《海水中的重要元素-钠和氯本章整合》课件

第二章海水中的重要元素——钠和氯本章整合知识网络系统构建专题归纳素养整合

知识网络系统构建一、海水中的重要元素——钠和氯

二、宏观物质与微观粒子间的计量关系

专题归纳素养整合专题1以不同类别物质间的转化为线索,认识钠及其化合物(宏观辨识与微观探析)抓住钠及其化合物的转化关系,熟悉钠及其化合物的性质与制备方法。1.转化关系金属单质(钠)→氧化物(氧化钠、过氧化钠)→碱(氢氧化钠)→盐(碳酸钠、碳酸氢钠)2.部分转化关系举例

3.物质的制备方法举例例如:通过反应②③⑥等方法都可以得到NaOH,但从工业生产的成本等诸多因素考虑,方法⑥要比方法②③优越;再如,通过反应④⑤⑧都可以制取Na2CO3,目前工业上侯氏制碱法中采用反应⑧获得Na2CO3。

【例题1】

已知淡黄色固体X与气体A存在如下转化关系:请回答下列问题:(1)固体X的名称为

,气体A的化学式为

。

(2)写出反应①的化学方程式,并指出氧化剂:

。

(3)写出反应②④的离子方程式。反应②:

;

反应④

。

(4)在反应①中,若转移1mol电子,生成气体B的体积(标准状况下)为

。

答案:(1)过氧化钠CO2

(4)11.2L

解析:(1)推断题重点是找突破口。本题突破口为淡黄色固体X是由金属单质与气体反应生成,则X应为Na2O2,该气体为O2,与Na2O2反应生成O2的气体A为CO2,则固体Y为Na2CO3,Na2CO3与石灰水反应生成白色沉淀CaCO3,进而根据物质的性质写出化学方程式或离子方程式。(2)Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2,该反应中,Na2O2自身发生氧化还原反应,Na2O2既是氧化剂,又是还原剂。(3)CaCO3难溶于水,写离子方程式时应保留化学式。(4)根据化学方程式2Na2O2+2CO2══2Na2CO3+O2可知,每生成1

mol

O2转移2

mol电子,故转移1

mol电子,生成0.5

mol

O2,标准状况下其体积为11.2

L。专题2以含不同价态同种元素的物质间的转化为线索,认识氯及其化合物(宏观辨识与微观探析)1.氯气与水或碱反应时,氯气发生自身氧化还原反应,部分氯元素化合价从0价升高到+1价,部分氯元素化合价从0价降低到-1价,同时实现上述①和②的转化,在反应中,氯气既是氧化剂又是还原剂。2.氯气具有强氧化性,在反应中易得到电子,氯元素的化合价从0价降低到-1价。氯气与大多数金属(如Na、Fe、Cu等)、非金属(如H2等)、还原性化合物等的反应都可实现上述②的转化,在反应中氯气做氧化剂。例如:反应2FeCl2+Cl2══

2FeCl3,工业上的脱氯反应:H2O2+Cl2══2HCl+O2中,Cl2均只表现氧化性。3.实验室里利用氧化剂氧化浓盐酸中的-1价氯制取氯气可实现上述③的转化,在反应中HCl做还原剂。可用作氧化剂的常见物质有MnO2、KMnO4、KClO3、O2等。【例题2】

下图中,A、B、C、D是氯气或含氯的化合物。(1)推断A、B、C、D各是什么物质(写化学式):A

,B

,C

,D

。

(2)写出①~⑤各步反应的化学方程式:①

,

②

,

③

,

④

,

⑤

。

答案:(1)Cl2

Ca(ClO)2

HCl

HClO专题3以物质的量为中心的计算(证据推理与模型认知)1.物质的量与阿伏加德罗常数、气体摩尔体积、摩尔质量、物质的量浓度之间的关系2.计算公式

3.注意事项(1)突出物质的量这一核心,它是其他物理量之间转换的桥梁和纽带。一般模式:一个物理量

物质的量

另一个物理量。(2)换算过程中要注意单位的对应。(3)在使用气体的摩尔体积时要注意外界的条件,如不是标准状况,则不能使用22.4L·mol-1进行运算。(4)不同状况下,同种物质的状态有可能不同。(5)进行物质的量浓度的有关计算时,各种情况下最终落脚点是物质的量浓度的定义式c=,充分利用有关物质的量的计算公式,发挥物质的量的桥梁作用。【例题3】

