主题八 非金属及其化合物（教师用书）-【新高考方案】2026年高考化学Ⅰ一轮总复习

主题八非金属及其化合物 第一讲　氯及其化合物 |内|容|与|目|标| 　 1.掌握Cl2的性质及其应用。 2.了解常见含氯化合物的性质及应用。 3.掌握Cl2的实验室制法。 4.了解卤素的相似性和递变性。 5.了解海水提溴和海带提碘的工艺流程及其原理。 第1课时　氯及其化合物　氯气的制法 逐点清(一)　氯气、氯水 系统教材·固本强基 　 1.氯的原子结构 氯元素的价层电子排布式为3s23p5,位于元素周期表的第三周期第ⅦA族,属于p区元素,易得1个电子达到稳定结构。 2.Cl2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 3.Cl2的化学性质 (1)氧化性 注意:Cl2与变价金属反应,均生成高价态的金属氯化物。 (2)歧化反应 氯气与水或碱反应,氯元素的化合价既升高又降低,氯气既表现氧化性又表现还原性。 与水 离子方程式:Cl2+H2OH++Cl-+HClO 与碱 制漂白液 Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O 制漂白粉 2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 4.氯水中三种平衡及粒子成分 三种平衡 存在粒子 Cl2+H2OH++Cl-+HClO HClOH++ClO- H2OH++OH- 　 基本能力自查 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)Cl2是黄绿色气体,若泄漏于空气中,人们要向高处顺风方向撤离 (×) (2)氯气可使湿润的红色布条褪色,所以氯气具有漂白性 (×) (3)工业制HCl可以光照H2和Cl2的混合气体生成HCl (×) (4)1 mol Cl2溶于水转移1 mol e- (×) (5)Cl2与过量Fe发生反应时生成FeCl2 (×) (6)氯水光照条件下生成气体为Cl2 (×) 2.写出下列反应的离子方程式。 (1)Cl2通入水中: (2)Cl2通入澄清石灰水中: 　  (3)Cl2通入FeCl2溶液中: (4)Cl2通入KI溶液中: 　  答案:(1)Cl2+H2OH++Cl-+HClO　(2)Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O　 (3)Cl2+2Fe2+===2Fe3++2Cl- (4)Cl2+2I-===I2+2Cl- 3.Cl2可以消灭洞中的田鼠,利用了Cl2的什么性质? 答案:密度比空气的大且有毒。 迁移应用·深化学习 　 牛刀小试 　　　　　　　　　 题点(一)　氯气的性质及应用 1.如图所示,将浓盐酸滴在KClO3晶体上生成Cl2,立即用表面皿盖好。由实验现象得出的结论正确的是 (　　) 选项 实验现象 结论 A 滴有酚酞的NaOH溶液褪色 Cl2具有酸性 B 滴有KSCN的FeCl2溶液变红 Cl2具有还原性 C KI⁃淀粉溶液变成蓝色 Cl2具有氧化性 D 紫色石蕊溶液先变红后褪色 Cl2具有漂白性 解析:选C　A项,Cl2不具有酸性,可以与碱液反应,错误;B项,Fe2+被Cl2氧化,Cl2具有氧化性,错误;D项,Cl2不具有漂白性,Cl2与H2O反应生成的HClO具有漂白性,错误。 链接拓展 导气管伸入容器 的长度有讲究 2.根据下列装置图回答问题。 (1)装置A、B通入干燥的Cl2后,观察到的现象是　　　　　　　　　　　　,根据现象可得出的结论是 　。  (2)装置B中发生反应的离子方程式是 　。  (3)实验开始后,观察装置C中的现象是 　。  (4)通入Cl2时装置D中发生反应的离子方程式是_______________________________________________。  (5)装置E中发生反应的离子方程式是 　。  (6)装置F中发生反应的化学方程式是 　。  答案:(1)干燥的红色(或装置A中)布条不褪色,湿润的红色(或装置B中)布条褪色　Cl2无漂白性,Cl2与水反应生成的HClO有漂白性 (2)Cl2+H2OH++Cl-+HClO　 (3)溶液先变红后褪色 (4)H2O+S+Cl2===2H++S+2Cl- (5)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- (6)Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O 题点(二)　氯水的多重性 3.根据氯水分别与如图四种物质发生的反应,选择不正确的表述 (　　) A.a反应的离子方程式可能是2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl- B.b反应中产生无色无味气体,说明HCl的酸性强于H2CO3 C.由c反应的现象知可以直接利用硝酸银溶液检验Cl- D.d反应的最终现象是紫色石蕊溶液褪色,因为HClO具有漂白性 解析:选C　亚铁离子、溴离子均可以被氯气氧化,则a反应的离子方程式可能是2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-,A正确;氯水中的盐酸与碳酸钠反应产生二氧化碳气体,HCl的酸性强于H2CO3,B正确;与硝酸银溶液反应产生白色沉淀的不一定为氯离子,不能直接用硝酸银溶液检验Cl-,C错误;d反应的最终现象是紫色石蕊溶液褪色,因为次氯酸具有漂白性,D正确。 4.用滴管将新制的氯水慢慢滴入含有酚酞的氢氧化钠稀溶液中,当滴到最后半滴时红色突然褪去。请你对发生这一现象的原因,提出两种合理的猜想。 猜想一: 　。 猜想二: 　。 请用简单的实验方法证明你的猜想。 答案:氯水中含有HClO,其漂白作用使溶液褪色 氯水中含有H+,中和OH-使溶液褪色 向褪色后的溶液中滴加NaOH溶液至溶液显碱性,若溶液不再显红色,证明红色褪去是HClO的漂白作用引起的;若溶液重新显红色,证明是H+的中和作用引起的 练后补强 1.掌握氯气的性质与应用 (1)Cl2与H2反应制氯化氢,进而制盐酸。 (2)Cl2与NaOH溶液反应制漂白液或消毒液。 (3)Cl2与石灰乳反应制漂白粉或漂粉精。 (4)Cl2与烃反应制氯代烃。 2.理清氯水性质的多重性 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。 逐点清(二)　次氯酸、次氯酸盐 系统教材·固本强基 　 1.次氯酸 弱酸性 比碳酸弱 不稳定性 2HClO2HCl+O2↑,氯水要现用现配,保存在棕色试剂瓶中 强氧化性 使某些染料和有机色素褪色,用作消毒剂、漂白剂 2.漂白液 3.漂白粉 基本能力自查 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)工业制漂白粉可以将Cl2通入冷的石灰水中进行反应 (×) (2)漂白粉与盐酸可混合使用以提高消毒效果 (×) (3)向Ca(ClO)2溶液中通入SO2,生成白色沉淀CaSO3 (×) 2.(人教必修1 P52 T6改编)漂白粉或漂粉精中的Ca(ClO)2能与空气中的CO2和水蒸气发生如下反应: Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3+2HClO 根据以上反应,你认为购买和存放漂白粉或漂粉精时应注意哪些问题。 答案:观察包装袋是否密封,漂白粉中有无结块,注意使用期限,现买现用,购买之后应密闭保存在干燥的地方等。 迁移应用·深化学习 　 牛刀小试 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.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-===Cl-+ClO-+H2O B.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,产生有毒的Cl2: 2H++Cl-+ClO-===Cl2↑+H2O D.该消毒液加白醋生成HClO,可增强漂白作用:CH3COOH+ClO-===HClO+CH3COO- 解析:选B　已知饱和NaClO溶液的pH约为11,这是由于ClO-的水解,而该消毒液的pH约为12,主要是因为其中含有一定量的NaOH,B项错误。 2.二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色易溶于水的气体,常用于饮用水消毒。按要求回答下列问题: (1)NaClO2在酸性条件下反应生成ClO2和NaCl,写出反应的离子方程式: 　　。  (2)ClO2在强碱性环境中失效,可能的原因是会发生歧化反应生成Cl和Cl,写出反应的离子方程式: ____________________________________________________________________。 答案:(1)5Cl+4H+===Cl-+4ClO2↑+2H2O　 (2)2ClO2+2OH-===Cl+Cl+H2O 3.亚氯酸钠(NaClO2)常用于纺织、造纸业漂白,也用于食品消毒、水处理等。 已知:①亚氯酸钠(NaClO2)受热易分解; ②纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下。 制取NaClO2晶体的装置如下: (1)实验过程中需要持续通入空气,目的是 　　。  (2)装置A中产生ClO2的化学方程式为 　。  (3)装置B中还原剂和氧化剂的物质的量之比为　　　　　,还原产物为　　　　　;反应结束后,为从溶液中得到固体,采取减压蒸发而不用常压蒸发,原因是 　。  (4)装置C的作用是 　。  解析:(1)根据题给信息“纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下”,可知实验过程中持续通入空气的目的是稀释ClO2,以防止发生爆炸;(2)装置A中NaClO3被还原为ClO2,Na2SO3被氧化为Na2SO4,可知装置A中的化学方程式为2NaClO3+Na2SO3+H2SO4===2ClO2↑+2Na2SO4+H2O;(3)装置B中ClO2参加反应生成NaClO2,Cl元素的化合价降低,做氧化剂,H2O2做还原剂,有氧气生成,装置B中还原剂和氧化剂的物质的量之比为1∶2,还原产物为NaClO2。根据题给信息,采取减压蒸发而不用常压蒸发的原因是常压蒸发温度过高,亚氯酸钠容易分解;(4)装置C的作用是吸收ClO2,防止污染空气。 答案:(1)稀释ClO2以防爆炸　(2)2NaClO3+Na2SO3+H2SO4===2ClO2↑+2Na2SO4+H2O (3)1∶2　NaClO2　常压蒸发温度过高,亚氯酸钠容易分解　(4)吸收ClO2,防止污染空气 练后补强 形形色色的含氯化合物 1.氯的常见氧化物 (1)一氧化二氯 性质 是次氯酸的酸酐,溶于水产生不稳定的次氯酸并最终变为盐酸 外观与性状 黄棕色气体,有刺激性气味 (2)二氧化氯 物理性质 是一种黄绿色到橙黄色的气体,极易溶于水 制取 Cl2+2NaClO2===2ClO2↑+2NaCl或5NaClO2+4HCl===4ClO2↑+5NaCl+2H2O 用途 是一种广谱、高效的灭菌剂 (3)Cl2O3、Cl2O5、Cl2O7分别为HClO2、HClO3、HClO4的酸酐。 2.氯的含氧酸 (1)氯的含氧酸的种类 氯的含氧酸有:HClO(次氯酸)、HClO2(亚氯酸)、HClO3(氯酸)、HClO4(高氯酸)。 (2)氯的含氧酸的性质 酸性 HClO4>HClO3>HClO2>HClO 氧化性 HClO>HClO2>HClO3>HClO4 3.氯的含氧酸盐 NaClO2 (亚氯酸钠) 性质 黄绿色液体,呈碱性,是一种强氧化剂,遇酸放出ClO2气体 用途 是一种高效氧化剂、漂白剂。主要用于棉纺、亚麻、纸浆漂白、食品消毒、水处理、杀菌灭藻和鱼药制造 KClO3 (氯酸钾) 性质 是一种白色晶体,有毒,在冷水中溶解度较小,易溶于热水;是强氧化剂 用途 可用作制造炸药,也可用来制造火柴、烟火 　 逐点清(三)　氯气的实验室制法及性质探究 系统教材·固本强基 　 1.制取原理 实验室通常用强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸制取氯气。用MnO2制取Cl2的方程式: MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。 其他制取Cl2的原理: 互动课堂 爬黑板 ( ① 16HCl+2KMnO 4 == = 2KCl+2MnCl 2 +8H 2 O+5Cl 2 ↑ ② 6HCl( 浓 )+KClO 3 == = KCl+3H 2 O+3Cl 2 ↑ ③ 4HCl+Ca(ClO) 2 == = CaCl 2 +2H 2 O+2Cl 2 ↑ ) 2.实验装置　　　 3.制取过程 装置特点 固体+液体气体 净化方法 用饱和食盐水除去HCl气体,再用浓硫酸除去水蒸气 收集方法 ①Cl2的密度比空气大,可用向上排空气法收集; ②Cl2能溶于水,但在饱和食盐水中的溶解度较小,可用排饱和食盐水法收集 验满方法 ①用湿润的淀粉⁃KI试纸,试纸变蓝; ②用湿润的品红试纸,试纸褪色; ③根据氯气的颜色 尾气处理 多余的Cl2须用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收 　 基本能力自查 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)含4 mol HCl的浓盐酸与足量MnO2共热,可生成1 mol Cl2 (×) (2)MnO2与浓盐酸共热时温度越高越好 (×) (3)漂白粉与浓盐酸反应可以生成Cl2 (√) (4)尾气Cl2可以用石灰水吸收 (×) (5)Cl2可以用向下排空气法收集 (×) 2.实验室制Cl2,除了MnO2加热时能氧化浓盐酸,还有哪些氧化剂?举例说明。 答案:KMnO4、K2Cr2O7、Ca(ClO)2、KClO3等。 3.(人教必修1 P49“思考与讨论”栏目改编)根据O2、CO2、Cl2等气体的实验室制取的发生装置,设计实验室制取气体的装置时应考虑哪些方面?一般有哪些发生装置类型? 答案:试剂的状态和反应条件是否加热,固+固气,固+液―→气,固(或液)+液气等。 迁移应用·深化学习 　 牛刀小试 　　　　　　　　　　　　　　　 1.(2023·江苏卷)实验室制取Cl2的实验原理及装置均正确的是 (　　) 解析:选C　实验室制取氯气使用的是浓盐酸和MnO2,不能使用稀盐酸,A错误;除去Cl2中的HCl可将气体通入饱和食盐水中,注意导管应该长进短出,B错误;可用向上排空气法收集氯气,多功能瓶收集气体注意长进短出,C正确;对氯气的尾气处理应选择氢氧化钠溶液,水吸收效果不好,D错误。 2.(2025·湖南名校联盟联考)如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持装置已略)。下列说法错误的是 (　　) A.装置A烧瓶内的试剂可以是MnO2 B.装置B具有除杂和贮存气体的作用 C.实验结束后,振荡D会观察到液体分层且上层呈紫红色 D.利用该装置能证明氯、溴、碘的非金属性依次减弱 答案:A 3.已知FeCl3呈棕红色、易潮解,100 ℃左右时升华。 某化学实验小组利用氯气与金属铁反应制备无水三氯化铁,并设计Ⅰ和Ⅱ两套不同的收集方案。 (1)B中反应的离子方程式为 　　。  (2)Ⅰ和Ⅱ中装置F的作用分别是 　; __________________________________________________________________________________________。  如果选用Ⅱ来完成实验,则必须采取的改进措施是 　。  答案:(1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O　(2)防止空气中的水蒸气进入E装置　吸收未反应完的氯气,防止污染空气　在瓶E和F之间连接装有干燥剂的装置 练后补强 1.拓展改进实验室制取Cl2的除杂装置 (1)该装置的作用之一是通过观察产生气泡的快慢,可控制生成Cl2的速率; (2)长颈漏斗可用于平衡气压,并用于检查整套装置是否发生堵塞。 2.建构Cl2性质探究模型 实验目的 装置 试剂 实验现象 验证干燥的氯气无漂白作用,湿润的氯气(含HClO)有漂白作用 A 浓硫酸 — B 干燥红 色布条 无明显变化 C 湿润红色布条 红色布条褪色 验证氯气具有强氧化性,可与金属及还原性化合物反应 D FeCl2溶液 溶液由浅绿 色变棕黄色 E 淀粉⁃KI 溶液 溶液变蓝色 F Mg或Na 产生白烟 吸收多余的氯气 G NaOH溶液 — 渗透实验在平时(5)——实验装置的气密性检验与气体除杂装置 　　　　　　　　　　　　　　　 1.实验装置的气密性检验 数字实验室 仪器自组装 检查装置气密性的基本思路是使装置内外压强不等,观察气泡或液面变化。 (1)微热法(如a):加热有气泡,冷却后倒吸形成水柱。 (2)液差法(如b、c):停止加水,液面不再变化。 (3)滴液法(如d):关闭止水夹,打开分液漏斗活塞,水不能持续滴落。 (4)抽气或吹气法(如e、f):外拉注射器活塞,松手后又恢复,吹气,漏斗内液面上升。 2.实验中四种气体除杂装置 洗气法 干燥法 加热法 冷却法 [提能训练] 1.实验探究是化学学科核心素养之一,用如图所示装置能净化和收集气体的是 (　　) 选项 气体(杂质) 试剂X A C2H4(SO2) 酸性KMnO4溶液 B Cl2(HCl) 饱和食盐水 C SO2(CO2) 饱和碳酸钠溶液 D NH3(H2O) 碱石灰 解析:选B　A项,C2H4和SO2均可被酸性KMnO4氧化,错误;B正确;C项,SO2、CO2均与Na2CO3反应,错误;D项,碱石灰为固体不能置于洗气瓶中,且收集氨气应用向下排空气法,错误。 2.实验室中先制备Ca(HS)2,再与CaCN2合成CS(NH2)2,实验装置(夹持及加热装置略)如图所示。 实验前先检查装置气密性,操作为①在E中加水至浸没导管末端,　　　　　;②微热A处三颈烧瓶,观察到E处导管末端有气泡冒出,移走酒精灯;③一段时间后,E处导管末端形成一段水柱,且高度不变。  将操作①补充完整。 答案:关闭K1、K2、K3。 [课时跟踪检测] (说明:标题目配有讲评课件) 一、选择题 1.下列关于氯及其化合物的性质与用途具有对应关系的是 (　　) A.Cl2易液化,可用于生产盐酸 B.ClO2有强氧化性,可用于自来水消毒 C.CCl4难溶于水,可用作灭火剂 D.NaClO水溶液呈碱性,可用于漂白有机色素 解析:选B　氢气在氯气中燃烧生成氯化氢,所以氯气可用于生产盐酸,与其易液化的性质无关,A项错误;ClO2有强氧化性,故可用于自来水消毒,B项正确;CCl4不能燃烧,而且密度比空气大,可以隔绝氧气,故可用作灭火剂,与其难溶于水无关,C项错误;NaClO用于漂白有机色素,不是因为NaClO水溶液呈碱性而是因为溶液中水解生成的HClO具有强氧化性,D项错误。 2.(2025·信阳高三月考)下列说法不正确的是 (　　) A.漂白粉可用于生活用水的消毒 B.石蕊溶液滴入氯水中,溶液变红,随后迅速褪色,不涉及氧化还原反应 C.氯水具有较强的氧化性,可用于漂白纸张、织物等 D.Cl2与Fe反应只生成FeCl3 解析:选B　氯水中含有盐酸和次氯酸,能使石蕊溶液先变红后褪色,褪色涉及氧化还原反应,B错误。 3.氯水中存在多种分子和离子,它们在不同的反应中表现出不同的性质。下列结论正确的是 (　　) A.加入有色布条,片刻后有色布条褪色,说明有Cl2存在 B.溶液呈浅黄绿色,且有刺激性气味,说明有Cl2存在 C.先加入盐酸酸化,再加入AgNO3溶液,生成白色沉淀,说明有Cl-存在 D.加入NaOH溶液,氯水的浅黄绿色消失,说明有HClO存在 解析:选B　A项,氯水能使有色布条褪色是因为氯水中含有的HClO具有强氧化性;C项,由于加入盐酸酸化的过程中引入了Cl-,所以根据生成白色沉淀无法说明氯水中存在Cl-;D项,因Cl2、HCl和HClO均能与NaOH溶液反应,所以加入NaOH溶液时氯水颜色消失不能说明其中有HClO存在。 4.(2024·广东卷)1810年,化学家戴维首次确认“氯气”是一种新元素组成的单质。兴趣小组利用以下装置进行实验。其中,难以达到预期目的的是 (　　) A.制备Cl2 B.净化、干燥Cl2 C.收集Cl2 D.验证Cl2的氧化性 解析:选A　利用浓盐酸和二氧化锰反应制氯气需要加热,图中缺少加热装置,且分液漏斗内应盛装浓盐酸,不能达到预期目的,A符合题意;实验室制得的氯气中有HCl杂质,可以通过饱和食盐水洗气除杂,再通过无水氯化钙干燥,可以达到净化、干燥Cl2的目的,B不符合题意;氯气密度大于空气,可以用向上排空气法收集,可以达到预期目的,C不符合题意;H2可以在氯气中安静地燃烧,产生苍白色火焰,氯气将氢气氧化,验证了氯气的氧化性,D不符合题意。 5.为探究新制氯水的性质,某学生做了如下实验: 实验 装置 试剂a 现象 ① 紫色石蕊溶液 溶液先变红后褪色 ② NaHCO3溶液 产生气泡 ③ HNO3酸化的AgNO3溶液 产生白色沉淀 ④ FeCl2溶液、KSCN溶液 溶液变红 由上述实验可得新制氯水的性质与对应的解释或离子方程式不相符的是 (　　) A.实验①说明新制氯水中含有H+、HClO B.实验②发生的反应为 HC+HClO===ClO-+CO2↑+H2O C.实验③说明新制氯水中有Cl-,发生的反应为 Cl-+Ag+===AgCl↓ D.实验④说明氯气具有强氧化性,发生的反应为 Cl2+2Fe2+===2Cl-+2Fe3+ 解析:选B　实验②中反应为HC+H+===CO2↑+H2O,HClO与HC不反应,B符合题意。 6.三氯化碘(ICl3)在药物合成中用途非常广泛,其熔点:33 ℃,沸点:73 ℃,遇水易反应。实验室可用下图装置(部分夹持装置已略去)制取ICl3,制备的反应原理:I2+3Cl2===2ICl3。下列说法不正确的是 (　　) A.利用装置甲制备氯气可选用的试剂为高锰酸钾和浓盐酸 B.装置乙中长颈漏斗液面上升说明丙装置可能发生堵塞 C.装置丙中氯化钙的作用是干燥Cl2 D.装置丁中生成ICl3,碘元素的化合价为-3价 解析:选D　利用装置甲制备氯气可选用的试剂为高锰酸钾和浓盐酸,不需要加热,直接反应生成氯气,A正确;若丙中U形管堵塞,则气体会滞留在装置乙中,导致乙中长颈漏斗液面上升,B正确;氯化钙是干燥剂,因此丙的作用是干燥制得的氯气,C正确;氯的非金属性强于碘,则氯为-1价,碘为+3价,D错误。 7.氯气与冷烧碱溶液反应可制得“84”消毒液,实验装置如图。下列有关说法不正确的是 (　　) A.甲中盛放的试剂可以是高锰酸钾固体 B.乙中可采用热水浴,有利于加快反应速率 C.在甲、乙之间加入饱和食盐水洗气,可提高NaOH利用率 D.在乙之后再连接NaOH溶液吸收尾气,更加符合绿色化学思想 解析:选B　A项,高锰酸钾和浓盐酸常温下反应可以制取氯气,没有加热装置,所以甲中盛放的试剂可以是高锰酸钾固体,正确;B项,氯气与冷烧碱溶液反应可制得“84”消毒液,所以乙中不可采用热水浴,否则会有其他物质生成,如生成杂质氯酸钠,错误;C项,在甲、乙之间加入饱和食盐水洗气,可以除去浓盐酸挥发出来的氯化氢气体,可提高NaOH利用率,正确;D项,氯气有毒,不能随意排放到大气中,所以在乙之后再连接NaOH溶液吸收尾气,更加符合绿色化学思想,正确。 二、非选择题 8.(12分)某研究性学习小组查阅资料得知,漂白粉与硫酸溶液反应可制取氯气,化学方程式为Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO42CaSO4+2Cl2↑+2H2O,他们设计如图实验制取氯气并验证其性质。 请回答下列问题: (1)该实验中A部分的装置是　　　　(填标号)。  (2)装置B中的现象是　　　　　　　　　　　　,离子方程式为　 　　　　　　　　　　　　　。  (3)请写出装置D中反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　,装置E的作用是 　 。  (4)E中溶液可以是　　　　(填字母)。  a.NaOH溶液　　　　　b.Na2CO3溶液 c.澄清石灰水 d.Na2S溶液 (5)制取Cl2的方法有多种,若A部分的装置是a,请再写出一种制备方法:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(用化学方程式表示)。  答案:(1)b　(2)溶液变蓝色　Cl2+2I-===I2+2Cl-　(3)Cl2+2Fe2+===2Cl-+2Fe3+　吸收多余的Cl2,防止污染空气　(4)abd　(5)2KMnO4+16HCl(浓) ===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O 9.(12分)锡(Sn)是第ⅣA族元素,其常见的氯化物有SnCl4和SnCl2。SnCl4常温下为液体,遇水极易发生水解反应;SnCl2常温下为固体,具有还原性,可被空气中的氧气氧化。某化学实验小组制备SnCl4的装置如图(加热与夹持装置省略)。 回答下列问题。 (1)仪器a的名称是　　　　　;装置B中盛放的试剂是　　　　　。  (2)制取SnCl4的操作步骤为①连接好装置;②　　　　　　　　　;③添加试剂、滴加浓盐酸;④待装置D　　　　　　　　　后,加热装置C;⑤收集SnCl4。请补充上述实验步骤。已知装置A中反应的还原产物为Cr3+,写出该反应的离子方程式: 　。  (3)装置E的作用是 　。 解析:(1)由图可知仪器a是蒸馏烧瓶;装置B中的试剂作用为干燥氯气,应该是无水CaCl2(或P2O5或硅胶)。(2)装置组装完毕后应检查装置气密性;气密性良好后,可以添加试剂,首先制备氯气,利用氯气排除装置中的空气,故要等装置D充满黄绿色气体后,再加热装置C,开始反应生产产品,装置A中重铬酸钾和浓盐酸反应制备氯气的离子方程式为Cr2+6Cl-+14H+===2Cr3++3Cl2↑+7H2O。(3)装置D中收集产品,产品易水解,没有反应完的氯气容易污染空气,故装置E的作用是吸收多余的氯气;防止空气中的水蒸气进入D中。 答案:(1)蒸馏烧瓶　无水CaCl2(或P2O5或硅胶)　(2)检查装置气密性　充满黄绿色气体 Cr2+6Cl-+14H+===2Cr3++3Cl2↑+7H2O　(3)吸收多余的氯气;防止空气中的水蒸气进入D中 10.(14分)磺酰氯(SO2Cl2)可用于制造锂电池正极活性物质。实验室可利用SO2和Cl2在活性炭催化下反应制取少量SO2Cl2,装置如图(部分夹持装置已省略)。 已知:①SO2(g)+Cl2(g) ===SO2Cl2(l) ΔH=-97.3 kJ·mol-1 ②SO2Cl2熔点为-54.1 ℃,沸点为69.1 ℃,常温较稳定。遇水剧烈水解,100 ℃以上易分解。回答下列问题。 (1)仪器A的名称是　　　　　。  (2)装置丙中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　,上述仪器正确的连接顺序是e→　　　　　　→g,h←　　　　　　←f(填仪器接口字母编号,仪器可重复使用)。  (3)装置丁中三颈烧瓶置于冷水浴中,其原因是 　。  (4)某实验小组利用该装置消耗了氯气1 120 mL(已转化为标准状况,SO2足量),最后得到纯净的磺酰氯4.0 g,则磺酰氯的产率为　　　　　　(结果保留三位有效数字)。  解析:本实验利用SO2和Cl2在活性炭催化下反应制取少量SO2Cl2,丙装置制备氯气,饱和食盐水可除去氯气中的HCl,甲中浓硫酸干燥氯气;戊装置制备SO2,甲装置干燥二氧化硫,干燥后的两种气体通入丁中制备产物,球形冷凝管可冷凝回流产物,F中为碱石灰,吸收氯气和二氧化硫,防止污染空气,同时防止水蒸气进入装置中使磺酰氯水解。根据分析,装置连接顺序为e→c→d→a→b→g,h←b←a←f。(3)SO2(g)+Cl2(g) ===SO2Cl2(l)　ΔH=-97.3 kJ·mol-1,反应为放热反应,且SO2Cl2沸点为69.1 ℃,装置丁中三颈烧瓶需置于冷水浴中,其原因是因为制备SO2Cl2的反应为放热反应,SO2Cl2的沸点低,温度过高易汽化且易分解。(4)标准状况下1 120 mL氯气的物质的量为0.05 mol,根据方程式,理论上生成SO2Cl2的物质的量也为0.05 mol,故产率为×100%≈59.3%。 答案:(1)蒸馏烧瓶　(2)2Mn+16H++10Cl-===2Mn2++5Cl2↑+8H2O　c→d→a→b　b←a　(3)因为制备SO2Cl2的反应为放热反应,SO2Cl2沸点低,温度过高易汽化且易分解　(4)59.3% 第2课时　卤族元素　海水提溴、海带提碘 逐点清(一)　卤族元素及卤离子(X-)的检验 系统教材·固本强基 　 1.卤素单质的物理性质 卤素 F2 Cl2 Br2 I2 状态 气体 气体 液体 固体 颜色 浅黄绿色 黄绿色 深红棕色 紫黑色 2.卤素单质的化学性质 性质 相似性 特性 与H2反应 X2+H22HX — 与水反应 X2+H2OHX+HXO 2F2+2H2O===4HF+O2 与冷碱液 反应 X2+2OH-===X-+XO-+H2O F2除外 与Fe反应 2Fe+3X22FeX3 Fe+I2FeI2 与SO2、 H2O反应 X2+SO2+2H2O===2HX+H2SO4 — F2、Cl2、Br2、I2与氢气反应[暗处爆炸→光照(或点燃)→加热→加热(反应可逆)]越来越困难,产物HX的热稳定性依次减弱,则非金属性:F>Cl>Br>I 3.卤离子的检验 (1)AgNO3溶液——沉淀法 未知液生成 (2)置换——萃取法 ( 未知液 有机层呈 　 ) (3)氧化——淀粉检验I- 未知液蓝色溶液,表明有I- 基本能力自查 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)能使湿润的淀粉⁃KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2 (×) (2)用硝酸酸化的硝酸银溶液能一次鉴别NaCl、NaBr、KI三种失去标签的溶液 (√) (3)某溶液加入CCl4,CCl4层显紫色,证明原溶液中存在I- (×) (4)某浅黄色的溴水,加入CCl4振荡静置后,上层显橙红色 (×) (5)溴中溶有少量氯气,可以用加入溴化钠再用汽油萃取的方法提纯 (√) (6)溴化银具有感光性,碘化银不具有感光性 (×) 2.痕检是公安机关提取犯罪嫌疑人指纹的一种重要的方法,AgNO3显现法就是其中的一种:人的手上有汗渍,用手动过白纸后,手指纹线就留在纸上。如果将溶液①小心地涂到纸上,溶液①中的溶质就跟汗渍中的物质②作用,生成物质③,物质③在光照下,分解出的银粒呈灰褐色,随着反应的进行,银粒逐渐增多,由棕色变成黑色的指纹线。 (1)推测物质①、②、③的成分。 (2)分析该过程的转化路径。 (3)试分析推测的突破口。 提示:(1)物质①、②、③分别为AgNO3、NaCl、AgCl。 (2)AgNO3AgClAg。 (3)根据情境描述AgNO3反应产物光照生成Ag,联想到学习过AgBr、AgI光照分解生成Ag,结合汗液中含有盐分NaCl,利用同主族元素及同类化合物的相似性可突破。 迁移应用·深化学习 　 牛刀小试 　　　　　　　　　　　　　　　 1.下列能够检验出KI中是否含有Br-的实验是 (　　) A.加入足量的新制氯水,溶液变色则有Br- B.加入酸性KMnO4溶液,观察溶液颜色是否褪去 C.加入少量的碘水,再加入CCl4振荡,有机层有色,则有Br- D.加入足量FeCl3溶液,用CCl4完全萃取后,取无色的水层并加入AgNO3溶液,有淡黄色沉淀生成,则含有Br- 解析:选D　A项,在KI中加入足量新制氯水,会置换出单质碘而使溶液变色,故不能确定是否含有Br-;B项,Br-和I-均能使酸性KMnO4溶液褪色;C项,加入少量的碘水,再加入CCl4振荡,有机层是萃取I2而显色,并没有Br2产生。 2.下列实验操作、现象和结论均正确的是 (　　) 选项 实验操作 现象 结论 A 用双氧水滴定淀粉⁃KI溶液 溶液变蓝 达到滴定终点 B 向某食用盐中加入食醋和KI溶液,再加入CCl4振荡,静置 下层呈紫红色 该食用盐中含有KIO3　 C 用湿润的淀粉⁃KI试纸鉴别NO2、溴蒸气 试纸变蓝 该气体为溴蒸气 D 最后试管有浅黄色 沉淀 有机物中含有溴原子 解析:选B　A选项,淀粉溶液一般作为I2的指示剂,双氧水滴入淀粉⁃KI溶液中即有I2生成,溶液就变蓝色,实验方案不合理,错误;B选项,KIO3与KI在酸性条件下反应生成I2,正确;C选项,NO2溶于水生成硝酸,硝酸具有强氧化性,也可使淀粉⁃KI试纸变蓝,错误;D选项,加入AgNO3溶液之前要用硝酸中和溶液中的碱,错误。 3.拟卤素[如(CN)2、(SCN)2等]、卤素互化物(如IBr、IF5等)的化学性质与卤素单质(X2)相似,能与大多数金属、某些非金属单质、水等发生反应。已知(CN)2的氧化性介于Br2和I2之间,下列说法中不正确的是 (　　) A.(CN)2与NaOH溶液反应生成NaCN、NaCNO和H2O　　 B.等浓度NaBr和NaI的混合液中加入少量(CN)2,发生反应:2I-+(CN)2===I2+2CN- C.BrCl与水生成HBrO和HCl,则1 mol BrCl反应时转移1 mol电子 D.IBr与Zn反应生成ZnBr2和ZnI2 解析:选C　类似于Cl2与NaOH溶液反应,(CN)2与NaOH溶液反应生成NaCN、NaCNO和H2O,A正确;(CN)2的氧化性介于Br2和I2之间,由于还原性:I->Br-,故等浓度NaBr和NaI的混合液中加入少量(CN)2,只氧化I-生成I2,B正确;BrCl与水生成HBrO和HCl,该反应是非氧化还原反应,不存在电子转移,C错误;IBr的化学性质类似于Cl2,与金属Zn反应生成ZnBr2和ZnI2,D正确。 4.某化学小组用如图所示装置验证卤素单质氧化性的相对强弱。下列说法不正确的是 (　　) A.E处棉花球变成黄色,说明Cl2的氧化性比Br2强 B.F处棉花球变成蓝色,说明Br2的氧化性比I2强 C.E处发生反应的离子方程式为Cl2+2Br-===2Cl-+Br2 D.G装置中NaOH溶液与Cl2反应的离子方程式为2OH-+Cl2===ClO-+Cl-+H2O 解析:选B　E处发生反应Cl2+2Br-===2Cl-+Br2,则E处棉花球变成黄色,说明Cl2的氧化性比Br2强,A、C正确;F处可能发生反应Cl2+2I-===2Cl-+I2,也可能发生反应Br2+2I-===2Br-+I2,F处棉花球变蓝色只能说明有碘单质生成,由于氯气的干扰,所以不能说明Br2的氧化性比I2强,B错误;G为尾气处理装置,装置中NaOH溶液与Cl2反应的离子方程式为2OH-+Cl2===ClO-+Cl-+H2O,D正确。 练后补强 1.有关卤素性质的注意事项 (1)F2能与水反应放出O2,故F2不能从其他卤化物的水溶液中将卤素单质置换出来。 (2)氯、溴单质的氧化性较强,能与一些还原性离子反应,如Br2与S、Fe2+反应的离子方程式分别为S+Br2+H2O===S+2Br-+2H+、2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-。 (3)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+。 (4)加碘食盐中的碘是KIO3而不是I2或KI。 (5)实验室里常用萤石(CaF2)与浓H2SO4在铅皿中反应制取HF,反应的化学方程式为CaF2+H2SO4(浓)CaSO4+2HF↑;氢氟酸保存在塑料瓶中。 2.知识拓展:拟卤素 像氰(CN)2、硫氰(SCN)2、氧氰(OCN)2、硒氰(SeCN)2等化合物,因其性质与卤素单质相似,因而化学上称为拟卤素。氰化氢与氯化氢相似,是无色气体,易溶于水,生成无氧酸,但氢氰酸酸性很弱。拟卤素的银盐(如AgCN、AgSCN)也是难溶于水的白色沉淀,与AgCl相似。拟卤素也能与水、碱溶液反应。以(CN)2氰气为例,制备方法: 4HCN+MnO2Mn(CN)2+2H2O+(CN)2↑; 与水反应:(CN)2+H2OHCN+HCNO。 逐点清(二)　Br2、I2的工业提取 系统教材·固本强基 　 1.海水中提取溴 (1)化学工艺流程 (2)主要过程及反应原理 浓缩 海水晒盐和海水淡化的过程中副产物Br-得到浓缩 氧化 向浓缩的海水中通入Cl2,将Br-氧化成Br2,离子方程式为Cl2+2Br-===Br2+2Cl- 富集 利用溴的挥发性,通入热空气和水蒸气,吹出的溴蒸气用SO2吸收,离子方程式为 Br2+SO2+2H2O===4H++2Br-+S 提取 用Cl2将HBr氧化得到产品溴,化学方程式为 2HBr+Cl2===2HCl+Br2 2.海带中提取碘 (1)化学工艺流程 (2)反应的离子方程式 加入适量Cl2时发生反应的离子方程式:Cl2+2I-===I2+2Cl-,Cl2也可用H2O2代替,其反应的离子方程式为2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O。 [注]　碘的有机溶液中提取碘也可以用下列方法: 基本能力自查 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)海水提溴的过程中不发生氧化还原反应 (×) (2)用CCl4萃取碘水中的碘,先振荡,后静置,液体分层,下层呈无色 (×) (3)碘易升华,可用加热升华法除去NH4Cl中混有的I2 (×) (4)海水提溴中两次用到Cl2,目的是进行溴的富集 (√) 2.(人教必修2P106 T5改编)海带中含有碘元素。从海带中提取碘的实验过程如下图所示 : (1)实验步骤①会用到下列仪器中的　　　(填字母)。  a.酒精灯　 　 b.漏斗　 　 c.坩埚 d.泥三角 e.蒸发皿 f.玻璃棒 (2)步骤③、⑤、⑥的操作名称分别为　　　　　、　　　　　、　　　　　,其中⑤步需要的玻璃仪器有烧杯和　　　　　。  (3)步骤④中反应的离子方程式为 　。  (4)海带灰中含有的硫酸盐、碳酸盐等,在实验步骤　　　(填序号)中实现与碘分离。  (5)检验无色溶液中含I-的方法。 答案:(1)acdf　(2)过滤　萃取分液　蒸馏　分液漏斗　(3)2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O　(4)⑤　(5)取溶液少许于试管中,加入氯水或H2O2溶液,然后加入淀粉溶液(或CCl4),溶液变蓝色(或分层,下层为紫红色)证明溶液中含有I- 迁移应用·深化学习 　 　　　　　　　　　　　　　　　 1.从淡化海水中提取溴的流程如下: 下列有关说法不正确的是 (　　) A.X试剂可用Na2SO3饱和溶液 B.步骤Ⅲ的离子反应: 链接拓展 空气吹脱法原理及应用 　2Br-+Cl2===2Cl-+Br2 C.工业上每获得1 mol Br2,需要消耗Cl2 44.8 L D.步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏 解析:选C　Na2SO3+Br2+H2O===Na2SO4+2HBr,A正确;步骤Ⅲ根据氯的非金属性比溴的强,利用置换反应制取Br2,B正确;反应Ⅰ和反应Ⅲ均使用到Cl2,故制取1 mol Br2消耗2 mol 氯气,但未标明氯气所处的温度和压强,C错误;从浓溴水中提取溴,可利用有机溶剂(如苯)萃取溴,然后分液得到溴的有机溶液,再经蒸馏可得纯净的溴,D正确。 2.碘(紫黑色固体,微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题: (1)I2的一种制备方法如下图所示: ①加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为___________________________________________,  生成的沉淀与硝酸反应,生成　　　　后可循环使用。  ②通入Cl2的过程中,若氧化产物只有一种,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　;若反应物用量比=1.5时,氧化产物为　　　;当>1.5后,单质碘的收率会降低,原因是 _______________________。  (2)以NaIO3为原料制备I2的方法是:先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3,生成碘化物;再向混合溶液中加入NaIO3溶液,反应得到I2。上述制备I2的总反应的离子方程式为 　。  (3)KI溶液和CuSO4溶液混合可生成CuI沉淀和I2,若生成1 mol I2,消耗的KI至少为　　　mol。I2在KI溶液中可发生反应:I2+I-。实验室中使用过量的KI与CuSO4溶液反应后,过滤,滤液经水蒸气蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量KI的原因是 　。 综合应用 重点加练  解析:(1)①由流程分析可知,加入Fe粉进行转化反应的离子方程式是2AgI+Fe===2Ag+Fe2++2I-;生成的沉淀为Ag,Ag与HNO3反应生成AgNO3,AgNO3可以循环使用。②由于还原性:I->Fe2+,故通入Cl2的过程中,若氧化产物只有一种,该产物应是I2,此时反应的化学方程式是FeI2+Cl2===I2+FeCl2;若=1.5,正好将Fe2+氧化为Fe3+,反应的化学方程式是2FeI2+3Cl2===2FeCl3+2I2;当>1.5后,单质I2的收率会降低,说明Cl2可以进一步将I2氧化为高价态的碘的化合物。 (2)NaIO3具有氧化性,NaHSO3具有还原性,二者发生氧化还原反应生成NaI和Na2SO4,反应的离子方程式是I+3HS===3S+I-+3H+;NaI和NaIO3在酸性条件下,继续发生氧化还原反应生成I2,反应的离子方程式是5I-+I+6H+===3I2+3H2O,故制备I2的总反应的离子方程式是2I+5HS===I2+5S+H2O+3H+。 (3)由题给信息可推断出CuSO4和KI发生反应的化学方程式是2CuSO4+4KI===2CuI↓+I2+2K2SO4,故若生成1 mol I2,消耗的KI至少为4 mol;的生成增大了I2在水中的溶解度,反应中加入过量的KI可以防止单质碘析出。 答案:(1)①2AgI+Fe===2Ag+Fe2++2I-　AgNO3　②FeI2+Cl2===I2+FeCl2　I2、FeCl3　I2被过量的Cl2进一步氧化 (2)2I+5HS===I2+5S+3H++H2O　(3)4　防止单质碘析出 　　　渗透实验在平时(6)——萃取与反萃取　 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.萃取 (1)原理:利用溶液中溶质在溶剂中溶解度的不同分离出溶液中的溶质。 (2)主要仪器:分液漏斗、烧杯。 (3)萃取剂:与溶液中溶剂和溶质不反应,且溶质在萃取剂中溶解度较大,与原溶剂互不相溶。 (4)操作步骤:加萃取剂―→振荡、放气、静置―→分液(下层从下口放出,上层从上口倒出)。 2.反萃取 用反萃取剂使萃取物质从负载有机相返回水相的过程,是萃取的逆过程。反萃取剂可以与溶质反应生成更易溶于水的物质。如I2的CCl4溶液可用反萃取NaOH溶液与I2反应生成易溶于水的I-和I。 [提能训练] 1.为了从海带浸取液中提取碘,某同学设计了如图实验方案,回答下列问题: (1)①中反应的离子方程式: 　。  (2)②中分液时含I2的CCl4溶液从分液漏斗　　　(填“上口倒出”或“下口放出”)。  (3)③是将富集在CCl4中的碘单质利用化学转化重新富集在水中,称为反萃取,写出该反应的化学方程式: __________________________________________________________。 (4)④中反应的离子方程式: 　。  (5)操作⑤的名称为　　　　。  答案:(1)2I-+2H++H2O2===I2+2H2O (2)下口放出　(3)3I2+6NaOH===5NaI+NaIO3+3H2O　(4)5I-+I+6H+===3I2↓+3H2O　(5)过滤 2.(2024·湖北卷·节选)铍用于宇航器件的构筑。一种从其铝硅酸盐[Be3Al2(SiO3)6]中提取铍的路径为 已知:Be2++4HABeA2(HA)2+2H+ 回答下列问题: (1)为了从“热熔冷却”步骤得到玻璃态,冷却过程的特点是　　　　　　　　。  (2)“萃取分液”的目的是分离Be2+和Al3+,向过量烧碱溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液,观察到的现象是 ______________________________。 (3)写出反萃取生成Na2[Be(OH)4]的化学方程式: 　。 “滤液2”可以进入　　　　　　　步骤再利用。  (4)电解熔融氯化铍制备金属铍时,加入氯化钠的主要作用是 　。 解析:(1)将熔融态物质快速冷却可转化为非晶态,故为了从“热熔冷却”步骤得到玻璃态,需要快速冷却。(2)由已知信息可知,“萃取分液”时Be2+转化为BeA2(HA)2进入煤油中,水相1为含有Al3+的水溶液,向过量烧碱溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液,先发生反应:Al3++3OH-===Al(OH)3↓,随后立即发生反应:Al(OH)3+OH-=== [Al(OH)4]-,故观察到的现象是产生白色沉淀,且沉淀立刻溶解。(3)由对角线规则可知,Al与Be化学性质相似,故有机相中加入过量NaOH溶液,BeA2(HA)2转化为[Be(OH)4]2-进入水相2,化学方程式为BeA2(HA)2+6NaOH===Na2[Be(OH)4]+4NaA+2H2O。“滤液2”的主要成分为NaOH,可以进入反萃取分液步骤再利用。(4)氯化铍为分子晶体,电解熔融氯化铍制备金属铍时,加入氯化钠可增加熔融盐的导电性。 答案:(1)快速冷却　(2)先产生白色沉淀,且沉淀立刻溶解　(3)BeA2(HA)2+6NaOH===Na2[Be(OH)4]+4NaA+2H2O　反萃取分液　 (4)增加熔融盐的导电性 [课时跟踪检测] 一、选择题 1.根据卤族元素的性质和规律,下列有关说法不正确的是 (　　) A.从HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实,可推出F、Cl、Br、I的非金属性递增的规律 B.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱,还原性依次增强 C.淀粉碘化钾溶液在空气中变蓝: 　4I-+O2+2H2O===2I2+4OH- D.碘在碘化钾溶液中的溶解度大于在纯水中的溶解度 解析:选A　元素的非金属性强弱与其对应的氢化物溶液的酸性强弱无关,可根据其最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱进行比较,A错误;I2在KI溶液中存在平衡I2+I-,该平衡可使I2在KI溶液中的溶解度增大,D正确。 2.如图是盛放液溴的试剂瓶剖面图,仔细观察发现其分成了明显的 气相、溴溶液相和液溴相三相,下列说法错误的是 (　　) A.气相呈现红棕色,因为其中含有Br2的蒸气 B.溴溶液相中显酸性,主要因为HBr电离出了H+ C.液溴保存时加水形成水封的目的是减少Br2的挥发 D.液溴保存时不可敞口放置,应保存在细口瓶中并塞上橡胶塞 解析:选D　气相为空气和溴蒸气的混合相,因为其中含有Br2的蒸气,所以呈现红棕色,故A正确;溴溶液相中溴与水发生反应生成溴化氢和次溴酸,溴化氢为强酸,次溴酸为弱酸,溶液显酸性,主要因为HBr电离出了H+,故B正确;因为Br2容易挥发,所以液溴保存时需加水形成水封,故C正确;Br2具有强氧化性,能氧化橡胶,故D错误。 3.下列说法正确的是 (　　) A.卤素单质(X2)跟水反应的通式是 X2+H2OHX+HXO B.液溴保存在煤油中 C.漂白粉的有效成分是次氯酸钙 D.光照氯水有气泡逸出,该气体是Cl2 解析:选C　2F2+2H2O===4HF+O2,故A项错误;少量的液溴利用水封保存,故B项错误;光照氯水时:2HClO2HCl+O2↑,产生的气体是O2,故D项错误。 4.下列类推关系成立的是 (　　) A.Cl2与H2反应生成HCl可推Br2与H2反应生成HBr B.Cl2与Fe反应生成FeCl3可推I2与Fe反应生成FeI3 C.Cl2与H2O反应生成HCl和HClO可推F2与H2O反应生成HF和HFO D.Cl2与NaBr溶液反应置换出Br2,F2与NaBr溶液反应置换出Br2 解析:选A　I2与Fe反应生成FeI2,B错误;F2与H2O反应生成HF和O2,C错误;F2与盐溶液中的H2O反应,不能置换出Br2,D错误。 5.(2025·辽宁实验中学等三校联考)鉴别NaCl、NaBr、NaI可以选用的试剂是 (　　) ①碘水、淀粉溶液　②氯水、CCl4　③溴水、苯　④稀硝酸、AgNO3溶液　⑤氯水、苯　 ⑥FeCl3溶液、CCl4 A.①②④　B.②③⑥　C.②④⑤　D.④⑤⑥ 解析:选C　①加入碘水、淀粉溶液,因三种物质都不反应,不能鉴别;②加入氯水,可生成Br2和I2,在四氯化碳中的颜色不同,可鉴别;③加入溴水,不能鉴别NaCl、NaBr;④加入稀硝酸、AgNO3溶液分别与NaCl、NaBr、NaI反应生成白色沉淀、浅黄色沉淀、黄色沉淀,可鉴别;⑤加入氯水,可生成Br2和I2,与苯发生萃取后在苯中的颜色不同,可鉴别;⑥加入FeCl3溶液,不能检验NaCl、NaBr。 6.(2024·黑吉辽卷)H2O2分解的“碘钟”反应美轮美奂。将一定浓度的三种溶液(①H2O2溶液;②淀粉、丙二酸和MnSO4混合溶液;③KIO3、稀硫酸混合溶液)混合,溶液颜色在无色和蓝色之间来回振荡,周期性变色;几分钟后,稳定为蓝色。下列说法错误的是 (　　) A.无色→蓝色:生成I2 B.蓝色→无色:I2转化为化合态 C.H2O2起漂白作用 D.淀粉作指示剂 解析:选C　溶液混合后,H2O2与KIO3发生氧化还原反应生成I2,I2遇淀粉变蓝,I2与丙二酸发生反应生成I-,I2与I-反应生成,溶液变为无色。由无色变为蓝色,是因为反应生成碘单质,淀粉遇碘单质变蓝,A正确。由蓝色变为无色,说明碘单质被消耗,即碘单质转化为化合态,B正确。由上述分析可知,过氧化氢作还原剂,C错误。淀粉作指示剂,与碘单质作用而显示颜色,D正确。 7.某同学进行如下实验: 实验 操作和现象 Ⅰ 向溴水中滴加少量CCl4,振荡,CCl4层显橙色 Ⅱ 向碘水中滴加少量CCl4,振荡,CCl4层显紫色 Ⅲ 向KBr、KI的混合溶液中加入CCl4,滴加氯水,振荡后CCl4层显紫色;再滴加氯水,振荡后紫色褪去;继续滴加氯水,振荡后CCl4层变为橙色 下列分析不正确的是 (　　) A.Ⅰ中CCl4层显橙色,说明CCl4层含Br2 B.Ⅱ中的现象说明I2在CCl4中的溶解性大于在水中的溶解性 C.Ⅲ中CCl4层显紫色,说明Cl2的氧化性强于I2 D.Ⅲ中CCl4层变为橙色时,水层中仍含有大量I- 解析:选D　Ⅲ中CCl4层变为橙色时,说明Br-被氧化为Br2,I-已反应完全,水层中不含I-,D错误。 8.(2025·东北师大附中等三校联考)溴及其化合物广泛用于医药、塑料阻燃剂等。苦卤提溴的一种工业流程如下: 下列说法错误的是 (　　) A.向吹出塔中通空气的目的是将溴吹出 B.吸收塔中发生的反应是3H2O+3Br2+2C===5Br-+Br+2HC+4H+ C.用稀硫酸酸化的过程是溴重新生成的过程 D.在蒸馏过程中应避免溴接触橡胶制品 解析:选B　向苦卤中通入氯气发生氧化还原反应生成溴单质,通入热空气吹出的Br2进入吸收塔中,用碳酸钠溶液吸收,吸收了Br2后的溶液中含有Br-和Br,加入稀硫酸反应生成溴单质,再通过蒸馏塔得到液溴。向吹出塔中通空气的目的是将溴吹出,A正确;H+和HC不能大量共存,吸收塔中发生反应:3H2O+3Br2+6C===5Br-+Br+6HC,B错误;用稀硫酸酸化过程是溴重新生成的过程,原理为5Br-+Br+6H+===3Br2+3H2O,C正确;由于溴单质会腐蚀橡胶,则在蒸馏过程中应避免溴接触橡胶制品,D正确。 9.对SCN- 的性质进行探究,设计了如图实验。已知(SCN)2为拟卤素,它的化学性质与卤素单质相似。下列说法正确的是 (　　) A.溶液颜色变红时发生反应的离子方程式是Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3↓ B.红色溶液褪色表现了SO2的漂白性 C.氧化性:KMnO4< (SCN)2< Fe3+ D.无色溶液Ⅱ中滴入适量的KMnO4(H+)溶液,溶液又变成红色 解析:选D　Fe(SCN)3不是沉淀,溶液颜色变红时发生反应的离子方程式是Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,故A错误;充入二氧化硫,红色溶液变为无色溶液,说明三价铁离子被还原为二价铁离子,表现了二氧化硫的还原性,故B错误;KMnO4(H+)溶液可将SCN-氧化为(SCN)2,而Fe3+不能将SCN-氧化为(SCN)2,则氧化性:KMnO4>(SCN)2>Fe3+,故C错误;无色溶液Ⅱ中含有Fe2+,滴入适量的KMnO4(H+)溶液,KMnO4(H+)溶液将Fe2+氧化成Fe3+,则溶液又变成红色,故D正确。 二、非选择题 10.(14分)工业以浓缩海水为原料提取溴的部分过程如图。 某课外小组在实验室模拟上述过程设计以下装置进行实验(所有橡胶制品均已被保护,夹持装置已略去)。 (1)实验开始时,A装置中不通热空气,先通入a气体的目的是(用离子方程式表示) 　 　　　　　　　　。  (2)A装置中通入a气体一段时间后,停止通入,改通热空气,通入热空气的目的是 　　　　　　　。  (3)反应过程中,B装置中Br2与SO2反应的化学方程式: 　。 (4)C装置的作用是 　　　　　　　　。  (5)该小组同学向反应后B装置的溶液中通入氯气,充分反应得到混合液。 ①一位同学根据溴的沸点是59 ℃,提出采用　　　　方法从该混合液中分离出溴单质。  ②另一位同学向该混合液中加入四氯化碳,充分振荡、静置后放出下层液体,这种方法是　　　　　　　。  (6)某同学提出证明反应后B装置的溶液中含有溴离子的实验方案是:取出少量溶液,先加入过量新制氯水,再加入KI淀粉溶液,观察溶液是否变蓝色。 该方案是否合理并简述理由: 　。  解析:(1)欲使溴离子变成溴单质,则通入的a气体能和溴离子发生反应生成溴单质,氯气能和溴离子发生置换反应生成溴单质,离子方程式为Cl2+2Br-===2Cl-+Br2。(2)溴易挥发,升高温度促进其挥发,所以通入热空气的目的是吹出Br2。(3)溴有强氧化性,能和二氧化硫在水中发生氧化还原反应,反应的化学方程式为SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr。(4)氯气不可能完全反应,氯气和溴离子反应生成溴单质,未反应的二氧化硫、氯气和溴都有毒,不能直接排放到空中,且这几种物质都能和碱反应,所以C装置是尾气处理装置,即C的作用是吸收未反应完的Cl2、Br2和SO2。(6)方法不合理,因过量的氯水也能氧化碘离子生成单质碘。 答案:(1)Cl2+2Br-===2Cl-+Br2 (2)将溴从蒸馏烧瓶A中吹出 (3)SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr (4)吸收未反应完的Cl2、Br2、SO2等有毒气体,防止污染空气　(5)①蒸馏　②萃取分液 (6)不合理,氯水过量,会氧化碘离子生成单质碘 11.(15分)(2024·河北卷)市售的溴(纯度99%)中含有少量的Cl2和I2,某化学兴趣小组利用氧化还原反应原理,设计实验制备高纯度的溴。 回答下列问题: (1)装置如图(夹持装置省略),将市售的溴滴入盛有浓CaBr2溶液的B中,水浴加热至不再有红棕色液体馏出。仪器C的名称为　　　　　　;CaBr2溶液的作用为　　　　　　　　　　　　　　　　　;D中发生的主要反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)将D中溶液转移至　　　　(填仪器名称)中,边加热边向其中滴加酸化的KMnO4溶液至出现红棕色气体,继续加热将溶液蒸干得固体R。该过程中生成I2的离子方程式为__________________________________。  (3)利用图示相同装置,将R和K2Cr2O7固体混合均匀放入B中,D中加入冷的蒸馏水。由A向B中滴加适量浓H2SO4,水浴加热蒸馏。然后将D中的液体分液、干燥、蒸馏,得到高纯度的溴。D中蒸馏水的作用为　　　　和　 　　　　　。  (4)为保证溴的纯度,步骤(3)中K2Cr2O7固体的用量按理论所需量的计算,若固体R质量为m克(以KBr计),则需称取　　　　 g K2Cr2O7(M=294 g·mol-1)(用含m的代数式表示)。  (5)本实验所用钾盐试剂均经重结晶的方法纯化。其中趁热过滤的具体操作为:漏斗下端管口紧靠烧杯内壁,转移溶液时用　　　　　　　　　　,滤液沿烧杯壁流下。  解析:(1)由仪器C的构造特点及在实验中的作用可知,仪器C为直形冷凝管。CaBr2溶液中的Br-可抑制液溴与水反应,并可将Cl2还原为Cl-,蒸馏时增大液溴的馏出量。仪器D中K2C2O4溶液吸收蒸馏出的Br2和I2,发生氧化还原反应,溴和碘分别转化为-1价,碳被氧化为CO2,由于馏分中的I2含量少,故D中发生的主要反应的化学方程式是K2C2O4+Br22CO2↑+2KBr。(2)通过题干可知,溶液需继续加热蒸干得到固体,故D中溶液转移到蒸发皿中,KMnO4将I-氧化生成单质碘,离子方程式是2Mn+16H++10I-===2Mn2++5I2+8H2O。(3)由(2)中所得固体R的主要成分为KBr知,蒸馏装置中KBr被K2Cr2O7氧化为溴蒸气,同时KBr与浓硫酸生成少量HBr,由于Br2易挥发且HBr极易溶于水,故D中蒸馏水的作用为液封或水封和除去HBr杂质。(4)由氧化还原反应得失电子守恒可得关系式:6KBr~K2Cr2O7,KBr全部反应,则n(K2Cr2O7)=n(KBr)=× mol,故称取的K2Cr2O7为× mol×294 g·mol-1×= g。(5)转移滤液时要用玻璃棒引流,使滤液沿着烧杯内壁流下。 答案:(1)直形冷凝管　除去杂质Cl2 K2C2O4+Br2===2CO2↑+2KBr (2)蒸发皿　2Mn+16H++10I-===2Mn2++5I2+8H2O　(3)液封或水封　除去杂质HBr (4)　(5)玻璃棒引流 第二讲　硫及其化合物 |内|容|与|目|标| 　 1.理解S、SO2的氧化性和还原性。 2.理解SO2的特性和酸性氧化物的通性。 3.理解浓H2SO4的三大特性——吸水性、脱水性和强氧化性。 4.了解硫及其化合物的应用。 5.从化合价变化和属类理解硫及其化合物的相互转化及应用。 第1课时　硫及其氧化物 逐点清(一)　硫的性质 1.硫元素的存在形态 2.硫单质的物理性质 俗称 颜色状态 溶解性 水 酒精 CS2 硫黄 黄色晶体 难溶 微溶 易溶 3.从化合价的角度认识硫单质的化学性质 基本能力自查 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)硫具有弱氧化性,和变价金属反应,通常将金属氧化成低价态 (√) (2)硫与金属或非金属反应时均做氧化剂 (×) (3)硫燃烧时,硫过量时燃烧的产物是SO2,氧气过量时燃烧的产物是SO3 (×) (4)硫有多种单质S2、S4、S6、S8等,它们互称为同位素 (×) 2.根据硫的性质,残留在试管中的硫,可以用哪些试剂除去? 答案:CS2或热的NaOH溶液。 3.汞蒸气有毒,实验室里不慎洒落一些汞,应如何处理。 答案:在汞表面撒上硫粉。 逐点清(二)　硫的氧化物(SO2、SO3) 系统教材·固本强基 　 (一)二氧化硫 1.物理性质 色、味、态 密度 溶解性 无色、有刺激性气味的气体 比空气的大 易溶于水,通常情况下,1体积的水溶解约40体积的SO2 2.化学性质 (1)酸性氧化物的通性 ①与水反应:SO2+H2OH2SO3; ②与NaOH(足量)反应:2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O。 (2)氧化性(如与H2S溶液反应) SO2+2H2S===3S+2H2O。 (3)还原性 ①与O2反应:2SO2+O22SO3; ②与卤素单质的水溶液反应: X2+SO2+2H2O===2HX+H2SO4(X=Cl、Br、I); ③与铁盐溶液反应:2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++4H++S; ④与CuX2溶液反应生成CuX白色沉淀:2CuX2+SO2+2H2O===2CuX↓+H2SO4+2HX(X=Cl、Br、I)。 (4)漂白性:可使品红溶液等有机色质褪色,生成不稳定的化合物。SO2通入品红溶液,现象为品红溶液褪色,然后加热,溶液又恢复红色。 3.