高中化学第四章单元小结导航人教版必修1

单单 元元 小小 结结 导导 航航 考向指南考向指南 1 无机非金属材料的主角 无机非金属材料的主角 硅硅 随着高考改革的深入发展 综合试题的出现 学科知识之间的相互交叉 渗透不可避 免 新型无机非金属材料有可能在这方面成为高考命题的一个新热点 本节要重点掌握 1 Si SiO2等与 NaOH C 等反应产物的确定及计算 2 几种新型无机非金属材料的性能和重要用途 3 晶体硅 二氧化硅 金刚石 石墨的结构和性质 晶体硅的工业生产 4 C CO 的还原性 5 CO CO2的检验与鉴别及制取 6 新材料 新科技与化学知识的融合 2 富集在海水中的元素 富集在海水中的元素 氯氯 氯元素是典型的非金属元素 是历年高考的重点 其主要特点是 以氯的性质及其实验 室制取装置为基础的实验题 卤素性质迁移应用能力的考查 主要考查学生的分析能力 或结合新的知识情景 然后依据卤素的性质结合具体的实例进行迁移应用 联系实验 综 合应用 卤素知识与现代生产 日常生活 医疗保健 科学技术等各方面有着广泛的联系 如海洋资源的开发与利用 氯碱工业 漂白粉的应用 饮用水消毒 氟与人体健康 碘与 甲状腺肿大 碘化银与人工降雨等 这些内容既能与化学基本理论 其它元素化合物知识 化学实验和化学计算融为一体 又能与电化学 电解 等物理学知识 激素调节等生物知 识密切相关 常进行学科间综合 相互渗透考查的内容载体 所以卤素与实际相联系的知 识必将是今后高考命题的热点之一 本节内容要重点掌握 1 氯气的性质及氯气的制法 2 次氯酸的性质和用途 3 漂白粉的组成 性质和用途 4 卤素元素的性质递变规律 5 Cl Br I I2的鉴定方法 6 以卤素知识为载体的相关计算 7 氧化还原反应的角度分析卤素的性质 3 3 硫和氮的氧化物 硫和氮的氧化物 环境保护是历年高考中的必考内容之一 有关环境污染及治理 环境监测是今后高考 的热点内容 可以跨学科立意命题 甚至成了社会 经济等角度进行考查 本节要重点掌 握 1 SO2 SO3的性质和制备的化学原理 2 SO2 SO32 的检验与鉴别 3 SO2与 NaOH 反应产物的确定及计算 4 NO NO2等气体的制取和收集 5 NO NO2的性质及其相关计算 6 环境保护 消除 SO2及氮氧化物污染的综合应用 4 4 硫酸 硝酸和氨硫酸 硝酸和氨 随着考查能力要求提高 本章高考题目的特点是新颖灵活 知识覆盖面广 思维跨度 大 不仅考查一个知识点 而是将多个知识点串起来 增大试题的难度 本节的知识点相 当多 与其它元素联系密切 有关本部分的知识知识的推断也是高考热点试题之一 此类 题灵活多变 既突出对分析推理 说明论述 迁移应用等能力的考查 又是一定的方法技 巧的考查 本节实验在高考中占有极为重要的地位 一般是综合性题目 其内容通常是给 出适当的信息要求考生运用已有知识理解实验原理 大部分实验是新的 是教材上不曾出 现的 要加大这方面的能力培养 学习中要注意计算和推断相结合 数学和化学的综合应 用等 本节知识要重点掌握 1 浓硫酸的特性和硫酸盐 亚硫酸盐 性质及用途 2 SO42 NO3 NH4 的检验与鉴别 3 硝酸的性质 4 硝酸的性质和用途 从不同角度 不同反应 突出硝酸的强氧化性和还原产物的多样性 的理解 5 氨气的性质及实验室的多种制取方法 6 常见化肥的化学性质 7 熟练运用电子守恒 质量守恒进行相关化学计算 8 进行实验设计试题的解题分析 要点萃聚要点萃聚 1 1 硅 二氧化硅的主要化学性质 硅 二氧化硅的主要化学性质 常温下与强碱的作用 Si 2NaOH H2O Na2SiO3 2H2 SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O 碱性溶液 包括水解显碱性的盐 如 Na2CO3溶液 不能用带玻璃塞的试剂瓶或滴瓶存放 正是基于该原因 常温下与氢氟酸作用 Si 4HF SiF4 2H2 SiO2 4HF SiF4 2H2O SiO2的这一性质决定了 HF 气体的制取 存放 不能在玻璃容器中进行 可选择塑料 铅 皿仪器进行 常温下 Si 可与 F2反应 Si 2F2 SiF4 加热 或高温 条件下 Si 单质可与非金属元素反应 例如 Si 2H2 高温 SiH4 Si 2Cl2 高温 SiCl4 Si O2 高温 SiO2 加热 或高温 条件下 SiO2可与碱性氧化物反应 CaO SiO2 高温 CaSiO3也可与某些盐类发生反应 例如 SiO2 CaCO3 高温 CaSiO3 CO2 SiO2 Na2CO3 高温 Na2SiO3 CO2 SiO2与盐类物质之所以能够如此反应 原因是高温条件下 产物 CO2容易从反应体系 中逃逸 使反应向正方面进行 2 2 了解了解 SiSi 及其化合物的主要用途及其化合物的主要用途 硅主要用于半导体材料 如集成电路的芯片 另外还用于制作特种纲及合金 SiO2 可用来制作光导纤维 高性能的通信材料 制作耐高温的玻璃仪器及石英钟 电子表等 水晶 透明的石英晶体 可以制造电子工业的重要部件 光学仪器 也可用于制作工艺品 SiO2大量地应用于玻璃生产中 3 3 硅及其化合物硅及其化合物 学习中应注意的问题学习中应注意的问题 1 硅酸盐材料注意问题 硅酸盐材料 生产原料 组成 水泥 粘土 石灰石 石膏 