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文档简介
从葡萄干面包模型到原子结构的行星模型道尔顿认为原子是构成物质的最小微粒,不可再分。汤姆生提出第一个原子结构模型—葡萄干面包模型。卢瑟福在金箔实验中发现了α粒子\o"阿尔法粒子散射实验"散射现象,提出了新的原子结构模型—卢瑟福原子结构模型。伦琴发现X射线。通过对阴极射线的研究,汤姆生发现阴极射线是带负电的,并命名为电子。汤姆生提出了模型—葡萄干面包模型。道尔顿的原子结构模型被彻底否定了。结论:绝大部分的α粒子都直线穿了过去,少数α粒子穿过时发生偏转,极少数α粒子偏转了180°。原子是由原子核和电子构成原子核是由质子和中子构成原子结构、同位素1.原子中微粒间的数学关系:构成原子的粒子电子质子中子电性和电量1个电子带1个单位负电荷1个质子带1个单位正电荷不显电性质量/kg9.109×10-311.673×10-271.675×10-27相对质量1/1836(电子与质子质量之比)1.0071.008质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)核电荷数=元素的原子序数=质子数=核外电子数2.元素符号角标含义AZXc+AZXc+--+deZ——代表核电荷数c——代表离子所带的电荷数d——代表化合价e——代表原子个数3.同位素(1)概念:质子数相同,中子数不同的原子是同一种元素的不同原子,互称同位素。(2)同位素的质量数不同,核外电子数相同,化学性质相同。(3)同位素的不同原子构成的单质是化学性质几乎相同的不同单质。(4)同位素构成的化合物是不同的化合物,的物理性质不同,化学性质几乎相同。(5)元素的相对原子质量(元素的原子量):这种元素的各种同位素的相对原子质量的平均值。(6)元素的近似相对原子质量:用同位素的质量数代替相对原子质量进行计算得出的数值。4.相对原子质量的有关计算在天然存在的某种元素里,不论是游离态还是化合态,各种同位素所占的原子百分比一般是不变的。我们平常所说的某种元素的相对原子质量,是按各种天然同位素原子丰度算出来的平均值。下面,我们介绍各元素相对原子质量平均值的算法。设问:对于具有同位素原子的元素来讲,应该怎样求其同位素的相对原子质量呢?如O的相对原子质量可以通过以下数值求出:已知一个O的质量为2.657×10-26kg,一个C的质量为1.993×10-26kg,O的相对原子质量=×12=15.998只要我们知道了某元素的各种同位素的相对原子质量,及在自然界中各同位素原子丰度。根据元素相对原子质量的含义,就可得到其值。以氯元素为例,求氯元素的相对原子质量:氯元素的相对原子质量=34.969×75.77%+36.966×24.23%=35.45在数值上,同位素的相对原子质量近似等于质量数。原子核外电子的排布一、核外电子的运动规律离核远的电子能量高。把能量最低、离核最近的一些电子,称它们运动在第一电子层上;能量稍高、运动在离核稍远的一些电子称它们运动在第二电子层上,由里往外,依次类推,叫三、四、五、六、七层。也可以把它们依次叫K、L、M、N、O、P、Q层。二、原子核外电子排布规律1、能量最低原理:电子总是尽先排布在能量最低的电子层里,然后由往外,依次排在能量逐步升高的电子层里,即先排K层,排满K层后再排L层,排满L层后再排M层;2、每个电子层最多只能容纳2n2个电子;3、最外层最多只能容纳8个电子(K层为最外层时不能超过2个),次外层电子数目不超过18个,倒数第三层电子数目不超过32个。三、原子结构与元素性质的关系(结构决定性质)1、稳定结构:最外层电子数为8(注意:He最外层为2),原子既不容易失去电子又不容易得到电子。2、不稳定结构:最外层电子数不为8,因此可能失去电子或者得到电子转变为稳定结构——最外层为8(氢原子变为0或2)个电子。一般最外层电子数小于4个的多为金属,在化学反应中容易失电子;最外层电子数大于等于4个的多为非金属,在化学反应中容易得电子。(在化学反应中发生电子得失时,原子核不发生变化)五、原子最外层电子数与元素化合价的关系元素化合价在数值上等于原子失去或得到的电子数目(失为正,得为负)原子①最外层电子数﹤4时,容易失去电子:化合价=+失去的电子数目②最外层电子数≥4时,容易得到电子:化合价=最外层电子数-8 。六、离子1、定义:带电荷的原子或原子团(正阳、负阴;阴阳离子由于静电作用可以形成化合物,且所形成的化合物为电中性)2、写法:先写元素符号,在元素符号的右上角标上离子所带电荷和正负号,电荷写在前面,电性正负号写在后面,当电荷数为1时省略不写,如Na+、F-3、意义:离子符号前面的系数表示离子个数,右上角的数字表示每个离子所带的电荷数。(2Na2+)4、原子和离子的比较原子离子概念原子是化学变化中最小的粒子带电荷的原子或原子团表示方法Na:钠原子;2Na:两个钠原子Cl-:氯离子;2Cl-:两个氯离子电性不显电性“阳正,阴负”稳定性“金易失,非金易得”稳定结构数量关系在原子中,质子数=核外电子数阳离子:质子数>核外电子数阴离子:质子数<核外电子数相似点原子、离子都是构成物质的粒子,如铁由铁原子构成,氯化钠由钠离子和氯离子构成;原子也可以构成分子。相互转化失电子失电子阴离子原子阳离子得电子得电子5、常见的原子团(由几个原子形成的集团带有电荷)NH4+、OH-、NO3-、HCO3-、SO42-、CO32-物质的量一、物质的量(n)
1、物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一。
2、摩尔是物质的量的单位。摩尔是国际单位制中七个基本单位之一,它的符号是mol。
3、摩尔的量度对象是构成物质的基本微粒(如分子、原子、离子、质子、中子、电子等)或它们的特定组合。如1molCaCl2可以说含1molCa2+,2molCl-或3mol阴阳离子,或含54mol质子,54mol电子。摩尔不能量度宏观物质,如果说“1mol氢”就违反了使用准则,因为氢是元素名称,不是微粒名称,也不是微粒的符号或化学式。二、阿伏加德罗常数(NA):
1、定义值(标准):以0.012kg(即12克)碳-12原子的数目为标准;1摩任何物质的指定微粒所含的指定微粒数目都是阿伏加德罗常数个。2、近似值(测定值):阿伏加德罗常数的近似值一般取6.02×1023,单位是mol-1,用符号NA表示。
三、摩尔质量(M):
1、定义:1mol某微粒的质量。2、定义公式:,3、摩尔质量的单位:克/摩。
4、数值:某物质的摩尔质量在数值上等于该物质的原子量、分子量或化学式式量。⑤注意:摩尔质量有单位,是克/摩,而原子量、分子量或化学式的式量无单位。
四、有关计算1、同种物质的质量、物质的量和微粒之间的换算方法,
×M×NA质量物质的量微粒m÷Mn÷NAN
M---摩尔质量NA---阿伏加德罗常数2、同种物质的质量、物质的量和微粒数之间的换算。
×M×NA质量物质的量微粒m÷Mn÷NAN
M---摩尔质量NA---阿伏加德罗常数
3、不同种物质的质量、物质的量和微粒之间的换算。
微粒数之比==物质的量之比
4、有关化学方程式的计算。
⑴化学方程式系数比==物质的量之比==微粒数之比
⑵.只要上下单位一致,左右关系对应,则可列比例式计算气体摩尔体积一、
决定物质的体积大小的因素
主要决定于1mol固体或液体的体积微粒的大小决定于决定于1mol物质的体积体积微粒的多少
微粒间的距离1mol气体物质的体积主要决定于二、
