人教版必修第二册高一化学一隅三反系列第五章章末归纳总结(原卷版+解析)

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第五章 章末归纳总结思维导图 常见考点 考点一 硫及其化合物【例1-1】（2022山东菏泽）关于反应H2SO4＋Na2SO3=Na2SO4＋SO2↑＋H2O所涉及的物质，下列说法错误的是A．浓H2SO4能与SO2发生氧化还原反应 B．Na2SO3容易被空气中的O2氧化变质C．浓硫酸与铜在常温下反应生成SO2 D．SO2是导致酸雨的主要有害污染物【例1-2】（2022广东）部分含硫物质的分类与相应硫元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是A．将X与SO2混合，可生成淡黄色固体，所得氧化产物与还原产物的质量之比为2：1B．硫单质在足量O2中燃烧所得产物是YC．酸性：W>H2SO3D．欲制备Na2S2O3(硫代硫酸钠)，从氧化还原反应角度分析，可以选择S与Z反应【一隅三反】1．（2022春·河南郑州·高一统考期末）在化工生产中，硫资源应用广泛，利用含硫物质之间的转化有利于实现硫资源的综合利用。下图为硫及其化合物的“价一类”二维图。请回答以下问题。(1)单斜硫和正交硫两种单质叫作硫元素的_______。(2)Y和H2S发生反应的化学方程式为_______。写出Cu和Z的浓溶液发生反应的化学方程式_______。(3)工业上处理废气时，通过步骤Ⅰ和步骤Ⅱ将Y转化为CaSO4再利用。①实现步骤Ⅰ的转化所加试剂的物质类别为_______(写出一种即可)。②实现步骤Ⅱ的转化可选择_______，试剂(填序号)，选择的依据为_______。a．O2 b．KI                c．H2O2 d．Na2S2．（2022湖南）物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。请根据下图所示，回答下列问题：（1）X的化学式为__________，Y的化学式为__________。（2）W的浓溶液与铜单质在加热条件下可以发生化学反应，反应的化学方程式为_________。（3）欲制备Na2S2O3，从氧化还原角度分析，合理的是________（填序号）。A．Na2S + S         B．Na2SO3 + S     C．Na2SO3 + Na2SO4 D．SO2 + Na2SO4（4）将X与SO2混合，可生成淡黄色固体。该反应的氧化产物与还原产物的质量之比为_____。3．（2022黑龙江）利用元素的化合价推测物质的性质是化学研究的重要手段。如图是硫元素的常见化合价与部分物质类别的对应关系：(1)从硫元素化合价变化的角度分析，图中既有氧化性又有还原性的化合物有____(填化学式)。(2)将X与Y混合，可生成淡黄色固体。该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______。(3)检验物质Y的方法是____。(4)Z的浓溶液与铜单质在一定条件下可以发生化学反应，该反应的化学方程式为____。(5)已知能被氧化为，则24ml的溶液与20ml的溶液恰好完全反应时，Cr元素在还原产物中的化合价为_____。4．（2022春·福建厦门·高一大同中学校考阶段练习）形成酸雨的原理之一可表示如下：请回答下列问题：(1)未污染的雨水的pH一般小于7大于5.6，这是由于溶解了_______的缘故；酸雨的pH小于5.6，主要含有、_______和一些有机酸等。(2)图中三个反应不属于氧化还原反应的是_______(填标号)；写出反应②的化学方程式_______。(3)某研究性学习小组取来雨水做水样进行测定，随时间的推移雨水样品的pH会变小，主要原因是_______(用化学方程式表示)。(4)你认为减少酸雨产生的途径可采取的措施是_______ (选填字母编号)。①少用煤做燃料    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(5)从保护环境的角度出发，一些工厂采用“钙基固硫法”，即在含硫的煤中混入生石灰后燃烧，大部分最终将转化为_______。(6)汽车尾气中的CO、NO也是城市空气的污染物，治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转化器”，使CO与NO反应，生成两种无毒气体，其中之一是。写出NO与CO反应的化学方程式：_______。5．（2022·上海·高一专题练习）在硫黄、二氧化硫和硫酸这三种物质中，设计实验，探究这三种价态硫元素间的相互转化。提供的试剂：硫磺、亚硫酸钠、浓硫酸、氢硫酸、 酸性KMnO4溶液、氯水、Cu片、O2 完成实验方案和实验记录 考点二 氮及其化合物【例2-1】（2023春·北京昌平·高一统考期末）自然界的氮循环如图所示，回答下列问题。(1)①、②、③中，属于氮的固定的是______。(2)如图为N2转化为HNO3的流程。N2NONO2HNO3①N2转化为NO的化学方程式是______。②NO2转化为HNO3的反应中，NO2体现______性。(3)N2也可以转化为NH3，写出工业合成氨的化学方程式______。(4)任意写出一个以稀硝酸为原料，制备KNO3的反应的化学方程式______。【例2-2】（2022秋·河南洛阳·高一校联考阶段练习）研究氮及其化合物的性质，可以有效改善人类的生存环境。氮元素化合价一物质类别关系图如图。回答下列问题：(1)物质A的的电子式为____。(2)实验室中，检验溶液中含有NH的操作方法是____。(3)物质B为红棕色气体，写出该物质与水反应的离子方程式：____，当反应消耗3.36L(标准状况)物质B时，转移电子的物质的量为____mol。