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文档简介
专题六非金属及其化合物悟知识易错易混知识点梳理(1)SO2使含有酚酞的NaOH溶液褪色,表现SO2酸性氧化物的性质;使品红溶液褪色,表现SO2的漂白性;使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,表现SO2的还原性;SO2与H2S反应,表现SO2的氧化性;SO2和Cl2等体积混合通入溶液中,漂白性不但不增强,反而消失。(2)把SO2气体通入BaCl2溶液中,没有沉淀生成,但若同时通入NH3或加入NaOH溶液,或把BaCl2溶液改成Ba(NO3)2溶液,均有白色沉淀生成,前两者生成BaSO3沉淀,后者生成BaSO4沉淀。(3)浓硝酸和Cu(足量)、浓硫酸和Cu(足量)、浓盐酸和MnO2(足量)在反应时,随反应的进行,产物会发生变化或反应停止。(4)强氧化性酸(如硝酸、浓硫酸)与金属反应不生成H2;金属与浓硝酸反应一般生成NO2,而金属与稀硝酸反应一般生成NO。(5)实验室制备NH3时,除了用Ca(OH)2和NH4Cl反应外,还可通过向浓氨水中加NaOH固体或加CaO或加热浓氨水制取。检验NH4+需加NaOH溶液并加热,用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体,以确定NH4+的存在。(6)Cu和一定量的浓硝酸反应,产生的是NO2和NO的混合气体,当Cu有剩余时,再加入稀硫酸,Cu可继续溶解。(7)SiO2可用于制造光导纤维,硅可用于制造光电池。(8)酸性氧化物一般能与水反应生成相应的酸,但SiO2不溶于水;酸性氧化物一般不与酸反应,但SiO2能与氢氟酸反应。
考点1氯及其化合物卤素考向1氯及其化合物的性质1.[天津2020·1,3分]在全国人民众志成城抗击新冠病毒期间,使用的“84消毒液”的主要有效成分是()A.NaOHB.NaClC.NaClOD.Na2CO32.[辽宁2021·4,3分]下列说法正确的是()A.22.4LCl2(标准状况)与水充分反应转移1mol电子B.H2SO4和CuCl2均可通过化合反应得到C.将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒相互靠近,有白烟产生D.SO2与KClO溶液反应:SO2+2ClO-+H2O=2HClO+SO32-3.[浙江2022年1月·22,2分]下列推测不合理的是()A.相同条件下,Br2与PBr3反应比Cl2与PBr3反应难B.OPBrCl2与足量H2O作用生成2种酸C.相同条件下,与水反应由快到慢的顺序:OPBr3、OPCl3、OPF3D.PBr3与足量C2H5OH作用可得到P(OC2H5)34.[全国Ⅱ2020·26,14分]化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料,又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题:(1)氯气是制备系列含氯化合物的主要原料,可采用如图甲所示的装置来制取。装置中的离子膜只允许________离子通过,氯气的逸出口是________(填标号)。(2)次氯酸为一元弱酸,具有漂白和杀菌作用,其电离平衡体系中各成分的组成分数δ[δ(X)=eq\f(c(X),c(HClO)+c(ClO-)),X为HClO或ClO-]与pH的关系如图乙所示。HClO的电离常数Ka值为________。(3)Cl2O为淡棕黄色气体,是次氯酸的酸酐,可由新制的HgO和Cl2反应来制备,该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备Cl2O的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)ClO2常温下为黄色气体,易溶于水,其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”,能快速溶于水,溢出大量气泡,得到ClO2溶液。上述过程中,生成ClO2的反应属于歧化反应,每生成1molClO2消耗NaClO2的量为________mol;产生“气泡”的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)“84消毒液”的有效成分为NaClO,不可与酸性清洁剂混用的原因是____________________________________________________________________________________________(用离子方程式表示)。工业上是将氯气通入到30%的NaOH溶液中来制备NaClO溶液,若NaClO溶液中NaOH的质量分数为1%,则生产1000kg该溶液需消耗氯气的质量为________kg(保留整数)。5.[江苏2020·18,12分]次氯酸钠溶液和二氯异氰尿酸钠(C3N3O3Cl2Na)都是常用的杀菌消毒剂。NaClO可用于制备二氯异氰尿酸钠。(1)NaClO溶液可由低温下将Cl2缓慢通入NaOH溶液中而制得。制备NaClO的离子方程式为________________________________________________________________________;用于环境杀菌消毒的NaClO溶液须稀释并及时使用,若在空气中暴露时间过长且见光,将会导致消毒作用减弱,其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)二氯异氰尿酸钠优质品要求有效氯大于60%。通过下列实验检测二氯异氰尿酸钠样品是否达到优质品标准。实验检测原理为C3N3O3Cl2-+H++2H2O=C3H3N3O3+2HClOHClO+2I-+H+=I2+Cl-+H2OI2+2S2O32-=S4O62-+2I-准确称取1.1200g样品,用容量瓶配成250.0mL溶液;取25.00mL上述溶液于碘量瓶中,加入适量稀硫酸和过量KI溶液,密封在暗处静置5min;用0.1000mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈微黄色,加入淀粉指示剂,继续滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液20.00mL。①通过计算判断该样品是否为优质品。(写出计算过程,该样品的有效氯=eq\f(测定中转化为HClO的氯元素质量×2,样品质量)×100%)②若在检测中加入稀硫酸的量过少,将导致样品的有效氯测定值________(填“偏高”或“偏低”)。