第一讲物质分类电解氧化还原.doc
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1、第一讲 化学物质及其变化1.分散系:把一种(或多种)物质分散在另一种(或多种)物质中所得的体系。被分散的物质叫分散质,分散其他物质的物质叫分散剂。按分散质和分散剂的状态分析,分散系有9种组合方式。雾是液气分散系;烟是是固气分散系。分散系按分散质直径大小可分为:溶液、胶体、浊液。胶体区别于溶液和浊液的本质特征:分散质粒子的直径。分散系分散质粒子大小是否有丁达尔现象稳定性举例浊液大于100nm不稳定泥水溶液小于1nm稳定NaCl溶液胶体1100nm有介稳性Fe(OH)3胶体2. 饱和 FeCl3溶液滴入沸水中,可观察到液体颜色为红褐色,这是形成了Fe(OH)3胶体的缘故(制备Fe(OH)3胶体的实
2、验室方法)。当一束光通过该胶体时,可以观察到一条光亮的通路,这种现象叫丁达尔效应,这条“通路”是由于胶体粒子对光线散射形成的。利用这个效应可以区分胶体和溶液。放电影时,放映室射到银幕上的光柱的形成就是丁达尔现象。当把制得的胶体进行过滤时,滤纸上没有留下任何物质。这个事实说明,胶体粒子可以透过滤纸,即胶体粒子的直径比滤纸的空径小。胶体可以透过滤纸,因为胶体分子的直径在1nm到100nm之间是可以透过滤纸的,半透膜是一种选择性膜,大分子不能透过,如鸡蛋表面的一层膜。一般溶液可以透过半透膜,如食盐水中的氯化钠分子,胶体不能透过半透膜。 氧化还原反应1还失升氧:还原剂,失去电子,化合价升高,被氧化、发
3、生氧化反应、生成氧化产物。判断下列反应是否是氧化还原反应,是氧化还原反应的指出氧化剂和还原剂。 Fe + CuSO4 = Fe SO4 + Cu 是或否_氧化剂_还原剂_ CuO + C Cu + CO2 是或否_氧化剂_还原剂_ CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 是或否_氧化剂_还原剂_ _ Fe3O4 +4CO 3Fe + 4CO2 是或否_氧化剂_还原剂_ Cl2 + H2O = HCl + HClO 是或否_氧化剂_还原剂_ 2Na2O2 + 2 CO2 = 2Na2CO3 + O2 是或否_氧化剂_还原剂_ 2FeCl3 + Fe = 3 FeCl2 是或否_氧化剂_
4、还原剂_ CH2OH(CHOH)4CHO + 2 Ag(NH3)2OH CH2OH(CHOH)4COONH4 + 2Ag + 3NH3 + H2O 是或否_氧化剂_还原剂_ CH3COOH + CH3CH2OH CH3COOCH2CH3 + H2O 是或否_氧化剂_还原剂_ 3O2 2O3 (氧气0价,臭氧中一个氧原子是+2/3,两个是-1/3) 是或否_氧化剂_还原剂_氧化还原反应2.根据氧化还原反应和四种基本反应类型的关系,在下列圆圈中填实对应的反应类型。非氧化还原反应 复分解反应分解反应化合反应置换反应3、单双桥键法表示电子的得失。(升是氧化还原剂,降得还原氧化剂)过氧化钠与水反应、高锰
5、酸钾制氧气(初中三个制氧气的反应式?) 氧化性,还原性强弱的判断方法(一)根据化学方程式判断 (1)氧化剂(氧化性)+还原剂(还原性)=还原产物+氧化产物 氧化剂-还原产物 得电子,化合价降低,被还原,发生还原反应 还原剂-氧化产物 失电子,化合价升高,被氧化,发生氧化反应 氧化性:氧化剂氧化产物 还原性:还原剂还原产物 (2)可根据同一个反应中的氧化剂,还原剂判断 氧化性:氧化剂还原剂 还原性:还原剂氧化剂 (二)根据物质活动性顺序比较 (1)对于金属还原剂来说,金属单质的还原性强弱一般与金属活动性顺序相一致,即越位于后面的金属,越不容易失电子,还原性越弱。 还原性:KCaNaMgAlMnZ