硅酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙 玻璃 纯碱 石灰石 石英 硅酸钠 硅酸钙 2 复杂硅酸盐可以看成碱性氧化物和酸性氧化物所组成的复杂化合物 因此可以改写为 aMxOy bSiO2 cH2O 的方式 具体顺序是 碱性氧化物 两性氧化物 酸性氧化物 水 如硅酸钙 3CaO SiO2 铝酸三钙 3CaO Al2O3 高岭土 Al2O3 2SiO2 2H2O 3 硅及化合物知识中的特例 非金属单质一般为非导体 如硫 但 Si 却为半导体 非金属单质与碱反应一般是非金属发生等化反应 非金属既作氧化剂又作还原剂 而 Si 与碱液反应却只作还原剂 Si 2NaOH H2O Na2SiO3 2H2 Cl2 2NaOH NaClO NaCl H2O C Si 同属 IVA 族 还原性是 Si 大于 C 而 C 却能将 Si 从 SiO2中还原出来 条件是高 温 原因是产物 CO 气体迅速从反应体系中逸出 SiO2 2C 高温 Si 2C 非金属单质一般不跟非氧化性酸作用 而 Si 却能与 HF 发生反应 Si 4HF SiF4 2H2 酸性氧化物一般不与酸发生非氧化还原反应 但 SiO2却能与 HF 作用 SiO2 4HF SiF4 2H2O 无机酸一般多溶于水 而 H2SiO3及 H4SiO4却难溶于水 玻璃非玻璃 名碱却是盐 这是 Na2SiO3的写照 该物质的水溶液俗名为 水玻璃 但它与玻璃却大相径庭 Na2SiO3因水显强碱性 俗名 泡花碱 但它却不是碱 而 是盐 4 4 氯气的物理性质氯气的物理性质 通常情况下 氯气是黄绿色有刺激性气味的气体 密度比空气大 有毒 易液化 能 溶于水 注意注意 闻有毒气体及未知气体的方法是用手在瓶口轻轻煽动 仅使极少量气体进入鼻孔 5 5 氯气的化学性质氯气的化学性质 1 1 和金属反应 与变价金属反应 均使金属达高价态 和金属反应 与变价金属反应 均使金属达高价态 2Na Cl2 点燃 2NaCl 白烟 Cu Cl2 点燃 CuCl2 棕黄色烟 2Fe 3Cl2 点燃 2FeCl3 棕褐色烟 注意注意 实验时 铜丝要细 在酒精灯上灼烧时间不要太长 防止生成大量 CuO 而影响实 验现象 生成的 CuCl2溶于水 因浓度不同 溶液颜色不同 在 CuCl2溶液中主要存在黄色 的 CuCl4 2 和蓝色 Cu H2O 4 2 在较浓的溶液中 CuCl4 2 多而 Cu H2O 4 2 少 所以溶 液呈黄色 在较稀的溶液中 CuCl4 2 少 Cu H2O 4 2 多 所以溶液呈蓝色 而在中等浓度 的溶液中 Cu H2O 4 2 和 CuCl4 2 都同等存在 溶液成绿色 FeCl3溶于水呈棕黄色 干燥的氯气在常温下不与 Fe 反应 因此可用钢瓶储存液氯 2 2 和非金属反应 和非金属反应 H2 Cl2 点燃 2HCl 苍白色火焰 注意 HCl 极易溶于水而成盐酸 光照 H2和 Cl2的混合气时 发生爆炸 因此工业生 产中不能用光照的方法来制取盐酸 3 3 与水反应 与水反应 Cl2 H2O HCl HClO HClO 2HCl O2 注意注意 生成的 HClO 是一种极弱的酸 但是一种强氧化剂 能漂白 杀菌 它的漂白是一 种氧化性漂白 与 Na2O2 H2O2的漂白原理是一样的 Cl2可使润湿的有色布条褪色 不 能使干燥的有色布条褪色 说明 Cl2没有漂白性 而是 HClO 起漂白作用 Cl2使润湿石 蕊试先变红后褪色 其原因是 Cl2与 H2O 作用生成的酸使石蕊先变红 HClO 强氧化性使变 色后的石蕊氧化褪色 漂白 光照氯水 黄绿色逐渐褪色 溶液 pH 逐渐减小 HClO 转 光 化成了盐酸 氯水应保存在棕色瓶中且置于阴凉处 4 4 和碱反应 和碱反应 Cl2 2NaOH NaCl NaClO H2O 实验室用 NaOH 浓溶液吸收多余的 Cl2 2Cl2 2Ca OH 2 CaCl2 Ca ClO 2 2H2O 工业上生产漂白粉的原理 注意注意 漂白粉是 CaCl2和 Ca ClO 2的混合物 其有效成分是 Ca ClO 2 其漂白 消 毒原理是 Ca ClO 2 CO2 H2O CaCO3 2HClO 该反应证明 H2CO3的酸性比 HClO 强 Ca ClO 2 2 HCl 稀 CaCl2 2HClO 漂白粉要在酸性环境下漂白效果 才好 漂白粉长期露置于空气中会失效 与 CO2 H2O 反应生成 HClO HClO 分解 漂 白粉要密封保存并置于避光干燥处 5 5 和还原性物质反应 和还原性物质反应 Cl2 2FeCl2 2FeCl3 溶液呈浅绿色变为棕黄色 Cl2 2KI 2KCl I2 Cl2 SO2 2H2O 2HCl H2SO4 Cl2 Na2SO3 H2O Na2SO4 2HCl 除去工业废水中多余的氯 6 6 氯气的实验室制法氯气的实验室制法 1 1 反应原理反应原理 实验室制氯气 通常情况下是在酸性条件下用强氧化剂将氯化物中含有 1 价氯元素氧 化而成 一般用 MnO2和浓盐酸混合共热制得 MnO2 4HCl 浓 MnCl2 Cl2 2H2O 但要注意上述反应中所需的条件是 浓盐酸 H 浓度 10mol L 1 和加热 原因是 MnO2的氧化能力受酸度影响 酸度越大时 MnO2的氧化性越强 若没有浓盐酸时 可用 NaCl 