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2018届高考化学总复习第4章非金属及其化合物教师用书新人教版

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高中化学审核员

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                      第四章  非金属及其化合物


                     考点一 碳、硅单质及氧化物的性质


一、对比掌握碳、硅单质的性质与用途
1.碳、硅单质的存在形式
                         碳                             硅
存在形式           既有游离态,又有化合态                  因有亲氧性,所以仅有化合态

  单质        金刚石、石墨、C60      等同素异形体            晶体硅和无定形硅两大类

2.碳、硅单质的结构、物理性质与用途
(1)碳、硅单质的结构
金刚石:空间网状结构;
石墨:层状结构;
晶体硅:与金刚石类似的空间网状结构。
(2)碳、硅的物理性质和用途(用短线连接起来):


提示:①-c ②-a ③-e ④-b ⑤-d
[注意] (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。
[基点小练]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)碳有多种同素异形体,而氧不存在同素异形体(×)
(2)单质硅常用作半导体材料和光导纤维(×)
(3)硅在自然界中只以化合态的形式存在(√)
(4)石墨在一定条件下能转化成金刚石,该转化属于物理变化(×)
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    二、碳、硅单质的化学性质——还原性
    碳、硅的最外层都是         4 个电子,位于元素周期表的第ⅣA             族,不容易失也不容易得电
子,通常化学性质稳定,但在一定条件下也能与许多物质发生化学反应,一般表现为还原
性(如图)。


    1.碳的性质与用途
    碳有重要的用途,除了在氧气中燃烧利用其热能外,还能用于金属冶炼(如铜)、制取
粗硅、生产水煤气等,完成上图转化关系中①、③的化学方程式。
    ①C+CO      高温    2CO;
           2 = = = = =
    ③C+H   O(g)  高温     CO+H  。
          2    = = = = =     2
    2.硅的化学性质

    硅的化学性质不活泼,在常温下只能与氟气、氢氟酸、NaOH                       溶液反应,不能与        H2、

O2、Cl2、浓硫酸、浓硝酸反应,但加热时能与                 O2、Cl2 反应。
    完成上图转化关系中④~⑦的化学方程式:
    ④Si+O       △    SiO ;
           2 = = = = =  2
    ⑤Si+2Cl       △    SiCl ;
             2 = = = = =   4

    ⑥Si+4HF===SiF4↑+2H2↑;

    ⑦Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑。
    3.硅的工业制法
    用焦炭和二氧化硅在电炉中反应得到粗硅,反应的化学方程式为                           2C+
SiO    高温     Si+2CO↑。
   2 = = = = =

    [注意] 工业上常用焦炭在电炉中还原                SiO2 得到粗硅,但反应需隔绝空气(或            O2),生

成的是   CO 而不是   CO2。
    [基点小练]
    2.下列物质能与单质硅起化学反应的是________。

    ①浓  HNO3 ②水 ③浓      H2SO4 ④氢氟酸 ⑤NaOH      溶液 ⑥氟气 ⑦氯气
    答案:④⑤⑥⑦

    三、性质迥异的两种氧化物——CO2             与  SiO2
    1.物理性质

    (1)熔、沸点:SiO2     的熔、沸点比      CO2 的熔、沸点高。

    (2)溶解性:CO2    可溶于水,SiO2    不溶于水。
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 2.化学性质
       物质                       二氧化硅                      二氧化碳

     与水反应                        不反应                  CO2+H2OH2CO3
                            只与氢氟酸反应:
     与酸反应                                                  不反应
                        SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O

                                                       CO2 少量:CO2+
                       SiO2+2NaOH===Na2SiO3+
                                                      2NaOH===Na2CO3+H2O 
与碱(NaOH) 溶液反应          H2O(盛碱液的试剂瓶用橡
                                                       CO2 足量:CO2+
                       胶塞)
                                                        NaOH===NaHCO3

                            如与  Na2CO3 反应:
                                                     如与   Ca(ClO)2 反应:
                                           高温
                                         = = = = =
     与盐反应                                             Ca(ClO)2+CO2+
                           SiO2+Na2CO3      

                                                     H2O===CaCO3↓+2HClO
                             Na2SiO3+CO2↑

                        如与  CaO 反应:SiO2+CaO        如与  Na2O 反应:10CO2+
                                                                   □
 与碱性氧化物反应                         高温
                               = = = = =
                                                        Na2O=== Na2CO3
                                   CaSiO3

 3.主要用途

 CO2:制饮料、碳酸盐,干冰用作制冷剂。

 SiO2:作光导纤维,制光学仪器、电子部件,水晶可制作饰品。

 4.CO2 的实验室制法
 (1)反应原理
 用大理石与稀盐酸或稀硝酸反应离子方程式:

         +     2+
 CaCO3+2H  ===Ca +CO2↑+H2O。
 (2)发生装置
 通常用启普发生器。

 [注意] (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。
 [基点小练]

 3.依据   SiO2 的性质,选择下列试剂,除去括号中的杂质。
 A.盐酸                            B.NaOH  溶液
                      粉末状混合物          选择的试剂        实验操作

             (1)      CaCO3(SiO2)

             (2)      SiO2(CaCO3)
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                (3)       SiO2(Fe2O3)

                (4)       Fe2O3(SiO2)

    答案:(1)B 过滤 (2)A 过滤 (3)A 过滤 (4)B 过滤


    题点(一) 碳及其化合物的性质
    1.判断下列描述的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。

    (1)(2016·全国甲卷)燃料燃烧产物           CO2 是温室气体之一(√)
    (2)(2016·四川高考)将某溶液与稀盐酸反应产生的气体通入澄清石灰水,石灰水变浑
浊,说明该溶液中一定含有            CO23-(×)

    (3)(2016·四川高考)标准状况下,5.6 L CO2          气体中含有氧原子数为          0.5NA(√)
    (4)(2016·海南高考)将澄清石灰水滴入某溶液证明其中存在                     CO23-(×)
    (5)(2014·全国卷Ⅱ)用活性炭去除冰箱中的异味,没有发生化学反应(√)

    (6)(2014·全国卷Ⅱ)利用如图装置除去             CO 气体中的   CO2 气体(×)
    (7)(2015·江苏高考)元素碳的单质只存在金刚石和石墨两种同素
异形体(×)
    (8)(2013·江苏高考)甲、乙、丙均含有相同的某种元素,它们之
                          丁甲
                         
间具有转化关系:甲           丁  乙     丙,若甲为焦炭,则丁可能是             O (√)
                  ――→                                   2

    2.(2016·江苏高考)大气中         CO2 含量的增加会加剧“温室效应”。下列活动会导致大

气中   CO2 含量增加的是(  )
    A.燃烧煤炭供热                       B.利用风力发电
    C.增加植被面积                       D.节约用水用电

    解析:选    A 燃烧煤炭供热会产生          CO2,A 正确;利用风力发电不会产生             CO2,B 错误;

增加植被面积,会增加植物的光合作用,减少大气中                      CO2 的含量,C    错误;节水节电不会增

加  CO2 的排放,D   错误。
    3.(2017·信阳模拟)为检验二氧化碳气体中是否混有一氧化碳,某课外兴趣小组的同
学设计了如下图所示的实验装置:根据装置回答问题:


    (1)A 装置的作用是____________。
    (2)实验后怎样处理尾气________,发生反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
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    (3)若实验时观察到________,则证明原气体中一定含有一氧化碳。

    解析:(1)除去混合气体的          CO2 时,可先将混合气体通入盛有浓             NaOH 溶液的洗气瓶中,

故  A 装置的作用是吸收       CO2,以排除对下面实验的干扰。

    (2)CO 有毒,故将     CO 点燃生成   CO2 才能排放到空气中。
    (3)CO 还原  CuO 的实验现象是黑色粉末变成红色,故利用这一现象来证明原气体中一
定含有   CO。

    答案:(1)吸收     CO2
    (2)点燃 2CO+O       点燃     2CO
                   2 = = = = =  2
    (3)B 中无明显现象,装置        C 中黑色粉末变成光亮的红色,D             中澄清石灰水变浑浊


                 确认混合气体(CO、CO2)中含有          CO 气体的实验设计方法


    各装置的作用是:

    A——除去混合气体中的          CO2 气体

    B——检验混合气体中         CO2 是否除尽
    C——CO  还原   CuO:CO+CuO      △    Cu+CO
                            = = = = =      2

    D——验证    CO 的氧化产物     CO2

    E——除去尾气中的        CO2 气体
    F——除去尾气中的        CO 气体、防止污染环境
    确定混合气体中含有         CO 气体的实验现象是:
    C 中的物质由黑色变成红色,B           中无明显现象,D       中的澄清石灰水变浑浊。
    题点(二) 硅及其氧化物的性质与制备
    4.判断下列描述的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。

    (1)(2016·全国丙卷)因为       HF 与 SiO2 反应,故用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记(√)
    (2)(2016·江苏高考)下列转化在一定条件下能够实现:
                     高H温2
                    ――→
        HClaq
    SiO2 ――→   SiCl4    Si(×)
    (3)(2016·海南高考)石英砂可用于生产单晶硅(√)
    (4)(2016·上海高考)用      NaOH 溶液不能分离氧化铁中混有的二氧化硅(×)
    (5)(2015·江苏高考)物质间转化能一步实现:
         高Cl温2   高H温2
        ――→     ――→
    粗硅      SiCl4   Si(√)
    (6)(2015·广东高考)硅的最高价氧化物可用于制造光导纤维(√)
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    (7)(2015·安徽高考)SiO2    既能和    NaOH 溶液反应,又能和氢氟酸反应,所以是两性氧
化物(×)

    (8)(2014·海南高考)Si     和 SiO2 都用于制造光导纤维(×)

    (9)(2013·广东高考)SiO2    可与   HF 反应,因而氢氟酸不能保存在玻璃瓶中(√)

    (10)(2013·广东高考)高温下用焦炭还原             SiO2 制取粗硅(√)

    5.半导体工业中,有一句行话:“从沙滩到用户”,即由                        SiO2 制取 Si。制取过程中
不涉及的化学反应是(  )
                 高温
               = = = = =
    A.2C+SiO2     Si+2CO↑

    B.SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O
                   △
               = = = = =
    C.Si+2Cl2     SiCl4
                   高温
                 = = = = =
    D.SiCl4+2H2     Si+4HCl
                                              C      Cl2      H2
                                            ――→     ――→     ――→
    解析:选    B 工业制取纯硅的工艺流程为:SiO2                 粗硅     SiCl4    纯硅,该工艺

流程中不涉及      SiO2 与 NaOH 溶液的反应。

    熟记硅及其化合物的特殊性质
 物质                    一般规律                           硅及其化合物的特性
                    硅还原性强于碳                      2C+SiO     高温     Si+2CO↑
                                                        2 = = = = =

          非金属单质与强碱溶液反应一般不产生                H2      硅可与强碱溶液反应产生           H2
  Si
            非金属单质一般不与非氧化性酸反应                        Si+4HF===SiF4↑+2H2↑
                 非金属单质一般为绝缘体                              硅为半导体

            酸性氧化物一般与水反应生成相应酸                      SiO2 不溶于水,也不与水反应

           酸性氧化物一般不与酸发生复分解反应                       SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O
                                                 以下反应不能说明酸性的强弱:

  SiO     “较强酸制较弱酸”是复分解反应的一般                        Na CO +SiO    高温      
     2                                                2  3    2 = = = = =

         规律,H2CO3   酸性大于    H2SiO3,故可发生反                Na2SiO3+CO2↑
          应 Na SiO +CO +H  O===Na CO +H SiO ↓        CaCO +SiO    高温     
              2   3   2   2     2  3  2   3             3     2 = = = = =

                                                        CaSiO3+CO2↑

 H2SiO3           无机酸一般易溶于水                              硅酸难溶于水
                       考点二 硅酸、硅酸盐及无机非金属材料


    1.硅酸
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    [思考] 如何通过实验证明硅酸的酸性比碳酸的弱?

    提示:向硅酸钠溶液中通入            CO2 气体,若溶液变浑浊,说明           H2CO3 的酸性强于   H2SiO3。
    2.硅酸盐
    (1)硅酸钠
    ①白色、可溶于水的粉末状固体,其水溶液俗称水玻璃,有黏性,水溶液显碱性。
    ②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  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。
    (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,如硅酸钠(Na2SiO3)可表

示为   Na2O·SiO2,长石(KAlSi3O8)可表示为      K2O·Al2O3·6SiO2。
    [注意] (1)氧化物形式只表示硅酸盐的组成而不表示其结构,切不可认为硅酸盐是由
氧化物混合而成的。
    (2)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。硅胶(mSiO2·nH2O)是一种很好的无毒干燥剂。
    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。
    ①常见硅酸盐材料比较
                           水泥                玻璃              陶瓷
            生产原料       石灰石、黏土          纯碱、石英、石灰石             黏土
            主要设备        水泥回转窑              玻璃熔窑             陶瓷窑

    ②玻璃生产中的两个重要反应:
    Na CO +SiO    高温     Na SiO +CO ↑;
      2  3    2 = = = = =  2  3    2
    CaCO +SiO    高温     CaSiO +CO ↑。
        3    2 = = = = =     3   2
    (2)新型无机非金属材料
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    ①高温结构陶瓷:如氮化硅陶瓷具有较高的硬度和耐磨性、较强的抗化学侵蚀性和电
绝缘性等。
    ②生物陶瓷:对机体无排异反应,不会引起代谢作用异常。
    ③压电陶瓷:具有压电效应。
    [注意] (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,但不能用带磨口玻璃塞而使用橡胶塞。


    题点(一) 硅酸盐、无机非金属材料
    1.判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
    (1)(2016·四川高考)硅胶作袋装食品的干燥剂的过程中没有发生化学变化(√)
    (2)(2016·四川高考)pH=2      的溶液中可能大量存在          Na+、NH+4 、SiO23-(×)

                                                                       +
    (3)(2016·江苏高考)向      Na2SiO3 溶液中滴加稀盐酸的离子方程式:Na2SiO3+2H

               +
===H2SiO3↓+2Na  (×)
                                                                  -
    (4)(2015·山东高考)向      Na2SiO3 溶液中通入过量      SO2 的离子方程式:SiO23      +SO2+
                 -
H2O===H2SiO3↓+SO23 (×)
    (5)(2015·重庆高考)烧结黏土制陶瓷,不涉及化学反应(×)
    2.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

              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和光导纤维等,晶体硅才用于制作集成电路。

    3.(2017·洛阳模拟)胃舒平主要成分是氢氧化铝,同时含有三硅酸镁(Mg2Si3O8·nH2O)等
化合物。
    (1)三硅酸镁的氧化物形式为
________________________________________________________________________。

    (2)Al2O3、MgO 和 SiO2 都可以制耐火材料,其原因是_______。

    a.Al2O3、MgO  和 SiO2 都是白色固体

    b.Al2O3、MgO  和 SiO2 都是金属氧化物

    c.Al2O3、MgO  和 SiO2 都有很高的熔点
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    解析:(1)Mg2Si3O8·nH2O   改写成氧化物的形式为          2MgO·3SiO2·nH2O。

    (2)Al2O3、MgO 和 SiO2 均具有很高的熔点,故可作为耐火材料。

    答案:(1)2MgO·3SiO2·nH2O (2)c

                           硅酸盐改写成氧化物形式的方法
    (1)氧化物的书写顺序:活泼金属氧化物―→较活泼金属氧化物―→二氧化硅―→水。
    (2)氧化物前计量数的配置原则:除氧元素外,其他元素按配置前后原子个数守恒原则
配置计量数,且不同氧化物间以“·”隔开。

    (3)当计量数配置出现分数时应化为整数。如正长石:KAlSi3O8                    不能写成
1     1

2K2O·2Al2O3·3SiO2,应写成     K2O·Al2O3·6SiO2。
    题点(二) 硅及其化合物的转化
    4.下列变化中,不能一步实现的是(  )

    A.Na2SiO3―→H2SiO3               B.H2SiO3―→SiO2

    C.SiO2―→H2SiO3                   D.SiO2―→Na2SiO3
                      盐酸
                     ――→
    解析:选    C Na2SiO3    H2SiO3;H2SiO3△,SiO2,SiO2NaOH,Na2SiO3,SiO2 不与  H2O 反

应,故不能一步转化为          H2SiO3。
    5.如图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程,下列说法正确的是(  )


    A.SiO2 属于两性氧化物

    B.盛放   Na2CO3 溶液的试剂瓶用玻璃塞
    C.硅胶吸水后可重复再生
    D.图中所示的转化都是氧化还原反应

    解析:选    C SiO2 是酸性氧化物,A       错误;Na2CO3   溶液呈碱性,试剂瓶不能用玻璃塞,

B 错误;题图中有的转化不是氧化还原反应,例如                    SiO2 与 NaOH 溶液的反应,D     错误。


                                   [课堂巩固练]
    对应学生用书      P63 
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    1.4G 网络让手机“飞”起来了。手机芯片的核心是硅板,其成分是(  )

    A.SiO2                              B.Si

    C.H2SiO3                             D.Na2SiO3
    解析:选    B 手机芯片的核心是硅板,其成分是                Si 单质,故选项     B 正确。
    2.(2017·湖北八校联考)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.CO  (g)+C(s)   高温     2CO(g) ΔH>0,高温有利于该反应自发进行
         2         = = = = =
    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 硫的氧化物和氮的氧化物是形成酸雨的主要物质,A                      项错误;CO2    不属于
大气污染物,B      项错误;CO     (g)+C(s)   高温     2CO(g)为熵增的吸热反应,当          ΔG=
                       2         = = = = =
ΔH-TΔS<0   时,反应能自发进行,故高温有利于该反应自发进行,C                       项正确;实验室不能
用稀硫酸与大理石反应制取二氧化碳,因为生成的硫酸钙微溶,包裹在大理石的表面,会
阻止大理石与稀硫酸接触,使反应停止,D                  项错误。
    3.高纯度晶硅是典型的无机非金属材料,又称“半导体”材料,它的发现和使用曾引
起计算机的一场“革命”。它可以按下列方法制备:
         高①温C    ②300H ℃Cl 1 0③00~过1量 1H002 ℃
        ――→      ――→          ――→
    SiO2   Si(粗)     SiHCl3   Si(纯)
    下列说法正确的是(  )
    A.步骤①的化学方程式为           SiO +C   高温     Si+CO  ↑
                              2   = = = = =      2
    B.步骤①②③中生成或消耗            1 mol Si,转移   2 mol 电子
    C.二氧化硅能与氢氟酸反应,而硅不能与氢氟酸反应

    D.SiHCl3(沸点   33.0 ℃)中含有少量的       SiCl4(沸点  67.6 ℃),可通过蒸馏提纯        SiHCl3

    解析:选    D A  项,高温下     SiO2 与 C 反应生成   Si 和 CO 气体,即步骤①的化学方程式
为  SiO +2C   高温     Si+2CO↑,错误;B      项,步骤①中生成        1 mol  Si,转移   4  mol 电
      2    = = = = =

子,步骤②中生成        1 mol SiHCl3,消耗   1 mol Si,转移    2 mol 电子,步骤③中生成        1 mol 

Si,转移   2     mol 电子,错误;C     项,硅能与氢氟酸反应生成            SiF4 和氢气,错误;D      项,

SiHCl3 和 SiCl4 的沸点相差较大,可以采用蒸馏的方法分离,正确。
    4.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________。
    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  NaOH 溶液反应的化学方程式为
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______________________________,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
________。
    A.普通玻璃坩埚                            B.石英玻璃坩埚
    C.氧化铝坩埚                              D.铁坩埚
                                  高温
                               = = = = =
    (4)工业上常利用反应        2C+SiO2    Si+2CO↑制备硅单质,该反应中所含元素化合价
升高的物质是________(填化学式,下同),氧化剂是________。

    解析:(1)生石灰是       CaO,为碱性氧化物且不含          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。由于   SiO2 能溶于氢氟酸,因

此工艺师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。SiO2、Al2O3         和 Na2CO3 在高温下反应分别生成         Na2SiO3、NaAlO2 和 CO2,

故含   SiO2 的材料(普通玻璃、石英玻璃)以及            Al2O3 等都能与   Na2CO3 在高温下反应,故不能

用以上材质的坩埚熔融纯碱。(4)题给反应中                  C(碳)被氧化,SiO2    中+4  价的硅被还原,因

此  SiO2 作氧化剂。

    答案:(1)D (2)SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O 氢氟酸 (3)防火剂 D (4)C SiO2
    5.在下列物质的转化关系中,A             是一种固体单质,且常作半导体材料,E                是一种白色
沉淀,F   是最轻的气体单质。


    据此填写:
    (1)B 的化学式是________,目前在现代通讯方面              B 已被用作__________主要原料。
    (2)B 和 a 溶液反应的离子方程式是_____________________________________。
    (3)A 和 a 溶液反应的离子方程式是_____________________________________。
    (4)C 和过量盐酸反应的离子方程式是__________________________________。

    解析:A   是一种固体单质,且常作半导体材料,则                  A 是 Si,所以   B 为 SiO2,由图中转

化关系可知     E 为 H2SiO3,a 为 NaOH,C  为 Na2SiO3,D 为 H2O,由于   F 是最轻的气体单质,则

                                              -           -
F 为 H2,Si 与 NaOH 溶液反应的离子方程式为           Si+2OH  +H2O===SiO23 +2H2↑,SiO2  与

                                   -       -
NaOH 溶液反应的离子方程式为          SiO2+2OH  ===SiO23 +H2O。

    答案:(1)SiO2 光导纤维

               -       -
    (2)SiO2+2OH  ===SiO23 +H2O

              -           -
    (3)Si+2OH  +H2O===SiO23 +2H2↑
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           -     +
    (4)SiO23 +2H  ===H2SiO3↓
                                   [课下提能练]
    1.硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤,在无机非金属材料
中,硅一直扮演着主角,下面几种物质中含有硅单质的是(  )


    解析:选    C A.玛瑙的主要成分是二氧化硅,错误;B.光导纤维的主要成分是二氧化
硅,错误;C.太阳能电池板的主要成分是硅单质,正确;D.水晶的主要成分是二氧化硅,
错误。
    2.材料与化学密切相关,表中对应关系错误的是(  )
                  选项             材料            主要化学成分

                    A        刚玉、金刚石             三氧化二铝
                    B       大理石、石灰石               碳酸钙
                    C     普通水泥、普通玻璃               硅酸盐
                    D         沙子、石英              二氧化硅

    解析:选    A 金刚石的化学成分是碳,A            项错误。
    3.据报道我国科学家近年来研制出一种新型“连续纤维增韧”航空材料,其主要成分
是由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成的。下列相关叙述不正确的是(  )
    A.它耐高温抗氧化
    B.它比钢铁轻、硬,但质地较脆
    C.它没有固定的熔点
    D.它是一种新型无机非金属材料
    解析:选    B 由航空材料的成分组成知其质轻、具有耐高温抗氧化等性质,由于这种
材料能增加韧性,故质地不会较脆,故                 B 错,A  正确;复合材料属于混合物,没有固定的
熔点,由碳化硅、高温结构陶瓷和碳纤维复合而成的材料均属于新型无机非金属材料,C、
D 正确。
    4.下列有关硅的叙述中,正确的是(  )

    A.工业上通常以       SiO2 为原料,用氧化剂与其反应制备单质硅
    B.硅是构成矿物和岩石的主要元素,硅在地壳中的含量在所有的元素中居第一位
    C.硅的化学性质不活泼,在自然界中可以以游离态存在
    D.硅在电子工业中,是重要的半导体材料
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    解析:选    D A  项,工业上制单质        Si 的反应为   SiO +2C    高温     Si+2CO↑,C   为还
                                              2    = = = = =
原剂,错误;B      项,硅在地壳中的含量在所有的元素中居第二位,错误;C                        项,硅在自然界
中都以化合态存在,错误。
    5.下列说法正确的是(  )
    A.在粗硅的制取中发生          2C+SiO    高温     2CO↑+Si,硅被还原,所以碳的还原性
                                2 = = = = =
大于硅的还原性
    B.硅酸钠属于盐,不属于碱,所以硅酸钠可以保存在带磨口玻璃塞的试剂瓶中

    C.用  SiO2 制取硅酸,应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应,然后再通入                         CO2
    D.由  Na CO +SiO    高温     CO ↑+Na  SiO 可知硅酸的酸性大于碳酸
           2  3    2 = = = = =  2     2   3
    解析:选    C 依据元素周期律可知,硅的还原性大于碳,上述反应能发生是因为产物
中有   CO 气体生成,使平衡向右移动,A            错误;硅酸钠是一种黏合剂,不能保存在带磨口玻
璃塞的试剂瓶中,B        错误;D   项中的反应不是在水溶液中进行的,且产物中有气体生成,与
硅酸和碳酸的酸性强弱无关,D             错误。

    6.水玻璃(Na2SiO3   溶液)广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域,是一种重要的工

业原料。如图是用稻壳灰(SiO2:65%~70%、C:30%~35%)制取水玻璃的工艺流程:


    下列说法正确的是(  )
    A.原材料稻壳灰价格低廉,且副产品活性炭有较高的经济价值
    B.操作   A 与操作   B 完全相同
    C.该流程中硅元素的化合价发生改变

    D.反应器中发生的复分解反应为              SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O
    解析:选    A A  项,稻壳灰来源广泛、价格低廉,活性炭具有吸附性,有较高的经济价
值,正确;B     项,操作     A 为过滤,操作     B 为蒸发浓缩,是两种不同的操作,错误;C                 项,二
氧化硅中硅元素的化合价是+4             价,硅酸钠中硅元素的化合价是+4               价,所以该流程中硅元

素的化合价没有发生改变,错误;D               项,由复分解反应的概念可知,SiO2+

2NaOH===Na2SiO3+H2O 不属于复分解反应,错误。
    7.下列说法中正确的是(  )
             O2        H2O        NaOH或HCl
    A.单质――→氧化物――→酸或碱                ――→    盐,硅单质可以按上述关系进行转化

    B.若  a、b、c   分别为   Si、SiO2、H2SiO3,则可以通过一步反应实现如图所示的转化关

系
    C.二氧化碳和二氧化硅都可溶解在               NaOH 溶液中

    D.青花瓷胎体的原料为高岭土[Al2Si2O5(OH)4],若以氧化物形式可表示为
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Al2O3·SiO2·H2O
                                                                   H2O
    解析:选    C A  项,Si  与 O2 反应生成    SiO2,SiO2 不与 H2O 反应,“氧化物――→酸或
碱”不能实现,错误;B          项,    b→c,c→a   均不能通过一步反应实现,错误;C              项,二氧化
碳和二氧化硅都属于酸性氧化物,都能与                  NaOH 溶液反应生成盐和水,正确;D            项,硅酸盐

可以用盐的形式或氧化物的形式,[Al2Si2O5(OH)4]可表示为                 Al2O3·2SiO2·2H2O,错误。
    8.青石棉(crocidolite)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。青石棉用稀硝酸溶液处理时,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产品
    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      1 mol HNO3 被还原
    解析:选    B 硅酸盐指的是硅、氧与其他化学元素(主要是铝、铁、钙、镁、钾、钠等)结
合而成的化合物的总称,故青石棉是一种硅酸盐产品;青石棉是一种纯净物,不可能含有

一定量的石英晶体;1           mol   Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O  跟足量硝酸反应时,失去           3 

mol 电子,而还原产物只有          NO,故能使    1 mol HNO3 被还原。
    9.用四种溶液进行实验,下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系正确的是(  )
 选项                          操作及现象                                  溶液

  A       通入  CO2,溶液变浑浊,继续通入           CO2 至过量,浑浊消失            饱和  Na2CO3 溶液

  B       通入  CO2,溶液变浑浊,继续通入           CO2 至过量,浑浊消失             Na2SiO3 溶液

        通入  CO2,溶液变浑浊,继续通入           CO2 至过量,浑浊不消失,
  C                                                             Ca(ClO)2 溶液
                      再加入品红溶液,红色褪去

        通入  CO2,溶液变浑浊,继续通入           CO2 至过量,浑浊消失,再
  D                                                             Ca(OH)2 溶液
                    加入足量     NaOH 溶液,又变浑浊


    解析:选    D A  项,          向饱和   Na2CO3 溶液中通入    CO2,会发生反应生成        NaHCO3,

NaHCO3 的溶解度小于     Na2CO3,所以会析出     NaHCO3 晶体,继续通入      CO2 气体,浑浊不消失,

错误;B   项,向    Na2SiO3 溶液中通入   CO2,会产生硅酸,硅酸是不溶于水的白色沉淀,继续

通入   CO2 至过量,浑浊不消失,错误;C           项,向    Ca(ClO)2 溶液中通入    CO2,会生成   CaCO3 和

HClO,CaCO3 与过量   CO2 反应会转化为     Ca(HCO3)2,浑浊消失,HClO     具有强氧化性,可使品

红溶液褪色,错误;D         项,Ca(OH)2  溶液中通入     CO2 会生成  CaCO3 沉淀,继续通入      CO2 气体,

CaCO3 转化为  Ca(HCO3)2,加入   NaOH 后,Ca(HCO3)2 和 NaOH 反应会生成    CaCO3,正确。

    10.(2017·九江模拟)蛇纹石由          MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3 组成。现取一份蛇纹石试样
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进行实验,首先将其溶于过量的盐酸,过滤后,在所得的沉淀                          X 和溶液   Y 中分别加入
NaOH 溶液至过量。下列叙述不正确的是(  )

    A.沉淀   X 的成分是    SiO2

    B.将蛇纹石试样直接溶于过量的              NaOH 溶液后过滤,可得到红色颜料            Fe2O3

    C.在溶液    Y 中加入过量的      NaOH 溶液,过滤得到的沉淀的主要成分是               Fe(OH)3 和

Mg(OH)2
    D.溶液   Y 中的阳离子主要是        Mg2+、Al3+、Fe3+、H+

    解析:选    B 向蛇纹石试样中加入过量的盐酸,其中的                   MgO、Al2O3、Fe2O3 溶解形成含

  2+    3+    3+   +
Mg  、Al   、Fe   和 H 的溶液    Y,而  SiO2 不溶解形成沉淀      X,溶液   Y 中加入过量     NaOH 溶

液,将得到     Fe(OH)3 和 Mg(OH)2 沉淀,A、C、D    正确;将蛇纹石试样直接溶于过量的
                                               -
NaOH 溶液,其中的      Al2O3 和 SiO2 溶解形成  AlO-2 和 SiO23 ,而 MgO 和 Fe2O3 不溶解形成沉淀,
B 错误。
    11.硅是带来人类文明的重要元素之一,从传统材料到信息材料的发展过程中创造了
一个又一个奇迹。

    (1)新型陶瓷    Si3N4 的熔点高、硬度大、化学性质稳定。工业上可以采用化学气相沉积

法,在   H2 的保护下,使      SiCl4 与 N2 反应生成的   Si3N4 沉积在石墨表面,写出该反应的化学
方程式:
________________________________________________________________________。
    (2)工业上可以通过如图所示的流程制取纯硅:


    ①整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3                 遇水剧烈反应生成        H2SiO3、HCl 和另
一种物质,写出该反应的化学方程式:___________________________________。
    ②假设每一轮次制备         1  mol 纯硅,且生产过程中硅元素没有损失,反应Ⅰ中                    HCl 的利

用率为   90%,反应Ⅱ中      H2 的利用率为    93.75%。则在第二轮次的生产中,补充投入               HCl 和

H2 的物质的量之比是________。

    解析:(1)根据原子守恒可写出化学方程式                 3SiCl4+2N2+6H2===Si3N4+12HCl。

    (2)①SiHCl3 遇水剧烈反应生成        H2SiO3、HCl 和 H2:SiHCl3+3H2O===H2SiO3↓+3HCl+

H2↑;
    ②由题中条件可知,
                553~573 K
    Si(粗)+3HCl  = = = = = SiHCl3+H2
    1 mol  3 mol      1 mol   1 mol
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             1 373~1 453 K
    SiHCl3+H2  = = = = = Si(纯)+3HCl
    1 mol   1 mol           3 mol
    由以上数据,循环生产中只能产生               3 mol HCl,但  HCl 的利用率为     90%,因此需要增加
  3
(   -3)
 90%    mol HCl,循环生产中只产生         1 mol H2,但  H2 的利用率为     93.75%,因此需要增加
   1                                                                  3
(     -1)                                                           (   -3)
 93.75%   mol              H2,因此,补充投入       HCl 和 H2 的物质的量之比是       90%    ∶
   1
      -1
(93.75%  )≈5∶1。

    答案:(1)3SiCl4+2N2+6H2===Si3N4+12HCl

    (2)①SiHCl3+3H2O===H2SiO3↓+3HCl+H2↑
    ②5∶1
    12.某矿石含碳酸镁和石英,制备高纯硅和硅胶的工艺流程如下:


    (1)“硅胶”常用作________,也可以用作________的载体。A                的结构式为________。
    (2)制备粗硅的方程式为_____________________________________________。
    (3)操作Ⅰ为________,操作Ⅱ为_________________________________。
    (4)操作Ⅲ,需要在氯化氢气流中加热脱水的原因是________________________。
    (5)溶液  G 用 E 酸化的方程式为______________________________________。
    解析:(1)“硅胶”多孔,常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂,也可以用
作催化剂的载体。二氧化碳的结构式为                 O===C===O。
                                     C       Cl2        H2
    (2)工业制取纯硅的工艺流程为            SiO2――→粗硅――→SiCl4――→纯硅,用焦炭还原

SiO2,产物是    CO 而不是   CO2。
    (3)操作Ⅰ为过滤,操作Ⅱ为蒸发结晶。

    (4)MgCl2·6H2O 加热脱水制得      MgCl2,要在氯化氢气流中进行,氯化氢氛围是防止镁离
子水解。

    (5)Na2SiO3 与 HCl 反应,生成   NaCl 和 H2SiO3。
    答案:(1)干燥剂 催化剂 O===C===O
    (2)SiO +2C   高温     Si+2CO
          2    = = = = =
    (3)过滤 蒸发结晶或蒸发浓缩、冷却结晶
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    (4)防止镁离子水解

    (5)Na2SiO3+2HCl===2NaCl+H2SiO3↓

    13.(2016·上海高考)半水煤气是工业合成氨的原料气,其主要成分是                          H2、CO、CO2、

N2 和 H2O(g)。半水煤气经过下列步骤转化为合成氨的原料。
               CO变换       脱除CO2
    H2、N2、CO、  ――H→2、N2、  ――→
     CO2、H2O        CO2      H2、N2
    完成下列填空:
    (1)半水煤气在铜催化下实现           CO 变换:
            C△u
           ――→
    CO+H2O    CO2+H2

    若半水煤气中      V(H2)∶V(CO)∶V(N2)=38∶28∶22,经      CO 变换后的气体中:

V(H2)∶V(N2)=________。
    (2)碱液吸收法是脱除二氧化碳的方法之一。已知:

                                         Na2CO3    K2CO3
                       20 ℃碱液最高

                      浓度/(mol·L-1)         2.0      8.0
                      碱的价格(元/kg)          1.25      9.80

    若选择   Na2CO3 碱液作吸收液,其优点是________;缺点是________。如果选择

K2CO3 碱液作吸收液,用什么方法可以降低成本?
________________________________________________________________________;
    写出这种方法涉及的化学反应方程式

________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。

    (3)以下是测定半水煤气中          H2 以及 CO 的体积分数的实验方案。

    取一定体积(标准状况)的半水煤气,经过下列实验步骤测定其中                          H2 以及 CO 的体积分
数。


    ①选用合适的无机试剂分别填入Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ方框中。
    ②该实验方案中,步骤Ⅰ、Ⅱ的目的是:_________________________________
    ________________________________________________________________________。

    ③该实验方案中,步骤________(选填“Ⅳ”或“Ⅴ”)可以确定半水煤气中                           H2 的体积
分数。
    解析:(1)经    CO 变换后   CO 转化为氢气,则根据化学方程式可知,所得的气体中:
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V(H2)∶V(N2)=(38+28)∶22=3∶1。(2)根据表中数据可知若选择                Na2CO3 碱液作吸收液,

其优点是价廉,缺点是吸收            CO2 的能力差。由于生成的碳酸氢钾受热易分解产生碳酸钾,

所以使碱液循环使用可以降低成本,反应的化学方程式为                        2KHCO3===K2CO3+CO2↑+H2O。
    (3)①由于半水煤气中含有二氧化碳,所以首先利用碱液除去二氧化碳,干燥后再通过
氧化铜反应,利用浓硫酸吸收产生的水蒸气,利用碱液吸收产生的二氧化碳,进而计算体
积分数。③氢气还原氧化铜生成水蒸气,浓硫酸吸收水蒸气,所以该实验方案中,步骤

Ⅳ可以确定半水煤气中          H2 的体积分数。
    答案:(1)3∶1

    (2)价廉 吸收     CO2 能力差 碱液循环使用

    2KHCO3===K2CO3+CO2↑+H2O


    ②除去半水煤气中的         CO2 和 H2O ③Ⅳ


                       考点一 氯单质及其化合物的性质与应用


    一、氯气的性质
    1.氯气的物理性质
              颜色           气味           毒性       密度         特性
             黄绿色      强烈刺激性气味           有毒     比空气大        易液化

    [注意] 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,仅使极少量气体飘进鼻孔。(如图所示)
    2.从氯的原子结构认识氯气的化学性质——氧化性


    (1)与金属反应:与变价金属反应生成高价金属氯化物。
    ①与铁反应:2Fe+3Cl          点燃     2FeCl 。
                       2 = = = = =     3
    ②与铜反应:Cu+Cl          点燃     CuCl 。
                      2 = = = = =   2
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    (2)与非金属反应
    与 H 反应:H    +Cl  点燃或光照    2HCl。
       2       2    2 = = = = =


    (3)与还原性无机化合物反应

    ①与碘化钾溶液反应:Cl2+2KI===2KCl+I2。

    ②与  SO2 水溶液反应:Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl。

    ③与  FeCl2 溶液反应:2FeCl2+Cl2===2FeCl3。

    3.从化合价的角度认识          Cl2 的化学性质——歧化反应
    氯气与水或碱反应,氯的化合价既有升高又有降低,因而氯气既表现氧化性又表现还
原性。
    (1)与水反应

    氯气与水反应的化学方程式:Cl2+H2OHCl+HClO。
    (2)与碱(NaOH)反应

                             -     -     -
    反应的离子方程式:Cl2+2OH          ===Cl +ClO  +H2O。

    [注意] (1)Cl2   具有强氧化性,与变价金属反应时均生成高价态的金属氯化物,如

FeCl2 不能由两种单质化合而成。

    (2)干燥的   Cl2 没有漂白性,但      Cl2 能使湿润的有色布条褪色,起漂白作用的是                  HClO,
故不能用    pH 试纸测量氯水的       pH。

    (3)1 mol  Cl2 与强碱完全反应转移电子数为           NA,而  1 mol  Cl2 与水充分反应转移电子

数小于   NA(可逆反应)。

    [基点小练]
    1.将氯气通入鼠洞中,可以用来消灭田鼠。此过程利用了氯气的性质是________。
    ①黄绿色 ②密度比空气大 ③有毒 ④易液化 ⑤溶于水
    答案:②③
    2.判断下列描述的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。

    (1)Cl2 具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂(×)

                                           +    -     -
    (2)Cl2 与水反应的离子方程式:Cl2+H2O===2H          +Cl  +ClO   (×)

    (3)过量的铁与     Cl2 在一定条件下生成       FeCl2(×)

    (4)标准状况下,11.2 L Cl2     与水充分反应转移电子数为            0.5NA(×)
    二、次氯酸和次氯酸盐的性质
    1.次氯酸
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    (1)不稳定性
    次氯酸分解反应的化学方程式为              2HClO   光照    2HCl+O  ↑。
                                     = = = = =       2
    (2)强氧化性
    ①能将有色物质氧化为无色物质,作漂白剂。
    ②杀菌、消毒。
    (3)弱酸性

    向 NaClO 溶液中通入少量       CO2,离子方程式为

        -               -
    2ClO +CO2+H2O===CO23  +2HClO。
    [注意] (1)氯水中的       HClO 见光易分解,通常保存在棕色试剂瓶中并置于阴暗处。
    (2)HClO 不稳定,不能单独存在,只存在于氯水、次氯酸盐溶液或次氯酸盐与酸反应
的混合物中。
    2.次氯酸盐
    (1)漂白液


    (2)漂白粉

    ①成分:漂白粉的主要成分是             Ca(ClO)2、CaCl2,其中有效成分是        Ca(ClO)2。

    ②制备原理:化学方程式为            2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。

    ③漂白原理:化学方程式为            Ca(ClO)2+H2O+CO2===CaCO3↓+2HClO。
    [注意] (1)工业上制取漂白粉是用氯气与石灰乳反应制得,而不是用氯气与石灰水反
应。

    (2)“84”消毒液的主要成分为           NaClO,漂粉精的有效成分为          Ca(ClO)2。“84”消毒液

                                 -    -    +
和洁厕灵不能混合使用,其原因是               ClO +Cl  +2H  ===Cl2↑+H2O。
    [基点小练]
    3.漂白粉长期露置于空气中,最终得到的物质是什么?写出反应的化学方程式。
    提示:漂白粉露置于空气中发生的反应有:

    Ca(ClO)2+H2O+CO2===CaCO3+2HClO,
    2HClO   光照     2HCl+O ↑,
         = = = = =        2

    CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑,

    故漂白粉最终得到的物质是            CaCl2。
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    三、氯水的成分与性质
    1.从化学平衡的角度认识氯水的成分与应用
    (1)氯水的成分
    氯水中存在三个平衡关系:

    ①Cl2+H2OHCl+HClO
    ②HClOH++ClO-

             +     -
    ③H2OH    +OH

                                                                           +
    根据可逆反应的特点,即可得出氯水中存在                  3 种分子:H2O、Cl2、HClO,4     种离子:H     、
Cl-、ClO-、OH-。

    (2)Cl2+H2OHCl+HClO   平衡移动的应用
 向氯水中加入的物质              浓度变化           平衡移动的方向                    应用
                                                          ①用饱和食盐水除

                                                          Cl2 中的 HCl
    可溶性氯化物             c(Cl-)增大             左移
                                                          ②用排饱和食盐水法收

                                                          集 Cl2
                     c(H+)和  c(Cl-)                       次氯酸盐与浓盐酸反应
        盐酸                                  左移
                          增大                                     制  Cl2
                                                          用  NaOH 溶液吸收多余
        NaOH           c(H+)减小              右移
                                                                  Cl2

                          +
      Ca(OH)2          c(H  )减小             右移                  制漂白粉

                          +
       CaCO3           c(H  )减小             右移             制高浓度的     HClO 溶液
                                                          氯水避光保存或现用现
        光照             c(HClO)减小            右移
                                                                   配

    2.从微粒组成的角度认识氯水性质的多重性
    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。
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    题点(一) 氯气的性质及应用
    1.判断下列描述的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
    (1)(2016·四川高考)氯气作水的杀菌消毒剂时没有发生化学变化(×)

    (2)(2016·上海高考)Cl2    能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,说明                 Cl2 具有氧化性(√)

    (3)(2015·江苏高考)氯分子的电子式:                       (√)

    (4)(2014·江苏高考)新制饱和氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有                          Cl2(√)

                                                           -     -     -
    (5)(2014·四川高考)Cl2    通入   NaOH 溶液的离子方程式为        Cl2+OH  ===Cl +ClO  +

H2O(×)
    2.氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质,它具有较强的氧化性,下列叙述中不正
确的是(  )
    A.红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧,产生棕黄色的烟
    B.通常状况下,干燥的氯气能和              Fe 反应

    C.纯净的    H2 在 Cl2 中安静地燃烧,发出苍白色火焰,集气瓶瓶口呈现雾状;光照

H2 和 Cl2 的混合气体时,因迅速化合而爆炸
    D.氯气能与水反应生成          HClO 和 HCl,久置氯水最终变为稀盐酸

    解析:选    B Cl2 与  Fe 反应需要点燃或加热,通常状况下,Fe               与干燥   Cl2 不反应。

                          氯气的性质探究实验流程分析方法
    常见实验形式如图所示:


   装置            试剂             实验现象                      实验目的

     A          浓硫酸                           验证氯气无漂白作用,而湿润的红布

     B        干燥红布条            无明显变化          条之所以褪色是因为         Cl2 与 H2O 反应
     C        湿润红布条            红布条褪色              生成的    HClO 具有漂白作用
                            溶液由浅绿色变棕
     D         FeCl2 溶液
                                  黄色
                                             验证氯气具有强氧化性,可与金属及
     E        淀粉  KI 溶液        溶液变蓝色
                                             还原性物质反应
     F          浓硫酸
     G           铁粉            产生棕色烟
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     H         NaOH 溶液                                 吸收多余的氯气

    题点(二) 氯水的成分与性质
    3.(2016·上海高考)向新制氯水中加入少量下列物质,能增强溶液漂白能力的是(  )
    A.碳酸钙粉末                         B.稀硫酸
    C.氯化钙溶液                          D.二氧化硫水溶液

                                             +    -
    解析:选    A 在氯水中存在反应:Cl2+H2OH             +Cl  +HClO,若反应使溶液中

c(HClO)增大,则溶液的漂白性会增强。A              项,由于酸性      HCl>H2CO3>HClO,所以向溶液中加

入碳酸钙粉末,会发生反应:2HCl+CaCO3===CaCl2+H2O+CO2↑,使化学平衡正向移动,
导致   c(HClO)增大,溶液的漂白性会增强,正确;B               项,若加入稀硫酸,使溶液中             c(H+)增
大,平衡逆向移动,溶液的漂白性减弱,错误;C                    项,加入氯化钙溶液,不能发生反应,

但对氯水起稀释作用,使溶液的漂白性减弱,错误;D                      项,加入二氧化硫的水溶液,SO2             与

Cl2 反应,平衡左移,c(HClO)减小,溶液的漂白性减弱,错误。
    4.下列是关于氯水的叙述,其中正确的是(  )

    A.新制氯水中只含        Cl2 和 HClO 分子
    B.新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色

    C.光照氯水有气泡冒出,该气体为               Cl2
    D.氯水放置数天后,pH         增大

    解析:选    B 新制氯水中含       Cl2、HClO 和  H2O 分子,A  错误;新制氯水中含有盐酸和
HClO,可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色,B                正确;光照氯水时,HClO         分解产生的气体是

O2,C 错误;氯水久置后,HClO         分解生成盐酸,酸性增强,pH            减小,D   错误。
    5.(2014·浙江高考)氯在饮用水处理中常用作杀菌剂,且                     HClO 的杀菌能力比      ClO-强。
25 ℃时氯气-氯水体系中存在以下平衡关系:

                                   -1.2
    Cl2(g)Cl2(aq)     K1=10

                          +    -          -3.4
    Cl2(aq)+H2OHClO+H    +Cl    K2=10

             +     -
    HClOH   +ClO          Ka=?

