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高中三年级化学

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    下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是
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    实验操作 
    现象
    解释或结论
    A. 过量的Fe粉中加入HNO3, 充分反应后,
    滴入KSCN溶液
    溶液呈红色 稀HNO3将Fe氧化为Fe3+
    B. AgI沉淀中滴入稀KCl溶液 有白色沉淀出现 AgCl比AgI更难溶
    C. Al箔插入稀HNO3中  无现象 Al箔表面被HNO3氧化,
    形成致密的氧化膜
    D. 用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上  试纸变蓝色 浓氨水呈碱性

    本题信息:2012年广东省模拟题化学单选题难度一般 来源:杨云霞
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本试题 “下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是[ ]实验操作 现象解释或结论A.过量的Fe粉中加入HNO3, 充分反应后,滴入KSCN溶液溶液呈红色稀HNO3将Fe氧化为Fe...” 主要考查您对

单质铝

单质铁

(浓、稀)硝酸

pH值的测定

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 单质铝
  • 单质铁
  • (浓、稀)硝酸
  • pH值的测定

铝的主要性质:

  • 物理性质:
    铝是银白色,具有金属光泽的固体,硬度较小,具有良好的导电性、导热性和延展性。
  • 化学性质:
    活泼金属,具有较强的还原性;常温下铝在浓硫酸和浓硝酸中发生钝化;既可以与酸反应又可以与碱反应。
    (1)与氧气反应:(纯氧中发出耀眼的白光)
    (2)与Cl2 、S 、N2反应:
    (Al2S3在溶液中完全双水解)

    (AlN与水反应生成Al(OH)3和NH3↑)
    (3)与水反应:
    (4)与酸反应:
    (5)与碱的反应:
    (6)铝热反应:2Al+Fe2O3=(高温)=Al2O3+2Fe
  • 铝的用途
    纯铝制作导线,铝合金用于制造飞机、汽车、生活用品等。



铝的特殊性质:

铝既能与酸反应,也能与强碱反应。
铝与酸反应:铝与浓硫酸在常温下发生钝化,2Al+6HCl==2AlCl3+3H2
铝与碱反应:2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2

铝热反应:

铝热法是一种利用铝的还原性获得高熔点金属单质的方法。此种反应被称为铝热反应。 
可简单认为是铝与某些金属氧化物(如Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5等)或非金属氧化物(如SiO2等)在高热条件下发生的反应。    
铝热反应常用于冶炼高熔点的金属,并且它是一个放热反应,   
其中镁条为引燃剂,氯酸钾为助燃剂。
其装置如下图所示:


铝热反应配平技巧:

取反应物和生成物中氧化物中两边氧的最小公倍数,即可快速配平,如8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe中,可取Fe3O4和Al2O3中氧的最小公倍数12,则Fe3O4前应为3Al2O3前应为4,然后便可得到Al为8,Fe为9。


镁铝的化学性质比较:

单质
与非金属反应 2Mg+O2=(点燃)=2MgO
(发出耀眼白光)
Mg+Cl2=(点燃)=MgCl2
3Mg+N2=(点燃)=Mg3N2
4Al+3O2=(加热)=2Al2O3
2Al+3Cl2=(加热)=2AlCl3
2Al+3S=(加热)=Al2S3
与沸水反应 Mg+2H2O=(加热)=Mg(OH)2+H2 不反应
与酸反应 Mg+2H+==Mg2++H2
与稀硝酸反应生成Mg(NO3)2、NOx(或者N2、NH4NO3)、H2O
2Al+6H+==2Al3++3H2
在冷的浓硝酸或浓硫酸中钝化
与氧化物反应 2Mg+CO2=(点燃)=2MgO+C
(剧烈燃烧,生成白色粉末和黑色固体)
2Al+Fe2O3=(高温)=2Fe+Al2O3(铝热反应)
与盐溶液反应 Mg+2NH4++2H2O==Mg2++2NH3·H2O+H2
Mg+Cu2+==Mg2++Cu
2Al+3Hg2+=2Al3++3Hg
与强碱反应 不反应 2Al+2OH-+2H2O==2AlO2-+3H2

铝热反应配平技巧:

取反应物和生成物中氧化物中两边氧的最小公倍数,即可快速配平,如8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe中,可取Fe3O4和Al2O3中氧的最小公倍数12,则Fe3O4前应为3Al2O3前应为4,底下便可得到Al为8,Fe为9。

铝与酸、碱反应的计算技巧:

铝与酸、碱反应的实质都是,所以根据得失电子守恒可知:,利用此关系可以方便地进行有关计算。

铝与酸或碱溶液反应生成H2的量的计算:

 Al是我们中学阶段学习的唯一既与H反应也与OH反应的金属,它与酸、碱反应既有相同点,也有不同点。

相同点:Al均被氧化成+3价,所以1molAl不论与H还是与OH反应均生成3gH2
不同点:1molAl与H反应消耗3molH,而与OH反应只消耗1molOH,所以含有等物质的量的NaOH溶液和HCl溶液分别与足量的铝反应时生成的氢气的物质的量之比为3∶1。


“铝三角”关系:


Al3++3OH-===Al(OH)3
Al(OH)3+OH-===AlO2-+2H2O
Al3++4OH-===AlO2-+2H2O
AlO2-+2H2O+CO2===Al(OH)3↓+HCO3-
AlO2-+H++H2O===Al(OH)3
AlO2-+4H+===Al3++2H2O


钝化:

铝、铁在常温下与浓硫酸发生钝化,钝化不是不反应,而是被氧化成一层致密的氧化物薄膜,恰恰说明金属的活泼性。


铁元素:

在元素周期表中的位置:铁的原子序数26,位于周期表中第四周期,第Ⅷ族。
(1)物理性质:银白色、有金属光泽,密度较大,熔点较高,硬度较小,具有导电、导热、延展性,可被磁铁吸引。
(2)化学性质:较活泼的金属,+2、+3价两种价态
①与强氧化剂反应(如:Cl2 Br2 过量稀HNO3)生成+3价铁的化合物。如:


注:铁常温下在浓硫酸和浓硝酸中钝化,但加热可以反应,且被氧化成Fe3+
②与弱氧化剂反应(如S I2 H+ Cu2+)生成+2价铁的化合物,如:


③铁与氧气、水蒸气反应生成Fe3O4(FeO·Fe2O3)



铁的性质:

  1. 物理性质:铁是黑色金属,具有铁磁性
  2. 铁的化学性质:
     ①与强氧化剂反应(如:Cl2、 Br2 、过量稀HNO3)生成+3价铁的化合物。如:


    注:铁常温下在浓硫酸和浓硝酸中钝化,但加热可以反应,且被氧化成Fe3+
    ②与弱氧化剂反应(如S、 I2 、H+ 、Cu2+)生成+2价铁的化合物,如:


    ③铁与氧气、水蒸气反应生成Fe3O4(FeO·Fe2O3)



铁与稀硝酸的反应:

  1. 铁少量时:
  2. 铁过量时:3Fe+8HNO3==3Fe(NO3)2+2NO+4H2O

两式可通过2Fe3++Fe==3Fe2+联系起来。


注意:

  1. 铁元素性质活泼,自然界中的铁元素几乎都是以化合态存在,只有在陨石中存在游离态的铁元素。
  2. 过量的铁与氯气反应,不会生成FeCl2,因为铁还原三价铁必须在水溶液中进行。
  3. 金属与强氧化性酸反应,不会生成H2

化学性质:

铁元素性质活泼,有较强的还原性。


铁三角关系:


硝酸的分子结构:

化学式(分子式):HNO3,结构式:HO—NO2。 HNO3是由极性键形成的极性分子,故易溶于水,分子问以范德华力结合,固态时为分子晶体。


硝酸的物理性质和化学性质:

(1)物理性质:纯硝酸是无色油状液体, 开盖时有烟雾,挥发性酸[沸点低→易挥发→酸雾]
熔点:-42℃,沸点:83℃。密度:1.5 g/cm3,与水任意比互溶,98%的硝酸为发烟硝酸,69%以上的硝酸为浓硝酸。
(2)化学性质:
①具有酸的一些通性:例如:
(实验室制CO2气体时,若无稀盐酸可用稀硝酸代替)
②不稳定性:HNO3见光或受热发生分解,HNO3越浓,越易分解.硝酸分解放出的NO2溶于其中而使硝酸呈黄色。有关反应的化学方程式为:
③强氧化性:不论是稀HNO3还是浓HNO3,都具有极强的氧化性,HNO3浓度越大,氧化性越强。其氧化性表现在以下几方面
A. 几乎能与所有金属(除Hg、Au外)反应。当HNO3与金属反应时,HNO3被还原的程度(即氮元素化合价降低的程度)取决于硝酸的浓度和金属单质还原性的强弱。对于同一金属单质而言,HNO3的浓度越小,HNO3被还原的程度越大,氮元素的化合价降低越多。一般反应规律为:
    金属 + HNO3(浓) → 硝酸盐 + NO2↑ + H2O
    金属 + HNO3(稀) → 硝酸盐 + NO↑ + H2O
    较活泼的金属(如Mg、Zn等) + HNO3(极稀) → 硝酸盐 + H2O + N2O↑(或NH3等)
金属与硝酸反应的重要实例为:

