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初中升高中化学衔接教材(2017)全套精品


初中升高中化学衔接教材(2017) 第1讲
初中教材要求 在初中化学中,只要求学生了解 分子、原子、离子都是构成物质 教材分析 的一种微粒,了解原子是由原子 核和核外电子构成,以及相对原 子质量和相对分子质量的概念和 意义。

人类对原子结构的认识
高中教材要求 在高中化学中,要加深对原子结构的认识, 掌握原子、电子、质子、中子之间的定量关 系,理解核外电子的运动规律,能用原子结 构示意图、电子式来表示原子核外电子排布 特点,推断元素性质。学会计算原子、原子 团的电子数。

1.原子 原子的英文名(Atom)是从 ?τομοζ(atomos,“不可切分的”)转化而来。很早以前,希腊和印 度的哲学家就提出了原子的不可切分的概念。17 和 18 世纪时,化学家发现了物理学的依据: 对于某些物质,不能通过化学手段将其继续的分解。19 世纪晚期和 20 世纪早期,物理学家 发现了亚原子粒子以及原子的内部结构,由此证明原子并不是不能进一步切分。 原子是一种元素能保持其化学性质的最小单位,一个原子包含有一个致密的原子核及若干围 绕在原子核周围带负电的电子,原子核由带正电的质子和电中性的中子组成。在原子中,质 子数与电子数相同,原子表现为电中性。如果质子数和电子数不相同,就成为带有正电荷或 者负电荷的离子。根据质子和中子数量的不同,原子的类型也不同,质子数决定了该原子属 于哪一种元素。原子是一个极小的物体,其质量也很微小,原子的 99.9%的重量集中在原子 核,其中的质子和中子有着相近的质量,目前可用扫描隧道显微镜观察并拨动单个原子,下 图为超高真空多功能扫描隧道显微镜,中图为显微镜下的硅原子结构,右图为在扫描隧道显 微镜下科学家拨动 49 个铁原子排列在钢表面上形成的一个圆形栅栏。

2.构成物质的微粒

构成物质的微粒有原子、分子和离子。 原子是化学变化中的最小微粒,能直接构成物质,如金刚石、石墨等。 分子是构成物质的一种微粒,更多的研究结果表明,分子是由原子结合而成的,如:He、O2、 O3、H2O、CO2、H2SO4 等。 原子可以通过得到或失去电子形成离子,离子也是构成物质的微粒,如氯化钠就是由 Na 和 Cl 构成的。
- +

1.原子结构的演变 原子结构模型是科学家根据自己的认识,对原子结构的形象描摹,一种模型代表了人类对原 子结构认识的一个阶段。人类认识原子的历史是漫长的,也是无止境的。原子结构模型主要 经历了以下演变过程: 道尔顿原子模型(1803 年):原子是组成物质的基本粒子,它们是坚实的、不可再分的实心球 体。 汤姆生原子模型(1904 年):原子是一个平均分布着正电荷的粒子,其中镶嵌着许多电子,中 和了正电荷,形成中性原子,俗称“枣糕式”模型,糕体相当于原子核,分散在其中的枣子 相当于电子。 卢瑟福原子模型(1911 年):在原子的中心有一个带正电荷的核,它的质量几乎等于原子的全 部质量,电子在它的周围沿着不同的轨道运转,就像行星围绕太阳运转。 玻尔原子模型(1913 年):电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速的圆周运动。

2.原子的组成 原子是化学反应中的最小微粒,在化学反应中不可分割。科学研究表明,绝大多数原子的原 子核由质子和中子构成,质子、中子和电子的质量、所带电荷各不相同。1 个质子带 1 个单 位的正电荷,1 个电子带 1 个单位的负电荷,中子不显电性。原子核内的质子数与原子核外

的电子数相等,所以原子呈电中性。原子核所含质子数,也就是所带的正电荷数又称核电荷 数。科学家发现不同元素的原子所含的质子数各不相同,而且目前发现的所有原子中,其质 子数按 1、2、3、4、5??依次递增,刚好和自然整数序列一致,习惯上,人们就把原子中 所含质子数称为原子序数,原子序数在数值上等于其核电荷数。中学阶段一般要求了解原子 序数在 18 以内的原子所带的质子数、核外电子数。 原子核电荷数=质子数=核外电子数=原子序数

?核外电子?带负电? ? 原子? ?质子?带正电? 原子核? ?中子?不带电? ? ?
3.原子核外电子排布 在化学家们想像的模型中,每一个原子中的核外电子都绕核作高速运动,永不停止,也不劳 累。在多电子原子中,则近似认为电子在原子核外的不同区域内绕核运动,又称为分层运动 或分层排布。原子核外,由里到外、由近到远地分布着不同的电子层,供不同的电子绕核运 动,尤如大都市中心城区外围所修的绕城公路,供不同性能、不同用途的机动车运行,从而 保证交通有序运行。 人们常把原子中电子的这种分层运动用下图表示,中心圆圈表示原子核,围绕其外围的圆表 示各个电子层,每个弧线上的小圆圈代表在其上运动着的电子。

通常由里到外依次称为第一层(又称 K 层,层序数 n=1)、第二层(又称 L 层,层序数 n=2)、 第三层(又称 M 层,层序数 n=3)????反过来,排在最外面的层也称为最外层,然后依次 为倒数第二层(习惯上称为次外层)、倒数第三层??去掉最外层,其他的层统称为内层。

这种表示方法虽然形象但过于繁琐,通常将以上图示简化为右图,其中“小圆圈”代表原子 核,“+”表示原子核带正电荷,“8”表示原子核内质子数,也就是核所带电荷 数,右边弧线从左至右表示电子层,其上数字表示在该层运动的电子数。如图表示 核内有 8 个质子的原子核外电子的分层排布情况,第一层有 2 个电子,第二层有 6 个电子,这种图示被称为“原子结构示意图”,用于表示原子的核外电子分层排布。 根据距离中心城区的远近,通过制订一定的交通规则,让不同动力、不同用途的机动车在不 同的绕城公路上行驶,有效地降低了车辆的拥堵现象,改善了城市交通秩序,提高了人们的

生活质量。与此一样,对于多电子原子,不同能量的电子也必须遵守一定的“交通规则”, 才能让它们“和谐”相处。核外电子分层排布的基本原则主要有以下几条(随着学习的深入, 会逐步增加条例,这和城市交通规则的不断改进道理一样): (1)电子分层排布时,要先排离核最近的电子层,只有当其排满时才能再往外排,这样会使得 体系的能量处于比较低的状态,保持相对稳定,该原则称为“能量最低”原则。 (2)每一层最多排 2n2 个电子,即第一层最多排 2 个电子,第二层最多排 8 个电子?? (3)最外层最多排 8 个电子,如果只有一层,则最多排 2 个电子。 [试一试] 1.请你画出核电荷数为 6、9、13、16 的原子结构示意图。 在具体分析各原子核外电子排布时, 须综合考虑以上三个原则, 如 19 号元素, 按此部分原则, 可能会排出 2、8、9 三层形式,第三层上有 9 个电子,虽未突破“每层最多有 2n2 个电子” 原则,但却不符合最外层不超过 8 的规定,这种排列不符合“交通规则”。正确方法是按 2、 8、8、1 四层形式排布,这样就能 同时满足三个规则。从这个例子中也可以发现,“每层最多有 2n2 个电子”并不一定要求每 一层都达到 2n2 个,这是在实际排布时要注意的一个问题。 4.元素的性质与原子核外电子排布的关系 在通常情况下,稀有气体性质稳定,很难与其他物质发生化学反应,因此稀有气体又被称为 惰性气体。观察部分稀有气体、活泼金属钠和活泼非金属氯形成的稳定离子结构示意图,可 看出性质稳定的微粒结构上有许多共性。

从原子结构中我们不难看出,稀有气体原子最外层都排有 8 个电子(仅 He 有 2 个电子),钠离 子和氯离子最外层有了 8 个电子后也不再活泼, 而其他活泼原子最外层电子数均未达到 8 个, 在一定条件下,均有达到 8 个电子(或 2 个电子)的倾向。这正是稀有气体很难与其他物质发 生化学反应的根本原因, 也是“结构决定性质”的完美诠释。 如镁原子最外层只有 2 个电子, 它只要失去 2 个电子,次外层变成最外层,也就达到了 8 电子的稳定构型;如果用得到电子 的方式,它需要 6 个电子才能达到 8 电子的相对稳定,不如第一种方式容易。而硫原子最外 层有 6 个电子,它得到 2 个电子就能满足 8 电子稳定构型;如果以失去电子的方式,它需要 失去 6 个电子才能达到 8 电子的相对稳定,也不如第一种方式容易。通常最外层电子数较少 的原子(一般小于 4 个),和其他元素化合时,失电子是它的本能,这种元素就具有金属性, 如钠、镁、铝等;而最外层电子数较多的原子(一般大于 4 个),和其他元素化合时,得电子

是它的本能,这种元素就具有非金属性,如氯、硫、氧、氮等。当最外层电子数为 4 个电子 时,和其他元素化合时,原子既难失去电子又难得到电子,所以较难形成离子。 5.电子式 原子核外电子在分层排布时,一般内层往往是排满的,属于相对稳定结构,除稀有气体元素 原子外,其他元素的原子最外层都未排满,未达到 8 个电子(或 2 个电子)。在原子相互化合 过程中,内层电子基本上不发生改变,只是最外层电子数可能发生变化,人们常说原子的最 外层电子数决定了原子的化学性质就是这个道理。如:钠的最外层电子数较少,与活泼非金 属反应时容易失去电子,形成稳定的电子层结构;而氯的最外层电子数较多,与活泼金属反 应时容易得到电子,形成稳定的电子层结构,我们可以用原子结构示意图的变化来表示两者 的形成过程。

失去一个电子

― ― →

得到一个电子

― ― →

资料卡片 显然氯化钠中不再有钠原子和氯原子,氯和钠分别以阴阳离子的形式存在。像氯 化钠这样,由金属阳离子(或铵根离子)和阴离子构成的化合物称为离子化合物。 既然,原子在相互化合时,一般不涉及内层电子的变化,只有最外层电子数发生改变,因此 原子结构示意图还可进一步简化。 在元素符号周围用“· ”或“×”来表示原子或离子的最外 层电子分布情况,这种式子被称为电子式。下表列出几种常见原子及其离子的电子式。 微粒 案 例 原子 Na· · N ·
· ?

阳离子 Na


阴离子
· · [· Cl· ] ? ? ?


Mg2 Al3



· ·2 [· O· ] ? ?



· Cl· ·
?

?



· ·3 [· N· ] ?



元素符号周围布满了“· ”或 可在元素符号“上右下 写法 左”四个方向逐一放置 “· ” 一般直接用离子符号表 示(原来的最外层上不再 有电子了) “×”(一般是 8 个),并且用 “[]”圈住电子,在其右上角 标上所带的电荷数(反映得到 的电子数)

[试一试] 2.请你写出 H、N、O、Al3 、S2 的电子式。
+ -

6.微粒质子数和电子数的计算 在电中性的原子中,质子数等于核外电子数;分子是由原子构成的,所以分子中的电子总数 也就等于质子总数;其他任何不显电性的微粒,电子总数也都等于质子数,如羧基(—COOH 由一个 C 原子和 2 个 O 原子和 1 个 H 原子组成)不带电荷,其电子数等于 6+8×2+1=23。 而离子是由原子通过得失电子形成的,阳离子是由原子失去电子形成的,失去一个电子,就 形成带一个单位正电荷的阳离子,失去两个电子,就形成带两个单位正电荷的阳离子??因 此阳离子的电子数就等于原子的质子数减去所失去的电子(也就是离子所带的正电荷数)。 阳离子的电子总数=质子总数-电荷数。 阴离子是由原子得电子形成的, 其电子总数就等于质子总数加上所得电子数(也就是离子所带 负电荷数)。 阴离子的电子总数=质子总数+电荷数 每个 CO2 分子由 1 个碳原子和 2 个氧原子构成,质子总数为 6+8×2,也就是 22,因电子数 等于质子数,所以 1 个 CO2 的电子总数也就是 22。每个 CO2 3 由1


个碳原子和 3 个氧原子得到 2 个电子后形成,质子总数为 6+8×3,所以 1 个 CO2 3 的电子总


数等于其质子总数再加 2,即等于 6+8×3+2=32。 [试一试] 3.求算以下分子的电子数:N2、HCl、NH3、H2O2、C2H6。 [试一试] 4.求算以下离子的电子数:Al3 、F 、NH4 、OH 、H3O 、CH3 、CH3 。
+ - + - + - +

(满分 50 分 限时 30 min) 一、选择题(本题包括 8 小题,每小题 4 分,共 32 分,每题只有 1 个正确答案) 1.在化学发展史上,第一位提出了“原子”概念的科学家是( A.道尔顿 C.卢瑟福 B.汤姆生 D.玻尔 )

2. 已知最外层电子数相等的元素原子具有相似的化学性质。 氧元素原子的核外电子分层排布

示意图为

,下列原子中,与氧元素原子化学性质相似的是(

)

A.氖

B.碳

C.镁

D.硫 )

3.下列关于原子的说法中,正确的是(

A.原子不显电性,说明原子内的质子数等于中子数 B.同种元素的原子所含质子数相同 C.离子的核外电子数=核内质子数 D.原子核外最外层电子数越多,越易失去电子成为阳离子 4.下列各组微粒中,质子总数不相等的是( A.Na 和 Na C.Na 和 NH4
+ + +

)

B.CO 和 N2 D.NO 和 CO )

5.几种微粒,具有相同的质子数,则可说明( A.可能属于同一种元素 B.一定是同一种元素

C.一定不是同一种元素 D.核外电子数一定相等 6 .爆炸性的高能 N 5 阳离子由美国加州爱德华空军基地空军研究室高能材料化学家 Karl O.Christe 与同事 Wilson 合成。关于 N5 的说法正确的是( A.该微粒中的质子数为 34 B.该微粒的电子数是 34 C.该微粒由 5 个氮分子构成 D.它是一种由 5 个氮原子构成的单质分子 7.下列各组微粒中,核外电子总数相等的是( A.Na 和 Li
+ + + +

)

)

B.CO 和 CO2


C.H2O 和 H3O

D.NO 和 CO )

8.原子总数和价电子总数相等的微粒叫等电子体,下列各组微粒属于等电子体的是( A.N2O4 和 NO2 C.Al3


B.CH4 和 NH4 D.NO 和 CO



和 OH



二、填空题(本题包括两小题,共 18 分) 9.(9 分)观察下列 A、B、C、D、E 五种粒子(原子或离子)的结构示意图,回答有关问题:

(1)属于离子结构示意图的是________(填编号)。 (2)属于金属元素的是________(填编号) (3)性质最稳定的原子是(填写编号,下同)______,最容易失去电子的原子是________,最容 易得到电子的原子是________。 (4)写出 B 的电子式为____________,E 的电子式为________(用元素符号回答,下同) (5)在核电荷数 1~18 的元素内,列举两个与 B 核外电子排布相同的离子,写出离子的符号 ________、________。 10.(9 分)有 A、B、C、D 四种元素,已知 A 元素原子的 K 层和 M 层电子数相同;B 元素原 子的 L 层比 K 层电子数多 5 个;C 元素的+3 价阳离子和氖原子具有相同的电子数;D 元素 的最外层电子数是次外层电子数的 3 倍。 (1)写出元素符号:A________,D________。 (2)A 的原子结构示意图__________,B 的离子结构示意图________,C 的离子结构示意图 ________。 (3)C 原子的电子式________________。 (4)A 和 B 元素组成的物质的化学式为________,它是由________(选填“原子”、“离子” 或“分子”)构成的物质。 (5)由 C 和 D 可组成 CD2 离子,一个 CD2 离子所带电子数为________。
- -

答案精析

试一试 1.
+ - 试一试 2.H· · N · · O · Al3 [· S· ]2 · ·

?

? ?

?

·

?

试一试 3. 分子 电子数 试一试 4. 离子 电子数 限时作业 1.A 2.D [道尔顿首先提出了原子的概念。] [最外层电子数决定元素的化学性质,氧和硫最外层电子数相同,都是 6 个,化学性 Al3


N2 14

HCl 18

NH3 10

H2O2 18

C2H6 18

F



NH4 10



OH



H3O 10



CH3 10



CH3 8



10

10

10

质相似。] 3. B [A 中原子不显电性, 是因为原子核内的带正电荷的质子与核外带负电荷的电子数相等,

中子不显电性;B 中质子数决定元素种类,元素相同,质子数相同;C 中离子是由原子得或 失电子形成,核外电子数发生变化,与核内质子数不相等;D 中最外层电子数越少,越容易 失去电子。] 4.D 5.A [质子数等于微粒中各个原子的质子数之和,与粒子是否带电荷无关。] [参照上题,质子数相同的微粒,可能是同种元素的离子或原子,也可能是不同元素

组成的分子或离子。] 6.B [N5 的质子数为 7×5=35,它带一个单位的正电荷,即失去一个电子,所以电子数为 34,它是阳离子而不是单质分子。] 7.C [原子或分子的电子总数等于质子总数;阳离子电子总数=质子总数-电荷数;阴离子


电子总数=质子总数+电荷数。] 8.B 9.(1)BE (2)DE
· ·2 (3)C D A (4)[· O· ] ? ?


Mg2



(5)N3



F (或 Mg2 、Na 、Al3 )
- + + +

10.(1)Mg O

(2)

(3)· Al · (4)MgF2 离子 (5)30

·

第2讲

元素分类及其性质的表示(化合价)
高中教材要求 在高中化学中,我们要加深对元素性质(特

初中教材要求 在初中化学中, 只要求学生掌握元 教材分析 素和元素符号, 了解自然界中元素

别是金属性和非金属性、化合价)的理解, 的存在、 元素与人体健康的一些常 知道元素的常见分类和存在状态。 识性知识。

世间万物都是由元素组成的,不管是氧分子中的氧原子还是水分子中的氧原子,都是氧元素 的原子。元素是同一类原子(核电荷数相同的原子)的总称。不同元素的原子不同,到目前为 止,人们在自然界中发现的元素有 90 余种,人工合成的元素有 20 余种,都收录在我们课本 附录的元素周期表中。元素符号是学习和研究化学的人都应该认识的符号,元素符号除了表 示一种元素外,也可表示这种元素的一个原子,如 Cl 除表示氯元素,还表示一个氯原子。 在元素符号右上角标出离子所带正、负电荷数后就成为离子符号。例如“Na ”就表示钠原 子失去一个电子后成为带一个单位正电荷的钠离子, “ Mg2 ”表示镁原子失去两个电子后成
+ +

为带两个单位的镁离子, “O2 ” 表示氧原子获得两个电子后成为带两个单位负电荷的氧离子。


1869 年以前,科学家已经陆续发现了 63 种元素,这些元素之间似乎没有任何联系,好像互 不相干。 俄国科学家门捷列夫(Dmitry Ivanovich Mendeleev,1834~1907)在前人工作的基础上,对元素 及其性质进行了系统的研究,他将当时已知的 63 种元素依据相对原子质量大小规律进行排

列,制成的表格成为现代元素周期表的雏形。利用周期表,门捷列夫成功预测了当时尚未发 现的元素(镓、钪、锗)。 1913 年英国科学家莫色勒利用阴极射线撞击金属产生 X 射线, 发现原子序数越大, X 射线的 频率就越高,因此他认为核的正电荷数决定了元素的化学性质,并把元素依照核内正电荷数 (即质子数)排列,经过多年修订后才成为当代的周期表。 随着人们对元素地进一步认识,元素周期表得到了完善,现在元素周期表已经成为人们研究 化学、研究物质的一个必备的工具。 在化学学科领域中使用的元素周期表提供的信息更突出了元素的原子结构信息。

元素周期表中现收录 112 种元素。元素有多种分类方式,按组成单质性质的不同可以分为金 属元素和非金属元素。如钠、镁、铝等是金属元素,一般用“钅”作偏旁;而碳、氧、溴等 为非金属元素,一般以“石” 、 “气” 、 “氵”作偏旁。从元素的偏旁不但可以看出是金属元素 还是非金属元素,还可以看出这些元素的单质在常温常压下的状态,一般以“石”为偏旁的 单质在常温常压下为固体,以“气”为偏旁的单质为气体,而以“氵”为偏旁的单质为液体, 从这些意义上看,元素的中文名称比元素符号多出更多的涵义,这全要归功于科学家徐寿。 资料卡片 徐寿(1818.2.26~1884.9.24)字雪邨,号生元,是我国近代化学的启蒙者,19 世纪 60 年代,在我国系统介绍了近代化学的基础知识。在徐寿生活的年代,我国不仅没有外文字

典, 甚至连阿拉伯数字也没有, 要把西方科学技术的术语用中文表达出来是项开创性的工作, 做起来实在是困难重重。西方的拼音文字和我国的方块汉字,在造字原则上有极大不同,几 乎全部的化学术语和大部分化学元素的名称,在汉字里没有现成的名称,这可能是徐寿在译 书中遇到的最大困难,为此徐寿花费了不少心血。对金、银、铜、铁、锡、硫、碳及养气(今 译氧气)、轻气(今译氢气)、绿气(今译氯气)、淡气(今译氮气)等大家已较熟悉的元素,他沿用 前制,根据它们的主要性质来命名。对于其他元素,徐寿巧妙地应用了取西文第一音节而造 新字的原则来命名,例如钠、钾、钙、镍等。徐寿采用的这种命名方法,后来被我国化学界 接受,一直沿用至今。 通常我们还可以根据元素含量的多少,把元素分为常量元素和微量元素;根据元素的来源, 可以分为自然界中存在的元素和人工合成的元素;根据元素原子是否具有放射性,分为放射 性元素和非放射性元素等等。 一种元素可以存在于不同的物质中,如水、二氧化碳、生石灰、石灰石中都存在氧元素,而 氧气、臭氧也是由氧元素组成的,在前一类物质中氧都和其他元素共存,也就是存在于化合 物中;后一类物质中只存在氧一种元素,也就是存在于单质中。通常,我们把化合物中元素 的状态称为化合态,把单质中的元素状态称为游离态,绝大部分元素在自然界中都有两种存 在形态,有些元素在自然界中只存在化合态,没有游离态,如钠元素主要以 Na2CO3、NaCl 等化合物的形式存在,在自然界中没有单质钠。食盐中的氯元素,也是只有化合态没有游离 态,因为氯气性质过于活泼,无法在自然条件下和其他物质和谐相处。 一般来说,金属元素具有金属性,非金属元素具有非金属性,位于周期表中金属与非金属交 界处的元素,往往既有金属性又有非金属性。所谓元素金属性,通俗的讲,就是其单质一般 有金属光泽、良好的导电性、导热性和延展性等物理通性;而其原子在化学变化中,一般具 有失去电子的倾向。 [想一想] 1.画出钠、镁的原子结构示意图。有人认为镁原子能失去 2 个电子,而钠原子只能 失去 1 个电子,所以镁的金属性比钠强,你同意这种观点吗? 事实上金属元素原子的最外层电子数一般都较少(≤3),为了达到类似稀有气体的相对稳定结 构,它们往往都会选择失去最外层电子,元素的这种性质就是所谓的金属性。不同元素的原 子失去最外层电子的能力不同,越容易失去最外层电子的金属,其元素的金属性就越强,对 应的金属单质也就越活泼。如金属活动顺序表中 K 排在 Na 的前面,就意味着 K 比 Na 活泼, K 比 Na 容易失去最外层电子,钾元素的金属性就比钠元素的金属性强。 [想一想] 2.画出氧、 硫的原子结构示意图, 从结构上说明氧元素非金属性比硫元素强的原因。