                           -
    其中  Cl2(aq)、HClO 和  ClO 分别在三者中所占分数(α)随            pH 变化的关系如图所示。
下列表述正确的是(  )


                       +     -    -       -10.9
    A.Cl2(g)+H2O2H    +ClO  +Cl   K=10
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    B.在氯处理水体系中,c(HClO)+c(ClO-) =c(H+)-c(OH-)
    C.用氯处理饮用水时,pH=7.5           时杀菌效果比      pH=6.5 时差
    D.氯处理饮用水时,在夏季的杀菌效果比在冬季好

                               +     -    -                              -
    解析:选    C Cl2(g)+H2O2H    +ClO   +Cl  ,K=K1×K2×Ka,由图可得        Ka=10
7.5,故 K 值为  10-12.1,A 项错误;根据电荷守恒得,c(H+)=c(OH-)+c(ClO-)+c(Cl-)
,而   c(HClO)由于部分电离而不等于         c (Cl-),B  项错误;已知      HClO 的杀菌能力比     ClO-强,
从图中可知,c(HClO)在       pH=7.5 时比在    pH=6.5 时低,则杀菌效果较差,C           项正确;夏季
温度高,氯的溶解能力变差,杀菌效果也变差,D                    项错误。


                         氯水组成、性质及应用中的常见误区
    (1)氯水中因    HClO 见光分解,随着       HClO 的消耗,最后成为盐酸,故久置氯水酸性增强,
无漂白性。因此,氯水要现用现配。

    (2)制取氯水的反应为        Cl2+H2OHCl+HClO,反应中       Cl2 既是氧化剂,又是还原剂,

且  1 mol Cl2 参加反应,转移电子数为         NA。

    (3)Cl2 尽管有较强氧化性,但没有漂白性,氯水具有漂白性是因为                        Cl2 与水反应生成
了强氧化性的      HClO。
    (4)ClO-与  Fe2+、I-、S2-、HS-、SO23-等在水中因发生氧化还原反应不能大量共存。

    题点(三) 次氯酸、次氯酸盐的性质与应用
    6.判断下列描述的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
    (1)(2016·全国丙卷)漂白粉能漂白织物的原因是次氯酸盐具有氧化性(√)

    (2)(2014·全国卷Ⅰ)漂白粉在空气中久置变质,是因为漂白粉中的                        CaCl2 与空气中的

CO2 反应生成了    CaCO3(×)
    (3)(2015·上海高考)HClO     见光不会分解(×)
    (4)(2015·四川高考)漂粉精作消毒剂,起还原作用(×)
    (5)(2014·安徽高考)由较强酸可以制取较弱的酸的规律可推出次氯酸溶液无法制取盐
酸(×)
    7.下列有关     NaClO 和 NaCl 混合溶液的叙述正确的是(  )
    A.该溶液中,H+、NH+4       、SO24-、Br-可以大量共存

                   +   +
    B.该溶液中,Ag       、K  、NO-3 、H2SO3 可以大量共存

                                                         2+    -     +    -
    C.向该溶液中滴入少量          FeSO4 溶液,反应的离子方程式为           2Fe  +ClO  +2H  ===Cl

     3+
+2Fe   +H2O

                                                                 23
    D.向该溶液中加入浓盐酸,每产生               1 mol Cl2,转移电子约为      6.02×10   个
    解析:选    D A  项,由于    HClO 是弱酸,则溶液中       H+不可能大量存在。B         项,Ag+与
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  -                                                     -
Cl 能生成沉淀,不能大量共存,H2SO3            具有较强的还原性,则          ClO 和  H2SO3 不能大量共存。

                                               3+
C 项,因   NaClO 水解使得溶液显碱性,故生成的不是               Fe  而是  Fe(OH)3。D 项,向溶液中加

                       -    -    +
入浓盐酸后发生反应:ClO           +Cl  +2H  ===Cl2↑+H2O,每产生     1    mol   Cl2 时,转移   1 
mol 电子,约为     6.02×1023 个。
    8.(2015·北京高考)某消毒液的主要成分为               NaClO,还含有一定量的        NaOH。下列用来
解释事实的方程式中,不合理的是(已知:饱和                    NaClO 溶液的  pH 约为  11)(  )

    A.该消毒液可用       NaOH 溶液吸收    Cl2 制备:

            -     -     -
    Cl2+2OH  ===ClO +Cl  +H2O

                               -                -
    B.该消毒液的      pH 约为  12:ClO  +H2OHClO+OH

                                                          +    -      -
    C.该消毒液与洁厕灵(主要成分为              HCl)混用,产生有毒       Cl2:2H +Cl   +ClO

===Cl2↑+H2O

                                                          -              -
    D.该消毒液加白醋生成          HClO,可增强漂白作用:CH3COOH+ClO          ===HClO+CH3COO

                                                                   -
    解析:选    B A.将    Cl2 通入 NaOH 溶液中可制得消毒液,离子方程式为               2OH +

       -     -
Cl2===Cl +ClO  +H2O。B.饱和    NaClO 溶液的  pH 约为  11,现在该消毒液的        pH 为 12,故不
可能仅为    ClO-的水解所致,该消毒液中还含有一定量的                  NaOH,是使消毒液的       pH 约为

                                          -     -
12 的主要原因。C.该消毒液与洁厕灵混用时,ClO                  与 Cl 会发生氧化还原反应生成           Cl2。

D.HClO 有较强的漂白性。因为         CH3COOH 的酸性强于     HClO,在该消毒液中加入        CH3COOH,会

               -
使  CH3COOH 与 ClO 反应生成   HClO,增强其漂白性。

                                次氯酸盐的强氧化性
    ClO-不论是在酸性、碱性条件下都能跟亚铁盐、碘化物、硫化物、亚硫酸盐等发生氧
化还原反应,即       ClO-与  I-、Fe2+、S2-、SO23-不论是在酸性环境还是在碱性环境中均不

                                   2+     -     -              -
能大量共存。如漂白粉遇到亚硫酸盐:Ca                  +ClO  +SO23  ===CaSO4↓+Cl  。
                             考点二 氯气的实验室制法
    氯气是一种性质活泼的气体,以氯气的实验室制备、性质探究为素材的实验题目在高

考实验类试题中占有较大的比重。如                2016 年四川卷   T9、2015 年江苏卷     T19、福建卷   T25、

海南卷   T17、重庆卷    T9。高考题在书外,理在书中。高考实验无非是教材实验的创新考查而
已。本书对一些经典实验的编排不囿旧规,创新编排思路——在用直观的实验图示展示实
验流程的同时,又巧妙地将一些高考创新实验给予对照比较,旨在让考生迁移思维、开阔
视野,记牢更要用活,学会更要学通。
    [实验装置图解]
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    [思考]
    1.如何检验集气瓶中已收集满氯气?

    提示:(1)实验室制取        Cl2 时,常常根据集气瓶中气体的颜色判断是否收集满。

    (2)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛             Cl2 的瓶口,观察到试纸先变红后褪色,则证明已集
满。

    (3)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛              Cl2 的瓶口,观察到试纸立即变蓝,则证明已集满。


    2.实验室里能否用        K2Cr2O7(或 KClO3 或 KMnO4)代替 MnO2 与浓盐酸反应制取      Cl2?若能,
写出反应的离子方程式。

                                                                 -      -
    提示:能;常温下即可反应,故不需要酒精灯加热,离子方程式为                            Cr2O27 +6Cl +

   +      3+                        -     +                         +      -
14H ===2Cr  +3Cl2↑+7H2O,ClO-3   +5Cl  +6H  ===3Cl2↑+3H2O,2MnO-4 +16H +10Cl

      2+
===2Mn  +5Cl2↑+8H2O。
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                       -1
    3.400 mL 10 mol·L    的浓盐酸与足量的        MnO2 混合共热,能否得到        1 mol Cl2?

    提示:不能;因为        MnO2 与稀盐酸不反应,故生成的           Cl2 小于 1 mol。
                                    [综合演练]
    1.下列描述正确的是(  )

    A.(2016·全国乙卷)将       Cl2 与 HCl 混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的               Cl2

    B.(2016·全国丙卷)将浓盐酸与           MnO2 共热产生的气体先通过浓          H2SO4,后通过饱和食

盐水来制备纯净       Cl2

    C.(2016·上海高考)过量浓盐酸与一定量二氧化锰反应,MnO2                     能
完全反应
    D.(2015·四川高考)除去氯气中的            HCl 气体,装置如图

    解析:选    C Cl2 和  HCl 混合气体通过饱和食盐水只能除去              Cl2 中的 HCl,但  Cl2 中仍然

混有水蒸气,A      错误;B    项中混合气体先通过浓          H2SO4,后通过饱和食盐水制得的           Cl2 中仍

然混有水蒸气,B       错误;除去     Cl2 中的  HCl 气体用饱和食盐水而不用饱和            NaHCO3 溶液,D  错

误;MnO2  与浓盐酸反应时,当盐酸过量时,MnO2              能完全反应,C      正确。
    2.(2015·海南高考)工业上,向           500~600  ℃的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁;向
炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁。现用如图所示的装置模拟上述过程进行实验。


    回答下列问题:
    (1)制取无水氯化铁的实验中,A            中反应的化学方程式为
____________________________________,装置  B 中加入的试剂是________。
    (2)制取无水氯化亚铁的实验中,装置               A 用来制取________。尾气的成分是________。
若仍用   D 的装置进行尾气处理,存在的问题是____________________________、
    ________________________________________________________________________。

    (3)若操作不当,制得的         FeCl2 会含有少量    FeCl3,检验   FeCl3 常用的试剂是

________。欲制得纯净的       FeCl2,在实验操作中应先________,再________。
    解析:(1)制取无水氯化铁的实验中,A               装置为氯气的制备装置,发生的反应为二氧化

锰和浓盐酸共热生成二氯化锰、氯气和水,反应的化学方程式为                           MnO2+4HCl(浓)

△,MnCl2+Cl2↑+2H2O,装置      B 的作用是除去氯气中的水蒸气,B             中加入的试剂是浓硫酸。
(2)根据题给信息知制取无水氯化亚铁的实验中,装置                     A 用来制取    HCl;尾气的成分是
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HCl 和 H2;若仍用    D 的装置进行尾气处理,氯化氢气体极易溶于水,氢气与氢氧化钠溶液

不反应,则存在的问题是发生倒吸、可燃性气体                    H2 不能被吸收。(3)检验       FeCl3 常用的试剂

是  KSCN 溶液;欲制得纯净的        FeCl2,应防止装置中氧气的干扰,在实验操作中应先通入氯
化氢,利用产生的氯化氢气体排出装置中的空气,再点燃                        C 处的酒精灯。
                              △
                           = = = = =
    答案:(1)MnO2+4HCl(浓)        MnCl2+Cl2↑+2H2O
    浓硫酸

    (2)HCl HCl 和  H2 易发生倒吸 可燃性气体           H2 不能被吸收
    (3)KSCN 溶液 通入氯化氢(赶尽装置中的空气)
    点燃  C 处的酒精灯
                        考点三 卤素的性质及卤素离子的检验


    一、卤素单质的相似性和递变性
    1.卤素单质性质的相似性

    (1)都能与大多数金属反应,如            2Fe+3Br2===2FeBr3,但  I2 与 Fe 反应生成   FeI2。

    (2)都能与   H2 反应生成   HX:X2+H2===2HX(X  代表  Cl、Br、I,下同)。

    (3)都能与水反应:X2+H2OHX+HXO(F2         例外:2F2+2H2O===4HF+O2)。

    (4)都能与碱溶液反应:X2+2NaOH===NaX+NaXO+H2O(F2          例外)。
    2.卤素单质的递变性

            颜色

                                            气体   气逐体渐  升 液高体   固体
          熔、沸点                                       ――→

            密度                            逐渐增大
                      反应   溶逐解渐  减 溶小解   微―溶―→
           水溶性                  ――→
                      氯、溴、与碘氢单气质化氧合化或性与强水弱反顺应序由是易Cl到2 >难Br2 > I2
           氧化性                        ――→

                      阴离子还原性由强到弱顺序是             I->Br->Cl-;

                                  -
                      ①Cl2 能从   Br 的溶液中置换出       Br2,离子方程式为

                 -       -           -
         还原性(X    )   2Br  +Cl2===2Cl +Br2;

                                 -                                -
                      ②Br2 能从   I 的溶液中置换出       I2,离子方程式为       2I +

                               -
                      Br2===2Br +I2

    3.特殊性
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                      ①无正价,非金属性最强,F-的还原性最弱

         氟            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,故应保存在塑料瓶中

                      ①Br2 是深红棕色液体,易挥发

         溴            ②Br2 易溶于有机溶剂
                      ③盛溴的试剂瓶中加水,进行水封,保存液溴不能用橡胶塞

                      ①淀粉遇     I2 变蓝色

         碘            ②I2 加热时易升华

                      ③I2 易溶于有机溶剂
     [注意] (1)卤族元素单质能将同主族原子序数大的元素从其盐溶液中置换出来,但

氟不能进行相应的置换,原因是              F2 能与水发生反应。

                                                 3+                      2+
    (2)卤族元素的单质       F2、Cl2、Br2 均能将   Fe 氧化为   Fe  ,而  I2 只能将铁氧化为      Fe  。


    (3)加碘食盐中的碘是        KIO3 而不是  I2 或 KI。
    [基点小练]
    1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
    (1)实验室保存液溴时要加少量水进行水封,不用橡胶塞(√)

                                                        -     -    +
    (2)碘水中通入     SO2,反应的离子方程式为          SO2+I2+H2O===SO23 +2I  +2H  (×)

                                                        +    -
    (3)双氧水中加入稀       H2SO4 和 KI 溶液的离子方程式为       H2O2+2H  +2I  ===I2+2H2O(√)
    (4)I-遇淀粉变蓝色(×)

    (5)碘易升华,可用加热升华法除去              NH4Cl 中混有的   I2(×)
    二、卤素离子的检验方法

    1.AgNO3 溶液——沉淀法
          滴加和A稀gN硝O酸3溶液
              ――→
    未知液       生成Error!
    2.置换——萃取法
          加适量加新振入制荡C饱Cl和4氯下水层振荡或汽油上层
               ――→       ――→
    未知液        
    有机层呈Error!
    3.氧化——淀粉检验         I-
          加入适淀量粉振新溶荡制液饱振和荡氯水双氧水
               ――→――→
    未知液           蓝色溶液,表明有        I-
    [基点小练]
    2.有下列试剂:

    ①碘水、淀粉溶液 ②氯水、CCl4 ③溴水、苯 ④稀硝酸、AgNO3                       溶液 ⑤氯水、苯 

⑥FeCl3 溶液、CCl4
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    鉴别  NaCl、NaBr、NaI  可以选用的试剂是②、④、⑤。


    题点(一) 卤素的性质
    1.判断下列描述的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。

    (1)(2016·江苏高考)室温下,向          FeCl3 溶液中滴加少量      KI 溶液,再滴加几滴淀粉溶

                      3+
液,溶液变蓝色,说明          Fe  的氧化性比     I2 的强(√)

    (2)(2016·上海高考)Fe     与 Cl2 反应生成    FeCl3,推测  Fe 与 I2 反应生成   FeI3(×)

                                                            -    +
    (3)(2015·江苏高考)酸性溶液中          KIO3 与 KI 反应生成   I2:IO-3 +I +6H   ===I2+

3H2O(×)
    (4)(2015·广东高考)向含       I-的无色溶液中滴加少量新制氯水,再滴加淀粉溶液,现

象是溶液变成蓝色,说明氧化性:Cl2>I2(√)
    (5)(2015·山东高考)向      NaBr 溶液中滴入少量氯水和苯,振荡、静置,溶液上层呈橙
红色,说明     Br-还原性强于      Cl-(√)

                              -      -
    (6)(2014·山东高考)Cl2+2Br      ===2Cl +Br2 为单质被还原的置换反应(√)
    2.已知常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气,现按下图进行卤素的性质实验。玻璃管
内分别装有滴有不同溶液的白色棉球,反应一段时间后,对图中指定部分颜色描述正确的
是(  )


                     选项       ①        ②      ③       ④
                      A     黄绿色       橙色     蓝色      白色
                      B      无色       橙色     紫色      白色
                      C     黄绿色       橙色     蓝色      无色
                      D     黄绿色       无色     紫色      白色


    解析:选    A 由①处产生的       Cl2 通过②时发生反应       Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2,通过

③时发生反应      Cl2+2KI===2KCl+I2,通过④时发生反应          Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,

因  Cl2 为黄绿色,Br2   为橙色,淀粉遇       I2 变蓝,Cl2  遇碱产生    NaCl、NaClO,可知应选      A。
    题点(二) 卤素离子的检验
    3.下列说法错误的是(  )
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    A.(2014·海南高考)CCl4     可用于鉴别溴水和碘水

    B.(2014·重庆高考)用湿润的碘化钾淀粉试纸鉴别                  Br2(g)和 NO2

    C.(2014·全国卷)用      AgNO3 溶液可以鉴别     KCl 和 KI

    D.(2014·四川高考)验证        Br2 的氧化性强于     I2 的方法是将少量溴水加入          KI 溶液中,

再加入   CCl4 振荡、静置,可观察到下层液体呈紫色

    解析:选    B Br2(g)和  NO2 均具有强氧化性,均能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝,故无
法鉴别。
    4.下列叙述中正确的是(  )
    A.加碘食盐可用淀粉溶液检验其中的碘

    B.某溶液加入氯水后振荡,再加入               CCl4 振荡,下层显示紫色,说明原溶液中一定含
有  I-

                                                                           -
    C.某溶液中滴加       AgNO3 溶液和稀硝酸,产生淡黄色沉淀,说明原溶液中一定含有                       Br

    D.要除去    KBr 溶液中混有的单质        Br2,可用酒精萃取除去

    解析:选    C 食盐加碘加入的是         KIO3,KIO3 不能使淀粉变蓝,A        错误;B   中若原溶液中

含有   I2,也会产生同样现象,B         错误;由于酒精与水互溶,因此不能用酒精萃取溶液中的

Br2,D 错误。

                            检验食用盐是否为碘盐的方法

                                                                     -    +
    袋装碘盐中含有碘酸钾(KIO3),利用            KIO3 与 KI 在酸性条件下反应:IO-3       +5I   +6H

===3I2+3H2O,I2 遇淀粉变蓝色进行检验。具体操作方法是将少量食用盐溶于白醋中,然后
滴到淀粉­KI    试纸上,若试纸变蓝色,说明此食用盐为加碘食盐。


                                   [课堂巩固练]
    1.下列不能使干燥的有色布条褪色的物质是(  )
    A.干燥氯气                          B.次氯酸钠溶液
    C.漂白粉溶液                          D.双氧水
    解析:选    A 次氯酸钠溶液、漂白粉溶液、双氧水均具有强氧化性,使干燥的有色布
条褪色,而干燥的氯气不具有漂白性,则不能使干燥的有色布条褪色。
    2.下列对氯及其化合物的说法正确的是(  )
    A.过量的铁在氯气中燃烧可生成氯化亚铁
    B.用  pH 试纸测得氯水的       pH=4
    C.溴化钠溶液中加入少量新制氯水振荡,再加入少量四氯化碳振荡,静置后,上层颜
色变浅,下层颜色变为橙红色
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    D.由  Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO  可推出    Ca(ClO)2+SO2+H2O===CaSO3↓+
2HClO

    解析:选    C Cl2 与变价金属反应生成高价金属氯化物,其产物与氯气和金属的相对量
无关,A   错误;氯水中含有漂白作用的             HClO,不能用    pH 试纸测定氯水的       pH,B 错误;

2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2,Br2 易溶于    CCl4 而被萃取,故上层颜色变浅,下层颜色变为橙

红色,C   正确;HClO    有强氧化性,能将        CaSO3 氧化为  CaSO4,D 错误。

    3.(2017·宁德模拟)某同学在一          pH 试纸上滴几滴新制的氯水,
现象如图所示,下列有关该实验的说法中正确的是(  )

    A.该实验说明      Cl2 分子具有漂白性
    B.该实验说明      H+扩散速度比      HClO 分子快
    C.将实验后的      pH 试纸在酒精灯上微热,试纸又恢复为原来的颜色
    D.若用久置的氯水进行实验,现象相同

    解析:选    B HClO  具有漂白性,Cl2     无漂白性,A     项错误;久置的氯水主要成分为稀盐
酸,无漂白性,D       项错误;HClO    的漂白持久、稳定,实验后的             pH 试纸加热不会恢复原来的
颜色,C   项错误。
    4.水处理包括水的净化、杀菌消毒、蒸馏等。其中常见的杀菌消毒剂包括氯气、臭氧、
漂白粉等。游泳场馆往往用臭氧、活性炭对游泳池进行消毒和净化。下列说法中正确的是(  )
    A.臭氧、活性炭处理水的原理相同
    B.氯气是一种常用的消毒剂,用氯气消毒的水也可以用于配制各种化学试剂
    C.氯气和二氧化硫都具有漂白性,等体积的两者混合会提高漂白的效率
    D.漂白粉长期露置在空气中会失效
    解析:选    D A  项,臭氧具有氧化性,活性炭具有吸附性,二者的漂白原理不同,错误;
B 项,氯水中含有氯气、HClO、H+、Cl-等多种粒子,如配制硝酸银溶液时会导致药品变
质,错误;C     项,氯气和二氧化硫发生氧化还原反应,生成硫酸和盐酸,漂白效率降低,
错误;D   项,漂白粉的主要成分为次氯酸钙,可与空气中二氧化碳反应生成不稳定的次氯
酸,易变质,正确。

    5.某同学用下列装置制备并检验              Cl2 的性质。
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    下列说法正确的是(  )

    A.图Ⅰ中:如果       MnO2 过量,浓盐酸就可全部被消耗
    B.图Ⅱ中:量筒中发生了加成反应
    C.图Ⅲ中:生成蓝色的烟
    D.图Ⅳ中:湿润的有色布条能褪色,将硫酸溶液滴入烧杯中,至溶液显酸性,结果有

Cl2 生成
    解析:选    D 浓盐酸与二氧化锰的反应过程中浓度逐渐降低,稀盐酸与二氧化锰不反

应,所以图Ⅰ中:如果          MnO2 过量,浓盐酸也不可能全部被消耗,A               错误;图Ⅱ中:量筒中
发生了甲烷和氯气的取代反应,B              错误;图Ⅲ中铜和氯气反应生成氯化铜,产生棕黄色烟,
C 错误;应该是氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性,因此图Ⅳ中湿润的有色布条能褪
色,在酸性溶液中        ClO-能氧化    Cl-生成氯气,D     正确。
    6.Ⅰ.实验室常用以下几种方法制取氯气。
    (1)二氧化锰与浓盐酸反应制氯气,写出其反应的离子方程式:
________________________________________________________________________。
    (2)高锰酸钾与浓盐酸反应制氯气,写出其反应的化学方程式:
________________________________________________________________________。
    (3)氯酸钾与浓盐酸反应制氯气,该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为
________。
    Ⅱ.某研究性学习小组利用下列装置制备漂白粉,并进行漂白粉有效成分的质量分数的
测定。
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    (1)装置④中的     X 试剂为______________。
    (2)装置③中发生反应的化学方程式为____________________________,该反应是放热
反应,反应温度较高时有副反应发生,改进该实验装置以减少副反应发生的方法是

________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。
    (3)测定漂白粉有效成分的质量分数:称取                 1.000 g 漂白粉于锥形瓶中,加水溶解,调
节溶液的    pH,以淀粉为指示剂,用          0.100  0  mol·L-1KI 溶液进行滴定,溶液出现稳定浅
蓝色时为滴定终点。反应原理为
    3ClO-+I-===3Cl-+IO-3

            -           -
    IO-3 +5I +3H2O===6OH +3I2
    实验测得数据如下表所示。

                       滴定次数            1       2       3
                    KI 溶液体积/mL       19.98   20.02   20.00

    该漂白粉中有效成分的质量分数为________;若滴定过程中未充分振荡溶液,局部变
浅蓝色时就停止滴定,则测定结果将________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。

    解析:Ⅰ.(1)二氧化锰与浓盐酸反应制氯气的化学方程式为                       MnO2+4HCl(浓)
    △     MnCl +Cl ↑+2H   O,离子方程式为       MnO +4H++2Cl-      △    Mn2++
 = = = = =    2   2      2                  2           = = = = =

Cl2↑+2H2O。(2)高锰酸钾与浓盐酸反应制氯气的化学方程式为                     2KMnO4+16HCl(浓)

===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。(3)氯酸钾与浓盐酸反应制氯气的化学方程式为                     KClO3+

6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O,1    mol 氧化剂   KClO3 与 5 mol 还原剂   HCl 反应生成   3  mol 

Cl2,所以该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为                       5∶1。
    Ⅱ.(1)~(2)高锰酸钾与浓盐酸反应制氯气,用饱和食盐水除去挥发出的氯化氢气体,

氯气与石灰浆发生反应,化学方程式为                 2Ca(OH)2+2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。氯气有
毒,所以不能直接排放,氯气能和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,所以
X 试剂为氢氧化钠溶液。根据题意知,减少副反应发生的方法是降低温度,可以将装置
                                                 19.98+20.02+20.00mL
③放于冷水浴中进行实验。(3)消耗              KI 溶液的平均体积为                 3          =
20.00 mL。
    设 ClO-的物质的量为       x mol,
    3ClO-+  I-===3Cl-+IO-3

    3 mol   1 mol
    x mol   0.100 0 mol·L-1×0.020 L
    所以  x=0.006,次氯酸钙的质量为          143 g·mol-1×0.003 mol=0.429 g,所以其质量
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      0.429 g
分数为1.000 g×100%=42.90%;若滴定过程中未充分振荡溶液,局部变浅蓝色时就停止滴
定,则消耗     KI 的物质的量偏少,所以测定结果将偏低。
    答案:Ⅰ.(1)MnO    +4H++2Cl-       △    Mn2++Cl  ↑+2H  O
                   2           = = = = =        2      2

    (2)2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
    (3)5∶1
    Ⅱ.(1)NaOH 溶液

    (2)2Ca(OH)2+2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
    将装置③放于冷水浴中进行实验
    (3)42.90% 偏低
                                   [课下提能练]
    1.当大量氯气泄漏时,用浸润下列某物质水溶液的毛巾捂住鼻子可防中毒。适宜的物
质是(  )
    A.NaOH                          B.KI

    C.NH3                            D.Na2CO3
    解析:选    D 氢氧化钠具有强烈的腐蚀性,能腐蚀皮肤,故                     A 不选;KI  与氯气反应生
成碘,如浓度过高,对人体有害,故                B 错误;氨气本身具有刺激性,对人体有害,不能用

氨水吸收氯气,故        C 错误;Na2CO3  溶液显碱性,碱性较弱,能与氯气反应而防止吸入氯气

中毒,则可以用浸有         Na2CO3 溶液的毛巾捂住鼻子,故          D 正确。

    2.向盛有    Cl2 的三个集气瓶甲、乙、丙中各注入下列液体中的一种,经过振荡,现象
如下图所示,则甲、乙、丙中注入的液体分别是(  )


     ①AgNO3 溶液 ②NaOH    溶液 ③水
    A.①②③                            B.②①③
    C.③②①                            D.①③②
    解析:选    B 甲中气体和溶液都无色,说明不存在氯气,是注入了                       NaOH 溶液;乙中气

体无色且溶液中出现白色浑浊,说明不存在氯气,是注入了                         AgNO3 溶液;丙中气体和溶液
都呈浅黄绿色,说明存在氯气分子,是注入了水。
    3.下列有关物质的性质及应用说法正确的是(  )

    A.干燥的    Cl2 和氯水均能使鲜花褪色
    B.久置的氯水仍具有漂白性
    C.明矾和漂白粉常用于自来水的处理,两者的作用原理相同
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    D.无色溶液     C 加入  AgNO3 溶液,产生白色沉淀,再加入稀盐酸,沉淀不消失,则                      C 必
含  Cl-

    解析:选    A 鲜花中含有水分,氯气与水发生反应                 Cl2+H2OHCl+HClO,产生
HClO,氯水中也含      HClO,HClO 具有漂白作用,因此可以使鲜花褪色,A                 正确;久置的氯水
最终变为稀盐酸,B        错误;明矾溶于水形成胶体利用胶体的吸附性净水,漂白粉是利用其
强氧化性杀菌消毒,C         错误;加入稀盐酸时混入了            Cl-,无法确定原溶液中是否含有             Cl-,
D 错误。
    4.下列关于氯气或含氯化合物的叙述不正确的是(  )

    A.过量的铁粉与氯气反应生成             FeCl3

    B.少量   SO2 通入  Ca(ClO)2 溶液生成   CaSO3 沉淀
    C.氯气能使润湿的淀粉碘化钾试纸变蓝
    D.次氯酸钙比次氯酸稳定
    解析:选    B A  项,铁在氯气中燃烧生成氯化铁,故               A 正确;B   项,二氧化硫与次氯酸
钙之间发生氧化还原反应,所以最后生成硫酸钙,故                      B 错误;C   项,氯气与碘化钾发生氧
化还原反应生成碘单质,碘单质遇淀粉变蓝,故                    C 正确;D   项,次氯酸见光易分解,故
D 正确。
    5.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(H              )
    B.使红色布条褪色(HClO)

                                   -
    C.滴加   AgNO3 溶液生成白色沉淀(Cl        )

    D.向  FeCl2 溶液中滴加氯水后,再滴加           KSCN 溶液,发现呈红色(HCl)

    解析:选    D 氯水显酸性,能与碳酸氢钠反应放出                 CO2 气体;次氯酸具有强氧化性,能
使有色布条褪色;氯离子和银离子反应生成氯化银白色沉淀,因此选项                              A、B、C  都是有关
系的。选项     D 中,氯水中氯气分子将          Fe2+氧化为   Fe3+,故不正确。
    6.用漂白粉溶液浸泡过的有色布条,如果晾置在空气中,一段时间后,其漂白效果会
更好的原因可能是(  )
    A.漂白粉被氧化了

    B.漂白粉跟空气中的         CO2 和水蒸气充分反应,生成了           HClO
    C.有色布条被空气中的氧气氧化了
    D.漂白粉溶液蒸发掉部分水,其浓度增大
    解析:选    B 漂白效果会更好,说明生成了次氯酸,即漂白粉溶液吸收了空气中的

CO2 和水蒸气发生了化学反应:Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO,次氯酸有很强的漂
白性,故选     B。
    7.如图所示。若关闭阀门Ⅰ,打开阀门Ⅱ,让一种含氯气的气
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体经过甲瓶后,通入乙瓶,布条不褪色;若关闭阀门Ⅱ,打开阀门Ⅰ,再通入这种气体,
布条褪色。甲瓶中所盛的试剂可能是(  )
    ①浓硫酸 ②饱和氯化钠溶液 ③亚硫酸钠溶液 ④饱和碳酸氢钠溶液
    A.①②③                           B.②③④
    C.①②④                            D.①③④

    解析:选    D Cl2 与  H2O 反应生成的    HClO 具有漂白作用。气体通过甲瓶后不能使有色

布条褪色,可能有两个原因:一是甲瓶中溶液将                    Cl2 干燥,二是甲瓶中溶液能吸收            Cl2。浓

H2SO4 吸水,Na2SO3 溶液、饱和     NaHCO3 溶液都能与    Cl2 发生反应。
    8.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
    解析:选    C 浓盐酸与二氧化锰反应制氯气需要加热,A                   项错误;除去氯气中的少量氯
化氢应用饱和食盐水,且导气管应长进短出,B                    项错误;二氧化锰不溶于水,氯化锰溶于
水,可用过滤的方法分离,C            项正确;加热过程中氯化锰水解,最终得不到所要产物,D                        项
错误。

    9.已知:KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O,如图所示,将少量试剂分别放入培

养皿中的相应位置,实验时将浓盐酸滴在                  KClO3 晶体上,并用表面皿盖好。下表中由实验
现象得出的结论完全正确的是(  )


              选项              实验现象                     结论

                A     滴有   KSCN 的 FeCl2 溶液变红      Cl2 具有还原性

                B      滴有酚酞的     NaOH 溶液褪色         Cl2 具有酸性

                C      紫色石蕊溶液先变红后褪色               Cl2 具有漂白性

                D        KI­淀粉溶液变成蓝色              Cl2 具有氧化性
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    解析:选    D A  项是因为    Cl2 具有强氧化性,错误;Cl2        本身没有酸性,溶液褪色,可

能是   Cl2 与水反应生成     HCl 和 HClO,再与   NaOH 溶液发生中和反应生成盐而使溶液褪色,还

可能是生成的      HClO 的漂白性使溶液褪色,B          项错误;Cl2   本身不具有漂白性,而是           Cl2 与

H2O 作用生成的    HClO 具有漂白性,C      项错误。

               -     2+    -   -
    10.向含   SO23 、Fe   、Br  、I  各  0.1   mol 的溶液中通入标准状况下的           Cl2,通入

Cl2 的体积和溶液中相关离子的物质的量的关系图正确的是(  )


                                                       -                    -
    解析:选    C 题中四种离子与        Cl2 反应的先后顺序依次是         SO23 (消耗  2.24 L Cl2)、I

                    2+                   -
(消耗   1.12 L Cl2)、Fe  (消耗  1.12 L Cl2)、Br  (消耗  1.12 L Cl2),因此   C 选项正确。

    11.金属钛冶炼过程中得到           MgCl2,将熔融态     MgCl2 电解可得到金属镁和       Cl2,氯气可
制得漂白液、“84       消毒液”等生活用品,试回答下列问题:


    (1)如图所示,若钛厂        Cl2 泄露,工人应立即向________疏散(填“A”“B”或
“C”)。
    (2)漂白液暴露在空气中会逐渐失效,请用相关的化学方程式解释
____________________、____________________。
    (3)“84 消毒液”(主要成分是         NaClO 和 NaCl)和洁厕灵(主要成分为盐酸)混用会产生
有毒气体,试写出反应的离子方程式:__________________________________。

    (4)上述反应说明漂白液与酸性溶液混合会产生                  Cl2(全部溶于水,不会逸出),若取             10 

mL 漂白液与足量      BaCl2 溶液混合后,不断通入         SO2 至过量,在实验过程中可能观察到的现
象是________________________________________________________________________。

    (5)二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色到橙黄色的气体,是国际上公认为安全、无毒的绿色

消毒剂,代替了       Cl2 用于自来水消毒。已知         ClO2 和 Cl2 的消毒能力都主要体现在氧化性,

          -
反应生成    Cl  ,则等物质的量的        ClO2 消毒能力约是     Cl2 的________倍。

    解析:(1)氯气密度大于空气,因此若钛厂                 Cl2 泄露,工人应立即向       A 处疏散;
    (2)次氯酸盐容易吸收空气中的二氧化碳转化为次氯酸,次氯酸分解生成氯化氢和氧气
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                                                                 光照
                                                               = = = = =
而失效,反应的化学方程式为             2NaClO+H2O+CO2===Na2CO3+2HClO、2HClO     2HCl+

O2↑;
    (3)次氯酸钠具有强氧化性,能把氯离子氧化生成氯气,反应的离子方程式为                               ClO-+

  -    +
Cl +2H   ===Cl2↑+H2O;
    (4)漂白液能把氯离子氧化生成氯气,氯气把二氧化硫氧化生成硫酸,进而生成硫酸钡
白色沉淀,所以实验现象是开始溶液变成黄绿色,后来黄绿色褪去,生成白色沉淀;

                                          -
    (5)1  mol 二氧化氯(ClO2)得到电子转化为         Cl  ,转移   5  mol 电子;1   mol 氯气得到    2 
                                              5

mol 电子,所以等物质的量的          ClO2 消毒能力约是     Cl2 的2=2.5  倍。
    答案:(1)A

    (2)2NaClO+H2O+CO2===Na2CO3+2HClO
            光照
         = = = = =
    2HClO    2HCl+O2↑

          -    -    +
    (3)ClO +Cl  +2H   ===Cl2↑+H2O
    (4)开始溶液变成黄绿色,后来黄绿色褪去,生成白色沉淀

    (5)2.5
    12.某实验小组用下图装置制备家用消毒液,并探究其性质。


    (1)写出装有浓盐酸的仪器名称________,A            中烧瓶内进行的反应中浓盐酸体现出的化
学性质是________。
    (2)写出装置    B 中发生的所有反应化学方程式:____________________________
    ________________________________________________________________________。
    (3)装置  C 的作用是____________。反应停止后,各取洗气瓶中无色溶液                    5  mL 分别进
行了如下实验:
                    操作                                 现象
       ①测溶液    pH,并向其中滴加       2 滴酚酞      pH=13,溶液变红,5 min       后褪色
             ②向其中逐滴加入盐酸                         溶液逐渐变成黄绿色
    (4)查阅资料:酚酞的变色范围为             8.2~10,且酚酞在强碱性溶液中红色会褪去,为探
究操作①中溶液褪色的原因,又补充了如下实验:
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                        操作                                现象
       取________NaOH 溶液,向其中滴加        2 滴酚酞       溶液变红,30 min     后褪色

    获得结论:此实验小组制备的消毒液具有漂白性。
    (5)操作②中溶液变成黄绿色的原因:______________________________(用离子方程
式表示)。
    解析:(2)在装置      B 中氯气和氢氧化钠反应生成次氯酸钠、氯化钠和水,从而制得消毒

液,反应的方程式为         Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。另外生成的氯气中还含有挥发出的

氯化氢,氯化氢与氢氧化钠发生中和反应,方程式为                      HCl+NaOH===NaCl+H2O。
    (3)氯气有毒,则装置        C 的作用是吸收多余氯气,避免污染空气。
    (4)酚酞在强碱性溶液中红色会褪去,但同样体积、同                     pH 值的氢氧化钠溶液,滴加
2 滴酚酞溶液变红,30         min 后褪色,而消毒液       pH=13,溶液变红,5        min 后褪色,褪色时
间短,说明此实验小组制备的消毒液具有漂白性。
    (5)①次氯酸根中氯为+1         价,氯离子为-1       价,在酸性条件下发生归中反应,生成氯

                    +     -    -
气,反应的方程式为         2H +ClO   +Cl  ===Cl2↑+H2O。
    答案:(1)分液漏斗 酸性和还原性

    (2)Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O、HCl+NaOH===NaCl+H2O
    (3)吸收多余氯气,避免污染空气 (4)5 mL,pH=13

         +     -    -
    (5)2H +ClO  +Cl   ===Cl2↑+H2O

    13.(2015·重庆高考)ClO2     与  Cl2 的氧化性相近,在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应
用广泛。某兴趣小组通过图            1 装置(夹持装置略)对其制备、吸收、释放和应用进行了研究。


                                       图 1


                                       图 2
    (1)仪器  D 的名称是________。安装       F 中导管时,应选用图        2 中的________。

    (2)打开  B 的活塞,A    中发生反应:2NaClO3+4HCl===2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O,

为使   ClO2 在 D 中被稳定剂充分吸收,滴加稀盐酸的速度宜________(填“快”或“慢”)。

    (3)关闭  B 的活塞,ClO2   在  D 中被稳定剂完全吸收生成          NaClO2,此时   F 中溶液的颜色
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不变,则装置      C 的作用是____________________________________。

    (4)已知在酸性条件下        NaClO2 可发生反应生成      NaCl 并释放出    ClO2,该反应的离子方程
式为________________________________________________________________________。

    在 ClO2 释放实验中,打开       E 的活塞,D    中发生反应,则装置         F 的作用是
________________________________________________________________________。

    (5)已吸收   ClO2 气体的稳定剂Ⅰ和稳定剂Ⅱ,加酸后释放                 ClO2 的浓度随时间的变化如
图  3 所示。若将其用于水果保鲜,你认为效果较好的稳定剂是________,原因是

________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。


                                       图 3
    解析:(1)仪器     D 是锥形瓶;安装       F 中导管时,应遵循“长进短出”的原则,所以应选
择装置   b。

    (2)为使  ClO2 被充分吸收,必须控制         ClO2 的生成速率,因此滴加盐酸的速率宜慢不宜
快。
    (3)F 溶液中的颜色不变说明没有氯气通入,即氯气被装置                      C 所吸收。

                               +                 -
    (4)参加反应的离子有        ClO-2 和 H ,生成的微粒有       Cl 和 ClO2,根据化合价升降法配

平离子方程式即可。因为           ClO2 的性质与   Cl2 相似,所以能使淀粉碘化钾溶液变蓝,利用此

性质可以验证是否有         ClO2 生成。

    (5)稳定剂Ⅱ相对于稳定剂Ⅰ,可以缓慢释放                 ClO2,能较长时间维持保鲜所需的浓度。


    答案:(1)锥形瓶 b (2)慢 (3)吸收            Cl2

         +            -
    (4)4H +5ClO-2 ===Cl +4ClO2↑+2H2O 验证是否有        ClO2 生成

    (5)稳定剂Ⅱ 稳定剂Ⅱ可以缓慢释放               ClO2,能较长时间维持保鲜所需的浓度


                           考点一 O3    和 H2O2 的性质及应用
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    1.臭氧的性质与用途

    (1)组成:臭氧的分子式为          O3,与 O2 互为同素异形体。
    (2)化学性质

  不稳      O3 不稳定,容易分解,反应的化学方程式为                2O3===3O2,在放电条件下空气中的
  定性               O 可以转化为     O ,反应的化学方程式为 3O             放电    2O
                    2           3                      2 = = = = = 3

  强氧     O3 容易使淀粉­KI    溶液变蓝色,反应的化学方程式为 2KI+O3+H2O===I2+2KOH+

  化性                                       O2

 漂白性                O3 因其强氧化性能使有色物质褪色,可用作杀菌消毒剂
    (3)用途:①可用作脱色剂和消毒剂;②臭氧层可以吸收来自太阳的紫外线,是人类和
其他生物的保护伞。
    [基点小练]
    1.判断下列描述的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
    (1)臭氧比氧气的氧化性更强,常温下能将                 Ag、Hg 等较不活泼的金属氧化(√)
    (2)臭氧可以杀死许多细菌,是一种良好的消毒剂(√)
    (3)臭氧和活性炭一样,能够吸附有机色素,是一种很好的脱色剂(×)
    (4)臭氧与氧气间的转化是物理变化(×)
    2.双氧水的结构与性质
    (1)结构

    电子式:                   ,结构式:H—O—O—H。
    (2)化学性质

            加热、光照或加催化剂都能使分解加快,因此                    H2O2 应保存在棕色瓶中并放置
 不稳定性
                                                 MnO2
            在阴凉处,其分解的化学方程式为               2H2O2 = = = = = 2H2O+O2↑
            相当于二元弱酸
  弱酸性
                    +                 +    -
            H2O2H   +HO-2 ,HO-2 H  +O22

            ①在工业上用       10%的 H2O2 漂白羽毛及丝织品,在医疗上用            3%的  H2O2 作为消毒
            杀菌剂;
            ②氧化    Fe2+、SO23-等还原性物质:
 强氧化性
                    2+    +      3+
            H2O2+2Fe  +2H   ===2Fe +2H2O,

            H2O2+Na2SO3===Na2SO4+H2O;

                                              -    +
            ③使湿润的淀粉­KI       试纸变蓝:H2O2+2I       +2H  ===I2+2H2O

            H2O2 中-1 价的氧遇强氧化剂可失去电子转化成                0 价氧而被氧化。
 弱还原性
            2KMnO4+5H2O2+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O
    [基点小练]
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    2.双氧水是绿色氧化剂的原因是什么?

