非金属及其化合物推断题

1 考能特训解题技能2无机框图推断题的题型及解题策略1 题型特点无机推断题具有明显的化学学科特点 是现在每年高考理综卷的必考题型 是将基本概念 基本理论 元素单质及其重要化合物知识与化学实验及简单计算有机结合起来的综合题型 在高三复习中抓住无机推断题 不仅能进一步加深元素及其化合物的有关知识 还能培养分析推理 观察思维 获取信息及综合应用的能力 2 2 解题策略无论推断题属于哪种形式 均遵循这样的推断思路 迅速浏览 整体扫描 产生印象 寻找 突破口 突破点由点到面 随时检验 注意联系 大胆假设 全面分析 正推或逆推 验证确认 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下 3 3 解题突破口 1 特殊微粒 10电子微粒 Na Mg2 Al3 NH H3O F O2 N3 OH CH4 NH3 H2O HF等 18电子微粒 K Ca2 Cl S2 HS H2S HCl等 元素原子最外层电子数等于电子层数 H Be Al等 4 元素原子最外层电子数与次外层电子数的倍数关系 Be最外层电子数与次外层电子数相等 C最外层电子数是次外层电子数的2倍 O最外层电子数是次外层电子数的3倍 微粒的半径 H原子半径最小 短周期元素中Na原子半径最大 稀有气体除外 每一周期中卤素原子半径最小 特殊的单质 所有非金属单质中只有溴单质是液体 呈红棕色 所有金属单质中只有汞是液体 呈银白色 能导电 金刚石的硬度最大 金导电性最强 其次是银 铜 铝 5 特殊的元素 地壳中含量最多的元素为氧 其次为硅 铝 形成化合物种类最多的元素为碳 形成有机物 常见变价金属元素 铁 Fe2 Fe3 铜 Cu2 Cu 2 物质的特征颜色物质的特殊性质在解答无机推断题时具有十分重要的作用 物质的特殊性质往往就是无机推断题的 题眼 1 常见物质的颜色 有色气体单质 F2 Cl2 O3 其他有色单质 Br2 深棕红色液体 I2 紫黑色固体 S 淡黄色固体 Cu 6 紫红色固体 Au 金黄色固体 Si 灰黑色晶体 C 黑色粉末 无色气体单质 N2 O2 H2 有色气体化合物 NO2 红棕色 常见固体的颜色 黄色固体 S 淡黄色 Na2O2 淡黄色 AgBr 淡黄色 AgI 黄色 黑色固体 FeO Fe3O4 黑色晶体 MnO2 C CuS PbS CuO 红色固体 Fe OH 3 红褐色 Fe2O3 红棕色 Cu2O Cu 蓝色固体 五水合硫酸铜 胆矾或蓝矾 绿色固体 七水合硫酸亚铁 绿矾 紫黑色固体 KMnO4 碘单质 白色 Fe OH 2 CaCO3 BaSO4 AgCl BaSO3 有色离子 溶液 Cu2 Fe2 7 Fe3 MnO Fe SCN 2 溴水 黄色 橙色 碘水 深黄色 褐色 溴的苯溶液 橙色 橙红色 溴的四氯化碳溶液 橙色 橙红色 碘的苯溶液 淡紫色 紫色 碘的四氯化碳溶液 紫色 深紫色 不溶于稀酸的沉淀 白色沉淀 AgCl BaSO4 黄色沉淀 S 淡黄色 AgBr 淡黄色 AgI等 8 3 物质的特殊性质或特殊组成 既能与强酸反应又能与强碱反应 金属单质 Al 氧化物 Al2O3 氢氧化物 Al OH 3 既能与强碱水溶液反应生成氢气 又能与氢氟酸反应生成氢气 硅 硅是半导体材料 氢氧化钙在水中的溶解度随温度的升高而减小 单质C与SiO2的反应等 氨气 氯化氢易溶于水 氨气可作制冷剂 组成为A2B2型的物质可能为Na2O2 H2O2 C2H2等 9 4 特殊反应现象 焰色反应 Na 黄色 K 紫色 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 白色沉淀Fe OH 2置于空气中最终转变为红褐色Fe OH 3沉淀 由白色 灰绿色 红褐色 遇SCN 颜色无明显变化 通入Cl2后显红色的是Fe2 在空气中变为红棕色 NO 气体燃烧呈苍白色 H2在Cl2中燃烧 在空气中点燃呈蓝色或淡蓝色 CO H2 CH4 使湿润的红色石蕊试纸变蓝 NH3 10 使湿润的淀粉 碘化钾试纸变蓝 Cl2 Br2 FeCl3 碘水等 两气体接近出现白烟 HCl和NH3 固体与气体反应产生白烟 钠在氯气中燃烧 红磷在氯气中燃烧 白色烟雾 遇OH 生成红褐色沉淀 遇苯酚显紫色 遇SCN 显红色的是Fe3 Br2在水中显黄橙色 在有机溶剂中显橙红色 I2在水中显深黄色 在有机溶剂中显紫红色 11 5 特征转化关系 直线转化关系金属碱性氧化物碱盐非金属酸性氧化物酸盐 连续氧化 氧化产物溶于水得到酸或碱的物质有 氨气 碳 硫 钠等 O2 O2 水 水 酸 碱 12 三角转化关系 13 6 常用到催化剂的反应氯酸钾分解制氧气 二氧化锰 过氧化氢分解 二氧化锰 