正确。
【例3－1】 B　解析：②随着反应的进行浓硫酸逐渐变成稀硫酸，稀硫酸不与铜反应，所以有硫酸剩余，剩余的稀硫酸还能与铁反应放出H2，②⑥错误，④正确；③浓硫酸使蔗糖炭化，表现其脱水性；⑧浓硫酸中的硫为＋6价，二氧化硫中的硫为＋4价，无中间价态，二者不反应。
【例3－2】 A　解析：蔗糖中有水，浓硫酸可以表现为吸水性；浓硫酸也可以使蔗糖炭化，表现为脱水性；炭化后的碳单质还会与浓硫酸发生氧化还原反应。
实验探究拓展
实验典例
答案：(1)蒸馏烧瓶　Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O
(2)溶液紫红色褪去　无色溶液中出现黄色浑浊　还原性　氧化性　5SO2＋2MnO＋2H2O===2Mn2＋＋5SO＋4H＋
(3)品红溶液褪色后，关闭分液漏斗旋塞，点燃酒精灯加热，溶液恢复为红色
(4)NaOH
解析：A中发生的化学反应为Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O；生成的SO2通入B中与KMnO4酸性溶液发生氧化还原反应，SO2被氧化成SO，KMnO4被还原为Mn2＋，溶液的紫红色褪去；SO2与C中的Na2S发生氧化还原反应，SO2被还原成S，S2－被氧化成S，C中出现黄色浑浊；SO2通入品红溶液中使品红的红色消失，但是生成的无色物质不稳定，受热后又恢复红色；SO2是有毒气体，其吸收试剂可选碱性的NaOH溶液，发生的反应为SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O。
演练巩固提升
1．D　解析：A、B选项，没有排除SO的干扰；C选项，两者都有沉淀生成；E选项，酸雨的pH＜5.6，错误；F选项，CO2不会导致酸雨的形成，错误；SO2漂白性是SO2与有色物质结合生成无色物质的原因，与其氧化性、还原性无关，SO2可使溴水褪色是发生了氧化还原反应，H、I选项均错；J选项，浓硫酸作干燥剂，是因为浓硫酸的吸水性。
2．A　解析：SO2不与BaCl2溶液反应，C错误；硫不论在空气中燃烧，还是在纯氧中燃烧其产物均是SO2。
3．A　解析：A选项，因为SO2中硫元素的化合价处于中间价态，其化合价既能升高，也能降低，正确；B选项，亚硫酸不稳定，错误；C选项，可能生成NaHSO3，错误；D选项，不会生成白色沉淀，错误。
4．B　解析：由①可知一定含有H2SO3，由②可知一定含有NH；由③加入氯水时，溶液略显黄色，可知溶液中一定含有Br－；③中加入氯水可把H2SO3氧化为SO，所以无法确定原溶液中是否含有SO。
5．C　解析：烧瓶中产生黄色浑浊和无色气泡分别为S、SO2，Na2S2O3中硫的化合价既升高也降低，C选项错误。
6．答案：Ⅰ.CHCl3＋H2O2===HCl＋COCl2↑＋H2O
Ⅱ.(1)SO2＋H2OH2SO3,2H2SO3＋O22H2SO4
(2)SO2＋2OH－===SO＋H2O
Ⅲ.(1)ABC
(2)①Ca(HCO3)2或碳酸氢钙　②Ca(HSO3)2＋O2===CaSO4＋H2SO4
解析：Ⅰ.CHCl3生成COCl2，碳的化合价由＋2升高到＋4，升高2价，H2O2生成H2O化合价降低2，所以上述物质的化学计量数均为1，即CHCl3＋H2O2―→COCl2＋H2O，依据Cl守恒还应有HCl生成。
Ⅱ.(1)酸雨形成的原因是二氧化硫与水反应生成亚硫酸，亚硫酸被空气中的氧气氧化为硫酸。
Ⅲ.(1)煤燃烧的产物中有CO2、烟尘和SO2，分别导致温室效应、粉尘污染和酸雨。没有营养元素排入水中，不会引起水体富营养化。(2)CO2与CaCO3反应生成易溶的Ca(HCO3)2。亚硫酸氢钙具有还原性，可被氧气氧化为硫酸钙。
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必考部分
第一单元　化学计量在实验中的应用
第1节　物质的量　气体摩尔体积
考纲点击
1．了解物质的量的单位——摩尔（mol）、阿伏加德罗常数、气体摩尔体积的含义。
2．根据物质的量与粒子（原子、分子、离子等）数目、物质质量、气体体积（标准状况下）之间的相互关系进行有关的计算。　　　
一、物质的量
1．物质的量
（1）物质的量是国际单位制中7个基本物理量之一。
（2）符号：________。
（3）单位：__________，简称摩，符号为__________。
（4）物质的量（n）、阿伏加德罗常数（NA）与粒子数（N）三者间的关系为______________。
2．阿伏加德罗常数
（1）定义：把1 mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数，通常用_________表示。
（2）符号：__________。
（3）单位：____________。
即时训练1 （1）1.204×1024个氯化氢分子的物质的量为__________；
（2）0.3 mol NH3分子中所含分子数为______________、质子数为______________，与________________个H2O分子中所含质子数相等；
（3）含0.4 mol Al3＋的Al2（SO4）3的物质的量是_____________，所含的SO的物质的量是______________。
特别提示：（1）使用方法：mol后应注明微粒符号，例如2 mol H2O、3 mol NaCl、1.5 mol H＋、8 mol C—H键等，不能用1 mol 氢等表示。
（2）阿伏加德罗常数是一个非常精确的数，而6.02×1023 mol－1只是阿伏加德罗常数的一个近似值，在关于概念描述时要求一定准确，要使用阿伏加德罗常数，而在涉及简单计算时，则要用6.02×1023 mol－1。
二、摩尔质量
1．概念：单位物质的量的物质所具有的质量。
2．符号：____________。
3．单位：________________或________________。
4．摩尔质量与相对原子（分子）质量的关系：当摩尔质量以g·mol－1为单位时，在数值上与物质的____________________________相等。
5．物质的量、物质的质量与摩尔质量的关系为____________________________。
即时训练2 （1）6 g H2的物质的量为__________；
（2）0.3 mol NH3的质量为____________；
（3）4 ℃下的27 mL水的物质的量为____________；
（4）1.204×1024个M分子质量为88 g，则M的摩尔质量为______________；
（5）已知16 g A和20 g B恰好完全反应生成0.04 mol C和31.76 g D，则C的摩尔质量为____________。
特别提示：在做有关摩尔质量的填空题时，一定要注意单位：摩尔质量不要忘记带单位（g·mol－l）、相对原子（分子）质量一定不要带单位。
三、气体摩尔体积
1．定义：单位物质的量的气体所占的体积。
2．符号：____________。
3．单位：______________或______________。
4．数值：标准状况下（0 ℃、101 kPa）约为______________________。
5．气体的物质的量、气体体积和气体摩尔体积的关系为____________________。
即时训练3 （1）在标准状况下，6 g H2的体积是____________；
（2）在标准状况下，11.2 L NH3的物质的量为________________；
（3）在标准状况下，44.8 L气体M的质量为88 g，则M的摩尔质量为____________。
特别提示：（1）使用Vm＝22.4 L·mol－1时，一定注意以下几个方面
①一个条件：标准状况下。
②一个对象：只限于气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。
③两个数据：“1 mol”、约“22.4 L”。
（2）当1 mol气体的体积是22.4 L时，不一定是标准状况下；非标准状况下，1 mol气体的体积也可能是22.4 L。
（3）在做有关气体摩尔体积的题时，一定要注意单位：摩尔体积的单位为L·mol－1，不要写成L；气体体积的单位为L，不要写成L·mol－1。
一、考查阿伏加德罗常数
阿伏加德罗常数涉及的知识面广，灵活性强，是高考的热点之一，高考中常用阿伏加德罗常数（NA）为载体以选择题的形式考查物质的结构和性质，常见的考查角度有：
1．考查物质的结构
第1节　物质的量　气体摩尔体积第一单元　化学计量在实验中的应用一定质量或物质的量的物质中所含分子数、原子数、离子数、电子数、质子数、化学键数等。注意一些特殊的物质，如D2O（注意中子数、质量数）、He（注意单原子分子）、Na2O2（注意阴离子个数）等。
2．考查氧化还原反应
一定量的物质在化学反应中得失电子数，如Na与H2O、Cl2与NaOH溶液反应等。注意反应物量的关系，如1 mol Fe2＋与足量的H2O2溶液反应，只能转移NA个电子。
3．考查电离、水解
考查电解质溶液中粒子数目或浓度时常设计弱电解质的电离、盐类水解方面的陷阱。
4．考查气体摩尔体积
考查气体摩尔体积时，常给出：（1）标准状况下非气态的物质，如H2O、CCl4、乙醇等；（2）非标准状况，如常温常压下等。
5．考查化学反应方程式的计算
常结合过量问题、化学平衡、原子守恒等进行考查，如1 mol N2与3 mol H2，不能生成2NA个NH3。
【例1－1】 （改编组合）设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是________。
①16 g CH4中含有4NA个C—H键
②在18 g18O2中含有NA个氧原子
③1 mol羟基中电子数为10NA
④常温下，1 L 0.1 mol·L－1的NH4NO3溶液中氮原子数为0.2NA
⑤1 mol苯分子中含有碳碳双键数约为3NA
⑥58.5 g的氯化钠固体中含有NA个氯化钠分子
⑦室温下，21.0 g乙烯和丁烯（C4H8）的混合气体中含有的碳原子数目为1.5NA
⑧1 mol Cl2参加反应转移电子数一定为2NA
⑨在反应KIO3＋6HI===KI＋3I2＋3H2O中，每生成3 mol I2转移的电子数为6NA
⑩1 mol Cu与足量稀硝酸反应产生NA个NO分子
4.6 g Na在空气中完全反应生成Na2O、Na2O2，转移0.2NA个电子
1 mol Cl2与足量Fe反应，转移电子数为3NA
1 mol·L－1 NaCl溶液含有NA个Na＋
1 L 0.1 mol·L－1乙酸溶液中H＋数为0.1NA
25 ℃时，pH＝13的1.0 L Ba（OH）2溶液中含有的OH－数目为0.2NA
在1 L 0.1 mol·L－1碳酸钠溶液中，阴离子总数大于0.1NA
将0.1 mol氯化铁溶于1 L水中，所得溶液含有0.1NA 个Fe3＋
常温常压下，22.4 L乙烯中C—H键数为4NA
标准状况下，22.4 L空气含有NA个单质分子
常温常压下，22.4 L CO2中含有NA个CO2分子
标准状况下，22.4 L乙醇的分子数为NA
在标准状况下，5.6 L NO和5.6 L O2混合后的分子总数为0.5NA
在标准状况下，5.6 L NO和5.6 L O2组成的混合气体中含有的原子总数为0.5NA
2 mol SO2和1 mol O2混合，在V2O5存在的条件下于密闭容器中加热反应后，容器内物质分子数大于2NA
方法归纳
（1）此类题分析的基本方法思路为：明确条件→确定状态→分析物质的量、物质的组成、反应原理及要求→确定答案。
（2）注意题设“陷阱”：物质的量、质量不受任何条件的影响，如2 g H2、1 mol H2所含分子数在任何条件下均为NA。
【例1－2】 （改编组合）设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述中正确的是（　　）。
A．常温下，18.0 g重水（D2O）所含的电子数为10NA
B．（2012海南化学）在密闭容器中加入1.5 mol H2和0.5 mol N2，充分反应后可得到NH3分子数为NA
C．48 g O2和48 g O3含有的原子数分别为2NA和3NA
D．7.8 g Na2O2晶体中含有0.1NA个阴离子
二、气体摩尔体积与阿伏加德罗定律
1．阿伏加德罗定律
在同温同压下，同体积的任何气体含有相同的分子个数。
即：T1＝T2，p1＝p2，V1＝V2→N1＝N2。
2．阿伏加德罗定律的推论
相同条件 结论
公式 语言叙述
T、p相同 ＝＝ 同温同压下，气体的物质的量之比等于气体的体积之比，也等于其分子数之比
T、p相同 ＝ 同温同压下，气体的密度之比等于气体的摩尔质量之比
T、V相同 ＝ 同温同容下，气体的压强之比等于气体的物质的量之比
【例2－1】（改编组合）下列说法中正确的是（　　）。
A．22.4 L二氧化碳的质量一定大于22.4 L一氧化碳的质量
B．同温、同压、同体积的一氧化碳和乙烯含有的质子数相同
C．等体积、等密度的CO和C2H4所含原子数相等
D．等质量的①CH4、②H2、③HCl、④SO2，在标准状况下所占体积由大到小的排列顺序是②＞①＞③＞④
方法归纳
（1）“三同定一同”，只要温度、压强、气体体积、分子数四项中有三项相同，则第四项相同。
（2）要注意几种常考的物质在标准状况下的状态：水为液态，SO3为固态，分子中碳原子数大于4的烃为液态。
（3）计算稀有气体的粒子数目时，须注意它们是单原子分子，而不是双原子分子。
【例2－2】 下列条件中，两种气体所含原子数一定相等的是（　　）。
A．同质量、不同密度的N2和CO
B．同温度、同体积的N2和H2
C．同体积、同密度的C2H6和NO
D．同压强、同体积的N2O和CO2
气体摩尔体积的测定
气体摩尔体积的测定要从以下两个方面考虑。
1．物质的量
根据实验要求及题设条件，求出气体的物质的量，或设计实验测出气体的物质的量。一般利用化学反应中的质量关系求算气体的质量，进而换算成气体的物质的量。
2．气体的体积
根据实验要求把气体体积转换为液体体积，从而测出气体体积，最后计算，得出物质的量与气体摩尔体积的关系。
【实验典例】
在常温常压下，可利用下列装置来测定气体体积，抽气装置E用以调节装置中的气压差，减小实验误差。
（1）写出装置的作用：B：__________________，C：______________________。
（2）若称取0.113 g镁带与10.00 mL稀硫酸（足量）完全反应制取氢气，并测定1 mol H2的体积（在常温常压下测定）。反应结束时C中的液面刻度为128.00 mL，则得此条件下1 mol H2的体积为________ L（精确到0.001）。
（3）上述测出1 mol H2的体积比该温度和压强下的理论值偏高的原因是（假设操作和装置都无问题）________（选填编号，下同）。
A．未冷却到室温 B．反应太快
C．装置气密性不好 D．B装置漏气
1．（高考集萃）用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述中不正确的是______________。
A．（2012课标全国理综）分子总数为NA的NO2和CO2混合气体中含有的氧原子数为2NA
B．（2012课标全国理综）28 g乙烯和环丁烷（C4H8）的混合气体中含有的碳原子数为2NA
C．（2012课标全国理综）常温常压下，92 g的NO2和N2O4混合气体含有的原子数为6NA
D．（2012课标全国理综）常温常压下，22.4 L氯气与足量镁粉充分反应，转移的电子数为2NA
E．（2012广东理综）1 mol Fe 与过量的稀HNO3反应，转移2NA个电子
F．（2012广东理综）1 L 0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液中含有0.1 NA个HCO
G．（2012海南化学）标准状况下，22.4 L的CCl4中含有的CCl4分子数为NA
H．（2012江苏化学）标准状况下，0.1 mol Cl2溶于水，转移的电子数目为0.1NA
I．（2012四川理综）50 mL 18.4 mol·L－1浓硫酸与足量铜微热反应，生成SO2分子的数目为0.46NA
2．下列选项中所涉及的两个量一定相等的是（　　）。
A．11.2 L Cl2与4.25 g NH3所含有的原子数
B．18.0 g重水（D2O）与20 g Ne所含有的电子数
C．等物质的量的Al分别与足量的盐酸、NaOH溶液反应转移的电子数
D．100 mL 2.0 mol·L－1盐酸与100 mL 2.0 mol·L－1醋酸溶液中所含有的H＋数
3．（2012湖南四市联考）以NA代表阿伏加德罗常数，有关反应
C2H2（g）＋O2（g）===2CO2（g）＋H2O（l）　ΔH＝－1 300 kJ·mol－1
下列关于该热化学方程式的说法中正确的是（　　）。
A．有10NA个电子转移时，该反应放出2 600 kJ的能量
B．有NA个水分子生成且为液体时，吸收1 300 kJ的能量
C．有4NA个碳氧共用电子对生成时，放出1 300 kJ的能量
D．有8NA个碳氧共用电子对生成时，放出1 300 kJ的能量
4．（2012河北衡水中学调研）标准状况下，m1 g气体A与m2 g气体B的分子数相等，下列说法中正确的是（　　）。
A．1个A分子的质量是1个B分子的质量的倍
B．同温同体积的A与B的质量比为
C．同温同质量的A与B的分子数比为
D．同温同压下A与B的密度比为
5．（1）在标准状况下，测得1.92 g某气体的体积为672 mL，此气体的相对分子质量为________；
（2）如果a g某气体中含有的分子数为b，则c g 该气体在标准状况下的体积是________L（设NA为阿伏加德罗常数）。
6．生态农业涉及农家肥料的综合利用，某种肥料经发酵得到一种含甲烷、二氧化碳、氮气的混合气体。2.016 L（标准状况）该气体通过盛有红热CuO粉末的硬质玻璃管，发生的反应为：CH4＋4CuOCO2＋2H2O＋4Cu。当甲烷完全反应后，硬质玻璃管的质量减轻4.8 g。将反应后产生的气体通入过量的澄清石灰水中，充分吸收，生成沉淀8.5 g。
（1）原混合气体中甲烷的物质的量是________。
（2）原混合气体中氮气的体积分数为________。
参考答案
基础梳理整合
一、1.(2)n　(3)摩尔　mol　(4)n＝
2．(1)6.02×1023 mol－1　(2)NA　(3)mol－1
即时训练1
(1)2 mol　(2)1.806×1023　1.806×1024　1.806×1023　(3)0.2 mol　0.6 mol
二、2.M
3．g·mol－1　kg·mol－1
4．相对原子(分子)质量
5．n＝
即时训练2
(1)3 mol　(2)5.1 g　(3)1.5 mol　(4)44 g·mol－1　(5)106 g·mol－1
三、2.Vm
3．L·mol－1　m3·mol－1
4．22.4 L·mol－1
5．n＝
即时训练3
(1)67.2 L　(2)0.5 mol　(3)44 g·mol－1
核心归纳突破
【例1－1】 答案：①②④⑦
解析：①16 g CH4 为1 mol，根据甲烷的结构式可知含有4NA个C—H键，正确；②18 g 18O2的物质的量为＝0.5 mol，正确；③1 mol —OH中含有9 mol e－，错误；④根据氮原子守恒，正确；⑤苯分子中的碳碳键是一种介于双键和单键之间的特殊键，所以错误；⑥氯化钠为离子晶体，不存在分子，错误；⑦乙烯和丁烯的最简式都是CH2，则n(CH2)＝＝1.5 mol，所以正确；⑧1 mol Cl2与水、碱反应均转移1 mol e－，错误；⑨生成3 mol I2，反应转移的电子为5 mol，错误；⑩根据电子守恒可知产生NA个NO分子，错误； Na在空气中完全反应生成Na2O、Na2O2，Na在上述两个反应过程中化合价均是→，所以4.6 g Na转移0.2 mol e－，正确； Cl2与Fe反应生成FeCl3，Cl2少量，完全反应，1 mol Cl2转移2NA个电子，错误； 体积未知，错误； 乙酸为弱电解质，部分电离，故H＋数小于0.1NA，错； pH＝13，c(H＋)＝1×10－13 mol·L－1，则c(OH－)＝1×10－1mol·L－1，所以n(OH－)＝c(OH－)×1 L＝0.1 mol，错误； CO水解，故阴离子总数变大，正确； 要考虑Fe3＋的水解，错； 空气中还含有二氧化碳、水蒸气等化合物，单质分子不足NA个； 条件应该为标准状况；乙醇在标准状况下不是气体，错误；NO与O2混合后会发生反应，分子数将减少，错；由于NO和O2都是双原子分子且生成的NO2也是气体，由原子个数守恒可知，标准状况下的5.6 L NO和5.6 L O2组成的混合气体中含有的原子总数为NA，错误；2SO2＋O22SO3为可逆反应，所以2 mol SO2和1 mol O2不能完全转变为2 mol SO3，正确。
【例1－2】 D　解析：18.0 g重水的物质的量小于1 mol，所以所含电子数小于10NA，A选项错误；B选项，此反应是可逆反应，错误；C选项，O2和O3均只含氧元素，氧原子的个数相同，错误。
【例2－1】 D　解析：A选项没有标明温度、压强，所以二氧化碳的质量可能比一氧化碳的小，错误；B选项，1 mol CO含有14 mol质子，1 mol C2H4含有16 mol质子，错误；C选项，CO和C2H4质量相等，物质的量相等，C2H4所含原子数多，错误；D选项，假设四种气体的质量均为1 g，所以n(H2)＝、n(CH4)＝、n(HCl)＝、n(SO2)＝，正确。
【例2－2】 A　解析：A选项N2和CO摩尔质量均为28 g·mol－1，同质量的N2和CO物质的量相同，一个分子均含有2个原子，正确；B选项没有注明压强、D没有注明温度，均不符合；C选项C2H6和NO质量相同，物质的量相同，所以原子个数C2H6是NO的4倍，不符合。
实验探究拓展
实验典例
答案：(1)把气体体积转换为液体体积　精确量取液体体积　(2)25.062　(3)A、B
解析：(2)n(H2)＝n(Mg)＝，V(H2)＝128.00 mL－10.00 mL，所以1 mol H2的体积为 L；(3)此反应是放热反应，如果反应过快，会使生成的气体温度高，水蒸气含量高，测出气体体积偏大。
演练巩固提升
1．答案：DEFGHI
解析：1 mol的NO2和CO2中均含2 mol氧原子，A正确；乙烯与环丁烷的最简式均为CH2，含有n(CH2)＝＝2 mol，B正确；与B选项类似，C选项中n(NO2)＝＝2 mol，正确；D选项不是标准状况下，错误；E选项，稀硝酸过量应该生成Fe3＋，转移3 mol电子，错误；F选项，HCO既水解也电离，所以溶液中的HCO的物质的量小于0.1 mol，错误；G选项，标准状况下CCl4为液体，错误；H选项，0.1 mol Cl2溶于水，只有少部分与水反应，且Cl2与水反应是可逆反应，错误；I选项，随着反应的进行，浓硫酸逐渐变为稀硫酸，所以参加反应的硫酸的物质的量小于0.92 mol，故生成的SO2分子数目小于0.46NA，错误。
2．C　解析：A选项，不一定在标准状况下，错误；B选项，18.0 g重水(D2O)的物质的量为 mol,20 g Ne的物质的量为1 mol，错误；C选项，Al不论与酸反应还是与碱反应均生成＋3价铝，所以转移电子数相同，正确；D选项，盐酸是强酸、醋酸是弱酸，错误。
3．D　解析：A选项，有10 mol电子转移时，有1 mol的C2H2(g)参加反应，放出能量1 300 kJ，错误；B选项，应为放出热量，错误；依O===C===O可知有4 mol碳氧共用电子对生成时生成1 mol CO2，C错误、D正确。
4．A　解析：B选项，没有注明压强，不能比较，错误；C选项，分子数比为，错误；D选项，密度比为，错误。
5．答案：(1)64　(2)
解析：(1)物质的量＝＝0.03 mol，摩尔质量＝＝64 g·mol－1，所以相对分子质量为64；(2)含有的分子数为b的某气体的物质的量n＝ mol，该气体的摩尔质量M＝＝ g·mol－1，c g该气体的物质的量为＝ mol，体积为mol×22.4 L·mol－1。
6．答案：(1)0.075 mol　(2)5.56%
解析：设CH4的物质的量为x，原混合气体中CO2的物质的量为y，则有
CH4＋4CuOCO2＋2H2O＋4Cu　Δm
1 mol 1 mol 4×16 g
x x 4.8 g
x＝0.075 mol
又因为n总＝＝0.09 mol，
n(CO2)＝＝0.085 mol，
所以y＝0.085 mol－0.075 mol＝0.01 mol
n(N2)＝0.09 mol－0.01 mol－0.075 mol＝0.005 mol
所以N2的体积分数为×100%≈5.56%。
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第八单元　化学反应与能量
第1节　化学反应与能量变化
1．了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。
2．了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。
3．了解热化学方程式的含义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
4．了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。
一、焓变　反应热
1．焓变
化学反应放出或吸收的能量，符号：________________，单位：____________。
2．吸热反应和放热反应
（1）从化学键的角度分析
（2）从能量守恒的角度分析
即时训练1 下列过程属于吸热过程的是__________、属于放热过程的是__________。
①反应物的总能量大于生成物的总能量　②ΔH＞0　③发生反应时，断开反应物的化学键吸收的总能量大于生成生成物时形成新化学键放出的总能量　④氢气燃烧　⑤NaOH＋HCl===NaCl＋H2O　⑥NH4Cl＋H2ONH3·H2O＋HCl　⑦NaOH固体溶于水　⑧电能转变为化学能　⑨化学能转变为光能　⑩工业合成氨
特别提示：（1）吸热反应、放热反应研究对象必须是化学反应。
（2）常见的放热反应有：①所有的燃烧反应，②酸碱中和反应，③金属与酸或水的反应，④大多数化合反应；常见的吸热反应有：①盐的水解、弱电解质的电离，②Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl的反应，③C与CO2、C与H2O的反应，④大多数分解反应。
（3）化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系。如吸热反应NH4Cl与Ba（OH）2在常温常压下即可进行，而很多放热反应需要在加热的条件下才能进行。
二、热化学方程式
1．定义：表示________________和______关系的化学方程式。
2．意义：表明化学反应中的____变化和____变化，如H2（g）＋O2（g）===H2O（g）　ΔH＝－241.8 kJ·mol－1表示的意义：发生上述反应生成1 mol H2O（g）后放出______ kJ的热量。
即时训练2 写出1 mol C（s）与适量水蒸气反应，生成CO（g）和H2（g），吸收131.5 kJ热量的热化学方程式：_____________________________________________________。
特别提示：对于可逆反应中反应热ΔH的意义。如SO2（g）＋O2（g）SO3（g）　ΔH＝－Q kJ·mol－1表示的意义是1 mol SO2（g）与 mol O2（g）完全反应生成1 mol SO3（g），放出Q kJ热量，反应热ΔH的数值与化学平衡的移动无关。实际实验中，1 mol SO2（g）与 mol O2（g）混合反应后放出的热量小于Q kJ。
三、燃烧热与中和热
1．燃烧热
（1）概念：101 kPa时，______mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，单位______。
（2）注意：
①量——可燃物为1 mol；
②产物——元素完全燃烧时对应的稳定氧化物，C：______；H：______；S：______。
2．中和热
（1）概念：稀的______酸与稀的______碱中和时生成________水均放出的热量。
（2）注意：
①量——生成物为1 mol水；
②中和反应的对象——稀的强酸与稀的强碱溶液。弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应生成1 mol水时放出的热量均小于57.3 kJ，浓硫酸或浓氢氧化钠溶液参加中和反应生成1 mol水时放出的热量均大于57.3 kJ。
3．中和热的测定
（1）装置如图
（2）注意事项
①碎泡沫塑料及泡沫塑料板的作用是________________________。
②为保证酸、碱完全中和，常使____稍稍过量。
③实验中若使用弱酸或弱碱，会使测得数值____。
即时训练3 （1）氢气的燃烧热为－283.0 kJ·mol－1表示的意义是_______________。
（2）稀硫酸与稀NaOH溶液反应、稀盐酸与稀Ba（OH）2溶液反应均生成1 mol H2O，放出的热量是否相等？答：_____________________________________________________。
（3）在中和热的测定中用到的玻璃仪器有：__________________________________。
特别提示：（1）反应热、燃烧热、中和热均有单位，单位均为kJ·mol－1。
（2）中和热是一定值ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，燃烧热、中和热的数值与参加反应的量的多少无关，但在分析时要注意反应物及生成物的状态及类别（强酸、强碱、弱酸、弱碱）。
四、盖斯定律
盖斯定律：不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是______，只与反应体系的____和____有关，而与反应途径无关。
如由A到B可以设计如下两个途径：
途径一：A→B
途径二：A→C→B
则焓变ΔH、ΔH1、ΔH2的关系为________________________。
即时训练4 已知Zn（s）＋O2（g）===ZnO（s）　ΔH＝－351.1 kJ·mol－1；Hg（l）＋O2（g）===HgO（s）　ΔH＝－90.7 kJ·mol－1，由此可知Zn（s）＋HgO（s）===ZnO（s）＋Hg（l）的反应热ΔH＝________________。
一、热化学方程式的书写及正误判断
热化学方程式是一种表示反应过程中的物质变化和能量变化的化学用语。与普通方程式相比，书写时除了要遵循化学方程式的要求外，还应注意以下四点：
1．注明物质的状态
反应物或产物的聚集状态不同，反应热ΔH不同，因此书写热化学方程式必须注明物质的聚集状态：气体（g）、固体（s）、液体（l）、稀溶液（aq）及同分异构体。
2．注意反应条件
反应热与测定条件有关，因此书写热化学方程式注明反应的温度和压强（若是101 kPa和25 ℃可不注明）。
3．注意ΔH的“－”和“＋”及单位
注明ΔH的“－”和“＋”及单位（kJ·mol－1），“＋”不能省略。
4．注意热化学方程式的计量数
热化学方程式的计量数只能表示物质的量，不能表示分子个数，所以可以是整数，也可以是分数。对于相同物质的反应，化学计量数不同，ΔH也不同。所以ΔH的数值要与方程式中的化学计量数相一致（多数条件下都需要依题所给数据进行计算而得ΔH）。
【例1－1】 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置于密闭的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．HCl和NaOH反应的中和热 ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则H2SO4和Ca（OH）2反应的中和热ΔH＝2×（－57. 3）kJ·mol－1
D．在101 kPa时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
【例1－2】 （1）由C、S形成的液态化合物CS20.2 mol在O2中完全燃烧，生成两种气态氧化物，298 K时放出热量215 kJ。该反应的热化学方程式为_____________________。
（2）我国两次成功发射“神舟”载人飞船，火箭用的燃料是液态的偏二甲肼（C2H8N2）和四氧化二氮，若0.1 mol液态偏二甲肼与液态N2O4完全反应，生成气态N2、H2O和CO2，同时放出a kJ热量，该反应的氧化剂是__________（填化学式）；试写出该反应的热化学方程式：__________________________________________________。
二、反应热的计算
1．盖斯定律
若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到，则该化学反应的焓变ΔH即为这几个化学反应的焓变的代数和。如①H2（g）＋O2（g）===H2O（g）　ΔH1；②2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH2；③H2O（g）===H2O（l）　ΔH3；因为③＝×②－①，所以ΔH3＝×ΔH2－ΔH1。
2．根据化学键计算
ΔH＝反应物断键所吸收的能量总和－生成物成键所释放的能量总和。
3．根据反应物和生成物的能量计算
ΔH＝生成物具备的总能量－反应物具备的总能量。常见题型如下。
图Ⅰ：ΔH＝E2－E1＜0，该反应为放热反应；
图Ⅱ：ΔH＝E3－E1＜0，该反应为放热反应；
图Ⅲ：ΔH＝（508－600） kJ·mol－1＜0，该反应为放热反应。
4．利用热化学方程式进行相关量的计算
先写出热化学方程式，再根据热化学方程式所体现的物质之间、物质与反应热之间的关系，求算物质的量或反应热。
【例2－1】 （1）已知下列反应的热化学方程式为：C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1
CH3COOH（l）＋2O2（g）===2CO2（g）＋ 2H2O（l）　ΔH2＝－ 870.3 kJ·mol－1
H2（g）＋O2（g）===H2O（l）　ΔH3＝－285.8 kJ·mol－1
则2C（s）＋2H2（g）＋O2（g）===CH3COOH（l）的反应热ΔH为______。
（2）利用甲烷催化还原NO2：CH4（g）＋4NO2（g）===4NO（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－574 kJ·mol－1
CH4（g）＋4NO（g）===2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－1 160 kJ·mol－1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为_______________________________。
方法归纳
计算反应热时要注意：
（1）反应热与反应物、生成物的物质的量成正比；
（2）热化学方程式中物质相加减时，要注意物质状态及反应热的“＋”“－”；
（3）书写热化学方程式的逆反应时，ΔH的数值不变，但符号相反。
【例2－2】 已知：2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝－890 kJ·mol－1
现有H2与CH4的混合气体112 L（标准状况），使其完全燃烧生成CO2和H2O（l），若实验测得反应放热3 695 kJ，则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是（　　）。
A．1∶1 B．1∶3 C．1∶4 D．2∶3
1．（高考集萃）下列叙述中正确的是（　　）。
A．（2012安徽理综）科学家最近研究出一种环保、安全的储氢方法，其原理可表示为：NaHCO3＋H2===HCOONa＋H2O。储氢、释氢过程均无能量变化
B．（2012福建理综）2SO2（g）＋O2（g）===2SO3（g）和4SO2（g）＋2O2（g）===4SO3（g）的ΔH相等
C．（2012浙江理综）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
D．（2011北京理综）25 ℃、101 kPa下，已知：①2Na（s）＋O2（g）===Na2O（s）　ΔH1＝－414 kJ·mol－1　②2Na（s）＋O2（g）===Na2O2（s）　ΔH2＝－511 kJ·mol－1可知：Na2O2（s）＋2Na（s）===2Na2O（s）　ΔH＝ －317 kJ·mol－1
2．（2012大纲全国卷，9）反应A＋B→C（ΔH<0）分两步进行：①A＋B→X（ΔH＞0），②X→C（ΔH<0）。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是（　　）。
3．（2013山东枣庄期中）下列说法不正确的是（　　）。
A．反应是放热还是吸热必须看生成物和反应物所具有的总能量的相对大小
B．绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能储存起来
C．吸热反应中由于反应物的总能量小于生成物的总能量，因而无利用价值
D．物质的化学能可以在一定条件下转化为热能、电能为人类所利用
4．（1）（2012课标全国理综）工业上利用天然气（主要成分为CH4）与CO2进行高温重整制备CO，已知CH4、H2和CO的燃烧热（ΔH）分别为－890.3 kJ·mol－1、－285.8 kJ·mol－1和－283.0 kJ·mol－1，则生成1 m3（标准状况）CO所需热量为__________；
（2）（2012广东理综）碘也可用作心脏起搏器电源——锂碘电池的材料。该电池反应为：
2Li（s）＋I2（s）===2LiI（s）　ΔH
已知：4Li（s）＋O2（g）===2Li2O（s）　ΔH1
4LiI（s）＋O2（g）===2I2（s）＋2Li2O（s）　ΔH2
则电池反应的ΔH＝______；碘电极作为该电池的____极。
（3）（2012海南化学）肼（N2H4）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
② N2H4（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______________________________________。
5．（1）（2012江苏化学）真空碳热还原氯化法可实现由铝土矿制备金属铝，其相关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
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）。
（2）（2012北京理综）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＋2H2O
已知：i.反应A中， 4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ的热量。
ii.
