2014年高考化学第一轮复习——第三章 元素化学.doc

第三章第三章 元素化学元素化学 1 智能考点二十 卤素及其化合物 1 智能考点二十一 硫及其硫的化合物 9 智能考点二十二 氮及其氮的化合物 21 智能考点二十三 碳族元素 31 智能考点二十五 金属材料与金属的冶炼 42 智能考点二十五 复合材料 47 智能考点二十六 碱金属元素 52 智能考点二十七 镁和铝 59 智能考点二十八 铁和铜 67 智能考点二十九 开发金属矿物和海水资源 77 智能考点三十 海水淡化与现代水处理技术 81 智能考点三十一 环境保护 绿色化学与可持续发展 88 第三章 元素化学单元检测题 93 第三章 元素化学 智能考点二十 卤素及其化合物 课标要求课标要求 1 通过实验了解氯气及其重要化合物的主要性质及在生产中的应用 2 认识氯气及其重要化合物对生态环境的影响 考纲要求考纲要求 1 了解氯气及其重要化合物的主要性质及在生产中的应用 2 了解氯气及其重要化合物对环境质量的影响 教材精讲教材精讲 一 氯气的性质及用途 1 物理性质 常温下 氯气是黄绿色 有刺激性 能溶于水 比空气重 易液化的有 毒气体 2 化学性质 氯气的化学性质很活泼的非金属单质 1 与金属反应 与变价金属反应 均是金属氧化成高价态 如 2Na Cl2 2NaCl 产生白烟 Cu Cl2 CuCl2 产生棕黄色的烟 2Fe 3Cl22FeCl3 产生棕色的烟 注 常温下干燥的氯气或液氯不与铁反应 所以液氯通常储存在钢瓶中 2 与非金属反应 如 H2 Cl22HCl 发出苍白色火焰 有白雾生成 可用于工业制盐酸 H2 Cl22HCl 会发生爆炸 不可用于工业制盐酸 2P 3Cl22PCl3 氯气不足 产生白雾 2P 5Cl22PCl5 氯气充足 产生白烟 3 与水反应 Cl2 H2O HCl HClO 4 与碱反应 Cl2 2NaOH NaCl NaClO H2O 用于除去多余的氯气 2Cl2 2Ca OH 2 Ca ClO 2 CaCl2 2H2O 用于制漂粉精 Ca ClO 2 CO2 H2O CaCO3 2HClO 漂粉精的漂白原理 5 与某些还原性物质反应 如 2FeCl2 Cl2 2FeCl3 2KI Cl2 2KCl I2 使湿润的淀粉 KI 试纸变蓝色 用于氯气的检验 SO2 Cl2 2H2O 2HCl H2SO4 6 与某些有机物反应 如 CH4 Cl2 CH3Cl HCl 取代反应 CH2 CH2 Cl2 CH2ClCH2Cl 加成反应 3 氯水的成分及性质 氯气溶于水得黄绿色的溶液 氯水 在氯水中有少部分氯分子与水反应 Cl2 H2O HCl HClO 次氯酸 大部分是以 Cl2分子状态存在于水中 注意 1 在新制的氯水中存在的微粒有 H2O Cl2 HClO H Cl ClO OH 久置氯水则几乎是盐酸溶液 一元弱酸 比 H2CO3弱 2 HClO 的基本性质 不稳定 2HClO 2HCl O2 强氧化性 漂白 杀菌能力 使色布 品红溶液等褪色 3 几种漂白剂的比较 漂白剂HClONa2O2 H2O2 SO2活性炭 漂白原理氧化漂白氧化漂白化合漂白吸附漂白 通电 加热 品红溶液褪色褪色褪色褪色 紫色石蕊先变红后褪色褪色只变红不褪色褪色 稳定性稳定稳定不稳定 4 氯气的制法 1 实验室制法 药品及原理 MnO2 4HCl 浓 MnCl2 2H2O Cl2 强调 MnO2跟浓盐酸在共热的条件下才反应生成 Cl2 稀盐酸不与 MnO2反应 仪器装置 发生装置 收集装置 吸收装置 实验步骤 检密 装药 固定 加热 收集 收集方法 向上排空气法 或排饱和食盐水法 净化装置 用饱和食盐水除去 HCl 用浓硫酸干燥 尾气处理 用碱液吸收 2 氯气的工业制法 氯碱工业 2NaCl 2H2O 2NaOH H2 Cl2 二 氯化氢的性质和实验室制法 1 物理性质 无色 有刺激性气味的气体 极易溶于水 1 500 其水溶液为盐酸 2 盐酸的化学性质 挥发性强酸的通性 3 氯化氢的实验室制法 1 药品及反应原理 NaCl H2SO4 NaHSO4 HCl 不加热或微热 NaHSO4 NaCl Na2SO4 HCl 加热到 500 C 600 C 总反应式 2NaCl H2SO4 Na2SO4 2HCl 2 装置 与制氯气的装置相似 3 收集方法 向上排空气法 4 检验方法 用湿润的蓝色石蕊试纸是否变红或用玻璃棒蘸浓氨水靠近是否有白烟产生 5 尾气处理 用水吸收 倒扣漏斗 三 卤族元素 1 卤素及化合物的性质比较 氟氯溴碘 状态气气 易液化 液 易挥发 固 易升华 熔 沸点熔 沸点逐渐升高 颜色淡黄绿色黄绿色红棕色紫黑色 单质物 理性质 密度密度逐渐增大 X2与 H2条件冷暗处光照加热持续加热 加热 加热 化合程度剧烈爆炸爆炸缓慢化合同时分解 反应2F2 2H2O 4HF O2X2 H2O HX HXOX2与 H2O 化 合 程度剧烈缓慢微弱极弱 水溶性反应生成氢氟酸水溶性依次减小 有机溶剂中溶解性依次增大 化合价只有 1 价有 1 1 3 5 7 等 化学式无含氧酸有 HXO HXO2 HXO3 HXO4等 含氧酸 强弱程度同一价态的酸性依次减弱 颜色AgF 白 AgCl 白 AgBr 淡黄 AgI 黄 水溶性易溶均难溶 且溶解度依次减小 卤化银 感光性难分解见光均易分解 