2017年江苏省四星级高中兴化市楚水学校高三化学微专题精品学案

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2017年江苏省四星级高中兴化市楚水学校高三化学微专题精品学案

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一、弱电解质的电离平衡(以CH3COOH的电离为例)
1.弱电解质电离的特点:CH3COOHCH3COO—+H+
(1)动(动态平衡)、定(各微粒的含量保持不变)、等(电离的速率等于离子结合成分子的速率)、变(条件改变,平衡发生移动)。
(2)电离过程吸热;电离程度较小。
2.电离平衡常数:用K表示,CH3COOH的电离平衡常数可表示为K(CH3COOH)=
[c(H+)·c(CH3COO—)]/c(CH3COOH)。
(1)电离平衡常数只随温度的变化而改变,不随参与电离平衡的分子和各离子的浓度变化而变化。
(2)K电离表达式中的各浓度指平衡时的浓度。通常都用在25℃的电离常数来讨论室温下各种弱电解质溶液的平衡状态。
(3)多元弱酸是分步电离的,它的每一步电
( http: / / www.21cnjy.com )离都有相应的电离常数,通常用K1、K2、K3等表示,其大小关系为K1>K2>K3,一般都要相差104~105倍。
3.外界条件对电离平衡的影响:
(1)浓度:增大弱电解质的浓度,电
( http: / / www.21cnjy.com )离平衡向右移动,溶质分子的电离程度减小;减小弱电解质的浓度(稀释),电离平衡向左移动,溶质分子的电离程度增大;增大离子的浓度(同离子效应),电离平衡向左移动,溶质分子的电离程度减小。
(2)温度:升高温度,电离平衡向右移动,溶质分子的电离程度增大;降低温度,电离平衡向左移动,溶质分子的电离程度减小。
二、水的电离平衡
1.水的电离平衡的特点:
(1)水的电离是吸热的,升温,电离平衡向右移动,电离程度增大。
(2)水极难电离,25℃时1L纯水中只有1×10-7
mol水分子发生电离。
(3)不同溶液中,c
(H+)与c
(OH-)不一定相等,但由水电离出的c
(H+)和c
(OH-)相等。
2.水的离子积常数
(1)25℃时水的离子积KW=1×10-14。
(2)KW
只随温度变化而变化,温度升高,水的电离程度增大,KW增大。
(3)KW
与溶液的酸碱性无关,在25℃时,酸性、碱性或中性溶液中KW
均为1×10-14。
(4)水的离子积中c
(H+)与c
(OH-)均表示整个溶液中H+、OH-的总物质的量浓度。
三、盐类的水解平衡
1.盐类水解的实质:盐电离出的弱离
( http: / / www.21cnjy.com )子(弱酸根离子或弱碱阳离子)和水所电离出的H+或OH-结合生成弱电解质,破坏了水的电离平衡,从而使溶液呈现出酸性或碱性。
2.盐类水解的规律:判断盐类是否发生水解以及
( http: / / www.21cnjy.com )水解后溶液的酸碱性,要看盐的离子对应的酸或碱的相对强弱。水解规律:“有弱才水解,无弱不水解,谁弱谁水解,越弱越水解,都弱都水解,谁强显谁性,同强显中性。”
3.盐类水解的特点:
(1)动(动态平衡)、定(各微粒的含量保持不变)、等(离子水解的速率等于分子电离的速率)、变(条件改变,平衡发生移动)。
(2)盐类的水解过程是吸热的;盐类的水解程度一般都很小。
4.盐类水解方程式的书写:
(1)盐类的水解一般是微弱的,而且反应是可逆的,故书写盐类水解反应离子方程式时要用“”,且水解生成的难溶物及气体,一般不标“↓”或“↑”(双水解反应除外)。例如FeCl3水解:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+。
(2)多元弱酸盐的水解是分步进行的,且以第一步为主,而多元弱碱盐的水解是一步完成的。
5.外界条件对盐类水解的影响:
(1)温度:盐的水解是吸热过程,故升高温度有利于盐的水解。例如,在Na2CO3溶液中加2滴酚酞试液,将溶液加热后,其红色加深。
(2)浓度:增大盐的浓度,根据平衡
( http: / / www.21cnjy.com )移动的原理,可使水解平衡向正反应方向移动,但盐的总量增大,水解的百分数(即转化率)反而减小。盐的浓度增大,盐溶液的H+或OH—浓度增大,酸性或碱性会随之增强,例如0.1
mol/L的Na2CO3溶液的碱性要比0.01
mol/LNa2CO3溶液的碱性强。
(3)溶液的酸碱性:水解显酸性的盐溶
( http: / / www.21cnjy.com )液中加入碱,肯定促进盐的水解;水解显酸性的盐溶液中加入较强的酸,肯定抑制盐的水解。同理水解显碱性的盐溶液中加入酸,会促进盐的水解;水解显碱性的盐溶液中加入较强的碱,会抑制盐的水解。例如,配制FeCl3、AgNO3溶液时常加入少量相应的酸来抑制盐的水解,以防产生氢氧化物的沉淀。
四、难溶电解质的溶解
1.溶解平衡:对于难溶电解质AmBn来说,存在平衡
AmBn(s)mAn+(aq)+nBm—(aq)。
2.溶度积常数:在一定温度下,难溶电解质的饱和溶液中各组分离子浓度幂的乘积为一常数,称为溶度积常数,简称溶度积,用符号“Ksp”表示。对于难溶电解质AmBn的溶解平衡:AmBn(s)mAn+(aq)+nBm—(aq),其溶度积常数为Ksp=[c(An+)]m·[c(Bm—)]n,这里c(An+)与c(Bm—)为平衡浓度。
3.溶解平衡的特点:
(1)动(动态平衡)、定(各微粒的含量保持不变)、等(溶解的速率等于电离的速率)、变(条件改变,平衡发生移动)。
(2)溶解过程是吸热的;溶解程度都较小。
4.溶度积规则:某难溶电解质
( http: / / www.21cnjy.com )的溶液中任一情况下有关离子浓度的乘积Qc(离子积),则Qc=[c(An+)]m·[c(Bm—)]n,这里c(An+)与c(Bm—)为任意浓度,不一定是平衡浓度。
(1)当Qc>Ksp时,溶液达到过饱和状态,溶液中有沉淀析出,直至溶液饱和,达到新的平衡;
(2)当Qc=Ksp时,溶液达到饱和状态,沉淀与溶解处于平衡状态;
(3)当Qc<Ksp时,溶液未饱和,溶液中无沉淀析出,若加入过量难溶电解质,难溶电解质溶解直至溶液饱和,达到新的平衡。
5.外界条件对溶解平衡的影响:溶解平衡主要受温度的影响,一般来说,温度升高,难溶电解质的溶解平衡向右移动,溶解与电离程度增大。
例1下列说法中错误的是(  )
A.室温下,向NH4HSO4溶液中加入NaOH至中性,则c(Na+)>c(SO)>c(NH)
B.Mg(OH)2沉淀转化为Fe(OH)3沉淀较容易实现,说明Fe(OH)3的Ksp更小
C.向醋酸溶液中加入水,不变(稀释过程中温度变化忽略不计)
D.25
℃,a
mol·L-1氨水与0.01
mol·L-1盐酸等体积混合液中c(NH)=c(Cl-),则K(NH3·H2O)=
答案
解析
D
NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液,若二者物质的量相同,则溶质为等物质的量的(NH4)2SO4和Na2SO4,混合溶液呈酸性,若使混合溶液呈中性,即混合溶液中c(H+)=c(OH-),则滴加的NaOH溶液过量,根据电荷守恒可以得到c(Na+)+c(NH)=2c(SO),故混合溶液中离子浓度大小关系为c(Na+)>c(SO)>c(NH)>c(OH-)=c(H+),A项正确;根据难溶物质容易转化为更难溶物质可知B项正确;将分子、分母同时乘以c(H+):==,由于Ka(CH3COOH)和KW在相同温度下均为定值,故C项正确;在25
℃下,混合后溶液中c(NH)=c(Cl-)=0.005
mol·L-1,根据物料守恒得c(NH3·H2O)=(0.5a-0.005)mol·L-1,又c(H+)=c(OH-)=10-7mol·L-1,故K(NH3·H2O)===,D项错误
例2水的电离平衡曲线如图所示,下列说法不正确的是(  )
( http: / / www.21cnjy.com )
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
答案
解析
C
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例3(1)已知25
℃时
( http: / / www.21cnjy.com ),Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20。在25
℃下,向浓度均为0.1
mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成________沉淀(填化学式),生成该沉淀的离子方程式为_______________________________。
(2)25
℃时,向0.01
mol·L-1的MgCl2溶液中,逐滴加入浓NaOH溶液,刚好出现沉淀时,溶液的pH为
________;当Mg2+完全沉淀时,溶液的pH为________(忽略溶液体积变化,已知lg
2.4=0.4,lg
7.7=
0.9)。
已知25
℃时,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,则将AgCl放在蒸馏水中形成饱和溶液,溶液中的c(Ag+)约为
______
mol·L-1。
已知25
℃时,Ksp[Fe(OH)3]=2.79×10-39,该温度下反应Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O的平衡常数K=________。
答案
解析
(1)Cu(OH)2 Cu2++2NH3·H2O===Cu(OH)2↓+2NH (2)9.6 11.1 (3)1.3×10-5 (4)2.79×103
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(3)Ksp(AgCl)=1.8×10-10=c(Ag+)·c(Cl-)=c2(Ag+),解得:c(Ag+)≈1.3×10-5
mol·L-1。(4)Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-),题示反应的平衡常数为K=c(Fe3+)/c3(H+),25
℃时水的离子积为KW=c(H+)·c(OH-)=1×10-14,推得K=Ksp[Fe(OH)3]/K,即K=2.79×10-39/(1×10-14)3=2.79×103
1.下列叙述中正确的是(  )
①pH=5的CH3COOH溶液和pH=5的NH4Cl溶液中,c(H+)相等
②Na2CO3溶液加水稀释后,恢复至原温度,pH和KW均减小
③某醋酸溶液的pH=a,将此溶液稀释1倍后,溶液的pH=b,则a>b
④在滴有酚酞溶液的氨水中,加入NH4Cl至溶液恰好无色,则此时溶液的pH<7
⑤1.0×10-3
mol·L-1盐酸的pH=3.0;1.0×10-8
mol·L-1盐酸的pH=8.0
⑥若1
mL
pH=1的盐酸与100
mL
NaOH溶液混合后,溶液的pH=7,则NaOH溶液的pH=11
⑦10
mL
pH=12的氢氧化钠溶液中加入pH=2的HA至pH刚好等于7,所得溶液体积V(总)≥20
mL
A.①
B.②⑦
C.③④
D.⑤⑥
2.某化学研究性学习小组对电解质溶液作如
( http: / / www.21cnjy.com )下的归纳总结(均在常温下),其中正确的是( )①pH=1的强酸溶液,加水稀释后,溶液中各离子浓度都会降低
②1
L
0.50
mol·L-1
NH4Cl溶液与2
L
0.25
mol·L-1
NH4Cl溶液含N物质的量完全相等
③pH相等的四种溶液:a.CH3CO
( http: / / www.21cnjy.com )ONa b.C6H5ONa c.NaHCO3d.NaOH,则四种溶液的溶质的物质的量浓度由小到大顺序为:d④pH=8.3的NaHCO3溶液:c(Na+)>c(HC)>c(C)>c(H2CO3)
⑤pH=2的一元酸和pH=12的二元强碱等体积混合:c(OH-)≤c(H+)
⑥pH=4、浓度均为0.1
( http: / / www.21cnjy.com )mol·L-1的CH3COOH、CH3COONa混合溶液中:c(CH3COO-)+c(OH-)>c(CH3COOH)+c(H+)
①②④
B.①③⑤
C.③⑤⑥
D.②④⑥
3.已知:HClO的Ka=3.0×10-8;
( http: / / www.21cnjy.com )H2CO3的Ka1=4.3×10-7,Ka2=5.6×10-11;Ksp(BaSO4)=1.1×10-
10;Ksp(BaCO3)=5.1×10-9。下列说法中正确的是(  )
A.相同条件下,pH相同的NaClO和Na2CO3溶液,物质的量浓度前者小于后者
B.常温下,将CH3COONa溶液和稀盐酸混合至溶液pH=7时:
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)=c(OH-)
C.向饱和Na2CO3溶液中通入足量的CO2,溶液变浑浊,由此证明了NaHCO3溶解度比Na2CO3小
D.氯碱工业使用的食盐水需先除去其中的Ca
( http: / / www.21cnjy.com )2+、Mg2+、S等杂质,除杂时,粗盐水中可先加入过量的BaCl2溶液,至沉淀不再产生后,再加入过量的Na2CO3和NaOH,充分反应后滤去沉淀,所得滤液中仍含有一定量的S
4.溶液是化学的重点研究对象。
(1)水是极弱的电解质,也是最重要的溶剂。常温下某电解质溶解在水中后,溶液中的c(H+)=10-9
mol·L-1,
则该电解质可能是    (填序号)。
A.CuSO4 B.HCl C.Na2S D.NaOH E.K2SO4
(2)已知次氯酸是比碳酸还弱的酸,要使新制稀氯水中的c(HClO)增大,可以采取的措施为(至少回答两种)  。
(3)常温下,将pH=3的盐酸a
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L分别与下列三种溶液混合,结果溶液均呈中性。①浓度为1.0×10-3
mol·L-1的氨水b
L;②c(OH-)=1.0×10-3
mol·L-1的氨水c
L;③c(OH-)=1.0×10-3
mol·L-1的氢氧化钡溶液d
L,则a、b、c、d之间的关系是 。
(4)已知HA、H2B是两种弱酸,存在以下关系:H2B(少量)+2A-B2-+2HA,则A-、B2-、HB-三种阴离子结合H+的能力大小顺序为    。
(5)已知:H2AH++HA-、HA-H++A2-,常温下,0.1
mol·L-1的NaHA溶液其pH=2,则0.1
mol·L-1的H2A溶液
中氢离子浓度的大小范围是          ;NaHA溶液中各种离子浓度大小关系为 。
已知:Ksp(AgCl)=
( http: / / www.21cnjy.com )1.8×10-10
mol·L-1,向50
mL
0.018
mol·L-1的AgNO3溶液中加入相同体积0.020
mol·L-1的盐酸,则c(Ag+)=    ,此时所得混合溶液的pH=    。
5.(1)室温下,如果将0.1
mol
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CH3COONa和0.05
mol
HCl全部溶于水,形成混合溶液(假设无损失),________和________两种粒子的物质的量之和等于0.1
mol。
(2)已知某溶液中只有Na+、CH3COO-、H+、OH-四种离子。某同学推测该溶液中离子浓度可能有如下四种关系:
A.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)B.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
C.c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)D.c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
①若溶液中只溶解了一种溶质,该溶质的名称是______,上述离子浓度大小关系中正确的是(填字
母)________;
②若上述关系中D是正确的,则溶液中溶质的化学式是________________;
③若该溶液由体积相等的醋酸与NaOH溶液
( http: / / www.21cnjy.com )混合而成,且溶液恰好呈中性,则混合前c(CH3COOH)(填“>”“<”“=”,下同)________c(NaOH),混合后c(CH3COO-)与c(Na+)的关系是
c(CH3COO-)________c(Na+)。
(3)25
℃时,向0.1
( http: / / www.21cnjy.com )mol·L-1的醋酸溶液中加入少量的醋酸钠固体,当固体溶解后,测得溶液的pH增大,主要原因是________(填字母)。
醋酸与醋酸钠发生反应
B.醋酸钠溶液水解显碱性,增加了c(OH-)
C.醋酸钠溶于水电离出醋酸根离子,抑制了醋酸的电离,使c(H+)减小
题号
答案
解析
1
A
①pH=5的CH3COOH溶液和pH=5的N
( http: / / www.21cnjy.com )H4Cl溶液中,c(H+)=1,两种溶液的pH相等,所以其c(H+)相等,故正确;②水的离子积常数只与温度有关,温度不变,则KW不变,故错误;③加水稀释醋酸促进电离,但稀释过程中醋酸电离增大程度小于溶液体积增大程度,所以稀释后溶液中c(H+)减小,所以amol·L-1盐酸接近中性,所以该溶液的pH接近7,故错误;⑥若1
mL
pH=1的盐酸与100
mL
NaOH溶液混合后,溶液的pH=7,说明盐酸和NaOH的物质的量相等,则氢氧化钠浓度为盐酸的,为0.001
mol·L-1,则NaOH溶液的pH=11,故正确;⑦10
mL
pH=12的氢氧化钠溶液中加入pH=2的HA至pH恰好等于7,如果酸为强酸,则酸溶液的体积为10
mL,如果酸是弱酸,则酸溶液的体积小于10
mL,所以所得溶液体积V(总)≤20
mL,故错误
2
C
( http: / / www.21cnjy.com )为:c(Na+)>c(HC)>c(H2CO3)>c(C),故④错误;⑤pH=2的一元酸可能为强酸也可能是弱酸,强酸时混合液呈中性,弱酸时混合液呈酸性,故⑤正确;⑥pH=4浓度均为0.1
mol·L-1的CH3COOH、CH3COONa混合溶液中,电离大于水解,c(Na+)>c(CH3COOH),电荷守恒c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),故c(CH3COO-)+c(OH-)>c(CH3COOH)+c(H+),故⑥正确
3
D
Ka越大,对应酸的酸性越强,由题干中的数据可知相同浓度时,酸性:HClO>HC,酸性越弱,则对应盐的碱性越强,则pH相同的NaClO和Na2CO3溶液,物质的量浓度前者大于后者,故A错误;CH3COONa溶液和稀盐酸的混合溶液中电荷守恒为:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(Cl-)+c(OH-),pH=7,则c(H+)=c(OH-),所以c(Na+)=c(CH3COO-)+c(Cl-),由物料守恒可知c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),所以c(Cl-)=c(CH3COOH),故B错误;Na2CO3与CO2反应消耗水,使溶剂的质量减少,而且1
mol
Na2CO3与CO2反应生成2
mol
NaHCO3,NaHCO3质量增大,所以向饱和Na2CO3溶液中通入足量的CO2,溶液变浑浊,不能说明NaHCO3溶解度比Na2CO3小,故C错误;食盐水除杂时,粗盐水中可先加入过量的BaCl2溶液,除去S,至沉淀不再产生后,再加入过量的Na2CO3,除去Ca2+和Ba2+,再加NaOH除去Mg2+,充分反应后滤去沉淀;由于BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大,当溶液中存在大量C时,发生BaSO4(s)+C(aq)BaCO3(s)+S(aq),BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s),所以所得滤液中仍含有一定量的S,故D正确
