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课时1　物质的分类
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1.通过对生活实例的反思，提炼分类的意义和方法，并迁移至物质的分类，能对酸、碱、盐、氧化物概念进行描述，培养“宏观辨识”的化学素养。2.通过实例认识分散系、胶体，理解胶体的实质和重要性质，培养“宏观辨识与微观探析”的化学素养。3.通过Fe(OH)3胶体的实验制备和性质探究，培养“科学态度与科学探究”的化学素养。
一、根据物质的组成和性质分类
化学研究的基础：根据元素组成对物质进行分类是化学研究的基础。
1．根据元素组成的物质种类
(1)单质
①元素组成：由同种元素组成的纯净物，每一种元素都可以形成单质，属于元素的游离态存在形式。
②同素异形体：由同一种元素形成的几种性质不同的单质。如碳元素的三种常见同素异形体有金刚石、石墨、C60；O2与O3是氧元素的同素异形体；等等。
(2)化合物
微点拨：(1)由同种元素形成的物质不一定为纯净物。(2)任何元素之间不一定均能形成化合物。
2．常见物质的分类方法
(1)树状分类法
①含义：根据物质的组成对物质进行分类的一种方法。
②实例：根据物质的组成可对物质进行如下分类：
(2)交叉分类法
①含义：根据不同的分类标准，对同一事物进行多种分类的一种分类方法。
②实例：
a．碳酸钠的交叉分类：
分类标准
所属类别
组成的阳离子
钠盐
组成的阴离子
碳酸盐
溶解性
可溶性盐
b.在不同物质与所属类型之间连线
　从不同的角度对H2SO4进行交叉分类。
[提示]　H2SO4属于酸、强酸、含氧酸、二元酸等。
3．根据元素组成和性质对氧化物分类
(1)从元素组成分类
(2)从物质性质分类
微点拨：(1)科学分类能够反映事物的本质特征。
(2)分类不但适用于物质分类也适用于物质变化的分类，便于研究物质的性质。
(3)运用分类，可以发现同类物质的共性及其变化规律，并预测物质的性质及可能发生的变化。
二、分散系及其分类
1．分散系
(1)概念：化学上把一种(或多种)物质以粒子形式分散到另一种(或多种)物质中所形成的混合物，叫做分散系。
(2)组成：分散系中被分散成粒子(小液滴或固体小颗粒)的物质叫做分散质，另一种物质叫做分散剂。
(3)分类
按照分散质粒子的直径大小分类。
2．胶体
(1)分类
(2)氢氧化铁胶体的制备
①制备实验：在小烧杯中加入40
mL蒸馏水，加热至沸腾，向沸水中逐滴加入5～6滴FeCl3饱和溶液。继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热，即可得到氢氧化铁胶体。
②反应的化学方程式为FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。
(3)实验探究胶体具有丁达尔效应
分散系
用激光笔光束照射时的现象
CuSO4溶液
无明显现象产生
Fe(OH)3胶体
有一条光亮的“通路”产生
①丁达尔效应：光束通过胶体时有一条光亮的“通路”，原因是胶体粒子对光线散射形成的。
②丁达尔效应常用于鉴别溶液和胶体。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)稀有气体为非金属单质。
(2)HNO3既属于一元酸又属于含氧酸，这种分类方法是树状分类法。
(　　)
(3)有的包粽子的“返青粽叶”中含有胆矾(化学式为CuSO4·5H2O)等添加剂，长期食用有害健康，胆矾属于混合物。
(　　)
(4)有的分散系属于纯净物，有的分散系属于混合物。
(　　)
(5)胶体的本质特征是能发生丁达尔效应。
(　　)
[答案]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
2．下列图示错误的是(　　)
[答案]　D
3．有首歌中唱道“雾里看花，水中望月”，下列有关雾的说法正确的是(　　)
A．雾是溶液，能永久在空气中稳定存在
B．雾是胶体，一段时间内能稳定存在
C．雾是乳浊液，不能稳定存在
D．雾是悬浊液，在空气中能沉降
[答案]　B
物质的分类
在我们的日常生活中知道下列常识：
①纯碱(Na2CO3)去油污　②小苏打(NaHCO3)中和胃酸
③醋酸(CH3COOH)作调味剂　④铁锈的主要成分为Fe2O3　⑤金刚石是自然界中最硬的一种物质　⑥O3可以杀菌　⑦明矾[KAl(SO4)2·12H2O]可以净水　⑧铜锈的主要成分为Cu2(OH)2CO3。
请探究下列问题：
(1)上述涉及的物质中，属于盐的有哪些？(写出化学式)
[答案]　Na2CO3、NaHCO3、KAl(SO4)2·12H2O、Cu2(OH)2CO3。
(2)根据交叉分类法Cu2(OH)2CO3属于哪类物质？
[答案]　盐、碱式盐、铜盐、碳酸盐等。
(3)金刚石的同素异形体有哪些？
[答案]　石墨、C60等。
(4)根据交叉分类法Fe2O3属于哪类物质？
[答案]　氧化物、金属氧化物、碱性氧化物等。
1．利用树状分类法对物质进行分类
2．物质分类的注意事项
(1)根据不同的标准可以对化学物质和化学反应进行不同的分类，因此没有固定的分类标准，就不会有正确的分类。如：把物质分为混合物、纯净物、化合物，就是分类标准不统一导致的错误。混合物和纯净物是并列关系，而纯净物包含化合物。
(2)概念间的关系——“并列”“包含”与“交叉”。
树状分类法
交叉分类法
3．氧化物的理解
(1)酸性氧化物
①酸性氧化物不一定是非金属氧化物，如Mn2O7。
②非金属氧化物不一定都是酸性氧化物，如CO、NO。
(2)碱性氧化物
①碱性氧化物一定是金属氧化物。
②金属氧化物不一定是碱性氧化物，如Mn2O7是酸性氧化物。
(3)两性氧化物(可解)
既能与酸反应又能与碱反应且均生成盐和水的氧化物为两性氧化物。如Al2O3。
【典例1】　《书·舜典》附亡《书》序：“帝釐下土，方设居方，别生分类，作《汩作》。”分类方法在化学发展中起到了重大的作用。以下分类正确的是(　　)
单质
氧化物
酸
碱
盐
A
金刚石
水
硫酸
烧碱
胆矾
B
黄铜
NO2
盐酸
石灰水
FeSO4
C
碘酒
一氧化碳
磷酸
NH3·H2O
食盐
D
H2
Fe3O4
HNO3
纯碱
小苏打
A　[B项，盐酸、石灰水均为混合物，属于溶液，错误；C项，碘酒、食盐均属于混合物，错误；D项，纯碱是盐不是碱，错误。]
[借题发挥]
(1)B项中的“NO2”是酸性氧化物吗？为什么？
(2)C项中“磷酸”根据交叉分类法属于哪类酸？
[答案]　(1)不是酸性氧化物。NO2中氮元素为＋4价，氮元素的含氧酸中没有＋4价的氮。
(2)弱酸、三元酸、含氧酸等。
?1?酸的元数是根据酸电离出H＋的个数，而不是分子中氢原子的个数，如CH3COOH是一元酸而不是四元酸。
?2?纯净物和混合物的两个认识误区
①误认为由不同状态的同种物质组成的混合体系是混合物。冰和水的状态不同，但它们的成分都是水，所以冰水“混合物”其实是纯净物。
②误认为由同种元素组成的物质是纯净物。金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，但是二者混合属于混合物。
?3?酸性氧化物与相应酸中某元素的化合价相同。如HO3的酸性氧化物为2O5。
1．某气体经过检验只含有一种元素，则该气体是(　　)
A．一种单质
B．一种化合物
C．单质与化合物的混合物
D．可能是一种单质，也可能是几种单质的混合物
D　[若只含有一种元素，该物质可能为一种单质，也可能为几种单质的混合物，如O2和O3的混合物。]
2．将下列各组物质，按单质、氧化物、酸、碱、盐分类顺序排列正确的是(　　)
A．银、二氧化硫、硫酸、烧碱、食盐
B．碘酒、冰、硫酸氢钠、烧碱、碳酸钙
C．氢气、干冰、硝酸、烧碱、硝酸钾
D．铜、氧化铜、醋酸、石灰水、碳酸氢钠
C　[选项A中的食盐为混合物；选项B中的碘酒为混合物，硫酸氢钠属于盐而不属于酸；选项D中的石灰水为混合物。]
3．化学概念在逻辑上存在如下关系：
包含关系　　并列关系　　交叉关系　　重叠关系
对下列概念的说法正确的是(　　)
A．化合物与纯净物属于重叠关系
B．金属氧化物与碱性氧化物属于交叉关系
C．分解反应与复分解反应属于并列关系
D．钠盐与碳酸盐属于并列关系
C　[A中，化合物属于纯净物，二者属于包含关系；B中，碱性氧化物属于金属氧化物，二者属于包含关系；D中，钠盐与碳酸盐属于交叉关系。]
分散系与胶体
有下列分散系
①饱和食盐水　②食醋　③雾　④云　⑤淀粉溶液　⑥血液
⑦泥水　⑧烟水晶　⑨有色玻璃　⑩石灰乳　?豆浆　?牛奶
请思考回答下列问题：
(1)上述分散系中属于溶液的有________(填序号，下同)，属于浊液的有________，属于胶体的有________。
[答案]　①②　⑦⑩　③④⑤⑥⑧⑨??
(2)分散系②⑤⑥⑦⑩中分散质能透过滤纸的有________。
[答案]　②⑤⑥
(3)上述分散系是气溶胶的有________，固溶胶的有________。
[答案]　③④　⑧⑨
(4)证明淀粉溶液是胶体的方法叫做______________。
[答案]　丁达尔效应
1．溶液、胶体与浊液的比较
分散系
溶液
胶体
浊液
分散质粒子种类
分子、离子
较多分子集合体或大分子
大量分子集合体(固体小颗粒或小液滴)
分散质粒子直径
d<1
nm
1
nmnm
d>100
nm
外部特征
均一、透明、稳定
均一、透明、较稳定
不均一、不透明、不稳定
能否透过滤纸
能
能
不能
鉴别方法
无丁达尔效应
有丁达尔效应
静置分层
2.胶体的净化方法(拓展)
(1)渗析——用于分离胶体与溶液。将胶体与溶液放入半透膜(如玻璃纸、蛋壳内膜等)，溶液中的溶质分子或离子可以透过半透膜，胶体粒子不能透过而留在半透膜中。图示如下：
(2)过滤——用于分离胶体与浊液。胶体粒子可以透过滤纸，而浊液粒子不能透过滤纸。
【典例2】　FeCl3溶液、Fe(OH)3胶体、Fe(OH)3浊液是三种重要的分散系，下列叙述中错误的是(　　)
A．Fe(OH)3胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质粒子的直径在10－9～10－7
m之间
B．分别用一束光透过三种分散系，只有Fe(OH)3胶体具有丁达尔效应
C．三种分散系的颜色都相同，且均能与盐酸反应，具有吸附性
D．三种分散系均属于混合物
C　[A项，胶体区别于溶液或浊液的本质特征是胶体粒子的直径在10－9～10－7
m之间，正确；B项，胶体能产生丁达尔效应，溶液和浊液不会产生丁达尔效应，正确；C项，只有胶体具有吸附性，FeCl3溶液和Fe(OH)3浊液没有吸附性，FeCl3溶液为棕黄色，而Fe(OH)3胶体和Fe(OH)3浊液都为红褐色，错误；D项，溶液、胶体、浊液均属于混合物，正确。]
[借题发挥]
将FeCl3饱和溶液滴入NaOH溶液中也可以制备Fe(OH)3胶体吗？为什么？
[答案]　不可以。因为FeCl3与NaOH反应生成Fe(OH)3沉淀。
4．我国科学家在世界上第一次为一种名为“钴酞菁”的分子(直径为1.3×10－9
m)恢复了磁性。“钴酞菁”分子结构和性质与人体内的血红素及植物体内的叶绿素非常相似。下列说法中正确的是(　　)
A．其分子直径比氯离子小
B．在水中形成的分散系属于悬浊液
C．在水中形成的分散系具有丁达尔效应
D．“钴酞菁”分子不能透过滤纸
C　[分散质“钴酞菁”分子的直径(1.3×10－9
m)介于1～100
nm之间(大于氯离子的直径)，为胶体粒子，其分散系为胶体，能透过滤纸，具有丁达尔效应。]
5．下列有关胶体的叙述，不正确的是(　　)
A．实验室可用丁达尔效应鉴别胶体和溶液
B．“雨后彩虹”既是一种自然现象又是光学现象，同时也与胶体有关
C．胶体分散质粒子较大，不能透过滤纸
D．FeCl3可以净化水与胶体有关
[答案]　C
胶体性质在生产、生活中的应用
(1)工厂中静电除尘——电泳。
(2)医疗上血液透析——胶体粒子不能透过半透膜(渗析)。
(3)生产生活中明矾净水、制作豆腐、制肥皂——胶体聚沉。
(4)自然界中江、河入海口处形成三角洲——胶体聚沉。
素材1　如图是一些含碳元素的物质：
问题探究：(1)二氧化碳属于________(填“酸性氧化物”或“碱性氧化物”)，可用于灭火；CO2与NaOH溶液反应的化学方程式为____________。
(2)钟乳石、石笋的主要成分是________，它属于______(填“酸”“碱”或“盐”)，用化学方程式表示其形成过程：_______________________、_________________________。
(3)食用小苏打的主要成分是________，它属于________(填“正盐”“酸式盐”或“碱式盐”)，小苏打与稀盐酸反应的化学方程式为_____________________________________________。
[答案]　(1)酸性氧化物　CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O
(2)CaCO3　盐　CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2　
Ca(HCO3)2===CaCO3＋CO2↑＋H2O
(3)NaHCO3　酸式盐　NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O
素材2　将浑浊的黄河水变成清澈的饮用水，其中明矾会起到举足轻重的作用。
明矾是由硫酸钾和硫酸铝混合形成的复盐。明矾一碰到水，就会发生化学变化。在这个化学变化中，硫酸铝是主角。硫酸铝和水起化学变化后生成白色絮状物——氢氧化铝。这种氢氧化铝，也是一种胶体粒子。氢氧化铝胶粒带正电。它一碰上带负电的泥沙胶粒，彼此就中和了。失去了电荷的胶粒，很快就会聚结在一起，粒子越结越大，终于沉入水底。这样，水就变得清澈干净了。
问题探究：(1)黄河水有哪些分散系？用什么方法提纯河水中的胶体？
(2)素材中得到的饮用水是纯净物吗？是什么分散系？
(3)Al(OH)3胶体作净水剂的原理是什么？
(4)黄河水有丁达尔效应吗？
[答案]　(1)黄河水含有浊液、胶体、溶液。先过滤再渗析。
(2)不是。溶液。
(3)Al(OH)3胶体吸附水中悬浮物而沉淀。
(4)没有。
1．通过素材1中自然界中的一些物质的认识，培养了学生“变化观念与科学探究”的化学核心素养。
