非金属及其化合物推断题

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，是将根本概念、根本理论、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。12.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：23.解题突破口〔1〕特殊微粒①10电子微粒：Na+、Mg2+、Al3+、NH、H3O+、F-、O2-、N3-、OH-、CH4、NH3、H2O、HF等。②18电子微粒：K+、Ca2+、Cl-、S2-、HS-、H2S、HCl等。③元素原子最外层电子数等于电子层数：H、Be、Al等。3④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。⑤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。⑥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。4⑦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〕。⑧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：①有色气体单质：F2、Cl2、O3；②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〕、Cu5(紫红色固体)、Au〔金黄色固体〕、Si(灰黑色晶体)、C〔黑色粉末〕；③无色气体单质：N2、O2、H2；④有色气体化合物：NO2〔红棕色〕；⑤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；⑥有色离子〔溶液〕：Cu2+、Fe2+、6Fe3+、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〕;⑦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。7〔3〕物质的特殊性质或特殊组成①既能与强酸反响又能与强碱反响：金属单质：Al,氧化物：Al2O3，氢氧化物：Al(OH)3。②既能与强碱水溶液反响生成氢气，又能与氢氟酸反响生成氢气：硅〔硅是半导体材料〕。③氢氧化钙在水中的溶解度随温度的升高而减小。④单质C与SiO2的反响等。⑤氨气、氯化氢易溶于水，氨气可作制冷剂。⑥组成为A2B2型的物质可能为Na2O2、H2O2、C2H2等。8〔4〕特殊反响现象①焰色反响：Na+(黄色)、K+〔紫色〕。②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)。③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+。④在空气中变为红棕色：NO。⑤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。⑥使湿润的红色石蕊试纸变蓝：NH3。9⑦使湿润的淀粉-碘化钾试纸变蓝：Cl2、Br2、FeCl3、碘水等。⑧两气体接近出现白烟：HCl和NH3；固体与气体反响产生白烟：钠在氯气中燃烧，红磷在氯气中燃烧〔白色烟雾〕。⑨遇OH-生成红褐色沉淀、遇苯酚显紫色、遇SCN-显红色的是Fe3+。⑩Br2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。10〔5〕特征转化关系①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②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。

O2O2水水酸碱11③三角转化关系12〔6〕常用到催化剂的反响氯酸钾分解制氧气〔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。13【典例导析1】(2009·四川理综，27)A~O分别代表一种物质，它们之间的转化关系如以下图所示〔反应条件略去〕。A、B、H分别是由短周期元素组成的单质。B与冷水缓慢反响，与沸水迅速反响，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,且能与水反响得到两种碱。C为淡黄色固体化合物，O能与G的水溶液反响生成蓝色沉淀。14请答复以下问题：〔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在点燃条件下反响生成A和J的化学方程式: 。〔4〕写出D与足量的N反响生成E和F的化学方程式: 。〔5〕上图中，在同一反响里一种物质既作氧化剂，又作复原剂，这样的反响共有个。15解析B与冷水缓慢反响，与沸水迅速反响，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ⅡA族和第ⅤA族的元素组成，D能与水反响得到两种碱，说明D为Mg3N2,Mg3N2与H2O反响生成Mg(OH)2、NH3·H2O两种碱。C为淡黄色固体化合物，那么C为Na2O2。O能与G的水溶液反响生成蓝色沉淀，且N与Cu反响生成O,说明O为铜盐，G为碱，蓝色沉淀为Cu(OH)2。C为Na2O2，G为NaOH，那么J为H2O，H为O2。根据16常温下Cu与HNO3可反响生成Cu(NO3)2,判断Ⅰ为NH3、A为N2、L为NO、M为NO2、N为HNO3。Mg3N2与足量HNO3反响可生成Mg〔NO3〕2、NH4NO3两种盐，Mg〔NO3〕2与NaOH反响生成两种产物：Mg(OH)2、NaNO3，而NH4NO3与NaOH反响生成三种产物：NH3、H2O、NaNO3，判断F为NH4NO3,E为Mg〔NO3〕2。在整个转化关系中，Na2O2与H2O反响，Na2O2既作氧化剂又作复原剂，NO2与H2O反响，NO2既作氧化剂又作复原剂。17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〕218【典例导析2】以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，图中局部反响条件未列出。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。反响②和④是化工生产中的重要反响，反响⑤是实验室制备气体C的重要方法。19请答复以下问题：〔1〕物质E的电子式是 。