資源簡介
(共40張PPT)
第二章 海水中的重要元素——鈉和氯
本章總結
構建·知識網絡
1.鈉、氯的知識網絡
2.以物質的量為中心的各物理量相互關系
總結·專題提升
有關鈉及其化合物性質的考查是考題中經常出現的內容,有多種考查方式。復習要從以下幾方面入手:了解鈉元素在自然界中的存在,了解鈉單質在不同條件下與O2的反應原理;能用實驗的方法探索和認識鈉單質及Na2O、Na2O2、Na2CO3、NaHCO3等鈉的重要化合物的性質,了解它們的主要用途;掌握與Na、Na2O2、NaOH、NaHCO3、Na2CO3的性質有關的化學計算的解題方法。
鈉及其化合物之間的轉化
鈉及其化合物之間的轉化關系如下:
試回答下列問題:
(1)W、X、Y、Z的化學式分別是W________,X________,Y________,Z________。
(2)以上4個化學反應,屬于氧化還原反應的是________(填反應序號),反應中氧化劑是________(寫化學式,下同),還原劑是________。
(3)若反應④在溶液中進行,寫出其離子方程式以及能用該離子方程式表示的另一個化學反應的化學方程式:
離子方程式:__________。
化學方程式:__________。
【解析】本題4種未知物W、X、Y、Z是鈉的化合物,而鈉的化合物主要有Na2O、Na2O2、NaOH和鈉鹽,這就給本題劃定了范圍,在具體分析給出的反應式時,要選條件充分、又具特色的反應式作為突破口。
氯氣及含氯化合物的性質及轉化
氯元素是中學化學中非金屬元素的典型代表,試題往往以Cl2、氯水的性質(氧化性為主)、其發生的化學反應及其化合物在生活中的應用為背景,一般以選擇題、物質推斷題、實驗題等形式進行考查。
如圖所涉及的物質均為中學化學中的常見物質,G的溶液顯淺綠色,其中C為氣態單質,D為黃綠色氣體,E為固態單質,E在C中點燃時火星四射,生成黑色固體F。它們存在如下轉化關系,反應中生成的水及次要產物均已略去。
(1)寫出有關物質的化學式:F____________,H____________。
(2)指出MnO2在相關反應中的作用:反應①中是______劑,反應②中是______劑。
(3)若反應①是在加熱條件下進行的,則A是______;若反應①是在常溫條件下進行的,則A是________。
(4)寫出B與MnO2共熱獲得D的化學方程式:__________。
【解析】黃綠色氣體是Cl2,然后根據題意和框圖轉化關系可推知,B為鹽酸,C為O2,E為Fe,A可能為H2O2或KClO3,F為Fe3O4,G為FeCl2,H為FeCl3。當反應①在加熱條件下進行時,A為KClO3;當①在常溫條件下進行時,A為H2O2,且在反應中MnO2皆作催化劑;而在反應②中MnO2為氧化劑,將HCl氧化為Cl2。
1.物質的量與其他化學計量之間的聯系
見本章總結的“構建·知識網絡”。
2.注意事項
(1)若題目中給出物質的體積。
①看是否處于標準狀況。若不是標準狀況,則1 mol氣體體積一般不為22.4 L。
以物質的量為中心的各物理量間的換算
(2)若題目中給出氣體物質的質量或物質的量,該物質的粒子數目與外界條件(是否處于標準狀況下)無關。
(3)若題目要求計算物質分子中的原子個數,需注意物質的組成。例如:稀有氣體分子為單原子分子、臭氧(O3)分子為三原子分子、甲烷(CH4)分子為五原子分子等。
(4)若題目要求計算分子、原子、離子中的質子或電子數目,需正確運用原子中質子數等于電子數,離子中質子數、電子數、電荷數之間的關系進行求解。
下列說法正確的是 ( )
A.1 mol任何氣體的氣體摩爾體積都約為22.4 L·mol-1
B.20 ℃、1.0×105 Pa時,同體積的O2與CO2含有不同的分子數
C.1 mol Na與足量O2反應,生成Na2O、Na2O2混合物,轉移電子數為NA
D.5.6 g鐵粉在0.1 mol氯氣中充分燃燒,轉移電子數為0.3NA
【答案】C
【解析】沒有給出氣體所處的溫度和壓強,無法確定氣體摩爾體積,A錯誤;根據阿伏加德羅定律,同溫同壓下,同體積的任何氣體都含有相同的分子數,B錯誤;1 mol Na與足量O2反應,生成Na2O、Na2O2混合物,轉移電子數為NA,C正確;5.6 g鐵粉在0.1 mol氯氣中充分燃燒,氯氣量不足,根據氯氣的物質的量可以計算出轉移的電子數為0.2NA,D錯誤。
典練·素養提升
素養解讀 本章從物質分類的角度系統研究鈉及其化合物、氯及其化合物,可以定性認識物質的性質、變化和用途,通過學習物質的量,可以建立宏觀物質與微觀粒子之間的聯系,可以定量地認識物質及其變化。
1.(變化觀念與平衡思想)下列關于鈉的說法不正確的是 ( )
A.金屬鈉硬度小、熔點低、還原性強
B.鈉長期置于空氣中,最終轉變為Na2CO3粉末
C.鈉與水反應時,鈉熔化成小球在水面上四處游動
D.由于鈉比較活潑,所以能置換出CuSO4中的Cu
【答案】D
【解析】鈉與鹽溶液反應時先與水反應,因此不能從鹽溶液中置換出其他金屬。
2.(證據推理與模型認知)下列有關“84”消毒液的說法錯誤的是 ( )
A.“84”消毒液可由氯氣通入燒堿溶液反應制得
B.“84”消毒液的有效成分為NaClO
C.“84”消毒液可有效殺滅環境中的病毒
D.“84”消毒液可與廁所清潔劑(主要成分:鹽酸)混合使用
【答案】D
【解析】氯氣通入NaOH溶液中,發生反應Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,所得溶液俗稱“84”消毒液,其中NaClO具有強氧化性,能殺菌消毒,是消毒液的有效成分,A、B、C正確;NaClO與HCl混合會反應放出氯氣:NaClO+2HCl===NaCl+Cl2↑+H2O,D錯誤。
3.(變化觀念與平衡思想)將一小塊鈉投入FeCl3溶液中,下列有關實驗現象的預測正確的是 ( )
A.鈉溶解,有鐵析出,并有氣體產生
B.只有氣體產生
C.只有沉淀產生
D.既有沉淀產生,又有氣體產生
【答案】D
【解析】當鈉投入FeCl3溶液中時,鈉首先與H2O反應生成H2和NaOH,生成的NaOH再與FeCl3發生反應:3NaOH+FeCl3=== Fe(OH)3↓+3NaCl,D正確。
【答案】C
【解析】Cl2是氧化產物。
5.(宏觀辨識與微觀探析)雙氫青蒿素的分子式為C15H24O5,相對分子質量為284。下列關于雙氫青蒿素的說法正確的是 ( )
A.NA個雙氫青蒿素的質量為284 g·mol-1
B.原子個數均為NA的C、H、O三種原子的質量比為6∶1∶8
C.14.2 g雙氫青蒿素中含有的原子總數為2.2NA
D.含有NA個碳原子的雙氫青蒿素的物質的量為1 mol
【答案】C
【解析】質量的單位是g,不是g·mol-1,A錯誤;當摩爾質量的單位是g·mol-1時,原子個數均為NA的C、H、O三種原子的物質的量為1 mol,分別乘以各自的摩爾質量12 g·mol-1、1 g·mol-1、16 g·mol-1,得到質量比為12∶1∶16,B錯誤;14.2 g雙氫青蒿素的物質的量是14.2 g÷284 g·mol-1=0.05 mol,由于一個分子中含有的原子個數是44,所以0.05 mol雙氫青蒿素中含有的原子總數為2.2NA,C正確;一個雙氫青蒿素分子中含有15個碳原子,含有NA個碳原子的雙氫青蒿素的物質的量為1 mol÷15≈0.067 mol,D錯誤。
6.(證據推理與模型認知)有15 g A物質與10.5 g B物質恰好完全反應,生成7.2 g C物質、1.8 g D物質和0.3 mol E物質。則E的摩爾質量是 ( )
A.27.5 g·mol-1 B.55 g·mol-1
C.100 g·mol-1 D.111 g·mol-1
【答案】B
7.(宏觀辨識與微觀探析)(2023·廣東學業水平,改編)H2O2在紙張漂白和廢水處理等領域具有重要應用。一定條件下用H2和O2合成H2O2的反應過程示意圖如圖。下列說法錯誤的是( )
A.O2在催化劑表面得到電子
B.消耗H2和O2物質的量相等
C.H2O2既有氧化性又有還原性
D.1 mol O2參與反應得到4 mol電子
【答案】D
8.(科學探究與創新意識)將足量新制氯水分別滴加到下列溶液中或試紙上,對所觀察到的現象描述合理的一組是 ( )
【答案】C
選項 AgNO3溶液 藍色石蕊試紙 Na2CO3溶液
A 產生沉淀 變紅 有氣泡
B 無明顯現象 變紅 產生沉淀
C 產生沉淀 先變紅后褪色 有氣泡
D 產生沉淀 先變紅后褪色 產生沉淀
9.(科學探究與創新意識)如圖是實驗室研究潛水艇中供氧體系反應機理的裝置圖(夾持儀器略)。
(1)A裝置為CO2的發生裝置,反應的離子方程式為__________。
(2)B裝置可除去A裝置中可能揮發出的________,反應的離子方程式為___________________。
(3)C裝置為O2的發生裝置,反應的化學方程式為__________,__________________________________。
(4)D裝置可除去C裝置中未反應的______________,
反應的離子方程式為_____________________________。
(5)E裝置為排水法收集O2的裝置,檢驗所收集的氣體為O2的方法為____________________________。
(6)C裝置中固體由淡黃色完全變為白色,檢驗固體成分的實驗方案為取少量C裝置中反應后的固體溶于水,向溶液中滴入過量________溶液,若有白色沉淀生成,則證明固體中含有________;過濾,向濾液中滴入幾滴酚酞溶液,若______________且不褪色,則證明固體中含有________________。
【解析】(1)實驗室用稀鹽酸與大理石反應制取CO2 。(2)制得的CO2中混有HCl,通過飽和NaHCO3溶液除去CO2中的HCl。(3)從B裝置中出來的CO2中含有水蒸氣,通過C裝置時CO2、H2O均能與Na2O2反應產生氧氣。(4)D裝置中NaOH溶液的作用是除去CO2。(5)利用帶火星的木條檢驗氧氣。(6)C裝置中反應后的固體可能含有NaOH、Na2CO3,先加入過量CaCl2溶液檢驗并除去Na2CO3,過濾后向濾液中加入酚酞溶液檢驗NaOH。(共50張PPT)
第二章 海水中的重要元素——鈉和氯
①了解鈉、過氧化鈉、碳酸鈉和碳酸氫鈉的主要性質。
②了解過氧化鈉、碳酸鈉和碳酸氫鈉在生產生活中的應用。
③了解氯及其重要化合物的主要性質,認識這些物質在生產中的應用和對生態環境的影響。
④能根據反應原理選取實驗裝置制備氯氣。了解氯離子的檢驗方法。
⑤了解物質的量、阿伏加德羅常數、摩爾質量、氣體摩爾體積、物質的量濃度的含義和應用,體會定量研究對化學科學的重要作用。
⑥能基于物質的量認識物質的組成及其化學變化,并運用物質的量、摩爾質量、氣體摩爾體積、物質的量濃度之間的相互關系進行簡單計算。
⑦能配制一定物質的量濃度的溶液。
學習內容 考查重點
鈉及其化合物 活潑的金屬單質——鈉 ①金屬鈉、過氧化鈉、碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質和用途
②氯氣的強氧化性、新制氯水的成分與多重性質,特別是氯水的漂白性
③氯離子檢驗的試劑和方法
④有關物質的量的綜合計算,特別是NA的正誤判斷
⑤有關氯氣的實驗室制法、含氯物質的性質和用途
⑥一定物質的量濃度溶液的配制方法
鈉的幾種化合物 焰色試驗 氯及其化合物 氯氣的性質 氯氣的實驗室制法 氯離子的檢驗 物質的量 物質的量的單位——摩爾 氣體摩爾體積 物質的量濃度 第一節 鈉及其化合物
第1課時 活潑的金屬單質——鈉
課程標準 素養目標
從原子結構角度初步認識金屬鈉的活潑性——強還原性 宏觀辨識與微觀探析
通過觀察實驗現象,以變化觀念認識金屬鈉的強還原性——鈉與氧氣、鈉與水的反應 科學探究與創新意識
學法指導
1.關于金屬鈉的性質,特別是化學性質的學習,能從鈉原子最外層電子數為1,鈉原子在化學反應中易失去最外層電子的角度出發去學習
2.對于鈉與酸、堿、鹽溶液的反應,要從鈉與水反應的實質去認識,即鈉失去電子給H+
3.通過鈉這一活潑金屬的學習,形成學習金屬的思維模式,為后面學習其他金屬打下良好基礎
課前·新知導學
鈉元素的存在及鈉原子結構
1.鈉元素的存在
鈉元素在自然界中都以________的形式存在,常見含鈉化合物有NaCl、Na2CO3、Na2SO4等。
2.鈉原子結構
鈉原子結構示意圖為___________,最外層上的1個電子在反應中_____________,表現出很強的_______性。
化合物
很容易失去
還原
鈉元素大量存在于哪里?
【答案】海水中。
微思考
關于Na、Na+的說法正確的是 ( )
A.Na、Na+都具有強還原性
B.Na、Na+的化學性質相同
C.Na、Na+的最外層電子數相同
D.Na、Na+的質子數相同
【答案】D
金屬鈉的性質
1.鈉與氧氣的反應
條件 常溫 加熱
實驗 操作
實驗 現象 新切開的鈉具有________的金屬光澤,在空氣中很快______ 鈉先熔化成______,然后劇烈燃燒,火焰呈__________,生成________ 固體
實驗 結論 ①鈉的物理性質:______色金屬,硬度______,熔點______,密度ρ(H2O)______ρ(Na)______ρ(煤油),通常保存在________或________中。 ②鈉與氧氣的反應(寫出反應的化學方程式) 常溫下:______________________; 加熱時:______________________ 銀白色
變暗
小球
黃色
淡黃色
銀白
小
低
>
>
石蠟油
煤油
4Na+O2===2Na2O
2.鈉與水的反應
小
放熱
低
反應的化學方程式:______________________________。
紅
堿
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
(1)為什么實驗室里將鈉保存在石蠟油或煤油中?
【答案】鈉與石蠟油或煤油不反應,且鈉的密度大于石蠟油或煤油的密度,能沉入液面以下隔絕空氣。
(2)鈉著火時能否用水滅火?應如何滅火?