非金属元素的原子最外层电子数一般都较多(≥4),为了达到类似稀有气体的相对稳定结构, 它们往往都会选择得到电子,元素的这种性质就是所谓的非金属性。不同非金属元素的原子 得电子能力不同,越容易得到电子的非金属,元素的非金属性就越强,对应的非金属单质也 就越活泼。如 F 的非金属性比 Cl 强,F 原子比 Cl 原子容易得到电子,氟气比氯气更活泼, 一般条件下,我们很难制备并保存氟气。 元素的金属性和非金属性也可以以化合价体现。当元素处于游离态时其化合价为零,当元素 处于化合态时其化合价就有正、负之分。化合物中标定元素的化合价要遵循以下原则: (1)化合物中元素的正负化合价总数相等。这是确定化合价的最基本的原则,在化合物 MnO2 中,O 元素呈现-2 价,根据守恒原则可确定多价态金属 Mn 呈现+4 价。 (2)金属无负价(在化合物中都呈现正价),钠、镁、铝等常见金属的价态是唯一的。在化合物 AlN 中,我们知道 Al 只有+3 价,则很容易推出 N 呈现-3 价;在化合物 NaH 中,Na 呈现 +1 价,则 H 为-1 价;在化合物 Na2O2 中,Na 呈现+1 价,则 O 为-1 价。 (3)两种非金属元素化合时非金属性强的显示负价。虽然我们现在还不会去比较非金属性的强 弱,但在所有非金属氢化物中 H 都呈现+1 价,而氧化物中 O 都呈现负价,知道这些有利于 标定各种化合物中元素价态,例如:化合物 NH3 中,H 呈现+1 价,则 N 呈现-3 价;化合 物 SiO2 中,O 呈现-2 价,则 Si 为+4 价。 (4)常见元素的最高价不高于其原子的最外层电子数,最低价不低于最外层电子数-8。 掌握这个原则,就不会出现乱标价态的现象。如 S 原子最外层有 6 个电子,所以 S 最高为+ 6 价,最低为-2 价,在化合物 Cu2S 中,若 Cu 为+2 价,则 S 体现-4 价,就与事实不符, 所以 Cu 就只能为+1 价,而 S 体现-2 价。 [试一试] 请标出下列物质中加着重号的元素的化合价。 NH3、H2SO3、K2CrO4、KMnO4、FeS、Cu2O、 KClO3、NH4NO3、Na3N、HClO、H2O2、P4、 MgSO4、NaAlO2、CaH2。 遵循先简单后复杂的基本思想,一般先标定只有单一化合价的元素,化合价种类越多的元素 越在后标定。在复杂化合物中标定化合价的基本顺序为单一价态金属(K、Ca、Na、Mg、Al、 Zn 等)→H→O→其他非金属或多价态金属。对于不含单一价态金属,也不含 H 和 O 的化合 物,一般都要依据规则(4)解决问题。化合物 FeS2 中,若 Fe 呈+3 价,则 S 为-1.5 价,一般 元素价态无小数,不成立;若 Fe 呈+2 价, 则 S 显-1 价。化合物 Na2FeO4 中,先 Na 后 O 再 Fe,Na 为+1 价,O 为-2 价,根据化合

价代数和为 0 可求得 Fe 为+6 价。

(满分 50 分 限时 30 min) 一、选择题(本题包括 13 小题,每小题 3 分,共 39 分,每题只有 1 个正确答案) 1.下列关于化合价的叙述: ①化合价是元素的一种性质,因此称为元素的化合价,而不应称为原子的化合价 ②化合价有正价、负价和 0 价,金属元素在化合物中的化合价通常为正值 ③一种元素只有一种化合价 ④在化合物中非金属元素的化合价一定为负值 其中正确的是( )

A.①② B.①③ C.②③④ D.①④ 2.下列是 X、 Y 两种元素的核电荷数,能形成 Y2X 的是( A.12、17 B.8、2 C.8、11 D.9、13 3.具有+5 价元素的化合物是( A.P2O5 B.H2SO4 C.KMnO4 4.具有+1 价原子团的化合物是( A.Mg(OH)2 C.KCl B.FeSO4 D.(NH4)2CO3 ) ) D.K2CO3 ) )

5.下列物质中硫元素化合价最低的是( A.S B.SO2 C.H2SO4 D.H2S

6.某金属元素 R 没有可变化合价,其氧化物化学式为 RO,则其氯化物的化学式为( A.R2Cl B.RCl C.RCl2 D.RCl3 )

)

7.下列物质的名称与化学式相符合的是( A.氯化钾(KClO3) B.高锰酸钾(K2MnO4) C.氢氧化亚铁[Fe(OH)2] D.硫化钠(NaS)

8.若将工业用盐亚硝酸钠(NaNO2)误作食盐,会使人中毒死亡。亚硝酸钠中氮元素化合价是 ( )

A.+2 B.+3 C.+4 D.+5 9.A 和 B 两种原子的电子层数都是 3 层,已知 A 原子的最外层电子数是 1,B 原子的最外 层电子数为 6,则 A 和 B 形成的化合物的化学式是( A.AB B.A2B C.AB2 D.A2B3 ) )

10.在化合物 KMnO4 和 K2MnO4 中不同的是( A.钾元素的化合价 C.所含元素的种类 B.氧元素的化合价 D.锰元素的化合价

11.下列含碳的化合物中,碳元素的化合价相同的一组是( A.CO2 和 Na2CO3 C.CO 和 H2CO3 B.CO 和 CO2 D.CH4 和 CO2

)

12.某化合物的化学式是 H2ROn,已知该化合物中 R 的化合价为+6 价,则 n 的值是( A.1 B.2 C.3 D.4 13.下列关于化合价的说法正确的是( A.化合物中,氧元素只显-2 价 B.化合物中,非金属元素一定显负价 C.氢气中氢元素的化合价为+1 价 D.化合物中正负化合价的代数和一定为零 二、填空题(本题包括 5 小题,共 11 分) )

)

14 . (1 分 ) 在 KMnO4 中锰元素的化合价为 ________ ,在 Na2ZnO2 中锌元素的化合价为 ________。 15.(4 分)写出下列符号中数字的含义。 H2________________________________________________________________________; Mg2 ________________________________________________________________________;


2Cu________________________________________________________________________;
+1

NaCl________________________________________________________________________。 16.(2 分)下列含氯的化合物:①HClO ②Cl2 ③NaCl ④KClO3 ⑤HClO4,按氯元素的 化合价由高到低的顺序排列为(填序号)_____________________________________。 17.(2 分)某化合物的化学式为 Ca(H2RO4)2,则元素 R 的化合价是________,写出该元素以 相同化合价形成的氧化物的化学式____________________。

18.(2 分)X、Y、Z 三种元素组成的化合物里,Y 为+2 价,X 为+5 价,Z 为-2 价。X、Z 两 元素在化 合物里组 成的 原子团为 - 3 价, 且有 5 个原子。 则此化合物 的化学式 为 ____________。

第3讲

用分类的方法研究物质
高中教材要求 在高中化学中,要求学生用酸、碱、盐、酸

初中教材要求 在初中化学中,只要求学生 教材分析

知道几种常见的酸、碱、盐、 性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物类的通 氧化物及其简单性质,初步 接触有机化合物。 性分析更多物质的化学性质,但高中教材本 身并不作系统分析。

人的胃液中含有盐酸,汽车常用的电瓶(蓄电池)中有硫酸溶液,食醋中含有 3%~5%的醋酸, 酸雨中含有极少量的硫酸和硝酸。盐酸、硫酸、硝酸、醋酸和碳酸是最常见的几种酸。根据 初中化学知识,我们知道酸一般具有以下通性: ①与排在金属活动顺序表 H 之前的金属反应产生盐和氢气; ②与碱发生中和反应生成盐和水; ③与碳酸钙、碳酸钠反应产生二氧化碳、水和新盐; ④与金属氧化物反应生成盐和水; ⑤能使酸碱指示剂变色。 [试一试] 1.以稀硫酸为例,各举一例化学反应方程式说明其一般性质。 氢氧化钠俗称烧碱、火碱或苛性钠,氢氧化钙俗称消石灰或熟石灰,NH3· H2O 是 NH3 的水溶 液,即氨水,它们都是常见的碱。根据初中化学知识,我们知道碱一般具有以下通性: ①与酸发生中和反应生成盐和水; ②与 CO2 反应生成盐和水; ③与 CuCl2 等盐反应生成新盐和新碱; ④能使酸碱指示剂变色。 [试一试] 2.以氢氧化钙为例,各举一例化学反应方程式说明其一般性质。 盐是我们每天都离不开的调味品,生活中的盐是指食盐,也就是氯化钠,化学学科中的盐是

指由碱的阳离子和酸的阴离子组成的化合物。我们在生产、生活中经常用到各种各样的盐, 如食盐、碳酸钙(大理石)、硫酸铝、碳酸氢钠(小苏打)、硫酸铵、碳酸氢铵等等。一般来说, 盐可以和酸、碱、其他盐发生化学反应,不同组成的盐性质各不相同。 二氧化碳、氧化镁、四氧化三铁等是由两种元素组成的化合物,其中一种元素是氧,这样的 化合物叫做氧化物。不同的氧化物性质各不相同,如 CuO 能和酸反应,CO2 既能和碱反应又 能和水反应。

图书馆里有许许多多的书籍,为什么你能够很快就找到你所需要的图书?大型超市里有成千 上万种商品,为什么你能够迅速挑出你所需要的商品?这是因为人们在将这些书籍或商品陈 列到书架或货架之前,已经事先对它们进行了分类处理。把大量事物按照事先设定的“标准” 进行分类,是人们最熟悉,也是最方便的一种工作方法,这种方法在社会生活、经营管理和 科学技术中得到了广泛的应用。 经过收集例证和思索,我们可以发现分类法应用的普遍性。当分类的标准确定之后,同类中 的事物在某些方面的相似性可以帮助我们做到举一反三;对于不同类事物的了解使我们做到 由此及彼。所以分类法是一种行之有效,简单易行的科学方法。生物学中把动植物按照界、 门、纲、目、科、属、种进行分类的方法是最有代表性的实例之一,对生物学的发展起到重 要作用。 对于数以千万计的化学物质和为数更多的化学反应, 分类法的作用几乎是无可替代的。 例如, 在初中化学中,我们曾经把元素分为金属元素和非金属元素,把化合物分为酸、碱、盐和氧 化物,把化学反应分为化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应等等。 由于一种分类方法所依据的标准有一定局限,所能提供的信息较少,人们在认识事物时往往 需要采用多种分类方法(如交叉分类法),来弥补单一分类方法的不足,例如,对于 Na2CO3, 从其组成的阳离子来看,属于钠盐;而从其组成的阴离子来看,则属于碳酸盐。

有时,物质或反应进行一次分类所产生的结果,相似性还不够明显,这时我们可以对其中的 每一类物质或反应进行再分类,形成更科学的认识。化学上,通常可根据物质的组成、状态、

性质等对物质进行分类。例如:根据物质的存在状态,将物质分为气态物质、液态物质和固 态物质;根据物质的导电性,将物质分为导体、半导体和绝缘体;根据物质在水中的溶解性, 将物质分为可溶性物质、微溶性物质和难溶性物质。从学习物质化学性质的需要出发,我们 更喜欢根据物质的组成和性质特点,对物质进行分类。根据组成物质所含分子种类,可以将 物质分成纯净物和混合物;再根据组成元素的种类,又可将纯净物分成单质和化合物;根据 组成元素的种类不同,还可将单质分成金属单质和非金属单质;根据是否含有碳元素又可将 化合物分成有机化合物和无机化合物??理论上,我们可以不断地对所得分类结果进行再分 类,这种分类关系一般可用树状图进行表示,所以这种分类方法又称为“树状分类法”(下图 为化学上对物质的常见树状分类)。

[试一试] 3.用树状图表示下列物质的分类:镁(Mg)、 氯气(Cl2)、氯化铁(FeCl3)溶液、硫酸 (H2SO4)、硝酸钡[Ba(NO3)2]、三氧化二铁(Fe2O3)、 氢氧化钠(NaOH)、葡萄糖(C6H12O6)、 乙 醇(C2H5OH)、碘酒、二氧化碳。 资料卡片 在无机酸分子中,一般分子中有几个氢就是几元酸,但我们不能简单根据有机酸 分子中 H 个数确定它是几元酸,如醋酸(CH3COOH)有 4 个 H,但它是一元酸。 在水溶液中产生的阳离子全部是氢离子的化合物称之为酸。盐酸、硫酸、硝酸、碳酸和醋酸 是几种最常见的酸。人们还可以根据它们在组成、性质上的差异,进行更为细致的划分。如 根据组成中是否含氧元素可以分为含氧酸和无氧酸,硫酸、硝酸、碳酸和醋酸就是常见的含 氧酸,而盐酸则是无氧酸;根据酸产生氢离子的程度可以分为强酸和弱酸,如盐酸、硫酸、 硝酸是强酸,而碳酸、醋酸是弱酸;根据每个酸分子电离产生的氢离子个数可以分为一元酸、 二元酸、三元酸,如盐酸、硝酸是一元酸,硫酸、碳酸是二元酸,磷酸(H3PO4)是三元酸;根 据酸是否具有挥发性,可以分成难挥发性酸和挥发性酸,硫酸和磷酸是难挥发性酸,盐酸、 硝酸、醋酸都是挥发性酸;还可以根据在有机化合物和无机化合物中的归属,将酸分为无机 酸和有机酸,醋酸是最常见的有机酸,其他一般都是无机酸。 资料卡片 严格意义上说, 盐酸、 氨水是混合物, 不能称之为酸、 碱, 而应该称 HCl、 NH3· H2O

为酸、碱,只是人们一直沿用习惯了,学习中要注意这一习惯。 在水溶液中产生的阴离子全部是氢氧根离子的化合物称之为碱,氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧 化铜是几种重要的碱。对碱进行再分类,将更加有利于我们理解碱的化学性质。一般可根据 碱产生氢氧根离子的难易程度分为强碱和弱碱,氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化钡 [Ba(OH)2]是常见的强碱,而氢氧化铁、氢氧化铜、NH3· H2O 是常见的弱碱;根据溶解性差异 可分为可溶性碱、微溶性碱和难溶性碱,氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、NH3· H2O 是可溶 性碱,氢氧化钙是微溶性碱,氢氧化铁、氢氧化铜是难溶性碱。可溶性或微溶性碱一般是强 碱,可以由对应的金属氧化物和水化合而成,在加热条件下不易分解;而难溶性碱一般是弱 碱, 在加热条件下可以分解成对应金属氧化物和水, 但不能由对应金属氧化物和水化合而成。 [想一想] 能否通过一步反应完成下列转变:Fe2O3→Fe(OH)3 和 K2O→KOH。 由金属阳离子(或铵根)与酸根离子构成的化合物称之为盐。碳酸钙、氯化钠、硫酸铜都是重 要的盐。对盐的进一步分类,有利于我们更好的学习盐的化学性质。盐可以依据组成分为钠 盐、钾盐、钙盐等,也可以分为盐酸盐、硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐等;根据在水中的溶解性 分为可溶性盐、微溶性盐和难溶性盐。依据所含的金属阳离子的密度大小,又可以分为轻金 属盐和重金属盐,BaCl2、CuSO4、FeCl3 属于重金属盐;还可以根据盐能否产生 H 或 OH , 把盐分为酸式盐和碱式盐,NaHCO3、NaHSO4 是常见的酸式盐,Cu2(OH)2CO3 是常见的碱式 盐,对于 NaCl、CuSO4 等既没有 H 也没有 OH ,它们被称为正盐,初中化学学习的盐大部 分都是这种正盐。 [试一试] 4.Mg(OH)Cl 属于盐还是碱?如果是盐它又能归属于哪些类型。 资料卡片 水体重金属离子污染, 是指含有重金属离子的污染物进入水体对水体造成的污染。 冶矿、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程中产生的重金属废水(含有铬、镉、铜、 汞、镍等重金属离子),是对水体污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一。废水中的重 金属离子是各种常用水处理方法不能分解破坏的,而只能转移它们的存在位臵和转变它们的 物理化学状态。因此,重金属废水应当在产生地点就地处理,不与其他废水混合。如果用含 有重金属离子的污泥和废水作为肥料和灌溉农田,会使土壤受到污染,造成农作物及水生生 物重金属离子的富集,通过食物链最终对人体产生严重危害。 镉污染:自 1995 年起,居住在日本富山市神通川下游地区的一些农民得了一种奇怪的病。得 病初期,患者只感到腰、背和手足等多处关节疼痛,后来发展为神经痛。患者走起路来像鸭 子一样摇摇摆摆,晚上睡在床上经常痛得直喊“痛??”因此这种病被称为“痛痛病” ,又称 为“骨痛病” 。得了这种病,人的身高缩短,骨骼变形、易折,轻微活动,甚至咳嗽一声,都
+ - + -

可能导致骨折,一些人痛不欲生,自杀身亡。经过调查,造成这种”骨痛病“的原因是神通 川上游的炼锌厂长年累月排放含镉的废水,当地农民长期饮用受到镉污染的河水,并且食用 此河水灌溉生长的稻米,于是镉便通过食物链进入人体,在体内逐渐积聚,引起镉中毒,造 成“骨痛病” 。 汞污染:五十年代初期,在日本九州熊本县水俣镇,由于人食用受甲基汞毒害的鱼类而导致 甲基汞中毒,283 人中毒,其中 60 人死亡。症状:口齿不清、步履不稳、面部痴呆进而耳聋 眼瞎、全身麻木,最后精神失常,身体弯曲至死亡。产生原因是由于工厂生产氯乙烯和醋酸 乙烯时采用氯化汞和硫酸作催化剂,最后把含有机汞的废水、废渣排入水俣湾,使鱼、贝壳 类受到污染,这起事件被史学家称为“水俣事件” 。 锰污染:四十多年前,日本有个村庄发生了一起可怕的集体“发疯”事件,有 16 个村民突然 一起“发疯”了。这些“疯子”一会儿哭哭啼啼,一会儿又哈哈大笑;发作时两手乱摇,颤 抖不止,且下肢发硬僵直,如此反复发作,直至“疯死” 。调查发现这些人喝的是同一口水井 中的水,考察水井,又在旁边挖出了大量废旧、破烂的干电池。原来这是水井受干电池中某 些有害成分污染而造成的。据环境科学家研究表明,废旧干电池中的锌、二氧化锰等成分长 期埋在地下,会与土壤中化学物质发生作用,生成锌锰酸式盐,它渗入地下,极易污染饮用 水,而这一群村民正是长期饮用这种水,造成蓄积性锰中毒,才有上述“发疯”症状。 干电池在制造过程中还使用一定量的汞,含汞最多的是锌汞电池,高达 20% ~30%,碱性干 电池约为 13%,普通锌锰电池含汞较少。因此干电池不仅是锰污染源,同时还是汞污染源, 在享受干电池给我们生活带来便利的同时,必须关注废旧电池对环境的危害,采取切实有效 的回收方法,以减轻电池对环境的危害。据统计,我国每年生产干电池 50 亿只,其中锌汞电 池和碱性电池 1 亿只,每年电池用汞 100 吨,人们习惯用完电池后随意乱丢,日晒雨淋或埋 入地下往往污染环境,废旧电池回收是目前我们必须解决的一个重要环境问题。 二氧化碳、一氧化碳、水、氧化铜、氧化钙、氧化镁、四氧化三铁等都是常见的氧化物,不 同氧化物性质既有相同点,也有不同点,对氧化物进一步分类,有助于找出各类物质的基本 通性。一般氧化物可以按组成分为金属氧化物和非金属氧化物,如 CO、CO2、SiO2 就是非金 属氧化物,Mn2O7、CuO、Fe2O3 就是金属氧化物。另一种常用方法是根据氧化物能否和酸、 碱反应生成盐和水,将其分成不成盐氧化物和成盐氧化物,如 CO、NO 为不成盐氧化物,而 CO2、SiO2、CuO、Fe2O3 为成盐氧化物。根据成盐氧化物和酸、碱反应的可能性又可分成不 同类型,与碱反应生成盐和水的氧化物称为酸性氧化物,如 CO2、SiO2;与酸反应生成盐和 水的氧化物称为碱性氧化物,如 CaO、Na2O。

CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O Mn2O7+2KOH===2KMnO4+H2O CaO+2HCl===CaCl2+H2O CuO+H2SO4===CuSO4+H2O [试一试] 5.不同分类结果之间的归属关系, 是氧化物概念的考查重点, 那么金属氧化物一定 是碱性氧化物吗?酸性氧化物一定是非金属氧化物吗? 事实上,有些氧化物不但可以和酸反应生成盐和水,也可以和碱反应生成盐和水,这种氧化 物就被称为两性氧化物,氧化铝是其中的典型代表。 Al2O3+6HCl===2AlCl3+3H2O Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O(NaAlO2 称为偏铝酸钠)

(满分 50 分 限时 30 min) 一、选择题(本题包括 12 小题,每小题 2 分,共 24 分,每题只有 1 个正确答案) 1. 上海环保部门为了使城市生活垃圾得到合理利用, 近年来逐步实行了垃圾分类投放的方法。 其中塑料袋、废纸、旧橡胶制品等属于( A.无机物 C.盐类 B.有机物 D.非金属单质 ) )

2.将下列各组物质按酸、碱、盐分类顺序排列正确的是( A.硫酸、纯碱、石膏 B.硫酸、烧碱、绿矾 C.硫酸氢钠、生石灰、醋酸钠 D.磷酸、熟石灰、苛性钠

3.Na2CO3 俗名纯碱,下面是采用不同分类法对纯碱的分类,其中不正确的是( A.Na2CO3 是酸式盐 B.Na2CO3 是正盐 C.Na2CO3 是钠盐 D.Na2CO3 是碳酸盐

)

4.根据某种共性,可将 CO2、P2O5、SO2 归为一类,下列物质中也可归为此类物质的是( A.CaO B.CO C.SiO2 D.H2O

)

5. 门捷列夫在前人已经发现的几十种元素的基础上, 先按照它们的相对原子质量大小排成一 行,后又把性质相似的元素排成一列,最后得到了一个表,这就是元素周期表。在对元素周 期表中的元素进行研究的基础上,门捷列夫成功预测了几种元素的存在,并很快被证实。试 判断下列说法不正确的是( )

A.门捷列夫采用了分类的方法 B.预测是一种研究方法 C.比较也是一种科学方法 D.实验是化学唯一的研究方法 6.下列说法正确的是( )

A.非金属氧化物都是酸性氧化物 B.凡是碱性氧化物都可以直接与水反应生成对应的碱 C.碱性氧化物一定能与酸反应生成盐和水 D.金属氧化物都是碱性氧化物 7.下列说法中正确的是( )

A.硫酸、纯碱、醋酸钠和生石灰分别属于酸、碱、盐和氧化物 B.SO2 能与碱反应生成盐和水,属于酸性氧化物 C.NH4Cl 组成中不含金属离子,不属于盐 D.CH3COOH 中有 4 个氢原子,所以是四元酸 8.下列物质属于纯净物的是( A.冰水混合物 C.天然气 B.爆鸣气 D.纯净的无污染的空气 ) 酸 H2SO4 NH3 CH3COOH HNO3 盐 NaOH NaCl CaF2 CaCO3 碱性氧化物 SO2 Na2O CO CaO 酸性氧化物 CO2 CO SO2 SO2 )

9.下列物质的分类正确的是( 选项 A B C D 碱 Na2CO3 NaOH NaOH KOH

10.想一想,NaOH(固)、P2O5(固)、无水 CaCl2(固),为什么可归为一类。据此从 A~D 中选出 一种最适宜与这三种物质归为一类的物质是( )

A.浓硫酸 B.氯化钠溶液 C.碱石灰 D.生石灰 11.据报道,重庆开县发生了天然气矿井“井喷”事件,喷出的气体主要成分是甲烷,还含 有硫化氢(H2S)、氰化氢(HCN)等多种有毒气体,造成 290 多人中毒死亡。你认为喷出的气体 是( )

A.一种纯净物 B.全部由无机化合物组成的混合物 C.全部由有机化合物组成的混合物 D.由无机化合物和有机化合物组成的混合物 12.目前有些中小学生喜欢使用涂改液,涂改液中含有许多挥发性的有害物质,二氯甲烷 (CH2Cl2)就是其中一种。下面是关于二氯甲烷的几种说法:①它是由碳、氢、氯三种元素组 成的化合物;②它是由氯气(Cl2)和甲烷组成的化合物;③它的分子中碳、氢、氯三种元素的 原子个数比为 1∶2∶2;④它是由多种原子构成的一种化合物。这些说法中正确的是( A.①③④ C.②③④ B.②④ D.①③ )

二、填空题(本题包括 5 小题,共 26 分) 13.(7 分)有以下几种物质: ①空气 ②液态氧 ③硝酸钾溶液 ④硫酸铜晶体 (CuSO4· 5H2O) ⑤二氧化碳 ⑥氧化铜

⑦金刚石 ⑧纯碱 ⑨甲烷

⑩氢氧化铜

其中,属于纯净物的是________(填序号,下同);属于混合物的是________;属于氧化物的 是______;属于盐的是________;属于有机物的是________;属于碱的是________;属于单 质的是________。 14.(9 分)将Ⅰ中物质与Ⅱ中物质类别用短线连起来。 Ⅰ Na2SO4 KHSO4 NaCl BaSO4 NaHCO3 Ⅰ Ⅱ Ⅱ 含氧酸盐 无氧酸盐 钠盐 硫酸盐 酸式盐

H2SO4 HCl HNO3 CH3COOH

含氧酸 一元酸 挥发性酸 有机酸

15.(2 分)下列两组物质:①CO2、P2O5、CaO、SO2,②Cu、Mg、Zn、Al。每组中有一种物 质在某些化学性质或分类上与其他几种物质不同,这两种物质是①__________________,② __________________。 16.(4 分)同学们吃的零食的包装袋中经常有一个小纸袋,上面写着“干燥剂” ,其主要成分 是生石灰(CaO)。 (1)生石灰属于哪种类型的物质? ________________________________________________________________________。 (2)生石灰可做干燥剂的理由是(用化学方程式表示)_____________________________ ________________________________________________________________________。 (3)生石灰还可以跟哪些类别的物质发生化学反应?列举两例,并写出化学方程式: ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 17.(4 分)金属单质、非金属单质、酸性氧化物、碱性氧化物、酸、碱、盐等物质在一定条件 下能够发生转化,请结合你所学过的知识,填写下表(要求产物中有盐生成): 酸性氧化物与碱性氧化物反应生成盐 CaO+CO2===CaCO3

答案精析
试一试 1.①Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑ ②H2SO4+2NaOH===Na2SO4+2H2O ③H2SO4+Na2CO3===Na2SO4+H2O+CO2↑ ④H2SO4+CuO===CuSO4+H2O ⑤能使紫色石蕊试液变红 试一试 2.①Ca(OH)2+2HCl===CaCl2+2H2O ②Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O ③Ca(OH)2+CuCl2===CaCl2+Cu(OH)2↓ ④Ca(OH)2 能使酚酞试液变红 试一试 3.