气体摩尔体积1、定义:标准状况下,1mol任何气体(纯净的和不纯净)的体积约为22.4L。这个体积叫做气体摩尔体积。单位:L/mol。2、注意以下几点⑴气体在不同状况下,气体摩尔体积不同,气体摩尔体积与温度和压强有关。⑵在温度为0℃,压强为101Kpa下,此时气体的摩尔体积约为22.4L/mol也就是标准状况下的气体摩尔体积。⑶气体摩尔体积仅仅是针对气体(混合气体)而言。⑷气体的体积,在同温同压下气体的微粒数目有关,而与气体分子的种类无关所以,讨论气体的摩尔体积时必需在一定条件下讨论才有意义。结论:在标准状况下,结论:在标准状况下,1mol任何气体所占的体积都约为22.4L四要素:①状态:气体②状况:标准状况③定量:1mol④数值:22.4L
3、物质的量和气体摩尔体积之间又有什么关系呢?×M×NA质量物质的量微粒m÷Mn÷NAN
有×÷联22.4L/mol22.4L/mol系吗?气体的体积(标准状况下)三、阿伏加德罗定律:在同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同的分子数推论1:同温同压任何气体体积比等于其物质的量比推论2:同温同压任何气体密度比等于其摩尔质量(式量)之比推论3:同温同压等质量的任何气体,密度之比等于其物质的量(体积)的反比推论4:同温同体积的任何气体,压强之比一定等于其物质的量之比
四.标准状况下气体密度的计算
根据初中所学知识,密度=质量÷体积,下面我们取标准状况下1mol某气体,则该气体的质量在数值上等于摩尔质量,体积在数值上等于摩尔体积,所以可得如下计算公式:
标况下气体的密度(g·L-1)=气体的摩尔质量(g·mol-1)÷标况下气体的摩尔体积(L·mol-1)。
【例题精选】: 例1:在相同条件下,3LH2和2LCO2混合,混合气体的平均密度是相同条件下氧气密度的多少倍? 分析:根据阿伏加德罗定律及其推论可知:同T、同P下的任何两气体: (1) (2) 解:(1)求混合气的平均式量: H2的式量=2 H2的摩尔质量=2g/mol CO2的式量=44 CO2的摩尔质量=44g/mol (2)根据式量之比求密度比(即相对密度) 答:H2和CO2组成的混合气的平均密度是氧气密度的0.59倍。 例2:标况下,向10L由H2、CO2、CO、N2组成的混合气体中通入6LO2,用电火花引燃,使之充分反应后,测得气体体积为7.5L,将这些气体通过盛有过量NaOH溶液的洗气瓶,气体体积变为2L,这2L气体的密度是相同状况下H2密度的15.5倍。求原混合气体中各种气体的体积。(以上数据均在标况下测得) 分析:在H2、CO2、CO和N2中,只有H2和CO能与O2反应。反应后O2剩余,用最大值法,可检验出O2过量,因此2L气体中含有N2和O2。由平均分子量可以求出其中N2和O2体积,根据消耗的O2体积,可求出H2与CO总体积,从而求出起始CO2体积。再根据CO2总量,可求出CO体积,最后得出H2体积。 解:(1)最大值法——判断出O2过量。 设10L气体全部是H2或全部是CO 则根据2H2 + O2 → 2H2O 2CO + O2=2CO2 2L 1L 2L 1L 10L 5L<6L 10L 5L<6L 所以,由此可推断出6LO2必过量。 (2)反应后剩余的2L是由N2和O2组成的混合气体,求其平均分子量: ∵同T、同P下, ∴ (3)求2L混合气体中N2和O2的体积 设混合气体中N2的体积为x,则反应后剩余O2的体积为(2-x) ∵同T、同P下, ∴ 解得 (4)求原混合气体中各种气体的体积 反应掉的O2体积:6-(2-0.5)=4.5(L) ∵2H2 + O2 2H2O 2CO+O2 2CO2 2L1L 2L 1L 两反应中,H2和CO与O2反应时的体积比均为2∶1 已推算出耗O24.5L ∴参加反应的H2和CO体积共为: 4.5L×2=9L 则原混合气中CO2体积为: 10L-0.5L-9L=0.5L ∵燃烧后的7.5L气体中含CO2、N2和剩余O2,生成的水为液态, ∴燃烧后共含CO2:7.5L-2L=5.5L 由CO燃烧生成的CO2体积为5.5L-0.5L=5L 由CO生成CO2的体积比为1∶1 ∴原混合气中CO体积为5L。 则原混合气中含H2体积为:9L-5L=4L。 答:原混合气体中H2:4L,CO2:0.5L,CO:5L,N2:0.5L。物质的量浓度一.物质的量浓度1.概念:以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量,叫做溶质B的物质的量浓度。用CB表示。单位:mol/L表达式:CB=nB/V例1、判断下列说法是否正确?(1)1L水溶解了22.4LHCl,C=1mol·L-1?(错,溶液体积不为1L,物质的量不一定是1mol)(2)160g胆矾溶于水配成1L溶液C=1mol·L-1?(错,溶质物质的量小于1mol)(3)74gCa(OH)2溶于水配成1L溶液C=1mol·L-1?(错,Ca(OH)2微溶)例2、标况下,盛满HCl烧瓶与用排空气法收集的HCl(VHCl占75%)烧瓶例置于水中,其物质的量浓度关系?(相等,均等于)2.溶液的物质的量浓度与溶液中溶质质量分数ω及溶液密度ρ(g·cm-3)之间的关系:
3.一定物质的量浓度溶液的配制
(1)配制步骤:
①计算所需溶质的量
②
③溶解或稀释:注意冷却或升温至室温
④移液:把烧杯液体引流入容量瓶。
⑤洗涤:洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,洗涤液一并移入容量瓶。
⑥定容:向容量瓶中注入蒸馏水至距离刻度线2~3cm处改用胶头滴管滴蒸馏水至溶液的凹液面与刻度线正好相切。
⑦摇匀:盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。
⑧装瓶
(2)使用的仪器:
托盘天平或量筒(滴定管)、烧杯、容量瓶、玻璃棒、胶头滴管、药匙等。
(3)重点注意事项:
①容量瓶使用之前一定要检查瓶塞是否漏水;
②配制一定体积的溶液时,选用容量瓶的规格必须与要配制的溶液的体积相同;
③不能把溶质直接放入容量瓶中溶解或稀释;
④溶解时放热的必须冷却至室温后才能移液;
⑤定容后,经反复颠倒,摇匀后会出现容量瓶中的液面低于容量瓶刻度线的情况,这时不能再向容量瓶中加入蒸馏水。因为定容后液体的体积刚好为容量瓶标定容积。上述情况的出现主要是部分溶液在润湿容量瓶磨口时有所损失;
⑥如果加水定容时超过了刻度线,不能将超出部分再吸走,必须重新配制。
(4)实验误差分析:
实验过程中的错误操作会使实验结果有误差:
<1>使所配溶液的物质的量浓度偏高的主要原因
①天平的砝码沾有其他物质或已锈蚀。使所称溶质的质量偏高,物质的量浓度偏大
②调整天平零点时,没调平,指针向左偏转(同①)。
③用量筒量取液体时仰视读数(使所取液体体积偏大)。
④把量筒中残留的液体用蒸馏水洗出倒入烧杯中(使所量液体体积偏大)。
⑤把高于20℃的液体转移进容量瓶中(使所量液体体积小于容量瓶所标注的液体的体积)。
⑥定容时,俯视容量瓶刻度线(使液体体积偏小)。
<2>使所配溶液的物质的量浓度偏低的主要原因
①称量时,物码倒置,并动用游码(使所称溶质的质量偏低,物质的量偏小)。
②调整天平零点时,没调平,指针向右偏转(同①)。
③用量筒量取液体时俯视读数(使所取液体体积偏小)。
④没洗涤烧杯和玻璃棒或洗涤液没移入容量瓶中(使溶质的物质的量减少)。
⑤定容时,仰视容量瓶刻度线(使溶液体积偏大)。
⑥定容加水时,不慎超过了刻度线,又将超出部分吸出(使溶质的物质的量减少)。
<3>对实验结果无影响的操作
①使用蒸馏水洗涤后未干燥的小烧杯溶解溶质。
②配溶液用的容量瓶用蒸馏水洗涤后未经干燥。
(5)实验思考题:
①怎样称量NaOH固体?
