某同学设计的工业制备氢氧化钠的流程如下图。
资料 :
2NaCl+2H 2 O 2NaOH+H 2 ↑+Cl 2 ↑ ,两电极,一端得到 NaOH 和 H 2 ,另一端得到 Cl 2 。
(1) 晾晒海水得到粗盐的原理是 _______
(2) 实验室蒸发用到的仪器有铁架台 ( 带铁圈 )、 坩埚钳 、 石棉网、酒精灯、玻璃棒和 ________
(3) 工业生产中应选择途径 ______ (“ ① ” 或 “ ② ”), 理由是 ______
(4)Cl 2 可用于生产 84 消毒液 ( 有效成分 NaClO), 反应原理为 :Cl 2 +2NaOH=NaCl+NaClO+H 2 O ,反应前后氯元素的化合价有 ___ 种。
(5) 图 1 实验测定水的组成,不能加入 NaCl 增强水的导电性的理由是 ____ 。电解水的化学方程式为 ________
(6) 图 2 实验获得 84 消毒液,直流电源正极应与 ___ ( 填 a 或 b) 连接,才能使 NaClO 的含量更高。
蒸发结晶 蒸发皿 ① 步骤简便,节约能源 3 加入 NaCl 后会有 Cl 2 的生成,干扰实验结果 2H 2 O 2H 2 ↑+O 2 ↑ b
【解析】
(1) 晾晒海水得到粗盐是将海水引到盐池里进行蒸发,故原理是蒸发结晶;
( 2)实验室蒸发用到的仪器有铁架台 ( 带铁圈 )、 坩埚钳 、 石棉网、酒精灯、玻璃棒和蒸发皿;
( 3)工业生产中选步骤①,理由是步骤简便,节约能源 ;
( 4) 反应前氯气中氯元素的化合价为 0, 反应后,氯化钠中氯元素的化合价是 -1 价 , NaClO 中氯元素的化合价是 +1 价,故共有 3 种化合价 ;
( 5 )电解水实验中如加入氯化钠,会电解生成氯气,故不能加入氯化钠;水在通电的条件下反应生成氢气和氧气,反应方程式为: 2H 2 O 2H 2 ↑+O 2 ↑;
( 6 )电极 b 与氯化钠溶液接触更加充分,故接 b 极 ;
化学式的含义 | 以H2O为例 | ||
质的含义 | 宏观 | ①表示一种物质 ②表示物质的元素组成 |
①表示水 ②表示水是由氢、氧两种元素组成的 |
微观 | ①表示物质的一个分子 ②表示组成物质每个分子的原子种类和数目 ③表示物质的一个分子中的原子总数 |
①表示一个水分子 ②表示一个水分子是由两个氧原子和一个氧原子构成的 ③表示一个水分子中含有三个原子 | |
量的含义 | ①表示物质的相对分子质量 ②表示组成物质的各元素的质量比 ③表示物质中各元素的质量分数 |
①H2O的相对分子质R =18 ②H2O中氢元素和氧元素质量比为1:8 ③H2O中氢元素的质量分数=100%=11.1% |
化学式和化合价的关系:
(1)根据化学式求化合价
①已知物质的化学式,根据化合价中各元素的正负化合价代数和为0的原则确定元素的化合价。
标出已知、未知化合价:
列出式子求解:(+1)×2+x×1+(-2)×3=0 x=+4
②根据化合价原则,判断化学式的正误,如判断化学式KCO3是否正确
标出元素或原子团的化合价
计算正负化合价代数和是否为0:(+1)×1+(-2)×1=-1≠0,所以给出的化学式是错误的,正确的为K2CO3。
③根据化合价原则,计算原子团中某元素的化合价,如计算NH4+中氮元素的化合价和H2PO4-(磷酸二氢根)中磷元素的化合价。
由于NH4+带一个单位的正电荷,不是电中性的,因此各元素的化合价代数和不为多,而是等于+1. 设氮元素的化合价为x
x+(+1)×4=+1 x=-3
所以在NH4+中,氮元素的化合价为-3. 同理H2PO4-带一个单位的负电荷、不是电中性的、因此各元素的化合价代数和不为零,而是-1.
设磷元素的化合价为y
(+1)×2+y+(-2)×4=-1 y=+5 所以在H2PO4-中磷元素的化合价为+5.
④根据化合价原则,确定物质按化合价的排序。如H2S,S,SO2,H2SO4四种物质中均含有硫元素,并且硫元素的化合价在四种物质中分别为:-2,0, +4,+6,故这四种物质是按硫元素的化合价由低到高的顺序排列的。
(2)根据化合价写化学式
根据化合物中化合价的代数和等于0的原则,已知元素的化合价可以推求实际存在物质的化学式,主要方法有两种:
①最小公倍数法
步骤 | 举例 | |
写 | 一般把正价元素的符号(或原子团)写在左边,负价元素的符号(或原子团)写在右边,并把化合价写在元素符号(或原子团)的正上方 | 、 |
求 | 求出两种元素化合价绝对位的最小公倍数,然后求出每种元素的原子个数= | 因为|-2|×|+3|=6,所以Al原子个数为6/3=2,O原子个数=6/2=3 |
标 | 将原子个数写在相应元素符号的正下角 | Al2O3 |
验 | 检验各种元素正负化合价的代数和是否为0,确定化学式的正确性 | (+3)×2+(-2)×3=0,所以该化学式正确。 |
步骤 | 例1 硫酸铜 | 例2 氧化钙 | |
排列 | 分析名称,确定元素符号(或原子团)的顺序 | 铝 硫酸根 Al SO4 |
钙 氧 Ca O |
标价 | 标上化合价 | 、 | 、 |
约简 | 将化合价的绝对值约成最简整数比 | 、 | 、 |
交叉 | 将整数交叉写在元素符号(或原子团)的右下角 | ||
检验 | 根据正负化合价代数和是否为0,检验正误 | (+3)×2+(-2)×3=0 | (+2)+(-2)=0 |
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