固体和浓 H2SO4代替 发生的具体反应为 4NaCl s 4 H2SO4 浓 MnO2 4NaHSO4 MnCl2 Cl2 2 H2O 或 2NaCl s 4 H2SO4 浓 MnO2 2NaHSO4 Mn HSO4 2 Cl2 2 H2O 也 可用更强的氧化剂如 KMnO4 KClO3 K2Cr2O7等与浓盐酸来制备 Cl2 制取过程中不需 加热 反应方程式为 2KMnO4 16 HCl 浓 2 KCl 2MnCl2 5Cl2 8H2O KClO3 6HCl 浓 KCl 3 Cl2 3 H2O K2Cr2O7 14 HCl 浓 2KCl 2CrCl3 3Cl2 7 H2O 2 2 实验装置 实验装置 欲制备干燥纯净的 Cl2 其装置应包括四个部分 气体发生装置 气体净化装置 气 体收集装置 尾气处理装置 图 4 11 为实验室制取 Cl2的全套装置 用 MnO2和浓盐酸 制取 其它方法制取不需要加热 浓盐酸具有挥发性 发生装置必须使用分液漏斗 且盖 上玻璃塞 3 3 气体的净化与干燥 气体的净化与干燥 Cl2的净化用水或饱和食盐水洗气 除去混在 Cl2中的 HCl 气体 用浓 H2SO4除去混在 Cl2 图 4 11 中的水蒸气 4 4 气体的收集气体的收集 由于 Cl2的密度比空气大 常用向上排空法收集 还可用排饱和食盐水的方法收集 5 5 气体的检验气体的检验 用润湿的 KI 淀粉试纸检验 放在瓶口 如试纸变蓝 则表示 Cl2已收满 6 6 尾气的处理尾气的处理 由于 Cl2有毒 多余的 Cl2不能直接排放 一般用浓 NaOH 溶液吸收 而不能用水或澄清石 灰水吸收 因 Cl2在水中溶解度不大 澄清石灰水中溶解的 Ca OH 2的量很少 只能吸收 少量的 Cl2 7 7 ClCl 的检验 的检验 常用 AgNO3和稀 HNO3两种试剂来检验 Cl 的存在 其中加入稀 HNO3是排除 CO32 等的干 扰 检验原理 Ag Cl AgCl 8 8 氯水成分的多样性与多重性氯水成分的多样性与多重性 1 1 氯水中存在的反应 氯水中存在的反应 Cl2 H2O H Cl HClO 部分反应 HClOH ClO 少量电离 H2O H OH 少量电离 2 2 氯水中存在的粒子 氯水中存在的粒子 四种分子 H2O Cl2 HClO O2 及其少量 四种离子 H Cl ClO OH 及其少量 3 3 新制氯水与久置氯水的比较 新制氯水与久置氯水的比较 新制氯水 浅黄绿色 有强氧化性和漂白性 含有 Cl2 HClO H2O H Cl ClO 等微粒 久置氯水 无色 无强氧化性和漂白性 含有 H2O H Cl 等微粒 4 4 氯水性质的多样性 氯水性质的多样性 H 表现酸性 如在 Na2CO3溶液中加入氯水 有气泡产生 CO32 H CO2 H2O HClO 表现强氧化性 如氯水漂白物质 用氯水杀菌 消毒 Cl 表现的性质 Ag Cl AgCl Cl2表现的性质 如向 KBr 溶液中滴加氯水 Cl2 2KBr 2KCl 2Br2 多微粒同时表现 如向氯水中加入 Mg 粉 观察到溶液颜色褪去 并有少量气泡产生 Mg Cl2 MgCl2 Mg 2HCl MgCl2 H2 又如将氯水加入石蕊试液中 观察到 先变 红 H 作用 后褪色 HClO 作用 5 5 次氯酸盐的性质 次氯酸盐的性质 水解反应 ClO H2O HClO OH 待学 强氧化性 无论在酸性还是在碱性溶液中 ClO 都具有强氧化性 在酸性条件下 ClO 的氧化性比 Cl2的氧化性强 消毒杀菌效果也强一些 次氯酸及其盐 主要用作强氧化剂及杀菌消毒 9 硫及其化合物的氧化性和还原性硫及其化合物的氧化性和还原性 1 中的硫处于最低价 只有还原性 2 中的硫处于中间价 既有氧化性又有还原性 3 浓 中的硫处于最高价 只有氧化性 1010 硫及其化合物的实验设计 硫及其化合物的实验设计 1 1 如何鉴别 如何鉴别 COCO2 2和和 SOSO2 2 闻气味 有刺激性气味的为二氧化硫 将两种气体分别通入溴水 氯水 中 使溴水 氯水 褪色的气体为二氧化硫 SO2 Br2 2H2O H2SO4 2HBr 将两种气体通入品红溶液 使之褪色则为 SO2 将两种气体通入酸性高锰酸钾溶液 使之褪色则为 SO2 将两种气通入 FeCl3溶液 溶液由黄色变为浅绿色的为 SO2 2Fe3 SO2 2H2O 2Fe 2 SO42 4 H 将两种气体通入氢硫酸溶液 溶液变浑浊的为 SO2 2H2S SO2 3S H2O 将两试管体积相同的 SO2和 CO2分别倒置于水槽中 其中水在试管中升高多的是 SO2 2 2 证明 证明 SOSO2 2具有还原性和氧化性 具有还原性和氧化性 还原性还原性 二氧化硫通入溴水 溴水褪色 亚硫酸滴入溴水中 溴水褪色 H2SO3 Br2 H2O H2SO4 2HBr 亚硫酸钠溶液滴人溴水 溴水褪色 SO32 Br2 H2O SO42 2Br 2H 亚硫酸氢钠溶液滴入溴水 溴水褪色 HSO3 Br2 H2O SO42 2Br 3H 二氧化硫通入氯化铁溶液中 溶液由黄色变为浅绿色 二氧化硫通人酸性高锰酸钾溶液中 溶液褪色 二氧化硫通入硝酸钡溶液中 产生白色沉淀 3SO2 3Ba NO3 2 2H2O 3BaSO4 4HNO3 2NO 氧化性氧化性 2H2S SO2 3S H2O 3 3 浓硫酸和稀硫酸的鉴别 