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文档介绍
2018届一轮复习鲁科版第三章非金属及其化合物学案（含解析）
第三章 非金属及其化合 第1讲 碳的多样性 考点一 多种多样的碳单质 1．碳的同素异形体的物理性质及用途(用短线连接) 答案： ①—c ②—a ③—d ④—b 2．碳的化学性质 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)碳的几种单质性质不同的原因主要是由于其结构不同( ) (2)12C、13C、14C是碳的三种同素异形体( ) (3)同素异形体之间的转化属于物理变化( ) 2．碳单质主要表现还原性。在下列所示转化关系中各列举三种物质，实现对应转化：O, (Ⅰ) , (Ⅱ) O2 提示： 1.(1)√ (2)× (3)× 2．(Ⅰ)CO2、SiO2、O2(不足)； (Ⅱ)CuO、浓硫酸、O2(充足)。 题组一 同素异形体的判断 1．美国和墨西哥研究人员将普通纳米银微粒分散到纳米泡沫碳(碳的第五种单质形态)中，得到不同形状的纳米银微粒，该纳米银微粒能有效杀死艾滋病病毒(HIV1)。纳米泡沫碳与石墨的关系是( ) A．同素异形体 B．同分异构体 C．同系物 D．同位素 答案： A 2. 石墨烯的结构示意图如右图所示，下列关于石墨烯的叙述正确的是( ) A．石墨烯可导电，说明它是电解质 B．石墨烯、金刚石、C60、“碳纳米泡沫”四种物质都是碳的单质 C．由于C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH＝＋1.9 kJ·mol－1知金刚石比石墨烯稳定 D．尽量使用含6C的产品，减少使用含6C的产品，此举符合“促进低碳经济”的宗旨 解析： “石墨烯可由石墨剥离而成”故石墨烯是可以导电的非金属单质，它既不是电解质，也不是非电解质，A项错；石墨烯、金刚石、C60、“碳纳米泡沫”都是由碳元素形成的不同的单质，它们互为同素异形体，B项正确；C项中由于石墨转化为金刚石的ΔH>0，是吸热过程，即石墨的能量较金刚石低，因而石墨烯稳定，C项错；6C和6C都是碳元素，故D项错。 答案： B 题组二 碳单质的性质与用途 3．科学家在不断深入的研究中，发现了一系列新的碳单质，对碳单质的研究已发展成一门独立的科学——碳科学。下列关于碳单质的叙述正确的是 ( ) A．碳的各种单质互称为碳的同素异形体 B．碳元素的各种单质结构虽然不同，但性质差别不大 C．碳元素的单质性质不同，其用途相同 D．碳元素的单质只有金刚石、石墨和C60 答案： A 考点二 碳的氧化物 1．物理性质 颜色 状态 气味 密度 溶解性 毒性 CO 无色 气体 无味 稍小于空气 难溶 有毒 CO2 无色 气体 无味 比空气大 可溶 无毒 2.化学性质 (1) (2) 3．CO2的实验室制法及用途 (1)实验室制取原理：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O。 (2)用途：灭火、制冷剂、人工降雨、制尿素、光合作用等。 1．实验室里如何收集CO气体？ 2．完成下列两个转化的离子方程式： __________OH－________ 3．实验室用石灰石与盐酸反应得到的CO2气体中有什么杂质？应如何得到纯净而干燥的CO2气体？ 提示： 1.排水法 2．(Ⅰ)2OH－＋CO2(少量)===CO＋H2O (Ⅱ)OH－＋CO2(过量)===HCO 3．含有HCl和水蒸气；将气体依次通过盛饱和NaHCO3溶液的洗气瓶和盛浓硫酸的洗气瓶。 题组一 碳氧化物的性质 1．下列有关CO2的实验中，只能证明CO2的物理性质的实验是( ) 解析： A项可以证明CO2的密度比空气大且不能支持蜡烛燃烧；B项可以证明CO2能与石灰水反应；C项可以证明CO2溶于水显酸性；D项只能证明CO2密度比空气密度大，属于物理性质，D项正确。 答案： D 2．把少量CO2分别通入到浓度相同的①Ba(NO3)2溶液；②Ba(OH)2溶液；③溶有氨的BaCl2溶液中。预计能观察到白色沉淀的溶液是( ) A．②③ B．只有② C．①② D．只有③ 答案： A 3．除去下列气体中混有的杂质(括号内为杂质)可采取的方法。 (1)CO(CO2)：________________________________________________________________________。 (2)CO2(CO)：________________________________________________________________________。 (3)CO2(O2)：________________________________________________________________________。 (4)CO2(SO2)：________________________________________________________________________。 (5)CO2(HCl)：________________________________________________________________________。 答案： (1)通过盛有浓NaOH溶液的洗气瓶 (2)通过盛放灼热CuO的硬质玻璃管 (3)通过盛放灼热铜网的硬质玻璃管 (4)通过饱和NaHCO3溶液或酸性KMnO4溶液 (5)通过饱和NaHCO3溶液(其他方法合理也可) 速记卡片 CO2与盐溶液的反应 (1)CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3 (2)CO2(少量)＋2[Al(OH)4]－===2Al(OH)3↓＋CO＋H2O CO2(过量)＋[Al(OH)4]－===Al(OH)3↓＋HCO 题组二 用数轴法突破CO2与碱反应的相关计算 4. 将CO2通入100 mL某浓度的石灰水中，所得沉淀质量与通入CO2体积(标准状况)的关系如图所示，则石灰水浓度为( ) A．0.03 mol·L－1 B．0.015 mol·L－1 C．0.025 mol·L－1 D．0.012 5 mol·L－1 答案： D 5．标准状况下，将3.36 L CO2气体通入200 mL 1.00 mol·L－1 NaOH溶液中，充分反应后溶液中c(CO)与c(HCO)的比值为(不考虑CO、HCO的水解)( ) A．1∶1 B．1∶2 C．2∶1 D．1∶3 解析： n(CO2)＝＝0.15 mol，n(NaOH)＝0.2 L×1.00 mol·L－1＝0.2 mol 由于1<<2，故二者完全反应生成含Na2CO3和NaHCO3的混合溶液 设n(Na2CO3)＝x，n(NaHCO3)＝y 则有 解得x＝0.05 mol，y＝0.1 mol 答案： B 6．往100 mL的NaOH溶液中通入CO2充分反应后，在减压和较低温度下，小心地将溶液蒸干，得到白色固体M。通入的CO2的体积V(标准状况)与M的质量(W)的关系如图所示。 试解答下列问题： (1)A点时，白色固体M的化学式为________，通入标准状况下的CO2的体积为________mL。 (2)C点时白色固体M的化学式为________，通入标准状况下的CO2的体积为________mL。 (3)B点时M的组成成分为________(用化学式表示)，通入的标准状况下的CO2的体积为________mL。 (4)该NaOH溶液的物质的量浓度为________。 (5)如何检验B点溶液中的阴离子？ 答案： (1)Na2CO3 1 120 (2)NaHCO3 2 240 (3)Na2CO3、NaHCO3 1 792 (4) 1 mol·L－1 (5)在B点时溶液中含有CO、HCO。 CO的检验：取样，加入BaCl2溶液，产生白色沉淀。过滤，向白色沉淀滴加盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体，说明含有CO；HCO的检验：取样，滴加盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体，说明含有HCO。 速记卡片 1．将CO2通入一定量NaOH溶液中至过量的反应原理 (1)转化示意图：NaOHNa2CO3NaHCO3 (2)有关化学方程式： Ⅰ.2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O Ⅱ.Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3 2．反应后溶质成分的判断 1．物理性质 名称 碳酸钠 碳酸氢钠 化学式 Na2CO3 NaHCO3 俗名 纯碱或苏打 小苏打 颜色、状态 白色粉末 细小白色晶体 水溶性 易溶于水 水中易溶，但比Na2CO3的溶解度小 2.化学性质 3．相互转化 Na2CO3NaHCO3 4．主要用途 (1)碳酸钠：用于造纸、制造玻璃、制皂、洗涤等。 (2)碳酸氢钠：用于发酵、医药、灭火剂等。 1．向饱和Na2CO3溶液中通入过量的CO2，可观察到什么现象？为什么？ 2．填“>”或“<”。 (1)热稳定性：NaHCO3________Na2CO3。 (2)与同浓度盐酸反应的剧烈程度：NaHCO3________Na2CO3。 (3)相同温度时，在水中的溶解性：NaHCO3________Na2CO3。 (4)等物质的量浓度溶液的pH：NaHCO3________Na2CO3。 3．仅用试管和胶头滴管，你能鉴别Na2CO3溶液和稀盐酸吗？ 提示： 1.有沉淀析出，原因是NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度，而且反应消耗溶剂水。 2．(1)< (2)> (3)< (4)< 3．能；利用滴加顺序不同，现象不同可以区分Na2CO3溶液和稀盐酸。 题组一 Na2CO3与NaHCO3的鉴别 1．有关Na2CO3和NaHCO3的叙述中正确的是( ) A．Na2CO3比NaHCO3的热稳定性强 B．Na2CO3和NaHCO3溶液中离子的种类不同 C．Na2CO3和NaHCO3均可与NaOH溶液反应 D．相同质量的Na2CO3和NaHCO3与足量盐酸作用时，产生的气体质量相同 解析： Na2CO3受热不分解，而NaHCO3受热分解，A对；Na2CO3和NaHCO3溶液中离子的种类相同，B错；Na2CO3与NaOH溶液不反应，C错；相同质量的Na2CO3和NaHCO3与足量盐酸作用时，NaHCO3产生的气体质量大，D错。 答案： A 2．下列叙述中正确的是( ) A．向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO3饱和溶液，又有CaCO3沉淀生成 B．向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1∶2 C．等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应，在同温同压下，生成的CO2体积相同 D．向Na2CO3饱和溶液中通入CO2，有NaHCO3晶体析出 解析： CaCO3与CO2生成Ca(HCO3)2后，再加入NaHCO3，仍都是可溶性的碳酸氢盐，A错；B项中，仅生成NaHCO3，无CO2气体放出，B错；C项中，其中NaHCO3的物质的量多，放出的CO2多，C错；D项发生了反应：Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3，由于溶解度较大的Na2CO3转化成溶解度较小的NaHCO3，且又消耗一部分溶剂H2O，故有NaHCO3晶体析出，D对。 答案： D 速记卡片 4种方法突破Na2CO3、NaHCO3的鉴别 题组二 有关Na2CO3、NaHCO3的计算 3．下列溶液反应后，溶液内含有0.5 mol NaHCO3和0.5 mol Na2CO3(不考虑HCO和CO的水解)的是( ) A．0.5 L 1 mol·L－1 NaHCO3＋0.5 L 0.5 mol·L－1 NaOH B．0.5 L 0.75 mol·L－1 Na2CO3＋0.5 L 0.5 mol·L－1 HCl C．0.5 L 1 mol·L－1 NaHCO3＋0.5 L 0.25 mol·L－1 NaOH D．1 L 1 mol·L－1 Na2CO3＋1 L 0.5 mol·L－1 HCl 解析： A选项中发生反应NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O，NaHCO3过量，最后溶液中有0.25 mol Na2CO3和0.25 mol NaHCO3；B选项中是0.375 mol Na2CO3和0.25 mol HCl发生反应Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl，反应后溶液中有0.25 mol NaHCO3和0.125 mol Na2CO3；C选项发生反应NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O，最后溶液中有0.375 mol NaHCO3和0.125 mol Na2CO3；D选项发生反应Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl，Na2CO3过量，最后溶液中有0.5 mol Na2CO3和0.5 mol NaHCO3，D选项符合题意。 答案： D 4．120 mL含有0.20 mol 碳酸钠的溶液和200 mL盐酸，不管将前者滴加入后者，还是将后者滴加入前者，都有气体产生，但最终生成的气体体积不同，则盐酸的浓度合理的是( ) A．2.0 mol·L－1 B．1.5 mol·L－1 C．0.18 mol·L－1 D．0.24 mol·L－1 解析： 盐酸与碳酸钠分两步反应，第一步生成碳酸氢钠：Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl；第二步碳酸氢钠继续与盐酸反应生成CO2：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，若将Na2CO3溶液逐滴加入到盐酸中，则开始时盐酸足量，有气体生成；若将盐酸逐滴加入到Na2CO3溶液中，则开始时只发生第一步反应，直至CO完全转化为HCO时( 理论上)才会发生第二步反应，产生CO2，所需盐酸浓度c(HCl)>＝1.0 mol·L－1，若c(HCl)≥＝2.0 mol·L－1，则盐酸足量，两种滴加方式产生CO2的体积相同，因此选项B合理。 答案： B 5．将0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配制成溶液，向溶液中滴加0.1 mol·L－1的盐酸。下列图象能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是( ) 解析： 盐酸先与NaOH反应再与Na2CO3反应，所以刚开始加入盐酸，没有气体生成，B项不正确；Na2CO3与盐酸反应时，先生成NaHCO3，然后NaHCO3再与盐酸反应生成CO2，且二者消耗盐酸的物质的量相等，由题给数据可得C项符合题意。 答案： C 速记卡片 用数形结合思想理解Na2CO3、NaHCO3与盐酸的反应 (1)盐酸Na2CO3溶液 ①现象：开始无明显现象，后有无色气体放出。 ②反应：无明显现象时反应的离子方程式：CO＋H＋===HCO，无色气体放出时反应的离子方程式：HCO＋H＋===CO2↑＋H2O。 (2)Na2CO3溶液盐酸 ①现象：有无色气体放出。 ②反应的离子方程式：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O。 速记卡片 (3)Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的图象归纳 盐酸 [北京高考题]研究CO2在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域。 (1)溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在，其中HCO占95%。写出CO2溶于水产生HCO的方程式：CO2＋H2OH2CO3 H2CO3H＋＋HCO。 (2)在海洋碳循环中，通过下图所示的途径固碳。 ①写出钙化作用的离子方程式：2HCO＋Ca2＋===CaCO3↓＋CO2↑＋H2O。 ②同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自于H2O。用18标记物质的光合作用的化学方程式如下，将其补充完整： xCO2＋2xHO(CH2O)x＋x18O2＋xH2O [高考还可以这样考] (1)海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上，其准确测量是研究海洋碳循环的基础。测量溶解无机碳，可采用如下方法： ①气提、吸收CO2。用N2从酸化后的海水中吹出CO2并用碱液吸收(装置示意图如下)。将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。 ②滴定。将吸收液吸收的无机碳转化为NaHCO3，再用x mol·L－1 HCl溶液滴定，消耗y mL HCl溶液。海水中溶解无机碳的浓度＝________mol·L－1。 (2)利用下图所示装置从海水中提取CO2，有利于减少环境温室气体含量。 ①结合方程式简述提取CO2的原理：________________________________________________________________________。 ②用该装置产生的物质处理b室排出的海水，合格后排回大海。处理至合格的方法是________________________________________________________________________。 答案： (1) ①a室：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，H＋通过阳离子膜进入b室，发生反应：H＋＋HCO===CO2↑＋H2O ②c室的反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调至接近装置入口海水的pH [课堂随笔] 第四周 第1天 碳的多样性 (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) [概念辨析] 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)小苏打是面包发酵粉的主要成分之一( ) (2)NaHCO3溶液中加入稀HCl：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O( ) (3)侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异( ) (4)用加热分解的方法区分碳酸钠和碳酸氢钠两种固体( ) (5)向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水，出现白色沉淀2HCO＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋CO＋2H2O( ) (6)在给定条件下能实现饱和NaCl(aq)NaHCO3Na2CO3( ) 答案： (1)√ (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)√ 1．如图是碳循环中的一部分。下面对该图示的理解不正确的是( ) A．2009年哥本哈根会议讨论的议题主要涉及反应① B．反应②是在植物体内完成的 C．反应③是造成大气中CO2浓度逐渐升高的主要原因 D．反应④⑥是人为缓解温室效应的措施 答案： C 2．实验室用石灰石和盐酸制取CO2时，最佳的除杂试剂和方法是 ( ) A．水、浓硫酸洗气 B．饱和Na2CO3溶液、浓硫酸洗气 C．饱和NaHCO3溶液、浓硫酸洗气 D．NaOH溶液，浓硫酸洗气 答案： C 3．由一气体甲开始，可发生如下四个变化： 甲气体乙气体丙气体乙气体丁固体，则甲、乙、丙、丁分别为( ) A．CO2、CO、O2、CaO B．O2、CO、CO2、CaCO3 C．O2、CO2、CO、CaCO3 D．CO、CO2、O2、Ca(OH)2 解析： 以丙气体作为突破口，丙通过灼热的CuO后生成的乙气体可与石灰水反应生成沉淀，说明乙是CO2，丙是CO，则甲是O2，丁是CaCO3。 答案： C 4．用4种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是( ) 选项 操作及现象 溶液 A 通入CO2，溶液不变浑浊，先通入CO2再通入氨气，溶液变浑浊 CaCl2溶液 B 通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失 Na2SiO3溶液 C 通入CO2，溶液变浑浊，再加入品红溶液，红色退去 Ca(ClO)2溶液 D 通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失，再加入足量NaOH溶液，又变浑浊 Ca(OH)2溶液 解析： 在CaCl2溶液中通入CO2气体，因溶液中H2CO3电离产生的CO浓度很小，故不能生成CaCO3沉淀，若再通入NH3，则NH3＋H＋NH，促进了H2CO3的电离，溶液中CO浓度增大，与Ca2＋结合生成CaCO3沉淀，A正确；在Na2SiO3溶液中通入CO2产生H2SiO3而变浑浊，继续通入CO2，浑浊不消失，B错误；在Ca(ClO)2溶液中通入CO2，能生成CaCO3和HClO，滴加品红溶液，HClO有漂白作用而使其退色，C正确；在Ca(OH)2溶液中通入CO2，先生成CaCO3而变浑浊，然后生成Ca(HCO3)2，浑浊消失，加入OH－，HCO＋OH－===CO＋H2O，CO＋Ca2＋===CaCO3↓，D正确。 答案： B 5．向0.1 mol·L－1NaOH溶液中通入过量CO2后，溶液中存在的主要离子是( ) A．Na＋、CO B．Na＋、HCO C．HCO、CO D．Na＋、OH－ 解析： NaOH溶液中通入少量CO2时生成Na2CO3，而通入过量CO2时则生成NaHCO3。 2NaOH＋CO2(少量)===Na2CO3＋H2O NaOH＋CO2(过量)===NaHCO3。 答案： B 6．为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法不正确的是( ) A．Na2CO3粉末(NaHCO3) 加热 B．NaHCO3溶液(Na2CO3) 应通入过量的CO2气体 C．Na2O2粉末(Na2O) 将混合物在氧气中加热 D．