【知识点详解】
1. 化学基础知识:题目中涉及到化学基本概念,如混合物与纯净物的区别,电解质的定义,以及酸、碱、盐的分类。混合物包含多种物质,如氯水(氯气溶解在水中)、氨水(氨气溶于水)、水玻璃(硅酸钠水溶液)和水银(金属汞,虽然名称含“水”,但为纯净物)。电解质是指在水溶液或熔融状态下能够导电的化合物,如明矾(硫酸铝钾)、冰醋酸(乙酸)和石膏(硫酸钙)。
2. 化学反应及化学计量:涉及阿伏伽德罗常数(NA)和气体摩尔体积。1 mol 任何物质包含的粒子数都是NA,但气体体积受温度和压强影响,因此NA个CO和C2H4分子的混合气体体积并不一定是22.4 L。另外,C2H4和C3H6的摩尔质量不同,但每摩尔分子中含有的氢原子数相同,所以28 g混合物中的氢原子数可按最简分子C2H4来计算。
3. 水的电离平衡及离子共存:水电离出的c(H+)=1×10-14mol·L-1,表明溶液可能是强酸或强碱环境。在这种环境下,某些离子如NH4+、SO42-、Na+在酸性环境可以共存,而SO32-、I-在酸性环境中会被氧化,Fe3+、I-会生成沉淀,不能共存。
4. 离子方程式书写:正确的离子方程式需要遵循质量守恒、电荷守恒和反应事实。题目中的例子检查了这些原则,如Mg(HCO3)2与NaOH反应生成Mg(OH)2沉淀,KMnO4氧化H2O2,NaHSO4与Ba(HCO3)2反应生成BaSO4、H2O和CO2,以及Fe(NO3)3与过量HI的反应,其中硝酸根离子在酸性条件下可以氧化碘离子。
5. 氧化还原反应:Cu2S与Cu2O反应生成Cu和SO2,Cu2S既是氧化剂又是还原剂,因为它自身内部发生了氧化还原反应。生成1 mol Cu时,转移电子数是2 mol,因为Cu2S中Cu的氧化态从+1变为0。
6. 氧化还原反应顺序:通过观察一系列氧化还原反应,可以判断物质的氧化性或还原性强弱。根据题中给出的反应,可以确定氧化性顺序,进而推断其他未给出的反应是否可能发生。
7. 纳米材料的合成及氧化还原反应:制备Fe3O4纳米颗粒的反应中,Fe2+和S2O32-都参与了氧化还原过程,x=4,因为氢氧根离子的总数要等于生成水的氢原子数。不是所有Fe2+都作还原剂,部分转化为Fe3+。每生成1 mol Fe3O4,有0.5 mol O2被还原。
8. 元素周期表和化学性质:通过元素的主要化合价和原子半径,可以推测元素的周期位置和性质。如X可能是碱金属,Q是氧元素,Y可能是卤族元素,它们的化合物可以形成离子键或共价键。
9. 吸热反应与放热反应:吸热反应中,反应物的能量低于生成物的能量,因此需要吸收能量。列出的反应中,锌与硫酸反应、氢气燃烧、中和反应和葡萄糖氧化为放热反应,而碳酸钙分解、Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应以及氢气还原氧化铜为吸热反应。
10. 化学反应速率:反应速率与各物质的浓度变化率之间存在比例关系,即速率之比等于化学计量数之比。对于反应4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O,正确的比例关系是v(NH3):v(O2):v(NO):v(H2O)=4:5:4:6。
11. 化学动力学:在给定的化学反应2A(g) + B(g) → 2C(g)中,通过2s后C的浓度变化,可以计算反应速率并分析反应进度。这涉及到化学平衡和反应速率方程的概念。
以上内容涵盖了高中化学中的基础概念、化学反应、离子共存、氧化还原反应、化学平衡、反应速率等多个知识点,是高三化学学习的重要内容。