【答案】鈉可與水劇烈反應,同時放出大量的熱和可燃性氣體氫氣,故鈉著火時不能用水滅火。應用干的沙土撲滅。
微思考
判斷正誤。(正確的打“√”,錯誤的打“×”)
(1)所有金屬在常溫下均為固體,在自然界中主要以化合態存在。 ( )
(2)金屬鈉在常溫下與氧氣反應生成過氧化鈉。 ( )
(3)金屬鈉在空氣中加熱時,鈉劇烈燃燒,產生黃色火焰。 ( )
(4)鈉與H2O反應生成NaOH和O2。 ( )
(5)鈉與氧氣的反應,無論常溫還是加熱條件下,鈉均作還原劑。 ( )
(6)Na與H2O反應的離子方程式為Na+H2O===Na++OH-+H2↑。 ( )
【答案】(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)×
課堂·重難探究
1.鈉露置在空氣中的變化
(1)金屬鈉長期露置于空氣中最終完全轉變為Na2CO3粉末,此過程中的主要變化與現象有:
[重難突破]
重難點一 金屬鈉與氧氣的反應
(2)發生主要變化的化學方程式:
①4Na+O2===2Na2O;
②Na2O+H2O===2NaOH;
④2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O,
Na2CO3+10H2O===Na2CO3·10H2O;
⑤Na2CO3·10H2O===Na2CO3+10H2O。
2.加熱條件下鈉在空氣中的變化
(1)實驗及現象:取一小塊金屬鈉放在坩堝中加熱,現象為鈉先熔化后劇烈燃燒,發出黃色火焰,生成一種淡黃色固體。
等質量的兩塊鈉,第一塊在加熱條件下與足量氧氣充分反應,第二塊在常溫下與足量氧氣充分反應。則下列說法正確的是( )
A.第一塊鈉失去電子數多
B.兩塊鈉失去電子數相同
C.兩塊鈉的反應產物的顏色相同
D.兩塊鈉所得反應產物的質量相等
【答案】B
[典例精練]
【易錯提醒】
鈉與O2反應時,常溫下生成Na2O,加熱條件下生成Na2O2,反應產物與O2的用量無關。
下列說法錯誤的是 ( )
A.鈉是銀白色金屬,具有強還原性
B.金屬鈉燃燒時,發出黃色火焰,生成氧化鈉
C.金屬鈉除能與氧氣反應外,還能與氯氣反應
D.金屬鈉硬度小、質軟
【答案】B
鈉與酸、堿、鹽溶液反應的實質
[重難突破]
重難點二 鈉與水、酸、堿、鹽溶液的反應
物質分類 反應分析
酸 ①鈉與酸反應時先與酸中的H+反應,如2Na+2HCl=== 2NaCl+H2↑
②如果鈉過量,鈉把酸消耗盡之后,再與水反應
堿 鈉與堿溶液反應其實質是鈉與水的反應
物質分類 反應分析
鹽 鈉與鹽溶液反應時先與水反應,如果鹽中的溶質能與NaOH反應,則會發生其他反應,如Na與CuSO4溶液的反應為2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,2NaOH+CuSO4 ===Cu(OH)2↓+Na2SO4,總反應式為2Na+2H2O+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑
(1)將一小塊鈉放入下列溶液中,既能產生氣體又能生成白色沉淀的是 ( )
A.硝酸銅溶液 B.稀硫酸
C.氯化鈉溶液 D.氯化鎂溶液
(2)寫出Na投入下列溶液中所發生反應的化學方程式(若有多步,則分步書寫)。
①NaHCO3溶液:__________,___________________________。
②FeCl3溶液:__________,_____________________。
[典例精練]
【答案】(1)D (2)①2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
NaOH+NaHCO3===Na2CO3+H2O
②2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
3NaOH+FeCl3===Fe(OH)3↓+3NaCl
金屬鈉分別與下列溶液反應時,既有氣體又有沉淀產生的是 ( )
A.BaCl2溶液 B.K2SO4溶液
C.FeCl3溶液 D.稀鹽酸
【答案】C
【解析】鈉與鹽溶液中的水反應生成NaOH和H2,故每種溶液中均有氣體產生。A、B、D中均無沉淀生成,C中FeCl3與NaOH反應生成Fe(OH)3沉淀。
把金屬鈉投入下列物質的溶液中,反應后溶液質量減輕的是 ( )
A.HCl B.Na2SO4
C.NaCl D.CuSO4
【答案】D
【解析】錯選的原因主要是沒有區分金屬與溶液反應的異同,沒有看清題干問的是“溶液質量減輕”。把金屬鈉投入到酸中,鈉可與溶液中H+反應置換出H2;投入到鹽溶液中,鈉首先與水反應,生成的NaOH可能與鹽繼續反應。A、B、C中金屬鈉反應進入溶液,生成H2,導致溶液質量增加。D中Na與水反應生成NaOH和H2,NaOH可與CuSO4反應生成Cu(OH)2沉淀,導致溶液質量減輕。
【答案】D
[課堂小結]
小練·素養達成
1.下列關于鈉的說法不正確的是 ( )
A.實驗室應將鈉保存在煤油中
B.實驗時用剩的鈉應該放回原試劑瓶
C.實驗室也可用CCl4溶液保存金屬鈉
D.實驗室取用金屬鈉至少需要4種實驗用品
【答案】C
【解析】鈉能和氧氣、水反應,故應隔絕空氣保存,且鈉的密度比煤油的密度大,故可以保存在煤油中,A正確;為了節約藥品,防止發生意外,實驗時用剩的鈉塊應該放回原試劑瓶,B正確;CCl4密度大于鈉,不能用來保存金屬鈉,C錯誤;取用金屬鈉需要用鑷子夾取,并將其放置在玻璃片上,用濾紙吸干煤油,用小刀切割,所用的實驗用品至少有4種,D正確。
2.下列關于鈉的敘述錯誤的是 ( )
A.鈉在常溫下就容易被氧化
B.鈉在空氣中燃燒生成Na2O
C.鈉燃燒時發出黃色的火焰
D.鈉的密度比水小,熔點低于100 ℃
【答案】B
【解析】鈉在空氣中緩慢氧化生成Na2O,而鈉在空氣中燃燒生成Na2O2,B錯誤。
3.將小塊鈉投入FeCl3的稀溶液中,以下對有關現象的描述中最恰當的是 ( )
A.鈉溶解;溶液里有黑色固體析出和無色氣體逸出
B.鈉與溶液劇烈反應;溶液里有紅褐色沉淀生成,溶液的顏色變淺
C.鈉在溶液的表面上靜靜地消失;溶液里有紅褐色沉淀生成
D.鈉迅速消失;溶液里快速地冒出很多的氣泡,同時有紅褐色固體生成
【答案】B
【解析】將鈉塊投入FeCl3的稀溶液中,鈉易與水發生反應,所以先后發生反應的化學方程式分別是2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,3NaOH+FeCl3===Fe(OH)3↓+3NaCl。
4.下列關于鈉的說法不正確的是 ( )
A.金屬鈉和氧氣反應,條件不同,產物不同
B.鈉長期置于空氣中,表面不能形成致密氧化膜
C.鈉與水反應時,鈉熔成小球并在水面四處游動
D.由于鈉比較活潑,所以它能從溶液中置換出金屬活動性順序表中鈉后面的金屬
【答案】D
【解析】鈉不能從鹽溶液中置換出金屬。
5.能正確表示下列反應的離子方程式的是 ( )
A.鈉與水反應:Na+2H2O===Na++2OH-+H2↑
B.鈉與CuSO4溶液反應:2Na+Cu2+===Cu+2Na+
C.鈉與鹽酸反應:Na+2H+===Na++H2↑
D.鈉與氯化鉀溶液反應:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
【答案】D
【解析】B中鈉與CuSO4溶液反應的實質是鈉先與水反應生成氫氧化鈉,氫氧化鈉再與CuSO4反應,總離子方程式為2Na+2H2O+Cu2+===Cu(OH)2↓+H2↑+2Na+。A、C中電荷不守恒,得失電子不守恒。
6.(2022·四川成都月考)已知鋰單質化學性質與鈉類似,活潑性比鈉略差。它的密度為0.534 g/cm3,鋰元素的焰色為紫紅色,將綠豆大的鋰投入水中,下列實驗現象合理的有 ( )
①鋰沉入水中 ②鋰浮在水面上 ③水中有大量氣泡 ④反應后在水中加入幾滴石蕊溶液,溶液變紅 ⑤反應劇烈,發出紫紅色火焰 ⑥鋰四處游動
A.②⑥ B.①③
C.②③⑤ D.②④⑤⑥
【答案】A
【解析】鋰的密度比水小,因此鋰浮在水面上,①錯誤、②正確;③鋰和水反應生成LiOH和H2,鋰表面能產生大量氣泡,③錯誤;④生成的LiOH使紫色石蕊溶液變藍,④錯誤;⑤鋰與水反應不會產生紫紅色火焰,⑤錯誤;⑥產生的氫氣使鋰四處游動,⑥正確。綜上所述,②⑥的現象合理,答案選A。
7.(2023·山東臨沂期中)某同學探究Na2O2與H2能否反應,設計裝置如圖。
下列說法錯誤的是 ( )
A.裝置A不可以用于Na2O2與H2O反應制氧氣
B.裝置B中的藥品可以選擇堿石灰
C.應先打開K2,且在D裝置末端收集到較純的H2后,再點燃裝置C中的酒精燈
D.裝置D的目的是防止空氣中的水蒸氣進入C
【答案】D
【解析】裝置A是簡易的啟普發生器,Na2O2是粉末,不能達到隨用隨停的目的,A正確;裝置B中的目的是除去揮發出來的HCl和水蒸氣,B正確;H2是可燃性氣體,應先驗純后再點燃,C正確;無水硫酸銅吸水能力比較差,主要用于檢驗水,D錯誤。(共58張PPT)
第二章 海水中的重要元素——鈉和氯
第一節 鈉及其化合物
第2課時 鈉的幾種化合物 焰色試驗
課程標準 素養目標
了解過氧化鈉、碳酸鈉和碳酸氫鈉的主要性質和用途 科學探究與創新意識
了解焰色試驗的現象及原理并能夠作出解釋 科學探究與創新意識
認識化學在純堿生產中的貢獻 科學探究與創新意識,科學態度與社會責任
學法指導
1.通過對比學習氧化鈉和過氧化鈉、碳酸鈉和碳酸氫鈉的組成和性質
2.通過實驗學習焰色試驗,并識記常見金屬元素的焰色,為金屬元素的檢驗做好準備
3.通過閱讀科學史話《侯德榜和侯氏制堿法》,參加研究與實踐,認識純堿的生產原理
課前·新知導學
氧化鈉和過氧化鈉
1.氧化鈉
(1)物理性質:_____色粉末狀固體。
(2)化學性質:一種堿性氧化物,能與水、酸、酸性氧化物等發生反應。
①與水反應:________________________;
②溶于鹽酸:______________________________;
③與CO2反應:__________________________。
②Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
③Na2O+CO2===Na2CO3
白
Na2O+H2O===2NaOH
Na2O+2HCl===2NaCl+H2O
Na2O+CO2===Na2CO3
2.過氧化鈉
(1)物理性質:________色粉末狀固體。
(2)化學性質。
①與水反應。
實驗探究:
淡黃
放熱
氧氣
實驗結論:Na2O2與水反應產生O2和堿性物質,同時放出熱量。
化學方程式:__________________________________,
反應中氧化劑是___________,還原劑是___________。
②與CO2反應化學方程式:________________________________,反應中氧化劑是____________,還原劑是____________。
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
Na2O2
Na2O2
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
Na2O2
Na2O2
3.用途
Na2O2可在____________或__________中作為氧氣的來源。
呼吸面具
潛水艇
過氧化鈉是否屬于堿性氧化物?
【答案】過氧化鈉不屬于堿性氧化物,因過氧化鈉與酸反應時除生成鹽和水外,還有氧氣生成,不符合堿性氧化物的定義。
微思考
在潛水艇和呼吸面具中,過濾空氣的最佳物質是 ( )
A.NaOH
B.Na2O2
C.Na
D.Al
【答案】B
【解析】Na2O2能與空氣中的水蒸氣、CO2反應,產生氧氣,因此Na2O2是過濾空氣的最佳物質。
碳酸鈉和碳酸氫鈉
1.物理性質
名稱 碳酸鈉 碳酸氫鈉
化學式 __________ __________
俗名 __________ __________
色態 白色粉末 細小白色晶體
溶解性 水中易溶 水中易溶,但比Na2CO3溶解度______
溶液酸堿性 ______性 ______性
Na2CO3
NaHCO3
純堿、蘇打
小蘇打
小
堿
堿
2.化學性質
(1)熱穩定性。
實驗操作 實驗現象 化學方程式及結論
剛加熱時,石灰水中有氣泡,之后無氣泡,澄清石灰水________________ Na2CO3很穩定,受熱不易發生分解;但Na2CO3·xH2O易風化
無明顯變化
實驗操作 實驗現象 化學方程式及結論
石灰水中有氣泡,澄清石灰水____________,受熱試管管口處有水珠凝結 NaHCO3不穩定,受熱容易分解,化學方程式為
_______________________________________
變渾濁
+H2O+CO2↑
(2)與酸(足量鹽酸)反應(寫化學方程式,后同)。
①Na2CO3:_________________________________________。
②NaHCO3:________________________________________。
Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O
NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O
3.用途
(1)碳酸鈉:重要的化工原料,在玻璃、肥皂、合成洗滌劑、造紙、紡織、石油等方面有廣泛的應用。
(2)碳酸氫鈉:是發酵粉的主要成分,可以做治療胃酸過多的藥劑。
碳酸鈉能否作為治療胃酸過多的藥劑?
【答案】不能,因碳酸鈉的堿性較強。
微思考
下列說法錯誤的是 ( )
A.碳酸鈉俗名純堿、蘇打
B.碳酸氫鈉加熱分解生成CO2、H2O和Na2CO3
C.用酚酞溶液可鑒別飽和食鹽水和稀鹽酸
D.蒸饅頭可以利用碳酸氫鈉作膨松劑
【答案】C
焰色試驗
1.定義:很多______________________在灼燒時都會使火焰呈現出特征顏色,根據火焰呈現的特征顏色,可以判斷試樣所含的金屬元素,化學上把這樣的定性分析操作稱為焰色試驗。
金屬或它們的化合物
2.操作步驟
鹽酸
原來的火焰顏色
試樣
火焰顏色
3.幾種常見元素的焰色
鋰元素:呈_______色;鈉元素:呈_____色;鉀元素:呈_____色(透過藍色鈷玻璃觀察);銅元素:呈 ______色。
紫紅
黃
紫
綠
觀察鉀的焰色時,為何要透過藍色鈷玻璃觀察?
