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推理是化学学习中常用的方法.下列推理正确的是()A.酸与碱反应生成盐和水,生成盐和水的反应一定是酸与碱的反应B.收集比空气轻的气体可用向下排气法,能用向下排气法收集的气

一、题文

推理是化学学习中常用的方法.下列推理正确的是(  )
A.酸与碱反应生成盐和水,生成盐和水的反应一定是酸与碱的反应
B.收集比空气轻的气体可用向下排气法,能用向下排气法收集的气体一定比空气轻
C.有机物是指含碳元素的化合物,含碳元素的化合物一定是有机物
D.活泼金属与稀硫酸反应放出气体,能与稀硫酸反应放出气体的物质一定是金属

考点提示:实验室制取和收集气体的思路,有机化合物和无机化合物,酸的性质,中和反应及在实际中的应用

二、答案

A、酸与碱相互交换成分生成盐和水,而有盐和水生成的反应不一定是酸与碱的反应,如金属氧化物与酸反应、非金属氧化物与碱反应等,故A错误;
B、收集密度比空气小的气体,如果用排气法收集,只能用向下排空法,同时能用向下排空气法收集的气体密度一定比空气小,故B正确;
C、根据把含碳元素的一类化合物称之为有机物,而含碳化合物不都是有机物,如CO、CO2、碳酸钙等化合物属于无机物,故C错误;
D、稀硫酸与碳酸盐反应也能产生二氧化碳气体,故D错误;
故选B.

三、考点梳理

知名教师分析,《推理是化学学习中常用的方法.下列推理正确的是()A.酸与碱反应生成盐和水,生成盐和水的反应一定是酸与碱的反应B.收集比空气轻的气体可用向下排气法,能用向下排气法收集的气》这道题主要考你对 实验室制取和收集气体的思路有机化合物和无机化合物酸的性质中和反应及在实际中的应用 等知识点的理解。

关于这些知识点的“解析掌握知识”如下:

知识点名称:实验室制取和收集气体的思路,有机化合物和无机化合物,酸的性质,中和反应及在实际中的应用

考点名称:实验室制取和收集气体的思路
  • 实验室制取气体的思路:

          1.知识要点详解在初中化学中,主要应掌握O2、H2、CO2的实验室制法。可以从制备所需仪器、药品、反应原理、收集方法、实验装置、验满、验纯及操作要点等方面进行比较。通过比较,能够总结和归纳实验室制取气体的思路。即:研究反应原理一根据所选药品的状态和反应条件,选择适当的仪器组成相应的实验装置一根据实验装置的特点,设计合理的实验操作步骤,预测可能的注意事项一根据所制取气体的性质,选择相应的收集、检验、验满及验纯的方法。
          实验室制取气体及验证其性质的实验,属于基本操作的简单综合实验。通过对比发生装置和收集装置,总结气体的个性及几种气体的共性,提高记忆效果。 

          2.设计装置的依据制取气体的装置分两部分:气体发生装置和气体收集装置。
          发生装置的选取根据反应条件和反应物的状态而设计,收集装置是根据气体的性质(主要是物理性质)而确定的。
          确定收集装置的原则——气体的收集方法是由该气体的性质,如密度、在水中的溶解性、是否与空气或水反应、是否有毒等决定的。

  • 气体发生装置:

    ①“固+固”的反应,简称“固体加热型”,装置如图A所示,如用KMnO4或KClO3和MnO2制O2
    ②“固+液”的反应,简称“固液常温型”,装置如图B、C、D、E。如用H2O2和MnO2制O2、用锌粒与稀H2SO4制H2或用CaCO3与稀盐酸制CO2。同B装置相比,D装置具有便于添加液体药品,制取的气体量较多的优点;C装置不仅添加液体药品方便,而且可通过导管上的开关控制反应的发生和停止;E装置可通过分液漏斗的活塞控制加入药品的量和速度。

    ③“固+液”的反应的发生装置的其他改进:
    为了节约药品,方便操作,可设计如下图所示装置,这些装置都可自动控制。

    当打开弹簧夹时,溶液进入反应器内开始反应;当关闭弹簧夹时,气路不通,反应产生的气体将溶液压出反应器外,液体与同体分离,反应停止。

    气体收集装置:

    收集装置
    选择条件难溶或微溶于水,与水不发生化学反应的气体。如:H2、 O2、CH4不与空气发生反应,密度比空气密度大的气体。如:O2、 CO2不与空气发生反应,密度比空气密度小的气体。如:H2、CH4
    说明①使用排水法收集的气体较纯净,但缺点是会使收集的气体中禽有水蒸气。当导管口有连续均匀的气泡冒出时才开始收集,当有大量气泡从集气瓶口冒出时,表明气体已收集满。
    ②用向上排空气法收集气体,应注意将导管伸到接近集气瓶瓶底,同时应在瓶口盖上玻璃片,以便尽可能地排尽空气,提高所收集气体的纯度。使用排空气法收集的气体比较十燥,但纯度较低,需要验满(可燃性气体则要注意安全,点燃之前一定要验纯,否则有爆炸危险)

    药品的选取和实验方案的设计:

    (1)可行性:所选取的药品能制得要制取的气体;
    (2)药品廉价易得;
    (3)适宜的条件:要求反应条件易达到,便于控制;
    (4)反应速率适中:反应速率不能太快或太慢,以便于收集或进行实验;
    (5)气体尽量纯净;
    (6)注意安全性:操作简便易行,注意防止污染。
    例如:①实验室制取H2时选用锌粒,而不用镁条、铁片,原因是镁价格贵且反应速率太快而铁反应速率又太慢;酸选用稀硫酸,而不宜用稀盐酸、浓硫酸,因为用稀盐酸制得的H2,因混有HCl而不纯,而锌与浓硫酸反应不生成H2.
    ②制CO2时可选用用石灰石(或大理石)与稀盐酸,而不选用Na2CO3浓盐酸、稀硫酸,原因是Na2CO3,反应速率太快,浓盐酸易挥发出HCl气体,稀硫酸反应不能进行到底,也不能煅烧石灰石,因为条件不易达到,不呵操作;
    ④用KClO3、过氧化氢制O2时,要加少量的MnO2,作催化剂,以加快反应的速率

    实验室制取气体的实验操作程序:

    实验室制取气体存选择好药品、仪器后操作的一般程序:
    (1)组装仪器:一般按从左到右,从下到上的顺序进行;
    (2)检查装置气密;
    (3)装药品:若是固体跟液体反应,一般是是先装入固体再加入液体;
    (4)准备收集装置:若用排水法收集气体时,应在制取气体之前将集气瓶盛满水;
    (5)制取气体;
    (6)收集气体并验满;
    (7)拆洗仪器。
    注意:①给同体加热时.试管口要略向下倾斜;
    ②用加热KMnO4或KClO3(MnO2作催化剂)的方法制取O2,若用排水法收集,实验完毕时应先把导管移出水槽再移走酒精灯;
    ③固体跟液体反应制取气体时,要注意长颈漏斗末端要插入液面以下进行液封,以防漏气。

    装置的选取与连接:

    实验室制取气体的实验往往与气体的净化、气体的干燥综合在一起。气体综合实验的装置选择及连接顺序为:

  • 气体净化的几种方法:

    (1)吸收法:用吸收剂将杂质气体吸收除去。如除去CO中混有的少量CO2,可先用浓NaOH溶液吸收CO2,再用浓硫酸等干燥剂除去水蒸气。常用吸收剂如下表:
    吸收剂吸收的气体杂质吸收剂吸收的气体杂质
    可溶性的气体:HCl,NH3NaOHCO2,HCl,H2O
    无水CuSO4H2O碱石灰CO2,HCl ,H2O
    灼热的铜网O2NaOHCO2,HCl
    灼热的CuOH2,CO浓硫酸H2O
    (2)转化法:通过化学反血,将杂质气体转化为所要得到的气体:如除去CO2中的CO,可将混合气体通过足量的灼热CuO+COCu+CO2

    气体的干燥:

    气体的干燥是通过干燥剂来实现的,选择干燥剂要根据气体的性质。一般原则是:酸性干燥剂不能用来干燥碱性气体,碱性干燥剂不能用来干燥酸性气体,干燥装置由干燥剂的状念决定.
    (1)常见的干燥剂
    干燥剂可干燥的气体不可干燥的气体
    名称或化学式酸碱性状态
    浓H2SO4酸性液体H2、N2、O2、CO2、HCl、CH4、CONH3
    固体NaOH、生石灰,碱石灰(氢氧化钠和生石灰的混合物)碱性固态H2、O2、N2、CH4、CO、NH3CO2、SO2、HCl
    无水CaCl2中性固态除NH3外的所有气体NH3

    (2)干燥装置的选择
     ①除杂试剂为液体时,常选用洗气瓶,气体一般是 “长进短出”,如下图A。
    ②除杂试剂为同体时,常选用干燥管(球形或u 形),气体一般是“大进小出”,如下图B、C。
    ③需要通过加热与固体试剂发生化学反应除去的气体,常采用硬质玻璃管和酒精灯,如下图D。


    装置连接顺序的确定规律:

    (1)除杂和干燥的先后顺序
    ①若用洗气装置除杂,一般除杂在前,干燥在后。原因:从溶液中出来的气体通常混有水蒸气,干燥在后可将水蒸气完全除去。如除去CO中混有的CO2和水蒸气,应将气体先通过。NaOH溶液,再通过浓H2SO4
    ②若用加热装置除杂,一般是干燥在前,除杂在后。如除去CO2中混有的CO和水蒸气,应将气体先通过浓H2SO4,再通过灼热的CuO。
    (2)除去多种杂质气体的顺序一般是先除去酸性较强的气体。如N2中混有 HCl、H2O(气)、O2时,应先除去HCl,再除去水,最后除去O2(用灼热的铜网)。
    (3)检验多种气体的先后顺序(一般先验水蒸气):有多种气体需要检验时,应尽量避免前步检验对后步检验的干扰。如被检验的气体中含有CO2和水蒸气时,应先通过无水CuSO4。检验水蒸气,再通过澄清的石灰水检验CO2.

    确定气体收集方法的技巧:

    (1)排水集气法适用于“不溶于水且小与水反应的气体”,如下图A。
    (2)向上排空气法适用于“密度比空气大且小与空气成分反应的气体”(相对分子质量大于29的气体),如下图B。
    (3)向下排空气法适用于“密度比空气小且小与空气成分反应的气体”(相对分子质量小于29的气体),如下图C。

     (4)不能用排空气法收集的气体
    ①气体的密度与空气的密度相近时不能用排空气法收集
    ②当气体与空气中某一成分反应时不能用排空气法收集
    (5)有毒气体收集方法的确定
    ①有毒,但气体难溶于水时,一般采用排水法收集。如下图D
    ②有毒,但气体叉易溶于水时,则采用带双孔胶塞(一长一短的导气管)的集气瓶利用排空气法收集该气体,但必须接尾气处理装置,以免多余的有毒气体逸散到空气中污染空气,如收集氨气可用图E。


    气体制取实验中关于仪器或装置选择题目的解题技巧:

    (1)需要研究气体实验室制法的化学反应原理;
    (2)需要研究制取这种气体所应采用的实验装置;
    (3)需要研究如何证明制得的气体就是要制取的气体。
    根据给出的仪器或装置进行选取时,应明确制取气体的发生装置主要是两套(同体加热型和固液常温型),依据反应物的状态和反应条件来确定选用哪套发生装置;气体的收集装置主要就是三套(向上排空气法、向下排空气法和排水法),依据气体的性质来确定选用什么样的收集装置。选择仪器时要注意先对实验原理进行判断,然后再根据原理确定装置所需要的仪器。
  • 实验室制取气体的思路图:
  •  

考点名称:有机化合物和无机化合物
  • 有机化合物:
    (1)概念:通常人们将含有碳元素的化合物称为有机化合物,简称有机物,如甲烷、乙醇、葡萄糖、淀粉等。

    (2)组成和结构:有机物都含碳元素,多数含有氢元素,可能还含有氧、氮、氯、硫、磷等元素。有机物中碳原子不仅可以和H,O,Cl,,N等原子直接结合,而且碳原子之间也可以互相连接成链状或环状。原子的排列方式不同,形成有机物的结构就不同,所表现出来的性质也不同。

