2021年高考化学一轮复习讲义 第4章 章末总结
展开章末总结 几种重要的物质性质比较(教师用书独具)
一、氢化物(HCl、H2S、NH3)的比较
1．HCl、H2S和NH3的制取方法比较
| HCl | H2S | NH3 |
反应 原理 | 利用食盐和浓硫酸在不加热或稍微加热的条件下，进行反应：NaCl＋H2SO4(浓)NaHSO4＋HCl↑ | 用硫化亚铁跟稀盐酸或稀硫酸反应：FeS＋2HCl===FeCl2＋H2S↑，FeS＋H2SO4(稀)===FeSO4＋H2S↑ | 用NH4Cl固体与消石灰混合加热： Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O |
反应 装置 | 固体＋液体气体 | 固体＋液体―→气体 | 固体＋固体气体 |
收集 方法 | 向上排空气法 | 向上排空气法 | 向下排空气法 |
尾气 处理 | 用水或碱溶液吸收 | 用碱溶液吸收 | 用稀酸溶液吸收 |
2.HCl、H2S和NH3的性质比较
| HCl | H2S | NH3 |
酸碱性 | 水溶液显强酸性，与碱反应生成盐和水，如NaOH＋HCl===NaCl＋H2O | 水溶液显弱酸性，与碱反应生成盐和水，如2NaOH＋H2S===Na2S＋2H2O | 水溶液显弱碱性，与酸反应生成盐，如NH3＋HCl===NH4Cl |
氧化性 | 与活泼金属反应，表现氧化性，如Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ | 与较活泼金属反应，表现氧化性 | － |
还原性 | 与强氧化剂(如MnO2、KClO3等)反应：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O | 与较强的氧化剂(如O2、Cl2、SO2等)反应：H2S＋Cl2S↓＋2HCl，2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O | 与某些金属氧化物(氧化剂，如CuO等)反应：3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O |
与 AgNO3 溶液反应 | 生成白色沉淀： AgNO3＋HCl===AgCl↓＋HNO3 | 生成黑色沉淀： 2AgNO3＋H2S ===Ag2S↓＋2HNO3 | 先生成白色沉淀，氨气过量时，沉淀溶解：AgNO3＋NH3＋H2O===AgOH↓＋NH4NO3，AgNO3＋3NH3＋H2O===Ag(NH3)2OH＋NH4NO3 |
二、氧化物(CO2、SO2和SiO2)的比较
1．CO2、SO2和SiO2的物理性质比较
| CO2 | SO2 | SiO2 |
色、态、味 | 无色无味气体 | 无色刺激性气味气体 | 无色晶体 |
水溶性 | 能溶于水(1∶1) | 易溶于水(1∶40) | 不溶于水 |
密度 | 比空气大 | 比空气大 | 较大 |
熔、沸点 | 较低，固态易升华 | 较低，易液化 | 较高 |
2.CO2、SO2和SiO2的化学性质比较
| CO2 | SO2 | SiO2 |
与水的反应 | CO2＋H2OH2CO3 | SO2＋H2OH2SO3 | 与水不反应 |
与碱的反应(以NaOH 溶液为例) | 2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O(CO2不足) | 2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O(SO2不足) | 2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O |
NaOH＋CO2===NaHCO3(CO2足量) | NaOH＋SO2===NaHSO3(SO2足量) | ||
与碱性氧化物反应 | CaO＋CO2CaCO3 | CaO＋SO2CaSO3 | CaO＋SiO2CaSiO3 |
与Na2CO3 反应 | Na2CO3(aq)＋CO2＋H2O===2NaHCO3 | Na2CO3(aq)＋SO2===Na2SO3＋CO2 | Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑ |
与酸的反应 | — | 2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O， 2HNO3(稀)＋3SO2＋2H2O===2NO＋3H2SO4 | SiO2＋4HF=== SiF4↑＋2H2O |
三、三大强酸(盐酸、硫酸和硝酸)的比较
1．HCl、H2SO4和HNO3的物理性质比较
| HCl(盐酸) | H2SO4(硫酸) | HNO3(硝酸) |