Na2CO3溶液(Na2SO4) 加入适量Ba(OH)2溶液，过滤 解析： A项，NaHCO3受热分解生成Na2CO3，从而除去杂质；B项，Na2CO3与CO2、H2O反应生成NaHCO3；C项，Na2O与O2反应可生成Na2O2；D项，Na2SO4与Ba(OH)2反应，生成NaOH，又引入新的杂质。 答案： D 7．某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，用不同的方法做了以下实验，如图Ⅰ～Ⅳ所示。 (1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验，能够达到实验目的的是______(填装置序号)。 (2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； 与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是________(填选项序号)。 A．Ⅳ比Ⅲ复杂 B．Ⅳ比Ⅲ安全 C．Ⅳ比Ⅲ操作简便 D．Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，而Ⅲ不行 (3)若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B中装入的固体最好是____________(填化学式)。 答案： (1)Ⅱ (2)2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O D (3)NaHCO3 8．下图表示往某Na2CO3溶液中滴入稀盐酸产生CO2的过程： (1)写出a点以前发生反应的离子反应方程式________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)写出a点到b点发生反应的离子反应方程式________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)若某Na2CO3溶液中含m mol Na2CO3，滴入一定量的稀盐酸，恰好使溶液中Cl－和HCO的物质的量之比为2∶1，则滴入的稀盐酸中HCl的物质的量等于________mol(用m表示)。 解析： 解答本题应该先明确a、b两点代表的意义。a点以前加入的盐酸没有产生CO2，这说明加入的盐酸只是把CO转变成为HCO；b点开始，再加入盐酸也不会产生CO2气体，说明HCO已全部与H＋结合生成了CO2和H2O。第(3)问要使n(Cl－)∶n(HCO)＝2∶1，即n(Cl－)>n(HCO)，如仅发生Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3这一反应，这时溶液中Cl－的物质的量应该等于HCO的物质的量，所以，此时必须是部分HCO与H＋结合转化成了CO2和H2O。 Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3 m mol m mol m mol m mol NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O n mol n mol n mol 这时，溶液中的HCO的物质的量为 (m－n)mol，Cl－的物质的量为(m＋n)mol。 依题意：(m－n)×2＝(m＋n)，解得：n＝ mol。 所以这时溶液中的Cl－的物质的量为：m mol＋n mol＝m mol＋ mol＝m mol。 此问也可依据电荷守恒进行求解，最终溶液中有Na＋、Cl－、HCO，由电荷守恒有：n(Cl－)＋n(HCO)＝n(Na＋)＝2m。又因为n(Cl－)∶n(HCO)＝2∶1，求解可得n(Cl－)＝m mol。 答案： (1)CO＋H＋===HCO (2)HCO＋H＋===CO2↑＋H2O (3)m 第2讲 硅 无机非金属材料 考点一 硅 1．硅元素在自然界中的存在 在地壳中的含量：居第二位，自然界中存在形态：化合态，主要存在于：SiO2和硅酸盐等。 2．单质硅 (1)物理性质 色泽 硬度 熔沸点 导电性 灰黑色、有金属光泽 大 高 半导体 (2)化学性质 Si— (3)工业制法 用焦炭和二氧化硅在电炉中反应得到粗硅，反应的化学方程式为：SiO2＋2CSi＋2CO↑。 (4)主要用途 用做半导体材料、生产硅合金等。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)硅是非金属元素，晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体( ) (2)硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料( ) (3)硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应( ) (4)加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应( ) 2．从元素周期表的位置看，碳和硅均为ⅣA族元素，自然界中有碳的多种单质存在，自然界中有硅的单质吗？为什么？ 3．用化学方程式表示工业上获取纯硅的过程。 提示： 1.(1)√ (2)√ (3)× (4)√ 2．没有，因为硅有很强的亲氧性，在地壳形成时硅与氧易结合，难分离，因而硅在自然界中主要以氧化物和硅酸盐形式存在。 3．SiO2＋2CSi＋2CO↑ Si＋2Cl2SiCl4 SiCl4＋2H2Si(纯)＋4HCl 题组一 硅单质的性质及应用 1．在①浓硝酸 ②水 ③浓硫酸 ④氢氟酸 ⑤氢氧化钠溶液中，能与单质硅起化学反应的是 ( ) A．①② B．②④ C．④⑤ D．③④ 解析： Si与水、浓H2SO4、浓HNO3均不发生反应，但Si能与氢氟酸、NaOH溶液反应放出H2。 答案： C 2．硅被誉为无机非金属材料的主角。有科学家提出硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”。下列有关说法中正确的是( ) A．硅的含量居第二位，在地球上有丰富的单质硅资源，如石英、水晶、玛瑙的主要成分都是单质硅 B．硅相对于氢气便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是有开发价值的燃料 C．存放NaOH溶液的试剂瓶应用细口玻璃瓶并配磨口玻璃塞 D．硅是一种良好的半导体材料，所以是制造光导纤维的基本原料 解析： 硅在自然界中全部以化合物的形式存在，石英、水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅，A不正确；C不正确，应该用橡皮塞；D不正确，制造光导纤维的是二氧化硅，答案选B。 答案： B 速记卡片 熟记硅单质的特性 (1)Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si：SiO2＋2CSi＋2CO↑； (2)非金属单质跟碱液作用一般无H2放出，但Si与碱液作用却放出H2：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑； (3)非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但Si能与HF作用：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑； (4)非金属单质大多为非导体，但Si为半导体 题组二 硅的工业制法 3．半导体工业中，有一句行话：“从沙滩到用户”，即由SiO2制取Si。制取过程中不涉及的化学反应是( ) A．2C＋SiO2Si＋2CO↑ B．SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O C．Si＋2Cl2SiCl4 D．SiCl4＋2H2Si＋4HCl 解析： 工业制取纯硅的工艺流程为：SiO2粗硅SiCl4纯硅，该工艺流程中不涉及SiO2与NaOH溶液的反应。 答案： B 4．制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下： (1)写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出该反应的化学方程式 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析： (1)H2还原SiHCl3得到Si和HCl。 (2)SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，依据原子守恒，判断另一物质是H2。因H2还原SiHCl3的反应条件是高温(1 357 K)，若混入O2，则H2与O2混合加热可能发生爆炸，同时，O2也可能氧化SiHCl3。 答案： (1)SiHCl3＋H2Si＋3HCl (2)SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋3HCl↑＋H2↑ 氧气与氢气混合，可能引起爆炸；氧气可能会氧化SiHCl3 速记卡片 粗硅提纯的方法 方法一 Si＋2Cl2SiCl4， SiCl4＋2H2Si＋4HCl。 方法二 Si＋3HClSiHCl3＋H2， SiHCl3＋H2Si＋3HCl 考点二 二氧化硅 1．物理特性：硬度：很大，熔沸点：很高。 2．化学性质 3．用途 制造光导纤维、石英坩埚、饰物等。 1．指出下列反应中SiO2所表现的化学性质或作用，在A～E选项中选择正确答案填入括号内。 (1)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O( ) (2)SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑( ) (3)SiO2＋2CSi＋2CO↑( ) (4)SiO2＋3CSiC＋2CO↑( ) (5)SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O( ) A．作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀 B．氧化性 C．酸性氧化物的通性 D．将挥发性的酸酐从其盐中置换出来 E．未参加氧化还原反应 2．有人认为SiO2既能与酸反应又能与碱反应，所以认为它是一种两性氧化物，你同意这种看法吗？ 提示： 1.(1)C (2)D (3)B (4)E (5)A 2．该看法是错误的。SiO2和碱溶液反应体现了SiO2为酸性氧化物的性质，但SiO2与氢氟酸反应时并没有生成盐，另外其他酸难与SiO2反应，故SiO2不具备两性氧化物的性质，不属于两性氧化物。 1．下列关于SiO2和CO2的叙述中不正确的是( ) A．都是共价化合物 B．SiO2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨 C．都能溶于水且与水反应生成相应的酸 D．都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应 解析： SiO2不溶于水且与水不反应，C项错误。 答案： C 2．下列说法正确的是( ) A．在粗硅的制取中发生2C＋SiO22CO↑＋Si，硅被还原，所以碳的还原性强于硅的还原性 B．盛放NaOH溶液时，使用带玻璃塞的磨口瓶 C．用SiO2制取硅酸，应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应，然后再通入CO2 D．由Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑可知，硅酸的酸性强于碳酸 解析： 选项A、D的反应在高温下均生成了气体，使平衡正移，致使反应能顺利进行，但不能说明C、Si的还原性强弱，也不能说明H2SiO3与H2CO3酸性的强弱，故错误；NaOH能与玻璃成分中的SiO2反应生成Na2SiO3而使瓶塞粘在一起。 由SiO2制取H2SiO3的过程为：SiO2Na2SiO3H2SiO3。 答案： C 3．在下图所示的物质相互转化关系中，A是一种固体单质，E是一种白色不溶于水的物质，a溶液焰色为黄色。据此填空： 据此填写： (1)B的化学式是________，目前在现代通讯方面B已被用作________的主要原料。 (2)B和a溶液反应的离子方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)A和a溶液反应的离子方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)C和过量盐酸反应的离子方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析： 由CE↓(白色)D＋B及问题(1)可推知C应为Na2SiO3，E为H2SiO3，D为H2O，B为SiO2。进一步可推知A为Si，a溶液为NaOH溶液，F为H2。 答案： (1)SiO2 光导纤维(或光纤) (2)SiO2＋2OH－===SiO＋H2O (3)Si＋2OH－＋H2O===SiO＋2H2↑ (4)SiO＋2H＋===H2SiO3↓ 考点三 硅酸、硅酸盐及无机非金属材料 1．硅酸 (1)物理性质：不溶于水。 (2)化学性质 H2SiO3— (3)用途：硅胶可用作干燥剂、催化剂的载体等。 2．硅酸盐 (1)由硅、氧和金属元素组成化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。 (2)硅酸钠 Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓ 硅酸钠水溶液俗称水玻璃，是无色黏稠液体，常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火材料。 (3)硅酸盐组成的表示 通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成：如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2， 钾长石(KAlSi3O8)可表示为K2O·Al2O3·6SiO2。 3．无机非金属材料 (1)传统无机非金属材料 水泥 玻璃 陶瓷 生产原料 黏土、石灰石 纯碱、石灰石、石英 黏土 主要设备 水泥回转窑 玻璃熔炉 陶瓷窑 生产条件 高温 (2)新型无机非金属材料 如高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷、光导纤维等。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)玻璃是一种晶体，有较高的熔点( ) (2)水玻璃是一种特殊的玻璃，泡花碱属于碱 ( ) (3)向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2出现白色沉淀，证明H2SiO3的酸性比H2CO3的酸性强 ( ) (4)传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料( ) (5)新型无机非金属材料克服了传统无机非金属材料的许多缺点( ) (6)高温结构材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点 ( ) (7)传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐 ( ) 2．(1)探究由SiO2制取H2SiO3的最佳方案(用流程图表示)。 (2)实验室里熔融NaOH固体时，能否选用瓷坩埚？为什么？ (3)想一下为什么可将陶瓷、玻璃、水泥归纳在一起，然后从所给的4个词中选出1个与它们同类的物质____________。(填代码) ①光导纤维 ②有机陶瓷 ③人造纤维 ④砖瓦 提示： 1.(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)√ (7)× 2．(1)SiO2Na2SiO3溶液H2SiO3。 (2)不能，因为陶瓷中含有SiO2，会与NaOH反应生成溶于水的Na2SiO3。 (3)④ 题组一 硅酸、硅酸盐 1．下列有关硅及其化合物的说法中正确的是( ) A．硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中 B．反应①Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓，反应②Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑，两反应是相互矛盾的，不可能都能发生 C．普通玻璃、石英玻璃、水泥等均属于硅酸盐材料 D．祖母绿的主要成分为Be3Al2Si6O18，用氧化物形式表示为3BeO·Al2O3·6SiO2 答案： D 2．将足量CO2气体通入水玻璃中，然后蒸干，再在高温下充分灼烧，最后所得固体物质是( ) A．Na2SiO3 B．Na2CO3、Na2SiO3 C．Na2CO3、SiO2 D．SiO2 解析： CO2与水玻璃反应生成Na2CO3和H2SiO3，在高温条件下H2SiO3变为SiO2，Na2CO3与SiO2又反应生成Na2SiO3和CO2，所以最后得到的固体物质是Na2SiO3，故A项正确。 答案： A 速记卡片 硅酸盐改写成氧化物形式的方法 (1)氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物―→较活泼金属氧化物―→二氧化硅―→水。 (2)氧化物前计量数的配置原则：除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置计量数，且不同氧化物间以“·”隔开。 (3)当计量数配置出现分数时应化为整数。如钾长石：KAlSi3O8不能写成K2O·Al2O3·3SiO2，应写成K2O·Al2O3·6SiO2。 题组二 无机非金属材料 3. 下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是 ( ) ①硅是非金属元素，但硅单质能导电 ②水泥、玻璃、沙子都是硅酸盐制品 ③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 ④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料 A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 解析： 光导纤维、沙子的主要成分均是SiO2。 答案： C 4．氮化硅(Si3N4)是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮气在1 300 ℃时反应获得。 (1)根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是________(填序号)。 A．制汽轮机叶片 B．制有色玻璃 C．制永久性模具 D．制陶瓷发动机 (2)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应。该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)现用SiCl4和N2(在H2气氛下)，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析： 由Si3N4的硬度大、熔点高、化学性质稳定，可知Si3N4的用途符合A项、C项、D项。 答案： (1)ACD (2)Si3N4＋12HF===3SiF4↑＋4NH3↑(或Si3N4＋16HF===3SiF4↑＋4NH4F) (3)3SiCl4＋2N2＋6H2Si3N4＋12HCl 速记卡片 无机非金属材料分类 无机非金属材料 [天津高考题]晶体硅(熔点1 410 ℃)是良好的半导体材料。由粗硅制纯硅的过程如下： Si(粗)SiCl4SiCl4(纯)Si(纯) [高考还可以这样考] (1)工业上用焦炭与石英砂在高温下反应制取粗硅，其反应的化学方程式为________________________________________________________________________。 上述反应中的氧化剂是________，还原剂是______。 (2)用焦炭和石英砂制取粗硅为什么要隔绝空气进行？ ________________________________________________________________________。 (3)粗硅与Cl2加热到460 ℃ 时发生反应，写出该反应的化学方程式________________________________________________________________________。 (4)在1 100 ℃时，SiCl4被H2还原的化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)如何通过实验除去SiO2中混有少量的CaCO3杂质？ ________________________________________________________________________。 (6)石英既能与NaOH溶液反应，又能与氢氟酸反应，它是两性氧化物吗？试分别写出它与NaOH溶液、氢氟酸发生反应的化学方程式。________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (7)中学化学中能与NaOH溶液反应生成H2的单质有哪些？试分别写出反应的化学方程式________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (8)陶瓷、水泥、玻璃是常用的硅酸盐材料，其中，生产普通玻璃的主要原料是什么？________________________________________________________________________。 答案： (1)SiO2＋2CSi＋2CO↑ SiO2 C (2)焦炭能与空气中的氧气发生反应 (3)Si＋2Cl2SiCl4 (4)2H2＋SiCl4Si＋4HCl (5)加入盐酸后过滤 (6)不是 SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O (7)Al和Si 2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑ (8)石英砂、纯碱和石灰石 [课堂随笔] 第2天 硅 无机非金属材料 (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) [概念辨析] 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)因碳原子最外层有4个电子，故碳的化合物多为共价化合物。