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文档简介
1/3第一章认识化学科学(期末复习讲义)内容导航明·期末考情:把握考试趋势方向,精准备考理·核心要点:系统归纳知识脉络,构建体系破·重难题型:攻克典型疑难问题,突破瓶颈过·分层验收:阶梯式检测与评估,稳步提升考查重点命题角度钠的性质和用途主要考察钠物理性质、化学性质及钠的制取及保存氧化钠和过氧化钠的性质考察过氧化钠物理性质、化学性质及氧化钠和过氧化钠性质的比较碳酸钠和碳酸氢钠的性质考察碳酸钠、碳酸氢钠热稳定性的探究及与酸、碱的反应碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别及除杂考察4类鉴别方法,3大除杂方法焰色实验考察几种金属的焰色及实际应用氯气的性质与用途考察氯气的物理性质及氯气与金属、非金属单质、水、碱的反应,同时也考察含氯漂白剂的成分和漂白、消毒原理氯气的实验室制法考察实验室制备Cl2注意事项及气体净化装置的选择物质的量和阿伏伽德罗常数考查物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数之间的关系摩尔质量考查物质的量、质量和摩尔质量之间的关系气体摩尔体积考查标准状况下的气体摩尔体积阿伏加德罗定律及其推论考查阿伏加德罗定律的推论及应用物质的量浓度的计算考查浓溶液稀释的计算,以及相同溶质两溶液混合的计算,同时还考查物质的量浓度与溶质的质量分数的换算。一定物质的量浓度溶液的配制考查一定物质的量浓度溶液的配制过程,同时也考查容量瓶的使用方法,以配制误差分析。要点01钠的性质和用途1、观察法认识钠的物理性质操作观察试剂瓶里面的钠钠性质活泼,需隔绝空气和水保存。实验室中钠保存在煤油中。用镊子从装有试剂瓶中取出金属钠,用滤纸吸干表面的煤油,用小刀切下一小块金属钠,观察钠块的切面。剩余钠块放回原试剂瓶
结论钠的物理性质银白色金属,有金属光泽的固体,质地柔软(小刀可以切割),密度大于煤油、小于水,熔点较低(小于100℃,用酒精灯加热,很快熔化)、具有良好的导电性和导热性。2、化学性质(1)与非金属单质的反应①钠与氧气反应反应条件室温加热或点燃实验现象新切开的钠具有银白色的金属光泽,在空气中很快变暗钠先熔化成小球,然后剧烈燃烧,火焰呈黄色,生成淡黄色固体化学方程式缓慢氧化:4Na+O22Na2O剧烈燃烧:2Na+O2Na2O2②与氯气:2Na+Cl22NaCl;③与硫:2Na+SNa2S(2)钠与水的反应实验探究实验现象原因解释浮钠浮在水面上钠的密度比水小熔钠熔化成光亮的小球钠的熔点低,反应放出热量游钠在水面上四处游动,慢慢变小,最后消失反应产生的气体推动小球运动响发出“咝咝”的响声钠与水反应产生气体红烧杯中溶液变红反应生成碱性物质化学方程式2Na+2H2O2NaOH+H2↑(3)与盐酸反应离子方程式:2Na+2H+=2Na++H2↑。(4)与盐溶液的反应:6Na+6H2O+2FeCl3=6NaCl+2Fe(OH)3↓+3H2↑。钠与盐溶液反应时一般先考虑与水反应,生成的NaOH与盐可能发生复分解反应。3、钠的制取及保存(1)制取:化学方程式为2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))2Na+Cl2↑。(2)保存:密封保存,实验室中通常把少量钠保存在石蜡油或煤油中,原因是Ⅰ.钠极易与空气中的O2、水蒸气反应;Ⅱ.钠不与煤油反应;Ⅲ.钠的密度比煤油大,沉于底部。4、钠的用途(1)冶炼某些金属,钠用于钛、锆、铌、钽等金属氯化物中置换出金属单质;例如:TiCl4+4NaTi+4NaCl(2)钠钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂;(3)用作电光源,制作高压钠灯。归|纳|总|结1、钠与水、酸反应的本质与顺序:本质上均是与H+的反应,反应顺序是:有酸酸在前,无酸水为先。2、钠保存在煤油中,而不能保存在汽油、CCl4中,因汽油易挥发,CCl4的密度比钠的密度大,起不到隔离O2和H2O的作用。要点02氧化钠和过氧化钠的性质物质氯化钠(Na2O)过氧化钠(Na2O2)色、态白色固体淡黄色固体类别碱性氧化物过氧化物氧的价态-2-1生成条件常温下缓慢氧化4Na+O22Na2O加热或点燃2Na+O2Na2O2热稳定性不稳定(加热时被氧化)2Na2O+O22Na2O2相对稳定水反应Na2O+H2O═2NaOH(放热)2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑(放热)与CO2反应Na2O+CO2═Na2CO32Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2与酸反应Na2O+2HCl═2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl═4NaCl+2H2O22H2O2═2H2O+O2主要用途制取少量Na2O2强氧化剂、漂白剂、供氧剂归|纳|总|结1、Na2O2中阴、阳离子数之比是1∶2而不是1∶1。2、Na2O2具有强氧化性,能氧化SO2、FeCl2、H2S、Na2SO3等。3、Na2O2不是碱性氧化物,有强氧化性、漂白性,遇到湿润的石蕊试纸时,先使试纸变蓝,后使其褪色;遇到品红溶液因强氧化性而使其褪色。要点03碳酸钠和碳酸氢钠的性质名称碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3NaHCO3俗名苏打、纯碱小苏打色、态白色粉末白色细小晶体用途洗涤剂,玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业发酵粉、灭火剂、治疗胃酸过多(有胃溃疡时不能用)溶解度大小溶解度:Na2CO3>NaHCO3水溶液碱性碱性(同浓度):Na2CO3>NaHCO3与酸反应方程式NaHCO3比Na2CO3快CO32-+2H+=H2O+CO2↑Na2CO3+2HCl==2NaCl+CO2↑+H2OHCO3-+H+=H2O+CO2↑NaHCO3+HCl==NaCl+CO2↑+H2O热稳定性热稳定性:Na2CO3>NaHCO32NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑与CaCl2反应Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl(白色沉淀)NaHCO3+CaCl2不反应与澄清石灰水反应Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOHCO32-+Ca2+=CaCO3↓白色沉淀生成(量不同产物不同)要点04碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别及除杂1、常用鉴别方法方法原理结论加热法2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3+CO2↑+H2O,Na2CO3受热不分解加热有气体产生的是NaHCO3,无变化的是Na2CO3沉淀法(加BaCl2或CaCl2溶液)COeq\o\al(2-,3)+Ca2+=CaCO3↓、COeq\o\al(2-,3)+Ba2+=BaCO3↓,HCOeq\o\al(-,3)与Ca2+、Ba2+不反应有沉淀生成的是Na2CO3,无变化的是NaHCO3与盐酸反应的剧烈程度Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑,NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑生成气体剧烈的是NaHCO3,相对不剧烈的是Na2CO3盐酸逐滴加入时的现象COeq\o\al(2-,3)+H+=HCOeq\o\al(-,3),HCOeq\o\al(-,3)+H+=CO2↑+H2O逐滴加入盐酸立即产生气体的是NaHCO3;开始不产生气体,滴加一定体积后才产生气体的是Na2CO32、常用鉴别方法混合物(括号内为杂质)除杂方法或试剂Na2CO3固体(NaHCO3)加热NaHCO3溶液(Na2CO3)通入足量CO2气体Na2CO3溶液(NaHCO3)加入适量NaOH溶液要点05焰色实验1、定义:金属或它们的化合物在灼烧时使火焰呈现特殊的颜色,这在化学上叫焰色试验。