班级 姓名 高一化学必修1
第二章 化学物质及其变化
第一节 物质的分类
课时1 简单分类法
【知识清单】
1.简单分类法
为了便于研究和掌握物质的性质,人们按照一定的分类标准对物质进行分类,分类是学习和研究化学物质及其变化的一种常用的基本方法,它不仅可以使有关化学物质及其变化的知识系统化,还可以通过分门别类的研究,了解物质及其变化的规律。分类要有一定的标准,根据不同的标准可以对化学物质及其变化进行不同的分类。交叉分类法和树状分类法是常用的分类的方法。
2.物质的分类思维导图
【典型例题】
例题1.Na2CO3俗名纯碱,下面是对纯碱采用不同分类法的分类,不正确的是( )
A.Na2CO3是碱 B.Na2CO3是盐
C.Na2CO3是钠盐 D.Na2CO3是碳酸盐
解析:碳酸钠是一种盐,如果依照阳离子分类,碳酸钠属于钠盐,如果从阴离子角度分类,碳酸钠又属于碳酸盐。
答案:A
同源变式1试从不同的角度对下列各组物质进行分类,将其类别名称分别填在相应的空格内。
例题2.纯净物根据其组成和性质可进行如下分类。
(1)上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 |
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(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。
答案:
(1)B(2)H2SO4 KOH KNO3 K2O(其他合理答案也可以)
(3)K2O+H2SO4===K2SO4+H2O
同源变式2在稀硫酸、二氧化碳、铜片、食盐、生石灰、一氧化碳、纯碱溶液、铁片和木炭粉9种物质间存在下面的相互关系,选择①~⑤中适当的物质,使有连线的两物质能发生反应。
(1)请推断它们的化学式分别为:
①_________;②_________;③__________;④_________;⑤_________。
(2)写出下列序号之间的化学方程式:
①和②__________________________________________________________________;
②和④__________________________________________________________________;
②和⑤:_________________________________________________________________;
③和④:________________________________________________________________。
【课后习题】
1.( )符合如图中阴影部分的物质是
A.NaHCO3B.Cu2(OH)2CO3
C.NaClD.Na2CO3
2.( )对下列物质分类全部正确的是
①小苏打 ②食盐水 ③石灰水 ④NaOH ⑤液态氧⑥KClO3
A.碱—①④ B.纯净物—③④⑤
C.盐—①⑥ D.混合物—②⑤
3.( )下列反应方程式中有一个与其他三个在分类上不同,这个反应是
A.3Fe+2O2Fe3O4B.C+CO22CO
C.NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑D.Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3
4.( )下列叙述中,不正确的是
A.CaCO3、Cu(HCO3)2、Cu2(OH)2CO3都属于碳酸盐
B.盐酸、纯碱、醋酸钠和生石灰分别属于酸、碱、盐和氧化物
C.蓝矾(CuSO4·5H2O)和干冰属于化合物,铁矿石属于混合物
D.通过化学反应,可由Ba(OH)2一步转化生成NaOH
5.( )铁、稀盐酸、澄清石灰水、氯化铜溶液是初中化学中常见的物质,四种物质间的反应关系如图所示。图中两圆相交部分(A、B、C、D)表示物质间的反应,其中对应四个反应类型的说法正确的是
A.复分解反应、复分解反应、化合反应、置换反应
B.中和反应、置换反应、复分解反应、置换反应
C.复分解反应、复分解反应、置换反应、置换反应
D.分解反应、复分解反应、置换反应、置换反应
6.SO2和CO2同为酸性氧化物,试根据酸性氧化物具有的通性(或CO2的性质),推测SO2具有的性质,用化学方程式表示:
_______________________________________________________________;
_______________________________________________________________;
_______________________________________________________________。
7.通过物质分类,可以建立物质间的从属关系,分析物质间的本质区别和联系,寻找各类物质之间的转化关系。以钙为例,用化学方程式表示钙及其化合物之间的转化关系。
① ______________________________________________________;
② ______________________________________________________;
③ ______________________________________________________;
④ ______________________________________________________;
⑤ ______________________________________________________;
⑥ ______________________________________________________。
第二章 化学物质及其变化
第一节 物质的分类
课时2 分散系及其分类
【知识清单】
1.分散系及其分类
分散系是混合分散体系的简称。分散系中被分散的物质叫做分散质,容纳分散质的叫做分散剂。在水溶液中,溶质是分散质,水是分散剂。溶质在水溶液中以分子或离子状态存在。
