最新最全高考化学二轮复85ye习知识点+习题+解析+答案(140页)
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模块一 元素及其化合物
专题九 非金属元素及其化合物
【命题趋向】
1.《考试大纲》中对非金属元素及化合物这块内容可分成二部分来理解。第一部分是卤素等典型的非金属元素的化合物;第二部分是其它非金属元素(如氢、氧、硫、氮、磷、碳和硅等)的化合物。每年的化学高考试题中往往都要考查到典型非金属元素及其化合物。
2.元素化合物知识的考查往往跟元素周期律、物质结构等基础理论内容相综合。最后阶段的复习中要注意元素化合物知识跟基础理论内容的综合应用,提高解决学科内综合问题的能力。
3.《考试大纲》中有多条类似于“以××为例,了解(或理解、掌握)××××”的内容叙述,如:以硫酸为例,了解化工生产化学反应原理的确定。初步了解原料与能源的合理利用、“三废处理”与环境保护以及生产过程中的综合经济效益问题等等。对这些内容的要注意理解实质,达到“举一反三”的要求。在这些内容往往是高考命题的重点。
4.元素化合物知识复习中要注意相似、相近内容的总结归纳。如SO2、CO2、SO3、P2O5、SiO2等都是酸性氧化物,它们在性质有相似之处也有相异点。高考命题时常会把这种关系编入试题中。近几年的高考试题中这种趋向比较明显,值得大家重视。
5.重视元素化合物知识跟化学实验的综合。近几年的实验试题,都是以元素化合物性质为落点。估计近几年内这种命题趋向不会有太大的变化。
【主干知识整合】
一、卤族元素
1.氯元素的知识网络
2.次氯酸、漂白粉的性质
HClO分子的结构式为H-O-Cl(氧处于中心),所以电子式为。次氯酸、次氯酸钙等有多方面的性质,经常用到以下几方面性质:
(1) HClO是一种弱酸,与碳酸比较电离能力有如下关系:H2CO3>HClO>HCO3-,
请分析下列反应:
少量二氧化碳通入NaClO溶液中:NaClO + CO2 + H2O = NaHCO3 + HClO
氯气通入碳酸氢钠溶液中: Cl2 + NaHCO3 = NaCl + CO2↑+ HClO
(2)ClO-是一种弱酸的酸根离子,能发生水解反应:ClO-+H2OHClO+OH-,所以次氯酸钙溶液显碱性。
若遇到铁盐、铝盐易发生双水解:3ClO-+Fe3++3H2O=Fe(OH)3↓+3HClO
(3)HClO和ClO-都具有强氧化性,无论酸性、碱性条件下都可以跟亚铁盐、碘化物、硫化物等发生氧化还原反应,但不能使品红溶液褪色。如:
硫酸亚铁溶液遇漂白粉:2Fe2+ + 5ClO- + 5H2O = 2Fe(OH)3↓+Cl- + 4HClO
漂白粉遇亚硫酸酸盐:ClO-+SO32-=Cl-+SO42-
(4)HClO见光易分解:2HClO2HCl+O2↑
(5)次氯酸钙中的Ca2+、ClO-可以表现出一些综合性质。如少量二氧化碳通入次氯钙溶液中:
Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
注意理解二氧化碳、碳酸钠、碳酸氢钠分别跟次氯酸钙溶液反应的差异:
Ca(ClO)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaClO
Ca(ClO)2+NaHCO3=CaCO3↓+HClO+NaClO
3.分清萃取和分液的原理、仪器、操作以及适用范围。
萃取和分液是物质分离的重要方法之一, 分液适用于分离互不相溶的两种液体,而萃
取是根据一种溶质在两种互不相溶的溶剂中溶解性有很大差异从而达到提取的目的。一般萃取和分液结合使用。其中萃取剂的合理选择、分液漏斗的正确使用、与过滤或蒸馏等分离方法的明确区分等是此类命题的重点和解决问题的关键。
二、碳族元素
1.碳、硅及化合物的联系网络
2.CO2与NaOH溶液反应的分析
CO2通入NaOH溶液的反应与CO2气体通入量有关。当CO2通入少量时生成Na2CO3,
当CO2通入过量时生成NaHCO3,CO2通入量介于两者之间,既有Na2CO3又有NaHCO3。因此推断产物时一定要注意CO2与NaOH之间量的关系。
3.Na2CO3溶液中滴加盐酸的过程分析
在Na2CO3溶液中滴加HCl,CO32-先转化为HCO3-,再滴加盐酸HCO3-转化为H2CO3,不稳定分解为CO2。
4.CO2通入CaCl2溶液中是否有沉淀的分析
可用反证法:如能产生沉淀,则反应的化学方程式为:CO2+CaCl2+H2O=CaCO3↓+2HCl。
因CaCO3溶于盐酸,故反应不能发生。因为CO2只有通入中性或碱性溶液才能产生CO32-,并同时产生部分H+,若原溶液无法消耗这部分H+,则不利于CO2转化为CO32-,也就无法与Ca2+形成沉淀。若要使CaCl2与CO2反应生成沉淀,就必须加入部分碱溶液中和CO2与H2O反应而产生的H+。同理,该思维方式适用于CO2、SO2通入CaCl2或BaCl2溶液。
5.不要把Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑与Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓相混淆
前者是工业制玻璃的反应式之一,是在高温条件下发生的反应,而后者是在水溶液中发生的反应。若交换条件,两者均不发生反应。
三、氧族元素
1.氧及其化合物相互联系
2.硫及其化合物相互联系
(1)掌握常见物质的俗名、组成、用途,防止张冠李戴
本章中出现的物质俗名比较多,有些名称之间又特别容易混淆,如冰晶石和重晶石、
芒硝和硝石、大苏打和苏打或小苏打等,还有名目繁多的矾盐。这些虽属识记性的知识,但也应做到在理解的基础上进行记忆,注意它们的性质和用途,对记忆其化学组成有帮助。同时要及时归纳和比较,以便清楚地区别它们。
(2)熟悉有关各种价态的硫元素性质及转化
牢固掌握各种代表物性质及它们之间的知识网络和反应原理,就可避免死搬硬套。对
于框图型等推断题,也要善于找“题眼”,挖掘题中隐含的提示,注意对题设条件的充分应用,尽量缩小范围。推断时不仅要关注网络的结构,还要注意题干提供的不起眼的信息,如颜色、状态、式量、用途等都可能成为突破的切入口。
(3)二氧化硫和氯气的漂白性
SO2和Cl2虽都有漂白性,但漂白原理和现象不同。氯气的漂白原理是由于溶于水生成次氯酸的具有强氧化性,将有色物质氧化成无色物质,褪色后不能恢复原来的颜色。
而SO2是由于它溶于水生成的亚硫酸与有色物质直接结合,形成不稳定的无色化合物,
褪色后在一定的条件下又能恢复原来的颜色。如:
四、氮族元素
1.氮、磷及其化合物间的转化关系
2.氨水显弱碱性的理解
氨气溶于水形成氨水,氨水少部分电离出OH-、NH4+,所以氨水具有弱碱性。注意以
下两点:
①氨水遇Al3+、Fe3+、Mg2+分别可以生成Al(OH)3、Fe(OH)3、Mg(OH)2沉淀,但氨水
中滴加Ag+溶液开始出现沉淀AgOH,继续滴加沉淀即溶解生成银氨溶液;
②氨水遇酸、酸性氧化物可以成盐,又根据氨水与酸的量关系分别得到正盐和酸式盐。如:用氨水吸收少量二氧化硫的离子方程式 NH3.H2O+SO2=NH4++HSO3-是错误的。
3.NO、O2被水吸收的分析
NO、O2被水吸收实质上发生如下反应:2NO+O2=2NO2,3NO2+2H2O=2HNO3+NO。生成NO还可以继续氧化,生成NO2再溶于水,这是一个循环反应。如无任何气体剩余,最终产物应为HNO3,恰好反应的量的关系:4NO+3O2+2H2O=4HNO3,实际反应中可以有NO或O2剩余,但不能两者兼有之。
4.氮可以形成多种氧化物
NO2可以与水反应生成硝酸,但NO2不是硝酸的酸酐。掌握酸酐的判断方法。NO2与溴蒸气不能用湿润的KI淀粉试纸检验。
5.NO3-在酸性溶液中具有强氧化性:可以将Fe2+氧化为Fe3+、SO32-氧化为SO42-,将I-、Br-、S2-氧化为I2、Br2、S。
6.检验NH4+离子:可加入烧碱溶液后,必须加热,再用湿润的红色石蕊试纸检验NH3,否则不一定有NH3放出。
【典例精析】
1.多原子分子氰(CN)2、硫氰(SCN)2和(OCN)2的性质与卤素单质相似,故称它们为拟卤素。它们可以生成酸和盐(见下表,表中X代表F、Cl、Br或I)。
卤素
氰
硫氰
①
“单质”
X2
(CN)2
(SCN)2
(OCN)2
酸
HX
HCN
②
HOCN
盐
KX
KCN
KSCN
③
(1)在表中①②③空格处应分别填写_______、_______、_______。
(2)完成下列反应的化学方程式或离子方程式。
①(CN)2和KOH溶液反应的化学方程式为:______________。
②已知阴离子的还原性强弱为:Cl-<Br-<CN-<SCN-<I-。试写出在NaBr和KSCN的混合溶液中加入(CN)2反应的离子方程式: _________________________________。
【解析】此题主要考查“运用已学知识进行类推思维的能力”。解题时可用熟知的Cl2、HCl、KCl等物质作参照物。由还原性Br—(SCN)2,因而可判断(CN)2只能与KSCN反应,不能与NaBr反应,亦即由物质的氧化性和还原性的强弱,可以判断氧化还原反应能否发生。
