章末核心素养整合◇专题1分类方法在化学学习中的应用1.判断或预测物质的性质例如锌和铁都是金属单质,已知它们均能与某些非金属单质反应、与某些酸反应、与某些盐反应等。
又知铝也是金属单质,则铝也应具有锌、铁等金属单质的一般性质。
2.寻找具有相同或相似性质的物质例如在①磷酸(H3PO4)、②氢氧化镁[Mg(OH)2]、③氧化钙(CaO)、④氯气(Cl2)、⑤氢溴酸(HBr)等物质中,具有酸的通性的是①⑤。
3.对物质进行鉴别例如选择化学试剂鉴别稀硫酸、稀盐酸、NaOH溶液、BaCl2溶液、KNO3溶液、Ca(OH)2溶液时,可先按酸、碱性的差异利用石蕊溶液将它们分为三类,然后再分组鉴别。
序号分类依据物质①能使石蕊溶液变红(显酸性) 稀硫酸、稀盐酸②能使石蕊溶液变蓝(显碱性) NaOH溶液、Ca(OH)2溶液③石蕊溶液无明显现象(显中性) BaCl2溶液、KNO3溶液【例1】某化学兴趣小组欲研究H2SO4、BaCl2、Na2CO3、NaCl、NaOH的性质,对于如何研究,他们设计了两种研究方案:方案Ⅰ:将它们按照酸、碱、盐分类,然后分别溶于水得到溶液,进行实验;方案Ⅱ:将它们按照钠盐和其他化合物分类,然后分别溶于水得到溶液,进行实验。
(1)根据方案Ⅰ进行分类时,某同学发现Na2CO3溶液也显碱性,于是将Na2CO3与NaOH都划分为碱类,是否合理?___________________________。
(2)请写出方案Ⅱ两组物质间任一反应的离子方程式:___________________________________。
(3)该兴趣小组中的一位同学认为,还可以根据是否含有钠元素将上述五种物质分为Na2CO3、NaCl、NaOH和H2SO4、BaCl2两类。
在用H2SO4鉴别三种含钠元素的物质时,Na2CO3很容易得到了区分,但鉴别NaCl和NaOH时却陷入了困境,你能帮忙解决这一难题吗?_______________________________________。
解析(1)碱在水溶液中电离出的阴离子全部是OH-,显然Na2CO3不是碱,是由金属离子和酸根离子构成的化合物,属于盐。
(2)方案Ⅱ的两组物质分别为H2SO4、BaCl2、NaOH;Na2CO3、NaCl,两组物质间能够发生两个反应。
①H2SO4和Na2CO3反应的离子方程式为CO2-3+2H+===CO2↑+H2O。
②BaCl2和Na2CO3反应的离子方程式为CO2-3+Ba2+===BaCO3↓。
(3)可在两支试管中分别加入等量的H2SO4溶液,再分别加入稍过量的两种未知溶液,由于加NaCl的试管中H2SO4不参与反应,再加Na2CO3会产生气体;而加NaOH的试管中的H2SO4已经被完全反应,再加Na2CO3不会产生CO2气体。
答案(1)不合理。
虽然Na2CO3溶液呈碱性,但它在水溶液中不能电离出OH-,不符合碱的定义(2)CO2-3+2H+===CO2↑+H2O(或CO2-3+Ba2+===BaCO3↓) (3)在两支试管中分别加入少许H2SO4溶液,分别加入稍过量的两种未知溶液,充分混合后,再向混合溶液中分别滴加Na2CO3溶液,若有气泡生成,则加入的未知溶液为NaCl溶液;若无气泡生成,则加入的未知溶液为NaOH溶液◇专题2离子反应方程式的书写及判断1.强酸、强碱和易溶性的盐改写成离子形式,难溶物、难电离的物质(如弱酸、弱碱和水等)、易挥发性的物质、单质、氧化物、非电解质等均不能写成离子形式,要写化学式。
2.微溶物如果是生成物时,一律视为沉淀,写化学式,标“↓”;如果是反应物时,若是澄清溶液就写成离子形式,若是悬浊液就写化学式。
3.多元弱酸的酸式酸根离子不能拆开,如HCO-3不能拆成H+和CO2-3;多元强酸的酸式酸根离子要拆开,如HSO-4拆成H+和SO2-4。
【例2】能正确表示下列化学反应的离子方程式的是()A.盐酸与Fe(OH)3反应:Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2OB.稀硫酸与铁粉反应:2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑C.氢氧化钡溶液与稀硫酸反应:Ba2++SO2-4===BaSO4↓D.Fe3O4与盐酸反应:Fe3O4+8H+===3Fe3++4H2O解析B项应为:Fe+2H+===Fe2++H2↑;C项应为:Ba2++2OH-+2H++SO2-4 ===BaSO4↓+2H2O;D项应为:Fe3O4+8H+===2Fe3++Fe2++4H2O。
答案 A【例3】下列反应的离子方程式书写正确的是()A.NaHSO4溶液中加入Ba(OH)2溶液后溶液恰好显中性:Ba2++OH-+H++SO2-4 ===BaSO4+H2OB.向澄清石灰水中通入过量CO2:OH-+CO2===HCO-3C.氢氧化钡溶液与硫酸铜反应:Ba2++SO2-4===BaSO4↓D.碳酸钙与盐酸反应:CO2-3+2H+===H2O+CO2↑解析A项,NaHSO4溶液中加入Ba(OH)2溶液后溶液恰好显中性,氢离子与氢氧根离子恰好完全反应,正确的离子方程式为Ba2++2OH-+2H++SO2-4 ===BaSO4↓+2H2O,A项错误;B项,向澄清石灰水中通入过量CO2,反应的离子方程式为OH-+CO2===HCO-3,B项正确;C项,氢氧化钡与硫酸铜反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化铜沉淀,正确的离子方程式为Ba2++2OH-+Cu2++SO2-4===BaSO4↓+Cu(OH)2↓,C项错误;D项,碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳气体和水,碳酸钙不能拆写,正确的离子方程式为CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑,D项错误。