(4)Cu与一定浓度的C溶液反应生成NO的离子反应方程式为____。【一隅三反】1．（2022秋·广西·高一校联考阶段练习）研究氮及其化合物的性质，可以有效改善人类的生存环境。氮元素化合价物质类别关系图如下。回答下对问题：(1)写出实验室制备物质A的化学方程式：_______。在催化剂和加热的条件下，物质A生成NO是工业制硝酸的重要反应，化学方程式是_______。(2)在加热条件下，物质C的浓溶液与碳单质反应，写出反应的化学方程式：_______。(3)实验室中，检验溶液中含有NH的操作方法是_______。(4)物质B为红棕色气体，写出该物质与水反应的离子方程式：_______，当反应消耗3.36 L(标准状况)物质B时，转移电子的物质的量为_______mol。2．（2022天津宁河）研究氮及其化合物的性质，可以有效改善人类的生存环境。氮元素化合价—物质类别关系图如下。回答下列问题：（1）在催化剂和加热的条件下，物质A生成NO是工业制硝酸的重要反应，化学方程式是_______。（2）在加热条件下，物质C的浓溶液与碳单质反应，写出反应的化学方程式：_______。（3）实验室中，检验溶液中含有NH4+的操作方法是_________。（4）物质B为红棕色气体，写出该物质与水反应的离子方程式：__________，当反应消耗3.36L（标准状况）物质B时，转移电子的物质的量为________mol。（5）写出一种人工固氮的化学反应原理_______。（6）Cu与一定浓度的硝酸溶液反应生成NO时的离子反应方程式为_________。3．（2023春·北京海淀·高一清华附中校考期末）某兴趣小组设计出如图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”实验，以探究化学实验的绿色化。(1)实验前，关闭活塞b，试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c。其目的是______。(2)在d中加适量NaOH溶液，c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2mL浓硝酸。c中的现象是：______。再由a向c中加2mL蒸馏水，c中的实验现象是：______，离子反应方程式是：______。(3)用以下三种途径来制取等质量的硝酸铜。①铜与稀硝酸反应②铜与浓硝酸反应③铜先与氧气反应生成氧化铜，氧化铜再跟硝酸反应以下叙述不正确的是_____(填字母)。A．三种途径所消耗铜的质量相等B．三种途径所消耗硝酸的物质的量①＞②＞③C．途径①中被氧化的铜与被还原的硝酸的物质的量之比是3∶2(4)表格是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案是：______。理由是：_____。考点三 无机非金属材料【例3-1】（2022秋·吉林白城·高一校考阶段练习）下列说法不正确的是A．陶瓷是以黏土为主要原料，经高温烧结而成B．普通玻璃以火碱、石灰和石英砂为原料，发生复杂的物理和化学变化制得C．普通硅酸盐水泥以黏土和石灰石为主要原料D．向水泥中加入适量的石膏可以调节水泥硬化速率【例3-2】（2022春·宁夏银川·高一校考期末）下列有关硅和硅的化合物的用途错误的是A．晶体硅作半导体材料 B．二氧化硅作光导纤维材料C．硅单质作耐火材料 D．高纯硅作计算机芯片材料【例3-3】（2022·湖南长沙·）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写出由石英砂和焦炭在高温下制备粗硅的化学反应方程式:_____________。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 和另一种气体，写出配平的化学反应方程式: _____________；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_____________ (填字母代号)。A．氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承B．石英坩埚耐高温性强，可用于加热熔融氢氧化钠C．神舟10 号飞船所用太阳能电池板可将光能转换为电能，所用转换材料单晶硅也可以制作电脑芯片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，故可采用盐酸为抛光液抛光单晶硅F.玛瑙饰品的主要成分与建筑材料砂子相同【一隅三反】1．（2022河南许昌）玻璃、水泥、陶瓷和砖瓦都是传统硅酸盐产品，下列关于它们的说法不正确的是A．水泥的主要成分是硅酸三钙、硅酸二钙和铝酸三钙B．黑砖中的铁元素主要以氧化铁形式存在C．《陶者》“陶尽门前土，屋上无片瓦。十指不沾泥，粼粼居大厦。”黏土烧制陶器的过程中发生了化学变化D．工艺师用氢氟酸来腐蚀雕刻玻璃制品2．（2022春·黑龙江绥化）“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金。”诗句中的“沙”的主要成分是，下列说法错误的是A．“从沙滩到用户”这句话涉及工业上制备粗硅的工艺 B．“水玻璃”可以由与NaOH溶液反应制得C．是制取传统硅酸盐产品玻璃的原料之一 D．属于酸性氧化物，不与任何酸反应3．（2022春·广东广州）世界文明史上，中华文化是世界上唯一从未间断的文明，始终显示出顽强的生命力和无穷的魅力。下列文物主要由硅酸盐材料制成的是4．（2022湖南）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：写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式_______________________________。