且感光性逐渐增强 2 卤素元素的有关特性 1 F2遇水发生置换反应 生成 HF 并放出 O2 2 HF 是弱酸 剧毒 但能腐蚀玻璃 4HF SiO2 SiF4 2H2O HF 由于形成分子 间氢键相互缔合 沸点反常的高 3 溴是唯一的液态非金属 易挥发 少量的液溴保存要用水封 4 碘易升华 遇淀粉显蓝色 碘的氧化性较弱 它与变价金属反应时生成低价化合 物 5 AgX 中只有 AgF 溶于水 且不具有感光性 CaF2中只有 CaF2难溶 3 卤素间的置换反应及 X 离子的检验 1 Cl2 2Br Br2 2Cl Cl2 2I I2 2Cl Br2 2I I2 2Br 结论 氧化性 Cl2 Br2 I2 还原性 I Br Cl 2 溴和碘在不同溶剂中所生成溶液 由稀到浓 的颜色变化 溶剂 溶质 水 苯 汽 油四氯化碳 Br2 黄 橙橙 橙红橙 橙红橙 橙红 I2深黄 褐淡紫 紫红淡紫 紫红紫 深紫 密 度 比 水 轻 比 水 轻比 水 重 3 X 离子的检验 Cl 白色沉淀 Br AgNO3 HNO3 浅黄色沉淀 I 黄色沉淀 典型例题典型例题 例 1 1 液氯和氯水是一种物质吗 解析 液氯是 Cl2在加压或冷却时变成的液态 Cl2 是纯净物 而氯水是氯气溶于水中 形成的溶液 是混合物 答案 不是 2 怎样证明新制氯水中含有大量 Cl2 用实验证明氯气能与水反应 解析 观察氯水颜色 呈黄绿色 此即氯气的颜色 说明新制氯水中含大量 Cl2 向新制的氯水中加 AgNO3溶液 若产生白色沉淀 说明氯水中含有 Cl 即有部分氯 气与水反应了 Cl2 H2O HCl HClO AgNO3 HCl AgCl HNO3 另法 也可向新制氯水中放入一红布条或滴入几滴品红溶液 若布条或品红褪色 说明 新制氯水中有 HClO 即 Cl2与水发生了反应 3 氯水中有多种化学物质 故性质较复杂 下列现象各是基于哪种物质的什么性质 氯水能使紫色石蕊试液先变红后褪色 向氯水中滴加饱和 NaHCO3溶液 有气泡出现 向氯水中滴入 AgNO3 溶液 产生白色沉淀 答案 H HClO H Cl 点评 氯水的成分的复杂性和多样性 其中包含了与其相关的化学反应和知识点 还可 以拓展考查与化学平衡有关的内容 所以在教学中应该当作重点内容处理 例 2 A 和 B 均为钠盐的水溶液 A 呈中性 B 呈碱性并具有氧化性 下述为相关实验 步骤和实验现象 试回答 1 写出 A B 和 C 的化学式 A B C 2 依次写出 A D 和 D E E 中含有某 5 价元素的含氧酸根离子 的离子方程式 3 写出将 SO2气体通入 K 溶液中发生反应的离子方程式 4 写出由 F H 的化学方程式 解析 解这类题目一般可以从正 逆双向思维入手找出 突破口 然后依图示逐渐扩展直 至破译整个网络 当 突破口 不够明显时 就要利用直觉对可能的答案做大胆猜测 然后用 尝试 验证的方法得出正确结论 1 NaI NaClO AgI 2 2I ClO H2O I2 Cl 2OH I2 5ClO 2OH 2IO3 5Cl H2O 3 2Fe3 SO2 2H2O 2Fe2 SO42 4H 4 Cl2 2NaOH NaClO NaCl H2O 点评 推断题是高考题的热点和难点 几乎每年必考 本题以框图形式出现 题干中以 化学实验现象为信息提示 考查了元素化合物知识和氧化还原反应知识的综合应用能力 并 着重考查了离子方程式的书写 同时也考查学生思维的严密性和整体性 跟踪训练跟踪训练 一 选择题 只有一个合理答案 一 选择题 只有一个合理答案 1 市售 家用消毒液发生器 是以精盐和自来水为原料 通电时 发生器内的电极板上产生大 量的气泡 同时使产生的气体充分与电解液接触 所制得的混合液具有强烈的杀菌能 力 且不对人体造成伤害 该发生器配制消毒液所涉及到的化学反应有 2NaCl 2H2O 2NaOH Cl2 H2 Cl2 2NaOH NaCl NaClO H2O H2 Cl2 2HCl Cl2 H2O HCl HClO 2HClO 2HCl O2 A B C D 2 将一盛满 Cl2的试管倒立在水槽中 当日光照射一段时间后 试管中最后剩余气体的体积 约占试管容积的 A 1 4B 1 2C 1 3D 2 3 3 下列物质加入溴水 经振荡 不因发生化学反应而使溴水褪色的是 A Na2S B NaOH C 甲苯 D 裂化汽油 4 有关卤素的说法正确的是 A 卤素是典型的非金属元素其单质只具有氧化性而无还原性 B 卤素单质的熔点随相对分子质量的增大而升高 C 卤化银都不溶于水 也不溶于稀硝酸 D 卤化氢的水溶液都是强酸 5 F2是氧化性最强的非金属单质 物质的量相等的 F2跟烧碱完全反应 生成 NaF H2O 和 另一种气体 该气体是下列中的 A H2 B HF C OF2 D O2 二 选择题 有二 选择题 有 1 2 个合理答案 个合理答案 6 下列离子方程式正确的是 A 氯气与水反应 Cl2 H2O 2H Cl ClO B 氯气与氢氧化钠溶液反应 Cl2 2OH Cl ClO H2O C 向留有残氯 Cl2 的水中加一定量的 FeSO4 以除去水中的 Cl2 Fe2 Cl2 2Cl Fe3 D 漂白粉溶液中通入少量二氧化碳气体 Ca2 2ClO H2O CO2 CaCO3 2HClO 7 已知 Cl2与 Br I 