6、nCrFeNiSnPb(H)CuAgPtAu (2)金属阳离子氧化性的顺序 K+Ca2+Na+Mg2+Al3+Mn2+Zn2+Cr3+Fe2+Ni2+Sn2+Pb2+(H+)Cu2+Ag+Pt2+MnO2O2 (四)根据氧化产物的价态高低来判断 当含有变价元素的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时,可根据氧化产物价态的高低来判断氧化剂氧化性强弱。如: 2Fe+3Cl2=(点燃)2FeCl3 Fe+S=(加热)FeS 氧化性:Cl2S (五)根据元素周期表判断 (1)同主族元素(从上到下) 非金属原子(或单质)氧化性逐渐减弱,对应阴离子还原性逐渐增强。 金属原子还原性逐渐增强,对应阳离子氧化
7、性逐渐减弱 (2)同周期主族元素(从左到右) 单质还原性逐渐增强,氧化性逐渐增强 阳离子氧化性逐渐增强,阴离子还原性逐渐减弱。 (六)根据元素最高价氧化物的水化物酸碱性强弱比较 酸性越强,对应元素氧化性越强 碱性越强,对应元素还原性越强 (七)根据原电池的电极反应判断 两种不同的金属构成的原电池的两极。负极金属是电子流出的极,正极金属是电子流入的极。 其还原性:负极金属正极金属 (八)根据物质的浓度大小判断 具有氧化性(或还原性)的物质浓度越大,其氧化性(或还原性)越强,反之则越弱。 (九)根据元素化合价价态高低判断 一般来说,变价元素位于最高价态时只有氧化性,处于最低价态时只有还原性,处于中
8、间价态时,既有氧化性又有还原性。一般处于最高价态时,氧化性最强,随着化合价降低,氧化性减弱还原性增强。第二节 离子反应1.在溶液中或熔融状态可以导电的化合物叫电解质。无机化合物中的强酸(如:_)、强碱(如:_)、绝大多数盐(如:_)都是电解质。电解质溶液之所以能够导电,是由于它们在溶液中发生了电离,产生了可以自由移动的阴阳离子。电离时生成的阳离子全部是H+的化合物叫做酸;电离时生成的阴离子全部是OH-的化合物叫做碱;生成金属阳离子(包括氨跟离子)和酸根离子的化合物叫做盐。酸碱中和反应的实质是。2.电解质的电离可以用电离方程式来表示。试写出下列物质发生电离的方程式。NaCl_ _;CuSO4_
9、_;HCl_ _ ;HNO3_ _;H2SO4_ _;NaOH_ _;Ba(OH)2_ _;Na2SO4_ _;NaHCO3_ _;NaHSO4_ _;3.电解质在溶液中的反应实质上是离子之间的反应,这样的反应叫做离子反应。用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子叫离子方程式。离子方程式不仅可以表示某一个具体的化学反应,而且还可以表示同一类型的离子反应。试写出下列离子反应方程式。 氢氧化钠和盐酸反应_;氢氧化钾和硫酸反应_;硝酸银和氯化钠反应_;硫酸钠和氯化钡反应_;碳酸钠和盐酸反应_;实验室制二氧化碳的反应_;实验室制氢气的反应_;碳酸氢钠和盐酸的反应_;氯化铁溶液中加铁粉_;氯化镁和氢氧化