②配制一定物质的量浓度的溶液时,若取用5mL浓盐酸,常用10mL量筒而不用100mL量筒,为什么?
【提示】
①因NaOH固体易潮解,且有腐蚀性,必须用带盖的称量瓶或小烧杯快速称量,称量过程中时间越长,吸水越多,误差越大,若直接在纸上称NaOH,则有损失且易腐蚀托盘。
②为了减少误差。因为100mL量筒读数误差较大,且倾出液体后,内壁残留液体较多。
[重点归纳]物质的量的有关计算1、关于物质的量浓度的计算。计算时运用的基本公式是:溶质的质量分数与物质的量浓度两浓度基本公式的换算关系:溶质的质量分数物质的量浓度定义用溶质的质量占溶液质量的百分比表示的浓度以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量,叫做溶质B的物质的量浓度。表达式特点溶液的质量相同,溶质的质量分数也相同的任何溶液里,含有溶质的质量都相同,但是溶质的物质的量不相同。溶液体积相同,物质的量浓度也相同的任何溶液里,含有溶质的物质的量都相同,但是溶质的质量不同。实例某溶液的浓度为10%,指在100g溶液中,含有溶质10g。某溶液物质的量浓度为10mol/L,指在1L溶液中,含有溶质10mol。换算关系3、一定物质的量浓度的稀释计算。
浓、稀溶液运算的基本公式是:[例题解析]1、注意溶质是什么溶液中的溶质是什么,是运用物质的量浓度表达式进行计算时首先要考虑的,对有些特殊情况,如、等溶于水后所得溶质及氨水中溶质是什么等,要注意辨别。例1:标准状况下,用一定量的水吸收氨气后制得物质的量浓度为、密度为的氨水。试计算1体积水吸收多少体积的氨气可制得上述氨水。(本题中氨的相对分子质量为17.0,水的密度为)解析:很多同学认为氨水中的溶质为,导致计算出错。其实,我们习惯认为氨水中的溶质为。设水的体积为1L,根据物质的量浓度表达式可得:解得,故1体积水吸收378体积的氨气可制得上述氨水。2、注意溶液的体积主要注意两点:一是不能用水的体积代替溶液的体积;二是当题设未给出溶液的密度时,可将各溶液(一般为稀溶液)的体积相加(如溶液混合、稀释),认为其和为溶液的总体积;当给出密度后则需通过密度进行换算求溶液的体积。例2:在100g浓度为、密度为的浓硫酸中加入一定量的水稀释成的硫酸,则加入水的体积()A.小于100mL B.等于100mLC.大于100mL D.等于解析:一些同学未考虑浓硫酸加水稀释后,溶液的密度会发生变化(减小),而直接将溶液和水的质量加和求体积。设加入水的体积为xmL,则,解得x=100,导致错选B项。设加入水的体积为ymL,由得:,化简得,即y<100。故答案为A项。3、注意单位运算在概念理解及应用中,要注意各物理量的单位,一是各物理量的单位要相互匹配;二是注意从单位运算入手,能简化解题思路,快捷求解。例3:标准状况下,1体积水大约溶解560体积氨。求:(1)所得氨水中溶质的质量分数?(2)若测得上述氨水的密度为,则此氨水的物质的量浓度为多少?(3)取此氨水10mL,加水稀释到1L,所得稀氨水的物质的量浓度为多少?解析:(1)注意单位量及比例关系。设取用水的体积为1L(水的质量为1000g),则溶解标准状况下氨气的体积为560L,即所得到氨水中溶质的质量分数:×100%=29.8%。(2)可用不同公式解答:。(3)要注意将mL转化为L。根据公式,解得。4、注意溶解度的影响第一,物质的量浓度适合于表示不饱和及饱和溶液中溶质与溶剂的关系,不适合于过饱和溶液(溶质未溶解完全);第二,注意一些典型问题,如的溶解度情况及气体物质在溶液中的溶解问题等。例4:将12.6g无水亚硫酸钠固体加入100mL的硫酸中以制取气体,反应完全后,若溶液中+4价硫元素的物质的量浓度为,假定溶液的体积不变,忽略溶液及导管中的气体体积。求:(1)溶液中硫元素的质量。(2)收集到气体的体积。(3)溶液中和的物质的量浓度(不考虑弱电解质的电离)。解析:本题涉及气体在溶液中的溶解问题,只有在水中溶解量达到饱和后,才有气体逸出,因此,在计算收集到的气体体积时要减除溶解量。根据题意有以下关系量:0.1mol0.8mol(过量)0.02mol(溶解量)(1)。(2)。(3)。5、注意密度变化规律在溶液混合和溶液稀释等问题中,在注意溶液体积变化的同时,还要考虑溶液密度的变化对溶液物质的量浓度的影响。如强酸、强碱、盐等溶液的密度随浓度增大而增大;氨水、乙醇等溶液的密度随浓度增大而减小。例5:若以和分别表示浓度为和氨水的质量分数,且知2a=b,则下列推断正确的是(氨水的密度比纯水小)()A. B.C. D.解析:设溶液的体积为VL,密度为,溶质的摩尔质量为Mg·,质量分数为w,物质的量浓度为。根据溶液物质的量浓度的表达方式不同,但其溶质的量不变,有VL×103mL·,即。依题意有,因2a=b,所以有,又由于氨水的密度比纯水小,且浓度越大,密度越小,即,代入上式。故答案为C项。6、注意实验情景在计算溶液配制或溶液稀释等问题中溶液物质的量浓度时,一要注意不能把水的体积当作溶液的体积;二是在配制溶液时,要注意容量瓶规格与实际配制溶液体积的关系。例6:实验室需用480mL的硫酸铜溶液,现选取500mL容量瓶进行配制,以下操作正确的是()A.称取7.68g硫酸铜,加入500mL水B.称取12.0g胆矾配成500mL溶液C.称取8.0g硫酸铜,加入500mL水D.称取12.5g胆矾配成500mL溶液解析:一些同学通过计算,得溶质的质量,选A项;也有一些同学选C项,这里包含两个错误:一是用500mL容量瓶进行配制时,溶质的质量应满足500mL容量瓶的需求;二是错把溶剂的体积当作溶液的体积,正确情况应该是“称取8.0g硫酸铜(或12.5g胆矾),加水至500mL。”故答案为D项。7、注意物质与其组成微粒的关系物质与其组成微粒的物质的量、物质的量浓度之间的关系可以通过电离方程式进行分析。组成微粒的某量=对应物质的某量×物质组成中该微粒的数目。此类问题在近几年高考中出现频率较高,需引起注意。例7:今有300mL溶液、溶液和溶液,这三种溶液中的浓度之比为()A.1:1:1 B.3:2:1 C.3:2:3 D.1:1:3解析:本题易错选A项或C项,错选A项是对物质与其组成微粒的关系把握不准造成的;错选C项是因为审题不仔细,有些同学看到浓度、体积就想到求物质的量,将题设数据分别相乘,再比较得到C项,而未细看题目要求。本题是要计算的浓度之比,审题仔细后,很容易得到答案为D项。物质的量小结一个定律多个推论:
1、阿佛加德罗定律:同温同压下,相同体积的任何气体,含有的分子数相同。
2、阿佛加德罗定律的推论:
(1)同温同压下,气体的体积之比等于气体的分子数之比,也等于气体分子的物质的量之比(2)同温同压下,气体的密度之比等于气体的摩尔质量之比(即相对密度)(3)同温同体积下,气体的压强之比等于气体的分子数之比,也等于气体分子的物质的量之比3、对同一种物质:
物质的质量之比=物质的量之比=物质的分子数之比4、同温同压下,对同一种气体物质:物质的质量之比=物质的量之比=物质的分子数之比=气体的体积之比
