三袋麥子教學(xué)設(shè)計(jì)
發(fā)表時(shí)間:2021-12-13高三化學(xué)教案:《鹵素》教學(xué)設(shè)計(jì)。
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本文題目:高三化學(xué)教案:鹵素
1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解氯氣及其重要化合物的主要性質(zhì)及在生產(chǎn)中的應(yīng)用。
2.認(rèn)識(shí)氯氣及其重要化合物對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。
(一)鹵素
1.分清氯水、溴水的成分,反應(yīng)時(shí)的作用和褪色的原理。
氯水中正因?yàn)榇嬖诳赡娣磻?yīng)Cl2+H2O HCl+HClO,使其成分復(fù)雜且隨著條件的改變,平衡發(fā)生移動(dòng),使成分發(fā)生動(dòng)態(tài)的變化。當(dāng)外加不同的反應(yīng)物時(shí),要正確判斷是何種成分參與了反應(yīng)。氯水中的HClO能使有色物質(zhì)被氧化而褪色。反之,也有許多物質(zhì)能使氯水、溴水褪色,發(fā)生的變化可屬物理變化(如萃取),也可屬化學(xué)變化,如歧化法(加堿液)、還原法(如Mg、SO2等)、加成法(加不飽和的有機(jī)物)等。值得一提的是有時(shí)雖然發(fā)生化學(xué)變化,但仍生成有色物,如Br2與Fe或KI反應(yīng)。
2.區(qū)分清楚萃取和分液的原理、儀器、操作以及適用范圍與其他物質(zhì)分離方法不同。
萃取和分液是物質(zhì)分離的眾多方法之一。每一種方法適用于一定的前提。分液適用于分離互不相溶的兩種液體,而萃取是根據(jù)一種溶質(zhì)在兩種互不相溶的溶劑中溶解性有很大差異從而達(dá)到提取的目的。一般萃取和分液結(jié)合使用。其中萃取劑的合理選擇、分液漏斗的正確使用、與過(guò)濾或蒸餾等分離方法的明確區(qū)分等是此類命題的重點(diǎn)和解決問(wèn)題的關(guān)鍵。
命題以選擇何種合適的萃取劑、萃取后呈何現(xiàn)象、上下層如何分離等形式出現(xiàn)。解題關(guān)鍵是抓住適宜萃取劑的條件、液體是否分層及分層后上下層位置的決定因素。分液操作時(shí)注意“先下后上、下流上倒”的順序。為確保液體順利流出,一定要打開(kāi)上部塞子或使瓶塞與瓶頸處的小孔或小槽對(duì)齊,與大氣相通。
第1課時(shí) 氯及其化合物
一、氯氣的性質(zhì)及用途
1.物理性質(zhì):常溫下,氯氣是黃綠色、有刺激性、能溶于水、比空氣重、易液化的有毒氣體。
2.化學(xué)性質(zhì):氯氣的化學(xué)性質(zhì)很活潑的非金屬單質(zhì)。
(1)與金屬反應(yīng)(與變價(jià)金屬反應(yīng),均是金屬氧化成高價(jià)態(tài))
如:①2Na+Cl2 2NaCl(產(chǎn)生白煙)
②Cu+Cl2 CuCl2(產(chǎn)生棕黃色的煙)
③2Fe+3Cl2 2FeCl3(產(chǎn)生棕色的煙)
注:常溫下干燥的氯氣或液氯不與鐵反應(yīng),所以液氯通常儲(chǔ)存在鋼瓶中。
(2)與非金屬反應(yīng)
如:①H2+Cl2 2HCl(發(fā)出蒼白色火焰,有白霧生成)——可用于工業(yè)制鹽酸
H2+Cl2 2HCl(會(huì)發(fā)生爆炸)——不可用于工業(yè)制鹽酸
②2P+3Cl2 2PCl3(氯氣不足;產(chǎn)生白霧)
2P+5Cl2 2PCl5(氯氣充足;產(chǎn)生白煙)
(3)與水反應(yīng):Cl2+H2O = HCl+HClO
(4)與堿反應(yīng)
Cl2+2NaOH = NaCl+NaClO+H2O(用于除去多余的氯氣)
2Cl2+2Ca(OH)2 = Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O(用于制漂粉精)
Ca(ClO)2+CO2+H2O = CaCO3↓+2HClO(漂粉精的漂白原理)
(5)與某些還原性物質(zhì)反應(yīng)
如:①2FeCl2+Cl2 = 2FeCl3
②2KI+Cl2 = 2KCl + I2(使?jié)駶?rùn)的淀粉-KI試紙變藍(lán)色,用于氯氣的檢驗(yàn))
③SO2+Cl2+2H2O = 2HCl + H2SO4
(6)與某些有機(jī)物反應(yīng)
如:①CH4+Cl2 CH3Cl + HCl(取代反應(yīng))
②CH2=CH2+Cl2 → CH2ClCH2Cl(加成反應(yīng))
3.氯水的成分及性質(zhì)
氯氣溶于水得黃綠色的溶液----氯水。在氯水中有少部分氯分子與水反應(yīng),Cl2 + H2O = HCl + HClO (次氯酸),大部分是以Cl2分子狀態(tài)存在于水中。
注意:(1)在新制的氯水中存在的微粒有:H2O、Cl2、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-;久置氯水則幾乎是鹽酸溶液
① 一元弱酸,比H2CO3弱
(2)HClO的基本性質(zhì) ② 不穩(wěn)定,2HClO === 2HCl + O2↑
③ 強(qiáng)氧化性;
④ 漂白、殺菌能力,使色布、品紅溶液等褪色。
(3)幾種漂白劑的比較
漂白劑 HClO Na2O2(H2O2) SO2 活性炭
漂白原理 氧化漂白 氧化漂白 化合漂白 吸附漂白
品紅溶液 褪色 褪色 褪色 褪色
紫色石蕊 先變紅后褪色 褪色 只變紅不褪色 褪色
穩(wěn)定性 穩(wěn)定 穩(wěn)定 不穩(wěn)定 ——
4.氯氣的制法
(1)實(shí)驗(yàn)室制法
藥品及原理:MnO2 + 4HCl(濃) MnCl2 + 2H2O + Cl2↑
強(qiáng)調(diào):MnO2跟濃鹽酸在共熱的條件下才反應(yīng)生成Cl2,稀鹽酸不與MnO2反應(yīng)。
儀器裝置:發(fā)生裝置---收集裝置---吸收裝置
實(shí)驗(yàn)步驟:檢密—裝藥—固定—加熱—收集
收集方法:向上排空氣法 (或排飽和食鹽水法)
凈化裝置:用飽和食鹽水除去HCl,用濃硫酸干燥
尾氣處理:用堿液吸收
(2)氯氣的工業(yè)制法:(氯堿工業(yè))
2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑ + Cl2↑
二、氯化氫的性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)室制法
1.物理性質(zhì): 無(wú)色、有刺激性氣味的氣體;極易溶于水 (1:500)其水溶液為鹽酸。
2.鹽酸的化學(xué)性質(zhì): (揮發(fā)性強(qiáng)酸的通性)
3.氯化氫的實(shí)驗(yàn)室制法
(1)藥品及反應(yīng)原理:
NaCl + H2SO4 === NaHSO4 + HCl↑ (不加熱或微熱)
NaHSO4 + NaCl Na2SO4 + HCl↑ (加熱到500oC—600oC)
總反應(yīng)式: 2NaCl + H2SO4 Na2SO4 + 2HCl↑
(2)裝置: 與制氯氣的裝置相似
(3)收集方法: 向上排空氣法
(4)檢驗(yàn)方法: 用濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙是否變紅或用玻璃棒蘸濃氨水靠近是否有白煙產(chǎn)生
(5)尾氣處理: 用水吸收(倒扣漏斗)
【例1】(2010上海卷)右圖是模擬氯堿工業(yè)生產(chǎn)中檢查氯氣是否泄漏的裝置,下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.燒瓶中立即出現(xiàn)白煙
B.燒瓶中立即出現(xiàn)紅棕色
C.燒瓶中發(fā)生的反應(yīng)表明常溫下氨氣有還原性
D.燒杯中的溶液是為了吸收有害氣體
答案:B
解析:此題考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)、元素化合物的性質(zhì)等知識(shí)。分析裝置圖,可知氨氣和氯氣接觸時(shí)發(fā)生反應(yīng):4NH3+6Cl2=2NH4Cl+4HCl+N2,燒瓶中出現(xiàn)白煙,A對(duì);不能出現(xiàn)紅棕色氣體,B錯(cuò);該反應(yīng)中氨氣中的氮元素化合價(jià)升高,表現(xiàn)還原性,C對(duì);燒杯中的氫氧化鈉可以吸收多余的有害氣體,D對(duì)。
知識(shí)歸納:對(duì)某種元素來(lái)講,其處于最高價(jià)時(shí),只有氧化性;處于最低價(jià)時(shí),只有還原性;中間價(jià)態(tài),則既有氧化性又有還原性。故此對(duì)同一種元素可以依據(jù)價(jià)態(tài)判斷,一般來(lái)講,價(jià)態(tài)越高時(shí),其氧化性就越強(qiáng);價(jià)態(tài)越低時(shí),其還原性就越強(qiáng);此題中氨氣中的氮元素處于最低價(jià),只有還原性。
【例2】(2010上海卷)向盛有KI溶液的試管中加入少許CCl4后滴加氯水,CCl4層變成紫色。如果繼續(xù)向試管中滴加氯水,振蕩,CCl4層會(huì)逐漸變淺,最后變成無(wú)色。
完成下列填空:
1)寫(xiě)出并配平CCl4層由紫色變成無(wú)色的化學(xué)反應(yīng)方程式(如果系數(shù)是1,不用填寫(xiě)):
2)整個(gè)過(guò)程中的還原劑是 。
3)把KI換成KBr,則CCl4層變?yōu)開(kāi)_色:繼續(xù)滴加氯水,CCl4層的顏色沒(méi)有變化。Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由強(qiáng)到弱的順序是 。
4)加碘鹽中含碘量為20mg~50mg/kg。制取加碘鹽(含KIO3的食鹽)1000kg,若莊Kl與Cl2反應(yīng)制KIO3,至少需要消耗Cl2 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況,保留2位小數(shù))。
答案:1)I2+5Cl2+6H2O→2HIO3+10HCl;2)KI、I2;3)紅棕、HBrO3>Cl2>HIO3;4)10.58。
解析:此題考查氧化還原反應(yīng)的配平、氧化劑和還原劑、氧化性強(qiáng)弱的判斷、化學(xué)計(jì)算知識(shí)。分析反應(yīng)從開(kāi)始滴加少許氯水時(shí),其將KI中的I元素氧化成碘單質(zhì);等CCl4層變紫色后,再滴加氯水時(shí),其將碘單質(zhì)進(jìn)一步氧化成碘酸。1)根據(jù)氧化還原反應(yīng)方程式的配平原則,分析反應(yīng)中的化合價(jià)變化,I元素的化合價(jià)從0→+5,升高5價(jià),Cl元素的化合價(jià)從0→-1,降低1價(jià),綜合得失電子守恒和質(zhì)量守恒,可配平出:I2+5Cl2+6H2O→2HIO3+10HCl;2)分析整個(gè)過(guò)程中化合價(jià)升高的都是I元素,還原劑為:KI和I2;3)KI換成KBr時(shí),得到的是溴單質(zhì),則其在CCl4中呈紅棕色;繼續(xù)滴加氯水時(shí),顏色不變,可知氯水不能將溴單質(zhì)氧化成HBrO3,故其氧化性強(qiáng)弱順序?yàn)椋篐BrO3>Cl2>HIO3;4)綜合寫(xiě)出反應(yīng)方程式:KI+3Cl2+3H2O=KIO3+6HCl,根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算,按最小值計(jì)算時(shí),1000kg加碘食鹽中含碘20g,根據(jù)質(zhì)量守恒,可知:換算成碘酸鉀的質(zhì)量為:33.70g,物質(zhì)的量為:0.16mol,則需要消耗Cl2的體積為:(20g/127g.mol-1)×3×22.4L/mol=10.58L。