分散体系的某些性质常随分散相粒子的大小而改变。因此,按分散相质点的大小不同可将分散系分为三类:低分子(或离子)分散系,其分散质粒子的线形大小在1nm以下,称为溶液;胶体分散系,其分散质粒子的线形大小在1-100nm之间,称为胶体;粗分子分散系,其分散质粒子的线形大小在100nm以上,称为浊液。三者之间无明显的界限。
2.胶体
胶体(Colloid)是一种分散质粒子直径介于粗分散体系和溶液之间的一类分散体系,按照分散剂状态不同分为:
气溶胶——以气体作为分散剂的分散体系。其分散质可以是液态或固态。(如烟、雾等);
液溶胶——以液体作为分散剂的分散体系。其分散质可以是气态、液态或固态。(如Fe(OH)3胶体);
固溶胶——以固体作为分散剂的分散体系。其分散质可以是气态、液态或固态。(如有色玻璃、烟水晶)
3.丁达尔效应
当一束光线透过胶体,从入射光的垂直方向可以观察到胶体里出现的一条光亮的“通路”,这种现象叫丁达尔现象,也叫丁达尔效应(Tyndall effect)。英国物理学家约翰·丁达尔(John Tyndall 1820~1893年) ,1869年首先发现和研究了胶体中的上述现象。
光亮的“通路”是由于胶体粒子对光线散射形成的。在光的传播过程中,光线照射到粒子时,如果粒子大于入射光波长很多倍,则发生光的反射;如果粒子小于入射光波长,则发生光的散射,这时观察到的是光波环绕微粒而向其四周放射的光,称为散射光。丁达尔效应就是光的散射现象。由于溶液粒子直径一般不超过1 nm,胶体粒子介于溶液中溶质粒子和浊液粒子之间,其直径在1~100 nm。小于可见光波长(400 nm~700 nm),因此,当可见光透过胶体时会产生明显的散射作用。而对于真溶液,虽然分子或离子更小,但因散射光的强度随散射粒子体积的减小而明显减弱,因此,真溶液对光的散射作用很微弱。
【典型例题】
例题1.下列有关分散系的说法中,正确的是( )
①若分散系中分散质直径大小为纳米级,则分散系是胶体 ②浊液的分散质可通过过滤从分散剂中分离出来 ③任何物质在水中溶解时都有一定溶解度 ④溶液很稳定,浊液很不稳定,胶体则介于二者之间,属于介稳体系
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
解析:“纳米级”为1 nm~100 nm,①项正确;悬浊液可以通过过滤进行分离,但乳浊液(如“植物油—水”混合物)不能通过过滤来分离(应进行分液),②项不正确;有些物质如乙醇能与水以任意比例混溶,没有一定的溶解度,③项不正确;从稳定性这一角度上讲,溶液最稳定,浊液最不稳定(静置会沉降或分层),而胶体比较稳定,属于介稳体系,④项正确。
答案:C
同源变式1 填表:
分散系 | 溶液 | 胶体 | 浊液 |
分散质粒子直径 |
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外观 |
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稳定性 |
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能否透过滤纸 |
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实例 |
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例题2.Fe(OH)3胶体区别于FeCl3溶液最本质的特征是( )
A.Fe(OH)3胶体粒子的大小在1~100 nm之间
B.Fe(OH)3胶体具有丁达尔效应
C.Fe(OH)3胶体是均一、稳定的分散系
D.Fe(OH)3胶体的分散质能透过滤纸
解析:Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液是两种不同的分散系,是根据分散质粒子的大小来分类的。分散质粒子小于1 nm的分散系为溶液,在1~100 nm之间的分散系为胶体,因此分散质粒子大小才是胶体与溶液最本质的区别。
答案:A
同源变式2下列关于Fe(OH)3胶体的叙述中,正确的是( )
A.制备Fe(OH)3胶体的化学方程式是FeCl3+3H2OFe(OH)3↓+3HCl
B.在制备Fe(OH)3胶体的实验中,加热煮沸时间越长,越有利于胶体的生成
C.用平行光照射NaCl溶液和Fe(OH)3胶体时,产生的现象相同
D.Fe(OH)3胶体能够吸附水中悬浮的固体颗粒并沉降,达到净水目的
【课后习题】
1.( )下列应用或事实与胶体的性质无关的是
A.清晨的阳光穿过茂密的林木枝叶所产生的美丽景象(美丽的光线)
B.用石膏或盐卤点制豆腐
C.向FeCl3溶液中滴加NaOH溶液出现红褐色沉淀
D.在海水与河水交界处,易形成沙洲
2.( )下列家庭小实验不能制得溶液的是
3.( )下列叙述正确的是
A.直径介于1 nm~100 nm之间的粒子称为胶体
B.用过滤的方法可以将胶体和溶液分离
C.利用丁达尔效应可以区别溶液与胶体
D.胶体区别于其他分散系的本质特征是丁达尔效应
4.A、B、C三只烧杯中,依次分别盛有NaOH溶液、AgNO3溶液、煮沸的蒸馏水,各滴入FeCl3溶液,试根据实验现象回答以下问题:
(1)分别写出三只烧杯中形成分散系的名称:
A____________,B____________,C____________。
(2)写出A、B中形成分散系的化学方程式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(3)写出C中形成的分散系具有________________效应。
5.现有甲、乙、丙三名同学分别进行Fe(OH)3胶体的制备实验。
甲同学:向1 mol·L-1的FeCl3溶液中加少量NaOH溶液。
乙同学:直接加热饱和FeCl3溶液。
丙同学:向25 mL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。
试回答下列问题:
(1)其中操作正确的同学是________。
(2)证明有Fe(OH)3胶体生成的实验操作是____________________________________
________________________________________________________________________。
6.有两瓶标签模糊不清,只知道分别盛有淀粉溶液和氯化钠溶液,试用多种方法对其鉴别。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
7.胶体的制备方法主要有:机械研磨法(如用机械研磨方法制黑墨汁);溶解分散法(如将蛋白质溶于水得蛋白质胶体);化学反应法(通过化学反应制取胶体)。Fe(OH)3胶体常通过化学反应来制取:
(1)实验操作
在小烧杯中,加入25 mL____________,加热至________,慢慢滴入1~2 mL FeCl3________溶液,继续煮沸至溶液呈________色,停止加热。即可得到Fe(OH)3胶体。
(2)实验注意事项
①不能用___________代替蒸馏水制备氢氧化铁胶体。
②要用氯化铁饱和溶液,而不能用________溶液。
(3) Fe(OH)3胶体性质的探究
①在盛有FeCl3溶液的烧杯中,加入氢氧化钠溶液反应后,得到的分散系类别是____________,将其进行过滤时,可观察到的现象是__________________;将Fe(OH)3胶体进行过滤时,可观察到的现象是____________。通过比较实验现象的不同,可得出的结论是________________________________________。
②把盛有Fe(OH)3胶体的烧杯置于暗处,用激光笔(或手电筒)照射烧杯中的液体,在与光束垂直的方向进行观察。当光束通过Fe(OH)3胶体时,可以看到________________________,叫做____________。
第二章 化学物质及其变化
第二节 离子反应
课时1 电解质及其电离
【知识清单】
1.电解质
电解质(Electrolyte)是在水溶液或熔融状态下可以导电的化合物;非电解质是在水溶液或熔融状态下都不能导电的化合物。判断时可以注意以下事项:
(1)是否能电离(本质区别):电解质是在一定条件下可以电离的化合物,而非电解质不能电离。
(2)常见物质类别:电解质一般为酸、碱、盐、典型的金属氧化物和某些非金属氢化物。非电解质通常为非金属氧化物、某些非金属氢化物和绝大多数有机物。
(3)单质、混合物不管在水溶液中或熔融状态下是否能够导电,都不是电解质或非电解质。如所有的金属既不是电解质,也不是非电解质。因它们并不是化合物,不符合电解质的定义。
2.酸、碱、盐在水溶液中的电离
(1)酸:化学上是指在水溶液中电离时产生的阳离子都是氢离子的化合物,如硫酸、盐酸、硝酸、乙酸及碳酸等。
(2)碱:化学上是指在水溶液中电离出的阴离子全部都是OH-的化合物,如氢氧化钙、氢氧化钡、氢氧化钠及氢氧化钾等。
(3)盐:化学上是指一类金属离子或铵根离子(NH4+)与酸根离子或非金属离子结合的化合物,如硫酸钙,氯化铜,硝酸钾及醋酸钠等。
3. 电离方程式
(1)用化学式和离子符号表示电解质电离过程的式子,称为电离方程式。电离方程式中离子所带电荷数一般可根据它们在化合物中的化合价来判断。所有阳离子带的正电荷总数与所有阴离子所带的负电荷总数相等。如:
MgCl2=Mg2+ +2Cl-
NaOH=Na+ + OH-
(2)书写电离方程式时应特别注意:
①写出物质正确的化学式是正确书写电离方程式的基础。
②要正确书写出电离的阳离子、阴离子的符号。这里注意区分离子符号和化合价的书写。离子所带电荷的数目应标在元素符号的右上角,且要先写数字,后写“+”或“-”号;离子的电荷数为1时,1省略不写,只写“+”或“-”号;而化合价数为1时,1必须标明。
③含有原子团的物质电离时,原子团应作为一个整体,不能分开。
④表示离子数目的数字要写在离子符号的前面,不能像在化学式里那样写在右下角。
⑤在电离方程式中,阴阳离子所带正负电荷的总数必须相等。
【典型例题】
例题1.现有下列物质①HCl、②NaCl、③NaOH、④C2H5OH,试回答下列问题:
(1)若上述四种物质属于同一类别的物质,则它们属于哪类物质?其依据是什么?
______________________________________________________________________
(2)请设计可能的分类标准,使其中一种物质单独属于一类,另三种物质均不属于这一类。
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
解析:(1)上述四种物质同为化合物,它们都是由两种或两种以上元素组成的纯净物。
(2)分类标准1:组成元素是否有碳元素,分类结果:④含有碳元素,为有机物;①②③不含碳元素,为无机物。分类标准2:其水溶液是否导电,①②③属于电解质。
答案:见解析。
同源变式1 下列说法正确的是__________。
①酸、碱、盐都是电解质
②电解质都是易溶于水的物质
③能导电的物质都是电解质
④NaOH固体溶于水后能导电,所以NaOH是电解质
⑤CO2水溶液能够导电,所以CO2是电解质
⑥液态的铜导电性很好,所以铜是电解质
⑦FeCl3溶液能够导电,所以FeCl3溶液是电解质
⑧NaCl溶液在电流作用下电离成Na+和Cl-
⑨NaCl是电解质,故NaCl晶体能导电
⑩氯化氢溶于水能导电,但液态氯化氢不能导电
例题2.(1)写出下列物质在水溶液中的电离方程式:
① KOH:______________________________________________________________;
*②KHSO4:___________________________________________________________;
③ Fe2(SO4)3:__________________________________________________________;
④ HNO3:_____________________________________________________________。