    提示:H2O2  具有强氧化性,其还原产物是水,无污染,不会向溶液中引入杂质,故

H2O2 是绿色氧化剂。

    3.过氧化氢(H2O2)俗名双氧水,医疗上可作外科消毒剂。
    (1)向含有酚酞的      NaOH 溶液中滴加双氧水,此时溶液由红色褪至无色,主要原因是双
氧水的________性。
    (2)将双氧水加入到经酸化的高锰酸钾溶液中,发现溶液的紫红色消退了,此时双氧水
表现出________性。
    答案:(1)氧化 (2)还原


    题点(一) 臭氧(O3)的性质

    1.距地球    15~35    km 处,有一层臭氧层,其化学式为             O3,微量可以净化空气,有利
于人体健康。下列有关叙述错误的是(  )
    A.是一种单质
    B.不使用含氟冰箱有利于空洞修复
    C.和氧气性质完全相同
    D.转化成氧气,发生了化学变化

    解析:选    C O3 是由氧元素组成的纯净物,所以属于单质,A                   正确;含氟的冰箱会释放

氟利昂破坏臭氧层,B         正确;O3   和 O2 是两种不同的物质,所以性质肯定不会完全相同,
C 不正确;有新物质生成的变化为化学变化,D                  正确。

    2.家用消毒柜常用臭氧(O3)消毒,在消毒过程中通过放电发生如下反应:

                                   -1
3O2(g)===2O3(g) ΔH=+144.8 kJ·mol     ;下列关于臭氧说法不正确的是(  )

    A.O2 和 O3 互为同素异形体

    B.O3 具有较强的氧化性

    C.O2 比 O3 稳定
    D.植物油等食物为防止细菌污染,可放入消毒柜中消毒

    解析:选    D O2 和  O3 由氧元素形成的两种不同的单质,互为同素异形体,A                     项正确;

O3 能量高,很容易分解,具有较强的氧化性,B                  项正确;O2   比  O3 具有的能量低,稳定,
C 项正确;植物油等食物含有不饱和键,放入消毒柜中消毒,易被氧化而变质,D                                项错误。

    题点(二) 双氧水(H2O2)的结构与性质
    3.下列有关双氧水说法错误的是(  )

    A.H2O2、Na2O2 都属于过氧化物,都存在共价键
    B.双氧水是绿色氧化剂,可作医疗消毒剂

    C.H2O2 在过氧化氢酶的催化下,温度越高,分解速率越快
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    D.H2O2 做漂白剂是利用其氧化性,漂白原理与                HClO 类似,与    SO2 不同
    解析:选    C 酶在过高的温度下会失去活性,故                C 项错误。

    4.双氧水(H2O2)是一种极弱电解质,也是一种“绿色氧化剂”。为了贮存、运输的方

便,工业上将其转化为固态过碳酸钠(2Na2CO4·3H2O),该物质具有                     Na2CO3 与 H2O2 的双重性
质。请回答下列问题:

    (1)写出  H2O2 的电子式:____________,并写出它与         SO2 反应的化学方程式
________________________________________________________________________。

    (2)若把  H2O2 看成二元弱酸,写出它在水中第一步电离的方程式
________________________________________________________________________。
    (3)下列物质不会使过碳酸钠失效的是________。

    A.MnO2                          B.NaHCO3

    C.H2S                            D.CH3COOH

    (4)稀 H2SO4 不与 Cu 反应,但在稀      H2SO4 中加入  H2O2 后则可使   Cu 溶解,写出该反应的
化学方程式,并用单线桥标明电子转移的方向和数目:
________________________________________________________________________。

    解析:(1)H2O2  具有氧化性,能将        SO2 氧化成   H2SO4,反应的化学方程式为         H2O2+

SO2===H2SO4。

                                                +
    (2)H2O2 是二元弱酸,其一级电离方程式为             H2O2H   +HO-2 。

    (3)因过碳酸钠具有       Na2CO3 和 H2O2 双重性质,加入     MnO2 能使 H2O2 分解,A  错误;H2S   具

有还原性,能被       H2O2 氧化,C  错误;CH3COOH   的酸性强于     H2CO3,加入   CH3COOH 能与过碳酸

钠反应放出     CO2,D 错误。

    (4)Cu 与稀  H2SO4、H2O2 反应的化学方程式为       Cu+H2O2+H2SO4===CuSO4+2H2O,反应中

Cu 作还原剂,H2O2    作氧化剂,1 mol H2O2    反应转移    2 mol 电子。


    答案:(1)                    H2O2+SO2===H2SO4

               +
    (2)H2O2H  +HO-2  (3)B


    (4) 
                          考点二 硫及氧化物的性质与应用


    一、硫的存在与性质
    1.自然界中的硫
    (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,有关化学式为:
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         硫铁矿               黄铜矿                 石膏             芒硝

          FeS2             CuFeS2           CaSO4·2H2O    Na2SO4·10H2O
                          S 为-2  价
       S 为-1  价                              S 为+6  价       S 为+6 价
                         Fe 为+2  价

    2.硫的性质
    (1)物理性质

                                              溶解性
                  俗称      颜色状态
                                         水       酒精      CS2
                  硫黄      黄色晶体          不溶       微溶     易溶

    (2)化学性质


    填写下列表格
                   化学方程式(写出标号的)                           S 表现的性质
                    ①Fe+S      △     FeS
                           = = = = =
                   ②2Cu+S      △     Cu S                   氧化性
                            = = = = =  2
                     ③H +S     △     H S
                       2   = = = = =  2

                     ④S+O2    点燃     SO2
                           = = = = =                        还原性
              S+2H SO (浓)     △    3SO ↑+2H  O
                  2  4    = = = = =   2      2
            3S+6NaOH     △     2Na S+Na SO +3H O        氧化性和还原性
                     = = = = =    2    2  3   2


    [注意] (1)实验室中,残留在试管内壁上的硫可用                   CS2 溶解除去,也可用热的
NaOH 溶液除去。

    (2)硫单质的氧化性较弱,与变价金属反应时一般生成低价态金属硫化物(和                              Cl2 与变

价金属的反应情况相反),如            FeS、Cu2S 等。

    (3)硫燃烧时产物是       SO2,无论   O2 是否过量,均不会生成         SO3。
    [基点小练]
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1.判断下列描述的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)硫单质常存在于火山喷口附近(√)
(2)黑火药由硫黄、硝石、木炭三种物质按一定比例混合而成(√)

(3)硫在空气中的燃烧产物是           SO2,在纯氧中的燃烧产物是          SO3(×)

(4)类比  Fe 与 Cl2 反应生成   FeCl3,推测   Fe 与 S 反应生成    Fe2S3(×)

二、硫的两种重要氧化物——SO2            与  SO3
1.二氧化硫
(1)物理性质


(2)化学性质
按要求完成下列方程式:
①酸性氧化物的通性

与 H2O 反应:SO2+H2OH2SO3

与 NaOH(足量)反应:SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O

②氧化性,如与       H2S 反应:

SO2+2H2S===3S↓+2H2O
③还原性
             催化△ 剂
             
与 O2:2SO2+O2     2SO3

与氯水:Cl2+SO2+2H2O===2HCl+H2SO4
④漂白性:可使品红溶液等有机色质褪色生成不稳定的化合物。
(3)实验室制法

①固体   Na2SO3 与较浓  H2SO4 反应

Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O;

②铜与浓    H2SO4 混合加热
Cu+2H  SO (浓)    △     CuSO +SO ↑+2H  O。
      2 4    = = = = =     4   2      2

(4)SO2 和 CO2 的鉴别方法
      试剂                      现象及结论                  原理(化学方程式)

                      使品红溶液褪色的是         SO2;不
    品红溶液                                                    —
                       能使品红溶液褪色的是          CO2
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                                                         2KMnO4+5SO2+
                        使紫色褪去的是       SO2,无明显
    高锰酸钾溶液                                           2H2O===K2SO4+2MnSO4+
                               现象的是    CO2
                                                             2H2SO4

                        使橙色褪去的是       SO2,无明显        Br2+2H2O+SO2===2HBr+
        溴水
                               现象的是    CO2                   H2SO4

                                                         2H2O+2HNO3+

                        产生白色沉淀的是        SO2,无明        3SO2===3H2SO4+2NO↑
硝酸酸化的硝酸钡溶液
                              显现象的是     CO2        Ba(NO3)2+H2SO4===BaSO4↓+

                                                             2HNO3

                         使棕黄色颜色变浅绿色的是                    2FeCl3+SO2+
      FeCl3 溶液
                          SO2,无明显现象的是        CO2    2H2O===FeCl2+FeSO4+4HCl

                        不能用澄清石灰水鉴别          SO2 和 CO2,原因是二者都能使澄清
     澄清石灰水
                        石灰水变浑浊


  (5)SO2 对大气的污染与防治
  Error!
  2.三氧化硫
  (1)物理性质:熔点       16.8 ℃,沸点    44.8 ℃,在常温下为液态,在标准状况下为固态。

  (2)化学性质:具有酸性氧化物的通性。
            反应                          化学方程式

          与水反应                 SO3+H2O===H2SO4(放出大量的热)

        与氧化钙反应                        SO3+CaO===CaSO4

       与氢氧化钠反应                    SO3+2NaOH===Na2SO4+H2O


  [注意] (1)SO2   不能漂白酸、碱指示剂,如:SO2            使紫色的石蕊溶液只变红,不褪色。

  (2)SO2 能使溴水、酸性      KMnO4 溶液褪色,体现了       SO2 的还原性而不是漂白性。
                                         -
  (3)SO2 与强碱溶液反应时,碱过量得正盐(SO23              )、SO2 过量得酸式盐(HSO-3     )。

  [基点小练]

  2.将  SO2 分别通入下列四种溶液中
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    回答下列问题:

    (1)试管  a 中的实验现象是:KMnO4       溶液褪色,证明       SO2 具有还原性;

    (2)试管  b 中的实验现象是:品红溶液褪色,证明                SO2 具有漂白性;

    (3)试管  c 中能产生白色沉淀,该沉淀是             BaSO4 ;

    (4)试管  d 中能产生白色沉淀,该沉淀是             BaSO3。


    题点(一) 二氧化硫性质的多重性
    1.判断下列描述的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
    (1)(2016·四川高考)二氧化硫作纸浆漂白剂的过程中没有发生化学变化(×)

    (2)(2016·江苏高考)因为       SO2 具有氧化性,故可用于漂白纸浆(×)
                                             煅O烧2
                                            ――→
                                                   H2O
    (3)(2016·江苏高考)下列转化能够实现:FeS2                SO2――→H2SO4(×)

    (4)(2016·海南高考)将      SO2 通入溴水中证明      SO2 具有漂白性(×)

    (5)(2016·天津高考)除去       SO2 中的少量   HCl 的实验方法如图(√)

    (6)(2015·重庆高考)SO2    和  SO3 混合气体通入     Ba(NO3)2 溶液可得到

BaSO3 和 BaSO4(×)

    (7)(2014·重庆高考)用      KOH 溶液鉴别    SO2 和 SO3(g)(×)

    (8)(2014·江苏高考)SO2    和  Ca(OH)2、NaHCO3 均发生化学反应(√)
    2.下列能使品红溶液褪色,且褪色原理基本相同的是(  )
    ①活性炭 ②氯水 ③二氧化硫 ④臭氧 ⑤过氧化钠
    ⑥双氧水
    A.①②④                           B.②③⑤
    C.②④⑤⑥                           D.①②③④⑤⑥
    解析:选    C 物质的漂白性主要有三种原理:一是该物质具有强氧化性,如氯水、臭
氧、过氧化钠、过氧化氢等;二是该物质与有机色素化合生成不稳定的无色化合物,如

SO2;三是该物质具有很大的比表面积,具有很强的吸附色素的能力,如活性炭。

    三类不同的漂白剂
  类型                    原理                           举例                备注

 氧化型       将有机色质内部“生色团”破坏掉                     NaClO、Ca(ClO)2、        不可逆
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                                               Na2O2、H2O2、O3 等
          与有机色质内部“生色团”“化合”
 加合型                                                  SO2              可逆
                     成无色物质
 吸附型            将有色物质吸附而褪色                          活性炭              物理变化

    题点(二) 二氧化硫与二氧化碳的鉴别

    3.下列溶液能够区分         SO2 和 CO2 的是(  )

    ①澄清石灰水 ②H2S        溶液 ③酸性      KMnO4 溶液 ④氯水⑤品红溶液
    A.①②③                           B.②③④
    C.除①以外                           D.全部

    解析:选    C SO2 和  CO2 都属于酸性氧化物,它们与澄清石灰水反应的现象相同,若通

入的气体过量,均先生成沉淀后溶解,所以不能利用这一性质来区别                             SO2 和 CO2。SO2 具有

氧化性,能将      H2S 溶液氧化,生成单质硫(淡黄色沉淀),SO2              也具有还原性,能被酸性

KMnO4 溶液和氯水氧化(溶液褪色),SO2          还具有漂白性,能使品红溶液褪色,CO2               没有这些性

质,所以可以用②③④⑤来区别              SO2 和 CO2。

    4.已知:2H2SO4(浓)+C△,CO2↑+2SO2↑+2H2O,下图虚线框中的装置可用来检验浓
硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的所有气体产物,填写下列空白:


    (1)如果将装置中①②③三部分仪器的连接顺序变为②①③,则可以检出的物质是
________________;不能检出的物质是____________。
    (2)如果将仪器的连接顺序变为①③②,则可以检出的物质是________________;不能
检出的物质是____________。
    (3)如果将仪器的连接顺序变为②③①,则可以检出的物质是________________;不能
检出的物质是____________。

    解析:装置①为检验产物           H2O,只能放在装置②③之前,因为若放在装置②③之后或

装置②③之间,则气流通过装置②或③溶液后会带出水蒸气,则无法验证使                                CuSO4 变蓝的

水蒸气是否是反应生成物。装置③和装置②位置也不得变更,因为                            SO2、CO2 均能使澄清石

灰水变浑浊。故在用澄清石灰水来验证                 CO2 前一定要排除     SO2 的干扰。

    答案:(1)SO2、CO2 H2O (2)H2O、SO2 CO2
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    (3)SO2、CO2 H2O


                         检验   SO2 和 CO2 同时存在的一般流程


    [说明] (1)A—检验混合气体中           SO2 的存在;现象是品红溶液褪色。

    B—除去混合气体中的         SO2;现象是酸性      KMnO4 溶液褪色或颜色变浅。

    C—检验混合气体中        SO2 是否除尽;现象是品红溶液不褪色。

    D—检验混合气体中        CO2 的存在;现象是澄清石灰水变浑浊。

    (2)为了简化装置,可将除去           SO2 和检验  SO2 是否除尽合并为一个装置,用较浓的酸性

KMnO4,现象是酸性      KMnO4 溶液颜色变浅(不能褪色)。

    (3)确定混合气体中含有         CO2 的实验现象是装置       C 中的品红溶液不褪色,装置           D 中澄清
石灰水变浑浊。

    题点(三) SO2    对环境的污染与治理

    5.如图所示是一种综合处理            SO2 废气的工艺流程,若每步都完全反应。下列说法正确
的是(  )


    A.溶液   B 中发生的反应为       2SO2+O2===2SO3
    B.可用酸性高锰酸钾溶液检验溶液               C 中是否含有    Fe3+

                                3+         -
    C.由以上流程可推知氧化性:Fe              >O2>SO24
    D.此工艺的优点之一是物质能循环利用

                                                               3+
    解析:选    D 酸性    Fe2(SO4)3 溶液能吸收   SO2,反应的离子方程式为         2Fe  +SO2+

         2+     -     +                              2+        +     3+
2H2O===2Fe +SO24  +4H  。溶液   B 中通入空气发生反应:4Fe           +O2+4H   ===4Fe +

                     3+
2H2O。其氧化性:O2>Fe        ,A、C  两项错误;溶液       C 中含有   Fe2(SO4)3,可用  KSCN 溶液检

     3+
验  Fe ,B  项错误;Fe2(SO4)3   可循环利用,D      项正确。
    6.烟气脱硫是控制二氧化硫污染的主要技术手段。
    (1)利用海水脱硫是一种有效的方法,其工艺流程如图所示:
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    某研究小组为探究提高含硫烟气中               SO2 的吸收率的措施,进行了天然海水吸收含硫烟
气的模拟实验,实验结果如图所示。


    ①根据图示实验结果,为了提高一定浓度含硫烟气中                      SO2 的吸收率,下列措施正确的
是________(填字母编号)。
    A.降低通入含硫烟气的温度
    B.减小通入含硫烟气的流速
    C.减少天然海水的进入量
    D.在天然海水中加入生石灰

    ②天然海水吸收了含硫烟气后会溶有                H2SO3,使用空气中的氧气将其氧化,写出该反应
的离子方程式:______________________________________________________
    ________________________________________________________________________。

    ③该小组采用如图装置在实验室测定烟气中                  SO2 的体积分数(假设实验在标准状况下进
行)。


    上述装置连接的顺序是原料气→________(填导管接口序号)。下列试剂中(浓度、体积
一定),可以用来代替试管中的碘-淀粉溶液的是________(填字母编号)。

    A.酸性   KMnO4 溶液                  B.NaOH 溶液
    C.溴水                             D.氨水
    (2)石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺技术的工作原理是烟气中的二氧化硫与浆液中的碳

酸钙及鼓入的空气反应生成石膏(CaSO4·2H2O)。写出该反应的化学方程式:
__________________________________________。某电厂用煤     300 t(煤中含硫质量分数为
2.5%),若燃烧时煤中的硫全部转化成二氧化硫,用该方法脱硫时有                          96%的硫转化为石膏,
则可生产石膏________t。
    解析:(1)①A    项,由图像可知,随着温度的升高,二氧化硫的吸收率下降,故正确;

B 项,比较图中曲线①②可知,烟气流速减小,则                    SO2 的吸收率升高,故正确;C          项,减少
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天然海水的进入量,则吸收二氧化硫的量减少,不正确。②使用空气将亚硫酸氧化,离子

                      +      -
方程式为    2H2SO3+O2===4H +2SO24  。③原料气先通过一定浓度和一定体积的碘-淀粉溶

液,其中    SO2 和 I2 反应,当   I2 恰好反应完时,溶液由蓝色变成无色,此时再通过量气方式
读出量筒中水的体积,即为烟气中其他气体的体积,可以进行计算,故装置的连接顺序是

原料气→c→d→b→a→e;若用其他试剂代替碘-淀粉溶液,则该试剂能与                             SO2 反应,且恰
好反应完时有明显的颜色变化,酸性高锰酸钾溶液和溴水都可以。(2)根据题意,反应的化

学方程式为     2CaCO3+2SO2+O2+4H2O===2(CaSO4·2H2O)+2CO2。300    t 煤中硫的物质的量为
300 × 106 g × 2.5%

   32 g·mol-1  =234  375  mol,则由   SO2~CaSO4·2H2O,可生产石膏的质量为           234 375 
mol×172 g·mol-1×96%=3.87×107 g。

                                   +      -
    答案:(1)①ABD ②2H2SO3+O2===4H      +2SO24

    ③c→d→b→a→e AC (2)2CaCO3+2SO2+O2+4H2O===2(CaSO4·2H2O)+2CO2 38.7


                          消除   SO2 对环境污染的“3      方法”
    方法一:钙基固硫法

    为防治酸雨,工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧,燃烧时硫、生石灰、O2                                共同
                                                           △
                                                       = = = = =
反应生成硫酸钙,从而使硫转移到煤渣中,反应原理为                       CaO+SO2    CaSO3,2CaSO3+
                                           △
                                       = = = = =
O2===2CaSO4,总反应方程式为       2CaO+2SO2+O2     2CaSO4。
    方法二:氨水脱硫法

    该脱硫法采用喷雾吸收法,雾化的氨水与烟气中的                     SO2 直接接触吸收     SO2,其反应的化

学方程式为     NH3+SO2+H2O===NH4HSO3,2NH3+SO2+H2O===(NH4)2SO3,2(NH4)2SO3+

O2===2(NH4)2SO4。
    方法三:钠、碱脱硫法

    钠、碱脱硫法是用        NaOH/Na2CO3 吸收烟气中的     SO2,得到   Na2SO3 和 NaHSO3,发生反应的

化学方程式为      2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O,Na2CO3+SO2===Na2SO3+CO2,Na2SO3+SO2+

H2O===2NaHSO3。
                          考点三 硫酸、硫酸根离子的检验


    一、浓、稀硫酸性质的差异
    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:
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    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                   H2SO4===2H +SO24  ,能与指示剂、金
属、碱性氧化物、碱、盐等物质发生反应。

    写出足量稀     H2SO4 与下列物质反应的离子方程式:

                +     2+
    ①Fe:Fe+2H    ===Fe  +H2↑;

                2+     -    +     -
    ②Ba(OH)2:Ba   +2OH  +2H   +SO24 ===BaSO4↓+2H2O;

                -     +
    ③Na2CO3:CO23  +2H  ===H2O+CO2↑。

    3.浓  H2SO4 的特性
    (1)填写下表
             实验                              实验现象                  硫酸的特性
      少量胆矾加入浓硫酸中                         蓝色固体变成白色                   吸水性

  用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上                     沾有浓    H2SO4 的滤纸变黑            脱水性
                                 铜片逐渐溶解,产生无色刺激性气
将铜片加入盛有浓硫酸的试管中加热                                                   强氧化性
                                             味的气体

    (2)分别写出浓硫酸与        Cu、C 反应的化学方程式:

    Cu+2H2SO4(浓)△,CuSO4+SO2↑+2H2O、

    C+2H2SO4(浓)△,CO2↑+2SO2↑+2H2O。

    (3)常温下,铁、铝遇浓         H2SO4 钝化,可用铝(或铁)槽车运输浓硫酸。
    [注意] “钝化”是浓硫酸将            Fe、Al 氧化而在其表面形成一层致密的氧化物薄膜,阻
止了浓硫酸与      Fe、Al  的继续反应,体现了浓硫酸的强氧化性。
    4.工业制备硫酸的反应原理

    (1)燃烧硫铁矿(FeS2)或硫制备        SO2
    4FeS +11O    高温     2Fe O +8SO 或 S+O      △     SO 。
        2    2 = = = = =   2 3    2      2 = = = = =  2

    (2)SO2 转化为  SO3
           催高化温剂
           
    2SO2+O2    2SO3。

    (3)SO3 吸收生成   H2SO4

    SO3+H2O===H2SO4。
    5.硫酸的用途
    (1)制取化肥、硫酸盐、挥发性酸。
    (2)消除金属表面的氧化物。
    (3)用于精炼石油,制造炸药、农药、染料等,是实验室里常用的试剂。
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    [注意] 分清浓硫酸的脱水性和吸水性的区别

    (1)吸水性:浓硫酸能吸收物质中游离的水,可用作干燥剂。但浓硫酸不能干燥                                NH3 和

还原性气体(如      H2S)。
    (2)脱水性:浓硫酸可将有机物中的              H、O 原子以   2∶1  比例脱去。
    [基点小练]
    1.把下列现象中硫酸所表现出来的性质填写在空白处。
    ①把锌粒放入稀硫酸中时,有气体放出
________________________________________________________________________;
    ②盛有浓硫酸的烧杯敞口放置一段时间后,质量增加____________;
    ③用玻璃棒蘸浓硫酸滴在纸上时,纸变黑
________________________________________________________________________;
    ④把木炭放入热的浓硫酸中时,有气体放出
________________________________________________________________________;
    ⑤在常温下可以用铁、铝制容器盛装冷的浓硫酸
________________________________________________________________________;
    ⑥铜与浓硫酸加热条件下反应,产生刺激性气味气体________________。
    答案:①酸性 ②吸水性 ③脱水性 ④强氧化性 ⑤强氧化性 ⑥酸性、强氧化性
    二、掌握    SO24-、SO23-的检验方法
    1.SO24-的检验
          24-                                          滴加BaCl2溶液
    检验  SO   的正确操作方法:被检液加足量盐酸酸化,取清液                       ――→      有无白色沉
淀产生(判断有无       SO24-)

                             -     -     +
    先加稀盐酸的目的是防止           CO23 、SO23 、Ag   的干扰,再加      BaCl2 溶液,有白色沉淀产
生,可能发生反应的离子方程式:

       -     +
    CO23 +2H  ===H2O+CO2↑、

       -     +
    SO23 +2H  ===H2O+SO2↑、
    Ag++Cl-===AgCl↓、

      2+     -
    Ba  +SO24  ===BaSO4↓。
    2.SO23-的检验
    (1)向溶液中加入盐酸,将产生的气体通入品红溶液中,红色褪去,发生的离子反应为

   -     +
SO23 +2H  ===H2O+SO2↑。
    (2)加入氯化钡溶液生成白色沉淀,然后加入盐酸,沉淀溶解并产生具有刺激性气味的

                               -    2+                    +     2+
气体,发生反应的离子方程式为              SO23 +Ba  ===BaSO3↓,BaSO3+2H   ===Ba  +SO2↑+

H2O。
    [基点小练]
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    2.检验   SO24-时,能否先用硝酸进行酸化?
    提示:不能;因为硝酸具有强氧化性,若溶液中含                     SO23-,硝酸会将     SO23-氧化成   SO
24-而干扰   SO24-的检验。


    题点(一) 硫酸的性质与应用
    1.判断下列描述的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
    (1)(2016·全国丙卷)配制稀硫酸的操作是先将浓硫酸加入烧杯中,后倒入蒸馏水(×)
    (2)(2016·四川高考)常温下,将铁片浸入足量浓硫酸中,铁片不溶解,说明常温下铁
与浓硫酸一定没有发生化学反应(×)

    (3)(2016·上海高考)NaCl     与浓  H2SO4 加热可制   HCl,推测   NaBr 与浓  H2SO4 加热可制
HBr(×)

    (4)(2015·山东高考)浓      H2SO4 溅到皮肤上时立即用稀        NaOH 溶液冲洗(×)

    (5)(2014·全国卷Ⅰ)浓      H2SO4 滴入蔗糖固体中,将产生的气体通入溴水,溴水褪色,
说明浓硫酸具有脱水性、氧化性(√)

    (6)(2014·海南高考)用浓       H2SO4 除去 HCl 中的  H2O(g)(√)
    (7)(2013·广东高考)用硫酸清洗锅炉中的水垢(×)
    2.(2016·上海高考改编)一定条件下,一种反应物过量,另一种反应物仍不能完全反
应的是(  )
    A.过量的氢气与氧气
    B.过量的浓盐酸与二氧化锰
    C.过量的铜与浓硫酸
    D.过量的锌与      18 mol·L-1 硫酸
    解析:选    C A  项,在过量的氢气情况下,氧气完全反应;B                  项,可以加入过量的浓盐
酸,使二氧化锰反应完全;C            项,浓硫酸随着反应进行变为稀硫酸,稀硫酸不再与铜反应;

               -1
D 项,18    mol·L   的浓硫酸与锌开始反应产生           SO2,随着反应进行,浓硫酸变为稀硫酸,

稀硫酸与锌反应产生         H2。

                              浓硫酸与金属的反应规律
    (1)钝化:常温下浓硫酸使          Fe、Al 表面快速生成致密氧化膜而阻止反应进一步发生。

    (2)与活泼金属(如      Zn)反应,开始产生       SO2,硫酸浓度变小后,产生           H2。

    (3)与不活泼金属(如       Cu)反应,开始产生       SO2(加热),浓度变小后,稀硫酸不再与

Cu 反应。如    1 mol Cu 与含 2 mol H2SO4 的浓硫酸充分反应,生成的           SO2 小于 1 mol。
    (4)浓硫酸在与金属的反应中既表现氧化性又表现酸性。浓硫酸在与非金属的反应中只
表现氧化性。
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    题点(二) SO24-的检验
    3.下列说法正确的是(  )

    A.(2015·浙江高考)在未知液中滴加             BaCl2 溶液出现白色沉淀,加稀硝酸,沉淀不溶
解,说明该未知液中存在           SO24-或 SO23-
    B.(2013·安徽高考)由矿盐(主要成分是              NaCl,还含有    SO24-等其他可溶性杂质的离
                    -
子)生产食盐,除去        SO24  最合适的试剂是       Ba(NO3)2

    C.(2012·山东高考)向溶液中滴加酸化的               Ba(NO3)2 溶液出现白色沉淀,说明该溶液
中一定有    SO24-
                                                 -      -
    D.(2012·广东高考)用       BaCl2 溶液和稀盐酸鉴别       SO24 和 SO23

    解析:选    D 在未知液中加入        BaCl2 溶液,产生的白色沉淀可能是            BaSO4,也可能是
                                                   -
AgCl,二者都不溶于稀        HNO3,A 错误;除去     NaCl 溶液中   SO24 的方法是加入      BaCl2 溶液而

                                                 +
不是   Ba(NO3)2,否则会使溶液中引入杂质          NO-3 ,B 错误;H    、NO-3 具有强氧化性,能将         SO
23-氧化成   SO24-,故  C 项不能确定溶液中是否含有            SO24-,错误。

                              -     -
    4.对某酸性溶液(可能含有           Br 、SO24  、H2SO3、NH+4 )分别进行如下实验:
    ①加热时放出的气体可以使品红溶液褪色;
    ②加碱调至碱性后,加热时放出的气体可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝;

    ③加入氯水时,溶液略显黄色,再加入                 BaCl2 溶液,产生的白色沉淀不溶于稀硝酸。
    根据实验不能确认其在原溶液中是否存在的是(  )
    A.Br-                           B.SO24-

    C.H2SO3                          D.NH+4

    解析:选    B ①加热时放出的气体可以使品红溶液褪色,则溶液中一定含有                           H2SO3,因

H2SO3 不稳定,分解产生的        SO2 可使品红溶液褪色。②加碱加热后,产生使湿润的红色石蕊

试纸变蓝的气体,即有          NH3 产生,说明溶液中一定含有           NH+4 。③加入氯水时溶液显黄色,

                  -
说明原溶液中含有        Br ,再加    BaCl2 有白色不溶于     HNO3 的沉淀生成,说明此时溶液中含            SO
 -                                                                      -
24 ,但可能是原溶液含有的,也可能是氯水氧化                   H2SO3 产生的,故不能确定的为          SO24 。

                                 SO24-检验的误区
    (1)只加可溶性钡盐,不酸化。误将              CO23-、PO34-、SO23-等干扰离子判断成         SO24-。

因上述离子会产生        BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3 白色沉淀。

             +          -
    (2)误将  Ag  判断成   SO24 。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   SO24-。其错误是未注意溶液中不含             SO24-,而含   Ag+时也会产生同样的现象:Ag+
+Cl-===AgCl↓(白色)。
              -          -
    (3)误将  SO23 判断成   SO24 。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            SO24 。该错误是未注意
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NO-3 在酸性环境中具有强氧化性,将             SO23-氧化成   SO24-而产生干扰。

                         考点四 硫及化合物相互转化与应用


    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酸、碱反应实现的


    写出②、③、④反应的化学方程式:

    ②H2SO3+2NaOH===Na2SO3+2H2O;

    ③Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+SO2↑

    ④Na2SO3+SO2+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


    写出③、④、⑤反应的化学方程式:
             催化△ 剂
             
    ③2SO2+O2     2SO3;

    ④H2+S△,H2S;

    ⑤2H2S+SO2===3S↓+2H2O。

    [注意] (1)相邻价态的粒子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。
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    (2)当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时,一般生成中间价态,如                             2Na2S+

Na2SO3+3H2SO4===3Na2SO4+3S↓+3H2O。


    题点(一) 物质之间的转化与推断
    1.能实现下列物质间直接转化的元素是(  )
         +O2       +H2O         +NaOH或HCl
    单质――→氧化物――→酸或碱                 ――→     盐 
    A.硅                             B.硫
    C.铜                              D.铁 

    解析:选    B S  与 O2 生成 SO2,SO2 再与  H2O 生成  H2SO3,H2SO3 可以与  NaOH 生成

Na2SO3 和 H2O,B 项正确。A   项中的氧化物为       SiO2、C 项中的氧化物为        CuO、D 项中的氧化物

为  Fe3O4 不与 H2O 反应,故错。
    2.在下列物质转化中,A          是一种正盐,D      的相对分子质量比        C 的相对分子质量大        16,
E 是酸,当    X 无论是强酸还是强碱时,都有如下的转化关系:
        X   Y    Y     Z
     ――→――→――→――→
    A    B    C    D    E
    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:
________________________________________________________________________。
                                                                        O2
                                                                       ――→
    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,B         C
  O2
――→
    D 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,
                    O2    O2    H2O
                   ――→――→      ――→
该连续氧化关系为        NH3    NO   NO2   HNO3,进而推知     A 为铵盐;当     X 为强酸时,该连续
               O2    O2    H2O
             ――→   ――→    ――→
氧化关系为     H2S    SO2   SO3   H2SO4,进而推知     A 为硫化物。综上所述        A 为(NH4)2S。

    答案:(1)(NH4)2S O2 H2O
                        点燃
                      = = = = =
    (2)H2SO4 2H2S+3O2    2SO2+2H2O
                       催化△ 剂
                     = = = = =
    (3)HNO3 4NH3+5O2    4NO+6H2O
    3.如图表示某固态单质         A 及其化合物之间的转化关系(某些产
物和反应条件已略去)。化合物             B 在常温常压下为气体,B         和  C 的
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相对分子质量之比为         4∶5,化合物     D 是重要的工业原料。

    (1)写出  A 在加热条件下与       H2 反应的化学方程式:
    ________________________________________________________________________。
    (2)写出  E 和 A 的氢化物反应生成        A 的化学方程式:
    ________________________________________________________________________。
    (3)将 5 mL 0.10 mol·L-1 的  E 溶液与  10 mL 0.10 mol·L-1 的  NaOH 溶液混合。
    ①写出反应的离子方程式:
________________________________________________________________________;
    ②反应后溶液的       pH________7(填“大于”“小于”或“等于”),理由是

________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。
    解析:能在空气中反应生成气体的单质,应该为非金属单质,常见的为:C、S,结合

B、C  的相对分子质量之比为         4∶5  和 D 为重要的化工原料,可推知:A            为  S,B 为  SO2,

                                                     -1
C 为 SO3,D 为 H2SO4,E 为  H2SO3。(3)将 5  mL  0.10  mol·L   的  E(H2SO3)溶液与  10  mL 

             -1
0.10   mol·L   的  NaOH 溶液混合,两者恰好完全反应,所得溶液为                 Na2SO3 溶液,由于    SO

 -                  -
23 +H2OHSO-3  +OH  ,所以溶液显碱性。
    答案:(1)S+H         △    H S (2)H SO +2H S===3S↓+3H  O (3)①H   SO +2OH-
                 2 = = = = = 2      2 3    2           2        2  3
      -
===SO23 +2H2O ②大于 Na2SO3    是强碱弱酸盐,水解后溶液显碱性

                                    O2    O2    H2O
               中学阶段常见的符合         A――→B――→C――→D        转化关系的有
              O2足量        O2     H2O
    硫元素:H2S     ――→    SO2――→SO3――→H2SO4
     O2足量       O2      H2O
    S  ――→    SO2――→SO3――→H2SO4
             O2不足      O2      H2O
    碳元素:C     ――→     CO――→CO2――→H2CO3
               O2      O2     H2O
    氮元素:N2――→NO――→NO2――→HNO3
        O2      O2     H2O
    NH3――→NO――→NO2――→HNO3
               O2        O2       H2O
    钠元素:Na――→Na2O――→Na2O2――→NaOH

    题点(二) SO2    的性质验证实验

    4.甲、乙两同学为探究          SO2 与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色               BaSO3 沉淀,用下
图所示装置进行实验(夹持装置和              A 中加热装置已略,气密性已检验)。


    实验操作和现象:
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                   操作                                      现象
                                              A 中有白雾生成,铜片表面产生气泡
                                              B 中有气泡冒出,产生大量白色沉淀
     关闭弹簧夹,滴加一定量浓硫酸,加热
                                             C 中产生白色沉淀,液面上方略显浅棕
                                                       色并逐渐消失

打开弹簧夹,通入        N2,停止加热,一段时间后关闭
   从  B、C 中分别取少量白色沉淀,加稀盐酸                          均未发现白色沉淀溶解
    (1)A 中反应的化学方程式是
________________________________________________________________________。

    (2)C 中白色沉淀是________,该沉淀的生成表明              SO2 具有________性。
    (3)C 中液面上方生成浅棕色气体的化学方程式是

________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。
    (4)分析  B 中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因,甲认为是空气参与反应,乙认为是白雾
参与反应。
    ①为证实各自的观点,在原实验基础上:
    甲在原有操作之前增加一步操作,该操作是

________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________;
    乙在  A、B  间增加洗气瓶      D,D 中盛放的试剂是
________________________________________________________________________。
    ②进行实验,B      中现象:
                              甲     大量白色沉淀
                              乙     少量白色沉淀

    检验白色沉淀,发现均不溶于稀盐酸。结合离子方程式解释实验现象异同的原因:

________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。
    (5)合并(4)中两同学的方案进行实验。B              中无沉淀生成,而        C 中产生白色沉淀,由此
得出的结论是________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。
    解析:铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水。白色沉淀不溶于稀盐酸,说明该
                                                              -          -
白色沉淀为硫酸钡沉淀,SO2          溶于水生成      H2SO3,NO-3 在酸性条件下将      SO23 氧化成   SO24 ,
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二氧化硫表现出还原性,将            HNO3 还原,生成无色的一氧化氮,一氧化氮与洗气瓶上方的氧
气发生反应生成红棕色的二氧化氮。甲同学在实验前通入足量的氮气排出整个装置中的空
气,排除空气中氧气的干扰;乙同学在装置                   A、B 之间增加盛有饱和亚硫酸氢钠的洗气瓶
D,排除白色酸雾的干扰;甲、乙两同学的实验中,B                     中均有不溶于稀盐酸的白色沉淀,说
明有硫酸钡沉淀生成,甲是酸雾引起的,乙是氧气引起的,根据甲同学得到的沉淀多,说
明酸雾的量远大于装置中氧气的量。合并甲、乙两同学的装置实验,既除去了氧气又除去
了酸雾,装置      B 中无白色沉淀生成,说明二氧化硫与可溶性钡的强酸盐不能反应生成亚硫
酸钡沉淀。
    答案:(1)Cu+2H    SO (浓)     △     CuSO +SO ↑+2H  O
                   2 4    = = = = =     4   2      2

    (2)BaSO4 还原

    (3)2NO+O2===2NO2

                                                                 -     2+
    (4)①通  N2 一段时间,排出装置中的空气 饱和               NaHSO3 溶液 ②甲:SO24     +Ba

                  2+                             +
===BaSO4↓,乙:2Ba     +2SO2+O2+2H2O===2BaSO4↓+4H    ;白雾的量远多于装置中           O2 的
量

    (5)SO2 与可溶性钡的强酸盐不能反应生成              BaSO3 沉淀

                        二氧化硫的实验室制法及性质实验探究
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                                   [课堂巩固练]
    1.下列现象或事实可用同一原理解释的是(  )
    A.浓硫酸和浓盐酸长期暴露在空气中浓度降低

    B.SO2 和 FeSO4 溶液使酸性高锰酸钾溶液的紫色褪去
    C.漂白粉和水玻璃长期暴露在空气中变质
    D.亚硫酸钠溶液和氯化铝溶液在空气中蒸干不能得到对应的溶质
    解析:选    B A  中浓硫酸变稀是因为其吸水性,浓盐酸变稀是因为                     HCl 挥发;B   中紫色
褪去都是因为发生了氧化还原反应;C                中漂白粉和水玻璃长期暴露在空气中均会变质,前
者是与空气中的水和二氧化碳发生反应,生成的次氯酸又分解,发生了氧化还原反应,而
后者只发生了复分解反应,是强酸制弱酸(碳酸的酸性强于硅酸);D                           中前者生成硫酸钠是
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                                                     3+
因为发生了氧化还原反应,后者得到的是氢氧化铝,是因为                         Al  水解生成    Al(OH)3 和
HCl,且  HCl 易挥发。
    2.硫酸、亚硫酸和氢硫酸是含硫的三种酸。下列说法不正确的是(  )

    A.若向   Na2S 溶液中通入     SO2,则产生淡黄色沉淀
    B.这三种酸都是二元酸,都能与氢氧化钠反应生成酸式盐和正盐
    C.这三种酸的水溶液久置空气中都会变质且原溶质的浓度减小
    D.向氢硫酸、亚硫酸溶液中滴加氯水都会发生氧化还原反应
    解析:选    C 硫酸在空气中不会变质,只是浓度变小。
    3.用如图所示装置进行实验,下列对实验现象的解释不合理的是(  )


           选项              ①中试剂            ①中现象              解释
                                           生成白色        SO23-与 Ba2+生成
             A            Ba(NO3)2 溶液
                                             沉淀         白色  BaSO3 沉淀

             B             品红溶液            溶液褪色         SO2 具有漂白性

             C           紫色石蕊溶液            溶液变红       SO2 与水反应生成酸

             D           酸性  KMnO4 溶液      紫色褪去         SO2 具有还原性


    解析:选    A A  项,Cu  与浓  H2SO4 反应生成的    SO2 通入 Ba(NO3)2 溶液中,SO2   首先与水

                                    -      -     2+
反应生成    H2SO3,H2SO3 能被 NO-3 氧化成   SO24 ,SO24 与 Ba  生成白色沉淀      BaSO4,解释不

合理;B   项,Cu   与浓  H2SO4 反应生成的    SO2 具有漂白性,能使品红溶液褪色,解释合理;

C 项,Cu  与浓  H2SO4 反应生成的    SO2 与水反应生成亚硫酸,紫色石蕊溶液遇酸变红,解释合

理;D   项,Cu  与浓  H2SO4 反应生成的    SO2 具有还原性,能被酸性         KMnO4 溶液氧化,并使酸性

KMnO4 溶液褪色,解释合理。

    4.用下列两种途径制取          H2SO4,某些反应条件和产物已省略,下列有关说法不正确的
是(  )
             浓HNO3
             ――→
    途径① S        H2SO4
              O2     O2   H2O
             ――→   ――→   ――→
    途径② S        SO2   SO3   H2SO4

    A.途径①反应中体现了浓           HNO3 的强氧化性和酸性

    B.途径②的第二步反应在实际生产中可以通过增大                     O2 的浓度来降低成本

    C.由途径①和②分别制取           1 mol H2SO4,理论上各消耗      1 mol S,各转移    6 mol 电子
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    D.途径②与途径①相比较更能体现“绿色化学”的理念,因为途径②比途径①的污染
相对较小且原子利用率较高

    解析:选    A 途径①反应的化学方程式可表示为                S+6HNO3(浓)===H2SO4+6NO2↑+

2H2O,属于浓硝酸和非金属单质的反应,产物中无盐生成,因此浓硝酸只表现氧化性而不
表现酸性,A     错。

    5.H2O2 被称为绿色氧化剂,在生产工艺中应用广泛。请回答下列有关过氧化氢的问题:


         3+
    (1)Fe  可以催化    H2O2 分解,请写出该反应的化学方程式___________________;

                                                             2+
    (2)酸性条件下,在       FeCl3 和 FeCl2 的混合溶液中加入      H2O2 以除去  Fe  ,反应的离子方
程式为
________________________________________________________________________。

    (3)H2O2 可用于  SO2 的尾气处理,请写出反应的化学方程式
________________________________________________________________________。

    (4)可以用酸性     KMnO4 测定溶液中的     H2O2 含量,反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。

                                                    2+              3+
    解析:(1)H2O2  催化分解得      O2 和 H2O。(2)酸性环境下,Fe       被 H2O2 氧化为  Fe  ,

H2O2 被还原,酸性环境下生成          H2O。(3)SO2 具有还原性,H2O2    具有氧化性,二者发生氧化还

原反应,该反应也属于化合反应。(4)H2O2              遇到强的氧化剂时表现出还原性,酸性环境下
MnO-4 被还原为   Mn2+,由电荷守恒和原子守恒可写出反应的方程式。
                    Fe3+
    答案:(1)2H2O2  = = = = = 2H2O+O2↑
         +          2+      3+
    (2)2H +H2O2+2Fe   ===2Fe  +2H2O

    (3)SO2+H2O2===H2SO4

         +                    2+
    (4)6H +5H2O2+2MnO-4 ===2Mn  +5O2↑+8H2O

    6.某课外活动小组为了检验浓硫酸与木炭在加热条件下反应产生的                            SO2 和 CO2 气体,

设计了如图所示实验装置,a、b、c              为止水夹,B     是用于储气的气囊,D         中放有用    I2 和淀粉
的蓝色溶液浸湿的脱脂棉。


    (1)装置  A 中盛放浓硫酸的仪器名称______________________________________。
    (2)装置  A 中发生反应的化学方程式为______________________________________
    ________________________。
    (3)实验时,装置      C 中的现象为___________________________________________。
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    (4)此实验成败的关键在于控制反应产生气体的速率不能过快,因此设计了虚框部分的
装置,则正确的操作顺序是____________(用操作编号填写)。
    ①向  A 装置中加入浓硫酸,加热,使             A 中产生的气体进入气囊         B,当气囊中充入一定
量气体时,停止加热;
    ②待装置    A 冷却,且气囊      B 的体积不再变化后,关闭止水夹             a,打开止水夹      b,慢慢挤
压气囊,使气囊       B 中气体慢慢进入装置         C 中,待达到实验目的后,关闭止水夹               b;
    ③打开止水夹      a 和 c,关闭止水夹      b;
    (5)当 D 中产生__________________现象时,可以说明使           E 中澄清石灰水变浑浊的是

CO2,而不是    SO2;写出   D 中发生反应的化学方程式:__________________________,当
D 中反应发生     0.3 mol 电子转移时,发生反应的气体的体积(标准状况)是____________L。
    解析:(1)装置     A 中盛放浓硫酸的仪器名称为分液漏斗。(2)装置                  A 中浓硫酸有强氧化
性,能将    C 氧化为二氧化碳,C+2H         SO (浓)     △    CO ↑+2SO  ↑+2H   O。(3)反应产
                              2  4    = = = = =  2       2     2
生的二氧化硫能使品红溶液褪色。(4)先使气体充满                    B,用   B 中气体进行实验,所以操作顺
序为③①②。(5)进气口一端脱脂棉蓝色变浅,出气口一端脱脂棉蓝色不变时出气口出的是

二氧化碳,D     中二氧化硫和碘单质反应方程式为               I2+SO2+2H2O===2HI+H2SO4。反应中     1 
mol 二氧化硫反应转移        2 mol e-,所以当有     0.3 mol e-转移时,有      0.15 mol 的二氧化硫
反应,标况下的体积为          3.36 L。
    答案:(1)分液漏斗 (2)C+2H         SO (浓)     △    CO ↑+2SO  ↑+2H   O (3)品红溶
                              2  4    = = = = =  2       2     2

液褪色 (4)③①② (5)进气口一端脱脂棉蓝色变浅,出气口一端脱脂棉蓝色不变 I2+

SO2+2H2O===2HI+H2SO4 3.36
                                   [课下提能练]
    1.硫酸厂有一辆存放过浓硫酸的铁槽车。某工人违反操作规程,边吸烟边用水冲洗铁
槽车,结果发生了爆炸。下列对引起爆炸的原因说法正确的是(  )
    A.浓硫酸遇明火爆炸
    B.浓硫酸遇水发热爆炸
    C.铁与水(常温下)反应产生的氧化物爆炸
    D.稀释后的硫酸与铁反应产生的氢气在空气中遇明火而爆炸
    解析:选    D 存放过浓硫酸的铁槽车,用水冲洗,稀释后的硫酸与铁反应产生氢气,
氢气与空气混合,达到爆炸极限,遇到吸烟时的明火发生爆炸,D                           项正确。

    2.(2017·石景山模拟)SO2      有毒,但葡萄酒里都含有           SO2,起保鲜、杀菌和抗氧化作
用。下列说法不正确的是(  )

    A.葡萄酒中的      SO2 对人体无害,是因为它的含量很少

    B.葡萄酒中的      SO2 具有抗氧化作用,是因为它具有较强的还原性

    C.从红葡萄酒的颜色判断,其中的               SO2 没有漂白性
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    D.葡萄酒倒入酒杯摇一摇,可以减少其中                  SO2 的含量

    解析:选    C SO2 有毒,但是含量在国家规定范围内对人体无害,通常用作葡萄酒杀菌,
故  A 正确;二氧化硫具有还原性,具有抗氧化作用,故                    B 正确;二氧化硫具有漂白性,但
不能漂白红葡萄酒,故          C 错误;葡萄酒倒入酒杯摇一摇,压强减小,气体溶解度减小,故
D 正确。
    3.下列叙述正确的是(  )
    A.浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氢气、氧气、氨气等气体,但不能干燥有较强还原

性的   HI、H2S 等气体
                                                       △
                                                   = = = = =
    B.浓硫酸与单质硫反应的化学方程式为                 2H2SO4(浓)+S    3SO2↑+2H2O,在此反应中,
浓硫酸既表现了其强氧化性又表现了其酸性

    C.把足量的铜粉投入到只含            H2SO4 2 mol 的浓硫酸中,得到的气体体积在标准状况下
为  22.4 L

    D.常温下能够用铁、铝等容器盛放浓                H2SO4,是因为浓    H2SO4 的强氧化性使其钝化

    解析:选    D A  项,浓   H2SO4 会吸收  NH3,不能干燥     NH3;B 项,浓   H2SO4 只表现强氧化
性;C   项,随着反应的进行当浓硫酸变为稀硫酸时不再与铜粉反应,故得到的气体体积标
准状况下小于      22.4 L。

    4.(2017·苏北四市三模)在探究           SO2 水溶液成分和性质的实验中,下列根据实验现象
得出的结论正确的是(  )

    A.向  SO2 水溶液中加入少量       NaHCO3 粉末,有气泡产生,说明          SO2 水溶液呈酸性

    B.向  SO2 水溶液中滴加     Ba(NO3)2 溶液,有白色沉淀产生,说明            SO2 水溶液中含有     SO

24-

    C.向  SO2 水溶液中通入     H2S 气体,有淡黄色沉淀产生,说明             SO2 水溶液具有还原性

    D.向  KMnO4 溶液中滴加    SO2 水溶液,溶液颜色褪去,说明            SO2 水溶液具有漂白性

    解析:选    A A  项,SO2 溶于水生成      H2SO3,H2SO3 与 NaHCO3 反应生成  CO2,酸性   H2SO3>

                                   +
H2CO3,正确;B    项,SO2 溶于水显酸性,H        与  NO-3 结合成  HNO3,HNO3 会氧化   SO2 生成

H2SO4,错误;C    项,发生反应:SO2+2H2S===3S↓+2H2O,SO2        作氧化剂,错误;D        项,
                                     -
KMnO4 具有强氧化性,可以氧化          SO2 生成 SO24 ,SO2 表现还原性,错误。
    5.研究性学习小组做铜与浓硫酸反应实验时,发现试管底部有白色固体并夹杂有少量
黑色物质。倒去试管中的浓硫酸,将剩余固体(含少量浓硫酸)倒入盛有少量水的烧杯中,
发现所得溶液为蓝色,黑色固体未溶解。过滤、洗涤后,向黑色固体中加入过量浓硝酸,

黑色固体溶解,溶液呈蓝色,向所得溶液中加                    BaCl2 溶液后有白色沉淀生成。下列所得结
论不正确的是(  )

    A.铜与浓硫酸反应所得白色固体是               CuSO4

    B.加  BaCl2 溶液后所得白色沉淀是         BaSO4
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    C.白色固体中夹杂的少量黑色物质可能是                  CuO
    D.白色固体中夹杂的少量黑色物质中含元素                  Cu、S

    解析:选    C A  项,Cu  与浓  H2SO4 发生的主要反应为       Cu+2H2SO4(浓)
    △     CuSO +SO ↑+2H   O,由于浓    H SO 过量且浓硫酸具有吸水性,故所得白色固体
 = = = = =    4   2      2          2 4

为  CuSO4,正确;B   项,加    BaCl2 溶液后有白色沉淀生成,已知硝酸过量,说明该钡盐的沉

淀不溶于硝酸,应为         BaSO4,正确;C    项,由于浓硫酸过量,黑色固体不可能为                 CuO,错误;

D 项,黑色固体溶于浓硝酸,溶液呈蓝色,说明含                    Cu 元素,再加入      BaCl2 溶液产生了不溶

于硝酸的沉淀      BaSO4,说明原黑色固体中含          S 元素,该黑色物质含        Cu、S  两种元素,可能

为  CuS,也可能为     Cu2S,正确。
    6.如表所示有关物质检验的实验结论正确的是(  )
 选项                  实验操作及现象                                实验结论
        向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色                         该溶液中一定含有        SO24-
  A
                        沉淀生成
        向某溶液中加入盐酸,将生成的气体通入品红溶                          该溶液一定含有       SO23-
  B
                   液中,品红溶液褪色

  C        将某气体通入品红溶液中,品红溶液褪色                            该气体一定是      SO2

        将 SO2 通入 Na2CO3 溶液中生成的气体,先通入足
                                                            说明酸性
  D     量的酸性    KMnO4 溶液,再通入澄清石灰水中有浑
                                                           H2SO3>H2CO3
                           浊
    解析:选    D A  项,该溶液中也可能含          Ag+;B 项,该溶液也可能含         HSO-3 ;C 项,该

气体可能是     Cl2、O3 等。

    7.食品、大气、工业尾气中的             SO2 均需严格检测或转化吸收,下列有关              SO2 的检测或
吸收方法正确的是(  )

    A.滴定法:用酸性        KMnO4 溶液滴定葡萄酒试样以测定葡萄酒中               SO2 的浓度

    B.沉淀法:用      Ba(OH)2 溶液沉淀   SO2,然后将沉淀在空气中洗涤、过滤、干燥、称重

以测定大气中      SO2 的浓度

    C.氨酸法:用氨水吸收尾气中的              SO2 后再将吸收液与硫酸反应,将富集后的               SO2 循环
使用

    D.石灰—石膏法:常温下用石灰石吸收尾气中的                    SO2 得到  CaSO3,再经氧化,所得物
质可用于生产石膏

    解析:选    C 酸性    KMnO4 溶液既能与    SO2 发生反应,也能与乙醇发生反应,A             错误;

BaSO3 能被空气中的氧气氧化成          BaSO4,B 错误;氨水吸收       SO2 生成(NH4)2SO3 或 NH4HSO3,

(NH4)2SO3 或 NH4HSO3 与 H2SO4 反应生成 SO2,富集后的    SO2 可循环使用,C     正确;常温下石灰

石与   SO2 不反应,D   错误。
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    8.如图所示,利用培养皿探究             SO2 的性质。实验时向       Na2SO3 固体上滴几滴浓硫酸,立
即用另一培养皿扣在上面。表中对实验现象的描述或解释不正确的是(  )


        选项         实验现象                           解释

          A     BaCl2 溶液变浑浊        SO2 与 BaCl2 溶液反应产生了     BaSO3 沉淀

          B     Na2S 溶液变浑浊           SO2 与 Na2S 溶液反应产生了      S 单质

          C      KMnO4 溶液褪色                  SO2 具有还原性

          D      品红溶液褪色                      SO2 具有漂白性


    解析:选    A SO2 与  BaCl2 溶液不反应;SO2    溶于水生成     H2SO3,进而与    Na2S 溶液反应生
成  S 单质。
    9.(2016·衡阳八中月考)实验室有一瓶固体               M 的标签右半部分已被腐蚀,剩余部分只

看到“Na2SO”字样。已知固体           M 只可能是   Na2SO3 或 Na2SO4。若取少量固体      M 配成溶液,下
列试剂不能用于鉴定         M 的是(  )

    A.Ba(OH)2                       B.稀盐酸
    C.稀硫酸                            D.浓硝酸

    解析:选    A A  项,Ba(OH)2 与  Na2SO3 和 Na2SO4 反应都能生成白色沉淀,不能鉴定            M 是

Na2SO3 还是 Na2SO4,符合题意。B     项,稀盐酸与       Na2SO3 反应生成有刺激性气味的         SO2 气体,

而与   Na2SO4 不反应,可以鉴定,不符合题意。C             项,与   B 项现象相同,可以鉴定,不符合

题意。D   项,浓硝酸与       Na2SO3 发生氧化还原反应,生成红棕色气体,而与                 Na2SO4 不反应,
可以鉴定,不符合题意。

    10.某硫酸厂废气中        SO2 的回收利用方案如下图所示,下列说法不正确的是(  )


    A.X 可能含有     2 种盐

    B.a 是  SO3

    C.Y 可能含有(NH4)2SO4

    D.(NH4)2S2O8 中 S 的化合价不可能为+7
    解析:选    B X  中含有亚硫酸铵或亚硫酸氢铵中的一种或两种盐,故                      A 正确;气体     a 为
二氧化硫,故      B 错误;X   中加过量硫酸生成硫酸铵或硫酸氢铵,故                  C 正确;S  的最高化合价
是+6,不可能为+7,故          D 正确。
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    11.利用   Y 型管与其他仪器组合可以进行许多实验(固定装置略)。分析并回答下列问
题:


    (1)图 1 实验目的:验证       SO2 的氧化性。将胶头滴管中浓硫酸分别滴入                Y 型管的两个支

管中,所产生的两种气体相遇发生反应                 SO2+2H2S===3S↓+2H2O,则在支管交叉处实验现
象为________________________________________________________________________,
    硫化亚铁处加水的目的是______________________________________________。

    (2)图 2 实验目的:探究       SO2 与 BaCl2 反应生成沉淀的条件。SO2        通入  BaCl2 溶液并不产
生沉淀,再通入另一种气体后就产生了白色沉淀。常温下,若由右侧                             Y 型管产生另一种气
体,则在其左右支管应放置的药品是______和______,导气管                    A 的作用是

________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。
    (3)图 3 实验目的:铁镁合金中铁含量的测定。
    ①读取量气管中数据时,若发现水准管中的液面高于量气管中液面,应采取的措施是
________________________________________________________________________;
    ②若称得铁镁合金的质量为            0.080  g,量气管中初读数为         1.00  mL,末读数为     45.80 
mL(已折算为标准状况),则合金中铁的百分含量为________(精确到                      0.01%)。
    解析:(1)浓硫酸分别滴入          Y 型管的两个支管中,所产生的两种气体相遇发生反应

SO2+2H2S===3S↓+2H2O,反应生成      S;S  为淡黄色固体;FeS       与浓  H2SO4 反应不能产生

H2S 气体,所以有     FeS 的一侧应用水稀释。
                                                    -
    (2)SO2 与 BaCl2 反应产生沉淀,溶液中必须存在大量              SO23 ,右侧   Y 型管中应能生成碱
性气体或氧化性气体,如是碱性气体,溶液中存在大量的                        SO23-,如是氧化性气体,溶液
           -
中可生成    SO24 ,则生成的沉淀可能为          BaSO3 或 BaSO4;容器内压强增大,溶液倒吸,气体
不容易导入,所以导气管           A 的作用是保持集气瓶内外气压平衡,以便左右两边产生的气体
顺利导入。
    (3)①读取量气管中数据时,为减小误差,应使水准管、量气管内液面相平;
    ②设合金中铁为       x mol,镁为   y mol,则有
    56 g·mol-1×x mol+24 g·mol-1×y mol=0.080 g
                    0.044 8 L
    x mol+y mol=22.4 L·mol-1=0.002 mol
    解之得:x=0.001,y=0.001,
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                      0.001 mol × 56 g·mol-1
    则合金中铁的含量为               0.080 g      ×100%=70.00%。
    答案:(1)管壁内有淡黄色固体生成 稀释浓硫酸,防止硫化氢被氧化
    (2)浓氨水 碱石灰(固体         NaOH、生石灰) 保持集气瓶内外气压平衡,以便左右两边
产生的气体顺利导入
    (3)①放低(或移动)水准管位置,使水准管、量气管内液面相平 ②70.00%
    12.近年来,酸雨污染较为严重,防治酸雨成了迫在眉睫的问题。
    (1)有人提出了一种利用氯碱工业产品处理含二氧化硫废气的方法,流程如下:

    (Ⅰ)将含   SO2 的废气通入电解饱和食盐水后所得到的溶液中,得                     NaHSO3 溶液。
    (Ⅱ)将电解饱和食盐水所得气体反应后制得盐酸。

    (Ⅲ)将盐酸加入      NaHSO3 溶液中,反应所得到的         SO2 气体回收,生成的       NaCl 循环利用。
    ①写出步骤(Ⅰ)反应的化学方程式:

________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。
    ②写出步骤(Ⅱ)中电解饱和食盐水的化学方程式:

________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。
    ③写出步骤(Ⅲ)反应的离子方程式:

________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。

                         2+    3+                                      -
    (2)还有学者提出利用        Fe  、Fe   等离子的催化作用,常温下将             SO2 氧化成  SO24 而实

现  SO2 的回收利用。某研究性学习小组据此设计了如下方案,在实验室条件下测定转化器
               -
中  SO2 氧化成  SO24 的转化率。


    ①该小组采用下图装置在实验室测定模拟烟气中                    SO2 的体积分数,X     溶液可以是
________。(填写字母)


    A.碘的淀粉溶液                         B.酸性高锰酸钾溶液
    C.氢氧化钠溶液                         D.氯化钡溶液
                                                               -
    ②若上述实验是在标准状况下进行的,欲测定转化器中                       SO2 氧化成  SO24 的转化率,已
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知气体流速,还需测定的数据有________、________。

    解析:求解     SO2 在混合气中的体积分数,需要求出两个量,一个是                    SO2 的体积,一个是

混合气的总体积。利用量气装置,可求出吸收                    SO2 后余气的体积;利用洗气瓶中的            X 溶液,

求出   SO2 的体积。所以对于洗气瓶中的溶液,必须能与                  SO2 反应,且能发生明显的颜色变化,
                                                                 -
以便确定反应的终点。求解            SO2 的转化率,应求出       SO2 气体的总量和生成       SO24 的量。因为

在前一问中已求出        SO2 在混合气中的含量,所以只需确定混合气的总量。利用流速求总量,

只需知道通入时间。要求           SO2 的转化率,只需确定沉淀质量。

    答案:(1)①SO2+NaOH===NaHSO3

    ②2NaCl+2H2O  电解,2NaOH+H2↑+Cl2↑

              +
    ③HSO-3 +H  ===SO2↑+H2O

    (2)①AB ②实验时间 加入盐酸酸化的               BaCl2 溶液后生成沉淀的质量

    13.兴趣小组同学利用如图所示装置(夹持装置已略去)探究                       SO2 的性质,并制取一种

常用食品抗氧化剂焦亚硫酸钠(Na2S2O5)。请回答下列问题。(实验前已除去装置中的空气)


    (1)打开分液漏斗活塞,发现其中的液体不能流下,应采取的操作是
________________________________________________________________________。

    (2)关闭  K2、K3,打开    K1,装置   B 中发生反应的离子方程式为
__________________________,观察到装置      C 中发生的现象是
__________________________。
    (3)装置  D 和 F 的作用是
________________________________________________________________________。

    (4)关闭  K1、K3,打开    K2。一段时间后      E 中有 Na2S2O5 晶体析出,装置      E 中发生反应的
化学方程式为

________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。

    (5)葡萄酒常用     Na2S2O5 作抗氧化剂。测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离                     SO2 计
算)的方案如下:


    (已知:滴定时反应的化学方程式为               SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI)

    按上述方案实验,消耗标准            I2 溶液 20.00  mL,实验测得样品中抗氧化剂的残留量(以
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                        -1
游离   SO2 计算)为______g·L    。若实验中盛装标准液的滴定管未润洗,则测定结果
________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。

    (6)设计实验验证      Na2S2O5 晶体在空气中已被氧化:
________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。
    解析:(1)使用分液漏斗时应取下分液漏斗上口的玻璃塞,使分液漏斗内的压强等于大

气压强,保证液体顺利流下。(2)装置               A 中生成   SO2,装置  B 中 FeCl3 溶液与  SO2 发生反应,

  3+          2+                -
Fe  被还原为    Fe  ,SO2 被氧化为    SO24 ,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒配平离

子方程式。装置       C 中发生反应:H2O+SO2+Na2S===H2S+Na2SO3、SO2+2H2S===3S↓+2H2O,

现象是有淡黄色沉淀生成。(3)装置              D 和 F 的作用是吸收     SO2,防止污染空气。(4)装置

E 中 Na2SO3 与 SO2 反应生成  Na2S2O5。(5)根据反应    SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI 进行计算,
                         0.010 00 mol·L-1 × 0.020 00 L × 64 g·mol-1
则样品中抗氧化剂的残留量为                          0.100 00 L            =0.128 g·L-1。

若盛标准液的滴定管未润洗,则消耗标准液的体积偏高,测定结果偏高。(6)若                                Na2S2O5 晶
                                                                 -
体在空气中已被氧化,则生成             Na2SO4,可以利用稀盐酸和        BaCl2 溶液检验   SO24 。
    答案:(1)拔掉分液漏斗上口的玻璃塞(或使分液漏斗玻璃塞上的凹槽或小孔对准瓶颈
处的小孔)

          3+               2+     -     +
    (2)2Fe  +SO2+2H2O===2Fe  +SO24  +4H   有淡黄色沉淀生成

    (3)吸收  SO2,防止污染空气

    (4)SO2+Na2SO3===Na2S2O5
    (5)0.128 偏高

    (6)取少量   Na2S2O5 晶体于试管中,加适量水溶解,再滴加足量盐酸,振荡,再滴入

BaCl2 溶液,有白色沉淀生成


                             考点一 氮气及氮的氧化物


    一、氮气的结构与性质
    1.氮元素的存在与氮的固定
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    2.N2 的物理性质
    无色、无味气体,密度比空气略小,难溶于水。

    3.N2 的化学性质


    写出有关反应的化学方程式:
                 △
             = = = = =
    ①3Mg+N2     Mg3N2;
            高催温化、高剂压
              
    ②N2+3H2     2NH3;
              放电
            = = = = =
    ③N2+O2     2NO。
    二、氮的氧化物的种类与性质

    1.氮有多种价态的氧化物,如             N2O、NO、NO2、N2O4、N2O3、N2O5  等。其中属于硝酸酸

酐的是   N2O5。

    2.NO 与  NO2 性质的比较

       性质                         NO                           NO2
   颜色状态气味                  无色无味的气体                红棕色有刺激性气味的气体
      溶解性                      难溶于水                         与水反应
       毒性                有毒(跟血红蛋白结合)                          有毒
                     只能用排水法收集,不能用排空               只能用向上排空气法收集,不
     收集方法
                               气法收集                      能用排水法收集

     与水反应                       不反应                  3NO2+H2O===2HNO3+NO

    与氧气反应                  2NO+O2===2NO2                    不反应
                       ①与血红蛋白结合使人中毒

 对人体、环境的影响           ②转化成     NOx、形成酸雨、光化             形成酸雨、光化学烟雾
                                学烟雾


    [注意] (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 的平均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。
    [基点小练]
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    1.溴蒸气和     NO2 都为红棕色气体,如何区分?用湿润的淀粉­KI                    试纸或   NaOH 溶液可
以吗?

    提示:①用     AgNO3 溶液,Br2  可与  AgNO3 溶液反应生成浅黄色沉淀          AgBr;②用水,溶于

水后有颜色的是       Br2,无颜色的是      NO2。不能用湿润的淀粉­KI         试纸或   NaOH 溶液区分,因为

                                      -
这两种气体都有氧化性,都可以把               KI 中的  I 氧化成   I2,使试纸变蓝色。NaOH        溶液可以吸

收  Br2 蒸气和  NO2 而形成无色溶液。

    三、氮的氧化物与        O2、H2O 反应的计算方法
    1.关系式法

    (1)NO 和 O2 混合气体通入水中

    由 2NO+O2===2NO2 和 3NO2+H2O===2HNO3+NO 得总反应为     4NO+3O2+2H2O===4HNO3


    (2)NO2 和 O2 混合气体通入水中

    由 3NO2+H2O===2HNO3+NO 和  2NO+O2===2NO2 得总反应为    4NO2+O2+2H2O===4HNO3


    (3)NO、NO2 和 O2 三种混合气体通入水中

    先按  3NO2+H2O===2HNO3+NO 计算出生成的      NO 体积,然后加上原来混合气体中             NO 体积,
再按①计算。
    2.电子守恒法

    当 NOx 转化为硝酸时要失去电子,如果是              NOx 与 O2 混合,则反应中     O2 得到的电子数与

NOx 失去的电子数相等。
    3.原子守恒法

    4NO2+O2 和 4NO+3O2 从组成上均相当于        2N2O5 的组成,都与    N2O5+H2O===2HNO3 等效。

当  NO、NO2、O2 的混合气体溶于水时利用混合气体中                N、O 原子个数比进行分析判断。


    [基点小练]

    2.(2017·沈阳模拟)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
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    C.③④                             D.①④

    解析:选    D 4NO2+O2+2H2O===4HNO3
                                4

    若剩余的气体是       O2,则  V(NO2)=5×(12-2)=8 mL,

    V(O2)=12 mL-8 mL=4 mL。

    若剩余的气体是       NO(2 mL)⇒6 mL NO2。
             1

    则 V(O2)=5×(12-6)=1.2 mL。


    题点(一) 氮气、氮的氧化物的性质及对环境影响
    1.判断下列描述的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
    (1)(2016·全国乙卷)用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的                        NO(×)

    (2)(2015·全国卷Ⅰ)密闭容器中          2 mol  NO 与 1 mol O2 充分反应,产物的分子数为

2NA(×)

    (3)(2015·浙江高考)燃料的脱硫脱氮、SO2            的回收利用和      NOx 的催化转化都是减少酸
雨产生的措施(√)

    (4)(2014·天津高考)制取       NO2 时,用水或    NaOH 溶液吸收尾气(×)

    (5)(2013·江苏高考)标准状况下,6.72              L   NO2 与水充分反应转移的电子数目为

0.1NA(×)

    (6)(2012·新课标全国卷)常温常压下,92              g 的 NO2 和 N2O4 混合气体含有的原子数为

6NA(√)
    2.随着我国汽车年销量的大幅增加,空气环境受到了很大的污染。汽车尾气装置里,
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.反应中    NO 为氧化剂,N2    为氧化产物

    B.汽车尾气的主要污染成分包括              CO、NO 和 N2

    C.NO 和  O2 必须在催化剂表面才能反应

    D.催化转化总化学方程式为            2NO+O2+4CO  催化剂,4CO2+N2

    解析:选    D 反应过程中      NO、O2 为氧化剂,N2     为还原产物;汽车尾气中的            N2 不是污染

物;NO  和  O2 的反应不需要催化剂;根据题中的图示,可将反应的过程分成如下两步写:

2NO+O2===2NO2,2NO2+4CO===N2+4CO2,将两步反应式合并可得总化学方程式为                 2NO+O2+

4CO 催化剂,4CO2+N2。

    3.(2013·北京高考)NOx     是汽车尾气中的主要污染物之一。
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    (1)NOx 能形成酸雨,写出       NO2 转化为  HNO3 的化学方程式:
________________________________________________________________________。

    (2)在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低                    NOx 的排放,当尾气中空气不足时,

NOx 在催化转化器中被还原成          N2 排出。写出    NO 被 CO 还原的化学方程式:
________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。

    解析:(2)根据题目信息可知           NO 被 CO 还原为  N2,而  CO 被氧化成    CO2,化学方程式为

2NO+2CO 催化剂,N2+2CO2。

    答案:(1)3NO2+H2O===2HNO3+NO

    (2)2NO+2CO 催化剂,N2+2CO2


                                NOx 尾气的处理方法
    (1)碱液吸收法

    2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O

    NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O

    NO2、NO 的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是:

    n(NO2)≥n(NO)。一般适合工业尾气中          NOx 的处理。
    (2)催化转化法

    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。反应方程式为:
                 催化△ 剂
               = = = = =
    ①4NH3+6NO     5N2+6H2O
                 催化△ 剂
                = = = = =
    ②8NH3+6NO2     7N2+12H2O

    ③2NO+2CO  催化剂,N2+2CO2

    ④2NO2+4CO  催化剂,N2+4CO2
    题点(二) 有关氮的氧化物的简单计算
    4.将  22.4    L 某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后,气体体积变为                          11.2 
L(体积均在相同条件下测定),则该氮氧化合物的化学式为(  )

    A.NO2                            B.N2O3

    C.N2O                            D.N2O4

    解析:选    A 1    mol 氮的氧化物与足量灼热铜粉反应,完全反应后,生成                      CuO 和 N2,

其中生成    0.5  mol  N2;依据氮原子守恒可知原氮氧化物分子式中氮原子数为                      1,只有    A 项
符合这一要求。

    5.氮氧化合物(用       NOx 表示)是大气污染的重要因素,根据              NOx 的性质特点,开发出多
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种化学治理氮氧化合物污染的方法。
                                                      催化△ 剂
                                                     = = = = =
    (1)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。已知:4NH3+6NO                      5N2+6H2O,8NH3+6NO2
  催化△ 剂
 = = = = =
    7N2+12H2O。同温同压下,3.5        L NH3 恰好将   3.0 L NO 和 NO2 的混合气体完全转化为

N2,则原混合气体中        NO 和 NO2 的体积之比是__________。
    (2)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。

    ①NO2 被烧碱溶液吸收时,生成两种钠盐,其物质的量之比为                       1∶1,写出该反应的化
学方程式:______________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。

    ②NO 与  NO2 按物质的量之比      1∶1 被足量    NaOH 溶液完全吸收后只得到一种钠盐,该钠
盐的化学式是_________________________________________________________。

    解析:(1)设    NO 的体积为    V(NO),NO2 的体积为    V(NO2),依据方程式知,处理         NO 需
     2                     4

NH3:3V(NO),处理    NO2 需 NH3:3V(NO2),则
    Error!
    解得  V(NO)=0.75 L

    V(NO2)=2.25 L

    V(NO)∶V(NO2)=1∶3。

    (2)①生成两种钠盐,必然是           NO2 的歧化反应,依据量的关系可知两种盐分别为

NaNO3 和 NaNO2。

    ②NO 中氮的化合价为+2        价,NO2  中氮的化合价为+4        价,二者     1∶1 混合时与    NaOH 反

应生成一种钠盐,依据电子守恒可知,钠盐中氮的化合价为+3,即为                             NaNO2。
    答案:(1)1∶3

    (2)①2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O

    ②NaNO2
                                 考点二 氨和铵盐


    一、氨的性质与实验室制法
    1.氨的性质
    (1)氨的分子结构与物理性质
               电子式                 密度             气味            水溶性

                                                              极易溶于水
                                  比空气小       强烈刺激性气味
                                                               (1∶700)
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    (2)氨的化学性质


    ①与水反应:

                                  -
    NH3+H2ONH3·H2ONH+4    +OH  。氨气溶于水得氨水,氨水中含有的粒子有:

                          -   +
NH3·H2O、H2O、NH3、NH+4  、OH  、H   。NH3·H2O 为可溶性一元弱碱,不稳定,易分解,化
                      △
                  = = = = =
学方程式为     NH3·H2O    NH3↑+H2O。
    ②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,其现象为有白烟生成,将浓盐酸改
为浓硝酸,也会出现相同的现象。

    化学方程式分别为        HCl+NH3===NH4Cl、HNO3+NH3===NH4NO3。
    ③与盐溶液的反应

    如过量氨水与      AlCl3 反应的离子方程式:

      3+
    Al  +3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH+4  。
    ④氨气的还原性——氨的催化氧化
                        催化△ 剂
                        
    化学方程式:4NH3+5O2          4NO+6H2O。
    (3)氨的用途:
    制硝酸、铵盐、纯碱、尿素、制冷剂等。

    [注意] (1)NH3   是中学化学中唯一的碱性气体,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,可在
推断题中作为解题突破口。

    (2)氨水呈碱性,属于一元弱碱,计算氨水的浓度时,溶质按                        NH3 进行计算。
    2.喷泉实验
    (1)喷泉实验的原理
    由于容器内外产生压强差而形成喷泉。气体迅速溶于水或某种溶液中,容器内压强小
于容器外压强,从而产生喷泉。
    (2)下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体。

                                            CO2、Cl2、              NO、
       气体              HCl          NH3                  NO2
                                             SO2、H2S            O2(4∶3)
      吸收剂         水、NaOH   溶液       水       NaOH 溶液      水         水
    (3)常见的喷泉实验装置
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    装置Ⅰ:打开止水夹,挤压胶头滴管的胶头,使少量水进入烧瓶,导致大量的                                 NH3 溶
解。烧瓶内形成负压而产生喷泉。

    装置Ⅱ:挤压气球,即可使少量的溶液沿导管进入烧瓶,导致大量的                             NH3 溶解,烧瓶
内形成负压而产生喷泉。
    装置Ⅲ:去掉了胶头滴管。打开止水夹,用手(或热毛巾等)捂热烧瓶,氨气受热膨胀,
使氨气通过导管与水接触,即产生喷泉。(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶,使水进入烧瓶,
烧瓶内氨气溶于水)
    [基点小练]
    1.判断下列描述的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
    (1)液氨汽化时要吸收大量的热,可用作制冷剂(√)

                                             +
    (2)向 AgNO3 溶液中滴加过量氨水,溶液澄清,Ag               与 NH3·H2O 能大量共存(×)
    (3)浓氨水可检验氯气管道漏气(√)

    (4)分别充满    HCl、NH3 的烧瓶倒置于水中后液面迅速上升,说明二者均易溶于水(√)
    (5)氨水能使酚酞变红,氨气是碱(×)
    (6)氨与酸反应生成铵盐,与挥发性酸相遇时能形成白烟(√)

                   -1
    (7)1 L 1 mol·L   氨水中,溶液中       NH3·H2O 的物质的量是      1 mol(×)
    3.氨气的实验室制法
                                  [经典实验图解]
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    [基点小练]
    2.(1)如何判断试管内已收集满氨气?
    (2)能否用加热浓氨水的方法制取氨气?若能,写出反应的化学方程
式。
    (3)实验室里用如图装置,将浓氨水滴加到生石灰上,能制得氨气原
因是什么?
    答案:(1)方法一:将湿润的红色石蕊试纸沾在玻璃棒的一端,靠近试管口,若试纸由
红色变为蓝色,则证明氨气已收集满。
    方法二:将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口,若有白烟产生,则证明氨气已收集满。
    (2)能;NH  ·H  O    △     NH ↑+H  O。
             3  2 = = = = =   3    2
    (3)①CaO 与水反应,使浓氨水中溶剂(水)减少;
    ②CaO 与水反应放热,促使氨水分解;

                                            -
    ③CaO 与水反应生成       Ca(OH)2,增大溶液中     c(OH ),NH3+H2ONH3·H2ONH+4     +

  -
OH 使上述平衡逆向移动,有利于             NH3 的逸出。
    二、铵盐与铵根离子的检验方法
    1.铵盐
    (1)物理性质:都是无色或白色晶体,都易溶于水。
    (2)化学性质——“三解”。
    ①“热解”——不稳定,受热易分解,写出下列反应的化学方程式:

    a.NH  Cl 受热分解:NH    Cl     △    NH ↑+HCl↑。
         4              4  = = = = =  3
    b.NH  HCO 受热分解:NH     HCO     △    NH ↑+H  O+CO  ↑。
         4  3            4   3 = = = = = 3     2    2

    ②“碱解”——铵盐都可与碱发生反应生成                  NH3 或 NH3·H2O。写出铵盐与碱溶液反应
的离子方程式:

                            -
    a.稀溶液不加热:NH+4       +OH   ===NH3·H2O。
    b.浓溶液、加热:NH+4       +OH-      △    NH ↑+H   O。
                              = = = = =  3     2
                                                                     +
    ③“水解”——铵盐溶于水易水解,离子方程式:NH+4                     +H2ONH3·H2O+H    。
    2.NH+4 的检验


    [基点小练]
    3.检验某固体物质中是否含有             NH+4 ,用到的下列试剂是__________。
    ①蒸馏水 ②黄色石蕊试纸 ③红色石蕊试纸 ④NaOH                     浓溶液 ⑤稀硫酸
    答案:①、③、④
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    题点(一) 氨和铵盐的性质与应用
    1.判断下列描述的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。

    (1)(2016·江苏高考)因为       NH4HCO3 受热易分解,故可用作氮肥(×)
    (2)(2016·江苏高考)下列物质间的转化能够实现
      高温、高H压2、催化剂
           ――→
            HClaq
    N2   NH3 ――→    NH4Cl(aq)(√)
                                                                +    -
    (3)(2016·海南高考)NH4Cl     溶液与   Ca(OH)2 溶液混合的离子方程式为          H +OH

===H2O(×)
    (4)(2016·上海高考)用生石灰与浓氨水制得的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,说

明  NH3 为碱性气体(√)
    (5)(2015·安徽高考)检验溶液中是否含有              NH+4 :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(√)

    (6)(2015·山东高考)加热盛有         NH4Cl 的试管,试管底部有固体消失,试管口有晶体凝

结,说明    NH4Cl 固体可以升华(×)


    (7)(2015·重庆高考)实验室制取氨                             (×)

    (8)(2014·全国卷Ⅰ)施肥时,草木灰(有效成分为                K2CO3)不能与   NH4Cl 混合使用,是

因为   K2CO3 与 NH4Cl 反应生成氨气会降低肥效(√)
    (9)(2013·全国卷Ⅰ)可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气(√)

    (10)(2014·北京高考)加热       NH4Cl 和 Ca(OH)2 混合物,并将产生的气体通入酚酞溶液
中,酚酞溶液变成红色(√)

    2.(2016·上海高考)称取(NH4)2SO4       和 NH4HSO4 混合物样品    7.24  g,加入含    0.1  mol 

NaOH 的溶液,完全反应,生成          NH3 1  792 mL(标准状况),则(NH4)2SO4    和  NH4HSO4 的物质的
量比为(  )
    A.1∶1                           B.1∶2
    C.1.87∶1                         D.3.65∶1

    解析:选    C 若   NaOH 完全与  NH+4 反应,则生成     NH3 0.1  mol,其在标准状况下的体积

为  2 240 mL,题给条件是生成        NH3 1 792 mL,可知   0.1 mol 氢氧化钠不足,故       NaOH 先与

                                                              +
NH4HSO4 反应完全,再与(NH4)2SO4    反应,因共生成       NH3  0.08 mol,故与   H 反应的氢氧化钠

为  0.02  mol,则可知道     NH4HSO4 为 0.02 mol,则(NH4)2SO4 的质量为     7.24-115×0.02=
4.94  g,物质的量为       4.94  g÷132   g·mol-1=0.037    4  mol。两者物质的量之比为
1.87∶1。


                             氨气还原性的“4       大体现”
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                           催化△ 剂
                         = = = = =
    (1)催化氧化:4NH3+5O2        4NO+6H2O
    (2)被 CuO 氧化:2NH   +3CuO     △     3Cu+N +3H  O
                      3     = = = = =       2   2

    (3)被氯气氧化:2NH3+3Cl2===N2+6HCl

    或 8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl
    (4)被氮氧化物氧化:

    6NO+4NH3===5N2+6H2O

    6NO2+8NH3===7N2+12H2O
    题点(二) 氨气的实验室制法及性质实验探究
    3.如右图所示装置中,干燥烧瓶内盛有某种气体,烧杯和滴管内盛放某种
溶液。挤压滴管的胶头,然后打开止水夹,下列与实验事实不相符的是(  )

    A.Cl2(饱和食盐水),无色喷泉

    B.NH3(H2O 含石蕊),蓝色喷泉

    C.HCl(H2O 含石蕊),红色喷泉

    D.SO2(NaOH 溶液),无色喷泉

    解析:选    A Cl2 不溶于饱和食盐水,不能形成喷泉。

    4.(2015·广东高考节选)NH3       及其盐都是重要的化工原料。

    (1)用 NH4Cl 和 Ca(OH)2 制备 NH3,反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为
________。


    (2)按下图装置进行       NH3 性质实验探究。


    ①先打开旋塞      1,B  瓶中的现象是____________________,原因是

________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________,
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    稳定后,关闭旋塞        1。
    ②再打开旋塞      2,B  瓶中的现象是_________________________________________。
    解析:(1)制备氨气时,加热固体的试管口应略向下倾斜,所以制备装置应选取装置
A;氨气的密度比空气的小,因此应用向下排空气法收集,所以收集装置应选取装置                                   C;氨
气极易溶于水,应防止发生倒吸,因此尾气处理装置应选取装置                           G。
    (2)A 瓶的压强大于      B 瓶的,因此    A 瓶中的氯化氢进入        B 瓶中,与氨气反应生成氯化铵,
可以看到    B 瓶中有白烟生成。由于氯化氢和氨气反应导致                   B 瓶中的压强降低,且         B 瓶中的
氯化氢相对过量,因此当打开旋塞               2 时,石蕊水溶液会被倒吸入           B 瓶中,遇氯化氢溶液变
红色。
    答案:(1)A、C、G (2)①有白烟生成 A             瓶中的氯化氢移动到         B 瓶中,与   B 瓶中的氨
气反应生成氯化铵,能看到白烟
    ②液体进入     B 瓶中,溶液的颜色变红

    5.(2016·全国乙卷)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化

剂条件下用     NH3 将 NOx 还原生成   N2。某同学在实验室中对         NH3 与 NO2 反应进行了探究。回答
下列问题:
    (1)氨气的制备


    ①氨气的发生装置可以选择上图中的________,反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
    ②欲收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为:发生装置
→________(按气流方向,用小写字母表示)。
    (2)氨气与二氧化氮的反应

    将上述收集到的       NH3 充入注射器    X 中,硬质玻璃管       Y 中加入少量催化剂,充入          NO2(两

端用夹子    K1、K2 夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。


        操作步骤                       实验现象                      解释原因

打开   K1,推动注射器活塞,
                                   ①Y 管中                ②反应的化学方程式
使  X 中的气体缓慢通入       Y 管
                            _____________________        ________________
           中
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将注射器活塞退回原处并固
                               Y 管中有少量水珠                 生成的气态水凝聚
  定,待装置恢复到室温

         打开  K2             ③____________________      ④__________________

    解析:(1)①图中给出了两种气体制备装置,一种是固固加热制气装置,一种是固液加

热制气装置。如果选择          A 装置制取氨气,则反应的化学方程式为                2NH4Cl+Ca(OH)2
    △     CaCl +2NH ↑+2H   O;如果选择     B 装置制取氨气,则反应的化学方程式为
 = = = = =    2    3      2
NH ·H O     △    NH ↑+H  O。②欲收集一瓶干燥的氨气,首先要除去杂质,制备氨气的
  3   2 = = = = =  3     2
杂质只有水蒸气,由于氨气溶于水显碱性,因此要选用碱石灰作干燥剂,干燥管的进出口
方向为粗进细出,因此先接            d 后接  c;其次要收集氨气,由于氨气的密度小于空气,要从
短管进气,因此先接         f 再接  e;最后要进行尾气处理,由于氨气极易溶于水,因此可以选
择水吸收尾气,还要注意防倒吸,所以接                  i。

    (2)由题干内容“工业上在一定温度和催化剂条件下用                     NH3 将 NOx 还原生成   N2”,结合
实验条件可知反应为         8NH +6NO   催化剂     7N +12H O,NO  为红棕色气体,发生反应后变
                     3     2 = = = = = 2     2    2
成无色气体,因此现象为红棕色气体逐渐变浅。反应后气体分子数减少,Y                               管中的压强小
于外压,因此产生倒吸现象。
    答案:(1)①        A 2NH  Cl+Ca(OH)      △    2NH ↑+CaCl  +2H  O(或 B NH  ·H O
                         4          2 = = = = =  3       2    2         3  2
    △     NH ↑+H  O) ②dcfei
 = = = = =  3    2
    (2)①红棕色气体慢慢变浅 ②8NH            +6NO    催化剂    7N +12H O ③Z   中 NaOH 溶液产
                                 3     2 = = = = = 2     2
生倒吸现象
    ④反应后气体分子数减少,Y            管中压强小于外压
                             考点三 硝酸的性质及应用


    1.硝酸的物理性质
    硝酸是无色、易挥发的液体,有刺激性气味,能与水以任意比例混溶。
    2.硝酸的化学性质


    (1)不稳定性
                   或光△ 照
                 = = = = =
    ①反应:4HNO3       2H2O+4NO2↑+O2↑。

    ②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。消除黄色的方法

是:向浓硝酸里通入空气(或            O2)。
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    ③硝酸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
    不论浓、稀硝酸都有强氧化性,而且浓度越大氧化性越强。
    ①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。
    ②与非金属反应。
    如浓硝酸与木炭反应的化学方程式:
    C+4HNO  (浓)     △    CO ↑+4NO  ↑+2H   O。
           3    = = = = =  2       2     2
    ③与还原性化合物反应。

                                    2+
    硝酸可氧化     H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe    等还原性物质。

    如稀硝酸与     FeSO4 溶液反应的离子方程式:

       2+    +           3+
    3Fe  +4H  +NO-3 ===3Fe +NO↑+2H2O。

    [注意] (1)硝酸浓度越大,其还原产物的价态越高。还原产物一般为                           HNO3(浓)

→NO2,HNO3(稀)→NO。
    (2)浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红,后褪色,该反应过程中浓硝酸表现出强酸性和强
氧化性。
    (3)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.硝酸工业制法的反应原理

    (1)NH3 在催化剂作用下与       O2 反应生成   NO
              催化△ 剂
             = = = = =
    4NH3+5O2    4NO+6H2O。

    (2)NO 进一步氧化生成      NO2

    2NO+O2===2NO2。

    (3)用水吸收    NO2 生成  HNO3

    3NO2+H2O===2HNO3+NO。
    [基点小练]

                        -1                        +    2+    -     -
    某同学认为     1.0 mol·L   的  KNO3 溶液中可大量存在       H 、Fe   、Cl  、SO24  ,正确吗?
请说明理由。
    提示:不正确;原因是          NO-3 在 H+中具有强氧化性,能将         Fe2+氧化成    Fe3+而不能共存。
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    题点(一) 硝酸的强氧化性
    1.判断下列描述的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。

    (1)(2016·全国乙卷)1 mol Fe     溶于过量硝酸,电子转移数为             2NA(×)

                                                +           2+
    (2)(2016·江苏高考)将铜丝插入稀硝酸中:Cu+4H                +2NO-3 ===Cu +2NO2↑+

H2O(×)

    (3)(2016·海南高考)将铁屑放入稀           HNO3 中证明  Fe 比 H2 活泼(×)

                                                   -     +
    (4)(2015·山东高考)向稀       HNO3 中滴加  Na2SO3 溶液:SO23  +2H  ===SO2↑+H2O(×)

    (5)(2015·重庆高考)SO2    和  SO3 混合气体通入     Ba(NO3)2 溶液可得到    BaSO3 和 BaSO4(×)

    (6)(2014·安徽高考)实验室里用锌粒与稀硝酸反应制取                   H2(×)

    (7)(2014·广东高考)将可调高度的铜丝伸入稀               HNO3 中,溶液变蓝,说明铜与稀

HNO3 发生置换反应(×)
    (8)(2015·海南高考)稀硝酸可除去试管内壁的银镜(√)
    2.(2015·北京高考)在通风橱中进行下列实验:

     步骤

                Fe 表面产生大量无色
                                      Fe 表面产生少量红棕          Fe、Cu 接触后,其表
     现象         气泡,液面上方变为
                                      色气泡后,迅速停止            面均产生红棕色气泡
                      红棕色

    下列说法不正确的是(  )

    A.Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式:2NO+O2===2NO2
    B.Ⅱ中的现象说明        Fe 表面形成致密的氧化层,阻止            Fe 进一步反应

    C.对比Ⅰ、Ⅱ中现象,说明稀             HNO3 的氧化性强于浓      HNO3
    D.针对Ⅲ中现象,在         Fe、Cu 之间连接电流计,可判断           Fe 是否被氧化

    解析:选    C A.铁放入稀      HNO3 中发生反应     Fe+4HNO3===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,NO  逸

出,遇到    O2 生成  NO2,气体由无色变为红棕色。B.铁放入浓               HNO3 中,在常温下会钝化,即

在  Fe 表面形成致密的氧化膜,阻止            Fe 进一步反应。C.浓      HNO3 的氧化性强于稀      HNO3。D.在
铁、铜之间加一个电流计,根据电子的流向,可判断铁是否被氧化。若电子由铁移动到铜,
则铁被氧化。


                               硝酸与金属反应的规律

                                                 +
    (1)与金属反应时,盐酸或稀硫酸中起氧化作用的是                    H  ,所以能放出      H2,而硝酸中+
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                   +
5 价氮氧化性远大于        H ,所以硝酸与金属反应不放出             H2。
    (2)金属与硝酸反应,金属一般被氧化为高价金属硝酸盐。若金属过量且有变价时,将
生成低价金属硝酸盐。如:

    Fe(少量)+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O

    3Fe(过量)+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O

    (3)金属与浓硝酸反应时,先放出             NO2 气体,随着硝酸的浓度变小,会放出              NO 气体,

因此过量的     Cu 与浓硝酸反应时,放出的气体是              NO2 与 NO 的混合气体。
    题点(二) 硝酸与金属反应的计算

    3.将  Mg、Cu  组成的   m  g 混合物投入适量稀       HNO3 中恰好完全反应,固体完全溶解时收
集到的还原产物       NO 气体为   0.896    L(标准状况),向反应后的溶液中加入              2    mol·L-1 
NaOH 溶液  60 mL 时金属离子恰好沉淀完全,则形成沉淀质量为(  )
    A.(m+2.28) g                    B.(m+2.04) g
    C.(m+3.32) g                     D.(m+4.34) g
    解析:选    B 利用守恒法解答当金属离子恰好沉淀时,m(沉淀)=m(金属)+m(OH-),
守恒的巧妙之处在于,n(OH-)=n(金属失电子)=n(NO                 得到的电子)=3×0.896/22.4=
0.12 mol,m(沉淀)=m(金属)+m(OH-)=m g+0.12×17 g=(m+2.04)g,B            正确。
    4.(2016·天津高考)铜与一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应,生成的盐只有硫酸铜,
同时生成的两种气体均由           N、O 两种元素组成,气体的相对分子质量都小于                   50。为防止污
染,将产生的气体完全转化为最高价含氧酸盐,消耗                      1  L  2.2  mol·L-1  NaOH 溶液和   1 

mol      O2,则两种气体的分子式及物质的量分别为__________,生成硫酸铜物质的量为
________。

    解析:该反应过程的原理为(ⅰ)Cu+HNO3+H2SO4―→CuSO4+NO+NO2+H2O;(ⅱ)NO+

NO2+NaOH+O2―→NaNO3+H2O。设     NO、NO2 的物质的量分别为        x、y,根据    N 原子守恒和转
移电子数相等可得:
    Error!