二氧化硫氧化成三氧化硫 五氧化二钒 氨的催化氧化 氮气与氢气合成氨 14 典例导析1 2009 四川理综 27 已知A O分别代表一种物质 它们之间的转化关系如下图所示 反应条件略去 A B H分别是由短周期元素组成的单质 B与冷水缓慢反应 与沸水迅速反应 放出氢气 D是一种离子化合物 其阴 阳离子的个数比为2 3 且能与水反应得到两种碱 C为淡黄色固体化合物 O能与G的水溶液反应生成蓝色沉淀 15 请回答下列问题 1 组成B单质的元素位于周期表第周期 第族 化合物C的电子式为 2 J的沸点比硒化氢 H2Se 的沸点高 其原因是 3 写出I与H在点燃条件下反应生成A和J的化学方程式 4 写出D与足量的N反应生成E和F的化学方程式 5 上图中 在同一反应里一种物质既作氧化剂 又作还原剂 这样的反应共有个 16 解析B与冷水缓慢反应 与沸水迅速反应 放出H2 且B为短周期元素组成的单质 说明B为镁 D是一种离子化合物 其阴 阳离子个数比为2 3 说明是由第 A族和第 A族的元素组成 D能与水反应得到两种碱 说明D为Mg3N2 Mg3N2与H2O反应生成Mg OH 2 NH3 H2O两种碱 C为淡黄色固体化合物 则C为Na2O2 O能与G的水溶液反应生成蓝色沉淀 且N与Cu反应生成O 说明O为铜盐 G为碱 蓝色沉淀为Cu OH 2 C为Na2O2 G为NaOH 则J为H2O H为O2 根据 17 常温下Cu与HNO3可反应生成Cu NO3 2 判断 为NH3 A为N2 L为NO M为NO2 N为HNO3 Mg3N2与足量HNO3反应可生成Mg NO3 2 NH4NO3两种盐 Mg NO3 2与NaOH反应生成两种产物 Mg OH 2 NaNO3 而NH4NO3与NaOH反应生成三种产物 NH3 H2O NaNO3 判断F为NH4NO3 E为Mg NO3 2 在整个转化关系中 Na2O2与H2O反应 Na2O2既作氧化剂又作还原剂 NO2与H2O反应 NO2既作氧化剂又作还原剂 18 答案 2 水分子之间存在氢键且比硒化氢的分子间作用力强 3 4NH3 3O22N2 6H2O 4 Mg3N2 8HNO33Mg NO3 2 2NH4NO3 5 2 19 典例导析2 下图所示各物质是由1 20号元素中部分元素组成的单质及其化合物 图中部分反应条件未列出 已知C H是无色有刺激性气味的气体 D是一种黄绿色的气体单质 物质J可用于饮用水消毒 反应 和 是化工生产中的重要反应 反应 是实验室制备气体C的重要方法 20 请回答下列问题 1 物质E的电子式是 2 反应 的化学方程式为 3 反应 的现象为 4 物质A由三种元素组成 1molA与水反应可生成1molB和2molC A的化学式为 解析由题知黄绿色气体单质D为氯气 反应 是化工生产中的重要反应 可知I为Ca OH 2 F为氧化钙 反应 为工业煅烧石灰石的反应 B为CaCO3 J可用于饮用水消毒 J为Ca ClO 2 F为CaO K为CaCl2 G与Ca OH 2反应制得刺激性气味气体C C为NH3 G为NH4Cl 由 4 可得反应方程式A 3H2OCaCO3 2NH3 即可推知A为CaCN2 21 答案 2 Ca OH 2 2NH4ClCaCl2 2NH3 2H2O 3 有白烟产生 4 CaCN2 22 规律总结解答推断题时要以结构特征 元素 性质特征 如高温置换反应 铝热反应 实验现象 如煮沸得红褐色溶液 等为主线 并以此为依据 找到解题的突破口 然后再根据性质的衍变关系 变化规律和反应事实进行推理 有时也可以在审清题意后 根据有关特征 提出假设 再根据元素结构特征及性质特征分析是否符合题意 23 迁移应用A B C D E F六种物质在一定条件下有下图所示的相互转化关系 所有反应物和生成物均已给出 1 若反应 均为水溶液中的置换反应 A D E为卤素单质 则A是 24 2 若反应 均为水溶液中的置换反应 A D E为Zn Fe Cu中的某种金属 则A是 B C F三种物质中的阴离子应 填 相同 或 不同 3 若B是水 C是生产生活中应用最广泛的金属所对应的一种具有磁性的黑色氧化物 D是相同条件下密度最小的气体 E是一种无色 无味的有毒气体 则反应 的化学方程式是 25 4 若B为一种淡黄色固体 绿色植物的光合作用和呼吸作用可实现自然界中D和E的循环 则反应 的离子方程式是 在反应 中 若生成1molD 则转移电子的物质的量为 解析 1 根据反应 均为水溶液中的置换反应 以及A D E为卤素单质 可推知A D E分别为Cl2 Br2 I2中的一种 根据置换反应顺序 即可确定其氧化性大小 显然A是Br2 2 A为Fe D为Cu E为Zn 3 C是Fe3O4 E是CO D是H2 A B分别为Fe和H2O 4 