设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(

)A.标准状况下11.2L水中含有0.5NA个水分子B.物质的量浓度为0.5mol·L-1的MgCl2溶液中,所含Mg2+的个数为0.5NAC.1molH2和O2的混合气体中含NA个分子D.11.2LNH3中所含的原子数目为2NA答案:C解析:标准状况下水不是气体,不能使用标准状况下的气体摩尔体积22.4

L·mol-1,A项错误;未指明溶液的体积,无法计算溶质的粒子数,B项错误;1

mol气体均含NA个分子,与是否是混合气体无关,C项正确;D项未指明气体所处的状况是否为标准状况,无法计算气体的物质的量,D项错误。专题4以NA为载体的计算与判断(证据推理与模型认知)1.已知物质的质量求粒子的数目主要应用N=·NA来计算,解答此类题应注意所求粒子的种类,分子的构成(是单原子分子,双原子分子,还是多原子分子)以及粒子中含有的质子数、中子数、电子数等。2.已知气体的体积求粒子的数目

(1)若题目给出物质的体积,一要看是否是标准状况,若不是标准状况,则1mol气体的体积一般不为22.4L;二要看该物质在标准状况下是不是气体,若不是气体,则无法求其物质的量和分子数;若是气体,则可求其物质的量和分子数,这与其是混合气体还是单一气体无关。(2)若题目给出气体的质量或物质的量,则粒子的数目与外界条件无关。(3)注意某些物质分子中的原子个数。例如He为单原子分子,O3为三原子分子,P4为四原子分子。3.已知物质的量浓度求粒子的数目主要应用N=c·V·NA来计算。解题时考虑物质的组成。例如1L0.1mol·L-1的AlCl3溶液中含有Cl-的数目为0.3NA(数值)。(1)阿伏加德罗常数是指1mol任何粒子的粒子数,这里的粒子指同种粒子,如1molO2中的分子数为NA(数值),而1molO2中的氧原子数为2NA(数值)。(2)考查一定物质的量的物质中含有多少粒子(分子、原子、质子、电子等),注意看清粒子的种类,常涉及He、Ne等单原子分子,N2、O2等双原子分子及O3等多原子分子。(3)阿伏加德罗常数具有单位(mol-1),是一个准确值,而6.02×1023是一个纯数值,是阿伏加德罗常数的近似值,计算时通常使用这个近似值,而在叙述或定义“摩尔”的概念时要用“阿伏加德罗常数”来表示。【例题4】

设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(

)A.常温常压下,22.4LCO2中含有NA个CO2分子B.1.7gH2O2中含有的电子数为0.9NAC.标准状况下,2.24LH2O含有的分子数等于0.1NAD.分子数为NA的CO、N2混合气体体积约为22.4L,质量为28g答案:B解析:常温常压下,22.4

L

CO2的物质的量小于1

mol,A项错误;H2O2的相对分子质量为34,1.7

g

H2O2的物质的量为0.05

mol,每个H2O2分子中含有18个电子,1.7

g

H2O2中含有的电子的物质的量为0.9

mol,数目为0.9NA,B项正确;在标准状况下水不是气体,22.4

L水的物质的量不是1

mol,C项错误;1

mol

CO、N2混合气体的质量为28

g,未注明混合气体所处的温度和压强,因此不能确定体积为22.4

L,D项错误。专题5一定物质的量浓度溶液的配制及误差分析(科学探究与创新意识)1.误差分析中需要注意的几个问题(1)配制一定物质的量浓度的溶液,转移溶液时若有溶液溅出,要重新配制;定容时加蒸馏水若超过刻度线,也要重新配制。(2)配制一定物质的量浓度的溶液时,溶液的体积由容量瓶的容积确定,因此容量瓶不必是干燥的,有少量蒸馏水不影响所配溶液的浓度。(3)定容后必须反复颠倒摇匀,静置后液面下降是由于一部分溶液附在了管壁和塞子上,不要再加蒸馏水,否则浓度偏小。2.容量瓶的选用容量瓶常有50mL、100mL、250mL、500mL、1000mL等规格,瓶体上只有一个刻度线,因此只能配制与其容积相等的溶液。如果所需用量与容量瓶容积不等,应选容积稍大于所需用量的容量瓶。如需要80mL某浓度的溶液可选用规格为100mL的容量瓶进行配制,然后取用80mL溶液。【例题5】

