第五章 化工生产中的重要非金属元素（考点串讲）-2024-2025学年高一化学下学期期末考点大串讲（人教版2019必修第二册）

化工生产中的重要非金属元素 第五章 考点串讲 举一反三 典例精析 要点精讲 思维导图 PPT下载 http:///xiazai/ 目 录 CONTENTS 1 硫及其化合物间的转化关系 2 氮及其化合物的转化关系 3 金属与酸的反应规律和计算 4 几种常见气体的实验室制取 思 维 导 图 01 硫及其化合物间的转化关系 要点01 硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系 要点02 含硫物质之间的相互转化 1．相同价态硫的化合物之间的转化关系 －2价硫的化合物之间的转化 ＋4价硫的化合物之间的转化 要点02 含硫物质之间的相互转化 2．不同价态含硫物质的转化 不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的： ①当硫元素的化合价升高或降低时，一般升高或降低到其相邻的价态。 如：H2S＋H2SO4(浓)＝S↓＋SO2＋2H2O，即H2S→S，H2SO4→SO2。 ②相邻价态的微粒不发生氧化还原反应。 如：S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。 要点02 含硫物质之间的相互转化 ③含硫物质的连续氧化 【典例01】（有关硫的价类二维图）如图所示是硫元素的“价类二维图”。下列说法正确的是 A．向a的溶液中通入c有浑浊产生 B．c能使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色 C．实验室可用e的浓溶液与NaI反应制取HI气体 D．由于 为可逆反应，因此d的水溶液久置后pH会增大 A 【典例02】（硫及其化合物的转化关系）某实验小组在培养皿中设计了如下微型实验：向亚硫酸钠固体上滴加几滴70%的浓硫酸，立即用表面皿盖住培养皿。下列说法正确的是 A．b处溶液紫色褪去，证明SO2具有漂白性 B．c处出现黄色浑浊，表明SO2具有氧化性 C．d处发生反应： D．e处紫色石蕊溶液由紫色变为红色，后又逐渐褪色 B 【变式01】 A 【变式02】硫元素的几种化合物存在如图转化关系，下列判断正确的是 A．反应①中生成的SO2具有还原性，故可作漂白剂 B．反应①②③④都属于氧化还原反应 C．可以用CS2清洗做过实验③后附着在试管壁上的硫 D．反应④中当消耗1mol稀硫酸时，电子转移为6mol D 【变式03】按下图(a～c均为浸有相应试液的棉花)装置进行实验。将稀硫酸全部加入Ⅰ中的试管，关闭活塞。下列说法不正确的是 A．I中试管内反应的离子方程式为 B．Ⅱ中a处变红，说明SO2是酸性氧化物 C．Ⅱ中b或c处褪色，均体现SO2的漂白性 D．Ⅲ中试管出现了浑浊现象，体现SO2的氧化性 C 02 氮及其化合物间的转化关系 要点01 氮及其化合物的价类二维图 1）横向转化为物质类别变化，发生非氧化还原反应，如 （1）氨气转化为铵盐：HCl＋NH3===NH4Cl （2）硝酸转化为硝酸盐：NaOH＋HNO3===NaNO3＋H2O 2）纵向转化为化合价变化，发生氧化还原反应，如 （1）NH3转化为N2：3Cl2＋8NH3=== N2＋6NH4Cl （2）NH3转化为NO：5O2＋4NH3催化剂4NO＋6H2O 3)歧化——同一物质中某元素的化合价在同一反应中既升高又降低。 如：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO      2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O 4)归中——不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中只靠拢，不交叉。 如：6NO＋4NH3一定条件(======)5N2＋6H2O     NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O 要点02 构建氮气及其化合物转化网络 重要反应方程式： ①N2和H2的反应：N2＋3H2    2NH3； ②把NH3通入水中：NH3＋H2O  NH3·H2O    NH4＋＋OH－； ③实验室利用NH4Cl固体、Ca(OH)2固体混合加热制备NH3：2NH4Cl＋Ca(OH)2   2NH3↑＋2H2O＋CaCl2； ④NH3的催化氧化：4NH3＋5O2催化剂4NO＋6H2O； ⑤NH4HCO3溶液中加入过量稀NaOH溶液：NH4＋＋HCO3－＋2OH－===NH3·H2O＋CO32－＋H2O； ⑥NO2溶于水：3NO2＋H2O===2H＋＋2NO3－＋NO； ⑦NO2被烧碱溶液吸收生成两种钠盐：2NO2＋2OH－===NO3－＋NO2－＋H2O； ⑧物质的量之比为1∶1的NO和NO2混合气体恰好被烧碱溶液吸收生成一种钠盐：NO＋NO2＋2OH－==2NO2－＋H2O； ⑨Cu和稀HNO3的反应：3Cu＋8H＋＋2NO3－===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O； ⑩Cu和浓HNO3的反应：Cu＋4H＋＋2NO3－===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O； ⑪Fe和过量稀HNO3的反应：Fe＋4H＋＋NO3－===Fe3＋＋NO↑＋2H2O； ⑫C和浓HNO3的反应：C＋4H＋＋4NO3－   CO2↑＋4NO2↑＋2H2O； ⑬浓硝酸见光分解：4HNO3光照(=====)4NO2↑＋O2↑＋2H2O。 要点03 氮在自然界中的循环 【典例01】（有关氮的价类二维图）部分含氮物质价态类别二维图如图所示，相关说法正确的是 A．工业制硝酸的转化路径：a→b→c→d→e B．实验室常加热化合物f制备b C．c与d等物质的量混合通入蒸馏水可制备e D．b转化为a属于自然固氮 A 【典例02】（有关氮及其化合物的转化）如图所示，夹子开始处于关闭状态，将液体A滴入试管②与气体B充分反应，打开夹子，可发现试管①内的水立刻沸腾了。则下列液体A和气体B的组合不可能的是 A．NaOH溶液、H2S B．稀硫酸、NH3 C．H2O、NO2 D．NaOH溶液、NO D 【变式01】如图所示是氮元素的常见化合价与部分含氮物质的对应关系图(价类二维图)，下列说法正确的是 A．a可作保护气，在任何条件下均不与其他物质反应 B．c与水反应可生成b和d，该反应中c只作氧化剂 C．存在e→b→c→d的转化 D．f是一种强碱 C 【变式02】氨是一种重要的化工原料，下图为合成氨以及由氨制硝酸的流程示意图。下列说法不正确的是 A．提高合成塔中的反应温度，可以实现N2全部转化为NH3 B．氨分离器中，可通过加压或降温使氨液化分离 C．向吸收塔和氧化炉中通入的A 为空气 D．氧化炉中反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶4 A 【变式03】 D 03 ‌金属与酸反应的规律和计算 要点01 金属与酸反应的规律 ①‌反应条件‌：金属与非氧化性酸的反应主要取决于金属在金属活动性顺序表中的位置。只有排在氢前面的金属（如K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe等）才能与酸反应生成氢气，而排在氢后面的金属（如Cu、Ag、Pt、Au等）则不能与非氧化性酸反应生成氢气。 ②‌反应类型‌：金属与非氧化性酸的反应属于置换反应，其化学方程式一般为：金属+酸→盐+氢气。例如，锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，化学方程式为：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。金属与氧化性酸（如浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸）的反应不生成H2，不属于置换反应。 要点01 金属与酸反应的规律 ③‌反应速率‌：金属的活动性越强，与酸反应的速率越快。例如，钾、钙、钠等活泼金属能与水剧烈反应生成氢气，而较不活泼的金属如铜则不能与非氧化性酸反应。 ④‌特殊情况‌：某些金属（如Al、Fe）在常温下遇到浓硫酸或浓硝酸会形成一层致密的氧化物保护膜，发生钝化现象，从而阻止进一步的反应。此外，贵金属如Pt、Au不溶于一般的氧化性酸，但能溶于王水（浓盐酸和浓硝酸的混合物）。 ⑤‌计算规律‌：在相同物质的量的不同金属与足量酸反应时，产生氢气的体积之比等于金属的化合价之比；在相同质量的不同金属与足量酸反应时，产生氢气的体积之比等于金属的化合价与原子量之比。 