实验室制法 (1)固体Na2SO3与较浓H2SO4反应,化学方程式为 Na2SO3+H2SO4(浓) ===Na2SO4+SO2↑+H2O (2)铜与浓H2SO4混合加热,化学方程式为 Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 4.应用:食品中添加适量SO2可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用,如葡萄酒酿造过程中添加适量SO2可以起到杀菌作用。 (二)三氧化硫 1.物理性质 熔点:16.8 ℃,沸点:44.8 ℃,常温下为液态,标准状况下为固态。 2.化学性质——酸性氧化物 (1)与H2O反应:SO3+H2O===H2SO4。 (2)与CaO反应:SO3+CaO===CaSO4。 (3)与Ca(OH)2反应:SO3+Ca(OH)2===CaSO4+H2O 基本能力自查 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)可以用澄清石灰水鉴别SO2和CO2 (×) (2)SO2使溴水褪色,体现了SO2的漂白性 (×) (3)SO2通入CaCl2溶液中可生成CaSO3白色沉淀 (×) (4)SO2、SO3、CO2均为酸性氧化物 (√) (5)标准状况下,0.5 mol SO3的体积为11.2 L (×) (6)收集SO2可以用排饱和NaHCO3溶液 (×) (7)除去SO2中的HCl可以用饱和的Na2SO3溶液 (×) 2.可用于鉴别SO2和CO2的试剂有哪些?利用SO2的什么性质? 答案:(1)溴水、酸性KMnO4溶液等,利用SO2的还原性。 (2)氢硫酸,利用SO2的氧化性。 (3)品红溶液,利用SO2的漂白性。 3.(人教必修2 P4 “资料卡片”栏目改编) (1)食品中的SO2有哪些作用? (2)使用SO2作食品添加剂应注意什么? 考题溯源 发掘教材 答案:(1)杀菌、防止被氧化起到保质作用。　 (2)要注意食品中SO2的使用范围和最大使用量,一般在葡萄酒中的最大使用量为0.25 g·L-1。 迁移应用·深化学习 　 牛刀小试 　　　　　　　　　　　　　　　 题点(一)　SO2的性质及其实验探究 1.化学兴趣小组将少量SO2气体通入BaCl2和FeCl3的混合溶液中,发现溶液颜色由棕黄色变成浅绿色,同时有白色沉淀产生。针对上述变化,下列有关小组成员得到的结论正确的是 (　　) 链接拓展:定性定量分析 SO2与BaCl2溶液的反应 A.该过程表明SO2有漂白性 B.白色沉淀为BaSO3 C.该实验表明FeCl3具有还原性 D.反应后SO2转化为S 解析:选D　该过程没有体现SO2的漂白性,A错误;将SO2通入BaCl2和FeCl3的混合溶液中,Fe3+与SO2在溶液中反应生成S和Fe2+,则白色沉淀为BaSO4,B错误,D正确;该过程体现了FeCl3的氧化性,C错误。 2.(2025·北京牛栏山检测)某小组设计实验对硫燃烧的产物及其性质进行验证,实验装置如图所示。下列实验事实与所得结论相符的是 (　　) 实验事实 所得结论 A 湿润的品红试纸褪色 证明硫的燃烧产物中有SO2 B 湿润的N2S试纸上出现淡黄色固体 证明硫的燃烧产物能被还原成硫 C 湿润的蓝色石蕊试纸变红 证明硫的燃烧产物中有酸类物质 D 加入BaCl2溶液产生白色沉淀 证明硫的燃烧产物中有SO3 解析:选A　SO2能使品红褪色,A项正确;Na2S可被O2氧化生成单质S,不能证明硫的燃烧产物能被还原成硫,B项错误;湿润的蓝色石蕊试纸变红是因为SO2与水反应生成了H2SO3,不能证明硫的燃烧产物中有酸类物质,C项错误;S在氧气中燃烧只能生成SO2,不能生成SO3,D项错误。 题点(二)　SO2、CO2的鉴别与检验 3.下列试剂能鉴别SO2和CO2的是　　　　　　(填序号)。  ①澄清石灰水　②CaCl2溶液　③溴水 ④酸性KMnO4　⑤氢硫酸　⑥品红溶液 ⑦FeCl3溶液　⑧Ba(NO3)2溶液 答案:③④⑤⑥⑦⑧ 4.如图是检验某无色气体A是SO2和CO2的混合气体的装置图,按要求回答下列问题: (1)B中加入的试剂是　 　　,作用是　 　　。  (2)C中加入的试剂是　　　　　　　　　　　　,作用是 　。  (3)D中加入的试剂是　　　　　　　　　　　　,作用是　　　　　　　。  (4)实验时,C中应观察到的现象是 　。  解析:检验二氧化硫用品红溶液,吸收二氧化硫用酸性KMnO4溶液,检验二氧化碳用澄清石灰水;在检验二氧化碳之前,必须除尽二氧化硫,因为二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊。C装置的作用是除去SO2并检验SO2是否除尽,所以酸性高锰酸钾溶液颜色变浅,但不能褪成无色,若褪成无色则不能证明二氧化硫已除尽。 答案:(1)品红溶液　检验SO2　(2)酸性KMnO4溶液　除去SO2并检验SO2是否除尽　(3)澄清石灰水　检验CO2　(4)酸性KMnO4溶液的颜色变浅但不褪成无色 题点(三)　常见物质的漂白性 5.下列说法正确的是 (　　) A.因为SO2具有漂白性,所以它能使品红溶液、酸性高锰酸钾溶液、石蕊溶液褪色 B.能使品红溶液褪色的不一定是SO2 C.SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色,其原理相同 D.将SO2气体通入滴有酚酞的NaOH溶液中,溶液褪色,说明SO2具有漂白性 解析:选B　SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色,具有还原性,能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色,具有酸性,能使石蕊变红,故A错误;二氧化硫、次氯酸等物质都能使品红溶液褪色,故B正确;漂白粉和过氧化钠的漂白性是利用其氧化性,活性炭的漂白性是利用其吸附性,二氧化硫的漂白性是利用其和有色物质反应生成无色物质,故C错误;SO2与NaOH发生反应,溶液因碱性减弱或不呈碱性而褪色,不能说明SO2具有漂白性,故D错误。 6.将气体通入品红溶液中溶液褪色,设计实验方法证明该气体是SO2还是Cl2: 　。  答案:取褪色后的溶液,加热,若红色恢复说明为SO2,反之,为Cl2 练后补强 1.构建检验SO2和CO2同时存在的思维模型 注意:有时为了简化装置,可将除去SO2和检验SO2是否除尽合并为一个装置,并使用较浓的酸性KMnO4溶液,现象为酸性KMnO4溶液的颜色变浅但不褪去。 2.辨析三类漂白剂的区别 类型 原理 举例 特点 备注 氧化型 将有机色质内部“生色团”破坏掉 HClO、NaClO、a(ClO)2、Na2O2、H2O2、O3等 不可逆、持久 无选择性 化合型 与有机色质内部“生色团”“化合”成无色物质 SO2 可逆、不持久 有选择性 吸附型 将有色物质吸附而褪色 活性炭 物理变化 吸附色素 [课时跟踪检测] (说明:标题目配有讲评课件) 一、选择题 1.《天工开物》中篇·燔石中记载:“凡烧硫黄石,与煤矿石同形……石精感受火神,化出黄光飞走,遇盂掩住不能上飞,则化成汁液靠着盂底,其液流入弦袋之中,其弦又透小眼流入冷道灰槽小池,则凝结而成硫黄矣。”下列说法错误的是 (　　) A.描述制取硫的过程中涉及氧化还原反应、气化、液化、凝固 B.硫元素全部以化合态存在于自然界中 C.硫难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳 D.用硫粉可以处理洒落在地上的金属汞 解析:选B　由硫黄石加热,发生氧化还原反应得硫蒸气,冷凝为液态流入“弦袋之中”,再凝固为固态,A选项正确;硫元素有单质存在于火山喷发口附近及地壳的岩层中,B选项错误;硫难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳,C选项正确;常温下S可以与Hg直接化合成固态的HgS,D选项正确。 2.1891年Engel首次制得S6分子,1912年Beckmann获得S8分子。下列说法正确的是 (　　) A.S6和S8互为同位素 B.S与铜粉反应,所得产物为CuS C.S与过量的氧气反应可以得到SO3 D.可用热氢氧化钾溶液洗涤附着有S的试管 解析:选D　S6与S8互为同素异形体,A错误;S与Cu反应生成Cu2S,B错误;S与O2反应只生成SO2,C错误。 3.食品、大气、工业尾气中的SO2均需严格检测或转化吸收,下列有关SO2的检测或吸收方法正确的是 (　　) A.滴定法:用酸性KMnO4溶液滴定葡萄酒试样以测定葡萄酒中SO2的浓度 B.沉淀法:用Ba(OH)2溶液沉淀SO2,然后将沉淀在空气中洗涤、过滤、干燥、称重以测定大气中SO2的浓度 C.氨酸法:用氨水吸收尾气中的SO2后再将吸收液与硫酸反应,将富集后的SO2循环使用 D.石灰石—石膏法:常温下用石灰石吸收尾气中的SO2得到CaSO3,再经氧化可用于生产石膏 解析:选C　葡萄酒中的乙醇也能被酸性KMnO4溶液氧化,A错误;大气中CO2会生成BaCO3,干扰测定,B错误;常温下SO2不与石灰石反应,D错误。 4.(2025·福建四地市联考)下列说法正确的是 (　　) A.SO2、漂白粉和活性炭都能使红色墨水褪色,其原理相同 B.将SO2通入酸性KMnO4溶液中,溶液褪色,体现SO2的漂白性 C.将SO2通入滴加酚酞的KOH溶液中,溶液褪色,体现SO2的氧化性 D.将SO2通入FeCl3溶液中,溶液由棕黄色变为浅绿色,体现SO2的还原性 解析:选D　SO2、漂白粉使红色墨水褪色,前者是化合漂白,后者是强氧化漂白,活性炭使红色墨水褪色是利用了其吸附性,褪色原理不同,A错误;酸性KMnO4溶液褪色是由于Mn被SO2还原为Mn2+,SO2体现还原性,B错误;将SO2通入滴加酚酞的KOH溶液中,发生反应:SO2+2KOH===K2SO3+H2O,溶液的碱性减弱而褪色,体现SO2酸性氧化物的性质,C错误;将SO2通入FeCl3溶液中,溶液由棕黄色变为浅绿色,说明Fe3+被还原为Fe2+,体现SO2的还原性,D正确。 5.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 解析:选B　铜和浓硫酸反应过程中,生成CuSO4体现出浓硫酸的酸性,生成SO2体现出浓硫酸的强氧化性,故A错误;a处的紫色石蕊溶液变红,其原因是SO2溶于水生成了酸,可说明SO2是酸性氧化物,故B正确;b处品红溶液褪色,其原因是SO2具有漂白性,而c处酸性高锰酸钾溶液褪色,其原因是SO2和酸性KMnO4发生氧化还原反应,SO2体现出还原性,故C错误;实验过程中试管底部出现白色固体,根据元素守恒可知,其成分为无水CuSO4,而非蓝色的CuSO4·5H2O,其原因是浓硫酸体现出吸水性,将反应生成的H2O吸收,故D错误。 6.(2024·湖北卷)过量SO2与以下0.1 mol·L-1的溶液反应,下列总反应方程式错误的是 (　　) 溶液 现象 化学方程式 A Na2S 产生淡黄色沉淀 3SO2+2Na2S===3S↓+2Na2SO3 B FeCl3 溶液由棕黄色变浅绿色 2FeCl3+SO2+2H2O===2FeCl2+H2SO4+2HCl C CuCl2 溶液褪色,产生白色沉淀 SO2+2CuCl2+2H2O===2CuCl↓+H2SO4+2HCl D Na2CO3 (含酚酞) 溶液由红色变无色 2SO2+Na2CO3+H2O===CO2+2NaHSO3 解析:选A　硫化钠与过量二氧化硫反应的产物应为亚硫酸氢钠和单质硫,A错误。 7.(2025·南昌调研)实验室用如图所示装置探究SO2与NaNO3溶液的反应(实验前先通入CO2排除装置中的空气)。下列说法不正确的是 (　　) A.用装置甲产生SO2 B.装置乙中无明显现象,则SO2与NaNO3未发生反应 C.装置丙中注入O2,产生红棕色气体,说明装置乙中SO2发生了氧化反应 D.装置丁吸收尾气并防止空气进入装置丙 解析:选B　甲为二氧化硫的发生装置,方程式为H2SO4+Na2SO3===Na2SO4+SO2↑+H2O,A正确;由于生成NO为无色无味气体,该反应没有明显现象,故需向丙中注入氧气,产生红棕色气体,说明装置丙中有NO,进一步证明乙中发生了反应,B错误,C正确;装置丁做尾气处理,并且防止空气进入装置丙,D正确。 8.根据SO2通入不同溶液中的实验现象,所得结论不正确的是 (　　) 选项 实验 现象 结论 A 含HCl、BaCl2的FeCl3溶液 产生白色沉淀 SO2有还原性 B H2S溶液 产生黄色沉淀 SO2有氧化性 C 酸性KMnO4溶液 紫色溶液褪色 SO2有漂白性 D Na2SiO3溶液 产生胶状沉淀 酸性:H2SO3 >H2SiO3 解析:选C　溶液中SO2被FeCl3氧化生成S,S与BaCl2反应产生白色沉淀,体现SO2的还原性,A正确;SO2与H2S溶液发生反应SO2+2H2S===3S+2H2O,体现SO2的氧化性,B正确;SO2使酸性KMnO4溶液褪色,体现SO2的还原性,C错误;SO2与Na2SiO3溶液反应产生胶状沉淀,根据强酸制弱酸可得酸性:H2SO3>H2SiO3,D正确。 9.如图虚线框中的装置(试剂均足量)可用来检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的所有气体产物,其中供选择的试剂有无水硫酸铜、品红溶液、酸性高锰酸钾溶液、澄清石灰水四种试剂,下列说法正确的是 (　　) A.物质甲可以是无水硫酸铜,也可以是变色硅胶、无水氯化钙等物质 B.丙中发生反应的离子方程式可能是 SO2+2OH-===S+H2O C.乙和戊两种溶液都不宜用作尾气吸收装置中的试剂 D.如果将装置的连接顺序变为①③②,不影响检验 解析:选C　装置①检验混合气体中是否含有水蒸气,应该用无水硫酸铜,也可以用变色硅胶,但不能用无水氯化钙,A错误;装置②检验并除去混合气体中的SO2,由于二氧化碳也能被强碱溶液吸收,故丙中试剂应该是酸性高锰酸钾溶液,B错误;乙中为品红溶液用来检验二氧化硫,但一般不能用来除去二氧化硫,戊中为澄清石灰水用来检验二氧化碳,但浓度太小,不能用来吸收尾气,C正确;如果将装置的连接顺序变为①③②,二氧化硫、二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊,D错误。 二、非选择题 10.(8分)将SO2气体分别通入下列五种溶液中: 回答下列问题: (1)试管①中的实验现象:酸性KMnO4溶液　 　,证明SO2具有　　　　性。  (2)试管②中的实验现象:品红溶液　　　　,证明SO2具有　　　　性。  (3)试管③中能否观察到沉淀　　(填“能”或“否”)。  (4)试管④中能产生白色沉淀,该沉淀是　　　　(填化学式,下同)。  (5)试管⑤中能产生白色沉淀,该沉淀是　　　　,用离子方程式表示产生沉淀的过程: 　 。  答案:(1)褪色　还原　(2)褪色　漂白　(3)否 (4)BaSO4　(5)BaSO3　SO2+2OH-===S+H2O,Ba2++S===BaSO3↓(或SO2+2OH-+Ba2+===BaSO3↓+H2O) 11.(10分)如图是在实验室进行二氧化硫的制备与性质探究实验的组合装置(部分固定装置未画出): (1)关闭弹簧夹2,打开弹簧夹1,注入硫酸至浸没瓶中固体,写出C装置中发生反应的化学方程式: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,每消耗1 mol Na2O2,转移的电子数为　　　　。  (2)关闭弹簧夹1后,打开弹簧夹2,残余气体进入E、F中,为了证明SO2有还原性,并从绿色化学的角度考虑,则Z试剂可以是　　　　　　,现象是_____________________________________________________,  反应的离子方程式为 　。  解析:(1)Na2O2具有强氧化性,SO2具有还原性,装置C中Na2O2和SO2发生反应:SO2+Na2O2===Na2SO4,反应中每消耗1 mol Na2O2,转移电子数为1.204×1024。(2)为了证明SO2具有还原性,可以加入氧化剂,从绿色化学的角度考虑,Z试剂可以是酸性高锰酸钾溶液,现象是溶液的紫色变浅或褪色。 答案:(1)SO2+Na2O2===Na2SO4　1.204×1024　(2)酸性KMnO4溶液　溶液的紫色变浅或褪色(或FeCl3溶液　溶液由棕黄色变为浅绿色)　5SO2+2H2O+2Mn===5S+2Mn2++4H+或SO2+2Fe3++2H2O===S+2Fe2++4H+ 12.(12分)二氧化硫(SO2)主要用于生产硫酸,也可用作防腐剂和抗氧化剂,还可用作漂白剂。实验室常用Na2SO3固体和70%硫酸溶液反应制备SO2。某同学利用如图所示装置(夹持装置已省略)制备SO2,并验证其部分性质。 (1)按图组装好仪器后,应先检查装置的　　　　。  (2)仪器a的名称是　　　　　　; 仪器b中盛放的试剂是　　　　　　　　。  (3)实验过程中,试管c中的品红溶液褪色,这说明SO2具有　　　　性。  (4)从氯水、KI溶液、H2S饱和溶液、酸性KMnO4溶液四种试剂中,选择　　　　　　　　　　　加入试管d进行实验,可验证SO2的氧化性,与此实验有关的化学方程式为 　。  (5)从环境保护的角度考虑,进行上述实验还需对该装置加以改进,其措施为 　　　　　　　　。  解析:(1)实验中有气体参与反应,因此按图组装好仪器后,应先检查装置的气密性。(4)为验证二氧化硫的氧化性,应在试管d中加入还原性的物质,因此试管d中盛放H2S饱和溶液,二氧化硫和H2S发生氧化还原反应生成硫单质和水,反应的化学方程式为2H2S+SO2===3S+2H2O。(5)二氧化硫对环境有污染,不能直接排放到空气中,应在d后添加一个装有氢氧化钠溶液的装置,用于处理尾气。 答案:(1)气密性　(2)圆底烧瓶　70%硫酸溶液 (3)漂白　(4)H2S饱和溶液　2H2S+SO2===3S+2H2O　(5)在d后添加一个装有氢氧化钠溶液的烧杯 第2课时　硫酸　硫及其化合物的转化 逐点清(一)　硫酸　硫酸根离子的检验 系统教材·固本强基 　 1.硫酸工业制备的原理 (1)工艺流程 注意:①工业上用98.3%的硫酸吸收SO3,可以避免用水吸收SO3产生的酸雾腐蚀设备,并且可以提高吸收率。 ②发烟硫酸的化学式为H2SO4·xSO3。 (2)反应原理(写出相关化学方程式) ①燃烧黄铁矿(FeS2)或硫制备SO2:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2或S+O2SO2。 ②SO2转化为SO3:2SO2+O22SO3。 ③SO3吸收生成H2SO4:SO3+H2O===H2SO4 2.硫酸的物理性质 (1)纯硫酸是一种无色油状液体,沸点高,难挥发。 (2)溶解性:浓H2SO4与水以任意比互溶,溶解时可放出大量的热。 3.硫酸的化学性质 (1)酸的通性(H2SO4===2H++S) 写出稀H2SO4与Fe、CuO、Ba(OH)2、BaCl2、Na2CO3反应的离子方程式:Fe+2H+===Fe2++H2↑、2H++CuO===Cu2++H2O、2H++S+Ba2++2OH-===BaSO4↓+2H2O、S+Ba2+===BaSO4↓、2H++C===CO2↑+H2O。 (2)浓硫酸的三大特性 4.S、S的检验 (1)S的检验 ①检验操作:待测液取清液产生白色沉淀,证明该溶液含有S,否则不含。 ②加足量稀盐酸的目的是防止C、S、Ag+的干扰,影响S的检验。 (2)S的检验 ①向溶液中加入盐酸,将产生的气体通入品红溶液中,红色褪去。 ②加入氯化钡溶液生成白色沉淀,然后加入盐酸,沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体。 5.重要的硫酸盐 皓矾 ZnSO4·7H2O 钡餐(重晶石) BaSO4 绿矾(皂矾或青矾) FeSO4·7H2O 芒硝(朴硝或皮硝) Na2SO4·10H2O 明矾 KAl(SO4)2·12H2O 生石膏 CaSO4·2H2O 熟石膏 2CaSO4·H2O 胆矾(蓝矾) CuSO4·5H2O 　 基本能力自查 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)浓盐酸、浓硫酸两溶液敞口放置一段时间,浓度都会下降的原因相同 (×) (2)浓H2SO4与Cu、C的反应中,都体现了H2SO4的酸性和强氧化性 (×) (3)常温下,Fe、Al遇浓H2SO4钝化,但加热可以继续反应 (√) (4)浓硫酸使蓝矾变白、使纸张变黑均体现了浓硫酸的脱水性 (×) (5)向溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液出现白色沉淀,说明该溶液中含有S (×) 2.(人教必修2 P5“实验5⁃3”改编)根据图示回答下列问题: (1)如何控制反应的发生与停止? (2)实验过程观察到哪些现象? (3)浸NaOH溶液的棉团作用是什么?写出反应的离子方程式。 (4)如何证明生成CuSO4? 答案:(1)抽动铜丝。 (2)浓H2SO4溶液中有灰黑色物质生成、品红溶液褪色。 (3)吸收SO2,防止污染　SO2+2OH-===S+H2O。 (4)取下浓H2SO4的试管,将试管中的物质倒入水中,溶液变为蓝色溶液。 3.浓硫酸具有以下五种性质: A.酸性　B.强氧化性　C.高沸点、难挥发性　D.脱水性　E.吸水性 以下过程主要表现了浓硫酸的哪些性质? (1)热的浓硫酸与铜片反应　　　(填字母,下同)。  (2)热的浓硫酸与木炭反应　　　　　。  (3)常温下可以用铁或铝的容器贮存浓硫酸　　　　。  (4)胆矾放在盛浓硫酸的干燥器中变成白色粉末　　　　　。  (5)不能用浓硫酸干燥HBr、HI和H2S等气体　　　　　。  (6)浓硫酸使蔗糖先变黑后产生无色有刺激性气味的气体　　　　　。  (7)浓硫酸使含有氢氧化钠的酚酞溶液变为无色　　　　　。  (8)浓硫酸使紫色石蕊试纸先变红后变黑　　　　　　　。  答案:(1)AB　(2)B　(3)B　(4)E　 (5)B　(6)BD　(7)A　(8)AD 迁移应用·深化学习 　 牛刀小试 　　　　　　　　　　　　　　　　 题点(一)　浓H2SO4的性质及其实验探究 1.下列关于浓硫酸的吸水性和脱水性的说法中,错误的是 (　　) A.实验室制取氯气时用浓硫酸作干燥剂,说明浓硫酸有吸水性 B.将少量浓硫酸滴在湿润的蓝色石蕊试纸上,试纸变黑,说明浓硫酸具有脱水性 C.向浓盐酸中加入浓硫酸,会有白雾生成,说明浓硫酸具有吸水性 D.浓硫酸使胆矾变白,说明浓硫酸具有脱水性 解析:选D　浓硫酸有吸水性,在实验室制取Cl2时可用作干燥剂,A项正确;将少量浓硫酸滴在湿润的蓝色石蕊试纸上,试纸变黑,可说明浓硫酸具有脱水性,B项正确;向浓盐酸中加入浓硫酸,浓硫酸具有吸水性,稀释时放出大量热,使浓盐酸挥发,产生白雾,C项正确;浓硫酸使胆矾变白,说明浓硫酸具有吸水性,D项错误。 2.蔗糖与浓硫酸反应的探究实验改进装置如图所示,该实验设计更加体现了“绿色”“微型”的特点,下列说法正确的是 (　　) A.蔗糖与浓硫酸的反应体现了浓硫酸的吸水性和强氧化性 B.反应中,品红溶液褪色,加热后又恢复红色 C.紫色石蕊溶液先变红后褪色 D.该装置无法证明二氧化硫具有氧化性 解析:选B　反应过程中蔗糖先变黑后体积膨胀,表明浓硫酸具有脱水性和强氧化性,A错误;反应中,SO2使品红溶液褪色,生成不稳定的无色物质受热后又分解,恢复原来的红色,B正确;SO2只能使紫色石蕊溶液变红色,不能使其褪色,C不正确;SO2与Na2S溶液反应生成淡黄色的沉淀,能证明二氧化硫具有氧化性,D不正确。 3.将一定量的生铁(假设仅含Fe和C)与浓硫酸加热时,观察到固体完全溶解,并产生大量气体,某化学兴趣小组用如图装置(夹持仪器省略)对反应产生的气体成分进行探究。 (1)A中发生反应的化学方程式为 　　　　　　　　　　　。  (2)装置中E的作用是 。  (3)甲同学认为该气体中含有SO2、CO2、H2,将以上装置进行连接以完成验证(填接口字母): c→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)→(　 　) (4)实验中可以证明产生的气体中含有H2的实验现象是 　。  综合应用·重点加练 仪器接口的连接 解析:(1)生铁中的Fe、C在加热时均与浓硫酸发生反应,反应产物气体中可能含有SO2、CO2、H2等。(3)由题给装置及试剂可知,检验CO2的试剂为氢氧化钡溶液,但SO2会对CO2的检验产生干扰,所以应先检验SO2并将SO2除去后再检验CO2,最后用装置J、F、G检验产生的气体中是否有H2,其中干燥后的H2在J装置中与CuO反应生成Cu和水,用F装置可以检验生成的水,G装置用于防止空气中的水蒸气进入F装置产生干扰,因此装置接口的连接顺序为c→f→g→d→e→m→n→o→p(或p→o)→h→i→j→k(或k→j)。(4)氢气还原装置J中的氧化铜生成的水蒸气能使F装置中的白色的无水硫酸铜变蓝色,同时装置J中有红色的铜单质生成。 答案:(1)2Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O、C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O、Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑ (2)检验SO2是否除尽　(3)f　g　d　e　m　n　o　p(或p　o)　h　i　j　k(或k　j)　(4)装置J中固体由黑变红,且装置F中固体由白变蓝 题点(二)　S、S的检验 4.有一瓶Na2SO3溶液,可能部分被氧化,某同学进行如下实验:取少量溶液,滴入Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀,再加入足量稀硝酸,充分振荡后,白色沉淀不溶解。对此实验的下列叙述正确的是 (　　) A.实验证实Na2SO3已部分氧化 B.实验中加入Ba(NO3)2溶液后的沉淀一定是BaSO4 C.实验中加入足量硝酸后的沉淀是BaSO4和BaSO3的混合物 D.此实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化 解析:选D　向可能部分被氧化变质的Na2SO3溶液中滴入Ba(NO3)2溶液,生成的白色沉淀一定有亚硫酸钡,可能有硫酸钡,加入足量稀硝酸后,亚硫酸钡被氧化成硫酸钡,此时的白色沉淀是硫酸钡,则此实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化。 5.已知:Na2S2O3+2HCl===2NaCl+S↓+SO2↑+H2O。设计实验证明Na2S2O3中是否含有Na2SO4。　 答案:取少量Na2S2O3样品于试管中,加入足量稀HCl酸化,静止,向上层清液中加入BaCl2溶液,若有白色沉淀生成则证明含Na2SO4,否则不含Na2SO4。 练后补强 1.理清浓H2SO4与金属反应产物的规律 (1)浓H2SO4与足量Cu反应时,H2SO4不能完全反应,溶液变为稀H2SO4,反应停止。 (2)浓H2SO4与足量Fe、Al作用时,常温下钝化,加热可以反应。 (3)浓H2SO4与Zn、Mg作用时,开始生成SO2,浓H2SO4变稀H2SO4后,生成H2。 2.谨记S检验的三大误区 (1)只加可溶性钡盐,而不酸化 将导致C、P、S等干扰离子判断成S。因上述离子会产生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3白色沉淀。 (2)误将Ag+判断成S 如向待测液中滴加BaCl2溶液有白色沉淀,再加稀盐酸白色沉淀不溶解便断定含S。其错误是未注意溶液中不含S,而含Ag+时也会产生同样的现象:Ag++Cl-===AgCl↓(白色)。 (3)误将S判断成S 如先用稀硝酸酸化,再加入BaCl2溶液或向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀,便误以为有S。该错误是未注意N在酸性环境中具有强氧化性,将S氧化成S而产生干扰。 逐点清(二)　不同价态含硫物质的转化 系统教材·固本强基 　 1.同价态硫的化合物之间的转化关系 (1)+4价硫的化合物之间的转化 ①的离子方程式:HS+H+===SO2↑+H2O ②的离子方程式:HS+OH-===S+H2O ④的离子方程式:S+SO2+H2O===2HS ⑤的离子方程式:S+H+===HS (2)-2价硫的化合物之间的转化 氢硫酸(H2S)是二元弱酸,与酸式盐(NaHS)、正盐(Na2S)之间的转化关系和H2SO3与亚硫酸氢盐、亚硫酸盐之间的转化关系相似。 ①硫氢化钠(NaHS)与NaOH反应的离子方程式: HS-+OH-===S2-+H2O ②NaHS与HCl反应的离子方程式:HS-+H+===H2S↑ 2.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,即台阶式升降,可用图表示。 如:H2SSSO2SO3 其中③⑤反应的化学方程式分别为2SO2+O2 2SO3、SO2+2H2S===3S+2H2O。 (2)相邻价态的粒子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。 (注意:强氧化剂与强还原剂不一定反应) (3)归中规律:当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时,一般生成中间价态。Na2S与Na2SO3在酸性条件下反应的离子方程式为2S2-+S+6H+===3S↓+3H2O。 基本能力自查 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)S在足量O2中完全燃烧生成SO3 (×) (2)H2S通入足量NaOH溶液生成NaHS (×) (3)浓H2SO4具有氧化性,SO2具有还原性,故二者可以反应 (×) (4)Na2SO3在空气中易转化为Na2SO4 (√) (5)浓H2SO4与H2S的反应中生成的S为还原产物,生成的SO2为氧化产物 (×) (6)向SO2水溶液中先滴加氯水,再滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,则白色沉淀为BaSO4 (√) 2.填写下列表中空白。 互动课堂 爬黑板 转化目标(价态变化) 转化前的含硫物质 选择试剂(氧化剂或还原剂) 转化后的含硫物质 (1) -2→0 Na2S 溶液 氯水 (2) 0→-2 S 铜 (3) 0→+4 S 空气 (4) +4→0 SO2 水溶液 Na2S 溶液 (5) +4→+6 SO2水 溶液 氯水 (6) +6→+4 浓硫酸 铜 答案:(1)S　(2)Cu2S　(3)SO2　(4)S　 (5)H2SO4　(6)SO2 3.写出符合ABCD转化关系的物质及流程。