想一想 Fe2O3 不能一步转化为 Fe(OH)3,K2O 可以一步转化为 KOH。 试一试 4.Mg(OH)Cl 属于盐,可称为镁盐、盐酸盐、碱式盐等。 试一试 5.金属氧化物不一定是碱性氧化物,如 Mn2O7 属于酸性氧化物,Al2O3 属于两性氧 化物。同理,酸性氧化物也不一定是非金属氧化物,如酸性氧化物 Mn2O7 属于金属氧化物。 限时作业 1.B 2.B 3.A 4.C [CO2、P2O5、SO2 都属于酸性氧化物,所以 SiO2 属于该类别。] 5.D 6.C [A 中如 CO 是非金属氧化物,但不是酸性氧化物;B 中如 CuO 是碱性氧化物,但不

能与水反应;D 中如 Al2O3 是金属氧化物但不是碱性氧化物。] 7.B 8.A [B 中是可燃性气体与助燃性气体的混合气体;C 中是混有杂质气体的 CH4;D 中主要 是 N2、O2 的混合气体。] 9.D 10.D [NaOH(固)、P2O5(固)、无水 CaCl2(固)都是常用的固体干燥剂,且都是纯净物,所以 选 D。] 11.D 12.A 13.②④⑤⑥⑦⑧⑨⑩ ①③ ⑤⑥ ④⑧ ⑨ ⑩ 14. ②⑦

15.①CaO ②Cu 16.(1)碱性氧化物 (2)CaO+H2O===Ca(OH)2 (3)与酸反应,CaO+2HCl===CaCl2+H2O; 与酸性氧化物反应,CaO+CO2===CaCO3 17. 酸性氧化物与碱性氧化物反应生成盐 金属单质与酸反应生成盐和 H2 酸性氧化物与碱反应生成盐和水 碱性氧化物与酸反应生成盐和水 酸与碱反应生成盐和水 CaO+CO2===CaCO3 Fe+2HCl===FeCl2+H2↑ CO2 +2NaOH===Na2CO3 +H2O CaO+2HCl===CaCl2+H2O HCl+NaOH===NaCl+H2O

答案精析

想一想 1. 不同意。镁的金属性不如钠强,因为元素金属性强弱只和失电子能力有关,并非由失电子数 目决定。

想一想 2. 氧和硫最外层电子数相同, 但硫原子比氧原子多一个电子层, 导致硫原子得电子能力不及氧, 所以氧元素非金属性强。
-3 +4 +6 +7 -2 +1 +5 -3 +5 -3 +1

试一试
-1

N H3、H2SO3、K2CrO4、KMnO4、Fe S 、Cu2O、KClO3、 N H4 N O3、Na3 N 、HClO、
0
+6 +3 -1

H2 O 2、P4、Mg S O4、NaAlO2、CaH 2。 限时作业 1.A [同种元素可能有多种化合物,如 Fe 有+2、+3;所以③不对;非金属元素也可能呈

现正价,如 CO2 中 C 元素为+4 价,所以④不对。] 2.C 3.A 4.D 5.D [NH4 因为带一个单位正电荷,所以是+1 价的原子团。] 6.C


7.C [A 中 KClO3 为氯酸钾,B 中高锰酸钾应为 KMnO4,D 中硫化钠应为 Na2S。] 8.B 9.B [根据信息 A 为 Na,B 为 S,所以组成的化合物为 Na2S。] 10.D 11.A 12.D 13.D [A 中如 H2O2 中 O 为-1 价;B 中如 CO2 中 C 呈现+4 价;C 中 H2 中 H 为 0 价。]

14.+7 +2 15.一个 H2 分子由 2 个 H 原子构成 一个镁离子带 2 个单位正电荷 2 个铜原子 NaCl 中 Na 元素的化合价为+1 16.⑤④①②③ 17.+5 R2O5 18.Y3(XZ4)2

第4讲

用分类的方法研究化合物
高中教材要求 在高中化学中,除要求学生通过组成和性质 对化合物进行分类外,还要学会从其他角度 对化合物进行分类,如离子化合物和共价化 合物;电解质和非电解质,强电解质和弱电 解质等。

初中教材要求 在初中化学中,只要求学生知 道酸、碱、盐、氧化物是最常 教材分析 见的无机化合物,有机化合物 和无机化合物是化合物的两 种重要类别。

由两种或两种以上元素组成的纯净物称为化合物。酸、碱、盐、氧化物是最常见的化合物。 酸在水中能产生 H ,能与碱、碱性氧化物、活泼金属、某些盐反应;碱在水中能产生 OH , 能与酸、酸性氧化物、某些盐反应;盐在水中能产生金属阳离子(或铵根离子)和酸根离子, 酸、碱、盐在工农业生产和日常生活中的广泛应用,促进了人类文明的进步和社会的可持续 发展。 地球上含碳的化合物非常多,在已发现的物质中含碳的化合物占绝大部分,人们把像葡萄糖 这类含碳的化合物叫做有机化合物,简称有机物;组成中不含碳的化合物一般叫做无机化合 物,如水、氧化铜、氢氧化钠、硫酸、氯酸钾、氯化钠、硝酸铵等都属于无机化合物。我们 熟悉的一氧化碳、二氧化碳、碳酸钙等少数含碳化合物,由于它们的组成和性质与无机化合 物很相似,人们就将它们归入无机化合物来研究。
+ -

我们知道活泼金属(如 K、Ca、Na、Mg 等)原子结构最外层电子数较少,有失去电子达到 8 电子相对稳定构型的倾向;而活泼非金属(如 F、O、Cl 等)原子结构最外层电子数较多,有得 到电子达到 8 电子相对稳定构型的倾向。因此,当活泼金属与活泼非金属化合时,活泼金属 原子失去最外层上的电子形成阳离子,活泼非金属原子结合电子形成阴离子,阴、阳离子间 通过物理静电作用形成了稳定化合物, 我们把这种由阴阳离子构成的化合物称为离子化合物。 除活泼金属与活泼非金属会形成离子化合物外,带正电荷的原子团(如铵根)与带负电荷的酸
2 根离子(如 Cl 、NO3 、SO2 4 、CO3 )也会形成离子化合物。大部分碱和盐、活泼金属氧化物
- - - -

等都是离子化合物,在固体状态下,阴、阳离子间因为有较强的静电作用,这些离子均不能

自由移动。

在目前已知化合物中,许多化合物并不存在金属元素,而是全部由非金属元素组成的。当非 金属元素与非金属元素相化合时,因为非金属原子都有得到电子的倾向,不容易失去电子, 也就不会形成阴、阳离子,它们构成的化合物一般被称为共价化合物,如 HCl、H2O、CH4、 CO2、HClO(次氯酸)、C2H5OH(乙醇)。一般来说,酸、非金属氧化物、大部分有机物等都属 于共价化合物。共价化合物大都是由分子构成的,如 HCl、HClO,也有极少部分是由原子构 成的,如石英 SiO2、金刚砂 SiC。 [想一想] 1.非金属元素形成的化合物一定是共价化合物吗? [试一试] 1.下列物质中,哪些是离子化合物,哪些是共价化合物? 氯化氢 (HCl)、硝酸钠 (NaNO3)、氢氧化钾 (KOH)、葡萄糖 (C6H12O6)、硫酸 (H2SO4)、氯化铵 (NH4Cl)、二氧化碳(CO2)、碳酸钙(CaCO3)、氨气(NH3)、生石灰(CaO)。 在离子化合物固体状态中,阴阳离子间因静电作用而不能自由移动。对可溶性离子化合物而 言,将其溶于水中时,固体会溶解消失,其本质是水分子在阴阳离子间渗透,不断拆散阴阳 离子,使它们形成能够自由移动的离子。水分子对离子化合物的这种破坏作用,尤如堤坝因 洪水冲刷而倒塌,水是值得我们每个人都必须敬畏的一种物质。 [想一想] 2.食盐是一种典型的离子化合物, 设计简单实验证明在食盐固体中的离子不能自由 移动,而在食盐水溶液中的离子可以自由移动。(提示:可在家中选用电池、铅笔芯、贺卡中 的发光二极管和导线等设计实验) 由阴阳离子构成的化合物,除在水中可被拆散为自由移动的离子外,用加热熔融的方式,也 可以破坏阴阳离子间的静电作用,使其成为自由移动的离子。 在“火”的作用下,固体氯化钠可被强拆为自由移动的 Na 和 Cl ,这一过程是工业电解熔 融氯化钠制备金属钠的前提;固体氧化铝(加入冰晶石,降低氧化铝的熔点)可以被强拆为自 由移动的 Al3 和 O2 ,这一过程是工业电解熔融氧化铝制备金属铝的前提。火是人类文明进
+ - + -

步的象征,也是引发化学变化的一种重要方法。 大部分共价化合物在水中和熔融状态都不能被直接拆分为自由移动的离子,只有极少部分的 共价化合物如酸分子, 可以在水中被拆分为自由移动的阴阳离子, 如 HCl 分子可被水 “拆散”

为 H 和 Cl ,H2SO4 分子可被水“拆散”为 H 和 SO2 4 。
+ - + -

在水中或熔融状态下,化合物被拆散成自由移动离子的过程,被称为电离。离子化合物既可 以在水中发生电离,也可以在熔融状态下发生电离;共价化合物中一般只有酸分子可以直接 在水中发生电离。也就是酸只在水中发生电离,而碱和盐既可在水中,也可在熔融状态下发 生电离。电离过程可用电离方程式表示,不写条件一般就是指在水中发生电离。 H2SO4===2H +SO2 4
+ -

NaOH===Na +OH NaCl===Na +Cl
+ -





[想一想] 3.判断下列化合物是否可以发生电离, 如果能够电离, 则用电离方程式表示电离过 程。 氯化氢、氢氧化钡、氢氧化钾、硫酸钠、碳酸钠、二氧化碳、一氧化碳、乙醇、葡萄糖。 通常,我们把能发生电离的化合物称为电解质,不能发生电离的化合物称为非电解质,也就 是酸、碱、盐和金属氧化物属于电解质,而非金属氧化物、大部分有机物属于非电解质。 蔗糖、酒精、一氧化碳等化合物,无论是在水溶液中还是在熔融状态下均以分子形式存在, 因而不能导电;酸、碱、盐和金属氧化物可以在水中或熔融状态下发生电离,可以导电。习 惯上,在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物叫做电解质,在水溶液和熔融状态下都不能 导电的化合物叫做非电解质。 正确地分析和判断物质在水溶液中是否电离、电离生成哪些离子,有助于研究物质在水溶液 中发生的化学反应。 [想一想] 4.金属铜能导电,那么铜是不是属于电解质? [试一试] 2.请用干电池、铅笔芯、音乐贺卡中的发光二极管及导线等,设计实验证明食盐、 醋酸是电解质,而蔗糖是非电解质。 [试一试] 3.下列物质中,哪些是电解质,哪些是非电解质? 氯化氢(HCl)、硝酸铵(NH4NO3)、氢氧化钡[Ba(OH)2]、葡萄糖(C6H12O6)、硫酸(H2SO4)、氯化 钡(BaCl2)、碳酸钙(CaCO3)、明矾[KAl(SO4)2· 12H2O](一种可溶性盐)、Al2O3、CO2。 [试一试] 4.到目前为止,你能从哪些角度对化合物进行分类。 在相同条件下把相同浓度、相同体积的盐酸溶液、CH3COOH 溶液、NaOH 溶液、NaCl 溶液 和氨水分别倒入五只烧杯中, 接通电源后灯泡亮度如图所示(现象: 接盐酸、 NaOH 溶液、 NaCl 溶液的灯泡很明亮,而接 CH3COOH 溶液、氨水的灯泡相对较暗)。我们知道,灯泡亮度不同 代表着溶液中存在的离子浓度不同,对于相同组成(AB 型)的电解质而言,表明水拆解这些化

合物成为自由移动离子的能力不同,灯泡亮度越大,被拆解成为自由移动离子的程度越大, 不同电解质在水中的电离程度就不同。根据精确实验表明 HCl、NaOH、NaCl 等化合物在水 中几乎全部可以发生电离,而 CH3COOH、氨水(NH3· H2O)在水中只能部分发生电离,大部分 仍以分子的形式存在,存在离子数量很少,浓度很低。通常我们把在水中完全电离成离子的 电解质称为强电解质,电离方程式用“===”表示;而在水中部分发生电离的电解质称为弱 电解质,电离方程式用“??”表示。

强电解质 相同点 电离 程度 溶质 形式 物质类别 实例 电离表示 离子 强酸、强碱、大多数盐类 HCl、 NaOH 、 KCl、 NaHSO4、 NaHCO3、 BaSO4 NaCl===Na +Cl
+ -

弱电解质

都是化合物,在水溶液中都能电离、导电

完全

极小部分电离

主要是分子,小部分为离子 弱酸、弱碱、水等 CH3COOH、H2CO3、NH3· H2O、H2O CH3COOH??CH3COO +H
- +

[试一试] 5.在下列物质中,哪些是电解质,哪些是非电解质,哪些是强电解质,哪些是弱电 解质,写出对应的电离方程式? ①NaNO3 ②Fe ③H2SO4 ④CO2 ⑤Ba(OH)2 ⑥CH3COOH ⑦NH3 ⑧NH3· H2O ⑨AgCl ⑩H2CO3

(满分 50 分 限时 30 min)

一、选择题(本题包括 13 小题,每小题 2 分,共 26 分,每题只有 1 个正确答案) 1.下列关于电解质的说法正确的是( )

A.固态氯化钠不导电,所以氯化钠是非电解质 B.NH3 溶于水形成的溶液能导电,所以 NH3 是电解质 C.铜丝能导电,所以铜是电解质 D.BaSO4 在水溶液中难导电,但熔融状态下能导电,所以 BaSO4 是电解质 2.下列物质的水溶液能导电,但属于非电解质的是( A.Cl2 B.HCl C.SO2 D.NH4Cl 3.下列关于酸、碱、盐的各种说法中,正确的是( A.化合物电离时,生成的阳离子有氢离子的是酸 B.化合物电离时,生成的阴离子有氢氧根离子的是碱 C.化合物电离时,只生成金属阳离子和酸根阴离子的才是盐 D.NH4Cl 的电离方程式是 NH4Cl===NH4 +Cl 4.下列关于电解质的叙述中正确的是( )
+ -

)

)

A.在水溶液或熔融状态下不导电的化合物叫非电解质 B.电解质、非电解质一定是化合物,不可能是单质或溶液 C.在水中能导电的化合物一定是电解质 D.纯水的导电性很差,所以水不是电解质 5.NaHSO4 在水溶液中能够电离出 Na 、H 和 SO2 4 ,下列对于 NaHSO4 的分类不正确的是
+ + -

(

) B.NaHSO4 是酸式盐 D.NaHSO4 是酸 ) 弱电解质 HF BaCO3 HClO H2CO3 非电解质 Cl2 CS2 Cu C2H5OH

A.NaHSO4 是盐 C.NaHSO4 是钠盐

6.下列物质的分类组合全部正确的是( 选项 A B C D 7.下列电离方程式中正确的是( 强电解质 NaCl H2SO4 AgCl Ba(OH)2 )

A.HNO3===H +N5 +3O2
+ + + -



B.Ca(OH)2===Ca2 +(OH )2 C.AlCl3===Al 3+3Cl
+ + -

D.Al2(SO4)3===2Al3 +3SO2 4



8.仅能在水溶液中导电的电解质是(

)

A.KOH B.C2H5OH C.CO2 D.HCl 9.下列物质中,含有自由移动的 Cl 的是( A.KClO3 溶液 C.NaCl 固体 B.CaCl2 溶液 D.氯化氢气体 )


)

10.下列叙述错误的是(

A.离子化合物中一定含有阴离子和阳离子 B.离子化合物中一定含有金属元素 C.共价化合物中也可能含有金属元素 D.共价化合物中一定不含有离子 11.能形成离子化合物的是( A.任意两种元素之间的化合 B.两种非金属元素之间的化合 C.任何金属元素与非金属元素之间的化合 D.活泼金属元素与活泼非金属元素之间的化合 12.下列性质中,可以证明某化合物一定是离子化合物的是( A.水溶液能导电 B.由金属和非金属元素组成 C.熔融状态能导电 D.可以溶于水 13.下列化合物的水溶液中不只存在一种分子的是( A.NaHSO4 C.Ba(OH)2 B.HClO D.HCl ) ) )

二、填空题(本题包括 4 小题,共 24 分) 14. (8 分)有下列物质: ①氢氧化钠固体 ②铜丝 ③氯化氢气体 ④稀硫酸 ⑤二氧化碳气 体 ⑥氨水 ⑦碳酸钠粉末 ⑧蔗糖晶体 ⑨熔融氯化钠 ⑩CuSO4· 5H2O 晶体。请用序号

填空: (1)能导电的是_________________________________________________________; (2)属于电解质的是_____________________________________________________; (3)属于非电解质的是___________________________________________________; (4)属于电解质但上述状态下不能导电的是________。 15.(4 分)写出下列物质在水溶液中的电离方程式: (1)Ba(OH)2:_____________________________________________________________; (2)KHSO4:______________________________________________________________; (3)HNO3:_______________________________________________________________; (4)Na2CO3:_____________________________________________________________。 16.(6 分)在如图所示的串联装置中,发现灯泡不亮,但若向其中一个烧杯中加水,则灯泡会 亮起来:

请问: (1)哪个烧杯中液体加水灯泡会亮起来,为什么? (2)哪两个烧杯液体混合后导电能力会减弱?为什么? 17.(6 分)氮化钠(Na3N)是科学家制备的一种重要化合物。它与水作用可产生氨气(NH3)。试 回答下列问题: (1)氮化钠(Na3N)中 N 元素化合价是________,该化合物属于________化合物(填“离子”或 “共价” ,下同),生成的 NH3 属于________化合物。 (2)氮化钠(Na3N)与水反应的方程式是__________________________________________ ________________________________,反应类型是________(填基本反应类型)。

答案精析
想一想 1.非金属元素形成的化合物也可以是离子化合物,如铵盐。 试一试 1.离子化合物必含金属元素或铵根,所以硝酸钠(NaNO3)、氢氧化钾(KOH)、氯化铵 (NH4Cl)、碳酸钙(CaCO3)、生石灰(CaO)是离子化合物,其余是共价化合物。 想一想 2.有自由移动离子的物质可以导电;只有离子,但不能移动时,该物质也不可导电。 所以有无自由移动离子可通过能否导电得到证明。将食盐固体和食盐水溶液分别与电池、铅 笔芯、发光二极管用导线组成闭合回路,发现接食盐固体的二极管不发光,接食盐水的二极 管发光。 想一想 3.电解质在水中总可以发生电离,非电解质不发生电离。其中氯化氢、氢氧化钡、

氢氧化钾、硫酸钠、碳酸钠可以发生电离,其他不能发生电离。 HCl===H +Cl
+ -

KOH===K +OH






Ba(OH)2===Ba2 +2OH


Na2CO3===2Na +CO2 3




Na2SO4===2Na +SO2 4




想一想 4.铜导电是依靠自由移动的电子,但铜属于单质,不属于电解质。 试一试 2.一般证明电解质只需证明它在水溶液中可导电,而证明非电解质需证明它在水中

和熔融状态下都不能导电。将食盐、醋酸溶于水分别与干电池、铅笔芯、发光二极管用导线 组成闭合回路,二极管发光,证明食盐、醋酸为电解质。将加热熔融的蔗糖和蔗糖溶液分别 与干电池、铅笔芯、发光二极管用导线组成闭合回路,二极管均不发光,证明蔗糖是非电解 质。 试一试 3.酸、碱、盐、金属氧化物是电解质,而非金属氧化物和有机物是非电解质,这是

判断电解质和非电解质最有用的方法。只有葡萄糖(C6H12O6)和 CO2 是非电解质,其余都是电 解质。 试一试 4.根据组成和性质化合物可分为酸、碱、盐和氧化物;根据有无碳元素化合物可分

为无机物和有机物;根据是否可发生电离分成电解质和非电解质;根据构成微粒是否存在离 子,化合物可分为离子化合物和共价化合物。 试一试 5.电解质有①③⑤⑥⑧⑨⑩,非电解质有④⑦,其中①③⑤⑨为强电解质,⑥⑧⑩
+ -

为弱电解质。对应电离方程式如下:①NaNO3===Na +NO3 Ba(OH)2===Ba2 + 2OH
+ -

③H2SO4===2H +SO2 4
+ +






⑥ CH3COOH??H + CH3COO
+ -





⑧ NH3· H2O??NH 4 + OH

⑨AgCl===Ag +Cl 限时作业





⑩H2CO3??H +HCO3

1.D [A 中 NaCl 是电解质;B 中 NH3· H2O 是电解质,而 NH3 是非电解质;C 中 Cu 是单质, 不是电解质也不是非电解质。] 2.C [SO2 的水溶液虽然能导电,但那是因为 SO2 与 H2O 反应生成的 H2SO3 发生了电离,

而 SO2 自身应属于非电解质。] 3.D 4.B [A 中应将“或”改成“和”;C 中该化合物一定要自身能发生电离,如 SO2、NH3 等虽然 水溶液能导电,但它们却属于非电解质;D 中 H2O 是电解质。] 5.D 6.D [Cl2 和 Cu 是单质,既不是电解质也不是非电解质,A、C 错;碳酸钡属于盐,盐一般 是强电解质,B 错。] 7.D 10.B 8.D 9.B [NH4Cl 是离子化合物,但却不含有金属元素。]

11.D 12.C 13.B [若水溶液中只存在一种分子,这种分子只能是水分子,也就是溶质必须在水中完全

电离,为强电解质,A、C、D 都是常见的强电解质,故选 B。] 14.(1)②④⑥⑨ (2)①③⑦⑨⑩ (3)⑤⑧ (4)①③⑦⑩ 15.(1)Ba(OH)2===Ba2 +2OH
+ -

(2)KHSO4===K +H +SO2 4
+ +



(3)HNO3===H +NO3






(4)Na2CO3===2Na +CO2 3



16.(1)在盛有纯醋酸的 C 烧杯中加水,灯泡就会亮起来;理由是纯醋酸中没有离子,所以不 导电,醋酸加水后就会发生电离,从而产生自由移动的离子,能够导电。 (2)A 和 D;因为两者混合发生反应:H2SO4+Ba(OH)2===BaSO4↓+2H2O,离子浓度降低。 17.(1)-3 价 离子 共价 (2)Na3N+3H2O===NH3↑+3NaOH 复分解反应

第5讲
初中教材要求

无机化学反应一般原理
高中教材要求

在初中化学中,主要通过对金 属、 非金属、 酸、 碱、 盐、 CuO、 在高中化学中,熟练运用各类物质之间的反 教材分析 CO2 等具体物质化学性质的了 解,掌握基本的化学反应类 型,了解一些物质转化的具体 案例。 应规律指导认识物质的化学性质(分散在必修 1 有关元素单质及其化合物性质学习中, 但无 专门的分析)。