2．通过素材2中黄河水的认识，培养了学生“宏观辨识与科学探究”的化学核心素养。
1．碳酸钠俗名纯碱，下面是对纯碱采用不同分类法的分类，其中正确的是(　　)
①碱　②含氧酸盐　③钠盐　④碳酸盐
A．①②③　　B．①③④　　C．①②④　　D．②③④
D　[纯碱若采用交叉分类法分别属于含氧酸盐、钠盐、碳酸盐。]
2．分类法在化学科学中起着非常重要的作用。下列各组物质中，在物质分类里，前者从属于后者的一组是(　　)
A．金属，化合物
B．金属氧化物，碱性氧化物
C．泥沙，胶体
D．单质，纯净物
D　[金属为单质，单质与化合物属于并列关系，A错误；碱性氧化物均为金属氧化物，后者从属于前者，B错误；泥沙属于浊液，浊液与胶体属于并列关系，C错误；纯净物包括单质和化合物，前者从属于后者，D正确。]
3．当光束通过下列物质时，不会出现丁达尔效应的是(　　)
①淀粉溶液　②水　③蔗糖溶液　④FeCl3溶液
⑤云、雾
A．②④⑤
B．③④⑤
C．②③④
D．①③④
C　[淀粉溶液、云、雾均为胶体，均能产生丁达尔效应。]
4．(素养题)“纳米材料”是当今材料科学研究的前沿，其研究成果广泛应用于催化及军事科学中。2019年9月17～21日，第十届“中国国际纳米技术产业博览会”在上海召开。若将纳米材料分散到分散剂中，所得的分散系可能具有的性质是(　　)
A．不能全部透过滤纸
B．有丁达尔效应
C．所得的液体呈胶状
D．所得的物质一定是悬浊液
B　[将纳米材料分散到分散剂中，所得的分散系属于胶体，则胶体能全部透过滤纸，A错误；胶体有丁达尔效应，B正确；所得的分散系是胶体，不呈胶状，C错误；所得的物质是胶体，D错误。]
5．纯净物根据其组成和性质可进行如下分类。
(1)如图所示的分类方法属于________(填字母)。
A．交叉分类法　　B．树状分类法
(2)以H、O、S、N、K、Ca六种元素中任意两种或三种元素组成合适的常见物质，分别将其中一种常见物质的化学式填在下表相应类别中：
物质类别
酸
碱
盐
氧化物
化学式
(3)从上表中选出一种酸和一种氧化物，写出其反应的化学方程式：__________________________________________。
[解析]　(1)图中是对同类事物按照某种属性进行再分类的分类法，属于树状分类法。
(2)题干中的六种元素可以形成H2SO4、HNO3、H2S等酸；可以形成KOH、Ca(OH)2、NH3·H2O等碱；可以形成Ca(NO3)2、KNO3、K2SO4、CaSO4、NH4NO3等盐；可以形成的氧化物有H2O、SO2、NO、NO2、K2O、CaO等。
(3)能够与酸反应的氧化物一般为金属氧化物，如CaO＋2HNO3===Ca(NO3)2＋H2O、K2O＋H2SO4===K2SO4＋H2O等。
[答案]　(1)B
(2)
HNO3　KOH　KNO3　
CaO
(合理即可)
(3)CaO＋2HNO3===Ca(NO3)2＋H2O(合理即可)
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-课时2　物质的转化
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1.通过典型物质的性质，能对酸、碱、盐、氧化物及它们之间反应进行描述和符号表征，培养“宏观辨识与微观探析”的核心素养。2.通过归纳相关物质间的化学反应关系，建立物质转化模型，认识物质的变化规律，培养“变化观念与模型认知”的核心素养。
一、酸、碱、盐、氧化物的性质
1．酸的通性(以H2SO4为例)
(1)酸碱指示剂变色：遇石蕊试液变红。
(2)与活泼金属(Zn)反应的化学方程式为
Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，反应类型置换反应。
(3)与碱(NaOH)反应(中和反应)的化学方程式为
2NaOH＋H2SO4===Na2SO4＋2H2O，反应类型复分解反应。
(4)与碱性氧化物(CuO)反应的化学方程式为
CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O。
(5)与某些盐(Na2CO3)反应的化学方程式为
H2SO4＋Na2CO3===Na2SO4＋CO2↑＋H2O，反应类型复分解反应。
2．碱的通性(以NaOH为例)
(1)酸碱指示剂变色：遇酚酞试液变红，遇石蕊试液变蓝。
(2)与酸性氧化物(CO2)反应的方程式为2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O。
(3)与酸(HCl)反应的化学方程式为NaOH＋HCl===NaCl＋H2O。
(4)与某些盐(MgCl2)反应的化学方程式为
MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl，反应类型复分解反应。
3．盐的通性
(1)与酸反应生成新盐与新酸。
(2)与碱反应生成新盐与新碱。
(3)与盐反应，如NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3。
4．氧化物的通性
氧化物
实例：CO2＋H2O===H2CO3
CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O(CO2少量)
CuO＋2HCl===CuCl2＋H2O
CaO＋H2O===Ca(OH)2
二、物质的转化
1．完成下列物质的转化，写出化学方程式：
CaO
请写出序号所示反应的化学方程式：
①2Ca＋O2===2CaO。
②CaO＋H2O===Ca(OH)2。
③Ca(OH)2＋SO3===CaSO4↓＋H2O。
④C＋O2CO2。
⑤CO2＋H2O===H2CO3。
⑥Ca(OH)2＋H2CO3===CaCO3↓＋2H2O。
2．物质的转化规律
单质到盐的转化关系：
3．物质转化的应用
(1)物质制备
实例[以制备Ca(OH)2为例]
(2)工业生产
①最适当方法的选择
②实例——工业上制取NaOH
a．不采用Na2O与H2O反应的原因：Na2O作为原料，来源少，成本高；
b．主要采用：电解饱和食盐水；
c．过去曾采用：用盐(如Na2CO3)与碱[如Ca(OH)2]反应。
　写出制取MgCl2的几种可能反应的化学方程式。
[提示]　Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑；MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O；Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O；BaCl2＋MgSO4===MgCl2＋BaSO4↓。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)物质的变化是复杂的，物质之间的转化可能有多种途径。
(　　)
(2)物质转化的过程一定发生了化学反应。
(　　)
(3)Cu、CuO均可与盐酸反应生成CuCl2。
(　　)
(4)物质间的转化是可认识的、有规律的，转化是有条件的，在研究陌生物质的性质时，要特别关注反应条件和环境。
(　　)
[答案]　(1)√　(2)√　(3)×　(4)√
2．下列反应方程式不正确的是(　　)
A．Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl
B．Cu(OH)2＋2NaCl===CuCl2＋2NaOH
C．BaCl2＋2AgNO3===Ba(NO3)2＋2AgCl↓
D．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O
[答案]　B
3．根据酸的通性，写出硫酸分别与镁、氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁反应生成硫酸镁的化学方程式。
_____________________________________________________；
_____________________________________________________；
_____________________________________________________；
_____________________________________________________。
[答案]　Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑　MgO＋H2SO4===MgSO4＋H2O　Mg(OH)2＋H2SO4===MgSO4＋2H2O　MgCO3＋H2SO4===MgSO4＋CO2↑＋H2O
物质的转化
古诗词中蕴含着丰富的化学变化，明朝的诗人于谦的《石灰吟》是一首托物言志诗。作者以石灰作比喻，表达自己为国尽忠、不怕牺牲的意愿和坚守高洁情操的决心。
请回答下列问题：
(1)上述诗句中涉及了哪些化学物质？它们分别属于哪类物质？
(2)以上述物质为例，描述各类化合物之间的转化关系。
[答案]　(1)诗句中涉及了碳酸钙、氧化钙，分别属于盐和氧化物。
(2)常见含钙化合物的转化关系为
1．单质、氧化物、酸、碱和盐的转化关系
注意事项：
(1)金属与酸反应的条件：金属为金属活动性顺序表中氢前面的金属。
(2)金属与盐反应的条件：活泼金属置换出不活泼金属。
(3)盐与酸反应的条件：强酸制取弱酸。
(4)盐与盐反应的条件：反应物两可溶；生成物至少有一沉淀。
(5)盐与碱反应的条件：反应物两可溶，生成物有一难溶物。
2．无机基本反应类型
(1)化合反应：A＋B＋……―→C；
(2)分解反应：A―→B＋C＋……；
(3)置换反应：A＋BC―→AC＋B；
(4)复分解反应：AB＋CD―→AD＋CB。
[注]　(1)常见的置换反应有①金属与酸、盐的置换反应；②H2还原某些金属氧化物(如CuO)；③碳与H2O(g)反应制取水煤气等。
(2)复分解反应一般是酸、碱、盐之间的反应。
【典例】　有关物质之间的部分转化关系如图所示，其中“——”表示物质之间能发生化学反应，“―→”表示物质之间的转化关系。下列说法中正确的是(　　)
A．物质X是一种常见的有机化合物
B．反应②一定有盐参加反应
C．CaCO3与NaOH反应可生成Ca(OH)2
D．图中的所有反应均不属于置换反应
D　[由于CO2、CaCO3之间能相互转化，CO2与Ca(OH)2能反应，X可以为CO2，它不属于有机化合物，A错误。Ca(OH)2能与CO2反应生成CaCO3，但CO2不属于盐，B错误。由于CaCO3难溶，不能与NaOH反应，C错误。]
[借题发挥]
(1)根据物质的类别不同，写出②的可能化学方程式。
(2)反应③的反应类型是什么？
[答案]　(1)Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O
(或Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH等)。
(2)分解反应
1．下表所列各组物质中，物质之间按箭头方向不能通过一步反应实现如图所示转化的是(　　)
甲
乙
丙
A
CuO
CO2
H2O
B
C
CO
CO2
C
CaCO3
CaO
Ca(OH)2
D
H2SO4
H2O
H2
C　[CuO与CO反应生成铜和CO2，CO2与碱反应能生成水，氧化铜与氢气反应能生成水，图示为，A正确；碳不完全燃烧生成一氧化碳，一氧化碳继续燃烧生成二氧化碳，碳完全燃烧生成二氧化碳，图示为，B正确；CaCO3难溶于水，不与碱溶液发生反应，不能生成氢氧化钙，C错误；硫酸与碱反应可以生成水，与活泼金属反应生成氢气，电解水生成氢气，图示为，D正确。]
2．对于化学反应：A＋B===C＋D，下列说法中正确的是(　　)
A．若生成物C、D有一种为单质，该反应一定是置换反应
B．若生成物C、D分别为两种沉淀，A、B有可能为盐和碱
C．若生成物C、D是盐和水，则A、B一定是酸和碱
D．若生成物C、D是两种化合物，则A、B一定是化合物
B　[由反应CO＋CuOCO2＋Cu知，A项错误；由反应Ba(OH)2＋CuSO4===BaSO4↓＋Cu(OH)2↓知，B项正确；由反应CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O知，C项错误；由反应CH4＋2O2CO2＋2H2O知，D项错误。]
素材1　每年的9月20日为全国的爱牙日。牙齿保健越来越受到人们的重视。牙齿保健是指对牙齿的保护，包括牙齿整齐、洁白、没有牙齿疾病，比如牙周病等、口腔无异味、正常进行咀嚼功能等。每天养成刷牙的好习惯，早晨起床和晚上睡觉之前都必须刷牙，这样能将口腔及牙齿上面的食物碎渣、软白污物和牙菌斑消除。
某品牌牙膏中的摩擦剂是碳酸钙，可以用石灰石制备。
某同学设计了一种制备碳酸钙的实验方案，流程图为
问题探究：(1)上述流程中涉及的无机反应类型有哪些？
(2)写出上述流程中①②③的化学方程式。
(3)石灰水属于哪种分散系？分散质是什么？
(4)请你仍然用石灰石为原料(其他试剂自选)，设计另一种制备碳酸钙的实验方案，并用流程图的形式表示出来。
(5)仍以石灰石为原料(其他试剂自选)，设计两种制备CaCl2的实验方案，并用流程图形式表示出来。
[答案]　(1)分解反应、化合反应、复分解反应。
(2)①CaCO3CaO＋CO2↑，②CaO＋H2O===Ca(OH)2，③Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH。
(3)溶液。Ca(OH)2。
(4)(或或)
(5)
素材2　氢氧化钙，俗称熟石灰或消石灰，是一种白色粉末状固体。氢氧化钙是重要的建筑材料。农药中的波尔多液正是利用石灰乳(溶于水的氢氧化钙)和硫酸铜水溶液按照一定的比例配制而成的。冬天，树木过冬防虫，树木根部以上涂80
cm的石灰浆。
工业常用制备方法——石灰消化法：将石灰石煅烧成氧化钙后，经精选与水按1∶(3～3.5)的比例混合，生成氢氧化钙料液经净化分离除渣，再经离心脱水，干燥，即为氢氧化钙成品。反应方程式：CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca(OH)2。
