内容正文:
优化探究
大单元二 元素及其化合物
第四章 非金属及其化合物
热点强化16 “价—类”二维图的分析应用(二)
【讲·热点归纳】
一、氯及其重要化合物
1.“价—类”二维图
2.“易错易混”提醒
(1)液氯密封在钢瓶中,而氯水、次氯酸应保存在棕色试剂瓶中。
(2)1 mol Cl2参加反应,转移电子数可能为2NA、NA或小于NA(Cl2和H2O的反应为可逆反应)。
(3)酸化KMnO4溶液,是用H2SO4酸化而不是盐酸。
(4)ClO-不论在酸性环境中还是在碱性环境中均能体现强氧化性,如ClO-与S、I-、Fe2+均不能大量共存;ClO-体现水解性,因HClO酸性很弱,ClO-水解显碱性,如Fe3++3ClO-+3H2O===Fe(OH)3↓+3HClO,所以ClO-与Fe3+、Al3+均不能大量共存。
(5)向Ca(ClO)2溶液中通入SO2气体生成CaSO4而不是CaSO3,其离子方程式为Ca2++3ClO-+SO2+H2O===CaSO4↓+Cl-+2HClO(少量SO2),Ca2++2ClO-+2SO2+2H2O===CaSO4↓+2Cl-+S+4H+(过量SO2)。
(6)由于电离常数Ka1(H2CO3)>Ka(HClO)>Ka2(H2CO3),所以向NaClO溶液通入CO2,不论CO2过量还是少量,均发生CO2+H2O+ClO-===HClO+HC,但CO2(少)+Ca(ClO)2+H2O===CaCO3↓+2HClO。
(7)液溴需要用水封,溴蒸气呈红棕色,液溴呈深红棕色,溴水呈橙色,溴的CCl4溶液呈橙红色。
二、硫及其重要化合物
1.“价—类”二维图
2.“易错易混”提醒
(1)除去附着在试管内壁上的硫,除了用热的NaOH溶液,还可以用CS2,但不能用酒精。
(2)SO2使含有酚酞的NaOH溶液褪色,表现SO2酸性氧化物的性质;使品红溶液褪色,表现SO2的漂白性;使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,表现SO2的还原性;SO2与H2S反应,表现SO2的氧化性;SO2和Cl2等体积混合通入溶液中,漂白性不但不增强,反而消失。
(3)把SO2气体通入BaCl2溶液中,没有沉淀生成,但若通入NH3或加入NaOH溶液,或把BaCl2改成Ba(NO3)2均有白色沉淀生成,前两者生成BaSO3沉淀,后者生成BaSO4沉淀。
三、氮及其重要化合物
1.“价—类”二维图
2.“易错易混”提醒
(1)NO只能用排水法或气囊法收集,NO2不能用排水法收集,一般用向上排空气法收集。
(2)工业上制备的盐酸显黄色是因为溶有Fe3+,而浓HNO3显黄色是因为溶有NO2。
(3)实验室制备NH3,除了用Ca(OH)2和NH4Cl反应外,还可用浓氨水的分解(加NaOH固体或CaO)制取,而检验N须用浓NaOH溶液并加热,用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体,以确定N的存在。
(4)收集NH3时,把一团干燥的棉花放在试管口,以防止与空气对流;收集完毕,尾气处理时,应放一团用稀硫酸浸湿的棉花在试管口,以吸收NH3。
(5)常见的氧化性酸和还原性酸:
①氧化性酸:HNO3、浓H2SO4、HClO等,其发生氧化还原反应时,中心原子被还原,其还原产物为HNO3→NO2或NO(N2、N2O、N等)、H2SO4(浓)→SO2、HClO→Cl-(或Cl2)。
②还原性酸:H2SO3、H2S、HI、HBr、HCl等。
【练·热点突破】
1.(2026·广东珠海模拟)部分含N或S或Cl物质的分类与相应化合价关系如图。如列推断合理的是( )
A.b都属于酸性氧化物且具有强氧化性
B.可能存在通过化合反应实现a→b→f的转化
C.一定条件下,a与H2化合所得产物均属于弱电解质
D.若g和e分别含有硫和氯元素,则二者在水溶液中一定能大量共存
B
解析:由题图可知,若是N元素,a为N2,b为NO2,c为N2O5,h为HNO3,i为硝酸盐;若是S元素,a为S,b为SO2,f为H2SO3,g为亚硫酸盐;若是Cl元素,a为Cl2,b为ClO2,d为HClO,e为次氯酸盐,h为HClO3,i为氯酸盐。A.若元素为S,b为SO2,b没有强氧化性,A不合理;B.若元素为S,S燃烧得SO2,SO2与水反应得H2SO3,这两个反应都是化合反应,能通过化合反应实现a→b→f的转化,B合理;C.若元素为Cl,Cl2与H2化合得HCl,属于强电解质,C不合理;D. 若g和e分别含有硫和氯元素,g为亚硫酸盐,e为次氯酸盐,二者在水溶液中会发生氧化还原反应不能大量共存,D不合理。