〔2〕反响⑤的化学方程式为 。〔3〕反响③的现象为 。〔4〕物质A由三种元素组成，1molA与水反响可生成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，反响④是化工生产中的重要反响，可知I为Ca(OH)2，F为氧化钙,反响②为工业煅烧石灰石的反响,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反响制得刺激性气味气体C，C为NH3，G为NH4Cl。由〔4〕可得反响方程式A+3H2OCaCO3+2NH3↑,即可推知A为CaCN2。20答案〔2〕Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O〔3〕有白烟产生〔4〕CaCN221规律总结解答推断题时要以结构特征〔元素〕、性质特征〔如高温置换反响——铝热反响〕、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、变化规律和反响事实进行推理。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。22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，所有反响物和生成物均已给出。〔1〕假设反响①、②、③均为水溶液中的置换反响，A、D、E为卤素单质，那么A是 。23〔2〕假设反响①、②、③均为水溶液中的置换反响，A、D、E为Zn、Fe、Cu中的某种金属，那么A是，B、C、F三种物质中的阴离子应〔填“相同〞或“不同〞〕。〔3〕假设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，那么反响③的化学方程式是 。24〔4〕假设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。那么反响①的离子方程式是 。在反响③中，假设生成1molD，那么转移电子的物质的量为 。解析〔1〕根据反响①、②、③均为水溶液中的置换反响，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，根据置换反响顺序，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。25答案〔1〕Br2〔2〕Fe相同〔3〕CO+H2O〔g〕CO2+H2〔4〕2Na2O2+2H2O4Na++4OH-+O2↑2mol26化工工艺流程——非金属矿物局部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响原理在合成氨、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：27化学工业282930［解题策略］解此类型题目的根本步骤是：①从题干中获取有用信息，了解生产的产品。②分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：A.反响物是什么，B.发生了什么反响，C.该反响造成了什么后果，对制造产品有什么作用。抓住一个关键点：一切反响或操作都是为了获得产品。③从问题中获取信息，帮助解题，了解流程后着手答题。对反响条件的分析可从以下几个方面着手：对反响速率有何影响、对平衡转化率有何影响、对综合生产效益有何影响〔如可以从原料本钱，原料来源是否广泛、是否可再生，能源本钱，对设备的要求，环境保护等方面考虑〕。31［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：

32：①NaClO2的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO2·3H2O；②纯ClO2易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下较平安；③HClO2可看成是强酸。〔1〕160g/LNaOH溶液的物质的量浓度为 ，假设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ClO233〔3〕吸收塔内的反响的化学方程式为 ，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被复原成NaCl，所用复原剂的复原性应适中。除H2O2外，还可以选择的复原剂是 〔填序号〕。A.Na2O2 B.Na2SC.FeCl2 D.PbO(悬浊液)34〔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〕。35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，假设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〕通过吸收塔内的反响制备NaClO2,ClO2是氧化剂，H2O2是复原剂，相应的氧化产物应是氧气，同时参加反响的还有NaOH，此反响的化学方程式应为：2NaOH+2ClO2+H2O22NaClO2+2H2O+O2;H2O2分解的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑。36〔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洁的亚氯酸钠〔NaClO2〕，制备过程中选取的复原剂不能引入杂质，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，那么需要重结晶。37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38【例2】海水是珍贵的资源宝库，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。以下图是海水综合利用的局部流程图，据图答复以下问题：39(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〕①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响方程式为 。40②制取MgCl2的过程中涉及反响：MgCl2·6H2OMgCl2+6H2O，该反响要在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。