解法點(diǎn)撥:守恒定律是自然界最重要的基本定律,是化學(xué)科學(xué)的基礎(chǔ)。在化學(xué)反應(yīng)中,守恒包括原子守恒、電荷守恒、得失電子守恒等。任何化學(xué)反應(yīng)在反應(yīng)前后應(yīng)遵守電荷或原子守恒。電荷守恒即反應(yīng)前后陰陽(yáng)離子所帶電荷數(shù)必須相等;原子守恒(或稱質(zhì)量守恒),也就是反應(yīng)前后各元素原子個(gè)數(shù)相等;得失電子守恒是指在氧化還原反應(yīng)中,失電子數(shù)一定等于得電子數(shù),即得失電子數(shù)目保持守恒。比如此題中我們就牢牢抓住了守恒,簡(jiǎn)化了計(jì)算過(guò)程,順利解答。
【例3】(2009全國(guó)卷Ⅱ13)含有a mol FeBr2的溶液中,通入x mol Cl2。下列各項(xiàng)為通Cl2過(guò)程中,溶液內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式,其中不正確的是 ( )
A.x=0.4a,2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
B.x=0.6a,2Br-+ Cl2=Br2+2Cl-
C.x=a,2Fe2++2Br-+2Cl2=Br2+2Fe3++4Cl-
D.x=1.5a,2Fe2++4Br-+3Cl2=2Br2+2Fe3++6Cl-
答案 B
解析 由于Fe2+的還原性強(qiáng)于Br-,故根據(jù)氧化還原反應(yīng)的先后順序知,Cl2先氧化
Fe2+,然后再氧化Br-。2Fe2+ + Cl2 2Fe3+ + 2Cl-,2Br- + Cl2 Br2 + 2Cl-,2FeBr2 + 3Cl2 2FeCl3 + 2Br2 。當(dāng)x/a ≤0.5時(shí),Cl2僅氧化Fe2+,故A項(xiàng)正確。當(dāng)x/a ≥1.5時(shí),Fe2+和Br-合部被氧化,D項(xiàng)正確;當(dāng)介于兩者之間時(shí),則要分步書(shū)寫(xiě)方程式,然后進(jìn)行疊加得總反應(yīng)。如B項(xiàng),當(dāng)x=0.5a時(shí),Cl2剛好把Fe2+全部氧化,而當(dāng)x=0.6a,顯然Cl2還要氧化Br-,而選項(xiàng)中沒(méi)有表示,故錯(cuò)。
第2課時(shí) 鹵族元素
鹵族元素
1.鹵素及化合物的性質(zhì)比較:
氟 氯 溴 碘
單質(zhì)物理性質(zhì) 狀態(tài) 氣 氣(易液化) 液(易揮發(fā)) 固(易升華)
熔、沸點(diǎn) 熔、沸點(diǎn)逐漸升高
顏色 淡黃綠色 黃綠色 紅棕色 紫黑色
密度 密度逐漸增大
X2與H2化合 條件 冷暗處 光照 加熱 持續(xù)加熱
程度 劇烈爆炸 爆炸 緩慢 化合同時(shí)分解
X2與H2O化合 反應(yīng) 2F2+2H2O=4HF+O2 X2 + H2O = HX + HXO
程度 劇烈 緩慢 微弱 極弱
水溶性 反應(yīng)生成氫氟酸 水溶性依次減小,有機(jī)溶劑中溶解性依次增大
化合價(jià) 只有-1價(jià) 有-1、+1、+3、+5、+7等
含氧酸 化學(xué)式 無(wú)含氧酸 有HXO、HXO2、HXO3、HXO4等
強(qiáng)弱程度 同一價(jià)態(tài)的酸性依次減弱
鹵化銀 顏色 AgF(白) AgCl(白) AgBr(淡黃) AgI(黃)
水溶性 易溶 均難溶,且溶解度依次減小
感光性 難分解 見(jiàn)光均易分解,且感光性逐漸增強(qiáng)
2.鹵素元素的有關(guān)特性:
(1)F2遇水發(fā)生置換反應(yīng),生成HF并放出O2。
(2)HF是弱酸、劇毒,但能腐蝕玻璃4HF + SiO2 == SiF4↑ + 2H2O;HF由于形成分子間氫鍵相互締合,沸點(diǎn)反常的高。
(3)溴是唯一的液態(tài)非金屬,易揮發(fā),少量的液溴保存要用水封。
(4)碘易升華,遇淀粉顯藍(lán)色;碘的氧化性較弱,它與變價(jià)金屬反應(yīng)時(shí)生成低價(jià)化合物。
(5)AgX中只有AgF溶于水,且不具有感光性;CaF2中只有CaF2難溶。
3.鹵素間的置換反應(yīng)及X-離子的檢驗(yàn):
(1)Cl2 + 2Br- = Br2 + 2Cl-
Cl2 + 2I- = I2 + 2Cl-
Br2 + 2I- = I2 + 2Br-
結(jié)論:氧化性:Cl2 > Br2 > I2; 還原性:I- > Br- > Cl-
(2)溴和碘在不同溶劑中所生成溶液(由稀到濃)的顏色變化
溶劑
溶質(zhì) 水 苯 汽 油 四氯化碳
Br2 黃 → 橙 橙 → 橙紅 橙 → 橙紅 橙→ 橙紅
I2 深黃→ 褐 淡紫 → 紫紅 淡紫→ 紫紅 紫→ 深紫
密 度
比 水 輕 比 水 輕 比 水 重
(3)X-離子的檢驗(yàn)
Cl- 白色沉淀
Br- + AgNO3 + HNO3 淺黃色沉淀
I- 黃色沉淀
【例1】(2010四川理綜卷) (16分)
碘被稱為“智力元素”,科學(xué)合理地補(bǔ)充碘可防止碘缺乏病。
碘酸鉀(KIO3)是國(guó)家規(guī)定的食鹽加碘劑,它的晶體為白色,可溶
于水。碘酸鉀在酸性介質(zhì)中與過(guò)氧化氫或碘化物作用均生成單質(zhì)
碘。以碘為原料,通過(guò)電解制備碘酸鉀的實(shí)驗(yàn)裝置如右圖所示。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)碘是 (填顏色)固體物質(zhì),實(shí)驗(yàn)室常用
方法來(lái)分離提純含有少量雜質(zhì)的固體碘。
(2)電解前,先將一定量的精制碘溶于過(guò)量氫氧化鉀溶液,溶解時(shí)發(fā)生反應(yīng):
3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O,將該溶液加入陽(yáng)極區(qū)。另將氫氧化鉀溶液加入陰極區(qū),電解槽用水冷卻。
電解時(shí),陽(yáng)極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為 ;陰極上觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 。
(3)電解過(guò)程中,為確定電解是否完成,需檢驗(yàn)電解液中是否有I—。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)檢驗(yàn)電解液中是否有I—的實(shí)驗(yàn)方案,并按要求填寫(xiě)下表。
要求:所需藥品只能從下列試劑中選擇,實(shí)驗(yàn)儀器及相關(guān)用品自選。
試劑:淀粉溶液、碘化鉀淀粉試紙、過(guò)氧化氫溶液、稀硫酸。
實(shí)驗(yàn)方法 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論
(4)電解完畢,從電解液中得到碘酸鉀晶體的實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:
步驟②的操作名稱是 ,步驟⑤的操作名稱是 。步驟④洗滌晶體的目的是
。
答案:(1)紫黑色 升華
(2)
有氣泡產(chǎn)生
(3)
實(shí)驗(yàn)方法 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論
取少量陽(yáng)極區(qū)電解液于試管中,加稀硫酸酸化后加入幾滴淀粉試液,觀察是否變藍(lán)。 如果不變藍(lán),說(shuō)明無(wú) 。(如果
變藍(lán),說(shuō)明有 。)
(4)冷卻結(jié)晶 干燥 洗去吸附在碘酸鉀晶體上的氫氧化鉀等雜質(zhì)
解析:(1)考查物質(zhì)的物理性質(zhì),較容易。(2)陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)失電子 。陰極區(qū)加入氫氧化鉀溶液,電解氫氧化鉀實(shí)質(zhì)是電解水。(3)考查I-的檢驗(yàn)此題借助與碘單質(zhì)遇淀粉變藍(lán)色這一特性,要設(shè)法將碘離子轉(zhuǎn)化為碘單質(zhì)。(4)考查實(shí)驗(yàn)的基本操作。要求考生對(duì)整個(gè)流程分析透徹。
【例2】(2009天津卷,3)下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)論相符的是 ( )
A.將碘水倒入分液漏斗,加適量乙醇,振蕩后靜置,可將碘萃取到乙醇中
B.某氣體能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán),該氣體水溶液一定顯堿性
C.某無(wú)色溶液中加Ba(NO3)2溶液,再加入稀鹽酸,沉淀不溶解,則原溶液中一定有SO42-
D.在含F(xiàn)eCl2雜質(zhì)的FeCl3溶液中通足量Cl2后,充分加熱,除去過(guò)量的Cl2,即可得到較純凈的FeCl3溶液
答案 B
解析 A項(xiàng),乙醇不可以作為萃取劑,錯(cuò);
B項(xiàng),石蕊變藍(lán),則肯定為堿性,正確。
C項(xiàng),若原溶液中含有SO32 -,生成BaSO3,再加入HCl,則與溶液的NO3- 結(jié)合,相當(dāng)于HNO3,則可以氧化BaSO3至BaSO4,沉淀不溶解,故錯(cuò);
D項(xiàng),加熱時(shí),F(xiàn)eCl3會(huì)水解,錯(cuò)。
【例3】(2009江蘇卷14)I2在KI溶液中存在下列平衡:
某I2、、KI混合溶液中, 的物質(zhì)的量濃度c( )與溫度T的關(guān)系如圖所示(曲線上任何一點(diǎn)都表示平衡狀態(tài))。下列說(shuō)法正確的是 ( )
A. 反應(yīng) 的△H>0
B.若溫度為 ,反應(yīng)的平衡常數(shù)分別為
C.若反應(yīng)進(jìn)行到狀態(tài)D時(shí),一定有
D.狀態(tài)A與狀態(tài)B相比,狀態(tài)A的c(I2)大
答案 BC
解析 隨著溫度的不斷升高, 的濃度逐漸的減小,說(shuō)明反應(yīng)向逆方向移動(dòng),也就意味著該反應(yīng)是放熱反應(yīng),所以 ,所以A項(xiàng)錯(cuò);
因?yàn)?, ,所以當(dāng)溫度升高時(shí),反應(yīng)向逆方向移動(dòng),即 ;C項(xiàng),從圖中可以看出D點(diǎn)并沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài),所以它要向A點(diǎn)移動(dòng),這時(shí) 的濃度在增加,所以 ,C項(xiàng)正確;
D項(xiàng),從狀態(tài)A到狀態(tài)B, 的濃度在減小,那么 的濃度就在增加。
鹵素單元測(cè)試
一、選擇題(只有一個(gè)合理答案)
1.市售“家用消毒液發(fā)生器”是以精鹽和自來(lái)水為原料,通電時(shí),發(fā)生器內(nèi)的電極板上產(chǎn)生大量的氣泡(同時(shí)使產(chǎn)生的氣體充分與電解液接觸),所制得的混合液具有強(qiáng)烈的殺菌能力,且不對(duì)人體造成傷害。該發(fā)生器配制消毒液所涉及到的化學(xué)反應(yīng)有( )
①2NaCl+2H2O==2NaOH+Cl2↑+H2↑ ②Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
③H2+Cl2=2HCl ④Cl2+H2O=HCl+HClO ⑤2HClO=2HCl+O2↑
A. ①④⑤ B. ①② C. ③④⑤ D. ②③④
2.將一盛滿Cl2的試管倒立在水槽中,當(dāng)日光照射一段時(shí)間后,試管中最后剩余氣體的體積約占試管容積的( )
A.1/4 B.1/2 C.1/3 D.2/3
3.下列物質(zhì)加入溴水,經(jīng)振蕩,不因發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而使溴水褪色的是 ( )
A.Na2S B.NaOH C.甲苯 D.裂化汽油
4.有關(guān)鹵素的說(shuō)法正確的是( )
A.鹵素是典型的非金屬元素其單質(zhì)只具有氧化性而無(wú)還原性.
B.鹵素單質(zhì)的熔點(diǎn)隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大而升高.
C.鹵化銀都不溶于水,也不溶于稀硝酸.