4
(1)CD(2)再通入氯气、加入碳酸盐、加入次氯酸钠(3)b>a=d>c(4)A->B2->HB-(5)0.1
mol·L-1mol·L-1 c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)(6)1.8×10-7
mol·L-1 2
( http: / / www.21cnjy.com )反应H2B(少量)+2A-=B2-+2HA,可知,HA酸性小于H2B,HA酸性最弱,酸性越弱对应的酸根离子结合H+能力越强,没有HB-生成,说明得电子能力A-大于HB-,则得电子能力顺序为A->B2->HB-。(5)由H2A=H++HA-,HA-H++A2-可知,第一步完全电离,第二步不完全电离,0.1
mol·L-1的H2A溶液中H2A第一步电离出氢离子浓度是0.1
mol·L-1,0.1
mol·L-1的NaHA溶液其pH=2,说明HA-电离比水解多出0.01
mol·L-1,HA-的电离较微弱,所以电离出氢离子浓度小于0.01
mol·L-1,则0.1
mol·L-1的H2A溶液中c(H+)的大小范围是0.1
mol·L-1mol·L-1,NaHA溶液中HA-的电离大于其水解,则离子浓度的关系是c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)。(6)盐酸和硝酸银反应的物质的量之比是1∶1,n(AgNO3)=0.05
L×0.018
mol·L-1=9×10-4
mol,n(HCl)=0.05
L×0.020
mol·L-1=1×10-3
mol,n(AgNO3)mol·L-1,c(Ag+)=
mol·L-1=1.8×10-7
mol·L-1,c(H+)=0.01
mol·L-1,pH=2
5
(1)CH3COO- CH3COOH (2)①醋酸钠 A ②CH3COOH、CH3COONa ③> = (3)C
( http: / / www.21cnjy.com )实验装置类试题主要以实验装置图
( http: / / www.21cnjy.com )为情景信息考查以下四方面的问题:对操作原理的认识(解决实验操作的理论依据问题);对操作方法的认识(解决如何操作的问题);对操作目的的认识(解决为何要安排这样的操作问题);对错误操作造成后果的认识(解决为何要这样操作的问题);实验数据处理能力。从考查的内容看,仍然会涉及基本仪器的使用、实验基本操作、物质的分离和提纯、物质的检验与鉴别、物质的制备、实验方案设计和实验安全问题等,更加突出对实验操作能力和实验设计能力的考查,而且经常以综合实验题的形式出现,同时会与元素化合物、化学概念和理论、有机物制备与分离等知识有机地联系在一起。
1.气体制备的发生装置:选择反应装置一般需从反应物的状态、溶解性和反应条件确定制气装置类型。
反应装置类型
反应装置图
适用气体
操作注意事项
固固加热型
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O2、NH3等
①试管要干燥②试管口略低于试管底③加热时先预热再固定加热④用KMnO4制取O2时,需在管口处塞一小团棉花
固液或液液加热型
Cl2等
①加热烧瓶时要加石棉网②反应物均为液体时,烧瓶内要加碎瓷片
固液不加热型
O2、H2、CO2、SO2、NO、NO2等
①使用长颈漏斗时,要使漏斗下端插入液面以下②启普发生器只适用于块状固体和液体反应,且气体难溶于水③使用分液漏斗既可以增强气密性,又可控制液体流速
2.气体的净化与干燥装置:
液态干燥剂
固态干燥剂
固体加热
装置
常见干燥剂
浓硫酸(酸性、强氧化性)
无水氯化钙(中性)
碱石灰(碱性)
除杂试剂(Cu、CuO、Mg)
可干燥的气体
H2、O2、Cl2、SO2、CO2、CO、CH4、N2
H2、O2、Cl2、SO2、CO、CO2、CH4
H2、O2、N2、CH4、NH3
可除去O2、H2、CO、N2
不可干燥的气体
NH3、HBr、HI、H2S等
NH3
Cl2、SO2、CO2、NO2、HCl等
3.气体的收集装置:根据气体的密度、水溶性以及是否与水或空气中的O2发生反应来确定气体的收集方法。
收集方法
排水法
向上排空气法
向下排空气法
收集原理
收集的气体不与水反应且难溶于水
收集的气体密度比空气大,且与空气密度相差较大
收集的气体密度比空气小,且与空气密度相差较大
收集装置
适用的气体
H2、O2、NO、CH4、C2H4等
Cl2、HCl、CO2、NO2、H2S、SO2等
H2、NH3等
4.实验装置的安全原则(内外压平衡、气流通畅):
分类
装置简图
原理及使用实例
防倒吸
隔离式
导气管末端不插入液体(水)中,导气管与液体呈隔离状态。可用来吸收易溶于水的气体
倒置漏斗式
由于漏斗容积较大,当水进行漏斗内时,烧杯内液面下降而低于漏斗下口,受重力作用,液体又固落到烧杯中。常用于吸收易溶于水的气体
容器接收式
使用较大容积的容器接收可能倒吸过来的液体,防止进入气体发生装置或受热的反应容器
防堵塞
平衡管式
插入液面中的长玻璃管与大气连通,流动的气体若在前方受阻,增大的气压会随玻璃管中液面的上升而得到调节
恒压式
使分液漏斗与烧瓶内气压相同,保证漏斗中液体顺畅流出
防污染
吸收式
容器中盛有与有毒气体反应的溶液,将未反应的有毒气体吸收,使其不扩散到空气中,造成污染
灼烧式
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适当时候,点燃尖咀中的有毒可燃气体,充分燃烧后,转化为对环境无污染的产物
收集式
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利用气球或球胆将有毒气体收集后,另作处理,避免其逸散到空气中,污染环境
5.装置气密性的检查:
方法
仪器类别
操作
微热法
把导气管的末端插入到水中,用手捂住反应器一段
( http: / / www.21cnjy.com )时间或用酒精灯微热,如果导气管末端有气泡冒出,松开手或移走酒精灯后有一段水柱进入导管中,则气密性好
液差法
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先关上导气管的止水夹,然后向其中加水,使其
( http: / / www.21cnjy.com )存在液面差,过段时间液面差保持不变,则气密性良好。如果装置中带有分液漏斗等则要把活塞关闭。如果带有长颈漏斗等要将其末端用水封住,防止气体逸出
外压法
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塞紧橡胶塞,打开止水夹推动或拉动注射器。推动注射器之后导管中出现一段液柱,且液面差不改变,拉动注射器试管中产生气泡
例1“84”消毒液与硫酸反应可以制取氯气(NaClO+NaCl+H2SO4Na2SO4+Cl2↑+H2O),为探究氯气的性质,某同学利用此原理制取氯气并设计了如图所示的实验装置。请回答下列问题:
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(1)从装置①、②、③中选择合适的气体制备装置(A处)________(填序号)。
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(2)装置B、C中依次放
( http: / / www.21cnjy.com )的是干燥的红色布条和湿润的红色布条,实验过程中该同学发现装置B中的布条也褪色,其原因可能是________________________,说明该装置存在明显的缺陷,请提出合理的改进方法:_______________
__________。
(3)为了验证氯气的氧化性,将氯气通入Na2SO3溶液中,写出氯气与Na2SO3溶液反应的离子方程式:
_______________________________________________________________。
氯气通入饱和NaHCO3溶液能产生无色气体,已知酸性:盐酸>碳酸>次氯酸,该实验证明氯气与水反
应的生成物中含有________。
答案
解析
(1)②(2)产生的氯气中含有水蒸气,二者反应生成次氯酸 在装置A、B之间增加盛有浓硫酸的洗气瓶(或干燥装置)(3)Cl2+SO+H2O===SO+2Cl-+2H+(4)HCl(或盐酸)
( http: / / www.21cnjy.com )漂白性,但因A、B装置中间无气体干燥装置导致探究性质失败,需改进后重新操作;Cl2与Na2SO3溶液的反应,证实了氯气具有氧化性;饱和NaHCO3溶液中有无色气体产生,说明产生CO2,结合第二步推测的反应原理,再结合题给信息,酸性:盐酸>碳酸>次氯酸。此反应为HCl+NaHCO3===NaCl+H2O+CO2↑,从而证明生成物中含有HCl。
例2高纯MnCO3是制备高性能磁性材料的主要原料。实验室以MnO2为原料制备少量高纯MnCO3的操作步骤如下:
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(1)制备MnSO4溶液:在烧瓶中(装置见上图)加入一定量MnO2和水,搅拌,通入SO2和N2混合气体,反应
3h。停止通入SO2,继续反应片刻,过滤
( http: / / www.21cnjy.com )(已知MnO2+H2SO3===MnSO4+H2O)。①石灰乳参与反应的化学方程式为_____________________。②反应过程中,为使SO2尽可能转化完全,在通入SO2和N2比例一定、不改变固液投料的条件下,可采取的合理措施有          、________________________。③若实验中将N2换成空气,测得反应液中Mn2+、SO42—的浓度随反应时间t变化如下图。导致溶液中Mn2+、SO42—的浓度变化产生明显差异的原因是_______________
___________。
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(2)制备高纯MnCO3固体:
( http: / / www.21cnjy.com )已知MnCO3难溶于水、乙醇,潮湿时易被空气氧化,100℃开始分解;Mn(OH)2开始沉淀的pH=7.7。请补充由(1)制得的MnSO4溶液制备高纯MnCO3的操作步骤[实验中可选用的试剂:Ca(OH)2、NaHCO3、Na2CO3、C2H5OH]。①_______________;②________________;③______________________;④_____________________;⑤低于100℃干燥。
答案
解析
(1)①Ca(OH)2+SO2===CaSO3+H2O②控制适当的温度 缓慢通入混合气体③Mn2+催化O2与H2SO3反应生成H2SO4(2)①边搅拌边加入NaHCO3
( http: / / www.21cnjy.com )(或Na2CO3),并控制溶液pH<7.7②过滤,用少量水洗涤2~3次③检验SO42—是否被洗涤除去④用少量C2H5OH洗涤(凡合理答案均可)
( http: / / www.21cnjy.com )若将N2换成空气,会引入氧气,除了发生反应MnO2+H2SO3===MnSO4+H2O外,还会发生反应O2+2H2SO3=2H2SO4,c(SO42—)增大,导致溶液中Mn2+、SO42—的浓度变化产生明显的差异。(2)①若pH≥7.7,会生成Mn(OH)2沉淀,所制得的MnCO3不纯,所以在加入NaHCO3(或Na2CO3)过程中,要控制溶液的pH<7.7;②充分反应后,得到MnCO3沉淀,过滤,并用少量水洗涤沉淀2~3次,洗涤的目的是除去附着在沉淀表面的SO42—;③用水洗法洗涤沉淀不一定能将附着在沉淀表面的离子洗干净,故需要检验SO42—是否除尽;④由题已知条件可知,潮湿的MnCO3易被空气氧化,所以在SO42—被除去之后,用少量乙醇再次洗涤,乙醇沸点低,易挥发,易带走MnCO3沉淀表面的水分,可有效防止MnCO3被氧化;⑤当温度高于100℃时,MnCO3开始分解,所以在干燥MnCO3过程中,须将温度控制在100℃以下
1.某兴趣小组设计如图装置制取SO2,研究其性质,并进一步探究在适当温度和催化剂的条件下,SO2与O2反应后混合气体的成分。
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(1)仪器G的名称是________________。
(2)B、C、D分别用于检验SO2的漂白性、还原性和氧化性。则C中反应的离子方程式为
______________________________,证明SO2有氧化性的实验现象是________________。
(3)为了实现绿色环保的目标,某同学设计装置F来代替装置A。与装置A相比,装置F的优点是
__________________________________(写出2点)。
(4)若选用装置F制取O2,可选用试剂________________。
(5)该小组同学设计如下
( http: / / www.21cnjy.com )装置来检验SO2与O2反应后混合气体的成分。已知:SO3遇水剧烈反应,放出大量热。产生酸雾:98.3%的H2SO4可以吸收SO3和酸雾。供选试剂:蒸馏水、0.5
mol·L-1BaCl2溶液、98.3%的H2SO4、2.0
mol·L-1
NaOH溶液、KMnO4溶液。
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①c中应选用的试剂是_______,e中试剂的作用是________,f中收集的气体是_______。
②某同学提出用饱和NaHSO3溶液代
( http: / / www.21cnjy.com )替98.3%的H2SO4,请你评价该方案是否可行,若可行不必说明理由,若不可行,简述其理由_________________________________________。
[2.为了探究碱式碳酸镁[mMgCO3·nM
( http: / / www.21cnjy.com )g(OH)2·xH2O]的组成,某化学小组仅利用如图所示的仪器组装一套完整装置进行实验(夹持仪器省略)。回答下列问题:
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(1)实验时应向装置中通入空气,若空
( http: / / www.21cnjy.com )气流从左向右,装置连接顺序为(装置不重复使用,填入仪器接口字母编号):空气―→( )( )―→( )( )―→( )( )―→( )( )―→g。
(2)连接好装置,检查装置气密性,装好药品后,加热前应进行的操作是_____________。
(3)装置B的作用是__________________,装置A的作用是__________________。
(4)有同学认为(1)中的整套实验装置有缺陷,其不妥之处为____________________;改进方案是
___________________________。
(5)将装置改进后进行实验,称取一定量的
( http: / / www.21cnjy.com )碱式碳酸镁样品,充分反应后得到1.6
g残留物,生成1.32
g二氧化碳和
0.72
g水。则此碱式碳酸镁的化学式为_____________。
3.现有下列仪器或装置,请回答下列问题:
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(1)仪器①的名称是________,②的名称是________。
(2)用图中仪器组装成气体发生装置:用KC
( http: / / www.21cnjy.com )lO3和MnO2制O2应选的装置是________(填字母);用H2O2与MnO2制O2,并控制产生O2的速率,应选________(填字母)。
(3)若用装置X(如图所
( http: / / www.21cnjy.com )示)进行“排空气法”收集制取的O2,氧气应从________(填“b”或“c”)端导入。若瓶中装满水,用排水法收集氧气,氧气应从________(填“b”或“c”)端导入。
(4)若用装置F进行CO还原Fe2O3的实验,实验室制取CO的方法一般采取甲酸脱水法(HCOOHCO↑+H2O),用纯净的CO完成该实验。
①除F、X外还需要的装置
( http: / / www.21cnjy.com )有________,X中应加入的试剂是________,X与其他导管连接的顺序是________(填导管口的序号)。
②实验时,a处可能的现象为______________;装置F中气球的作用是_____________。
4.PCl3可用于半导体生产的外延、扩散工序。有关物质的部分性质如下:
熔点/℃
沸点/℃
密度/g·mL-1
其他
黄磷
44.1
280.5
1.82
2P(过量)+3Cl22PCl3;2P(少量)+5Cl22PCl5
PCl3
-112
75.5
1.574
遇水生成H3PO3和HCl,遇O2生成POCl3
POCl3
2
105.3
1.675
遇水生成H3PO4和HCl,能溶于PCl3
(一)制备:如图是实验室制备PCl3的装置(部分仪器已省略)。
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(1)仪器乙的名称是________。
(2)实验室用漂白粉加浓盐酸制备Cl2的化学方程式为_________
_______。
(3)碱石灰的作用是________________________________________________________。
(4)向仪器甲中通入干燥Cl2之前,应先通入一段时间的CO2,其目的是____________。
(二)提纯:
(5)粗产品中常含有POCl3、PCl5等。加入黄磷加热除去PCl5后,通过________(填实验操作名称),即可得到PCl3的纯品。
(三)分析:测定产品中PCl3纯度的方法如下:迅速称取4.200
g产品,水解完全后配成500
mL溶液,取
出25.00
mL加入过量的0.100
0
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mol·L-1
20.00
mL碘溶液,充分反应后再用0.100
0
mol·L-1
Na2S2O3
溶液滴定过量的碘,终点时消耗10.00
mL
Na2S2O3溶液。已知:H3PO3+H2O+I2===H3PO4+2HI;I2+
2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6;假设测定过程中没有其他反应。
(6)根据上述数据,该产品中P
( http: / / www.21cnjy.com )Cl3的质量分数为___________________________________。若滴定终点时俯视读数,则PCl3的质量分数________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
5.硫及其化合物对人类的生产和生活有着重要的作用。
(1)2SO2(g)+O2(g)??2
( http: / / www.21cnjy.com )SO3(g) ΔH=-198
kJ·mol-1是制备硫酸的重要反应。在容积为V
L的密闭容器中起始充入2
mol
SO2和1
mol
O2,反应在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图所示。与实验a相比,实验b改变的条件是________,判断的依据______________________。
(2)二氧化硫在一定条件下还可以发生如下反应:SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH=-42
kJ·mol-1。在1
L恒容密闭容器中充入SO2(g)和NO2(g),所得实验数据如下:
实验编号
温度
起始时物质的量/mol
平衡时物质的量/mol
n(SO2)
n(NO2)
n(NO)

