本试题 “按要求书写化学反应方程式,是氧化还原反应的用单线桥标出电子转移的方向和数目(1)铁和水蒸气的反应_______________________(2)加热小苏打固体__________...” 主要考查您对氧化还原反应的表示方法
过氧化钠
碳酸氢钠
单质铁
氢氧化亚铁
铁盐(三价铁离子)
亚铁盐(二价铁离子)
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单线桥法步骤:
(1)标价态:明确标明发生氧化还原反应的元素的化合价
(2)连单线:连接方程式左边的氧化剂与还原剂,箭头一律指向氧化剂
(3)不注得失:标出转移的电子的总数,这里不用像双线桥那样,仅需直接标出电子总数
过氧化钠(Na2O2)的基本性质:
淡黄色固体,较稳定,可用作供氧剂、漂白剂
(1)与水反应:2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑
(2)与CO2反应:2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+ O2
(3)与HCl反应:2Na2O2+4HCl==4NaCl+2H2O+ O2↑
过氧化钠的特性及计算:
1.过氧化钠的强氧化性
2.Na2O2与CO2、H2O(g)反应的重要关系
(1)气体体积差的关系
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 气体体积差 ①
2 1 ΔV=1
2Na2O2+2H2O(g)===4NaOH+O2 气体体积差 ②
2 1 ΔV=1
由此可见,若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量Na2O2,气体体积的减少量是原气体体积的1/2,即为生成氧气的量。
(2)先后顺序关系
一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物反应,可视为Na2O2首先与CO2反应,剩余的Na2O2再与H2O(g)反应。
(3)电子转移关系
当Na2O2与CO2或H2O反应时,每产生1molO2就转移2mol电子。
(4)固体质量变化关系
①足量过氧化钠与水、CO2反应的计算
所以,有ag通式符合(CO)m(H2)n(m=0,1,2,3…,n=0,1,2,3…)的物质(包括纯净物和混合物)在氧气中燃烧,将其通过足量过氧化钠,反应完毕后,固体增重ag。
氧化钠与过氧化钠的比较:
物质 | 氧化钠 | 过氧化钠 |
色态 | 白色固体 | 淡黄色固体 |
类别 | 碱性氧化物 |
过氧化物(不属于碱性氧化物) |
化学键类型 | 仅含离子键 | 离子键和非极性键 |
电子式 | ||
生成条件 | 常温 | 点燃或加热 |
氧的化合价 | -2 | -1 |
阴阳离子个数比 | 1:2 | 1:2 |
稳定性 | 不稳定 | 稳定 |
转化关系 | 2Na2O+O2=2Na2O2 | |
用途 | 用于制取少量过氧化钠 | 供氧剂、漂白剂、氧化剂 |
与水反应方程式 | 2Na2O+2H2O=2NaOH | 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ |
与CO2反应 | Na2O+CO2=NaCO3 | 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑ |
与HCl反应 | Na2O+2HCl=2NaCl+H2O | 2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑ |
保存 | 隔绝空气、密封保存 | 隔绝空气、远离易燃物、密封保存 |
特别提醒:
(1)用脱脂棉包裹住过氧化钠,滴加少量水时脱脂棉可以燃烧,不仅可以说明Na2O2与H2O反应生成O2,还可以说明该反应放热。
(2)Na2O2与H2O反应时H2O既不是氧化剂也不是还原剂。
方法技巧:Na2O与Na2O2的结构与性质
(1)Na2O中只含离子键,Na2O2中既含离子键,又含非极性键。
(2)等物质的量的Na2O与Na2O2分别于等量且足量的H2O反应,所得溶液的成分浓度相同
碳酸氢钠(NaHCO3):
(1)俗名:小苏打;细小白色晶体,溶解度小于Na2CO3,受热易分解,可用于治疗胃酸过多、发酵剂
(2)与H+反应:HCO3-+H+==CO2↑+H2O
(3)与NaOH反应:HCO3-+OH-==CO32-+H2O
(4)与石灰水反应:生成CaCO3沉淀
(5)与BaCl2和CO2不反应
碳酸氢钠的物理性质:
碳酸氢钠为白色晶体,或不透明单斜晶系细微结晶。比重2.15g。无臭、味咸,可溶于水,不溶于乙醇。其水溶液因水解而呈微碱性,常温中性质稳定,受热易分解,在50℃以上迅速分解,在270℃时完全失去二氧化碳,在干燥空气中无变化,在潮湿空气中缓慢分解。溶解度:7.8g,18℃;16.0g,60℃。
碳酸氢钠的用途:
碳酸氢钠可直接作为制药工业的原料,用于治疗胃酸过多。
Na2CO3、NaHCO3的性质比较:
表示 | 名称 | 碳酸钠 | 碳酸氢钠 |
化学式 | Na2CO3 | NaHCO3 | |
俗称 | 苏打 | 小苏打 | |
物理性质 | 色态 | 白色粉末 | 白色晶体 |
溶解性 | 易溶于水 | 能溶于水 | |
化学性质 | 与盐酸反应 | Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ | NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ |
热稳定性 | 很稳定 | 受热分解:2NaHCO3=(加热)=Na2CO3+H2O+CO2↑ | |
与NaOH反应 | 不反应 | NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O | |
相互转化 | Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3 | NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O 2NaHCO3=(加热)=Na2CO3+H2O+CO2↑ |
Na2CO3、NaHCO3的鉴别:
Na2CO3、NaHCO3与足量盐酸反应的比较:
碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的基本图像的归纳总结:
(1)向Na2CO3中逐滴加入盐酸,消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图1所示;
(2)向NaHCO3中逐滴加入盐酸,消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图2所示;
(3)向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入盐酸,消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图3所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x∶y=1∶1,其他比例时的图像略);
