元素化合物与化学反应原理二中分校大集备学案.docx
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元素化合物与化学反应原理二中分校大集备学案
专题元素化合物与化学反应原理
2009---2013山东化学相关题目分布
非金属及其化合物
金属及其化合物
化学反应与能量变化
电化学
13年28(3)
10年29
(1)②
11年12D1529
(2)
12年:
1328(4)(5)
13年:
28
(1)
化学反应速率与限度
09年1428
(1)
10年28(3)
物质在水溶液中的行为
09年28(3)(4)
12年29(4)
13年13、29(4)
11年12C29(3)
【课前预习区】
[知识储备]
1、若增大氯水中次氯酸的浓度,可向氯水中加入下表中的物质是(填化学式)NaHCO3(或NaClO)
用化学平衡移动的原理解释其原因:
溶质
Na2CO3
NaHCO3
Na2SiO3
Na2SO3
NaHSO3
NaClO
pH
11.6
9.7
12.3
10.0
4.0
10.3
2、氯碱工业:
电解饱和的食盐水,化学方程式
能使湿润的淀粉KI试纸变蓝的气体产生的电极是电解池的;在电解后的溶液滴入酚酞试液,溶液变红的一极为电解池的。
3、铁的生锈:
纯铁不易生锈,生铁放在潮湿的环境中易生锈,原理是发生电化学腐蚀,涉及的主要反应原理:
(负极),
(正极),,
。
4、铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式 。
(2)若将
(1)中的反应设计成原电池,请画出原电池的装置图,标出正、负极,并写出电极反应式。
正极反应 ,
负极反应 。
5、粗铜(常含有Fe、Ni、Ag、Au等杂质)的精炼:
电解池中,粗铜作极,精铜作极,电解质为溶液。
阳极反应:
,,;阴极反应:
,硫酸铜溶液浓度。
6、电解硫酸铜溶液:
它是考查电解原理及规律的重要载体,必须熟练书写其电解方程式。
电解方程式:
7、碳酸氢钠,俗称“小苏打”,白色细小晶体,在水中的溶解度小于碳酸钠。
溶于水时呈现弱碱性。
在日常生活和工业生产中有广泛应用。
分析0.1mol·L-1的NaHCO3溶液,回答下列问题。
1)该溶液中存在哪些平衡?
2)该溶液中存在哪些离子?
3)列出该溶液中存在的守恒关系。
4)按浓度由大到小的顺序排列溶液中存在的离子。
8、将AlCl3(FeCl3)溶于水后,经加热蒸发、蒸干,灼烧,最后所得白色固体的主要成分是
【预习检测】
1、在纯碱溶液中滴入酚酞,溶液变红.若在该溶液中再滴入过量的氯化钡溶液,所观察到的现象是有白色沉淀生成,溶液由红色变为无色,其原因是(以离子方程式和简要的文字说明):
。
2、铁单质及其化合物在生活生产中应用广泛.如硫酸铁可作絮凝剂,常用于净水,其原理是(用离子方程式表示)
Fe3++3H2O
Fe(OH)3+3H+
在使用时发现硫酸铁不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去,其原因是。
3、实验室用Zn和稀硫酸制取H2,反应时溶液中水的电离平衡移动(填“向左”“向右”或者“不”);若加入少量下列试剂中的,产生H2的速率将增大。
a.NaNO3b.CuSO4c.Na2SO4d.NaHSO3
4、泡沫灭火剂反应的离子方程式为:
Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑
若将上述反应中的1.5mol气体二氧化碳通入500ml、2mol/L的NaOH溶液,发生反应的离子方程式为(用一个离子方程式表示):
CO2+NaOH=NaHCO3
此反应制得的溶液中离子浓度由大到小的顺序为:
C(Na+)>C(HCO3-)>C(CO32-)>C(OH-)>C(H+)
【课堂互动区】
考点一化学反应速率与限度视角下的元素化合物
例1
一定温度下,反应的焓变为△H。
现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是。
若在相同温度下,上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行,平衡常数(填“增大”“不变”或“减小”),反应3s后NO2的物质的量为0.6mol,则0~3s内的平均反应速率v(N2O4)=mol·L-1·s-1。
【自主思考反馈交流】
1、你认为自己在解决有关题目时要注意什么问题?
2、相关的知识点你存在哪些漏洞?