①反应A的热化学方程式是______________________________________________。
②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”）________。
参考答案
基础梳理整合
一、1.ΔH　kJ·mol－1
2．(1)＜　＜　＞　＞　(2)放　＜　吸　＞
即时训练1
②③⑥⑧　①④⑤⑦⑨⑩
二、1.参加反应物质的量　反应热
2．物质　能量　241.8
即时训练2
C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.5 kJ·mol－1
三、1.(1)1　kJ·mol－1　(2)CO2(g)　H2O(l)　SO2(g)
2．(1)强　强　1 mol
3．(2)隔热，防止热量散失　碱　偏小
即时训练3
答案：(1)1 mol气态氢气完全燃烧生成液态水放出的热量为283.0 kJ
(2)相等，因为反应的实质都是H＋＋OH－===H2O
(3)烧杯、温度计、量筒、环形玻璃搅拌棒
四、相同的　始态　终态　ΔH＝ΔH1＋ΔH2
即时训练4
－260.4 kJ·mol－1
核心归纳突破
【例1－1】 D　解析：燃烧热是指101 kPa时1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，水液态稳定，A错误；ΔH表示1 mol氮气与3 mol氢气完全反应生成2 mol NH3时的反应热，但此反应为可逆反应，故投入0.5 mol的氮气，最终参加反应的氮气一定小于0.5 mol，B错误；中和热是稀的强酸与稀的强碱中和生成1 mol水放出的热量，与生成水的物质的量无关，C选项错误；2 g H2是1 mol氢气，D选项正确。
【例1－2】 答案：(1)CS2(l)＋O2(g)===CO2(g)＋SO2(g)　ΔH＝－215 kJ·mol－1
(2)N2O4　C2H8N2(l)＋2N2O4(l)===2CO2(g)＋4H2O(g)＋3N2(g)　ΔH＝－10a kJ·mol－1
解析：根据反应物书写热化学方程式，书写时注意物质的状态。
【例2－1】 答案：(1)－488.3 kJ·mol－1　(2)CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－867 kJ·mol－1
解析：(1)分析2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)热化学方程式，由反应物中有2C(s)＋2H2(g)可知第1个热化学方程式×2＋第3个热化学方程式×2，反应物中有CH3COOH(l)，可知再减去第2个热化学方程式，即得此热化学方程式，所以ΔH＝2ΔH1＋2ΔH3－ΔH2。
(2)首先写出甲烷与NO2反应的方程式 CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)，然后分析可知所给热化学方程式相加后除以2，即得所求热化学方程式。
【例2－2】 B　解析：设H2、CH4的物质的量分别为x、y。则x＋y＝5 mol，＋890y＝3 695，解得x＝1.25 mol；y＝3.75 mol，两者比为1∶3，故选B项。
演练巩固提升
1．CD　解析：化学反应过程中一定伴随着能量的变化，A项错误；ΔH数值与热化学方程式中化学计量数有关，B选项错误。
2．D　解析：①A＋B→X　ΔH＞0，X具有的能量大于A、B能量总和，A、C错误，②X→C　ΔH＜0，A＋B→C　ΔH＜0，C具有的能量小于X具有的能量，也小于A、B能量总和，D正确，B错误。
3．C　解析：吸热反应一样具有利用价值，C错误。
4．答案：(1)5.52×103 kJ
(2)　正
(3)2N2H4(l) ＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1 048.9 kJ·mol－1
解析：(1)首先依据燃烧热概念写出：①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　 ΔH1＝－890.3 kJ·mol－1、②H2 (g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH2＝－285.8 kJ·mol－1、③CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH3＝－283.0 kJ·mol－1；再写出CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)，①式－②式×2－③式×2即得CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)，所以ΔH＝ΔH1－2ΔH2－2ΔH3＝(－890.3＋285.8×2＋283.0×2)kJ·mol－1＝＋247.3 kJ·mol－1，生成1 m3 CO所需热量为×247.3 kJ·mol－1×≈5 520 kJ；(2)已知的第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式可得4Li(s)＋2I2(s)===4LiI(s)　ΔH1－ΔH2。由于该反应中I2得电子，故碘电极作正极；(3)肼和N2O4 反应的热化学方程式2N2H4(l) ＋N2O4 (l)===2N2(g) ＋ 4H2O(g) 分析可知 ②×2－①即得此方程式，所以ΔH＝2×ΔH2－ΔH1。
5．答案：(1)a＋b
(2)①4HCl(g)＋O2(g)400 ℃,2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－115.6 kJ·mol－1　②31.9　强
解析：(1)上述两式相加即得Al2O3(s)＋3C(s)===2Al(l)＋3CO(g)；(2)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 kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1－(2×243 kJ·mol－1)]÷4＝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强。
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第二单元　化学物质及其变化
第1节　物质的分类
考纲点击
1．了解分子、原子、离子等概念的含义。了解原子团的定义。
2．理解混合物和纯净物、单质和化合物、金属和非金属的概念。
3．理解酸、碱、盐、氧化物的概念及其相互关系。
4．了解胶体是一种常见的分散系。
一、物质的分类
1．常见分类方法
常见分类方法有：________分类法、________分类法。
2．物质分类方法的多角度
物质分类方法很多，根据研究需要，可以从多种角度对物质进行分类，并得到不同的分类结果，如碳酸钠属于钠盐、碳酸盐、含氧酸盐、弱酸盐、正盐等，因此对物质分类时，必须指明分类的依据。
3．树状分类法
即时训练1有下列物质：①（NH4）2CO3、②Na2CO3、③金刚石、④Cu（OH）2、⑤干冰、⑥液氯、⑦氯水、⑧CH3OH、⑨碳酸氢钾溶液、⑩H2S。
其中，属于混合物的是__________（填序号，下同）；属于纯净物的是______________；属于单质的是________；属于氧化物的是________；属于酸的是________；属于氢化物的是____________；属于碱的是________；属于盐的是________；属于钠盐的是________；属于碳酸盐的是________。
特别提示：由同种元素组成的物质不一定是纯净物，如O2和O3组成的是混合物。
二、分散系、胶体
1．分散系
一种（或多种）物质分散到另一种（或多种）物质中所得到的体系。被分散的物质称为____________，起容纳分散质作用的物质称为____________。
2．分散系分类
按照分散质粒子的大小
3．胶体的性质
（1）丁达尔效应：当一束光通过胶体时，形成一条光亮的“__________”，这是胶体粒子对光线散射造成的。丁达尔效应是区别溶液和胶体的常用方法。
（2）介稳性：胶体的稳定性介于________和__________之间，在一定条件下能稳定存在，但改变条件就有可能发生聚沉。
（3）聚沉：给胶体加热、加入电解质或加入带相反电荷的胶体胶粒等均能使胶体粒子聚集成较大颗粒，从而形成沉淀从分散剂里析出。聚沉常用来解释生活常识，如长江三角洲的形成、明矾净水等。
（4）电泳现象：在电场作用下，胶体粒子在分散剂中作__________移动。电泳现象说明胶体粒子__________。电泳常用来分离提纯胶体，如工业上静电除尘。
4．Fe（OH）3胶体的制备
向沸水中逐滴加入几滴____________，继续煮沸至溶液呈______________色，停止加热，即制得Fe（OH）3胶体，化学方程式：___________________________________________。
即时训练2 下列说法中正确的是________。
A．淀粉溶液、蛋白质溶液属于溶液，不属于胶体
B．胶体可以是液体，也可以是固体、气体，如烟、云、雾、有色玻璃等
C．可用丁达尔效应区分溶液与胶体
D．溶液和胶体的本质区别是有无丁达尔效应
E．CuSO4·5H2O是一种混合物
F．丁达尔效应是化学变化
G．用饱和FeCl3溶液制Fe（OH）3胶体是水解反应
一、单质、氧化物、酸、碱、盐之间的转化关系
1．氧化物的分类
氧化物
2．常见无机物之间的相互转化关系
【例1－1】 下列关于氧化物的叙述中正确的是（　　）。
①酸性氧化物肯定是非金属氧化物
②非金属氧化物肯定是酸性氧化物
③碱性氧化物肯定是金属氧化物
④金属氧化物都是碱性氧化物
⑤酸性氧化物可与H2O反应生成相应的酸
⑥与H2O反应生成酸的氧化物不一定是酸性氧化物
⑦不能与酸反应的氧化物一定能与碱反应
A．①②③④ B．⑤⑥⑦
C．②③⑥⑦ D．③⑥
名师点拨
做这种类型的题目时，我们可以用特例反驳法，如（1）由CO、NO、NO2等氧化物，可知非金属氧化物不一定是酸性氧化物；（2）由Mn2O7是酸性氧化物，可知酸性氧化物也不一定是非金属氧化物；（3）由Al2O3是两性氧化物，可知金属氧化物不一定是碱性氧化物；（4）NO2与H2O反应能生成HNO3，但它不是酸性氧化物。
【例1－2】 如下图所示，将稀盐酸分别加入各试管进行下面三组实验。
（1）根据实验及现象，分析和归纳而得出的结论有（至少答3条）：
①_______________________________________________________________________；
②_______________________________________________________________________；
③_______________________________________________________________________。
（2）指出上述实验中有关物质及反应在实验室、生产和生活等方面的实际应用（至少答3条）：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________。
二、分散系及其分类
分散系 溶液 浊液 胶体
分散质粒子的直径 ＜1 nm ＞100 nm 1～100 nm
分散质粒子 单个小分子或离子 巨大数目分子的集合体 许多分子集合体或高分子
能否透过滤纸 能 不能 能
实例 消毒酒精、NaCl溶液 石灰乳 Fe（OH）3胶体、淀粉胶体
性质 外观 均一、透明 不均一、不透明 均一
稳定性 稳定 不稳定 介稳体系
鉴别 无丁达尔效应 静置分层 有丁达尔效应
【例2－1】 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的炭粒，使黑烟变成白烟，减少污染，利用了胶体的性质
误区警示
（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）氢氧化铁胶体中的胶粒不是指1个Fe（OH）3“分子”，而是很多Fe（OH）3“分子”聚集在一起形成的直径在1～100 nm之间的集合体。
（3）胶体是电中性的，所谓“胶体带电”实质上是胶粒带电，而整个胶体不显电性。同种胶粒带相同的电荷，所以胶体能比较稳定地存在，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。
【例2－2】（改编组合）下列有关化学研究的正确说法是（　　）。
A．依据丁达尔效应可将分散系分为溶液、胶体与浊液
B．阴极射线、α粒子散射现象及布朗运动的发现都对原子结构模型的建立做出了贡献
C．“雨后彩虹”“海市蜃楼”既是一种自然现象又是光学现象，但与胶体的知识无关
D．明矾[KAl（SO4）2·12H2O]在水中能形成Al（OH）3胶体，可用作净水剂
胶体的制备
胶体是处于介稳定状态的一种分散系，不容易聚沉。制备胶体的条件比较苛刻，常见的方法有：
1．物理法
如把纳米级的炭粉（微粒直径为1～100 nm）与水混合，制得的分散系就是胶体。
2．化学法
如制备Fe（OH）3胶体
（1）原理：FeCl3＋3H2OFe（OH）3（胶体）＋3HCl
（2）操作：向沸腾的蒸馏水中逐滴加入1～2 mL饱和FeCl3溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热。
（3）注意事项：
①因为胶体处于介稳定状态，制备Fe（OH）3胶体时一定要注意反应条件，如果条件控制不好，可能得到的是Fe（OH）3沉淀。
②书写制备Fe（OH）3胶体的化学反应方程式时，一定要注明 “胶体”，不能用“↓”符号。
【实验典例】
下列说法中正确的是（　　）。
A．向NaOH溶液中逐滴加入饱和FeCl3溶液，产生Fe（OH）3胶体
B．加热FeCl3溶液即可得到Fe（OH）3胶体
C．向沸腾的蒸馏水中逐滴加入1～2 mL饱和FeCl3溶液，继续煮沸，并搅拌至液体呈红褐色，停止加热即可得到Fe（OH）3胶体
D．向沸腾的自来水中逐滴加入1～2 mL饱和FeCl3溶液，继续煮沸，并至液体呈红褐色，停止加热即可得到Fe（OH）3胶体
E．向沸腾的蒸馏水中逐滴加入1～2 mL饱和FeCl3溶液，继续长时间煮沸，停止加热即可得到Fe（OH）3胶体
F．向氯化铁溶液里滴入NaOH溶液可以制取Fe（OH）3胶体
G．蛋白质都是由氨基酸形成的高分子化合物，其水溶液具有丁达尔效应
1．（高考集萃）下列叙述中不正确的是______。
A．（2012山东理综）HClO是弱酸，所以NaClO是弱电解质
B．（2012山东理综）向沸水中逐滴加入少量饱和FeCl3溶液，可制得Fe（OH）3胶体
C．（2012山东理综）金属氧化物均为碱性氧化物
D．（2012江苏化学）明矾能水解生成Al（OH）3胶体，可用作净水剂
E．（2012天津理综）明矾水解时产生具有吸附性的胶体粒子，可作漂白剂
F．（2012四川理综）“血液透析”利用了胶体的性质
G．（2012重庆理综）沸水中滴加适量饱和FeCl3溶液，形成带电的胶体，导电能力增强
2．（2012浙江台州质评）某同学在实验室进行了如图所示的实验，下列说法中错误的是（　　）。
A．利用过滤的方法，可将Z中固体与液体分离
B．Z中分散系能产生丁达尔效应
C．Y中反应的离子方程式为：3CaCO3＋2Fe3＋＋3H2O===2Fe（OH）3（胶体）＋3CO2↑＋3Ca2＋
D．X、Z烧杯中分散质相同
3．（2012北京丰台模拟）当光束通过下列分散系时，能产生丁达尔效应的是（　　）。
A．豆浆 B．食盐水
C．碘酒 D．葡萄糖注射液
4．（改编自2012河南信阳大考）某合作学习小组讨论辨析以下说法：①粗盐和酸雨都是混合物；②蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化；③氢氧化铁胶体加入硫酸镁产生沉淀是物理变化；④分散系中分散质粒子的直径：Fe（OH）3悬浊液＞Fe（OH）3胶体＞FeCl3溶液；⑤盐酸和食醋既是化合物又是酸；⑥纯碱和熟石灰都是碱；⑦豆浆和雾都是胶体。上述说法中正确的是（　　）。
A．①②③④ B．①②⑤⑥ C．③⑤⑥⑦ D．①③④⑦
5．在Fe（OH）3胶体中，逐滴加入HI稀溶液，会出现一系列变化。
（1）先出现红褐色沉淀，原因是_________________________________________。
（2）随后沉淀溶解，溶液呈黄色，此反应的离子方程式是
________________________________________________________________________。
（3）最后溶液颜色加深，原因是________，此反应的离子方程式是______________。
（4）若用稀盐酸代替HI稀溶液，能出现上述哪些相同的现象（填写上面各题序号）________。
参考答案
基础梳理整合
一、1.交叉　树状
3．金属　非金属　碱　盐　氧化物　共价　电解质和非电解质
即时训练1
⑦⑨　①②③④⑤⑥⑧⑩　③⑥　⑤　⑩　⑩　④　①②　②　①②
二、1.分散质　分散剂
2．溶液　胶体　浊液
3．(1)通路　(2)溶液　浊液　(4)定向　带电荷
4．饱和FeCl3溶液　红褐　FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl
即时训练2
BCG
核心归纳突破
【例1－1】 D　解析：酸性氧化物不一定是非金属氧化物，如Mn2O7，非金属氧化物也不一定是酸性氧化物，例如CO、NO等，①②错；碱性氧化物肯定是金属氧化物，但金属氧化物不一定是碱性氧化物，例如Na2O2、Al2O3等，③对、④错；SiO2是酸性氧化物，但不与H2O反应生成相应的酸，⑤错误，⑥正确，例如NO2；⑦错误，例如CO等。
【例1－2】 答案：(1)①酸能与某些金属氧化物反应；②酸能与活泼金属反应；③酸不能与某些不活泼金属反应；④酸能与某些盐反应(可以从中选3条作为答案)。
(2)①稀盐酸可用于除铁锈；②实验室用Zn粒与稀盐酸反应制H2；③BaCl2溶液可用于检验SO；④实验室用石灰石与稀盐酸反应制取CO2；⑤用稀盐酸检验CO(可以从中选3条作为答案)。
解析：这是一道开放性题，答案有多条，题目要求至少答出3条，可在分析、比较和归纳的基础上答出最有把握的3条。在解答(1)时，要特别注意，得出的结论必须与同组实验有关，具有一定的概括性或规律性，切忌将某一个具体实验现象或结论作为答案。在(2)中，按照性质决定用途的观点，联系实际，归纳得出。
【例2－1】 答案：③⑥
解析：①利用了胶体的聚沉；③所谓“胶体带电”实质上是胶粒带电，错误；④胶粒和溶质均能透过滤纸；⑥制取的是Fe(OH)3沉淀，错误；⑧利用了胶粒带电，能发生电泳。
【例2－2】 D　解析：依据分散质微粒直径的大小，把分散系分为溶液、胶体与浊液，A错误；布朗运动是胶体的一种性质，与原子结构无关，B错误；“雨后彩虹”“海市蜃楼”均与胶体有关，C错误；胶体可以吸附悬浮在水中的杂质而聚沉，使水变清，D正确。
实验探究拓展
答案：G
解析：制备Fe(OH)3胶体时，应向沸腾的蒸馏水中(其他液体如自来水、食盐水、NaOH溶液等均不可)逐滴滴加饱和FeCl3溶液(反滴、持续加热、搅拌均不可)，不按此操作得到的是Fe(OH)3沉淀，所以A、B、C、D、E、F选项均错；蛋白质与水混合属于胶体，G正确。
演练巩固提升
1．答案：ACEG
解析：NaClO属于盐，为强电解质，A项错误；Al2O3为两性氧化物，C项错误；明矾水解产生的Al(OH)3胶体粒子吸附水中的杂质，没有漂白作用，D正确、E错误；胶粒带电，而整个胶体不带电，G错误。
2．D　解析：Z中分散系为胶体，胶体可以通过滤纸，A、B正确；由信息可知反应物为CaCO3、Fe3＋，生成物为Fe(OH)3胶体、CO2，配平可知C选项正确；X、Z烧杯中的分散系分别为溶液、胶体，D错误。
3．A　解析：豆浆属于胶体，能产生丁达尔效应，其他均属于溶液。
4．D　解析：②有新物质生成是化学变化，错误；③胶体聚沉是物理变化，正确；⑤盐酸和食醋属于混合物，化合物、酸均属于纯净物，错误；⑥纯碱(Na2CO3)属于盐，错误。
5．答案：(1)加入电解质，胶体聚沉
(2)Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
(3)有单质I2生成　2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
(4)(1)(2)
解析：HI为电解质，刚加入时因中和了Fe(OH)3胶体中胶粒所带电荷，使其发生聚沉，产生沉淀；又因为HI为强酸，继续加入后酸性增强，与Fe(OH)3沉淀发生中和反应而使其溶解；随溶液中Fe3＋浓度增大，I－与Fe3＋发生氧化还原反应生成I2，使溶液颜色加深；若用稀盐酸，由于Cl－与Fe3＋不发生反应，故只出现(1)(2)两种现象。
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第2节　物质的量浓度及计算
考纲点击
1．了解物质的量浓度的含义。
2．了解定量研究的方法是化学发展为一门科学的重要标志。
3．了解配制一定溶质质量分数、物质的量浓度溶液的方法。
4．能正确书写化学方程式，并能进行相关计算。　　　
一、溶液的浓度
1．物质的量浓度
（1）定义：______________溶液里所含溶质B的____________，符号为________。
（2）表达式：____________，单位为________________。
2．溶质的质量分数
（1）定义：__________溶液中所含溶质的__________。
（2）表达式：溶质的质量分数＝×100%
即时训练1 （1）1.204×1024个氯化氢分子溶于水配成1 L溶液，则溶液的物质的量浓度为______________；
（2）0.3 L 2 mol·L－1的硫酸铝溶液中SO的物质的量为____________；
（3）2 mol·L－1 Mg（NO3）2溶液中含有0.4 mol NO，则溶液的体积为______ mL；
（4）2 L 2 mol·L－1的Na2SO4溶液中Na＋的浓度____________（填“大于”“等于”或“小于”）1 L 2 mol·L－1的Na2SO4溶液中Na＋的浓度；
（5）10 g NaCl溶于40 g水形成溶液的质量分数为________，从中取出5 g溶液，所含NaCl质量为________，溶液质量分数为____。
特别提示：（1）在计算物质的量浓度时，要注意概念中的体积是溶液的体积，而不是溶剂的体积，如将1 mol NaCl、标准状况下22.4 L HCl溶于1 L水形成的溶液浓度都不是1 mol·L－1，因为最终溶液体积不是1 L。
（2）溶液浓度与体积多少无关，即同一溶液，无论取出多大体积，其各种浓度（物质的量浓度、溶质的质量分数）均不发生变化。
二、配制一定物质的量浓度的溶液
欲配制500 mL 2.0 mol·L－1的氢氧化钠溶液，完成下列填空。
1．计算：依据n（NaOH）＝c（NaOH）·V可知所需NaOH固体的质量为______。
2．称量：根据计算结果，用________称量NaOH固体（注意用小烧杯盛NaOH固体）。
3．溶解：将称好的NaOH加适量蒸馏水溶解。
4．移液：待烧杯中液体________________后，用__________引流将溶液注入________________中。
5．洗涤：用少量蒸馏水洗涤小烧杯内壁和玻璃棒____次，洗涤液也都注入容量瓶，轻轻摇动容量瓶，使溶液混合均匀。
6．定容：将蒸馏水注入容量瓶，当液面距瓶颈刻度线1～2 cm 时，改用____________滴加蒸馏水，至______________________________。
7．盖好瓶塞，反复上下颠倒、摇匀。
即时训练2实验室要配制1 mol·L－1的稀硫酸250 mL，回答下列问题：
（1）需要量取98%密度为1.84 g·cm－3的浓硫酸________________mL。
（2）配制时，必须使用的仪器有____________（填下面代号）。还缺少的仪器是______。
①烧杯　②100 mL量筒　③20 mL量筒　④1 000 mL容量瓶　⑤250 mL容量瓶　⑥托盘天平（带砝码）　⑦玻璃棒
（3）配制时，该实验两次用到玻璃棒，其作用是______________________________。
特别提示：（1）回答所需实验仪器时，要按照实验步骤进行，否则容易漏掉；提到容量瓶时，一定要注明规格，否则不正确。
（2）注意溶质状态：固体用托盘天平称量、液体用量筒（或酸式滴定管、碱式滴定管）量取。
（3）注意精确度：①托盘天平读数准确到小数点后一位，②量筒读数准确到小数点后一位，③滴定管读数准确到小数点后两位。
一、关于溶液浓度的计算
1．溶液的体积、溶质的质量、溶质的物质的量和物质的量浓度之间的计算
（1）理解物质的量浓度的意义——在1 L溶液中所含溶质的物质的量，即c＝，所以在求物质的量浓度时，要从两个方面进行考虑：①求溶质的物质的量，②求溶液的体积。
（2）溶质质量分数a%的含义——100 g溶液中含有a g溶质，即质量分数＝×100%，在求溶质的质量分数时，也要从两个方面进行考虑：①求溶质的质量，②求溶液的质量。
（3）以物质的量为桥梁进行转化计算，即＝＝n＝c·V。
2．已知气体溶质的体积（标准状况下）、水的体积和溶液的密度，计算溶液的物质的量浓度
求c＝
3．溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度间的换算（ρ为溶液密度，单位为g·㎝－3或者g·mL－1，M为溶质的摩尔质量）
一般采用假设法（假设溶液为1 L或100 g）进行求解，假设溶液为1 L可推导出：
c＝＝或a%＝＝
4．溶液稀释或同种溶质混合
有关溶液稀释的计算，应抓住稀释前后溶质的物质的量不变列方程式：c前·V前＝c后·V后或c1·V1＋c2·V2＝c混·V混
【例1－1】 在一定温度下，某饱和氢氧化钠溶液体积为V mL，溶液密度为d g·cm－3，质量分数（质量百分比浓度）为w%，物质的量浓度为c mol·L－1，溶液中含氢氧化钠的质量为m g。
（1）用w来表示该温度下氢氧化钠的溶解度（S）为______。
（2）用m、V表示溶液中溶质的物质的量浓度c为______。
（3）用w、d表示溶液中溶质的物质的量浓度c为______。
（4）用c、d表示溶液中溶质的质量分数为________。
【例1－2】 把500 mL含有BaCl2和KCl的混合溶液分成5等份，取一份加入含a mol硫酸钠的溶液，恰好使钡离子完全沉淀；另取一份加入含b mol硝酸银的溶液，恰好使氯离子完全沉淀。则该混合溶液中钾离子浓度为（　　）。
A．0.1（b－2a） mol·L－1
B．10（2a－b） mol·L－1
C．10（b－a） mol·L－1
D．10（b－2a） mol·L－1
二、以物质的量为中心各物理量的相互关系
1．思维流程
公式n＝＝＝，其中NA为宏观物理量和微观物理量的桥梁。
各物理量之间进行换算时，一般要先换算成物质的量，即以物质的量为桥梁；计算过程中要特别注意各物理量的单位以及Vm的适用条件。
2．根据化学方程式的计算
（1）化学方程式在量方面的含义
　　　　　　　　　　　N2＋3H22NH3
物质的分子个数之比 1 3 2
物质的量之比 1 3 2
气体体积之比 1 3 2
物质的质量之比 28 6 34
（2）一般步骤
①根据题意写出并配平化学方程式。
②依据题中所给信息及化学方程式判断过量，用完全反应的量求解。
③选择适当的量（如物质的量、气体体积、质量等）的关系作为计算依据，把已知的和需要求解的量[用n（B）、V（B）、m（B）或设未知数为x表示]分别写在化学方程式有关化学式的下面，两个量及单位“上下一致”。
④列比例式，求未知量。
【例2－1】 将固体MnC2O4·2H2O放在坩埚里加热，固体质量随温度变化的数据如下表：
温度/℃ 25 50 75 100 214 280
固体质量/g 17.9 17.9 16.0 14.3 14.3 7.10
下列说法中错误的是（　　）。
A．25～50 ℃，MnC2O4·2H2O未发生变化
B．75 ℃时，MnC2O4·2H2O部分失去结晶水
C．100 ℃时，坩埚内固体为MnC2O4
D．280 ℃时，坩埚内固体为混合物
方法归纳
（1）我们在做有关物质的量计算的题目时，为了方便思维，更好地把题中所给信息联系在一起，必须要抓住“一个中心”，即以物质的量为中心，应先把题中所给数据转化成以摩尔为单位的数据。
（2）求化学式、化合价时要牢记“三个守恒”：①原子守恒，②电荷守恒，③得失电子守恒。
【例2－2】（2012河南开封一模）用足量的CO还原13.7 g铅的某氧化物，把生成的CO2全部通入到过量的澄清石灰水中，得到的沉淀干燥后质量为8.0 g，则此铅氧化物的化学式是（　　）。
A．PbO B．Pb2O3
C．Pb3O4 D．PbO2
溶液配制产生的误差及容量瓶的使用实验探究
1．使用容量瓶注意事项
（1）根据所配溶液的体积选取合适规格的容量瓶。如配制950 mL某浓度的溶液应选用1 000 mL的容量瓶。
（2）容量瓶在使用前要检查是否漏水。
（3）容量瓶上标有温度（20 ℃）、容量和标线（刻度线）。
（4）只能配制容量瓶上规定容积的溶液，即不能配制任意体积的一定物质的量浓度的溶液。
（5）溶解或稀释过程中有明显热效应时，要等溶液恢复至室温时再进行转移，如稀释浓硫酸、溶解NaOH固体等。
（6）定容时观察刻度要平视，凹液面最低处与刻度线相切，答题时，一定要注明“凹液面最低处”。
（7）摇匀后，液面位于刻度线以下，不能再加水。
（8）定容时，若加水超过刻度线或配制过程中溅出溶液，都要重新配制。
2．配制一定物质的量浓度溶液的误差分析
任何化学实验都有误差，客观而科学地分析误差产生的原因，是化学工作者必备的科学素养。误差分析要联系物质的量浓度的计算公式cB＝，然后各个击破，如V不变，分析nB的变化，如nB不变，分析V的变化，只有这样才能以不变应万变。常见误差分析请见下表：
能引起误差的一些操作 因变量 cB＝
nB V
天平的砝码上附着物质或已生锈 偏高 — 偏高
用滴定管量取液体开始时仰视读数，结束时俯视读数 偏高 —
用量筒量取液体时，倒入烧杯后，用水冲洗量筒且将其转入烧杯中 偏高 —
定容时，俯视读数 — 偏低
用烧杯称量NaOH固体时，动作缓慢，NaOH潮解 偏低 — 偏低
用量筒量取液体时，俯视读数 偏低 —
搅拌或转移溶液时有部分液体流出 偏低 —
定容时，水过多用滴管吸出 偏低 —
定容摇匀后发现液面低于容量瓶刻度后，再补几滴蒸馏水 — 偏高
定容时，仰视读数 — 偏高
容量瓶未干燥 — — 不变
定容后经振荡、摇匀、静置，液面下降 — —
【实验典例】
甲同学配制100 mL 3.6 mol·L－1的稀硫酸。
（1）若采用18 mol·L－1的浓硫酸配制溶液，需要用到浓硫酸的体积为______ mL；所选用容量瓶的规格为______mL。
（2）甲同学的配制步骤：量取浓硫酸，小心地倒入盛有少量蒸馏水的烧杯中，搅拌均匀，待冷却至室温后转移到100 mL容量瓶中，用少量的蒸馏水将烧杯等仪器洗涤2～3次，每次洗涤液也转移到容量瓶中，然后小心地向容量瓶中加入蒸馏水至刻度线，定容，塞好瓶塞，反复上下颠倒摇匀。
①洗涤操作中，将洗涤烧杯后的洗液也注入容量瓶，其目的是___________________。
②定容的正确操作是继续加蒸馏水至离刻度线下________时，改用____________加水至凹液面最低处与刻度线相切。
③用胶头滴管往容量瓶中加水时，不小心液面超过了刻度，处理的方法是______（填序号）。
A．吸出多余液体，使凹液面最低处与刻度线相切
B．小心加热容量瓶，经蒸发后，使凹液面最低处与刻度线相切
C．经计算加入一定量的浓硫酸
D．重新配制
（3）配制时下列操作会导致所配溶液浓度偏高的是______。
A．转移时有少量溶液溅出
B．定容时俯视读取刻度
C．容量瓶用蒸馏水洗净后未干燥
D．定容时液面超过了刻度线
1．（高考集萃）下列叙述中不正确的是____________。
A．（2011课标全国理综）欲配制1.00 L 1.00 mol·L－1的NaCl溶液，可将58.5 g NaCl溶于1.00 L水中
B．（2011课标全国理综）电解58.5 g 熔融的NaCl，能产生22.4 L氯气（标准状况下）、23.0 g金属钠
C．（2012安徽理综）科学家最近研究出一种环保、安全的储氢方法，其原理可表示为：NaHCO3＋H2HCOONa＋H2O，释氢过程中，每消耗0.1 mol H2O放出2.24 L的H2
D．（2012安徽理综）用pH＝1的盐酸配制100 mL pH＝2的盐酸用到的玻璃仪器：100 mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管
E．（2012福建理综）0.5 mol O3与11.2 L O2所含的分子数一定相等
F．（2012福建理综）在50 mL量筒中配制0.100 0 mol·L－1碳酸钠溶液
2．（2012上海奉贤三模）将40 mL 1.5 mol·L－1的CuSO4溶液与30 mL 3 mol·L－1的NaOH溶液混合，生成浅蓝色的沉淀，假如溶液中c（Cu2＋）、c（OH－）都已变得很小，可忽略，则生成沉淀的组成可表示为（　　）。
A．Cu（OH）2 B．CuSO4·Cu（OH）2
C．CuSO4·2Cu（OH）2 D．CuSO4·3Cu（OH）2
3．（2012湖北武汉调研）室温时，甲、乙两同学在实验室配制氯化钠溶液。甲同学配制5%的NaCl溶液100 g，乙同学配制0.5 mol·L－1的NaCl溶液100 mL（20 ℃时，氯化钠的溶解度为36 g）。下列说法中正确的是（　　）。
A．两同学所需溶质的质量相同
B．两同学所需实验仪器种类相同
C．两同学所配溶液均为不饱和溶液
D．两同学所配溶液的质量相同
4．把500 mL NH4HCO3和Na2CO3的混合溶液分成五等份，取一份加入含a mol氢氧化钠的溶液恰好反应完全；另取一份加入含b mol HCl的盐酸恰好反应完全，则该混合溶液中c（Na＋）为（　　）。
A．（－）mol·L－1 B．（2b－a）mol·L－1
C．（5b－）mol·L－1 D．（10b－5a）mol·L－1
5．（改编自2012课标全国理综）铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。
（1）要确定铁的某氯化物FeClx的化学式，可用离子交换和滴定的方法。实验中称取0.54 g的FeClx样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH－的阴离子交换柱，使Cl－和OH－发生交换。交换完成后，流出溶液的OH－用0.40 mol·L－1的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸25.0 mL。计算该样品中氯的物质的量，并求出FeClx中x值：____________（列出计算过程）；
（2）现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品，采用上述方法测得n（Fe）∶n（Cl）＝1∶2.1，则该样品中FeCl3的物质的量分数为______。
6．（改编自2011课标全国理综）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）如右图所示。
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）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。
7．图示是某学校实验室从化学试剂商店买回来的硫酸试剂标签上的部分内容。某实验需要0.5 mol·L－1 H2SO4溶液480 mL，若由你来配制所需溶液，请根据实验室已有的仪器和药品情况回答下列问题：
（1）实验中除了量筒、烧杯、玻璃棒外还需要的仪器有：__________________。
（2）所需浓硫酸的体积是________ mL，若该硫酸与等体积的水混合后，所得溶液中溶质的质量分数________49%（填写“＜”“＝”或“＞”）。
（3）配制过程中需先在烧杯中将浓硫酸进行稀释，稀释时操作方法是_______________ _________________________________________________________。
（4）下列操作会引起所配溶液浓度偏大的是________（填写字母）。
A．用量筒量取浓硫酸时，仰视量筒的刻度
B．容量瓶未干燥即用来配制溶液
C．浓硫酸在烧杯中稀释后，未冷却就立即转移到容量瓶中，并进行定容
D．往容量瓶中转移溶液时，有少量液体溅出
E．烧杯未洗涤
F．定容时俯视刻度线
G．定容后塞上瓶塞反复摇匀，静置后，液面不到刻度线，再加水至刻度线
参考答案
基础梳理整合
一、1.(1)单位体积　物质的量　cB　(2)cB＝　mol/L或mol·L－1
2．(1)100 g　质量
即时训练1
(1)2 mol·L－1　(2)1.8 mol　(3)100　(4)等于　(5)20%　1 g　20%
二、1.40.0 g　2.托盘天平　4.恢复到室温　玻璃棒　500 mL容量瓶　5.2～3　6.胶头滴管　凹液面的最低处与刻度线相切
即时训练2
(1)13.6　(2)①③⑤⑦　胶头滴管　(3)搅拌、引流
核心归纳突破
【例1－1】 答案：(1)S＝×100 g
(2)c＝1 000 mL·L－1××＝ mol·L－1
(3)c＝＝0.25dw mol·L－1
(4)w%＝×100%＝%
解析：这是一道只给出抽象符号的有关溶解度、质量分数、物质的量浓度的相互换算的问题。解答本题的关键是：在准确把握溶解度、溶液中溶质质量分数、溶液中溶质物质的量浓度的基础上，从所求问的概念出发，进行概念分析，抓好相关概念的相互联系，便可顺利完成这种用符号表示的相互换算。
【例1－2】 D　解析：100 mL混合溶液中n(Ba2＋)＝n(SO)＝a mol，则c(Ba2＋)＝＝10a mol·L－1,100 mL混合溶液中n(Cl－)＝n(Ag＋)＝b mol，则c(Cl－)＝＝10b mol·L－1，根据溶液中电荷守恒，溶液中c(K＋)＋10a mol·L－1×2＝10b mol·L－1×1，可得c(K＋)＝10(b－2a) mol·L－1，D正确。
【例2－1】 D　解析：n(MnC2O4·2H2O)＝＝0.1 mol，如果完全失去结晶水则固体质量＝m(MnC2O4)＝0.1 mol×143 g·mol－1＝14.3 g，所以100 ℃时坩埚内固体为MnC2O4，由MnO的摩尔质量71 g·mol－1可知280 ℃时，坩埚内固体为MnO，只有D错误。
【例2－2】 C　解析：n(CO2)＝n(CaCO3)＝0.08 mol，依据PbOx＋xCO===Pb＋xCO2可知13.7 g铅的某氧化物中含有n(O)＝0.08 mol，m(Pb)＝13.7 g－m(O)＝13.7 g－0.08 mol×16 g·mol－1＝12.42 g，n(Pb)＝0.06 mol，n(Pb)∶n(O)＝3∶4。
实验探究拓展
实验典例
答案：(1)20.0　100　(2)①使溶质完全转移到容量瓶中　②1～2 cm　胶头滴管　③D　(3)B
解析：(1)V(浓硫酸)＝；(3)A使溶质的物质的量偏小、D使溶液体积偏大，所以A、D均使结果偏低；C无影响；B液面低于刻度线，使溶液体积偏小，浓度偏大。
演练巩固提升
1．答案：ABCDEF
解析：A选项最后溶液不一定为1 L，错误；B选项依据原子守恒可知58.5 g NaCl只能生成0.5 mol氯气，错误；C项没有说明气体所处的状态，错误；D项，没有量取pH＝1的盐酸的仪器(如酸式滴定管)，错误；E选项中没有指明O2的状态，11.2 L O2不一定是0.5 mol，错误；F项，量筒是用来量取液体的，不能用于配制溶液，错误。
2．D　解析：n(Cu2＋)＝n(CuSO4)＝0.06 mol、n(OH－)＝n(NaOH)＝0.09 mol，依据Cu2＋、OH－守恒，沉淀中n(Cu2＋)∶n(OH－)＝2∶3，只有D选项符合。
3．C　解析：甲需要溶质5 g，乙需要溶质0.5 mol·L－1×0.1 L×58.5 g·mol－1≈2.9 g，只有C选项正确。
4．D　解析：设每份溶液中含NH4HCO3、Na2CO3的物质的量分别为x、y，依NH4HCO3＋2NaOH===Na2CO3＋NH3↑＋2H2O可知x＝a mol，依NH4HCO3＋HCl===NH4Cl＋CO2↑＋H2O、Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑，可知消耗HCl的物质的量为x＋2y＝b，列方程组进行求解：y＝ mol，溶液体积为100 mL，所以c(Na2CO3)＝ mol·L－1，c(Na＋)＝2c(Na2CO3)。
5．答案：(1)n(Cl－)＝0.025 0 L×0.4 mol·L－1＝0.010 mol
0．54 g－0.010 mol×35.5 g·mol－1＝0.185 g
n(Fe)＝≈0.003 3 mol
n(Fe)∶n(Cl)＝0.003 3 mol∶0.010 mol≈1∶3，x＝3
(2)0.10(或10%)
解析：(1)由Cl－与OH－发生交换可知：n(Cl－)＝n(OH－)＝n(H＋)＝0.4×0.025 mol＝0.010 mol。
所以Fe的质量＝0.54 g－0.010×35.5 g＝0.185 g，Fe的物质的量为＝0.003 3 mol。
(2)混合体系的计算：设n(FeCl2)为x、n(FeCl3)为y，列方程组x＋y＝1 mol、2x＋3y＝2.1 mol，解得：x＝0.9 mol、y＝0.1 mol，所以样品中FeCl3的物质的量分数＝×100%＝10%。
6．答案：(1)CuSO4·5H2OCuSO4·(5－n)H2O＋nH2O
　　　　　250　　　　　　　　　　　　　　　　　18n
　　　　 0.80 g　　　　　 　 　　　　　0.80 g－0.57 g＝0.23 g
＝，解得n≈4
200 ℃该固体物质的化学式为CuSO4·H2O
(2)CuSO4CuO＋SO3↑　CuSO4·5H2O　102 ℃
(3)2H2SO4(浓)＋CuCuSO4＋SO2↑＋2H2O
(4)0.2
解析：(2)黑色粉末溶于稀硫酸生成硫酸铜，黑色粉末为CuO，依据原子守恒及(3)小问，氧化性气体只能为SO3；
(4)Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋
1　　　　 　　　　　　2
　0.1 mol·L－1　　　　　c(H＋)
　c(H＋)＝0.2 mol·L－1
7．答案：(1)500 mL容量瓶、胶头滴管　(2)13.6　＞
(3)在250 mL烧杯中先加入适量蒸馏水，再将量取的浓硫酸沿烧杯内壁慢慢倒入烧杯中，并用玻璃棒不断搅拌
(4)ACF
解析：(1)根据配制一定物质的量浓度的溶液确定所需的实验仪器还需要500 mL容量瓶和胶头滴管。
(2)设需要浓硫酸的体积为V，
则0.5 mol·L－1×0.5 L＝
×V
V≈13.6×10－3L
若用等体积的水与浓硫酸混合，所得溶液中溶质的质量分数大于49%。
(3)稀释浓硫酸时一定是将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，且边加边搅拌。
(4)选项A、C、F的操作会使所配溶液浓度偏大；选项D、E、G的操作会使所配溶液浓度偏小；选项B的操作对结果无影响。
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第三单元　金属及其化合物
第1节　钠及其化合物
了解钠及其重要化合物的主要性质和应用。
一、钠的性质
1．物理性质
（1）钠、水、煤油三者密度关系：______________；
（2）熔点：______100 ℃；
（3）硬度：________。
2．化学性质
（1）与非金属单质（如O2、Cl2）的反应
（2）与水反应
①离子方程式：______________________________。
②与含有酚酞的水反应的实验现象及解释：
3．钠的制取及安全
（1）制取金属钠的化学方程式：________________________________________。
（2）钠着火一般用沙子扑灭，而不能用水、泡沫灭火器或干粉灭火器来扑灭。
即时训练1下列说法中正确的是________。
①钠与煤油、CCl4均不反应，所以可以保存在煤油或CCl4中　②钠可以保存在酒精中　③在自然界中，没有游离态的钠　④1 mol钠分别与足量水、氧气、氯气充分反应时，均转移1 mol电子　⑤钠与水反应可能产生O2　⑥Na可以把Cu从其盐溶液中置换出来　⑦钠在常温下与空气充分接触，因为氧气过量，所以会生成Na2O2
特别提示：（1）Na与氧气反应因条件不同，产物也不相同；（2）Na的性质很简单，用一句话[钠与酸、水、氯、氧、硫（均反应），安全保存在煤油]或一段话记忆：银白轻低软，传导热和电，遇氧产物变，遇氯生白烟，遇水记五点，浮熔游响红，遇酸酸优先，遇盐水在前。
二、钠的重要化合物
1．Na2O和Na2O2的比较
氧化物 Na2O Na2O2
色态
属性 ________性氧化物 过氧化物
电子式
氧元素的化合价
所含离子 存在__________离子 存在______________离子
与H2O反应的化学方程式
与CO2反应的化学方程式
用途 — 供氧剂、漂白、杀菌等
保存 隔绝空气 隔绝空气
2．Na2CO3和NaHCO3的比较
Na2CO3俗名________，也叫________，溶液呈________性；NaHCO3俗名__________，溶液也呈________性，相同条件下其溶解度比Na2CO3的________。
完成下列（1）、（2）中反应的离子方程式：
（1）加入过量盐酸
Na2CO3：______________________________________________________________，
NaHCO3：______________________________________________________________；
（2）加入过量澄清石灰水
Na2CO3：_______________________________________________________________，
NaHCO3：______________________________________________________________；
（3）向Na2CO3溶液中通入CO2气体，离子方程式是________________________；
（4）加热Na2CO3和NaHCO3固体混合物，发生反应的化学方程式_____________。
即时训练2（1）怎样鉴别Na2O、Na2O2
答：_________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________。
（2）利用澄清石灰水能否鉴别Na2CO3、NaHCO3溶液？用盐酸呢？
答：_______________________________________________________________________；
________________________________________________________________________。
三、焰色反应
1．概念
很多金属或它们的化合物在灼烧时，都会使火焰呈现特殊的颜色，这在化学上叫做焰色反应。
2．常见元素的焰色
钠元素：______；钾元素：______（透过____________）。
即时训练3 下列说法中正确的是________。
①焰色反应是化学变化　②不论灼烧Na2CO3、NaCl、Na2SO4还是钠单质燃烧，均发出黄色火焰　③用焰色反应检验钾时，可直接观察火焰的颜色　④用焰色反应可以鉴别NaCl和KCl
一、钠与盐反应
1．与盐溶液的反应
将钠投入CuSO4溶液中，反应方程式为2Na＋2H2O＋CuSO4===Cu（OH）2↓＋Na2SO4＋H2↑；现象：钠浮在水面上，发生剧烈反应并熔化成一个闪亮的小球，小球四处游动发出嘶嘶的声音，小球逐渐减小，最后消失，溶液中生成蓝色沉淀。
2．与熔融盐反应
4Na＋TiCl44NaCl＋Ti
【例1】 把小块金属钠分别投入到盛有饱和NaCl溶液、饱和NH4Cl溶液、FeCl3溶液的烧杯中，填写下表：
现象 化学方程式
饱和NaCl溶液
饱和NH4Cl溶液
FeCl3溶液
方法归纳
钠与盐的水溶液反应时，实质上是钠先与水反应生成H2和NaOH，然后再分析生成的NaOH是否与盐发生复分解反应，不能理解为一个简单的置换反应。
二、Na2O2的化学性质
1．Na2O2与H2O、CO2反应
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
复习Na2O2的化学性质时，要从以下四个角度探究：
（1）从氧化还原角度
①Na2O2与H2O、CO2反应均有O2生成，在反应中Na2O2既表现氧化性也表现还原性，H2O、CO2在此反应中既不是氧化剂，也不是还原剂。
②2 mol的Na2O2不论与H2O还是与CO2反应均生成1 mol O2，转移2 mol电子。
（2）从物质的量的角度
①2 mol Na2O2不论与水还是与CO2反应均生成1 mol O2，消耗2 mol H2O或2 mol CO2。
②若CO2和水蒸气的混合气体（或单一气体）通过足量的Na2O2，气体体积减少的量等于原混合气体体积的，且等于生成氧气的体积。
（3）从先后顺序的角度
Na2O2与水蒸气、CO2混合气体反应时，Na2O2应视为首先与CO2反应生成Na2CO3，CO2反应完后，剩余的Na2O2再与水蒸气反应生成NaOH。
2．Na2O2的强氧化性
Na2O2具有强氧化性，可氧化还原性物质，如：
（1）Na2O2能氧化还原性气体SO2：Na2O2＋SO2===Na2SO4。
（2）Na2O2投入FeCl2的溶液中，可将Fe2＋氧化成Fe3＋，同时生成Fe（OH）3沉淀。
（3）Na2O2投入Na2SO3溶液中，可将SO氧化成SO。
（4）Na2O2因有较强的氧化性，所以有漂白性，能使品红溶液褪色。
【例2】 下列关于Na2O2的说法中正确的是________。
A．与SO2反应生成Na2SO3与O2
B．Na2O2投入到紫色石蕊溶液中，溶液先变蓝色，后褪色
C．Na2O2能与酸反应生成盐和水，所以Na2O2是碱性氧化物
D．Na2O2与水反应，Na2O2是氧化剂，水是还原剂
E．3.9 g Na2O2吸收足量的CO2时转移的电子数约是6.02×1022
F．在密闭容器中充分加热等物质的量的Na2O2和NaHCO3固体混合物，残留的固体物质是NaOH、Na2CO3
G．在密闭容器中充分加热1 mol Na2O2和2 mol NaHCO3固体混合物，残留的固体物质是NaOH、Na2CO3
I．Na2O2能与CO2反应产生O2，可用作高空飞行或潜水的供氧剂
三、关于Na2CO3、NaHCO3主要性质的比较及鉴别
1．鉴别方法
2．转化
NaHCO3Na2CO3
3．与足量盐酸反应的比较
（1）反应速率
由于Na2CO3需逐步结合两个H＋（H＋＋CO===HCO、H＋＋HCO===CO2↑＋H2O）才放出CO2，故NaHCO3与盐酸反应放出CO2的速率快。
（2）耗酸量
①等物质的量的Na2CO3与NaHCO3，前者耗酸量是后者的2倍；②等质量的Na2CO3与NaHCO3，前者耗酸量多。
（3）CO2的生成量
等物质的量时产生的CO2相等；等质量时NaHCO3产生的CO2多。
【例3－1】下列叙述中正确的是________。
A．向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO3溶液，又有CaCO3沉淀生成
B．向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1∶2
C．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
D．向Na2CO3饱和溶液中通入CO2，有NaHCO3结晶析出
E．将试样加水溶解后，再加入足量Ca（OH）2溶液，有白色沉淀生成，以检验NaHCO3固体中是否含Na2CO3
F．NaOH固体中混有NH4HCO3，可直接加热除去NH4HCO3
G．碳酸钠、碳酸氢钠溶液都显碱性，且都可作为食用碱
误区警示
在解决这种类型的题时，一定要注意是等质量还是等物质的量，盐酸的量是足量、少量，还是具体数值；还应注意，在相同条件下，碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠。
【例3－2】 （2012北京朝阳期末）常温下，向物质的量浓度均为0.1 mol·L－1的盐酸和氯化钙的混合溶液中不断滴入0.1 mol·L－1碳酸钠溶液，下图中关系正确的是（　　）。
Na2CO3与NaHCO3的鉴别及性质比较
Na2CO3与NaHCO3是日常生活中常接触到的两种钠盐，高考经常将二者的鉴别、用途、推断、计算等作为热点来考查，解题时要注意分析仪器的特点及注意排除杂质的干扰，对实验进行正确地设计和评价。
【实验典例】
某校四个化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，分别用不同方法做了以下实验，如图Ⅰ～Ⅳ所示。
（1）一、二两小组分别用图Ⅰ、Ⅱ所示装置进行实验，其中能够达到实验目的的是______（填实验装置序号）。
（2）接着三、四小组用图Ⅲ、Ⅳ所示装置实验，均能鉴别这两种物质，但与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是________（填选项序号）。
A．Ⅳ比Ⅲ复杂
B．Ⅳ比Ⅲ安全
C．Ⅳ比Ⅲ操作简便
D．Ⅳ可以做到用同一套装置在同一条件下进行对比实验，而Ⅲ不行
（3）若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B中应装入的固体最好是____________（填化学式）。
（4）某同学将质量为m1 g的NaHCO3固体放在试管中加热片刻，冷却后测得剩余固体的质量为m2 g。试管中发生反应的化学方程式是______________________；生成的Na2CO3的质量为______。
（5）将碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合并充分反应。
①当澄清石灰水过量时，其离子方程式为____________________。
②当碳酸氢钠与氢氧化钙物质的量之比为2∶1时，所得溶液中溶质的化学式为______，请设计实验检验所得溶液中溶质的阴离子：___________________________________。
1．（高考集萃）下列叙述中正确的是________。
A．（2012北京理综）切开的金属Na暴露在空气中，光亮表面逐渐变暗原因：2Na＋O2===Na2O2
B．（2012北京理综）Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间，变成白色黏稠物原因：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
C．（2012重庆理综）NaHCO3的热稳定性大于Na2CO3
D．（2012福建理综）金属钠着火时，用细沙覆盖灭火
E．（2012海南化学）小苏打的主要成分是碳酸钠
2．（2012河北衡水中学调研）将一定量的NaOH和NaHCO3的混合物X放在密闭容器中加热，充分反应后生成V1L气体Z（V1≠0）。反应后的固体残渣Y与过量的稀盐酸反应，又生成V2L气体Z（V1、V2均为标准状况下气体的体积）。下列判断错误的是（　　）。
A．Y的成分为Na2CO3
B．Z的成分为CO2
C．V1＞V2
D．X中n（Na＋）＝ mol
3．（2012上海松江一模）把一定量金属钠投入Ca（HCO3）2溶液中，有多个反应发生，下列有关的离子方程式错误的是（　　）。
A．2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
B．Ca2＋＋HCO＋OH－===CaCO3↓＋H2O
C．Ca2＋＋3HCO＋3OH－===CaCO3↓＋2CO＋3H2O
D．Ca2＋＋2HCOCaCO3↓＋CO2↑＋H2O
4．在一定条件下，将钠与氧气反应的生成物1.5 g溶于水，所得溶液恰好能被80 mL浓度为0.50 mol·L－1盐酸中和，则该生成物的成分是（　　）。
A．Na2O B．Na2O2
C．Na2O和Na2O2 D．Na2O2和NaO2
5．（2012陕西西安质检）烧碱、纯碱等都是重要的化工原料。
（1）利用下图装置可以证明二氧化碳与烧碱溶液发生了反应。
①若将A与B连接，打开止水夹，将胶头滴管中的液体挤入烧瓶，此时的实验现象是__________________________________________________________________________，开始反应时的离子方程式是_____________________________________________。
②若其他操作不变，将A与C连接，可观察到的现象是___________________________ _____________________________________________。
（2）向100 mL 1 mol·L－1烧碱溶液中不断通入一定量CO2充分反应后，将溶液在低温下蒸干得到白色固体X，X的组成可能有四种情况，按出现的先后顺序分别是：Ⅰ.NaOH、Na2CO3，Ⅱ.________，Ⅲ.Na2CO3、NaHCO3，Ⅳ.________。
①常温下，将得到的固体X重新溶于水，在所得溶液中加入盐酸；使溶液的pH＝7，再将溶液蒸干，得到固体的质量为________g，在蒸干的实验中，用到的玻璃仪器有________种。
②若要验证白色固体X是第Ⅰ种组成，依次加入的试剂为________（填序号字母）。
A．盐酸　　　　　　　 B．MgCl2溶液
C．BaCl2溶液 D．Ba（OH）2溶液
E．酚酞溶液
③若白色固体X为第Ⅲ种组成，下列实验方案中不能测定其中NaHCO3质量分数的是________。
A．取m g X与足量Ba（OH）2溶液充分反应，过滤，洗涤，烘干得n g固体
B．取m g X与足量盐酸充分反应，加热，蒸干，灼烧得n g固体
C．取m g X充分加热，减重n g
D．取m g X与足量稀硫酸充分反应，逸出的气体被足量碱石灰吸收，增重n g
④若白色固体X的质量为7.0 g，则X的组成为________（填“Ⅰ”“Ⅱ”“Ⅲ”或“Ⅳ”）。
差量法
差量法是依据化学反应前后的某些“差量”（固体质量差、溶液质量差、气体体积差、气体物质的量差等）与反应物或生成物的变化量成比例而建立的一种解题法，此法也就是有关化学方程式计算的变形。
1．基本思路：将“差量”看做化学方程式右端的一项，将已知差量（实际差量）与化学方程式中的对应差量（理论差量）列成比例。用差量法解题的关键是正确找出理论差量。
2．适用条件：
（1）反应不完全或有残留物。
在这种情况下，差量反映了实际发生的反应，消除了未反应物质对计算的影响，使计算得以顺利进行。
（2）反应前后存在差量，且此差量易求出。这是使用差量法的前提。只有在差量易求得时，使用差量法才显得快捷，否则，应考虑用其他方法来解。
3．原理：在化学反应前后，物质的质量差和参加该反应的反应物或生成物的质量成正比例关系，这就是根据质量差进行化学计算的原理。
4．基本步骤及形式：
（1）审清题意，分析产生差量的原因。
（2）将差量写在化学反应方程式的右边，并以此作为关系量。
（3）写出比例式，求出未知数，如：m g NaHCO3与Na2CO3固体混合物加热分解后，恢复到原温度质量变为n g，可用差量法计算出原NaHCO3的物质的量，格式如下：
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O　 Δm
2 mol 62 g
x （m－n）g
列比例式＝，即可求出。
5．差量法的分类及示例
（1）质量差法
【示例1】 在1 L 2 mol·L－1的稀硝酸中加入一定量的铜粉，充分反应后溶液的质量增加了13.2 g，问：（1）加入的铜粉是多少克？（2）理论上可产生NO气体多少升？（标准状况下）
解析：硝酸是过量的，不能用硝酸的量来求解。设加入的铜粉物质的量为x，生成的NO物质的量为y。
3Cu＋8HNO3===3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O　Δm
3 mol 2 mol （192－60）g
x y 13.2 g
x＝0.3 mol　y＝0.2 mol
即加入的铜粉是0.3 mol×64 g· mol－1＝19.2 g，产生NO的体积为0.2 mol×22.4 L· mol－1＝4.48 L。
答案：（1）19.2 g　（2）4.48 L
（2）气体物质的量或体积差法
【示例2】 在一定条件下，向一体积可变的密闭容器中，充入2 L N2和3 L H2，发生如下反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）后，恢复到原来状况，测得气体体积变为4 L，则N2的转化率为______。
解析：设参加反应的N2的体积为x。
N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　 ΔV
1 3 2 2
x （5－4）L
x＝0.5 L
即可求出N2的转化率为25%。
答案：25%
1．为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1 g样品加热，其质量变为w2 g，则该样品的纯度（质量分数）是（　　）。
A. B.
C. D.
2．向100 g NaCl和Na2O2的混合固体中通入过量CO2，使其充分反应，最后称量得固体114 g，则原固体中含有的Na2O2的物质的量为（　　）。
A．1 mol B．1.5 mol
C．0.5 mol D．2 mol
3．向50 g FeCl3溶液中放入一小块Na，待反应完全后，过滤，得到仍有棕黄色的溶液45.9 g，则投入的Na的质量为（　　）。
A．4.6 g B．4.1 g
C．6.9 g D．9.2 g
4．标准状态下，将1 000 mL CO2与一定量的Na2O2充分反应，恢复到原状态，气体体积变为776 mL，则Na2O2的质量为多少克？
5．把质量为10 g的铁片放在50 g硫酸铜溶液中，充分反应后取出，洗净、干燥、称重，铁片的质量增加到10.6 g，问析出多少克铜？原硫酸铜溶液中溶质的质量分数是多少？
参考答案
基础梳理整合
一、1.(1)水＞钠＞煤油　(2)小于　(3)较小
2．(1)4Na＋O2===2Na2O　2Na＋O2Na2O2　2Na＋Cl22NaCl
(2)①2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
②密度比水小　反应放热，钠的熔点低　有气体生成　反应剧烈　生成了碱(NaOH)
3．(1)2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
即时训练1
答案：③④
二、1.白色粉末　淡黄色粉末　碱　Na＋[∶∶]2－Na＋
Na＋[∶∶∶]2－Na＋　－2　－1　Na＋、O2－　Na＋、O　Na2O＋H2O===2NaOH　2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑　Na2O＋CO2===Na2CO3　2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
2．纯碱　苏打　碱　小苏打　碱　小
(1)2H＋＋CO===CO2↑＋H2O
H＋＋HCO===CO2↑＋H2O
(2)CO＋Ca2＋===CaCO3↓　HCO＋OH－＋Ca2＋===CaCO3↓＋H2O
(3)CO＋CO2＋H2O===2HCO
(4)2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑
即时训练2
(1)①通过物理性质：白色粉末为Na2O，淡黄色粉末为Na2O2；②分别加到盛有水的试管中，把带火星木条放在试管口，木条复燃的为Na2O2
(2)不能；因为澄清石灰水与二者反应均有白色沉淀生成　用盐酸可以；盐酸与NaHCO3反应生成气体的速率快
三、2.黄色　紫色　蓝色钴玻璃
即时训练3
答案：②④
核心归纳突破
【例1】 答案：
现象 化学方程式
钠浮在水面上，熔化成一个闪亮的小球，小球四处游动，并发出嘶嘶的声音，小球逐渐减小，最后消失，放出无色无味气体，析出晶体 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
钠浮在水面上，熔化成一个闪亮的小球，小球四处游动，并发出嘶嘶的声音，小球逐渐减小，最后消失，有刺激性气味气体放出 2Na＋2NH4Cl===2NaCl＋H2↑＋2NH3↑
钠浮在水面上，熔化成一个闪亮的小球，小球四处游动，并发出嘶嘶的声音，小球逐渐减小，最后消失，放出无色无味气体，有红褐色沉淀生成 6Na＋6H2O＋2FeCl3===6NaCl＋3H2↑＋2Fe(OH)3↓
解析：Na与水溶液反应，一定有Na与水反应时的现象，然后Na与水反应生成的NaOH再与盐反应。(1)中会有NaCl晶体析出；(2)NaOH与NH4Cl反应生成氨气；(3)NaOH与FeCl3反应生成Fe(OH)3沉淀。
【例2】 BFI　解析：A选项，Na2O2有强氧化性，SO2有还原性，应生成Na2SO4；B选项，Na2O2与H2O反应生成NaOH，而使石蕊变蓝，但Na2O2又具有强氧化性，又使溶液褪色，正确；C选项，能和酸发生复分解反应，生成盐和水的氧化物叫碱性氧化物，而Na2O2和酸的反应是氧化还原反应，除生成盐和水外，还有氧气生成，错误；D选项，Na2O2与水的反应，Na2O2既作氧化剂，又作还原剂，H2O既不是氧化剂，也不是还原剂，错误；E选项，1 mol Na2O2与CO2反应转移1 mol电子，所以3.9 g(0.05 mol)Na2O2转移0.05 mol电子，错误；F选项，假设NaHCO3为2 mol，首先发生2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O生成1 mol CO2、1 mol H2O，首先考虑Na2O2与CO2发生反应，1 mol CO2与1 mol Na2O2发生反应生成1 mol Na2CO3、1 mol H2O再与余下的1 mol Na2O2发生反应生成2 mol NaOH，正确；结合F选项可知G选项错误。
【例3－1】 DG　解析：CaCO3与CO2反应生成Ca(HCO3)2，再加入NaHCO3溶液无现象，A错误；向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，仅生成NaHCO3，无CO2气体放出，B错误；等质量的NaHCO3和Na2CO3，其中NaHCO3的物质的量多，与足量HCl反应时，放出的CO2多，C错误；D项发生的反应为：Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3↓，由于Na2CO3溶液饱和，且NaHCO3的溶解度较小，故有结晶析出，正确；NaHCO3、Na2CO3均与Ca(OH)2反应生成白色沉淀，E错误；F选项，加热可生成Na2CO3，错误；G选项，碳酸钠、碳酸氢钠均水解，正确。
【例3－2】 B　解析：一开始盐酸过量，首先发生Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑，盐酸反应完后再发生Na2CO3＋CaCl2===2NaCl＋CaCO3↓，A、D错误；反应过程中HCl→NaCl、CaCl2→2NaCl，但溶液的体积增大，所以导电能力逐渐减弱，加入碳酸钠溶液一定量后，离子的浓度几乎不变，导电能力不变，B正确；随着碳酸钠溶液的加入，最后溶液呈碱性，C错误。
实验探究拓展
实验典例
答案：(1)Ⅱ　(2)D　(3)NaHCO3
(4)2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑　
(5)①HCO＋Ca2＋＋OH－===CaCO3↓＋H2O　②Na2CO3　取适量溶液，加入BaCl2溶液看是否生成白色沉淀
解析：
(4)2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O　Δm
2×84 106 44 18 62
x m1－m2
所以＝，解得x＝。
(5)①当澄清石灰水过量时，碳酸氢钠全部参与反应，书写离子方程式时以NaHCO3为准，设NaHCO3化学计量数为1，消耗OH－化学计量数为1，生成CO化学计量数为1，最后生成的CaCO3化学计量数为1；②2NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，这样可知所得溶液中的溶质为Na2CO3；向溶液中加入BaCl2溶液，看是否生成白色沉淀来检验溶液中的CO。
演练巩固提升
1．D　解析：A选项，是生成白色氧化钠的缘故，错误；B选项，NaOH容易吸水形成黏稠物，Na2CO3不易吸水，所以结合信息“潮湿的空气”应该是水与过氧化钠反应生成氢氧化钠的原因，错误；C选项，NaHCO3的热稳定性小于Na2CO3，错误；E选项，小苏打是碳酸氢钠，错误。
2．C　解析：X加热后有CO2生成，所以反应后固体残渣Y中一定无NaOH，只有Na2CO3，依据Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑可知，残渣Y(Na2CO3)的物质的量为 mol，依据Na守恒可知X中n(Na＋)＝×2 mol，A、B、D均正确；C选项无法确定V1、V2的大小。
3．C　解析：Na与水反应生成NaOH，并放出大量的热，A、D正确；若NaOH少量，发生B选项反应，若NaOH过量，Ca2＋、HCO的化学计量数之比为1∶2，C选项错误。
4．C　解析：根据题给条件n(Na)＝n(NaOH)＝n(HCl)＝80×10－3 L×0.50 mol·L－1＝0.04 mol，若生成物为Na2O，其质量为×0.04 mol×62 g·mol－1＝1.24 g，若生成物为Na2O2，其质量为×0.04 mol×78 g·mol－1＝1.56 g，而实际生成物的质量是1.5 g，故是Na2O和Na2O2的混合物，应选C。
5．答案：(1)①水沿导管由广口瓶进入烧瓶
CO2＋2OH－===CO＋H2O
②广口瓶中的长导管口有气泡产生
(2)Na2CO3　NaHCO3
①5.85　2
②CB(或CE)
③D
④Ⅲ
解析：(1)CO2与NaOH反应，使烧瓶中气压减小；(2)①依据Na守恒最终得到0.1 mol NaCl，质量为5.85 g，蒸发用到的玻璃仪器有玻璃棒、酒精灯；②先加过量BaCl2溶液，除去且证明含有Na2CO3，过滤后再加MgCl2溶液或酚酞溶液证明含有OH－；③碱石灰不仅可以吸收CO2，还可以吸收水蒸气，所以D选项无法确定CO2的量；④假设全部生成Na2CO3、NaHCO3，其物质的量分别为0.05 mol、0.1 mol，质量分别为5.3 g、8.4 g，所以X的组成为Na2CO3、NaHCO3的混合物。
化学思想与方法
即时练习
1．A　解析：设样品中含NaHCO3的质量为x，
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O　　Δm
2×84　　　　　106　　　　　　　　　 62
x　　　　　　　　　　　　　　　　(w1－w2)g
x＝g，
则Na2CO3的质量分数为：＝。
2．C　解析：依据2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2可知2 mol 的Na2O2完全反应固体质量增加(88－32)g，由题意可知固体质量增加(114－100)g，所以参加反应的Na2O2为0.5 mol。
3．C　解析：由信息可知溶液中FeCl3有剩余，Na与水生成的NaOH全部与FeCl3反应，依据差量法：
6Na＋2FeCl3＋6H2O===6NaCl＋2Fe(OH)3↓＋3H2↑　Δm
6 mol　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　82 g
0．3 mol　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　4.1 g
参加反应的Na应为0.3 mol，质量应为6.9 g。
4．答案：1.56 g
解析：依据差量法求解：
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　ΔV
2 mol　　　　　　　　　　　　22.4 L
x　　　　　　　　　　　(1－0.776)L
x＝0.02 mol，Na2O2的质量为1.56 g。
5．答案：4.8 g　24%
解析：依据差量法求解：
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu　　　Δm
1 mol　　　　　　1 mol　　8 g
x　　　　　　　　 x　　　0.6 g
x＝ mol＝0.075 mol，析出铜的质量＝0.075 mol×64 g·mol－1＝4.8 g；硫酸铜的质量为0.075 mol×160 g·mol－1＝12 g，质量分数为24%。
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第十单元　化学实验基础
第1节　化学实验常用仪器和基本操作
1．了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法。
2．了解化学实验室常用仪器的主要用途和使用方法。
3．掌握化学实验的基本操作。
4．能识别化学品安全使用标示，了解实验室一般事故的预防和处理方法。
一、常见仪器的用途及注意事项
1．加热仪器——酒精灯
2．可加热仪器
(1)直接加热的仪器仪器图形与名称 主要用途 使用方法和注意事项
试管 少量试剂的反应容器，收集少量气体，或装配成小型气体发生器等 液体不超过容积的________；加热固体时试管口应________
蒸发皿 浓缩溶液、蒸干固体 浓缩蒸发时要用________搅拌，________时停止加热
坩埚 灼烧少量固体 移动坩埚时要用________夹取
(2)间接加热的仪器(隔石棉网加热的仪器)
仪器图形与名称 主要用途 使用方法和注意事项
固—液或液—液反应器 ①给液体加热时，要放入一些__________，防止暴沸
锥形瓶 常用于中和滴定，也可作反应器 酸碱中和滴定时，不需要干燥，不能用待装液润洗
烧杯 配制溶液、作反应器、给试管水浴加热 ②配制溶液时，溶解固体、转移液体均需要______
3.计量仪器
仪器图形与名称 主要用途 使用方法和注意事项
天平(附砝码) 称量药品(及仪器)的质量(精度0.1 g) (1)称前先调____；(2)托盘上应垫纸，腐蚀性药品应盛于__________内称量；(3)左盘放________，右盘放______；(4)1 g以下用游码
量筒 量取液体的体积(精度0.1 mL) (1)__________________加热；(2)不可用于配液或作反应容器；(3)应根据量取液体的体积选用合适的规格，规则为“大而近”；(4)量程刻度在上(量筒底面即为零——故不标“0”)
______ 用于精确配制________________的溶液 (1)根据要求选用一定规格的容量瓶；(2)溶液转入时要用____引流；(3)加水至距刻度线1～2 cm时，改用__________逐滴加水，使溶液凹面最低点恰好与刻度线水平相切；(4)______贮存配好的溶液，应将配好的溶液装入试剂瓶中；(5)______配制冷或热的溶液
　　______　______ (1)滴定操作的精确量器；(2)精确量取液体体积(精度0．01 mL) (1)使用前，首先检查滴定管是否______；(2)酸式滴定管用来盛装______________溶液，不能盛装______溶液；(3)碱式滴定管用来盛装________溶液，不能盛装________溶液和________溶液
4．常用分离提纯仪器
仪器图形与名称 主要用途 使用方法和注意事项
　　漏斗　______ (1)①向小口容器中转移液体；②漏斗加滤纸后，可过滤液体；(2)长颈漏斗用于装配气体发生装置 (1)①制作过滤器时，滤纸紧贴漏斗壁，用水润湿，注意不得留有气泡；②滤纸低于______边缘，液体低于________边缘；(2)制取气体应将长管末端插入______下，防止气体逸出
分液漏斗 (1)萃取，分液；(2)用于随时添加液体 (1)注意活塞处不得渗漏；(2)分离液体时，下层液体由____口流出，上层液体由____口倒出
洗气瓶 除去气体中的杂质 (1)一般选择能与杂质气体反应的试剂作吸收液；(2)装入液体量不宜超过其容积的2/3；(3)气体的流向为__________
干燥管 用于干燥或吸收某些气体，干燥剂为粒状，常用CaCl2、______等 (1)注意干燥剂或吸收剂的选择；(2)一般为____口进气，____口出气
即时训练1 (1)下列是中学化学实验中常见的实验仪器。
下列实验中，上述仪器被正确选用的是__________。
①用B量取8.80 mL稀硫酸
②乙酸乙酯与饱和Na2CO3溶液的分离常用A
③干燥氨气需用G或H
④配制一定物质的量浓度的NaCl溶液需用F
⑤粗盐提纯需用F和D
⑥酸碱中和滴定需用E
(2)下列有关实验的叙述正确的是________。
①用托盘天平称取25.20 g NaCl固体
②用25 mL碱式滴定管量取14.80 mL 1 mol·L－1 KMnO4溶液
③量筒、滴定管、分液漏斗、长颈漏斗、容量瓶等仪器在使用前必须检验是否漏水
④烧瓶、坩埚、烧杯等仪器均可直接在酒精灯上加热
⑤用温度计测量出酒精的沸点为78.5 ℃
⑥分液的操作：静置分层后将分液漏斗中下层液从下口放出，再将上层液从上口倒出
⑦冷凝管的使用：冷却水下口进，上口出
二、实验的基本操作
1．药品的取用
向试管中加粉末状固体药品
液体的倾倒
取用药品 固体药品 液体药品
块状 粉末状 一定量 少量 多量 一定量
所用仪器
2．试纸的使用
(1)类型及作用
——定性检验__________
——定量(粗测)检测__________强弱
——检验SO2等有__________性的物质
——检验Cl2等有__________性的物质
(2)使用方法
①检验液体：取一小块试纸放在表面皿或玻璃片上，用_________________________，观察试纸颜色变化。
②检验气体：一般先将试纸用蒸馏水__________，粘在玻璃棒的一端，并使其接近试管口，观察颜色变化。
特别提示：①试纸不可浸入溶液中也不能与管口接触，防止污染试剂；②除pH试纸外，其他试纸在检验气体时必须用蒸馏水润湿，切记pH试纸不能润湿，如果润湿可能使测量结果不准确。
3．玻璃仪器的洗涤
(1)标准
洗净的标准：内壁附着均匀水膜，不聚滴，也不成股流下。
(2)附着物的清洗
①附着有难溶于水的碱、碱性氧化物、碳酸盐，选用__________洗。
②附着有MnO2用________洗。
③附着有油污用__________________________清洗。
④附着有“铜镜”“银镜”用________溶解。
⑤附着有S用________洗。
⑥附着有I2用________洗。
即时训练2 下列有关实验的叙述中正确的是________。
①用湿润的蓝色石蕊试纸检验NH3
②用湿润的pH试纸测定某溶液的pH
③取用固体药品一定要用镊子夹取
④用干燥的淀粉碘化钾试纸检验溶液中是否含有Fe3＋
⑤块状固体药品的取用：一横、二放、三慢竖
⑥液体药品的倾倒：瓶塞倒放、紧挨瓶口、缓慢倒入
三、化学安全知识
1．常见危险化学药品的标志
注：标志中的数字为常用危险化学品按其主要危险特性的分类。
2．常见意外事故的处理
意外事故 处理方法
酒精及有机物燃烧，小面积失火 应迅速用________________盖灭，不能用水灭火
钠、磷等着火 应用______________扑盖，使火熄灭，不能用水灭火
酸液洒在皮肤上 立即用______________________，再涂上3%～5%的________溶液
碱液洒在皮肤上 立即用__________________，再涂上__________溶液
液溴洒在皮肤上 用酒精擦洗
眼睛灼伤 用大量的水冲洗，边洗边眨眼，一定不能揉眼。如为碱灼伤，再用2%的硼酸溶液淋洗；如为酸灼伤，再用3%的NaHCO3溶液淋洗
误食重金属盐 应立即服食生鸡蛋清或鲜牛奶
汞洒在地面上 先收集然后撒上硫粉进行处理
即时训练3 草酸晶体(H2C2O4·2H2O)100 ℃开始失水，101.5 ℃熔化，150 ℃左右分解产生H2O、CO和CO2。用加热草酸晶体的方法获取某些气体，应该选择的气体发生装置是(图中加热装置已略去)(　　)。
一、常用实验仪器的注意点
复习此知识点时，一定要把各种仪器的结构和特点了解清楚，这样有助于我们正确地掌握这些仪器的使用方法，同时还应注意以下几点：
1．应注意归纳总结、比较
如容量瓶、滴定管、量筒都属于计量仪器，都是在20 ℃标定的相应容积的刻度线，故读数应在20 ℃左右才准确；容量瓶、滴定管、分液漏斗使用前必须检验是否漏水；注意有零刻度的仪器(天平、滴定管有零刻度，量筒无零刻度)零刻度的位置；比较量筒、滴定管与容量瓶的刻度(量筒、滴定管的刻度方向相反，容量瓶只有一条刻度线)。
2．应注意仪器的精确度
在选择仪器时，一定要注意仪器的精确度，如量取8.52 mL液体，不能用量筒，应选用合适的滴定管。
3．应变换思维角度，注意常用仪器的非常规使用及“一器多用”
例如：干燥管除用于干燥气体外，还可以用于防倒吸装置(如下图①)、组装类似启普发生器装置(如下图②)；集气瓶除用于收集气体外，还可用于贮存气体(如下图③)、测量气体体积(如下图④)、作洗气瓶(如下图⑤)等用途。
【例1－1】广口瓶被称为气体实验的“万能瓶”，是因为它可以配合玻璃管和其他简单仪器组成各种功能的装置。下列各图中能用作防倒吸安全瓶的是(　　)。
【例1－2】 (2012北京朝阳期末)如图是某同学设计的储气装置(固定装置已略去)，下列说法中不正确的是(　　)。
A．打开止水夹a、b，气体从d管导入，储存在下面的集气瓶里
B．取用储存在下面集气瓶里的气体时，通过控制止水夹a、b，可将气体顺利排出
C．气体被储存在下面的集气瓶里时，c导管也必须安装止水夹
D．该装置也可作为制取二氧化碳气体的发生装置
二、化学实验安全
遵循实验操作规程，做到“六防”
1．防爆炸：点燃可燃气体(如H2、CO、CH4、C2H4)或用H2、CO还原CuO、Fe2O3之前，一定要验纯。
2．防暴沸：配制硫酸的水溶液时，要将密度大的浓硫酸缓缓倒入水中，并不断搅拌；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(如制取可燃性气体时，可燃性气体离酒精灯要尽可能地远些)。
4．防中毒：制取有毒气体(如CO、SO2、Cl2、NO等)时，应在通风橱中进行。防污染的安全装置如图所示。
A装置可吸收溶解度较小的尾气(如Cl2、SO2等)，B和C装置吸收溶解度较大的尾气(如HCl、HBr、NH3等)，D可用于除去CO等可燃性气体，E可用于收集所有气体。
5．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。
在设计安全吸收装置时，要真正理解防倒吸的原理，还要充分考虑是否符合物理学原理，如：下列吸收氨气的装置(未标出的液体为水)A、C、E、F、G均能防止倒吸，B、D均不能。
6．防堵塞：防止堵塞导管，或使液体顺利流下，或使内外压强相等。
【例2】 化学实验设计和操作中必须十分重视安全和环境保护问题。下列实验问题处理方法不正确的是________。
①在制取氧气时排水法收集氧气后出现倒吸现象，立即松开试管上的橡胶塞
②在气体发生装置上直接点燃一氧化碳气体时，必须先检验一氧化碳气体的纯度。最简单的方法是用排空气的方法先收集一试管气体，点燃气体，听爆鸣声
③实验结束后将所有的废液倒入下水道排出实验室，以免污染实验室
④给试管中的液体加热时不时移动试管或加入碎瓷片，以免暴沸伤人
⑤实验室制取氯气时，没设计尾气处理装置
⑥配制浓硫酸时，可先在烧杯中加一定体积的水，再边搅拌边加入浓硫酸
⑦金属钠着火时，用泡沫灭火器扑灭
A．①②⑦ B．②③⑤⑦
C．③④⑤ D．②⑥
三、装置气密性的检验
1．微热法
(1)适用于A装置等。
(2)原理：进行检验前将一端连接导管并封闭于水中，用双手或热毛巾捂住容器使气体受热膨胀，通过观察气泡的产生及倒吸现象来判断装置的气密性。
(3)叙述：把导气管插入水中，用双手握住烧瓶，烧杯内水中有气泡产生；双手离开一会儿，烧杯内导管中有水柱生成——说明不漏气，反之说明漏气。关键词“封闭、微热、气泡、水柱”。
2．液差法
(1)适用于B装置等。
(2)原理：关闭止水夹(或活塞)，从漏斗中加入水，使内部密封一部分气体，通过观察形成的液面高度差是否发生变化判断装置的气密性。
(3)叙述：打开止水夹(或活塞)，从长颈漏斗中加水至没过长颈漏斗的尖端，关闭止水夹(或活塞)，然后继续向长颈漏斗中加水，一段时间后长颈漏斗中的液面高于试管中的液面，且液面差不变化。关键词“液封、关闭、液差”。
3．整套装置气密性检查
为使其产生明显的现象，用酒精灯对装置中某个可加热容器微热，观察插入水中导管口是否有气泡冒出。
4．气密性检查时间
装置气密性的检查必须在放入药品之前进行。
【例3】 下列各图所示装置的气密性检查中，漏气的是(　　)。
A．对装置①，用手紧握一段时间，松开手后，导管中水面高于烧杯内水面
B．对装置②，长颈漏斗内液面高度保持不变
C．对装置③，长导管内形成一段水柱
D．对装置④，上下移动a管后，a、b两端液面仍相平
方法指导
检查装置气密性的基本思路是使装置内外压强不相等，观察气泡或液面变化。我们在分析问题时，要与物理中的气体压强知识联系起来。
四、试剂的存放
1．保存原则
具体原则是：“药品状态定口径，瓶塞取决酸碱性；受热见光易分解，存放低温棕色瓶；特殊试剂特殊放，互不反应要记清。”
2．特殊试剂的保存
保存依据 保存方法 典型实例
防氧化 ①密封或用后立即盖好；②加入还原剂；③隔绝空气(油封或水封) ①Na2SO3固体、KI、Na2S溶液；②FeSO4溶液加入少量铁粉；③K、Na保存在煤油中，白磷保存在水中
防潮解 密封保存 NaOH、CuSO4等固体
防水解 加入酸或碱抑制水解 Fe2(SO4)3溶液加入硫酸
防分解 保存在棕色试剂瓶中，置于阴暗处 浓硝酸、氯水、AgNO3溶液等
防挥发 ①密封、置于阴暗处；②液封 ①浓盐酸、浓氨水等；②液溴用水封
防腐蚀 ①腐蚀橡胶的用磨口玻璃塞；②腐蚀玻璃的用塑料瓶 ①硝酸、氯水、溴水、KMnO4、汽油、苯、CCl4等；②氢氟酸
防黏结 碱性溶液用橡胶塞 NaOH、Na2CO3、氨水、Na2SiO3等
防与CO2反应 密封保存 NaOH、NaClO、漂白粉、石灰水、Na2O2等
【例4】 下列物质的保存方法中正确的是(　　)。
①少量金属钠保存在四氯化碳中　
②浓硝酸盛放在无色试剂瓶中　
③少量金属钾保存在煤油中　
④硅酸钠溶液盛放在带有橡胶塞的试剂瓶中　
⑤氯水存放在带橡胶塞的棕色细口瓶中　
⑥碳酸钠固体保存在带橡胶塞的细口瓶中
A．②③④⑤ B．③④⑥
C．③④ D．①③④
方法归纳
妥善保存试剂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：状态、潮解、挥发、剧毒、氧化、腐蚀等性质)。
1．(高考集萃)下列叙述中不正确的是__________。
A．(2012课标全国理综)液溴易挥发，在存放液溴的试剂瓶中应加水封
B．(2012福建理综)易燃试剂与强氧化性试剂分开放置并远离火源
C．(2012山东理综)中和滴定实验时，用待测液润洗锥形瓶
D．(2012浙江理综)受强酸或强碱腐蚀致伤时，应先用大量水冲洗，再用2%醋酸溶液或饱和硼酸溶液冲洗，最后用水冲洗，并视情况作进一步处理
E．(2012海南化学)可用氨水除去试管内壁上的银镜
F．(2012海南化学)硅酸钠溶液应保存在带玻璃塞的试剂瓶中
G．(2012重庆理综)对实验：①中和滴定、②中和热的测定、③乙酸乙酯的制取，①②必须用指示剂，③必须加热
2．(2012北京海淀月考)下列实验操作中正确的是(　　)。
A．蒸馏实验中，温度计水银球应位于蒸馏烧瓶支管口处
B．制备乙酸乙酯的实验中，导管末端要伸入饱和Na2CO3溶液液面下
C．用10 mL量筒量取3.25 mL稀硫酸
D．测定溶液pH时，可用pH试纸蘸取少量待测液，并与标准比色卡比较
3．下列盛放试剂的方法中正确的是(　　)。
A．氢氟酸或浓硝酸存放在带橡皮塞的棕色玻璃瓶中
B．汽油或煤油存放在带橡皮塞的棕色玻璃瓶中
C．碳酸钠溶液或氢氧化钙溶液存放在配有磨口塞的棕色玻璃瓶中
D．氯水或硝酸银溶液存放在配有磨口塞的棕色玻璃瓶中
4．下列图示能达到实验目的的是(　　)。
5．化学是一门以实验为基础的自然科学，化学实验在化学学习中具有极其重要的作用。
(1)下列关于实验的叙述正确的有________。
A．燃着的酒精灯不慎碰翻失火，应立即用湿布盖灭
B．滴定用的锥形瓶和滴定管都要用所要盛的溶液润洗
C．测量溶液的pH时，应先将pH试纸润湿
D．用溴水除去乙烯中混有的二氧化硫气体
E．分液时，分液漏斗中下层液体从下口流出，上层液体从上口倒出
F．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
(2)下列实验没有错误的是________。
化学实验的答题技巧与规范
化学是一门以实验为基础的学科，实验在化学学习及高考中有举足轻重的作用，很多同学往往会做，但不知道如何作答及答题不规范而得不全分，甚至失分。
一、实验现象的答题技巧
有关化学实验的描述不仅要求准确，还要完全，有时还需要指明是何处产生了什么现象，先后发生了什么现象。其答题规范可利用下面的模式再结合特殊要求进行分析处理：
1．“海”(溶液)
(1)颜色由________变成________；(2)液面上升或下降(形成液面差)；(3)溶液发生倒吸；(4)生成(产生)________色沉淀；(5)溶液变浑浊；(6)产生大量气泡(有气体从溶液中逸出)；(7)有液体溢出。
2．“陆”(固体)
(1)固体表面产生大量气泡；(2)固体逐渐溶解；(3)固体体积逐渐变小(变细)；(4)颜色由________变成________。
3．“空”(气体)
(1)生成______色______味的气体；(2)气体由________色变成________色；(3)先变________后________(“加深”“变浅”或“褪色”)。
4．其他
(1)器壁上有水珠出现；(2)器壁上有某色固体生成等。
二、如何回答操作目的、原因、作用
在回答有关操作目的、原因等问题时，一般从这样做有什么好处，对实验的结果有什么影响两个方面入手，在回答好处时常从直接作用和根本目的两个方面考虑，而坏处常带有：“如果________那么会”的字眼。
注：(1)回答目的时注意出发点；
(2)回答原因时注意先找落脚点；
(3)回答作用时要注意“全”。
三、如何规范书写装置中试剂的用途
装置中试剂的用途回答时，一般包括直接作用和根本目的两部分内容，根据各部分装置的用途不同，可采用下列模板回答：
发生装置　　 生成……　产生……　制取……

除杂装置　　 除去(吸收)……　防止……干扰(影响)
　　　　 除去……中的杂质，以免影响测量结果
性质实验装置 与……反应　验证……　说明……
(收集装置)　 比较……　检验……
　
尾气吸收装置 吸收……　防止……的污染(影响)
【例】 用图示装置制备NO并验证其还原性。有下列主要操作：
a．向广口瓶内注入足量热NaOH溶液，将盛有铜片的小烧杯放入瓶中。
b．关闭止水夹，点燃红磷伸入瓶中，塞好胶塞。
c．待红磷充分燃烧，一段时间后打开分液漏斗旋塞，向烧杯中滴入少量稀硝酸。
(1)步骤c后还缺少的一步主要操作是__________________________。
(2)步骤b的目的是______________；NaOH溶液作用是________________。
(3)步骤c滴入稀硝酸后烧杯中的现象是__________，反应的离子方程式是__________ __________________________________________________________________________。
(4)何种现象说明NO具有还原性：____________________________________________。
解析：实验目的为制备NO并验证其还原性，如果不除去广口瓶中的氧气，将得不到NO，所以在制备NO之前应该除去广口瓶中的氧气；为了验证NO还原性，应该使NO与氧气反应生成红棕色的NO2。
答案：(1)打开止水夹，通入少量氧气
(2)消耗掉广口瓶中的氧气，防止O2与生成的NO反应　除去生成的P2O5
(3)Cu片逐渐溶解，有无色气泡产生，溶液由无色变为蓝色　3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(4)打开止水夹，通入少量氧气，广口瓶中的气体由无色变为红棕色
1．(改编自2012河南开封质检)沉淀样品中含有CuCO3和Cu(OH)2，可通过下列所示装置的连接，进行定量分析来测定其组成。
(1)各装置连接顺序为____________接_____________接___________接___________接____________。
(2)装置C中碱石灰的作用是________________________________________________，实验开始时和实验结束时都要通入过量的空气，其作用分别是________________________。
(3)若沉淀样品的质量为m g，装置B质量增加了n g，则沉淀中CuCO3的质量分数为______________________。
2．(2012广东湛江测试)氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途。下图是模拟工业制备氢溴酸粗品并精制流程：
根据上述流程回答下列问题：
(1)混合液①中发生反应的化学方程式为___________________________________。
(2)混合液①中使用冰水的目的是_________________________________________。
(3)操作Ⅱ的名称是________________。
(4)混合液②中加入Na2SO3的目的是______________________________________。
(5)纯净的氢溴酸应为无色液体，但实际工业生产中制得的氢溴酸(工业氢溴酸)带有淡淡的黄色。请你设计简单实验加以探究：
假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为含有______________，用于证明该假设的操作为____________________________________________________。
3．某校化学小组学生利用下图所列装置进行“铁与水反应”的实验，并利用产物进一步制取FeCl3·6H2O晶体。(图中夹持及尾气处理装置均已略去)
(1)装置B中发生反应的化学方程式是________________________________________。
(2)装置E中的现象是______________________________________________________。
(3)停止反应，待B管冷却后，取其中的固体，加入过量稀盐酸充分反应，过滤。简述检验滤液中Fe3＋的操作方法：____________________________________________________。
(4)该小组学生利用上述滤液制取FeCl3·6H2O晶体，设计流程如下：
滤液FeCl3溶液,ⅡFeCl3·6H2O 晶体
①步骤Ⅰ中通入Cl2的作用是____________________________________________。
②步骤Ⅱ从FeCl3稀溶液中得到FeCl3·6H2O晶体的主要操作包括：______________。
③该流程中需保持盐酸过量，主要原因是(结合离子方程式简要说明)____________________________________。
参考答案
基础梳理整合
一、1.(1)外　(2)2/3　1/4　(5)灯帽
2．(1)1/3　略向下倾斜　玻璃棒　快干　坩埚钳
(2)①碎瓷片　②玻璃棒
3．零点　玻璃容器　药品　砝码　不可　容量瓶　一定物质的量浓度　玻璃棒　胶头滴管　不宜　不能　酸式滴定管　碱式滴定管　漏液　酸性、强氧化性溶液　碱性　碱性　酸性　强氧化性
4．长颈漏斗　漏斗　滤纸　液面　上　下　长进短出　碱石灰　大　小
即时训练1
答案：(1)②⑤⑥　(2)⑤⑥⑦
二、1.镊子　药匙(或纸槽)　托盘天平　胶头滴管　用试剂瓶倾倒　量筒(或滴定管)
2．(1)酸碱性　酸碱性　漂白　氧化
(2)①蘸有待测液的玻璃棒点在试纸的中部　②润湿
3．(2)①稀盐酸　②浓盐酸　③热的氢氧化钠溶液　④稀硝酸　⑤CS2　⑥酒精(或CCl4、苯、汽油等)
即时训练2
答案：④⑤⑥
三、2.湿布或沙土　沙土　大量的水冲洗　NaHCO3　大量的水冲洗　硼酸
即时训练3
答案：D
核心归纳突破
【例1－1】 B　解析：安全瓶的目的是防止内、外气压存在较高压强差导致液体倒吸，所以需要平衡压力，如B装置，在发生倒吸时，液体被吸到B瓶中，而防止倒吸到反应器中，A、C、D导气管插在液面以下，不能防倒吸。
【例1－2】 C　解析：c导管的作用是与外界大气相连，从而使内外压变成平衡，使液体容易滴下，不需要安装止水夹，C选项错误；如果下面的试剂瓶中装有碳酸钙、上面的试剂瓶中装有稀盐酸，通过调节a止水夹控制盐酸的流速即可控制二氧化碳气体的生成速率，D正确。
【例2】 B　解析：①反应器中液体倒吸是因为内部气压与外界气压存在较高压强差所导致，松开试管上的橡胶塞使内外气压相等倒吸现象就会停止；②点燃可燃性气体之前必须验纯，但不能用排空气法收集CO，因为排空法收集的CO一定混有空气，应用排水法集气；③实验结束后将废液根据情况回收或倒入废液缸，进行统一处理，不能直接倒入下水道，以免污染环境；⑤氯气有毒，污染空气；⑦泡沫灭火器灭火时会有水喷出，与钠反应。
【例3】 D　解析：对于装置④，若装置不漏气，上下移动a管时，b管中液面相应地要发生变化，即b管中气体体积发生改变，而两液面仍保持相平，说明b管中在气体体积改变后压强却不变化，一定漏气。
【例4】 C　解析：Na的密度比水小，四氯化碳的密度比水大，所以①错误；见光分解的应该保存在棕色瓶中，②错误；氯水腐蚀橡胶，⑤错误；固体应保存在广口瓶中，⑥错误。
演练巩固提升
1．答案：CDEFG
解析：C选项，锥形瓶如果用待测液润洗，使锥形瓶内壁附着待测液，消耗的标准液偏多，错误；D选项，受强酸或强碱腐蚀致伤时，应先用大量水冲洗，强酸涂上稀NaHCO3溶液、强碱涂上稀的硼酸溶液，不需再用水冲洗，错误；E选项，氨水不与银反应，应该选用稀硝酸，错误；F选项，硅酸钠显碱性且具有黏合性，应该用橡胶塞，错误；G选项，中和热的测定不需要指示剂，错误。
2．A　解析：B选项，容易发生倒吸，错误；C选项，规格为10 mL量筒精确度0.1 mL，错误；D选项，用玻璃棒蘸取，不能用试纸蘸取，错误。
3．D
4．C　解析：A选项不应用量筒稀释，应用烧杯稀释，错误；B选项水与酒精互溶，错误；C选项中加水，如果甲乙中的液面形成稳定的高度差，则气密性良好，如果不能形成稳定高度差，则气密性不好。
5．答案：(1)AE　(2)D
解析：(1)B项，滴定用的锥形瓶不能润洗；C项，测量溶液pH时，不能将pH试纸润湿；D项，因Br2易与乙烯反应，故D错；F项，眼睛应观察锥形瓶中溶液的颜色变化。(2)A项，胶头滴管不能插入试管中，应离管口1～2 cm；B项，加热固体时，试管口应略向下倾斜；C项，导管的气流应“长进短出”。
化学思想与方法
即时练习
1．答案：(1)C　A　B　E　D(或C　A　B　D　E)
(2)吸收(除去)空气中的CO2和H2O　开始通入是为了把装置中原有空气中的CO2和H2O除去(消除装置中原有CO2和H2O的干扰)；结束时通入是为了把装置中残留的CO2和H2O被完全吸收(保证分解产生的气体全部被吸收)
(3)1－
解析：由CuCO3CuO＋CO2↑、Cu(OH)2CuO＋H2O可知只要测出生成CO2的质量(D或E装置增加的质量)或生成H2O的质量(B装置增加的质量)即可求出沉淀中的各物质的量；应该先吸收水，再吸收CO2；(3)生成n(H2O)＝ mol，所以n[Cu(OH)2]＝ mol，m[Cu(OH)2]＝×98 g。
2．答案：(1)SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4
(2)降低体系温度，防止溴蒸发，使反应完全
(3)过滤
(4)除去粗品中未反应完的溴
(5)Fe3＋　取少量工业氢溴酸，加入几滴KSCN溶液后显红色　(或Br2　取少量工业氢溴酸，加入少量CCl4充分振荡，静置后CCl4层呈橙红色)
解析：SO2、Na2SO3均具有还原性，所以其作用均是把Br2还原为Br－；BaSO4是沉淀，所以操作Ⅱ是过滤；溶液显黄色可能含有Fe3＋或溴单质。
3．答案：(1)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
(2)黑色固体变红，右端管壁有水珠
(3)取少量滤液，滴入几滴KSCN溶液，观察溶液是否变红色
(4)①将Fe2＋氧化成Fe3＋　②加热浓缩，冷却结晶，过滤　③Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，过量盐酸抑制FeCl3水解
解析：(4)FeCl3·6H2O晶体含有结晶水，所以不能蒸干，应先把稀溶液变为浓溶液然后再冷却结晶；盐酸不参加反应，所以要从FeCl3水解的角度考虑。
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第2节　物质的检验、分离和提纯
1．能对常见的物质进行检验。
2．能对常见的物质进行分离和提纯。
一、物质的检验
1．常见阳离子的检验
H＋ 滴入紫色的石蕊溶液变__________色
Na＋ 焰色反应呈________色
K＋ 透过____________，焰色反应呈________色
Al3＋ 滴加过量NaOH溶液________________________，离子方程式为_________ _____________________
Cu2＋ 加入NaOH溶液后__________________________，离子方程式为________ ______________________
Fe2＋ ①滴加KSCN溶液后____________，加入氯水后出现________色，离子方程式为________________________________；②滴加NaOH溶液后出现________________，放置后______________，最后为______________，离子方程式为_____________________________
Fe3＋ ①滴加KSCN溶液后____________________；②滴加NaOH溶液后出现__________________，离子方程式为______________________________
NH 和碱液共热生成能使湿润的红色石蕊试纸________的气体，离子方程式为____________________
特别提示：①阳离子的检验除了一些特殊的方法(焰色反应、KSCN溶液显色反应)外，我们一般用NaOH溶液即可鉴别；②在没有特殊要求时，如果有多种检验方法，应该选择教材中给定的方法。
2．常见阴离子的检验
OH－ ①滴入紫色的石蕊溶液，溶液变__________；②滴入酚酞溶液，溶液变__________
Cl－ 加入硝酸酸化的硝酸银溶液_______________，离子方程式为____________
Br－ ①加入硝酸酸化的硝酸银溶液出现____________，离子方程式为___________ ___________________；②加入少量新制氯水，用力振荡后，加入少量四氯化碳，振荡静置，出现____________________，离子方程式为__________________________
I－ ①加入硝酸酸化的硝酸银溶液出现____________，离子方程式为__________________________；②加入少量新制氯水，用力振荡后，加入少量四氯化碳，振荡静置，出现__________________，离子方程式为________________；③加入少量新制氯水，用力振荡后，加入少量淀粉溶液，溶液___________
CO ①滴加盐酸后生成使澄清石灰水____________，离子方程式为______________ __________________________________________________________；②加CaCl2溶液后________________，离子方程式为___________________
SO 滴加盐酸后生成使品红溶液______的气体，离子方程式为________________
SO 先加稀盐酸，没有明显现象，后滴加氯化钡溶液，出现__________，离子方程式为_____________________________________________________________
特别提示：①在检验SO时，我们要注意SO、Ag＋的干扰，加试剂的先后顺序不能颠倒，不能用稀硝酸酸化。②检验SO、CO要防止它们互相干扰，两者加稀盐酸都能产生使澄清石灰水变浑浊的气体，其区别在于生成的CO2无气味，而SO2有刺激性气味，能使品红或酸性高锰酸钾溶液褪色。
3．常见气体的检验
H2 点燃，出现淡蓝色火焰，在火焰上方罩一个________________，片刻后有水滴出现，证明是氢气(注意甲烷的干扰)
Cl2 ______色气体，能使湿润的淀粉KI试纸变________
SO2 ________气味的气体，能使品红溶液________色，加热后____________
CO2 能使澄清石灰水________(注意SO2的干扰)
NH3 ①能使湿润的红色石蕊试纸____________；②用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近后出现____________
HCl 用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近后__________
O2 能使带火星的木条____________
NO 无色气体和空气接触后变成______色气体
NO2 ______色气体溶于水生成______色气体，无色气体遇空气又变成______色
特别提示：①检验气体时，要防止气体之间的互相干扰，如Cl2、SO2均使品红溶液褪色。②我们中学阶段只学过一种碱性气体，所以只要使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体一般是氨气。
即时训练1 下列说法中正确的是________。
①只用NaOH溶液就能鉴别Al3＋、Mg2＋、Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋、NH
②向某溶液中滴加NaOH溶液，加热后有刺激性气味气体产生，该溶液中一定含有NH
③将气体通入澄清石灰水中，若石灰水先变浑浊，后变澄清，该气体一定是CO2
④向某溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，然后再加入稀盐酸，沉淀不消失，该溶液中一定含有SO
⑤向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液变为红色，该溶液中一定含有Fe3＋
⑥把某气体通入品红溶液，品红溶液褪色，该气体一定为SO2
二、物质的分离与提纯
1．物质分离、提纯的区别
(1)物质的分离
将混合物中的各组分______开来，获得几种________的过程。
(2)物质的提纯
将混合物中的杂质除去而得到__________的过程，又叫混合物的净化或______。
2．物质分离、提纯的常用物理方法
方法、装置 适用范围 注意事项
过滤 把不溶性__________和液体进行分离 (1)一贴：______紧贴漏斗内壁；二低：滤纸低于__________，液面低于__________；三靠：烧杯紧靠__________，玻璃棒轻靠__________处，漏斗下端靠__________；(2)若滤液浑浊，需__________
蒸发 分离溶于溶剂中的溶质 (1)玻璃棒的作用：搅拌，防止局部温度过高造成____________；(2)当________________时，停止加热，用余热蒸干
萃取和分液 (1)萃取：利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液里提取出来；(2)分液：两种液体互不相溶且易分层 (1)溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中________；(2)萃取剂与原溶剂______；(3)分液时，分液漏斗中的下层液体从______流出，上层液体从______倒出
________相差较大的液体混合物 (1)温度计的水银球在蒸馏烧瓶的________处；(2)蒸馏烧瓶要加____________；(3)冷凝管水流方向应为“下进上出”
升华 某种组分易升华的混合物，利用物质升华的性质在加热条件下分离的方法 应与物质的分解变化区分，如分解反应：NH4ClNH3↑＋HCl↑
即时训练2 填写下列分离或提纯混合物的方法及所需玻璃仪器：
(1)从NaCl溶液中提取食盐。方法：__________，仪器：____________________。
(2)从海水中提取淡水。方法：__________，仪器：____________________。
(3)从CuSO4溶液中提取胆矾。方法：____________________________，仪器：__________________________。
(4)除去Fe(OH)3胶体中的Fe(OH)3沉淀。方法：________，仪器：______________________。
(5)提取溴水中的溴。方法：__________，仪器：________________________。
一、物质的鉴定与鉴别
1．物质检验的一般步骤
―→―→―→―→
2．物质鉴别的一般类型
(1)不用任何试剂鉴别多种物质
①先依据外观特征，鉴别出其中的一种或几种，然后再利用它们去鉴别其他几种物质。
②若均无明显外观特征，可考虑能否用加热或焰色反应区别开来。
③若以上两方法都不能鉴别时，可考虑两两混合法，记录混合后的反应现象，分析确定。
(2)只用一种试剂鉴别多种物质
①先分析被鉴别物质的水溶性、密度、溶液酸碱性，确定能否选用水或指示剂进行鉴别。
②在鉴别多种酸、碱、盐的溶液时，可依据“相反原理”确定试剂进行鉴别。即被鉴别的溶液多数呈酸性时，可选用碱或水解呈碱性的盐的溶液作试剂；若被鉴别的溶液多数呈碱性时，可选用酸或水解呈酸性的盐的溶液作试剂。
③常用溴水、新制氢氧化铜、氯化铁溶液等作试剂鉴别多种有机物。
(3)任选试剂鉴别多种物质
任选试剂鉴别多种物质的题目往往以简答题的形式出现，回答时要掌握以下要领：