该反响的离子方程式是 ；最后再用H2SO4处理得到Br2,该反响的离子方程式是 。41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〕①主要考虑电解时阴阳极发生的主要反响及目标产物之间的反响；②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的反响物和生成物很容易写出来。42答案(1)BaCl2、NaOH、Na2CO3、HCl(BaCl2必须在Na2CO3之前参加，其他答案合理也可)〔2〕①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，又能防止Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的纯度2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH②防止MgCl2水解〔3〕第一次吹出的Br2浓度太低，别离浪费原料，SO2吸收主要起到富集作用Cl2>Br2>SO2(4)3Br2+3CO5Br-+BrO+3CO2↑5Br-+BrO+6H+3Br2+3H2O43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开展的重要保证。〔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响方程式 。〔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，根据以下数据，你认为投入〔选填“Na2S〞或“NaOH〞〕效果更好。44(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，其工艺流程如以下图所示：难溶电解质Cu(OH)2CuSPb(OH)2PbSKsp4.8×10-206.3×10-361.2×10-151.0×10-2845①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〕。②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，实验结果如以下图所示。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： 。4647③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 。48解析〔1〕此问较简单，注意反响物的状态。〔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，应选择硫化钠可到达更好的沉淀效果。〔3〕①海水中含有CO、HCO，这两种离子水解均会使溶液呈弱碱性。②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。③H2SO3易分解，氧化为硫酸后更稳定，而引入大量海水那么是为了降低排放海水的酸度。49答案〔1〕MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑(2)Na2S(3)①CO+H2OHCO+OH-或HCO+H2OH2CO3+OH-②降低含硫烟气的温度〔或减小含硫烟气的流速〕③H2SO3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502.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、二氧化硫等复原性物质反响，被复原为单质碘，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：

51试答复以下问题：〔1〕步骤①反响器中发生的反响中，两种复原产物所得电子数相同，请配平该反响的化学方程式：I2+KClO3+H2OKH(IO3)2+KCl+Cl2↑,转移电子总数为;有人认为①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②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 。52〔3〕步骤③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⑧用氢氧化钾调节溶液的pH，反响的化学方程式为 。〔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 。53(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〔参加少量重铬酸钾〕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〕，其电解总反响方程式为KI+3H2OKIO3+3H2↑。试写出电极反响式：阳极 ；阴极 。温度/℃01020406080KIO3g/100g水4.606.278.0812.618.324.854解析〔1〕两种复原产物是KCl、氯气，二者得到的电子数相同，那么其物质的量之比是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，分析本反响可知，碘单质在本反响中作复原剂，没有表达出氧化性，所以不能由本反响说明碘的氧化性强于氯气。〔2〕由于步骤①中的反响生成了氯气，需要将氯气排出反响体系，用硝酸酸化的目的是制造酸性环境，促进氯气从反响混合物中逸出。酸性条件下，稀盐酸能将KH〔IO3〕2复原，所以不能选择盐酸酸化溶液。55〔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响体系。〔4〕氢氧化钾与酸式盐KH〔IO3〕2反响，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在阴极上被复原生成H2。也可这样理解：阳极上发生的反响是2I--2e-I2,阴极上发生的反响是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。56答案〔1〕611365360否碘在本反应中作复原剂，没表现氧化性，无法比较〔2〕促进氯气从反响混合物中逸出稀盐酸盐酸能复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↑571.