考向2氯及其化合物的制备6.[浙江2018年11月·8,2分]下列说法不正确的是()A.电解熔融氯化镁可制取金属镁B.电解饱和食盐水可制取氯气C.生产普通玻璃的主要原料为石灰石、纯碱和晶体硅D.接触法制硫酸的硫元素主要来源于硫黄或含硫矿石7.[河北2022·8,3分]LiBr溶液可作为替代氟利昂的绿色制冷剂。合成LiBr工艺流程如下:下列说法错误的是A.还原工序逸出的Br2用NaOH溶液吸收,吸收液直接返回还原工序B.除杂工序中产生的滤渣可用煤油进行组分分离C.中和工序中的化学反应为Li2CO3+2HBr=CO2↑+2LiBr+H2OD.参与反应的n(Br2)∶n(BaS)∶n(H2SO4)为1∶1∶18.[江苏2021·9,3分]通过下列实验可从I2的CCl4溶液中回收I2。下列说法正确的是()A.NaOH溶液与I2反应的离子方程式:I2+2OH-=I-+IO3-+H2OB.通过过滤可将水溶液与CCl4分离C.向加酸后的上层清液中滴加AgNO3溶液生成AgI沉淀,1个AgI晶胞(见题图)中含14个I-D.回收的粗碘可通过升华进行纯化9.[全国Ⅲ2018·27,14分]KIO3是一种重要的无机化合物,可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题:(1)KIO3的化学名称是________。(2)利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如图所示:“酸化反应”所得产物有KH(IO3)2、Cl2和KCl。“逐Cl2”采用的方法是________。“滤液”中的溶质主要是________。“调pH”中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________。(3)KIO3也可采用“电解法”制备,装置如图所示。①写出电解时阴极的电极反应式:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为________,其迁移方向是________。③与“电解法”相比,“KClO3氧化法”的主要不足之处有________________________________________________________________________(写出一点)。10.[广东2021·17,15分]含氯物质在生产生活中有重要作用。1774年,舍勒在研究软锰矿(主要成分是MnO2)的过程中,将它与浓盐酸混合加热,产生了一种黄绿色气体。1810年,戴维确认这是一种新元素组成的单质,并命名为chlorine(中文命名“氯气”)。(1)实验室沿用舍勒的方法制取Cl2的化学方程式为________________________________________________________________________。(2)实验室制取干燥Cl2时,净化与收集Cl2所需装置的接口连接顺序为________。(3)某氯水久置后不能使品红溶液褪色,可推测氯水中________已分解。检验此久置氯水中Cl-存在的操作及现象是________________________________________________________________________。(4)某合作学习小组进行以下实验探究。①实验任务通过测定溶液电导率,探究温度对AgCl溶解度的影响。②查阅资料电导率是表征电解质溶液导电能力的物理量。温度一定时,强电解质稀溶液的电导率随溶液中离子浓度的增大而增大;离子浓度一定时,稀溶液电导率随温度的升高而增大。25℃时,Ksp(AgCl)=1.8×10-10。③提出猜想猜想a:较高温度的AgCl饱和溶液的电导率较大。猜想b:AgCl在水中的溶解度s(45℃)>s(35℃)>s(25℃)。④设计实验、验证猜想取试样Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(不同温度下配制的AgCl饱和溶液),在设定的测试温度下,进行表1中实验1~3,记录数据。表1实验序号试样测试温度/℃eq\f(电导率,μS·cm-1)1Ⅰ:25℃的AgCl饱和溶液25A12Ⅱ:35℃的AgCl饱和溶液35A23Ⅲ:45℃的AgCl饱和溶液45A3⑤数据分析、交流讨论25℃的AgCl饱和溶液中,c(Cl-)=________mol·L-1。实验结果为A3>A2>A1。小组同学认为,此结果可以证明③中的猜想a成立,但不足以证明猜想b成立。结合②中信息,猜想b不足以成立的理由有________________________________________________________________________________。⑥优化实验小组同学为进一步验证猜想b,在实验1~3的基础上完善方案,进行实验4和5。请完成表2中内容。表2实验序号试样测试温度/℃电导率/(μS·cm-1)4Ⅰ________B15________________B2⑦实验总结根据实验1~5的结果,并结合②中信息,小组同学认为猜想b也成立。猜想b成立的判断依据是________________________________________________________。
考点2硫、氮及其化合物考向1硫、氮及其化合物的性质、应用与转化1.[江苏2021·7,3分]在指定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是()A.NO(g)eq\o(→,\s\up7(H2O))HNO3(aq)B.稀HNO3(aq)eq\o(→,\s\up7(Cu))NO2(g)C.NO(g)eq\o(→,\s\up7(CO),\s\do5(高温,催化剂))N2(g)D.NO3-(aq)eq\o(→,\s\up7(O3))N2(g)2.[福建2021·4,4分]明代《徐光启手迹》记载了制备硝酸的方法,其主要流程(部分产物已省略)如下:下列说法错误的是()A.FeSO4的分解产物X为FeO B.本流程涉及复分解反应C.HNO3的沸点比H2SO4的低D.制备使用的铁锅易损坏3.[河北2021·10,4分]关于非金属含氧酸及其盐的性质,下列说法正确的是()A.浓H2SO4具有强吸水性,能吸收糖类化合物中的水分并使其炭化B.NaClO、KClO3等氯的含氧酸盐的氧化性会随溶液的pH减小而增强C.加热NaI与浓H3PO4混合物可制备HI,说明H3PO4比HI酸性强D.浓HNO3和稀HNO3与Cu反应的还原产物分别为NO2和NO,故稀HNO3氧化性更强4.[河北2021·4,3分]硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大,但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注。