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，写出配平的化学反应方程式______________________________________________。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________(填字母)。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。____________________________________________。实验编号预期的转化选择的试剂实验现象结论  （1）0 → +4____________（2）+4 → 0____________   （3）+4 → +6____________   （4）+6 → +4____________方案反应物甲Cu、浓HNO3乙Cu、稀HNO3丙Cu、O2、稀HNO3A．东汉青铜奔马“马踏飞燕”B．唐代“鎏金舞马衔杯纹银壶”C．秦“兵马俑”D．仅49g的西汉“直裾素纱禅衣”第五章 章末归纳总结思维导图 常见考点 考点一 硫及其化合物【例1-1】（2022山东菏泽）关于反应H2SO4＋Na2SO3=Na2SO4＋SO2↑＋H2O所涉及的物质，下列说法错误的是A．浓H2SO4能与SO2发生氧化还原反应 B．Na2SO3容易被空气中的O2氧化变质C．浓硫酸与铜在常温下反应生成SO2 D．SO2是导致酸雨的主要有害污染物【答案】A【解析】A．反应中元素化合价不变，属于非氧化还原反应，故A错误； B． Na2SO3具有还原性，容易被空气中的O2氧化为 Na2SO4，故B正确；C． 浓硫酸具有强氧化性与铜在常温下反应生成SO2，故C正确；D． SO2能和水反应生成H2SO3，是导致酸雨的主要有害污染物，故D正确；选A。【例1-2】（2022广东）部分含硫物质的分类与相应硫元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是A．将X与SO2混合，可生成淡黄色固体，所得氧化产物与还原产物的质量之比为2：1B．硫单质在足量O2中燃烧所得产物是YC．酸性：W>H2SO3D．欲制备Na2S2O3(硫代硫酸钠)，从氧化还原反应角度分析，可以选择S与Z反应【答案】B【解析】A．与混合，发生反应是，氧化产物与还原产物的质量之比为2∶1，A项正确；B．硫单质在足量中燃烧所得产物是，不是，B项错误；C．酸性：，C项正确；D．(硫代硫酸钠)中S元素化合价平均为+2价，从氧化还原反应角度分析，必然有一种物质中S元素化合价比+2价高，一种比+2价低，可以选择与S反应制取，D项正确。故选B。【一隅三反】1．（2022春·河南郑州·高一统考期末）在化工生产中，硫资源应用广泛，利用含硫物质之间的转化有利于实现硫资源的综合利用。下图为硫及其化合物的“价一类”二维图。请回答以下问题。(1)单斜硫和正交硫两种单质叫作硫元素的_______。(2)Y和H2S发生反应的化学方程式为_______。写出Cu和Z的浓溶液发生反应的化学方程式_______。(3)工业上处理废气时，通过步骤Ⅰ和步骤Ⅱ将Y转化为CaSO4再利用。①实现步骤Ⅰ的转化所加试剂的物质类别为_______(写出一种即可)。②实现步骤Ⅱ的转化可选择_______，试剂(填序号)，选择的依据为_______。a．O2 b．KI                c．H2O2 d．Na2S【答案】(1)同素异形体(2)     SO2+2H2S=3S+2H2O     Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O(3)     碱、碱性氧化物、盐(写出一种即可)     ac     CaSO3转化为CaSO4硫元素化合价升高被氧化，需加入氧化剂【解析】（1）单斜硫和正交硫是硫元素的两种不同性质的单质，二者互为同素异形体；（2）Y是SO2，SO2具有还原性，H2S具有还原性，二者会发生氧化还原反应产生S单质及H2O，该反应的化学方程式为：SO2+2H2S=3S+2H2O；Z是H2SO4，浓硫酸与Cu在加热条件下会发生氧化还原反应产生CuSO4、SO2、H2O，该反应的化学方程式为：Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O；（3）①根据图示可知：步骤Ⅰ可以是SO2被Ca(OH)2溶液吸收反应产生CaSO3沉淀和H2O，Ca(OH)2属于碱；SO2也可以与CaO反应产生CaSO3，CaO属于碱性氧化物；SO2可以与CaO反应产生CaSO3，CaO属于碱性氧化物；②根据图示可知：步骤Ⅱ是CaSO3转化为CaSO4，在该转化过程中S元素化合价升高，失去电子被氧化，因此在转化过程中需要加入氧化剂。a．CaSO3与O2反应产生CaSO4，a符合题意；b．KI具有还原性，不能使CaSO3转化为CaSO4，b不符合题意；c．CaSO3具有还原性，H2O2具有强氧化性，可以使CaSO3与H2O2反应产生CaSO4、H2O，c符合题意；d．CaSO3、Na2S都具有还原性，二者不能反应产生CaSO4，d不符合题意；故合理选项是ac；选择的依据为CaSO3转化为CaSO4硫元素化合价升高被氧化，需加入氧化剂，加入的物质应该具有强氧化性，可以将CaSO3氧化为CaSO4。2．（2022湖南）物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。请根据下图所示，回答下列问题：（1）X的化学式为__________，Y的化学式为__________。