D.鹵化氫的水溶液都是強(qiáng)酸
5.F2是氧化性最強(qiáng)的非金屬單質(zhì),物質(zhì)的量相等的F2跟燒堿完全反應(yīng),生成NaF、H2O和另一種氣體,該氣體是下列中的( )
A.H2 B. HF C.OF2 D.O2
二、選擇題(有1~2個(gè)合理答案)
6.下列離子方程式正確的是()
A.氯氣與水反應(yīng):Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-
B.氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng):Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
C.向留有殘氯(Cl2)的水中加一定量的FeSO4,以除去水中的Cl2:Fe2++Cl2=2Cl-+Fe3+
D.漂白粉溶液中通入少量二氧化碳?xì)怏w:Ca2++2ClO-+H2O+CO2=CaCO3↓+2HClO
7.已知Cl2與Br-、I-可發(fā)生反應(yīng):Cl2+2I-=I2+2Cl-、Cl2+2Br-=Br2+2Cl-,且Br-、I-的還原性強(qiáng)弱順序?yàn)椋?/p>
I->Br-。某溶液中Cl-、Br-、I-的物質(zhì)的量依次為0.2mol、0.4mol、0.6mol,欲使其Cl-、Br-、I-的物質(zhì)的量比為1︰1︰1,需通入Cl2,那么通入Cl2的物質(zhì)的量是原溶液中I-物質(zhì)的量的( )
A.1/2 B.1/3 C.2/3 D.1/6
8. 液氯和氨的反應(yīng)同氯氣與水的反應(yīng)類似,則氯氣通入液氨中,產(chǎn)物可能有( )
A. B. C. D.
9.下列反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)的是( )
A.漂白粉吸收空氣中的二氧化碳 B.用螢石和濃硫酸制取氟化氫
C.氯水使有色布條褪色 D.黑白照片的底片在相機(jī)里曝光時(shí)的反應(yīng)
10.常用氯氣給自來(lái)水消毒。某學(xué)生用自來(lái)水配制下列物質(zhì)的溶液,不會(huì)產(chǎn)生明顯藥品變質(zhì)的是 ( )
A.石蕊試劑 B.硝酸銀 C.氫氧化鈉 D.氯化鋁
11. 氯水不穩(wěn)定,因?yàn)槁人写嬖谌缦缕胶猓篊l2+H2O HCl+HClO,下列措施會(huì)降低氯水的穩(wěn)定性的是( )
A.通入少量H2S氣體 B.加入少量小蘇打 C.通入少量HCl氣體 D.增大氯水濃度
12.某無(wú)色氣體可能含HCl、HBr、SO2、CO2中的一種或幾種。將該氣體通入到適量氯水中,恰好完全反應(yīng),不再剩余氣體。將所得到的無(wú)色溶液冷媒裝在兩支試管中,分別加入酸化的AgNO3溶液、酸化的BaCl2溶液,均產(chǎn)生白色沉淀。則下列判斷正確的是
A.原氣體中一定有SO2,一定沒(méi)有HBr B.原氣體中可能有SO2
C.原氣體中一定有HCl D.不能確定有無(wú)HCl,但一定沒(méi)有CO2
13.砹(At)是原子序數(shù)最大的鹵族元素,推測(cè)砹或砹的化合物不可能具有的性質(zhì)是( )
A.HAt很穩(wěn)定 B.AgAt不溶于水 C.砹是有色固體 D.HAt溶液為強(qiáng)酸
三、實(shí)驗(yàn)題
14.用滴管將新制的飽和氯水慢慢滴入含酚酞的NaOH稀溶液中,當(dāng)?shù)蔚阶詈笠坏螘r(shí)紅色突然褪去。試回答下列問(wèn)題:
(1)產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因可能有兩種:①是由于 ;
②是由于 。
(2)簡(jiǎn)述怎樣用實(shí)驗(yàn)證明紅色褪去原因是①或者②:_____________________________。
15.由于用氯氣對(duì)飲用水消毒,會(huì)使水中的有機(jī)物發(fā)生氯化,生成有機(jī)含氯化合物于人體有害,世界環(huán)保聯(lián)盟即將全面禁止這種消毒方法。建議采用廣譜性具有強(qiáng)氧化性的高效消毒劑二氧化氯(ClO2)。ClO2極易爆炸,生產(chǎn)和使用時(shí)盡量用惰性氣體稀釋,避免光照、震動(dòng)或加熱。
(1)在ClO2中,所有原子是否都滿足8電子結(jié)構(gòu)?______________(填“是”或“否”)。
(2)歐洲一些國(guó)家用NaClO3氧化濃鹽酸來(lái)制取ClO2,同時(shí)有Cl2生成,且Cl2的體積為ClO2的一半。這一反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________________________________。
(3)濃鹽酸在上述反應(yīng)中顯示出來(lái)的性質(zhì)是_______________(填寫(xiě)編號(hào))。
A.只有還原性 B.還原性和酸性 C.只有氧化性 D.氧化性和酸性
(4)若上述反應(yīng)產(chǎn)生0.1 mol Cl2,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_(kāi)______________mol。
(5)ClO2為高效低毒的消毒劑,其消毒的效率(以單位質(zhì)量得到電子數(shù)表示)是Cl2的_____________倍。
(6)我國(guó)廣泛采用將經(jīng)干燥空氣稀釋的氯氣通入填有固體亞氯酸鈉(NaClO2)的柱內(nèi)制得ClO2,表示這一反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________________________。和歐洲的方法相比,我國(guó)這一方法的主要優(yōu)點(diǎn)是_______________________________。
16. 圖是一個(gè)制取氯氣并以氯氣為原料進(jìn)行特定反應(yīng)的裝置:
(1)A是氯氣發(fā)生裝置,其中的化學(xué)反應(yīng)方程為
(2)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí),先點(diǎn)燃A處的酒精燈,打開(kāi)旋塞K,讓Cl2充滿整個(gè)裝置,再點(diǎn)燃D處酒精燈,連接上E裝置。Cl2通過(guò)C瓶后再進(jìn)入D。D裝置的硬質(zhì)玻璃管內(nèi)盛有炭粉,發(fā)生氧化還原反應(yīng),其產(chǎn)物為CO2和HCl。試寫(xiě)出D中反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。裝置C的作用是 。
(3)在E處,紫色石蕊試液的顏色由紫色變?yōu)榧t色,再變?yōu)闊o(wú)色,其原因是 。
(4)若將E處燒杯中溶液改為澄清石灰水,反應(yīng)過(guò)程現(xiàn)象為 。
(選填標(biāo)號(hào))(A)有白色沉淀生成(B)無(wú)現(xiàn)象(C)先生成白色沉淀,而后白色沉淀消失
(5)D處反應(yīng)完畢后,關(guān)閉旋塞K,移去酒精燈,但由于余熱的作用,A處仍有Cl2產(chǎn)生,此時(shí)B中的現(xiàn)象是 ,B的作用是 。
四、無(wú)機(jī)題
17.下圖表示的是有關(guān)物質(zhì)A~Y的轉(zhuǎn)化關(guān)系,其中反應(yīng)③除生成A之外,還生成一種相對(duì)分子質(zhì)量為174的物質(zhì)?;卮鹣铝袉?wèn)題:
(1)寫(xiě)出反應(yīng)②的離子方程式,并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目: _____________________
(2)寫(xiě)出反應(yīng)③的化學(xué)方程式:_________________________
(3)取液體F 3mL盛在試管中,向該試管中加入6mL苯,用力振蕩試管后靜置,可觀察到的現(xiàn)象是_______________
(4)將沉淀Y放在日光下曬,可觀察到的現(xiàn)象是:______________________________
18.多原子分子 、 、 的性質(zhì)與鹵素單質(zhì)相似,故稱它們?yōu)轭慃u人物化合物,它們可以生成酸和鹽,見(jiàn)下表:(表中X代表F、Cl、Br、I)
鹵素 氰 硫氰 ⑴
“單質(zhì)” X2
酸 HX
⑵
鹽 KX
⑶
⑴在表中⑴ 、⑵、 ⑶處分別填寫(xiě)相應(yīng)的化學(xué)式: 、 、 。
⑵完成下列化學(xué)方程式①
② 與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為: 。
③ 與硫酸氫鈉共熱的化學(xué)方程式為: 。
19.工業(yè)上從海水中提出取溴常采用如下方法:
(1) 向海水中通入Cl2,將海水中的溴化物氧化,這一過(guò)程所發(fā)生的反應(yīng)屬于非金屬間的___________反應(yīng);
(2) 向上述混合溶液中吹入熱空氣,將生成的溴吹出,用純堿液吸收,生成NaBr、NaBrO3,這一過(guò)程可用離子方程式表示為:________________________________;
(3) 將(2)所得混合液用H2SO4酸化,使NaBr和NaBrO3中的溴轉(zhuǎn)化為單質(zhì)溴。這一過(guò)程可用化學(xué)方程式表示為_(kāi)___________________________________________;
(4) 這樣得到的液溴中還混有少量Cl2,除去Cl2的方法是___________________。
參考答案
一.1B、2B、3C、4B、5C
二.6BD、7D、8CD、9CD、10D、11C、12AD、13A
三.
14.(1)①氯水與NaOH發(fā)生反應(yīng)生成兩種鹽和水,溶液堿性減弱,紅色褪去;②氯水中的HClO氧化漂白作用而褪色。(2)向褪色后的溶液中再滴加NaOH溶液,若不再出現(xiàn)紅色,應(yīng)為原因②,若重新出現(xiàn)紅色,應(yīng)為原因①。
15. (1)否(3分)
(2)2NaClO3+4HCl=2ClO2+Cl2+2NaCl+2H2O(3分)
(3)B(3分) (4)0.2(3分) (5)2.63(3分)
(6) 2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2;
對(duì)環(huán)境的污染較小(生成的ClO2中不含Cl2雜質(zhì))(3分)
16. (1)4HCl+MnO2 MnCl2+2H2O+Cl2↑(2)2Cl2+2H2O(氣)+C 4HCl↑+CO2↑吸收Cl2中的HCl氣體,提供D處所需水蒸氣。(3)生成的HCl氣體使紫色石蕊溶液變紅,因未反應(yīng)完的Cl2與H2O作用產(chǎn)生的HClO的漂白作用使紅色消失。(4)B(5)瓶中液面下降,長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)液面上升,貯存少量Cl2。
四.
17.
(1)
2Br-+Cl2=Br2+2Cl- 或 2Br-+Cl2= Br2+2Cl-
(2) 2KCl+H2SO4==2HCl↑+K2SO4
(3) 試管內(nèi)液體分為上、下兩層,上層呈橙紅色,下層呈很淡的黃色。
(4) 淡黃色固體逐漸變?yōu)楹谏腆w,同時(shí)從固體上冒出了紅棕色氣體。
18. (1) ① 氧氰; ②HSCN; ③KOCN。
(2) ① 4H++2SCN-+MnO2== (SCN)2↑+Mn2++2H2O
② (CN)2+H2O=HCN+HOCN
③ KSCN+KHSO4== K2SO4+HSCN↑
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高三化學(xué)教案:《電化學(xué)》教學(xué)設(shè)計(jì)
俗話說(shuō),凡事預(yù)則立,不預(yù)則廢。教師要準(zhǔn)備好教案為之后的教學(xué)做準(zhǔn)備。教案可以讓學(xué)生能夠聽(tīng)懂教師所講的內(nèi)容,讓教師能夠快速的解決各種教學(xué)問(wèn)題。那么如何寫(xiě)好我們的教案呢?以下是小編為大家精心整理的“高三化學(xué)教案:《電化學(xué)》教學(xué)設(shè)計(jì)”,相信能對(duì)大家有所幫助。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1、熟練掌握原電池的電極名稱、電子流向、電極反應(yīng)式及原電池總反應(yīng)式;
2、掌握幾種新型燃料電池的工作原理;
3、熟練掌握電解池電極名稱、材料、電解質(zhì)種類等的判斷;會(huì)書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式和電解總反應(yīng)方程式;
4、掌握電解前后溶液的濃度和pH值變化的計(jì)算。
典型例題
【例1】⑴今有2H2+O22H2O反應(yīng),構(gòu)成燃料電池,則負(fù)極通的應(yīng)是
,正極通的應(yīng)是,電極反應(yīng)式為負(fù)極:,正極:。
⑵若把KOH改為稀H2SO4作電解質(zhì),則電極反應(yīng)式為負(fù)極:,
正極:。⑴和⑵的電解質(zhì)不同,反應(yīng)進(jìn)行后,其溶液的pH個(gè)有什么變化。
⑶若把H2改為CH4,用KOH作電解質(zhì),則電極反應(yīng)式為負(fù)極:,
正極。
【例2】(2003年南通四市聯(lián)考試題)右圖中電極a、b分別為Ag電極和Pt電極,電極c、d都是石墨電極。通電一段時(shí)間后,在c、d兩極上共收集到336mL(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))氣體?;卮穑?/p>
(1)直流電源中,M為極。
(2)Pt電極上生成的物質(zhì)是,其質(zhì)量為_(kāi)_g。
(3)電源輸出的電子,其物質(zhì)的量與電極b、c、d分別生成的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為:2∶___∶_∶。
(4)AgNO3溶液的濃度(填增大、減小或不變。下同),AgNO3溶液的pH,H2SO4溶液的濃度,H2SO4溶液的pH___。
(5)若H2SO4溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由5.00%變?yōu)?.02%,則原有5.00%的H2SO4溶液為g。
課堂練習(xí)
1、蓄電池在放電時(shí)起原電池作用,在充電時(shí)起電解池作用,
下列是愛(ài)迪生蓄電池分別在充電和放電時(shí)的反應(yīng):Fe+NiO2+2H2O放電充電Fe(OH)2+Ni(OH)2,下列有關(guān)愛(ài)迪生蓄電池的推斷中不正確的是()
A.放電時(shí)Fe作負(fù)極,NiO2作正極
B.放電時(shí)溶液中的陽(yáng)離子向正極移動(dòng)
C.充電時(shí)的陰極反應(yīng)是Fe(OH)2+2e-==Fe+2OH-
D.該蓄電池既可用KOH溶液又可用稀H2SO4作電解質(zhì)溶液
2、生物體中細(xì)胞膜內(nèi)的葡萄糖與細(xì)胞膜外富氧液體及細(xì)胞膜構(gòu)成微型的生物原電池。下列有關(guān)電極反應(yīng)及產(chǎn)物的判斷正確的是:
A.負(fù)極反應(yīng)可能是O2+2H2O+4e-=4OH-
B.負(fù)極反應(yīng)的產(chǎn)物主要是C6H12O6被氧化生成的CO32-、HCO3-、H2O
C.正極反應(yīng)可能是6C6H12O6-24e-+24OH-==6CO2+18H2O
D.正極反應(yīng)的產(chǎn)物主要是C6H12O6生成的CO2、CO32-、H2O
3、下列四組原電池,其中放電后,電解質(zhì)溶液質(zhì)量增加,且在正極有單質(zhì)生成的是()
A.Cu、Ag、AgNO3溶液B.Zn、Cu濃H2SO4
C.Fe、Zn、CuSO4溶液D.Fe、C、Fe2(SO4)3溶液
4.(多選)用石墨做電極電解AlCl3溶液時(shí),下列電解液變化曲線合理的是()
ABCD
5.用惰性電極電解M(NO3)x的水溶液,當(dāng)陰極上增重ag時(shí),在陽(yáng)極上同時(shí)產(chǎn)生bL氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則M的相對(duì)原子質(zhì)量為()
A.B.C.D.
