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    分类是在化学发展中起到了重要作用.下列分类标准不合理的是(  )
    A.根据纯净物的元素组成,将纯净物分为单质和化合物
    B.根据水溶液或熔化状态下能否导电将化合物分为电解质和非电解质
    C.根据分散系是否具有丁达尔现象将分散系分为溶液、胶体和浊液
    D.根据反应中是否有电子的转移将化学反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应

    本题信息:化学单选题难度一般 来源:未知
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本试题 “分类是在化学发展中起到了重要作用.下列分类标准不合理的是( )A.根据纯净物的元素组成,将纯净物分为单质和化合物B.根据水溶液或熔化状态下能否导电将化...” 主要考查您对

氧化还原反应的本质和特征

氧化还原反应的定义

溶液

物质的简单分类

电解质、非电解质

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  • 氧化还原反应的本质和特征
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  • 电解质、非电解质
氧化还原反应的本质:
电子的转移(得失或偏移)

氧化还原反应的特征:
化合价升降(某些元素化合价在反应前后发生变化,是氧化还原反应判别的依据)

氧化还原反应的发展史:

  1. 物质与氧气发生的反应属于氧化反应,含氧化合物中氧被夺去的反应属于还原反应。
  2. 有化合价升降的反应属于氧化还原反应。
  3. 有电子得失或偏移的反应属于氧化还原反应。

对物质的认识存在发展的过程,从最初的隔离开的氧化反应、还原反应,到从表面上看化合价变化的氧化还原反应,把氧化与还原统一在一个概念下,再透过现象看本质,化合价的变化是有电子得失或偏移引起的。


氧化还原反应中应注意的几个问题:

 1、氧化剂氧化性的强弱,不是看得电子的多少,而是看得电子的难易;
  还原剂还原性的强弱,不是看失电子的多少,而是看失电子的难易。
  eg:氧化性:浓HNO3>稀HNO3还原性:Na>Al

2、有新单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应  eg:C(金刚石)==C(石墨);3O2==2O3(放电);P4(白磷)==4P(红磷)

3、任何元素在化学反应中,从游离态变为化合态,或由化合态变为游离态,均发生氧化还原反应(比如置换反应,化合反应,分解反应)

4、置换反应一定是氧化还原反应,复分解反应一定不是氧化还原反应;有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应全部属于氧化还原反应。

5、元素具有最高价的化合物不一定具有强氧化性! eg.H3PO4、H2SiO3(或H4SiO4)两酸均无强氧化性但硝酸有强氧化性。


氧化还原的表示可用单线桥也可用双线桥:

一、双线桥法:

此法不仅能表示出电子转移的方向和总数,还能表示出元素化合价升降和氧化、还原关系。双线桥的箭头始于反应物有关元素的原子或离子,箭头指向发生化合价变化后生成物中对应元素的原子或离子或原子团。

标变价   明确标出所有发生氧化还原反应的元素的化合价,不变价的元素不标化合价。

连双线  将标化合价的同一元素用直线加箭头从反应物指向生成物(注意:箭头的起止一律对准各元素)

标得失  1.标电子转移或偏离数   明确标出得失电子数,格式为“得/失发生氧化还原反应原子个数×单位原子得失电子数”   

                   2.标化合价变化   一律标出化合价的变化,只有“化合价升高”“化合价降低”这两种写法,不可写为“升价”“降价”等   

                   3.标出元素反应类型   一律标出元素所发生的反应,“被氧化”或“被还原”,其余写法均不正确   

                   4.检查得失电子守恒   检查得失电子数是否相等,如不相等则重新分析。

例如:

二、单线桥法:

在氧化还原反应中,有电子发生转移(得失或偏移),也就是在反应物中有元素电子发生得失或偏移,这时用一条带箭头的曲线从失去电子的元素指向得到电子的元素,并在“桥”上标出转移的电子数,这种表示方法叫单线桥法。

(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

例如:

注意事项: 

