中考化学总复习（人教版）精讲精练：专题3身边的化学物质 9页

1 专题三 身边的化学物质 一、气体的制取、收集和除杂 1．发生装置的选择 (1)选择原则 ①反应物的状态；②反应是否需要条件。 (2)装置：固体反应需加热，如图①；固液反应不需加热，如图②③④。 2．收集方法的选择 (1)排水法：难溶于水或微溶于水且不与水反应的气体，可用排水集气法收集(如右图)。 O2、H2、CO、CH4等均可用排水集气法收集。 注意：①倒立在水槽中的集气瓶不得留有气泡，否则会影响收集气体的纯度。 ②导管口开始有气泡放出时不宜立即收集，而是当气泡连续均匀放出时，才能收集，这 样收集的气体才会更纯净些。 ③若被收集的气体密度大于空气，应将集气瓶(盖有毛玻璃片)正放在桌面上；若被收集 的气体密度小于空气，则应将集气瓶(仍盖有毛玻璃片)倒放在桌面上。 (2)排空气法：密度与空气有一定差别且不与空气反应的气体可用排空气集气法。 密度比空气小的气体用向下排空气法(如图 1)；密度比空气大的气体用向上排空气法(如 图 2)；如用图 3装置收集气体时，当用于收集密度比空气小的气体时，气体由 B进 A出； 当用于收集密度比空气大的气体时，气体由 A进 B出。 注意：①集气瓶要干燥； ②集气瓶中的导气管要伸到接近集气瓶的底部，便于排尽空气。 3．气体的净化和干燥 2 (1)实验装置 (2)气体的干燥 选用干燥剂应根据气体的性质和干燥剂的性质而定，其原则是干燥剂只能吸收气体中的 水分，而不能与气体发生反应。如下表中常见气体的干燥剂： 干燥剂 可干燥的气体 不能干燥的气体 浓硫酸 H2、O2、CO、HCl等中性、 酸性气体 不能干燥碱性气体，如 NH3 无水硫酸铜 (CuSO4)、无水氯化 钙(CaCl2) H2、O2、CO、CO2、HCl 无水氯化钙不能干燥 NH3 氢氧化钠固体或生 石灰或碱石灰 H2、O2、CO、NH3等中性、 碱性气体 不能干燥酸性气体，如 CO2、 SO2、HCl、H2S等 (3)气体的净化 选择气体吸收剂应根据气体的性质和要除去杂质的性质而定。 原则：①所用的吸收剂只能吸收气体中的杂质；②不能与被提纯的气体反应，也不能引 入新的杂质。 常见的气体及其吸收剂： 水蒸气：吸收剂为浓硫酸、无水硫酸铜、氢氧化钠固体、碱石灰(氢氧化钠与生石灰的 混合物)等。 HCl：吸收剂为氢氧化钠溶液、碱石灰等。 CO2：吸收剂为氢氧化钠溶液、澄清石灰水、碱石灰等。 气体的净化顺序：先除杂，后干燥；加热之前先除去水。 二、常见物质间的转化 1．CO2的重要性 围绕 CO2展开的一系列转化反应 2．金属及碱的重要性 (1) 3 (2) 3．盐的重要性 酸、碱、盐以及单质、氧化物的化学性质均与盐有密切的联系，盐将这些物质联系在一 起。 三、空气和水 空气是一种混合物，其组成是通过测定空气中各成分的体积分数来表示的，但各成分的 体积分数是相对的，并不是固定不变的。空气中氧气含量的测定方法很多，但原理基本是一 样的，即一般是先把氧气消耗掉，而后利用压强和体积的变化来确定。所以，在选择燃烧物 时一般选用红磷；不选用铁丝是因为铁丝在空气中不能燃烧；不选用硫或碳是因为硫或碳 燃烧后有二氧化硫、二氧化碳气体生成，如选用硫或碳，则瓶内可放一些 NaOH溶液来吸 收生成的气体。对实验误差的分析应重点放在燃烧物的用量(要充分消耗氧气)、装置的气密 性(装置气密性要好)、记录实验数据的时间(温度冷却到常温下)等。 四、溶液 1．溶液是均一、稳定的混合物。判断某物质是否是溶液，一般看以下两点：是否具有 均一、稳定的性质；是否是一种混合物。溶液是澄清、透明的，但不一定是无色的。当溶液 中有水存在时，不论水的量有多少，习惯上把水看做是溶剂，而且通常不指明溶剂的某溶液， 一般指的是其水溶液。 2．饱和溶液与不饱和溶液只有在“一定温度下”和“一定量的溶剂里”才有确定的意 义。在改变溶剂或温度的情况下，饱和溶液与不饱和溶液可以进行相互转化。溶液的饱和、 不饱和与浓、稀之间无必然联系，即饱和溶液不一定是浓溶液，不饱和溶液也不一定是稀溶 液；但对于同一温度下、同一溶质的溶液，其饱和溶液溶质的质量分数比其不饱和溶液溶质 的质量分数大。 3．