专题06 非金属及其化合物-备战2022届高考化学二轮复习题型专练
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一、知识网络梳理
1、碳、硅及其化合物
(1)注意网络构建
(2)扫除知识盲点
①工业上制备粗硅,是用过量的C和SiO2高温下反应,由于C过量,生成的是CO而不是CO2,该反应必须在隔绝空气的条件下进行。
②氢氟酸不能用玻璃容器盛放;NaOH溶液能用玻璃试剂瓶,但不能用玻璃塞。
③酸性氧化物一般能与水反应生成酸,但SiO2不溶于水;酸性氧化物一般不与酸作用,但SiO2能与HF反应。
④硅酸盐大多难溶于水,常见可溶性硅酸盐是硅酸钠,其水溶液称为泡花碱或水玻璃,但却是盐溶液。
⑤H2CO3的酸性大于H2SiO3的,所以有Na2SiO3+CO2(少量)+H2O===H2SiO3↓+Na2CO3,但高温下Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑也能发生,原因可以从两方面解释:①硅酸盐比碳酸盐稳定;②从化学平衡角度,由高沸点难挥发固体SiO2制得低沸点易挥发的CO2。
⑥SiO2不导电,是制作光导纤维的材料;Si是半导体,是制作光电池的材料。
⑦水泥、玻璃与陶瓷是三大传统无机非金属材料;碳化硅、氮化硅等是新型无机非金属材料。2、氮及其化合物在考查中结合点
2、卤素及其重要化合物
(1)注意网络构建
(2)扫除知识盲点
①液氯密封在钢瓶中,而氯水、次氯酸应保存在棕色试剂瓶中。
②1 mol Cl2参加反应,转移电子数可能为2NA、NA或小于NA(Cl2和H2O的反应为可逆反应)。
③实验室制Cl2,除了用MnO2和浓盐酸反应外,还可以用KMnO4、KClO3、NaClO与浓盐酸反应且都不需要加热,如ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O。
④酸性KMnO4溶液,用的是H2SO4酸化而不是盐酸。
⑤ClO-不论在酸性环境中还是在碱性环境中均能体现强氧化性,如ClO-与SO、I-、Fe2+均不能大量共存;ClO-体现水解性,因HClO酸性很弱,ClO-水解显碱性,如Fe3++3ClO-+3H2O===Fe(OH)3↓+3HClO,所以ClO-与Fe3+、Al3+均不能大量共存。
⑥向Ca(ClO)2溶液中通入SO2气体生成CaSO4而不是CaSO3,其离子方程式为
Ca2++3ClO-+SO2+H2O===CaSO4↓+Cl-+2HClO(少量SO2)
Ca2++2ClO-+2SO2+2H2O===CaSO4↓+2Cl-+SO+4H+(过量SO2)。
3、硫及其化合物
(1)注意网络构建
(2)扫除知识盲点
①除去附着在试管内壁上的硫,除了用热的NaOH溶液,还可以用CS2,但不能用酒精。
②SO2使含有酚酞的NaOH溶液褪色,表现SO2酸性氧化物的性质;使品红溶液褪色,表现SO2的漂白性;能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,表现SO2的还原性;SO2与H2S反应,表现SO2的氧化性;SO2和Cl2等体积混合通入溶液中,漂白性不但不增强,反而消失。
③把SO2气体通入BaCl2溶液中,没有沉淀生成,但若通入NH3或加入NaOH溶液,或把BaCl2改成Ba(NO3)2均有白色沉淀生成,前两者生成BaSO3沉淀,后者生成BaSO4沉淀。
④浓HNO3和Cu(足量)、浓H2SO4和Cu(足量)、浓盐酸和MnO2(足量)在反应时,随反应进行,产物会发生变化或反应停止。注意区分Zn和浓H2SO4的反应。
⑤C与浓硫酸反应产物的确定应按以下流程进行:无水CuSO4确定水→品红溶液确定SO2→酸性KMnO4溶液除去SO2→品红溶液检验SO2是否除净→澄清石灰水检验CO2。
4、氮及其化合物
(1)注意网络构建
(2)扫除知识盲点
①NO只能用排水法或气囊法收集。
②NO2或NO与O2通入水的计算中常用到4NO+3O2+2H2O===4HNO3、4NO2+O2+2H2O===4HNO3两个方程式。
③浓HNO3显黄色是因为溶有NO2,而工业上制备的盐酸显黄色,是因为溶有Fe3+。
④硝酸、浓H2SO4、次氯酸具有强氧化性,属于氧化性酸,其中HNO3、HClO见光或受热易分解。
⑤强氧化性酸(如HNO3、浓H2SO4)与金属反应不生成H2;金属和浓HNO3反应一般生成NO2,而金属和稀HNO3反应一般生成NO。
⑥实验室制备NH3,除了用Ca(OH)2和NH4Cl反应外,还可用浓氨水的分解(加NaOH固体或CaO)制取,而检验NH须用浓NaOH溶液并加热,用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体,以确定NH的存在。
⑦收集NH3时,把一团干燥的棉花放在试管口,以防止与空气对流;收集完毕,尾气处理时,应放一团用稀硫酸浸湿的棉花放在试管口,以吸收NH3。
