2022高中化学一轮专题复习 专题四 非金属及其化合物学案

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  考纲要求★靶向明确1．掌握氯元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。2．了解氯元素单质及其重要化合物的制备方法。3．了解氯元素单质及其重要化合物对环境的影响。4．了解卤素单质及其重要化合物的主要性质及应用。知识点一　氯及其化合物的性质及应用【考必备·清单】1．氯气的性质(1)物理性质颜色状态气味密度毒性溶解性(25 ℃)特性黄绿色气体强烈刺激性气味比空气大有毒1体积水溶解约2体积氯气易液化 [名师点拨]　实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动，使极少量的气体飘进鼻孔即可。(2)化学性质①能与金属反应：与变价金属反应生成高价金属氯化物。与铁反应：2Fe＋3Cl22FeCl3。与铜反应：Cu＋Cl2CuCl2。②能与非金属反应与H2反应：H2＋Cl22HCl。③能与水或碱反应(填写化学方程式)  与水反应Cl2＋H2OHCl＋HClO与烧碱溶液反应Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O ④能与某些还原性物质反应(书写离子方程式) 与碘化钾溶液2I－＋Cl2===I2＋2Cl－与SO2水溶液Cl2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO与FeCl2溶液2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ 2．氯水的成分及性质氯气能溶于水，氯气的水溶液称为氯水，溶于水的氯气只有少量与水反应。(1)氯水中存在三种平衡关系：①Cl2＋H2OHCl＋HClO；②HClOH＋＋ClO－；③H2OH＋＋OH－。(2)氯水性质的多重性新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质，在不同的化学反应中，氯水中参与反应的微粒不同。(3)液氯、新制氯水、久置氯水的比较    液氯新制氯水久置氯水分类纯净物混合物混合物颜色黄绿色浅黄绿色无色性质氧化性酸性、氧化性、漂白性酸性微粒种类Cl2Cl2、HClO、H2O、H＋、Cl－、ClO－、OH－H2O、H＋、Cl－、OH－ 3．次氯酸(1)结构式：H—O—Cl。(2)性质①弱酸性：一元弱酸，酸性比H2CO3还弱。②不稳定性：见光易分解，2HClO2HCl＋O2↑，因此次氯酸要现用现配，保存在棕色试剂瓶中。③强氧化性：具有漂白、杀菌能力，用作消毒剂、漂白剂，可以使有色布条、品红溶液等褪色。[名师点拨]　(1)HClO和ClO－都具有强氧化性，无论酸性、碱性条件下都可以和亚铁盐、碘化物、硫化物等发生氧化还原反应。(2)向NaClO溶液中通入CO2(不论是少量还是过量)，均生成HCO和HClO。原因是酸性：H2CO3＞HClO＞HCO。4．次氯酸盐(1)84消毒液有效成分为NaClO，它与洁厕灵(主要成分为盐酸)混合会立即产生氯气，其离子方程式是ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O。(2)漂白粉【夯基础·小题】1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)过量的铁粉在少量氯气中加热，充分反应后产物为FeCl2(　　)(2)漂白粉溶液在空气中失效的离子方程式：ClO－＋CO2＋H2O===HClO＋HCO(　　)(3)氯气可以使湿润的有色布条褪色，但是实际起漂白作用的物质是次氯酸，而不是氯气(　　)(4)标准状况下，11.2 L Cl2溶于水与水反应转移电子数一定为0.5NA(　　)(5)84消毒液的消毒原理与H2O2的相同，都是利用强氧化性(　　)答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√2．下列说法不正确的是(　　)A．次氯酸盐具有氧化性，漂白粉能漂白织物B．Cl2能使淀粉­KI溶液变蓝，证明其具有氧化性C．Fe与Cl2反应生成FeCl3，推测Fe与I2反应生成FeI3D．漂白粉在空气中久置变质，是因为漂白粉中的Ca(ClO)2与空气中的CO2反应生成了CaCO3解析：选C　漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2，次氯酸盐溶液中的ClO－能够发生水解反应：ClO－＋H2OHClO＋OH－，生成具有强氧化性的HClO，可以用于织物的漂白，A正确；Cl2可以使淀粉­KI溶液变蓝，说明I－转化为I2，则证明Cl2有强氧化性，B正确；因I2的氧化性较弱，与Fe反应生成FeI2，C错误；漂白粉的有效成分Ca(ClO)2与空气中的CO2反应生成CaCO3，同时生成的HClO易分解，导致漂白粉失效，D正确。3．下列实验现象，与新制氯水中的某些成分(括号内物质)没有关系的是(　　)A．将NaHCO3固体加入新制氯水，有无色气泡生成(H＋)B．紫色石蕊试液，先变红，后褪色(Cl2)C．向FeCl2溶液中滴加氯水，再滴加KSCN溶液，发现呈血红色(Cl2)D．滴加AgNO3溶液生成白色沉淀(Cl－)解析：选B　新制氯水中含有Cl2、HClO和H2O 3种分子，H＋、Cl－、ClO－和OH－ 4种离子。将NaHCO3固体加入新制氯水，H＋与HCO反应生成CO2，A项不符合题意；将紫色石蕊试液加入新制氯水，H＋使石蕊试液变红，HClO使之褪色，B项符合题意；向FeCl2溶液中滴加氯水，Cl2将FeCl2氧化为FeCl3，C项不符合题意；滴加AgNO3溶液，Ag＋与Cl－反应得到AgCl白色沉淀，D项不符合题意。知识点二　氯气的实验室制法【考必备·清单】1．制取原理实验室通常用强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸制取氯气。用MnO2制取Cl2的化学方程式：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。2．制取过程3．实验装置[名师点拨]　氯气制备的“四注意”(1)反应物的选择：必须用浓盐酸，稀盐酸与MnO2不反应，且随着反应的进行，浓盐酸变为稀盐酸时，反应停止，故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。(2)加热温度：不宜过高，以减少HCl挥发。(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，因为澄清石灰水中含Ca(OH)2的量少，吸收不完全。4．工业制法电解饱和食盐水：2NaCl＋2H2OH2↑＋2NaOH＋Cl2↑。电解熔融NaCl：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。【夯基础·小题】1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)过量MnO2与一定量浓盐酸充分反应，HCl能完全反应(　　)(2)用饱和NaHCO3溶液除去Cl2中混有的HCl(　　)(3)用浓硫酸或碱石灰干燥Cl2(　　)(4)实验室用MnO2与浓盐酸制取氯气，每消耗1 mol MnO2，起还原剂作用的HCl消耗4 mol(　　)(5)可以用湿润的淀粉­碘化钾试纸检验HCl中混有的Cl2(　　)答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√2．实验室既可用浓盐酸与MnO2在加热时反应制备Cl2，也可用KMnO4与浓盐酸在常温下反应制备Cl2，下列有关说法不正确的是(　　)A．KMnO4的氧化性比MnO2的强B．制备Cl2的整个实验过程中，只需要使用氧化剂与还原剂C．用排气法收集Cl2时，不需要利用其他试剂就能确定集气瓶中已收集满D．用足量MnO2与含有4 mol HCl的浓盐酸在加热条件下反应，得到Cl2的物质的量小于1 mol解析：选B　比较反应的条件即可证明KMnO4的氧化性强于MnO2，A项正确；Cl2有毒，需要用碱溶液吸收尾气，B项错误；当整个集气瓶充满黄绿色气体时证明已收集满，C项正确；浓盐酸变稀后不再与MnO2反应，生成Cl2的物质的量小于1 mol，D项正确。3．某校化学兴趣小组利用浓盐酸与二氧化锰在加热条件下的反应来制取并收集氯气，实验装置如图所示：(1)写出该反应的离子方程式：_____________________________________________________________________________________________________________________。(2)上述反应中，浓盐酸表现出的性质：______________________________________。(3)兴趣小组的同学准备在烧杯中加入下列溶液中的一种来吸收残余氯气，你认为其中错误的是____________(填标号)。a．NaOH溶液　 B．Na2CO3溶液　　c．浓硫酸(4)实验室用下列两种方法制取氯气：①用含HCl 146 g的浓盐酸与足量的MnO2反应；②用87 g MnO2与足量的浓盐酸反应，则所得Cl2________(填“①比②多”“②比①多”或“一样多”)。答案：(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O　(2)酸性、还原性　(3)c　(4)②比①多知识点三　卤素的性质　卤素离子的检验【考必备·清单】一、卤素单质的提取1．氯的提取——氯碱工业　海水―→粗盐饱和食盐水化学方程式为2NaCl＋2H2OH2↑＋2NaOH＋Cl2↑。2．海水提取溴(1)流程(2)发生反应的化学方程式①2NaBr＋Cl2===Br2＋2NaCl；②Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4；③2HBr＋Cl2===Br2＋2HCl。3．海带中提取碘(1)流程　　　(2)发生反应的离子方程式Cl2＋2I－===2Cl－＋I2。二、卤素单质的性质1．溴、碘单质物理性质的比较　　物质性质　　　　Br2I2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、有毒易升华 2．氯、溴、碘单质化学性质的比较(1)能与碱溶液反应：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＋X22NaX(X＝Cl、Br、I)。②氯、溴、碘单质的氧化性强弱顺序是Cl2>Br2>I2，阴离子的还原性强弱顺序是Cl－<Br－<I－。Cl2能从Br－的溶液中置换出Br2，其离子方程式为Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2；同理，Br2能从I－的溶液中置换出I2，其离子方程式为Br2＋2I－===2Br－＋I2。③能与一些还原性离子反应，如Br2与SO、Fe2＋反应的离子方程式分别为Br2＋SO＋H2O===2Br－＋SO＋2H＋，2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－。3．卤素单质及其化合物的特性(1)氟①无正价、无含氧酸、非金属性最强，F－的还原性最弱。②2F2＋2H2O===4HF＋O2，与H2反应在暗处即爆炸。③氢氟酸是弱酸，能腐蚀玻璃，保存在铝制器皿或塑料瓶中；有毒，在HX中沸点最高。(2)溴①易挥发，Br2易溶于有机溶剂。②盛溴的试剂瓶中加水，进行水封，保存液溴不能用橡胶塞。(3)碘①I2遇淀粉变蓝色。②I2加热时易升华，I2易溶于有机溶剂。③食用盐中加入KIO3可防治甲状腺肿大。(4)卤化银①AgCl、AgBr、AgI不溶于水，也不溶于稀硝酸。②除AgF外，均有感光性，其中AgBr作感光材料，可用于照相。③AgI可用于人工降雨。三、卤素离子的检验方法1．AgNO3溶液(稀HNO3)——沉淀法未知液2．置换——萃取法　未知液 有机层呈3．氧化——淀粉法检验I－未知液 蓝色溶液，表明有I－【夯基础·小题】1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)碘易升华，可用加热升华法除去NH4Cl中混有的I2(　　)(2)可以用淀粉溶液检验加碘食盐中的KIO3(　　)(3)用AgNO3溶液可以鉴别NaCl和KI(　　)(4)实验室保存少量液溴时常加少量水液封，并用玻璃塞密封，不能用橡胶塞(　　)答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)√2.氯气性质的微型实验装置如图所示，①是浓盐酸，⑥是高锰酸钾，②至⑤是滤纸条，依次滴有石蕊试液、淀粉­KI溶液、KBr溶液、含KSCN的FeCl2溶液，实验时滴几滴浓盐酸，下列说法不正确的是(　　)A.产生氯气的离子方程式为16H＋＋10Cl－＋2MnO===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2OB．⑤处变红色，发生反应为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3C．②处先变红后褪色，能说明氯气溶于水后，溶液有酸性和强氧化性D．③处变蓝，④处变橙色能说明氧化性：Cl2>Br2>I2解析：选D　A项，高锰酸钾固体和浓盐酸发生氧化还原反应生成氯气，反应的离子方程式为16H＋＋10Cl－＋2MnO===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O，正确；B项，氯气氧化Fe2＋为Fe3＋，Fe3＋遇到硫氰化钾溶液显红色，反应为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3，正确；C项，氯气遇水反应生成盐酸和次氯酸，使石蕊试液先变红色后褪色，正确；D项，氯气和碘化钾反应生成碘单质，碘单质遇到淀粉变蓝色，氯气和溴化钾反应生成溴单质，溶液呈橙色，是溴单质溶于水的现象，上述反应说明氯气氧化性强于碘单质和溴单质，但不能证明溴单质氧化性强于碘单质，错误。3．从淡化海水中提取溴的流程如下：―→…Ⅳ ―→下列有关说法不正确的是(　　)A．X试剂可用Na2SO3饱和溶液B．步骤Ⅲ的离子反应方程式：2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2C．工业上每获得1 mol Br2，需要消耗Cl2 44.8 LD．步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏解析：选C　Na2SO3＋Br2＋H2O===Na2SO4＋2HBr，A正确；步骤Ⅲ利用Cl2的氧化性比Br2的强，Cl2可置换制取Br2，B正确；反应Ⅰ和反应Ⅲ均使用到Cl2，故制取1 mol Br2消耗2 mol Cl2，但未标明氯气所处的温度和压强，不能计算其体积，C错误；从浓溴水中提取溴，可利用有机溶剂(如苯)萃取溴，然后分液得到溴的有机溶液，再经蒸馏可得纯净的溴，D正确。【新教材·应用】杀灭新型冠状病毒的先锋——“84”消毒液本品是以次氯酸钠为主要成分的液体消毒剂。有效氯含量为5.1%～6.9%，可杀灭肠道致病菌、化脓性球菌、致病性酵母菌，并能灭活病毒。使用说明书1．外用消毒剂，须稀释后使用，勿口服。2．如原液接触皮肤，立即用清水冲洗。3．本品不适用于钢和铝制品的消毒。4．本品易使有色衣物脱色，禁用于丝、毛、麻织物的消毒。5．置于避光、阴凉处保存。6．不得将本品与酸性产品(如洁厕剂【主要成分盐酸】)同时使用。[问题探究](1)“84”消毒液的有效成分是什么？从物质分类和氧化还原反应角度分析其具有什么性质。提示：在NaClO中Cl元素的化合价为＋1价，具有强氧化性；NaClO属于盐，也可以与稀酸反应生成次氯酸。(2)资料表明，“84”消毒液使用过程中起主要消毒作用的是次氯酸。在日常生活中使用“84”消毒液，次氯酸是如何产生的呢？提示：次氯酸是一种比碳酸弱的酸，根据较强酸制较弱酸的原理，空气中的CO2溶于水，与次氯酸钠反应可产生次氯酸。(3)“84”消毒液与洁厕灵不能混合使用，为什么？(用化学方程式表示)提示：NaClO＋2HCl===NaCl＋Cl2↑＋H2O。随堂检测反馈1．(2020·天津等级考)在全国人民众志成城抗击新冠病毒期间，使用的“84消毒液”的主要有效成分是(　　)A．NaOH　　　　　　 B．NaClC．NaClO    D．Na2CO3解析：选C　“84消毒液”可由氯气与NaOH溶液反应制取：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O，“84消毒液”的有效成分是NaClO，C项正确。2．(2020·浙江7月选考)黄色固体X，可能含有漂白粉、FeSO4、Fe2(SO4)3、CuCl2、KI之中的几种或全部。将X与足量的水作用，得到深棕色固体混合物Y和无色碱性溶液Z。下列结论合理的是(　　)A．X中含KI，可能含有CuCl2B．X中含有漂白粉和FeSO4C．X中含有CuCl2，Y中含有Fe(OH)3D．用H2SO4酸化溶液Z，若有黄绿色气体放出，说明X中含有CuCl2解析：选C　由黄色固体X与足量的水作用得到深棕色固体混合物Y和无色碱性溶液Z可知，X中含有CuCl2、漂白粉，至少含有FeSO4、Fe2(SO4)3中的一种，不含KI，A、B项错误，C项正确；漂白粉中含有CaCl2和Ca(ClO)2，用硫酸酸化可得到氯气，由题述实验现象不能说明X中含有CuCl2，D项错误。3．(2019·全国卷 Ⅲ)下列实验不能达到目的的是(　　) 选项目的实验A制取较高浓度的次氯酸溶液将Cl2通入碳酸钠溶液中B加快氧气的生成速率在过氧化氢溶液中加入少量MnO2C除去乙酸乙酯中的少量乙酸加入饱和碳酸钠溶液洗涤、分液D制备少量二氧化硫气体向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓硫酸解析：选A　A错误，将Cl2通入碳酸钠溶液中发生反应：Cl2＋2Na2CO3＋H2O===NaCl＋NaClO＋2NaHCO3，不能制取较高浓度的次氯酸溶液；B正确，在过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰作催化剂，可加快氧气的生成速率；C正确，加入饱和碳酸钠溶液可以消耗乙酸，降低乙酸乙酯在水中的溶解度，便于析出；D正确，向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓硫酸，符合强酸制弱酸的原理，可以制备二氧化硫气体。4．(2020·全国卷Ⅱ节选)化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料，又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题：(1)Cl2O为淡棕黄色气体，是次氯酸的酸酐，可由新制的HgO和Cl2反应来制备，该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备Cl2O的化学方程式为________________________________________________________________________。(2)ClO2常温下为黄色气体，易溶于水，其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”，能快速溶于水，溢出大量气泡，得到ClO2溶液。上述过程中，生成ClO2的反应属于歧化反应，每生成1 mol ClO2消耗NaClO2的量为____________mol；产生“气泡”的化学方程式为_____________________________。(3)“84消毒液”的有效成分为NaClO，不可与酸性清洁剂混用的原因是________________________________(用离子方程式表示)。工业上是将氯气通入30%的NaOH溶液中来制备NaClO溶液，若NaClO溶液中NaOH的质量分数为1%，则生产1 000 kg该溶液需消耗氯气的质量为________kg(保留整数)。解析：(1)根据Cl2与HgO的反应为歧化反应，且一种生成物为Cl2O，可知该反应的化学方程式为2Cl2＋HgO===HgCl2＋Cl2O。(2)结合题中信息制备ClO2时发生歧化反应，可知反应的化学方程式为5NaClO2＋4NaHSO4===NaCl＋4Na2SO4＋4ClO2↑＋2H2O，即生成1 mol ClO2时消耗1.25 mol NaClO2；溶液中溢出的大量气泡是NaHCO3与NaHSO4反应产生的CO2气体。(3)酸性清洁剂的主要成分为HCl，与NaClO溶液发生氧化还原反应生成Cl2，即ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O，故二者不能混用；Cl2和NaOH溶液生成NaClO的反应为Cl2＋2NaOH===NaClO＋NaCl＋H2O，设反应中消耗Cl2和NaOH溶液的质量分别为x kg和y kg，依据题意列等量关系式：x＋y＝1 000；＝，解得x≈203，y≈797。答案：(1)2Cl2＋HgO===HgCl2＋Cl2O(2)1.25　NaHCO3＋NaHSO4===CO2↑＋Na2SO4＋H2O(3)ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O　203[课时跟踪检测]                                                       1．(2021·启东模拟)氯气是一种重要的工业原料，液氯储存区贴有的说明卡如下：包装钢瓶储运要求远离金属粉末、氨、烃类、醇类物质；设置氯气检测仪泄漏处理NaOH、NaHSO3溶液吸收 下列解释事实的方程式不正确的是(　　)A.氯气用于自来水消毒：Cl2＋H2O2H＋＋Cl－＋ClO－B.电解饱和食盐水制取Cl2：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑C．浓氨水检验泄漏的氯气，产生白烟：8NH3＋3Cl2===6NH4Cl＋N2D．氯气“泄漏处理”中NaHSO3溶液的作用：HSO＋Cl2＋H2O===SO＋3H＋＋2Cl－解析：选A　HClO为弱酸，不能完全电离，离子方程式为Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，A项错误；电解饱和食盐水生成氢气、氯气和氢氧化钠，电解方程式为2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑，B项正确；氯气具有强氧化性，可氧化氨气生成氮气，同时生成氯化铵，方程式为8NH3＋3Cl2===6NH4Cl＋N2，C项正确；氯气与亚硫酸钠发生氧化还原反应生成硫酸根离子，反应的离子方程式为HSO＋Cl2＋H2O===SO＋3H＋＋2Cl－，D项正确。2．下列有关含氯化合物的说法正确的是(　　)A．HClO是弱酸，所以NaClO是弱电解质B．氯水中具有漂白性的物质是HClOC．检验Cl2中是否混有HCl，可以用湿润的淀粉­KI试纸D．NaClO和Ca(ClO)2的溶液能杀菌消毒的原理是二者水解均呈碱性解析：选B　A项，NaClO为盐，为强电解质；C项，检验HCl中是否混有Cl2，可以用湿润的淀粉­KI试纸；D项，次氯酸盐溶液能杀菌消毒的原理是与酸性物质作用生成HClO。3．(2021·扬州模拟)为探究新制氯水的性质，某学生做了如下实验：实验装置试剂a现象①紫色的石蕊试液溶液先变红后褪色②NaHCO3溶液产生气泡③HNO3酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀④FeCl2溶液、KSCN溶液溶液变红由上述实验可得新制氯水的性质与对应的解释或离子方程式不相符的是(　　)A．实验①说明新制氯水中含有H＋、HClOB．实验②发生的反应为HCO＋HClO===ClO－＋CO2↑＋H2OC.实验③说明新制氯水中有Cl－，Cl－＋Ag＋===AgCl↓D.实验④说明氯气具有强氧化性，Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋解析：选B　紫色的石蕊试液变红，有H＋存在，后褪色，有HClO，A正确；碳酸的酸性比HClO的酸性强，根据强酸制弱酸原理，正确的方程式，为HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，B错误；新制氯水中有Cl－，和银离子反应生成白色沉淀，C正确；新制氯水中的Cl2具有强氧化性，可以使亚铁离子氧化，D正确。4．下列关于卤素(用X表示)的叙述，错误的是(　　)A．卤素单质与水反应均可用X2＋H2OHXO＋HX表示B．HX都极易溶于水，它们的热稳定性随X的核电荷数的增加而减小C．卤素单质的颜色由F2→I2随相对分子质量的增大而变深D．X－的还原性依次为F－<Cl－<Br－<I－解析：选A　卤素单质中，氟气和水之间反应生成HF和O2，不符合X2＋H2OHXO＋HX，A错误；卤素原子的得电子能力越强，HX的热稳定性越强，卤素原子的得电子能力随X的核电荷数的增加而减小，所以HX的热稳定性随X的核电荷数的增加而减小，B正确；卤素单质的颜色由F2到I2逐渐加深，由F2→I2依次是浅黄绿色、黄绿色、深红棕色、紫黑色，C正确；卤素单质的氧化性由F2到I2逐渐减弱，对应离子的还原性F－<Cl－<Br－<I－，D正确。5．溴化碘(IBr)的化学性质与卤素单质相似，能与大多数金属反应生成金属卤化物，和某些非金属单质反应生成相应的卤化物，跟水反应的化学方程式为IBr＋H2O===HBr＋HIO。下列有关IBr的叙述中，不正确的是(　　)A．IBr是双原子分子B．在很多反应中，IBr是强氧化剂C．与NaOH溶液反应生成NaBr和NaIOD．与水反应时，IBr既是氧化剂又是还原剂解析：选D　 IBr中I为＋1价，Br为－1价，2个原子组成1个IBr分子，A正确；因为其化学性质与卤素相似，所以在很多反应中，IBr是强氧化剂，B正确；与碱反应的实质可看成是IBr先与水反应，生成物HBr和HIO再与碱反应，所以与NaOH溶液反应的化学方程式为2NaOH＋IBr===NaBr＋NaIO＋H2O，C正确；与水的反应IBr＋H2O===HBr＋HIO中，反应前后各元素的化合价均未发生变化，不是氧化还原反应，D错误。6．(2021·杭州模拟)下列有关从海带中提取碘的实验原理和装置能达到实验目的的是(　　)A．用装置甲灼烧碎海带B．用装置乙过滤海带灰的浸泡液C．用装置丙制备用于氧化浸泡液中I－的Cl2D．