常见的淡黄色固体有Na2O2 S等 根据D E是植物光合作用和呼吸作用中的循环物质可知 D是氧气 E是CO2 26 答案 1 Br2 2 Fe相同 3 CO H2O g CO2 H2 4 2Na2O2 2H2O4Na 4OH O2 2mol 27 化工工艺流程 非金属矿物部分无机化工原理在考查方面的另外一个着力点是以全新的信息考化学反应原理在合成氨 工业制H2SO4 氯碱工业上及无机非金属材料方面的应用 中学化学需要掌握的重要的化工生产原理如下 28 化学工业 29 30 31 解题策略 解此类型题目的基本步骤是 从题干中获取有用信息 了解生产的产品 分析流程中的每一步骤 从几个方面了解流程 A 反应物是什么 B 发生了什么反应 C 该反应造成了什么后果 对制造产品有什么作用 抓住一个关键点 一切反应或操作都是为了获得产品 从问题中获取信息 帮助解题 了解流程后着手答题 对反应条件的分析可从以下几个方面着手 对反应速率有何影响 对平衡转化率有何影响 对综合生产效益有何影响 如可以从原料成本 原料来源是否广泛 是否可再生 能源成本 对设备的要求 环境保护等方面考虑 32 应用举例 例1 亚氯酸钠 NaClO2 是一种重要的含氯消毒剂 主要用于水的消毒以及砂糖 油脂的漂白与杀菌 以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图 33 已知 NaClO2的溶解度随温度升高而增大 适当条件下可结晶析出NaClO2 3H2O 纯ClO2易分解爆炸 一般用稀有气体或空气稀释到10 以下较安全 HClO2可看成是强酸 1 160g LNaOH溶液的物质的量浓度为 若要计算该溶液溶质的质量分数 还需要的一个条件是 2 在发生器中鼓入空气的作用可能是 填序号 A 将SO2氧化成SO3 增强酸性B 稀释ClO2以防止爆炸C 将NaClO3氧化成ClO2 34 3 吸收塔内的反应的化学方程式为 吸收塔的温度不能超过20 其目的是防止H2O2分解 写出H2O2分解的化学方程式 4 在碱性溶液中NaClO2比较稳定 所以吸收塔中应维持NaOH稍过量 判断NaOH是否过量的简单的实验方法是 5 吸收塔中为防止NaClO2被还原成NaCl 所用还原剂的还原性应适中 除H2O2外 还可以选择的还原剂是 填序号 A Na2O2B Na2SC FeCl2D PbO 悬浊液 35 6 从滤液中得到NaClO2 3H2O粗晶体的实验操作依次是 填序号 A 蒸馏B 蒸发C 灼烧D 过滤E 冷却结晶要得到更纯的NaClO2 3H2O晶体必须进行的操作是 填操作名称 36 解析 1 160g LNaOH溶液表示的是1L溶液中含有NaOH的质量是160g NaOH的物质的量是4mol 所以此溶液的物质的量浓度是4mol L 若要计算该溶液溶质的质量分数 需要知道溶液的质量 所以还需要的条件是溶液的密度 2 根据题给信息 纯ClO2易分解爆炸 由此可判断发生器中鼓入空气的作用是稀释ClO2以防止爆炸 3 通过吸收塔内的反应制备NaClO2 ClO2是氧化剂 H2O2是还原剂 相应的氧化产物应是氧气 同时参加反应的还有NaOH 此反应的化学方程式应为 2NaOH 2ClO2 H2O22NaClO2 2H2O O2 H2O2分解的化学方程式为2H2O22H2O O2 37 4 判断NaOH是否过量可以采用测定溶液pH的方法 5 本实验的目的是制备纯净的亚氯酸钠 NaClO2 制备过程中选取的还原剂不能引入杂质 H2O2相应的产物是H2O和氧气 没有引入杂质 分析选项 Na2O2相应的产物是NaOH和氧气 不会引入杂质 PbO 悬浊液 相应的产物是PbO2固体 过滤可以除去 B C都会引入杂质 6 从滤液中得到粗晶体的步骤是蒸发 冷却结晶和过滤 或者直接冷却结晶 过滤 由粗晶体制得纯的晶体 则需要重结晶 38 答案 1 4mol L该溶液的密度 2 B 3 2NaOH 2ClO2 H2O22NaClO2 2H2O O22H2O22H2O O2 4 连续测定吸收塔内溶液的pH 5 AD 6 BED或ED重结晶 39 例2 海水是宝贵的资源宝库 目前氯碱工业 海水提镁 海水提溴为人类提供了大量工业原料 下图是海水综合利用的部分流程图 据图回答问题 40 1 由海水晒制的粗盐中含有Ca2 Mg2 SO等离子 为除去这些离子 所加试剂及其先后顺序为 写化学式 2 目前较先进的电解制碱法是离子交换膜电解法 即用阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室 其作用是 电解饱和食盐水的化学反应方程式为 41 制取MgCl2的过程中涉及反应 MgCl2 6H2OMgCl2 6H2O 