高中化学核心知识点深度解析:19类高频考点全梳理
一、滴加稀盐酸的浑浊现象:5类典型物质解析
在化学实验中,向溶液逐滴加入稀盐酸时出现浑浊是常见现象,这一过程往往涉及不同类型的化学反应。具体可分为两类情况:一类是与Cl⁻生成难溶物,另一类是与H⁺反应生成难溶物。
首先看类情况,当溶液中存在Ag⁺时,Cl⁻会与其结合生成AgCl白色沉淀,这是实验室检验氯离子的经典反应。第二类情况则更复杂,包含五种典型物质:
- 可溶性硅酸盐(如Na₂SiO₃):SiO₃²⁻与H⁺反应生成H₂SiO₃胶体,离子方程式为SiO₃²⁻+2H⁺=H₂SiO₃↓,现象为逐渐出现胶状沉淀。
- 苯酚钠溶液:滴加盐酸后,苯酚钠与H⁺结合生成苯酚,由于苯酚在水中溶解度低,会形成浑浊液。
- 硫代硫酸盐(如Na₂S₂O₃):S₂O₃²⁻与H⁺反应生成S单质、SO₂气体和水,离子方程式为S₂O₃²⁻+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O,表现为溶液变浑浊并产生刺激性气味。
- Fe(OH)₃胶体:胶粒带负电荷,加入H⁺后电荷中和导致胶体凝聚,出现红褐色沉淀;若继续滴加盐酸至过量,沉淀会溶解为Fe³⁺溶液。若换用HI溶液,Fe³⁺会进一步氧化I⁻生成I₂。
- 偏铝酸盐(如NaAlO₂):AlO₂⁻与H⁺、H₂O反应生成Al(OH)₃白色沉淀,离子方程式为AlO₂⁻+H⁺+H₂O=Al(OH)₃↓;继续滴加盐酸,沉淀会溶解为Al³⁺。
二、浓硫酸的多重角色:6类反应中的具体作用
浓硫酸作为实验室常用试剂,其作用常因反应条件不同而变化,主要体现为强氧化性、酸性、脱水性、吸水性和催化性。以下结合具体反应说明:
- 1. 与Cu反应(加热条件)
- 浓硫酸既表现强氧化性(将Cu氧化为Cu²⁺),又体现酸性(生成CuSO₄),反应方程式为Cu+2H₂SO₄(浓)=CuSO₄+SO₂↑+2H₂O。
- 2. 实验室制乙烯(乙醇脱水)
- 浓硫酸作催化剂(加速反应)和脱水剂(脱去乙醇分子内的水),反应温度需控制在170℃,方程式为C₂H₅OH→CH₂=CH₂↑+H₂O(条件:浓H₂SO₄,170℃)。
- 3. 实验室制硝基苯
- 作为催化剂(促进苯与浓硝酸的取代反应)和吸水剂(吸收反应生成的水,推动平衡正向移动),反应方程式为C₆H₆+HNO₃→C₆H₅NO₂+H₂O(条件:浓H₂SO₄,50-60℃)。
- 4. 酯化反应(如乙酸与乙醇)
- 同时发挥催化剂(降低反应活化能)和吸水剂(减少生成物水,提高酯的产率)作用,反应方程式为CH₃COOH+C₂H₅OH→CH₃COOC₂H₅+H₂O(条件:浓H₂SO₄,加热)。
- 5. 蔗糖炭化实验
- 首先利用脱水性将蔗糖(C₁₂H₂₂O₁₁)中的H、O按2:1脱去,生成黑色炭;随后浓硫酸与炭发生氧化还原反应,表现强氧化性,同时释放的热量使部分硫酸蒸发,体现吸水性。
- 6. 胆矾(CuSO₄·5H₂O)脱水
- 浓硫酸吸收胆矾中的结晶水,使其变为白色无水CuSO₄,此过程仅体现吸水性。
三、两性物质与特殊反应:5类“双向反应”规律
既能与酸又能与碱反应的物质在高中化学中是重要考点,其反应规律可分为四类典型类型,需结合具体物质特性分析。
1. 两性单质与化合物
Al、Al₂O₃、Al(OH)₃是典型的两性物质。例如Al与盐酸反应生成AlCl₃和H₂,与NaOH溶液反应生成NaAlO₂和H₂;Al(OH)₃与盐酸反应生成AlCl₃和水,与NaOH溶液反应生成NaAlO₂和水。
2. 弱酸的铵盐
(NH₄)₂CO₃、(NH₄)₂SO₃、(NH₄)₂S等物质,铵根可与OH⁻反应生成NH₃·H₂O,弱酸根可与H⁺反应生成弱酸。例如(NH₄)₂CO₃与盐酸反应生成NH₄Cl、CO₂和水,与NaOH溶液反应生成NH₃·H₂O和Na₂CO₃。
3. 弱酸的酸式盐
NaHS、NaHCO3、NaHSO3等物质,酸式根既可与H⁺反应生成弱酸,又可与OH⁻反应生成正盐。例如NaHCO3与盐酸反应生成NaCl、CO₂和水,与NaOH溶液反应生成Na₂CO3和水。
4. 氨基酸