【答案】避免鈉的黃色光干擾。
微思考
小明同學用潔凈的鉑絲蘸取某無色溶液在酒精燈外焰上灼燒,火焰呈黃色,通過該實驗現象,下列四位同學對該溶液中存在的金屬離子判斷正確的是 ( )
【答案】D
【解析】鈉元素的焰色為黃色,鉀元素的焰色為紫色,觀察鉀元素的焰色時必須透過藍色鈷玻璃。根據題中現象只能確定有Na+,而不能確定是否有K+。
課堂·重難探究
1.Na2O與Na2O2的比較
[重難突破]
重難點一 Na2O2的主要性質及反應的定量關系
名稱 氧化鈉 過氧化鈉
化學式 Na2O Na2O2
陰、陽離子個數比 1∶2 1∶2
氧的化合價 -2 -1
顏色狀態 白色固體 淡黃色固體
名稱 氧化鈉 過氧化鈉
化學 性質 相同點 都能與H2O反應生成NaOH,都能與CO2反應生成Na2CO3 不同點 Na2O2與H2O、CO2反應有O2產生,具有強氧化性(可使有機色素褪色而呈現漂白性),而Na2O不具有強氧化性 2.Na2O2與CO2、H2O反應的量的關系
(1)電子轉移關系。
當Na2O2與CO2、H2O反應時,每生成1個O2分子轉移2個電子,且在反應中Na2O2既是氧化劑又是還原劑。
(2)固體質量關系。
分析反應的化學方程式,可得下列關系式:
①與CO2反應時,固體增加的質量等于與CO2等分子數的CO的質量;
②與H2O反應時,固體增加的質量等于與H2O等分子數的H2的質量。
【名師點撥】
CO2和H2O的混合物與Na2O2反應的先后順序:當CO2和H2O的混合物與Na2O2發生反應時,可認為CO2先與Na2O2反應,反應結束后H2O再與Na2O2反應。
下列關于Na2O2的敘述中正確的是 ( )
A.Na2O和Na2O2中陽離子與陰離子的個數比分別為2∶1、1∶1
B.Na2O2與水的反應中,Na2O2只作氧化劑
C.Na2O2屬于堿性氧化物
D.Na2O2與CO2或H2O反應后,固體質量都將增大
【答案】D
[典例精練]
下列關于過氧化鈉和氧化鈉性質異同點的敘述中錯誤的是 ( )
A.長期置于空氣中最終所得固體產物相同
B.都能與二氧化碳或水發生化合反應
C.與水反應都有氫氧化鈉生成
D.過氧化鈉是強氧化劑,而氧化鈉只是一種堿性氧化物
【答案】B
【解析】2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,2Na2O2+2CO2=== 2Na2CO3+O2,Na2O+H2O===2NaOH,Na2O+CO2===Na2CO3,Na2O2與CO2或H2O的反應不是化合反應,B錯誤,C正確;過氧化鈉和氧化鈉長期置于空氣中,最終都變為碳酸鈉白色粉末,A正確;D顯然也正確。
1.碳酸鈉與碳酸氫鈉的鑒別方法
[重難突破]
重難點二 Na2CO3與NaHCO3的性質比較與鑒別
2.碳酸鈉與碳酸氫鈉的除雜方法
混合物(括號內為雜質) 除雜方法
Na2CO3固體(NaHCO3) 加熱
NaHCO3溶液(Na2CO3) 通入足量CO2氣體
Na2CO3溶液(NaHCO3) 加入適量NaOH溶液
在課堂上老師出示了兩瓶失去標簽的Na2CO3和NaHCO3無色飽和溶液,希望班里同學提出簡便的鑒別方法。該班同學踴躍提出方法,其中不合理的是 ( )
A.取等量的溶液于兩支試管中,加熱,有氣泡產生的是NaHCO3飽和溶液
B.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飽和溶液
[典例精練]
C.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飽和溶液
D.取等量的溶液于兩支試管中,滴加CaCl2溶液,生成白色沉淀的是Na2CO3飽和溶液
【答案】A
【解析】NaHCO3在溶液中時受熱不分解,只有NaHCO3固體受熱才分解,A不合理。
【易錯提醒】
鑒別Na2CO3溶液和NaHCO3溶液不能用Ca(OH)2溶液或Ba(OH)2溶液,因為Na2CO3溶液和NaHCO3溶液遇Ca(OH)2溶液或Ba(OH)2溶液時都會立即產生白色沉淀,反應現象相同,故不能鑒別。
現有混有少量碳酸氫鈉的碳酸鈉固體,下列有關提純碳酸鈉的方法正確的是 ( )
A.加入過量的氫氧化鈉溶液
B.加入適量的鹽酸
C.將固體充分加熱,直到質量不變為止
D.加入氯化鈣溶液
【答案】C
【解析】由于碳酸氫鈉不穩定,受熱時會分解生成Na2CO3、CO2和H2O,所以當碳酸鈉固體中混有少量碳酸氫鈉時可用加熱的方法除去碳酸氫鈉。
經過下列操作,所得溶液仍為澄清透明的一組是 ( )
①飽和Na2CO3溶液中通入足量CO2
②NaHCO3溶液中加入過量NaOH溶液
③Ca(HCO3)2溶液中加入過量KOH溶液
④少量的CO2通入CaCl2溶液中
A.①② B.②③
C.②④ D.①④
【答案】C
【解析】④很多同學誤認為能反應,其實不發生反應,如果反應,碳酸制備了鹽酸,弱酸制備強酸,不合理,且生成的CaCO3在鹽酸中不能存在。①會發生化學反應Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3↓,由于生成的NaHCO3在水中的溶解度小于Na2CO3,而且通過反應溶劑水少了,溶質的質量增加了,所以肯定有NaHCO3固體析出。②③重點考查弱酸的酸式鹽和堿的反應,②反應生成Na2CO3和水,溶液仍澄清透明,③反應生成了CaCO3沉淀。
[課堂小結]
小練·素養達成
1.Na2O和Na2O2在下列哪一點性質上是相似的 ( )
A.顏色 B.水溶液的酸堿性
C.氧化性 D.漂白性
【答案】B
【解析】Na2O是白色固體,無氧化性;Na2O2是淡黃色固體,有強氧化性和漂白性;二者溶于水都生成NaOH。
2.黨的二十大報告提到,我國載人航天、深海深地探測等取得重大成果,進入創新型國家行列。“奮斗者”號載人潛水器完成萬米深潛海試,標志著我國在載人深潛領域達到世界領先水平。Na2O2可作載人潛水器供氧劑。下列對于Na2O、Na2O2的比較正確的一項是 ( )
A.Na2O2、Na2O都是鈉的氧化物,都是堿性氧化物
B.Na2O、Na2O2都易溶于水,與水反應都發生化合反應
C.Na2O2在和H2O的反應中既是氧化劑又是還原劑
D.Na2O2、Na2O與CO2反應都有O2生成,均可作供氧劑
【答案】C
【解析】Na2O2不屬于堿性氧化物,A錯誤;Na2O2與水反應不是化合反應,B錯誤;Na2O2與H2O反應時,Na2O2既作氧化劑又作還原劑,C正確;Na2O在反應中無氧氣產生,不能作供氧劑,D錯誤。
3.下列說法正確的是 ( )
A.焰色試驗為黃色,說明該物質中肯定含有鈉元素
B.某物質的焰色試驗不顯紫色(未透過藍色鈷玻璃),說明該物質中肯定沒有鉀元素
C.焰色試驗不能用于物質的鑒別
D.焰色試驗是化學變化
【答案】A
【解析】焰色試驗是物理變化;做焰色試驗時,鈉元素的黃光會干擾鉀元素的紫色光,可用藍色鈷玻璃濾去鈉元素的黃光;焰色試驗常被用于物質的鑒別。
4.(2023·廣東深圳龍崗開學考)下列各組物質相互混合反應后,最終有白色沉淀生成的是 ( )
①金屬鈉投入MgCl2溶液
②過量CO2通入Ca(OH)2溶液
③少量CO2通入CaCl2溶液
④向飽和Na2CO3溶液中通入過量CO2
A.①③④ B.②
C.③④ D.①④
【答案】D
【解析】①最終生成Mg(OH)2沉淀;②最終生成Ca(HCO3)2,Ca(HCO3)2可溶于水;③CO2與CaCl2溶液不反應;④向飽和Na2CO3溶液中通入過量CO2,最終生成NaHCO3,NaHCO3溶解度較小,會析出晶體。
5.有兩支試管分別裝有Na2CO3和NaHCO3溶液,下列鑒別二者的操作和判斷均正確的是 ( )
【答案】C
選項 操作 判斷
A 分別加入澄清石灰水 產生沉淀者為Na2CO3
B 分別加入等濃度的稀鹽酸 反應較劇烈者為Na2CO3
C 分別加入CaCl2溶液 產生沉淀者為Na2CO3
D 逐滴加入等濃度的鹽酸 立即產生氣泡者為Na2CO3
【解析】發生的反應分別為Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH,2NaHCO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,兩者現象相同(產生白色沉淀),A錯誤;滴加等濃度的稀鹽酸時,NaHCO3溶液反應更劇烈,B錯誤;Na2CO3與CaCl2發生反應Na2CO3+CaCl2=== CaCO3↓+2NaCl,產生白色沉淀,NaHCO3與CaCl2不反應,C正確;逐滴加入等濃度的鹽酸時,NaHCO3立即產生氣泡,Na2CO3開始無氣泡產生,過一會兒才產生氣泡,D錯誤。
6.(2021·廣東學業水平)下列操作符合化學實驗安全要求的是 ( )
A.金屬Na著火立即用水撲滅
B.灼熱的坩堝直接放置在實驗臺上
C.濃NaOH溶液沾到手上立刻用鹽酸沖洗
D.戴護目鏡觀察活潑金屬與H2O的反應
【答案】D
7.A~H為中學化學中常見的物質,轉化關系如圖所示,其中“○”代表化合物,“□”代表單質,A為醫學上治療胃酸過多的一種藥劑,G為淡黃色固體,C在通常狀況下為無色液體。
請回答下列問題:
(1)G的化學式為________。
(2)反應①②③④中________(填序號)屬于氧化還原反應。
(3)寫出下列反應的化學方程式:
A→B+C+D:_____________________。
F+C:__________。
【解析】可治療胃酸過多,且受熱分解生成三種物質,可能是NaHCO3;由兩種單質點燃生成的淡黃色固體只可能是Na2O2;通常狀況下的無色液體可能是H2O。聯系圖中的轉化關系即可推得:A、B、C、D、E、F、G、H分別是NaHCO3、CO2、H2O、Na2CO3、O2、Na、Na2O2、NaOH。(共55張PPT)
第二章 海水中的重要元素——鈉和氯
第二節 氯及其化合物
第1課時 氯氣的性質
課程標準 素養目標 學法指導
了解氯氣的主要性質和用途 科學探究與創新意識 1.基于研究物質性質的基本方法和基本程序,探究氯及其化合物的性質
2.通過對氯及其化合物的性質探究等一系列科學探究活動,增強安全意識和培養嚴謹求實的科學精神,培養科學探究與創新精神
了解氯水的漂白現象及原理并能夠作出解釋 科學探究與創新意識 課前·新知導學
氯的存在及氯原子結構
1.氯的存在
氯元素在自然界中主要以__________、MgCl2、CaCl2等形式存在于海水、__________或鹽礦中。
2.氯原子結構
氯的原子結構示意圖為____________,在反應中易__________ ______達到穩定結構。氯氣是一種很活潑的非金屬單質,具有________性。
NaCl
鹽湖
得到1個電子
強氧化
氯氣是怎么被發現的?
【答案】18世紀70年代,瑞典化學家舍勒用軟錳礦與濃鹽酸加熱制得Cl2,直到1810年,英國化學家戴維才確認Cl2。
微思考
下列說法正確的是 ( )
A.在自然界中氯大部分以化合態存在,少量以游離態存在
B.Cl、Cl-的化學性質不同
C.氯氣具有強的還原性
D.氯離子的最外層電子數是7
【答案】B
氯氣
1.物理性質
顏色 狀態 氣味 毒性 溶解性(25 ℃)
______色 氣體 刺激性氣味 _______ 1體積水溶解約______體積氯氣
黃綠
有毒
2
【名師點撥】
聞氣體的方法是在瓶口用手輕輕扇動,僅使少量氣體飄進鼻孔。
2.化學性質
(1)與金屬反應。
【名師點撥】
Cl2是一種強氧化劑,和變價金屬反應時,生成最高價態氯化物。
(2)與非金屬單質(如H2)反應。
實驗操作 實驗現象 化學方程式
在空氣中點燃H2,然后把導管緩慢伸入盛滿Cl2的集氣瓶中 H2在Cl2中__________ __________,發出______________ ______________
______________
燃燒結束后,抽去蓋在集氣瓶口處的毛玻璃片 瓶口上方出現________ 安靜地
燃燒
蒼白色火焰
白霧
2HCl
(3)與H2O反應。
①反應方程式:__________________________。
②氯氣的水溶液稱為“_________”。顏色為__________色。
(4)與堿反應。
①與NaOH反應——制漂白液。
化學方程式:_______________________________________。
漂白液的有效成分為__________。
Cl2+H2O HCl+HClO
氯水
淡黃綠
Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
NaClO
②與Ca(OH)2反應——制漂白粉或漂粉精。
化學方程式:____________________________________________。
漂白粉或漂粉精的成分是____________________,有效成分為_____________。
3.用途
大量用于制造_________、有機溶劑、農藥、染料和藥品等。
2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
CaCl2和Ca(ClO)2
Ca(ClO)2
鹽酸
通過氫氣在氯氣中的燃燒,你對“燃燒”有何新的認識?
【答案】任何發熱發光的劇烈的化學反應都叫燃燒。燃燒不一定要有氧的參加。
微思考
判斷正誤。(正確的打“√”,錯誤的打“×”)
(1)發生氯氣泄漏時,污染區居民應向順風、低洼處轉移,并用濕毛巾護住口鼻。 ( )
(2)過量Fe在Cl2中燃燒生成FeCl2。 ( )
(3)濕潤的有色布條遇Cl2褪色,說明Cl2具有漂白性。 ( )
(4)Cl2通入紫色石蕊溶液中的現象是先變紅后褪色。 ( )
(5)純凈的H2在Cl2中安靜地燃燒,發出蒼白色火焰。 ( )
(6)Cl2與H2O反應生成HCl和HClO,故氯水中無Cl2分子。 ( )
【答案】(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)×
次氯酸
1.性質
(1) 弱酸性 酸性很弱,比碳酸還________
(2) 不穩定性 不穩定,見光易分解,化學方程式:__________________________________
(3) 強氧化性 用于漂白、殺菌消毒
弱
2.漂白性
氯水有漂白作用,起漂白作用的是__________。
3.用途
次氯酸可用作棉、麻和紙張的漂白劑。
HClO
(1)氯氣本身有無漂白性?
【答案】氯氣本身無漂白性,氯氣遇水生成的次氯酸才有漂白性。
(2)含氯物質中是否只有次氯酸具有漂白性?