(2)对(1)中各物质按酸、碱、盐分类,其中,属于酸的是_______(填序号,下同),属于碱的是_______,属于盐的是______。
解析:根据酸、碱、盐电离的实质进行判断,进行盐的判断时要注意,没有“全部”两字而是只要有金属阳离子(或NH)和酸根阴离子即是盐,所以KHSO4是盐不是酸。
答案:(1)①KOH===K++OH-②KHSO4===K++H++SO
③Fe2(SO4)3===2Fe3++3SO④HNO3===H++NO
(2)④ ① ②③
同源变式2试写下列各组物质的电离方程式:
(1)HCl、H2SO4
_________________________________; _________________________________。
(2)NaOH、Ba(OH)2
_________________________________; _________________________________。
(3)Na2CO3、Al2(SO4)3
_________________________________; _________________________________。
【课后习题】
1.( )下列物质中,不属于电解质的是
A.NH4NO3 B.H2SO4 C.蔗糖 D.氧化铁
2.( )电解法制金属铝的过程中,为了降低氧化铝的熔融温度,往往会加入冰晶石,化学式为Na3AlF6,该物质属于
A.酸 B.碱 C.盐 D.氧化物
3.( )下列关于纯净物、混合物、电解质的正确组合为
| 纯净物 | 混合物 | 电解质 |
A | 盐酸 | 冰水混合物 | 硫酸 |
B | 蒸馏水 | 蔗糖溶液 | 氧化铝 |
C | 胆矾 | 盐酸 | 铁 |
D | 胆矾 | 食盐水 | 氯化铜 |
4.( )下列电离方程式不正确的是
A.H2SO4=2H++SO B.NH4NO3=NH4++NO3-
C.Na2CO3=Na2+ +CO32- D.Ba(OH)2=Ba2++2OH-
5.试写下列各组物质的电离方程式:CuCl2、Ca(NO3)2
_________________________________; _________________________________。
旧题再练
6.(国庆假期作业 第4题)将10.6g Na2CO3溶于水配置成1000mL溶液,从中取出20mL,该溶液中Na+的物质的量浓度为 。
7.(第一章第二节 课时4)下列关于0.1 mol/L Ca(NO3)2溶液说法正确的是( )
A.该溶液可由1 L水中溶解0.1 mol Ca(NO3)2制得
B.1 L溶液中含有Ca2+和NO3-离子总数为3×6.02×1022
C.0.5 L溶液中Ca2+离子的物质的量浓度为0.2 mol/L
D.0.5 L溶液中NO3-离子的物质的量浓度为0.2 mol/L
8.(第一章第二节 课时5、6)
(1)0.5 LAlCl3溶液中Cl-离子数为9.03×1022,则AlCl3的物质的量浓度为 。
(2)1 L 1 mol?L﹣1 K2SO4溶液中含有的钾离子数为 。
(3)200 mLFe2(SO4)3溶液中含Fe3+ 56g,溶液中SO的物质的量浓度是 。
第二章 化学物质及其变化
第二节 离子反应
课时2 离子反应及其发生的条件
【知识清单】
1.离子反应
电解质在溶液里所起的反应实质上是离子间的反应,这样的反应属于离子反应。
2.离子方程式
(1)用实际参加反应的离子符号表示离子反应的式子叫做离子方程式。
(2)离子方程式的书写步骤:“写、拆、删、查”。
书写步骤 | 举例 | |
①写 | 写出正确的化学反应方程式 |
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②拆 | 把易溶于水、易电离的物质改写成离子形式,把难溶的物质、气体和水等能用化学式表示。 |
|
③删 | 把不参加反应的离子从方程式两端删去 |
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④查 | 检查方程式两端各元素的原子个数和电荷总数是否相等 |
|
3.离子方程式的意义
既可表示某一个具体的化学反应,也可表示同一类型的离子反应。
【典型例题】
例题1.写出下列反应的离子方程式:
(1) KOH溶液和HCl溶液反应
____________________________________________________________;
(2) Ba(OH)2溶液和H2SO4溶液反应
____________________________________________________________;
(3) Na2CO3溶液和HNO3溶液反应
____________________________________________________________;
(4) 碳酸钙和HCl溶液反应
____________________________________________________________;
(5) 氧化镁和H2SO4溶液反应
____________________________________________________________。
解析:离子方程式书写的关键是正确使用“离子符号”和“化学式”:(1)能改写成离子符号的物质,必须同时具备易溶、易电离这两个条件。需要熟记的有:①强酸(HCl、HNO3、H2SO4);②强碱[NaOH、KOH、Ba(OH)2];③大多数可溶性盐。(2)用化学式表示的物质有:非电解质、难电离物质(如水)、难溶物质、单质、气体、氧化物等。
答案:
(1) OH-+H+===H2O
(2) Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O
(3) CO+2H+===CO2↑+H2O
(4) CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O
(5) MgO+2H+===Mg2++H2O
同源变式1写出下列反应的离子方程式:
(1) 碳酸钡和HCl溶液反应