2、操作步骤:(1)将铂丝(或光洁无锈的铁丝)用稀盐酸洗涤后放在酒精灯外焰上灼烧至火焰颜色与原来相同;(2)用铂丝蘸取待测碳酸钠溶液放在外焰上灼烧,观察火焰颜色;(3)用盐酸洗净铂丝,在外焰上灼烧至火焰无色后,再蘸取碳酸钾溶液做同样的实验,透过蓝色的钴玻璃观察火焰的颜色。3、几种金属的焰色金属元素锂钠钾铷钙锶钡铜焰色紫红色黄色紫色(透过蓝色钴玻璃)紫色砖红色洋红色黄绿色绿色4、应用(1)检验金属元素的存在,如鉴别NaCl和KCl溶液。(2)利用焰色试验制节日烟花。归|纳|总|结1、焰色试验是物理变化,并非所有含金属元素的化学物质灼烧时都有特征颜色。2、钠的焰色是黄色,钾透过蓝色的钴玻璃焰色是紫色。要点06氯气的性质与用途1、氯气的物理性质颜色状态气味毒性溶解性黄绿色气体刺激性气味有毒1体积的水溶解约2体积的氯气2、氯气与金属、非金属单质的反应实验操作实验现象化学方程式①将盛有氯气的集气瓶迅速倒扣在受热熔化的钠球上方钠球剧烈燃烧,集气瓶中充满白色的烟2Na+Cl22NaCl
②用坩埚钳夹住一束细铁丝,灼烧后立刻放入充满氯气的集气瓶中(瓶内保留少量水)铁丝剧烈燃烧,集气瓶中充满红棕色烟,溶于水得黄色溶液2Fe+3Cl22FeCl3
③用坩埚钳夹住一束细铜丝,灼烧后立刻放入充满氯气的集气瓶中(瓶内保留少量水)铁丝剧烈燃烧,集气瓶中充满棕黄色烟,溶于水得蓝绿色溶液Cu+Cl2CuCl2
④在空气中点燃(“验纯”后)氢气,然后把通氢气的导管伸入盛有氯气的集气瓶中H2继续燃烧,火焰呈苍白色,瓶口上方出现白雾H2+Cl22HCl
归|纳|总|结1、实验时铁丝(铜丝)不要接触瓶壁,以免集气瓶受热炸裂2、H2和CI2在光照下混合会发生爆炸生成HCl,所以工业上常利用H2和CI2中燃烧的反应制备盐酸。3、可燃物与氧化剂(如O2、Cl2)在一定条件下发生的发光发热的剧烈反应都可以称为燃烧,燃烧不一定有O2参与。4、氯气有毒,人吸入少量氯气会使鼻和喉头的黏膜受到刺激,引起咳嗽和胸部疼痛,吸入大量氯气会中毒致死。因此做氯气相关实验时要注意安全。3、氯气与水的反应(1)常温下,氯气的水溶液称为氯水,溶于水的部分氯气与水发生反应的化学方程式是Cl2+H2O=HCl+HClO。(2)漂白原理的探究实验实验操作实验现象实验结论有色布条不褪色干燥的Cl2无漂白作用有色布条褪色在有H2O存在的条件下,Cl2有漂白作用有色鲜花褪色在有H2O存在的条件下,Cl2有漂白作用氯气溶于水能杀菌、消毒及使某些染料和有机色素褪色,是因为与水反应生成了HClO。(3)次氯酸的性质①次氯酸是易溶于水的弱酸,比碳酸酸性弱,写离子方程式时不能拆成离子形式。氯气和水反应的离子方程式:Cl2+H2O=H++Cl-+HClO。②次氯酸不稳定,见光易分解,反应的化学方程式:2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl+O2↑。③次氯酸具有强氧化性(其氧化性比氯气强),可用于自来水的杀菌消毒,还可以用作漂白剂。④氯气用于自来水消毒时,因与水中的有机物反应生成有机氯化物对人体有害,所以要严格控制饮用水中氯的含量,并开始使用二氧化氯(ClO2)、臭氧等新的自来水消毒剂。归|纳|总|结新制氯水的成分与性质①新制氯水的成分由于HClO、H2O是弱电解质,存在着微弱的电离。a三分子:Cl2、HClO、H2O;b四离子:H+、Cl-、ClO-、OH-。②新制氯水中各微粒的性质(4)液氯、新制氯水、久置氯水的比较液氯新制氯水久置氯水分类纯净物混合物混合物成分只有Cl2Cl2,H2O,HClO,H+,Cl-,OH-,ClO-H2O,H+,Cl-性质有氧化性,无酸性和漂白性有酸性,强氧化性,能漂白,消毒,光照时HClO分解只有酸性4、氯气与碱的反应(1)与氢氧化钠溶液反应——制取漂白液①制取反应的化学方程式:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。②漂白液的有效成分是次氯酸钠。(2)与石灰乳反应——制取漂白粉①制取反应的化学方程式:2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。②漂白粉的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2,漂粉精的主要成分是Ca(ClO)2。③漂白粉的漂白原理:利用复分解反应原理,漂白粉中的次氯酸钙与酸(如盐酸或碳酸等)反应生成具有漂白性的次氯酸。④漂白粉的保存:漂白粉应密封、避光保存,并置于阴凉干燥处。归|纳|总|结1、次氯酸盐比次氯酸稳定,不易分解且次氯酸盐固体比氯水(次氯酸)易于贮存和运输,故生产、生活中常用次氯酸盐(如漂白粉)代替次氯酸作漂白剂和消毒剂。2、次氯酸盐中的ClO-具有氧化性,且随着溶液酸性的增强,其氧化性增强。3、具有漂白和消毒作用的含氯化合物有次氯酸、次氯酸盐(次氯酸钙、次氯酸钠)、二氧化氯(ClO2)。二氧化氯的漂白和消毒能力比氯气强且使用起来更安全。5、氯离子的检验检验试剂:硝酸银和稀硝酸。实验步骤:向待测溶液中先加入AgNO3溶液,然后加入稀硝酸。实验现象:产生白色沉淀;白色沉淀不溶于稀硝酸。原理:溶液中的Cl-与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀,AgCl白色沉淀遇稀硝酸不溶解。实验结论:待测溶液中含有Cl-。有关反应:Ag++Cl-=AgCl↓(1)要排除COeq\o\al(2-,3)、POeq\o\al(3-,4)等离子的干扰,它们Ag+反应生成Ag2CO3白色沉淀,但此白色沉淀溶于稀硝酸中。PO43-:也能与Ag+发生反应生成Ag3PO4的黄色沉淀,此沉淀也可溶于稀硝酸。(2)若被检液中有SO42-,由于SO42-可以与Ag+生成白色微溶物Ag2SO4且不溶于稀硝酸,则在检验Cl-之前,需先用Ba(NO3)2溶液除去SOeq\o\al(2-,4),再加入硝酸酸化的AgNO3溶液检验Cl-的存在。要点07氯气的实验室制法1、反应原理(1)化学方程式:MnO2+4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O。(2)原理:利用强氧化剂氧化浓盐酸中的Cl-生成Cl2,该反应中MnO2为氧化剂,浓盐酸为还原剂并且该实验还体现了浓盐酸的酸性。2、仪器装置(1)气体发生装置类型:固+液eq\o(→,\s\up7(△))气(2)发生装置所用仪器:分液漏斗、圆底烧瓶、酒精灯。(3)除杂装置:装置C的作用是除去Cl2中少量的HCl气体。装置D的作用是干燥氯气(或除去氯气中的水蒸气)。3、收集方法(1)向上排空气法(氯气密度大于空气)。(2)排饱和食盐水法(氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度很小,用此法可除去实验中挥发产生的氯化氢气体)。4、验满方法观察到E中充满黄绿色气体,则证明已集满。5、尾气处理烧杯F中盛放的液体是NaOH溶液。该液体的作用是吸收过量的氯气,防止污染环境。归|纳|总|结1、实验室制取氯气的反应原理是选用氧化剂(如MnO2、KMnO4等)将盐酸中的部分氯离子氧化而得到氯气。2、制取的氯气有毒,且在加热时容易逸出,所以应选用分液漏斗,而不用长颈漏斗。3、尾气处理时,不能用澄清石灰水吸收氯气,因为澄清石灰水中Ca(OH)2的含量少,吸收不完全。4、实验结束后,先使反应停止并排出装置中残留的氯气,再拆卸装置,避免污染空气。5、制Cl2应注意的问题(1)实验室制备Cl2注意事项①必须用浓盐酸,MnO2与稀盐酸不反应。②为了减少制得的Cl2中HCl的含量,加热温度不宜过高,以减少HCl的挥发。③实验结束后,先使反应停止并排出装置中残留的Cl2,再拆卸装置,以避免污染空气。④尾气吸收时,不能用澄清石灰水吸收Cl2,因为溶液中Ca(OH)2浓度小,吸收不完全。