【答案】不是,如次氯酸鈉、次氯酸鈣等也都具有漂白性。
微思考
下列說法正確的是 ( )
A.實驗室用排水法收集氯氣
B.聞氯氣氣味時,用手輕輕在集氣瓶口扇動,使極少量氯氣飄進鼻孔
C.Cl-和Cl2均有毒
D.Cl-和Cl2均呈黃綠色
【答案】B
【解析】氯氣能溶于水,密度比空氣大,不能用排水法收集氯氣,應該用向上排空氣法收集,A錯誤;Cl-無色、無毒,C、D錯誤。
課堂·重難探究
1.氯水的成分
氯水中存在反應:Cl2+H2O HCl+HClO,HClO和HCl發生電離。氯水中含有以下粒子:
[重難突破]
重難點一 氯水的成分及其多重性
2.氯水性質的多重性
氯水中存在多種粒子決定了它具有多重性質,具體如右:
3.液氯、新制氯水和久置氯水的比較
比較項 液氯 新制氯水 久置氯水
粒子種類 Cl2 H2O、Cl2、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH- H2O、H+、
Cl-、OH-
分類 純凈物 混合物 混合物
顏色 黃綠色 淺黃綠色 無色
性質 強氧化性 酸性、強氧化性、漂白性 酸性
為探究氯水中含有的部分粒子及某些粒子的性質,某化學興趣小組做了如下實驗:
(1)觀察氯水顏色,發現氯水呈黃綠色,證明氯水中含有的粒子是________。
(2)向氯水中滴入碳酸鈉溶液,有氣體生成,說明氯水中含有的粒子是________。
(3)盛有氯水的試管中的有色布條褪色,說明氯水中含有的粒子是________。
[典例精練]
(4)將紫色石蕊溶液滴入新制氯水中,溶液顯紅色,起作用的粒子是____________,過一會兒,溶液的顏色褪去,起作用的粒子是____________。
(5)向氯水中滴加AgNO3溶液有白色沉淀生成,證明氯水中含有的粒子是________。
(6)氯水經光照后,顏色逐漸消失,放出的氣體是________,溶液的酸性________(填“增強”“不變”或“減弱”)。
(7)將Cl2通入水中,所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是_______。
【答案】(1)Cl2 (2)H+ (3)HClO (4)H+ HClO (5)Cl- (6)O2 增強 (7)Cl2、ClO-、HClO
【解析】(1)氯水中含有的粒子有Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-和OH-,含有Cl2,使溶液呈現黃綠色。(2)滴入Na2CO3溶液有氣體生成,證明溶液呈酸性,含H+。(3)氯水能使有色布條褪色,說明具有漂白性,證明氯水中含有HClO。
(4)紫色石蕊溶液滴入新制氯水中,溶液呈紅色,說明有H+存在,很快褪色,則是因為HClO起漂白作用。(5)向氯水中滴加AgNO3溶液有白色沉淀生成,證明氯水中有Cl-。(6)HClO不穩定,見光易分解放出O2,并生成鹽酸,由于HClO為弱酸,而鹽酸是強酸,故溶液酸性增強。(7)氯水中的Cl2、ClO-、HClO具有強氧化性。
下列說法中,不正確的是 ( )
A.Cl2能與金屬反應,生成高價金屬鹽
B.新制的氯水中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成
C.氯氣、氯水、液氯是同一種物質,只是狀態不同,都屬于純凈物
D.漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,應密封保存
【答案】C
【解析】氯水是Cl2溶于水形成的混合物,C錯誤。
(2023·廣東廣州天河期中)氯氣是一種化學性質很活潑的物質,溶于水形成氯水。下列敘述中不正確的是 ( )
A.干燥的氯氣能使有色鮮花變色,說明氯氣具有漂白性
B.純凈的氫氣在氯氣中安靜地燃燒,火焰呈蒼白色
C.新制氯水長時間放置,最終變為稀鹽酸
D.銅在氯氣中加熱生成CuCl2
【答案】A
1.次氯酸的漂白性
[重難突破]
重難點二 次氯酸漂白性的實驗探究
2.次氯酸鹽
(1)“84”消毒液。
①制備:由Cl2和NaOH溶液反應制得。
②主要成分:NaCl和NaClO;有效成分:NaClO。
(2)漂白粉。
【易錯提醒】
(1)氯水、次氯酸鹽溶液的漂白實質是HClO具有強氧化性。
(2)工業上制備漂白粉是用Cl2與石灰乳反應而不是與澄清石灰水反應[Ca(OH)2在水中的溶解度很小,澄清石灰水的濃度小,吸收的Cl2少]。
(1)如圖所示,將氯氣依次通過盛有干燥有色布條的廣口瓶甲和盛有濕潤有色布條的廣口瓶乙,可觀察到的現象是_____________ ___________________。
[典例精練]
(2)實驗室制備氯氣時要在通風櫥內完成,并且為了防止氯氣污染空氣,要有尾氣處理裝置,一般用________溶液吸收多余的氯氣,原理是_________________________(用化學方程式表示)。根據這一原理,工業上常用廉價的石灰乳吸收工業氯氣尾氣制得漂白粉,漂白粉的有效成分是____________(填化學式),長期露置于空氣中的漂白粉,加稀鹽酸后產生的氣體主要是________(填字母)。
A.O2 B.Cl2
C.CO2 D.HClO
【答案】(1)甲中的有色布條不褪色,乙中的有色布條褪色
(2)NaOH Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O Ca(ClO)2 C
【解析】(1)干燥的氯氣沒有漂白作用,遇水后發生反應Cl2+H2O HCl+HClO,生成有漂白性的HClO,能使有色布條褪色。(2)氯氣有毒,為防止氯氣污染空氣,實驗室常用堿液吸收氯氣尾氣;漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,長期露置于空氣中會變質生成CaCO3,所以加稀鹽酸后產生的氣體主要是CO2。
【易錯提醒】
(1)氯水、次氯酸鹽溶液的漂白實質是HClO具有強氧化性。
(2)工業上制備漂白粉是用Cl2與石灰乳反應而不是與澄清石灰水反應[Ca(OH)2在水中的溶解度很小,澄清石灰水的濃度小,吸收的Cl2少]。
實驗表明:將氯水滴加到一張藍色石蕊試紙上,試紙上會出現如圖所示的半徑慢慢擴大的內外兩個圓環,且兩環顏色不同。下列有關說法中不正確的是 ( )
A.此實驗表明氯水具有酸性、漂白性
B.內環呈白色,外環呈紅色或淺紅色
C.內外環上顏色的差異表明此變化過程中,中和
反應比氧化還原反應快
D.氯水中形成次氯酸的反應中還原產物是HClO
【答案】D
【解析】內外兩環顏色不同,說明兩種物質起作用,表現出酸性和漂白性,A正確;內環HClO表現強氧化性,起漂白作用,外環H+表現酸性而呈紅色或淺紅色,B正確;由現象可知外環是由于H+表現酸性的結果,說明中和反應快,內環是HClO的強氧化性的表現,氧化還原反應慢些,C正確;HClO是Cl2中Cl元素化合價升高的產物,為氧化產物,D錯誤。
下列說法中,正確的是 ( )
A.通常情況下,氯氣可以和任何金屬直接化合
B.氯氣沒有漂白性,但它能使濕潤的有色布條褪色
C.漂白粉的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2,起漂白作用的是CaCl2
D.向氯氣中加入NaOH溶液,其黃綠色消失,表明氯氣中含有HClO
【答案】B
【解析】氯氣性質很活潑,通常情況下可與絕大多數金屬直接化合,若不了解氯氣不能與性質很穩定的金、鉑等金屬化合,就易錯選A;盡管氯氣本身不具有漂白性,但它與H2O反應生成的HClO具有漂白性,故氯氣能使濕潤的有色布條褪色,B正確;漂白粉的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2,C錯誤;向氯氣中加入NaOH溶液,是Cl2與NaOH反應使黃綠色消失,表示氯水中含有Cl2,D錯誤。
[課堂小結]
小練·素養達成
1.下列說法不正確的是 ( )
A.氯元素在自然界中存在游離態,只是量極少
B.海水中的氯元素主要以NaCl等鹽的形式存在
C.人體的血液中含有NaCl,其濃度大約為0.9%
D.氯化鈉對維持人體的生理功能有著重要作用
【答案】A
2.下列關于氯氣的說法不正確的是 ( )
A.氯氣化學性質很活潑,但是干燥的液氯能用鋼瓶貯存
B.氯氣和液氯是兩種不同物質
C.可以用濃硫酸除去氯氣中的水蒸氣
D.氯氣有毒,它曾在戰爭中被用于制造毒氣彈
【答案】B
【解析】在通常狀況下,干燥的液氯可以用鋼瓶儲運,A正確;氯氣和液氯是同一種物質的不同狀態,B錯誤;除去氯氣中混有的水蒸氣選用濃H2SO4,C正確;氯氣有毒,對人體有害,D正確。
3.下列關于氯氣的敘述,不正確的是 ( )
A.工業上用氯氣通入石灰乳中制漂白粉
B.氯氣溶于水形成氯水
C.氯氣可與水反應生成兩種強酸
D.氯氣是一種黃綠色、有刺激性氣味的有毒的氣體
【答案】C
4.(2023·廣東學業水平模擬)某同學學習了氯元素的部分內容后繪制了如圖所示的價類二維圖。下列有關認識不正確的是 ( )
A.M處物質類別為單質
B.甲的化學式為ClO2
C.乙的濃溶液敞口放置在空氣中,溶質質量分數會增大
D.丁可以是漂白粉的有效成分
【答案】C
【解析】乙是HCl,其濃溶液易揮發,敞口放置在空氣中,溶質質量分數會減小,C錯誤;丁可以是Ca(ClO)2,是漂白粉的有效成分,D正確。
5.有關漂白粉和漂白液的說法正確的是 ( )
A.漂白粉是純凈物,漂白液是混合物
B.漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2
C.工業上將氯氣通入澄清石灰水制取漂白粉
D.漂白液的有效成分是Na2O2
【答案】B
【解析】漂白粉是將Cl2通入石灰乳中制得的混合物,化學方程式為2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,故其主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2,其有效成分為Ca(ClO)2,漂白液的主要成分是NaClO,以上符合題意的只有B項。
6.(2022·廣東深圳龍崗期中)數字化實驗將傳感器、數據采集器和計算機相連,可利用信息技術對化學實驗進行數據的采集和分析。下圖是數字化實驗得到的光照過程中氯水的pH變化情況。
對此,下列有關說法正確的是 ( )
A.pH減小的主要原因是光照引起了Cl2溶解度的減小,氯氣逸出,導致了溶液中H+濃度減小
B.光照過程中,氯水pH減小的同時,溶液中Cl-的濃度也不斷減小
C.光照使氯水中的次氯酸分解為鹽酸,溶液的酸性增強
D.隨著對氯水光照時間的延長,氯水的漂白性將增強
【答案】C
7.氯水具有多種性質,如圖為新制氯水分別與五種物質發生的反應(氯水足量)。
(1)寫出對應的化學方程式:
b.________________________________________。
c.________________________________________。
e.________________________________________。
(2)能證明氯水具有漂白性的現象是_____________________。
(3)久置的氯水變為__________(填名稱),用化學反應方程式表示為__________。
【答案】(1)2HCl+CaCO3===CaCl2+H2O+CO2↑
HCl+AgNO3===AgCl↓+HNO3
Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
(2)石蕊溶液先變紅后褪色(共51張PPT)
第二章 海水中的重要元素——鈉和氯
第二節 氯及其化合物
第2課時 氯氣的實驗室制法 氯離子的檢驗
課程標準 素養目標 學法指導
結合實驗室制取氯氣所用的二氧化錳和濃鹽酸的性質,選擇合適的實驗裝置制取氯氣 科學探究與創新意識 1.從氣體發生→凈化→收集→尾氣處理四個主要裝置,分析實驗室制取氯氣的方法
2.從試劑作用、操作順序等角度認識檢驗氯離子的方法
通過對比實驗掌握氯離子的檢驗方法 證據推理與模型認知 課前·新知導學
氯氣的實驗室制法
1.反應原理:_________________________________________。
2.由于氯氣的密度______于空氣的密度,所以可采用向_______排空氣法收集氯氣。
3.由于氯氣有毒,所以尾氣中的氯氣應用NaOH溶液吸收,發生反應為______________________________________。
大
上
Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
(1)實驗室制取氯氣的發生裝置適合什么類型的物質制備?
(2)尾氣(氯氣)吸收液能否用飽和石灰水?
【答案】不能,因Ca(OH)2的溶解度太小,吸收氯氣的效果不好。
微思考
下列關于實驗室用MnO2制取Cl2的敘述不正確的是 ( )
A.MnO2與濃鹽酸共熱
B.緩慢加熱反應
C.用向下排空氣法收集Cl2
D.多余的Cl2常用較濃的燒堿液吸收
【答案】C
【解析】由于濃HCl易揮發,故必須緩慢加熱以減少HCl的揮發,A、B正確;Cl2的密度比空氣的密度大,故應用向上排空氣法收集Cl2,C錯誤;Cl2極易與堿反應:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,故應用較濃的燒堿液吸收多余的Cl2,D正確。
氯離子的檢驗
1.實驗探究:在三支試管中分別加入2~3 mL稀鹽酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液,然后各滴入幾滴AgNO3溶液,觀察現象,再分別加入少量稀硝酸,觀察現象,填寫下表:
溶液 實驗現象 滴入幾滴AgNO3溶液 加入少量稀硝酸
稀鹽酸 _________________ ______________
NaCl溶液 _________________ ______________
Na2CO3溶液 _________________ __________________________
有白色沉淀生成
沉淀不溶解
有白色沉淀生成
沉淀不溶解
有白色沉淀生成
沉淀溶解,有氣泡產生
向某無色溶液中滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,再滴加稀鹽酸,沉淀不溶解,則原無色溶液中可能含有哪些離子?