该反应要在HCl气氛中进行 原因是 3 苦卤中通入Cl2已经置换出Br2 为什么吹出后用SO2吸收转化为Br 再用Cl2置换 由此判断Cl2 Br2 SO2的氧化性由强到弱的顺序为 4 也有工艺是在吹出Br2后用碳酸钠溶液吸收 形成溴化钠和溴酸钠 同时有CO2放出 该反应的离子方程式是 最后再用H2SO4处理得到Br2 该反应的离子方程式是 42 解析 1 除去杂质时要保证杂质除尽还不能引入新的杂质 Na2CO3溶液一定在BaCl2溶液后面加 先过滤后加盐酸 2 主要考虑电解时阴阳极发生的主要反应及目标产物之间的反应 在HCl气氛中加热MgCl2 6H2O 主要是为了防止MgCl2的水解 4 中的两个离子方程式根据已知的反应物和生成物很容易写出来 43 答案 1 BaCl2 NaOH Na2CO3 HCl BaCl2必须在Na2CO3之前加入 其他答案合理也可 2 既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸 又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的纯度2NaCl 2H2OCl2 H2 2NaOH 防止MgCl2水解 3 第一次吹出的Br2浓度太低 分离浪费原料 SO2吸收主要起到富集作用Cl2 Br2 SO2 4 3Br2 3CO5Br BrO 3CO2 5Br BrO 6H 3Br2 3H2O 44 迁移应用1 江苏沿海地区有着丰富的海水资源 海水中主要含有Na K Ca2 Mg2 Cl SO Br CO HCO等离子 合理利用资源和保护环境是我省可持续发展的重要保证 1 海水经过处理后可以得到无水氯化镁 无水氯化镁是工业制取镁的原料 试写出电解熔融氯化镁制取金属镁的化学反应方程式 2 某化工厂生产过程中会产生含有Cu2 和Pb2 的污水 排放前拟用沉淀法除去这两种离子 根据下列数据 你认为投入 选填 Na2S 或 NaOH 效果更好 45 3 火力发电在我国的能源利用中占较大比重 但是排放出的SO2会造成一系列环境和生态问题 利用海水脱硫是一种有效的方法 其工艺流程如下图所示 46 天然海水的pH 8 试用离子方程式解释天然海水呈弱碱性的原因 任写一个 某研究小组为探究提高含硫烟气中SO2的吸收效率的措施 进行了天然海水吸收含硫烟气的模拟实验 实验结果如下图所示 请你根据图示实验结果 就如何提高一定浓度含硫烟气中SO2的吸收效率 提出一条合理化建议 47 48 天然海水吸收了含硫烟气后会溶有H2SO3 HSO等分子或离子 须使用氧气将其氧化 该操作的目的是 氧化后的 海水 需要引入大量的天然海水与之混合后才能排放 该操作的主要目的是 49 解析 1 此问较简单 注意反应物的状态 2 铜与铅的硫化物的溶度积均明显小于各自氢氧化物的溶度积 故选择硫化钠可达到更好的沉淀效果 3 海水中含有CO HCO 这两种离子水解均会使溶液呈弱碱性 由图可看出 其他条件相同时 温度越高吸收率越低 烟气流速越大吸收率越低 所以可通过降低含硫烟气的温度或减小含硫烟气流速来提高吸收率 H2SO3易分解 氧化为硫酸后更稳定 而引入大量海水则是为了降低排放海水的酸度 50 答案 1 MgCl2 熔融 Mg Cl2 2 Na2S 3 CO H2OHCO OH 或HCO H2OH2CO3 OH 降低含硫烟气的温度 或减小含硫烟气的流速 H2SO3不稳定 易分解重新释放出SO2 氧化后生成的H2SO4稳定中和 稀释经氧气氧化后海水中生成的酸 H 减少污染 51 2 碘酸钾是一种白色结晶粉末 无臭无味 酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂 与氢碘酸 二氧化硫等还原性物质反应 被还原为单质碘 在碱性介质中 碘酸钾能被氯气 次氯酸盐等物质氧化为高碘酸钾 碘酸钾在常温下稳定 加热至560 开始分解 工业生产碘酸钾的流程如下 52 试回答下列问题 1 已知步骤 反应器中发生的反应中 两种还原产物所得电子数相同 请配平该反应的化学方程式 I2 KClO3 H2OKH IO3 2 KCl Cl2 转移电子总数为 有人认为 中碘单质制出了氯单质 说明碘的氧化性强于氯气 你 填 是 或 否 同意该同学的观点 理由是 2 步骤 中 用硝酸酸化的作用是 在稀硝酸和稀盐酸中不能选用的酸是 其原因是 53 3 步骤 要保持溶液微沸1小时以完全排出氯气 排出氯气的原因是 4 步骤 用氢氧化钾调节溶液的pH 反应的化学方程式为 5 实验中涉及两次过滤 在实验室进行过滤实验时 用到的玻璃仪器有 6 参照下表碘酸钾的溶解度 步骤得到碘酸钾晶体 你建议的方法是 54 7 电化学方法也可以制备碘酸钾 原理是 