(2)气体净化装置的选择用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时,氯气中混有HCl和水蒸气等杂质,除去氯气中的HCl可以用饱和食盐水(如下图中Ⅰ所示);除去氯气中的水蒸气可用浓硫酸(如下图中Ⅱ所示)或干燥的CaCl2(如下图中Ⅲ所示)。(3)MnO2与浓HCl反应的特点①浓盐酸中,部分Cl-的化合价升高,4molHCl参加反应,被氧化的Cl-为2mol。②随着反应的进行,盐酸浓度变小,故MnO2足量时,盐酸不能完全反应,反应后溶液为盐酸和MnCl2的混合液。要点08物质的量和阿伏伽德罗常数1、物质的量(1)物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体的物理量,用符号n表示。(2)物质的量的单位——摩尔(3)书写方法及含义表述微观粒子的物质的量时,必须指明微观粒子的种类:如1molH指1mol氢原子,1molH2指1mol氢分子。2、阿伏加德罗常数3、物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数之间的关系(1)关系式:n=eq\f(N,NA)。(2)结论:微粒之间的物质的量之比等于微粒的粒子数之比。归|纳|总|结物质的量的理解——“四化”要点09摩尔质量1、摩尔质量2、物质的量、质量和摩尔质量之间的关系n=eq\f(m,M)。3、以物质的量(n)为桥梁联系宏观物质质量(m)与微观微粒数(N)之间的关系。eq\f(m,M)=n=eq\f(N,NA)。归|纳|总|结1、摩尔质量概念的理解①等值性:摩尔质量以g·mol-1作单位时,在数值上与其相对分子质量或相对原子质量相等。②确定性:对于指定的物质来说,其摩尔质量的值是一个定值,不随物质的物质的量的多少而改变。2、摩尔质量的计算方法①已知任意状态物质的质量时:M=eq\f(m,n)(定义式)。②已知一个分子的质量时:M=m(分子)×NA。要点10气体摩尔体积1、概念:单位物质的量的气体所占的体积,单位为L·mol-1(或L/mol)和m3/mol(或m3·mol-1)2、气体摩尔体积与物质的量、气体体积之间的关系:Vm=eq\f(V,n)(V=n·Vm)3、影响因素:气体摩尔体积的数值不是固定不变的,它决定于气体所处的温度和压强4、计算时常用标准状况下的气体摩尔体积(1)数值:标准状况下(0℃、101kPa),Vm≈22.4L·mol-1(2)标准状况下气体的物质的量:n=eq\f(V,22.4)mol归|纳|总|结1、22.4L/mol的理解:气体摩尔体积的数值与温度、压强有关;非标准状况下气体摩尔体积可能是22.4L/mol,也可能不是22.4L/mol。故1mol气体的体积若为22.4L,它所处的状况不一定是标准状况,如气体在273℃和202kPa时,Vm也为22.4L/mol2、使用对象:必须是气体,可以是单一气体,也可以是混合气体,如:水、酒精、SO3、CCl4等在标准状况下不是气体,不能用气体摩尔体积计算3、抓“两看”,突破气体与状况陷阱一看:气体是否处于标准状况(0℃、101kPa)二看:标准状况下,物质是否是气态。常见干扰物质:(1)无机物Br2、SO3、H2O、HF等(2)有机物中碳原子数大于4的烃,如苯、己烷等(3)有机物中烃的衍生物CCl4、氯仿、乙醇等要点11阿伏加德罗定律及其推论1、阿伏加德罗定律在相同的温度和压强下,任何气体粒子之间的距离可以看成是相等的,这是理解气体体积的理论基础。(1)阿伏加德罗定律的内容相同的温度和压强下,粒子数相同的任何气体都具有相同的体积,也可以说,在相同的温度和压强下、相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子。(2)特别提示①阿伏加德罗定律适用于任何气体,包括混合气体,不适用于非气体;②同温、同压、同体积、同分子数,共同存在,相互制约,且“三同定一同”。2、阿伏加德罗定律的推论及应用在同温同压(以0℃,1.01×105Pa即标准状况为例)下,完成下列问题。(1)1molO2的体积是22.4L,2molH2的体积是44.8L,eq\f(V(O2),V(H2))=eq\f(1,2),由此可推知:同温同压下,气体的体积之比等于其物质的量之比。(2)44.8LO2的物质的量是2mol,质量是64g,44.8LH2的物质的量是2mol,质量是4g,eq\f(m(O2),m(H2))=eq\f(16,1),由此可推知:同温同压下,同体积的气体的质量之比等于其摩尔质量之比。(3)1molO2的质量是32g,体积是22.4L,ρ(O2)=eq\f(m,V)=eq\f(32,22.4)g·L-1(列式不化简,下同)。1molH2的质量是2g,体积是22.4L,ρ(H2)=eq\f(m,V)=eq\f(2,22.4)g·L-1。eq\f(ρ(O2),ρ(H2))=eq\f(16,1),由此可推知:①同温同压下,气体的密度之比等于其摩尔质量之比。②在标准状况下,气体的密度=eq\f(M,22.4)g·L-1。归|纳|总|结阿伏加德罗定律的推论相同条件结论语言叙述公式同温同压同温同压下,体积之比等于物质的量之比,等于分子数之比eq\f(V1,V2)=eq\f(n1,n2)=eq\f(N1,N2)同温同体积同温同体积下,压强之比等于物质的量之比,等于分子数之比eq\f(p1,p2)=eq\f(n1,n2)=eq\f(N1,N2)同温同压同温同压下,密度之比等于摩尔质量之比eq\f(ρ1,ρ2)=eq\f(M1,M2)同温同压同体积同温同压下,体积相同的气体,其质量与摩尔质量成正比eq\f(m1,m2)=eq\f(M1,M2)要点12物质的量浓度及其计算1、物质的量浓度(1)概念:表示单位体积溶液里所含溶质B的物质的量的物理量,符号为cB(2)表达式:cB=eq\f(nB,V)(3)单位:mol·L-1或mol/L(4)特点:对于某浓度的溶液,取出任意体积的溶液,其浓度、密度、质量分数相同,但所含溶质的质量、物质的量则因体积不同而改变2、溶质的质量分数(1)概念:以溶液里溶质质量m(B)与溶液质量的比值表示溶液组成的物理量,一般用百分数表示(2)表达式:w(B)=×100%3、物质的量浓度的计算(1)浓溶液稀释①溶质的物质的量不变:c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀);②溶质的质量不变:m(浓)·w(浓)=m(稀)·w(稀);③溶液的质量守恒:m(稀)=m(浓)+m(水)。(2)相同溶质两溶液混合①溶质的物质的量不变:c1V1+c2V2=c(混)·V(混);②溶质的质量不变:m1w1+m2w2=m(混)·w(混)。(3)物质的量浓度与溶质的质量分数的换算物质的量浓度与溶质的质量分数、溶解度之间求算题目的解题思路一般有两个出发点:①由“定义式”出发:物质的量浓度定义的数学表达式为cB=eq\f(nB,V),由此知,欲求cB,先求nB及V。设溶液体积为1L,则cB=eq\f(nB,V)=eq\f(\f(ρg·mL-1×1000mL×w,Mg·mol-1),1L)=eq\f(1000ρw,M)mol·L-1。②利用推导出的换算公式cB=eq\f(1000ρw,M)进行cB与w的相互计算。要点13一定物质的量浓度溶液的配制1、主要仪器托盘天平(分析天平)、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管、量筒。2、容量瓶(1)容量瓶的结构与规格(2)容量瓶使用的注意事项①使用前要检验容量瓶是否漏水。检验程序:加水→塞瓶塞→倒立→查漏→正立,瓶塞旋转180°→倒立→查漏。②使用后应将容量瓶洗净、晾干。3、配制过程:以配制100mL1.00mol·L-1的氯化钠溶液为例4、误差的分析方法(1)根据cB=eq\f(nB,V)=eq\f(mB,MBV)可知,MB为定值(溶质的摩尔质量),实验过程中不规范的操作会导致mB或V的值发生变化,从而使所配制溶液的物质的量浓度产生误差。若实验操作导致mB偏大,则cB偏大;若实验操作导致V偏大,则cB偏小。(2)容量瓶定容时仰视、俯视对结果的影响(如下图)①仰视刻度线(如图a):加水量高于基准线(刻度线),溶液体积偏大,c偏低。