1、第一章 物质及其变化章末整合提升1.知识网络2.思维发展(1)物质的分类。(2)电解质和离子反应。(3)氧化还原反应。专题1分类方法在化学学习中的应用物质分类是学习和研究化学物质及其变化的一种重要科学方法。分类不仅可以使有关化学物质及其变化的知识系统化,还可以通过分门别类地研究,使我们更加方便地了解物质及其变化规律。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,在磷酸(H3PO4)、氢氧化镁Mg(OH)2、氧化钙(CaO)、氯气(
2、Cl2)、氢溴酸(HBr)等物质中,具有酸的通性的是。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、碱性的差异利用紫色石蕊溶液将它们分为三类,然后再分组鉴别。序号分类依据物质能使紫色石蕊溶液变红(显酸性)稀硫酸、稀盐酸能使紫色石蕊溶液变蓝(显碱性)NaOH溶液、Ca(OH)2溶液不能使紫色石蕊溶液变色(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:将它们按照酸、碱、盐分类,然后分别溶于
3、水得到溶液,进行实验。方案: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?并说明理由: 。(2)请写出方案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?(写出鉴别过程) 。【思维提示】(1)Na2CO3不
4、是碱,属于盐。(2)方案的两组物质分别为H2SO4、BaCl2、NaOH,Na2CO3、NaCl。两组物质间能够发生两个反应:H2SO4与Na2CO3反应的离子方程式为CO32-+2H+CO2+H2O,BaCl2与Na2CO3反应的离子方程式为CO32-+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
5、碱的定义(2)CO32-+2H+CO2+H2O(或CO32-+Ba2+BaCO3)(3)在两支试管中分别加入少许H2SO4溶液,再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离子方程式的书写及判断离子方程式的拆写原则(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
6、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HCO3- 不能拆成H+和CO32-。【例2】能正确表示下列化学反应的离子方程式的是( )A.氢氧化铁与稀硫酸反应:OH-+H+H2OB.将鸡蛋壳在醋酸中溶解:CaCO3+2H+Ca2+CO2+H2OC.碳酸钡与盐酸反应:CO32-+2H+CO2+H2OD.石灰乳悬浊液与稀硝酸反应:Ca(OH)2+2H+2H2O+Ca2+【思维提示】A项,Fe(OH)3不能拆分;B项,CH3COOH不能拆分;C项,BaCO3不能拆分。答案:D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
7、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MnO4- 、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CO32-、SO42-均不能大量共存。(4)看能否生成水。如在酸性溶液中OH-不能大量存在,在碱性溶液中H+不能大量存在。(5)看能否生成挥发性物质。如H+与CO32-、HCO3- 、S2-等不能大量
8、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NO3-不能大量共存。(7)注意特殊情况。如溶液中存在大量H+或OH-时,HCO3-不能大量存在。【例3】在某无色透明的酸性溶液中,能共存的离子组是()A.Na+、K+、SO42-、HCO3- B.Cu2+、K+、SO42-、NO3- C.Na+、K+、Cl-、NO3- D.Fe3+、K+、SO42-、Cl-【思维提示】溶液无色,则不含有色离子Cu2+、Fe3+;溶液呈酸性,则HCO3- 不能存在。答案:C专题4氧化还原反应的基本规律及计算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
9、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: Cl+7 Cl+5Cl+3Cl+1Cl0 Cl-1最高价态 中间价态 最低价态(只有氧化性) (既有氧化性又有还原性) (只有还原性) (4)先后规律:一种氧化剂同时遇到多种还原剂时,还原性强的优先被氧化。一种还原剂同时遇到多种氧化剂时,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)依据: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,且化合价降低总数值必等于升高总数值。(2)有关电
10、子守恒的规律有如下应用:求某一反应中被氧化与被还原的原子数之比、氧化剂与还原剂分子数之比或氧化产物分子数与还原产物分子数之比。进行氧化还原反应的有关计算。【例4】若锌与稀硝酸反应时,其化学方程式为4Zn+10HNO3(稀)aZn(NO3)2+bM+cH2O,则a、b、c、M可能分别为 ( )A.4、1、5、NO2B.4、2、4、NO2C.4、1、3、NH4NO3D.4、3、5、NO【思维提示】本题如果直接根据质量守恒定律求解,烦琐易错。可将质量守恒与电子得失守恒结合求解。本题分两种情况讨论:(1)M中氮全部是还原产物。根据质量守恒定律得a=4(Zn守恒),故被还原的氮的原子数为10-42=2。设M中N的化合价为+n价,由电子得失守恒有:42=2(5-n),解得n=1,即M为N2O。(2)M中一部分氮是还原产物(如NH4NO3)。a=4(Zn守恒),此时被还原的氮原子只有1个,且还原后其化合价为-3价,反应中电子得失守恒:42=15-(-3),故NH4NO3符合题意。答案:C【方法技巧】电子守恒解题步骤1.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。2.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。