T1
0.80
0.20
0.18

T2
0.20
0.80
0.16

T2
0.20
0.30
a
①实验甲中,若2
min
( http: / / www.21cnjy.com )时测得放出的热量是4.2
kJ,则0~2
min时间内,用SO2(g)表示的平均反应速率v(SO2)=____________________。
②实验丙中,达到平衡时,NO2的转化率为________。
③由表中数据可推知,T1________T2(填“>”“<”或“=”),判断的理由是____________。
题号
答案
解析
1
(1)分液漏斗 (2
( http: / / www.21cnjy.com ))I2+SO2+2H2O===4H++SO+2I- D中溶液变浑浊(3)不用加热、相对安全、易于控制反应的进行、反应充分等(4)MnO2、过氧化氢(5)①0.5
mol·L-1
BaCl2溶液 验证和除去SO2 氧气 ②不可行,SO3与HSO反应生成SO2,干扰对原混合气体中SO2的验证
(2)SO2既具有氧化性又具有
( http: / / www.21cnjy.com )还原性,一般以还原性为主,I2+SO2+2H2O===4H++SO+2I-,SO2表现氧化性,是在与氢硫酸反应时,2H2S+SO2===3S↓+2H2O,D中溶液变浑浊;(3)铜只跟浓硫酸反应,随反应进行,浓硫酸浓度变稀,反应停止,如果想要再反应需要添加浓硫酸,而改装后的实验避免了这点,节省原料;改用分液漏斗后,可以便于控制反应速率;改进后不需要加热,可以节约能源等等;(4)F是固体和液体不需要加热制取气体的装置,制取O2选用的试剂为MnO2(作催化剂)、过氧化氢;(5)①本实验是验证反应后气体的成分SO2、O2、SO3,c的作用验证SO3的存在,需要用0.5
mol·L-1
BaCl2溶液,d的作用是吸收SO3,e的作用是验证和除去SO2的存在,因SO2具有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明存在SO2,f中收集的是氧气。②SO3与水剧烈反应放出大量的热,生成硫酸的酸性强于亚硫酸,H++HSO===H2O+SO2↑,干扰后面SO2的验证,因此不可行
2
(1)d c a b i j(或j i) e f(2)关闭K1,打开K2,通入足量空气后,再打开K1,关闭K2(3)吸收空气中的CO2 除去空气中的水蒸气(4)D可能会吸收空气中的水蒸气与二氧化碳气体 D后再接一个装有碱石灰的干燥管(5)3MgCO3·Mg(OH)2·3H2O
(1)实验时向装置中通入空气是为
( http: / / www.21cnjy.com )了将产生的CO2和H2O蒸气全部赶出以便精确测出它们的质量,所以空气在进入E试管之前一定要净化;空气→B→A→E→C→D。(2)加热前,先将整个系统内原有的空气赶出,防止原空气中的CO2和H2O(g)进入C和D内,所以关闭K1,打开K2,通入空气一段时间后再打开K1、关闭K2。(3)装置B的作用是吸收空气中的CO2,A的作用是吸收H2O(g)。(4)空气中的CO2和H2O(g)可能进入D中,使测得CO2的质量偏大,改进方法是D后再连接一个装有碱石灰的干燥管。(5)m(MgO)=1.6
g→
n(MgO)=0.04
mol=n(MgCO3)+n[Mg(OH)2],n(CO2)=n(MgCO3)==0.03
mol→
n[Mg(OH)2]=0.01
mol,n(H2O)==0.04
mol,那么结晶水即n[Mg(OH)2产生的H2O]=0.04
mol-0.01
mol=0.03
mol,所以判断碱式碳酸镁的化学式为3MgCO3·Mg(OH)2·3H2O
3
(1)长颈漏斗 分液漏斗 (2)A、E B、D(3)c b (4)①D、G 浓硫酸 dcbe ②红棕色粉末逐渐变黑 收集尾气中的CO,防止污染
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(3)使用
X收集O2时,用排空气法,由于O2的密度比空气的大,应从长管进气,用排水法收集气体,应从短管进气。(4)根据反应原理可知制取CO反应属于“液+液气体”,用分液漏斗控制加入浓硫酸的量,应选D、G为气体发生装置,X的作用是除去CO中的水蒸气,洗气时气体流向为“长进短出”
4
(1)冷凝管(2)Ca(ClO)2+4HCl===CaCl2+2H2O+2Cl2↑(3)吸收多余的Cl2,防止污染环境;防止空气中的水分进入,影响产品纯度(4)排尽装置中的空气,防止O2和水与PCl3反应(5)蒸馏(6)98.21% 偏大
(1)仪器乙为冷凝管。(2)用漂白粉加浓
( http: / / www.21cnjy.com )盐酸制备Cl2的反应为Ca(ClO)2+4HCl===CaCl2+2H2O+2Cl2↑。(3)根据PCl3遇水能发生反应,氯气有毒知,碱石灰的作用是防止空气中的水蒸气进入并吸收多余的Cl2。(4)甲中通入干燥Cl2之前,先通入CO2,是为了排尽装置中的空气,防止O2和水与PCl3反应。(5)PCl3、POCl3的沸点相差较大,可以利用蒸馏的方法分离。(6)根据提供的反应,有n(H3PO3)+n(Na2S2O3)=n(I2),则25.00
mL溶液中n(H3PO3)=0.100
0
mol·L-1×0.02
L-×0.100
0
mol·L-1×0.01
L=0.001
5
mol。根据PCl3+3H2O===H3PO3+3HCl,则4.2
g产品中n(PCl3)=0.001
5
mol×20=0.03
mol,
PCl3的质量分数为×100%=98.21%。由于滴定管“0”刻度在上,若滴定终点时俯视读数,则计算时Na2S2O3溶液的体积偏小,根据n(H3PO3)=n(I2)-n(Na2S2O3)知n(H3PO3)偏大,故PCl3的质量分数偏大
5
(1)e接a,b接f,g接d 检验装置的气密性 除去H2中的H2O和HCl(2)除去锂表面的石蜡(3)收集c处排出的气体并检验H2纯度(4)LiH+CH3CH2OH===CH3CH2OLi+H2↑(5)10∶1(6)见解析
(1)A装置生成的H2含有HCl和H2O,所以B装置中的碱石灰除去HCl和H2O,把纯净的H2通入D中制取LiH,后面连接C,防止外界中的H2O进入,所以连接顺序为:e接a,b接f,g接d或e接a,b接g,f接d;与气体相关的实验,在装入药品前首先要进行装置气密性的检验;A装置生成的H2含有HCl和H2O,所以B装置中的碱石灰除去HCl和H2O,得到纯净的
( http: / / www.21cnjy.com )量为0.470
4
L÷22.4
L·mol-1=0.021
mol,设LiH物质的量为x,Li物质的量为y,根据质量可得8x+7y=0.174
g,根据气体物质的量可得x+1/2y=0.021
mol,解得x=0.02
mol,y=0.002
mol,所以产品中LiH与Li的物质的量之比为10∶1(6)利用排水法收集剩余的H2,所以将E装置补充完整如图所示:
( http: / / www.21cnjy.com )一、弱电解质的电离平衡(以CH3COOH的电离为例)
1.弱电解质电离的特点:CH3COOHCH3COO—+H+
(1)动(动态平衡)、定(各微粒的含量保持不变)、等(电离的速率等于离子结合成分子的速率)、变(条件改变,平衡发生移动)。
(2)电离过程吸热;电离程度较小。
2.电离平衡常数:用K表示,CH3COOH的电离平衡常数可表示为K(CH3COOH)=
[c(H+)·c(CH3COO—)]/c(CH3COOH)。
(1)电离平衡常数只随温度的变化而改变,不随参与电离平衡的分子和各离子的浓度变化而变化。
(2)K电离表达式中的各浓度指平衡时的浓度。通常都用在25℃的电离常数来讨论室温下各种弱电解质溶液的平衡状态。
(3)多元弱酸是分步电离的,它
( http: / / www.21cnjy.com )的每一步电离都有相应的电离常数,通常用K1、K2、K3等表示,其大小关系为K1>K2>K3,一般都要相差104~105倍。
3.外界条件对电离平衡的影响:
(1)浓度:增大弱电解质的浓度,电
( http: / / www.21cnjy.com )离平衡向右移动,溶质分子的电离程度减小;减小弱电解质的浓度(稀释),电离平衡向左移动,溶质分子的电离程度增大;增大离子的浓度(同离子效应),电离平衡向左移动,溶质分子的电离程度减小。
(2)温度:升高温度,电离平衡向右移动,溶质分子的电离程度增大;降低温度,电离平衡向左移动,溶质分子的电离程度减小。
二、水的电离平衡
1.水的电离平衡的特点:
(1)水的电离是吸热的,升温,电离平衡向右移动,电离程度增大。
(2)水极难电离,25℃时1L纯水中只有1×10-7
mol水分子发生电离。
(3)不同溶液中,c
(H+)与c
(OH-)不一定相等,但由水电离出的c
(H+)和c
(OH-)相等。
2.水的离子积常数
(1)25℃时水的离子积KW=1×10-14。
(2)KW
只随温度变化而变化,温度升高,水的电离程度增大,KW增大。
(3)KW
与溶液的酸碱性无关,在25℃时,酸性、碱性或中性溶液中KW
均为1×10-14。
(4)水的离子积中c
(H+)与c
(OH-)均表示整个溶液中H+、OH-的总物质的量浓度。
三、盐类的水解平衡
1.盐类水解的实质:盐电离出的弱离子(
( http: / / www.21cnjy.com )弱酸根离子或弱碱阳离子)和水所电离出的H+或OH-结合生成弱电解质,破坏了水的电离平衡,从而使溶液呈现出酸性或碱性。
2.盐类水解的规律:判断盐类是否发生水解以及
( http: / / www.21cnjy.com )水解后溶液的酸碱性,要看盐的离子对应的酸或碱的相对强弱。水解规律:“有弱才水解,无弱不水解,谁弱谁水解,越弱越水解,都弱都水解,谁强显谁性,同强显中性。”
3.盐类水解的特点:
(1)动(动态平衡)、定(各微粒的含量保持不变)、等(离子水解的速率等于分子电离的速率)、变(条件改变,平衡发生移动)。
(2)盐类的水解过程是吸热的;盐类的水解程度一般都很小。
4.盐类水解方程式的书写:
(1)盐类的水解一般是微弱的,而且反应是可逆的,故书写盐类水解反应离子方程式时要用“”,且水解生成的难溶物及气体,一般不标“↓”或“↑”(双水解反应除外)。例如FeCl3水解:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+。
(2)多元弱酸盐的水解是分步进行的,且以第一步为主,而多元弱碱盐的水解是一步完成的。
5.外界条件对盐类水解的影响:
(1)温度:盐的水解是吸热过程,故升高温度有利于盐的水解。例如,在Na2CO3溶液中加2滴酚酞试液,将溶液加热后,其红色加深。
(2)浓度:增大盐的浓度,根据平衡
( http: / / www.21cnjy.com )移动的原理,可使水解平衡向正反应方向移动,但盐的总量增大,水解的百分数(即转化率)反而减小。盐的浓度增大,盐溶液的H+或OH—浓度增大,酸性或碱性会随之增强,例如0.1
mol/L的Na2CO3溶液的碱性要比0.01
mol/LNa2CO3溶液的碱性强。
(3)溶液的酸碱性:水解显酸性
( http: / / www.21cnjy.com )的盐溶液中加入碱,肯定促进盐的水解;水解显酸性的盐溶液中加入较强的酸,肯定抑制盐的水解。同理水解显碱性的盐溶液中加入酸,会促进盐的水解;水解显碱性的盐溶液中加入较强的碱,会抑制盐的水解。例如,配制FeCl3、AgNO3溶液时常加入少量相应的酸来抑制盐的水解,以防产生氢氧化物的沉淀。
四、难溶电解质的溶解
1.溶解平衡:对于难溶电解质AmBn来说,存在平衡
AmBn(s)mAn+(aq)+nBm—(aq)。
2.溶度积常数:在一定温度下,难溶电解质的饱和溶液中各组分离子浓度幂的乘积为一常数,称为溶度积常数,简称溶度积,用符号“Ksp”表示。对于难溶电解质AmBn的溶解平衡:AmBn(s)mAn+(aq)+nBm—(aq),其溶度积常数为Ksp=[c(An+)]m·[c(Bm—)]n,这里c(An+)与c(Bm—)为平衡浓度。
3.溶解平衡的特点:
(1)动(动态平衡)、定(各微粒的含量保持不变)、等(溶解的速率等于电离的速率)、变(条件改变,平衡发生移动)。
(2)溶解过程是吸热的;溶解程度都较小。
4.溶度积规则:某难溶电解质
( http: / / www.21cnjy.com )的溶液中任一情况下有关离子浓度的乘积Qc(离子积),则Qc=[c(An+)]m·[c(Bm—)]n,这里c(An+)与c(Bm—)为任意浓度,不一定是平衡浓度。
(1)当Qc>Ksp时,溶液达到过饱和状态,溶液中有沉淀析出,直至溶液饱和,达到新的平衡;
(2)当Qc=Ksp时,溶液达到饱和状态,沉淀与溶解处于平衡状态;
(3)当Qc<Ksp时,溶液未饱和,溶液中无沉淀析出,若加入过量难溶电解质,难溶电解质溶解直至溶液饱和,达到新的平衡。
5.外界条件对溶解平衡的影响:溶解平衡主要受温度的影响,一般来说,温度升高,难溶电解质的溶解平衡向右移动,溶解与电离程度增大。
例1下列说法中错误的是(  )
A.室温下,向NH4HSO4溶液中加入NaOH至中性,则c(Na+)>c(SO)>c(NH)
B.Mg(OH)2沉淀转化为Fe(OH)3沉淀较容易实现,说明Fe(OH)3的Ksp更小
C.向醋酸溶液中加入水,不变(稀释过程中温度变化忽略不计)
D.25
℃,a
mol·L-1氨水与0.01
mol·L-1盐酸等体积混合液中c(NH)=c(Cl-),则K(NH3·H2O)=
答案
解析
D
NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液,若二者物质的量相同,则溶质为等物质的量的(NH4)2SO4和Na2SO4,混合溶液呈酸性,若使混合溶液呈中性,即混合溶液中c(H+)=c(OH-),则滴加的NaOH溶液过量,根据电荷守恒可以得到c(Na+)+c(NH)=2c(SO),故混合溶液中离子浓度大小关系为c(Na+)>c(SO)>c(NH)>c(OH-)=c(H+),A项正确;根据难溶物质容易转化为更难溶物质可知B项正确;将分子、分母同时乘以c(H+):==,由于Ka(CH3COOH)和KW在相同温度下均为定值,故C项正确;在25
℃下,混合后溶液中c(NH)=c(Cl-)=0.005
mol·L-1,根据物料守恒得c(NH3·H2O)=(0.5a-0.005)mol·L-1,又c(H+)=c(OH-)=10-7mol·L-1,故K(NH3·H2O)===,D项错误
例2水的电离平衡曲线如图所示,下列说法不正确的是(  )
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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
答案
解析
C
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例3(1)已知25
℃时,Ksp[Mg(OH
( http: / / www.21cnjy.com ))2]=1.8×10-11,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20。在25
℃下,向浓度均为0.1
mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成________沉淀(填化学式),生成该沉淀的离子方程式为_______________________________。
(2)25
℃时,向0.01
mol·L-1的MgCl2溶液中,逐滴加入浓NaOH溶液,刚好出现沉淀时,溶液的pH为
________;当Mg2+完全沉淀时,溶液的pH为________(忽略溶液体积变化,已知lg
2.4=0.4,lg
7.7=
0.9)。
已知25
℃时,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,则将AgCl放在蒸馏水中形成饱和溶液,溶液中的c(Ag+)约为
______
mol·L-1。
已知25
℃时,Ksp[Fe(OH)3]=2.79×10-39,该温度下反应Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O的平衡常数K=________。
答案
解析
(1)Cu(OH)2 Cu2++2NH3·H2O===Cu(OH)2↓+2NH (2)9.6 11.1 (3)1.3×10-5 (4)2.79×103
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(3)Ksp(AgCl)=1.8×10-10=c(Ag+)·c(Cl-)=c2(Ag+),解得:c(Ag+)≈1.3×10-5
mol·L-1。(4)Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-),题示反应的平衡常数为K=c(Fe3+)/c3(H+),25
℃时水的离子积为KW=c(H+)·c(OH-)=1×10-14,推得K=Ksp[Fe(OH)3]/K,即K=2.79×10-39/(1×10-14)3=2.79×103
1.下列叙述中正确的是(  )
①pH=5的CH3COOH溶液和pH=5的NH4Cl溶液中,c(H+)相等
②Na2CO3溶液加水稀释后,恢复至原温度,pH和KW均减小
③某醋酸溶液的pH=a,将此溶液稀释1倍后,溶液的pH=b,则a>b
④在滴有酚酞溶液的氨水中,加入NH4Cl至溶液恰好无色,则此时溶液的pH<7
⑤1.0×10-3
mol·L-1盐酸的pH=3.0;1.0×10-8
mol·L-1盐酸的pH=8.0
⑥若1
mL
pH=1的盐酸与100
mL
NaOH溶液混合后,溶液的pH=7,则NaOH溶液的pH=11
⑦10
mL
pH=12的氢氧化钠溶液中加入pH=2的HA至pH刚好等于7,所得溶液体积V(总)≥20
mL
A.①
B.②⑦
C.③④
D.⑤⑥
2.某化学研究性学习小组对电解质溶液作如下
( http: / / www.21cnjy.com )的归纳总结(均在常温下),其中正确的是( )①pH=1的强酸溶液,加水稀释后,溶液中各离子浓度都会降低
②1
L
0.50
mol·L-1
NH4Cl溶液与2
L
0.25
mol·L-1
NH4Cl溶液含N物质的量完全相等
③pH相等的四种溶液:a.CH
( http: / / www.21cnjy.com )3COONa b.C6H5ONa c.NaHCO3d.NaOH,则四种溶液的溶质的物质的量浓度由小到大顺序为:d④pH=8.3的NaHCO3溶液:c(Na+)>c(HC)>c(C)>c(H2CO3)
⑤pH=2的一元酸和pH=12的二元强碱等体积混合:c(OH-)≤c(H+)
⑥pH=4、浓度均为0.1
mol·L-1的
( http: / / www.21cnjy.com )CH3COOH、CH3COONa混合溶液中:c(CH3COO-)+c(OH-)>c(CH3COOH)+c(H+)
①②④
B.①③⑤
C.③⑤⑥
D.②④⑥
3.已知:HClO的Ka=3.0×10-8;
( http: / / www.21cnjy.com )H2CO3的Ka1=4.3×10-7,Ka2=5.6×10-11;Ksp(BaSO4)=1.1×10-
10;Ksp(BaCO3)=5.1×10-9。下列说法中正确的是(  )
A.相同条件下,pH相同的NaClO和Na2CO3溶液,物质的量浓度前者小于后者
B.常温下,将CH3COONa溶液和稀盐酸混合至溶液pH=7时:
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)=c(OH-)
C.向饱和Na2CO3溶液中通入足量的CO2,溶液变浑浊,由此证明了NaHCO3溶解度比Na2CO3小
D.氯碱工业使用的食盐水需
( http: / / www.21cnjy.com )先除去其中的Ca2+、Mg2+、S等杂质,除杂时,粗盐水中可先加入过量的BaCl2溶液,至沉淀不再产生后,再加入过量的Na2CO3和NaOH,充分反应后滤去沉淀,所得滤液中仍含有一定量的S
4.溶液是化学的重点研究对象。
(1)水是极弱的电解质,也是最重要的溶剂。常温下某电解质溶解在水中后,溶液中的c(H+)=10-9
mol·L-1,
则该电解质可能是    (填序号)。
A.CuSO4 B.HCl C.Na2S D.NaOH E.K2SO4
(2)已知次氯酸是比碳酸还弱的酸,要使新制稀氯水中的c(HClO)增大,可以采取的措施为(至少回答两种)  。
(3)常温下,将pH=3的盐酸a
L分别与下
( http: / / www.21cnjy.com )列三种溶液混合,结果溶液均呈中性。①浓度为1.0×10-3
mol·L-1的氨水b
L;②c(OH-)=1.0×10-3
mol·L-1的氨水c
L;③c(OH-)=1.0×10-3
mol·L-1的氢氧化钡溶液d
L,则a、b、c、d之间的关系是 。
(4)已知HA、H2B是两种弱酸,存在以下关系:H2B(少量)+2A-B2-+2HA,则A-、B2-、HB-三种阴离子结合H+的能力大小顺序为    。
(5)已知:H2AH++HA-、HA-H++A2-,常温下,0.1
mol·L-1的NaHA溶液其pH=2,则0.1
mol·L-1的H2A溶液
中氢离子浓度的大小范围是          ;NaHA溶液中各种离子浓度大小关系为 。
已知:Ksp(AgCl)=1.8×
( http: / / www.21cnjy.com )10-10
mol·L-1,向50
mL
0.018
mol·L-1的AgNO3溶液中加入相同体积0.020
mol·L-1的盐酸,则c(Ag+)=    ,此时所得混合溶液的pH=    。
5.(1)室温下,如果将0.1
mol
( http: / / www.21cnjy.com )
CH3COONa和0.05
mol
HCl全部溶于水,形成混合溶液(假设无损失),________和________两种粒子的物质的量之和等于0.1
mol。
(2)已知某溶液中只有Na+、CH3COO-、H+、OH-四种离子。某同学推测该溶液中离子浓度可能有如下四种关系:
A.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)B.c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
C.c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)D.c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
①若溶液中只溶解了一种溶质,该溶质的名称是______,上述离子浓度大小关系中正确的是(填字
母)________;
②若上述关系中D是正确的,则溶液中溶质的化学式是________________;
③若该溶液由体积相等的醋酸与NaOH溶液混合
( http: / / www.21cnjy.com )而成,且溶液恰好呈中性,则混合前c(CH3COOH)(填“>”“<”“=”,下同)________c(NaOH),混合后c(CH3COO-)与c(Na+)的关系是
c(CH3COO-)________c(Na+)。
(3)25
℃时,向0.1
mol·L
( http: / / www.21cnjy.com )-1的醋酸溶液中加入少量的醋酸钠固体,当固体溶解后,测得溶液的pH增大,主要原因是________(填字母)。
醋酸与醋酸钠发生反应
B.醋酸钠溶液水解显碱性,增加了c(OH-)
C.醋酸钠溶于水电离出醋酸根离子,抑制了醋酸的电离,使c(H+)减小
题号
答案
解析
1
A
①pH=5的CH3COOH溶液
( http: / / www.21cnjy.com )和pH=5的NH4Cl溶液中,c(H+)=1,两种溶液的pH相等,所以其c(H+)相等,故正确;②水的离子积常数只与温度有关,温度不变,则KW不变,故错误;③加水稀释醋酸促进电离,但稀释过程中醋酸电离增大程度小于溶液体积增大程度,所以稀释后溶液中c(H+)减小,所以amol·L-1盐酸接近中性,所以该溶液的pH接近7,故错误;⑥若1
mL
pH=1的盐酸与100
mL
NaOH溶液混合后,溶液的pH=7,说明盐酸和NaOH的物质的量相等,则氢氧化钠浓度为盐酸的,为0.001
mol·L-1,则NaOH溶液的pH=11,故正确;⑦10
mL
pH=12的氢氧化钠溶液中加入pH=2的HA至pH恰好等于7,如果酸为强酸,则酸溶液的体积为10
mL,如果酸是弱酸,则酸溶液的体积小于10
mL,所以所得溶液体积V(总)≤20
mL,故错误
2
C
( http: / / www.21cnjy.com )为:c(Na+)>c(HC)>c(H2CO3)>c(C),故④错误;⑤pH=2的一元酸可能为强酸也可能是弱酸,强酸时混合液呈中性,弱酸时混合液呈酸性,故⑤正确;⑥pH=4浓度均为0.1
mol·L-1的CH3COOH、CH3COONa混合溶液中,电离大于水解,c(Na+)>c(CH3COOH),电荷守恒c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),故c(CH3COO-)+c(OH-)>c(CH3COOH)+c(H+),故⑥正确
3
D
Ka越大,对应酸的酸性越强,由题干中的数据可知相同浓度时,酸性:HClO>HC,酸性越弱,则对应盐的碱性越强,则pH相同的NaClO和Na2CO3溶液,物质的量浓度前者大于后者,故A错误;CH3COONa溶液和稀盐酸的混合溶液中电荷守恒为:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(Cl-)+c(OH-),pH=7,则c(H+)=c(OH-),所以c(Na+)=c(CH3COO-)+c(Cl-),由物料守恒可知c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),所以c(Cl-)=c(CH3COOH),故B错误;Na2CO3与CO2反应消耗水,使溶剂的质量减少,而且1
mol
Na2CO3与CO2反应生成2
mol
NaHCO3,NaHCO3质量增大,所以向饱和Na2CO3溶液中通入足量的CO2,溶液变浑浊,不能说明NaHCO3溶解度比Na2CO3小,故C错误;食盐水除杂时,粗盐水中可先加入过量的BaCl2溶液,除去S,至沉淀不再产生后,再加入过量的Na2CO3,除去Ca2+和Ba2+,再加NaOH除去Mg2+,充分反应后滤去沉淀;由于BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大,当溶液中存在大量C时,发生BaSO4(s)+C(aq)BaCO3(s)+S(aq),BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s),所以所得滤液中仍含有一定量的S,故D正确
4
(1)CD(2)再通入氯气、加入碳酸盐、加入次氯酸钠(3)b>a=d>c(4)A->B2->HB-(5)0.1
mol·L-1mol·L-1 c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)(6)1.8×10-7
mol·L-1 2
( http: / / www.21cnjy.com )反应H2B(少量)+2A-=B2-+2HA,可知,HA酸性小于H2B,HA酸性最弱,酸性越弱对应的酸根离子结合H+能力越强,没有HB-生成,说明得电子能力A-大于HB-,则得电子能力顺序为A->B2->HB-。(5)由H2A=H++HA-,HA-H++A2-可知,第一步完全电离,第二步不完全电离,0.1
mol·L-1的H2A溶液中H2A第一步电离出氢离子浓度是0.1
mol·L-1,0.1
mol·L-1的NaHA溶液其pH=2,说明HA-电离比水解多出0.01
mol·L-1,HA-的电离较微弱,所以电离出氢离子浓度小于0.01
mol·L-1,则0.1
mol·L-1的H2A溶液中c(H+)的大小范围是0.1
mol·L-1mol·L-1,NaHA溶液中HA-的电离大于其水解,则离子浓度的关系是c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)。(6)盐酸和硝酸银反应的物质的量之比是1∶1,n(AgNO3)=0.05
L×0.018
mol·L-1=9×10-4
mol,n(HCl)=0.05
L×0.020
mol·L-1=1×10-3
mol,n(AgNO3)mol·L-1,c(Ag+)=
mol·L-1=1.8×10-7
mol·L-1,c(H+)=0.01
mol·L-1,pH=2
5
(1)CH3COO- CH3COOH (2)①醋酸钠 A ②CH3COOH、CH3COONa ③> = (3)C
( http: / / www.21cnjy.com )在近几年的高考化学试题中,开放性
( http: / / www.21cnjy.com )、探究性的实验试题逐渐成为了考试的热点,在这些实验试题中最难回答或是最不好得分的就是实验简答题了,考生也明白是怎么回事,可就是不会回答,要么回答的原理不对,要么回答的格式不合理,要么回答的语言不规范,不能够用化学语言来回答,等等所有这些都成为了高三考试乃至该考失分的关键点。所以答题必须形成一定的模板。
1.明确目的原理:
(1)认真阅读试题,对试题所提供的
( http: / / www.21cnjy.com )材料进行分析,理清试题的信息源,提出假设或猜想,明确实验的目的及要求,综合已学过的知识,通过类比、迁移、分析,明确实验原理,设计实验方案。
(2)书写实验目的一般要把动词“研究”
( http: / / www.21cnjy.com )或“探究”放在前面,如探究不同催化剂对“XX”反应的影响,方案一般可以依据原理和物质的性质设计成流程图的形式方法,并在流程上标明所用的试剂及用量和操作。
2.选择仪器药品:
(1)根据实验的目的和原理,以及反应
( http: / / www.21cnjy.com )物和生成物的性质、反应条件,如反应物和生成物的状态,能否腐蚀仪器和橡皮、反应是否加热及温度是否控制在一定的范围等,从而选择合理的化学仪器和药品。
(2)化学试剂选择时一定要注意
( http: / / www.21cnjy.com )控制变量,使变量唯一化,避免相同操作不同试剂现象相同的问题出现。如检验硫酸根离子,要注意Ag+、CO32—、SO32—、PO43—等其它离子对其检验的干扰,再如检验亚铁离子的存在,要注意稀硝酸或酸性高锰酸钾的用量,因为这些强氧化剂氧化亚铁离子的同时可能氧化硫氰酸根离子。
3.设计装置步骤:
(1)根据上述实验目的和原理
( http: / / www.21cnjy.com ),以及所选用的仪器和药品,设计出合理的实验装置和实验操作步骤。学生应具备识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力,实验步骤应完整而又简明。
(2)书写步骤时,一要注意取样,如试样是固
( http: / / www.21cnjy.com )体一般是“取试样少于研磨成粉,将粉末在烧杯中溶解……”;试样是液体或溶液一般是“取试样少许或上层清液或洗涤液于试管中,……”;试样是草本植物一般是“取试样少许灼烧成灰,将灰在烧杯中溶解溶解,过滤,……”。二要注意试剂的选择,不要选择试题没有提供的试剂,如试题提供的氧化剂是稀硝酸,就不能用没用提供的酸性高锰酸钾溶液;再如试题提供浓硫酸没有提供稀硫酸,而实验必须用到稀硫酸,就一定要有浓硫酸的稀释过程。三要注意标明试剂的浓度和用量,浓度可以是试题提供的,用量一定要考虑试剂的性质,反应的要求。格式可以为“向0.1mol/L‘XX’溶液中加入适量或少量或过量0.1mol/L‘YY’”。
4.记录现象数据:
(1)根据观察,全面而准确地记录实验过程中的现象和数据。
(2)书写实验现象一是注意不要和实验结论混
( http: / / www.21cnjy.com )为一谈,如氢气还原氧化铜的实验现象写为黑色的氧化铜转化为红色的铜是错误的,正确应为黑色粉末变为红色粉末;二是要注意不要出现漏写或错写,如酸性高锰酸钾溶液写为酸性高锰酸钾,溶液变为红色写为变为红色,溶液变为红色写未产生红色沉淀等。数据记录在笔试考试中一般不会出现,但会出现设计表格或数据处理的问题,答题时要注意定量实验要注意做平行实验取平均值,多个数据的差值一般不得超过0.1。
5.分析得出结论:
(1)根据实验观察的现象和记录的数据,通过分析、计算、图表、推理等处理,得出正确的结论。
(2)依据预期现象归纳结论和依据图像、数
( http: / / www.21cnjy.com )据归纳结论是近几年新课程高考的一大特色,或分或并的试题增加了化学试题的难度,也增加了试题的区分度。回答这类试题时,一要注意控制变量;二要注意范围不要任意扩大化;三要注意语言简练不要通俗化。
以上只是解答综合实验题的一般
( http: / / www.21cnjy.com )思考方法。在解答过程中,应根据实验题的具体情况和要求,作出正确的回答。解答时还要考虑以下因素: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);⑧其他(如实验操作顺序、试剂加人顺序、实验方法使用顺序等)。
例1利用废铝箔(主要成分
( http: / / www.21cnjy.com )为Al,含有少量的Fe、Si等)既可制取有机合成催化剂AlBr3又可制取净水剂硫酸铝晶体[Al2(SO4)3·18H2O]。实验室制取无色的无水AlBr3(熔点:97.5℃,沸点:263.3~265℃)可用图1所示装置,主要实验步骤如下:
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步骤1:
将铝箔剪碎,用CCl4浸泡片刻,干燥,然后投入到烧瓶6中。
步骤2:
从导管口7导入氮气,同时打开导管口1和4放空,一段时间后关闭导管口7和1;导管口4接装有五氧化二磷的干燥管。
步骤3:
从滴液漏斗滴入一定量的液溴于烧瓶6中,并保证烧瓶6中铝过量。
步骤4:
加热烧瓶6,回流一定时间。
步骤5:
将氮气的流动方
( http: / / www.21cnjy.com )向改为从导管口4到导管口1。将装有五氧化二磷的干燥管与导管口1连接,将烧瓶6加热至270
℃左右,使溴化铝蒸馏进入收集器2。
步骤6:
蒸馏完毕时,在继续通入氮气的情况下,将收集器2从3处拆下,并立即封闭3处。
(1)
步骤1中,铝箔用CCl4浸泡的目的是 