可发生反应 Cl2 2I I2 2Cl Cl2 2Br Br2 2Cl 且 Br I 的 还原性强弱顺序为 I Br 某溶液中 Cl Br I 的物质的量依次为 0 2mol 0 4mol 0 6mol 欲使其 Cl Br I 的物质的量比为 1 1 1 需通入 Cl2 那么通入 Cl2的物质的量是原溶液 中 I 物质的量的 A 1 2 B 1 3 C 2 3 D 1 6 8 液氯和氨的反应同氯气与水的反应类似 则氯气通入液氨中 产物可能有 A B C D NH4 N2HClNH Cl 2 9 下列反应属于氧化还原反应的是 A 漂白粉吸收空气中的二氧化碳 B 用萤石和浓硫酸制取氟化氢 C 氯水使有色布条褪色 D 黑白照片的底片在相机里曝光时的反应 10 常用氯气给自来水消毒 某学生用自来水配制下列物质的溶液 不会产生明显药品变质 的是 A 石蕊试剂 B 硝酸银 C 氢氧化钠 D 氯化铝 11 氯水不稳定 因为氯水中存在如下平衡 Cl2 H2O HCl HClO 下列措施会降低氯 水的稳定性的是 A 通入少量 H2S 气体 B 加入少量小苏打 C 通入少量 HCl 气体 D 增大氯水浓度 12 某无色气体可能含 HCl HBr SO2 CO2中的一种或几种 将该气体通入到适量氯水中 恰好完全反应 不再剩余气体 将所得到的无色溶液冷媒装在两支试管中 分别加入酸 化的 AgNO3溶液 酸化的 BaCl2溶液 均产生白色沉淀 则下列判断正确的是 A 原气体中一定有 SO2 一定没有 HBr B 原气体中可能有 SO2 C 原气体中一定有 HCl D 不能确定有无 HCl 但一定没有 CO2 13 砹 At 是原子序数最大的卤族元素 推测砹或砹的化合物不可能具有的性质是 A HAt 很稳定 B AgAt 不溶于水 C 砹是有色固体 D HAt 溶液为强酸 三 实验题三 实验题 14 用滴管将新制的饱和氯水慢慢滴入含酚酞的 NaOH 稀溶液中 当滴到最后一滴时红 色突然褪去 试回答下列问题 1 产生上述现象的原因可能有两种 是由于 是由于 2 简述怎样用实验证明红色褪去原因是 或者 15 由于用氯气对饮用水消毒 会使水中的有机物发生氯化 生成有机含氯化合物于人 体有害 世界环保联盟即将全面禁止这种消毒方法 建议采用广谱性具有强氧化性的高效消 毒剂二氧化氯 ClO2 ClO2极易爆炸 生产和使用时尽量用惰性气体稀释 避免光照 震动 或加热 1 在 ClO2中 所有原子是否都满足 8 电子结构 填 是 或 否 2 欧洲一些国家用 NaClO3氧化浓盐酸来制取 ClO2 同时有 Cl2生成 且 Cl2的体积为 ClO2的一半 这一反应的化学方程式是 3 浓盐酸在上述反应中显示出来的性质是 填写编号 A 只有还原性B 还原性和酸性C 只有氧化性D 氧化性和酸性 4 若上述反应产生 0 1 mol Cl2 转移电子的物质的量为 mol 5 ClO2为高效低毒的消毒剂 其消毒的效率 以单位质量得到电子数表示 是 Cl2的 倍 6 我国广泛采用将经干燥空气稀释的氯气通入填有固体亚氯酸钠 NaClO2 的柱内制得 ClO2 表示这一反应的化学方程式是 和欧洲的方法相 比 我国这一方法的主要优点是 16 图是一个制取氯气并以氯气为原料进行特定反应的装置 1 A 是氯气发生装置 其中的化学反应方程为 2 实验开始时 先点燃 A 处的酒精灯 打开旋塞 K 让 Cl2充满整个装置 再点燃 D 处酒精灯 连接上 E 装置 Cl2通过 C 瓶后再进入 D D 装置的硬质玻璃管内盛有炭粉 发生氧化还原反应 其产物为 CO2和 HCl 试写出 D 中反应的化学方程式 装置 C 的作用是 3 在 E 处 紫色石蕊试液的颜色由紫色变为红色 再变为无色 其原因是 4 若将 E 处烧杯中溶液改为澄清石灰水 反应过程现象为 选填标号 A 有白色沉淀生成 B 无现象 C 先生成白色沉淀 而后白色沉淀 消失 5 D 处反应完毕后 关闭旋塞 K 移去酒精灯 但由于余热的作用 A 处仍有 Cl2产 生 此时 B 中的现象是 B 的作用是 四 无机题四 无机题 17 下图表示的是有关物质A Y的转化关系 其中反应 除生成A之外 还生成一种相 对分子质量为174的物质 回答下列问题 1 写出反应 的离子方程式 并标出电子转移的方向和数目 2 写出反应 的化学方程式 3 取液体 F 3mL 盛在试管中 向该试管中加入 6mL 苯 用力振荡试管后静置 可 观察到的现象是 4 将沉淀 Y 放在日光下晒 可观察到的现象是 18 多原子分子 的性质与卤素单质相似 故称它们为类卤人 2 CN 2 SCN 2 OCN 物化合物 它们可以生成酸和盐 见下表 表中 代表 l r I 卤素氰硫氰 单质 2 CN 2 SCN 2 OCN 酸 HCN HOCN 盐 KCNKSCN 在表中 处分别填写相应的化学式 完成下列化学方程式 2 MnOHSCN 与水反应的化学方程式为 2 CN 与硫酸氢钠共热的化学方程式为 KSCN 19 工业上从海水中提出取溴常采用如下方法 1 向海水中通入 Cl2 将海水中的溴化物氧化 这一过程所发生的反应属于非金属间 的 反应 2 向上述混合溶液中吹入热空气 将生成的溴吹出 用纯碱液吸收 生成 NaBr NaBrO3 这一过程可用离子方程式表示为 加热 加热 加热 点燃 加热 加热 