高中化学人教版第二章化学物质及其变化 优秀

第2章化学物质及其变化本章重难点专题突破一物质常见的分类方法对物质进行分类的常见方法有以下两种：树状分类法和交叉分类法。1.物质的树状分类[特别提示](1)纯净物和混合物的区别纯净物混合物有固定的组成和结构无固定的组成和结构有固定的熔、沸点无固定的熔、沸点保持一种物质的性质保持原有物质各自的性质(2)常见混合物①溶液、浊液等。②空气、植物油、汽油等。2.物质的交叉分类如HCl是一元酸、无氧酸；H2SO4是二元酸、含氧酸。[特别提示]物质的交叉分类是应用最广泛的分类方法，因为一种物质具有多种性质，可以按某一种性质分类，也可以按另一种性质分类，在以后的学习中注意应用交叉分类学习物质的性质；物质的树状分类是宏观把握物质的一种分类方法，尤其是学习化学概念时一般应用这种分类方法。【典例1】下列十种物质：①水②空气③铁④二氧化碳⑤H2SO4⑥熟石灰[Ca(OH)2]⑦胆矾⑧FeCl3溶液⑨碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]⑩碳酸氢钠(NaHCO3)其中属于混合物的是________(填序号，下同)；属于氧化物的是________；属于碱的是________；属于酸的是________；属于盐的是________。解析碱式盐[Cu2(OH)2CO3]、酸式盐(NaHCO3)、结晶水合物(如胆矾CuSO4·5H2O)，都有固定的组成，均为纯净物，而FeCl3溶液包含FeCl3和水，属于混合物。答案②⑧①④⑥⑤⑦⑨⑩理解感悟物质分类的标准较多，类别较多，但是都是以物质的基本概念进行区别和联系的。如：有固定组成的物质就是纯净物，如CuSO4·5H2O，其中CuSO4与结晶水的个数比是1∶5，组成固定，属于化合物，所以CuSO4·5H2O是纯净物，不是混合物。由一种元素与氧元素组成的化合物是氧化物；在水溶液中电离出来的阴离子均为OH－的化合物是碱；在水溶液中电离出来的阳离子均为H＋的化合物是酸；由金属阳离子(或铵根离子)与酸根离子组成的化合物为盐。因此，只要我们把握好概念的内涵和外延，从本质理解概念，就可以把繁杂的分类知识掌握了。二对比三种分散系学会制备胶体把一种(或多种)物质分散在另一种(或多种)物质中所得到的体系叫分散系，其中被分散的物质称作分散质，分散其他物质的物质称作分散剂，即：分散系＝分散质＋分散剂。三种分散系的比较分散系溶液胶体浊液分散质粒子的种类分子、离子较多分子的集合体或大分子大量分子的集合体(固体小颗粒或小液滴)分散质粒子的直径d<1nm1nm<d<100nmd>100nm外部特征均一、透明、稳定均一、透明、较稳定不均一、不透明、不稳定能否透过滤纸能能不能鉴别方法无丁达尔效应有丁达尔效应静置分层实例食盐水、碘酒氢氧化铁胶体、淀粉溶胶泥水【典例2】我国科学家在世界上第一次为一种名为“钴酞菁”的分子(直径为×10－9m)恢复了磁性。“钴酞菁”分子结构和性质与人体内的血红素及植物体内的叶绿素非常相似。下列说法中不正确的是()A.“钴酞菁”分子所形成的分散系具有丁达尔效应B.“钴酞菁”分子不能透过滤纸C.此项工作可以用来改变分子的某些物理性质D.此工作可广泛应用于光电器件、生物技术等方面解析直径为×10－9m符合胶体微粒直径范围，所以具有丁达尔效应，A对；胶体能透过滤纸，不能透过半透膜，B错；磁性为物理性质，C对。答案B理解感悟分散质粒子直径介于1～100nm之间是胶体的本质特征，所以先从分散质粒子的大小确定其是哪种分散系，再据此判断各项是否正确。三电解质中的“是与非”电解质中的“是与非”(1)电解质、非电解质的相同之处在于它们都是化合物，单质和混合物既不属于电解质，又不属于非电解质；电解质、非电解质的不同之处是在水溶液里或熔融状态下能否导电。(2)电解质概念中的“或”，指两种情况任取一种即可；非电解质中的“无论”和“都”，指两种情况必须同时满足。(3)从物质类别上把握概念更清晰明了。如：酸、碱、金属氧化物、大多数盐以及H2O为电解质。