溶解度曲线的应用：①可以查出某种物质在某温度下的溶解度；②可以确定温度对 溶解度的影响状况；③可以比较不同物质在不同温度下的溶解度大小；④可以确定怎样制得 某温度时该物质的饱和溶液等。 五、溶液的酸碱性 1．溶液的酸碱性指的是溶液呈酸性、碱性还是中性，通常用酸碱指示剂来测定(定性)。 溶液的酸碱度是指溶液酸碱性的强弱程度，常用 pH表示(定量)，测定 pH最简单的方法是 使用 pH试纸。 2．酸具有相似化学性质的原因是溶液中都含有 H＋ ；碱具有相似化学性质的原因是溶液 中都含有 OH－ 。 4 3．NaOH和 Ca(OH)2同属碱类物质，由于金属阳离子不同，因而有各自的不同特性， 如 NaOH易溶于水，而 Ca(OH)2微溶于水。因此，要充分吸收混合气体中的 CO2应选用 NaOH 溶液，检验 CO2的存在时应选用 Ca(OH)2溶液。 4．“酸、碱、盐”这部分知识是初中化学的重点内容，其知识点多而琐碎。要想扎实 地学好这部分知识，就要认真分析、归纳好其中的重要知识点：会用酸碱指示剂检验溶液的 酸碱性；掌握常见酸、碱、盐的特性；会用 pH试纸测量溶液的酸碱性强弱；认识中和反应 的实质，知道中和反应在生产、生活中的应用；知道复分解反应及该反应发生的条件等。 考向一 气体的制取、收集和除杂 【例 1】 下图是实验室常用的一些装置。 (1)仪器 a的名称是__________； (2)实验室制取并收集二氧化碳气体应选择的装置是________(填序号)，检验二氧化碳是 否收集满的方法是__________________； (3)用装置 A与 C连接制取并收集氧气，则装置 A中反应的化学方程式为___________， 当观察到装置 C中________时才开始收集； (4 )SO2通常是一种无色有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易溶于水，排放到 空气中会形成酸雨。实验室用下图装置收集一瓶干燥的 SO2，装置的导管按气流方向连接的 顺序是________→________→________→________→e(填字母)，装置中的 X是__________。 解析：(1)仪器 a为试管；(2)制取 CO2用大理石(或石灰石)与稀盐酸反应制取不需加热， 故选 B 作为发生装置；CO2密度比空气大，能溶于水，故选用向上排空气法收集；(3)用装 置 A与 C连接制取氧气时，制氧气药品是高锰酸钾，高锰酸钾在加热条件下，生成锰酸钾、 二氧化锰和氧气，用排水法收集时，当导管口有气泡连续均匀冒出时开始收集；(4)要收集 一瓶干燥的 SO2，用浓硫酸除去水蒸气，X为浓硫酸，长管进短管出，气体由 c进入，d出； SO2的密度比空气大，故干燥后的 SO2由 b进入，a出；SO2有毒，故把 SO2溶于水。 答案：(1)试管 (2)B、D 将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则 CO2已集满 (3)2KMnO4===== △ K2MnO4＋MnO2＋O2↑ 气泡连续均匀放出 (4)c d b a 浓硫酸 方法归纳 由反应物状态和反应条件确定发生装置；由气体的性质确定收集装置；除去 气体杂质先除去其他气体，最后除去水蒸气；有毒的、会污染空气的气体一定用尾气装置处 理。 考向二 空气和氧气 5 【例 2】 “减少污染，净化空气，还我一片蓝天”已成为城市居民共同的心声。 (1)洁净的空气中含量较多的气体有氧气和__________(填化学式)。 (2)汽车燃料燃烧不充分时，会产生炭粒和有毒的________(填化学式)气体，污染空气。 (3)汽车使用压缩天然气(CNG)作燃料，会减少对空气的污染。天然气所含主要成分的化 学式是__________。压缩天然气(CNG)加气站必须悬挂 图标，因为_______________。 解析：空气中含量较多的是氧气和氮气；汽车燃料燃烧不充分会产生炭粒和一氧化碳； 天然气的主要成分是甲烷；压缩天然气加气站必须禁止烟火，以防引燃加气站中空气里的天 然气，发生爆炸。 