____________________________________________________________;
(2) Ba(OH)2溶液和HNO3溶液反应
____________________________________________________________;
(3) Mg(OH)2和HNO3溶液反应
____________________________________________________________。
例题2.写出下列酸碱中和反应的化学方程式和离子方程式:
实验操作 | 化学方程式 | 离子方程式 |
盐酸与氢氧化钠溶液混合 |
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硫酸与氢氧化钾溶液混合 |
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硝酸与氢氧化钡溶液混合 |
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(1)通过分析上表可知,中和反应的实质是
________________________________________________________________________
(2)离子方程式与化学方程式的主要不同是
________________________________________________________________________
解析:离子方程式既可表示某一个具体的化学反应,也可表示同一类型的离子反应。
答案:
HCl+NaOH===NaCl+H2O H++OH-===H2O
H2SO4+2KOH===K2SO4+2H2O H++OH-===H2O
2HNO3+Ba(OH)2===Ba(NO3)2+2H2O H++OH-===H2O
(1)酸电离出的H+与碱电离出的OH-结合生成水;
(2)离子方程式不仅表示一个具体的化学反应,而且还可以表示同一类型的离子反应。
同源变式2现有三种物质:①HCl、②Ba(OH)2、③Na2CO3,它们两两之间能否发生反应?如何进行判断?写出反应的化学方程式和离子方程式。填写下表:
| 反应判断依据 | 化学方程式 | 离子方程式 |
HCl与 Ba(OH)2 |
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HCl与 Na2CO3 |
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Ba(OH)2 与Na2CO3 |
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【课后习题】
1.酸、碱、盐在水溶液中发生的复分解反应,实质上是 。这类离子反应发生的条件是 ,只要具备上述条件之一,反应就能发生。
2.写出下列反应的离子方程式:
(1)碳酸钙与盐酸反应
(2)锌与稀硫酸反应
(3)氧化铜粉末加入稀硫酸
(4)在硫酸铜溶液中滴加氢氧化钡溶液
3.( )下列化学方程式改写成离子方程式不正确的是
A.CuCl2+2NaOHCu(OH)2↓+2NaCl Cu2++2OH-
Cu(OH)2↓
B.BaCO3+2HClBaCl2+CO2↑十H2O CO
十2H+
CO2↑十H2O
C.Ca(NO3)2+Na2CO3CaCO3↓+2NaNO3 Ca2++CO
CaCO3↓
D.2KOH+H2SO4=K2SO4十2H2O H++OH-H2O
4.( )下列离子方程式中,正确的是
A.稀硫酸滴在铜片上:Cu+2H+Cu2++H2↑
B.硫酸钠溶液与氯化钡溶液混合:SO+Ba2+BaSO4↓
C.盐酸滴在石灰石上:CaCO3+2H+Ca2++H2CO3
D.氧化铜与硫酸混合:Cu2++ SOCuSO4
以下5题为课本第34页习题中对应的5、6、7、9、10题:
5.( )
6.( )
7.( )
9.
(1)
(2)
(3)
(4)
10.
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
第二章 化学物质及其变化
第二节 离子反应
课时3 习题课
【知识清单】
1.判断离子方程式正误的方法
⑴不分易溶与难溶
例:氢氧化铁与盐酸反应:OH-+H+=H2O (错)
正确的应为:
⑵不辨电离是否完全
例:氢氧化钠与醋酸反应:OH-+H+=H2O (错)
正确的应为:
⑶不顾反应事实
例:铁和稀硫酸反应:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑ (错)
正确的应为:
⑷不遵守质量守恒和电荷守恒
例:金属钠和水反应:Na+2H2O=Na++2OH-+H2↑ (错)
正确的应为:
⑸系数化简时出错
例:硫酸与氢氧化钡溶液的反应:H++SO+OH-+Ba2+=BaSO4↓+H2O(错)
正确的应为:
⑹漏写离子
将上一题写成:Ba2++SO42-=BaSO4↓ (错)
⑺未删除没有参加反应的离子
例:氯化钠和硝酸银溶液反应:Na++Cl-+Ag++NO3-=AgCl↓+Na++NO3-(错)
正确的应为:
⑻不是溶液中的反应写出了离子方程式
例:氯酸钾固体与二氧化锰加热制取氧气:2ClO3- = 2Cl-+3O2↑ (错)
2.离子大量共存的判断
(1)在溶液中某些离子间能互相反应生成难溶性物质时,这些离子就不能大量共存。
如SO与Ba2+、Pb2+、Ag+等不能大量共存;OH-与Cu2+、Fe3+、Mg2+、Al3+、Fe2+等不能大量共存;Ag+与Cl-、Br-、I-、S2-等不能大量共存;Ca2+、Ba2+与CO、SO等不能大量共存;S2-与Cu2+、Pb2+等不能大量共存。
(2)离子间能结合生成难电离物质(弱酸、弱碱和水)时,这些离子不能大量共存。
如:①H+和OH-生成水;②CH3COO— 与H+ 生成CH3COOH(弱酸)、NH4+ 与OH— 生成NH3·H2O(弱碱)等;③酸式酸根离子如HCO3—、HSO3—等既不能与H+ 共存,也不能与OH—共存。(HCO3-+ H+ =H2O +CO2↑ ,HCO3-+ OH— = H2O + CO)