(√) (2)硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应。(×) (3)二氧化碳通入硅酸钠溶液中有沉淀生成，证明碳酸的酸性强于硅酸。(√) (4)SiO2既能与酸反应又能与碱反应，所以它是一种两性氧化物。 (×) (5)石英玻璃属于硅酸盐产品。 (×) (6)硅酸盐可以写成氧化物的形式，因此硅酸盐实际上是以氧化物的形式存在的。(×) (7)硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中。 (×) (8)硅单质常用作半导体材料和光导纤维。 (×) 1．下列所列各物质的用途不正确的是( ) A．分子筛：吸附剂、催化剂 B．硅胶：干燥剂、吸附剂、催化剂载体 C．碳化硅：砂纸、砂轮 D．硅酸：黏合剂、耐火材料 解析： 硅胶和分子筛均为疏松多孔物质，表面积大，可作为吸附剂以及催化剂的载体等，A、B项正确；碳化硅硬度大，可制作砂纸、砂轮等，C项正确；硅酸不能作耐火材料，D项错误。 答案： D 2．开发新材料是现代科技发展的方向之一。下列有关材料的说法正确的是 ( ) A．氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料 B．C60属于原子晶体，用于制造纳米材料 C．纤维素乙酸酯属于天然高分子材料 D．单晶硅常用于制造光导纤维 答案： A 3. 硅单质及其化合物在材料领域一直扮演重要角色。下列叙述中，不正确的是( ) A．石英可用来制作工艺品 B．硅单质可以用来制造太阳能电池 C．硅单质是制造玻璃的主要原料 D．水玻璃可用作黏合剂和防火剂 解析： 石英又称水晶，宝石级水晶可用来制作工艺品，A项正确；硅单质是良好的半导体材料，可用来制造太阳能电池，B项正确；制造玻璃可用石英，而不是硅单质，C项错误；水玻璃是硅酸钠的水溶液，可用作黏合剂和防火剂，D项正确。 答案： C 4．SiO2属于酸性氧化物，理由是( ) A．硅是非金属元素 B．SiO2与水反应生成硅酸 C．SiO2与强碱反应生成盐和水 D．SiO2不能与H2SO4反应 解析： 金属元素也可以形成酸性氧化物，如Mn2O7，A项错误；SiO2难溶于水，也不与水反应，B项错误；酸性氧化物是指与水反应只生成酸或与碱反应只生成盐和水的氧化物，C项正确，D项错误。 答案： C 5．下列离子方程式不正确的是( ) A．向烧碱溶液中通入过量的二氧化碳：2OH－＋CO2===CO＋H2O B．向纯碱溶液中通入足量的二氧化碳：CO＋CO2＋H2O===2HCO C．向水玻璃中通入少量二氧化碳：SiO＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO D．向氢氧化钠溶液中加入硅：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑ 解析： 向烧碱溶液中通入过量的CO2的离子方程式为OH－＋CO2===HCO，A项错误。 答案： A 6．汉代器物上的颜料“汉紫”至今尚没有发现其自然存在的记载。20世纪80年代科学家进行超导材料研究时，偶然发现其成分为紫色的硅酸铜钡(化学式为BaCuSi2Ox，Cu为＋2价)，下列有关“汉紫”的说法中不正确的是( ) A．用盐的形式表示：BaSiO3·CuSiO3 B．用氧化物形式表示：BaO·CuO·2SiO2 C．易溶于强酸、强碱 D．性质稳定，不易退色 解析： “汉紫”中Ba为＋2价，Cu为＋2价，Si为＋4价，则x＝6，A、B项正确；“汉紫”能稳定存在至今，说明其性质稳定，不易退色，不易与酸、碱反应，C项错误，D项正确。 答案： C 7．二氧化硅(SiO2)又称硅石，是制备硅及其化合物的重要原料，硅及其化合物的转化见下图。下列说法中正确的是( ) A．SiO2既能与HF反应，又能与NaOH反应，属于两性氧化物 B．SiO2和Si都是光导纤维材料 C．在硅胶中加入CoCl2可显示硅胶吸水是否失效 D．图中所示转化反应都是非氧化还原反应 解析： 两性氧化物的定义为：与酸和碱反应均生成盐和水的氧化物，SiO2与HF反应得到的SiF4不属于盐类，A项错误；SiO2是光导纤维材料，Si为半导体材料，B项错误；CoCl2在吸水和失水状态下显示不同的颜色，C项正确；制取Si的过程中涉及了氧化还原反应，D项错误。 答案： C 8．A元素的一种单质是一种重要的半导体材料，含A元素的一种化合物C可用于制造高性能的现代通讯材料——光导纤维，C与烧碱反应生成含A元素的化合物D。 (1)易与C发生化学反应的酸是________(填名称)，反应的化学方程式是________________________________________________________________________。 (2)将C与纯碱混合高温熔融时也发生化学反应生成D，同时还生成B的最高价氧化物E；将全部的E与全部的D在足量的水中混合后，又发生化学反应生成含A的化合物F。 ①写出生成F的化学方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②要将NaOH高温熔化，下列坩埚中可选用的是________。 A．普通玻璃坩埚 B．石英玻璃坩埚 C．氧化铝坩埚 D．铁坩埚 解析： (1)C为SiO2，能与SiO2反应的酸只有氢氟酸。 (2)SiO2与NaOH反应生成Na2SiO3和H2O，故含SiO2的材料(普通玻璃、石英玻璃)以及Al2O3等都能与NaOH在高温下反应，故不能用以上材质的坩埚熔化NaOH。 答案： (1)氢氟酸 SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O (2)①Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓ ②D 9．A、B、C、D、E代表单质或化合物，它们之间的相互转化关系如下图所示。A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚石相似。 请填空： (1)形成单质A的原子结构示意图为________，它的最高化合价为________。 (2)B的化学式(分子式)为________，B和碳反应生成A和E的化学方程式是________________________________________________________________________。 (3)C的化学式(分子式)为________，D的化学式为________。 答案： (1) (2)SiO2 SiO2＋2CSi＋2CO↑ (3)CaSiO3 Na2SiO3 第3讲 氮的循环 考点一 氮气和氮的氧化物 1．氮的固定 2．氮气 3．氮的氧化物 (1)物理性质 颜色 气味 毒性 密度 溶解性 NO 无色 有毒 比空气稍重 不溶 NO2 红棕色 有刺激性气味 有毒 比空气重 与水发生反应 (2)化学性质 ①NO―→NO2：2NO＋O2===2NO2 ②NO2―→HNO3(NO)：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO (3)氮的氧化物对环境的污染 ①形成光化学烟雾，污染空气。 ②形成酸雨。 ③破坏臭氧层。 ④与血红蛋白结合使人中毒。 1．根据氮在元素周期表中的位置可知氮元素是一种活泼的非金属元素，为什么氮气很稳定？ 2．俗话说“雷雨发庄稼”，这说明雷雨中含有能被植物吸收利用的化合态的氮，请同学们写出三个有关的化学方程式： (1)________________________________________________________________________； (2)________________________________________________________________________； (3)________________________________________________________________________。 3．如何鉴别NO2与溴蒸气？ 提示： 1.氮气的性质不仅与原子结构有关，还与氮分子的构成有关；氮气分子中的NN键，键能很大，分子结构稳定，故氮气很稳定。 2．(1)N2＋O22NO (2)2NO＋O2===2NO2 (3)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 3．由于NO2和Br2在性质上有不少相似性：①均具有氧化性；②溶于水均有酸生成；③均可与碱反应；④均为红棕色等。所以不能用淀粉KI试纸、pH试纸、NaOH溶液来鉴别，但二者性质又有差别，可以用下列方法鉴别：①AgNO3溶液；②CCl4；③用水洗法。 题组一 氮的氧化物对环境的影响 1．下列说法正确的是( ) A．CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在 B．NO可用于某些疾病的治疗 C．NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象 D．汽车尾气的主要污染成分包括NO、CO和N2 答案： B 2．为了除去NO、NO2、N2O4对大气的污染，常采用氢氧化钠溶液进行吸收处理(反应方程式：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O；NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O)。现有a mol NO、b mol NO2、c mol N2O4组成的混合气体恰好被V L氢氧化钠溶液吸收(无气体剩余)，则此氢氧化钠溶液的物质的量浓度最小为( ) A. mol/L，a＝b B. mol/L，a≤b C. mol/L，a≤b＋2c D. mol/L，a>b 解析： 最终的物质不管是NaNO3还是NaNO2或NaNO3和NaNO2的混合物，都存在着对应关系Na～N，n(NaOH)＝(a＋b＋2c)mol，因气体被完全吸收，结合题中方程式可知a≤b＋2c。 答案： C 速记卡片 常见的NOx尾气处理方法 (1)碱液吸收法 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是：n(NO2)≥n(NO)。一般适合工业尾气中NOx的处理。 (2)催化转化：在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。 题组二 加合式法巧解氮的氧化物计算类试题 3．如右图所示，将相同条件下的m体积NO和n体积O2同时通入倒立于水槽中且盛满水的试管内，充分反应后，试管内残留体积的气体，该气体与空气接触后立即变为红棕色。则m与n的比值为( ) A．3∶2 B．2∶3 C．8∶3 D．3∶8 解析： 剩余气体与空气接触即变为红棕色，说明剩余气体为NO，则可知体积的NO气体与n体积的氧气恰好完全反应， 由4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3得＝n，即m∶n＝8∶3。 答案： C 4．将盛有12 mL NO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2 mL无色气体，则原混合气体中O2的体积和剩余的2 mL气体分别是( ) A．1.2 mL，NO B．2.4 mL，O2 C．3.5 mL，O2 D．4 mL，NO 解析： 解题依据的化学方程式为： 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 设O2的体积为x，剩余的气体有两种可能： ①若剩O2，则V剩＝x－(12 mL－x)＝2 mL， 解得x＝4 mL，选项B、C不正确； ②若剩NO，则V剩＝[(12 mL－x)－4x]＝2 mL， 解得x＝1.2 mL，选项D不正确，选项A正确。 答案： A 速记卡片 循环反应的计算方法——加合式法 (1)循环反应 NO2和O2的混合气体溶于水时，发生如下反应： 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO① 2NO＋O2===2NO2② 反应①的反应物(NO2)和产物(NO)分别是反应②的产物和反应物，这两个反应互为“循环反应”。 (2)“循环反应”进行计算时采用“加合式”法 消去中间产物(NO)，①式×2＋②式得加合式： 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。 (3)NO和O2同时通入同一水中时，发生反应： 2NO＋O2===2NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 其加合式为：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 (4)拓展延伸 将CO、O2通入盛有足量Na2O2的密闭容器中，用电火花引燃。此过程中发生循环反应： 2CO＋O22CO2 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 其加合式为：Na2O2＋CO===Na2CO3 考点二 硝酸 1．物理性质 色味态：无色有刺激性气味液体；挥发性：易挥发。 水溶性：与水以任意比互溶；发烟硝酸：质量分数在98%以上的硝酸。 2．化学性质 (1)不稳定性：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。 (2)强氧化性 ①与金属反应 a．与除Au、Pt外大部分金属反应 浓硝酸与铜反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O； 稀硝酸与铜反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 b．常温下浓硝酸使Fe、Al钝化。 ②与非金属反应 浓硝酸与炭反应：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。 ③与某些还原性化合物(如Fe2＋、SO等)反应。 (3)与有机物反应 ①硝化反应(与C6H6反应)： C6H6＋HNO3C6H5NO2＋H2O； ②颜色反应：蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色( ) (2)硝酸能与Na2CO3反应，但不生成CO2( ) (3)硝酸可与Na2S反应制得H2S气体( ) (4)过量的铜与浓硝酸反应有一氧化氮生成( ) (5)常温下，铝和铁在浓HNO3中“钝化”，说明铝和铁与浓HNO3不反应( ) 2．久置的硝酸呈黄色，如何除去？怎样保存硝酸？ 提示： 1.(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× 2．硝酸显黄色是由于硝酸见光或受热发生分解，生成的NO2溶于浓硝酸所致，所以消除的方法是通入O2(或空气)，使其发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。保存时应保存在棕色试剂瓶中，并置于阴晾处。 题组一 硝酸的性质和用途 1．在下列反应中，硝酸既表现氧化性又表现酸性的是( ) A．FeO和HNO3 B．Al(OH)3与HNO3 C．H2S和HNO3 D．CH3与HNO3 解析： 硝酸既表现出酸性又表现出氧化性的典型特征是既有硝酸盐的生成又有氮元素较低价化合物的生成。对照四个选项，A符合题意；B只起酸的作用；C只起氧化剂的作用；D只作为反应物。 答案： A 2．下列有关硝酸化学性质的叙述中，正确的是 ( ) A．浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色 B．硝酸能与FeO反应，只表现氧化性 C．硝酸可与Na2S反应制得H2S气体 D．浓硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黄色 答案： D 3．下列说法正确的是( ) A．投入铁片产生H2的溶液中可大量存在H＋、Mg2＋、SO、NO B．可用稀硝酸除去试管内壁上的银镜 C．1.0 mol·L－1的KNO3溶液中可大量存在H＋、Fe2＋、Cl－、SO D．硫化铜溶于硝酸的离子方程式为CuS＋2H＋===H2S↑＋Cu2＋ 解析： 硝酸具有强氧化性，因而含有NO的酸性溶液不能与铁反应产生H2，A项错；硝酸可溶解银，B项正确；Fe2＋在稀HNO3中不能大量存在，C项错；硝酸与CuS不能发生复分解反应，而是发生氧化还原反应，D项错。 答案： B 速记卡片 1．硝酸与金属反应的规律 (1)HNO3与金属反应一般不能产生H2。 (2)还原产物一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO；很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3。 (3)硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。 2．涉及HNO3的离子反应常见的易错问题 (1)忽视NO在酸性条件下的强氧化性。在酸性条件下NO不能与Fe2＋、I－、SO、S2－等还原性较强的离子大量共存。 (2)在书写离子方程式时，忽视HNO3的强氧化性，将氧化还原反应简单的写成复分解反应。 题组二 硝酸与金属反应的计算 4．有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸，其中H2SO4和HNO3的物质的量浓度分别是4 mol·L－1和2 mol·L－1，取10 mL此混合酸，向其中加入过量的铁粉，待反应结束后，可产生标准状况下的气体的体积为(设反应中HNO3被还原成NO)( ) A．0.448 L B．0.672 L C．0.896 L D．0.224 L 解析： 金属和混酸反应通过离子方程式计算比较简便，3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O(铁过量，产物为Fe2＋)，反应中Fe和H＋过量，生成的NO的量以NO为准来计算，共得NO 0.448 L，若只考虑到这一步反应，得答案A是错误的，因为过量的铁还可以和溶液中过量的H＋反应产生H2，即有Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，生成的H2为0.224 L，气体体积共计0.672 L，应选B。 答案： B 5．足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol·L－1 NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是( ) A．60 mL B．45 mL C．30 mL D．15 mL 解析： 由题意可知：HNO3，则Cu失去的电子数与O2得到的电子数相等。即n(Cu)＝2n(O2)＝2×＝0.15 mol。根据质量守恒及NaOH和Cu(NO3)2的反应可得关系式：n(NaOH)＝2n[Cu(NO3)2]＝2n(Cu)＝0.3 mol，则V(NaOH)＝＝0.06 L＝60 mL。 答案： A 速记卡片 解答硝酸与金属反应计算题的思维建模 第3天 氮气 氮的氧化物 硝酸 (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) [概念辨析] 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)焊接金属、灯泡填充、贮存食物(粮食、罐头、水果)等，常用氮气作保护气以防止氧化或腐烂。(√) (2)NH3经催化氧化生成NO，属于氮的固定。(×) (3)氮的氧化物是造成光化学烟雾的主要原因，汽车尾气大量排放会造成光化学烟雾。(√) (4)浓硝酸应盛放在带有橡皮塞的棕色细口瓶里。(×) (5)铁不能溶于冷的浓硝酸中，说明铁不能与冷的浓硝酸反应。(×) (6)浓硝酸与铜反应生成二氧化氮，稀硝酸与铜反应生成一氧化氮，故浓硝酸的氧化性比稀硝酸的弱。(×) (7)王水是浓硝酸与浓盐酸按照体积比1∶3混合而成。(√) (8)硝酸与金属的氧化物反应时只表现酸性。(×) 1. (2015·北京理综，8)下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是( ) A．氮元素均被氧化 B．工业合成氨属于人工固氮 C．含氮无机物和含氮有机物可相互转化 D．碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环 解析： A项，人工固氮过程中，N2＋3H22NH3，氮元素被还原；B项，把游离态的氮元素转化为含氮化合物的过程是氮的固定，工业合成氨属于人工固氮；C项，硝酸盐可转化为蛋白质，动植物遗体可转化为氨或铵盐，则含氮有机物和含氮无机物可相互转化；D项，在自然界氮循环过程中，碳、氢、氧三种元素也参与了循环。 答案： A 2．起固氮作用的化学反应是( ) A．N2和H2在一定条件下反应生成NH3 B．NO与O2反应生成NO2 C．NH3催化氧化生成NO D．由NH3制NH4HCO3和(NH4)2SO4 解析： 氮的固定是指将空气中N2转化为氮的化合物的过程。符合题意的为A项。 答案： A 3．下列说法正确的是( ) A．NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在 B．NO可用于某些疾病的治疗 C．NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象 D．NO、CO都是酸性氧化物 解析： NO易被氧化为NO2，A项错误；NO2通入溶液中生成HNO3，能把Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液由浅绿色变成棕黄色，C项错误；NO、CO都不是酸性氧化物，D项错误。 答案： B 4．下列反应必须加入氧化剂且一步反应就能完成的是( ) ①N2→NO2 ②NO2→NO ③NO2→HNO3 ④N2→NO ⑤N2→NH3 A．① B．④⑤ C．④ D．③④ 解析：①不能一步完成，②③与H2O反应即可，但H2O不是氧化剂，⑤加入的H2是还原剂，故选C。 答案： C 5．下列对于硝酸的认识，不正确的是( ) A．浓HNO3和稀HNO3都具有氧化性 B．铜与HNO3的反应属于置换反应 C．金属与HNO3反应不产生氢气 D．可用铁和铝制容器盛装浓HNO3 解析： 硝酸是氧化性酸，且浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，A项正确；铜与浓、稀硝酸反应的还原产物分别是NO2和NO，没有单质生成，故不属于置换反应，B项错误；硝酸是氧化性酸，金属与HNO3反应均不产生H2，C项正确；铁与铝遇冷浓硝酸钝化，故可用铁或铝制容器盛装浓HNO3，D项正确。 