②俯视刻度线(如图b):加水量低于基准线(刻度线),溶液体积偏小,c偏高。5、配制100mL1.00mol·L-1的氯化钠溶液常出现的误差能引起误差的操作因变量cnV称量①砝码生锈(没有脱落)偏大不变偏大②少量氯化钠粘在称量纸上偏小不变偏小③使用游码,且药品砝码位置颠倒偏小不变偏小转移④有少量液体溅出偏小不变偏小⑤容量瓶内有少量水不变不变不变⑥未洗涤或洗涤液未注入容量瓶偏小不变偏小定容⑦仰视不变偏大偏小⑧超过刻度线,吸出一部分水偏小不变偏小⑨摇匀后液面下降,补充水不变偏大偏小装瓶⑩试剂瓶刚用蒸馏水洗过不变偏大偏小题型01钠的性质与用途【典例1】下图为钠元素的价类二维图。下列有关叙述不正确的是A.若a是NaH,其中氢元素的化合价为-1价B.b能与水剧烈反应产生氢气C.若c为Na2O2,可用作潜水艇的供氧剂D.若e是Na2CO3,向其溶液中逐滴滴加盐酸可立即产生气泡【答案】D【详解】A.a为钠的氢化物,钠元素化合价为+1,则氢元素化合价为-1,NaH符合,A正确;B.b为钠单质(Na),钠与水剧烈反应生成氢氧化钠和氢气,B正确;C.c为钠的氧化物,Na2O2与CO2、H2O反应均生成O2,可用作潜水艇供氧剂,C正确;D.e为Na2CO3时,逐滴滴加盐酸,先发生反应(无气泡),后发生(产生气泡),不会立即产生气泡,D错误;故选D。方|法|点|拨1、钠性质活泼,需隔绝空气和水保存,实验室里将其保存在煤油或石蜡油中。2、钠与水反应的实质:钠与水电离出来的H+反应。3、钠与水溶液反应的规律:遇水记四点,浮熔游响全,遇酸酸优先,遇盐水在前。4、实验后剩余的钠放回原瓶。钠单质比较贵,并且取用钠是在洁净干燥的表面皿上用小刀切下一小块,镊子、小刀、表面皿均未被污染,放回去不会造成污染,若将金属钠扔在废液缸里容易发生爆炸【变式1-1】在实验室进行实验时,下列做法正确的是A.金属钠保存在煤油中B.未用完的试剂随意倒入水池中C.块状药品不慎掉落立即用手捡起,并仔细冲洗双手D.取用液体时,如果未说明用量,则大约取试管容积的一半【答案】A【详解】A.金属钠保存在煤油中,因钠易与氧气和水反应,煤油可隔绝空气,A正确;B.未用完的试剂随意倒入水池可能造成污染或危险,需按规范处理,B错误;C.块状药品掉落时直接用手捡可能接触有害物质,应使用镊子,C错误;D.未说明用量时,液体应取1-2mL,D错误;故选A。【变式1-2】某研究小组探究金属钠与CuSO4溶液的反应,进行如下实验。实验操作实验现象将除去氧化层的金属钠放入用细铜丝编好的铜笼中,用镊子将铜制细网笼放入盛有饱和CuSO4溶液的烧杯中。①铜质细网笼沉在CuSO4溶液中,钠熔化为金属小球在笼中游动,剧烈反应发出嘶嘶的响声;②铜笼周围产生大量蓝黑色固体(不含铜笼)。下列分析或推断不正确的是A.现象①说明反应放出大量的热,且产生气体B.生成蓝色固体的离子方程式为2Na+2H2O+Cu2+=2Na++Cu(OH)2↓+H2↑C.蓝黑色固体中可能含CuO,原因是Cu(OH)2受热会分解D.因Na与H2O反应,未与Cu2+置换出Cu,因此蓝黑色固体中不可能含Cu【答案】D【详解】A.钠与水反应剧烈,放出大量热使钠熔化,嘶嘶声说明产生气体(H2),A正确;B.钠先与水反应生成NaOH和H2,NaOH再与Cu2+生成Cu(OH)2沉淀,总反应为2Na+2H2O+Cu2+=2Na++Cu(OH)2↓+H2↑,B正确;C.反应放热可能导致Cu(OH)2分解为CuO,蓝黑色固体可能含CuO,C正确;D.由分析可知,蓝黑色固体可能含铜,D错误;故选D。题型02氧化钠和过氧化钠的性质与用途【典例2】过氧化钠()常用作呼吸面具中的供氧剂,现用下图所示装置进行实验。请回答:(1)装置A中盛放稀盐酸的仪器名称是。(2)装置B的作用是。(3)装置C中一定存在的固体产物是。(4)为保证E装置试管中收集的气体的纯度,装置D中所加的试剂是。(5)能证明E装置试管中收集的气体的操作为。【答案】(1)分液漏斗(2)除去杂质HCl(3)Na2CO3(4)氢氧化钠溶液(5)用带火星的木条伸入试管中,若木条复燃,则证明气体是氧气【详解】(1)由图示可知,盛装稀盐酸的仪器为分液漏斗。(2)根据分析,装置B中盛装的是饱和碳酸氢钠溶液,则其作用为除去二氧化碳中所混有的杂质氯化氢气体。(3)装置C中过氧化钠与水反应生成氢氧化钠、氢氧化钠还能继续与二氧化碳反应生成碳酸钠,过氧化钠也能与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,因此一定存在的固体产物是Na2CO3。(4)C装置中可能有部分二氧化碳未与过氧化钠反应,所以为了使E中收集的气体为氧气,则D装置应为NaOH溶液吸收为反应的二氧化碳,故答案为:NaOH溶液。(5)氧气为助燃剂能使带火星的木条复燃,因此能证明收集的气体为氧气的操作为:用带火星的木条伸入试管中,若木条复燃,则证明气体是氧气。方|法|点|拨1、Na2O具有强氧化性,能氧化SO2、FeCl2、H2S、Na2SO3等。2、Na2O2不是碱性氧化物,有强氧化性、漂白性,遇到湿润的石蕊试纸时,先使试纸变蓝,后使其褪色;遇到品红溶液因强氧化性而使其褪色。【变式2-1】某小组欲探究Na2O2与H2能否反应,实验装置如图。下列说法正确的是A.装置A还可以用于Na2CO3和盐酸反应制取二氧化碳B.实验开始后,先加热装置C,再往装置A中注入稀盐酸C.装置C中固体若由淡黄色变为白色,推测最终产物为Na2OD.若装置D中无水硫酸铜变蓝,无法说明Na2O2与H2反应生成水【答案】D【详解】A.碳酸钠易溶于水,不能使用装置A进行反应,故A错误;B.氢气具有可燃性,不纯时加热易发生爆炸,则加热试管前,必须先用试管在干燥管管口处收集气体,检验气体纯度,应先收集气体并点燃,通过爆鸣声判断气体的纯度,故B错误;C.装置C中固体若由淡黄色变为白色,最终产物可能是Na2O或NaOH,故C错误;D.空气中的水蒸气可以进入干燥管使无水硫酸铜变蓝,无法说明生成物有水,故D正确;答案选D。【变式2-2】下图是两个实验装置。(铁架台等辅助仪器略去未画)回答下列问题:Ⅰ.实验甲用于比较、的热稳定性(1)应盛装在(填“”或“”)处。(2)在加热过程中能观察到产生白色沉淀的烧杯是(填“Ⅰ”或“Ⅱ”),该烧杯中发生反应的离子方程式是。(3)实验结束时的正确操作是(填序号)。①先将导管从液体中移出,再熄灭酒精灯
②先熄灭酒精灯,再将导管从液体中移出(4)通过实验甲可比较出(填“”或“”)更稳定。Ⅱ.实验乙用来验证与的反应(5)把倒入烧杯中后,观察到包有的棉花着火燃烧。写出与反应的化学方程式:,棉花能着火燃烧说明该反应的特点是。(6)将一定量的固体投入到含有下列离子的溶液中:、、、,完全反应后,上述溶液中离子数目几乎不变的是(填离子符号)。【答案】(1)(2)Ⅱ(3)①(4)(5)反应放热且生成氧气(6)【详解】(1)要比较和的热稳定性,小试管中应装,因为外管温度高,内管温度低,如果内管中的物质分解而外管中的物质不分解,就能更有力地说明受热易分解,受热不易分解。所以应盛装在B处。(2)受热分解生成,化学方程式为,生成的进入烧杯Ⅱ中,与澄清石灰水反应生成白色沉淀,离子方程式为。所以在加热过程中能观察到产生白色沉淀的烧杯是Ⅱ。(3)如果先熄灭酒精灯,会导致装置内温度降低,压强减小,溶液倒吸进入试管,使试管炸裂。所以实验结束时应先将导管从液体中移出,再熄灭酒精灯,选①。(4)因为在温度较低的内管就分解产生了使澄清石灰水变浑浊,而在温度较高的外管加热未分解,没有产生使澄清石灰水变浑浊的气体,所以通过实验甲可比较出更稳定。(5)与反应的化学方程式为。棉花能着火燃烧,说明该反应放出大量的热且生成氧气,放出的热使温度达到了棉花的着火点。(6)投入溶液中会与水反应,产生的会与反应,使得减少,增多,增多,而不参与反应,离子数目几乎不变。题型03碳酸钠和碳酸氢钠的性质与用途【典例3】下列说法正确的有①Na2O2投入到紫色石蕊试液中,溶液先变蓝,后褪色;②足量O2和质量相等的Na在常温和加热条件下充分反应,转移的电子数相等;③质量相等的NaHCO3与Na2CO3分别与足量的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,能测定混合物中Na2CO3质量分数;⑤鉴别NaHCO3与Na2CO3溶液,可用Ca(OH)2溶液;⑥NaHCO3固体可以做干粉灭火剂,金属钠起火可以用它来灭火;⑦NaHCO3粉末中混有Na2CO3,配制成溶液通入过量的CO2,再低温结晶。