5、对混合物的计算:
(1)M(混)=m(混)÷n(混)n(混)=m(混)÷M(混)(2)Vm=V(混气体)÷n(混分子总数)V(混气体)=n(混分子总数).Vm氯气一.氯气学习元素及化合物知识,首先要明确,物质的结构决定物质的性质。氯原子最外电子层有7个电子,决定了它易得1个电子变成稳定结构,因此具有强氧化性。1.氯气的化学性质(1)与金属反应,均作氧化剂,得电子变成离子。金属都作还原剂失电子。变价金属铁、铜与反应都生成较高价态。(2)与非金属反应与非金属除F、O之外,非金属均作还原剂被氧化,作氧化剂被还原。(3)与水与碱反应与水的反应属于自氧化还原反应中的歧化反应。在歧化反应中,不仅氧化剂与还原剂是同一种物质,还必须是同种元素的中间价态物质。不稳定,光照会分解放出氧气。与碱溶液之间的反应也是歧化反应。方程式不用记忆。只要用碱去中和与水反应生成的和就能写出生成产物。2、氯气的实验室制法 (1)药品:浓盐酸和MnO2。或浓盐酸和KMnO4。 (2)反应原理:用氧化剂(MnO2或KMnO4)氧化浓盐酸中的HCl而生成Cl2,发生的是氧化还原反应。 MnO2+4HClMnCl2+Cl2+2H2O2KMnO2+16HCl==2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O (3)发生装置:制取氯气时所用的MnO2为固态粉未,所用的浓盐酸为液态,且需要在加热的条件下才能反应。故制取氯气的发生装置使用的仪器主要有圆底烧瓶、分液漏斗、铁架台、石棉网、酒精灯。 (4)收集方法:因氯气的密度(约3.2g/L)比空气大,且能溶于水,故可用向上排空气法收集氯气。又因为Cl2难溶于饱和食盐水,所以也可用排饱和食盐水的方法收集氯气。 (5)验满方法: ①因Cl2是黄绿色气体,可观察到整个集气瓶内都已充满黄绿色气体,则已收集满氯气。 ②可在集气瓶口放一湿润的淀粉碘化钾试纸,若底纸变蓝则说明集气瓶内已收集满氯气。 2KI+Cl2==2KCl+I2(I2遇淀粉变蓝色) (6)尾气的吸收:氯气不毒,为防止污染,多余的氯气可用碱溶液来吸收。一般用NaOH溶液吸收多余的氯气,而不用石灰水吸收,这是因为Ca(OH)2溶解度小,吸收氯气的能力小。 注意:不能用水吸收多余的氯气,因为氯气不易溶于水。 (7)氯气的净化:因为浓盐酸有挥发性,能挥发出氯化氢气,在加热时挥发加剧。因此,用MnO2与浓盐酸反应生成的氯气中常混有氯化氢气和水蒸气。为了得到纯净而又干燥的氯气应将气体先通入盛有饱和食盐水或水的洗气瓶,以除去氯气中混有的氯化氢气;再通过盛有浓硫酸的洗气瓶,以除去氯气中混有的水蒸气。然后再用向上排空气法收集,便可得到纯净而又干燥的氯气。 由上列叙述可知,在实验室一套完整的制取氯气的装置如下图所示: 这是实验室制取气体的三种典型装置之一,它适用于固体和液体或液体和液体加热制取气体。除制取Cl2外,还可用于制取HCl、HBr等气体。 一套完整的制取气体的装置,应当由四部分组成: 对于这套制取气体的装置,一定要认识各仪器并准确叫出名称,还要明确各装置的作用、原理及注意事项。 A——分液漏斗,用来往烧瓶中加浓盐酸 B——圆底烧瓶,MnO2与浓盐酸发生反应的反应器。加热时要垫上石棉网。 甲——洗气瓶,内盛饱和食盐水。 乙——洗气瓶,内盛浓硫酸。 丙——集气瓶,收集Cl2,进气管伸入瓶底。 丁——尾气吸收装置,内盛NaOH溶液。3.氯气用途氯气的性质决定了氯气的用途。具有强氧化性,与反应生成的氧化能力更强。因此用于杀菌消毒,漂白以及处理工业上具有还原性物的废水(含或含酚、氰化物等)。【知识详解】氯水的多重性(1)新制氯水的成分与长期放置的氯水的成分新制氯水的成分:注:“→”号式只存在生成物;“”号式前后物质共存。新制氯水的成分为:分子:(三分子)离子;(四离子)长期放置的氯水;由于HClO分解,全部反应掉,这长期放置的氯水已变成HCl水溶液,即盐酸,则所含成分为:(2)氯水是一种常见试剂,围绕氯水而出现的各类问题也较多。因为氯水成分比较复杂,一时抓不住要点,答题时常感困惑,错误较多,对于什么情况下考虚的性质,什么情况下考虑HClO的性质,什么情况下考虑的性质,很多同学拿不准,下面针对这个问题作一分析:考虑氯气的性质:新制氯水中存在着大量分子,是新制氯水的主要成分,为了方便,有时实验室中常用氯水代替,如将新制氯水滴加到淀粉碘化钾溶液中和通入的效果一样,都是分子将氧化成使淀粉变蓝。。类似的还有,但等与氯水的反应,都参加反应。考虑HClO的性质HClO表现有三性:见光受热分解的不稳定性、强氧化性及极弱的酸性,出题多考查不稳定性和强氧化性。如不稳定性有:将新制氯水光照有何现象?长期放置的氯水跟新制氯水成分有何不同?关于强氧化性的有:为什么能用于自来水的消毒?为什么氯水能漂白?为什么将石蕊试液滴加到新制氯水中先变红后又褪色了?考虑的性质:将等加入到新制氯水中有何现象;要考虑盐酸电离出的跟等发生反应产生气体。再如将石蕊试液滴加到新制氯水中为什么变红等,需考虑的性质。考虑的性质:向新制氯水中滴加溶液有何现象?这个问题需考虑的性质,产生AgCl的白色沉淀。注意:AgClO不是沉淀。注意:氯水与液氯的区别氯水液氯含有微粒类别混合物纯净物制法把氯水通入水中氯气经加压或降温保存棕色瓶冷暗处钢瓶【疑难解答】某温度下,将通入NaOH溶液中,反应得到的混合液,经测定与的离子数之比为1:3,则与溶液反应时被还原的元素与被氧化的氯元素的质量比为()A.21:5 B.11:3 C.3:1 D.4:1解析:与溶液在加热的条件下也能歧化为+5价氯和价氯。写出并配平下列两个歧化反应方程式:电离出的数是电离出的离子数的3倍,因此要将后边的方程式系数扩大3倍。反应中被还原的氯元素是指作氧化剂得电子的氯元素,反应后必然变成NaCl中的离子。反应中被氧化的氯元素是指作还原剂失电子的氯元素,反应后必然要变成()和()。因此被还原的氯元素与被氧化的氯元素的质量比应为两方程式中系数之和与与系数之和比。。故D为正确选项。【例题分析】例1.下列有关氯水的叙述中,正确的是()A.新制氯水中只含分子B.新制氯水能消毒杀菌是因为其中含有有毒,能消毒、杀菌C.光照氯水有气泡逸出,该气体是D.氯水放置数天后酸性增强解析:本题是通过氯水中含有氯气,以及少量与反应生成的这一知识点变换形式进行发散思维。A.新制的氯水中还含有分子。B.是杀菌、消毒,而不是分子。C.逸出的气体应为;由于氯水放置数天后的分解,生成更多的盐酸,所以酸性增强,需要注意的是即使全部分解,由于氯水的浓度不大,得到的也仅是很稀的盐酸。答案:D例2.当不慎有大量逸出周围空间时,可以用浸有一定浓度某种物质的水溶液的毛巾捂住鼻子,该物质最适宜采用的是:A.B.C.D.解析:选择合适的物质时必须同时比较两个方面,一是要能够吸收氯气;二是本身无毒无腐蚀性,对人体无害,同时吸收氯气时的产物也应对人体无害。从以上两点可以得出(A)NaOH有腐蚀性;(B)NaCl不能吸收氯气;(C)生成有毒;(D)综合考虑两个方面,可用。