(D为强酸) 答案:SSO2SO3H2SO4　H2SSO2SO3H2SO4 N2NONO2HNO3　 NH3NONO2HNO3 迁移应用·深化学习 　 牛刀小试 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.(2025·广州六校联考)自然界中的含硫物质在一定条件下能够相互转化,根据图中相关物质的类别及硫元素的化合价分析正确的是 (　　) A.硫元素在自然界中主要以硫化物、硫酸盐形式存在,无游离态的硫 B.Z可能是CuFeS2,工业生产可用于冶炼铜 C.X与Y都是电解质,可以反应生成S单质 D.常温下Al与W的浓溶液不反应 解析:选B　火山口附近存在单质硫,A错误;Z为含-2价S元素的盐,CuFeS2中S元素为-2价,工业生产可用于冶炼铜,B正确;X为H2S,是电解质,Y为SO2,是非电解质,两者可以反应生成S单质,C错误;常温下,Al遇浓硫酸发生钝化,钝化过程发生了化学反应,D错误。 2.在“价—类”二维图中融入“杠杆模型”,可直观辨析部分物质转化及其定量关系。如图中的字母分别代表硫及其常见化合物,相关推断不合理的是 (　　) A.b既具有氧化性又具有还原性 B.硫酸型酸雨的形成过程涉及b到c的转化 C.a溶液与b溶液反应中氧化产物占含硫产物总量的 D.d在加热下与强碱溶液反应生成e和f,且n(e)∶n(f)=2∶1 解析:选C　2H2S+H2SO3===3S↓+3H2O,氧化产物占含硫产物总量的,C不合理。 3.某小组同学设计实验实现几种价态硫元素的转化。可选用的实验试剂如下: ①Na2SO3溶液　②浓硫酸　③Na2S溶液 ④稀硫酸　⑤酸性KMnO4溶液　⑥品红溶液 ⑦铜片 实验序号 预期转化 选择试剂 (填序号) 证明实现 转化的现象 ⅰ → ⅱ ①③④ 淡黄色沉淀 ⅲ → ②⑥⑦ (1)实验ⅰ选择的试剂是①和　　　　(填序号),证明实现转化的现象是 　　,  该转化利用了Na2SO3的　　　　性。  (2)实验ⅱ实现了　　　价S向　　　价S的转化。  (3)实验ⅲ中发生反应的化学方程式是 　,  证明实现转化的现象是 　　　　　　　。 微点精研 硫系列含氧酸及其盐  答案:(1)⑤　酸性KMnO4溶液褪色　还原　(2)+4(或-2)　0　(3)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O　品红溶液褪色 练后补强 1.用价类观理清硫及其化合物之间的相互转化 2.谨记硫及其化合物转化关系中的注意点 (1)S、H2S完全燃烧生成SO2,不是SO3。 (2)含硫物质的相邻价态不能发生氧化还原反应,如S与H2S,S与SO2,SO2与浓H2SO4均不反应。 (3)含有硫的三种酸(H2S、H2SO3、H2SO4)与碱反应时可生成两种盐(正盐和酸式盐)。 (4)亚硫酸及其盐具有较强还原性,易被氧化为硫酸及其盐。 [课时跟踪检测] (说明:标题目配有讲评课件) 一、选择题 1.下列叙述或操作正确的是 (　　) A.浓硫酸具有强氧化性,稀硫酸无氧化性 B.浓硫酸不慎沾到皮肤上,立即用NaOH溶液冲洗 C.稀释浓硫酸时应将水沿着烧杯壁慢慢地注入盛有浓硫酸的烧杯中,并不断搅拌 D.浓硫酸与铜的反应中,浓硫酸不仅表现强氧化性,还表现酸性 解析:选D　浓硫酸具有强氧化性,稀硫酸也有氧化性,如活泼金属和稀硫酸反应产生氢气,故A错误;浓硫酸不慎沾到皮肤上,应立即用大量水冲洗,然后用3%~5%的碳酸氢钠溶液冲洗,NaOH溶液有腐蚀性,不能用NaOH溶液冲洗,故B错误;稀释浓硫酸时应将浓硫酸注入水中,并不断搅拌,故C错误;浓硫酸与铜反应生成二氧化硫、硫酸铜和水,浓硫酸表现强氧化性和酸性,故D正确。 2.用下图所示装置探究铜丝(下端卷成螺旋状)与过量浓硫酸的反应。 下列说法不正确的是 (　　) A.试管③中的紫色石蕊溶液只变红不褪色 B.浸NaOH溶液的棉团用于吸收多余的SO2 C.试管①中反应的化学方程式为 　Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O D.含1 mol H2SO4的浓H2SO4与足量铜丝充分反应可生成0.5 mol SO2 解析:选D　浓H2SO4与足量Cu反应,后变稀H2SO4,与Cu不再反应,含1 mol H2SO4的浓硫酸不可能完全反应生成0.5 mol SO2,D错误。 3.硫元素的几种化合物及其单质存在下列转化关系(反应条件省略)。 浓H2SO4SO2Na2SO3 Na2S2O3S 下列判断不正确的是 (　　) A.反应①中氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶1 B.反应②表明SO2具有酸性氧化物的性质 C.反应③的原子利用率是100% D.反应④中稀H2SO4作氧化剂 解析:选D　反应①为浓硫酸氧化铜单质的反应,浓硫酸作氧化剂被还原成SO2,化合价降低2价,Cu作还原剂被氧化成Cu2+,化合价升高2价,所以氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶1,A正确;二氧化硫与NaOH反应生成盐和水,表明二氧化硫为酸性氧化物,B正确;反应③为Na2SO3+S===Na2S2O3,生成物只有一种,原子利用率是100%,C正确;反应④的化学方程式:Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,稀硫酸既不是氧化剂也不是还原剂,D错误。 4.如表所示有关物质检验的实验结论正确的是 (　　) 选项 实验操作及现象 实验结论 A 向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成 该溶液中一定含有S B 向某溶液中加入盐酸,将生成的气体通入品红溶液中,品红溶液褪色 该溶液中一定含有S C 将某气体通入品红溶液中,品红溶液褪色 该气体一定是SO2 D 将SO2通入Na2CO3溶液中,生成的气体先通入足量的酸性KMnO4溶液,再通入澄清石灰水中有浑浊产生 说明酸性:H2SO3>H2CO3 解析:选D　A项,该溶液中也可能含有Ag+;B项,该溶液中也可能含有HS;C项,该气体也可能是Cl2、O3等。 5.下列依据实验方案和现象做出的判断合理的是 (　　) 实验 方案 实验Ⅰ: 实验Ⅱ: 实验 现象 试纸中心区变黑,边缘变红 黑色固体溶解,溶液接近无色(溶液中锰元素仅以Mn2+存在),产生能使带火星的木条复燃的无色气体 A.由Ⅰ可知,浓硫酸具有脱水性 B.由Ⅰ可知,浓硫酸具有弱酸性 C.由Ⅱ可知,浓硫酸具有强氧化性 D.由Ⅱ可知,浓硫酸具有吸水性 解析:选A　将浓硫酸滴到湿润的蓝色石蕊试纸上,试纸中心区变黑,说明浓硫酸具有脱水性,使试纸脱水炭化,A正确;实验Ⅰ中试纸边缘变红,说明浓硫酸具有酸性,无法证明具有弱酸性,B错误;由实验Ⅱ可知,MnO2被还原为Mn2+,根据氧化还原反应规律推知,-2价O元素被氧化生成O2,即产生能使带火星的木条复燃的无色气体,该反应中MnO2既是氧化剂又是还原剂,浓硫酸表现了酸性,C、D错误。 6.(2024·北京卷)硫酸是重要化工原料,工业生产制取硫酸的原理示意图如下。 下列说法不正确的是 (　　) A.Ⅰ 的化学方程式: 　3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2 B.Ⅱ中的反应条件都是为了提高SO2平衡转化率 C.将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生 D.生产过程中产生的尾气可用碱液吸收 解析:选B　黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应,生成SO2和Fe3O4,SO2和空气中的 O2在400~500 ℃、常压、催化剂的作用下发生反应得到SO3,用98.3%的浓硫酸吸收SO3,得到H2SO4。反应Ⅰ是黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应,生成SO2和Fe3O4,化学方程式为3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2,故A正确。反应Ⅱ条件要兼顾平衡转化率和反应速率,还要考虑生产成本,如Ⅱ中“常压、催化剂”不是为了提高SO2平衡转化率,故B错误。将黄铁矿换成硫黄,则不再产生Fe3O4,即可以减少废渣产生,故C正确。硫酸工业产生的尾气为SO2、SO3,可以用碱液吸收,故D正确。 7.(2025·河南豫北名校联考)化石燃料燃烧会产生大气污染物SO2、NOx等,科学家实验探究用硫酸铈循环法吸收SO2,其转化原理如图所示,下列说法正确的是 (　　) A.检验S可以选用盐酸酸化的BaCl2溶液 B.反应①的离子方程式为2Ce4++SO2+2H2O===2Ce3++S+4H+ C.反应②中氧化剂与氧化产物的物质的量之比为1∶2 D.理论上每吸收标准状况下224 mL SO2,一定消耗0.32 g O2 解析:选B　检验硫酸根时需要先加入盐酸排除干扰,再加氯化钡产生白色沉淀可证明有硫酸根,A错误;从图中看,反应①中氧化剂是Ce4+,还原剂是SO2,两者发生氧化还原反应生成Ce3+、S,离子方程式为2Ce4++SO2+2H2O===2Ce3++S+4H+,B正确;反应②氧气中氧元素的化合价由0变为-2,氧气为氧化剂,Ce3+化合价升高发生氧化反应得到氧化产物Ce4+,根据电子守恒可知O2~4e-~4Ce4+,故氧化剂与氧化产物的物质的量之比为1∶4,C错误;根据电子守恒可知O2~4e-~2SO2,理论上每吸收标准状况下224 mL SO2(物质的量为0.01 mol),可消耗0.005 mol氧气,其质量为0.16 g,D错误。 8.在实验室进行铁粉和硫粉混合加热的实验,产物又进行了系列实验,流程如下。下列说法正确的是 (　　) A.气体A和D含有同一物质,且均为氧化产物 B.硫元素一共参加了4个氧化还原反应 C.沉淀F可以和NaOH溶液在加热的条件下反应 D.若固体B中加入浓硫酸,发生反应时被氧化的和被还原的均为同一种元素 解析:选C　铁粉和硫粉反应生成FeS,S和O2反应生成SO2,FeS与稀硫酸反应生成FeSO4和H2S,H2S和H2SO4(浓)反应生成S、SO2和H2O。由以上分析可知,气体A中SO2是氧化产物,气体D中SO2是还原产物,A错误;铁粉和硫粉反应生成FeS,S和O2反应生成SO2,H2S和H2SO4(浓)反应生成S、SO2和H2O,反应中S元素化合价都发生改变,故硫元素一共参加了3个氧化还原反应,B错误;沉淀F是S,S与NaOH在加热条件下反应生成Na2S、Na2SO3和H2O,C正确;固体B为FeS,FeS和浓硫酸反应生成Fe2(SO4)3、S、SO2和H2O,其中被氧化的元素为Fe和S,被还原的元素为S,故发生反应时被氧化的和被还原的不为同一种元素,D错误。 二、非选择题 9.(14分)某小组同学探究Na2SO3和不同铜盐溶液的反应,实验如下。 实验:向2 mL 0.5 mol·L-1 Na2SO3溶液中加入1 mL 0.25 mol·L-1 CuCl2溶液,立即产生橙黄色沉淀A,放置5 min左右,转化为白色沉淀B。 已知:ⅰ.Cu+[Cu(NH3)2]+(无色); ⅱ.Cu+Cu2++Cu。 (1)研究白色沉淀B的成分。 向洗涤后的白色沉淀B中加入足量浓氨水,得到无色溶液,在空气中放置一段时间,溶液变为深蓝色。取少量深蓝色溶液,滴加试剂X,产生白色沉淀。 ①白色沉淀是AgCl,试剂X是 　　。  ②无色溶液在空气中放置变为深蓝色,反应的离子方程式为 　。  (2)经检验,橙黄色沉淀A不含S。推测橙黄色沉淀A能转化为白色沉淀B与Cl-有关,为研究橙黄色沉淀A的成分及转化为白色沉淀B的原因,进行如下实验。 ①仅通过上述实验不能证明橙黄色沉淀A中含有Cu+,补充实验:向少量洗净的橙黄色沉淀A中加入稀硫酸,证实橙黄色沉淀A中含有Cu+的证据是　　　　　　　　　　。  ②无色溶液中含有S,推测S的产生有两个途径: 途径1:实验过程中O2氧化S; 途径2:　　　　　　　　　　　　　　　　　(将途径补充完整)。  经研究,途径1不合理,途径2合理。 ③解释Na2SO3和CuCl2溶液反应时,先产生橙黄色沉淀,再转化为白色沉淀的原因: 　。  (3)Na2SO3和CuCl2溶液反应最终生成CuCl沉淀,并检测到有SO2生成,该反应的离子方程式为 　。  用Na2SO3和CuSO4溶液重复上述实验,仅产生橙黄色沉淀,放置72 h后变为暗红色沉淀(可溶于氨水,得到无色溶液,放置变为深蓝色)。 (4)根据上述实验所得结论: (答出两点)。  解析:(1)①溶液中存在氯离子,检验氯离子的方法为加入足量硝酸酸化的硝酸银溶液。②无色溶液中含有[Cu(NH3)2]+,在空气中被氧气氧化为[Cu(NH3)4]2+而使溶液呈深蓝色,故反应的离子方程式为4[Cu(NH3)2]++O2+8NH3+2H2O===4[Cu(NH3)4]2++4OH-。 (2)①由已知ⅱ,向含有亚铜离子的溶液中加入稀硫酸会发生歧化反应生成铜 。②溶液中的氧化剂除了氧气之外还有铜离子,当存在氯离子时,铜离子具有较强的氧化性,能把亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子。③向2 mL 0.5 mol·L-1 Na2SO3溶液中加入1 mL 0.25 mol·L-1 CuCl2溶液,立即产生橙黄色沉淀A,说明生成橙黄色沉淀的反应速率较大,但最终生成白色沉淀,说明生成白色沉淀的程度较大。 (3)Na2SO3和CuCl2溶液反应最终生成CuCl沉淀和SO2,根据电子守恒、电荷守恒及元素守恒可知,该反应的离子方程式是2Cu2++2Cl-+2S===2CuCl↓+S+SO2↑。 (4)向2 mL 0.5 mol·L-1 Na2SO3溶液中加入1 mL 0.25 mol·L-1 CuCl2溶液,立即产生橙黄色沉淀亚硫酸铜,在NaCl溶液中,亚硫酸铜继续发生氧化还原反应,生成CuCl白色沉淀,根据沉淀颜色的变化快慢可知,复分解反应较快,氧化还原反应较慢。 答案:(1)①足量硝酸酸化的AgNO3溶液　 ②4[Cu(NH3)2]++O2+8NH3+2H2O===4[Cu(NH3)4]2++4OH- (2)①有红色固体析出　②在Cl-的作用下,Cu2+将S氧化为S　③CuCl2和Na2SO3溶液反应生成橙黄色沉淀A的反应速率大,生成白色沉淀B的程度大 (3)2Cu2++2Cl-+2S===2CuCl↓+S+SO2↑ (4)Cu2+和S能发生复分解反应和氧化还原反应,且复分解反应速率更大;在Cl-作用下,Cu2+的氧化性增强 课题探究·项目实践——探索葡萄酒,寻求硫转化 第三讲　氮及其化合物 |内|容|与|目|标| 　 1.了解氮及其重要化合物的性质和应用。 2.掌握NH3、NO、NO2的制法及性质探究。 3.了解铵盐(N)的检验方法。 4.从化合价的角度理解氨催化氧化制HNO3的过程及原理。 5.了解环境污染及其保护和绿色化学。 第1课时　氮及其氧化物　环境保护 逐点清(一)　氮及其氧化物 系统教材·固本强基 　 1.自然界中氮的存在和氮的固定 2.N2的性质及应用 (1)物理性质:无色无味的气体,密度比空气略小,难溶于水,沸点比O2的低。 (2)化学性质:N2的电子式为︰NN︰,结构式为N≡N。 ①与H2反应的化学方程式: N2+3H22NH3,N2表现氧化性。 ②与Mg反应的化学方程式:N2+3MgMg3N2,N2表现氧化性。 ③与O2反应的化学方程式:N2+O22NO,N2表现还原性。 3.氮的氧化物:O、O、O3、O2、O4、O5。 (1)N2O俗称笑气,可以致人发笑,有轻微麻醉作用。 (2)N2O3、N2O5是HNO2、HNO3相应的酸性氧化物(或酸酐)。 (3)NO2与N2O4可相互转化2NO2N2O4。实验测得的NO2的相对分子质量总大于46。 4.NO、NO2的比较 NO NO2 颜色 无色 红棕色 毒性 有毒 有毒 溶解性 不溶于水 易溶于水 与O2或与H2O反应 2NO+O2===2NO2 3NO2+H2O===2HNO3+NO 收集方法 排水法 向上排空气法 　 基本能力自查 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)N2→NO→NO2→HNO3涉及反应均为固氮反应 (×) (2)N2与O2在放电条件下直接化合生成NO2 (×) (3)可用NO2与水反应制取硝酸,故NO2是酸性氧化物 (×) (4)氮元素是一种活泼非金属,故N2性质活泼 (×) (5)收集NO用排水法而不能用排空气法的理由是NO易被氧化并且不溶于水 (√) 2.下列氮气的用途叙述中,分别应用了氮气的什么性质? ①文物馆将贵重文物保存在氮气中:　　　　　　　　　　。  ②氮气是合成氨工业的重要原料:　　　　　　　　　　。  ③雷电是自然界重要的固氮方式:　　　　　　　　　　。  ④医疗上,液氮是常见的冷冻剂:　　　　　　 　　　　　。  答案:①N2的稳定性　②N2的氧化性　③N2的还原性　④N2的沸点低,液氮易汽化,且汽化吸收热量 迁移应用·深化学习 　 牛刀小试 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.(2025·重庆第三次诊断)如图所示,试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物),当倒扣在盛有水的水槽中时,试管内水面上升,但不能充满试管,当向试管内鼓入氧气后,可以观察到试管中液面继续上升,经过多 次重复后,试管内完全被液体充满,原来试管中盛装的 (　　) A.可能是N2与NO2的混合气体 B.只能是NO2一种气体 C.可能是N2与NO的混合气体 D.可能是O2与NO2的混合气体 解析:选D　N2与水不反应也不溶于水,在有O2的条件下N2也不与水反应,则通入O2后试管内不能完全被液体充满,A、C不符合题意;O2与NO2可在溶液中发生反应4NO2+O2+2H2O===4HNO3,若试管内只有NO2气体,通入一定量O2后能完全被液体充满,如果试管中是NO和NO2的混合气体,通入一定量O2后也能被液体充满,B不符合题意;O2与NO2的混合气体可在水中发生反应4NO2+O2+2H2O===4HNO3,则通入适量O2后试管内能完全被液体充满,D符合题意。 2.工业尾气中氮氧化物常采用碱液吸收法处理。 ①NO2被烧碱溶液吸收时,生成两种钠盐,其物质的量之比为1∶1,写出该反应的化学方程式:___________。  ②NO与NO2按物质的量之比1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一种钠盐,该钠盐的化学式是　　　　　　。  ③NO2、NO的混合气体能被足量的烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)　　　　n(NO),若不能完全吸收,你认为可以采取哪种最简单的措施确保有害气体被完全吸收:　　　　 　　　。  答案:①2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O　②NaNO2　③≥　补充适量空气 3.NO、NO2产生酸雨的过程可表示为 (1)写出该循环中两步反应的化学方程式: ① 　; ② 　。 (2)分别写出NO和NO2与O2、H2O恰好反应完全转化为HNO3的总化学方程式: 　　　　　　　　　　, 　　　　　　　　　　。  答案:(1)①2NO+O2===2NO2　 ②3NO2+H2O===2HNO3+NO (2)4NO+3O2+2H2O===4HNO3　 4NO2+O2+2H2O===4HNO3 练后补强 1.“氮氧化物溶于水问题”的思维建模 无论是单一气体(NO2),还是NO、NO2、O2中的两者的混合气体,反应的实质是3NO2+H2O===2HNO3+NO,2NO+O2===2NO2,故若有气体剩余只能是NO或O2,不可能是NO2。 (1)若NO和O2通入水中,总关系式为 4NO+3O2+2H2O===4HNO3(4∶3)。 (2)若NO2和O2通入水中,总关系式为 4NO2+O2+2H2O===4HNO3(4∶1)。 2.关于NO和NO2的两点谨记 (1)NO与NaOH溶液不反应,用NaOH溶液处理NO尾气时,需要同时通入空气。 (2)NO2既有氧化性又有还原性,但以氧化性为主。NO2能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,故不能用湿润的淀粉碘化钾试纸鉴别NO2和Br2。 逐点清(二)　氮、硫化合物的污染　环境保护 1.当今常见环境污染及其成因 环境污染 成因 酸雨 pH<5.6,主要是SO2和氮氧化合物 光化学烟雾 主要是氮氧化合物和碳氢化合物造成的 臭氧层空洞 主要是氟氯代烃、氮氧化合物等的排放引起的 温室效应 主要是由于大气中CO2等的含量的不断增加造成的 白色污染 聚乙烯等难降解塑料的大量使用 水华、 赤潮 含大量氮、磷的生活污水及工农业废、污水的任意排放造成水体富营养化 PM2.5 大气中直径小于或等于2.5×10-6 m的颗粒物,它主要来自化石燃料的燃烧(如机动车尾气、燃煤等) 雾霾 雾和霾的统称。空气中的灰尘、硫酸、硝酸等组成的气溶胶系统造成视觉障碍的叫霾。二氧化硫、氮氧化物以及颗粒物(PM)这三项是雾霾主要污染物,前两者为气态污染物,最后一项颗粒物才是加重雾霾天气污染的罪魁祸首 居室污染 甲醛、苯、甲苯、氡对空气的污染。来源于建筑、装修材料等 注:硫酸型酸雨的形成过程 2.SO2和NOx的治理　微点精研 燃煤脱硫、烟气脱硝技术 (1)SO2的治理:燃煤脱硫、改进燃烧技术、废气中二氧化硫的回收处理等。 (2)常见的NOx尾气处理方法 碱液 吸收法 工业尾气中的NOx常用碱液吸收处理,NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO) 催化 转化法 在催化剂、加热条件下,氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)和水,或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2),一般适用于汽车尾气的处理 　 基本能力自查 题点(一)　环境污染与保护 1.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PM2.5 C.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 解析:选D　SO2是无色气体,A错误;汽车尾气中含有氮氧化物、一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、含铅化合物、固体颗粒物等,B错误;植物不能直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料,NO、NO2的转化也非氮的固定,C错误;生石灰(CaO)可与SO2反应生成CaSO3,故可采用石灰法脱除工业废气中的SO2,D正确。 2.下列有关说法,不正确的是 (　　) A.煤燃烧时通常加入CaO的目的是为了减少酸雨的形成和温室气体的排放 B.绿色食品是指产自良好生态环境的,无污染、安全优质的食品 C.太阳能发电实现绿色用电 D.减少使用一次性发泡塑料餐具和塑料袋 解析:选A　煤燃烧时通常加入CaO,能减少空气中SO2的排放,减少酸雨的形成,但是不能与CO2反应,所以不能减少温室气体的排放,A错误;绿色食品是指产自良好生态环境的,无污染、对身体没有伤害的安全优质的食品,B正确;太阳能发电对环境不产生污染,实现绿色用电,C正确;一次性发泡塑料餐具和塑料袋难降解,会产生白色污染,应该减少使用,D正确。 3.光化学烟雾通常呈现淡蓝色,其主要成分及简单形成机理如图所示。下列说法错误的是 (　　) 3.污水和固体废物的处理 (1)污水的处理方法 ①污水处理方法:物理法、化学法和生物法等。 ②污水处理常用化学方法:中和法、氧化还原法和沉淀法等。 ③污水处理的流程 (2)固体废物的处理方法 工业废渣和生活垃圾等固体废物的处理应遵循无害化、减量化和资源化的原则,达到减少环境污染和资源回收利用这两个重要目的。 4.绿色化学 核心 利用化学原理从源头上减少或消除工业生产对环境造成的污染。又称为“环境无害化学”“环境友好化学” 特征 ①采用无毒、无害的原料;②在无毒、无害的条件(包括催化剂、溶剂)下进行;③具有“原子经济性”,即反应具有高选择性、极少副产物,甚至实现“零排放”。此外,它还应当满足“物美价廉”的传统标准 原子经济性 ①原子经济性可用原子利用率来衡量,其定义式可表示为原子利用率=×100%。②经济性的反应有两个显著优点:一是最大限度地利用了原料,二是最大限度地减少了废物的排放。③最高目标:原子利用率为100%,如化合反应和加成反应 5.碳达峰与碳中和 (1)碳达峰是指CO2的排放量达到一个峰值不再增长,之后开始减少。 (2)碳中和是指通过植树造林、节能减排、转化CO2等形式,以抵消自身产生的CO2排放量,实现CO2的相对“零排放”。 A.光化学烟雾有强氧化性 B.氮氧化物还可引发酸雨等污染问题 C.光化学烟雾成分中含有烃和烃的衍生物 D.光化学烟雾呈现淡蓝色是因为含有NO2 解析:选D　光化学烟雾中的臭氧、NO2、过氧乙酰硝酸酯都有强氧化性,故A正确;氮氧化物还可引发酸雨、臭氧层空洞等污染问题,故B正确;碳氢化合物即烃类,醛、酮、过氧乙酰硝酸酯都属于烃的衍生物,故C正确;NO2是红棕色气体,光化学烟雾呈现淡蓝色是由于光的折射和反射,故D错误。 题点(二)　绿色化学与碳达峰、碳中和 4.以下关于环境保护与绿色化学的说法错误的是 (　　) A.绿色化学的核心思想是先污染后治理 B.反应2CH2===CH2+O2 2的原子利用率为100% C.“低碳经济”是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式 D.“静电除尘”“燃煤固硫”“汽车尾气催化净化”都能提高空气质量 解析:选A　绿色化学的核心思想是利用化学原理从源头上消除污染源,A错误;该反应属于加成反应,原子利用率为100%,B正确;“低碳经济”是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式,C正确;“静电除尘”“燃煤固硫”“汽车尾气催化净化”都能除去有害物质,都能提高空气质量,D正确。 5.(2025·贵州黔东南统考一模)绿色化工是人们的目标。下列制备工艺属于最理想的原子经济性反应的是 (　　) A.工业制备粗硅 B.工业上将生铁炼成钢 C.工业上利用天然气制备氢气 D.工业上利用乙烯与氧气制备环氧乙烷 解析:选D　工业上利用硅石与焦炭冶炼粗硅,反应为2C+SiO2Si+2CO↑,A不符合“绿色化学”的理念;从铁到钢的过程基本上就是一个脱碳的过程,故B不符合题意;天然气制备氢气的方程式为CH4+2H2O===CO2+4H2,故C不符合题意;乙烯催化氧化法制备环氧乙烷,2CH2CH2+O22,故D正确。 6.下列措施中能促进碳中和最直接有效的是 (　　) A.将煤气化或液化再作燃料 B.开发利用生物质能作能源 C.利用沼气作燃料 D.研发催化剂将CO2还原为甲醇 解析:选D　A、B、C作能源或燃料仍然产生CO2,不会使CO2的排放量减少。 [课时跟踪检测] (说明:标题目配有讲评课件) 　　　　　　　　　　　　　　　　 一、选择题 1.二十四节气是我国历法的独特创造。四月农谚:“雷雨肥田”“雨生百谷”描述的都是节气谷雨。下列元素在自然界中的转化与“雷雨肥田”有关的是 (　　) A.K B.N C.P D.C 解析:选B　“雷雨肥田”的意思是在放电条件下N2和O2反应生成NO,NO与O2反应生成NO2,NO2与水反应生成HNO3和NO,HNO3随雨水降落与土壤中的物质反应生成硝酸盐,硝酸盐作为氮肥被农作物吸收,B项正确。 2.(2024·浙江1月选考)汽车尾气中的NO和CO在催化剂作用下发生反应:2NO+2CO2CO2+N2,下列说法不正确的是(NA为阿伏加德罗常数的值) (　　) A.生成1 mol CO2转移电子的数目为2NA B.催化剂降低NO与CO反应的活化能 C.NO是氧化剂,CO是还原剂 D.N2既是氧化产物又是还原产物 解析:选D　由已知方程式可知,C元素由CO中+2价上升至CO2中+4价,生成1 mol CO2转移2NA个电子,A正确;催化剂能降低反应的活化能,B正确;由方程式知,NO中N化合价降低,NO为氧化剂,CO中C化合价升高,CO为还原剂,C正确;N2为还原产物,D错误。 3.下列关于NO、NO2的说法中正确的是 (　　) A.NO2为直线形非极性分子 B.实验室用排空气法收集NO C.用O2除去NO2中的NO D.可用NaOH溶液吸收NO2 解析:选D　NO2中含有N—O键是极性键,分子的空间结构为V形,结构不对称,是极性分子,A错误;NO密度比空气略大,有毒,且与O2反应生成NO2,因此不能用排空气法收集,B错误;NO与O2反应生成NO2,但会引入新的杂质氧气,C错误;NO2能与NaOH溶液反应,可用NaOH溶液除去NO2,D正确。 4.下列有关环境保护与绿色化学的叙述错误的是 (　　) A.形成酸雨的主要物质是硫的氧化物和氮的氧化物 B.汽车尾气中含有大量污染气体NOx,这是汽油不完全燃烧造成的 C.水华、赤潮等水体污染主要是由含氮、磷的生活污水任意排放造成的 D.绿色化学的核心就是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染 解析:选B　汽车尾气排放的氮氧化物是在汽车发动机气缸内高温富氧环境下氮气和氧气的反应,不是汽油不完全燃烧造成的,故B符合题意。 5.据研究,NO广泛分布于生物体内各组织中,可将积存在血管壁上的脂肪、胆固醇带走,被称为“血管清道夫”。下列说法错误的是 (　　) A.NO极易与氧气反应生成一种红棕色气体 B.实验室中,可利用铜与稀硝酸的反应制取NO C.人体吸入大量NO气体,可以预防心血管疾病 D.雷雨天气,氮气和氧气能生成NO 解析:选C　NO极易与氧气反应生成一种红棕色气体NO2,反应原理为2NO+O2===2NO2,A正确;实验室中,可利用铜与稀硝酸反应制取NO,反应原理为3Cu+8HNO3(稀) ===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,B正确;人体吸入大量NO气体,NO会与血红蛋白结合,造成人中毒甚至死亡,C错误;雷雨天气,氮气和氧气在放电的条件下反应生成NO,反应原理为N2+O22NO,D正确。 6.构建和谐社会的内容之一是人类与环境的和谐发展,而“绿色化学”的内容是指从技术经济上设计可行的化学反应,尽可能减少对环境的副作用,下列化学反应不符合“绿色化学”理念的是 (　　) A.