(1)不得标明"得"或"失",否则是错的

(2)箭头表示电子转移的方向,指向氧化剂注意:为了规范起见,单线桥法最好不用于自身氧化还原的反应,因为那样标记会使反应中的电子去向不明确,故在自身氧化还原的反应方程式中最好用双线桥法表示电子转移。


氧化还原反应:
有电子转移(得失或偏移)的反应;(无电子转移(得失或偏移)的反应为非氧化还原反应)

反应历程:
氧化还原反应前后,元素的氧化数发生变化。根据氧化数的升高或降低,可以将氧化还原反应拆分成两个半反应:氧化数升高的半反应,称为氧化反应;氧化数降低的反应,称为还原反应。氧化反应与还原反应是相互依存的,不能独立存在,它们共同组成氧化还原反应。


氧化还原反应中存在以下一般规律:

强弱律:氧化性:氧化剂>氧化产物;
还原性:还原剂>还原产物。
价态律:元素处于最高价态,只具有氧化性;元素处于最低价态,只具有还原性;处于中间价态,既具氧化性,又具有还原性。
转化律:同种元素不同价态间发生归中反应时,元素的氧化数只接近而不交叉,最多达到同种价态。
优先律:对于同一氧化剂,当存在多种还原剂时,通常先和还原性最强的还原剂反应。守恒律:氧化剂得到电子的数目等于还原剂失去电子的数目。

氧化还原性的强弱判定:

物质的氧化性是指物质得电子的能力,还原性是指物质失电子的能力。物质氧化性、还原性的强弱取决于物质得失电子的能力(与得失电子的数量无关)。从方程式与元素性质的角度,氧化性与还原性的有无与强弱可用以下几点判定:
(1)从元素所处的价态考虑,可初步分析物质所具备的性质(无法分析其强弱)。最高价态——只有氧化性,如H2SO4、KMnO4中的S、Mn元素;最低价态,只有还原性,如Cl-、S2-等;中间价态——既有氧化性又有还原性,如Fe、S、SO2等。
(2)根据氧化还原的方向判断:氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。
(3)根据反应条件判断:当不同的氧化剂与同一种还原剂反应时,如氧化产物中元素的价态相同,可根据反应条件的高、低进行判断,如是否需要加热,是否需要酸性条件,浓度大小等等。


电子的得失过程:


其过程用核外电子排布变化情况可表示为:


溶液:

一种或几种物质分散到另一种物质中,形成均一、稳定的混合物,分散质粒子的直径d<10-9m

电中性原理:

溶液对外是不显电性的,所以,在电解质的溶液中,阳离子所带正电荷总数=阴离子所带负电荷总数。
如含K+、Al3+、H+、Cl-、SO42-的溶液中,必然存在c(K+)+3c(Al3+)+c(H+)=c(Cl-)+2c(SO42-)。


溶液的稀释定律:

  1. 稀释前后溶液中溶质的物质的量不变: c(浓溶液)V(浓溶液)=c(稀溶液)V(稀溶液)
  2. 稀释前后溶液中溶质的质量不变: ρ(浓溶液)V(浓溶液)w%(浓溶液)=ρ(稀溶液)V(稀溶液)w%(稀溶液)

容量瓶的使用:

1.容量瓶的使用及注意事项
(1)在使用前首先要检查是否漏水。
具体操作如下:

(2)检查合格后,用蒸馏水洗涤干净。
(3)四个“不能”
①不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释。
②不能作为反应容器或长期贮存溶液。
③容量瓶的容积是在瓶身所标温度下确定的,因而不能将过冷或过热的溶液转移到容量瓶中。
④只能配制容量瓶上规定容积的溶液,即不能配制任意体积的溶液。

2.  误差分析

分析依据,以配置NaOH溶液为例,在进行误差分析时,根据实验操作弄清是“m”还是“V”引起的误差,再具体分析,具体情况如下:

能引起误差的一些操作 因变量 c(mol/L)
m V
砝码与物品颠倒(使用游码) 减小 —— 偏低
称量时间过长 减小 ——
用滤纸称NaOH 减小 ——
向容量瓶注液时少量溅出 减小 ——
未洗涤烧杯和玻璃棒 减小 ——
定容时,水多用滴管吸出 减小 ——
定容摇匀后液面下降再加水 —— 增大
定容时仰视刻度线 —— 增大
砝码沾有其他物质或已生锈 增大 —— 偏高
未冷却至室温就注入容量瓶定容 —— 减小
定容时俯视读数 —— 减小
称量前小烧杯内有水 —— —— 不变
定容后经振荡、摇匀,静置液面下降 —— ——

特别提醒:

(1)定容、摇匀后液面下降也不要补加蒸馏水,否则结果会偏低。
(2)定容时俯视、仰视对结果的影响。
①仰视刻度线(图1),导致溶液体积偏大。
②俯视刻度线(图2),导致溶液体积偏小。


为减小误差务必按:眼睛视线→刻度线→凹液面最低处的次序,做到“三点一线”。


一定物质的量浓度的溶液的配置:

1.主要仪器 (1)托盘天平:可精确至0.1g,称量前先调零,称量时物品放在左盘,砝码放在右盘。
                        (2)容量瓶:配制溶液的专用精确容器,瓶上标有温度、容积和刻度线。
                        (3)其他仪器:量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等。

2.配制过程
配制过程如下:

 

以配制480mL1mol·L-1NaCl溶液为例:

 (1)所需容量瓶规格:500mL容量瓶。
 (2)若用托盘天平应称量NaCl粉末29.3g。
 (3)溶解过程中玻璃棒的作用为:搅拌加速溶解。
 (4)移液
  ①移液前需要将溶液冷却至室温。
  ②移液中玻璃棒的作用为:引流。
  ③移液时需要进行的操作为:将烧杯中溶液注入容量瓶中,用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁2~3次并将洗涤液也转入容量瓶中,轻轻摇动容量瓶,使溶液混合均匀。
 (5)定容
①当液面距瓶颈刻度线1~2cm时改用胶头滴管滴加蒸馏水。
②定容时要平视刻度线,直到凹液面最低点与刻度线相切。
(6)摇匀,转入试剂瓶保存

假如其他操作均准确无误,分析下列情况对配制浓度的影响。
①定容时俯视观察刻度线:偏高;
②移液时,对用于溶解NaCl的烧杯没有洗涤:偏低;
③定容后,将容量瓶振荡摇匀,静置后发现液面低于刻度线,又补水至刻度线:偏低。


溶液配制过程中的“四个数据”:

数据 要求或解释
药品的质量 实验室中一般用托盘天平称量药品,而托盘天平只能称准0.1g,所以记录数据时只能保留小数点后一位数字。如题中NaOH的质量为10.0,不能写为10.00g
容量瓶的规格

(1)选择容量瓶的规格时应该与所配溶液体积相等或稍大
(2)回答补充仪器的问题时应该注明容量瓶的规格,如应该回答“500ml容量瓶”,不能只回答“容量瓶”。

洗涤烧瓶2-3次 移液时洗涤烧瓶2-3次是为了确保溶质全部转移入容量瓶中,否则会导致溶液浓度偏低
液面离容量瓶颈刻度线下1-2cm 定容时,当液面离容量瓶颈刻度线下1-2cm时,应该改用胶头滴管滴加,否则溶液导致液体体积超过刻度线,导致溶液浓度偏低


混合物、纯净物、单质、化合物的概念:

 

(1)混合物:由两种或多种物质混合而成的物质。
(2)纯净物:由单一物质组成的物质   注:由同位素原子组成的物质是纯净物,如H2OD2O混合后仍为纯净物。
(3)单质:由同种元素组成的纯净物,可分为金属单质和非金属单质。
(4)化合物:由不同种元素组成的纯净物。从不同角度可见化合物分为离子化合物,共价化合物,电解质和非电解质,有机化合物和物质化合物,酸碱盐和氧化物等。


混合物、纯净物、单质、化合物的概念:

 