用装置丁吸收氧化浸泡液中I－后的Cl2尾气解析：选B　灼烧碎海带应用坩埚，A错误；海带灰的浸泡液用过滤法分离，以获得含I－的溶液，B正确；MnO2与浓盐酸反应制Cl2需要加热，反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，C错误；Cl2在饱和NaCl溶液中溶解度很小，不能用饱和NaCl溶液吸收尾气Cl2，尾气Cl2通常用NaOH溶液吸收，D错误。7．(2021·南阳模拟)某研究小组为了探究NaClO溶液的性质，设计了下列实验，并记录实验现象。实验装置实验序号滴管试剂试管试剂实验现象①0.2 mol·L－1 NaClO溶液饱和Ag2SO4溶液产生白色沉淀②CH3COOH溶液光照管壁有无色气泡产生③0.2 mol·L－1酸性FeSO4溶液和KSCN溶液溶液变红④0.2 mol·L－1的AlCl3溶液产生白色沉淀 则以下判断不正确的是(　　)A.实验①：发生的反应为Ag＋＋ClO－＋H2O===AgCl↓＋2OH－B．实验②：无色气体为O2C．实验③：还原性强弱顺序Fe2＋＞Cl－D．实验④：ClO－与Al3＋的水解相互促进解析：选A　根据水解原理可知NaClO溶液与饱和Ag2SO4溶液反应的离子方程式：2Ag＋＋2ClO－＋H2O===Ag2O↓＋2HClO，A错误；醋酸酸性大于次氯酸，所以NaClO溶液与CH3COOH溶液反应生成次氯酸，次氯酸光照分解成氧气，B正确；ClO－具有氧化性，Fe2＋具有还原性，Fe2＋被氧化为Fe3＋，遇KSCN溶液，溶液变红，C正确；NaClO溶液水解显碱性，AlCl3溶液水解显酸性，二者混合相互促进水解，D正确。8．海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源。如图为海水利用的部分过程，下列有关说法不正确的是(　　)A．制取NaHCO3的反应利用了NaHCO3的溶解度小于NaClB．侯氏制碱法应先通NH3再通CO2C．在第②、③、④步骤中，溴元素均被氧化D．③④的目的是进行溴的富集解析：选C　NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，NaHCO3的溶解度小于NaCl、NH4Cl，可结晶析出，A正确；侯氏制碱法应先通NH3再通CO2，B正确；③中发生反应SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4，Br2被还原，C不正确；③④的目的是进行溴的富集，以制得浓度较大的溴水，D正确。9．某化学小组用如图所示装置验证卤素单质氧化性的相对强弱。下列说法不正确的是(　　)A．E处棉花球变成黄色，说明Cl2的氧化性比Br2强B．F处棉花球变成蓝色，说明Br2的氧化性比I2强 C．E处发生反应的离子方程式为Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2D．G装置中NaOH溶液与Cl2反应的离子方程式为2OH－＋Cl2===ClO－＋Cl－＋H2O解析：选B　Cl2与NaBr反应：Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2，故A、C正确；氯气和溴蒸气都能与KI反应生成碘单质，故F处棉花球变成蓝色，不能说明溴的氧化性比碘的强，B错误；Cl2与NaOH反应，其离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O，D正确。10．(2021·烟台模拟)I－具有还原性，含碘食盐中的碘元素主要以KIO3的形式存在，I－、I2、IO在一定条件下可发生如图转化关系。下列说法不正确的是(　　)A．用淀粉­KI试纸和食醋可检验食盐是否加碘B．由图可知氧化性的强弱顺序为Cl2＞IO＞I2C．生产等量的碘，途径Ⅰ和途径Ⅱ转移电子数目之比为2∶5D．途径Ⅲ反应的离子方程式：3Cl2＋I－＋3H2O===6Cl－＋IO＋6H＋解析：选C　碘食盐中的碘元素主要以KIO3的形式存在，IO和I－在酸性条件下可生成I2，I2遇淀粉变蓝，A正确；由图途径Ⅲ可知，Cl2可将I－氧化为IO，氧化性Cl2＞IO，途径Ⅱ可知IO可被还原为I2，氧化性为IO＞I2，则氧化性的强弱顺序为Cl2＞IO＞I2，B正确；生产1 mol碘，途径Ⅰ中－1价碘转变为0价碘，需要转移2 mol电子，途径Ⅱ中＋5价碘转变为0价碘，需要转移10 mol电子，故转移电子数目之比为1∶5，C错误；途径Ⅲ中Cl2可将I－氧化为IO，而氯气被还原为Cl－，根据得失电子守恒和质量守恒可得，反应的离子方程式为3Cl2＋I－＋3H2O===6Cl－＋IO＋6H＋，D正确。11．(2021·重庆模拟)ClO2是一种优良的消毒剂，浓度过高时易发生分解，常将其制备成NaClO2固体以便运输和贮存。过氧化氢法制备NaClO2的实验装置如图甲所示：已知：①2NaClO3＋H2O2＋H2SO4===2ClO2↑＋O2↑＋Na2SO4＋2H2O。②ClO2的熔点为－59 ℃，沸点为11 ℃，H2O2的沸点为150 ℃。③当温度低于38 ℃时，NaClO2饱和溶液中析出的晶体是NaClO2·3H2O；当温度在38～60 ℃时，析出NaClO2；温度高于60 ℃时，NaClO2分解。请回答下列问题：(1)当仪器组装完毕后，有同学认为：关闭弹簧夹K1和K2，取下X上端的玻璃塞，加入一定量的水后塞上玻璃塞，再打开X下端的活塞。可以检查装置的气密性。请判断该方法能否检查装置气密性，并说明理由：_____________________________________________________________________________________________________________________。(2)Cl－对ClO2的生成有一定催化作用。反应开始时在三颈烧瓶中加入少量盐酸，ClO2的生成速率会大大提高，并产生微量氯气。该过程经两步反应完成，将其补充完整。①____________________________________________________(用离子方程式表示)。②H2O2＋Cl2===2Cl－＋O2＋2H＋。(3)C中将装置浸入冰水浴中的作用是____________________________________________________________________________________________________________________。(4)若实验室采用如图乙所示的装置从C中的溶液中获得NaClO2晶体，则需要在该装置的Y处增加一个设备。①采用上述装置浓缩NaClO2溶液的操作称为________。②水浴加热的温度最好控制在________℃左右(填标号)。A．40　　　 B．55　　　　C．70　　　　 D．100③装置中毛细玻璃管的作用是_______________________________________________。④当蒸馏烧瓶中出现大量晶体后，________(填操作)，用38～60 ℃热水洗涤晶体，干燥后得到产品。(5)产品纯度的测定：称取m g产品配成250 mL溶液，取25.00 mL溶液加入足量的KI和稀H2SO4，充分反应后加入指示剂，用c mol·L－1Na2S2O3标准溶液滴定至终点(I2＋2S2O===2I－＋S4O)，平均消耗标准溶液的体积为V mL，则产品中NaClO2的质量分数是________%。解析：(1)装置中X为恒压滴液漏斗，恒压滴液漏斗的支管能够平衡气压，不管装置是否漏气，恒压滴液漏斗中的水都能滴入三颈烧瓶中，所以该方法不能检查装置气密性。(2)Cl－存在时会催化ClO2的生成，根据第二步反应可知产生氯离子，因此第一步是消耗氯离子，离子方程式为2ClO＋2Cl－＋4H＋===Cl2↑＋2ClO2↑＋2H2O。(3)C中将装置浸入冰水浴中可以增大ClO2的溶解度使其充分反应，并防止温度过高使H2O2、NaClO2分解。(4)①由于是浓缩NaClO2，则馏出物是水，而NaClO2易分解，因此该设备的作用是减少体系内压强，降低H2O的沸点(促进H2O蒸出，同时减少NaClO2的受热分解等)，故上述装置浓缩NaClO2溶液的操作为减压蒸馏；②因为温度高于60 ℃时，NaClO2分解，故应选择60 ℃以下，为了促进H2O蒸出，温度不宜太低，故选择55 ℃；③装置中毛细玻璃管可以产生气化中心，防止溶液暴沸；④当温度低于38 ℃时，NaClO2饱和溶液中析出的晶体是NaClO2·3H2O，故为防止析出NaClO2·3H2O，应趁热过滤，故当蒸馏烧瓶中出现大量晶体后，趁热过滤，用38～60 ℃热水洗涤晶体，干燥后得到产品。(5)依据ClO＋4H＋＋4I－===2I2＋Cl－＋2H2O，I2＋2S2O===2I－＋S4O，则有NaClO2～2I2～4Na2S2O3，则n(NaClO2)＝n(Na2S2O3)，故产品中NaClO2的物质的量为×c mol·L－1×V×10－3L×，则产品中NaClO2的质量分数是×100%＝%。答案：(1)恒压滴液漏斗的支管能够平衡气压，不管装置是否漏气，恒压滴液漏斗中的水都能滴入三颈烧瓶中，所以该方法不能检查装置气密性(2)2ClO＋2Cl－＋4H＋===Cl2↑＋2ClO2↑＋2H2O(3)增大ClO2的溶解度使其充分反应，并防止温度过高使H2O2、NaClO2分解　(4)①减压蒸馏　②B　③产生气化中心，防止溶液暴沸　④趁热过滤　(5)12．如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持装置已略)。(1)制备氯气选用的试剂为漂粉精固体和浓盐酸，则相关反应的化学方程式为________________________________________________________________________。(2)装置B中饱和食盐水的作用是______________________________________________；同时装置B也是安全瓶，监测实验进行时装置C是否发生堵塞，请写出发生堵塞时装置B中的现象：_________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，为此装置C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处依次放入________(填字母)。 abcdⅠ干燥的有色布条干燥的有色布条湿润的有色布条湿润的有色布条Ⅱ碱石灰硅胶浓硫酸无水氯化钙Ⅲ湿润的有色布条湿润的有色布条干燥的有色布条干燥的有色布条 (4)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘单质的非金属性。当向D装置中缓缓通入一定量氯气时，可以看到无色溶液逐渐变为________色，说明氯单质的非金属性强于溴单质。(5)打开活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中，振荡后静置。观察到的现象是________________________________________________________________________。解析：(1)根据氧化还原反应的规律，次氯酸钙与浓盐酸反应生成氯化钙、氯气与水，反应的化学方程式为Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O。(2)浓盐酸易挥发，反应制取的氯气中含有HCl，装置B中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl；若装置C发生堵塞，装置B中的压强会增大，长颈漏斗中液面上升，形成水柱。(3)验证氯气是否具有漂白性，要对比验证干燥氯气和湿润氯气有无漂白性，因此 Ⅰ 处应为湿润的有色布条，Ⅱ 处应为干燥剂，Ⅲ处应为干燥的有色布条，U形管中应用固体干燥剂。(4)当向装置D中缓缓通入少量氯气时，可以看到无色溶液逐渐变为棕黄色，发生反应：Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2。(5)打开活塞，将装置D中含Br2的少量溶液加入装置E中，发生反应：Br2＋2KI===2KBr＋I2，碘单质溶于苯呈紫红色，振荡后静置，观察到的现象是装置E中液体分为两层，上层(苯层)为紫红色。答案：(1)Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O(2)除去Cl2中的HCl　长颈漏斗中液面上升，形成水柱　(3)d　(4)棕黄　(5)装置E中液体分为两层，上层(苯层)为紫红色13．为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检验)：实验过程：Ⅰ.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。Ⅲ.当B中溶液由黄色变为棕红色时，关闭活塞a。Ⅳ.……(1)A中产生黄绿色气体，其电子式是___________________________________________。(2)验证氯气的氧化性强于碘单质的实验现象是_____________________________。(3)B中溶液发生反应的离子方程式是_________________________________。(4)为验证溴单质的氧化性强于碘单质，过程Ⅳ的操作和现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)过程Ⅲ实验的目的是______________________________________________________________________________________________________________________________。(6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：同主族元素从上到下________，得电子能力逐渐减弱。解析：(1)A中产生的黄绿色气体为Cl2，其电子式为。(2)氯气遇湿润的淀粉­KI试纸时，发生反应：Cl2＋2KI===I2＋2KCl，产生的I2遇淀粉变蓝，可以证明氯气的氧化性强于碘单质。(3)B中Cl2与NaBr发生置换反应，离子方程式为Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2。(4)C中NaBr与氯气反应生成NaCl和Br2，将C中溶液滴入D中，振荡，发生反应：Br2＋2KI===I2＋2KBr，静置后D中溶液分层，下层为碘的四氯化碳溶液，显紫红色，可以说明溴单质的氧化性强于碘单质。(5)过程Ⅲ主要是为了确认C中的黄色溶液内无Cl2，排除Cl2对溴单质置换碘单质实验的干扰。(6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱，是因为从Cl到I的原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱。答案：(1) (2)淀粉­KI试纸变蓝(3)Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－(4)打开活塞b，将C中少量溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D振荡。静置后CCl4层溶液变为紫红色(5)确认C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴单质置换碘单质实验的干扰(6)原子半径逐渐增大 考纲要求★靶向明确1．掌握硫及其重要化合物的主要性质及应用。2．了解硫及其重要化合物的制备方法。3．了解硫的氧化物对环境的影响。知识点一　硫及其氧化物【考必备·清单】1．硫单质(1)硫元素存在形态①游离态：硫单质俗称硫黄，主要存在于火山喷口附近或地壳的岩层里。②化合态：主要以硫化物和硫酸盐的形式存在，有关化学式如下：硫铁矿黄铜矿石膏芒硝FeS2CuFeS2CaSO4·2H2ONa2SO4·10H2O (2)物理性质颜色状态溶解性黄色晶体不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2 (3)化学性质①能与金属反应表现氧化性②能与非金属反应③能与强氧化剂反应(如浓硫酸)：S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O，表现还原性。④能与NaOH溶液反应：3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O，表现氧化性和还原性。[名师点拨]　(1)硫与变价金属反应时，生成低价态金属硫化物(如Cu2S、FeS)。(2)汞蒸气有毒，实验室里不慎洒落一些汞，可撒上硫粉进行处理。2．二氧化硫(SO2)(1)物理性质颜色气味毒性密度溶解性无色有刺激性气味毒比空气易溶于水　　(2)化学性质[名师点拨]　三类漂白剂的区别类型原理举例特点备注氧化型将有机色质内部“生色团”破坏掉HClO、NaClO、Ca(ClO)2、Na2O2、H2O2、O3等不可逆、持久无选择性加合型与有机色质内部“生色团”“化合”成无色物质SO2可逆、不持久有选择性吸附型将有色物质吸附而褪色活性炭物理变化吸附色素 (3)实验室制备与探究流程[名师点拨]　用70%左右的浓硫酸而不用98.3%的浓硫酸或稀硫酸的原因：若用98.3%的浓硫酸，因其含水少，硫酸主要以分子形式存在，H＋浓度很小，难以反应。若用稀硫酸，则含水量多，因SO2易溶于水，不利于SO2的逸出。3．硫的氧化物的污染与治理(1)硫的氧化物的来源、危害及治理(2)硫酸型酸雨的形成过程：【夯基础·小题】1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)硫和氯气分别与铁反应后铁元素的价态相同(　　)(2)SO2和Cl2等物质的量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(　　)(3)用Ba(OH)2溶液可以鉴别SO2和SO3(　　)(4)SO2漂白纸浆，没有发生化学反应(　　)(5)因为SO2具有漂白性，所以它能使品红溶液、酸性高锰酸钾溶液、石蕊溶液褪色(　　)(6)SO2气体通入BaCl2溶液产生白色沉淀BaSO3(　　)答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×2．下列关于硫及其化合物的说法中不正确的是(　　)A．硫粉在过量的纯氧中燃烧也不能生成三氧化硫B．SO2既可以是含硫物质的氧化产物，也可以是含硫物质的还原产物C．二氧化硫能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色，体现了其漂白性D．自然界中存在可溶于CS2的游离态的硫解析：选C　硫粉燃烧生成二氧化硫，二氧化硫催化氧化生成三氧化硫，故A正确；二氧化硫可以是浓硫酸被还原生成，也可以是硫单质被氧化生成，故B正确；二氧化硫能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色，体现了酸性氧化物与碱反应的性质，与漂白性无关，故C错误；自然界中存在游离态的硫，如火山口存在游离态的硫，且S易溶于CS2，故D正确。3．在BaCl2溶液中通入SO2气体，未见沉淀生成，若再通入下列四种气体①Cl2、②NH3、③NO2、④H2S，均会产生沉淀。回答下列问题：(1)通入四种气体时产生的沉淀分别是①____________________；②____________________；③____________________；④____________________。(2)用化学方程式表示①和④产生沉淀的原因①________________________________________________________________________；④________________________________________________________________________。答案：(1)①BaSO4　②BaSO3　③BaSO4　④S(2)①SO2＋Cl2＋2H2O===SO＋2Cl－＋4H＋、SO＋Ba2＋===BaSO4↓(或SO2＋Cl2＋2H2O＋Ba2＋===BaSO4↓＋2Cl－＋4H＋)　④2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O(或2H2S＋H2SO3===3S↓＋3H2O)知识点二　硫酸　硫酸根离子的检验【考必备·清单】1．硫酸的物理性质(1)纯硫酸是一种无色油状液体，沸点高，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。(3)浓硫酸的稀释方法：将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌。2．稀H2SO4具有酸的通性硫酸是强电解质，在水溶液中的电离方程式为，能与指示剂、金属、碱性氧化物、碱、盐等物质发生反应。3．浓H2SO4的特性[名师点拨]　(1)H2SO4是高沸点、难挥发性的强酸，利用这一性质可以制取HCl和HF：H2SO4(浓)＋NaClNaHSO4＋HCl↑，CaF2＋H2SO4===CaSO4＋2HF↑。(2)由“量变”引起的“质变”：金属(如Cu、Zn等)与浓H2SO4反应时，开始阶段产生SO2气体，随着反应的进行，H2SO4的浓度变小，最后变为稀H2SO4，Cu与稀H2SO4不反应，Zn与稀H2SO4反应生成H2而不是SO2。4．硫酸的工业制备(1)工艺流程[名师点拨]　工业上用98%的硫酸吸收SO3，可以避免用水吸收SO3产生的酸雾腐蚀设备，并且可以提高吸收率。(2)反应原理①燃烧硫铁矿(FeS2)或硫制备SO2：4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2或S＋O2SO2。②SO2转化为SO3：2SO2＋O22SO3。③SO3被吸收生成H2SO4：SO3＋H2O===H2SO4。5．SO的检验(1)检验方法检验SO的正确操作方法：被检液加足量盐酸酸化，取清液滴加BaCl2溶液有无白色沉淀产生(判断有无SO)(2)检验误区误区1只加可溶性钡盐、而不先加盐酸酸化导致将CO、SO等干扰离子判断成SO。因上述离子会产生BaCO3、BaSO3白色沉淀误区2误将Ag＋判断成SO如向待测液中滴加BaCl2溶液，再加稀盐酸有白色沉淀便断定含SO。其错误是未注意溶液中不含SO，而含Ag＋时也会产生同样的现象：Ag＋＋Cl－===AgCl↓(白色)误区3误将SO判断成SO如先用稀硝酸酸化，再加入BaCl2溶液或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，将SO氧化成SO而产生干扰 6．重要的硫酸盐化学式俗名颜色主要性质用途2CaSO4·H2O熟石膏白色2CaSO4·H2O＋3H2O===2(CaSO4·2H2O)塑像、模型、粉笔、医疗绷带等CaSO4·2H2O生石膏白色2(CaSO4·2H2O) 3H2O＋2CaSO4·H2O水泥添加剂FeSO4·7H2O绿矾浅绿色暴露在空气中被氧化为三价铁盐用于配制蓝黑墨水，补血剂CuSO4·5H2O胆矾、蓝矾蓝色CuSO4·5H2O5H2O＋CuSO4(白)配制波尔多液，镀铜液Na2SO4·10H2O芒硝白色—造纸，制缓泻剂、合成洗涤剂KAl(SO4)2·12H2O明矾白色—净水剂 【夯基础·小题】1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)浓盐酸、浓硫酸两溶液敞口放置一段时间，浓度都会减小，其原因相同(　　)(2)浓硫酸使蓝矾(CuSO4·5H2O)变成白色粉末，体现了浓硫酸的脱水性(　　)(3)铜片溶于热的浓硫酸，体现了浓硫酸的酸性和强氧化性(　　)(4)一定量浓硫酸中加入足量锌粒加热，产生的气体为SO2和H2的混合气体(　　)(5)向溶液中滴加Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定有SO(　　)答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×2．下列关于硫酸的叙述中，正确的是(　　)A．浓硫酸具有脱水性，因而能使蔗糖炭化B．浓硫酸有强氧化性，不可贮存在铝、铁容器中C．浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体D．稀释浓硫酸时，应将水沿着器壁慢慢加入浓硫酸中，并用玻璃棒不断搅拌解析：选A　使蔗糖炭化，体现了浓硫酸的脱水性，A正确；浓硫酸具有强氧化性，常温下可使铝、铁表面生成一层致密的氧化膜而钝化，故可贮存在铝、铁容器中，B错误；浓硫酸与氨气反应，不能用于干燥氨气，C错误；浓硫酸密度比水大，稀释浓硫酸时防止酸液飞溅，应将浓硫酸沿着器壁慢慢加入水中，并用玻璃棒不断搅拌，D错误。3．下列过程中最终的白色沉淀不一定是BaSO4的是(　　)A．Fe(NO3)2溶液 白色沉淀B．Ba(NO3)2溶液 白色沉淀C．无色溶液 白色沉淀D．无色溶液无色溶液白色沉淀解析：选C　A项中NO在酸性环境中能将SO2氧化成SO，故能产生BaSO4白色沉淀；B项中NO在酸性环境中能将SO氧化成SO，能产生BaSO4白色沉淀；D项中加盐酸无现象，可排除Ag＋的存在，再加入BaCl2溶液，产生不溶于盐酸的白色沉淀，即为BaSO4白色沉淀，C项中不能排除AgCl沉淀的可能。知识点三　硫及其化合物的相互转化及应用【考必备·清单】1．理清硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系2．掌握硫及其化合物之间的转化规律(1)相同价态硫的转化是通过与酸、碱反应实现的如：②、③、④反应的化学方程式分别为②H2SO3＋2NaOH===Na2SO3＋2H2O；③Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑；④SO2＋Na2SO3＋H2O===2NaHSO3。(2)不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的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，可用下图表示如：H2SSSO2SO3③、④、⑤反应的化学方程式分别为③2SO2＋O22SO3；④S＋H2H2S；⑤SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O。[名师点拨]　(1)同种元素相邻价态的微粒间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)当硫元素的高价态微粒与低价态微粒反应时，一般生成中间价态，如2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4===3Na2SO4＋3S↓＋3H2O。