
?解密07 非金屬及其化合物
【考綱導(dǎo)向】
1.了解非金屬元素在周期表中的位置及其性質(zhì)的遞變規(guī)律。
2.了解常見非金屬元素(如H、C、N、O、Si、S、Cl等)單質(zhì)及其化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。
3.掌握常見金屬、非金屬單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)和應(yīng)用。
4.了解常見非金屬單質(zhì)及其重要化合物對環(huán)境的影響。
5.了解常見無機非金屬材料的重要成分、生產(chǎn)原料及其用途。
6.以上各部分知識的綜合應(yīng)用。
【命題分析】
非金屬元素及其化合的與日常生活密切相關(guān),決定了它們在高考中位置。高考可能從以下角度考查非金屬元素及其化合物:(2)物質(zhì)俗名、物質(zhì)主要用途;(3)制備一些復(fù)雜的含硫化合物,如Na2S2O3,Na2S2O5,Na2S2O4,Na2S2O8等;(4)書寫陌生的氧化還原反應(yīng)方程式,需關(guān)注HClO,NaClO,NaClO2,HClO2在氧化還原反應(yīng)中表現(xiàn),判斷還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物,又如在酸性條件下Fe,F(xiàn)eSO4,NaHSO3等還原劑與NO3-反應(yīng)等;(5)聯(lián)系工業(yè)生產(chǎn),如從粗硅提取到精硅提純,工業(yè)上合成氨、氨催化氧化制硝酸、接觸法制硫酸等,強調(diào)反應(yīng)條件、設(shè)備、原理以及注意事項,運用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡理論分析、解釋其原理。
核心考點一 非金屬及其化合物的性質(zhì)應(yīng)用
1.常見非金屬單質(zhì)的性質(zhì)
非金屬單質(zhì)
Cl2、Br2、I2、O2、O3、N2、H2、S、C、Si
物理性質(zhì)]
顏色、狀態(tài)
①氣態(tài)的有Cl2、O2、O3、N2、H2;固態(tài)的有S、C、Si、I2;Br2為液態(tài)。②Cl2黃綠色、Br2深紅棕色、I2紫黑色、S淡黃色
溶解性
Cl2、Br2溶于水;S不溶于水、微溶于酒精、易溶于CS2,其他均不易溶于水
毒性
Cl2、Br2、I2有一定的毒性
化學(xué)性質(zhì)
與O2
①N2放電或高溫時反應(yīng);②H2、S、C、Si加熱或點燃時反應(yīng),其他一般不反應(yīng)
與H2
①Cl2光照爆炸;②O2點燃爆炸;③N2在高溫高壓催化劑條件下反應(yīng)
與H2O
①Cl2、Br2與水反應(yīng),既作氧化劑,又作還原劑;②C與水高溫下反應(yīng)
與堿
Br2、I2與堿反應(yīng),既作氧化劑,又作還原劑
與氧化劑
S、C與強氧化性酸如濃硫酸、濃硝酸反應(yīng)
與還原劑
Cl2、Br2、O2、O3與H2SO3、Na2SO3、H2S、Na2S、Fe2+、I-等還原劑反應(yīng)
特性及用途
I2使淀粉變藍、Si作半導(dǎo)體材料
2.常見非金屬氧化物的性質(zhì)
非金屬氧化物
CO、CO2、SO2、SO3、NO、NO2、SiO2
物理性質(zhì)
色、狀、味
①除SiO2外,其余均為氣體;②除NO2紅棕色外,其他均無色;③SO2、NO2有刺激性氣味;④SO2易液化
毒性
除CO2、SiO2外均有毒
類型
CO2、SO2、SO3、SiO2是酸性氧化物;CO、NO、NO2是不成鹽氧化物
化學(xué)性質(zhì)
與H2O
①SO2、SO3、CO2生成相應(yīng)酸;②NO2生成酸和NO;③SiO2、NO、CO不溶于水
與堿
CO2、SO2、SO3、SiO2等酸性氧化物與堿溶液反應(yīng)生成正鹽或酸式鹽
氧化性
①SO2能氧化H2S;②CO2、SiO2能在高溫下被C還原
還原性
①SO2具有較強還原性,能被Cl2、Br2、I2、O3、MnO、Fe3+、HNO3等氧化劑氧化為SO;②NO遇空氣被氧化為紅棕色的NO2
特性
①SO2具有漂白性;②SiO2能與氫氟酸反應(yīng);③2NO2N2O4
環(huán)保
SO2、NO、NO2、CO均是大氣污染物:SO2→酸雨、NO、NO2→光化學(xué)煙霧、CO→有毒氣體
3.幾種常見的硫酸鹽
硫酸鹽
俗名
顏色
用途
2CaSO4·H2O
熟石膏
白色
作磨光粉、紙張?zhí)畛湮?、氣體干燥劑等
CaSO4·2H2O
生石膏
白色
塑像、模型、粉筆、醫(yī)療繃帶等
FeSO4·7H2O
綠礬
淺綠色
生產(chǎn)鐵系列凈水劑、補血劑等
CuSO4·5H2O
膽礬、藍礬
藍色
配“波爾多液”、鍍銅液
BaSO4
重晶石
白色
白色顏料、醫(yī)療上作“鋇餐”
KAl(SO4)2·12H2O
明礬
白色
凈水劑
4.常見無機物性質(zhì)與用途對應(yīng)關(guān)系歸納
性質(zhì)
用途
(1)
硅是常用的半導(dǎo)體材料
可作太陽能電池板
(2)
二氧化硅導(dǎo)光能力強,并且有硬度和柔韌度
可作光導(dǎo)纖維
(3)
4HF+SiO2===2H2O+SiF4↑
用HF雕刻玻璃
(4)
2C+SiO2Si+2CO↑
碳還原二氧化硅制備粗硅
(5)
碘酸鉀在常溫下穩(wěn)定
食鹽中的加碘物質(zhì)
(6)
氮氣的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定
作保護氣
(7)
濃氨水具有揮發(fā)性和還原性
用濃氨水檢驗輸送氯氣的管道是否漏氣
(8)
草木灰和硫銨反應(yīng)生成氨氣,使肥效降低
草木灰和硫銨不能混合施用
(9)
二氧化硫具有還原性
二氧化硫可用于制作葡萄酒的食品添加劑
(10)
氦氣化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、密度小
可用于填充飛艇、氣球
(11)
鈉具有較強的還原性
可用于冶煉鈦、鋯、鈮等金屬
(12)
NaHCO3受熱分解生成CO2,能與酸反應(yīng)
可用作焙制糕點的膨松劑、胃酸中和劑
(13)
Na2CO3水解使溶液顯堿性
用熱的純堿溶液洗去油污
(14)