浓硫酸和稀硫酸的鉴别 称重法 用手掂掂分量 因为浓硫酸比稀硫酸的密度大 相同体积的浓硫酸和稀硫酸 浓硫酸的质量大得多 粘度法 浓硫酸是粘稠的液体 而稀硫酸则接近于水的粘度 所以将试剂瓶拿起摇动几 下 就可看出哪个盛放的是浓硫酸 液体较满时可以取少许于试管中振荡 稀释法 浓硫酸溶于水放出大量热 故可在小烧杯中加 10mL 水 沿器壁慢加酸 溶解时 放出大量热的是浓硫酸 温度计法 用温度计的水银端蘸取少许两种溶液 温度迅速升高者为浓硫酸 铝铁法 分别取少量于试管中 加入铁丝或铝 无现象的是浓硫酸 有气泡产生的是稀 硫酸 胆矾法 分别取两只试管 加入少量胆矾 再分别加入酸 晶体溶解 溶液变为蓝色的 是稀硫酸 变白的是浓硫酸 白纸法 分别用玻璃取两种酸涂在纸或木材和棉花上 一段后 表面脱水炭化出现黑色 痕迹的是浓硫酸 蔗糖法 在小烧杯中加入约 10g 蔗糖 滴入 1mL 水后 再加入酸 能使蔗糖水炭化产生 黑色 面包 的是浓硫酸 4 4 SOSO3 32 2 SOSO4 42 2 的检验 的检验 SO32 SO42 的检验是中学化学实验离子检验中较复杂的 不仅要防止 Cl CO32 PO43 等离子的干扰 还要防止发生 SO32 SO42 相互间的干扰 SOSO3 32 2 离子的检验 离子的检验 一般是加入盐酸溶液 将产生的气体通入品红溶液 KMnO4 H 或溴水中 观察溶液 是否褪色来区别是否是 CO2还是 SO2 若可能存在 HSO3 则需先加入 CaCl2或 BaCl2溶液过滤出沉淀 在沉淀中再加入稀盐酸按 上述方法处理 不要加硝酸 防止将 SO32 氧化成 SO42 SO SO4 42 2 离子的检验 离子的检验 若对一瓶未知液一无所知 应先加入足量的稀盐酸 这样可能干扰的离子如 Ag CO32 PO43 SO32 等都会转化而除去 再加入 BaCl2溶液 观察是否有白色 BaSO4沉 淀产生 若肯定没有 Ag 干扰 则可先加 BaCl2后加盐酸或加 BaCl2和稀盐酸的混合溶液 若肯定没有 SO32 的干扰 才允许用 HNO3代替稀盐酸 若可能有 SO32 则不仅稀 HNO3不能 用 就是 Ba NO3 2 稀 HCl 这样的混合试剂也不能用于检验 因为这样的混合液也等 于有了稀 HNO3 也能把可能存在的 SO32 氧化成 SO42 造成检验失败 1111 NONOx x O O2 2 H H2 2O O 计算技巧计算技巧 氮的氧化物和 O2的混和气体溶于水的计算是一类常见的又很重要的计算题型 解决此类 题有四种重要技巧 分析反应原理 1 二氧化氮跟水反应 3NO2 H2O 2HNO3 NO 2 二氧化氮 氧气同时跟水反应 4NO2 O2 H2O 4HNO3 3 一氧化氮 氧气同时跟水反应 4NO 3O2 H2O 4HNO3 遇到这类计算题时 首先要弄清所涉及的反应原理是哪种情况 再进行计算 如 二 氧化氮跟氧气的混合气体溶于水时 可能有以下向种情况 12 NH3 的性质的性质 NH3 是易溶于水 能做喷泉实验 原理要充分理解掌握 并要学会计算喷泉实验后溶 液的浓度 NH3是中学阶段所学的唯一的碱性气体 据此常在推断题中用来确定氨或检验固体或溶 液中的 NH4 要明白氨水的各种成分 1313 NHNH3 3 的实验室制法的实验室制法 要掌握 NH3的实验室制法的原理 装置的选择及有关净化方法 用固态氨盐与碱共热 2 NH4Cl Ca OH 2 CaCl2 2NH3 2H2O 实验装置与制 O2相同 收集方法用排空法 检验方法可用润湿的红色石蕊试纸变蓝或用沾有浓盐酸的玻璃棒产生白烟来检验 干燥常 用碱石灰 会判断运用上述实验原理以外的其它切实可行的有关反应原理 如浓氨水与固 体 NaOH 混合制 NH3等 1414 氨盐的分解规律 氨盐的分解规律 所有的铵盐受热都易分解 但不一定放出氨气 要会写 NH4HCO3 NH4 2CO3 NH4HSO3 NH4 2SO3 及 NH4Cl 受热分解的方程式及其 推断中的应用 要理解 NH4HCO3等与 NH4Cl 受热分解现象的不同之处 1515 HNOHNO3 3的性质的性质 1 HNO3的不稳定性 HNO3见光 受热易分解 4 HNO3 4 NO2 O2 2 H2O HNO3 的浓度越大越易分解 产生的 NO2又能溶于 HNO3溶液中 由于分解产生的 NO2能溶于 HNO3溶液中 故久置的浓硝 酸往往呈黄色 这里也说明了 4 HNO3 4NO2 O2 2 H2O 这一反应具有可逆性 HNO3的保存一般要盛放在棕色试剂瓶中 并置于阴凉处 根据 HNO3 的不稳定性 可以推 知 HNO3的制备和相关的实验一般不在较高的温度下进行 2 HNO3的低沸点性 HNO3的沸点为 83 是一种低沸点酸 容易挥发 从 HNO3的低沸点性 可知保存 HNO3 一定要密封 实验室制取 HNO3应用高沸点酸 如 H2SO4 H3PO4 来制备 NaNO3 H2SO4 浓 NaHSO4 HNO3 结合 HNO3的不稳定性 可推知此反应应在微热条件下进 行 由于 HNO3与 H2O 互溶 打开盛放浓 HNO3的试剂瓶 可产生白色的酸雾 3 HNO3的强氧化性 HNO3是一种强氧化剂 稀 浓 HNO3都是氧化性酸 能与金属活动性顺序表中排在氢后面 的 Cu Ag 等 不活泼金属反应 浓 HNO3的还原产物是 NO2 