初中化学所涉及的元素化合物知识主要包括以 O2、H2、C、S、P 等为代表的非金属单质,以 Fe、Cu、Na 为代表的金属单质,以 CO、CO2 等为代表的非金属氧化物,以 Fe2O3、CuO 等 为代表的金属氧化物,以 H2SO4、HNO3、HCl 为代表的酸,以 NaOH、Ca(OH)2 为代表的碱, 以 NaCl、 CuSO4、 Na2CO3、 CaCO3 为代表的盐。 这些物质之间的相互转化关系可用下图描述。

在初中化学中,通常把常见无机物分成单质、氧化物、酸、碱和盐等五大类。从结构和性质 角度来分析,把无机物分成以下几类可能更合理些:①金属(包括游离的金属单质和合金), ②非金属(非金属单质),③碱性物质(包括碱性氧化物和碱,基本上都是离子化合物),④酸性 物质(包括酸性氧化物和酸,基本上都是共价化合物),⑤盐(都可以看成是碱性物质和酸性物 质的反应产物)。 同一类物质一般有相似的性质,由于无机物种类不多,所以貌似复杂纷繁的无机化学反应, 大多数可以归纳到以下三大类反应。 ①酸性物质和碱性物质之间的反应 性质对立的这两类物质,一般都能反应,反应生成盐或 盐和水。 ②酸、碱、盐等电解质在溶液里的反应 反应过程中一般有水、沉淀和气体生成。 ③氧化还原反应 在结构上容易得电子的物质和容易失电子的物质之间的化学反应。 初中化学中,没有单质参加的反应大部分属于前两类化学反应,但都是以个别反应为示例, 未形成一般性规律,使我们无法用来分析高中阶段所接触物质的基本性质。而反应物涉及单 质的反应大多数为氧化还原反应,但反应本质的理解也不作为要求,氧化还原反应规律正是

高中阶段接触的最重要的化学反应规律。 下面,我们将着重补充有关前两类反应的基本规律,以帮助我们更好地理解必修 1 中常见无 机物的化学性质。 1.酸性物质和碱性物质的反应 (1)酸性物质和碱性物质 碱性物质包括碱和对应的碱性氧化物,除氨水外,结构上都可看成是由金属阳离子和 OH 或 O2 构成,状态上一般都是不挥发性固体。
- -

酸性物质包括酸和酸性氧化物,酸又可分为无氧酸(如盐酸 HCl、氢氟酸 HF、氢硫酸 H2S、 氢氰酸 HCN 等)和含氧酸(如 H2SO4、 HNO3、 H2CO3、 H3PO4、 高锰酸 HMnO4、 次氯酸 HClO), 无机含氧酸都是酸性氧化物的水化物;酸性氧化物又可分为非金属氧化物和金属氧化物(如 CrO3、Mn2O7 等)。酸性物质在结构上一般都是由分子构成(少量的直接以原子构成,如 B2O3、 SiO2),在水分子作用下,酸分子可被离解成氢离子和其他阴离子;酸性氧化物在水中并不会 被直接离解成阴阳离子,但部分酸性氧化物会与水化合形成酸。中学阶段,大多数非金属酸 性氧化物都是气体(P2O5、B2O3、SiO2 是固体),而金属酸性氧化物大多是固体。 (2)酸性物质和碱性物质的反应 酸性物质和碱性物质之间可发生以下四种反应类型: 酸性氧化物+碱性氧化物===含氧酸盐 酸性氧化物+碱===盐+水 碱性氧化物+酸===盐+水 酸+碱===盐+水 从中可以看出,当反应物中只有氧化物时,生成物只有盐;而反应物中有酸或碱时,生成物 是盐和水。 酸性物质跟碱性物质,两者的性质对立越强烈,也就是反应物间酸碱性差异越大,反应越容 易发生。弱酸性物质和弱碱性物质,往往较难发生反应,如碳酸和氢氧化铁就不发生反应。 ①酸性氧化物和碱性氧化物生成含氧酸盐 酸碱性对立越强烈,两种氧化物间反应生成含氧酸盐就越容易发生,反过来,生成的含氧酸 盐就越稳定,越难分解。参加反应的两种氧化物中,如果有一种是强酸性或强碱性的,反应 往往都能进行。 Na2O+CO2===Na2CO3(Na2O 是碱性较强的物质,对应水化物为烧碱) CaO+CO2===CaCO3(CaO 是碱性较强的物质,对应水化物为熟石灰)

CuO+SO3===CuSO4(SO3 酸性较强,对应水化物为硫酸) 如果两种氧化物的酸、碱性都不强,它们一般不能发生反应,例如氧化铜跟二氧化碳就不能 直接化合。 在这种反应类型中,人们还发现,极难挥发的酸性氧化物(如 P2O5、B2O3、SiO2,其中 SiO2 熔点高达 1 700 ℃左右,极高温度下也不挥发)跟碱性氧化物混合强热时能化合生成对应盐。 如钢铁冶炼中的高温造渣反应,本质是 SiO2 和各种金属氧化物的反应。 CaO+SiO2===CaSiO3 FeO+SiO2===FeSiO3

②碱性氧化物和酸的反应 碱性氧化物和酸的性质对立越强烈, 反应越容易。 不溶性碱性氧化物(对应水化物往往是弱碱, 碱性较弱)一般不能跟极弱的酸(如碳酸、次氯酸 HClO)反应。 碱性氧化物遇酸时,结构中的氧离子跟 H 结合生成水,金属阳离子和酸根离子结合成盐。强 酸能跟所有碱性氧化物反应,工业生产中常利用酸除去金属表面的氧化物锈斑,例如: Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O CuO+H2SO4===CuSO4+H2O 醋酸这类较强的弱酸,也几乎能跟所有碱性氧化物反应,如: Fe2O3+6CH3COOH===2(CH3COO)3Fe+3H2O ③酸性氧化物和碱的反应 酸性氧化物跟碱反应,一般生成盐和水。反应在溶液中进行时,可以看成酸性氧化物先跟水 反应变成酸,酸再和碱反应生成盐和水。如: 2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O(Na2CO3 读作碳酸钠) 2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O(Na2SO3 读作亚硫酸钠) 两者性质对立越强, 反应越容易, 不溶性氢氧化物(大多为弱碱)一般不跟极弱的酸性氧化物(如 CO2、SiO2)反应,像 SiO2 这种极弱的不溶性酸性氧化物跟强碱作用时反应也很慢,与强碱共 熔时才有很好的反应,如硅酸钠、硅酸钾等盐常利用二氧化硅跟强碱共熔制备,硅酸钠、硅 酸钾的水溶液有很强的粘性,俗称水玻璃,是常用的无机矿物胶。 2NaOH+SiO2=====Na2SiO3+H2O 2KOH+SiO2=====K2SiO3+H2O 其实,碱和酸性氧化物要生成盐和水,碱必须相对过量,酸性氧化物少量。如果反应中酸性 氧化物过量,而碱不足时就只能生成酸式盐,如
强热 强热


NaOH+CO2===NaHCO3(NaHCO3 读作碳酸氢钠) NaOH+SO2===NaHSO3(NaHSO3 读作亚硫酸氢钠) [试一试] 1.写出氨水(NH3· H2O)和 CO2 生成正盐和酸式盐的两种化学反应方程式。 由此可见,酸性氧化物和碱反应生成物与其相对量有关,相对量不同,生成的盐也不同,导 致基于此类反应的有关实验制备、化学计算更趋复杂。 ④酸跟碱的反应 酸跟碱的反应,本质上是酸组成中的 H 与碱组成中的 OH 结合成水,金属阳离子(或铵根离 子)与酸根离子结合成盐。酸和碱生成盐和水的反应,又称为中和反应,它是最典型的复分解 反应之一。 NaOH+HCl===NaCl+H2O NaOH+HClO===NaClO+H2O(HClO 读次氯酸,为弱酸) NaOH+CH3COOH===CH3COONa+H2O NaOH+HNO2===NaNO2+H2O(HNO2 读亚硝酸,为弱酸) 2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O 酸和碱的性质对立越强,反应越容易,一般只有极弱的酸跟极弱的碱之间才不会反应,其他 酸和碱一般都能反应,例如不溶性氢氧化物一般不溶于碳酸、硅酸等极弱的酸溶液。 2.酸、碱、盐等电解质在溶液里的反应 碱、酸和盐在水溶液里全部或部分电离成离子,都是电解质,在溶液里可两两反应。其中酸 和碱的反应称为中和反应,生成水是相互间反应的基本条件。另外,酸和盐、碱和盐也能发 生反应,其反应规律分别如下。 (1)酸和盐的反应 在中学阶段,我们所接触的酸以可溶性酸为主,溶质在水中电离成氢离子和酸根离子,当向 其中加入盐时,只要其中任何一种离子的浓度能降低,盐和酸的反应就能发生。 在盐酸中加入碳酸钠固体, 因为碳酸钠在水中可电离出碳酸根离子, 它和 H 能快速结合成不 稳定的碳酸,分解成 CO2 和水,导致该反应发生。同样,加入碳酸钙或碳酸钡固体时,虽然 固体溶解度不大,但溶解部分电离产生的碳酸根仍能和 H 结合,所以照样可以反应,不过相 同条件下产生气泡不如碳酸钠剧烈。其反应方程式如下: Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O BaCO3+2HCl===BaCl2+CO2↑+H2O 在硫酸中加入醋酸钠固体时,醋酸钠在水中可电离出醋酸根离子,它和 H 结合形成醋酸(一
+ + + + -

种弱酸,水溶液中主要以分子形态存在),这将大大降低了 H 浓度,促成反应进行到底。次 氯酸钠、磷酸钠等弱酸盐和硫酸、盐酸等强酸的反应原理与此相似,习惯上被初中化学教师 概括为强酸制弱酸。反应方程式如下: 2CH3COONa+H2SO4===Na2SO4+2CH3COOH 2NaClO+H2SO4===Na2SO4+2HClO [试一试] 2.一定条件下, 稀硫酸和氯化钡溶液, 氯化钠与硝酸银溶液混合都有白色沉淀生成, 写出反应方程式,说明反应充分进行的理由。 向硫酸铜溶液中,滴入新制的饱和氢硫酸(H2S、二元弱酸)时,能观察到黑色沉淀,表明二者 能发生化学反应,其反应方程式如下: CuSO4+H2S===H2SO4+CuS ↓ 该反应的发生证明,弱酸在一定条件下也可生成强酸,所以“强酸制备弱酸”规律是有缺陷 的、不严密的、有条件的。从本质上看,硫酸铜电离产生的 Cu2 能和氢硫酸部分电离产生的




S2 形成难溶于水(也难溶于酸)的 CuS 沉淀,铜离子浓度降低,反应能够发生。从表面看,这


一反应发生的理由仍然是因为生成物出现了不溶性沉淀物,降低了离子浓度。 (2)碱和盐的反应 一定条件下,在氯化铁溶液中滴加氢氧化钠溶液可以产生红褐色沉淀,该反应往往被用来验 证溶液中是否存在铁离子,其反应方程式是 FeCl3+3NaOH===Fe(OH)3↓+3NaCl。工业生产 中,通过向氢氧化钙悬浊液中加入饱和碳酸钠溶液制备烧碱,其反应方程式是 Na2CO3 + Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH。向氯化铵稀溶液中加入烧碱固体,能放出有刺激性气味的氨 气,这是铵盐的一个重要性质,其反应方程式是 NH4Cl+NaOH===NaCl+NH3↑+H2O。 一般来说,盐和碱的反应中,两种反应物都是可溶性化合物,如果都不溶解,反应将很难进 行。 (3)盐和盐的反应 酸和酸、碱和碱、盐和盐理论上也可能发生反应,酸和酸、碱和碱的反应,反应原理复杂, 在高中化学中会逐步接触个别案例;而盐与盐的反应在初中化学中已有接触,在高中会增加 更多案例。 如我们熟知的硝酸银与氯化钠的反应,被用来检验溶液中是否存在氯离子;氯化钡和硫酸钠 的反应,被用来检验溶液中是否存在硫酸根离子;碳酸钠和氯化钡溶液混合时也会产生白色 沉淀。目前所接触的案例中,大多数盐和盐的反应均发生在两种可溶性盐之间,在高中选修 “化学反应原理”模块,会学习不溶性盐和另一种可溶性盐溶液之间的反应,如分析化学中

常用饱和碳酸钠溶液处理硫酸钡固体,将不溶于水的硫酸钡转化为可溶于酸的碳酸钡,这种 反应方式常被用于无机化合物的制备、提纯和废水处理中。 以上发生在溶液中的两种化合物间的反应,如碱性氧化物和酸、酸和碱、酸和盐、碱和盐、 盐和盐的反应,都是两种电解质之间的反应,两种化合物先“分解”成两种成分(阳离子和阴 离子),再重组为两种新的化合物,这类反应习惯上称为复分解反应。理论上,任何两种电解 质,只要彼此组分中的阴阳离子都不相同,相互交换组成又能形成沉淀(溶解度更小的物质)、 气体(挥发性物质)、水(高中化学将此扩展为水、醋酸等弱电解质)等产物,就有可能发生复分 解反应。从形式上看,形成沉淀、气体或水是复分解反应发生的三种主要原因;从本质上看 都是通过降低原反应物中某种离子的浓度而实现的。 3.氧化物跟其对应水化物间的相互转化 含氧酸和碱分别是酸性氧化物和碱性氧化物的水化物(和水化合形成产物的简称),它们之间 往往有如下转换关系: 碱性氧化物+水― →碱 酸性氧化物+水― →酸 下面综合讨论氧化物与其水化物间的转化规律。 (1)碱性氧化物和碱之间的相互转化 大部分碱性氧化物不能跟水直接化合成对应的水化物,一般来说,只有可溶性碱才可以此碱 性氧化物和水直接化合形成, 中强碱氢氧化镁也适用此规律, 但化合速率不如可溶性的烧碱。 例如: Na2O+H2O===2NaOH MgO+H2O===Mg(OH)2 碱性氧化物跟水接触时,在水分子作用下,晶体中的金属离子和氧离子被水分子入侵后离解 成自由移动的离子,其中的氧离子被水中微量的 H 捕获成为 OH ,这样就使氧化物转变成 碱。 碱在加热时一般可分解为碱性氧化物和水,其分解倾向与碱性氧化物和水结合倾向的强弱相 反。一般地说,越容易由碱性氧化物和水化合生成的碱就越难分解,也就是说,可溶性碱一 般加热不分解,而不溶性碱加热时可分解成碱性氧化物和水。强碱类的氢氧化钙要强热才分 解,中强碱的氢氧化镁在加热时可分解,氢氧化铜在热水中就可分解成黑色沉淀,而氢氧化 银极不稳定,在含 Ag 的溶液中加入碱,析出的氢氧化物马上分解成氧化物,只能得到氧化 物(Cu 、Hg2 与 Ag 类似)。
+ + + + + -

Ca(OH)2=====CaO+H2O Mg(OH)2=====MgO+H2O Cu(OH)2=====CuO+H2O 总之,一般可溶性碱可由其氧化物和水化合形成,高温也难分解;不溶性碱不能由其氧化物 与水化合形成,但受热会分解成对应氧化物和水。 (2)酸性氧化物和酸之间的相互转化 一般来说,可溶于水的酸性氧化物都能和水直接化合成对应的含氧酸(元素有相同的价态)。 例如: SO3+H2O===H2SO4 SO2+H2O??H2SO3 而不溶性氧化物(如 SiO2,沙子、石英、水晶的主要成分)一般和水就不能直接化合,因此对 应含氧酸 H2SiO3 就只能用其他方法合成。二氧化钛(TiO2)、三氧化钨(WO3)等酸性氧化物不 能和水化合的原因与此相似。制取二氧化硅可以和氧化钠或氢氧化钠反应得到硅酸钠,硅酸 钠再和盐酸、稀硫酸等酸发生反应转化为硅酸,即 SiO2→Na2SiO3→H2SiO3 两步完成转化。 [试一试] 3.以 SiO2 和其他常见试剂为原料,制取硅酸,写出相应的化学反应方程式。 绝大部分含氧酸能分解成对应的氧化物(被形象地称为酸酐)和水。 对应酸酐不挥发、 不溶解(难 溶或微溶)的,容易受热分解成酸酐和水,如硅酸、磷酸;对应酸酐为低价态气体的,只能存 在于溶液中,也就是极易分解,如碳酸、亚硫酸。 H2SiO3=====SiO2+H2O H2SO3??SO2+H2O [试一试] 4.HNO2 也只能在稀溶液中存在,已知亚硝酸钠溶液和硫酸可以发生复分解反应, 请写出相应的化学反应方程式。
△ 热水 加热

强热

(满分 50 分 限时 30 min) 一、选择题(本题包括 10 小题,每小题 4 分,共 40 分,每题只有 1 个正确答案。) 1.图中相连物质间在一定条件下可以发生反应,下表提供的四组物质符合要求的是( )

甲 A B C D H2 Mg Ca(OH)2 Na2CO3

乙 O2 HCl CO2 BaCl2

丙 HCl CuCl2 NaOH HCl

丁 CuO NaOH CuSO4 Ca(OH)2

2.下表中“——”表示相连的物质间能发生反应, “→”表示这种物质经一步反应可转化为另 一种物质,则甲、乙、丙、丁四种物质不符合对应“转化关系”的是( 选项 转化关系 甲 物 质 乙 丙 丁 Ca(OH)2 HCl Na2CO3 Ba(OH)2 C O2 Fe2O3 CO ) Fe HCl CaCl2 NaOH Na2CO3 Ca(OH)2 BaCl2 H2SO4 A B C ) D

3.下列各组物质的溶液,不能发生复分解反应的是( A.HCl 和 Ca(OH)2 C.AgNO3 和 BaCl2 B.Na2CO3 和 H2SO4 D.KCl 和 CuSO4

4.在水溶液中,一般不与其他物质发生复分解反应的是( A.硝酸钠 C.氢氧化铁 B.碳酸钾 D.硝酸 )

)

5.下列各选项中括号内物质不是对应酸酸酐的是( A.H2SO4(SO3) C.H3PO4(P2O5) B.H2SiO3(SiO2) D.HNO3(NO2) )

6.下列变化,不能通过一步反应实现的是( A.Na2CO3→NaOH C.FeCl3→Fe(OH)3

B.BaCl2→Ba(OH)2 D.CaCO3→CaCl2 )

7.下列物质间的反应能一步实现的是(

A.Na2O→NaOH C.FeO→Fe(OH)2

B.SiO2→H2SiO3 D.FeO→FeCO3 )

8.下列物质间的化学反应不属于复分解反应的是( A.Na2O 和 HCl C.Ba(OH)2 和 H2SO4 B.SiO2 和 NaOH D.AgNO3 和 HCl

9.下表所列各组物质中,物质之间通过一步反应就能实现如图所示转化的是(

)

物质 a 选项 A B C D Al2O3 CuO SiO2 CO2 Al(OH)3 Cu(OH)2 Na2SiO3 CuCO3 AlCl3 CuCl2 H2SiO3 Na2CO3 ) b c

10.往盐酸和氯化钙的混合溶液中逐滴加入碳酸钠溶液,观察到的现象是( A.开始冒气泡,后出现白色沉淀 B.只有白色沉淀析出 C.只有大量的气泡冒出 D.开始出现白色沉淀,后冒出大量气泡 二、填空题(本题包括两小题,共 10 分)

11.(6 分)以铜为原料制取氢氧化铜,设计必要步骤并写出相应的化学方程式。 12.(4 分)氯化钠和硫酸一定条件下可发生反应,即 2NaCl+H2SO4=====Na2SO4+2HCl↑, 该 反 应 类 型 是 ________________ 反 应 , 反 应 能 够 趋 于 完 全 进 行 的 理 由 是 __________________________________,为保证该反应进行,从反应物状态或浓度看其最佳 条件是____________________________________。


答案精析
试一试 1.2NH3· H2O+CO2===(NH4)2CO3+H2O NH3· H2O+CO2===NH4HCO3 试一试 2.H2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2HCl,NaCl+AgNO3===NaNO3+AgCl↓。 两个反应完全进行都是因为生成了沉淀,降低了对应离子的浓度。 试一试 3.2NaOH+SiO2===Na2SiO3+H2O Na2SiO3+2HCl===2NaCl+H2SiO3↓ 试一试 4.2NaNO2+H2SO4===N2O3+Na2SO4+H2O 限时作业 1.C 2.C 3.D 4.A [A 选项中的 Na 和 NO3 不能与别的离子或物质反应生成沉淀或气体,无法发生复分
+ -

解反应。] 5.D [酸酐中元素的化合价与酸中对应元素的化合价相同。D 中 HNO3 中 N 为+5 价,NO2 中 N 的化合价为+4 价,故 NO2 不是 HNO3 的酸酐,N2O5 才是 HNO3 的酸酐。] 6.B 7.A 8.B [B 选项中 SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O,该反应不是复分解反应,不符合复分解反 应 AB+CD===AD+CB 的一般规律。] 9.C 10.A 11.制备流程是 Cu→CuO→CuCl2→Cu(OH)2。 相应的化学方程式: Cu+O2=====CuO CuO+2HCl===CuCl2+H2O CuCl2+2NaOH===Cu(OH)2↓+2NaCl 12.复分解反应 生成挥发性的 HCl 气体 选用食盐固体与浓硫酸反应 解析 由于 HCl 气体极易溶于水,为使氯化氢尽量逸出,应尽可能减少含水量,选用食盐固 体与浓硫酸反应效果最佳。


第6讲

用分类的方法研究化学反应
高中教材要求 在高中化学中,除要求学生知道四种基本反 应类型不能包含所有化学反应外,更侧重引

初中教材要求 教材分析 在初中化学中,要求学生根据 反应物和生成物的组成和数

量判断化合反应、分解反应、 导学生从反应本质对化学反应进行分类。如 置换反应和复分解反应(俗称 四类基本反应)。 理解酸与碱生 成盐和水的复分解反应又称 为酸碱中和反应。知道氧化反 应和还原反应。 从是否存在化合价发生升降的元素来认识氧 化还原反应;从反应过程中是否存在离子来 认识离子反应。从而进一步了解氧化还原反 应、离子反应充分发生的条件、表示方法等。

概念:初中化学涉及的基本反应类型有四类,即化合反应、分解反应、置换反应、复分解反 应。由两种或两种以上物质反应生成一种化合物的反应,称为化合反应,即“由多变一”的 反应;一种化合物反应生成两种或两种以上物质的反应,称为分解反应,即“由一变多”的 反应;一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质与另一种化合物的反应,称为置换反应; 两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物的反应,称为复分解反应。 重点:根据置换反应中单质的不同类型又可分为①较活泼的金属置换出较不活泼的金属,如 Zn+CuSO4===ZnSO4+Cu; ②较活泼的非金属置换出较不活泼的非金属, 如 C+H2O=====CO +H2; ③非金属置换出金属, 如 H2+CuO=====H2O+Cu; ④金属置换出非金属(常见为氢气)Zn +2HCl===ZnCl2+H2↑。 规律:置换反应:溶液中金属所发生的置换反应,可根据金属活动顺序表进行推理。排在 H 前面的金属可与盐酸、稀硫酸等酸反应生成盐和氢气(硝酸除外),排在前面的金属能把排在 后面的金属从它的盐溶液中置换出来(K、Ca、Na 三种金属例外),排在 Fe 前面的金属只能与 其亚铁盐发生置换反应(铁盐一般不发生),而铁与其后的金属盐溶液反应只生成对应的亚铁 盐。 复分解反应:根据复分解反应中化合物不同的组成类型又可分为“金属氧化物和酸反应生成 盐和水、酸和碱反应生成盐和水、盐和酸反应生成另一种盐和另一种酸、盐和碱反应生成另 一种盐和另一种碱、 盐和盐反应生成另两种新盐” 【你能列举出相应的化学反应方程式吗?】 。 并不是所有化合物和化合物相互间就一定能发生复分解反应。从反应物角度看,反应物中不 出现盐的复分解反应,两种反应物至少有一种可溶,反应才能发生;反应物中出现盐的复分 解反应,两种反应物要求全部可溶,反应才能发生。从生成物角度看,只有生成物中出现不 溶性气体、不溶性沉淀或者有水生成时,复分解反应才能完全进行。
高温 高温

四类反应很重要,但并不能包含所有的化学反应,如 Fe2O3+3CO=====2Fe+3CO2、CH4+ 2O2=====CO2+2H2O,既不是置换反应,也不是复分解反应, 。 碳、铁、氢气等可燃物与氧(气)的反应称为氧化反应或者可燃物的氧化【你能写出对应的化 学方程式吗?】 。 当这种反应现象不易被察觉时,又称为缓慢氧化反应;而剧烈的、发光、发热的氧化反应就 称为燃烧;二者的本质区别就是反应快慢不同。而 Fe2O3 + 3CO=====2Fe + 3CO2 、 CuO + H2=====Cu+H2O 等反应中,金属氧化物失去氧转化为金属单质的过程,称为金属氧化物的 还原。 [想一想] 1.在初中化学的学习中,我们知道化学反应的基本类型有四种,即分解、化合、臵 换和复分解。在这四类反应中,一定会有单质生成的是________反应;可能会有氧化物生成 的反应有________类(填数字)。
高温 高温 点燃