下列说法正确的是()A.NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体,是酸雨的主要成因B.汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5C.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料,实现氮的固定D.工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除5.[广东2022·5,2分]若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a~d均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验,下列分析正确的是()A.Cu与浓硫酸反应,只体现H2SO4的酸性B.a处变红,说明SO2是酸性氧化物C.b或c处褪色,均说明SO2具有漂白性D.试管底部出现白色固体,说明反应中无H2O生成6.[全国Ⅱ2018·8,6分]研究表明,氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如图所示)。下列叙述错误的是()A.雾和霾的分散剂相同B.雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵C.NH3是形成无机颗粒物的催化剂D.雾霾的形成与过度施用氮肥有关7.[浙江2018年11月·28,4分]某同学用下列装置完成了浓硫酸和SO2的性质实验(夹持装置已省略):请回答:(1)下列说法正确的是________。A.反应后,将试管Ⅰ中的白色固体加入水中,溶液呈蓝色B.取下试管Ⅲ并不断振荡,试管中出现浑浊,是因为生成了BaSO4C.试管Ⅳ中KMnO4溶液褪色,说明SO2具有氧化性D.试管Ⅴ中的NaOH溶液可用Na2CO3溶液代替(2)取下试管Ⅱ,在该试管口套上气球,将无色溶液加热恢复至红色,冷却后,发现溶液颜色再次变浅。解释“无色→红色→颜色变浅”变化的原因:________________________________________________________________________。8.[北京2019·28,16分]化学小组实验探究SO2与AgNO3溶液的反应。(1)实验一:用如下装置(夹持、加热仪器略)制备SO2,将足量SO2通入AgNO3溶液中,迅速反应,得到无色溶液A和白色沉淀B。①浓H2SO4与Cu反应的化学方程式是________________________________________________________________________________。②试剂a是________。(2)对体系中有关物质性质分析得出:沉淀B可能为Ag2SO3、Ag2SO4或二者混合物。(资料:Ag2SO4微溶于水;Ag2SO3难溶于水)实验二:验证B的成分①写出Ag2SO3溶于氨水的离子方程式:________________________________________________________________________________。②加入盐酸后沉淀D大部分溶解,剩余少量沉淀F。推断D中主要是BaSO3,进而推断B中含有Ag2SO3。向滤液E中加入一种试剂,可进一步证实B中含有Ag2SO3。所用试剂及现象是________________________________________________________________________。(3)根据沉淀F的存在,推测SO42-的产生有两个途径:途径1:实验一中,SO2在AgNO3溶液中被氧化生成Ag2SO4,随沉淀B进入D。途径2:实验二中,SO32-被氧化为SO42-进入D。实验三:探究SO42-的产生途径①向溶液A中滴入过量盐酸,产生白色沉淀,证明溶液中含有________;取上层清液继续滴加BaCl2溶液,未出现白色沉淀,可判断B中不含Ag2SO4。做出判断的理由:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②实验三的结论:________________________________________________________________________。(4)实验一中SO2与AgNO3溶液反应的离子方程式是________________________________。(5)根据物质性质分析,SO2与AgNO3溶液应该可以发生氧化还原反应。将实验一所得混合物放置一段时间,有Ag和SO42-生成。(6)根据上述实验所得结论:________________________________________________________________________。9.[江苏2020·16,12分]吸收工厂烟气中的SO2,能有效减少SO2对空气的污染。氨水、ZnO水悬浊液吸收烟气中SO2后经O2催化氧化,可得到硫酸盐。已知:室温下,ZnSO3微溶于水,Zn(HSO3)2易溶于水;溶液中H2SO3、HSO3-、SO32-的物质的量分数随pH的分布如图甲所示。(1)氨水吸收SO2。向氨水中通入少量SO2,主要反应的离子方程式为____________________________________;当通入SO2至溶液pH=6时,溶液中浓度最大的阴离子是__________(填化学式)。甲乙(2)ZnO水悬浊液吸收SO2。向ZnO水悬浊液中匀速缓慢通入SO2,在开始吸收的40min内,SO2吸收率、溶液pH均经历了从几乎不变到迅速降低的变化(见图乙)。溶液pH几乎不变阶段,主要产物是__________(填化学式);SO2吸收率迅速降低阶段,主要反应的离子方程式为________________________________________________________________________。(3)O2催化氧化。其他条件相同时,调节吸收SO2得到溶液的pH在4.5~6.5范围内,pH越低SO42-生成速率越大,其主要原因是________________________________________________________________________;随着氧化的进行,溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”)。10.[天津2018·9,18分]烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一,为了监测其含量,选用如下采样和检测方法。