酒精、蔗糖和大多数非金属氧化物是非电解质。(4)能导电的物质不一定是电解质，如石墨等；电解质本身不一定能导电，如食盐晶体。(5)NH3、SO2溶于水均能导电，但并非它们本身能电离出自由离子，而是它们与水反应的生成物NH3·H2O、H2SO3能电离出离子，所以NH3、SO2都是非电解质。【典例3】下列状态的物质，既能导电又属于电解质的是()晶体溶液C.液态HClD.熔融的NaOH解析B项是混合物，不是电解质；A、C、D项都是电解质，但MgCl2晶体中离子不能自由移动，不能导电；C项中是分子，没离子，也不导电。答案D四离子方程式的书写与正误判断方法1.离子方程式的书写方法要求抓住两易、两等、两查两易：即易溶、易电离的物质(包括强酸、强碱、大多数可溶性盐)以实际参加反应的离子符号表示，非电解质、难电离的物质(包括弱酸、弱碱、水等)、难溶物、单质、气体、氧化物等用化学式表示。两等：离子方程式两边的原子个数、电荷总数均对应相等。两查：检查各项是否都有公约数，是否漏写必要的反应条件。2.离子方程式的正误判断方法(1)看是否符合客观事实。如Fe跟稀H2SO4反应，写成2Fe＋6H＋=2Fe3＋＋3H2↑是错误的。(2)看化学式拆写是否正确。如NaHCO3与稀HCl反应写成2H＋＋COeq\o\al(2－,3)=CO2↑＋H2O是错误的。(3)看是否遵循质量守恒和电荷守恒。如Zn＋Ag＋=Zn2＋＋Ag电荷不守恒。(4)看是否漏掉部分离子反应。如H2SO4溶液与Ba(OH)2溶液的反应，写成Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓或H＋＋OH－=H2O都是错误的。【典例4】判断下列离子方程式是否正确，错误者指明原因，并写出正确的离子方程式。①铁粉溶于稀硫酸中：2Fe＋6H＋=2Fe3＋＋3H2↑②用三氯化铁溶液制取Fe(OH)3胶体：Fe3＋＋3H2O=Fe(OH)3↓＋3H＋③氢氧化铜溶于盐酸：OH－＋H＋=H2O④氢氧化钡溶液与硫酸铜溶液混合：2OH－＋Cu2＋=Cu(OH)2↓⑤铝与氯化铜溶液发生置换反应：Al＋Cu2＋=Al3＋＋Cu⑥硫酸溶液与氢氧化钡溶液混合：H＋＋OH－＋SOeq\o\al(2－,4)＋Ba2＋=BaSO4↓＋H2O⑦碳酸钙溶于硝酸溶液：CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋CO2↑＋H2O⑧碳酸氢钙溶液与足量氢氧化钠溶液混合：HCOeq\o\al(－,3)＋OH－=COeq\o\al(2－,3)＋H2O答案序号正误判断错误原因正确的离子方程式①×不符合反应事实，产物应为Fe2＋，不是Fe3＋Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑②×产物为Fe(OH)3胶体，不是沉淀Fe3＋＋3H2Oeq\o(=,\s\up7(△))Fe(OH)3(胶体)＋3H＋③×氢氧化铜不能写成OH－，应写化学式Cu(OH)2＋2H＋=Cu2＋＋2H2O④×生成Cu(OH)2沉淀的同时生成BaSO4沉淀Ba2＋＋2OH－＋Cu2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓＋Cu(OH)2↓⑤×反应方程式两边电荷不守恒2Al＋3Cu2＋=2Al3＋＋3Cu⑥×生成BaSO4与H2O的物质的量之比应为1∶22H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋Ba2＋＋2OH－=BaSO4↓＋2H2O⑦√⑧×Ca2＋应参加反应，有CaCO3沉淀生成Ca2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)＋2OH－=CaCO3↓＋COeq\o\al(2－,3)＋2H2O五离子在水溶液中能否大量共存的判断1.离子在溶液中能否大量共存的关键就是看离子间是否符合离子反应发生的条件，若反应，则不能大量共存。