(2)
步骤2操作中,通氮气的目的是              
   。
(3)
步骤3中,该实验要保证烧瓶中铝箔过量,其目的是          。
(4)
铝与液溴反应的化学方程式为           
    。
(5)
步骤4依据何种现象判断可以停止回流操作             
 。
(6)
步骤5需打开导管口1和4,并从4通入N2的目的是 

答案
解析
(1)
除去铝箔表面的油脂等有机物(2)
排出装置中含水蒸气的空气(3)
保证液溴完全反应,防止溴过量混入AlBr3中(4)
2Al+3Br2=2AlBr3(5)
5的管中回流液呈无色(或烧瓶6中物质呈无色)(6)
将AlBr3蒸气导入装置2中并冷凝
( http: / / www.21cnjy.com )
例2(1)
利用工业FeCl3制取纯净的草酸铁晶体[Fe2(C2O4)3·5H2O]的实验流程如下图所示。
( http: / / www.21cnjy.com )
所得Fe2(C2O4)3·5H2O需用冰水洗涤,其目的是 

(2)SnSO4是一种重要的硫酸盐,在工业生产中有着广泛的应用。其制备路线如下:
( http: / / www.21cnjy.com )
实验室中“漂洗”沉淀的实验操作方法是 

(3)氯化亚铜在氯的衍生物产品中占有较突出的位置,在有机合成工业中可作催化剂。以下是从Cu、Fe的电镀废水中制备氯化亚铜的工艺流程图。
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结晶后采用无水乙醇洗涤的原因是 

(4)
工业上硫酸锰铵[(NH4)2Mn(SO4)2]可用于木材防火涂料等。其制备工艺如下:
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已知步骤Ⅰ反应:H2C2O4(aq)+H2SO4(aq)+MnO2(s)MnSO4(aq)+2CO2(g)+2H2O(l) ΔH。步骤Ⅱ中趁热过滤前需向MnSO4溶液中加入少量热水,其目的是   ;步骤Ⅲ所得(NH4)2Mn(SO4)2晶体需用酒精溶液洗涤,洗去的主要杂质离子有      。
答案
解析
(1)除去杂质、减少草酸铁晶体的溶解损耗(2)
(沿玻璃棒)向漏斗(或过滤器)中加蒸馏水至浸没沉淀,(静置)待水全部流出后,重复操作2~3次(3)降低CuCl在洗涤时的损失,乙醇容易挥发(4)防止过滤时因温度降低使MnSO4晶体析出 NH4+、SO42—
( http: / / www.21cnjy.com )挥发,比较容易干燥。(4)加入少量热水是防止过滤时因温度降低使MnSO4晶体析出;因为加入的硫酸铵是过量的,所以(NH4)2Mn(SO4)2晶体表面吸附着NH4+和SO42—
1.硫化碱法是工业上制备硫代硫酸钠晶体(N
( http: / / www.21cnjy.com )a2S2O3·5H2O)的方法之一,流程如下,已知:Na2S2O3在空气中强热会被氧化,Na2S2O3·5H2O在35℃以上的干燥空气中易失去结晶水。
(1)
甲研究小组设计如下吸硫装置:
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①写出A瓶中生成Na2S2O3的化学方程式: 

②装置B的作用是检验装置A中SO2的吸收效
( http: / / www.21cnjy.com )果,B中试剂可以是    ,表明SO2未完全被吸收的实验现象是                    。
③为了使SO2尽可能吸收完全,在不改变A中溶液浓度、体积的条件下,可采取的合理措施是
        (写出一条即可)。
(2)
从滤液中获得较多Na2S2O3·5H2O晶体的实验操作依次为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、    、    。
(3)
乙研究小组将二氧化硫气体
( http: / / www.21cnjy.com )和氯气同时通入足量氢氧化钠溶液中,小组成员认为吸收液中肯定存在Cl-、OH-和SO42—,可能存在SO32—或ClO-。限选实验试剂:3mol·L-1H2SO4溶液、1mol·L-1NaOH溶液、溴水、淀粉-KI溶液,设计实验方案探究该吸收液中是否存在ClO-:       。
2.草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中,其
( http: / / www.21cnjy.com )K1=5.4×10-2,K2=5.4×10-5。草酸的钠盐和钾盐易溶于水,而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色,熔点为101℃,易溶于水,受热脱水、升华,170℃以上分
解。回答下列问题:
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(1)
甲组同学按照如上图所示的装置,通
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(2)
乙组同学认为草酸晶体分解的产物中含有CO,为进行验证,选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。
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①乙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为A、B、        。装置H反应管中盛有的物质是   
 。
②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是 