【变式练习】
1、(10年新课标)(14分)
某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。
请回答下列问题:
(1)上述实验中发生反应的化学方程式有;
(2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是;
(3)实验室中现有
、
、
、
等4中溶液,可与实验中
溶液起相
似作用的是;
(4)要加快上述实验中气体产生的速率,还可采取的措旌有(答两种);
(5)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列实验。
将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需时间。
①请完成此实验设计,其中:
V1=,V6=,V9=;
②反应一段时间后,实验A中的金属呈色,实验
E中的金属呈色;
③该同学最后得出的结论为:
当加入少量
溶液时,生成氢气的速率会大大提高。
但当加入的
溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降。
请分析氢气生成速率下降的主要原因。
考点二溶液中的离子反应视角下的元素化合物
例2
Na2S的水溶液洗患处可以用来治疗由一种小芥虫在皮肤内生活引起的皮肤病,而且用热水配制的Na2S溶液治疗效果更好.请说明原因,并写出有关的离子方程式.(已知:
H2S有毒,可杀虫)
(1)可治疗的原因因为Na2S水解生成的H2S有毒,可杀虫;
(2)热水配制的原因水解是吸热反应,热水溶解Na2S时促使平衡右移动,增大H2S的浓度.
(3)离子方程式
解:
(1)Na2S为强碱弱酸盐,水解生成NaOH和H2S,H2S有毒,可杀虫,
故答案为:
因为Na2S水解生成的H2S有毒,可杀虫;
(2)水解过程为吸热反应,加热可促进水解,使平衡向生成H2S的方向移动,增大H2S浓度,
故答案为:
水解是吸热反应,热水溶解Na2S时促使平衡右移动,增大H2S的浓度;
(3)Na2S为强碱弱酸盐,分两步水解其中以第一步水解为主,离子方程式为Na2S+H2O⇌NaHS+NaOH,NaHS+H2O⇌NaOH+H2S,
故答案为:
Na2S+H2O⇌NaHS+NaOH,NaHS+H2O⇌NaOH+H2S
例3
(1)H1N1病毒肆虐全球,专家建议要经常用消毒液对生活环境进行消毒。
已知“84”消毒液的成分为NaClO溶液,下列物质能增强其杀菌消毒能力的是 ( )
A.NH4Cl B.H2O C.NaCl D.NaOH
(2)请运用化学用语结合文字说明
(1)的原因:
溶液中存在平衡ClO-+H2OHClO+OH-,加入NH4Cl后,NH4+结合OH-生成NH3H2O,C(OH-)减小,平衡右移,c(HClO)变大,杀菌消毒能力增强。
例4
锅炉水垢既会降低燃料的利用率,造成能源浪费,也会影响锅炉的使用寿命,造成安全隐患,因此要定期清除。
水垢处理过程如下图:
已知:
Ksp(CaSO4)=7.5×10-5Ksp(CaCO3)=3.0×10-9
①用饱和Na2CO3溶液浸泡水垢时,发生的反应为:
CaSO4(S)+CO32-(aq)CaCO3(S)+SO42-(aq),该反应的平衡常数
K=(填数值)。
②请从溶解平衡的角度解释用醋酸除水垢的原因
溶液中存在沉淀溶解平衡CaCO3(S)Ca2+(aq)+CO32-(aq),Mg(OH)2(S)Mg2+(aq)
+2OH-(aq),加入醋酸后,CH3COOHCH3COO-+H+,H+消耗CO32-、OH-,平衡右移,
水垢溶解。
【自主思考反馈交流】
1、你认为自己在解决有关题目时要注意什么问题?
2、相关的知识点你还存在哪些漏洞?
【变式练习】
1、常温下有浓度均为amol/L的3种溶液:
①Na2CO3、②NaHCO3、③CH3COOH.
(1)上述溶液中,可发生水解的是(填序号).