3 将 2 所得混合液用 H2SO4酸化 使 NaBr 和 NaBrO3中的溴转化为单质溴 这一过 程可用化学方程式表示为 4 这样得到的液溴中还混有少量 Cl2 除去 Cl2的方法是 智能考点二十一 硫及其硫的化合物 课标要求课标要求 1 通过实验了解硫及其重要化合物的主要性质及在生产中的应用 2 认识硫及其重要化合物对生态环境的影响 考纲要求考纲要求 1 了解硫及其重要化合物的主要性质及在生产中的应用 2 了解硫及其重要化合物对环境质量的影响 教材精讲教材精讲 一 硫及其重要化合物的主要性质及用途 1 硫 1 物理性质 硫为淡黄色固体 不溶于水 微溶于酒精 易溶于 CS2 用于洗去试管 壁上的硫 硫有多种同素异形体 如单斜硫 斜方硫 弹性硫等 2 化学性质 硫原子最外层 6 个电子 较易得电子 表现较强的氧化性 与金属反应 与变价金属反应 均是金属氧化成低价态 2Na S Na2S 剧烈反应并发生爆炸 2Al 3S Al2S3 制取 Al2S3的唯一途径 Fe S FeS 黑色 2Cu S Cu2S 黑色 与非金属反应 S O2 SO2 S H2 H2S 说明硫化氢不稳定 与化合物的反应 S 6HNO3 浓 H2SO4 6NO2 2H2O S 2H2SO4 浓 2SO2 2H2O 3S 6NaOH 2Na2S Na2SO3 3H2O 用热碱溶液清洗硫 3 用途 大量用于制造硫酸 硫化天然橡胶 也用于制药和黑火药 加热 CO2 CO2 点燃 点燃 2 硫的氢化物 硫化氢的制取 Fe H2SO4 稀 FeSO4 H2S 不能用浓 H2SO4或硝酸 因为 H2S 具有强还原性 H2S 是无色 有臭鸡蛋气味的有毒气体 能溶于水 密度比空气略大 硫化氢的化学性质 A 可燃性 当 2 1 时 2H2S O2 2S 2H2O H2S 过量 22 OSH nn 当 2 3 时 2H2S 3O2 2SO2 2H2O O2过量 22 OSH nn 当时 两种反应物全部反应完 而产物既有硫又有 SO22 3 2 2 2 O SH n n B 强还原性 常见氧化剂 Cl2 Br2 Fe3 HNO3 KMnO4等 甚至 SO2均可将 H2S 氧 化 C 不稳定性 300 以上易受热分解 H2S 的水溶液叫氢硫酸 是二元弱酸 3 硫的氧化物 1 二氧化硫 SO2是无色而有刺激性气味的有毒气体 密度比空气大 容易液化 易溶于水 SO2是酸性氧化物 能跟水反应生成亚硫酸 亚硫酸是中强酸 SO2有强还原性 常见氧化剂 见上 均可与 SO2发生氧化一还原反应 如 SO2 Cl 2 2H2O H2SO4 2HCl SO2也有一定的氧化性 2H2S SO2 3S 2H2O SO2具有漂白性 能跟有色有机化合物生成无色物质 可逆 非氧化还原反应 实验室制法 Na2SO3 H2SO4 浓 Na2SO3 H2O SO2 或 Cu 2H2SO4 浓 CuSO4 2H2O SO2 2 三氧化硫 是一种没有颜色易挥发的晶体 具有酸性氧化物的通性 遇水剧烈反 应生成硫酸并放出大量的热 3 比较 SO2与 CO2 SO3 SO2CO2SO3 主要物 性 无色 有刺激性气体 易液化易溶于 水 1 40 无色 无气味气体能溶于水 1 1 无色固体 熔点 16 8 与水反 应 SO2 H2O H2SO3 中强酸CO2 H2O H2CO3 弱酸SO3 H2O H2SO4 强酸 SO2 SO2 与碱反 应Ca OH 2 CaSO3 Ca HSO3 2 清液 白 清液 Ca OH 2 CaCO3 Ca HCO3 2 清液 白 清液 SO3 Ca OH 2 Ca SO4 微溶 紫色石 蕊 变红变红变红 品红褪色不褪色不褪色 鉴定存 在 能使品红褪色 又能使清石灰变浑浊 不能使品红褪色 但能使清石灰水变浑浊 氧化性SO2 2H2S 2S 2H2OCO2 2Mg 2MgO C CO2 C 2CO 还原性有无 与 Na2O2作 用 Na2O2 SO2 Na2SO42Na2O2 2CO2 2Na2CO3 O22Na2O2 2SO3 2NaSO4 O2 4 酸雨的形成和防治 酸雨的形成是一个十分复杂的大气化学和大气物理过程 酸雨中含有硫酸和硝酸等酸性 物质 其中又以硫酸为主 从污染源排放出来的 SO2 NOx NO NO2 是酸雨形成的主要 起始物 因为大气中的 SO2在光照 烟尘中的金属氧化物等的作用下 经氧化 溶于水等方 式形成 H2SO4 而 NO 被空气中氧气氧化为 NO2 NO2直接溶于水形成 HNO3 造成了雨水 pH 值降低 便形成了酸雨 硫酸型酸雨的形成过程为 气相反应 2SO2 O2 2SO3 SO3 H2O H2SO4 液相反应 SO2 H2O H2SO3 2H2SO3 O2 2H2SO4 总反应 2325 22224 222 MnFeCuV SOH OOH SO 硝酸型酸雨的形成过程为 2NO O2 2NO2 3NO2 H2O 2HNO3 NO 引起硫酸型酸雨的 SO2人为排放主要是化石燃料的燃烧 工业尾气的排放 土法炼硫等 引起硝酸型酸雨的 NOx 人为排放主要是机动车尾气排放 酸雨危害 直接引起人的呼吸系统疾病 使土壤酸化 损坏森林 腐蚀建筑结 构 工业装备 电信电缆等 酸雨防治与各种脱硫技术 要防治酸雨的污染 最根本的途径是减少人为的污染物排放 因此研究煤炭中硫资源的综合开发与利用 