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2012届创新设计高考化学二轮专题复习课件:第10讲


第十讲 非金属元素及其化合物

对于非金属元素部分高考中在保持原有考点不变的情况下,弱化了对磷的 考查,但在以往高考中不被看好的元素硅及其化合物的性质在新高考中的 地位相当突出,要引起重视。从考点的变化情况来看,常见非金属元素及 其化合物的性质仍是高考命题的重点,其命题形式一般为实验探究、计算、 推断等。预计今后的高考中,将会进一步注重非金属元素及其化合物性质 知识的整体性和探究性,强化与生活、社会实际问题的联系,试题可能以 选择题的形式出现,也可能以实验题和无机推断题的形式出现,以环保为 主题设计问题的可能性也比较大。

氯及其化合物

【研习 1】写出上述标号反应的化学方程式或离子方程式: ①化学方程式:__________________________; ②离子方程式:__________________________; ③化学方程式:__________________________; ④离子方程式:__________________________; ⑤离子方程式:__________________________; ⑥化学方程式:__________________________; ⑦离子方程式:__________________________; ⑧化学方程式:__________________________。

答案

①Cl2 + SO2 + 2H2O===H2SO4 + 2HCl
- -

②Cl2 + 2I ===I2 + 2Cl






点燃 ③3Cl2+2Fe== 2FeCl3 ===
+ -

④Cl2+2OH ===Cl +ClO +H2O

⑤MnO2+

△ + 4H + 2Cl == Mn2 + Cl2↑ + 2H2O === ⑦Cl2 +H2O===Cl +H +HClO +2H2O
- +

通电 ⑥2NaCl( 熔 融 ) == 2Na + Cl2↑ ===

⑧2Cl2 +2Ca(OH)2===CaCl2 +Ca(ClO)2

【研习 2】(2009· 山东理综)下列关于氯的说法正确的是( A.Cl2 具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂
35 B.17Cl、37Cl 为不同的核素,有不同的化学性质 17

)。

C.实验室制备 Cl2 可用排饱和食盐水集气法收集 D.1.12 L Cl2 含有 1.7NA 个质子(NA 表示阿伏加德罗常数) 名师答疑 A 项,Cl2 中的氯元素处于中间价态,所以在化学反应中既可以

作氧化剂也可以作还原剂(例如 Cl2 与 H2O 反应),故 A 项错误;B 项,同 位素的化学性质相同,物理性质不同;D 项,没有说明在标准状况下。 答案 C

硫及其化合物

【研习 3】写出上述标号反应的化学方程式或离子方程式: ①化学方程式:__________________________________; ②化学方程式:___________________________________; ③化学方程式: a.__________________________________; b.__________________________________________; ④离子方程式:_______________________________; ⑤离子方程式:________________________________。

答案

△ ①Fe + S == FeS ===

催化剂 ②2SO2 + O2 ?? ? ? 2SO3 △

③a.Cu +

△ 2H2SO4(浓)== CuSO4 +SO2↑+2H2O === 2SO2↑+2H2O
- - + - +

△ b.C+2H2SO4(浓)== CO2↑+ ===


④2H +SO2 +Ba2 +2OH = = BaSO4↓+2H2O = 4

⑤SO2

+2OH = =SO2 +H2O = 3

【研习 4】(2010· 北京)用右图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过 量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是( A.上下移动①中铜丝可控制 SO2 的量 B.②中选用品红溶液验证 SO2 的生成 C.③中选用 NaOH 溶液吸收多余的 SO2 D.为确认 CuSO4 生成,向①中加水,观察颜色 名师答疑 注意审题“??过量浓硫酸”,所以向①中加水可能发生危险, 应待反应液冷却后,慢慢倒入盛水的小烧杯中,并不断搅拌,观察颜色。 答案 D )。

氮及其化合物

【研习 5】写出上述标号反应的化学方程式或离子方程式: ①化学方程式:_________________________; ②化学方程式:__________________________; ③化学方程式:__________________________; ④化学方程式:___________________________; ⑤离子方程式:___________________________; ⑥离子方程式:___________________________。

答案

△ ①2NH4Cl + Ca(OH)2 == CaCl2 + 2NH3↑ + 2H2O === 催化剂 ③4NH3 + 5O2 == === 4NO + 6H2O △
+ - +