(3)离子间能结合生成挥发性物质时,则这些离子不能大量共存。
如H+与CO、SO、HCO3-、HSO3-、S2-、HS-;OH-与NH4+等不能大量共存。
另外,还要注意题干中是否有限定条件。例如,在酸性溶液中,除题给离子外,还应有大量H+,在碱性溶液中除题给离子外,还应有大量OH-;是否给定溶液无色,若给定无色时则应排除:Cu2+(蓝色)、Fe3+(黄棕色)、Fe2+(浅绿色)、MnO4-(紫色)。
【典型例题】
例题1.下列离子方程式中,正确的是( )
A.碳酸钠与盐酸反应:Na2CO3+2H+2Na++CO2↑十H2O
B.氧化铜与硫酸混合:Cu2++ SOCuSO4
C.HNO3和Ba(OH)2反应:H++OH-===H2O
D.稀硫酸滴在铜片上:Cu+2H+Cu2++H2↑
解析:根据离子方程式的书写要求,可知A中Na2CO3不能写化学式;B中氧化铜不能写成Cu2+;D中离子方程式不符合客观事实。
答案:C
同源变式1分析下列离子方程式是否正确。
①( )铁粉溶于稀硫酸中:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑
②( )用三氯化铁溶液制取Fe(OH)3胶体:Fe3++3H2O===Fe(OH)3↓+3H+
③( )氢氧化铜溶于盐酸:OH-+H+===H2O
④( )氢氧化钡溶液与硫酸铜溶液混合:2OH-+Cu2+===Cu(OH)2↓
⑤( )铝与氯化铜溶液发生置换反应:Al+Cu2+===Al3++Cu
⑥( )硫酸溶液与氢氧化钡溶液混合:H++OH-+SO+Ba2+===BaSO4↓+H2O
⑦( )碳酸钙溶于硝酸溶液:CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O
*⑧( )碳酸氢钙溶液与足量氢氧化钠溶液混合:HCO+OH-===CO+H2O
例题2.溶液中可能有下列阴离子中的一种或几种:SO、CO、Cl-。
(1) 当溶液中有大量H+存在时,则不可能有______存在。
(2) 当溶液中有大量Ba2+存在时,溶液中不可能有__________存在。
(3) 当溶液中有阳离子________和________存在时,上述所有阴离子都不可能存在。
解析:当溶液中有大量H+存在时,H+与CO会生成气体CO2;Ba2+可以分别和SO、CO生成沉淀物;如果溶液中既含有Ba2+又含有Ag+时,则上述所有阴离子都不可能存在。
答案:(1)CO (2)SO、CO (3)Ba2+ Ag+
同源变式2下列各组中的离子,能在溶液中大量共存的是( )
A.K+、Ag+、NO3-、Cl- B.Ba2+、Na+、CO32-、OH-
C.Mg2+、Ba2+、Cl-、NO3- D.H+、K+、CO32-、SO42-
【课后习题】
1.( )下列离子方程式正确的是
A.金属钠与水反应:Na + H2O = Na+ + OH—+ H2↑
B.将铁投入氯化铁溶液中:Fe + Fe3+ = 2Fe2+
C.铝和稀硫酸反应:2Al + 6H+ = 2Al3+ + 3H2↑
D.氢氧化钡溶液与稀硫酸溶液混合:Ba2++SO42—=BaSO4↓
2.( )在强酸性溶液中能大量共存并且溶液为无色透明的离子组是
A.Ca2+、Na+、NO3-、CO B.Mg2+、Cl-、NH4+、SO42-
C.K+、Cl-、HCO3-、NO3- D.Ca2+、Na+、Fe3+、NO3-
3.( )在含有大量K+、OH-、CO32-的溶液中还可能大量存在的离子是
A.NH4+ B.Al3+ C.Ca2+ D.SO42-
4.( )能在无色溶液中大量共存的一组离子是
A.Cu2+、SO、OH—、K+ B.Fe3+、NO3—、Cl—、H+
C.K+、CO、Cl—、H+ D.H+、Na+、Cl—、SO
5.( )在强碱性溶液中,能大量共存的无色溶液是
A.Na+、Cu2+、Cl— 、SO4 B.Mg2+ 、Ba2+ 、NO3—、Cl—
C.K+ 、Na+、SO、CO D. K+ 、Ag+ 、HCO3—、Cl—
6.( )在水溶液中能大量共存,且加入过量稀硫酸溶液时,有气体生成的是
A.Na+、Ag+ 、CO、Cl— B.K+ 、Ba2+ 、SO、Cl—
C.Na+、K+ 、CO、Cl— D.Na+、K+ 、Cl—、SO
7.( )下列离子方程式中,错误的是
A.Zn与稀硫酸反应:Zn+2H+===Zn2++H2↑
B.金属铜与稀盐酸反应:Cu+2H+===Cu2++H2↑
C.Ca(OH)2溶液与Na2CO3溶液反应:Ca2++CO===CaCO3↓
D.氧化铁与稀盐酸反应:Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
8.写出下列反应的离子方程式
(1)碳酸钡与盐酸反应
(2)氧化镁与稀硫酸反应
(3)铜片与硝酸银溶液反应
(4)在硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液
(5)向澄清的石灰水中通入CO2
第二章 化学物质及其变化
第二节 氧化还原反应
课时1 氧化还原反应
【知识清单】
1.氧化反应和还原反应概念的发展
18世纪末,化学家在总结许多物质与氧的反应后,发现这类反应具有一些相似特征,提出了氧化还原反应的概念:与氧化合的反应,称为氧化反应;从含氧化合物中夺取氧的反应,称为还原反应。
随着化学的发展,人们发现许多反应与经典定义上的氧化还原反应有类似特征,19世纪发展化合价的概念后,化合价升高的一类反应并入氧化反应,化合价降低的一类反应并入还原反应。
20世纪初,成键的电子理论被建立,于是又将失电子的半反应称为氧化反应,得电子的反应称为还原反应。
2.氧化还原反应
氧化-还原反应 (oxidation-reduction reaction, 也作redox reaction)是化学反应前后,元素的化合价有变化的一类反应。 氧化还原反应的实质是电子的得失或共用电子对的偏移。自然界中的燃烧,呼吸作用,光合作用,生产生活中的化学电池,金属冶炼,火箭发射等等都与氧化还原反应息息相关。