消除硫酸厂尾气中的SO2: SO2+2NH3+H2O=== (NH4)2SO3 B.消除硝酸工业尾气的氮氧化物的污染: NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O C.制CuSO4: Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O D.制CuSO4:2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O 解析:选C　用氨气、水与二氧化硫反应,减少了污染性气体排放,A符合绿色化学理念;用氢氧化钠溶液吸收氮氧化物,减少了污染性气体排放,B符合绿色化学理念;铜与浓硫酸反应有二氧化硫放出,C不符合绿色化学理念;制备硫酸铜过程无污染性气体产生,D符合绿色化学理念。 7.已知Ca3N2遇水发生水解反应,需密封保存。利用如下装置制取氮气,并用氮气制备Ca3N2,下列说法不正确的是 (　　) A.①中发生的化学方程式为 NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O B.③④⑥中依次盛装酸性氯化亚铁溶液、浓H2SO4、碱石灰 C.②的作用为安全瓶,防止停止加热时①中的溶液进入③中 D.实验结束后,取⑤中少量产物于试管中,加适量蒸馏水,再滴加石蕊溶液,溶液变蓝 解析:选C　浓硫酸是干燥剂,可以除去氮气中的水蒸气杂质,但在除去氮气中的气体杂质时应在其他气体杂质全部除去后再通入浓硫酸中除水蒸气杂质,否则还会引入水蒸气杂质,故③④中应依次盛装酸性氯化亚铁溶液、浓H2SO4,故B正确;②的作用为安全瓶,停止加热时可以防止③中的溶液进入①中,C错误;实验结束后,取⑤中少量产物于试管中,加适量蒸馏水,发生水解生成Ca(OH)2和NH3,再滴加石蕊溶液,溶液变蓝,故D正确。 8.某集气瓶内装有红棕色气体,加入足量蒸馏水后盖上玻璃片振荡,得橙黄色溶液,气体颜色消失;再打开玻璃片后,瓶中气体又变为红棕色,则该气体可能是 (　　) A.N2、NO2、Br2(g) B.NO2、NO、N2 C.NO2、NO、O2 D.N2、O2、Br2(g) 解析:选A　溴蒸气和二氧化氮气体均呈红棕色,所以至少含有溴蒸气和二氧化氮气体中的一种;溴水为橙黄色,所以含有溴蒸气;再打开玻璃片后,瓶中气体又变为红棕色,说明有一氧化氮存在,二氧化氮在水溶液中发生氧化还原反应生成硝酸和一氧化氮无色气体,再打开玻璃片后,一氧化氮遇到氧气迅速变为二氧化氮,所以至少还存在二氧化氮或NO气体中的一种。 9.(2025·长春高三阶段练习)由N2制备HNO3的工艺流程如下(反应条件及部分反应物已略去),下列说法正确的是 (　　) N2NH3NONO2HNO3 A.①中N2发生氧化反应 B.②需要加入还原剂才能实现 C.46 g NO2与足量水反应,转移 mol e- D.④反应时氧化剂与还原剂的质量比为2∶1 解析:选C　由转化关系可知,①中氮元素化合价降低,被还原,发生还原反应,故A错误;②中氮元素化合价升高,被氧化,需要加入氧化剂才能实现,故B错误;④中发生的反应为3NO2+H2O===2HNO3+NO,46 g二氧化氮与足量水反应,转移电子的物质的量为×= mol,故C正确;④反应中NO2既是氧化剂又是还原剂,二者质量比为1∶2,故D错误。 10.为了防止NO、NO2、N2O4对大气的污染,常用氢氧化钠溶液进行吸收处理,现由a mol NO、b mol NO2、c mol N2O4组成的混合气体,能被1.0 mol·L-1的氢氧化钠溶液完全吸收,则消耗氢氧化钠溶液的体积最小为 (　　) A.(a+b+c)L B.(a+b+2c)L C.2(a+b+c)L D.3(a+b+c)L 解析:选B　根据方程式知,氮氧化物被NaOH吸收生成钠盐,无论生成硝酸钠还是亚硝酸钠,N、Na原子个数之比都是1∶1,根据N、Na原子关系式得V(NaOH)==(a+b+2c)L。 11.(2025·北京第四中学开学考)某兴趣小组设计用铁粉将NO还原为N2(同时生成FeO),下列说法不正确的是 (　　) 已知:①浓硝酸可氧化NO;②NaOH溶液能吸收NO2,不吸收NO。 A.装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d B.装置E中发生反应的化学方程式为2NO+2Fe2FeO+N2 C.装置D的作用是吸收挥发出来的硝酸和产生的NO2 D.装置B的作用是干燥,防止水蒸气进入E中干扰反应 解析:选D　利用铜与稀硝酸反应生成NO,由于硝酸具有挥发性,制得的NO中会混有硝酸蒸气和产生的NO2,故先通过装置D除去挥发出的HNO3等酸性气体,再通过F干燥,得到纯净干燥的NO,然后进入E中与铁粉反应,最后处理多余的NO,由于NaOH溶液不与NO反应,而浓硝酸可氧化NO生成NO2,先通过B氧化NO,再通过C吸收,故上述装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d,A正确;装置E中NO被灼热的铁粉还原为N2,同时生成FeO,反应的化学方程式为2NO+2Fe2FeO+N2,B正确;装置D盛放的是水,其作用是除去挥发出的HNO3等酸性气体,C正确;装置B盛放的是浓硝酸,可以将NO氧化为NO2,便于氢氧化钠溶液充分吸收,D错误。 二、非选择题 12.(10分)(2025·四川泸县二中模拟)氮和氮的化合物与人类有密切关系。 (1)下列属于氮的固定的是　　　　(填序号)。  ①工业上N2和H2合成NH3 ②N2和O2放电条件下生成NO ③NH3催化氧化生成NO 写出反应③的化学方程式: 　。  (2)①治理NO污染通常是在氧化剂作用下,将NO氧化成溶解度高的NO2,然后用水或碱液吸收脱氮。下列物质可以用于氧化NO的是　　　　(填字母)。  A.NaCl溶液 B.K2Cr2O7溶液 C.Na2CO3溶液 D.KMnO4溶液 ②NO也可用NaClO碱性溶液氧化并将其转化为硝酸盐化肥,写出该反应的离子方程式: 　　。  ③目前处理柴油车尾气中NOx和PM2.5等的方法之一是用车用尿素[CO(NH2)2]溶液在选择性催化还原系统中将NOx无害化处理,写出该系统无害化处理NO的化学方程式: 　。  解析:(1)固氮是指将游离态的氮元素转化为化合态的氮元素,N2和H2合成NH3、N2和O2放电条件下生成NO符合固氮的定义,故选①②;反应③NH3催化氧化生成NO和水,反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O。(2)①氧化NO需要氧化剂,NaCl溶液、Na2CO3溶液均不与NO反应,K2Cr2O7、KMnO4溶液具有强氧化性,可以氧化NO,故选B、D。 答案:(1)①②　4NH3+5O24NO+6H2O　(2)①BD　②2NO+3ClO-+2OH-===2N+3Cl-+H2O　 ③2CO(NH2)2+6NO===5N2+2CO2+4H2O 13.(12分)某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO而设计了下列实验,装置如图所示(加热装置和固定装置均已略去)。图中K为止水夹(处于关闭状态),F是一半空的注射器。请回答有关问题: (1)设计装置A的目的是 　　。  (2)在完成(1)中的“操作”后,将装置B中铜丝插入稀硝酸并微热,观察到装置B中的现象是 　;  B中反应的离子方程式为 　。  (3)装置E和F的作用是 　; 为实现此作用,其操作方法是 　。  (4)装置D的作用是吸收多余的氮氧化物,防止污染空气,兼有　　　　　　的功能。  答案:(1)产生CO2,赶走装置中的空气,防止因NO与O2反应生成NO2而产生干扰　(2)Cu丝表面产生气泡,稀硝酸液面上方仍为无色,溶液变蓝　3Cu+8H++2N===3Cu2++2NO↑+4H2O　(3)验证NO的生成　将注射器中的空气推入E中,若气体变为红棕色则说明生成了NO (4)防止倒吸 第2课时　氨　铵盐 逐点清(一)　氨　喷泉实验 系统教材·固本强基 　 (一)氨的性质 1.氨的分子结构和物理性质 电子式 密度 气味 水溶性 比空气小 有刺激性气味 极易溶于水(1∶700) 2.氨的化学性质 (1)较稳定:N的非金属性强,N—H的键能大,因而NH3比较稳定。 (2)与水、酸、盐溶液的反应 (3)较强的配位能力 Cu(OH)2溶于氨水: 链接拓展 氨的衍生物 Cu(OH)2+4NH3=== [Cu(NH3)4]2++2OH- (4)还原性 催化氧化:4NH3+5O24NO+6H2O (二)喷泉实验 如图为氨喷泉实验的装置(夹持装置均已略去)。 1.用图1装置进行喷泉实验。 (1)引发“喷泉”的方法是打开止水夹,挤出胶头滴管中的水。 (2)简述产生喷泉的原理: 氨极易溶于水,使烧瓶内的压强迅速减小。 2.只使用图2所示装置进行喷泉实验。 (1)打开止水夹,水不能倒吸入烧瓶的原因是玻璃管中有空气,氨与水不接触,不能被水吸收,烧瓶内压强不减小,故不能产生倒吸现象。 (2)如何引发图2装置的“喷泉”? 打开止水夹,用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热,使烧瓶内氨膨胀,将导管中的空气排出,使氨与烧杯中的水接触。 基本能力自查 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)NH3为三角锥形分子,N的杂化类型为sp2 (×) (2)NH3易溶于水或易液化的原因是形成分子间氢键 (√) (3)蘸有浓氨水和浓H2SO4的玻璃棒靠近,空气中形成白烟 (×) (4)氨水呈弱碱性,是因为NH3为弱碱 (×) (5)液氨作制冷剂的原因是氨易液化且液氨汽化时吸收大量热 (√) (6)NH3溶于酸与氨水滴入酸的反应类型不完全相同,前者为化合反应后者为中和反应 (√) (7)NH3在空气中可以燃烧生成NO2 (×) 2.写出下列反应的离子方程式。 (1)NH3通入稀H2SO4中: 　　;  (2)氨水与稀H2SO4混合: 　;  (3)FeCl3溶液中加入过量氨水: 　。  答案:(1)NH3+H+===N (2)NH3·H2O+H+===N+H2O (3)Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3N 3.举例说明和水可以做喷泉实验的气体。 答案:NH3、HCl、SO2、NO2等。 迁移应用·深化学习 　 牛刀小试 　　　　　　　　　　　　　　　 题点(一)　氨气的性质 1.氨是一种重要的工业原料。工业上还利用反应3Cl2+2NH3===N2+6HCl检查氯气管道是否漏气。下列说法错误的是 (　　) A.若管道漏气遇氨就会产生白烟 B.该反应利用了NH3的还原性 C.该反应属于复分解反应 D.生成1 mol N2有6 mol电子转移 解析:选C　根据反应的化学方程式,NH3可以与产物HCl反应生成NH4Cl,若管道漏气,则遇氨就会产生白烟,故A正确;反应中N元素的化合价由-3价升高至0价,NH3表现还原性,故B正确;该反应的反应物为一种单质和一种化合物,生成物为另一种单质和另一种化合物,属于置换反应,故C错误;反应中N元素的化合价由-3价升高至0价,则生成1 mol N2有6 mol电子转移,故D正确。 2.(2025·宜春丰城拖船中学开学考)如图所示,利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH固体上滴浓氨水,立即用另一表面皿扣在上面。表中对应的实验现象及解释正确的是 (　　) 选项 实验现象 解释 A 浓盐酸附近产生白烟 NH3与浓盐酸挥发出的HCl反应产生了NH4Cl固体 B 浓硫酸附近无明显现象 NH3与浓硫酸不发生反应 C 氯化铝溶液先浑浊再澄清 氢氧化铝沉淀溶解 D 干燥红色石蕊试纸不变色,湿润红色石蕊试纸变蓝 氨气属于碱 解析:选A　NaOH固体溶于水放热,氨水易挥发,实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水,会产生氨气,与浓盐酸挥发出的HCl反应生成氯化铵固体,反应现象是产生白烟,A正确;氨气为碱性气体,与浓硫酸发生反应生成硫酸铵,由于浓硫酸不挥发,该反应无明显现象,B错误;氨气溶于水形成NH3·H2O,NH3·H2O与氯化铝在溶液中发生复分解反应生成氢氧化铝和NH4Cl,NH3·H2O为弱碱,不能溶解氢氧化铝沉淀,故氯化铝溶液变浑浊后不会变澄清,C错误;氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝的原因是氨气与水反应生成NH3·H2O,NH3·H2O电离出OH-,使溶液呈碱性,氨气为非电解质,不属于碱,D错误。 3.(2025·衡水联考)资料显示:一定条件下NH3能还原CuO。为了证明资料的真实性,利用下列装置(含试剂)进行实验,其中错误的是 (　　) 解析:选A　氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢,在试管口附近氨气和氯化氢遇冷又生成了白色固体氯化铵,故不能用于制备氨气,A项错误;可以在硬质玻璃管中进行氨气还原氧化铜的反应,B项正确;碱石灰可以干燥氨气,C项正确;氨气与稀硫酸反应,用该装置吸收尾气中的氨气可以防止倒吸,D项正确。 题点(二)　喷泉实验 4.如图所示为“双色双喷泉”实验装置,图中烧瓶内分别充满氨气和氯化氢,烧杯内盛装滴有石蕊溶液的蒸馏水。下列说法错误的是 (　　) A.在实验室中,可用浓氨水和生石灰制备氨气,用浓盐酸和浓硫酸制备氯化氢 B.如果关闭c、d,打开a、b,可能会有白烟产生 C.实验中同时打开止水夹a、c、d,即可分别形成蓝色和红色喷泉 D.喷泉结束后,将烧瓶内溶液混合后呈紫色,蒸干可得氯化铵固体 解析:选D　NH4Cl不稳定,加热蒸干不能得到NH4Cl固体,D错误。 5.如图为化学教学中所用的喷泉实验装置。某同学在烧瓶中通入不同成分的气体进行喷泉实验,请帮助分析实验后烧瓶中所得溶液的浓度。(假设是在标准状况下完成实验,且溶质不扩散) (1)若用HCl气体,则c(HCl)= 　。 (2)若用NO2气体,则c(HNO3)= 　。 (3)若用n(NO2)∶n(O2)=4∶1的混合气体,则c(HNO3)=　　　　　　　。  解析:设烧瓶的容积为V L,则气体的物质的量均为 mol。(1)若是HCl气体,喷泉后,溶液充满烧瓶,则溶液的体积为V L,c(HCl)== mol·L-1。(2)若为NO2,喷泉后,溶质为HNO3, 3NO2+H2O===2HNO3+NO mol　　　 × mol 则喷泉后溶液的体积为V L,c(HNO3)== mol·L-1。(3)若n(NO2)∶n(O2)=4∶1,发生反应:4NO2+O2+2H2O===4HNO3,则反应溶液的体积为V L,溶质为HNO3,则c(HNO3)= = mol·L-1。 答案:(1) mol·L-1　(2) mol·L-1　 (3) mol·L-1 练后补强 1.喷泉实验的原理 使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差,利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内,在尖嘴导管口形成喷泉。 2.形成喷泉的类型 下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体。 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、 SO2、H2S NO2 NO、O2 (4∶3) NO2、O2 (4∶1) 吸收剂 水、NaOH 溶液 水 NaOH 溶液 水 水 水 3.喷泉实验的发散装置及操作方法 以教材中的装置(发散源)可设计如图所示的多种不同的装置和采用不同的操作(如使气体溶于水、热敷或冷敷、生成气体等)来形成喷泉。 数字实验室 多彩的喷泉实验 逐点清(二)　铵盐　氨气的实验室制法 系统教材·固本强基 　 1.铵盐 (1)物理性质 铵盐大多数是白色固体,绝大多数易溶于水。 (2)化学性质(填写化学方程式) 不稳定性(受 热分解) NH4Cl NH4ClNH3↑+HCl↑ NH4HCO3 NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O 与碱反应 消石灰 2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O(实验室制氨气) NaOH溶液 N+OH-NH3↑+H2O 2.N的检验步骤 未知液产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则证明含N。 3.氨气的实验室制法 反应装置 固体+固体气体(与用KClO3和MnO2制O2或用KMnO4制O2的装置相同) 净化装置 盛碱石灰的干燥管(不能用浓H2SO4、CaCl2) 收集方法 向下排空气法 验满方法 ①用湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变蓝色; ②将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口,有白烟产生 尾气处理 在集气管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花,可减小NH3与空气的对流速度,收集到纯净的NH3,同时吸收尾气NH3 　 基本能力自查 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)NH3与N中氮原子的杂化类型相同 (√) (2)所有铵盐受热分解均生成NH3(×) (3)利用NH4Cl受热分解制备NH3(×) (4)向某无色溶液中加入稀NaOH溶液,把湿润的红色石蕊试纸放在试管口,不变蓝,则原溶液中不含N (×) (5)NH4Cl溶液呈酸性的理由是N水解N+H2O===NH3·H2O+H+ (×) 2.NH4NO3加热到高温或受猛烈撞击,会发生爆炸生成N2、O2、H2O,那么为什么不能生成NH3和HNO3? 答案:在高温或猛烈撞击时HNO3和NH3发生了氧化还原反应。 3.按要求回答下列问题。 (1)将氨与氯气混合也会产生白烟,用化学方程式解释产生白烟的过程:___________________________。  (2)实验室常用饱和氯化铵(NH4Cl)与亚硝酸钠(NaNO2) 加热来制取氮气,发生反应的化学方程式: 　,  体现 　。 答案:(1)2NH3+3Cl2===N2+6HCl,NH3+HCl===NH4Cl 或8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl (2)NH4Cl+NaNO2NaCl+N2↑+2H2O　N的还原性 迁移应用·深化学习 　 牛刀小试 　　　　　　　　　　　　　　　　 题点(一)　铵盐的性质与检验 1.下列说法中正确的是 (　　) A.所有铵盐受热均可以分解,但产物不一定有NH3 B.加热可以分离NH4Cl和I2 链接拓展 铵盐的热分解 C.在盛有硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液的试管中,滴加少量NaOH溶液,在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验,试纸变蓝 D.铵盐易溶于水,其水溶液只能与碱反应,不能与酸反应 解析:选A　加热,NH4Cl分解且遇冷又生成NH4Cl,I2升华且遇冷又生成I2固体,无法分离NH4Cl和I2,B错误;少量NaOH先与Fe2+反应生成沉淀,且检验N需加热,C错误;(NH4)2CO3可以与酸反应,D错误。 2.同主族元素形成的同一类型的化合物,往往结构和性质都很相似,如PH4I的结构和性质与NH4Cl相似,有关PH4I的叙述不正确的是 (　　) A.可由PH3与HI化合生成 B.将其加热可以分解 C.能跟NaOH溶液反应 D.电子式为[H︰︰H]+I- 解析:选D　NH4Cl由NH3与HCl化合生成,则PH4I可由PH3与HI化合生成,A正确;NH4Cl具有热不稳定性,则PH4I加热也可以分解,B正确;依据NH4Cl的性质,PH4I也能跟NaOH溶液反应,C正确;NH4Cl的电子式为[H︰︰H]+[︰︰]-,则PH4I的电子式中,I-也应与Cl-具有类似的电子式,D不正确。 题点(二)　NH3的实验室制法及性质探究 3.实验室采用如图装置制取氨气,正确的是 (　　) 解析:选D　氯化铵受热分解生成HCl和氨气,HCl和氨气在试管口遇冷又会化合生成氯化铵,不能用加热氯化铵来制取氨气,A错误;浓硫酸能与氨气反应,不能用浓硫酸来干燥氨气,B错误;氨气密度比空气小,用向下排空气法收集氨气,导管应伸到试管底部,C错误;氨气极易溶于水,尾气吸收注意采取防倒吸的措施,D正确。 4.某化学兴趣小组为了制取并探究氨的性质,用下列装置(部分夹持装置已略去)进行实验[制取氨的反应原理:2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O]。 (1)利用上述原理,实验室制取氨应选用　　　　(填字母)发生装置进行实验。  (2)B装置中的干燥剂可选用　　　　。  (3)气体通过C、D装置时,试纸颜色会发生变化的是　　　　(填“C”或“D”)装置。  (4)当实验进行一段时间后,挤压E装置中的胶头滴管,滴入1~2滴浓盐酸,可观察到的现象是　　　　　　　　　。  (5)F装置中倒置漏斗的作用是　　　　　　　。  (6)氨的用途很广,如可用氨处理二氧化氮:8NH3+6NO27N2+12H2O,该反应中氨体现　　　　(填“氧化性”或“还原性”)。  答案:(1)a　(2)碱石灰　(3)D　(4)产生白烟　(5)防止倒吸　(6)还原性 5.(2025·天津静海区一中阶段检测)人类的农业生产离不开氮肥,几乎所有的氮肥都以氨为原料,某化学兴趣小组利用图1装置制备氨气,图2装置探究其相关性质。 Ⅰ.实验室制取氨气。 (1)图1装置中生成NH3的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。装置中棉花的作用是　　　　　　　　　　　　　　 　　。  Ⅱ.探究氨气与氧化铜的反应,验证氨气的性质及部分反应产物。 (2)无水硫酸铜的作用是 　。 (3)该实验缺少尾气吸收装置,如图中能用来吸收尾气的装置是　　　　(填字母)。  (4)实验中观察到a中CuO粉末变红,b中无水硫酸铜变蓝,并收集到一种单质气体。则该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　,证明氨气具有　 　　(填“氧化”或“还原”)性。  (5)若向a中通入标准状况下3.36 L的氨气,最终得到铜的质量为　　　　 g。  解析:NH4Cl与Ca(OH)2混合加热发生复分解反应制取NH3,NH3具有还原性,可以与CuO在加热条件下发生氧化还原反应,产生N2、Cu、H2O,因此看到固体由黑色变为红色,产生的水蒸气与无水CuSO4反应变为蓝色CuSO4·5H2O,NH3是大气污染物,可根据其极易溶于水的性质,用水作吸水剂,在尾气吸收时要注意防止倒吸现象的发生。 (1)在图1中NH4Cl与Ca(OH)2混合加热发生复分解反应制取NH3,反应的化学方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O,棉花的作用是防止氨气与空气对流,以收集更纯净的氨气。(2)无水硫酸铜是白色粉末,与水反应产生蓝色的硫酸铜晶体,故无水硫酸铜的作用是检验水的产生。(3)氨气极易溶于水,尾气吸收需要防止倒吸,在图中能用来吸收尾气的装置是B、C,而A易发生倒吸现象。(4)CuO与NH3在加热时发生反应生成Cu、N2、H2O,反应的化学方程式为2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O,在该反应中N元素的化合价由反应前NH3中的-3价变为反应后N2中的0价,化合价升高,失去电子被氧化,则NH3表现还原性。(5)标准状况下3.36 L NH3的物质的量是n(NH3)==0.15 mol,根据反应的化学方程式2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O可知,反应产生Cu的物质的量为n(Cu)=n(NH3)=×0.15 mol=0.225 mol,其质量是m(Cu)=0.225 mol×64 g·mol-1=14.4 g。 答案:(1)Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O　防止氨气与空气对流,以收集更纯净的氨气　(2)检验是否生成水　(3)BC　 (4)2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O　还原　 (5)14.4 练后补强 1.谨记有关铵盐性质3个易错点 (1)铵盐受热易分解,但不一定都生成NH3,如(NH4)2SO4、NH4NO3。 (2)铵盐与碱液反应时,当溶液比较浓或加热生成NH3,当溶液比较稀且不加热生成NH3·H2O。 (3)溶液中检验N时,加碱液后必须加热,否则NH3可能不逸出,造成检验失败。 2.关注实验室制取NH3的其他方法 方法 化学方程式(或原理) 气体发生装置 加热 浓氨水 化学方程式为NH3·H2ONH3↑+H2O 浓氨水+ NaOH 固体 NaOH溶于水放热,促使NH3·H2O分解,且OH-浓度的增大有利于NH3的生成 浓氨水+ CaO固体 CaO与水反应,使溶剂(水)减少;反应放热,促使NH3·H2O分解,化学方程式为NH3·H2O+CaO===NH3↑+Ca(OH)2 渗透实验在平时(7)——实验装置的安全与仪器连接 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.安全装置类型 (1)防倒吸装置 　 (2)防堵塞安全装置 　 (3)防污染安全装置 　 2.仪器的连接 (1)制备的物质若易潮解或水解,则“物质制备装置”的后面应设置“干燥装置”。 (2)制备的物质若易被氧化,则发生反应前要用“惰气”排空,同时“物质制备装置”后设置防空气进入隔空装置。 (3)洗气瓶连接时要“长进短出”,干燥管连接时要“粗进细出”。 [提能训练] 1.实验室用Fe制备FeCl3,已知FeCl3易潮解、易升华。 (1)仪器连接顺序为A→　　　　　　　　　　　　　　　(仪器不重复使用)。  (2)B中冷水的作用为 　。 (3)E的作用是 　。 答案:(1)C→F→B→D→E或C→D→B→F→E　(2)冷却、使FeCl3蒸气变为固体　(3)吸收未反应完的Cl2,防止污染环境 2.K3[Fe(C2O4)3]·xH2O加热时易分解。现利用如下装置检验其受热分解所得产物是否含有CO、CO2: 　　　　　　　链接拓展 各装置接口的连接顺序为a→hi→　　　　　(填标号);实验开始时,先通一段时间的N2,若气体产物中含有CO,则装置中的现象是 　。  解析:检验K3[Fe(C2O4)3]·xH2O受热分解所得产物是否含有CO、CO2,应先检验CO2[Ba(OH)2溶液兼具检验和吸收CO2的作用],再检验CO,CO可将CuO还原为Cu,同时生成CO2使澄清石灰水变浑浊,所以装置接口的连接顺序为a→hi→fg→bc(或cb)→de;若气体产物中含有CO,则装置中的现象是B中黑色固体变红,E中澄清石灰水不变浑浊(说明样品分解产生的CO2已除尽),且C中澄清石灰水变浑浊。 答案:fg→bc(或cb)→de　B中黑色固体变红,E中澄清石灰水不变浑浊,且C中澄清石灰水变浑浊 [课时跟踪检测] (说明:标题目配有讲评课件) 一、选择题 1.(2023·广东卷)1827年,英国科学家法拉第进行了NH3喷泉实验。在此启发下,兴趣小组利用以下装置,进行如下实验。其中,难以达到预期目的的是 (　　) 解析:选B　NH3极易溶于水,溶于水后圆底烧瓶内压强减小,从而产生喷泉,故A可以达到目的;P2O5为酸性氧化物,NH3具有碱性,两者可以发生反应,故不可以用P2O5干燥NH3,故B不可以达到目的;NH3的密度比空气小,可采用向下排空气法收集,故C可以达到目的;CaO与浓氨水混合后与水反应并放出大量的热,促使NH3挥发,可用此装置制备NH3,故D可以达到目的。 2.下列装置适用于实验室制氨气并验证氨气的性质,其中能达到实验目的的是 (　　) A.用装置甲制取氨气 B.用装置乙除去氨气中的水蒸气 C.丙的原理为NH3+HCl===NH4Cl D.装置丁中,干燥烧瓶内盛有氨气,烧杯和胶头滴管内盛有水(含酚酞),挤压胶头滴管的胶头,会出现蓝色喷泉 解析:选C　NH4Cl固体受热分解生成NH3和HCl,而当温度降低时,NH3和HCl又重新化合成固体NH4Cl,气体进入收集装置的机会不多,故A错误;浓硫酸和氨气反应,不能干燥氨气,故B错误;浓氨水和浓盐酸都能挥发,氨气和氯化氢反应生成氯化铵,有白烟现象,反应方程式为NH3+HCl===NH4Cl,故C正确;氨气溶于水显碱性,打开止水夹后会看到红色喷泉,故D错误。 3.(2025·海口市高三联考)下列关于氮及其化合物的探究、结论和解释正确的是 (　　) 操作和现象 结论和解释 A 铜丝溶解于稀HNO3,生成无色气体 金属能与强酸反应置换出氢气 B NH3能使热的氧化铜产生红色物质 NH3有还原性 C N2与H2混合加热不反应 N的非金属性弱 D NO2被NaOH溶液吸收 NO2是酸性氧化物 解析:选B　铜丝溶解于稀HNO3,生成硝酸铜、NO、水,无色气体为NO,不会生成氢气,故A错误;NH3能使热的氧化铜产生红色物质,原理是3CuO+2NH3N2+3Cu+3H2O,说明氨气具有还原性,故B正确;N2与H2混合,在高温、高压、催化剂的条件下反应生成氨气,没有催化剂时,反应速率慢,生成物的含量少,但不能说明N的非金属性弱,故C错误;NO2被NaOH溶液吸收,生成硝酸钠、亚硝酸钠和水,发生歧化反应,体现NO2的氧化性和还原性,没有体现酸性氧化物的性质,故D错误。 4.氨既是一种重要的化工产品,又是一种重要的化工原料。如图为合成氨以及氨催化制硝酸的流程示意图。下列说法不正确的是 (　　) A.可以利用NH3易液化的性质分离出NH3 B.氧化炉内反应为4NH3+5O24NO+6H2O和2NO+O2===2NO2 C.可以用NH3进行氮氧化物的尾气处理 D.合成氨以及氨催化制硝酸的流程中氮元素均被氧化 解析:选D　合成氨的流程中N2和H2反应生成NH3,氮元素被还原;制硝酸的流程中二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,NO2转化成NO时,氮元素化合价由+4价变成+2价,氮元素被还原,D错误。 