②N2 + ④3NO2 +

催化剂 3H2 ?? ? 2NH3 ? 高温、高压 H2O= 2HNO3 +NO ==
+ -

⑤3Cu+8H +2NO 3 === 3Cu2 +2NO↑+4H2O


⑥Cu+4H +2NO3 ===Cu2 +2NO2↑+2H2O

【研习 6】将相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应,下列叙述正确 的是( )。

A.反应速率:两者相同 B.消耗硝酸的物质的量:前者多,后者少 C.反应生成气体的颜色:前者浅,后者深 D.反应中转移的电子总数:前者多,后者少 名师答疑 Cu + 4HNO3( 浓 )= = Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O = 3Cu +

8HNO3(稀)= =3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O = 硝酸越浓,反应速率越快。根据化学方程式可知,浓 HNO3 的消耗量多。 由于参加反应的 Cu 的量相同,则转移电子总数相同。 答案 B

碳和硅

【研习 7】写出上述标号反应的化学方程式或离子方程式: ①化学方程式:______________________________________; ②化学方程式:_______________________________________; ③离子方程式:________________________________________; ④化学方程式:_________________________________________; ⑤化学方程式:________________________________。 答案 点燃 ①2Mg+CO2 == 2MgO+C ===
- -

高温 ②2C+SiO2 == Si+2CO↑ ===

③SiO2

+2OH = = SiO 2 +H2O = 3

④SiO2 +4HF= SiF4↑+2H2O ==

⑤Na2SiO3 +

CO2+2H2O= Na2CO3+H4SiO4↓ ==

【研习 8】 制造太阳能电池需要高纯度的硅, 工业上制高纯硅常用以下反应: 300 ℃ ①Si(s)+3HCl(g) == SiHCl3(g)+H2(g) === ΔH=-381 kJ· mol
-1

1 000~1 100 ℃ ②SiHCl3+H2 == ====== ===== Si+3HCl === 对上述两个反应的叙述中,错误的是( A.两个反应都是置换反应 B.反应②是吸热反应 C.两个反应互为可逆反应 D.两个反应都是氧化还原反应 )。

名师答疑

①②是逆向进行的反应,①放热反应, ②必然是吸热反应, ①②

进行条件不一样,不能称为可逆反应。 答案 C

易误点
卤化氢、盐酸、次氯酸的性质 1.卤化氢:(HX)的三种性质 ①稳定性:HF>HCl>HBr>HI。 ②还原性:HF<HCl<HBr<HI。 ③水溶液酸性:HF<HCl<HBr<HI(氢氟酸是弱酸,其他为强酸)。 注意 HX 的沸点由高到低依次为 HF>HI>HBr>HCl。

2.盐酸的三种性质 ①酸性:MgCO3+2HCl===MgCl2+CO2↑+H2O。 ②氧化性:Zn+2H ===Zn2 +H2↑。 ③还原性:浓盐酸中的 Cl 被 MnO2、KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2 等氧化 剂氧化为 Cl2。 3.次氯酸的三种性质 光 ①不稳定性:2HClO =====2HCl+O2↑。 ②弱酸性:酸性比碳酸还弱。 ③强氧化性。
- + +

辨析点
鉴别 SO2 和 CO2 的方法 SO2 和 CO2 都能使澄清石灰水变浑浊,若通入的气体过量,则沉淀都可以 消失,所以不能用澄清的石灰水鉴别 SO2 和 CO2。通常可用以下方法: 1.用品红溶液。使品红溶液褪色的是 SO2;不能使品红溶液褪色的是 CO2。 2.用氢硫酸。出现浑浊的是 SO2;无明显现象的是 CO2。 2H2S+SO2===2H2O+3S↓ 3.用高锰酸钾溶液。使紫色褪去的是 SO2;无明显现象的是 CO2。 2KMnO4+5SO2+2H2O= =K2SO4+2MnSO4+2H2SO4 = 4.用溴水。使橙色褪去的是 SO2;无明显现象的是 CO2。 Br2+2H2O+SO2= 2HBr+H2SO4 ==

5.用硝酸酸化的硝酸钡溶液。产生白色沉淀的是 SO2;无明显现象的是 CO2。 2H2O+2HNO3+3SO2= 3H2SO4+2NO↑ == Ba(NO3)2+H2SO4= BaSO4↓+2HNO3 == 6.用 FeCl3 溶液。使棕黄色颜色变浅的是 SO2;无明显现象的是 CO2。 2FeCl3+SO2+2H2O= =FeCl2+FeSO4+4HCl =