稀 HNO3的还原产物是 NO 非金属单质 C S P 等 与浓 HNO3反应 一般非金属被氧化成最高价氧化物或最高价氧 化物的水化物 金属与 HNO3反应 一般不放出 H2 常温下浓 HNO3能使 Fe Al 等钝化 HNO3的反应过程中浓度变化要引起还原产物的变化 如 Cu 与浓 HNO3反应 随着反应的进 行 HNO3的浓度逐渐减小 还原产物为 NO2 和 NO 的混合物 NO3 在非酸性溶液中一般不表 现强氧化性 而当溶液呈酸性时 溶液就会体现出 HNO3的氧化性来 能使 Fe2 SO32 I S2 等氧化 如在 Fe NO3 2溶液中滴加稀 H2SO4就会有 NO 生成 Fe2 被氧化成 Fe3 溶液颜色由浅绿色逐渐变为棕黄色 解题时要特别注意上述隐含条件 同时 HNO3的 浓度越大氧化性就越强 1616 确定确定 HNOHNO3 3 的还原产物的还原产物 HNO3在发生氧化还原反应时 还原产物随浓度的变化而变化 特别是与活泼金属反应时 产物非常复杂 主要有 NO2 NO N2O N2 N2O3 NH4NO3等 金属与 HNO3的反应中 HNO3与金属作用生成盐并被还原 与金属生成的硝酸盐 可利用质量守恒来分析金属与所 用 HNO3的物质的量 还原产物可用得失电子守恒来求解 1717 有关 有关 HNOHNO3 3性质的综合实验设计性质的综合实验设计 HNO3与金属或非金属反应后产生其还原产物 NO 或 NO2等 实验往往是要求验证其产物 由于 NO 极易与 O2作用产生红棕色的 NO2 所以 装置中一定不能有空气 一般是用 CO2或 N2来赶走装置中的空气 同时 NO2和 NO 都是有毒气体 整个实验装置要密封或用 NaOH 来 吸收 NO 和 NO2 再结合题目所给的数据及实验仪器按照有关实验设计的原则 方法合理可 行地完成有关实验设计的解答 1818 环境保护知识 环境保护知识 1 环境自净 环境自净 人类的活动不断向外界环境排放污染物质 但由于大气 水 土壤等的扩 散 稀释 氧化还原 生物降解等的作用 污染物质的毒性和浓度会自然降低 这种现象 叫环境的自净 2 环境污染的类型 环境污染的类型 按环境要素分 大气污染 CO2 NO2 NO H2S SO2等 水体污染 工业废水 农田排水等 土壤污染 生活垃圾工矿企业固体废弃物等 按人类活动分 工业环境污染 废气 废水 废渣等 城市环境污染 城市废水 生活垃圾 汽车尾气等 农业环境污染 农药 化肥等 按造成污染的性质 来源分 化学污染 镉 汞 氰 酚 多氯联苯等 生物污染 血吸虫之类病菌或霉菌对环境的侵袭 物理污染 噪声 放射线 热 电磁波 固体废物污染 烟尘 水泥灰尘等 能源污染 化石燃料燃烧 以及各种发电手段 中产生的废气 烟尘 废渣等 3 全球环境三大问题 全球环境三大问题 酸雨酸雨 酸雨 中的酸度主要是硫酸和硝酸造成的 它们占总酸度的 92 以上 其余 为一些弱酸 我国的 酸雨 主要是硫酸型的 酸雨 一般认为 酸雨 是由于人为排放的 SO2等酸性气体进入大气后 造成局部地区大气中的 SO2富集 在水凝结过程中溶解于水 形成亚硫酸 然后经某些污染的催化作用和氧化剂的氧化作用生成硫酸随雨水降下形成 酸 雨 形成 酸雨 还需要有一定的环境气候 如温度 雨量大 无风以及一定的地理因素等 同时它具有破坏环境 影响动植物进行正常的生命活动的危害性 臭氧层损耗臭氧层损耗 破坏臭氧层的有害物质为氮氧化物 N2O 等 和氯氟烃 CF2Cl2等 反应机理为 N2O hr N NO O3 NO NO2 O2 O NO2 NO O2 总反应 为 O O3 O2 O2 有害物质 NO 并没有消耗 它继续保留在环境中发生循环反应 CF2Cl2 hv Cl CF2Cl O3 Cl ClO O3 O ClO Cl O2 总反应为 O O3 O2 O2 活性 Cl 仍保留在环境中继续发生循环反应 它们在此起着催化剂的作用 臭氧层中臭氧含量的减 少 将使到达地面的紫外线辐射大量增加 将严重损害动植物的基本结构 降低农作物的 产量 危害海洋生命 使气候和生态环境发生变异 强烈的紫外线辐射还能降低人体的免 疫功能 诱发皮肤癌 白内障等疾病 臭氧层被破坏的问题受到人类的普遍关注 为了保 护臭氧层 人类采取了共同的行动 签订了各种国际公约 决定减少并逐步停止氟里昂等 的生产和使用 温室效应 温室效应 CO2 O3 CH4 氟里昂等不影响太阳对地球表面的辐射 但能阻碍由地面 反射回高空的红外辐射 这就象给地球罩上一层保温膜 使地球表现的气温增加 产生温 室效应 全球变暖会对人类生活带来很大的影响 可能导致两极冰川的融化 使海平面升 高 淹没许多城市 世界上大约有 1 3 的人口生活在沿海岸线 60km 范围之内的 世界上 35 座最大的城市中有 20 座地处沿海 海平面升高无疑将是对人类的巨大威胁 4 中学常见污染环境的气体及其防治 中学常见污染环境的气体及其防治 SO2 SO3 工业上用浓氨水吸收 实验室用 NaOH 吸收 NO 和 NO2的混合气体用 NaOH 溶液吸收 H2S 用 NaOH 溶液吸收 Cl2 Br2蒸气 HF 气体用 NaOH 溶液吸收 CO 工业上用 Cu2Cl2的氨水溶液吸收 方法探讨方法探讨 1 1 以理论为指导 强化记忆效果 以理论为指导 强化记忆效果 本节元素及其化合物的知识很多 