①选取试剂要最佳：选取的试剂对试剂组中的各物质反应现象要专一，使人一目了然。
②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。
③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。一般简答顺序为：各取少许→溶解→加入试剂→描述现象→得出结论。
【例1－1】 (2012河南信阳调研)某固体混合物可能由Al、(NH4)2SO4、MgCl2、AlCl3、FeCl2中的一种或几种组成，现对该混合物做如下实验，所得现象和有关数据如图所示(气体体积数据已换算成标准状况下的体积)：
回答下列问题：
(1)混合物中是否存在FeCl2：__________________(填“是”或“否”)。
(2)混合物中是否存在(NH4)2SO4：________________(填“是”或“否”)。
(3)写出反应⑤的离子方程式：________________________________________________。
(4)请根据图中数据分析，原固体混合物的成分为______________________(写化学式)。
【例1－2】 (2012辽宁重点中学模拟)下列有关实验说法或做法正确的是(　　)。
A．某溶液中加入碳酸钠溶液产生白色沉淀，再加盐酸沉淀消失，说明该溶液中有Ca2＋
B．鉴别CO2和SO2可以用品红溶液也可以用硝酸钡溶液
C．仅用蒸馏水不能鉴别蔗糖、硫酸铜粉末、碳酸钙粉末
D．不用其他试剂或试纸，仅利用溶液间的相互反应，就可以区别开：硝酸钾、硫酸钠、氯化镁、氯化钡
二、物质的分离与提纯
1．加热法
混合物中有热稳定性差的物质时，可直接加热，使热稳定性差的物质分解而分离出去，有时受热后能变为被提纯的物质。如固态食盐中混有NH4Cl、固态纯碱中混有NaHCO3等。
2．沉淀法
在混合物中加入某试剂，使其中的一种以沉淀形式分离出来的方法。使用该方法时一定要注意不能引入新的杂质，若使用多种试剂将溶液中不同离子逐一沉淀，这时还应注意后加试剂能将先加试剂的过量部分除去，最后加的试剂不引入新杂质。例如：
(1)除去食盐中的Na2SO4、CaCl2、MgCl2杂质
NaCl(Na2SO4、CaCl2、MgCl2)(除Mg2＋)(除SO)(除Ba2＋、Ca2＋)滤液(除CO、OH－)食盐
(2)除去Cu2＋中的Fe3＋杂质
Cu2＋ (Fe3＋)[使Fe3＋生成Fe(OH)3]得纯净Cu2＋溶液
3．转化法
不能通过一次反应达到分离的目的，而要经过转化为其他物质才能分离，然后要将转化物质恢复为原物质。例如，除去AlCl3中的MgCl2杂质，先加入过量的NaOH溶液，过滤后向滤液中加入适量盐酸。
4．酸碱法
被提纯物不与酸反应，而杂质与酸可反应，用酸作除杂试剂；被提纯物不与碱反应，而杂质与碱易反应，用碱作除杂试剂。例如，用盐酸除去SiO2中的石灰石，用氢氧化钠溶液除去铁粉中的铝粉。
5．氧化还原法
对混合物中含有的还原性杂质，加入适当氧化剂使其氧化为被提纯物质；而对混合物中含有的氧化性杂质，可加入适当还原剂将其还原为被提纯物质。例如，FeCl2中含有FeCl3，加入过量铁粉，振荡过滤，即可除去FeCl3；FeCl3中含有FeCl2，可通入氯气，将FeCl2转化成FeCl3而又不会引入新的杂质。
在分离和提纯中有的杂质不止一种，需用多种试剂和多种除杂分离方法，要注意设计好合理的除杂顺序。有的杂质可用多种试剂除去，要尽量选择操作简单、除杂分离效果好、经济实惠的试剂。
【例2】 为提纯下列物质(括号内的物质是杂质)，所选用的除杂试剂和分离方法都正确的是(　　)。
被提纯的物质 除杂试剂 分离(或操作)方法
A 溴化钠溶液(NaI) 氯水、CCl4 萃取、分液
B CO2(CO) O2 点燃
C FeSO4[Fe2(SO4)3] 足量铜屑 过滤
D Na2SO4(CaCO3) 水 溶解、过滤、蒸发、结晶
误区警示
一定不能用气体除去气体中的杂质，因为这样做一定会增加新的杂质气体。
1．(高考集萃)下列叙述中正确的是________。
A．(2012课标全国理综)某溶液中加入BaCl2溶液，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀，该溶液一定含有Ag＋
B．(2012山东理综)用苯萃取溴水中的溴时，将溴的苯溶液从分液漏斗下口放出
C．(2012山东理综)NaCl溶液蒸发结晶时，蒸发皿中有晶体析出并剩余少量液体即停止加热
D．(2011浙江理综)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
E．(2011重庆理综)硫酸铜晶体里结晶水含量的测定一定要用到坩埚、温度计、硫酸铜晶体
F．(2011安徽理综)用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上，试纸变蓝色，说明浓氨水呈碱性
2．(2012河南信阳调研)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 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溶液中少量的FeCl3
B 向某溶液中加入BaCl2溶液生成白色沉淀，继续加稀硝酸沉淀不消失 证明溶液中含SO
C 向某溶液中加入稀盐酸，放出无色无味的气体，将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊 证明该溶液中存在CO
D 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＋
3.某无色气体可能由O2、CO、CO2、HCl、NH3、NO、Br2中的一种或几种组成，通过图中洗气瓶后气体体积减少(该装置前后都不与大气直接相连)，通过干燥管(盛有Na2O2)后气体呈红棕色，则下列推断正确的是(　　)。
A．原气体中一定有NO和O2
B．原气体中一定有NH3、NO、CO2、CO
C．原气体中一定没有CO
D．原气体中一定没有HCl、Br2、O2
4．在中学化学实验中可用于分离或提纯的方法很多，如蒸馏、过滤、结晶、渗析、盐析等，下列各组混合物的分离或提纯选用方法最合适的是(　　)。
A．除去Fe(OH)3胶体中混有的Cl－——(过滤、洗涤、干燥)
B．除去O2中的N2——(通过灼热的Cu网)
C．分离NaNO3和BaSO4的混合物——(溶解、过滤)
D．除去乙烯中混有的二氧化硫——(通过盛有酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶)
5．(2012课标全国理综，28)溴苯是一种化工原料，实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下：
苯 溴 溴苯
密度/(g·cm－3) 0.88 3.10 1.50
沸点/℃ 80 59 156
水中溶解度 微溶 微溶 微溶
按下列合成步骤回答问题：
(1)在a中加入15 mL无水苯和少量铁屑。在b中小心加入4.0 mL液态溴。向a中滴入几滴溴，有白色烟雾产生，是因为生成了________气体。继续滴加至液溴滴完。装置d的作用是______________________。
(2)液溴滴完后，经过下列步骤分离提纯：
①向a中加入10 mL水，然后过滤除去未反应的铁屑；
②滤液依次用10 mL水、8 mL 10%的NaOH溶液、10 mL水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用是__________________________；
③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙，静置、过滤。加入氯化钙的目的是______________________。
(3)经以上分离操作后，粗溴苯中还含有的主要杂质为________，要进一步提纯，下列操作中必需的是______(填入正确选项前的字母)。
A．重结晶 B．过滤 C．蒸馏 D．萃取
(4)在该实验中，a的容积最适合的是________(填入正确选项前的字母)。
A．25 mL B．50 mL C．250 mL D．500 mL
参考答案
基础梳理整合
一、1.红　黄　蓝色钴玻璃片　紫　先出现白色沉淀后消失　Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O　出现蓝色絮状沉淀　Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓　无现象　红　Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－，Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3　白色沉淀　变成灰绿色沉淀　红褐色沉淀　Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3　溶液变为红色　红褐色沉淀　Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓　变蓝　NH＋OH－NH3↑＋H2O
2．蓝色　红色　出现白色沉淀　Ag＋＋Cl－===AgCl↓　淡黄色沉淀　Ag＋＋Br－===AgBr↓　液体分层，上层几乎无色，下层橙红色　2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2　黄色沉淀　Ag＋＋I－===AgI↓　液体分层，上层几乎无色，下层紫红色　2I－＋Cl2===2Cl－＋I2　变为蓝色　变浑浊的气体　CO＋2H＋===CO2↑＋H2O，CO2＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋H2O　有白色沉淀生成　CO＋Ca2＋===CaCO3↓　褪色　SO＋2H＋===SO2↑＋H2O　白色沉淀　Ba2＋＋SO===BaSO4↓
3．冷而干燥的小烧杯　黄绿　蓝　刺激性　褪　红色恢复　变浑浊　变蓝　白烟　出现白烟　复燃　红棕　红棕　无　红棕
即时训练1
答案：①②⑤
二、1.(1)分离　纯净物
(2)目标物质　除杂
2．固体物质　滤纸　漏斗边缘　滤纸边缘　玻璃棒　三层滤纸　烧杯内壁　再次过滤　液滴飞溅　有大量固体析出　要大得多　不溶　下口　上口　沸点　支管口　沸石或碎瓷片
即时训练2
答案：(1)蒸发　玻璃棒、酒精灯、蒸发皿
(2)蒸馏　温度计、蒸馏烧瓶、酒精灯、冷凝管、锥形瓶等
(3)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤　玻璃棒、酒精灯、烧杯、漏斗
(4)过滤　烧杯、玻璃棒、漏斗
(5)萃取后分液　分液漏斗、烧杯
核心归纳突破
【例1－1】 答案：(1)否　(2)是　
(3)Al(OH)3↓＋3H＋===Al3＋＋3H2O　
(4)Al、(NH4)2SO4和MgCl2
解析：(1)由③可知一定无FeCl2；由②可知生成的气体为n(NH3)＝＝0.2 mol、n(H2)＝＝0.3 mol，可知n[(NH4)2SO4]＝0.1 mol、n(Al)＝0.2 mol；n[Mg(OH)2]＝＝0.1 mol，所以n(MgCl2)＝0.1 mol；m[(NH4)2SO4]＝13.2 g、m(Al)＝5.4 g、m(MgCl2)＝9.5 g，三者质量之和为28.1 g，所以原固体混合物中无AlCl3。
【例1－2】 B　解析：A选项，无法排除Ba2＋的干扰；B选项，使品红褪色的是SO2、与硝酸钡反应生成白色沉淀(BaSO4)的是SO2，CO2与上述物质均没现象，正确；C选项，分别加水不溶的是碳酸钙、有蓝色溶液生成的是硫酸铜、有无色溶液生成的是蔗糖，错误。
【例2】 D　解析：A选项中，氯气不仅与NaI反应还与NaBr反应，错误，应把氯水改为溴水；B选项要么不能点燃，如果点燃可能发生爆炸，且通入的氧气少CO未除尽，通入的氧气多又增加了新的杂质O2，错误，应通过灼热的氧化铜；C选项Fe3＋与Cu反应生成Cu2＋，又增加了新的杂质Cu2＋，错误，应把铜改为铁屑；D选项，可溶与不溶的固体分离方法为过滤，正确。
演练巩固提升
1．答案：CDF
解析：A选项，不能排除SO、SO的干扰，错误；B选项，苯在上层，应该从上口倒出，错误；E选项，不需要温度计，错误。
2．A　解析：A选项，Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，加入Mg(OH)2消耗溶液中的H＋，使平衡右移，正确；B选项，无法排除Ag＋、SO干扰，错误；C选项，无法排除HCO干扰，错误；D选项，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，错误。
3．D　解析：依题意气体无色，故无Br2，通过过氧化钠后呈红棕色，说明一定有CO2和NO，又因NO与O2不能共存，故原混合气中无O2；通过浓硫酸时体积减少，则一定有NH3，NH3不能与HCl共存，故原混合气中无HCl；至于原混合气中有无CO则无法判断。
4．C　解析：胶体也能通过滤纸，A错误；灼热的Cu网与O2反应不与N2反应，所以灼热的Cu网可以除去N2中的O2，B错误；乙烯、二氧化硫均与高锰酸钾酸性溶液反应，D错误。
5．答案：(1)HBr　吸收HBr和Br2
(2)除去HBr和未反应的Br2　干燥
(3)苯　C
(4)B
解析：因为Cl、Br属于同一主族，所以此题应联系氯及其化合物的性质，再结合反应—＋Br2—Br＋HBr进行分析：(1)由HCl遇空气有白雾出现，可知HBr遇空气也有白雾出现；(2)溴苯中含有Br2、HBr、苯等杂质，所以加入氢氧化钠溶液的作用是把Br2、HBr变成易溶于水而不易溶于有机物的盐，再经水洗可除去；溴苯与苯均属于有机物且互溶的液体，用蒸馏方法分离；(4)烧瓶作反应器时，加入液体体积不能超过其容积的，所以选择B较合适。
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第4节　用途广泛的金属材料、金属矿物利用
1．了解常见金属的活动性顺序。
2．了解合金的概念及其重要应用。
3．了解铜及其化合物的主要性质。　　　
一、合金
1．概念
由____或____________________________熔合而成的具有______特性的物质。
2．性质特点
（1）多数合金的熔点比它的各成分金属的熔点______。
（2）合金的硬度一般比它的各成分金属的硬度______。
即时训练1 化学与科学、技术、社会、环境密切相关。下列有关说法中正确的是（　　）。
A．合金一定是金属和金属熔合而成的
B．铝合金的熔点和硬度均高于纯铝
C．合金的物理性质一般与其各成分金属的物理性质完全相同
D．合金的物理性质一般与其各成分金属的物理性质不同
二、常见的金属材料
金属材料包括________和______，分为__________材料和__________材料。
1．黑色金属材料——钢铁
钢是用量最大、用途最广的合金。
2．有色金属材料——铜和铝的合金
（1）铜合金
我国使用最早的合金是________，除此之外常见的铜合金还有________和________。
（2）铝合金
①性质特征：__________、__________、易于加工、成本低廉且表面易形成____________，从而具有一定的抗腐蚀能力。
②主要用途：建筑业、容器和包装业、交通运输及电子行业。
即时训练2 下列有关说法中正确的是（　　）。
A．钢、青铜、硬铝和金刚石都是合金材料
B．在我国使用最早的合金是生铁
C．普通钢铁比纯铁耐腐蚀
D．不锈钢和目前流通的硬币都是合金
三、金属矿物的开发利用
1．金属在自然界中的存在
在地壳中除了金、铂等少数极不活泼的金属外，绝大多数金属元素以______形式存在。
2．金属冶炼的实质
金属元素只有正价，没有负价，所以金属的冶炼过程就是把金属________________的过程。
3．金属冶炼的方法
（1）热分解法
如由HgO、Ag2O冶炼Hg、Ag：
2HgO2Hg＋O2↑
2Ag2O4Ag＋O2↑
（2）热还原法
①CO还原Fe3O4：
Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2
②H2还原WO3：
WO3＋3H2W＋3H2O
③C还原ZnO：
ZnO＋CZn＋CO↑
（3）电解法
工业上用电解法冶炼Na、Mg、Al的化学方程式分别为：
______________________、______________________、______________________。
即时训练3下列金属冶炼的反应原理，错误的是（　　）。
A．2NaCl（熔融）2Na＋Cl2↑
B．2AlCl3（熔融）2Al＋3Cl2↑
C．Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
D．2HgO2Hg＋O2↑
特别提示：（1）选择金属的冶炼方法时，要依据金属活动性顺序：①热分解法，冶炼的是排在金属活动性顺序后面的一些不活泼金属；②热还原法，冶炼的是排在金属活动性顺序中处于中间位置的金属；③电解法，冶炼的是排在金属活动性顺序前面的一些比较活泼的金属。
（2）电解法冶炼活泼金属时，除Al是电解熔融的Al2O3外，其他（如Na、K、Mg等）金属，一般是电解熔融的氯化物。
一、金属活动性顺序及其应用
金属活动性顺序 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H） Cu Hg Ag Pt Au
原子失电子能力 由大到小，还原性由强到弱
阳离子得电子能力 由小到大，氧化性由弱到强
与O2反应 常温易被氧化 常温能被氧化 常温干燥空气中不易被氧化 加热时能被氧化 不能被氧化
与H2O反应 常温置换出氢 加热或与水蒸气反应置换出氢 不能置换出水中的氢
与酸反应 剧烈反应并置换出酸中的氢 能置换出酸中的氢，Fe、Al常温下在浓硝酸、浓硫酸中钝化 不能置换稀酸中的氢
与强氧化性酸反应 只与王水反应
与碱反应 与碱液中的水反应 仅Al、Zn能跟强碱水溶液反应
与盐反应 先与水反应 排在前面的金属能从盐溶液中置换出后边的金属
冶炼方法 电解法 热还原法 加热分解法 物理方法
【例1－1】 Al、Fe、Cu都是重要的金属元素。下列说法中正确的是（　　）。
A．三者对应的金属阳离子的氧化性Cu2＋最强
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均不能采用将溶液蒸干的方法
D．电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极依次析出Cu、Fe、Al
【例1－2】 铜、银、金是人类最早认识的三种金属，因为很早就被人们用作钱币，因而有“货币金属”之称。由于铁的金属性比铜、银、金强，相对而言，人类认识铁稍晚。某研究性学习小组为了证明铁的金属活动性比铜强，他们设计了如下方案：
（1）铁片置于硫酸铜溶液中有铜析出；
（2）铁、铜与氯气反应分别生成FeCl3和CuCl2；
（3）足量的铁粉和铜粉与浓硫酸反应生成FeSO4和CuSO4；
（4）铜片置于FeCl3溶液中铜片逐渐溶解；
（5）把铁片和铜片置于盛有稀硫酸的烧杯中，并用导线连接，铁片上无气泡产生，而铜片上有气泡产生；
（6）把铁片和铜片置于盛有浓硝酸的烧杯中，并用导线连接，铁片上有气泡产生，而铜片上无气泡产生。
以上设计方案合理的有（　　）。
A．两种　 　B．三种　　 C．四种　　 D．五种
二、铜及其化合物的性质
1．铜
（1）物理性质
紫红色，不能被磁铁吸引。
（2）化学性质
反应物质 化学方程式
非金属 O2 2Cu＋O22CuO（黑色固体）
Cl2 Cu＋Cl2CuCl2（棕黄色烟）
氧化性酸 浓硫酸 Cu＋2H2SO4（浓）CuSO4＋SO2↑＋2H2O
浓硝酸 Cu＋4HNO3（浓）===Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O
稀硝酸 3Cu＋8HNO3（稀）===3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O
盐 AgNO3、FeCl3 Cu＋2AgNO3===Cu（NO3）2＋2AgCu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2
　　2.氧化铜和氢氧化铜
物质 氧化铜 氢氧化铜
化学式 CuO Cu（OH）2
状态 不溶于水的黑色固体（粉末） 不溶于水的蓝色固体
化学性质 CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2OCuO＋H2Cu＋H2OCuO＋COCu＋CO2 Cu（OH）2＋2H＋===Cu2＋＋2H2OCu（OH）2CuO＋H2O
3.铜盐
（1）Cu2（OH）2CO3的名称为碱式碳酸铜，是铜绿的成分，它是铜在潮湿的空气中被锈蚀的结果，它受热易分解：Cu2（OH）2CO32CuO＋H2O＋CO2↑。
（2）无水CuSO4遇水变蓝色（生成CuSO4·5H2O），可作为水的检验依据；CuSO4·5H2O受热易分解：CuSO4·5H2OCuSO4＋5H2O，蓝色晶体受热转化为白色粉末。
（3）铜盐溶液有毒，主要是因为铜离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性失去生理活性，因此人们利用了它的这一性质，用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多液，用来杀灭植物的病毒。
【例2】 （改编组合）下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是（　　）。
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ 判断
A 铜绿的主要成分是碱式碳酸铜 可用稀盐酸除铜器表面的铜绿 Ⅰ对；Ⅱ对；无
B 铜表面易形成致密的氧化膜 铜容器可以盛放浓硫酸 Ⅰ对；Ⅱ对；有
C 向硫酸铜溶液通入氨气，有深蓝色沉淀产生，过滤后灼烧滤渣，最后变成黑色固体 把铜丝放在酒精灯火焰上灼烧，铜丝表面变黑 Ⅰ对；Ⅱ对；有
D 蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化 硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂 Ⅰ错；Ⅱ对；无
三、设计从海水中提取镁的主要工艺流程
1．分析原理
首先要分析Mg的冶炼原理：MgCl2（熔融）Mg＋Cl2↑，所以我们首先要获得纯净的MgCl2。
2．分析初始原料
（1）海水中含有MgCl2，但浓度极低，所以要富集。方法：蒸发浓缩海水。
（2）海水中除含有MgCl2外，还含有Na＋、K＋、Ca2＋、SO、Br－、I－等其他可溶性离子，所以还要分离、提纯。分析离子只有Mg2＋与OH－反应生成Mg（OH）2沉淀。我们可以用价格便宜的碱Ca（OH）2使Mg2＋转化成Mg（OH）2沉淀，从而将Mg2＋分离出来。
3．制得无水MgCl2
得到的Mg（OH）2沉淀与盐酸反应生成MgCl2溶液，进一步处理即可得到无水MgCl2，电解即可得到镁单质。
【例3】 （改编自人教版必修2教材习题）镁是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁从海水中提取，海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：
（1）若在空气中加热MgCl2·6H2O，生成的是Mg（OH）Cl或MgO，写出相应反应的化学方程式：________________________________________________________。
用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O，能得到无水MgCl2，其原因是_______________________________________________________ ________________________________________________________________________。
（2）Mg（OH）2沉淀中混有的Ca（OH）2应怎样除去？写出实验步骤：_______________ _______________________________________________。
（3）实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的。
溶解时：______________________________________________________________。
过滤时：______________________________________________________________。
蒸发时：______________________________________________________________。
（4）获得HCl的反应为2CH4＋O2＋4Cl2===2CO＋8HCl（不考虑其他反应）。事实上，生产中HCl一直在循环使用。试从理论上分析是否需要补充HCl，简要说明理由。
探究铜的化合物的组成
近几年高考经常对铜的化合物的组成进行实验探究，如铜绿、红色的含铜化合物Cu2O、黑色的氧化铜等。
【实验典例】
碱式碳酸铜可表示为xCuCO3·yCu（OH）2·zH2O，测定碱式碳酸铜组成的方法有多种[已知M（Cu）＝63.5 g·mol－1]。
（1）现采用氢气还原法，请回答如下问题：
①写出xCuCO3·yCu（OH）2·zH2O与氢气反应的化学方程式：___________________；
②实验装置用上面所有仪器连接而成，按氢气流方向的连接顺序是（填入仪器接口字母编号）：（a）→（　）（　）→（　）（　）→（　）（　）→（　）（　）→（　）（　）→（l）
③称取23.9 g某碱式碳酸铜样品，充分反应后得到12.7 g残留物，生成4.4 g二氧化碳和7.2 g水。该样品的结晶水质量为______ g，化学式为____________。
（2）某同学以氮气代替氢气，并用上述全部或部分仪器来测定碱式碳酸铜的组成，你认为是否可行？请说明理由。
1．（高考集萃）下列叙述中不正确的是（　　）。
A．（2012天津理综）镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料
B．（2012重庆理综）钢铁厂用热还原法冶炼铁的生产过程中不涉及化学变化
C．（2012广东理综）新型复合材料使手机、电脑等电子产品更轻巧、实用和新潮
D．（2012江苏化学）在给定条件下能实现MgCl2（aq）Mg（OH）2MgO的转化
2．（2012江苏调研）海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源等（如下图所示）。
下列有关说法中正确的是（　　）。
A．在③和⑤中需要用到氯碱工业的产物
B．②中MgCl2·6H2O可在空气中受热分解制无水MgCl2
C．大量的含Fe3＋废水排入海洋，易引发赤潮
D．①中除去粗盐中的SO、Ca2＋、Mg2＋等杂质，加入的药品顺序为：Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸
3．下表各选项中，不能利用置换反应通过Y得到W的一组化合物是（　　）。
A B C D
Y CuO Fe2O3 C2H5OH FeCl3
W CO2 Al2O3 C2H5ONa CuCl2
4.（2012山西晋中四校联考）工业上冶炼金属一般用热分解法、热还原法和电解法，不同的金属应选用不同的冶炼方法。选择的原则主要是依据（　　）。
A．金属在地壳中的丰度
B．金属在自然界中的存在形式
C．金属的还原性强弱
D．金属的利用价值
5．硫酸铜、硝酸铁都是重要的化工原料。
以下是某工厂用含铁的废铜为原料生产胆矾（CuSO4·5H2O）的生产流程示意图：
胆矾和石膏在不同温度下的溶解度（g）见下表。
温度/℃ 20 40 60 80 100
石膏 0.32 0.26 0.15 0.11 0.07
胆矾 32 44.6 61.8 83.8 114
请回答下列问题：
（1）红褐色滤渣的主要成分是____________。
（2）写出浸出过程中生成硫酸铜的化学方程式：_________________________________ __________________________________________________________________________。
（3）操作Ⅰ的温度应该控制在__________左右。
（4）从溶液中分离出硫酸铜晶体的操作Ⅱ应为：将热溶液________、________、洗涤、干燥。
参考答案
基础梳理整合
一、1.两种　两种以上的金属(或金属与非金属)　金属
2．(1)低　(2)大
即时训练1
D
二、纯金属　合金　黑色金属　有色金属
1．碳素钢　低碳钢　中碳钢　高碳钢
2．(1)青铜　黄铜　白铜
(2)①强度大　密度小　致密而坚固的氧化膜
即时训练2
D
三、1.化合物
2．从其化合物中还原出来
3．2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑　MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑　2Al2O34Al＋3O2↑
即时训练3
B
核心归纳突破
【例1－1】 C　解析：Fe3＋的氧化性最强，A错误；由铜绿可知B错误；C项中三种盐均可水解，加热促进水解，且生成挥发性酸——盐酸，所以C正确；Al、Fe排在H的前面，电解时水溶液中的H＋先得电子，D错误。
【例1－2】 A　解析：(1)方案合理，利用金属间的置换反应比较金属的活动性强弱；(5)方案利用原电池原理，铁片为负极，铜片为正极，负极金属活动性强。
【例2】 D　解析：稀盐酸可以与Cu(OH)2、CuCO3反应，而且稀盐酸不能与Cu反应，所以稀盐酸可以除铜器表面的铜绿，Ⅰ、Ⅱ有因果关系，A错误；铜表面不能形成致密氧化膜，铜与浓硫酸在一定温度下能发生反应，所以不能用铜制容器盛装浓硫酸，B错误；硫酸铜与氨水反应生成Cu(OH)2，Cu(OH)2受热分解生成黑色CuO，Ⅰ、Ⅱ均正确，但没有因果关系，C错误；蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末有新物质生成，属于化学变化，CuSO4可用作消毒剂，但与前者没有因果关系，D正确。
【例3】 答案：(1)MgCl2·6H2OMg(OH)Cl＋HCl↑＋5H2O或MgCl2·6H2OMgO＋2HCl↑＋5H2O　在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O，抑制了MgCl2的水解，并带走了MgCl2·6H2O受热时产生的水蒸气，故能得到无水MgCl2
(2)加入MgCl2溶液，充分搅拌，过滤，沉淀用水洗涤
(3)搅拌，加速溶解
引流，使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗，防止外洒
搅拌，防止因局部过热引起液滴或晶体飞溅
(4)不需要补充HCl，因为Cl2～2HCl～Mg(OH)2～MgCl2～Cl2；依氯元素守恒可以看出理论上不需要补充HCl。
解析：(1)根据信息书写化学方程式，首先分析反应物、生成物的化合价可知，此反应不是氧化还原反应，反应物是MgCl2·6H2O，如果生成物为Mg(OH)Cl，根据质量守恒定律，生成物除Mg(OH)Cl外，还有HCl和H2O，即MgCl2·6H2OMg(OH)Cl＋HCl↑＋5H2O；同理：我们也可以写出生成MgO的化学方程式。(2)因为Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2，可以加入氯化镁溶液发生反应Ca(OH)2＋MgCl2===Mg(OH)2＋CaCl2，CaCl2易溶于水而除去。(4)在工业生产中注重效益，HCl可以循环使用，根据氯元素守恒可知理论上不需要补充HCl。
实验探究拓展
答案：(1)①xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O＋(x＋y)H2(x＋y)Cu＋xCO2＋(x＋2y＋z)H2O
②(a)→kj→gf(或hi)→de(或ed)→hi(或gf)→bc(或cb)→(l)
③1.8　CuCO3·Cu(OH)2·H2O
(2)可行。根据反应xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O
(x＋y)CuO＋xCO2↑＋(y＋z)H2O，依据碱式碳酸铜、CuO、CO2和H2O质量(或其中任意三个量)，即可计算出其组成。
解析：(1)本题的碱式碳酸铜与氢气反应看似很难理解，其实只要把它理解为CuCO3和Cu(OH)2受热分解后产物CuO再与氢气反应，第①问便可以解决。对于②要能分析出测定反应后CO2和H2O的质量，由反应物可知氢气中还有氯化氢和水蒸气，因此氢气发生器后仪器的选择是除氯化氢和水蒸气；氢气与氧化铜反应后，首先用浓硫酸吸收水，然后用碱石灰吸收CO2，为防止空气干扰，所以最后接l。③n(CO2)＝0.1 mol、n(Cu)＝0.2 mol、n(H2O)＝0.4 mol，所以结晶水质量为23.9 g－m(CuCO3)－m〔Cu(OH)2〕＝23.9 g－0.1 mol×123.5 g·mol－1－(0.2 mol－0.1 mol)×97.5 g·mol－1＝1.8 g。
演练巩固提升
1．B　解析：B选项，冶铁过程中发生的是氧化还原反应，错误。
2．A　解析：A选项，③和⑤中均需要Cl2作氧化剂，把Br－氧化为Br2，正确；B选项，MgCl2·6H2O水解生成Mg(OH)2，最终生成MgO，错误；C选项，赤潮是因为水体富营养化而引起的，与Fe3＋无关，错误；D选项，Na2CO3溶液的作用是除去过量的Ba2＋及溶液中的Ca2＋，错误。
3．D　解析：A项中是CuO与C反应，B项中Al与Fe2O3发生铝热反应，C项中是金属Na与C2H5OH反应，这三个反应都是置换反应，D项中是发生Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2，不是置换反应。
4．C　解析：金属的还原性越强冶炼难度越大，C选项正确。
5．答案：(1)Fe(OH)3
(2)3Cu＋2HNO3＋3H2SO4===3CuSO4＋2NO↑＋4H2O
(3)100 ℃
(4)冷却结晶　过滤
解析：(2)由信息写出反应物(Cu、HNO3、H2SO4)及生成物(CuSO4)，分析可知Cu被氧化，化合价升高，N的化合价降低，稀硝酸被还原成NO，加上水配平此方程式即可；
(3)因为石膏的溶解度随着温度的升高而降低，而胆矾溶解度随温度的升高而升高，温度越高得到的胆矾越纯净，温度达到水的沸点最好。
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第2节　水的电离和溶液的酸碱性
1．了解水的电离，离子积常数。
2．了解溶液pH的定义。
3．了解测定溶液pH的方法，能进行pH的简单计算。
一、水的电离和水的离子积常数
1．电离方程式
水是一种极弱的电解质，其电离方程式为__________________________。
2．室温下纯水的有关数据
（1）c（H＋）＝c（OH－）＝__________。
（2）KW＝__________＝________。
（3）pH＝____。
3．KW的影响因素
KW只与温度有关，温度升高，KW______。
特别提示：水的离子积常数KW＝c（H＋）·c（OH－），其实质是水溶液中的H＋和OH－浓度的乘积，不一定是水电离出的H＋和OH－浓度的乘积，所以与其说KW是水的离子积常数，不如说是水溶液中的H＋和OH－的离子积常数。
二、溶液的酸碱性与pH
1．溶液的酸碱性
溶液的酸碱性取决于溶液中________和________的相对大小。
c（H＋）、c（OH－）的关系 室温/25 ℃
数值 pH
中性溶液 c（H＋）__c（OH－） c（H＋）＝c（OH－）＝__________ ____7
酸性溶液 c（H＋）__c（OH－） c（H＋）__1×10－7 mol·L－1 ____7
碱性溶液 c（H＋）__c（OH－） c（H＋）__1×10－7 mol·L－1 ____7
2．pH
（1）定义式：pH＝__________。
（2）意义
表示溶液酸碱性的强弱，pH越小，酸性______。
（3）pH试纸的使用
①方法：____________________________________________________________，试纸变色后，与标准比色卡对比即可确定溶液的pH。
②注意：
a．pH试纸使用前不能用蒸馏水润湿，否则待测液因被稀释可能产生误差；
b．用广泛pH试纸读出的pH只能是整数。
即时训练1下列说法中正确的是______。
①某溶液的pH＝7，该溶液一定为中性溶液
②某溶液的c（H＋）＞c（OH－），该溶液一定为酸性溶液
③任何水溶液中均存在H＋和OH－，且水电离出的H＋和OH－相等
④如果溶液中c（H＋）≠c（OH－），该溶液一定为酸性或碱性溶液
特别提示：溶液酸碱性的判断与溶液的pH是否等于7没有直接的关系，而应比较溶液中c（H＋）与c（OH－）的大小。pH是否等于7只适用于室温下的溶液，而用c（H＋）与c（OH－）的大小判断酸碱性，不受条件限制适用于任何温度下的溶液。
三、酸碱中和滴定
1．实验用品
（1）试剂：__________、__________、__________、蒸馏水。
（2）仪器：______滴定管（如图A）、______滴定管（如图B）、滴定管夹、铁架台、烧杯、________。
2．实验操作（以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例）
（1）滴定前的准备
①滴定管：______________→洗涤→______→装液→调液面→记录。
②锥形瓶：注碱液→记读数→加指示剂。
（2）滴定
左手__________，右手________________，眼睛注视________________变化，滴定至终点时，记录标准液的体积。
（3）终点判断
等到滴入最后一滴标准液，指示剂变色，且________________，视为达到滴定终点。
3．数据处理
按上述操作重复二至三次，求出用去标准盐酸体积的平均值，根据c（NaOH）＝______________计算。
即时训练2 下列说法中正确的是______。
①酸性高锰酸钾溶液应该盛放在酸式滴定管中
②滴定管读数从下往上逐渐减小
③滴定管的精确度为0.001 mL
④锥形瓶在使用前应该用待盛液润湿
⑤滴定管在使用前应该用待盛液润湿
⑥滴定时眼睛注视滴定管刻度
一、影响水电离平衡的因素
1．实例（H2OH＋＋OH－）
改变条件 电离平衡 溶液中c（H＋） 溶液中c（OH－） pH 溶液的酸碱性 KW
升高温度 右移 增大 增大 减小 中性 增大
加入酸碱 加入酸，如稀硫酸、醋酸 左移 增大 减小 减小 酸性 不变
加入碱，如NaOH溶液、氨水 左移 减小 增大 增大 碱性 不变
加入盐 加入强碱弱酸盐，如Na2CO3溶液 右移 减小 增大 增大 碱性 不变
加入强酸弱碱盐，如AlCl3溶液 右移 增大 减小 减小 酸性 不变
加入强酸强碱盐，如NaCl溶液 不移 不变 不变 不变 中性 不变
加入活泼金属，如Na 右移 减小 增大 增大 碱性 不变
2．总结
促进电离
抑制电离
3．注意
KW也属于化学平衡常数，只随温度的变化而变化，加水稀释并不是溶液中的所有离子浓度均减小，如稀释HCl水溶液，OH－浓度却增大。
【例1－1】 水的电离平衡曲线如图所示，下列说法不正确的是（　　）。
A．图中四点KW间的关系：A＝D＜C＜B
B．若从A点到D点，可采用：温度不变在水中加入少量酸
C．若从A点到C点，可采用：温度不变在水中加入少量NH4Cl固体
D．若从A点到D点，可采用：温度不变在水中加入少量NH4Cl固体
【例1－2】对H2O的电离平衡不产生影响的微粒是（　　）。
A．CH3CH2OH B．NH
C．Cl2 D．S2－
二、水电离出的c（H＋）或c（OH－）的计算（25 ℃）
1．c水（OH－）和c水（H＋）的关系
由H2OH＋＋OH－可知不论何种温度，何种溶液，由H2O电离的c水（OH－）和c水（H＋）永远相等。
2．理清来源及等量关系
酸溶液
碱溶液
盐溶液
【例2】 ①pH＝1的盐酸　②0.5 mol·L－1的盐酸　③0.1 mol·L－1的NH4Cl溶液　④1 mol·L－1的NaOH溶液　⑤pH＝1的NH4Cl溶液　⑥1 mol·L－1的NaCl溶液，以上溶液中水电离的c（H＋）由大到小的顺序为________；①⑤的pH均为1，①中由水电离的c（H＋）＝____________，⑤中由水电离的c（H＋）＝____________。
方法归纳
（1）注意区分溶液中的c（H＋）和由水电离的c（H＋）之间的差异，注意溶液中H＋的来源。
（2）抓住由H2O电离的c（OH－）和c（H＋）永远相等，适当运用忽略，如酸溶液中忽略水电离出的H＋、碱溶液中忽略水电离出的OH－。
三、有关pH的计算
1．单一溶液的pH计算
（1）强酸溶液，如HA，设浓度为c mol·L－1，则c（H＋）＝c mol·L－1，pH＝－lg c。
（2）强碱溶液，如BOH，设浓度为c mol·L－1，则c（OH－）＝c mol·L－1，c（H＋）＝ mol·L－1，pH＝14＋lg c。
2．溶液混合后的pH计算
（1）强酸与强酸溶液混合，先求c（H＋），再求pH。
c（H＋）＝
pH＝－lgc（H＋）
（2）强碱与强碱溶液混合，先求c（OH－），通过KW求其c（H＋）和pH。
c（OH－）＝
c（H＋）＝
pH＝－lgc（H＋）＝－lg
3．强酸与强碱溶液混合
（1）若酸过量
c（H＋）＝
pH＝－lgc（H＋）；
（2）若酸与碱正好完全反应，pH＝7；
（3）若碱过量，则先求c（OH－），再求c（H＋）和pH。
4．未标明强弱的酸、碱混合
把pH＝2与pH＝12的溶液等体积混合后，其pH不一定等于7。若二者为强酸、强碱，则pH＝7；若为弱酸、强碱，则弱酸有余，pH<7；若为强酸、弱碱，则弱碱有余，pH＞7。
5．酸、碱加水稀释
酸（pH＝a） 碱（pH＝b）
强酸 弱酸 强碱 弱碱
稀释10n倍 a＋n 无限稀释 pH趋向于7
【例3】对于常温下，有关叙述中正确的是______。
①pH＝1的硝酸溶液1 mL稀释至100 mL后，pH＝3
②向pH＝1的硝酸中加入等体积、pH＝13的氢氧化钡溶液恰好完全中和
③将0.1 mol·L－1的氢氧化钠溶液与0.06 mol·L－1的硫酸等体积混合，混合后溶液的pH＝1.7
④向pH＝1的盐酸加入等体积、等浓度的氨水，所得溶液pH＝7
⑤常温下，pH＝3的醋酸和pH＝11的NaOH溶液等体积混合后，溶液的pH<7
⑥将pH＝2的盐酸和pH＝4的硫酸等体积混合，所得溶液pH＝3
⑦将pH＝13的NaOH溶液与pH＝3的盐酸按体积比为1∶9混合，则混合后溶液的pH约为12
⑧pH＝10的NaOH溶液稀释10倍后，溶液的pH＝9
方法归纳
在做关于溶液的pH计算的题目时，要抓住“矛盾的主要方面”，溶液显酸性用溶液中的c（H＋）来计算；溶液显碱性先求溶液中的c（OH－），再求溶液中的c（H＋）。
口诀：酸按酸（H＋），碱按碱（OH－），酸碱中和求过量，无限稀释7为限。
步骤：
酸碱中和滴定
1．酸碱中和滴定原理
H＋＋OH－===H2O，即c标·V标＝c待·V待。
2．酸碱中和滴定的关键
（1）用酸式或碱式滴定管准确测定V标和V待。
（2）准确判断中和反应是否恰好完全进行，借助酸碱指示剂判断滴定终点。
酸碱中和滴定属于中学化学教材中定量测量方法之一，另外还有氧化还原反应滴定法在高考中经常出现，其原理就是利用得失电子守恒定律。
【实验典例】
某同学欲用已知物质的量浓度为0.100 0 mol·L－1的盐酸测定未知物质的量浓度的氢氧化钠溶液时，选择酚酞溶液作指示剂。请填写下列空白：
（1）用标准的盐酸滴定待测的氢氧化钠溶液时，左手把握酸式滴定管的活塞，右手摇动锥形瓶，眼睛注视______。直到因加入一滴盐酸，溶液的颜色由______色变为______色，且半分钟不恢复原色，立即停止滴定。
（2）下列操作中可能使所测氢氧化钠溶液的浓度数值偏低的是______（填序号）。
A．酸式滴定管未用标准盐酸溶液润洗就直接注入标准盐酸溶液
B．滴定前盛放氢氧化钠溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C．酸式滴定管在滴定前有气泡，滴定后气泡消失
D．读取盐酸体积时，开始仰视读数，滴定结束时俯视读数
E．滴定过程中，锥形瓶的振荡过于激烈，使少量溶液溅出
（3）若第一次滴定开始和结束时，酸式滴定管中的液面如下图所示。则起始读数为V1＝______ mL，终点读数V2＝______ mL。
（4）再结合下表数据，计算被测氢氧化钠溶液的物质的量浓度是______ mol·L－1。
滴定次数 待测溶液体积/mL 标准盐酸的体积
滴定前的刻度/mL 滴定后的刻度/mL
第一次 10.00 V1 V2
第二次 10.00 4.10 21.10
第三次 10.00 0.40 17.60
1．（高考集萃）下列叙述中正确的是______。
A．（2012福建理综）25 ℃与60 ℃时，水的pH相等
B．（2012广东理综）对于常温下pH＝2的盐酸中，由H2O电离出的c（H＋）＝1.0×10－12 mol·L－1
C．（2012江苏化学）水的离子积常数KW随着温度的升高而增大，说明水的电离是放热反应
D．（2012天津理综）同浓度、同体积的强酸与强碱溶液混合后，溶液的pH＝7
E．（2012重庆理综）盐酸中滴加氨水至中性，溶液中溶质为氯化铵
2．（2012课标全国理综，11）已知温度T时水的离子积常数为KW，该温度下，将浓度为a mol·L－1的一元酸HA与b mol·L－1的一元碱BOH等体积混合，可判定该溶液呈中性的依据是（　　）。
A．a＝b
B．混合溶液的pH＝7
C．混合溶液中，c（H＋）＝ mol·L－1
D．混合溶液中，c（H＋）＋c（B＋）＝c（OH－）＋c（A－）
3．下列说法中正确的是（　　）。
A．25 ℃时，将20 mL 0.1 mol·L－1 H2SO4溶液和30 mL 0.15 mol·L－1 NaOH溶液混合，若混合后溶液体积不变，则混合溶液的pH为11
B．25 ℃时，0.1 mol·L－1 Na2CO3溶液中水电离出来的c（OH－）大于0.1 mol·L－1 NaOH溶液中水电离出来的c（OH－）
C．某物质的溶液中由水电离出的c（H＋）＝1×10－a mol·L－1，若a＞7时，则该溶液的pH一定为14－a
D．水的离子积常数KW随外加酸（碱）浓度的改变而改变
4．下列说法中错误的是（　　）。
A．已知某温度下，KW＝1×10－13，若将pH＝8的NaOH溶液与pH＝5的H2SO4溶液混合，保持温度不变，欲使混合溶液pH＝7，则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为11∶9
B．常温下，在pH＝3的CH3COOH溶液和pH＝11的NaOH溶液中，水的电离程度相同
C．0.01 mol·L－1的Na2HPO4溶液中存在如下的平衡：
HPO＋H2OH2PO＋OH－
HPOH＋＋PO
且溶液pH＞7；加水稀释后溶液中HPO、PO、H＋的浓度均减小
D．在溶液的稀释过程中，离子浓度有的可能增大，有的可能减小
5．（2012上海徐汇区诊断）25 ℃时水的电离达到平衡：H2OH＋＋OH－，下列叙述中正确的是（　　）。
A．向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c（OH－）降低
B．向水中加入少量固体硫酸氢钠，c（H＋）增大，KW不变
C．向水中加入少量固体CH3COONa，平衡逆向移动，c（H＋）降低
D．将水加热，KW增大，pH不变
6．中学化学实验中，淡黄色的pH试纸常用于测定溶液的酸碱性。在25 ℃时，若溶液的pH＝7，试纸不变色；若pH<7，试纸变红色；若pH＞7，试纸变蓝色。而要精确测定溶液的pH，需用pH计。pH计主要通过测定溶液中H＋浓度来测定溶液的pH。
（1）已知水中存在如下平衡：
H2OH＋＋OH－　ΔH＞0
现欲使平衡向右移动，且所得溶液呈酸性，选择的方法是__________（填字母）。
A．向水中加入NaHSO4溶液
B．向水中加入Cu（NO3）2溶液
C．加热水至100 ℃[其中c（H＋）＝1×10－6 mol·L－1]
D．在水中加入（NH4）2SO4溶液
（2）现欲测定100 ℃沸水的pH及酸碱性，若用pH试纸测定，则试纸显________色，溶液呈________性（填“酸”“碱”或“中”）；若用pH计测定，则pH________7（填“＞”“<”或“＝”），溶液呈________性（填“酸”“碱”或“中”）。
参考答案
基础梳理整合
一、1.H2OH＋＋OH－
2．(1)1×10－7 mol·L－1
(2)c(OH－)·c(H＋)　1×10－14
(3)7
3．增大
二、1.c(H＋)　c(OH－)　＝　1×10－7 mol·L－1　＝　＞　＞　＜　＜　＜　＞
2．(1)－lg c(H＋)　(2)越强　(3)取一小块试纸放在表面皿或玻璃片上，用蘸有待测液的玻璃棒点于试纸的中部
即时训练1
答案：②③④
三、1.(1)标准溶液　待测溶液　酸碱指示剂
(2)酸式　碱式　锥形瓶
2．(1)检查是否漏水　润洗
(2)控制活塞　不断振荡锥形瓶　锥形瓶内溶液颜色
(3)半分钟内不褪色
3.