问题探究：(1)石灰乳与CuSO4溶液混合可能发生的化学方程式为____________________________，反应类型为________。
(2)工业上制备Ca(OH)2主要从哪些方面考虑。
[答案]　(1)Ca(OH)2＋CuSO4===Cu(OH)2＋CaSO4　复分解反应
(2)主要考虑原料(石灰石)来源丰富，价格便宜，生产成本低，对设备要求低。
通过素材1和素材2中CaCO3和Ca(OH)2制备方法和方案的设计与评价，培养学生的“科学探究与社会责任”的化学核心素养。
1．下列物质中，与酸、碱、盐均能反应的物质是(　　)
A．CuO　　
B．CaCO3
C．Na2CO3
D．CO2
C　[CuO不能与碱和盐反应，A不符合题意；CaCO3不能与碱和盐反应，B不符合题意；CO2不能与酸反应，D不符合题意。]
2．以下表示的是碳及其化合物的转化关系，其中涉及的基本反应类型依次是(　　)
CCO2H2CO3CaCO3CO2
A．化合、置换、分解、复分解
B．置换、复分解、化合、分解
C．置换、化合、分解、复分解
D．置换、化合、复分解、分解
D　[该转化关系中涉及的化学反应及反应类型：C＋2CuO2Cu＋CO2↑，置换反应；CO2＋H2O===H2CO3，化合反应；H2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2H2O，复分解反应；CaCO3CaO＋CO2↑，分解反应。]
3．有CuO、Fe、H2、Ba(OH)2溶液、K2CO3溶液、NaOH溶液、稀硫酸七种物质，在常温下物质两两间能发生反应最多有(　　)
A．4个
B．5个
C．6个
D．7个
C　[能够发生反应的有CuO＋H2SO4，Fe＋H2SO4，Ba(OH)2＋H2SO4，Ba(OH)2＋K2CO3，K2CO3＋H2SO4，NaOH＋H2SO4。]
4．采用不同方法制取下列物质，并写出反应的化学方程式。
(1)以Zn、CuO、H2SO4三种物质为原料，用两种方法制取Cu。
(2)用三种方法制取MgCl2。
[答案]　(1)法1：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，
H2＋CuOCu＋H2O；
法2：CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O，
Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu。
(2)Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑；
MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O；
Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O。
5．(素养题)某同学利用Fe、CuO、H2SO4制备CuSO4，制备路线及相关物质之间的转化关系如下，回答下列问题：
(1)写出A、B、C的化学式：
A__________、B__________、C________。
(2)写出有关反应的化学方程式：
A―→B_____________________________________________；
A―→Cu___________________________________________。
[解析]　由A＋Fe―→Cu可知A中含Cu2＋，则A＋NaOH―→B的反应为Cu2＋和OH－反应生成Cu(OH)2，故B为Cu(OH)2、C为CuO。
[答案]　(1)CuSO4　Cu(OH)2　CuO
(2)CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4
CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu
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-课时1　电解质的电离
发
展
目
标
体
系
构
建
1.通过实验、假设、推理等过程，认识电解质的导电实质，培养学生的“宏观辨识与证据推理”的核心素养。2.以探究的方式建构电离模型，能用电离方程式表示某些酸、碱、盐的电离过程，培养学生的“微观探析与模型认知”的核心素养。3.以电离的角度认识酸、碱、盐的本质，培养学生的“宏观辨识与微观探析”的核心素养。
一、电解质
1．实验探究
(1)在三个烧杯中分别加入干燥的NaCl固体、KNO3固体和蒸馏水，将石墨电极依次放入三个烧杯中，并连接电流表，接通电源，电流表指针均不偏转，说明干燥的NaCl固体、KNO3固体、蒸馏水均不导电。
(2)分别取上述烧杯中的NaCl固体、KNO3固体各少许，分别加入另外两个盛有蒸馏水的烧杯中，完全溶解，再做导电性实验，电流表指针均偏转，说明NaCl溶液和KNO3溶液均导电。
2．电解质的概念
(1)电解质：在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物。如：酸、碱、盐、金属氧化物、水。
(2)非电解质：在水溶液里和熔融状态下均不能导电的化合物。
如：蔗糖、乙醇、部分非金属氧化物等。单质和混合物不是电解质，也不是非电解质
3．电解质导电的分析
(1)能导电物质必须具备的条件是具有能自由移动的、带电荷的粒子。
(2)NaCl溶液导电的探究
[证据推理]
①NaCl固体中含有带正电荷的离子Na＋和带负电荷的离子Cl－，由于带相反电荷的离子间的相互作用，Na＋和Cl－按一定规则紧密地排列着。这些离子不能自由移动，故干燥的NaCl固体不导电。
②NaCl固体加入水中，在水分子的作用下，Na＋和Cl－脱离NaCl固体的表面，进入水中，形成能够自由移动的水合钠离子和水合氯离子。
③在NaCl溶液中插入电极并接通电源，水合钠离子向与电源负极相连的电极移动，水合氯离子向与电源正极相连的电极移动，故NaCl溶液能够导电。
(3)NaCl熔融状态导电的探究
NaCl固体受热熔化，离子克服离子间的相互作用，产生能够自由移动的Na＋和Cl－，故熔融NaCl也导电。
[模型认知]
(4)电解质导电的两种模型认知
①电解质水溶液导电模型
②部分电解质熔融状态导电模型
　湿手操作电器易发生触电事故的原因是什么？
[提示]　人的手上常会沾有NaCl等电解质，当遇到水时，形成电解质溶液而易导电。
二、电解质的电离
1．定义
电解质溶于水或受热熔化时，形成自由移动的离子的过程，叫做电离。
2．表示方法——电离方程式(一般用离子符号表示水合离子)
示例：HCl===H＋＋Cl－
H2SO4===2H＋＋SO
NaOH===Na＋＋OH－
Ca(OH)2===Ca2＋＋2OH－
KNO3===K＋＋NO
CaCO3===Ca2＋＋CO
3．从电离角度认识酸、碱、盐的本质
(1)酸：电解质电离出的阳离子全部是H＋，如HCl、H2SO4等。
(2)碱：电解质电离出的阴离子全部是OH－，如NaOH、Ca(OH)2等。
(3)盐：电解质电离出的阴离子是酸根离子；阳离子是金属离子或铵根离子，如KNO3、CaCO3、NH4Cl等。
　写出NaHSO4在水中的电离方程式，并说明NaHSO4是酸吗？为什么？
[答案]　NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO，
NaHSO4不是酸而是酸式盐，因为NaHSO4电离出的阳离子不全是H＋，还有Na＋。
微点拨：“模型”的初步认识
(1)模型是指通过“实验观察和证据推理”，利用简化、抽象和类比等方法，将反映研究对象的本质特征形成一种概括性的描述或认识思路。
(2)模型在化学上有实物模型和理论模型等。如电离模型、导电模型就是典型的理论模型。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)任何电解质在熔化时均能导电。
(　　)
(2)NaOH、NaCl二者在熔化或溶于水时均能导电。
(　　)
(3)溶于水能电离产生H＋的电解质一定属于酸。
(　　)
(4)氯化钠晶体不能导电，是由于其中不含离子。
(　　)
[答案]　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×
2．下列说法错误的是(　　)
A．熔融NaCl发生了电离，能导电
B．NaCl晶体不能导电
C．NH4NO3电离时产生了NH、NO，无金属离子，所以NH4NO3不是盐
D．NaHSO4在水溶液中电离出Na＋、H＋、SO三种离子
C　[明确电解质的导电与电离的关系以及酸、碱、盐的概念是解答本题的前提。熔融NaCl能电离出Na＋和Cl－，故能导电；NaCl晶体中无自由移动的离子，所以不能导电；NH的性质与金属离子相似，NH4NO3是铵盐。]
3．写出下列物质在水中的电离方程式：
(1)HNO3：____________________________________________。
(2)Ba(OH)2：__________________________________________。
(3)Ca(NO3)2：_________________________________________。
(4)(NH4)2SO4：________________________________________。
[答案]　(1)HNO3===H＋＋NO
(2)Ba(OH)2===Ba2＋＋2OH－
(3)Ca(NO3)2===Ca2＋＋2NO
(4)(NH4)2SO4===2NH＋SO
电解质与非电解质的比较
1．现有下列14种物质：①H2SO4　②氨气　③氨水　④铝条　⑤氯化钠　⑥石墨　⑦氢氧化钡　⑧二氧化硫
⑨NaCl溶液　⑩Na2O　?盐酸　?乙醇　?熔融Na2CO3　?氯化氢
(1)上述物质在一定状态下能导电的有哪些？
[答案]　①③④⑤⑥⑦⑨???。
(2)上述物质是电解质的有哪些？是非电解质的有哪些？
[答案]　①⑤⑦⑩??，②⑧?。
(3)写出①⑦?的电离方程式。
[答案]　H2SO4===2H＋＋SO，Ba(OH)2===Ba2＋＋2OH－，Na2CO3===2Na＋＋CO。
2．CO2的水溶液能导电，CO2是电解质吗？如果不是，导电的原因是什么？
[答案]　CO2不是电解质。CO2与H2O反应生成H2CO3，H2CO3在水中电离，H2CO3是电解质。
1．电解质与非电解质的比较
电解质
非电解质
相同点
均为化合物
不同点
在水溶液里或熔融状态下能导电
在水溶液里和熔融状态下都不能导电
本质区别
在水溶液里或熔融状态下自身能发生电离
在水溶液里和熔融状态下自身不能发生电离
所含物质类型
酸：H2SO4、H2CO3等；碱：NaOH、NH3·H2O等；盐：NaCl、CaCO3等；活泼金属氧化物：Na2O、CaO等；水
非金属氧化物：SO2、SO3、CO2、P2O5等；非酸性气态氢化物：NH3；部分有机物：蔗糖、乙醇、CH4、CCl4等
微点拨：(1)电解质必须是自身能电离出自由移动的离子的化合物，SO3、CO2、NH3等化合物的水溶液能导电，但溶液中的离子不是它本身电离产生的，而是它与水反应的产物H2SO4、H2CO3、NH3·H2O电离产生的，所以SO3、CO2、NH3等化合物不是电解质，而是非电解质。
(2)电解质溶液不是电解质，熔融电解质是电解质。
2．电解质的导电条件
状态物质　　
固体
熔融(或液体)
水溶液
强碱和盐
不导电
能导电
导电(难溶物的溶液浓度小，导电能力差)
酸
不导电
不导电
导电
微点拨：溶液导电性的强弱与离子带的电荷数和单位体积溶液中离子的个数有关，电荷数越大，离子个数越多，导电性越强。
3．电离方程式的书写遵循原则
(1)符合客观事实
①不能随意书写离子符号，离子所带电荷数必须等于该元素或原子团在该化合物中的化合价。
②离子的个数用“2”“3”等标在离子符号之前。如2个OH－写成2OH－而不能写成OH。
③在溶液中HCO不能拆成H＋和CO，而HSO必须拆成H＋和SO。
(2)质量守恒：“===”两边原子种类、数目、质量不变。
(3)电荷守恒：正电荷总数＝负电荷总数。
【典例】　有下列物质：①KOH固体　②铁　③Al2(SO4)3固体　④NaHCO3溶液　⑤熔融MgCl2　⑥SO3的水溶液　⑦(NH4)2CO3晶体　⑧CuSO4晶体　⑨CaCO3固体
(1)上述物质能导电的是________(填序号，下同)。
(2)属于电解质的是____________。
(3)写出③⑦⑧在水中的电离方程式_______________________。
[解析]　电解质导电的两个条件：水溶液或熔融状态；水溶液不是纯净物，不是电解质；单质不是电解质，但金属单质可以导电。
[答案]　(1)②④⑤⑥　(2)①③⑤⑦⑧⑨
(3)Al2(SO4)3===2Al3＋＋3SO，(NH4)2CO3===2NH＋CO，CuSO4===Cu2＋＋SO
[借题发挥]
CaCO3难溶水，CaCO3是电解质的理由是什么？
[答案]　CaCO3溶于水的很少量CaCO3在水中电离出Ca2＋和CO。
1．下列状态的物质，既能导电又属于电解质的是(　　)
A．氯化镁晶体　
B．氯化钠溶液
C．液态氯化氢
D．熔融氢氧化钾
D　[电解质导电所需的条件是在水溶液里或熔融状态下，氯化镁晶体为固态，不导电，是电解质；氯化钠溶液导电，为混合物，不是电解质；液态氯化氢不导电，是电解质，只有溶于水才导电；熔融氢氧化钾导电，是电解质。]
2．下列电离方程式错误的是(　　)
A．AlCl3在水溶液中的电离方程式为AlCl3===Al3＋＋Cl
B．Ba(OH)2在水溶液中的电离方程式为Ba(OH)2===Ba2＋＋2OH－
C．NaHSO4在熔融状态下的电离方程式为NaHSO4(熔融)===Na＋＋HSO
D．CH3COONH4在水溶液中的电离方程式为CH3COONH4===NH＋CH3COO－
A　[AlCl3在水溶液中的电离方程式应为AlCl3===Al3＋＋3Cl－，A错误。]
3．导电性实验可以作为研究电解质电离本质及反应机理的有效方法。如图所示装置，若灯泡亮，广口瓶内的物质A可以是________(填序号)。
①干燥的NaCl固体　②干燥的NaOH固体　③NaCl溶液　④NaOH溶液