答案： B 6．某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中c(SO)＋c(NO)＝2.5 mol·L－1。取200 mL该混合酸，则能溶解铜的最大质量为( ) A．12.8 g B．19.2 g C．32.0 g D．38.4 g 解析： 混酸与金属反应一般用离子方程式进行计算，3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，当n(H＋)∶n(NO)＝8∶2时，消耗的铜的质量最大；依据n(SO)＋n(NO)＝0.5 mol、[2n(SO)＋n(NO)]∶n(NO)＝8∶2可知n(NO)＝0.2 mol，消耗铜为0.3 mol。 答案： B 7. 用如图所示装置做“铜与浓硝酸反应”的实验。 (1)从试剂瓶中取出一小块铜片放入试管中，需用的仪器是__________。 (2)棉花应蘸________溶液(填化学式)。 (3)试管中除了溶液变成绿色外，还会出现的现象是________(填序号)。 A．有红棕色气体生成，上下颜色相同 B．有红棕色气体生成，上部颜色较浅 C．有红棕色气体生成，下部颜色较浅 (4)实验结束后，对试管内残留物的处理方法是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析： (3)铜与硝酸反应生成的气体为NO2、NO，NO遇到空气会生成NO2，红棕色加深；(4)因为试管中含有HNO3、NO2、NO，会污染环境，所以应该用氢氧化钠溶液除去。 答案： (1)镊子 (2)NaOH (3)C (4)将试管中移到通风橱中，取下棉花，往试管中加入氢氧化钠溶液，取出固体清洗并回收 8．将加热至红热的2.4 g木炭投入盛有足量12 mol·L－1的浓HNO3的试管中，立即塞好塞子，按如图所示连接好装置(事先已检查装置的气密性)。请回答： (1)试管a中除看到木炭剧烈反应，最后消失外，还观察到的现象是________________________________________________________________________。 (2)试管b中最终 ________沉淀产生(填“有”或“无”)，原因是 ________________________________________________________________________。 (3)试管c中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)集气瓶e中最后收集到的气体为________，理论上该气体的总体积为________L(标准状况下)，实际上比这个数值________(填“大”或“小”)。 解析： 还原剂C 0.2 mol→转移电子0.8 mol。氧化剂HNO3中的N由＋5价最终变为NO中的＋2价，据得失电子守恒有V(NO)＝mol×22.4 L·mol－1＝6.0 L。 答案： (1)试管上部充满红棕色气体 (2)无 NO2与水反应生成了足量的HNO3，中和了Ca(OH)2 (3)Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O，BaCO3＋CO2＋H2O===Ba(HCO3)2 (4)一氧化氮 6.0 小 考点三 氨和铵盐 1．氨气 (1)物理性质 色味态：无色有刺激性气味气体。 水溶性：极易溶于水，在常温常压下，1体积水能溶解700体积氨气。 (2)化学性质 (3)实验室制取 (4)氨的用途 化工原料，用于制硝酸、铵盐、纯碱、尿素，用作制冷剂。 2．铵盐 (1) (2)NH的检验 1．液氨和氨水有哪些区别？完成下列表格。 液氨 氨水 形成 物质分类 混合物 微粒种类 NH3、NH3·H2O、H＋、H2O、NH、OH－ 存在条件 常温常压下不能存在 常温常压下可存在 2.固态NH4Cl受热变成气体，气体遇冷又变为固态NH4Cl；固态碘受热变成蒸气，蒸气遇冷又变成固态碘，这两种现象的本质是否相同？ 3．按要求写出下列反应的离子方程式： (1)在NH4Cl溶液中加入NaOH溶液，并加热。 (2)在NH4Cl溶液中滴加NaOH溶液。 (3)在浓NH4Cl溶液中加浓NaOH。 (4)NH4Cl溶液呈酸性的原因。 (5)在饱和NH4Cl溶液中滴加Na[Al(OH)4]，产生刺激性气味的气体和白色沉淀。 提示： 1.氨气液化 氨气溶于水 纯净物 NH3 2．不相同，NH4Cl固体受热分解成NH3和HCl，发生了化学变化；固态碘受热升华成为蒸气，是物理变化。 3．(1)NH＋OH－NH3↑＋H2O (2)NH＋OH－NH3·H2O (3)NH＋OH－VNH3↑＋H2O (4)NH＋H2ONH3·H2O＋H＋ (5)NH＋[Al(OH)4]－===NH3↑＋Al(OH)3↓＋H2O 题组一 氨和铵盐的性质 1．判断下列说法是否正确，不正确的说明理由。 (1)氨气溶于水能导电，所以氨气是电解质。 (2)实验室用浓氨水与NaOH固体制取氨气。 (3)氨与酸反应生成铵盐，与挥发性酸相遇时能形成白烟。 (4)某晶体与NaOH共热放出一种使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，该晶体中含有NH。 (5)氨水中含氮微粒中最多的微粒是NH。 (6)把NH3通入稀HNO3中，当溶液的pH等于7时，溶液中NH3和HNO3等物质的量反应。 (7)液氨作为清洁能源的反应原理是4NH3＋5O24NO＋6H2O。 (8)氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3·H2O(除水)。 (9)在1 mol·L－1氨水中，NH3·H2O、NH、NH3的物质的量浓度之和为1 mol·L－1。 答案： (2)(3)(4)(8)(9)正确。 (1)不正确，NH3本身不导电，溶于水，与水发生反应NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－而导电，故NH3不是电解质；(5)不正确，氨水中存在大量的NH3·H2O和少量的NH；(6)不正确，NH3和HNO3等物质的量反应时，得到NH4NO3溶液，NH水解使溶液显酸性，pH<7；(7)不正确，产生的NO是污染气体。 2．某研究性学习小组同学设计如下图所示装置探究氨气的还原性。 (1)氨催化氧化的化学方程式为________________________________________________________________________。 (2)若实验时通入氨气的速率过快，在烧瓶中会出现白烟，该物质的化学式为________________________________________________________________________。 (3)该小组同学以氨气和二氧化碳为原料制备碳酸氢铵。甲同学先将二氧化碳通入水中，充分溶解后，再通入氨气；乙同学先将氨气通入水中，充分溶解后，再通入二氧化碳。请选择合适的方案并说明原因。 答案： (1)4NH3＋5O24NO＋6H2O (2)NH4NO3 (3)乙同学方案正确；CO2在水中溶解度小，先通CO2再通NH3生成的NH4HCO3的量少，而且易生成(NH4)2CO3，先通NH3至饱和再通CO2至过量，保证产物量大，且全部是NH4HCO3溶液。 题组二 氨气的实验室制法 3．下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是( ) A．①② B．②③ C．③④ D．①③ 解析： NH4Cl受热可产生NH3和HCl，但两者遇冷会重新反应生成NH4Cl，在此过程中还有可能出现堵塞导管的情况，因此不能用①的方法制取氨气，③中试管口未向下倾斜，会导致液体倒流入试管而使试管炸裂，③不可行。浓氨水滴入氧化钙固体中，会发生CaO＋NH3·H2O===Ca(OH)2＋NH3↑，故可用②的方法制取氨气。浓氨水受热产生氨气，通过碱石灰吸收水蒸气后即得干燥的NH3，所以④符合要求。 答案： D 4．某同学用下列装置(固定、加热仪器和橡胶管略)进行有关氨气制取的实验探究。 回答下列问题： (1)若用装置①制取NH3，其反应的化学方程式为________________________________； 若要测定生成的NH3的体积，则必须选择的装置是________(填装置序号)，装置中所盛试剂应具有的性质是______________________________________________________________。 (2)若用装置②制取并收集干燥的NH3，烧瓶内装的试剂是________，分液漏斗中装的试剂是________，收集装置应选择________(填装置序号)。 解析： (1)装置①适用于固固加热制取气体，制取NH3时试剂是NH4Cl和Ca(OH)2。若测定NH3的体积，必须用排液体法，而NH3极易溶于水，故不能用排水法，所用的液体必须不与NH3反应，也不溶解NH3才行。 (2)装置②是固液反应，不需要加热的装置，制取NH3时，可用浓氨水和碱石灰作用。 答案： (1)2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O ③⑦ 氨气难溶于该试剂，且该试剂不易挥发，不与氨气反应 (2)CaO(或NaOH或碱石灰) 浓氨水(或浓NH4Cl溶液) ⑥ 速记卡片 实验室制取少量氨气的2种简易方法 (1)加热浓氨水法 ①反应原理：NH3·H2ONH3↑＋H2O。 ②装置：见图甲。 (2)氢氧化钠(或碱石灰)中滴加浓氨水法 ①反应原理：浓氨水中存在以下平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，加入固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等)，消耗水且使c(OH－)增大，使平衡逆向移动，同时反应放热，促进NH3·H2O的分解。 ②装置：见图乙。 题组三 喷泉实验 5．如图，同温同压下，两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满①NH3、②NO2，进行喷泉实验。经充分反应后，瓶内溶质的物质的量浓度为( ) A．①>② B．①<② C．①＝② D．不能确定 解析： 假设两个容器的状况均为标准状况，①中物质的量浓度计算公式为c＝(V L÷22.4 L·mol－1)÷V L＝1/22.4 mol·L－1；②中物质的量浓度计算公式为c＝(2/3V/22.4)mol÷2/3V L＝1/22.4 mol·L－1。 答案： C 速记卡片 利用上述装置Ⅰ能形成喷泉的组合归纳如下： 第4天 氨气和铵盐 (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) [概念辨析] 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)如果不慎接触过多的氨气，要及时吸入新鲜空气和水蒸气，并用大量的水冲洗眼睛。 (√) (2)氨气能使蓝色的石蕊试纸变红。 (×) (3)氨水直接作为氮肥比铵盐作为氮肥效果好。 (×) (4)实验室制取氨气的方法是加热分解氯化铵。 (×) (5)铵盐可作氮肥，贮藏时要密封包装并放在阴凉处，施肥时应埋在土下并及时灌水以保证肥效。 (√) (6)所有铵盐与NaOH溶液的反应都可表示为NH＋OH－===NH3↑＋H2O。 (×) (7)将镁条放入氯化铵溶液中有气体放出。 (√) (8)氨气的还原性可以解释氨气与氯化氢的反应实验。 (×) 1．下列叙述不正确的是( ) A．NH3的喷泉实验说明氨气极易溶于水 B．NH3遇到挥发性强酸就能产生白烟 C．硝酸应放在棕色的细口瓶中保存 D．NO和NH3均可用排空气法收集 解析： NO的密度和空气接近，且NO和O2反应生成NO2，所以NO应采用排水集气法收集，D项错误。 答案： D 2．下列关于氨水的说法中不正确的是( ) A．氨水和液氨不同，氨水是混合物，液氨是纯净物 B．氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3·H2O(除水) C．氨水显弱碱性，故通常保存在金属容器中 D．在1 mol·L－1的氨水中，NH3·H2O、NH、NH3的物质的量浓度之和为1 mol·L－1 解析： 氨水是氨的水溶液，为混合物，液氨是氨的液态形式，为纯净物，A项正确；溶于水中的氨，大部分与水反应生成NH3·H2O，NH3·H2O只有少部分电离，B项正确；氨水对金属有腐蚀作用，不能用金属容器盛放。一般情况下，将其盛放在橡皮袋、陶瓷坛或内涂沥青的铁筒中，C项不正确；氨水中，氮元素的存在形式有NH3·H2O、NH3、NH，由物料守恒可知，三者物质的量浓度之和为1 mol·L－1，D项正确。 答案： C 3．能正确表示下列反应的离子方程式的是( ) A．用过量氨水吸收SO2：NH3·H2O＋SO2===NH＋HSO B．硫酸氢铵溶液中加入少量氢氧化钠溶液：NH＋OH－===NH3·H2O C．碳酸氢铵溶液与足量的NaOH溶液混合后加热：NH＋HCO＋2OH－NH3↑＋2H2O＋CO D．铁和稀HNO3反应后，溶液pH＝2：3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O 解析： A项，正确的离子方程式应为2NH3·H2O＋SO2===2NH＋SO＋H2O，错误；B项，由于溶液中的H＋优先与OH－反应，正确的离子方程式应为H＋＋OH－===H2O，B项错误；溶液pH＝2，说明HNO3过量，正确的离子方程式应为Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O，D项错误。 答案： C 4．一种盐X与氢氧化钠共热，可放出无色气体Y，Y经过一系列氧化后再溶于水可得Z溶液，Y和Z溶液反应又生成X，则X可能是下列中的( ) A．(NH4)2SO4 B．NH4NO3 C．NH4Cl D．NH4HCO3 解析： 能与NaOH反应生成的气体一定是NH3，NH3经过连续的氧化最终生成NO2，NO2溶于水即生成HNO3，所以该物质是NH4NO3。 答案： B 5．“绿色化学实验”已走进课堂，下列做法符合“绿色化学”的是( ) ①实验室收集氨气采用图1所示装置 ②实验室中做氯气与钠的反应实验时采用图2所示装置 ③实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸生成铵盐的实验 ④实验室中采用图3所示装置进行铜与稀硝酸的反应 A．②③④ B．①②③ C．①②④ D．①③④ 解析： “绿色化学”的思想是尽量使用无毒、无害的原料，采取合理安全的工艺合成产物，原子利用率为100%，无污染，对环境友好。①的做法可防止氨气对空气的污染；②的做法对尾气进行吸收处理，有效防止氯气对空气的污染；④的做法中，铜丝可以活动，能有效地控制反应的发生与停止，用气球收集反应产生的污染性气体，待反应后处理，也防止了对空气的污染，以上三种做法均符合“绿色化学”的做法，而③的做法中氨气与氯化氢气体直接散发到空气中，对空气造成污染，不符合“绿色化学”的做法。 答案： C 6．NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(见图)。下列说法正确的是( ) A．NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥 B．NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解 C．NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应 D．图中所涉及的盐类物质均可以发生水解反应 解析： NH4Cl是常用化肥，而NaHCO3为小苏打，不能用作化肥，A错误；Na2CO3受热不易分解，B错误；图中涉及的某些盐类(如NaCl)并不发生水解反应，D错误；NH3能和NO2发生氧化还原反应生成N2和H2O，化学方程式为：8NH3＋6NO2===7N2＋12H2O。 答案： C 7．A是一种白色晶体，它与浓NaOH溶液共热，放出无色气体B，用圆底烧瓶收集干燥的B，按下图所示装置仪器进行实验。挤压滴管的胶头时，可以得到蓝色喷泉。A与浓H2SO4反应，放出无色气体C。用圆底烧瓶收集干燥的C，仍按下图所示装置仪器进行实验，挤压滴管的胶头时，可以得到红色喷泉。 (1)A的化学式是____________。 (2) 可用于除去B中水分的干燥剂是________。收集气体B的方法是__________________________。 (3)收集气体C的方法是____________________。 解析： 此题为一推断型的实验题。由题给条件可知，B为NH3 ，C为HCl气体，所以A为NH4Cl。NH3为碱性气体，只能用碱石灰或生石灰、KOH固体等不与氨反应的干燥剂干燥。氨气的密度比空气小，应用向下排空气法收集。 答案： (1)NH4Cl (2)碱石灰 向下排空气法 (3)向上排空气法 8．某氮肥NH4HCO3中混有少量(NH4)2CO3，现采用下列方案测定该氮肥中(NH4)2CO3的质量分数：称取5.7 g上述样品与2.0 mol/L NaOH溶液混合，完全溶解后，低温加热使其充分反应(该温度下铵盐不分解)，并使生成的氨气全部被硫酸吸收，测得氨气的质量与所用NaOH溶液体积的关系如图所示。 请回答下列问题： (1)A点前样品与NaOH反应的离子方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)为使生成的氨气被硫酸吸收时不发生倒吸，可以选用下列装置中的________(填字母序号)。 (3)样品中(NH4)2CO3的质量分数是________%(保留一位小数)。 解析： (1)样品中的HCO和NH都能与OH－反应，只有HCO反应完之后，NH才会与OH－反应生成NH3。(2)A、B中的漏斗和球形干燥管能蓄积较多液体，可防止倒吸；NH3不溶于CCl4，D装置也能防止倒吸。(3)设样品中NH4HCO3、(NH4)2CO3的物质的量分别为x mol、y mol，则：79x＋96y＝5.7，2x＋2y＝0.14。解得：x＝0.06，y＝0.01。m[(NH4)2CO3]＝0.96 g，w[(NH4)2CO3]＝×100%＝16.8%。 答案： (1)HCO＋OH－===CO＋H2O (2)ABD (3)16.8 [北京高考题]NH3经一系列反应可以得到HNO3和NH4NO3，如下图所示。 [高考还可以这样考] (1)实验室里用NH4Cl和熟石灰共热制取氨气，反应的化学方程式为 ________________________________________________________________________； 制取氨气还可以将浓氨水滴入生石灰中，二者混合能产生氨气的原因是什么？________________________________________________________________________。 (2)步骤Ⅰ中NH3和O2在催化剂作用下反应，其化学方程式是________________________________________________________________________。 (3)NO能否用排空气法收集？________(填“能”或“不能”)，检验该气体的方法是 ________________________________________________________________________。 (4)写出步骤Ⅲ发生反应的化学方程式________________________________________________________________________， 反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是__________。 (5)硝酸具有强氧化性，其稀溶液与Cu发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。 (6)NO有毒，对环境造成污染。如何清除工业尾气中的NO气体？________________________________________________________________________。 (7)如何通过实验检验试样中的NH？________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (8)氨气具有还原性，当氨气通过灼热的氧化铜时，黑色的氧化铜转化成红色的铜，写出该反应的化学方程式________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案： (1)Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O 浓氨水滴入生石灰中发生反应，生成Ca(OH)2，减少了氨水中水的量，增加了溶液中的c(OH－)，且反应放出大量的热。氨水中存在平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，上述原因会使平衡逆向移动，有利于氨气的逸出 (2)4NH3＋5O24NO＋6H2O (3)不能 往该气体中通入O2，气体由无色变成红棕色，说明该气体为NO (4)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 1∶2 (5)3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O (6)与O2混合后通入NaOH溶液(或在催化剂作用下与CO反应生成N2和CO2) (7)取少量试样与浓NaOH溶液混合共热，把湿润的红色石蕊试纸放入试管的管口，若试纸变成蓝色，即证明试样中含有NH (8)3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O [课堂随笔] 周六 排查训练 (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) [高考题重组] 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) 1．