Na2O2與H2O、CO2反應(yīng)均生成O2
作供氧劑
(15)
肥皂水顯堿性
肥皂水作蚊蟲叮咬處的清洗劑
(16)
水玻璃不燃不爆
可用作耐火材料
(17)
硅酸鈉的水溶液是一種無機黏合劑
盛放堿性溶液的試劑瓶不能用玻璃塞
(18)
鋰質(zhì)量輕、比能量大
可用作電池負極材料
(19)
Al具有良好的延展性和抗腐蝕性
常用鋁箔包裝物品
(20)
鋁有還原性,能發(fā)生鋁熱反應(yīng)
可用于焊接鐵軌、冶煉難熔金屬
(21)
MgO、Al2O3的熔點很高
作耐高溫材料
(22)
小蘇打與硫酸鋁溶液發(fā)生雙水解反應(yīng)
可以作泡沫滅火器
(23)
Al(OH)3有弱堿性
可用于中和胃酸
(24)
鎂鋁合金質(zhì)量輕、強度大
可用作高鐵車廂材料
(25)
Fe粉具有還原性
可用于防止食品氧化變質(zhì)
(26)
Fe2O3是紅棕色粉末
可用作紅色顏料
(27)
Cu+2FeCl3===2FeCl2+CuCl2
FeCl3腐蝕Cu刻制印刷電路板
(28)
CuSO4使蛋白質(zhì)變性
誤服CuSO4溶液,喝蛋清或豆?jié){解毒
(29)
BaSO4不溶于水,不與胃酸反應(yīng)
在醫(yī)療上用作“鋇餐”透視
考法一 考查物質(zhì)的性質(zhì)
【典例1】 (2019·全國卷Ⅰ卷)陶瓷是火與土的結(jié)晶,是中華文明的象征之一,其形成、性質(zhì)與化學(xué)有著密切的關(guān)系。下列說法錯誤的是( )
A.“雨過天晴云破處”所描述的瓷器青色,來自氧化鐵
B.聞名世界的秦兵馬俑是陶制品,由黏土經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成
C.陶瓷是應(yīng)用較早的人造材料,主要化學(xué)成分是硅酸鹽
D.陶瓷化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,具有耐酸堿侵蝕、抗氧化等優(yōu)點
【解析】“雨過天晴云破處”所描述的瓷器青色與氧化亞鐵有關(guān),而氧化鐵顯紅棕色,A項錯誤;秦兵馬俑是陶制品,由黏土經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成,B項正確;陶瓷以黏土為原料,經(jīng)高溫?zé)贫桑瑢儆谌嗽觳牧?,主要成分是硅酸鹽,C項正確;陶瓷主要成分是硅酸鹽,硅酸鹽中硅元素化合價處于最高價,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,具有耐酸堿侵蝕、抗氧化等優(yōu)點,D項正確。
【答案】A
考法二 考查物質(zhì)的結(jié)構(gòu)
【典例2】(2021年1月浙江選考)鋁硅酸鹽型分子篩中有許多籠狀空穴和通道(如圖),其骨架的基本結(jié)構(gòu)單元是硅氧四面體和鋁氧四面體,化學(xué)組成可表示為Ma[(AlO2)x·(SiO2)y]·zH2O(M代表金屬離子)。
下列推測不正確的是( )
A.常采用水玻璃、偏鋁酸鈉在強酸溶液中反應(yīng)后結(jié)晶制得分子篩
B.若a=x/2,則M為二價陽離子
C.調(diào)節(jié)y/x(硅鋁比)的值,可以改變分子篩骨架的熱穩(wěn)定性
D.分子篩中的籠狀空穴和通道,可用于篩分分子
【解析】A項,偏鋁酸鈉在強酸性溶液中不能穩(wěn)定存在容易形成Al3+,不可以利用偏鋁酸鈉在強酸性溶液中制備分子篩,A錯誤;B項,設(shè)M的化合價為m,則根據(jù)正負化合價代數(shù)和為0計算,m×+x×(-1)=0,解得m=+2,B正確;C項,調(diào)節(jié)硅鋁比可以改變分子篩的空間結(jié)構(gòu),從而改變分子篩的穩(wěn)定性,C正確;D項,調(diào)節(jié)硅鋁比可以調(diào)節(jié)分子篩的孔徑,根據(jù)分子篩孔徑的大小可以篩分不同大小的分子,D正確;故選A。
【答案】A
考法三 考查物質(zhì)的用途
【典例3】(2020?浙江7月選考)下列說法不正確的是( )
A.高壓鈉燈可用于道路照明
B.SiO2可用來制造光導(dǎo)纖維
C.工業(yè)上可采用高溫冶煉黃銅礦的方法獲得粗銅
D.BaCO3不溶于水,可用作醫(yī)療上檢查腸胃的鋇餐
【解析】A項,高壓鈉燈發(fā)出的黃光射程遠、透霧能力強,所以高壓鈉燈用于道路照明,故A正確;B項,二氧化硅傳導(dǎo)光的能力非常強,用來制造光導(dǎo)纖維,故B正確;C項,黃銅礦高溫煅燒生成粗銅、氧化亞鐵和二氧化硫,故C正確;D項,碳酸鋇不溶于水,但溶于酸,碳酸鋇在胃酸中溶解生成的鋇離子為重金屬離子,有毒,不能用于鋇餐,鋇餐用硫酸鋇,故D錯誤;故選D。
【答案】D
(1)液氯密封在鋼瓶中,而氯水、次氯酸應(yīng)保存在棕色試劑瓶中。
(2)1 mol Cl2參加反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子數(shù)可能為2NA、NA或小于NA(Cl2和H2O的反應(yīng)為可逆反應(yīng))。
(3)實驗室制Cl2,除了用MnO2和濃鹽酸反應(yīng)外,還可以用KMnO4、KClO3、NaClO與濃鹽酸反應(yīng)且都不需要加熱,如ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O。
(4)酸性KMnO4溶液,用的是H2SO4酸化而不是鹽酸。
(5)ClO-不論在酸性環(huán)境中還是在堿性環(huán)境中均能體現(xiàn)強氧化性,如ClO-與SO、I-、Fe2+均不能大量共存;ClO-體現(xiàn)水解性,因HClO酸性很弱,ClO-水解顯堿性,如Fe3++3ClO-+3H2O===Fe(OH)3↓+3HClO,所以ClO-與Fe3+、Al3+均不能大量共存。
(6)向Ca(ClO)2溶液中通入SO2氣體生成CaSO4而不是CaSO3,其離子方程式為
Ca2++3ClO-+SO2+H2O===CaSO4↓+Cl-+2HClO(少量SO2),
Ca2++2ClO-+2SO2+2H2O===CaSO4↓+2Cl-+SO+4H+(過量SO2)。
(7)當(dāng)Fe和Cl2在點燃條件下反應(yīng)時,不論Fe過量或不足,由于Cl2的強氧化性,產(chǎn)物一定是FeCl3。