大多数都可以用化学理论去统摄 以元素周期律为 主线 运用原子结构的相似性和递变性 由同一主族元素代表物的性质去掌握其他元素及 其化合物的性质 以物质结构为指导 应用原子结构决定元素性质的观点 从不同角度 层次 方面去掌握元素化合物的知识 化合物的化学性质主要从酸碱性 氧化性 还原 性的角度掌握其共性 若反应前后元素的价态未变 应用酸碱反应规律去分析 前后价态 变化 应用氧化还原反应规律去分析 根据上述原则 不但可知熟悉物质的性质 还可推 测不熟悉物质的性质 同时以理论为指导大大减轻记忆负担 强化记忆效果 2 2 建立结构网络 形成知识体系 建立结构网络 形成知识体系 对于教材上的重要元素代表物一定要建立知识网络 形成知识体系 把每一步的化学反 应方程式 离子反应方程式 及反应可能的现象进行整理 储存在自己的大脑中 将各元 素的化学知识进行横向和纵向联系 这样在我们解元素及其化合物题时才能进行知识的有 效提取并灵活运用到具体题目中 本节重要元素之间的转化关系图如下 氮及其化合物的转化关系 2 硅及其化合物的转化关系 3 氯及其化合物的转化关系 4 硫及其化合物的转化关系 每一种重要物质 都可以建立这样一种网络思维结构 善于总结 注意应用 善于总结 注意应用 在学习时要前后联系 以某一个知识点进行必要的发散学习 总结其共性 注意其特殊 性 如学到次氯酸的漂白性时 把所有可用于漂白的物质质 SO2 Na2O2 H2O2 浓 HNO3 活性炭等联系起来 对比分析 掌握共性与差异性 元素及其化合物学习时 应尽 可能多的联社会热点 把自然科学与新技术 新成就 工农生产 日常生活以及科学研究 密切联系 使自己到到的化学知识是有源之水 有本之木 同时还应注意对一些原理加以 推广应用 典例精析典例精析 例 1 工业上常用氨碱法制取碳酸钠 其主要关键是先制出 NaHCO3 再将其热分解而得纯碱 主要反应为 NaCl NH4HCO3 NH4Cl NaHCO3 晶体 2NaHCO3 Na2CO3 CO2 H2O 有关叙述正确的是 A 定温下在近于饱和食盐水中通 CO2使饱和并通 NH3即析出 NaHCO3结晶体 B 定温下一定要在近于饱和食盐水中通 NH3达饱和再通 CO2而析出 NaHCO3结晶体 C 第 个反应放出的 CO2 仅有一半可供第 个反应所需 CO2量来收回利用 D 第 个反应放出的 CO2 可直接用于制造碳酸饮料 分析 反应原理是利用 NH4Cl NH4HCO3 NaCl NaHCO3中前三者溶解度大 而 NaHCO3的 溶解度小 在浓的 NaCl NH4HCO3饱和溶液中析出 NaHCO3晶体 因此得到浓的 NH4HCO3是关 键之一 若在食盐水中通过 NH3达饱和再通过 CO2 随反应进行 NH3 CO2 H2O NH4HCO3可吸收多量 CO2而形成浓或近饱和的 NH4HCO3 若先通 CO2使饱和 则溶液中溶解 CO2不多即 CO2饱和 CO2在水中约 1 1 溶解 在 NaCl 水中溶得更少 再通 NH3虽生成 NH4HCO3 但不会浓 因此生成 NaHCO3的反应不能进行 由生成 1 mol NaHCO3看 需 1 mol NH4HCO3 即需 1 mol CO2 而 1 mol NaHCO3热分解只生成 1 2mol CO2 所以回收 CO2并循 环使用 只为原料 CO2的 1 2 至于直接用小苏打热分解而来的 CO2制碳酸饮料显然不合宜 因若小苏打杂入一些 NH4HCO3 则产生的 CO2中必混入 NH3杂质 答案 B C 例 2 下面叙述正确的是 A 工业上用碳还原二氧化硅而得作为半导体材料的硅 B 盐酸与水玻璃相遇一定有硅酸或原硅酸沉淀呈白色胶状 物析出 C 水玻璃又称泡花碱呈碱性 它掺在水泥里能提高水泥的 耐酸性 D 晶体硅和石英中均有正四面体形的结构 分析 A 不正确 作为半导体材料的硅必须是高纯硅 工 业上用 A 项所述只能得到含杂质的粗硅 需经提纯后才能成为高纯硅 B 选项不图 4 12 正确 向稀盐酸中滴入稀的水玻璃并振荡 得到的是硅酸或原硅酸溶胶 仍呈透明状 若 向水玻璃中加盐酸则出现 H4SiO4或 H2SiO3的白色胶状沉淀 水泥中加入水玻璃 遇酸时可 产生一层硅酸的膜 它难溶于水和酸 除 HF 因而提高水泥的耐酸性 C 正确 晶体硅 为原子晶体 结构似金刚石而具由五个硅原子构成正四面体单元 石英也是原子晶体 在空间呈立体网状结构 有硅氧四面体 的正四面体结构单元 见图 4 12 其晶体由诸多的硅氧四面体构成 答案 C D 例 3 下列盐溶液中加入氯化钡溶液出现白色沉淀 再加入稀硝酸后沉淀消失的是 A Na2SO3 B K2CO3 C Na2SiO3 D KHSO4 分析 Na2SiO3与 BaCl2生成 BaSiO3沉淀 该沉淀似 CaSiO3等玻璃中的成分 它们均难溶 于酸 误选此项一为不知许多硅酸盐不溶于水和酸 另一可能只考虑 强酸分解弱酸盐 似硅酸盐应与盐酸相遇而溶解的缘故 A 中生成的 BaSO3则被加入硝酸氧化为难溶于稀酸的 硫酸钡 答案 B 例 4 滑石是矿物中硬度低的代表 其主要成分是 Mg3 OH 2Si4O10 云母是电热器材中 的常用绝缘耐热材料 也是一种重要的矿物 呈有光泽的透明片状 其中金云母的主要成 分为 KMg3 OH 2Si3AlO10 上述两种矿物性能各异 但仅就组成上观察有很重要的相近关 