（2）W的浓溶液与铜单质在加热条件下可以发生化学反应，反应的化学方程式为_________。（3）欲制备Na2S2O3，从氧化还原角度分析，合理的是________（填序号）。A．Na2S + S         B．Na2SO3 + S     C．Na2SO3 + Na2SO4 D．SO2 + Na2SO4（4）将X与SO2混合，可生成淡黄色固体。该反应的氧化产物与还原产物的质量之比为_____。【答案】（1） H2S      SO2     Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2 ↑+2H2O     B     2:1【解析】（1）X中S元素化合价是－2价，所以化学式为H2S，Y中S元素化合价是+4价，则其氧化物的化学式为SO2。（2）W的浓溶液是浓硫酸，与铜单质在加热条件下发生反应的化学方程式为Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O。（3）Na2S2O3中S元素化合价是+2价，从氧化还原的角度分析，反应物中S元素化合价必须分别大于2和小于2，A中S化合价都小于2，C、D中S的化合价都大于2，B符合题意，答案选B；（4）X为H2S，与SO2混合可生成淡黄色固体，二氧化硫氧化硫化氢生成淡黄色沉淀S和水：2H2S+SO2＝3S↓+2H2O，反应中硫元素化合价-2价变化为0价，H2S做还原剂，+4价变化为0价，二氧化硫做氧化剂，则该反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：2，所以该反应的氧化产物与还原产物的质量之比为2:1。点睛：明确氧化还原反应的规律是解答此类问题的关键。例如转化规律，氧化还原反应中，以元素相邻价态间的转化最易；同种元素不同价态之间若发生反应，元素的化合价只靠近而不交叉；同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应。利用此规律可以解答（3）、（4）。3．（2022黑龙江）利用元素的化合价推测物质的性质是化学研究的重要手段。如图是硫元素的常见化合价与部分物质类别的对应关系：(1)从硫元素化合价变化的角度分析，图中既有氧化性又有还原性的化合物有____(填化学式)。(2)将X与Y混合，可生成淡黄色固体。该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______。(3)检验物质Y的方法是____。(4)Z的浓溶液与铜单质在一定条件下可以发生化学反应，该反应的化学方程式为____。(5)已知能被氧化为，则24ml的溶液与20ml的溶液恰好完全反应时，Cr元素在还原产物中的化合价为_____。【答案】   （1）、、     （2）1：2     将它通入品红溶液中，品红溶液褪色，加热后溶液恢复原色          +3【解析】(1)由题图可知，X为，Y为，Z为。分析硫元素的价态，含有+6价S的化合物只有氧化性，含有-2价S的化合物只有还原性，+4价的S处于中间价态，故含有+4价S的化合物既有氧化性，又有还原性，符合要求的有、、；(2)和发生归中反应可生成单质硫，根据得失电子守恒可得反应2+=3S↓+2H2O，可知氧化剂与还原剂的物质的量之比为；(3)检验的方法为将通入品红溶液中，品红溶液褪色，加热后溶液恢复原色；(4)浓硫酸与铜反应的化学方程式为；(5)依据得失电子守恒，还原剂失电子总数等于氧化剂得电子总数，即S失电子总数等于Cr得电子总数，设Cr元素在还原产物中的化合价为x，则，解得。4．（2022春·福建厦门·高一大同中学校考阶段练习）形成酸雨的原理之一可表示如下：请回答下列问题：(1)未污染的雨水的pH一般小于7大于5.6，这是由于溶解了_______的缘故；酸雨的pH小于5.6，主要含有、_______和一些有机酸等。(2)图中三个反应不属于氧化还原反应的是_______(填标号)；写出反应②的化学方程式_______。(3)某研究性学习小组取来雨水做水样进行测定，随时间的推移雨水样品的pH会变小，主要原因是_______(用化学方程式表示)。(4)你认为减少酸雨产生的途径可采取的措施是_______ (选填字母编号)。①少用煤做燃料    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(5)从保护环境的角度出发，一些工厂采用“钙基固硫法”，即在含硫的煤中混入生石灰后燃烧，大部分最终将转化为_______。(6)汽车尾气中的CO、NO也是城市空气的污染物，治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转化器”，使CO与NO反应，生成两种无毒气体，其中之一是。写出NO与CO反应的化学方程式：_______。【答案】(1)     CO2     H2SO4(2)     ③     2SO2+O22SO3(3)2H2SO3+O2=2H2SO4(4)C(5)CaSO4(6)CO+NON2+CO2【解析】（1）未污染的雨水的pH一般小于7大于5.6，这是由于溶解了CO2的缘故，CO2溶于水后，发生反应CO2+H2O=H2CO3，使雨水的pH小于7大于5.6；酸雨的pH小于5.6，主要含有HNO3、H2SO4和一些有机酸等。（2）图中三个反应不属于氧化还原反应的是③，仅该反应中没有元素化合价的升降；反应②的化学方程式为2SO2+O22SO3。（3）随时间的推移雨水样品的pH会变小，主要是因为SO2溶于雨水后生成H2SO3，H2SO3会被空气氧化为H2SO4，使得雨水酸性增强，pH变小，反应的方程式为2H2SO3+O2=2H2SO4。（4）①少用煤做燃料 、③燃料脱硫、⑤开发新能源等措施可以减少SO2的排放，从而减少酸雨的生成，故选C。（5）一些工厂采用“钙基固硫法”，即在含硫的煤中混入生石灰后燃烧，大部分SO2会和生石灰反应生成CaSO3，CaSO3会再被氧化为CaSO4。（6）根据题干信息可知，CO和NO反应生成的一种无毒气体N2，则另外一种无毒气体是CO2，该反应的化学方程式为CO+NON2+CO2。5．（2022·上海·高一专题练习）在硫黄、二氧化硫和硫酸这三种物质中，设计实验，探究这三种价态硫元素间的相互转化。提供的试剂：硫磺、亚硫酸钠、浓硫酸、氢硫酸、 酸性KMnO4溶液、氯水、Cu片、O2 完成实验方案和实验记录 【答案】 （1） 硫黄、 氧气     硫剧烈燃烧，发出蓝紫色火焰，有刺激性气体生成     S具有还原性    亚硫酸钠溶液、氢硫酸     有淡黄色沉淀生成     亚硫酸钠具有氧化性     亚硫酸钠溶液 、酸性KMnO4溶液     溶液紫色褪去     亚硫酸钠具有还原性     Cu片、浓硫酸     Cu溶解，溶液变蓝，有刺激性气味的气体生成，     浓硫酸具有氧化性【解析】1、实现S化合价从0→+4，可选择硫磺与O2反应，实验现象为硫剧烈燃烧，发出蓝紫色火焰，有刺激性气体生成，结论为S具有还原性。2、实现S化合价从+4→0，选择亚硫酸钠溶液与氢硫酸反应，实验现象为有淡黄色沉淀硫生成，证明了亚硫酸钠具有氧化性。3、实现S化合价从+4→+6，选择亚硫酸钠与酸性高锰酸钾反应，酸性高锰酸钾可将亚硫酸钠氧化为硫酸钠，实验现象为溶液紫色褪去，证明了亚硫酸钠具有还原性。4、实现S化合价从+6→+4，选择铜片与浓硫酸反应，Cu与浓硫酸反应生成二氧化硫气体，实验现象为铜溶解，溶液变蓝，有刺激性气味的气体生成，证明浓硫酸具有氧化性。考点二 氮及其化合物【例2-1】（2023春·北京昌平·高一统考期末）自然界的氮循环如图所示，回答下列问题。(1)①、②、③中，属于氮的固定的是______。(2)如图为N2转化为HNO3的流程。N2NONO2HNO3①N2转化为NO的化学方程式是______。②NO2转化为HNO3的反应中，NO2体现______性。(3)N2也可以转化为NH3，写出工业合成氨的化学方程式______。(4)任意写出一个以稀硝酸为原料，制备KNO3的反应的化学方程式______。【答案】(1)①、②(2)          氧化和还原(3)(4)【解析】（1）①、②、③中，属于氮的固定的是①和②属于非生物固氮，故答案为①、②。（2）①N2和O2生成NO，化学方程式为；故答案为。②NO2转化为HNO3，反应方程式为，N元素化合价从+4价变为+2价和+5价；即表现出氧化性也表现出还原性；故答案为氧化和还原。（3）N2也可以转化为NH3，工业合成氨的化学方程式为；（4）稀硝酸为原料，制备KNO3；可用稀硝酸与强氧化钾反应；化学方程式为；故答案为。【例2-2】（2022秋·河南洛阳·高一校联考阶段练习）研究氮及其化合物的性质，可以有效改善人类的生存环境。氮元素化合价一物质类别关系图如图。回答下列问题：(1)物质A的的电子式为____。(2)实验室中，检验溶液中含有NH的操作方法是____。(3)物质B为红棕色气体，写出该物质与水反应的离子方程式：____，当反应消耗3.36L(标准状况)物质B时，转移电子的物质的量为____mol。(4)Cu与一定浓度的C溶液反应生成NO的离子反应方程式为____。【答案】(1)(2)取少量试液于试管中，加入氢氧化钠浓溶液，稍微加热，有使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生，证明溶液中含有NH(3)     3NO2+H2O=2H++2NO+NO     0.1(4)3Cu+8H++2NO=3Cu2++4H2O+2NO↑【解析】（1）A是NH3，电子式为；（2）检验溶液中含有的 ，让其和碱反应生成氨气，而后验证氨气，故为取少量试液于试管中，加入氢氧化钠浓溶液，稍微加热，有使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生，证明溶液中含有；（3）B是NO2，和水反应生成硝酸和一氧化氮，反应的离子方程式为3NO2+H2O=2H++2 +NO；由方程式可知，反应中氮元素的化合价由+4价降低为+2价，故3molNO2反应，转移电子数为2mol，消耗3.36L(标准状况)(物质的量为0.15mol) NO2时，转移电子的物质的量为0.1mol；（4）C是HNO3，铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，反应的离子方程式为3Cu+8H++2=3Cu2++4H2O+2NO↑。【一隅三反】1．（2022秋·广西·高一校联考阶段练习）研究氮及其化合物的性质，可以有效改善人类的生存环境。氮元素化合价物质类别关系图如下。回答下对问题：(1)写出实验室制备物质A的化学方程式：_______。在催化剂和加热的条件下，物质A生成NO是工业制硝酸的重要反应，化学方程式是_______。(2)在加热条件下，物质C的浓溶液与碳单质反应，写出反应的化学方程式：_______。(3)实验室中，检验溶液中含有NH的操作方法是_______。(4)物质B为红棕色气体，写出该物质与水反应的离子方程式：_______，当反应消耗3.36 L(标准状况)物质B时，转移电子的物质的量为_______mol。