⑧铜与浓HNO3反应在试管内就能看到红棕色的NO2,而与稀HNO3反应时需在试管口才能看到红棕色气体。
⑨浓盐酸和浓氨水反应有白烟生成,常用于HCl和NH3的相互检验。
5、常见的非金属单质及其化合物的转化关系
(1)直线型转化关系:
非金属单质酸性氧化物酸盐
如:CCO2H2CO3Na2CO3
SSO2H2SO3Na2SO3
PP2O5H3PO4Na3PO4
(2)交叉型转化关系:
如:
(3)连续氧化关系:ABC
如:SSO2SO3;N2NONO2
NH3NONO2;H2SSO2SO3
CCOCO2
二、重点知识回顾
1、硅及其化合物的“反常”
(1)Si的还原性大于C,但C却能在高温下从SiO2中还原出Si:2C+SiO2Si+2CO↑。
(2)非金属单质跟碱溶液作用一般无H2放出,但Si能跟强碱溶液作用放出H2:Si+2NaOH+H2O===
Na2SiO3+2H2↑。
(3)非金属单质一般不跟非氧化性酸作用,但Si能跟氢氟酸作用:Si+4HF===SiF4↑+2H2↑。
(4)非金属氧化物一般为分子晶体,但SiO2为原子晶体。
(5)酸性氧化物一般不与酸作用,但SiO2能与HF作用。
(6)H2CO3的酸性大于H2SiO3,所以有Na2SiO3+CO2+H2O===H2SiO3↓+Na2CO3,但高温下Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑也能发生,原因可以从两方面解释:①硅酸盐比碳酸盐稳定;②从化学平衡角度,由SiO2高沸点难挥发固体制得低沸点易挥发的CO2。
2、氯及其化合物知识中的热点
(1)Cl2与水的可逆反应,HClO的强氧化性和弱酸性。
(2)Cl2与碱的歧化反应。
(3)Cl2作为氧化剂使用,如将Fe2+氧化为Fe3+。
(4)Cl2的实验室制法,还原剂用浓盐酸,氧化剂可以为MnO2(△)、KClO3和KMnO4等。
(5)次氯酸盐为重点
①ClO-不论在酸性环境中还是在碱性环境中均能体现强氧化性,如ClO-与SO、I-、Fe2+均不能大量共存。
②ClO-体现水解性,因HClO酸性很弱,ClO-水解显示碱性,如Fe3++3ClO-+3H2O===Fe(OH)3↓+3HClO。
3、常见无机酸的重要规律和重要特性
(1)重要规律
①最高价氧化物对应水化物的酸性强弱取决于该元素非金属性的强弱,如酸性:
HClO4>H2SO4>H3PO4>H2CO3>H2SiO3。
②证明酸性强弱,可利用复分解反应中“强酸制弱酸”的规律,如:
Na2SiO3+CO2+H2O===Na2CO3+H2SiO3↓ Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO
③强氧化性酸(如:HNO3、浓H2SO4)与金属反应,不生成H2;金属和浓HNO3反应一般生成NO2,而金属和稀HNO3反应一般生成NO。
(2)重要特性
①硝酸、浓H2SO4、次氯酸具有强氧化性,属于氧化性酸,其中HNO3、HClO见光或受热易分解。
②浓HNO3和Cu(足量)、浓H2SO4和Cu(足量)、浓盐酸和MnO2(足量)在反应时,随反应进行,产物会发生变化或反应停止。
③浓H2SO4具有吸水性、脱水性和强氧化性。
④常温下,铁、铝遇浓H2SO4、浓HNO3发生钝化。
4、氮及其化合物
(1).NO、NO2与O2溶于水的计算,利用好两个比值4∶3、4∶1即可
4NO+3O2+2H2O===4HNO3 4NO2+O2+2H2O===4HNO3
(2).HNO3的性质,尤其是强氧化性是热点,涉及与单质反应产物的判断,尤其是与铁的反应如稀HNO3与Fe:Fe+4HNO3(稀,过量) ===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O;3Fe(过量)+8HNO3(稀) ===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O。
5、常见非金属元素形成的离子的检验
(1).利用盐酸和其他试剂检验
CO:加入BaCl2或CaCl2溶液后生成白色沉淀,再加稀盐酸沉淀溶解,并放出无色无味气体。
SO:先加入足量稀盐酸,无沉淀生成,再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀。
SO:加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加稀盐酸,放出无色有刺激性气味能使品红溶液褪色气体。
(2).利用AgNO3(HNO3酸化)溶液检验
(3).利用某些特征反应检验
I-:滴入淀粉溶液和氯水,溶液变蓝色(或加入氯水和四氯化碳,四氯化碳层呈紫红色)。
特别注意:设计实验方案进行离子检验时,要设法排除不同离子之间的干扰,如检验SO时一定要排除Ag+和SO的干扰。
三、无机推断
(一)无机物的转化与推断方法
突破口又称“题眼”,解无机推断题的关键在于寻找突破口,常见的突破口主要有以下几类:
1.特殊结构
(1)原子个数比为1∶1的化合物通常是H2O2、C2H2、C6H6、Na2O2等。
(2)“A≡A”分子必然是N2,三角锥形的分子是NH3、PH3等。
(3)具有正四面体结构的有CH4、CCl4、NH、P4等。
(4)不含金属元素的离子化合物为铵盐。
2.物质的特有颜色
常见的有颜色的物质
淡黄色固体
S、Na2O2、AgBr
浅绿色溶液
Fe2+
红色固体
Cu、Cu2O
蓝色溶液
Cu2+
紫黑色固体
I2、KMnO4
棕黄色溶液
Fe3+
红棕色粉末
Fe2O3
红色溶液
Fe(SCN)3
黑色粉末,晶体
MnO2、Fe3O4、CuS、C、CuO
橙色、橙红色溶液
溴水
红褐色沉淀
Fe(OH)3
蓝色晶体
CuSO4·5H2O
白色沉淀
AgCl、BaSO4、Mg(OH)2、
Al(OH)3等
红棕色气体
NO2、Br2(g)
蓝色沉淀
Cu(OH)2
黄绿色气体
Cl2
3.特殊的实验现象
(1)H2在Cl2中燃烧呈苍白色火焰。
(2)遇酚酞溶液变红色的气体是氨气。
(3)在空气中迅速由无色变为红棕色的气体是NO。
(4)Cl2通入含Br-的溶液中,会出现橙色,加入有机溶剂,在有机溶剂层出现橙红色;Cl2通入含有I-的溶液中,会出现深黄色,加入有机溶剂,在有机溶剂层出现紫红色。
(5)遇SCN-显红色或遇OH-生成红褐色沉淀的离子是Fe3+。
(6)遇BaCl2溶液生成不溶于稀HNO3的白色沉淀,则溶液中可能含有Ag+或SO或SO。
(7)遇HCl生成白色沉淀,则溶液中可能含有Ag+或SiO。
(8)使品红溶液褪色的气体可能是Cl2或SO2,但将褪色后的液体加热又复原的是SO2。
(9)碘遇淀粉显蓝色。
(10)实验现象为:白色沉淀→灰绿色→红褐色的转化一定是:Fe(OH)2→Fe(OH)3。
(11)既能跟酸反应又能跟碱反应且生成气体的物质一般是Al、NH4HCO3、(NH4)2CO3、NH4HSO3、(NH4)2SO3、(NH4)2S、NH4HS。
(12)与碱反应产生气体的物质是铝、铵盐,产生的气体一般是H2、NH3。
(13)与水反应产生气体的物质一般是Na、Na2O2、CaC2、Mg3N2等。
4.特殊转化关系
(1)直线型转化
①金属碱性氧化物碱盐:满足此关系的有K、Na、Ca、Ba等。
②非金属酸性氧化物酸盐:满足此关系的有C、N、S等。
③ABC酸或碱:满足此关系的有NH3、S、N2、H2S、C、Na等。
(2)交叉型转化
(3)三角型转化
(4)属于“单质+化合物===新单质+新化合物(置换反应)”类型的反应有:
①单质同主族:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑;2C+SiO2Si+2CO↑;
Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2等。
②单质不同主族:2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑;H2S+Cl2===2HCl+S↓;C+H2O(g)CO+H2等。
③有过渡元素参加的常见置换反应:Fe+2H+===Fe2++H2↑;Fe+Cu2+===Fe2++Cu。
(5)能“三合一”的反应有:NH3+H2O+CO2===NH4HCO3;4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3。
6.其他特征
(1)常温下短周期呈气态的单质(除惰性气体外):H2、N2、O2、F2、Cl2。
(2)常见的同素异形体:金刚石和石墨、O2和O3、白磷和红磷。
(3)地壳中含量前四位的元素:O、Si、Al、Fe。
(4)常温下呈液态的金属单质:Hg;非金属单质:Br2。
(5)常见的可燃性气体:H2、CO、H2S、CH4、C2H4、C2H2等。
(二)解无机推断题“五步曲”
1.审:审清题意,从题干→问题→框图迅速浏览一遍,尽量在框图中把相关信息标示出来,明确求解要求。
2.找:找“题眼”即找到解题的突破口,此步非常关键。
3.析:从题眼出发,联系新信息及所学的旧知识,大胆猜测,顺藤摸瓜,应用正逆思维、发散收敛思维、横向纵向思维等多种思维方式进行综合分析、推理,初步得出结论。
4.验:验证确认,将结果放入原题检验,完全符合才算正确。
5.答:按题目的要求写出答案。
一、碳、硅及其化合物
考向一 碳、硅的性质和用途
典例1 芯片制造的主要过程如图所示,下列说法错误的是
A.沙子的主要成分是
B.粗硅的制取:
C.氟化氢可用于蚀刻硅基
D.在硅基上电镀铜时,硅基做阴极
考向二 CO2、SiO2的性质
典例2 下列关于SiO2和CO2的说法中正确的是
A.CO2、SiO2分别是碳酸和硅酸的酸酐
B.SiO2既能与KOH反应,又能与浓盐酸反应,而CO2不能
C.CO2是酸性氧化物,SiO2是两性氧化物
D.CO2和SiO2都是由相应的分子构成的
二氧化硅的特殊性
(1)非金属氧化物一般由分子构成,而SiO2是由Si和O按个数比1∶2直接构成。Si、SiC、Si3N4、BN等也是直接由原子构成。
(2)SiO2是H2SiO3的酸酐,但它不溶于水,不能直接与水作用制备H2SiO3。
(3)酸性氧化物一般不与酸作用,但SiO2能跟HF作用:SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O。
(4)不要混淆二氧化硅和硅的用途
用于制作光导纤维的是SiO2,用于制作半导体材料、计算机芯片的是晶体硅。
(5)水晶、石英、玛瑙的主要成分是SiO2;珍珠的主要成分是CaCO3;钻石是金刚石;红、蓝宝石的主要成分是Al2O3。
考向三 CO2与盐或碱溶液反应的规律
1、CO2与NaOH溶液反应产物的定量判断方法
与碱的反应
反应原理
CO2+2NaOH(足量)Na2CO3+H2O
CO2+NaOH(少量)NaHCO3
反应后溶质成分的判断,x=n(NaOH)∶n(CO2)
x≤1∶1
NaHCO3
1∶1< x <2∶1
Na2CO3、NaHCO3
x =2∶1
Na2CO3
x >2∶1
NaOH、Na2CO3
也可用数轴表示:
①CO2+Na2CO3+H2O2NaHCO3↓
②CO2(少量)+2NaAlO2+3H2O2Al(OH)3↓+Na2CO3
CO2(足量)+NaAlO2+2H2OAl(OH)3↓+NaHCO3
③CO2(少量)+Ca(ClO)2+H2OCaCO3↓+2HClO
④CO2(少量)+Na2SiO3+H2OH2SiO3↓+Na2CO3
典例3 浓度相同的NaOH溶液各100 mL倒入A、B、C三个烧杯中,分别向三份溶液中通入不等量的CO2,充分反应后,再向三份所得溶液中逐滴加入0.2 mol·L-1的盐酸,产生CO2的体积与所加盐酸体积之间的关系如图所示。下列判断不正确的是
A.原NaOH溶液的浓度为0.2 mol·L-1
B.B烧杯中通入的CO2体积为448 mL(标准状况)
C.通入CO2后,A烧杯中的溶质为Na2CO3和NaHCO3
D.通入CO2后,C烧杯中溶质成分的物质的量之比为n(NaOH)∶n(Na2CO3)=2∶1
考向四 无机非金属材料及硅酸盐的表示方法
典例4 青石棉是一种致癌物质,是《鹿特丹公约》中受限制的46种化学品之一,其化学式为Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝酸处理时,还原产物只有NO。下列说法不正确的是
A.青石棉是一种硅酸盐材料
B.青石棉中含有一定量的石英晶体
C.青石棉的化学组成可表示为Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O
D.1 mol青石棉能使稀硝酸中的1 mol HNO3被还原
二、氮及其化合物
考向一 氮的氧化物性质与相关计算
有关氮的氧化物溶于水的计算,从反应实质看都是氧化还原反应。可以从得失电子数相等或原子守恒的角度分析,简化计算过程。如NOx与O2、H2O转化为硝酸的计算,则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。
NO2和NO有如下反应:
3NO2+H2O===2HNO3+NO ①
2NO+O2===2NO2 ②
4NO2+O2+2H2O===4HNO3 ③
4NO+3O2+2H2O===4HNO3 ④
(1)NO和NO2的混合气体
NO、NO2的混合气体溶于水时仅涉及反应①,可利用气体体积变化差值进行计算:V剩=V(NO)原+V(NO2)。
(2)NO2和O2的混合气体
NO2和O2的混合气体溶于水时涉及反应③,其计算如下表:
x=
0
x>4
反应情况
O2过量,剩余气体为O2
恰好完全反应
NO2过量,剩余气体为NO
(3)NO和O2的混合气体
NO、O2的混合气体溶于水时涉及反应④,其计算如下表:
x=
0
x>
反应情况
O2过量,剩余气体为O2
恰好完全反应
NO过量,剩余气体为NO
典例1 在一定条件下,将NO2和O2的混合气体12 mL通入足量水中,充分反应后剩余2 mL气体(同温同压下),则原混合气体中氧气的体积为
①1.2 mL ②2.4 mL ③3 mL ④4 mL
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
考向二 氨与铵盐的性质及应用
典例2 下列有关氨或铵盐的说法不正确的是
A.NH3属于弱电解质
B.可用湿润的红色石蕊试纸检验氨气
C.用盐酸滴定氨水,当溶液呈中性时,c()=c(Cl﹣)
D.常温时,0.1mol•L﹣1NH4Cl溶液加水稀释,的值不变
考向三 喷泉实验
典例3 利用如图所示的装置,可以验证NH3和HCl的有关性质。实验前a、b、c活塞均关闭。
(1)若要在烧瓶Ⅱ中产生“喷泉”现象,烧瓶Ⅰ中不产生“喷泉”现象,其操作方法是______________。
(2)若先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管,在烧瓶中可观察到的现象是_____________________。
(3)通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关,在烧瓶Ⅰ中产生“喷泉”现象,烧瓶Ⅱ中不产生“喷泉”现象,其操作方法是__________________________________。若要在该装置中产生双喷泉现象,其操作方法是________________________________。
喷 泉 实 验
(1)喷泉实验的原理
当挤压胶头滴管胶头,使少量水进入烧瓶后,气体在液体中溶解度很大,在短时间内产生足够大的压强差(负压),则打开止水夹后,大气压将烧杯内的液体压入烧瓶中,在尖嘴导管口形成喷泉。
(2)形成喷泉的气体与液体组合
①极易溶于水的气体(NH3、HCl等)与水可形成喷泉;
②酸性气体与NaOH溶液组合能形成喷泉。
气体 HCl NH3 CO2、Cl2、H2S、SO2 NO2+O2 CH2=CH2
吸收剂 水或氢氧化钠溶液 水或盐酸 氢氧化钠溶液 水 溴水
(3)喷泉实验成功的关键
①盛气体的烧瓶必须干燥;
②气体要充满烧瓶;
③装置不能漏气(实验前应先检查装置的气密性);
④所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体能快速反应。
(4)喷泉实验的几种常见装置
说明:装置②中最好采用顶部有孔的烧瓶。装置③引发喷泉的方法是打开止水夹,用热毛巾或双手捂热烧瓶,松开后片刻即形成喷泉现象。
考向四 氨气的实验室制法
典例4 下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂,其中错误的是
A.①② B.②③ C.③④ D.①③
NH3制取实验中3个方面的创新
(1)NH3制取原理的创新
实验室制取少量NH3,可不用铵盐和碱混合共热,而采用常温下将浓氨水滴加到固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等)上,来制取NH3。
(2)NH3制取装置的创新
(3)NH3吸收装置的创新
考向五 硝酸与金属反应的计算
典例5 将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解,产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答下列问题:
(1)NO的体积为________L,NO2的体积为________L。
(2)参加反应的HNO3的物质的量是______________。
(3)待产生的气体全部释放后,向溶液中加入V mL a mol·L-1的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀,则原硝酸溶液的浓度为____________mol·L-1。
(4)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3,至少需要30%的双氧水____________g。
硝酸与金属反应的计算方法
(1)硝酸与金属反应的计算模型
(2)计算技巧
三、硫及其化合物
考向一 SO2的特性
典例1 将一定量的SO2通入BaCl2溶液中,无沉淀产生,若再通入a气体,则产生沉淀。下列所通a气体和产生沉淀的离子方程式正确的是( )
A.a为H2S,SO2+2H++S2−→3S↓十2H2O
B.a为Cl2,Ba2++SO2+2H2O+Cl2→BaSO3↓+4H++2Cl−
C.a为NO2,4Ba2++4SO2+5H2O+NO3−→4BaSO4↓+NH4++6H+
D.a为NH3,Ba2++SO2+2NH3+2H2O→BaSO4↓+2NH4++2H+
SO2的“漂白性”
SO2能使许多有色物质“褪色”,但其“褪色”原理不同:
(1)还原性“褪色”:SO2能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,利用SO2的还原性。
(2)漂白性“褪色”:SO2能使品红溶液褪色,利用SO2的漂白性。
(3)酸性“褪色”:SO2能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,利用SO2的酸性氧化物的性质。
考向二 SO2与CO2的性质比较
典例2 下列溶液中能够区别SO2和CO2的是
①石灰水 ②H2S溶液 ③KMnO4溶液 ④氯水 ⑤品红溶液
A.①②③ B.②③④
C.除①以外 D.全部
鉴别SO2和CO2的方法
SO2和CO2都能使澄清的石灰水变浑浊,若通入的气体过量,则沉淀都可消失。所以不能用澄清的石灰水鉴别SO2和CO2。通常可用以下方法:(1)根据物理性质。CO2无色无味;SO2无色、具有刺激性气味。(2)品红溶液。使品红溶液褪色的是SO2;不能使品红溶液褪色的是CO2。(3)酸性KMnO4溶液。使酸性KMnO4溶液褪色的是SO2;无明显现象的是CO2。(4)溴水。使溴水褪色的是SO2;无明显现象的是CO2。(5)硝酸酸化的硝酸钡溶液。产生白色沉淀的是SO2;无明显现象的是CO2。(6)FeCl3溶液。溶液颜色变浅的是SO2;无明显现象的是CO2。
考向三 的检验
典例3 为检验溶液中是否含有,四位同学分别设计了如下实验,且都认为如果观察到的现象与自己的设计方案一致,即可确认溶液中含有。其中正确的是
A.加入足量稀硝酸,无明显现象,再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀
B.加入Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀,再加稀盐酸酸化,沉淀不溶解
C.加入足量稀盐酸,有气泡产生,再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀
D.加入足量稀盐酸,无明显现象,再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀
的检验误区
(1)只加可溶性钡盐,不酸化。误将、、等干扰离子判断成。因上述离子会产生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3白色沉淀。
(2)误将Ag+判断成。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。其错误是未注意当溶液中不含,而含Ag+时也会产生同样的现象:Ag++Cl−AgCl↓(白色)。
(3)误将判断成。如向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀,便误以为有。该错误是未注意在酸性环境中具有强氧化性,能将氧化成而产生干扰。
考向四 硫及其化合物的转化关系与实验的融合
典例4 实验室为探究铁与浓硫酸(足量)的反应,并验证SO2的性质,设计如图所示装置进行实验,下列说法不正确的是( )
A.装置B中酸性KMnO4溶液逐渐褪色,体现了二氧化硫的还原性
B.实验结束后可向装置A的溶液中滴加KSCN溶液以检验生成的Fe3+
C.装置D中品红溶液褪色可以验证SO2的漂白性
D.实验时将导管a插入浓硫酸中,可防止装置B中的溶液倒吸
四、氯及其化合物
考向一 氯气的性质
典例1 Cl2是一种重要的工业原料,液氯储存区贴有的说明卡如表所示:
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.电解饱和食盐水制取Cl2:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
B.氯气用于自来水消毒:Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-
C.浓氨水检验泄露的氯气,产生白烟:8NH3+3Cl2===6NH4Cl+N2
D.氯气“泄漏处理”中NaHSO3溶液的作用:HSO+Cl2+H2O===SO+3H++2Cl-
归纳拓展
1.高考常考的含氯化合物
近几年高考对含氯化合物的考查,不仅仅局限于HClO和NaClO、Ca(ClO)2等,还涉及ClO2、NaClO3、NaClO2、KClO3等物质。
(1)+1价的HClO 、NaClO和Ca(ClO)2
+1价的含氯化合物一般具有很强的氧化性和漂白性,是常用的强氧化剂或漂白剂。
如Ca(ClO)2+4HCl(aq)=== CaCl2+2Cl2↑+2H2O;
2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-===2FeO+3Cl-+5H2O (FeO——强氧化剂)。
(2)+4价的ClO2
ClO2是一种新型净水剂,具有很强的氧化性,如2ClO2+Na2O2=== 2NaClO2+O2↑
(3)+5价的NaClO3、KClO3
+5价的氯元素具有较强的氧化性,是常用的氧化剂。
如KClO3+6HCl===KCl+3Cl2↑+3H2O;
2KClO32KCl+3O2↑。
2.有效氯含量
有效氯含量的实质是指每克的含氯化合物中所含氧化态氯的氧化能力相当于多少克氯气的氧化能力。其本质是氧化还原反应的电子得失守恒。
如ClO2有效氯含量的计算方法如下,设ClO2的有效氯含量为x,则×5=×2,x≈2.63 g。
考向二 氯水的性质和变化
典例2 下列关于氯水的叙述正确的是
①新制氯水中只含Cl2和H2O ②新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色 ③氯水光照时有气泡冒出,该气体为Cl2 ④氯水放置数天后,溶液的酸性将减弱 ⑤新制氯水呈黄绿色,久置氯水呈无色 ⑥新制氯水漂白作用强,久置氯水无漂白作用
A.①③④ B.②③④ C.③⑤⑥ D.②⑤⑥
氯水的多种成分与多种性质的对应关系
1.氯水的成分——三分四离
氯水中存在三个平衡:
(1)Cl2+H2OHCl+HClO,(2)HClOH++ClO−,(3)H2OH++OH−。
根据可逆反应的特点,即可得出新制氯水中存在的各种微粒。
2.氯水的多重性质
新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质:
①Cl2的强氧化性;②HCl的强酸性;③HClO的强氧化性、弱酸性;④Cl−的性质。
在不同的反应中,新制氯水中起作用的成分不同。
考向三 氯气制备与性质实验考查
典例3 下列装置应用于实验室制氯气并回收氯化锰的实验,能达到实验目的的是
A.用装置甲制取氯气
B.用装置乙除去氯气中的少量氯化氢
C.用装置丙分离二氧化锰和氯化锰溶液
D.用装置丁蒸干氯化锰溶液制MnCl2·4H2O
考向四 卤离子的检验
典例4 下列能够检验出KI中是否含有Br-的实验是
A.加入足量的新制氯水,溶液变色则有Br-
B.加入酸性KMnO4溶液,观察溶液颜色是否褪去
C.加入少量的碘水,再加入CCl4振荡,有机层有色,则有Br-
D.加入足量FeCl3溶液,用CCl4萃取后,取无色的水层并加入AgNO3溶液,有淡黄色沉淀生成,则含有Br-
一、单选题
1.下列现象不能用于检验的是
A.气体遇浓盐酸产生白烟
B.气体使湿润的蓝色石蕊试纸变红
C.将气体通入酚酞溶液中,溶液变红
D.气体遇氯气产生白烟
2.检验中是否含有,应采取的措施是
A.通过澄清石灰水
B.先通过足量溶液,再通过澄清石灰水
C.先通过足量酸性溶液,再通过澄清石灰水
D.先通过足量小苏打溶液,再通过澄清石灰水
3.下列说法正确的是
A.向Na2CO3溶液中通入CO2一定析出NaHCO3晶体
B.用饱和Na2CO3溶液除去CO2气体中的HCl气体
C.等质量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量稀盐酸反应,后者放出CO2多
D.等质量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量稀盐酸反应,后者消耗盐酸多
4.在下列溶液中,各组离子一定能够大量共存的是
A.无色溶液中:Na+、Cl-、、Fe3+
B.使紫色石蕊溶液变红的溶液中:Na+、Fe2+、、Cl-
C.含的溶液中:K+、Ba2+、Cl-、Br-
D.酸性溶液中:Na+、Mg2+、、Cl-
5.下列关于物质的性质的说法正确的是
A.Cl2具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂
B.金属钠在空气中长时间放置会变成淡黄色固体
C.液氯能使干燥的有色布条褪色
D.新制氯水中既含有氯分子,又含有氯离子
6.下列实验设计正确的是( )
A.将混有HCl气体的CO2通入装有饱和碳酸钠溶液的洗气瓶,可除去HCl
B.用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的NO
C.可以用澄清石灰水来检验CO2和SO2
D.将SO2通入KMnO4酸性溶液,溶液褪色。证明SO2具有还原性
7.下列说法正确的是( )
A.将CO2通入CaCl2溶液中可以得到CaCO3沉淀
B.向待测溶液中加入稀HCl酸化后,滴入AgNO3溶液,可检验Cl-
C.将氯气通入到紫色石蕊试液中,溶液变为红色
D.向某溶液中加入KSCN溶液,溶液不变成血红色,通入氯气后,溶液变成血红色,说明原溶液中含有Fe2+
8.下列说法正确的是( )
A.因SO2具有漂白性,所以能使石蕊试液褪色
B.能使品红溶液褪色的物质不一定是SO2
C.SO2、漂白粉、活性炭都能使红墨水褪色,且原理相同
D.等物质的量的SO2和Cl2混合后通入装有湿润的有色布条的集气瓶中,漂白效果更好
一、单选题
1.下列说法正确的是( )
A.“84”消毒液(主要成分是NaClO)与“洁厕灵”(主要成分是盐酸)共同使用,可达到既消毒又洁厕的双重效果
B.液溴应保存在橡胶塞的试剂瓶中,并加少量水进行水封
C.新制的氯水可长期保存在无色玻璃瓶中
D.天然气中掺入臭鸡蛋气味的硫化氢,一旦泄露易被人们发现
2.利用如图所示装置进行实验,将液体X逐滴加入到固体Y中。下列有关实验现象或结论正确的是
选项
X
Y
Z
实验现象或结论
装置
A
稀硫酸
亚硫酸钠
品红溶液
SO2能氧化品红
B
双氧水
MnO2
氢硫酸溶液
产生浑浊
C
浓盐酸
石灰石
硅酸钠溶液
非金属性:C>Si
D
浓硝酸
Cu
水
试管中液体变红
A.A B.B C.C D.D
3.下列离子方程式书写正确的是( )
A.NaHCO3溶液中加入稀盐酸:CO+2H+=CO2↑+H2O
B.SO2通入少量NaClO溶液中:SO2+ClO-+H2O=SO+Cl-+2H+
C.FeO与稀硝酸反应:2H++FeO=Fe2++H2O
D.碳酸氢钠溶液中滴入氢氧化钙溶液:HCO+OH-=CO+H2O
4.下列关于和的叙述中正确的是( )
A.可使紫色石蕊溶液褪色
B.与水作用生成
C.可用排水法收集
D.实验室可用溶液处理和废气
5.在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是( )