A.2个 B.3个 C.4个 D.5个【答案】B【详解】①过氧化钠具有氧化性,与水反应生成氢氧化钠,溶液显碱性,紫色石蕊试液先变蓝,后又被过氧化钠漂白而褪色,①正确;②足量O2和质量相等的Na在常温和加热条件下充分反应分别生成Na2O还是Na2O2,Na元素化合价均为+1,其转移电子数相等,②正确;③质量相等的NaHCO3与Na2CO3的物质的量不同,含有的碳原子数不同,则质量相等的NaHCO3与Na2CO3分别与相同浓度盐酸完全反应时,产生CO2的物质的量不相等,③错误;④碱石灰能同时吸收CO2和水蒸气,因此其增重的bg是CO2和水蒸气质量的总和,而非生成的CO2质量,则取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,不能测定agNa2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数,④错误;⑤NaHCO3与Na2CO3溶液均能与氢氧化钙溶液反应生成白色的碳酸钙沉淀,二者反应现象相同,不能鉴别,⑤错误;⑥NaHCO3固体可以做干粉灭火剂,分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,但钠着火时生成的过氧化钠与水、二氧化碳均能反应生成助燃的氧气,所以金属钠起火不可以用它来灭火,⑥错误;⑦NaHCO3粉末中混有Na2CO3,可配制成溶液通入过量的CO2,Na2CO3与、CO2反应生成NaHCO3,再低温结晶提纯得到,⑦正确;综上,说法正确的有①②⑦,故选B。方|法|点|拨1、碳酸钠和碳酸氢钠与同浓度的酸反应时,碳酸氢钠中先产生气泡。CO32-+H+=HCO3-(无气泡产生)HCO3-+H+=H2O+CO2↑(有气泡)2、Na2CO3易与含Ba2+、Ca2+的碱反应生成碳酸盐沉淀和NaOH,而NaHCO3能与所有可溶碱反应生成碳酸正盐和水3、Na2CO3与NaHCO3的相互转化:【变式3-1】下列实验装置或操作不能达到实验目的的是A.在空气中燃烧钠B.鉴别和C.探究和的热稳定性D.验证干燥的氯气不具有漂白性【答案】C【详解】A.做钠在空气中燃烧的实验需要在坩埚中进行,A项能达到实验目的;B.溶于水吸收热量,溶于水放出热量,试管中温度计示数升高的为固体,B项能达到实验目的;C.用酒精灯加热时,外管温度高,内管温度低,受热易分解,受热不易分解,故将放在外管中,温度高却未分解,放在内管中,温度低却分解,证明的热稳定性强于,C项不能达到实验目的;D.湿润的红布条褪色,干燥的红布条不褪色,可验证干燥的氯气不具有漂白性,D项能达到实验目的;故答案为:C。【变式3-2】下列实验方案中,不能测定出Na2CO3和NaHCO3的混合物中Na2CO3质量分数的是A.取ag混合物充分加热,质量减少bgB.取ag混合物与足量NaOH溶液充分反应,加热、蒸干、灼烧,得到bg固体C.取ag混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得到bg固体D.取ag混合物与足量稀盐酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,质量增加bg【答案】BD【详解】A.取ag混合物充分加热,剩余bg固体,利用固体质量的差值,可根据碳酸氢钠分解的化学方程式计算碳酸氢钠的质量,从而计算碳酸钠的质量分数,A不符合题意;B.NaHCO3可与足量NaOH溶液充分反应,氢氧化钠会有剩余,得到bg固体中肯定含有过量的氢氧化钠,不能测定混合物中Na2CO3的质量分数,B符合题意;C.取ag混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得bg固体,则bg固体为氯化钠,根据Na元素守恒,列方程组可计算碳酸钠的质量分数,C不符合题意;D.取ag混合物与足量稀盐酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重bg,则增重的bg气体的质量不全是二氧化碳的质量,还有水蒸气的质量,所以不能测定碳酸钠的质量分数,D符合题意;故选BD。题型04碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别及除杂【典例4】下列关于Na2CO3和NaHCO3的描述中,不正确的是A.Na2CO3和NaHCO3的水溶液均可使酚酞溶液变红B.可用盐酸除去Na2CO3固体中少量的NaHCO3C.可用NaOH溶液将NaHCO3转化为Na2CO3D.可用加热的方法鉴别Na2CO3和NaHCO3两种固体【答案】B【详解】A.Na2CO3和NaHCO3的水溶液均呈碱性(水解生成OH-),均可使酚酞变红,故A正确;B.盐酸会同时与Na2CO3和NaHCO3反应,无法选择性除去NaHCO3,正确方法应为加热使NaHCO3分解,故B错误;C.NaOH与NaHCO3反应生成Na2CO3(NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O),故C正确;D.NaHCO3受热分解产生CO2,而Na2CO3不分解,可通过加热鉴别,故D正确;答案选B。方|法|点|拨鉴别Na2CO3和NaHCO31、加热:加热固体,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3,如上图;2、滴入CaCl2或BaCl2溶液:产生白色沉淀的是Na2CO3;3、逐滴滴入稀盐酸:反应较剧烈的是NaHCO3;【变式4-1】碳酸钠是一种重要化工原料,广泛用于生活洗涤、酸类中和以及食品加工等。(一)用碳酸钠晶体配制的溶液(1)准确称取碳酸钠晶体需用到。A.托盘天平
B.分析天平(2)实验中除需要天平、药匙、量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、试剂瓶外,还需要的玻璃仪器有。(3)下列关于容量瓶的相关操作,正确的是。(4)下列实验操作会使配制溶液浓度偏高的是_____。A.容量瓶清洗后,未经过干燥处理B.定容时,俯视刻度线C.定容后倒转容量瓶几次,发现液面最低点低于刻度线,再补加几滴水至刻度线D.所用碳酸钠晶体失去部分结晶水(二)某小组为鉴别碳酸钠与碳酸氢钠,设计以下实验(5)小试管中装的固体应是。(6)证明碳酸钠比碳酸氢钠稳定的实验现象为。(7)用下列方法可以鉴别碳酸钠与碳酸氢钠的是。A.分别向装有等量、固体的两支试管中滴加几滴水B.分别向装有同浓度、溶液的两支试管中滴加酚酞溶液C.分别向装有同浓度、溶液的两支试管中滴加澄清石灰水【答案】(1)B(2)250mL容量瓶(3)①(4)BD(5)或者碳酸氢钠(6)B中澄清石灰水变浑浊(7)AB【详解】(1)准确称取碳酸钠晶体,托盘天平只能精确到小数点后一位,故需用到分析天平,选B;(2)所以需要的仪器为:托盘天平、药匙、烧杯、量筒、玻璃棒、250mL容量瓶、胶头滴管、试剂瓶,还缺少的仪器是250mL容量瓶;(3)①玻璃棒引流,玻璃棒伸入刻度线以下,正确;②容量瓶中液面至刻度线下方1~2厘米处,改用胶头滴管滴加,且胶头滴管应该在瓶口上,错误;③用食指按住瓶塞,另一只手托住瓶底,反复上下颠倒容量瓶,使溶液充分混合均匀,错误;故选①;(4)A.容量瓶清洗后,未经过干燥处理,无影响,A错误;B.定容时,俯视刻度线,加水量少,浓度偏高,B正确;C.定容后倒转容量瓶几次,发现液面最低点低于刻度线,再补加几滴水至刻度线,加水量增多,浓度偏低,C错误;D.所用碳酸钠晶体失去部分结晶水,使碳酸钠物质的量增多,浓度偏高,D正确;故选BD。(5)套管实验中,碳酸钠放在大试管中直接受热,碳酸氢钠放在小试管中,间接受热,故小试管中装的为NaHCO3;(6)碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳,烧杯B相连的装有澄清石灰水变浑浊;(7)A.