    (3)特点:大多数有机化合物都难溶于水,易溶于有机溶剂,大多数有机化合物受热易分解,且容易燃烧,燃烧产物有CO2和水;绝大多数有机化合物不易导电、熔点低。

    (4)分类:
    ①有机物小分子:相对分了质量较小,如乙醇,甲烷、葡萄糖等。
    ②有机高分子化合物:简称有机高分子,其相对分子质量比较大,从几万到几十万,甚至高达几百万或更高,如淀粉、蛋白质等。

    无机化合物:
    (1)概念:无机化合物简称无机物,通常指不含碳元素的化合物,但少数含碳元素的化合物,如CO,CO2, H2CO3,CaCO3等,不具有有机化合物的特点,归在无机化合物中。

    (2)分类:无机化合物根据元素组成及在水中离解成的粒子特点分为氧化物、酸、碱,盐。
  • 氧化物,酸,碱,盐的比较:

    物质类别概念分类
    氧化物由两种元素组成,期中一种是氧元素金属氧化物:由金属元素与氧元素组成,如MgO,Fe2O3等
    非金属氧化物:由非金属元素与氧元素组成,如CO2、SO2、H2O等
    能离解成氢离子和酸根离子的化合物含氧酸:如H2SO4、H2CO3、HNO3等无氧酸:如HCl,H2S等
    由金属离子和氢氧根离子构成的化合物可溶性碱:如NaOH,Ca(OH)2等不溶性碱:如Mg(OH)2、 Fe(OH)3等
    由金属离子(或铵根离子)和酸根离子构成的化合物正盐:如NaCl、NH4Cl、Na2CO3,仅由金属离子或钱根离子和酸根离子两部分组成酸式盐:如NaHCO3、NH4HCO3,由金属离子或铵根离子、酸式酸根离子构成碱式盐;如Cu2(OH)2CO3,由金属离子、酸根离子和氢氧根离子构成

    有机化合物与无机化合物的主要区别:
    有机化合物无机化合物
    溶解性多数不溶于水。易溶于有机溶剂有些溶于水而不溶于有机溶剂
    耐热性多数不耐热。熔点较低,一般在400℃ 以下多数耐热,难熔化,熔点一般比较高
    可燃性多数可以燃烧多数不能燃烧

  • 概念的理解:
        像NaCl、H2SO4和NaOH等不含碳元素的化合物称为无机化合物,而少数含碳元素的化合物,如CO,CO2和CaCO3等虽然含有碳元素,但具有无机化合物的特点,也把它们看作无机化合物。有机物一定含有碳元素,但含有碳元素的化合物不一定是有机物。含有碳元素但不属于有机物的化合物主要包括: 碳的氧化物、碳酸、碳酸盐和碳酸氢盐。
考点名称:酸的性质
  • 定义:
    化学上是指在溶液中电离时阳离子完全是氢离子的化合物。
  • 酸的通性:
    (1)跟指示剂反应 紫色石蕊试液遇酸变红色无色酚酞试液遇酸不变色
    (2)跟活泼金属(金属活动性顺序表中比氢强的金属)发生置换反应酸+金属=盐+氢气 例:2HCl+Fe=FeCl2+H2↑
    (3)跟碱性氧化物反应酸+碱性氧化物→盐+水 3H2SO4+Fe2O3=Fe2(SO4)3+3H2O
    (4)跟某些盐反应酸+盐→新酸+新盐 H2SO4+BaCl2=2HCl+BaSO4↓
    (5)跟可溶性碱发生中和反应酸+碱→盐+水 2HCl+Ba(OH)2=BaCl2+2H2O

    常见酸的性质:
    (1)盐酸是氯化氢的水溶液,是一种混合物。纯净的盐酸是无色的液体,有刺激性气味。
    工业浓盐酸因含有杂质(Fe3+)带有黄色。浓盐酸具有挥发性,打开浓盐酸的瓶盖在瓶口
    立即产生白色酸雾。这是因为从浓盐酸中挥发出来的氯化氢气体跟空气中水蒸汽接触,形
    成盐酸小液滴分散在空气中形成酸雾。