5.如图是实验室进行氨气溶于水的喷泉实验装置,下列叙述不正确的是 (　　) A.该实验说明氨气是一种极易溶于水的气体 B.标准状况下,实验结束后烧瓶中溶液的浓度为 mol·L-1 C.形成喷泉的原因是氨气溶于水后,烧瓶内的气压小于大气压 D.用氯气代替氨气,利用此装置也可进行喷泉实验 解析:选D　Cl2在水中的溶解度不大,不能形成喷泉,D错误。 6.氨催化氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径,某同学用该原理在实验室探究硝酸的制备和性质,设计了如图所示装置。下列说法错误的是 (　　) A.甲装置中的固体可以是NaOH或CaO B.乙装置中的干燥剂可以是碱石灰 C.丙中发生的反应是 4NH3+5O24NO+6H2O D.若戊中观察到紫色石蕊溶液变红,则说明已制得HNO3 解析:选A　甲装置需要提供氨气和氧气,如果甲装置中的固体是NaOH或CaO,只能提供氨气,不能提供氧气,X应为过氧化钠等,故A错误;戊中观察到紫色石蕊溶液变红,说明生成了酸性物质,可以说明一氧化氮、氧气与水反应生成了硝酸,故D正确。 7.为探究氨及铵盐性质,将NH4Cl晶体装入如图所示T形三通管两端,进行微型实验。下列说法错误的是 (　　) A.轻轻挤压任一乳胶头,若蒸馏水中有气泡冒出,则装置气密性良好 B.同时点燃两个酒精灯后,两端湿润的pH试纸均变蓝 C.实验过程中竖直支管上方会出现白烟 D.停止加热后可以交替挤压两边乳胶头,使气体更充分吸收,减少污染 解析:选B　整套装置是密闭体系,若装置气密性良好,轻轻挤压任一乳胶头,则蒸馏水中有气泡冒出,故A正确;pH试纸遇酸变红,遇碱变蓝,氯化铵受热分解生成氨气和HCl,左边氯化钙会吸收氨气,右边NaOH会吸收HCl,因此同时点燃两个酒精灯后,左端pH试纸变红,右端pH试纸变蓝,故B错误;竖直支管上方同时有氨气和HCl,两者相遇变为氯化铵,因此实验过程中竖直支管上方会出现白烟,故C正确;停止加热后,不断交替挤压两边乳胶头,增大压强,将残余的气体全部赶入到蒸馏水中被吸收,减少污染,故D正确。 二、非选择题 8.(8分)叠氮化钠(NaN3)是一种防腐剂和分析试剂,在有机合成和汽车行业也有重要应用。制备NaN3的装置如图所示。 查阅资料:①氨基钠(NaNH2)的熔点为208 ℃,易潮解和氧化;N2O有强氧化性,不与酸、碱反应;叠氮酸(HN3)不稳定,易分解爆炸。②2HNO3+8HCl+4SnCl2===4SnCl4+5H2O+N2O↑,2NaNH2+N2ONaN3+NaOH+NH3。 回答下列问题: (1)按气流方向,图中装置的连接顺序为　　　　　　　　　　　　　　　(填仪器接口字母)。  (2)实验时装置E中生成SnO2·xH2O沉淀,反应的化学方程式为　　　　　　　　　 　　　　。  (3)装置C中物质充分反应后,停止加热,需继续进行的操作为　　　　　　　　　　　　　　　,其目的为　　　　　　　　　　　　　　。  解析:因为NaNH2易潮解和氧化,故在制备NaN3装置前后要设置干燥装置并防止其他氧化剂进入装置。分析图示如下: 答案:(1)a→f(g)→g(f)→d→e→b→c→h (2)SnCl2+N2O+(x+1)H2OSnO2·xH2O↓+N2+2HCl　(3)继续通入N2O至三颈烧瓶冷却,关闭装置A中分液漏斗活塞　防止装置B中液体倒吸入装置C中 9.(14分)氨水是常见的化学试剂,可将氨气(NH3)溶于水制得。 (1)用浓氨水制NH3发生装置选择图1中的　　　(填字母)。  (2)欲收集一瓶干燥的氨气,选择如图中的装置,其连接顺序为发生装置→　　　　　　　　　　(按气流方向,用小写字母表示)。  (3)小明将滴有酚酞的稀氨水加热,观察到溶液颜色变浅,原因可能是 　　。  (4)为研究氨气的还原性,小兰做了以下实验:将(2)收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度如图2所示装置进行实验。 操作步骤 实验现象 解释原因 打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢充入Y管中 ①Y管中_______________　 ②反应的化学方程式为______________ 将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温 Y管中有少量水珠 生成的气态水凝聚 打开K2 ③　　　　 　　　　　　　  ④　　　　 　　　　　　　  解析:(4)将(2)收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2,打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢充入Y管中,二氧化氮和氨气发生氧化还原反应生成氮气和水,反应的化学方程式为8NH3+6NO27N2+12H2O,红棕色气体颜色变浅,最后褪为无色;该反应是气体体积减小的反应,Y管内压强降低,打开K2,Z中的NaOH溶液倒吸入Y管中。 答案:(1)B　(2)d→c→f→e→i　(3)氨水不稳定,受热易分解生成氨气和水,导致溶液碱性减弱,溶液颜色变浅　(4)①红棕色气体慢慢变浅,最后褪为无色　②8NH3+6NO27N2+12H2O ③Z中的NaOH溶液倒吸入Y管中　④该反应是气体体积减小的反应,Y管内压强降低,在大气压的作用下发生倒吸 第3课时　硝酸　氮及其化合物的转化 逐点清(一)　硝酸 系统教材·固本强基 　 1.硝酸的物理性质 纯净的硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体,与H2O以任意比互溶。 2.硝酸的化学性质 (1)不稳定性 ①化学方程式:4HNO32H2O+4NO2↑+O2↑ ②浓硝酸的保存方法是保存在棕色带有玻璃塞的细口试剂瓶中,置于冷暗处。 (2)强氧化性(写化学方程式) ①与不活泼金属反应 稀硝酸与铜反应:3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 浓硝酸与铜反应:Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O ②常温下,浓硝酸使Fe、Al钝化。 ③与非金属反应 如浓硝酸与C的反应:C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O ④与还原性化合物反应:硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2+、FeO等还原性物质,如3SO2+2N+2H2O===3S+2NO↑+4H+、3Fe2++N+4H+===3Fe3++NO↑+2H2O。 说明:①还原产物一般为HNO3(浓)→NO2,HNO3(稀)→NO。②浓HNO3与活泼金属反应时还原产物还可能是N2O、N2、NH4NO3等。 3.王水 浓HNO3和浓HCl体积比为1∶3的混合物叫做王水,能溶解金、铂等很不活泼的金属。 基本能力自查 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)常温下,铁、铝在浓硝酸中的钝化为化学变化 (√) (2)铜、碳分别与浓HNO3反应,都体现了浓硝酸的强氧化性和酸性 (×) (3)(2024·浙江6月选考)HNO3见光易分解,应保存在棕色试剂瓶中 (√) (4)Cu在KNO3溶液和稀H2SO4中均不溶解,但能溶解在其混合液中 (√) (5)试管内壁上的银镜可用稀HNO3除去,也可用氨水除去 (×) 2.浓HNO3常呈黄色,其原因是什么?如何消除? 答案:浓HNO3中HNO3分解生成的NO2溶于硝酸中而呈现黄色;可加适量水稀释。 3.(人教必修2 P15“实验5⁃8”改编) (1)使用稀HNO3实验时,实验中观察到试管中略显红棕色,为什么?写出化学方程式。 (2)使用浓HNO3实验时,主要现象有哪些?反应的溶液呈绿色,加少量水变为蓝色,为什么?写出化学方程式。 答案:(1)生成的NO遇到试管中O2生成了红棕色NO2,2NO+O2===2NO2　(2)溶液可能溶解NO2而呈绿色,加入水后NO2与H2O反应生成HNO3,3NO2+H2O===2HNO3+NO 迁移应用·深化学习 　 牛刀小试 　　　　　　　　　　　　　　　　 题点(一)　HNO3的性质及实验探究 1.(2024·湖南卷)某学生按图示方法进行实验,观察到以下实验现象:①铜丝表面缓慢放出气泡,锥形瓶内气体呈红棕色;②铜丝表面气泡释放速度逐渐加快,气体颜色逐渐变深;③一段时间后气体颜色逐渐变浅,至几乎无色;④锥形瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升,最终铜丝与液面脱离接触,反应停止。 下列说法正确的是 (　　) A.开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢,原因是铜丝在稀HNO3中表面钝化 B.锥形瓶内出现了红棕色气体,表明铜和稀HNO3反应生成了NO2 C.红棕色逐渐变浅的主要原因是3NO2+H2O===2HNO3+NO D.铜丝与液面脱离接触,反应停止,原因是硝酸消耗完全 解析:选C　金属铜与稀硝酸不会产生钝化,开始反应速率较慢,可能的原因是铜表面有氧化铜,故A项说法错误;由于装置内有空气,铜和稀HNO3反应生成的NO迅速被氧气氧化为红棕色的NO2,产生的NO2浓度逐渐增加,气体颜色逐渐变深,故B项说法错误;装置内氧气逐渐被消耗,生成的NO2量逐渐达到最大值,同时装置内的NO2能与溶液中的H2O反应:3NO2+H2O===2HNO3+NO,气体颜色变浅,故C项说法正确;由于该装置为密闭体系,生成的NO无法排出,逐渐将锥形瓶内液体压入长颈漏斗,铜丝与液面脱离接触,反应停止,故D项说法错误。 2.用动态观点理解Cu与浓HNO3的反应 向一定量的浓硝酸中加入过量的铜片。 (1)反应开始阶段产生　　　　　色气体,化学方程式为 　。  (2)反应进行一段时间后又产生无色气体,此时的化学方程式为 　。 (3)待反应停止后,再加入少量的稀硫酸,这时Cu片上又有气泡产生,原因是 　。  答案:(1)红棕　Cu+4HNO3(浓) ===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O　(2)3Cu+8HNO3(稀) ===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O　(3)加入稀硫酸后,氢离子与原溶液中的硝酸根离子构成强氧化性HNO3,又能与过量的铜反应 题点(二)　硝酸与金属反应的有关计算 3.(2025·厦门一中检测)将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解,产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L,下列说法中错误的是 (　　) A.NO的体积为5.824 L,NO2的体积为5.376 L B.参加氧化还原反应的HNO3的物质的量是1.52 mol C.待产生的气体全部释放后,向溶液中加入V mL a mol·L-1的NaOH溶液,恰好使溶液的Cu2+全部转化成沉淀,则原硝酸溶液的浓度为 mol·L-1 D.欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3,至少需要30%的双氧水57.8 g 思维建模 金属与硝酸的计算 解析:选B　32.64 g铜的物质的量n(Cu)==0.51 mol,反应产生的NO、NO2气体的物质的量n(气体)==0.5 mol。假设混合气体中NO、NO2的物质的量分别是x、y,则根据气体物质的量关系可知:x+y=0.5 mol;根据电子守恒可知3x+y=0.51 mol×2,解得x=0.26 mol,y=0.24 mol,故反应产生的气体在标准状况下的体积:V(NO)=0.26 mol×22.4 L·mol-1=5.824 L;V(NO2)=0.24 mol×22.4 L·mol-1=5.376 L,A正确;参加氧化还原反应的HNO3就是反应变为NO、NO2气体的硝酸,其物质的量是0.5 mol,B错误;在该反应中HNO3的一部分起酸的作用,一部分起氧化作用,可能还有部分剩余,等于Cu2+变为Cu(OH)2沉淀时溶液中含有的N总物质的量等于NaOH的物质的量,n(N)=a mol·L-1×V×10-3 L=aV×10-3 mol,还有一部分起氧化剂作用,反应变为NO、NO2,其物质的量为0.5 mol,由于溶液的体积是140 mL,故原硝酸溶液的浓度c(HNO3)==mol·L-1,C正确;用30%的双氧水使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3,双氧水得到的电子等于NO、NO2失去的电子,等于Cu变为Cu2+失去的电子。设需要30%的双氧水m g,根据电子得失守恒,有:0.26×3+0.24×1=0.51×2=30%××2,解得m=57.8 g,D正确。 4.向200 mL 2 mol·L-1HNO3溶液中逐渐加入铁粉至过量(假设生成的气体只有一种),在此过程中,n(Fe2+)随n(Fe)变化如图所示。下列有关说法正确的是 (　　) A.该过程中产生标准状况下的氢气4.48 L B.向c点处的反应液中加入稀盐酸后无明显现象 C.图中a=1.5、b=1.5 D.当加入铁粉n mol时(0.1<n<0.15),溶液中n(Fe3+)=(0.3-2n)mol 解析:选D　稀硝酸与铁反应生成硝酸铁、NO和水,不生成氢气,A错误;c点处的溶液是硝酸亚铁溶液,若加入盐酸,H+、N和Fe2+发生氧化还原反应生成Fe3+,溶液变为棕黄色,B错误;向硝酸中加入铁粉首先发生的反应为Fe+4HNO3===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,硝酸的物质的量为0.4 mol,则消耗铁的物质的量为0.1 mol,b=0.1,生成硝酸铁0.1 mol,Fe过量时又发生反应2Fe(NO3)3+Fe===3Fe(NO3)2,生成硝酸亚铁为0.15 mol,则a=0.15,C错误;根据上述分析,当加入铁粉n mol时(0.1<n<0.15),参加反应2Fe(NO3)3+Fe===3Fe(NO3)2的铁为(n-0.1) mol,消耗硝酸铁为2(n-0.1)mol,则溶液中n(Fe3+)=0.1 mol-2(n-0.1)mol=(0.3-2n)mol,D正确。 练后补强 1.谨记硝酸强氧化性应注意的问题 (1)浓、稀硝酸均有强氧化性,与金属反应不会放出H2。 (2)浓HNO3与足量不活泼金属反应时还原产物为NO2、NO、N2O4的混合物,与活泼金属(Zn、Mg等)反应,还原产物有多种低价氮的物质。 (3)N在酸性条件下有强氧化性可以氧化还原性物质如Fe2+、I-、S2-等,在中性或碱性条件下不考虑强氧化性。 2.利用守恒法突破HNO3与金属反应的计算 (1)原子守恒法:HNO3与金属反应时,一部分HNO3起酸的作用,以N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。 (2)得失电子守恒法: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。 (3)电荷守恒法:HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH-)则有:c(N)=c(H+)+nc(Mn+)(Mn+代表金属离子)。 逐点清(二)　氮及其化合物的转化 1.氮及其重要化合物的“价—类”二维图 如图是氮元素的各种价态与物质类别的对应关系: 注意:氮的氧化物有N2O、NO、N2O3、NO2(2NO2N2O4)、N2O5,其中N2O3、N2O5是HNO2、HNO3的酸性氧化物(又称酸酐)。 2.含氮物质的相互转化及条件 (1)“歧化反应”——同一物质中某元素的化合价在同一反应中既升高又降低。 例如,3NO2+H2O===2HNO3+NO, 2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O。 (2)“归中反应”——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。 例如,NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O, 6NO+4NH35N2+6H2O。 基本能力自查 　　　　　　　　　　　　　　　 1.部分含氮物质的分类与相应氮元素的化合价关系如图所 示。下列说法错误的是 (　　) A.a可经催化氧化生成b B.b为红棕色,可转化为c C.密闭体系中,c存在2NO2N2O4 D.d的溶液与Cu反应可生成b或c 解析:选B　b为NO,为无色气体,B错误。 2.下图只表示出与反应有关的一种反应物或生成物(无关物质已略去),其中A、C为无色气体,请填写下列空白。 (1)化合物W的化学式可能是　　 　　或　 　　　。  (2)反应③的离子方程式为 　。 (3)反应②中氧化剂和还原剂的物质的量之比为　　　　。  (4)写出A→E的化学方程式: 　。 (5)反应①的化学方程式为　　　　　　　　　　　,其中氧化剂与还原剂的质量比为　　　　。  (6)W受热分解的化学方程式为 　。  (7)W与足量NaOH溶液反应生成A的离子方程式为________________________________________________。  解析:根据转化关系可推知W可能为NH4HCO3或(NH4)2CO3,A为NH3,B为H2O,C为CO2,D为O2,E为NO,F为NO2,G为HNO3。 答案:(1)NH4HCO3　(NH4)2CO3 (2)3Cu+8H++2N===3Cu2++2NO↑+4H2O (3)1∶2　(4)4NH3+5O24NO+6H2O (5)2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2　1∶1 (6)NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O或(NH4)2CO32NH3↑+CO2↑+H2O (7)N+HC+2OH-NH3↑+C+2H2O或N+OH-NH3↑+H2O [课时跟踪检测] (说明:标题目配有讲评课件) 一、选择题 1.(2025·浙江宁波模拟预测)氮及其化合物的转化具有重要应用,下列说法不正确的是 (　　) A.工业上模拟自然界“雷雨发庄稼”的过程生产HNO3 B.自然固氮、人工固氮都是将N2转化为含氮化合物 C.氨气是重要的工业原料,可用于生产化肥和纯碱等大宗化学品 D.多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环” 解析:选A　工业生产HNO3是以NH3的催化氧化为基础反应,A错误。 2.在指定条件下,下列选项所示的物质间转化不能实现的是 (　　) A.稀硝酸(aq)NO2(g)HNO3(aq) B.NO(g)N2(g)NO(g) C.NH3(g)NO(g)N2(g) D.N2(g)Mg3N2(s)NH3(g) 解析:选A　稀HNO3与Cu反应生成NO,A符合题意。 3.对物质类别和元素价态的认知是学习元素及其化合物性质的基础。氮元素的“价—类”二维图如图所示,下列有关说法正确的是 (　　) A.常温下不能用铁质容器运输e的浓溶液 B.Mg在空气中燃烧只生成MgO C.d与H2O反应中氧化剂与还原剂的质量比为2∶1 D.a与e反应生成盐 解析:选D　浓HNO3遇铁钝化,可以用铁质容器运输,A错误;Mg在空气中可以生成MgO、Mg3N2等,B错误;3NO2+H2O===2HNO3+NO,氧化剂与还原剂的质量比为1∶2,C错误;NH3+HNO3===NH4NO3,D正确。 4.(2023·江苏卷)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是 (　　) A.实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物:HNO3(稀)NONO2 B.工业制硝酸过程中的物质转化: 　N2NOHNO3 C.汽车尾气催化转化器中发生的主要反应:2NO+2CON2+2CO2 D.实验室制备少量NH3的原理:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O 解析:选B　Cu与稀硝酸的反应产物之一为NO,NO与氧气发生反应2NO+O2===2NO2,A正确;氮气与氧气在高温条件下生成NO,但NO无法与水发生化学反应,B错误;汽车尾气催化转化器主要将污染气体NO、CO转化为无污染的气体,故该反应的化学方程式为2NO+2CON2+2CO2,C正确;实验室利用熟石灰和氯化铵制备少量NH3,化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,D正确。 5.氮及其化合物的变化关系如图所示。则下列说法不正确的是 (　　) A.路线①②③是工业生产硝酸的主要途径 B.路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径 C.上述所有反应都是氧化还原反应 D.氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成NO2 解析:选D　氮气和氧气在放电或高温条件下反应生成NO,NO与O2反应生成NO2,即氮气与氧气不能通过一步反应生成NO2。 6.某化学兴趣小组进行了有关Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验,实验过程如图。 下列有关说法正确的是 (　　) A.①中溶液呈蓝色,试管口有红棕色气体产生,稀硝酸被还原为NO2 B.③中反应的离子方程式为3Cu+2N+8H+===3Cu2++2NO↑+4H2O C.③中滴加稀硫酸,铜片继续溶解,说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸的强 D.由上述实验可知,Cu在常温下既可与稀硝酸反应,又可与稀硫酸反应 解析:选B　A项,试管口有红棕色气体NO2生成,是Cu与稀HNO3反应生成NO,NO与O2反应生成NO2,错误;C项,Cu溶解是在酸性条件下N与Cu反应,错误;D项,Cu与稀H2SO4不反应,错误。 7.下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是 (　　) ① ② ③ A.由①中的红棕色气体可推断产生的气体一定是混合气体 B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应 C.由③说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物 D.③的气体产物中检测出CO2,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 解析:选D　①中浓硝酸受热分解,发生反应4HNO3(浓)4NO2↑+O2↑+2H2O,产生的气体为混合气体,A正确;由①可知,浓硝酸受热分解可生成红棕色气体NO2,则②中“产生红棕色气体”不能说明木炭与浓硝酸发生反应,B正确;根据①和②,浓硝酸反应产生红棕色气体NO2时需要加热,浓硝酸具有挥发性才可与上方红热木炭接触,同时,N元素化合价降低,生成的NO2为还原产物,C正确;红热的木炭可与空气中的O2反应生成CO2,D错误。 8.已知饱和氯化铵溶液与亚硝酸钠晶体混合加热可制备氮气。利用如图装置制取氮气,并用氮气制备Ca3N2,Ca3N2遇水发生水解反应。下列说法错误的是 (　　) A.①中发生的化学反应为NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O B.④、⑥中依次盛装的试剂可以是浓硫酸、碱石灰 C.③中盛放的试剂是NaOH溶液 D.实验结束,取⑤中的少量产物于试管中,加适量蒸馏水,可以使试管口湿润的红色石蕊试纸变蓝 解析:选C　③中试剂的作用是除去O2,防止Ca生成CaO,不能用NaOH溶液除去O2,C错误。 9.(2024·广东卷)按如图装置进行实验。搅拌一段时间后,滴加浓盐酸。不同反应阶段的预期现象及其相应推理均合理的是 (　　) A.烧瓶壁会变冷,说明存在ΔH<0的反应 B.试纸会变蓝,说明有NH3生成,产氨过程熵增 C.滴加浓盐酸后,有白烟产生,说明有NH4Cl升华 D.实验过程中,气球会一直变大,说明体系压强增大 解析:选B　NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O的反应是吸热反应,所以烧瓶壁会变冷,吸热反应ΔH>0,故A错误;试纸会变蓝,说明有NH3生成,反应物都是固体,生成物中有气体,故产氨过程熵增,B正确;滴加浓盐酸后,有白烟产生,说明体系中有氨气生成,是NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O反应产生的,不是NH4Cl的升华,C错误;滴加浓盐酸时,NH3会和HCl反应生成NH4Cl固体,气球变小,D错误。 10.合成氨及其衍生工业是化工生产的重要门类,请结合下图判断下列说法正确的是 (　　) A.合成氨采用400~500 ℃是为了提高原料转化率和反应速率 B.湿润的淀粉KI试纸可以鉴别气体2和溴蒸气 C.在饱和NaCl溶液中先通入CO2再通入过量NH3可得到固体1 D.1 L气体1、2的混合气体与1 L NH3在一定条件下反应转化为对环境无害的物质,则混合气体中二者的体积之比为1∶1 解析:选D　由题图可知,气体1为NO,气体2为NO2,NO2与水反应生成硝酸和NO;固体1为NaHCO3,NaHCO3受热分解生成的固体2为Na2CO3。1 L NO、NO2的混合气体与1 L NH3在一定条件下反应转化为对环境无害的物质,反应的化学方程式为2NH3+NO+NO22N2+3H2O,混合气体中二者的体积之比为1∶1。 二、非选择题 11.(14分)某化学自主实验小组通过实验探究NH3、NO2的性质。 探究Ⅰ:利用如图所示装置探究NO2能否被NH3还原(K1、K2为止水夹,夹持及固定装置略去)。 (1)A装置中制取NH3的化学方程式是 　。  (2)甲、乙分别是　　　　(填字母)。  a.浓硫酸、碱石灰 b.碱石灰、碱石灰 c.碱石灰、无水氯化钙 d.五氧化二磷、五氧化二磷 (3)若NO2能够被NH3还原,预期C装置中能观察到的现象是 　。 (4)此实验装置存在一个明显的缺陷是_________________________________________________________。  探究Ⅱ:探究NO2、O2混合气体的喷泉实验。 (5)请在G装置中的虚线上描出导管实线图。 (6)G装置中浓硫酸有三种作用:混合NO2、O2;干燥NO2、O2; 　。  (7)将G装置上面的圆底烧瓶收集满气体进行喷泉实验,若混合气体全部被吸收,则所得溶液物质的量浓度为　　　mol·L-1(保留两位有效数字)。  解析:(7)烧瓶中充满溶液,则反应4NO2+O2+2H2O===4HNO3恰好发生,HNO3的物质的量是恰好完全反应的NO2和O2(体积比为4∶1)总物质的量的,溶液体积等于恰好完全反应的NO2和O2的总体积,设恰好完全反应的NO2和O2的总体积为V L,则溶液的物质的量浓度为=× mol·L-1≈0.036 mol·L-1。 答案:(1)NH3·H2O+CaO===NH3↑+Ca(OH)2　(2)c　(3)C装置中混合气体颜色变浅　(4)缺少尾气吸收装置　 (5)(进气管短,出气管长)　(6)观察气泡的生成速率,控制混合气体的比例　(7)0.036 第四讲　无机非金属材料　化学品的合理使用 |内|容|与|目|标| 　 1.了解碳、硅及其重要化合物的主要性质及应用。 2.了解无机非金属材料的生产及主要性能。 3.了解化学品的合理使用和注意事项。 逐点清(一)　碳及其氧化物 1.碳的单质 (1)碳的常见单质 ①碳单质的存在形式有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯,它们互为同素异形体。 ②几种单质的结构特点 金刚石:正四面体空间网状结构;石墨:平面正六边形层状结构,C60是由60个碳原子形成的足球状分子晶体。 (2)碳单质的主要化学性质 ①与氧化物(H2O、CO2)反应的化学方程式:C+H2O(g)CO+H2(制水煤气)、CO2+C2CO。 ②与强氧化性酸反应(填写化学方程式) 浓H2SO4:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O; 浓HNO3:C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O。 2.氧化物(CO、CO2)的比较 CO CO2 物理性质 无色无味气体,密度比空气小,难溶于水 无色无味气体,密度比空气大,可溶于水(溶解度小) 毒性 有毒(易结合血红蛋白) 无毒(温室效应) 化 学 性 质 还原性 可燃性、还原 氧化铁 无(灭火) 氧化性 — ①与炽热炭反应 ②Mg在CO2中燃烧 与水反应 无 CO2+H2OH2CO3 与碱反应 (石灰水) 无 Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O(检验CO2) 相互转化 CO2CO 用途 燃料;冶炼金属 灭火;制汽水;植物肥料;化工原料等 　 基本能力自查 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质 (√) (2)水墨画可长久保存不变色是因为在常温下碳的化学性质不活泼 (√) (3)二氧化碳能使紫色石蕊溶液变红,说明二氧化碳具有酸性 (×) (4)石墨转变为金刚石的反应属于氧化还原反应 (×) (5)向CaCl2溶液中通入CO2气体,溶液变浑浊,继续通入CO2至过量,浑浊消失 (×) 2.用化学方程式回答下列问题。 (1)除去CO中混有的少量CO2: 　。  (2)除去CO2中混有的少量CO: 　。  (3)除去CO2中混有的少量HCl: 　。  (4)将2 mol CO2通入含3 mol NaOH的溶液中: 　。  答案:(1)CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O(合理即可) (2)CuO+COCu+CO2(合理即可) (3)NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O(合理即可) (4)2CO2+3NaOH===Na2CO3+NaHCO3+H2O 逐点清(二)　硅　无机非金属材料 (一)硅及其化合物 硅元素在自然界中主要以二氧化硅和硅酸盐等化合态的形式存在于地壳中。 1.单质硅 (1)晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体,其结构类似于金刚石,熔沸点很高、硬度大,导电能力介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料。 (2)硅与强碱溶液生成氢气(特征反应): Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑。 (3)制备与用途 2.二氧化硅 3.硅酸 (1)硅酸是难溶于水的弱酸,比H2CO3弱。 (2)硅酸的制法: Na2SiO3+CO2+H2O===H2SiO3↓+Na2CO3。 (SiO2不溶于水,不能直接与水反应制备硅酸) 4.硅酸盐 (1)硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称,是构成地壳岩石的主要成分。 (2)硅酸钠:硅酸钠溶液俗称水玻璃,是无色黏稠液体,常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火材料。 (二)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。 水泥 玻璃 陶瓷 生产原料 石灰石、黏土 纯碱、石灰石、 石英砂 黏土 主要设备 水泥回转窑 玻璃窑 陶瓷窑 2.新型无机非金属材料 (1)以硅为主体的硅芯片、硅太阳能电池。 (2)以二氧化硅为主体的光导纤维。 (3)新型陶瓷 ①碳化硅(SiC)俗称金刚砂,硬度很大,可用作砂纸和砂轮的磨料,SiC还具有优异的高抗氧化性能。 ②其他:如Si3N4、氧化铝等。 (4)碳纳米材料 富勒烯 由碳原子构成的一系列笼形分子的总称 代表物:C60。开启碳纳米材料研究和应用的新时代 碳纳 米管 由石墨片层卷成的管状物,其有纳米尺度的直径 用于生产复合材料、电池和传感器 石墨烯 只有一个碳原子直径厚度的单层石墨 应用于光电器件、超级电容器、电池和复合材料 　 基本能力自查 题点(一)　硅及其化合物 1.下列关于硅及其化合物的描述中正确的是 (　　) A.SiO2硬度大,故可用于制造光导纤维 B.在给定条件下,下列物质间转化可实现: CaCO3CaOCaSiO3 C.硅太阳能电池工作时,光能转化成电能,该过程与氧化还原反应有关 D.在给定条件下,下列物质间转化可实现: SiO2SiCl4Si 解析:选B　SiO2硬度大与制造光导纤维无关系,A错误;硅太阳能电池工作过程与氧化还原反应无关,C错误;SiO2与盐酸不反应,D错误。 2.(2023·湖北卷)工业制备高纯硅的主要过程如下: 石英砂SiHCl3高纯硅 下列说法错误的是 (　　) A.制备粗硅的反应方程式为 SiO2+2CSi+2CO↑ B.1 mol Si含Si—Si键的数目约为 　4×6.02×1023 C.原料气HCl和H2应充分去除水和氧气 D.生成SiHCl3的反应为熵减过程 解析:选B　石英砂(SiO2)和焦炭在高温下反应生成Si和CO,A正确;Si晶体中每个Si与4个Si成键,平均1个Si形成2个Si—Si键,故1 mol Si含Si—Si键的数目约为2×6.02×1023,B错误;SiHCl3易水解,氢气中混有氧气可能会发生爆炸,故原料气HCl和H2应充分去除水和氧气,C正确;Si+3HCl(g) ===SiHCl3(g)+H2(g)为气体分子数减小的反应,为熵减反应,D正确。 3.(1)实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞的理由: 　(写离子方程式)。  (2)氢氟酸溶蚀玻璃生产磨砂玻璃的原理:_______________________________________(写化学方程式)。  (3)将CO2通入水玻璃中现象为　　　,反应的离子方程式为 。  答案:(1)SiO2+2OH-===Si+H2O (2)SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O (3)生成白色沉淀　 Si+CO2+H2O===H2SiO3↓+C 题点(二)　无机非金属材料 4.我国在航天、军事、天文等领域的发展受到世界瞩目,它们与化学有着密切联系。下列说法正确的是 (　　) A.中国“天眼”的“眼眶”是钢铁结成的圈梁,属于新型无机非金属材料 B.中国“歼⁃20”上用到的氮化镓材料属于合金材料 C.“神舟十九号”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷是新型无机非金属材料 D.中国空间站的太阳能电池板的主要材料是二氧化硅 解析:选C　钢铁属于金属材料,故A项错误;氮化镓是化合物,不属于合金,故B项错误;高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料,故C项正确;太阳能电池板的主要材料是单质硅,故D项错误。 5.科学家发现了纯碳新材料“碳纳米泡沫”,每个泡沫含有约4 000个碳原子,直径约6~9 nm,在低于-183 ℃时,泡沫具有永久磁性。下列叙述错误的是 (　　) A.“碳纳米泡沫”与石墨互为同素异形体 B.把“碳纳米泡沫”分散到适当的溶剂中能产生丁达尔现象 C.“碳纳米泡沫”是一种新型的碳单质 D.“碳纳米泡沫”和金刚石的性质相同 解析:选D　“碳纳米泡沫”与石墨均为含碳原子的不同单质,二者互为同素异形体,A正确;“碳纳米泡沫”的粒子直径为6~9 nm,分散到适当的溶剂中形成胶体,能产生丁达尔现象,B正确;“碳纳米泡沫”分子含碳原子,是一种新型的碳单质,C正确;“碳纳米泡沫”和金刚石互为同素异形体,化学性质相同,物理性质不同,D错误。 逐点清(三)　化学品的合理使用 (一)化肥、农药的合理施用 1.合理施用化肥 考虑因素 土壤酸碱性、作物营养状况,根据化肥本身的性质进行科学施用 过量施用化肥 的危害 ①过量施用不仅会造成浪费,部分化肥随着雨水流入河流和湖泊,造成水体富营养化,产生水华等污染现象。②不合理施用化肥会影响土壤的酸碱性和土壤结构 2.合理施用农药 (1)农药的发展方向:高效、低毒、低残留。 (2)不合理施用农药的危害 ①农药可能会破坏害虫与天敌之间的生态平衡,一些害虫还会产生抗药性。 ②蜜蜂等传粉昆虫对农药很敏感,大田用药如不注意就会引起这些昆虫的大量死亡。 ③农药施用方法、用量和时机不当,会造成土壤和作物的农药残留超标,以及大气、地表水和地下水的污染。 (二)合理用药 1.药物的分类 按照来源 分为天然药物与合成药物 按照作用 分为抗酸药、解热镇痛药、抗生素、合成抗菌药、安眠药、镇静药、止泻药等 2.阿司匹林 (1)阿司匹林的化学名称为乙酰水杨酸,具有解热镇痛作用。 (2)以水杨酸为原料制取阿司匹林的化学方程式为 + 　　水杨酸　　　　　　　乙酸酐 +CH3COOH,反应类型:取代反应 乙酰水杨酸中的官能团名称为羧基、酯基,在酸性条件下水解生成物的结构简式为和CH3COOH。 (三)安全使用食品添加剂 1.食品添加剂:是指为改善食品品质和色、香、味,以及防腐、保鲜和加工工艺的需要而加入食品中的人工合成或天然物质。 2.食品添加剂分类 按照来源 分为天然的和人工合成的 按照功能 分为着色剂、防腐剂、抗氧化剂等 3.常见食品添加剂 着色剂 增味 剂 膨松剂 凝固 剂 防腐剂 抗氧 化剂 营养 强化剂 β⁃胡 萝卜素 味精 NH4HCO3 NaHCO3 盐卤 CaSO4 苯甲酸及 其钠盐 维生 素C FeSO4 碘酸钾 ZnSO4 注意:①豆腐是利用豆浆中加入盐卤或CaSO4等凝固剂使其中的蛋白质聚沉而形成的冻状物。②亚硝酸钠是一种防腐剂和护色剂,食品中NaNO2要严格控制使用量。 基本能力自查 1.下列有关食品中的添加剂不正确的是 (　　) A.做馒头时在面粉中添加少量NaHCO3,可以使馒头又松又软 B.葡萄酒中通常添加少量SO2,既可以杀菌,又可防止营养成分被氧化 C.牛奶中掺入三聚氰胺可以提高蛋白质含量 D.补血剂硫酸亚铁片与维生素C同时服用效果更佳 解析:选C　三聚氰胺为有毒物质,牛奶中不能掺入此物质,C项错误。 2.(2024·山东卷)化学品在食品工业中也有重要应用,下列说法错误的是 (　　) A.活性炭可用作食品脱色剂 B.铁粉可用作食品脱氧剂 C.谷氨酸钠可用作食品增味剂 D.五氧化二磷可用作食品干燥剂 解析:选D　活性炭结构疏松多孔,具有吸附性,能够吸附一些食品中的色素,故A正确;铁粉具有还原性,能与O2反应,可延长食品的保质期,作食品脱氧剂,故B正确;谷氨酸钠是味精的主要成分,能增加食品的鲜味,是一种常用的食品增味剂,故C正确;P2O5吸水后的产物有毒,不能用作食品干燥剂,故D错误。 3.(2023·海南卷)化学的迅速发展为满足人民日益增长的美好生活需要做出突出贡献。下列说法不合理的是 (　　) A.为增强药效,多种处方药可随意叠加使用 B.现代化肥种类丰富,施用方法依据其对象营养状况而定 C.规范使用防腐剂可以减缓食物变质速度,保持食品营养所需 D.在种植业中,植物浸取试剂类医药也应慎重选用 解析:选A　多种处方药随意叠加使用,相互间可能发生化学反应,需要按照医嘱和药物说明进行使用,故A错误;化肥的施用方法需依据对象营养状况针对性地选择不同的化肥,故B正确;规范使用防腐剂可以减缓食物变质速度,保持食品营养所需,提高食品的口感,故C正确;在种植业中,植物浸取试剂类医药也应慎重选用,D正确。 4.(2025·广东汕头一模)“民以食为天”,化学丰富了我们的饮食文化。下列有关说法正确的是 (　　) A.食品添加剂都是人工合成的化学品,都有副作用 B.为了让腌肉颜色更鲜艳,可添加大量亚硝酸钠 C.天然的食品添加剂比人工合成的化学食品添加剂安全 D.长期饮用含防腐剂、人工色素的饮品会影响人类的健康 解析:选D　食品添加剂不一定均有副作用,A错误;亚硝酸盐有毒,过度使用能够引起中毒,B错误;天然食品添加剂不一定都比人工合成的安全,C错误,D正确。 5.某自热方便火锅蔬菜包信息如下表所示,配料表中的山梨酸钾属于 (　　) 食品名称 蔬菜包 配料 莲藕、木耳、海带、食用盐、山梨酸钾 贮存条件 阴凉干燥处、常温保存 保质期 10个月 A.调味剂　　　　　　 B.着色剂 C.膨松剂 D.防腐剂 解析:选D　调味剂为食盐,没有着色剂和膨松剂,山梨酸钾主要用作食品防腐剂。 [课时跟踪检测] 一、选择题 1.(2024·黑吉辽卷)文物见证历史,化学创造文明。东北三省出土的下列文物据其主要成分不能与其他三项归为一类的是 (　　) A.金代六曲葵花鎏金银盏 B.北燕鸭形玻璃注 C.汉代白玉耳杯 D.新石器时代彩绘几何纹双腹陶罐 解析:选A　金代六曲葵花鎏金银盏的主要成分为银,银属于金属,北燕鸭形玻璃注、汉代白玉耳杯及新石器时代彩绘几何纹双腹陶罐的主要成分都是硅酸盐,故A符合题意。 2.(2024·广东卷)嘀嗒嘀嗒,时间都去哪儿了!计时器的发展史铭刻着化学的贡献。下列说法不正确的是 (　　) A.制作日晷圆盘的石材,属于无机非金属材料 B.机械表中由钼钴镍铬等元素组成的发条,其材质属于合金 C.基于石英晶体振荡特性计时的石英表,其中石英的成分为SiC D.目前“北京时间”授时以铯原子钟为基准Cs的质子数为55 解析:选C　制作日晷圆盘的石材主要为大理石,属于无机非金属材料,A正确;由两种或两种以上的金属与金属或非金属经一定方法所合成的具有金属特性的混合物称为合金,机械表中由钼钴镍铬等元素组成的发条,其材质属于合金,B正确;基于石英晶体振荡特性计时的石英表,其中石英的成分为SiO2,C错误;目前“北京时间”授时以铯原子钟为基准Cs的质量数为135,质子数为55,D正确。 3.在实际生活中,以下说法不正确的是 (　　) A.鱼胆弄破后会使鱼肉粘上难溶于水的胆汁酸(一种酸)而变苦,要减少这种苦味可加入Na2CO3进行洗涤 B.在制作腊肉时可以加入少量亚硝酸钠做护色剂和防腐剂 C.把鱿鱼等海鲜浸泡在质量分数为40%的甲醛溶液中防腐保鲜 D.炸油条时,常加入一些明矾和小苏打做膨松剂 解析:选C　甲醛溶液有毒,不能用于保鲜食品。 4.材料的开发与研究助力我国航空航天事业飞速发展。下列说法正确的是 (　　) A.“神舟十八号”宇宙飞船返回舱外表面使用的新型高温结构陶瓷的主要成分是硅酸盐 B.火箭芯一级尾段使用的碳纤维材料属于新型无机非金属材料 C.“天问一号”使用的新型SiC增强铝基材料属于新型硅酸盐材料 D.中国空间站核心舱“天和号”推进器使用的氮化硼陶瓷材料属于传统无机非金属材料 解析:选B　新型高温结构陶瓷成分复杂,主要成分不是硅酸盐,A错误;新型SiC增强铝基材料不属于新型硅酸盐材料,C错误;氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料,D错误。 5.生活中处处有化学,下列叙述错误的是 (　　) A.合理施用化肥农药可以实现农作物增产 B.豆腐制作过程中可使用氯化镁作凝固剂 C.聚四氟乙烯可用作不粘锅内侧涂层材料 D.制白砂糖时用活性炭脱色属于化学变化 解析:选D　农作物生长需要N、P、K元素,合理施肥可以为农作物提供这些元素,适当使用农药可以杀死害虫,实现农作物增产,A正确;豆浆聚沉可以制成豆腐,MgCl2可以使豆浆胶体聚沉,B正确;聚四氟乙烯具有耐高温的特点,它的摩擦系数极低,可以用作不粘锅内侧涂层材料,C正确;活性炭具有吸附性,可将色素杂质吸附,因此可用于白砂糖的脱色,属于物理变化,D错误。 6.(2023·北京卷)我国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔,是碳材料科学的一大进步。 下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是 (　　) A.三种物质中均有碳碳原子间的σ键 B.三种物质中的碳原子都是sp3杂化 C.三种物质的晶体类型相同 D.三种物质均能导电 解析:选A　原子间优先形成σ键,三种物质中均存在σ键,A项正确;金刚石中所有碳原子均采用sp3杂化,石墨中所有碳原子均采用sp2杂化,石墨炔中苯环上的碳原子采用sp2杂化,碳碳三键上的碳原子采用sp杂化,B项错误;金刚石为共价晶体,石墨炔为分子晶体,石墨为混合型晶体,C项错误;金刚石中没有自由移动电子,不能导电,D项错误。 7.(2025·河北邢台名校联盟联考)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”。可以按下列方法制备: SiO2Si(粗)SiHCl3Si(纯) 下列说法不正确的是 (　　) A.步骤①的化学方程式为SiO2+CSi+CO2↑ B.步骤①中每生成1 mol Si,转移4 mol电子 C.高纯硅是制造太阳能电池的常用材料,二氧化硅是制造光导纤维的基本原料 D.SiHCl3(沸点33.0 ℃)中含有少量的SiCl4(沸点57.6 ℃),通过蒸馏(或分馏)可提纯SiHCl3 解析:选A　SiO2与C制粗硅的反应产物不是CO2而是CO,A错误。 8.在20世纪90年代末,科学家发现碳有新的单质形态C60存在。后来人们又相继得到了C70、C76、C84、C90、C94等另外一些球碳分子。21世纪初,科学家又发现了管状碳分子和洋葱状碳分子,大大丰富了碳元素单质的家族。下列有关碳元素单质的说法错误的是 (　　) A.金刚石和石墨的熔点肯定比C60高 B.熔点:C60<C70<C90 C.球碳分子、管状碳分子和洋葱状碳分子都不能与O2发生反应 D.金刚石以非分子形式的粒子存在,属于共价晶体;C60、C70、管状碳分子和洋葱状碳分子以分子形式的粒子存在,属于分子晶体;这些碳单质互为同素异形体 解析:选C　金刚石属于共价晶体,石墨属于混合型晶体,C60属于分子晶体,因此金刚石和石墨的熔点肯定比C60高,故A正确;分子晶体的相对分子质量越大,熔点越高,因此熔点:C60<C70<C90,故B正确;球碳分子、管状碳分子、洋葱状碳分子都属于单质,都能与O2发生反应,C错误。 9.(2025·合肥一模)氮化硅(Si3N4)是一种重要的结构陶瓷材料。用石英砂和原料气(含N2和少量O2)制备Si3N4的操作流程如下(粗硅中含少量Fe、Cu的单质及化合物): 下列叙述不正确的是 (　　) A.“还原”主要被氧化为CO2 B.“高温氮化”反应的化学方程式为 3Si+2N2Si3N4 C.“操作X”可将原料气通过灼热的铜粉 D.“稀酸Y”可选用稀硝酸 解析:选A　焦炭与石英砂发生反应SiO2+2CSi+2CO↑,焦炭被氧化成CO,不是CO2,故A说法错误;“高温氮化”是Si与氮气反应,其反应方程式为3Si+2N2Si3N4,故B说法正确;原料气中含有N2和少量的O2,氧气能与Cu反应生成CuO,N2不与Cu反应,操作X可以得到纯净氮气,故C说法正确;粗硅中含有少量Fe和Cu,即Si3N4中含有少量Fe和Cu,Fe、Cu与稀硝酸反应,得到可溶于水的Fe(NO3)3和Cu(NO3)2,稀硝酸可以除去Si3N4中Fe和Cu,故D说法正确。 二、非选择题 10.(6分)世博会中国馆——“东方之冠”由钢筋、混凝土、7 000多块铝板和1 200多块玻璃等建成。 (1)铝板易被烧碱腐蚀,玻璃易被氢氟酸腐蚀,原因分别为 　、 　　　　　　　　　　　(用化学方程式表示)。  (2)石英玻璃化学稳定性强、膨胀系数小,是一种特殊玻璃,石英玻璃的主要成分是　　　　　　　(填化学式)。  (3)要将NaOH高温熔化,下列坩埚中可选用的是　　　　(填字母)。  A.普通玻璃坩埚　　　　　 B.石英玻璃坩埚 C.氧化铝坩埚 D.铁坩埚 答案:(1)2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑ SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O　(2)SiO2　(3)D 11.(13分)某兴趣小组欲对草酸晶体(H2C2O4·2H2O)的分解产物进行探究,查阅相关资料得到草酸晶体的具体性质如表: 熔点 沸点 热稳定性 其他 101~102 ℃ 150~160 ℃ 升华 100.1 ℃分解出水,175 ℃分解成气体 与Ca(OH)2反应产生白色沉淀(CaC2O4) (1)对于175 ℃时的分解产物提出以下三种猜想:①CO2和H2O;②CO和H2O;③CO、CO2和H2O。无需实验验证便可判断猜想　　　　　　一定不成立,理由是 　 。  (2)将分解产生的气体依次通过以下装置来验证其产物(可重复使用)。 ①各装置合理的连接顺序为分解产生的气体→B→　　 　→　　 　→　　　　→C→　　　　→　　　　。  ②B装置的作用有两种,其一是通过　　　　　　　　　　现象证明 ,  其二是 　。  ③通过观察到   现象证明分解产物中有CO。 (3)草酸晶体受热完全分解的化学方程式为 　。  解析:(1)H2C2O4中碳元素的化合价为+3价,反应中H、O元素的化合价均未变化,CO2中C显+4价,CO中C显+2价,无论生成哪种物质都会发生化合价变化,根据得失电子守恒,分解产物中CO和CO2必须都有,所以①、②两种猜想一定不成立。(2)①草酸晶体分解的产物中有H2O、CO、CO2,同时还混有草酸蒸气,所以验证其分解的产物,要考虑干扰因素,选择正确的验证方法和合理的验证顺序,结合提供的装置及其中所盛装的药品,H2O是通过无水硫酸铜来检验的,而且应当最先检验,CO2是用澄清石灰水来检验的,但要注意草酸蒸气同样能使澄清石灰水变浑浊,故要先除草酸蒸气(可以用冷凝的方法除去),检验CO的方法是使干燥气体通过灼热的氧化铜,看到黑色的固体变红且生成的气体能使澄清石灰水变浑浊即可确定CO存在,则各装置合理的连接顺序为分解产生的气体→B→E→D→A→C→E→F。 答案:(1)①、②　①、②两种猜想均违背了得失电子守恒(其他合理答案均可)　(2)①E　D　A　E　F　②白色粉末变蓝　分解产物中有H2O　使升华的草酸蒸气冷凝而除去,排除对CO2的检验的干扰　③C中的黑色固体变红且后面澄清石灰水变浑浊　 (3)H2C2O4·2H2OCO2↑+CO↑+3H2O↑ 12.(14分)二氯二氢硅(SiH2Cl2)常用于外延法工艺中重要的硅源。二氯二氢硅易燃、有毒、与水接触易水解,沸点为8.2 ℃。在铜催化作用下,HCl与硅在250~260 ℃反应可以制得SiH2Cl2。 (1)以浓硫酸、浓盐酸为原料,选用A装置制取HCl,利用了浓硫酸的　　　　　性。  (2)D装置中生成二氯二氢硅的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)按照气体从左到右的方向制取SiH2Cl2的装置(h处用止水夹夹好)连接次序为a→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)(填仪器接口的字母,其中装置C用到2次)。 (4)按从左到右的顺序,前面装置C中装的试剂为　　　　　　　　,后面装置C的作用为 　。  (5)反应除生成二氯二氢硅之外,还会生成H2和　　　　　、　　　　　等。  解析:(1)浓硫酸有吸水性,使浓盐酸更易挥发出HCl。(3)A装置制取HCl,连接C装置干燥,从f进入D中反应,SiH2Cl2从g处挥发出来,在B装置中收集,SiH2Cl2的密度比空气大,导气管应长进短出,为防止空气中的水蒸气进入B中,则应在B后接干燥管。(4)前面的装置C是用来干燥氯化氢气体的,应选用P2O5或无水CaCl2,后面的装置C的作用为尾气处理和防止空气中的水进入B中,应选碱石灰。 答案:(1)吸水　(2)Si+2HClSiH2Cl2　(3)d　e　f　g　b　c　d　(4)P2O5或无水CaCl2　尾气处理和防止空气中的水蒸气进入B中　(5)SiCl4　SiHCl3 热考主题(5)——劳动与实践 　　采用真实情境,选取学生熟悉的、生活化的素材,考查学生的迁移应用、学以致用能力是新高考的命题原则。对“元素及其化合物”知识点的命题,常选取生产生活、劳动实践中的一些具体情境,在考查学生知识能力的同时,浸润五育并举的育人理念。如2024年的湖北卷T1、安徽卷T3、广东卷T7、黑吉辽卷T5等。 1.(2024·黑吉辽卷)家务劳动中蕴含着丰富的化学知识。下列相关解释错误的是 (　　) A.用过氧碳酸钠漂白衣物:Na2CO4具有较强氧化性 B.酿米酒需晾凉米饭后加酒曲:乙醇受热易挥发 C.用柠檬酸去除水垢:柠檬酸酸性强于碳酸 D.用碱液清洗厨房油污:油脂可碱性水解 解析:选B　过氧碳酸钠结构中的过氧键有较强的氧化性,可以漂白衣物,A正确;酒曲中含有酵母菌,高温可使酵母菌失活,故酿米酒需晾凉米饭后加酒曲,B错误;水垢的主要成分为碳酸钙,柠檬酸可以去除水垢说明柠檬酸的酸性比碳酸的强,C正确;油脂在碱性条件下水解生成易溶于水的甘油和高级脂肪酸盐,故可以用碱液清洗厨房油污,D正确。 2.(2024·安徽卷)青少年帮厨既可培养劳动习惯,也能将化学知识应用于实践。下列有关解释合理的是 (　　) A.清洗铁锅后及时擦干,能减缓铁锅因发生吸氧腐蚀而生锈 B.烹煮食物的后期加入食盐,能避免NaCl长时间受热而分解 C.将白糖熬制成焦糖汁,利用蔗糖高温下充分炭化为食物增色 D.制作面点时加入食用纯碱,利用NaHCO3中和发酵过程产生的酸 解析:选A　清洗铁锅后及时擦干,没有电解质溶液,无法形成原电池,可以减缓铁锅因发生吸氧腐蚀而生锈,A项正确;NaCl性质稳定,受热不易分解,烹煮食物的后期加入食盐,目的是防止食盐中的KIO3受热分解,B项错误;将白糖(主要成分是蔗糖)熬制成焦糖汁,是蔗糖经过复杂的分解、脱水等过程得到的,蔗糖没有炭化,C项错误;制作面点时加入食用纯碱,是利用Na2CO3中和发酵过程产生的酸,D项错误。 3.(2024·湖南卷)下列过程中,对应的反应方程式错误的是 (　　) A 《天工开物》记载用炉甘石(ZnCO3)火法炼锌 2ZnCO3+C2Zn+3CO↑ B CaH2用作野外生氢剂 CaH2+2H2O===Ca(OH)2+2H2↑ C 饱和Na2CO3溶液浸泡锅炉水垢 CaSO4(s)+C(aq)CaCO3(s)+S(aq) D 绿矾(FeSO4·7H2O)处理酸性工业废水中的Cr2 6Fe2++Cr2+14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O 解析:选A　火法炼锌过程中C作还原剂,ZnCO3在高温条件下分解为ZnO、CO2,CO2与C在高温条件下生成还原性气体CO,CO还原ZnO生成Zn,因此总反应为ZnCO3+2CZn+3CO↑,故A项错误;CaH2为活泼金属氢化物,因此能与H2O发生归中反应生成碱和氢气,故B项正确;锅炉水垢中主要成分为CaSO4、MgCO3等,由于溶解性:CaSO4>CaCO3,因此向锅炉水垢中加入饱和Na2CO3溶液,根据难溶物转化原则可知CaSO4转化为CaCO3,故C项正确;Cr2具有强氧化性,加入具有还原性的Fe2+,二者发生氧化还原反应生成Fe3+、Cr3+,Cr元素的化合价由+6降低至+3,Fe元素的化合价由+2升高至+3,故D项正确。 4.(2024·广东卷)“光荣属于劳动者,幸福属于劳动者。”下列劳动项目与所述化学知识没有关联的是 (　　) 选项 劳动项目 化学知识 A 水质检验员:用滴定法测水中Cl-含量 Ag++Cl-===AgCl↓ B 化学实验员:检验Na2O2是否失效 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ C 化工工程师:进行顺丁橡胶硫化 碳碳双键可打开与硫形成二硫键 D 考古研究员:通过14C测定化石年代 C60与石墨烯互为同素异形体 解析:选D　用滴定法测水中Cl-含量利用了Ag+和Cl-生成AgCl沉淀,通过测AgCl沉淀的量从而测定水中Cl-的含量,A不符合题意;利用过氧化钠和水生成氢氧化钠和氧气的反应可以检验Na2O2是否失效,B不符合题意;顺丁橡胶硫化就是聚异戊二烯中的碳碳双键打开与硫形成二硫键,C不符合题意;通过14C测定化石年代是利用同位素的放射性,通过半衰期计算化石年代,与同素异形体无关,D符合题意。 5.(2024·贵州卷)厨房中处处有化学。下列说法错误的是 (　　) 选项 生活情境 涉及化学知识 A 清洗餐具时用洗洁精去除油污 洗洁精中的表面活性剂可使油污水解为水溶性物质 B 炒菜时不宜将油加热至冒烟 油脂在高温下容易生成对身体有害的稠环化合物 C 长期暴露在空气中的食盐变成了糊状 食盐中常含有容易潮解的MgCl2 D 久煮的鸡蛋蛋黄表面常呈灰绿色 蛋白中硫元素与蛋黄中铁元素生成的FeS和蛋黄混合呈灰绿色 解析:选A　洗洁精去除油污主要是利用乳化原理,油污没有水解,A错误;炒菜时不宜将油加热至冒烟,主要是油脂在高温下容易生成对身体有害的稠环化合物,B正确;长期暴露在空气中的食盐变成了糊状,因为食盐中常含有容易潮解的MgCl2,C正确;久煮的鸡蛋蛋黄表面常呈灰绿色,是由于蛋白中硫元素与蛋黄中铁元素生成的FeS和蛋黄混合呈灰绿色,D正确。 6.“为国育才,五育并举”,美育是五育重要组成部分。化学美随处可见。下列叙述正确的是 (　　) A.在纯碱溶液中滴加酚酞溶液,溶液变红色 B.霓虹灯发出不同颜色的光发生了化学变化 C.FeCl2溶液中滴入KSCN溶液后变为红色 D.Na投入CuSO4溶液中,析出红色固体 解析:选A　纯碱溶液显碱性,能使酚酞变红色,A项正确;霓虹灯发光利用了焰色试验,是物理变化,B项错误;亚铁离子遇到KSCN不会变红色,C项错误;Na先与H2O反应,不能置换生成Cu,D项错误。 7.劳动成就梦想。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是 (　　) 选项 劳动项目 化学知识 A 社区服务:用“84”消毒液对图书馆桌椅消毒 含氯消毒剂具有氧化性 B 学农活动:用厨余垃圾制肥料 厨余垃圾含N、P、K等元素 C 家务劳动:用白醋清洗水壶中的水垢 乙酸可由乙醇氧化制备 D 自主探究:以油脂为原料制肥皂 油脂可发生皂化反应 解析:选C　用“84”消毒液对图书馆桌椅消毒,是因为NaClO水解生成有强氧化性的HClO,HClO能杀死细菌和病毒,A不符合题意;厨余垃圾中含N、P、K等元素,所以能用厨余垃圾制肥料,B不符合题意;用白醋清洗水壶中的水垢,是因为白醋中的乙酸有酸性且酸性比碳酸强,可以和水垢中的CaCO3、Mg(OH)2等反应,与乙酸可由乙醇氧化制备没有关系,C符合题意;以油脂为原料制肥皂,是因为油脂能在碱性环境下发生皂化反应,生成肥皂,D不符合题意。 8.劳动创造美好生活。下列劳动者的工作内容所涉及化学知识错误的是 (　　) 选项 工作内容 化学知识 A 工程师在船舶外壳安装锌块保护船体 此电化学保护中锌块做正极 B 医生为糖尿病患者开处方并叮嘱患者控制米饭类食物的摄入量 淀粉能水解生成葡萄糖 C 污水处理员利用硫酸铝、聚合氯化铝等混凝剂除去水体中的细小悬浮物 混凝剂遇水可形成胶体吸附悬浮物而聚沉 D 园艺师给花卉施肥时,草木灰和铵态氮肥不混合施用 碳酸钾和铵盐相互促进水解,降低氮肥的肥效 解析:选A　工程师在船舶外壳安装锌块保护船体,锌金属活动性强于铁,锌块做负极,A错误;淀粉能水解生成葡萄糖,因此糖尿病患者需要控制米饭类食物的摄入量,B正确;硫酸铝、聚合氯化铝中的铝离子水解生成氢氧化铝胶体,胶体具有吸附作用,能吸附悬浮物而聚沉,C正确;草木灰中的碳酸根离子和铵态氮肥中的铵根离子能发生相互促进水解反应,生成NH3逸出,降低了肥效,故两种肥料不能同时使用,D正确。 9.劳动最光荣,勤奋出智慧。下列劳动项目与所述化学知识没有关联的是 (　　) 选项 劳动项目 化学知识 A 试剂运输:常用铁罐车运输浓硫酸 常温下,铁遇浓硫酸钝化 B 医学手术:医生用聚乳酸作手术缝合线 聚乳酸在人体内可水解、吸收 C 泳池消毒:用漂粉精作游泳池的消毒剂 漂粉精有漂白性 D 消防宣传:消防员使用泡沫灭火器灭火 碳酸氢钠与硫酸铝发生相互促进的水解反应 解析:选C　常温下,铁遇浓硫酸钝化,铁表面会形成一层致密的氧化膜,故可用铁罐车运输浓硫酸,A项不符合题意;聚乳酸在人体内可水解、吸收,可用聚乳酸作手术缝合线,B项不符合题意;漂粉精主要成分为Ca(ClO)2,有强氧化性,可用漂粉精作游泳池的消毒剂,C项符合题意;泡沫灭火器内盛装有碳酸氢钠、硫酸铝,二者发生相互促进的水解反应,产生的氢氧化铝和二氧化碳可以隔绝氧气,从而灭火,D项不符合题意。 10.(2025·广东江门一模)劳动创造美好生活。