采取排烟脱硫技术回收二氧化硫 寻找替代能源 城市煤气化 提高燃煤效率等都是防止和治理酸雨的有效途径 目前比较成熟的方法是各种 脱硫技术的应用 在含硫矿物燃料中加生石灰 及时吸收燃烧过程中产生的 SO2 这种方法称为 钙基固硫 其反应方程式为 SO2 CaO CaSO3 2CaSO3 O2 2CaSO4 也可采用烟气脱硫技术 用石 灰浆液或石灰石在烟气吸收塔内循环 吸收烟气中的 SO2 其反应方程式为 SO2 Ca OH 2 CaSO3 H2O SO2 CaCO3 CaSO3 CO2 2CaSO3 O2 2CaSO4 在冶金工业的烟道废气中 浓 H2SO4 氧化性 Br2 I2 S SO2 H2O S C Al 或 Fe 冷 足量 Cu 足量 Zn Fe2 HBr HI H2S SO2 H2O SO2 CO2 H2O 钝化 运装浓 H2SO4 CuSO4 SO2 H2O ZnSO4 SO2 后有 H2 H2O Fe3 SO2 H2O 只表现强 氧化性 兼有 酸性 脱水性 吸水性 C2H5OH 去结晶水 胆矾 作干燥剂 C H2O C2H4 H2O 糖等 无水 CuSO4 中性气体 无强还原性气体 非碱性气体 可干燥 1700 常混有大量的 SO2和 CO 它们都是大气的污染物 在 773 和催化剂 铝矾土 的作用下 使二 者反应可收回大量的硫黄 其反应原理为 SO2 2CO S CO2 4 硫酸 稀 H2SO4具有酸的一般通性 而浓 H2SO4具有酸的通性外还具有三大特性 SO42 的鉴定 干扰离子可能有 CO32 SO32 SiO32 Ag PO43 等 待测液澄清液白色沉淀 说明待测液中含有 SO42 离子 硫酸的用途 制过磷酸钙 硫酸铵 硫酸铜 硫酸亚铁 医药 炸药 用于铅蓄电池 作干燥剂 制挥发性酸 作脱水剂和催化剂等 二 硫酸的工业制法 接触法 1 生产过程 三阶段SO2制取和净化SO2转化为 SO3SO3吸收和 H2SO4的生成 三方程4FeS2 s 11O2 g 2Fe2O3 s 8SO2 g H 3412 kJ mol 2SO2 g O2 g 2SO3 g H 196 6 kJ mol SO3 g H2O l H2SO4 l H 130 3 kJ mol 三设备沸腾炉接触室吸收塔 有 关 原 理 矿石粉碎 以增大矿石与 空气的接触面 加快反 应速率 逆流原理 热交换器 目的 冷热气体流向相反 冷的 SO2 O2 N2被预热 而 热的 SO3 SO2 O2 N2 被冷却 逆流原理 98 3 的浓硫酸 从塔顶淋下 气体由下往 上 流向相反 充分接触 吸收更完全 设备中 排出的 气 体 炉气 SO2 N2 O2 矿尘 除 尘 砷硒化合物 洗涤 H2O 气 干燥 净化气 SO2 N2 O2 SO2 O2 N2 SO3尾气 SO2及 N2 O2 不能直接排入大气中 高压放电 说 明 矿尘 杂质 易使催化剂 中毒 H2O 气 腐蚀设备 影响 生产 反应条件 理论需要 低温 高压 催化剂 实际应用 400 500 常压 催 化剂 实际用 98 3 的浓硫酸吸收 SO3 以免形成酸雾不利于气 体三氧化硫被进一步吸收 2 尾气处理 氨水 NH4 2SO3 NH4 2SO4 SO2 NH4HSO3 三 氧族元素 1 氧族元素比较 原子半径 O S Se Te 单质氧化性 O2 S Se Te 单质颜色 无色 淡黄色 灰色 银白色 单质状态 气体 固体 固体 固体 氢化物稳定性 H2O H2S H2Se H2Te 最高价含氧酸酸性 H2SO4 H2SeSO4 H2TeO4 2 O2和 O3比较 O2O3 颜色无色气态 淡蓝色 气味无刺激性特殊臭味 水溶性臭氧密度比氧气的大 密度臭氧比氧气易溶于水 氧化性强 不易氧化 Ag Hg 等 极强 O3 2KI H2O 2KOH I2 O2 易氧化 Ag Hg 等不活泼金属 漂白性无有 极强氧化性 作消毒剂和脱色剂 稳定性 3O2 2O3 2O3 3O2 常温 缓慢 加热 迅速 相互关系臭氧和氧气是氧的同素异形体 3 比较 H2O 和 H2O2 H2OH2O2 电子式 化学键极性键极性键和非极性键 分子极性有有 42SO H 222 含含ONSO 电解 MnO2 稳定性稳定 2H2O 2H2 O2 不稳定 2H2O2 2H2O O2 氧化性较弱 遇强还原剂反应 2Na 2H2O 2NaOH H2 较强 遇还原剂反应 SO2 H2O2 H2SO4 还原性较弱 遇极强氧化剂反应 2F2 2H2O 4HF O2 较强 遇较强氧化剂反应 2MnO4 5H2O2 6H 2Mn2 5O2 8H2O 作用饮用 溶剂等氧化剂 漂白剂 消毒剂 脱氯剂等 典型例题典型例题 例 1 A B C 是在中学化学中常见的三种化合物 它们各由两种无素组成 甲 乙是 两种单质 这些化合物和单质之间存在如下的关系 据此判断 1 在 A B C 这三种化合物中 必定含有乙元素的是 用 A B C 字母填写 2 单质乙必定是 填 金属 或 非金属 其理由是 3 单质乙的化学式可能是 则化合物 B 的化学式是 解析解析 本题不仅考查学生对非金属元素的单质及化合物性质的综合认识水平 同时也 是对学生思维能力 特别是推理能力的综合检验 题目中的三问 由易到难 考查层次由低 到高 着重考查学生的分析 推理 正向思维与逆向思维 