(1)混合物:由两种或多种物质混合而成的物质

混合物没有固定的组成,一般没有固定的熔沸点

常见特殊名称的混合物:氨水、氯水、王水、天然水、硬水、软水、盐酸、浓硫酸、福尔马林、水玻璃、爆鸣气、水煤气、天然气、焦炉气、高炉煤气、石油气、裂解气、空气、合金、过磷酸钙、漂白粉、黑火药、铝热剂、水泥、铁触媒、玻璃、煤、石油、石油的各种馏分

注:由同素异形体组成的物质为混合物,如红磷和白磷。

(2)纯净物:由单一物质组成的物质

注:由同位素原子组成的物质是纯净物,如H2OD2O混合后仍未纯净物。

(3)单质:由同种元素组成的纯净物,可分为金属单质和非金属单质

(1)金属单质:如FeAlCu

(2)非金属单质:如Cl2O2S

(4)化合物:由不同种元素组成的纯净物。从不同角度可见化合物分为离子化合物,共价化合物,电解质和非电解质,有机化合物和物质化合物,酸碱盐和氧化物等。

(5)酸、碱、盐、氧化物

酸:电离理论认为电解质电离出阳离子全部是H+的化合物

常见的强酸:HClO4 H2SO4 HCl HNO3

常见的弱酸:H2SO3 H3PO4 HF H2CO3 CH3COOH

碱:电离理论认为电解质电离出阴离子全部是OH-的化合物

常见强碱:NaOH KOH Ba(OH)2 Ca(OH)2

常见弱碱:NH3·H2O Al(OH)3 Fe(OH)3

盐:电离时生成金属阳离子(NH4+)和酸根离子的化合物,可分为:正盐、酸式盐、碱式盐、复盐

a正盐:Na2SO4 Na2CO3 (NH4)2SO4

b酸式盐:NaHCO3 NaHSO4 NaH2PO4 Na2HPO4

c碱式盐:Cu(OH)2CO3 Mg(OH)2CO3

d复盐:KAl(SO4)2·H2O (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O

(6)氧化物:由两种元素组成,其中一种元素是氧的化合物

按组成分:
金属氧化物:Na2O Al2O3 Fe3O4
非金属氧化物:NO2 SO2 CO2

按性质分:

不成盐氧化物:CO NO

酸性氧化物:CO2 SO2

碱性氧化物:Na2O CuO

两性氧化物:Al2O3 ZnO

过氧化物:Na2O2 H2O2

超氧化物:KO2


特殊例子提醒:

(1)胆矾、明矾等结晶水合物是纯净物,不是物质和水的混合物。
(2)碱性氧化物一定是金属氧化物,但金属氧化物不一定是碱性氧化物(如Mn2O7为酸性氧化物、Al2O3为两性氧化物、Na2O2为过氧化物)。
(3)酸性氧化物不一定是非金属氧化物(如Mn2O7);非金属氧化物也不一定是酸性氧化物(如CO、NO)。
(4)酸性氧化物、碱性氧化物不一定都能与水反应生成相应的酸、碱(如SiO2、CuO)。
(5)与水反应生成酸的氧化物不一定是酸性氧化物(如NO2);与水反应生成碱的氧化物不一定是碱性氧化物(如Na2O2)。


无机物分类:

氧化物的分类:

 


电解质和非电解质:

1.电解质和非电解质在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物,叫做电解质。在水溶液里和熔融状态下都不导电的化合物,叫做非电解质。
2.电解质和非电解质的比较

说明(1)电解质、非电解质均是化合物。
(2)电解质导电必须有外界条件:水溶液或熔融状态。
(3)电解质是一定条件下本身电离而导电的化合物。CO2、SO2、SO3、NH3溶于水后也导电,但是与水反应生成的新物质电离而导电的,不是本身电离而导电的,故属于非电解质。
(4)电解质的强弱由物质的内部结构决定,与其溶解度无关。某些难溶于水的化合物,如BaSO4、AgCl,虽然溶解度很小,但溶解的部分是完全电离的,所以是强电解质。
(5)电解质不一定导电,非电解质一定不导电;导电的物质不一定是电解质,不导电的物质不一定是非电解质。
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