【夯基础·小题】1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)S2－和SO只有在酸性溶液中才能发生反应(　　)(2)浓硫酸和硫化亚铁混合可制得H2S(　　)(3)S在化学反应中只表现出还原性，而SO3在化学反应中只表现出氧化性(　　)(4)FeS2SO2H2SO4在给定条件下可实现转化(　　)(5)下列物质的转化在一定条件下能够实现：SSO3H2SO4(　　)(6)SO2具有还原性，可被浓硫酸氧化(　　)答案：(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×2．硫黄在空气中燃烧生成气体甲，甲溶于水得溶液乙，向乙溶液中滴加溴水，溴水褪色，乙变成丙。在丙里加入Na2S生成气体丁，把丁通入乙得到沉淀戊。甲、乙、丙、丁、戊均含有硫元素，则它们正确的顺序是(　　)A．SO3　H2SO4　H2SO3　H2S　SB．SO2　H2SO3　H2SO4　SO2　SO3C．SO3　H2SO4　H2SO3　SO2　Na2S2O3D．SO2　H2SO3　H2SO4　H2S　S解析：选D　硫黄在空气中燃烧生成SO2(甲)，SO2溶于水得溶液H2SO3(乙)，向乙溶液中滴加溴水生成H2SO4和HBr，在丙里加入Na2S生成气体H2S(丁)，把H2S通入H2SO3得到沉淀S(戊)。3．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________。(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：因D的相对分子质量比C大16，则Y为O2，进而推知C、D为氧化物，BCD为连续氧化的过程。因E为酸，故C、D均为非金属氧化物，Z为H2O。当X为强碱时，该连续转化关系为NH3NONO2HNO3，进而推知A为铵盐；当X为强酸时，该连续氧化关系为H2SSO2SO3H2SO4，进而推知A为硫化物。综上所述A为(NH4)2S。答案：(1)(NH4)2S　O2　H2O(2)H2SO4　2H2S＋3O22SO2＋2H2O(3)HNO3　4NH3＋5O24NO＋6H2O【新教材·应用】自然界中硫的存在和转化硫元素广泛存在于自然界中，自然界中的含硫物质在一定条件下能够相互转化。如下图：[问题探究]根据上图中相关物质的类别及硫元素的化合价分析下图：(1)X的电子式是________，Z的化学式是________。提示：　CuFeS2(2)W的浓溶液与铜单质在加热条件下可发生反应，反应的化学方程式为____________________________________________________________________。提示：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O(3)将Z在氧气中灼烧可得Y及对应金属的氧化物，请写出反应的化学方程式。提示：4CuFeS2＋13O24CuO＋2Fe2O3＋8SO2。(4)将X与Y混合，可生成淡黄色固体，该反应的氧化产物与还原产物的物质的量之比为________。提示：2∶1随堂检测反馈1．(2019·江苏高考)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是(　　)A．NH4HCO3受热易分解，可用作化肥B．稀硫酸具有酸性，可用于除去铁锈C．SO2具有氧化性，可用于纸浆漂白D．Al2O3具有两性，可用于电解冶炼铝解析：选B　A错误，利用碳酸氢铵溶解后的铵根离子易被植物吸收作氮肥，不是利用其受热易分解的性质；B正确，铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，可用稀硫酸除去；C错误，二氧化硫中硫的化合价居于中间价态，具有氧化性和还原性，但漂白纸张是利用二氧化硫的漂白性，不是利用其氧化性；D错误，Al2O3熔融状态下能导电，可以电解冶炼铝，与其两性无关。2．(2020·浙江7月选考)下列物质对应的组成不正确的是(　　)A．干冰：CO2　　　　　　 B．熟石灰：CaSO4·2H2OC．胆矾：CuSO4·5H2O    D．小苏打：NaHCO3解析：选B　干冰的组成为CO2，A项正确；熟石灰的组成为Ca(OH)2，B项错误；胆矾的组成为CuSO4·5H2O，C项正确；小苏打的组成为NaHCO3，D项正确。3．(2018·全国卷Ⅰ)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题：(1)生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式：__________________________________________________________________________________________________________。(2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为：①pH＝4.1时，Ⅰ中为________溶液(写化学式)。②工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是___________________________。解析：(1)根据题给信息，将NaHSO3过饱和溶液结晶脱水可得到Na2S2O5，则化学方程式为2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O。(2)①酸性条件下，SO2与Na2CO3溶液反应生成NaHSO3。②工艺中加入Na2CO3固体并再次通入SO2，其目的是得到NaHSO3过饱和溶液。答案：(1)2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O(2)①NaHSO3　②得到NaHSO3过饱和溶液[课时跟踪检测]                                                            1．(2021·河源模拟)下列有关硫元素及其化合物的说法或描述正确的是(　　)A.硫黄矿制备硫酸经历两步：SSO3H2SO4B．酸雨与土壤中的金属氧化物反应后，硫元素以单质的形式进入土壤中C．在燃煤中加入石灰石可减少SO2排放，发生的反应为2CaCO3＋2SO2＋O22CO2＋2CaSO4D．土壤中的闪锌矿(ZnS)遇到硫酸铜溶液转化为铜蓝(CuS)，说明CuS很稳定，不具有还原性解析：选C　S和氧气点燃条件下只能生成SO2，A项错；硫元素以硫酸盐的形式进入土壤，B项错；CuS中S的化合价为－2价，具有还原性，D项错。2．(2021·佛山模拟)硫是生物必需的营养元素之一，下列关于自然界中硫循环(如图所示)的说法正确的是(　　)A．含硫杆菌及好氧/厌氧菌促进了硫的循环B．硫循环中硫的化合物均为无机物C．上述硫循环中硫元素均被氧化D．烧煤时加石灰石，可减少酸雨和温室气体解析：选A　由题图可知，硫酸盐和亚硫酸盐等在含硫杆菌及好氧/厌氧菌作用下缓慢转化为植物中的R1­S­R2，促进了硫的循环，故A说法正确；硫循环中硫的化合物存在含硫有机物，故B说法错误；硫循环中硫元素既存在被氧化的过程，也存在被还原的过程，如含硫杆菌及好氧/厌氧菌将硫酸盐还原为R1­S­R2，故C说法错误；烧煤时加石灰石，分解产生的CaO可以吸收SO2，但分解的同时会产生温室气体CO2，故D说法错误。3．(2021·枣庄模拟)天然气因含有少量H2S等气体开采应用受限。T.F菌在酸性溶液中可实现天然气的催化脱硫，其原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)A.该脱硫过程需要不断添加Fe2(SO4)3溶液B．脱硫过程O2间接氧化H2SC．亚铁是血红蛋白的重要组成成分，FeSO4可用于治疗缺铁性贫血D．《华阳国志》记载“取井火煮之，一斛水得五斗盐”，说明我国古代已利用天然气煮盐解析：选A　T．F菌在酸性溶液中可实现天然气的催化脱硫，Fe2(SO4)3氧化硫化氢，自身被还原成硫酸亚铁，硫酸亚铁被氧气氧化成硫酸铁，Fe2(SO4)3可视为催化剂，该脱硫过程不需要不断添加Fe2(SO4)3溶液，A错误；脱硫过程：Fe2(SO4)3氧化硫化氢，自身被还原成硫酸亚铁，硫酸亚铁被氧气氧化成硫酸铁，脱硫过程O2间接氧化H2S，B正确；亚铁是血红蛋白的重要组成成分，起着向人体组织传送O2的作用，若缺铁就可能出现缺铁性贫血，需补充一定量的亚铁离子，C正确；天然气的主要成分为甲烷，甲烷燃烧放出热量，井火为天然气燃烧出现的火焰，故说明我国古代已利用天然气煮盐，D正确。4．(2021·衡阳模拟)已知X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖粉末变黑。A与X反应的转化关系如图所示，其中反应条件及部分产物均已略去，则下列有关说法错误的是(　　)A.X使蔗糖变黑的现象主要体现了X的脱水性B．若A为铁，则在图中的反应，X只起氧化的作用C．若A为碳单质，则C不宜用来扑灭由钠引起的着火D．将B气体通入品红溶液中，品红溶液褪色解析：选B　已知X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖粉末变黑，确定X为浓硫酸；浓硫酸能使蔗糖脱水炭化，故A不符合题意；若A为铁，则在图中的反应中，X起氧化剂和酸性的作用，故B符合题意；若A为碳单质，则C为二氧化碳，不宜用来扑灭由钠引起的着火，故C不符合题意；B为二氧化硫气体，有漂白性，通入品红溶液中，品红溶液褪色，故D不符合题意。5．(2021·上海模拟)下列能够确定溶液中一定含有SO的事实是(　　)A．取少量试液，加入用盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成B．取少量试液，加入氯化钡溶液，有白色沉淀生成，再加稀硝酸沉淀不消失C．取少量试液，加入硝酸钡溶液，有白色沉淀生成D．取少量试液，加入盐酸无明显现象产生，再加入氯化钡溶液，有白色沉淀生成解析：选D　SO的检验，先用稀盐酸酸化，直到没有现象为止，排除Ag＋、CO等的干扰，再加入氯化钡溶液，看是否生成白色沉淀。直接加入稀盐酸酸化的氯化钡溶液，不能排除Ag＋的干扰，A错误；先加氯化钡不能排除Ag＋的干扰，B错误；加入硝酸钡，不能排除碳酸根、亚硫酸根等的干扰，C错误；加入盐酸无明显现象，排除Ag＋等的干扰，再加入氯化钡有白色沉淀，说明有SO，D正确。6．已知2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑。下列有关操作、装置、原理及对现象的表述正确的是(　　)A．用装置甲高温分解FeSO4，点燃酒精喷灯前应先向装置内通一段时间N2B．用装置乙可检验分解产生的SO2，现象是石蕊溶液先变红后褪色C．用装置丙可检验分解产生的SO3，现象是产生白色沉淀D．用装置丁可吸收尾气，避免污染环境解析：选A　A项，点燃酒精喷灯前应先向装置内通一段时间N2，排除装置中的空气，避免空气中氧气的干扰，正确；B项，装置乙不能检验分解产生的SO2，产物中有SO3会对SO2的检验造成干扰，并且SO2只能使石蕊溶液变红，错误；C项，SO3易溶于水，当混合气体经过乙时，SO3会被吸收，所以要想检验SO3，应该把乙和丙的位置互换，错误；D项，装置丁中应该用饱和Na2SO3溶液，错误。7．下列实验操作、现象与结论均正确的是(　　)编号实验操作实验现象实验结论A向酸性KMnO4溶液中通入SO2紫红色褪去SO2具有漂白性B向CuSO4溶液中通入H2S出现黑色沉淀酸性：H2S>H2SO4C向碘水溶液中加入CCl4，振荡上层褪色，下层变紫碘在CCl4中的溶解度大于它在水中的溶解度D向装有蔗糖的烧杯中加入浓 H2SO4出现“黑面包”现象浓H2SO4具有吸水性解析：选C　向酸性KMnO4溶液中通入SO2，紫红色褪去，体现SO2的还原性，故A错误；酸性：H2S<H2SO4，故B错误；碘在CCl4中的溶解度大于它在水中的溶解度，可用CCl4萃取碘水中的碘单质，故C正确；向装有蔗糖的烧杯中加入浓 H2SO4，出现“黑面包”现象，体现浓H2SO4的脱水性、强氧化性，故D错误。8．(2021·东阳模拟)标准状况下，向100 mL H2S饱和溶液中通入SO2气体，所得溶液pH变化如图所示。下列分析正确的是(　　)A．a点对应溶液的导电性比d点强B．氢硫酸的酸性比亚硫酸的酸性强C．向d点对应的溶液中加入Ba(NO3)2溶液，产生BaSO4白色沉淀D．H2S饱和溶液的物质的量浓度为0.05 mol·L－1解析：选C　H2S和H2SO3均为二元酸且d点溶液酸性比a点强，故d点溶液导电性强，A项错误；d点时，亚硫酸浓度约是＝0.1 mol·L－1，酸性比同浓度硫化氢强，H2S的酸性比H2SO3弱，B项错误；向d点对应的溶液中加入Ba(NO3)2溶液，因d点的亚硫酸会电离出氢离子结合硝酸钡电离出的硝酸根形成硝酸，其具有强氧化性，将亚硫酸根氧化为硫酸根，故产生BaSO4白色沉淀，C项正确；b点时H2S恰好完全反应，消耗SO2为0.112 L÷22.4 L·mol－1＝0.005 mol，依据反应2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O可知，n(H2S)＝0.005 mol×2＝0.01 mol，则c(H2S)＝0.01 mol÷0.1 L＝0.1 mol·L－1，可算出c(H2S)为0.1 mol·L－1，D项错误。9．(2021·武汉模拟)某实验小组探究SO2与AgNO3溶液的反应，实验记录如下：序号ⅠⅡⅢ实验步骤实验现象得到无色溶液a和白色沉淀b产生无色气体，遇空气变为红棕色产生白色沉淀 下列说法正确的是(　　)A．通过测Ⅰ中无色溶液a的pH可以判断SO2是否被氧化B．实验Ⅱ说明白色沉淀b具有还原性C．实验Ⅲ说明溶液a中一定有SO生成D．实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ说明SO2与AgNO3溶液反应既有Ag2SO4生成，又有Ag2SO3生成解析：选B　实验Ⅰ中，将SO2通入AgNO3溶液(pH＝5)中得到无色溶液a，该溶液中可能含有亚硫酸，亚硫酸为中强酸，所以测定无色溶液a的pH无法判断二氧化硫是否被氧化，故A错误；实验Ⅱ中，取白色沉淀b，加入3 mol·L－1HNO3，产生的无色气体遇空气变成红棕色，说明硝酸被还原为NO，证明该沉淀b中含有还原性的物质存在，故B正确；实验Ⅲ中，检验硫酸根离子应先加入盐酸酸化，目的是排除Ag＋等，以免干扰硫酸根的检验，直接向溶液a中加入BaCl2，产生的沉淀可能为氯化银，溶液a中不一定有硫酸根离子，故C错误；由于实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ不能证明产物中有硫酸根，因此不能确定产物中含有Ag2SO4生成，故D错误。10．(2021·锦州模拟)碳、硫的含量对钢铁性能影响很大，其含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体，再用测碳、测硫装置进行测定。实验流程如图：　　　(1)煅烧装置中采用纯氧，目的是________________。气体a的主要成分有________、CO2和未反应的O2。(2)为充分吸收气体a，下列吸收装置中合适的是______(填标号)。(3)气体a被H2O2溶液吸收转化为硫酸(溶液b)，用已知浓度的NaOH溶液滴定生成的溶液b，根据消耗NaOH溶液的体积可确定钢样中硫的质量分数。①滴定时NaOH溶液置于________(填仪器名称)中，若以酚酞为指示剂，终点时的现象为________________________________________________________________________。②若称取1 g钢样进行实验，滴定消耗0.01 mol·L－1 NaOH溶液2.0 mL，则该钢样中硫的质量分数为________。(4)将气体a通入测碳装置中(如图)，采用重量法测定碳的含量。①气体a通过B和C的目的是除去SO2，通过所用试剂判断该法所利用的SO2的性质是________。②计算钢样中碳的质量分数，应测量的数据是________。解析：(1)使用纯氧，目的是避免引入空气中的杂质，同时使燃烧更充分，确保碳和硫全部转化为气体，钢样煅烧后产生SO2、CO2以及未反应的O2，所以气体a的主要成分为SO2、CO2和O2。(2)为了防倒吸和安全起见，选择C或D装置最为合适。(3)①NaOH溶液为强碱溶液，应置于碱式滴定管中，酚酞遇碱变红，当终点时，硫酸被消耗完，溶液由无色变为浅红色并保持30秒不褪色；②由S～H2SO4～2NaOH可知，滴定消耗0.01 mol·L－1 NaOH溶液2.0 mL，即0.01 mol·L－1×2.0×10－3L＝2.0×10－5mol时，钢样中硫的物质的量为1.0×10－5mol，即质量为1.0×10－5mol×32 g·mol－1＝3.2×10－4g，则该钢样中硫的质量分数＝×100%＝0.032%。(4)①MnO2和K2Cr2O7都是强氧化剂，由此可知该法是利用了SO2的还原性；②对比吸收瓶吸收二氧化碳前后的质量可以得出CO2的质量，从而知道钢样中碳的质量，进而求出钢样中碳的质量分数。答案：(1)避免引入空气中的杂质，同时使燃烧更充分　SO2　(2)CD　(3)①碱式滴定管　溶液由无色变为浅红色并保持30秒不褪色　②0.032%　(4)①还原性　②吸收CO2气体前后吸收瓶的质量11．根据要求完成下列实验过程(a、b为弹簧夹，加热及固定装置已略去)。(1)验证碳、硅非金属性的相对强弱(已知酸性：亚硫酸＞碳酸)。①连接仪器、________、加药品后，打开a、关闭b，然后滴入浓硫酸，加热。②装置A中试剂是________。③能说明碳的非金属性比硅强的实验现象是__________________________________________________________________________________________________________。(2)验证SO2的氧化性、还原性和酸性氧化物的通性。①在(1)①操作后打开b，关闭a。②H2S溶液中有浅黄色浑浊出现，化学方程式是_________________________________________________________________________________________________________。③BaCl2溶液中无明显现象，将其分成两份，分别滴加下列溶液，将产生的沉淀的化学式填入下表相应位置。滴加的溶液氯水氨水沉淀的化学式   写出其中SO2显示还原性生成沉淀的离子方程式：______________________________________________________________________________________________________。解析：(1)Cu与浓硫酸反应生成SO2，SO2与NaHCO3饱和溶液反应生成CO2，气体通过酸性KMnO4溶液，除去CO2中的SO2后，再通入Na2SiO3溶液，若产生白色沉淀，则说明H2CO3的酸性强于H2SiO3，即C的非金属性强于Si。(2)利用反应2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O可说明SO2具有氧化性，SO2与BaCl2溶液不反应，滴入氯水后，SO2发生反应：Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，故产生的沉淀为BaSO4；若滴加氨水，则SO2与氨水反应生成(NH4)2SO3，SO与Ba2＋结合生成BaSO3沉淀。答案：(1)①检验装置气密性②酸性KMnO4溶液③A中酸性KMnO4溶液没有完全褪色，盛有Na2SiO3溶液的试管中出现白色沉淀(2)②2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O③    BaSO4BaSO3Ba2＋＋SO2＋Cl2＋2H2O===BaSO4↓＋4H＋＋2Cl－12．(2021·济南模拟)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是一种食品添加剂，实验室用如图所示装置制备Na2S2O5，实验步骤如下：(1)原料气(SO2)的制备①装置A中盛装药品之前需要进行的操作是________；装置B的作用之一是观察SO2的生成速率，其中的试剂最好选用________(填字母)。a．蒸馏水　　　　　　　 B．饱和Na2SO3溶液c．饱和NaHSO3溶液    D．饱和NaHCO3溶液②D中盛放溶液的溶质的化学名称是___________________________________。(2)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)的制备　 　　①Na2S2O5溶于水且与水能反应，所得溶液显酸性，其原因是_____________________，步骤Ⅲ中测定溶液的pH的方法是________________；pH＞4.1时，则产品中会有副产物，其化学式是________________。②结晶脱水生成产品的化学方程式为___________________________________________。解析：(1)①加入药品前应先检查装置的气密性；装置B的作用之一是观察SO2的生成速率，所选试剂应不与SO2反应，且SO2在其中的溶解度较小，二氧化硫易溶于水，能与亚硫酸钠溶液和碳酸氢钠溶液反应，二氧化硫不与亚硫酸氢钠反应，且不溶于亚硫酸氢钠，则最好选用饱和NaHSO3溶液；②二氧化硫有毒，直接排空会污染环境，装置D中盛有的氢氧化钠溶液可以吸收二氧化硫，防止污染环境。(2)①Na2S2O5与水反应生成NaHSO3，NaHSO3在水中电离程度大于水解程度，所以会使溶液显酸性；步骤Ⅲ中测定溶液pH的精确度为0.1，不能选用pH试纸，应选用pH计测定；在Na2CO3溶液中通入SO2至pH为4.1时，反应生成NaHSO3，若pH＞4.1时，溶液中会出现亚硫酸钠，即产品中会有副产物Na2SO3；②结晶脱水时，饱和亚硫酸氢钠生成焦亚硫酸钠和水，反应的化学方程式为2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O。答案：(1)①检查装置气密性　c　②氢氧化钠(2)①Na2S2O5与水反应生成NaHSO3，NaHSO3在水中电离程度大于水解程度，使溶液显酸性　用pH计测定　Na2SO3　②2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O 考纲要求★靶向明确1．掌握氮元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。2．了解氮元素单质及其重要化合物的制备方法。3．了解氮的化合物对环境的影响。知识点一　氮气及氮的氧化物【考必备·清单】1．氮的存在和氮的固定2．氮气(1)物理性质：色味气体，密度比空气略小，溶于水。(2)化学性质写出有关化学方程式：①3Mg＋N2Mg3N2；②N2＋3H22NH3；③N2＋O22NO。[名师点拨]　(1)N2到NO2不能一步转化完成。(2)Mg3N2只能干态制取，遇水强烈反应，生成氢氧化镁沉淀，放出氨气。3．氮的氧化物(1)氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等，其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。(2)NO和NO2性质的比较 NONO2物理性质颜色无色红棕色毒性有毒有毒溶解性不溶于水易溶于水化学性质与O2反应2NO＋O2===2NO2—能与H2O反应—3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　　[名师点拨]　(1)氮的氧化物都有毒，其中NO2与N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4，因此实验测得NO2的相对分子质量总大于46。(2)验证某无色气体为NO的方法是向无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色。(3)NO与血红蛋白结合使人中毒。4．氮氧化物对环境的污染及防治(1)常见的污染类型光化学烟雾NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生一种有毒的烟雾酸雨NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面破坏臭氧层NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加 (2)常见的NOx尾气处理方法①碱液吸收法2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2ONO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2ONO2、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)，一般适合于工业尾气中NOx的处理。②催化转化法在催化剂、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。【夯基础·小题】1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)N2分子的结构稳定，因而氮气不支持任何物质的燃烧(　　)(2)NO2与水反应生成硝酸，故NO2是酸性氧化物(　　)(3)制取二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收尾气(　　)(4)溴蒸气和NO2都是红棕色气体，可用湿润的淀粉­KI试纸和NaOH溶液鉴别(　　)(5)在实验室中，NO、NO2均可用排水法收集(　　)(6)CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在(　　)答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×2．德国科学家格哈德·埃特尔的成就之一是证实了气体在固体催化剂表面进行的反应，开创了表面化学的方法论。在汽车尾气净化装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。下列说法正确的是(　　)A．NO2是该过程的最终产物B．NO和O2必须在催化剂表面才能反应C．