答案 B◇专题3离子共存的判断在同一溶液中能大量共存,就是指离子间不发生任何反应,若离子间能反应,则不能大量共存。
解题的一般思路是:1.看清要求。
是“能大量共存”还是“不能大量共存”;是“一定大量共存”还是“可能大量共存”。
2.看清题干是否有前提条件。
若“在强酸性溶液中”,则每组离子中再增加H +;若“在强碱性溶液中”,则每组离子中再增加OH-;若要求是“无色透明溶液”,则不可能存在MnO-4、Fe3+、Fe2+、Cu2+等有色离子。
3.看能否生成难溶物或微溶物。
如Mg2+与OH-,Ca2+与CO2-3、SO2-4均不能大量共存。
4.看能否生成水。
如在酸性溶液中OH-不能大量共存;在碱性溶液中H+不能大量共存。
5.看能否生成挥发性物质。
如H+与CO2-3、HCO-3、S2-等不能大量共存。
6.看能否发生氧化还原反应。
如Fe3+与S2-、I-不能大量共存;在强酸性溶液中Fe2+与NO-3不能大量共存。
【例4】在强酸性溶液中,下列离子组能大量共存且溶液为无色透明的是() A.Na+、K+、OH-、Cl-B.Na+、Cu2+、SO2-4、NO-3C.Mg2+、Na+、SO2-4、Cl-D.Ba2+、HCO-3、NO-3、K+解析溶液无色,则不含有色离子Cu2+,B错误;溶液呈酸性,则OH-、HCO-3不能存在,A、D错误,C项都能存在。
答案 C【例5】下列各组离子中能大量共存的是()A.无色溶液中:K+、Na+、MnO-4、SO2-4B.酸性溶液中:Mg2+、Na+、SO2-4、Cl-C.能使pH试纸变蓝色的溶液:Cl-、HCO-3、SO2-4、NH+4D.碱性溶液中:K+、Cl-、NO-3、Cu2+解析A项,MnO-4为紫色,无色溶液中MnO-4不能大量存在;B项,各离子间不反应,能大量共存;C项,能使pH试纸变蓝色的溶液为碱性溶液,碱性溶液中HCO-3、NH+4都不能大量存在;D项,碱性溶液中Cu2+不能大量存在。
答案 B◇专题4氧化还原反应的判断与计算1.氧化还原反应的基本规律(1)守恒规律:还原剂失去电子总数=氧化剂得到电子总数(2)强弱规律:氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。
(3)价态规律:(4)先后规律:①一种氧化剂同时遇到几种还原剂时,还原性强的先被氧化,即还原性最强的还原剂优先被氧化。
②一种还原剂同时与多种氧化剂相遇时,氧化性强的优先被还原。
2.守恒法在氧化还原反应计算中的应用(1)含义:在氧化还原反应中有物质失电子必有物质得电子,且得电子总数等于失电子总数。
或者说氧化还原反应中,有物质元素化合价升高必有物质元素化合价降低,且化合价降低总值必等于升高总值。
(2)有关电子守恒的规律有如下应用:①求某一反应中被氧化与被还原的原子数之比,或氧化剂与还原剂分子数之比及氧化产物分子数与还原产物分子数之比。
②进行氧化还原反应的有关计算。
【例6】已知常温下可用Co2O3制备Cl2,反应前后体系中共存在六种微粒:Co2O3、H2O、Cl2、H+、Cl-和Co2+。
下列有关该反应的叙述不正确的是() A.氧化产物为Cl2B.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2C.当生成3 mol H2O时,反应中转移2 mol电子D.当生成2.24 L(标准状况下)Cl2时,反应中转移0.1 mol电子解析根据氧化还原反应理论可知,所含元素化合价升高的物质作还原剂,所含元素化合价降低的物质作氧化剂,所以Co2O3是氧化剂,HCl是还原剂,则CoCl2是还原产物,Cl2是氧化产物,A项正确;发生反应的化学方程式为Co2O3+6HCl(浓)===Cl2↑+3H2O+2CoCl2,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2,B 项正确;当生成3 mol H2O时,同时生成1 mol Cl2,反应中转移2 mol电子,C 项正确;当生成0.1 mol Cl2时,反应中转移电子0.2 mol,D项错误。
答案 D【例7】将一定体积的CuSO4溶液、NaCl溶液和Na2SO3溶液混合,充分反应后有白色沉淀生成。
经分析可知白色沉淀中含有Cu和Cl两种元素,且该化合物的摩尔质量为99.5 g·mol-1。
试回答下列问题:(1)白色沉淀的化学式为________。
(2)题述过程所发生的反应________(填“属于”或“不属于”)氧化还原反应,理由是______________________________________。
(3)题述反应的离子方程式为Cu2++Cl-+SO2-3+H2O―→白色沉淀+()+H+(离子方程式未配平),则括号内的离子为____________________________。
解析(1)白色沉淀中含有Cu和Cl两种元素,且该化合物的摩尔质量为99.5 g·mol-1,则可以确定白色沉淀的化学式为CuCl。
(2)由于Cu元素从+2价变为+1价,反应中有元素化合价的变化,则题述过程所发生的反应为氧化还原反应。
(3)对于题述反应(括号内的离子中一定含有S元素),Cu元素的化合价降低,则必定有元素的化合价升高,因此可确定是S元素的化合价升高,结合原子守恒,可知括号内的离子为SO2-4。