(1)看离子间能否生成难溶物、微溶物。要熟练记忆酸、碱、盐的溶解性，特别是难溶性的盐类。(2)看离子间能否反应生成气体。气体又有酸性气体和碱性气体两种，具体表现为易挥发弱酸的酸根与H＋不能大量共存；铵盐与强碱不能大量共存。(3)看离子间能否反应生成难电离的物质(弱酸、弱碱、水等)。酸中的盐酸、硫酸和硝酸易电离，其他的酸一般难电离；碱中的氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化钡易电离，其他的碱均认为是难电离。(4)看离子间能否发生氧化还原反应等。2.注意题目中附加的限定性条件(1)无色透明的溶液中，不能存在有色离子，如Cu2＋(蓝色)、Fe3＋(棕黄色)、Fe2＋(浅绿色)、MnOeq\o\al(－,4)(紫色)等。(2)在强酸性溶液中，与H＋起反应的离子不能大量存在。(3)在强碱性溶液中，与OH－起反应的离子不能大量存在。【典例5】在无色透明的溶液中，可以大量共存的离子组是()\o\al(－,4)、Fe2＋、K＋、Cl－＋、Na＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)＋、Cl－、NOeq\o\al(－,3)、K＋＋、H＋、OH－、COeq\o\al(2－,3)解析MnOeq\o\al(－,4)、Fe2＋、Cu2＋在溶液中均显一定的颜色，A、B项不合题意；D项中H＋＋OH－=H2O,2H＋＋COeq\o\al(2－,3)=CO2↑＋H2O，Ca2＋＋COeq\o\al(2－,3)=CaCO3↓，故D项不合题意。答案C理解感悟溶液中的离子共存，是一种要求较高的题型，所涉及的知识多且广，特别要求能熟练掌握一些边缘零碎知识。同时在答题时要注意题目中的一些附加的、隐含的条件。【典例6】某溶液的溶质可能由下列离子组成：Cl－、SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)、H＋、Ba2＋、Na＋，某同学进行了如下实验：(1)向溶液中加入过量的BaCl2溶液，有白色沉淀产生，过滤；(2)向(1)中滤液里加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生；(3)将(1)中的沉淀加入稀盐酸中，沉淀部分消失，有气体产生。依据以上实验可以推断，原溶液中一定含有________；一定没有____________；可能含有__________________。解析推断溶液中肯定存在、肯定不存在及可能存在什么离子，是考查离子反应的又一种重要题型。其命题形式通常是给出实验现象或实验事实，要求通过对题述实验、离子性质、离子共存的分析而得出结论。实验(1)说明原溶液中没有Ba2＋；由实验(3)(白色沉淀部分消失、产生气体)可知一定含有SOeq\o\al(2－,4)(BaSO4不溶于盐酸)、COeq\o\al(2－,3)；由于加入BaCl2溶液引入了Cl－，所以不能由实验(2)确定原溶液中含Cl－；而COeq\o\al(2－,3)与H＋不能大量共存，所以肯定不含有(大量)H＋；3种阳离子中只剩下Na＋了，则必然含有Na＋。答案SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)、Na＋H＋、Ba2＋Cl－理解感悟解这类题要充分分析离子的性质、实验现象和离子共存(离子共存是重要的隐含条件)等因素，并特别注意在实验中加入某试剂时，是否引入或生成了原溶液中可能存在的离子，以及当只剩下一种阳(阴)离子时，一定含有这种阳(阴)离子。六快速准确熟记氧化还原反应有关概念的方法氧化还原反应是有电子转移(得失或偏移)的反应，其表现特征是元素的化合价发生变化，实质是电子转移。氧化还原反应中的概念较多，极易混淆。运用下列方法，可以快速准确的掌握氧化还原反应的有关概念。1.理清概念间的关系2.联想记忆关键词(1)记忆口诀：“升失氧还、降得还氧”。