即时训练2
答案：①②⑤
核心归纳突破
【例1－1】 C　解析：KW是温度的函数，随温度升高而增大，A、D点温度相同，B点温度高于C点温度，所以A正确；从A点到D点，温度不变，酸性增强，所以B选项、D选项正确；A、C点温度不同，所以C选项错误。
【例1－2】 A　解析：NH、S2－水解促进了水的电离，Cl2与H2O反应生成HCl、HClO，抑制水的电离，所以只有A符合。
【例2】 答案：⑤＞③＞⑥＞①＞②＞④　10－13 mol·L－1　10－1 mol·L－1
解析：酸、碱抑制水的电离，浓度越大抑制程度越大，所以水的电离程度①＞②＞④，盐水解促进水的电离，浓度越大促进的程度越大，水的电离程度⑤＞③，⑥对水的电离程度无影响；①溶液中H＋主要是由盐酸提供，溶液中的OH－全部是由水电离出的，所以由水电离的c(H＋)等于由水电离的c(OH－)＝ mol·L－1；⑤溶液中的H＋全部是由水电离出的，所以由水电离的c(H＋)＝10－1 mol·L－1。
【例3】 答案：①②⑤⑦⑧
解析：①酸性溶液中用c(H＋)计算，c(H＋)＝0.1 mol·L－1×＝10－3 mol·L－1，正确；②硝酸中c(H＋)＝10－1 mol·L－1、氢氧化钡溶液中c(OH－)＝10－1 mol·L－1，正确；③酸过量，c(H＋)＝
＝0.01 mol·L－1，错误；④正好生成NH4Cl，溶液显酸性，错误；⑤醋酸是弱酸，酸的浓度远远大于氢氧化钠溶液的浓度，正确；⑥c(H＋)＝≈0.005 mol·L－1，错误；⑦n(OH－)＝0.1 mol·L－1×1 L、n(H＋)＝0.001 mol·L－1×9 L，碱过量，用OH－浓度计算，反应后溶液中c(OH－)＝ mol·L－1≈0.01 mol·L－1，c(H＋)＝＝10－12 mol·L－1 ，pH＝－lgc(H＋)＝12，正确；⑧碱性溶液中用c(OH－)计算，c(OH－)＝ mol·L－1＝10－5 mol·L－1，c(H＋)＝10－9 mol·L－1，正确。
实验探究拓展
答案：(1)锥形瓶内溶液颜色的变化　红　无
(2)D、E
(3)9.00　26.10
(4)0.171 0
演练巩固提升
1．B　解析：A选项中，水的电离受到温度的影响，温度不同，水电离的氢离子浓度不同，pH也不同；B选项，pH＝2的盐酸中，水的电离受到抑制，水电离出的c(H＋)＝水电离出的c(OH－)＝溶液中的c(OH－)＝10－12 mol·L－1，正确；C选项，说明水的电离是吸热反应，错误；D选项，由H2SO4与NaOH可知错误；E选项，溶液呈中性，氨水应该过量，所以溶质为NH4Cl、NH3·H2O，错误。
2．C　解析：当a＝b时，HA与BOH恰好完全反应生成正盐，由于HA与BOH的强弱未知，所以BA溶液的酸碱性不能确定，A错误；温度不一定是在25 ℃，B错误；KW＝c(H＋)·c(OH－)，依据c(H＋)＝＝，可知c(H＋)＝c(OH－)，故溶液呈中性，C正确；D选项不论溶液显何性，依据电荷守恒均有c(H＋)＋c(B＋)＝c(OH－)＋c(A－)，错误。
3．B　解析：A选项，碱过量求溶液中的c(OH－)＝＝10－2 mol·L－1，溶液中c(H＋)＝10－12 mol·L－1，pH＝12；B选项，Na2CO3促进水的电离，而NaOH抑制水的电离，正确；C选项，若a＞7时，水的电离程度减小，酸、碱均可以使水的电离程度减小，错误。
4．C　解析：A选项，混合后溶液呈碱性，c(OH－)＝＝10－6 mol·L－1，正确；B选项，酸、碱均抑制水的电离，酸溶液中c(H＋)＝碱溶液中的c(OH－)，正确；碱性溶液中加水稀释H＋的浓度增大，C错误、D正确。
5．B　解析：依据H2OH＋＋OH－；A选项，加入显碱性的稀氨水，c(OH－)增大，错误；B选项，NaHSO4电离生成H＋，抑制水的电离，正确；CH3COONa溶于水水解，促进水的电离，错误；D选项，pH变小，错误。
6．答案：(1)B、D
(2)淡黄　中　＜　中
解析：(1)要使平衡右移，且所得溶液呈酸性，应减少OH－的量，所以选B、D。(2)100 ℃时，pH＝6溶液呈中性，因此用pH计测定时，pH应小于7，因为溶液是中性，所以pH试纸呈淡黄色。
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第九单元　有机化合物
第1节　甲烷、乙烯、苯
1．了解有机化合物中碳的成键特征。
2．了解甲烷、乙烯、苯等有机化合物的主要性质。
3．了解乙烯、氯乙烯、苯的衍生物等在化工生产中的重要作用。
一、甲烷的结构与性质
1．烃
仅由____、____两种元素组成的有机物叫做烃。
2．甲烷的分子组成及结构
名称 分子式 电子式 结构式 结构简式 空间构型
CH4
3．甲烷的物理性质
颜色：______。状态：______。溶解性：________。密度比空气____。
4．甲烷的化学性质
通常情况下较稳定，与______、______、__________等均不反应。
(1)氧化反应
甲烷的燃烧热为－890 kJ·mol－1，甲烷燃烧的热化学方程式为___________________。
(2)取代反应
①定义：有机物分子里的某些原子或原子团被其他______________所替代的反应。
②甲烷与氯气的取代反应
反应的现象为试管内气体颜色逐渐______，试管壁出现__________，试管中有少量______。
反应方程式为：CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl(第一步)
CH3Cl＋Cl2CH2Cl2＋HCl
CH2Cl2＋Cl2CHCl3＋HCl
CHCl3＋Cl2CCl4＋HCl
甲烷的4种氯代物均不溶于水，常温下除__________是气体外，其他3种都是____________。
即时训练1 下列说法中正确的是__________。
①甲烷是平面正方形结构　②甲烷可以用排水集气法收集　③甲烷是最简单的烷烃　④甲烷与Cl2的混合气为浅绿色，在光照的条件下颜色逐渐变浅　⑤甲烷的化学性质很稳定，不能与氧气、KMnO4酸性溶液、强酸、强碱等反应 ⑥“西气东输”输送的气体的主要成分是甲烷
二、烷烃的组成、结构与性质
1．通式
烷烃的通式为__________(n≥1)。
2．结构特点
烃分子中碳原子之间以______结合，剩余价键全部与氢原子结合，使每个碳原子都达到“饱和”，烷烃又叫做饱和烃。
3．性质
(1)物理性质
①水溶性：______。密度：比水________。
②随碳原子数的增加，熔沸点逐渐______，密度逐渐______。
特别提示：所有的烃均不溶于水，密度均比水小。在标准状况下，碳原子数小于5的烃为气态，碳原子数大于等于5的烃为液态或固态。
(2)化学性质
烷烃的化学性质与甲烷相似，通常较稳定，不与强酸、强碱及强氧化剂反应，但在一定条件下可以燃烧，可以发生取代反应和分解反应。
①烷烃(CnH2n＋2)的燃烧通式为____________________________________________。
②乙烷与Cl2发生取代反应生成一氯代物的化学方程式为_____________________。
4．同系物
(1)概念
结构______，在分子组成上______________________的物质互称为同系物。
(2)性质
同系物的化学性质______，物理性质呈现一定的递变规律。
5．同分异构体
(1)概念
具有相同的________，但具有不同______的化合物互称为同分异构体。
(2)常见烷烃的同分异构体
烷、____烷、____烷无同分异构现象；丁烷的同分异构体有____种；戊烷的同分异构体有____种。
即时训练2 下列有关烷烃的叙述中正确的是_________________________________。
①烷烃是由碳、氢两种元素组成的　
②在常温常压下丁烷是气体，己烷是液体　
③汽油与溴水混合，振荡静置，液体分层，上层几乎无色，下层橙红色　
④甲烷是含氢量最高的有机物　
⑤丙烷中三个碳原子在同一条直线上　
⑥烃类分子中的碳原子通过形成四对共用电子对与其他原子结合
三、乙烯
1．结构
分子式 电子式 结构式 结构简式
C2H4
特别提示：在书写有机物的结构简式时，碳氢键、碳碳键可以省略，但碳碳双键、碳碳三键等不能省略，一定要标出官能团的位置。
2．物理性质
颜色：______。状态：______。溶解性：__________。密度：比空气______。
3．化学性质
(1)氧化反应
①燃烧的化学方程式____________________。
②能使高锰酸钾酸性溶液________________。
(2)加成反应
①加成反应：有机物分子中的________碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应。
②乙烯与Br2、H2、HCl、H2O反应的化学方程式分别为：
______________________________________；
______________________________________；
______________________________________；
______________________________________。
③加聚反应：
合成聚乙烯塑料的化学方程式为___________________________________________。
4．用途
是一种重要的基本化工原料，还用于植物生长调节剂。
即时训练3 下列说法中正确的是______。
①溴水既可以除去乙烷中的乙烯，也可以鉴别乙烷与乙烯　②高锰酸钾酸性溶液可以鉴别乙烯与甲烷　③乙烯在常温常压下可以与H2、HCl发生加成反应　④所有的烃碳原子与碳原子之间均是以碳碳单键相连　⑤乙烯中的SO2气体可以用NaOH溶液除去
四、苯
1．组成与结构
2．物理性质
颜色：____。状态：____。气味：____。毒性：____。溶解性：____。密度比水____，熔、沸点____，常用作有机溶剂。
3．化学性质
(1)可燃性(写化学方程式)_________________________________________________。
现象：_________________________________________________________________。
特别提示：所有烃均能在空气中燃烧，被氧化，随着含碳量的增大，火焰越来越明亮，如甲烷燃烧是淡蓝色火焰，无烟；乙烯燃烧是明亮的火焰，有烟；苯燃烧时火焰更明亮，并伴有浓烟。
(2)取代反应
①与溴的反应：________________________。
②与硝酸的反应：________________________。
(3)加成反应：________________________。
即时训练4 关于苯的下列说法中正确的是____。
①苯分子是环状结构
②表示苯的分子结构，其中含碳碳双键，因此苯的性质跟乙烯相似
③苯的分子式是C6H6，分子中的碳原子远没有饱和，因此能使溴水褪色
④苯与高锰酸钾酸性溶液混合振荡静置后，现象为液体分层，上层无色，下层紫红色
⑤苯在一定条件下既能发生取代反应，又能发生加成反应
一、常见烃的性质
甲烷 乙烯 苯
物理性质 无色气体、油状液体或固体，难溶于水，密度小于水
化学性质 燃烧 易燃，完全燃烧生成CO2和H2O
溴的四氯化碳溶液 不反应 加成反应 与液溴在FeBr3作催化剂条件下发生取代反应
酸性KMnO4溶液 不反应 氧化反应 不反应
其他 氯气(光照)取代反应 H2(催化剂)加成反应
主要反应类型 取代 加成、加聚、氧化 加成、取代
注意：乙烯与苯都与Br2反应，但有很大区别：
(1)反应物不同，乙烯是与溴水或溴的四氯化碳溶液，而苯是与液溴；
(2)反应条件不同，乙烯与溴水在通常状况下就能进行，苯是与液溴在有催化剂的条件下才能进行；
(3)反应类型不同，乙烯发生的是加成反应，苯发生的是取代反应。
【例1】 下列说法中正确的是________。
A．乙烯能使高锰酸钾酸性溶液和溴水褪色，二者反应原理相同
B．乙烯和苯都能使溴水褪色，褪色的原因相同
C．乙烷分子中，所有原子都处于同一平面
D．聚乙烯不能使高锰酸钾酸性溶液褪色，所以聚乙烯不能被氧化
E．丙烯既易发生取代反应，也可发生加成反应，还能使KMnO4酸性溶液褪色
F．苯既能发生取代反应也能发生加成反应
方法归纳
在做分析有机物的性质的题目时，首先找出官能团，然后抓住官能团的性质进行分析。
二、取代反应、加成反应的比较与判断
取代反应 加成反应
概念 有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应 有机物分子中不饱和键两端的原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应
特点 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) 只上不下或断一加二，从哪里断在哪里加(断了一个化学键，加上两个原子或原子团，应该加在断键两端的不饱和原子上)
反应前后分子数目 一般相等 减少
【例2－1】下列说法正确的是(　　)。
A．CH2===CH—CH3＋Br2CH2Br—CH===CH2＋HBr属于加成反应
B．苯使溴水褪色是发生了加成反应
C．葡萄糖使溴水褪色不是发生加成反应，而是发生氧化还原反应
D．苯与液溴在三氯化铁作催化剂的条件下发生加成反应
方法归纳
在判断有机反应类型时，我们经常从两个方面进行判断：
(1)依据化学方程式分析：①从断键成键的角度分析，要牢牢抓住有机反应的特点，如取代反应“断一下一上一”、加成反应“只上不下”；②从反应前后物质的种类及数目分析，取代反应一般反应前后物质的种类为2；加成反应一般只有一种生成物。
(2)依据记忆分析，如：①取代反应包括：烃的卤代反应、苯环的溴代或硝化反应、酯化反应、 水解反应等；②加成反应包括由烯反应生成烷、醇或氯代烷，由苯反应生成烷等。
【例2－2】 (2012河南平顶山调研)下列有水参与或生成的反应不属于取代反应的是(　　)。
A．CH2CH2＋H2O―→CH3CH2OH
B．＋HNO3—N2O ＋H2O
C．CH3COOCH2CH3＋H2OCH3COOH＋HOCH2CH3
D．CH3CH2Cl ＋H2OCH3CH2OH＋HCl
三、同分异构体数目的判断方法
1．记忆法
记住常见物质的同分异构体数。例如：甲烷、乙烷、丙烷均无同分异构体，丁烷有2种，戊烷有3种。
2．替代法
例如：二氯苯C6H4Cl2的同分异构体有3种，四氯苯的同分异构体也有3种。
3．等效氢法
判断有机物发生取代反应后，能形成几种同分异构体的规律，可通过分析有几种等效氢原子法(又称对称法)来得出结论。
(1)同一碳原子上的氢原子是等效的。
(2)同一碳原子上所连甲基上的氢原子是等效的。
(3)处于镜面对称位置上的氢原子是等效的。(相当于平面镜成像时，物与像的关系。)
4．具体步骤
如分子式为C4H8Cl2的同分异构体数目的判断。
步骤1：写出C4H10的同分异构体，有两种：C—C—C—C、 (H省略)；
步骤2：固定1个Cl，各有2种，并给碳原子编号：、、(2个③碳原子是等效的)、 (3个①碳原子是等效的)；
步骤3：分别再加另外一个Cl，第1种可分别加在①、②、③、④4个碳原子上共有4种；第2种，因为①、④已经固定完了，所以再加另外一个Cl只能加在②、③碳原子上，所以只有2种；第3种可分别加在①、②、③3个碳原子上共有3种；第4种，因为①已经固定完了，所以再加另外一个Cl只能加在②碳原子上，但②碳原子已经饱和(4个共价单键)，无法再加氯原子，舍去；共4＋2＋3＝9(种)。
5．由有机物性质、分子式推断同分异构体
(1)首先分析有机物性质、分子式推测有机物的结构通式如：
①分子式CnH2n＋2O的有机物与Na反应放出氢气，该有机物的结构通式CnH2n＋1—OH；
②分子式CnH2nO2的有机物与NaHCO3反应放出CO2，该有机物的结构通式Cn－1H2n－1—COOH；
③分子式CnH2n－6的有机物有苯环，且苯环上只有一个取代基，该有机物的结构通式为—Cn－6H2n－11。
(2)推出CnH2n＋1—、Cn－1H2n－1—的同分异构体数目从而分别推出CnH2n＋2、Cn－1H2n的一氯代物的同分异构体数目。
【例3－1】 (2012吉林长春二次调研)分子式为C3H7OCl，且分子中含有羟基的同分异构体的数目为(不考虑立体异构)(　　)。
A．3 B．4 C．5 D．6
【例3－2】 分子式为C7H8，分子中含有苯环的烃的一氯代物有(　　)。
A．3种 B．4种 C．5种 D．7种
四、煤、石油、天然气的综合利用
主要成分 综合利用
化工名词 产品
煤 有机物 干馏 焦炭、苯等
气化、液化 水煤气、甲醇
石油 烃 分馏 汽油、柴油、润滑油等
裂解、裂化 乙烯、丙烯等
天然气 甲烷 合成氨、生产甲醇
注意：(1)煤的干馏、气化、液化，石油的裂解、裂化均是化学变化，而石油的分馏是物理变化。(2)煤的主要成分是有机物，不是碳单质。
【例4】 下列关于煤、石油、天然气等资源的说法中正确的是________。
A．石油裂化是为了得到更多的汽油
B．煤主要是由碳单质形成的
C．天然气是一种清洁的化石燃料
D．水煤气是通过煤的气化得到的气体燃料
E．石油、煤、天然气、可燃冰、植物油都属于化石燃料
F．煤经气化和液化两个物理变化过程，可变为清洁能源
G．乙烯生成聚乙烯属于加聚反应
1．(高考集萃)下列叙述中正确的是________。
A．(2012山东理综)甲烷和Cl2的反应与乙烯和Br2的反应属于同一类型的反应
B．(2012山东理综)石油是混合物，其分馏产品汽油为纯净物
C．(2012福建理综)C4H10有3种同分异构体
D．(2012福建理综)乙烯和甲烷可用溴的四氯化碳溶液鉴别
E．(2012广东理综)用溴水鉴别苯和正己烷
F．(2012海南化学)煤气的主要成分是丁烷
G．(2012浙江理综)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
H．(2012浙江理综)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
I．(2012重庆理综)炼油厂用分馏法生产汽油
2．(2012课标全国理综，10)分子式为C5H12O且可与金属钠反应放出氢气的有机化合物有(不考虑立体异构)(　　)。
A．5种 B．6种 C．7种 D．8种
3．(2012海南化学，5)分子式为C10H14的单取代芳烃，其可能的结构有(　　)。
A．2种 B．3种 C．4种 D．5种
4．下列反应中，属于取代反应的是(　　)。
①CH3CH===CH2＋Br2CH3CHBrCH2Br
②CH3CH2OHCH2===CH2↑＋H2O
③CH3COOH＋CH3CH2OHCH3COOCH2CH3＋H2O
④C6H6＋HNO3C6H5NO2＋H2O
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
5．分子式为C5H11Cl的同分异构体共有(不考虑立体异构)(　　)。
A．6种 B．7种 C．8种 D．9种
6．下列叙述中错误的是________。
A．用高锰酸钾酸性溶液可区分己烷和3己烯
B．用水可区分苯和溴苯
C．甲烷与氯气反应生成一氯甲烷和苯与硝酸反应生成硝基苯的反应类型相同
D．苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色，说明苯分子中没有与乙烯分子中类似的碳碳双键
E．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
F．乙烷、乙烯和苯都能与酸性高锰酸钾溶液反应
G．所有烷烃、油脂和蛋白质分子中都含有碳碳单键
H．分子中有6个碳原子的烃只能形成5个碳碳单键
参考答案
基础梳理整合
一、1.碳　氢
2．甲烷　　CH4　正四面体
3．无色　气体　极难溶于水　小
4．强酸　强碱　强氧化剂
(1)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890 kJ·mol－1
(2)①原子或原子团　②变浅　油状液滴　白雾　一氯甲烷　无色油状液体
即时训练1
答案：②③④⑥
二、1.CnH2n＋2
2．单键
3．(1)①难溶　小　②升高　增大
(2)①CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O
②CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl
4．(1)相似　相差一个或若干个CH2原子团
(2)相似
5．(1)分子式　结构
(2)甲　乙　丙　2　3
即时训练2
答案：①②④⑥
三、1. 　CH2===CH2
2．无色　气体　难溶于水　稍小
3．(1)①C2H4＋3O22CO2＋2H2O　②褪色
(2)①不饱和　②CH2===CH2＋Br2―→BrCH2CH2Br　CH2===CH2＋H2CH3—CH3　CH2===CH2＋HClCH3—CH2Cl　CH2===CH2＋H2OCH3CH2OH　③nCH2===CH2
即时训练3
答案：①②⑤
四、1.C6H6　　碳碳单键与碳碳双键
平面正六边形　同一平面
2．无色　液体　特殊气味　有毒　不溶于水　小　低
3．(1)2C6H6＋15O212CO2＋6H2O　火焰明亮，并伴有大量黑烟
即时训练4
答案：①④⑤
核心归纳突破
【例1】 答案：EF
解析：A选项，原理分别为氧化反应、加成反应，错误；B选项，原理分别为加成反应、萃取，错误；C选项，由甲烷正四面体结构可知，错误；D选项，所有的烃均能在氧气中燃烧被氧化，错误；E选项，丙烯(CH3CHCH2)含有CH3—可与氯气光照下发生取代，含有碳碳双键可发生加成、氧化反应，正确；F选项，苯与氢气在催化剂条件下加成，与液溴在FeCl3作催化剂的条件下发生取代可知正确。
【例2－1】 C　解析：A中碳碳双键没有发生变化，符合“有上有下”的特点，是取代反应；B中苯使溴水褪色是物理过程——萃取；C中葡萄糖具有还原性，可以被弱氧化剂——新制氢氧化铜悬浊液氧化，所以也能被强氧化剂溴水氧化；D是取代反应。
【例2－2】 A　解析：A选项，反应物两个，生成物一个，属于加成反应。
【例3－1】 C　解析：分析C3H8只有1种：C—C—C(H省略)；编号—— ，分析取代基为—OH、—Cl；首先加—Cl有2种，然后再加—OH，前者有3种，后者①、③碳原子上相同，有2种，共5种。
【例3－2】 B　解析：依据信息可知该烃为—CH3，该有机物中等效氢为4种，分别为，其一氯代物有4种。
【例4】 答案：ACDG
解析：石油裂化主要是把碳原子个数多的烃，变成碳原子个数少的汽油，从而提高汽油的产量，A正确；煤主要成分是有机物，而碳单质属于无机物， B错误；植物油不属于化石燃料，E错误。
演练巩固提升
1．DHI　解析：A选项，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，错误；B选项，石油的分馏产物汽油为混合物，错误；C选项，丁烷有2种同分异构体，错误；D选项，乙烯可使溴的四氯化碳溶液褪色，而甲烷不能，正确；E选项，两者密度都比水小，均发生萃取，溴水层褪色，错误；F选项，煤气的主要成分为CO、H2，错误；G选项，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，错误。
2．D　解析：与金属钠反应生成氢气，说明该化合物一定含有—OH，所以此有机物的结构符合C5H11—OH，首先写出C5H11—碳链异构有3种：①C—C—C—C—C、，再分别加上—OH。①式有3种结构，②式有4种结构，③式有1种结构，共8种。
3．C　解析：此芳香烃的结构应为C4H9，—C4H9有4种结构。
4．B　解析：①“只上不下”属于加成反应，②“只下不上”，③④“有上有下”属于取代反应。
5．C　解析：写出C5H12的同分异构体，有三种：
(H省略)；上述3种烃的一氯代物分别为3、4、1种，C选项正确。
6．FGH　解析：3己烯可以使高锰酸钾酸性溶液褪色，而己烷不能，A选项正确；苯的密度比水小，而溴苯的密度比水大，B选项正确；C选项均属于取代反应，正确；凡是含碳碳双键的均可与溴的四氯化碳溶液发生加成反应，D正确；F选项，乙烷、苯都不与高锰酸钾酸性溶液反应，错误；由甲烷可知G错误；由环状烃可知H错误。
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第3节　铁及其化合物
了解铁及其重要化合物的主要性质及其应用。
一、铁
1．与非金属反应
（1）与O2：常温下Fe易生锈，铁锈的主要成分为______；点燃条件下反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
（2）与S反应的化学方程式为____________________。
（3）与Cl2反应的化学方程式为__________________________________________。
2．与H2O反应
3Fe＋4H2O（g）__________________。
3．与酸反应
（1）非氧化性酸
反应的化学方程式为（如稀硫酸）____________________________________。
（2）氧化性酸
与过量稀硝酸反应的化学方程式：______________________________________。
与少量稀硝酸反应的化学方程式：3Fe＋8HNO3（稀）===3Fe（NO3）2＋4H2O＋2NO↑。
常温下遇浓硫酸、浓硝酸发生________。
4．与盐溶液反应
（1）与CuSO4溶液反应的化学方程式：___________________________________。
（2）与FeCl3溶液反应的化学方程式：________________________。
即时训练1 铁有＋2、＋3价两种价态，单质铁与__________（填下列编号，下同）反应时只生成＋3价铁；与________________反应时生成＋2价铁；与____________反应时既生成＋2价铁也生成＋3价铁。
所选试剂：①Cl2　②O2　③H2O　④S　⑤盐酸　⑥稀硝酸（足量）　⑦稀硫酸　⑧CuSO4溶液　⑨FeCl3溶液
特别提示：铁是中学阶段唯一系统学习的变价金属元素，也是目前使用最广泛的金属，在自然界中含量仅次于铝，所以是常考的知识点。我们在复习时，不仅要抓住铁的价态，而且还要注意铁的特殊性，如钝化。
二、铁的化合物
1．铁的氧化物
氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁
俗称 — 铁红 磁性氧化铁
色态 黑色固体 红棕色固体 黑色晶体
铁的价态 ＋2 ＋3 ＋2、＋3
水溶性 不溶 不溶 不溶
与盐酸反应 Fe3O4＋8HCl===2FeCl3＋FeCl2＋4H2O
与CO反应
2．铁的氢氧化物
名称 氢氧化亚铁 氢氧化铁
化学式
颜色状态
受热分解 —
制备离子方程式
与盐酸反应的离子方程式
二者的关系 空气中，______沉淀Fe（OH）2迅速转变为______色，最后变成____色，发生反应的化学方程式为________________
3．Fe2＋和Fe3＋的相互转化
Fe2＋Fe3＋
写出上述转化的离子方程式：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________。
即时训练2氧化亚铁溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述白色沉淀和残渣分别是（　　）。
A．Fe（OH）3　Fe2O3
B．Fe（OH）2　Fe2O3
C．Fe（OH）2　Fe（OH）3
D．Fe（OH）2　Fe3O4
三、Fe3＋的鉴别
向含有Fe3＋的盐溶液中滴加________溶液，溶液显______色。
即时训练3下列物质充分反应后，滴入KSCN溶液，显红色的是（　　）。
A．FeO＋HCl（溶液）　　　B．过量铁＋稀硫酸
C．FeCl2（溶液）＋Cl2 D．Fe＋CuSO4（溶液）
一、“铁三角”的转化关系及应用
1．转化关系
2．在除杂方面的应用
主要成分 杂质 除杂方法
FeCl3 FeCl2 加氯水或H2O2
FeCl2 FeCl3 加过量铁粉后过滤
FeCl2 CuCl2 加过量铁粉后过滤
3.在离子共存方面的应用
（1）Fe2＋与NO（H＋）、ClO－、MnO不能大量共存。
（2）Fe与S2－、I－、SO不能大量共存。
4．在盐溶液的配制、保存方面的应用
（1）含Fe2＋的盐溶液：
①加少量铁粉，防止Fe2＋被氧化。
②加少量相应的酸，抑制Fe2＋水解。
（2）含Fe3＋的盐溶液：
加少量相应的酸，抑制Fe3＋水解。
【例1－1】 某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3＋、Cu2＋、Au3＋等离子。有人设计了下图的工艺流程，利用常见的稀硫酸、稀硝酸、烧碱和工业生产中的废铁屑，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。
填写下面空白。
（1）图中标号处需加入的相应物质分别是：①______________、②______________、③______________、④______________、⑤______________。
（2）写出①处发生反应的离子方程式：________________________；写出③处发生反应的化学方程式：________________________。
（3）铁红的化学式为__________________；分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途：铁红________________________；氧化铜______________________。
【例1－2】 下列物质反应后一定有＋3价铁生成的是________。
①铁与过量的硫加热时反应　②过量的铁与氯气加热时发生反应　③铁与过量稀硫酸反应后，再加入KNO3　④Fe（NO3）2溶液中加入少量盐酸　⑤过量铁与稀硝酸反应
⑥Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中　⑦铁丝在纯氧中燃烧
二、Fe2＋、Fe3＋的鉴别方法
1．直接观察颜色
含Fe3＋的溶液呈黄色，含Fe2＋的溶液呈浅绿色。
2．利用显色反应
3．利用铁化合物沉淀的颜色
有关反应离子方程式：Fe2＋＋2OH－===Fe（OH）2↓
4Fe（OH）2＋2H2O＋O2===4Fe（OH）3
Fe3＋＋3OH－===Fe（OH）3↓
4．利用Fe3＋的氧化性
（1）
有关离子反应方程式：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
（2）
有关离子反应方程式：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
5．利用Fe2＋的还原性
（1）
有关离子反应方程式：5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O
（2）
有关离子反应方程式：2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－
注意：①Fe3＋的检验方法很多，但在没有特殊要求的条件下，最好选择KSCN溶液，因为此法最灵敏。
②检验Fe2＋的最好方法：加KSCN溶液（无明显现象），然后加氯水（溶液变红色）。
③检验Fe3＋中是否还有Fe2＋的最好方法：加高锰酸钾酸性溶液（溶液是否褪色）。
【例2－1】 某种催化剂为铁的氧化物。化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究：将适量稀硝酸加入少许样品中，加热溶解；取少许溶液，滴加KSCN溶液后出现红色，一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为＋3价的结论。
（1）请指出该结论是否合理并说明理由______________________________________。
（2）请完成对铁元素价态的探究。限选实验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹；3 mol·L－1 H2SO4、3% H2O2、6 mol·L－1 HNO3、0.01 mol·L－1 KMnO4、NaOH稀溶液、0.1 mol·L－1 KI、20% KSCN、蒸馏水。
①提出合理假设
假设1：催化剂中铁元素的价态为＋3价；
假设2：催化剂中铁元素的价态为＋2价；
假设3：_______________________________________________________________。
②设计实验方案证明你的假设（此题不作答）
③实验过程
根据②的实验方案，进行实验。按下表格式写出实验操作步骤、预期现象与结论。
实验操作 预期现象与结论
步骤1：
步骤2：
步骤3：
……
【例2－2】（2012上海静安一模）某溶液中可能存在Fe3＋、Fe2＋、I―、HCO、Cl－、NO六种离子中的几种。现进行下列实验：
①取少量溶液滴加KSCN溶液，溶液呈红色；
②另取少量原溶液滴加盐酸，溶液的棕黄色加深。
据此可以推断，该溶液中肯定不存在的离子是（　　）。
A．I―、HCO B．Fe2＋、HCO、NO
C．I－、HCO、Cl－ D．Fe3＋、I－、HCO
Fe（OH）2的制备
因Fe（OH）2在空气中易被氧化，4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3，故Fe（OH）2在水中稳定存在的寿命只有几秒钟。在实验室制取Fe（OH）2时，一定要用新制的亚铁盐和先加热驱赶掉O2的NaOH溶液，且滴管末端要插入试管内的液面以下，再滴加NaOH溶液，也可以在反应液面上滴加植物油或苯等物质进行液封，以减少Fe（OH）2与O2的接触。
关于Fe（OH）2制备的方法很多，核心问题有两点：一是溶液中的溶解氧必须除去；二是反应过程必须与O2隔绝。
【实验典例】
如图所示，此装置可用来制取和观察Fe（OH）2在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑和6 mol·L－1的硫酸，其他试剂任选。填写下列空白：
（1）B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的药品是________。A中反应的离子方程式是____________________________________。
（2）实验开始时先将活塞a______（填“打开”或“关闭”）。
（3）简述生成Fe（OH）2的操作过程________________________________________。
（4）实验完毕，打开b处活塞，放入一部分空气，此时B瓶中发生的反应为________________________________________________________________________。
（5）下列各图示中____________能较长时间看到Fe（OH）2白色沉淀。
1．（高考集萃）下列叙述中不正确的是________。
A．（2012天津理综）Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3
B．（2012重庆理综）Fe与S混合加热生成FeS2
C．（2012浙江理综）在“硫酸亚铁铵的制备”实验中，为了得到硫酸亚铁铵晶体，应小火加热蒸发皿，直到有大量晶体析出时停止加热
D．（2012江苏化学）FeCl3溶液能与Cu反应，可用于蚀刻印刷电路
E．（2012广东理综）1 mol Fe与过量的稀硝酸反应，转移2NA个电子
F．（2012广东理综）Fe3＋有氧化性，所以FeCl3溶液可用于回收旧电路板中的铜
2．含有Cu（NO3）2、Zn（NO3）2、Fe（NO3）3、AgNO3各0.1 mol的混合溶液中加入0.1 mol铁粉，充分搅拌后，Fe溶解，溶液中不存在Fe3＋，同时析出0.1 mol Ag，下列结论错误的是（　　）。
A．溶液质量减轻
B．Fe3＋的氧化性强于Cu2＋
C．溶液中Cu2＋与Fe2＋的物质的量比为1∶1
D．1 mol Fe可还原2 mol Fe3＋
3．（2012湖南四市联考）含有1 mol HNO3的稀硝酸分别与不同质量的铁粉反应，所得氧化产物a、b与铁粉物质的量关系如图所示。下列有关判断正确的是（　　）。
A．a是Fe（NO3）2曲线
B．n1＝0.375
C．p＝0.20
D．n2＝0.30
4．下列说法中正确的是（　　）。
A．硫酸亚铁溶液和氢氧化钠溶液在空气中久置后均会变质
B．用适量铜粉除去CuCl2溶液中少量的FeCl3
C．Al与S直接化合可以得到Al2S3，Fe与S直接化合也可以得到Fe2S3
D．Fe2O3分别与浓硝酸和稀硝酸反应，二者产物不同
5．（1）（2012课标全国理综）在实验室中，FeCl2可用铁粉和____________反应制备，FeCl3可用铁粉和____________反应制备；
（2）（2012海南化学）在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中，废液处理和资源回收的过程简述如下：
ⅰ.向废液中投入过量铁屑，充分反应后分离出固体和滤液；
ⅱ.向滤液中加入一定量石灰水，调节溶液pH，同时鼓入足量的空气。
已知：Ksp[Fe（OH）3]＝4.0×10－38
回答下列问题：
①FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为_____________________________________；
②过程ⅰ加入铁屑的主要作用是________，分离得到固体的主要成分是________，从固体中分离出铜需采用的方法是_________________________________________________；
③过程ⅱ中发生反应的化学方程式为_______________________________________；
④过程ⅱ中调节溶液的pH为5，金属离子浓度为________________________________ _____________________________________________________________。（列式计算）
参考答案
基础梳理整合
一、1.(1)Fe2O3　3Fe＋2O2Fe3O4
(2)Fe＋S△,FeS
(3)2Fe＋3Cl22FeCl3
2．Fe3O4＋4H2
3．(1)Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
(2)Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋2H2O＋NO↑　钝化
4．(1)Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu　(2)2FeCl3＋Fe===3FeCl2
即时训练1
答案：①⑥　④⑤⑦⑧⑨　②③
二、1.FeO＋2HCl===FeCl2＋H2O　Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O　FeO＋COFe＋CO2　Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2　Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2
2．Fe(OH)2　Fe(OH)3　白色絮状　红褐色固体　2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O↑　Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓　Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O　Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O　白色　灰绿　红褐　4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3
3．①2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－　②Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋　③Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋
即时训练2
B
三、KSCN　红
即时训练3
C
核心归纳突破
【例1－1】 答案：(1)铁屑　稀硫酸　稀硝酸　氢氧化钠　氢氧化钠
(2)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋；2Au3＋＋3Fe===2Au＋3Fe2＋　3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(3)Fe2O3　用作红色涂料　用作制造铜盐的原料
解析：由氧化铜可知D为Cu(OH)2，所以④为氢氧化钠；同理，由铁红可知⑤为氢氧化钠；C含Cu2＋、E含Fe2＋，②是稀硫酸，除去沉淀A中过量的Fe；①是铁屑，可还原废水中的Cu2＋、Au3＋。B为Cu、Au混合物，加入③稀硝酸溶解铜。
【例1－2】 答案：②③④⑦
解析：①生成FeS；②不论铁粉是否过量，与氯气反应均生成FeCl3；③铁与稀硫酸生成Fe2＋，硫酸过量溶液显酸性，NO把Fe2＋氧化为Fe3＋；⑤铁与稀硝酸生成Fe3＋，但过量的铁最终把Fe3＋全部还原成Fe2＋；⑥当Fe过量时，最终溶液中只含Fe2＋；⑦生成Fe3O4。
【例2－1】 答案：(1)该结论不合理。稀硝酸有强氧化性，若该铁元素的价态为＋2价，则被氧化为＋3价，同样使溶液变红色　(2)①催化剂中铁元素的价态既有＋3价，也有＋2价
③
实验操作 预期现象与结论
步骤1：用滴管取一定量3 mol·L－1 H2SO4放入试管中，加热煮沸数分钟以除去溶于其中的氧气 —
步骤2：用药匙取少量样品于试管中，用滴管加入适量除氧后的3 mol·L－1 H2SO4并加热，充分反应后得A溶液 固体溶解，溶液颜色有变化
步骤3：取少许A溶液于试管中，滴加1～2滴20%KSCN溶液，振荡 (1)若溶液不呈红色，则假设2成立(2)若溶液呈红色，则假设1或假设3成立
步骤4：另取少许A溶液于试管中，滴加1～2滴0.01 mol·L－1 KMnO4溶液，振荡 结合步骤3中的(2)：(1)若溶液呈紫红色，则假设1成立(2)若溶液紫红色褪去，则假设3成立
解析：根据HNO3具有强氧化性，能将Fe2＋氧化为Fe3＋，对铁的氧化物中铁元素价态提出全为＋2价或全为＋3价或＋2价和＋3价共存三种假设。
实验过程：可用稀硫酸溶解铁的氧化物(要除去稀硫酸中溶解的O2)，根据溶液颜色变化，推测铁元素可能的化合价，然后取少量上述溶液，滴加KMnO4溶液，根据KMnO4溶液是否褪色，确定是否存在＋2价铁元素；另取少量溶液，滴加KSCN溶液，根据溶液是否变红色，确定是否存在＋3价铁元素。
【例2－2】 A　解析：由①可知溶液中一定含有Fe3＋，有Fe3＋一定无I―和HCO；由②棕黄色加深可知溶液中Fe2＋被氧化为Fe3＋，所以一定含有NO，可能含有Cl－。
实验探究拓展
实验典例
答案：(1)铁屑　Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑　(2)打开
