資源簡介

專題3 整 合 提 升
【知識整合】
主題一　解析氯水性質的多重性
例1　實驗室提供下列實驗用品:氯水、Na2CO3粉末、AgNO3溶液、稀硝酸、有色布條、藥匙、試管等。請你應用上述實驗用品,設計檢驗氯水中含有的微粒的實驗方案,進行實驗并補充完成下列實驗報告。
實驗步驟 實驗現象 實驗結論
(1)觀察試劑瓶中氯水的顏色
(2) 氯水中存在Cl-
(3) 氯水中存在H+
(4) 氯水中存在具有強氧化性的HClO
【答案】(1)溶液呈淺黃綠色　氯水中存在Cl2分子
(2)向氯水中滴加AgNO3溶液,再滴加稀硝酸　產生白色沉淀,且白色沉淀不溶于稀硝酸　(3)向氯水中加入Na2CO3粉末　有無色氣體產生　(4)向氯水中投入一小塊有色布條　有色布條褪色
思維模型
新制氯水性質的多重性
1.表現Cl2的性質:氯水中含有Cl2,所以氯水呈淺黃綠色,由于Cl2具有強氧化性,當向氯水中加入強還原性物質時,可與Cl2發生氧化還原反應。如:氯水能使淀粉-KI試紙變藍,能與Na2SO3、Fe2+等發生氧化還原反應等。
2.表現HClO的不穩定性和強氧化性:在強光照射下新制氯水中有氣泡產生;常用氯氣給自來水殺菌、消毒;新制氯水能使有色布條褪色。
3.表現H+的性質:氯水中含有H+,所以氯水具有H+的性質,如氯水中加入活潑金屬(鎂等)、碳酸鹽(CaCO3等)分別產生氫氣和二氧化碳。
4.具有Cl-的性質:氯水中加入硝酸酸化的硝酸銀溶液,生成白色沉淀。
　　趁熱打鐵1　新制氯水中存在多種分子和離子,可通過實驗的方法加以確定。下列有關新制氯水中存在的粒子說法錯誤的是(　　)。
A.加入含有硫酸氫鈉的紅色石蕊溶液,溶液紅色褪去,說明有Cl2存在
B.加入鎂條,有氣體放出,說明有H+存在
C.新制氯水呈淺黃綠色,且有刺激性氣味,說明有Cl2存在
D.加入硝酸酸化的硝酸銀溶液,產生白色沉淀,說明有Cl-存在
【答案】A
【解析】氯氣與水反應生成鹽酸(強酸)和次氯酸(弱酸),反應后的溶液中含有氯氣分子(新制氯水為淺黃綠色)、次氯酸分子(使石蕊溶液褪色,具有漂白性)、氫離子(與活潑金屬反應生成氫氣)、氯離子(與硝酸銀溶液反應產生白色沉淀)、次氯酸根離子等粒子,A項錯誤。
主題二　碳酸鈉、碳酸氫鈉性質的應用
例2　下列有關Na2CO3、NaHCO3的敘述中錯誤的是(　　)。
A.除去Na2CO3固體中混有的少量NaHCO3可用加熱法
B.除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可用加澄清石灰水的方法
C.可用稀醋酸鑒別相同濃度的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液
D.向物質的量濃度相同的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液中滴入酚酞,前者的紅色更深
【答案】B
【解析】NaHCO3受熱易分解而Na2CO3很穩定,除去Na2CO3固體中混有的少量NaHCO3可用加熱法,A項正確;NaHCO3、Na2CO3都能與石灰水反應生成碳酸鈣白色沉淀,B項錯誤;加入稀醋酸,立即產生氣體的是NaHCO3,開始無氣泡,加入一定量稀醋酸后才開始產生氣體的是Na2CO3,C項正確;NaHCO3和Na2CO3的水溶液均顯堿性,物質的量濃度相同時,Na2CO3溶液的堿性更強,D項正確。
思維模型
1.除雜凈化
(1)CO2氣體中混有少量HCl氣體:可將混合氣體通入飽和NaHCO3溶液中,干燥后收集,NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑。
(2)Na2CO3固體粉末中混有NaHCO3:用加熱法除雜,2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。
(3)Na2CO3溶液中混有少量NaHCO3,滴加適量NaOH溶液,NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O。
(4)NaHCO3溶液中混有少量Na2CO3:通入過量的CO2氣體,Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3。