6.摩托羅拉公司最新研發(fā)了一種由甲醇和氧氣及強(qiáng)堿作電解質(zhì)溶液的新型手機(jī)電池,電量可達(dá)現(xiàn)用鋰電池的10倍,且待機(jī)時(shí)間超過(guò)一個(gè)月。假定放電過(guò)程中,甲醇完全氧化產(chǎn)生的CO2被充分吸收生成CO32-。
⑴該電池總反應(yīng)的離子方程式為——————————————————————————————————————;
⑵甲醇是————極,電池在放電過(guò)程中溶液的pH將_________(填“下降”或“上升”、不變”);若有16g甲醇蒸汽被完全氧化產(chǎn)生電能,并利用該過(guò)程中釋放的電能電解足量的CuSO4溶液(假設(shè)整個(gè)過(guò)程中能量總利用率為80%),則將產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的O2______升。
⑶最近,又有科學(xué)家制造出一種使用固體電解質(zhì)的燃料電池,其效率更高。一個(gè)電極通入空氣,另一個(gè)電極通入汽油蒸汽。其中固體大是摻雜了Y2O3(Y:釔)的ZrO2(Zr:鋯)固體,它在高溫下能傳導(dǎo)O2-離子(其中氧化反應(yīng)發(fā)生完全)。以丁烷(C4H10)代表汽油。
①電池的正極反應(yīng)式為_(kāi)________________,
②放電時(shí)固體電解質(zhì)里O2-離子的移動(dòng)方向是向_______極移動(dòng)(填正或負(fù))。
7、1991年我國(guó)首創(chuàng)以鋁、空氣和海水電池為能源的新型海水航標(biāo)燈.它以海水為電解質(zhì)溶液,靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流,只要把燈放入海水中數(shù)分鐘,就發(fā)出耀眼的閃光,其能量比干電池高20~50倍.根據(jù)以上敘述,填寫(xiě)這種電池兩極的電極反應(yīng)式:
(1)負(fù)極:.
(2)正極:.
課后練習(xí)
1.下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述不正確的是()
A.把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中,銅片表面出現(xiàn)氣泡
B.用鋅片做陽(yáng)極,鐵片做陰極,電解氯化銅溶液,鐵片表面析出銅
C.把銅片插入三氯化鐵溶液,在銅片表面析出鐵
D.把鋅放入稀鹽酸中,加幾滴氯化銅溶液,產(chǎn)生氣泡速率加快
2.據(jù)報(bào)道,美國(guó)正在研究用鋅電池取代目前廣泛使用的蓄電池,它具有容量大、污染小的特點(diǎn),其電池反應(yīng)為:2Zn+O2=2ZnO,其原料為鋅、空氣和電解質(zhì)溶液,則下列敘述正確的是()
A.鋅為正極,空氣在負(fù)極反應(yīng)B.負(fù)極還原反應(yīng),正極氧化反應(yīng)
C.負(fù)極的電極反應(yīng)為:Zn-2e-+2OH-==ZnO+H2O
D.電池工作時(shí)溶液的pH降低
3.有a、b、c、d四種金屬,將a與b用導(dǎo)線連接起來(lái),浸入電解質(zhì)溶液中,b不易腐蝕;將a、d分別投入等濃度鹽酸中,d比a反應(yīng)激烈;將銅浸入b的鹽溶液中,無(wú)明顯變化;若將銅浸入c的鹽溶液中,有金屬c析出,據(jù)此判斷它們的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是:
A.dcabB.dabcC.dbacD.badc
4.在H2O中加入等物質(zhì)的量的Ag+、Na+、Ba2+、NO3—SO42—、Cl—,該溶液放在惰性電極的電解槽中通電片刻后,氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量比是()
A.1:8B.8:1C.35.5:108D.108:35.5
5、在裝有水的燒杯里,用細(xì)線掛一個(gè)呈水平方向的由Fe和Ag焊接成的圓柱棒,如右圖。⑴向燒杯中加入CuSO4溶液后,棒的狀態(tài)將如何變化?(溶液密度的變化忽略不計(jì))
⑵說(shuō)明上述變化的原因。
6.(18分)由于Fe(OH)2極易被氧化,所以實(shí)驗(yàn)室難用亞鐵鹽溶液與燒堿反應(yīng)制得白色純凈的Fe(OH)2沉淀。若用下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置可制得純凈的Fe(OH)2沉淀。兩極材料分別為石墨和鐵。
⑴a電極材料_______,其電極反應(yīng)式為_(kāi)____________________。
⑵電解液d可以是_______,則白色沉淀在電極上生成;也可以是_______,則白色沉淀在兩極之間的溶液中生成。
A.純水B.NaCl溶液C.NaOH溶液D.CuCl2溶液
⑶液體c為苯,其作用是________________,在加入苯之前,對(duì)d溶液進(jìn)行加熱處理的目的是__________________________。
⑷若d改為Na2SO4溶液,當(dāng)電解一段時(shí)間,看到白色沉淀后,再反接電源,繼續(xù)電解,除了電極上看到氣泡外,另一明顯現(xiàn)象為_(kāi)______________________________________。
專題(七)答案例題例1【答案】⑴H2、O2;負(fù)極:2H2+4OH--4e-=4H2O,正極:O2+2H2O+4e-=4OH-;⑵負(fù)極:2H2-4e-=4H+,正極:O2+4H++4e-=2H2O;pH變小;pH變大;⑶負(fù)極:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,正極:2O2+4H2O+8e-=8OH-。
例2【答案】(1)正;(2)Ag、2.16;(3)2∶∶1;(4)不變、不變、增大、減小;(5)45.18。
課堂練習(xí)
1D2B3C4AD5C
6.⑴2CH3OH+3O2+4OH-==2CO32-+6H2O,⑵負(fù)極,下降,13.44L,
⑶①O2+4e-=4O2-,②負(fù)極。)
7答案:(1)Al-3e=Al3+
(2)2H2O+O2+4e=4OH-
課后練習(xí)
1C2C3B4B
5答案:⑴Fe一端升高,Ag一端降低,同時(shí)Fe端逐漸溶解,Ag端有紅色物質(zhì)析出,水溶液略顯淺藍(lán)色;⑵上述變化的原因見(jiàn)解析。
6.⑴Fe,F(xiàn)e-2e—=Fe2+;⑵C;B;⑶隔絕空氣,防止產(chǎn)物被氧化;趕盡溶液中的氧氣;⑷白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色,最后變?yōu)榧t褐色。
高三化學(xué)教案:《過(guò)渡元素》教學(xué)設(shè)計(jì)
經(jīng)驗(yàn)告訴我們,成功是留給有準(zhǔn)備的人。作為高中教師準(zhǔn)備好教案是必不可少的一步。教案可以讓學(xué)生能夠聽(tīng)懂教師所講的內(nèi)容,幫助高中教師掌握上課時(shí)的教學(xué)節(jié)奏。那么,你知道高中教案要怎么寫(xiě)呢?小編經(jīng)過(guò)搜集和處理,為您提供高三化學(xué)教案:《過(guò)渡元素》教學(xué)設(shè)計(jì),大家不妨來(lái)參考。希望您能喜歡!