(2)上述溶液中,既能与氢氧化钠反应,又能和硫酸反应的溶液中离子浓度由大到小的顺序为
解:
(1)发生水解的物质需要具有弱酸阴离子或弱碱阳离子的盐溶液,:
①Na2CO3是强碱弱酸盐发生水解;②NaHCO3是强碱弱酸盐发生水解;③CH3COOH是酸不能水解,故答案为:
①②;
(2)上述溶液中,既能与氢氧化钠反应,又能和硫酸反应的溶液是②NaHCO3;溶液中碳酸氢根离子水解显碱性,溶液中的两种浓度大小为:
c(Na+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+);>c(CO32-);
故答案为:
c(Na+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)>c(CO32-)>c(H+);
2、某酸性CuSO4溶液中混有Fe3+,已知Cu2+、Fe3+的浓度均为0.01mol·L-1,
Ksp[Cu(OH)2]=1×10-22,Ksp[Fe(OH)3]=1×10-38,通过计算说明要除去Fe3+应调节溶液的pH范围为多少?
3、已知:
25℃时弱电解质电离平衡数:
Ka(CH3COOH)=1.8×10-5,Ka(HSCN)=0.13;25℃时,将20mL0.10mol·L-1CH3COOH溶液和20mL0.10mol·L-1HSCN溶液分别与20mL0.10mol·L-1NaHCO3溶液混合,实验测得产生的气体体积(V)随时间(t)变化的示意图为右图所示:
(1)反应初始阶段,两种溶液产生CO2气体的速率
存在明显差异的原因是_____________________________________________,
Ka(HSCN)大于Ka(CH3COOH),所以HSCN的
酸性比CH3COOH强,两者浓度相同,HSCN溶液中c(H+)较大,故其溶液与NaHCO3溶液的反应速率快。
(2)反应结束后所得两溶液中,比较CH3COO-和SCN-浓度大小,并说明理由
c(SCN-)大于c(CH3COO-);
反应后所得溶液中CH3COO-和SCN-浓度相同,但CH3COOH的酸性比HSCN弱,故CH3COO-水解程度大,所以最终溶液中c(SCN-)大于c(CH3COO-)。
【课后巩固区】
1、铜在自然界存在于多种矿石中,如:
矿石名称
黄铜矿
斑铜矿
辉铜矿
孔雀石
主要成分
CuFeS2
Cu5FeS4
Cu2S
CuCO3·Cu(OH)2
请回答下列问题:
(1)上表所列铜化合物中,铜的质量百分含量最高的是__________。
(2)工业上以黄铜矿为原料,采用火法熔炼工艺生产铜。
该工艺的中间过程会发生反应:
2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑,反应的氧化剂是__________。
(3)SO2尾气直接排放到大气中造成环境污染的后果是________________;
处理该尾气可得到有价值的化学品,写出其中1种酸和1种盐的名称___________。
(4)黄铜矿熔炼后得到的粗铜含少量Fe、Ag、Au等金属杂质,需进一步采用电解法精制。
请简述粗铜电解得到精铜的原理:
___________________________________。
[解析]
(1)根据矿石的主要成分分析可知:
每1molCu中含有的其他元素的质量Cu2S中最小,因此Cu2S中铜的质量分数最高。
(2)根据反应方程式:
,可知Cu2O和Cu2S都作氧化剂。
(3)SO2排放到大气中会造成酸雨,处理该尾气可得到有价值的化学品:
H2SO4或Na2SO4。
(4)粗铜的精炼中,应将粗铜与电源的正极相连作阳极,而将纯铜与电源的负极相连作阴极,用铜盐CuSO4、CuCl2等盐溶液作电解质溶液。
[答案]
(1)Cu2S
(2)Cu2S和Cu2O
(3)形成酸雨,会对植物和建筑物等造成严重危害 硫酸、硫酸钠
(4)以硫酸铜—硫酸溶液为电解液。
电解时,粗铜(阳极)中的铜以及比铜活泼的金属失去电子进入溶液,不如铜活泼的金属沉入电解槽形成“阳极泥”;溶液中的Cu2+得到电子沉积在纯铜(阴极)上
2、稀氨水中存在如下平衡:
NH3·H2O
NH4++OH-如进行下列操作,则NH3·H2O、NH4+、OH-、H+浓度如何变化?
(1)通适量HCl气体,c(NH3·H2O)_______,c(H+)_________。
(2)加入少量NaOH(固体),c(NH4+)_______,c(OH-)_________。
(3)升高温度,c(NH3·H2O)_______,c(OH-)________。
(4)加水:
c(NH3·H2O)______,c(OH-)________,c(H+)_______。
电离度如何变化?
平衡向哪个方向移动?