(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸,消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图4所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比m∶n=1∶1,其他比例时的图像略)。
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:
铁与稀硝酸的反应:
两式可通过2Fe3++Fe==3Fe2+联系起来。
注意:
化学性质:
铁元素性质活泼,有较强的还原性。
铁三角关系:
氢氧化亚铁:
化学式为Fe(OH)2,白色固体,难溶于水,碱性较弱,可与常见酸反应;在空气中易被氧化,白色→灰绿色→红褐色。反应方程式如下:
(1)
(2)
(3)
氢氧化亚铁的性质:
氢氧化亚铁极易被氧化,水中的溶解氧就可以把它氧化。
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
4Fe(OH)2+O2=△=2Fe2O3+4H2O
铁的氢氧化物:
Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | |
色态 | 白色固体 | 红褐色固体 |
与盐酸反应 | Fe(OH)2+2H+==Fe2++2H2O | Fe(OH)3+3H+==Fe3++3H2O |
热稳定性 | 在空气中加热迅速生成Fe3O4 | 2Fe(OH)3=(加热)=Fe2O3+3H2O |
二者的关系 | 在空气中Fe(OH)2能够非常迅速地被氧化成Fe(OH)3,现象是:白色迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。反应方程式为:4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 |
氢氧化亚铁的制备:
因Fe(OH)2在空气中易被氧化,4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,故Fe(OH)2在水中不能稳定存在,在实验室制取Fe(OH)2时,一定要用新制的亚铁盐和先加热驱赶掉O2的NaOH溶液,且滴管末端要插入试管内的液面以下,再滴加NaOH溶液,也可以在反应液面上滴加植物油或苯等物质进行液封,以减少Fe(OH)2与O2的接触。关于Fe(OH)2制备的方法很多,核心问题有两点,一是溶液中溶解的氧必须除去,二是反应过程必须与O2隔绝。
1、操作方法:在试管里注入少量新制备的硫酸亚铁溶液,再向其中滴入几滴煤油,用胶头滴管吸取氢氧化钠溶液,将滴管尖端插入试管里溶液液面下,逐滴滴入氢氧化钠溶液,观察现象。另外,为使氢氧化亚铁的制备成功,先将硫酸亚铁溶液加热,除去溶解的氧气。
实验现象:滴入溶液到硫酸亚铁溶液中有白色絮状沉淀生成。白色沉淀放置一段时间,振荡后迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。
注:白色沉淀:Fe(OH)2;灰绿色沉淀:Fe(OH)2和Fe(OH)3的混合物;红褐色沉淀:Fe(OH)3
方法的改进:可在液面上滴加苯或者油进行液封,可有效防止氧的溶解。
【典例】 Ⅰ.用不含Fe3+的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入________。
(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。
(3)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液,这样操作的理由是__________________________________________________________ ________________________________________________________
Ⅱ.在如图所示的装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。
(1)在试管Ⅰ中加入的试剂是________。
(2)在试管Ⅱ中加入的试剂是________。
(3)为了制得Fe(OH)2白色沉淀,在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂,打开止水夹,塞紧塞子后的实验步骤是_____________________________。
(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,理由是_________________________________________________________________。
【答案】:Ⅰ.(1)稀H2SO4、铁屑 (2)煮沸 (3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化 Ⅱ.(1)稀H2SO4和铁屑 (2)NaOH溶液 (3)检验试管Ⅱ出口处排出的H2的纯度,当排出的H2已经纯净时再夹紧止水夹 (4)试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ,故外界O2不易进入
2、电化学制备
【典例】 由于Fe(OH)2极易被氧化,所以实验室难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。若用下图所法实验装置可制得纯净的Fe(OH)2沉淀。两极材料分别为石墨和铁。
①a电极材料为_______,其电极反应式为_______________。
②电解液d可以是_______,则白色沉淀在电极上生成;也可以是_______,则白色沉淀在两极之间的溶液中生成。
A.纯水 B.NaCl溶液 C.NaOH溶液 D.CuCl2溶液
③液体c为苯,其作用是______________,在加入苯之前,对d溶液进行加热处理的目的是___________。
④为了在短时间内看到白色沉淀,可以采取的措施是____________________。
A.改用稀硫酸做电解液 B.适当增大电源电压 C.适当缩小两电极间距离 D.适当降低电解液温度
⑤若d改为Na2SO4溶液,当电解一段时间,看到白色沉淀后,再反接电源,继续电解,除了电极上看到气泡外,另一明显现象为___________。
【答案】:①Fe;Fe-2e-=Fe2+ ②C;B ③隔绝空气防止Fe(OH)2被空气氧化;排尽溶液中的氧气,防止生成的Fe(OH)2在溶液中氧化 ④B、C ⑤白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色
Fe3+的性质:
含Fe3+的溶液都呈黄色,具有氧化性,
(1)与还原剂反应生成二价铁
(2)与碱反应
(3)Fe3+在水中易水解
由于三价铁易水解,在保存铁盐盐溶液(FeCl3)时加入少量相应的酸(HCl),以防止Fe3+水解。
“铁三角”中的转化关系:
浅绿色溶液,既有氧化性性又具有还原性,主要表现还原性
(1)与氧化剂反应生成三价铁
(2)与碱反应
(3)Fe2+易被氧化,水溶液中易水解。亚铁盐溶液(FeCl2)在保存时加入少量铁屑以防止Fe2+被氧化,滴入少量相应的酸溶液(HCl),防止Fe2+水解。
与“按要求书写化学反应方程式,是氧化还原反应的用单线桥标出电...”考查相似的试题有: