知识讲解_《非金属及其化合物》全章复习与巩固(提高）

1 《非金属及其化合物》全章复习与巩固 【学习目标】 1.总结几种常见非金属（碳、硅、氯、硫、氮）及其化合物的主要性质，理解浓硫酸及硝酸的氧化性。 2. 掌握氯离子、铵根离子的检验方法。 3. 学会氨气、二氧化硫、二氧化碳的检验方法。 4. 掌握氯气、氨气的实验室制法。 【知识网络】 1、碳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2 　　　　　　　　　　 4．硫及其化合物的转化关系 　　　　　　　　　 5．氮及其化合物的转化关系 　　　　　　　　　 【要点梳理】 要点一、碳、硅及化合物3 1．碳 　　碳在常温下非常稳定，但在高温条件下活动性增强，主要表现为还原性。 　　(1)与非金属单质反应 　　2C+O2 2CO C+O2 CO2 　　(2)与某些氧化物反应 　　C+CO2 2CO C+H2O(g) CO+H2 　　2C+SiO2 Si+2CO↑ 　　C+2CuO 2Cu+CO2↑ 　　(3)与氧化性酸反应 　　C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O 　　C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O 2．碳的氧化物 　(1)CO：主要表现还原性 　　2CO+O2 2CO2 　　3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 　　CO+H2O CO2+H2 　(2)CO2 　①弱氧化性：CO2+C 2CO 　　 CO2+2Mg C+2MgO 　　②酸性氧化物的三点通性 　　CO2+H2O H2CO3 　　CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 　 CO2+CaO CaCO3 其它性质： 　CO2+H2O+CaCO3=Ca(HCO3)2 　　2CO2+Ca(OH)2=Ca(HCO3)2 　　Na2SiO3 +CO2 +H2O ==H2SiO3↓+ Na2CO3 (CO2 少量) Ca(ClO)2+H2O+CO2＝CaCO3↓+2HClO 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 3．碳酸盐 　(1)溶解性 　　正盐中只有碱金属的碳酸盐和铵盐溶于水，所有酸式盐均溶于水。一般酸式盐比相应正盐易溶，但碱金属 的碳酸氢盐比碳酸盐的溶解度小。 　(2)热稳定性4 　　一般规律：可溶性碳酸正盐＞不溶性碳酸正盐＞酸式碳酸盐。如： 　　Na2CO3＞CaCO3＞NaHCO3 　(3)正盐与酸式盐的相互转化 　　 4．硅单质 地壳中含量最高的两种元素分别是氧和硅。硅是一种亲氧元素，在自然界中它总是与氧相互化合，硅主要 以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在。硅原子结构和碳原子结构相似。硅元素是构成岩石与许多矿物的基 本元素，碳元素是构成有机物的必要元素。 （1）硅的性质：还原性为主 Si+2Cl2 SiCl4(无色液体) 　　Si+O2 SiO2 (2)硅的制取：工业上用碳在高温下还原二氧化硅可得粗硅：SiO2+2C Si+2CO↑ 　　粗硅提纯的原理为：Si+2Cl2 SiCl4； SiCl4+2H2 Si+4HCl （3）硅的用途 　　硅是一种重要的非金属单质，用途非常广泛，作为良好的半导体材料，硅可用来制造集成电路、晶体管、 硅整流器、半导体器件。硅还可制成太阳能电池。 　5．二氧化硅 　(1)酸性氧化物的通性 　　SiO2+CaO CaSiO3 　　SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O 盛放碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞 SiO2 不溶于水，与水不反应 　(2)氧化性 　　SiO2+2C Si+2CO 　(3) SiO2 和 HF 反应：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O（特性） 玻璃中含有 SiO2，可以用 HF 来刻蚀玻璃。盛放氢氟酸不能用玻璃瓶，可以用塑料瓶。 （4）SiO2 用途 天然二氧化硅有结晶形和无定形两大类，统称硅石。它的硬度较大，熔点较高。以 SiO2 为主要成分的沙子 是基本的建筑材料。纯净的 SiO2 是现代光学及光纤制品的基本原料（光导纤维的成分是二氧化硅）。石英、玛 瑙（成分 SiO2）用于制作饰物和工艺品。 　6．硅酸和硅酸盐 （1）硅酸是一种溶解度很小的弱酸，酸性比碳酸弱，只能通过硅酸盐与酸反应制取： 　　Na2SiO3 + 2HCl==H2SiO3↓+2NaCl 　硅酸凝胶经干燥脱水后得到的多孔的硅酸干凝胶，称为“硅胶”，常用作干燥剂及催化剂的载体。 （2）硅酸盐 　　硅酸钠（Na2SiO3）是最简单的硅酸盐，俗称“泡花碱”，易溶于水，其水溶液叫水玻璃，是制取玻璃和建 材等的原料。 　 硅酸盐可改写为氧化物形式（顺序为：较活泼金属氧化物·金属氧化物·二氧化硅·水）5 　　如 Al2(Si2O5)(OH)4：Al2O3·2SiO2·2H2O 　传统的硅酸盐材料包括水泥、普通玻璃、陶瓷等，是使用量很大的无机非金属材料。 要点二、氯及其化合物 氯原子很容易得到一个电子而形成氯离子（Cl-），表现为典型的氧化性。 1．氯气的化学性质 　　(1)与金属反应： 　　Cl2+2Na 2NaCl 3Cl2+2Fe 2FeCl3 　　Cl2+Cu CuCl2 　　(2)与非金属反应： 　　Cl2+H2 2HCl 点燃的氢气在氯气瓶中继续燃烧，产生苍白色火焰，瓶口有大量的白雾（HCl 气体和空气中的水形成盐酸酸 雾）。 　　(3)与水反应 Cl2+H2O HCl+HClO 　 新制的氯水 久置的氯水 成分 分子：Cl2、H2O、HClO 离子：H+、Cl－、ClO－、OH－ 分子：H2O 离子：H+、Cl－、OH－ 颜色 黄绿色 无色 性质 酸性、漂白性 酸性且酸性增强、无漂白性 原因 新制的氯水中存在 Cl2+H2O HClO+H++Cl－ 久置的氯水中 HClO 完全分解为 O2 而消耗，最后成为 HCl 溶液 　 　(4)与碱反应： 　　①工业制漂白粉或漂粉精 2Cl2+2Ca(OH)2＝CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 　　漂白粉的主要成分为：CaCl2+Ca(ClO)2；有效成分为：Ca(ClO)2 　　漂白粉的使用：Ca(ClO)2+ 2HCl＝CaCl2+2HClO 　　Ca(ClO)2+ H2O+CO2＝CaCO3↓+2HClO 　　通过此反应可比较得出酸性强弱：H2CO3＞HClO 　　②氯气的尾气处理 　　Cl2+2NaOH＝NaCl+NaClO+H2O 　　(5)与某些盐溶液反应 　　Cl2+2KI＝I2+2KCl 　　Cl2+2Fe2+＝2Fe3++2Cl— Cl2+ SO2+2H2O＝2HCl+ H2SO4 2．氯气的实验室制备 　　MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O 3．次氯酸、漂白粉的性质 　　(1)HClO 是一种弱酸，H2CO3＞HClO 　　Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO 　　(2) HClO 和 ClO-都具有强氧化性，无论酸性、碱性条件下都可以跟亚铁盐、碘化物、硫化物等发生氧化还 原反应，能使品红溶液褪色。 　　(3)HClO 见光易分解：2HClO 2HCl+O2↑。 6 4．氯离子的检验 　　在被检物质的溶液中，先滴入少量的稀硝酸，将其酸化，排除 CO32-等离子的干扰，然后再滴入 AgNO3 溶液， 如产生白色沉淀，则可判断该溶液中含有 Cl-。 要点三、硫及其重要化合物的主要性质 1．S： 游离态的硫存在于火山口附近或地壳的岩层里。俗称硫磺，是一种黄色晶体，硫不溶于水，微溶于酒精，易 溶于二硫化碳。 　　(1) 氧化性： 　　①和金属 Fe+S FeS(黑色) 2Cu+S Cu2S(黑色) 　　②和非金属 S+H2 H2S 　　(2)还原性：S+O2 SO2 2．SO2 二氧化硫是无色、有刺激气味的有毒气体，密度比空气大，易溶于水。二氧化硫是形成酸雨的主要气体，排 放到大气中有很大危害。 (1)酸性氧化物的通性 　　①与 H2O 反应：SO2+H2O H2SO3 　　②与碱反应：SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O 　　SO2+Na2SO3+H2O= 2NaHSO3 　　SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O 　　SO2+CaSO3+H2O=Ca(HSO3)2 　　(CO2、SO2 均可使澄清石灰水变浑浊) 　　③与碱性氧化物的作用 　　SO2+CaO =CaSO3 　　④与某些盐反应 　　SO2+2NaHCO3=Na2SO3+H2O+2CO2↑ (2)氧化性和还原性 　　SO2 中的 S 元素化合价为+4 价，处于中间价态，表现出双重性，但以还原性为主。 　　例：SO2 +2H2S=3S↓+2H2O ——氧化性 　　SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI ——还原性 　　 　　SO2 可使酸性 KMnO4 溶液褪色 　　SO2 可以被 O2、Cl2、Br2、I2、KMnO4、HNO3、Fe3+等所氧化 　(3)特性：漂白性 　　二氧化硫有漂白性，它能与某些有色物质化合生成不稳定的无色物质。这种物质容易分解而使有色物质恢复 原来的颜色。因此，二氧化硫气体可使品红溶液褪色，加热后溶液又恢复原来的颜色。 　　小结所学的漂白剂及其漂白原理 漂白剂 漂白原理 活性炭 物理吸附 HClO、O3、H2O2 强氧化作用7 SO2 结合生成不稳定的无色物质，加热又复色 3．浓硫酸 硫酸是一种强酸，其稀溶液具有酸的通性，但浓硫酸还具有三大特性： 　　(1)吸水性：可做气体干燥剂。 　　(2)脱水性：按水的组成比脱去有机物中的氢、氧元素，生成水。浓硫酸对皮肤有强腐蚀性。 　　(3)强氧化性 　　①与非金属反应 　　2H2SO4(浓)+ C CO2↑ + 2H2O + 2SO2↑ 　　2H2SO4(浓) + S 3SO2 ↑ + 2H2O 　　②与不活泼金属反应 　　2H2SO4(浓) + Cu CuSO4 + 2H2O +SO2↑ 　　常温时， Fe、Al 与浓硫酸作用，使金属表面生成致密氧化膜（钝化）。 　　③与化合物反应 　　2FeSO4 +2H2SO4(浓)==Fe2(SO4)3+SO2↑+2H2O 要点四、氮及其重要化合物的主要性质 1．氮气 　　氮气占空气体积的 78%左右，氮的化学性质稳定，不活泼，但在一定条件下可以和氧气、氢气发生反应： 　　N2+O2 2NO　　　　　　 　　 　 2．NO 和 NO2 　 NO NO2 色态味 无色、无味、气体 红棕色、刺激性气味、气体 密度 略大于空气 大于空气 熔沸点 低 低 溶解性 不溶于水 易溶于水并反应 物 理 性 质 毒性 有毒 有毒 与水 不反应 3NO2+H2O=2HNO3+NO NO2 既是氧化剂，又是还原剂 与碱 不反应　 2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O 氧化性 2NO+2CO 2CO2+N2 2NO2+2KI=I2+2KNO2 还原性 2NO+O2=2NO2 可使 KMnO4 褪色 可使 KMnO4 褪色 化 学 性 质 (与 O2 混合， 通入水中 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 4NO2+O2+2H2O=4HNO38 实验室制法 3Cu+8HNO3（稀）=3Cu(NO3) 2+2NO↑ +4H2O 　Cu+4HNO3（浓）=Cu(NO3)2+2NO2↑ +2H2O 3．氨气(NH3) 　　(1)与酸反应 　　NH3+HCl=NH4Cl（白烟） 　　NH3+HNO3=NH4NO3（ 白烟） 　　2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4 　　(2)与水反应： 　 氨气是无色有刺激气味的气体，极易溶于水并发生反应，常温下，1 体积水大约可溶解 700 体积氨气。实验 室可以用氨气做喷泉实验。氨的水溶液是氨水， NH3+H2O NH3 ·H2O NH4++OH－　(NH3·H2O 是弱碱) 　　所以，氨水中的微粒共有六种： 分子：NH3·H2O、H2O、NH3； 　　离子：NH4+ 、OH－、H+ 　　(3)还原性 在催化剂作用下氨气可以被氧化成一氧化氮： ， 因此，氨经一系列反应可以得到硝酸： 　　NH3 NO NO2 HNO3 此外，氨还可与 Cl2 反应： 　　　8NH3+3Cl2=2N2+6NH4Cl（氨过量） 　　(4)氨气的实验室制法 　　①原理： 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O 　　②装置：固－固反应加热装置(同制 O2) 　　③干燥：碱石灰(或固体 NaOH、固体 CaO) 　　(不能用浓 H2SO4、CaCl2 干燥，因 CaCl2 与 NH3 反应：CaCl2+8NH3= CaCl2·8NH3) 　　④收集：向下排空气法收集 　　⑤验满：用湿润的红色石蕊试纸(变蓝)或蘸有浓 HCl 的玻璃棒接近瓶口(产生白烟)。 　　⑥尾气吸收：水(防止倒吸) 4．铵盐 (1)铵盐都是离子化合物，都易溶于水 (2)铵盐的化学性质 　　①不稳定性，受热易分解 NH4Cl NH3↑+ HCl↑(用于除去或分离铵盐) 　NH4HCO3 NH3↑+ H2O + CO2↑ 　　②与碱反应 NH4++OH－ NH3↑+H2O(用于 NH4+的检验)9 　　③NH3 与 NH4+的相互转化 　 5．硝酸 　(1)酸的通性：（石蕊、金属、碱、碱性化合物、某些盐） 　(2)氧化性： 　　①与金属单质的反应： 　　a．活泼金属 　　b．Al、Fe 钝化 　　常温浓硝酸可使铝、铁钝化，但加热能和它们剧烈的发生化学反应。 　　Al+6HNO3（浓） Al(NO3)3+3NO2↑+3H2O 　　c．不活泼金属 　　Cu+4HNO3（浓）=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 　　3Cu+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 　　②与非金属单质的反应： 　　C+4HNO3（浓） CO2+4NO2↑+2H2O 　　③与化合物的反应：如可使下列变化发生 　　 Fe2+→Fe3+ ；SO32-→SO42- ； I-→I2 　　(3)不稳定性： 　　 (浓硝酸应保存在棕色瓶中，并置于阴凉处) 【典型例题解析】 类型一：氯及其化合物 例 1、（2015 山东实验中学诊断）下图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置（夹持设备已略）。 （1）装置 A 是氯气的发生装置，其中盛放浓盐酸的仪器名称是________，请写出反应的化学方程 式： 。 （2）装置 B 中饱和食盐水的作用是________；同时装置 B 也是安全瓶，监测实验进行时 C 中是否发生堵塞， 请写出发生堵塞时 B 中的现象： 。 （3）装置 C 的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，为此 C 中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处依次放入物质的组合应是________ （填字母编号）。 编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ a 干燥的有色布条 碱石灰 湿润的有色布条 b 干燥的有色布条 无水硫酸铜 湿润的有色布条10 c 湿润的有色布条 浓硫酸 干燥的有色布条 d 湿润的有色布条 无水氯化钙 干燥的有色布条 （4）设计装置 D、E 的目的是比较氯、溴、碘单质的氧化性。反应一段时间后，打开活塞，将装置 D 中少量 溶液加入装置 E 中，振荡，观察到的现象是________，该现象________（填“能”或“不能”）说明溴单质的氧 化性强于碘，原因是________。 （5）装置 F 的作用是________，其烧杯中的溶液不能选用下列中的________（填字母编号）。 a．饱和 NaOH 溶液 b．饱和 Ca(OH)2 溶液 c．饱和 Na2SO3 溶液 d．饱和 Na2CO3 溶液 【思路点拨】干燥的氯气没有漂白性，氯气与水反应的产物次氯酸具有漂白性。 【答案】（1）分液漏斗 Ca(ClO)2+4HCl（浓）==CaCl2+2Cl2↑+2H2O （2）除去 Cl2 中的 HCl 长颈漏斗中液面上升，形成水柱 （3）d （4）E 中溶液分为两层，上层（苯层）为紫红色不能过量的 Cl2 也能将 I－氧化为 I2 （5）吸收多余的氯气，防止污染环境 b 【解析】（1）次氯酸钙与浓盐酸反应生成氯化钙、氯气与水，反应方程式为 Ca(ClO)2+4HCl（浓）==CaCl2+2Cl2 ↑+2H2O。（2）浓盐酸具有挥发性，氯气中含有氯化氢气体，装置 B 中饱和食盐水的作用是除去 Cl2 中的 HCl； 装置 B 是安全瓶，监测实验进行时 C 中是否发生堵塞，发生堵塞时 B 中的压强增大，长颈漏斗中液面上升，形 成水柱。（3）装置 C 的目的是验证氯气是否具有漂白性，需要验证干燥的氯气无漂白性，氯气和水反应生成的 次氯酸具有漂白性，U 形管中应使用固体干燥剂，结合题给选项知 C 中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次为湿润的有色布条、无 水氯化钙、干燥的有色布条，所以选 d。（4）打开活塞，将装置 D 中的少量溶液加入装置 E 中，碘化钾被氧化生 成碘单质，碘单质溶于苯呈紫红色，振荡，观察到的现象是 E 中溶液分为两层，上层（苯层）为紫红色。（5） 装置 F 的作用是吸收多余的氯气，防止污染环境；Ca(OH)2 在水中的溶解度小，其饱和溶液的浓度很小，一般不 选用饱和 Ca(OH)2 溶液吸收氯气。 【总结升华】漂白剂的主要成分是次氯酸盐，不能和主要成分为盐酸的物质放在一处，会反应生成有毒的氯气。 举一反三： 【变式 1】下列氯化物中，既能由金属和氯气直接反应制得，又能由金属和盐酸反应制得的是（　 ） 　　A．CuCl2　　 B．FeCl2　　 C．FeCl3　　 D．AlCl3 　　　【答案】D 【解析】具有可变价态的金属（如 Fe、Cu 等）与氯气反应，生成高价态金属氯化物；活泼的金属与盐酸反应， 生成低价态金属氯化物，而不活泼的金属与盐酸不反应。 铜与氯气反应，生成 CuCl2，与盐酸不反应，所以 A 错误；铁与氯气反应生成 FeCl3，与盐酸反应生成 FeCl2，所以 B、C 错误；铝与氯气反应生成 AlCl3，与盐酸反应生成 AlCl3 和 H2，所以 D 正确。 　【变式 2】下列关于卤素（用 X 表示）的叙述正确的是（　 ） 　　A．单质都能与大多数金属反应，生成高价态金属卤化物 　　B．单质都能与 H2 反应，且从 F2→I2 逐渐变难 　　C．单质都能与 H2O 反应，通式 X2+H2O==HX+HXO 　　D．单质的还原性顺序为：F2＞Cl2＞Br2＞I2 【答案】B 【解析】单质都能跟金属反应，但 I2 与金属反应生成低价态的金属碘化物，A 错误；随着单质的氧化性顺序： F2＞Cl2＞Br2＞I2，单质与 H2 化合也逐渐变难，所以 B 正确，D 错误；F2 与 H2O 反应时，2F2+2H2O==4HF+O2， 所以 C 错误。 掌握某一族元素的性质，既要善于归纳其相似性，又要特别注意差异性。 　11 类型二：硫及其化合物 例 2、某学生课外活动小组利用下图所示装置，分别做如下实验：（1）在试管中注入某红色溶 液，加热试管，溶液颜色逐渐变浅，冷却后恢复红色，则原溶液可能是 _____________ 溶液； 加热时溶液由红色逐渐变浅的原因是： _______________________________________。 　　(2)在试管中注入某无色溶液，加热试管，溶液变为红色。冷却后恢复无色，则此溶液可能 是_______溶液。加热时溶液由无色变为红色的原因是：______________________ 。 　　【思路点拨】注意颜色的变化，以此作为突破口进行推测。 【答案】(1)稀氨水和酚酞；稀氨水中的 NH3 逸出，所以溶液的颜色变浅。 　　(2)溶有 SO2 的品红；SO2 气体逸出，品红溶液恢复红色。 【解析】（1）认真观察实验装置的特点：试管口上套有气球，说明加热时会有气体逸出，一下就使“红色 溶液”的范围缩小：溶有酸性气体的石蕊溶液或溶有碱性气体的酚酞溶液。而前者加热后，红色变为紫色，不符 合“溶液颜色逐渐变浅”的条件，结论只有稀氨水和酚酞。 　　（2）由无色溶液 气体+溶液变红 气体+溶液无色。联想无色溶液虽多，但加热后放出气体 且溶液变红不多，又冷却后该气体可使红色溶液褪色——显然该气体有漂白作用，并是一可逆过程，符合条件的 无色溶液只能是 SO2 漂白过的品红溶液。 　　 【总结升华】颜色的变化是此题的突破口，在中学教材中还有许多物质有特殊的颜色，这些特征颜色往往 是解题的关键，要注意积累归纳。 举一反三： 【变式 1】能鉴别 CO2 和 SO2 的试剂是（　 ） 　　A．品红溶液 　　B．澄清石灰水 　　C．紫色石蕊试液 　D．氯化钡溶液和氯水混合液 　　 【答案】AD 【解析】CO2 与 SO2 溶于水可得碳酸和亚硫酸，均可电离出氢离子，均可使紫色石蕊试剂变红。它们与澄 清石灰水均可生成白色沉淀，且过量后均可溶解。CO2 与 SO2 在还原性方面不同。SO2 具有还原性可以被氯单质 氧化而在水溶液中生成硫酸根离子，可与氯化钡生成硫酸钡白色沉淀，而 CO2 不能。SO2 有漂白性，CO2 没有。 　 【变式 2】三位同学设计了下述三个方案，并都认为：如果观察到的现象和自己设计的方案一致，即可确 证试液中有 SO42－。 　　 　　试评价上述方案是否严密，并分别说明理由。 　　方案甲：_________； 　　方案乙：_________； 　　方案丙：_________。 【答案】甲：不合理，因试液中如含有 Ag+，而不含 SO42-的无色溶液同样产生白色沉淀。 　　乙：合理，加稀 HCl 排除 CO32-、SO32-的干扰，同时无白色沉淀说明原无色溶液中无 Ag+，再加入 BaCl2 产 生白色沉淀说明原溶液肯定有 SO42-。 　　丙：不合理，如含有 SO32-不含 SO42-，强氧化性的酸 HNO3 会把 SO32-氧化成 SO42-，从而和 Ba(NO3)2 反应生 成 BaSO4 白色沉淀。 【解析】对检验 SO42-干扰的离子有 Ag+、CO32-、SO32-来进行分析。