過(guò)渡元素
1.NO3-與Fe2+在酸性條件下,不能共存。
2.過(guò)量的Fe與硝酸作用,或在Fe和Fe2O3的混合物中加入鹽酸,要注意產(chǎn)生的Fe3+還可以氧化單質(zhì)Fe這一隱含反應(yīng):Fe+2Fe3+=3Fe2+。
3.注意FeCl3、Fe2(SO4)3的水溶液蒸干所得剩余固體的區(qū)別。
FeCl3溶液加熱濃縮時(shí),因Fe3+水解和HCl的揮發(fā),得到的固體為Fe(OH)3,如灼燒后得到紅色的Fe2O3固體。但Fe2(SO4)3溶液蒸干時(shí),因硫酸是難揮發(fā)性酸,將不能得到Fe(OH)3固體。
4.忽視亞鐵鹽及Fe(OH)2易被空氣中氧氣氧化成三價(jià)鐵的化合物。如某溶液中加入堿溶液后,最終得到紅褐色沉淀,并不能斷定該溶液中一定含有Fe3+,而也可能含有Fe2+。
5.忽視鐵單質(zhì)與強(qiáng)氧化性物質(zhì)反應(yīng)時(shí),也有生成二價(jià)鐵化合物的可能性。反應(yīng)中若鐵為足量,最終鐵元素將以二價(jià)鐵形式存在,因?yàn)?Fe3++Fe=3Fe2+。
【典型例題評(píng)析】
例1久置于空氣中的下列物質(zhì),因被氧化而呈黃色的是(2000年全國(guó)高考題)
A.濃HNO3B.氯化亞鐵溶液C.溴苯D.溴化銀
思路分析:本題考查的是常見(jiàn)的“黃色體系”有四種固體:溴化銀、硫、過(guò)氧化鈉、三硝基甲苯;外加幾種黃色溶液:濃HNO3(因溶液中有NO2氣體)、工業(yè)鹽酸(含F(xiàn)e3+離子)、不純的硝基苯(因溶有NO2)、亞鐵鹽溶液(因含F(xiàn)e3+離子)等。對(duì)于該題除考查物質(zhì)的物理性質(zhì)顏色之外,還附加了一個(gè)條件:“因被氧化”,因此,只能考慮B選項(xiàng)。
答案:B
方法要領(lǐng):本題是“氧化”概念與化合物的物理、化學(xué)性質(zhì)的結(jié)合。該題看似簡(jiǎn)單,但很容易選錯(cuò),關(guān)鍵注意答題時(shí)要看清題目的限制條件,并把握全面。抓住“氧化”這一特征便可。
例2某溶液中有NH4+、Mg2+、Fe2+和Al3+4種離子,若向其中加入過(guò)量的NaOH溶液,微熱并攪拌,再加入過(guò)量的鹽酸,溶液中大量減少的陽(yáng)離子是(1996年全國(guó)高考題)
A.NH4+B.Mg2+C.Fe2+D.Al3+
思路分析:各離子在加入NaOH溶液和HCl的變化過(guò)程中,離子變化為:NH4+→NH3;Mg2+→Mg(OH)2→Mg2+;Fe2+→Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe3+;Al3+→AlO2-→Al3+。只有A和C的離子數(shù)減小。
答案:A、C
方法要領(lǐng):題中涉及多種陽(yáng)離子在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液中的發(fā)生的變化。分析各離子的變化過(guò)程,從而搞清數(shù)目是否改變。注意試劑的用量及反應(yīng)條件,如微熱。
本題考查了兩個(gè)知識(shí)點(diǎn):(1)NH4+在堿性受熱條件下不穩(wěn)定;(2)Fe2+易變質(zhì),特別在堿性條件下Fe(OH)2→Fe(OH)3速率極快。
例3將鐵屑溶于過(guò)量鹽酸后,再加入下列物質(zhì),會(huì)有三價(jià)鐵生成的是(1998年全國(guó)高考題)
A.硫酸B.氯水C.硝酸鋅D.氯化銅
思路分析:本題考查Fe2+與Fe3+相互轉(zhuǎn)化。其中A項(xiàng)中加入硫酸,無(wú)任何反應(yīng);若加入B項(xiàng)中氯水,因2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,故有Fe3+生成;C項(xiàng)中加入Zn(NO3)2,因溶液中有H+,發(fā)生反應(yīng):3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O,C正確;D項(xiàng)中加入CuCl2無(wú)反應(yīng)發(fā)生。
答案:B、C
方法要領(lǐng):Fe2+有較強(qiáng)的還原性,易被氧化成Fe3+;對(duì)于NO3-的隱蔽氧化性,應(yīng)用時(shí)應(yīng)高度警惕;在離子共存、離子方程式正誤判斷,及還原性物質(zhì)在酸性環(huán)境中遇NO3-時(shí),往往要考慮其氧化性。
例4制印刷電路時(shí)常用氯化鐵溶液作為“腐蝕液”:發(fā)生的反應(yīng)為2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2向盛有氯化鐵溶液的燒杯中同時(shí)加入鐵粉和銅粉,反應(yīng)結(jié)束后,下列結(jié)果不可能出現(xiàn)的是
A.燒杯中有銅無(wú)鐵B.燒杯中有鐵無(wú)銅
C.燒杯中鐵、銅都有D.燒杯中鐵、銅都無(wú)
思路分析:向盛有FeCl3溶液的燒杯中同時(shí)加入鐵粉和銅粉,由于Fe的還原性比Cu強(qiáng),F(xiàn)e3+首先應(yīng)與Fe反應(yīng),如果Fe3+有剩余,剩余的Fe3+再與Cu反應(yīng)。鐵粉未反應(yīng)完時(shí)銅粉就不會(huì)被氧化,所以不可能出現(xiàn)燒杯中有鐵無(wú)銅的現(xiàn)象,故應(yīng)選B。其他三個(gè)選項(xiàng)的情況都可能再現(xiàn)。當(dāng)FeCl3過(guò)量或恰好完全反應(yīng)時(shí),F(xiàn)e、Cu均無(wú)剩余,即選項(xiàng)D,反應(yīng)后溶液中有Fe3+、Fe2+、Cu2+或Fe2+、Cu2+。當(dāng)FeCl3不足量時(shí),有兩種情況:①Fe粉有剩余,則Cu尚未參加反應(yīng),即選項(xiàng)C,反應(yīng)后溶液中只有Fe2+(不考慮H+、OH-);②鐵粉無(wú)剩余,則Cu反應(yīng)了一部分或尚未參加反應(yīng),即選項(xiàng)A,反應(yīng)后溶液中有Fe2+、Cu2+或只有Fe2+。
答案:B
方法要領(lǐng):此題涉及氧化還原反應(yīng)的一個(gè)規(guī)律:當(dāng)一種氧化劑氧化幾種還原劑時(shí),首先氧化最強(qiáng)的還原劑,待最強(qiáng)的還原劑完全氧化后,多余的氧化劑再依次氧化次強(qiáng)的還原劑。一種還原劑還原幾種氧化劑時(shí)與此類似。
金屬越活潑,還原性越強(qiáng),不過(guò)對(duì)變價(jià)金屬所形成的中間價(jià)態(tài)的陽(yáng)離子與高價(jià)態(tài)的陽(yáng)離子其氧化性是不同的。常見(jiàn)的金屬陽(yáng)離子氧化性順序?yàn)椋?/p>
K+
由上表知,F(xiàn)e3+的氧化性比Cu2+強(qiáng),才會(huì)發(fā)生題中介紹的印刷電路腐蝕原理的反應(yīng)。
例5在由Fe、FeO、和Fe2O3組成的混合物中加入100mL2mol/L的鹽酸,恰好使混合物完全溶解,并放出448mL氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況),此時(shí)溶液中無(wú)Fe3+離子,則下列判斷正確的是(1997年上海高考題)
A.混合物里3種物質(zhì)反應(yīng)時(shí)消耗鹽鹽酸的物質(zhì)的量濃度之比為1:1:3
B.反應(yīng)后所得溶液中的Fe2+離子與Cl-離子的物質(zhì)的量濃度之比為1:2
C.混合物里,F(xiàn)eO的物質(zhì)的量無(wú)法確定,但Fe比Fe2O3的物質(zhì)的量多
D.混合物里,F(xiàn)e2O3的物質(zhì)的量無(wú)法確定,但Fe比FeO的物質(zhì)的量多
思路分析:根據(jù)題意,n(HCl)=0.2mol,生成n(H2)=0.448L/22.4L.mol-1=0.02mol。
因氧化性:Fe3+>H+,所以Fe先與Fe3+反應(yīng)后再還原H+,由Fe+2Fe3+=3Fe2+(1molFe還原1molFe2O3),和Fe與H+反應(yīng)放出H2,可知n(Fe)>n(Fe2O3);由反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)全為FeCl2知,n(Fe2+):n(Cl-)=1:2;至于混合物中Fe、Fe2O3及FeO之間量的關(guān)系,無(wú)從知道。
答案:B、C
方法要領(lǐng):可用圖示分析反應(yīng)過(guò)程,以幫助理解:
例6下圖中的每一方格表示有關(guān)的一種反應(yīng)物或生成物,其中粗框表示初始反應(yīng)物(反應(yīng)時(shí)加入或生成的水,以及生成沉淀J時(shí)的其他產(chǎn)物均已略去)。(1994年全國(guó)高考題)
請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白:
(1)物質(zhì)B是、F是________、J是。
(2)反應(yīng)①的離子方程式是_____________________。
思路分析:飽和食鹽水電解的產(chǎn)物是NaOH、Cl2、H2。三者之間存在的反應(yīng)是:H2+Cl2=2HCl、2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O,由圖示:B能與另外兩種生成物反應(yīng),所以B為Cl2;又B與A反應(yīng)產(chǎn)物有兩種所以C一定為H2,A為NaOH,G為HCl;再由F+Cl2→I,F(xiàn)+HCl→H+H2,H+Cl2→I,可推知F為變價(jià)金屬,可確定為Fe;H和I分別為FeCl2和FeCl3;最后注意理解D與H、I反應(yīng)。由題知D、E為NaCl、NaClO,通過(guò)上述分析可認(rèn)定D應(yīng)NaClO,有關(guān)反應(yīng)為:I→J:Fe3++3ClO-+3H2O=Fe(OH)3↓+3HClO,發(fā)生了雙水解反應(yīng)。而H→J可理解為生成Fe(OH)2,但HClO有強(qiáng)氧化性而將Fe(OH)2氧化為Fe(OH)3。
答案:(1)Cl2(或氯氣),F(xiàn)e(或鐵),F(xiàn)e(OH)3(或氫氧化鐵)(2)Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O
方法要領(lǐng):本題的難點(diǎn),是確定F為何種物質(zhì)。其推斷方法:先推斷F為何種類型的物質(zhì),因F+Cl2→I,F(xiàn)+HCl→H+H2,所以F必為金屬。再推斷這種金屬的特點(diǎn),因I、H均為氯化物,又H+Cl2→I,所以F是變價(jià)金屬,而我們熟知的變價(jià)金屬是鐵。先確定物質(zhì)的種類,再確認(rèn)具體物質(zhì),這是解推斷題中常用的方法。因?yàn)樗芊纸怆y點(diǎn),使一步推斷的目標(biāo)更具體、更明確。思路也變得非常清晰。
例7Cu+在酸性溶液中不穩(wěn)定,可發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)生成Cu2+和Cu?,F(xiàn)有濃硫酸、濃硝酸、稀硫酸、稀硝酸、FeCl3稀溶液及pH試紙,簡(jiǎn)述如何用簡(jiǎn)便的實(shí)驗(yàn)方法來(lái)檢驗(yàn)CuO經(jīng)氫氣還原所得紅色產(chǎn)物中是否含有堿性氧化物Cu2O。(1992年全國(guó)高考題)
思路分析:本題是一道信息遷移式的實(shí)驗(yàn)題。題中給出一些考生未學(xué)過(guò)的新知識(shí),要求考生認(rèn)真審題,讀懂信息,聯(lián)想已有的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能,運(yùn)用題示信息,分析推理,設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)便的檢驗(yàn)方案。