以石墨为阳极 不锈钢为阴极 以碘化钾溶液 加入少量重铬酸钾 为电解质溶液 在一定电流强度和温度下进行电解 同时不断搅动电解质溶液 其电解总反应方程式为KI 3H2OKIO3 3H2 试写出电极反应式 阳极 阴极 55 解析 1 两种还原产物是KCl 氯气 二者得到的电子数相同 则其物质的量之比是5 3 用化合价升降法配平方程式可得 6I2 11KClO3 3H2O6KH IO3 2 5KCl 3Cl2 转移的电子总数是60 分析本反应可知 碘单质在本反应中作还原剂 没有体现出氧化性 所以不能由本反应说明碘的氧化性强于氯气 2 由于步骤 中的反应生成了氯气 需要将氯气排出反应体系 用硝酸酸化的目的是制造酸性环境 促进氯气从反应混合物中逸出 酸性条件下 稀盐酸能将KH IO3 2还原 所以不能选择盐酸酸化溶液 56 3 由题目信息可知 在碱性条件下氯气能将KIO3氧化成KIO4 因此需要将氯气排出反应体系 4 氢氧化钾与酸式盐KH IO3 2反应 KH IO3 2 KOH2KIO3 H2O 5 过滤实验用到的玻璃仪器有漏斗 烧杯 玻璃棒 6 根据图表可知碘酸钾的溶解度随温度的变化不大 因此 需要采用蒸发结晶的方法得到碘酸钾晶体 7 电解碘化钾溶液时 I 在阳极上被氧化成IO H2O在阴极上被还原生成H2 也可这样理解 阳极上发生的反应是2I 2e I2 阴极上发生的反应是2H2O 2e 2OH H2 生成的I2在碱性溶液中发生歧化反应 3I2 6OH 5I IO 3H2O 57 答案 1 611365360否碘在本反应中作还原剂 没表现氧化性 无法比较 2 促进氯气从反应混合物中逸出稀盐酸盐酸能还原已生成的碘酸氢钾 3 Cl2能将KIO3氧化成KIO4 4 KH IO3 2 KOH2KIO3 H2O 5 漏斗 烧杯 玻璃棒 6 蒸发结晶 7 I 6OH 6e IO 3H2O2H2O 2e 2OH H2 58 1 气体制备实验的基本过程 1 气体制备实验装置一般包含以下几部分 2 气体制备的一般实验操作步骤 组装 从下到上 从左到右 检验装置的气密性 加入药品 排尽装置内的空气 验纯 反应 拆除装置 实验突破2 气体的实验室制备 净化和收集 59 2 气体发生装置依据制备气体所需的反应物状态和反应条件 可将制备气体的发生装置分为三类 60 61 62 3 常见气体的实验室制备原理 收集方法和操作注意事项 63 64 65 特别提醒制备气体反应的选择原则 一种气体可以由多种反应制得 但只有部分反应适用于实验室制备 这些反应一般应符合以下几个条件 1 反应物容易获得 2 反应条件容易达到 3 反应容易控制 4 生成的气体容易分离 66 4 气体的除杂方法除杂试剂选择的依据 主体气体和杂质气体性质上的差异 如溶解性 酸碱性 氧化性 还原性 可燃性 除杂原则 1 不损失主体气体 2 不引入新的杂质气体 3 在密闭装置内进行 4 先除易除的气体 一般可从以下几个方面考虑 易溶于水的杂质可用水吸收 酸性杂质可用碱性物质吸收 碱性杂质可用酸性物质吸收 水分可用干燥剂吸收 能与杂质反应生成沉淀或可溶性的物质 也可用作吸收剂 67 1 含有HCl杂质的气体CO2 HCl 饱和NaHCO3溶液 SO2 HCl 饱和NaHSO3溶液 H2S HCl 饱和NaHS溶液 Cl2 HCl 水或饱和食盐水 H2 HCl 水 2 中性气体中的酸性杂质气体用NaOH溶液吸收 O2 Cl2 H2 H2S O2 CO2 CO CO2 C2H2 H2S NO NO2 3 酸性气体中含有其他酸性杂质气体 CO2 SO2 饱和NaHCO3溶液 CO2 H2S CuSO4溶液 4 含有O2杂质的气体 CO2 O2 灼热Cu N2 O2 灼热Cu 5 HCl Cl2 CCl4溶液 68 5 气体的干燥 1 选用干燥剂应根据气体的性质和干燥剂的性质而定 其原则是干燥剂只能吸收气体中的水分 而不能与气体发生反应 酸性干燥剂 如浓H2SO4 P2O5 硅胶等 一般用来干燥酸性或中性气体 而不能用来干燥碱性气体 如浓H2SO4能干燥H2 O2 Cl2 CO2等 而不能干燥NH3 具有强氧化性的浓H2SO4不能用来干燥还原性气体 如H2S HBr HI H2 CO等虽具有较强的还原性 但常温下仍可使用浓H2SO4干燥 69 碱性干燥剂 如生石灰 固体NaOH 碱石灰等 碱性干燥剂也不能干燥酸性气体 如碱石灰不能干燥Cl2 CO2 HCl等 中性干燥剂 如无水CaCl2 无水CaCl2呈中性 对各类气体一般均可干燥 但NH3能与其发生络合反应而不能使用 其反应方程式为CaCl2 8NH3CaCl2 8NH3 70 2 气体干燥净化装置 71 注意事项 洗气瓶中吸收剂的量以洗气瓶容积的1 3为宜 最多不要超过1 2 