分别向装有等量、固体的两支试管中滴加几滴水,碳酸钠溶解放热,碳酸氢钠溶解吸热,可鉴别,A正确;B.分别向装有同浓度、溶液的两支试管中滴加酚酞溶液,两者均变红,但碳酸钠碱性强,比碳酸氢钠红,B正确;C.分别向装有同浓度、溶液的两支试管中滴加澄清石灰水,两者均生成白色沉淀,无法鉴别,C错误;故选AB。【变式4-2】下列实验操作正确的是选项实验操作A观察钠与水反应的现象用镊子从煤油中取出金属钠,切下黄豆大小的钠,小心放入装满水的烧杯中B鉴别与溶液用小试管分别取少量溶液,然后滴加澄清石灰水C证明与是放热反应用棉花包裹,放入充满的集气瓶中,棉花燃烧说明是放热反应D鉴别与溶液用铂丝分别蘸取溶液,在酒精灯外焰上灼烧,直接观察火焰的颜色A.A B.B C.C D.D【答案】C【详解】A.因钠保存在煤油中,表面有覆盖的煤油,所以应用滤纸吸去表面的煤油,钠与水反应剧烈,水的量也不应太多,A错误;B.碳酸氢钠和碳酸钠都与澄清石灰水反应生成不溶性的碳酸钙,现象相同,所以不能用澄清石灰水鉴别碳酸氢钠和碳酸钠,B错误;C.可燃物燃烧的条件之一是:温度达到着火点以上,Na2O2用棉花包裹,放入充满CO2的集气瓶中,棉花燃烧,说明过氧化钠和二氧化碳反应放出热量达到了棉花的着火点以上而燃烧,C正确;D.焰色试验时,观察钾元素的焰色要透过蓝色钴玻璃滤去钠元素黄光的干扰,否则观察不到钾元素的焰色,D错误;故选C。题型05焰色实验及其应用【典例5】化学是一门以实验为基础的学科。下列实验方案能够达到实验目的的是A.除去氢氯化铁胶体中的杂质氯化钠B.比较碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性C.测氯水的pHD.通过焰色试验确认溶液中是否含有A.A B.B C.C D.D【答案】A【详解】A.氢氧化铁胶体粒子不能通过半透膜,而钠离子和氯离子能通过半透膜,所以可以用渗析法除去氢氧化铁胶体中的杂质氯化钠,A正确;B.碳酸钠受热不分解,而碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,所以比较碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性时,应将碳酸氢钠置于内部温度较低的小试管中,B错误;C.氯水中含有次氯酸,次氯酸具有强氧化性,能使有机色质漂白褪色,所以不能用pH试纸测定氯水的pH值,C错误;D.黄色光会掩盖紫色光,所以通过焰色试验确认溶液中是否含有钾离子时需要透过蓝色钴玻璃片观察焰色,D错误;故选A。【变式5-1】下列关于化学实验的说法正确的是A.红热的铜丝在氯气中剧烈燃烧,生成蓝色的烟B.在加热条件下用固体和稀盐酸制备C.灼烧蘸有溶液的洁净铂丝,火焰的颜色为绿色D.向1g碳酸钠粉末中滴入1滴水,固体部分溶解【答案】C【详解】A.铜在氯气中燃烧生成,产生棕褐色烟而非蓝色烟,A错误;B.稀盐酸浓度不足,无法与反应生成,需用浓盐酸,B错误;C.Cu的焰色反应为绿色,灼烧溶液时火焰呈绿色,C正确;D.碳酸钠粉末遇水会结块形成晶体,而非部分溶解,D错误;故选C。【变式5-2】有如下物质:①石墨;②KOH溶液;③固体;④;⑤蔗糖;⑥蒸馏水;⑦溶液;⑧晶体;⑨盐酸。(1)以上物质中,属于电解质的是(填序号,下同),属于非电解质的是。(2)已知蒸馏水有非常微弱的导电性,上述物质除⑥外,能导电的是。(3)检验⑦中的金属阳离子的实验方法为。(4)利用物质⑥可以在实验室制备氢氧化铁胶体,其化学方程式为。(5)区别胶体和溶液最简单的方法是。(6)向②的稀溶液中缓慢滴加等浓度的⑨至过量,整个过程中混合溶液的导电能力(用电流强度I表示)可近似的用如图中的(填标号)曲线表示。【答案】(1)③⑥⑧④⑤(2)①②⑦⑨(3)焰色试验(4)(胶体)(5)丁达尔效应(6)c【详解】(1)①石墨是非金属单质,既不是电解质又不是非电解质;②KOH溶液是混合物,既不是电解质又不是非电解质;③固体在水溶液中能导电,属于电解质;④自身不能电离,属于非电解质;⑤蔗糖自身不能电离,属于非电解质;⑥蒸馏水能发生微溶电离,属于电解质;⑦溶液是混合物,既不是电解质又不是非电解质;⑧晶体在水溶液中能导电,属于电解质;⑨盐酸是混合物,既不是电解质又不是非电解质;属于电解质的是③⑥⑧,属于非电解质的是④⑤。(2)①石墨中含有自由移动的电子,能导电;②KOH溶液中含有自由移动的离子,能导电;⑦溶液中含有自由移动的离子,能导电;⑨盐酸中含有自由移动的离子,能导电;除⑥外,能导电的是①②⑦⑨。(3)钾元素的焰色为紫色,检验⑦中的金属阳离子的实验方法为焰色试验;(4)饱和氯化铁溶液滴入沸水中制备氢氧化铁胶体,实验室制备氢氧化铁胶体的化学方程式为(胶体);(5)可见光通过胶体时能形成光亮通路,区别胶体和溶液最简单的方法是丁达尔效应;(6)向氢氧化钾的稀溶液中缓慢滴加等浓度的盐酸至过量,当恰好反应时,溶液中离子的物质的量不变,溶液体积增大,离子浓度减小,所以导电性减弱,当盐酸过量时,离子浓度增大,导电性增强,整个过程中混合溶液的导电能力(用电流强度I表示)可近似的用如图中的c曲线表示。题型06氯气性质与用途【典例6】按图所示装置进行实验。将浓盐酸全部加入具支试管后,点燃酒精灯。下列说法正确的是A.具支试管内的反应,体现了浓盐酸的氧化性B.①处和③处均褪色,说明具有漂白性C.②处变蓝,说明还原性:D.将④处NaOH溶液换成水,也可进行尾气处理【答案】C【详解】A.具支试管内的反应,生成了黄绿色气体氯气、氯化锰、水,该反应体现了浓盐酸的酸性和还原性,A错误;B.不具有漂白性,①处和③处均褪色是因为产生HClO而具有漂白性,B错误;C.②处变蓝,说明与KI反应生成I2,还原性:,C正确;D.将④处NaOH溶液换成水,氯气在水中溶解度不大,不可进行尾气处理,D错误;故选C。方|法|点|拨氯气的物理性质,氯气能够杀菌,但有毒,不能用于居室消毒。氯气在金属中燃烧的现象,红热的铜丝可以在氯气中燃烧产生棕黄色的,纯净的氢气可以在氯气中安静地燃烧生成氯化氢,发出苍白色火焰。【变式6-1】工业上将通入冷的溶液中制得漂白液,下列说法错误的是A.溶液比溶液稳定 B.漂白液需在阴凉处避光保存C.通入后的漂白液消毒能力增强 D.漂白液的有效成分是和【答案】D【详解】A.次氯酸不稳定容易分解为HCl和氧气,次氯酸盐稳定,所以NaClO溶液比HClO溶液稳定,A正确;B.NaClO虽稳定,但仍需避光保存以防止分解,B正确;C.通入CO2后,发生反应NaClO+CO2+H2O=NaHCO3+HClO,漂白液消毒能力增强,C正确;D.漂白液的主要成分是次氯酸钠(NaClO)和氯化钠(NaCl),有效成分是次氯酸钠,D错误;故选D。【变式6-2】某同学利用如图装置制备并收集干燥纯净的,并探究与碱的反应。回答下列问题:(1)仪器a的名称为,装置A中发生反应的化学方程式为。(2)装置B的作用是。(3)装置D用来收集干燥的氯气,进气口为(填“m”或“n”)。(4)若将持续通入少量紫色石蕊试液中,最终溶液呈色。(5)探究的性质。取出装置D,按图1装置用压强传感器测定集气瓶内的压强,压强随实验步骤变化的曲线如图2所示。实验步骤如下:ⅰ.向装置D中加入适量的蒸馏水,振荡;ⅱ.用注射器向装置D中注入NaOH溶液;ⅲ.用注射器向装置D中注入浓盐酸。①步骤ⅰ压强减小的原因是。②步骤ⅱ中与NaOH溶液反应的离子方程式为。③步骤ⅲ,装置D中的现象为。【答案】(1)圆底烧瓶(2)除去中的HCl(3)n(4)无(5)氯气部分溶于水,且有一部分与水反应,压强减小集气瓶内产生黄绿色气体【详解】(1)由实验装置图可知,仪器a为圆底烧瓶;由分析可知,装置A中二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,故答案为:圆底烧瓶;MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;(2)由分析可知,装置B中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体,故答案为:除去中的HCl;(3)由分析可知,装置D为向上排空气法收集氯气的收集装置,氯气的密度大于空气,所以进气口为n,故答案为:n;(4)氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,反应生成的次氯酸具有强氧化性能使有机色质漂白褪色,则氯气持续通入少量紫色石蕊试液中的实验现象为溶液先变红色后褪色,最终溶液呈无色,故答案为:无;(5)①步骤ⅰ压强减小是因为氯气部分溶于水,溶于水的氯气部分与水反应生成盐酸和次氯酸,气体的物质的量减小导致压强减小,故答案为:氯气部分溶于水,且有一部分与水反应,压强减小;②步骤ⅱ中氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应的离子方程式为,故答案为:;③由题意可知,步骤ⅲ用注射器向装置D中注入浓盐酸发生的反应为溶液中的次氯酸钠与浓盐酸反应生成氯化钠、氯气和水,则装置D中的现象为集气瓶内产生黄绿色气体,故答案为:集气瓶内产生黄绿色气体。