(3)
设计实验证明:
①草酸的酸性比碳酸强 

②草酸为二元酸 

3.绿矾(FeSO4·7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。下面是以市售铁屑(含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生产纯净绿矾的一种方法:
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已知:室温下饱和H2S溶液的pH约为3
( http: / / www.21cnjy.com ).9,SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6;FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0,沉淀完全时的pH为5.5。
(1)
通入硫化氢的作用:①除去溶液中的S
( http: / / www.21cnjy.com )n2+;②除去溶液中的Fe3+,其反应的离子方程式为       。操作Ⅱ,在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是         。
(2)
操作Ⅳ的顺序依次为    、    、过滤、洗涤、干燥。
(3)
操作Ⅳ得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤,其目的是:①除去晶体表面附着的硫酸等杂质;②                  。
(4)
测定绿矾产品中Fe2+含量的方法:a.
称取一定质量绿矾产品,配制成250.00
mL溶液;b.
量取25.00
mL待测溶液于锥形瓶中;c.
用硫酸酸化的0.010
00
mol·L-1
KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00
mL。滴定时发生反应的离子方程式为:5Fe2++MnO42—+8H+5Fe3++Mn2++4H2O。
①用硫酸酸化的0.010
00
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mol·L-1
KMnO4溶液滴定时,左手把握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视         
   。
②判断此滴定实验达到终点的方法是 。
③若用上述方法测定的样品中FeS
( http: / / www.21cnjy.com )O4·7H2O的质量分数偏低(测定过程中产生的误差可忽略),其可能原因有                       。
4.高纯碳酸锰在电子工业中有重要的应用,湿法
( http: / / www.21cnjy.com )浸出软锰矿(主要成分为MnO2,含少量Fe、Al、Mg等杂质元素)制备高纯碳酸锰的实验过程如下:
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(1)
浸出:浸出时温度控制在90
( http: / / www.21cnjy.com )-95℃之间,并且要连续搅拌3
h的目的是          ,植物粉的作用是     
 。
(2)
除杂:①向浸出液中加入一定量的碳酸锰
( http: / / www.21cnjy.com )矿,调节浸出液的pH为3.5-5.5;②再加入一定量的软锰矿和双氧水,过滤;③……操作①中使用碳酸锰调pH的优势是       ;操作②中加入双氧水不仅能将Fe2+氧化为Fe3+,而且能提高软锰矿的浸出率,写出双氧水提高软锰矿浸出率的离子方程式:              。
(3)
制备:在30-35℃下,将碳酸氢铵溶
( http: / / www.21cnjy.com )液滴加到硫酸锰净化液中,控制反应液的最终pH在6.5-7.0,得到MnCO3沉淀。温度控制在35℃以下的原因是            ;该反应的化学方程式为                          ;生成的MnCO3沉淀需经充分洗涤,检验洗涤是否完全的方法是        
  。
5.(1)氯化亚铜(CuCl)广泛应用于
( http: / / www.21cnjy.com )化工、印染、电镀等行业。CuCl难溶于醇和水,可溶于氯离子浓度较大的体系,在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜(主要成分是Cu,含少量CuO)为原料,采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺流程如下,步骤⑤包括用pH=2的酸洗和水洗两步操作,酸洗采用的酸是    (填名称),上述工艺中,步骤⑥不能省略,理由是               。
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(2)过氧化钙(CaO2)是一种白色、无毒、
( http: / / www.21cnjy.com )难溶于水的固体,能杀菌消毒,广泛用于果蔬保鲜、空气净化、污水处理等方面。工业生产过程如下:在NH4Cl溶液中加入Ca(OH)2;不断搅拌的同时加入30%
H2O2,反应生成CaO2·8H2O沉淀;经过陈化、过滤,水洗得到CaO2·8H2O,再脱水干燥得到CaO2。检验CaO2·8H2O是否洗净的方法是 。
(3)铝铁合金在微电机中有广泛应用,某兴趣小组为利用废弃的铝铁合金设计了如下实验流程制备聚合硫酸铁和明矾,聚合硫酸铁是一种无毒无害、化学性质稳定、能与水混溶的新型絮凝剂,微溶于乙醇,其化学式可表示为[(SO4)y]n。聚合硫酸铁可用于净水,其原理是       。有人认为上述流程中的“氧化”设计存在缺陷,请提出改进意见:    ;浓缩时向其中加入一定量的乙醇,加入乙醇的目的是 

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题号
答案
解析
1
(1)
2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2品红(或溴水或KMnO4溶液) B中溶液很快褪色控制SO2的流速(或增大SO2与溶液的接触面积或搅拌反应物)(2)
冰水洗涤 低温烘干(3)
取少量吸收液于试管中,滴加3mol·L-1H2SO4至溶液呈酸性,滴加12滴淀粉-KI溶液,振荡,若溶液变蓝色,则说明有ClO-
( http: / / www.21cnjy.com )面积或搅拌反应物等。(2)
为了减少晶体的溶解,在洗涤时可用冰水洗涤;由于35
℃以上时晶体容易失去结晶水,故采用低温烘干。(3)
ClO-具有强氧化性,在酸性条件下能将KI氧化为I2,故可向溶液中加入稀硫酸,再加入淀粉-碘化钾溶液,若变蓝,则含有ClO-
2
(1)
澄清石灰水变浑浊 CO2 冷凝(水、草酸等),防止草酸进入C装置生成草酸钙沉淀,干扰二氧化碳的检验(2)
①F、D、G、H、D CuO(氧化铜) ②H中的黑色粉末变成红色,H前的装置D中的石灰水不变浑浊,H后的装置D中的石灰水变浑浊(3)
①向1
mol·L-1NaHCO3溶液中加入1
mol·L-1草酸溶液,若产生大量气泡则说明草酸的酸性比碳酸强②用NaOH标准溶液滴定草酸溶液,消耗NaOH的物质的量为草酸的2倍,则说明草酸是二元酸
(1)
根据题干信息,草酸晶体(H2C2O
( http: / / www.21cnjy.com )4·2H2O)受热脱水、升华,170℃以上分解,结合装置图中澄清石灰水可知,生成物中有CO2,实验现象是澄清石灰水变浑浊;装置B的主要作用是冷凝(水、草酸等),防止草酸进入C装置生成草酸钙沉淀,干扰二氧化碳的检验。(2)
①要检验草酸晶体分解的产物中含有CO,首先要用浓的氢氧化钠溶液除去生成的CO2,再用澄清石灰水检验二氧化碳是否除尽,利用CO的还原性以及生成的产物是CO2检验CO,装置连接的顺序是A、B、F、D、G、H、D;装置H反应管中盛有的物质是CuO(氧化铜)。②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是:H中的黑色粉末变成红色,H前的装置D中的石灰水不变浑浊,H后的装置D中的石灰水变浑浊。(3)
①要证明草酸的酸性比碳酸强,利用强酸制弱酸原理,向1
mol·L-1NaHCO3溶液中加入1
mol·L-1草酸溶液,若产生大量气泡则说明草酸的酸性比碳酸强。②若草酸为二元酸,用NaOH标准溶液滴定,化学方程式为H2C2O4+2NaOH=Na2C2O4+2H2O,则消耗的NaOH的物质的量为草酸的2倍
3
(1)
2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+使Sn2+沉淀完全,防止Fe2+生成沉淀(2)
蒸发浓缩 冷却结晶(3)
降低洗涤过程中FeSO4·7H2O的损耗(4)
①锥形瓶中溶液颜色的变化②滴加最后一滴KMnO4溶液时,溶液变成浅红色且半分钟内不褪色③样品中存在少量的杂质(或样品部分被氧化)
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②冰水温度低,能降低FeSO4·7H2O晶体的溶解损耗。(4)
①滴定操作时,眼睛要注视锥形瓶中溶液颜色的变化,而不是溶液滴速。②由于滴定过程中的KMnO4本身就有颜色,故不需要外加指示剂,因此到达滴定终点时的判断依据为滴加最后一滴KMnO4溶液时,溶液变成浅红色且半分钟内不褪色。③由于Fe2+具有比较强的还原性,很容易被空气中的氧气氧化,故质量分数偏低的可能原因之一是Fe2+被氧化
4
(1)
提高软锰矿中锰的浸出率 作还原剂(2)
增加MnCO3的产量(或不引入新的杂质等) MnO2+H2O2+2H+=Mn2++2H2O+O2↑(3)
减少碳酸氢铵的分解,提高原料利用率 MnSO4+2NH4HCO3MnCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+
H2O取最后一次的洗涤滤液12
mL
于试管中,向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则表明已洗涤干净
(1)
控制适当的温度,连
( http: / / www.21cnjy.com )续搅拌3
h都是为了使软锰矿中的锰充分浸出。(2)
该流程最终得到的产物为碳酸锰,故加入MnCO3后不会引入新的杂质;软锰矿中Mn元素主要以MnO2形式存在,加入H2O2后能将MnO2还原为Mn2+,反应的离子方程式为MnO2+H2O2+2H+=Mn2++2H2O+O2↑。(3)
NH4HCO3受热易分解,故采用较低温度;生成沉淀的同时生成了(NH4)2SO4,故可通过检验洗涤滤液中是否含有SO42—来检验沉淀是否洗涤干净
5
(1)硫酸;有利于加快除去CuCl表面的水分,防止其水解氧化(2)取少量最后一次洗涤滤液,加入少量硝酸酸化的硝酸银溶液,观察是否产生白色沉淀,如果产生白色沉淀就证明没有洗涤干净,否则洗涤干净(3)聚合硫酸铁具有吸附作用;将稀硝酸改为H2O2降低聚合硫酸铁的溶解度,以便析出,所得产物易于干燥;Fe2O3[或Fe(OH)3]pH过小,会抑制Fe3+的水解
( http: / / www.21cnjy.com )硝酸银溶液应该有白色沉淀产生。(3)聚合硫酸铁是絮凝剂,具有较大的表面积,有很强的吸附作用,故能用于净水;加入硝酸作氧化剂时,会引入杂质离子NO3—,故应选择绿色氧化剂H2O2、O3等;加入的试剂应符合难溶于水、消耗H+、不引入杂质离子这三个条件,故可选择Fe2O3或Fe(OH)3;Fe3+水解后导致溶液显酸性,故溶液的pH过小时,溶液的酸性太强,对Fe3+的水解有抑制作用,降低了x的值化学计算是高中化学学科学习的重要内容之一,在高考中要取得好成绩,就必须掌握好解答化学计算的科学思维方法。
1.与化学方程式有关的计算:与化学方程式有关的计算模板
设未知量
设未知量时一定要注意质量单位,已知量和未知量单位不一致的,一定要进行单位换算,单位必须一致才能计算
书写化学方程式
写出方程式一定要注意配平,而且要注意方程式的完整,反应条件、气体和沉淀的符号要注意标明
建立关系式
在化学方程式有关物质的化学式下面先写出已知物和所求物的有关量的关系,再代入已知量和所求量(上下单位要一致,左右单位要对应)
列出计算关系式
比例式有两种列法,可以横列也可以纵列
书写计算结果
计算结果的小数位保留按题中要求进行
化学反应中,有时会涉及到多步反应:第一个反应
( http: / / www.21cnjy.com )的生成物是第二个反应的反应物,第二个反应的生成物又是第三个反应的反应物。对多步反应的计算题,用通常的方法从已知数据到求得最终结果要根据每个化学方程式一步一步地计算,相当繁琐。由化学反应中各物质的质量成正比例关系。只要找到已知量与待求量之间的这种关系,即可一步计算得出结果,从而化繁为简,提高解题效率。
2.与化学反应速率、化学平衡有
( http: / / www.21cnjy.com )关的计算:计算可用三段法即找出浓度可变的反应物、产物在起始时、转化的、平衡时的浓度,然后带入速率(变化浓度)、平衡常数表达式(平衡时生成物浓度系数次幂的乘积与反应物系数次幂乘积的比值)进行计算即可。注意:带入式子的物质一定浓度可变、一定是平衡浓度。水为气态时,要带入平衡表达式;在液态或溶液中时,水不要带入平衡表达式。三段法是解化学平衡的基础,它强调解题应按一定的基本步骤进行。
书写三段式(浓度)
mA(g) + nB(g)
pC(g)+qD(g)c(起始)
ab
0
0c(变化)
mxnxpxqxc(平衡)
a-mxb-nxpxqx
书写计算公式
速率计算:v(B)=△c(B)/△t平衡常数计算:K=cp(C)·cq(D)/
cm(A)·cn(B)
带入相关数值(带浓度单位)
v(B)=nx/△tK=cp(px)·cq(qx)/
cm(a-mx)·cn(b-nx)
书写计算结果
注意带单位
3.与盖斯定律有关的计算:
(1)计算模式:
[方式一]若有(a)A(g)+M(
( http: / / www.21cnjy.com )g)===B(g)ΔH1(b)A(l)+M(g)===B(g)ΔH2(c)A(g)===A(l)ΔH3则(c)=(a)-(b),即:ΔH3=ΔH1-ΔH2。
[方式二]若有(a)A(s)
( http: / / www.21cnjy.com )+M(g)===B(s)ΔH1(b)C(s)+M(g)===D(s)ΔH2(c)A(s)+D(s)===B(s)+C(s) ΔH3则(c)=(a)-(b),即:ΔH3=ΔH1-ΔH2。
(2)计算要领:
①当反应方程式乘以或除以某数时,ΔH也应乘以或除以某数。
②反应式进行加减运算时,ΔH也同样要进行加减运算,且要带“+”、“-”,即把ΔH看作一个整体进行运算。
③通过盖斯定律计算反应热和比较反应热的大小时,同样要把ΔH看作一个整体。
④在设计反应过程时常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化,状态由固→液→气时,会吸热,反之会放热。
⑤当设计的反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反。
例1软锰矿(主要成分MnO2,杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的水悬浊液与烟气中SO2反应可制备
MnSO4·H2O
,反应的化学方程式为MnO2+SO2===MnSO4。
(1)质量为17.40
g纯净MnO2最多能氧化________L(标准状况)SO2。
(2)已知:Ksp[Al(OH)3]=1×1
( http: / / www.21cnjy.com )0-33,Ksp[Fe(OH)3]=3×10-39,pH=7.1时Mn(OH)2开始沉淀。室温下,除
MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+(使其浓度均小于1×10-6mol·L-1),需调节溶液pH范围为________。
(3)准确称取0.171
0
g
MnSO
( http: / / www.21cnjy.com )4·H2O样品置于锥形瓶中,加入适量H3PO4和NH4NO3溶液,加热使Mn2+全部氧化成Mn3+,用c(Fe2+)=0.050
0
mol·L-1的标准溶液滴定至终点(滴定过程中Mn3+被还原为Mn2+),消耗Fe2+溶液20.00
mL。计算MnSO4·H2O样品的纯度(请给出计算过程)。
答案
解析
(1)4.48 (2)5.00
mol·L-1×=1.00×10-3
moln(Mn2+)=n(Fe2+)=
1.00×10-3
molm(MnSO4·H2O)=1.00×10-3
mol
×
169
g·mol-1=0.169
gMnSO4·H2O样品的纯度:×100%=98.8%
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(3)Mn2+先转化成Mn3+,Mn元素的量没有改变,依据反应Mn3++Fe2+===Mn2++Fe3+知,消耗的Fe2+的物质的量等于Mn3+的物质的量,所以n(MnSO4·H2O)=n(Mn2+)=n(Mn3+)=n(Fe2+)=0.05
mol/L×0.02
L=0.001
mol,MnSO4·H2O的纯度为×100%=98.8%
例2
Bodensteins研究了下列反应:2HI(g)H2(g)+I2(g),在716
K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表:
t/min
0
20
40
60
80
120
x(HI)
1
0.91
0.85
0.815
0.795
0.784
x(HI)
0
0.60
0.73
0.773
0.780
0.784
(1)根据上述实验结果,该反应的平衡常数K的计算式为________。
(2)上述反应中,正反应速率为v正=k正x2
( http: / / www.21cnjy.com )(HI),逆反应速率为v逆=k逆x(H2)x(I2),其中k正、k逆为速率常数,则k逆为________(以K和k正表示)。若k正=0.002
7
min-1,在t=40
min
时,v正=________min-1。
(3)由上述实验数据计算得到v
( http: / / www.21cnjy.com )正~x(HI)和v逆~x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为________(填字母)。
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答案
解析
(1) (2) 1.95×10-3 (3)AE
( http: / / www.21cnjy.com )
(2)建立平衡时,v正=v逆,即k正x2(HI)=k逆x(H2)·x(I2),k逆=k正。由于该反应前后气体分子数不变,故k逆=k正=k正=。在40
min时,x(HI)=0.85,则v正=0.002
7
min-1×0.852≈1.95×10-3
min-1。(3)因2HI(g)??H2(g)+I2(g) ΔH>0,升高温度,v正、v逆均增大,且平衡向正反应方向移动,HI的物质的量分数减小,H2、I2的物质的量分数增大。因此,反应重新达到平衡后,相应的点分别应为A点和E点
例3
(1)已知:①Al2O3(s)+3C(
( http: / / www.21cnjy.com )s)===2Al(s)+3CO(g)ΔH1=+1
344.1
kJ·mol-1 ②2AlCl3(g)===2Al(s)+3Cl2(g)ΔH2=+1
169.2
kJ·mol-1,由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为
____________________________。
(2)烟气(主要污染物SO
( http: / / www.21cnjy.com )2、NOx)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收,可减少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为:①NO(g)+O3(g)===NO2(g)+O2(g)ΔH1=-200.9
kJ·mol-1②NO(g)+O2(g)===NO2(g) ΔH2=-58.2
kJ·mol-1,则反应3NO(g)+O3(g)===3NO2(g)的ΔH=______kJ·mol-1。 
(3)已知温度为T时:①C
( http: / / www.21cnjy.com )H4(g)+2H2O(g)===CO2(g)+4H2(g)ΔH1=+165
kJ·mol-1②CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)ΔH2=-41
kJ·mol-1。贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应。温度为T时,该反应的热化学方程式为__________________________。
答案
解析
(1)Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)===2AlCl3(g)+3CO(g) ΔH=+174.9
kJ·mol-1(2)-317.3(3)CO(g)+3H2(g)===CH4(g)+H2O(g)ΔH=-206
kJ·mol-1
(1)方程式②颠倒过来,反应热的数值不变,符号相反可得③2Al(s)+3Cl2(g)===2AlCl3(g) ΔH3=-ΔH2=-1
169.2
kJ·mol-1。根据盖斯定律由①+③可得Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)===2AlCl3(g)+3CO(g) ΔH=ΔH1+ΔH3=+174.9
kJ·mol-1即为Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程
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1.FeCl3是一种很重要的铁盐,主
( http: / / www.21cnjy.com )要用于污水处理,具有效果好、价格便宜等优点。工业上可将铁屑溶于盐酸中,先生成FeCl2,再通入Cl2氧化来制备FeCl3溶液。
(1)将标准状况下的a
L氯化氢气体溶于100
g水中,得到盐酸的密度为b
g·mL-1,则该盐酸的物质的量
浓度是______________________。
(2)向100
mL的FeBr2溶液中通入标准状况下Cl2
3.36
L,反应后的溶液中Cl-和Br-的物质的量浓度相
等,则原FeBr2溶液的物质的量浓度为__________________。
(3)FeCl3溶液可以用来净水,其净水
( http: / / www.21cnjy.com )的原理为____________________________________(用离子方程式表示)。用100
mL
2
mol·L-1的FeCl3溶液净水时,生成具有净水作用的微粒数________(填“大于”“等
于”或“小于”)0.2NA。
2.
已知:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=Q,其平衡常数随温度变化如下表所示:
温度/℃
400
500
850
平衡常数
9.94
9
1
请回答下列问题:
(1)上述反应的化学平衡常数表达式为________,该反应的Q________0(填“>”或“<”)。
(2)850
℃时在体积为10
L
( http: / / www.21cnjy.com )反应器中,通入一定量的CO和H2O(g),发生上述反应,CO和H2O(g)浓度变化如图所示,则0~4
min时平均反应速率v(CO)=________。
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(3)若在500
℃时进行,且CO、H2O(g)的起始浓度均为0.020
mol·L-1,该条件下,CO的最大转化率为______。
(4)若在850
℃时进行,设起始
( http: / / www.21cnjy.com )时CO和H2O(g)共为1
mol,其中水蒸气的体积分数为x,平衡时CO的转化率为y,试推导y随x变化的函数关系式为________。
3.
为了合理利用化学能,确
( http: / / www.21cnjy.com )保安全生产,化工设计需要充分考虑化学反应的焓变,并采取相应措施。化学反应的焓变通常用实验进行测定,也可进行理论推算。
(1)实验测得5
g甲醇在氧气中
( http: / / www.21cnjy.com )充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5
kJ的热量,试写出甲醇燃烧的热化学方程式:__________________________________________。
(2)由气态基态原子形成1
mol化
( http: / / www.21cnjy.com )学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析,化学反应的过程就是反应物的化学键被破坏和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过程中,拆开化学键需要消耗能量,形成化学键又会释放能量。
化学键
H—H
N—H
N≡N
键能/(kJ·mol-1)
436
391
945
已知反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=a
kJ·mol-1,试根据表中所列键能数据估算a的值为
________。
(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。已知:
C(s,石墨)+O2(g)===CO2(g)ΔH1=-393.5
kJ·mol-1,2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2=-571.6
kJ·mol-1,2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l)ΔH3=-2
599
kJ·mol-1,根据盖斯定律,计算298
K时由
C(s,石墨)和H2(g)生成1
mol
C2H2(g)反应的焓变:________。
4.(1)向盛有10
mL
1
m
( http: / / www.21cnjy.com )ol·L-1NH4Al(SO4)2溶液的烧杯中滴加1
mol·L-1NaOH溶液,沉淀物质的量随NaOH溶液体积的变化示意图如下,写出m点反应的离子方程式:__________。若在NH4Al(SO4)2溶液中改加20
mL
1.2
mol·L-1
Ba(OH)2溶液,充分反应后,溶液中产生沉淀的物质的量为________mol。
( http: / / www.21cnjy.com )
(2)将Mg、Cu组成的3.92
g混合物投入过量稀硝酸中,充分反应后,固体完全溶解时收集到还原产物NO
气体1.792
L(标准状况),向反
( http: / / www.21cnjy.com )应后的溶液中加入4
mol·L-1的NaOH溶液80
mL时金属离子恰好完全沉淀。则形成沉淀的质量为________g。
5.
硫及其化合物对人类的生产和生活有着重要的作用。
(1)2SO2(g)+O2(g)?
( http: / / www.21cnjy.com )?2SO3(g) ΔH=-198
kJ·mol-1是制备硫酸的重要反应。在容积为V
L的密闭容器中起始充入2
mol
SO2和1
mol
O2,反应在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图所示。与实验a相比,实验b改变的条件是________,判断的依据______________________。
(2)二氧化硫在一定条件下还可以发生如下反应:SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH=-42
kJ·mol-1。在1
L恒容密闭容器中充入SO2(g)和NO2(g),所得实验数据如下:
实验编号
温度
起始时物质的量/mol
平衡时物质的量/mol
n(SO2)
n(NO2)
n(NO)