回答下列问题:Ⅰ.采样采样步骤:①检验系统气密性;②加热器将烟道气加热至140℃;③打开抽气泵置换系统内空气;④采集无尘、干燥的气样;⑤关闭系统,停止采样。(1)A中装有无碱玻璃棉,其作用为________________________________________________________________________。(2)C中填充的干燥剂是________(填序号)。a.碱石灰b.无水CuSO4c.P2O5(3)用实验室常用仪器组装一套装置,其作用与D(装有碱液)相同,在虚线框中画出该装置的示意图,标明气体的流向及试剂。(4)采样步骤②加热烟道气的目的是________________________________________________________________________。Ⅱ.NOx含量的测定将VL气样通入适量酸化的H2O2溶液中,使NOx完全被氧化成NO3-,加水稀释至100.00mL。量取20.00mL该溶液,加入V1mLc1mol·L-1FeSO4标准溶液(过量),充分反应后,用c2mol·L-1K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2+,终点时消耗V2mL。(5)NO被H2O2氧化为NO3-的离子方程式为________________________________________________________________________________。(6)滴定操作使用的玻璃仪器主要有________________。(7)滴定过程中发生下列反应:3Fe2++NO3-+4H+=NO↑+3Fe3++2H2OCr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O则气样中NOx折合成NO2的含量为______mg·m-3。(8)判断下列情况NOx含量测定结果的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。若缺少采样步骤③,会使测定结果________。若FeSO4标准溶液部分变质,会使测定结果________。考向2硫、氮及其化合物的制备11.[全国Ⅰ2018·27,14分]焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题:(1)生产Na2S2O5,通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式:________________________________________________________________________________。(2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为:①pH=4.1时,Ⅰ中为__________溶液(写化学式)。②工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是________________。(3)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术,装置如图所示,其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为______________________________,电解后,________室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水,可得到Na2S2O5。(4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂,在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时,取50.00mL葡萄酒样品,用0.01000mol·L-1的碘标准液滴定至终点,消耗10.00mL。滴定反应的离子方程式为________________________________________________________________________,该样品中Na2S2O5的残留量为________g·L-1(以SO2计)。12.[福建2021·12,14分]NaNO2溶液和NH4Cl溶液可发生反应:NaNO2+NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))N2↑+NaCl+2H2O。为探究反应速率与c(NaNO2)的关系,利用图示装置(夹持仪器略去)进行实验。实验步骤:往A中加入一定体积(V)的2.0mol·L-1NaNO2溶液、2.0mol·L-1NH4Cl溶液和水,充分搅拌。控制体系温度,通过分液漏斗往A中加入1.0mol·L-1醋酸。当导管口气泡均匀稳定冒出时,开始用排水法收集气体。用秒表测量收集1.0mLN2所需的时间,重复多次取平均值(t)。回答下列问题:(1)仪器A的名称为________。(2)检验装置气密性的方法:关闭止水夹K,______________________________________________________________________。(3)若需控制体系的温度为36℃,采取的合理加热方式为________。(4)每组实验过程中,反应物浓度变化很小,忽略其对反应速率测定的影响。实验数据如表所示。①V1=________,V3=________。②该反应的速率方程为v=k·cm(NaNO2)·c(NH4Cl)·c(H+),k为反应速率常数。利用实验数据计算得m=________(填整数)。③醋酸的作用是____________________。(5)如果用同浓度的盐酸代替醋酸进行实验1,NaNO2与盐酸反应生成HNO2,HNO2分解产生等物质的量的两种气体。反应结束后,A中红棕色气体逐渐变浅,装置中还能观察到的现象有__________________________________________。HNO2分解的化学方程式为________________________。考点3碳、硅及其化合物考向1碳、硅及其化合物的性质、应用与制备1.[浙江2022年6月·8,2分]下列说法不正确的是()A.晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间,常用于制造光导纤维B.高压钠灯发出的黄光透雾能力强、射程远,可用于道路照明C.氧化铝熔点高,常用于制造耐高温材料D.用石灰石-石膏法对燃煤烟气进行脱硫,同时可得到石膏2.