答案：(1)N2 (2)CO (3)CH4 加气站空气中含有天然气，遇到明火，可能发生爆炸 方法归纳 空气的污染包括气体污染和粉尘污染，气体污染包括 SO2、NO2和 CO的污 染等，在明确污染原因的前提下，分析防治措施是否可行，是否能起到防治污染的作用。 考向三 溶液 【例 3】 水和溶液在生命活动和生产、生活中起着十分重要的作用。 (1)“生命吸管”(如下图)是一种可以随身携带的小型水净化器，里面装有网丝、注入了 活性炭和碘的树脂等。其中活性炭起到________和过滤的作用。 (2)水常用来配制各种溶液，硝酸钾溶液中的溶质为____________________。 (3)农业生产常用溶质的质量分数为 10%～20%的 NaCl 溶液来选种。现将 300 g 25%的 NaCl溶液稀释为 15%的 NaCl溶液，需要加水的质量为________ g。 (4)根据下表回答问题。 温度/℃ 0 20 40 60 80 100 溶解度/g NaCl 35.7 36.0 36.6 37.3 38.4 39.8 NH4Cl 29.4 37.2 45.8 55.2 65.6 77.3 ①60℃时，向两个分别盛有 50 g NaCl和 NH4Cl的烧杯中，各加入 100 g的水，充分溶 解后，为饱和溶液的是__________溶液。 ②采用一种操作方法，将上述烧杯中的剩余固体全部溶解，变为不饱和溶液。下列说法 正确的是________(填字母序号)。 A．溶质的质量不变 B．溶液中溶质的质量分数一定减小 C．溶液质量可能不变 D．可升高温度或增加溶剂 解析：(1)活性炭具有吸附作用；(2)硝酸钾溶液是固体硝酸钾溶于水形成的，即溶质是 硝酸钾；(3)设需加水的质量为 x，则有：300 g×25%＝(300 g＋x)×15%，x＝200 g；(4)①60℃ 时，NaCl的溶解度为 37.3 g，即 100 g水中溶解 37.3 g NaCl恰好饱和，而 50 g NaCl在 100 g水中不能完全溶解，即得饱和溶液，同理，由60℃时NH4Cl的溶解度为 55.2 g知：50 g NH4Cl 能够完全溶解在 100 g水中，得到不饱和溶液；②因 NaCl的溶解度随温度的升高而增大， 可采用升温或增加溶剂的方法使饱和溶液变为不饱和溶液。 答案：(1)吸附 (2)硝酸钾 (3)200 (4)①NaCl ②D 方法归纳 溶液稀释的计算依据：稀释前后溶液中溶质质量不变；溶液在饱和溶液和不 饱和溶液之间相互转化条件： 6 饱和溶液 不饱和溶液[Ca(OH)2除外]。 考向四 碳和碳的化合物 【例 4】如图中的物质都是初中化学中所学的，其中 A、B为单质，B是可供动植物呼 吸的气体；甲、乙、丙为化合物，甲与过量的丙、乙与过量的丙两两反应的所有产物相同。 图中“—”表示两端的物质间能发生化学反应；“―→”表示物质间存在转化关系，部分反 应物或生成物已略去。 (1)写出 B的化学式______________；写出一种丙的名称__________。 (2)写出 A和甲反应的化学方程式：_________________________________________。 (3)写出乙―→甲的化学方程式：________________。 解析：B是可供动植物呼吸的气体，可知是 O2，由于单质 A能生成甲，并且 A与甲相 互之间还能反应，可推知 A为 C，甲为 CO2，又根据甲与过量的丙、乙与过量的丙反应的 产物相同，可知丙是碱溶液，乙是酸，因为碱与酸和碱与酸性氧化物反应都生成盐与水，乙 又能生成甲，则乙应是碳酸。 答案：(1)O2 氢氧化钠(或氢氧化钙等) (2)C＋CO2===== 高温 2CO (3)H2CO3===CO2↑＋H2O(合理答案均可) 方法归纳 解答此类推断题，首先要抓住突破口，然后顺藤摸瓜进行推理，若遇到多种 可能情况，则可用试探法，即假设某物质可能是什么，然后依据题中关系推理，若不合理则 排除，若合理则继续推理，直到推断出所有物质的名称，然后给出答案。 考向五 金属 【例 5】 向 AgNO3、Cu(NO3)2、Zn(NO3)2的混合溶液中加入一些铁粉，反应完成后过 滤，下列情况不可能存在的是( )。 A．滤纸上有 Ag、Cu、Fe，滤液中有 Zn2＋、Fe2＋ B．