洗气瓶中的长导管为进气管 应插入吸收剂的液面以下 短导管为出气管 连接时不要接错 固态干燥剂以黄豆粒大小为宜 干燥管的进 出气口处均应塞一小团疏松的脱脂棉 以防止干燥剂漏出 干燥管应固定在铁架台上使用 72 6 气体的量取对于难溶于水且不与水反应的气体 往往借助其排出的水的体积 用量筒或滴定管测定 从而确定气体的体积 量气装置如下图所示 读数时注意 1 冷却至室温 2 视线与凹液面的最低处相切 73 7 尾气的处理方法 1 对于有毒且易燃的气体 如CO等 可采取在尾气出口处放置一点燃的酒精灯 使CO燃烧转变为无毒的CO2气体 2 对于溶解度不大的尾气 如Cl2 CO2等可直接将出气管插入吸收剂液面下吸收 3 对于极易溶于水的尾气 如NH3 HCl HBr等 可采用防倒吸装置 即在导气管的出气口处连接一倒置的漏斗与吸收剂液面接触 吸收 常用的防倒吸装置有以下四种 74 75 典例导析 据下图所示的实验装置回答问题 76 1 实验室用高锰酸钾制取比较干燥的氧气应选用的发生装置是 收集装置为 2 实验室用双氧水制取并收集较纯的氧气时应选用的发生装置是 收集装置为 3 实验室用氯化铵与熟石灰两种固体加热制取氨气 氨气的密度比空气的小 极易溶于水 推断 实验室制取氨气应选用的发生装置为 收集装置为 77 4 利用废弃的可乐瓶和底部有小孔的试管 试管小孔处事先放有一缝隙很小的铜网 组成制取氧气的装置 如图所示 该装置中A中应盛放 B中应放进 若使正在发生的反应停止 可以通过操作来实现 78 解析 1 固体加热制取气体应选用装置A 欲收集干燥的氧气 故应用排空气法收集 由于O2的密度大于空气的密度 故选用装置D 2 液体与固体不加热制取气体 应选用装置B 为了收集到较纯净的氧气 故可用排水法收集O2 所以选装置C 3 固体与固体加热制取气体 反应装置应选A 根据氨气易溶于水且其密度小于空气的密度 故只能用向下排空气法收集 故选用E装置收集氨气 79 4 此装置类似于启普发生器 故可用于固体与液体的反应 所以在A中应盛放H2O2溶液 B中应放MnO2粉末 若使正在发生的反应停止 可以将试管提出液面即可实现 答案 1 AD 2 BC 3 AE 4 H2O2溶液MnO2粉末将试管提出液面 80 迁移应用1 下列三个问题均与图示实验装置有关 1 制取某无色非金属氧化物气体时 锥形瓶X内的药品应是 A 铜和稀硝酸B 铜和浓硝酸C 碳酸钙与稀硫酸D 亚硫酸钠和浓盐酸 81 2 洗气瓶Y中所装的液体应是 不允许非水杂质混在气体中 A 浓硫酸B NaOH溶液C NaHSO3溶液D NaHCO3溶液 3 检验集气瓶Z是否收集满气体 置于瓶口的滤纸蘸的溶液是 A BaCl2溶液B 酸性KMnO4溶液C 淀粉 碘化钾试纸D 澄清石灰水 82 解析根据用排空气法收集气体 可排除A 根据所制气体是无色的 又可排除B 反应生成的微溶物硫酸钙会覆盖在碳酸钙表面 而阻碍反应进行 可排除C 亚硫酸钠和浓盐酸反应不需要加热 气体SO2为无色 且符合向上排空气法收集方法 故应选D 2 亚硫酸钠和浓盐酸反应产生的SO2中混有HCl和水蒸气 本题未对水蒸气作除杂要求 需要将HCl除去 由于浓硫酸只能吸收水蒸气而不能除去HCl NaOH溶液会同时吸收HCl和SO2 NaHCO3溶液虽能除去HCl 但同时产生新杂质CO2混在SO2中 NaHSO3 83 溶液能吸收HCl 同时放出SO2 故应选C 3 SO2不与BaCl2及KI反应 SO2与澄清石灰水反应生成的CaSO3白色沉淀不便在滤纸上观察 酸性KMnO4溶液与SO2反应后 溶液的紫红色褪去 故应选B 答案 1 D 2 C 3 B 84 2 现用二氧化锰 浓盐酸来制取氯气 将氯气经过净化装置 干燥装置后 再跟灼热的铜屑反应 以制取氯化铜固体 最后还应连接尾气吸收装置 以保护环境 在尾气吸收装置中 若只有以下试剂 你认为最不适宜的试剂是 A 溴化钠溶液B 氢氧化钠溶液C 饱和氯化钠溶液D 硫酸亚铁溶液 85 解析只要能与氯气反应且不产生污染气体的试剂即符合要求 A项溴化钠溶液与氯气反应 Cl2 2NaBr2NaCl Br2 B项NaOH溶液与氯气反应 2NaOH Cl2NaCl NaClO H2O D项硫酸亚铁溶液与氯气反应 2Fe2 Cl22Fe3 2Cl C中饱和氯化钠溶液与氯气不反应 答案C 86 3 某化学课外活动小组设计了如图所示的一套气体发生 收集和尾气处理的装置 以探究该装置的多功能性 1 甲同学认为利用装置 可作为实验室制氧气的快速发生器 则装置 的a仪器中可加入 b仪器中加入 与a中分别对应 装置 从管进气即可作为O2的收集装置 87 2 丙同学认为利用装置 可收集NO 试简述操作方法 3 戊同学认为利用装置 和装置 