微思考
【答案】A
課堂·重難探究
[重難突破]
重難點一 Cl2的實驗室制法
實驗室制取氯氣的其他方法:可用KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2等氧化劑代替MnO2與濃鹽酸反應(不需加熱),如2KMnO4+16HCl(濃) ===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
3.凈化裝置:C裝置的作用是除去Cl2中的HCl;D裝置的作用是干燥Cl2。
4.收集方法
(1)向上排空氣法(Cl2密度大于空氣)。
(2)排飽和食鹽水法(Cl2在飽和NaCl溶液中的溶解度很小)。
5.驗滿方法
(1)將濕潤的淀粉-碘化鉀試紙靠近盛Cl2的集氣瓶瓶口,觀察到試紙立即變藍,則證明已集滿。
(2)將濕潤的藍色石蕊試紙靠近盛 Cl2的集氣瓶瓶口,觀察到試紙立即發生先變紅后褪色的變化,則證明已集滿。
6.尾氣處理
Cl2有毒,直接排放會污染空氣,常用NaOH溶液吸收多余的Cl2,反應的離子方程式為Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O。
7.注意事項
(1)必須用濃鹽酸,MnO2與稀鹽酸不反應, 無論MnO2是否足量,鹽酸均不能完全反應。
(2)為了減少制得的Cl2中HCl的含量,加熱溫度不宜過高,以減少HCl的揮發。
(3)實驗結束后,先使反應停止并排出裝置中殘留的Cl2,再拆卸裝置,避免污染空氣。
思路構建:實驗室中制取氣體裝置的設計思路(以氯氣為例)。
氯是一種海水富集元素。下圖是一套制取并驗證氯氣部分化學性質的實驗裝置。
[典例精練]
回答下列問題:
(1)裝置Ⅰ中,儀器a的名稱為__________。
(2)裝置Ⅱ的作用是__________。
(3)當有少量Cl2氣流通過后,裝置Ⅲ中反應的離子方程式為__________。
(4)當Cl2氣流持續通過時,裝置Ⅳ中干燥的有色布條能否褪色?______(填“能”或“否”)。
(5)裝置Ⅴ反應的離子方程式為___________________。
(6)將過量二氧化錳與20 mL 12 mol/L的HCl混合加熱,充分反應后生成的氯氣明顯少于0.06 mol,其主要的原因除了HCl受熱易揮發外,還有__________。
【答案】(1)分液漏斗 (2)吸收Cl2中的HCl
(3)Cl2+2I-===I2+2Cl- (4)能
(5)Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
(6)隨著反應的不斷進行,鹽酸的濃度越來越小,變為稀鹽酸后反應停止
【解析】裝置Ⅰ為Cl2的發生裝置,儀器a為分液漏斗;裝置Ⅱ為凈化裝置,吸收Cl2中的HCl;Cl2可與KI發生反應Cl2+2I-===I2+2Cl-,生成的I2使淀粉溶液變為藍色;干燥的Cl2無漂白性,但Cl2從裝置Ⅱ、Ⅲ中逸出時會帶出H2O,故裝置Ⅳ中干燥的有色布條會褪色;裝置Ⅴ為尾氣吸收裝置,Cl2可與NaOH溶液發生反應Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O。
【易錯提醒】
(1)實驗室中處理Cl2的尾氣不能用澄清石灰水(濃度太小),常用NaOH溶液。
(2)干燥Cl2必須用酸性干燥劑(如濃硫酸)和中性干燥劑(如CaCl2),不能用堿性干燥劑(如CaO、NaOH)。
(2021·廣東學業水平)舍勒制備氯氣的方法至今還在實驗室使用。某個合作學習小組用如圖所示實驗裝置制取Cl2并驗證其性質。
下列說法不正確的是 ( )
A. a中溶液是濃鹽酸
B.加熱后b中逐漸充滿黃綠色氣體
C.加熱一段時間后,燒杯中的溶液含有ClO-
D.加熱一段時間后,濕、干紅布條均褪色
【答案】D
【解析】Cl2不能使干紅布條褪色。
實驗室用下列兩種方法制氯氣:①用含HCl 146 g的濃鹽酸與足量的MnO2反應;②用87 g MnO2與足量濃鹽酸反應。所得的氯氣 ( )
A.①比②多 B.②比①多
C.一樣多 D.無法比較
【答案】B
[重難突破]
重難點二 Cl-的檢驗
檢驗某未知溶液中是否含有氯離子(Cl-),正確的操作是 ( )
A.向未知溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀產生
B.向未知溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀產生,加入鹽酸,沉淀不消失
C.向未知溶液中加入稀硝酸酸化后,再加入AgNO3溶液,有白色沉淀產生
D.向未知溶液中加入稀鹽酸酸化后,再加入AgNO3溶液,有白色沉淀產生
[典例精練]
【答案】C
向某未知溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成;再加入足量稀硝酸后,沉淀部分溶解,且有無色無味的氣體生成;將該氣體通入澄清石灰水,澄清石灰水變渾濁。由此可判斷出該未知溶液中含有 ( )
【答案】C
向下列物質中分別加AgNO3溶液和稀HNO3,能生成不溶于稀HNO3的白色沉淀的是 ( )
①氯水 ②氯酸鉀溶液 ③氯化鈉溶液
A.①② B.②③
C.①③ D.①②③
【答案】C
[課堂小結]
小練·素養達成
1.在實驗室利用濃鹽酸和二氧化錳制氯氣,制備裝置中應安裝分液漏斗而不能使用長頸漏斗,有關理由敘述錯誤的是 ( )
A.防止氯氣擴散到空氣中造成污染
B.便于控制加入鹽酸的量
C.長頸漏斗便于控制加入鹽酸的量
D.盡量避免氯化氫揮發到空氣中
【答案】C
【解析】使用分液漏斗可以防止氯氣擴散,污染空氣,A正確;分液漏斗可以控制濃鹽酸的加入量,從而控制反應速率,B正確;長頸漏斗可以添加液體,但不能控制加入量,且易造成氯化氫和生成的氯氣擴散到空氣中污染空氣,C錯誤;使用分液漏斗可以防止濃鹽酸揮發,污染空氣,D正確。
2.欲除去Cl2中的少量HCl氣體,可選用 ( )
A.NaOH溶液 B.飽和食鹽水
C.濃硫酸 D.石灰水
【答案】B
【解析】利用了HCl極易溶于水而Cl2在飽和食鹽水中溶解度很小的原理。
3.某化學小組用右圖所示裝置制取氯氣,下列說法不正確的是( )
A.該裝置圖中至少存在兩處明顯錯誤
B.該實驗中收集氯氣的方法不正確
C.為了防止氯氣污染空氣,必須進行尾氣處理
D.在集氣瓶的導管口處放一片濕潤的淀粉-碘化鉀試紙可以證明是否有氯氣逸出
【答案】B
4.下列說法正確的是 ( )
A.Cl-和Cl2都能和鈉反應
B.將AgNO3溶液滴入甲溶液中,若出現白色沉淀,則說明甲溶液中含有Cl-
C.將NaCl溶液滴入AgNO3溶液中或將Cl2通入AgNO3溶液中均會出現白色沉淀
D.含Cl-的溶液和氯水一樣均呈黃綠色
【答案】C
5.(2023·廣東廣州九十七中期末)利用如圖裝置可以制備無水氯化鐵(氯化鐵遇水會發生水解)。下列有關說法正確的是 ( )
A.燒瓶B中制備氯氣的反應物為二氧化錳和稀鹽酸
B.裝置C、D中分別盛有濃硫酸、飽和食鹽水
C.裝置F的目的是檢驗有無氯氣逸出
D.裝置E和裝置F之間需要增加一個干燥裝置,才能制得無水氯化鐵
【答案】D
【解析】因氯化鐵遇水會水解,故需在裝置E、F間加干燥裝置,D正確。
6.實驗室制取、收集干燥Cl2所用下列裝置中,能夠達到目的的是 ( )
A.用裝置甲制取Cl2
B.用裝置乙除去Cl2中的HCl
C.用裝置丙干燥Cl2
D.用裝置丁收集Cl2
【答案】C
【解析】二氧化錳和濃鹽酸反應制取氯氣需要加熱,A錯誤;應該用飽和食鹽水除去Cl2中的HCl,B錯誤;濃硫酸可以干燥氯氣,C正確;氯氣的密度大于空氣,應長管進短管出,D錯誤。
7.(1)實驗室制取Cl2時,下列操作不正確的是________(填序號)。
①裝置Ⅰ可用于制取少量Cl2
②用裝置Ⅱ除去Cl2中的少量HCl
③用裝置Ⅲ制取Cl2
④用裝置Ⅳ干燥Cl2
(2)實驗室制取干燥、純凈的氯氣,除了二氧化錳、濃鹽酸外還需要______________、________________、________________。
【答案】(1)①②③④
(2)飽和食鹽水 濃H2SO4 NaOH溶液
【解析】(1)①實驗室制取Cl2用濃鹽酸和MnO2反應,而不用稀鹽酸;②除去Cl2中的HCl氣體應用飽和食鹽水,NaHCO3溶液與Cl2反應并放出CO2氣體,氣體應“長進短出”;③MnO2與濃鹽酸需在加熱條件下反應;④干燥Cl2使用濃H2SO4洗氣瓶,應“長進短出”。(2)制取純凈Cl2還需飽和食鹽水除去HCl氣體,濃H2SO4干燥Cl2、NaOH溶液除去多余的Cl2。(共41張PPT)
第二章 海水中的重要元素——鈉和氯
第三節 物質的量
第1課時 物質的量的單位——摩爾
課程標準 素養目標 學法指導
通過類比已熟悉的物理量及其常用單位,領會物質的量及其單位——摩爾的含義及規定 證據推理與模型認知 1.認識物質的量在化學定量研究中的重要作用
2.能基于物質的量認識物質組成及其化學變化,并運用物質的量、摩爾質量之間的相互關系進行簡單計算
在領會物質的量的基礎上,逐步建立粒子數和宏觀質量間的聯系,搭建起宏觀物質與微觀粒子間的聯系橋梁 宏觀辨識與微觀探析 課前·新知導學
物質的量 阿伏加德羅常數
1.物質的量
(1)概念:表示 ____________________的集合體。
(2)符號及單位:符號為______,單位為________。
2.摩爾
(1)意義:______________的單位,符號為________。摩爾是國際單位制的7個基本單位之一。
(2)標準:1 mol粒子集合體所含的粒子數約為_____________。
含有一定數目粒子
n
摩爾
物質的量
mol
6.02×1023
3.阿伏加德羅常數
(1)定義:1 mol任何粒子的粒子數,符號為________,通常用__________________表示。
NA
6.02×1023 mol-1
1 mol H、1 mol H+、1 mol H2的含義一樣嗎?為什么?能說1 mol大米嗎?
【答案】意義不同;盡管都是1摩爾粒子,但粒子種類不同,它們分別表示1摩爾氫原子、1摩爾氫離子和1摩爾氫分子;mol后面只能是分子、原子等微觀粒子,不能是大米、桌子等宏觀物質。
微思考
下列說法正確的是 ( )
A.物質的量是物質粒子的數量的簡稱
B.摩爾是用來描述物質所含粒子數目多少的基本物理量
C.我們把含有6.02×1023個粒子的任何粒子的集合體計量為1摩爾
D.1 mol H2中含2 mol電子
【答案】D
【解析】物質的量是一個固定概念、專有名詞,是用來描述微觀粒子數量的物理量,不是物質的數量或質量,A錯誤;摩爾是物質的量的單位,不是物理量,B錯誤;含有6.02×1023個粒子的集合體不一定計量為1摩爾,如含6.02×1023個O的O2的物質的量為0.5 mol,C錯誤;1個H2中含有2個電子,故6.02×1023個H2中含有2×6.02×1023個電子,即1 mol H2中含有2 mol電子,D正確。
摩爾質量
單位物質的量
n=m/M
m=n·M
相對原子質量
相對分子質量
M
g·mol-1
某粒子的摩爾質量和其相對原子質量(或相對分子質量)數值上一定相等嗎?
【答案】不一定。當摩爾質量以g·mol-1為單位時,其數值上才等于其相對原子質量(或相對分子質量)。
微思考
(1)下列說法正確的是 ( )
A.氧氣的摩爾質量是32 g
B.1 mol CO2的質量為44 g·mol-1
C.O2的摩爾質量(單位是g·mol-1)在數值上等于其相對分子質量
D.不同物質的摩爾質量一定不同
【答案】(1)C (2)D
【解析】摩爾質量的單位是g·mol-1,A錯誤;1 mol CO2的質量是NA個CO2的總質量,其單位應是g,而不是g·mol-1,B錯誤;不同物質的摩爾質量不一定不同,如N2和CO的摩爾質量都是28 g·mol-1,D錯誤。
課堂·重難探究
“四化”理解物質的量
[重難突破]
重難點一 物質的量的理解和應用
專有化 “物質的量”四個字是一個整體,不能拆開,也不能添字,如不能說成“物質量”或“物質的數量”等
微觀化 只用來描述微觀粒子,如原子、分子、離子、中子、質子、電子等及這些粒子的特定組合,如NaCl;不能表示宏觀的物質,如大米
具體化 必須指明具體粒子的種類,如“1 mol O”“2 mol O2” “1.5 mol O3”,不能說“1 mol 氧”
集體化 物質的量可以表示多個粒子的特定組合或集合體,如“1 mol NaCl”“0.5 mol H2SO4”
下列有關物質的量及摩爾的敘述正確的是 ( )
A.1.5 mol CH4中含有1.5 mol C、6 mol H
B.1 mol是6.02×1023個粒子的集合體,如1 mol大米、1 mol 蘋果等
C.物質的量與物質的數量、物質的質量是等價的
D.摩爾是7個基本物理量之一,它既是物質的量的單位,又是粒子數目的單位
【答案】A
[典例精練]
【解析】摩爾不能用于表示宏觀物體,B錯誤;物質的量不是物質的數量也不是物質的質量,C錯誤;摩爾是國際單位制的7個基本單位之一,不是粒子數目的單位,D錯誤。
下列各組物質中所含氧原子的物質的量相同的是( )
A.0.3 mol O2和0.3 mol H2O
B.6.02×1023個CO2與0.1 mol KMnO4
C.0.1 mol CuSO4·5H2O和0.1 mol C6H12O6
D.0.1 mol H2SO4和0.4NA個H2O
【答案】D
【解析】A中所含氧原子的物質的量之比為(0.3 mol×2)∶(0.3 mol ×1)=2∶1;B中所含氧原子的物質的量之比為2 mol∶(0.1 mol×4)=5∶1;C中所含氧原子的物質的量之比為(0.1 mol×9)∶(0.1 mol×6)=3∶2;D中所含氧原子的物質的量之比為(0.1 mol×4)∶(0.4 mol×1)=1∶1。
1.摩爾質量的計算方法
[重難突破]
重難點二 摩爾質量
2.物質的量、物質的質量、粒子數目之間的相關計算
【答案】(1)10 230 (2)2.709×1024 72 (3)0.5 48 6.02×1023 2.107×1024
[典例精練]
下列說法正確的是(NA為阿伏加德羅常數的值) ( )
A.28 g氮氣含有的原子數為NA
B.4 g金屬鈣變成鈣離子時失去的電子數為0.1NA
C.1 mol O2分子的質量等于1 mol氧原子的質量
D.24 g O2分子和24 g O3分子所含的氧原子數目相等
【答案】D
在巴黎召開的第26屆國際計量大會對物質的量的單位——摩爾的定義進行了修改。摩爾來源于拉丁文moles,原意為大量、堆積,是在1971年10月有41個國家參加的第14屆國際計量大會上決定增加的國際單位制(SI)的第七個基本單位。
下列對于“摩爾”的理解正確的是 ( )
A.1 mol任何物質所含有的原子數都相同
B.摩爾是物質的量的單位,簡稱摩,符號為mol
C.摩爾可以把物質的宏觀數量與微觀粒子的數量聯系起來
D.32 g O2和32 g O3中所含氧原子的個數比是2∶3
【答案】B
【解析】物質并不都是由原子構成的,且不同物質分子中所含有的原子個數不一定相同,不明確物質的構成粒子易錯選A;物質的量是一個物理量,摩爾是物質的量的單位,不是物理量,用物質的量把宏觀物質與微觀粒子聯系起來,物理量和單位辨析不清晰,易錯選C;被O2與O3的分子構成迷惑,易錯選D。
(2023·江西上饒高一期中)已知1.505×1023個X氣體分子的質量為16 g,則X氣體的摩爾質量是 ( )
A.64 g B.32 g
C.64 g/mol D.32 g/mol
【答案】C
[課堂小結]
小練·素養達成
1.下列說法正確的是 ( )
A.摩爾是表示粒子多少的物理量
B.物質的量是指物質所含粒子的數目
C.物質的量是度量物質所含粒子集合體多少的物理量
D.物質的量的單位——摩爾只適用于分子、原子和離子
【答案】C
【解析】物質的量表示的是含有一定數目粒子的集合體,摩爾是物質的量的單位,適用于所有微觀粒子。
2.下列關于阿伏加德羅常數的說法中正確的是 ( )
A.6.02×1023 叫做阿伏加德羅常數
B.阿伏加德羅常數的數值約為6.02×1023
C.含有阿伏加德羅常數個原子的物質的物質的量是1摩爾
D.1摩爾氯含有6.02×1023 個氯分子
【答案】B
【解析】阿伏加德羅常數的數值約為6.02×1023,即6.02×1023是阿伏加德羅常數的近似值,A錯誤,B正確;含有NA個氧原子的氧氣的物質的量是0.5 mol,C錯誤;“1摩爾氯”沒有指明粒子的種類,D錯誤。
3.下列敘述中正確的是 ( )
A.氫原子的摩爾質量是1 g
B.HCl的摩爾質量等于1 mol HCl分子的質量
C.二氧化硫的摩爾質量為64 g·mol-1
D.摩爾質量就是相對原子質量的6.02×1023倍
【答案】C
【解析】摩爾質量是單位物質的量的物質所具有的質量,以g·mol-1為單位時,在數值上等于相對分子(或原子)質量。
4.下列敘述正確的是 ( )
①2 mol鐵原子 ②1 mol Fe3+ ③0.5 mol 氧 ④0.5 mol 氮分子 ⑤氨的摩爾質量是17 g
A.①③④ B.①②④⑤
C.①②④ D.①②③④⑤
【答案】C
【解析】使用摩爾時必須指明具體粒子,①②④正確,③中指代不明確,⑤中摩爾質量的單位應是g·mol-1,故選C。
5.(2022·廣東深圳南山期中)設NA表示阿伏加德羅常數的值。下列敘述正確的是 ( )
A.0.1 mol Mg的質量為2.4 g/mol
B.0.1 mol H2O中含有的電子數為6.02×1023
C.1.7 g氨氣所含的原子數目為0.1×6.02×1023
D.0.1 mol Na與足量氧氣完全反應轉移的電子數為0.2NA
【答案】B
【解析】0.1 mol Mg的質量為2.4 g,A錯誤;1.7 g氨氣物質的量為0.1 mol,則所含的原子數目為0.4×6.02×1023,C錯誤;0.1 mol Na與足量氧氣完全反應轉移的電子數為0.1NA,D錯誤。
6.(2022·廣東佛山高明階段)下列敘述中不正確的是 ( )
A.氯化氫的摩爾質量是36.5 g·mol-1
B.2H既可以表示2個氫原子又可以表示2 mol氫原子
C.a mol水和a mol二氧化碳所含分子數目相同
D.含有6.02×1023個氧原子的硫酸的物質的量是0.25 mol
【答案】B
【答案】(1)0.2NA (2)9.6 g (3)0.4 mol(共40張PPT)
第二章 海水中的重要元素——鈉和氯
第三節 物質的量
第2課時 氣體摩爾體積
課程標準 素養目標
了解氣體摩爾體積的含義和應用,體會定量研究對化學科學的重要作用 宏觀辨識與微觀探析
能基于物質的量認識物質組成及其化學變化,并運用物質的量、摩爾質量、氣體摩爾體積之間的相互關系進行簡單計算 科學探究與創新意識
課前·新知導學
決定物質體積大小的因素
1.決定物質體積大小的因素
粒子大小
粒子之間的距離
相等
2.阿伏加德羅定律
同溫同壓下,相同體積的任何氣體都含有相同______________。
數目的粒子
決定氣體分子間距離的因素是哪些?如何影響?