    解得  x=0.9   mol,y=1.3   mol。反应(ⅰ)中      Cu 转化为  CuSO4 且与反应(ⅱ)中     O2 转移

的电子数相等,即        n(CuSO4)×2=n(O2)×4=4 mol,故     n(CuSO4)=2 mol。

    答案:NO:0.9 mol,NO2:1.3 mol 2 mol

                          金属与硝酸反应计算题的一般方法
    (1)思维模型
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    (2)计算技巧

             HNO3 与金属反应时,一部分         HNO3 起酸的作用,以      NO-3 的形式存在于溶液中;
 原子守恒法       一部分作为氧化剂转化为还原产物,这两部分中氮原子的总物质的量等于反

                              应消耗的     HNO3 中氮原子的物质的量

 得失电子守       HNO3 与金属的反应属于氧化还原反应,HNO3             中氮原子得电子的物质的量等于
   恒法                               金属失电子的物质的量

                                            -               +       n+   n+
              HNO3 过量时反应后溶液中(不考虑          OH  ),c(NO-3 )=c(H )+nc(M   )(M  代
 电荷守恒法
                                        表金属离子)

                                                                          +
              金属与   H2SO4、HNO3 的混合酸反应时,由于硝酸盐中             NO-3 在 H2SO4 提供 H 的
 离子方程式       条件下能继续与金属反应,因此此类题目应用离子方程式来计算,先作过量
   计算法        判断,然后根据完全反应的金属或              H+或  NO-3 进行相关计算,且溶液中要符
                                        合电荷守恒


                                   [课堂巩固练]

    1.为了在实验室更简便地制取干燥的                NH3,下列方法中适合的是(  )

    A.NH4Cl 与浓硫酸混合共热,生成的气体用碱石灰进行干燥
             高催温化、高剂压
               
    B.N2+3H2     2NH3,用烧碱进行干燥
    C.加热浓氨水,气体用碱石灰干燥

    D.加热   NH4HCO3,气体用    P2O5 干燥

    解析:选    C A  项,NH4Cl  与浓硫酸反应的化学方程式为            2NH4Cl+H2SO4(浓)
    △     (NH ) SO +2HCl↑;B  项,属于    NH 的工业制法,不是实验室简便制取               NH 的方
 = = = = =   4 2 4                     3                                3
法;C   项,NH  ·H  O    △    NH ↑+H  O,NH  能用碱石灰干燥;D        项,NH   HCO
           3   2 = = = = =  3     2    3                       4   3
    △     NH ↑+CO  ↑+H   O↑,制得的     NH 不纯,且不能用       P O 干燥  NH 。
 = = = = =  3     2     2             3               2 5      3
    2.氮的多样性主要体现在含氮化合物及其性质的多样性上,下列说法正确的是(  )
    A.Fe2+、Mg2+、Cl-、NO-3    能大量共存于      pH=0 的溶液中

                        -1
    B.1 L 浓度为    1 mol·L   的 NH4Cl 溶液中含有    NA 个 NH+4

    C.除去   NO 中混有的少量      NO2,可将混合气体通过盛有水的洗气瓶,再用排空气法收
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集  NO
    D.不论是浓硝酸还是稀硝酸,与铜反应均体现出硝酸的酸性和强氧化性

                                          2+
    解析:选    D A  项,酸性条件下,HNO3       氧化   Fe ,错;B    项,NH+4 水解,错;C      项,
NO 不能用排空气法收集,错。
    3.发射卫星的运载火箭,其推进剂引燃后发生剧烈反应,产生大量高温气体从火箭尾

部喷出。引燃后产生的高温气体主要是                 CO2、H2O、N2、NO,这些气体均为无色,但在卫星
发射现场看到火箭喷出大量“红烟”,产生“红烟”的原因是(  )

    A.高温下    N2 遇空气生成    NO2

    B.NO 遇空气生成      NO2

    C.CO2 与 NO 反应生成    CO 和 NO2

    D.NO 和  H2O 反应生成   H2 和 NO2

    解析:选    B 引燃后的高温气体主要是            CO2、H2O、N2、NO  等无色气体,一氧化氮容易
被氧气氧化为二氧化氮,二氧化氮是红棕色气体。
    4.(2017·山师附中模拟)用图中装置进行实验,一段时间后,现象与
预测不一致的是(  )
           选项        ①中物质            ②中物质             实验预测

            A         浓氨水             酚酞溶液         ②中溶液变为红色
            B         浓硝酸           淀粉  KI 溶液     ②中溶液变为蓝色
            C         浓盐酸             浓氨水          大烧杯中有白烟
            D     饱和亚硫酸溶液             稀溴水          ②中无明显变化


    解析:选    D A  项,浓氨水具有挥发性,挥发出的              NH3 溶于水呈碱性,酚酞遇碱变红,
正确;B   项,浓硝酸具有挥发性,硝酸蒸气溶于水得稀硝酸溶液,具有强氧化性,与                                KI 反

应生成   I2,淀粉遇    I2 变蓝,正确;C     项,浓盐酸和浓氨水都具有挥发性,挥发出的                    HCl 和

NH3 相遇生成氯化铵固体小颗粒,装置内有白烟,正确;D                     项,亚硫酸不稳定,分解产生

SO2,SO2 具有还原性,能使溴水褪色,错误。
    5.在如图所示的装置中,烧瓶中充满干燥气体                   a,将滴管中的液体        b 挤入烧瓶内,轻
轻振荡烧瓶,然后打开弹簧夹             f,烧杯中的液体       d 呈喷泉状喷出,最终几乎充满烧瓶。则
a 和 b 分别是(  )
  选项       a(干燥气体)             b(液体)

   A           NO                水

   B           CO2         饱和   NaHCO3 溶液

   C           Cl2          饱和  NaCl 溶液
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                                   -1
   D           NH3         1 mol·L   盐酸


    解析:选    D 一氧化氮和水不反应,所以不能形成喷泉实验,A                      错误;CO2  与饱和

NaHCO3 溶液不反应,不能形成喷泉实验,B              错误;Cl2  不溶于饱和      NaCl 溶液,也不与其反

应,锥形瓶与烧瓶内压强相等,不能形成喷泉,C                    错误;NH3   与盐酸能发生反应,生成物为

NH4Cl 固体,气体被吸收进入溶液中,烧瓶内压强减小为零,同外界大气压产生压强差,
所以形成喷泉,并充满烧瓶,D             正确。
    6.某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是                           NO 而设计了下列实
验,装置如图所示(加热装置和固定装置均已略去)。图中                       K 为止水夹(处于关闭状态),
F 是一半空的注射器。请回答有关问题:


    (1)设计装置    A 的目的是_______________________________________________;
    (2)在完成(1)中的“操作”后,将装置              B 中铜丝插入稀硝酸,并微热之,观察到装置
B 中的现象是______________________________________________;  B     中反应的离子方程
式为:
________________________________________________________________________。
    (3)装置  E 和 F 的作用是_______________________________________________;
    为实现此作用,其操作方法是____________________________________________。
    (4)装置  D 的作用是__________________________________________________。
    解析:(1)因烧瓶中有空气,则生成的               NO 能与氧气反应生成二氧化氮,利用              A 装置反
应生成的二氧化碳气体赶走装置中的空气避免对一氧化氮气体检验的干扰。
    (2)因铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO              和水,现象是      Cu 丝表面产生气泡,稀硝酸液面

                                                 +      2+
上方仍为无色,溶液变蓝,其离子反应为                  3Cu+2NO-3 +8H ===3Cu  +2NO↑+4H2O。
    (3)NO 与氧气能迅速反应生成二氧化氮,故用空气验证                    NO 的生成,将注射器中的空气
推入   E 中,若气体变为红棕色则说明生成了               NO。

    (4)NO、NO2 都有毒,能污染环境,氮的氧化物能用                NaOH 溶液吸收。

    答案:(1)产生     CO2,赶走装置中的空气,防止因             NO 与 O2 反应生成   NO2 而产生干扰
    (2)Cu 丝表面产生气泡,稀硝酸液面上方仍为无色,溶液变蓝 3Cu+8H++

2NO-3 ===3Cu+2NO↑+4H2O
    (3)验证  NO 的生成 将注射器中的空气推入             E 中,若气体变为红棕色则说明生成了                NO
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    (4)吸收多余的氮氧化物,防止污染空气,防止倒吸
                                   [课下提能练]
    1.下列有关氮元素的单质及其化合物的说法错误的是(  )

    ①氮气与氧气在放电条件下可直接生成                 NO2
    ②铵盐都不稳定,受热分解都生成氨气

    ③向  Fe(NO3)2 溶液中滴加稀盐酸,无明显变化
    ④实验室采用加热氯化铵固体,用碱石灰除去氯化氢的方法制备氨气
    A.①③④                           B.①③
    C.①④                             D.①②③④
    解析:选    D 在放电条件下,氮气和氧气反应生成的是一氧化氮而不是二氧化氮,一
氧化氮不稳定,易被氧气氧化生成二氧化氮,①错误;硝酸铵加强热时剧烈分解发生爆炸
生成氮气、二氧化氮和水,②错误;向硝酸亚铁溶液中加入稀盐酸,酸性条件下,硝酸根
离子具有强氧化性,能把亚铁离子氧化成铁离子,同时自身被还原成一氧化氮,③错误;
氯化铵受热易分解,冷却时又生成氯化铵,所以得不到氨气,④错误。
    2.(2017·南通调研)下列装置适用于实验室制氨气并验证氨气的某化学性质,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 A  项,用装置甲制取氨气需要加热,错误。B                 项,氨气与浓硫酸反应生成
硫酸铵,错误。C       项,氨气与氧化铜在加热条件下反应生成                  NO、水和铜,可以验证氨气具
有还原性,正确。D        项,用装置丁吸收尾气容易引起倒吸,错误。
    3.下列说法不正确的是(  )

    A.在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入                   Cu(NO3)2 固体,铜粉仍不溶解
    B.某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该气体的水溶液一定显碱性

                                         +             2+
    C.铜与稀硝酸反应的离子方程式为               3Cu+8H  +2NO-3 ===3Cu +2NO↑+4H2O

    D.HNO3―→NO―→NO2,以上各步变化均能通过一步实验完成

                                              +                       +
    解析:选    A A  项中加入    Cu(NO3)2 固体后,Cu   和 H 、NO-3 发生反应:3Cu+8H       +2NO

        2+
-3 ===3Cu +2NO↑+4H2O,该项不正确。
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    4.(2017·松江模拟)某同学探究氨和铵盐的性质,对相关实验操作及现象描述正确的
是(  )
    A.室温下测定等浓度氨水和            NaOH 溶液的   pH,比较氨水和      NaOH 碱性强弱

    B.将氨水缓慢滴入        AlCl3 溶液中,研究     Al(OH)3 的两性
    C.将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒靠近,观察到白烟

    D.加热除去     NH4Cl 中的少量    NaHCO3

    解析:选    A 氨水的主要成分        NH3·H2O 是弱电解质,氢氧化钠是强电解质,前者部分
电离,后者完全电离,故通过室温下测定等浓度氨水和                       NaOH 溶液的   pH,可比较氨水和

NaOH 碱性强弱,A     正确。由于     NH3·H2O 是弱碱,Al(OH)3   不能溶于氨水中,故无法验证

Al(OH)3 的酸性,B   错误。浓硫酸无挥发性,无法观察到白烟,C                   错误。NH4Cl  受热也会分
解,故不可采用加热法除杂,D             错误。
    5.用内置有螺旋状铜丝的胶头滴管小心吸取一滴管浓硝酸后迅速插入细口
瓶中(如图所示),滴管与瓶口接触处垫一小块滤纸使滴管与瓶口留少量空隙,
依次观察到如下现象:①滴管内产生红棕色气体,液面下降;②随后滴管内的
液面上升,气体变成无色;③滴管内的液面再次下降。下列说法中不正确的是

(  )

    A.现象①中产生的红棕色气体为              NO2

    B.产生现象②的原因是          NO2 与水反应
    C.产生现象③的原因是铜与稀硝酸反应

    D.最终瓶内溶液中的溶质一定只有               Cu(NO3)2

    解析:选    D 铜和浓硝酸发生反应          Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,生成的

二氧化氮为红棕色气体,A           项正确;现象①中产生的二氧化氮能和水发生反应                     3NO2+

H2O===2HNO3+NO,从方程式可知,3         mol 红棕色的二氧化氮与水反应,生成              1  mol 无色一
氧化氮气体,气体的体积减小,滴管内的压强减小,所以滴管内的液面上升,气体变成无
色,B   项正确;现象②中生成的稀硝酸与内置的螺旋状铜丝发生反应                          3Cu+

8HNO3===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,因滴管内有气体生成,压强增大,所以滴管内的液面再
次下降,C    项正确;滴管与瓶口接触处垫一小块滤纸使滴管与瓶口留少量空隙,生成的一
氧化氮气体与氧气、水反应生成硝酸,硝酸继续与铜反应,最终可能有硝酸剩余,所以最

终瓶内溶液中的溶质有          Cu(NO3)2,也可能有硝酸,D       项错误。
    6.通过一步反应不能直接完成的是(  )

    ①N2→NO2 ②NO2→NO ③NH3→NO ④NH3→N2 ⑤Cu→Cu(NO3)2 ⑥HNO3→NO2
    A.①④                             B.②⑤
    C.③④⑥                            D.①

    解析:选    D ①N2  与氧气反应生成       NO 再与氧气反应生成        NO2 需二步完成;②NO2     与水反
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应生成   NO,一步完成;③NH3       与氧气反应生成       NO,一步完成;④NH3       与氯气反应生成       N2,

一步完成;⑤Cu      与硝酸反应生成       Cu(NO3)2,一步完成;⑥浓        HNO3 与铜反应生成     NO2,一步
完成。
    7.某同学用滤纸折成一个纸蝴蝶并喷洒一种溶液(保持湿润),挂在铁架台上。另取一
只盛某种溶液的烧杯,放在纸蝴蝶的下方(如右图)。过一会儿,发现纸蝴蝶变为红色。下
表的组合中,能够实现上述变化的是(  )


                               ①         ②          ③          ④
          纸蝴蝶上的喷洒液            石蕊        酚酞         酚酞         石蕊
           小烧杯中的溶液           浓盐酸       浓氨水       NaOH 溶液     浓硫酸

    A.①②                             B.③④
    C.①④                             D.②③
    解析:选    A 浓盐酸易挥发,酸性气体            HCl 遇石蕊变红;浓氨水易挥发,碱性气体

NH3 遇酚酞变红。

    8.NH3 是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(如图所示),下列说法正确的是(  )


    A.NH4Cl 和 NaHCO3 都是常用的化肥

    B.NH4Cl、HNO3 和  Na2CO3 受热时都易分解

    C.NH3 和 NO2 在一定条件下可发生氧化还原反应

    D.图中所涉及的       O2 都要用纯氧

    解析:选    C 化肥是主要含氮、磷、钾的一些物质,NaHCO3                 不是常用的化肥,A        项不正

确;Na2CO3  受热不易分解,B       项不正确;NH3    和  NO2 在一定条件下可以发生氧化还原反应,
如生成氮气,C      项正确;氨的催化氧化用空气就可以,不一定要用纯氧,D                        项不正确。
    9.下图表示铁与不同浓度硝酸反应时,各种还原产物的相对含量与硝酸溶液浓度的关
系,则下列说法不正确的是(  )
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    A.一般来说,硝酸与铁反应的还原产物不是单一的

                                        -1
    B.用一定量的铁粉与大量的            9.75 mol·L    HNO3 溶液反应得到标况下气体          2.24 L,
则参加反应的硝酸的物质的量为              0.1 mol
    C.硝酸的浓度越大,其还原产物中价态越高的成分越多

                                -1
    D.当硝酸浓度为       9.75   mol·L   时还原产物是      NO、NO2、N2O,且其物质的量之比为
5∶3∶1
    解析:选    B 根据图像可知硝酸的还原产物有多种,因此一般来说,硝酸与铁反应的
还原产物不是单一的,A          正确;参加反应的硝酸包括被还原的,以及没有被还原的(转化为
硝酸铁),因此参加反应的硝酸的物质的量大于                    0.1 mol,B  错误;根据图像可知随着硝酸

浓度的升高,NO2      的含量增大,这说明硝酸的浓度越大,其还原产物中价态越高的成分越多,

                                            -1
C 正确;根据图像可知当硝酸浓度为              9.75   mol·L   时还原产物是      NO、NO2、N2O,且其物
质的量之比为      10∶6∶2=5∶3∶1,D      正确。
    10.Cu 与浓硝酸反应生成氮的氧化物,这些氧化物恰好溶解在                        NaOH 溶液中得到

NaNO3 和 NaNO2 的混合溶液,反应过程及有关数据如图所示:


    下列有关判断正确的是(  )

    A.若铜片为     51.2 g,则生成    0.2 mol NaNO3
    B.常温下,Cu     遇浓硝酸发生钝化,不可能发生上述反应
    C.标准状况下收集的氮氧化物为              20.16 L

    D.反应过程中生成的         Cu(NO3)2 既是氧化产物,也是还原产物
    解析:选    A 分析整个反应过程可知仅有两种元素的化合价发生变化,即                          Cu→Cu2+,

HNO3→NaNO2,51.2 g Cu 的物质的量为      0.8 mol,共失电子     0.8 mol×2=1.6   mol,由得失

电子守恒可知      HNO3→NaNO2 得 1.6  mol 电子,故产物中       NaNO2 的物质的量为     0.8  mol,由

Na 原子守恒可知另一种产物          NaNO3 为 0.2 mol,A 正确;常温下,Cu       能与浓硝酸反应,B        错

误;部分    NO2 会转化为    N2O4,而 N2O4 在标准状况下不是气体,C          错误;反应过程中生成的

Cu(NO3)2 是氧化产物,不是还原产物,D           错误。
    11.(2017·北京海淀模拟)氨气在工农业生产中有重要应用。
    (1)①氮气用于工业合成氨,写出氮气的电子式:
________________________________________________________________________;

    ②NH3 的稳定性比     PH3________(填写“强”或“弱”)。
    (2)如下图所示,向       NaOH 固体上滴几滴浓氨水,迅速盖上盖,观察现象。
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    ①浓盐酸液滴附近会出现白烟,发生反应的化学方程式为
    ________________________________________________________________________。
    ②浓硫酸液滴上方没有明显现象,一段时间后浓硫酸的液滴中有白色固体,该固体可
能是________(写化学式,一种即可)。

                                                                          2+
    ③FeSO4 液滴中先出现灰绿色沉淀,过一段时间后变成红褐色,发生的反应包括                              Fe

+2NH3·H2O===Fe(OH)2↓+2NH+4  和____________________________________________。

    (3)空气吹脱法是目前消除          NH3 对水体污染的重要方法。在一定条件下,向水体中加入

适量   NaOH 可使 NH3 的脱除率增大,用平衡移动原理解释其原因:
________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。

    (4)在微生物作用下,蛋白质在水中分解产生的氨能够被氧气氧化生成亚硝酸(HNO2),
反应的化学方程式为________________________,若反应中有              0.3  mol 电子发生转移,生
成亚硝酸的质量为________g(小数点后保留两位有效数字)。
    解析:(1)①氮气电子式中存在三键;②根据非金属性的判断依据“非金属性越强,气

态氢化物越稳定”,很容易判断出               NH3 的稳定性强于     PH3。(2)①根据现象写方程式;②氨

气溶于浓硫酸,能生成(NH4)2SO4         或 NH4HSO4;③根据现象写方程式,氢氧化亚铁被氧气氧

化为氢氧化铁:4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3。(3)氨在水中存在平衡:NH3+

                         -                -
H2ONH3·H2ONH+4   +OH   ,加入   NaOH 后 OH 浓度增大,平衡逆向移动,故有利于氨

的逸出。(4)由方程式可看出,每当生成                1  mol   HNO2,转移电子数为      6   mol,当有   0.3 
mol 电子发生转移时,生成亚硝酸            0.05 mol,即  2.35 g。

    答案:(1)①N⋮⋮N ②强

    (2)①NH3+HCl===NH4Cl

    ②NH4HSO4 或[(NH4)2SO4]

    ③4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3

                                                      -                -
    (3)氨在水中存在平衡:NH3+H2ONH3·H2ONH+4            +OH  ,加入    NaOH 后 OH 浓度
增大平衡逆向移动,故有利于氨的脱除

    (4)2NH3+3O2 微生物,2HNO2+2H2O 2.35

    12.某小组的同学欲探究          NH3 经一系列反应得到       HNO3 和 NH4NO3 的过程。NH3 的转化过
程如图所示。
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    甲、乙两同学分别按下图所示装置进行实验。

    用于  A、B  装置中的可选药品:浓氨水、30% H2O2            溶液、蒸馏水、NaOH       固体、MnO2。


    (1)装置  A 的圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为
__________________________________。装置   E 有多种作用,下列关于装置           E 的作用或其
中所盛液体的说法中,不正确的是________(填字母)。
    a.使氨气和氧气充分混合
    b.控制通入氨气和氧气的体积比
    c.平衡装置内的压强
    d.锥形瓶内液体是饱和食盐水

    (2)甲同学先点燃酒精灯,再打开             K1、K2、K3、K4,反应一段时间后,成功模拟了反应
过程,并将实验中产生的气体持续通入装置                   H 一段时间后,H     中的溶液变成蓝色,则其中
铜片所参与反应的离子方程式为____________________________________________,
    若制得的氨气仅按Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ的顺序完全转化为硝酸,欲使装置                           H 中所得溶液为纯净

                   2+
的  CuSO4 溶液(忽略   Cu  的水解),理论上所需氨气在标准状况下的体积为________L(假设
硝酸与铜反应产生的还原产物全部排出反应装置)。
    (3)乙同学为模拟过程Ⅳ的反应,在甲同学操作的基础上对该装置进行了下列各项中的
一项操作,使      G 处圆底烧瓶中产生大量白烟,你认为这项操作是________(填字母)。

    a.关闭   K3 并熄灭酒精灯

    b.关闭   K4 并熄灭酒精灯

    c.关闭   K3、K4 并熄灭酒精灯
    (4)丙同学认为该系列实验装置存在一处明显的设计缺陷,你认为该设计缺陷是

________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。
    解析:(1)由题给条件和实验装置图可知,装置                  A 是制备氧气的装置,装置           B 是制备氨
                                                        MnO2
气的装置,装置       A 的圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为                2H2O2 = = = = = 2H2O+O2↑;装
置  E 可以使氨气和氧气充分混合,观察装置                E 中气泡的速度可以控制通入氨气和氧气的体
积比,装置     E 还可以平衡装置内的压强。因为氨气极易溶于水,所以锥形瓶中液体不能用
饱和食盐水,选       d。(2)铜与稀硫酸不反应,溶液呈蓝色,说明铜与硝酸发生了反应:

       +             2+                                        -1
3Cu+8H  +2NO-3 ===3Cu +2NO↑+4H2O。n(H2SO4)=0.15     L×1   mol·L   =0.15  mol,
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n(H+)=0.15   mol×2=0.3   mol,n(SO24-)=0.15   mol,根据上述反应和题目要求,可知
             2
   -     2+
SO24 ~Cu   ~3HNO3,故需要    HNO3 的物质的量为     0.1 mol,根据    NH3~NO~NO2~HNO3,可知

需要   NH3 的物质的量为     0.1  mol,在标准状况下的体积为           2.24   L。(3)过程Ⅳ的反应是

NH3 与 HNO3 的反应,则应停止供       O2,关闭   K3,熄灭酒精灯,使氨气进入            G 发生反应,选
a。(4)整套装置没有尾气处理装置。
                    MnO2
    答案:(1)2H2O2  = = = = = 2H2O+O2↑ d
              +            2+
    (2)3Cu+8H  +2NO-3 ===3Cu +2NO↑+4H2O 2.24
    (3)a (4)缺少尾气处理装置
    13.图中是在实验室进行氨气快速制备与性质探究实验的组合装置,部分固定装置未
画出。


    (1)在组装好装置后,若要检验            A~E 装置的气密性,其操作是首先
______________________,打开弹簧夹      1,在  E 中装入水,然后微热         A,观察到    E 中有气泡
冒出,移开酒精灯,E         中导管有水柱形成,说明装置气密性良好。
    (2)装置  B 中盛放的试剂是_____________________________________________。
    (3)点燃  C 处酒精灯,关闭弹簧夹          2,打开弹簧夹      1,从分液漏斗放出浓氨水至浸没烧
瓶中固体后关闭分液漏斗活塞,稍等片刻,装置                    C 中黑色固体逐渐变红,装置            E 中溶液里
出现大量气泡,同时产生__________________(答现象);从               E 中逸出液面的气体可以直接
排入空气,请写出在         C 中发生反应的化学方程式:_________________________________。
    (4)当 C 中固体全部变红色后,关闭弹簧夹               1,慢慢移开酒精灯,待冷却后,称量               C 中
固体质量,若反应前固体质量为              16 g,反应后固体质量减少          2.4  g,通过计算确定该固体
产物的成分________________________(用化学式表示)。
    (5)在关闭弹簧夹      1 后,打开弹簧夹       2,残余气体进入       1 中,很快发现装置       F 中产生白
烟,同时发现      G 中溶液迅速倒吸流入         F 中,写出产生白烟的化学方程式:

________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________
    迅速产生倒吸的原因是_________________________________________
    ________________________________________________________________________。

    解析:(1)A   是制备    NH3 的装置,B   是干燥   NH3 的装置,C   是  NH3 与 CuO 的反应装置,

E 是处理氨气尾气的装置,F          是  NH3 与 Cl2 的反应装置,G    是处理    Cl2 尾气的装置。(2)干燥

NH3 需使用碱性干燥剂。(3)C        中 CuO 与 NH3 发生氧化还原反应生成红色的            Cu、N2 和 H2O;
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E 中发生反应:2NH3+BaCl2+SO2+H2O===BaSO3↓+2NH4Cl。(4)若产物全部是              Cu,则由差
量法知减小的全部是         O 元素的质量,即       n(CuO)=n(O)=2.4  g÷16  g·mol-1=0.15   mol,
所以反应的     CuO 的质量为    0.15 mol×80   g·mol-1=12   g<16 g,所以    CuO 未完全转化成

Cu,高温情况下      CuO 分解生成    Cu2O 和 O2,剩余固体中可能含有         Cu2O。(5)Cl2 可将  NH3 氧化

为  N2,同时生成的     HCl 会和  NH3 反应生成   NH4Cl,产生白烟现象,F        瓶内压强变小,从而出
现倒吸现象。
    答案:(1)关闭弹簧夹        2 和分液漏斗活塞
    (2)碱石灰(或生石灰)
                              △
                           = = = = =
    (3)白色沉淀 2NH3+3CuO         3Cu+N2+3H2O

    (4)Cu2O、Cu

    (5)3Cl2+8NH3===N2+6NH4Cl 盛满氯气的集气瓶中因氨气与             HCl 反应生成固体,导致
瓶内压强减小,引起溶液倒吸


                            考点一 海水资源的开发利用


    一、海水水资源的利用
    1.海水水资源的利用
    海水水资源的利用,主要包括海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却等。
    2.海水淡化方法及原理
 淡化方法                                     原理
  蒸馏法                  将海水加热蒸发汽化,然后蒸气冷凝而得到蒸馏水
           利用阴、阳离子交换膜对水中阴离子、阳离子的选择透过性,在外加直流电场
 电渗析法
                作用下,使水中的一部分离子转移到另一部分水中而达到除盐目的
 离子交换      用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂除去海水中的阳离子和阴离子得到去离子
   法                                    水的方法

    二、海水化学资源的开发利用
    1.氯碱工业
    (1)生产流程
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(2)反应原理
①电解   NaCl 溶液:(写出化学方程式,下同)
             电解
           = = = = =
2NaCl+2H2O    2NaOH+H2↑+Cl2↑;

其中阴极产物是       NaOH 和 H2,阳极产物是      Cl2。
                       点燃
                    = = = = =
②产物制盐酸:H2+Cl2           2HCl;

③制漂白液:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
2.海水提溴
(1)工艺流程


(2)基本步骤及主要反应


3.海带中碘的提取
(1)工艺流程


(2)两种原理

①主要的化学原理:Cl2+2KI===2KCl+I2。

②主要的物理原理:单质碘用             CCl4 或苯萃取,分液后用蒸馏法将碘与有机溶剂分开。
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    [注意] 检验海带中含有碘元素的方法


    4.海水其他资源的开发利用
    (1)从海水中提取核能、开发的重要原料:铀和重水。
    (2)潮汐能、波浪能是有待开发的新型能源。
    [基点小练]
    1.判断下列描述的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
    (1)从海水中提取物质都必须通过化学反应才能实现(×)
    (2)实验室从海带中提取单质碘的方法是:取样→灼烧→溶解→过滤→萃取(×)
    (3)海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法、明矾净化法等(×)
    (4)碘是人体必需的微量元素,所以要多吃富含高碘酸的食物(×)
    2.(1)电解的饱和食盐水必须要精制,如何除去饱和食盐水中的                         Ca2+、Mg2+、
SO24-?

                                                -  Cl2
    (2)从海水中提取溴的过程中,为什么要进行两次                   Br  ――→Br2  的过程?
    提示:(1)除去食盐水中         Ca2+、Mg2+、SO24-的原理与流程:


    反应原理:

        2+     -
    ①Mg   +2OH  ===Mg(OH)2↓

        2+     -
    ②Ba   +SO24  ===BaSO4↓

        2+     -              2+    -
    ③Ca   +CO23  ===CaCO3↓、Ba  +CO23  ===BaCO3↓

         -     +               -    +
    ④CO23  +2H  ===H2O+CO2↑、OH   +H  ===H2O

    (2)对 Br2 进行浓缩富集,便于分离提纯。


    题点(一) 海水资源的开发利用
    1.(2015·全国卷Ⅱ)海水开发利用的部分过程如下图所示。下列说法错误的是(  )
                  中国现代教育网     www.30edu.com  全国最大教师交流平台


    A.向苦卤中通入       Cl2 是为了提取溴
    B.粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯
    C.工业生产中常选用         NaOH 作为沉淀剂

    D.富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴,再用                     SO2 将其还原吸收

                                +    2+    -                  -
    解析:选    C A  项,苦卤中含有       K 、Mg   、Br  等,通入    Cl2 可将  Br 氧化成   Br2,便

                                                                2+    2+
于从苦卤中提取       Br2。B 项,粗盐中含有不溶性杂质(泥沙)和可溶性杂质(Ca                     、Mg   、SO
24-等),将粗盐溶于水,并除去其中的杂质,再通过重结晶的方法得到纯净                              NaCl 晶体。

                  2+
C 项,工业上沉淀       Mg  常选用廉价的      Ca(OH)2,而不选用    NaOH。D  项,Br2  具有较强的挥发

性,富集溴时,常先用空气和水蒸气吹出                  Br2,再用   SO2 将其还原吸收(SO2+Br2+

                                     -
2H2O===H2SO4+2HBr),得到浓度较大的含        Br  溶液。
    2.溴、碘主要存在于海水中,有“海洋元素”的美称。海水中的碘富集在海藻中,我
国海带产量居世界第一,除供食用外,大量用于制碘。提取碘的途径如下所示:
           焙烧        水        氧化    a    b
          ――→      ――→       ――→――→――→
    干海带       海带灰      水溶液                 ―→碘单质
    下列有关叙述正确的是(  )
    A.碘元素在海水中也有游离态存在

    B.在提取的过程中用的氧化剂可以是                H2O2
    C.操作   a 是结晶或重结晶
    D.b 是提纯操作,常用蒸馏或分馏
    解析:选    B 碘在海水中只以化合态(I-)存在,没有游离态。操作                      a 是萃取,操作
b 是分液,然后才是蒸馏等操作来得到单质碘,A、C、D                     项错误。
    题点(二) 氯碱工业
    3.氯碱厂电解饱和食盐水制取             NaOH 溶液的工艺流程示意图如下所示,完成下列填空:


    (1)在电解过程中,与电源正极相连的电极上电极反应为________________,与电源负
极相连的电极附近,溶液           pH__________(填“不变”“升高”或“下降”)。
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    (2)工业食盐含     Ca2+、Mg2+等杂质,精制过程发生反应的离子方程式为

________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。
    (3)如果粗盐中     SO24-含量较高,必须添加钡试剂除去              SO24-,该钡试剂不能是
__________。

    a.Ba(OH)2    b.Ba(NO3)2    c.BaCl2
    (4)为了有效除去      Ca2+、Mg2+、SO24-,加入试剂不合理的顺序为________。

    a.先加   NaOH,后加    Na2CO3,再加钡试剂

    b.先加   NaOH,后加钡试剂,再加         Na2CO3

    c.先加钡试剂,后加         NaOH,再加   Na2CO3
    (5)脱盐工序中利用       NaOH 和 NaCl 在溶解度上的差异较大,通过________、冷却结晶
__________(填写操作名称)除去        NaCl。

                                         -    -
    解析:(1)电解食盐水时,阳极反应式:2Cl                -2e  ===Cl2↑,

                  +    -
    阴极反应式:2H       +2e  ===H2↑,
    总反应式:2NaCl+2H      O   电解     2NaOH+H ↑+Cl   ↑,
                       2 = = = = =        2     2
    反应生成    NaOH,故溶液    pH 升高。
    (2)精制食盐水时,用        NaOH 溶液除去溶液中的       Mg2+,反应离子方程式:Mg2++2OH-

                                     2+                    2+
===Mg(OH)2↓;用   Na2CO3 溶液除去溶液中     Ca  ,反应离子方程式为         Ca  +
   -
CO23 ===CaCO3↓。
                      -                        -
    (3)除去溶液中的      SO24 ,必须选用钡试剂,使          SO24 转化成   BaSO4 沉淀,但不能往溶

液中引入新的杂质离子(如           NO-3 ),故选用   BaCl2 或 Ba(OH)2。

                       2+    2+     -                                 -
    (4)除去食盐水中的       Ca  、Mg   、SO24 时,最后加入       Na2CO3 溶液,过量的    CO23 可以

                                                                   2+
通过加入过量      HCl 转化成   CO2 气体而除去,但      a 项中最后加入      BaCl2,过量的   Ba  无法转
化成气体或沉淀除去,故           a 错误。
    (5)利用  NaCl 和 NaOH 溶解度上的差异很大,用结晶的方法分离二者。

                -    -
    答案:(1)2Cl    -2e  ===Cl2↑ 升高

         2+     -              2+    -
    (2)Ca  +CO23  ===CaCO3↓、Mg  +2OH   ===Mg(OH)2↓
    (3)b (4)a (5)加热浓缩 过滤
                            考点二 环境保护与绿色化学


    一、环境污染的成因及防治方法
    1.环境污染
    (1)环境问题
    主要是指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境的破坏,以及工农
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业生产和人类生活所造成的环境污染。
    (2)“三废”:主要是指废气、废水和废渣。
    (3)常见环境污染类型


    (4)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,限制使用含氮、磷洗涤剂。
    ③回收、限制难降解塑料,研制可降解塑料。
    [注意] 六大工业尾气的主要成分

       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                CH4、CO、CO2、C2H4、N2   等,可用作燃料

         氯碱工业                      Cl2,一般用    NaOH 溶液吸收

    [基点小练]
    1.将下列环境问题所对应的原因(A~F)连线。

    ①酸雨                            A.CO2 浓度不断上升
    ②水土流失                          B.大量使用塑料包装袋

    ③温室效应                          C.工业上大量排放        SO2
    ④臭氧层被破坏                        D.大量施用农药和化肥
    ⑤白色污染                          E.乱砍滥伐森林
    ⑥土壤污染                          F.大量使用氟利昂制品
    答案:①-C;②-E;③-A;④-F;⑤-B;⑥-D
    二、了解“绿色化学”的思想
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    如环氧乙烷的生成:
    ①经典方法:


    ②现代化工生成方法:


    上述两反应的原子经济性为            100%的是②。
    [基点小练]
    2.下列生产工艺能体现“绿色化学”思想的是__________。

    ①海水提镁:用电解         MgCl2(熔融)产生的     Cl2 制取盐酸
    ②工业制硫酸:提高尾气排放的烟囱高度
    ③工业制胆矾:使用稀硫酸、双氧水溶解铜
    ④火力发电:在燃煤中加入适量生石灰
    答案:①③④


    题点(一) 环境污染与防治
    1.(2016·全国甲卷)下列有关燃料的说法错误的是(  )

    A.燃料燃烧产物       CO2 是温室气体之一
    B.化石燃料完全燃烧不会造成大气污染
    C.以液化石油气代替燃油可减少大气污染
    D.燃料不完全燃烧排放的           CO 是大气污染物之一

    解析:选    B A  项中,燃料燃烧产生的          CO2 是造成温室效应的主要气体之一,正确。

B 项中,化石燃料完全燃烧时产生的气体有                 CO2、SO2 等,会造成大气污染,错误。C            项中,
液化石油气的主要成分是丙烷等含碳原子数目较少的烃,燃油的主要成分是含碳原子数目
较多的烃,液化石油气燃烧更充分,可减少大气污染,正确。D                          项中,燃料不完全燃烧产
生的   CO 是造成大气污染的主要污染物之一。
    2.化学与日常生活密切相关。下列说法错误的是(  )

    A.(2015·浙江高考)燃料的脱硫脱氮、SO2             的回收利用和      NOx 的催化转化都是减少酸
雨产生的措施
    B.(2014·海南高考)装饰材料释放的甲醛会造成污染
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    C.(2014·浙江高考)氨氮废水(含           NH+4 及 NH3)可用化学氧化法或电化学氧化法处理
    D.(2014·四川高考)福尔马林可作食品的保鲜剂

    解析:选    D 酸雨的形成主要是         SO2 和氮氧化物的过度排放造成的,燃料的脱硫脱氮、

SO2 的回收利用和氮氧化物的催化转化都可以减少                  SO2、氮氧化物的排放,可以减少酸雨的
产生,A   项正确;铵根及氨气中的氮元素均是-3                 价,利用氧化剂将其氧化为氮气,可以进
行废水处理也可以借助于电解法转化为氮气,C                    项正确;福尔马林是甲醛的水溶液,甲醛
有毒,不能作食品的保鲜剂,D             项不正确。

    3.(2016·全国丙卷)煤燃烧排放的烟气含有               SO2 和 NOx,形成酸雨、污染大气,采用

NaClO2 溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题:

    (1)NaClO2 的化学名称为________。

    (2)在鼓泡反应器中通入含有           SO2 和 NO 的烟气,反应温度       323  K,NaClO2 溶液浓度为
5×10-3 mol·L-1。
    反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。

        离子          SO24-       SO23-       NO-3      NO-2        Cl-
     c/(mol·L-    8.35×10-   6.87×10-                1.2×10
                                         1.5×10-4              3.4×10-3
         1)           4           6                    -5

    ①写出   NaClO2 溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式________________________。增
加压强,NO    的转化率________(填“提高”“不变”或“降低”)。
    ②随着吸收反应的进行,吸收剂溶液的                 pH 逐渐________(填“增大”“不变”或“减
小”)。
    ③由实验结果可知,脱硫反应速率________脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。

原因是除了     SO2 和 NO 在烟气中的初始浓度不同,还可能是_________________________
    ________________________________________________________________________。

    (3)如果采用    NaClO、Ca(ClO)2 替代  NaClO2,也能得到较好的烟气脱硫效果。

    从化学平衡原理分析,Ca(ClO)2         相比   NaClO 具有的优点是
    ________________________________________________________________________。

    解析:(1)NaClO2   中 Cl 元素的化合价为+3,其化学名称为亚氯酸钠。(2)①分析表中

                                        -
数据可知,NaClO2     溶液脱硝过程中主要生成           Cl 和 NO-3 ,结合电子守恒和元素守恒写出离

                         -             -
子方程式:4NO+3ClO-2     +4OH   ===4NO-3 +3Cl +2H2O。该反应中只有       NO 是气体,增加压

                                                                   -
强,有利于     NO 的吸收,NO    的转化率提高。②由于吸收            SO2 和 NO 过程中消耗    OH ,溶液中
c(OH-)不断减小,溶液的        pH 逐渐减小。③由表中数据可知,相同时间内,c(SO24-)比

c(NO-3 )增加得多,说明脱硫反应速率大于脱硝反应速率,其原因除了                         SO2 和 NO 在烟气中

的初始浓度不同外,还可能是             NO 溶解度较低或脱硝反应活化能较高。(3)利用                 Ca(ClO)2 替

代  NaClO2,形成  CaSO4 沉淀,反应平衡向产物方向移动,SO2             转化率提高。
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    答案:(1)亚氯酸钠

                        -             -
    (2)①4NO+3ClO-2  +4OH  ===4NO-3 +3Cl +2H2O
    提高 ②减小 ③大于 NO           溶解度较低或脱硝反应活化能较高

    (3)形成  CaSO4 沉淀,反应平衡向产物方向移动

                           减少污染、保护环境的八项措施

    (1)将煤与适量生石灰混合后燃烧或对烟道气进行处理,可减少废气中                            SO2 的排放。
    (2)推广使用无铅汽油,在汽车尾气系统中安装催化转化器,使用燃料电池、乙醇汽油
作为汽油替代品,发展电动车等措施,可减少汽车等机动车尾气的污染。
    (3)禁止氟氯代烷的生产和使用以保护臭氧层。
    (4)使用无磷洗衣粉以减少水华和赤潮的发生。
    (5)使用合格环保型建筑材料和装饰材料等以减少甲醛的释放,降低居室装修污染。
    (6)发展低碳经济、倡导低碳生活、增大植被面积等以减少二氧化碳的排放量,从而减
弱温室效应。
    (7)适当减少塑料的使用量并开发使用可降解塑料以减少白色污染。
    (8)回收利用废旧电池以防止土壤污染和水污染。
    题点(二) 绿色化学
    4.下列说法与“绿色思想”不符合的是(  )
    A.启用大气中细颗粒物(PM 2.5)的监测,以追根溯源,采取措施,改善空气质量
    B.开发高效氢能、太阳能等新型电动汽车,以解决城市机动车尾气排放问题
    C.推广使用可降解塑料及布质购物袋,以减少“白色污染”
    D.目前我市的汽油标准已由“国Ⅲ”提到“国Ⅳ”,这意味着汽车不再排放氮氧化物
    解析:选    D 汽油标准由“国Ⅲ”提到“国Ⅳ”,意味着氮氧化物的排放尽可能减少,
D 错误。

    5.在“绿色化学工艺”中,理想状态是原子利用率为                      100%。在用   CH3CCH 合成

CH2===C(CH3)COOCH3 的过程中,欲使原子利用率达到最高,还需要其他的反应物有(  )

    A.CO 和  CH3OH                   B.CO2  和 H2O

    C.H2 和 CO2                       D.CH3OH 和 H2

    解析:选    A 从原子守恒和绿色化学的思想出发:CH3CCH+其他的反应

物―→CH2===C(CH3)COOCH3,则其他的反应物的原子组成为               C2H4O2,只有选项    A 中的物质按
等物质的量混合,符合题意。


                                   [课堂巩固练]
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    1.(2012·海南高考)化学与环境密切相关,下列有关说法正确的是(  )

    A.CO2 属于大气污染物
    B.酸雨是    pH 小于  7 的雨水

    C.CO2、NO2 或  SO2 都会导致酸雨的形成

    D.大气中    CO2 含量的增加会导致温室效应加剧

    解析:选    D SO2 及氮的氧化物是导致酸雨形成的主要物质,而                    CO2 是造成温室效应的

主要物质;CO2     无毒,不属于大气污染物;酸雨是              pH 小于  5.6 的降水。
    2.绿色化学实验是指化学实验要符合绿色化学思想,如减少污染,防止浪费等。下列
符合绿色化学实验的是(  )