汽车尾气的主要污染成分是CO2和NOD.该催化转化的总化学方程式：2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2解析：选D　A项，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程中先生成二氧化氮，然后在催化剂表面和一氧化碳反应，最终生成无毒气体，起到尾气净化的作用，错误；B项，NO和O2在常温下就会发生反应，错误；C项，汽车尾气的主要污染成分是CO、NO、NO2等，错误；D项，尾气处理净化的目的是把有毒的污染气体在催化剂作用下转化为空气中的无毒成分，化学方程式为2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2，正好是过程图中的变化，正确。3．汽车尾气主要含有CO、NOx等有害物质，这种尾气逐渐成为空气污染的主要来源之一。(1)汽车尾气中的CO来自于____________，NO来自于_______________。汽车尾气对环境的危害主要有______________________(至少填两种)。(2)NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：________________________________________________________________________。(3)汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出NO被CO还原的化学方程式：________________________________________________________________________。答案：(1)汽油的不完全燃烧　 N2与O2在汽车汽缸内的高温环境下的反应　形成硝酸型酸雨、导致光化学烟雾(2)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO(3)2CO＋2NON2＋2CO2知识点二　氨和铵盐【考必备·清单】1．氨的分子结构与物理性质电子式密度气味水溶性(常温)比空气小刺激性气味极易溶于水(体积比约1∶700) 2．氨的化学性质(1)氨气与水的反应NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，氨气溶于水得氨水。①氨水中含有的微粒：NH3·H2O、NH3、H2O、NH、OH－、H＋。②NH3·H2O为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：NH3·H2ONH3↑＋H2O。(2)氨气与酸的反应蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象有白烟生成，将浓盐酸改为浓硝酸，也会出现相同的现象。化学方程式：HCl＋NH3===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO3。(3)氨气与盐溶液的反应如过量氨气与AlCl3溶液反应的离子方程式：Al3＋＋3NH3＋3H2O===Al(OH)3↓＋3NH。(4)氨气的还原性性质化学方程式催化氧化4NH3＋5O24NO＋6H2O被CuO氧化2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O被氯气氧化2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl或8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl被氮氧化物氧化6NO＋4NH35N2＋6H2O6NO2＋8NH37N2＋12H2O 3．氨气的实验室制法(1)常规方法：固＋固氨气(2)其他方法       方法化学方程式(或原理)发生装置加热浓氨水NH3·H2ONH3↑＋H2O浓氨水＋NaOH(s)NaOH溶于水放热，促使氨水分解，且OH－浓度的增大有利于NH3的生成浓氨水＋CaO(s)CaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使氨水分解。化学方程式：NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2 4．铵盐及NH的检验(1)铵盐的物理性质铵盐都是色固体，均易溶于水。(2)铵盐的化学性质(3)NH的检验【夯基础·小题】1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)氨水中含氮微粒中最多的微粒是NH(　　)(2)氨气遇到浓盐酸、硫酸都会发生反应，产生白烟(　　)(3)用浓NH4Cl溶液处理过的舞台幕布不易着火是因为NH4Cl隔绝了空气(　　)(4)铵盐都易溶于水，其水溶液均呈酸性(　　)(5)向某无色溶液中加入稀NaOH溶液，把湿润的红色石蕊试纸放在试管口，不变蓝，则原溶液中不含NH(　　)答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×2．下列说法错误的是(　　)A．检验溶液中是否含有NH的实验操作是取少量试液于试管中，加入NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体B．加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物，并将产生的气体通入酚酞溶液中，溶液变成红色C．施肥时，草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用的原因是K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效D．因NH4HCO3受热易分解，所以可用作氮肥解析：选D　NH与NaOH溶液共热生成氨气，氨气是碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，A正确；NH4Cl与Ca(OH)2混合加热生成氨气，氨气通入酚酞溶液中，溶液变成红色，B正确；K2CO3溶于水显碱性，与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效，C正确；NH4HCO3中含有氮元素，可用作氮肥，D错误。3．下列制备NH3并制取氨水的装置正确且能达到实验目的的是(　　)A.制取NH3B.干燥NH3C.收集NH3D.吸收氨气 解析：选D　A项，加热固体时试管口应略向下倾斜，错误；B项，带有水蒸气的氨气能与五氧化二磷反应，不能用五氧化二磷干燥氨气，错误；C项，氨气密度小于空气，应用向下排空气法收集，错误；D项，氨气极易溶于水但不溶于四氯化碳，可通过四氯化碳层再进入水层吸收氨气可防止倒吸，正确。知识点三　硝酸　氮及其化合物的相互转化【考必备·清单】1．硝酸(1)物理性质：硝酸是无色易挥发的液体，有刺激性气味。(2)化学性质①不稳定性反应：4HNO3(浓)2H2O＋4NO2↑＋O2↑。[名师点拨]　(1)市售浓硝酸呈黄色的原因是：硝酸分解生成的NO2溶解在硝酸里。(2)硝酸要保存在棕色试剂瓶中，置于冷暗处，不能用橡胶塞。②强氧化性浓、稀硝酸均具有强氧化性，浓度越大，氧化性越强，其还原产物的价态越高。还原产物一般为HNO3(浓)―→NO2，HNO3(稀)―→NO。能与金属反应稀硝酸与铜反应的化学方程式：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O浓硝酸与铜反应的化学方程式：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O能与非金属反应浓硝酸与C反应的化学方程式：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O能与还原性化合物反应可氧化Fe2＋、H2S、SO2、Na2SO3、HI等还原性物质。如与FeSO4溶液反应：3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O [名师点拨]　常温下，铁、铝遇浓硝酸能发生“钝化”，并非不反应，故浓硝酸可以用铁桶盛放。(3)工业制法①NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO：4NH3＋5O24NO＋6H2O。②NO进一步氧化生成NO2：2NO＋O2===2NO2。③用水吸收NO2生成HNO3：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。2．氮及其化合物的转化(1)转化关系(2)化合价变化及规律①歧化——同一物质中某元素的化合价在同一反应中既升高又降低。如：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。②归中——不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中只靠拢如：6NO＋4NH35N2＋6H2ONO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O③含氮物质的连续氧化N2NONO2HNO3；NH3NONO2HNO3。【夯基础·小题】1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)实验室中可以用锌与稀硝酸反应制取氢气(　　)(2)Fe与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应(　　)(3)可用稀硝酸与FeS固体反应制取H2S(　　)(4)过量的铜与浓硝酸反应，产物中一定有NO(　　)(5)向稀硝酸中加入Na2SO3溶液，发生反应的离子方程式为SO＋2H＋===SO2↑＋H2O(　　)(6)1 mol Fe与足量的稀硝酸反应，转移2NA个电子(　　)答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)×2．硝酸被称为“国防工业之母”，是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸的性质不相对应的是(　　)A．浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色——酸性和强氧化性B．不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性C．要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液的红色褪去——强氧化性解析：选D　向滴有酚酞的NaOH溶液中滴入硝酸，溶液红色褪去，利用的是硝酸的酸性。3．下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是(　　)①②③ A.由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体B．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物D．③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应解析：选D　①中的碎玻璃不与浓硝酸反应，但仍有红棕色气体产生，说明浓硝酸受热分解产生了二氧化氮和氧气，A正确；通过A分析可知，浓硝酸受热可以分解产生二氧化氮和氧气，所以②中红棕色气体可能来源于硝酸分解，即不能表明②中木炭与浓硝酸发生反应，B正确；实验③中木炭没有与浓硝酸接触，浓硝酸没有被加热，生成的红棕色气体二氧化氮只能是挥发出的硝酸蒸气与红热木炭反应或是挥发出的硝酸受热分解，从生成的二氧化氮看，都是来源于HNO3中＋5价氮元素，所以红棕色气体是还原产物，C正确；由于空气中含有氧气，因此红热的木炭可能与氧气反应产生了CO2，且③中木炭和浓硝酸并没有接触，因此不能说明木炭一定与浓硝酸发生了反应，D错误。【新教材·应用】酸雨及防治二氧化硫、氮氧化物以及它们在大气中发生反应后的生成物溶于雨水会形成酸雨。正常雨水由于溶解了二氧化碳，其pH约为5.6，而酸雨的pH小于5.6。酸雨有很大的危害，能直接损伤农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化，还会加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。[问题探究](1)大气中氮的氧化物的主要来源有哪些？提示：①雷电发生时发生反应N2＋O22NO；②汽车尾气；③硝酸等化工厂的尾气。(2)NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式。提示：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。(3)汽车尾气中的NOx、CO在适宜温度下采用催化转化法处理可生成参与大气循环的无毒气体，反应的化学方程式为________________。提示：2NOx＋2xCON2＋2xCO2(4)利用氨水可以将SO2和NO2吸收，原理如下图所示。NO2被吸收的离子方程式是__________________________________________________________________________________________________________________。提示：2NO2＋4HSO===4SO＋N2＋4H＋随堂检测反馈1．(2020·全国卷Ⅲ)喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体－溶液，能出现喷泉现象的是(　　) 气体溶液AH2S稀盐酸BHCl稀氨水CNO稀H2SO4DCO2饱和NaHCO3溶液解析：选B　H2S与稀盐酸不反应，且在稀盐酸中的溶解度较小，向圆底烧瓶中挤入少量稀盐酸，不能造成圆底烧瓶内气压明显减小，不能形成喷泉，A项错误；HCl能与稀氨水反应，向圆底烧瓶中挤入少量稀氨水会造成圆底烧瓶内气压明显减小，能形成喷泉，B项正确；NO与稀硫酸不反应，且在稀硫酸中的溶解度非常小，向圆底烧瓶中挤入稀硫酸，不能造成圆底烧瓶内气压明显减小，不能形成喷泉，C项错误；CO2在饱和NaHCO3溶液中的溶解度较小，向圆底烧瓶中挤入饱和NaHCO3溶液，不能造成圆底烧瓶内气压明显减小，不能形成喷泉，D项错误。2．(2020·江苏高考)打赢蓝天保卫战，提高空气质量。下列物质不属于空气污染物的是(　　)A．PM2.5　　　　　　　 B．O2C．SO2    D．NO解析：选B　PM2.5指可吸入颗粒物，属于空气污染物，A项不符合题意；氧气是空气的成分之一，供给人体呼吸，不是空气污染物，B项符合题意；二氧化硫可以形成酸雨，属于空气污染物，C项不符合题意；NO能与人体血液中的氧气结合，对人体健康有害，属于空气污染物，D项不符合题意。3．(2018·全国卷Ⅱ)研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如下图所示)。下列叙述错误的是(　　)A．雾和霾的分散剂相同B．雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵C．NH3是形成无机颗粒物的催化剂D．雾霾的形成与过度施用氮肥有关解析：选C　雾和霾的分散剂都是空气，A项正确；雾霾中的无机颗粒物含有硝酸铵和硫酸铵，B项正确；NH3参与反应生成铵盐，是反应物，不是催化剂，C项错误；过度施用氮肥会增加大气中氨的含量，D项正确。4．下列有关说法正确的是(　　)A．加热盛有少量NH4HCO3固体的试管，并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸，石蕊试纸变蓝，说明NH4HCO3显碱性B．用烧碱处理含高浓度NH的废水并回收利用氨C．因NH3易溶于水，故可用作制冷剂D．氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀，反应中氨气被还原解析：选B　碳酸氢铵受热分解产生的氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明氨气是碱性气体，而不是NH4HCO3显碱性，A项错误；烧碱可以与NH反应产生氨气，B项正确；液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷剂，与NH3的溶解性无关，C项错误；NH3与AlCl3溶液发生复分解反应生成Al(OH)3和NH4Cl，不属于氧化还原反应，D项错误。[课时跟踪检测]                                                         1．(2021·金华模拟)下列关于氮及其化合物的说法，不正确的是(　　)A．在日光照射下，二氧化氮能使氧气经过复杂的反应生成臭氧B．氨水可作化肥，氮肥还有铵态氮肥、硝态氮肥和尿素C．硝酸不稳定，在常温下见光或受热会发生分解D．亚硝酸钠与硝酸银溶液反应生成不溶于稀硝酸的沉淀解析：选D　光化学烟雾形成的过程中，在日光照射下，二氧化氮能使氧气经过复杂的反应生成臭氧，臭氧与空气中的一些碳氢化合物发生作用，生成一种有毒的烟雾，叫作光化学烟雾，据此可知，A正确；氮肥是指以氮(N)为主要成分，施于土壤可提供植物氮素营养的肥料，氮肥按含氮基团可分为氨态氮肥、铵态氮肥、硝态氮肥、硝铵态氮肥、氰氨态氮肥和酰胺态氮肥(尿素)，B正确；硝酸不稳定，在常温下见光或受热会发生分解：4HNO34NO2↑＋2H2O＋O2↑，C正确；亚硝酸钠与硝酸银溶液反应：NaNO2＋AgNO3===AgNO2↓＋NaNO3，生成淡黄色的AgNO2，AgNO2可以与稀硝酸反应，D错误。2．(2021·鹤壁模拟)下列关于物质检验或推断正确的是(　　)A．蘸有浓氨水的玻璃棒靠近某溶液，观察到白烟，则该溶液为盐酸B．对某物质进行焰色反应，观察到黄绿色的火焰，则该物质为钡盐C．向某溶液中滴加盐酸，能产生无色能使品红溶液褪色的气体，则原溶液中一定存在SOD．向某溶液中滴加NaOH溶液，加热，若产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则证明原溶液中存在NH解析：选D　浓硝酸也具有挥发性，可以和氨气反应生成硝酸铵固体，也可以观察到白烟，故A错误；对某物质进行焰色反应，观察到黄绿色的火焰，说明含有钡元素，但不一定是钡盐，也可能是氢氧化钡，故B错误；含有HSO的溶液也可以和盐酸反应生成二氧化硫，故C错误；向某溶液中滴加NaOH溶液，加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明产生了氨气，则原溶液含有NH，故D正确。3. (2021·惠州模拟)自然界中时刻存在着氮气的转化。实现氮气按照一定方向转化一直是科学领域研究的重要课题，如图为N2分子在催化剂的作用下发生的一系列转化示意图。下列叙述正确的是(　　)A．N2→NH3，NH3→NO均属于氮的固定B．在催化剂a作用下，N2发生了氧化反应C．催化剂a、b表面均发生了极性共价键的断裂D．使用催化剂a、b均可以提高单位时间内生成物的产量解析：选D　氮的固定是指氮由游离态转变为化合态，N2→NH3的反应为氮的固定，但NH3→NO的反应没有氮气参与，不属于氮的固定，故A错误；由示意图可知，在催化剂a作用下，氮元素化合价降低被还原，氮气发生还原反应，故B错误；由示意图可知，催化剂a的表面只发生了非极性共价键的断裂，没有发生极性共价键的断裂，故C错误；使用催化剂a、b可加快反应速率，能提高单位时间内生成物的产量，故D正确。4．(2021·珠海模拟)某化学兴趣小组进行了有关Cu、稀硝酸、稀硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示。下列有关说法正确的是(　　)A．实验①中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，说明HNO3被Cu还原为NO2B．实验③中滴加稀硫酸，铜片继续溶解，说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸的强C．实验③发生反应的化学方程式为3Cu＋Cu(NO3)2＋4H2SO4===4CuSO4＋2NO↑＋4H2OD．由上述实验可得出结论：Cu在常温下既可以和稀硝酸反应，又可以和稀硫酸反应解析：选C　稀硝酸被Cu还原为NO，故A错误；Cu与稀硫酸不反应，但硝酸铜在酸性条件下具有硝酸的强氧化性，继续与Cu反应，稀硫酸的氧化性比稀硝酸弱，故B错误；实验③发生反应的化学方程式为3Cu＋Cu(NO3)2＋4H2SO4===4CuSO4＋2NO↑＋4H2O，故C正确；由上述实验可得出结论：Cu在常温下可以和稀硝酸反应，故D错误。5.一定温度下，探究铜与稀HNO3反应过程如下：下列说法不正确的是(　　)A．过程Ⅰ中生成无色气体的离子方程式是3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2OB．步骤Ⅲ反应速率比Ⅰ快的原因是NO2溶于水，使c(HNO3)增大C．由实验可知，NO2对该反应具有催化作用D．当活塞不再移动时，再抽入空气，铜可以继续溶解解析：选B　A项，过程Ⅰ中铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，正确；B项，步骤Ⅲ中硝酸的浓度没有Ⅰ中大，因为部分硝酸转化成了一氧化氮，因此反应速率比Ⅰ快的原因不可能是c(HNO3)增大，错误；C项，由实验可知，步骤Ⅲ反应速率比Ⅰ快，说明NO2对该反应具有催化作用，正确；D项，当活塞不再移动时，再抽入空气，一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮溶于水生成硝酸，能够与铜继续反应，正确。6．在100 mL 稀HNO3和稀H2SO4组成的混合溶液中，两种酸的物质的量浓度之和为0.4 mol·L－1。向该溶液中加入足量的铜粉后加热，充分反应后，所得溶液中Cu2＋的物质的量浓度最大值为(反应前后溶液体积变化忽略不计)(　　)A．0.15 mol·L－1　　　　　　 B．0.24 mol·L－1C．0.30 mol·L－1    D．0.36 mol·L－1解析：选B　反应的离子方程式为3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，铜足量，由上述反应方程式可知，NO和H＋的物质的量之比为1∶4时，反应生成的铜离子物质的量最大，设HNO3、H2SO4各为x mol、y mol，则n(NO)∶n(H＋)＝x∶(x＋2y)＝1∶4，x＋y＝0.4 mol·L－1×0.1 L，解得x＝0.016 mol、y＝0.024 mol，由方程式可知，生成铜离子的物质的量为0.016 mol×＝0.024 mol，故铜离子的最大浓度为＝0.24 mol·L－1。7．(2021·邯郸模拟)资料显示：一定条件下NH3能还原CuO。为了证明资料的真实性，利用下列装置(含药品)进行实验，其中错误的是(　　)解析：选A　氯化铵分解生成氨和氯化氢，在试管口附近氨和氯化氢相遇又生成了白色固体氯化铵，故不能用于制备氨，选项A错误；可以在硬质玻璃管中进行氨还原氧化铜的反应，选项B正确；碱石灰可以干燥氨，选项C正确；氨极易溶于稀硫酸，该装置吸收尾气中的氨可以防止倒吸，选项D正确。8．(2021·青岛模拟)三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂，其催化剂表面物质转化的关系如图所示，下列说法正确的是(　　)A．在转化过程中，氮元素均被还原B．依据图示判断催化剂不参与储存和还原过程C．还原过程中生成0.1 mol N2，转移电子数为2 molD．三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、CxHy、NOx三种成分的净化解析：选D　根据图示可知，NOx与BaO、O2转化成Ba(NO3)2的过程中，N元素化合价升高被氧化，故A错误；根据图示可知，BaO为催化剂，NOx与BaO、O2转化成Ba(NO3)2时，BaO参与储存N元素，故B错误；还原过程中生成0.1 mol N2，转移电子的物质的量为0.1 mol×(5－0)×2＝1 mol，故C错误；整个过程中，CO、CxHy、NOx转化成CO2、H2O、N2，说明三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、CxHy、NOx三种成分的净化，故D正确。9．在标准状况下将1.92 g铜粉投入一定量浓HNO3中，随着铜粉的溶解，反应生成的气体颜色逐渐变浅，当铜粉完全溶解后共收集到由NO2和NO组成的混合气体1.12 L，则混合气体中NO的体积为(　　)A．112 mL　　　　　　　　　 B．1 008 mLC．224 mL    D．448 mL解析：选A　混合气体的总物质的量为1.12 L÷22.4 L·mol－1＝0.05 mol，1.92 g铜粉的物质的量为＝0.03 mol。设NO的物质的量为n1 mol，则NO2的物质的量为(0.05－n1)mol，根据得失电子守恒得3n1＋(0.05－n1)×1＝0.03×2，解得n1＝0.005 mol，V(NO)＝0.005 mol×22.4 L·mol－1＝0.112 L＝112 mL。10．(2021·甘肃武威模拟)氮元素形成的化合物种类十分丰富。请根据以下工业制硝酸的原理示意图回答含氮化合物相关的问题：(1)下列有关NH3的说法中，不正确的是________(双选，填标号)。A．工业合成NH3需要在高温高压催化剂下进行B．NH3可用来生产碳铵和尿素等化肥C．NH3可用浓硫酸或无水氯化钙干燥D．NH3受热易分解，须置于冷暗处保存(2)NH3易溶于水，标准状况下，用充满NH3的烧瓶做喷泉实验，水充满整个烧瓶后所形成溶液的物质的量浓度为________mol·L－1。(3)氨气燃烧的化学方程式为_________________________________________________。(4)HNO3是一种重要的化工原料，工厂生产出的浓硝酸可用铝槽车或铁槽车来运输。在常温下能使铝、铁钝化，说明浓硝酸具有很强的__________性。(5)“吸收塔” 尾部会有含NO、NO2等氮氧化物的尾气排出，为消除它们对环境的破坏作用，通常用以下两种方法处理：①纯碱溶液吸收法。纯碱溶液与NO2的反应原理为Na2CO3＋2NO2===NaNO3＋________＋CO2(请填写完成化学方程式)。②氨转化法。