探究点
喷泉实验问题 1. 喷泉形成的原理: 容器内外存在较大的压强差, 在这种压强差的作用下, 液体通过尖嘴管喷涌。 2.分类 (1)负压型 即接纳喷起液体的空间压强低于大气压,而待喷液体与大气相通,通常是 容器内气体极易溶于水或容器内气体易与溶液中的溶质发生化学反应。如:

CO2、 气体 HCl NH3

NO2

CH2=== CH2

Cl2、 2S、 + H SO2 O2 水

吸收剂

水或 NaOH 溶液

水、盐酸

NaOH 溶 液

溴水

装置如图(夹持装置略):

(2)正压型 即接纳喷起液体的空间与大气相通,而待喷液体所受压强高于大气压,通 常是容器内的液体由于受热挥发(如浓盐酸、浓氨水、酒精等)或由于发生化 学反应,容器内产生大量气体。如喷雾器、人造喷泉、火山喷发等。 装置如图:

警示点
硅及其化合物的特性 高温 1.Si 的还原性大于 C,但 C 却能在高温下还原出 Si:SiO2+2C== Si+ === 2CO↑。 2.非金属单质跟碱作用一般无 H2 放出,但 Si 能跟强碱溶液作用放出 H2: Si+2NaOH+H2O= =Na2SiO3+2H2↑。 = 3.非金属单质一般不跟非氧化性酸作用,但 Si 能跟 HF 作用:Si+4HF= == SiF4↑+2H2↑。 4.非金属氧化物一般为分子晶体,但 SiO2 为原子晶体。

5.酸性氧化物一般不与酸作用,但 SiO2 能与 HF 作用。 6.无机酸一般易溶于水,但 H2SiO3 和 H4SiO4 均难溶于水。 7.硅酸钠水溶液称为泡花碱或水玻璃,但却是盐溶液。 8.H2CO3 的酸性大于 H2SiO3,所以有 Na2SiO3+CO2+H2O= H2SiO3↓+ == 高温 Na2CO3,但在高温下,Na2CO3+SiO2 == Na2SiO3+CO2↑也能发生。 ===

整合点
与非金属有关的化学工业

氯及其化合物的性质与应用

考向 立意

1.考查氯及其化合物的转化及性质推断和简单计算。
2.考查氯及其化合物的探究性和创新性实验。

【例证 1】(2010· 北京)为验证卤素单质氧化性的相对强弱,某小组用下图所 示装置进行实验(夹持仪器已略去,气密性已检验)。

实验过程: Ⅰ.打开弹簧夹,打开活塞 a,滴加浓盐酸。 Ⅱ.当 B 和 C 中的溶液都变为黄色时,夹紧弹簧夹。 Ⅲ.当 B 中溶液由黄色变为棕红色时,关闭活塞 a。 Ⅳ.?? (1)A 中产生黄绿色气体,其电子式是________。 (2)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是__________。 (3)B 中溶液发生反应的离子方程式是__________________。 (4)为验证溴的氧化性强于碘,过程Ⅳ的操作和现象是____________。 (5)过程Ⅲ实验的目的是___________________。 (6)氯、 碘单质的氧化性逐渐减弱的原因: 溴、 同主族元素从上到下________, 得电子能力逐渐减弱。

点拨

本题以卤素性质递变的知识来考查考生的实验能力。题目涉及的反

应原理有 2KMnO4+16HCl(浓)= 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,Cl2+ == 2KI== 2KCl+I2,Cl2+2NaBr= 2NaCl+Br2,Br2+2KI=== 2KBr+I2,消 = == 除 Cl2 的污染:Cl2+2NaOH== NaCl+NaClO+H2O。实验要排除干扰,利 = 用Ⅱ、Ⅲ的对比可知过程Ⅲ是排除 Cl2 的干扰。对(6)要从本质(结构)上进行 说明,此问易错答为“非金属性逐渐减弱”,这也是结果,是比“得电子 能力逐渐减弱”更高的概述,而不是本质,决定化学性质的本质原因是结 构!