(8)“84”消毒液的主要成分為NaClO,漂白粉的有效成分為Ca(ClO)2?!?4”消毒液和潔廁靈不能混合使用,其原因是ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O。
(9)液溴需要用水封,溴蒸氣呈紅棕色,液溴呈深紅棕色,溴水呈橙色,溴的CCl4溶液呈橙紅色。
(10)除去附著在試管內(nèi)壁上的硫,除了用熱的NaOH溶液外,還可以用CS2,但不能用酒精。
(11)SO2使含有酚酞的NaOH溶液褪色,表現(xiàn)SO2酸性氧化物的性質(zhì);使品紅溶液褪色,表現(xiàn)SO2的漂白性;使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,表現(xiàn)SO2的還原性;SO2與H2S反應(yīng),表現(xiàn)SO2的氧化性;SO2和Cl2等體積混合通入溶液中,漂白性不但不增強,反而消失。
(12)把SO2氣體通入BaCl2溶液中,沒有沉淀生成,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,前兩者生成BaSO3沉淀,后者生成BaSO4沉淀。
(13)濃HNO3和Cu(足量)、濃H2SO4和Cu(足量)、濃鹽酸和MnO2(足量)在反應(yīng)時,隨反應(yīng)進行,產(chǎn)物會發(fā)生變化或反應(yīng)停止。注意區(qū)分Zn和濃H2SO4的反應(yīng)。
(14)C與濃硫酸反應(yīng)時,反應(yīng)產(chǎn)物的確定應(yīng)按以下流程進行:無水CuSO4確定水→品紅溶液確定SO2→酸性KMnO4溶液除去SO2→品紅溶液檢驗SO2是否除凈→澄清石灰水檢驗CO2。
(15)自然界中無游離態(tài)的硅,通常原子晶體不導(dǎo)電,但硅是很好的半導(dǎo)體材料,是制作光電池的材料。SiO2不導(dǎo)電,是制作光導(dǎo)纖維的材料。
(16)工業(yè)上制備粗硅,是用過量的C和SiO2在高溫下反應(yīng),由于C過量,生成的是CO而不是CO2,該反應(yīng)必須在隔絕空氣的條件下進行。
(17)氫氟酸不能用玻璃容器盛放;NaOH溶液能用玻璃試劑瓶,但不能用玻璃塞。
(18)酸性氧化物一般能與水反應(yīng)生成酸,但SiO2不溶于水;酸性氧化物一般不與酸作用,但SiO2能與HF反應(yīng)。
(19)硅酸鹽大多難溶于水,常見可溶性硅酸鹽是硅酸鈉,其水溶液稱為泡花堿或水玻璃,但卻是鹽溶液。硅膠(mSiO2·nH2O)是一種很好的無毒干燥劑。
(20)H2CO3的酸性大于H2SiO3的酸性,所以有Na2SiO3+CO2(少量)+H2O===H2SiO3↓+Na2CO3,但高溫下Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑也能發(fā)生,原因可從兩方面解釋:①硅酸鹽比碳酸鹽穩(wěn)定;②從化學(xué)平衡角度,由高沸點難揮發(fā)的固體SiO2制得低沸點易揮發(fā)的CO2氣體。
(21)水泥、玻璃與陶瓷是三大傳統(tǒng)無機非金屬材料;碳化硅、氮化硅等是新型無機非金屬材料。
(22)NO只能用排水法或氣囊法收集。
(23)在NO或NO2與O2通入水的計算中常用到4NO+3O2+2H2O===4HNO3、4NO2+O2+2H2O===4HNO3兩個方程式。
(24)濃HNO3顯黃色是因為溶有NO2,而工業(yè)上制備的鹽酸顯黃色,是因為溶有Fe3+。
(25)硝酸、濃H2SO4、次氯酸具有強氧化性,屬于氧化性酸,其中HNO3、HClO見光或受熱易分解。
(26)強氧化性酸(如HNO3、濃H2SO4)與金屬反應(yīng)不生成H2;金屬和濃HNO3反應(yīng)一般生成NO2,而金屬和稀HNO3反應(yīng)一般生成NO。
(27)實驗室制備NH3,除了用Ca(OH)2和NH4Cl反應(yīng)外,還可用濃氨水的分解(加NaOH固體或CaO)制取,而檢驗NH需用濃NaOH溶液并加熱,用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗生成的氣體,以確定NH的存在。
(28)收集NH3時,把一團干燥的棉花放在試管口,以防止與空氣對流;收集完畢,尾氣處理時,應(yīng)在試管口放一團用稀硫酸浸濕的棉花,以吸收NH3。
(29)銅與濃HNO3反應(yīng)在試管內(nèi)就能看到紅棕色的NO2,而與稀HNO3反應(yīng)時需在試管口才能看到紅棕色氣體。
(30)濃鹽酸和濃氨水反應(yīng)有白煙生成,常用于HCl和NH3的相互檢驗。
(31)NH3、HCl、SO2、NO2可用水進行噴泉實驗,水溶性小的氣體可用其他溶劑(如CO2和NaOH溶液)進行噴泉實驗。
1.(2020?浙江1月選考)下列說法不正確的是( )
A.二氧化硅導(dǎo)電能力強,可用于制造光導(dǎo)纖維
B.石灰石在高溫下可用于消除燃煤煙氣中的SO2
C.鈉著火不能用泡沫滅火器滅火
D.利用催化劑可減少汽車尾氣中有害氣體的排放
【答案】A
【解析】A項,二氧化硅為共價化合物不導(dǎo)電,故A錯誤;B項,向燃煤中加入適量石灰石,高溫時將SO2轉(zhuǎn)化為CaSO4,同時生成二氧化碳,故B正確;C項,鈉與氧氣反應(yīng)生成過氧化鈉,因過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)生成氧氣,不能夠用泡沫滅火器滅火,可以用沙土滅火,故C正確;D項,在排氣管中安裝高效催化劑,將NO轉(zhuǎn)化為N2,減少了空氣污染,故D正確;故選A。
4.(2020?浙江1月選考)100%硫酸吸收SO3可生成焦硫酸(分子式為H2S2O7或H2SO4·SO3)。下列說法不正確的是( )
A.焦硫酸具有強氧化性
B.Na2S2O7水溶液呈中性
C.Na2S2O7可與堿性氧化物反應(yīng)生成新鹽
D.100%硫酸吸收SO3生成焦硫酸的變化是化學(xué)變化
【答案】B
【解析】A項,從組成上看,焦硫酸是由等物質(zhì)的量的三氧化硫與純硫酸化合而成的,則焦硫酸具有比濃硫酸更強的氧化性、吸水性和腐蝕性,故A正確;B項,從組成上看,Na2S2O7可以形成Na2SO4·SO3,Na2SO4·SO3溶于水時,三氧化硫與水反應(yīng)生成硫酸,水溶液顯酸性,故B錯誤;C項,從組成上看,Na2S2O7可以形成Na2SO4·SO3,三氧化硫可與堿性氧化物反應(yīng)生成硫酸鈉,故C正確;D項,100%硫酸吸收SO3生成焦硫酸有新物質(zhì)生成,屬于化學(xué)變化,故D正確;故選B。