10、钠的反应_;4. 复分解反应的实质就是溶液中的离子相互交换的反应,这类离子反应发生的条件是:生成气体,沉淀或水。只要具备上述条件之一的反应就能发生。5、强弱电解质(强电解质是在溶液中或熔融状态完全电离的化合物,弱电解质是在溶液中或熔融状态部分电离的化合物)强电解质:强酸:浓硫酸,浓盐酸,硝酸强碱:可溶性的有三种:NaOH、KOH、Ba(OH)2(第一主族形成的 RbOH、CsOH、FrOH)大部分的盐弱电解质:弱酸:H2S(氢硫酸)、HCN(氰化氢) 、HF(氢氟酸)、H3PO4(磷酸)、甲酸(HCOOH)、乙酸(CH3COOH)、碳酸H2CO3 亚硫酸H2SO3弱碱:(HN3H2O)一水合氨
11、、Mg(OH)2、Al(OH)3、Zn(OH)2、Fe(OH)3、Fe(OH)2、Cu(OH)2、NH3.H2O水均为弱电解质。6、离子方程式的书写一般为四个步骤:写、拆、删、查。(注意NaHSO4的电离)这四步中,“写”是基础,“拆”是关键,“删”是途径,“查”是保证。写出正确的化学反应方程式,并配平。把在反应条件下完全电离的物质拆写成离子形式。删去方程式两边不参加反应的离子。检查方程式两边是否遵守质量守恒、电荷守恒和电子守恒。书写熟练时可一步完成。在拆分时应注意以下几点,以便做出准确判断。只有易溶且易电离的物质写成离子,其余都不能写成离子。微溶物作反应物,若是澄清溶液写成离子,若是浊液写成
12、原化学式;作为生成物,一般写成原化学式。离子反应通常是在水溶液中进行的,所以非水溶液中的反应,一般不写成离子方程式(熔化状态下进行的离子反应可写成离子方程式)。在水溶液中,硫酸氢根离子完全电离,所以写成氢离子和硫酸根;而多元弱酸的酸式根离子由于电离程度小,所以写成酸式根离子。操作顺序或反应物相对量不同时离子方程式也可能不同。7.离子共存问题:(1) 由于发生复分解反应,离子不能大量共存有难溶物或微溶物生成。如Ba2+、Ca2+等不能与SO42-、CO32大量共存;Ag+与Cl-、Br-、I-等不能大量共存。有易挥发性物质生成。如CO32-、HCO3-、S2-、HS-、SO32-、HSO3-等离
13、子与H+不能大量共存。有若电解质生成。如NH4+与OH-不能大量共存;OH-、CH3COO-、ClO-、F-等与H+不能大量共存。2) 由于发生氧化还原反应,离子不能大量共存。具有较强还原性的离子与较强氧化性的离子不能大量共存。如Fe3+与I-、S2-不能大量共存。在酸性或碱性介质中由于发生氧化还原反应而不能大量共存。如NO3-在酸性条件下与Fe2+、I-、S2-、SO32-等还原性离子不能大量共存;SO32-与S2-在酸性条件下不能大量共存。(3)由于形成络合离子不能大量共存。如Fe3+与SCN-不能大量共存。6、图像问题:做出把Ba(OH)2加入BaSO4中的导电能力图像。氨水和盐酸呢?离
14、子方程式的书写归纳离子方程式和离子共存一直是高考中的热点试题,可以说是常考常新、经久不衰。对于离子方程式的书写或正误判断,有些同学就是答不准,考试经常答错。其实这类问题并不难,只要掌握了各种类型离子反应方程式的书写方法,认真分析,就能准确作答,现归纳如下:一、试剂用量不同,离子方程式不同1.关于酸式盐与量有关的离子方程式的书写一般按不足量的物质的化学式确定离子的数目,写出反应的离子方程式,而足量的物质参与反应的离子的物质的量之比不一定与化学式相符。如果没有明确的用量,则用任一反应物作为足量写出的离子方程式均属正确。例1、试写出相应的离子方程式:(1) 足量的NaHSO4溶液与Ba(HCO3)2
