18版高考化学二轮复习第四章非金属及其化合物教案180324474

PAGEPAGE167。。内部文件，版权追溯内部文件，版权追溯内部文件，版权追溯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－c②－a③－e④－b⑤－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(×)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＋CO2eq\o(=,\s\up7(高温))2CO；③C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))CO＋H2。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＋O2eq\o(=,\s\up7(△))SiO2；⑤Si＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(△))SiCl4；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＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑。[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HNO3②水③浓H2SO4④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SiO21．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。2．化学性质物质二氧化硅二氧化碳与水反应不反应CO2＋H2OH2CO3与酸反应只与氢氟酸反应：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O不反应与碱(NaOH)溶液反应SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)CO2少量：CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2OCO2足量：CO2＋NaOH=NaHCO3与盐反应如与Na2CO3反应：SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())Na2SiO3＋CO2↑如与Ca(ClO)2反应：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO与碱性氧化物反应如与CaO反应：SiO2＋CaOeq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())CaSiO3如与Na2O反应：eq\o(□,\s\up1(10))CO2＋Na2O=Na2CO33．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：CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋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)(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COeq\o\al(2－,3)(×)(3)(2016·四川高考)标准状况下，5.6LCO2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COeq\o\al(2－,3)(×)(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，它们之间具有转化关系：甲eq\o(→,\s\up7(丁))乙eq\o(,\s\up7(丁),\s\do5(甲))丙，若甲为焦炭，则丁可能是O2(√)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________________________________________________________________________。(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＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2CO2(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＋CuOeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2D——验证CO的氧化产物CO2E——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：SiO2eq\o(→,\s\up7(HClaq))SiCl4eq\o(→,\s\up7(H2),\s\do5(高温))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：粗硅eq\o(→,\s\up7(Cl2),\s\do5(高温))SiCl4eq\o(→,\s\up7(H2),\s\do5(高温))Si(√)(6)(2015·广东高考)硅的最高价氧化物可用于制造光导纤维(√)(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()A．2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())Si＋2CO↑B．SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2OC．Si＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())SiCl4D．SiCl4＋2H2eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())Si＋4HCl解析：选B工业制取纯硅的工艺流程为：SiO2eq\o(→,\s\up7(C),\s\do5())粗硅eq\o(→,\s\up7(Cl2),\s\do5())SiCl4eq\o(→,\s\up7(H2),\s\do5())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Si硅还原性强于碳2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑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SiO2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“较强酸制较弱酸”是复分解反应的一般规律，H2CO3酸性大于H2SiO3，故可发生反应Na2SiO3＋CO2＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓以下反应不能说明酸性的强弱：Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))Na2SiO3＋CO2↑CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))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[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：Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))CaSiO3＋CO2↑。(2)新型无机非金属材料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＋、NHeq\o\al(＋,4)、SiOeq\o\al(2－,3)(×)(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：SiOeq\o\al(2－,3)＋SO2＋H2O=H2SiO3↓＋SOeq\o\al(2－,3)(×)(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eq\f(1,2)K2O·eq\f(1,2)Al2O3·3SiO2，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→SiO2C．SiO2→H2SiO3 D．SiO2→Na2SiO3解析：选CNa2SiO3eq\o(→,\s\up7(盐酸),\s\do5())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CSiO2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P631．4G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．SiC．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．CO2(g)＋C(s)eq\o(=,\s\up7(高温))2CO(g)ΔH>0，高温有利于该反应自发进行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；CO2(g)＋C(s)eq\o(=,\s\up7(高温))2CO(g)为熵增的吸热反应，当ΔG＝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：SiO2eq\o(→,\s\up7(①C),\s\do5(高温))Si(粗)eq\o(→,\s\up7(②HCl),\s\do5(300℃))SiHCl3eq\o(→,\s\up7(③过量H2),\s\do5(1000～1100℃))Si(纯)下列说法正确的是()A．步骤①的化学方程式为SiO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋CO2↑B．步骤①②③中生成或消耗1molSi，转移2mol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DA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SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑，错误；B项，步骤①中生成1molSi，转移4mol电子，步骤②中生成1molSiHCl3，消耗1molSi，转移2mol电子，步骤③中生成1molSi，转移2mol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______________________________，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(4)工业上常利用反应2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())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)CSiO25．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=SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2↑，SiO2与NaOH溶液反应的离子方程式为SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O。答案：(1)SiO2光导纤维(2)SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O(3)Si＋2OH－＋H2O=SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2↑(4)SiOeq\o\al(2－,3)＋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CA．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解析：选DA项，工业上制单质Si的反应为SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑，C为还原剂，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＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))2CO↑＋Si，硅被还原，所以碳的还原性大于硅的还原性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CO2D．由Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))CO2↑＋Na2SiO3可知硅酸的酸性大于碳酸解析：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AA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()A．单质eq\o(→,\s\up7(O2))氧化物eq\o(→,\s\up7(H2O))酸或碱eq\o(→,\s\up7(NaOH或HCl))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Al2O3·SiO2·H2O解析：选CA项，Si与O2反应生成SiO2，SiO2不与H2O反应，“氧化物eq\o(→,\s\up7(H2O))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·H2OD．1mol青石棉能使1molHNO3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；1molNa2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O跟足量硝酸反应时，失去3mol电子，而还原产物只有NO，故能使1molHNO3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C通入CO2，溶液变浑浊，继续通入CO2至过量，浑浊不消失，再加入品红溶液，红色褪去Ca(ClO)2溶液D通入CO2，溶液变浑浊，继续通入CO2至过量，浑浊消失，再加入足量NaOH溶液，又变浑浊Ca(OH)2溶液解析：选DA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SiO2B．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Fe2O3C．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)2D．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Mg2＋、Al3＋、Fe3＋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AlOeq\o\al(－,2)和SiOeq\o\al(2－,3)，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1mol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，Si(粗)＋3HCleq\o(=,\s\up7(553～573K))SiHCl3＋H21mol3mol1mol1molSiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up7(1373～1453K))Si(纯)＋3HCl1mol1mol3mol由以上数据，循环生产中只能产生3molHCl，但HCl的利用率为90%，因此需要增加eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,90%)－3))molHCl，循环生产中只产生1molH2，但H2的利用率为93.75%，因此需要增加eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,93.75%)－1))molH2，因此，补充投入HCl和H2的物质的量之比是eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,90%)－3))∶eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,93.75%)－1))≈5∶1。答案：(1)3SiCl4＋2N2＋6H2=Si3N4＋12HCl(2)①SiHCl3＋3H2O=H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑②5∶112．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。(2)工业制取纯硅的工艺流程为SiO2eq\o(→,\s\up7(C))粗硅eq\o(→,\s\up7(Cl2))SiCl4eq\o(→,\s\up7(H2))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)SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO(3)过滤蒸发结晶或蒸发浓缩、冷却结晶(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。eq\x(\a\al(H2、N2、CO、,CO2、H2O))eq\o(→,\s\up7(CO变换),\s\do5())eq\x(\a\al(H2、N2、,CO2))eq\o(→,\s\up7(脱除CO2),\s\do5())eq\x(H2、N2)完成下列填空：(1)半水煤气在铜催化下实现CO变换：CO＋H2Oeq\o(→,\s\up7(Cu),\s\do5(△))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：Na2CO3K2CO320℃碱液最高浓度/(mol·L－1)2.08.0碱的价格(元/kg)1.259.80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：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↑＋H2O②除去半水煤气中的CO2和H2O③Ⅳ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＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2FeCl3。②与铜反应：Cu＋Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))CuCl2。(2)与非金属反应与H2反应：H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃或光照))2HCl。(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＋H2OHCl＋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)1molCl2与强碱完全反应转移电子数为NA，而1molCl2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：②③2．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，11.2LCl2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(1)不稳定性次氯酸分解反应的化学方程式为2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑。(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=COeq\o\al(2－,3)＋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，2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑，CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑，故漂白粉最终得到的物质是CaCl2。