2.碳酸鈉、碳酸氫鈉的鑒別方法
(1)利用二者的熱穩定性不同進行鑒別。分別加熱少量的樣品,若發生分解反應,將產生的氣體通入澄清石灰水中,石灰水變渾濁的原試劑是NaHCO3,另一種試劑為Na2CO3。
(2)利用與酸反應生成氣體的速率不同進行鑒別(相同條件)。分別取一定量的固體,加入等濃度等體積的鹽酸,反應較快的原試劑是NaHCO3,另一種試劑為Na2CO3;分別取少量溶液,逐滴加入鹽酸,開始無氣體逸出的為Na2CO3,開始立即有氣體逸出的為NaHCO3。
(3)利用陰離子不同進行鑒別。分別取其稀溶液,滴加BaCl2(或CaCl2)稀溶液,產生沉淀的原試劑為Na2CO3,同時產生沉淀和氣體的為NaHCO3。
(4)利用溶液的堿性強弱不同進行鑒別。在其等濃度稀溶液中滴加酚酞溶液,溶液呈紅色的原試劑為Na2CO3,溶液呈淺紅色的是NaHCO3;或測pH法:相同物質的量濃度的兩溶液,pH較大的是Na2CO3。
趁熱打鐵2　在課堂上老師展示了兩瓶失去標簽的Na2CO3和NaHCO3飽和溶液,希望班里同學提出簡便的鑒別方法,該班同學踴躍提出看法,其中合理的是(　　)。
①取等量的溶液于兩支試管中,加熱,有氣泡產生的是NaHCO3
②取等量的溶液于兩支試管中,逐滴加入稀鹽酸,開始就有氣體放出的是NaHCO3
③取等量的溶液于兩支試管中,滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀的是Na2CO3,同時產生沉淀和氣體的為NaHCO3
④取等量的溶液于兩支試管中,滴加Ba(OH)2溶液,生成白色沉淀的是Na2CO3
⑤分別用鉑絲蘸取少量溶液,在火焰上灼燒,焰色呈黃色的是Na2CO3
A.②③⑤ B.③④ C.②③ D.①④⑤
【答案】C
【解析】①NaHCO3溶液受熱時NaHCO3不分解,只有NaHCO3固體受熱才分解;④分別向兩支試管中滴Ba(OH)2溶液,都能產生白色沉淀;⑤Na2CO3、NaHCO3都是鈉鹽,焰色都呈黃色。
主題三　守恒思想在氧化還原反應計算中的應用
例3　120mL濃度為1mol·L-1的Na2SO3溶液,恰好與100mL濃度為0.4mol·L-1的K2Cr2O7溶液完全反應,已知亞硫酸鈉被氧化為硫酸鈉,在還原產物中Cr元素的化合價是(　　)。
A.+1 B.+2 C.+3 D.+4
【答案】C
【解析】設還原產物中Cr元素的化合價為n,反應中S元素化合價從+4升高到+6,失去2個電子,根據電子得失守恒可知,0.12L×1mol·L-1×(6-4)=0.1L×0.4mol·L-1×2×(6-n),解得n=3。
思維模型
1.氧化還原反應的計算主要求氧化劑與還原劑的物質的量之比或質量之比,計算參加反應的氧化劑或還原劑的量,確定反應前后某一元素的價態變化或物質的化學式等。其計算的關鍵是依據氧化劑得電子總數與還原劑失電子總數相等(得失電子守恒)。
2.解題步驟
(1)找出氧化劑、還原劑及相應的還原產物和氧化產物。
(2)找準一個原子或離子得失電子數(注意化學式中粒子的個數)。
(3)根據題中物質的物質的量和得失電子守恒列出等式。即n(氧化劑)×變價原子個數×化合價變化值(高價-低價)=n(還原劑)×變價原子個數×化合價變化值(高價-低價)。
趁熱打鐵3　用過氧化氫作氧化劑可將Fe2+氧化為Fe3+,若100L某溶液中Fe2+濃度為1.2mol·L-1,則理論上需投入的氧化劑過氧化氫的質量為　　　　。
【答案】2040g
【解析】Fe2+作還原劑,H2O2作氧化劑,根據得失電子守恒,n(H2O2)=n(Fe2+)/2=(100L×1.2mol·L-1)/2=60mol,即m(H2O2)=60mol×34g·mol-1=2040g。
主題四　離子方程式的正誤判斷
例4　判斷下列離子方程式是否正確,錯誤的指明原因,并寫出正確的離子方程式。
①鐵粉溶于稀硫酸中:2Fe+6H+2Fe3++3H2↑
②用氯化鐵溶液制取Fe(OH)3膠體:Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+
③氫氧化銅溶于鹽酸:OH-+H+H2O
④氫氧化鋇溶液與硫酸銅溶液混合:2OH-+Cu2+Cu(OH)2↓