检验 SO42-的方法是：先用 HCl(HNO3) 酸化再用钡盐滴定。如果有 Ag+干扰可用 HNO3 酸化，如果有 SO32-用稀 HCl 酸化，既有 Ag+也有 SO32-应用稀 HCl 酸化。 【变式 3】向 50mL18mol/L 的 H2SO4 溶液中加入足量的铜片并加热，充分反应后，被还原的硫酸的物质的量 是（ ） 　　A．小于 0.45mol　　　　　　　　　B．等于 0.45mol12 　　C．在 0.45mol 与 0.90mol 之间　　　D．大于 0.90mol 　　【解析】本题考查铜与浓硫酸反应的相关计算，在反应 Cu+2H2SO4（浓） CuSO4+SO2↑+ 2H2O 中 n(H2SO4) ＝0.90mol，被还原的占 1/2，理论上被还原的应为 0.45mol，但由于随着反应的进行浓硫酸逐渐变为稀硫酸时， 不再与金属铜发生反应，实际参与反应的小于 0.90mol 硫酸，被还原的小于 0.45mol。 本题以铜与浓硫酸的反应量的关系来考察反应的本质问题，此类题目还有浓盐酸与 MnO2 的反应等，需要特 别注意要分析出更本质的反应实质。 【答案】A 类型三：氮及其化合物 例 3、如图表示 A、B、C、D、E 五种含氮物质相互转化的关系图，其中 A、B、C、D 常温下都是气体，B 为红 棕色，写出 A、B、C、D、E 的化学式和各步反应的化学方程式。 　　　　　　　　　　　　　 　　(1)各物质的化学式为： 　　 　A、__________，B、___________，C、__________，D、__________，E、___________。 　　(2)各步反应的化学方程式为： 　 　　A→C：____________________________________ ； 　　　 D→C：____________________________________ ； 　　　 B→E：____________________________________ ； 　　　 E→C：____________________________________ 。 【思路点拨】把 B 为红棕色气体作为突破口，根据框图中的反应条件进行推测。 【答案】(1)A：N2　　B：NO2　　C：NO　　D：NH3　　E：HNO3 　　(2)A→C：N2＋ O2 2NO　 D→C：4NH3＋5O2 4NO＋6H2O 　　　B→E：3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO E→C：3Cu+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 【解析】解题的突破口是 B 为红棕色气体，则 B 为 NO2，C 与 O2 能生成气体 B，故 C 为 NO。E 在常温下 不是气体，故 E 为稀 HNO3。由图转化关系进一步分析可知：A 为 N2、 D 为 NH3。 　　【总结升华】做推断题时要以特殊性质或现象作为突破口，特殊性质包括颜色、状态、气味等，在学习的过 程中要加以积累、记忆。 举一反三： 　　【变式 1】已知 A、B、C、D 为气体，E、F 为固体，G 是氯化钙，它们之间的转换关系如下图示： 　　　　　　　　　　　　　　 　　(1)D 的化学式(分子式)是____________，E 的化学式(分子式)是______________。13 　　(2)A 和 B 反应生成 C 的化学方程式是_______________________________________。 　　(3)E 和 F 反应生成 D、H 和 G 的化学方程式是_________________________________。 【答案】（1）NH3　 NH4Cl　　　　（2）H2+Cl2 2HCl　　 　　（3）2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3↑+2H2O+CaCl2　　 【解析】此题综合考查了元素化合物知识，是典型的框图推断题，要求对元素化合物知识要有全面的掌握。 较难。在解答此题时要紧密结合物质的状态及已知物 G 进行假设。从题知：A、B、C、D 为气态，E、F 为固态， 则 H 为液态；由最后生成 D 气体、H 液体和固体 CaCl2，再联想常见的生成液体为 H2O，结合 E、F 为固体可猜 测是实验室制 NH3 的反应，即 D 为 NH3，则 E、F 分别为 NH4Cl 和 Ca(OH)2；由于 E 是气态 D（氨气）、C 形成 的，所以 E 为 NH4Cl，C 为 HCl，F 为 Ca(OH)2；又由于 C 为 HCl，所以 A、B 分别为 H2 和 Cl2。验证假设的内 容，发现符合框图，所以假设成立。 　　 类型四：碳、硅及其化合物 例 4、在一定条件下，下列物质不能与二氧化硅反应的是（ ） 　　①焦炭 ②纯碱 ③碳酸钙 ④氢氟酸 ⑤浓硝酸 ⑥烧碱溶液 ⑦氧化钙 ⑧氮气 　　A．③⑤⑦⑧　　　 B．⑤⑦⑧　　　 C．⑤⑧ 　　　D．⑤ 【思路点拨】掌握 SiO2 与一些物质反应的条件及化学方程式，就可迅速解题。 【答案】C 　 【解析】二氧化硅是酸性氧化物，不与强酸反应，因此⑤浓硝酸不会与二氧化硅反应；氮气的化学性质不活 泼，很能与一些物质反应，不会与二氧化硅反应，故选 C。 　 【总结升华】二氧化硅的化学性质很稳定，常温下只与氢氟酸、强碱溶液反应，在加热条件下可体现二氧化 硅酸性氧化物的通性。 作为酸性氧化物，SiO2 可与强碱和碱性氧化物反应，在常温下 SiO2 可与氢氟酸反应，在 加热时 SiO2 可被焦炭还原，可与碳酸钙、纯碱反应。 举一反三： 【变式 1】不能用磨口玻璃塞的试剂瓶贮存的一组物质是（ ） 　　A．溴水、氯水、碘水 　　B．氢溴酸、盐酸、氢硫酸 　　C．浓硝酸、浓硝酸、高氯酸 　　D．NaOH 溶液、KOH 溶液、Na2SiO3 溶液 【答案】D 【变式 2】（2016 浙江省温州第二外国语学校期末考）给下列溶液中通入 CO 2 气体，不可能产生沉淀的是 （ ）。 A．氯化钙和硝酸钡的混合液 B．水玻璃 C．澄清石灰水溶液 D．碳酸钠饱和溶液 【答案】A 【解析】A 项，碳酸酸性比盐酸、硝酸弱，二氧化碳与氯化钙和硝酸钡不反应，没有沉淀生成，故 A 正确；B 项，水玻璃是硅酸钠溶液，硅酸钠可以和碳酸反应生成碳酸钠和硅酸，硅酸是白色不溶于水的沉淀，故 B 错误； C 项，CO2 通入澄清石灰水溶液，生成碳酸钙沉淀，故 C 错误；D 项，碳酸钙与二氧化碳和水反应，既消耗了水， 且反应生成溶解度较小的 NaHCO3，所以一定有沉淀析出，故 D 错误。 类型五：气体的实验室制法 例 5、实验室用二氧化锰和浓盐酸加热来制取氯气，反应的化学方程式为________________，其中二氧化锰的作 用是____________。按上述方法制得的氯气中，可能含有的杂质气体有________、________。若需制得纯净、干 燥的氯气，应将由发生装置导出的气体依次通过分别盛有________、________的洗气瓶。为防止氯气污染空气， 多余的氯气通常可用________吸收，这个反应的离子方程式为________________。 　　【思路点拨】本题考查氯气的实验室制法，在除杂过程中抓住每个杂质气体的特殊性质进行处理。14 【答案】MnO2+4HCl (浓) MnCl+Cl2↑+2H2O 氧化剂 HCl H2O（g） 饱和食盐水 浓硫酸 NaOH 溶液 Cl2+2OH－==Cl－+ClO－+H2O 【解析】实验室制取氯气的反应为：MnO2+4HCl (浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O，由此分析从气体发生装置出 来的氯气中有 HCl 和 H2O（g）杂质，所以需用饱和食盐水洗去 HCl，用浓硫酸干燥氯气；由氯气的密度和溶解 性，可选择向上排空气法收集氯气；根据氯气的性质，可用湿润的 KI 淀粉试纸检验集气瓶是否充满，剩余的氯 气可用 NaOH 溶液吸收。 　　【总结升华】要善于运用所学的实验知识和氯气的性质，通过分析整理出有关气体的实验室制法的七个方面 的内容，使之成为理性记忆分析能力。 举一反三 【变式 1】下图是某同学设计的实验室制备干燥的 Cl2 及吸收多余氯气的实验装置，根据图中的装置和有关试剂 回答下列问题。 　　　　　　　　　　　　 　　（1）指出上述装置中的各处错误： 　　①_________________；②_________________；③_________________； 　　④_________________；⑤_________________ 　　（2）在改正过来的装置中，下列物质的作用分别是： 　　①饱和食盐水_________________；②浓硫酸_________________； 　　③NaOH 溶液_________________；④MnO2_________________； 【答案】（1）①不能用稀盐酸，应改用浓盐酸；②没有酒精灯；③盛有浓硫酸和饱和食盐水的位置颠倒；④ 缺少石棉网；⑤收集氯气的集气瓶的进气管和出气管接反 　　（2）①除去氯气中的 HCl ②除去氯气中的 H2O（g） ③吸收多余的氯气 ④作氧化剂 【解析】对气体的实验室制法，一般应从以下几个方面考虑分析：①反应原理 ②反应装置及仪器 ③除杂装置 ④ 干燥装置 ⑤气体收集方法及装置 ⑥验满方法 ⑦余气处理装置。 　 【变式 2】用下列两种方法制取氯气：①用含氯化氢 146 g 的浓盐酸与足量的二氧化锰反应；②用 87 g 二氧 化锰与足量的浓盐酸反应。则所得氯气（ ） A．②比①多 B．①比②多 C．一样多 D．无法比较 　【答案】A 【解析】从浓盐酸与 MnO2 反应的化学方程式上可知 146 g 浓盐酸与 87 g MnO2 恰好完全反应，但制 Cl2 时须用 浓盐酸才能反应。①中反应进行一段时间后．随盐酸浓度降低，反应不再进行，故 146 g 盐酸不能完全反应：② 中 浓 盐 酸 足 量 ， 故 MnO2 可 完 全 反 应 ， 因 此 ② 产 生 气 体 多 。15 【巩固练习】 一、选择题（每题有 1~2 选项符合题意） 1．下列物质能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色的是（ 　 ）。 　　①氯气　 ②液氯　 ③新制氯水　 ④氯气的酒精溶液　 ⑤盐酸　 ⑥盐酸酸化的漂白粉溶液 　　A．①②③　　 B．①②③⑥　　 C．③⑥　　 D．③④⑥ 2．（2016 辽宁省期中考）据报道，科学家通过对稻壳进行控制性焚烧热解，从中提取一种叫做生物质 纳米结构二氧化硅的超高活性材料，将少量这种材料掺入混凝土中，即可制备出超高强度的高性能混凝土。下列 关于二氧化硅的说法中，正确的是（ ）。 A．二氧化硅溶于水显酸性，所以二氧化硅属于酸性氧化物 B．将二氧化碳通入硅酸钠溶液可以得到硅酸 C．因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸强 D．二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸 3．检验溶液中的离子，实验步骤和结论均正确的是（　 ）。 　　A．加入 AgNO3 溶液，有白色沉淀生成，证明一定含有 Cl－离子。 　　B．加入 HNO3 酸化的 Ba(NO3)2 溶液有白色沉淀生成，证明一定含有 SO42—离子。 　　C．加入 HCl 后产生气体，该气体能使品红溶液褪色，加热后又变成红色，证明一定含有 SO32—离子。 　　D．加入 BaCl2 溶液，有白色沉淀，证明一定含有 SO32—离子。 4．下列离子方程式中，错误的是（　 ）。 　　A．