滤纸上有 Ag、Cu，滤液中有 Zn2＋、Fe2＋ C．滤纸上有 Ag、Cu，滤液中有 Cu2＋、Zn2＋、Fe2＋ D．滤纸上有 Ag、Cu、Fe，滤液中有 Cu2＋、Zn2＋、Fe2＋ 解析：由于 D中滤纸上有 Fe，因此滤液中不会存在 Cu2＋，因为 Fe 会将 Cu2＋从溶液中 置换出来，选 D。 答案：D 方法归纳 如果盐溶液中有多种金属离子，金属先置换出较不活泼金属对应的离子，然 后再置换出较活泼的金属对应的离子。 考向六 酸 碱 盐 【例 6】 能大量共存且形成无色溶液的一组离子是( )。 A．Cu2＋、SO、H＋ B．Cl－、NH、OH－ C．Ba2＋、SO、NO D．Na＋、K＋ 、NO 7 解析：A中各离子共存，但 C u2＋在溶液中呈蓝色溶液；B 中 NH、OH－ 结合生成 NH3 和水，故不能共存；C中 Ba2＋、SO结合生成难溶于水、也难溶于酸的白色沉淀，不能共存； D中离子能大量共存，且形成无色溶液。 答案：D 方法归纳 溶液中物质共存问题的实质是物质溶于水发生电离，电离的各种离子两两结 合不能产生沉淀、气体或水。其基本类型有：①溶液若无色时则不存在有色离子：如 Fe3＋(黄 色)、Fe2＋(浅绿色)、Cu2＋(蓝色)；②在酸性溶液中，不能大量共存的离子：OH－ 、CO、SO、 HCO 等；③在碱性溶液中，不能大量存在的离子：H＋ 、NH、Cu2＋、Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、 Ag＋ 等；④彼此结合能生成沉淀的金属离子和酸根离子不能大量共存，Cl－和 Ag＋ 、Ba2＋和 SO、Ca2＋和 CO等。 1．下列关于 O2的说法不科学的是( )。 A．常用带火星的木条来检验空气中的 O2 B．硫在 O2里燃烧产生明亮的蓝紫色火焰 C．工业上将空气液化后再进行分离来制取 O2 D．加热 KClO3制 O2，可用MnO2作催化剂 2．下列有关碳及其氧化物的说法错误的是( )。 A．CO与 CO2可用澄清石灰水区分 B．CO具有还原性，可用于铁的冶炼 C．CO2的过多排放可导致酸雨的产生 D．金刚石和石墨结构中碳原子排列方式不同 3．下列有关铁的说法不正确的是( )。 A．生铁和钢都是铁合金 B．铁是地壳中含量最多的金属元素 C．工业炼铁的原理是：Fe2O3＋3CO===== 高温 2Fe＋3CO2 D．铁锅使用后及时洗净、干燥，以防生锈 4．除去下列物质中少量杂质(括号内的物质)的方法，合理的是( )。 A．CaO(CaCO3)：加入足量的稀盐酸 B．CO2(CO)：在氧气中点燃 C．H2(HCl、H2O)：通过盛有足量生石灰和烧碱混合固体的干燥管 D．N2(O2、H2O)：先通过加热的铜网，再通过盛有浓盐酸的洗气瓶 5．化学与我们的生活息息相关。现存：①氮气；②生石灰；③碳酸氢钠；④熟石灰； ⑤二氧化硫；⑥酒精。回答下列问题(均填序号)： (1)可作燃料的是__________。 (2)可作食品干燥剂的是__________。 (3)能形成酸雨的是__________。 (4)常用来改良酸性土壤的是__________。 (5)可作食品发酵粉的是__________。 (6)充入灯泡可延长灯泡使用寿命的是__________。 6．下列是初中化学部分重要的实验或实验装置。请按要求填空： (1)A实验玻璃管②中产生的气体是__________； (2)B实验如果实验数据小于 21%，可能原因是__________________(写出一点)； 8 (3)C实验说明二氧化碳具有的性质是_______________________________________； (4)写出用 D装置制取一种气体的化学方程式：______________________。 7．(1)下列三种金属被发现、使用的先后顺序为：铜、铁、铝。金属大规模被使用的先 后顺序跟(选填字母)________(A.地壳中金属元素的含量 B．金属的导电性 C．金属的活 动性)关系最大；目前世界上已有 50%以上的废钢铁得到回收利用，其目的是(选填字 母)____________(A.节约金属资源 B．合理开采矿物 C．