【答案】(1)氧氰 HSCN KOCN
(2)①(CN)2+2KOH====KCN+KOCN+H2O
②(CN)2+2SCN-====2CN-+(SCN)2
2.常温下,往H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液,可发生如下两个反应:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 2Fe3++H2O2=2Fe2++O2↑+2H+下列说法正确的是( )
A.H2O2的氧化性比Fe3+强,其还原性比Fe2+弱
B.在H2O2分解过程中,溶液的pH逐渐下降
C.在H2O2分解过程中, Fe2+和Fe3+的总量保持不变
D.H2O2生产过程要严格避免混入Fe2+
【解析】结合A、B两个方程式根据 氧化性、还原性强弱比较规律:得 H2O2的氧化性>Fe3+的氧化性, H2O2的还原性>Fe2+的还原性,A错;2H2O2=2H2O+O2↑,分解过程中,Fe2+作催化剂,溶液pH值不变,B错,H2O2分解Fe3+或Fe2+作催化剂,所以总量不变。因为Fe2+可导致H2O2分解,所以H2O2生产过程要避免混入Fe2+,D正确。【答案】CD
3.物质的量之比为2:5的锌与稀硝酸反应,若硝酸被还原的产物为N2O,反应结束后锌
没有剩余,则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是( )
A. 1:4 B.1:5 C. 2:3 D.2:5
【解析】 设2molZn参与反应,因Zn无剩余,则最终生成了2molZn(NO3)2,显然含有4molNO3- ,这部分是没有参与氧化还原反应的HNO3,根据得失电子守恒有:2×n(Zn)=n(HNO3)×4,则n(HNO3)=1mol,即有1molHNO3被还原。【答案】A
4.最新研究表明:NO吸收治疗法可快速改善SARS重症患者的缺氧状况,缓解病情。病
毒学研究同时证实,NO对SARS病毒有直接抑制作用。下列叙述正确的是( )
A.NO是一种红棕色的气体
B.常温常压下,NO不能与空气中氧气直接化合
C.含等质量的氧元素的NO和CO的物质的量相等
D.NO易溶于水,不能用排水法收集
【解析】NO是一种无色难溶于水的气体,可以用排水法收集。常温常压下,NO容易与氧气直接化合生成NO2。 【答案】C
5.下列说法都正确的是( )
① 江河入海口三角洲的形成通常与胶体的性质有关
② 四川灾区重建使用了大量钢材,钢材是合金
③ “钡餐”中使用的硫酸钡是弱点解质
④ 太阳能电池板中的硅在元素周期表中处于金属与非金属的交界位置
⑤ 常用的自来水消毒剂有氯气和二氧化氮,两者都含有极性键
⑥ 水陆两用公共汽车中,用于密封的橡胶材料是高分子化合物
A. ①②③④ B. ①②④⑥ C. ①②⑤⑥ D. ③④⑤⑥
【解析】根据胶体的性质①正确;钢材是铁和碳的合金,②正确;“钡餐”是硫酸钡,但硫酸钡是强电解质,因为尽管硫酸钡是难溶物但溶于水的部分确实完全电离的 ③错;硅元素位于周期表第三周期第ⅣA主族,是处于金属与非金属的交界处,④正确;氯气是由非极性键组成的单质,⑤错;橡胶是高分子化合物,⑥正确。【答案】B
6.今有一混合物的水溶液,只可能含有以下离子中的若干种:K+、NH4+、Cl-、Mg2+、Ba2+、CO32-、SO42-,现取三份100mL溶液进行如下实验:
(1)第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生
(2)第二份加足量NaOH溶液加热后,收集到气体0.04mol
(3)第三份加足量BaCl2溶液后,得干燥沉淀6.27g,经足量盐酸洗涤、干燥后,沉淀质量为2.33g。根据上述实验,以下推测正确的是 ( )
A.K+一定存在 B.100mL溶液中含0.01mol CO32-
C.Cl-可能存在 D.Ba2+一定不存在,Mg2+可能存在
【解析】加入NaOH溶液加热后有气体产生,说明溶液中含NH4+;加足量BaCl2溶液后有沉淀产生,说明溶液中含CO32-或SO42-或CO32-、SO42-均有,经盐酸洗涤、干燥后,沉淀部分溶解,故CO32-、SO42-均有。因溶液中含CO32-、SO42-,故不含Mg2+、Ba2+;从实验(3)可见,溶液中含SO42-0.01mol,含CO32-0.02mol,从实验(2)得知,溶液中含NH4+0.04mol,故应还最少含K+0.02mol,Cl-可能存在也可能不存在。
【答案】AC
7.A、B、C是在中学化学中常见的三种化合物,它们各由两种元素组成,甲、乙是两种单质.这些化合物和单质之间存在如下的关系:
据此判断:
(1)在A、B、C这三种化合物中,必定含有乙元素的是 .(用A、B、C字母填写)
(2)单质乙必定是 (填"金属"或"非金属"),其理由是 .
(3)单质乙的分子式可能是 ,则化合物B的分子式是 .
【解析】(1) 根据题意,可转化为如下三个反应① 甲 + 乙→A,② 甲+B→ A + C,
③A + B→乙 + C,由①可知化合物A中一定含有乙元素,由②A中含乙元素,一定来源于化合物B,所以A、B均含有乙元素。
(2) 由③ 看出,该反应一定是氧化还原反应,乙为单质,A、B中又都含有乙元素,所以乙元素在A、B中必有一个显正价,另一个显负价。在中学化学中只有非金属元素显负价,因而乙一定是非金属元素。
(3) 单质乙可能是S,B的化学式H2S,A的化学式为SO2,因此可写出下列反应关系:
也可认为乙是N2,也可以写出如下反应关系:
【专题训练】
1.常见的污染物分为一次污染物和二次污染物。二次污染物是排人环境中的一次污染物在物理化学因素或微生物作用下,发生变化所生成的新污染物。如反应2NO+O2=NO2中,二氧化氮为二次污染物。下列三种气体:①硫化氢②二氧化硫③汽油,其中能生成二次污染物的是( )
A.①② B.②③ C.①③ D.全部都是
2.(10年)除去下列括号内杂质的试剂或方法错误的是( )
A.HNO3溶液(H2SO4),适量BaCl2溶液,过滤
B.CO2(SO2),酸性KMnO4溶液、浓硫酸,洗气
C.KNO3晶体(NaCl),蒸馏水,结晶
D.C2H5OH(CH3COOH),加足量CaO,蒸馏
3.下列说法正确的是( )
①电解质溶液导电过程属于化学变化
②稀有气体不活泼的原因是它们原子的最外层都达到8电子稳定结构
③FeC12、Fe(OH)3、NO都能通过化合反应来制取 ④SiO2是制造光导纤维的材料
A.②④ B.①④ C.①③④ D.②③
4.硫代硫酸钠可作为脱氯剂,已知25.0mL 0.100 mol·L-1 Na2S2O3溶液恰好把224mL(标准状况下)Cl2完全转化为Cl-离子,则S2O32-将转化成( )
A.S2- B.S C.SO32- D.SO42-
5.标准状况下H2S和O2混合气体100mL,经点燃后反应至完全,所得气体经干燥后,恢复到原来状况时体积为10mL,该10mL气体可能是 ( )
A.H2S、SO2 B.O2 C.H2S D.SO3
6.在氯化钡溶液中通人SO2,溶液仍澄清;若将氯化钡溶液分盛两试管,一支加硝酸,另一支加烧碱溶液,然后再通人SO2,结果两试管都有白色沉淀,由此得出的结论合理的是( )
A.氯化钡有两性 B.两支试管中的沉淀均是亚硫酸钡
C.SO2有还原性,水溶液有酸性 D.升高pH使SO2水溶液中SO32-浓度降低
7.(10年)下列判断正确的是 ( )
A.测定硫酸铜晶体中结晶水含量时,灼烧至固体发黑,测定值小于理论值
B.相同条件下,2mol氢原子所具有的能量小于1mol氢分子所具有的能量
C.0.1mol/L的碳酸钠溶液的pH大于0.1mol/L的醋酸钠溶液的pH
D.1L1mol/L的碳酸钠溶液吸收S02的量大于1Lmol/L硫化钠溶液吸收SO2的量
8.将22.4 g铁粉逐渐加入到含HNO3 0.8 mol的稀硝酸中,反应生成的气体的物质的量(x)随消耗铁粉的物质的量(y)变化关系中正确的是( )
9.(2011海南)“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产中产生的CO2分离出来并利用。如可利用NaOH溶液来“捕捉”CO2,其基本过程如下图所示(部分条件及物质未标出)。
下列有关该方法的叙述中正确的是( )
A.能耗大是该方法的一大缺点
B.整个过程中,只有一种物质可以循环利用
C.“反应分离”环节中,分离物质的基本操作是蒸发结晶、过滤
D.该方法可减少碳排放,捕捉到的CO2还可用来制备甲醇等产品
10. A是一种白色晶体,它与浓NaOH溶液共热,放出无色气体B。用圆底烧瓶收集干燥的B。按图所示装置仪器,挤压滴管的胶头时,可以得到蓝色喷泉;A与浓H2SO4反应,放出无色气体C。用圆底烧瓶收集干燥的C,仍按图所示装置仪器,挤压滴管的胶头时,可以得到红色喷泉。
(1)A的化学式是____________。