[广东2022·12,4分]陈述Ⅰ和Ⅱ均正确但不具有因果关系的是()选项陈述Ⅰ陈述ⅡA用焦炭和石英砂制取粗硅SiO2可制作光导纤维B利用海水制取溴和镁单质Br-可被氧化,Mg2+可被还原C石油裂解气能使溴的CCl4溶液褪色石油裂解可得到乙烯等不饱和烃DFeCl3水解可生成Fe(OH)3胶体FeCl3可用作净水剂3.[天津2018·7,14分]图中反应①是制备SiH4的一种方法,其副产物MgCl2·6NH3是优质的镁资源。回答下列问题:(1)MgCl2·6NH3所含元素的简单离子半径由小到大的顺序(H-除外):________________________________________________________________________,Mg在元素周期表中的位置:__________________________________________,Mg(OH)2的电子式:_________________________________________________。(2)A2B的化学式为________。反应②的必备条件是_______________________________________________________________。上图中可以循环使用的物质有____________。(3)在一定条件下,由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料________(写化学式)。(4)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物,写出该反应的化学方程式:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)用Mg制成的格氏试剂(RMgBr)常用于有机合成,例如制备醇类化合物的合成路线如下:(R:烃基;R′:烃基或H)依据上述信息,写出制备所需醛的可能结构简式:________________________________________________________________________。考向2无机非金属材料4.[重庆2021·1,3分]“垃圾分类记心上,魅力山城新时尚”。下列可回收物中,主要成分为无机非金属材料的是()5.[北京2019·6,6分]下列我国科研成果所涉及材料中,主要成分为同主族元素形成的无机非金属材料的是()A.4.03米大口径碳化硅反射镜B.2022年冬奥会聚氨酯速滑服C.能屏蔽电磁波的碳包覆银纳米线D.“玉兔二号”钛合金筛网轮
答案及解析考点1氯及其化合物卤素1.C【详解】本题考查常用消毒剂的成分。“84消毒液”是由Cl2和NaOH溶液反应得到的,其主要成分是NaCl和NaClO,其中NaClO具有强氧化性,可用来杀菌消毒,故“84消毒液”的主要有效成分为NaClO,C项符合题意。2.B【详解】本题考查阿伏加德罗常数的应用、物质的性质和离子方程式等。标准状况下,22.4L氯气的物质的量为1mol,氯气与水的反应为可逆反应,因此标准状况下的22.4L氯气与足量水充分反应转移电子的物质的量小于1mol,A错误;SO3和H2O发生化合反应生成H2SO4,Cu在Cl2中燃烧发生化合反应生成CuCl2,B正确;浓硫酸难挥发,将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒相互靠近,不会产生白烟,C错误;SO2具有还原性,KClO具有氧化性,两者相遇发生氧化还原反应,D错误。3.B【详解】本题考查陌生物质的化学性质。Br2的氧化性小于Cl2,所以Br2与PBr3反应比Cl2与PBr3反应难,A正确;OPBrCl2与足量水反应可生成HBr、HCl和H3PO4三种酸,B错误;原子半径:Br>Cl>F,键长:P—Br键>P—Cl键>P—F键,键长越长,键越不稳定,所以与水反应由快到慢的顺序为OPBr3>OPCl3>OPF3,C正确;PBr3与足量乙醇发生取代反应可生成P(OC2H5)3,D正确。4.(1)Na+a(2)10-7.5(3)2Cl2+HgO=HgCl2+Cl2O(4)1.25NaHCO3+NaHSO4=CO2↑+Na2SO4+H2O(5)ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O203【解析】本题围绕氯元素考查电解池原理、溶液中粒子分布曲线的分析、陌生化学方程式的书写、化学计算等。(1)工业上常采用电解饱和食盐水的方法制备Cl2,该过程中,阳极的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,阴极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,为防止生成的Cl2和OH-发生反应,通常采用阳离子交换膜,则该装置中的离子膜只允许Na+通过;氯气在阳极产生,逸出口为a。(2)HClO的电离常数Ka=eq\f(c(ClO-)·c(H+),c(HClO)),根据电离平衡体系中各成分的组成分数图像判断,当c(ClO-)=c(HClO)时,pH=7.5,代入数据得Ka=eq\f(c(ClO-)·c(H+),c(HClO))=c(H+)=10-7.5。(3)根据题中信息,HgO与Cl2反应制备Cl2O的过程发生歧化反应,则Cl元素化合价在反应的过程中既有升高,又有降低,所以反应的化学方程式为2Cl2+HgO=HgCl2+Cl2O。(4)根据题中信息,由NaClO2得到ClO2的反应属于歧化反应,泡腾片溶于水,溶液呈酸性,则反应的离子方程式为5ClO2-+4H+=Cl-+4ClO2↑+2H2O,由离子方程式得关系式5ClO2-~4ClO2,则生成1molClO2时,需要消耗1.25molNaClO2;泡腾片中含有NaHSO4和NaHCO3,溶于水时产生气泡的化学方程式为NaHCO3+NaHSO4=CO2↑+Na2SO4+H2O。(5)NaClO不可与酸性清洁剂混用的原因是ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O,会产生有毒的Cl2,危害人体健康。设生产1000kg该溶液需消耗Cl2amol,质量为71ag,由反应Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O可知,消耗NaOH的物质的量为2amol,质量为80ag,结合质量守恒可知,要生产1000kg该溶液,需30%的NaOH溶液(106-71a)g,由Na元素守恒可知,30%×(106-71a)g=80ag+1%×106g,整理可得a=eq\f(2.9×105,101.3),则需消耗氯气的质量为71a×10-3kg≈203kg。5.