【知识点详解】
1. 实验器材的用途:试题中提到了一些常见的化学实验器材,如烧杯、玻璃棒、蒸发皿、胶头滴管、滤纸、分液漏斗、容量瓶等,这些都是高中化学实验中必备的工具。烧杯用于加热和混合液体,玻璃棒用于搅拌和转移液体,蒸发皿用于蒸发溶液,胶头滴管用于精确添加少量液体,滤纸用于过滤固体,分液漏斗用于分离互不相溶的液体,容量瓶则用于配制一定浓度的溶液。
2. 物质的提纯与除杂:题目中涉及到除去杂质的方法,例如用盐酸除去硫酸钾中的碳酸钾,利用了酸与碳酸根离子的反应;用溴水和CCl4除去NaBr溶液中的NaI,利用了氧化还原反应;以及用氢氧化钠溶液和浓硫酸处理气体来除杂。
3. 电解质与导电性:电解质是在特定条件下可以导电的物质,如熔融的NaCl和KOH溶液。在熔融状态下,离子型化合物(如NaCl)能导电,而溶液状态下的KOH也因离子的存在而导电。
4. 物质分类:干冰是二氧化碳,属于纯净物中的氧化物;冰水混合物为纯净物,且由于水可电解,因此是电解质;淀粉溶液是一种胶体,属于分散系;置换反应、氧化还原反应和离子反应之间的关系,置换反应一定是氧化还原反应,但不是所有氧化还原反应都是置换反应,离子反应可能包括氧化还原反应。
5. 化合物、单质和混合物的区分:生石灰(CaO)是化合物,白磷(P)是单质,冰水混合物(H2O)是纯净物;烧碱(NaOH)是化合物,液氧(O2)是单质,碘酒是碘(I2)溶解在酒精中的混合物;干冰(CO2)是化合物,铁(Fe)是单质,氯化氢(HCl)是化合物;纯碱(Na2CO3)是化合物,氮气(N2)是单质,胆矾(CuSO4·5H2O)是化合物。
6. 胶体性质:胶体的性质包括丁达尔效应(日光照射时形成光束)、聚沉(加入电解质溶液时沉淀)等。题目中涉及的现象如氢氧化铁胶体与盐酸的反应,以及水泥厂、冶金厂利用高压电去除烟尘,都与胶体性质有关。
7. 电解质溶液的导电性:电解质溶液的导电性会随着溶液中离子浓度的变化而变化。题目中描述的灯泡亮度变化可能发生在氢氧化钡与硫酸反应生成沉淀导致离子浓度降低,或者氢氧化钠与硫酸反应生成水和硫酸钠的过程。
8. 阿伏加德罗常数的应用:阿伏加德罗常数NA代表了1摩尔物质中包含的粒子数。标准状况下,水不是气体,无法应用气体摩尔体积计算;盐酸溶液中不存在HCl分子,而是离子;NA个CO2分子在标准状况下的体积约为22.4L;23g钠无论与O2反应生成Na2O还是Na2O2,转移的电子数恒定为1mol。
9. 氧分子比较:O4和O3都是氧的同素异形体,等质量的O4和O3含有的氧原子数相等,因为它们都只含有氧原子;分子数之比与摩尔质量成反比,O4和O3的分子数之比为3:4;在相同条件下,体积之比等于摩尔数之比,但由于O4和O3的摩尔质量不同,所以体积之比不是1:1;相同条件下,密度之比等于摩尔质量之比,即O4与O3的密度之比为4:3。
10. 溶液中离子浓度的计算:氯离子浓度取决于溶质的离子数和溶液的体积。1mol/L的AlCl3溶液中Cl-的浓度是3mol/L,因此,要找到与之浓度相等的Cl-,需要找到相同浓度的Cl-来源。2mol/L的NH4Cl溶液中Cl-浓度为2mol/L,1mol/L的NaCl溶液中Cl-浓度为1mol/L,1.5mol/L的CaCl2溶液中Cl-浓度为3mol/L,3mol/L的KClO3虽然总含有3mol/L的氯元素,但它不会完全离解出Cl-,所以Cl-浓度不是3mol/L。
11. 硫酸溶液的浓缩:硫酸蒸发水分后,溶液中硫酸的质量增加,导致质量分数和物质的量浓度发生变化。由于蒸发掉溶液总质量的一半,b%肯定大于2a%,而C2与C1的关系取决于硫酸的摩尔质量和溶液的初始浓度,一般情况下C2>2C1。
12. 离子共存:在强酸性环境中,CO32-和HCO3-不能存在,因为它们会与H+反应;Cu2+、SO42-、NO3-在酸性环境下可以共存;Ba2+与SO42-会生成沉淀,不能共存。
13. 独特的离子方程式:某些离子方程式只对应一个特定的化学反应,如特定的酸碱中和反应、氧化还原反应等。具体例子未给出,但在实际中,如硫酸与氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和水的离子方程式就是独一无二的,因为它只对应这个特定的双水解反应。
以上是对高一化学期中试题中的知识点的详细解析,涵盖了物质的性质、实验操作、化学反应、物质分类、电解质与导电性、溶液浓度计算、离子共存等多个方面。