从抽象思维到具体运用等能力 第 3 问又在前两问的基础上考查了学生将元素及其化合物知识进行归纳整理的能力 1 根据框图所示 单质甲 单质乙 化合物 A 所以 A 中一定含乙元素 甲 B A C 由于甲 乙为两不同种元素的单质 所以 A 中含有的乙元素一定来自于 B 2 由于 A B 中都含有乙元素 A B 乙 C 乙为单质 说明 A B 中乙元素发生 氧化还原反应之后生成零价乙元素 据同种元素不同价态间氧化还原反应的价态归中原理 可知乙元素在 A B 介于 0 价两端 即为正价和负价 而只有非金属元素才可能表现正价和 负价 所以乙为非金属元素 3 在中学化学中 显正 负价的非金属元素有 Cl S N C H 在此范围中依题进行 筛选 S 和 N2均合适 本题可排出下列关系 答案 1 A B 2 非金属 因为 A B 乙 C 且乙为单质 可知乙元素在 A B 中分别呈正 负 所以乙是非金属 3 S H2S 或 N2 NH3 例 2 硫酸铜在加热条件下发生分解反应 生成氧化铜 二氧化硫 三氧化硫和氧气 请用给出的仪器 药品 如图所示 设计一个实验 测定硫酸铜在加热分解时产生的氧气 二氧化硫 三氧化硫与参加反应的硫酸铜的物质的量的关系 并确定在该条件下硫酸铜分解 反应的化学方程式 实验测得数据和有关结果如下 准确弥补量 4 80g 无水硫酸铜 测出量筒中水的体 积 折算成标准状况下气体的体积 为 224mL 干燥管在实验后质量增加 2 56g 实验 结束时装置 F 中的溶液变为 Na2SO4溶液 不含其它杂质 请回答 1 硫酸铜加热分解产生的混合气体首先通过 填序号 发生反应的化 学方程式为 2 若气流方向从左向右 分解后混合气体依次通过装置的顺序为 填进 出口序号 3 装置 D 的作用是 装置 C 的作用是 4 根据测得的数据 确定该条件下硫酸铜分解反应的化学方程式 解析解析 由于 CuSO4加热分解产生 3 种气体 为了确定分解反应方程式 必须知道 3 种气体各自的物质的量 由于 SO3 SO2是极易或易溶于水的气体 故最终制用气排水量气 的只能是 O2 干燥管实验质量增加是吸收的 SO2 水已被浓 H2SO4吸收 但需注意 SO3与 NaHSO3溶液反应时又产生了 SO2 n CuSO4 0 03mol n 总 SO2 0 04mol molg g 160 80 4 molg g 64 56 2 0 04 0 03 mol 0 01mol SO3 2NaHSO3 Na2SO4 2SO2 H2O n g 1mol 2mol 1mol 0 1mol 0 02mol 0 01mol n 原 SO2 n 总 SO2 n 生 SO2 0 04mol 0 02mol 0 02mo l n O2 0 01mol molL L 4 22 224 0 故 n SO3 n SO2 n O2 n CuSO4 0 01 0 02 0 01 0 03 1 2 1 3 答案 1 F SO3 2NaHSO4 Na2SO4 2SO2 H2O 2 1 10 9 6 5 3 4 8 7 2 3 干燥 SO2和 O2 保证后面碱石灰吸收的是 SO2 4 3CuSO4 3CuO 2SO2 SO3 O2 例例 3 室温时 H2S 和 O2的混合气体 100mL 点燃后充分反应 剩余 25mL 求 H2S 和 O2的体积比 解析解析 剩余的 25mL 气体可能是什么 H2S O2和 SO2 SO2 若 H2S 过量 余 25mL H2S 则参加反应的 75mL 50mL SH V 2 3 2 75mL 25mL 50 25 25 3 1 2 O V 3 1 SH V 22 O V 若为 O2和 SO2 则 O2过量 据 2H2S 3O2 2SO2 2H2O V 2 3 2 3 2LH2S 完全反应 体积减少 3L 现减少 100mL 25mL 75mL 则需 H2S 的体积为 75mL 50mL O2的体积为 75mL 75mL 50mL 100mL 不可能 3 2 两种反应物完全反应 产物为 S SO2和 H2O 设 H2S 的体积为 aO2的体积为 b 则 aH2S bO2 a b S b SO2 aH2O 2 3 2 a a b 100 a 50mL b 50mL 体积比为 1 1 b 25 2 a 跟踪训练跟踪训练 一 选择题 只有一个合理答案 一 选择题 只有一个合理答案 1 某学生课外活动小组利用图 4 9 装置做如下实验 在试管中注入某无色溶液 加热试管 溶液颜色变为红色 冷却后恢复无色 则原溶液可能是 A 溶有的品红溶液 B 溶有的酚酞溶液 2 SO 3 NH C 溶有的酚酞溶液 D 溶有的品红溶液 2 SO 2 Cl 2 工业上从含硒的废料中提取硒的方法之一是用 H2SO4和 NaNO3处理废料 获得亚硒酸和 少量硒酸 加入盐酸共热 硒酸被转化为亚硒酸 2HCl H2SeO4 H2SeO3 Cl2 H2O 再将 SO2通入亚硒酸的溶液中 单质硒即析出 据此下列叙述正确的是 A H2SeO4氧化性弱于 Cl2 B 二氧化硫的还原性强于 Se C 亚硒酸的氧化性强于硫酸 D 析出 1molSe 需 H2SeO3 SO2 H2O 各 1mol 3 一定量的锌与 100 mL 18 5 mol L 1的浓 H2SO4充分反应后 锌完全溶解 同时生成标准 