气体制备实验的根本过程〔1〕气体制备实验装置一般包含以下几局部〔2〕气体制备的一般实验操作步骤①组装〔从下到上，从左到右〕；②检验装置的气密性；③参加药品；④排尽装置内的空气；⑤验纯；⑥反响；⑦撤除装置。实验突破2气体的实验室制备、净化和收集582.气体发生装置依据制备气体所需的反响物状态和反响条件，可将制备气体的发生装置分为三类：类型发生装置制备气体注意事项固体+固体（加热）O2、NH3、CH4等①试管口应稍向下倾斜，以防止产生的水蒸气在试管口冷凝后倒流，而使试管破裂。②铁夹应夹在距试管口1/3处③固体药品应平铺在试管底部。④胶塞上的导管伸入试管里面不能过长，否则会影响气体导出。⑤如用排水集气法收集气体，当停止制气时，应先从水槽中把导管撤出，然后再撤走酒精灯，防止水倒吸59固体+液体或液体+液体（加热）Cl2、HCl、CO、C2H4等①烧瓶应固定在铁架台上。②先把固体药品放入烧瓶中，再缓缓加入液体。③分液漏斗应盖上盖，注意盖上的凹槽对准分液漏斗颈部的小孔。④对烧瓶加热时要垫上石棉网。⑤用乙醇与浓H2SO4加热反应制取乙烯时，为便于控制温度要安装温度计60固体+液体（不加热）H2、H2S、CO2、NO2、C2H2、SO2、NO等，其中可用启普发生器制备的气体有：H2、H2S、CO2①块状固体与液体的混合物在常温下反应制备气体，可用启普发生器制备，当制取气体的量不多时，也可采用简易装置。②简易装置中长颈漏斗的下口应伸入液面以下，否则起不到液封作用而无法使用。③加入块状固体药品的大小要适宜。④加入液体的量要适当。⑤最初使用时应待容器内原有的空气排净后，再收集气体。⑥在导管口点燃氢气或其他可燃性气体时，必须先检验纯度613.常见气体的实验室制备原理、收集方法和操作本卷须知气体实验室制备原理收集方法操作注意事项O2①2KClO32KCl+3O2↑②2KMnO4K2MnO4+O2↑+MnO2③快速制备O2：向H2O2溶液中加MnO2排水法、向上排空气法若用KMnO4制备O2时应在导管口塞一小团棉花NH32NH4Cl+Ca(OH)2

CaCl2+2NH3↑+2H2O向下排空气法NaOH可与SiO2反应，因此制NH3时用Ca(OH)262H2Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑排水法，向下排空气法①使用长颈漏斗时，要使漏斗颈插入液面以下。②启普发生器只适用块状固体和液体反应，且块状固体不溶于水。③使用分液漏斗，既可以增加装置的气密性，又可以控制液体流速H2SFeS+H2SO4FeSO4+H2S↑向上排空气法CO2CaCO3+2HC1CaCl2+H2O+CO2↑向上排空气法SO2Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+H2O+SO2↑向上排空气法NO2Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O向上排空气法63Cl2MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑(也可用KMnO4代替MnO2)向上排空气法①氯气有毒，注意尾气用NaOH溶液吸收。②收集NO用排水法，既可防止NO被氧化，又可除去可能混有的NO2。③制C2H4时应加碎瓷片，防止暴沸HClNaCl+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl↑向上排空气法NO3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O排水法C2H4C2H5OHC2H4↑+H2O排水法64特别提醒制备气体反响的选择原那么：一种气体可以由多种反响制得，但只有局部反响适用于实验室制备，这些反响一般应符合以下几个条件：〔1〕反响物容易获得；〔2〕反响条件容易达到；〔3〕反响容易控制；〔4〕生成的气体容易分离。654.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、复原性、可燃性。除杂原那么：〔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：①易溶于水的杂质可用水吸收；②酸性杂质可用碱性物质吸收；③碱性杂质可用酸性物质吸收；④水分可用枯燥剂吸收；⑤能与杂质反响生成沉淀或可溶性的物质，也可用作吸收剂。66〔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①O2〔Cl2〕②H2(H2S)③O2(CO2)④CO(CO2)⑤C2H2(H2S)⑥NO(NO2)〔3〕酸性气体中含有其他酸性杂质气体①CO2〔SO2〕：饱和NaHCO3溶液；②CO2〔H2S〕:CuSO4溶液。〔4〕含有O2杂质的气体①CO2〔O2〕：灼热Cu;②N2(O2):灼热Cu。〔5〕HCl(Cl2):CCl4溶液。675.气体的枯燥〔1〕选用枯燥剂应根据气体的性质和枯燥剂的性质而定，其原那么是枯燥剂只能吸收气体中的水分，而不能与气体发生反响。①酸性枯燥剂，如浓H2SO4、P2O5、硅胶等。一般用来枯燥酸性或中性气体，而不能用来枯燥碱性气体。如浓H2SO4能枯燥H2、O2、Cl2、CO2等，而不能枯燥NH3；具有强氧化性的浓H2SO4不能用来枯燥复原性气体，如H2S、HBr、HI；H2、CO等虽具有较强的复原性，但常温下仍可使用浓H2SO4干燥。68②碱性枯燥剂，如生石灰、固体NaOH、碱石灰等。碱性枯燥剂也不能枯燥酸性气体，如碱石灰不能干燥Cl2、CO2、HCl等。③中性枯燥剂，如无水CaCl2。无水CaCl2呈中性，对各类气体一般均可枯燥，但NH3能与其发生络合反响而不能使用，其反响方程式为CaCl2+8NH3CaCl2·8NH3。69〔2〕气体枯燥净化装置液态干燥剂固态干燥剂固态干燥剂固体，加热装置常见干燥剂浓H2SO4（酸性、强氧化性）无水氯化钙（中性）碱石灰（碱性）除杂试剂Cu、CuO、Mg70本卷须知：①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。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。③固态枯燥剂以黄豆粒大小为宜。枯燥管的进、出气口处均应塞一小团疏松的脱脂棉，以防止枯燥剂漏出。④枯燥管应固定在铁架台上使用。716.气体的量取对于难溶于水且不与水反响的气体，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。量气装置如以下图所示：读数时注意：〔1〕冷却至室温；〔2〕视线与凹液面的最低处相切。