【答案】(1)     2NH4Cl+ Ca(OH)2CaCl2 +2H2O+2NH3↑     4NH3 +5O24NO+6H2O(2)C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O(3)取少量溶液于试管中，加入氢氧化钠溶液，微热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体证明含有铵根离子(4)     3NO2+ H2O=2H+ +2NO+NO     0.1【解析】(1)A为NH3，实验室用氯化铵和氢氧化钙共热制取氨气，反应的化学方程式为：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑；氨气催化氧化生成一氧化氮和水，反应的化学方程式为：4NH3 +5O24NO+6H2O。(2)C为HNO3，碳与浓硝酸加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，反应的化学方程式为：C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O。(3)含铵根离子的溶液能与碱液加热条件下反应生成氨气，氨气能使湿润的红色湿润试纸变蓝，因此检验溶液中含有NH的操作方法是：取少量溶液于试管中，加入氢氧化钠溶液，微热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体证明含有铵根离子。(4)物质B为红棕色气体，B为NO2，二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，反应的离子方程式为：3NO2+H2O=2H++2NO+NO，3.36L(标准状况)NO2的物质的量为=0.15mol，由方程式可知，3molNO2参与反应转移2mol电子，则0.15molNO2参与反应转移0.1mol电子。2．（2022天津宁河）研究氮及其化合物的性质，可以有效改善人类的生存环境。氮元素化合价—物质类别关系图如下。回答下列问题：（1）在催化剂和加热的条件下，物质A生成NO是工业制硝酸的重要反应，化学方程式是_______。（2）在加热条件下，物质C的浓溶液与碳单质反应，写出反应的化学方程式：_______。（3）实验室中，检验溶液中含有NH4+的操作方法是_________。（4）物质B为红棕色气体，写出该物质与水反应的离子方程式：__________，当反应消耗3.36L（标准状况）物质B时，转移电子的物质的量为________mol。（5）写出一种人工固氮的化学反应原理_______。（6）Cu与一定浓度的硝酸溶液反应生成NO时的离子反应方程式为_________。【答案】（1）           取少量试液于试管中，加入氢氧化钠溶液，稍微加热，有湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生，证明溶液中含有                    3Cu+8H++2NO3-=Cu2++4H20+2NO【解析】】在催化剂和加热的条件下，物质A生成NO，是氨气的催化氧化生成一氧化氮和水，反应的化学方程式为：；故答案为：；在加热条件下，物质C为硝酸，硝酸的浓溶液与碳单质反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，反应的化学方程式为：；故答案为：；实验室中，检验溶液中含有的操作方法是：取少量试液于试管中，加入氢氧化钠溶液，稍微加热，有湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生，证明溶液中含有；故答案为：取少量试液于试管中，加入氢氧化钠溶液，稍微加热，有湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生，证明溶液中含有；物质B为红棕色气体为，二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，反应的离子方程式为：，反应中氮元素化合价价变化为价和价，3mol二氧化氮反应电子转移总数2mol，当反应消耗标准状况物质B时，物质的量，转移电子的物质的量为；故答案为：；；人工固氮常用的是合成氨： ，故答案为：；(6)Cu与稀硝酸反应的离子方程式为：3Cu+8H++2NO3-=Cu2++4H20+2NO，故答案为：3Cu+8H++2NO3-=Cu2++4H20+2NO。3．（2023春·北京海淀·高一清华附中校考期末）某兴趣小组设计出如图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”实验，以探究化学实验的绿色化。(1)实验前，关闭活塞b，试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c。其目的是______。(2)在d中加适量NaOH溶液，c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2mL浓硝酸。c中的现象是：______。再由a向c中加2mL蒸馏水，c中的实验现象是：______，离子反应方程式是：______。(3)用以下三种途径来制取等质量的硝酸铜。①铜与稀硝酸反应②铜与浓硝酸反应③铜先与氧气反应生成氧化铜，氧化铜再跟硝酸反应以下叙述不正确的是_____(填字母)。A．三种途径所消耗铜的质量相等B．三种途径所消耗硝酸的物质的量①＞②＞③C．途径①中被氧化的铜与被还原的硝酸的物质的量之比是3∶2(4)表格是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案是：______。理由是：_____。【答案】(1)检查装置气密性(2)     产生红棕色气体，溶液变成蓝色     反应变缓，气体颜色变淡     3Cu+8H+ + 2NO =3Cu2++2NO↑+4H2O(3)B(4)     丙     耗酸量最少，对环境无污染【解析】（1）实验前，关闭活塞b，试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c，其目的是检查装置气密性。