    A.用铜与浓硫酸反应制取           CuSO4,并用少量品红溶液吸收尾气

    B.将  CO 还原  Fe2O3 后的尾气直接排入空气中

    C.用  CCl4 进行萃取操作练习时,将溴水改成碘水

    D.将  Zn 和稀硫酸制     H2 后的废液倒入水槽后,再清洗玻璃仪器

    解析:选    C 品红溶液可以用来检验           SO2 气体,但不能用来吸收尾气,A            错误;CO   还原

Fe2O3 后的尾气中含有少量        CO 气体,直接排放到空气中会造成污染,B                错误;溴易挥发,
而碘不易挥发,C       正确;锌与稀硫酸制氢气后的废液倒入水槽会污染环境,D                        错误。
    3.(2017·启东模拟)化学与环境、材料、能源关系密切,下列说法正确的是(   )
    A.绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理 
    B.利用生物方法脱除生活污水中的氮和磷,防止水体富营养化
    C.PM 2.5 是指大气中直径接近         2.5×10-6 m 的颗粒物,分散在空气中形成胶体
    D.高纯硅广泛应用于太阳能电池、计算机芯片和光导纤维
    解析:选    B    A 项,绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对
环境造成的污染,错误;B           项,水中氮元素和磷元素可以造成水体富营养化,可以利用生
物方法脱除,正确;C         项,PM2.5  的颗粒直径不属于胶体范围,错误;D                项,高纯硅应用于
太阳能电池,光导纤维的主要成分为二氧化硅,错误。
    4.为建设“蓝天常在、青山常在、绿水常在”的美丽中国,2015                         年 4 月 16 日国务院
颁布了《水污染防治行动计划》。下列做法不利于该目标实现的是(   )
    A.推广使用无磷洗涤剂

    B.用  O3 替代  Cl2 作饮用水消毒剂
    C.用工业污水直接灌溉农田
    D.含  Cr3+的废水用适量石灰处理后排放
    解析:选    C A  项,磷元素可以造成水体富营养化,推广使用无磷洗涤剂可以减少水污
染,正确;B     项,臭氧作氧化剂,产物是水,没有污染,正确;C                      项,工业污水含有很多有
害物质,可以造成水污染,错误;D               项,铬离子和石灰水反应生成氢氧化铬沉淀,除去铬
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离子的水可以排放,正确。

    5.为减少雾霾、降低大气中有害气体含量,研究机动车尾气中                          CO、NOx 及 CxHy 的排放

量意义重大(注      CxHy 为可燃烧的有机物)。机动车尾气污染物的含量与空/燃比(空气与燃油
气的体积比)的变化关系示意图如图所示,则下列说法不正确的是(  )


    A.空/燃比的增大使氧气的含量增大,因而                 CO、CxHy 的含量会慢慢变小
    B.当空/燃比达到       15 后由于燃油气含量减少,燃油气燃烧放出的热量相应减少,环境

温度降低,故      NOx 减少
    C.空/燃比的增大,燃烧产生的高温及火花塞放电能促使空气中的氮气与氧气直接生

成  NO2

    D.在机动车尾气出口处使用催化剂能将                 CO、NOx 转化为无害的      N2 和 CO2

    解析:选    C 根据图像可知随空/燃比增大,CO              和 CxHy 的含量减少,这是由于空/燃比

增大,燃油气燃烧更充分,故             CO、CxHy 含量减少,A     正确;当空/燃比达到         15 后,NOx 减少

的原因可能是因为反应          N2(g)+O2(g)2NO(g)是吸热反应,当空/燃比大于              15 后,由于
燃油气含量减少,燃油气燃烧放出的热量相应减少,环境温度降低,使该反应不易进行,

故  NOx 减少,B  正确;氮气与氧气不能直接转化为              NO2,C 错误;在机动车尾气出口处使用

催化剂能将     CO、NOx 转化为无害的      N2 和 CO2,D 正确。
    6.海洋是人类的巨大宝库,在淡水资源短缺的今天,对海水(含                          Na+、Cl-、Mg2+、
SO24-、K+、Br-等)进行淡化处理是获得淡水的一种重要途径,水的净化处理是一项极为
常见而又重要的工作。
    (1)在净水过程中需用到混凝剂,混凝剂除去悬浮物质的过程中发生了__________(填
“物理”“化学”或“物理和化学”)变化,其中不能作为混凝剂使用的是__________(填
字母)。
    a.硫酸铝  b.氧化铝  c.碱式氯化铝  d.氯化铁
    (2)最早用于海水淡化的方法是蒸馏法,其原理是________________________,此方法
需要大量的能源,但现代蒸馏法可利用太阳能提供蒸馏所需要的能量,此过程中的能量转
化形式为
________________________________________________________________________。
    (3)离子交换法是海水淡化的一种重要方法,其工作原理为:使海水分
别通过阳离子交换树脂(成分表示为               RH)和阴离子交换树脂(成分表示为
ROH,两种树脂均不易电离),工作时海水中的离子分别与树脂上的—H、—
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OH 交换,—H、—OH      分别以   H+、OH-形式进入水中,某海水淡化车间的生产流程如图所示。
则离子交换柱中应分别装入的离子交换树脂为                    A 柱__________(填“RH”或“ROH”),这样
放置可以防止因形成沉淀造成交换膜功能下降,写出形成沉淀时的离子方程式:
______________________________,另外写出海水中       SO24-被留在离子交换树脂中的离子
方程式:_______________________________________________________。
    解析:(1)净水过程从悬浮物质变化角度看,它是被混凝剂吸附后形成大颗粒而沉淀下

                                    3+   3+
来,是物理变化;从混凝剂角度看,因                 Al  、Fe  最终转化为      Al(OH)3、Fe(OH)3 胶体,故

是化学变化。由于        Al2O3 不溶于水且无吸附性,故它不能作混凝剂。
    (2)蒸馏的原理是海水中盐与水沸点不同,加热使沸点低的水汽化形成水蒸气,水蒸气
经冷凝后得淡水。
    (3)利用离子交换法淡化海水时,应将海水先通过阳离子交换树脂                          RH,后通过阴离子
交换树脂    ROH;因为若先通过阴离子交换树脂,交换下来的                    OH-会与海水中的      Mg2+反应生

成难溶的    Mg(OH)2,这样会使离子交换膜发生堵塞从而影响交换效果。
    答案:(1)物理和化学 b
    (2)水的沸点低于盐的沸点,加热海水时,沸点低的水先汽化形成水蒸气,经冷凝后得
淡水,而盐则留在残余物中 太阳能转化为热量

             2+     -
    (3)RH Mg   +2OH  ===Mg(OH)2↓

             -            -
    2ROH+SO24  ===R2SO4+2OH
                                   [课下提能练]
    1.海洋是一个巨大的宝藏,期待着人们的开发和利用。下列物质不经过化学变化就能
从海水中获得的是(  )
    A.单质溴                           B.单质镁
    C.烧碱                             D.食盐
    解析:选    D 通入氯气将溴离子氧化为溴单质,是化学变化,故                       A 错误;通过电解熔
融的氯化镁得到镁,是化学变化,故                B 错误;把从海水中获得的氯化钠配制成饱和食盐水,
然后电解,即得烧碱、氢气和氯气,是化学变化,故                      C 错误;把海水经太阳暴晒,蒸发水
分后即得食盐,不需要化学变化就能够从海水中获得,故                        D 正确。
    2.(2017·柳州模拟)从海带中制取单质碘需要经过灼烧、溶解、过滤、氧化、萃取、
分液、蒸馏等操作,下列图示对应的装置合理、操作规范的是(  )


    解析:选    C 灼烧应在坩埚中进行,A           项错误;过滤时应该用玻璃棒引流,B                项错误;
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蒸馏时温度计的水银球应在蒸馏烧瓶的支管口处,D                     项错误。
    3.下列有关防止或减少酸雨的措施中不可行的是(  )
    A.对燃煤及燃煤烟气进行脱硫

    B.对含   SO2、NO2 的废气处理后再排空
    C.人工收集大气雷电产生的氮的氧化物
    D.推广天然气、甲醇等作为汽车的燃料
    解析:选    C 酸雨的产生的原因主要有燃煤和汽车尾气排放的气体,酸雨可以分为硫
酸型和硝酸型酸雨。对燃煤及燃煤烟气进行脱硫,可以减少硫酸型酸雨的产生,A                                  可行;

SO2、NO2 是形成酸雨的直接原因,对含            SO2、NO2 的废气处理后再排空,可以减少酸雨,
B 可行;人工收集大气雷电产生的氮的氧化物不现实,C                      不可行;推广天然气、甲醇等作为
汽车的燃料,可以减少燃煤的使用,有利于减少酸雨,D                       可行。
    4.下列说法中不正确的是(  )
    A.从海带中提取碘单质的过程涉及氧化还原反应
    B.往淡水中加入       NaCl 等配成人造海水,可用于海产品的长途运输
    C.赤潮主要是由工农业生产和生活废水引起沿海水域的富营养化而造成的
    D.海洋经济专属区的资源开发可获得                Fe、Co、K、Au、Mg、B     等金属

                                       -
    解析:选    D 由于海带中的碘是碘离子(I             ),要从海带中提取碘单质(I2)必然会涉及
元素化合价的升降,故          A 项正确;由于海产品适于在海水中生活,所以往淡水中加入
NaCl 等配成人造海水,可用于海产品的长途运输,故                    B 项正确;赤潮主要是由生活污水和
工农业生产的废水任意排放引起水中                N、P 含量增高,造成水域中的水体富营养化,藻类大
量生长,水中的含氧量减少而造成的,故                  C 项正确;硼(B)是非金属元素,故            D 项错误。
    5.工业上制备相关物质,涉及的反应原理及部分流程较为合理的是(  )
                   CaOH2    高温    电解
                    ――→      ――→   ――→
    A.制取镁:海水          Mg(OH)2    MgO   Mg
                     过量NaOH过aq量HClaq   电解
                        ――→      ――→      ――→
    B.冶炼铝:铝土矿           NaAlO2   无水   AlCl3   Al
                      Cl2  热吹空出S气O2吸收    2再1进一Cl步2 操作
                     ――→   ――→――→            ――→
    C.制溴:浓缩海水           Br2       HBr(aq)    Br2
                 O2,灼烧    H2O,浸Cl取2    12热再裂进汽一油步,操萃作取
                  ――→       ―――→―→          ――→
    D.制碘:海带         海带灰           I2(aq)   I2

    解析:选    C A  项制取   Mg 应电解   MgCl2;B 项制取   Al 应电解   Al2O3;D 项热裂汽油与

I2 反应,应用    CCl4 或苯萃取。
    6.下表中解决相对应的环境问题所采取的措施不科学的是(  )
              环境问题                             措施

       A      臭氧空洞               限制氟氯烃类物质的生产量和消耗量
       B        酸雨         改变能源结构,减少二氧化硫和氮氧化物的排放量
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       C      白色污染               回收利用废旧塑料,开发可降解塑料
       D    水体富营养化                 禁止使用含磷洗衣粉及施用氮肥
    解析:选    D 氟氯烃是造成臭氧空洞的主要原因;减少二氧化硫、氮氧化物的排放有
利于控制酸雨的产生;对废旧塑料回收利用及开发可降解塑料制品均有利于减少白色污染;
禁止施用氮肥不符合农业现状,故               D 项不科学。
    7.海水是巨大的资源宝库,下列关于海水综合利用的说法错误的是(  )


    A.海水制淡水主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等
    B.海水制盐、发展氯碱工业都是发生物理变化

    C.海水提溴过程中先通入           Cl2 将溴离子氧化为溴单质

    D.工业上用电解熔融         MgCl2 的方法制取金属镁
    解析:选    B A.海水制淡水主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等,正确;B.氯碱
工业中电解饱和食盐水,产生了新物质有氯气、氢气、氢氧化钠生成,发生化学变化,错

误;C.海水中的溴元素以溴离子形式存在,所以海水提溴过程中先通入                             Cl2 将溴离子氧化

为溴单质,再将溴吹出,正确;D.氧化镁的熔点较高,所以工业上用电解熔融                                MgCl2 的方
法制取金属镁,正确。
    8.二氧化碳捕获和封存技术(CCS)是当今化学的前沿技术,下面通过化学反应捕获

CO2 的反应中,原子利用率达到           100%的是(  )

    A.2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2

    B.Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3

    C.Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO

    D.2Mg+CO2  点燃,2MgO+C
    解析:选    B B  项中生成物只有一种,无副产物生成,原子利用率达                      100%。
    9.(2017·唐山质量检测)“绿色化学”实验已走进课堂,下列做法符合“绿色化学”
的是(  )


    ①实验室中收集氨气采用图甲所示装置
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    ②实验室中做氯气与钠反应实验时采用图乙所示装置
    ③实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸反应生成铵盐的实验
    ④实验室中采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应
    A.②③④                            B.①②③
    C.①②④                            D.①③④
    解析:选    C 因为氨气的密度比空气小,实验室用向下排空气法收集氨气,氨气溶于
水呈弱碱性,可以使滴有酚酞的水变红,①符合“绿色化学”;氯气有毒,与钠反应后,
多余的氯气被碱液吸收,②符合“绿色化学”;铜与稀硝酸反应生成的一氧化氮有毒,一
氧化氮可以用气球收集,④符合“绿色化学”;浓盐酸和浓氨水都易挥发,③不符合“绿
色化学”。
    10.(2016·浙江高考)为落实“五水共治”,某工厂拟综合处理含                        NH+4 废水和工业废

气(主要含    N2、CO2、SO2、NO、CO,不考虑其他成分),设计了如下流程:


    下列说法不正确的是(  )

    A.固体   1 中主要含有     Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3
    B.X 可以是空气,且需过量
    C.捕获剂所捕获的气体主要是             CO

    D.处理含    NH+4 废水时,发生反应的离子方程式为              NH+4 +NO-2 ===N2↑+2H2O

    解析:选    B 工业废气中的       CO2、SO2 与石灰乳反应生成难溶的           CaCO3 和 CaSO3,石灰乳

微溶于水,A     项正确;气体      1 中含有   NO、CO  和 N2,若用过量空气,则         NO 被全部氧化为

NO2,NO2 与 NaOH 反应生成    NaNO3 和 NaNO2,与流程图中     NaNO2 不符,故通入的空气不能过量,

NO2 与 NO 气体按照   1∶1  混合与   NaOH 完全反应生成     NaNO2,B 项错误;气体       2 中含有  N2 和

CO,N2 无毒,故捕获剂捕获的气体主要为               CO,C 项正确;NaNO2    具有氧化性,NH+4     具有还原

性,二者发生氧化还原反应生成无污染的                  N2,D 项正确。
    11.直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题,将烟气通
过装有石灰石浆液的脱硫装置可以除去其中的二氧化硫,最终生成硫酸
钙。硫酸钙可在如图所示的循环燃烧装置的燃料反应器中与甲烷反应,
气体产物分离出水后得到几乎不含杂质的二氧化碳,从而有利于二氧化
碳的回收利用,达到减少碳排放的目的。
    请回答下列问题:
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    (1)煤燃烧产生的烟气直接排放到空气中,引发的主要环境问题有__________(填字母)
。
    A.温室效应                           B.酸雨
    C.粉尘污染                           D.水体富营养化
    (2)在烟气脱硫的过程中,所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前,需通一段时间的二氧
化碳,以增加其脱硫效率;脱硫时控制浆液的                    pH,此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气
快速氧化生成硫酸钙。
    ①二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为__________。
    ②亚硫酸氢钙被足量氧气氧化生成硫酸钙的化学方程式为
________________________________________________________________________。
    解析:(1)煤燃烧产生的烟气中含有的粉尘会造成粉尘污染,含有的二氧化硫(与空气
接触可产生三氧化硫)会造成酸雨,二氧化碳可以造成温室效应,故应选                              A、B、C。

    (2)①因  CO2+CaCO3+H2O===Ca(HCO3)2,故二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为

Ca(HCO3)2;②1  mol Ca(HSO3)2 被氧气氧化肯定生成        1 mol CaSO4,根据   S 元素守恒,还要

有  H2SO4 生成,故反应的化学方程式为           Ca(HSO3)2+O2===CaSO4+H2SO4。
    答案:(1)ABC

    (2)①Ca(HCO3)2(或碳酸氢钙)

    ②Ca(HSO3)2+O2===CaSO4+H2SO4
    12.(2017·湖北诊断)海洋是一个丰富的资源宝库,通过海水的综合利用可获得许多
物质供人类使用。
    (1)海水中盐的开发利用:
    ①海水制盐目前以盐田法为主,建盐田必须选在远离江河入海口,多风少雨,潮汐落
差大且又平坦空旷的海滩。所建盐田分为贮水池、蒸发池和________池。
    ②目前工业上采用比较先进的离子交换膜电解槽法进行氯碱工业生产,在电解槽中阳
离子交换膜只允许阳离子通过,阻止阴离子和气体通过,请说明氯碱生产中阳离子交换膜
的作用______________(写一点即可)。
    (2)电渗析法是近年来发展起来的一种较好的海水淡化技术,其原理如图所示。其中具
有选择性的阴离子交换膜和阳离子交换膜相间排列。请回答下面的问题:


    ①海水不能直接通入阴极室中,理由是____________________________________
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    ________________________________________________________________________。
    ②A 口排出的是________(填“淡水”或“浓水”)。
    (3)用苦卤(含    Na+、K+、Mg2+、Cl-、Br-等离子)可提取溴,其生产流程如图所示:


    ①若吸收塔中的溶液含          BrO-3 ,则吸收塔中反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。

    ②通过①氧化已获得含          Br2 的溶液,为何还需经过吹出、吸收、酸化来重新获得含

Br2 的溶液?
    ________________________________________________________________________。
    ③向蒸馏塔中通入水蒸气加热,控制温度在                  90             ℃左右进行蒸馏的原因是
________________________________________________________________________。
    解析:(3)由于苦卤中溴的含量太低,故在用苦卤制溴的过程中,需要富集溴,再由生

产流程及①中提供的信息可知,在吸收塔为                   Br2 与纯碱反应中有      BrO-3 生成,则离子方程式

      -            -
为  3CO23 +3Br2===5Br +BrO-3 +3CO2↑。
    答案:(1)①结晶 ②阻止氢气与氯气反应(或阻止氯气与氢氧化钠反应使烧碱不纯)
    (2)①海水中含有较多的镁离子和钙离子,会产生氢氧化物沉淀,从而堵塞阳离子交换
膜 ②淡水

             -            -
    (3)①3CO23  +3Br2===5Br +BrO-3 +3CO2↑ ②通过①氧化获得的           Br2 溶液浓度太小,
因此要通过后面的处理来富集溴 ③顺利将溴蒸出,同时防止水蒸出
    13.(1)在汽车上安装三效催化转化器,可使汽车尾气中

的主要污染物(CO、NOx、碳氢化合物)进行相互反应,生成无
毒物质,减少汽车尾气污染。某研究性学习小组探究某种催
化剂在不同空燃比(空气与燃油气的质量比)条件下对汽车尾
气的催化效果。在一定条件下,测得尾气中的主要污染物的转化率与空燃比的关系如图所
示。空燃比约为________时,催化剂对汽车尾气的催化效果最好。(填                         a、b、c、d)

    (2)工业上也常用      NaOH 溶液吸收法处理       NOx,已知:

    NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O(Ⅰ)

    2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O(Ⅱ)

    现有  2 240 mL(标准状况)NO     和 NO2 的混合气体溶于      200 mL NaOH 溶液中,恰好完全反
应,并无气体放出,则          NaOH 溶液物质的量浓度是__________ mol·L-1。
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    (3)NO 直接催化分解(生成       N2 与 O2)也是一种脱硝途径。在不同条件下,NO               的分解产物
不同。在高压下,NO        在  40  ℃下分解生成两种化合物,体系中各组分物质的量随时间变化
曲线如图所示。写出         Y 和 Z 的化学式:__________。
    解析:(1)由图像可知,在          c 点时  NO 和 CO 的转化率最高,催化效果最好。

    (2)据钠原子与氮原子守恒,2            240 mL(标准状况)NO    和 NO2 中氮原子的物质的量是         0.1 
mol,产物中钠与氮是        1∶1,故氢氧化钠的物质的量是             0.1  mol,c(NaOH)=0.1/0.2=0.5 
mol·L-1。

    (3)据图像得    n(NO)∶Y∶Z=3∶1∶1,故       Y、Z 分别是    N2O 和 NO2。

    答案:(1) c (2)0.5 (3)N2O、NO2


                      难点增分课(一)              无机化学工艺流程
    化学工艺流程题是将化工生产中的生产流程用框图形式表示出来,并根据生产流程中
有关的化学知识步步设问,是无机框图的创新。它以现代工业生产为基础,与化工生产成
本、产品提纯、环境保护等相融合,考查物质的制备、检验、分离或提纯等基本实验原理
在化工生产中的实际应用,要求考生依据流程图分析原理,紧扣信息、抓住关键、准确答
题。这类试题具有较强的实用性和综合性,是近几年高考化学试题的常考题型。 


                                  以物质制备为目的的化学工艺流程

    1.原料处理阶段的常见考查点
    (1)加快反应速率
    (2)溶解:通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等。
    (3)灼烧、焙烧、煅烧:改变结构,使一些物质能溶解,并使一些杂质高温下氧化、分
解。
    2.分离提纯阶段的常见考查点
    (1)调 pH 除杂
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    ①控制溶液的酸碱性使其中的某些金属离子形成氢氧化物沉淀。如若要除去                                Al3+、
Mn2+溶液中含有的      Fe2+,先用氧化剂把       Fe2+氧化为   Fe3+,再调溶液的      pH。
    ②调节   pH 所需的物质一般应满足两点:一能与               H+反应,使溶液       pH 增大;二不引入新

                      2+              3+
杂质。例如,若要除去          Cu  溶液中混有的      Fe  ,可加入    CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3 等物
质来调节溶液的       pH。
    (2)加热:加快反应速率或促进平衡向某个方向移动。
    如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物,则要注意对温度的控制。如侯

氏制碱法中的      NaHCO3;还有如    H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。
    (3)降温:防止某物质在高温时溶解(或分解);为使化学平衡向着题目要求的方向移动。

    3.获得产品阶段的常见考查点
    (1)洗涤(冰水、热水):洗去晶体表面的杂质离子,并减少晶体在洗涤过程中的溶解损
耗;乙醇洗涤既可洗去晶体表面的杂质,又可减少晶体溶解的损耗。

    (2)蒸发时的气体氛围抑制水解:如从溶液中析出                   FeCl3、AlCl3、MgCl2 等溶质时,应
在  HCl 的气流中加热,以防其水解。

    (3)蒸发浓缩、冷却结晶:如           NaCl 和 K2Cr2O7 混合溶液,若将混合溶液加热蒸发后再降

温,则析出的固体主要是           K2Cr2O7,这样就可分离出大部分          K2Cr2O7;同样原理可除去

KNO3 中的少量   NaCl。

    (4)蒸发结晶、趁热过滤:如           NaCl 和 K2Cr2O7 混合溶液,若将混合溶液蒸发一段时间,

析出的固体主要是        NaCl,同样原理可除去        NaCl 中的少量    KNO3。
    [典例  1] (2015·全国卷Ⅰ)硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分

为  Mg2B2O5·H2O 和 Fe3O4,还有少量   Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3  和 SiO2 等)为原料制备硼酸

(H3BO3)的工艺流程如下所示:


    回答下列问题:

    (1)写出  Mg2B2O5·H2O 与硫酸反应的化学方程式:
    ________________________________________________________________________。
    为提高浸出速率,除适当增加硫酸浓度外,还可采取的措施有
______________________________(写出两条)。
    (2)利用________的磁性,可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是
________(写化学式)。

    (3)“净化除杂”需先加         H2O2 溶液,作用是____________。然后再调节溶液的             pH 约为
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5,目的是

________________________________________________________________________
    ________________________________。
    (4)“粗硼酸”中的主要杂质是________(填名称)。

    (5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH4),它是有机合成中的重要还原剂,其电子式
为________。
    (6)单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质
硼,用化学方程式表示制备过程__________________________________________。
    [解题流程] 


                                     △
                                  = = = = =
     [答案] (1)Mg2B2O5·H2O+2H2SO4      2H3BO3+2MgSO4 提高反应温度、减小铁硼矿粉
粒径

    (2)Fe3O4 SiO2 和 CaSO4
    (3)将 Fe2+氧化成    Fe3+ 使  Fe3+与 Al3+形成氢氧化物沉淀而除去
    (4)(七水)硫酸镁
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    (5) 

                △                      △
             = = = = =             = = = = =
    (6)2H3BO3   B2O3+3H2O、B2O3+3Mg    2B+3MgO

    [对点演练]

    1.某工厂对工业生产钛白粉产生的废液进行综合利用,废液含有大量                             FeSO4、H2SO4 和

少量   Fe2(SO4)3、TiOSO4,可用于生产颜料铁红和补血剂乳酸亚铁。其生产工艺流程如下:


                                              2+      -
    已知:①TiOSO4    可溶于水,在水中可以电离为            TiO  和  SO24 ;

    ②TiOSO4 水解的反应为      TiOSO4+(x+1)H2OTiO2·xH2O+H2SO4。
    请回答:
    (1)步骤①所得滤渣的主要成分为____________。
    (2)步骤③硫酸亚铁在空气中煅烧生成铁红和三氧化硫,该反应中氧化剂和还原剂的物
质的量之比为____________。
    (3)步骤④需控制反应温度低于            35 ℃,其目的是___________________________
    ________________________________________________________________________。
    (4)步骤④反应的离子方程式是
_______________________________________________。

                         2+        -
    (5)已知  FeCO3(s)Fe    (aq)+CO23 (aq),试用平衡移动原理解释步骤⑤生成乳酸
亚铁的原因:

________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。

         3+
    (6)Fe  对 H2O2 的分解具有催化作用。利用图(a)和(b)中的信息,按图(c)装置(连通

的  A、B 瓶中已充有     NO2 气体)进行实验,可观察到          B 瓶中气体颜色比       A 瓶中的________(填
“深”或“浅”),其原因是_____________________________________________________
    ________________________________________________________________________。
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    解析:(1)废液中含有大量          FeSO4、H2SO4 和少量  Fe2(SO4)3、TiOSO4,向其中加入过量铁

屑,发生反应:Fe2(SO4)3+Fe===3FeSO4,Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑;随着反应的进行,溶

液酸性减弱,TiOSO4      的水解平衡:TiOSO4+(x+1)H2OTiO2·xH2O+H2SO4         向右移动,所

以最终得到的滤渣的主要成分是              TiO2·xH2O 和 Fe。(2)步骤③FeSO4   在空气中煅烧,发生反
                高温
              = = = = =
应:4FeSO4+O2      2Fe2O3+4SO3,该反应中氧化剂是         O2,还原剂是    FeSO4,所以氧化剂与

还原剂的物质的量之比为           1∶4。(3)步骤④是向       FeSO4 溶液中加入    NH4HCO3 溶液来制取

                                                         2+
FeCO3,控制反应温度低于         35 ℃是为了防止      NH4HCO3 分解和防止    Fe  被氧化。(4)步骤④反

                  2+
应的离子方程式是        Fe  +2HCO-3 ===FeCO3↓+H2O+CO2↑。(5)FeCO3   在溶液中存在沉淀溶解

                     2+        -                                       +
平衡:FeCO3(s)    Fe   (aq)+CO23  (aq),当向其中加入乳酸时,乳酸电离出的                H  与 CO
23-反应,降低了      CO23-的浓度,上述沉淀溶解平衡正向移动,使碳酸亚铁溶解得到乳酸亚

铁溶液。(6)根据题中图(a)可知           H2O2 的分解反应是放热反应,根据题中图(b)可知                2NO2(g) 

N2O4(g)的正反应是放热反应。题中图(c)的左边烧杯内放有水,右边烧杯内放有

                                3+
H2O2 和 Fe2(SO4)3 的混合溶液,因为     Fe  对  H2O2 的分解具有催化作用,所以          H2O2 会不断分
解,放出热量,使右边烧杯内溶液的温度升高。根据平衡移动原理,升高温度,平衡向吸

热反应方向移动,NO2        浓度增大,所以       B 瓶内的气体颜色加深。

    答案:(1)TiO2·xH2O、Fe
    (2)1∶4

                              2+
    (3)防止  NH4HCO3 分解和防止    Fe  被氧化

         2+
    (4)Fe  +2HCO-3 ===FeCO3↓+H2O+CO2↑
    (5)乳酸电离出的      H+与  CO23-反应,使平衡向正反应方向移动,使碳酸亚铁溶解得到
乳酸亚铁

    (6)深 2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0,H2O2       分解放热,温度升高,使平衡            2NO2(g) 

N2O4(g)向逆反应方向移动,颜色加深

                                  以分离提纯为目的的化学工艺流程
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    1.物质分离提纯的原则
    (1)不增:不引入新的杂质。
    (2)不减:不减少被提纯的物质。
    (3)易分离:被提纯物与杂质易于分离。
    (4)易复原:被提纯的物质易恢复原来的组成、状态。
    2.常用的提纯方法

                    水溶法                  除去可溶性杂质
                    酸溶法                   除去碱性杂质
                    碱溶法                   除去酸性杂质
               氧化剂或还原剂法               除去还原性或氧化性杂质
                  加热灼烧法            除去受热易分解或易挥发的杂质
                调节溶液的     pH 法    如除去酸性     Cu2+溶液中的    Fe3+等

    3.常用的分离方法
   过滤        分离难溶物和易溶物,根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法

             利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质,如用                           CCl4 或苯
 萃取和分液
             萃取溴水中的溴
  蒸发结晶       提取溶解度随温度变化不大的溶质,如                 NaCl

             提取溶解度随温度变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物,如                             KNO3、
  冷却结晶
             FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O   等
 蒸馏或分馏       分离沸点不同且互溶的液体混合物,如分离乙醇和甘油
             利用气体液化的特点分离气体,如合成氨工业采用冷却法分离平衡混合气体
   冷却法
             中的氨气


    [典例  2] (2016·全国丙卷)以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生产硫酸的

催化剂。从废钒催化剂中回收             V2O5 既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的
主要成分为:


        物质         V2O5      V2O4      K2SO4    SiO2     Fe2O3   Al2O3
       质量分
                2.2~2.9    2.8~3.1    22~28    60~65     1~2      <1
        数/%

    以下是一种废钒催化剂回收工艺路线:
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    回答下列问题:

    (1)“酸浸”时     V2O5 转化为  VO+2 ,反应的离子方程式为
    ________________________________________________________________________,

                    2+
    同时  V2O4 转化成  VO  。“废渣    1”的主要成分是________。 

                                  2+
    (2)“氧化”中欲使       3     mol 的 VO 变为   VO+2 ,则需要氧化剂      KClO3 至少为________ 
mol。
                                  -
    (3)“中和”作用之一是使钒以            V4O412 形式存在于溶液中。“废渣          2”中含有
________。
                                                     离子洗交脱换
                                                      
                                                   -               -
    (4)“离子交换”和“洗脱”可简单表示为:4ROH+V4O412                     R4V4O12+4OH (ROH 为强
碱性阴离子交换树脂)。为了提高洗脱效率,淋洗液应该呈________性(填“酸”“碱”或
“中”)。
    (5)“流出液”中阳离子最多的是________。

    (6)“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀,写出“煅烧”中发生反应的化学方程式
________________________________________________________________________。
    [解题流程]
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                       +
     [答案] (1)V2O5+2H    ===2VO+2 +H2O SiO2 

    (2)0.5 (3)Fe(OH)3 和 Al(OH)3 (4)碱 
    (5)K+ (6)2NH  VO   高温     V O +H O+2NH ↑
                 4  3 = = = = = 2 5 2      3
    [对点演练]
    2.(2017·四川六校诊断)污染物的有效去除和资源的充分利用是重要的研究课题。某

化学研究小组利用软锰矿(主要成分为                MnO2,另含有少量铁、铝、铜、镍等金属的化合物)

作脱硫剂,通过如下简化流程既脱除燃煤尾气中的                     SO2,又制得电池材料        MnO2(反应条件已
略去)。


    请回答下列问题:

    (1)若将  SO2 气体通入下列溶液中,会褪色的是________(填字母)。
    A.品红溶液                          B.紫色石蕊溶液

    C.酸性   KMnO4 溶液                  D.溴水

                              3+     3+
    (2)用 MnCO3 能除去溶液中的      Al  和  Fe  ,其原因是
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_______________________________________________。
    (3)分别写出    MnS 除去溶液中的      Cu2+和 Ni2+的离子方程式
________________________、________________________。

    (4)工业上采用电解       K2MnO4 水溶液的方法来生产        KMnO4,其中惰性电极作阳极,铁作阴
极,请写出阳极的电极反应式:__________________________________________。

    (5)写出  KMnO4 和 MnSO4 溶液反应生成     MnO2 的化学方程式:
________________________________________________________________________。

    (6)若要制得硫酸锰晶体(MnSO4·H2O,相对分子质量为                 169),可以将除杂后得到的

MnSO4 溶液通过______(填操作名称)而制得。

    解析:(1)SO2   具有还原性,所以可以使酸性            KMnO4 和溴水褪色,SO2     具有漂白性,所以

                        3+    3+                           +
可以使品红溶液褪色。(2)Al           、Fe   水解产生     Al(OH)3、Fe(OH)3 和 H ,加入的    MnCO3 能
消耗   H+,促使   Al3+、Fe3+的水解平衡正向移动,从而使              Al3+、Fe3+形成沉淀被除去。
(4)电解池中阳极发生氧化反应,元素的化合价升高,则                      MnO24-被氧化为    MnO-4 ,所以阳极

                  -    -
的电极反应式为       MnO24 -e  ===MnO-4 。(5)KMnO4 与 MnSO4 发生归中反应生成      MnO2,另外还

有产物   K2SO4,根据原子守恒和得失电子守恒得出化学方程式:2KMnO4+3MnSO4+

2H2O===5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4。(6)从溶液中得到晶体的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过
滤。
    答案:(1)ACD
    (2)消耗溶液中的酸,使         Fe3+和 Al3+水解生成氢氧化物沉淀
    (3)MnS+Cu2+===CuS+Mn2+ MnS+Ni2+===NiS+Mn2+
    (4)MnO24--e-===MnO-4

    (5)2KMnO4+3MnSO4+2H2O===5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4
    (6)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤


    1.某铜矿石的主要成分是           Cu2O,还含有少量的       Al2O3、Fe2O3 和 SiO2。某工厂利用此矿

                                          +        2+
石炼制精铜的工艺流程如图所示(已知:Cu2O+2H                  ===Cu+Cu  +H2O)。


    (1)滤液  A 中铁元素的存在形式为________________(填离子符号),生成该离子的离子
方程式为____________________________,检验滤液        A 中存在该离子的试剂为
__________________(填试剂名称)。
    (2)金属  E 与固体   F 发生的某一反应可用于焊接钢轨,该反应的化学方程式为
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________________________________,在实验室中完成此实验还需要的试剂是________。

    a.KClO3        b.KCl

    c.Mg  d.MnO2
    (3)为使固体混合物       D 在空气中灼烧完全分解,应
__________________________________________,直至连续两次测定的实验结果相同(或质
量相差小于     0.1 g)时为止;灼烧时必须用到的实验仪器是____________。
    (4)溶液  G 与固体混合物      B 反应的离子方程式为
__________________________________________________。

    (5)将 Na2CO3 溶液滴入到一定量的        CuCl2 溶液中,得到氯化钠、二氧化碳和一种绿色的
不溶于水的盐(不含结晶水),该盐受热分解产生三种氧化物,则该盐的化学式是
____________。

                         +      3+               +         2+         3+
    解析:(1)根据     Fe2O3+6H  ===2Fe +3H2O、Cu2O+2H   ===Cu+Cu   +H2O、2Fe   +

        2+   2+
Cu===2Fe  +Cu  ,且铜矿石的主要成分为           Cu2O,而  Fe2O3 是少量的,可知滤液        A 中铁元素
的存在形式为      Fe2+。检验    Fe2+,可以用铁氰化钾溶液(或氯水和             KSCN 溶液、双氧水和

KSCN 溶液)。(2)E   为 Al,F  中含有   Fe2O3,Al 与 Fe2O3 发生铝热反应:2Al+
       高温
     = = = = =
Fe2O3   Al2O3+2Fe,该反应可用于焊接钢轨。实验室进行铝热反应,还需要                        Mg 和

KClO3。(3)灼烧固体混合物        D 需要的仪器为坩埚,为使其完全分解,应灼烧至质量不变,

因此应灼烧、冷却至室温后称重,重复多次。(4)固体混合物                        B 的主要成分为      SiO2 和 Cu,

溶解   SiO2 可用 NaOH 溶液。(5)结合题中信息知绿色的不溶于水的盐为                  Cu2(OH)2CO3[或

Cu(OH)2·CuCO3]。
    答案:(1)Fe2+ 2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+ 铁氰化钾溶液(或氯水和                KSCN 溶液、双
氧水和   KSCN 溶液等,合理即可)
    (2)2Al+Fe O    高温     Al O +2Fe ac
              2 3 = = = = = 2 3
    (3)灼烧,冷却至室温后称重,重复多次 坩埚

               -       -
    (4)SiO2+2OH  ===SiO23 +H2O

    (5)Cu2(OH)2CO3[或 Cu(OH)2·CuCO3]
    2.高纯活性氧化锌可用于光催化、光电极、彩色显影等领域。以工业级氧化锌(含
Fe2+、Mn2+、Cu2+、Ni2+、Cd2+等)为原料,用硫酸浸出法生产高纯活性氧化锌的工艺流程
如下:


                            -38
    已知  Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10   。
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    回答下列问题:
    (1)浸出时,为了提高浸出效率可采取的措施有(写两种):

_______________________________________________________________________________

                                                                  2+     2+
___________________。(2)氧化时,加入       KMnO4 溶液是为了除去浸出液中的          Fe  和  Mn

                                               2+
(溶液中   Mn 元素全部转化为       MnO2),请配平下列除去        Fe 的离子方程式:

                    2+                                                  +
        MnO-4 +   Fe  +     ____________===   MnO2↓+     Fe(OH)3↓+     H
    (3)加入锌粉的目的是________________________________________________
    ________________________________________________________________________。

                             2+             -1      2+            -1
    (4)已知  H2SO4 浸出液中,c(Fe     )=5.04 mg·L    、c(Mn   )=1.65 mg·L   。

                                             3+             -1
    ①加入   KMnO4 溶液反应一段时间后,溶液中            c(Fe  )=0.56  mg·L   ,若溶液    pH=3,
则此时   Fe3+________(填“能”或“不能”)生成沉淀。

                 3                2+     2+
    ②若要除尽     1 m 上述浸出液中的       Fe  和  Mn ,需加入________g KMnO4。
    解析:(1)为了提高浸出效率,可以适当增大硫酸浓度、搅拌、将固体粉碎、提高浸出
温度等。(2)Mn    元素由+7     价降低到+4     价,而铁元素由+2        价升高到+3     价,根据得失电
子守恒、原子守恒和电荷守恒配平方程式。(3)加入锌粉的目的是消耗溶液中的                                H+,调节
溶液   pH,促进溶液中的       Cu2+、Ni2+、Cd2+等生成沉淀而除去。(4)①c(Fe3+)=
0.56 × 10-3g·L-1
   56 g·mol-1  =1.0×10-5mol·L-1,此时溶液中         c(OH-)=1.0×10-11     mol·L-1,

    3+    3  -          -38
c(Fe  )·c  (OH )=1.0×10    <Ksp[Fe(OH)3],故不能生成      Fe(OH)3 沉淀。②加入

         2+     2+            3+
KMnO4 将 Fe 和  Mn  分别氧化为     Fe  和 MnO2,而  KMnO4 被还原为   MnO2,根据得失电子守恒

可知,加入     KMnO4 的质量为
5.04 × 10-3 g·L-1         1.65 × 10-3 g·L-1
                × 1 000 L+                × 2 × 1 000 L
   56 g·mol-1                55 g·mol-1
                          3                         ×158 g·mol-1=7.9 g。
    答案:(1)将工业级氧化锌粉碎、搅拌(其他合理答案均可)

    (2)1 3 7 H2O 1 3 5
    (3)调节溶液    pH,除去溶液中的       Cu2+、Ni2+、Cd2+等
    (4)①不能 ②7.9
    3.以黄铁矿为原料制硫酸会产生大量的废渣,合理利用废渣可以减少环境污染,变废
为宝。工业上利用废渣(含           Fe2+、Fe3+的硫酸盐及少量        CaO 和 MgO)制备高档颜料铁红

(Fe2O3)和回收(NH4)2SO4,具体生产流程如下:
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    注:铵黄铁矾的化学式为(NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12。
    (1)在废渣溶解操作时,应选用________溶解(填字母)。
    A.氨水                             B.氢氧化钠溶液
    C.盐酸                             D.硫酸

    (2)物质  A 是一种氧化剂,工业上最好选用________(供选择使用的有:空气、Cl2、

MnO2),其理由是_______________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。
    氧化过程中发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
    (3)根据如图有关数据,你认为工业上氧化操作时应控制的条件(从温度、pH                             和氧化时
间三方面说明)是:

    ________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。


    (4)铵黄铁矾中可能混有的杂质有             Fe(OH)3、________。铵黄铁矾与氨水反应的化学方
程式为
________________________________________________________________________。

    解析:(1)该流程的目的是制备高档颜料铁红(Fe2O3)和回收(NH4)2SO4,不能引入杂质
离子,不能选用盐酸,而氨水和              NaOH 溶液能沉淀    Fe3+和  Fe2+,所以也不能选用。(2)空气
中的氧气在酸性条件下可将            Fe2+氧化为   Fe3+,空气易得,成本低,不产生污染,不引入杂

                           2+       +      3+
质,氧化过程离子方程式为            4Fe  +O2+4H   ===4Fe +2H2O。(3)由图知,控制温度在          80 
℃、pH  为  1.5、氧化时间为      4   h,Fe2+的氧化率较高。(4)废渣溶解经氧化后溶液中存在

  2+    2+    3+
Ca  、Mg   、Fe   ,加氨水后,可能生成          Mg(OH)2 沉淀、Fe(OH)3 沉淀,另外     Ca(OH)2 和

CaSO4 的溶解度较小,也可能析出。由流程图可知,铵黄铁矾与氨水反应得到(NH4)2SO4                           和

Fe(OH)3。
    答案:(1)D

                                                         2+       +      3+
    (2)空气 原料易得,成本低,不产生污染,不引入杂质 4Fe                         +O2+4H  ===4Fe  +

2H2O
    (3)溶液温度控制在       80 ℃,pH  控制在    1.5,氧化时间为      4 h 左右

    (4)Ca(OH)2、Mg(OH)2、CaSO4 (NH4)2Fe6(SO4)4(OH)12+6NH3·H2O===4(NH4)2SO4+
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6Fe(OH)3↓

    4.(2017·沈阳模拟)“分子筛”是一种具有多孔结构的铝硅酸盐(NaAlSiO4·nH2O),
其中有许多笼状孔穴和通道能让直径比孔穴小的分子通过而将大的分子留在外面,故此得

名。利用铝灰(主要成分为           Al、Al2O3、AlN、FeO  等)制备“分子筛”的一种工艺如下:


    (1)分子筛的孔道直径为         4A 称为  4A 型分子筛;当     Na+被  Ca2+取代时就制得      5A 型分子
筛,当   Na+被  K+取代时就制得       3A 型分子筛。要高效分离正丁烷(分子直径为                4.65A)和异
丁烷(分子直径为       5.6A)应该选用________型的分子筛。
    (2)铝灰在   90  ℃时水解的化学方程式为____________________________;“水解”采
用  90 ℃而不在室温下进行的原因是__________________________________________。
    (3)“酸溶”时,为降低生产成本,应选择的酸为________,理由是
________________________________________________________________________。
    (4)“氧化”时,发生的主要反应的离子方程式为

________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。
    (5)该工艺中滤渣的成分是________。
    (6)“胶体”调节      pH 后过滤所得“晶体”需洗涤,如何证明该晶体已经洗涤干净?