该反应较缓慢,反应后溶液显蓝色,反应产生的无色气体遇到空气后变为红棕色(无色的NO被空气氧化为红棕色的NO2)。实验室通常用此反应制取NO气体。

该反应较剧烈,反应过程中有红棕色气体产生。此外,随着反应的进行,硝酸的浓度渐渐变稀,反应产生的气体是NO2、NO等的混合气体。

B. 常温下,浓HNO3能将金属Fe、A1钝化,使Fe、A1的表面氧化生成一薄层致密的氧化膜。因此,可用铁或铝制容器盛放浓硝酸,但要注意密封,以防止硝酸挥发变稀后与铁、铝反应。(与浓硫酸相似)

C. 浓HNO3与浓盐酸按体积比1∶3配制而成的混合液叫王水。王水溶解金属的能力更强,能溶解金属Pt、Au。

D. 能把许多非金属单质(如C、S、P等)氧化,生成最高价含氧酸或最高价非金属氧化物。例如:


E.能氧化某些具有还原性的物质,如等,应注意的是NO3-无氧化性,而当NO3-在酸性溶液中时,则具有强氧化性。例如,在Fe(NO3)2溶液中加入盐酸或硫酸,因引入了H+而使Fe2+被氧化为Fe3+;又如,向浓HNO3与足量的Cu反应后形成的Cu(NO3)2中再加入盐酸或硫酸,则剩余的Cu会与后来新形成的稀HNO3继续反应。 F. 能氧化并腐蚀某些有机物,如皮肤、衣服、纸张、橡胶等。因此在使用硝酸(尤其是浓硝酸)时要特别小心,万一不慎将浓硝酸弄到皮肤上,应立即用大量水冲洗,再用小苏打或肥皂液洗涤。
(3)保存方法:硝酸易挥发,见光或受热易分解,具有强氧化性而腐蚀橡胶,因此,实验室保存硝酸时,应将硝酸盛放在带玻璃塞的棕色试剂瓶中,并贮存在黑暗且温度较低的地方。
(4)用途:硝酸是一种重要的化工原料,可用于制造炸药、染料、塑料、硝酸盐等。


三大强酸:

几种常见酸的比较:


浓硝酸与稀硝酸的氧化性比较:

由铜与硝酸反应的化学方程式知,浓硝酸被还原为NO2,氮的化合价由+5→+4;而稀硝酸被还原为NO,氮的化合价由+5→+2,由此得出稀硝酸具有更强的氧化能力的结论是错误的。因为氧化剂氧化能力的强弱取决于得电子能力的强弱,而不是本身被还原的程度。实验证明,硝酸越浓,得电子的能力越强,因而其氧化能力越强。如稀硝酸能将HI氧化为I2,而浓硝酸可将HI氧化为HIO3。


硝酸在氧化还原反应中,其还原产物可能有多种价态的物质:等,这取决于硝酸的浓度和还原剂还原性的强弱。除前面的实例外,锌与硝酸可发生如下反应:


浓硝酸的漂白作用:

在浓硝酸中滴入几滴紫色石蕊试液,微热,可观察到:溶液先变红后褪色,说明浓硝酸具有强氧化性,可以使某些有色物质褪色(氧化漂白)。但一般不用它作漂白剂,因为它还具有强腐蚀性。新制氯水或浓硝酸能使淀粉碘化钾试纸先变蓝后褪色,这不是因为它们的漂白性,而是因为发生了如下的化学反应:

这是因为过量的氯水或硝酸又把I2氧化成了HIO3而使试纸褪色的。
另外,浓H2SO4遇湿润的蓝色石蕊试纸的现象是先变红后变黑。这是由浓H2SO4的强酸性和脱水性造成的(脱水炭化而变黑)。


pH的测定:

1.酸碱指示剂法:只能粗略测定溶液的pH范围
 
2.pH试纸法:用洁净的玻璃棒蘸取待测溶液点在一小片pH试纸(干燥的)的中部,变色后与标准比色卡对照,读出溶液的pH(粗略的整数值)。
3.pH计法(酸度计):能精确测定溶液的pH(精确到小数点后两位)。


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