颜色、状态 | 纯净的盐酸为无色液体，常见的盐酸中因含有工业杂质(Fe3＋)而呈黄色 | 纯硫酸是一种无色无味的油状液体 | 纯净的硝酸为无色液体，常见浓硝酸因溶有分解产生的NO2而呈黄色 |
水溶性 | 以任意比与水互溶 | 以任意比与水互溶 | 以任意比与水互溶 |
挥发性 | 易挥发，挥发出HCl气体 | 高沸点，难挥发 | 易挥发，挥发出HNO3气体 |
2.HCl、H2SO4和HNO3的化学性质比较
(1)不稳定性
浓硝酸具有不稳定性，见光或受热易发生分解，化学方程式为4HNO3(浓)4NO2↑＋O2↑＋2H2O，而盐酸、硫酸则不易分解。
注意 久置浓硝酸呈黄色，是因为溶解了HNO3分解生成的NO2。因此，实验室中存放浓硝酸时，应放在棕色试剂瓶中，并置于冷暗处。向变黄的浓硝酸中通入足量空气(或氧气)能使其变成无色，发生反应的化学方程式为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。
(2)强酸性
盐酸、硫酸、硝酸均为强酸，具有酸的通性，能使酸碱指示剂变色，能与金属、碱、碱性氧化物、弱酸盐等发生反应。
①与酸碱指示剂的显色反应
盐酸、稀H2SO4、稀HNO3均能使紫色石蕊溶液显红色。
注意 浓HNO3具有强酸性和强氧化性，能使紫色石蕊溶液先显红色(表现强酸性)后褪色(表现强氧化性、漂白性)。
②与金属的反应
盐酸、稀H2SO4与金属活动性顺序表中位于H之前的金属单质发生置换反应，反应通式：活泼金属＋酸(盐酸或稀H2SO4)―→相应的盐＋H2↑。例如：
Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
HNO3为氧化性酸，与金属活动性顺序表中除Pt、Au之外的金属都能发生氧化还原反应，HNO3中的氮元素被还原。其中Fe、Cu、Hg、Ag等分别与稀HNO3、浓HNO3反应的通式：
金属＋稀HNO3―→硝酸盐＋NO↑＋H2O。例如：
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
金属＋浓HNO3―→硝酸盐＋NO2↑＋H2O。例如：
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
③与碱的反应
盐酸、H2SO4、HNO3都能与碱发生中和反应，反应通式：酸＋碱―→盐＋水。例如：
HNO3＋NaOH===NaNO3＋H2O
Cu(OH)2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O
注意 若碱中金属元素的化合价较低，具有还原性，则与HNO3、浓H2SO4不发生中和反应，而是发生氧化还原反应生成高价盐。例如：
3Fe(OH)2＋10HNO3(稀)===3Fe(NO3)3＋NO↑＋8H2O
④与碱性氧化物的反应
盐酸、H2SO4、HNO3都能与碱性氧化物发生反应，生成盐和水，反应通式为酸＋碱性氧化物―→盐＋水。例如：
CaO＋2HCl===CaCl2＋H2O
CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O
注意 若碱性氧化物中金属元素的化合价较低，具有还原性，则与HNO3、浓H2SO4发生的反应是氧化还原反应，生成高价盐。例如：
3FeO＋10HNO3(稀)===3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O
⑤与弱酸盐的反应
盐酸、H2SO4、HNO3都能与较弱酸形成的盐反应，生成相应的盐和较弱酸，符合“强酸制取弱酸”的反应规律，反应通式：强酸＋弱酸盐―→强酸盐＋较弱酸。例如：
2HNO3＋CaCO3===Ca(NO3)2＋H2O＋CO2↑(酸性：HNO3＞H2CO3)
2HCl＋Na2SiO3===H2SiO3↓＋2NaCl(酸性：HCl＞H2SiO3)
注意 亚铁盐(如FeSO4)、亚硫酸盐(如Na2SO3)等具有较强的还原性，与HNO3发生氧化还原反应，不符合“强酸制取弱酸”这一反应规律。例如：
3Na2SO3＋2HNO3(稀)===3Na2SO4＋2NO↑＋H2O
(3)还原性
浓盐酸能与MnO2、KClO3、KMnO4等氧化性物质发生反应生成Cl2，其中HCl表现还原性和酸性。
(4)氧化性
稀HNO3、浓HNO3和浓H2SO4均为氧化性酸，具有较强的氧化性。盐酸具有较弱的氧化性，其实是H＋的氧化性，只能与活泼金属反应表现其氧化性。
①与金属的反应
稀HNO3、浓HNO3和浓H2SO4都能与金属活动性顺序表中除金、铂之外的金属发生反应，但不产生H2，其中上述酸表现了强氧化性和酸性，反应通式：氧化性酸＋金属―→盐＋还原产物＋H2O。
②与非金属的反应
浓H2SO4、浓HNO3在加热条件下，都能与非金属单质(如C、S、P等)发生反应，生成相应的含氧酸或气体，这两种酸只表现强氧化性。