用已经准确称量过的NaOH固体配制250mL0.2mol·L-1NaOH溶液。(1)在下列实验仪器中,用不到的是

(填代号)。

A.500mL试剂瓶 B.500mL容量瓶C.250mL烧杯 D.胶头滴管(2)除上述仪器外,还需要的仪器是

。(3)使用容量瓶前必须进行的一步操作是

。

(4)配制时经以下操作步骤,正确的顺序是

。

A.向盛NaOH的烧杯中加入适量蒸馏水,使固体完全溶解,并冷却至室温B.将烧杯中的溶液小心转移到容量瓶中C.继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距刻度线1~2cm处,改用胶头滴管小心滴加蒸馏水至凹液面底部与刻度线相切D.用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,洗涤液都小心注入容量瓶,并轻轻振荡E.将容量瓶塞塞紧,充分摇匀(5)下列情况会使所配溶液浓度偏大的是

。

A.没有进行上述操作中的步骤DB.加蒸馏水不慎超过刻度线C.砝码上有杂质答案:(1)B(2)玻璃棒、250mL容量瓶(3)检查容量瓶是否完好以及容量瓶口是否漏水(4)ABDCE(5)C解析:(1)配制一定物质的量浓度的溶液,所用仪器根据实验步骤选择,固体需溶解,故需用250

mL烧杯。因是配制250

mL的溶液,故不需要500

mL容量瓶,而应使用250

mL容量瓶。因容量瓶不能用来长期保存试剂,故需500

mL试剂瓶来盛装溶液。(2)除了上述仪器中可使用的以外,还需玻璃棒和250

mL容量瓶。(3)使用容量瓶前必须检查容量瓶是否完好以及容量瓶口是否漏水。(4)配制一定物质的量浓度溶液的步骤为:计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀。突破一钠元素的单质及其化合物的性质及转化典例1有4种钠的化合物W、X、Y、Z,它们之间存在如下关系:①WX+H2O+CO2↑②Z+CO2→X+O2③Z+H2O→Y+O2↑④X+Ca(OH)2→Y+CaCO3↓试回答下列问题:(1)W、X、Y、Z的化学式分别是W

、X

、Y

、Z

。

(2)以上4个化学反应,属于氧化还原反应的是

(填反应序号),反应中氧化剂是

(写化学式),还原剂是

(写化学式)。

(3)若反应④在溶液中进行,写出其离子方程式以及能用该离子方程式表示的另一个化学反应的化学方程式:离子方程式:

。

化学方程式:

。

答案

(1)NaHCO3

Na2CO3

NaOH

Na2O2(2)②③Na2O2

Na2O2钠及其化合物之间的转化关系如下:对点训练1下列说法正确的是(

)①Na2O2投入到紫色石蕊溶液中,溶液先变蓝,后褪色;②Na2O和Na2O2投入到水中都能生成NaOH;③质量相等的NaHCO3与Na2CO3分别与相同浓度盐酸完全反应时,产生CO2的物质的量相等;④取agNa2CO3和NaHCO3混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重bg,能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3的质量分数;⑤区别NaHCO3与Na2CO3溶液,可用Ca(OH)2溶液;⑥NaHCO3固体可以用来制作干粉灭火剂,金属钠起火可以用它来灭火;⑦NaHCO3粉末中混有Na2CO3,可配制成溶液通入过量的CO2,再低温结晶得以提纯。A.②③④ B.②⑤⑦C.①②⑦ D.③④⑥答案

C解析

①Na2O2与水反应产生NaOH使溶液显碱性,所以溶液先变为蓝色,又由于过氧化钠具有强氧化性而具有漂白性,所以溶液又由蓝色变为无色,①正确;②Na2O与水反应产生NaOH,Na2O2与水反应产生NaOH和O2,因此二者都能与水反应生成NaOH,②正确;③根据C元素守恒,质量相等的NaHCO3与Na2CO3中含有的C元素质量不相等,所以二者分别与相同浓度盐酸完全反应时,产生CO2的物质的量不相等,③错误;④碱石灰既能吸收CO2,也能吸收水分,因此不能根据碱石灰增重质量测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3的质量分数,④错误;⑤Ca(OH)2与NaHCO3或Na2CO3溶液都能反应产生CaCO3白色沉淀,故不能用Ca(OH)2溶液鉴别二者,⑤错误;⑥NaHCO3固体受热分解产生CO2,可用于灭火,金属钠起火时产生的Na2O2与CO2及H2O发生反应产生氧气,因此不能用干粉灭火剂灭火,⑥错误;⑦由于Na2CO3在溶液中会与CO2、H2O发生反应,产生NaHCO3,所以NaHCO3粉末中混有Na2CO3,可配制成溶液通入过量的CO2,反应产生NaHCO3,然后再低温结晶得以提纯,⑦正确;综上所述可知正确说法是①②⑦,故合理选项是C。突破二氯元素的单质及其化合物的性质及转化典例2如图所涉及的物质均为中学化学中的常见物质,其中C为气态单质,D为黄绿色气体,E为固态单质,它们存在如下转化关系,反应中生成的水及次要产物均已略去。(1)写出有关物质的化学式:F