727.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：7374【典例导析】据以下图所示的实验装置答复以下问题：75〔1〕实验室用高锰酸钾制取比较枯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。76〔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〔如下图〕。该装置中A中应盛放，B中应放进，假设使正在发生的反响停止，可以通过操作来实现。77解析〔1〕固体加热制取气体应选用装置A，欲收集枯燥的氧气，故应用排空气法收集，由于O2的密度大于空气的密度，应选用装置D。〔2〕液体与固体不加热制取气体，应选用装置B，为了收集到较纯洁的氧气，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，反响装置应选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，应选用E装置收集氨气。78〔4〕此装置类似于启普发生器,故可用于固体与液体的反响，所以在A中应盛放H2O2溶液，B中应放MnO2粉末。假设使正在发生的反响停止，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79迁移应用1.以下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80〔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81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；反响生成的微溶物硫酸钙会覆盖在碳酸钙外表，而阻碍反响进行，可排除C；亚硫酸钠和浓盐酸反响不需要加热，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响产生的SO2中混有HCl和水蒸气〔此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；NaHSO382溶液能吸收HCl，同时放出SO2，故应选C。〔3〕SO2不与BaCl2及KI反响；SO2与澄清石灰水反响生成的CaSO3白色沉淀不便在滤纸上观察;酸性KMnO4溶液与SO2反响后，溶液的紫红色褪去，故应选B。答案〔1〕D〔2〕C〔3〕B832.现用二氧化锰、浓盐酸来制取氯气，将氯气经过净化装置、枯燥装置后，再跟灼热的铜屑反响，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，假设只有以下试剂，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84解析只要能与氯气反响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响：Cl2+2NaBr2NaCl+Br2;B项NaOH溶液与氯气反响：2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2O;D项硫酸亚铁溶液与氯气反响:2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-;C中饱和氯化钠溶液与氯气不反响。答案C853.某化学课外活动小组设计了如下图的一套气体发生、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Ⅰ可作为实验室制氧气的快速发生器，那么装置Ⅰ的a仪器中可参加，b仪器中参加〔与a中分别对应〕。装置Ⅱ从管进气即可作为O2的收集装置。86〔2〕丙同学认为利用装置Ⅱ，可收集NO，试简述操作方法: 。〔3〕戊同学认为利用装置Ⅰ和装置Ⅲ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Ⅰ的a仪器中参加试剂，b仪器中参加试剂，装置Ⅲ中参加试剂，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。87解析〔1〕装置Ⅰ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反响生成NO2，故只能用排水法收集。将装置Ⅱ中盛满水，NO气体从d管通入。〔3〕由题意可知装置Ⅰ是Cl2的发生装置，故可用浓盐酸和KMnO4反响制取Cl2；装置Ⅲ是Cl2与Br-反应的装置，故装置Ⅲ中可以参加适量的NaBr或KBr溶液，发生的反响为：Cl2+2Br-Br2+2Cl-;只要观察到装置Ⅲ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。88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Ⅱ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〕894.Ⅰ.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、收集枯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〕90Ⅱ.实验室制备少量硫酸亚铁晶体的实验步骤如下：取过量洁净的铁屑参加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。91〔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〕反响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 。92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。反响装置应选圆底烧瓶和分液漏斗、带导管的胶塞、收集枯燥气体应加枯燥剂，应用枯燥装置，用集气瓶式的洗气瓶来枯燥，最后用向上排空气法收集HCl。用铁屑和稀H2SO4反响制FeSO4的反响原理为Fe+H2SO4〔稀〕FeSO4+H2↑,如果H2SO4浓度太小，反响太慢，不利于晶体析出而影响实验效果。为控制反响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。93答案Ⅰ.Ⅱ.