系 这种关系从定性定量角度看 应为 分析 错解主要由元素组成角度回答 而未涉及 重要的组成近似关系 比较二者则 相差 1 硅原子 硅为 4 价 在金云母中此 4 价硅被 1 铝 3 价和 1 钾 1 价所代换 即 Mg3 OH 2Si3 Si O10 滑石 Mg3 OH 2Si3 KAl O10 金云母 答案 滑石组成中的 1 4 硅原子为铝原子代替 并由 K 平衡其负电荷 即为金云母的 组成 二者其他的元素组成和原子数组成均相同 例 5 盛有 a 体积 NO 的试管倒置水中 欲使最后气体体积为 a 2 体积 则通入 O2 的体积为 A a B 3a 8 C 5 a 4 3a 4 分析 由电子得失守恒法有 NO 3e HNO3而 O2 4e 4OH 因此 若剩余 NO 据电子得失守恒 a 2 3 4V O2 V O2 3a 8 若剩余 O2 则据电子得失守恒有 V 消耗 O2 4 3 a V 消耗 O2 3a 4 故 V O2 y 剩余 y 消耗 a 2 3a 4 5a 4 答案 B C 例 6 下列离子方程式正确的是 A 稀硫酸与氢氧化钡溶液混合 H SO42 Ba2 OH BaSO4 H2O B 石灰乳与纯碱溶液混合 Ca2 CO32 CaCO3 C 各 0 1 mol L 的 NaBr NaI 两溶液等体积混合后再加入等体积的 0 03mol L 氯水 Cl2 2I 2Cl I2 D 溴水中通入 SO2至恰好褪色 SO2 Br2 2H2O 2H SO42 2HBr 分析 判断离子方程式正误判断主要方法是 反应是否符合实际 对于应该写化学式 的 弱酸 弱碱 水 难溶物和浑浊的微溶物 气体 单质 氧化物 要写化学式 对于 应写完全电离的且该 消掉 的离子 强酸 强碱 多数可溶盐 也要正确表达 对原 子数 电荷总数是否配平 遇有电子转移时 看电子转移方向和总数是否合理 电离 出的离子数配比要合理 A 选项不正确 因电离出的电子数配比不合理 应为 2H SO42 Ba2 2OH 2BaSO4 2H2O B 选项不正确 石灰乳是浑浊的 表 示 Ca OH 2这个微溶物时应写为化学式 正确的离子方程式为 Ca OH 2 CO32 CaCO3 2OH C 选项正确 但易误认为还有 2Br Cl2 2Cl Br2 造成不符合实际反应 两浓度相近的还原剂 Br I 遇同一氧化 剂 Cl2 还原性强者先被氧化 题给的氯量很少 它只把一些 I 氧化为 I2而未能将还 原性不如 I 强的 Br 氧化 D 的错误明显 应把强酸 HBr 写为完全电离的形式 正确的离 子方程式为 SO2 Br2 2H2O 4H SO42 2Br 答案 C 例 7 有关氯元素的叙述正确的是 A 液氯和氯水都含氯分子和氯离子 B 饱和氯水放置时 Cl 增多 H2O 分子减少 C 氯分子和氯离子颜色相同 D 钢瓶可贮干液氯而不能贮湿液氯 分析 要区分液氯 氯水 较长放置后的氯水和已失效的氯水 液氯是氯分子组成 处 于液态 氯水是混合物 有 Cl2和水 由于 Cl2与水反应缓慢生成盐酸和次氯酸 盐酸是强 酸完全电离为 H 和 Cl 次氯酸是弱酸主要以分子形式存于溶液 所以新制氯水主要溶质 是 Cl2分子 有少量的盐酸和次氯酸 随着氯水的放置 Cl2与 H2O 生成的 HCl HClO 渐 增 且 HClO 又不断分解为盐酸和氧气 而久置 Cl2水中 Cl2减少 H Cl 增多 且有 O2 溶解和大部分 O2的逸出 H2O 分子也渐小 失效的 氯水 实为很稀的盐酸 已无 Cl2分子 氯气黄绿色为氯分子聚集态为气体时的颜色 氯离子无色 这可由 NaCl KCl 及其溶液均 无色得到证实 工业上用钢瓶贮液氯 氯气与铁在常温下并不反应 只加热点燃化合为 FeCl3 但若用湿氯 则铁与其中生成的盐酸反应 钢瓶很快被腐蚀 答案 B D 例 8 下列实验方法的设计正确的是 A 除去 CO2中的 HCl 气 用 Na2CO3饱和溶液洗气 B 除去 HCl 中的 Cl2 用 NaOH 溶液洗气 C 除去液溴中的 Cl2 用 NaBr 溶液 并分液 D 除去精密铸铁件上的少量残砂 SiO2 用氢氟酸洗去 分析 A 选项中主气体为弱酸性的 CO2 杂质为酸性强的 HCl 有水时 若用强酸分解 弱酸盐的原理则用 Na2CO3确可除去 HCl NaCO3 2HCl 2NaCl CO2 H2O 但提纯气体时 不得损失不应消耗的被提纯气体 CO2能与 Na2CO3溶液反应生成碳酸氢钠 即正盐与其对 应的酸 二元或以上 可生成酸式盐 Na2CO3 H2O CO2 2NaHCO3 因此当 CO2 HCl 通 过 Na2CO3溶液时 虽除去了 HCl 但大量损失了 CO2 不符合提纯的原则 所以应改用不 与 CO2反应的 NaHCO3饱和溶液或其悬浊液 NaHCO3 HCl NaCl CO2 H2O B 选项错 误 HCl Cl2均被 NaOH 吸收 应改用活性炭处理 活性炭在吸附气体时 优先吸附易液 化即沸点较高的气体 Cl2在 34 6 液化 而 HCl 于 84 9 才液化 所以活性炭易吸附 Cl2 而使 HCl 通过 C 选项正确 液溴中溶有少量氯气 用 NaBr 溶液混合振荡 则 Cl2 与 NaBr 反应生成 Br2和 NaCl 后者溶入水层 前者与原液溴一起 可用分液漏斗将下层 的已除去的 Cl2液溴分出 