3.(2020?浙江7月選考)Ca3SiO5是硅酸鹽水泥的重要成分之一,其相關(guān)性質(zhì)的說法不正確的是( )
A.可發(fā)生反應(yīng):Ca3SiO5+4NH4ClCaSiO3+2CaCl2+4NH3↑+2H2O
B.具有吸水性,需要密封保存
C.能與SO2反應(yīng)生成新鹽
D.與足量鹽酸作用,所得固體產(chǎn)物主要為SiO2
【答案】D
【解析】將Ca3SiO5改寫為氧化物形式后的化學(xué)式為:3CaO·SiO2,性質(zhì)也可與Na2SiO3相比較。A項,Ca3SiO5與NH4Cl反應(yīng)的方程式為:Ca3SiO5+4NH4Cl CaSiO3+2CaCl2+4NH3↑+2H2O,A正確;B項,CaO能與水反應(yīng),所以需要密封保存,B正確;C項,亞硫酸的酸性比硅酸強,當(dāng)二氧化硫通入到Ca3SiO5溶液時,發(fā)生反應(yīng):3SO2+H2O+ Ca3SiO5=3 CaSO3+H2SiO3,C正確;D項,鹽酸的酸性比硅酸強,當(dāng)鹽酸與Ca3SiO5反應(yīng)時,發(fā)生反應(yīng):6HCl+ Ca3SiO5=3CaCl2+H2SiO3+2H2O,D不正確;故選D。
4.如圖是盛放液溴的試劑瓶剖面圖,仔細觀察分成了明顯的氣相、溴溶液相和液溴相三相,下列說法錯誤的是( )
A.氣相呈現(xiàn)紅棕色,因為其中含有Br2的蒸汽
B.溴溶液相中顯酸性,主要因為HBr電離出了H
C.液溴保存時加水形成水封的目的是減少Br2的揮發(fā)
D.液溴保存時不可敞口放置,應(yīng)保存在細口瓶中并塞上橡膠塞
【答案】D
【解析】A項,氣相中為空氣和溴蒸汽的混合相,因為其中含有Br2的蒸汽,所以呈現(xiàn)紅棕色,故A正確;B項,溴溶液相中溴與水發(fā)生反應(yīng)生成溴化氫和次溴酸,溴化氫為強酸,次溴酸為弱酸,溶液顯酸性,主要因為HBr電離出了H,故B正確; C項,因為Br2容易揮發(fā),所以液溴保存時加水形成水封,故C正確;D項,溴具有強氧化性,能氧化橡膠,則不能用橡膠塞蓋貯存液溴的試劑瓶,故D錯誤;故選D。
5.葡萄酒中常加入亞硫酸鹽作為食品添加劑,為檢測某葡萄酒樣品中亞硫酸鹽的含量(通常以酒樣中SO2的量計),某研究小組設(shè)計了如下實驗(已知還原性:SO32->I->Cl-)。下列說法不正確的是
A.葡萄酒中加亞硫酸鹽的主要目的是防止氧化,利用了亞硫酸鹽的還原性
B.通入N2和煮沸的目的是為了將產(chǎn)生的氣體從溶液中全部趕出
C.若試劑A選擇氯水,則試劑B可選擇NaOH標(biāo)準(zhǔn)液
D.若試劑A選擇堿液,調(diào)節(jié)吸收后溶液為中性,則試劑B可選擇I2標(biāo)準(zhǔn)液
【答案】C
【解析】A項,亞硫酸鹽具有較強的還原性,可以防止葡萄酒被氧化,A正確;B項,溫度越高,氣體在水中的溶解度越小,通入N2和煮沸可以將產(chǎn)生的氣體從溶液中全部趕出,B正確;C項,若試劑A選擇氯水,溶液中會有未反應(yīng)的氯水,當(dāng)試劑B選擇NaOH標(biāo)準(zhǔn)液時,所耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)液會偏大,造成結(jié)果有較大誤差,C錯誤;D項,若試劑A選擇堿液,調(diào)節(jié)吸收后溶液為中性,試劑B選擇I2標(biāo)準(zhǔn)液,碘與亞硫酸鹽反應(yīng)生成硫酸鹽,可以測定亞硫酸鹽的含量,D正確;故選C。
核心考點二 常見非金屬單質(zhì)及其化合物的制備
1.氯氣和氨氣的實驗室制法
物質(zhì)
氯氣
氨氣
制備原理
MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O
2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑
H3·H2O(濃)+CaO===NH3↑+Ca(OH)2
實驗裝置
注意事項
①實驗前檢查裝置的氣密性
②凈化:先通過飽和食鹽水除去氯化氫氣體,再通過濃硫酸除去水蒸氣
③收集:一般用向上排空氣法收集
④尾氣處理:用NaOH濃溶液吸收,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O
①實驗前檢查裝置的氣密性
②凈化:應(yīng)用堿石灰除去水蒸氣,不能用濃硫酸和氯化鈣作干燥劑
③收集:一般用向下排空氣法收集
④尾氣處理:用水或酸液吸收,但要防止發(fā)生倒吸
2.常見非金屬單質(zhì)及其化合物的工業(yè)制法
(1)單質(zhì)
氯氣
溴單質(zhì)
碘單質(zhì)
制備方法
電解飽和食鹽水
海水提溴
海帶中提碘
反應(yīng)原理
2NaCl+2H2O
2NaOH+Cl2↑+H2↑
Cl2+2Br-===Br2+2Cl-
Br2+SO2+2H2O===2Br-+4H++SO
Cl2+2Br-===Br2+2Cl-
Cl2+2I-===2Cl-+I2
制備流程
粗鹽精鹽―→飽和食鹽水氯氣
(2)化合物
氨
硝酸
制備方法
工業(yè)合成氨
氨氧化法
反應(yīng)原理
N2+3H22NH3
4NH3+5O24NO+6H2O
2NO+O2===2NO2
3NO2+H2O===2HNO3+NO
制備流程
3.硫酸工業(yè)
工業(yè)上接觸法制硫酸的主要設(shè)備及生產(chǎn)流程如下圖:
各進口或出口物質(zhì)的名稱為:
A:含硫礦石(如FeS2);B:爐渣;C:二氧化硫、氧氣、氮氣;D:尾氣(SO2、O2、N2)。
接觸法制硫酸分為三個階段:
生產(chǎn)階段
設(shè)備
主要反應(yīng)
造氣
沸騰爐
S+O2SO2或4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
接觸氧化
接觸室
2SO2+O22SO3
SO3吸收
吸收塔
SO3+H2O===H2SO4
考法一 考查從礦物中提取物質(zhì)
【典例1】工業(yè)上制備高純硅有多種方法,其中的一種工藝流程如下:
已知:流化床反應(yīng)的產(chǎn)物中,除SiCl4外,還有SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl、FeCl3等。
下列說法正確的是( )
A.電弧爐中發(fā)生的反應(yīng)為C+SiO2CO2↑+Si
B.SiCl4進入還原爐之前需要經(jīng)過蒸餾提純
C.每生產(chǎn)l mol高純硅,需要44. 8L Cl2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
D.該工藝Si的產(chǎn)率高,符合綠色化學(xué)要求
【解析】A項,二氧化碳與碳在高溫下生成粗硅和一氧化碳,電弧爐中發(fā)生的反應(yīng)為2C+SiO22CO↑+Si,A錯誤;B項,SiCl4進入還原爐之前在流化床反應(yīng)器中除SiCl4外,還有SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl、FeCl3等,需要利用相互溶解的物質(zhì)沸點不同,經(jīng)過蒸餾提純,B正確;C項,根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系Si→SiCl4→Si,每生產(chǎn)l mol高純硅,需要22.4L Cl2(標(biāo)準(zhǔn)狀況),C錯誤;D項,該工藝中產(chǎn)生氯化氫氣體且有氯氣的參與,容易引起空氣污染,不符合綠色化學(xué)要求,D錯誤。
【答案】B
考法二 考查從海水中提取物質(zhì)
【典例2】(2020·河北省衡水中學(xué)高三四次調(diào)研)南海是一個巨大的資源寶庫,開發(fā)利用海水資源是科學(xué)研究的重要課題。下圖為海水資源利用的部分過程,有關(guān)說法不正確的是 ( )
A.海水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法
B.氯堿工業(yè)中采用陽離子交換膜可提高產(chǎn)品的純度
C.由MgCl2·6H2O得到無水MgCl2的關(guān)鍵是要低溫小火烘干
D.溴工業(yè)中③、④的目的是富集溴元素,溴元素在反應(yīng)③、⑤中均被氧化,在反應(yīng)④中被還原
【解析】A項,海水淡化分離水與鹽類物質(zhì),則主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法,故A正確;B項,氯堿工業(yè)中陽極上生成氯氣,陰極上生成氫氣、NaOH,且陽離子向陰極移動,采用陽離子交換膜可提高產(chǎn)品的純度,故B正確;C項,HCl可抑制鎂離子水解,則由MgCl2·6H2O得到無水MgCl2的關(guān)鍵是要在干燥的氯化氫氣流烘干,故C錯誤;D項,海水中溴離子濃度較低,反應(yīng)③、⑤中Br元素的化合價升高,而反應(yīng)④中Br元素的化合價降低,則溴元素在反應(yīng)③、⑤中均被氧化,在反應(yīng)④中被還原,故D正確;故選C。
【答案】C
考法3 無機化工工藝流程
【典例3】(2018·全國卷Ⅰ)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)在醫(yī)藥、橡膠、印染、食品等方面應(yīng)用廣泛。回答下列問題:
(1)生產(chǎn)Na2S2O5,通常是由NaHSO3過飽和溶液經(jīng)結(jié)晶脫水制得。寫出該過程的化學(xué)方程式:_______________________________________________________。[來源:Z&xx&k.Com]
(2)利用煙道氣中的SO2生產(chǎn)Na2S2O5的工藝為:
①pH=4.1時,Ⅰ中為________溶液(寫化學(xué)式)。
②工藝中加入Na2CO3固體、并再次充入SO2的目的是__________________。
(3)Na2S2O5可用作食品的抗氧化劑。在測定某葡萄酒中Na2S2O5殘留量時,取50.00 mL葡萄酒樣品,用0.010 00 mol·L-1的碘標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點,消耗10.00 mL。滴定反應(yīng)的離子方程式為___________________________________________,該樣品中Na2S2O5的殘留量為____g·L-1(以SO2計)。
【解析】(1)根據(jù)題給信息,將NaHSO3過飽和溶液結(jié)晶脫水可得到Na2S2O5,則化學(xué)方程式為2NaHSO3===Na2S2O5+H2O。(2)①酸性條件下,SO2與Na2CO3溶液生成NaHSO3。②工藝中加入Na2CO3固體并再次通入SO2,其目的是得到NaHSO3過飽和溶液。(3)根據(jù)電子、電荷及質(zhì)量守恒,可寫出反應(yīng)的離子方程式為S2O+2I2+3H2O===2SO+4I-+6H+。n(S2O)=×n(I2)=×0.010 00 mol·L-1×10.00×10-3L=5×10-5mol,該樣品中S2O的殘留量(以SO2計)為5×10-5mol×2×64 g·mol-1×=0.128 g·L-1。
【答案】 (1)2NaHSO3===Na2S2O5+H2O (2)①NaHSO3 ②得到NaHSO3過飽和溶液[來源:學(xué)科網(wǎng)ZXXK(3)S2O+2I2+3H2O===2SO+4I-+6H+ 0.128
1.無機化工流程題的命題設(shè)計[來源:Z|xx|k.Com]
(1)流程規(guī)律:主線主產(chǎn)品、分支副產(chǎn)品、回頭為循環(huán)。
(2)核心考點:典型單質(zhì)及其化合物知識、物質(zhì)的分離操作、除雜試劑的選擇、生產(chǎn)條件的控制。
2.無機化工流程題的解法思路
(1)從題干中獲取有用信息,了解生產(chǎn)的產(chǎn)品。
(2)然后整體瀏覽一下流程,基本辨別出預(yù)處理、反應(yīng)、提純、分離等階段。
(3)分析流程中的每一步驟,從以下幾個方面了解流程:a.反應(yīng)物是什么;b.發(fā)生了什么反應(yīng);c.該反應(yīng)造成了什么后果,對制造產(chǎn)品有什么作用。抓住一個關(guān)鍵點:一切反應(yīng)或操作都是為獲得產(chǎn)品而服務(wù)。