(2)可用于除去B中水分的干燥剂是____________。收集气体B的方法是___________。
(3)收集气体C的方法是____________。
11.用下列装置连接成一套测定水的组成的实验装置。
(1)所用装置的连接顺序是____________。
(2)装置C的作用是______,若不用C,测得的氢、氧质量比会________(偏高或偏低)。
(3)测量数据如下,则水中氢和氧的质量比为____________。
(4)如果在停止加热的同时就停止通氢气,并拆开装置,则测定结果氢与氧的质量比________。(偏高或偏低) 高
实验前
实验后
氧化铜和玻璃管质量
M1
M3
氯化钙和U形管质量
M2
M4
12.(10年)某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按下图所示装置进行实验。
(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是 ,其中发生反应的化学方程式为 ;
(2)实验过程中,装置B、C中发生的现象分别是 、 ,这些现象分别说明SO2具有的性质是 和 ;装置B中发生反应的离子方程式为 ;
(3)装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性,请写出实验操作及现象 ;
(4)尾气可采用 溶液吸收。
14.(10年)洗车安全气囊是行车安全的重要保障。当车辆发生碰撞的瞬间,安全装置通电点火使其中的粉末分解释放出大量的氮气形成气囊,从而保护司机及乘客免受伤害。为研究安全气囊工作的化学原理,取安全装置中的粉末进行实验。经组成分析,确定该粉末仅Na、Fe、N、O四种元素。水溶性试验表明,固体粉末部分溶解。经检测,可溶物为化合物甲;不溶物为红棕色固体,可溶于盐酸。取13.0g化合物甲,加热使其完全分解,生成氮气和单质乙,生成的氮气折合成标准善下的体积为6.72L。单质就在高温隔绝空气的条件下与不溶物红棕色粉末反应生成化合物丙和另和一种单质。化合物丙与空气接触可转化为可溶性盐。请回答下列问题:
(1)甲的化学式为 ,丙的电子式为 。
(2)若丙在空气中转化为碳酸氢盐,则反应的化学方程式为 。
(3)单质乙与红棕色粉末发生反应的化学方程式为,安全气囊中红棕色粉末的作用是 。
(4)以下物质中,有可能作为安全气囊中红棕色粉末替代品的是 。
A. KCl B. KNO3 C. Na2S D. CuO
(5)设计一个实验方案,探究化合物丙与空气接触后生成可溶性盐的成分(不考虑结晶水合物) 。
专题十 金属元素及其化合物
【命题趋向】
1.《考试大纲》中对金属元素及化合物这块内容可分成二部分来理解。第一部分是钠、镁等典型的金属元素的化合物;第二部分是其他金属(如铁和铝)元素的化合物。每年的化学高考试题中往往都要考查到典型金属。
2.《考试大纲》中有多条类似于“以××为例,了解(或理解、掌握)××××”的内容叙述,如:以过氧化钠为例,了解过氧化物的性质;以Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)的相互转化为例,了解变价金属元素的氧化还原性。对这些内容的要注意理解实质,达到“举一反三”的要求。在这些内容往往是高考命题的重点。
3.金属元素及其化合物跟化学实验的综合。近几年的实验试题中比较多地出现了以金属元素及其化合物为落点的实验试题和元素推断题,请同学们加以重视。
【主干知识整合】
一、金属元素的通性
1.金属元素的原子结构特点和在周期表中的位置:
⑴结构特点:金属元素原子的最外层电子数____________,原子的半径(与同周期元素相比)_______________。
⑵位置:金属元素集中于元素周期表的______方,分布于______族和所有的_____族中,_____族是完全由金属元素构成的族。
2.金属性强弱的判断规律:
⑴跟水(或非氧化性酸)反应的剧烈程度;⑵金属最高价氧化物对应水化物碱性的强弱;⑶置换反应;⑷原电池的正、负极;⑸电解时金属阳离子的放电顺序(金属阳离子的氧化性)。
3.金属单质的性质:
⑴金属单质的化学性质:
①金属在化学反应中都较容易失去电子被氧化: M-ne—=Mn+。
②金属单质跟酸反应的规律:按金属活动性顺序表______________________________
4.金属活动性顺序表应用小结:
二、重点金属元素化合物
1.镁、铝及其化合物
(1)镁是活泼金属,虽不跟碱性溶液反应,但能置换出酸中的氢,也能与水解呈酸性的盐溶液反应产生H2。
(2)注意对Al2O3、Al(OH)3两性的理解,以及对Al3+、AlO2-存在条件的认识。
Al2O3、Al(OH)3仅能溶于强酸和强碱溶液中(如在氨水和碳酸中均不溶)。
Al3+与下列离子不能大量共存:OH-、CO32-、HCO3-、SO32-、、AlO2-,其中OH-是因为直接反应,其余均是“双水解” 高考资源网
AlO2-与下列离子不能大量共存:H+、、NH4+、Al3+、Mg2+、Cu2+。其中H+和AlO2-是因为直接反应,其余也是“双水解”。
(3)注意正确理解图象的涵义高考资源网
图示中每个曲线或每条曲线的转折点(拐点),都反映了特定的反应,若没有找对,
或对生成沉淀和沉淀溶解所需加入(或通入)溶液(或气体)的量之比没搞清,易导致错误。注意研究以下几个实验现象及产生沉淀的量与加入物质的量的数量关系的图象:
①向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量;
②向AlCl3和MgCl2混合中逐滴加入NaOH溶液直至过量;
③向HCl、MgCl2、AlCl3混合液中逐滴加入NaOH溶液直至过量;
④向NaAlO2溶液中逐滴加入HCl溶液直至过量;
⑤向HCl溶液中逐滴加入NaAlO2溶液直至过量。
(4)Mg(OH)2的溶解度小于MgCO3。所以在碱性溶液中Mg2+总是转化为Mg(OH)2沉
淀,产生的MgCO3也会在加热的条件下逐渐转化为Mg(OH)2[MgCO3+H2O(沸水)=Mg(OH)2+CO2↑]。
2.钠及其化合物
(1)注意钠及其化合物溶于水所得溶液浓度的计算中,Na及Na2O2溶于水均会产生气
态物质,所得溶液的质量应是原混合物质的质量总和减去产生气体的质量。
(2)注意Na2O2跟CO2和水蒸气组成的混合气体反应时的先后顺序。若先发生反应:
2 Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,必还发生2NaOH+ CO2=Na2CO3+H2O,即应先考虑Na2O2跟CO2的反应高
(3)正确理解“焰色反应”:
①它是元素的一种物质性质。无论是金属离子或金属原子均能发生焰色反应。它属物
理变化过程。
②不是所有元素都有特征的焰色。只有碱金属元素以及钙、锶、钡、铜等少数金属元
素才能呈现焰色反应高
③焰色反应的显色过程与气体物质燃烧时产生各色火焰的过程有着本质的区别。焰色反应并非金属及其化合物自身发生燃烧反应而产生各种颜色火焰的过程,而是它们的原子或离子的外围电子被激发而产生的各种颜色的光的过程。
3.铁及其化合物
(1)NO3-与Fe2+在酸性条件下,不能共存。
(2)过量的Fe与硝酸作用,或在Fe和Fe2O3的混合物中加入盐酸,要注意产生的
Fe3+还可以氧化单质Fe这一隐含反应:Fe+2Fe3+=3Fe2+。
(3)注意FeCl3、Fe2(SO4)3的水溶液蒸干所得剩余固体的区别。FeCl3溶液加热浓缩
时,因Fe3+水解和HCl的挥发,得到的固体为Fe(OH)3,如灼烧后得到红色的Fe2O3固体。但Fe2(SO4)3溶液蒸干时,因硫酸是难挥发性酸,将不能得到Fe(OH)3固体
(4)注意亚铁盐及Fe(OH)2易被空气中氧气氧化成三价铁的化合物。如某溶液中加入
碱溶液后,最终得到红褐色沉淀,并不能断定该溶液中一定含有Fe3+,而也可能含有Fe2+。
(5)注意铁单质与强氧化性物质反应时,也有生成二价铁化合物的可能性。反应中
若铁为足量,最终铁元素将以二价铁形式存在,因为2Fe3++Fe=3Fe2+高考资源网
【典例精析】
1.下图表示有关物质(均由短周期元素形成)之间的转化关系,其中A为常见的金属单质,B为非金属单质(一般是黑色粉末),C是常见的无色无味液体,D是淡黄色的固体化合物。(反应条件图中已省略。)
(1)A、B、C、D代表的物质分别为 、 、 、 (填化学式);
(2)反应①中的C、D均过量,该反应的化学方程式是 ;
(3)反应②中,若B与F物质的量之比为4∶3,G、H分别是 、 。
(4)反应③产物中K的化学式为 ;
(5)反应④的离子方程式为 。
【解析】D是淡黄色的固体化合物是本题的突破口,根据中学化学知识基本锁定Na2O2,能与水和CO2反应,但是题目另一信息C是常见的无色无味液体说明C是水,则G为CO2;再依据K能溶于水,说明K为Na2CO3 ,F为O2; 题给信息黑色单质B与氧气(F)反应得到G(CO2),说明B为C(碳);依据F(O2)与E反应生成C(水)可知E为氢气,再根据金属A与碱性溶液反应产生氢气,可得到A为Al.