状况下的气体 33 6 L 将反应后的溶液稀释至 1 L 测得溶液中 c H 0 1 mol L 1 则生 成的气体中 SO2和 H2的体积比为 A 1 2 B 2 1 C 1 4 D 4 1 4 下列叙述符合氧族元素随着核电荷数的增加性质递变规律的是 A 氢化物稳定性逐渐增强B 最高价氧化物的水化物的酸性逐渐减弱 C 单质溶 沸点逐渐升高 D 单质的密度逐渐变大 5 右图是一套检验气体性质的实验装置 向装置中缓慢地通入气体 A 若关闭活塞 则品红 溶液无变化而澄清石灰水浑浊 若打开活塞 则品红溶液褪色 据此判断气体 A 和洗气瓶内 溶液 Y 分别可能是 Y 品红 石灰水 ABCD ASO2H2SCO2Cl2 Y饱和 NaHCO3浓硫酸Na2SO3溶液Na2CO3溶液 6 硫酸生产中 是根据化学平衡原理来确定的条件或措施有 A 矿石加入沸腾炉之前先粉碎B 使用 V2O5作催化剂 C 接触氧化在常压下进行D 净化后炉气中要有过量的空气 二 选择题 有二 选择题 有 1 2 个合理答案 个合理答案 7 高氯酸是最强的酸 60 的高氯酸溶液加热不分解 但浓度再高就不稳定 受热易分解 热浓的高氯酸遇有机物易爆炸 纯高氯酸的沸点是 130 现在 70 的商品高氯酸 为 使其进一步浓缩 所采取的正确措施是 A 加入浓 H2SO4后 再小心常压蒸馏 B 加入浓 H2SO4 再进行减压蒸馏 C 含仪器连接处的橡皮塞应塞紧 防止漏气 D 各仪器连接处必须用磨口玻璃装置 8 把二氧化硫通入硝酸铁溶液中 溶液由棕黄色变为浅绿色 但立即又变为棕黄色 这时 若滴加氯化钡溶液 则产生白色沉淀 在上述一系列变化过程中 氧化剂是 A SO2 B Fe3 C H2SO4 D HNO3 9 将含 a mol Na2SO3 的溶液与含 b mol Na2S 的溶液混合后 无明显现象 若再加稀硫酸 则立即出现黄色沉淀并有能使品红褪色的气体产生 则 a 与 b 的比值为 A 大于 2 B 小于 2 C 等于 2 D 大于 1 2 10 已知 2H2S SO2 3S 2H2O S 2H2SO4 浓 3SO2 2H2O 3S 6KOH 2K2S K2SO3 3 H2O 则下列说法正确的是 A 反应 说明能与酸反应 具有碱性氧化物的通性 B 反应 改用稀硫酸 则放出 H2 C 反应 和 说明硫具有两性元素的性质 D 上述反应说明硫既有氧化性又有还原性 11 将过量的 SO2气体通入下列溶液中 最终没有沉淀的是 A Na Al OH 4 B BaCl2 C Ba NO3 2 D NaSiO3 12 下列反应的离子方程式中 错误的是 A 将 SO2通入 Ca ClO 2溶液 Ca2 2ClO SO2 H2O CaSO3 2HClO B 用氨水吸收少量的二氧化硫气体 2NH3 H2O SO2 2NH4 SO32 H2O C Cl2通入 Na2SO3溶液中 Cl2 SO32 H2O 2H SO42 2Cl D 硫酸氢钠溶液与氢氧化钡溶液以等物质的量混合 SO42 2H Ba2 2OH BaSO4 2H2O 13 若发现 114 号新元素 R 下列有关 R 可能具有的性质不合理的是 A R 是金属元素 B R 的单质可作半导体 C R 不存在稳定的气态氢化物 D R 的最高价氧化物对应水化物为酸且酸性较强 三 实验题三 实验题 14 右图是检验某物质某项性质的实验装置 打开分液 漏斗的旋钮 往双叉试管中慢慢滴入液体 b 时 a c 两处 即有气体 M N 产生 已知 M N 分别是 R 元素的气态 氢化物和氧化物 两物质分子中原子个数相等 且每个分 子均含有 1 个 R 原子 二者的摩尔质量之比为 17 32 1 M N 填化学式 2 a c 两处分别盛有黑色物质和白色物质 它们可能是 B 可 能是 试剂 3 从双叉试管上部内壁 观察到的现象是 原因是 用 化学方程式表示 4 装置乙的作用是 离子方程式是 15 根据下图装置进行实验 并按要求填空 B 品红溶液 C 碘淀粉溶液 D Ba OH 2溶液 F 酚酞烧碱溶液 1 通入空气 加热 A 处 打开 开关 关闭 开关 写出 A 处高温下的化学反应方程 式 并指出电子转移方向和数目 将生成物通入 C 的现象是 D 中的现象是 离子方程式为 2 继续通入空气加热 A 处 同时关闭 开关 打开 开关 并加热 E 处 并写出 E 处 的化学方程式 将 E 处产物通入 F 中的现象是 16 某校学生活动小组设计如图所示装置探究工业制硫酸接触室中反应产物 并测定此条件 下二氧化硫的转化率 实验时 装置 D 锥形瓶中溶液产生白色沉淀 装置 E 中溶液褪色 浓硫酸 V2O5 亚硫酸钠 固体 冰水品红溶液 烧碱溶液 O2 浓硫酸 ABCDEF 1 装置 B 的三个作用是 2 实验过程中 当 V2O5表面红热后 应将酒精灯移开一会儿后再继续加热 其原因是 3 D 中锥形瓶盛放的溶液可以是 选填序号 少量澄清石灰水 少量小苏打溶液 少量氯化钡溶液 少量硝酸钡溶液 反应停止后 要通过装置 D 锥形瓶中产生的白色沉淀的量 测定已被氧化的二氧化硫的量时 在滤出沉淀前必须进行的一步实验操作是 简述过程 4 若从锥形瓶溶液中得到的沉淀质量为 m g 要测定该条件下二氧化硫的转化率 实验 时还需要测定的数据是 选填序号 二氧化硫的转化率是 用含 有 m a b c