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  4. 溶解过程中的放热和吸热结晶金属的化学性质酸的性质

下列所示的图象不能反映相对应实验的是()A.NH4NO3固体溶于水时溶液温度的变化B.向碳酸钙固体中逐滴加入稀盐酸至过量C.在40℃,将饱和的硝酸钾溶液恒温蒸发水分至有白色晶体析

一、题文

下列所示的图象不能反映相对应实验的是(  )
A.


NH4NO3固体溶于水时溶液温度的变化
B.


向碳酸钙固体中逐滴加入稀盐酸至过量
C.


在40℃,将饱和的硝酸钾溶液恒温蒸发水分至有白色晶体析出
D.


将足量的金属镁片和锌片分别和等质量的相同质量分数的稀硫酸混合

考点提示:溶解过程中的放热和吸热,结晶,金属的化学性质,酸的性质

二、答案

C

三、考点梳理

知名教师分析,《下列所示的图象不能反映相对应实验的是()A.NH4NO3固体溶于水时溶液温度的变化B.向碳酸钙固体中逐滴加入稀盐酸至过量C.在40℃,将饱和的硝酸钾溶液恒温蒸发水分至有白色晶体析》这道题主要考你对 溶解过程中的放热和吸热结晶金属的化学性质酸的性质 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:溶解过程中的放热和吸热,结晶,金属的化学性质,酸的性质

考点名称:溶解过程中的放热和吸热
  • 概念:
        在溶解过程中发生了两种变化,一种是溶质的分子(或离子)在水分子的作用下向水中扩散,这一过程吸收热量;另一种是扩散的溶质的分子(或离子)和水分子作用,生成水和分子(或水和离子),这一过程放出热量。
  • 物质溶解过程中的两种变化:
    扩散过程:溶质的分子(或离子)向水中扩散,是物理过程,吸收热量
    水合过程:溶质的分子(或离子)和水分子作用,生成水合分子(或水合离子),是化学过程,放出热量

    溶解过程中的温度变化:
    a.扩散过程中吸收的热量>水合过程中放出的热量,溶液温度降低,如:NH4NO3溶解于水。
    b.扩散过程中吸收的热量<水合过程中放出的热摄,溶液温度升高,如:NaOH、浓硫酸溶解于水。
    c.扩散过程中吸收的热量≈水合过程中放出的热量,溶液温度几乎不变,如:NaCl溶解于水。
  • 常见冷冻混合物:
         在生产、生活中常用冰作冷却剂,但冰只能提供 0℃左右的低温。一些医疗和研究单位常需要更低的温度,提供低温较方便的方法是用冷冻混合物。
    下表是几种常见冷冻混合物的组成及所能达到的最低温度。
    冷冰混合物的组成最低温度
    41gNH4NO3和100g冰-17
    19NH4Cl和100g冰-16
    23gNaCl和100g冰-21
    22gMgCl2和100g冰-34
考点名称:结晶
  • 结晶定义:
                
                              水的结晶
    1、物质从液态(溶液或溶融状态)或气态形成晶体的过程。
    2、晶体,即原子、离子或分子按一定的空间次序排列而形成的固体。也叫结晶体。 
  • 结晶方法:
    一般为两种,一种是蒸发结晶,一种是降温结晶。
    1、蒸发结晶
    (1)原理
    蒸发结晶:蒸发溶剂,使溶液由不饱和变为饱和,继续蒸发,过剩的溶质就会呈晶体析出,叫蒸发结晶。例如:当NaCl和KNO3的混合物中NaCl多而KNO3少时,即可采用此法,先分离出NaCl,再分离出KNO3
    可以观察溶解度曲线,溶解度随温度升高而升高得很明显时,这个溶质叫陡升型,反之叫缓升型。
    当陡升型溶液中混有缓升型时,若要分离出陡升型,可以用降温结晶的方法分离,若要分离出缓升型的溶质,可以用蒸发结晶的方法,也就是说,蒸发结晶适合溶解度随温度变化不大的物质,如:氯化钠。
    如硝酸钾就属于陡升型,氯化钠属于缓升型,所以可以用蒸发结晶来分离出氯化钠,也可以用降温结晶分离出硝酸钾。

    (2)实验过程
    在蒸发皿中进行,蒸发皿放于铁架台的铁圈上,倒入液体不超过蒸发皿容积的2/3,蒸发过程中不断用玻璃棒搅拌液体,防止受热不均,液体飞溅。看到有大量固体析出,或者仅余少量液体时,停止加热,利用余热将液体蒸干

    2、降温结晶
    先加热溶液,蒸发溶剂成饱和溶液,此时降低热饱和溶液的温度,溶解度随温度变化较大的溶质就会呈晶体析出,叫降温结晶。例如:当NaCl和KNO3的混合物中KNO3多而NaCl少时,即可采用此法,先分离出KNO3,再分离出NaCl。
    降温结晶后,溶质的质量变小;溶剂的质量不变;溶液的质量变小;溶质质量分数变小;溶液的状态是饱和状态。
    (1)原理
          ①降温结晶的原理是温度降低,物质的溶解度减小,溶液达到饱和了,多余的即不能溶解的溶质就会析出。蒸发结晶的原理是恒温情况下或蒸发前后的温度不变,溶解度不变,水分减少,溶液达到饱和了即多余的溶质就会析出。例如盐碱湖夏天晒盐,冬天捞碱,就是这个道理。
          ②如果两种可溶物质混合后的分离或提纯,谁多容易达到饱和,就用谁的结晶方法,如氯化钠中含有少量的碳酸钠杂质,就要用到氯化钠的结晶方法即蒸发结晶,反之则用降温结晶。
          ③当然有关了。溶解度曲线呈明显上升趋势的物质,其溶解度随温度变化较大,一般用降温结晶,溶解度曲线略平的物质,其溶解随温度变化不大,一般用蒸发结晶。
          ④补充说明:“谁容易达到饱和”就是说两种可溶物质中的哪一种物质的含量较大,那么它就先达到饱和。这时它就容易析出,我们就采用它的结晶方法。
          ⑤氢氧化钙和气体除外,因为其溶解度曲线为随温度升高而降低,所以采用冷却热饱和溶液时,应降温,其余方法相同。
  •  