【答案】(1)Al C Na2O2 (2)2H2O +Na2O2 =4NaOH+O2↑
2Al+ 2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
(3)CO2 CO (4)Na2CO3 (5)2AlO2—+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32—
2.以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸钠和氧化铁红颜料,原料的综合利用率较高。其主要流程如下:
(1)反应I前需在FeSO4溶液中加入 (填字母),以除去溶液中的Fe3+
A.锌粉 B.铁屑 C.KI溶液 D.H2
(2)反应Ⅰ需控制反应温度低于35℃,其目的是 。
(3)工业生产上常在反应Ⅲ的过程中加入一定量的醇类溶剂,其目的是 。
(4)反应Ⅳ常被用于电解生产 (NH4)2S2O8(过二硫酸铵)。电解时均用惰性电极,阳极发生地电极反应可表示为 。
【解析】(1)在FeSO4溶液中除去溶液中的Fe3+,最好选用铁屑或铁粉,比较简单。
(2)如果温度过高会导致NH4HCO3分解同样也会加快Fe2+的水解(温度越高水解速
率越快)这样会使原料利用率降低。
(3)由题目看出在III反应中生成的K2SO4 为固体,而K2SO4在无机溶剂中溶解度
是比较大的,要想使K2SO4析出只能降低其溶解度所以加入醇类溶剂目的降低K2SO4 的溶解度。
(4)根据阴阳极反应原理阳极失电子发生氧化反应, 此题实质是电解硫酸铵溶液,
在根据反应后的产物得出正确的答案。
【答案】(1)B (2)防止NH4HCO3分解(或减少Fe2+的水解)
(3)降低K2SO4 的溶解度,有利于K2SO4 析出。 (4)2SO42- -2e-2S2O82-
【专题训练】
1. a g铁粉与含有H2SO4的CuSO4溶液完全反应后,得到a g铜,则参与反应的CuSO4与H2SO4的物质的量之比为( )
A.1 :7 B.7 :1 C.7 :8 D.8 :7
2.(10年)甲、乙两烧杯中分别装有相同体积、相同pH的氨水和NaOH溶液,各加入10mL 0.1 mol/L AlCl3溶液,两烧杯中都有沉淀生成。下列判断正确的是( )
A.甲中沉淀一定比乙中的多 B.甲中沉淀可能比乙中的多
C.甲中沉淀一定比乙中的少 D.甲中和乙中的沉淀可能一样多
3.由海水制备无水氯化镁,主要有以下步骤:①在一定条件下脱水干燥;②加熟石灰;
③加盐酸;④过滤;⑤浓缩结晶。其先后顺序正确的是( )
A.②④⑤③① B.③②④①⑤ C.③④②⑤① D.②④③⑤①
4.下列有关金属及其合金的说法不正确的是( )
A.目前我国流通的硬币是由合金材料制造的
B.生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加
C.镁在空气中燃烧发出耀眼的白光,可用于制作照明弹
D.日用铝制品表面覆盖着氧化膜,对内部金属起保护作用
5.下列说法正确的是( )
A.MgSO4晶体中只存在离子键
B.含Ca2+、Mg2+的水都是硬水
C.雾是气溶胶,在阳光下可观察到丁达尔效应
D.玻璃是氧化物,成分可表示为
6.(10年)几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表:
下列叙述正确的是( )
A.X、Y元素的金属性 XCl2>Br2,则在A中加浓盐酸,B中加________ __,C中加______________ ,观察到C中的现象是___________________ 高
专题十五 物质的检验、分离与提纯
【主干知识整合】
一、网络构建
二、物质检验的一般程序与思路
1、气态物质的检验
由于气体贮存困难,使用时易扩散,故检验中要尽可能使用物理性质加以检验,即使使用化学方法,尽可能多用试纸。可按下列顺序检验:
2.无色溶液的检验
3.固态物质的检验
三、物质的检验方法
常见物质的检验方法,一方面是根据物质的物理性质(如颜色、溶解性、溶解热效应等)直接检验,另一方面是根据物质化学性质,使被检验物质与加入的试剂作用,产生某种特殊现象(如:生成气体、沉淀,产生特殊颜色等),从而确定该物质的存在。
1.离子的检验。检验的原理是依据离子的特征反应现象如呈现特殊颜色变化、生成沉淀、生成气体等。十种常见离子的检验方法是:K+、Na+用焰色反应;NH4+用浓氢氧化钠溶液、加热产生的气体检验;Fe3+用硫氰化钾溶液检验;Al3+用氢氧化钠溶液检验;Cl-、Br-、I-用硝酸银溶液和稀硝酸检验;CO32用盐酸和澄清石灰水检验;SO42-用Ba(NO3)2溶液(或BaCl2溶液)和稀硝酸(或稀盐酸)检验。
2.气体的检验。检验的根据是由气体的特征性质(化学和物理的)所表现的现象。但是注意:有些现象是某几种气体所共有的,如二氧化碳与二氧化硫都能使澄清的石灰水变浑浊,不少可燃性气体(如氢气、一氧化碳、甲烷等)的燃烧,其火焰都呈淡蓝色,当它们混有一定量空气时,点燃都会爆鸣;溴蒸气、氯气、二氧化氮都能使碘化钾淀粉试纸变蓝等等。因此遇到这些情况,不要过早下结论,而要综合考虑性质和现象。
3.有机物的检验。常用的试剂有:
①高锰酸钾酸性溶液:烯烃、炔烃、苯的同系物、醇、酚、醛、甲酸、甲酸酯、甲酸盐、葡萄糖、麦芽糖等均可使高锰酸钾酸性溶液褪色。
②溴水:烯烃、炔烃、酚、醛、甲酸、甲酸酯、甲酸盐、葡萄糖均可使溴水褪色(加成或氧化反应)。
③银氨溶液:凡含有—CHO的有机物如醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖均可发生银镜反应。
④新制的Cu(OH)2碱性悬浊液:常温下,多羟基的物质如甘油、乙二醇、葡萄糖都能溶解新制的Cu(OH)2得绛蓝色溶液,羧酸与Cu(OH)2发生中和反应得蓝色溶液。含—CHO的物质与新制Cu(OH)2碱性悬浊液加热有砖红色Cu2O沉淀生成。
⑤FeCl3溶液:与苯酚反应形成紫色溶液。
四、物质分离与提纯的方法
1.常用的物理方法——根据物质物理性质上的差异选择分离与提纯方法。有过滤、蒸发结晶、降温结晶、蒸馏、分馏、萃取、分液、渗析、升华等方法。
2.常用的化学方法
吸收法——常用于气体的净化和干燥,可根据被提纯气体中所含杂质气体的性质,选择适当的固体或溶液作为吸收剂。如Cl2中混有的HCl气体可通过饱和食盐水除去。常用装置是洗气瓶或干燥管(U形管)。
沉淀法——在被提纯的物质中加入适量试剂使其与杂质反应,生成沉淀过滤除去。如硝酸钾中含有的少量硝酸钡,可用适量的硫酸钾除去。
气体法——根据物质中所含杂质的性质加入合适的试剂,让杂质转化为气体除去。如KCl中混有的少量K2CO3,可加适量盐酸除去。
转化法——利用化学反应,加入适当的试剂或采用某种条件(如加热),使物质中的杂质转化为被提纯物质,以正盐、酸式盐间的转化最为常见。如:
NaHCO3Na2CO3。
溶解法——对于固体试剂可选择适当的物质将杂质溶解,然后过滤除去,以杂质为两性物质常见。如Mg(OH)2中混有Al(OH)3,可用过量NaOH溶液除去,然后洗涤Mg(OH)2即可。
【典例精析】
1. 海水是巨大的资源宝库,在海水淡化及综合利用方面,天津市位居全国前列;从海水
中提取食盐和溴的过程如下:
(1)请列举海水淡化的两种方法: 、 。
(2)将NaCl溶液进行电解,在电解槽中可直接得到的产品有H2、 、 、或H2、 。
(3)步骤Ⅰ中已获得Br2,步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-,其目的为 。
(4)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可达95%,有关反应的离子方程式为 ,由此反应可知,除环境保护外,在工业生产中应解决的主要问题是 。
(5)某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法,查阅了有关资料,Br2的沸点为59℃。微溶于水,有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后,绘制了如下装置简图。
请你参与分析讨论:
①图中仪器B的名称: 。
②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管,其原因是 。
③实验装置气密性良好,要达到提纯溴的目的,操作中如何控制关键条件: 。
④C中液体产生颜色为 。为除物中仍残留的少量Cl2,可向其中加入NaBr溶液,充分反应后,再进行的分离操作是 。
【解析】本题考查海水中提取溴的实验。电解NaCl溶液的方程式为:2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑+ Cl2↑,其中Cl2有可能与NaOH会生成NaClO。步骤I中的Br2的浓度很小,多次用SO2反复吸收,最终用Cl2处理,则可获得大量的工业溴。溴具有强氧化性可以氧化SO2,生成H2SO4,因此要注意酸对设备的腐蚀问题。溴具有腐蚀性,可以腐蚀橡胶。蒸馏的目的,就是通过沸点不同而提纯Br2,所以要通过温度计控制好Br2沸腾的温度,尽可能使Br2纯净。
【答案】(1)蒸馏法 电渗析法 离子交换法 (或其他合理答案中的任意两种)
(2)Cl2 NaOH NaClO (3)富集溴元素
(4)Br2+SO2+2H2O 4H++SO42+2 Br- 强酸对设备的严重腐蚀
(5)①冷凝管 ②Br2腐蚀橡胶③控制温度计b的温度,并收集59℃时的馏分
④深红棕色 分液(或蒸馏)
【专题训练】
1.根据下列实验现象,所得结论正确的是( )
实验
实验现象
结论
A
左烧杯中铁表面有气泡,右边铜表面有气泡
活动性:Al>Fe>Cu
B
左边棉花变为橙色,右边棉花变为蓝色