已知7 mol氨恰好能将含NO和NO2共6 mol 的混合气体完全转化为N2则混合气体中NO和NO2的物质的量之比为________，若用通式NOx表示氮氧化物，则每摩尔氨可将________mol的NOx转化为N2。解析：(1)A项，工业合成NH3的反应条件是高温、高压、催化剂，正确；B项，NH3可与碳酸等反应生成碳铵等，也可以与二氧化碳反应生成尿素，正确；C项，NH3可与硫酸或氯化钙发生化合反应，不正确；D项，NH3不易分解，不正确。C、D符合题意。(2)水充满整个烧瓶后所形成溶液的物质的量浓度为 mol·L－1≈0.045 mol·L－1。(3)氨气燃烧的化学方程式为4NH3＋3O22N2＋6H2O。(4)在常温下浓硝酸能使铝、铁钝化，说明其具有很强的氧化性。(5)①纯碱溶液与NO2的反应原理为Na2CO3＋2NO2===NaNO3＋NaNO2＋CO2。根据质量守恒定律可知，除NaNO3和CO2外，另一种产物为NaNO2。②7 mol氨失去21 mol电子，根据题意和电子守恒可得n(NO)＋n(NO2)＝6 mol，2n(NO)＋4n(NO2)＝21 mol，解得n(NO)＝1.5 mol，n(NO2)＝4.5 mol，则混合气体中NO和NO2的物质的量之比为1∶3，若用通式NOx表示氮氧化物，反应过程中NOx分子得到2xe－，则每摩尔氨可将 mol的NOx转化为N2。 答案：(1)CD　(2)(或0.045)(3)4NH3＋3O22N2＋6H2O(4)氧化　(5)①NaNO2　②1∶3　11．(2021·启东模拟)N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物，含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。(1)N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为____________________________。(2)NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收，主要反应为NO＋NO2＋2OH－===2NO＋H2O　2NO2＋2OH－===NO＋NO＋H2O①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有________(填字母)。A．加快通入尾气的速率B．采用气、液逆流的方式吸收尾气C．吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到NaNO2晶体，该晶体中的主要杂质是________(填化学式)；吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是____________(填化学式)。(3)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同，NO转化为NO的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。①在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl－和NO，其离子方程式为______________________________________________________________________。②NaClO溶液的初始pH越小，NO转化率越高。其原因是____________________________________________________________________。解析：(1)NH3与O2在加热和催化剂作用下发生氧化还原反应生成N2O，根据得失电子守恒和原子守恒可知反应有水生成，配平化学方程式为2NH3＋2O2N2O＋3H2O。(2)①加快通入尾气的速率，不能提高尾气中NO和NO2的去除率，不选A；采用气、液逆流的方式吸收尾气，可使气液充分接触，能提高尾气中NO和NO2的去除率，选B；定期补充适量的NaOH溶液可增大反应物浓度，能提高尾气中NO和NO2的去除率，选C；②由吸收反应：NO＋NO2＋2OH－===2NO＋H2O，2NO2＋2OH－===NO＋NO＋H2O可知，反应后得到NaNO2和NaNO3混合溶液，经浓缩、结晶、过滤得到NaNO2和NaNO3晶体，因此得到的NaNO2晶体混有NaNO3；由吸收反应可知，若NO和NO2的物质的量之比大于1∶1，NO不能被完全吸收，因此，吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是NO。(3)①在酸性的NaClO溶液中，次氯酸根离子和氢离子结合生成HClO，HClO和NO发生氧化还原反应生成NO和Cl－，根据得失电子守恒及电荷守恒、原子守恒，配平离子方程式为2NO＋3HClO＋H2O===2NO＋3Cl－＋5H＋；②在相同条件下，氧化剂的浓度越大，氧化能力越强，在酸性NaClO溶液中，溶液pH越小，溶液中HClO浓度越大，氧化NO的能力越强。答案：(1)2NH3＋2O2N2O＋3H2O(2)①BC　②NaNO3　NO(3)①3HClO＋2NO＋H2O===3Cl－＋2NO＋5H＋　②溶液pH越小，溶液中HClO的浓度越大，氧化NO的能力越强12．某化学自主实验小组通过实验探究NH3、NO2的性质。探究Ⅰ：利用如图所示装置探究NO2能否被NH3还原(K1、K2为止水夹，夹持固定装置略去)。(1)A装置中制取NH3的化学方程式是________________________________________________________________________________________________________。(2)甲、乙分别是________(填字母)。a．浓硫酸、碱石灰　　　 B．碱石灰、碱石灰c．碱石灰、无水氯化钙    D．五氧化二磷、五氧化二磷(3)若NO2能够被NH3还原，预期C装置中能观察到的现象是____________________。(4)此实验装置存在一个明显的缺陷是_________________________________。探究Ⅱ：探究NO2、O2混合气体的喷泉实验。(5)请在G装置中的虚线上描出导管实线图。(6)G装置中浓硫酸有三种作用：混合NO2、O2气体；干燥NO2、O2；_________________。(7)将G装置上面的圆底烧瓶收集满气体进行喷泉实验，若混合气体全部被吸收，则所得溶液物质的量浓度为________ mol·L－1(保留两位有效数字)。解析：(1)将浓氨水滴入生石灰中，发生反应：CaO＋NH3·H2O===NH3↑＋Ca(OH)2，放出氨气。(2)干燥氨只能用碱石灰，干燥二氧化氮可用五氧化二磷固体或无水氯化钙。(3)如果能反应，消耗NO2使装置中混合气体颜色变浅。(4)由于NH3、NO2均能污染空气，所以与它们相关的实验均应有尾气吸收装置。(5)O2、NO2密度比空气大，故应进气管短，出气管长。(6)观察气泡的速率控制混合气体的比例。(7)烧瓶中充满溶液，反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3恰好发生，HNO3的物质的量是恰好完全反应的NO2和O2(体积比4∶1)总物质的量的，溶液体积等于恰好完全反应的NO2和O2的总体积，设烧瓶中恰好完全反应的NO2和O2的总体积为V，则溶液浓度为＝× mol·L－1，即c(HNO3)≈0.036 mol·L－1。答案：(1)CaO＋NH3·H2O===NH3↑＋Ca(OH)2(2)c　(3)混合气体颜色变浅(4)缺少尾气吸收装置(5)(进气管短，出气管长)(6)观察气泡的生成速率，控制混合气体的比例(7)0.036 考纲要求★靶向明确1．了解C、Si元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及应用。2．了解C、Si元素单质及其重要化合物对环境的影响。3．了解无机非金属材料的性质和用途。知识点一　碳、硅单质及其氧化物 【考必备·清单】1．碳、硅的存在形态、物理性质和用途 碳 硅 存在形态游离态和化合态 化合态 单质结构金刚石：正四面体空间网状结构石墨：层状结构C60：足球形分子晶体硅：正四面体空间网状结构物理性质金刚石：熔点高、硬度大石墨：硬度小、电的良导体晶体硅：灰黑色固体，有金属光泽、熔点高、硬度大，有脆性用途金刚石用于制造切割刀具；石墨用于制造电极、铅笔芯 半导体材料和合金材料 [名师点拨]　(1)碳单质的结构不同导致物理性质不同，但化学性质相似。(2)同素异形体之间的转化是化学变化，但不是氧化还原反应。2．碳、硅单质的化学性质(1)碳单质的化学性质——还原性①能与O2反应(用化学方程式表示)O2不足：2C＋O22CO；O2充足：C＋O2CO2。②能与其他物质的反应(用化学方程式表示)a．能与CuO反应：C＋2CuO2Cu＋CO2↑(可用于金属的冶炼)；b．能与CO2反应：C＋CO22CO；c．能与水蒸气反应：C＋H2O(g)CO＋H2(制水煤气)；d．能与浓硫酸反应：C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。(2)硅单质的化学性质——还原性①能与O2反应：Si＋O2SiO2；②能与氢氟酸反应(用化学方程式表示，下同)：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑；③能与NaOH溶液反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。3．硅的制备(1)原料：二氧化硅、焦炭。(2)原理：SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑。(3)提纯：Si(粗)＋2Cl2SiCl4，SiCl4＋2H2Si(纯)＋4HCl。4．碳和硅的氧化物(1)一氧化碳：无色无味的有毒气体，不溶于水，可用作气体燃料和冶金工业的还原剂。(2)二氧化碳和二氧化硅 二氧化硅二氧化碳类别均为酸性氧化物结构由氧、硅原子构成空间网状结构直线形结构，存在单个CO2分子物理性质硬度大，熔、沸点高，常温下为固体，不溶于水熔、沸点低，常温下为气体，微溶于水化学性质      与水反应不反应CO2＋H2OH2CO3与酸反应只与氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O不反应能与碱(NaOH)反应SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)CO2少量：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O；CO2过量：CO2＋NaOH===NaHCO3能与盐反应如与Na2CO3反应：SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑如与Na2SiO3反应：Na2SiO3＋H2O＋CO2(不足)===H2SiO3↓＋Na2CO3或Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(足量)===H2SiO3↓＋2NaHCO3能与碱性氧化物反应如与CaO反应：SiO2＋CaOCaSiO3如与Na2O反应：Na2O＋CO2===Na2CO3用途光导纤维、光学仪器、电子部件制饮料、制碳酸盐 [名师点拨]　(1)CO2与水反应生成碳酸，但SiO2不溶于水，不能用SiO2与水反应制备硅酸。(2)SiO2既能与HF反应，又能与NaOH溶液反应，但SiO2不是两性氧化物。【夯基础·小题】1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)CO2是一种常用灭火剂，故Na、Mg着火时可用CO2灭火(　　)(2)碳、硅在自然界中的存在形式既有游离态又有化合态(　　)(3)晶体硅熔点高、硬度大，故可用于制作半导体材料(　　)(4)SiO2是酸性氧化物，可溶于强碱，不溶于任何酸(　　)(5)SiO2具有导电性，故可用于制备光导纤维(　　)(6)Na2CO3溶液贮存在带有玻璃塞的玻璃试剂瓶中(　　)答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×2．如何解决好碳排放问题是关系到人类可持续发展的重大课题之一。目前，采用较多的方法是对二氧化碳进行捕集封存和富集再利用。下列与二氧化碳有关的叙述正确的是(　　)A.CO2是形成酸雨的主要物质B．CO2导致温室效应，是一种大气污染物C．CO2(g)＋C(s)2CO(g)　ΔH＞0，高温有利于该反应自发进行D．实验室常用大理石与稀盐酸或稀硫酸反应制取二氧化碳解析：选C　CO2不是大气污染物，也不能形成酸雨，A、B错；C项为熵增的吸热反应，高温有利于自发进行。3．从石英砂制取高纯硅的主要化学反应如下：①SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑②Si(粗)＋2Cl2SiCl4③SiCl4＋2H2Si(纯)＋4HCl关于上述反应的叙述不正确的是(　　)A．①③是置换反应，②是化合反应B．高温下，焦炭与氢气的还原性均强于硅C．任一反应中，每消耗或生成28 g硅，均转移4 mol电子D．高温下在炉子里将石英砂、焦炭、氯气、氢气按比例混合就能得到高纯硅解析：选D　在氧化还原反应中，还原剂的还原性比还原产物的还原性强，B正确；根据元素化合价的变化，每消耗或生成28 g(1 mol)硅，均转移4 mol电子，C正确；题中的三个反应是在三个不同反应器中发生的，D错误。知识点二　硅酸、硅酸盐和无机非金属材料【考必备·清单】1．硅酸(1)弱酸性：H2SiO3难溶于水，其酸性比碳酸弱，不能使指示剂变色，能与强碱(如NaOH)反应，化学方程式为H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。(2)不稳定性：H2SiO3不稳定，受热易分解，化学方程式为H2SiO3SiO2＋H2O。(3)硅酸的制备及硅胶①制备原理：可溶性硅酸盐(如Na2SiO3)与较强的酸(如盐酸)反应，化学方程式为Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl。②硅胶：硅酸在水中易聚合形成硅酸凝胶，经干燥脱水后即得硅胶，常用作干燥剂和催化剂的载体。2．硅酸盐(1)硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的重要成分。(2)硅酸盐组成的表示方法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：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，不同氧化物间以“·”隔开。②各元素的化合价保持不变，且满足化合价代数和为零，各元素原子个数比符合原来的组成。如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2，长石(KAlSi3O8)可表示为K2O·Al2O3·6SiO2。(3)硅酸钠①物理性质：白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显性。②化学性质：能与酸性较硅酸强的酸反应a．与盐酸反应的化学方程式：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓。b．与少量CO2水溶液反应的化学方程式：Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓。③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。3．无机非金属材料(1)传统无机非金属材料(如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料) 水泥玻璃陶瓷生产原料石灰石、黏土纯碱、石灰石、石英砂黏土主要设备水泥回转窑玻璃窑陶瓷窑 玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑。(2)新型无机非金属材料：如高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等。[名师点拨]　(1)玻璃中含有二氧化硅，因此氢氟酸可用于雕刻玻璃，盛放氢氟酸不用玻璃瓶而用塑料瓶。(2)NaOH溶液可以用玻璃瓶盛放，但不能用玻璃塞而使用橡胶塞。【夯基础·小题】1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料(　　)(2)水玻璃是一种特殊的玻璃，泡花碱属于碱(　　)(3)瓷坩埚可用于加热熔化烧碱或纯碱(　　)(4)普通玻璃、石英玻璃、水泥、玛瑙都属于硅酸盐产品(　　)(5)硅胶多孔，吸水能力强，常用作袋装食品的干燥剂和抗氧化剂(　　)(6)反应①Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓，反应②Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑，两反应是相互矛盾的，不可能都发生(　　)答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×2．下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中不正确的是(　　)A．这是一种矿物胶，既不易燃烧也不易腐蚀B．在建筑工业上可以作黏合剂、耐酸水泥掺料C．木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧D．水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质解析：选D　水玻璃是一种矿物胶，可作黏合剂、耐酸水泥掺料，木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧，水玻璃的化学性质稳定，但在空气中易与二氧化碳反应生成硅酸。3．下列关于材料的叙述中正确的是(　　)A．氮化硅陶瓷耐高温，可用来制造汽车发动机B．钢化玻璃属于新型无机非金属材料C．水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料都不溶于水，所以硅酸盐都不溶于水D．新型陶瓷材料种类很多，但是都属于硅酸盐解析：选A　钢化玻璃是把普通玻璃高温软化，迅速降温获得的机械强度增大的玻璃，成分还是硅酸盐，属于传统的无机非金属材料，所以B错误；大多数硅酸盐都难溶于水，但是Na2SiO3是可溶的，所以C错误；新型陶瓷中的压电陶瓷就不属于硅酸盐，所以D错误。【新教材·应用】高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域。利用其半导体性能可以制成计算机、通信设备和家用电器等的芯片，以及光伏电站、人造卫星和电动汽车等的硅太阳能电池。制造硅太阳能电池和芯片的高纯硅可以用以下方法：[问题探究](1)上述生产过程中，属于置换反应的有________(填反应代号)。提示：①③。反应①为SiO2＋2CSi＋2CO↑，属于置换反应；反应②为化合反应，反应③为SiCl4＋2H2Si＋4HCl，属于置换反应。(2)SiO2既溶于NaOH溶液又溶于氢氟酸，SiO2是两性氧化物吗？为什么？提示：不是。因为SiO2与氢氟酸反应不生成盐和水。(3)材料表明，①反应在碳过量时会生成副产物SiC。①试写出生成SiC的化学方程式_________________________________。提示：Si＋CSiC(或SiO2＋3CSiC＋2CO↑)。②取18 g SiO2和8.4 g碳充分反应后收集到标准状况下CO气体13.44 L，固体产物只有Si和SiC，则Si和SiC的物质的量之比为________。提示：2∶1。18 g SiO2的物质的量为0.3 mol，8.4 g碳的物质的量为0.7 mol，而CO的物质的量为0.6 mol，由碳守恒可知SiC为0.1 mol，则Si为0.2 mol。随堂检测反馈1．(2020·浙江7月选考)Ca3SiO5是硅酸盐水泥的重要成分之一，其相关性质的说法不正确的是(　　)A．可发生反应：Ca3SiO5＋4NH4ClCaSiO3＋2CaCl2＋4NH3↑＋2H2OB．具有吸水性，需要密封保存C．能与SO2反应生成新盐D．与足量盐酸作用，所得固体产物主要为SiO2解析：选D　加热时氯化铵分解生成HCl和氨气，HCl与Ca3SiO5反应得到硅酸钙、氯化钙和水，A项正确；水泥吸水会变硬，需密封保存，B项正确；Ca3SiO5能与二氧化硫反应得到亚硫酸钙，C项正确；由上述分析可知，Ca3SiO5与足量盐酸反应得不到二氧化硅，D项错误。2．(2019·全国卷Ⅰ)陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一，其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是(　　)A．“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁B．闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成C．陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐D．陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点解析：选A　A错误，氧化铁的颜色为红棕色，不是青色；B、C、D正确，秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成；陶瓷的主要成分是硅酸盐，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点。3．(2019·北京高考)下列我国科研成果所涉及材料中，主要成分为同主族元素形成的无机非金属材料的是(　　) A.4.03米大口径碳化硅反射镜B.2022年冬奥会聚氨酯速滑服C.能屏蔽电磁波的碳包覆银纳D．“玉兔二号”钛合金筛网轮米线　　　　　　　　　 解析：选A　A正确，碳化硅材料属于无机非金属材料，且碳、硅元素属于同主族元素；B错误，聚氨酯属于合成高分子材料；C错误，碳包覆银纳米线不属于无机非金属材料；D错误，钛合金属于金属材料。4．下列关于硅及其化合物的描述中正确的是(　　)A．SiO2硬度大，可用于制造光导纤维B．在给定条件下，下列物质间转化可实现：CaCO3CaOCaSiO3C.硅太阳能电池工作时，光能转化成电能，该过程与氧化还原反应有关D．在给定条件下，下列物质间转化可实现：SiO2SiCl4Si解析：选B　SiO2可用于制造光导纤维的原因是其导光性能好，与硬度无对应关系，A错误；CaCO3高温分解生成CaO，CaO与SiO2在高温时反应生成CaSiO3，B正确；硅太阳能电池工作时，利用半导体的光电效应，将光能转化为电能，与氧化还原反应无关，C错误；SiO2不能与盐酸反应，D错误。[课时跟踪检测]                                                           1．(2021·长春模拟)中华优秀传统文化涉及很多的化学知识。下列有关说法不正确的是(　　)A．“自古书契多编以竹简，其用缣帛者(丝质品)谓之为纸”，这里的纸主要成分为纤维素B．中国蓝是古代人工合成的蓝色化合物，其化学式为BaCuSi4O10，可改写成BaO·CuO·4SiO2C．东汉魏伯阳在《周易参同契》中对汞的描述：“……得火则飞，不见埃尘，将欲制之，黄芽为根。”这里的黄芽是指硫D．《天工开物》记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无沙黏土而为之”。这里的瓦属于传统无机非金属材料，主要成分为硅酸盐解析：选A　“自古书契多编以竹简，其用缣帛者谓之为纸”，缣帛是丝织品，蚕丝的主要成分是蛋白质，故A错误；硅酸盐改写成氧化物形式时：活泼的金属氧化物写在前面，再写SiO2，含氢元素的H2O写在最后，所以BaCuSi4O10用氧化物形式表示：BaO·CuO·4SiO2，故B正确；液态的金属汞，受热易变成汞蒸气，汞属于重金属，能使蛋白质变性，属于有毒物质，但常温下，能和硫反应生成硫化汞，从而防止其变成汞蒸气，黄芽指呈淡黄色的硫黄，故C正确；择取无沙黏土而为之得到“瓦”，是传统无机非金属材料，主要成分为硅酸盐，故D正确。2．(2021·芜湖模拟)下列关于SiO2和CO2的叙述不正确的是(　　)A．都是共价化合物B．都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应C．都能溶于水且与水反应生成相应的酸D．SiO2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨解析：选C　SiO2和CO2都是共价化合物，A正确；都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应产生盐和水，B正确；SiO2不能溶于水且不能与水反应生成相应的酸，C错误；光在SiO2中可以全反射，因此SiO2可用于制光导纤维，固态CO2容易升华，升华时吸收大量的热，因此干冰可用于人工降雨，D正确。3．大多数物质的俗名是根据其特殊的物理性质或用途得来的。下列物质的俗名与化学式或用途不相符的一组是(　　)选项俗名主要成分(化学式)用途A石英SiO2集成电路板B纯碱Na2CO3制备玻璃C水玻璃Na2SiO3制备硅胶D铁红Fe2O3用作油漆和涂料 解析：选A　石英主要用于生产玻璃，也可用于制造光导纤维，晶体硅才用于制作集成电路板。4．有些科学家提出硅是“21世纪的能源”，下列说法正确的是(　　)A．晶体硅具有半导体性质，可用于生产光导纤维B．玻璃中含有的SiO2可与NaOH溶液反应，故常用NaOH溶液雕刻玻璃纹饰C．陶瓷、水泥、石英玻璃都属于硅酸盐材料D．硅酸盐Na2Fe2Si3O9用氧化物的形式可表示为Na2O·2FeO·3SiO2解析：选D　 A项，晶体硅具有半导体性质，可用于生产电脑芯片，二氧化硅可用于制造光导纤维，不正确；B项，玻璃中含有的SiO2可与NaOH溶液反应，但不能用NaOH溶液雕刻玻璃纹饰，因为玻璃表面是光滑的，不正确；C项，陶瓷、水泥属于硅酸盐材料，石英玻璃的主要成分是二氧化硅，不正确；D项，硅酸盐Na2Fe2Si3O9用氧化物的形式可表示为Na2O · 2FeO · 3SiO2，正确。5．下列说法不正确的是(　　)A．SiO2能与氢氟酸反应，因此可用氢氟酸刻蚀玻璃B．