(1)粗硅SiCl4Si，物质间转化均能一步实现(2015·江苏化学，8A)( ) (2)用含硅胶、铁粉的透气小袋与食品一起密封包装(2014·新课标全国卷Ⅱ，7D)( ) (3)Si和SiO2都用于制造光导纤维(2014·海南化学，10D)( ) (4)硅胶可作袋装食品的干燥剂(2014·四川理综，1B)( ) (5)SiO2既能与KOH溶液反应又能与浓盐酸反应(2014·福建理综，9②改编)( ) (6)SiO2、NaOH、HF三者两两均能反应(2014·江苏化学 ,8C改编)( ) (7)合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料(2012·新课标全国卷，8D)( ) (8)甲乙丙，若甲为焦炭，则丁可能是O2(2013·江苏化学，6A)( ) (9)SiO2可与HF反应，因而氢氟酸不能保存在玻璃瓶中(2013·广东理综，10D)( ) (10)高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅(2013·广东理综，11C)( ) (11)向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体，出现白色沉淀，则H2SiO3的酸性比H2CO3的酸性强(2012·江苏化学，13C)( ) (12)硅酸钠溶液应保存在带玻璃塞的试剂瓶中(2012·海南化学，4B)( ) 答案： (1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)√ (7)× (8)√ (9)√ (10)√ (11)× (12)× 2．(1)反应物浓度越大，反应速率越快，所以常温下，相同的铝片中分别加入足量的浓、稀硝酸，浓硝酸中铝片先溶解完(2014·安徽理综，12B)( ) (2)制二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收尾气(2014·天津理综，2D)( ) (3)常温下，N2既能与O2反应又能与H2反应(2014·福建理综，9③)( ) (4)将可调高度的铜丝伸入到稀硝酸中，溶液变蓝，说明Cu与稀硝酸发生置换反应(2014·广东理综，22C)( ) (5)用浓HNO3与Cu反应制备NO2(2012·广东理综，9C)( ) (6)向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀H2SO4，在管口观察到红棕色气体，是因为HNO3分解生成了NO2(2011·四川理综，11A)( ) 答案： (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× 3．(1)加热盛有NH4Cl固体的试管，试管底部固体消失，试管口有晶体凝结，说明NH4Cl固体可以升华(2015·山东理综，11D)( ) (2)Cu溶于稀HNO3的离子方程式为Cu＋2H＋＋NO===Cu2＋＋NO2↑＋H2O(2014·江苏化学，7A)( ) (3)向AgNO3溶液中滴加过量氨水，溶液澄清，说明Ag＋与NH3·H2O能大量共存(2014·广东理综，22B)( ) (4)可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气(2013·新课标全国卷Ⅰ，7B)( ) (5)检验NH时，往试样中加入NaOH溶液，微热，用湿润的蓝色石蕊试纸检验逸出的气体(2013·福建理综，10D)( ) (6)常温下将Al片放入浓硝酸中，无明显现象，说明Al与浓硝酸不反应(2013·广东理综，23B)( ) (7)液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷剂(2013·江苏化学，4A)( ) (8)实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3涉及氧化还原反应(2012·广东理综，10D)( ) (9)可用氨水除去试管内壁上的银镜(2012·海南，4A)( ) (10)用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上，试纸变蓝色，是因为浓氨水呈碱性(2011·安徽理综，10D)( ) 答案： (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)√ (8)× (9)× (10)√ [高考题选编] 4．[2014·天津理综，7(4)]晶体硅(熔点1 410 ℃)是良好的半导体材料。由粗硅制纯硅过程如下： Si(粗)SiCl4SiCl4(纯)Si(纯) 写出SiCl4的电子式：__________；在上述由SiCl4制纯硅的反应中，测得每生成1.12 kg纯硅需吸收a kJ热量，写出该反应的热化学方程式：________________________________________________________________________。 解析： 1.12 kg纯硅物质的量为n(Si)＝＝ 40 mol，则生成1 mol Si吸收的热量为＝0.025a kJ，热化学方程式为SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g) ΔH＝＋0.025a kJ·mol－1。 答案： SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g) ΔH＝＋0.025a kJ·mol－1 5．(2013·上海化学，25)硅与铝同周期。SiO2是硅酸盐玻璃(Na2CaSi6O14)的主要成分，Na2CaSi6O14也可写成 Na2O·CaO·6SiO2。盛放NaOH溶液的试剂瓶若用玻璃瓶塞容易形成粘性的硅酸盐而无法打开，发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________。 长石是铝硅酸盐，不同类长石其氧原子的物质的量分数相同。由钠长石化学式NaAlSi3O8可推知钙长石的化学式为________________。 解析： 由钠长石的化学式NaAlSi3O8可知钙长石的化学式符合CaAlxSiyO8，由“氧原子物质的量分数相同”可知x＋y＝4，依据化合价代数和为0，可知2＋3x＋4y＝16，求解即可。 答案： SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O CaAl2Si2O8 6．(2015·北京高考)在通风橱中进行下列实验： 步骤 现象 Fe表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色 Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止 Fe、Cu接触后，其表面均产生红棕色气泡 下列说法不正确的是( ) A．Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式：2NO＋O2===2NO2 B．Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层，阻止Fe进一步反应 C．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3 D．针对Ⅲ中现象，在Fe、Cu之间连接电流计，可判断Fe是否被氧化 解析： 稀硝酸与铁反应生成NO，NO在空气中被氧化为NO2，故A项正确；浓硝酸能使铁钝化，B项正确；Ⅱ中铁钝化，反应停止，不能比较稀硝酸与浓硝酸氧化性的强弱，C项错误；构成原电池后可以根据电流的方向判断正、负极，从而判断Fe是否被氧化，D项正确。 答案： C 周日 滚动强化训练(范围：第四周) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 1．化学与环境密切相关，下列有关说法正确的是( ) A．CO2属于大气污染物 B．酸雨是pH小于7的雨水 C．CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成 D．大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧 解析： CO2不是大气污染物，也不会导致酸雨的形成，A、C项错误；酸雨是pH<5.6的雨水，B项错误。 答案： D 2．下列所用材料为SiO2或要用到SiO2的是 ( ) ①水泥路 ②门窗玻璃 ③水晶镜片 ④石英钟表 ⑤玛瑙手镯 ⑥硅太阳能电池 ⑦光导纤维 ⑧计算机芯片 A．⑥⑧ B．①②⑦⑧ C．①②③④⑤⑦ D．全部 答案： C 3. 我国科学家制得了SiO2超分子纳米管，微观结构如图。下列叙述正确的是( ) A．SiO2与干冰的物理性质相似 B．SiO2耐腐蚀，不与任何酸反应 C．工业上用SiO2制备粗硅 D．光纤主要成分是SiO2，具有导电性 解析： SiO2熔点高，硬度大，而CO2熔点低，常温下为气体，A错误；SiO2能与氢氟酸发生反应，B错误；SiO2无导电性，D错误。 答案： C 4．将足量CO2气体通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中，然后加热蒸干，再在高温下充分灼烧，最后得到的固体物质是( ) A．Na2SiO3 B．Na2CO3、Na2SiO3 C．Na2CO3、SiO2 D．SiO2 解析： 将足量CO2气体通入水玻璃中，发生反应：2CO2＋Na2SiO3＋2H2O===H2SiO3↓＋2NaHCO3；加热蒸干高温灼烧时发生反应：H2SiO3H2O＋SiO2；2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O；SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑，各反应物存在如下关系，H2SiO3～2NaHCO3，H2SiO3～SiO2,2NaHCO3～Na2CO3～SiO2，由上述关系可知，最后所得固体物质是Na2SiO3，故选A项。 答案： A 5．过量的泥沙、纯碱、生石灰熔化后生成下列几种物质，其中正确的是( ) ①水泥 ②玻璃 ③瓷器 ④混凝土 ⑤一种硅酸盐产品 A．①和④ B．②和⑤ C．③ D．② 解析： 本题主要考查玻璃的生产原理及学生思维的严密性。泥沙的主要成分是SiO2，与Na2CO3、CaO在高温熔化过程中发生如下反应： SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑， SiO2＋CaOCaSiO3， 生成的Na2SiO3、CaSiO3与SiO2熔合在一起形成一种玻璃态物质，即我们通常说的普通玻璃，玻璃是一种硅酸盐产品。 答案： B 6．将足量的CO2不断通入KOH、Ba(OH)2、K[Al(OH)4]的混合溶液中，生成沉淀的物质的量与通入CO2的体积的关系可表示为( ) 解析： 将CO2通入KOH、Ba(OH)2、K[Al(OH)4]的混合溶液中，依次发生如下反应： ①Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O ②2KOH＋CO2===K2CO3＋H2O ③2K[Al(OH)4]＋CO2===2Al(OH)3↓＋K2CO3＋H2O ④K2CO3＋CO2＋H2O===2KHCO3 ⑤BaCO3＋H2O＋CO2===Ba(HCO3)2 根据沉淀生成和溶解的情况对照图象可知C正确。 答案： C 7．如图所示是利用培养皿探究氨气的性质，实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即用另一培养皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是( ) 选项 实验现象 解释 A 浓盐酸附近产生白烟 NH3与浓盐酸反应产生了微小的NH4Cl晶体 B 浓硫酸附近无明显现象 NH3与浓硫酸不发生反应 C 氯化物溶液变浑浊 该溶液一定是AlCl3溶液 D 干燥的红色石蕊试纸不变色，湿润的红色石蕊试纸变蓝 NH3是一种可溶性碱 解析： 浓硫酸与NH3发生反应2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4，B项错；该溶液可能为MgCl2溶液、AlCl3溶液等，C项错；干燥的红色石蕊试纸不变色，湿润的红色石蕊试纸变蓝，是因为NH3与H2O反应生成的NH3·H2O呈碱性，D项错。 答案： A 8．下列由相关实验现象所推出的结论正确的是( ) A．NH4Cl和NH4HCO3受热都能分解，说明可以用加热NH4Cl或NH4HCO3固体的方法制氨气 B．向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定有SO C．Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应 D．分别将充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中，液面均迅速上升，说明二者均易溶于水 解析： 不能用加热NH4Cl固体的方法制氨气，因为NH3和HCl会在试管里重新化合成NH4Cl；硝酸能将SO氧化成SO，B项实验不能说明原溶液中一定有SO；铁和稀硝酸反应生成的气体是NO，不是H2。 答案： D 9．下列说法不正确的是 ( ) A．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入Cu(NO3)2固体，铜粉仍不溶解 B．某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体的水溶液一定显碱性 C．铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O D．HNO3―→NO―→NO2，以上各步变化均能通过一步实现 解析： A项中加入Cu(NO3)2固体后，Cu和H＋、NO发生反应：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，该项不正确。 答案： A 10．把3体积NO2气体依次通过①饱和NaHCO3溶液、②浓硫酸、③Na2O2后(假设每一步的反应都是充分的)，再用排水法收集残留气体，则收集到的气体是( ) A．1体积NO B．1体积NO2和体积O2 C.体积O2 D.体积NO 解析： 3体积的NO2通过饱和NaHCO3溶液，发生的反应为3NO2＋2NaHCO3===2NaNO3＋H2O＋NO＋2CO2，剩余气体通过浓硫酸后除去H2O，通过Na2O2时发生反应2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，此时剩余气体为1体积O2和1体积NO，排水法收集气体时发生反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，显然O2过量，剩余体积O2，C项正确。 答案： C 11．青花瓷胎体的原料——高岭土[Al2Si2O5(OH)x]，可掺进瓷石制胎，青花瓷釉料的成分主要是钾长石(KAlSi3O8)，在1 300 ℃左右一次烧成的釉可形成精美的青花瓷。 (1)下列说法正确的是________(填序号)。 A．高岭土分子中x＝2 B．钾长石能完全溶解在盐酸中形成澄清的溶液 C．烧制青花瓷过程中发生了复杂的物理变化和化学变化 D．青花瓷、玻璃、水泥都属于硅酸盐产品 (2)在“南澳一号”考古直播过程中，需用高纯度SiO2制造的光纤。如图是用海边的石英砂(含氯化钠、氧化铝等杂质)制备二氧化硅粗产品的工艺流程。 ①洗涤石英砂的目的是________________________________________________________________________。 ②二氧化硅与氢氧化钠溶液反应的离子方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③在以上流程中，要将洗净的石英砂研磨成粉末，目的是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ④工业上常用纯净石英砂与C在高温下发生反应制造粗硅，粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物质的量之比为1∶1。下列说法正确的是________(填序号)。 A．SiC是一种传统的无机非金属材料 B．制造粗硅时的反应为SiO2＋5CSi＋SiC＋4CO↑ C．在以上流程中，将盐酸改为NaOH溶液，也可达到目的 D．纯净的SiO2只能用于制造光导纤维 解析： (1)选项A，根据化合价代数和等于零的原则，可得6＋8－10－x＝0，解得x＝4。选项B，钾长石与盐酸反应后不能形成澄清的溶液。选项C，根据水泥制造过程可推测出烧制青花瓷过程中发生了复杂的物理变化和化学变化。选项D，青花瓷、玻璃、水泥符合硅酸盐产品的特点，是硅酸盐产品。 (2)①石英砂中含有易溶于水的NaCl杂质，洗涤石英砂可使NaCl与SiO2分离。②SiO2与NaOH溶液反应生成Na2SiO3和H2O，据此可写出相应的离子方程式。③将纯净的石英砂研磨后能增大物质的表面积，从而增大反应物与盐酸的接触面积，增大反应速率，提高生产效率。④选项A，SiC是一种新型无机非金属材料。选项B，粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物质的量之比为1∶1，根据原子守恒，可将题述信息转化为如下反应：2SiO2＋5CSi＋SiC＋4CO↑。选项C，因SiO2、Al2O3都能溶解在NaOH溶液中，无法实现二者的分离。选项D，纯净的SiO2还可用于制造光学玻璃等。 答案： (1)CD (2)①除去石英砂中的NaCl杂质 ②SiO2＋2OH－===SiO＋H2O ③增大反应物之间的接触面积，增大反应速率，提高生产效率 ④B 12．在浓硝酸中放入铜片： (1)开始反应的化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)若铜有剩余，则反应将要结束时的反应化学方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)待反应停止后，再加入少量25%的稀硫酸，这时铜片上又有气泡产生，其原因和离子方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)若将12.8 g铜跟一定量的浓硝酸反应，铜消耗完时，共产生气体5.6 L(标准状况)，则所消耗的硝酸的物质的量是________，所得气体的平均相对分子质量为__________。 解析： (4)运用电子守恒列式得 解得 则消耗的HNO3为： mol×2＋ mol＝0.65 mol。 r(气体)＝ g/mol＝41.2 g/mol， 即(气体)＝41.2。 答案： (1)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O (2)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O (3)H2SO4提供H＋，NO继续与Cu发生反应：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O (4)0.65 mol 41.2 13．硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题。 (1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下： ①写出由纯SiHCl3 制备高纯硅的化学方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学方程式： ________________________________________________________________________； H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)下列有关硅材料的说法正确的是( ) A．碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥 B．氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承 C．高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料——光导纤维 D．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高 E．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅 (3)硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡。写出实验现象并给予解释： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案： (1)①SiHCl3＋H2Si＋3HCl ②SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋3HCl↑＋H2↑ 氧气与氢气混合，在高温下可能引起爆炸；氧气可能会氧化 SiHCl3 (2)BC (3)现象：试管中有白色胶状沉淀生成，并且有刺激性气味的气体生成 14．如图是用浓硝酸、铜片、水等试剂探究浓、稀硝酸的强氧化性并观察还原产物的实验装置。 Ⅰ.浓硝酸的强氧化性实验将铜片置于具支试管的底部，在分液漏斗中加入约5 mL浓硝酸，往具支试管中放入约2 mL浓硝酸，用排水法收集产生的气体。 (1)具支试管中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________。 (2)实验中观察到能证明浓硝酸具有强氧化性的现象是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 Ⅱ.稀硝酸的强氧化性实验 (3)上述反应完成后，欲进一步证明稀硝酸也具有强氧化性，紧接的简便、合理的实验操作是________________________________________________________________________。 (4)能证明稀硝酸与铜反应产生NO的实验现象是________(填写代号)。 A．c中收集到无色气体 B．c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色 C．b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色 答案： Ⅰ.(1)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O (2)试管中溶液变蓝，且有红棕色气体产生 Ⅱ.(3)向试管中加水将浓硝酸稀释 (4)C 第4讲 硫的转化 考点一 硫单质和硫的氧化物 1．硫单质 (1)自然界中硫的存在形态： 形态— (2)物理性质 颜色状态：淡黄色固体。 溶解性：水中不溶，酒精中微溶，CS2中易溶。 (3)化学性质 2．硫的氧化物 (1)二氧化硫 ①物理性质 色味态：无色有刺激性气味的气体；水溶性：易溶于水；毒性：有毒。 ②化学性质 (2)三氧化硫 ①物理性质 在标准状况下，SO3为无色晶体(填色态)。 ②化学性质 (3)硫的氧化物对大气的污染 ①硫的氧化物来源、危害及治理 ②硫酸型酸雨的形成途径有两个： 途径1：空气中飘尘的催化作用，使2SO2＋O22SO3、SO3＋H2O===H2SO4。 途径2：SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O2===2H2SO4。 1．如何洗涤附着在试管内壁上的硫？ 2．潮湿的Cl2和SO2都具有漂白性，那么将二者混合时其漂白能力是否增强？ 3．将SO2分别通入下表所列的溶液中，填写有关问题。 反应物 溴水 酸性KMnO4 溶液 氢硫酸(H2S溶液) 滴有酚酞的NaOH溶液 石蕊试液 品红溶液 反应现象 SO2的性质 提示： 1.硫单质易溶于CS2且可以与热的强碱液反应：3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O。所以当试管壁上沾有单质硫时，可用CS2或热强碱液洗涤。 2．将二者混合时，会发生反应：Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，故漂白性减弱或失去。 3．退色 退色 有浅黄色沉淀生成 退色 变红 退色 还原性 还原性 氧化性 酸性 酸性 漂白性 题组一 SO2性质的多重性 1．下列溶液中通入SO2一定不会产生沉淀的是( ) A．Ba(OH)2 B．Ba(NO3)2 C．Na2S D．BaCl2 解析： SO2是酸性氧化物，能与Ba(OH)2溶液反应生成BaSO3沉淀；H2SO3属于中强酸，不能与BaCl2溶液反应；H2SO3中S元素呈＋4价，因此H2SO3 在反应中既可表现酸性，又可表现还原性与氧化性，SO2与Ba(NO3)2、Na2S反应的方程式分别为：3SO2＋2H2O＋Ba(NO3)2===BaSO4↓＋2NO↑＋2H2SO4,3SO2＋2Na2S===3S↓＋2Na2SO3。 答案： D 2．下列说法正确的是( ) A．因为SO2具有漂白性，所以它能使品红溶液、溴水、酸性KMnO4溶液、石蕊试液退色 B．能使品红溶液退色的物质不一定是SO2 C．SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水退色，且原理相同 D．等物质的量的SO2和Cl2混合后通入装有湿润的有色布条的集气瓶中，漂白效果更好 解析： 由于SO2的还原性导致溴水、酸性KMnO4溶液退色，SO2能使石蕊试液变红，但不退色，A错；Na2O2、H2O2、HClO等物质均可使品红溶液退色，B对；SO2利用化合反应使红墨水退色，漂白粉、Na2O2利用氧化反应使红墨水退色，活性炭利用吸附原理使红墨水退色，C错；SO2与Cl2等物质的量混合后遇水发生反应：SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，使漂白能力丧失，D错。 答案： B 3．下列实验报告记录的实验现象正确的是( ) 解析： SO2的水溶液呈酸性，使石蕊试液变红色，但不能漂白石蕊试液；SO2能漂白品红溶液，使品红溶液退为无色；SO2的饱和溶液加入Ba(NO3)2溶液中，SO2被NO氧化为SO，SO与Ba2＋形成BaSO4沉淀；d试管中：SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O，Na2SO3与BaCl2反应生成BaSO3沉淀。 答案： B 速记卡片 因SO2造成的退色现象分类归纳 SO2 题组二 SO2与CO2的检验 4．下列溶液中，不能区别SO2和CO2气体是( ) ①石灰水 ②KMnO4溶液 ③溴水 ④用HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液 ⑤品红溶液 A．①②③⑤ B．②③④⑤ C．只有① D．①② 解析： CO2和SO2通入澄清石灰水中，都是先生成白色沉淀，气体过量时沉淀又溶解，所以石灰水不能区别；SO2有还原性，能使KMnO4溶液退色，也能使溴水退色，而CO2不能，所以KMnO4溶液和溴水能区别这两种气体；NO在酸性条件下能将SO2氧化成SO，SO与Ba2＋结合成BaSO4沉淀；而CO2与Ba(NO3)2溶液不反应，所以HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液能区别；SO2有漂白性，能使品红溶液退色；而CO2不能，所以品红溶液能区别。 答案： C 5．某探究性学习小组利用图中所列装置设计实验，证明浓硫酸和木炭粉在加热条件下反应有SO2和CO2生成。 (1)实验室可观察到装置中A瓶的溶液退色，C瓶的溶液不退色。A瓶溶液的作用是__________________，B瓶溶液的作用是__________________，C瓶溶液的作用是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)装置D中所盛溶液是______________，可验证的产物是________。 (3)若想同时验证另一种产物的存在，需使用的药品为________，该装置在整套装置中的位置是________，理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析： 要检验SO2，可以用品红溶液，要检验CO2，应该用澄清石灰水，但是SO2的存在会干扰对CO2的检验，所以检验CO2时必须考虑先检验SO2并且要把它彻底除去。另外生成物还有水蒸气也需要通过实验来证明。因为在检验SO2、CO2时，必须经水溶液装置，会影响水蒸气的检验，因此，这三种产物的检验顺序必须是先检验H2O，再检验SO2，最后检验CO2，并且保证每种检验均不受其他物质的干扰。 答案： (1)验证产物气流中有SO2 除去产物气流中的SO2 验证产物气流中SO2已被B瓶溶液全部除去 (2)澄清石灰水 CO2 (3)无水CuSO4 A前 产物气流通过A、B、C、D时会带出水蒸气，所以必须在A之前 速记卡片 1．SO2的检验 将气体通入品红溶液中，品红溶液退色，将退色后的品红溶液加热又恢复红色，则一定为SO2气体。 2．SO2与CO2的常用鉴别方法 SO2 CO2 闻气味 刺激性气味 无味 品红溶液 退色 不退色 酸性KMnO4溶液 退色 不退色 溴水 退色 不退色 3.答题模板——检验SO2和CO2同时存在的一般流程 SO2和CO2都可使澄清的石灰水变浑浊，检验二者同时存在的一般流程为 流程设计 检验SO2⇒除去SO2⇒检验SO2是否除尽⇒检验CO2 选用试剂 品红溶液 酸性KMnO4溶液 品红溶液 澄清的 石灰水预期现象 退色 退色 不退色 变浑浊 题组三 SO2对环境的污染与治理 6．某研究性学习小组计划研究当地酸雨的形成过程，于是取来雨水作水样进行测定，随时间的推移，多次测定该样品的pH，得到如下数据： 时间(h) 开始 8 16 24 32 40 48 pH 5.0 4.8 4.5 4.3 4.2 4.0 4.0 (1)雨水样品放置时pH变化的主要原因为________________________________________________________________________ (用化学方程式表示)。由此可以得出酸雨的形成过程可能是 ________________________________________________________________________。 如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合，pH将__________(填“增大”、“减小”或“不变”)，原因是________________________________________________________________________， 二氧化硫表现__________性。 (2)下面是酸雨给人类造成的危害，其中不正确的是( ) A．腐蚀建筑物、雕塑等 B．污染水源 C．改良碱性土壤 D．损害庄稼 (3)你认为减少酸雨产生的途径可采取的措施是 ( ) ①少用煤作燃料 ②把工厂的烟囱造高 ③燃料脱硫 ④在已酸化的土壤中加石灰 ⑤开发新能源 A．①②③ B．②③④⑤ C．①③⑤ D．①③④⑤ 答案： (1)2H2SO3＋O2===2H2SO4 雨水溶解二氧化硫生成亚硫酸，亚硫酸又被空气中的氧气氧化为硫酸，降落下来形成酸雨 减小 自来水中的氯气(或次氯酸)把亚硫酸氧化成硫酸 还原 (2)C (3)C 第五周 第1天 硫单质和硫的氧化物 (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) [概念辨析] 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)硫在自然界中仅以化合态存在。 (×) (2)硫与铁反应生成硫化亚铁。 (√) (3)硫在空气中燃烧的产物是二氧化硫，在纯氧中燃烧的产物是三氧化硫。 (×) (4)硫与汞反应体现了硫的氧化性。 (√) (5)试管中残留的硫可以利用酒精洗涤。(×) (6)水比H2S的沸点高，说明氧元素的非金属性强于硫元素。 (×) (7)氯气可以将铁氧化到＋3价，而硫只能将铁氧化到＋2价，所以氯气的氧化性大于硫的氧化性。(√) (8)二氧化硫能使溴水退色，证明SO2有漂白性。 (×) 1．下列说法正确的是 ( ) A．硫是一种淡黄色的能溶于水的晶体 B．硫的化合物常存在于火山喷出的气体中 C．硫在空气中燃烧的产物是二氧化硫，在纯氧中燃烧的产物是三氧化硫 D．硫与过量的氧气反应得到的是三氧化硫 答案： B 2．下列物质中，不能由单质直接化合生成的是( ) ①CuS ②FeS ③SO3 ④H2S ⑤FeCl2 A．①③⑤ B．①②⑤ C．①②④⑤ D．全部 解析： 2Cu＋SCu2S，Cu和S不能直接化合生成CuS；S＋O2SO2，二者不能直接化合生成SO3；2Fe＋3Cl22FeCl3，二者不能直接化合生成FeCl2。 答案： A 3．SO2是常见的大气污染物之一，下列有关SO2的说法不正确的是 ( ) A．SO2对环境的主要影响是形成酸雨 B．用天然气、水煤气等清洁燃料代替煤炭作民用燃料或在煤中加入生石灰后燃烧，可以减少SO2的排放量 C．硫酸厂使用V2O5作催化剂，加快SO2的转化速率，可以减少SO2的排放量 D．植树造林，绿化环境有利于减少空气中SO2的含量 答案： C 4．下列有关三氧化硫的说法中，正确的是 ( ) A．SO3极易溶于水，且与水反应生成H2SO4 B．SO2、SO3均具有漂白性，能使石蕊试液退色 C．SO2可与碱反应，但不与碱性氧化物反应 D．SO3与SO2一样，是酸性氧化物，因此SO3可使品红溶液退色 解析： SO3不具有漂白性，SO2不能漂白指示剂，二者均可使石蕊试液变红色，B、D项错误；SO3既可与碱反应，也可与碱性氧化物反应，C项错误。 答案： A 5．将H2S、SO3、SO2各0.01 mol，依次通入1 L水中，则该溶液肯定具有( ) A．中性、漂白性 B．酸性、漂白性 C．只有酸性 D．只有漂白性 解析： 在水中三种气体发生如下反应：SO3＋H2O===H2SO4,2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，SO2＋H2OH2SO3。其中：H2SO3和H2SO4使溶液呈酸性，H2SO3具有漂白性。 答案： B 6．下列五种有色溶液与SO2作用，均能退色，其实质相同的是( ) ①品红溶液 ②酸性KMnO4溶液 ③滴有酚酞的NaOH溶液 ④溴水 ⑤淀粉碘溶液 A．①④ B．①③ C．②⑤ D．②④⑤ 解析： SO2使品红溶液退色是由于其漂白性；SO2使酸性KMnO4溶液、溴水、淀粉碘溶液退色是由于其还原性；SO2使滴有酚酞的NaOH溶液退色，是由于其溶于水生成的酸与碱发生复分解反应，使溶液碱性降低。 答案： D 7．SO2通入BaCl2溶液中并不产生沉淀，而通入另一种气体后可以产生白色沉淀。则图中右侧Y形管中放置的药品组合不符合要求的是(必要时可以加热)( ) A．Cu和浓硝酸 B．CaO和浓氨水 C．大理石和稀盐酸 D．高锰酸钾溶液和浓盐酸 解析： A和D中产生的气体(分别为NO2、Cl2)通入BaCl2溶液中生成BaSO4沉淀，选项B中产生的气体(NH3)通入BaCl2溶液中生成BaSO3沉淀。 答案： C 8．直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。 (1)用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)在钠碱循环法中，Na2SO3溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO2制得，该反应的离子方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)吸收液吸收SO2的过程中，pH随n(SO)∶n(HSO)变化关系如下表： n(SO)∶n(HSO) 91∶9 1∶1 9∶91 pH 8.2 7.2 6.2 由上表判断，NaHSO3溶液显________性，用化学平衡原理解释：________________________________________________________________________。 解析： (1)SO2和H2O发生反应生成H2SO3，H2SO3被O2氧化为H2SO4。 (2)书写离子方程式时，氧化物应写成化学式形式，SO2与NaOH溶液反应生成Na2SO3的离子方程式为2OH－＋SO2===H2O＋SO。 (3)由于HSO在溶液中既能电离又能发生水解，而HSO的电离程度大于HSO的水解程度，故NaHSO3溶液显酸性。 答案： (1)SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O22H2SO4 (2)2OH－＋SO2===H2O＋SO (3)酸 HSO存在：HSOH＋＋SO和HSO＋H2OH2SO3＋OH－，HSO的电离程度强于水解程度 9．某兴趣小组欲在绿色环保的条件下探究大气污染物SO2的性质，设计如图所示实验装置。请回答： (1)B、C、D分别用于检验SO2的漂白性、还原性和氧化性，则B中所盛试剂为 ________；C中反应的离子方程式为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)氨水吸收过量SO2的离子方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)为了实现绿色环保的目标，某同学设计了图A2的制取装置来代替A1装置，与A1装置相比，A2装置的优点是______________________________________________ ________________________________________________________________(写两点)。 解析： (1)用碘水检验SO2的还原性，该反应的离子方程式为SO2＋I2＋2H2O===SO＋2I－＋4H＋，用H2S检验SO2的氧化性，该反应的化学方程式为2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，用品红溶液检验SO2的漂白性，故B中所盛试剂为品红溶液。 (2)过量的SO2与氨水反应生成亚硫酸氢铵，反应的离子方程式为NH3·H2O＋SO2===NH＋HSO。 (3)用装置A2制取SO2的优点有：①反应不需要加热，比较安全；②用分液漏斗滴加反应物浓硫酸，易于控制反应的进行；③滴加的浓硫酸能够与Na2SO3充分反应。 答案： (1)品红溶液 SO2＋I2＋2H2O===SO＋2I－＋4H＋ (2)NH3·H2O＋SO2===NH＋HSO (3)不用加热(或节约能源或药品)；相对安全；易于控制反应进行；反应更充分(任何合理的两点均可) 考点二 硫酸 硫酸根离子的检验 1．硫酸的物理性质 (1)挥发性：难挥发； (2)溶解性：浓H2SO4与水以任意比互溶，溶解时可放出大量的热； 浓H2SO4稀释的方法是：将浓H2SO4沿烧杯内壁缓缓倒入水中，并不断用玻璃棒搅拌。 (3)浓硫酸对人体皮肤有强烈的腐蚀作用。如果不慎在皮肤上沾上少量浓硫酸时，处理方法是：立即用大量水冲洗，然后涂上NaHCO3溶液。 2．浓硫酸的特性 3．SO的检验 (1)检验SO的正确操作 待测液取清液白色沉淀，即可确定是否存在SO。 (2)理论解释 ①先加稀盐酸的目的是排除CO、SO、Ag＋等离子干扰。 ②再加BaCl2溶液，有白色沉淀产生，发生反应的离子方程式：Ba2＋＋SO===BaSO4↓。 1．下表是鉴别浓硫酸和稀硫酸的方法，请将实验现象填入下表： 浓硫酸 稀硫酸 物理性质 加入水中 观状态 密度 化学 性质 铁片 铜片(加热) 白纸 2.将64 g铜箔加入到盛有含2 mol H2SO4的浓H2SO4试管中加热。 (1)铜箔能否完全溶解？请解释原因。 (2)在反应后的溶液中再加入少量硝酸钠晶体，铜箔表面又有气泡冒出，其原因为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 提示： 1.放出大量热 无明显变化 油状溶液 液态 ρ浓H2SO4>ρ稀H2SO4 无明显变化(钝化) 铁片逐渐溶解，并产生无色气体 铜片溶解，产生无色气体 不反应 变黑 无明显变化 2．(1)不能，因为随着反应的进行，浓H2SO4变为稀H2SO4，反应停止。(2)H＋与NO又能氧化铜片，发生反应3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 题组一 硫酸的性质和应用 1．硫酸是中学化学实验室的常见药品，其性质有①酸性 ②吸水性 ③脱水性 ④强氧化性 ⑤催化作用，请将序号填在相应的横线上： (1)锌和稀H2SO4制H2____________； (2)浓硫酸作干燥剂____________； (3)浓硫酸与蔗糖的炭化实验(黑面包实验)__________； (4)实验室用乙醇和冰醋酸制取乙酸乙酯____________； (5)乙酸乙酯的水解____________； (6)纤维素的水解____________； (7)浓硫酸与铜的反应____________； (8)浓硫酸使湿润石蕊试纸变红，后来又变黑________。 答案： (1)① (2)② (3)③④ (4)②⑤ (5)⑤ (6)⑤ (7)①④ (8)①③ 2．向50 mL 18 mol·L－1浓硫酸溶液中加入足量的铜片并加热，充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量( ) A．小于0.45 mol B．等于0.45 mol C．在0.45 mol和0.9 mol之间 D．大于0.45 mol 解析： 因n(H2SO4)＝0.05 L×18 mol·L－1＝0.9 mol，若H2SO4完全反应，被还原的H2SO4为0.45 mol，由于反应中浓硫酸逐渐变稀后不再与Cu反应，故被还原的H2SO4小于0.45 mol。 答案： A 速记卡片 浓硫酸与金属的反应特点 1．浓硫酸与金属反应的规律 类型 2．“三酸变稀”引起的质变问题 浓盐酸与MnO2反应、浓H2SO4与Cu、Zn等反应、浓HNO3与Cu等反应，随着反应的进行，三种酸都变稀，从而使反应停止或产物发生变化；三种酸放置在空气中由于吸湿或挥发，也可使其变稀。 题组二 SO的检验 3．对某酸性溶液(可能含有Br－、SO、H2SO3、NH)分别进行如下实验： ①加热时放出的气体可以使品红溶液退色；②加碱调至碱性后，加热时放出的气体可以使润湿的红色石蕊试纸变蓝；③加入氯水时，溶液略显黄色，再加入BaCl2溶液，产生的白色沉淀不溶于稀硝酸。 对于下列物质不能确认其在原溶液中是否存在的是( ) A．Br－ B．SO C．H2SO3 D．NH 解析： ①加热时放出的气体可以使品红溶液退色，则溶液中一定含有H2SO3，因H2SO3不稳定，分解产生的SO2可使品红溶液退色。②加碱加热后，产生使润湿的红色石蕊试纸变蓝的气体，即有NH3产生，说明溶液中一定含有NH。③加入氯水时溶液显黄色，说明原溶液中含有Br－，再加BaCl2有白色不溶于HNO3的沉淀生成，说明此时溶液中含SO，但可能是原溶液含有的，也可能是氯水氧化H2SO3产生的，故不能确定的为SO。 答案： B 4．甲、乙二位同学各设计一个实验来检验SO，且都认为自己的试样中含有SO，其方案如下： 甲：白色沉淀 乙： 回答以下问题： (1)你认为甲、乙两位同学所设计的实验方案是否严谨，甲________；乙________(填“严谨”或“不严谨”)，并说明理由： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)如果你认为甲、乙方案均不严谨，请你设计一个合理的实验方案________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案： (1)不严谨 不严谨 甲没有排除Ag＋干扰，乙没有排除SO干扰 (2)往试样中先加过量盐酸酸化，然后再加入BaCl2溶液，若有白色沉淀产生，则说明含有SO，若无沉淀生成，则不含SO 速记卡片 SO检验的常见误区 (1)只加可溶性钡盐，不酸化。误将CO、PO、SO等干扰离子判断成SO。因上述离子会产生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3白色沉淀。 (2)误将Ag＋、Pb2＋判断成SO。如向待测液中滴加BaCl2溶液有白色沉淀，再加稀盐酸白色沉淀不溶解便断定含SO。其错误是未注意溶液中不含SO，而含Ag＋或Pb2＋时也会产生同样的现象：Ag＋＋Cl－===AgCl↓(白色)，Pb2＋＋2Cl－===PbCl2↓(白色)。 (3)误将SO判断成SO。如向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀，便误以为有SO。该错误是未注意NO在酸性环境中具有强氧化性，发生反应：Ba2＋＋SO===BaSO3↓(白色)，3BaSO3＋2H＋＋2NO===3BaSO4↓(白色)＋2NO↑＋H2O。 考点三 硫及其化合物的转化 1．含硫元素物质间的转化图 2．含硫物质的连续氧化 硫元素 3．从氧化还原反应的角度定位硫及其化合物间的转化 (1)相邻价态的微粒不发生氧化还原反应 如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。 (2)当硫元素的化合价升高或降低时，一般升高或降低到其相邻的价态，即台阶式升降 如：H2 O2O3 H2S＋H2SO4(浓)S升高2价↓＋S降低2价O2＋2H2O (3)典型的归中反应 2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O 2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4===3Na2SO4＋3S↓＋3H2O 1．