________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。
    解析:(1)分离正丁烷和异丁烷,选用分子筛的型号应在                      4.65A~5.6A 之间,故应选择

5A 型分子筛。(2)铝灰中的        AlN 发生水解反应生成        Al(OH)3 和 NH3,反应的化学方程式为

AlN+3H2O===Al(OH)3+NH3↑,加热可以促进        AlN 水解生成氨气,降低         NH3 在水中的溶解度,

促使   NH3 逸出。(3)浓缩海水除杂后电解时有氢气和氯气产生,氢气和氯气反应可以制备盐
酸,用于酸溶,从而降低生产成本。(4)酸溶后的溶液中含有                        Fe2+,漂白液中的      ClO-可将

  2+        3+                 3+               3+
Fe  氧化成   Fe  。(5)加入   NaOH,Al   转化成    AlO-2 ,Fe 转化成   Fe(OH)3,则该工艺中滤

渣的成分为     Fe(OH)3。(6)“胶体”调节       pH 后过滤所得“晶体”需洗涤,通过检验晶体表
面是否有铵根离子或氯离子可判断是否洗涤干净。
    答案:(1)5A

    (2)AlN+3H2O===Al(OH)3+NH3↑ 加快    AlN 水解反应速率;降低         NH3 在水中的溶解度,

促使   NH3 逸出
    (3)盐酸 电解时生成的氢气和氯气可以制备盐酸
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          2+    +     -      3+    -
    (4)2Fe  +2H  +ClO  ===2Fe  +Cl  +H2O

    (5)Fe(OH)3
    (6)取最后一次洗涤液少许,加入浓氢氧化钠溶液并微热,若不能产生使湿润的红色石
蕊试纸变蓝的气体,则洗涤干净,否则未洗涤干净(或取最后一次洗涤液少许,加稀硝酸酸
化,再加硝酸银溶液,若不能产生白色沉淀,则洗涤干净,否则未洗涤干净)
    5.(2017·邯郸模拟)锰的用途非常广泛,在钢铁工业中,锰的用量仅次于铁,90%的
锰消耗于钢铁工业,10%的锰消耗于有色冶金、化工、电子、电池、农业等部门。以碳酸锰

矿(主要成分为      MnCO3,还含有铁、镍、         钴等碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如
下:


    已知  25 ℃,部分物质的溶度积常数如下:

 物质      Mn(OH)2      Co(OH)2      Ni(OH)2      MnS         CoS        NiS

               -13         -16          -16         -11        -22         -22
 Ksp    2.1×10       3.0×10      5.0×10      1.0×10      5.0×10     1.0×10


    (1)步骤Ⅰ中,MnCO3     与硫酸反应的化学方程式是
________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。
    (2)步骤Ⅰ中需要加入稍过量的硫酸,其目的有                  3 点:①使矿物中的物质充分反应;
②提供第Ⅱ步氧化时所需要的酸性环境;③________________。

                                       2+        3+
    (3)步骤Ⅱ中,MnO2     在酸性条件下可将        Fe  氧化为   Fe  ,该反应的离子方程式是
__________________________;加氨水调节溶液的        pH 为 5.0~6.0,以除去     Fe3+。
    (4)步骤Ⅲ中,需要用到的玻璃仪器除玻璃棒、漏斗外,还有________;滤渣                           2 的主要
成分是________。

                             2+
    (5)电解后的废水中还含有          Mn  ,常用石灰乳进行一级沉降得到              Mn(OH)2 沉淀,过滤后

                                                   2+          -5        -1
再向滤液中加入适量         Na2S,进行二级沉降。欲使溶液中            c(Mn  )≤1.0×10      mol·L   ,
则应保持溶液中       c(S2-)≥________ mol·L-1。

    解析:向碳酸锰矿(主要成分为             MnCO3,还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质)中加入硫酸,

                                                    2+        3+
可以发生反应生成硫酸盐,其中具有氧化性的                    MnO2 可以将  Fe  氧化为   Fe  ,调节   pH 可以

将  Fe(OH)3 沉淀下来,向滤液中加入硫化铵,可以将镍离子、钴离子形成硫化物沉淀下来,

最后对得到的含有锰离子的盐电解,可以得到金属锰。(1)加稀硫酸时                            MnCO3 和硫酸反应生

成可溶性的     MnSO4,并产生二氧化碳和水,反应的化学方程式为                   MnCO3+H2SO4===MnSO4+

                2+                                  2+
CO2↑+H2O;(2)Mn    易水解,加入过量硫酸,还可以抑制                Mn 的水解;(3)步骤Ⅱ中,
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                      2+        3+                             2+   +     2+
MnO2 在酸性条件下可将       Fe  氧化为   Fe  ,反应的离子方程式是          MnO2+2Fe  +4H   ===Mn

     3+
+2Fe   +2H2O;(4)过滤时的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒及漏斗,故还需烧杯;滤渣                           2 的主

                                    2+      2-         -11          2+
要成分是    CoS 和 NiS;(5)MnS 的  Ksp=c(Mn  )·c(S   )=1.0×10    ,为了将    Mn  降到
                                 Ksp     1.0 × 10-11
1.0×10-5  mol·L-1,则    c(S2-)=cMn2+=    1.0 × 10-5 =1.0×10-6 mol·L-1,即硫
化钠的浓度是      1.0×10-6 mol·L-1。

    答案:(1)MnCO3+H2SO4===MnSO4+CO2↑+H2O
    (2)抑制  Mn2+的水解

               2+    +     2+     3+
    (3)MnO2+2Fe  +4H   ===Mn +2Fe   +2H2O
    (4)烧杯 CoS   和  NiS (5)1×10-6

    6.以某菱锰矿(含       MnCO3、SiO2、FeCO3 和少量   Al2O3 等)为原料通过以下方法可获得碳
酸锰粗产品。


                          -11                     -13                     -
    已知  Ksp(MnCO3)=2.2×10    ,Ksp[Mn(OH)2]=1.9×10    ,Ksp[Al(OH)3]=1.3×10
33。
    (1)滤渣  1 中,含铁元素的物质主要是________(填化学式,下同);加                    NaOH 调节溶液
的  pH 约为 5,如果    pH 过大,可能导致滤渣        1 中________含量减少。
    (2)滤液  2 中,+1   价阳离子除了      H+外还有________(填离子符号)。

    (3)取“沉锰”前溶液        a    mL 于锥形瓶中,加入少量         AgNO3 溶液(作催化剂)和过量的

                          2+
1.5%(NH4)2S2O8 溶液,加热,Mn     被氧化为     MnO-4 ,反应一段时间后再煮沸          5 min [除去过

                                                        -1
量的(NH4)2S2O8],冷却至室温。选用适宜的指示剂,用                 b  mol·L    的(NH4)2Fe(SO4)2 标准

溶液滴定至终点,消耗(NH4)2Fe(SO4)2        标准溶液     V mL。

        2+
    ①Mn   与(NH4)2S2O8 反应的还原产物为________。
    ②“沉锰”前溶液中         c(Mn2+)=________mol·L-1。(列出表达式)

    (4)其他条件不变,“沉锰”过程中锰元素回收率与                    NH4HCO3 初始浓度(c0)、反应时间
的关系如图所示。
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    ①NH4HCO3 初始浓度越大,锰元素回收率越________(填“高”或“低”),简述原因
________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。

                  2+             -1                      -1
    ②若溶液中     c(Mn  )=1.0  mol·L   ,加入等体积      1.8  mol·L    NH4HCO3 溶液进行反
应,计算    20~40 min  内 v(Mn2+)=________。
    解析:(1)根据工艺流程图分析,菱锰矿酸浸后,浸液中所含金属阳离子有                              Mn2+、

  2+    3+              2+          3+
Fe  、Al   ;加入   MnO2,Fe   被氧化为    Fe  ;加入   NaOH 调节  pH,过滤后得到的滤渣         1 中

含铁元素的物质主要为          Fe(OH)3。如果   pH 过大,则滤渣中      Al(OH)3、SiO2 会开始溶解。

                                                                   +
(2)调  pH 时加入  NaOH、沉锰时加入      NH4HCO3,故滤液    2 中,+1  价阳离子除了       H 外还有

  +               2+                  2+                     -
Na 、NH+4 。(3)①Mn    与(NH4)2S2O8 反应,Mn   被氧化为     MnO-4 ,则 S2O28 被还原为
SO24-。②根据滴定原理,由原子守恒及得失电子守恒,可得关系式                          Mn2+~MnO-4 ~
                           1                                              1
                      2+                                -1       -3
5(NH4)2Fe(SO4)2,则 n(Mn  )=5n[(NH4)2Fe(SO4)2]=b    mol·L   ×V×10        L×5=
                          1
                           bV × 10-3 mol
1                         5              bV
       -3            2+                           -1
5bV×10    mol,故  c(Mn  )=   a × 10-3 L = 5a  mol·L  。(4)①根据题图,NH4HCO3      初

                                                    -1
始浓度越大,锰元素回收率越高。②加入等体积                    1.8   mol·L    NH4HCO3 溶液,则混合后

    2+              -1                       -1
c(Mn  )=0.50 mol·L    ,c(NH4HCO3)=0.90 mol·L   ,20~40 min  内  Mn 的回收率由    20%变
                                  0.50 mol·L-1 × 30%
为  50%,回收率增大      30%,故  v(Mn2+)=   40-20min    =7.5×10-3    mol·L-1·min-
1。

                                        +
    答案:(1)Fe(OH)3 Al(OH)3、SiO2 (2)Na     、NH+4
                                                      bV
            -
    (3)①SO24  [或“H2SO4”、“Na2SO4”、“(NH4)2SO4”] ②       5a
                          -        2+                      -            2+
    (4)①高 根据     Ksp=c(CO23 )·c(Mn   ),c(NH4HCO3)越大,c(CO23   )越大,c(Mn     )越
                                          -                            -
小,析出的     MnCO3 越多[或   c(NH4HCO3)越大,c(CO23  )越大,使平衡      MnCO3(s)CO23  (aq)+

  2+                                                -3       -1     -1
Mn  (aq)向逆反应方向移动,析出的            MnCO3 越多] ②7.5×10      mol·L   ·min
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                     难点增分课(二)              无机物的转化与推断
    无机推断题作为一种高考题型,
                                                                                                   结构特征
它有明显的学科特点,题目重点考                                                                                    反应特征
                                                                                                   现象特征
查学生对元素及其化合物主干知识                                                                                    [       ]
                                 推断题                               结论→验证                           其他特征
的掌握情况,题目结构紧凑,文字
表述少,但转化关系中包含信息多,综合性强,难度较大。                           审题       明显条件                      突抓破关口键                               推断
                                                   ――→        [隐含条件]                     ――→                                 ――→
    解题的关键是仔细审题,依物质的特性或特征转化来确定“突破口”,顺藤摸瓜,进
而完成全部未知物的推断。我们可以将推断题的解题方法及推理过程表示如右所示。 
                                   [解题突破口]
    1.物质的特殊颜色

    (1)有色气体:NO2(红棕色)、Cl2(黄绿色);

    无色、刺激性气味的气体:SO2、NH3、HCl。
    (2)溶液中的有色物质:Cu2+(蓝色)、Fe2+(浅绿色)、Fe3+(棕黄色)、MnO-4                  [紫(红)色]。


    Br2 在水中显黄(橙)色,在有机溶剂中显橙(红)色;

    I2 在水中显黄(褐)色,在有机溶剂中显紫(红)色。
    (3)有色固体:

                (淡)黄(棕)色固体               Na2O2、S、FeS2、FeCl3

                    黑色固体               MnO2、C、CuO、FeO、Fe3O4

                  紫(黑)色固体                     KMnO4、I2

                  (紫)红色固体                        Cu

    (4)有色沉淀:

                  H2SiO3、AgCl、BaSO4(不溶于酸)、BaSO3、Mg(OH)2、Al(OH)3、BaCO3、
   白色沉淀
                                     CaCO3、CaSO4、MgCO3 等

   红褐色沉淀                                    Fe(OH)3

   蓝色沉淀                                     Cu(OH)2
  黑(褐)色沉淀                                  CuS、FeS

    2.特殊的反应现象
    (1)焰色反应:Na+(黄色)、K+(紫色)。

    (2)使品红溶液褪色的气体:SO2(加热后又恢复红色)、Cl2(加热后不恢复红色)。
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(3)Fe(OH) 空气中Fe(OH)  :白色沉淀迅速转变成灰绿色,最终变成红褐色。
         2――→        3
     2+ Cl2   3+        -
(4)Fe  ――→Fe    :遇   SCN 无明显变化,通入        Cl2 后显红色。
(5)在空气中气体由无色变成红棕色:NO。

(6)气体燃烧火焰呈苍白色:H2(在           Cl2 中燃烧)。

(7)使湿润的红色石蕊变蓝的气体:NH3。

(8)使湿润的    KI­淀粉试纸变蓝:Cl2、Br2、FeCl3、碘水等。

(9)两种气体接近冒白烟:HCl          和 NH3。
(10)遇强碱溶液生成红褐色沉淀或遇              KSCN 显红色:Fe3+。
3.特殊的反应条件(如使用催化剂的反应)
      高催温化、高剂压         Mn△O2
                 = = = = =
N2+3H2    2NH3;2KClO3    2KCl+3O2↑
                                催化△ 剂
                                
       MnO2
2H2O2 = = = = = 2H2O+O2↑;2SO2+O2    2SO3
          催化△ 剂
         = = = = =
4NH3+5O2    4NO+6H2O
4.既能与强酸溶液反应又能与强碱溶液反应的物质
(1)金属单质:Al。

(2)两性物质:两性氧化物如           Al2O3,两性氢氧化物如       Al(OH)3,以及氨基酸等。

(3)弱酸弱碱盐:如(NH4)2CO3、CH3COONH4      等。

(4)弱酸的酸式盐:如        NaHCO3、Ca(HCO3)2、NaHSO3 等。
5.特殊的转化关系
(1)直线型转化关系

   X      X
A――→B――→C

①X 为  O2

Na―→Na2O―→Na2O2

N2―→NO―→NO2   或 NH3―→NO―→NO2

S―→SO2―→SO3   或 H2S―→SO2―→SO3

C―→CO―→CO2   或  CH4―→CO―→CO2

②X 为  CO2
     CO2        CO2
NaOH――→Na2CO3――→NaHCO3
③X 为强酸(如     HCl)

   -2 H+          H+    3+
AlO  ――→Al(OH)3――→Al
  23- H+     -3 H+
CO   ――→HCO    ――→CO2↑
④X 为强碱(如     NaOH)

  3+ OH-        OH-     -2
Al  ――→Al(OH)3――→AlO
⑤X 为  Fe
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        Fe         Fe
    Cl2――→FeCl3――→FeCl2
    ⑥X 为  C

        C       C
    O2――→CO2――→CO
    (2)交叉型转化关系


    (3)三角型转化关系


    [常见题型]

                                            直线型转化


    1.(2015·江苏高考改编)在给定条件下,下列选项中所示的物质间转化均能一步实现
的是(  )
            高Cl温2   高H温2
           ――→     ――→
    A.粗硅       SiCl4   Si

    B.Mg(OH)2 盐酸,MgCl2(aq)电解,Mg

    C.Fe2O3 盐酸,FeCl3(aq)蒸发,无水     FeCl3
        O2/点燃     H2O
    D.S ――→   SO3――→H2SO4

    解析:选    A B  项,电解熔融的       MgCl2 可制得镁,电解      MgCl2 溶液:MgCl2+2H2O
   电解     Mg(OH) ↓+H  ↑+Cl  ↑,错误;C      项,FeCl  溶液蒸干过程中发生反应:
 = = = = =      2    2      2                  3
FeCl +3H O    △     Fe(OH) ↓+3HCl↑,错误;D       项,硫燃烧不能生成        SO ,故  D 错误。
    3    2 = = = = =      3                                      3

    2.(2015·海南高考)单质        Z 是一种常见的半导体材料,可由             X 通过如下图所示的路线
制备,其中     X 为 Z 的氧化物,Y     为氢化物,分子结构与甲烷相似,回答下列问题:
      加M热g     盐酸   加热
     ――→      ――→――→
    X    Mg2Z    Y    Z

    (1)能与  X 发生化学反应的酸是________;由          X 制备  Mg2Z 的化学方程式为
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________________________________________________________________________。

    (2)由 Mg2Z 生成  Y 的化学方程式为
________________________________________________________________________,
    Y 分子的电子式为________。
    (3)Z、X 中共价键的类型分别是________、________。
    解析:Z   为半导体单质,则        Z 是 Si 元素;Si   可与氢氟酸反应,其氧化物为二氧化硅,

根据反应的流程图可知,二氧化硅与                Mg 反应生成   Mg2Si,Mg2Si 与盐酸反应生成的        Y 为氢

化物,则    Y 的分子式是     SiH4,加热分解可得到        Si 单质。其余问题可解。
                                 △
                             = = = = =
    答案:(1)氢氟酸 SiO2+4Mg           2MgO↑+Mg2Si


    (2)Mg2Si+4HCl===2MgCl2+SiH4↑ 
    (3)非极性键 极性键


                              不能一步实现的反应归纳

    (1)H2S(或 S)不能一步转化为       SO3。

    (2)N2(或 NH3)不能一步转化为       NO2。

    (3)SiO2 不能与水反应生成       H2SiO3。

    (4)Fe2O3、Al2O3、CuO 等不溶性金属氧化物都不能一步生成相应的氢氧化物。

                                            三角型转化


    3.(2015·福建高考)纯净物         X、Y、Z  转化关系如右图所示,下
列判断正确的是(  )
    A.X 可能是金属铜
    B.Y 不可能是氢气
    C.Z 可能是氯化钠
    D.Z 可能是三氧化硫

    解析:选    A H2 和  Cl2 或 Cu 和 Cl2 反应分别可以生成      HCl、CuCl2,电解两种溶液可以

产生相应的单质,A        项正确、B    项错误;电解       NaCl 溶液产生   NaOH、H2、Cl2,两种气体化合

得到的是    HCl,不是    NaCl,C 项错误;SO3    溶于水得到的是       H2SO4,电解  H2SO4 溶液生成的是

H2、O2,D  项错误。
    4.(2017·启东期末)表中各组物质之间不可以通过一步反应实现如图所示转化关系的
是(  )
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     选项        X        Y           Z        箭头旁所标数字代表的反应条件

       A     Na2O2     NaOH       NaCl               ①常温遇水

       B     Al2O3    NaAlO2     Al(OH)3              ②通入   CO2

       C       NO      NO2        HNO3               ④加入铜粉

       D      Cl2     NaClO       HClO               ③加浓盐酸

    解析:选    A 氯化钠不能通过一步反应得到过氧化钠,故                    A 符合题意;氧化铝与氢氧
化钠溶液反应生成偏铝酸钠,向偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳,二者反应生成氢氧化铝,
氢氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠,氢氧化铝受热分解生成氧化铝,各物质之间
通过一步反应可以实现转化,故              B 不符合题意;一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮,二氧
化氮与水反应生成硝酸,稀硝酸与铜反应生成一氧化氮,浓硝酸与铜反应生成二氧化氮,
各物质之间通过一步反应可以实现转化,故                   C 不符合题意;氯气与氢氧化钠溶液反应生成
次氯酸钠,次氯酸钠与碳酸反应生成次氯酸,次氯酸与氢氧化钠溶液反应生成次氯酸钠,
次氯酸与浓盐酸反应生成氯气,各物质之间通过一步反应可以实现转化,故                                D 不符合题意。


                                             综合推断


    5.(2016·全国乙卷)短周期元素           W、X、Y、Z   的原子序数依次增
加。m、p、r    是由这些元素组成的二元化合物,n               是元素   Z 的单质,通
常为黄绿色气体,q        的水溶液具有漂白性,0.01              mol·L-1r 溶液的
pH 为 2, s 通常是难溶于水的混合物。上述物质的转化关系如图所示。
下列说法正确的是(  )
    A.原子半径的大小        W<X<Y
    B.元素的非金属性        Z>X>Y
    C.Y 的氢化物常温常压下为液态
    D.X 的最高价氧化物的水化物为强酸

    解析:选    C n  是元素   Z 的单质,通常为黄绿色气体,则             n 为 Cl2,Z 为 Cl 元素。

                                                        -1
Cl2(n)与二元化合物      p 在光照条件下反应生成         r 和 s,0.01 mol·L   r 溶液的   pH 为 2,s 通

常是难溶于水的混合物,则            p 为 CH4,r 为 HCl,s  为 CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3 和 CCl4 的混合

物。二元化合物       m 与 n 反应生成    q 和 r,q 的水溶液具有漂白性,其中            n 为 Cl2,r 为
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HCl,从而推知     m 为 H2O,q 为  HClO。结合四种短周期元素的原子序数关系及形成的二元化
合物之间的转化推知,W、X、Y、Z             元素分别为     H、C、O、Cl。A    项同周期主族元素的原子

半径,随原子序数的递增而逐渐减小,则原子半径的大小关系为                           H<O<C;B   项由   ClO2、

CCl4 可以得出元素的非金属性:O>Cl,Cl>C,则元素的非金属性强弱关系为                           O>Cl>C;

C 项 Y(O)的氢化物有     H2O、H2O2,常温常压下均为液态;D           项 X(C)的最高价氧化物的水化物

为  H2CO3,是一种二元弱酸。
    6.现有常见金属单质         A、B、C  和气体甲、乙、丙及物质           D、E、F、G、H,它们之间存
在如下转化关系(图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出)。其中                              B 是地壳中含量
居第一的金属元素,C         是当今产量和用量最多的金属。请回答下列问题:


     (1)写出金属    B 和气体丙的化学式__________、__________。
    (2)写出反应①的化学反应方程式:____________________________________。
    (3)沉淀  H 的化学式为__________________。
    (4)往溶液   G 中滴入   KSCN 溶液,现象是__________________________________。

    解析:金属     A 焰色为黄色,A      是钠元素;钠与水反应生成气体甲(H2)和溶液                 D(NaOH);

黄绿色气体是      Cl2,H2 和 Cl2 生成气体丙(HCl);HCl     溶于水得到溶液       E(盐酸),红褐色沉淀

H 是 Fe(OH)3,所以金属     C 是变价金属,C     是  Fe;盐酸和    Fe 生成溶液    F(FeCl2);FeCl2 和

Cl2 生成溶液   G(FeCl3)。NaOH 和金属   B 反应生成    H2,B 是铝。

    答案:(1)Al HCl (2)2Na+2H2O===2NaOH+H2↑

    (3)Fe(OH)3 (4)溶液变红色

                                       实验流程中的物质推断


    7.(2016·海南高考)KAl(SO4)2·12H2O(明矾)是一种复盐,在造纸等方面应用广泛。
实验室中,采用废易拉罐(主要成分为                Al,含有少量的      Fe、Mg 杂质)制备明矾的过程如下
图所示。回答下列问题:
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    (1)为尽量少引入杂质,试剂①应选用______(填标号)。

    a.HCl 溶液                       b.H2SO4 溶液
    c.氨水                           d.NaOH 溶液
    (2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为
____________________________________。
    (3)沉淀  B 的化学式为________;将少量明矾溶于水,溶液呈弱酸性,其原因是
________________________________________________________________________。

                       -14                             +                 -13
    (4)已知:KW=1.0×10       ,Al(OH)3           AlO-2 +H +H2O K=2.0×10      。

Al(OH)3 溶于 NaOH 溶液反应的平衡常数等于________。
    解析:(1)易拉罐(主要成分为           Al,含有少量的      Fe、Mg 杂质),它们都是比较活泼的金

属,都可以与酸发生反应,而             Al 可以与强碱溶液反应变为          NaAlO2 进入溶液,而     Fe、Mg  不
能与碱发生反应,所以要以含             Al 的易拉罐为原料制取明矾,应该用强碱                NaOH 溶液溶解,
选项   d 正确;(2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为                    2Al+2NaOH+

                                               -
2H2O===2NaAlO2+3H2↑,反应的离子方程式是          2Al+2OH  +2H2O===2AlO-2 +3H2↑;(3)滤

液  A 的主要成分是     NaAlO2,向其水溶液中加入         NH4HCO3 溶液,发生   AlO-2 +NH+4 +
                                                     -
H2O===Al(OH)3↓+NH3 及 HCO-3 +AlO-2 +H2O===Al(OH)3↓+CO23 ,所以沉淀     B 的化学式为

                                                  3+
Al(OH)3;将少量明矾溶于水,溶液呈弱酸性,其原因是                    Al  为弱碱阳离子,发生水解反
应,消耗水电离产生的          OH-,当最终达到平衡时溶液中            c(H+)>c(OH-),所以溶液显酸性。
                                                cAlO-2  cAlO-2 ·cH+

(4)由已知得    Al(OH)3 溶于  NaOH 溶液反应的平衡常数        K= cOH-   = cH+·cOH-    =
 K   2.0 × 10-13
KW=1.0  × 10-14=20。
    答案:(1)d

    (2)2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑

                 3+               +
    (3)Al(OH)3 Al  水解,使溶液中       H  浓度增大
    (4)20
    8.(2014·浙江高考)某研究小组为了探究一种无机矿物盐                     X(仅含四种元素)的组成和
性质,设计并完成了如下实验:


    另取  10.80 g X 在惰性气流中加热至完全分解,得到               6.40 g 固体  1。请回答如下问题:
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    (1)画出白色沉淀      1 中金属元素的原子结构示意图______,写出气体甲的电子式
________。
    (2)X 的化学式是________,在惰性气流中加热             X 至完全分解的化学反应方程式为
________________________________________________________________________。
    (3)白色沉淀    2 在空气中变成红褐色沉淀的原因是__________________________(用化
学反应方程式表示)。
    (4)一定条件下,气体甲与固体            1 中的某种成分可能发生氧化还原反应,写出一个可能
的化学反应方程式:________________________________________________________
    ________________________________________________________________________,
    并设计实验方案验证该反应的产物_____________________________________。

    解析:从框图可知,气体甲为             CO2;由溶液    1 转变为白色沉淀      1,白色沉淀     1 又能溶解

在  CO2 水溶液中,可推断白色沉淀          1 为 CaCO3;从固体    2 的转化过程可知,白色沉淀           2 为

Fe(OH)2,最终的红褐色沉淀为          Fe(OH)3;由上述推断可初步确定          X 为含有   Ca、Fe 元素的碳

酸盐,且其中铁元素的化合价为+2,故可推断其为                     CaFe(CO3)2,分解得到的固体        1 为
CaO 与 FeO 的混合物,应用题给数据可以进一步确认上述判断的正确性。(1)白色沉淀                             1 中


的金属元素为钙,其原子结构示意图为                         ,气体甲为     CO2,其电子式为


                 。(2)X  的化学式为     CaFe(CO3)2;在惰性气流中加热        X 至完全分解的化

学反应方程式为       CaFe(CO3)2△,CaO+FeO+2CO2↑。(3)白色沉淀        2 在空气中变成红褐色沉

淀是因为    Fe(OH)2 被氧化成   Fe(OH)3,反应方程式为       4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3。

(4)CO2 气体与固体    1 中的  FeO 可能发生氧化还原反应,反应方程式为                2FeO+CO2△,Fe2O3+
CO;检验产物的方法:取反应所得固体物质,加稀盐酸溶解,然后加入                             KSCN 溶液,若溶液
呈红色,说明反应产物中有            Fe(Ⅲ)。将生成的气体通过灼热            CuO,若黑色固体变为红色,
证明生成的气体中含有          CO。


    答案:(1)            
                               △
                            = = = = =
    (2)CaFe(CO3)2 CaFe(CO3)2   CaO+FeO+2CO2↑

    (3)4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
                    △
                = = = = =
    (4)2FeO+CO2    Fe2O3+CO 检测    Fe2O3:将固体用稀盐酸溶解,加入            KSCN 溶液若显
红色,表明产物中有         Fe3+;检测   CO:将气体通过灼热        CuO,黑色固体变为红色


    1.(2017·吕梁模拟)下列各组物质中,物质之间通过一步反应就能实现图示变化的是
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(  )
   物质             物质转
                                   a            b           c           d
   编号             化关系

    ①                            FeCl2        FeCl3         Fe        CuCl2

    ②                              NO          NO2          N2         HNO3

    ③                             Na2O        Na2O2         Na         NaOH

    ④                            Al2O3       NaAlO2         Al       Al(OH)3

    A.①④                            B.①②③
    C.①③④                            D.②④

    解析:选    A ②中    N2 不能一步生成     NO2 气体,③中    NaOH 不能一步生成     Na2O。
    2.已知   X、Y、Z、E、F    五种常见物质含有同一元素            M,在一定条件下它们有如下转化
关系,Z   是  NO,下列推断不合理的是(  )


    A.X 可能是一种氢化物
    B.X 生成   Z 一定是化合反应
    C.E 可能是一种有色气体
    D.F 中  M 元素的化合价可能为+5

    解析:选    B 根据题给转化关系推断,M            为氮元素,Z     为  NO,E 为 NO2,F 为  HNO3。

A.X 可能是   NH3,则  Y 可能为   N2,正确;B.若    X 为 NH3,氨气转化为一氧化氮可发生反应:
          催化△ 剂
         = = = = =
4NH3+5O2    4NO+6H2O,不是化合反应,错误;C.E           可能是    NO2,是一种红棕色气体,正

确;D.F  可能为    HNO3,其中氮元素的化合价为+5,正确。
    3.A、B、C、X   均为中学化学常见物质,一定条件下它们有如图所示转
化关系(部分产物已略去)。下列说法正确的是(  )

    A.若  X 为 Fe,则   C 可能为  Fe(NO3)2 溶液
    B.若  X 为 KOH 溶液,则    A 可能为   Al

    C.若  A、B、C   均为焰色反应呈黄色的化合物,则              X 一定为   CO2

    D.若  X 为 O2,则  A 可为有机物乙醇,也可为非金属单质硫

    解析:选    A 若   A 为 Al、X 为 KOH,Al  与 KOH 反应只能生成      KAlO2,B 项错;若    A、B、

C 均为焰色反应呈黄色的化合物,则三者中都含有钠元素,则                         X 可能为  CO2、SO2、H2S  等,

C 项错;如果     A 为 S,则  S 与 O2 反应只能生成     SO2,D 项错。
    4.化学美无处不在。下图是物质间发生化学反应的颜色变化,其中                            X 是(  )
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    A.稀盐酸                            B.稀硫酸
    C.硫酸钠溶液                          D.碳酸钠溶液

    解析:选    B 稀盐酸不与      Ba(NO3)2 反应,A  项不符合;硫酸钠、碳酸钠都不能与
CuO 和 Fe 反应,也不能使石蕊溶液变红,C、D              项都不符合。
    5.下表各物质中,A、B、C、D、E            均含有同一种短周期元素,其中             A 是单质,B    在常
温下是气态的氢化物,C、D           是氧化物,E     是  D 和水反应的产物。则各物质之间通过一步反
应就能实现表中所示转化的是(  )


        物质编号       物质转化关系             A          D             E

           ①                         Si         SiO2         H2SiO3

           ②                          S         SO3           H2SO4

           ③                          C         CO2           H2CO3

           ④                         N2         NO2           HNO3
    A.②③                             B.②③④
    C.①③④                            D.①②③④

    解析:选    B SiO2 不能一步反应生成        H2SiO3,故①不符合题意。
    6.(2017·盐城中学月考)甲、乙、丙、丁、戊的相互转化关系如图所示
(部分生成物及反应条件已略去,箭头表示一步转化)。下列各组物质中,满
足图示转化关系的是(  )
             物质
                      甲         乙           丙          戊        丁
         选项  

            A         Cu       HNO3      Cu(NO3)2      Fe       NO

            B         H2O       Fe          H2         O2      Fe2O3

            C         Al       NaOH         H2        Al2O3   NaAlO2

            D       CH3CHO      O2       CH3COOH       H2      H2O
    解析:选    A 铁与硝酸反应也能生成           NO 气体,铁与硝酸铜反应的化学方程式为                Fe+

Cu(NO3)2===Fe(NO3)2+Cu,所以能实现题图中的转化,故             A 正确;铁与水蒸气反应的化学
方程式为    3Fe+4H  O(g)   高温     Fe O +4H ,故  B 错误;H   不能还原    Al O 生成  Al,故
               2    = = = = =   3 4   2            2          2 3
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                                                             C△u
                                                           ――→
C 错误;乙醛与氧气反应生成乙酸,反应的化学方程式为                       2CH3CHO+O2    2CH3COOH,故
D 错误。
    7.(2017·河南八市联考)X、Y、Z         是中学化学中三种常见元素的单质,甲、乙是两种
常见的化合物,相互间有如图转化关系(未注明反应条件),下列说法不正确的是(  )

    A.若  X 为金属单质,Y      为非金属固体单质,则          Z 为 O2
    B.若  X、Y  均为金属单质,则甲不可能为黑色固体
    C.若  X 为金属单质,Y      为非金属气体单质,则乙可能为黑色固体

    D.若  X、Y  均为非金属固体单质,则           Z 可能为  O2

    解析:选    B 当   X 是镁、Y  是碳时,Z     是 O2,A 项正确;当     X 是铝、Y   是铁时,甲可以

是黑色的    Fe3O4,B 项错误;当     X 是铁、Y   是氢气时,乙可以为黑色的            Fe3O4,C 项正确;当
X 是碳、Y   是硅时,Z    可能为氧气,D      项正确。
    8.(2017·唐山调研)甲、乙、丙、丁、戊是中学常见的无机物,其中甲、乙均为单质,
它们的转化关系如图所示(某些条件和部分产物已略去)。下列说法不正确的是(  )


    A.若甲既能与盐酸反应又能与             NaOH 溶液反应,则丙可能属于两性氧化物

    B.若甲为短周期中原子半径最大的主族元素的单质,且戊为碱,则丙只能为                                Na2O2
    C.若丙、丁混合产生白烟,且丙为               18 电子分子,丁为      10 电子分子,则乙的水溶液可
能具有漂白作用
    D.若甲、丙、戊含有同一种元素,则三种物质中,该元素的化合价由低到高的顺序可
能为甲<丙<戊
    解析:选    B 若甲为单质,既能与盐酸反应又能与                 NaOH 溶液反应,则甲为       Al,乙为

O2,二者反应生成的丙为氧化铝,氧化铝属于两性氧化物,故                         A 正确;若甲为短周期中原

子半径最大的主族元素的单质,则甲为                 Na,乙为   O2,二者反应生成的丙可能为           Na2O2 或

Na2O,故  B 错误;若丙、丁混合产生白烟,且丙为                18 电子分子,丁为       10 电子分子,则丙

为  HCl,丁为   NH3,若乙为    Cl2,其水溶液中含有       HClO,具有漂白作用,故         C 正确;若甲、

丙、戊含有同一种元素,当甲为              S,乙为   O2,丙为   SO2,丁为   HClO 等具有强氧化性的物质,
戊为硫酸时,含       S 元素的化合价由低到高的顺序为甲<丙<戊,故                  D 正确。
    9.已知   A、B、C   为中学化学中常见的单质。室温下,A               为固体,B    和  C 均为气体。在
适宜的条件下,它们可以按如图进行反应。下列说法中正确的是(  )
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    A.A、B、C   中三种元素的任意两种元素形成的化合物所属物质类别可能是氧化物
    B.A、B、C   中三种元素的任意两种元素形成的化合物所属物质类别一定不是碱
    C.如果   E 溶液是一种强酸,则         E 溶液为硫酸
    D.A、B、C   中有一种金属且为        B

    解析:选    B 当   A 为 Mg、B 为 Cl2、C 为  H2 时,符合题给信息和框图转化,A、B、C              中
没有氧元素,A      项错误;碱至少由三种元素组成,B               项正确;常温下,B、C         均为气体单质,
E 溶液不可能为硫酸,C         项错误;金属在室温下不为气体,D              项错误。
    10.某第ⅡA    族元素是该族元素中在自然界中存在最广泛的元素,常以化合物                           F 的形
式存在,其单质       A 可发生一系列如图所示的化学反应。下列说法正确的是(  )


    A.D 与  H 溶液反应只有一种碳酸盐生成
    B.电解   F 与盐酸反应后的溶液以制取单质              A

    C.反应①、③中消耗等量           H2O 时转移的电子数相同

    D.工业上常用      F 的悬浊液与     Cl2 反应制取漂白粉
    解析:选    C 第ⅡA    族元素中在自然界中存在最广泛的是               Ca,其单质与水反应生成

Ca(OH)2 和 H2,由题图中物质的转化关系可知             B 是 H2,C 是 Ca(OH)2,E 是 NaH,H  是 NaOH,

F 是 CaCO3,CaCO3 受热分解生成      CO2 和 CaO,而 CO2 恰好与  Ca(OH)2 反应生成   CaCO3 和 H2O,

所以   D 和 G 分别是  CO2 和 CaO。A 项,CO2  与 NaOH 溶液反应可能会生成两种碳酸盐:

Na2CO3 和 NaHCO3,错误。B   项,Ca  为活泼金属,一般只能通过电解法来制备,可用电解熔

融的   CaCl2 的方法制备,但不能通过电解           CaCl2 溶液制备,因电解       CaCl2 溶液生成   H2、

Cl2、Ca(OH)2,得不到单质钙,错误。C           项,反应①为      Ca+2H2O===Ca(OH)2+H2↑,H2O  是

氧化剂,反应消耗        1   mol  H2O 时转移   1  mol 电子,反应③为       NaH+H2O===NaOH+H2↑,

H2O 是氧化剂,反应消耗        1 mol H2O 时,转移了     1 mol 电子,反应①、③消耗等量           H2O 时转

移的电子数相同,正确。D           项,工业上常用       Ca(OH)2 的悬浊液与    Cl2 反应制取漂白粉,错误。

    11.一种白色晶体       A 极易溶于水,将       A 配成溶液进行如下框图所示的实验,实验现象
及转化关系如框图所示。A           为含硫的正盐其中硫元素化合价为+4,气体                  D 能使品红溶液褪
色,气体    F 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。试回答下列问题:
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    (1)写出物质化学式:D__________;F__________。
    (2)写出下列反应的离子方程式:

    ①A 和酸性    KMnO4 溶液反应:
________________________________________________________________________;
    ②D 和新制氯水:__________________________________________________。
    (3)通过本题的解答,在检验           SO24-时,应使用__________。

    A.盐酸酸化的      BaCl2 溶液

    B.硝酸酸化的      Ba(NO3)2 溶液

    解析:根据已知条件:能使品红溶液褪色的是                   SO2,所以   D 是 SO2,能使湿润的红色石

蕊试纸变蓝的是       NH3,即  F 是 NH3,A 是一种白色晶体,和其他物质反应既能生成                   NH3 又能

生成   SO2,所以  A 是(NH4)2SO3,容易被氧化剂氧化为(NH4)2SO4,所以           B 是(NH4)2SO4,得出

E 是 NH4Cl,白色沉淀     C 是 BaSO4。

    (1)根据分析,D     是  SO2,F 是 NH3;

                                                                  +
    (2)①A 是(NH4)2SO3,A 和酸性    KMnO4 溶液反应的离子方程式为          2MnO-4 +6H +

    -       -      2+
5SO23 ===5SO24 +2Mn  +3H2O;

                                                    -     +     -
    ②Cl2 能将  SO2 氧化,离子方程式为        SO2+Cl2+2H2O===SO24 +4H  +2Cl   ;
    (3)通过本题的解答可知,若溶液中存在                SO23-,加入硝酸后能够被氧化为           SO24-,因
           -
此在检验    SO24 时,应使用盐酸酸化的          BaCl2 溶液,故选    A。

    答案:(1)SO2 NH3

                   +      -       -      2+
    (2)①2MnO-4 +6H  +5SO23 ===5SO24 +2Mn   +3H2O

                        -     +     -
    ②SO2+Cl2+2H2O===SO24  +4H  +2Cl
    (3)A
    12.钢铁等铁制品是应用最广泛的金属材料,铁元素的单质及其化合物在元素化合物
世界始终扮演着重要角色。
    Ⅰ.打磨过的细铁丝可在纯氧中剧烈燃烧,最终生成黑色固体;铁粉与水蒸气在高温下
也可生成该黑色固体,
    (1)铁粉与水蒸气反应的化学方程式为______________________________________。
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    (2)将该黑色固体溶于盐酸中,反应的离子方程式:

________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。
    Ⅱ.某校探究性学习小组用已部分生锈的废铁屑制作印刷电路板的腐蚀剂,并回收铜。
探究过程如下:


    请回答下列问题:

    (1)步骤②中,除发生反应          Fe+2HCl===FeCl2+H2↑外,其他可能反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。

    (2)若将③加入     H2O2 书写反应的离子方程式_________________________________
    ________________________________________________________________________。
    (3)若溶液   B 中只含有    Fe2+而不含   Fe3+,可证明该事实的实验方法是________。
    ①先加氯水,后加        KSCN 溶液后显红色;
    ②先加   KSCN 溶液,不显红色,再加氯水后显红色;
    ③滴加   NaOH 溶液,只产生白色沉淀,迅速变为灰绿色,最后呈红褐色;
    ④只滴加    KSCN 溶液不显红色。
    A.①②                            B.②③   C.③④   D.①④
    (4)步骤④的化学方程式为___________________________________________。
    (5)若除去氯化铜中氯化铁可以加入试剂
________________________________________________________________________。
    解析:Ⅰ.(1)在高温下铁与水蒸气反应的方程式为                   3Fe+4H  O(g)    △     Fe O +
                                                      2    = = = = =  3 4

4H2。

                                                 +     3+    2+
    (2)四氧化三铁与盐酸反应的离子方程式为                 Fe3O4+8H ===2Fe +Fe   +4H2O。

                                                                            +
    Ⅱ.(1)从题意    Fe 中含有   Fe2O3,       因此其他可能反应的离子方程式为               Fe2O3+6H

      3+              3+     2+
===2Fe  +3H2O、Fe+2Fe    ===3Fe 。

                                                         2+         +      3+
    (2)双氧水具有强氧化性,能氧化亚铁离子,离子方程式为                       2Fe  +H2O2+2H  ===2Fe

+2H2O。
    (3)Fe2+的检验要考虑      Fe3+的干扰,故先加       KSCN 无明显现象,氧化后变红或加入
NaOH 开始只产生白色沉淀,答案选            B。

    (4)铁离子能腐蚀金属铜,则反应④的化学方程式为                    2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2;
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    (5)由于不能引入新的杂质,则除去氯化铜中氯化铁可以加入氧化铜或氢氧化铜。
    答案:Ⅰ.(1)3Fe+4H     O(g)    △     Fe O +4H
                       2    = = = = =  3 4   2
               +      3+    2+
    (2)Fe3O4+8H ===2Fe  +Fe   +4H2O

                  +      3+              3+      2+
    Ⅱ.(1)Fe2O3+6H  ===2Fe  +3H2O、Fe+2Fe    ===3Fe

          2+         +      3+
    (2)2Fe  +H2O2+2H  ===2Fe  +2H2O
    (3)B

    (4)2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2
    (5)氧化铜或氢氧化铜
    学段二(元素及其化合物)阶段回顾与综合验收
                     一、基础回顾练——温故基础,避免知识遗忘
    一、判断下列描述的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
    1.金属及其化合物
    (1)将浓硝酸滴入用砂纸打磨过的铝条中,会产生红棕色气体(×)
    (2)海水提镁涉及到复分解反应(√)

                                    -1                            -1
    (3)制备  Al(OH)3 悬浊液:向    1 mol·L    AlCl3 溶液中加过量的      6 mol·L    NaOH 溶液
(×)

    (4)制氧气时,用      Na2O2 或 H2O2 作反应物可选择相同的气体发生装置(√)

    (5)铝与  Fe2O3 发生铝热反应后固体物质增重(×)
    (6)铝罐可久盛食醋(×)
    (7)因氢氧化铝具有弱碱性,可用于制胃酸中和剂(√)
    (8)中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈(√)
    2.非金属及其化合物

    (1)稀盐酸可除去烧瓶内残留的            MnO2(×)

    (2)富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴,再用                    SO2 将其还原吸收(√)

    (3)燃料的脱硫脱氮、SO2       的回收利用和       NOx 的催化转化都是减少酸雨产生的措施(√)

    (4)利用  NaOH 溶液和浓    H2SO4 通过洗气的方法可以除去         CO 中的  CO2(√)

    (5)实验室里用锌粒与稀         HNO3 反应制取   H2(×)

    (6)将可调高度的铜丝伸入稀           HNO3 中,溶液变蓝,说明铜与稀           HNO3 发生置换反应(×)
    (7)液氨用作制冷剂不涉及化学变化(√)

    (8)除去  Cl2 中少量   HCl 气体的方法是将混合气体依次通入盛有饱和食盐水和浓

H2SO4 的洗气瓶(√)
    二、方程式排查练(是离子反应的写离子方程式)
    1.钠及其化合物

    (1)Na 和 H2O 反应:
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              +     -
2Na+2H2O===2Na +2OH  +H2↑;

(2)Na2O2 与 H2O 反应:

                +     -
2Na2O2+2H2O===4Na +4OH  +O2↑;

(3)Na2O2 与 CO2 反应:

2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2;

(4)向 NaOH 溶液中通入过量       CO2:

  -
OH +CO2===HCO-3 ;

(5)向 Na2CO3 溶液中通入过量      CO2:
   -
CO23 +H2O+CO2===2HCO-3 ;

(6)将含等物质的量       NaHCO3 溶液和  NaOH 溶液混合:

         -      -
HCO-3 +OH ===CO23 +H2O;

(7)将含等物质的量       NaHCO3 溶液与澄清石灰水混合:

         2+    -
HCO-3 +Ca  +OH  ===CaCO3↓+H2O;

(8)将 NaHCO3 溶液与少量澄清石灰水混合:

  2+     -                           -
Ca  +2OH  +2HCO-3 ===CaCO3↓+2H2O+CO23  。
2.铝及其化合物
(1)Al 和 NaOH 溶液的反应:

        -
2Al+2OH  +2H2O===2AlO-2 +3H2↑;

(2)Al(OH)3 和 NaOH 溶液的反应:

          -
Al(OH)3+OH  ===AlO-2 +2H2O;

(3)Al(OH)3 和盐酸的反应:

          +     3+
Al(OH)3+3H  ===Al +3H2O;

(4)NaAlO2 和过量盐酸的反应:

         +     3+
AlO-2 +4H ===Al  +2H2O;

(5)向 NaAlO2 溶液中通入过量      CO2 气体:

AlO-2 +2H2O+CO2===Al(OH)3↓+HCO-3 ;

(6)将 NaAlO2 与 NaHCO3 混合:
                                -
AlO-2 +HCO-3 +H2O===Al(OH)3↓+CO23 ;

(7)将 NaAlO2 与 AlCl3 溶液混合:

          3+
3AlO-2 +Al  +6H2O===4Al(OH)3↓;

(8)向 AlCl3 溶液中加入过量      NaOH 溶液:

  3+     -
Al  +4OH  ===AlO-2 +2H2O;

(9)向 AlCl3 溶液中加入过量氨水:

  3+
Al  +3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH+4  ;
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(10)将 AlCl3 溶液与   NaHCO3 溶液混合:

  3+
Al  +3HCO-3 ===Al(OH)3↓+3CO2↑。
3.铁及其化合物

(1)Fe 和过量稀    HNO3 的反应:

      +          3+
Fe+4H  +NO-3 ===Fe +NO↑+2H2O;
(2)Fe 高温下和水蒸气的反应:
3Fe+4H  O(g)  高温     Fe O +4H ;
       2    = = = = =  3 4   2

(3)Fe2O3 和 Al 的反应:
Fe O +2Al   高温     2Fe+Al O ;
  2 3     = = = = =       2 3

(4)Fe2O3 高温下和   CO 的反应:
3CO+Fe  O   高温     2Fe+3CO ;
       2 3 = = = = =       2

(5)FeCl3 溶液和  Cu 的反应:
2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+;

(6)Fe(OH)2 置于空气中:

4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3。
4.铜及其化合物
(1)铜在潮湿空气中生锈:

2Cu+O2+CO2+H2O===Cu2(OH)2CO3;

(2)Cu 与浓  HNO3 的反应化学方程式:

Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;

(3)Cu 与稀  HNO3 的反应化学方程式:

3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;

(4)Cu 与浓  H2SO4 的反应化学方程式:
Cu+2H  SO (浓)    △     CuSO +SO ↑+2H  O。
      2 4    = = = = =     4   2      2
5.碳、硅及其化合物
(1)Si 和 NaOH 溶液的反应:

       -           -
Si+2OH  +H2O===SiO23 +2H2↑;

(2)SiO2 和 NaOH 溶液的反应:

        -       -
SiO2+2OH  ===SiO23 +H2O;

(3)SiO2 和 C 的反应:
SiO +C    高温    Si+2CO;
   2   = = = = =

(4)向 Na2SiO3 溶液中通入过量      CO2 气体:
    -
SiO23 +2CO2+2H2O===2HCO-3 +H2SiO3↓;
(5)Si 和氢氟酸的反应:
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Si+4HF===SiF4↑+2H2↑;

(6)Mg 在 CO2 中燃烧:
2Mg+CO     点燃    2MgO+C。
       2 = = = = =
6.氯及其化合物

(1)Cl2 和 H2O 的反应:

            +    -
Cl2+H2OH   +Cl   +HClO;

(2)Cl2 和 NaOH 的反应:

        -    -      -
Cl2+2OH  ===Cl +ClO  +H2O;

(3)Cl2 和石灰乳的反应:

                -     -         2+
Cl2+Ca(OH)2===Cl +ClO  +H2O+Ca   ;

(4)把 Cl2 通入到   Na2SO3 溶液中:

       -           -     +     -
Cl2+SO23 +H2O===SO24 +2H  +2Cl   ;

(5)将 Cl2 和 SO2 混合通入   H2O:

                 +     -      -
Cl2+SO2+2H2O===4H  +2Cl  +SO24 ;

(6)将 Cl2 通入到氢硫酸溶液中:

                 +     -
Cl2+H2S===S↓+2H   +2Cl  ;

(7)将浓盐酸和     MnO2 混合加热:
MnO +4H++2Cl-      △     Mn2++Cl ↑+2H   O;
   2           = = = = =         2     2

(8)向漂白粉溶液中通入少量           CO2 气体:

  2+      -
Ca  +2ClO  +H2O+CO2===CaCO3↓+2HClO;

(9)向 NaClO 溶液中通入过量       CO2 气体:

   -
ClO +H2O+CO2===HClO+HCO-3  。
7.硫及其化合物
(1)硫和热的    NaOH 溶液反应:
3S+6OH-     △     2S2-+SO23-+3H  O;
         = = = = =              2

(2)将 SO2 通入氢硫酸中:

2H2S+SO2===3S↓+2H2O;
(3)C 和浓硫酸反应:
C+2H  SO (浓)    △     CO ↑+2SO  ↑+2H  O;
     2  4    = = = = =  2      2      2

(4)将 Ba(OH)2 溶液滴到   NaHSO4 溶液中至中性:

  2+     -    +     -
Ba  +2OH  +2H  +SO24  ===BaSO4↓+2H2O。
8.氮及其化合物
(1)工业合成氨的反应:
      高催温化、高剂压
        
N2+3H2    2NH3;
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    (2)实验室用    NH4Cl 和 Ca(OH)2 混合共热制氨气:
    2NH Cl+Ca(OH)     △     CaCl +2NH ↑+2H  O;
       4         2 = = = = =    2    3      2

    (3)NH4HCO3 与少量  Ba(OH)2 溶液的反应:

              2+    -               -
    2HCO-3 +Ba  +2OH  ===BaCO3↓+CO23  +2H2O;

    (4)Fe 和少量稀    HNO3 的反应:

           +            2+
    3Fe+8H  +2NO-3 ===3Fe +2NO↑+4H2O;

    (5)Fe 和过量稀    HNO3 的反应:

          +          3+
    Fe+4H  +NO-3 ===Fe +NO↑+2H2O;

    (6)C 和浓  HNO3 的反应:
    C+4H++4NO-3      △     CO ↑+4NO  ↑+2H  O。
                 = = = = =   2      2      2
    三、问题式排查练

    1.不用试剂,怎样鉴别          Na2CO3 溶液和稀盐酸?
    提示:取一种溶液少量于试管中,滴加另一种溶液,若开始无气泡产生,滴加一段时

间后有气泡,则试管中溶液为             Na2CO3;若立即有气泡产生,则试管中溶液为稀盐酸。(注:

类似的还有①AlCl3      和 NaOH、②NaAlO2  和稀  HCl)

    2.简述从    MgCl2 溶液中制取无水      MgCl2 的操作过程。

    提示:将    MgCl2 溶液蒸发结晶可获得六水合氯化镁晶体(MgCl2·6H2O),然后在氯化氢

气流中加热,即可得到无水            MgCl2 晶体。
    3.明矾和液氯都常用作水处理剂,其原理有何不同?