答案

· · ·· ·· · (1)·· ·· · Cl Cl · ·

(2)湿润淀粉 KI 试纸变蓝 (3)Cl2+2Br = Br2+2Cl ==
- -

(4)打开活塞 b,将少量 C 中溶液滴入 D 中,关闭活塞 b,取下 D 振荡。静 置后 CCl4 层溶液变为紫红色 (5)确认 C 的黄色溶液中无 Cl2,排除 Cl2 对溴置换碘实验的干扰 (6)原子半径逐渐增大

氯及其化合物中的高考热点 (1)Cl2 与碱的歧化反应; (2)Cl2 作为氧化剂使用,如将 Fe2 →Fe3 ,Br →Br2。 (3)HClO、HClO2、HClO3、HClO4 酸性依次增强,但氧化性降低; (4)HCl 的特殊制法,浓盐酸中滴加浓 H2SO4;
+ + -

?KMnO4 ?MnO2?△? (5)Cl2 实验室制法,氧化剂可以为? K Cr O ? 2 2 7 ?KClO3?△?

(6)卤素化合物以次氯酸盐为重点: ①ClO 类似 NO3 ,酸性环境中氧化性增强,但 ClO 又不同于 NO3 ,任何 环境中都表现氧化性,如 ClO 与 I 、Fe2 均不能共存。 ②ClO 表现水解性, HClO 酸性很弱, 因 ClO 水解显示碱性, Fe3 +3ClO 如
- - - + - - + - - - -

+3H2O= =Fe(OH)3↓+3HClO。 =

【示范 1】下列有关化学反应过程或实验现象的叙述中,正确的是( A.氯气的水溶液可以导电,说明氯气是电解质 B.漂白粉和明矾都常用于自来水的处理,两者的作用原理是相同的

)。

C.氯气可以使湿润的有色布条褪色,但实际起漂白作用的物质是次氯酸而 不是氯气 D.在滴有酚酞的 Na2CO3 溶液中,加入 BaCl2 溶液后溶液的红色褪去,说 明 BaCl2 溶液具有酸性 解析 A 项,电解质必须是化合物;B 项,漂白粉是利用强氧化性消毒,


而明矾净水是利用 Al3 水解生成的 Al(OH)3 胶体吸附杂质; 项, D 加入 BaCl2 生成 BaCO3 沉淀,CO2 浓度变小,水解产生的 c(OH )变小,酚酞褪色。 3 答案 C
- -

【示范 2】某研究性学习小组在做氯气的喷泉实验时(装置如右图),发现含 有酚酞的 NaOH 溶液喷入烧瓶后溶液的红色褪去。甲、乙两位同学对此现 象分别做了如下推测: 甲:因为氯气与 NaOH 溶液反应,使溶液碱性减弱甚至呈酸性,所以溶液 红色褪去。 乙:因为氯气溶于水并与水反应生成 HClO, 由于 HClO 的氧化漂白作用而使溶液褪色。 (1)验证甲同学的推测是否正确的方法是_____。 验证乙同学的推测是否正确的方法是_______。

(2)如果将 NaOH 溶液改成酸性 KMnO4 溶液,把 Cl2 换成 SO2 气体,试问 用图示所给装置完成喷泉实验是否合理?________(填“合理”或“不合 理”)。如果认为不合理,请说明你的理由:_______。 (3)类似“褪色喷泉实验”还有多种“变色的喷泉实验”。 请你按实验要求, 分别设计一个“变色喷泉实验”并填写下列表格: 编号 实验要求 无色变红 色的喷泉 红色变无 色的喷泉 H2O SO2 烧杯中 滴管中 烧瓶中 的溶液 的液体 的气体





解析

本题是将教材上的演示实验进行了改进和拓展, 并与实验探究问题结

合在一起。探究验证氯气使含酚酞的氢氧化钠褪色的原因。若乙同学的说法 正确,则说明酚酞被氧化,再加入氢氧化钠不会变红色;如果甲同学正确, 再加入氢氧化钠溶液会变红色。用高锰酸钾溶液和 SO2 进行喷泉实验,要考 虑药品对仪器的影响,由于高锰酸钾具有强氧化性,会使橡胶(连接玻璃管 的橡胶管、胶头滴管)氧化腐蚀,因此,该实验不合理。无色变红色是解题 的关键,可以是含酚酞的水溶液遇氨气。红色变无色的情况可以是含酚酞的 氢氧化钠溶液与氯化氢气体或 SO2(也就是酸性气体)相遇。