(3)关闭活塞a，使FeSO4溶液压入B中进行反应
(4)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(5)①②③⑤
解析：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，产生的H2将Fe2＋压入B中，Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓；Fe(OH)2在空气中很容易被氧化，即4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气，并使整个装置与空气或氧气隔绝。
演练巩固提升
1．ABCE　解析：A选项，只能生成FeCl3，错误；B选项，生成FeS，错误；C选项，在加热过程中Fe2＋易被空气中的氧气氧化，且硫酸亚铁铵可能分解等，应该用冷却结晶的方法，错误；E选项，由于硝酸过量，1 mol Fe转移3 mol电子，错误。
2．C　解析：由溶液析出0.1 mol Ag，溶解0.1 mol铁粉可知溶液质量减轻；依信息可知只有Ag析出，Cu2＋没有参加反应，Ag＋全部被铁还原，发生2Ag＋＋Fe===2Ag＋＋Fe2＋，消耗Fe为0.05 mol，生成0.05 mol Fe2＋；溶液中不含Fe3＋，余下的0.05 mol Fe恰好完全发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，生成0.15 mol Fe2＋；溶液中的Cu2＋与Fe2＋的物质的量比为1∶2。
3．D　解析：一开始硝酸过量发生的反应为Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，所以q＝n1＝0.25、a是生成Fe(NO3)3曲线，n1时生成n(Fe3＋)＝0.25 mol，然后发生2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，b为生成Fe(NO3)2曲线，p点Fe3＋、Fe2＋物质的量相等，设n2时与Fe3＋反应的n(Fe)为x，
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
2x　　 x　 　3x
0．25 mol－2x＝3x，x＝0.05 mol，所以p＝0.15、n2＝0.25＋0.05＝0.30，D选项正确。
4．A　解析：A选项，硫酸亚铁会被空气中的氧气氧化，氢氧化钠会与空气中的CO2反应，正确；B选项，FeCl3与Cu反应生成杂质FeCl2，错误；C选项，Fe与S反应生成FeS，错误；D选项，均生成Fe(NO3)3和H2O，错误。
5．答案：(1)盐酸　Cl2
(2)①2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
②回收铜　Cu和Fe　加足量盐酸反应后过滤
③FeCl2＋Ca(OH)2===Fe(OH)2↓＋CaCl2
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
④c(Fe3＋)＝ mol·L－1＝4.0×10－11 mol·L－1
解析：(2)先置换出铜，铁过量，固体为铁与铜的混合物，再分离铜应加入足量盐酸后过滤；③步骤ⅱ是亚铁离子生成Fe(OH)2，鼓入空气转化成Fe(OH)3；(4)由Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·[c(OH－)]3，c(OH－)＝KW/c(H＋)，可求c(Fe3＋)。
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第2节　乙醇、乙酸及基本营养物质
1．了解乙醇、乙酸的组成和主要性质及重要应用。
2．了解糖类、油脂、蛋白质的组成和主要性质及重要应用。
3．了解常见高分子材料的合成反应及重要应用。　　　
一、乙醇
1．组成和结构
分子式 结构式 结构简式 官能团
C2H6O __________或________
2．物理性质
俗名______，密度比水____，沸点比水____，能与水____________。
特别提示：我们可以用无水硫酸铜检验酒精中是否含有水，将无水硫酸铜与酒精混合，如果无水硫酸铜由白色变蓝色，则酒精中含有水，如果不变色，则证明酒精中不含水。
3．化学性质
(1)与Na反应：反应的化学方程式为________________________________，反应速率比Na与水反应________。
(2)燃烧反应的化学方程式为____________________。
(3)催化氧化：反应方程式为__________________________________________，乙醇也可以被高锰酸钾酸性溶液或重铬酸钾酸性溶液直接氧化成______________。
特别提示：我们学习的有机物大多数能被氧化，如甲烷、苯、乙酸，虽不能被高锰酸钾酸性溶液氧化，但能在空气中燃烧，被氧气氧化。
即时训练1 下列有关乙醇的说法中正确的是(　　)。
A．实验室中可以用乙醇萃取碘水中的碘
B．可以用钠检验酒精中是否含有水
C．乙醇能使高锰酸钾酸性溶液褪色
D．乙醇分子中无碳碳双键，所以是饱和烃
二、乙酸
1．组成和结构
分子式 结构式 结构简式 官能团
C2H4O2
2．物理性质
食醋的主要成分是______，因此乙酸又叫______。当温度低于16.6 ℃时，乙酸结成像冰一样的晶体，所以纯净的乙酸又称________。乙酸是______挥发，有____________气味的液体。乙酸易溶于乙醇和水。
3．化学性质
(1)乙酸具有酸性：CH3COOHCH3COO－＋H＋，属于弱酸，CH3COOH的酸性________于H2CO3。
①能使指示剂变色，使紫色的石蕊溶液变________色。
②能与活泼金属(Mg)发生置换反应，如：________________________________。
③能与碱(NaOH)发生中和反应，如：_______________________________________。
④能与碱性氧化物(MgO)反应，如：__________________________________。
⑤能与某些盐(Na2CO3)发生反应，如：__________________________________________。
(2)酯化反应
乙酸与乙醇反应生成乙酸乙酯，化学方程式为____________________________________。
即时训练2 下列说法中正确的是________。
①乙醇与乙酸都能与Na反应生成氢气　
②乙醇、乙酸与Na反应生成氢气的速率相等　
③可以用紫色石蕊溶液鉴别乙醇与乙酸　
④可以用碳酸钠溶液鉴别乙醇与乙酸　
⑤可以用高锰酸钾酸性溶液鉴别乙醇与乙酸　
⑥可以用溴水鉴别乙醇与乙酸
特别提示：乙醇、水、乙酸都与Na反应生成氢气，1 mol的反应物均与1 mol Na反应生成 mol H2。但这三者与Na反应的剧烈程度不一样，反应最剧烈的是乙酸，最缓慢的是乙醇。
三、糖类、油脂、蛋白质
1．糖类、油脂、蛋白质的化学组成
元素组成 代表物 代表物分子 水溶性
糖类 单糖
双糖
多糖 —
油脂 油 植物油 不饱和高级脂肪酸甘油酯
脂肪 动物脂肪 饱和高级脂肪酸甘油酯
蛋白质 _____、S、P等 酶、肌肉、毛发等 氨基酸连成的高分子 —
特别提示：(1)葡萄糖和果糖、蔗糖和麦芽糖互为同分异构体，但淀粉和纤维素不能互称为同分异构体。(2)淀粉、纤维素、蛋白质属于高分子化合物，单糖、双糖、油脂不属于高分子化合物。
2．糖类、油脂、蛋白质的性质
有机物 特征反应 水解反应
糖类 葡萄糖 葡萄糖有银镜产生 —
蔗糖 — 产物为____与______
淀粉 遇碘单质(I2)变__色 产物为________
油脂 — 酸性条件下：产物为______、______ ____________________________________________________________；碱性条件下(皂化反应)：产物为________、高级脂肪酸盐
蛋白质 ①遇浓硝酸变_______色；②灼烧有______气味 酶作催化剂，生成氨基酸
3.糖类、油脂、蛋白质的用途
(1)糖类物质是______________________的产物，是动植物所需______________的重要来源；______________是重要的工业原料，主要用于食品加工、医疗输液、合成药物等；________________可用于造纸，制造纤维素硝酸酯、纤维素乙酸酯、黏胶纤维等。
(2)油脂提供人体所需要的能量，等质量的糖类、油脂、蛋白质完全氧化时，______放出的热量最多。油脂用于生产高级脂肪酸和甘油。
(3)蛋白质是人体必需的营养物质，在工业上有很多用途，动物的毛、皮、蚕丝可制作服装，酶是一种特殊的蛋白质，是生物体内重要的催化剂。
即时训练3 下列说法中正确的是________。
①糖类、油脂、蛋白质均是由C、H、O三种元素组成的
②糖类、油脂、蛋白质均能水解
③纤维素没有甜味，人体不能消化，不属于糖类
④淀粉、纤维素、油脂、蛋白质均属于天然高分子化合物
⑤加碘食盐中含有碘元素，但向其中加入淀粉不显蓝色
一、乙酸、乙醇、水中羟基(—OH)的性质
乙醇 水 乙酸
羟基中氢原子活泼性 从左到右逐渐增强
电离 极难电离 难电离 部分电离
酸碱性 中性 弱酸性
与钠反应 从左到右生成H2的速率越来越快
与NaOH反应 不反应 反应
与NaHCO3反应 不反应 水解 生成CO2
　　【例1】 下表为某有机物与各种试剂的反应现象，则这种有机物可能是(　　)。
试剂 钠 溴水 NaHCO3溶液
现象 放出气体 褪色 放出气体
A．CH2CHCH2OH
B．—CHCH2
C．CH2CHCOOH
D．CH3COOH
二、有机物的鉴别、分离和提纯
1．有机物的溶解性规律
(1)烃类的密度都小于水，都难溶于水(它们浮在水面上)，但可溶于有机溶剂。
(2)烃的衍生物中：①四氯化碳(CCl4)、溴苯(C6H5Br)的密度大于水，且难溶于水，但可溶于有机溶剂；②乙醇、乙酸、葡萄糖、蔗糖易溶于水和有机溶剂；③油脂、酯类不溶于水，密度比水小。
2．常用的试剂
能与溴水反应的有机物(乙烯等含碳碳不饱和键的有机物)；与高锰酸钾酸性溶液反应的有机物(乙烯等含不饱和键的有机物、乙醇、葡萄糖)；与新制的氢氧化铜反应的有机物(醛类、葡萄糖)；与氢氧化钠溶液反应的有机物(羧酸)；与碳酸钠溶液反应的有机物(羧酸)；与钠反应的有机物(含有羟基的有机物，如乙醇等)。
3．除杂和检验方法
物质 检验试剂 除杂试剂(或方法)
甲烷(乙烯) 高锰酸钾酸性溶液或溴水 溴水
酒精(水) 无水硫酸铜 生石灰
淀粉(葡萄糖) 新制的氢氧化铜 —
苯(乙醇) Na 水、萃取、分液
乙酸乙酯(乙酸) 紫色石蕊溶液或NaHCO3溶液 饱和Na2CO3溶液
乙烷(二氧化硫) 品红溶液 高锰酸钾酸性溶液、溴水或NaOH溶液
乙烯(二氧化硫) 品红溶液 NaOH溶液
【例2－1】 物质的鉴别有多种方法。下列能达到鉴别目的的是________。
①用水鉴别苯、乙醇、溴苯
②用高锰酸钾酸性溶液鉴别乙烷、乙烯、SO2
③点燃鉴别甲烷和乙烯
④向溶液中加入淀粉可以检验溶液中是否含有I－
⑤用金属钠分别与水和乙醇反应，比较水和乙醇分子中羟基氢(—OH)的活泼性
⑥检验蔗糖水解产物具有还原性：向蔗糖溶液中加入几滴稀硫酸，水浴加热几分钟，然后加入适量稀NaOH溶液，再向其中加入新制的银氨溶液，并水浴加热
【例2－2】 (2012陕西宝鸡质检)下列除去杂质的方法正确的是________。
①除去乙烷中少量的乙烯：光照条件下通入Cl2，气液分离
②除去乙酸乙酯中少量的乙酸：用饱和碳酸钠溶液洗涤、分液
③除去苯中少量的乙酸：用氢氧化钠溶液洗涤、分液
④除去乙醇中少量的乙酸：加足量生石灰，蒸馏
⑤乙烷中的乙烯：加入过量氢气，在催化剂条件下发生反应
三、酯化反应实验
1．原理
CH3COOH＋C2H5OH CH3COOC2H5＋H2O
其中浓硫酸的作用为催化剂、吸水剂。
2．反应特点
(1)属于取代反应。
(2)通常反应速率很慢。
(3)属于可逆反应。
3．装置(液—液加热反应)及操作
用烧瓶或试管。试管倾斜成45°(使试管受热面积大)。长导管起冷凝回流和导气作用。
4．现象
Na2CO3溶液上面有油状物出现，具有芳香气味。
5．提高产率采取的措施
(1)浓硫酸吸水，使平衡向正反应方向移动。
(2)加热将生成的酯蒸出，使平衡向正反应方向移动。
6．饱和碳酸钠溶液的作用
一是除去乙酸乙酯中的乙酸；二是溶解乙酸乙酯中的乙醇；三是降低乙酸乙酯的溶解度，提高收集率。
7．注意事项
(1)加入试剂的顺序为C2H5OH→浓硫酸→CH3COOH，特别注意不能先加浓硫酸。
(2)导管不能插入到Na2CO3溶液中，防止倒吸现象的发生。
(3)对反应物加热不能太急，以减少反应物的挥发。
【例3】 制取乙酸乙酯的装置正确的是(　　)。
1．(高考集萃)下列叙述中正确的是________。
A．(2012课标全国理综)医用酒精的浓度通常为95%
B．(2012课标全国理综)淀粉、纤维素和油脂都属于天然高分子化合物
C．(2012课标全国理综)合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料
D．(2012安徽理综)分离乙醇和乙酸乙酯的混合物，仅用的玻璃仪器为分液漏斗、烧杯
E．(2012福建理综)乙醇不能发生取代反应
F．(2012福建理综)氨基酸、淀粉均属于高分子化合物
G．(2012广东理综)用食醋可除去热水壶内壁的水垢
H．(2012海南化学)食用白糖的主要成分是蔗糖
I．(2012海南化学)植物油的主要成分是高级脂肪酸
J．(2012浙江理综)蔗糖、淀粉、油脂及其水解产物均为非电解质
K．(2012山东理综)苯、油脂均不能使KMnO4酸性溶液褪色
L．(2012山东理综)葡萄糖、果糖的分子式均为C6H12O6，二者互为同分异构体
M．(2012山东理综)乙醇、乙酸均能与Na反应放出H2，二者分子中官能团相同
N．(2012北京理综)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
O．(2012北京理综)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
P．(2012天津理综)酒精能使蛋白质变性，可用于杀菌消毒
Q．(2012天津理综)乙酸与丙二酸互为同系物
2．(2012课标全国理综，12)分析下表中各项的排布规律，按此规律排布第26项应为(　　)。
1 2 3 4 5
C2H4 C2H6 C2H6O C2H4O2 C3H6
6 7 8 9 10
C3H8 C3H8O C3H6O2 C4H8 C4H10
A.C7H16 B．C7H14O2
C．C8H18 D．C8H18O
3．下列说法中正确的一组是(　　)。
①医学上可用CuSO4溶液和NaOH溶液检验糖尿病人尿液中的葡萄糖
②蛋白质水解的最终产物是多肽
③米酒变酸的过程涉及氧化反应
④石油裂解和油脂皂化都是由高分子生成小分子的过程
⑤淀粉、油脂、蛋白质都能水解，但水解产物不同
⑥乙醇、乙酸、乙酸乙酯都能发生取代反应，乙酸乙酯中的少量乙酸可用饱和Na2CO3溶液除去
⑦将灼烧发黑的铜丝趁热插入乙醇中，铜丝表面黑色消失
⑧鸡蛋白溶液遇浓硝酸→黄色
⑨淀粉溶液遇碘化钾→蓝色
⑩葡萄糖和蔗糖是同系物，淀粉和纤维素是同分异构体
A．①②③④⑧⑨ B．③⑤⑥⑦⑩
C．①③⑤⑥⑦⑧ D．②④⑦⑨⑩
4．下列物质与水反应，最终生成物只有一种的是(　　)。
A．丙烯 B．淀粉
C．醋酸钠 D．乙酸乙酯
5．酒后驾车是引发交通事故的重要原因。交警对驾驶员进行呼气酒精检测的原理是：橙色的K2Cr2O7酸性溶液遇乙醇迅速生成蓝绿色Cr3＋。下列对乙醇的描述与此测定原理有关的是(　　)。
①乙醇易挥发　
②乙醇密度小　
③乙醇有还原性　
④乙醇能与酸发生酯化反应
A．②④ B．②③ C．①③ D．①④
6．下列关于有机化合物的认识中不正确的是________。
A．油脂在空气中完全燃烧转化为水和二氧化碳
B．蔗糖、麦芽糖的分子式都是C12H22O11，二者互为同分异构体
C．在水溶液里，乙酸分子中的—CH3可以电离出H＋
D．乙酸分子中含有羧基，可与NaHCO3溶液反应生成CO2
E．蛋白质和油脂都属于高分子化合物，一定条件下都能水解
F．纤维素和淀粉遇碘水均显蓝色
G．蛋白质、乙酸和葡萄糖均属电解质
H．乙酸乙酯和食用植物油均可水解生成乙醇
I．氨基酸不能通过缩聚反应结合成蛋白质
参考答案
基础梳理整合
一、1. 　CH3CH2OH　C2H5OH　—OH
2．酒精　小　低　以任意比互溶
3．(1)2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑　慢
(2)CH3CH2OH＋3O22CO2＋3H2O
(3)2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O　乙酸
即时训练1
答案：C
二、1. 　CH3COOH　—COOH
2．乙酸　醋酸　冰醋酸　易　强烈刺激性
3．(1)强　红
Mg＋2CH3COOH―→(CH3COO)2Mg＋H2↑
CH3COOH＋NaOH―→CH3COONa＋H2O
MgO＋2CH3COOH―→(CH3COO)2Mg＋H2O
Na2CO3＋2CH3COOH―→2CH3COONa＋H2O＋CO2↑
(2)CH3COOH＋HOC2H5CH3COOC2H5＋H2O
即时训练2
答案：①③④⑤
三、1.C、H、O　葡萄糖、果糖　C6H12O6　易溶　C、H、O　蔗糖、麦芽糖　C12H22O11　易溶　C、H、O　淀粉、纤维素　(C6H10O5)n　C、H、O　不溶　C、H、O　不溶　C、H、O、N
2．葡萄糖　果糖　蓝　葡萄糖　甘油　高级脂肪酸　甘油　黄　烧焦羽毛
3．(1)绿色植物光合作用　能量　葡萄糖　纤维素
(2)油脂
即时训练3
⑤
核心归纳突破
【例1】 C　解析：与溴水反应含有碳碳双键、与碳酸氢钠反应一定含有—COOH，因为羧基中也含有羟基，所以也与Na反应生成氢气，C选项符合。
【例2－1】 答案：①③⑤
解析：苯、溴苯不溶于水，当二者分别与水混合时，苯在上层，溴苯在下层；乙醇和水互溶，①能达到鉴别目的。甲烷燃烧产生淡蓝色火焰，乙烯燃烧产生明亮的火焰，并且伴有黑烟，③能达到鉴别目的。
【例2－2】 答案：②③④
解析：①中乙烷和氯气在光照条件下会发生取代反应，错误；②③中的乙酸均生成易溶于水的盐乙酸钠，正确；④乙酸生成高沸点的乙酸钙，正确；⑤除去气体中的杂质，不能用气体，因为又掺入了新杂质。
【例3】 A　解析：由于B和D的玻璃导管是插入到小试管内液面以下，会引起倒吸，B、D错误；C的小试管中的试剂NaOH与生成的乙酸乙酯反应。
演练巩固提升
1．GHLP　解析：A选项，医用酒精的浓度通常为75%，错误；B选项，油脂不属于高分子化合物，错误；C选项，合成纤维属于有机高分子化合物，错误；D项，在分液漏斗中加入混合物，然后加水振荡，分液即可得到乙酸乙酯和乙醇的水溶液，而要从乙醇水溶液中再分离出乙醇，需进行蒸馏操作，需用到蒸馏烧瓶、冷凝管等玻璃仪器，错误；E选项，酯化反应也属于取代反应，错误；F选项，氨基酸不是高分子化合物，错误；I选项，植物油的主要成分是高级脂肪酸甘油酯，错误；J选项，油脂水解生成高级脂肪酸属于弱酸，错误；K选项，有些油脂含有碳碳双键，能使高锰酸钾酸性溶液褪色，错误；M选项，乙醇、乙酸中的官能团分别为羟基、羧基，错误；N选项，植物油是混合物，没有固定的熔、沸点，错误；O选项，蔗糖是非还原性糖，错误；Q选项，同系物的官能团的种类和个数必须相同，甲酸属于一元羧酸，丙二酸是二元羧酸，错误。
2．C　解析：分析规律可知4项为一组，第26项为第7组的第二项，第7组的碳原子数为7＋1＝8，由规律可知第7组的第二项为碳原子数为8的烷烃，氢原子个数为2×8＋2＝18，无氧原子，C选项正确。
3．C　解析：①把病人尿液与新制氢氧化铜混合加热，如果有砖红色沉淀生成则是糖尿病人，正确；②蛋白质水解的最终产物是氨基酸，错误；③乙醇生成乙酸是氧化反应，正确；④油脂不是高分子化合物，错误；⑤正确；⑥乙醇与乙酸的酯化反应，乙酸乙酯的水解均是取代反应，正确；⑦氧化铜与乙醇反应生成铜，正确；⑨淀粉遇碘单质变蓝，错误；⑩葡萄糖和蔗糖分子之间相差的不是n个CH2，淀粉和纤维素中的n不同，即分子式不同，错误。
4．B　解析：CH3—CH===CH2与水加成可生成两种醇，A不符合；淀粉水解只生成葡萄糖，B选项符合。
5．C　解析：由呼气可知①正确，K2Cr2O7中Cr化合价降低为＋3价可知③正确。
6．CEFGHI　解析：油脂中只含C、H、O三种元素，A正确；在水溶液里，乙酸分子中的—COOH才可以电离出H＋，C错误；油脂不属于高分子化合物，E错误；纤维素遇碘水不显蓝色，F错误；蛋白质、葡萄糖均为非电解质，G错误；植物油水解生成甘油，H错误；蛋白质就是氨基酸通过缩聚反应生成的，I错误。
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第五单元　物质结构　元素周期律
第1节　物质结构　元素周期表
1．了解元素、核素和同位素的含义。
2．了解原子构成。了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。
3．了解原子核外电子排布。
4．了解元素周期表（长式）的结构（周期、族）及其应用。
一、原子结构及微粒间的关系
1．原子的构成
2．构成原子或离子微粒间的数量关系
（1）质子数＝核电荷数＝核外电子数＝原子序数。
（2）阳离子的核外电子数＝质子数________________。
（3）阴离子的核外电子数＝质子数________________。
（4）质量数（A）＝质子数（Z）＋____________________。
即时训练1 （1）Ti的质子数为________、中子数为________、电子数为________、质量数为________；
（2）27Al3＋的中子数为________、电子数为________、中子数与质子数之差为________；
（3）D3O＋的质子数为________、中子数为________、电子数为________。
特别提示：①任何微粒中，质量数＝质子数＋中子数，但质子数与电子数不一定相等，如阴、阳离子中；②有质子的微粒不一定有中子，如1H，有质子的微粒不一定有电子，如H＋；③质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如F与OH－。
二、原子核外电子排布
1．在同一原子中各电子层之间的关系
电子层数（n） 1 2 3 4 5 6 7
符号 K L M N O P Q
电子层能量的关系 从K→Q能量逐渐______
电子层离核远近的关系 从K→Q离核越来______
2.原子核外电子排布规律
（1）核外电子一般总是尽先排布在________________的电子层里。
（2）每个电子层最多容纳的电子数为______________。
（3）最外层最多容纳电子数不超过______个（K层为最外层时不超过______个）。
即时训练2 画出下列原子的原子结构示意图，Na：____________、Cl：______________、C：____________。
特别提示：①掌握1～18号元素的核外电子排布；②各层最多容纳的电子数，必须同时兼顾，如L层是次外层，其电子数最多是8，而不符合次外层最多容纳的电子数不超过18的规律。
三、元素周期表
1．形成
1869年，由俄国化学家__________初步绘制完成。
2．原子序数
按照元素在__________中的顺序给元素编号即得原子序数。
原子序数＝____________＝__________＝__________。
3．编排原则
周期：按________________递增顺序从左到右排列，把____________相同的元素排成一横行。
族：把不同横行中__________________相等的元素，按__________递增的顺序从上而下排成一纵行。
4．元素周期表的结构
即时训练3 下列说法中正确的是______。
A．长式元素周期表中现有7个横行，7个周期，18个纵行，18个族
B．同周期的第ⅡA族和第ⅢA族元素的原子序数一定相差1
C．除短周期外，其他周期均有18种元素
D．最外层电子数相同的元素不一定在同一主族
E．元素所在的周期数一定等于其原子的电子层数
F．每个周期都是从碱金属开始到稀有气体结束
一、元素、核素、同位素、同素异形体
1．同素异形体
同种元素形成的不同单质，比如白磷与红磷，石墨、金刚石和C60，O2与O3等。
2．元素、核素、同位素
3．适用范围
元素 核素 同位素 同素异形体
适用范围 宏观 原子 原子之间 单质间
【例1】（改编组合）下列说法正确的是（　　）。
①在氮原子中，质子数为7而中子数不一定为7
②O与O是不同的核素，因此分别由这两种原子构成的分子化学性质不同
③O2和O3互为同素异形体
④Ti和Ti的质量数不同，属于两种元素
⑤实际存在的H、H、H、H＋和H2，它们是氢的五种核素
⑥H2、H2、H2互为同位素
⑦稀土元素62Sm与62Sm是同一种核素
A．①⑥ B．②④ C．⑤⑦ D．①③
方法归纳
区分以上概念，先要明确各概念所适用的范畴，如同位素是指质子数相同的核素（原子）之间的互称，同素异形体是指单质之间的互称。元素是宏观概念，核素是指原子，抓住各概念的实质才能正确区分。
二、原子结构与元素周期表关系的规律
1．常见的等量关系
（1）周期数＝核外电子层数；
（2）主族序数＝最外层电子数＝最高正价＝8－|最低负价|
2．元素周期表中的序差关系
（1）同一周期ⅡA与ⅢA族元素的原子序数可能相差1（第二、三周期）或11（第四、五周期）或25（第六、七周期）。
（2）相邻周期，同一主族元素的原子序数可能相差2、8、18、32。
若A、B是同主族相邻周期元素，A、B所在周期分别有m和n种元素，A的原子序数为x，B的原子序数为y，若A在B的上一周期。当：
A、B在ⅠA或ⅡA族时，y＝x＋m；
A、B在ⅢA～0族时，y＝x＋n。
3．由原子序数确定元素位置
例如：84号元素、88号元素在周期表中的位置。
首先确定0族元素的原子序数，方法：每一周期所容纳的元素种类为2、8、8、18、18、32、32，用这些数可计算出与84号比较接近的0族元素的原子序数，第六周期0族元素是86号元素，所以84号元素是第六周期第ⅥA族，同理88号元素是第七周期第ⅡA族。
【例2】 （改编组合）下列说法正确的是（　　）。
A．原子序数为7的元素的最高化合价为＋4价
B．114号元素位于第七周期第ⅣA族
C．位于同一主族的甲乙两种元素，甲的原子序数为x，则乙的原子序数可能为x＋4
D．位于同一周期的甲乙两种元素，甲位于ⅠA族，原子序数为x，乙位于ⅢA族，则乙原子序数可能为x＋19
方法归纳
在做这种类型的题目时，一定要牢牢记住各周期所容纳的元素种类，还应注意周期表的特点——ⅡA和ⅢA族并不一定相邻。
三、有关原子核外电子排布的推断
规律学习是主线，特性特点往往是考点，所以我们在复习中不仅要掌握原子结构的规律，还要掌握原子结构的特性。核电荷数为1～18的元素的原子结构是高考重点要求与考查的内容，熟练掌握其结构特征，尤其是核外电子排布是快速判断元素的前提和基础。
1．规律
（1）最外层电子数跟次外层电子数相等的原子有Be、Ar。
（2）最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是C；3倍的是O；4倍的是Ne；的是Li、Si。
（3）电子层数跟最外层电子数相等的原子有H、Be、Al。
（4）最外层电子数是电子层数2倍的原子有He、C、S；3倍的是O。
2．特性
核电荷数为1～18的元素的特征性质：
（1）气态密度最小，原子核中只有质子没有中子，原子序数、电子层数、最外层电子数三者均相等的是H。
（2）单质硬度最大，熔沸点最高，形成化合物种类最多，正负化合价代数和为零且气态氢化物中含氢百分率最高的元素是C。
（3）原子半径最大的是Na，最小的是H。
（4）地壳中含量最多的元素为氧，其次是硅；地壳中含量最多的金属元素是铝。
（5）一些元素的应用：Li、H常用于高能电池，Si是制造光电池、半导体的常用材料；Al是应用最广泛的短周期金属元素；14C常用于文物的年代鉴定。
【例3－1】 已知A、B、C、D、E是短周期中原子序数依次增大的5种主族元素，其中元素A、E的单质在常温下呈气态，元素B的原子最外层电子数是其电子层数的2倍，元素C在同周期的主族元素中原子半径最大，元素D的合金是日常生活中常用的金属材料。下列说法正确的是（　　）。
A．元素A、B组成的化合物常温下一定呈气态
B．一定条件下，元素C、D的最高价氧化物对应的水化物之间能发生反应
C．原子半径B＞D＞E
D．化合物AE与CE含有相同类型的化学键
方法归纳
首先根据原子结构的规律及特性推断出元素的种类，并推出其在元素周期表中的大致位置，然后再根据元素周期律进行判断。
【例3－2】 （2012浙江理综，9）X、Y、Z是原子序数依次递增的短周期元素，3种元素的原子核外电子数之和与Ca2＋的核外电子数相等，X、Z分别得到一个电子后均形成稀有气体原子的稳定电子层结构。下列说法正确的是（　　）。
A．原子半径：Z＞Y＞X
B．Z与X形成化合物的沸点高于Z的同族元素与X形成化合物的沸点
C．CaY2与水发生氧化还原反应时，CaY2只作氧化剂
D．CaX2、CaY2和CaZ2等3种化合物中，阳离子与阴离子个数比均为1∶2
1．（高考集萃）下列叙述中正确的是______。
A．（2012山东理综）同种元素的原子均有相同的质子数和中子数
B．（2012天津理综）U和U是中子数不同质子数相同的同种核素
C．（2012海南化学）S2－的结构示意图：
D．（2012江苏化学）中子数为20的氯原子：Cl
E．（2011课标全国理综）1.00 mol NaCl中，所有Na＋的最外层电子总数为8×6.02×1023
F．（2011山东理综）多电子原子中，在离核较近的区域内运动的电子能量较高
G．（2011山东理综）14C可用于文物的年代鉴定，14C与13C互为同素异形体
H．（2011福建理综）若M＋和R2－的核外电子层结构相同，则原子序数：R＞M
2．（2012课标全国理综，13）短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，其中W的阴离子的核外电子数与X、Y、Z原子的核外内层电子数相同。X的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，工业上采用液态空气分馏方法来生产Y的单质，而Z不能形成双原子分子。根据以上叙述，下列说法中正确的是（　　）。
A．上述四种元素的原子半径大小为W＜X＜Y＜Z
B．W、X、Y、Z原子的核外最外层电子数的总和为20
C．W与Y可形成既含极性共价键又含非极性共价键的化合物
D．由W与X组成的化合物的沸点总低于由W与Y组成的化合物的沸点
3．X、Y、Z、W、R是短周期元素，原子序数依次增大，Y的最外层电子数是次外层的两倍，也是X、W最外层电子数之和的两倍，Z是地壳中含量最多的元素，R的单核离子在同周期元素形成的单核离子中半径最小。以下说法中正确的是（　　）。
A．R形成的盐一定不能与Y的最高价氧化物对应的水化物发生反应
B．Z、W形成的化合物中只有一种类型的化学键
C．Y、Z的氢化物的稳定性Y＜Z
D．X的原子半径一定小于Z
4．下列表述中不正确的是（　　）。
A．DO中，质量数之和是质子数之和的两倍
B．12C和14C互为同位素，而C60与金刚石互为同素异形体
C．一种原子的质量数为197，中子数为118，则它是主族元素
D．一种元素的原子序数为m，另一种元素的原子序数为m＋11，则这两种元素所在的族序数可能相邻
5．A、B、C、D 4种元素的原子序数均小于18，A原子的最外层电子比B原子的最外层的电子少5个，B原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，A和B能形成A2B型共价化合物，C原子和A原子的最外层电子数相同，0.2 mol C的单质与足量的酸反应放出2.24 L 氢气（标准状况），D原子的K、M层上的电子数之和为其L层上电子数的一半。
（1）A元素的名称__________，B元素的符号__________。
（2）C的单质与酸反应的离子方程式：_______________________________________
________________________________________________________________________。
（3）D的原子结构示意图为________________。
参考答案
基础梳理整合
一、1.质子　Z　元素　中子　A－Z　原子　Z　元素
2．－阳离子的电荷数　＋阴离子的电荷数　中子数(N)
即时训练1
(1)22　26　22　48
(2)14　10　1
(3)11　11　10
二、1.升高　越远
2．(1)能量最低　(2)2n2　(3)8　2
即时训练2
三、1.门捷列夫　
2．周期表　核电荷数　质子数　核外电子数
3．原子序数　电子层数　最外层电子数　电子层数　
4．短　2　8　8　长　18　18　32　15　15　32　短周期和长周期　7　长周期　7　8、9、10　18
即时训练3
答案：DE
核心归纳突破
【例1】 D　解析：②中因为核外电子数相同，所以化学性质相同，错误；④⑦分别属于同一种元素的不同核素，错误；同位素研究对象是原子与原子之间，⑥均为分子，错误。
【例2】 B　解析：原子序数为7的元素一定为主族元素，主族元素原子序数为奇数的原子所在的族序数一定为奇数，所以最高化合价也一定为奇数，A错误；118号元素位于第七周期、0族，所以114号元素位于第七周期、第ⅣA族，B正确；同一主族的元素相差2、8、18、32或上述数字间的和，C错误；同一周期第ⅠA族与第ⅢA族之间的差可能为2、12、26，D错误。
【例3－1】 B　解析：B元素的原子最外层电子数是其电子层数的2倍，可知B可能为碳或硫，C为Na，常见的金属材料为Al、Fe，由短周期可知D为Al，B的原子序数小于C(Na)的，所以B只能为碳；我们常见的气体单质为H2、N2、O2、F2、Cl2，根据位置排除可以确定A为H2、E为Cl2；碳原子数大于4的烃为液体或固体，A错误；NaOH溶液能与Al(OH)3反应，B正确；HCl中含共价键、NaCl中含离子键，D错误。
【例3－2】 B　解析：由题给信息知X、Y、Z三种元素的核外电子数之和为18，由“ X、Z分别得一个电子后形成稀有气体原子的稳定电子层结构”可推知X为氢或氟、Z为氟或氯，讨论得X为氢、Z为氯，X为氟、Z为氯时均不符合要求，故X只能为氢，Z只能为氟，则Y为氧。原子半径的大小顺序是Y＞Z＞X，A项不正确；由于HF分子间存在氢键，所以HF的沸点比同族的其他氢化物的沸点高，B项正确；2CaO2＋2H2O===2Ca(OH)2＋O2↑，CaO2既是氧化剂又是还原剂，C项不正确；CaH2、CaF2中阳离子与阴离子个数比为1∶2，而在CaO2中，阳离子与阴离子个数比为1∶1，D项不正确。
演练巩固提升
1．答案：CE
解析：A选项，同种元素的原子的质子数相同，但中子数不同，错误；B选项，U和U是同种元素的两种不同核素，错误；D选项，质量数为37，错误；E选项，1 mol Na＋最外层含有8 mol电子，正确；F选项，电子能量越高离核越远，错误；G选项，同素异形体描述的对象为单质，错误；H选项，M在R的下一周期，错误。
2．C　解析：由“X的一种核素可用于考古”可知X为碳元素，由“分馏液态空气来生产Y”可知Y为氮元素或氧元素。因X为碳，其内层电子数为2，故W的阴离子有2个电子，所以W为H；由Z不能形成双原子分子，且内层电子数为2，故Z为Ne。碳的原子半径大于氧或氮的原子半径，A错误；W、X、Y、Z的最外层电子数之和为18或19，B错误；H与N可形成N2H4、H和O可形成H2O2，C正确；W与X形成的烃随着碳原子数的增加熔沸点逐渐增大，且可以形成高分子化合物，所以D错误。
3．C　解析：根据Y的核外电子排布，可知Y为碳，X、W最外层电子数之和只能为2，所以X、W均位于第ⅠA族，X为H或Li、W为Na；Z是地壳中含量最多的元素可知为氧；同周期元素形成的单核离子中半径最小的应该是带电荷最多的阳离子，所以R为铝。A选项，H2CO3与NaAlO2反应，错误；B选项，Na2O不含共价键、Na2O2含非极性共价键，错误；C选项，H2O的稳定性大于CH4，正确；X如果为Li，可知D选项错误。
4．C　解析：D原子中含有1个中子和1个质子，16O有8个质子和8个中子，所以A正确；C项，质子数为197－118＝79，由第六周期0族为86号元素可知该元素一定不是主族元素，C错误；第四周期ⅡA与ⅢA元素之间隔着10个过渡元素，D正确。
5．答案：(1)氢　O
(2)2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑
(或2Li＋2H＋===2Li＋＋H2↑)
(3)
解析：B原子最外层电子数为次外层电子数的3倍，可知B为氧；A的最外层电子数比B少5，可知A最外层电子数为1，且A和B形成A2B型共价化合物，可知A为氢；A、C最外层电子数相同，且0.2 mol C与足量盐酸反应生成0.1 mol H2，则C为锂或钠；D的K、M层上电子数之和为L层的一半，根据排布规律可知D为镁。
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第七单元　水溶液中的离子平衡
第1节　弱电解质的电离
1．了解电解质在水溶液中的电离以及电解质溶液的导电性。
2．了解弱电解质在水溶液中的电离平衡。
一、弱电解质的电离平衡
1．定义
在一定条件下，当电解质分子______________的速率和离子________________的速率______时，电离过程就达到了平衡状态。
2．特征
即时训练1 下列说法中正确的是______。
A．除水的电离平衡外，醋酸溶液中存在电离平衡，而盐酸中不存在电离平衡
B．醋酸溶液中，CH3COOH达到电离平衡时，溶液中检测不出CH3COOH分子
C．在一定条件下的水溶液中，弱电解质达到电离平衡时，v（电离）＝v（结合）＝0
D．氨水溶液中，当c（NH）＝c（OH－）时，表示氨水已达到电离平衡
E．氢碘酸的电离方程式为HI===H＋＋I－
特别提示：（1）在水溶液中，弱电解质部分电离，在弱电解质的溶液中不仅含有相应自由移动的离子，而且含有该弱电解质分子，如CH3COOH溶液中含有CH3COOH分子，而强电解质只含有相应自由移动的离子，不含有强电解质分子，如HNO3溶液中就没有HNO3分子。（2）弱电解质的电离平衡也属于化学平衡，所以也符合化学平衡的特征：逆、等、动、定、变。
二、影响电离平衡的因素
电离平衡属于化学平衡，当外界条件改变时，弱电解质的电离平衡也会发生移动。平衡移动遵循__________原理。
1．溶液浓度
溶液被稀释后，电离平衡向着______的方向移动。
2．温度
由于弱电解质的电离过程都是吸热的，因此升高温度，电离平衡向着______的方向移动。例如，醋酸的电离：
CH3COOHCH3COO－＋H＋　ΔH＞0
升高温度，c（H＋）、c（CH3COO－）均______。
3．同离子效应
在弱电解质溶液中加入与弱电解质具有相同离子的强电解质，使电离平衡向逆反应方向移动。例如，0.1 mol·L－1的醋酸溶液中存在如下平衡：
CH3COOHCH3COO－＋H＋
加入少量CH3COONa固体或HCl，由于增大了c（CH3COO－）或c（H＋），使CH3COOH的电离平衡向逆反应方向移动。
即时训练2 稀氨水中存在下述平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，向溶液中分别通入氨气平衡____移、加入盐酸平衡____移、加入NH4Cl溶液平衡____移、加入NaOH溶液平衡____移。
特别提示：电离平衡右移，电解质分子的浓度不一定减小，如向氨水中通入氨气，平衡右移，氨气的浓度最终比原平衡时大。同理，电离平衡右移，离子的浓度也不一定增大，如向氨水中加入盐酸，平衡右移，但OH－的浓度最终比原平衡时小。
三、电离平衡常数
1．表达式
（1）对于一元弱酸HA：HAH＋＋A－，平衡常数K＝____________。
（2）对于一元弱碱BOH：BOHB＋＋OH－，平衡常数K＝______________。
2．特点
（1）电离平衡常数只与温度有关，升温，K值______。
（2）多元弱酸的各级电离常数的大小关系是____________________，故其酸性取决于第一步。
3．意义
相同条件下，K值越大，表示该弱电解质______电离，所对应的酸性或碱性相对______。
即时训练3 醋酸溶液中存在：CH3COOHCH3COO－＋H＋，K＝是醋酸的电离平衡常数，在一定温度下，加入盐酸平衡____移（填“左”或“右”），电离平衡常数______（填“增大”“不变”或“减小”）。
特别提示：电离平衡常数属于化学平衡常数，也只是温度的函数。
一、外界条件对电离平衡的影响
电离平衡属于化学平衡，当外界条件改变时，弱电解质的电离平衡也会发生移动，平衡移动也遵循勒夏特列原理。
以CH3COOHCH3COO－＋H＋　ΔH＞0为例：
改变条件 平衡移动方向 c（CH3COOH） n（H＋） c（H＋） c（CH3COO－） 电离程度 导电能力 电离平衡常数
加水稀释 → 减小 增大 减小 减小 增大 减弱 不变
加少量冰醋酸 → 增大 增大 增大 增大 减小 增强 不变
通入HCl气体 ← 增大 增大 增大 减小 减小 增强 不变
加NaOH固体 → 减小 减小 减小 增大 增大 增强 不变
加CH3COONa固体 ← 增大 减小 减小 增大 减小 增强 不变
加入镁粉 → 减小 减小 减小 增大 增大 增强 不变
升高温度 → 减小 增大 增大 增大 增大 增强 增大
【例1－1】 已知0.1 mol·L－1的醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOH??CH3COO－＋H＋，要使溶液中值增大，可以采取的措施是（　　）。
A．加少量烧碱溶液 B．降低温度
C．加少量冰醋酸 D．加水
方法归纳
因为电离平衡也属于化学平衡，所以在分析外界条件对电离平衡的影响时，要紧紧抓住化学平衡的观点进行分析。同时还要深刻理解勒夏特列原理：平衡向减弱这种改变的方向移动，移动的结果不能抵消或超越这种改变，即“果”不能大于“因”。
【例1－2】在0.1 mol·L－1 NH3·H2O溶液中存在如下平衡：NH3＋H2ONH3·H2O??NH＋OH－。下列叙述中正确的是（　　）。
A．加入少量浓盐酸，盐酸与NH3反应生成NH4Cl，使NH3浓度减小，NH浓度增大，平衡逆向移动
B．加入少量NaOH固体，OH－与NH结合生成NH3·H2O，使NH浓度减小，平衡正向移动
C．加入少量0.1 mol·L－1NH4Cl溶液，电离平衡常数不变，溶液中c（OH－）减小
D．加入少量MgSO4固体，溶液pH增大
二、强弱电解质比较
1．依据物质的类别进行判断
在没有特殊说明的情况下，我们认为盐是强电解质；而常见的弱酸、弱碱为弱电解质，如H2CO3、H2SO3、HClO、H2SiO3、NH3·H2O等；而强酸（HCl、H2SO4、HNO3）、强碱[NaOH、KOH、Ba（OH）2、Ca（OH）2]为强电解质。
2．依据强、弱电解质的定义或弱电解质电离平衡的移动进行判断（见下表）
浓度均为0．01 mol·L－1的强酸HA与弱酸HB pH均为2的强酸HA与弱酸HB
pH或物质的量浓度 2＝pHHA＜pHHB 0.01 mol·L－1＝c（HA）＜c（HB）
开始与金属反应的速率 HA＞HB HA＝HB
体积相同时与过量的碱反应时消耗碱的量 HA＝HB HA＜HB