（2）c中反应的化学方程式是Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，所以观察到的现象是产生红棕色气体，溶液变成蓝色；再由a向c中加2mL蒸馏水，反应速率减慢，且浓硝酸被稀释为稀硝酸，反应生成NO，故c中的实验现象是反应变缓，气体颜色变淡，离子方程式为： 3Cu+8H+ + 2NO =3Cu2++2NO↑+4H2O。（3）用以下三种途径来制取等质量的硝酸铜：根据题意，有关反应为：①3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O；②Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；③2Cu+O22CuO，CuO+2HNO3(稀)=Cu(NO3)2+H2O，由以上三组反应，可以看出：生成相同质量的Cu(NO3)2，消耗相同质量的铜，但消耗硝酸的质量(或物质的量)不相同，途径②消耗HNO3最多，途径①次之，途径③消耗HNO3最少。A．根据原子守恒，铜单质最终转化为硝酸铜，则三种途径制取相同质量的硝酸铜，所消耗的铜的物质的量相等，A正确；B．由分析可知，三种途径耗相同质量的铜，但消耗硝酸的质量(或物质的量)不相同，途径②消耗HNO3最多，途径①次之，途径③消耗HNO3最少，B错误；C．根据化学反应方程式3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，被氧化的铜与被还原的硝酸的物质的量的比为3：2，C正确；答案选B。（4）方案甲是铜和浓硝酸反应生成硝酸铜，二氧化氮和水，有污染气体生成，不能体现绿色化学理念；方案乙是稀硝酸和铜反应生成硝酸铜，一氧化氮和水，有污染气体生成，不能体现绿色化学理念；丙是利用铜和氧气反应生成氧化铜，氧化铜和硝酸反应生成硝酸铜，反应过程中无污染气体生成，能体现绿色化学理念。考点三 无机非金属材料【例3-1】（2022秋·吉林白城·高一校考阶段练习）下列说法不正确的是A．陶瓷是以黏土为主要原料，经高温烧结而成B．普通玻璃以火碱、石灰和石英砂为原料，发生复杂的物理和化学变化制得C．普通硅酸盐水泥以黏土和石灰石为主要原料D．向水泥中加入适量的石膏可以调节水泥硬化速率【答案】B【解析】A．生产陶瓷的主要原料是黏土，将黏土做成具体形状，然后高温烧结，从而获得陶瓷制品，A正确；B．普通玻璃的生产原料是火碱、石灰石和石英砂，石灰的主要成分为氧化钙，而石灰石的主要成分为碳酸钙，B不正确；C．普通硅酸盐水泥是以黏土和石灰石为主要原料，经高温烧结，再添加石膏制成，C正确；D．为调节水泥的硬化速率，向水泥中加入适量的石膏，石膏加入越多，水泥凝固越慢，D正确；故选B。【例3-2】（2022春·宁夏银川·高一校考期末）下列有关硅和硅的化合物的用途错误的是A．晶体硅作半导体材料 B．二氧化硅作光导纤维材料C．硅单质作耐火材料 D．高纯硅作计算机芯片材料【答案】C【解析】A．Si元素在元素周期表中位于金属与非金属交界处，晶体硅导电性介于导体与绝缘体之间，因此可以作半导体材料，A正确；B．二氧化硅能够使光线发生全反射，因此可以作光导纤维材料，B正确；C．硅单质在加热时能够与氧气反应产生二氧化硅，因此不能作耐火材料，C错误；D．高纯硅作计算机芯片、太阳能电池等的材料，D正确；故合理选项是C。【例3-3】（2022·湖南长沙·）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写出由石英砂和焦炭在高温下制备粗硅的化学反应方程式:_____________。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 和另一种气体，写出配平的化学反应方程式: _____________；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_____________ (填字母代号)。A．氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承B．石英坩埚耐高温性强，可用于加热熔融氢氧化钠C．神舟10 号飞船所用太阳能电池板可将光能转换为电能，所用转换材料单晶硅也可以制作电脑芯片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，故可采用盐酸为抛光液抛光单晶硅F.玛瑙饰品的主要成分与建筑材料砂子相同【答案】（1）SiO2+2CSi+2CO↑     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     （2）ACF【解析】(1)①氢气和纯SiHCl3反应生成高纯硅和氯化氢：SiHCl3+H2Si+3HCl，故答案为SiHCl3+H2Si+3HCl；②SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和氢气：SiHCl3+3H2O═H2SiO3+H2↑+3HCl，氢气遇氧气易爆炸，故答案为SiHCl3+3H2O═H2SiO3↓+H2↑+3HCl↑；氧气与氢气混合，可能引起爆炸，氧气也可能会氧化SiHCl3；(2)A．Si3N4均为原子晶体，熔点高，性质稳定，可用于制作高温陶瓷和轴承，故A正确； B.石英坩埚的主要成分为二氧化硅，二氧化硅能够与氢氧化钠反应，故B错误；C.硅是常见的半导体材料，可以制作电脑芯片和太阳能电池板，故C正确；D．玻璃是由纯碱、石灰石和石英制成的，玻璃属于混合物，没有固定的熔点，故D错误；E. 常温下，Si只能与唯一一种酸HF反应，不与HCl反应，故E错误；F.