(1)Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2ONaClO溶液吸收空气中的CO2后产生HClO,HClO见光分解(2)①n(S2O32-)=0.1000mol·L-1×0.02000L=2.000×10-3mol根据物质转换和电子得失守恒关系:C3N3O3Cl2-~2HClO~2I2~4S2O32-得n(Cl)=0.5n(S2O32-)=1.000×10-3mol氯元素的质量:m(Cl)=1.000×10-3mol×35.5g·mol-1=0.03550g该样品的有效氯为:eq\f(0.03550g,1.1200g×\f(25.00mL,250.0mL))×2×100%=63.39%该样品的有效氯大于60%,故该样品为优质品②偏低【解析】本题考查次氯酸钠的制备和消毒作用减弱的原理、二氯异氰尿酸钠样品中有效氯的测定。(1)氯气和NaOH反应生成NaClO、NaCl和H2O,利用氯气和NaOH溶液制备NaClO的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。NaClO溶液在空气中暴露时,能与空气中的CO2发生反应:NaClO+H2O+CO2=NaHCO3+HClO,生成的HClO不稳定,见光易分解,因此会导致消毒作用减弱。(2)①滴定时消耗Na2S2O3的物质的量n(S2O32-)=0.1000mol·L-1×0.02000L=2.000×10-3mol,根据氧化还原滴定原理,可得关系式:C3N3O3Cl2-~2HClO~2I2~4S2O32-,所取25.00mL配制的样品溶液中氯元素的物质的量n(Cl)=n(HClO)=eq\f(1,2)n(S2O32-)=1.000×10-3mol,氯元素的质量m(Cl)=1.000×10-3mol×35.5g·mol-1=0.03550g,故该样品的有效氯为eq\f(0.03550g,1.1200g×\f(25.00mL,250.0mL))×2×100%=63.39%,样品中的有效氯大于60%,则该样品为优质品。②若在检测中加入稀硫酸的量过少,则C3N3O3Cl2-中的Cl不能完全转化为HClO,最终消耗的Na2S2O3标准溶液的体积偏小,导致样品的有效氯测定值偏低。6.C【详解】工业上一般采用电解熔融氯化镁的方法制取镁,A正确;电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气,可制取氯气,B正确;生产普通玻璃的主要原料为石灰石、纯碱和石英,C不正确;接触法制硫酸的硫元素主要来源于硫黄或含硫矿石,常通过硫与氧气反应或煅烧硫铁矿生成二氧化硫,D正确。7.A【解析】本题考查制备LiBr的工艺流程。还原工序发生的反应为Br2+BaS=BaBr2+S↓,逸出的Br2用NaOH吸收后不能直接返回还原工序,否则会引入Na+,在后续工序中Na+不容易被除去,导致产品不纯,A错误;加入H2SO4后,会生成BaSO4沉淀,还原工序中还有S单质生成,则滤渣为S和BaSO4,单质S易溶于有机溶剂煤油,而BaSO4不溶于煤油,可用煤油进行组分分离,B正确;经过除杂工序后,滤液中主要溶质为HBr,Li2CO3与HBr反应生成LiBr、CO2和H2O,C正确;由得失电子守恒得n(Br2)∶n(BaS)=1∶1,由Ba2+和SO42-的反应关系可得n(BaS)∶n(H2SO4)=1∶1,D正确。8.D【详解】本题综合考查离子反应、物质分离与提纯、晶胞计算等知识。由题给条件结合氧化还原反应规律可知,常温下NaOH溶液与I2反应的离子方程式为3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O,A项错误;水溶液和CCl4互不相溶,分离二者的方法通常为分液,B项错误;由均摊法可知,晶胞中I-的个数为8×eq\f(1,8)+6×eq\f(1,2)=4,C项错误;碘单质受热易升华,因此可以用升华的方法对回收的粗碘进行纯化,D项正确。9.(1)碘酸钾(2)加热KClKH(IO3)2+KOH=2KIO3+H2O(或HIO3+KOH=KIO3+H2O)(3)①2H2O+2e-=2OH-+H2↑②K+由a到b③产生Cl2易污染环境等【解析】(1)KIO3的化学名称为碘酸钾。(2)结合气体溶解度一般随温度升高而减小的规律可知,可用加热的方法除去“酸化反应”后溶解在溶液中的Cl2;“逐Cl2”后的溶液中含有KH(IO3)2和KCl,由最终得到KIO3知,在结晶过滤时除去杂质KCl,故滤液中的溶质主要是KCl;结合实验目的和实验中不引入新杂质的要求,可知调pH时应加入KOH,发生的反应为KH(IO3)2+KOH=H2O+2KIO3。(3)①电解池中阴极发生得电子的还原反应,故阴极的电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑;②电解过程中,阳离子(K+)通过阳离子交换膜由电解池的左侧(阳极)移向右侧(阴极);③KClO3氧化法相对于电解法制取KIO3的不足之处是生产过程中产生有毒气体Cl2,污染环境等。10.(1)MnO2+4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O(2)cdbae(3)HClO取少许久置的氯水于试管中,滴加稀硝酸,无明显现象,再滴加硝酸银溶液,有白色沉淀生成,证明溶液中有氯离子(4)eq\r(1.8)×10-5电导率增大,既可能是温度升高导致电导率增大,也可能是离子浓度增大,即溶解度增大导致电导率增大,因此不能说明猜想b成立35Ⅱ35相同温度下B2>B1,说明35℃饱和溶液中离子浓度大于25℃饱和溶液中离子浓度,即AgCl在水中的溶解度s(35℃)>s(25℃)【解析】本题主要考查氯气的制备及性质,涉及氯气的净化、收集、氯水的性质、氯离子的检验以及电导率和溶解度实验探究。(1)实验室制备氯气,以二氧化锰和浓盐酸为反应物,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O。(2)制取的氯气中混有挥发出的HCl和水蒸气,应先用饱和食盐水除去HCl,再用浓硫酸干燥,最后进行收集和尾气处理,洗气瓶长进短出,故顺序为cdbae。(3)新制氯水中次氯酸具有强氧化性,能使品红溶液褪色,该久置氯水不能使品红溶液褪色,说明HClO已完全分解。检验氯离子的实验操作为取少许久置的氯水于试管中,滴加稀硝酸,无明显现象,再滴加硝酸银溶液,有白色沉淀生成,证明溶液中有氯离子。(4)25℃时,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,饱和AgCl溶液中c(Cl-)=eq\r(1.8×10-10)mol·L-1=eq\r(1.8)×10-5mol·L-1。