体积相同时与过量活泼金属产生H2的量 HA＝HB HA＜HB
c（A－）与c（B－）大小 c（A－）＞c（B－） c（A－）＝c（B－）
分别加入固体NaA、NaB后pH变化 HA：不变HB：变大 HA：不变HB：变大
加水稀释10倍后的pH 3＝pHHA＜pHHB 3＝pHHA＞pHHB＞2
溶液的导电性 HA＞HB HA＝HB
水的电离程度 HA＜HB HA＝HB
3.根据盐类水解进行判断
取酸的钠盐溶于水，测溶液的酸碱性，若pH＝7，则对应的酸为强酸，如NaCl；若pH＞7，则对应的酸为弱酸，如CH3COONa。
4．从电离平衡常数K的角度判断
K也属于化学平衡常数，所以也只是温度的函数，在同温度下，K越大酸性越强。注意：强酸无电离平衡常数。
【例2－1】 今有室温下四种溶液，有关叙述不正确的是（　　）。
① ② ③ ④
pH 11 11 3 3
溶液 氨水 氢氧化钠溶液 醋酸 盐酸
A．③④中分别加入适量醋酸钠晶体后，两溶液的pH均增大
B．②③两溶液等体积混合，所得溶液中c（H＋）＞c（OH－）
C．分别加水稀释10倍，四种溶液的pH①＞②＞④＞③
D．V1 L④与V2 L①溶液混合后，若混合后溶液pH＝7，则V1方法归纳
（1）思维途径：
（2）思维平台：
我们在做有关强酸、弱酸、强碱、弱碱的试题时，不妨用假设法搭建一个平台，用这个平台进行分析。如例2－1中的C选项，分别加水稀释10倍，假设平衡不移动，那么①②溶液的pH均为10，然后再根据平衡移动进行分析；再如D选项，假设均是强酸强碱，V1＝V2，然后再根据弱碱的电离平衡及浓度进行分析。
【例2－2】 常温下，下列有关叙述中正确的是（　　）。
①分别向等体积、等物质的量浓度的盐酸和醋酸中滴加NaOH溶液，使溶液呈中性，醋酸消耗的NaOH多
②等体积、等pH的盐酸和醋酸，分别与NaOH反应，醋酸消耗的NaOH多
③相同条件下，将pH＝2的硫酸溶液和醋酸溶液分别稀释成pH＝5的溶液，所加水的体积前者大
④pH＝3的稀硫酸跟pH＝11的氢氧化钠溶液等体积混合，混合溶液的pH<7
⑤为了通过测定pH的大小，达到比较HCl和CH3COOH酸性强弱的目的，分别配制100 mL 0.1 mol·L－1的NaCl溶液和CH3COONa溶液
⑥同体积同浓度的盐酸和醋酸与足量锌反应，整个反应过程的平均反应速率盐酸的快
A．①②⑤ B．③④⑤
C．②④⑤ D．②⑤⑥
三、有关电离平衡常数的计算
解题步骤：首先书写出相应的电离平衡常数的表达式，如CH3COOHCH3COO－＋H＋的Ka＝，依据信息代入相关数据进行计算。
【例3－1】 （2012陕西西工大附中模拟）在25 ℃下，将a mol·L－1的KCN（pH＞7）溶液与0.01 mol·L－1的盐酸等体积混合，反应平衡时，测得溶液pH＝7，则KCN溶液的物质的量浓度a______ 0.01 mol·L－1（填“＞”“＜”或“＝”）；用含a的代数式表示HCN的电离常数Ka＝______。
【例3－2】 （2012山东潍坊模拟）某温度下，将0.10 mol CH3COOH溶于水配成1 L溶液。实验测得已电离的醋酸分子占原有醋酸分子总数的1.3%，若水的电离忽略不计，醋酸电离对醋酸分子浓度的影响忽略不计，求得该温度下CH3COOH的电离平衡常数K＝1.7×10－5。向该溶液中再加入______ mol CH3COONa可使溶液的pH约为4。（溶液体积变化忽略不计）
判断酸、碱强弱方法的实验探究
强弱电解质的比较是历年高考的热点，主要考查强弱电解质的判断、电离平衡理论，把这些理论与探究实验相结合是今后命题的趋势。设计实验时要注意等物质的量浓度和等pH的两种酸（或碱）的性质差异，常用的实验方法有：（1）从水解的角度分析，取其钠盐（NaA）溶于水，测其pH，若pH＞7，则说明HA是弱酸，若pH＝7，则说明HA是强酸。（2）从是否完全电离的角度分析，配制一定物质的量浓度HA溶液（如0.1 mol·L－1），测其pH，若pH＞1，则说明HA是弱酸，若pH＝1，则说明HA是强酸。（3）从电离平衡移动的角度分析，如①向HA溶液中加水稀释100倍后，溶液pH增大不是2的是弱酸；②向HA溶液中加入NaA晶体，溶液中的pH变化的是弱酸。（4）相同条件下，比较两种酸（或碱）溶液的导电性。
【实验典例】
某探究学习小组的甲、乙、丙三名同学分别设计了如下实验方案探究某酸HA是否为弱电解质。
甲：①称取一定质量的HA配制0.1 mol·L－1的溶液100 mL；
②25 ℃时，用pH试纸测出该溶液的pH为pH1，由此判断HA是弱电解质。
乙：①分别配制pH＝1的HA溶液、盐酸各100 mL；
②各取相同体积的上述pH＝1的溶液分别装入两支试管，同时加入纯度相同的过量锌粒，观察现象，即可得出结论。
丙：①分别配制pH＝1的HA溶液、盐酸各100 mL；
②分别取这两种溶液各10 mL，加水稀释至100 mL；
③25 ℃时，用pH试纸分别测出稀释后的HA溶液、盐酸的pH分别为pH2、pH3，即可得出结论。
（1）在甲方案的第①步中，必须用到的标有刻度的仪器是________。
（2）甲方案中，判断HA是弱电解质的依据是______。乙方案中，能说明HA是弱电解质的选项是（　　）。
A．开始时刻，装盐酸的试管放出H2的速率快
B．开始时刻，两支试管中产生气体速率一样快
C．反应过程中，装HA溶液的试管中放出H2的速率快
D．反应结束后，装HCl溶液的试管中放出H2的质量少
E．装HA溶液的试管中较装盐酸的试管中的反应先停止
（3）丙方案中，能说明HA是弱电解质的依据是pH2________pH3（填“＞”“<”或“＝”）。
（4）请你评价：甲、乙、丙三个方案中难以实现或不妥的是________（填“甲、乙、丙”），其难以实现或不妥之处是______________、__________。
（5）请你再提出一个合理而比较容易进行的方案（药品可任取），作简明扼要表述。
________________________________________________________________________。
1．（高考集萃）下列叙述中正确的是______。
A．（2012广东理综）常温下pH为2的盐酸与等体积pH＝12的氨水混合后所得溶液显酸性
B．（2012福建理综）中和等体积、等物质的量浓度的盐酸和醋酸所消耗的n（NaOH）相等
C．（2012浙江理综）常温下，将pH＝3的醋酸溶液稀释到原体积的10倍后，溶液的pH＝4
D．（2012浙江理综）为确定某酸H2A是强酸还是弱酸，可测NaHA溶液的pH。若pH＞7，则H2A是弱酸；若pH＜7，则H2A是强酸
E．（2012浙江理综）用0.200 0 mol·L－1 NaOH标准溶液滴定HCl与CH3COOH的混合溶液（混合液中两种酸的浓度均约为0.1 mol·L－1），至中性时，溶液中的酸未被完全中和
F．（2012重庆理综）稀醋酸加水稀释，醋酸电离程度增大，溶液的pH减小
2．将浓度为0.1 mol·L－1 HF溶液加水不断稀释，下列各量始终保持增大的是（　　）。
A．c（H＋） B．Ka（HF） C. D.
3．（2012浙江温州三模）下表是在相同温度下三种酸的一些数据，下列判断正确的是（　　）。
酸 HX HY HZ
浓度/（mol·L－1） 0.12 0.2 0.9 1 1
电离度 0.25 0.2 0.1 0.3 0.5
电离常数 Ki1 Ki2 Ki3 Ki4 Ki5
A．在相同温度，从HX的数据可以说明：弱电解质溶液，浓度越低，电离度越大，且Ki1＞Ki2＞Ki3＝0.01
B．室温时，若在NaZ溶液中加水，则的比值变小，若加少量盐酸，则比值变大
C．等物质的量的NaX、NaY和NaZ的混合溶液：c（X－）＋c（Y－）－2c（Z－）＝2c（HZ）－c（HX）－c（HY），且c（Z－）D．在相同温度下，Ki5＞Ki4＞Ki3
4．下列事实一定能说明HNO2为弱电解质的是（　　）。
①常温下，NaNO2溶液的pH＞7　②用HNO2溶液做导电实验灯泡很暗　③HNO2不能与NaCl反应　④常温下0.1 mol·L－1的HNO2溶液pH＝2　⑤1 L pH＝1的HNO2溶液加水稀释至100 L后溶液的pH＝2.2　⑥1 L pH＝1的HNO2和1 L pH＝1的盐酸与足量的NaOH溶液完全反应，最终HNO2消耗的NaOH溶液多　⑦HNO2溶液中加入一定量NaNO2晶体，溶液中c（OH－）增大　⑧HNO2溶液中加水稀释，溶液中c（OH－）增大
A．①②③⑦ B．①③④⑤
C．①④⑤⑥⑦ D．②④⑥⑧
5．（2013山东枣庄期中）已知室温时，0.1 mol·L－1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离，下列叙述中错误的是（　　）。
A．该溶液的pH＝4
B．升高温度，溶液的pH增大
C．此酸的电离平衡常数为1×10－7 mol·L－1
D．HA电离出的c（H＋）约为水电离出的c（H＋）的106倍
6．（2012河北石家庄压轴题）25 ℃下，向20 mL 0.2 mol·L－1的氢氟酸中滴加0.2 mol·L－1的NaOH溶液时，溶液的pH变化如图所示，请回答下列问题：
（1）在氢氟酸的稀溶液中，通过改变以下条件能使氢氟酸的电离度α（HF）增大的是______，可使氢氟酸的电离平衡常数Ka（HF）增大的是______。
a．升高温度
b．向溶液中滴入2滴浓盐酸
c．加入少量NaF固体
d．加水稀释
（2）在此温度下，氢氟酸的电离平衡常数Ka（HF）为______（保留两位有效数字），电离度α（HF）约为______。
参考答案
基础梳理整合
一、1.电离出离子　重新结合成分子　相等
2．＝　≠
即时训练1
AE
二、勒夏特列
1．电离
2．电离　增大
即时训练2
右　右　左　左
三、1.(1)　(2)
2．(1)增大　(2)第一步 第二步 第三步 ……
3．越易　较强
即时训练3
左　不变
核心归纳突破
【例1－1】 D　解析：A选项，NaOH与H＋反应，使c(H＋)减小，平衡右移，使c(CH3COOH)减小，但c(H＋)减小的程度大于c(CH3COOH)减小的程度，所以减小；B选项，降低温度使平衡左移，c(H＋)减小、c(CH3COOH)增大，所以减小；C选项，c(CH3COOH)增大，使平衡右移，c(H＋)增大，但c(CH3COOH)增大的程度大于c(H＋)增大的程度，所以减小；D选项加水稀释，假设电离平衡不移动，c(H＋)、c(CH3COOH)均减小相同倍数，但平衡右移使c(CH3COOH)减小的程度大，所以符合题意。
【例1－2】 C　解析：A选项，加入少量浓盐酸，首先发生H＋＋OH－===H2O，使OH－浓度降低，平衡正向移动；B选项，加入少量NaOH固体，使OH－浓度升高，平衡逆向移动；C选项，使NH浓度升高，平衡逆向移动，溶液中c(OH－)减小；D选项，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，溶液中c(OH－)减小，溶液pH减小。
【例2－1】 D　解析：醋酸钠溶液显碱性，A正确，也可以从平衡移动角度分析，CH3COONa电离出的CH3COO－：a.与盐酸中的H＋结合生成CH3COOH；b.使醋酸中CH3COOHCH3COO－＋H＋左移，两溶液中H＋浓度均减小，所以pH均增大。B项，假设均是强酸强碱，且物质的量浓度相同，等体积混合后溶液呈中性，但③醋酸是弱酸，其浓度远远大于②，即混合后醋酸过量，溶液显酸性c(H＋)＞c(OH－)，B正确。分别加水稀释10倍，假设平衡不移动，那么①②溶液的pH＝10，但稀释氨水使平衡NH3·H2ONH＋OH－右移，使①pH＞10，同理醋酸稀释后pH＜4，C正确。假设均是强酸强碱，混合后溶液呈中性，V1＝V2，但①氨水是弱碱，其浓度远远大于④盐酸，所以需要的①氨水少，即V1＞V2，D错误。
【例2－2】 D　解析：NaOH与HCl、CH3COOH恰好完全反应分别生成NaCl、CH3COONa，消耗NaOH的量相等，但CH3COONa水解显碱性，所以当呈中性时，醋酸加的NaOH的量少，①错误；等体积、等pH的盐酸和醋酸，醋酸的浓度远远大于盐酸的浓度，②正确；由于醋酸是弱酸，加水稀释的同时还会继续电离出H＋，所以③项应是后者所加水的体积大；④项中的硫酸和氢氧化钠都是强电解质，且pH之和等于14，所以混合溶液的pH＝7；⑤NaCl溶液显中性、CH3COONa溶液显碱性可以证明醋酸为弱酸，正确；在反应过程中盐酸的c(H＋)大于醋酸的，所以反应速率快，⑥正确。
【例3－1】 答案：＞　(100a－1)×10－7 mol·L－1
解析：如果恰好完全反应则生成HCN、KCl溶液，显酸性，所以应该加过量的KCN；依据HCNH＋＋CN－可知Ka＝，依据电荷守恒c(H＋)＋c(K＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)＋c(CN－)，结合溶液呈中性c(H＋)＝c(OH－)可知c(CN－)＝c(K＋)－c(Cl－)＝ mol·L－1，c(H＋)＝10－7 mol·L－1；依据物料守恒＝c(HCN)＋c(CN－)，两式相加可得c(HCN)＝ mol·L－1，代入Ka＝。
【例3－2】 答案：1.7×10－2
解析：依据CH3COOHH＋＋CH3COO－可知K＝＝＝1.7×10－5，c(CH3COO－)＝1.7×10－2。
实验探究拓展
答案：(1)100 mL容量瓶　(2)pH1＞1　CD　(3)＜　(4)乙、丙　配制pH＝1的HA溶液难实现　锌粒难以做到表面积相同　(5)配制NaA溶液，测pH＞7，证明HA为弱酸
解析：本实验的目的为证明HA为弱酸，根据定义只需证明HA部分电离或存在电离平衡即可。
演练巩固提升
1．BE　解析：A选项，氨水过量，显碱性，错误；C选项，加水稀释CH3COOHH＋＋CH3COO－右移，所以pH小于4，但大于3，错误；E选项，CH3COOH完全被中和生成的CH3COONa溶液显碱性，所以溶液显中性时酸过量，正确；F选项，溶液酸性减弱，pH增大。
2．D　解析：HF溶液中存在HFH＋＋F－，加水使平衡向右移动，即电离程度增大，但电离平衡常数只与温度有关，所以选项B不变；溶液中n(H＋)增大，但溶液的体积也增大，所以溶液的酸性降低，考虑到溶液中水还会电离出氢离子，所以稀释到一定程度(即无限稀释时)，c(H＋)就不再发生变化，但c(F－)和c(HF)却一直会降低，所以选项D符合题意。
3．D　解析：相同温度下电离度随溶液浓度的增大而减小，所以HX的浓度为1 mol·L－1时，电离度小于0.1，三种酸的酸性强弱顺序为：HZ＞HY＞HX，D选项正确；A选项，温度相同，Ki1＝Ki2＝Ki3，错误；B选项，依据Z－＋H2OHZ＋OH－可知是水解平衡常数的倒数，只随温度的变化而变化，错误；C选项，依据“越弱越水解”可知NaX水解程度最大，c(X－)最小，错误。
4．C　解析：②如果盐酸浓度很稀灯泡也很暗，错误；④如果是强酸，pH＝1；⑤如果是强酸，加水稀释至100 L后溶液的pH＝3，实际pH＝2.2，这说明HNO2溶液中存在HNO2H＋＋NO，加水平衡右移，使pH＜3，正确；⑥依HNO2＋NaOH===NaNO2＋H2O、HCl＋NaOH===NaCl＋H2O可知c(HNO2)大于c(HCl)，而溶液中c(H＋)相同，所以HNO2没有全部电离，正确；⑦加入NaNO2溶液中c(OH－)增大，说明化学平衡移动，正确；⑧不论是强酸还是弱酸加水稀释，溶液中c(H＋)均减小，而c(OH－)增大，错误。
5．B　解析：依据HAH＋＋A－，可知溶液中c (H＋)＝0.1 mol·L－1×0.1%＝0.000 1 mol·L－1；K＝＝≈1×10－7 mol·L－1，A、C正确；升高温度，电离程度增大，溶液的酸性增强，溶液的pH减小，B错误；溶液中c(H＋)＝1×10－4 mol·L－1可知，溶液中c(OH－)为水电离出c(OH－)等于1×10－10 mol·L－1，水电离出的c(H＋)＝1×10－10 mol·L－1，D正确。
6．答案：(1)ad　a　(2)5.3×10－4　0.05
解析：(2)由图像可知0.2 mol·L－1的氢氟酸中c(H＋)＝10－2 mol·L－1，HF是弱酸；依据HFH＋＋F－可知Ka(HF)＝＝≈5.3×10－4；电离度α(HF)＝＝0.05。
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第四单元　非金属及其化合物
第1节　无机非金属材料的主角——硅
1．了解C、Si单质及其重要化合物的主要性质及应用。
2．了解C、Si单质及其重要化合物对环境的影响。
一、碳、硅单质
1．原子结构、存在形态、物理性质及用途
碳 硅
原子结构
存在形态 既有______，也有______，是组成有机物的基本元素 只有______，是构成矿物和岩石的主要元素
物理性质 金刚石：熔点____、硬度____，____电石墨：硬度____、____电 灰黑色固体，有金属光泽，熔点____、硬度____、有脆性，导电性介于导体和绝缘体之间
用途 ______用于切割刀具，____用作电极、铅笔芯 ______材料和合金材料
2．碳单质的化学性质
即时训练1下列叙述中正确的是________。
①光导纤维、石英钟的主要成分是单质硅
②计算机芯片、太阳能电池板、半导体晶体管的主要成分是单质硅
③金刚石、石墨、C60是碳元素的同素异形体，它们之间的转化属于化学变化
④在自然界中有游离态的碳，但没有游离态的硅
二、碳、硅的氧化物
1．CO
（1）物理性质：______色气体，______毒，______溶于水。
（2）化学性质：①燃烧（写出化学方程式，下同）：__________________________________ _______________________________________________________________________。
②还原Fe2O3：__________________________________________________________。
2．SiO2和CO2的性质比较
CO2 SiO2
物理性质 水溶性
熔沸点
化学性质 相同点 氧化性 C＋CO2____ 2C＋SiO22CO↑＋Si
与NaOH反应
与CaO反应
不同点 与水反应 不反应
与Na2CO3反应 Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3 Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑
特性 SiO2与HF溶液反应：______________________________
3．SiO2的用途
（1）存在：二氧化硅广泛存在于自然界的硅石、石英、水晶、玛瑙中。
（2）用途：光导纤维的主要成分是________，石英可制作石英玻璃和石英钟。
即时训练2 下列叙述中正确的是________。
①CO2溶于水生成碳酸，所以SiO2溶于水也能生成硅酸
②SiO2是酸性氧化物，不与任何酸反应
③SiO2是酸性氧化物，能与NaOH溶液反应
④SiO2既能与碱反应，又能与酸（氢氟酸）反应，属于两性氧化物
特别提示：SiO2既能与氢氟酸反应，又能与碱反应，但它是酸性氧化物，不属于两性氧化物，与两性氧化物Al2O3不同。Al2O3与所有的强酸、强碱均反应，SiO2只与特殊的酸（氢氟酸）反应，不能与其他酸反应。
三、硅酸与硅酸盐
1．硅酸（H2SiO3）
（1）物理性质
硅酸____溶于水。
（2）化学性质
①弱酸性（比碳酸还弱）
与NaOH溶液反应的化学方程式：___________________________________________
________________________________________________________________________；
向Na2SiO3溶液中通入CO2的化学方程式：____________________________________ ________________________________________________________________________。
②不稳定性
硅酸受热分解的化学方程式：________________________________________________ _________________________________________________________________________。
（3）用途
硅胶可用作干燥剂，也可以作催化剂的载体等。
2．硅酸盐
硅酸盐是由______________组成的化合物的总称，最简单的硅酸盐是硅酸钠，化学式为________，用氧化物的形式表示为__________。硅酸钠的水溶液俗称________，是无色黏稠液体，常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火材料等。
3．常见硅酸盐材料
产品 水泥 玻璃 陶瓷
设备 水泥回转窑 玻璃窑 —
原料 黏土
4.特殊含硅材料
（1）SiC（俗称金刚砂）具有金刚石结构，硬度大，可用作砂纸、砂轮的磨料。
（2）含硅4%的硅钢具有很高的导磁性，可用作变压器的铁芯。
（3）硅橡胶具有耐高温、耐低温的性质。
即时训练3下列说法中正确的是________。
①硅酸易溶于水，酸性比碳酸弱
②水玻璃是纯净物
③硅胶是SiO2
④硅酸化学性质比较稳定，受热不分解
⑤实验室中可以用水玻璃与CO2反应生成硅酸
⑥SiO2溶于水即得硅酸
⑦生产水泥和玻璃的共同原料是石英
⑧高温结构陶瓷比金属材料具有许多优点，如不怕氧化、密度小等优点
⑨新型无机非金属材料具有光学特性、生物功能、电学特性、耐高温、强度高
⑩玛瑙手镯、水晶镜片、玻璃所用材料均为硅酸盐
特别提示：①水玻璃是混合物；②我们常见的不溶于水的酸是硅酸，不与水反应的酸性氧化物是二氧化硅；③注意水玻璃及硅胶的用途。
一、碳、硅及其化合物的特性及应用
1．熔沸点
一般情况下，非金属单质熔沸点低，硬度小，但硅、金刚石熔沸点高，硬度大，其中金刚石为自然界中硬度最大的物质，所以可用金刚石制作钻头和切割工具。
2．导电性
一般情况下，非金属单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体，所以晶体硅可作半导体材料，石墨可作电极。
3．SiO2作为酸性氧化物的特性
一般情况下，只有碱性氧化物与酸反应，酸性氧化物只与碱反应，不与酸反应，但SiO2是酸性氧化物，却能与氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O，所以不能用玻璃容器盛放氢氟酸，可以用氢氟酸刻蚀玻璃。
一般情况下，酸性氧化物与水反应均能生成相应的酸，如SO2＋H2O??H2SO3，但SiO2不溶于水，不与水反应。
4．碳与水的反应
一般情况下，只有活泼金属（K、Na、Fe等）才能够置换出水中的氢，但碳单质却能与水蒸气反应：C＋H2O（g）CO＋H2，所以工业上用焦炭制取水煤气或氢气。
5．硅酸和硅酸盐的溶解性
一般情况下，大多数酸均可溶于水，如盐酸、醋酸、碳酸，但硅酸不溶于水。
硅酸盐大多难溶于水，常见可溶性硅酸盐是Na2SiO3，其水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。
【例1－1】 下列有关硅及其化合物的说法中正确的是（　　）。
A．在粗硅的制取中发生反应2C＋SiO22CO↑＋Si，硅被还原，说明碳的还原性强于硅的还原性
B．硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中
C．用SiO2制取硅酸，应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应，然后再通入CO2
D．由Na2CO3＋SiO2CO2↑＋Na2SiO3可知硅酸的酸性强于碳酸
方法归纳
（1）Si的还原性比C强，但却能发生反应2C＋SiO22CO↑＋Si；H2CO3的酸性比H2SiO3强，但却能发生反应Na2CO3＋SiO2CO2↑＋Na2SiO3。这两个反应均在高温下进行，且产物中均有气体生成，有利于反应的发生。
（2）因为SiO2不与水反应，所以制取硅酸只能用可溶性硅酸盐与CO2或酸反应Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓或Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓。
（3）实验室中不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛放显碱性的液体，如NaOH溶液、氨水、Na2SiO3溶液、Na2CO3溶液等；氢氟酸能腐蚀玻璃，故常保存在塑料瓶中。
【例1－2】 下列说法中不正确的是（　　）。
A．SiO2是酸性氧化物，能与NaOH溶液反应
B．二氧化硅是生产光纤制品的基本原料
C．水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂
D．酸性氧化物可以与碱反应，但均不能与酸反应
二、除去CO2、CO气体中的杂质
1．CO中混有CO2：通过盛有NaOH溶液的洗气瓶。
2．CO2中混有CO：通过盛放灼热CuO的硬质玻璃管。
3．CO2中混有O2：通过盛放灼热铜网的硬质玻璃管。
4．CO2中混有SO2：通过盛有饱和NaHCO3溶液或酸性KMnO4溶液的洗气瓶。
5．CO2中混有HCl：通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶。
【例2】 下列除杂方法正确的是（　　）。
A．CO2中的CO杂质，可以通入适量氧气，然后点燃
B．SO2中的CO2杂质，可以通过盛有澄清石灰水的洗气瓶
C．CO2中的HCl杂质，可以通过盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶
D．CO2中的SO2杂质，可以通过盛有饱和碳酸钠溶液的洗气瓶
硅从沙滩走到用户
硅是信息产业中的重要基础材料，近几年高考经常围绕硅单质的制取，结合物质的分离、提纯及化工工艺考查实验设计、实验评价及反应原理。
【实验典例】
晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：
①高温下用过量的碳与二氧化硅反应制得粗硅；
②粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3（Si＋3HCl===SiHCl3＋H2）；
③SiHCl3与过量的H2在1 000～1 100 ℃反应制得纯硅，已知SiHCl3能与水剧烈反应，在空气中易自燃。
请回答：
（1）第一步制取粗硅的反应中碳作______剂（填“氧化”或“还原”）。
（2）粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3（沸点33.0 ℃）中含有少量SiCl4（沸点57.6 ℃）和HCl（沸点－84.7 ℃），提纯SiHCl3可采用______的方法。
（3）实验室用SiHCl3与过量的H2反应制取纯硅的装置如下图所示（加热器和夹持装置略去）：
①装置B中的试剂是______，装置C需水浴加热，目的是_______________________。
②反应一段时间后，装置D中可观察到有晶体硅生成，D中发生反应的化学方程式是________________________________________________________________________。
③为保证实验的成功，操作的关键除题中已告知的以外，你认为最重要的还有_________________________________________________________________（说出三点）。
1．（高考集萃）下列叙述中不正确的是________。
A．（2012课标全国理综）单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料
B．（2012课标全国理综）合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料
C．（2012广东理综）SiO2具有导电性，所以SiO2可用于制备光导纤维
D．（2012海南化学）CO2属于大气污染物
E．（2012海南化学）大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧
F．（2012江苏化学）向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体，出现白色沉淀，所以H2SiO3的酸性比H2CO3强
G．（2012山东理综）盛放NaOH溶液时，使用带玻璃塞的磨口瓶
H．（2012天津理综）SiO2与酸、碱均不反应
2．下列叙述中正确的是（　　）。
A．二氧化硅不与任何酸反应，可用石英制造耐酸容器
B．硅酸钠的水溶液俗名为水玻璃，可用于制备硅胶和木材防火剂
C．制造玻璃是复杂的物理变化，玻璃的组成不同，性能不同
D．金刚石是自然界中硬度最大的物质，不可能与氧气发生反应
3．下列物质①氢氟酸、②浓硫酸、③氢氧化钠溶液、④碳酸钠固体、⑤氧化钙、⑥浓硝酸，在一定条件下能与SiO2反应的有（　　）。
A．①②⑥ B．①②③④⑤⑥
C．②③⑥ D．①③④⑤
4．下表各组物质中，满足下图物质一步转化关系的选项是（　　）。
选项 X Y Z
A Na NaOH NaHCO3
B Cu CuSO4 Cu（OH）2
C C CO CO2
D Si SiO2 H2SiO3
5．（2012北京朝阳二模）下列说法中正确的是（　　）。
A．高温下，可在试管内完成焦炭和石英砂（SiO2）制取硅的反应
B．CO2通入到CaCl2溶液中，一定不会出现沉淀
C．硅是构成矿物和岩石的主要元素，在地壳中的含量是在所有元素中居第一位
D．长期盛放NaOH溶液的滴瓶难打开，因为NaOH与瓶中的CO2反应形成“负压”的缘故
参考答案
基础梳理整合
一、　化合态　游离态　化合态
高　大　不导　小　导　高　大　金刚石　石墨　半导体
2．CO2　2CO　CO2↑＋2Cu　2CO　CO＋H2　CO2↑＋2SO2↑＋2H2O　CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
即时训练1
答案：②③④
二、1.(1)无　有　不　(2)①2CO＋O22CO2　②Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
2．可溶　不溶　低　高　2CO　CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O
SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O　CO2＋CaO===CaCO3　SiO2＋CaOCaSiO3　CO2＋H2OH2CO3　SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
3．(2)二氧化硅
即时训练2
答案：③
三、1.(1)不
(2)①2NaOH＋H2SiO3===Na2SiO3＋2H2O　Na2SiO3＋H2O＋CO2===H2SiO3↓＋Na2CO3
②H2SiO3H2O＋SiO2
2．硅、氧和金属　Na2SiO3　Na2O·SiO2　水玻璃
3．石灰石、黏土　纯碱、石灰石、石英
即时训练3
答案：⑤⑧⑨
核心归纳突破
【例1－1】 C　解析：依据元素周期律知硅的还原性强于碳的还原性，但上述反应能发生是因为产物中有气体CO生成，所以A错误；硅酸钠是一种黏合剂，所以B错误；D选项中的反应不是在水溶液中进行的，且产物中有气体生成，与酸性强弱无关，所以D错误。
【例1－2】 D　解析：SiO2是一种酸性氧化物，但能与氢氟酸反应，D错误。
【例2】 C　解析：混合气体中的少量CO不易点燃，且又混入O2，A错误；二氧化硫也与石灰水反应，B错误；HCl与NaHCO3反应生成CO2，所以C正确；CO2也与碳酸钠溶液反应，D错误。
实验探究拓展
实验典例
答案：(1)还原　(2)分馏　(3)①浓硫酸　使SiHCl3挥发，且能较好地控制温度
②SiHCl3＋H2Si＋3HCl　③a.实验前要检查气密性；b.加热前要先排尽装置中的空气；c.加热要适当控制温度
解析：(2)因为题设中给出的信息为SiHCl3、SiCl4、HCl的沸点不同，应用沸点差异进行分离，采用分馏法；(3)③依据题设信息(SiHCl3能与水剧烈反应，在空气中易自燃)可知加热前要先排尽装置中的空气及C、D装置中的水蒸气。
演练巩固提升
1．BCDFGH　解析：B选项，合成纤维属于有机高分子材料；C选项，SiO2不导电；D选项，CO2会导致温室效应，但不是大气污染物；F选项，可证明H2CO3的酸性比H2SiO3强；G选项，NaOH溶液应该盛放在带橡皮塞的试剂瓶中；H选项，SiO2与强碱和氢氟酸都反应。
2．B　解析：SiO2与氢氟酸反应，A选项错误；制造玻璃包含复杂的物理变化和化学变化，C选项错误；金刚石是碳单质，具有碳单质的化学性质，D选项错误。
3．D　解析：酸只有HF与SiO2反应；氢氧化钠溶液在常温常压下即可与SiO2反应；碳酸钠固体、氧化钙在高温下与SiO2反应生成硅酸盐。
4．C　解析：由NaHCO3不能一步转化为Na，A错误；由Cu(OH)2不能一步转化为Cu，B错误；依据2C＋O22CO,2CO＋O22CO2,2Mg＋CO22MgO＋C，可知C正确；由SiO2不能一步转化为H2SiO3，而由H2SiO3也不能一步转化为Si，D错误。
5．B　解析：A选项试管(玻璃)中含有SiO2，错误；C选项，氧元素在地壳中的含量居第一位，错误；D选项，因为NaOH与玻璃中的SiO2反应生成Na2SiO3，把瓶塞黏住，错误。
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第3节　物质的制备、实验方案的设计与评价
1．掌握常见气体的实验室制法(包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法)。
2．根据实验试题要求设计、评价或改进实验方案。
3．分析或处理实验数据，得出合理结论。
4．绘制和识别典型的实验仪器装置图。　　　
一、常见气体的制备原理
气体 反应原理
O2 2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑2KClO32KCl＋3O2↑2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑2H2O22H2O＋O2↑
H2 Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
CO2 CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O
Cl2 MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
NH3 2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋2H2O＋CaCl2浓氨水与CaO或NaOH固体混合生成NH3
SO2 Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋H2O＋SO2↑
NO2 Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
NO 3Cu＋8HNO3(稀)3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
即时训练1 对于H2、CO2、NH3、NO、NO2、SO2、Cl2、O2，可以用下图所示装置来制取的是__________。
特别提示：有很多气体的制备不止一种途径，如制取氨气我们常用固体NH4Cl与碱石灰混合加热来制取，但也可以用浓氨水滴到生石灰或氢氧化钠固体上来制取。
二、气体的收集
收集方法 排水法 向上排空气法 向下排空气法
收集原理 收集的气体________ 收集的_________ 收集的气体________
收集装置
适用的气体
即时训练2 对于H2、CO2、NH3、NO、NO2、SO2、Cl2、O2，不能用排空气法收集的是________________；不能用排水法收集的是______________。
特别提示：收集气体方法的选择一定要依据气体的密度、溶解性以及是否与水、氧气反应等。
一、常见气体的发生与收集
1．常见气体的发生装置
类型 反应条件 发生装置图 适用气体 注意事项
固体与固体 加热 NH3、O2 (1)试管要干燥；(2)试管口略向下倾斜；(3)加热时先均匀加热再固定加强热
固(或液)体与液体 加热 Cl2 (1)烧瓶加热时要垫上石棉网； (2)反应物均为液体时，烧瓶内要加碎瓷片
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)A装置只适用于块状固体与液体的反应
上表中装置A具有随开随用、随关随停的特点，是制备气体的常用装置，我们还可以根据装置A的原理设计成如下图装置B、C、D等。
2．气体收集时注意事项
(1)在试题中我们经常遇到一些特殊的排气、排水集气法，如下图装置：
装置A从a管进气是向上排空气法、从b管进气是向下排空气法。
装置B从b管进气是排液法集气。①如果液体为水，可以收集H2、NO、O2等气体；②如果液体为饱和食盐水可以收集Cl2；③如果液体为饱和NaHCO3溶液可以收集CO2；④如果液体为CCl4可以收集NH3。
(2)同学们在选择方法时，一定要注意导气管的长短及瓶中的液体性质。
【例1－1】 据下图所示的实验装置回答问题：
(1)实验室用高锰酸钾制取比较干燥的氧气应选用的发生装置是________，收集装置为________。
(2)实验室用双氧水制取并收集较纯的氧气时应选用的发生装置是________，收集装置为________。
(3)实验室用氯化铵与熟石灰两种固体加热制取氨气，氨气的密度比空气的小，极易溶于水。推断：实验室制取氨气应选用的发生装置为________，收集装置为________。
(4)利用废弃的可乐瓶和底部有小孔的试管(试管小孔处事先放有一缝隙很小的铜网)组成制取氧气的装置(如图所示)。
该装置中A中应盛放________，B中应放进________，若使正在发生的反应停止，可以通过操作________来实现。
【例1－2】 下列实验装置图正确的是(　　)。
二、气体的净化及尾气处理
1．气体的净化
(1)净化原则：不减少被净化气体的量，不引入新的杂质，操作简便，易于分离。
(2)气体净化装置的选择
①易溶于水或能与水反应不生成其他气体的杂质可用水吸收，如H2(HCl)、N2(NH3)、NO(NO2)(括号内为杂质气体，下同)，可将混合气体通过盛水的甲装置来除去杂质气体。
②酸性杂质气体用碱性吸水剂，碱性杂质气体用酸性吸水剂来吸收，如CO(CO2)、O2(SO2)，可将混合气体通过盛NaOH溶液的甲装置或盛碱石灰的乙装置来除去杂质气体。
③还原性杂质气体，可用氧化性较强的物质来吸收或转化；氧化性杂质气体，可用还原性较强的物质来吸收或转化。如CO2(CO)可将混合气体通过盛灼热CuO的丙装置来除去杂质气体；如CO2(SO2)可将混合气体通过盛酸性高锰酸钾溶液的甲装置来除去杂质气体。
2．尾气的处理
(1)甲是易溶于水的气体的吸收装置。例如，用水吸收HCl、NH3，用氨水吸收SO2等。
(2)乙是能溶于溶液的气体的吸收装置或有毒气体的尾气处理装置。例如，用NaOH溶液吸收Cl2等。
(3)丙是用在空气中点燃的方法处理尾气，防止尾气污染大气。
(4)对于一些不便于用甲、乙、丙方法处理的少量尾气，可采用气球收集法处理(如图丁所示)。
【例2－1】 在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。请选用适当的化学试剂和实验用品。用下图中的实验装置进行实验，证明过氧化钠可作供氧剂。
(1)A是制取CO2的装置。写出A中发生反应的化学方程式：______________________ __________________________________________________。
(2)填写表中空格。
仪器 加入试剂 加入试剂的目的
B 饱和NaHCO3溶液
C
D
(3)写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式：__________________________________ _________________________________________________________________________。
(4)试管F中收集满气体后，下一步实验操作是____________________________________ ________________________________________________________________________。
方法归纳
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含有HCl气体；②看气体是否完全反应，如用CO2与Na2O2反应制取的氧气中一定含有CO2杂质。最后再根据杂质的性质选择合适的试剂及装置。
【例2－2】 下列气体，可用如图所示装置进行干燥、收集及尾气处理的是____________；如果烧杯中的水换成NaOH溶液，则可以干燥、收集及尾气处理的是____________。
①H2S　②HCl　③NH3　④Cl2　⑤SO2　⑥NO　⑦NO2　⑧C2H4　⑨CO
三、化学实验方案的设计与评价
1．化学实验方案设计的思路
2．化学实验设计时遵循的原则
(1)科学性：实验原理准确，实验流程合理。
(2)安全性：保护人身、保护环境、保护仪器。
(3)可行性：条件允许，效果明显，操作方便。
(4)简约性：做到步骤少、时间短、节省药品、效果好等基本要求。
3．实验设计的步骤
(1)明确目的原理：首先必须认真审题，明确实验的目的及要求，弄清题目有哪些有用信息，综合已学过的知识，通过类比、迁移、分析，从而明确实验原理。
(2)选择仪器药品：根据实验的目的和原理以及反应物和生成物的性质、反应条件，如反应物和生成物的状态，能否腐蚀仪器和其他物件，反应是否加热及温度是否控制在一定的范围内等，从而选择化学仪器和药品。
(3)设计装置、步骤：根据上述实验目的和原理以及所选用的仪器和药品，设计合理的实验装置和实验操作步骤。我们应具备识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力，实验步骤应完整而简明。
(4)记录现象、数据：根据观察，全面而准确地记录实验过程中的现象和数据。
(5)分析、得出结论：根据实验观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、推理等处理，得出正确结论。
4．实验操作的顺序
(1)连接仪器。按气体发生→除杂质→干燥→主体实验→尾气处理顺序连接好实验仪器。
(2)检查气密性。
(3)装药品，进行实验操作。
5．对实验方案的评价
对实验方案的评价，是指为达到一定的实验目的而对实验方案进行价值判断，这种评价基于对实验原理的理解，对元素化合物知识的融会贯通，对实验手段优劣的辨析，通过分析和综合，比较和论证，选择解决问题的最佳方案。对实验方案的评价和考查，突出对实验方案的全面理解和判断，其中主要是对方案的简便性、可行性作评价。
(1)对实验方案可行性的评价
只有合理且切实可行的方案才有意义。可行性是方案的第一要素，评价方案时应注意从实验原理和操作两个方面分析方案是否可行：①理论上符合科学原理；②操作上要简单可行。