[解析]　若灯泡亮，说明广口瓶内的物质A中含有大量自由移动的离子，③NaCl溶液、④NaOH溶液中都含有大量自由移动的离子，所以能导电；①干燥的NaCl固体、②干燥的NaOH固体中都不含有自由移动的离子，所以不能导电，故选③④。
[答案]　③④
素材1　电解质溶液导电能力的强弱主要由自由移动的离子浓度的大小决定。某兴趣小组同学在测定溶液的导电性实验时，采用如图所示的串联装置，闭合电键时，发现灯泡不亮。
问题探究：(1)判断上述四个烧杯中的溶质的电解质类型。
[答案]　醋酸、硝酸属于酸，KOH属于碱，Cu(NO3)2属于盐。
(2)上述四个烧杯中哪个烧杯中的物质发生了电离？写出Cu(NO3)2和KOH溶液的电离方程式。
[答案]　A、B、D烧杯中的溶质均发生了电离，C烧杯中的纯硝酸没有发生电离。Cu(NO3)2===Cu2＋＋2NO，KOH===K＋＋OH－。
(3)小灯泡不亮的原因是什么？怎样才能使灯泡亮起来？
[答案]　四个烧杯中只有C中纯硝酸没有自由移动的离子，不导电，整个装置没有形成闭合回路，灯泡不亮。当向C中加水时，HNO3发生电离而导电，整个装置形成闭合回路，灯泡亮。
(4)若经过操作灯泡亮起来后，各烧杯等体积溶液中溶质的粒子数目相等，则哪个烧杯的溶液导电能力最强？
[答案]　B烧杯。等体积的溶液中溶质的粒子数目相等时，溶液中离子浓度越大、离子所带电荷越多，导电能力越强。
素材2　在如图所示的串联装置中，发现灯泡不亮，但若向其中一个烧杯中加水，则灯泡会亮起来：
问题探究：(1)灯泡不亮的原因是什么？在哪个烧杯中加水灯泡会变亮，变亮原因是什么？
[答案]　KCl固体不导电，在B烧杯中加水，加水后KCl电离生成自由移动的K＋和Cl－，从而导电。
(2)向烧杯C中加适量A(不过量)中的溶液后，溶液的导电性强弱如何变化？为什么？
[答案]　变弱，烧杯C中加入A中溶液，发生化学反应Ba(OH)2＋H2SO4===BaSO4↓＋2H2O，生成沉淀，离子个数减少，导电性变弱。
通过素材1、2中物质导电的条件，导电的原因分析及电解质电离的探究培养学生的“宏观辨识与微观探析”和“证据推理与模型认知”的核心素养。
1．下列有关电解质的说法正确的是(　　)
①NaOH固体溶于水能导电，所以NaOH是电解质
②CO2的水溶液能导电，所以CO2是电解质
③液态铜的导电能力很强，所以铜是电解质
④FeCl3溶液能导电，所以FeCl3是电解质
⑤C2H5OH(乙醇)是化合物，所以它是电解质
⑥BaSO4、CaCO3都是难溶物，其水溶液不导电，故它们不是电解质
A．①②　　B．①④　　C．①③⑤　　
D．②④⑥
B　[①NaOH固体溶于水能导电，则NaOH是电解质；②CO2的水溶液能导电的原因是CO2与H2O反应生成的H2CO3能电离出自由移动的离子，所以CO2是非电解质；③铜是单质，既不是电解质，也不是非电解质；④FeCl3是电解质；⑤C2H5OH属于非电解质，因为它在水溶液里和熔融状态下都不导电，且为化合物，符合非电解质的定义；⑥虽然BaSO4和CaCO3难溶于水，但溶于水的少量部分在水中电离出自由移动的离子，能导电；熔融状态也导电，故它们都是电解质。]
2．下列关于纯净物、混合物、电解质、非电解质的正确组合为(　　)
纯净物
混合物
电解质
非电解质
A
盐酸
澄清石灰水
硫酸
干冰
B
冰水混合物
酒精溶液
硫酸钡
二氧化碳
C
氨水
盐酸
铜
硫酸钡
D
胆矾
食盐水
氯化铜
氯气
B　[A项中盐酸是混合物；C项中氨水是混合物，铜既不是电解质也不是非电解质，硫酸钡是电解质；D项中氯气既不是电解质也不是非电解质。B项正确，应注意冰水混合物，只是物质状态不同，成分只有水，是纯净物。]
3．下列关于电解质溶液的叙述正确的是(　　)
A．阳离子和阴离子总数一定相等
B．阳离子带的正电荷总数一定和阴离子带的负电荷总数相等
C．除阴、阳离子外，溶液中不再含有其他粒子
D．NaCl溶液的导电性一定与KCl溶液的导电性相同
B　[依据溶液呈电中性，可知电解质溶液中阳离子带的正电荷总数与阴离子带的负电荷总数相等，A错误、B正确；电解质溶液中，一定含有H2O，有的还含有电解质分子，C错误；NaCl和KCl两溶液中离子浓度大小关系未指明，故无法比较其导电性强弱，D错误。]
4．(素养题)喝电解质饮料对人体有好处，尤其在锻炼时更为明显。电解质是人体维持适当功能必需的，但它们会通过汗水流失。在剧烈运动或过热出汗后，及时补充电解质对保持身体健康很重要。
酸、碱、盐是从电离特点上对电解质的分类。下列关于酸、碱、盐的说法错误的是(　　)
A．酸、碱、盐都是电解质，电解质只有酸、碱、盐
B．电离时生成的阴离子全部是OH－的化合物才可能是碱
C．电离时生成的阳离子全部是H＋的化合物才可能是酸
D．只要电离时能生成金属阳离子和酸根阴离子的化合物就是盐
A　[大部分金属氧化物和水等也是电解质，A项错误；B项、C项正确，比如水既不属于酸，也不属于碱，水电离产生的阳离子全部是H＋，阴离子全部是OH－；盐有酸式盐、碱式盐、正盐、复盐(金属阳离子不止一种)、混盐(酸根阴离子不止一种)等，同时请注意铵盐的特殊性，D项正确。]
5．现有中学化学中常见的八种物质：
①固体氢氧化钡　②Mg　③纯醋酸　④硝酸　⑤硫酸氢钾固体　⑥熔融K2CO3　⑦蔗糖　⑧碳酸钠粉末
请用序号填空：
(1)上述状态下可导电的是________，属于非电解质的是________。
(2)属于酸的是________，属于碱的是________，属于盐的是________。
(3)写出①④⑤⑧在水溶液中的电离方程式：
①___________________________________________________；
④___________________________________________________；
⑤___________________________________________________；
⑧___________________________________________________。
[答案]　(1)②⑥　⑦　(2)③④　①　⑤⑥⑧
(3)①Ba(OH)2===Ba2＋＋2OH－　④HNO3===
H＋＋NO　⑤KHSO4===K＋＋H＋＋SO　⑧Na2CO3===2Na＋＋CO
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-课时2　离子反应
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展
目
标
体
系
构
建
1.通过分析酸、碱、盐之间的反应事实，认识离子反应，并归纳离子反应发生的条件，培养学生“宏观辨识与微观探析”的核心素养。2.通过事例，能正确书写离子方程式及理解其意义，培养学生“微观探析与模型认知”的核心素养。3.根据离子反应的事实，判断并分析常见离子的共存问题，培养学生“科学探究与科学态度”的核心素养。
一、离子反应与离子方程式
1．离子反应
(1)实验分析
实验操作
实验现象
有白色沉淀
BaCl2、Na2SO4的电离方程式
BaCl2===Ba2＋＋2Cl－、Na2SO4===2Na＋＋SO
混合前后离子的变化
Ba2＋与SO减少，生成沉淀BaSO4；Na＋与Cl－没有变化
反应实质
Ba2＋＋SO===BaSO4↓
(2)离子反应
2．离子方程式
(1)离子方程式：用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。
(2)离子方程式的书写步骤(以Na2SO4溶液与BaCl2溶液的反应为例)
①写：写出反应的化学方程式(必须根据实验事实)：
Na2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2NaCl。
②拆：把易溶于水且易电离的物质(如强酸、强碱和大部分可溶性盐)写成离子的形式：
2Na＋＋SO＋Ba2＋＋2Cl－===BaSO4↓＋2Na＋＋2Cl－。
③删：删去方程式两边不参加反应的离子，并将方程式化为最简：SO＋Ba2＋===BaSO4↓。
④查：检查离子方程式两边各元素的原子个数和电荷总数是否相等、反应条件、沉淀符号、气体符号等。
3．离子方程式表示的意义
化学方程式
离子方程式
离子方程式的意义
NaOH＋HCl===NaCl＋H2O
H＋＋OH－===H2O
(1)表示某个具体的化学反应，(2)表示同一类反应，即强酸与可溶性强碱生成水和可溶性盐的反应
KOH＋HCl===KCl＋H2O
H＋＋OH－===H2O
2NaOH＋H2SO4===
Na2SO4＋2H2O
H＋＋OH－===H2O
2KOH＋H2SO4===K2SO4＋2H2O
H＋＋OH－===H2O
　“H＋＋OH－===H2O”能代表所有强酸与强碱反应的离子方程式吗？举例说明。
[提示]　不能。如稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式为2H＋＋SO＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O。
二、离子反应发生的条件
1．溶液中复分解反应的条件
2．其他离子反应如溶液中的置换反应，如Fe与CuSO4溶液反应的离子方程式为Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋。
微点拨：难电离物质除了水外，还有弱酸(CH3COOH、HF、H2CO3、HClO等)和弱碱(NH3·H2O等)。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)离子反应中参加反应的全是离子。
(　　)
(2)NaCl溶液与AgNO3溶液反应的实质是Ag＋＋Cl－===AgCl↓。
(　　)
(3)CaCO3与HCl溶液反应的离子方程式为CO＋2H＋===H2O＋CO2↑。
(　　)
(4)Cu(OH)2溶于盐酸的离子方程式为OH－＋H＋===H2O。
(　　)
[答案]　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×
2．下列化学方程式中，不可以用H＋＋OH－===H2O表示的是(　　)
A．2NaOH＋H2SO4===Na2SO4＋2H2O
B．Ba(OH)2＋2HCl===BaCl2＋2H2O
C．Cu(OH)2＋2HNO3===Cu(NO3)2＋2H2O
D．KOH＋HCl===KCl＋H2O
C　[H＋＋OH－===H2O代表强酸和可溶性强碱反应生成可溶性盐和H2O的反应，A、B、D均符合；而C项中Cu(OH)2为难溶性弱碱，应写成Cu(OH)2形式。
]
3．将下列反应改为离子方程式或化学方程式
(1)BaCO3＋2HNO3===Ba(NO3)2＋CO2↑＋H2O
_____________________________________________________。
(2)CO＋2H＋===CO2↑＋H2O
_____________________________________________________。
(3)Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
_____________________________________________________。
[答案]　(1)BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋CO2↑＋H2O
(2)Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O(合理即可)
(3)Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑(合理即可)
离子方程式的书写及其正误的判断方法
1．写出下列反应的离子方程式
(1)CuO溶于稀硫酸中
(2)KOH溶液与稀硫酸混合
(3)氨水与稀盐酸混合
(4)石灰水中充入少量CO2
(5)石灰水中充入过量CO2
(6)Na2CO3溶液与石灰水混合
(7)CH3COONa溶液与稀盐酸混合
(8)Zn与CuSO4溶液反应
[答案]　(1)CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O
(2)OH－＋H＋===H2O
(3)NH3·H2O＋H＋===NH＋H2O
(4)Ca2＋＋2OH－＋CO2===CaCO3↓＋H2O
(5)OH－＋CO2===HCO
(6)CO＋Ca2＋===CaCO3↓
(7)CH3COO－＋H＋===CH3COOH
(8)Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋
2．判断下列离子方程式的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)Fe和稀盐酸反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
(　　)
(2)FeCl2溶液与Cl2反应：Fe2＋＋Cl2===Fe3＋＋2Cl－。
(　　)
(3)Fe与FeCl3溶液反应：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋。
(　　)
(4)Ca(HCO3)2溶液中加入少量的NaOH溶液：Ca2＋＋HCO＋OH===CaCO3↓＋H2O。
(　　)
(5)向NaHSO4溶液中滴入Ba(OH)2溶液至中性：HSO＋Ba2＋＋OH－===BaSO4↓＋H2O。
(　　)
[答案]　(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×
1．书写离子方程式的关键——“拆分”
(1)能拆写成离子的物质
(2)不能拆写成离子的物质
(3)特殊物质的拆与不拆
①微溶物作为反应物，若是澄清溶液写离子符号，若是悬浊液写化学式。微溶物作为生成物，一般写化学式(标“↓”)，如石灰水和石灰乳：石灰水写成离子形式，而石灰乳则写化学式。
②三大强酸中浓硫酸不拆，浓盐酸和浓硝酸应拆。
③氨水作反应物可写作NH3·H2O；作生成物，若有加热条件或浓度很大时，可写作NH3(标“↑”)。
④多元弱酸的酸式酸根离子，在离子方程式中不能拆开写，如NaHCO3与盐酸反应的离子方程式为HCO＋H＋===CO2↑＋H2O。
⑤既不是水溶液中反应也不是熔融状态下反应，不能写离子方程式