【答案】決定氣體分子間距離的因素是溫度和壓強。溫度越高,壓強越小,分子間距離越大。
微思考
下列四種因素:①溫度和壓強;②所含粒子數;③粒子本身大小;④粒子間的距離。其中對氣態物質體積有顯著影響的是 ( )
A.②③④ B.②④
C.①③④ D.①②④
【答案】D
【解析】氣態物質粒子之間的距離要比粒子本身的直徑大很多倍,故粒子本身的大小對氣態物質體積無顯著影響。
氣體摩爾體積
“22.4 L·mol-1”的適用條件是什么?
【答案】標準狀況下任意氣體,既可以是單一氣體,也可以是混合氣體。
微思考
下列有關氣體摩爾體積的描述中正確的是 ( )
A.單位物質的量的氣體所占的體積就是氣體摩爾體積
B.常溫常壓下的氣體摩爾體積約為22.4 L
C.標準狀況下的氣體摩爾體積約為22.4 L
D.相同物質的量的氣體摩爾體積也相同
【答案】A
【解析】常溫常壓下的氣體摩爾體積Vm>22.4 L·mol-1,B錯誤;標準狀況下的氣體摩爾體積約為22.4 L·mol-1,C錯誤;相同物質的量的氣體的摩爾體積還與氣體所處的狀況有關,D錯誤。
課堂·重難探究
1.氣體摩爾體積的正確理解
(1)氣體體積與氣體摩爾體積是兩個不同的概念,使用時要避免混淆。如標準狀況下,1 mol O2的體積是22.4 L,O2的氣體摩爾體積是22.4 L·mol-1。
[重難突破]
重難點一 氣體摩爾體積及有關計算
(2)使用22.4 L·mol-1時應該注意的問題。
①應注意氣體狀況為標準狀況(0 ℃,101 kPa)。
②物質必須是氣體,可以是單一氣體也可以是混合氣體。
(3)條件對氣體摩爾體積的影響。
溫度與壓強都影響氣體的體積,不同溫度和壓強下,氣體摩爾體積的數值可能不同。改變溫度和壓強,在非標準狀況下氣體摩爾體積也可能是22.4 L·mol-1。
注意:ρ標的單位應為g·L-1,與Vm的單位對應。
下列說法正確的是 ( )
A.在標準狀況下,1 mol水的體積是22.4 L
B.1 mol氫氣所占的體積一定是22.4 L
C.標準狀況下,6.02×1023個Cu原子所占有的體積約是22.4 L
D.標準狀況下,28 g N2與CO的混合氣體體積約為22.4 L
【答案】D
[典例精練]
標準狀況下,11.2 L CH4含有的原子數為 ( )
A.1.5NA B.2NA
C.2.5NA D.3NA
【答案】C
下列說法正確的是 ( )
A.常溫常壓下,22.4 L CO2中含有NA個CO2
B.標準狀況下,4.48 L CO含有0.2NA個原子
C.標準狀況下,22.4 L H2O中含有NA個H2O分子
D.標準狀況下,1.12 L CO2與SO2的混合含有0.1NA個氧原子
【答案】D
【解析】雖然給出的二氧化碳的體積為22.4 L,但若沒注意到“常溫常壓下”就很容易錯選A;標準狀況下,4.48 L CO的物質的量為0.2 mol,而一個CO分子中含有2個原子,若沒有注意到最后要判斷的是原子數,則易錯選B;若未注意到22.4 L H2O所處的狀態,易錯選C;標準狀況下,1.12 L混合氣體物質的量為0.05 mol,一個CO2和一個SO2分子中均含2個氧原子,則氧原子的個數為0.1NA,D正確。
阿伏加德羅定律的推論
[重難突破]
重難點二 阿伏加德羅定律及推論
【特別提醒】
(1)阿伏加德羅定律既適用于單一氣體,也適用于混合氣體。
(2)同溫、同壓、同體積和同分子數,共同存在,相互制約,只要“三同”成立,“第四同”必定成立。
下列敘述不正確的是 ( )
A.常溫常壓下,1 mol H2和1 mol H2O一定具有相同的體積
B.同溫同壓下,等體積的O2和H2的物質的量相同
C.同溫同壓下,O2和H2的密度之比為16∶1
D.同溫同壓下,同容積的兩個容器,一個盛有NO,另一個盛有N2和O2,兩容器內的氣體一定具有相同的分子總數
【答案】A
[典例精練]
【解析】常溫常壓下,H2O是液態,1 mol H2和1 mol H2O的體積不同,A錯誤;同溫同壓下,氣體的體積之比等于其物質的量之比,也等于分子數之比,B、D正確;同溫同壓下,氣體的密度之比等于其摩爾質量之比,C正確。
同溫同壓下,體積相同的兩種氣體C2H6和NO,二者不同的是 ( )
A.物質的量 B.密度
C.質量 D.含有的原子數
【答案】D
【解析】題中限定條件下的C2H6和NO具有相同的分子數,即物質的量相同,二者的摩爾質量相同,則具有相同的質量,兩氣體的密度相同,1個C2H6、NO分子中分別含有8個原子和2個原子,故含有的原子數不相同。
下列敘述正確的是 ( )
A.標準狀況下,兩種氣體的體積之比等于摩爾質量之比
B.常溫常壓下,兩種氣體的物質的量之比等于密度之比
C.同溫同壓下,兩種氣體的摩爾質量之比等于密度反比
D.同溫同體積時,兩種氣體的物質的量之比等于壓強之比
【答案】D
【解析】解答本題的關鍵是正確運用阿伏加德羅定律的推論。標準狀況下,氣體的體積之比等于物質的量之比,A錯誤;氣體的物質的量之比等于分子數之比,溫度和壓強相同時,也等于體積之比,B錯誤;同溫同壓下,氣體的摩爾質量之比等于密度之比,C錯誤;同溫同體積時,氣體的物質的量之比等于壓強之比,D正確。
[課堂小結]
小練·素養達成
1.同溫同壓下,若兩種氣體所占體積不同,其主要原因是 ( )
A.氣體分子的大小不同
B.氣體分子間平均距離不同
C.氣體的物質的量不同
D.氣體的摩爾質量不同
【答案】C
2.下列物質的體積約為22.4 L的是 ( )
A.標準狀況下1 mol H2O
B.20 ℃、101 kPa時36.5 g HCl
C.常溫常壓下17 g NH3
D.0 ℃、101 kPa時0.4 mol H2和0.6 mol O2的混合氣體
【答案】D
【解析】標準狀況下H2O為液態,A錯誤;20 ℃、101 kPa 不是標準狀況,溫度比標準狀況高,故1 mol氣體在該狀況下體積大于22.4 L,B錯誤;常溫常壓下1 mol NH3的體積不是22.4 L,C錯誤。
3.用NA表示阿伏加德羅常數的值。下列敘述正確的是 ( )
A.含有NA個氦原子的氦氣在標準狀況下的體積約為11.2 L
B.25 ℃、1.01×105 Pa,64 g SO2中含有的原子數為3NA
C.常溫常壓下,11.2 L Cl2含有的分子數為0.5NA
D.標準狀況下,11.2 L炭含有的分子數為0.5NA
【答案】B
【解析】He為單原子分子,含NA個He的氦氣在標準狀況下的體積約為22.4 L,A錯誤;64 g SO2的物質的量為1 mol,原子數為3NA,與氣體所處狀態無關,B正確;條件應為標準狀況,C錯誤;標準狀況下炭不是氣體,11.2 L炭的物質的量不是0.5 mol,D錯誤。
4.標準狀況下,由0.5 g H2、11 g CO2和4 g O2組成的混合氣體,其體積約為 ( )
A.8.4 L B.11.2 L
C.14.0 L D.16.8 L
【答案】C
5.(2023·廣東佛山高一月考)設NA為阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是 ( )
A.標準狀況下,22.4 L H2O的電子數為10NA
B.7.8 g Na2S和Na2O2組成的混合物,所含陰離子總數為0.1NA
C.標準狀況下,1 mol O2的體積為22.4 L/mol
D.常溫常壓下,2 g H2的電子數為NA
【答案】B
【解析】標準狀況下H2O是液體,無法計算,A錯誤;體積的單位為“L”,C錯誤;常溫常壓下,2 g H2的電子數為2NA,D錯誤。
6.(2022·廣東學業水平)我國化學家用氧化銦(In2O3)負載的Ag催化劑實現了CO2加氫制備CH3OH,原理如圖所示。關于該反應的說法正確的是 ( )
A.H2發生了氧化反應
B.Ag催化劑不參與反應
C.22.4 L H2O含有6.02×1023個氧原子
D.每消耗2 mol H2生成1 mol CH3OH
【答案】A
【解析】H2O為液態,22.4 L H2O的物質的量不為1 mol,C錯誤;CO2加氫制備CH3OH的反應為CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g),每消耗3 mol H2生成1 mol CH3OH,D錯誤。
7.(1)標準狀況下,4 g H2、11.2 L O2、1 mol H2O中,所含分子數最多的是______,含原子數最多的是______,質量最大的是______,體積最小的是________。(填化學式)
(2)同溫同壓下,同體積的甲烷(CH4)和二氧化碳分子數之比為__________,物質的量之比為________,原子總數之比為__________,質量之比為________,密度之比為________。
【答案】(1)H2 H2 H2O H2O
(2)1∶1 1∶1 5∶3 4∶11 4∶11
(2)同溫同壓下,同體積的CH4、CO2的物質的量相同,分子數相等,原子總數之比等于分子中原子個數之比,即5∶3;物質的量相等時,質量之比等于摩爾質量之比,即4∶11;相同狀況下,氣體密度之比等于相對分子質量之比,即4∶11。(共56張PPT)
第二章 海水中的重要元素——鈉和氯
第三節 物質的量
第3課時 物質的量濃度
課程標準 素養目標 學法指導
了解物質的量濃度的含義和應用,體會定量研究對化學科學的重要作用 科學探究與創新意識 1.能基于物質的量認識物質的組成及其化學變化,并運用物質的量、摩爾質量、氣體摩爾體積、物質的量濃度之間的相互關系進行簡單計算
2.選擇常見實驗儀器、裝置和試劑,配制一定物質的量濃度的溶液
知道容量瓶的特點、用途及注意事項 科學探究與創新意識 通過實驗操作,學會配制一定物質的量濃度溶液的方法及操作,并會分析實驗誤差 科學探究與創新意識 課前·新知導學
d 物質的量濃度及其計算
1.物質的量濃度
單位體積
物質的量
cB
mol/L或mol·L-1
2.簡單計算
(1)已知溶液中某種離子的濃度,求其他離子的濃度。
溶液中陰、陽離子的物質的量濃度之比等于化學組成中的離子個數之比。
2 mol·L-1
1 mol·L-1
(2)已知一定體積的溶液中溶質的質量計算濃度。
例如:2.0 g NaOH固體溶于水配成500 mL溶液,則該溶液的濃度為______________。
0.1 mol·L-1
(3)標準狀況下,一定體積的氣體溶于水形成V L溶液,計算濃度。
例如:標準狀況下,11.2 L HCl氣體溶于水配成200 mL溶液,則該溶液的濃度為______________。
2.5 mol·L-1
(1)98 g H2SO4溶于1 L水中配成的溶液即是1 mol·L-1的H2SO4溶液,這句話正確嗎?為什么?