玛瑙和砂子的主要成分都是二氧化硅，故F正确；故答案为ACF。【一隅三反】1．（2022河南许昌）玻璃、水泥、陶瓷和砖瓦都是传统硅酸盐产品，下列关于它们的说法不正确的是A．水泥的主要成分是硅酸三钙、硅酸二钙和铝酸三钙B．黑砖中的铁元素主要以氧化铁形式存在C．《陶者》“陶尽门前土，屋上无片瓦。十指不沾泥，粼粼居大厦。”黏土烧制陶器的过程中发生了化学变化D．工艺师用氢氟酸来腐蚀雕刻玻璃制品【答案】B【解析】．水泥的主要成分是硅酸三钙、硅酸二钙和铝酸三钙，故A正确；．氧化亚铁和四氧化三铁呈黑色，氧化铁呈红色，所以黑砖中铁元素主要以氧化亚铁或四氧化三铁形式存在，故B错误；C．黏土烧制陶器的过程中有新物质生成，发生了化学变化，故C正确；D．是玻璃的主要成分之一，二氧化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和水，所以可以用氢氟酸雕刻玻璃制品，故D正确；故答案为。2．（2022春·黑龙江绥化）“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金。”诗句中的“沙”的主要成分是，下列说法错误的是A．“从沙滩到用户”这句话涉及工业上制备粗硅的工艺 B．“水玻璃”可以由与NaOH溶液反应制得C．是制取传统硅酸盐产品玻璃的原料之一 D．属于酸性氧化物，不与任何酸反应【答案】D【解析】A．“从沙滩到用户”这句话涉及工业上制备粗硅的工艺，再制备电子产品的工艺，A正确； B．与NaOH溶液反应制得硅酸钠溶液，即水玻璃，B正确；C．、纯碱等是制取传统硅酸盐产品玻璃的原料之一，C正确；  D．属于酸性氧化物，但是可以和HF酸反应，D错误；故选D。3．（2022春·广东广州）世界文明史上，中华文化是世界上唯一从未间断的文明，始终显示出顽强的生命力和无穷的魅力。下列文物主要由硅酸盐材料制成的是【答案】C【解析】A．青铜奔马属于合金材料，不是硅酸盐材料，故A不符合题意；B．银壶属于金属材料，不属硅酸盐，故B不符合题意；C．兵马俑是陶土烧制而成，属于硅酸盐材料，故C符合题意；D．素纱禅衣属于蚕丝和纤维制品，是有机材料，故D不符合题意；故选：C。4．（2022湖南）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：写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式_______________________________。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，写出配平的化学反应方程式______________________________________________。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________(填字母)。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）SiHCl3＋H2Si＋3HCl     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     BC     试管中有白色胶状沉淀生成，并且有刺激性气体生成Na2SiO3和NH4Cl均能够水解，二者相互促进，Na2SiO3水解生成H2SiO3，NH4Cl水解产生NH3【解析】（1）①氢气和纯SiHCl3反应生成高纯硅和氯化氢：SiHCl3+H2Si+3HCl，故答案为：SiHCl3+H2Si+3HCl；②SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和氢气：SiHCl3+3H2O═H2SiO3+H2↑+3HCl，氢气遇氧气易爆炸，故答案为：SiHCl3+3H2O═H2SiO3+H2↑+3HCl；高温下，H2遇O2发生爆炸；（2）②SiHCl3和H2O剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，分析它们化合价的变化可知，，而Cl的化合价未发生变化，因此另一种元素即H元素的化合价必定降低，即另一种物质是H2，SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和氢气：3SiHCl3+3H2O═H2SiO3+H2↑+3HCl，加热条件下，氢气遇氧气易爆炸，故答案为：3SiHCl3+3H2O═H2SiO3+H2↑+3HCl；爆炸；（2）A．碳化硅属于原子晶体，化学性质稳定且熔点较高，但不可用于生产耐高温水泥，故错误；B．氮化硅属于原子晶体，硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承，故正确；C．光导纤维的主要成分是二氧化硅，是利用光的全反射原理，故正确；D．普玻璃是一种玻璃态物质，无固定的熔点，故错误；E．盐酸不能与硅反应，而HCl在573 K以上的温度下可与硅发生反应，故错误；故选BC；（3）硅酸的酸性小于硝酸，硅酸钠和硝酸反应生成难溶性的硅酸钠，所以看到有白色胶状物产生，反应方程式为，故答案为：有白色胶状沉淀生成，反应原理为 Na2SiO3+2HNO3=H2SiO3↓+2NaNO3。实验编号预期的转化选择的试剂实验现象结论  （1）0 → +4____________（2）+4 → 0____________   （3）+4 → +6____________   （4）+6 → +4____________方案反应物甲Cu、浓HNO3乙Cu、稀HNO3丙Cu、O2、稀HNO3A．东汉青铜奔马“马踏飞燕”B．唐代“鎏金舞马衔杯纹银壶”C．秦“兵马俑”D．仅49g的西汉“直裾素纱禅衣”