氧化性:Cl2>Br2>I2
C
白色固体先变为淡黄色,后变为黑色
溶解性AgCl>AgBr>Ag2S
D
锥形瓶中有气体产生,烧杯中液体变浑浊
非金属性:Cl>C>Si
2.五颜六色的颜色变化增添了化学的魅力,对下列有关反应的颜色叙述正确的是( )
①新制氯水久置后→浅黄绿色消失; ②淀粉溶液遇单质碘→蓝色;
③溴化银见光分解→银白色; ④热的黑色氧化铜遇乙醇→红色
⑤鸡蛋白溶液遇浓硝酸→黄色; ⑥苯酚在空气中氧化→粉红色
A.①②③④⑤ B.②③④⑤⑥ C.①②④⑤⑥ D.①③④⑤⑥
3.下列物质分离、提纯和鉴别的方法正确的是( )
A.可用加热的方法除去NH4Cl中混有的I2
B.以粗铜为阴极,精铜为阳极,CuSO4为电解液精炼铜
C.不用任何试剂就可鉴别出苯、乙酸乙酯、NaOH
D.加入溴水,然后分液的方法除去苯中的甲苯
4.下列各组物质在只提供水和若干支试管的情况下,达不到鉴别目的的是( )
A.硝基苯、苯、乙醇三种液体 B.硫黄、Na2O2、CaCl2三种固体
C.H3PO4、Ba(OH)2、Ba3(PO4)2 三种固体 D.Na2SO4、KNO3、BaCl2三种固体
5.现有碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化 钠、氯化铁和苯酚五种物质的溶液,它们之间有如图所示转化关系,图中每条线两端的物质可以发生反应,下列判断不合理的是( )
A.X一定是碳酸钠溶液 B.Y一定是氯化铁溶液
C.Z可能为碳酸氢钠溶液 D.M、N必定各为苯酚、氢氧化钠溶液中的某一种
6.某同学为检验溶液中是否含有常见的四种无机离子,进行了如图所示的实验操作。其中检验过程中产生的气体能使红色石蕊试纸变蓝。由该实验能得到的正确结论是( )
A.原溶液中一定含有SO42离子 B.原溶液中一定含有NH4+离子
C.原溶液中一定含有Cl-离子 D.原溶液中一定含有Fe3+离子
7.为了证明(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O(硫酸亚铁铵晶体)的成分中含有NH4+、Fe2+、SO42和H2O,下列实验叙述中不正确的是( )
A.取少量硫酸亚铁铵晶体放入试管,加热,试管口有液体生成,则可证明晶体的成分中含有结晶水
B.硫酸亚铁铵晶体溶于水,得淡绿色溶液,滴入2滴KSCN溶液,溶液不显红色,再滴入几滴新制氯水,溶液变为红色,则可证明晶体的成分中含有Fe2+
C.硫酸亚铁铵晶体溶于水,加少量稀盐酸,无现象,再滴入几滴BaCl2溶液,有白色沉淀生成,则可证明晶体的成分中含有SO42
D.取少量硫酸亚铁铵晶体放入试管,加入少量稀NaOH溶液,在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验,则可证明晶体的成分中含有NH4+
8.实验室有一瓶久置的白色K2SO3粉末,为确定其是否被氧化及其成分,元素分析表明粉末中K和S元素的质量比为39 :16,下列结论正确的是( )
A.根据元素分析结果推测该粉末为纯净物
B.将粉末溶于水,加入氯化钡,有白色沉淀生成,证明原粉末是K2SO4
C.将粉末加入盐酸中,产生气泡,证明原粉末是K2SO3
D.将粉末溶于水,加入氯化钡和过量的盐酸,有白色沉淀和气泡生成,证明原粉末是K2SO4和K2SO3的混合物
9.有下列三种含杂质的气体(括号内为杂质):①CO2(HCl)②H2(HCl)③NH3(水蒸气)。某学生欲除去以上气体中的杂质依次选用了三种试剂,该学生选用的试剂均正确的是( )
A.NaHCO3溶液、NaOH溶液、碱石灰 B.Na2CO3溶液、浓硫酸、碱石灰
C.NaHCO3溶液、NaOH溶液、浓硫酸 D.NaOH溶液、 浓硫酸、碱石灰
10.有一瓶无色气体,可能含有H2S、CO2、HCl、HBr、SO2中的若干种,将其通入氯水中,得无色透明液,将此溶液分成两份,向其中一份加入盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀;向另一份中加入HNO3酸化的AgNO3溶液有白色沉淀产生,结论正确的是()
A.肯定有CO2和SO2 B.可能有HBr、CO2
C.肯定没有HBr、H2S、HCl D.以上结论均不正确
11.下列根据实验现象所得出的结论一定正确的是( )
A.某无色溶液滴加酚酞试液后显红色,结论:溶液显碱性
B.某无色溶液加入盐酸产生无色无味气体,结论:溶液中一定含有CO32-
C.某气体能使品红溶液褪色,结论:该气体为SO2气体
D.电解某无色液体得到H2和O2,测其体积比为2∶1,结论:此液体为纯水
12.下列除去杂质的方法正确的是 ( )
① 除去乙烷中少量的乙烯:光照条件下通入Cl2,气液分离;
② 除去乙酸乙酯中少量的乙酸:用饱和碳酸氢钠溶液洗涤,分液、干燥、蒸馏;
③ 除去CO2中少量的SO2:气体通过盛饱和碳酸钠溶液的洗气瓶;
④ 除去乙醇中少量的乙酸:加足量生石灰,蒸馏。
A.① ② B.② ④ C.③ ④ D.② ③
13.某兴趣小组同学共同设计了如图所示的多功能实验装置。该装置既可用于制取气体,又可用于验证物质的性质。
(1)现有以下药品:锌粒、铜片、浓H2SO4、浓HNO3、蒸馏水、NaOH溶液。打开K1关闭K2,可制取 气体。
(2)某同学用石灰石、醋酸、硅酸钠溶液等药品设计了另一实验。他的实验目的是_ _____________________________________________;打开K2关闭K1,将A中液体。加入B中后,观察到的实验现象为___________________________________ 。
14.实验室有甲、乙两瓶丢失标签的无色溶液,其中一瓶是盐酸,另一瓶是Na2CO3溶液,为确定甲、乙的成分及其物质的量浓度,现操作如下:
①取25.00 mL甲溶液,向其中缓慢滴加乙溶液15.00mL,其收集到气体224mL。
②另取15.00mL乙溶液,向其中缓慢滴加甲溶液25.00mL,共收集到气体112mL。
上述气体体积均已换算为标准状况,CO2在溶液中的少量溶解忽略不计。请根据实验数据填空:
(1)甲是 ,甲溶液中溶质的物质的量浓度为 ,
乙溶液中溶质的物质的量浓度为 。
(2)将n mL的甲溶液与等体积的乙溶液按各种可能的方式混合,产生的气体体积为V mL(标准状况),则V的取值范围为 。
15.某一无色溶液,可能含有Na+、Cu2+、NH4+、Fe3+、Al3+、Mg2+、CO32- 、SO42-、K+等离子中的一种或几种,为确定其组成,做如下实验:
①取少量待测溶液,向其中滴入盐酸酸化的氯化钡溶液,生成白色沉淀;
②另取少量待测溶液,向其中加入过氧化钠,产生无色无味气体,并生成白色沉淀;加入过量过氧化钠时,沉淀部分溶解。
试判断:溶液中一定存在的离子有 ;一定不存在的离子有 。不确定的是 为验证此离子的存在,还应进行 实验。
模块五 化学计算
专题十六 以物质的量为中心的计算
【主干知识整合】
一、网络构建
1.基本概念和重要定律
2.物质的量和其它物理量之间的关系:
二、关于阿伏加德罗常数的理解与综合应用
阿伏加德罗常数问题主要有:
(1)一定质量的物质中所含原子数、电子数,其中考查较多的是H2O、N2、O2、H2、NH3、P4等。
(2)一定体积的物质中所含原子数、分子数,曾考过的物质有Cl2、NH3、CH4、O2、N2、CCl4、C8H10等
(3)一定量的物质在化学反应中的电子转移数目,曾考过的有Na、Mg、Cu等。
(4)一定体积和一定物质的量浓度溶液中所含电解质离子数、分子数,如稀硫酸、硝酸镁等。
(5)某些典型物质中化学键数目,如SiO2、Si、CH4、P4、CO2等。
(6)细微知识点(易出错):状态问题,水、CCl4、C8H10等在标准状况下为液体或固体;D2O、T2O、18O2等物质的摩尔质量;Ne、O3、白磷等物质分子中原子个数等。
三、物质的量在化学计算中的典型应用
1.物质的量与其他化学常用计量间的相互求算,是重要的基本化学计算。其解题关键是熟练掌握下列恒等式:
n==c·V(aq)
式中n为物质的量,单位为mol;m为物质质量,单位为g;M为摩尔质量,单位为g·mol-1; V(g)为气体体积,单位为L;Vm为标准状况下气体摩尔体积,单位为L·mol-1;N为粒子个数;NA为阿伏加德罗常数6.02×1023mol-1;Q为物质的反应热,单位为J或kJ;ΔH为摩尔反应热,单位为kJ·mol-1;c为物质的量浓度,单位为mol·L-1;V(aq)为溶液体积,单位为L;x为饱和溶液的质量,单位为g;S为溶解度,单位为g高考资源网
2.c、%、ρ之间的计算关系
(1)计算关系:
(2)使用范围:同一种溶液的质量分数与物质的量浓度之间的换算
(3)推断方法:①根据物质的量浓度的定义表达式
②溶质的物质的量用计算
③注意溶液体积的单位
四、有关气体定律的计算
1.气体摩尔体积的计算
对标准状况下的气体有n=
2.确定气体的分子组成
一般思路是:根据阿伏加德罗定律,由体积比推导出粒子、分子个数比,再根据质量守恒定律确定化学式。如2体积气体Ax与1体积气体By恰好完全反应生成2体积A2B,由阿伏加德罗定律可知:气体的分子数之比等于其体积比,即Ax∶By∶A2B=2∶1∶2,所以两气体反应物为双原子分子,即A2和B2。
3.气体的相对分子质量的计算方法
①已知标准状况下气体密度ρ,M=ρ·22.4 L·mol-1,Mr=M g·mol-1。
②根据阿伏加德罗定律计算:(同T、p、V)。
五、一定物质的量浓度溶液的配制
1.仪器:容量瓶,容量瓶有各种不同的规格,一般有100mL、250mL、500mL和1000mL等几种。
2.步骤:
①计算:计算所需固体溶质质量或液体溶质的体积。
②用托盘天平称量固体溶质或用量筒量取液体体积。
③溶解:将溶质加入小烧杯中,加适量水溶解。