【答案】不正確。將98 g H2SO4(即1 mol)溶于1 L水后所得溶液體積不是1 L,故H2SO4的物質的量濃度不是1 mol/L。
(2)從100 mL 0.5 mol·L-1的NaCl的溶液中取出20 mL溶液,這20 mL溶液的濃度是多少?
【答案】根據溶液的均一性可知溶液濃度仍為0.5 mol/L。
微思考
用40 g NaOH固體配成2 L溶液,其物質的量濃度為 ( )
A.0.5 mol·L-1 B.5 mol·L-1
C.10 mol·L-1 D.20 mol·L-1
【答案】A
一定物質的量濃度溶液的配制
1.主要儀器
(1)天平:應使用分析天平,結合實際情況,可暫用普通電子天平或__________天平代替。
托盤
(2)容量瓶。
【答案】溫度 容積 50 mL、100 mL、250 mL、500 mL、1 000 mL
(3)其他儀器:量筒、________、________、__________等。
燒杯
玻璃棒
膠頭滴管
2.配制過程
以配制100 mL 1.00 mol·L-1 NaCl溶液為例。
【答案】0.1 mol 5.85 g 托盤天平 藥匙 5.9 玻璃棒 燒杯 100 mL容量瓶 玻璃棒
【答案】2~3 容量瓶 1~2 cm 膠頭滴管 凹液面最低處與刻度線相切
(1)容量瓶使用前首先要進行的操作是什么?
【答案】先檢驗容量瓶是否漏水。檢驗流程為:加水→塞瓶塞→倒立→查漏→正立,瓶塞旋轉180°→倒立→查漏。
(2)實驗室需要450 mL 0.1 mol·L-1的NaOH溶液,要配制該溶液能否選擇200 mL和250 mL的容量瓶?
【答案】不能,當所配溶液體積沒有對應容積的容量瓶(常用的容量瓶容積有50 mL、100 mL、250 mL、500 mL和1 000 mL)時,應選擇比所配制溶液體積大且最接近的容量瓶,故配制450 mL溶液應選擇500 mL容量瓶。
微思考
某同學用Na2CO3固體配制500 mL 0.10 mol·L-1 Na2CO3溶液的過程如圖所示。你認為該同學的錯誤之處有 ( )
A.①⑤⑥ B.②④⑦
C.①⑥ D.⑤⑥⑦
【答案】C
【解析】稱量Na2CO3固體時,應將被稱量物放在托盤天平的左盤,砝碼放在右盤,①錯誤;定容時,視線應與凹液面最低處水平相切,⑥錯誤,C符合題意。
濃溶液的稀釋
1.計算公式:________________________。
2.稀釋規律:在溶液稀釋前后,溶液中溶質的物質的量__________。
c(濃)·V(濃)=c(稀)·V(稀)
相等
將3 mol·L-1的NaCl溶液加水稀釋,使體積變為原來的3倍,稀釋后的溶液的濃度是多少?
【答案】1 mol·L-1。稀釋過程溶質的物質的量不變,溶液體積擴大3倍,濃度變為原來的三分之一。
微思考
從2 L 1 mol·L-1 NaOH溶液中取出100 mL,加水稀釋到1 L,下面有關這100 mL溶液的敘述錯誤的是 ( )
A.取出100 mL溶液的濃度為0.1 mol·L-1
B.稀釋后溶液的濃度為0.1 mol·L-1
C.取出100 mL溶液中含有4 g NaOH
D.稀釋后溶液中含0.1 mol NaOH
【答案】A
【解析】取出溶液的物質的量濃度不變,仍為1 mol·L-1。
課堂·重難探究
溶液稀釋與混合的計算
(1)濃溶液稀釋。
①溶質的物質的量不變:c(濃)·V(濃)=c(稀)·V(稀);
②溶質的質量不變:m(濃)·w(濃)=m(稀)·w(稀);
③溶液的質量守恒:m(稀)=m(濃)+m(水)(體積一般不守恒)。
[重難突破]
重難點一 物質的量濃度的有關計算
(2)相同溶質的兩溶液混合。
①溶質的物質的量不變:c1V1+c2V2=c(混)·V(混);
②溶質的質量不變:m1w1+m2w2=m(混)·w(混)。
關于1 mol·L-1Ba(OH)2溶液的下列說法中,正確的是 ( )
A.溶液中含有1 mol Ba(OH)2
B.能用1 mol Ba(OH)2溶于1 L水中配得
C.溶液中OH-的物質的量濃度為2 mol·L-1
D.溶液中Ba2+的物質的量為1 mol
【答案】C
[典例精練]
【解析】溶液的體積未知,無法算出Ba(OH)2或者Ba2+的物質的量,A、D錯誤;1 mol Ba(OH)2溶于1 L水,溶液體積大于1 L,B錯誤。
(2023·廣東學業水平)食醋是生活中常用的調味品。某品牌食醋中的乙酸(分子式為C2H4O2,相對分子質量為60)含量為3.0 g/100 mL,則其物質的量濃度為 ( )
A.30 g/L B.3.0 g/L
C.5.0 mol/L D.0.50 mol/L
【答案】D
下列說法中正確的是 ( )
A.將40 g NaOH溶于1 L水中,所得溶液的物質的量濃度為1 mol·L-1
B.從1 L 1 mol·L-1的碳酸鈉溶液中取出500 mL后,剩余溶液的物質的量濃度為0.5 mol·L-1
C.將22.4 L HCl氣體溶于水后配成1 L溶液,所得鹽酸的濃度為1 mol·L-1
D.100 mL溶液中含有28.4 g Na2SO4,則c(Na2SO4)為2.0 mol·L-1
【答案】D
1.容量瓶的使用
(1)使用前一定要檢驗容量瓶是否漏水。
(2)容量瓶不能用來溶解固體,更不能用玻璃棒攪拌。固體試樣必須在燒杯中溶解后再轉移。
[重難突破]
重難點二 物質的量濃度溶液的配制及誤差分析
(3)配制一定體積的溶液要選用與該溶液體積相同(或相近但需要大于所需溶液體積)規格的容量瓶。
(4)容量瓶的容積是在瓶身所標溫度(20 ℃)下確定的,因而不能將熱的溶液轉移到容量瓶中。
(5)容量瓶通常不用于貯存試劑,因此配制好的溶液要裝入試劑瓶中,并貼好標簽。
(2)具體分析。
能引起誤差的一些操作 m V cB
托盤天平 天平的砝碼沾有其他物質或已生銹 增大 不變 偏大
藥品、砝碼左右位置顛倒,且使用了游碼 減小 不變 偏小
稱量易潮解的物質(如NaOH)時間過長 減小 不變 偏小
能引起誤差的一些操作 m V cB
量筒 用量筒量取液體溶質時,仰視讀數 增大 不變 偏大
用量筒量取液體溶質時,俯視讀數 減小 不變 偏小
燒杯和 玻璃棒 攪拌時部分液體濺出 減小 不變 偏小
未洗滌燒杯和玻璃棒 減小 不變 偏小
能引起誤差的一些操作 m V cB
容量瓶 溶液未冷卻到室溫就注入容量瓶定容 不變 減小 偏大
向容量瓶轉移溶液時有少量液體流出 減小 不變 偏小
定容時,水加多了,用滴管吸出 減小 不變 偏小
定容時,俯視刻度線 不變 減小 偏大
定容時,仰視刻度線 不變 增大 偏小
(3)仰視或俯視刻度線圖解。
①仰視刻度線(圖1):加水量偏多,導致溶液體積偏大,使所配溶液濃度偏低。
②俯視刻度線(圖2):加水量偏少,導致溶液體積偏小,使所配溶液濃度偏高。
實驗室欲用NaOH固體配制1.0 mol·L-1的NaOH溶液240 mL。
(1)配制溶液時,一般有以下幾個步驟:
①稱量 ②計算 ③溶解 ④搖勻 ⑤轉移 ⑥洗滌 ⑦定容 ⑧冷卻 ⑨輕輕搖動
其正確的操作順序為____________________。本實驗必須用到的儀器有托盤天平、藥匙、玻璃棒、量筒、燒杯、_________________。
[典例精練]
(2)某同學欲稱量NaOH固體,他先用托盤天平稱量燒杯的質量,天平平衡后的狀態如下圖所示。燒杯的實際質量為________g,要完成本實驗該同學應稱取______g NaOH固體。
(3)使用容量瓶前必須進行的一步操作是______________________。
(4)在配制過程中,其他操作都是正確的,下列操作會引起所配溶液濃度偏大的是__________(填字母)。
A.轉移溶液時不慎有少量灑到容量瓶外面
B.定容時俯視刻度線
C.未冷卻到室溫就將溶液轉移到容量瓶并定容
D.定容后塞上瓶塞反復搖勻,靜置后,液面低于刻度線,再加水至刻度線
【答案】(1)②①③⑧⑤⑥⑨⑦④ 250 mL容量瓶、膠頭滴管 (2)27.4 10.0 (3)檢查容量瓶是否漏水 (4)BC
【解析】(1)配制240 mL 1.0 mol·L-1 NaOH溶液的步驟為:計算所需NaOH固體的質量→用托盤天平稱量→在燒杯中溶解→冷卻至室溫→向容量瓶中轉移溶液→洗滌燒杯及玻璃棒2~3次,并將洗滌液轉移至容量瓶中→輕輕搖動容量瓶→向容量瓶中加水定容→搖勻。根據實驗步驟可知所用儀器還有250 mL容量瓶和膠頭滴管。(2)該同學將砝碼與燒杯放反了,所以稱得燒杯的質量為20 g+10 g-2.6 g=27.4 g,應稱NaOH固體的質量為1.0 mol·L-1×0.25 L×40 g· mol-1=10.0 g。(3)使用容量瓶前必須進行的一步操作為檢查容量瓶是否漏水。(4)A中使溶質物質的量減小,所配溶液濃度偏小;B,C中使溶液體積減小,濃度偏大;D中多加了水,溶液體積偏大,濃度偏小。
現需要配制500 mL 1 mol·L-1硫酸溶液。
(1)需用質量分數為98%、密度為1.84 g·cm-3的濃硫酸______ mL。
(2)容量瓶使用前檢驗漏水的方法是_________________。
(3)若實驗中遇到下列情況,對硫酸溶液的物質的量濃度有何影響?
①稀釋的硫酸溶液轉移到容量瓶后未洗滌燒杯:________(填“偏大”“偏小”或“不變”,下同)。
②趁熱將溶液注入容量瓶中并定容:________。
③搖勻后發現液面低于刻度線后又加水至刻度線處:________。
④容量瓶中原有少量蒸餾水:________。
⑤定容時俯視液面:________。
【答案】(1)27.2 (2)往容量瓶中加入適量的水,塞好瓶塞,用左手食指頂住瓶塞,用右手的五指托住瓶底,把容量瓶倒立過來,如不漏水,將其放正,把瓶塞旋轉180°后塞緊,再把容量瓶倒立過來,若不漏水,才能使用
(3)①偏小 ②偏大 ③偏小 ④不變 ⑤偏大
【解析】(1)根據稀釋前后溶質的質量不變來計算,設需濃硫酸的體積為V,則0.5 L×1 mol·L-1×98 g·mol-1=V×1.84 g·cm-3×98%,解得V≈27.2 mL。(3)①中稀釋濃硫酸的燒杯未洗滌使得n(H2SO4)減少,c(H2SO4)偏小;②趁熱將溶液注入容量瓶中并定容,冷卻至室溫后V偏小,c(H2SO4)偏大;③搖勻后再加水,使V增大,c(H2SO4)偏小;④容量瓶中有少量水,對c(H2SO4)無影響;⑤定容時俯視液面,使得V偏小,c(H2SO4)偏大。
配制一定物質的量濃度的溶液,下列說法正確的是( )
A.容量瓶未干燥即用來配制溶液導致配制溶液濃度偏低
B.把4.0 g CuSO4溶于250 mL蒸餾水中配制250 mL 0.1 mol/L CuSO4溶液
C.轉移溶液沒有用蒸餾水洗滌燒杯,直接用蒸餾水定容,導致配制溶液濃度偏低
D.稱取硫酸銅晶體(CuSO4·5H2O)45 g,配制90 mL 2 mol/L的硫酸銅溶液
【答案】C
【解析】容量瓶未干燥對用來配制溶液無影響,A錯誤;250 mL 不是水的體積,而是溶液的體積,B錯誤;沒有90 mL 規格的容量瓶,應選擇100 mL規格的容量瓶,欲配制100 mL 2 mol/L的硫酸銅溶液,需稱量硫酸銅晶體的質量為100 mL×2 mol/L×250 g·mol-1=50 g ,D錯誤。
[課堂小結]
小練·素養達成
1.關于1 mol·L-1硫酸溶液的說法正確的是 ( )
A.1 L水中含有1 mol硫酸
B.1 L溶液中含有1 mol H+
C.將98 g硫酸溶于1 L水所配成的溶液
D.從1 L該溶液中取出500 mL后,剩余溶液的濃度仍為1 mol·L-1
【答案】D
【解析】A中不是1 L 水,應該是1 L溶液;B中溶液的體積為1 L時應含有2 mol H+;C中的錯誤在于98 g H2SO4溶于1 L水時,溶液的體積無法計算,故溶液的物質的量濃度也無法計算。
2.配制100 mL 2.0 mol·L-1 NaOH溶液時,不需要用到的儀器是 ( )
【答案】D
3.下列關于容量瓶的說法不正確的是 ( )
A.容量瓶上一般標有規格、溫度和刻度線
B.容量瓶在使用前要檢查是否漏水
C.可將濃溶液直接在容量瓶中稀釋
D.容量瓶不能長時間盛放所配制的溶液,應及時分裝在試劑瓶中
【答案】C
【解析】容量瓶是配制一定物質的量濃度溶液的精確儀器,濃溶液稀釋時會產生熱效應,使溶液發生熱脹冷縮,導致結果不準確,故不可直接在容量瓶中稀釋濃溶液。
4.下列配制的溶液濃度偏高的是 ( )
A.配制鹽酸用量筒量取鹽酸時俯視讀數
B.配制鹽酸定容時,仰視容量瓶刻度線
C.稱量20.0 g NaOH配制 1 000 mL 0.5 mol·L-1 NaOH溶液時,砝碼錯放在左盤
D.NaOH溶解后未經冷卻即注入容量瓶,再加水至刻度線
【答案】D
【解析】俯視讀數,將會使量得的鹽酸體積小于計算值,導致濃度偏低,A錯誤;定容時仰視容量瓶刻度線,將會導致加水量增多,使溶液濃度偏低,B錯誤;由于所稱NaOH固體的質量為整數,不需移動游碼,故稱得固體NaOH的質量是準確的,不會影響配制溶液的濃度,C錯誤;因熱脹冷縮,會使容量瓶中的溶液在冷卻后液面低于刻度線,導致所配溶液濃度偏高,D正確。
5.(2023·廣東肇慶高一階段檢測)某實驗小組需要用到480 mL 0.5 mol·L-1Na2CO3溶液,下列配制所用溶液的操作步驟正確的順序組合的是 ( )
①繼續往容量瓶內加水,直到液面接近刻度線1~2 cm處
②將已冷卻的溶液沿玻璃棒注入容量瓶中
③改用膠頭滴管加水,使溶液凹液面恰好與刻度線相切
④將容量瓶蓋緊,搖勻
⑤用托盤天平稱量26.5 g Na2CO3固體
⑥將準確稱量的碳酸鈉固體轉移到燒杯中,加入適量水溶解
⑦用適量水洗滌燒杯2~3次,洗滌液均注入容量瓶,搖勻
⑧用托盤天平稱量25.4 g Na2CO3固體
A.⑧⑥②⑦①③④ B.⑧⑥②①③④
C.⑤⑥②①③④ D.⑤⑥②⑦①③④
【答案】D
6.(2022·廣東佛山南海月考)實驗室欲用密度為1.84 g·cm-3、質量分數為98%的濃硫酸配制0.10 mol·L-1的硫酸920 mL,下列說法正確的是 ( )
A.用量筒量取5.0 mL的濃硫酸
B.濃H2SO4在燒杯中稀釋后,立即轉移至容量瓶中
C.量取濃硫酸時,仰視刻度線,所配溶液濃度偏低
D.定容時若仰視刻度線,所配溶液濃度會偏低
【答案】D
【答案】(1)0.2 (2)0.2 1.42 (3)0.2 0.1(共9張PPT)
第二章 海水中的重要元素——鈉和氯
實驗活動1 配制一定物質的量濃度的溶液
【實驗目的】
1.練習容量瓶的使用方法。
2.練習配制一定物質的量濃度的溶液。
3.加深對物質的量濃度概念的認識。
【實驗用品】
燒杯、容量瓶(100 mL)、膠頭滴管、量筒、玻璃棒、藥匙、濾紙、天平、NaCl、蒸餾水。
【實驗過程】
1.配制100 mL 1.00 mol·L-1 NaCl溶液
(1)計算溶質的質量。
計算配制100 mL 1.00 mol·L-1 NaCl溶液所需NaCl固體的質量為____________ g。
(2)稱量。
在天平上稱量____________ g NaCl固體。
(3)配制溶液。
把稱好的NaCl固體放入燒杯中,再向燒杯中加入________mL蒸餾水,用________攪拌,使NaCl固體完全溶解。將燒杯中的溶液沿__________注入__________,用少量蒸餾水洗滌燒杯內壁和玻璃棒________次,并將洗滌液也都注入容量瓶。輕輕搖動容量瓶,使溶液混合均勻。繼續向容量瓶中加入蒸餾水,直到液面在刻度線以下_________cm時,改用________滴加蒸餾水,至______________,蓋好容量瓶瓶塞,反復上下顛倒,搖勻。
(4)將配制好的溶液倒入試劑瓶中,貼好標簽。
【答案】(1)5.85 (2)5.9 (3)40 玻璃棒 玻璃棒 100 mL容量瓶 2~3 1~2 膠頭滴管 凹液面最低處與刻度線相切
2.用1.00 mol·L-1 NaCl溶液配制100 mL 0.50 mol·L-1 NaCl溶液
(1)計算所需1.00 mol·L-1 NaCl溶液的體積。
計算配制100 mL 0.50 mol·L-1 NaCl溶液所需1.00 mol·L-1 NaCl溶液的體積為________mL。
(2)量取所需的1.00 mol·L-1 NaCl溶液。
用量筒量取所需體積的1.00 mol·L-1 NaCl溶液并注入燒杯中。
(3)配制溶液。
向盛有已量取1.00 mol·L-1 NaCl溶液的燒杯中加入20 mL蒸餾水,用____________慢慢攪動,使其混合均勻。將燒杯中溶液沿__________注入______________,用少量蒸餾水洗滌燒杯內壁和玻璃棒________次,并將洗滌液也都注入容量瓶。繼續向容量瓶中加入蒸餾水,直到液面在刻度線以下________cm時,改用______________滴加蒸餾水,至________________________,蓋好容量瓶瓶塞,反復上下顛倒,搖勻。
(4)將配制好的溶液倒入試劑瓶中,貼好標簽。
【答案】(1)50.0 (3)玻璃棒 玻璃棒 100 mL 容量瓶 2~3
1~2 膠頭滴管 凹液面最低處與刻度線相切
【問題探究】
1.在配制溶液前,容量瓶需要用蒸餾水洗滌,則容量瓶洗完后需要干燥嗎?