向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸制备硅酸凝胶C．氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，化学式为Si3N4D．石英是良好的半导体材料，可以制成光电池，将光能直接转化成电能解析：选D　 A项，SiO2能与氢氟酸反应，因此可用氢氟酸刻蚀玻璃，正确；B项，向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸制备硅酸凝胶，正确；C项，氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，化学式为Si3N4，正确；D项，硅是良好的半导体材料，可以制成光电池，将光能直接转化成电能，不是石英，错误。6．(2021·辛集模拟)能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是(　　)A．CO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水B．CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀C．高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2D．氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，其气体通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀解析：选B　酸性强弱与水溶性没有关系，则无法据此比较酸性强弱，故A错误；CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀，反应方程式是Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓，反应原理是强酸制弱酸，说明碳酸比硅酸酸性强，故B正确；比较强酸制取弱酸是在溶液中进行的反应，则在高温下固体之间的反应不能比较酸性强弱，故C错误；HCl通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，其气体通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀，根据强酸制弱酸，只能说明盐酸的酸性比碳酸强，可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀，可能为盐酸与硅酸盐的反应，无法确定碳酸与硅酸酸性的强弱，故D错误。7．(2021·衡水模拟)由二氧化硅制高纯硅的流程如图，下列判断中错误的是(　　)A.①②③均属于氧化还原反应B．氢气和氯化氢均可循环利用C．二氧化硅是一种坚硬难熔的固体D．三氯甲硅烷(SiHCl3)摩尔质量为135.5 g解析：选D　①②③反应前后元素化合价发生改变，故①②③发生的反应均是氧化还原反应，A正确；由二氧化硅制高纯硅的流程图中反应过程中生成氢气和氯化氢，同时氯化氢和氢气也作为反应物参与化学反应，故氢气和氯化氢均可循环利用，B正确；二氧化硅熔点比较高，硬度比较大，C正确；三氯甲硅烷(SiHCl3)摩尔质量为135.5 g·mol－1，D错误。8．(2021·阜阳模拟)《青花瓷》中所描述的“瓶身描述的牡丹一如你初妆”“色白花青的锦鲤跃然于碗底”等图案让人赏心悦目，但古瓷中所用颜料成分一直是个谜，近年来科学家才得知大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi2Ox，铜为＋2价)，下列有关硅酸铜钡的说法不正确的是(　　)A．可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2B．易溶解于强酸和强碱C．性质稳定，不易脱色D．x＝6解析：选B　硅酸盐用氧化物形式表示时，书写顺序为：活泼金属氧化物、不活泼金属氧化物、二氧化硅、水，所以硅酸铜钡用氧化物形式表示BaO·CuO·2SiO2，故A正确；硅酸铜钡能稳定存在，说明不易溶解于强酸和强碱，故B错误；青花瓷能长期不褪色，说明硅酸铜钡性质稳定不易脱色，故C正确；硅酸铜钡中Ba为＋2价、Cu为＋2价、Si为＋4价、O为－2价，根据化合价代数和等于0，可知x＝6，故D正确。9．(2021·浙大附中模拟)工业上利用无机矿物资源生产部分材料的流程示意图如下。下列说法正确的是(　　)(注：铝土矿中含有Al2O3、SiO2、Fe2O3)A．在铝土矿制备较高纯度Al的过程中只用到NaOH溶液、CO2气体B．石灰石、纯碱、石英、玻璃都属于盐，都能与盐酸反应C．在制粗硅时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2D．黄铜矿(CuFeS2)与O2反应产生的Cu2S、SO2均只是还原产物解析：选C　由铝土矿制备较高纯度Al，可用氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠溶液，过滤后通入CO2气体生成氢氧化铝，氢氧化铝分解生成氧化铝，电解氧化铝可生成铝，电解时为降低熔点，可加入冰晶石，A错误；石英主要成分为二氧化硅，不是盐，与盐酸不反应，且玻璃也与盐酸不反应，B错误；粗硅的反应：SiO2＋2CSi＋2CO↑，反应中SiO2为氧化剂，C为还原剂，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，C正确；黄铜矿(CuFeS2)与O2反应产生的Cu2S、SO2、FeO中CuO元素化合价降低，则Cu2S、FeO均是还原产物，SO2既是还原产物又是氧化产物，D错误。10．灼热的焦炭与水蒸气反应所得产物为H2、CO和少量CO2，为了检验产物中的H2和CO(设气体均被充分吸收)，设计如下实验装置，下列有关说法错误的是(　　)A．为了实验安全，应先点燃①处酒精灯，后点燃④处酒精灯B．②③⑤中依次盛装氢氧化钠溶液、浓硫酸和澄清石灰水C．④中黑色固体变红色，即可证明产物中一定含有H2和CO中的一种或两种D．若用碱石灰替换无水硫酸铜，也可以达到检验H2和CO的目的解析：选D　由图可知，①中C与水蒸气反应生成H2、CO和少量CO2，实验目的为检验产物中的H2和CO，则②中NaOH溶液可除去CO2，③中浓硫酸干燥气体，④中H2和CO均还原CuO，若无水硫酸铜变蓝，则检验出含有氢气，⑤中澄清石灰水变浑浊可检验出含有CO，最后处理尾气。A项，H2、CO不纯时加热易发生爆炸，则为了实验安全性，应先点燃①处酒精灯，排出装置中空气后点燃④处酒精灯，正确；B项，由上述分析可知，②、③、⑤中依次盛装氢氧化钠溶液、浓硫酸和澄清石灰水，正确；C项，H2和CO均还原CuO，当黑色氧化铜变红色，只能说明产物中一定含有H2和CO中的一种或两种，无法确定具体是哪种气体，正确；D项，若用碱石灰替换无水硫酸铜，碱石灰可吸收水、二氧化碳，不能检验氢气，故D错误。11．硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。(1)下列物质不属于硅酸盐的是________(填标号)。A．陶瓷　　　　　　　　 B．玻璃C．水泥    D．生石灰(2)SiO2是玻璃的主要成分之一，SiO2与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为__________________，工艺师常用________(填物质名称)来雕刻玻璃。(3)用Na2SiO3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明Na2SiO3可用作______________。Na2SiO3可通过SiO2与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是________(填标号)。A．普通玻璃坩埚     B．石英玻璃坩埚C．氧化铝坩埚    D．铁坩埚(4)工业上常用2C＋SiO2Si＋2CO↑制备粗硅，该反应物中所含元素化合价升高的物质是________(填化学式，下同)，氧化剂是________。解析：(1)生石灰(CaO)不含Si元素，不属于硅酸盐。(2)SiO2与NaOH溶液反应的化学方程式为SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，SiO2与HF反应，所以通常用氢氟酸来雕刻玻璃。(3)Na2SiO3水溶液又称“水玻璃”，具有阻燃的功能，因此可用作防火剂。含有SiO2的坩埚可与Na2CO3反应，Al2O3也可与Na2CO3反应。答案：(1)D(2)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O　氢氟酸(3)防火剂　D　(4)C　SiO212．晶体硅是信息科学和能源科学中的一种重要材料，可用于制芯片和太阳能电池等。以下是工业上制取纯硅的一种方法：请回答下列问题(各元素用相应的元素符号表示)：(1)在上述生产过程中，属于置换反应的有________(填反应代号)。(2)写出反应③的化学方程式_________________________________________________。(3)化合物W的用途很广，通常可用作建筑工业和造纸工业的黏合剂，可作肥皂的填充剂，是天然水的软化剂。将石英砂和纯碱按一定比例混合加热至1 373～1 623 K反应，生成化合物W，其化学方程式是_____________________________________________。(4)A、B、C三种气体在“节能减排”中作为减排目标的一种气体是________(填化学式)；分别通入W溶液中能得到白色沉淀的气体是____________(填化学式)。(5)工业上合成氨的原料H2的制法是先把焦炭与水蒸气反应生成水煤气，再提纯水煤气得到纯净的H2，提纯水煤气得到纯净的H2的化学方程式为_____________________________________________________________________________________________。解析：反应①为石英砂和焦炭生成粗硅和一氧化碳的反应：SiO2＋2CSi＋2CO↑，属于置换反应；反应②是Si＋3HClSiHCl3＋H2，属于置换反应；反应③是SiHCl3＋H2Si＋3HCl，属于置换反应；反应④为特定条件下的反应：CO＋H2OH2＋CO2，不属于置换反应。A、B、C分别为CO、CO2、HCl，其中CO2是温室气体，是节能减排的目标气体；CO2和HCl通入W(硅酸钠)溶液中能够生成白色沉淀(硅酸)。答案：(1)①②③(2)SiHCl3＋H2Si＋3HCl(3)SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑(4)CO2　CO2和HCl(5)CO＋H2OCO2＋H2、CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O13．(2021·大连模拟)高纯硅是制作光伏电池的关键材料，如图是一种生产高纯硅的工艺流程示意图：已知：①流化床反应器的主反应：Si＋3HClSiHCl3＋H2；②还原炉的主反应：SiHCl3＋H2Si＋3HCl；③SiHCl3极易水解：SiHCl3＋3H2O===H2SiO3＋H2↑＋3HCl↑。回答下列问题：(1)石英砂的主要成分为SiO2，SiO2是一种酸性氧化物，能与烧碱反应生成盐和水，下列物质中也能与烧碱反应生成盐和水的是________(填标号)。A．Al    B．Al2O3C．CuO    D．NaHCO3SiO2还能在一种常见的酸中溶解，生成一种气态含硅物质，这种酸的电子式为____________。(2)电弧炉中生成粗硅，反应的化学方程式为____________。若电弧炉中焦炭过量，还会有SiC生成，石英砂和焦炭生成SiC的反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为____________。(3)整个操作流程都需隔绝空气，原因是_________________________________________________________________________________________________________________(答出两条即可)。(4)流化床反应器中除SiHCl3外，还可能发生副反应，生成其他含硅化合物(如SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等)，可以用分馏的方法加以分离，该操作方法的理论依据是________________________________________________________________________。(5)上述操作流程中可以循环利用的物质是_____________________________________。解析：(1)铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，故A不符合题意；氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，故B符合题意；氧化铜与氢氧化钠溶液不反应，故C不符合题意；碳酸氢钠与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，故D符合题意；SiO2还能在一种常见的酸中溶解，生成一种气态含硅物质，这种酸为HF，HF属于共价化合物，其电子式为。(2)二氧化硅与碳在高温下反应生成粗硅和CO，对应的化学方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑，石英砂和焦炭生成SiC的反应为SiO2＋3CSiC＋2CO↑，C元素化合价由0价降低为－4价，由0价升高为＋2价，C既是氧化剂又是还原剂，根据氧化还原规则，氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2。(3)根据上述流程以及相关信息可知SiHCl3极易水解，反应过程中会产生氢气，而空气中含有氧气和水蒸气，因此整个操作流程都需隔绝空气，原因是防止SiHCl3发生水解，防止硅被氧化，防止氢气与氧气反应而发生爆炸。(4)分馏或蒸馏主要是通过互溶液体混合物沸点不同进行物质分离的方法，因此分馏操作的理论依据是各组分沸点相差较大。(5)根据流程转化示意图分析可知上述操作流程中可以循环利用的物质是H2、HCl。答案：(1)BD　　(2)SiO2＋2CSi＋2CO↑　1∶2　(3)防止SiHCl3发生水解、防止硅被氧化、防止氢气与氧气反应而发生爆炸　(4)各组分沸点相差较大　(5)H2、HCl 考纲要求★靶向明确1．掌握常见金属(如Na、Mg、Al、Fe、Cu等)及其重要化合物的主要性质及应用。2．掌握常见非金属元素(如H、C、N、O、Si、S、Cl等)单质及其重要化合物的主要性质及应用。3．了解常见非金属元素(如H、C、N、O、Si、S、Cl等)单质及其重要化合物对环境的影响。考点一　常见无机物的性质及应用【提素能·归纳】 物质性质应用(1)浓硫酸具有吸水性作干燥剂(不能干燥NH3、H2S、HI)(2)生石灰、无水氯化钙能与水反应可作(食品)干燥剂(3)硅胶能吸收水分可作(袋装食品)干燥剂(4)硅是常用的半导体材料可作太阳能电池板(5)SiO2存在光的全反射可作光导纤维(6)4HF＋SiO2===2H2O＋SiF4↑用氢氟酸雕刻玻璃(7)ClO2具有较强的氧化性用于自来水的杀菌消毒(8)次氯酸盐具有强氧化性可作杀菌消毒剂，还可作漂白剂(9)碘酸钾在常温下稳定食盐中的加碘物质(10)浓氨水具有挥发性和还原性用浓氨水检验输送氯气的管道是否漏气(11)二氧化硫具有漂白性二氧化硫可以用来漂白纸浆、草帽辫等(12)NaHCO3受热分解生成CO2、能与酸反应可用作焙制糕点的膨松剂、胃酸中和剂(13)Na2O2与H2O、CO2反应均生成O2作供氧剂(14)硅酸钠的水溶液是一种无机黏合剂盛放碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞(15)Al具有良好的延展性和抗腐蚀性常用铝箔包装物品(16)常温下，铝、铁遇浓硫酸、浓硝酸钝化可盛装、运输浓硫酸、浓硝酸(17)铝有还原性，与氧化铁反应放出大量的热可用于焊接铁轨(18)Al3＋水解生成的氢氧化铝胶体具有吸附性明矾作净水剂(混凝剂)(19)小苏打溶液和硫酸铝溶液反应生成二氧化碳可以作泡沫灭火器(20)明矾溶液显酸性利用明矾溶液清除铜镜表面的铜锈 (21)Al(OH)3有弱碱性可用于中和胃酸(22)Fe具有还原性防止食品氧化变质(23)K2FeO4是强氧化剂，还原产物Fe3＋水解生成氢氧化铁胶体K2FeO4作新型消毒剂、净水剂(24)FeCl3溶液具有较强氧化性FeCl3溶液腐蚀Cu刻制印刷电路板(25)CuSO4使蛋白质变性误服CuSO4溶液，喝蛋清或豆浆解毒(26)BaSO4不溶于水，不与胃酸反应在医疗上进行胃部造影前，BaSO4作患者服用的“钡餐”(27)干冰升华吸收大量的热人工降雨(28)液氨汽化吸收大量的热作制冷剂 【练能力·突破】1．(2021·如皋模拟)下列有关物质的性质描述正确的是(　　)A．Fe(OH)3溶于氢碘酸生成FeI3B．Na与CuSO4水溶液反应析出CuC．Fe和水蒸气高温下生成Fe2O3D．稀盐酸与Na2SiO3溶液混合产生H2SiO3解析：选D　铁离子能氧化碘离子，Fe(OH)3溶于氢碘酸生成FeI2、I2和H2O，A错误；Na是活泼的金属，与CuSO4水溶液反应生成Cu(OH)2、H2和Na2SO4，B错误；Fe和水蒸气高温下生成Fe3O4、H2，C错误；稀盐酸与Na2SiO3溶液混合产生H2SiO3沉淀和氯化钠，D正确。2．(2021·南京模拟)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是(　　)A．NH3具有还原性，可用作制冷剂B．NaClO溶液显碱性，可用作杀菌消毒剂C．浓硫酸具有吸水性，可用作干燥剂D．Al2O3具有两性，可用作耐高温材料解析：选C　液氨汽化能够吸收大量热，因此可作制冷剂，A项错误；NaClO溶液具有较强的氧化性，因此可用作杀菌消毒剂，B项错误；浓硫酸具有吸水性，因此可用作干燥剂，C项正确；Al2O3具有很高的熔点，因此可用作耐高温材料，D项错误。考点二　常见无机物的转化关系【提素能·归纳】1．直线型转化关系ABC物质X实例O2Na―→Na2O―→Na2O2N2―→NO―→NO2或NH3―→NO―→NO2S―→SO2―→SO3或H2S―→SO2―→SO3C―→CO―→CO2或CH4―→CO―→CO2CO2NaOHNa2CO3NaHCO3强酸(如盐酸)AlOAl(OH)3Al3＋　COHCOCO2↑强碱(如NaOH)Al3＋Al(OH)3AlOFeCl2FeCl3FeCl2CO2CO2CO 2．交叉型转化关系3．三角型转化关系【练能力·突破】1．(2021·忻州模拟)给定条件下，下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是(　　)A．Al2O3AlNaAlO2(aq)B．浓缩海水Br2Br－Br2C．SiSiO2H2SiO3Na2SiO3D．NaOH(aq)Cu(OH)2悬浊液Cu2O解析：选B　铝的活泼性强于铁，氧化铝和铁在加热的条件下不能反应，铝和氢氧化钠溶液可以发生一步转化制得偏铝酸钠和氢气，故A不符合题意；提溴的工艺是在预先浓缩并酸化的海水中，通入足量的氯气发生反应，然后使生成的溴单质与吸收剂二氧化硫反应转化为氢溴酸以达到富集溴元素的目的，发生还原反应，再通入适量氯气氧化溴离子为溴单质，物质间转化均能一步实现，故B符合题意；硅在加热的条件下与氧气一步反应制得二氧化硅，二氧化硅不能和水反应，硅酸和氢氧化钠可以一步反应制得硅酸钠和水，故C不符合题意；溶液中氢氧化钠和硫酸铜可以发生一步反应制得氢氧化铜和硫酸钠，氢氧化铜悬浊液在葡萄糖存在的条件下生成氧化亚铜，在淀粉存在的条件下不能发生反应，故D不符合题意。2．已知A、B、C、D是中学化学的常见物质，且A、B、C均含有同一种元素。在一定条件下它们之间的相互转化关系如图所示(部分反应中的H2O已略去)：请回答下列问题：(1)若A可用于自来水消毒，D是生产、生活中用量最大、用途最广的金属单质，加热蒸干B的溶液不能得到B，则B的化学式是________；工业上制取A的离子方程式为________________________________________________________________________。(2)若A是一种碱性气体，常用作制冷剂，B是汽车尾气之一，遇空气会变色，则反应①的化学方程式为_____________________________________________________________________________________________________________________________。(3)若D是氯碱工业的主要产品之一，B物质具有两性，则反应②的离子方程式是________________________________________________________________________。(4)若A、C、D都是常见气体，C是导致酸雨的主要气体，则反应③的化学方程式为________________________________________________________________________。某同学将搜集到的一定量的酸雨保存在密闭容器中，每隔一定时间测酸雨的pH，发现在起始一段时间内，酸雨的pH呈减小趋势，用离子方程式解释原因：_______________________________________________________________________________________________。解析：(1)氯气常用于自来水消毒，则A为Cl2；铁是使用最广泛的金属单质，D是铁，则B为FeCl3，C是FeCl2。(2)碱性气体为NH3，汽车尾气中遇空气会变色的气体是NO。(3)常见的两性物质是Al2O3和Al(OH)3，D、C分别为NaOH和NaAlO2，故B为Al(OH)3。(4)导致酸雨的主要气体是SO2，A与SO2均含有硫元素，且二者反应生成硫单质，故A为H2S。酸雨的主要成分是H2SO3，在放置过程中被氧化为H2SO4，酸性增强。答案：(1)FeCl3　2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑(2)4NH3＋5O24NO＋6H2O(3)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O(4)2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O2H2SO3＋O2===4H＋＋2SO考点三　化学与环境保护【提素能·归纳】1．环境污染的类型及成因污染名称主要污染物及形成原理PM2.5大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物雾霾SO2、NOx和可吸入颗粒物与雾气结合的混合物酸雨SO2、NOx是导致酸雨形成的主要原因：SO2＋H2OH2SO3 ，2H2SO3＋O2===2H2SO4；2NO＋O2===2NO2，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO光化学烟雾机动车尾气中的碳氢化合物和氮氧化物在光照条件下生成复杂的污染物臭氧空洞NOx、氟氯代烷等与臭氧发生作用，导致了臭氧层的损耗水体污染化肥、农药的过度使用，工业 “三废”和生活污水的随意排放。水体富营养化可引起“水华”或“赤潮”温室效应化石燃料的大量使用，大气中的CO2气体大量增加，使地表温度上升的现象白色污染各种塑料垃圾对环境所造成的污染，它们很难降解，会破坏土壤结构 2．环境保护的措施(1)工业废气携带颗粒物的回收利用。(2)工业、生活污水经处理达标后排放，限制使用含磷洗涤剂。(3)回收、限制难降解塑料，研制可降解塑料。3．绿色化学(1)核心：利用化学原理从源头上减少或消除工业生产对环境的污染。(2)最高目标：原子利用率为100%，即反应物中的原子全部转化为期望的最终产品。(3)绿色化学的过程、目标及措施如下图所示：4．常见的工业尾气及处理方法硫酸工厂尾气SO2、O2、N2等，一般用氨水吸收硝酸工厂尾气NO、NO2、N2、O2等，一般用NaOH溶液吸收高炉煤气CO、CO2、N2等，一般回收利用炼钢烟气Fe2O3烟尘、CO等，一般回收利用焦炉气H2、CH4、C2H4、CO等，可用作燃料、化工原料氯碱工业Cl2，一般用NaOH溶液吸收 【练能力·突破】1．(2021·桂林模拟)化学与生产、生活、社会密切相关。下列有关说法中正确的是(　　)A．服用铬含量超标的药用胶囊会对人体健康造成危害B．酒精可以使蛋白质变性，酒精纯度越高杀菌消毒效果越好C．食品袋中放置的CaO可直接防止食品氧化变质D．“酸雨”是由大气中的碳、氮、硫的氧化物溶于雨水造成的解析：选A　铬为重金属元素，摄入过多导致重金属中毒，A正确；酒精可以使蛋白质变性，杀菌消毒效果最佳的浓度为75%，并不是越高越好，B错误；CaO作为干燥剂，不能防止食品氧化变质，C错误；“酸雨”是由大气中的氮、硫的氧化物溶于雨水造成的，D错误。2．2021年第31届世界大学生运动会将在成都举办。“绿色”是成都的城市发展理念，也是世大运的组织理念。下面有关说法不正确的是(　　)A．成都推广使用的清洁燃料压缩天然气和液化石油气的主要成分均是烃类B．兴建世大运场馆所用到的金属材料中可能含有非金属元素C．“绿色化学”的核心是应用化学原理对环境污染进行治理D．新能源汽车的使用有助于减少氮氧化合物的排放解析：选C　压缩天然气的主要成分是甲烷，液化石油气的主要成分为丙烷和丁烷，A正确；金属材料中可能含有非金属元素，如生铁中含有碳元素，B正确；绿色化学的核心是从源头上杜绝污染，不是用化学原理治理环境污染，C错误；新能源汽车的推广使用，可以减少氮氧化合物的排放，有助于减少光化学烟雾的产生，D正确。3．(2021·洛阳模拟)含硫煤燃烧会产生大气污染物，为防治该污染，某工厂设计了新的治污方法，同时可得到化工产品，该工艺流程如图所示，下列叙述不正确的是(　　)A.该过程中化合价发生改变的元素只有Fe和SB．图中涉及的反应之一为Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4C．该工艺流程可以除去煤燃烧时产生的SO2D．