氨基酸分子中同时含有氨基(-NH₂)和羧基(-COOH),氨基可与酸反应生成铵盐,羧基可与碱反应生成羧酸盐。例如甘氨酸(NH₂CH₂COOH)与盐酸反应生成NH₃⁺CH₂COOH·Cl⁻,与NaOH溶液反应生成NH₂CH₂COO⁻Na⁺和水。
5. 特殊情况补充
若题目未指定强碱为NaOH,Ba(OH)₂、Na₂CO3、Na₂SO3也可能参与双向反应。例如Na₂CO3与少量盐酸反应生成NaHCO3,与Ca(OH)₂反应生成CaCO3沉淀和NaOH。
四、气体性质与反应:7类高频考点总结
气体的检验、性质及反应是化学实验的核心内容,以下整理7类关键气体特性,帮助快速区分和记忆。
气体类型 |
关键性质 |
检验/现象 |
酸性气体 |
HF、HCl、HBr、HI、H2S、SO2、CO2、NO2、Br2(g) |
水溶液呈酸性,可使蓝色石蕊试纸变红(HF需注意腐蚀性) |
碱性气体 |
NH3 |
使湿润的红色石蕊试纸变蓝,遇HCl气体产生白烟(NH4Cl) |
漂白性气体 |
Cl2(需水)、SO2 |
Cl2使湿润的淀粉KI试纸变蓝;SO2使品红溶液褪色(加热恢复) |
澄清石灰水反应 |
CO2、SO2 |
通入少量变浑浊(CaCO3或CaSO3沉淀),过量沉淀溶解(生成可溶的酸式盐) |
与水反应(氧化还原) |
Cl2、NO2、Br2(g) |
Cl2+H2O=HCl+HClO(歧化反应);3NO2+H2O=2HNO3+NO(歧化反应) |
淀粉KI试纸变蓝 |
Cl2、NO2、Br2(g)、O3 |
强氧化性气体将I⁻氧化为I₂,遇淀粉显蓝色 |
溴水/高锰酸钾褪色 |
H2S、SO2、C2H4、C2H2 |
还原性气体(H2S、SO2)或不饱和烃(C2H4、C2H2)发生氧化还原反应 |
此外,O3被称为“地球保护伞”,能吸收紫外线;F2与水剧烈反应生成O2,反应方程式为2F2+2H2O=4HF+O2↑。
五、易错反应规律:6类“不一定”辨析
化学学习中常存在“看似必然,实则未必”的规律,以下结合具体案例说明6类易错点,帮助避免思维定式。
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金属活动性顺序前的金属一定能置换酸中的氢?
仅适用于稀酸和非氧化性酸。如Mg与浓H2SO4或HNO3反应,H⁺被氧化为H2O,不产生H2;冷的浓H2SO4、浓HNO3会使Fe、Al钝化,阻止反应继续。
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酸与酸一定不反应?
强氧化性酸(如浓H2SO4)与强还原性酸(如H2S)可发生氧化还原反应:H2S+H2SO4(浓)=SO2↑+S↓+2H2O。
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碱与碱一定不反应?
两性氢氧化物(如Al(OH)3)可与强碱(如NaOH)反应:Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O。
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H⁺+OH⁻=H2O一定表示强酸强碱中和?
如Ba(OH)2与H2SO4反应,离子方程式为Ba²⁺+2OH⁻+2H⁺+SO4²⁻=BaSO4↓+2H2O;酸式盐(如NaHSO4)与强碱反应也可能符合此式。
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活泼金属一定能置换不活泼金属的盐溶液?
如Na与CuSO4溶液反应,Na先与水反应生成NaOH和H2,NaOH再与CuSO4反应生成Cu(OH)2沉淀,总反应为2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑。
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金属与盐溶液反应一定是置换?
如Fe与FeCl3溶液反应:2FeCl3+Fe=3FeCl2(化合反应);Cu与FeCl3溶液反应:Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2(氧化还原反应)。