④移液洗涤:将已溶解而且冷却的溶液转移到容量瓶中,并用玻璃棒引流,再洗涤烧杯和玻璃棒2—3次,将洗涤液倒入容量瓶中。
⑤定容:缓缓向容量瓶中注入蒸馏水,直到容量瓶液面接近刻度线1cm-2cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液的凹液面正好与刻度线相切,盖好,反复上下颠倒,摇匀。最后将容量 瓶中溶液转移到试剂瓶中备用高考资源网
【专题训练】
1.下列叙述正确的是 ( )
A.一定温度、压强下,气体体积由其分子的大小决定
B.一定温度、压强下,气体体积由其物质的量的多少决定
C.气体摩尔体积是指1 mol任何气体所占的体积为22.4 L
D.不同的气体,若体积不等,则它们所含的分子数一定不等
2.用NA表示阿伏加德罗常数,下列说法中正确的是 ( )
①18g D2O含有的电子数为10NA
②同温、同压下,相同体积的氟气和氩气所含的原子数相等
③标准状况下,11.2L以任意比例混合的氮气和氧气所含的原子数为NA
④在标准状况下,22.4LSO3的物质的量为1mol
⑤4℃时5.4mL的水所含的原子总数为0.9NA
⑥0.1molOH-含0.1NA个电子
⑦1mol Na2O2与水完全反应时转移电子数为2NA
A.③⑤⑥⑦ B.③⑤ C.①②④⑦ D.③④⑤⑥
3.设NA为阿伏加德罗常数,下列关于0.2mol·L-1的Ba(NO3)2溶液正确的说法是( )
A.2L溶液中有阴、阳离子总数为0.8NA
B.500mL溶液中NO3-离子浓度为0.2mol·L-1
C.500mL溶液中Ba2+离子浓度为0.2mol·L-1
D.500mL溶液中含NO3-离子总数为0.4NA
4.密度为1.45 g/cm3的硫酸中,逐渐滴入BaCl2溶液直到沉淀完全为止,测得沉淀质量与原硫酸溶液质量相等,则原硫酸溶液物质的量浓度为( )
A.6.22 mol/L B.12.22 mol/L C.15.8 mol/L D.16.8 mol/L
5.设NA 代表阿伏加德罗常数的数值,下列说法中正确的是( )
①常温常压下,17g 甲基(―14CH3)所含的中子数为9NA
②常温常压22.4L NO气体的分子数小于NA
③ 64g的铜发生氧化还原反应,一定失去2NA个电子
④常温常压下,100mL 0.5mol•L-1的乙酸溶液中,乙酸的分子数目小于0.05NA
⑤标况时,22.4L二氯甲烷所含有的分子数为NA
⑥常温常压下,1mol氦气含有的核外电子数为 4NA
A.①② B.③④ C.②④ D.⑤⑥
6.向20mL 0.1mol/L的Ba(OH)2溶液中通入CO2,当得到0.001molBaCO3沉淀时,通入CO2的物质的量是( )
A.0.001mol B.0.002mol C.0.003mol D.0.004mol
7.实验室只有36.5%(d=1.19)的浓盐酸,现需配制100mL10%(d=1.08)的盐酸,需36.5%的浓盐酸__________mL。在配制过程中,用到的仪器除烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管外,还需要____________。定容时,如果眼睛仰视刻线,配制的溶液的浓度将__________(填偏高,偏低,无影响),10%的盐酸逐滴加入到纯碱溶液中,反应的离子方程式为 ;
。
8.现有硫酸和盐酸的混合溶液20mL,在该溶液中滴入0.05mol/L的Ba(OH)2溶液时,生成BaSO4的质量和溶液的pH得到如图所示的结果,试求:
⑴最初混合液中硫酸的物质的量浓度为_______;盐酸的物质的量浓度为_________;
⑵A点溶液的pH=_______________。
9.往某Na2CO3溶液中滴入稀盐酸产生CO2的过程:
⑴写出a点以前发生反应的化学反应方程式 ;
⑵写出a点到b点发生反应的离子反应方程式 。
10.白色粉末A由Na2SO3、Na2SO4 和NaCl等物质中的二种或三种混合而成,取一定量A样品,投入100 mL 2.2 mol·L-1 盐酸中,充分反应后过滤,最终得到100 mL含H+ 的物质的量浓度为1 mol·L-1 的滤液。若将此滤液蒸干,只得到8.19g纯净物B。
(1)B的化学式 ;
(2)则所取的A样品中含有的各物质的物质的量分别为 ;该样品与投入的盐酸反应后生成气体的体积为(标准状况) 。
专题十七 化学综合计算
【主干知识整合】
一、盖斯定律的应用
盖斯定律在科学研究中具有重要意义。因为有些反应进行的很慢,有些反应不容易直接发生,有些反应的产品不纯(有副反应发生),这给测定反应热造成了困难。此时如果应用盖斯定律,就可以间接的把它们的反应热计算出来。
例如:C(S)+0.5O2(g)=CO(g)
上述反应在O2供应充分时,可燃烧生成CO2、O2供应不充分时,虽可生成CO,但同时还部分生成CO2。因此该反应的△H无法直接测得。但是下述两个反应的△H却可以直接测得:
C(S)+O2(g)=CO2(g) ; △H1= - 393.5kJ/mol
CO(g) +0.5 O2(g)=CO2(g) ;△H2= - 283.0kJ/mol
根据盖斯定律,就可以计算出欲求反应的△H3。分析上述反应的关系,即知
△H1=△H2+△H3
△H3=△H1-△H2=-393.5kJ/mol-(-283.0kJ/mol)=-110.5kJ/mol
二、pH的计算
1.pH=-lgc(H+),pOH=-lgc(OH-),pH+pOH=14
2.一定体积不同pH值溶液混合,若二者为强酸,则求出混合溶液的c(H+) ,求pH值;若二者为强碱,则必须求出混合后溶液的c(OH-)值再化为pH值。若一强酸与一强碱,则求出H+离子或OH-离子后,求得c(H+)化为pH值或求c(OH-)再化为pH值。
3.浓溶液稀释后的pH计算
(1)强酸溶液稀释10倍,其pH增大一个单位。
如果强酸的浓度接近于10-7mol/L时,无论稀释多少倍,其pH只能是接近于7,但要小于7而显酸性。
(2)强碱溶液稀释100,其pH减小2个单位。
同理,如果强碱溶液中的c(OH-)=10-8mol/L时,则无论稀释多少倍,其pH只能接近于7但要大于7而显碱性。
三、溶解度、溶液中溶质的质量分数的计算
1.溶液等质量混合的规律
将溶质质量分数分别为W1、W2的同种溶液各取m克混合,混合后的溶液溶质质量分数W3为
根据溶质质量分数基本概念W3,也即不同质量分数的同种溶液等质量混合后的溶液溶质质量分数为其算术平均值。这种情形稍较简单。
2.溶液等体积混合的规律
将溶质质量分数分别为W1、W2的同种溶液各取V升即等体积混合,混合后的溶液容质质量分数W3为
在这里讨论之前必须引进另一个物理量:溶液的密度(ρ)分别设为ρ1、ρ2,而且我们还有一个准备工作那就是大多数溶液浓度与密度的变化呈同一方向移动且ρ>1,如硫酸溶液、NaCl溶液等;也存在这样少数溶液其密度与质量分数呈反方向变化且ρ1),所得混合后的溶液溶质的质量分数大于混合前的两溶液溶质质量分数的平均值。
(2)当浓度越大其密度越小的同溶质不同浓度的水溶液等体积相混(ρρ2时,VXρb时,W1>kW2 ⅱ)当ρaP>S>Cl.
2、同主族元素的原子半径随核电荷数的增大而增大。如:Lic(HPO42-)>c(PO43-)
(Na2CO3) ②多元弱酸形成的正盐 Na2CO3 c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+)
大小关系: ③不同溶液中同一离子浓度 浓度0.1mol/L的①、NH4Cl ②、CH3COONH4③、NH4HSO4 则c(NH4+) ③>①>②
④混合溶液中各离子浓度 0.1mol/LNH4Cl与0.1mol/LNH3混合 则:
c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
【专题训练】
1.使0.1mol/L K2CO3溶液中[K+]==c(CO32-),应采取的措施是( )
A.加少量盐酸 B.加适量KOH C.加适量水 D.加适量NaOH
2.说明氨水是弱碱的事实是( )
A.氨水具有挥发性。 B.1mol/L氨水溶液的pH=10
C.1mol/L NH4Cl溶液的pH=5。 D.氨水与AlCl3溶液反应生成Al(OH)3沉淀
3.20ml 1mol/L醋酸溶液与40ml 0.5mol/L烧碱溶液混合后,溶液中离子浓度的关系正确的是( )
A.c(Na+)>c()>c( OH-)>c(H+) B.c(Na+)>c( OH-)>c(H+)>c()
C.c(Na+)+c(H+)>c()+c( OH-) D.c(Na+)+c(H+)=c()+c( OH-)
4.PH为3的FeCl3溶液,pH为11的Na2CO3溶液和pH为3的盐酸中由水电离出来的H+的浓度分别为:C1、C2、C3它们之间的关系是 ( )
A.C1<C2<C3 B.C1=C2>C3
C.C1>C2>C3 D.无法判断
5.在溶液中能共存,加OH-有沉淀析出,加H+能放出气体的是( )
A. Na+、Cu2+、Cl-、SO42- B. Ba2+、K+、OH-、NO3-
C. H+、Al3+、NH4+ 、CO32- D. Na+、Ca2+、Cl-、HCO3-
6.下面提到的问题中,与盐的水解无关的正确说法是( )
①明矾和FeCl3可作净水剂.
②为保存FeCl3溶液,要在溶液中加少量盐酸.
③实验室配制AlCl3溶液时,应先把它溶在盐酸中,而后加水稀释.
④NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接中的除锈剂.
⑤实验室盛放Na2CO3、Na2SiO3等溶液的试剂瓶应用橡皮塞,而不能用玻璃塞.
⑥用NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液可作泡沫灭火剂.
⑦在NH4Cl或AlCl3溶液中加入金属镁会产生氢气.