⑤鋁與氯化銅溶液發生置換反應:Al+Cu2+Al3++Cu
⑥碳酸氫鈣溶液與足量氫氧化鈉溶液混合:HC+OH-C+H2O
⑦碳酸鈣溶于硝酸溶液:CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O
【答案】
序號 判斷 錯誤原因 正確的離子方程式
① × 不符合客觀事實,產物應為Fe2+,不是Fe3+ Fe+2H+Fe2++H2↑
② × 產物為Fe(OH)3膠體,不是沉淀 Fe3++3H2O3H++Fe(OH)3(膠體)
③ × 氫氧化銅不能寫成離子的形式,應寫化學式 Cu(OH)2+2H+Cu2++2H2O
④ × 生成Cu(OH)2沉淀的同時生成BaSO4沉淀 Ba2++2OH-+Cu2++SBaSO4↓+Cu(OH)2↓
⑤ × 離子方程式兩邊電荷不守恒 2Al+3Cu2+2Al3++3Cu
⑥ × Ca2+與HC計量數之比應為1∶2,Ca2+應參與反應,有CaCO3沉淀生成 Ca2++2HC+2OH-CaCO3↓+C+2H2O
⑦ √ — —
思維模型
離子方程式正誤判斷的四項要求
趁熱打鐵4　下列離子方程式書寫正確的是(　　)。
A.氯氣與氫氧化鈉溶液的反應:Cl2+2OH-ClO-+H2O
B.用過氧化氫從酸化的海帶灰浸出液中提取碘:2I-+H2O2I2+2OH-
C.KClO3溶液與濃鹽酸反應:Cl+5Cl-+6H+3Cl2↑+3H2O
D.酸性KMnO4溶液與H2O2反應:2Mn+6H++3H2O22Mn2++4O2↑+6H2O
【答案】C
【解析】A項,Cl原子、電荷均不守恒,錯誤;B項,酸性條件下不能生成OH-,錯誤;D項,違反客觀事實,O2只能來源于H2O2,錯誤。
主題五　離子推斷
例5　已知還原性:S>I->Fe2+(S被氧化為S)。某無色溶液中只可能含有K+、N、Ba2+、Fe2+、C、S、S、I-、Cl-中的部分離子,取該溶液進行下列實驗:
編號 實驗操作 實驗現象
① 取10mL溶液,先加入稍過量的氯水,后加入苯并充分振蕩、靜置 生成無色氣體,溶液上層為紫色
② 向①的水溶液中加入足量BaCl2和HCl溶液 得到白色沉淀4.66g
③ 取10mL原溶液,加入過量的NaOH溶液并加熱 產生448mL(標準狀況下)氣體
　　通過實驗得出的結論正確的是(　　)。
A.實驗①中若通入過量的Cl2,則先后氧化了I-、Fe2+
B.上述3個實驗不能確定是否一定含有Cl-,確定方法:在溶液中加硝酸銀溶液,再加稀硝酸,若有沉淀生成,則證明有Cl-
C.判斷溶液中是否含有鉀離子,不需要通過焰色反應來檢驗
D.實驗②能夠確定溶液中不含有C
【答案】C
【解析】①取10mL溶液,先加入稍過量的氯水,因為氯水具有酸性,生成的無色氣體為二氧化碳,則說明含有C,無Ba2+;后加入苯并充分振蕩,靜置,溶液上層為紫色,說明含I-。②向①的水溶液中加入足量BaCl2和HCl溶液,得到白色沉淀4.66g,即硫酸鋇,所以①的水溶液中含有n(S)==0.02mol,所以原溶液可能含S或者S或者S和S一共0.02mol。③取10mL原溶液,加入過量的NaOH溶液并加熱,產生448mL(標準狀況下)氣體,即氨氣,所以原溶液中含n(N)==0.02mol。溶液無色,不含Fe2+,A項錯誤;溶液中含有S或S,加硝酸銀溶液,再加稀硝酸后可生成硫酸銀,B項錯誤;根據電荷守恒,明顯陽離子所帶的正電荷比陰離子所帶的負電荷少,則原溶液一定還有K+,不需要通過焰色反應檢驗,C項正確;實驗①加入了氯水,生成的鹽酸可與碳酸根離子反應,實驗②不能夠確定溶液中是否含有C,D項錯誤。
思維模型
離子推斷中的“四注意”
(1)注意有顏色的離子與溶液的顏色是否一致。
(2)根據某現象推出含有的某種離子,注意該離子是否為前面的操作引入的。
(3)注意離子共存問題
①離子是否能存在于溶液中,要特別注意溶液的性質(如酸堿性、氧化性、還原性)與離子的性質。
②推斷結果中的離子是否能共存于同一溶液中。
③離子是否會隱蔽轉化,如Al3+遇到過量的強堿會轉化為Al,Al遇到過量的強酸會轉化為Al3+。