题型07氯水的性质与用途【典例7】25℃时,1体积的水能溶解约2体积的Cl2.用试管收集Cl2后进行如图所示实验,下列对实验现象的分析或预测不正确的是A.试管内液面上升,证明Cl2与水发生了反应B.试管中溶液为浅黄绿色,说明溶液中存在Cl2C.取少量试管中溶液,滴加紫色石蕊溶液后,先变红后褪色,因为试管溶液中含有HCl和HClOD.取少量试管中的溶液,密封光照一段时间后黄绿色褪去,与反应2HClO2HCl+O2↑有关【答案】A【详解】A.1体积的水能溶解约2体积的Cl2,试管内液面上升,可能是因为氯气溶于水,所以不能证明Cl2与水发生了反应,故A错误;B.氯气是黄绿色气体,试管中溶液为浅黄绿色,说明溶液中存在Cl2,故B正确;C.氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸具有漂白性,取少量试管中溶液,滴加紫色石蕊溶液后,先变红后褪色,故C正确;D.次氯酸在工作条件下发生反应2HClO2HCl+O2↑,取少量试管中的溶液,密封光照一段时间后黄绿色褪去,故D正确;选A。方|法|点|拨【变式7-1】下列说法不正确的是A.鉴别NaBr和KI溶液:分别加新制氯水后,用苯萃取B.向某黄色溶液中加入碘化钾淀粉溶液呈蓝色,则溶液中含C.向碘化钾溶液中滴加少量氯水,溶液由无色变黄色D.某浅黄色的溴水,加入四氯化碳振荡静置后,分层,下层显橙红色【答案】B【详解】A.氯水与NaBr、KI分别反应生成溴、碘单质,再用苯萃取,溴、碘单质在苯中的颜色不同,可以依此鉴别NaBr和KI,A正确;B.黄色溶液中还可能含有铁离子,铁离子可将碘离子氧化成碘单质,碘单质遇淀粉变蓝,故原溶液中不一定含有溴单质,B错误;C.氯气氧化碘离子生成碘单质,使得溶液变黄色,C正确;
D.四氯化碳的密度比水大,其萃取溴单质后下层显橙红色,D正确;故选B。【变式7-2】下列对实验现象的描述正确的是选项实验现象A氢气在氯气中燃烧淡蓝色火焰B灼热的铜丝在氯气中燃烧集气瓶内产生大量白烟C金属钠在氧气中加热剧烈燃烧,生成白色固体D湿润的蓝色石蕊试纸伸入氯气集气瓶中试纸为先变红后褪色变白A.A B.B C.C D.D【答案】D【详解】A.氢气在氯气中安静燃烧,发出苍白色火焰,A项实验现象错误;B.铜和氯气反应燃烧剧烈,产生棕黄色的烟,B项实验现象错误;C.金属钠与氧气在加热条件下反应会生成淡黄色的固体,C项实验现象错误;D.湿润的蓝色石蕊试纸中有水,氯气会与水反应生成具有酸性的和具有漂白性的,会使试纸先变红后褪色变白,D项正确;故选D。题型08氯离子的检验【典例8】下列实验过程正确的是:A.验证纯碱溶液中是否含有Cl,先加足量稀硝酸再加入溶液,若有白色沉淀,证明含Cl-B.某溶液中滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀,证明一定含有:C.某无色溶液中滴入紫色石蕊试液呈红色,该溶液一定显碱性D.某溶液中加入盐酸能产生使澄清石灰水变浑浊的气体,则该溶液中一定含有【答案】A【详解】A.验证时,先加足量稀硝酸可排除干扰,再加生成白色沉淀即为,证明含,A正确;B.滴加生成白色沉淀可能为、等,未排除其他干扰离子,无法确定含,B错误;C.石蕊试液遇酸变红,遇碱变蓝,呈现红色说明溶液显酸性,而非碱性,C错误;D.使澄清石灰水变浑浊的气体可能是二氧化碳,也可能是二氧化硫,且产生的气体可能来自或等,无法确定一定含,D错误;故答案选A。方|法|点|拨检验Cl-时要先加稀硝酸酸化,以排除CO32−等离子的干扰,不能用稀硫酸酸化,因为再加入AgNO3溶液后生成Ag2SO4白色沉淀,会干扰实验,更不能用盐酸酸化,因为盐酸中含有Cl-。【变式8-1】下列实验能达到实验目的的是A通过在空气中燃烧来制备B.除去中的少量C.检验溶液中是否存在D.从溶液获得晶体A.A B.B C.C D.D【答案】D【详解】A.通过在空气中燃烧生成过氧化钠,A错误;B.氢氧化钠可以吸收二氧化碳,除去中的少量HCl,应该用饱和碳酸氢钠溶液,B错误;C.检验溶液中是否存在氯离子应该先向溶液中加入硝酸酸化,随后再加入硝酸银,C错误;D.可以用蒸发结晶的方法,从溶液获得晶体,D正确;故选D。【变式8-2】某化学兴趣小组欲探究氯气的性质及模拟工业上制漂白粉,设计了如图实验。请按要求回答下列问题:(1)盛放浓盐酸的仪器名称为,本实验中制备的离子方程式为(2)饱和食盐水在该实验中的作用是。(3)若干燥的有色布条不褪色,湿润的有色布条褪色,则装置甲中盛放的试剂是。(4)某成员在实验后发现发生装置中残留有氯离子,请简述该同学的实验操作和现象。(5)小组其他成员经过调查发现浓盐酸与混合加热生成氯气,稀盐酸与混合加热不生成氯气。对用稀盐酸与混合加热没有氯气生成的原因,经讨论后有如下猜想:猜想一:小明认为是低导致。猜想二:小红认为是低导致。为此小组设计了以下实验方案进行验证:a.稀盐酸滴入中,然后通入气体加热b.稀盐酸滴入中,然后加入固体加热c.稀盐酸滴入中,然后加入浓硫酸加热d.与的浓溶液混合加热e.浓硫酸与固体、固体共热实验现象:a、c、e有黄绿色气体生成,b、d没有黄绿色气体生成。由此可知猜想成立。【答案】(1)分液漏斗(2)除去氯气中的氯化氢(3)浓硫酸(4)取残留液体适量于试管中,先滴加足量稀硝酸,再滴加硝酸银溶液,若产生白色沉淀,则证明含有氯离子(5)c(Cl-)一【详解】(1)由图知,盛放浓盐酸的仪器名称为:分液漏斗;结合分析,制备Cl2的离子方程式为:;(2)饱和食盐水在该实验中的作用是除去氯气中的氯化氢;(3)依据分析,若干燥的有色布条不褪色,湿润的有色布条褪色,则装置甲中盛放的试剂是浓硫酸;(4)检验氯离子的实验操作和现象为:取残留液体适量于试管中,先滴加足量稀硝酸,再滴加硝酸银溶液,若产生白色沉淀,则证明含有氯离子();(5)稀盐酸与浓盐酸相比,c(H+)低、c(Cl-)低;猜想一:小明认为是c(H+)低导致,则猜想二:小红认为是c(Cl-)低导致;a.稀盐酸滴入MnO2中,然后通入HCl气体加热,此时稀盐酸转化为浓盐酸,所以有氯气生成;b.稀盐酸滴入MnO2中,然后加入NaCl固体加热,c(H+)低、c(Cl-)高,没有氯气生成;c.稀盐酸滴入MnO2中,然后加入浓硫酸加热,此时增大了c(H+),有氯气生成;d.MnO2与NaCl的浓溶液混合加热,此时只增大c(Cl-),没有氯气生成;e.浓硫酸与NaCl固体、MnO2固体共热,此反应实际上是MnO2与浓盐酸反应;由实验分析可知,增大c(H+)有氯气生成,只增大c(Cl-)没有氯气生成,所以猜想一成立。题型09氯气的实验室制法【典例9】为了制取并收集干燥的氯气,同学们设计了如图所示实验装置(部分夹持装置省略)。请回答下列问题:(1)仪器的名称为,装置丁的作用是。(2)写出装置甲中生成氯气反应的化学方程式:。该反应中,浓盐酸表现出的性质有(填标号)。A.氧化性
B.还原性
C.酸性