⑧长期使用硫铵,土壤酸性增强;草木灰与铵态氮肥不能混合施用.
⑨比较NH4Cl和Na2S等溶液中离子浓度的大小或某些盐溶液的酸碱性.
A.①④⑦ B.②⑤⑧ C.③⑥⑨ D.全有关.
7.盛有0.1mol / L的NaHCO3溶液和酚酞试液的试管,在室温时,溶液为无色,加热时为粉红色,这是因为( )
A. NaHCO3在加热时变成碱性更强的Na2CO3
B.水分蒸发使NaHCO3的浓度增大
C. 加热促进NaHCO3的水解,碱性增强 D. NaHCO3在加热时变成红色
8.为了配制NH4+的浓度与Cl-的浓度比为1∶1的溶液,可在NH4Cl溶液中加入( )
①适量的HCl; ②适量的NaCl; ③适量的氨水 ④适量的NaOH.
A.①② B.③ C.③④ D.④
9.Al3+ + 3H2O Al(OH)3 +3 H+ 的平衡体系中,要使平衡向水解方向移动,且使溶液的pH值增大,应采取的措施是( )
A.加热 B.加适量NaOH溶液 C.通入氯化氢气体 D.加入固体三氯化铝
10.在0.1mol·L-1 CH3COOH溶液中存在如下电离平衡:
CH3COOHCH3COO-+H+
对于该平衡,下列叙述正确的是( )
A 加入水时,平衡向逆反应方向移动
B 加入少量NaOH固体,平衡向正反应方向移动
C 加入少量0.1mol·L-1 HCl溶液,溶液中c(H+)减小
D 加入小量CH6COONa.固体,平衡向正反应方向移动
11.由硫酸钾、硫酸铝和硫酸组成的混合溶液,其pH=1,c(Al3+)=0.4mol·L-1,c(SO42-)=0.8mol·L-1,则c(K+)为( )
A 0.15mol·L-1 B 0.2mol·L-1 C 0.3mol·L-1 D 0.4mol·L-1
12.将纯水加热至较高温度,下列叙述正确的是( )
A 水的离子积变大、pH变小、呈酸性 B 水的离了积不变、pH不变、呈中性
C 水的离子积变小、pH变大、呈碱性 D 水的离子积变大、pH变小、呈中性
13.某氯化镁溶液的密度为1.18g/cm3,其中镁离子的质量分数为5.1%,300mL该溶液中Cl-离子的物质的量约等于( )
A 0.37mol B 0.63mol C 0.74mol D 1.5mol
14.已知乙酸(HA)的酸性比甲酸(HB)弱,在物质的量浓度均为0.1mol/L的NaA和NaB混合溶液中,下列排序正确的是( )
A.c(OH)>c(HA)>c(HB)>c(H+) B. c(OH-)>c(A-)>c(B-)>c(H+)
C. c(OH-)>c(B-)>c(A-)>c(H+) D. c(OH-)>c(HB)>c(HA)>c(H+)
15.实验室现有3种酸碱指示剂,其pH变色范围如下:
甲基橙:3.1~4.4 石蕊:5.0~8.0 酚酞:8.2~10.0
用0.1 000mol/L NaOH 溶液滴定未知浓度的CH3COOH 溶液,反应恰好完全时,下列叙述中正确的是( )
A.溶液呈中性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂
B.溶液呈中性,只能选用石蕊作指示剂
C.溶液呈碱性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂
D.溶液呈碱性,只能选用酚酞作指示剂
16.某校化学小组学生利用下图所列装置进行“铁与水反应”的实验,并利用产物进一步制取FeCl3·6H2O晶体。(图中夹持及尾气处理装置均已略去)
(1)装置B中发生反应的化学方程式是 。
(2)装置E中的现象是 。
(3)停止反应,待B管冷却后,取其中的固体,加入过量稀盐酸充分反应,过滤。简述检验滤液中Fe3+的操作方法:
(4)该小组学生利用上述滤液制取FeCl3·6H2O晶体,设计流程如下:滤液→FeCl3溶液→FeCl3·6H2O晶体
①步骤I中通入Cl2的作用是 。
②步骤II从FeCl3稀溶液中得到FeCl3·6H2O晶体的主要操作包括: 。
③该流程中需保持盐酸过量,主要原因是(结合离子方程式简要说明) 。
专题八 电化学知识
【命题趋向】
《考试大纲》中对这部分内容的要求可以总结成如下几条:
(1)理解原电池原理及构成原电池的条件。理解原电池反应和一般氧化还原反应的异同。能分析常见化学电源的化学原理。
(2)理解化学腐蚀和电化腐蚀、析氢腐蚀和吸氧腐蚀的异同。了解生产实际中常见的金属防腐方法的化学原理和金属防腐的一般方法。
(3)理解电解的基本原理。记住电解反应中常见离子在阴、阳极的放电顺序。阳极上失电子顺序为……Al>Zn>Fe>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子>F-;阴极上得电子顺序为O2> Cl2> Br2> I2> S> Ag+> Hg2+> Cu2+> (H+)> Pb2+> Fe2+> Zn2+> Al3+>……
(4)电解原理的应用:氯碱工业、冶炼铝、电镀、精炼铜等。
近几年这方面内容的试题在高考考查中所占的比例较大,在理科综合试题每年都会1道选择题或一道大题中带有电化学方面的问题。
【主干知识整合】
一、构成原电池的条件
1.要有活动性不同的两个电极(一种金属与另一种金属或石墨或不溶性的金属氧化物);
2.要有电解质溶液;
3.两电极浸入电解质溶液且用导线连接或直接接触。
二、金属的腐蚀
1.金属腐蚀的实质:金属原子失去电子被氧化而消耗的过程。
2.金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀
3.化学腐蚀实质:金属和非电解质或其它物质高考资源网相接触直接发生氧化还原反应而引起的腐
蚀。其腐蚀过程没有电流产生
4.电化学腐蚀实质:不纯金属或合金在电解质溶液中发生原电池反应。电化学腐蚀过程
有电流产生。
5.腐蚀的常见类型
(1)析氢腐蚀 在酸性条件下,正极发生2H++2e-=H2↑反应。
(2)吸氧腐蚀 在极弱酸或中性条件下,正极发生2H2O+O2+4e-=4 OH-反应。
若负极金属不与电解质溶液发生直接的反应,则形成吸氧腐蚀的原电池反应。如生铁浸入食盐水中,会形成许多微小的原电池
6.在同一电解质溶液中,金属腐蚀的快慢可用下列原则判断:电解原理引起的腐蚀>原电
池引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀
三、原电池、电解(镀)池电极名称的确定
1.确定原电池电极名称的方法
方法一:根据电极材料的性质确定。通常是
(1)对于金属——金属电极,活泼金属是负极,不活泼金属是正极;
(2)对于金属——非金属电极,金属是负极,非金属是正极,如干电池等;
(3)对于金属——化合物电极,金属是负极,化合物是正极。
方法二:根据电极反应的本身确定高考资源网
失电子的反应→氧化反应→负极;得电子的反应→还原反应→正极。
2.确定电解(镀)池电极名称的方法
方法一:与外电源正极连接的一极是阳极、与负极连接的一极是阴极。
方法二:电极上发生氧化反应的是阳极,发生还原反应的是阴极。
四、分析电极反应及其产物
1.原电池:负极:M-ne-=Mn+ 正极:(1)酸性溶液中2H++2e-=H2↑
(2)不活泼金属盐溶液Mn++ne-=M (3)中性、弱酸性条件下2H2O+O2+4e-=4OH-
2.电解(镀)池:
阳极:(1)若阳极是由活性材料(除C、Pt、Au等以外的其它金属)做成,阳极反应是阳极金属失去电子而被氧化成阳离子;
(2)若阳极是由C、Pt、Au等惰性材料做成,阳极反应则是电解液中阴离子在阳极失去电子被氧化。阴离子失去电子能力大小顺序为:I->Br->Cl-> OH->含氧酸根>F-。
阴极:阴极反应一般是溶液中的阳离子得电子的还原反应,阳离子得电子能力大小顺序为:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。必须注意的是,电镀时通过控制条件,Fe2+和Zn2+得电子的能力强于H+
五、电解实例及规律
电解液
溶质类别
电解总反应式
相当于电解
溶液pH
NaOH溶液
强碱
2H2O2H2↑+O2↑
水
升高
H2SO4溶液
含氧酸
降低
Na2SO4溶液
活泼金属的含氧酸盐
不 变
(两极混合液)
CuCl2溶液
不活泼金属的无氧酸盐
CuCl2Cu+Cl2↑
电解质本身
接近7
HCl溶液
无氧酸
2HClH2↑+Cl2↑
升高
NaCl溶液
活泼金属的无氧酸盐
2NaCl+2H2OH2+2NaOH+Cl2↑www.k s5u.c om
电解质与水
升高
CuSO4溶液
不活泼金属的含氧酸盐
2CuSO4+2H2O
2Cu+O2↑+2H2SO4
降低
NaCl(熔融)
离子化合物
2NaCl2Na+Cl2↑
电解质本身
Al2O3(熔融)
2Al2O34Al+3O2↑
【典例精析】
一、原电池的工作原理
1.下列叙述中正确的是 ( )
A.构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属。
B.由铜、锌作电极与硫酸铜溶液组成的原电池中铜是负极。
C.马口铁(镀锡铁)破损时与电解质溶液接触锡先被腐蚀。
D.铜锌原电池工作时,若有13克锌被溶解,电路中就有0.4mol电子通过。
【解析】 两种活动性不同的金属与电解质溶液能够组成原电池,但不能因此说构成原电池电极的材料一定都是金属,例如锌和石墨电极也能跟电解质溶液组成原电池。在原电池中,活动金属中的电子流向不活动的电极,因此活动金属是负极。镀锡铁表皮破损后与电解质溶液组成原电池,铁较锡活泼,铁先失电子被腐蚀。铜锌原电池工作时,锌负极失电子,电极反应为Zn –2e==Zn2+,1molZn失去2mol电子,0.2mol锌(质量为13克)被溶解电路中有0.4mol电子通过。故选D
二、常见的化学电源
2.氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定,请回答:
(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是 ,在导线中电子流动方向为 (用a、b 表示)。
(2)负极反应式为 。
(3)电极表面镀铂粉的原因为 。
(4)该电池工作时,H2和O2连续由外部供给,电池可连续不断提供电能。因此,大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料,吸氢和放氢原理如下:
2Li+H2 2LiH LiH+H2O==LiOH+H2↑
①反应Ⅰ中的还原剂是 ,反应Ⅱ中的氧化剂是 。
②已知LiH固体密度为0.82g/cm3。用锂吸收224L(标准状况)H2,生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为 。