有下列转化关系： 单质氧化物酸盐 能实现上述转化的非金属元素有哪些？ 2．SO2具有还原性，浓H2SO4具有氧化性，二者能发生氧化还原反应吗？ 提示： 1.有S、C和P，其转化关系分别为： SSO2H2SO3Na2SO3 CCO2H2CO3Na2CO3 PP2O5H3PO4Na3PO4 2．不能；因为硫元素的＋4、＋6价之间无中间价态，两物质中硫元素的价态相邻，不能发生氧化还原反应。 题组一 物质推断与性质应用 1. 右图表示某固态单质A及其化合物之间的转化关系(某些产物和反应条件已略去)。化合物B在常温常压下为气体，B和C的相对分子质量之比为4∶5，化合物D是重要的工业原料。 (1)写出A在加热条件下与H2反应的化学方程式：________________________________________________________________________； (2)写出E与A的氢化物反应生成A的化学方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； (3)写出一个由D生成B的化学方程式：________________________________________________________________________； (4)写出由E生成D的化学方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案： (1)S＋H2H2S (2)H2SO3＋2H2S===3S↓＋3H2O (3)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O (4)2H2SO3＋O2===2H2SO4 2．在下列物质转化中，A是一种正盐，D的相对分子质量比C的相对分子质量大16，E是强酸，当X无论是强酸还是强碱时，都有如下的转化关系： 当X是强酸时，A、B、C、D、E均含同一种元素；当X是强碱时，A、B、C、D、E均含另外同一种元素。请回答： (1)A是__________，Y是__________，Z是__________。(填化学式，下同) (2)当X是强酸时，E是________，写出B生成C的化学方程式：________________________________________________________________________。 (3)当X是强碱时，E是________，写出B生成C的化学方程式：________________________________________________________________________。 解析： 解推断题的两个关键点：一是找出突破口；二是要熟悉物质间的相互转化关系。此题的突破口是D的相对分子质量比C的相对分子质量大16，可推测多1个氧原子，则Y应为O2。连续氧化最终生成酸，则E可能为H2SO4或HNO3。 (2)当X是强酸时，转化关系为(NH4)2SH2SSO2SO3H2SO4。 (3)当X为强碱时，转化关系为(NH4)2SNH3NONO2HNO3。 答案： (1)(NH4)2S O2 H2O (2)H2SO4 2H2S＋3O22SO2＋2H2O (3)HNO3 4NH3＋5O24NO＋6H2O 速记卡片 符合转化：化合物ABCD的物质归纳 (1)H2SSO2SO3H2SO4 (2)NH3NONO2HNO3 题组二 含硫化合物转化的性质实验 3.(2015·安徽理综，28)某研究小组将纯净的SO2气体通入0.1 mol·L－1的Ba(NO3)2溶液中，得到了BaSO4沉淀。为探究上述溶液中何种微粒能氧化通入的SO2，该小组提出了如下假设： 假设一：溶液中的NO 假设二：溶液中溶解的O2 (1)验证假设一 该小组设计实验验证了假设一。请在下表空白处填写相关实验现象。 实验步骤 实验现象 结论 实验1：在盛有不含O2的25 mL 0.1 mol·L－1 BaCl2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体 ________ 实验2：在盛有不含O2的25 mL 0.1 mol·L－1 Ba(NO3)2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体 ________ 假设一成立 (2)为深入研究该反应，该小组还测得上述两个实验中溶液pH随通入SO2体积的变化曲线如图。 实验1中溶液pH变小的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； V1时，实验2中溶液pH小于实验1的原因是(用离子方程式表示)________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)验证假设二 请设计实验验证假设二，写出实验步骤、预期现象和结论。 实验步骤、预期现象和结论(不要求写具体操作过程)： (4)若假设二成立，请预测：在相同条件下，分别用足量的O2和KNO3氧化相同的H2SO3溶液(溶液体积变化忽略不计)，充分反应后两溶液的pH前者________(填“大于”或“小于”)后者，理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析： (1)不含O2的BaCl2溶液中通入SO2气体无明显现象；向不含O2的Ba(NO3)2溶液中通入SO2气体产生白色沉淀，表明溶液中的NO能氧化SO2气体产生BaSO4白色沉淀。(2)向BaCl2溶液中通入SO2气体，二者不发生反应，但SO2溶于水可以与水反应生成H2SO3使溶液显酸性；向Ba(NO3)2溶液中通入SO2气体，NO可以把SO2氧化为H2SO4使溶液pH减小，反应的离子方程式为3SO2＋2NO＋2H2O===3SO＋4H＋＋2NO。(4)由O2氧化H2SO3的离子方程式：2H2SO3＋O2===4H＋＋2SO和NO氧化H2SO3的离子方程式：3H2SO3＋2NO===3SO＋4H＋＋2NO↑＋H2O知，足量的O2和NO分别氧化相同的H2SO3，生成H＋的物质的量前者多于后者，故反应后两溶液的pH前者小于后者。 答案： (1)无明显现象 有白色沉淀 (2)SO2溶于水生成H2SO3 3SO2＋2NO＋2H2O===3SO＋4H＋＋2NO(或3H2SO3＋2NO===3SO＋4H＋＋2NO↑＋H2O) (3) 实验步骤、预期现象和结论(不要求写具体操作过程)： 实验1作为参照实验 实验3：将纯净的SO2气体缓慢通入未经脱O2处理的 25 mL 0.1 mol·L－1 BaCl2溶液中，若有白色沉淀，表明假设二成立，否则不成立 (4)小于 反应的离子方程式表明，足量的O2和NO分别氧化相同的H2SO3，生成H＋的物质的量前者多于后者(本题部分小题属于开放性试题，合理答案均可) 题组三 多步转化的计算方法——关系式法 4．将28 g Fe粉和8 g硫粉隔绝空气混合加热，充分反应后冷却至室温，再加入足量的稀H2SO4，可产生标准状况下的气体的体积是多少升？ 解析： FeFeSH2S 1 mol 1 mol 1 mol FeH2 1 mol 1 mol 故n气体＝n(Fe)＝＝0.5 mol，V(气体)＝0.5 mol×22.4 L·mol－1＝11.2 L。 答案： 11.2 L 5．用含FeS2 80%的硫铁矿生产硫酸，已知该矿石的燃烧率为95%，SO2的转化率为90%，SO3的吸收率为98%，若生产500 t 98%的硫酸，需多少吨原料矿石？ 解析： 此题涉及多步连续反应的计算，若采用相当量关系的方法，则把各步反应的转化率当成原料的有效成分含量，依据原子守恒关系式，设需要矿石的质量为x ，由化学方程式可得： FeS2 ～ 2H2SO4 120 2×98 80%×95%×90%×98%×x 500 t×98% ＝ 解得：x＝447.5 t 答案： 447.5 t 速记卡片 关系式法计算的适用范围及建立关系式的方法 1．关系式法计算的适用范围 凡反应连续进行，上一步反应的生成物为下一步反应的反应物继续反应时，均可用关系式法。 2．建立关系式的方法 (1)利用方程式中化学计量数间的关系建立关系式。 (2)叠加化学方程式来找关系式。 (3)可利用原子守恒思想(在化学反应过程中，原子的种类和数目不变)，如直接找出参与反应的FeS2与硫酸间的定量关系。S原子守恒可得：S～H2SO4，一个FeS2中含有两个S原子，故FeS2～2H2SO4。 第2天 浓硫酸的性质 硫及其化合物的转化 (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) [概念辨析] 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)SO2中混有HCl，应用NaOH溶液进行除杂。(×) (2)实验室中可用Na2SO3固体与浓硫酸反应来制取SO2。(√) (3)浓H2SO4具有强氧化性，不能干燥SO2。(×) (4)浓硫酸有脱水性，所以可以作干燥剂。(×) (5)浓硫酸与稀硫酸都可以用铁制容器贮存。(×) (6)浓硫酸与铜的反应只体现了浓硫酸的强氧化性。(×) (7)浓硫酸不慎沾到皮肤上，应立即用NaOH溶液清洗。(×) (8)浓硫酸具有吸水性，因而能使CuSO4·5H2O转化为CuSO4。(√) 1．下列关于浓硫酸的叙述中正确的是 ( ) A．工业上用铝槽车装运浓硫酸是由于铝不与浓硫酸反应 B．浓硫酸有强氧化性，常温下与Cu发生剧烈的反应 C．浓硫酸不可用来干燥HI气体，因其具有强氧化性 D．浓硫酸使胆矾晶体变为白色粉末，表现了浓硫酸的脱水性 答案： C 2．将浓硫酸与下列物质作用时，既表现氧化性，又表现酸性的是( ) ①红热的木炭 ②H2S气体 ③Cu ④FeO ⑤NH3 ⑥使木材炭化 ⑦CuSO4·5H2O ⑧对铁、铝的钝化 A．③④ B．①②⑤⑧ C．①②③④⑦ D．以上答案均不正确 解析： 与木炭、H2S反应及Fe、Al钝化时浓硫酸只表现氧化性；浓硫酸与NH3反应时只表现酸性，⑥是浓硫酸的脱水性；⑦是吸水性。③和④满足题意，故选A。 答案： A 3．有一瓶Na2SO3溶液，由于它可能部分被氧化，某同学进行如下实验：取少量溶液，滴入Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀，再加入足量稀硝酸，充分振荡后，仍有白色沉淀。对此实验下列结论正确的是 ( ) A．Na2SO3已部分被空气中的氧气氧化 B．加入Ba(NO3)2溶液后，生成的沉淀中一定含有BaSO4 C．加硝酸后的不溶性沉淀一定是BaSO4 D．此实验能确定Na2SO3是否部分被氧化 解析： 硝酸可以将＋4价的硫氧化为＋6价，加硝酸后的不溶性沉淀一定是BaSO4，但加硝酸之前也有可能是BaSO3，所以该实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化。 答案： C 4．要检验某无色溶液中是否含有SO，下列操作中最合理的是 ( ) A．加入Ba(NO3)2溶液后再加稀HNO3酸化 B．加入BaCl2溶液后再加盐酸酸化 C．加入稀HNO3(酸化)后再加Ba(NO3)2溶液 D．加入盐酸酸化后再加BaCl2溶液 解析： 检验SO时应注意Ag＋、CO、SO、PO等离子的干扰。A、C项中稀HNO3具有强氧化性，能将SO氧化为SO，故不能排除SO的干扰；B项中先加BaCl2生成的白色沉淀不溶于盐酸，也不能确定其中含有SO，可能含有Ag＋。 答案： D 5．硫在空气中燃烧生成气体A。把A溶于水得溶液B。向B中滴加溴水，溴水退色，B变成C。在C里加Na2S产生气体D。把D通入B溶液得浅黄色沉淀E，A、B、C、D、E都含同一种元素。按A、B、C、D、E顺序排列的是( ) A．SO2、H2SO4、H2SO3、H2S、S B．SO2、H2SO3、H2SO4、H2S、S C．SO2、H2SO3、H2SO4、SO3、Na2S2O3 D．SO3、H2SO4、H2SO3、SO2、Na2S2O3 解析： SSO2H2SO3H2SO4H2SS。 答案： B 6．CuSO4是一种重要的化工原料，有关制备途径及性质如下图所示。下列说法错误的是( ) A．途径①所用混酸中H2SO4与HNO3的最佳物质的量之比为3∶2 B．与途径①、③相比，途径②更好地体现了绿色化学思想 C．生成等量的硫酸铜，三个途径中参加反应的硫酸的物质的量：①＝②<③ D．利用途径②制备16 g硫酸铜，被还原的硫酸的物质的量为0.1 mol 解析： 3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，H＋和NO的个数比为8∶2，所以混酸中H2SO4与HNO3的最佳物质的量之比为3∶2，A正确；途径②中不产生有毒气体，B正确；浓硫酸和Cu反应生成CuSO4和SO2，三个途径中参加反应的硫酸的物质的量：①＝②<③，C正确；利用途径②制备CuSO4，硫酸没有被还原，D错误。 答案： D 7．某研究性学习小组为研究Cu与浓H2SO4的反应，设计如下实验探究方案(装置中的固定仪器和酒精灯均未画出)： 实验选用细铜丝、98.3%H2SO4、品红溶液、澄清石灰水、CCl4、NaOH溶液等药品。 以下是该学习小组部分交流记录及后续探究实验的记录。根据上述材料回答下列问题： (1)D、E两容器中CCl4的作用是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)加热过程中，观察到A容器中出现大量白色烟雾，随着反应的进行，三颈烧瓶下有白色沉淀生成，你认为该沉淀物是________，分析可能的原因________________________________________________________________________。 (3)对A容器中的浓H2SO4和铜丝进行加热，很快发现C容器中品红溶液退色，但始终未见D中澄清石灰水出现浑浊或沉淀。你的猜想是：________________________________________________________________________。 设计实验验证你的猜想________________________________________________________________________。 (4)实验结束后，为了减少环境污染，排尽各容器中的SO2，可采取的操作是________________________________________________________________________。 解析： (1)SO2通入碱溶液中易发生倒吸，但SO2在CCl4中溶解度小，所以CCl4的作用是防止倒吸。(2)根据铜与浓硫酸反应的产物可推知，可能为无水硫酸铜。这是由于浓硫酸浓度较大，含水量少，再加上浓硫酸的吸水作用，硫酸铜无法带结晶水析出，只能生成无水硫酸铜。(3)要从SO2易溶于水，产生气体速度和澄清石灰水中Ca(OH)2的含量低，易生成Ca(HSO3)2角度来考虑。(4)注意观察A容器的结构特点，通入空气将A容器中的SO2赶到最后的石灰水或NaOH溶液中。还要注意，排空气法不能完全赶走B瓶中的SO2，需要另外加入NaOH溶液来除去。 答案： (1)防止倒吸 (2)CuSO4 浓硫酸中含水少，生成的硫酸铜较多，浓硫酸的吸水作用使无水CuSO4析出 (3)由于SO2的溶解度较大，澄清石灰水中Ca(OH)2的含量低，生成了Ca(HSO3)2溶液 取样后，向其中加入氢氧化钠溶液，观察是否有沉淀生成(或加热、加盐酸检验SO2气体等方法) (4)打开A容器上的弹簧夹，用注射器向里通入空气，最后再在B中加入NaOH溶液，塞上塞子，振荡即可 [大纲全国卷]某化学兴趣小组为探究SO2的性质，按下图所示装置进行实验。 [高考还可以这样考] (1)装置A中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)制取SO2时能否用很稀的H2SO4代替浓H2SO4? ________________________________________________________________________。 (3)装置B中发生反应的离子方程式为：________________________________________________________________________。 (4)SO2使酸性KMnO4溶液和品红溶液退色的原理相同吗？ ________________________________________________________________________。 (5)装置C中的实验现象是________________________________________________________________________， 该实验现象说明SO2具有的性质是________________________________________________________________________。 (6)实验中的尾气采用________溶液吸收，写出该反应的离子方程式：________________________________________________________________________。 (7)铜与浓硫酸在加热条件下发生反应，该反应体现了浓H2SO4的哪些性质？__________，写出该反应的化学方程式： ________________________________________________________________________。 (8)装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性，请写出实验操作及现象：________________________________________________________________________。 答案： (1)Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O (2)不能；原因是SO2在水中的溶解度较大，稀的H2SO4不利于SO2的逸出 (3)2MnO＋5SO2＋2H2O===2Mn2＋＋5SO＋4H＋ (4)不相同，SO2使酸性KMnO4溶液退色是由于SO2具有还原性，SO2使品红溶液退色是由于SO2具有漂白性 (5)无色溶液中出现黄色浑浊 氧化性 (6)NaOH SO2＋2OH－===SO＋H2O (7)强氧化性、酸性 Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O (8)品红溶液退色后，关闭分液漏斗的活塞，点燃酒精灯加热，溶液恢复为红色 [课堂随笔] 第5讲 氯及其化合物 考点一 氯及其化合物的性质和应用 1．氯气 (1)物理性质 ①色、味、态：黄绿色有刺激性气味的气体。 ②水溶性：能溶于水。 ③毒性：有毒。 (2)化学性质 2．次氯酸 (1)不稳定性：2HClO2HCl＋O2↑。 氯水须现用现配，保存在棕色瓶中，置于冷暗处。 (2)强氧化性。 ①能将有色物质氧化为无色物质，有漂白性。 ②杀菌、消毒。 (3)弱酸性。 NaClO溶液中通少量CO2，化学方程式为NaClO＋CO2＋H2O===NaHCO3＋HClO。 3．漂白粉 漂白粉— 必须密封保存 1．(1)向新制氯水中加入碳酸钙粉末，能增加氯水中HClO的浓度吗？为什么？ (2)能否用pH试纸测量氯水的pH？为什么？ 2．84消毒液的有效成分是________。向稀释后的84消毒液中加入3～4滴紫色石蕊溶液的现象为____________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 原因是(用离子方程式表示)________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 3．在空气中长时间放置的漂白粉，最终得到的主要固体物质是什么？其原因是什么？ 提示： 1.(1)能；原因是氯水中存在平衡：Cl2＋H2OHCl＋HClO。加入的CaCO3粉末会与HCl反应，从而使平衡右移，提高了HClO的浓度。 (2)不能；原因是氯水中含有HClO，能将pH试纸氧化而退色。 2．NaClO 先变蓝后退色 ClO－＋H2OHClO＋OH－ 3．最终得到的物质是CaCO3和CaCl2；其原因是：Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO,2HClO2HCl＋O2↑。 题组一 氯气的性质 1．下列氯化物中，既能由金属和氯气直接反应得到，又能由金属和盐酸反应制得的是( ) A．FeCl2 B．AlCl3 C．FeCl3 D．CuCl2 答案： B 2．把足量氯气通入下列各物质的溶液中，阴离子和阳离子都能被氧化的是( ) A．NaOH B．Na2SO3 C．FeBr2 D．FeSO4 答案： C 速记卡片 氯气的化学性质图示如下 题组二 氯水的多重性 3．用经Cl2消毒的自来水配制下列溶液：①Na2SO3；②KI；③AlCl3；④FeCl2；⑤AgNO3；⑥稀盐酸，发现部分药品变质，它们是( ) A．①②④⑤ B．①②③④ C．①②④ D．③⑥ 解析： 用Cl2消毒的自来水中，含有盐酸和氧化剂HClO，Cl－能使Ag＋沉淀，HClO能将SO、Fe2＋、I－等氧化。 答案： A 4．氯水中含有多种成分，因而具有多种性质，根据氯水分别与如图四种物质发生的反应填空(a、b、c、d重合部分代表物质间反应，且氯水足量)。 (1)能证明氯水具有漂白性的是________(填“a”、“b”、“c”或“d”)。 (2)c过程中的现象是________________________________________________________________________， b过程中反应的离子方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)a过程中反应的化学方程式为________________________________________________________________________。 解析： 氯水中Cl2能氧化FeCl2，H＋与Na2CO3、石蕊作用，Cl－能与Ag＋生成AgCl，氯水成分中的HClO，具有漂白性，能使石蕊溶液退色。 答案： (1)d (2)产生白色沉淀 2H＋＋CO===H2O＋CO2↑ (3)Cl2＋2FeCl2===2FeCl3 速记卡片 氯水的多元性 (1)氯水成分的多样性 (2)氯水性质的多重性 题组三 次氯酸和次氯酸盐 5．下列关于漂白粉的叙述正确的是( ) A．漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2和CaCl2 B．漂白粉在空气中久置后会变质 C．漂白粉是由Cl2与烧碱制得的 D．在使用漂白粉时应用浓盐酸 解析： Cl2通入石灰乳中制得漂白粉；其有效成分是Ca(ClO)2；漂白粉在空气中发生如下反应：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，漂白粉在空气中久置会变质；D选项中，浓盐酸会与漂白粉发生反应：Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O。 