  • 结晶法分离混合物:
    对于几种可溶性固态物质的混合物可根据它们的溶解度受温度影响大小的不同,采用结晶法分离。如分离KNO3和少量NaCl的混合物,可先将它们配制成热饱和溶液,然后再采用冷却热饱和溶液的方法进行分离。
考点名称:金属的化学性质
  • 金属的化学性质:
    常见金属能与氧气反应,也能与盐酸,硫酸及盐溶液反应。
  •  

  • 常见金属的化学性质:
    1.金属和氧气的反应
    金属在空气中在氧气中方程式
    常温下表面逐渐变暗。点燃
    剧烈燃烧,发出耀眼的白光,
    生成白色固体
    点燃,剧烈燃烧,发出耀
    眼的白光,生成白色固体
    2Mg+O22MgO
    常温下,铝表而变暗,生成一
    层致密氧化膜,保护铝不再被腐蚀
    点燃。剧烈燃烧,火星四射,
    放出大量的热,生成白色固体
    4Al+3O22Al2O3
    持续加热发红,离火变冷火星四射,放出大量的热,
    生成黑色固体
    3Fe+2O2Fe3O4
    加热,生成黑色物质,在潮湿的
    空气中,生成铜绿而被腐蚀
    加热,生成黑色固体2Cu+O22CuO
    即使在高温也不和氧气反应——
    结论大多数金属都能喝氧气反应,但反应的难易程度和剧烈程度不同

    2.金属与酸的反应
    盐酸稀硫酸反应现象(两种酸中相同)
    Mg+2HCl==MgCl2+H2Mg+H2SO4==MgSO4+H2反应比较剧烈,产生大量
    气泡,溶液仍为无色,生成
    的气体能够燃烧,并且产
    生淡蓝色火焰
    2Al+6HCl==2AlCl3+3H22Al+3H2SO4==Al2(SO4)+3H2
    Zn+2HCl==H2↑+ZnCl2Zn+H2SO4==ZnSO4+H2反应缓慢,有气泡产生,溶
    液由无色逐渐变为浅绿色,
    生成的气体能够燃烧,并且
    产生淡蓝色火焰
    Fe+2HCl==FeCl2+H2Fe+H2SO4==FeSO4+H2
    不反应不反应

    3.金属与盐的反应
    将锌片、铁丝、铜丝三种金属分别放入硫酸铜溶液、硝酸银溶液、氯化钠溶液中,观察现象
    CuSO4溶液AgNO3溶液NaCl溶液
    锌表面有一层红色金属析出,溶液由蓝色变为无色
    Zn+CuSO4==ZnSO4+Cu
    锌表面有一层银白色金属析出
    Zn+2AgNO3==Zn(NO3)2+2Ag
    无变化,不反应
    铁表面有一层红色金属析出,溶液由蓝色变为浅绿色
    Fe+CuSO4==FeSO4+Cu
    铁表面有一层银白色金属析出,溶液由无色变为浅绿色
    Fe+2AgNO3==Fe(NO3)2+2Ag
    无变化,不反应
    无变化,不反应铜表面有一层银白色金属析出,溶液由无色变为蓝色
    Cu+2AgNO3==Cu(NO3)2+2Ag
    无变化,不反应
  • 易错点:
    一、(1)一般在金属活动性顺序表中排在氢前面的金属(也叫活泼金属)能置换出酸中的氢;排在氢后面的金属则不能,如铜、银与盐酸、稀硫酸都不反应。
    (2)浓硫酸和硝酸与金属反应不生成氢气,因为它们有很强的氧化性,与金属反应不生成氢气。
    (3)在金属活动性顺序表中排在最前面的金属如K、 Na活泼性太强,放入酸溶液中首先跟酸发生置换反应,过M的金属会继续跟水发生剧烈的反应。
    (4)铁与非氧化性酸反应时,始终生成亚铁盐 (Fe2+)。
    (5)金属与酸反应后溶液的质量增大。

    二、
    (1)在金属活动性顺序表中,位于前面的金属可以把位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来(K,Ca,Na除外)。相隔越远,反应越容易发生。
    (2)金属与盐溶液的反应,盐必须能溶于水,不溶性的盐与金属不反应,如AgCl难溶于水,Fe和AgCl不反应。
    (3)不能用活泼的金属K,Ca,Na,与盐溶液反应,因为K,Ca,Na。会先与H2O发生置换反应生成碱和氢气。

    金属与酸的反应不一定属于置换反应:
    置换反应是指一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。一般情况下,较活泼的金属跟酸发生的化学反应属于置换反应。但由于浓硫酸(或硝酸)具有强氧化性,金属与浓硫酸(或硝酸)反应时,生成物相对比较复杂。这类反应不属于置换反应。

  • 铝和锌的抗腐蚀性:
    1.铝制品具有很好的抗腐蚀性,是因为铝与空气中的氧气反应表面生成一种致密的氧化铝薄膜,对铝起防护作用。

    2.锌与铝的抗腐蚀性相似,也是在金属表面会生成一层致密的氧化锌保护膜。
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。

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