该过程中可得到化工产品H2SO4解析：选A　根据工艺流程所示可知，该工艺中Fe2(SO4)3和H2O吸收SO2生成FeSO4和H2SO4，该反应的化学方程式为Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4，然后氧气再把硫酸亚铁氧化为硫酸铁，所以该过程中化合价发生改变的元素有O、Fe和S，A错误；图中涉及的反应之一为Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4，B正确；根据工艺流程所示可知，该工艺流程可以除去煤燃烧时产生的SO2，C正确；该工艺不仅吸收了二氧化硫，还得到了化工产品H2SO4，D正确。【新情境·素养】CuSO4是一种重要的化工原料，其有关制备途径及性质如下图所示：[问题探究](1)请判断途径①、②、③中，哪个途径更好地体现了绿色化学思想？写出相应化学方程式。提示：因为途径①③中生成大气污染物NO、SO2，而②无污染性气体生成，所以更符合绿色化学思想。化学方程式为2Cu＋O2＋2H2SO42CuSO4＋2H2O。(2)途径①所用混酸中H2SO4与HNO3的物质的量之比最好为________。提示：根据反应式3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O可知，H2SO4与HNO3的物质的量之比为3∶2时恰好完全反应。(3)若将1 mol CuSO4在1 100 ℃时完全分解，所得混合气体中O2可能是________ mol。提示：1 mol CuSO4可以生成0.5 mol Cu2O，转移1 mol电子，故可生成0.25 mol氧气。随堂检测反馈1．(2020·江苏高考)下列有关化学反应的叙述正确的是(　　)A．室温下，Na在空气中反应生成Na2O2B．室温下，Al与4.0 mol·L－1 NaOH溶液反应生成NaAlO2C．室温下，Cu与浓HNO3反应放出NO气体D．室温下，Fe与浓H2SO4反应生成FeSO4解析：选B　室温下Na在空气中反应生成Na2O，在加热或点燃时生成Na2O2，A项错误；Al与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2，反应的化学方程式为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，B项正确；室温下，Cu与浓HNO3反应放出NO2气体，与稀HNO3反应放出NO气体，C项错误；室温下，Fe遇浓H2SO4发生钝化，在铁的表面形成一层致密的氧化膜(铁的氧化物)，D项错误。2．(2019·全国卷Ⅲ)化学与生活密切相关。下列叙述错误的是(　　)A．高纯硅可用于制作光感电池B．铝合金大量用于高铁建设C．活性炭具有除异味和杀菌作用D．碘酒可用于皮肤外用消毒解析：选C　A正确，高纯硅可用于制作硅光电池、光感电池等；B正确，目前国内高铁列车车厢已大量使用铝合金材料；C错误，活性炭具有吸附作用，可以除去异味，没有杀菌作用；D正确，碘酒可以使蛋白质变性，因而有消毒作用，可用于皮肤外用消毒。3．(2019·江苏高考)在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是(　　)A．NaCl(aq)Cl2(g)FeCl2(s)B．MgCl2(aq)Mg(OH)2(s)MgO(s)C．S(s)SO3(g)H2SO4(aq)D.N2(g)NH3(g)Na2CO3(s)解析：选B　A错误，Cl2与Fe在加热的条件下反应生成FeCl3，不能直接生成FeCl2；C错误，S与O2在点燃条件下反应生成SO2，不能直接生成SO3；D错误，NH3和CO2、NaCl溶液反应的化学方程式为NaCl ＋ CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，不能生成Na2CO3。4．(2018·全国卷Ⅲ)化学与生活密切相关。下列说法错误的是(　　)A．泡沫灭火器可用于一般的起火，也适用于电器起火B．疫苗一般应冷藏存放，以避免蛋白质变性C．家庭装修时用水性漆替代传统的油性漆，有利于健康及环境D．电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法解析：选A　泡沫灭火器喷出的液体能导电，不适用于电器起火，A项错误；疫苗是生物制品，温度过高，会导致蛋白质变性，使疫苗效果降低或失去作用，B项正确；水性漆与传统的油性漆相比，水性漆具有低甲醛和低芳香类化合物等优点，属于环保产品，C项正确；装有镁棒的电热水器，是一个以镁棒为负极(阳极)、内胆为正极(阴极)的原电池，D项正确。[课时跟踪检测]                                                           1．(2021·宁波模拟)全球气候变暖给人类的生存和发展带来了严峻的挑战，在此背景下，“新能源”“低碳”“节能减排”“吃干榨尽”等概念愈来愈受到人们的重视。下列有关说法不正确的是(　　)A．太阳能、地热能、生物质能和核聚变能均属于“新能源”B．“低碳”是指采用含碳量低的烃类作为燃料C．如图甲烷经一氯甲烷生成低碳烯烃的途径体现了“节能减排”思想D．让煤变成合成气，把煤“吃干榨尽”，实现了煤的清洁、高效利用解析：选B　太阳能、地热能、生物质能和核聚变能均属于“新能源”，故A正确；“低碳经济”是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，低碳就是指控制二氧化碳的排放量，故B错误；从图示可知，氯化氢循环利用，排出的水无污染，符合“节能减排”思想，故C正确；让煤变成合成气，能提高能源利用率，节能减排，故D正确。2．(2021·广州模拟)硼氢化钠(NaBH4)具有强还原性，在工业生产上广泛用于非金属及金属材料的化学镀膜、贵金属回收、工业废水处理等。工业上采用的Bayer法制备NaBH4通常分两步(如图)。下列说法错误的是(　　)A．用B2O3代替Na2B4O7也可制得NaBH4B．两步的总反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1C．将SiO2粉碎能增大得到熔体的速率D．由图可知该工艺过程中无污染性物质产生，符合绿色化学理念解析：选B　Na2B4O7可表示成Na2O·2B2O3的组成形式，则在制备NaBH4过程中，也可用B2O3代替Na2B4O7作原料，故A正确；两步的总反应中B元素化合价未变，氢气中H元素化合价从0价降低到－1价，被还原作氧化剂，而Na元素化合价从0价升高到＋1价，被氧化作还原剂，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，故B错误；将SiO2粉碎，可增大反应中固体的接触面积，从而可增大得到熔体的速率，故C正确；由图可知该工艺整个制备过程中无污染性物质产生，符合绿色化学理念，故D正确。3．(2021·玉溪模拟)化学与科学、技术、社会、环境(STSE)密切联系。下列说法错误的是(　　)A．新冠病毒可用75%乙醇、次氯酸钠溶液、过氧乙酸(CH3COOOH)进行消毒，其消毒原理相同B．生产N95口罩的主要原料聚丙烯是一种高分子化合物C．绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染D．聚乙烯是生产食品保鲜膜、塑料水杯等生活用品的主要材料，不能用聚氯乙烯替代解析：选A　75%的乙醇消毒利用乙醇的分子具有很大的渗透能力，它能穿过细菌表面的膜，打入细菌的内部，使构成细菌生命基础的蛋白质凝固，将细菌杀死，即能使蛋白质变性，而次氯酸钠溶液、过氧乙酸是利用其强氧化性消毒，因此，其消毒原理不同，故A错误；聚丙烯属于有机合成高分子材料，B正确；绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染，C正确；聚氯乙烯在使用过程中会慢慢释放出氯化氢，能够造成食品的污染，不能代替聚乙烯使用，故D正确。4．(2021·南宁模拟)下列物质的转化在给定条件下能实现的是(　　)A．NaNa2O2Na2CO3B．AlAl2O3Al(OH)3C．Fe(OH)2Fe(OH)3Fe2O3D．Na2CO3(aq)NaHCO3CO2解析：选C　在常温下，Na与O2反应生成Na2O，A不正确；Al2O3难溶于水，与水不能反应生成Al(OH)3，B不正确；Fe(OH)2能被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3，Fe(OH)3受热分解生成Fe2O3，C正确；NaHCO3与NaOH溶液反应生成Na2CO3和水，碱性溶液中不可能生成酸性气体，D不正确。5．(2021·成都模拟)几种无机物之间的转化关系如下图所示(反应条件省略，部分产物省略)。下列推断不正确的是(　　)A．若L为强碱，则E可能为NaCl溶液、F为KB．若L为强酸，则E可能为Na2S、F为H2O2C．若L为弱酸，则E可能为Mg、F为CO2D．若L为强酸，则E可能为NH4Cl、F为Ca(OH)2解析：选A　若E为NaCl溶液、F为K，G为KOH，H为H2，H2与O2反应生成H2O，H2O与O2不反应，A项错误；若E为Na2S、F为H2O2，Na2S与H2O2反应生成NaOH和S，S与O2反应生成SO2，SO2与O2反应生成SO3，SO3与水反应生成H2SO4，L是H2SO4，属于强酸，B项正确；若E为Mg、F为CO2，Mg与CO2反应生成MgO和C，C与O2反应生成CO，CO再与O2反应生成CO2，CO2溶于水生成H2CO3，L为H2CO3，属于弱酸，C项正确；若E为NH4Cl，F为Ca(OH)2，NH4Cl与Ca(OH)2反应生成CaCl2、NH3和H2O，NH3与O2反应生成NO，NO与O2反应生成NO2，NO2溶于水生成HNO3，L是HNO3，属于强酸，D项正确。6．“践行绿色发展理念，建设美丽中国”要求工业生产符合绿色化学或环境保护理念。原子利用率是衡量绿色化学的重要指标，下列化工生产工艺是理想的绿色化学工艺的是(　　)A．工业上利用硅石与焦炭冶炼粗硅B．利用石灰乳与纯碱水溶液反应制烧碱C．工业上利用废铜与浓硫酸反应制备胆矾D．石油化工利用乙烯催化氧化法制备环氧乙烷解析：选D　A项，工业上利用硅石与焦炭冶炼粗硅，反应为2C＋SiO2Si＋2CO↑，原子利用率不是100%，不符合“绿色化学”的理念，错误；B项，利用石灰乳与纯碱水溶液反应制烧碱，反应的化学方程式为Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH，原子利用率不是100%，不符合“绿色化学”的理念，错误；C项，工业上利用废铜与浓硫酸反应制备胆矾过程中铜和浓硫酸反应生成二氧化硫污染性气体，原子利用率不是100%，不符合“绿色化学”的理念，错误；D项，石油化工利用乙烯催化氧化法制备环氧乙烷：2CH2===CH2＋O2―→，原子利用率是100%，符合“绿色化学”的理念，正确。7．(2021·成都模拟)已知A为常见的金属单质，根据如图所示的关系，下列叙述中正确的是(　　)A．A为Fe，B为FeOB．C→D溶液的颜色变化：浅绿色→棕黄色C．⑤的离子方程式：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋D．④的离子方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3解析：选B　F为红褐色固体，可知F是Fe(OH)3，从而得出A为Fe，黑色晶体B与HCl能够反应生成C、D，C、D之间能够相互转化，同时A能够直接生成C、D，因此B为Fe3O4，Fe3O4与HCl反应会生成FeCl3、FeCl2，E与O2能够反应，说明E为还原性物质，同时说明C为还原性物质，因此C为FeCl2、D为FeCl3、E为Fe(OH)2，A为Fe，B为Fe3O4，A错误；C→D是FeCl2溶液转化为FeCl3溶液，溶液颜色由浅绿色→棕黄色，B正确；⑤反应可通过FeCl3溶液与Fe反应实现，该反应的离子方程式为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，C错误；④反应是FeCl2转化为FeCl3，可通过通入Cl2实现，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，D错误。8．(2021·绵阳模拟)硫酸亚铁的用途广泛，可以制备下图所示物质，下列说法错误的是(　　)A．Fe4(OH)2(SO4)5属于碱式盐，可用作净水剂B．与足量NH4HCO3反应的离子方程式为2HCO＋Fe2＋===FeCO3↓＋CO2↑＋H2OC．可用稀硫酸和K3[Fe(CN)6]溶液检验铁红中是否含有FeCO3D．“冷却结晶”后的操作是过滤，“煅烧”操作的主要仪器有酒精灯、蒸发皿、玻璃棒解析：选D　Fe4(OH)2(SO4)5电离后的阴离子为OH－和SO，阳离子为Fe3＋，属于碱式盐，其中Fe3＋可水解产生Fe(OH)3胶体，吸附水中的杂质，可作净水剂，故A正确；FeSO4与足量NH4HCO3反应的离子方程式为2HCO＋Fe2＋===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O，故B正确；Fe2＋能使K3[Fe(CN)6]生成蓝色沉淀，用稀硫酸和K3[Fe(CN)6]溶液检验铁红中是否含有FeCO3，若含有，溶液会生成蓝色沉淀，若不含有，则无明显现象，故C正确；“冷却结晶”后的操作是过滤，“煅烧”操作的主要仪器有酒精灯、三脚架、坩埚、泥三角、玻璃棒，故D错误。9．(2021·宁波模拟)酸雨的形成是一种复杂的大气化学和光学化学过程，在清洁空气、污染空气中形成硫酸型酸雨的过程如图：下列有关说法不正确的是(　　)A．所涉及的变化均为氧化还原反应B．光照是酸雨形成的必要条件之一C．污染指数越高形成酸雨的速率越快D．优化能源结构能有效遏制酸雨污染解析：选A　SO2变为激发态SO2没有化合价变化，不属于氧化还原反应，故A错误；由图可知，两种途径中反应①均需要光照条件下发生，所以光照是酸雨形成的必要条件之一，故B正确；据图可知，途径Ⅱ的速率大于途径Ⅰ，即污染指数越高形成酸雨的速率越快，故C正确；优化能源结构能减少化石燃料的使用，使排放的二氧化硫含量减少，能有效遏制酸雨污染，故D正确。10．化学与资源、环境、生活关系密切，下列说法正确的是(　　)A．雾霾天气会对人体健康造成危害，“雾”和“霾”的分散质微粒相同B．煤燃烧时加入少量的生石灰可以减少废气中的二氧化硫排放C．将造纸废水通过高压水井压到地下，节约生产成本D．用铁屑、CuO、稀硫酸为原料制铜：CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O、Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，原子利用率是100%解析：选B　雾是由悬浮在大气中的微小液滴形成的气溶胶，霾是指空气中大量烟、尘等微粒悬浮而形成的浑浊现象，A错误；二氧化硫属于酸性氧化物，高温下可与碱性氧化物CaO(生石灰的主要成分)发生反应，从而减少了二氧化硫的排放，B正确；造纸废水压到地下，会造成水体污染，C错误；有副产物产生，原子利用率不是100%，D错误。11．下列各组物质中，物质之间通过一步反应就能实现如图所示转化的是(　　)选项XYZRAAlAlCl3Al(OH)3NaAlO2BNaNa2ONa2O2NaOHCH2SSSO2SO3DN2NH3NONO2解析：选B　A项，铝不能经一步反应生成氢氧化铝；B项，钠可以经一步反应分别生成氧化钠、过氧化钠、氢氧化钠，氧化钠在氧气中加热生成过氧化钠，过氧化钠与水反应生成氢氧化钠，氧化钠与水反应生成氢氧化钠；C项，H2S不能经一步反应生成SO3，S不能经一步反应生成SO3；D项，N2不能经一步反应生成NO2，NH3不能经一步反应生成NO2。12．绿水青山是习近平总书记构建美丽中国的伟大构想，某工厂拟综合处理含NH废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分)，设计了如图流程：下列说法正确的是(　　)A．固体1中主要含有CaCO3、CaSO3B．X可以是空气，且需过量C．捕获剂所捕获的气体主要是COD．处理含NH废水时，发生的反应为NH＋5NO＋4H＋===6NO↑＋4H2O解析：选C　A项，固体还包括过量的Ca(OH)2，错误；B项，通入空气不能过量，否则会生成NO，错误；C项，通过分析可知，气体2为CO和N2的混合气体，N2无污染，所以捕获气体为CO，正确；D项，NH和NO发生氧化还原反应生成N2，离子方程式为NH＋NO===N2↑＋2H2O，错误。13．(2021·阜阳模拟)A、B、C、D、E、F六种物质有如下转化关系，E为淡黄色粉末，通常用在呼吸面具中作为氧气的来源。(1)A、C、E、F的化学式：A________，C________，E________，F________。(2)向饱和的C的溶液中通入足量CO2，会出现的现象是________，有关反应的化学方程式为____________________________________________________________________________________________。(3)鉴别C与F溶液应选用的试剂是________，有关反应的离子方程式为________________________________________________________________________。解析：E为淡黄色粉末，通常用在呼吸面具中作为氧气的来源，则E为Na2O2，A与氧气反应生成Na2O2，则A为Na，钠与水反应生成的B也能由过氧化钠转化得到，可推知B为NaOH，由于NaOH与二氧化碳得到C，C与二氧化碳、水反应得到F，可推知C为Na2CO3、F为NaHCO3，碳酸钠与HCl反应得到固体的D，也能由过氧化钠转化得到，可推知D为NaCl，据此分析解答。(1)由上述分析可知，A为Na，B为NaOH，C为Na2CO3、D为NaCl，E为Na2O2，F为NaHCO3。(2)向饱和的碳酸钠的溶液中通入足量CO2，Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3，由于碳酸氢钠溶解度较小，因此会析出碳酸氢钠晶体。(3)鉴别碳酸钠与碳酸氢钠溶液可以选用CaCl2溶液，碳酸钠能够与氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀，反应的离子方程式为CO＋Ca2＋===CaCO3↓，而碳酸氢钠不能与氯化钙溶液反应。答案：(1)Na　Na2CO3　Na2O2　NaHCO3　(2)析出晶体　Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3(3)CaCl2溶液　CO＋Ca2＋===CaCO3↓14．(2020·海南高考)以黄铁矿(主要成分FeS2)为原料生产硫酸，应将产出的炉渣和尾气进行资源化综合利用，减轻对环境的污染。其中一种流程如下图所示：回答下列问题：(1)黄铁矿中硫元素的化合价为________。(2)由炉渣制备还原铁粉的化学方程式为___________________________________。(3)欲得到更纯的NaHSO3，反应①应通入________(填“过量”或“不足量”)的SO2气体。(4)因为Na2S2O5具有________性，导致商品Na2S2O5中不可避免地存在Na2SO4。检验其中含有SO的方法是_____________________________________________。(5)一般用K2Cr2O7滴定分析法测定还原铁粉纯度。实验步骤：称取一定量样品，用过量稀硫酸溶解，用标准K2Cr2O7溶液滴定其中的Fe2＋。反应式：Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O某次实验称取0.280 0 g样品，滴定时消耗浓度为0.030 00 mol·L－1的K2Cr2O7溶液25.10 mL，则样品中铁含量为________%。解析：(1)黄铁矿的主要成分是二硫化亚铁(FeS2)，其中铁元素的化合价是＋2价，因此硫元素的化合价为－1价。(2)炉渣的主要成分为Fe2O3，由炉渣制备还原铁粉的化学方程式为Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。(3)Na2SO3溶液能够与SO2反应生成NaHSO3，欲得到更纯的NaHSO3，反应①应通入过量的SO2气体。(4)Na2S2O5转化为Na2SO4过程中S元素的化合价升高，被氧化，体现了Na2S2O5的还原性；检验其中含有SO的方法是首先用盐酸酸化，除去S2O，再加入氯化钡溶液，看有无白色沉淀生成，若生成白色沉淀，证明含有SO，反之则没有SO。(5)称取一定量样品，用过量稀硫酸溶解，用标准K2Cr2O7溶液滴定其中的Fe2＋，存在关系式：6Fe～6Fe2＋～Cr2O，滴定过程中消耗的K2Cr2O7物质的量为0.030 00 mol·L－1×0.025 10 L＝0.000 753 mol，则样品中含有的铁的物质的量为0.000 753 mol×6＝0.004 518 mol，样品中铁含量为×100%＝90.36%。答案：(1)－1　(2)Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2(3)过量　(4)还原　先加入盐酸，再加入氯化钡溶液，生成白色沉淀，说明含有SO　(5)90.36 考点一　气体的制备【提素能·归纳】1．常见气体的制备反应原理(1)O2：2KClO32KCl＋3O2↑、2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑或2H2O22H2O＋O2↑；(2)H2：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑；(3)NH3：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2H2O＋2NH3↑；(4)CO2：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑；(5)Cl2：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；(6)SO2：Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑；(7)NO：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；(8)NO2：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。2．常见气体的制备发生装置一般需从反应物的状态、溶解性和反应条件确定制气装置类型，具体如表中所示：反应装置类型反应装置图适用气体操作注意事项固、固加热型O2、NH3等(1)试管要干燥；(2)试管口略向下倾斜；(3)加热时先预热再固定加热；(4)用KMnO4制取O2时，需在试管口处塞一小团棉花固、液加热型或液、液加热型Cl2等(1)加热烧瓶时要垫石棉网；(2)反应物均为液体时，烧瓶内要加碎瓷片(或沸石)固、液不加热型O2、H2、CO2、SO2、NO、NO2等(1)使用长颈漏斗时，要使漏斗下端插入液面以下；(2)使用分液漏斗既可以增强气密性，又可控制液体流速和用量3.常见气体的净化和干燥(1)常见气体的净化方法：物理方法和化学方法。遵循的原则：不损失主要气体，不引入新杂质。①物理方法a．液化法：利用沸点不同从空气中分离出N2和O2。b．水洗法：利用溶解度不同从N2和NH3的混合气体中除去NH3。②化学方法a．氧化还原法：通过灼热的铜丝网除去混合气体中的O2；通过灼热的CuO除去H2、CO等。b．酸碱法：将NH3和CO2的混合气体通过碱石灰除去CO2。c．沉淀法：除去CO2中的H2S可利用CuSO4溶液，H2S＋CuSO4===CuS↓＋H2SO4。(2)常见气体的净化装置①a装置为加热固态试剂以除去气体中杂质的装置，为防止固体“流动”，两端用石棉或玻璃棉堵住，但要使气流通畅。②b装置一般盛液体试剂，用于洗气，长导管进气，短导管出气。③c和U形干燥管装置一般盛固体试剂，用于气体除杂和定量计算。(3)常见气体干燥剂 气体的干燥方法酸性干燥剂浓硫酸、P2O5可以干燥H2、O2、N2、CO2、CO、Cl2、HCl、SO2、CH4等气体碱性干燥剂碱石灰主要用于干燥NH3，也可干燥H2、O2、N2、CO和CH4等中性干燥剂CaCl2可以干燥H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl和H2S等，但不能干燥NH3气体的干燥装置盛装液态干燥剂，如浓硫酸盛装碱石灰和CaCl2等固体干燥剂只能盛装固体干燥剂 (4)常见尾气处理方法     液体吸收法点燃法收集法处理装置适用气体装置A适用于吸收溶解度小的气体，如Cl2、CO2等；装置B、C可吸收溶解度大的气体，如HCl、HBr、NH3等CH4、CH2===CH2、H2、CO等CO、NH3、H2S等 [典题示例1]　(2021·潍坊模拟)实验室中某气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略夹持和净化装置)，用此装置和相关试剂不能制取的气体是(　　)A．NH3　　　　　 B．SO2C．NO2    D．Cl2[解析]　　用浓氨水滴加到氧化钙中生成氨气，氨气密度比空气小，因此收集时应短进长出收集NH3，因此该装置不能收集氨气，故A符合题意；亚硫酸钠和浓硫酸反应生成SO2，SO2密度比空气大，收集时长进短出，用NaOH溶液处理尾气要防倒吸，该装置能制取SO2，故B不符合题意；铜和浓硝酸反应生成NO2，NO2密度比空气大，收集时长进短出，用NaOH溶液处理尾气要防倒吸，该装置能制取NO2，故C不符合题意；高锰酸钾和浓盐酸反应生成Cl2，Cl2密度比空气大，收集时长进短出，用NaOH溶液处理尾气要防倒吸，该装置能制取Cl2，故D不符合题意。[答案]　A[名师点拨]　气体制备实验的基本思路【练能力·突破】1．(高考真题改编题)下列方法中，不能用于实验室里制取氨气的是(　　)A．①②     B．①③C．②③    D．②④解析：选B　NH4Cl受热可产生NH3和HCl，但两者相遇会重新反应生成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，会导致液体倒流而使试管炸裂，不可行；浓氨水滴入氧化钙固体中，会发生反应： 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可用于实验室制取氨气。2．(2021·佛山模拟)如图是产生和收集气体的实验装置示意图，该装置适合于(　　)A．用浓硝酸和Cu制取NO2B．用H2O2溶液和MnO2制取O2C．用浓盐酸和MnO2制取Cl2D．