测得不同温度下AgCl饱和溶液的电导率随温度的升高而增大,根据②中信息,温度的变化也可能导致电导率的变化,因此不能说明三组试样中的离子浓度发生变化,也就不能推导出不同温度下的溶解度关系。要说明AgCl在水中的溶解度随温度的升高而增大,必须排除温度对电导率的影响,因此必须测定不同温度下的饱和溶液在相同温度时的电导率,故应取25℃的AgCl饱和溶液和35℃的AgCl饱和溶液,分别测量其在35℃时的电导率,若得B2>B1,即可说明35℃的AgCl饱和溶液中离子浓度大于25℃的AgCl饱和溶液中离子浓度,即AgCl在水中的溶解度s(35℃)>s(25℃)。考点2硫、氮及其化合物1.C【详解】本题考查含氮物质间的转化关系。一氧化氮不溶于水,不和水反应,A项错误;稀硝酸和铜反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,B项错误;一氧化氮有氧化性,一氧化碳有还原性,高温和催化剂条件下二者可以反应生成氮气和二氧化碳,C项正确;硝酸根离子中氮元素的化合价为+5价,氮分子中氮元素的化合价为0价,氮元素化合价降低,被还原,需要加入还原剂才能完成该反应,而臭氧属于氧化剂,D项错误。2.A【详解】本题考查物质的制备及性质。据流程可知FeSO4煅烧后生成物质X、SO2和SO3,部分S元素被还原,则Fe元素应被氧化,X为Fe2O3,A错误;H2SO4与KNO3反应生成HNO3和K2SO4,为复分解反应,B正确;H2SO4与KNO3反应后经蒸馏得到HNO3,说明HNO3的沸点比H2SO4的低,C正确;硫酸、硝酸均可与铁反应,所以制备使用的铁锅易损坏,D正确。3.B【详解】本题考查元素化合物知识,涉及浓硫酸的脱水性、氯的含氧酸盐的氧化性等。糖类化合物中存在氢、氧元素,浓H2SO4可使糖类化合物中的氢、氧原子以水的组成比脱去从而炭化,体现了浓硫酸的脱水性,A项错误。ClO-、ClO3-等氯的含氧酸根离子的氧化性会随溶液pH减小而增强,B项正确。加热NaI与浓H3PO4混合物可制得HI,是利用高沸点酸制低沸点酸,而不是强酸制弱酸,C项错误。浓HNO3的氧化性强于稀HNO3,氧化性强弱与转移电子数目无关,D项错误。4.D【详解】本题考查硫和氮的氧化物的性质及造成的环境问题,体现了“科学态度与社会责任”的学科素养。SO2是无色、有刺激性气味的气体,能够形成硫酸型酸雨,NO2是红棕色、有刺激性气味的气体,能够形成硝酸型酸雨,A项错误;汽车尾气中的主要大气污染物是NOx、CO等,B项错误;氮的固定是指游离态的氮转化为化合态的氮的过程,即由氮气转化为氮的化合物,C项错误;可以采用石灰法除掉SO2,其原理为SO2+CaCO3=CaSO3+CO2,2CaSO3+O2+4H2O=2(CaSO4·2H2O),将二氧化硫转化为石膏(CaSO4·2H2O),变废为宝,D项正确。5.B【详解】本题以实验形式考查铜与浓硫酸的反应及产物性质探究。在加热条件下铜与浓硫酸发生反应:Cu+2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4+SO2↑+2H2O,反应中部分硫元素化合价降低,部分不变,体现浓硫酸的强氧化性和酸性,A错误;紫色石蕊试液变红,说明二氧化硫能与水反应生成酸,是酸性氧化物,B正确;品红溶液褪色是因为二氧化硫有漂白性,而酸性高锰酸钾溶液褪色是因为二氧化硫有还原性,C错误;试管底部出现的白色固体是无水硫酸铜,浓硫酸具有吸水性,吸收了反应中生成的H2O,D错误。6.C【详解】雾和霾的分散剂均为空气,A正确;由题图知无机颗粒物的成分是硝酸铵和硫酸铵,故形成的雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵,B正确;氨气分别与硝酸和硫酸反应生成硝酸铵和硫酸铵,故氨气是反应物,不是催化剂,C错误;部分氮肥不稳定,过度施用会分解生成氨气,逸散到空气中,形成无机颗粒物,导致雾霾的形成,D正确。7.(1)ABD(2)SO2遇品红生成不稳定无色物质,受热释放SO2,溶液恢复红色;温度降低,SO2在品红溶液中溶解度增大,溶液颜色变浅【解析】Cu与浓硫酸发生反应:Cu+2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4+2H2O+SO2↑,反应会生成二氧化硫,本题考查二氧化硫的相关性质。(1)试管Ⅰ中白色固体为CuSO4,加入水中,溶液呈蓝色,A正确;SO2通入BaCl2溶液中不发生反应,但是取下试管,不断振荡时会发生反应:2BaCl2+2SO2+O2+2H2O=2BaSO4↓+4HCl,试管中出现浑浊是因为生成了BaSO4,B正确;酸性高锰酸钾溶液褪色是因为SO2具有还原性,将MnO4-还原为Mn2+,C错误:试管Ⅴ是尾气吸收装置,Na2CO3溶液可以吸收SO2,D正确。(2)SO2遇品红溶液生成不稳定的无色物质,受热释放SO2,溶液恢复红色;温度降低,SO2在品红溶液中溶解度增大,溶液颜色变浅。8.(1)①Cu+2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4+SO2↑+2H2O②饱和NaHSO3溶液(2)①Ag2SO3+4NH3·H2O=2Ag(NH3)2++SO32-+4H2O②H2O2溶液,产生白色沉淀(3)①Ag+Ag2SO4溶解度大于BaSO4,没有BaSO4沉淀时,必定没有Ag2SO4②途径1不产生SO42-,途径2产生SO42-(4)2Ag++SO2+H2O=Ag2SO3↓+2H+(6)实验条件下:SO2与AgNO3溶液生成Ag2SO3的速率大于生成Ag和SO42-的速率碱性溶液中SO32-更易被氧化为SO42-【解析】(1)①实验室利用浓H2SO4与Cu片在加热条件下反应制取SO2,化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4+SO2↑+2H2O。②试剂a是饱和NaHSO3溶液,用于观察气体流速,且SO2在饱和NaHSO3溶液中溶解度很小,可防止发生倒吸。(2)①Ag2SO3溶于氨水生成Ag(NH3)2+,离子方程式为Ag2SO3+4NH3·H2O=2Ag(NH3)2++SO32-+4H2O。②沉淀D洗涤干净后,加入过量稀盐酸,BaSO3与稀盐酸反应生成BaCl2和SO2、H2O,则滤液E中含有BaCl2和溶解在水中的SO2形成的H2SO3,可向E中加入H2O2溶液,H2O2将H2SO3氧化生成SO42-,SO42-和Ba2+反应产生白色BaSO4沉淀,进一步证实B中含有Ag2SO3。(3)向溶液A中滴入过量盐酸,产生白色沉淀,该沉淀为AgCl,证明溶液A中含有Ag+;取上层清液继续滴加BaCl2溶液,未出现白色沉淀,证明溶液A中不含SO42-,由于Ag2SO4微溶于水,则B中不含Ag2SO4,从而确定途径1不产生SO42-,途径2产生SO42-。