提醒：熟记可拆的强酸、强碱和易溶盐的口诀
钾钠铵盐硝酸盐，都能溶于水中间；
氯化物除银亚汞，硫酸不溶铅与钡；
碳酸磷酸亚硫酸，可溶只有钾钠铵；
易溶钾钠铵钡碱，不溶的酸是硅酸。
2．离子方程式正误的判断方法
(1)看离子反应是否符合客观事实。如铁与稀硫酸反应生成Fe2＋而不生成Fe3＋。
(2)物质的拆写是否正确。
(3)看电荷是否守恒。如FeCl2溶液与Cl2反应，不能写成Fe2＋＋Cl2===Fe3＋＋2Cl－，而应写成2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
(4)看是否漏写离子反应。如Ba(OH)2溶液与CuSO4溶液反应，既要写Ba2＋与SO反应生成BaSO4沉淀的离子反应，又不能漏写Cu2＋与OH－反应生成Cu(OH)2沉淀的离子反应。
(5)看反应物或产物的配比是否正确。如稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应不能写成H＋＋OH－＋SO＋Ba2＋===BaSO4↓＋H2O，而应写成2H＋＋2OH－＋SO＋Ba2＋===BaSO4↓＋2H2O。
(6)当多元弱酸与碱反应，若酸过量，生成酸式盐，反之，生成正盐。如石灰水通入过量CO2，生成可溶性Ca(HCO3)2，离子方程式应为OH－＋CO2===HCO。
【典例】　下列离子方程式正确的是(　　)
A．石灰石与盐酸反应：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O
B．铜和硝酸银溶液反应：Cu＋Ag＋===Cu2＋＋Ag
C．向Ba(OH)2溶液中逐滴滴加NaHSO4溶液至SO恰好沉淀完全：Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O
D．NH4HCO3溶液与过量稀盐酸混合：HCO＋H＋===CO2↑＋H2O
D　[石灰石难溶于水，不能拆成离子形式，A不正确；该离子方程式没有配平，电荷不守恒，B不正确；根据题意可知NaHSO4是少量的，则沉淀1个SO只要1个Ba2＋，同时中和1个H＋只要1个OH－，故向Ba(OH)2溶液中滴加NaHSO4溶液至SO恰好沉淀完全的离子方程式为Ba2＋＋OH－＋H＋＋SO===BaSO4↓＋H2O，C不正确；NH4HCO3溶液与过量稀盐酸反应的离子方程式为HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，D正确。]
[借题发挥]
(1)向Ba(OH)2溶液中加入过量NaHSO4溶液反应的离子方程式为_____________________________________________________。
(2)向NH4HCO3溶液中加入过量NaOH溶液反应的离子方程式为_____________________________________________________。
[答案]　(1)Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O
(2)NH＋HCO＋2OH－===CO＋NH3·H2O＋H2O
酸式盐与碱反应的离子方程式书写方法——设“1”法
(1)设定少量物质的个数为“1”；
(2)过量物质的反应离子个数根据反应书写；
(3)根据定量写出产物及其个数然后配平。
如：NaHCO3与少量Ca(OH)2溶液反应，设Ca(OH)2为“1”
即：＋2HCO===CaCO3↓＋2H2O＋CO
1．能正确表示下列化学反应的离子方程式的是(　　)
A．向ZnCl2溶液中加入Fe粉：Fe＋Zn2＋===Fe2＋＋Zn
B．向硫酸溶液中加入Cu(OH)2固体：OH－＋H＋===H2O
C．向碳酸氢钠溶液中加入稀盐酸：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O
D．向氯化钾溶液中滴加硝酸银溶液：Cl－＋Ag＋===AgCl↓
D　[A项不符合化学事实，错误；B项Cu(OH)2为难溶性固体，不能拆分成离子形式，错误；C项NaHCO3应拆分为HCO，错误；D项正确。]
2．(双选)下列离子方程式书写正确的是(　　)
A．Fe和盐酸反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
B．MgCO3与稀硫酸反应：MgCO3＋2H＋===Mg2＋＋H2O＋CO2↑
C．往澄清石灰水中通入过量CO2气体：CO2＋OH－===HCO
D．向H2SO4溶液中加入Ba(OH)2溶液至中性：H＋＋SO＋Ba2＋＋OH－===BaSO4↓＋H2O
BC　[Fe和盐酸反应生成FeCl2和H2，离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，A项错误；MgCO3微溶于水，不能拆写成离子形式，B项正确；往澄清石灰水中通入过量CO2气体，离子方程式为CO2＋OH－===HCO，C项正确；向H2SO4溶液中加入Ba(OH)2溶液至中性，二者恰好完全反应，离子方程式为2H＋＋SO＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O，D项错误。]
3．下列各组内的两种物质在溶液中的反应，可用同一离子方程式表示的是(　　)
A．氢氧化钠与盐酸；氢氧化钠与碳酸
B．BaCl2溶液与Na2SO4溶液；Ba(OH)2溶液与H2SO4溶液
C．Na2CO3溶液与足量硝酸溶液；CaCO3与硝酸溶液
D．石灰石与硝酸；石灰石与盐酸
D　[A错，盐酸用H＋表示，碳酸用H2CO3表示。B错，前者离子方程式为Ba2＋＋SO===BaSO4↓，后者离子方程式为2H＋＋SO＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O。C错，Na2CO3溶液用CO表示，CaCO3用CaCO3表示。D对，硝酸和盐酸均用H＋表示，离子方程式为CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O。]
4．写出下列反应的离子方程式。
(1)向Ca(HCO3)2溶液中加入足量NaOH溶液__________________________________________________________。
(2)向NaHSO4溶液中滴入Ba(OH)2溶液至溶液呈中性
_____________________________________________________。
(3)向NaOH溶液中充入过量CO2______________________。
[答案]　(1)Ca2＋＋2HCO＋2OH－===CaCO3↓＋CO＋2H2O
(2)2H＋＋2OH－＋Ba2＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O
(3)OH－＋CO2===HCO
素材1　胃液中含有盐酸，胃酸过多的人常有胃疼烧心的感觉，易吐酸水，服用适量的小苏打(NaHCO3)能治疗胃酸过多；如果病人同时患胃溃疡，为防胃壁穿孔，不能服用小苏打，此时最好用含氢氧化铝的胃药(如胃舒平)。
问题探究：(1)NaHCO3能治疗胃酸过多的原理(离子方程式表示)是什么？为什么胃溃疡病人不能服用？
(2)胃舒平治疗胃酸过多的原理是什么(用离子方程式表示)?
(3)NaOH能否治疗胃酸？为什么？
[答案]　(1)HCO＋H＋===CO2↑＋H2O。生成CO2气体易造成胃溃疡病人胃穿孔。
(2)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。
(3)不能，NaOH具有强腐蚀性，与水作用放出大量热。
素材2　波尔多液是法国植物学家米拉德无意中发现的。1878年，名为“霉叶病”的植物病害狂扫波尔多城，许多葡萄园很快变得枝叶凋零。米拉德发现公路旁的葡萄树郁郁葱葱，经打听，才知是园主为防馋嘴的过路人偷吃而洒的“毒药”，由熟石灰与硫酸铜溶液混合配制而成。于是米拉德经过不断努力，成功制成了波尔多液。
无水硫酸铜为白色晶体，胆矾(CuSO4·5H2O)为蓝色晶体，硫酸铜溶液是蓝色溶液，向硫酸铜溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。
问题探究：(1)写出制备波尔多液的化学反应方程式。
(2)配制波尔多液能否用铁桶？为什么？
(3)写出CuSO4溶液中加BaCl2的离子方程式。
[答案]　(1)CuSO4＋Ca(OH)2===CaSO4＋Cu(OH)2。
(2)不能，因为Fe与CuSO4反应Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。
(3)SO＋Ba2＋===BaSO4↓。
通过素材1、素材2中反应及应用，使学生体验“变化观念、科学探究与社会责任”的核心素养。
1．下列各组物质间的反应中，不属于离子反应的是(　　)
A．Zn和H2SO4(稀)反应
B．NaCl溶液和AgNO3溶液反应
C．CaCO3高温分解
D．氨水与FeCl3溶液反应
[答案]　C
2．BaCO3与稀硝酸反应，正确的离子方程式是(　　)
A．Ba2＋＋CO＋2H＋＋2NO===Ba(NO3)2＋H2O＋CO2↑
B．BaCO3＋2H＋＋2NO===Ba(NO3)2＋H2O＋CO2↑
C．BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋H2O＋CO2↑
D．CO＋2H＋===H2O＋CO2↑
C　[二者反应的化学方程式是BaCO3＋2HNO3===Ba(NO3)2＋H2O＋CO2↑，其中碳酸钡难溶于水，硝酸、硝酸钡都是易溶且易电离的物质，故应拆成离子形式。]
3．下列反应的离子方程式书写正确的是(　　)
A．氯化铜溶液与铁粉反应：Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu
B．稀硫酸与铁粉反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
C．氢氧化钡溶液与稀硫酸反应：Ba2＋＋SO===BaSO4↓
D．碳酸钙与盐酸反应：CO＋2H＋===H2O＋CO2↑
A　[B错，不符合反应事实，H2SO4(稀)＋Fe===FeSO4＋H2↑，应为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
C错，漏掉了2H＋＋2OH－===2H2O，应为2OH－＋Ba2＋＋SO＋2H＋===2H2O＋BaSO4↓。
D错，碳酸钙难溶于水，应为CaCO3＋2H＋===H2O＋CO2↑＋Ca2＋。]
4．下列反应可以用同一离子方程式表示的是(　　)
A．HCl溶液＋Na2CO3溶液，HCl溶液＋NaHCO3溶液
B．NaOH溶液＋HCl溶液，Ba(OH)2溶液＋H2SO4溶液
C．BaCl2溶液＋H2SO4溶液，Ba(OH)2溶液＋Na2SO4溶液
D．CaCO3＋HCl溶液，Na2CO3溶液＋H2SO4溶液
C　[A项，第1组反应为2H＋＋CO===CO2↑＋H2O，第2组反应为H＋＋HCO===CO2↑＋H2O，两者不同；B项，第1组反应为H＋＋OH－===H2O，第2组反应为Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O，两者不同；C项，两组反应均为Ba2＋＋SO===BaSO4↓；D项，第1组反应为CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O，第2组反应为CO＋2H＋===CO2↑＋H2O，两者不同。]
5．(素养题)2019年3月21日，宁波市首家也是目前唯一一家“准四类水”污水处理厂——宁波市供排水集团新周污水处理厂开始出水。污水处理厂往往会给人一种污水横流、空气中飘满臭味印象，但新周污水处理厂非常清新、洁净、优雅，是一座花园式工厂。
某河道两旁有甲、乙两厂。它们排放的工业废水中，共含K＋、Ag＋、Fe3＋、Cl－、OH－、NO六种离子。
(1)甲厂的废水明显呈碱性，故甲厂废水中所含的三种离子是________________。
(2)乙厂的废水中含有另外三种离子。如果加一定量的物质A可以回收乙厂其中的某种金属B，A、B分别是____________________。
(3)在污水处理厂某技术人员提出了另一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合，经过滤后的废水，可用来浇灌农田。你能解释其中的原因吗？____________________________________。
[解析]　(1)甲厂废水呈碱性，则溶液中含有大量的OH－，与OH－反应的Ag＋、Fe3＋不能大量共存，根据溶液呈电中性可知甲厂废水中应含有K＋，乙厂中含有Ag＋、Fe3＋，则与Ag＋、Fe3＋反应的Cl－、OH－不能共存，所以根据溶液电中性可知乙厂还有NO，由此可知：甲厂含有K＋、Cl－、OH－，乙厂含有Ag＋、Fe3＋、NO。
(2)乙厂含有的金属离子有Ag＋、Fe3＋，加入单质Fe，可置换出Ag。
(3)将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合，可生成AgCl、Fe(OH)3沉淀，生成沉淀的离子有Ag＋、Fe3＋、Cl－、OH－，经过滤后的废水中溶质主要为KNO3。
[答案]　(1)OH－、Cl－、K＋　(2)A为铁粉、B为Ag
(3)将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合，可生成AgCl、Fe(OH)3沉淀，经过滤后的废水中溶质主要为KNO3，可作为钾肥浇灌农田
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-微专题1　离子反应的综合应用
离子反应是一种重要的反应类型，应用非常广泛，经常涉及离子共存分析，离子检验与推断，物质的制备、分离与提纯等方面。体现了“证据推理与模型认知，科学探究与社会责任”的核心素养。下面重点探讨离子共存和推断。
应用一　离子共存问题的分析
1．离子不能大量共存的两类情况
发生反应类型
反应条件
举例
复分解反应
生成难溶或微溶的物质