要点02 金属与硝酸反应的计算 思维模型 原子守恒法 得失电子守恒法 电荷守恒法 原子守恒法 得失电子守恒法 电荷守恒法 HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO3－的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量 HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量 HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)则有： c(NO3－)＝c(H＋)＋nc(Mn＋)(Mn＋代表金属离子)。 离子方程式计算法 金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO3－在H2SO4提供H＋的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NO3－进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。 HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO3－的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量 HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量 HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)则有： c(NO3－)＝c(H＋)＋nc(Mn＋)(Mn＋代表金属离子)。 【典例01】（金属与酸反应的规律）一定温度下，探究铜与稀HNO3反应，过程如图，下列说法不正确的是 A．过程Ⅰ中生成无色气体的离子方程式是3Cu＋2NO3-＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O B．过程Ⅲ反应速率比Ⅰ快的原因是NO2溶于水，使c(HNO3)增大 C．由实验可知，NO2对该反应具有催化作用 D．当活塞不再移动时，再抽入空气，铜可以继续溶解 B 【典例02】（金属与酸反应的计算）现有16.8 g Fe粉，加入V L 1 mol·L－1 HNO3溶液使其恰好完全溶解后，向所得溶液中继续滴加稀硫酸，至不再产生气泡。下列说法正确的是 A．反应过程中产生气体的总体积为6.72 L B．V=0.8 C．该实验可以证明Fe2＋与NO3－不能大量共存 D．滴加稀硫酸时，产生的气体为SO2 B 【变式01】化学兴趣小组按如图所示装置，用过量的铜分别与等物质的量的浓硝酸、稀硝酸反应（实验前原试管中充满N2），下列叙述正确的是 A．实验①②生成气体的物质的量相等 B．实验②左侧试管中有红棕色气体生成 C．实验②停止反应后，向左侧试管中加入适量稀硫酸，铜片继续溶解 D．将实验中所用铜片换成铁片，两实验中现象均不变 C 【变式02】学习小组在实验室中利用如图装置探究浓硫酸与生铁的反应。下列说法错误的是 A．点燃酒精灯后，b石蕊试液先变红后褪色 B．f导管出来的气体中可能含有H2 C．d中品红溶液不褪色，e中澄清石灰水变浑浊是因为生铁的C与浓硫酸共热生成CO2 D．c中酸性高锰酸钾溶液褪色时，反应的离子方程式为： A 【变式03】将13.6g Cu和Cu2O组成的混合物加入250 mL一定浓度的稀硝酸中，固体完全溶解生成Cu(NO3)2和NO，向所得溶液中加入1.0 L 0.5 mol/LNaOH溶液时，金属离子恰好沉淀完全，生成沉淀的质量为19.6 g，下列说法错误的是 A．原稀硝酸的浓度为2 mol/L B．Cu和Cu2O的物质的量之比为2：1 C．反应后剩余硝酸的物质的量为0.1 mol D．产生的NO在标准状况下的体积为2.24L A 04 几种常见气体的实验室制取 要点01 气体物质制备流程 要点02 气体发生装置 装置类型 固、固 加热型 反应装置图   适用气体 O2、NH3等 操作注意事项 ①试管要干燥； ②试管口略低于试管底； ③加热时先均匀加热再固定加强热 要点02 气体发生装置 固、液加热或液、液加热型 固、液不加热或液、液不加热型     Cl2、HCl等 H2、CO2、SO2、NO、NO2等 ①烧瓶加热时要隔石棉网 ②反应物均为液体时，烧瓶内要加碎瓷片(或沸石) ①使用长颈漏斗时，要使漏斗下端插入液面以下； ②启普发生器只适用于块状固体和液体反应，且气体不溶于水； ③使用分液漏斗既可以增强气密性，又可控制液体流速 