    (2)硫酸是一种含氧酸,对应的酸酐是SO3。纯净的硫酸是没有颜色、粘稠、油状的液体,不易挥发。稀H2SO4具有酸的通性。浓硫酸除去具有酸的通性外,还具有三大特性:
    ①吸水性: 浓H2SO4吸收水形成水合硫酸分子(H2SO4·nH2O),并放出大量热,所以浓硫酸通常用作干燥剂。
    ②脱水剂: 浓硫酸可将有机化合物中的氢原子和氧原子按水分子的构成(H:O=2:1)夺取而使有机物脱水碳化。纸、木柴、衣服等遇浓硫酸变黑,这就是因为浓硫酸的脱水性使其碳化的缘故。
    ③强氧化性:
        在浓硫酸溶液中大量存在的是H2SO4分子而不是H,H2SO4分子具强氧化性。
        浓硫酸可使金属活动性顺序表氢后面的一些金属溶解,可将C、S等非金属单质氧化,而浓硫酸本身还原成SO2。但是,冷的浓硫酸不能与较活泼的金属Fe和Al反应。原因是浓硫酸可以使Fe和Al的表面形成一层致密的氧化物薄膜,阻止了里面的金属与浓硫酸继续反应,这种现象在化学上叫钝化。由于浓硫酸有脱水性和强氧化性,我们往蔗糖上滴加浓硫酸,会看到蔗糖变黑并且体积膨胀。又由于浓硫酸有吸水性,浓盐酸有挥发性,所以,往浓盐酸中滴加浓硫酸会产生大量酸雾,可用此法制得氯化氢气体。

    (3)硝酸也是一种含氧酸,对应的酸酐是N2O5,而不是NO2
         纯净的硝酸是无色的液体,具有刺激性气味,能挥发。打开浓硝酸的瓶盖在瓶口会产生白色酸雾。浓硝酸通常带黄色,而且硝酸越浓,颜色越深。这是因为硝酸具有不稳定性,光照或受热时分解产生红棕色的NO2气体,NO2又溶于硝酸溶液中而呈黄色。所以,实验室保存硝酸时要用棕色(避光)玻璃试剂瓶,贮存在黑暗低温的地方。硝酸又有很强的腐蚀性,保存硝酸的试剂瓶不能用橡胶塞,只能用玻璃塞。
          硝酸除具有酸的通性外,不管是稀硝酸还是浓硝酸都具有强氧化性。硝酸能溶解除金和铂以外的所有金属。金属与硝酸反应时,金属被氧化成高价硝酸盐,浓硝酸还原成NO2,稀硝酸还原成NO。但是,不管是稀硝酸还是浓硝酸,与金属反应时都没有氢气产生。较活泼的金属铁和铝可在冷浓硝酸中钝化,冷浓硝酸同样可用铝槽车和铁罐车运输和贮存。硝酸不仅能氧化金属,也可氧化C、S、P等非金属。
  • 浓H2SO4为什么能做干燥剂:
    因为浓H2SO4有强烈的吸水性,当它遇到水分子后,能强烈地和水分子结合,生成一系列水合物。这些水合物很稳定,不易分解,所以浓H2SO4是一种很好的干燥剂,能吸收多种气体中的水蒸气,实验室常用来干燥酸性或中性气体。如:CO2,SO2,H2,O2可用浓H2SO4干燥,但碱性气体如:NH3不能用浓H2SO4来干燥。

    为什么浓H2SO4能用铁槽来运输:
    当铁在常温下和浓H2SO4接触时,它的表面能生成一层致密的氧化膜,这层氧化膜能阻止浓H2SO4;对铁的进一步腐蚀,这种现象叫钝化。

    活泼金属能置换出浓H2SO4中的氢吗?
    稀H2SO4具有酸的通性,活泼金属能置换出酸中的氢。而浓H2SO4和稀H2SO4的性质不同,活泼金属与浓H2SO4反应时,不能生成氢气,只能生成水和其他物质,因为它具有强氧化性。