如生成BaSO4、AgCl、CaCO3、CaSO4、BaCO3、MgCO3、Fe(OH)3等
生成难电离的物质
如生成H2O、CH3COOH、NH3·H2O等
生成挥发性物质(气体)
如生成CO2、SO2、H2S等
置换反应
金属单质与金属阳离子之间
如Fe与CuSO4溶液的反应，实际上是Fe与Cu2＋之间的置换反应
提醒：(1)酸性(H＋)条件下，弱酸根(CH3COO－、CO、HCO、F－、SO、S2－等)不能大量共存
(2)碱性(OH－)条件下，弱碱阳离子(NH、Fe3＋、Cu2＋等)不能大量共存
2．三类隐含条件
(1)无色溶液：不含Cu2＋(蓝色)、Fe3＋(棕黄色)、Fe2＋(浅绿色)、MnO(紫红色)等。
(2)酸性溶液：强酸性溶液或使石蕊变红的溶液或常温下pH<7的溶液，均指酸性溶液，即溶液中有大量H＋，则能与H＋反应的离子肯定不能大量存在，如OH－、CO等。
(3)碱性溶液：强碱性溶液或使石蕊变蓝的溶液或使酚酞变红的溶液或常温下pH>7的溶液，均指碱性溶液，即溶液中有大量OH－，则能与OH－反应的离子肯定不能大量存在，如H＋、NH等。
1．在强酸性无色透明溶液中，下列各组离子能大量共存的是(　　)
A．Fe3＋、K＋、Cl－、NO　
B．Ag＋、Na＋、NO、Cl－
C．Zn2＋、Al3＋、SO、Cl－
D．Ba2＋、NH、Cl－、HCO
C　[A选项中四种离子不能相互反应，可共存，但Fe3＋在溶液中为棕黄色，不符合题意；B选项中Ag＋与Cl－反应生成AgCl沉淀，不能共存；D选项的四种离子可以共存，但HCO在强酸性条件下不能存在，不符合题意。]
2．室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是(　　)
A．0.1
mol·L－1
NaOH溶液：Na＋、K＋、CO、Cl－
B．0.1
mol·L－1
FeCl2溶液：K＋、SO、OH－
C．0.1
mol·L－1
K2CO3溶液：Na＋、Ba2＋、Cl－、OH－
D．0.1
mol·L－1
H2SO4的溶液：K＋、Cl－、CH3COO－、NH
A　[A项，可以共存，正确；B项，Fe2＋与OH－不共存，错误；C项，CO与Ba2＋会反应生成BaCO3沉淀，错误；D项，CH3COO－和H＋结合生成弱电解质醋酸，不能大量共存，错误。]
应用二　物质的检验与推断
1．物质检验的几个方面
(1)沉淀法：如Ag＋、Cl－、SO、Ca2＋的检验。
(2)气体法：如CO。
2．四项原则推断物质
(1)肯定性原则：根据题干或实验现象确定物质。
(2)否定性原则：根据已确定的物质结合反应排除不存在的物质。
(3)引入性原则：注意实验过程中物质的引入对推断物质的干扰。
(4)电中性原则：在溶液中一定为电中性，阴、阳离子带的电荷数相等。
【典例】　有一包白色固体粉末，其中可能含有NaCl、Ba(NO3)2、CuSO4、Na2CO3中的一种或几种，现做以下实验：
①将部分粉末加入水中，振荡，有白色沉淀生成，过滤，溶液呈无色：
②向①的沉淀物中加入足量稀硝酸，固体完全溶解，并有气泡产生；
③取少量②的溶液，滴入稀硫酸，有白色沉淀产生；
④另取①中过滤后的溶液加入足量AgNO3溶液，产生白色沉淀。
根据上述实验事实，回答下列问题：
(1)原白色粉末中一定含有的物质是________(写化学式，下同)，一定不含有的物质是__________，可能含有的物质是________。
(2)写出各步变化的离子方程式：①____________________；②______________________________________________。
[解析]　(1)将部分粉末加入水中，振荡，有白色沉淀生成，过滤，溶液呈无色，说明无CuSO4，沉淀只能为碳酸钡，所以白色粉末中一定有Ba(NO3)2和Na2CO3。(2)向①的沉淀物中加入足量稀硝酸，固体完全溶解，并有气泡产生，进一步确定白色沉淀为碳酸钡；③取少量②的溶液，滴入稀硫酸，有白色沉淀产生，确定有Ba(NO3)2。④另取①中过滤后的溶液加入足量AgNO3溶液，产生白色沉淀，因为Na2CO3与硝酸钡反应后可能过量，碳酸钠也可以与硝酸银溶液反应生成白色沉淀，所以不能确定是否有NaCl。
[答案]　(1)Ba(NO3)2、Na2CO3　CuSO4　NaCl
(2)①Ba2＋＋CO===BaCO3↓
②BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋CO2↑＋H2O
3．有一瓶无色透明溶液，含Cl－、CO、SO、Na＋、K＋、Mg2＋、Cu2＋中的某几种。
①取少量原溶液加入足量的Ba(OH)2溶液产生白色沉淀；
②取少量原溶液加入足量的BaCl2溶液不产生沉淀；
③取少量原溶液加入足量的AgNO3溶液产生白色沉淀，再加稀硝酸，白色沉淀不溶解。
回答下列问题：
(1)原溶液中一定含有的离子是______________，一定不含有的阴离子是______________，可能含有的离子是______________。
(2)有的同学认为实验③可以省略，你认为是否正确(填“是”或“否”)
________，说明理由______________________________。
(3)写出①中反应的离子方程式：_______________________。
[解析]　因溶液为无色，一定不存在有色离子Cu2＋；根据实验②，原溶液中加入足量的BaCl2溶液不产生沉淀，说明原溶液中不存在CO、SO；根据实验①，原溶液中加入足量的Ba(OH)2溶液产生白色沉淀，再结合实验②，则原溶液中一定含有Mg2＋；根据实验③，原溶液中加入足量的AgNO3溶液产生白色沉淀，再加稀硝酸，白色沉淀不溶解，该白色沉淀为AgCl，原溶液中一定含有Cl－。(1)由上述分析可知，原溶液中一定含有的离子是Mg2＋、Cl－；一定不含有的阴离子是CO、SO；可能含有的离子是Na＋、K＋。(2)根据溶液呈电中性，该溶液中一定存在唯一的阴离子Cl－，所以实验③可以省略。(3)原溶液加入足量的Ba(OH)2溶液产生Mg(OH)2白色沉淀，反应的离子方程式为Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓。
[答案]　(1)Mg2＋、Cl－　SO、CO　Na＋、K＋　(2)是　根据溶液呈电中性，原溶液中一定含有Cl－　(3)Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
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-课时1　氧化还原反应
发
展
目
标
体
系
构
建
1.通过对化合价的分析，认识氧化还原反应的有关概念，理解氧化还原反应与四种基本反应类型的关系。培养学生“宏观辨识与变化观念”的核心素养。2.基于化合价变化与电子转移的相关性，从微观上认识氧化还原反应的本质，能对其进行分析，培养学生“宏观辨识与微观探析”的核心素养。3.会用“双线桥”法描述电子转移的方向与数目，培养学生“证据推理与模型认知”的核心素养。
一、氧化还原反应的认识
1．从得失氧的角度认识氧化还原反应
从得失氧的角度分析以下反应，完成下表。
2CuO＋C2Cu＋CO2↑；Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
物质
反应物
发生的反应(氧化反应或还原反应)
得到氧的物质
C、CO
氧化反应
失去氧的物质
CuO、Fe2O3
还原反应
结论：一种物质得到氧发生氧化反应，必然有一种物质失去氧发生还原反应，氧化反应和还原反应是在一个反应中同时发生的，称为氧化还原反应。
2．从元素化合价升降的角度认识氧化还原反应
(1)对于有氧元素参加的反应2CuO＋C2Cu＋CO2↑。
①铜元素化合价降低，CuO发生还原反应。
②碳元素化合价升高，C发生氧化反应。
(2)对于无氧元素参加的反应Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。
①铜元素化合价降低，CuSO4发生还原反应。
②铁元素化合价升高，Fe发生氧化反应。
结论：物质所含元素化合价升高的反应是氧化反应；物质所含元素化合价降低的反应是还原反应；凡是有元素化合价升降的反应，都是氧化还原反应。
3．从电子转移的角度认识氧化还原反应
(1)在2Na＋Cl22NaCl的反应过程中：
①钠原子失去最外电子层上的1个电子，成为具有稳定结构的Na＋，其化合价由0价升高为＋1价，Na发生了氧化反应，被氧化。
②氯原子最外层得到1个电子，成为具有稳定结构的Cl－，其化合价由0价降低为－1价，Cl2发生了还原反应，被还原。
③在这个反应中，氯原子和钠原子之间发生了电子的得失，分别形成阴离子和阳离子，使元素的化合价发生了变化。
④反应过程中相应变化关系图
(2)在H2＋Cl22HCl的反应过程中：
①氢原子和氯原子都不易失去电子，都可获得1个电子形成稳定结构，二者只能形成共用电子对，使双方最外电子层都达到稳定结构。
②共用电子对偏向于吸引力稍强的氯原子，氯元素的化合价由0价降低为－1价，被还原，氯气发生了还原反应。
③共用电子对偏离于吸引力稍弱的氢原子，氢元素的化合价由0价升高到＋1价，被氧化，氢气发生了氧化反应。
④反应过程中相应变化关系图
该反应生成的氯化氢分子因共用电子对的偏移，而使元素的化合价发生了变化。
(3)结论：凡是有电子转移(得失或偏移)的反应都是氧化还原反应。失去电子(或电子对偏离)物质发生氧化反应，物质被氧化；得到电子(或电子对偏向)物质发生还原反应，物质被还原。
(4)氧化还原反应的特征与本质
①特征：元素化合价升降。
②本质：电子转移(电子得失或电子对偏移)。
二、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
(1)有单质参加或单质生成的化合反应或分解反应均是氧化还原反应。
(2)所有置换反应都是氧化还原反应。
(3)所有复分解反应都不是氧化还原反应。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)氧化还原反应中一定有氧元素参加。
(　　)
(2)
冶炼金属钛(Ti)的第一步反应为TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4＋2CO，该反应属于氧化还原反应。
(　　)
(3)有单质参加的反应一定是氧化还原反应。
(　　)
(4)在氧化还原反应中反应物的化合价升高或降低，没有化合价不变的元素。
(　　)
[答案]　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×
2．下列反应是氧化还原反应且是置换反应的是(　　)
A．CO＋CuOCu＋CO2
B．2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
C．Cl2＋H2O===HCl＋HClO
D．Br2＋2KI===2KBr＋I2
[答案]　D
3．有反应：Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe。
(1)________元素的化合价升高，则该元素的原子_____________电子，被________(填“氧化”或“还原”)；而________元素的化合价降低，则该元素的原子________电子，被________________(填“氧化”或“还原”)。
(2)该反应中Fe2O3发生了________反应，Al发生了________反应。
(3)1个Al原子参加反应，转移________个电子。
[答案]　(1)Al　失　氧化　Fe　得　还原　(2)还原　氧化　(3)3
氧化还原反应的有关概念与联系
高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型净水剂和消毒剂，主要用于饮用水处理。工业上制备高铁酸钠的方法之一为：3NaClO＋2Fe(OH)3＋4NaOH===2Na2FeO4＋3NaCl＋5H2O。
请探究下列问题
(1)Na2FeO4中铁元素的化合价是________。
(2)被氧化的元素是________。发生还原反应的物质是________。
(3)被氧化的物质是________。
(4)2个Fe(OH)3反应时，转移的电子数是________个。
[答案]　(1)＋6价　(2)Fe(或铁元素)　NaClO
(3)Fe(OH)3　(4)6
1．氧化还原反应概念间的联系
2．氧化还原反应中的4个“不一定”
(1)一种元素被氧化，不一定有另一种元素被还原。如C2＋H2O===H＋中，被氧化和被还原的元素都是氯元素。
(2)一种反应物不一定只表现出一种性质。如反应2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑中，参加反应的KMnO4既表现了还原性，又表现了氧化性。
(3)有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应。如同素异形体之间的相互转化不属于氧化还原反应。
(4)某种物质由化合态变为游离态，不一定是被还原，如HCl→Cl2是被氧化。
3．判断元素化合价的常用方法
(1)熟记常见元素的化合价
钠钾氢银正一价，钙镁锌钡正二价。
氟氯溴碘负一价，通常氧是负二价。
铜正一二铝正三，铁有正二和正三。
碳有正二和正四，硫有负二、正四和正六。
(2)计算：依据化合物中元素的正、负化合价的代数和为零进行计算。步骤：
①标出熟悉元素的化合价。
②根据化合物中正、负化合价的代数和为零的原则求解其他元素的化合价。
③有机物中碳元素化合价(设为x)的确定方法：有机物中氧元素的化合价为－2，氢元素的化合价为＋1。利用元素化合价代数和为零的原则确定碳元素的化合价。乙酸(C2H4O2)中满足2x＋(＋1)×4＋(－2)×2＝0，则x＝0。
【典例】　ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。实验室可通过以下反应制得ClO2：2KClO3＋H2C2O4＋H2SO4===2ClO2↑＋K2SO4＋2CO2↑＋2H2O。下列说法正确的是(　　)
A.
KClO3在反应中失去电子
B.
ClO2是氧化产物
C.
H2C2O4在反应中被氧化
D.