用NH4Cl溶液和Ca(OH)2制取NH3解析：选B　二氧化氮会与水发生反应，不能用排水法收集，故A不合适；分液漏斗中盛放双氧水，圆底烧瓶中为二氧化锰，二氧化锰可以催化双氧水分解产生氧气，氧气难溶于水，可以用排水法收集，故B合适；浓盐酸和二氧化锰制取氯气需要在加热条件下反应，故C不合适；氨气极易溶于水，不能用排水法收集，且氢氧化钙溶于水时放出的热量较少，无法蒸出氨气，故D不合适。3．实验室合成硫酰氯要先制取干燥氯气。制备干燥纯净的氯气所用仪器如下图：上述仪器的连接顺序：e接____，____接____，____接____，____接____(按气流方向，用小写字母表示)。答案：d　c　a　b　i　h　g考点二　气体的制备与性质探究 【提素能·归纳】[典题示例2]　(2021·衡阳模拟)某学习小组利用下列装置探究氯气与氨气的反应。其中A、B分别为氯气和氨气的发生装置，C为纯净干燥的氯气与氨气反应的装置。(1)若Cl2从左向右流动，NH3从右向左流动，则上述实验装置中，依次连接的合理顺序为：A→____________→B；为使NH3与Cl2更充分混合，Cl2应从C装置的________(填“x”或“y”)进入。(2)简述装置A中使用分液漏斗向圆底烧瓶中滴加浓盐酸的操作是________________________________________________________________________。(3)装置A中发生反应的离子方程式为____________________________________________________________________________________________________________。(4)装置B中圆底烧瓶内的试剂为________________(填名称)。(5)装置D的作用是____________________________________________________。(6)反应开始后，装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结，另一生成物是空气中的主要成分之一，该反应的化学方程式为________________________________________。[解析]　(1)Cl2从左向右流动，NH3从右向左流动，A是氯气的发生装置，产生氯气后，用饱和食盐水吸收氯气中混有的HCl气体，再用浓硫酸干燥，制备纯净干燥的氯气；B装置是氨气的发生装置，产生氨气后，用碱石灰干燥；制得的氯气和氨气在C装置中发生反应，所以上述实验装置中，依次连接的合理顺序为A→E→F→C→D→B；由于Cl2密度比空气的密度大，为使NH3与Cl2更充分混合，Cl2应从C装置的x口进入。(2)装置A中使用分液漏斗向圆底烧瓶中滴加浓盐酸的操作是打开分液漏斗上口的活塞，旋开分液漏斗的旋塞，缓慢滴加。(3)装置A中是制备氯气的发生装置，是在加热的条件下进行的反应，所用原料为二氧化锰和浓盐酸，离子方程式为MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。(4)装置B是在常温下进行的反应，可以和浓氨水产生氨气的试剂可以是氢氧化钠固体、碱石灰或生石灰等，所以圆底烧瓶内的试剂为氢氧化钠固体、碱石灰或生石灰等。(5)装置D主要用于吸收水蒸气，干燥氨气。(6)反应开始后，装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结，推测此物质为氯化铵固体，另一生成物是空气中的主要成分之一，即氮气，因此该反应的化学方程式为3Cl2＋8NH3===N2＋6NH4Cl。[答案]　(1)E→F→C→D　x　(2)打开分液漏斗上口的活塞，旋开分液漏斗的旋塞，缓慢滴加　(3)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O　(4)氢氧化钠固体、碱石灰或生石灰等　(5)吸收水蒸气，干燥氨气(6)3Cl2＋8NH3===N2＋6NH4Cl[名师点拨]　解答物质性质探究题的流程(1)第一步明确实验干什么：审题干及设问，明确实验目的；(2)第二步分析题干信息有什么：审题干明确物质的特性及其他有效信息；(3)第三步思考实验原理是什么：根据目的、题干信息及已有知识，设想探究、验证物质性质的实验原理；(4)第四步思考题干设问的目的是什么：细审试题设问，斟酌命题意图，确定答题方向；(5)第五步规范解答：结合第三步、第四步，用学科语言、化学用语有针对性地回答问题。【练能力·突破】1．(2021·长沙模拟)下列装置用于实验室制氨气或验证氨气的化学性质，其中能达到实验目的的是(　　)A．用装置甲制取氨气B．用装置乙除去氨气中的水蒸气C．用装置丙验证氨气具有还原性D．用装置丁吸收尾气解析：选C　实验室采用装置甲制取氨气时，分液漏斗中盛装浓氨水，圆底烧瓶中盛放氢氧化钠固体或生石灰，图示药品使用不正确，不能用来制取氨气，A项错误；氨气与浓硫酸反应生成硫酸铵，不能用浓硫酸干燥氨气，B项错误；丙装置中发生反应：2NH3＋3CuON2＋3Cu＋3H2O，可以验证氨气具有还原性，C项正确；氨气与水直接接触，不能起防倒吸的作用，D项错误。2．亚硝酸钠是一种工业盐，在生产、生活中应用广泛。现用下图所示装置(夹持装置已省略)及药品，探究亚硝酸钠与硫酸反应及气体产物成分。已知：①NO＋NO2＋2OH－===2NO＋H2O②气体液化的温度：NO2(21 ℃)、NO(－152 ℃)(1)反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，目的是________________________________________________________________________。(2)为了检验装置A中生成的气体产物，仪器的连接顺序(从左向右连接)：A→______________；组装好仪器后，接下来进行的操作是________________________。解析：(1)反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，排出装置中的空气，防止干扰NO的检验，否则会影响NO和NO2的检验。(2)为了检验装置A中生成的气体产物，仪器的连接顺序(从左向右连接)：A是发生装置，C是干燥除去水；因为NO2更易液化，先分离NO2，所以接E冷却二氧化氮，NO2分离后再检验NO，再接D通氧气，观察到气体从无色变成红棕色，说明是NO；最后接B，B是尾气处理装置，吸收反应后剩余的NO和NO2混合气体，防止污染空气。有气体参与或生成的实验必须检查装置的气密性，故组装好仪器后，接下来进行的操作是检查装置的气密性。答案：(1)排出装置中的空气，防止干扰NO的检验(2)C→E→D→B　检查装置的气密性随堂检测反馈1．实验室用H2还原WO3制备金属W的装置如图所示(Zn粒中往往含有硫等杂质，焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气)。下列说法正确的是(　　)A．①、②、③中依次盛装KMnO4溶液、浓H2SO4、焦性没食子酸溶液B．管式炉加热前，用试管在④处收集气体并点燃，通过声音判断气体纯度C．结束反应时，先关闭活塞K，再停止加热D．装置Q(启普发生器)也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气解析：选B　制得的氢气中含有H2S、O2、HCl、H2O等杂质，由于酸性高锰酸钾溶液氧化氯化氢生成氯气，所以，应先用焦性没食子酸溶液吸收氧气，同时除去氯化氢(易溶于水)，再用酸性高锰酸钾溶液吸收硫化氢，最后用浓硫酸干燥，A项错误；氢气中混有空气加热易发生爆炸，故加热管式炉前需对氢气进行验纯，其操作为在④处收集气体点燃，发出“噗”声，则证明制取的氢气较纯，B项正确；类似氢气还原氧化铜，实验完毕后，先停止加热，再继续通入氢气一段时间，C项错误；启普发生器不能加热，适合块状固体与液体在常温下反应，而实验室用二氧化锰与浓盐酸反应制氯气需要加热，且二氧化锰是粉末状固体，故不能用装置Q制备氯气，D项错误。2．(2019·海南高考)干燥的二氧化碳和氨气反应可生成氨基甲酸铵固体，化学方程式为2NH3(g)＋CO2(g)NH2COONH4(s)　ΔH<0，在四氯化碳中通入二氧化碳和氨制备氨基甲酸铵的实验装置如下图所示，回答下列问题：(1)装置1用来制备二氧化碳气体：将块状石灰石放置在试管中的带孔塑料板上，漏斗中所加试剂为________；装置2中所加试剂为________。(2)装置4中试剂为固体NH4Cl和Ca(OH)2，发生反应的化学方程式为________________________________；试管口不能向上倾斜的原因是________________。装置3中试剂为KOH，其作用为____________________。(3)反应时三颈瓶需用冷水浴冷却，其目的是_____________________________。解析：(1)装置1用来制备二氧化碳气体，反应方程式为CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，在试管的带孔塑料板上放置块状CaCO3，在长颈漏斗中放置稀盐酸；装置2中所加试剂为浓硫酸，作用是干燥CO2气体。(2)在装置4中试剂为固体NH4Cl和Ca(OH)2，二者混合加热发生反应制取氨气，发生反应的化学方程式为Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O；试管口不能向上倾斜的原因是：防止冷凝水倒流到管底部使试管破裂。装置3中试剂为KOH，其作用为干燥氨气。(3)反应时三颈瓶需用冷水浴冷却，原因是2NH3(g)＋CO2(g)===NH2COONH4(s)　ΔH<0的正反应是放热反应，降低温度，化学平衡向放热的正反应方向移动，从而可提高产物的产量。答案：(1)稀盐酸　浓H2SO4(2)Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O　防止冷凝水倒流到管底部使试管破裂　干燥剂(干燥氨气)(3)降低温度，使平衡正向移动提高产量[课时跟踪检测]                                                             1．(2021·沈阳模拟)表中a、b、c表示相应仪器中加入的试剂，可用如图所示装置制取、净化、收集的气体是(　　)   选项气体abcANH3浓氨水生石灰碱石灰BSO270%的浓H2SO4Na2SO3固体98%的浓H2SO4CNO稀HNO3铜屑H2ODNO2浓HNO3铜屑NaOH溶液解析：选B　因NH3的密度比空气的小，不能用图示装置收集，收集方法不合理，故A错误；Na2SO3与70%的浓硫酸反应生成SO2，SO2中混有的H2O用98%的浓H2SO4除去，收集装置合理，故B正确；NO与空气中的氧气反应，则不能用图示装置收集NO，应利用排水法收集，故C错误；NO2被NaOH溶液吸收，收集不到NO2，故D错误。2．(2021·福州模拟)某研究性学习小组讨论甲、乙、丙、丁四种仪器装置的有关用法，其中不合理的是(　　)A．甲装置：可用来证明碳的非金属性比硅强B．乙装置：橡皮管的作用是能使水顺利流下C．丙装置：用图示的方法不能检查此装置的气密性D．丁装置：先从①口进气集满二氧化碳，再从②口进气，可收集氢气解析：选C　甲装置：硅酸钠溶液中通入二氧化碳气体生成硅酸沉淀，根据强酸制弱酸，可用来证明碳的非金属性比硅强，故不选A；乙装置：橡皮管使烧瓶、分液漏斗内的压强保持一致，所以能使水顺利流下，故不选B；丙装置：向乙中加水，至甲和乙形成液面差，该液面差能较长时间保持不变，说明此装置的气密性良好，用图示的方法能检查此装置的气密性，故选C；二氧化碳的密度大于空气，采用向上排空气法收集二氧化碳；氢气的密度小于二氧化碳，所以氢气采用向下排二氧化碳法收集，故不选D。3．(2021·忻州模拟)某实验小组拟利用如图装置制取干燥的氮气。下列说法错误的是(　　)A．装置Ⅰ中发生的反应为NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2OB．加热片刻后需要将酒精灯移开，说明该反应是放热反应C．装置Ⅱ的作用是冷凝水蒸气D．在装置Ⅲ末端收集纯净干燥的N2只能用向下排空气法解析：选D　根据题中已知的反应物和生成物，结合原子守恒和电子得失守恒，可知装置Ⅰ中发生的反应为NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O，A项正确；因移开酒精灯后反应仍能进行，说明该反应自身放热，是放热反应，B项正确；据化学方程式可知产物有水蒸气，且反应物为溶液状态，可知反应在产生N2的同时产生大量水蒸气，为便于干燥，先用装置Ⅱ将绝大多数水蒸气冷凝后再用装置Ⅲ进行干燥，故装置Ⅱ的作用是冷凝水蒸气，C项正确；N2的密度与空气密度相差太小，不适合用排空气法收集，D项错误。4．下图是一套实验室制取气体的装置，用于发生、干燥、收集和吸收有毒气体，下列各组物质能利用这套装置进行实验的是(　　)A．MnO2和浓盐酸B．Na2SO3(s)和浓硫酸C．Cu片和稀硝酸D．浓氨水和生石灰解析：选B　MnO2和浓盐酸制氯气需加热；Cu片和稀硝酸生成的NO不能用排空气法收集；浓氨水和生石灰生成的NH3不能用浓硫酸干燥。5．(2021·葫芦岛模拟)铁粉具有平肝镇心，消痈解毒之功效，主治惊痫、癫狂、脚气冲心、贫血等。某兴趣小组探究用氢气和碳酸亚铁制取铁粉并检验反应产物，实验装置如图。下列说法不正确的是(　　)A．通过调节分液漏斗的活塞以控制①中气泡产生快慢B．装置①的作用是干燥氢气C．装置②、③中的药品分别是无水硫酸铜、碱石灰D．加热装置Y前，应先让X反应一段时间，排除装置中的空气解析：选C　X装置为Zn和稀硫酸发生置换反应制备H2的装置，分液漏斗可调节稀硫酸的滴入速率从而控制①中气泡产生的快慢，A正确；①装置盛有浓硫酸干燥H2，防止对后面产物的检验产生干扰，B正确；由上述分析可知，②为检验产物H2O的装置，可盛装白色的无水硫酸铜固体，③装置的主要目的是吸收H2O并防止④中的H2O进入②装置中造成干扰，可以是无水CaCl2或无水硫酸铜，但碱石灰会吸收CO2，不能是碱石灰，C错误；H2与空气混合加热易发生爆炸，故在加热装置Y前，应先让X反应一段时间，排除装置中的空气，D正确。6．(2021·武汉模拟)某研究小组将NaBO2、SiO2和Na的固体混合物与H2在500 ℃条件下反应制备NaBH4，实验装置如图所示。已知NaBH4中B为＋3价，下列说法错误的是(　　)A．装置甲还可以用于制取CO2、H2SB．装置乙、丙中分别装有NaOH溶液和浓硫酸C．管式炉加热之前应收集装置尾部气体并验纯D．可将反应后混合物加水溶解后用重结晶法提纯解析：选D　装置甲为块状固体与液体不加热反应制气体的装置，可以看作启普发生器的简易装置，实验室用大理石或石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳，用硫化亚铁固体与稀盐酸或稀硫酸反应制取硫化氢，都属于块状固体与液体不加热反应制气体，装置甲可以用于制取CO2、H2S，故A正确；根据分析装置乙、丙分别用于除去氢气中混有的氯化氢和水蒸气，NaOH溶液可与氯化氢反应，浓硫酸具有吸水性，故B正确；氢气通入管式炉中与NaBO2、SiO2和Na固体混合物在500 ℃条件下反应制备NaBH4，高温下，管式炉中若含有空气，氢气与氧气反应会引发爆炸，则管式炉加热之前应收集装置尾部气体并验纯，故C正确；根据分析，管式炉中发生反应的化学方程式为NaBO2＋2SiO2＋4Na＋2H2NaBH4＋2Na2SiO3，NaBH4中B为＋3价，则H为－1价，将反应后混合物加水溶解，NaBH4可与水发生反应：NaBH4＋2H2O===NaBO2＋4H2↑，无法将NaBH4提纯，故D错误。7．(2021·马鞍山模拟)在一定条件下，向Al2O3和过量C粉的混合物中通入氯气，可制得易水解的AlCl3，实验装置如图所示(尾气吸收略)。下列说法中正确的是(　　)A．a装置分液漏斗中药品为稀盐酸B．b装置中盛装的是浓硫酸C．实验结束时，先熄灭d处的酒精灯D．e装置可以用装有氢氧化钠溶液的洗气瓶代替解析：选C　根据分析可知，a装置为二氧化锰和浓盐酸在加热条件下制取氯气的装置，故a装置分液漏斗中药品为浓盐酸，A错误；b装置为吸收挥发的HCl气体，盛装的是饱和NaCl溶液，B错误；实验结束时，为防止倒吸，应先熄灭d 处的酒精灯，C正确；由于氯化铝易水解，e中盛装碱石灰的目的是尾气处理，并防止空气中的水蒸气进入装置d中，若用装有氢氧化钠溶液的洗气瓶代替，不能达到防止空气中的水蒸气进入装置d的目的，D错误。8．(2021·南宁模拟)ClO2是一种极易溶于水且几乎不与冷水反应的黄绿色气体(沸点11 ℃)，实验室制备纯净ClO2溶液的装置如图所示：已知下列反应：NaClO3＋HCl―→NaCl＋ClO2＋Cl2＋H2O；NaClO2＋HCl―→NaCl＋ClO2＋H2O；NaClO2＋Cl2―→NaCl＋ClO2(均未配平)。下列说法正确的是(　　)A．a中通入的N2可用CO2或SO2代替B．b中NaClO2可用饱和食盐水代替C．c中广口瓶最好放在冰水浴中冷却D．d中吸收尾气后只生成一种溶质解析：选C　a中通入的N2的目的是氮气性质稳定且不影响实验，可将a中产生的ClO2和Cl2吹出并进入后续装置，继续实验，二氧化硫具有还原性，可将ClO2、NaClO3等物质还原，故A错误；b中NaClO2的作用是吸收ClO2中混有的氯气和氯化氢杂质气体，用饱和食盐水可吸收氯化氢，但不能吸收氯气，故B错误；ClO2是一种极易溶于水且几乎不与冷水反应的黄绿色气体，故c中广口瓶最好放在冰水浴中冷却，有利于吸收ClO2，故C正确；d中氢氧化钠和ClO2发生歧化反应生成NaCl和NaClO3，产物至少两种，故D错误。9．(2021·滁州模拟)氨是一种重要的化工原料。Ⅰ.某学习小组同学设计了下图所示的实验装置(部分夹持仪器未画出)，进行氨气实验室制备且探究氨气的还原性及产物的检验。实验现象为：黑色CuO变为红色；干燥管中无水CuSO4粉末变为蓝色；同时生成一种无色无味无污染的气体。(1)请写出大试管中反应的化学方程式______________________________________________________。(2)请写出氨气与CuO反应的化学方程式_____________________________________________________。(3)该装置存在明显缺陷，请指出存在的问题_______________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.哈伯因为将氮气和氢气在一定条件下合成氨气的成果而获得1918年诺贝尔化学奖。现将1 mol N2和3 mol H2充入一恒容的密闭容器中，使其在一定条件下达到平衡N2＋3H22NH3，下列哪些状态一定是达到了平衡的状态？________(填标号)。A．混合气体的平均相对分子质量不随时间改变而改变的状态B．N2、H2、NH3的总物质的量不随时间改变而改变的状态C．混合气体的密度不随时间改变而改变的状态D．单位时间内0.1 mol NH3分解的同时，有0.05 mol N2生成的状态解析：Ⅰ.(1)实验室用氯化铵和氢氧化钙反应生成氨气，化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。(2)氨气和氧化铜反应，黑色CuO变为红色说明生成铜，干燥管中无水CuSO4粉末变为蓝色，说明生成水，一种无色无味无污染的气体为氮气，所以反应的化学方程式为3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O。(3)反应过程中氨气可能有剩余，此装置没有对氨气进行处理而会造成污染，缺少尾气吸收装置。Ⅱ.对于氮气和氢气合成氨气的反应来说，A.混合气体的平均相对分子质量不随时间改变而改变的状态可以说明反应达到平衡状态；B.因为反应前后气体的物质的量改变，所以N2、H2、NH3的总物质的量不随时间改变而改变的状态可以说明反应达到平衡状态；C.因为反应体系中的体积不变，气体总质量守恒，所以混合气体的密度不随时间改变而改变的状态不能说明反应达到平衡状态；D.单位时间内0.1 mol NH3分解的同时，有0.05 mol N2生成的状态，都表示逆向反应，不能说明反应到平衡状态。答案：Ⅰ.(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O(2)3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O　(3)此装置没有尾气吸收装置　Ⅱ.AB　10．(2021·启东模拟)为进行某些实验的探究，某兴趣小组设计了如下装置：(1)为探究浓硫酸与木炭反应的全部产物，分液漏斗中盛浓硫酸，圆底烧瓶中放木炭。①装置B中试剂的名称是____________。②装置C、D、E中所盛放的试剂分别是品红、酸性KMnO4溶液和澄清的石灰水。C装置的作用是______________，确认产物中含有CO2的实验现象是___________________________________________________________________________________________。(2)为了制取无水氯化铜，上述装置中的分液漏斗中盛浓盐酸，圆底烧瓶中放MnO2，B中放铜粉并在玻璃管下添加酒精灯，且将B装置平移至D与E之间。①此时C、D中依次加入的试剂分别是__________。②若E中为NaOH溶液用于尾气吸收，常温下发生反应的离子方程式为______。③实验结束时，应首先熄灭装置B下面的酒精灯，其目的是______________________。解析：(1)①由于检验二氧化硫或二氧化碳均会带出水蒸气，因此首先检验水蒸气，则装置B中试剂为无水硫酸铜，用于检验水。②二氧化硫能使品红溶液褪色，C用于检验二氧化硫。由于二氧化硫会干扰二氧化碳的检验，则需要利用D中高锰酸钾除去二氧化硫，最后用E中澄清石灰水变浑浊检验二氧化碳，因此确认产物中含有CO2的实验现象是D中溶液不完全褪色，E中产生白色沉淀。(2)①氯气和铜反应时应该是纯净干燥的氯气，而生成的氯气中含有氯化氢和水蒸气，则C为饱和食盐水，用于除去氯化氢，D为浓硫酸，起到干燥作用。②氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠，反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。③实验结束时，应首先熄灭装置B下面的酒精灯，再熄灭A装置的酒精灯，可起到防止倒吸的作用。答案：(1)①无水硫酸铜　②检验SO2气体　D中溶液不完全褪色，E中产生白色沉淀　(2)①饱和食盐水、浓硫酸　②Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O　③防止倒吸11．(2021·沈阳模拟)无水四氯化锡(SnCl4)可用于制作导电玻璃，导电玻璃广泛用于液晶显示屏、薄膜太阳能电池基底等。可用如下装置制备四氯化锡(部分夹持装置已略去)：有关信息如下表：化学式SnCl2SnCl4熔点/℃246－33沸点/℃652144其他性质无色晶体，Sn(Ⅱ)易被氧化为Sn(Ⅳ)无色液体，易水解 回答下列问题：(1)对比分液漏斗，装置甲中恒压滴液漏斗的优点是________________________。仪器A中发生反应的离子方程式为__________________________________。(2)将装置如图连接好，检查气密性，慢慢滴入浓盐酸，待观察到____________(填现象)后，开始加热丁装置。锡熔化后适当增大氯气流量并继续加热丁装置。继续加热丁装置的目的是促进氯气与锡反应和____________________________。(3)如果缺少乙装置可能产生的后果是______________________________。(4)戊装置中球形冷凝管的冷水进口为____(填“a”或“b”)。(5)己装置中碱石灰的作用是___________________________________________________________________________________________________________________________。(6)碘氧化法滴定分析产品中Sn(Ⅱ)的含量。准确称取m g产品于锥形瓶中，用适量浓盐酸溶解，淀粉溶液作指示剂，用c mol·L－1碘标准溶液滴定。滴入最后一滴标准溶液，出现__________时达到滴定终点，此时消耗碘标准溶液V mL，则产品中Sn(Ⅱ)的质量分数为____________(用字母表示)。解析：(1)对比分液漏斗，装置甲中恒压滴液漏斗的优点是平衡气压，可以使漏斗内液体顺利流下(或可以防止倒吸；或减小增加的液体对气体压强的影响；或可以在密闭条件下滴加液体，减少漏斗内液体挥发、与空气接触等；仪器A中发生的反应为浓盐酸与高锰酸钾反应生成氯气、氯化锰和水，离子方程式为10Cl－＋16H＋＋2MnO===5Cl2↑＋8H2O＋2Mn2＋。(2)将如图装置连接好，先检查装置的气密性，再慢慢滴入浓盐酸，待观察到丁装置内充满黄绿色气体现象(或黄绿色气体充满整个装置)后，开始加热装置丁；锡熔化后适当增大氯气流量并继续加热丁装置，继续加热丁装置的目的是促进氯气与锡反应和促进四氯化锡挥发(或促进四氯化锡气化，使四氯化锡蒸气进入戊中便于收集)。(3)如果缺少乙装置，氯化氢与锡反应生成的氢气与氯气混合受热会引起装置爆炸。(4)SnCl4的沸点较低，戊装置中球形冷凝管的作用为冷凝回流，提高SnCl4的产率，则冷凝水应该下进上出，冷水进口为a。(5)制取SnCl4过程中氯气不能完全参与反应，该气体有毒，不能直接排放到大气中，需要吸收处理，制得的SnCl4遇水易水解，则己装置中碱石灰的作用是吸收未反应的氯气，防止污染空气；防止水蒸气进入戊装置的试管中使产物水解。(6)准确称取m g产品于锥形瓶中，用蒸馏水溶解，淀粉溶液作指示剂，用c mol·L－1碘标准溶液滴定，滴入最后一滴，出现溶液变蓝，且30 s内颜色不变现象时达到滴定终点，此时消耗碘标准溶液V mL，由Sn2＋＋I2===Sn4＋＋2I－，可知n(SnCl2)＝n(I2)＝cV×10－3 mol，Sn(Ⅱ)的质量分数为×100%＝×100%(或%)。答案：(1)平衡气压，可以使漏斗内液体顺利流下(或可以防止倒吸；或减小增加的液体对气体压强的影响；或可以在密闭条件下滴加液体，减少漏斗内液体挥发、与空气接触等)　10Cl－＋16H＋＋2MnO===5Cl2↑＋8H2O＋2Mn2＋　(2)丁中充满黄绿色气体(或黄绿色气体充满整个装置)　促进四氯化锡挥发(或促进四氯化锡气化，使四氯化锡蒸气进入戊中便于收集)　(3)引起装置爆炸(氯化氢与锡反应生成的氢气与氯气混合受热引起装置爆炸)　(4)a　(5)吸收未反应的氯气，防止污染空气；防止水蒸气进入戊装置的试管中使产物水解　(6)溶液颜色变为蓝色，且半分钟内不变色　×100%(或%)