3.双线桥法分析氧化还原反应
(1)标出各发生氧化还原反应的元素的化合价。
(2)画出单向箭头的线,其中一条由化合价降低的元素指向对应产物中的相应元素,另一条线由化合价升高的元素指向对应产物中的相应元素。
(3)标出“失去”或“得到”的电子数,格式为“得/失 发生氧化还原反应的原子数×单位原子得失的电子数"。
【典型例题】
例题1.化学反应按照不同的分类方法,可以分为化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应,也可分为氧化还原反应和非氧化还原反应。有下列一组反应:
①CO2+C2CO②Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑
③2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O④2CO+O22CO2
⑤3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2⑥CuO+COCu+CO2
⑦4NH3+3O2(纯)2N2+6H2O⑧2H2O2H2↑+O2↑
请回答下列问题:
(1)其中属于化合反应的有________,属于置换反应的有________。
(2)在化学反应前后元素的化合价没有变化的是________。
(3)上述反应中,既是分解反应,又是氧化还原反应的是________。
(4)上述反应中,既是溶液中的离子反应,又是氧化还原反应的是________。
(5)根据你的理解,氧化还原反应的实质是________。
A.分子中的原子重新组合B.氧元素的得失
C.电子的得失或共用电子对的偏移D.化合价的改变
解析:化学反应的基本类型中,复分解反应不是氧化还原反应;置换反应一定是氧化还原反应;化合反应和分解反应若元素化合价有变化则是氧化还原反应,若无变化则不是氧化还原反应。离子反应是否属于氧化还原反应也要根据元素的化合价在反应前后是否变化来判断。
答案:(1)①④ ⑤⑦ (2)② (3)⑧(4)③ (5)C
同源变式1下列关于氧化还原反应的叙述正确的是( )
A.H2还原CuO的反应只属于还原反应
B.置换反应都是氧化还原反应,所以,3CO+Fe2O32Fe+3CO2既是置换反应又是氧化还原反应
C.3O22O3是氧化还原反应
D.复分解反应一定不是氧化还原反应
例题2.下列氧化还原反应中,电子转移的方向和数目均正确的是( )
解析:A项中应转移12e-;C项中得失电子标反了;D项中得失电子数不相等。
答案:B
同源变式2已知以下两个氧化还原反应的化学方程式:
①2KClO32KCl+3O2↑②2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe
(1)用双线桥法表示反应②中的电子转移情况。
________________________________________________________________________。
*(2)反应①中每生成1 mol O2,转移电子的物质的量是________。
【课后习题】
1.( )下列关于氧化还原反应的说法中错误的是
A.在反应中失去电子的物质被氧化,得到电子的物质被还原
B.在氧化还原反应中氧化产物和还原产物可以是同一物质
C.氧化还原反应是一种物质首先被氧化,另一种物质再被还原的反应
D.只有氧化没有还原的反应是不存在的
2.( )氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如下图所示,则下列化学反应属于阴影部分的是
A.Cl2+2KBr===Br2+2KCl
B.2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
C.4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
D.2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2(提示:Na2O2中的氧元素为-1价)
3.( )下列电子转移的表示方法中正确的是
4.( )在反应中,X元素的原子将电子转移给Y元素的原子,则下列说法正确的是
①元素X被氧化②元素Y被氧化③元素X发生还原反应④元素Y发生还原反应
A.①② B.③④C.②③ D.①④
5.( )下列分类标准不正确的是
A.化学反应分为:氧化还原反应、非氧化还原反应(标准:是否有电子的转移)
B.分散系分为:溶液、胶体、浊液(标准:能否产生丁达尔效应)
C.纯净物分为:单质、化合物(标准:组成物质的元素种数)
D.化合物分为:电解质、非电解质(标准:溶于水或熔融状态能否导电)
6.(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。
(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:______________________。
6.阅读下列材料后回答问题。
一个体重50 kg的健康人,体内约含2 g铁,这2 g铁在人体内不是以单质的形式存在,而是以Fe2+和Fe3+的形式存在。Fe2+易被吸收,给贫血者补充铁时,应给予含 Fe2+的亚铁盐,如硫酸亚铁。服用维生素C,可使食物中的Fe3+转化成Fe2+,有利于人体吸收。
(1)在人体中进行Fe2+Fe3+的转化时,①反应中的Fe2+发生________反应,②反应中的Fe3+被________。
(2)“服用维生素C,可使食物中的Fe3+转化成Fe2+”这句话说明,维生素C在这一反应中被____________。
(3)市场上出售的某种麦片中含有微量的颗粒细小的还原性铁粉,这些铁粉在人体胃酸(主要成分是盐酸)的作用下转化成亚铁盐。此反应的化学方程式为___________________
_________________,离子方程式为__________________________。
第二章 化学物质及其变化
第二节 氧化还原反应
课时2 氧化剂和还原剂
【知识清单】
1.氧化剂、还原剂