A.氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cl2
B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl﹣
C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+
D.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中含有HCl
6.下列有关物质的化学反应的叙述正确的是
A.SO2与少量氨水反应生成NH4HSO3 B.放电条件下,N2与O2反应生成NO2
C.室温下,Fe与浓H2SO4反应生成FeSO4 D.室温下Na与空气中O2反应生成Na2O2
7.某同学按下图实验装置探究铜与浓硫酸的反应,记录实验现象如表,下列说法正确的是( )
A.②③中白色沉淀都是
B.实验开始时①中的黑色固体可能是
C.为了确定①中白色固体是否为硫酸铜,可向冷却后的试管中注入水,振荡
D.加热④中褪色后的溶液,溶液不变色
8.下列关于氯及其化合物的说法不正确的是
A.氢气能在氯气中安静燃烧,发出苍白色火焰,并生成白烟
B.铁在氯气中点燃时剧烈反应,但液氯可储存在钢瓶中
C.氯气具有强氧化性,能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝
D.漂白粉溶液中加入稀硫酸,其漂白作用增强
二、填空题
9.碳、氮、硫的化合物常会导致一些环境问题,科研工作者正在研究用化学方法来消除这些物质对环境的影响。
(1)空气质量预报主要是有关对空气形成污染的颗粒物及污染气体的报告。下列成分中不属于空气质量预报内容的是_______(填标号)。
a. b. c. d.可吸入颗粒物
(2)酸雨防治是全球性的难题,酸雨形成的示意图如图所示
①取一份雨水样品,在常温下测定其不同时刻的pH如下表所示。
测试时间/h
0
1
2
3
4
雨水的pH
4.73
4.63
4.56
4.55
4.55
该雨水样品属于酸雨的依据是_______;若该雨水为硫酸型酸雨,则其放置过程中pH发生变化的主要原因是_______(用化学方程式表示)。
②随着汽车的广泛使用,其尾气排放也成为酸雨形成的重要原因。对汽车尾气处理的一种方法如图所示。当参与反应的NO与的物质的量之比为2:1时,该过程中总反应的化学方程式为_______。
(3)用也可除去汽车尾气中的氮氧化物(NO),生成两种参与大气循环的无毒物质,则发生反应的化学方程式为_______;当处理4.48L空气(折算成标准状况下,其中NO的体积分数为2%)时,转移电子的物质的量为_______mol。
10.从化合价的角度认识几种常见消毒剂。
(1)被称为“绿色消毒剂”,可用作消除采矿业废液中的,发生的反应为,则A的化学式是______。
(2)二氧化氯是一种高效消毒剂。工业制备的反应为:。
①氧化性:______(填“>”或“<”)。
②在杀菌消毒过程中会产生副产物亚氯酸盐(),需将其转化为除去,下列试剂中,可将转化为的是______(填序号)。
a. b. c.KI d.
(3)亚氯酸钠()是一种高效的消毒剂和漂白剂。Mathieson法制备亚氯酸钠的流程如下。
①反应Ⅰ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______;应Ⅱ中的氧化产物是______。
②与传统消毒剂比较,消毒效率是的______倍(以单位质量得到的电子数表示,还原产物均是,计算结果保留两位小数)。
11.认识含硫物质的性质及转化规律,能帮助我们更好地认识自然和保护环境。
(1)酸雨的形成原因。将SO2气体通入蒸馏水中,取出部分溶液并用pH计测定其pH,每隔10min读数一次,所得数据如下:
时间(min)
0
10
20
30
40
pH
4.95
4.94
4.86
4.85
4.85
随着时间的推移,pH逐渐变小的原因是___________(用化学方程式表示)。
(2)防治SO2对环境的污染。
①从物质分类角度看,SO2属于酸性氧化物。工业上常用熟石灰将SO2转化为亚硫酸盐,写出所得亚硫酸盐的化学式:___________。
②从元素价态看,SO2中S元素为+4价,既具有氧化性,又具有还原性。用生物质热解气(主要成分为CO、CH4、H2)可将SO2在高温下还原成单质硫。写出CO还原SO2反应的化学方程式:___________。
(3)获取空气质量信息。某化学小组为了测定空气中SO2的体积分数,做了如下实验:取标准状况下的空气20.00L(含N2、O2、CO2、SO2),缓慢通过足量溴水,反应的化学方程式为:。在所得溶液中加入稍过量的BaCl2溶液,产生白色沉淀,过滤后将沉淀洗涤、干燥,称得其质量为4.66g。
①检验沉淀是否洗涤干净的方法是___________。
②空气样品中SO2的体积分数为___________。
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