D 选项正确 氢氟酸为弱酸与铁反应很不明显 而它与 SiO2反 应很 SiO2 4HF SiF4 g 2H2O 从而除去砂粒而铁无明显消耗 答案 C D 例 9 向一定量的 Fe FeO 和 Fe2O3的混合物中加入 120ml 4 mol L 1稀 HNO3 恰好完全 反应 放出 1 344L 气体 标准状况 反应后无 Fe3 若用足量的 H2在加热条件下还原相 同质量的混合物 能得到铁的物质的量为 A 0 16 mol B 0 21mol C 0 14mol D 0 24mol 分析 如果按照常规解法 很易落入陷阱全套 写出 Fe FeO Fe2O3和 HNO3反应的化 学方程式 再写 Fe 和 Fe NO3 3反应的方程式 最后再写 FeO Fe2O3与 H2反应的方程式 按方程式进行计算 大大增加出错几率 实际上 HNO3总物质的量包括氧化剂被还原为 NO 酸性条件下生成 Fe NO3 2两部分 作为氧化剂的 HNO3为 1 344L 22 4L mol 1 0 06mol 则作为酸性的 HNO3为 4mol L 1 0 12L 0 06mol 0 42mol 因为溶液 中只有 Fe NO3 2 故 Fe 的物质的量应为 NO3 的一半 即 0 21mol 答案 B 例10 设计一个简单且现象鲜明的实验 证明Na2SO3既有氧化性又有还原性 现供选择的试 剂有 溴水 Na2S溶液 Na2SO4溶液 Na2SO3溶液 稀H2SO4 NaOH溶液 氨水 分析 1 Na2SO3的氧化性检验需要还原剂 Na2S溶液 反应应在酸性环境中 稀H2SO4 2 Na2SO3的还原性检验需要氧化剂 溴水 答案 1 用试管取Na2SO3溶液和Na2S溶液并混合 滴加适量的稀H2SO4 有淡黄色固体 析出 证明Na2SO3有氧化性 2 用试管取Na2SO3溶液 滴加溴水 溴水褪色 证明Na2SO3具有还原性 潜能开发潜能开发 1 某化学课外兴趣小组在做 Al 与稀 HCl H2SO4反应时发现一个反常现象 Al 片与 3mol L 的稀 HCl 反应剧烈 而与 1 5mol L 的 H2SO4无明显现象 有学生对现象提出如下 看法 假设一 Cl 能促进金属铝与 H 反应 假设二 假设三 假设四 问题 1 请你上述现象提出自己的看法 至少要写出两种假设 2 请你以 假设一 为实验课题 设计实验方案探究 要求写出主要实验步骤 思维点拨 思维点拨 本题属于开放性试题 要求学生结合具体的实验情景 作出推断和假设 设 问角度新颖 考查学生了解科学研究的基本思路和方法 1 答案也可能多种多样 如 SO42 对金属铝与 H 反应有抑制作用 或 SO42 对金属铝与 H 反应没有影响 或 带低 电荷的阴离子对金属铝与 H 反应有促进作用 等等 2 则考查学生设计实验的基本能力 设计 对比 实验能较好解决问题 如将 NaCl 颗粒加入 Al 片与稀 HCl 反应液中 比较前 后反应速率等 具体解答略 2 长期存放的亚硫酸钠可能会被部分氧化 现通过实验来测定某无水亚硫酸钠试剂的纯 度 实验步骤如下 称量ag样品 置于烧杯中 加入适量蒸馏水使样品溶解 加入稀盐酸使溶液呈强酸性 再加过量的BaCl2溶液 过滤 用蒸馏水洗涤沉淀2 3次 加热干燥沉淀物 将沉淀物冷却至室温后称量 重复 操作直到合格 最后得到bg固体 回答下面问题 1 本实验中能否用Ba NO3 2代替BaCl2 其理由是 2 步骤 中加盐酸使溶液呈强酸性的目的是 3 步骤 的 合格 标准是 4 实验测得样品中无水硫酸钠的质量分数是 列出算式 不需化 简 思维点拨 思维点拨 Na2SO3被部分氧化成Na2SO4 本实验的目的是将SO42 转化为BaSO4沉淀后称量 BaSO4的质量 从而计算出Na2SO3的质量 进一步求出样品的纯度 在酸性条件下 NO3 具 有强氧化性能将SO32 等氧化 不可忽视 因而不能用Ba NO3 2 代替BaCl2 干燥后称量 固体得质量应连续 干燥 冷却 称量直到至前后两次称量不再有差别 说明已干燥彻底 同时对定量实验的原理 过程 注意实验均要很好地掌握 不能仅停留在定型试验的层次 上 答案 答案 1 不能 在酸性溶液中 NO3 能将SO32 氧化成SO42 从而造成较大误差 偏 低 2 将Na2SO3转化为SO2逸出 从而避免生成BaSO4沉淀 保证沉淀为BaSO4 3 连续称量两次其质量不发生改变 4 a g 142bg 233 ag 100 3 已知亚硝酸铵很不稳定 在溶液中加热能分解生成氮气和水 有人设计以下装置 A 中盛有饱和 NaNO2 NH4Cl 的混合溶液 来进行有关实验 如图 4 13 所示 实验步骤如下 检查装置气密性 用酒精灯加热 NH4Cl 和 NaNO2饱和溶液 待有气体生成 可停止加热 但仍有大量气 体产生 再用酒精灯加热铁铈至一定温度 从胶头滴管中不断滴入一定浓度的盐酸 不久发现石蕊试液变蓝 请回答下列问题 1 该实验的目的是 2 先加热 NH4Cl 和 NaNO2饱和溶液的目的是 停止加热后 仍有 大量气体生成的原因是 3 B 中应装 其作用是 4 C 中铁铈合金的作用是 要先加热至一定温度的原因是 思维点拨 思维点拨 该装置既能产生 N2 又能生成 H2 可先通过 N2排尽装置中的空 气 以防止 H2与 O2在高温下爆炸 从胶头滴管中不断滴入盐酸