D.可燃性(3)该实验装置正确的接口连接顺序:(填接口字母,每个装置只能使用1次)→h。(4)装置戊的作用是(用化学方程式表示)。(5)某同学用该实验装置收集了一瓶干燥的氯气,并将一张湿润的紫色石蕊试纸放入这瓶氯气中,可观察到的实验现象为。【答案】(1)分液漏斗除去中的HCl(2)BC(3)(4)(5)石蕊试纸先变红后褪色【详解】(1)根据实验装置图,可知仪器的名称为:分液漏斗;根据分析,装置丁的作用是:除去中的HCl。(2)根据分析,装置甲是制取氯气,则发生反应的方程式为:;根据方程式,每4个HCl参与反应,只有2个被氧化为单质,作还原剂;另2个的化合价不变,作酸性使用,则所给的四个选项中,符合的选项为:BC。(3)根据分析,要制取并收集到干燥的管口连接顺序为:。(4)属于有毒有污染的气体,能与碱发生反应,因此可用装置戊的NaOH溶液中吸收,反应的化学方程式为:。(5)能与湿润的紫色石蕊试纸中的水先反应生成两种酸:,溶液显酸性,则石蕊试纸变红;同时生成的HClO具有漂白性,能将红色的石蕊试纸漂白,所以出现的实验现象为:石蕊试纸先变红后褪色。【变式9-1】某实验小组利用以下装置制备少量的氯气,并检验氯气的性质。下列说法错误的是已知:(浓)A.锥形瓶中发生反应的方程式中氧化剂:还原剂=1:2B.干燥的试纸不变色,湿润的试纸变红C.观察到湿润的淀粉试纸变蓝,说明具有氧化性D.浸有溶液的棉花吸收尾气的过程中氯气既体现氧化性又体现还原性【答案】B【详解】A.反应(浓)中,Ca(ClO)2中Cl元素化合价由+1降低为0,Ca(ClO)2是氧化剂,HCl中一半的Cl原子化合价由-1升高为0,还原剂是HCl,根据得失电子守恒,锥形瓶中发生反应的方程式中氧化剂:还原剂=1:2,故A正确;B.锥形瓶中生成的氯气是潮湿的,含有水蒸气,氯气与水产生盐酸和次氯酸,盐酸可以使干燥、湿润的试纸变红,次氯酸可以使变红的试纸褪色,故B错误;C.湿润的淀粉试纸变蓝,说明I-被氧化为I2,体现的氧化性,故C正确;D.浸有溶液的棉花吸收尾气的过程中,氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,氯元素的化合价既有升高也有降低,因此氯气既体现氧化性又体现还原性,故D正确;选B。【变式9-2】物质类别和核心元素的价态是学习元素及其化合物性质的两个重要认识视角。如下图为氯元素的“价-类”二维图。请回答下列有关问题:(1)二维图中类别A是;C的焰色试验呈紫色,则依题C是(填化学式)。(2)实验室常用固体和浓盐酸制取,此时若有0.4molHCl被氧化,则可以制得标准状况下的氯气L;此反应的离子方程式为。(3)若将84消毒液与双氧水混用给游泳池消毒,反应产生的会促进藻类快速生长,使池水变绿,其化学反应原理为:。①依据氧化还原反应规律可得出该反应涉及到的物质中还原性最强的为。②用单线桥法表示该反应电子转移的方向和数目:。(4)在一定温度下,与NaOH溶液反应可生成、和的混合物,若生成NaClO与的物质的量比为,则反应离子方程式为。【答案】(1)单质KClO3(2)4.48(3)H2O2(4)【详解】(1)根据分析,A是单质,C是KClO3;(2)若有0.4molHCl被氧化,生成0.2mol氯气,标准状况下的体积为4.48L;反应的离子方程式为;(3)①NaClO中Cl元素化合价降低,NaClO是氧化剂,NaCl是还原产物,H2O2中氧元素化合价升高,H2O2是还原剂,该反应说明还原性:H2O2>NaCl,该反应涉及到的物质中还原性最强的为H2O2;②NaClO中Cl元素化合价由+1降低为-1,H2O2中氧元素化合价由-1升高为0,用单线桥法表示该反应电子转移的方向和数目:;(4)设反应生成与,氯元素化合价升高失去的电子总数为。根据电子得失守恒,氯元素化合价降低得到的电子总数也应为,故生成的物质的量为。因此,生成与的物质的量之比为,所以该反应的离子方程式为。题型10不含有题干描述的阿伏伽德罗常数的应用【典例10】设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,的体积约为B.过氧化钠与水反应时,生成氧气转移的电子数为C.与的混合物中含原子数为D.溶于水中,所得溶液浓度为【答案】C【详解】A.标准状况下,水为液态或固态,无法用气体摩尔体积计算,36gH2O的物质的量为2mol,但体积远小于44.8L,A错误;B.过氧化钠与水反应生成1molO2转移2mol电子,因此生成0.1molO2转移0.2NA电子,B错误;C.HCHO和CH3COOH的最简式均为CH2O,30g混合物中含碳的物质的量为=1mol,C原子数为NA,C正确;D.58.5gNaCl溶于1L水后溶液体积大于1L,浓度小于1.0mol·L-1,D错误;故选C。【变式10-1】为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是A.与足量石灰乳反应,转移的电子数目为B.与硫酸溶液充分反应,产生气体分子数目为C.常温下,溶液中含有的离子数目为D.和混合气体中含有的分子数目为【答案】A【详解】A.氯气与足量石灰乳充分反应,氯气既是氧化剂,也是还原剂,转移电子数为,A正确;B.钠的物质的量为,硫酸为,即硫酸少量,产生氢气;剩余钠继续与水反应,产生氢气,所以产生气体总量为,分子数目为,B错误;C.体积未知,不能计算,C错误;D.和的摩尔质量都是,因此质量为的和组成的混合气体的物质的量为,含有的分子个数等于,D错误;故选A。【变式10-2】设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是A.所含电子总数为B.与足量金属钠反应,转移的电子数为C.常温、常压下,含有的原子数为D.由和组成的混合气体中含有的分子数为【答案】A【详解】A.1个OH-中含有电子数为10个(8+1+1=10),故所含电子总数为1mol×10NA=10NA,A正确;B.该反应中氯元素化合价由0降为-1,故与足量金属钠反应,转移的电子数为0.1mol×2×NA=0.2NA,B错误;C.44gCO2的物质的量为1mol,所含原子数为3NA,C错误;D.和的摩尔质量相同,故混合气体的平均摩尔质量为28g/mol,混合气体的分子数为,D错误;故答案选A。题型11含有题干描述的阿伏伽德罗常数的应用【典例11】我国古代四大发明之一黑火药的爆炸反应为,其中S单质的存在形式为、等。用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,4.4g含有的分子数目为0.1B.常温常压下,11.2L中含原子数目为C.3.2g由和组成的混合物中含有S原子数目为1.4D.0.1的溶液中含数目为0.1【答案】A【详解】A.CO2的摩尔质量为44g/mol,4.4gCO2的物质的量为0.1mol,分子数为0.1NA,A正确;B.常温常压下气体摩尔体积大于22.4L/mol,此时11.2LN2的物质的量小于0.5mol,原子数小于NA,B错误;C.S6和S8的混合物总质量为3.2g,则硫原子总物质的量为=0.1mol,对应原子数为0.1NA,而非1.4NA,C错误;D.未提供溶液体积,无法计算K+的物质的量,D错误;故答案为:A。【变式11-1】下列指定微粒数目一定相等的是A.等物质的量的分别与足量稀、氯气反应转移的电子数B.等物质的量的与中含有的原子数C.等质量的与足量反应分别生成和转移的电子数D.标准状况下,相同体积的和中所含的原子数【答案】C【详解】A.Fe与稀HCl反应生成Fe2+,转移2mol电子;与Cl2反应生成Fe3+,转移3mol电子。等物质的量Fe转移电子数不同,A错误;B.C2H4含2个C原子,含3个C原子,等物质的量时C原子数一定不等,B错误;C.Na无论生成和,均失去1个e-。等质量Na对应物质的量相同,转移电子数相等,C正确;D.标准状况下,H2为气体,H2O为液体,同体积时H2的H原子数远少于H2O,D错误;故选C。【变式11-2】Ⅰ、对于数以千万计的化学物质和十分丰富的化学变化,分类法的作用几乎是无可替代。某化学兴趣小组对下列四组物质进行研究:A.B.C.溶液、蒸馏水、悬浊液、胶体D.(1)填写下列空白:A组B组C组D组分类标准含氧酸分散系不属于该类别的物质(2)取一小烧杯加入20mL蒸馏水,加热至沸腾后,向沸水中滴入几滴溶液,继续煮沸直至溶液呈红褐色,即制得胶体。Ⅱ、氧化还原反应在生产生活中有广泛的应用,中国传统文化中有广泛记载。(3)“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”中
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