可进行验证Cl2的氧化性比Br2的氧化性强的实验 进行此项实验时在装置 的a仪器中加入试剂 b仪器中加入试剂 装置 中加入试剂 观察到的实验现象 即可得出Cl2的氧化性比Br2的氧化性强的结论 88 解析 1 装置 适合液体与固体在不加热的条件下制取气体 故可用H2O2和MnO2 或用H2O和Na2O2 来制取氧气 由于O2的密度大于空气的密度 故O2应从c管进入 2 NO极易与O2反应生成NO2 故只能用排水法收集 将装置 中盛满水 NO气体从d管通入 3 由题意可知装置 是Cl2的发生装置 故可用浓盐酸和KMnO4反应制取Cl2 装置 是Cl2与Br 反应的装置 故装置 中可以加入适量的NaBr或KBr溶液 发生的反应为 Cl2 2Br Br2 2Cl 只要观察到装置 中的溶液由无色变为橙 黄 色 即可得出Cl2的氧化性比Br2的氧化性强的结论 89 答案 1 H2O2溶液 或H2O 少量的MnO2粉末 或Na2O2 c 2 用排水法收集 装置 中盛满水 NO从d管通入 3 浓盐酸KMnO4NaBr 或KBr 溶液溶液由无色变橙色 黄色 90 4 化学实验室制取氯化氢气体的方法之一是将浓硫酸滴入浓盐酸中 请从图中挑选所需仪器 在方框内画出用该方法制备 收集干燥氯化氢气体的装置简图 并在图中标明所用试剂 仪器可重复使用 固定装置不必画出 91 实验室制备少量硫酸亚铁晶体的实验步骤如下 取过量洁净的铁屑加入20 30 的稀硫酸溶液 在50 80 水浴中加热至不再产生气泡 将溶液趁热过滤 滤液移至试管中 用橡胶塞塞紧试管口 静置 冷却一段时间后收集产品 92 1 写出该实验制备硫酸亚铁的化学方程式 2 硫酸溶液过稀会导致 3 采用水浴加热的原因是 4 反应时铁屑过量的目的是 用离子方程式表示 5 溶液趁热过滤的原因是 6 静置冷却一段时间后 在试管中观察到的现象是 93 解析实验室制取HCl气体是将浓H2SO4滴入浓盐酸中 因此装置特点是液体 液体混合制取气体 反应装置应选圆底烧瓶和分液漏斗 带导管的胶塞 收集干燥气体应加干燥剂 应用干燥装置 用集气瓶式的洗气瓶来干燥 最后用向上排空气法收集HCl 用铁屑和稀H2SO4反应制FeSO4的反应原理为Fe H2SO4 稀 FeSO4 H2 如果H2SO4浓度太小 反应太慢 不利于晶体析出而影响实验效果 为控制反应温度应采用水浴加热 因为Fe2 易生成Fe3 为防止Fe3 的出现应加过量铁粉 为防止FeSO4晶体流失应趁热过滤 为防止Fe2 被氧化应防止氧气进入试管内 冷却后的溶液随着FeSO4溶解度的减小而在溶液中析出浅绿色晶体 94 答案 1 Fe H2SO4 稀 FeSO4 H2 2 反应速率慢 不利于晶体析出 3 容易控制温度 4 Fe 2Fe3 3Fe2 5 减少FeSO4的损失 防止空气进入试管将Fe2 氧化为Fe3 6 有浅绿色晶体析出 95 5 下图所示为常见气体制备 分离 干燥和性质验证的部分仪器装置 加热设备及夹持固定装置均略去 请根据要求完成下列各题 仪器装置可任意选用 必要时可重复选择 a b为活塞 96 1 若气体入口通入CO和CO2的混合气体 E内放置CuO 选择装置获得纯净干燥的CO 并验证其还原性及氧化产物 所选装置的连接顺序为 填代号 能验证CO氧化产物的现象是 97 2 停止CO和CO2混合气体的通入 E内放置Na2O2 按A E D B H装置顺序制取纯净干燥的O2 并用O2氧化乙醇 此时 活塞a应 活塞b应 需要加热的仪器装置有 填代号 m中反应的化学方程式为 3 若气体入口改通空气 分液漏斗内改加浓氨水 圆底烧瓶内改加NaOH固体 E内放置铂铑合金网 按A G E D装置顺序制取干燥的氨气 并验证氨的某些性质 装置A中能产生氨气的原因有 实验中观察到E内有红棕色气体出现 证明氨气具有性 98 解析 1 要获得干燥纯净的CO气体 应用A中的NaOH溶液除去CO2 用C中澄清石灰水验证CO2已除尽 用B中浓硫酸干燥得纯净干燥的CO气体 E中反应为CuO COCu CO2 再用C中澄清石灰水验证生成CO2气体 尾气CO气体用点燃法除去 防止污染环境 2 关闭活塞a 打开b 稀硫酸和A中生成的Na2CO3反应 生成的CO2气体中含水蒸气 共同和E中Na2O2反应生成O2 再通过D除去CO2 B干燥得纯净O2 加热k使乙醇挥发 O2和乙醇在加热条件下被Cu网催化氧化生成CH3CHO 99 3 NaOH固体溶于水 吸水放热 抑制NH3 H2O电离 均有利于NH3逸出 NH3 H2ONH3 H2ONH OH 生成的NH3经G中碱石灰干燥后 在E中 NH3与空气中的O2在预热的铂铑合金网催化下发生反应 即4NH3 5O24NO 6H2O NH3在该反应中体现了还原性 最后用D中NaOH除去尾气中NO 