2.(2026·广东四校联考)部分含碳或硫物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A.向h溶液中滴加过量BaCl2溶液,无沉淀生成
B.将足量的b加入酸性高锰酸钾溶液中,不一定能够观察到溶液褪色
C.将少量的d通入澄清石灰水中,有白色沉淀生成
D.通过一步反应可以分别实现b→c→d→e的转化
A
解析:由题图可知,a为甲烷,b可以为乙烯或环丙烷等,也可以为硫化氢,c为碳单质或硫单质,d为二氧化碳或二氧化硫,e为三氧化硫,f为碳酸或亚硫酸,g为硫酸,h为碳酸盐或亚硫酸盐,i为硫酸盐,k为-2价硫形成的盐;A.h为碳酸盐或亚硫酸盐,和氯化钡反应分别生成碳酸钡沉淀或亚硫酸钡沉淀,A项不合理;B.b若为环丙烷则不与酸性高锰酸钾溶液反应,不能观察到溶液褪色,b若为乙烯或硫化氢等,能和酸性高锰酸钾溶液反应使溶液褪色,B项合理;C.d为二氧化碳或二氧化硫,少量d会和氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙或亚硫酸钙沉淀,C项合理;D.硫化氢和二氧化硫等反应可以生成硫单质,硫单质在氧气中燃烧生成二氧化硫,二氧化硫发生催化氧化反应生成三氧化硫,则通过一步反应可以分别实现b→c→d→e的转化,D项合理。
3.(2026·广东东莞模拟)部分含氮、硫物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A.e的浓溶液具有强氧化性,不能干燥气体c
B.部分食品中添加适量c可起漂白、防腐和
抗氧化等作用
C.将c和h同时通入BaCl2溶液中会产生白色沉淀
D.g和f可以通过催化转化生成无毒气体
A
解析:由题图可知,a为H2S,b为S,c为SO2,d为SO3,e为H2SO4,f为NH3,g为NO,
h为NO2,i为HNO3,以此解题。A.浓硫酸具有强氧化性,相邻价态不发生氧化还原反应,A不合理;B.SO2具有漂白性、还原性,可用作防腐剂和抗氧化剂,B合理;C.二氧化硫和二氧化氮同时通入水中,会生成硫酸,加入氯化钡会生成硫酸钡白色沉淀,C合理;D.NO、NH3在催化转化器中发生氧化还原反应生成无毒气体N2,D合理。
4.(2026·广东广州模拟)物质类别和元素价态是学习元素及其化合物性质的重要认识视角。部分含N及Cl物质的分类与相应化合价关系如图所示,下列推断不正确的是( )
A.a和e反应可能得到b
B.工业上通过a→b→c→d→e来制备HNO3
C.e中N的杂化方式与e'中Cl的杂化方式不相同
D.浓a'溶液和浓c'溶液反应可以得到b'
B
解析:由题图可得a为NH3,b为N2,c为NO,d为NO2或四氧化二氮,e为HNO3或硝酸盐,a'为HCl,b'为Cl2,c'为HClO或次氯酸盐,d'为HClO3或氯酸盐,e'为HClO4或高氯酸盐。A.氨气和硝酸发生反应,当硝酸浓度>60%时,可能发生副反应,生成氮气和水,可能生成氮气,A正确;B.工业上氨气催化氧化生成一氧化氮,一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮和水反应生成硝酸,而不是用氨气转化为氮气,B错误;C.e为HNO3或硝酸盐,其中N原子为sp2杂化,e'为HClO4或高氯酸盐,其中Cl原子为sp3杂化,C正确;D.根据氧化还原反应规律可知,浓盐酸溶液和浓次氯酸溶液(或次氯酸盐溶液)发生氧化还原反应可以得到氯气单质,D正确。
5.(2026·广东茂名模拟)部分含钠或硫的“价—类”二维图如图所示。下列推断合理的是( )
A.b、c均具有还原性
B.d、g、h中均存在共价键
C.a可与氧气一步生成d或e
D.f一定可用作膨松剂
A
解析:根据图示可知,a为钠或硫,b为H2S,c为NaH,d为钠的氧化物,e为SO3,f为钠盐,g为亚硫酸盐,h为硫酸盐。b为硫化氢,硫处于最低价态,易失电子,具有还原性,c为NaH,H元素为-1价,易失电子,具有还原性,A合理;d为钠的氧化物,若其为氧化钠,则其中不存在共价键,B不合理;若a为硫,e为三氧化硫,硫不能与氧气一步反应生成三氧化硫,C不合理;f为钠盐,可以是氯化钠等,不一定可用作膨松剂,D不合理。
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