3、常温下,浓度均为0.1mol/L的6种溶液pH如下:
溶质
Na2CO3
NaHCO3
Na2SiO3
Na2SO3
NaHSO3
NaClO
pH
11.6
9.7
12.3
10.0
4.0
10.3
请由上表数据回答:
(1)非金属性Si<C(填“>”或“<”),用原子结构解释其原因:
同主族元素由上到下
原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱
(2)常温下,相同物质的量浓度的下列稀溶液,其酸性由强到弱的顺序是(填序号)
bca
a.H2SiO3b.H2SO3c.H2CO3
(3)用离子方程式说明Na2CO3溶液pH>7的原因
CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-
(4)6种溶液中,水的电离程度最小的是(填化学式)
NaHSO3
.解:
(1)Na2CO3,溶液PH=11.6,Na2SiO3,溶液PH=12.3,说明硅酸根离子水解程度大于碳酸根离子,证明对应酸的酸性为碳酸大于硅酸,用原子结构解释,依据同周期递变规律分析,同主族从上到下原子半径增大,得到电子能力减弱,故答案为:
<;原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱;
(2)溶液Na2CO3,Na2SiO3,Na2SO3的PH分析,水解程度越大的盐对应酸的酸性越弱,故答案为:
bca;
(3)Na2CO3溶液pH>7的原因是碳酸根离子水解的结果,CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-;故答案为:
CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-;
(4)Na2CO3、Na2SiO3、Na2SO3、NaHSO3、NaHCO3、NaClO;溶液的PH判断,Na2CO3、Na2SiO3、Na2SO3、NaHCO3、NaClO;都是水解显碱性促进水的电离,NaHSO3显酸性,抑制水的电离,所以水的电离程度最小的是NaHSO3;故答案为:
NaHSO3;
09—13年山东省化学高考相关试题
09年
14.2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。
下列叙述正确的是
A.催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率
B.增大反应体系的压强、反应速度一定增大
C.该反应是放热反应,降低温度将缩短反应达到平衡的时间
D.在t1、t2时刻,SO3(g)的浓度分别是c1、c2,则时间间隔t1~t2内,SO3(g)生成的平均速率为
28.(14分)运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义。
(1)合成氨反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g),若在恒温、恒压条件下向平恒体系中通入氩气,则平衡移动(填“向左”“向右”或“不”);使用催化剂反应的△H(填“增大”“减小”或“不改变”)。
(2)已知:
O2(g)=O2+(g)+e-
H1=1175.7kJ·mol-1
PtF6(g)+e-
PtF6-(g)
H2=—771.1kJ·mol-1
O2+PtF6-(S)=O2+(g)+PtF6-(g)
H3=482.2kJ·mol-1
则反应O2(g)+PtF6(g)=O2+PtF6-(S)的
H=_____________kJ·mol-1。
(3)在25℃下,向浓度均为0.1mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成__________沉淀(填化学式),生成该沉淀的离子方程式为____________。
已知25℃时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,KsP[Cu(OH)2]=2.2×10-20。
(4)在25℃下,将amol·L-1的氨水与0.01mol·L-1的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(NH4*)=c(Cl-)。
则溶液显_____________性(填“酸”“碱”或“中”);用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=__________。
【解析】
(1)恒温、恒压条件下向平恒体系中通入氩气,则反应体系体积增大,平衡左移;使用催化剂只是改变了反应的途径,没有改变反应物与生成物的状态,△H不变;
(2)利用盖斯定律,
H1+
H2+(-
H3)=—78.2kJ·mol-1;(3)由于,KsP[Cu(OH)2]=2.2×10-20<Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,所以先生成沉淀;2NH3·H2O+Cu2+=Cu(OH)2↓+2NH4*;根据溶液的电中性原则,c(NH4*)=c(Cl-),则[H+]=[OH-];溶液显中性;Kb=
,c(NH4*)=c(Cl-)=0.005mol·L-1;[H+]=[OH-]=1×10-7mol·L-1(因为是25℃下且为中性);[NH3·H2O]=
mol·L-1-0.005mol·L-1,则:
Kb=
mol·L-1。
【答案】
(1)向左;不改变
(2)—78.2kJ·mol-1
(3)Cu(OH)2;2NH3·H2O+Cu2+=Cu(OH)2↓+2NH4*;
(4)中;
mol·L-1
10年
28.硫——碘循环分解水制氢主要涉及下列反应
(3)实验室用Zn和稀硫酸制取H2,反应时候溶液中水的电离平衡移动(填“向左”“向右”或“不”);若加入少量下列试剂中的,产生H2的速率将增大。
A.NaNO3b.CuSO4c.Na2SO4d.NaHSO3
29.