     敞口放置的浓硫酸.浓盐酸.浓硝酸的变化:
    酸的名称
    浓盐酸挥发性变小不变变小变小
    浓硫酸挥发性变小不变变小变小
    浓硝酸吸水性不变变大变大变小
  • 胃酸:
    在人的胃液里,HCl的溶质质最分数为0.45%— 0.6%,胃酸是由胃底腺的壁细胞分泌的。它具有以下功能:
    (1)促进胃蛋白酶的催化作用,使蛋白质在人体内容易被消化,吸收;(2)使二糖类物质如蔗糖、麦芽糖水解;(3)杀菌。

    酸的分类和命名
    1.酸根据组成中是否含氧元素可以分为含氧酸和无氧酸。如:盐酸(HCl)属于无氧酸,硫酸(H2SO4)、硝酸(HNO3)属于含氧酸。

    2.酸还可以根据每个酸分子电离出的H+个数,分为一元酸、二元酸、多元酸。如:每分子盐酸、硝酸溶于水时能电离出一个H+,属于一元酸;每分子硫酸溶于水时能电离出两个H+,属于二元酸。

    3.无氧酸一般从前往后读作“氢某酸”。如:HCl读作氢氯酸(盐酸是其俗名),H2S读作氢硫酸。

    4.含氧酸命名时一般去掉氢、氧两种元素,读作 “某”酸。如:H2SO4命名时去掉氢、氧两种元素,读作硫酸,H3PO4读作磷酸。若同一种元素有可变价态,一般低价叫“亚某酸”。如:H2SO3读作亚硫酸,HNO2读作亚硝酸。
考点名称:中和反应及在实际中的应用
  • 中和反应:
    (1)定义:酸跟碱作用生成盐和水的反应,叫做中和反应。

    (2)实质:酸中的氢离子与碱中的氢氧根离子作用生成水的过程。
  •  

  • 概念理解:
    ①中和反应一定生成盐和水,但生成盐和水的反应不一定是中和反应。如Fe2O3+6HCl==2FeCl3+3H2O不是中和反应
    ②中和反应一定是复分解反应,但复分解反应不一定是中和反应。二者的关系是复分解反应包含了中和反应。

    探究中和反应是否发生的方法:
    酸与碱作用生成盐和水的反应叫中和反应,中和反应一般情况下没有明显的外观现象【H2SO4+ Ba(OH)2==BaSO4↓+2H2O除外】。
    探究酸碱发生中和反应的方法有以下几种(以HCl和NaOH反应为例):

    1. 指示剂法。先在NaOH溶液中滴加几滴酚酞溶液,溶液显红色,然后再滴加盐酸,观察到红色逐渐消失,则证明NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应。

    2. pH试纸法。先用pH试纸测定NaOH溶液的pH,再滴加盐酸,并不断振荡溶液,同时多次测定混合溶液的pH。如果测得pH逐渐变小且小于7,则证明 NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应。

    3. 热量变化法。化学反应通常伴随着能量的变化.所以可借助反应前后的温度变化来判断反应的发生。如果NaOH溶液与稀盐酸混合前后温度有变化,则证明发生了化学反应。
  • 中和反应的应用:
    ①改变土壤的酸碱性根据土壤情况,可以利用中和反应,在土壤中加人适量酸性或碱性物质,调节土壤的酸碱性,以利于植物生长。如:近年来由于空气污染造成的酸雨,导致一些地方的土壤显酸性,不利于农作物生长,人们通常向土壤中撒适量熟石灰中和其酸性。

    ②处理工厂的废水工厂里排出的废水有一些显酸性或碱性,直接排放会对水体和环境造成污染。通常在排出的废水中加入适量的碱性或酸性物质中和。如:废水中含有硫酸可向其中加人适从熟石灰,反应的化学方程式为:H2SO4+Ca(OH)2==CaSO4+2H2O。

    ③用于医药人体胃酸(主要成分是盐酸)过多,会造成消化不良,甚至会产生胃病,通常服用呈碱性的物质来消除症状,如氢氧化铝,反应的化学方程式为:3HCl+Al(OH)3== AlCl3+3H2O。被蚊虫叮咬(蚊虫能分泌出蚁酸)后,可在患处涂上显碱胜的物质,如:NH3·H2O。

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