【答案】不需要干燥。
2.將燒杯中的溶液注入容量瓶以后,為什么要用蒸餾水洗滌燒杯內壁和玻璃棒2~3次,并將洗滌液也都注入容量瓶?
【答案】減少溶質損失,減小實驗誤差。
用18 mol·L-1 H2SO4溶液和100 mL容量瓶配制1.8 mol·L-1 H2SO4溶液,下列有關說法正確的是 ( )
A.將10 mL 18 mol·L-1 H2SO4溶液加入盛有90 mL水的容量瓶中
B.將10 mL 18 mol·L-1 H2SO4溶液加入容量瓶中,加水至刻度線
C.在燒杯中溶解后立即轉移至容量瓶
D.定容時仰視刻度線,配制的溶液濃度偏小
【答案】D
【解析】不能將濃硫酸直接在容量瓶中溶解,A、B錯誤;濃硫酸在燒杯中溶解會放熱,需冷卻至室溫方可轉入容量瓶,C錯誤。
配制一定物質的量濃度溶液過程中操作正確的是( )
A.稱量固體時,藥品放在托盤天平右盤上
B.將稱好的固體裝入容量瓶中,加水溶解
C.洗滌液轉移至容量瓶后,直接加蒸餾水至刻度線
D.定容時,用膠頭滴管加水至凹液面最低處與刻度線相平
【答案】D(共26張PPT)
第二章 海水中的重要元素——鈉和氯
同步微專題3 鈉、氯及其化合物性質及應用
【專題整合】
1.鈉及其重要化合物的主要性質及應用
(1)鈉的主要性質及應用。
①物理性質。
密度 熔點 硬度
ρ(水)>ρ(鈉)>ρ(煤油) 小于100 ℃ 質地柔軟
②化學性質(強還原性)。
能與非金屬單質、水、酸、鹽劇烈反應。
a.鈉與鹽溶液反應。
如Na投入CuSO4溶液中,反應的離子方程式為________________。
【答案】(1)2Na+Cu2++2H2O===2Na++Cu(OH)2↓+H2↑ Ti 4
(2)鈉的重要化合物的主要性質及應用。
①Na2O和Na2O2。
Na2O和Na2O2主要從色態、類別、氧元素價態、化學性質(與O2反應條件,與水、CO2、鹽酸反應)、用途進行比較。
Na2O2中的氧呈-1價,處于氧元素常見化合價(0,-2)的中間價態,既可體現氧化性(與SO2、KI反應),又可體現還原性(與KMnO4反應),或在反應中自身發生氧化還原反應(與H2O、CO2、HCl反應)。
②Na2CO3和NaHCO3。
有關Na2CO3和NaHCO3的鑒別、除雜及相互轉化,都是依據二者的性質(溶解性、熱穩定性、與酸反應)差異來進行的。
2.氯及其重要化合物的主要性質及應用
(1)氯及其重要化合物的主要性質及應用。
①氯氣、氯水、次氯酸和次氯酸鹽的性質,以下圖氯元素化合價為主線,氯水(新制、久置氯水)含有多種成分決定其性質的多樣性。
②氯離子的檢驗及答題規范,如下表:
選用試劑 AgNO3溶液、稀硝酸
反應原理 Ag++Cl-===AgCl↓
規范描述 取少量待測液于一潔凈試管中,加入經硝酸酸化的AgNO3溶液,若觀察到溶液中有白色沉淀生成,說明溶液中含有Cl-
(2)氯氣的實驗室制法。
詳見本章第二節第2課時重難點一 Cl2的實驗室制法。
將適量金屬鈉投入下列溶液中,有氣體放出,但無沉淀生成的是 ( )
A.鹽酸 B.飽和氫氧化鈉溶液
C.FeCl3溶液 D.CuSO4溶液
【答案】A
【典型例題】
【解析】鈉與水或鹽酸反應均放出氫氣。2Na+2HCl===2NaCl+H2↑,有氣體放出,但無沉淀生成,A正確;NaOH溶液是飽和溶液,投入鈉后,消耗水,析出氫氧化鈉晶體,B錯誤;鈉與水反應生成的氫氧化鈉還能進一步與FeCl3反應產生氫氧化鐵沉淀,C錯誤;鈉與水反應生成的氫氧化鈉還能進一步與CuSO4反應產生氫氧化銅沉淀,D錯誤。
(2023·廣東河源月考)利用下列有關實驗裝置進行的相應實驗,能達到實驗目的的是 ( )
A.圖Ⅰ除去CO2中含有的少量HCl
B.圖Ⅱ比較Na2CO3、NaHCO3的穩定性
C.圖Ⅲ制備Fe(OH)3膠體
D.圖Ⅳ測新制氯水的pH
【答案】A
【解析】要比較Na2CO3、NaHCO3的熱穩定性,Na2CO3置于大試管、NaHCO3置于小試管,B錯誤;FeCl3飽和溶液與NaOH溶液生成的是Fe(OH)3沉淀,C錯誤;氯水有漂白性,會使pH試紙先變紅后褪色,D錯誤。
在氯水中存在多種分子和離子,它們在不同的反應中表現各自的性質。下列實驗現象和結論一致且正確的是 ( )
A.加入有色布條,一會兒有色布條褪色,說明溶液中有Cl2存在
B.溶液呈黃綠色,且有刺激性氣味,說明有Cl2分子存在
C.先加入鹽酸酸化,再加入AgNO3溶液產生白色沉淀,說明有Cl-存在
D.加入NaOH溶液,氯水黃綠色消失,說明有HClO分子存在
【答案】B
【解析】能使有色布條褪色的是次氯酸,說明溶液中有次氯酸存在,A錯誤;因為Cl2呈黃綠色且有刺激性氣味,B正確;加入鹽酸酸化的AgNO3溶液產生白色沉淀,原溶液中Cl-不一定存在,因為加入的鹽酸中也含Cl-,可加硝酸酸化,C錯誤;加入NaOH溶液,氯水黃綠色消失,說明有Cl2存在,D錯誤。
已知KMnO4與濃鹽酸在常溫下反應能產生Cl2。若用下圖所示的實驗裝置來制備純凈、干燥的氯氣,并試驗其與金屬的反應,每個虛線框表示一個單元裝置,其中有錯誤的是 ( )
A.①和②處
B.只有②處
C.②和③處
D.②③④處
【答案】D
【解析】①是制備氯氣的裝置,②是除去氯氣中氯化氫雜質的裝置,③是干燥裝置,④是用于氯氣與金屬反應的裝置。除雜時不能消耗欲保留的氣體,因為氯氣可與NaOH溶液反應,所以②處錯誤;③中進氣管短,出氣管卻插入液面下,所以無法干燥氣體,也不能使氣體進入④中與金屬反應,所以③處錯誤;④是一個封閉體系,未反應的氣體不斷蓄積會使容器內壓強過大而發生爆炸,所以④處錯誤。
【專題訓練】
1.(2022·廣東惠陽高一月考)下表中對陳述Ⅰ、Ⅱ的正確性及兩者間是否具有因果關系的判斷都正確的是 ( )
選項 陳述Ⅰ 陳述Ⅱ 判斷
A 碳酸鈉溶液可用于治療胃酸過多 Na2CO3可與鹽酸反應 Ⅰ對,Ⅱ對,有
B 向Na2O2的水溶液中滴入酚酞變紅色 Na2O2與水反應生成氫氧化鈉 Ⅰ對,Ⅱ錯,無
C 金屬鈉具有強還原性 高壓鈉燈發出透霧性強的黃光 Ⅰ對,Ⅱ對,有
D Na2O2可用作航天員的供氧劑 Na2O2能與CO2或H2O反應生成O2 Ⅰ對,Ⅱ對,有
【答案】D
【解析】碳酸鈉堿性較強,會造成對人體的傷害,不能用于治療胃酸,二者沒有因果關系,A錯誤;過氧化鈉和水反應生成氫氧化鈉和氧氣,氫氧化鈉溶液呈堿性,酚酞遇堿變紅色,但過氧化鈉具有漂白性,所以能使溶液先變紅后褪色,Ⅰ錯誤,Ⅱ對,B錯誤;金屬鈉的還原性很強,鈉元素的焰色呈黃色,黃色光的穿透性較強,所以可用鈉制作高壓鈉燈,但二者沒有聯系,C錯誤;過氧化鈉能和二氧化碳、水反應生成氧氣,所以過氧化鈉可用作航天員的供氧劑,D正確。
2.某課外活動小組為了檢驗鈉與水反應的產物,設計如圖所示裝置(夾持裝置省略)。首先在U形管內加入少量煤油和幾粒綠豆大小的金屬鈉,再從U形管左端加入水,趕出空氣,然后點燃酒精燈加熱銅絲。
根據反應中觀察到的現象,回答下列問題:
(1)反應過程中金屬鈉除了逐漸變小外,還有什么現象?__________。
請寫出該反應的化學方程式:___________________。
(2)銅絲的變化現象為__________________,反應的化學方程式為___________________________。
3.氯氣是一種重要的化工原料,從氯氣的發現到氯元素的確認,經歷了數位科學家30多年的不懈探索。根據相關信息,回答下列問題:
(2)化學家貝托萊將Cl2 的水溶液露置在陽光下,反應生成一種無色無味氣體,該氣體為________。
(3)化學家臺耐特將Cl2通入石灰乳中,得到一種具有漂白作用的混合液。為證明該混合液的漂白作用,進行如下實驗(試劑、材料等任選),完成下表中的空白。
實驗步驟 實驗現象 實驗結論
取①____________于試管中,滴加適量上述混合液,振蕩 ②_______________ 該混合液具有漂白作用
【答案】(1)2H2O C (2)O2 (3)①少量品紅溶液 ②品紅溶液褪色
請回答:
(1)在該實驗中,制取氯氣的裝置是______(填字母)。
(2)裝置B、C中依次放入的是干燥的紅色布條和濕潤的紅色布條,實驗過程中該同學發現裝置B中的布條也褪色,其原因可能是____________________________________,請提出合理的改進方法:___________________。
(3)寫出氯氣與NaOH溶液反應的離子方程式:__________。
為驗證尾氣吸收后的溶液中存在Cl-,正確的操作是____________ ________________。
(4)Cl2通入飽和NaHCO3溶液產生無色氣體,已知酸性:HCl>H2CO3>HClO,該實驗證明Cl2與H2O反應的產物中含有__________。
【答案】(1)c (2)Cl2中混有少量H2O(g) 在A~B之間增加裝有濃H2SO4的洗氣瓶
(3)Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O 取少量燒杯內吸收Cl2后的溶液,加入足量的稀HNO3酸化,再加入AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,證明其中含有Cl-
(4)HCl
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