针对训练
1．下列说法不正确的是( )
A．浓硝酸与足量铜片反应时，先生成红棕色气体，后生成无色气体
B．浓硫酸具有强氧化性，常温下可将铁、铝的单质氧化
C．饱和氯水既有酸性又有漂白性，加入NaHCO3后漂白性减弱
D．浓盐酸与二氧化锰加热的反应中，盐酸表现为还原性和酸性
答案 C
解析 浓硝酸和铜反应生成二氧化氮红棕色气体，随反应进行浓硝酸变为稀硝酸，稀硝酸和铜反应生成无色气体一氧化氮，故A正确；常温下铁、铝在浓硫酸中发生钝化，不能继续反应，故B正确；氯水中氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，加入碳酸氢钠和盐酸反应，和次氯酸不反应，漂白性不减弱，故C错误。
2．(2019·西安调研)下列有关SO2与SiO2的比较，正确的是( )
A．它们均为酸性氧化物
B．都溶于水，都能与强碱反应
C．S元素和Si元素化合价都为＋4价，因此从氧化还原角度考虑它们具有一样的性质
D．SiO2可与HF反应，这是SiO2作为酸性氧化物的通性
答案 A
解析 SO2和SiO2均能和碱反应生成盐和水，属于酸性氧化物，故A正确；二氧化硅不溶于水，不与水反应，故B错误；SO2具有强还原性，SiO2没有，故C错误；因为酸性氧化物的通性为能够与碱反应只生成盐和水，能够与碱性氧化物反应只生成盐，所以SiO2可与HF反应不属于酸性氧化物的通性，故D错误。
3．(2019·长春模拟)下表中甲物质在一定条件下与乙组中的4种物质都能发生反应的是( )
选项 | 甲物质 | 乙组中的物质 |
A | SO2 | KIO3溶液、氨水、KMnO4溶液、碳酸氢钠溶液 |
B | CO2 | NaOH溶液、Mg、NaClO溶液、饱和亚硫酸氢钠溶液 |
C | SiO2 | HF溶液、NaOH溶液、稀硝酸、Na2CO3 |
D | 盐酸 | Al(OH)3、BaSO4、Cu2(OH)2CO3、CuS |
答案 A
解析 B项，因H2SO3的酸性比碳酸强，故CO2不能与NaHSO3反应；C项，SiO2不溶于HNO3；D项，BaSO4、CuS均不溶于水，不溶于强酸。
4.(2019·武汉模拟)如图所示，锥形瓶内盛有气体X，滴管内盛有液体Y，若挤压胶头滴管，使液体Y滴入瓶中，振荡，过一会可见小气球a鼓起。气体X和液体Y不可能是( )
A．X是NH3，Y是水
B．X是SO2，Y是NaOH浓溶液
C．X是CO2，Y是稀硫酸
D．X是HCl，Y是NaNO3稀溶液
答案 C
解析 NH3极易溶于水，当水滴入瓶中，压强减小，导致小气球a鼓起，故A正确；SO2能与NaOH浓溶液反应，锥形瓶中的压强减小，导致小气球a 鼓起，故B正确；CO2与稀硫酸不反应，难溶于稀硫酸，瓶内压强基本不变，小气球不能鼓起，故C错误；氯化氢不与NaNO3反应，但氯化氢极易溶于水，当NaNO3溶液滴入瓶中，压强减小，导致小气球a鼓起，故D正确。
5．在给定条件下，下列加下划线的物质在化学反应中能被完全消耗的是( )
①用浓盐酸与过量二氧化锰共热制取氯气
②标准状况下，将铝片投入到过量浓硫酸中
③向100 mL 3 mol·L－1的硝酸中加入5.6 g铁
④向100 mL 3 mol·L－1的稀盐酸溶液中，逐滴加入100 mL 3 mol·L－1的碳酸钠
⑤将足量锌粉投入到50 mL 18 mol·L－1的硫酸中
⑥将足量Ca(ClO)2投入到20 mL 10 mol·L－1盐酸中
⑦将足量铜投入到50 mL 12 mol·L－1的硝酸中
A．②④⑥⑦ B．③⑤⑥⑦
C．④⑤⑥ D．①②③
答案 B
解析 ①浓盐酸变稀到一定程度不会再和二氧化锰发生氧化还原反应；②标准状况下，铝片遇浓硫酸发生钝化，阻止反应进行；③根据反应Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O,0.3 mol硝酸氧化0.075 mol铁为三价铁离子，剩余的0.025 mol铁会继续和生成的0.075 mol 三价铁离子反应，依据反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋可知，剩余的0.025 mol铁全部溶解需要三价铁离子0.05 mol，硝酸、铁粉都能完全反应；④在盐酸中滴加碳酸钠反应的化学方程式：2HCl＋Na2CO3===2NaCl＋CO2↑＋H2O，反应消耗一半碳酸钠；⑤将足量锌粉投入到50 mL 18 mol·L－1的硫酸中，首先生成二氧化硫，当浓硫酸转化为稀硫酸时与锌粉反应生成氢气，故硫酸可以完全反应；⑥将足量Ca(ClO)2投入到20 mL 10 mol·L－1盐酸中，发生归中反应生成氯气，盐酸完全转化；⑦将足量铜投入到50 mL 12 mol ·L－1的硝酸中，首先生成二氧化氮气体，后来生成一氧化氮气体，硝酸完全反应。