T1
0.80
0.20
0.18

T2
0.20
0.80
0.16

T2
0.20
0.30
a
①实验甲中,若2
min
( http: / / www.21cnjy.com )时测得放出的热量是4.2
kJ,则0~2
min时间内,用SO2(g)表示的平均反应速率v(SO2)=____________________。
②实验丙中,达到平衡时,NO2的转化率为________。
③由表中数据可推知,T1________T2(填“>”“<”或“=”),判断的理由是____________。
题号
答案
解析
1
(1)
mol·L-1(2)2
mol·L-1(3)Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+ 小于
(1)注意盐酸的体积不是1
( http: / / www.21cnjy.com )00
g水的体积,要用所得盐酸的质量和密度计算,还应注意单位换算。(2)根据氧化还原反应的规律,氯气先氧化Fe2+,反应后溶液中Cl-和Br-的物质的量浓度相等,表明溶液中无Fe2+,有FeBr3、FeCl3,n(Cl-)=×2=0.3
mol=n(Br-),根据电荷守恒及原子守恒知,n(Fe3+)=0.2
mol=n(Fe2+),则c(FeBr2)==2
mol·L-1。(3)Fe3+在水中发生水解:Fe3++3H2O??Fe(OH)3(胶体)+3H+,生成的Fe(OH)3胶体具有吸附作用,可吸附溶液中的杂质离子。Fe3+的水解是可逆反应,且Fe(OH)3胶体中的胶体粒子是由多个Fe(OH)3组成的集合体,所以生成的Fe(OH)3胶体粒子数目小于0.2NA
2
(1)K= <(2)0.03
mol·L-1·min-1 (3)75% (4)y=x
(1)平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,故K=,依据图表数据分析,升高温度,平衡常数减小,平衡逆向移动,故正反应为放热反应,ΔH<0;
( http: / / www.21cnjy.com )
(4)因850
℃时反应平衡常数为1。起始时水的物质的量为x
mol,CO的物质的量为(1-x)mol,则 
CO(g) + 
H2O(g)H2(g)