答案:D例3.下列物质能使红墨水褪色的是()A.活性炭 B.二氧化碳C.NaCl溶液 D.酸化了的NaClO溶液解析:通过比较:活性炭具有吸附作用,吸附色素而使红墨水褪色;溶液不能使红墨水褪色;NaClO酸化后有HClO生成,HClO具有漂白性,使红墨水褪色。答案:D例4.实验室用二氧化锰和浓盐酸来制取氯气,主要操作有:(1)将蒸馏烧瓶固定在铁架台上;(2)把酒精灯放在铁架台上,根据酒精灯确定铁圈的高度、固定铁圈放好石棉网;(3)用药匙向蒸馏烧瓶中加入,再向分液漏斗中加浓盐酸,并将导管放入集气瓶中;(4)检查装置的气密性;(5)在蒸馏烧瓶上装好分液漏斗,连结好导气管,最好的实验操作顺序是A.(2)(3)(4)(1)(5)B.(2)(1)(3)(5)(4)C.(2)(1)(5)(4)(3)D.(2)(1)(3)(4)(5)解析:装置的安装顺序为“由下而上”,另外需注意的是,加入药品前检查装置的气密性,则这两点不难得出选C。答案:C例5.今有混合气体100mL(标准状况),其中一种气体体积为45mL,另一种气体为55mL。光照使两种气体发生反应后,恢复到标态,气体体积为_________mL。为了证明反应后气体中有剩余,使气体通过10mL水,并使剩余气体干燥后恢复到标态,若:(1)剩余_________mL气体,证明有________剩余,理由是:____________。(2)溶液有_______性质,证明有____________剩余,理由是:____________。解析:由,该反应前后气体分子数不变,在相同状况下,反应前后气体体积不变,所以反应后的体积不变仍为100mL;使反应后的气体通过水后,氯化氢全部被吸收,如果仍有10mL气体,说明过量,因为难溶于水,若氯气过量,溶于水后使溶液有漂白性。答案:100mL(1)10mL难溶于水;(2)漂白性与反应生成具有漂白性的。氯化氢一、氯化氢的分子结构 氯化氢分子是由1个氢原子和1个氯原子共用一对电子形成的共价分子。因氯原子吸引电子能力比氢原子大,故电子对偏向于氯原子。二、氯化氢的物理性质 1、无色,有刺激性气味的气体。 2、极易溶于水。在标准状况下,1体积水约能溶解500体积氯化氢。用氯化氢可做喷泉实验。 氯化氢的水溶液是盐酸,因此氯化氢在潮湿的空气中会形成白雾,这是氯化氢与空气中的水蒸气结合形成盐酸的小液滴所致。 3、氯化氢的密度比空气的密度大。三、氯化氢的实验室制法 1、药品:浓H2SO4和食盐(固体)。 2、反应原理:用高沸点酸与低沸点酸的盐发生复分解反应来制取低沸点酸。或者说,用难挥发酸与易挥发酸的盐发生复分解反应来制取易挥发酸。 浓H2SO4是高沸点酸,难挥发酸。盐酸是低沸点酸,易挥发酸。 浓H2SO4与食盐发生反应的化学方程式为: NaCl(固)+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl NaHSO4(固)+NaCl(固)Na2SO4+HCl(500~600℃) 2NaCl(固)+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl(500~600℃) 注意:①反应物的状态,一定要是NaCl固体与浓H2SO4反应才能生成氯化氢,若是NaCl溶液与稀H2SO4则不发生反应。 ②注意反应条件对产物的影响。反应物相同,反应时温度不同,所得产物也可能不同。浓H2SO4与NaCl固体的反应中,微热或不加热时生成NaHSO4和HCl气,加热到500~600℃时生成Na2SO4和HCl气。3、发生装置:实验室制取氯化氢与制取氯气时,所用反应物的状态相同(都是固体与液体),且反应时都需要加热,因此制取氯化氢与制取Cl2的发生装置相同。4、收集方法:因氯化氢密度比空气大,且极易溶于水,因此收集HCl气体只能用向上排空气法。5、验满方法:①当观察到集气瓶口有白雾出现时,可证明集气瓶内已收集满HCl气体。②将湿润的蓝色石蕊试纸放在集气瓶口附近,若蓝试纸变红时,证明已收集满HCl气体。③将蘸有浓氨水的玻璃棒靠近集气瓶口,若有白烟(NH4Cl固体)生成,则证明集气瓶内已收集满HCl气体。6、尾气吸收:可用水吸收多余的氯化氢气,但吸收装置与Cl2的吸收装置不相同。用水吸收多余的HCl气体或用水吸收HCl气制盐酸时,应加一个倒扣的漏斗,如下图中的A所示:AB 这样,一方面扩大了HCl气体与水的接触面积,有利用HCl气体的充分吸收;另一方面,更得要的是可以防止倒吸。因为漏斗内容积较大,当漏斗内液面上升时,烧杯中的液面就会下降,漏斗口便脱离液面,由于重力的作用使漏斗内的液体又回落到烧杯内,从而防止了倒吸。凡极易溶于水的气体,如HBr、NH3等都可用这种装置来进行吸收。 四、氯化氢与盐酸的比较 1、组成:氯化氢是纯净物,只含有一种分子——氯化氢分子。盐酸是氯化氢气的水溶液,是混合物,由H+、Cl-、H2O等多种微粒组成。 2、状态:氯化氢在常温下为气态。盐酸在常温下为元色液态。 3、导电性:氯化氢无论在气态、液态、固态时均不能导电。盐酸中有自由移动的离子,因此盐酸能够导电。 4、与石蕊试纸:氯化氢不能使干燥的石蕊试纸变红,但能使湿润的石蕊试纸变红。盐酸可使石蕊试纸变红。 5、化学性质:氯化氢的化学性质不活泼,在高温下表现出还原性。例如: 4HCl+O22H2O+Cl2(地康法制Cl2) 盐酸的化学性质活泼,溶于水氯化氢电离出H+、Cl-,故盐酸具有酸类的通性,H+的氧化性及Cl-的还原性。例如: HCl+NaOH→NaCl+H2O(酸性) Zn+2HCl→ZnCl2+H2(氧化性) MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2 (还原性)【例题精选】: 例1食盐和足量浓硫酸混和并加强热,将生成的气体用100毫升水吸收制成溶液,向该溶液中加足量硝酸银充分反应后,得沉淀28.7g,求食盐的质量。 解析:据题意分析发生的反应首先生成的气体是氯化氢,溶于水则成盐酸,向该溶液加AgNO3溶液后生成的沉淀是AgCl,应根据有关反应方程式,利用起始物(食盐)与最终物(AgCl)之间的质量关系建立关系式求解,就可将多步反应的运算转化成一步计算,可简化其运算过程。 解:设需食盐的质量为x ∵2NaCl+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl HCl+AgNO3→AgCl+HNO3 ∴关系式NaCl——HCl——AgCl 58.5 143.5 x 28.7g 58.5∶x=143.5∶28.7g x=11.7g氧化还原反应1.氧化还原反应基础知识2.物质氧化性或还原性强弱的比较(1)由元素的金属性或非金属性比较<1>金属阳离子的氧化性随其单质还原性的增强而减弱<2>非金属阴离子的还原性随其单质的氧化性增强而减弱(2)由反应条件的难易比较不同的氧化剂与同一还原剂反应时,反应条件越易,其氧化剂的氧化性越强。如:(常温)(加热)前者比后者容易发生反应,可判断氧化性:。