答案

(1)取烧瓶中的无色溶液加入足量的 NaOH 溶液, 如果溶液恢复红色, 如果加入足量的 NaOH 溶液后不能恢复

则可证明甲同学的推测是正确的

红色,则说明乙同学的推测是正确的 (2)不合理 滴管中 (3)(其他合理答案也可) 编号 实验要求 无色变红色 的喷泉 红色变无色 的喷泉 NaOH(含酚酞)溶液 烧杯中的溶液 滴管中 的溶液 H2O NaOH 溶液 SO2 烧瓶中的 气体 NH3 KMnO4 溶液可与橡胶塞、橡胶管反应,不能盛放在倒置的胶头



酚酞试液



硫及其化合物的性质与应用

考向 立意

1.考查硫及其化合物的转化及性质推断和简单计算。
2.考查硫及其化合物的探究性和创新性实验。

【例证 2】(2010· 课标全国)某化学兴趣小组为探究 SO2 的性质,按下图所示 装置进行实验。

请回答下列问题: (1)装置 A 中盛放亚硫酸钠的仪器名称是________,其中发生反应的化学方 程式为_____________________; (2) 实 验 过 程 中 , 装 置 B 、 C 中 发 生 的 现 象 分 别 是 ____________ 、 ________________ , 这 些 现 象 分 别 说 明 SO2 具 有 的 性 质 是 ________ 和 ________;装置 B 中发生反应的离子方程式为________________; (3)装置 D 的目的是探究 SO2 与品红作用的可逆性,请写出实验操作及现象 _________________________________; (4)尾气可采用________溶液吸收。

点拨

第(2)问向 Na2S 溶液中通入 SO2,最终生成了 S 单质,S 为不溶于水

的黄色固体。第(3)问要注意关闭分液漏斗旋塞,不再产生 SO2 后再加热。 答案 (1)蒸馏烧瓶 Na2SO3+H2SO4(浓)= Na2SO4+SO2↑+H2O == 无色溶液中出现黄色浑浊
+ - +

(2)溶 5SO2

液由紫红色变为无色


还原性

氧化性

+2MnO4 +2H2O= 2Mn2 +5SO2 +4H == 4

(3)品红溶液褪色后,关闭分液 (4)NaOH

漏斗的旋塞,点燃酒精灯加热,溶液恢复为红色

SO2 的性质和制法 1.化学性质 (1)具有酸性氧化物的通性(亚硫酸酐)。 ①与碱反应:2NaOH+SO2== Na2SO3+H2O = NaOH+SO2= NaHSO3 == ②与水反应:SO2+H2O?? 2SO3 H ③与碱性氧化物反应:SO2+Na2O= Na2SO3 ==

(2)二氧化硫中硫元素的化合价为+4 价,处于中间价态,在反应中既可作 氧化剂,也可作还原剂。 ①氧化性:SO2+2H2S= =3S↓+2H2O = 催化剂 ②还原性:2SO2+O2 ?? ? 3 ? 2SO △ 5SO2+2KMnO4+2H2O= =K2SO4+2MnSO4+2H2SO4 = SO2+Cl2+2H2O= H2SO4+2HCl(Br2、I2 也可发生同样反应) == (3)漂白性:SO2 可使品红褪色,体现了 SO2 的漂白性。 2.实验室制法: Na2SO3+H2SO4(浓)= =Na2SO4+SO2↑+H2O = Cu+2H2SO4(浓)△,CuSO4+SO2↑+2H2O

【示范 3】 下列五种有色溶液与 SO2 作用, 均能褪色, 其实质相同的是( ①品红溶液 ⑤淀粉碘溶液 A.①④ 解析 B.①②③ C.②③⑤ D.②③④ ②KMnO4 酸性溶液 ③溴水

)。

④滴有酚酞的 NaOH 溶液

解答本题首先要理解 SO2 与有色试剂作用的化学反应原理,然后根

据 SO2 具有酸性、漂白性、强还原性的性质逐项分析。SO2 使品红溶液褪 色,是由于 H2SO3 与有色物质化合生成了无色物质;SO2 使酸性 KMnO4 溶液、 溴水、 淀粉碘溶液褪色,是由于 SO2 具有还原性,能分别将 KMnO4、 Br2、I2 还原;SO2 使滴有酚酞的 NaOH 溶液褪色,是由于 SO2 与 NaOH 发 生反应: 2+2NaOH= Na2SO3+H2O, 2SO3+SO2+H2O= 2NaHSO3。 SO == Na == 答案 C