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＋H2OHCl＋HClO②HClOH＋＋ClO－③H2OH＋＋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＋H2OHCl＋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可溶性氯化物c(Cl－)增大左移①用饱和食盐水除Cl2中的HCl②用排饱和食盐水法收集Cl2盐酸c(H＋)和c(Cl－)增大左移次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2NaOHc(H＋)减小右移用NaOH溶液吸收多余Cl2Ca(OH)2c(H＋)减小右移制漂白粉CaCO3c(H＋)减小右移制高浓度的HClO溶液光照c(HClO)减小右移氯水避光保存或现用现配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。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BCl2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，而湿润的红布条之所以褪色是因为Cl2与H2O反应生成的HClO具有漂白作用B干燥红布条无明显变化C湿润红布条红布条褪色DFeCl2溶液溶液由浅绿色变棕黄色验证氯气具有强氧化性，可与金属及还原性物质反应E淀粉KI溶液溶液变蓝色F浓硫酸G铁粉产生棕色烟HNaOH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＋H2OH＋＋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Cl2D．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：Cl2(g)Cl2(aq)K1＝10－1.2Cl2(aq)＋H2OHClO＋H＋＋Cl－K2＝10－3.4HClOH＋＋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()A．Cl2(g)＋H2O2H＋＋ClO－＋Cl－K＝10－10.9B．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CCl2(g)＋H2O2H＋＋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＋H2OHCl＋HClO，反应中Cl2既是氧化剂，又是还原剂，且1molCl2参加反应，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－、SOeq\o\al(2－,3)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＋、NHeq\o\al(＋,4)、SOeq\o\al(2－,4)、Br－可以大量共存B．该溶液中，Ag＋、K＋、NOeq\o\al(－,3)、H2SO3可以大量共存C．向该溶液中滴入少量FeSO4溶液，反应的离子方程式为2Fe2＋＋ClO－＋2H＋=Cl－＋2Fe3＋＋H2OD．向该溶液中加入浓盐酸，每产生1molCl2，转移电子约为6.02×1023个解析：选DA项，由于HClO是弱酸，则溶液中H＋不可能大量存在。B项，Ag＋与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。C项，因NaClO水解使得溶液显碱性，故生成的不是Fe3＋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1molCl2时，转移1mol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－＋H2OB．该消毒液的pH约为12：ClO－＋H2OHClO＋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↑＋H2OD．该消毒液加白醋生成HClO，可增强漂白作用：CH3COOH＋ClO－=HClO＋CH3COO－解析：选BA．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－、SOeq\o\al(2－,3)不论是在酸性环境还是在碱性环境中均不能大量共存。如漂白粉遇到亚硫酸盐：Ca2＋＋ClO－＋SOeq\o\al(2－,3)=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][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Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6Cl－＋14H＋=2Cr3＋＋3Cl2↑＋7H2O，ClOeq\o\al(－,3)＋5Cl－＋6H＋=3Cl2↑＋3H2O,2MnOeq\o\al(－,4)＋16H＋＋10Cl－=2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O。3．400mL10mol·L－1的浓盐酸与足量的MnO2混合共热，能否得到1molCl2?提示：不能；因为MnO2与稀盐酸不反应，故生成的Cl2小于1mol。[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Cl2B．(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Cl2C．(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CCl2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)eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())MnCl2＋Cl2↑＋2H2O浓硫酸(2)HClHCl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＋H2OHX＋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熔、沸点eq\o(→,\s\up7(气体气体液体固体),\s\do5(逐渐升高))密度eq\o(→,\s\up7(逐渐增大))水溶性eq\o(→,\s\up7(反应溶解溶解微溶),\s\do5(逐渐减小))氧化性eq\o(→,\s\up7(与氢气化合或与水反应由易到难),\s\do5(氯、溴、碘单质氧化性强弱顺序是Cl2>Br2>I2))还原性(X－)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－＋I23．特殊性氟①无正价，非金属性最强，F－的还原性最弱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溴①Br2是深红棕色液体，易挥发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碘①淀粉遇I2变蓝色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。(2)卤族元素的单质F2、Cl2、Br2均能将Fe氧化为Fe3＋，而I2只能将铁氧化为Fe2＋。(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=SOeq\o\al(2－,3)＋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——沉淀法未知液eq\o(→,\s\up7(滴加AgNO3溶液),\s\do5(和稀硝酸))生成eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(白色沉淀，则有Cl－,浅黄色沉淀，则有Br－,黄色沉淀，则有I－))2．置换——萃取法未知液eq\o(→,\s\up7(加适量新制饱和氯水),\s\do5(振荡))eq\o(→,\s\up7(加入CCl4下层或汽油上层),\s\do5(振荡))eq\a\vs4\al(有机层呈)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(红棕色或橙红色，表明有Br－,紫色、浅紫色或紫红色，表明有I－))3．氧化——淀粉检验I－未知液eq\o(→,\s\up7(加入适量新制饱和氯水双氧水),\s\do5(振荡))eq\o(→,\s\up7(淀粉溶液),\s\do5(振荡))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、CCl4③溴水、苯④稀硝酸、AgNO3溶液⑤氯水、苯⑥FeCl3溶液、CCl4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，再滴加几滴淀粉溶液，溶液变蓝色，说明Fe3＋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：IOeq\o\al(－,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①②③④A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()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NO2C．(2014·全国卷)用AgNO3溶液可以鉴别KCl和KID．(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BBr2(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：IOeq\o\al(－,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＝4C．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D．由Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO可推出Ca(ClO)2＋SO2＋H2O=CaSO3↓＋2HClO解析：选CCl2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BHClO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DA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