(4)由(3)推知,实验一中SO2与AgNO3溶液反应生成Ag2SO3,离子方程式为2Ag++SO2+H2O=Ag2SO3↓+2H+。(6)对比分析(4)(5)可知,SO2与AgNO3溶液生成Ag2SO3的速率大于生成Ag和SO42-的速率,再结合实验二可知,碱性溶液中SO32-更易被氧化为SO42-。9.(1)2NH3+H2O+SO2=2NH4++SO32-(或2NH3·H2O+SO2=2NH4++SO32-+H2O)HSO3-(2)ZnSO3ZnSO3+SO2+H2O=Zn2++2HSO3-(或ZnO+2SO2+H2O=Zn2++2HSO3-)(3)随着pH降低,HSO3-浓度增大减小【解析】本题以工厂烟气中SO2的吸收为载体,考查离子方程式书写、化学反应速率影响因素等。(1)向氨水中通入少量SO2,生成(NH4)2SO3和水,主要反应的离子方程式为2NH3+H2O+SO2=2NH4++SO32-或2NH3·H2O+SO2=2NH4++SO32-+H2O。当通入SO2至溶液pH=6时,溶液呈酸性,根据含硫微粒的物质的量分数随pH的分布图可知,溶液中浓度最大的阴离子为HSO3-。(2)根据图乙,溶液pH在6.0~7.0范围内几乎不变,根据图甲,此时溶液中HSO3-的物质的量分数减小,SO32-的物质的量分数增大,因此主要产物为ZnSO3;SO2吸收率迅速降低阶段,pH约在4.0~5.5范围内,根据图甲,此时溶液中主要以HSO3-形式存在,说明生成酸式盐,则主要反应的离子方程式为ZnSO3+SO2+H2O=Zn2++2HSO3-或ZnO+2SO2+H2O=Zn2++2HSO3-。(3)根据图甲,pH在4.5~6.5范围内,pH越低,HSO3-的浓度越大,说明催化氧化反应的离子方程式为2HSO3-+O2=2SO42-+2H+,因此HSO3-浓度增大,生成SO42-的速率越大;随着催化氧化反应的进行,溶液中H+的浓度逐渐增大,则溶液的pH将减小。10.(1)除尘(2)c(3)(4)防止NOx溶于冷凝水(5)2NO+3H2O2=2H++2NO3-+2H2O(6)锥形瓶、酸式滴定管(7)eq\f(23×(c1V1-6c2V2),3V)×104(8)偏低偏高【解析】(1)烟道气中含有粉尘、空气、H2O、NOx,过滤器A中装有无碱玻璃棉,其作用是除去烟道气中的粉尘。(2)烟道气中的NOx与空气中O2在加热器中反应生成高价态氮氧化物,碱石灰不能用于干燥酸性气体,无水CuSO4一般用于检验生成的H2O而不作干燥剂,P2O5是酸性干燥剂,可用于干燥氮氧化物,故选c。(3)吸收器D用于吸收氮氧化物,考虑到氮氧化物可与碱溶液反应,故可将气体通过盛有NaOH溶液的洗气瓶,装置图见答案。(4)采样步骤②中加热器将烟道气加热至140℃,可减少氮氧化物(NOx)在水中的溶解。(5)NO被H2O2氧化为NO3-,H2O2则被还原生成H2O,结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒写出离子方程式:2NO+3H2O2=2H++2NO3-+2H2O。(6)滴定操作中使用的玻璃仪器主要有酸式滴定管、锥形瓶。(7)由题意可知,FeSO4参与两个氧化还原反应,结合N原子守恒有n(NO2)=n(NO3-)=eq\f(1,3)×(V1×10-3L×c1mol·L-1-6×V2×10-3L×c2mol·L-1)=eq\f((c1V1-6c2V2)×10-3,3)mol,m(NO2)=eq\f((c1V1-6c2V2)×10-3,3)mol×46g·mol-1=eq\f(46[(c1V1-6c2V2)×10-3],3)g=eq\f(46(c1V1-6c2V2),3)mg,故气样中NOx折合成NO2的含量为eq\f(\f(46(c1V1-6c2V2),3)mg×\f(100mL,20mL),V×10-3m3)=eq\f(23×(c1V1-6c2V2),3V)×104mg·m-3。(8)若缺少采样步骤③,烟道气中NOx不能被完全吸收,故会使测定结果偏低。若FeSO4标准溶液部分变质,即部分Fe2+被氧化成Fe3+,则消耗FeSO4标准溶液的体积偏大,会使测定结果偏高。11.(1)2NaHSO3=Na2S2O5+H2O(2)①NaHSO3②得到NaHSO3过饱和溶液(3)2H2O-4e-=4H++O2↑a(4)S2O52-+2I2+3H2O=2SO42-+4I-+6H+0.128【解析】(1)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)和亚硫酸氢钠(NaHSO3)中的硫元素均为+4价,该生产过程发生的是非氧化还原反应,根据质量守恒定律写出配平的化学方程式:2NaHSO3=Na2S2O5+H2O。(2)①亚硫酸是中强酸,其酸性强于碳酸,亚硫酸钠是强碱弱酸盐,其水溶液显碱性,亚硫酸氢钠溶液中亚硫酸氢根离子的电离程度大于其水解程度,故溶液显酸性,据此结合题中Ⅰ的pH=4.1,可判断Ⅰ中的反应是Na2CO3饱和溶液中通入过量SO2生成亚硫酸氢钠,同时放出CO2气体。②将(1)中的信息“生产Na2S2O5,通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得”迁移到本小题中理解:Ⅱ中加入Na2CO3固体,Ⅲ中再次充入SO2的目的是进一步生成亚硫酸氢钠,得到NaHSO3过饱和溶液,便于后续结晶脱水制得Na2S2O5。(3)装置图中左侧与电源正极相连,为三室膜电解槽的阳极,由于阳极室的溶液为稀硫酸,故阳极发生的反应为2H2O-4e-=4H++O2↑,生成的H+穿过阳离子交换膜进入a室与SO2碱吸收液中的SO32-反应生成HSO3-,则a室中NaHSO3浓度增加。(4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂,则Na2S2O5具有强还原性,与I2反应时,Na2S2O5中+4价硫被单质I2氧化为+6价,碘被还原为I-,先根据得失电子守恒写出:S2O52-+2I2→2SO42-+4I-,再根据电荷守恒和质量守恒在左边补充H2O、右边补充H+并配平:S2O52-+2I2+3H2O=2SO42-+4I-+6H+。根据上述离子方程式,n(S2O52-)=eq\f(n(I2),2)=eq\f(0.01000mol·L-1×10.00mL×10-3L·mL-1,2)=5×10-5mol,根据硫元素守恒,n(SO2)=2n(S2O52-)=2×5×10-5mol=1.0×
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