15、溶液混合(2)足量的Ba(HCO3)2溶液与NaHSO4溶液混合(3) 将足量的NaOH溶液加入Ca(HCO3)2溶液中(4)将足量的Ca(HCO3)2溶液加入NaOH溶液中解析:(1)Ba2+、HCO3-都参与反应,而NaHSO4过量,所以Ba2+、HCO3-以1:2出现在离子方程式中,H+、SO42-按需要确定;(2)当Ba(HCO3)2足量时,离子方程式决定于NaHSO4的量,H+、SO42-只能以1:1出现,所以Ba(HCO3)2中HCO3-没有完全反应;(3)Ca2+与HCO3-以1:2出现;(4)按Ca(HCO3)2物质的量比NaOH多来考虑,则HCO3-与Ca2+只能以1:1出现
16、。答案:(1)2H+SO42-+Ba2+2HCO3-=BaSO4+2CO2+2H2O(2)H+SO42-+Ba2+HCO3-=BaSO4+CO2+H2O(3)Ca2+2HCO3-+2OH-=CaCO3+2H2O+CO32-(4)Ca2+HCO3-+OH-=CaCO3+H2O2.生成的产物可与过量的物质继续反应的离子方程式的书写此类反应只需注明题目所给的条件,判断产物是否与过量物质继续反应,只要正确确定产物即可写出相应的离子方程式。例2、写出下列反应的离子方程式: (1)NaOH溶液与足量AlCl3溶液的反应(2)AlCl3溶液与足量NaOH溶液的反应 (1)NaOH溶液与足量AlCl3溶液的反
17、应(2)AlCl3溶液与足量NaOH溶液的反应解析:NaOH与AlCl3反应生成的Al(OH)3是典型的两性氢氧化物,它不会溶解在过量的AlCl3溶液中,却能溶解在过量的NaOH溶液中,生成偏铝酸钠。答案:(1)Al3+3OH-=Al(OH)3(2)Al3+4OH-=AlO2-+2H2O例3、写出下列反应的离子方程式:(1)向NaAlO2溶液中通入少量的CO2(2)向NaAlO2溶液中通入足量的CO2(3)向NaAlO2溶液中加入过量的HCl解析:Al(OH)3只溶于强酸或强碱溶液中,故CO2过量时它不会溶解;但CO32-却可以与过量的CO2反应生成HCO3-。当HCl过量时,Al(OH)3会
18、和H+继续反应而生成Al3+和H2O。答案:(1)2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3+CO32-(2)AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO3-(3)AlO2-+4H+=Al3+2H2O3.较特殊的且与量有关的离子方程式的书写除考虑反应中量的关系外,还应考虑其他特殊因素,如生成物溶解性、离子的配比关系,才能正确写出离子方程式。例4、写出下列反应的离子方程式:(1)Mg(HCO3)2溶液与过量NaOH溶液反应(2)明矾溶液与足量的Ba(OH)2溶液反应(3)硫酸氢铵溶液中加入足量的氢氧化钡溶液(4)向新制氯水中滴入少量溴化亚铁溶液解析:(1)因Mg(OH)2比MgCO
19、3更难溶,故Mg2+不与CO32-反应生成MgCO3,而是直接与OH-反应生成Mg(OH)2。(2)明矾溶液中,Al3+和SO42-的物质的量之比为1:2,而不是2:3更不能忽略Al(OH)3的两性,即Al3+反应后转化为AlO2。(3)NH4HSO4电离出的三种离子都参与反应,不能忽略该反应中弱电解质NH3H2O的生成,而NH4HSO4过量时才会发生:Ba2+2OH-+2H+SO42-=BaSO4+2H2O的反应。(4)对于此反应,不仅要注意Fe2+和Br-的物质的量之比为1:2,而且不能忽视Fe2+和Cl2的反应。答案:(1)Mg2+2HCO3-+4OH-=Mg(OH)2+2CO32-+2
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