防止钢铁生锈)；生锈的铁制品 放入盛有过量稀盐酸的洗槽中，观察到溶液变黄，有无色气泡逸出。写出其中一个反应的化 学方程式__________________，其反应类型是________。若要验证银、铁、锌的活动性顺序， 某同学已经选择了打磨过的铁丝，你认为他还需要的另外两种溶液是________、________。 (2)A、B两种固体物质的溶解度曲线如下图所示。 ①t1 ℃时，A和 B的溶解度大小关系是________。 ②把 t1 ℃时 A 的饱和溶液变成不饱和溶液，除了升高温度外，还可以采取的方法有 ________。 ③t2 ℃时，A的溶解度为 25 g，在 t2 ℃时，向 50 g水中加入 20 g的 A物质，充分溶解 所得溶液的溶质质量分数为________。 ④A中混有少量的杂质 B，若想得到较为纯净的 A，可以采用的方法是____________。 参考答案 专题提升演练 1．A 带火星的木条在空气中不复燃，不能检验空气中的氧气。 2．C CO2排放过多可引起温室效应；导致酸雨的气体是 SO2、NO2等。 3．B 铝是地壳中含量最多的金属元素。 4．C CaO和 CaCO3都能与盐酸反应，故无法除杂；因 CO2中有少量 CO不能被点燃， 不能用点燃的方法除去 CO；H2中混有 HCl、H2O，HCl能与生石灰、烧碱反应，H2O能与 9 生石灰反应，且能被烧碱吸收，能除去 HCl和 H2O；D项中通过加热的铜网，O2被除去， 通过盛有浓盐酸的洗气瓶无法除去 H2O，应通过浓硫酸的洗气瓶，可除去 H2O。 5．答案：（1）⑥ （2）② （3）⑤ （4）④ （5）③ （6）① 解析：酒精具有可燃性，可作燃料；生石灰能吸收水分，生成熟石灰，故可作食品干燥 剂；二氧化硫能与水反应生成酸，随水降落形成酸雨；熟石灰能中和酸，常用来改良酸性 土壤；碳酸氢钠受热易分解，放出 CO2气体，使食品松软可口，故可作发酵粉；氮气化学 性质稳定，不与灯丝反应，充入灯泡可延长灯泡使用寿命。 6．答案：（1）氢气（或 H2） （2）装置漏气（或加热时间短，反应不充分；或铜的量太少，氧气没完全反应；或未 冷却至室温就读数等） （3）不能燃烧，不支持燃烧，能灭火，密度比空气大 （4）CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑（或 2H2O2===== MnO22H2O＋O2↑） 解析：（1）水的电解实验中与负极相连接产生的气体为氢气；（2）装置漏气、铜的量太 少，氧气没完全反应，未冷却至室温就读数等都能造成测定氧气的含量小于 21%；（3）由 C 中实验可知 CO2不能燃烧也不支持燃烧，能灭火，密度比空气大的性质；（4）用 D来制取 气体时，可用锌和稀硫酸反应制取氢气或可用大理石或石灰石反应制取 CO2，或用双氧水和 二氧化锰作催化剂制氧气。 7．答案：（1）C A Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ 置换反应（或 Fe2O3＋6HCl===2FeCl3 ＋3H2O，复分解反应） 硝酸银（AgNO3） 硫酸锌（ZnSO4或可溶性锌盐等） （2）①AA） ②增加溶剂（或加水） ③20% ④降温结晶（或冷却热饱 和溶液法） 解析：（1）金属大规模使用的先后顺序与金属的活动性有关，金属的活动性越弱，使用 越早；回收利用废金属是为了节约金属资源；生锈的铁制品放入过量的稀盐酸中，发生的反 应有：铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水，反应类型分 别为置换反应和复分解反应；验证银、铁、锌的活动性顺序，已使用铁丝，再选用可溶性锌 盐和硝酸银溶液。（2）t 1 ℃时 B的溶解度大于 A的溶解度；t1 ℃A的饱和溶液变成不饱和 溶液可采用升温或加溶剂。（3）t2 ℃时 A的溶解度为 25 g,50 g水中最多溶解 12.5 g的 A物 质，所得溶液已达到饱和，其溶质的质量分数为 12.5 g 50 g＋12.5 g ×100%＝20%；A的溶解度受 温度影响较大，B的溶解度受温度影响较小，A中混有少量 B，可采用降温结晶得到较纯净 的 A。