(2)从经济效益角度评价
评价一种实验方案，不仅要从科学性上判断是否可行，还要从经济效益上考虑是否切合实际。
(3)从环保角度评价
防止污染的根本途径在于控制“三废”的排放，在对实验方案进行评价时，不可忽视了环境保护的重要性。
(4)从安全性角度评价
化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下：
①净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸；
②进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如H2还原CuO应先通H2，气体点燃先验纯等)；
③防氧化(如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”，白磷切割宜在水中等)；
④防吸水(如实验取用、制取易吸水、潮解、水解的物质时宜采取必要措施，以保证达到实验目的)；
⑤冷凝回流(有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应装置上加装冷凝回流装置，如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等)；
⑥易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却；
⑦仪器拆卸的科学性与安全性(也从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑)。
【例3－1】 无水氯化铝是白色晶体，露置在空气中极易水解，在178 ℃升华，装有无水氯化铝的试剂瓶露置在空气中，会产生大量白雾，氯化铝常作为有机合成和石油工业的催化剂。下图是实验室制取氯气并用于制取少量无水氯化铝的装置的仪器和药品。
可供选用的试剂如下：
A．浓硫酸　B．水　C．饱和食盐水　D．烧碱溶液　E．铝粉　F．二氧化锰　G．浓盐酸　H．无水CaCl2　I．碱石灰
回答下列问题：
(1)从上述仪器中选取若干连成一制备并保存无水AlCl3的装置，用图中各管口标号按先后可连接为：d接e，(　)接(　)，(　)接(　)，(　)接(　)。
(2)填写连接装置中各选用仪器里应盛放的物质：
仪器标号 ① ②(上) ②(下) ③ ④ ⑤
试剂标号 G C
(3)设计使用⑤仪器和药品有两个主要作用是______________和______________。
(4)装置③④位置能否对换______________(填“能”或“不能”)，理由是____________ ___________________________________________________________。
(5)写出AlCl3露置在空气中生成白雾的化学方程式：___________________________。
方法归纳
要注意题干中所给信息，如本题所给信息氯化铝在空气中极易水解，所以我们在设计实验时，首先要考虑除去反应物中的水，然后还要考虑空气中水蒸气的干扰。
【例3－2】(改编自2012河南商丘二模)在实验室里制取某些有毒气体时，为了尽量防止毒气逸散造成空气污染，有人设计了如下图所示的装置Ⅰ。并设想用装置Ⅱ或装置Ⅲ两种简易装置代替装置Ⅰ的b～c部分，以求达到同样的目的。
试回答：
(1)若用装置Ⅰ制取氯气，b瓶加入的液体一般为__________________________。在选取试剂正确且适量的前题下，反应开始后，当关闭活塞K时如若发现c中液面上升不明显，你分析可能的原因是____________________，检查的简单方法是______________________。
(2)装置Ⅰ中b能防止多余气体逸散的原因是：________________________________。
(3)欲用装置Ⅱ或装置Ⅲ代替装置Ⅰ中的b～c部分(选用液体相同)，是否可行？说明理由。
装置Ⅱ是否可行(填“是”或“否”)________________，理由是_________________。
装置Ⅲ是否可行(填“是”或“否”)____________，理由是_____________________。
1．实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。据此，从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置__________(填代号)，制备并收集干燥、纯净Cl2的装置________(填代号)。
可选用制备气体的装置：
2．(2012北京理综，27)有文献记载：在强碱性条件下，加热银氨溶液可能析出银镜。某同学进行如下验证和对比实验。
装置 实验序号 试管中的药品 现象
实验Ⅰ 2 mL银氨溶液和数滴较浓NaOH溶液 有气泡产生；一段时间后，溶液逐渐变黑；试管壁附着有银镜
实验Ⅱ 2 mL银氨溶液和数滴浓氨水 有气泡产生；一段时间后，溶液无明显变化
该同学欲分析实验Ⅰ和实验Ⅱ的差异，查阅资料：
a．Ag(NH3)＋2H2OAg＋＋2NH3·H2O
b．AgOH不稳定，极易分解为黑色Ag2O
(1)配制银氨溶液所需的药品是________。
(2)经检验，实验Ⅰ的气体中有NH3，黑色物质中有Ag2O。
①用湿润的红色石蕊试纸检验NH3，产生的现象是________________________。
②产生Ag2O的原因是______________________。
(3)该同学对产生银镜的原因提出假设：可能是NaOH还原Ag2O。实验及现象：向AgNO3溶液中加入____，出现黑色沉淀；水浴加热，未出现银镜。
(4)重新假设：在NaOH存在下，可能是NH3还原Ag2O。用下图所示装置进行实验。现象：出现银镜。在虚线框内画出用生石灰和浓氨水制取NH3的装置简图(夹持仪器略)。
(5)该同学认为在(4)的实验中会有Ag(NH3)2OH生成。由此又提出假设：在NaOH存在下，可能是Ag(NH3)2OH也参与了NH3还原Ag2O的反应。进行如下实验：
①有部分Ag2O溶解在氨水中，该反应的化学方程式是____________________________ ____________________________________________。
②实验结果证实假设成立，依据的现象是________________________________________ _________________________________________________________________________。
(6)用HNO3清洗试管壁上的Ag，该反应的化学方程式是________________________。
3．下图所示为常见气体制备、分离、干燥和性质验证的部分仪器装置(加热设备及夹持固定装置均略去)，请根据要求完成下列各题(仪器装置可任意选用，必要时可重复选择，a、b为活塞)。
(1)若气体入口通入CO和CO2的混合气体，E内放置CuO，选择装置获得纯净干燥的CO，并验证其还原性及氧化产物，所选装置的连接顺序为____________(填代号)。能验证CO氧化产物的现象是_______________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。
(2)停止CO和CO2混合气体的通入，E内放置Na2O2，按A→E→D→B→H装置顺序制取纯净干燥的O2，并用O2氧化乙醇。此时，活塞a应____，活塞b应______，需要加热的仪器装置有__________(填代号)，m中反应的化学方程式为____________________________。
(3)若气体入口改通入空气，分液漏斗内改加浓氨水，圆底烧瓶内改加NaOH固体，E内放置铂铑合金网，按A→G→E→D装置顺序制取干燥的氨气并验证氨的某些性质。
①装置A中能产生氨气的原因有_______________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
②实验中观察到E内有红棕色气体出现，证明氨气具有________性。
4．氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。某兴趣小组拟选用如下装置制备氢化钙。
请回答下列问题：
(1)请选择必要的装置，按气流方向连接顺序为________(填仪器接口的字母编号)。
(2)根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品；打开分液漏斗活塞； ______(请按正确的顺序填入下列步骤的标号)。
A．加热反应一段时间
B．收集气体并检验其纯度
C．关闭分液漏斗活塞
D．停止加热，充分冷却
(3)实验结束后，某同学取少量产物，小心加入水中，观察到有气泡冒出，溶液中加入酚酞后显红色。该同学据此判断，上述实验确有CaH2生成。
①写出CaH2与水反应的化学方程式__________________________________________；
②该同学的判断不准确，原因是_____________________________________________。
(4)请你设计一个实验，用化学方法区分钙与氢化钙，写出实验简要步骤及观察到的现象__________________。
(5)登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是______________。
5．高纯氧化铁(αFe2O3)是现代电子工业的重要材料。实验室用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)为原料制备高纯氧化铁的步骤如下：
试回答下列问题：
(1)实验室用18.4 mol·L－1的浓硫酸配制150 mL 4.8 mol·L－1的硫酸溶液，所用的玻璃仪器除胶头滴管、量筒、烧杯、玻璃棒外，还需______________(填写仪器名称)。
(2)溶液X中加入铁粉后可能发生反应的离子方程式为________________________。
(3)某同学选用下列装置来制备纯净干燥的氨气，请完成下列有关问题。
①装置A中可以选用下列试剂中的__________(填写序号字母)；
a．(NH4)2SO4和生石灰
b．NH4Cl和Ca(OH)2固体
c．NH4HCO3和Ca(OH)2固体
d．NH4Cl固体
②装置C中试剂最好是__________________(填写试剂名称)；
③用装置B收集NH3时，气体应由____________(填写导管口代号)通入。
(4)写出氨水与NH4HCO3溶液反应的离子方程式______________________________。
参考答案
基础梳理整合
一、即时训练1
答案：H2、CO2、NH3、NO、NO2、SO2、Cl2、O2
二、不与水反应或难溶于水　密度比空气大，且与空气密度相差较大　密度比空气小，且与空气密度相差较大　H2、O2、NO、CH4、C2H4　Cl2、HCl、CO2、NO2、SO2　H2、NH3
即时训练2
答案：NO　CO2、NH3、NO2、SO2、Cl2
核心归纳突破
【例1－1】 答案：(1)A　D　(2)B　C　(3)A　E　(4)H2O2溶液　MnO2颗粒　将试管移出液面
解析：(1)固体加热制取气体应选用装置A，欲收集干燥的氧气，应用排空气法收集，由于O2的密度大于空气的密度，故选用装置D。
(2)液体与固体不加热制取气体，应选用装置B，为了收集到较纯净的氧气，可用排水法收集O2，所以选装置C。
(3)固体与固体加热制取气体，反应装置应选A，根据氨气易溶于水且其密度小于空气的密度，故只能用向下排空气法收集，故选用E装置收集氨气。
(4)此装置类似于启普发生器，故可用于固体与液体的反应，所以在A中应盛放H2O2溶液，B中应放MnO2。若使正在发生的反应停止，将试管移出液面即可实现。
【例1－2】 B　解析：A选项，CO2溶于水，水应该换成饱和碳酸氢钠溶液；C选项，应该加热烧瓶；D选项，应该用向下排空气法(或排水集气法)收集氢气。
【例2－1】 答案：(1)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
(2)除去CO2中的HCl气体杂质　Na2O2　与CO2反应生成O2　NaOH溶液　除去O2中的CO2气体杂质
(3)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
(4)用带火星的木条插入试管口，看木条是否复燃
解析：(1)A装置是固、液反应不需加热型装置，所以可以用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳；(4)根据实验目的，要验证有氧气生成。
【例2－2】 答案：②　②④⑤⑦
解析：①③与浓硫酸反应，③⑧⑨不能用向上排空气法收集，⑥不能用排空气法收集；不能用水处理尾气①④⑤⑥⑦⑧⑨。
【例3－1】 答案：(1)f　g　h　a　b　c
(2)
仪器标号 ① ②(上) ②(下) ③ ④ ⑤
试剂标号 E F A I
(3)防止空气中的水分进入①中　吸收剩余氯气，防止空气污染
(4)不能　因为对换后得不到干燥氯气
(5)AlCl3＋3H2O===Al(OH)3＋3HCl
解析：因为制取Cl2需用浓盐酸，所以Cl2中混有HCl气体杂质，先用饱和食盐水除去HCl，然后再通过浓硫酸除去水蒸气。氯化铝在空气中极易水解且氯气有毒，所以在b后要连接装置⑤防止空气中的水蒸气进入盛氯化铝的试剂瓶且吸收多余的氯气防止污染空气。
【例3－2】 答案：(1)饱和食盐水　装置漏气　用湿润的淀粉碘化钾试纸靠近各接口处检验，漏气处试纸变蓝(涂肥皂水等合理方法均可)
(2)关闭活塞后，若a中仍有气体生成，b瓶内压强增大，将b中液体压入c中，整个装置成为储气装置，不会有气体逸出
(3)是　　原理与装置Ⅰ相同，关闭活塞K，b瓶内压强增大，整个装置成为储气装置　否　c瓶密闭，体积不能改变，压强增大时有危险
解析：抓住物理原理进行分析评价。
演练巩固提升
1．答案：e　d
解析：选择制备并收集H2、Cl2的装置，应从它们的制备原理及气体的物理性质入手。实验室制取氢气不需要加热，故装置中不用酒精灯；又因氢气密度比空气小且难溶于水，故不宜采用向上排空气法收集而宜采用排水法收集，综合以上特点得出答案选e。制备并收集干燥、纯净Cl2的装置，由制取氯气的反应原理可知，制取氯气需加热，且制取过程中易产生杂质气体HCl，同时氯气有毒，需考虑除杂、尾气的吸收问题，故答案选d。
2．答案：(1)AgNO3溶液和氨水
(2)①试纸变蓝
②在NaOH存在下，加热促进NH3·H2O分解，逸出NH3，促使Ag(NH3)＋2H2OAg＋＋2NH3·H2O平衡正向移动，c(Ag＋)增大，Ag＋与OH－反应立即转化为Ag2O：2OH－＋2Ag＋===Ag2O↓＋H2O
(3)过量NaOH溶液
(4)
(5)①Ag2O＋4NH3·H2O===2Ag(NH3)2OH＋3H2O
②与溶液接触的试管壁上析出银镜
(6)Ag＋2HNO3(浓)===AgNO3＋NO2↑＋H2O
解析：(1)实验室是用AgNO3溶液和氨水配制银氨溶液。(2)由信息b可知Ag2O是由AgOH分解得到的，结合实验条件加热、NaOH溶液分析信息a中化学平衡移动。(3)既然假设NaOH还原Ag2O，那么溶液中必然要存在NaOH，所以向AgNO3溶液中应该加入过量的NaOH溶液，才可能验证假设是否成立。(4)实验室用生石灰和浓氨水制取NH3的装置应该是固液不加热的装置。(5)依据题意Ag2O溶解在氨水中应该形成Ag(NH3)2OH；假设成立必然会在试管内壁上形成银镜。
3．答案：(1)A、C、B、E、C、F　AB之间的C装置中溶液保持澄清，EF之间的C装置中溶液变浑浊
(2)关闭　打开　km　2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O
(3)①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　②还原
解析：本题为开放的设计实验，综合考查了物质的分离提纯、物质的制备及性质验证实验。
(1)选择仪器时应该考虑实验目的和有关物质的性质。该实验是将CO分离并提纯，然后验证其还原性和氧化产物。根据实验要求，A装置中通入的气体为CO和CO2的混合气，在A中，CO2被氢氧化钠吸收，通过装置C证明CO2被除尽，通过盛有浓硫酸的B除去水蒸气，通过装有CuO的装置E验证CO的还原性，通过装置C验证CO的氧化产物CO2，最后需要用点燃法除去未反应的CO(尾气处理)。
(2)该实验续接实验(1)，因为要用过氧化钠制取氧气，必须用水或者CO2，而由题目选择装置顺序看，只能提供CO2，所以联想(1)中的CO2与NaOH反应生成了碳酸盐，又由于A装置提供了硫酸，所以利用强酸制取弱酸，此时a活塞关闭，b活塞打开；氧气氧化乙醇的条件是需要加热且有铜作催化剂，因此需要加热k使乙醇挥发，并且加热m，使氧气与乙醇蒸气反应生成乙醛。
(3)该实验是制取氨气并验证氨气的还原性，从题目中的铂铑合金即可得出。该题目的关键就是在于语言的组织，能用该方法制取氨气的原因有三个，必须描述完整。氢氧化钠固体易吸水，并且在溶于水时放出大量的热，氢氧化钠溶于水后溶液中的OH－的浓度增大，这些因素均能促使浓氨水中的氨气放出。根据常识可以判断出在E中出现的红棕色气体应该是NO2，由氨气和NO2中氮元素的化合价可以判断氨气被氧化，氨气体现出的是还原性。
4．答案：(1)i→e，f→d，c→j(或k)，k(或j)→a
(2)BADC
(3)①CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑
②金属钙与水反应也有类似现象
(4)取适量氢化钙，在加热条件下与干燥的氧气反应，将反应气相产物通过装有无水硫酸铜的干燥管中，观察到白色变为蓝色；取钙做类似实验，观察不到白色变为蓝色
(5)氢化钙是固体，携带方便
解析：(1)根据题意可知，应该先制备氢气，后用氢氧化钠溶液除去氢气中混有的氯化氢，然后干燥氢气，再通入钙中发生反应，由于生成的氢化钙能与水反应，故最后应该加干燥装置，防止空气中的水蒸气进入反应器，所以得到仪器的连接顺序为i→e，f→d，c→j(或k)，k(或j)→a。(2)首先要通入氢气排净装置中的空气，当检验收集到的氢气已纯净时，说明装置内的空气已经排净，此时再加热使钙与氢气反应，等停止加热并充分冷却后再关闭分液漏斗的活塞。(3)根据题意可写出氢化钙与水反应的方程式为CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑，但不能根据溶液显碱性就证明一定是发生了该反应，因为金属钙也能与水反应生成氢氧化钙，使溶液显碱性。(4)让两种物质均与干燥的氧气反应，若是氢化钙，则有水生成；若是钙，则没有水生成，所以再用无水硫酸铜检验是否有水生成即可。(5)与氢气相比，氢化钙是固体，携带方便。
5．答案：(1)250 mL容量瓶
(2)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、2H＋＋Fe===Fe2＋＋H2↑
(3)①bc　②碱石灰(其他合理答案也可)　③c
(4)NH3·H2O＋HCO===NH＋CO＋H2O
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第3节　化学键
1．了解化学键的定义。
2．了解离子键、共价键的形成。
一、化学键
1．概念
使__________________________相结合的________叫做化学键。
2．形成与分类
3．化学反应的本质
反应物分子内____________________和生成物分子内________________。
即时训练1 下列有关化学键的说法中正确的是__________。
①原子之间的作用力就是化学键
②化学键可以使离子相结合，也可以使原子相结合
③所有的物质中都含有化学键
④非极性键不是化学键
⑤只要有化学键断裂的变化均属于化学反应
⑥化学键是一种作用力
特别提示：对化学键的理解要注意：（1）成键原子必须相邻；（2）化学键是强烈的相互作用力；（3）并不是所有的物质中都有化学键，如单原子分子He等；（4）有化学键断裂的变化并不一定是化学反应，如氯化氢、食盐等溶于水。
二、离子键、共价键
1．区别
离子键 共价键
概念 带________的阴阳离子之间的相互作用 原子间通过________所形成的相互作用
成键微粒 __________之间 __________之间
成键实质
形成过程 原子间发生电子__________，形成阴、阳离子 原子间形成________
形成条件 通常，活泼的__________元素的原子与活泼的________元素的原子相结合 通常，________元素的原子相结合
电子式 MgCl2：______________ H2O：______________
2．共价键分类
即时训练2 下列物质中H2、H2SO4、Ne、NaCl、H2O、H2O2、NH4Cl、NaOH、Al2O3、Na2O2。
（1）含有共价键的有_________，含有非极性共价键的有___________________。
（2）不含化学键的有____________________。
（3）既含离子键又含共价键的有________________。
（4）只含离子键的有______________________。
（5）分别写出H2O2、NH4Cl、NaOH、Na2O2的电子式：__________________________。
（6）分别写出N2、H2O2、CO2、CH4、NH3的结构式：__________________。
特别提示：（1）“静电作用力”不能说成“阴阳离子间的相互吸引力”，它是阴阳离子间的吸引力和排斥力所形成的一个平衡力；（2）形成离子键的元素不一定是金属元素与非金属元素之间，非金属元素之间也可以形成离子键，如NH4Cl中的NH与Cl－之间。
一、化学键类型的判断
1．离子化合物与共价化合物的比较
项目 离子化合物 共价化合物
定义 含有离子键的化合物 只含有共价键的化合物
构成微粒 阴、阳离子 原子
化学键类型 一定含有离子键，可能含有共价键 只含有共价键
与物质类别的关系 ①强碱②绝大多数盐③活泼金属氧化物 ①无水酸②弱碱③气态氢化物④非金属氧化物⑤极少数盐
注意：离子化合物中一定含有离子键；共价化合物中一定不含有离子键；离子化合物中可能含有共价键。
2．判断方法
（1）从物质分类的角度来判断。
大多数碱性氧化物、强碱和盐属于离子化合物，都含有离子键；气态氢化物、非金属氧化物、无水酸都属于共价化合物，均含有共价键。
（2）根据化合物的构成来判断。
凡是含有阴、阳离子的化合物均是离子化合物，凡是含有离子键的化合物也都是离子化合物，只含共价键的化合物为共价化合物；一般说来，活泼金属原子和活泼非金属原子间形成的是离子键，同种或不同种非金属原子之间形成的是共价键。
【例1】（改编组合）下列说法正确的是（　　）。
①非金属元素构成的单质中一定存在共价键　
②非金属之间形成的化合物一定是共价化合物　
③非金属的气态氢化物中一定存在极性共价键　
④离子化合物中一定含有离子键　
⑤金属元素与非金属元素形成的化合物一定是离子化合物　
⑥在一种化合物中只能存在一种类型的化学键　
⑦含共价键的化合物不一定是共价化合物　
⑧含离子键的化合物一定是离子化合物　
⑨氯化钠和HCl溶于水都发生电离，克服粒子间作用力的类型相同
A．③④⑦⑧ B．①③④⑦⑧
C．②⑤⑥⑧⑨ D．①④⑦⑨
二、化学键与物质类别的关系规律及特性
1．只含非极性共价键的物质：非金属单质，如I2、N2、金刚石、晶体硅等。
2．只含极性共价键的物质：不同元素之间构成的共价化合物，如HCl、NH3、SiO2、CO2等。
3．既有极性键又有非极性共价键的物质：如H2O2、C2H4等。
4．只含离子键的物质：活泼非金属与活泼金属元素形成的离子化合物，如Na2S、KCl、K2O等。
5．既有离子键又有非极性共价键的物质：如Na2O2等。
6．既有离子键又有极性共价键的物质：如NH4Cl、NaNO3等。
7．无化学键的物质：稀有气体。
【例2】 短周期元素X、Y、Z所在的周期数依次增大，它们的原子序数之和为20，且Y2－与Z＋核外电子层的结构相同。下列化合物中同时存在极性和非极性共价键的是（　　）。
A．Z2Y B．X2Y2
C．Z2Y2 D．ZYX
方法归纳
判断物质中存在哪些化学键，关键是要对离子键、共价键、极性共价键、非极性共价键概念的真正理解，如非极性共价键一定是两个相同元素的原子之间形成的共价键。
1．（高考集萃）下列叙述中正确的是________。
A．（2012安徽理综）NaHCO3、HCOONa均含有离子键和共价键
B．（2012广东理综）常温下，4 g CH4含有NA个C—H共价键
C．（2012山东理综）HCl溶液和NaCl溶液均通过离子导电，所以HCl和NaCl均是离子化合物
D．（2012山东理综）非金属元素组成的化合物中只含共价键
E．（2012海南化学）NH4Br的电子式：[H∶HH∶H]＋Br－
F．（2012江苏化学）NH3的电子式：H∶H∶H
G．（2012天津理综）短周期第ⅣA与ⅦA族元素的原子间构成的分子，均满足原子最外层8电子结构
H．（2012天津理综）不同元素的原子构成的分子只含极性共价键
I．（2012大纲全国理综）离子化合物中一定含有离子键
J．（2012大纲全国理综）单质分子中均不存在化学键
K．（2012大纲全国理综）含有共价键的化合物一定是共价化合物
2．下列有关化学用语表示正确的是（　　）。
A．NH4Cl只含共价键，所以它是共价化合物
B．元素周期表中氢原子半径最小，所以氢是最活泼的非金属元素
C．氧化钠和过氧化钠含有的化学键种类不同
D．次氯酸的电子式：H∶∶∶
3．（2012河南卢氏调研）下列说法中正确的是（　　）。
①单原子形成的离子，一定与稀有气体原子的核外电子排布相同
②化学键存在于原子之间，也存在于分子之间
③离子键的实质是阳离子、阴离子间的相互吸引
④根据电离方程式HCl===H＋＋Cl－，判断HCl分子里存在离子键
⑤某些共价化合物中含有离子键
A．①②⑤ B．无
C．③④ D．⑤
4．短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。元素W是制备一种高效电池的重要材料，X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素，Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。下列说法中错误的是（　　）。
A．元素W、X的氯化物中，各原子均满足8电子的稳定结构
B．元素X与氢形成的原子比为1∶1的化合物有很多种
C．元素Y的单质与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成
D．元素Z可与元素X形成共价化合物XZ2
5．在温度t1和t2下，X2（g）和H2反应生成HX的平衡常数如下表：
化学方程式 K（t1） K（t2）
F2＋H22HF 1.8×1036 1.9×1032
Cl2＋H22HCl 9.7×1012 4.2×1011
Br2＋H22HBr 5.6×107 9.3×106
I2＋H22HI 43 34
（1）已知t2＞t1，HX的生成反应是________反应（填“吸热”或“放热”）。
（2）HX的电子式是________。
（3）共价键的极性随共用电子对偏移程度的增大而增强，HX共价键的极性由强到弱的顺序是______________________________。
（4）X2都能与H2反应生成HX，用原子结构解释原因：______________________。
（5）K的变化体现出X2化学性质的递变性，用原子结构解释原因：______________，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱。
（6）仅依据K的变化，可以推断出：随着卤素原子核电荷数的增加，________（选填字母）。
A．在相同条件下，平衡时X2的转化率逐渐降低
B．X2与H2反应的剧烈程度逐渐减弱
C．HX的还原性逐渐减弱
D．HX的稳定性逐渐减弱
学习中要有运用元素周期表的意识
元素周期表是我们学习化学的有力工具，在学习中如果充分运用元素周期表这一化学工具，可以帮助我们把抽象问题具体化，把零散问题系统化，就可以帮助我们记忆，并能快速准确的解题。
一、运用元素周期表帮助记忆
不仅可以把元素分为族帮助我们记忆，在其他方面也有很多应用，如帮助记忆核外电子总数相同的微粒。
（1）核外电子总数为2的微粒：
①阳离子：Li＋、Be2＋
②阴离子：H－
③分子：He
（2）核外电子总数为10的微粒：
①阳离子：Na＋、Mg2＋、Al3＋、NH、H3O＋
②阴离子：N3－、O2－、F－、OH－、NH
③分子：CH4、NH3、H2O、HF、Ne
（3）核外电子总数为18的微粒：
①阳离子：K＋、Ca2＋
②阴离子：S2－、HS－、Cl－、O
③分子：SiH4、PH3、H2S、HCl、Ar、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、CH3F、N2H4等
记忆这些知识比较麻烦，而且容易遗忘、遗漏，但如果我们能利用元素周期表这一化学工具进行记忆，就能快速准确记忆。
（1）10电子微粒的在元素周期表中以10电子的Ne向后推有：Na＋、Mg2＋、Al3＋；向前推有HF、H2O、NH3、CH4、F－、O2－、N3－、OH－、NH、NH、H3O＋。
（2）18电子的应以Ar向前后推，但不要忘记（9＋9＝18）如：F2、H2O2、C2H6、CH3OH、CH3F、N2H4等。
【例1】已知A、B、C、D是中学化学中常见的四种不同微粒。它们之间存在如图所示的关系：
（1）如果A、B、C、D均为10电子的微粒，且C的水溶液呈碱性，请写出A的结构式：______________________________________________________________________。
（2）如果A和C是18电子微粒，B和D是10电子微粒，请写出：
①A与B在溶液中反应的离子方程式：_________________________________________ _________________________________________________________________________。
②根据上述离子方程式，可以判断C与B结合质子的能力大小是：________＞________。（用化学式或离子符号表示）
③已知肼（H2N—NH2）和甲胺（CH3—NH2）都是含有18个电子的分子。分析肼和甲胺的结构特点并从中受到启发，写出与其具有相同电子数的有机化合物的结构简式（至少写两个）：________________________________________________________________________。
解析：（1）由C的水溶液呈碱性可知C为NH3，A为NH，与NH反应生成NH3的应为OH－，所以B、D为OH－、H2O。（2）在常见的18电子微粒中，由中和反应易想到：H2S＋OH－HS－＋H2O（或HS－＋OH－===S2－＋H2O）的反应，故B为OH－，C为HS－（或S2－）；根据由较强酸制较弱酸的原理，结合质子的能力OH－＞HS－（或S2－）；由于C、N、O、F质子数依次加1，因此氢原子数可依次减1，又由于是有机物，故必须含有碳原子，因此具备此条件具有18电子的微粒有CH3—CH3、CH3—OH、CH3—F。
答案：（1）
（2）①H2S＋OH－===HS－＋H2O（或HS－＋OH－===S2－＋H2O）
②OH－　HS－（或S2－）
③CH3—CH3、CH3—OH（合理即可）
二、运用元素周期表把抽象问题具体化
【例2】周期表中有相邻的短周期主族元素A、B、C，A与B同周期，B与C同主族，它们的原子最外层电子数之和为19，原子序数之和为33，则A、B、C三种元素的符号分别是________、________、________。
解析：这是一道由元素在周期表中位置关系、原子序数之和及最外层电子数之和确定元素在周期表中具体位置的题目。首先依据题给信息可确定A、B、C三种元素的关系可能有下列四种：。依据最外层电子数之和为19可知B、C是ⅥA族，A是ⅦA族，所以Ⅰ、Ⅱ位置关系错误。再由三种元素原子质子数之和为33，可知Ⅲ正确，答案为F、O、S。
答案：F　O　S
三、帮助预测未知物的性质
【例3】同主族元素形成的同类型的化合物，往往其结构和性质相似。化合物PH4I是一种晶体，下列对它的叙述中错误的是（　　）。
A．它是一种含有共价键的离子化合物
B．加热这种化合物时，可能产生有色气体
C．这种化合物的电子式为
D．这种化合物不能与烧碱发生反应
解析：对于PH4I我们是不熟悉的，可通过“同主族元素形成的同类型的化合物，往往其结构和性质相似”将PH4I与NH4Cl进行类比，同时注意它们之间的差异性。B选项，NH4Cl受热易分解生成NH3和HCl，推测PH4I分解为PH3和HI ，同时应注意到HI的热稳定性比HCl的热稳定性差，易分解成H2和I2，而I2蒸气是紫红色的气体，正确；由NH4Cl电子式：可知C正确；NH4Cl能与烧碱反应放出NH3，推测PH4I一定也能与烧碱反应，D选项错误。
答案：D
1．三种短周期元素A、B、C的原子序数依次增大，A3－与B2－、C＋的电子层结构相同。下列说法中不正确的是（　　）。
A．三种元素可组成CAB2和CAB3型化合物
B．原子半径：A＞B＞C
C．离子半径：A3－＞B2－＞C＋
D．B的某种单质可用于杀菌消毒
2．已知X、Y、Z为同周期的三种主族元素，其最高价氧化物对应水化物的化学式分别是HXO4、H2YO4、H3ZO4。则下列说法正确的是（　　）。
A．气态氢化物的稳定性：HX＞H2Y＞ZH3
B．酸性：HXO4＜H2YO4＜H3ZO4
C．原子半径：X＞Y＞Z
D．原子最外电子层上电子数的关系：Y＝（X＋Z）
3．（2012广东理综，22）下图是部分短周期元素化合价与原子序数的关系图，下列说法正确的是（　　）。
A．原子半径：Z＞Y＞X
B．气态氢化物的稳定性：W＞R
C．WX3和水反应形成的化合物是离子化合物
D．Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物能相互反应
4．用A＋、B－、C2－、D、E、F、G和H分别表示含有18个电子八种微粒（离子或分子）。请回答：
（1）A元素是__________、B元素是__________、C元素是__________。（用元素符号表示）
（2）D是由两种元素组成的双原子分子，其分子式是__________。
（3）E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子，其分子式是__________。
（4）F是由两种元素组成的三原子分子，其分子式是__________，电子式是__________。
（5）G分子中含有4个原子，其分子式是__________。
5．锡为第ⅣA族元素，锡的单质和化合物与某些物质在化学性质上有许多相似之处。锡溶于盐酸，再向反应后的溶液中通入氯气，有关反应类似于铁的相应变化。完成有关反应的化学方程式：______________________、________________________。
6．J、L、M、R、T是原子序数依次增大的短周期主族元素，J、R在周期表中的相对位置如右表；J元素最低负化合价的绝对值与其原子最外层电子数相等；M是地壳中含量最多的金属元素。
（1）M的离子结构示意图为________；元素T在周期表中位于第________族。
（2）J和氢组成的化合物分子有6个原子，其结构简式为________。
（3）M和T形成的化合物在潮湿的空气中冒白色烟雾，反应的化学方程式为________________。
（4）L的最简单气态氢化物甲的水溶液显碱性。
①在微电子工业中，甲的水溶液可作刻蚀剂H2O2的清除剂，所发生反应的产物不污染环境，其化学方程式为__________________________。
②一定条件下，甲在固定体积的密闭容器中发生分解反应（ΔH＞0）并达平衡后，仅改变下表中反应条件x，该平衡体系中随x递增y递减的是________（选填序号）。
选项 a b c d
x 温度 温度 加入H2的物质的量 加入甲的物质的量
y 甲的物质的量 平衡常数K 甲的转化率 生成物物质的量总和
（5）由J、R形成的液态化合物JR2 0.2 mol在O2中完全燃烧，生成两种气态氧化物，298 K时放出热量215 kJ。该反应的热化学方程式为______________________。
参考答案
基础梳理整合
一、1.离子相结合或原子　作用力
2．静电作用　共用电子对
3．旧化学键的断裂　新化学键的形成
即时训练1
答案：②⑥
二、1.相反电荷　共用电子对　阴、阳离子　原子　静电作用　共用电子对　转移　共用电子对　金属　非金属　非金属　[∶∶]－Mg2＋[∶∶]－　H∶∶H
2．非极性　极性
即时训练2
答案：(1)H2、H2SO4、H2O、H2O2、NH4Cl、NaOH、Na2O2　H2、H2O2、Na2O2
(2)Ne
(3)NH4Cl、NaOH、Na2O2
(4)NaCl、Al2O3
(5)H∶∶∶H、[]＋[∶∶]－、Na＋[∶∶H]－、Na＋[∶∶∶]2－Na＋
(6)NN、H—O—O—H、O===C===O、
核心归纳突破
【例1】 A　解析：解答此类题目时，要注意一些特例如：稀有气体也属于非金属，稀有气体的单质是单原子分子，无化学键，所以①错误；离子化合物NH4Cl中无金属元素，含有共价键和离子键，所以②⑥错误，⑦正确；非金属的气态氢化物中非金属原子与氢原子一定以极性共价键结合，③正确；由离子化合物的定义可知含离子键的化合物是离子化合物，离子化合物中一定含有离子键，所以④⑧正确；⑨中NaCl电离克服离子键，HCl溶于水电离克服共价键，错误。
【例2】 B　解析：由Y2－与Z＋核外电子层的结构相同，可知Y在Z的上一周期，所以Y为氧元素、Z为钠元素，所以X为H。A选项Na2O只有离子键；B选项H2O2有非极性共价键，也有极性共价键；C选项Na2O2有离子键、非极性共价键，没有极性共价键；D选项NaOH有离子键、极性共价键。
演练巩固提升
1．答案：ABGI
解析：NaHCO3、HCOONa均为离子化合物，含有离子键，在HCO、HCOO－中均含有共价键，A项正确；4 g CH4的物质的量为0.25 mol，1 mol CH4含有4 mol C—H共价键，B选项正确；HCl是共价化合物，C选项错误；由NH4Cl可知D项错误；E、F选项中Br－、氮原子最外层电子数均为8，错误；G选项，第ⅣA和ⅦA族元素的原子构成的分子是C、Si和卤素原子形成的CX4和SiX4构型的分子，均满足原子最外层8电子结构，正确；H选项，由H2O2可知错误；由H2、N2等可知J选项错误；由NaOH、NH4Cl可知K选项错误。
2．C　解析：含有离子键的化合物属于离子化合物，A错误；过氧化钠中既含非极性共价键，也含离子键，氧化钠中只含有离子键，C正确；次氯酸的电子式为H∶∶∶，D错误。
3．B　解析：①由H＋、Fe2＋等可知，①错误；②分子之间一定不存在化学键；③离子键的实质是阳离子、阴离子间的静电作用力，既有吸引力，也有排斥力；④HCl分子中只有共价键；⑤含有离子键的化合物一定属于离子化合物。
4．A　解析：根据题意可以判断元素W、X、Y、Z分别是H(或Li)、C、Al、S。A错误，因为HCl(或LiCl)中的氢原子(或Li＋)满足2电子稳定结构；B正确，因为C与H元素形成的1∶1的化合物可以是C2H2、C6H6、C8H8等；单质铝与氢氧化钠溶液或盐酸反应都能生成氢气，C正确；D正确，因为C与S可以形成共价化合物CS2。
5．答案：(1)放热
(2)H∶∶
(3)HF、HCl、HBr、HI
(4)卤素原子的最外层电子数均为7
(5)同一主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多
(6)ABD
解析：(1)温度升高，平衡常数减小，则HX的生成反应为放热反应；(3)非金属性越强，元素吸引电子的能力越强，共用电子对的偏移程度越大，从F到I非金属性逐渐减弱，所以HX共价键的极性逐渐减弱；(4)从生成物HX中H原子与X原子个数比为1∶1进行分析，即最外层电子数的角度分析；(6)从上往下，K逐渐减小，所以X2的转化率逐渐降低，HX的还原性逐渐增强。
化学思想与方法
即时练习
1．B　解析：根据“阴上阳下”规律，首先把这三种元素放在元素周期表中，大致位置是，B选项错误；A3－、B2－、C＋的电子层结构相同，核电荷数最大的为C，所以离子半径最小，C选项正确；A、B、C分别为N、O、Na，N有＋3、＋5价，O有O3，所以A、D选项正确。
2．A　解析：由HXO4、H2YO4、H3ZO4可知：X、Y、Z的最高化合价分别是＋7、＋6、＋5，即X、Y、Z分别在第ⅦA、第ⅥA、第ⅤA族，原子最外电子层上电子数的关系为2Y＝(X＋Z)，D错误；由化合价可知X、Y、Z在周期表中的大致位置如图：。从左往右：气态氢化物的稳定性、最高价氧化物水化物的酸性逐渐增强，原子半径逐渐减小，所以A选项正确，B、C选项错误。
3．D　解析：抓住“短周期元素”，再结合化合价可知：X为O，Y为Na，Z为Al，W为S，R为Cl。然后放在元素周期表中进行比较可知A、B选项均错；硫酸为共价化合物可知C选项错误。
4．答案：(1)K　Cl　S　(2)HCl　(3)F2　(4)H2S　H∶∶H　(5)H2O2(答PH3也可)
解析：解题的突破口是18电子的微粒，首先根据规律及元素周期表推出18电子的微粒，18电子的Ar原子向后扩散：K＋、Ca2＋、HCl、H2S、PH3、SiH4、Cl－、S2－、P3－、HS－等，但不要忘记(9＋9＝18)如：F2、H2O2、C2H6、CH3OH、CH3F、N2H4等。
5．答案：Sn＋2HCl===SnCl2＋H2↑　SnCl2＋Cl2===SnCl4
解析：将Sn与Fe类比，注意到Fe元素具有变价的特点，结合Sn作为第ⅣA族元素，由碳推测Sn元素的变价为＋2和＋4，故Sn与盐酸反应时产物为低价Sn的氯化物，即SnCl2，而且可根据FeCl2易被氧化得知SnCl2在氯气中也容易被氧化为Sn的高价氯化物，即SnCl4。
6．答案：(1) 　ⅦA　(2)CH2===CH2
(3)AlCl3＋3H2O===Al(OH)3＋3HCl↑(或其他合理答案)
(4)①2NH3·H2O＋3H2O2===N2↑＋8H2O
或2NH3＋3H2O2===N2↑＋6H2O
②a　c
(5)CS2(l)＋O2(g)===CO2(g)＋SO2(g)　ΔH＝－215 kJ·mol－1
解析：由J元素最低负化合价的绝对值与最外层电子数相等，所以J为碳元素，R为硫元素，T为氯元素；M是地壳中含量最多的金属元素，所以M为铝元素；(4)由L的最简单气态氢化物显碱性推断其为NH3，L为氮元素；①NH3与H2O2发生氧化还原反应，H2O2作氧化剂，所以NH3化合价升高生成无污染的N2和水，配平即可；②2NH3N2＋3H2　ΔH＞0，升高温度，平衡右移，氨气的物质的量减小、平衡常数增大；加入H2平衡左移，氨气的转化率减小；加入NH3，N2、H2物质的量增大，a、c正确；(5)CS2与氧气反应生成CO2、SO2，由题给数据书写热化学方程式，也可以用下式表示：CS2(l)＋3O2(g)===CO2(g)＋2SO2(g)　ΔH＝－1 075 kJ·mol－1。
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