【示范 4】 (2011· 江苏扬州)旧版中学教材高中化学第一册有如图甲所示的铜 与浓硫酸反应的实验装置,该实验过程中会有二氧化硫气体逸出,污染室 内空气,严重损害师生健康。为此某课外小组对此实验进行如图乙所示的 改进,改进的实验操作简单,现象明显,并且几乎无二氧化硫气体逸出。 实验步骤如下:①首先按装置图安装仪器,安装时,在支管胶塞的铁丝钩 上挂一片湿润的品红试纸。 ②向试管中加入约 10 mL 的浓硫酸,加热(在加热浓硫酸时,将铜片向上提 起,铜片先不要伸入浓硫酸中),当加热至沸腾时,把铜片放下,使其完全 浸入浓硫酸中,反应立刻发生。等不需要反应时停止加热并将铜片提起, 离开浓硫酸,反应停止。

回答下列问题: (1)如图乙所示,铜片与沸腾的浓硫酸接触后可看到的现象有_____; (2)塑料袋的作用是______; (3)为了防止反应结束后留在试管中的气体和塑料袋中的气体污染环境,可 进行的操作是_______, 相关的离子方程式是_______。 解析 当铜片接触热的浓硫酸时,产生 SO2 气体,使湿润的品红试纸褪色;

试管中有硫酸铜生成,溶液变蓝,当品红试纸完全褪成白色后,把铜片向 上提,使其离开浓硫酸溶液,反应马上停止。可用碱液吸收多余的 SO2。 答案 溶解 (1)试管中溶液变蓝,有气泡产生,湿润的品红试纸褪色,铜片部分 (2)收集多余的 SO2 气体,防止污染空气 SO2+2OH = = =


(3)在反应后的试管、塑料袋中加适量的碱吸收 SO2 气体 H2O+SO2 或 SO2+OH = HSO3 == 3
- - -

氮及其化合物的性质与应用

考向

1.考查氮及其化合物的转化及性质推断和简单计算。 2.考查氮及其化合物的探究性和创新性实验。

立意

【例证 3】(2010· 重庆)某兴趣小组用下图装置探究氨的催化氧化:

(1)氨催化氧化的化学方程式为_____。 (2)加热玻璃管 2 一段时间后,挤压 1 中打气球鼓入空气,观察到 2 中物质 呈红热状态; 停止加热后仍能保持红热, 该反应是________反应(填“吸热” 或“放热”)。 (3)为保证在装置 4 中观察到红棕色气体,装置 3 应装入________;若取消 3,在 4 中仅观察到大量白烟,原因是_______。 (4)为实现氨催化氧化, 也可用装置 5 替换装置________(填装置代号); 化合 物 X 为________(只写一种),Na2O2 的作用是_______。

点拨

本题是一道综合性较强的实验题。氨的催化氧化,首先要制备 NH3

和 O2,可得出装置 1 的作用:制备 NH3 和 O2。在装置 2 中 NH3 和 O2 在催 化剂、加热条件下,反应生成 NO 和 H2O。 (3)利用装置 3 除去 H2O,在装置 4 中 NO 被氧化为 NO2。若取消装置 3, 在装置 4 中生成的 NO 与 O2 反应生成 NO2, 2 与水反应生成 HNO3, 3 NO NH 与 HNO3 反应生成了 NH4NO3。 (4)装置 5 是制备 NH3 和 O2。 答案 催化剂 (1)4NH3+5O2 == === 4NO+6H2O △ (2)放热 (3)浓 H2SO4 生成的

NO 与 O2 反应生成 NO2,NO2 与水反应生成 HNO3,NH3 与 HNO3 反应生 成了 NH4NO3 NH4Cl (4)1

与 HCl 反应生成氧气

1.氨的物理性质和化学性质 氨是无色、有刺激性气味的气体,密度比空气小,极易液化,极易溶于水, 常温常压下,1 体积水能溶解约 700 体积的氨。 (1)与水反应 NH3+H2O?? 3· 2O?? 4 +OH ,溶液显弱碱性,能使湿润的红色石 NH H NH 蕊试纸变蓝(用于检验铵根离子) (2)与酸反应 NH3+HCl= =NH4Cl(产生白烟,可用于检验 NH3) = 2NH3+H2SO4= (NH4)2SO4(因此不能用浓硫酸干燥氨气) == (3)具有还原性 催化剂 4NH3+5O2 == === 6H2O+4NO(工业制取硝酸的基础) △
+ -