下列劳动项目与所述的化学知识有关联的是 (　　) 选项 劳动项目 化学知识 A 传承工艺:使用含淀粉酶的麦芽作用于淀粉,制作饴糖(又称麦芽糖饴) 麦芽糖水解可生成葡萄糖 B 环保活动:用 Fe2(SO4)3作净水剂 Fe3+水解形成的氢氧化铁胶体可以吸附水中的悬浮物 C 学农活动:向盐碱地(含Na2CO3、NaCl)洒石膏进行处理 Na2CO3能与CaCl2发生复分解反应 D 学工活动:将铝制品电解氧化形成保护膜 铝制品与电源负极相连能够受保护 解析:选B　使用含淀粉酶的麦芽作用于淀粉制作饴糖,淀粉水解为麦芽糖,不选A;用Fe2(SO4)3作净水剂是因为Fe3+水解形成的氢氧化铁胶体可以吸附水中的悬浮物,选B;石膏的成分是CaSO4,向盐碱地(含Na2CO3、NaCl)洒石膏进行处理,Na2CO3能与CaSO4发生复分解反应生成碳酸钙沉淀,降低碳酸根离子的浓度,使土壤的碱性减弱,不选C;将铝制品电解氧化形成保护膜,是让铝制品与电源正极相连发生氧化反应,不选D。 11.(2025·武汉调研)化学与生活密切相关。下列说法错误的是 (　　) A.氯乙烷可用作冷冻麻醉剂 B.苯甲酸可用作食品防腐剂 C.Si可用作5G技术中使用的光导纤维 D.醋酸钠过饱和溶液和金属小圆片可制作“热袋” 解析:选C　SiO2是光导纤维的主要成分,C错误。 12.下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是 (　　) 选项 劳动项目 化学知识 A 焙制蛋糕加入小苏打作膨松剂 Na2CO3可与酸反应 B 用84消毒液清洁家居用品 含氯消毒剂具有氧化性 C 用聚乳酸吸管代替传统塑料吸管 聚乳酸在自然界易降解 D 喷洒波尔多液防治农作物病害 重金属离子可使蛋白质变性 解析:选A　焙制蛋糕加入的小苏打为NaHCO3,小苏打作为膨松剂的原因是其受热分解或与酸反应产生的CO2能使面团变得疏松多孔,A选项符合题意;84消毒液的有效成分为NaClO,其具有一定的氧化性,可用于消毒,B选项不符合题意;聚乳酸属于聚酯类化合物,自然状态下可降解,C选项不符合题意;波尔多液中含有重金属离子Cu2+,而重金属离子可使蛋白质变性,D选项不符合题意。 13.在实践中学习,下列实践项目对应的化学知识正确的是 (　　) 选项 实践项目 化学知识 A 探究活动:自制肥皂 油脂水解 B 消防演练:泡沫灭火器灭火 Al3+和C相互促进水解 C 家务劳动:用纯碱溶液除水垢 Na2CO3溶液呈碱性 D 学农活动:用富含淀粉的谷物酿酒 淀粉水解生成乙醇 解析:选A　肥皂的主要成分是油脂和氢氧化钠发生水解反应生成的高级脂肪酸钠,A正确;泡沫灭火器灭火原理是Al3+和碳酸氢根相互促进水解生成氢氧化铝和二氧化碳,B错误;Na2CO3水解溶液呈碱性,可用来清洗油污,与除水垢无关,C错误;淀粉在无氧环境下发酵生成乙醇,可用富含淀粉的谷物来酿酒,而淀粉水解是生成葡萄糖,不能水解得到乙醇,D错误。 第五讲　同主族元素的递变规律及相关性质(思维建模课) 一、碳族元素——锗、锡、铅 　　碳族元素包括碳、硅、锗、锡、铅和第七周期的共6种元素,在元素周期表中处于ⅣA族。碳族元素基态原子的价层电子排布为ns2np2,它们的最高价为+4。在锗、锡、铅中随着原子序数的增大,稳定氧化态逐渐由+4变为+2。锗、锡、铅在自然界中以矿物形式存在,如锗石矿(Cu2S·FeS·GeS2)、锡石矿(SnO2)、方铅矿(PbS)等。 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.锗、锡、铅单质 (1)与非金属单质的反应 锗、锡、铅单质在一定条件下可以与卤素、氧气及硫等非金属单质直接化合,例如: Sn+2Cl2SnCl4　Sn+O2SnO2 Ge+2SGeS2 注意:产物中Sn和Ge的化合价均为+4,而Pb的情况与Ge和Sn不同,在上述类型的反应中只能被氧化到+2,不论是与S,还是与O2及Cl2反应。 (2)与酸碱的反应 Ge+4HNO3(浓) ===GeO2·H2O+4NO2↑+H2O Sn+2HCl(浓)SnCl2+H2↑ Sn+2OH-+4H2O[Sn(OH)6]2-+2H2↑ Pb+2HCl(aq) ===PbCl2+H2↑ Pb+OH-+2H2O=== [Pb(OH)3]-+H2↑ Pb+4HNO3(浓) ===Pb(NO3)2+2NO2↑+2H2O　 Pb+3H2SO4(浓) ===Pb(HSO4)2+SO2↑+2H2O　 2.锗、锡、铅的化合物 (1)锗、锡、铅的卤化物 锗、锡、铅的卤化物可以分成二卤化物和四卤化物两大类。由于Pb(Ⅳ)的氧化性很强,所以四碘化铅和四溴化铅不能稳定存在。 ①二氯化锡极易水解而生成碱式盐沉淀: SnCl2+H2O===Sn(OH)Cl↓+H++Cl- 所以配制SnCl2溶液时要用盐酸抑制水解。 ②四氯化锡是无色液体,是典型的共价型化合物。氯气与锡在加热条件下反应可以用来制备SnCl4:Sn+2Cl2SnCl4 由于SnCl4极易水解,在潮湿空气中发烟,所以制备过程要严防体系与水接触。 (2)锗、锡、铅的硫化物 GeS,GeS2在水中有一定的溶解度,其余的硫化物均需较浓的盐酸才能溶解,如灰色的硫化亚锡(SnS)、黄色的硫化锡(SnS2)和黑色的硫化铅(PbS)。 GeS2和SnS2等高价硫化物为酸性硫化物,它们均溶于NaOH溶液,例如: 3SnS2+6NaOH(aq) ===Na2SnO3+2Na2[SnS3]+3H2O 也可以与碱性硫化物Na2S的溶液反应: GeS2+Na2S(aq) ===Na2[GeS3] SnS2+Na2S(aq) ===Na2[SnS3] 生成物为硫代酸盐。例如,Na2[SnS3]称为硫代锡酸钠,可将其看成是含氧酸盐中的氧被硫取代的产物。 GeS和SnS属于低价态的硫化物,可以被氧化性的过硫化钠(Na2S2)的溶液氧化,例如: SnS+Na2S2(aq) ===SnS2+Na2S 反应的产物SnS2和Na2S可以进一步作用而生成硫代酸盐。 所有的硫代酸盐均不稳定,遇酸则生成相应的硫化物沉淀和硫化氢。 [迁移应用] 1.(2025·湖北黄冈检测)四氯化锡(SnCl4)是一种重要的化工原料,主要用于有机锡化合物的制造,可由锡单质与氯气在加热时化合生成,某实验小组用如下装置对其进行制备。 [相关药品性质] 药品 颜色、 状态 熔点 /℃ 沸点 /℃ 其他性质 Sn 银白色 固体 231 2 260 较活泼金属能与O2、HCl等气体发生反应 SnCl4 无色 液体 -33 114 极易与水反应产生SnO2·xH2O溶胶 回答下列问题: (1)“仪器a”的名称是　　　　　　,A中反应的离子方程式为 　 。  (2)实验前应进行的操作是　　　　　　　　　　,实验开始时,应先点燃　　　　(填“A”或“D”)处的酒精灯。  (3)若无“洗气瓶B”,可能会导致的问题是 　。  (4)实验结束后,“小试管b”内收集到的液体呈淡黄色,其原因是 。 (5)“洗气瓶F”中所盛放的药品是　　　　。  解析:二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水,用饱和食盐水除掉氯化氢,用浓硫酸干燥氯气,利用氯气将装置内的空气排出,避免金属Sn被氧气氧化,D中反应生成SnCl4,在E中冷却为液态,F中装有浓硫酸以避免G中水蒸气进入到b中,多余氯气用氢氧化钠溶液吸收。(1)据图中信息得到“仪器a”的名称是分液漏斗,A中是二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水,其反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++2H2O+Cl2↑。(2)实验前应进行的操作是检查装置的气密性,由于Sn是较活泼金属,能与O2、HCl等气体发生反应,为避免装置中空气与Sn反应,因此实验开始时,应先点燃A处的酒精灯,让氯气排出装置内空气。(3)洗气瓶B是除掉氯化氢,若无“洗气瓶B”,可能会导致的问题是杂质HCl可与Sn反应产生H2,与Cl2混合加热时爆炸。(4)实验结束后,“小试管b”内收集到的液体呈淡黄色,是氯气的颜色,其原因是SnCl4中溶有Cl2。(5)由于SnCl4极易与水反应产生SnO2·xH2O溶胶,因此“洗气瓶F”主要防止G中的水蒸气进入到b中,因此“洗气瓶F”中所盛放的药品是浓硫酸。 答案:(1)分液漏斗　MnO2+4H++2Cl-Mn2++2H2O+Cl2↑　(2)检查装置的气密性　A (3)杂质HCl可与Sn反应产生H2,与Cl2混合加热时爆炸　(4)SnCl4中溶有Cl2　(5)浓硫酸 2.锗是一种战略性金属,广泛应用于光学及电子工业领域。用锌浸渣(主要含ZnFe2O4、CaSO4,另含少量ZnS、SiO2以及GeS2)提取GeO2和ZnSO4·H2O的工艺流程如下: 已知:①常温下,Ksp[Ge(OH)4]=4×10-46,Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38。 ②GeCl4常温下为液体,易水解,GeCl4、FeCl3、ZnCl2沸点如下: 物质 GeCl4 FeCl3 ZnCl2 沸点 84 ℃ 316 ℃ 732 ℃ 请回答下列问题: (1)基态Ge的价层电子轨道表示式为　　　　　　　　　　,GeCl4的晶体类型为　　　　　。  (2)α⁃GeO2和β⁃GeO2在一定条件下可以互变,测定GeO2的晶体结构最常用的仪器为　　　　。  A.质谱仪 B.核磁共振氢谱仪 C.红外光谱仪 D.X射线衍射仪 (3)“氧化酸浸”后产生的浸渣含有S和　　　　　,写出GeS2发生反应的离子方程式 　。  (4)“中和沉淀”中,加化合物A　　　　　　　　　　　　(填化学式)调节溶液pH=4.6使Ge和Fe共沉淀(温度为常温),此时滤液中lg[c(Ge4+)∶c(Fe3+)]=　　　　。  (5)称取4.000 g GeO2样品,加入NaOH溶液,用电炉加热溶解。溶解完全后冷却至20 ℃以下,加入次磷酸钠(NaH2PO2)溶液充分反应,溶液中锗元素以Ge2+存在。加入适量稀硫酸将溶液pH调为酸性,隔绝空气加热煮沸至将多余的次磷酸(H3PO2)除去,然后以淀粉为指示剂,用0.500 0 mol·L-1 KIO3标准溶液滴定,消耗KIO3溶液的体积为25.00 mL。 已知: a.6H++3Ge2++I===3Ge4++I-+3H2O。 b.样品中的杂质不参与反应。 c.GeO2的相对分子质量为105。 ①滴定终点的现象为 　。 ②样品中GeO2的纯度为　 　%(保留2位小数)。  解析:由题给流程可知,向锌浸渣中加入过氧化氢和硫酸的混合溶液,将ZnFe2O4转化为硫酸锌、硫酸铁,硫化锌、二硫化锗转化为硫酸锌、硫酸锗和硫,二氧化硅、CaSO4不反应,过滤得到含有硫酸钙、二氧化硅和硫的滤渣和滤液;向滤液中加入化合物A,根据不引入新的杂质可知A可以为氧化锌或氢氧化锌,调节溶液pH,将溶液中的铁离子、锗离子转化为氢氧化铁、氢氧化锗沉淀,过滤得到滤液和滤饼;滤液经蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥得到一水硫酸锌晶体;向滤饼中加入盐酸溶解后,蒸馏得到四氯化锗,四氯化锗一定条件下水解、过滤得到水解液和GeO2·nH2O,经烘干得二氧化锗,据此作答。 (1)Ge是第四周期ⅣA族元素,所以其最外层电子排布式为4s24p2,价层电子轨道表示式为。GeCl4可被蒸馏分离,沸点较低,为分子晶体。(2)区分晶体与非晶体的科学方法是X射线衍射法,采用的仪器是X射线衍射仪,故选D。(3)由分析可知,滤渣的主要成分为硫酸钙、二氧化硅和硫;由分析可知,硫化锗与过氧化氢和硫酸混合溶液反应生成硫酸锗、硫和水,反应的离子方程式为GeS2+4H++2H2O2===Ge4++2S+4H2O。(4)根据分析可知,向滤液中加入化合物A的目的是为了调节溶液pH,将溶液中的铁离子、锗离子转化为氢氧化铁、氢氧化锗沉淀,根据不引入新的杂质,所以A可以为氧化锌或氢氧化锌;pH=4.6,则c(H+)=10-4.6 mol·L-1,c(OH-)=10-9.4 mol·L-1,由溶度积可知,c(Ge4+)∶c(Fe3+)===101.4,所以lg[c(Ge4+)∶c(Fe3+)]=1.4。(5)根据已知,碘酸根和Ge2+反应生成碘离子,当Ge2+反应完,碘酸根就会和生成的I-反应得到碘单质,遇溶液中淀粉变蓝,故滴定终点现象为当最后半滴标准溶液滴下时,溶液由无色变为蓝色,且30 s内不褪色;根据所给反应n(GeO2)=n(Ge2+)=3n(I)=0.500 0 mol·L-1×0.025 L×3=0.037 5 mol,故样品中GeO2的纯度为×100%≈98.44%。 答案:(1) 　 分子晶体　(2)D (3)SiO2、CaSO4　 GeS2+4H++2H2O2===Ge4++2S+4H2O　 (4)ZnO、Zn(OH)2(合理即可)　1.4　 (5)①当滴入最后半滴标准溶液时,溶液由无色变为蓝色,且半分钟内不变色　②98.44 二、氮族元素——砷、锑、铋 　　氮族元素包括氮、磷、砷、锑、铋和第七周期的镆共6种元素,在元素周期表中处于ⅤA族。氮族元素基态原子的价层电子排布为ns2np3,该族元素的最高化合价为+5。其中砷、锑、铋主要是以硫化物矿存在,如雌黄(As2S3)、雄黄(As4S4)、砷化铁矿(FeAs2)、辉锑矿(Sb2S3)、锑硫镍矿(NiSbS)、辉铋矿(Bi2S3)等。 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.砷、锑、铋的氢化物 砷、锑、铋都能生成氢化物MH3,氢化物均为有毒且不稳定的无色气体。AsH3在250~300 ℃分解,SbH3在室温下即易分解,而BiH3更不稳定。 ①在缺氧条件下,砷化氢受热分解产生单质砷: 2AsH32As+3H2 ②SbH3不稳定,在室温下分解可形成类似于“砷镜”的“锑镜”: 2SbH3===2Sb+3H2 ③铋化氢(BiH3)更不稳定,在-45 ℃低温下即分解。 2.砷、锑、铋的卤化物 砷、锑、铋的三卤化物较稳定,但都能发生水解反应,水解能力的顺序为PCl3>AsCl3>SbCl3>BiCl3。 ①三氯化砷(AsCl3)的水解能力比PCl3弱,水解产物为H3AsO3: AsCl3+3H2O===H3AsO3+3HCl ②由于Sb3+、Bi3+水解能力弱,水解最后得到白色微溶的氯氧化物: SbCl3+H2O===SbOCl↓+2HCl BiCl3+H2O===BiOCl↓+2HCl [迁移应用] 1.(2025·宁夏石嘴山阶段练习)以辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含少量杂质PbO2等)为原料,采用湿法冶金制备精铋工艺流程如下图所示。 回答下列问题: (1)配制FeCl3溶液时需加入盐酸的目的是　　　　　　　　。  (2)已知“浸出、置换、再生、电解精炼”工序都有氧化还原反应发生,“浸出”工序中被还原的元素主要有　　　　和　　　　(填写元素符号)。  (3)“浸出”工序中杂质PbO2被盐酸还原的离子方程式为 　。  (4)“浸出”产生S的主要离子反应为　　　Fe3++　　　Bi2S3===　　　Fe2++　　　Bi3++　　　S,请完成方程式的配平。  (5)再生液可以加入“浸出”操作中循环利用,则再生液中主要溶质为　　　　(填化学式)。  (6)粗铋中含有少量Fe、Cu、Pb等金属杂质,电解精炼时,用粗铋作为电解池的　　　极(填“阴”或“阳”)。  (7)铋同铅、锡、锑、铟等金属组成二元、三元、四元、五元合金。改变这些金属在合金中所占的百分比,就可获得一系列不同熔点和不同物理性质的合金,铋、铅二元合金的熔点　　　　于(填“高”或“低”)铅。  解析:辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含少量杂质PbO2等)加入足量的FeCl3溶液和盐酸浸出,Fe3+将Bi2S3中S元素氧化成S单质沉淀,盐酸将PbO2还原,由于溶液中有大量氯离子,可以得到PbCl2沉淀;此时溶液中主要含有Fe2+、Bi3+、Fe3+以及H+,加入适量铁粉将H+、Fe3+还原,同时置换出Bi单质,过滤得到粗铋以及主要含有FeCl2的滤液,粗铋经电解精炼得到精铋,氯化亚铁溶液中通入氯气得到氯化铁再生液。 (1)配制FeCl3溶液时加入盐酸的目的是抑制Fe3+水解; (2)“浸出”工序中,Fe3+将S元素氧化成S单质沉淀,盐酸将PbO2还原,则被还原的元素主要有铁元素和铅元素;(3)盐酸能与PbO2反应生成PbCl2和氯气,离子方程式为PbO2+2Cl-+4H+===Pb2++Cl2↑+2H2O;(4)“浸出”时Bi2S3和FeCl3反应生成FeCl2、2BiCl3和S沉淀,反应的主要离子反应为6Fe3++Bi2S3===6Fe2++2Bi3++3S;(5)再生液是氯气和氯化亚铁反应生成氯化铁;(6)电解精炼时,根据电解的规律,阳极用活性电极,电极自身放电,则用粗铋作为电解池的阳极,纯铋作为电解池的阴极;(7)合金的熔沸点低于纯金属,所以铋、铅二元合金的熔点低于铅。 答案:(1)抑制Fe3+水解　(2)Fe　Pb (3)PbO2+2Cl-+4H+===Pb2++Cl2↑+2H2O (4)6Fe3++Bi2S3===6Fe2++2Bi3++3S (5)FeCl3　(6)阳　(7)低 2.(2025·湖南怀化模拟)碲、锑广泛应用于光伏、半导体领域。某科研小组从阳极泥分铜液净化渣[主要含铜、碲(Te)、锑(Sb)等元素的化合物]中分别回收碲和锑的工艺流程如下图所示: 已知:①“酸浸”时,锑元素反应生成难溶的Sb2O(SO4)4浸渣。 ②“碱浸”时,铜、锑转化为难溶氢氧化物或氧化物,碱浸液含有Na2TeO3。 回答下列问题: (1)基态Sb原子的价层电子排布式为　　　　　　　　　。  (2)“碱浸”时,二氧化碲与碱溶液反应的离子方程式为 　。 (3)“氯盐酸浸”时,通入SO2的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;“氯盐酸浸”时温度过高会使Sb的浸出率降低,原因是 ______________________________________________________。  (4)向“碱浸液”中加双氧水需分批加入,目的是_________________________________________________。  (5)写出“热还原”时发生反应的化学方程式 　。  (6)粗碲粉中碲质量分数的测定:取3.2 g粗碲粉,加入硝酸使其转化为亚碲酸(H2TeO3),将溶液置于冰盐冷剂中冷却至273 K过滤、冰水洗涤等得到亚碲酸。将亚碲酸配制成250 mL溶液,取25.00 mL于锥形瓶中。向锥形瓶中加入20.00 mL 0.04 mol·L-1酸性K2Cr2O7溶液,充分反应使亚碲酸转化为原碲酸(H6TeO6)。用0.03 mol·L-1硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2 ]标准溶液滴定剩余的酸性K2Cr2O7溶液,滴定至终点时消耗20.00 mL硫酸亚铁铵标准溶液。则粗碲粉中碲的质量分数为　　　,若滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失,则测定结果　　　　(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。  解析:已知:①“酸浸”时,锑元素反应生成难溶的Sb2O(SO4)4浸渣。②“碱浸”时,铜、锑转化为难溶氢氧化物或氧化物,碱浸液含有Na2TeO3。Sb2O(SO4)4浸渣经过氯盐酸浸,转化为SbCl3溶液,再电解得到Sb;碱浸液含有Na2TeO3,加入过氧化氢,生成Na2TeO4沉淀,经过热还原得到粗碲粉。 (1)基态Sb原子的价层电子排布式为5s25p3。 (2)已知“碱浸”时,二氧化碲与碱溶液反应生成Na2TeO3,则离子方程式为TeO2+2OH-===Te+H2O。 (3)因为Sb2O(SO4)4浸渣经过氯盐酸浸后转化为SbCl3溶液,所以通入SO2的目的是将Sb2O(SO4)4还原为SbCl3;“氯盐酸浸”时温度过高时,HCl与SO2挥发,降低了反应物浓度,从而使Sb的浸出率降低。 (4)因为双氧水易分解,分批加入可以降低H2O2分解率,提高H2O2利用率。 (5)“热还原”时,+4价的S被氧化为+6价,Te元素被还原为单质,根据得失电子守恒与原子守恒可得:Na2TeO4+3Na2SO3+H2SO44Na2SO4+Te+H2O。 (6)根据得失电子守恒知:6[(NH4)2Fe(SO4)2]~K2Cr2O7,则与硫酸亚铁铵反应的酸性K2Cr2O7为 mol=10-4 mol,则与亚碲酸反应的K2Cr2O7为0.04×20×10-3mol-10-4 mol=7×10-4 mol,根据得失电子守恒以及原子守恒3Te~3H2TeO3~K2Cr2O7,则25 mL亚碲酸溶液中Te元素为3×128×7×10-4 g=0.268 8 g,则粗碲粉中碲的质量分数为××100%=84%;如滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失,则消耗硫酸亚铁铵标准溶液的体积偏大,则与亚碲酸反应的K2Cr2O7的物质的量偏小,则测定结果偏低。 答案:(1)5s25p3　 (2)TeO2+2OH-===Te+H2O (3)将Sb2O(SO4)4还原为SbCl3　温度过高使HCl与SO2挥发,降低了反应物浓度　 (4)双氧水易分解,分批加入可以降低H2O2分解率,提高H2O2利用率 (5)Na2TeO4+3Na2SO3+H2SO44Na2SO4+Te+H2O (6)84%　偏低 三、氧族元素——硒、碲 　　氧族元素包括氧、硫、硒、碲、钋和第七周期的共6种元素,在元素周期表中处于ⅥA族。氧族元素基态原子的价层电子排布为ns2np4,有6个价层电子,能结合两个电子形成-2的阴离子。其中硒和碲是稀有分散元素,常与硫化物矿共生。 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.硒、碲的氢化物 虽然Se和H2可直接合成H2Se,但H2Se和H2Te却主要是通过金属硒化物、碲化物与水或酸的作用制得的: Se+H2H2Se Al2Se3+6H2O===2Al(OH)3+3H2Se↑ Al2Te3+6H+===2Al3++3H2Te↑ 2.硒、碲的氧化物 (1)+4的氧化物及含氧酸 硒和硒化氢、碲和碲化氢在空气中燃烧时,分别生成易挥发性的白色固体SeO2和难挥发的白色固体TeO2。 SeO2溶于水生成亚硒酸(H2SeO3),蒸发可得其无色晶体。TeO2因难溶于水而不易直接形成亚碲酸H2TeO3,但TeO2溶于NaOH溶液后,生成亚碲酸钠,再加硝酸酸化,即有白色片状的亚碲酸析出。 H2SO3、H2SeO3和H2TeO3均为二元酸,强度依次减弱。 (2)+6的氧化物及含氧酸 ①SeO3是白色固体,熔点为118 ℃,极易吸水而成硒酸(H2SeO4): SeO3+H2O===H2SeO4 硒酸和硫酸相似,不易挥发,是一种强酸,在高浓度时也可使有机物炭化。 ②TeO3为黄橙色晶体,几乎不溶于水,也难溶于稀酸或稀的强碱溶液,但易溶于浓的强碱溶液而生成相应的碲酸盐,例如: TeO3+2KOH(浓) ===K2TeO4+H2O 碲酸以H6TeO6的形式存在,为白色固体,与硒酸和硫酸相反,H6TeO6是很弱的酸。 [迁移应用] (2025·湖北黄冈模拟)硒和碲是重要的稀散元素,都可以作为半导体材料。一种从碲碱渣(碲和硒的含量较高,还含有少量Cu、Pb等元素)分离硒回收碲的工艺流程如下: 已知:①水浸液的主要成分为Na2TeO3、Na2SeO3及少量可溶性的铜、铅化合物等。 ②TeO2为两性氧化物,微溶于水。 ③亚硒酸为二元弱酸,Ka1=2.7×10-3 Ka2=2.5×10-8。 回答下列问题: (1)硒与氧同族,基态Se原子价层电子排布式为　　　　　　。  (2)“除杂渣”的主要成分为　　　　　　　　。  (3)“中和”时控制pH为4~5,生成TeO2沉淀,若硫酸过量,将导致Te的回收率下降的原因是 　。  (4)“酸浸液”中硒主要以亚硒酸的形式存在。若控制“酸浸液”的pH为2,此时溶液中=　　　　　　。  (5)“沉硒”时生成了一种无污染的单质气体,写出“沉硒”时发生的主要反应的化学方程式: 　。  (6)碘量法测定“粗硒”中硒的含量,过程如下: 取0.100 0 g粗硒,加入足量硫酸和硝酸,充分反应生成H2SeO3,再加热至90 ℃使过量的硝酸挥发;继续向H2SeO3溶液中加入过量的KI溶液,生成Se和I2;然后滴入2滴淀粉溶液,用0.400 0 mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定(2Na2S2O3+I2===2NaI+Na2S4O6)。重复上述操作2次,消耗的Na2S2O3溶液的平均体积为12.50 mL。 ①判断滴定至终点的方法是 　　。  ②该粗硒的纯度为　　　　　　。  解析:碲碱渣(碲和硒的含量较高,还含有少量Cu、Pb等元素)加水水浸得到水浸渣和水浸液,水浸液的主要成分为Na2TeO3、Na2SeO3及少量可溶性的铜、铅化合物等,加入NaHS除杂,得到除杂渣,主要成分为CuS、PbS,除杂液加入硫酸中和得到中和固体物质,固体物质用盐酸酸浸得到酸浸渣和酸浸液,酸浸液加入盐酸羟胺沉硒得到粗硒,溶液再加入亚硫酸钠还原得到还原液和还原碲粉。 (1)基态硒是第四周期ⅥA族元素,主族元素价电子数等于最外层电子数,所以基态硒原子的价层电子排布式为4s24p4 。(2)可溶性的铜、铅化合物加入NaHS除杂,得到除杂渣,产生难溶性的硫化物,故“除杂渣”的主要成分为CuS、PbS。(3)“中和”时控制pH为4~5,生成TeO2沉淀,若硫酸过量,TeO2为两性氧化物,会与过量的硫酸反应进入中和液中导致碲元素损失,Te的回收率下降。(4)亚硒酸为二元弱酸,Ka1=2.7×10-3 、Ka2=2.5×10-8,“酸浸液”中硒主要以亚硒酸的形式存在。若控制“酸浸液”的pH为2,此时溶液中 = =××===6.75×10-7。(5)“沉硒”时酸浸液加入盐酸羟胺沉硒得到粗硒,生成了一种无污染的单质气体,则为氮气,发生的主要反应的化学方程式为H2SeO3+4HONH3ClSe↓+2N2↑+7H2O+4HCl。(6)①用淀粉为指示剂,当碘反应完时蓝色褪去,则判断滴定至终点的方法是滴入半滴Na2S2O3标准溶液,溶液蓝色消失,且半分钟内不变色;②根据反应可知,关系式为H2SeO3~Se~2I2~4Na2S2O3,该粗硒的纯度为×100%=98.75%。 答案:(1)4s24p4　(2)CuS、PbS　(3)TeO2为两性氧化物,会与过量的硫酸反应进入中和液中导致碲元素损失　(4)6.75×10-7　(5)H2SeO3+4HONH3Cl===Se↓+2N2↑+7H2O+4HCl (6)①滴入半滴Na2S2O3标准溶液,溶液蓝色消失,且半分钟内不变色　②98.75% [课时跟踪检测] (说明:标题目配有讲评课件) 1.(13分)(2025·湖南邵阳开学考试)从含铜废渣(主要成分为Cu3As)和含砷废渣(主要成分为As2S3)中回收铜和砷的一种流程示意图如下。 资料: Ⅰ.沉铜过程主要发生反应:As2S3+3CuSO4+4H2O===3CuS+2HAsO2+3H2SO4; Ⅱ.HAsO2易分解生成微溶于水的As2O3;随着硫酸浓度增大,As2O3在硫酸溶液中的溶解度变小。 (1)已知As元素位于元素周期表第四周期ⅤA族,下列说法正确的是　　　　。  A.酸性:H3PO4>H3AsO4 B.非金属性:P>S C.原子半径:O>As D.热稳定性:NH3>PH3 (2)升温能加快氧化浸出的速率。温度过高时,浸出速率反而会下降,原因是 　。 (3)“氧化浸出”步骤中,Cu3As被氧化为CuSO4和H3AsO4,离子方程式为 　。  (4)沉铜前,需要对氧化浸出液进行稀释。稀释倍数对沉铜的影响如下图所示。 稀释倍数较小时,滤渣2中As含量较高的原因是__________________________________________。  (5)母液中可循环使用的物质是　　　　。  (6)粗三氧化二砷中砷含量的测定 ⅰ.取0.1 g样品于锥形瓶中,加入NaOH溶液,使样品完全溶解; ⅱ.加入适量乙酸铅溶液,消除-2价硫的干扰; ⅲ.用稀硫酸调pH=8,加入3 g碳酸氢钠和淀粉溶液; ⅳ.用c mol·L-1碘溶液(溶质按I2计)将砷氧化至最高价态。向锥形瓶中逐滴滴加碘溶液,消耗碘溶液V mL时,锥形瓶中溶液恰好变蓝且颜色不再变化,该过程中的溶液pH基本不变。 资料:样品中砷只以+3价的形式存在。 ①若样品中有-2价硫,没有步骤ⅱ,测定结果将　　　　(填“偏大”“偏小”或“不变”)。  ②样品中砷的质量分数为　　　　　　(用c、V表示)。  解析:在酸性条件下,Cu3As被氧化为CuSO4和H3AsO4,过滤后加入含砷废渣,沉铜后过滤,再用二氧化硫将滤液中的砷元素还原得到粗三氧化二砷,据此分析作答。 (1)非金属性越强,最高价氧化物的水化物的酸性越强,非金属性P>As,则酸性H3PO4>H3AsO4,A正确;同周期元素从左至右,非金属性逐渐增强,则非金属性S>P,B错误;同周期从左至右,原子半径逐渐减小,同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大,所以原子半径As>O,C错误;同主族元素从上到下,非金属性逐渐减弱,则非金属性N>P,非金属越强,简单气态氢化物越稳定,则稳定性NH3>PH3,D正确。 (2)过氧化氢受热易分解,温度过高时过氧化氢分解而使过氧化氢浓度降低导致氧化浸出速率降低。 (3)Cu3As被过氧化氢在酸性条件下氧化生成CuSO4、H3AsO4和H2O,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为2Cu3As+11H2O2+12H+===6Cu2++2H3AsO4+14H2O。 (4)稀释倍数较小时,溶液中硫酸浓度较大,根据题中已知:HAsO2易分解生成微溶于水的As2O3;随着硫酸浓度的增大,As2O3在硫酸溶液中的溶解度变小,因此滤渣2中As2O3含量较高。 (5)在“还原”过程中有硫酸生成,氧化浸出中需要消耗硫酸,因此能循环使用的物质是硫酸。 (6)①若样品中有-2价硫,则碘标准液还需要氧化-2价硫导致标准液消耗体积偏大,最后测定结果偏大。 ②加入NaOH溶液,As2O3转化为Na3AsO3,滴定时砷氧化至最高价态,根据原子守恒和得失电子守恒得n(As)=n(As)=n(I2)=cV×10-3 mol,则样品中As的质量分数为×100%=75cV%。 答案:(1)AD　(2)过氧化氢受热易分解,温度过高时过氧化氢分解而使过氧化氢浓度降低导致氧化浸出速率降低 (3)2Cu3As+11H$$