其含义即：化合价升高→失去电子(电子对偏离)→被氧化→还原剂→具有还原性(失电子能力)；化合价降低→得到电子(电子对偏向)→被还原→氧化剂→具有氧化性(得电子能力)。(2)记忆口诀：“剂性一致，其他相反”。其含义即：氧化剂具有氧化性，还原剂具有还原性；“其他相反”即氧化剂被还原，发生还原反应，得还原产物；还原剂被氧化，发生氧化反应，得氧化产物。3.学会正确的分析方法化合价变化是分析一切氧化还原反应问题的前提和基础，正确标出各元素的化合价是分析氧化还原反应的关键和突破口。具体方法是找变价，判类型(是否为氧化还原反应)；分升降，定其他(化合价升高，失去电子，发生氧化反应，化合价降低，得到电子，发生还原反应)。【典例7】单质钛(Ti)抗腐蚀能力强(放在大海中几周后仍金光闪闪)，机械强度高，有“未来金属”之称。又因用它制的“骨头”置入人体后可以在上面长肉，所以又有“亲生物金属”之美誉。工业上常用硫酸分解钛铁矿(FeTiO3，铁为＋2价)的方法来制取TiO2，再由TiO2制金属钛。主要反应有：①FeTiO3＋3H2SO4=Ti(SO4)2＋FeSO4＋3H2O②Ti(SO4)2＋3H2O=H2TiO3↓＋2H2SO4③H2TiO3eq\o(=,\s\up7(△))TiO2＋H2O④TiO2＋2C＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(△))TiCl4↑＋2CO↑⑤TiCl4＋2Mgeq\o(=,\s\up7(△))2MgCl2＋Ti上述反应中，属于氧化还原反应的有()A.①②B.①⑤C.③④D.④⑤解析氧化还原反应的判断依据是有化合价变化，否则就是非氧化还原反应。①中Fe反应前后都是＋2价，Ti反应前后都是＋4价，是非氧化还原反应。②③中Ti都是＋4价。④中C、Cl2是单质，化合价肯定有变化。⑤中Ti、Mg的化合价都有变化。答案D【典例8】分析下列反应中元素在反应前后的化合价升降、电子得失及被氧化、被还原情况，并指出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。(1)Cl2＋H2O=HCl＋HClO(2)CH4＋2O2eq\o(=,\s\up7(点燃))CO2＋2H2O(3)3Cu＋8HNO3=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O解析(1)中Cl2中的Cl是0价，反应后分别是－1价和＋1价，是歧化反应，所以Cl2的化合价是既升又降，它既是氧化剂又是还原剂。(2)C从－4→＋4价，共失8e－，CH4为还原剂；O原子从0→－2价，每个原子降2价，4个氧原子，共降8价。(3)HNO3中的N为＋5价，要注意Cu(NO3)2中的N也是＋5价(没变价)，变价的是NO中的N(＋2价)。答案(1)Cl2既是氧化剂又是还原剂，HCl是还原产物，HClO是氧化产物。(2)CH4为还原剂，CO2为氧化产物，O2为氧化剂，CO2、H2O为还原产物。(3)Cu为还原剂，HNO3为氧化剂，Cu(NO3)2为氧化产物，NO为还原产物。七守恒法在氧化还原反应计算中的应用1.氧化还原反应的计算主要有求氧化剂与还原剂物质的量之比或质量之比，计算参加反应的氧化剂或还原剂的量，确定反应前后某一元素的价态变化或物质的化学式等。其计算的关键是依据氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等(即得失电子守恒)。2.电子守恒解题步骤：首先找出氧化剂、还原剂及其物质的量以及每摩尔氧化剂、还原剂得失电子的量，然后根据电子守恒列等式：氧化剂的物质的量×每摩尔氧化剂得电子数＝还原剂的物质的量×每摩尔还原剂失电子数，利用这一等式，解氧化还原反应计算题，可化难为易，化繁为简。【典例9】实验室用MnO2和浓盐酸制氯气的反应为MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(