防止污染空气 4NO 3O2 4NaOH4NaNO3 2H2O 100 答案 1 ACBECFA B之间的C装置中溶液保持澄清 E F之间的C装置中溶液变浑浊 2 关闭打开k m2CH3CH2OH O22CH3CHO 2H2O 3 氢氧化钠溶于水放出大量热 温度升高 使氨的溶解度减小而放出 氢氧化钠吸水 促使氨放出 氢氧化钠电离出的OH 增大了氨水中OH 浓度 促使氨水电离平衡左移 导致氨气放出 还原 101 易错题重练 1 2009 北京理综 8 下列叙述正确的是 A 将CO2通入BaCl2溶液中至饱和 无沉淀产生 再通入SO2 产生沉淀B 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C 向AlCl3溶液中滴加氨水 产生白色沉淀 再加入过量NaHSO4溶液 沉淀消失D 纯锌与稀硫酸反应产生氢气的速率较慢 再加入少量CuSO4固体 速率不改变 102 解析CO2和SO2通入BaCl2溶液中均不会产生沉淀 A错误 在酸性条件下 可将Cu氧化生成Cu2 使铜粉溶解 B错误 NH3 H2O是Al3 的良好沉淀剂 而NaHSO4显强酸性 可使Al OH 3溶解 C正确 在Zn和稀H2SO4的反应体系中加CuSO4 会形成Cu Zn原电池而加快H2的产生速率 答案C 103 2 2009 重庆理综 9 下列叙述正确的是 A SO2具有还原性 故可作漂白剂B Na的金属活动性比Mg强 故可用Na与MgCl2溶液反应制MgC 浓硝酸中的HNO3 见光会分解 故有时在实验室看到的浓硝酸呈黄色D Fe在Cl2中燃烧生成FeCl3 故在与其他非金属反应产物中Fe也显 3价 104 解析SO2的漂白原理是和有色物质化合生成不稳定的无色物质 所以A说法错误 Na与MgCl2溶液反应 原理是Na首先与H2O反应 生成的NaOH再与MgCl2反应生成Mg OH 2沉淀 B错 浓硝酸见光或受热分解产生的NO2溶解在其中而显黄色 C正确 D项中2Fe 3Cl22FeCl3 Fe SFeS 答案C 105 3 2009 福建理综 7 能实现下列物质间直接转化的元素是 单质氧化物酸或碱盐A 硅B 硫C 铜D 铁解析SiO2与水不能反应 A错误 铜和铁对应的氧化铜 氧化铁不能直接和水反应 C D错误 SSO2H2SO3Na2SO3 B正确 O2 H2O NaOH或HCl O2 H2O NaOH B 106 4 2009 江苏 3 下列所列各组物质中 物质之间通过一步反应就能实现如图所示转化的是 107 解析A中的Al OH 3无法通过一步反应制得Al A错误 HNO3 稀 NO NONO2 NO2HNO3 B正确 SiO2不溶于水 无法通过一步反应制得H2SiO3 C错误 CH3CHO无法通过一步反应制得乙烯 D错误 答案B Cu O2 H2O O2 H2O 108 5 2009 海南 20 2 下列使用化肥 农药的描述中正确的是 A 高温多雨时比较适合施用钾肥B 长期施用硫铵会造成土壤板结C 石硫合剂必须与硫酸混合后才能施用D 过磷酸钙必须经硫酸处理后才能施用解析A中钾肥易溶于水 多雨时易造成化肥的流失 B中硫铵溶于水呈酸性 易破坏土壤的胶体结构使土壤板结 C中石硫合剂主要成分是多硫化钙 具有渗透和侵蚀病菌细胞及害虫体壁的能力 能在植物体表面形成一层药膜起保护作用 如果和硫酸混合后施用 会生成硫酸钙使石硫合剂失去作用 D中有效成份为Ca H2PO4 2 属水溶性速效磷肥 应直接使用 B 109 6 2009 广东理基 22 下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是 硅是构成一些岩石和矿物的基本元素 水泥 玻璃 水晶饰物都是硅酸盐制品 高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料A B C D 解析硅元素在地壳中的含量仅次于氧 排第二位 是构成岩石和矿物的基本元素 水晶的主要成分为SiO2 错 制作光导纤维的原料是石英 而不是高纯硅 错 C 110 7 2009 上海理综 14 生活中难免会遇到一些突发事件 我们要善于利用学过的知识 采取科学 有效的方法保护自己 如果发生了氯气泄漏 以下自救方法得当的是 A 只要在室内放一盆水B 向地势低的地方撤离C 观察风向 顺风撤离D 用湿毛巾或蘸有碱液的毛巾捂住口鼻撤离 111 解析如果遇到氯气泄漏事故 为避免中毒 应尽可能少的吸入氯气 A中在室内放一盆水是不科学的 因为氯气在水中溶解度不大 不能有效吸收氯气 由于氯气密度比空气大 所以氯气会往低洼地方流动 故B错 顺风撤离亦不合理 氯气随风流动 顺风撤离会增大与氯气的接触 由于氯气水