氯气与烧碱溶液反应：Cl2+2OH－==Cl―+ClO―+H2O 　　B．氯气与 KOH 溶液反应：Cl2+2OH―==Cl―+ClO―+H2O 　　C．盐酸与 AgNO3 溶液反应：HCl+Ag+==H++AgCl↓ 　　D．NaCl 溶液与 AgNO3 溶液反应：Cl―+Ag+==AgCl↓ 5．SO2 和 Cl2 都具有漂白作用，若将等物质的量的这两种气体同时作用于潮湿的有色物质，此时可观察到有色物 质（ ）。 　　A．立刻褪色　　　　　　　　　　 B．慢慢褪色 　　C．先褪色后复原　　　　　　　　 D．颜色不褪 6．下列现象说明 SO2 具有氧化性的是（ 　） 。 A．SO2 通入品红溶液中使之褪色。 B．SO2 通入酸性 KMnO4 溶液中使之褪色。 C．SO2 通入溴水中使之褪色。 D．SO2 通入饱和 H2S 溶液中析出浅黄色沉淀。 7．证明某白色固体中含有 Cl－的正确操作方法是（　　）。 A．加入 AgNO3 溶液和稀硝酸，看是否有白色沉淀生成 B．溶于水后加入 AgNO3 溶液，看是否有白色沉淀生成 C．加入 AgNO3 溶液，看是否有白色沉淀生成 D．溶于水后，先加入硝酸酸化的 Ba(NO3)2 溶液，看是否有白色沉淀生成，再加入 AgNO3 溶液和稀硝酸 8．下列说法正确的是（ ）。 A．标准状况下，2.24L Cl2 与过量稀 NaOH 溶液反应，转移的电子总数为 0.2NA B．1molCl2 与足量 Fe 反应，转移的电子数为 3NA C．常温常压下的 33.6L 氯气与 27g 铝充分反应，转移电子数为 3NA D．在 H2O2＋Cl2=2HCl＋O2 反应中，每生成 32g 氧气，转移 2NA 个电子 9．制造太阳能电池需要高纯度的硅，工业上制高纯硅常用以下反应来实现： 　　（1）Si (粗)+3HCl SiHCl3+H2 （2）SiHCl3+H2 Si (纯)+3HCl 　　对上述两个反应的下列叙述中，不正确的是（　　）。 　　A．两个反应都是置换反应16 　　B．两个反应中的 H2 均作为还原剂 　　C．两个反应都要在耐腐蚀的容器中进行 　　D．两个反应都是氧化还原反应 10．能将 Na2SiO3、CaCO3、SiO2 三种白色粉末鉴别开来的试剂是（　　）。 　　A．水　　　　 B．氢氟酸　　　　 C．稀盐酸 　　　　D．烧碱溶液 11．可用于鉴别浓硝酸和浓硫酸的试剂是（　　）。 　　A．铜片 　　　　B．氧化铜 　　　　C．铝条 　　　　D．酚酞试液 12．环境污染已成为人类社会面临的重大威胁，各种污染数不胜数。下列名词与环境污染无关的是 (　 )。 　　①温室效应； ②赤潮； ③酸雨； ④光化学烟雾； ⑤臭氧空洞 ； 　　⑥水俣病； ⑦潮汐； ⑧大脖子病 ；⑨水华 ；⑩沙漠化。 　　A、②⑨ 　　　B、⑦⑧ 　　　C、⑥⑦⑧　　　 D、②⑤⑦ 13．下列对硫酸的叙述正确的是（ ）。 　　A．因浓硫酸具有强氧化性，故不可用它来干燥氢气 　　B．浓硫酸不活泼，可用铁铝容器存放 　　C．浓硫酸有强氧化性，稀硫酸不具有氧化性 　　D．浓硫酸与蔗糖混合的实验中，表现了脱水性与强氧化性 14．（2015 浙江杭州月考）将 51.2 g Cu 完全溶于适量浓硝酸中，收集到氮的氧化物（含 NO、N2O4、NO2）0.8 mol，这些气体恰好能被 500 mL 2 mol／L NaOH 溶液完全吸收，生成含 NaNO3，和 NaNO2 的溶液，其中 NaNO2 的物质的量为（已知 NO+NO2+2NaOH==2NaNO2+H2O，2NO2+2NaOH==NaNO3+NaNO2+H2O）（ ）。 A．0.8 mol B．0.6 mol C．0.2 mol D．1.0 mol 15．下列实验过程中，始终无明显现象的是（ ）。 A．NO2 通入 FeSO4 溶液中 B．SO2 通入 BaCl2 溶液中 C．NH3 通入 AlCl3 溶液中 D．SO2 通入已酸化的 Ba(NO3)2 溶液中 16．（2016 湖南省期中考）某溶液中 Cl―、Br―、I―的物质的量之比为 2∶3∶4。要使溶液中的 Cl―、 Br―、I―的物质的量之比变为 4∶3∶2，则通入 Cl2 的物质的量与原溶液中 I―的物质的量之比为（ ）。 A．4∶1 B．2∶1 C．1∶4 D．1∶2 17．把含有某一种氯化物杂质的氯化镁粉末 95mg 溶于水后，与足量的硝酸银溶液反应，生成 AgCl 沉淀 300mg， 则该氯化镁中的杂质可能是（　　）。 　　A．氯化钠 　　　　B．氯化铝　　　　 C．氯化钾 　　　D．氯化钙 二、填空题 1．在某 NaOH 溶液中加入几滴酚酞试液，溶液显红色，向其中逐滴加入新制的饱和氯水，当滴到最后一滴时， 红色突然褪去。回答下列问题： 　　（1）产生该现象的原因可能有两个： 　　　 　①_______________________________；②_______________________________。 　　（2）请设计实验证明褪色的原因是①还是②。 2．将下列天然硅酸盐的化学式改写成氧化物的形式。 （1）石棉 CaMg3Si4O12________。 （2）绿柱石 Be3Al2Si6O18________。 （3）白云母 K2A16Si6H4O24________。 （4）翡翠 NaAlSi2O6________。 3 ． 如 图 所 示 物 质 的 转 化 关 系 中 ， A 是 一 种 固 体 单 质 ， E 是 一 种 白 色 沉 淀 。 据 图 填 写 ： （ 已 知 Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑）17 （1）B 的化学式是________，目前 B 是制________的主要原料。 （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________。