由題給信息可知,Cu2O是堿性氧化物,可溶于酸溶液:Cu2O+2H+=2Cu++H2O;而Cu+在酸溶液中不穩(wěn)定,自身歧化成Cu2+和Cu。2Cu+=Cu2++Cu。題給試劑中,濃硫酸、濃硝酸、稀硝酸、FeCl3稀溶液均顯酸性,且都能與Cu反應(yīng)生成Cu2+,如果選用這些試劑,它們和樣品反應(yīng)后的溶液都呈藍(lán)色(Cu2+),但分不清是與Cu還是與Cu2O反應(yīng)產(chǎn)生的Cu2+,故無(wú)法確證樣品中是否含有Cu2O。
根據(jù)以上分析,選用的試劑必須符合兩個(gè)條件,一是呈酸性,二是不能與Cu反應(yīng)。在題給試劑中只有稀硫酸符合。
答案:取少量待檢樣品放入稀硫酸,振蕩,若溶液變?yōu)樗{(lán)色,說(shuō)明樣品中有Cu2O,若溶液不變色,說(shuō)明產(chǎn)物中無(wú)Cu2O。
方法要領(lǐng):如將稀硫酸換成濃硫酸、濃硝酸、稀硝酸、FeCl3溶液中任何一種,都會(huì)發(fā)生Cu-2e-=Cu2+。即使紅色產(chǎn)物無(wú)Cu+也會(huì)產(chǎn)生藍(lán)色溶液。導(dǎo)致題目錯(cuò)解。
要搞清pH的概念及pH試紙的使用范圍。如用pH試紙測(cè)溶液的pH來(lái)判斷(理由是:因pH變大,則有Cu2O,因?yàn)镃u2O與稀硫酸反應(yīng)消耗了H+),不知道對(duì)本實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō),溶液的pH變化用pH試紙是測(cè)不出的。
有些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,用肉眼看不清的。如雖選用稀硫酸,沒(méi)抓住解題關(guān)鍵,不是由溶液是否變藍(lán)確認(rèn),而是想當(dāng)然,看紅色產(chǎn)物溶解情況,若部分溶解(因Cu不溶于稀硫酸,而Cu2O可溶),可知有Cu2O,甚至認(rèn)為看有無(wú)Cu生成,若有Cu生成(因Cu+在酸溶液中分解成Cu2+和Cu),則有Cu2O。
例8試樣X(jué)由氧化亞鐵和氧化銅組成,取質(zhì)量相等的兩份試樣按下圖所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn):(1997年全國(guó)高考題)
(1)請(qǐng)寫(xiě)出步驟③中所發(fā)生的全部反應(yīng)的離子方程式。
(2)若全部的溶液Y和全部的粉末Z充分反應(yīng)后,生成的不溶物W的質(zhì)量是m,則每份試樣X(jué)中氧化銅的質(zhì)量為。(用m表示)
思路分析:根據(jù)題目的設(shè)定,先對(duì)溶液Y和粉末Z的組成作正確的判斷。
①中FeO、CuO與鹽酸反應(yīng)式為:FeO+2HCl=FeCl2+H2OCuO+2HCl=CuCl2+H2O
②中試樣在較高溫度下與CO反應(yīng)為:FeO+CO=Fe+CO2CuO+CO=Cu+CO2
由此可見(jiàn),溶液Y與粉末Z混合就是FeCl2、CuCl2溶液、金屬Fe、Cu以及過(guò)量鹽酸的混合。在此混合物中,兩種金屬單質(zhì)中只有Fe可分別與CuCl2溶液和HCl反應(yīng),離子方程式為:
Fe+Cu2+=Fe2++CuFe+2H+=Fe2++H2↑
③中反應(yīng)后的溶液呈強(qiáng)酸性表明HCl剩余,可判斷Fe已沒(méi)有剩余;溶液中不含Cu2+意味著CuCl2已全部參加了與Fe的置換反應(yīng),不溶物W全部是Cu。它是由兩份試樣中的CuO轉(zhuǎn)變而來(lái)。因此,一份試樣中的CuO質(zhì)量為
0.5m×(CuO/Cu)=0.5m×(80/64)=5m/8。
答案:(1)Fe+Cu2+=Fe2++CuFe+2H+=Fe2++H2↑(2)5m/8
方法要領(lǐng):題目涉及到的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)有:金屬氧化物跟酸的反應(yīng),CO的還原性,金屬單質(zhì)與鹽溶液、非氧化性酸的置換反應(yīng),離子方程式的書(shū)寫(xiě),有關(guān)的化學(xué)計(jì)算。其中,化學(xué)計(jì)算是通過(guò)填空的形式使那些只顧方法正確而忽視結(jié)果正確的考生得不到分?jǐn)?shù)。
題目在敘述過(guò)程中設(shè)置了幾個(gè)障礙點(diǎn),它們是:
1.溶液Y和粉末Z經(jīng)過(guò)反應(yīng)③后所得溶液具有強(qiáng)酸性,會(huì)使判斷力不強(qiáng)的考生不能由此對(duì)溶液中不含鐵粉作出肯定的認(rèn)定。
2.離子方程式歷來(lái)是考試中的難點(diǎn),在鹽酸、氯化亞鐵、氯化銅、金屬鐵和金屬銅5種物質(zhì)共存時(shí),判斷有關(guān)的離子反應(yīng)并書(shū)寫(xiě)離子方程式。
3.m是全部不溶物的質(zhì)量,試題要求回答的是每份試樣中氧化銅的質(zhì)量,這是一種具有較大迷惑性的設(shè)問(wèn),對(duì)考生的思維嚴(yán)密性是一種深刻的檢驗(yàn)。如不能通過(guò)這種檢驗(yàn),會(huì)把答案錯(cuò)寫(xiě)成5m/4。
例9“鹵塊”的主要成分為MgCl2(含F(xiàn)e2+、Fe3+、Mn2+等雜質(zhì)離子),若以它為原料,按
如下工藝流程圖,即可制得“輕質(zhì)氧化鎂”。(1997年高考試測(cè)題)
如果要求產(chǎn)品盡量不含雜質(zhì)離子,而且成本較低。流程中所用試劑或pH控制可參考下列附表確定。
表1生成氫氧化物沉淀的pH
物質(zhì)開(kāi)始沉淀沉淀完全
Fe(OH)32.73.7
Fe(OH)27.69.6*
Mn(OH)28.39.8
Mg(OH)29.611.1
*Fe2+氫氧化物呈絮狀,不易從溶液中除去,所以常將它氧化成為Fe3+,生成沉淀Fe(OH)3而除去。
表2工業(yè)品價(jià)格表
工業(yè)品規(guī)格價(jià)格(元/t)
漂液含NaClO25.2%450
過(guò)氧化氫30%2400
燒堿98%2100
純堿99.5%600
鹵塊含MgCl230%310
請(qǐng)?zhí)顚?xiě)以下空白:
(1)在步驟②中加入的物質(zhì)X,最佳選擇應(yīng)是,其作用是。
(2)在步驟③中加入的物質(zhì)Y應(yīng)是,之所以要控制pH=9.8的目的是。
(3)在步驟⑤時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是:。
思路分析:題目給出了生產(chǎn)的工藝流程,也是為考生提供了解題線索。
為除去Fe2+、Fe3+、Mn2+等雜質(zhì)離子,從表1可以看出,當(dāng)加入燒堿控制在pH=9.8時(shí)即可達(dá)到目的。此時(shí)Mg2+離子也會(huì)因生成部分Mg(OH)2而進(jìn)入沉淀中,但由于鹵塊價(jià)格低廉,這點(diǎn)不可避免的損失還是可以承受的,其結(jié)果是保證了產(chǎn)品的純度.。
為將Fe2+氧化成Fe3+離子,有兩種氧化劑可以采用,即漂液和過(guò)氧化氫。從表2中的價(jià)格可看出,前者比后者便宜得多,應(yīng)選用漂液。
從氯化鎂制成氧化鎂,有兩條反應(yīng)路線:
其一,燒堿路線:
MgCl2Mg(OH)2MgO
其二,純堿路線:
MgCl2MgCO3MgO
燒堿比純堿價(jià)格昂貴,生成的中間產(chǎn)物氫氧化鎂是膠狀沉淀會(huì)造成過(guò)濾困難,更重要的是反應(yīng)過(guò)程中不能進(jìn)行輕化處理,因而只能得重質(zhì)氧化鎂。由此而見(jiàn),燒堿路線應(yīng)當(dāng)摒棄。
純堿價(jià)格較低,生成的中間產(chǎn)物碳酸鎂呈粗顆粒狀,易過(guò)濾,碳酸鎂在水中經(jīng)一定時(shí)間的加熱會(huì)有部分因水解形成了二氧化碳:
MgCO3+H2O=Mg(OH)2↓+CO2↑
由于氣體二氧化碳的產(chǎn)生,使沉淀變?yōu)槭杷?,灼燒沉淀后得到的是輕質(zhì)氧化鎂。
答案:(1)漂液使Fe2+氧化成為Fe3+(2)燒堿使除Mg2+以外的各種雜質(zhì)金屬離子都生成氫氧化物沉淀以便過(guò)濾除去。(3)MgCO3+H2O=Mg(OH)2↓+CO2↑
方法要領(lǐng):試題強(qiáng)調(diào)了生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益,其立意指向了化學(xué)學(xué)習(xí)中的價(jià)值觀,將經(jīng)濟(jì)價(jià)值觀與化學(xué)反應(yīng)的選擇結(jié)合在一起考查了考生的評(píng)價(jià)能力,這是一種對(duì)思維作較深刻的考查,也是適應(yīng)商品經(jīng)濟(jì)大背景下的對(duì)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)和測(cè)試。
解題中善于應(yīng)用數(shù)據(jù)來(lái)判斷問(wèn)題、解決問(wèn)題,善于調(diào)取已形成的知識(shí)網(wǎng)絡(luò),把在暫時(shí)硬水軟化中學(xué)到的知識(shí)遷移到輕質(zhì)氧化鎂的生產(chǎn)里來(lái)。
解題中防止:步驟②誤選過(guò)氧化氫。根據(jù)是過(guò)氧化氫不會(huì)引入“雜質(zhì)離子”,因?yàn)樵诓襟E⑤中,我們只需沉淀物,把濾液棄去,因而鈉離子和氯離子不會(huì)進(jìn)入產(chǎn)物,步驟③誤選為純堿。根據(jù)是純堿比燒堿便宜得多,如果將步驟③中的Y改成純堿,由于純堿的堿性明顯小于燒堿,要使pH升高到9.8必須加大純堿的用量,就會(huì)形成碳酸鹽沉淀,而表中無(wú)碳酸鹽溶解度資料,無(wú)法判斷除雜的效果,而且碳酸根離子用量增大,可導(dǎo)致生成碳酸鎂沉淀,所以加入氫氧化鈉為宜。
高三化學(xué)教案:《原子晶體》教學(xué)設(shè)計(jì)
俗話說(shuō),磨刀不誤砍柴工。高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是高中教師的任務(wù)之一。教案可以讓講的知識(shí)能夠輕松被學(xué)生吸收,幫助高中教師在教學(xué)期間更好的掌握節(jié)奏。你知道怎么寫(xiě)具體的高中教案內(nèi)容嗎?下面是小編精心為您整理的“高三化學(xué)教案:《原子晶體》教學(xué)設(shè)計(jì)”,希望能對(duì)您有所幫助,請(qǐng)收藏。
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.掌握原子晶體的概念,能夠區(qū)分原子晶體、離子晶體和分子晶體。
2.掌握金剛石等典型原子晶體的結(jié)構(gòu)特征,理解原子晶體中“相鄰原子間通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合而成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)”的特征。
3.以金剛石為例,了解原子晶體的物理性質(zhì)(熔、沸點(diǎn),導(dǎo)電性和溶解性)。
4.能夠根據(jù)金剛石、石墨的晶體結(jié)構(gòu)特征,分析比較兩種物質(zhì)的性質(zhì)特征。由此培養(yǎng)根據(jù)晶體的微觀結(jié)構(gòu)解釋晶體的物理性質(zhì)的觀念。
5.學(xué)會(huì)比較離子晶體、分子晶體、原子晶體三類晶體的性質(zhì)特征和結(jié)構(gòu)特征。
二、學(xué)習(xí)過(guò)程
[復(fù)習(xí)提問(wèn)]
(一)基本知識(shí)點(diǎn)(學(xué)生自學(xué)完成)
1.原子晶體:相鄰原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。
2.構(gòu)成粒子:______________;
3.粒子間的作用______________;
4.原子晶體的物理性質(zhì)
熔、沸點(diǎn)__________,硬度___________;______________一般的溶劑;_____導(dǎo)電。
原子晶體具備以上物理性質(zhì)的原因____________________________
原子晶體的化學(xué)式是否可以代表其分子式______________。為什么?