(1)②以铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极电极反应式为。
取少量废电解液,加入NaHCO3,溶液后产生气泡和白色沉淀,产生沉淀的原因是
11年
12.Al,Fe,Cu都是重要的金属元素。
下列说法正确的是
A.三者对应的氧化物均为碱性氧化物
B.三者的单质放置在空气中只生成氧化物
C.制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法
D.电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu,Fe,Al
15.以KC1和ZnC12混合液为电镀液在铁制品上镀锌,下列说法正确的是
A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池,电镀过程是该原电池的充电过程
B.因部分电能转化为热能,电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系
C.电镀时保持电流恒定,升高温度不改变电解反应速率
D.镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用
29.(14分)科研、生产中常涉及钠、硫及其化合物。
(2)右图为钠硫高能电池的结构示意图,该电池的工作
温度为320℃左右,电池反应为2Na+
S=Na2
正极的电极反应式为。
M(由Na2O和Al2O3
制得)的两个作用是。
与铅蓄电池相比,当消耗相同质量的负极活性物质时,钠硫电
池的理论放电量是铅蓄电池的倍。
(3)
溶液中离子浓度由大到小的顺序为,向该溶液中加入少量固体
,溶液Ph(填“增大”“减小”或“不变”),
溶液长期放置有硫析出,原因为(用离子方程式表示)。
12年
13.下列与金属腐蚀有关的说法正确的是
A.图a中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重
B.图b中,开关由M改置于N时,Cu—Zn合金的腐蚀速率减小
C.图c中,接通开关时Zn腐蚀速率增大,Zn上放出气体的速率也增大
D.图d中,Zn—MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的
28.(12分)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下:
(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的吸收。
A.浓H2SO4B.稀HNO3C.NaOH溶液D.氨水
(2)用稀H2SO4浸泡熔渣B,取少量所得溶液,滴加KSCN溶液后呈红色,说明溶液中存在
(填离子符号),检验溶液中还存在Fe2+的方法是(注明试剂、现象)。
(3)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为。
(4)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是。
a.电能全部转化为化学能b.粗铜接电源正极,发生氧化反应
c.溶液中Cu2+向阳极移动d.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
(5)利用反应2Cu+O2+2H2SO4==2CuSO4+2H2O可制备CuSO4,若将该反应设计为原电池,其正极电极反应式为。
29.(16分)偏二甲肼与N2O4是常用的火箭推进剂,二者发生如下化学反应:
(CH3)2NNH2(l)+2N2O4(l)==2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g)(I)
(1)反应(I)中氧化剂是。
(2)火箭残骸中常现红棕色气体,原因为:
(II)
当温度升高时,气体颜色变深,则反应(II)为(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)一定温度下,反应(II)的焓变为△H。
现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是。
若在相同温度下,上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行,平衡常数(填“增大”“不变”或“减小”),反应3s后NO2的物质的量为0.6mol,则0~3s内的平均反应速率v(N2O4)=
mol·L-1·s-1。
(4)NO2可用氨水吸收生成NH4NO3。
25℃时,将amolNH4NO3溶于水,溶液显酸性、原因是
(用离子方程式表示)。
向该溶液滴加bL氨水后溶液呈中性,则滴加氨水的过程中水的电离平衡将(填“正向”“不”或“逆向”)移动,所滴加氨水的浓度为mol·L-1。
(NH3·H2O的电离平衡常数取Kb=2×10-5mol·L-1)
13年
13、某温度下,向一定体积0.1mol/L醋酸溶液中逐滴加入等浓度的NaOH溶液,溶液中pOH(pOH=-lg[OH-])与pH的变化关系如图所示,则
A.M点所示溶液导电能力强于Q点
B.N点所示溶液中c(CH3COO-)﹥c(Na+)
C.M点和N点所示溶液中水的电离程度相同
D.Q点消耗NaOH溶液的体积等于醋酸溶液的体积
28、(12分)金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应。
(1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是
a.Fe2O3b.NaClc.Cu2Sd.Al2O3
(2)辉铜矿(C
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- 元素 化合物 化学反应 原理 分校 大集备学案