③由②生成的LiH与H2O作用,放出的H2用作电池燃料,若能量转化率为80%,则导线中通过电子的物质的量为 mol。
【解析】本题考查电化学知识。(1)原电池的实质为化学能转化成电能。总反应为2H2 + O2 =2H2O,其中H2从零价升至+1价,失去电子,即电子从a流向b。(2)负极为失去电子的一极,即H2失电子生成H+,由于溶液是碱性的,故电极反应式左右应各加上OH-。(3)铂粉的接触面积大,可以加快反应速率。(4)I.Li从零价升至+1价,作还原剂。II.H2O的H从+1降至H2中的零价,作氧化剂。由反应I,当吸收10molH2时,则生成20molLiH,V=m/ρ=20×7.9/0.82 ×10-3L=192.68×10-3L。V(LiH)/v(H2)= 192.68×10-3L/224L=8.71×10-4。20mol LiH可生成20mol H2,实际参加反应的H2为20×80%=1.6mol,1molH2转化成1molH2O,转移2mol电子,所以1.6molH2可转移3.2mol的电子
三、电解原理
3.Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计的制取.Cu2O的电解池示意图如下,电解总反应:2Cu+H2O==Cu2O+H2O。下列说法正确的是( )
A.石墨电极上产生氢气
B.铜电极发生还原反应
C.铜电极接直流电源的负极
D.当有0.1mol电子转移时,有0.1molCu2O生成。
【解析】由电解总反应可知,Cu参加了反应,所以Cu
作电解池的阳极,发生氧化反应,B选项错误;石墨作
阴极,阴极上是溶液中的H+反应,电极反应为:2H++2e-=H2↑,A选项正确;阳极与电源的正极相连,C选项错误;阳极反应为2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O,当有0.1mol电子转移时,有0.05molCu2O生成,D选项错误。【答案】A
四、金属的腐蚀及防护
4.钢铁生锈过程发生如下反应:
①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2;
②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;
③2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。 下列说法正确的是( )
A.反应①、②中电子转移数目相等
B.反应①中氧化剂是氧气和水
C.与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀
D.钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀
【解析】①②反应中消耗O2的量相等,两个反应也仅有O2作为氧化剂,故转移电子数是相等的,A项正确。①中H2O的H、O两元素的化合价没有变,故不作氧化剂,B项错;铜和钢构成原电池,腐蚀速度加快,C项错;钢铁是铁和碳的混合物,在潮湿的空气的中易发生吸氧腐蚀,属于电化学腐蚀,故D项错 【答案】A
五、电极反应的书写
5.银器皿日久表面逐渐变黑色,这是由于生成硫化银,有人设计用原电池原理加以除去,
其处理方法为:将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中,再将变黑的银器浸入溶液中,放置一段时间后,黑色会褪去而银不会损失。试回答:在此原电池反应中,负极发生的反应为________;正极发生的反应为_________;反应过程中产生有臭鸡蛋气味的气体,则原电池总反应方程式为______________________。
【解析】要善于抓住题示信息,“黑色褪去而银不会损失”,必然发生变化:Ag2SAg,显然这是原电池的正极反应,Ag2S+2e-==2Ag+S2-,负极反应为活泼金属发生氧化反应:Al-3e-===Al3+。正极生成的S2-和负极生成的Al3+在溶液中发生双水解:2Al3++3S2-+6H2O===2Al(OH)3↓+3H2S↑,与题意产生臭鸡蛋气味的气体相吻合。原电池的总反应为上述三个反应的加合:3Ag2S+2Al+6H2O===6Ag+2Al(OH)3↓+3H2S↑。【答案】:
Al-3e-===Al3+ Ag2S+2e-===2Ag+S2- 3Ag2S+2Al+6H2O===6Ag+2Al(OH)3↓+3H2S↑
六、电解的有关计算
6.将两个铂电极插入500mL CuSO4溶液中进行电解,通电一定时间后,某一电极增重0.064g(设电解时该电极无氢气析出,且不考虑水解和溶液体积变化),此时溶液中氢离子浓度约为
【解析】根据电解规律可知阴极反应:Cu2++2e-=Cu,增重0.064gCu,应是Cu的质量,根据总反应方程式:
2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4 ————4H+
2×64g 4mol
0.064g x
x=0.002mol
c(H+)= =4×10-3mol/L
七、原电池原理和电解原理综合运用
7.(09广东化学14)可用于电动汽车的铝-空气燃料电池,通常以NaCl溶液或NaOH
溶液为电解液,铝合金为负极,空气电极为正极。下列说法正确的是
A.以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时,正极反应都为:O2+2H2O+4e-=4 OH-
B.以NaOH溶液为电解液时,负极反应为:Al+3 OH--3e-=Al(OH)3↓
C.以NaOH溶液为电解液时,电池在工作过程中电解液的pH保持不变
D.电池工作时,电子通过外电路从正极流向负极
【解析】电解质溶液显碱性或中性, 该燃料电极的正极发生反应为:O2+2H2O+4e-=4 OH-,A对;铝作负极,负极反应应该是铝失去电子变为铝离子,在氢氧化钠的溶液中铝离子继续与过量的碱反应生成偏铝酸根,因此负极反应为:Al+4 OH--3e=AlO2- + 2H2O,B错; 该电池在碱性条件下消耗了碱,反应式为4Al+3O2+4 OH- = 4 AlO2- + 2H2O溶液PH降低,C错;电池工作时,电子从负极出来经过外电路流到正极,D错【答案】A
【专题训练】
1.在下列叙述中,可以说明金属甲的活动性比金属乙的活动性强的是( )
A.在氧化还原反应中,甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多
B.同价态的阳离子,甲比乙的氧化性强
C.甲能跟稀盐酸反应放出氢气而乙不能
D.将甲、乙作电极组成原电池时,甲是正极
2.(芜湖市09届高三第二次模拟)某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4,它们的物质的
量之比为1︰1。用石墨做电极电解该溶液时,下列叙述不正确的是 ( )
A.阴极只析出H2 B.阳极先析出Cl2,后析出O2
C.电解最后阶段为电解水 D.溶液pH不断增大,最后为7
3.(浙江省海盐学2009届高三理科综合能力第三次检测试题)用惰性电极电解CuSO4溶液,一段时间后取出电极。向电解后的溶液中加入9.8g的Cu(OH)2,充分反应后所得溶液与电解前相同,则电解时电路中通过电子的物质的量是 ( )
A.0.4mol B.0.3mol C.0.2mol D.0.1mol
4.如图所示,a、b、c均为石墨电极,d为碳钢电极, 通电进行电解。假设在电解过程中产生的气体全部逸出,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两烧杯中溶液的pH均保持不变
B.甲烧杯中a的电极反应式为4OH――4e-=O2↑+2H2O
C.当电解一段时间后,将甲、乙两溶液混合,一定会产生蓝色沉淀
D.当b极增重3.2g时,d极产生的气体为2.24L(标准状况)
5.将0.1 L含有0.02mol CuSO4和0.01molNaCl的水溶液用惰性电极电解。电解一段时间后,一个电极上得到0.01 mol Cu,另一电极析出的气体( )
A.只有Cl2 B.只有O2 C.既有Cl2又有O2 D.只有H2
6. 镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染,镁电池放电时电压高且平稳,因而越来越成为人们研制绿色电池所关注的重点。有一种镁二次电池的反应为:
xMg+Mo3S4 MgxMo3S4 下列说法中错误的是( )
A.放电时Mg2+ 向正极迁移 B.放电时正极的电极反应为 Mo3S4 + 2xe- == Mo3S42x-
C.放电时 Mo3S4 发生氧化反应
D.充电时阴极的电极反应为 x Mg2+ + 2xe- == xMg
7.如下图装置:A、B中电极为多孔的惰性电极;C、D为夹在湿的Na2SO4滤纸条上的铂夹,电源a、b两极。若在A、B中充满KOH溶液后倒立于KOH溶液的水槽中。切断K1,闭合K2、K3通直流电, 电解一段时间后A、B中均有气体如图所示。
(1)电源的a极为 (填正、负极)。
(2)在湿的Na2SO4滤纸条中心滴KMnO4液滴,现象是 。
(3)写出A中电极反应式 。
(4)若电解一段时间后A、B中均有气体包围电极。此时切断K2、K3,闭合K1电流表的指针偏转,此时B极电极反应式为 。
8.如下图装置所示,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极,甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变),A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后,F极附近呈红色。
请回答下列问题:
(1)B极是电源的 ,一段时间后,甲中溶液颜色 ,丁中X极附近的颜色逐渐变浅,Y极附近的颜色逐渐变深,这表明 ,在电场作用下向Y极移动。
(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时,对应单质的物质的量之比为 。
(3)现用丙装置给铜件镀银,则H应该是 (填“镀层金属”或“镀件”),电镀液是 溶液。当乙中溶液的pH是13时(此时乙溶液体积为500mL),丙中镀件上析出银的质量为 ,甲中溶液的pH (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)若将C电极换为铁,其他装置都不变,则甲中发生总反应的离子方程式是:
。