5.常見(jiàn)的原子晶體有____________________________等。
6.判斷晶體類型的依據(jù)
(1)看構(gòu)成晶體的微粒種類及微粒間的相互作用。
對(duì)分子晶體,構(gòu)成晶體的微粒是______________,微粒間的相互作用是___________;
對(duì)于離子晶體,構(gòu)成晶體的是微粒是______________,微粒間的相互作__________鍵。
對(duì)于原子晶體,構(gòu)成晶體的微粒是_______,微粒間的相互作用是___________鍵。
(2)看物質(zhì)的物理性質(zhì)(如:熔、沸點(diǎn)或硬度)。
一般情況下,不同類晶體熔點(diǎn)高低順序是 ________晶體>_______晶體>_______晶體。原子晶體、離子晶體比分子晶體的熔、沸點(diǎn)高得多
(二)重點(diǎn)點(diǎn)撥
1.晶體
晶體是指具有規(guī)則幾何外形的固體。其結(jié)構(gòu)特征是其內(nèi)的原子或分子在主維空間的排布具有特定的周期性,即隔一定距離重復(fù)出現(xiàn)。重復(fù)的單位可以是單個(gè)原子或分子,也可以是多個(gè)分子或原子團(tuán)。重復(fù)的單位必須具備3個(gè)條件,化學(xué)組成相同,空間結(jié)構(gòu)(包括化學(xué)鍵)相同,化學(xué)環(huán)境和空間環(huán)境相同。
2.晶胞的概念
在晶體結(jié)構(gòu)中具有代表性的基本的重復(fù)單位稱為晶胞。晶胞在三維空間無(wú)限地重復(fù)就產(chǎn)生了宏觀的晶體??梢哉f(shuō),晶體的性質(zhì)是由晶胞的大小,形狀和質(zhì)點(diǎn)的種類(分子、原子或離子)以及它們之間的作用力所決定的。
3.納米材料
我們平時(shí)所見(jiàn)到的材料,絕大多數(shù)是固體物質(zhì),它的顆粒一般在微米級(jí),一個(gè)顆粒包含著無(wú)數(shù)個(gè)原子和分子,這時(shí)候,材料所顯示的是大量分子所顯示的宏觀性質(zhì)。當(dāng)人們用特殊的方法把顆粒加工到納米級(jí)大小,這時(shí)的材料則被稱之為納米材料,一個(gè)納米級(jí)顆粒所含的分子數(shù)則大為減少。奇怪的是,納米材料具有奇特的光、電、熱、力和化學(xué)特性,和微米級(jí)材料的性質(zhì)迥然不同。
納米材料的粒子是超細(xì)微的,粒子數(shù)多、表面積大,而且處于粒子界面上的原子比例甚高,一般可達(dá)總數(shù)的一半左右。這就使納米材料具有不尋常的表面效應(yīng),界面效應(yīng)等。因此而呈現(xiàn)出一系列獨(dú)特的性質(zhì)。
納米顆粒和晶胞是兩個(gè)完全不同的概念:晶胞是晶體中最小的重復(fù)單元,這種重復(fù)單元向空間延伸,構(gòu)成晶體,而納米顆粒本身就是一個(gè)分子,納米材料在結(jié)構(gòu)上與分子晶體有相似的地方,但并不相同。
納米材料并不是新的物質(zhì),只不過(guò)是將傳統(tǒng)材料的顆粒進(jìn)一步超細(xì)微化,這樣對(duì)物質(zhì)的物理性質(zhì)的改變十分巨大,使之具備了一些傳統(tǒng)材料所無(wú)法具備的性質(zhì)。為什么與傳統(tǒng)材料相比,納米材料的性質(zhì)改變?nèi)绱司薮?,科學(xué)界目前還無(wú)法做出最終解釋。
4.各類晶體主要特征
類型
比較
離子晶體
原子晶體
分子晶體
構(gòu)成晶體微粒 陰、陽(yáng)離子 原子 分子
形成晶體作用力 離子鍵 共價(jià)鍵 范德華力
物理性質(zhì)
熔沸點(diǎn) 較高 很高 低
硬度 硬而脆 大 小
導(dǎo)電性 不良(熔融或水溶液中導(dǎo)電) 絕緣、半導(dǎo)體 不良
傳熱性 不良 不良 不良
延展性 不良 不良 不良
溶解性 易溶于極性溶劑,難溶于有機(jī)溶劑 不溶于任何溶劑 極性分子易溶于極性溶劑;非極性分子易溶于非極性溶劑中
典型實(shí)例 NaOH、NaCl 金剛石 P4、干冰、硫
在離子晶體、原子晶體均不存在分子,因此NaCl、SiO2等均為化學(xué)式。只有分子晶體中才存在分子。
(三)講練(先練后講)
[例1]下列的晶體中,化學(xué)鍵種類相同,晶體類型也相同的是( )
(A)SO2與SiO2 B.C02與H2O (C)NaCl與HCl (D)CCl4與KCl
[解析]抓住晶體粒子的化學(xué)鍵去判斷晶體類型這一關(guān)鍵進(jìn)行對(duì)比。如SO2與SiO2都是共價(jià)化合物,但是,晶體內(nèi)的作用力是分子間作用力,SO2為分子晶體,而SiO2中硅與氧以共價(jià)鍵結(jié)合形成網(wǎng)狀的原子晶體。
[答案]B
[例2]碳化硅SiC的一種晶體具有類似金剛石的結(jié)構(gòu),其中C原子和S原子的位置是交替的。在下列三種晶體①金剛石 ②晶體硅 ③碳化硅中,它們的熔點(diǎn)從高到低的順序是( )
(A)①③② (B)②③① (C)③①② (D)②①③
[解析]C與Si同為IVA族元素,它們的相似性表現(xiàn)在金剛石是原子晶體,硅晶體,碳化硅也是原子晶體。從碳到硅原子半徑逐漸增大,形成共價(jià)鍵的鍵能逐漸減弱??赏茢嗵蓟钁?yīng)在Si與C之間。三種原子晶體,空間結(jié)構(gòu)相似,熔點(diǎn)決定于它們的鍵長(zhǎng)與鍵能,故熔點(diǎn)從高到低分別是金剛石碳化硅、晶體硅。
[答案]A
[例3]下列晶體分類中正確的一組是( )
離子晶體 原子晶體 分子晶體
A NaOH Ar SO2
B H2SO4 石墨 S
C CH3COONa 水晶
D Ba(OH)2 金剛石 玻璃
[解析]從晶體中結(jié)構(gòu)粒子的性質(zhì)去判斷晶體的類型。NaOH、CH3COONa、Ba(OH)2都是通過(guò)離子鍵相互結(jié)合的離子晶體,純H2S04,無(wú)H+,系分子晶體。Ar是氣體,分子間以范德華力相互結(jié)合為分子晶體,石墨是過(guò)渡型或混合型晶體,水晶Si02與金剛石是典型原子晶體。硫的化學(xué)式以1個(gè)S表示,實(shí)際上是S8,氣體時(shí)為S2,是以范德華力結(jié)合的分子晶體。
玻璃無(wú)一定的熔點(diǎn),加熱時(shí)逐漸軟化,為非晶體,是無(wú)定形物質(zhì)。
[答案]C
[例4]單質(zhì)硼有無(wú)定形和晶體兩種,參考下表數(shù)據(jù)
金剛石 晶體硅 晶體硼
熔點(diǎn) >3823 1683 2573
沸點(diǎn) 5100 2628 2823
硬度 10 7.0 9.5
①晶體硼的晶體類型屬于____________晶體,理由是________________________。
已知晶體硼結(jié)構(gòu)單元是由硼原子組成的正二十面體,其中有20個(gè)等邊三角形的面和一定數(shù)目的頂點(diǎn),每個(gè)項(xiàng)點(diǎn)上各有1個(gè)B原子。通過(guò)視察圖形及推算,此晶體體結(jié)構(gòu)單元由
____________________個(gè)硼原子構(gòu)成。其中B—B鍵的鍵角為_(kāi)___________。
[解析]①原子,理由:晶體的熔、沸點(diǎn)和硬度都介于晶體Si和金剛石之間,而金剛石和晶體Si均為原予晶體,B與C相鄰與Si處于對(duì)角線處,亦為原于晶體。
②每個(gè)三角形的頂點(diǎn)被5個(gè)三角形所共有,所以,此頂點(diǎn)完全屬于一個(gè)三角形的只占到1/5,每個(gè)三角形中有3個(gè)這樣的點(diǎn),且晶體B中有20個(gè)這樣的角形,因此,晶體B中這樣的頂點(diǎn)(B原子)有3/5×20=12個(gè)。
又因晶體B中的三角形面為正三角形,所以鍵角為60°
[例5]1999年美國(guó)《科學(xué)》雜志報(bào)道:在40GPa高壓下,用激光器加熱到1800K,人們成功制得了原子晶體干冰,下列推斷中不正確的是( )。
(A)原子晶體干冰有很高的熔點(diǎn)、沸點(diǎn),有很大的硬度
(B)原子晶體干冰易氣化,可用作制冷材料
(C)原子晶體干冰的硬度大,可用作耐磨材料
(D)每摩爾原子晶體干冰中含4molC—O鍵
[解析]解答前,應(yīng)先弄清命題者是要考查干冰的性質(zhì)、還是要考查原子晶體的性質(zhì)。有的同學(xué)沒(méi)有分析清楚這一點(diǎn),認(rèn)為是考查干冰的性質(zhì),因而造成錯(cuò)解。
通過(guò)“原子晶體干冰”來(lái)考測(cè)解題者對(duì)“原子晶體性質(zhì)”的理解程度。原子晶體硬度大、熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高,所以A和C兩種說(shuō)法正確。聯(lián)想到二氧化硅晶體結(jié)構(gòu),可得出D說(shuō)法也是正確的。答案應(yīng)選B。
(四)總結(jié)
1.相鄰原子間通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合而成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體屬于離子晶體。
2.構(gòu)成原子晶體的微粒是原子。原子間以較強(qiáng)共價(jià)鍵相結(jié)合,而且形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。鍵能大。原子晶體的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高。
3.同種晶體:若同為原子晶體,成鍵的原子半徑越小,鍵長(zhǎng)越短,鍵能越大,晶體熔點(diǎn)越高:如金剛石>SiC>Si。
第三課時(shí)(原子晶體)針對(duì)性訓(xùn)練
1.下列晶體中不屬于原子晶體的是( )
(A)干冰 (B)金剛砂 (C)金剛石 (D)水晶
2.在金剛石的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中,含有共價(jià)鍵形成的碳原子環(huán),其中最小的環(huán)上,碳原子數(shù)是( )
(A)2個(gè) (B)3個(gè) (C)4個(gè) (D)6個(gè)
3.下列各物質(zhì)中,按熔點(diǎn)由低到高排列正確的是( )
(A)O2、I2、Hg (B)CO2、KCl、SiO2
(C)Na、K、Rb (D)SiC、NaCl、SO2
4.下列各晶體申琪中任御一個(gè)原子都被相鄰的4個(gè)原子所包圍;似共價(jià)鍵潞戒正四面體結(jié)構(gòu),并向空間伸展虞網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的是( )
(A)甲烷 (B)石墨 (C)晶體硅 (D)水晶
5.在x mol石英晶體中,含有Si-O鍵數(shù)是( )
(A)x mol (B)2x mol (C)3 x mol (D)4x mol
6.固體熔化時(shí),必須破壞非極性共價(jià)鍵的是( )
(A)冰 (B)晶體硅 (C)溴 (D)二氧化硅
7.石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu),在每一層內(nèi);每一個(gè)碳原于都跟其他3個(gè)碳原子相結(jié)合,如圖是其晶體結(jié)構(gòu)的俯視圖,則圖中7個(gè)六元環(huán)完全占有的碳原子數(shù)是( )
(A)10個(gè) (B)18個(gè) (C)24個(gè) (D)14個(gè)
8.石英玻璃是將純石英在1600℃高溫下熔化,冷卻后形成的玻璃體。關(guān)于石英玻璃的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的敘述中正確的是( )
(A)石英玻璃屬于原子晶體
(B)石英玻璃耐高溫且能抵抗一切酸的腐蝕
(C)石英玻璃的結(jié)構(gòu)類似于液體
(D)石英玻璃能經(jīng)受高溫劇變且能抗堿的腐蝕
9.已知C3N4晶體具有比金剛石還大的硬度,且構(gòu)成該晶體的微粒間只以單鍵結(jié)合。下列關(guān)于C3N4晶體的說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
(A)該晶體屬于原子晶體,其化學(xué)鍵比金剛石中的碳碳鍵更牢固
(B)該晶體中每個(gè)碳原子連接4個(gè)氮原子、每個(gè)氮原子連接3個(gè)碳原子
(C)該晶體中碳原子和氮原子的最外層都滿足8電子結(jié)構(gòu)
(D)該晶體與金剛石相似,都是原子間以非極性鍵形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)
10.晶體可以分為分子晶體、離子晶體、原子晶體等,在以下①②兩個(gè)題目中,分別對(duì)不同晶體的組成、微粒間的作用力以及晶體的幾何構(gòu)型等進(jìn)行了描述,請(qǐng)根據(jù)各題的提問(wèn)做出選擇:
(1)下列關(guān)于只含非金屬元素的化合物的說(shuō)法正確的是( )
(A)一定是共價(jià)化合物,且只能構(gòu)成分子晶體;
(B)其晶體不可能是離子晶體,因?yàn)槲⒘ig的作用力只有分子間作用力;
(C)其晶體不可能是原子晶體,原子晶體只有非金屬單質(zhì),沒(méi)有化合物;
(D)可能是離子化合物。
(2)有下列離子晶體空間結(jié)構(gòu)示意圖:●為陽(yáng)離子,○為陰離子。以M代表陽(yáng)離子,N代表陰離子,化學(xué)式為MN2的晶體結(jié)構(gòu)為( )
(A) (B) (C) (D)
11.石英晶體的平面示意圖如圖所示,實(shí)際上是立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),其中硅,氧原子個(gè)數(shù)比為_(kāi)___________
12.SiO44-離子結(jié)構(gòu)用周 表示,在二聚硅酸根離子Si2O76-中只有硅氧鍵,它的結(jié)構(gòu)應(yīng)是__________
13.氮化硅是一種高溫陶瓷材料,它的硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。工業(yè)上曾普遍采用高純硅與純氮在1 300℃反應(yīng)獲得。
(1)氮化硅晶體屬于__________晶體。
(2)已知氮化硅的晶體結(jié)構(gòu)中,原子間以單鍵相連,且N原子和N原子,Si原子和S原子不直接相連,同時(shí)每個(gè)原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。請(qǐng)寫(xiě)出氮化硅的化學(xué)式__________
(3)現(xiàn)用SiCl4和凡在H,氣氛保護(hù)下,加強(qiáng)熱發(fā)生反應(yīng),可得較高純度的氮化硅。反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________________________________
14.短周期元素K、Y、Z在周期表中位置關(guān)系:
(1)x元素的單質(zhì)分子式是_______,若x核內(nèi)中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)相等,x單質(zhì)的摩爾質(zhì)量為_(kāi)______,單質(zhì)是_______晶體。
(2)自然界中存在一種含Y的天然礦物名稱是:電子式為_(kāi)______,屬于_______晶體。
(3)z單質(zhì)的晶體類型屬于_______,Z的氫化物和最高價(jià)氧化物的濃溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________。
15.有A、B、C三種晶體,分別由C、H、Na、Cl四種元素中的一種或幾種形成,對(duì)這三種晶體進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果如下圖所示
(1)晶體的化學(xué)式分別為:A_______B_______C_______
(2)晶體的類型分別為:A_______B_______C_______
(3)晶體中粒子間的作用分別為:A _______ B_______ C_______
第三課時(shí)(原子晶體)針對(duì)練習(xí)答案
1.A 2.D 3.B 4.C 5.D 6.B 7.D 8C 9D 10.(1)D;(2)B。
11.1∶2。
12.