CO2(g):
(1-x)
 x 
0
 
0:(1-x)y
(1-x)y  (1-x)y 
(1-x)y:(1-x)(1-y)
(x-y+xy)
(1-x)y
(1-x)y所以平衡常数K==1,解得y=x
3
(1)2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-1
452.8
kJ·mol-1-93 (3)+226.7
kJ·mol-1
( http: / / www.21cnjy.com )
4
(1)NH+OH-===NH3·H2O 
0.022(2)8.00
(1)向NH4Al(SO4)2溶液
( http: / / www.21cnjy.com )中加入NaOH溶液,由图像分析,先发生Al3++3OH-===Al(OH)3↓,之后是NH+OH-===NH3·H2O,最后是沉淀的溶解:Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O,故m点的离子反应为NH+OH-===NH3·H2O。因NH4Al(SO4)2的物质的量为0.01
L×1
mol·L-1=0.01
mol,Ba(OH)2的物质的量为0.02
L×1.2
mol·L-1=0.024
mol,产生沉淀的反应有两类,一是SO+Ba2+===BaSO4↓,n(SO)=0.01
mol×2=0.02
mol,0.02
mol<0.024
mol,故n(BaSO4)=0.02
mol;二是OH-参与的反应,Al3+  +  3OH- === 
Al(OH)3↓0.01
mol   0.03
mol   0.01
molOH-余0.024
mol×2-0.03
mol=0.018
mol,之后发生反应:NH+OH-===NH3·H2O,n(NH)=0.01
mol,再消耗OH-0.01
mol,则剩余OH-为0.018
mol-0.01
mol=0.008
mol,最后发生沉淀的溶解:Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O,OH-为0.008
mol,溶解Al(OH)3
0.008
mol,则剩余Al(OH)3为0.01
mol-0.008
mol=0.002
mol。溶液中产生沉淀的物质的量为0.02
mol+0.002
mol=0.022
mol。(2)设Mg和Cu的物质的量分别为a
mol、b
mol,根据电子守恒可得:2a+2b=0.08×3,则a+b=0.12,m(沉淀)=m(金属)+m(OH-)=3.92
g+0.12
mol×2×17
g·mol-1=8.00
g
5
(1)升高温度 实验b与a相比,压强增大,反应速率快,平衡向逆反应方向移动(其他合理答案也可)(2)①0.05
mol·L-1·min-1 ②40% ③( http: / / www.21cnjy.com )由于丙的温度与乙相同,因此丙实验达平衡时,平衡常数也是1, 
SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)起始:
0.2
0.3
0
0变化:aa
a
a平衡:
0.2-a
0.3-aaaK=a2/(0.2-a)(0.3-a)=1,a=0.12,则NO2的转化率为0.12/0.30=40%。甲实验平衡常数为=2.613,比T2时的平衡常数大,而该反应的正向是放热反应,故T1( http: / / www.21cnjy.com )结构的现象,叫做同分异构现象;具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体。在2010-2016年的全国卷中,同分异构体的书写及数目确定是高考的必考点,通常有两种考查形式:一是以选择题的形式考查同分异构体的数目;二是以非选择题的形式考查某些具有特定结构的同分异构体。试题考查融合了有序思维、形象思维、发散思维,也会用到聚合思维。
1.有序思维:有序思维是基础,按
( http: / / www.21cnjy.com )照碳链异构→位置异构→类型异构的顺序,有规律地书写,这类问题以课本知识为原型,迁移的知识点不多。已经考到的有C3H6Cl2
、C5H11Cl、C5H12O、C5H10O2、戊烷、戊醇、戊烯、乙酸乙酯。解决问题的最好方法是将有机物看作由基团连接而成,由基团的异构体数目可推断有机物的异构体数目。如丁基有四种,丁醇(看作丁基与羟基连接而成)也有四种,戊醛、戊酸(分别看作丁基跟醛基、羧基的连接物)也分别有四种。
2.形象思维:形象思维是关键,即利
( http: / / www.21cnjy.com )用碳链、碳环骨架的对称性,形象化分析,可有效避免重写。如链状结构的对称性、等效氢原子、苯环的邻间对位、立方烷对称性等。已经考到的有C9H12、C8H8O2、C8H11N、四联苯、六硝基立方烷的同分异构体,涉及到苯环的比较多,形象思维要与发散思维、聚合思维有机结合。饱和一元卤代烃、醇、醛、羧酸、胺都可看作烃的一元取代物,确定它们的同分异构体可用等效氢法,其要领是:利用等效氢原子关系,可以很容易判断出一元取代物异构体数目,一般方法是先写出烃碳链的同分异构体,观察分子中互不等效的氢原子有多少种,则一元取代物的结构就有多少种。一元取代基可以是原子,也可以是原子团(如—OH、—NH2、—CHO、—COOH等),如已知丁基有四种等效氢,则丁醇、丁胺、戊醛、戊酸都有4种同分异构体。
3.聚合思维:聚合思维是指从已知信息
( http: / / www.21cnjy.com )中产生逻辑结论,从已有知识寻求正确答案的一种有方向、有条理的思维方式。全国卷高考题的非选择题部分,一般能需要利用官能团的性质写出同分异构体的结构简式,难度不大,但对有机化合物知识储备要求高,要求能够熟练运用基础有机知识。已经考到的有C3H6O的同分异构体(结合醛基的性质)、C7H6O2的芳香同分异构体等。对于烯、炔、醇、醛、酮等二元取代物同分异构体数目的判断,可固定一个取代基的位置,再移动另一取代基的位置以确定同分异构体的数目,需要注意的是,移动基团时要避免重复。
4.发散思维:发散思维是求异,即从不同
( http: / / www.21cnjy.com )角度、不同类别寻求多样性结果,可有效防止漏写。尤其是苯环上三个不同的官能团的同分异构体的写法,数目众多,但要寻找官能团变化后的多样性结果。如C7H5O2Cl的同分异构体。
非选择会加大难度,要求将
( http: / / www.21cnjy.com )官能团的性质、核磁共振氢谱、有机物的推断等融会贯融,这样会导致前面的问题处理不好,株连到同分异构体的判断,因此“同分异构体”的推断离不开基础的有机化合物知识。
5.限定条件同分异构体的书写:解答这类题目时,要注意分析限定条件的含义,弄清楚在限定条件下可以确定什么,一般都是根据官能团的特征反应限定官能团的种类、根据等效氢原子的种类限定对称性(如苯环上的一取代物的种数、核磁共振氢谱中峰的个数等),再针对已知结构中的可变因素书写各种符合要求的同分异构体。如:本题组的第3题,通过①苯环上的两个取代基处于对位,②③④分别限定了有机物中有醛基、羧基、(酚)—OH三种官能团,可变因素是
( http: / / www.21cnjy.com )三个基团如何在两个碳的碳架(即C—C)上排布。即三个基团都排在一个碳上的一种,任意两个基团排在一个碳上,剩下的一个基团排在另一个碳上的情况有三种,共四种符合条件的同分异构体。
例1分子式为C3H4Cl2的链状有机物的同分异构体共有(不包括立体异构)(  )
A.6种     B.5种
C.4种
D.3种
答案
解析
B
例2
芳香族化合物A的分子式为C7
( http: / / www.21cnjy.com )H6O2,将它与NaHCO3溶液混合加热,有酸性气体产生。那么包括A在内,属于芳香族化合物的同分异构体的数目是(  )
A.5
B.4
C.3
D.2
答案
解析
A
芳香族化合物能与NaHCO3溶液发生反应有CO2气体产生,则此物质为,的同分异构体可以是酯,也可以是既含—CHO,又含—OH的化合物,依次组合可得:、、、四种。计算A在内,共5种
例3
已知烃A的相对分子质量为70,核磁共振氢谱显示只有一种化学环境的氢。
(1)A的结构简式为________。
(2)D[HOOC(CH
( http: / / www.21cnjy.com )2)3COOH]的同分异构体中能同时满足下列条件的共有________种(不含立体异构);①能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体②既能发生银镜反应,又能发生皂化反应其中核磁共振氢谱显示为3组峰,且峰面积比为6∶1∶1的是________(写结构简式);D的所有同分异构体在下列一种表征仪器中显示的信号(或数据)完全相同,该仪器是________(填标号)。
a.质谱仪
b.红外光谱仪
c.元素分析仪
d.核磁共振仪
答案
解析
(1)  (2)5
( http: / / www.21cnjy.com )c
( http: / / www.21cnjy.com )
1.对下图两种化合物的结构或性质描述正确的是(  )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.不是同分异构体
B.分子中共平面的碳原子数相同
C.均能与溴水反应
D.可用红外光谱区分,但不能用核磁共振氢谱区分
[2.分子式为C5H10O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇,若不考虑立体异构,这些醇和酸重新组合可形成的酯共有(  )
A.15种
B.28种
C.32种
D.40种
3.
分子式为C10H20O2的酯,在一定条件下可发生如图所示的转化过程,符合上述条件的酯的结构可有(  )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.2种
B.4种
C.6种
D.8种
4.Hagrmann酯(H)是一种合成多环化合物的中间体,可由下列路线合成(部分反应条件略去):
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(1)
A→B为加成反应,则B的结构简式是    ;B→C的反应类型是     。
(2)
H中含有的官能团名称是     ;F的名称(系统命名)是     。
(3)
E→F的化学方程式是 。
(4)
TMOB是H的同分异构体,
( http: / / www.21cnjy.com )具有下列结构特征:①核磁共振氢谱除苯环吸收峰外仅有1个吸收峰;②存在甲氧基(CH3O—)。TMOB的结构简式是        。
5.化合物A(分子式为C6H6O)是一种有机化工原料,在空气中易被氧化。A的有关转化反应如下(部分反应条件略去):
( http: / / www.21cnjy.com )
( http: / / www.21cnjy.com )(R表示烃基,R′和R″表示烃基或氢)。
(1)写出A的结构简式:________________。
(2)G是常用指示剂酚酞。写出G中含氧官能团的名称:________和________。
(3)某化合物是E的同分异构体,且分子中只有两种不同化学环境的氢。写出该化合物的结构简式:_________________(任写一种)。
(4)F和D互为同分异构体。写出反应E→F的化学方程式:_____________。
(5)根据已有知识并结合相关信息,写出以A和HCHO为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例如下:
题号
答案
解析
1
C
两种有机物的分子式均为C10H14O,但二者的分子结构不同,二者互为同分异构体,A错误;根据、的结构特点,可知两种化合物的分子中共平面的碳原子数不相同,B错误;前一种有机物分子中含有酚羟基,苯环上酚羟基的邻、对位H原子与溴水发生取代反应;后一种有机物分子中含有,可与溴水发生加成反应,C正确;两种有机物的分子结构不同,H原子所处的化学环境也不同,可以采用核磁共振氢谱进行区分,D错误
2
D
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3
B
由转化关系可确定B为盐,C为醇,D为醛,E为羧酸,且D、E的碳链骨架相同,D的结构简式可看作—CHO与丁基连接,丁基有4种结构
4
(1) 加成反应(2)
羰基、酯基、碳碳双键 2-丁炔酸乙酯(3)CH3C(4)
( http: / / www.21cnjy.com )
AB中为两个乙炔进行加成得到B(),然后继续与甲醇加成得到C;DE,可以看出在乙炔基末端插入,生成羧基物质E(CH3C≡C—COOH),然后与乙醇酯化,得到F;C+FG。(4)
TMOB的结构中除苯环外只有一个吸收峰且有—OCH3,共有3个O,故有3个—OCH3结构;又因为还有一个C,故3个—OCH3结构连在一个C上,得到该物质的结构
5
( http: / / www.21cnjy.com )
A的分子式为C6H6O,在空气中易被氧化说明有酚羟基,即A为苯酚。由E的结构及转化条件可知B为,C为。由信息②可知D为。(2)酚酞中含氧官能团为酚羟基和酯基。(3)E的分子式为C7H14O,不饱和度为1,只有2种不同化学环境的氢,说明是对称结构,据此可写出其同分异构体的结构简式。
( http: / / www.21cnjy.com )
(5)由原料中有HCHO,可知采用信息①,利用逆推法分析,合成,要先合成,需要HCHO和,主要步骤是由苯酚合成Br,由此写出流程图。写流程图的关键点是注意反应的条件电化学知识是理论部分的一个重
( http: / / www.21cnjy.com )要内容,也是历年高考的热点。电化学知识既涉及到理论知识,又与元素化合物知识密切相关。原电池原理和电解池原理都是建立在氧化还原和电解质溶液基础上,借助氧化还原反应实现化学能与电能的相互转化,是高考命题重点。电极反应式的书写不仅是电化学教学的重点和难点,更是高考的热点题型之一。
1.原电池电极反应式书写:
(1)先确定原电池的正负极,列出正负极上的反应物质,并标出相同数目电子的得失。
(2)注意负极反应生成的
( http: / / www.21cnjy.com )阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存,则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式;若正极上的反应物质是O2,且电解质溶液为中性或碱性,则水必须写入正极反应式中,且O2生成OH-,若电解质溶液为酸性,则H+必须写入正极反应式中,O2生成水。
(3)正负极反应式相加得到电池反应的总反
( http: / / www.21cnjy.com )应式。若已知电池反应的总反应式,可先写出较易书写的一极的电极反应式,然后在电子守恒的基础上,总反应式减去较易写出的一极的电极反应式,即得到较难写出的另一极的电极反应式。
(4)二次电池充电时的电极连接:
( http: / / www.21cnjy.com )
2.燃料电池电极反应式的书写:燃料电池
( http: / / www.21cnjy.com )是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换电能的化学电池。根据燃料电池的特点,一般在正极上发生还原反应的物质都是O2。电极反应是一种离子反应,遵循书写离子反应的所有规则(如“拆”、“平”);将两极反应的电子得失数配平后,相加得到总反应,总反应减去一极反应即得到另一极反应;负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物,与溶液的酸碱性有关。
(1)酸性电解质溶液环境下电极反应式:O2+4H++4e-===2H2O
(2)碱性电解质溶液环境下电极反应式:O2+2H2O+4e-===4OH-
(3)固体电解质(高温下能传导O2-)环境下电极反应式:O2+4e-===2O2-
(4)熔融碳酸盐(如:熔融K2CO3)环境下电极反应式:O2+2CO2+4e-===2CO
3.电解反应式的书写:
(1)首先判断阴、阳极,分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。
(2)再分析电解质水溶液的组成,找全离子并分阴、阳离子两组(不要忘记水溶液中的H+和OH-)。
(3)然后排出阴、阳两极的放电顺序。
(4)分析电极反应,判断电极产物,写出电极反应式,要注意遵循原子守恒和电荷守恒。
(5)最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。
例1(1)查处酒后驾驶采用的“便携式乙
( http: / / www.21cnjy.com )醇测量仪”以燃料电池为工作原理,在酸性环境中,理论上乙醇可被完全氧化为CO2,但实际上乙醇被氧化为乙醛或乙酸。当乙醇被氧化为乙醛时的正极电极方程式为,当乙醇被氧化为乙酸时的负极电极方程式为。(2)一种燃料电池,一极通乙烯,一极通空气,电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,熔融状态下能传导O2—,其负极电极反应方程式为。(3)肼(N2H4)是火箭的一种液体燃料,已知肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。肼—空气燃料电池放电时:正极电极反应式是,负极的电极反应式是。
(4)有人设想寻求合适的催化剂和
( http: / / www.21cnjy.com )电极材料,以N2、H2为电极反应物,以HCl NH4Cl溶液为电解质溶液制造新型燃料电池。试写出该电池的正极反应式_____________。
答案
解析
(1)
O2+4e-+4H+===2H2OCH3CH2OH-2e-
=
CH3CHO+2H+(2)
C2H4-12e-+6O2-
=2CO2+2H2O(3)
O2+2H2O+4e=4OH-N2H4-4e+4OH-=N2↑+4H2O(4)N2+6e—+8H+=2NH4+
( http: / / www.21cnjy.com )
例2
SO2、CO、CO
( http: / / www.21cnjy.com )2、NOx是对环境影响较大的几种气体,对它们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径。利用电化学原理将CO、SO2转化为重要化工原料,装置如图所示:
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)若A为CO,B为H2,C为CH3OH,则通入CO的一极为________极。
(2)若A为SO2,B为O2,C为H2SO4,则负极的电极反应式为_______
______。
(3)若A为NO2,B为O2,C为HNO3,则正极的电极反应式为____________________。
答案
解析
(1)正(2)SO2-2e-+2H2O===SO+4H+ (3)O2+4e-+4H+===2H2O
( http: / / www.21cnjy.com )
1.
2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是(  )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.a为电池的正极
B.电池充电反应为LiMn2O4===Li1-xMn2O4+xLi
C.放电时,a极锂的化合价发生变化
D.放电时,溶液中Li+从b向a迁移[
2.光电池是发展性能源。一种光化学
( http: / / www.21cnjy.com )电池的结构如图,当光照在表面涂有氯化银的银片上时,AgCl(s)Ag(s)+Cl(AgCl),[Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化银表面],接着Cl(AgCl)+e-===Cl-(aq),若将光源移除,电池会立即恢复至初始状态。下列说法不正确的是(  )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.光照时,电流由X流向Y
B.光照时,Pt电极发生的反应为:2Cl--2e-===Cl2↑
C.光照时,Cl-向Pt电极移动
D.光照时,电池总反应为:AgCl(s)+Cu+(aq)Ag(s)+Cu2+(aq)+Cl-(aq)
3.比亚迪双模电动汽车使用的是高铁电池,其总反应为:3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH3Zn+2K2FeO4+8H2O,下列说法正确的是(  )
A.放电时,若有6
mol电子发生转移,则有2
mol
K2FeO4被氧化
B.放电时,正极反应为:FeO+4H2O-3e-===Fe(OH)3+5OH-
C.充电时,电池的负极与外接电源的负极相连
D.充电时,阴极附近溶液的pH变小
4.
(1)
Mg Al NaOH溶液组成的原电池中,负极反应为________________,正极反应为
________________,电池总反应为________________。
(2)与MnO2 Zn电池类
( http: / / www.21cnjy.com )似,K2FeO4 Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极材料,其电极反应式为______________,该电池总反应的离子方程式为_______________________。
(3)普通锌锰电池放电时发生的主要反应
( http: / / www.21cnjy.com )为:Zn+2NH4Cl+2MnO2===Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH,该电池中,负极材料主要是______,电解质的主要成分是________,正极发生的主要反应是_______________________。
(4)用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负
( http: / / www.21cnjy.com )极材料(用MH表示),NiO(OH)作为电池正极材料,KOH溶液作为电解质溶液,可制得高容量、长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为:NiO(OH)+
MHNi(OH)2+M,电池放电时,负极的电极反应式为____________。
(5)通过NOx传感器可
( http: / / www.21cnjy.com )监测NOx的含量,其工作原理示意图如下,Pt电极上发生的是_____反应(填“氧化”或“还原”),写出NiO电极的电极反应式:________________________。
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5.利用
LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备,钴氧化物可通过处理钴渣获得。
(1)利用如图所用装置电解制备LiOH,两电
( http: / / www.21cnjy.com )极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。A为____极,B为____极,A极发生________反应。
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(2)B极区电解液为________溶液(填化学式),阳极电极反应式为_______________,电解过程中Li+向
________电极迁移(填“A”或“B”)。
(3)若电路中通过0.2
mol电子时,标准状况下B极产生气体的体积为________L。
(4)将LiCl溶液改为熔融LiCl时,阴极反应式为__________________________,阳极反应式为
____________________。
题号
答案
解析
1
C
图示所给出的是原电池装置。A.
( http: / / www.21cnjy.com )由图示分析,金属锂易失电子,由原电池原理可知,含有锂的一端为原电池的负极,即b为负极,a为正极,故正确。B.电池充电时为电解池,反应式为原电池反应的逆反应,故正确。C.放电时,a极为原电池的正极,发生还原反应的是Mn元素,锂元素的化合价没有变化,故不正确。D.放电时为原电池,锂离子为阳离子,应向正极(a极)迁移,故正确
2
B
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3
C
由反应方程式可知,放电时,K2FeO4被
( http: / / www.21cnjy.com )还原,A项错误;放电时正极得电子,电极反应为:FeO+4H2O+3e-===Fe(OH)3+5OH-,B项错误;充电时,电池的负极与外接电源的负极相连,C项正确;充电时,阴极附近溶液的pH变大,D项错误
4
(1)
Al-3e-+4OH-===AlO+2H2O2H2O+2e-===H2↑+2OH-2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑(2)
FeO+3e-+4H2O===Fe(OH)3+5OH-2FeO+8H2O+3Zn===2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4OH-(3)Zn NH4Cl MnO2+NH+e-===MnOOH+NH3(4)MH-e-+OH-===M+H2O(5)还原 NO+O2--2e-===NO2
(1)
Al作负极,电极反应:Al-3e-+4OH-===AlO+2H2O;Mg作正极,电极反应:2H2O+2e-===H2↑+2OH-。(2)
K2FeO4 Zn组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极材料,FeO中+6价铁元素被还原为Fe(OH)3中+3价铁元素,其电极反应式为FeO+3e-+4H2O===Fe(OH)3+5OH-;书写总反应的离子方程式时,关键是抓住Fe和Zn的存在形式分别是Fe(OH)3和Zn(OH)2。(3)由普通锌锰电池放电时的总反应可知,Zn作负极,NH4Cl为电解质,正极上
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5
(1)阳 阴 氧化 (2)LiOH 2Cl--2e-===Cl2↑ B (3)2.24 (4)Li++e-===Li 2Cl--2e-===Cl2↑
(1)由放电顺序:H+>Li+,
( http: / / www.21cnjy.com )Cl->OH-,故阴极:2H++2e-===H2↑;阳极:2Cl--2e-===Cl2↑,则A为阳极,B为阴极。(2)根据电解装置图,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液,B极区产生H2,电极反应式为2H++2e-===H2↑,剩余OH-与Li+结合生成LiOH,所以B极区电解液应为LiOH溶液,B电极为阴极,则A电极应为阳极。阳极区电解液应为LiCl溶液,电极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑。根据电流方向,电解过程中Li+向B电极迁移。(3)据关系式:H2~2e-可知,当转移0.2
mol电子时产生0.1
mol
H2,V(H2)=0.1
mol×22.4
L·mol-1=2.24
L。(4)电解熔融LiCl时,2LiCl2Li+Cl2↑1.书写原则:化学方程式是化学科学的一套
( http: / / www.21cnjy.com )独特的符号系统,有其书写和使用的规范,在书写化学方程式时要遵循质量守恒定律,对于氧化还原反应还要遵循得失电子数相等即得失电子守恒规律,对于离子反应遵循电荷守恒规律。
2.化合价升降法的配平步骤:写出反应物和生
( http: / / www.21cnjy.com )成物的化学式,分别标出变价元素的化合价,得出升降数目;使化合价升高与化合价降低的总数相等(求最小公倍数法);用观察的方法配平其它物质的化学计算数(包括部分未被氧化或还原的原子(原子团)数通过观察法增加到有关还原剂或氧化剂的化学计量数上),配平后把单线改成等号。该基本步骤可简记作:划好价、列变化、求总数、配化学计量数。
3.反应条件:化学反应只有在一定条件下才能
( http: / / www.21cnjy.com )发生,因此,需要在化学方程式中注明反应发生的条件,如点燃、加热(常用“△”表示)、催化剂、通电等,将条件写在符号的上方。如果生成物中有气体,在气体物质的化学式右边要注明“↑”号;溶液中反应如果生成物中有固体,在固体物质的化学式右边要注“↓”号,但是,如果反应物和生成物中都有气体,气体生成物就不需注“↑”号。同样,溶液中反应如果反应物和生成物中都有固体,固体生成物也不需注“↓”号。不是在溶液里发生的反应,不论生成物中有无难溶物质,均不标“↓”,总之,“△、↑、↓”等符号是化学方程式中的“解说词”,只有正确合理的使用,才能表达出它应代表的意义。
4.书写一些不曾熟悉的化学
( http: / / www.21cnjy.com )反应方程式的过程,实际是对信息的加工过程,由于信息题大多数是由题干和若干问题两部分组成,其中题干给出一系列解题所要的条件、知识、启发性提示等。这就要求通过阅读题干、发现本质、寻求规律,进而完成旧知识在新情景中的正确迁移。写化学方程式是一件非常细致的工作,因此是学习化学的难点,总结许多成功者的经验归结为“一角二平三条件,四要瞄准放暗箭”,“一角”指写化学式要注意角码,“二平”指写化学方程式必须要配平,“三条件”强调的是要在化学方程式的等号上下注明反应条件,“四要瞄准放暗箭”这种说法是一种为了加强记忆而采用的诙谐语句,强调要在生成物的化学式右侧适当标出气体或沉淀的箭号,即↑或↓这是保证化学方程式完整性必不可少的一步。