2.氨的制法、检验和干燥 (1)制法 催化剂 工业制法:N2+3H2 ?? ? 2NH3 ? 高温、高压 △ 实验室制法:用铵盐与碱共热,2NH4Cl+Ca(OH)2=====CaCl2+2NH3↑+ 2H2O (2)检验 ①用红色的石蕊试纸检验是否变蓝。 ②用蘸有浓盐酸的玻璃棒检验,是否产生白烟。 (3)干燥:用碱石灰干燥。

【示范 5】(宁夏高考理综,7)将 22.4 L 某气态氮氧化合物与足量的灼热铜 粉完全反应后,气体体积变为 11.2 L(体积均在相同条件下测定),则该氮氧 化合物的化学式为( A.NO2 解析 B.N2O3 )。 C.N2O D.N2O4

△ 氮氧化物与灼热铜粉反应的化学方程式为 2NyOx+2xCu== 2xCuO ===

+yN2。根据题目给定的数据判断氮氧化物为 NO2。 答案 A

【示范 6】(2011· 赣江模拟)如下图所示,将甲、乙两个装有不同物质的针筒 用导管连接起来,将乙针筒内的物质压到甲针筒内,进行下表所列的不同 实验(气体在同温同压下测定)。

实验序号 1 2 3 4

甲针筒内物质 10 mL FeSO4溶液 20 mL H2S 30 mL NO2(主要) 15 mL Cl2

乙针筒内物质 10 mL NH3 10 mL SO2 10 mL H2O(l) 40 mL NH3

甲针筒的现象 生成白色沉淀,后变



剩有无色气体,活塞

自动向内压缩

请回答下列问题: (1)实验 1 中,沉淀最终变为________色,写出沉淀变色的化学方程式: ________。 (2)实验 2 甲针筒内的现象是:有________生成,活塞____移动(填“向 外”“向内”或“不”)。 反应后甲针筒内有少量的残留气体,正确的处理方法是将其通入________ 溶液中。 (3)实验 3 中,甲中的 30 mL 气体是 NO2 和 N2O4 的混合气体,那么甲中最 后剩余的无色气体是________,写出 NO2 与 H2O 反应的化学方程式: _______。 (4)实验 4 中,已知:3Cl2+2NH3= N2+6HCl。甲针筒除活塞有移动、针 == 筒内有白烟产生外,气体的颜色变化为________,最后针筒内剩余气体的 体积约为________ mL。

解析

在(2)中实验 2 发生的反应为:2H2S+SO2= 3S↓+2H2O,两者反应 ==

有单质硫生成,同时气体几乎完全消失。在(3)中随着 NO2 与水不断反应, N2O4 会逐渐转化为 NO2 并最终完全与水反应生成 HNO3 和 NO。在(4)中有 白烟产生是因为过量的 NH3 与 HCl 反应生成了 NH4Cl,最终针筒里的气体 只有 N2。 答案 (1)红褐

4Fe(OH)2+O2+2H2O= 4Fe(OH)3 == (2)黄色固体 (3)NO 向内 NaOH(其他合理答案也可)

3NO2+H2O= =2HNO3+NO = 5

(4)黄绿色变为无色

和硅及其化合物的性质及应用

考向 立意

1.考查碳及其化合物、硅及其化合物的转化及性质推断和简单 计算。 2.考查碳及其化合物、硅及其化合物的探究性和创新性实验。

【例证 4】(2010· 福建)下表各组物质中,满足下图物质一步转化关系的选项 是( )。

选项 A B

X Na

Y NaOH

Z NaHCO3

Cu CuSO4 Cu(OH)2

C
D

C
Si

CO
SiO2

CO2
H2SiO3

点拨

A 项,NaHCO3 无法直接转化为 Na;B 项,Cu(OH)2 无法直接转化

为 Cu;D 项,SiO2 无法直接转化为 H2SiO3,H2SiO3 也无法直接转化为 Si。 答案 C

二氧化碳和二氧化硅的比较: (1)相同点 都属于酸性氧化物,如都能与碱、碱性氧化物反应;都具有一定的氧化性, 如均可与 C、Mg 反应。 (2)不同点 ①CO2 可与水反应生成 H2CO3,而 SiO2 不与水反应。 ②SiO2 在高温时与固态 Na2CO3 反应,而 CO2 可与 Na2SiO3 水溶液反应。 ③SiO2 可溶于氢氟酸。 ④两者晶体类型不同。CO2 是分子晶体,而 SiO2 是原子晶体,故其熔点、 沸点、硬度差别很大。