1.(2021年1月浙江選考)下列說法不正確的是( )
A.某些膠態(tài)金屬氧化物分散于玻璃中可制造有色玻璃
B.通常以海水提取粗食鹽后的母液為原料制取溴
C.生物煉銅中通常利用某些細菌把不溶性的硫化銅轉(zhuǎn)化為可溶性銅鹽
D.工業(yè)制備硝酸的主要設(shè)備為沸騰爐、接觸室和吸收塔
【答案】D
【解析】A項,某些膠態(tài)金屬氧化物分散于玻璃中可制造有色玻璃,如氧化亞銅分散在玻璃中可以得到紅色的玻璃,三氧化二鈷分散在玻璃中可以得到藍色的玻璃,A說法正確;B項,溴雖然被稱為“海洋元素”,但是其在海水中的濃度太小,直接以海水為原料提取溴的成本太高,而海水提取粗食鹽后的母液屬于濃縮的海水,其中溴化物的濃度較高,因此,通常以海水提取粗食鹽后的母液為原料制取溴,B說法正確;C項,某種能耐受銅鹽毒性的細菌能利用空氣中的氧氣氧化硫化銅礦石,從而把不溶性的硫化銅轉(zhuǎn)化為可溶性的銅鹽,因此,其可用于生物煉銅,C說法正確;D項,工業(yè)制備硝酸的主要設(shè)備為氧化爐(轉(zhuǎn)化器)、熱交換器和吸收塔,工業(yè)制備硫酸的主要設(shè)備為沸騰爐、接觸室和吸收塔,D說法不正確。故選D。
2.(2021·安徽省濉溪縣高三聯(lián)考)利用自然資源制備相關(guān)化學(xué)物質(zhì),下列化學(xué)工藝不可行的是( )
A.提取食鹽后母液含Br2的液體粗溴純溴
B.石英砂粗硅粗四氯化硅高純硅
C.FeS2SO2H2SO3H2SO4
D.鋁土礦Na[Al(OH)4]溶液Al(OH)3Al2O3鋁
【答案】C
【解析】A項,提取食鹽后的母液中提取單質(zhì)溴的過程,要知道母液中是溴離子,需要先用Cl2氧化,此工藝可行的,故A正確;B項,由石英砂先制粗硅,再用H2還原SiCl4得到Si,是工業(yè)上制高純硅的流程,工藝可行的,故B正確;C項,應(yīng)首先進行二氧化硫的催化氧化,然后用98.3%的硫酸吸收,此工藝不可行,故C錯誤;D項,工業(yè)上用鋁土礦制鋁的過程,每一步所加試劑必須過量,此工藝可行的,故D正確;故選C。
3.(2020·北京海淀區(qū)質(zhì)檢)以氯酸鈉(NaClO3)等為原料制備亞氯酸鈉(NaClO2)的工藝流程如下。下列說法不正確的是( )
A.反應(yīng)1中,每生成1 mol ClO2有0.5 mol SO2被氧化
B.從母液中可以提取Na2SO4
C.反應(yīng)2中,H2O2作氧化劑
D.采用減壓蒸發(fā)可能是為了防止NaClO2受熱分解
【答案】C
【解析】A項,在反應(yīng)1中,NaClO3和SO2在硫酸的作用下生成Na2SO4和ClO2,反應(yīng)的離子方程式為2ClO+SO2===SO+2ClO2,根據(jù)方程式可知,每生成1 mol ClO2有0.5 mol SO2被氧化,正確;B項,根據(jù)上述分析可知,反應(yīng)1中除了生成ClO2,還有Na2SO4生成,則從母液中可以提取Na2SO4,正確;C項,在反應(yīng)2中,ClO2與H2O2在NaOH作用下反應(yīng)生成NaClO2,氯元素的化合價從+4價降低到+3價,則ClO2是氧化劑,H2O2是還原劑,故C錯誤;D項,減壓蒸發(fā)在較低溫度下能夠進行,可以防止常壓蒸發(fā)時溫度過高,NaClO2受熱分解,正確;答案選C。
4.(2020·安徽省2020年江南十校綜合素質(zhì)測試)ClO2是一種極易溶于水且?guī)缀醪慌c冷水反應(yīng)的黃綠色氣體(沸點11℃),實驗室制備純凈ClO2溶液的裝置如圖所示:
已知下列反應(yīng):NaClO3+HCl→NaCl+ClO2+Cl2+H2O;NaClO2+HCl→NaCl+ClO2+H2O;NaClO2+Cl2→NaCl+ClO2(均未配平)。下列說法正確的是( )
A.a(chǎn)中通入的N2可用CO2或SO2代替 B.b中NaClO2可用飽和食鹽水代替
C.c中廣口瓶最好放在冰水浴中冷卻 D.d中吸收尾氣后只生成一種溶質(zhì)
【答案】C
【解析】A項,a中通入的N2的目的是氮氣性質(zhì)穩(wěn)定且不影響實驗,可將a中產(chǎn)生的ClO2和Cl2吹出并進入后續(xù)裝置,繼續(xù)實驗,二氧化硫具有還原性,可將ClO2、NaClO3等物質(zhì)還原,故A錯誤;B項,b中NaClO2的作用是吸收ClO2中混有的氯氣和氯化氫雜質(zhì)氣體,用飽和食鹽水可吸收氯化氫,但不能吸收氯氣,故B錯誤;C項,ClO2是一種極易溶于水且?guī)缀醪慌c冷水反應(yīng)的黃綠色氣體,故c中廣口瓶最好放在冰水浴中冷卻,有利于吸收ClO2,故C正確;D項,d中氫氧化鈉和ClO2發(fā)生歧化反應(yīng)生成NaCl和NaClO3,產(chǎn)物至少兩種,故D錯誤;故選C。
5.(2018·全國卷Ⅲ)KIO3是一種重要的無機化合物,可作為食鹽中的補碘劑?;卮鹣铝袉栴}:
(1)KIO3的化學(xué)名稱是___________________________________。
(2)利用“KClO3氧化法”制備KIO3工藝流程如下圖所示:
“酸化反應(yīng)”所得產(chǎn)物有KH(IO3)2、Cl2和KCl?!爸餋l2”采用的方法是_______________________________。
“濾液”中的溶質(zhì)主要是____________。“調(diào)pH”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________。
【答案】(1)碘酸鉀 (2)加熱 KCl KH(IO3)2+KOH===2KIO3+H2O(或HIO3+KOH===KIO3+H2O)
【解析】(1)KIO3的化學(xué)名稱為碘酸鉀。(2)Cl2的溶解度隨溫度的升高而降低,所以可以用加熱的方法來達到“逐Cl2”的目的;KH(IO3)2和KCl的分離可以根據(jù)溶解度的不同,采用結(jié)晶法分離,濾液中的溶質(zhì)主要是KCl,要使KH(IO3)2轉(zhuǎn)化為KIO3,可以加入KOH調(diào)節(jié)pH。發(fā)生反應(yīng):KH(IO3)2+KOH===2KIO3+H2O或HIO3+KOH===KIO3+H2O,從而避免引入新的雜質(zhì)離子。