d 中的一种或几种字母的代数式表示 装置 F 增加的质量 a g 装置 A 中亚硫酸钠减少的质量 b g 装置 B 增加的质量 c g 装置 E 增加的质量 d g 四 无机题四 无机题 17 归纳整理是科学学习的重要方法之一 在学习了氧族元素的各种性质后 可归纳整理出 如下表所示的表格 部分 性质 元素 8O16S34Se52Te 单质熔点 218 4113450 单质沸点 183444 66851390 主要化合价 2 2 4 6 2 4 6 原子半径逐渐增大 单质与 H2反应情况点燃时易化合加热化合加热难化合不能直接化合 请根据表 2 回答下列问题 1 硒的熔点范围可能是 2 碲的化合价可能有 3 硫 硒 碲的氢化物水溶液的酸性由强至弱酌顺序是 填化学式 4 氢硒酸有较强的 填 氧化性 或 还原性 因此放在空气中长期保存易变质 其可能发生的化学方程式为 5 工业上 Al2Te3可用来制备 H2Te 完成下列化学方程 式 A12Te3 A1 OH 3 H2Te 6 右图所示为氧族元素单质与 H2反应过程中的 能量变 化示意图 其中 a b c d 分别表示氧族中某一元素的 单质 E 为相同物质的量的单质与 H2反应过程中的能 量变化 反应的热效应 则 b 代表 d 代表 均写单质名称 18 固体 A 和 B 都是由两种相同元素组成 在 A B 中两元素的原子个数比分别为 1 1 和 1 2 A B 在高温下煅烧时 产物都是固体 C 和气体 D 由 D 最终可制得酸 E E 的稀溶液 跟 A 反应时生成气体 G 和溶液 F G 和 D 在常温下混合有浅黄色固体生成 在 F 中滴入溴 水后 再加入氢氧化钾溶液 有红褐色沉淀生成 该沉淀加热时又转变成 C 根据上述事实 回答 1 A 的化学式 B 的化学式 2 B 燃烧生成 C 和 D 的化学方程式 3 C 和 D 混合发生的反应的化学方程式 4 在 F 中滴入溴水的化学方程式 5 A 与 E 反应的离子方程式 智能考点二十二 氮及其氮的化合物 课标要求课标要求 通过实验了解氮及其重要化合物的主要性质 认识其在生产中的应用和对生态环境的影 响 考纲要求考纲要求 1 了解氮气及其重要含氮化合物的主要性质及应用 2 了解某些含氮化合物对环境质量的影响 3 能综合应用氮及氮的化合物知识 教材精讲教材精讲 1 本考点知识结构 2 氮的循环 3 氮及其化合物的衍变关系 NH3 N2 NO NO2 HNO3 NH4NO3 NH3 NH3 H2ONH4 OH 4 氮氧化物 各种价态氮氧化物 N2O NO N2O3 NO2 N2O4 1 N 2 N 3 N 4 N N2O5 其中 N2O3和 N2O5分别是 HNO2和 HNO3的酸酐 气态的氮氧化物几乎都是剧 5 N 毒性物质 在太阳辐射下还会与碳氢化物反应形成光化学烟雾 NO 和 NO2性质比较 NO 一种无色气体 难溶于水 不成盐氧化物 常温下 极易被氧化为 NO2 2NO O2 2NO2 NO2 一种有刺激性气味的红棕色气体 溶于水后与水反应 3NO2 H2O 2HNO3 NO 氮氧化物溶于水计算方法 涉及的可能相关化学反应方程式分别为 3NO2 H2O 2HNO3 NO 4NO 3O2 2H2O 4HNO3 4NO2 O2 2H2O 4HNO3 NO2 NO O2 H2O 2HNO3 NO 与 NO2混合气体溶于水 反应最后得到的气体是 NO 其体积 V NO 1 3V NO2 NO 与 O2的混合气体溶于水 若 V NO V O2 4 3 则容器内无气体剩余 水可充满容器 若 V NO V O2 4 3 则容器内剩余气体为过量的 NO 若 V NO V O2 4 1 则 NO2过量 容器内剩余气体为的 NO 体积为过量的 NO2的 1 3 若 V NO2 V O2 CaCO3 Na2CO3 NaHCO3 热稳定性 Na2CO3 CaCO3 碱金属正盐 碱金属酸式盐 Na2CO3 NaHCO3 相互转化 碳酸正盐碳酸酸式盐 除杂用 7 硅 硅在地壳中只有化合态 没有游离态 其含量在地壳中居第二 仅次于氧 是构 成矿物和岩石的主要成分 晶体硅是灰黑色 有金属光泽 硬而脆的固体 是半导体 具有较高的硬度和熔点 硅的化学性质不活泼 常温下 只能与氟气 氢氟酸及强碱溶液反应 Si 2F2 SiF4 Si 4HF SiF4 2H2 Si 2NaOH H2O Na2SiO3 2H2 在加热条件下 能与 氧气 氯气等少数非金属单质化合 Si O2SiO2 制备 在电炉里用碳还原二氧化硅先制得粗硅 SiO2 2CSi 2CO 将制得的 粗硅 再与 C12反应后 蒸馏出 SiCl4 然后用 H2还原 SiCl4可得到纯硅 有关的反应为 Si 十 2C12SiCl4 SiCl4 2H2Si 4HCl 硅在高新技术中的应用 高纯硅可作半导体材料 晶体硅还可做光电转换材料及制作 DNA 芯片为代表的生物工程芯片 8 SiO2 SiO2为原子晶体 是一种坚硬难熔的固体 硬度 熔点都很高 而 CO2通常状况下是 气体 固体熔点很低 其差别在于晶体类型不同 CO2是分子晶体 故熔点很低 二氧化硅的化学性质很稳定 不能跟酸 氢氟酸除外 发生反应 由于它是一种酸性氧 化物 所以能跟碱性氧化物或强碱反应 SiO2 CaOCaSiO3 SiO2 2NaOH Na2SiO