同理,不同的还原剂与同一氧化剂反应时,反应条件越易,其还原剂的还原性越强。(3)根据被氧化或被还原的程度不同进行比较当不同的氧化剂与同一还原剂反应时,还原剂被氧化的程度越大,氧化剂的氧化性就越强。如,根据铁被氧化程度的不同,可判断氧化性:。同理,当不同的还原剂与同一氧化剂反应时,氧化剂被还原的程度越大,还原剂的还原性就越强。(4)根据反应方程式进行比较氧化剂+还原剂=还原产物+氧化产物氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物(5)根据元素周期律进行比较一般地,氧化性:上>下,右>左;还原性:下>上,左>右。(6)某些氧化剂的氧化性或还原剂的还原性与下列因素有关:温度:如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。浓度:如浓硝酸的氧化性比稀硝酸的强。酸碱性:如中性环境中不显氧化性,酸性环境中显氧化性;又如溶液的氧化性随溶液的酸性增强而增强。注意:物质的氧化性或还原性的强弱只决定于得到或失去电子的难易,与得失电子的多少无关。如还原性:,氧化性:浓>稀。【知识详解】氧化还原反应中的几条基本规律。(1)守恒关系:化合价升降总数相等,电子得失数目相等。(2)元素处于最高价态时,只有氧化性;元素处于最低价态时,只有还原性;元素处于中间价态时,既有氧化性又有还原性。如硫元素:浓中的S处于+6价,是最高价,只有氧化性;中的S处于价,是最低价,只有还原性;、中的S为中间价态+4价,既具有氧化性,又具有还原性。(3)强氧化剂与强还原剂之间一般都能发生氧化还原反应。中学化学中常见的强氧化剂有浓、、等;常见的强还原剂有活泼金属单质、C、、CO、、等。(4)同一氧化还原反应中,反应物与生成物间氧化性与还原性强弱对比的一般规律是:氧化性氧化剂>氧化产物;还原性还原剂>还原产物。即强氧化剂和强还原剂生成弱氧化剂和弱还原剂。(5)金属单质还原性越强,其对应阳离子的氧化性越弱;非金属单质氧化性越强,其对应阴离子的还原性越弱。(6)氧化还原反应中,元素以相邻价态间的转化最易发生;同种元素不同价态之间若发生反应,元素的化合价只靠近而不交叉;同种元素,相邻价态间不发生氧化还原反应。【典型例题】例1.制备氰氨基化钙的化学方程式为,在反应中()A.氢元素被氧化,碳元素被还原B.HCN既是氧化剂又是还原剂C.是氧化产物,是还原产物D.CO为氧化产物,为还原产物解析:本题考查氧化还原反应的有关概念。解题时要仔细分析反应物和生成物的分子式,正确标出化合价,然后根据“价升高失电子还原剂氧化反应氧化产物;价降低得电子氧化剂还原反应还原产物”确定有关概念。(注意生成物中碳元素来自,它的化合价在反应前后没有发生变化),即氢元素化合价降低,碳元素化合价升高,故HCN既是氧化剂又是还原剂,是氧化产物,是还原产物。答案:B、C。点评:此类结合实例确定氧化还原反应的有关概念的试题,其解题方法是:找变价判类型分升降定其他。其中“找变价”是非常关键的一步,特别是反应物中含有同种元素的氧化还原反应(如本题反应物均含有碳元素),必须弄清它的变化情况。例2.下列叙述正确的是()A.含金属元素的离子不一定都是阳离子B.在氧化还原反应中,非金属单质一定是氧化剂C.某元素从化合态变为游离态时,该元素一定被还原D.金属阳离子被还原不一定得到金属单质解析:本题主要是考查氧化还原反应概念正误的判断。A.含金属元素的离子不一定是阳离子。如等。A正确。B.物质的氧化性、还原性与元素的价态有关。一般地,处于最低价态的元素不能再得电子,只有还原性,如金属单质、等;处于最高价态的元素不能再失电子,只有氧化性,如等;处于中间价态的元素,如等既有氧化性又有还原性,当遇强氧化剂时,它做还原剂,当遇强还原剂时,它做氧化剂,如是氧化剂,是还原剂,B不正确。C.元素处于化合态,其价态本身有高、低价态之分,所以从化合态变为游离态,其价态可能是从高价态降为0价,也可能是从低价态升为0价,如和,因此该元素可能被还原,也可能被氧化。C不正确。D.金属阳离子被还原,只表明金属阳离子的化合价降低,其产物不一定是单质,如高价金属阳离子被较弱的还原剂还原时,可被还原成低价态的金属阳离子:。D正确。答案:A、D。点评:解此类有关概念辨析的试题应遵循“理解概念抓实质”的原则,若是再辅以具体实例,会使抽象的问题具体化,其判断结果更具有可靠性。例3.已知和均有还原性,它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为。则下列反应不能发生的是()A.B.C.D.解析:解题时可先假设各选项反应均能发生,推出选项中相应微粒还原性的强弱顺序,然后对照已知微粒还原性强弱顺序,从而确定反应能否发生。由还原性强弱顺序的判断规律可知,各选项有关微粒还原性强弱顺序为:A.;B.;C.;D.,对比,C、D与此相违背,故C、D反应不能发生。答案:C、D。点评:氧化还原反应能否发生,其规律是:强氧化剂+强还原剂弱氧化剂+弱还原剂,或者说氧化性、还原性体现“以强制弱”的原则。例4.根据下列反应判断有关物质还原性由强到弱的顺序是()(1)(2)(3)A.B.C.D.解析:本题是根据物质氧化性或还原性强弱的规律解题。在同一氧化还原反应中,氧化剂+还原剂=还原产物+氧化产物,还原性:还原剂>还原产物;氧化性:氧化剂>氧化产物,概括为:左>右。据此规律,由反应式(1)可知还原性,由(2)可知还原性,由(3)可知还原性。综合(1)(2)(3)得:。答案:A氧化还原反应反应方程式配平一、氧化还原反应的配平依据:1.化合价升降规律:氧化剂得电子总数跟还原剂失电子总数必相等,表现在化合价上就有被氧化元素化合价升高的价数必定跟被还原元素化合价降低的价数必定相等。2.质量守恒定律:任何化学反应前后,各元素原子个数必定守恒。二、配平的一般步骤:(1)找出反应前后化合价发生变化的元素;(2)分析各变价元素的化合价升、降的价数;(3)以化学式为单位,求出化合价升、降价数的最小公倍数,使有关元素的化合价升、降总价数相等。(4)用观察法配平其它元素的化学计量数。(其中1、2、3是为了保证电子得失数相等,第4步是保证反应符合质量守恒定律)三、例题配平下列方程式1.标价态观察分析并标出发生氧化反应和还原反应的各元素反应前后的化合价。—+H2O2.列变化标出反应前后元素化合价的变化情况化合价升高4——+H2O化合价降低13.令相等,配计量数找它们的最小公倍数,这样就可使化合价升高和降低的总数相等。化合价升高4——+H2O化合价降低1×44.观察配平,单线变箭头→+H2O但有时候,对于氧化还原反应中的反应物来说,只有一部分参加了氧化还原反应,此时,应先用化合价升降法确定氧化剂或还原剂的化学计量数,然后再将没有参加氧化还原反应的原子(或原子团)数加到有关氧化剂或还原剂的化学计量数上。[例题]配平铜与稀硝酸反应的化学方程式。