要点03 气体的净化装置 （1）基本类型 装置 示意图 适用 范围   试剂与杂质气体反应，与主要气体不反应；装置③用固体吸收还原性或氧化性杂质气体   试剂与杂质气体反应，与主要气体不反应；装置③用固体吸收还原性或氧化性杂质气体   试剂与杂质气体反应，与主要气体不反应；装置③用固体吸收还原性或氧化性杂质气体   杂质气体被冷却后变为液体，主要气体不变为液体 要点03 气体的净化装置 （2）吸收剂的选择 选择吸收剂应根据被提纯气体的性质和杂质的性质而确定，一般情况如下： ①易溶于水的气体杂质可用水来吸收； 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水为杂质时，可用干燥剂来吸收； ⑤能与杂质发生反应生成沉淀(或可溶物)的物质也可作为吸收剂。 要点04 气体的收集方法及收集装置 根据制备气体的水溶性及气体的密度选择收集方法及收集装置： （1）排液法：难溶于水(或某溶液)或微溶于水(或某溶液)，又不与其反应的气体可用排液法收集，选用图1收集装置收集。用该装置可收集O2、H2、Cl2(饱和NaCl溶液)、NO、CO2(饱和NaHCO3溶液)、CO等气体。 （2）向上排空气法：密度大于空气且不与空气中的成分反应的气体可用向上排空气法收集，选用图2收集装置收集。用该装置可收集Cl2、SO2、NO2、CO2等气体。 （2）向下排空气法：密度小于空气且不与空气中的成分反应的气体可用向下排空气法收集，选用图3收集装置收集。用该装置可收集H2、NH3、CH4等气体。 图1 图2 图3 要点05 气体的量取装置 对难溶于水且不与水反应的气体，往往利用量筒或滴定管组装如图所示的装置量取其体积。 要点06 尾气处理装置的选择 a用于吸收溶解或反应速率不是很快的气体，如用NaOH溶液吸收Cl2等。 b用于收集少量气体。 c、d用于吸收极易溶且溶解很快的气体，如HCl、NH3等；其中d吸收量少。 e用于处理难以吸收的可燃性气体，如H2、CO等。 要点07 常见气体的除杂方法 气体(括号内为杂质) C2H2(H2S) H2(NH3) Cl2(HCl) CO2(HCl) SO2(HCl) CO2(SO2) CO2(CO) CO(CO2) N2(O2) 除杂试剂 CuSO4溶液 浓硫酸 饱和NaCl溶液 饱和NaHCO3溶液 饱和NaHSO3溶液 饱和NaHCO3溶液 灼热CuO NaOH浓溶液 灼热铜网 化学方程式或原理 H2S＋CuSO4===CuS↓＋H2SO4 NH3＋H2SO4===NH4HSO4 HCl极易溶于水，Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度小 HCl＋NaHCO3===NaCl＋H2O＋CO2 HCl＋NaHSO3===NaCl＋H2O＋SO2 SO2＋2NaHCO3===Na2SO3＋H2O＋2CO2 CO＋CuO△(==)Cu＋CO2 CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O 2Cu＋O2△(==)2CuO 【典例01】实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均合理的是 C A B C D 气体 CO2 NH3 SO2 Cl2 试剂 石灰石+稀H2SO4 NH4Cl+Ca(OH)2 Na2SO3+浓H2SO4 MnO2+浓盐酸 制备装置 c b c a 收集方法 d f e d 【典例02】利用下列装置进行实验，能达到实验目的的是 A．用甲装置验证氨气极易溶于水 B．用乙装置制备并干燥氨气 C．用丙装置除去Cl2中含有的少量HCl D．用丁装置制备并检验SO2 A 【变式01】下列能实现对应气体的制备、干燥、收集的是 C 选项 A B C D 目标气体 Cl2 NH3 SO2 NO 试剂A 浓盐酸 浓氨水 浓H2SO4 稀HNO3 固体B MnO2 生石灰 Na2SO3 Cu 固体C 无水CaCl2 碱石灰 P2O5 碱石灰 【变式02】下图中实验装置能达到相应实验目的的是 A．图甲装置可只用浓氨水制备NH3并检验氨水的酸碱性 B．图乙装置可检验SO2还原性 C．图丙装置可测量MnO2与浓盐酸反应产生的气体体积 D．装置丁可进行喷泉实验 D https://www.zxxk.com/docpack/3489895.html 点击下方链接，使用配套考点清单和考题猜想 THANKS