高温

氧化反应、还原反应、氧化还原反应: 在初中, 我们以是否有氧元素的得失判断是否发生氧化反应、 还原反应。 例如: CuO+H2===== Cu+H2O,在此反应中,氧化铜失去氧变成铜的过程,称为氧化铜的还原反应。 根据质量守恒定律,我们知道氧化铜失去的氧元素原子是不会消失的,它只是从氧化铜转移 给了氢(气),反过来看,氢气得到氧后形成了水,这种氢气得到氧的过程,也就是氢气的氧 化过程,可称为氢气的氧化反应。 可见氧化过程和还原过程,不可能孤立的进行,它们总是相伴相生的,一个反应中存在氧化 过程,就必然同时存在还原过程,我们把这种反应就称为氧化还原反应,下图较好的描述了 氧化反应和还原反应的这种对立统一性。
高温

这一过程常用下列方式表示,习惯上称为双线桥法。

[想一想] 2.在下列反应中,①至④均发生了“氧的得失过程” ,是氧化还原反应。而⑤和⑥ 虽然反应物中也存在氧元素,但它们不属于氧化还原反应。请分别标出下列六个反应中各元 素的化合价。 ①Fe2O3+3CO=====2Fe+3CO2 ②C+H2O=====CO+H2 ③CH4+2O2=====CO2+2H2O ④2CO+O2=====2CO2 ⑤2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O ⑥NaOH+HCl===NaCl+H2O ⑦2Na+Cl2===2NaCl ⑧Zn+2HCl===ZnCl2+ H2↑ 从以上过程可以看出,①至④的反应中,均存在化合价发生改变的元素,而且有一种元素化 合价是升高的,同时有另一种元素的化合价是降低的;而⑤和⑥中元素的化合价均未发生改 变。这表明“得失氧”并不是氧化还原反应的唯一判断依据,我们还可以从元素化合价是否 发生改变来判断反应是否为氧化还原反应。在发生氧化还原反应的过程中,得氧过程对应于 元素化合价升高的过程,而失氧过程对应于元素化合价降低过程,因此,我们可以把元素化 合价升高的过程称为氧化反应(或氧化、被氧化),而元素化合价降低的过程称为还原反应(或 还原、被还原),同样可以用“双线桥”简单表示氧化还原反应的这一特征。
点燃 点燃 高温 高温

因为氧元素不能无中生有,也不会凭空消失,所以氧化反应和还原反应统一存在于一个完整 的反应中。不可能发生只存在氧化过程而没有还原过程的反应,同样道理,由于任何物质中 元素化合价代数和为 0, 所以在一个反应中各物质中所有元素的化合价代数和也为 0。 就是说, 如果有一种元素的化合价升高了,为了维持“代数和为 0”的平衡,必然要存在化合价发生 降低的元素。这种特点可用下图表示:

按元素化合价升降观点看,⑦和⑧也是氧化还原反应,它扩大了氧化还原反应的范畴,有利 于更好的总结化学反应的基本类型,用分类思想简化化学的研究对象。⑦和⑧反应中化合价 升降的“双线桥”可表示如下:

在反应⑦中,钠发生氧化反应,而氯气发生了还原反应;在反应⑧中,锌发生氧化反应,而 氯化氢发生了还原反应。通常在氧化还原反应中,发生氧化反应的物质被称为还原剂,如⑦ 和⑧中的钠和锌;而发生还原反应的物质被称为氧化剂,如⑦和⑧中的氯气和氯化氢。氧化 剂和还原剂也统一存在于同一氧化还原反应中,不可能存在只有氧化剂的氧化还原反应,也 不可能存在只有还原剂的氧化还原反应。 [想一想] 3.判断下列反应是不是氧化还原反应。如果是氧化还原反应,则用“双线桥”表示 出元素化合价的升降关系,指出氧化剂和还原剂。 ①2KMnO4=====K2MnO4+MnO2+O2↑ ②CaCO3=====CO2↑+CaO ③4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 ④CO2+H2O===H2CO3
高温 △

⑤Cl2+2KBr===Br2+2KCl ⑥CO2+2Mg=====2MgO+C ⑦CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑ ⑧Fe(OH)3 + 3HCl===FeCl3 + 3H2O ⑨Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O ⑩MnO2+4HCl(浓)=====MnCl2+Cl2↑+2H2O 从中还可以发现一些规律: ①置换反应一定是氧化还原反应(习惯上总结出有单质存在的反应 一般是氧化还原反应,但有例外,如一定条件下氧气转化为臭氧的变化,3O2===2O3 就不是 氧化还原反应)。②复分解反应一定不是氧化还原反应。③分解反应和化合反应中只有部分是 氧化还原反应。 ④也有一些氧化还原反应不属于四类反应。 这种关系我们可用下列图示表示:
△ △

[想一想] 4.用化学方程式表示出下列物质的反应。 并指出其中的强电解质、 弱电解质和非电 解质。 ①硫酸溶液和烧碱溶液的反应,②硫酸溶液和氢氧化钡溶液的反应,③氧化铜和稀硫酸的反 应,④氧化铜和 CO 的反应,⑤氢气和氧气的反应,⑥盐酸溶液和烧碱溶液的反应,⑦醋酸 溶液和氨水(NH3· H2O)的反应,⑧锌和稀硫酸的反应。 除反应④和⑤外,其他反应都是在溶液中进行的,根据物质的溶解度和电解质的电离程度, 将溶液中发生的各个反应的反应物和生成物存在的主要微粒形式进行表示,可归纳出溶液中 这些反应的共同特点。硫酸钡虽然是强电解质,可完全电离,但因溶解度小,在溶液中主要 以沉淀形式存在;Zn 和 H2 属于单质,都不与水发生反应,在溶液中仍以单质形式存在;CuO 等金属氧化物只在熔融状态下发生电离,它不溶于水,在溶液中仍以固体形式存在;H2O、 CH3COOH、NH3· H2O 是弱电解质,电离部分很小,主要以分子形式存在;其他电解质都属 于可溶性、完全电离的强电解质,它们以离子形式存在于溶液中。由此上述反应可表示如下:
2 2 ①2H +SO2 ②2H +SO2 4 +2Na +2OH ===2Na +SO4 +2H2O, 4 +Ba +2OH ===BaSO4
+ - + - + - + - + -

2 2 ↓+2H2O,③2H +SO2 4 +CuO===Cu +SO4 +H2O,⑥H +Cl +Na +OH ===Na +Cl
+ - + - + - + - + -

2 +H2O,⑦CH3COOH+NH3· H2O===CH3COO +NH4 +H2O,⑧Zn+2H +SO2 4 ===Zn +
- + + - +

SO2 4 +H2↑。


在这些反应中,或者是反应物或者是生成物都出现了自由移动的离子,通常我们把存在离子 的一类化学反应就称为离子反应,不存在离子的化学反应就叫作非离子反应。前后相同的离 子表示这类离子在溶液中没有发生实质性的变化,如果将前后相同的离子等量删除,可以进 一步发现溶液中的离子反应的基本特征,有些离子并不参加反应,而能够表示这种离子反应 本质的式子,就称为离子反应方程式。 以上反应的离子方程式可表示如下:
2 ①H + OH ===H2O, ②2H +SO2 ③2H +CuO===Cu2 4 +Ba +2OH ===BaSO4↓+2H2O,
+ - + - + - + +

+H2O,⑥H +OH === H2O,⑦CH3COOH+NH3· H2O===CH3COO +NH4 +H2O,⑧Zn
+ +









+2H ===Zn2 + H2↑。 ①和⑥是不同的酸碱中和反应,但最终的离子反应方程式是一样的,从这一点可以看出,离 子反应方程式不仅可表示某具体物质之间的反应,它还可以表示一类反应,如 H + OH
+ -

===H2O 就表示强酸和强碱生成可溶性盐和水的中和反应。 “表示反应本质相同的一类反应” 正是我们提出“离子反应”概念的原因之一,它将帮助我们更好的整理溶液中反应的类型, 简化对反应类型的记忆。

(满分 50 分 限时 30 min) 一、选择题(本题包括 10 小题,每小题 3 分,共 30 分,每题只有 1 个正确答案) 1.氢氧化钾在我国古代纺织业长期作漂洗的洗涤剂,古人将贝壳(主要成分为碳酸钙固体)灼 烧后的固体(主要成分是氧化钙)与草木灰(主要成分是碳酸钾)在水中相互作用, 就生成了氢氧 化钾。在上述反应过程中没有涉及的化学反应类型是( A.化合反应 C.置换反应 B.分解反应 D.复分解反应 ) )

2.下列关于氧化还原反应的说法正确的是( A.被氧化的物质是氧化剂 B.置换反应一定是氧化还原反应

C.元素由化合态变为游离态时,该元素一定被还原 D.离子反应不可能是氧化还原反应 3.中国科技大学的钱逸泰教授等以 CCl4 和金属钠为原料,在 700 ℃时制造出纳米级金刚石

粉末, 发生的反应是 4Na+CCl4===C+4NaCl。 该成果被科学家们高度评价为 “稻草变黄金” 。 同学们对此有下列一些“理解” ,其中错误的是( A.金刚石属于金属单质 B.反应过程中元素种类没有改变 C.该反应属于氧化还原反应 D.该反应是置换反应 4.下列说法正确的是( ) )

A.化合反应一定是氧化还原反应 B.分解反应一定是氧化还原反应 C.置换反应一定是氧化还原反应 D.复分解反应一定是氧化还原反应 5.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如下图所示,则下列化学反应属于区域 3 的是 ( )

A.Cl2+2KBr=====Br2+2KCl B.2NaHCO3===Na2CO3+H2O+CO2↑ C.4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 D.CuO + CO=====Cu+CO2 6.氧化和还原发生在同一元素间的反应是( A.Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O B.Fe+CuSO4===FeSO4+Cu C.2KClO3===2KCl+3O2↑ D.2H2O=====2H2↑+O2↑ 7.离子方程式 H +OH ===H2O 可表示的化学反应是( A.盐酸和氢氧化钡的反应 B.硝酸和氢氧化镁的反应
+ -





)

电解

)

C.硫酸和氢氧化钡的反应 D.盐酸和氨水反应 8.下列反应中,不能用离子方程式 Ba2 +SO2 4 ===BaSO4↓来表示的是(
+ -

)

A.稀硫酸与硝酸钡溶液的反应 B.硫酸钾溶液与氯化钡溶液的反应 C.稀硫酸与氢氧化钡溶液的反应 D.硫酸钠溶液与硝酸钡溶液的反应 9.下列各组物质间的反应,既属于氧化还原反应,又属于离子反应的是( A.锌与稀硫酸 C.氢气在氯气中燃烧 B.盐酸与硝酸银溶液 D.氧化钠溶于水
+ + +

)

10.离子方程式 BaCO3+2H ===CO2↑+H2O+Ba2 中的 H 不能代表的物质是( ①HCl ②H2SO4 ③HNO3 ⑤CH3COOH A.①②③ C.②④⑤ B.③④⑤ D.②③④ ④NaHSO4

)

二、填空题(本题包括 3 小题,共 20 分) 11.(5 分)将符合下列反应类型的化学方程式的序号填入相应的横线中: ①Fe3O4+4CO=====3Fe+4CO2 ②2KMnO4=====K2MnO4+MnO2+O2↑ ③Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑ ④CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑ ⑤C2H5OH+3O2=====2CO2+3H2O ⑥3Fe+2O2=====Fe3O4 ⑦CuO+H2=====Cu+H2O 属于化合反应的是________________,属于分解反应的是__________________,属于复分解 反 应 的 是 ____________ , 属 于 置 换 反 应 的 是 ____________ , 属 于 氧 化 还 原 反 应 的 是 ______________________。 12.(5 分)分类作为一种重要的科学思想,在科学研究中占有重要地位。氧化还原反应有多种
高温 点燃 点燃 △ 高温

分类方法,其中根据参与化合价升降元素种类是否相同的分类方法最为常见。下列反应中化 合价升降发生在相同价态的同种元素之间的有________________,化合价升降发生在不同价 态 的 同 种 元 素 之 间 的 有 ________________ , 化 合 价 升 降 发 生 在 不 同 元 素 之 间 的 有 ________________。(填序号) ①C+CO2=====2CO ②NH4NO3===N2O+2H2O ③2KClO3=====2KCl+3O2↑ ④S+2KNO3+3C===K2S+N2↑+3CO2↑ ⑤3Cl2+6NaOH===5NaCl+NaClO3+3H2O 13.(10 分)写出下列反应的化学方程式,若属于离子反应的,直接用离子方程式表示;若属 于氧化还原反应,请用双线桥表示出化合价升降方向及反应本质。 (1)K2CO3 溶液与 Ba(OH)2 溶液反应 (2)氯化钠溶液和硝酸银溶液混合 (3)醋酸与 NaOH 溶液反应 (4)铁和硫酸铜溶液混合
△ △

答案精析
[想一想] 1.置换 4 解析 在四种基本反应类型的化学反应中, 化合反应、 复分解反应的生成物中一定不含单质; 分解反应的生成物中可能含有单质,如实验室制取氧气;臵换反应是单质和化合物生成单质 和化合物的反应,生成物中一定含有单质。水是最常见的氧化物,只要有水生成即可满足题 意。化合反应可能生成氧化物,如氢气和氧气反应生成水;分解反应可能生成氧化物,如过 氧化氢分解生成水和氧气;臵换反应可能生成氧化物,如氧化铜和氢气反应生成铜和水;复 分解反应可能生成氧化物,如盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,所以可能生成氧化物的 反应有四类。
+3-2 +2-2

[想一想] 2.①Fe2O3+3CO =====2Fe+3CO2
0
+1 -2

高温

0

+4-2

②C+ H 2 O ===== CO +H2
-4+1

高温

+2-2

0

0

③ CH 4+2O2 =====CO2+2H 2 O
+2-2

点燃

+4-2

+1 -2

0

④2CO+O2 =====2CO2
+1 -2+1 +4-2 +1+4-2 +1 -2

点燃

+4-2

⑤2Na O H +CO2 ===Na2CO3+ H 2 O
+1-2+1 +1-1 +1-1 +1 -2

⑥NaOH+HCl ===NaCl+ H 2 O
0 0
+1-1

⑦2Na+Cl2 ===2NaCl
0
+1-1 +2 -1

0

⑧Zn+2HCl ===ZnCl2+H2↑ [想一想] 3.属于氧化还原反应的有①③⑤⑥⑨⑩, 对应的化合价升降用双线桥表示如下, ① 氧化剂为 KMnO4,还原剂为 KMnO4;③氧化剂为 O2,还原剂为 Fe(OH)2;⑤氧化剂为 Cl2, 还原剂为 KBr;⑥氧化剂为 CO2,还原剂为 Mg;⑨氧化剂为 Cl2,还原剂为 Cl2;⑩氧化剂 为 MnO2,还原剂为 HCl。

[想一想] 4.①H2SO4+2NaOH===Na2SO4+2H2O, ②H2SO4+Ba(OH)2===BaSO4↓+2H2O, ③H2SO4+CuO===CuSO4+H2O,④CO+CuO=====Cu+CO2,⑤2H2+O2=====2H2O,⑥HCl + NaOH===NaCl + H2O , ⑦ CH3COOH + NH3· H2O===CH3COONH4 + H2O , ⑧ Zn + H2SO4===ZnSO4+H2↑。 其中的强电解质有 H2SO4、 NaOH、 Na2SO4、 Ba(OH)2、 BaSO4、 CuO、 CH3COONH4、ZnSO4、HCl、NaCl、CuSO4,弱电解质有 H2O、CH3COOH、NH3· H2O,非电 解质有 CO、CO2。Cu、Zn、H2 和 O2 属于单质,既不是电解质,也不是非电解质。 限时作业 1.C [碳酸钙分解为 CaO 和 CO2,CaO 和水化合成 Ca(OH)2,Ca(OH)2 和 K2CO3 交换形成 KOH,显然无臵换反应。] 2.B [被氧化是指化合价升高的过程,氧化剂指含化合价降低元素的反应物,A 错;化合态
高温 点燃

如果呈正价,变为游离态过程就被还原,发生还原反应,化合态如果呈负价,变为游离态过 程就被氧化,发生了氧化反应,C 错;锌和稀硫酸的反应,Zn+2H ===Zn2 +H2↑,既是离
+ +

子反应,也是氧化还原反应,D 错。] 3.A [金刚石是非金属元素组成的单质。]

4. C [一般存在单质的化合反应或分解反应是氧化还原反应, 否则属于非氧化还原反应, A、 B 错误;复分解反应一定不是氧化还原反应,D 错误。] 5.D [图中 3 表示这种反应不属于化合、分解、复分解和臵换四类基本反应,但可归属于

氧化还原反应。] 6.A 7.A [氧化和还原发生在同一元素,也就是化合价升降发生在同一元素。] [B 中 Mg(OH)2 不溶于水,以固体形式存在,不能拆成离子,错误;C 中生成的硫酸

钡不溶于水,以固体形式存在,不能拆成离子,错误;D 中氨水是弱电解质,只有极少分子 发生电离,主要以 NH3· H2O 存在,不能拆成离子,错误。] 8.C [C 中除生成硫酸钡外,还生成了弱电解质水,离子方程式中一定还有 H2O。] 9.A [一般有单质存在的反应是氧化还原反应,A 和 C 满足,在水溶液中发生的含电解质

的反应是离子反应,A、B、D 满足。] 10.C [CH3COOH 是弱电解质,不能拆分成离子;H2SO4 和 NaHSO4 中的硫酸根离子和钡

离子能形成硫酸钡沉淀,硫酸钡不可拆分成离子,所以答案为 C。] 11.⑥ ② ④ ③⑦ ①②③⑤⑥⑦ 12.⑤ ①② ③④
2 13.(1)CO2 3 +Ba ===BaCO3↓
- +

(2)Ag +Cl ===AgCl↓ (3)CH3COOH+OH ===CH3COO +H2O (4)
- -





第7讲
教材分析 初中教材要求

沉淀反应及其应用
高中教材要求 能利用沉淀反应进行更多离子的检验、物质

学会利用沉淀反应检验离子 (如 Cl 、 SO2 4 )和进行物质的
- -

的提纯、物质纯度的测定。能从实验的定量 化要求判断沉淀反应是否完成。在过滤实验 中,根据沉淀及其附着物性质选择洗涤剂、

提纯,能用过滤操作将沉淀 从溶液中分离。 洗涤温度和判断洗涤是否干净等操作。

1.沉淀反应 有沉淀生成是化学反应过程中伴随的一种常见现象,是我们判断反应发生的常用方法,沉淀 物组成不同, 颜色也不一样。 初中化学中常见沉淀大多为白色沉淀, 如 AgCl、 BaSO4、 CaCO3、 BaCO3、Mg(OH)2、Al(OH)3 等,而 Cu(OH)2 、CuCO3 为蓝色沉淀,Fe(OH)3 为红褐色沉淀。

请分别写出一个生成上述沉淀的化学反应方程式: ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 溶液中 Cl 的检验方法___________________________________________________。 溶液中 SO2 4 的检验方法__________________________________________________。
- -

知识卡片 常见不溶性物质 盐酸盐中除(亚)汞银(盐酸盐里除氯化银和氯化亚汞外都溶),硫酸盐中除钡铅(硫酸盐中不溶 的是硫酸钡和硫酸铅),钾钠铵钡碱可溶(氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钡和一水合氨均可溶), 钾钠硝铵盐均溶(钾盐、钠盐、硝酸盐和铵盐都溶于水)。 微溶物:Ca(OH)2 MgCO3 CaSO4 Ag2SO4 2.利用沉淀反应检验或推断物质 【例题 1】 一澄清透明的溶液中可能含有下列离子中的一种或几种: K 、 Ba2 、 Cl 、 NO3 、
+ + - -

2 CO2 3 、SO4 。现依次做以下实验:
- -

(1)取少量溶液,加入用稀盐酸酸化的 BaCl2 溶液,只观察到产生白色沉淀; (2)将(1)过滤,向滤液中加入硝酸银溶液,又产生白色沉淀。 由此可以推断: 溶液中肯定存在的离子有________________; 溶液中肯定不存在的离子有________________; 溶液中还不能确定是否存在的离子有________________。 3.利用沉淀反应进行物质的提纯 【例题 2】 海水晒盐得到的固体,经过重结晶后得到粗制食盐,但其中仍含有硫酸钠、氯 化镁、氯化钙等可溶性杂质,通常利用沉淀反应来除去这些杂质以获得纯净的食盐。其净化 工艺流程如下:
过量BaCl2 蒸发

― ― →



过量Na2CO3

― ― →



过量NaOH

― ― →



粗盐溶液 ― →

― →

足量盐酸

― ― → ― ― →



过滤

― ― → 精盐NaCl (1)请分别写出加入过量氯化钡、碳酸钠和烧碱溶液所发生反应的方程式,并说明除去对象的 化学式。 ①________________________________________________________________________,目的 是除去( )

②________________________________________________________________________,目的 是除去( )

③________________________________________________________________________,目的 是除去( 以 上 三 ) 步 中 , 所 加 试 剂 为 何 要 过 量 ? 原 因 是

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)①②③ 三 步 中 试 剂 加 入 顺 序 是 否 可 调 整 为 ②①③ ? 原 因 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________, 还有其他顺序么,有则请排出顺序(若无,此空不用作答)__________________。 (3)过滤后的滤液中存在的溶质有____________________________,向其中加入盐酸所发生的 反 应 是 __________________________________________ , 过 量 盐 酸 是 如 何 除 去 的 ? _____________________。 (4)过滤实验中使用的主要玻璃仪器有______________________________________。 总之,利用化学反应将溶液中可溶性杂质转化为沉淀,借助过滤方法是除去杂质的一种重要 方法,为了保证杂质离子被完全除去,添加沉淀剂一般要过量。过量试剂在除去目标对象后, 其多余部分必然又会成为新的杂质,必须在后续步骤中除去,若不能利用物理方法除去,就 需要再通过化学方法将其转化为易从体系中分离出去的物质。在提纯过程中,如果使用两种 以上试剂的话,必然会存在一个最佳顺序的问题,分析原则就是要保证每一种试剂最后都能 除去。 4.利用过滤将沉淀物从溶液中分离

(1)仪器:铁架台、铁圈、烧杯、滤纸、________。 (2)原理:把液体与________液体的固体进行分离。 (3)操作:①一贴:滤纸紧贴__________;②二低:滤纸边沿低于____________;滤液面低于 ________ 。③三靠:玻璃棒末端紧靠 ________;烧杯尖嘴部紧靠 ________ ;漏斗颈部紧靠

________。 (4)作用:除去液体中____________杂质或用于混合物的分离提纯 (5)经多次过滤后,滤液仍然浑浊的原因可能是 ①滤纸____________,②液面高于____________,③仪器不干净等。

根据是否产生沉淀以及沉淀的颜色可以定性判断一些离子或物质的存在,这属于定性判断, 也可以利用沉淀反应除去溶液中一些可溶性杂质。在定性判断中,我们可以根据实验现象判 断有什么离子,没有什么离子,但不能确定该物质的具体质量。要确定某物质的含量,通常 是利用化学反应将其转化为沉淀、气体等易测量物,最方便的是通过测量沉淀的质量,借助 化学反应方程式的质量比就可以推断被沉淀物质的含量。为使定量实验误差尽量的小,对过 滤实验就会有更高的要求,要求沉淀反应尽可能完全进行,沉淀剂就必须足量;沉淀物表面 不能吸附其他杂质,因此对沉淀就需要洗涤;需要根据沉淀本身及其附着物的性质选择恰当 的洗涤剂, 以保证能溶解杂质而沉淀物本身损失又尽量小; 还要根据沉淀物吸附离子的性质, 选择恰当方法快速检验沉淀是否洗涤干净。 家庭实验 用一个碗配制一碗浓的食盐水,然后放入一个干净的黑色石块,片刻后取出,晾 干。观察石块表面是否有白色晶体附着。大家有这样的生活经验,一把勺子从浓的盐水中拿 出来不冲洗,直接晾干,勺子表面会有一层白色的固体附着。其实白色固体是氯化钠,当勺 子从氯化钠溶液中取出时, 表面附着了溶液中的 Na 、 Cl , 同样沉淀从溶液中过滤出来以后, 也会附着溶液中可溶性的离子,如果不除去沉淀上附着的这些离子,会使沉淀不纯。 在夏天多汗的时候,衬衫衣领上经常会产生很多盐霜,其实是人体排放出汗水中的氯化钠等 电解质,水分蒸发后,结晶附着在纤维组织上。同样道理,在硫酸钠与氯化钡反应产生的硫 酸钡沉淀表面,也会吸附溶液中可溶性物质,如钠离子、氯离子,所不同的是,这些离子我 们肉眼是无法察觉的。 生活中,我们常将脏衣服投入水中,让衣服上附着的可溶性物质溶解而除去,查看衣服上是 否还有附着物或洗涤水是否干净,就可检验衣服是否洗干净。滤纸表面沉淀物的洗涤不可能 像衣服一样,也将其投入大量水中去洗涤。只要我们改变一下方向,将水缓慢滴在沉淀物表 面,让水因重力而自然流过沉淀物,在水的自然下降过程中,溶解沉淀表面附着的可溶性离 子,从而达到洗涤目的。也可以将蒸馏水沿玻璃棒引流至滤纸表面沉淀物,至刚好没过沉淀, 待水滤出后重复 2~3 次。
+ -