                    3+
    提示:明矾中的       Al  水解产生    Al(OH)3 胶体,能凝聚水中的悬浮物,起到净水作用;
液氯与水混合并与水反应,产生的次氯酸具有强氧化性,起到杀菌消毒作用。

    4.实验室制备      Al(OH)3 时,通常选用氨水而不选用           NaOH 溶液的原因是什么?

    提示:Al(OH)3   呈两性,但它只溶于强酸或强碱,而不溶于弱酸或弱碱(氨水),使用氨
水容易控制产物。

    5.实验室制取少量        Fe(OH)2 时为什么要在     FeSO4 溶液的液面上加一层油膜?

    提示:防止     Fe(OH)2 被空气中的氧气氧化成         Fe(OH)3。

    6.怎样用一种试剂区分          CuCl2、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3  溶液?简述操作步骤。
    提示:取五种未知溶液于试管中,分别滴加过量                    NaOH 溶液,有蓝色沉淀生成的是

CuCl2,有红褐色沉淀生成的是           FeCl3,有白色沉淀生成且不溶解的是             MgCl2,沉淀溶解的是

AlCl3,一开始生成白色沉淀,又迅速变为灰绿色,最终变成红褐色的是                            FeCl2。
    7.实验室盛装      NaOH 溶液的试剂瓶用带橡胶塞而不用带玻璃塞的磨口瓶,为什么?

    提示:NaOH   溶液能与玻璃中的        SiO2 反应生成   Na2SiO3,Na2SiO3 有较强的黏性,若用玻
璃塞,会使瓶口黏结而影响使用。
    8.为什么干燥的氯气没有漂白性,而潮湿的氯气具有漂白性?
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    提示:潮湿氯气具有漂白性的原因是因为含有                   HClO,干燥氯气中只有        Cl2,因而没有
漂白性。
    9.向氯水中滴加石蕊溶液先变红后褪色,产生这种现象的原因是什么?
    提示:氯水中含有盐酸、次氯酸,溶液呈酸性使石蕊溶液变红,而次氯酸又具有强氧
化性,使红色褪去。
    10.如何通过实验鉴别         NaCl、NaBr、KI  三种白色固体?
    提示:方法一:可用氯水鉴别。把这三种物质各取少量配成溶液,加入新制的氯水和
四氯化碳,振荡,分层,油层呈无色的是                  NaCl;油层呈橙色的是        NaBr;呈紫红色的是
KI。

    方法二:各取少量固体配成溶液,分别加入                  AgNO3 溶液和稀硝酸,有白色沉淀生成的
是  NaCl,有淡黄色沉淀生成的是          NaBr,有黄色沉淀生成的是          KI。

    11.工业上为什么常用         H2O2 作氧化剂?

    提示:H2O2  作氧化剂时,其还原产物是水,无污染。

    12.如何通过实验证明某          Na2SO3 样品已被氧化变质?

    提示:取少量样品,加入过量盐酸,再加入                  BaCl2 溶液,若产生白色沉淀,则说明

Na2SO3 已氧化变质。

    13.SO2、漂白粉、活性炭、H2O2         和 Na2O2 都能使红墨水褪色,试简述其各自原理。

    提示:SO2   漂白是与有色物质化合生成不稳定的无色物质,没有发生氧化还原反应,加

热可恢复原色,可逆,属于化学变化;漂白粉、H2O2                    和 Na2O2 是利用其强氧化性进行漂白,
加热不能恢复原色,不可逆,属于化学变化;活性炭是利用其吸附性进行漂白,不可逆,
属于物理变化。
    14.加热时,浓硫酸和足量           Zn 反应与浓硫酸和足量        Cu 反应产生的气体成分相同吗?
为什么?

    提示:气体成分不相同。前者是              SO2 和 H2 的混合气体,而后者只是         SO2 气体。因为随

着反应的进行,浓硫酸会变成稀硫酸,浓硫酸和                    Zn 反应,开始生成       SO2,变稀后生成      H2,
而  Cu 和稀硫酸不反应。
                     二、真题集中练——练明考点,把脉命题规律
                                    [考情分析]
    近几年高考对元素及其化合物知识的考查所占分值较大,但独立命题并不多,常与基
本概念、基本理论、化学实验融合在一起进行命制。选择题常常考查钠的“活泼”、Fe                                    的
“变价”、Al     的“两性”;以金属氧化物、金属氢氧化物的性质为载体考查盐类的水解、
物质的分离与提纯,以及化学计算;结合物质结构、元素周期律等理论知识考查常见非金

属单质及其化合物的性质,结合氧化还原反应考查铁盐、HNO3、浓硫酸的性质;非选择题
常将元素化合物的知识渗透于化工流程题、综合实验题中,考查离子方程式书写、离子检
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验等内容。
    考点一 物质的性质与应用
    1.(2016·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.SO2 具有氧化性,可用于漂白纸浆

    B.NH4HCO3 受热易分解,可用作氮肥

    C.Fe2(SO4)3 易溶于水,可用作净水剂

    D.Al2O3 熔点高,可用作耐高温材料

    解析:选    D SO2 漂白纸浆是利用       SO2 与有机物生成无色物质的性质,A             错误;铵盐可

                                                                      3+
用作氮肥,不是利用其受热易分解的性质,B                   错误;Fe2(SO4)3  作净水剂,是由于        Fe 水解

生成   Fe(OH )3 胶体,可吸附水中的悬浮物并沉降,C              错误;Al2O3   熔点高,可用作耐高温材
料,D   正确。
    2.(2014·江苏高考)下列物质性质与应用对应关系正确的是(  )
    A.晶体硅熔点高硬度大,可用于制作半导体材料
    B.氢氧化铝具有弱碱性,可用于制胃酸中和剂
    C.漂白粉在空气中不稳定,可用于漂白纸张
    D.氧化铁能与酸反应,可用于制作红色涂料
    解析:选    B 晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间,所以用作半导体材料,与其熔
点、硬度无关,A       项错误;氢氧化铝具有弱碱性,能中和过量的胃酸,B                      项正确;漂白纸张
利用的是次氯酸钙的强氧化性,不是不稳定性,C                    项错误;氧化铁是红棕色固体,可用于
制作红色涂料,跟它能与酸反应没有关系,D                   项错误。
    考点二 元素单质及化合物的性质
    3.(2015·上海高考)下列物质见光不会分解的是(  )

    A.HClO                          B.NH4Cl

    C.HNO3                           D.AgNO3

    解析:选    B A.HClO   不稳定,光照发生分解反应产生             HCl 和 O2,化学方程式是       2HClO
    光
 = = = = =
    2HCl+O2↑;B.NH4Cl  在加热时发生分解反应,而在光照时不会分解;C.HNO3                    不稳定,
                                                    △
                                                = = = = =
在加热或光照时发生分解反应,化学方程式是                    4HNO3(浓)    4NO2↑+O2↑+2H2O;
                                                      △
                                                  = = = = =
D.AgNO3 不稳定,光照发生分解反应,化学方程式是                 2AgNO3    2Ag+2NO2↑+O2↑。
    4.(2015·上海高考)与氢硫酸反应有沉淀生成的电解质是(  )
    A.硫酸铜                            B.氢氧化钠
    C.硫酸亚铁                           D.二氧化硫

    解析:选    A A.CuSO4  是盐,属于电解质,加入氢硫酸,会发生反应:CuSO4+

H2S===CuS↓+H2SO4,产生黑色沉淀,正确。B.氢氧化钠是碱,属于电解质,与氢硫酸发生
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反应:2NaOH+H2S===Na2S+2H2O,产生的       Na2S 是可溶性的物质,没有沉淀产生,错误。
C.硫酸亚铁是盐,属于电解质,由于酸性:硫酸>氢硫酸,二者不能发生反应,无沉淀产生,

错误。D.二氧化硫与硫化氢会发生反应:SO2+2H2S===3S↓+2H2O,产生沉淀,但是                         SO2 是
非电解质,不符合题意,错误。
    5.(2015·安徽高考)下列有关说法正确的是(  )

    A.在酒精灯加热条件下,Na2CO3、NaHCO3          固体都能发生分解

    B.Fe(OH)3 胶体无色、透明,能产生丁达尔现象

    C.H2、SO2、CO2  三种气体都可用浓        H2SO4 干燥

    D.SiO2 既能和   NaOH 溶液反应又能和氢氟酸反应,所以是两性氧化物

    解析:选    C A  项,Na2CO3 性质稳定,在酒精灯加热条件下不能分解,而                   NaHCO3 在酒

精灯加热条件下能分解。B           项,Fe(OH)3  胶体为红褐色。C       项,H2、SO2、CO2   都不能与浓

H2SO4 反应,因此都能用浓        H2SO4 干燥。D  项,SiO2 是酸性氧化物。
    6.(2014·山东高考)等质量的下列物质与足量稀硝酸反应,放出                        NO 物质的量最多的
是(  )

    A.FeO                            B.Fe2O3

    C.FeSO4                          D.Fe3O4

    解析:选    A FeO、FeSO4  及 Fe3O4(可写成   Fe2O3·FeO)与稀硝酸反应时均为铁元素被氧
化,且氧化产物均为         Fe3+,还原产物均为       NO。等质量的还原剂与稀硝酸反应时转移电子的

物质的量越多,放出         NO 的物质的量越多,由         FeO、FeSO4 及 Fe3O4 的化学式及铁元素的化合

价看出等质量的三种物质参与反应时,FeO                 转移电子的物质的量最多。Fe2O3          与稀硝酸反应
时无   NO 气体放出。
    考点三 物质间转化关系的应用
    7.(2012·江苏高考)下列物质的转化在给定条件下能实现的是(  )
          NaOH△aq     CO2
            ――→        ――→
    ①Al2O3    NaAlO2(aq)   Al(OH)3
       O2/点燃  H2O
       ――→   ――→
    ②S     SO3   H2SO4
                  NH3,CO2
                    ――→
    ③饱和   NaCl(aq)    NaHCO  △   Na CO
                           3――→    2 3
          HClaq
           ――→
    ④Fe  O    FeCl (aq) △   无水  FeCl
        2 3       3   ――→           3
    ⑤MgCl  (aq)石灰乳Mg(OH)   煅烧   MgO
          2   ――→         2――→
    A.①③⑤                            B.②③④
    C.②④⑤                            D.①④⑤
    解析:选    A ②中硫在氧气中燃烧生成二氧化硫,不是三氧化硫,故错;④中加热氯
化铁溶液时,因为氯化铁水解得到的是氢氧化铁,得不到无水氯化铁,应该在氯化氢的气
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氛中加热蒸干才可以得到无水氯化铁,故错。
    8.(2014·福建高考)常温下,下列各组物质中,Y                 既能与    X 反应又能与    Z 反应的是(  )

                              X            Y          Z

                    ①     NaOH 溶液       Al(OH)3     稀硫酸

                    ②      KOH 溶液        SiO2       浓盐酸

                    ③        O2           N2          H2

                    ④     FeCl3 溶液        Cu        浓硝酸
    A.①③                             B.①④
    C.②④                             D.②③

    解析:选    B Al(OH)3 显两性,既能与酸反应生成盐和水,又能与碱反应生成盐和水,

①正确;SiO2    与盐酸不反应,②错误;N2          与  O2 在放电条件下反应生成        NO,N2 在高温、高压

及催化剂存在条件下与          H2 反应生成   NH3,但在常温时      N2 与 O2、H2 均不反应,③错误;

Cu 与 FeCl3 溶液和浓硝酸分别发生如下反应:Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2、Cu+4HNO3(浓)

===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,④正确。
    9.(2013·江苏高考)甲、乙、丙、丁四种物质中,甲、乙、丙均含有相同的某种元素,
                              丁    丁甲
                            ――→
它们之间具有如下转化关系: 甲                 乙     丙。下列有关物质的推断不正确的是(  )

    A.若甲为焦炭,则丁可能是            O2

    B.若甲为    SO2,则丁可能是氨水
    C.若甲为    Fe,则丁可能是盐酸

    D.若甲为    NaOH 溶液,则丁可能是        CO2
    解析:选    C A  项正确,所发生的反应为           2C+O (不足)     点燃     2CO,2CO+O
                                           2      = = = = =          2
   点燃     2CO ,C+CO     高温     2CO。B 项正确,所发生的反应为           SO (过量)+
 = = = = =   2      2 = = = = =                              2

NH3·H2O===NH4HSO3,NH4HSO3+NH3·H2O===(NH4)2SO3+H2O,(NH4)2SO3+H2O+

SO2===2NH4HSO3。C 项中,若甲为     Fe,丁为盐酸,则乙为         FeCl2,FeCl2 与盐酸不反应,故

C 错误。D   项正确,所发生的反应为           2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O,Na2CO3+H2O+

CO2===2NaHCO3,NaOH+NaHCO3===Na2CO3+H2O。

    10.(2015·浙江高考)某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为                          Fe2O3、

SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质)制备七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O),设计了如下流程:


    下列说法不正确的是(  )
    A.溶解烧渣选用足量硫酸,试剂              X 选用铁粉

                                            3+
    B.固体   1 中一定有    SiO2,控制   pH 是为了使    Al  转化为   Al(OH)3 进入固体   2
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    C.从溶液    2 得到  FeSO4·7H2O 产品的过程中,须控制条件防止其氧化和分解
    D.若改变方案,在溶液          1 中直接加    NaOH 至过量,得到的沉淀用硫酸溶解,其溶液经

结晶分离也可得到        FeSO4·7H2O 

    解析:选    D A  项,由题意知,要制得的产物是             FeSO4·7H2O(硫酸盐),故溶解烧渣应
选用硫酸,以防引入其他的杂质离子,溶液                   1 中含有  Fe3+,需加入     Fe 使之转化为    Fe2+,

A 项正确;B    项,根据烧渣的成分,加入硫酸后只有                SiO2 不能溶于硫酸,固体        1 中一定有

                                                          3+
SiO2,同时,根据溶液        2 及最终产物可以判断,控制           pH 是为了使    Al  沉淀为   Al(OH)3,

                                               2+
B 项正确;C    项,从溶液     2 得到  FeSO4·7H2O,要防止    Fe  在空气中被     O2 氧化,同时防止

FeSO4·7H2O 分解失水,C     项正确;D    项,改变方案,在溶液          1 中加入过量     NaOH 可以将

  3+                           -     3+
Al  转化为   AlO-2 ,SiO2 转化为  SiO23 ,Fe   沉淀为   Fe(OH)3,但是加硫酸溶解后生成的是

Fe2(SO4)3,不是  FeSO4,D 项错误。
    考点四 元素单质及化合物的综合考查

    11.(1)(2016·江苏高考)过氧化钙(CaO2·8H2O)是一种在水产养殖中广泛使用的供氧
剂。

    ①Ca(OH)2 悬浊液与    H2O2 溶液反应可制备      CaO2·8H2O。

    Ca(OH)2+H2O2+6H2O===CaO2·8H2O

    反应时通常加入过量的          Ca(OH)2,其目的是
________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。

    ②向池塘水中加入一定量           CaO2·8H2O 后,池塘水中浓度增加的离子有________(填序
号)。
    A.Ca2+                          B.H+
    C.CO23-                          D.OH-

    (2)(2014·山东高考)用铝粉和         Fe2O3 做铝热反应实验,需要的试剂还有________。

    A.KCl                           B.KClO3   C.MnO2   D.Mg

    取少量铝热反应所得的固体混合物,将其溶于足量稀                      H2SO4,滴加   KSCN 溶液无明显现

象,________(填“能”或“不能”)说明固体混合物中无                   Fe2O3,理由是 
________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________(用
离子方程式说明)。   

    解析:(1)①增加易得廉价原料,提高高价原料的利用率,故加入过量的                             Ca(OH)2,其

主要目的是提高       H2O2 的利用率。

    ②CaO2 可作水产养殖的供氧剂,则            CaO2 与水发生反应:2CaO2+2H2O===2Ca(OH)2+

                2+    -
O2↑,故溶液中      Ca  、OH  的浓度增加。
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    (2)铝热反应中,要用点燃的镁条来引发铝热反应,且要加入少量                          KClO3 粉末,

KClO3 受热分解放出氧气,促进铝热反应的进行。铝热反应的产物中含有                           Fe,即使有

                                 3+         2+                3+
Fe2O3,在酸溶时,也会发生反应:2Fe              +Fe===3Fe  ,从而检测不到       Fe  。

    答案:(1)①提高      H2O2 的利用率 ②A、D

                           +      3+              3+     2+
    (2)B、D 不能 Fe2O3+6H      ===2Fe  +3H2O、Fe+2Fe    ===3Fe

    12.(2015·四川高考)(NH4)2SO4     是常用的化肥和化工原料,受热易分解。某兴趣小组
拟探究其分解产物。

    [查阅资料] (NH4)2SO4    在 260 ℃和   400 ℃时分解产物不同。
    [实验探究] 该小组拟选用如下列各图所示装置进行实验(夹持和加热装置略)。


    实验  1:连接装置      A—B—C—D,检查气密性,按图示加入试剂(装置                  B 盛 0.500     0 

      -1
mol·L   盐酸   70.00 mL)。通入   N2 排尽空气后,于      260 ℃加热装置     A 一段时间,停止加热,

                                                                           -1
冷却,停止通入       N2。品红溶液不褪色。取下装置             B,加入指示剂,用        0.200  0  mol·L    
NaOH 溶液滴定剩余盐酸,终点时消耗             NaOH 溶液  25.00   mL。经检验滴定后的溶液中无            SO
24-。
    (1)仪器  X 的名称是________。
    (2)滴定前,下列操作的正确顺序是______(填字母编号)。
    a.盛装   0.200 0 mol·L-1 NaOH 溶液
    b.用  0.200 0 mol·L-1 NaOH 溶液润洗
    c.读数、记录
    d.查漏、清洗
    e.排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面
    (3)装置  B 内溶液吸收气体的物质的量是________mol。

    实验  2:连接装置      A—D—B,检查气密性,按图示重新加入试剂。通过                    N2 排尽空气后,

于  400 ℃加热装置     A 至(NH4)2SO4 完全分解无残留物,停止加热,冷却,停止通入                   N2。观察
到装置   A、D  之间的导气管内有少量白色固体。经检验,该白色固体和装置                          D 内溶液中有
SO23-,无  SO24-。进一步研究发现,气体产物中无氮氧化物。
    (4)检验装置    D 内溶液中有     SO23-、无  SO24-的实验操作和现象是
________________________________________________________________________。
    (5)装置  B 内溶液吸收的气体是________。

    (6)(NH4)2SO4 在 400                                    ℃分解的化学方程式是
________________________________________________________________________
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    ________________________________________________________________________。
    解析:(1)仪器     X 为圆底烧瓶。
    (2)对滴定管的使用:先查漏、清洗干净,再用待装液润洗,赶走气泡再调零,最后读
数,故顺序为      dbaec。
    (3)0.200 0 mol·L-1  NaOH 溶液滴定剩余盐酸,终点时消耗             NaOH 溶液  25.00 mL,故
消耗的盐酸为      0.200 0  mol·L-1×0.025   L=0.005  mol,装置   B 盛 0.500 0 mol·L-1 盐
酸  70.00 mL,n(HCl)=0.500   0 mol·L-1×0.07   L=0.035  mol,因此   B 装置吸收的氨气
为  0.035 mol-0.005 mol=0.03 mol。
    (4)检验溶液中有      SO23-、无  SO24-的操作:取少量装置         D 内溶液于试管中,滴加

BaCl2 溶液,生成白色沉淀;加入足量稀盐酸后沉淀完全溶解,放出无色刺激性气体。
    (5)根据观察到装置       A、D 之间的导气管内有少量白色固体,则说明白色固体只能是

(NH4)2SO3,即气体中含有      NH3 和 SO2,SO2 被 NaOH 溶液吸收,故     B 装置中的稀盐酸吸收的是
氨气。

    (6)根据实验现象和氧化还原反应的原理可知,产物有                     NH3、N2、H2O 和  SO2,故反应的
                        400 ℃
化学方程式为      3(NH4)2SO4 = = = = = 3SO2↑+4NH3↑+N2↑+6H2O↑。
    答案:(1)圆底烧瓶 (2)dbaec (3)0.03 (4)取少量装置              D 内溶液于试管中,滴加

BaCl2 溶液,生成白色沉淀;加入足量稀盐酸后沉淀完全溶解,放出无色刺激性气体
                                400 ℃
    (5)NH3 或氨气 (6)3(NH4)2SO4  = = = = = 3SO2↑+4NH3↑+N2↑+6H2O↑
    13.(2016·四川高考)资源的高效利用对保护环境、促进经济持续健康发展具有重要

作用。磷尾矿主要含         Ca5(PO4)3F 和 CaCO3·MgCO3。某研究小组提出了磷尾矿综合利用的研

究方案,制备具有重要工业用途的               CaCO3、Mg(OH)2、P4 和 H2,其简化流程如下:


    已知:①Ca5(PO4)3F   在 950 ℃不分解
                               高温
                            = = = = =
    ②4Ca5(PO4)3F+18SiO2+30C

    2CaF2+30CO+18CaSiO3+3P4
    请回答下列问题:
    (1)950 ℃煅烧磷尾矿生成气体的主要成分是______。
    (2)实验室过滤所需的玻璃仪器是________。

                                    2+
    (3)NH4NO3 溶液能从磷矿Ⅰ中浸取出         Ca  的原因是
    ________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。
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    (4)在浸取液Ⅱ中通入        NH3,发生反应的化学方程式是
    ________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。

    解析:根据反应流程图可以分析出磷矿Ⅰ的主要成分是                       Ca5(PO4)3F、CaO、MgO,磷矿

                                                                           2+
Ⅱ的主要成分是       Ca5(PO4)3F、MgO,磷精矿的主要成分是          Ca5(PO4)3F;浸取液Ⅰ中含有       Ca ,
浸取液Ⅱ中含有       Mg2+。

    (1)由已知条件“①Ca5(PO4)3F      在 950   ℃不分解”及      CaCO3·MgCO3 在高温条件下分解

成  CaO、MgO、CO2,可知    950 ℃煅烧磷尾矿生成气体的主要成分是                CO2。
    (2)实验室过滤需要的玻璃仪器是漏斗、烧杯和玻璃棒。

    (3)NH4NO3 溶液水解显酸性,能与        CaO、Ca(OH)2 反应生成易溶于水的钙盐,所以能从
磷矿Ⅰ中浸取出       Ca2+。

                       2+
    (4)浸取液Ⅱ中含有       Mg  ,通入   NH3 发生的反应为     MgSO4+2NH3+2H2O===Mg(OH)2↓+

(NH4)2SO4。

    答案:(1)CO2
    (2)漏斗、烧杯、玻璃棒

                                                     2+
    (3)NH+4 水解使溶液呈酸性,与         CaO、Ca(OH)2 反应生成    Ca

    (4)MgSO4+2NH3+2H2O===Mg(OH)2↓+(NH4)2SO4
                     三、板块验收练——阶段评估,查验备考能力
    1.(2017·长沙名校联考)化学是人类利用自然资源、丰富物质世界的重要科学依据。
下列说法不正确的是(  )
    A.我国许多城市已经推广使用清洁燃料以减少环境污染,如压缩天然气(CNG)、液化
石油气(LPG),这两类燃料的主要成分均是烃类
    B.海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等
    C.当今,实现煤的综合利用的主要途径是通过煤的干馏、煤的气化和煤的液化获得清
洁的燃料和多种化工原料
    D.工业上利用金属的活动性不同,采用不同的冶炼方法冶炼金属,如电解法冶炼铝、
热还原法冶炼铁、热分解法冶炼铜
    解析:选    D A  项,压缩天然气的主要成分为甲烷,液化石油气的主要成分为丙烷、丁
烷等,都属于烃类,正确。B            项,海水淡化是除去海水中的盐分,主要方法有蒸馏法、电
渗析法、离子交换法等,正确。C              项,煤的综合利用有煤的干馏、煤的气化和煤的液化,
正确。D   项,冶炼铜一般采用热还原法,错误。
    2.下列过程中,没有明显实验现象的是(  )

    A.向  Fe(NO3)2 溶液中滴加稀硫酸

    B.将  HCl 通入  NaAlO2 溶液中
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    C.加热溶有     SO2 的品红溶液
    D.向碳酸氢钠溶液中滴加氢氧化钠溶液
    解析:选    D NO-3 在酸性条件下具有强氧化性,能将               Fe2+(溶液显浅绿色)氧化为         Fe3+

(溶液显黄色),A      项不符合题意;将        HCl 通入  NaAlO2 溶液中,开始时有白色沉淀生成,之

后沉淀逐渐溶解,B        项不符合题意;加热溶有           SO2 的品红溶液,溶液由无色变成红色,C               项

                                                             -      -
不符合题意;向       NaHCO3 溶液中逐滴加入      NaOH 溶液,发生反应       HCO-3 +OH ===CO23 +H2O,
没有明显现象,D       项符合题意。
    3.(2017·潍坊期末)下列装置能达到实验目的的是(  )


    解析:选    A B  项,氨气极易溶于水,该装置能发生倒吸,错误;C                     项,NO  与氧气反应,

不能用排空气法收集         NO,错误;D    项,NO2  和水反应,不能用排水法收集             NO2,错误。
    4.下列关于     Fe、Cu、Mg、Al   四种金属元素的说法中正确的是(  )
    A.四种元素的单质都能和盐酸反应,生成相应的盐和氢气

    B.制备   AlCl3、FeCl3、CuCl2 均不能采用将溶液直接蒸干的方法
    C.将  Mg 棒和  Al 棒作为原电池的两个电极插入            NaOH 溶液中,Mg    棒上发生氧化反应
    D.铁锈的主要成分是氧化铁,铜锈的主要成分是氧化铜
    解析:选    B A  项,Cu  单质不与盐酸反应。C         项,一般情况下,在原电池中,金属性强
的作负极,但也要根据电解质溶液的实际情况考虑,Mg                      的金属性大于      Al 的,但是电解质
溶液为   NaOH 溶液,而    Mg 不与  NaOH 溶液反应,Al    与  NaOH 溶液反应,所以      Al 棒作负极,
发生氧化反应。D       项,铁锈的主要成分是氧化铁,铜锈的主要成分是碱式碳酸铜。
    5.(2017·湖北四校联考)下列有关物质的性质、制取或应用等的说法中正确的是(  )
    A.将  8%的盐酸蒸发浓缩获得         30%的盐酸
    B.光纤和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品
    C.可利用丁达尔效应来区别淀粉溶液和氯化钠溶液
    D.二氧化硫具有漂白性,与新制氯水混合使用漂白效果更好
    解析:选    C 盐酸易挥发,因此将          8%的盐酸蒸发浓缩不能获得           30%的盐酸,A    错误;光
纤的基本原料是二氧化硅,不属于硅酸盐产品,B                    错误;胶体能产生丁达尔效应,而溶液
不能,因此可利用丁达尔效应来区别淀粉溶液和氯化钠溶液,C                          正确;二氧化硫具有漂白
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性,与新制氯水混合后二者反应生成硫酸和盐酸,漂白效果更差,D                            错误。
    6.下列各选项中,陈述Ⅰ和陈述Ⅱ均正确且二者有因果关系的是(  )
  选项                    陈述Ⅰ                               陈述Ⅱ

    A        Cl2 是具有强氧化性的非金属单质                   Cl2 能使湿润的有色布条褪色

    B             NH4Cl 受热容易分解                   实验室可加热      NH4Cl 制备  NH3

    C         碳酸的酸性比次氯酸的酸性强                     用  CO2 和 NaClO 溶液制备   HClO
          Al 在空气中很容易与氧气反应形成致密
    D                                              Al 可制成铝箔包装物品
                    的氧化物保护膜


    解析:选    C Cl2 能使湿润的有色布条褪色,原因是               Cl2 与水反应生成的      HClO 有强氧化

性,A   错误;NH4Cl  受热分解生成的       NH3 和 HCl 在试管口又会化合生成         NH4Cl,故不能用加

热  NH4Cl 的方法制备    NH3,B 错误;根据“强酸制弱酸”的原理,可知                 C 正确;Al   可制成铝
箔包装物品,利用的是          Al 的延展性,D     错误。

    7.


    (2017·泉州五校联考)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。下列有关说法正确的是(  )
    A.X 使蔗糖变黑的现象主要体现了             X 的强氧化性
    B.若  A 为铁,则足量      A 与 X 在室温下即可完全反应
    C.若  A 为碳单质,则将       C 通入少量的澄清石灰水中,最后有白色沉淀产生
    D.工业上,B     转化为    D 的反应条件为加热、使用催化剂

    解析:选    D 由题干信息可知        X 为浓  H2SO4,再结合框图可知       B 为 SO2,D 为  SO3。A 项
中现象主要体现了        X 的强氧化性和脱水性;B          项中铁与浓硫酸发生钝化现象;C             项中最后生

成  Ca(HCO3)2 无白色沉淀产生。
    8.下列实验中,对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是(  )
 选项             实验                      现象                       结论
       将稀硝酸加入过量铁粉中,
                                有气体生成,溶液呈血红
  A     充分反应后滴加       KSCN 溶                            稀硝酸将    Fe 氧化为   Fe3+
                                         色
                 液
             将铜粉加入
                                溶液变蓝,有黑色固体出
  B         1.0 mol·L-1                                     金属铁比铜活泼
                                         现
           Fe2(SO4)3 溶液中
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        用坩埚钳夹住一小块用砂

  C     纸仔细打磨过的铝箔在酒             熔化后的液态铝滴落下来                金属铝的熔点较低
             精灯上加热

                    -1
        将 0.1 mol·L   MgSO4 溶

        液滴入   NaOH 溶液至不再        先有白色沉淀生成,后变               Cu(OH)2 的溶度积比
  D
        有沉淀产生,再滴加         0.1        为浅蓝色沉淀                  Mg(OH)2 的小

                -1
          mol·L   CuSO4 溶液


                                                                    3+
    解析:选    D 稀硝酸与过量的        Fe 粉反应,则生成       Fe(NO3)2、NO 和水,无    Fe  生成,

所以加入    KSCN 溶液后,不变红色,现象错误;Cu             与  Fe2(SO4)3 发生氧化还原反应,生成

CuSO4 和 FeSO4,无黑色固体出现,现象错误;铝在空气中加热生成的氧化铝熔点较高,所

以内部熔化的铝不会滴落,现象错误;MgSO4                与  NaOH 溶液反应生成     Mg(OH)2 沉淀(MgSO4 足

量是关键信息),再加入          CuSO4,Mg(OH)2 白色沉淀转化为      Cu(OH)2 蓝色沉淀,所以

Cu(OH)2 的溶度积比    Mg(OH)2 的溶度积小,正确。
    9.甲、乙、丙、丁均为中学化学中常见的单质或化合物,它们之间的转化关系如图所
示(部分产物已略去),下列各组物质不能按图示关系转化的是(  )


              选项       甲           乙            丙          丁

                A     NaOH       NaHSO3        Na2SO3      SO2

                B     AlCl3      NaAlO2       Al(OH)3     NaOH

                C      Fe       Fe(NO3)3      Fe(NO3)2     HNO3

                D       C          CO           CO2         O2

    解析:选    D 氢氧化钠与过量的二氧化硫生成亚硫酸氢钠,氢氧化钠与少量的二氧化

硫生成亚硫酸钠,故不选           A;AlCl3 与少量的氢氧化钠生成氢氧化铝,与过量的氢氧化钠生
成偏铝酸钠,偏铝酸钠与氯化铝发生相互促进的水解反应生成氢氧化铝,故不选                                  B;铁与
过量的硝酸反应生成硝酸铁,铁与少量的硝酸反应生成硝酸亚铁,硝酸铁与铁粉反应生成
硝酸亚铁,硝酸亚铁与硝酸反应生成硝酸铁,故不选                      C;碳与少量的氧气反应生成一氧化
碳,碳与足量的氧气生成二氧化碳,丙应是一氧化碳,故选                         D。 
    10.根据以下叙述制备氯化铜:先将浓盐酸用蒸气加热至                       80  ℃左右,慢慢加入含有
FeO 杂质的   CuO 粉末,充分反应,使其溶解。已知:FeS               不溶于水,但溶于酸;在除去溶液
中的   Fe2+时,可采用的方法是(  )
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                  溶液中被沉淀的离子                   Fe3+     Fe2+    Cu2+

           完全生成氢氧化物沉淀时,溶液的              pH    ≥3.7    ≥9.6    ≥6.4

    A.可直接加碱,调整溶液的            pH≥9.6
    B.加入纯铜粉,将        Fe2+还原为   Fe
    C.先将   Fe2+氧化成    Fe3+,再调整溶液      pH 至 3~4

                   2+
    D.通入   H2S 使 Fe  直接沉淀

                                                    2+
    解析:选    C A  项,直接加碱,调整溶液           pH≥9.6 时,Fe    以 Fe(OH)2 形式完全沉淀,

      2+                                     2+            2+
同时   Cu 以  Cu(OH)2 的形式完全沉淀,不但除去了           Fe  ,也除去了      Cu ,不符合除杂原则,
错误;B   项,因铜粉的还原性比          Fe 弱,不能将     Fe2+从溶液中还原出来,错误;C            项,将

  2+        3+                       3+                             2+
Fe  氧化成   Fe  ,调节溶液     pH 至 3~4,Fe    以 Fe(OH)3 形式完全沉淀,此时        Cu  没有形

成沉淀,过滤除去        Fe(OH)3 沉淀,正确;D     项,FeS  不溶于水,但溶于酸,通入硫化氢,不
能除去   Fe2+,但使    Cu2+形成  CuS 沉淀,除去了      Cu2+,不符合除杂原则,错误。

    11.已知  Ba(AlO2)2 可溶于水。如图表示的是向           Al2(SO4)3 溶液中逐

滴加入   Ba(OH)2 溶液时,生成沉淀的物质的量            y 与加入   Ba(OH)2 的物质
的量   x 的关系,则有关叙述不正确的是(  )

    A.a~b  段沉淀的物质的量:Al(OH)3         始终比   BaSO4 少
    B.c~d  段溶液中离子的物质的量:AlO-2           比  Ba2+大

    C.a~d  段沉淀的物质的量:BaSO4         可能小于    Al(OH)3
    D.d~e  段溶液中离子的物质的量:Ba2+可能等于                OH-

                                                                         3+
    解析:选    C 采用定量分析法,假设有            1 mol Al2(SO4)3,则溶液中含有      2 mol Al  、

         -                                              3+     -
3 mol  SO24 ,向溶液中逐滴加入        Ba(OH)2 溶液时发生的反应为        Al  +3OH  ===Al(OH)3↓、

   -     2+                     3+
SO24 +Ba   ===BaSO4↓。当  2 mol Al  完全沉淀时,消耗        Ba(OH)2 3 mol,此时   3 mol SO
 -
24 完全反应,生成       2 mol  Al(OH)3 和 3 mol BaSO4 沉淀,共  5  mol,因此在整个反应过程

中  BaSO4 的物质的量始终大于       Al(OH)3 的物质的量,A     正确;再加入       Ba(OH)2 溶液时发生反

              -
应:Al(OH)3+OH    ===AlO-2 +2H2O,沉淀的量将逐渐减少,因此           b 点沉淀量达到最大,b~

d 段 Al(OH)3 沉淀逐渐溶解转化为        Ba(AlO2)2,由于  AlO-2 的水解是微弱的,故在         b~d 段

                     2+
AlO-2 的物质的量大于      Ba  ,B 正确;d    点时  Al(OH)3 沉淀恰好完全溶解,此时溶液中只存

在  Ba(AlO2)2,继续加入    Ba(OH)2,当  d~e 段加入的    Ba(OH)2 的物质的量等于      Ba(AlO2)2 的
物质的量时,溶液中         Ba2+与 OH-的物质的量相等,D         正确。
    12.(2017·南宁模拟)锰及其化合物在工业上应用十分广泛。
    (1)常温下,氯化锰易溶于水且能水解,氯化锰溶液的                     pH________7(填“大于”“小

于”或“等于”),在空气中加热无水氯化锰,放出                     HCl,同时生成      Mn3O4,写出该反应的
化学方程式:__________________________________________________________。
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    (2)以硫酸锰、氨水等为原料,可制备四氧化三锰,涉及的反应如下(未配平):

    反应Ⅰ:MnSO4+NH3·H2O―→Mn(OH)2↓+(NH4)2SO4

    反应Ⅱ:Mn(OH)2+O2―→Mn3O4+H2O

    反应Ⅱ中每转移       1 mol 电子,可生成________ g Mn3O4。

    (3)KMnO4 溶液加入到    MnSO4 溶液中制备    MnO2 的离子方程式为
________________________________________________________________________。

    (4)Mn(OH)2 可以通过   MnO2 与二氧化硫气体充分接触,再与石灰乳反应制得,写出该反
应的总的化学方程式:________________________________________。已知:常温下

                    -15                  2+                              -
Mn(OH)2 的 Ksp=1.0×10   。如果要使溶液中        Mn  沉淀完全,则应该保持溶液中             c(OH )
≥________ mol·L-1[当   c(Mn2+)≤10-5 mol·L-1  时,即可认为溶液中         Mn2+沉淀完全]。

    解析:(1)氯化锰水解溶液呈酸性;MnCl2             与水、氧气反应生成         Mn3O4 和 HCl。(2)依据

氧化还原反应配平方程式为            6Mn(OH)2+O2===2Mn3O4+6H2O,故每生成     2 mol 的 Mn3O4,需要

1 mol 氧气,转移电子为        4 mol,那么每转移      1 mol 电子,则生成      Mn3O4 0.5 mol,质量为

                    -1
0.5  mol×229  g·mol   =114.5  g。(3)KMnO4 溶液加入到     MnSO4 溶液中制备    MnO2,锰离子
                                                                -      -
和高锰酸根离子发生归中反应,生成二氧化锰。(4)MnO2                    将 SO2 氧化生成   SO24 ,SO24  与

Ca(OH)2 反应生成   CaSO4,根据   Mn、S 元素得失电子守恒配平反应方程式。Ksp[Mn(OH)2]=
c(Mn2+)·c2(OH-),c2(OH-)≥(1.0×10-15)/10-5=10-10(mol2·L-2),c(OH-)≥10-5 
mol·L-1。
    答案:(1)小于
    6MnCl +6H O+O      △    2Mn O +12HCl
         2   2    2 = = = = =  3 4
    (2)114.5

          2+                          +
    (3)3Mn  +2MnO-4 +2H2O===5MnO2↓+4H

                                           -5
    (4)MnO2+SO2+Ca(OH)2===Mn(OH)2+CaSO4 10

    13.铬铁矿的主要成分为          FeO·Cr2O3,含有   SiO2、Al2O3 等杂质。工业上用铬铁矿制备

红矾钠晶体(Na2Cr2O7·2H2O)的流程如图所示:
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    煅烧时反应为      4FeO·Cr  O +7O +20NaOH    煅烧    8Na CrO +4NaFeO +10H O。
                        2 3   2        = = = = =   2   4       2     2
    (1)步骤①是在坩埚中进行煅烧,下列可用作此坩埚材料的是________(填字母)。
    A.铁                             B.氧化铝
    C.石英                             D.陶瓷
    (2)步骤①煅烧反应极慢,需要升温至               NaOH 呈熔融状态,反应速率才加快,其原因为

________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。

    (3)步骤②中    NaFeO2 会强烈水解生成氢氧化铁沉淀,其化学方程式为
________________________________________________________________________。
    (4)将五份滤液     1 分别在   130 ℃蒸发   1 小时,各自冷却到不同温度下结晶,保温过滤,
所得实验数据如下表。根据数据分析,步骤③的最佳结晶温度为__________。

                                Na2CrO4 粗晶体中各物质的质量分数/%
   结晶温度/℃
                      Na2CrO4·4H2O       NaOH        Na[Al(OH)4]     Na2SiO3
       30                52.45           29.79          8.69          12.21
       40                68.81           20.49          8.46          10.84
       50                60.26           27.96          10.36          9.32
       60                50.74           29.66          10.40         12.25
       70                46.77           33.06          8.10           6.48

    (5)步骤④中滤渣      3 的成分是____________________________________________。
    (6)假设该流程中铬元素完全转化为红矾钠晶体,则该铬铁矿中铬元素的质量分数为

__________(用含  m1、m2 的代数式表示)。
    解析:(1)高温下,四个选项中的物质只有铁不与                   NaOH 固体反应,故可用铁作坩埚的
材料。(2)NaOH   熔融后增大了反应物的接触面积,使反应速率加快。(3)利用元素守恒可写
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出  NaFeO2 水解的化学方程式:NaFeO2+2H2O===Fe(OH)3↓+NaOH。(4)由表中数据可以看出,

40   ℃时,Na2CrO4·4H2O   的质量分数最高,且其他物质的质量分数较低,故步骤③的最佳
结晶温度为     40      ℃。(5)当滤渣     2 粗晶体加水溶解,调节          pH 为中性时,所得滤渣        3 为

Al(OH)3 和 H2SiO3(或 H4SiO4)。(6)m2   kg 红矾钠晶体(Na2Cr2O7·2H2O)中铬元素的质量为
              52 × 2          52m2

m2×23 × 2+52 × 2+16 × 7+18 × 2= 149 ,则该铬铁矿中铬元素的质量分数为
 52m2
149m1×100%。
    答案:(1)A
    (2)NaOH 熔融后增大了反应物的接触面积

    (3)NaFeO2+2H2O===Fe(OH)3↓+NaOH
    (4)40 ℃

    (5)Al(OH)3、H2SiO3(或 H4SiO4)
       52m2
    (6)149m1×100%
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