13.(1)原子。(2)S3N4。
(3)3SiCl4+2N2+6H=Si3N4+12HCl
14.(1)He;4g?mol-1;分于。(2)螢石。(3)分子晶體 H2S+H2S04(濃)=S↓+ SO2↑+2H2O
15.(1)A NaCl;B C;C HCl。
(2)A 離子晶體 B 原于晶體 C 分子晶體
(3)A 離子鍵 B共價(jià)鍵 C 分子間作用力。
高三化學(xué)教案:《分散系》教學(xué)設(shè)計(jì)
為了促進(jìn)學(xué)生掌握上課知識(shí)點(diǎn),老師需要提前準(zhǔn)備教案,大家在仔細(xì)規(guī)劃教案課件。將教案課件的工作計(jì)劃制定好,未來(lái)工作才會(huì)更有干勁!你們會(huì)寫(xiě)一段優(yōu)秀的教案課件嗎?急您所急,小編為朋友們了收集和編輯了“高三化學(xué)教案:《分散系》教學(xué)設(shè)計(jì)”,僅供參考,歡迎大家閱讀。
【考試說(shuō)明要求】:
1.了解分散系的概念,比較三種分散系的特征
2.理解溶解度、飽和溶液、不飽和溶液的概念,掌握溶解度在物質(zhì)分離方面的應(yīng)用。
3.了解溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的概念,溶解度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量濃度的綜合計(jì)算。
4.了解膠體的制備、鑒別和提純;掌握膠體的性質(zhì)和應(yīng)用。
【基礎(chǔ)知識(shí)整理】:
一、分散系概念以及三種分散系比較
1.分散系
2.三種分散系比較
分散系 溶液 膠體 濁液
分散質(zhì)微粒直徑
外觀
分散質(zhì)微粒組成 單個(gè)分子或離子 分子集合體或有機(jī)高分子 大量分子或離子集合體
能否透過(guò)濾紙
能否透過(guò)半透膜
實(shí)例 食鹽水、碘酒 肥皂水、淀粉溶液 泥水
二、膠體
1.定義:分散質(zhì)的大小介于 ~ 之間的分散系叫做膠體。
2.膠體的分類
按分散質(zhì)的組成分為:
粒子膠體:如Fe(OH)3膠體,Al(OH)3膠體
分子膠體:如蛋白質(zhì)溶于水所得分散系,淀粉溶于水所得分散系
按分散劑的狀態(tài)分成:
液溶膠:如Fe(OH)3膠體、淀粉溶液、蛋白質(zhì)溶液、豆?jié){、血液、肥皂水等
固溶膠:有色玻璃、煙水晶等
氣溶膠:煙、云、霧等
3.膠體的性質(zhì)和應(yīng)用
(1)丁達(dá)爾現(xiàn)象
(2)布朗運(yùn)動(dòng)
①定義:膠體粒子在做 的運(yùn)動(dòng)。
②水分子從個(gè)方向撞擊膠體粒子,而每一瞬間膠體粒子在不同方向受的力是不同的。
(3)電泳現(xiàn)象
①定義:在外加電場(chǎng)的作用下,膠體粒子在分散劑里向電極作定向移動(dòng)的現(xiàn)象。
②解釋:膠體粒子具有相對(duì)較大的表面積,能吸附離子而帶電荷。
③帶電規(guī)律:
i. 一般來(lái)說(shuō),金屬氧化物、金屬氫氧化物等膠體微粒吸附陽(yáng)離子而帶正電;
ii. 非金屬氧化物、金屬硫化物、硅酸等膠體帶負(fù)電;
iii. 蛋白質(zhì)分子一端有—COOH,一端有—NH2,因電離常數(shù)不同而帶電;
iv. 淀粉膠體不吸附陰陽(yáng)離子不帶電,無(wú)電泳現(xiàn)象,加少量電解質(zhì)難凝聚。
④應(yīng)用:
i.生物化學(xué)中常利用來(lái)分離各種氨基酸和蛋白質(zhì)。
ii.醫(yī)學(xué)上利用血清的紙上電泳來(lái)診斷某些疾病。
iii.電鍍業(yè)采用電泳將油漆、乳膠、橡膠等均勻的沉積在金屬、布匹和木材上。
iv.陶瓷工業(yè)精練高嶺土。除去雜質(zhì)氧化鐵。
v.石油工業(yè)中,將天然石油乳狀液中油水分離。
vi.工業(yè)和工程中泥土和泥炭的脫水,水泥和冶金工業(yè)中的除塵等。
(4)膠體的沉聚
①定義:膠體粒子在一定條件下聚集起來(lái)的現(xiàn)象。在此過(guò)程中分散質(zhì)改變成凝膠狀物質(zhì)或顆粒較大的沉淀從分散劑中分離出來(lái)。
②膠粒凝聚的原因:外界條件的改變
i.加熱:加速膠粒運(yùn)動(dòng),減弱膠粒對(duì)離子的吸附作用。
ii.加強(qiáng)電解質(zhì):中和膠粒所帶電荷,減弱電性斥力。
iii.加帶相反電荷的膠粒的膠體:相互中和,減小同種電性的排斥作用。通常離子電荷越高,聚沉能力越大。
③應(yīng)用:制作豆腐;不同型號(hào)的墨水不能混用;三角洲的形成。
4.膠體的制備
(1)物理法:
如研磨(制豆?jié){、研墨),直接分散(制蛋白膠體)
(2)水解法:
[Fe(OH)3膠體]向20mL沸蒸餾水中滴加1mL~2mLFeCl3飽和溶液,繼續(xù)煮沸一會(huì)兒,得紅褐色的Fe(OH)3膠體。離子方程式為:
(3)復(fù)分解法:
〔AgI膠體〕向盛10mL 0.01mol?L—1 KI的試管中,滴加8—10滴0.01mol?L—1 AgNO3,邊滴邊振蕩,得淺黃色AgI膠體。
〔硅酸膠體〕在一大試管里裝入5mL~10mL1mol?L—1HCl,加入1mL水玻璃,然后用力振蕩即得。
離子方程式分別為:Ag++I—=AgI(膠體)
SiO32—+2H++2H2O=H4SiO4(膠體)
復(fù)分解法配制膠體時(shí)溶液的濃度不宜過(guò)大,以免生成沉淀。
5.膠體的提純
6.常見(jiàn)的膠體分散系
①Fe(OH)3膠體,Al(OH)3膠體,原硅酸膠體,硬脂酸膠體。分別由相應(yīng)的鹽水解生成不溶物形成。
FeCl3溶液:Fe3++3H2O=Fe(OH)3(膠體)+3H+
明礬溶液:Al3++3H2O=Al(OH)3(膠體)+3H+
水玻璃:SiO32—+3H2O=H4SiO4(膠體)+2OH—
肥皂水:C17H35COO—+H2O=C17H35COOH(膠體)+OH—
②鹵化銀膠體。Ag++X—=AgX(膠體)
③土壤膠體。
④豆奶、牛奶、蛋清的水溶液。
⑤有色玻璃,如藍(lán)色鈷玻璃(分散質(zhì)為鈷的藍(lán)色氧化物,分散劑為玻璃)。
⑥煙、云、霧。
三、溶液
1.飽和溶液和不飽和溶液
飽和溶液:一定 下,一定量的溶劑中 再溶解某溶質(zhì)時(shí)叫做這種溶質(zhì)的飽和溶液。
不飽和溶液:一定 下,一定量的溶劑中 繼續(xù)溶解某溶質(zhì)時(shí)叫做這種溶質(zhì)的不飽和溶液。
2.溶解度
固體溶解度(S)指的是在 下,某固體物質(zhì)在 溶劑里達(dá)到 狀態(tài)時(shí)所溶解溶質(zhì)的 (單位是 )叫做該條件下該溶質(zhì)在該溶劑中的溶解度。
氣體的溶解度是指在一定溫度下,某氣體(壓強(qiáng)為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)在1體積溶劑里達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)所溶解的體積數(shù)。例如:0℃、1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,氧氣的溶解度為0.049,表示該條件下1體積水中最多能溶解0.049體積的氧氣。氣體的溶解度是沒(méi)有單位的。
(0℃時(shí),NH3的溶解度是1176;20℃時(shí)為702)
3.影響溶解度的因素
物質(zhì)溶解度的大小主要決定于溶質(zhì)和溶劑的性質(zhì)(內(nèi)因),外界條件如溫度、壓強(qiáng)對(duì)物質(zhì)的溶解度也有一定的影響(外因)。
(1)溫度對(duì)固體物質(zhì)溶解度的影響:
大部分固體物質(zhì)的溶解度隨著溫度的升高而 ;少數(shù)物質(zhì)(如食鹽)的溶解度受溫度的影響 ;還有極少數(shù)物質(zhì)(如熟石灰)的溶解度隨溫度的升高而 。
例1:40℃時(shí)等質(zhì)量的兩份飽和石灰水,一份冷卻至10℃,另一份加少量CaO并保持溫度仍為40℃。這兩種情況都不改變的是( )
A.Ca(OH)2的溶解度 B.溶液的質(zhì)量
C.溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù) D.溶液中Ca2+數(shù)目
(2)溫度、壓強(qiáng)對(duì)氣體溶解度的影響:
氣體的溶解度一般隨著溫度的升高而 (如氨水受熱逸出氨氣);當(dāng)溫度不變時(shí),隨著壓強(qiáng)的增大,氣體的溶解度 ;隨著壓強(qiáng)的降低,氣體溶解度 。(如打開(kāi)汽水瓶蓋即冒氣泡。)
例2:下列有關(guān)溶液性質(zhì)的敘述,正確的是( )
A.室溫時(shí)飽和的二氧化碳水溶液,冷卻到0℃時(shí)會(huì)放出一些二氧化碳?xì)怏w
B.20℃,100 g水中可溶解34.2 g KCl,此時(shí)KCl飽和溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為34.2%
C.強(qiáng)電解質(zhì)在水中溶解度一定大于弱電解質(zhì)
D.相同溫度下,把水面上的空氣換成相同壓力的純氧,100 g水中溶入氧氣的質(zhì)量增加
4.溶解度曲線:
物質(zhì)的溶解度和溫度的關(guān)系,可用溶解度曲線來(lái)表示??v坐標(biāo)表示溶解度,橫坐標(biāo)表示溫度,曲線上任何一點(diǎn)表示這種物質(zhì)在該溫度下的溶解度。
根據(jù)某物質(zhì)的溶解度曲線可以查知這種物質(zhì)在某溫度時(shí)的溶解度,也可以看出這種物質(zhì)的溶解度隨著溫度的變化而變化的規(guī)律,還可以比較溫度相同時(shí)不同物質(zhì)溶解度的大小。
例3. 根據(jù)下面溶解度曲線回答問(wèn)題。
(1)30℃時(shí)A物質(zhì)的溶解度是__ __,同溫度下B物質(zhì)的溶解度是____。
(2)60℃時(shí)A物質(zhì)與B物質(zhì)的溶解度是____。
(3)60℃時(shí)有A物質(zhì)和B物質(zhì)的飽和溶液各mg。均降溫至20℃,____物質(zhì)析出晶體多些,剩余溶液____物質(zhì)的溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大些。
(4)60℃時(shí)有50gA物質(zhì)的飽和溶液,降溫至30℃時(shí)有____gA物質(zhì)析出。
(5)30℃時(shí)有B物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的溶液50g,欲使其成為飽和溶液,則要加入B物質(zhì)____。
5.相關(guān)計(jì)算
例4:把一定量20%的某物質(zhì)的溶液加熱蒸發(fā)掉10克水,在冷卻到20℃時(shí)析出2克溶質(zhì),此時(shí)溶液的質(zhì)量百分比濃度為24%,求20℃時(shí)溶質(zhì)在水中的溶解度。
例5:一定溫度下濃度為a%的硝酸鉀溶液,將其等分為兩份,一份等溫蒸發(fā)掉10克水,得到0.5克晶體;另一份等溫蒸發(fā)掉12.5克水,析出1.5克晶體。該溫度下硝酸鉀的溶解度為( )
A.60克 B.50克 C.40克 D.30克