同样,我们也不可能像检查衣服是否洗净一样,去检查沉淀物表面是否还吸附离子,只能把 重点放在检查洗涤所用滤液中是否存在其他离子,如果不含有其他离子,说明流过沉淀物的 水是纯水,也就是洗净了。如洗涤硫酸钠与氯化钡反应产生的硫酸钡沉淀,就是检查最后一 次洗涤水(滤液)中是否含有 Na 、 Cl ,通常可以选择证明其中是否存在氯离子的方法来设 计实验。在最后的洗涤液中滴加少量硝酸银溶液,如果没有白色浑浊物出现就证明洗净了; 如果有,就没洗净。 我们知道,衣服上粘附不同类型的污渍,需要选用不同性能的洗涤剂,对于吸附灰尘、泥浆 等水溶性物质的衣服,一般只需要用清水就可洗涤;对于吸附食用油、脂肪等有机物的衣服, 就需要使用汽油、酒精等有机溶剂类洗涤剂。现代日用化工,已为家庭主妇们开发了针对血 迹、机油、色素等各种性质污渍的专用洗涤剂。真丝类衣服表面上吸附的食用油,我们不能 选用汽油作洗涤剂,因为你不能在溶解污渍的同时,也溶解真丝衣服材料本身。和此道理一 样,不同性质的沉淀物吸附不同类型的杂质,洗涤剂只能溶解杂质,沉淀物本身在其中的溶 解度要尽量的小。对于难溶性沉淀物表面吸附的可溶性杂质离子一般可用蒸馏水洗涤。对于 易溶性沉淀物表面吸附的可溶性杂质离子,当沉淀本身溶解度随温度升高而增大时,最好用 冰水洗涤,从而减少沉淀物本身的溶解。如洗涤 CuSO4· 5H2O 晶体可以用冰水或酒精洗涤; 当沉淀物的溶解度随温度的升高而减小时,最好用热水洗涤,以减少沉淀物本身的损耗,如 洗涤氢氧化钙表面吸附离子时,热水效果要好于冷水。总之,我们要根据沉淀物本身及其附 着物的溶解特点,选择恰当的洗涤剂,控制恰当的温度,尽量使吸附物在其中溶解度要大, 沉淀物在其中溶解度要小。 【例题 3】 向含 Na2CO3、NaNO3 的混合溶液中加入 BaCl2 使 CO2 3 完全沉淀,以测定碳酸
- + -

钠和硝酸钠混合物中碳酸钠的质量分数。如何判断沉淀反应中 BaCl2 已经足量? 实验室判断沉淀反应是否完成时,一般是向静置后的上层清液中继续小心滴加沉淀剂溶液, 若不再产生沉淀则原来沉淀剂已过量。 【例题 4】 实验室有一含有硝酸钠和硫酸钠的混合物,现通过实验测定其中硫酸钠的百分 含量,实验步骤如下:(1)称取样品 W1 克,(2)将样品溶解配成溶液,(3)在溶液中加入过量的 氯化钡溶液,(4)静置一段时间后,过滤和洗涤沉淀,(5)烘干沉淀,恢复到室温后称得质量为 W2 克,(6)计算样品中硫酸钠的质量分数. 试回答以下问题: (1)过滤实验用到的主要玻璃仪器名称是________。 (2)洗涤沉淀的原因是________________________。若不洗涤沉淀,最后测得的硫酸钠的质量

分 数 将 ________(“ 偏 高 ” 、 “ 偏 低 ” 或 “ 无 影 响 ”) 。 洗 涤 沉 淀 的 方 法 是 ________________________________________________________________________。 判断沉淀已经洗涤干净的方法是____________________________________________。 (3)硫酸钠的质量分数表达式是_____________________________________________。

(满分 50 分 限时 30 min) 一、选择题(本题包括 5 小题,每小题 4 分,共 20 分,每题只有 1 个正确答案) 1.某学生发现滴瓶中的溶液有悬浮物, 拟用如图所示操作进行过滤, 操作中错误 的地方有( A.0 处 C.2 处 ) B.1 处 D.3 处 )

2.只用一种试剂就能将 Na2CO3、Ba(OH)2、NaOH 三种溶液区别开来,这种试剂是( A.H2SO4 B.HCl C.CaCl2 D.NH4Cl

3.测定一定质量硫酸铵和氯化铵混合物中氯化铵的质量分数,一般是通过加入一种试剂,发 生反应形成沉淀或气体,然后通过测量沉淀或气体的量完成实验目的。完成这一任务最好的 试剂是( ) C.AgNO3 D.NaOH

A.NaCl B.BaCl2

4. 上题实验基本流程之一是: 称量样品→溶解→加过量试剂→过滤出沉淀→洗涤沉淀→烘干 沉淀→称量沉淀→处理数据。若过滤所得沉淀未经洗涤即烘干称量,测定结果“氯化铵的质 量分数”将( A.偏高 C.无影响 ) B.偏低 D.无法确定

5.Ag2O2 是银锌碱性电池的正极活性物质,用如下方法制备:在过量 KOH 溶液中加入适量 AgNO3 溶液,生成 Ag2O 沉淀;保持反应温度为 80 ℃,再边搅拌边将一定量 K2S2O8 溶液缓 慢加到上述混合物中。反应完全后,过滤、洗涤、真空干燥就可得到固体样品。整个制备过 程可用 下列化学反应 方程式描 述: 2AgNO3 + 4KOH + K2S2O8 ===== Ag2O2↓+ 2KNO3 + 2K2SO4+2H2O。 在上述制备过程中,沉淀表面吸附物质不含有( )


A.KNO3 B.K2SO4 C.KOH D.AgNO3 二、填空题(本题包括 3 小题,共 30 分) 6.(6 分)有一包固体粉末,可能含有碳酸钙、硫酸铜、硝酸钾、硫酸钠、氯化钡中的一种或 几种。为确定其组成,进行了如下实验: (1)取该固体粉末少量加入足量水中,搅拌,静置,得到白色沉淀,上层为无色溶液; (2)过滤,在白色沉淀中加入足量稀盐酸,白色沉淀不溶解。 根据以上实验可推断原固体粉末成分,还不能确定的物质是________________。 (3)为确定这包固体粉末的组成,小华同学称取了原固体粉末 7.00 g,加足量水充分溶解后过 滤 , 将 沉 淀 洗 涤 、 干 燥 , 称 得 质 量 为 4.66 g 。 通 过 计 算 确 定 这 包 固 体 粉 末 的 组 成 是 ________________________________________________________________________。 7. (14 分)某 NaOH 固体中含有 Na2CO3 杂质。 老师安排第一小组同学除去 NaOH 中的 Na2CO3; 第二小组同学测定固体混合物中的 Na2CO3 的质量分数。 Ⅰ.第一小组同学取一定量固体溶于水,得到混合溶液,为了除去溶液中的 Na2CO3 杂质,甲、 乙、丙、丁四位同学分别选择下列试剂进行实验,其中合理的是________。 甲:适量稀盐酸 乙:过量 KOH 溶液 丙:适量 Ba(OH)2 溶液 丁:适量 CaCl2 溶液 Ⅱ.第二组同学测定 NaOH 和 Na2CO3 混合物(质量为 a g)中 Na2CO3 的质量分数的操作流程如 下: 错误!错误!溶液错误!CaCO3错误!质量为 c g (1)如果 A 是两种元素组成的盐,则 A 是________(填化学式)。 (2)B 操作的名称是________,该操作中用到的玻璃仪器是________。 实验要求加入的 A 溶液必须过量,以保证反应物完全进行。检查原溶液中被反应对象已经反 应完的方法是_______________________________________________________________。 (3)实验中洗涤碳酸钙沉淀的方法是__________________________________。检验沉淀已经洗 涤干净的方法是_____________________________________________________________。 (4)混合物中 Na2CO3 的质量分数为______________用 a、c 的代数式表示)。 8.(10 分)为了测定由 NaCl 和 Na2SO4 组成混合物中 Na2SO4 的质量分数,某同学设计了如下 实验步骤:①称取 a 克样品,加水溶解;②加入过量试剂 A;③将所得的沉淀过滤、洗涤、 干燥;④称量所得沉淀的质量为 b 克。 请回答下列问题:

(1)所选择的试剂 A 最好是________(请从下列选项中选择)。 A.AgNO3 C.CaCl2 B.BaCl2 D.前三种都不好

(2) 试 剂 A 必 须 过 量 , 以 保 证 反 应 物 完 全 沉 淀 。 判 断 试 剂 A 已 经 过 量 的 方 法 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)实验过程中洗涤沉淀的方法是________(请从下列选项中选择)。 A.将滤纸上的沉淀转移至烧杯中,加水后用玻璃棒充分搅拌,然后再次过滤 B.直接在过滤器中加水淋洗,并用玻璃棒不断搅拌,静置,重复此操作三次 C.向置于过滤器上的沉淀加蒸馏水至完全淹没,静置,重复此操作三次 (4)实验过程中判断沉淀已经洗涤干净的方法是_______________________________。 (5)根据上述数据计算 Na2SO4 的质量分数为______(用 a、b 表示)。

答案精析
1.AgNO3+NaCl===NaNO3+AgCl↓ H2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2HCl Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH BaCl2+Na2CO3===BaCO3↓+2NaCl MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaCl AlCl3+3NH3· H2O===Al(OH)3↓+3NH4Cl CuSO4+2NaOH===Cu(OH)2↓+Na2SO4 CuSO4+Na2CO3===CuCO3↓+Na2SO4 FeCl3+3NaOH===Fe(OH)3↓+3NaCl 向溶液中加稀硝酸和 AgNO3 溶液,有白色沉淀产生 先向溶液中加入足量稀盐酸,再加入 BaCl2 溶液,产生白色沉淀 【例题 1】 K 、SO2 4
+ -

Ba2 、CO2 3




Cl 、NO3





2 2 解析 根据实验(1)中产生白色沉淀的现象,可推出溶液中有 SO2 4 。Ba 和 SO4 因生成沉淀
- + -

而不能大量共存,则无 Ba2 。其他现象表明溶液中也无 CO2 3 。
+ -

(2)中有白色沉淀生成,说明所取溶液中有 Cl 。所取溶液并非为原样品,而是来自(1)中过滤 后的滤液,(1)使用了“盐酸”、“BaCl2 溶液”,必然带入氯离子,从而干扰判断,所以无 法确定原溶液中是否含 Cl 。 溶液中不可能只存在阴离子,有阴离子就一定要有阳离子,Ba2 已不可能存在,那么溶液中
+ -



就只能存在 K 了。 【例题 2】 (1)①Na2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2NaCl Na2SO4 ②Na2CO3+CaCl2 ===CaCO3↓+2NaCl,Na2CO3+BaCl2 ===BaCO3↓+2NaCl CaCl2 和过量 的 BaCl2 ③2NaOH+MgCl2===Mg(OH)2↓+2NaCl MgCl2 确保每一种杂质都被完全除去 (2)不可以。从(1)的反应中可以看出,Na2CO3 有两个作用,一是除去原有的 CaCl2,二是除去 上一反应中过量的 BaCl2。若改为②①③,则过量的 BaCl2 无法除去,由此可知 Na2CO3 必须 放在 BaCl2 的后面,即①② ③①②或①③②



(3)NaCl,Na2CO3,NaOH NaOH+HCl===NaCl+H2O,Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+ H2O 过量的盐酸在加热蒸发时除去 (4)漏斗、烧杯、玻璃棒 解析 这是目前江苏高考题最流行的化工流程题,首先要读懂各种图示所表达的意思,其次

要弄清各反应器中发生的化学反应,确认从该容器中流出的物质,也就是判断流入下一反应 容器中的原料。一般方框相当于反应容器,方框内的物质表示反应物,进入的箭头表示添加 反应物,出来的箭头表示生成物。 4. (1)漏斗、 玻璃棒 (2)不溶于 (3)①漏斗内壁 ②漏斗边缘 滤纸边缘 ③滤纸三层处 玻 璃棒 烧杯内壁 (4)不溶性 (5)①破损 ②滤纸边缘

【例题 3】 先滴加一定量的氯化钡溶液,后静置一段时间,再向上层清液中继续加氯化钡 溶液,若不再产生沉淀,则原来氯化钡已过量。 解析 Na2CO3+BaCl2===2NaCl+BaCO3↓,如果氯化钡不足,溶液中就存在多余的 CO2 3 ;


如果氯化钡过量,溶液中就无多余的 CO2 3 。由此可见,判断沉淀反应中 BaCl2 是否足量,其


实就是判断溶液中是否存在 CO2 3 。


理论上,氯化钡过量时溶液中就存在多余的 Ba2 ;如氯化钡未过量,溶液中就无多余的 Ba2
+ +

。因此也有同学认为,检验沉淀反应中 BaCl2 是否足量,也可以通过检查 Ba2 是否存在实


现,如向原溶液中滴加碳酸钠或硫酸钠溶液。如果是定性实验,这一方案是可行的,但如果 涉及定量计算,这一方案就不可行。因为,若 Ba2 过量,则沉淀会比实际多,导致结果偏高;


若 Ba2 不过量,为检查所滴加的碳酸钠或硫酸钠也会变成沉淀,沉淀还是比实际多,同样导


致结果偏高。 【例题 4】 (1)漏斗、烧杯、玻璃棒 (2)除去附着在沉淀表面的可溶性杂质 偏高 沿玻璃棒向过滤器中的沉淀物加蒸馏水,至刚 好没过沉淀,待水滤出后重复 2~3 次(因硫酸钡不溶于水,故可用水洗涤) 取少量最后一次 洗涤液于试管中,滴加硝酸银溶液,若无沉淀产生,则洗涤干净 142W2 (3) ×100% 233W1 解析 (3)Na2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2NaCl 142 a 142 233 142W2 = a= a W2 233 142W2 硫酸钠的质量分数= ×100% 233W1 限时作业 1.D [未使用玻璃棒引流,会造成过滤时液体溅出;漏斗下端管口未紧靠烧杯内壁,会使 233 W2

液体溅出;倾倒液体时,标签应向着手心,图中标签没有向着手心,容易腐蚀标签。共有 3 处错误,所以选 D。] 2. A [选择试剂须与被鉴别对象产生不同反应现象, 这是鉴别的思维基点。 选项 A 中 H2SO4

与 Na2CO3 反应产生气体、与 Ba(OH)2 反应产生沉淀、与 NaOH 虽然反应但无明显现象,显 然现象各不相同。]

3.B

[从原理上看,选择的试剂要与样品反应形成沉淀或气体,这是混合物纯度测量实验的

思维基点之一。A 项中氯化钠不反应,不符合要求。B 项氯化钡只与硫酸铵反应形成沉淀, 满足要求。C 项 AgNO3 既可与 NH4Cl 反应生成 AgCl 白色沉淀,又可与(NH4)2SO4 反应生成 微溶的 Ag2SO4, 微溶性的硫酸银不能保证硫酸铵完全被转化为沉淀, 不符合要求。 D 项 NaOH 既可与氯化铵又可与硫酸铵反应生成氨气,通过测量氨气的量,结合混合物总质量,也可以 计算出各自组成的质量,完成要求,但测量气体不如测量质量方便,从操作简单角度看,D 项不如 B 项。] 4.B [沉淀表面吸附最多的物质是 NH4Cl,若不洗涤,最后测出的硫酸钡沉淀质量会偏大, 由此计算出的硫酸铵质量也偏大,导致氯化铵质量偏小。] 5.D [从反应方程式中可以看出,析出沉淀后的溶液中有大量的 K2SO4 和 KNO3 可溶性物

质,反应物 KOH 也是过量的,所以沉淀从溶液中析出过程中会附着大量的 KOH、K2SO4 和 KNO3。AgNO3 作为反应物,已被完全转化为沉淀 Ag2O2,所以沉淀表面也就不可能吸附有 AgNO3。] 6.(1)硝酸钾 (2)硫酸钠和氯化钡 解析 由(1)的上层为无色溶液,可首先确定没有硫酸铜,因为溶液中的铜离子一般会呈现蓝 色。由(2)白色沉淀不溶解在稀盐酸中,可说明没有碳酸钙,那就一定含有硫酸钠和氯化钡, 显然不能确定的物质只有硝酸钾了。 由(3)Na2SO4 + BaCl2===2NaCl+BaSO4↓ 142 x 208 y 233 4.66 g

x=2.84 g y=4.16 g x+y=7.00 g,生成硫酸钡沉淀所需反应物质量刚好和原样品质量相等, 说明原样品中不可能 再有其他成分。 7.Ⅰ.丙 Ⅱ.(1)CaCl2 (2)过滤 漏斗、玻璃棒、烧杯 向上层清液中继续滴加 CaCl2 溶液,如无沉淀产生,则原溶 液中 Na2CO3 已经反应完 (3)沿玻璃棒向过滤器滤纸上的沉淀引流蒸馏水, 至沉淀物刚好被浸没, 待水滤出后再重复 2~ 3 次 取最后一次洗涤液少许于试管中,滴加 AgNO3 溶液,若不出现浑浊,则已洗涤干净 106c (4) % a 8.(1)B (2)加入一定量的 BaCl2 后,静置,在上层清液中继续加入 BaCl2 溶液,若没有白色沉淀产生, 证明所加 BaCl2 已过量,反应物已完全沉淀 (3)C

(4)取少量洗涤液于试管中,加入适量的硝酸银溶液,如果没有沉淀产生,说明已经洗涤干净 142b (5) ×100% 233a 解析 (1)AgNO3 既可与 NaCl 反应生成 AgCl 沉淀, 又可与(NH4)2SO4 反应生成微溶的 Ag2SO4, 微溶性的硫酸银不能保证硫酸钠完全被转化为沉淀,也就无法定量表示出硫酸钠的量,硝酸 银无法完成要求。氯化钡只与硫酸钠反应形成沉淀,通过测量硫酸钡沉淀质量就可获知硫酸 钠的质量,氯化钡满足测定要求。氯化钙与硫酸钠反应形成硫酸钙,但硫酸钙是微溶性物质, 过滤得到的沉淀质量并不一定能表示所有硫酸钠的质量,氯化钙不满足要求。 (5)Na2SO4+CaCl2===2NaCl+BaSO4↓ 142 x 142b x= g 233 142b 硫酸钠的质量分数为233a×100%。 233 bg

第8讲

蒸发和灼烧

蒸发结晶和冷却结晶
高中教材要求 知道溶解和结晶是两种相反的过程,在一定

初中教材要求

掌握蒸发和灼烧的基本原理和操 教材分析 作,知道蒸发结晶和冷却结晶可 以使溶质从溶液中析出。

条件下可建立动态平衡,即溶解平衡。能根 据物质的溶解度特性选用蒸发结晶或冷却结 晶来提取溶液中的溶质,实现溶质与杂质的 分离。

蒸发和灼烧是两种基本的实验操作,它们使用的仪器、实验目的不尽相同,具体内容详见下 表。 基本操作 使用仪器 精灯、坩埚钳 钳 蒸发 铁架台、铁圈、玻璃棒、蒸发皿、酒 灼烧 泥三角、三脚架、坩埚、酒精灯、坩埚

装置示意 图

处理对象

液体 1.蒸出稀溶液中的部分溶剂,得到浓 缩溶液或饱和溶液

固体

1.除去固体中的水分等挥发性物质 2.进行固体分解实验

实验目的 2.蒸出饱和溶液中的全部溶剂,使溶 质从溶液中以晶体析出 1.蒸发皿中液体的量不得超过容积的 2/3 2.蒸发过程中必须用玻璃棒不断搅 拌,防止因局部温度过高而使液体飞 溅(生活中熬粥与此相似, 不断搅动可 避免受热不均使锅底变糊碳化,防止 操作要点 液面过沸致稀粥溅出) 3.在蒸发结晶时,当加热至(大量)固 体出现只剩少量液体时,可停止加 热,利用余热蒸干液体 4.转移蒸发皿一般使用坩埚钳,炽热 的蒸发皿一般放在石棉网上冷却,不 能直接放置在桌面上,以免损坏桌面 1.灼烧氢氧化铜制备氧化铜 典型案例 从食盐水中提取氯化钠固体 2.灼烧氯化钠和氯化铵混合物,利用氯 化铵分解制备纯净氯化钠 【例题】 下列稀溶液不能用蒸发方法获得浓缩溶液的是( A.Na2SO4 稀溶液 C.烧碱稀溶液 B.稀盐酸 D.双氧水稀溶液 ) 1.和蒸发皿一样,坩埚一般也是陶瓷产 品,可直接加热,但需在泥三角上固定 2.灼烧时一般先小火预热,后大火灼烧 3.转移坩埚同样必须用到坩埚钳,避免 烫伤。灼烧完毕,坩埚也要放在石棉网 上冷却,不可直接放在冷的实验台上, 防止温度很高的坩埚骤冷而破裂

从溶液中析出晶体的过程称为结晶(Crystallization),在生产中,人们常用结晶的方法从溶液 中提取溶质。如盐场用海水晒盐,就是把海水引入海滩,借助日光和风力使水分蒸发,从而

得到食盐晶体。能够用蒸发结晶得到的溶质,其溶解度一般受温度变化的影响不大;对于溶 解度受温度变化影响较大的物质,通常用冷却热的饱和溶液的方法来得到溶质晶体,工业上 许多化工原料和产品的生产多是采用冷却热的饱和溶液的方法,使溶质从溶液中结晶出来, 这种方法一般称为冷却结晶。

严格地说,在水中绝对不溶的物质是不存在的。通常将溶解度小于 0.01 g· L

-1

的电解质称为

难溶电解质。在一定温度和压强下,在有固体存在的难溶电解质溶液中,极性溶剂水分子和 固体表面粒子(大部分是离子)相互作用,使溶质粒子脱离固体表面成为水合离子进入溶液的 过程叫溶解。溶液中水合离子在运动中相互碰撞(也可解释为受固体表面异号电荷离子吸引) 重新结合成晶体,并成为固体状态从溶液中析出的过程叫沉淀。在一定条件下(一定温度和一 定溶剂),溶解、沉淀是两个相互矛盾的过程,溶解和沉淀的速率相等,但不等于零,固体所 处溶液是饱和溶液,固体质量保持不变,这种状态常称为溶解平衡状态,或沉淀溶解平衡, 它是一种动态平衡。 例如,在一定温度下,将 AgCl 固体投入水中,在水分子作用下,Ag 和 Cl 会不断离开固体 表面进入溶液,形成水合离子,这是 AgCl 的溶解过程。同时,已溶解的 Ag 和 Cl 又会因 固体表面的异号电荷离子吸引而回到固体表面,这就是 AgCl 的沉淀过程。当沉淀速率与溶 解速率相等时,两过程达到平衡,形成饱和溶液,此时的状态称为沉淀溶解平衡。 [试一试] 1.如何用不规则的五水合硫酸铜晶体, 设计简单实验方案来验证溶解结晶过程是一 种动态平衡。 当改变温度或溶剂的量,导致沉淀速率和溶解速率不再相等时,沉淀溶解平衡就会被打破, 如果溶解速率大于沉淀速率时, 固体就可能继续溶解而减少; 如果溶解速率小于沉淀速率时, 溶液中的溶质就可能重新回到固体表面,形成晶体。 改变温度或溶剂的量,使溶液中的溶质以晶体状态析出的过程,被称为结晶。结晶操作不仅 能够从溶液中得到固体溶质,而且能够实现溶质与杂质的分离,借以提高产品的纯度,结晶 一般分为蒸发结晶和冷却结晶两种,前者通过蒸发溶剂而得到溶质晶体,它适用于温度对溶 解度影响不大的物质,沿海地区“晒盐”就是利用的这种方法。后者通过冷却热饱和溶液方
+ - + -