在氧化还原反应中,获得电子的物质称作氧化剂,与此对应,失去电子的物质称作还原剂。
判断方法:氧化剂具有氧化性,在反应中所含元素化合价降低,发生还原反应,得到还原产物。与之对应,还原剂具有还原性,在反应中所含元素化合价升高,发生氧化反应,得到氧化产物。
2.常见氧化剂和常见还原剂
| 常见氧化剂(相对高价) | 常见还原剂(相对低价) | |
单质 | O2、Cl2、Br2、O3 | Na、Al、Fe、H2、C | |
化 合
物 | 氧化物 | MnO2 CO2 H2O2 | CO、SO2 H2O |
盐 | FeCl3、KMnO4、KClO3 | FeSO4、Na2SO3、Na2S | |
含氧酸 | HNO3、浓H2SO4、HClO | H2SO3 | |
无氧酸 | HCl | H2S、HCl、HI | |
过氧化物 | Na2O2、H2O2 | H2O2 | |
(注意:元素处于最高价,只有氧化性;处于最低价,只有还原性;处于中间价态,既有氧化性又有还原性。物质若含有多种元素,其性质是这些元素性质的综合体现)
3.氧化还原反应知识网络
【典型例题】
例题1.已知铝热反应: Fe2O3 + 2Al高温Al2O3 + 2Fe。
(1)指出该反应中的氧化剂和还原剂:氧化剂________,还原剂________。
(2)用单线桥分析该反应。
解析:在反应中,Fe2O3中Fe元素化合价降低,作氧化剂,得到电子,被还原;Al中Al元素化合价升高,作还原剂,被氧化。根据元素化合价的变化标出反应中电子转移的方向和数目。箭头线由还原剂中化合价升高的元素指向氧化剂中化合价降低的元素;桥上只标电子数,不写“得”、“失”等。
答案:(1)氧化剂:Fe2O3,还原剂:Al(2)
同源变式1 (1)盐酸在不同的反应中,可以分别表现出酸性、氧化性和还原性。现有如下三个反应,请写出盐酸在三个反应中,分别表现什么性质:
① Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑________;
② NaOH+HCl===NaCl+H2O________;
③ 2HClH2↑+Cl2↑________。
(2)找出第(1)问中属于氧化还原反应的化学方程式,并用“单线桥”表示电子转移的方向和数目。
例题2.工业上制取ClO2的化学反应:2NaClO3+SO2+H2SO4===2ClO2+2NaHSO4,下列说法正确的是( )
A.SO2在反应中被氧化
B.NaClO3在反应中失去电子
C.H2SO4在反应中作氧化剂
D.1 mol还原剂在反应中失去1 mol电子
解析:在反应中,NaClO3中Cl元素化合价降低,作氧化剂,得到电子,被还原;SO2中S元素化合价升高,作还原剂,被氧化;同时1 mol SO2转移2 mol电子,综上所述,正确的是A。
答案:A
同源变式2钛和钛合金在航空工业有重要的应用。冶炼钛的过程中发生反应之一是:TiO2+2C+2Cl2高温TiCl4+2CO。下列说法错误的是( )
A.生成1molTiCl4时,转移电子4mol B.C是还原剂
C.TiO2是氧化剂 D.尾气必须净化处理
【课后习题】1~3题对应课本38页的1~3题,8~9题对应课本39页的8、9题
1.________,________。
________,________,________;________,________,________。
2.________________________________,_____________________________。
3.________。________________________________,________。
4.( )需要加入氧化剂才能实现下列反应的是
A.Cl2→Cl- B.H+→H2 C.MnO4-→Mn2+ D.Zn→Zn2+
*5.( )对于反应CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑ 有下列判断:
①H2只是氧化产物,②H2只是还原产物,③H2O是氧化剂,④CaH2中的H元素被还原,⑤此反应中的氧化产物和还原产物的分子个数之比为1:1。上述判断正确的是
A.①④⑤ B.②④ C.① D.③⑤
*6.氨气与氯气可以发生如下反应 3Cl2 + 8NH3 = 6NH4Cl + N2,该反应的氧化剂是________,当反应生成160.5 g NH4Cl时,被氧化的NH3的物质的量是 。
7.现有中学化学中常见的几种物质:①O2、②Mg、③CO、④WO3、⑤W、⑥CO2。
(1)①、②、③、④四种物质中常用作还原剂的有________(填序号)。
(2)请将③、④、⑤、⑥对应物质填入下列横线上,以组成一个氧化还原反应方程式,并用单线桥表示该反应电子转移的方向和数目:
________+________________+________
(3)随着人们环保意识的增强,许多汽车都已经装上了如图所示的尾气处理装置。在催化剂的作用下,尾气中两种主要的有毒气体反应生成两种无害气体,两种无害气体均为空气中的成分,该反应中_______是氧化剂,写出该反应的化学方程式:_________________________________________。
8.( )
9.分析下列反应中化合价变化的关系,用单线桥或双线桥表示电子转移的方向和数目,并指出氧化剂和还原剂。
(1)
氧化剂________,还原剂________。
(2)
氧化剂________,还原剂________。
(3)
氧化剂________,还原剂________。
(4)
氧化剂________,还原剂________。
(5)
氧化剂________,还原剂________。
第二章 化学物质及其变化
第三节 氧化还原反应
课时3 习题课
第二章 化学物质及其变化
复习课
【知识清单】
1.
2.
【典型例题】
例题1.
解析:
答案:
同源变式1
例题2.
解析:
答案:
同源变式1
【课后习题】
1
第二章 化学物质及其变化
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