化合价升高2×33+2(稀)——3+2↑+H2O化合价降低3×2[提示]在上述反应里,3个Cu(NO3)2中的6个NO3—并没有参与氧化还原反应,所以应在2个HNO3的基础上加上6个,即HNO3的化学计量数应为8,由此也可知H2O的化学计量数应该为4。3Cu+8HNO3(稀)→3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O1、配平原则:在氧化还原反应元素间得失电子总数(或化合价升降总数)相等。2、配平方法:一标、二找、三定、四平、五查卤族元素(二)实验:1.萃取、分液将两种不互溶的液体用分液漏斗分开的实验操作叫分液。萃取是用萃取剂将溶液中的溶质提取出来的一种方法。其原理是溶质在萃取剂中的溶解度要远大于原溶液中的溶解度。另外萃取剂与原溶液必须不互溶,能用分液漏斗分开。2.实验室制取和比较(1)制取装置相同都是用固体与液体在加热条件下的反应,都用分液漏斗和烧瓶。(2)制法原理不同是单质气体,从化合物制单质,元素的化合价必定要改变。因此制要利用的是氧化还原反应。是酸性气体,用酸跟盐的复分解反应制取,属于非氧化还原反应。(3)气体收集方法相似不相同都是比空气重的气体,都用向上排气集气法收集。不同的是有毒,集气瓶要加橡胶塞。与水反应,极易溶于水,因此都不能用排水法收集。(4)气体干燥方法相同都能用浓进行干燥。(5)气体检验方法不同用湿润的淀粉试纸检验。用浓氨水或湿润的蓝色石蕊试纸检验。3.卤素单质与卤素离子检验方法比较气、蒸气都用湿的淀粉试纸检验。卤素离子用酸化的硝酸银溶液检验,分别生成白色沉淀,浅黄色沉淀,黄色沉淀。这三种沉淀都是强酸银盐沉淀,不溶于稀酸。氢氟酸是弱酸,可溶。【例题分析】例1.随着卤素原子半径的增大,下列递变规律正确的是()A.单质的熔沸点逐渐降低 B.卤素离子的还原性逐渐增强C.气态氢化物稳定性逐渐增强 D.单质氧化性逐渐增强解析:卤族元素均为分子晶体,按原子序数递增的顺序,单质相对分子质量逐渐增大,晶体中分子间作用力逐渐增大,物理性质表现为颜色逐渐加深、熔沸点逐渐升高。卤族元素的化学性质的变化是随原子结构的有规律变化而变化的。规律是:随着原子序数的逐渐增加,电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的吸引逐渐减弱,得电子能力逐渐减弱,则单质的氧化性逐渐减弱,离子或气态氢化物的还原性逐渐增强,气态氢化物形成逐渐变难,稳定性逐渐减弱。答案:B例2.砹()是核电荷数最多的卤族元素,推测砹或砹的化合物最不可能具有的性质是()A.砹化氢很稳定 B.砹易溶于某些有机溶剂C.砹是有色固体 D.不溶于水,的熔点较高解析:卤素氢化物的稳定性是随着非金属活泼性增强而递增的,氟的非金属性最强,所以氟化氢最稳定。砹的活泼性较F、、I都差,其氢化物应该比碘化氢还不稳定。卤素单质有易溶于某些有机溶剂的特性,砹为卤素,其单质也应易溶于某些有机溶剂。卤素单质氟、氯、溴碘均有颜色,砹单质也必然有颜色。卤素单质随分子量递增熔沸点递增,氟氯单质为气态,溴单质为液态,碘单质为固态,砹是比碘分子量还大的卤素,肯定为固态。均为不溶于水的固体,依次可推知也不溶于水。等卤素的碱金属盐都属于离子晶体,也属于离子晶体,因此有较高的熔沸点。答案:A。例3.甲、乙、丙三溶液各含有一种(为、或)离子,向甲中加入淀粉溶液和氯水,则溶液变为橙色,再加丙溶液,颜色无明显变化。则甲、乙、丙依次含有()A. B.C. D.解析:向甲种加入淀粉溶液和氯水,溶液变为橙色,应是水的颜色,则甲种必含有,被置换生成了,由此否定了C、D,再加丙溶液,颜色无明显变化,说明丙溶液中不含,否则加入后应被所置换,生成,溶液应为蓝色,与题给条件不符,则丙溶液只含有、必在乙溶液中。因此甲、乙、丙溶液依次含有。答案:A例4.在50g含有1.17g氯化钠和0.84g氟化钠的溶液中滴入过量的硝酸银溶液,充分搅拌静置、过滤、洗涤、干燥,称量得到2.87g固体,由此可以得出的正确结论是()A.氯离子只有一部分参加反应B.氟离子只有一部分参加反应C.氟化银难溶于水D.氟化钠和硝酸银在溶液中无沉淀生成解析:从已知条件来看,溶液中既有,又有。加入溶液后,能生成沉淀,但不知道是否沉淀。这样我们应计算1.17g能生成多少克沉淀,若生成的质量小于2.87g,则是难溶的,若生成的质量等于2.87g,则是可溶的。通过计算,确定生成的的质量正好等于2.87g。例5.向溶液里滴入一滴溶液,出现白色沉淀,继续滴加一滴KI溶液,沉淀变为黄色,再滴入一滴硫化钠溶液,沉淀又变成黑色。根据上述变化过程,分析此三种沉淀物的溶解程度关系为()A. B.C. D.解析:这是一个信息给予题,在初中我们认为盐和盐的反应一定要两者均可溶,但事实上这个看法不全面,如本题中所描述的,溶液中加入溶液后,首先生成白色沉淀,再加入,生成黄色沉淀,显然是,再加入,生成黑色沉淀,显然是,由此可简单说明,肯定发生了化学反应。根据反应的实际情况,应总结出,在溶液中进行的化学反应,总是朝降低离子浓度的方向进行,所以溶解程度。答案:C。例6.氰气分子式为,它的性质和卤素相似,称为拟卤素,对其性质和有关化合物性质的叙述正确的是()A.和都易溶于水B.和都易形成白雾C.和的水溶液都有极强的酸性D.和溶液反应生成解析:对于——氰气、——硫氰和——氧氰,在自由状态时,其性质与卤素单质很相似,所以我们称之为拟卤素。同卤素一样均可形成负一价的离子如:氰离子,氰酸根离子,硫氰酸根离子。所以我们对比卤素和拟卤素时,要注意其共性同时也需注意其差异性。当拟卤素和金属化合成盐时,与卤素相似,它们的银盐均难溶于水,所以难溶;氰化氢是无色气体,可以和水以任意比例互溶,水溶液为氢氰酸,酸性极弱,所以C不正确;和一样可与反应,反应式为答案:BD。【疑难解答】根据下图实验,填空和回答问题(1)烧瓶中所发生的主要反应的化学方程式是___________________________________________________________________。装置(II)的烧杯中冷水所起的作用是__________;装置(III)的烧杯中液体的作用是__________。(2)进行此实验时,烧瓶内的橡皮塞最好用锡箔包住,用橡皮管连接的两玻璃管口要相互紧靠,这是因为__________________________________________________。(3)装置(III)的烧杯中使用倒置漏斗可防止液体倒吸,试简述其原因。答:____________________________________________________________精析:本题综合性强,首先要仔细观察分析所给的实验图示,明确实验目的,意图和装置的作用、原理等。进入题设的情境,接受所得的信息,并结合所要回答的问题,迁移、联想、重组所学过的有关知识,深入思考分析,从而得出正确结论。(1)由所给物质(浓)可知,在加热条件下,浓都有氧化性,特别是在强酸性条件下氧化性很强,中的有还原性,因此一定能发生氧化还原反应,把离子氧化成溴单质。酸性条件下作氧化剂,还原产物是。