H2SO4在反应中得到电子被还原
C　
[借题发挥]
(1)KClO3发生________反应。
(2)当生成4个CO2分子时，转移电子数为________个。
[答案]　(1)还原　(2)4
1．下列变化中，属于还原反应的是(　　)
A．Cl－―→Cl2　　
B．FeCl2―→FeCl3
C．C―→CO2
D．KMnO4―→MnO2
D　[物质发生还原反应时，所含元素的化合价降低，其中Cl－→Cl2，化合价由－1价升高为0价，被氧化；FeCl2→FeCl3，铁元素化合价由＋2→＋3，发生氧化反应；C→CO2，碳元素化合价由0→＋4，发生氧化反应；KMnO4→MnO2，锰元素化合价由＋7→＋4，发生还原反应。]
2．海水提溴过程中，将溴吹入吸收塔，使溴蒸气和吸收剂二氧化硫发生作用以达到富集的目的，化学反应为Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4，下列说法正确的是(　　)
A．溴发生了还原反应
B．二氧化硫在反应中被还原
C．溴在反应中失去电子
D．该反应既是化合反应又是氧化还原反应
A　[该反应为氧化还原反应，溴在反应中得到电子发生还原反应，溴被还原。]
3．(1)A图是“四种基本反应类型与氧化还原反应的关系”图，请在A图中用阴影部分表示反应：H2＋CuOCu＋H2O所属的区域。
A
(2)“四种基本反应类型与氧化还原反应的关系”也可用B图表达。其中Ⅰ为化合反应，则Ⅱ为________反应。写出有水生成的符合反应类型Ⅲ的一个化学方程式：________________________。
B
[解析]　(1)H2＋CuOCu＋H2O属于置换反应，而置换反应全部属于氧化还原反应。(2)Ⅰ为化合反应，则Ⅱ为分解反应，Ⅲ为复分解反应，Ⅳ为置换反应。中和反应属于复分解反应，且有水生成，如HCl＋NaOH===NaCl＋H2O。
[答案]　(1)　(2)分解　NaOH＋HCl===NaCl＋H2O(或其他合理答案)
双线桥法表示电子转移的方向与数目
1．基本步骤
2．注意事项
(1)箭头、箭尾必须对应化合价变化的同种元素的原子。
(2)必须注明“得到”或“失去”。
(3)被还原的物质和被氧化的物质得到、失去电子数守恒。
4．用双线桥法表示下列反应的电子转移的方向与数目。
(1)2KClO32KCl＋3O2↑
(2)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(3)4NH3＋5O24NO＋6H2O
(4)Cl2＋H2O===HCl＋HClO
[答案]　
素材1　每逢南方的梅雨季节，盒里的饼干就很容易受潮变软，不再酥脆了。有一种食品干燥剂——泡沫铁粉，是铁粉在高温炉里加入发泡剂，使铁粉变成疏松多孔的物质。饼干盒里有了它，铁粉吸收空气中的水分和氧气，自己变为铁锈，但食品的保质期却可以大大延长，味正如初。铁单质是由铁矿石冶炼得到的。
问题探究：(1)铁生锈的过程中，铁发生什么反应？化合价如何变化？
[答案]　氧化反应。化合价由0价升高到＋3价。
(2)铁矿石一般用CO还原Fe2O3得到Fe，写出该反应的化学方程式，并用双线桥表示电子转移的方向和数目。若生成一分子CO2，转移电子数为多少？该反应是置换反应吗？
[答案]　
。转移电子数为2分子。不是置换反应。
素材2　楼房有的是用红砖砌成的，有的则是青砖砌成的，可曾想过为什么同样的砖坯有的能烧成红砖，有的能烧成青砖呢？原来烧制砖瓦的黏土中含有二价铁盐，黏土做成砖坯，送到窑内大火烘烧，然后熄灭，自然冷却。此时窑内空气流畅，氧气充足，二价铁盐被氧化成三氧化二铁(Fe2O3)，由于三氧化二铁是红色，所以得到的就是红砖瓦。待砖坯烧透后，从窑顶向下不断淋水，当水遇到红热砖瓦变成水蒸气后，碳与水蒸气反应生成氢气和一氧化碳。这些还原性气体能把砖瓦中红色的氧化铁还原成黑色氧化亚铁或四氧化三铁。
问题探究：(1)红砖、青砖烧制过程中涉及的反应是氧化还原反应吗？反应本质是什么？
[答案]　是。反应中有电子转移。
(2)红砖转变为青砖(含FeO)的有关化学方程式。有哪些？请写出。
[答案]　H2O(g)＋CH2＋CO，
H2＋Fe2O32FeO＋H2O，
CO＋Fe2O32FeO＋CO2。
(3)红砖转化为青砖的过程中，Fe2O3发生什么反应？
[答案]　还原反应。
通过素材1了解铁生锈及泡沫铁粉的抗氧化性，培养学生“变化观念和社会责任”的核心素养；通过素材2了解了生产红砖和青砖的原理，培养学生“科学探究与创新意识”的核心素养。
1．下列关于氧化还原反应的说法中正确的是(　　)
A．氧化还原反应前后元素化合价有升降
B．氧化还原反应前后一定有氧的得失
C．实现Fe3＋→Fe2＋的变化过程一定是氧化反应
D．元素化合价升高的反应是还原反应
A　[判断氧化还原反应的概念，关键是要紧紧抓住反应中元素的化合价有无变化。化合价有变化一定是氧化还原反应，但不一定有氧的得失。化合价升高发生的是氧化反应，Fe3＋转化为Fe2＋，铁元素的化合价降低，发生的是还原反应。]
2．将燃着的镁条伸入盛有二氧化碳的集气瓶中，镁条继续燃烧，反应的化学方程式为CO2＋2MgC＋2MgO，该反应属于(　　)
①化合反应　②分解反应　③置换反应　④复分解反应　⑤氧化还原反应　⑥离子反应　⑦非氧化还原反应
A．①③⑦　　　　
B．②③⑥
C．③⑤
D．④⑥
C　[根据置换反应的定义可知该反应属于置换反应，化合价反应前后有变化，也属于氧化还原反应。]
3．(素养题)我国“四大发明”在人类发展史上起到了非常重要的作用。
黑火药爆炸的反应为S＋2KNO3＋3C===K2S＋3CO2↑＋N2↑。在该反应中，被还原的元素是(　　)
A．N
B．C
C．N和S
D．N和C
C　[被还原的元素就是反应过程中化合价降低的元素。]
4．已知某两种物质在一定条件下能发生化学反应，其反应的微观示意图如下。则下列说法正确的是(　　)
(说明：一种小球代表一种元素的原子)
A．图中的反应物都是化合物
B．该反应属于置换反应
C．该反应属于非氧化还原反应
D．该反应不符合质量守恒定律
B　[根据示意图可知该反应为置换反应，属于氧化还原反应，符合质量守恒定律。]
5．实验室制取Cl2的化学方程式为
MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
请根据上述方程式回答下列问题：
(1)______元素被氧化，发生氧化反应的物质是______。
(2)生成2分子Cl2，转移电子数为________个。
(3)用双线桥法表示电子转移的方向和数目。
[答案]　(1)Cl(氯)　HCl
(2)4
(3)
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-课时2　氧化剂和还原剂
发
展
目
标
体
系
构
建
1.通过具体的实例识别常见的氧化剂和还原剂，理解物质氧化性、还原性强弱与价态及电子转移的关系。培养学生“宏观辨识与微观探析”的核心素养。2．结合应用实例了解氧化还原反应的基本规律，掌握物质氧化性和还原性强弱的判断方法。培养学生“科学探究与证据推理”的核心素养。
一、氧化剂和还原剂
1．含义及关系
2．氧化性和还原性
(1)氧化性：表示物质得电子能力强弱的性质，氧化剂具有氧化性，反应时本身被还原。
(2)还原性：表示物质失电子能力强弱的性质，还原剂具有还原性，反应时本身被氧化。
3．常见氧化剂和还原剂
物质种类
常见物质
氧化剂
部分非金属单质
O2、Cl2等
含有高价态元素的化合物
浓硫酸、HNO3、KMnO4、FeCl3等
还原剂
活泼的金属单质
Al、Zn、Fe等
某些非金属单质
C、H2等
某些非金属氧化物
CO、SO2等
微点拨：理解氧化还原反应的相关概念，要抓住两条线：
(1)还原剂：化合价升高→失去电子→发生氧化反应(被氧化)→生成氧化产物。
(2)氧化剂：化合价降低→得到电子→发生还原反应(被还原)→生成还原产物。
二、氧化还原反应对生产、生活的影响
1．正面影响：金属的冶炼、电镀、燃料的燃烧、绿色植物的光合作用等。
2．负面影响：易燃物的自燃、食物的腐败、钢铁的锈蚀等。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)氧化剂得电子被氧化为还原产物。
(　　)
(2)发生氧化还原反应时，还原剂失电子，氧化剂得电子。
(　　)
(3)金属单质在反应时一定作还原剂。
(　　)
(4)食品中的抗氧化剂在保护食品时表现氧化性。
(　　)
[答案]　(1)×　(2)√　(3)√　(4)×
2．下列对氧化还原反应的分析中不合理的是(　　)
A．Mg变成MgO时化合价升高，失去电子，因此Mg在该反应中作氧化剂
B．KMnO4受热分解时，Mn元素被还原，KMnO4既是氧化剂又是还原剂
C．反应CuSO4＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋Na2SO4不属于氧化还原反应
D．在反应2H2O2H2↑＋O2↑中，H2O既是还原剂，又是氧化剂
A　[A项中Mg失电子作还原剂，不正确。]
3．分析下列反应并按要求填空。
(1)2Fe＋3Cl22FeCl3
氧化剂是________，还原剂是________；发生氧化反应的是________，发生还原反应的是________。
(2)2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O
氧化剂是________，还原剂是________；氧化产物是________，还原产物是________。
[答案]　(1)Cl2　Fe　Fe　Cl2　(2)SO2　H2S　S　S
物质的氧化性、还原性强弱比较
1．已知：①MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
②Cl2＋2HBr===Br2＋2HCl
③Br2＋2HI===I2＋2HBr
(1)MnO2、Cl2、Br2、I2的氧化性由弱到强的顺序为________。
(2)HCl、HBr、HI、MnCl2的还原性由弱到强的顺序为________________。
[答案]　(1)I2＜Br2＜Cl2＜MnO2
(2)MnCl2＜HCl＜HBr＜HI
2．Na、Mg、Al单质与H2O反应情况如下，Na与冷水剧烈反应，Mg加热才反应，Al加热条件下也难反应。故Na、Mg、Al的还原性强弱顺序为____________________。
[答案]　Na＞Mg＞Al
1．根据氧化还原反应方程式比较
氧化性：氧化剂>氧化产物；还原性：还原剂>还原产物。
2．根据金属的活动性顺序判断
3．根据氧化还原反应的程度比较
不同氧化剂与相同还原剂作用时，还原剂化合价升高的数值越大，氧化剂的氧化性越强。
4．根据反应的条件及反应的剧烈程度比较
反应条件要求越低，反应越剧烈，对应物质的氧化性或还原性越强，如是否加热、反应温度高低、有无催化剂和反应物浓度大小等。
例如，MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，
2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。
氧化性：KMnO4>MnO2。
【典例1】　已知下列三个反应在同温、同浓度的情况下进行。下列结论正确的是(　　)
①2W－＋X2===2X－＋W2
②2Y－＋W2===2W－＋Y2
③2X－＋Z2===2Z－＋X2
A．还原性：X－>Y－
B．在Y－、X－、W－、Z－中以Z－的还原性为最强
C．氧化性：Z2>W2
D．反应2Z－＋Y2===2Y－＋Z2能发生
C　[在氧化还原反应中，氧化性：氧化剂>氧化产物，还原性：还原剂>还原产物，由此得出三个反应中有关粒子的氧化性、还原性强弱：①中氧化性X2>W2，还原性W－>X－；②中氧化性W2>Y2，还原性Y－>W－；③中氧化性Z2>X2，还原性X－>Z－，所以Y－的还原性最强；D中反应不能发生。]
[借题发挥]
(1)向含有Z－和X－的溶液中通入Y2，能否发生反应？
[答案]　根据氧化性强弱：Z2>X2>W2>Y2可知，Y2与Z－和X－不能反应。
(2)向含有W－和X－的溶液中通入少量Z2，写出发生反应的离子方程式。
[答案]　还原性W－>X－，通入少量Z2，只有W－发生反应，离子方程式为2W－＋Z2===2Z－＋W2。
氧化性与还原性的比较
1．铊(Tl)盐与氰化钾(KCN)被列为A级危险品。已知下列反应在一定条件下能够发生：①Tl3＋＋2Ag===Tl＋＋2Ag＋，②Ag＋＋Fe2＋===Ag＋Fe3＋，③Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，下列离子氧化性比较顺序正确的是(　　)
A．Tl3＋>Fe3＋>Ag＋　
B．Fe3＋>Ag＋>Tl3＋
C．Tl＋>Ag＋>Fe2＋
D．Tl3＋>Ag＋>Fe3＋
D　[在氧化还原反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性。]
2．常温下，下列三个化学反应均能发生：
X2＋2W2＋===2X－＋2W3＋
；Z2＋2X－===2Z－＋X2
；2W3＋＋2Y－===2W2＋＋Y2。则在相同条件下，下列三个反应
①Y2＋2X－===2Y－＋X2　②Z2＋2Y－===2Z－＋Y2
③2W3＋＋2Z－===2W2＋＋Z2也能发生的是(　　)
A.
只有①
B.
只有②
C.
①和②
D.