18 【答案与解析】 1．C 【解析】新制氯水、盐酸酸化的漂白粉溶液均含 H+和 HClO 分子。 2．B 【解析】A 项，二氧化硅不溶于水，故 A 错误；B 项，碳酸的酸性强于硅酸，二氧化碳通入硅酸钠溶液可以得 到硅酸，故 B 正确；C 项，比较酸性强弱，应在溶液中进行，在高温条件下反应，主要是利用盐的稳定性，故 C 错误；D 项，二氧化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和水，能够被氢氟酸腐蚀，故 D 错误。 3．C 【解析】（A）加 AgNO3 出现白色沉淀，不一定含有 Cl－，也可能有 SO42—、SO32—等。（B）加入 HNO3 酸化的 Ba(NO3)2，有白色沉淀生成此沉淀肯定为 BaSO4。但不能证明原溶液中一定有 SO42—离子，因为 SO42—离子的来 源可能是原溶液中有的，也可能是 SO32-被硝酸氧化生成的。（D）加入 BaCl2 出现白色沉淀，可能含有 SO42—、 SO32-、Ag+等。 4．C 【解析】本题考查离子方程式的正误判断。A、B 中 NaOH、KOH、NaCl、NaClO 都是可溶的强电解质，都以离 子形式表示，所以 A、B 都是正确的；C 中盐酸中 HCl 完全电离，要以 Cl―形式表示，C 错误；D 中 AgNO3、 NaCl、NaNO3 都是可溶的强电解质，AgCl 是难溶于水的沉淀，所以 D 正确。提示：离子方程式需要正确表达各 物质的形态。 5．D 【 解 析 】 本 题 涉 及 SO2 和 Cl2 的 化 学 性 质 ， 两 者 均 具 有 漂 白 作 用 ， 但 若 混 合 会 发 生 SO2+Cl2+2H2O ＝ H2SO4+2HCl，生成两种没有漂白作用的物质。 6．D 【解析】A 体现 SO2 的漂白性，B、C 均体现 SO2 的还原性。 7．AD 【解析】本题考查氯离子的检验。实验室中检验离子的存在，一般要先配制成溶液；并且要充分考虑各种离子的 干扰。与 AgNO3 溶液产生白色沉淀的离子有 Cl―、CO32―等，所以应加入稀硝酸排除 CO32―等离子的干扰，因此 A 正确，B、C 错误；D 中操作可排除溶液中 CO32―、SO42―、SO32―对其的的干扰，所以 D 正确。 8．D 9．B 10．C 11．A 12．B 13．D 14．A 【解析】用终态分析法容易看出只有两种元素的价态有变化。Cu→Cu(NO3)2，Cu 元素化合价由 0 价升高为+2 价， 每个 Cu 原子失 2 个电子；HNO3→NaNO2，N 元素由+5 价降低为+3 价，每个 N 原子得 2 个电子。51.2 g Cu 的 物质的量为：n (Cu)=51.2 g÷64 g／mol=0.8 mol，共失电子 0.8 rnol×2=1.6 mol，根据得失电子守恒知 2n (Cu)=2n (NaNO2)，故产物中 NaNO2 的物质的量为 1.6 mol／2=0.8 mol。 15．B 16．C 【解析】离子的还原性：I―＞Br―＞Cl―，由于反应中 I―有剩余，则 Br―没有被氧化，通入氯气只发生 Cl2+2I―=2Cl―+I2，设溶液中 Cl―、Br―、I―离子的物质的量分别为 2x mol、3x mol、4x mol，由反应后离子物质 的量关系可知反应离子的物质的量分别为 4x mol、3x mol、2x mol，则 Cl―的物质的量增加 2x mol，I―的物质的 量减少 2x mol，则通入氯气 x mol，则通入 Cl2 物质的量与原溶液中 I―的物质的量之比为 x∶4x=1∶4，即为 1∶ 4，故选：C。 17．B 【解析】本题考查化学计算。MgCl2 溶液与 AgNO3 溶液的反应方程式为19 　　MgCl2+2AgNO3==Mg(NO3)2+2AgCl↓若 95 mg 全部是 MgCl2，则生的 m (AgCl)=287mg；而实际生成 300mg AgCl，说明含有的氯化物杂质在转变为 MCl2 时，其摩尔质量小于 95g·mol―1。只有 AlCl3 符合，所以应选择 B。 二、填空题 1．（1）①氯水中 HCl 和 HClO 中和了 NaOH　　②氯水中 HClO 将酚酞氧化了 　（2）向褪色后的溶液中滴加 NaOH 溶液，若溶液再次呈现红色，说明是原因①，不是原因②；若溶液不再呈 现红色，说明是原因②，不是原因①。 【解析】使滴有酚酞试液的 NaOH 溶液的红色褪去，必然有两个原因：其一是 NaOH 没有了，使溶液不呈碱 性了；其二是酚酞试液没有了。氯水中的物质，恰好具有这两方面的性质。饱和氯水中存在 HCl 和 HClO，由于 它们都可中和 NaOH，可能导致溶液红色褪去；也可能 HClO 具有强氧化性，将酚酞氧化变质而导致溶液红色褪 去。前者加 NaOH 溶液后，溶液红色会再现，后者加 NaOH 溶液后，溶液红色不会再现。 2．（1）CaO·3MgO·4SiO2 （2）3BeO·Al2O3·6SiO2 （3）K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O （4）Na2O·Al2O3·4SiO2 【解析】用氧化物的形式表示硅酸盐，一般顺序为：较活泼金属氧化物→较不活泼金属氧化物→SiO2→水 。 3．（1）SiO2；光导纤维 （2）SiO2+2OH－==SiO32－+H2O （3）Si+2OH－+H2O==SiO32－+2H2↑ （4）SiO32－+2H+==H2SiO3↓ 【解析】跟过量盐酸反应，生成的白色沉淀 E 可能是硅酸，则 C 为可溶性硅酸盐；已知可溶性硅酸盐能通过 SiO2 和强碱溶液反应制得，而 E（H2SiO3）加热分解，可得 SiO2 和 H2O，因此 B 为 SiO2，D 为 H2O，a 为一种强碱， A 应为硅（Si），A（Si）与 a（一种强碱）溶液反应生成的 F 为 H2 。