方程式可以写总的反应的方程式,也可以分两步写,先写出与浓反应制,然后再写被氧化制溴单质。由于主要产物是溴蒸气,结合常温下是液态,就可知(II)烧杯中冷水的作用是冷凝。考虑未冷凝的溴蒸气和少量(甚至有少量)等将成为尾气,因此(III)烧杯中液体应该是碱液,起的是吸收未冷凝气体的作用。(2)题中给出橡皮塞、橡皮管,产生的气体又主要是溴蒸气,联想到橡胶的主要成分是聚异戊二烯等,其中有双键,能与溴发生加成反应,从而可得出溴蒸气会腐蚀橡皮塞和橡胶管的结论。(3)题设是防止液体倒吸的装置,要简述其原因。应从所给装置与防止倒吸两方面来考虑。吸收的条件是吸收液能跟气体反应,或是气体在该吸收液中溶解度很大。这两种情况下,体系的压力都减小,很容易造成体系负压,使得外界气压大于体系的压力,因而发生倒吸。题目所给的装置是倒置的漏斗,又是漏斗口刚刚没入吸收液中,从而明确当气体被吸收时,液体上升到漏斗中。由于漏斗的容积较大,导致烧杯中液面明显下降,使漏斗口脱离液面,漏斗中的液体又流回烧杯内,从而防止了倒吸。答案:(1)或分步方程式为:(或)冷凝;吸收未冷凝的气体。(2)溴蒸气会腐蚀橡皮塞和橡胶管。(3)当气体被吸收时,液体上升到漏斗中。由于漏斗容积大,导致烧杯中液面下降,使漏斗口脱离液面,漏斗中的液体又流回烧杯中,从而防止了倒吸。化学键一、离子键使阴、阳离子结合成化合物的静电作用,叫做离子键。从下列几个方面掌握离子键:1、成键的微粒:阴离子和阳离子2、键的本质:阴离子和阳离子之间的静电作用。3、键的形成条件:4、⑸成键的主要原因:⑴原子容易相互得、失电子形成阴、阳离子;⑵离子间的吸引和排斥达到平衡;⑶成键后体系的能量降低5、通过离子键形成的化合物均为离子化合物,如强碱、大多数盐以及典型的金属氧化物等。6、离子键的强弱及其意义:⑴影响离子键强弱的因素有:离子的半径和电荷,即离子半径越小,带电荷越多,阴、阳离子间的作用就越强。⑵强弱与性质的关系:影响该离子化合物的熔点、沸点和溶解性等。例如:()(),所以离子键较强,熔点比高;又如和,它们均由半径小、高电荷(、、)的离子构成,离子键很强,所以它们均为高熔点物质,常用作耐火材料。7、电子式:用来表示原子、离子或分子的一种化学符号。⑴原子的电子式:常把其最外层电子数用小黑点“·”或小叉“×”来表示。例如:硫原子:钾原子:氖原子:⑵>阴离子的电子式:不但要画出最外层电子数,而且还应用括号“[]”括起来,并在右上角标出“”电荷字样。例如:氧离子:氟离子:⑶阳离子的电子式:不要求画出离子最外层电子数,只要在元素符号右上角标出“”电荷字样。例如:钠离子:镁离子:钡离子:⑷原子团的电子式:不仅要画出各原子最外层电子数,而且还应用括号“[]”括起来,并在右上角标出“”或“”电荷字样。例如:铵根离子:氢氧根离子:⑸离子化合物的电子式:由阴、阳离子的电子式组成,但对相同的离子不得合并。例如:::::⑹离子键形成的表示法:::8、书写离子化合物的电子式的方法:⑴每个离子都要单独写,如(错)(对)⑵在阳离子元素符号的外面不需再写出新成为最外层的8个电子,而应在右上角注明阳离子所带的正电荷数。如镁离子。⑶在阴离子元素符号的周围应用小黑点画其最外层的8个电子(最外层2个电子),并用方括号跟阳离子隔开,再在括号外的右上角注明阴离子所带的负电荷数。如溴离子。⑷离子的电荷数要注意与化合价相区别。如:(错)(对)(错)(对)⑸离子要标出离子电荷数,阴离子、原子团要加括号。如:(错)(对)(错)(对)二、共价键原子间通过共用电子对所形成的相互作用,叫做共价键。从下面几个方面掌握共价键:1、成键的微粒:一般为非金属原子(相同或不相同)2、键的本质:原子间通过共用电子对(即电子云重叠)产生的强烈作用。3、键的形成条件:一般是非金属元素之间,且成键的原子最外层电子未达到饱和状态,则在两原子之间通过形成共用电子对成键。4、键能:分子中所含键的键能越大,分子越稳定。(反应物总键能-生成物总键能),反应吸热。(反应物总键能-生成物总键能),反应放热。5、共价键形成的表示方法:电子式结构式(一根短线表示一对共用电子):::三、化学键相邻的原子之间强烈的相互作用,通常叫做化学键。1、离子键、共价键的比较:2、化学反应的本质:一个化学反应的过程,本质就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。【例题分析】例1、下列叙述错误的是()A、带相反电荷离子之间的相互吸引称为离子键B、金属元素与非金属元素化合时,不一定形成离子键C、某元素的原子最外层只有一个电子,它跟卤素结合时所形成的化学键不一定是离子键D、非金属原子间不可能形成离子键[解析]相互作用包括相互吸引和相互排斥两个方面,A错;B正确,如Acl3是由活泼金属与活泼非金属形成的共价化合物;C正确,如HCl是通过共价键形成的;D错,如NH4+是由非金属元素形成的阳离子,铵盐为离子化合物。答案:AD变形题:下面有关离子化合物的说法正确的是()离子化合物中一定含有金属元素,含金属元素的化合物一定是离子化合物离子键只存在与离子化合物中,离子化合物中一定含有离子键离子化合物中不可能含有共价键离子化合物受热熔化破坏化学键,吸收热量,属于化学变化答案:B例2、下列电子式书写正确的是()[解析]Na2S的电子式漏写了一对电子且中括号标错,NH3的电子式漏写了一对电子,H2S是共价化合物。答案:B[规律总结]书写化合物的电子式时,首先判断它是离子化合物还是共价化合物,共价化合物的电子式中不使用括号和电荷数。离子化合物中要使用括号和电荷数,阴离子一定加括号,阳离子中只有原子团才使用括号。例3、下列分子中所有原子都满足最外层8电子结构的是()。A.光气()B.六氟化硫C.二氟化氙D.三氟化硼解析:四个选项给出的物质都为共价化合物,原子间通过共用电子对相结合。A项可由结构联想,符合题意。B、C项,中S有6个共用电子对;中有2个共用电子对,S与最外层均多于8个电子。D项中B最外层只有3个电子与3个F原子形成3条共价键后,最外层只有6个电子。故本题选A。晶体结构一、晶体结构:原子晶体离子晶体分子晶体作用力形式共价键离子键分子间作用力熔沸点最高较高低硬度最高较高低实例金刚石、晶体硅、SiC、SiO2盐、强碱P4、干冰、硫、H3PO4(固)二、晶体熔沸点比较规律:1.不同晶体类型的物质:原子晶体>离子晶体>分子晶体(一般规律)2.同种晶体类型的物质需比较各种晶体内部作用力的大小,作用力越大其熔沸点越高。原子晶体共价键的键能(键长越短,键能越高)离子晶体离子键强弱如分子晶体分子间作用力【例题分析】例1.下列各组物质中,按熔点由低到高排列正确的是()A. B.C. D.答案:B分析:本题是晶体物理性质比较的题型,在B选项中干冰为分子晶体,为离子晶体,为原子晶体,正确。A选项易误选,应按在通常情况下,几种物质的状态来进行比较,应为。例2.下列各分子中所有原子都满足最外层为8电子结构的是()
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