②和③
B　[解题的关键是对题干中的原理“强氧化剂＋强还原剂→弱还原剂＋弱氧化剂”的理解与掌握。由题干所给反应可知氧化性顺序：Z2＞X2＞W3＋＞Y2，符合该顺序的反应可以发生，不符合该顺序的反应不能发生。]
氧化还原反应的三大规律及应用
1．对于①Fe2＋、②S2－、③Cl2、④Al3＋、⑤H2O2中只有氧化性的为________，只有还原性的为________，既有氧化性又有还原性的有________(填序号)。
[答案]　④　②　①③⑤
2．反应KClO3＋6HCl===KCl＋3Cl2↑＋3H2O中，氧化产物是________，还原产物是________。
[答案]　Cl2　Cl2
3．已知氧化性Fe3＋＞Cu2＋，向含有FeCl3和CuCl2的混合液中加入少量Zn，先发生反应的离子是________。
[答案]　Fe3＋
4．在Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O反应中被氧化的Cl2与被还原的Cl2的分子个数之比为________。
[答案]　1∶1
1．价态规律
(1)升降规律：在氧化还原反应中，化合价有升必有降，升降总值相等。
(2)氧化性、还原性和元素化合价之间的关系
(3)价态归中规律
含不同价态的同种元素的物质间发生氧化还原反应时，该元素价态的变化一定遵循“高价＋低价―→中间价”，而不会出现交叉现象。简记为“两相靠，不相交”。
例如，不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是
注：⑤中不会出现H2S转化为SO2而H2SO4转化为S的情况。
(4)歧化反应规律
“中间价―→高价＋低价”。
具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应，如：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。
2．先后规律
(1)同时含有几种还原剂时将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。如：在FeBr2溶液中通入少量Cl2时，因为还原性Fe2＋＞Br－，所以Fe2＋先与Cl2反应。
(2)同时含有几种氧化剂时将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。如在含有Fe3＋、Cu2＋、H＋的溶液中加入铁粉，因为氧化性Fe3＋＞Cu2＋＞H＋，所以铁粉先与Fe3＋反应，然后依次为Cu2＋、H＋。
3．电子守恒规律——应用于氧化还原反应的计算
氧化还原反应中，氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。
【典例2】　Na2Sx在碱性溶液中可被NaClO氧化为Na2SO4，而NaClO被还原为NaCl，若反应中Na2Sx与NaClO的个数之比为1∶16，则x的值为(　　)
A．2　　　　B．3
　　C．4　　　　D．5
D　[本题考查在氧化还原反应中利用得失电子守恒进行相关的计算。
得关系式1×·x＝16×2
x＝5。]
氧化还原反应中电子守恒计算的一般流程
(1)找物质：分析反应前后元素化合价的变化，确定氧化剂、还原剂及相应的还原产物、氧化产物。
(2)定得失：确定一个原子(或离子)得失电子数(注意化学式中原子的个数)。
(3)列等式：根据已知化学计量数及电子得失守恒列出等式，N(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价－低价)＝N(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价－低价)。
3．下列粒子中，只有氧化性的是(　　)
①S2－　②Fe2＋　③Fe3＋　④S　⑤H＋　⑥Na＋　⑦Mg
A．①⑦　
B．②④　　C．③⑤⑥　　D．②④⑤⑥
C　[元素在最高价时只有氧化性。S2－为最低价，Fe2＋是中间价态，Fe3＋是最高价，S为中间价态，H＋为最高价，Na＋是最高价，Mg为最低价。]
4．G、Q、X、Y、Z均为含氯的化合物，它们在一定条件下具有如下转化关系(未配平)：①G―→Q＋NaCl；②Q＋H2O―→X＋H2；③Y＋NaOH―→G＋Q＋H2O；④Z＋NaOH―→Q＋X＋H2O。这五种化合物中氯元素的化合价由低到高的顺序为(　　)
A．GB．GC．GD．ZB　[分析可知氯元素的化合价关系：①Q＞G＞－1，②H元素化合价降低，Cl元素化合价升高，X＞Q，③结合①可知GZ>Q>Y>G。]
5．已知三个氧化还原反应：
①2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2
②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
③2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
若某溶液中Cl－、Fe2＋和I－共存，要想除去I－而又不影响Fe2＋和Cl－，可加入的试剂是(　　)
A．Cl2
B．KMnO4
C．FeCl3
D．HCl
C　[反应①中氧化性Fe3＋>I2，还原性I－>Fe2＋；反应②中氧化性Cl2>Fe3＋，还原性Fe2＋>Cl－；反应③中氧化性MnO>Cl2，还原性Cl－>Mn2＋。所以氧化性由强到弱的顺序为MnO>Cl2>Fe3＋>I2；还原性由强到弱的顺序为I－>Fe2＋>Cl－>Mn2＋。KMnO4氧化性很强，可将I－、Fe2＋、Cl－氧化，Cl2可将I－、Fe2＋氧化，而Fe3＋只能氧化I－，HCl不与I－反应，故选C。]
6．一定条件下，氨气与一氧化氮发生反应：NH3＋NO―→N2＋H2O(未配平)。在该反应中，被氧化与被还原的氮原子数之比为(　　)
A．2∶3
B．3∶2
C．4∶5
D．5∶6
A　[根据电子守恒可得：N(被氧化)×3＝N(被还原)×2，则N(被氧化)∶N(被还原)＝2∶3。]
7．已知在碱性溶液中可发生如下反应：
2R(OH)3＋3O－＋4OH－===2RO＋3Cl－＋5H2O。则RO中R的化合价是(　　)
A．＋3
B．＋4
C．＋5
D．＋6
D　[设R的化合价是x，则根据在氧化还原反应中电子守恒知：2×(x－3)＝3×(1＋1)，x＝＋6。]
单线桥法表示电子转移的方向与数目
1．基本步骤
—
↓
—一条线
↓
—标出转移电子的总数
2．注意事项
(1)不需要标明“得到”或“失去”，只标明电子转移数目。
(2)要用箭头标明电子转移的方向。
(3)箭头由反应物中失电子元素原子指向得电子元素原子。
8．用单线桥法表示电子转移方向和数目。
(1)2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑
(2)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
(3)4NH3＋5O24NO＋6H2O
[答案]　
素材1　碘缺乏病是机体因缺碘导致的疾病，即地方性甲状腺肿大和地方性克汀病，主要病因是环境缺碘，人体摄取碘不足所致。
我国政府对碘缺乏病相当重视，为了消除碘缺乏病，规定在食盐中必须加入适量的碘酸钾。检验食盐中是否加碘，可用如下反应：
KIO3＋5KI＋3H2SO4===3K2SO4＋3I2＋3H2O
问题探究：(1)上述反应中，氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物分别是什么物质？
(2)上述反应中，氧化产物与还原产物的质量比是多少？
(3)请分别用双线桥法和单线桥法标出该反应电子转移的方向和数目。
[答案]　(1)氧化剂是KIO3，还原剂是KI，氧化产物、还原产物均是I2。
(2)5∶1。
(3)双线桥：
素材2　亚氯酸钠(NaClO2)是一种强氧化性漂白剂，广泛用于纺织、印染和食品工业。它在碱性环境中稳定存在。某同学查阅资料后设计生产NaClO2的主要流程如图所示(部分产品未标出)。
问题探究：(1)Ⅰ、Ⅱ中发生反应的氧化剂分别是______、________。
(2)Ⅰ中反应的还原产物是________。
(3)流程中气体a是________。
(4)ClO2是一种高效水处理剂，可用NaClO2和稀盐酸为原料制备：5NaClO2＋4HCl===5NaCl＋4ClO2↑＋2H2O。
①该反应中氧化剂和还原剂的粒子数之比是________。
②研究表明：在上述过程中会发生副反应NaClO2＋4HCl===NaCl＋2Cl2↑＋2H2O，若反应开始时盐酸浓度越大，则气体产物中Cl2的含量越大。请推测其原因。
[解析]　(3)Ⅱ中ClO2被还原，则H2O2被氧化，故气体a应为O2，反应的离子方程式是2ClO2＋H2O2＋2OH－===2ClO＋O2＋2H2O。
(4)NaClO2既作氧化剂又作还原剂，其中1个NaClO2作氧化剂，转化为1个NaCl,4个NaClO2作还原剂，转化为4个ClO2，故氧化剂与还原剂的粒子数之比为1∶4。②反应NaClO2＋4HCl===NaCl＋2Cl2↑＋2H2O中，NaClO2作氧化剂，HCl部分作还原剂，反应开始时，盐酸浓度越大，气体产物中Cl2的含量越大，可能的原因是溶液酸性增强，导致ClO的氧化性增强，Cl－的还原性增强。
[答案]　(1)NaClO3　ClO2　(2)ClO2　(3)O2　(4)①1∶4　②盐酸浓度越大，酸性越强，Cl－还原性和ClO的氧化性均增强，生成Cl2。
通过素材1中碘缺乏病和含碘食盐的认识、素材2中一种漂白剂的制备原理与流程，培养学生“科学探究与社会责任”的核心素养。
1．吸入人体内的氧有2%转化为氧化性极强的“活性氧”，它能加速人体衰老，被称为“生命杀手”，服用含硒元素(Se)的化合物亚硒酸钠(Na2SeO3)，能消除人体内的活性氧，由此推断Na2SeO3的作用是(　　)
A．作还原剂
B．作氧化剂
C．既作氧化剂又作还原剂
D．既不作氧化剂又不作还原剂
A　[“活性氧”具有极强的氧化性(氧化剂)，而Na2SeO3能将其还原，使其失去强氧化性，故Na2SeO3作还原剂。]
2．需加入适当的氧化剂才能实现的反应是(　　)
A．PCl3―→PCl5　　
B．MnO―→Mn2＋
C．SO2―→SO
D．Fe3O4―→Fe
A　[A中，PCl3―→PCl5，P的化合价升高，被氧化，需加氧化剂才能实现；B中Mn元素和D中的Fe元素化合价均降低，被还原，需加还原剂才能实现；C中元素化合价未发生变化。]
3．(素养题)大蒜是一种调味蔬菜。其贮藏加工部分为其老熟的鳞茎，又称大蒜头。大蒜的储存会用到无水氢化钙或消石灰。
氢化钙可作为生氢剂，反应的化学方程式为CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑。下列说法错误的是(　　)
A．CaH2既是氧化剂，又是还原剂
B．H2既是氧化产物，又是还原产物
C．CaH2是还原剂，H2O是氧化剂
D．氧化产物与还原产物的质量比为1∶1
A　[分析反应：
由反应前后元素的化合价变化可知：CaH2是还原剂，H2O是氧化剂，H2既是氧化产物又是还原产物，且来源于CaH2和H2O中氢原子的个数相等，即氧化产物与还原产物的质量之比为1∶1。]
4．在一定条件下，RO和F2可发生如下反应：RO＋F2＋2OH－===RO＋2F－＋H2O，从而可知在RO中，元素R的化合价是(　　)
A．＋4价
B．＋5价　　C．＋6价　　D．＋7价
B　[设元素R在RO中的化合价为x。根据氧化还原反应中，得失电子守恒有(7－x)×1＝[0－(－1)]×2，所以x＝＋5。]
5．已知铜在常温下能被稀硝酸溶解，其反应的化学方程式如下：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。
(1)被氧化的元素是______，被还原的元素是______，发生氧化反应的物质是________，发生还原反应的物质是________。
(2)用双线桥法表示电子转移的方向和数目：________________________________。
(3)用单线桥法表示电子转移的方向和数目：_______________________________________________________。
[解析]　由方程式可知：铜元素化合价升高，从0价变为＋2价，被氧化；氮元素化合价降低，从＋5价变为＋2价，被还原；故Cu发生氧化反应，HNO3发生还原反应。
[答案]　(1)Cu　N　Cu　HNO3
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-微专题2　氧化还原反应的配平
一、氧化还原方程式的配平原则
1．电子守恒：氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数可根据化合价降低总数等于化合价升高总数确定。
2．原子守恒：根据质量守恒，反应前后原子种类和数目相等。
3．电荷守恒：对于离子方程式，反应前后，阴、阳离子所带的负、正电荷的代数和相等。如离子方程式2MnO＋10Cl－＋16H＋===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O。
二、氧化还原方程式配平的一般步骤
示例：配平下列化学方程式：
H2S＋HNO3===S↓＋NO＋H2O
分析：第一步：标变价，H2＋HO3―→↓＋O＋H2O
第二步：求升降：
第三步：数交叉：
第四步：定系数：3H2S＋2HNO3===3S↓＋2NO＋4H2O
第五步：查守恒：电子守恒和原子守恒
配平的一般步骤
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三、三种配平技巧
1．倒配法：氧化剂与还原剂是同一物质的反应可用倒配法。
即得：3S＋6KOH===2K2S＋K2SO3＋3H2O。
2．补加法：部分被氧化或被还原的反应可用补加法
即得：3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
3．电荷守恒法：某些离子方程式可借助电荷守恒配平有关离子的化学计量数
根据电荷可知H＋的化学计量数为8，H2O的化学计量数为4
即得：5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。
1．配平下列化学反应。
(1)_____HCl(浓)＋_____MnO2_____Cl2↑＋_____MnCl2＋_____H2O。
(2)_____Cu＋_____HNO3(稀)===_____Cu(NO3)2＋_____NO↑＋_____H2O。
(3)_____S＋_____KOH===_____K2S＋_____K2SO3＋_____H2O。
(4)_____ClO－＋_____Fe(OH)3＋_____===_____Cl－＋_____FeO＋_____H2O。
[解析]　首先分析价态变化情况，根据氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的特点确定配平方向是正向配平，还是逆向配平，然后根据氧化还原反应方程式配平的步骤完成题目。
[答案]　(1)4　1　1　1　2　(2)3　8　3　2　4
　(3)3　6　2　1　3　(4)3　2　4OH－　3　2　5
2．在酸性条件下，K2Cr2O7与FeSO4反应的离子方程式为
Cr2O＋Fe2＋＋________===Cr3＋＋Fe3＋＋H2O
请配平上述离子方程式。
[答案]　1　6　14　H＋　2　6　7
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-第1章
物质及其变化
[项目探究]　溶液导电性实验探究
[实验情境]
(1)在日常生活中，干手触摸电器不易触电而湿手触摸电器易触电。
(2)一些物质的浓、稀溶液导电性不同。
(3)在一些溶液中加入某物质时，溶液的导电性发生变化。
[实验目的]
探究溶液的导电性及影响因素。
[实验过程]
(1)实验流程图
(2)实验步骤及现象
①根据图a，闭合开关K，电流表指针不偏转。
②根据图b，闭合开关K，电流表指针偏转。
③根据图c，闭合开关K，逐滴滴加稀硫酸，电流表指针偏转程度先逐渐偏小，至不偏转，后又逐渐偏转。
[实验探究]
探究1　已知Ba(OH)2固体中含有Ba2＋和OH－。实验步骤①中电流表指针不偏转的原因是什么？
提示：Ba(OH)2固体中含有Ba2＋和OH－，但不能自由移动，不能形成电流。
探究2　实验步骤②中电流表指针偏转的原因是什么？写出有关的电离方程式。
提示：Ba(OH)2在水中发生电离，生成了自由移动的带电荷的水合离子，在电场作用下，定向移动，形成电流而导电。Ba(OH)2===Ba2＋＋2OH－。
探究3　实验步骤③中，电流表指针偏移程度的变化的原因是什么？写出有关的化学方程式和离子方程式。
提示：Ba(OH)2溶液中滴加稀硫酸时，Ba(OH)2与H2SO4反应生成BaSO4沉淀，溶液中的Ba2＋、OH－均逐渐减小，导电性逐渐变弱至不导电，当再加稀硫酸时，溶液中又引入了H＋和SO，溶液又开始导电。
Ba(OH)2＋H2SO4===BaSO4↓＋2H2O，
Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O。
探究4　以电流强度(I)为纵坐标，以滴加稀硫酸的体积为横坐标，在如图坐标系中画出导电性变化曲线。
提示：
探究5　下列溶液中加入相应物质，导电性变化不大的是________(填序号)。
①NaOH溶液中通入少量HCl
②Ba(OH)2溶液中通入少量CO2
③AgNO3溶液中加入少量NaCl固体
④醋酸溶液中通入NH3
提示：①③
[实验结论]
(1)溶液导电的原理是：溶液中带电荷的阴、阳离子定向移动，形成电流。
(2)溶液导电性的强弱与溶液中离子带的电荷数和离子的浓度有关。离子带的电荷数越多，浓度越大，导电性越强。
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