(4)在定量推斷中要注意運用溶液的電中性來確定離子的存在。定量推斷最后一種離子是否存在的方法:如果多種離子共存,且只有一種離子的物質的量未知,可以用電荷守恒法來確定最后一種離子是否存在,即陽離子所帶正電荷總數等于陰離子所帶負電荷總數。
趁熱打鐵5　A、B、C、D為四種可溶性的鹽,它們的陽離子分別可能是Ba2+、Ag+、Na+、Cu2+中的某一種,陰離子分別可能是N、S、Cl-、C中的一種。(離子在物質中不能重復出現)
①若把四種鹽分別溶于盛有蒸餾水的四支試管中,只有C鹽的溶液呈藍色;
②若向①的四支試管中分別加入鹽酸,B鹽的溶液中有沉淀生成,D鹽的溶液中有無色無味的氣體逸出。
(1)根據①②實驗事實可推斷它們的化學式為A　　　　,C　　　　,D　　　　。
(2)寫出鹽酸與D反應的離子方程式:　　　　　　　　　　　　　　。
(3)寫出C與Ba(OH)2溶液反應的離子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
【答案】(1)BaCl2　CuSO4　Na2CO3　(2)C+2H+H2O+CO2↑　(3)Cu2++S+Ba2++2OH-BaSO4↓+Cu(OH)2↓
【解析】①若把四種鹽分別溶于盛有蒸餾水的四支試管中,只有C鹽的溶液呈藍色,C中含Cu2+,Cu2+與C在溶液中不能大量共存,C鹽中不含C;②若向①的四支試管中分別加入鹽酸,B鹽的溶液中有沉淀生成,D鹽的溶液中有無色無味的氣體逸出,則B中含Ag+,D中含C;由于Ag+與S、Cl-、C在溶液中不能大量共存,則B為AgNO3;由于C與Ba2+、Ag+、Cu2+在溶液中不能大量共存,則D為Na2CO3;Ba2+與S在溶液中不能大量共存,且離子在物質中不能重復出現,結合①②的推斷,A為BaCl2,C為CuSO4。
主題六　海水資源的綜合利用
例6　海水是重要的資源。可以制備一系列物質,如下圖所示:
下列說法不正確的是(　　)。
A.步驟②中,應先通CO2,再通NH3
B.步驟③可將MgCl2·6H2O在HCl氣氛中加熱脫水
C.步驟④⑤⑥中的反應均是氧化還原反應
D.除去粗鹽中的S、Ca2+、Mg2+等雜質,加入試劑及相關操作順序可以是NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→過濾→鹽酸
【答案】A
【解析】步驟②為侯氏制堿法,由于NH3在水中的溶解性比CO2大,故應先通NH3再通CO2,溶液中才能含有大量的碳元素,才能得到大量的NaHCO3,A項錯誤;MgCl2·6H2O加熱脫水時,必須不斷通入HCl抑制鎂離子水解,B項正確;步驟⑤中,溴元素化合價降低,被還原,步驟④⑥中溴元素化合價升高,被氧化,C項正確;加NaOH溶液能除去Mg2+,加BaCl2溶液能除去S,再加入Na2CO3溶液可以除去Ca2+以及過量的Ba2+,過濾后加入鹽酸可以除去多余的C和OH-,D項正確。
思維模型
趁熱打鐵6　我國海水資源豐富,開發和利用海水資源是當前科學研究的一個重要項目,下圖是海水綜合利用的一個方面:
根據上述流程圖,請回答下列問題:
(1)①加入的試劑是　　　　,寫出有關反應的離子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)寫出反應③的化學方程式:　 。
(3)寫出反應⑤的離子方程式:　 。
(4)為了合理利用資源,有人提出利用④中的副產物生產漂白粉的方案,你認為此方案可行嗎 如果可行,寫出化學方程式,如果不行,說明理由。
【答案】(1)Cl2(或氯氣)　2Br-+Cl2Br2+2Cl-　(2)Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O　(3)2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑　(4)可行　2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
【解析】(1)通入Cl2把Br-氧化成Br2。(2)先推斷出②是Mg(OH)2,然后寫化學方程式。(4)利用④中產生的Cl2和Ca(OH)2反應生產漂白粉。
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