【示范 7】 (2011· 山东理综)某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是 次外层电子数的一半,该元素( )。

A.在自然界中只以化合态的形式存在 B.单质常用作半导体材料和光导纤维 C.最高价氧化物不与酸反应 D.气态氢化物比甲烷稳定 解析 A 项,短周期元素最外层电子数是次外层电子数一半的元素是 Si 或

Li,故该元素是 Si(Si 是非金属元素而 Li 是金属元素),Si 在自然界中只以 化合态的形式存在,故 A 正确;Si 常用作半导体材料,而光导纤维的主要 成分为 SiO2,故 B 错误;C 项,Si 的最高价氧化物 SiO2 一般不与酸反应, 但可以与氢氟酸反应,故 C 错误;气态氢化物的稳定性:SiH4<CH4,故 D 错误。 答案 A

【示范 8】 (2011· 海南)“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产中产 生的 CO2 分离出来并利用。如可利用 NaOH 溶液来“捕捉”CO2,其基本 过程如下图所示(部分条件及物质未标出)。

下列有关该方法的叙述正确的是( A.能耗大是该方法的一大缺点

)。

B.整个过程中,只有一种物质可以循环利用 C.“反应分离”环节中,分离物质的基本操作是蒸发结晶、过滤 D.该方法可减少碳排放,捕捉到的 CO2 还可用来制备甲醇等产品 解析 A 项,该方法中高温反应炉分离出 CO2,需要消耗较多能量;B 项,

整个过程中 NaOH 和 CaO 均可循环利用;C 项,从捕捉室中得到的溶液中 含有大量的 NaHCO3,加入 CaO 后生成 CaCO3 和 NaOH,通过过滤的方 一定条件 法即可分离; 项, D 捕捉到的 CO2 可与 H2 反应制备甲醇: 2+3H2 ――→ CO ―― CH3OH+H2O。 答案 AD

【示范 9】某学生拟用 50 mL NaOH 溶液吸收 CO2 气体,制备 Na2CO3 溶 液。 为了防止通入的 CO2 气体过量而生成 NaHCO3, 设计了如下实验步骤: a.将 CO2 气体通入 25 mL NaOH 溶液至 CO2 气体不再溶解; b.小心煮沸所得溶液 1~2 min; c.在得到的溶液中加入另一半(25 mL)NaOH 溶液,使溶液充分混合。 (1)他能否制得纯净的 Na2CO3 溶液并说明理由。_____。 (2)按他的设计,步骤 a 的实验装置如图所示:

①装置 A 使用的试剂是石灰石和盐酸,可否使用纯碱代替石灰石并说明原 因:______。 ②装置 B 使用的试剂是________,其作用是_____。 ③为了便于后续实验的煮沸、混合等操作,装 NaOH 溶液的容器还可以是 ________(填仪器名称)。 ④有人认为将实验步骤 b 和 c 的顺序对调,即先混合再煮沸会更合理,你 认为是否正确并说明原因:________。

答案

(1)能;因为两反应 NaOH+CO2= NaHCO3,NaHCO3+NaOH= = == =

Na2CO3+H2O 中消耗的 NaOH 的量相等,故能生成纯净的 Na2CO3 (2)①不行;粉末状纯碱代替块状石灰石,生成气体的速率太快,不利于 NaOH 溶液充分吸收 CO2 气体 ②饱和 NaHCO3 溶液 除去 CO2 气体中混 ④不对;

有的 HCl 气体, 避免有 NaCl 生成

③平底烧瓶(或其他合理答案)

若不先煮沸以赶净 CO2,则另一半的 NaOH 就会与之反应,从而不能将 NaHCO3 完全转化为 Na2CO3,造成实验误差

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