法得到溶质晶体,它适用于温度升高,溶解度增加比较大的物质,如北方地区的盐湖,夏天 温度高, 湖面上无晶体出现, 每到冬季, 气温降低, 石碱(Na2CO3· 10H2O)、 芒硝(Na2SO4· 10H2O) 等物质就从盐湖里析出。 (1)蒸发结晶是指溶液通过溶剂的散失(即蒸发),使得溶液达到饱和状态,进一步失去水分, 继而达到过饱和状态。在一定温度下,一定量的水(或溶剂)溶解溶质的质量是有限的,多余 的溶质就会随溶剂的减少而析出,即结晶。蒸发结晶一般在下列两种情况下使用。 对于溶解度随温度变化不大、对热稳定的溶质形成的溶液,通过加热的方式蒸发其水分,当 出现大量晶体,只有少量水存在时,就可停止加热,利用余热将水蒸发,最后得到溶质晶体。 如:蒸发氯化钠溶液,就可得到氯化钠晶体。蒸发结晶最后能直接得到溶质晶体,此操作无 需过滤操作,但大量的水分至少需要加热到 100 ℃才能汽化,因此该过程需要消耗较多的能 源。 从含有两种以上溶质的混合溶液中提纯溶解度随温度变化不大的溶质, 一般也是用蒸发结晶。 如从氯化钠和硝酸钾的混合溶液(含少量硝酸钾)中提取氯化钠的操作是蒸发结晶、趁热过滤 (指将温度较高的固液混合物直接使用常规过滤操作进行过滤)。具体操作:将溶液蒸发,当 出现大量晶体时停止加热,趁热过滤,就可得到氯化钠晶体,滤液为含氯化钠、硝酸钾的溶 液。在蒸发过程中,溶剂减少有助于降低氯化钠的溶解损耗,大量氯化钠将结晶析出;相反, 温度升高会溶解更多的硝酸钾,对于少量硝酸钾杂质而言,避免了因水分减少导致硝酸钾和 氯化钠一起析出,保证了析出氯化钠的纯度。在此种情况下,不能将水分完全蒸发除去(这样 的话,硝酸钾必然还是混在其中),停止加热时仍含有大量水分,因此就必须通过过滤将晶体 和母液分离,这是与前一类蒸发结晶的显著不同点;如果降低至常温再过滤,硝酸钾会随温 度下降而重新析出,所以必须立即过滤,也就是趁热过滤,这是用蒸发结晶提纯物质的又一 特点。 蒸发单一溶质得到晶体和蒸发混合溶液提纯物质,在实验操作上不完全相同,我们可以通过 实验加以体会。 (2)冷却结晶是指冷却热的饱和溶液使溶质结晶而析出的方法。 从热饱和溶液来源看,一般可分为两种情况。一是以反应过程中得到的稀溶液为对象,二是 以固体直接配制形成的溶液为对象,冷却对象浓度不同,具体操作也不完全相同。一般在化 学反应制备过程得到的溶液,浓度较小,就需要先蒸发浓缩溶液,再冷却结晶。如氧化铜溶 于稀硫酸得到硫酸铜稀溶液,一般需先蒸发浓缩溶液,再冷却得到硫酸铜晶体。为除去硝酸 钾固体中少量的氯化钠杂质,通常需将固体溶于少量热水直接形成热饱和溶液,这时就可直

接冷却结晶。在实际化工生产或科研中,遇到的情况多与第一种情况类似。 同样,冷却结晶既可从溶液中析出溶质,也能从混合物中提纯物质。前者更多的用于提取对 热不稳定的溶质晶体,如结晶水合物的获得,必须使用冷却结晶,而不能使用蒸发结晶,如 从硫酸铜稀溶液中得到 CuSO4· 5H2O 晶体的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤。为了得 到溶解度随温度变化较大物质,除去其中溶解度随温度变化不大的杂质,也需要使用冷却结 晶,如从氯化钠和硝酸钾混合稀溶液中提纯硝酸钾(含少量氯化钠杂质),先将混合溶液蒸发 浓缩(得到热的饱和溶液),后将溶液冷却结晶(冷却过程中硝酸钾溶解度降低而析出,氯化钠 不析出),再过滤洗涤。如果是从氯化钠和硝酸钾的固体混合物中提纯硝酸钾,操作过程变为 先将混合物配成热的饱和溶液,后冷却结晶,再过滤洗涤。 [试一试] 2.在实验室完成下列任务: A.分别从食盐溶液和硫酸铜中提取氯化钠和胆矾晶体。 B.除去氯化钠固体中的少量硝酸钾 C.除去硝酸钾固体中的少量氯化钠 总之,无论是蒸发结晶还是冷却结晶,既可以从溶液中提取溶质晶体,也可用于从混合

物中提纯物质。对于由 A(大量)和 B(少量)组成的混合物,如果 A 的溶解度随温度变化不大, 一般用蒸发结晶提纯 A;如果 A 的溶解度随温度变化较大,一般用冷却结晶提纯 A。

(满分 50 分 限时 30 min) 一、选择题(本题包括 5 小题,每小题 4 分,共 20 分,每题只有 1 个正确答案) 1.实验室进行过滤和蒸发操作时,都要用到的仪器是( A.坩埚 C.蒸发皿 B.玻璃棒 D.酒精灯 ) )

2.下列有关从食盐溶液中蒸发结晶的说法中,错误的是( A.蒸发过程中要不断用玻璃棒搅拌,防止液体飞溅 B.当剩余少量溶液时,停止加热,利用余热蒸发剩余溶剂 C.蒸发皿要垫石棉网,防止炸裂 D.蒸发皿加热时盛装的液体不超过容积的 2/3 3.实验室进行 NaCl 蒸发结晶时,一般有以下操作过程:

①放置酒精灯 ②固定铁圈位置 ③放上蒸发皿 ④加热搅拌 ⑤停止加热、余热蒸干 其正确的操作顺序为( A.②③④⑤ C.②③①④⑤ 4.下列实验操作正确的是( ) B.①②③④⑤ D.②①③④⑤ )

5.根据下列几种物质的溶解度曲线图,得到的结论正确的是(

)

①硝酸钾中混有少量氯化钠,采用蒸发结晶进行提纯。 ②氢氧化钙饱和溶液降低温度后有晶体析出。 ③80 ℃时,氯化钾与硫酸镁的溶解度相同。 ④所有物质的溶解度要么随温度升高而增大,要么随温度的降低而减小。 ⑤为洗涤氢氧化钙沉淀表面吸附的钠离子,热水效果比冷水效果好。 ⑥为洗涤硝酸钾晶体表面吸附的钠离子,热水效果比冷水效果好。 A.①③⑤ C.③⑤ B.②③④⑥ D.③⑥

二、填空题(本题包括 3 小题,共 30 分) 6.(15 分)下表列出了 KNO3 与 NaCl 在不同温度时的溶解度: 温度(℃) KNO3 的 0 10 20 40 60 80 100

溶解度(g) NaCl 的 溶解度(g)

13.3

20.9

31.6

63.9

110

169

246

35.7

35.8

36.0

36.6

37.3

38.4

39.8

(1)现有含 123 g KNO3 与 17.9 g NaCl 的混合物,某同学设计了以下实验除去 KNO3 中的 NaCl(不考虑水的额外损失)。 ①向混合物中加入适量水,加热溶解; ②继续加热溶液至 100 ℃并恒温蒸发浓缩; ③将溶液降温至 10 ℃,仅得到 KNO3 晶体,过滤,将所得 KNO3 晶体洗涤并干燥。 A.在步骤②中,为确保没有晶体析出,溶液中至少要保留________g 水; B.在步骤③中,最多可得到 KNO3 晶体________g; C.除去 KNO3 中少量 NaCl 的主要实验流程可用下图表示: 加热溶解 → 蒸发浓缩 → → 过滤 → 洗涤 → 干燥 ;

D.洗涤时,应选用少量________(选填“热水”或“冷水”),其目的是__________________; 证明已经洗涤干净的方法是_______________________________________________。 (2)除去 NaCl 中少量 KNO3 的方法是:先将 NaCl 和 KNO3 混合物置于适量水中,加热搅拌保 证固体能全部溶解,后蒸发溶液至有大量晶体析出时停止,再趁热过滤,并对过滤所得 NaCl 晶 体 进 行 洗 涤 和 干 燥 。 上 述 方 法 中 , 趁 热 过 滤 的 目 的 是 ________________________________________________________________________。 (3)取 23.4 g NaCl 和 40.4 g KNO3,加 70 g 水,加热溶解。在 100 ℃时蒸发掉 50 g 水,维持 该温度过滤,得到的晶体质量为________ g;将滤液冷却至 10 ℃,充分结晶,写出析出晶体 的 化 学 式

________________________________________________________________________。 7.(7 分)胆矾常用作农业和渔业的杀虫剂、杀菌剂。某课外研究小组用废铜料(含铁),通过 不同的化学反应制取胆矾(CuSO4· 5H2O)。其设计的实验过程为

(1)波尔多液是由胆矾、________(写名称)和水配制成的天蓝色胶状悬浊液,有杀菌作用。 (2)反应①、③的化学方程式分别为 ①__________________;③________________。 (3)由 CuSO4 溶液获得 CuSO4· 5H2O 晶体,需要经过的操作依次为 ________、 ________、 ________、洗涤、低温烘干。 (4)已知:途径Ⅱ发生的化学反应是:Cu+2H2SO4(浓)=====CuSO4+SO2↑+2H2O。从环保和 经济的角度对比分析途径Ⅰ、Ⅱ,途径Ⅰ的优点有:不产生有害气体和 ________________________________________________________________________。 8.(8 分)以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠,工艺流程如下:


氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如上图所示。回答下列问题: (1)欲制备 10.7 g NH4Cl,理论上需 NaCl______g。 (2)蒸发浓缩之后为立即趁热过滤的原因是____________________________________ (3)“冷却结晶”过程中,析出 NH4Cl 晶体的合适温度为________。

答案精析
【例题】 BD [蒸发方法除去溶液中的溶剂,温度一般高于 100 ℃,在该温度下,稀盐酸

中的溶质氯化氢更易挥发,所以稀盐酸不能用蒸发方法浓缩。双氧水是一种不稳定物质,在 常温条件下即可分解,加热、二氧化锰对它的分解有催化作用,一般也不能用无色玻璃试剂 瓶保存,所以双氧水稀溶液也不能用蒸发方法浓缩。] 试一试 1.加蒸馏水配制 CuSO4 饱和溶液,加入白色无水 CuSO4 粉末,一段时间,粉末表面 变成蓝色。 限时作业 1.B 2.C [蒸发皿可以直接加热。] 3.B 4.A [B 过滤要用玻璃棒引流,不能直接注入溶液;C 灼烧应该用坩埚,不能用普通烧杯;

D 不能用手直接转移蒸发皿,要用坩埚钳移走热的蒸发皿,以免烫伤。] 5.C [硝酸钾溶解度随温度变化较大,食盐溶解度随温度变化不大,氯化钠是少量的,提纯 硝酸钾应该采用冷却结晶,所以①是错误的。氢氧化钙溶解度随温度升高而降低,与一般物 质不一样,所以冷却氢氧化钙饱和溶液也无晶体析出,所以②也是错误的。根据溶解度曲线, 可以发现 80 ℃时氯化钾和硫酸镁的溶解度相同,所以③是正确的。硫酸镁溶解度开始时随 温度升高而增大,之后,随温度继续升高反而减小,所以④错误。用热水洗涤氢氧化钙表面 杂质离子时,氢氧化钙溶解度小,损耗小,效果好,所以⑤正确。而用热水洗涤硝酸钾晶体 时,硝酸钾溶解度大,损耗高,效果不如冷水,所以⑥是错误的。] 6.(1)A.50 B.112.55 C.冷却结晶 D.冷水 若用热水洗涤,硝酸钾又会大量溶解在水 中,从而降低析出率 取最后一次洗涤液少量于试管中,滴加少量硝酸银溶液,若没有沉淀 出现,说明已洗涤干净 (2)保证硝酸钾有较大溶解度,不会以沉淀形式和氯化钠一起析出 (3)15.44 NaCl、KNO3 解析 (1)A.存在水量应保证 10 ℃时 NaCl 不析出,即 17.9 g 35.8 g = ,x=50。 x 100 g

y 20.9 g B. 10 ℃时 50 g 水中最多溶解的 KNO3 为 = , y=10.45 g, 析出 KNO3 的质量为 123 50 g 100 g g-10.45 g=112.55 g。 7.(1)生石灰 (2)Fe+H2SO4===FeSO4 +H2↑ CuO+H2SO4===CuSO4 +H2O

(3)蒸发浓缩 冷却结晶 过滤 (4)制备相同质量的胆矾消耗的硫酸少 8.(1)11.7 (2)若降温再过滤,氯化铵溶解度降低也会一同析出,从而降低硫酸钠纯度 (3)40 ℃(35~45 ℃均可) 解析 (1)根据 2NaCl+(NH4)2SO4===2NH4Cl+Na2SO4 计算。 (3)原溶液蒸发结晶得到硫酸钠晶体之后,滤液中含有相对较多的氯化铵、较少的硫酸钠,既 然冷却结晶过程是以得到氯化铵晶体为目的,那么硫酸钠溶解度与氯化铵差别越大分离效果 会越好,由图可知,此温度范围在 35~45 ℃。

第9讲

常见气体的实验室制备

初中教材要求

高中教材要求 进一步学习 Cl2、NH3、NO、SO2、C2H4 等气体的 实验室制备化学原理,学会根据化学反应原理选 择恰当的气体发生装置。学会根据化学原理分析

已掌握实验室制备 O2、H2、 制备气体中可能含有的杂质,从而选用恰当试剂 教材分析 CO2 的常见化学原理和相 应的气体发生装置, 能选用 和装置除去这些杂质,以制备纯净、干燥的气体。 进一步学会依据气体性质选择恰当方法进行气体

恰当方法收集并检验气体。 的收集、尾气处理等,从而掌握实验室制备气体 装置的基本流程:发生装置→除杂装置→干燥装 置→收集装置→尾气吸收装置。(高中教材无章节 专门讲解)

1.氧气的实验室制备 (1)反应原理 ①高锰酸钾固体加热分解制备: 2KMnO4=====K2MnO4+MnO2 +O2↑。 ②常温下,用过氧化氢溶液和二氧化锰反应制备 2H2O2=====2H2O+O2↑。
MnO2 △

(2)发生装置

图1 原理①中反应物为固体,且需不断加热,一般选用图 1 装置。在本发生装置中,为了防止生 成的细小颗粒堵塞导管,在大试管口可放一松软棉花球,以吸附这些细微颗粒。加热时,一 般先均匀加热整个试管,后集中于反应物固体部位加热。如果使用排水法收集气体,当停止 制气时,应先从水槽中把导管撤出,然后再撤走酒精灯,以防止(冷)水倒流进入气体发生装 置中,使(热)试管破裂。 原理②中反应物过氧化氢是液体,MnO2 是固体,反应不需加热,一般选用图 2 中装置。在 本反应原理中的两种反应物一般分开放置,其中固体(也可以是液体)放置在平底烧瓶、广口 瓶或锥形瓶等适合反应的容器中,另一种液体可放在分液漏斗或长颈漏斗中。一般气体发生 装置只能有一个导气口,因此用长颈漏斗组装气体发生装置时,长颈漏斗下端要伸到液面以 下,用液体封住下端口,从而防止氧气从长颈漏斗逸出。

图2 (3)收集方法 因为氧气是不溶于水、密度比空气大的气体,实验室既可以用排水法收集氧气,也可以用向 上排空气法收集氧气。当然,有时也可以用气球、氧气袋收集。 为保证尽可能将集气瓶中的空气排净,用向上排空气法收集氧气时,导管口要插到集气瓶底 部;而用排水法收集氧气时,不能一有气泡产生就收集(开始排出气体实为装置内的空气), 要等到气泡均匀冒出时,再开始收集气体。 (4)验满方法 排水法收集气体时,直接观察瓶体中的水是否被排出或瓶口是否有气泡冒出,即可验满。用 排空气法收集 O2 时,检验 O2 收集满的方法是把带火星的木条放在集气瓶口,若复燃,证明 氧气收集满了。

(5)集气瓶放置 存有气体的集气瓶在放置时,应尽量避免气体因本身惯性而逸出,一般比空气轻的气体,容 易上升;而密度比空气重的气体,容易下降。前者通常将集气瓶倒放,后者常将集气瓶正放。 2.二氧化碳的实验室制法 (1)反应原理: 实验室一般用石灰石(碳酸钙)和稀盐酸制备 CaCO3 +2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O。 一般不能用碳酸钠代替大理石,碳酸钠通常是粉末状态,和稀盐酸反应时反应速率太快,不 宜收集气体;也不能用浓盐酸代替稀盐酸,因为浓盐酸易挥发,收集的 CO2 气体中就会混有 较多的 HCl 气体,更不能用稀硫酸代替稀盐酸,因为生成的 CaSO4 微溶于水,会覆盖在大理 石表面,阻止反应继续进行。当然直接用碳酸钠和稀硫酸是可以连续产生气体的,同样因为 速率过快,不宜收集,也不是好的实验室制备方法。 (2)发生装置 碳酸钙为块状、不溶性固体,盐酸为液体,常温下二者即可反应,实验室一般用图 2 中装置 进行气体制备。 实验室制备二氧化碳的经典装置是启普发生器,该装置操作灵活,使用方便,但制作工艺要 求高,价格较高,中学实验室一般不再使用此装置制备气体。 (3)收集方法 CO2 密度比空气大、微溶于水,所以一般用向上排空气法收集,而不用排水法收集。 (4)验满方法 将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,证明 CO2 已收集满。 (5)集气瓶放置 CO2 密度比空气大,集气瓶正放,保存效果好。 资料卡片 启普发生器 英文名:Gas generators 一种实验室常用的气体发生装臵,是荷兰科学家启普(Petrus Jacobus Kipp 1808~1864)发明的,并以他的姓命名。它用普通玻璃制成,构造见下图,由球形漏斗、 容器和导气管三部分组成。

应用范围:启普发生器是用固体与液体试剂在常温条件(不用加热)下起反应制取气体的典型 装臵。如氢气、二氧化碳等均可以用它来制取。固体呈粉末状、固体与液体相遇后溶解、反 应过程中放热产生高温气体,如二氧化硫、二氧化氮等,都不适宜用此装臵制取。

1.气体发生装置的选择 (1)实验室制取气体,首先要选择合适的反应装置,选择依据是反应物的状态和反应条件,初 中我们所学的反应装置主要有以上两类(见图 1 和图 2 装置), 图 1 装置适用于反应物为固体(不 能出现液体), 且需加热才能发生的反应, 图 2 装置适用于反应物为液体和固体、 液体和液体, 但不需加热就能发生的反应。 【例题 1】 已知实验室可以采用氯酸钾(KClO3)固体和二氧化锰(MnO2)固体共热来制取氧
MnO2

气,反应方程式为 2KClO3===== 2KCl+3O2↑,若用该反应制备氧气,应该选择的发生装置 △ 为________(填“图 1”或“图 2”)。 【例题 2】 实验室用锌粒和稀硫酸反应制取 H2,反应方程式为 Zn+H2SO4 ===ZnSO4+H2 ↑,可以采用的发生装置为________(填“图 1”或“图 2”)。 【例题 3 】


实验室用铜片和浓硫酸共热可制取二氧化硫,反应方程式为 Cu + 2H2SO4

(浓)=====CuSO4 +SO2↑+2H2O,制备该气体时能否选用图 2 中的发生装置。为什么? (2)实验室制备气体的常见发生装置如下:

气体发生装置示意图

反应物状态及加热条 件 可以制取的气体

固态反应物,加热(不 能有液体) O2、NH3

液体和固体、液体和 液体,不加热 O2、H2、CO2

液体和固体、液体和 液体,加热 错误!

2.气体的净化(干燥)装置 气体的净化就是除去气体中含有的其他杂质,气体的干燥是指除去气体中存在的水蒸气,二 者本质是一样的,一般原理都是选择恰当的化学试剂,吸收或反应消耗杂质、水蒸气,但又 不能与该气体发生反应。像干燥 CO2、SO2 等酸性气体时,不能选用碱石灰、固体烧碱等碱 性类试剂,既可选用浓硫酸、五氧化二磷等酸性试剂,也可选用无水氯化钙、硅胶等中性试 剂。 净化或干燥仪器和净化剂、干燥剂的状态有关,如果是液态类物质,通常用洗气瓶;如果是 固态类物质,可选用干燥管或 U 形管。 (1)常见干燥剂及其干燥对象、存放仪器 常见干燥剂 液态干燥剂 浓硫酸 无水氯化钙 固态干燥剂 碱石灰

存放仪器 球形干燥管 洗气瓶 可干燥气体 不可干燥气 体 气流方向 NH3 气体 a 进 b 出(长进短出) NH3 气体 a 进 b 出(大进小出) HCl、CO2、Cl2、SO2 H2、O2、CO2、N2、CO H2、O2、CO2、N2、CO U 形管 H2、O2、NH3、N2、CO

(2)常见净化装置 试剂状态 液体 固态

装置 球形干燥管 洗气瓶 用 NaOH 溶液除去 O2 中的 CO2 气流方向 3.气体的收集装置 长进短出 双通硬质玻璃管 灼热的铜丝除去氮气 中的 O2 左进右出 碱石灰除去氨气中的 水蒸气或 CO2 大进小出

实例

一般根据气体在水中溶解性和密度不同确定气体的收集方法,如果气体不能和水发生反应, 在水中溶解度也不大,就可以采用排水法收集(也可用其他不溶解气体的饱和溶液代替水,如 可用排饱和碳酸氢钠溶液收集 CO2 气体)。 如果气体不能和空气中的物质发生反应, 就可用排 空气法收集, 根据气体和空气的密度不同(相对分子质量大于 29 的比空气重, 否则比空气轻), 又分为向上排空气法和向下排空气法,和空气密度相差越大,效果越好,如果和空气密度接 近,收集气体往往不纯,排空气法收集气体纯度一般不如排水法。

不溶于水、 气体 不和水反 性质 应 收集 排水法 方法 收集 装置 封闭式(气 气流 短进长出 方向 H2、O2、 N2、CO 4.制取干燥纯净气体的基本流程 【例题 4】 实验室用二氧化锰(MnO2)固体和浓盐酸共热来制取氯气(Cl2),反应方程式为 MnO2+4HCl(浓)=====MnCl2+Cl2↑+2H2O (已知 Cl2 能溶于水,难溶于饱和氯化钠溶液,有毒,能与氢氧化钠溶液发生反应,HCl 极易 溶于水) (1) 根 据 反 应 物 的 状 态 和 反 应 条 件 分 析 , 组 装 气 体 发 生 装 置 的 主 要 玻 璃 仪 器 有 ________________________________________________________________________。 (2)根据反应物的状态和反应条件分析,氯气中可能混有的杂质气体有________________,除 去这些气体的对应试剂应选择______________。应先除去________,再除去________。 (3)可以采用____________、________法收集氯气。 (4) 多余的 Cl2 能否排入大气? __________ ,若不能,应采用什么方法吸收多余的尾气? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 实验室制备干燥纯净气体的一般流程 发生装置 → 除杂装置 → 干燥装置 → 收集装置 → 尾气吸收


比空气重、不和空气反 比空气轻、不和空气反应 应

向下排空气法

向上排空气法

封闭式(气 开放式 体 B 进空 气 A 出) SO2、O2、Cl2、CO2

开放式:(玻璃片或棉花 体 A 进空 球) 气 B 出)

实例

CH4、H2、NH3

其中发生装置类型由反应物状态及是否加热决定;除杂试剂或干燥剂的选择取决于气体及其 所含杂质的性质差异,除杂装置取决于除杂试剂和干燥剂的状态;收集装置取决于气体本身 的性质,如气体溶解性、与空气的密度差异等;理论上多余气体都不能直接排放到空气中去, 应选择恰当的试剂溶解或反应吸收,其原理类似于除杂或干燥。按此流程组装好装置后,在 加入药品正式制备气体之前,必须对该系统进行气密性检查,有关气体实验的“气密性检查” 方法详见第 10 讲。 相应的实验室装置示意图如下(以实验室制取 Cl2 为例):