,H

。

(2)指出MnO2在相关反应中的作用:反应①中是

剂,反应②中是

剂。

(3)若反应①是在加热条件下进行的,则A是

(填化学式,下同),若反应①是在常温条件下进行的,则A是

。

(4)写出B与MnO2共热获得D的化学方程式:

。

答案

(1)Fe3O4

FeCl3(2)催化氧化(3)KClO3

H2O2(4)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O解析

黄绿色气体D是Cl2,然后根据框图转化关系可推知,B为盐酸,C为O2,E为Fe,A可能为H2O2或KClO3,F为Fe3O4,G为FeCl2,H为FeCl3。当反应①在加热条件下进行时,A为KClO3;当①在常温条件下进行时,A为H2O2,且在反应中MnO2皆做催化剂;而在反应②中MnO2为氧化剂,将HCl氧化为Cl2。

氯元素是中学化学中非金属元素的典型代表,试题往往以Cl2、氯水(氧化性为主)的性质和发生的化学反应及其化合物在生活中的应用为背景,以选择题、物质推断题的形式进行考查。对点训练2洪灾过后,饮用水的消毒杀菌成为抑制大规模传染性疾病暴发的有效方法之一。漂白粉是常用的消毒剂。(1)工业上将氯气通入石灰乳[Ca(OH)2]制取漂白粉,化学方程式为

。

(2)漂白粉的有效成分是

(填化学式)。

(3)漂白粉溶于水后,受空气中CO2的作用,即产生有漂白、杀菌作用的次氯酸,发生化学反应的离子方程式为

。

(4)反应(1)和反应(3)中,属于氧化还原反应的是反应

(填编号)。

(5)瓶装漂白粉久置于空气中呈稀粥状而失效。试用化学方程式表示漂白粉在空气中易失效的原因:

。

(6)已知浓盐酸和次氯酸钙能发生反应Ca(ClO)2+4HCl(浓)===CaCl2+2Cl2↑+2H2O。用贮存很久的漂白粉与浓盐酸制得的氯气中,可能含有的杂质气体是

(填字母)。

①CO2②HCl③H2O④H2A.①②③ B.②③④C.只有②③ D.只有①④突破三以物质的量为中心的各物理量间的换算典例3(1)现有mg某气体,它由双原子分子构成,它的摩尔质量为Mg·mol-1。若阿伏加德罗常数值用NA表示,则:①该气体的物质的量为

mol。

②该气体所含原子总数为

个。

③该气体在标准状况下的体积为

L。

(2)利用“化学计量在实验中的应用”的相关知识进行填空。①含有6.02×1023个氧原子的H2SO4的物质的量是

mol。

②与标准状况下VLCO2所含氧原子数目相同的水的质量是

(用分式表示)g。

③在一定的温度和压强下,1体积X2(g)跟3体积Y2(g)化合生成2体积化合物,则该化合物的化学式是

。

(3)含CuSO4和H2SO4的混合溶液200mL,其中CuSO4的物质的量浓度为1mol·L-1,H2SO4的物质的量浓度为0.5mol·L-1,若用此溶液配成0.2mol·L-1的CuSO4和2mol·L-1H2SO4的混合溶液,则所得溶液的体积是

mL;需加入密度为1.84g·cm-3、溶质质量分数为98%的浓硫酸

mL。

③在一定的温度和压强下,1体积X2(g)跟3体积Y2(g)化合生成2体积化合物,设该化合物的化学式是Z,由气体的体积之比=物质的量之比,则有X2+3Y2===2Z,由原子守恒可知,Z为XY3。(3)原混合溶液中含CuSO4的物质的量浓度为1

mol·L-1,现需要CuSO4溶液的浓度为0.2

mol·L-1,因此要进行稀释,设稀释后所得溶液的体积为V,则有:1

mol·L-1×0.2

L=0.2

mol·L-1×V,解得V=1

L=1

000

mL。因要求所配溶液中H2SO4的浓度为2

mol·L-1,所以需加入H2SO4的物质的量为2

mol·L-1×1

L-0.2

L×0.5

mol·L-1=1.9

mol,此部分硫酸由密度为1.84

g·cm-3、溶质质量分数为98%的浓硫酸提供,设所需此浓硫酸的体积为y,此浓硫酸的物质的量浓度为

mol·L-1=18.4

mol·L-1,则有18.4

mol·L-1×y=1.9

mol,得y≈0.103

3

L=103.3

mL。

物质