〔1〕Fe+H2SO4〔稀〕FeSO4+H2↑〔2〕反响速率慢，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945.以下图所示为常见气体制备、别离、枯燥和性质验证的局部仪器装置〔加热设备及夹持固定装置均略去〕，请根据要求完成以下各题〔仪器装置可任意选用，必要时可重复选择,a、b为活塞〕。95〔1〕假设气体入口通入CO和CO2的混合气体，E内放置CuO，选择装置获得纯洁枯燥的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 。....96〔2〕停止CO和CO2混合气体的通入，E内放置Na2O2，按A→E→D→B→H装置顺序制取纯洁枯燥的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中反响的化学方程式为 。〔3〕假设气体入口改通空气，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装置顺序制取枯燥的氨气，并验证氨的某些性质。①装置A中能产生氨气的原因有: 。②实验中观察到E内有红棕色气体出现，证明氨气具有性。97解析〔1〕要获得枯燥纯洁的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中浓硫酸枯燥得纯洁枯燥的CO气体。E中反响为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,翻开b,稀硫酸和A中生成的Na2CO3反响，生成的CO2气体中含水蒸气，共同和E中Na2O2反响生成O2，再通过D除去CO2，B枯燥得纯洁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。98〔3〕①NaOH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中碱石灰枯燥后，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响,即4NH3+5O24NO+6H2O，NH3在该反响中表达了复原性，最后用D中NaOH除去尾气中NO，防止污染空气，4NO+3O2+4NaOH4NaNO3+2H2O。99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〕关闭翻开k、m2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O〔3〕①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②复原100易错题重练1.(2009·北京理综，8)以下表达正确的选项是〔〕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.在稀硫酸中参加铜粉，铜粉不溶解；再参加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；再参加过量NaHSO4溶液，沉淀消失D.纯锌与稀硫酸反响产生氢气的速率较慢；再参加少量CuSO4固体，速率不改变101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的反响体系中加CuSO4，会形成Cu—Zn原电池而加快H2的产生速率。答案C1022.〔2009·重庆理综，9〕以下表达正确的选项是〔〕A.SO2具有复原性，故可作漂白剂B.Na的金属活动性比Mg强，故可用Na与MgCl2溶液反响制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响产物中Fe也显+3价103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溶液反响，原理是Na首先与H2O反响，生成的NaOH再与MgCl2反响生成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C1043.(2009·福建理综，7)能实现以下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与水不能反响，A错误；铜和铁对应的氧化铜、氧化铁不能直接和水反响，C、D错误；SSO2H2SO3Na2SO3,B正确。

+O2+H2O+NaOH或HClO2H2ONaOHB1054.(2009·江苏，3)以下所列各组物质中，物质之间通过一步反响就能实现如下图转化的是()物质选项abcAAlAlCl3Al(OH)3BHNO3NONO2CSiSiO2H2SiO3DCH2CH2CH3CH2OHCH3CHO106解析A中的Al(OH)3无法通过一步反响制得Al,A错误；HNO3〔稀〕NO,NONO2,NO2HNO3,B正确；SiO2不溶于水，无法通过一步反响制得H2SiO3，C错误；CH3CHO无法通过一步反响制得乙烯，D错误。答案BCuO2H2OO2、H2O1075.〔2009·海南，20-2〕以下使用化肥、农药的描述中正确的选项是()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，能在植物体外表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。B1086.〔2009·广东理基，22〕以下关于硅单质及其化合物的说法正确的选项是〔〕①硅是构成一些岩石和矿物的根本元素②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料A.①②B.②③C.①④D.③④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根本元素。水晶的主要成分为SiO2，②错。制作光导纤维的原料是石英，而不是高纯硅，③错。C1097.(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110解析如果遇到氯气泄漏事故，为防止中毒，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。由于氯气水溶液显酸性，能与碱反响，故可用蘸有碱液的湿毛巾捂住口鼻，逆风往高处撤离才是最有效的方法。答案D1118.(2009·上海，4)用浓氯化铵溶液处理过的舞台幕布不易着火。其原因是〔〕①幕布的着火点升高②幕布的质量增加③氯化铵分解吸收热量，降低了温度④氯化铵分解产生的气体隔绝了空气A.①②B.③④C.①③D.②④