5.防倒吸装置 在某些实验中,由于吸收液的倒吸,会对实验产生不良影响,如玻璃仪器的破裂、反应试剂 的污染等。 因此, 在有关实验中必须采取一定的措施防止液体的倒吸。 液体为什么会倒吸呢? 主要原因是因内部压强减小,造成外界压强大于内部压强,把液体压入内部容器。造成内部 压强减小的原因主要有两种:一是在制取气体的结束阶段,气体的量逐渐减少,压强减小; 另一种是生成的气体极易被吸收液吸收(溶解或反应),导致内部压强迅速减小。 常见的防止倒吸装置如下表: 装置类型 装置示意图 防倒吸原理 漏斗容积较大,容纳水多。 气液充分接触, 吸收效果好。 当水倒吸进漏斗后,引起烧 但漏斗边缘只能刚好没过液 倒置漏斗式 杯内液面下降,漏斗边缘与 面,不能插入太深,否则不 烧杯中水分离后,漏斗中的 能防倒吸 水又落回烧杯中 干燥管(烧瓶)容积较大, 可容 纳较多的水倒吸其中,当干 肚容缓冲式 燥管与烧杯中液体分离后, 倒吸入其中的液体因重力作 否则不能防倒吸。和上栏一 样,第 2 个装置中下端不能 气液接触, 吸收效果好。 第1 个装置中左边的导管要长, 装置组装要点

用落回烧杯中 导气管末端不插入液体中,

插入过深 气体与液体不接触,吸收效

隔离式

导气管与液体呈隔离状态, 果较差 液体自然无法倒吸 气体通过水伸入 CCl4(不溶 于水,密度比水大的有机溶 气液逆流充分接触,吸收效

分液式

剂),气体不溶于 CCl4,不会 倒吸,气体因惯性自下往上 经过水时,可被充分吸收 发生倒吸时,液体会首先储

果好,一般多用于溶解气体

吸收效果一般。安全瓶中两 个导管口都只稍露出即可。

蓄液安全瓶 式

存在前一容器中,容积大小

不同, 补救时间长短也不同。 理论上不及时补救,液体也 前一容器又称安全瓶 会倒吸入其他容器

(满分 50 分 限时 30 min) 一、选择题(本题包括 5 小题,每小题 4 分,共 20 分,每小题有 1~2 个正确答案,全对得 4 分,不全对得 2 分。) 1.以下各种吸收尾气的装置中,适合于吸收易溶于水的气体且能防止倒吸的是( )

2.用下列实验装置完成对应实验(部分仪器已省略),能达到实验目的的是(

)

A.干燥氢气 C.吸收 NH3

B.吸收 HCl D.闻气味 )

3.用下列实验装置完成对应的实验(部分仪器已省略),不能达到目的的是(

4.下列有关实验原理或操作正确的是(

)

A.选择合适的试剂,用图 1 所示装置可分别制取少量 CO2、O2 B.实验室与碳酸钙反应制备纯净 CO2,浓盐酸比稀盐酸效果更好 C.洗涤沉淀时(见图 2),向漏斗中加适量水,搅拌并滤干 D.用锌粒和稀硫酸为试剂,用图 3 装置可制取少量氢气 5.拟用下图装置制取表中的四种干燥、纯净的气体(图中铁架台、铁夹、加热及收集装置均 已略去;必要时可加热;a、b、c、d 表示相应仪器中加入的试剂)。由此所得实验结论正确的 是( )

气体 CO2 O2 H2 HCl

a Na2CO3 粉末 双氧水 浓盐酸 NaCl 固体

b 稀盐酸 MnO2 锌粒 浓 H2SO4

c 浓 H2SO4 H2O 浓 H2SO4 NaOH 溶液

d NaOH 溶液 浓 H2SO4 H2O 浓 H2SO4

A.能制得干燥纯净的 CO2 B.能制得干燥纯净的 O2 C.能制得干燥纯净的 H2 D.能制得干燥纯净的 HCl 二、填空题(本题包括 3 小题,共 30 分) 6.(10 分)常见仪器的使用、常见气体的制取是初中化学实验的基础内容。请根据下列实验装

置回答问题。

(1)E 装置中除导气管外,另两种仪器的名称是________、________。B 中仪器①的名称是 ________。 (2)使用 A 装置制取气体,对反应物状态的要求是____________,用 B 装置制取气体时,除 要求是固体与液体间反应外,还应满足的条件是____________。 (3)选择________(填一种装置序号,下同)与 E 组合装置可制取少量氧气,实验结束时的操作 要点是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 先在 D 装置中加满水后,气体从____________(选“a”或“b”)进,也能达到和 E 相同的效 果。 (4)用 C 装置可以收集 O2、CH4、NH3、Cl2 中的____________(填化学式),选用 D 装置也能达 到同样效果,此时要求气体从________(选“a”或“b”)进入。 7.(8 分)归纳与演绎是重要的科学方法,也是常用的化学学习方法,请用该方法解决下列问 题。 (1)我们已经学过实验室制取 O2、H2、CO2 三种气体的反应原理、制取与收集方法。请你归 纳出选择实验室制取气体反应发生装置,主要考虑因素有____________(填序号)。 ①反应物的状态 ②生成气体的溶解性 ③反应条件 ④原料为纯净物 ⑤气体的密度 (2)研究课上, 小明同学为了探究氨气的某些性质, 做了以下实验(从左向右依次是他所做实验 及现象)。

通过实验,小明同学可得出氨气的三点性质,分别是 ①____________;②____________;③____________。 (3)在获得氨气的主要性质后,小明决定自己来制取氨气,他先查阅了有关资料,知道可通过 多种反应得到 NH3,他准备分别用以下两种化学反应来制备氨气,请结合所学帮助他完成氨 气的实验制备方案。 ①2NH4Cl(固体)+Ca(OH)2(固体)=====CaCl2+2NH3↑+2H2O ②CaO(固体)+NH3· H2O(浓)===NH3↑+Ca(OH)2


若选择反应①作为实验室制取 NH3 的反应原理, 需要用上图装置中的________作 NH3 发生装 置,若用 E 来收集氨气,实验过程中产生的后果是________________,若用 D 装置来收集, 气体由________端导入。若选择反应②作为实验室制取 NH3 的反应原理,需要用上图装置中 的________作 NH3 发生装置。 8.(12 分)下图 A、B、C、D 是实验室常用的气体发生装置,E 和 F 是常见的除杂或干燥装 置,G 和 H 是常用的气体收集装置,请回答下列问题:

(1) 请 写 出 在 装 置 C 中 放 入 氯 酸 钾 和 二 氧 化 锰 混 合 物 加 热 制 取 氧 气 的 化 学 方 程 式 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)已知过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色固体,常温下可与水反应生成氢氧化钠和氧气。如果在 实验室中用 B 作气体发生装置,用过氧化钠和水反应来制取一瓶干燥的氧气,所选装置的正 确连接顺序是(填写管口字母)______________。若只改变 B 装置中的药品,仍采用已连接的 整套装置,还可以用来制取的气体是____________(在 H2、CO2 中选择)。

(3)装置 A 和 C 都可以作为实验室制取氧气的发生装置,A 和 C 相比,具有较多优点,请写 出其中的一条__________________________________________________________________。 (4)已知无水酒精和浓硫酸在加热时可生成不溶于水,不和空气、酸、碱等反应的乙烯(C2H4) 气体,但其中会混进 CO2、SO2、水蒸气。在实验室应选择________________(填字母代号) 作为气体发生装置,为除去乙烯气体中的 CO2、SO2 气体,所选装置的正确连接顺序是气体 发生装置→__________________(填写管口字母)。

答案精析
【例题 1】 图 1 【例题 2】 图 2 【例题 3】 不能选用图 2 中装置。因为此反应需要加热,图 2 装置中容器一般都不宜于加 热,所以图 2 装置不可用。 解析 虽然生成 SO2 的反应物中既有液体也有固体,但需在加热条件下才能产生。如果选用 图 2 装臵进行反应,铜片无论是放在平底烧瓶还是广口瓶中,或者是锥形瓶中,这些容器一 般都不宜用于加热,所以图 2 装臵不可用。

图3 显然,我们只需将图 2 中平底烧瓶、广口瓶或锥形瓶改成大试管、圆底烧瓶等可加热玻璃容 器。大试管的底面积较小,可直接加热,但由于容量小,制备气体量少,一般都会选用圆底 烧瓶。圆底烧瓶瓶底较大,一般不宜直接加热,需要通过石棉网进行间接加热。由于高中阶 段制备气体大多对环境有危害,为减少这些气体的外逸,一般都选用分液漏斗,它既可以减 少气体的逸出,又能有效控制加入液体的量,从而控制产生气体的量,实验室用于固体和液 体通过加热制备气体的常用发生装臵,如图 3 所示。 【例题 4】 (1)圆底烧瓶、分液漏斗、酒精灯 (2)HCl、水蒸气 饱和食盐水、浓硫酸 HCl 水蒸气 (3)排饱和食盐水 向上排空气 (4)不能,可用氢氧化钠溶液吸收 解析 (1)反应物为液体和固体且在加热条件下反应,故选择图 3 装臵即圆底烧瓶+分液漏斗 +酒精灯。 (2)反应物之一为浓盐酸,浓盐酸具有挥发性,因此氯气中既会混有挥发出的 HCl 气体,也会 含水蒸气。根据题给信息,可用饱和氯化钠溶液除去 HCl,用浓硫酸吸收水蒸气。应先吸收 HCl 气体,再除去水蒸气。若先除水蒸气,再用饱和食盐水吸收 HCl,氯气中必会重新带进 水蒸气,一般干燥总是放在除杂之后的道理就在于此。 (3)根据氯气性质可预测,收集氯气既可用向上排空气法,也可用排饱和食盐水法。 (4)Cl2 有毒,不能直接排放。可用氢氧化钠溶液吸收多余的 Cl2。

限时作业 1.BD [A 中气体没有进入溶液,不能被充分吸收,且为密闭体系,不安全;C 中倒臵漏斗 没入水中太深,吸收过程中烧杯中水面不会与漏斗中的液面分离,会引起倒吸。] 2.CD [A 中干燥气体应长进短出,使气体通过溶液才能干燥气体,B 中 HCl 极易溶于水会 引起倒吸,故 A、B 都不能达到实验目的。C 中 CCl4 密度比稀 H2SO4 大,NH3 不溶于 CCl4, 将 NH3 通入 CCl4, 不会倒吸, 气体在逸出过程中与上层的稀 H2SO4 接触, 从而被充分吸收。 ] 3.BC [B 中 CO2 的密度比空气大,用向上排空气法收集时,应将导管伸入集气瓶底部,即

从左边通入气体,C 中苯的密度比水小,在上层,将 HCl 气体通入苯中,气体直接逸出,不 能被吸收。] 4. A [B 中浓盐酸挥发产生 HCl, 使产生的气体不纯, C 中过滤时不能搅拌, 以免弄破滤纸, D 中 H2 比空气轻,收集 H2 时要用向下排空气法。] 5.B 6.(1)集气瓶 水槽 分液漏斗 (2)使用固体反应物 常温下即可反应 (3)A 结束时先将导管从水槽中移出后再停止加热 b (4)CH4、NH3(密度比空气小) b 7.(1)①③ (2)①氨气的密度比空气小 ②氨气易溶于水 ③氨气的水溶液呈碱性 (3)A 因氨气极易溶于水中,造成 A 装置中压强快速减小,水槽中的水倒吸进 A,引起试管 破裂 e B 或 C 8.(1)2KClO3===== 2KCl+3O2↑ △ (2)b 接 e,f 接 i CO2 (3)通过分液漏斗控制滴加液体的量,既控制反应的快慢(反应速率),也可控制产生气体的量 (答对其中一点即可得分) (4)A h,g 接 e,f
MnO2

第 10 讲

气体制备或性质实验装置气密性的检查
高中教材要求 进一步学会有关气体制备或性质实验复杂装 置的气密性检查方法(高中教材无系统讲解, 只是分散在元素及其化合物有关实验中)。

初中教材要求 初步掌握实验室制备氧气、二氧 教材分析 化碳气体装置的气密性检查的基 本操作方法,理解气密性检查的

原理。

有关气体制备或性质实验装置气密性的检查,是化学实验的基本技能之一,也是初中化学实 验的热点,也将继续成为高中化学实验考查的重点。因为一般说来,无论采用哪种装置制取 气体,在成套装置组装完毕,装入反应物之前,总必须检查装置的气密性,以确保实验的顺 利进行,保障实验室环境不受污染。 初中化学实验主要涉及了三类气体发生装置的气密性检查方法,对于图 1 类型装置,初中化 学课本这样要求: “将发生装置的导气管浸入水中,用手握住试管时,导管口会有气泡冒出; 移开手后一段时间,导管中会形成一段水柱。 ”图 1 装置仅有一个导管出气口,在烧杯中加水 浸没导管后, 就形成了一个气体封闭系统, 当试管内空气受热膨胀时, 就能在水中出现气泡(不 放在水中,管内空气照样逸出,但肉眼无法观察,进入高中后很多学生往往忘记这一点);移 开手后,温度下降到常温,而内部空气已部分逸出,气体压强减小,烧杯中自然会有微量水 被吸入,形成一小段水柱,如果漏气,外部空气将“乘虚而入” ,也就是内外压强仍相等,也 就不会产生倒吸现象了。

与图 1 装置相比,图 2 装置多出了一个带活塞的分液漏斗。若活塞处于打开状态,该系统就 存在两个出气口,用类似方法就无法检查;如果我们关闭活塞,在烧杯中加水浸没导管口, 就和图 1 装置一样可形成一个气体封闭系统,就能用相同方法进行检查。实际上,类似使用 分液漏斗的发生装置,进行气密性检查时一定要先关闭活塞,让此出气口处于关闭状态,可 大大简化操作。 与图 1 相比,图 3 装置多了一个长颈漏斗,长颈漏斗并不能直接封闭,向其中注入适量水, 让下端浸没在水中,这样就能封闭出气口,再在烧杯中加水浸没导管口,同样可形成封闭系 统,就可用同样方法进行气密性检查了。理论上用手握住试管,导管口会有气泡冒出;移开 手后一段时间,导管中会形成一段水柱。事实上,由于内部空气不多,热胀冷缩效果不大, 并且长颈漏斗中液面可随内部气压变化而改变,热胀冷缩现象不一定在烧杯的水中呈现,所 以这种方法不被看好。习惯上先直接用止水夹(弹簧夹)将右端出口封闭,后由长颈漏斗向其 中注水,当漏斗下端与试管内液体形成“液面差”时停止,过一段时间,液面差仍不变的,

就说明气密性良好。 资料卡片 启普发生器的气密性检查

该装臵与图 3 相似,只是止水夹被活塞代替,长颈漏斗被半球形漏斗代替,试管被下部球形 容器代替。只要先关闭启普发生器的活塞,后在上部半球形漏斗中加入足量的水,再观察球 形漏斗中水面是否形成稳定液面差,若形成稳定液面差,则气密性良好。

有关气体制备或性质实验装置的气密性检查原理,一般利用对内部封闭气体的“热胀冷缩” , 在水的帮助下形成不同现象, 进而判断是否漏气。 封闭气体受热(容积较小的可直接用手加热, 容积较大的容器可用热毛巾或微火加热)后,可能在导管出口(应浸没在水下)排出气泡,也可 能是形成稳定液面差(或稳定的液柱);停止加热,恢复到常温后,由于之前内部气体部分逸 出,导致内部压强变小,就必然倒吸形成一段水柱,如果漏气,外部空气可“乘虚而入” ,内 部压强就不会减小,也就不会形成倒吸现象。 因此,对于有关气体制备或性质实验的装置,首要的是观察其出气口(气体通道)特点,选用 恰当方法封闭,分液漏斗直接将活塞关闭,长颈漏斗通过加水“液封” ,乳胶管和止水夹连接 装置可直接关闭止水夹,导气管出气口一般用水“液封” 。 无论采用哪种装置制取气体, 在成套装置组装完毕装入反应物之前, 必须检查装置的气密性, 以确保实验的顺利进行。 【例题 1】 图 4 所示装置可用于测定锌和稀硫酸反应产生氢气的快慢(反应速率), 图 5 装置 是用特制漏斗组装的一个气体发生装置,如何检查这两套装置的气密性? 图 6 装置也是一种常用的气体发生装置,关闭装置中的弹簧夹 a 后,开启分液漏斗的活塞 b, 水不断往下流,直至全部流入烧瓶,能否说明该装置是否漏气?如果不能,该如何检查装置 的气密性? 图 7 装置是一套制备气体并测出产生气体体积的装置,该套装置如何进行气密性检查?

[想一想] 1.图 6 装臵中, 如果不用橡胶管将分液漏斗液面上方与烧瓶液面上方相连, 产生气 体不足,须补充添加液体反应物,分液漏斗中液体能否顺利加入?为什么? [想一想] 2.图 7 装臵中最右端是一支有刻度的玻璃量器, 测量出产生气体的体积要进行多少 次读数,如何计算出对应气体的体积? 【例题 2】 按图 8 示意组装好装置后,在 D 装置中加入少量水,关闭分液漏斗活塞,用手 掌紧握烧瓶外壁检查装置的气密性,结果观察不到明显现象,是否表明一定漏气?若在 D 装 置中观察到有少量气泡,能否说明所有装置(含 D 装置双孔塞处)气密性都良好?

图8 【例题 3】 图 9 所示为制取氯气(一种有毒气体)的实验装置,其中 A 是发生气体的装置,B 可储存多余气体,C 为集气瓶,D 用于吸收尾气,K 为止水夹。盛放药品前,怎样检验此装 置的气密性?

图9 【例题 4】 图 10 是一套制备气体并进行性质实验的装置图,d 中试管可收集气体冷却后的

液体,如何检查该装置的气密性?

图 10 由上可知,基于封闭气体的“热胀冷缩”原理,气密性检查的一般流程如下: ①找出气体出口(气体通道),气体出口一般有活塞型(分液漏斗、针筒等)、长颈漏斗、导管口 类型。 ②封堵气体出口,分液漏斗活塞只需关闭其玻璃活塞,长颈漏斗一般用水“液封” ,导管口浸 入水中。 ③对内部封闭气体加热,若气密性良好,必然引发“热胀”现象,如水中出现气泡、出现液 面差(也有描述为出现稳定的液柱)。 ④停止加热恢复常温,若气密性良好,对于逸出气体类的封闭体系,因内部气体减少,就会 发生“冷缩”现象,如在导管口倒吸出现水柱。 如果在气体发生装置后连接很多仪器,装置过于复杂时,可借用止水夹,将装置分段检查。 [想一想] 3.图 10 装臵中,在实验过程中,如果 b 和 c 间橡胶管堵塞,气体不能流通,在 b 中你会看到什么现象?

(满分 50 分 限时 30 min) 一、选择题(本题包括 5 小题,每小题 4 分,共 20 分,每题只有 1 个正确答案。) 1.下列装置操作图不能用于检查气密性的是( )

2.用推拉注射器活塞的方法检查图中装置(锥形瓶中已注入水, 漏斗下端被浸没)的气密性。 当 缓慢拉活塞时,如果装置气密性良好,可观察到( )

A.长颈漏斗下端口产生气泡 B.瓶中液面明显上升 C.长颈漏斗内有液面上升 D.注射器内有液体 3.右图小试管中盛有几毫升水,与大试管连通的 U 形细玻管内放有少量的水(已染成红色)。 如沿小试管壁小心地慢慢注入 3 毫升浓硫酸,静置片刻后,U 形细玻管中可观察到的液面现 象是( )

A.左高右低 B.左低右高 C.左右一样高 D.来回振动 4.下列各图所示装置的气密性检查中,漏气的是( )

5.仅用下列装置能检查气密性的是(

)

二、填空题(本题包括 5 小题,共 30 分) 6.(6 分)检验右图装置的气密性,通常是将导管放入水中,①用手握住试管,观察到导管口 有气泡冒出,②手离开试管后,导管中有一段水柱上升,说明装置不漏气。请回答下列问题:

(1)此法的原理是_________________________________________________________ (2)某同学操作时,只做了①没有做②,他即认为装置的气密性良好。你认为他的结论是否 正确?________(答“是”或“否”)。理由是_____________________________________ ________________________________________________________________________。 7.(6 分)用图示的装置制取氢气,在塑料隔板上放粗锌粒,漏斗和试管中装有稀硫酸,若打 开弹簧夹,则酸液由漏斗流下,试管中液面上升与锌粒接触,发生反应,产生的氢气由导管 导出。若关闭弹簧夹,则试管中液面下降,漏斗中液面上升,酸液与锌粒脱离接触,反应自 行停止。需要时再打开弹簧夹,又可以产生氢气。这是一种仅适用于室温下随制随停,由颗 粒状固体和液体间反应产生气体的装置(该气体不能溶于反应混合液中)。请回答下列问题:

(1)为什么关闭弹簧夹时试管中液面会下降? ________________________________________________________________________。 (2) 这 种 制 气 装 置 在 加 入 反 应 物 前 , 检 查 装 置 气 密 性 的 方 法 是 ________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。 8.(6 分)请用文字简单说明检查以下各装置图的气密性方法。

(1)图 1 检查方法是_______________________________________________________。 (2)图 2 检查方法是_______________________________________________________。 (3)图 3 检查方法是_______________________________________________________。 9.(8 分)测定某石灰石样品中碳酸钙质量分数的方法是将样品与稀盐酸反应,测定反应后生 成 CO2 的体积,再根据体积换算为质量,最后根据 CO2 的质量求出样品中碳酸钙的质量。如 图Ⅰ为大理石与稀盐酸反应的反应装置,图Ⅱ用于测量 CO2 的体积。

(1)检查图(Ⅰ)装置气密性的方法是___________________________________________ ________________________________________________________________________; 检查图(Ⅱ)装置气密性的方法是_____________________________________________; (2)图(Ⅱ)装置中油层的作用是_______________________________________________。 (3)________________________(填操作方法)可使反应前后油层上方气体压强和外界大气压相 同,此时排出水的体积即为生成二氧化碳的体积。 10.(4 分)下图装置可用于测定含食盐的碳酸钠样品的纯度(须在右端干燥管处收集并测量出 CO2 体 积 ) , 其 中 乙 中 放 有 碳 酸 钠 固 体 , 检 查 该 装 置 的 气 密 性 方 法 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

答案精析
【例题 1】 对于图 4 装置,关闭分液漏斗活塞,用热毛巾给锥形瓶中气体加热,注射器的 活塞因内部气体压力增大而往外推移;移走毛巾,恢复到常温时,如果注射器的活塞能恢复 原位,则气密性良好。(或把注射器的活塞往外拉出一定距离,松开手,若活塞能恢复原位, 则气密性良好。) 对于图 5 装置,关闭右端止水夹,在漏斗端加入适量水,当下端 U 形部分有明显液面差时停 止加水,一段时间后若液面差保持不变,则气密性良好。 对于图 6 装置,如此不能说明该装置是否漏气。先关闭 b,后打开 a,再把导气管一端浸入水 中,就能形成一个封闭气体系统,用酒精灯微热烧瓶,若导管口有气泡产生;移开酒精灯后 导管内能形成一段水柱,则气密性良好。 对于图 7 装置,先关闭 m、n,往右侧量气管中加适量的水,使装置左右两管中形成一定的 液面差;一段时间后,液面差保持不变,则气密性良好。 解析 图 4 装臵表面看连着注射器的右端是封闭的,但其活塞可左右移动,也就自然形成了 现象,当我们把分液漏斗活塞关闭后,就自然形成了一个气体封闭体系,如果内部气体“热 胀冷缩”的话,注射器活塞必然发生移动,产生可观察到的现象。用热毛巾给锥形瓶中气体 加热,注射器的活塞因内部气体压力增大而往外推移;移走毛巾,恢复到常温时,如果注射 器的活塞能恢复原位,则气密性良好。还可通过推移注射器的活塞改变内部气体的压强,从 而产生不同的现象。如果装臵漏气,当注射器的活塞外移一段距离时,外部空气将“乘虚而 入” ,松开手后,注射器的活塞就不会恢复原位;如果装臵不漏气,当注射器的活塞外移一段 距离再松开手,注射器的活塞就能恢复原位(原内部气体压力不变)。 图 5 装臵和图 3 装臵类似,左端仍用“液封”方式封闭,右端直接用止水夹封闭。当我们用 止水夹封闭右端后,在漏斗端加入适量水,当下端 U 形部分有明显液面差时停止加水,一段 时间后液面差保持不变,就证明内部气体“无路可走” ,气密性良好;相反,若系统漏气,U 形部分就不可能出现液面差。 图 6 装臵和图 2 装臵类似,当它通过橡胶管将漏斗液面上方空间与圆底烧瓶液面上方内部空 气相连,使

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