答案： B 6．潮湿的氯气、新制的氯水、次氯酸钠溶液、漂白粉溶液均能使有色布条退色，这是由于它们含有或能生成( ) A．氯气 B．次氯酸 C．次氯酸根 D．氯化氢 解析： Cl2＋H2OHCl＋HClO；ClO－＋H2OHClO＋OH－。 答案： B 速记卡片 (1)工业上制取漂白粉，是用Cl2与石灰乳反应制得而不是Cl2与石灰水反应。 (2)漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2，漂白液、“84消毒液”的有效成分是NaClO，漂白粉和漂白液的漂白、消毒原理相同。 考点二 氯气的实验室制法 1．实验原理(写出反应的化学方程式) MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。 还可以使用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3等作氧化剂与浓盐酸反应，使用以上物质时，反应不需要加热，如2KMnO4＋16HCl(浓)===2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O。 2．实验装置 3．验满方法 (1)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。 (2)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸先变红后退色，则证明已集满。 (3)实验室制取Cl2时，常常根据氯气的颜色判断是否收集满。 根据装置及实验目的填写试剂和实验现象 装置 试剂 实验现象 实验目的 A 验证干燥的氯气无漂白作用，湿润的氯气有漂白作用 B C D 验证氯气具有强氧化性，可与金属及还原性物质反应 E F G 吸收多余的氯气 提示： 浓硫酸 干燥红色布条 无明显变化 湿润红色布条 红色布条退色 FeCl2溶液 溶液由浅绿色变棕黄色 淀粉KI溶液 溶液为蓝色 铁粉 产生棕色烟 NaOH溶液 题组一 实验室制取氯气 1．某学生在实验室制取Cl2时可能进行如下操作： ①连接好装置检查气密性 ②缓慢加热 ③加入MnO2粉末 ④由分液漏斗向烧瓶里加浓盐酸 ⑤多余的Cl2用NaOH吸收 ⑥用向上排空气法收集Cl2 其正确操作顺序是 ( ) A．①②③④⑤⑥ B．③④②①⑥⑤ C．①③④②⑥⑤ D．③①④②⑥⑤ 答案： C 2．实验室用下列两种方法制氯气：①用含HCl 146 g的浓盐酸与足量的MnO2反应；②用87 g MnO2与足量浓盐酸反应。所得的氯气( ) A．①比②多 B．②比①多 C．一样多 D．无法比较 解析： 146 g HCl的物质的量为4 mol,87 g MnO2的物质的量为1 mol，由方程式：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O知，1 mol MnO2可以与4 mol HCl反应，但是，应注意稀盐酸与MnO2不反应的事实，也就是说1 mol MnO2与足量浓盐酸反应生成的Cl2多。 答案： B 3．实验室制备氯气的装置如下图。图中涉及气体发生、除杂、干燥、收集、尾气处理装置，其中错误的是 ( ) A．① B．② C．③ D．④ 解析： 装置③的导气管长短错误，应长进短出。 答案： C 速记卡片 实验室用MnO2和浓盐酸制取Cl2时应注意以下四点 (1)为了减少制得的Cl2中HCl的含量，加热温度不宜过高，以减少HCl的挥发。 (2)必须用浓盐酸加热才可反应，稀盐酸不反应。 (3)实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2后，再拆卸装置，避免污染空气。 (4)尾气吸收时，用NaOH溶液吸收Cl2，不能用澄清石灰水吸收，因为溶液中含Ca(OH)2的量少，吸收不完全。 题组二 与氯气有关的综合实验题 4. (2015·重庆理综，9)ClO2与Cl2的氧化性相近，在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛。某兴趣小组通过图1装置(夹持装置略)对其制备、吸收、释放和应用进行了研究。 (1)仪器D的名称是________。安装F中导管时，应选用图2中的________。 (2)打开B的活塞，A中发生反应：2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O，为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收，滴加稀盐酸的速度宜________(填“快”或“慢”)。 (3)关闭B的活塞，ClO2在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO2，此时F中溶液的颜色不变，则装置C的作用是________。 (4)已知在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2，该反应的离子方程式为________________________________________________________________________。 在ClO2释放实验中，打开E的活塞，D中发生反应，则装置F的作用是________。 (5)已吸收ClO2气体的稳定剂Ⅰ和稳定剂Ⅱ，加酸后释放ClO2的浓度随时间的变化如图3所示。若将其用于水果保鲜，你认为效果较好的稳定剂是________，原因是________________________________________________________________________。 解析： (1)装置F为洗气装置，应长进短出，选b。(2)滴加稀盐酸较慢时，产生的ClO2较慢，有足够的时间被稳定剂充分吸收。(3)NaClO3和稀盐酸反应产生的气体有ClO2和Cl2 ，ClO2在D中被吸收，而F中淀粉KI溶液的颜色又不变，则C的作用必为吸收Cl2。(4)由题干可知ClO2和Cl2氧化性相近，则ClO2可氧化I－，使淀粉KI溶液变蓝，故装置F的作用是验证是否有ClO2生成。 答案： (1)锥形瓶 b (2)慢 (3)吸收Cl2 (4)4H＋＋5ClO===Cl－＋4ClO2↑＋2H2O 验证是否有ClO2生成 (5)稳定剂Ⅱ 稳定剂Ⅱ可以缓慢释放ClO2，能较长时间维持保鲜所需的浓度 [山东高考题]无水AlCl3(183 ℃升华)遇潮湿空气即产生大量白雾，实验室可用下列装置制备。 [高考还可以这样考] (1)装置A中发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________， 反应中盐酸表现的性质是________________________________________________________________________。 (2)装置B、C中盛放的试剂是B：__________，C：__________；其作用分别是B：__________________，C：________。 (3)装置G的作用是____________________________，G中发生反应的离子方程式是________________________________________________________________________。 (4)F中盛放的试剂是________，其作用是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)铁与盐酸、铁与氯气反应的产物相同吗？________。 试分别写出反应的化学方程式：________________________________________________________________________。 (6)装置E中收集到的物质是________。无水AlCl3遇潮湿空气产生大量白雾的成分是________。 (7)用一件仪器装置和适当试剂可起到装置F和G的作用，这件仪器是________，所盛的试剂为________。 答案： (1)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O 酸性，还原性 (2)饱和食盐水 浓H2SO4 除去Cl2中的HCl气体 干燥Cl2 (3)吸收多余的Cl2，以防污染环境 Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O (4)浓H2SO4 吸收水蒸气，防止水蒸气进入E中使AlCl3水解 (5)不相同 Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ 2Fe＋3Cl22FeCl3 (6)AlCl3 盐酸 (7)干燥管 碱石灰(或NaOH与CaO的混合物) [课堂随笔] 第3天 氯及其化合物 (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) [概念辨析] 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)氯气的水溶液可以导电，说明氯气是电解质。(×) (2)氢气在氯气中燃烧，发出苍白色火焰。(√) (3)新制氯水可以使蓝色石蕊试纸先变红后退色。 (√) (4)氯气可以使湿润的有色布条退色，但是实际起漂白作用的物质是次氯酸，而不是氯气。(√) (5)新制氯水必须用棕色瓶密封保存，光照氯水有气泡逸出，该气体是氯气。(×) (6)漂白粉就是次氯酸钙。 (×) (7)氯水可以用于消毒，是因为氯水中含有次氯酸。(√) (8)氯水放置数天以后，pH将变小。(√) (9)实验室快速制取氯气可以采用高锰酸钾与浓盐酸的反应。 (√) (10)在实验室中制取纯净、干燥的氯气，可以使制得的气体依次通过浓硫酸、饱和食盐水。(×) 1．某城市以“液氯泄漏”作为应急预警演习的项目，演习时下列防护措施不正确的是 ( ) A．及时向上风口和地势较高处转移疏散人群 B．及时戴上用烧碱溶液浸湿过的口罩 C．用高压水枪向泄漏口附近喷洒稀碱液，并设法控制氯气泄漏 D．及时戴上用苏打水或肥皂水浸湿过的口罩 答案： B 2．氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质，它具有较强的氧化性，下列叙述中不正确的是( ) A．红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧，生成棕黄色的烟 B．通常状况下，干燥的氯气能和Fe反应 C．纯净的H2在Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰，集气瓶口呈现雾状；光照H2和Cl2的混合气体时，因迅速化合而爆炸 D．氯气能与水反应生成HClO和HCl，久置氯水最终变为稀盐酸 解析： 通常状况下，干燥氯气不与Fe反应，但点燃条件下氯气与Fe反应生成FeCl3。 答案： B 3．有关液氯和新制氯水的叙述中正确的是( ) A．液氯和氯水都是纯净物 B．液氯无酸性，氯水有酸性 C．液氯较氯水有更强的漂白性 D．氯水久置后漂白性增强 解析： 液氯是氯气的液态形式，具有Cl2的性质，无酸性，无漂白性，是纯净物；Cl2溶于水得氯水，溶解的Cl2部分与H2O反应生成HCl、HClO，故氯水兼有Cl2、HCl、HClO的性质，是混合物；氯水久置后发生反应2HClO===2HCl＋O2↑，使反应Cl2＋H2OHCl＋HClO平衡右移，反应完全，最后得到稀盐酸而失去漂白能力，故B项正确。 答案： B 4．分别向盛有Cl2的三个集气瓶甲、乙、丙中各注入下列液体中的一种，振荡，现象如下图所示，则甲、乙、丙中注入的液体分别是( ) ①AgNO3溶液 ②NaOH溶液 ③水 A．①②③ B．②①③ C．③②① D．①③② 解析： AgNO3与氯水中的Cl－反应生成AgCl白色沉淀，并促使Cl2反应完全，所以乙中注入的为①AgNO3溶液；NaOH与Cl2反应生成NaCl和NaClO，所以甲中注入的为②NaOH溶液。 答案： B 5．下列物质能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后退色的是 ( ) ①干燥的氯气 ②液氯 ③新制氯水 ④氯气的苯溶液 ⑤盐酸 ⑥盐酸酸化的漂白粉溶液 A．①②③⑤ B．①②③⑥ C．③⑥ D．③④⑥ 解析： 氯气、液氯中只含有氯气分子，氯气的苯溶液中存在的是氯气分子和苯分子，氯气分子不能使干燥的蓝色石蕊试纸变红或退色；盐酸只能使干燥的蓝色石蕊试纸变红，而不能使其退色；在盐酸酸化的漂白粉溶液中，盐酸与Ca(ClO)2反应生成HClO，酸性溶液使干燥的蓝色石蕊试纸变红，生成的HClO使试纸红色退去；新制氯水中含有盐酸和HClO，符合要求。 答案： C 6．洪水过后，为预防细菌滋生，居民多用“84”消毒液消毒。下列说法不正确的是( ) A．NaClO溶液的消毒原理是使蛋白质变性 B．1 mol Cl2与足量NaOH溶液反应转移1 mol电子 C．NaClO溶液的漂白原理与Na2O2、SO2相同 D．“84”消毒液不能与“洁厕灵”(盐酸)共同使用 解析： NaClO具有强氧化性，其消毒原理是使蛋白质变性，A项正确；Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O,1 mol Cl2反应转移1 mol电子，B项正确；NaClO、Na2O2的漂白性均为氧化型，SO2为化合型漂白，C项错误；“84”消毒液中NaClO与盐酸混合，发生化学反应ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O，故D项正确。 答案： C 7．用下列装置制备并检验Cl2的性质，下列有关说法正确的是( ) A．Ⅰ图中：如果MnO2过量，浓盐酸就可全部反应 B．Ⅱ图中：充分光照后，量筒中剩余气体约为10 mL(条件相同) C．Ⅲ图中：生成蓝色的烟，若在集气瓶中加入少量水，所得溶液呈绿色 D．Ⅳ图中：干燥的有色布条不退色，湿润的有色布条能退色，说明Cl2有漂白性 解析： 稀盐酸和MnO2不反应，A错误；C项，实验中应生成棕黄色的烟，错误；Cl2没有漂白性，而是HClO有漂白性，D错误。 答案： B 8．某学生用下图所示的方法研究物质的性质，其中气体E的主要成分是氯气，杂质是空气和水蒸气。 回答下列问题： (1)该项研究(实验)的目的是________________________________________________________________________ ______________________________。 (2)浓H2SO4的作用是________________________________________________________________________。 与研究目的直接相关的实验现象是________________________________________________________________________。 (3)从物质性质的方面看，这套设计还存在隐患，事故表现是 ________________________________________。 请在图中的虚线框内以图的形式表明克服事故隐患的措施。 答案： (1)比较Cl2与HClO的漂白性(或验证Cl2是否有漂白性) (2)干燥Cl2 气体(或吸收E气体中的水) B中布条不退色，C中布条退色 (3)Cl2污染空气，使生物中毒 所选尾气处理装置如下图 9．室温下，单质A、B、C分别为固体、黄绿色气体、无色气体，在合适的反应条件下，它们可以按图所示进行反应，又知E溶液是无色的。 (1)反应①的化学方程式为________________________________________________________________________。 (2)反应③的化学方程式为________________________________________________________________________。 (3)反应④的化学方程式为 ________________________________________________________________________。 解析： B为黄绿色气体，则B为Cl2，C为无色气体，且能与Cl2反应，产物为E，E溶于水后又能和固体A反应，重新生成无色气体C，初步推测C为H2，E为HCl，A为金属单质，F为金属氯化物。据F＋B→D，而D是A和Cl2反应得到的金属氯化物，推断A为变价金属(Fe或Cu)，结合A与盐酸反应能制取H2，故A为Fe，B为Cl2，C为H2，其他物质依次可推出。 答案： (1)2Fe＋3Cl22FeCl3 (2)Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ (3)2FeCl2＋Cl2===2FeCl3 第6讲 海水中的化学元素 考点一 海水——化学元素宝库 1．常量及微量元素 (1)常量元素— (2)微量元素— 2．氯碱工业 (1)原料：粗盐。 (2)原理：电解饱和食盐水，化学方程式为： 2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。 (3)氯碱工业及有关化工产品。 1．加碘食盐中含碘元素的物质是什么？如何检验食盐中是否含有碘元素？ 2．海水晒盐得到的是粗盐，含有Ca2＋、Mg2＋、SO等杂质，精制后得到饱和NaCl溶液。简述精制食盐水的过程。 提示： 1.碘盐中含KIO3；利用5I－＋IO＋6H＋===3I2＋3H2O反应，将IO转化成I2，用淀粉溶液或KI淀粉试纸检验。 2．依次加入过量的BaCl2溶液、过量的NaOH溶液和过量的Na2CO3溶液，过滤后，再加适量盐酸调节至中性即可。 1．下列海水中的元素，对其用途的说法中，不正确的是( ) A．锂作为热核反应的重要材料 B．碘用于医药制碘酒 C．铀用于制氢弹 D．镁用于制造飞机、汽车 解析： 铀用做核燃料，可以制造原子弹，H、H才是用于制造氢弹。 答案： C 2．许多国家十分重视海水资源的综合利用。不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是( ) A．氯、溴、碘 B．钠、镁、铝 C．烧碱、氢气 D．食盐、淡水 解析： A、B、C中的物质需加入氧化剂或电解制取，均为化学变化；而D中的食盐和淡水是利用蒸发原理制取的，为物理变化。 答案： D 3．21世纪是海洋世纪，海洋经济专属区的开发受到广泛重视，下列有关说法正确的是( ) A．海水含镁，将金属钠放入海水中可以制取金属镁 B．利用潮汐能发电是将化学能转化为电能 C．从海水中提取溴的过程涉及氧化还原反应 D．海底多金属结核矿含有Fe、Mn、Co、B等金属 答案： C 考点二 镁和海水提镁 1．镁 (1)物理性质：具有银白色金属光泽的固体，密度、硬度均较小，熔点较低，有良好的导电、传热和延展性。 (2)化学性质 Mg— (3)用途：生产合金，冶金工业上用做还原剂和脱氧剂。 2．海水提镁的反应原理(填相关化学方程式) →Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ →Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O →MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 1．镁条在空气中燃烧，生成物有哪些？写出有关化学方程式。 2．由MgCl2溶液如何制得MgCl2·6H2O晶体？ 提示： 1.生成物有MgO、Mg3N2、C(说明：主要产物为MgO)。 2Mg＋O22MgO 3Mg＋N2Mg3N2 2Mg＋CO22MgO＋C 2．将HCl持续通入MgCl2溶液中，同时蒸发、浓缩得MgCl2·6H2O晶体。 题组一 镁的性质和用途 1．镁粉在焰火、闪光粉、鞭炮中是不可缺少的原料，工业制造镁蒸气在某气体中冷却。下列可作为冷却气体的是( ) ①空气 ②CO2 ③Ar ④H2 ⑤N2 A．①和② B．②和④ C．③和④ D．④和⑤ 解析： “镁蒸气在某气体中冷却”，说明高温下镁与这些气体不反应，由于空气、CO2、N2在加热的条件下均能与Mg反应，故不能用作冷却气体。 答案： C 2．下列有关镁的叙述正确的是( ) A．镁条燃烧可用CO2进行扑灭 B．镁不能与NaOH溶液反应放出H2 C．镁质容器可用来装浓HNO3 D．镁在空气中燃烧的产物全是MgO 答案： B 3．在反应2Mg＋CO2C＋2MgO中，________是氧化剂，________是还原剂，________元素发生氧化反应，________元素发生还原反应，12 g Mg参加反应时转移________个电子。 答案： CO2 Mg Mg C NA(或6.02×1023) 题组二 海水提镁 4．已知MgO、MgCl2的熔点分别为2 800 ℃、604 ℃，将MgO、MgCl2加热熔融后通电电解，都可得到金属镁。海水中含有MgCl2，工业上从海水中提取镁，正确的方法是( ) A．海水Mg(OH)2Mg B．海水MgCl2溶液―→MgCl2晶体Mg C．海水Mg(OH)2MgOMg D．海水Mg(OH)2MgCl2溶液―→MgCl2·6H2O―→MgCl2(熔融)Mg 解析： 从海水中提取镁时，首先用石灰乳将海水中的Mg2＋沉淀出来，然后再用盐酸将其溶解得到MgCl2溶液，从MgCl2溶液中冷却结晶得到MgCl2·6H2O，在HCl气流中加热MgCl2·6H2O得到无水MgCl2，最后电解熔融MgCl2得到单质Mg。 答案： D 5．从海水中提取镁的工艺流程可表示如下： 下列说法不正确的是( ) A．用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富 B．步骤⑥电解MgCl2时阴极产生氯气 C．步骤⑤可将晶体置于HCl气体氛围中脱水 D．上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应 解析： 电解熔融MgCl2时阳极上得到Cl2，阴极上得到Mg。 答案： B 速记卡片 从海水中提取镁的生产流程 1．溴、碘单质物理性质比较 性质 Br2 I2 颜色 深红棕色 紫黑色 状态 液体 固体 溶解性 水中 溶解度不大 溶解度不大 有机溶剂中 易溶 易溶 特性 易挥发、有毒 ①易升华②使淀粉变蓝 2.氯、溴、碘单质化学性质比较 (1)与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为2NaOH＋X2===NaX＋NaXO＋H2O(X＝Cl、Br、I)。 (2)氧化性 ①都能与金属反应生成金属卤化物，如与钠反应的化学方程式为2Na＋X2===2NaX(X＝Cl、Br、I)。 ②氯、溴、碘单质的氧化性强弱是Cl2>Br2>I2，阴离子的还原性：Cl－查看更多