6.(2019?新課標(biāo)Ⅰ卷)硼酸(H3BO3)是一種重要的化工原料,廣泛應(yīng)用于玻璃、醫(yī)藥、肥料等工藝。一種以硼鎂礦(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)為原料生產(chǎn)硼酸及輕質(zhì)氧化鎂的工藝流程如下:
回答下列問題:
(1)在95 ℃“溶浸”硼鎂礦粉,產(chǎn)生的氣體在“吸收”中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________。
(2)“濾渣1”的主要成分有_________。為檢驗“過濾1”后的濾液中是否含有Fe3+離子,可選用的化學(xué)試劑是_________。
(3)根據(jù)H3BO3的解離反應(yīng):H3BO3+H2OH++B(OH)?4,Ka=5.81×10?10,可判斷H3BO3是______酸;在“過濾2”前,將溶液pH調(diào)節(jié)至3.5,目的是_______________。
(4)在“沉鎂”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的離子方程式為__________,母液經(jīng)加熱后可返回___________工序循環(huán)使用。由堿式碳酸鎂制備輕質(zhì)氧化鎂的方法是_________。
【答案】(1)NH4HCO3+NH3=(NH4)2CO3 (2)SiO2、Fe2O3、Al2O3 KSCN
(3)一元弱 轉(zhuǎn)化為H3BO3,促進析出
(4)2Mg2++3 CO32-+2H2O=Mg(OH)2·MgCO3↓+2 HCO3-
(或2Mg2++2 CO32-+H2O=Mg(OH)2·MgCO3↓+CO2↑) 溶浸 高溫焙燒
【解析】(1)根據(jù)流程圖知硼鎂礦粉中加入硫酸銨溶液產(chǎn)生的氣體為氨氣,用碳酸氫銨溶液吸收,反應(yīng)方程式為:NH3+NH4HCO3= (NH4)2CO3。(2)濾渣I為不與硫酸銨溶液反應(yīng)的Fe2O3、Al2O3、SiO2;檢驗Fe3+,可選用的化學(xué)試劑為KSCN;(3)由硼酸的離解方程式知,硼酸在水溶液中是通過與水分子的配位作用產(chǎn)生氫離子,而三價硼原子最多只能再形成一個配位鍵,且硼酸不能完全解離,所以硼酸為一元弱酸;在“過濾2”前,將溶液pH調(diào)節(jié)至3.5,目的是將B(OH)?4轉(zhuǎn)化為H3BO3,并促進H3BO3析出;(4)沉鎂過程中用碳酸銨溶液與Mg2+反應(yīng)生成Mg(OH)2?MgCO3,沉鎂過程的離子反應(yīng)為:2Mg2++2H2O+3CO32-=Mg(OH)2?MgCO3↓+2HCO3-;母液加熱分解后生成硫酸銨溶液,可以返回“溶浸”工序循環(huán)使用;堿式碳酸鎂不穩(wěn)定,高溫下可以分解,故由堿式碳酸鎂制備輕質(zhì)氧化鎂的方法是高溫焙燒。
7.(2019?新課標(biāo)Ⅱ卷)立德粉ZnS·BaSO4(也稱鋅鋇白),是一種常用白色顏料?;卮鹣铝袉栴}:
(1)利用焰色反應(yīng)的原理既可制作五彩繽紛的節(jié)日煙花,亦可定性鑒別某些金屬鹽。灼燒立德粉樣品時,鋇的焰色為__________(填標(biāo)號)。
A.黃色 B.紅色 C.紫色 D.綠色
(2)以重晶石(BaSO4)為原料,可按如下工藝生產(chǎn)立德粉:
①在回轉(zhuǎn)爐中重晶石被過量焦炭還原為可溶性硫化鋇,該過程的化學(xué)方程式為______________________?;剞D(zhuǎn)爐尾氣中含有有毒氣體,生產(chǎn)上可通過水蒸氣變換反應(yīng)將其轉(zhuǎn)化為CO2和一種清潔能源氣體,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________。
②在潮濕空氣中長期放置的“還原料”,會逸出臭雞蛋氣味的氣體,且水溶性變差。其原因是“還原料”表面生成了難溶于水的___________(填化學(xué)式)。
③沉淀器中反應(yīng)的離子方程式為______________________。
(3)成品中S2?的含量可以用“碘量法”測得。稱取m g樣品,置于碘量瓶中,移取25.00 mL 0.1000 mol·L?1的I2?KI溶液于其中,并加入乙酸溶液,密閉,置暗處反應(yīng)5 min,有單質(zhì)硫析出。以淀粉為指示劑,過量的I2用0.1000 mol·L?1Na2S2O3溶液滴定,反應(yīng)式為I2+2=2I?+。測定時消耗Na2S2O3溶液體積V mL。終點顏色變化為_________________,樣品中S2?的含量為______________(寫出表達式)。
【答案】(1)D
(2)①BaSO4+4C=BaS+4CO↑ CO+H2O=CO2+H2
②BaCO3
③S2?+Ba2++Zn2++ SO42-= BaSO4·ZnS↓
(3)淺藍色至無色
【解析】(1)焰色反應(yīng)不是化學(xué)變化,常用來檢驗金屬元素存在,常見金屬元素焰色:A.鈉的焰色為黃色,故A錯誤;B.鈣的焰色為紅色,故B錯誤;C.鉀的焰色為紫色,故C錯誤;D.鋇的焰色為綠色,故D正確;故選D。(2)①注意焦炭過量生成CO,反應(yīng)物為硫酸鋇與焦炭,產(chǎn)物為BaS與CO,寫出方程式BaSO4+4C=BaS+4CO↑;CO與水蒸氣反應(yīng)生成CO2與H2,寫出方程式:CO+H2O=CO2+H2。②根據(jù)信息臭雞蛋氣味氣體為硫化氫氣體,由強酸制弱酸原理,還原料硫化鋇與空氣中水,二氧化碳反應(yīng)生成了碳酸鋇與硫化氫氣體。③硫化鋇與硫酸鋅為可溶性強電解質(zhì),寫成離子形式,產(chǎn)物硫酸鋇與硫化鋅為沉淀,不可電離,寫出離子方程式:S2?+Ba2++Zn2++ SO42-=BaSO4·ZnS↓。(3)碘單質(zhì)與硫離子的反應(yīng):S2-+I2=S+2I-;碘單質(zhì)與淀粉混合為藍色,用硫代硫酸鈉滴定過量的I2,故終點顏色變化為淺藍色至無色;根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子數(shù)相等,利用關(guān)系式法解題;根據(jù)化合價升降相等列關(guān)系式,設(shè)硫離子物質(zhì)的量為n mol:
S2- ~ I2 2S2O32- ~ I2
1 mol 1 mol 2 mol 1 mol
n mol n mol 0.1V×10-3mol 0.1V×10-3mol
n+0.1V×10-3mol=250.1V×10-3mol,得n=(25-V)0.1×10-3mol
則樣品中硫離子含量為:×100%= ×100%。
8.(2018?北京卷)磷精礦濕法制備磷酸的一種工藝流程如下:
已知:磷精礦主要成分為Ca5(PO4)3(OH),還含有Ca5(PO4)3F和有機碳等。
溶解度:Ca5(PO4)3(OH)”或“IO3->I2
C.生產(chǎn)等量的碘,途徑I和途徑II轉(zhuǎn)移電子數(shù)目之比為5 :2
D.途徑III反應(yīng)的離子方程式:3Cl2+I-+3H2O=6Cl-+IO3-+6H+
【答案】C
【解析】A項,KIO3、KI在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生I2,I2遇淀粉溶液變?yōu)樗{色,因此可以用淀粉-KI試紙和食醋可檢驗食鹽是否加碘,A正確;B項,由途徑I可知氧化性Cl2>I2,由途徑II可知氧化性:IO3->I2,由途徑III可知氧化性:Cl2>IO3-,故物質(zhì)氧化性有強到弱的順序為:Cl2>IO3->I2,B正確;C項,假設(shè)反應(yīng)產(chǎn)生1 molI2,途徑I轉(zhuǎn)移2 mol電子,途徑II轉(zhuǎn)移10 mol電子,因此生產(chǎn)等量的碘,途徑I和途徑II轉(zhuǎn)移電子數(shù)目之比為2 :10=1:5,C錯誤;D項,途徑III中,Cl2把I-氧化為IO3-,Cl2被還原為Cl-,根據(jù)電子守恒、電荷守恒、原子守恒,可得反應(yīng)的離子方程式:3Cl2+I-+3H2O=6Cl-+IO3-+6H+,D正確;故選C。
28.(2020年1月浙江省選考)由三種元素組成的化合物A,按如下流程進行實驗。氣體B為純凈物,溶液C焰色反應(yīng)為磚紅色,氣體E能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍。
請回答:
(1)組成A的三種元素是________,A的化學(xué)式是________。
(2)固體A與足量稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是________。
(3)氣體E與甲醛在一定條件下可生成烏洛托品(學(xué)名:亞甲基四胺),該反應(yīng)的化學(xué)方程式是________(烏洛托品可以用分子式表示)。
【答案】Ca、H和N Ca2HN (2)Ca2HN+5HCl=2CaCl2+H2↑+NH4Cl
(3)4NH3+6HCHO→(或C6H12N4)+6H2O
【解析】(1)由分析可知,組成A的三種元素是Ca、N和H,由鈣原子個數(shù)守恒可知,固體A中鈣的物質(zhì)的量為=0.04mol,質(zhì)量為0.04mol×40g/mol=1.6g,固體A與足量鹽酸反應(yīng)時,固體A中氫元素化合價升高被氧化,HCl中氫元素化合價降低被還原,由得失電子數(shù)目守恒和原子個數(shù)守恒可知,固體A中氫的物質(zhì)的量為×2×=0.02mol,質(zhì)量為0.02mol×1g/mol=0.02g,則固體A中氮的物質(zhì)的量為=0.02mol,A中Ca、N和H的物質(zhì)的量比為0.04mol: 0.02mol: 0.02mol=2:1:1,化學(xué)式為Ca2HN。
28.(2020·浙江省7月選考)化合物X由四種短周期元素組成,加熱X,可產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體Y,Y為純凈物;取3.01 g X,用含HCl 0.0600 mol的鹽酸完全溶解得溶液A,將溶液A分成A1和A2兩等份,完成如下實驗(白色沉淀C可溶于NaOH溶液):
請回答:
(1)組成X的四種元素是N、H和________(填元素符號),X的化學(xué)式是________。
(2)溶液B通入過量CO2得到白色沉淀C的離子方程式是________。
(3)寫出一個化合反應(yīng)(用化學(xué)方程式或離子方程式表示)________。
要求同時滿足:
①其中一種反應(yīng)物的組成元素必須是X中除N、H外的兩種元素;
②反應(yīng)原理與“HCl+NH3NH4Cl”相同。
【答案】 (1) Al、Cl AlCl3NH3
(2) AlO+CO2+2H2OAl(OH)3↓+HCO
(3) AlCl3+Cl?AlCl或AlCl3+NH3AlCl3NH3
【解析】根據(jù)題干可知,加熱X可產(chǎn)生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的純凈物氣體Y,故Y為NH3,由實驗流程圖中分析可知,結(jié)合B中通入過量的CO2產(chǎn)生能溶于NaOH溶液的白色沉淀C,故C為Al(OH)3,則D為Al2O3,E是AgCl,利用原子守恒可知:A1溶液中含有N原子的物質(zhì)的量為:n (N)= n (NH3)=,Al原子的物質(zhì)的量為:n (Al)= 2n (Al 2O3)=,A2溶液中含有的Cl-的物質(zhì)的量為:n (Cl)= n (AgCl)-;故一半溶液中含有的H原子的物質(zhì)的量為:,故X中含有四種元素即N、H、Al、Cl,其個數(shù)比為:n (N):n (H):n (Al):n (Cl)= 0.01 mol:0.03 mol:0.01 mol:0.03 mol=1:3:1:3,故X的化學(xué)式為:AlCl3NH3;(2)根據(jù)分析(1)可知,溶液B中通入過量的CO2所發(fā)生的離子方程式為:AlO+CO2+2H2OAl(OH)3↓+HCO;(3)結(jié)合題給的兩個條件,再分析化合物X(AlCl3NH3)是NH3和AlCl3通過配位鍵結(jié)合成的化合物,不難想到類似于NH3和H2O反應(yīng),故可以很快得出該反應(yīng)的離子方程式為AlCl3+Cl?AlCl或AlCl3+NH3AlCl3NH3。
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