例1(1)
H3PO2的工业制法是:将
( http: / / www.21cnjy.com )白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,后者再与H2SO4反应。写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式:______
_____。
(2)PbO2与浓盐酸共热生成黄绿
( http: / / www.21cnjy.com )色气体,反应的化学方程式为___________________。PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得,反应的离子方程式为_______________________
_____。
(3)
Na2S2O3还原性较强,
( http: / / www.21cnjy.com )在溶液中易被Cl2氧化成SO,常用作脱氯剂,该反应的离子方程式为____________________________。
答案
解析
(1)6H2O+2P4+3Ba(OH)2===2PH3↑+3Ba(H2PO2)2(2)PbO2+4HCl(浓)
PbCl2+Cl2↑+2H2OPbO+ClO-===PbO2+Cl-(3)S2O+4Cl2+5H2O===2SO+8Cl-+10H+
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例2(1)ZnSO4溶液中含有少量Fe2+和
( http: / / www.21cnjy.com )Mn2+,为了除去这两种离子,调节溶液pH为5,然后加入高锰酸钾溶液,使之生成沉淀。已知高锰酸钾的还原产物是MnO2。请写出该过程中两反应的离子方程式:_________________________。
(2)已知将浓盐酸滴入高锰
( http: / / www.21cnjy.com )酸钾溶液中,产生黄绿色气体,而溶液的紫红色褪去。在一氧化还原反应的体系中,共有KCl、Cl2、浓H2SO4、H2O、KMnO4、MnSO4、K2SO4七种物质。写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式,并配平________________。在反应后的溶液中加入NaBiO3(不溶于冷水),溶液又变为紫红色,BiO反应后变为无色的Bi3+。写出该实验中涉及反应的离子方程式__________。
(3)酒后驾车已成为一个
( http: / / www.21cnjy.com )社会问题。检测驾驶人员呼气中酒精浓度(BrAC)的方法有多种。早期是利用检测试剂颜色变化定性判断BrAC,曾用如下反应检测BrAC,完成并配平该反应。
CH3CH2OH+KMnO4―→CH3CHO+________+KOH+________
答案
解析
(1)MnO+3Fe2++7H2O=
( http: / / www.21cnjy.com )==3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+,2MnO+3Mn2++2H2O===5MnO2↓+4H+(2)2KMnO4+10KCl+8H2SO4(浓)===6K2SO4+2MnSO4+5Cl2↑+8H2O2Mn2++5NaBiO3+14H+===2MnO+5Na++5Bi3++7H2O(3)
3CH3CH2OH+2KMnO4===3CH3CHO+2MnO2+2KOH+2H2O
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1.(1)利用钴渣[含Co(OH)3、
( http: / / www.21cnjy.com )Fe(OH)3等]制备钴氧化物的工艺流程如下,Co(OH)3溶解还原反应的离子方程式为____________________________________。铁渣中铁元素的化合价为___。在空气中煅烧CoC2O4生成钴氧化物和CO2,测得充分煅烧后固体质量为2.41
g,CO2的体积为1.344
L(标准状况),则钴氧化物的化学式为________。
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(2)H3PO2及NaH2PO2均
( http: / / www.21cnjy.com )可将溶液中的Ag+还原为银,从而可用于化学镀银。H3PO2中,P元素的化合价为________。利用H3PO2进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1,则氧化产物为____________(填化学式)。H3PO2的工业制法是:将白磷(P4)与Ba(OH)2溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,后者再与H2SO4反应。写出白磷与Ba(OH)2溶液反应的化学方程式_______________________。[
2.KMnO4是一种典型的强氧化剂。请回答下列问题:
(1)实验室中可用已知浓度的酸性高锰酸钾
( http: / / www.21cnjy.com )溶液滴定含Fe2+的溶液,从而测定溶液中Fe2+的浓度,离子反应方程式如下,请在空格内填上缺少的反应物,并配平:
Fe2++____MnO+____===____Fe3++____Mn2++____H2O
(2)在稀硫酸中,MnO和H2O2也能发生氧化还原反应:氧化反应:H2O2-2e-===2H++O2↑,还原反应:MnO+5e-+8H+===Mn2++4H2O写出该氧化还原反应的化学方程式:_________。反应中若有0.5
mol
H2O2参加此反应,转移电子的个数为________。实验中发现,当加入的少量KMnO4完全反应后,H2O2仍能发生反应快速放出气体。其可能的原因是_______。
3.
(1)已知Fe(OH)3能与次氯
( http: / / www.21cnjy.com )酸盐发生如下反应(未配平):Fe(OH)3+ClO-+OH-―→FeO+Cl-+H2O。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________。根据所学的知识,推测FeO能和下列________(填序号)物质反应。
A.KMnO4
B.SO2
C.H2S
D.O2
(2)一定条件下,向含硝酸的废
( http: / / www.21cnjy.com )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________。
4.
建筑工地常用的NaNO2因外观和食盐相似,又有咸味,容易使人误食中毒。已知NaNO2能发生如下反应:
NaNO2+HI―→NO↑+I2+NaI+H2O
(1)配平上面方程式。
(2)上述反应的氧化剂是________;若有
1
mol
的还原剂被氧化,则反应中转移电子的数目是________。
(3)根据上述反应,可用试纸和生活中常
( http: / / www.21cnjy.com )见的物质进行实验,以鉴别NaNO2和NaCl,可选用的物质有:①水 ②碘化钾淀粉试纸 ③淀粉 ④白酒 ⑤食醋,进行实验,下列选项合适的是________(填字母)。
A.③⑤
B.①②④
C.②⑤
D.①②③⑤
(4)某厂废液中,含有2%~5%的NaNO
( http: / / www.21cnjy.com )2,直接排放会造成污染,采用NH4Cl,能使NaNO2转化为不引起二次污染的N2,反应的化学方程式为_________________________。
5.日常生活中使用的铝合金中
( http: / / www.21cnjy.com )的铝来自于电解氧化铝。工业上电解氧化铝要求其纯度不得低于98.2%,而天然铝土矿的氧化铝含量为50%~70%,杂质主要为SiO2、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O等。工业生产铝锭的工艺流程示意图如下:
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一些氢氧化物沉淀的pH值如下表:
沉淀物
Al(OH)3
Fe(OH)3
Mg(OH)2
开始沉淀pH值(离子初始浓度0.01mol/L)
4
2.3
10.4
完全沉淀pH值(离子浓度<10-5mol/L)
5.2
4.1
12.4
请回答下列问题:
(1)加入盐酸时,氧化铝发生反应的离子方程式为。
(2)实验室进行步骤②③④的操作名称为。
(3)固体A的化学式为,物质C的化学式为;溶液中的Na+、Ca2+、Mg2+是在步骤中除去的。
(4)步骤③调节pH的数值范围为,步骤④调节pH的数值范围为。
(5)步骤⑥反应的化学方程式为:。
题号
答案
解析
1
(1)2Co(OH)3+SO+4H+===2Co2++SO+5H2O[或Co(OH)3
+3H+===Co3++3H2O,2Co3++SO+H2O===2Co2++SO+2H+]+3 Co3O4(2)
+1 H3PO4
2P4+3Ba(OH)2+6H2O===3Ba(H2PO2)2+2PH3↑
(1)Co(OH)3首先被H2SO4溶
( http: / / www.21cnjy.com )解生成Co3+,Co3+具有氧化性,可将SO氧化为SO,同时自身被还原为Co2+,写出离子方程式并配平即可。铁渣中Fe
元素的化合价为+3价。CO2的物质的量为n(CO2)==0.06
mol,根据CoC2O4的组成可知Co物质的量为0.03
mol,其质量为m(Co)=0.03
mol×59
g·mol-1=1.77
g,设钴氧化物的化学式为CoxOy,根据元素的质量比可得59x∶16y=1.77
g∶(2.41
g-1.77
g),解得x∶y=3∶4,所以钴氧化物的化学式为Co3O4。(2)H3PO2中P元素化合价为+1价。根据H3PO2与Ag+反应中两者物质的量之比为1∶4,4
mol
Ag+在反应中得到4
mol
e-,1
mol
H3PO2则失去4
mol
e-,所以P元素将显+5价,产物为H3PO4,即氧化产物为H3PO4。依据氧化还原反应方程式配平原则,得:6H2O+2P4+3Ba(OH)2===2PH3↑+3Ba(H2PO2)2
2
(1)5 1 8 H+ 5 1 4(
( http: / / www.21cnjy.com )2)5H2O2+2KMnO4+3H2SO4===2MnSO4+5O2↑+K2SO4+8H2O 6.02×1023(或NA) 生成Mn2+对H2O2分解具有催化作用
(1)生成物中有H2O,反应物中应该存在
( http: / / www.21cnjy.com )H+,则有:Fe2++MnO+H+―→Fe3++Mn2++H2O,Fe元素化合价升高1,MnO中Mn元素化合价降低5,根据得失电子相等可得:5Fe2++1MnO+H+―→5Fe3++1Mn2++H2O,再根据电荷守恒和原子守恒进行配平,即为5Fe2++MnO+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O。(2)根据已知的氧化反应和还原反应可知,该反应的化学方程式是5H2O2+2KMnO4+3H2SO4===2MnSO4+5O2↑+K2SO4+8H2O;根据氧元素的化合价变化可知,双氧水中氧元素从-1价升高到0价,所以1
mol双氧水转移2
mol电子,则0.5
mol双氧水转移电子的个数是NA,即6.02×1023;加入的少量KMnO4完全反应后,H2O2仍能发生反应快速放出气体,这说明反应中生成的Mn2+对H2O2分解具有催化作用
3
(1)2 +6 BC (2)5∶6
( http: / / www.21cnjy.com )
4
(1)2 4 2 1 2 2(2)NaNO2
6.02×1023 (3)C (4)NaNO2+NH4Cl===NaCl+N2↑+2H2O
(1)在反应中,N元素的化合价从+3价降低到
( http: / / www.21cnjy.com )了+2价,得到了1mol电子,I元素的化合价从-1价升高到了0价,共失去电子2mol,根据电子守恒,所含以氮元素的物质前边都乘以系数2,碘单质系数是1,根据原子守恒,NaI前边式系数2,HI前边式系数4,水的前边是系数2
。(2)2NaNO2+4HI===2NO+I2+2NaI+2H2O,氮元素的化合价降低,所以NaNO2是氧化剂,4
mol
HI参与反应,其中2
mol
HI
为还原剂,该反应转移电子是2
mol,所以若有1
mol的还原剂被氧化,则反应中转移电子的数目是1
mol即6.02×1023。(3)①水、③淀粉、④白酒与NaNO2都不反应,所以无明显现象;KI与NaNO2反应生成I2必须在酸性条件下才能反应,白醋会电离出微量的氢离子,碘化钾在白醋本身带的溶剂水中电离出碘离子,亚硝酸钠电离出亚硝酸根与钠离子,发生反应生成碘单质,I2使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,故②⑤正确(4)由信息型氧化还原反应化学方程式书写规律可得,方程式为NaNO2+NH4Cl===NaCl+N2↑+2H2O
5
(1)Al2O3+6H+==2Al3++3H2O(2)过滤(3)SiO2,NaOH[或Ca(OH)2],④(4)4.1(或64Al+3O2↑
铝土矿加盐酸时,能与盐酸反应的物质有Fe2O3、CaO、MgO、Na2O等,分别生成了:Fe3+、Mg2+、Al3+、Na+。其中氧化铝生成了Al3+:
( http: / / www.21cnjy.com )图表类试题的特征是以图表图象的形式将
( http: / / www.21cnjy.com )一些相关量给出,把题目中的化学原理抽象为数学问题,旨在考查从图表图象中获得数据、处理应用数据的能力以及对曲线的数学意义和化学意义之间对应关系的运用能力。要求具备观察图表图象、分析处理数据,发掘其中隐含信息的能力,学会将图象数据信息转换为文字信息或将文字数据信息转换为图象信息,具备较强的信息转换能力。在数据处理过程中对数据进行组合、筛选、归纳、综合、评价时,应善于将题设问题抽象成数学问题,运用数学工具结合学科知识,解决实际问题。
1.图象类试题:多变量图象
( http: / / www.21cnjy.com )题是高考考查的一个方向和趋势,它是指在一个图上存在多个变量的图象,如各种离子浓度的变化,多个条件的曲线变化等。此类题的特点是:一方面信息量大,考查了读图能力;另一方面多变量的存在,考查了分析推理能力。常见有三种类型:环境污染因素的多变量;溶液中离子变化的多变量;化学平衡体系中的多条件变化。
(1)解答图像题必须抓住有关化学基本概念及理
( http: / / www.21cnjy.com )论(如化学反应速率、化学平衡移动、溶度积等)和有关物质的性质、反应规律及图像特点,析图的关键在于对“数”、“形”、“义”、“性”的综合思考,其重点是弄清图像的“原点”、“交点”、“转折点”、“终点”的涵义。
(2)解图像题一般思路为:首先需认清纵
( http: / / www.21cnjy.com )、横坐标各表示什么量,然后再从曲线的起点位置及曲线的变化趋势确定函数曲线的增减性;理解曲线斜率大小即曲线“平”与“陡”的意义;准确把握各特殊点(原点、曲线的拐点、最高点及交叉点等)的含义;准确理解某些关键数据在解题中的特定作用,找出直接或隐含的化学相关知识才能快捷地解答出答案。数据转化为图像时一定要具备寻找分段函数的能力和寻找特殊值的能力,明白任何方程均有其独特的图象表现能力,有时是连续线段、有时是不连续的跳跃线段、有时是交叉线段等。答题时能够从数据中先理出几个特殊点,连接时一定要注意是直线还是曲线,是变点还是不变点,是否有拐点。
2.表格类试题:含数据表格的化学试题,就是
( http: / / www.21cnjy.com )将物质的某组数据以表格的形式呈现,根据表格中数据提供的信息对数据进行分析处理,按其内在联系抽象成知识与规律,进而达到解决问题的题型。数据一般是通过化学实验实测的,也可以是教科书中提供的物质本身就具有的性质数据,如溶解度、熔点、沸点、密度等。这类题目主要考查对数据的灵活运用和分析处理的能力。
(1)理解表格中各个列项中数字的意义,巧妙地
( http: / / www.21cnjy.com )将表格语言转换成化学语言。注意区分变量(一般是反应条件如温度、浓度、催化剂、压强,官能团或烃基的影响如数目、位置等)和因变量(一般是时间、反应速率、生成量、产率、平衡常数)。
(2)理顺表格中数据间的变化趋势,注意
( http: / / www.21cnjy.com )分析数据的变化,理清每组的变化趋势,是递增还是递减?是否有不变数据?是先递增后递减还是先递减后递增?是正比还是反比?公倍数是多少?联系相关的化学知识,寻找其中的变化规律。浓缩规律要注意分析适用范围(或前提条件)是什么?什么因素变化?引起了怎样的变化结果?
(3)归纳规律一定要限制
( http: / / www.21cnjy.com )在题给数据的范围之内,不要随意扩大从题给数据所得出规律的适用范围。回答问题时一定要明确具体,不能太抽象模糊!一定要结合题目的具体情景回答,不能太空洞。
例1工业上把Cl2通入冷NaOH溶液中
( http: / / www.21cnjy.com )制得漂白液(主要成分NaClO)。一化学小组在室温下将氯气缓缓通入NaOH溶液,模拟实验得到ClO-、ClO等离子其物质的量(mol)与反应时间t(min)的关系曲线。下列说法错误的是()
( http: / / www.21cnjy.com )
A.工业制取漂白液的化学反应方程式为Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
B.a点时溶液中各离子浓度:c(Na+)>c(Cl-)>c(ClO3-)=c(ClO-)>c(OH-)>c(H+)
C.
t2~t4,ClO-离子的物质的量下降的原因可能是3ClO-=
2Cl-+ClO3-
D.使用漂白液时,为了增强漂白效果,可以向漂白液中加入浓盐酸
答案
解析
D
A.工业制取漂白液的化学反应
( http: / / www.21cnjy.com )方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,故A正确;B.a点时溶液中ClO3-与ClO-离子浓度相等,反应的方程式为:4Cl2+8NaOH===6NaCl+NaClO+NaClO3+4H2O,故c(Na+)>c(Cl-)>c(ClO3-)=c(ClO-),ClO-水解使溶液呈碱性,而水解程度是微弱的,故c(OH-)>c(H+),故B正确;C.
t2~t4,ClO-离子的物质的量下降的原因可能是3ClO-=
2Cl-+ClO3-,故C正确;D.使用漂白液时,起漂白作用的是与酸反应生成具有漂白性的次氯酸,则增强漂白能力,应加入酸,但是浓盐酸具有腐蚀性,故D错误
例2工业上用DME法以H2和CO为原料生产甲醚(CH3OCH3)。其原理是在同一容器中发生如下两个连续反应:①2H2(g)
+CO(g)CH3OH(g),②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)。当达到平衡时实验数据如表,下列分析正确的是(  )
平衡态温度(℃)
260
270
280
290
300
310
320
CO转化率(%)
92
87
82
80
72
65
62
CH3OCH3产率(%)
33
45
77
79
62
58
52
A.反应①、②均为吸热反应
B.290
℃时反应②平衡常数值达到最大
C.平衡时,反应①与②中CH3OH的消耗速率一定相等
D.增大压强能增大CH3OCH3产率
答案
解析
D
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1.化学中常用图象直观地描述化学反应的进程或结果(图④纵坐标表示难溶物达到饱和时的浓度)。下列对图象描述正确的是(  )
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A.根据图①可判断可逆反应A2(g)+3B2(g)2AB3(g)的ΔH>0
B.图②可表示压强对可逆反应2A(g)+2B(g)3C(g)+D(s)的影响,乙的压强大
C.图③可表示向乙酸溶液中通入氨气至过量的过程中溶液导电性的变化
D.根据图④,若除去CuSO4溶液中的Fe3+可采用向溶液中加入适量CuO,至pH在4左右
2.在一定条件下,S8(
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mol产物的数据):
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(1)写出表示S8燃烧热的热化学方程式________________
___。
(2)写出SO3分解生成SO2和O2的热化学方程式____________________。
(3)若已知硫氧键的键能
( http: / / www.21cnjy.com )为dkJ·mol-1,氧氧键的键能为ekJ·mol-1,则S8分子中硫硫键的键能为________________________。
3.已知CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的平衡常数随温度变化如下表,请回答下列问题:
t/℃
700
800
850
1
000
1
200
K
2.6
1.7
1
0.9
0.6
(1)上述正向反应是________反应(选填“放热”或“吸热”)。
(2)若达平衡后降温,则平衡向________移动,CO2转化率________,正反应速率________(填写“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)在850
℃发生上述反应,以表中的物质的量投入恒容反应器中,其中向正反应方向移动的有
________(选填A、B、C、D、E)。
A
B
C
D
E
n(CO2)
3
1
0
1
1
n(H2)
2
1
0
1
2
n(CO)
1
2
3
0.5
3
n(H2O)
5
2
3
2
1
在850
℃时,可逆反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),在该容器内各物质的浓度变化如下,则3~4
min平衡后,c3=______,CO2的转化率为________。
时间/min
CO2(mol/L)
H2(mol/L)
CO(mol/L)
H2O(mol/L)
0
0.2
0.3
0
0
2
0.138
0.238
0.062
0.062
3
c1
c2
c3
c3
4
c1
c2
c3
c3
4.pC类似于pH,是指极稀溶液中的溶质浓度的常用对数的负值。如某溶液中某溶质的浓度为1×10-
3mol/L,则该溶液中该溶质的pC=-lg(1×10-3)=3。已知H2CO3溶液中存在的化学平衡为:CO2+
H2OH2CO3H++HCO,HCOH++CO。如图为H2CO3溶液的pC-pH图。请回答下列问题:
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(1)在pH=0~4时,H2CO3溶液
( http: / / www.21cnjy.com )中主要存在的离子为________;在pH=12时,H2CO3溶液中主要存在的含碳阴离子为________。
(2)pH<5时,溶液中H2CO3的pC总是
( http: / / www.21cnjy.com )约等于3的原因是___________________________。(3)一定浓度的NaHCO3和Na2CO3的混合溶液是一种“缓冲溶液”,在这种溶液中加入少量的强酸或强碱,溶液的pH变化不大,其原因是________________________
_________。
(4)血液里存在的H2CO
( http: / / www.21cnjy.com )3—NaHCO3,就是一种“缓冲溶液”,是血液pH保持稳定的重要因素。当c(H+)增大时,血液中消耗H+的离子方程式为____________________;当c(OH-)增大时,血液的pH也能保持基本稳定,试结合电离方程式简要说明:________
_______。
5.高铁酸钾是一种高效多功
( http: / / www.21cnjy.com )能水处理剂。工业上常采用NaClO氧化法生产,反应原理为:①在碱性条件下,利用NaClO氧化Fe(NO3)3制得Na2FeO4:3NaClO+2Fe(NO3)3+
10NaOH=2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O②Na2FeO4与KOH反应生成K2FeO4:
Na2FeO4
+
2KOH=K2FeO4
+
2NaOH。主要的生产流程如下:
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(1)流程图中“转化”(反应③)是在某低温下
( http: / / www.21cnjy.com )进行的,说明此温度下Ksp(K2FeO4)Ksp(Na2FeO4)(填“>”或“<”或“=”)。
(2)反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸
( http: / / www.21cnjy.com )钾的产率都有影响。图1为不同的温度下,Fe(NO3)3不同质量浓度对K2FeO4生成率的影响;图2为一定温度下,Fe(NO3)3质量浓度最佳时,NaClO浓度对K2FeO4生成率的影响。①工业生产中最佳温度为 ℃,此时Fe(NO3)3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为。②若Fe(NO3)3加入过量,在碱性介质中K2FeO4与Fe3+发生氧化还原反应生成K3FeO4,此反应的离子方程式:。
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(3)K2FeO4在水溶液中易水解:4FeO42-
+
10H2O
4Fe(OH)3
+
8OH-
+
3O2。在“提纯”K2FeO4中采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法,则洗涤剂最好选用溶液(填序号)。A.H2O
B.CH3COONa、异丙醇
C.NH4Cl、异丙醇D.Fe(NO3)3、异丙醇
题号
答案
解析
1
D
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2
(1)S8(s)+8O2(g)===8SO2(g) ΔH=-8a
kJ·mol-1(2)2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) ΔH=+2b
kJ·mol-1(3)
(2d-a-e)
kJ·mol-1
(1)燃烧热指的是1
mol燃料完全燃烧生
( http: / / www.21cnjy.com )成稳定化合物时放出的热量,因此根据定义先写出化学方程式,S8(s)+8O2(g)8SO2(g),又由于题干中给出的焓变是指生成1mol产物的数据,因此该反应的热化学方程式为S8(s)+8O2(g)===8SO2(g) ΔH=-8a
kJ·mol-1。(2)可根据题中图示直接写出热化学方程式。(3)设S8分子中硫硫键的键能为x
kJ·mol-1,由于反应热等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和,结合①可得8x+8e-16d=-8a,解得x=2d-a-e
3
(1)放热(2)正反应方向,增大,减小(3)A(4)0.12,60%
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(4)由850
℃K=1CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)起始
0.2
0.3
0
0转化xxxx平衡
0.2-x
0.3-xxx则x2÷(0.2-x)(0.3-x)=1,所以x=0.12,故c3=0.12,α(CO2)=×100%=60%
4
(1)H+、HCO;CO、HCO(2)CO2本身在水中的溶解度小,pH<5时,溶液呈酸性,上述电离平衡向左移动放出CO2(3)在该溶液中加入少量的强酸,使平衡HCOH++CO向左移动,结果溶液中H+浓度增加得很少;若在溶液中加入少量的强碱,使平衡HCOH++CO向右移动,结果溶液中的OH-浓度也增加得很少(4)HCO+H+H2CO3,H2CO3HCO+H+,当c(OH-)增大时,H+与OH-结合成水,消耗了OH-,使血液的pH保持基本稳定
①由H2CO3溶液的pC-pH图,pH=0~4时,溶液中存在H2CO3、H+、HCO;在pH=12时,溶液中存在OH-、CO、HCO②pH<5时,溶液呈酸性,H2CO3溶液中存在的平衡向左移动,由于CO2本身在水中的溶解度小,溶液放出CO2保持饱和状态,所以溶液中H2CO3的pC总是约等于3③在该溶液中加入少量的强酸,使平衡HCOH++CO向左移动,结果溶液中H+浓度增加得很少;若在溶液中加入少量的强碱,使平衡HCOH++CO向右移动,结果溶液中的OH-浓度也增加得很少④HCO+H+H2CO3,H2CO3HCO+H+,当c(OH-)增大时,H+与OH-结合成水,消耗了OH-,使血液的pH保持基本稳定
5
(1)Cl2
+
2OH-=Cl-+
ClO-
+
H2O(2)<(3)①
26,6
:
5②2FeO42-+Fe3++8OH-=3FeO43-
+4H2O(4)B
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