
【考綱點(diǎn)擊】
常見非金屬元素(如H、C、N、O、Si、S、Cl等):
(1)了解常見非金屬元素單質(zhì)及其重要化合物的制備方法,掌握其主要性質(zhì)及其應(yīng)用;(2)了解常見非金屬元素單質(zhì)及其重要化合物對(duì)環(huán)境的影響;(3)以上各部分知識(shí)的綜合應(yīng)用。
考點(diǎn) 元素化合物基礎(chǔ)知識(shí)及其應(yīng)用
一、碳、硅及其化合物
1.轉(zhuǎn)化關(guān)系
(1)理清知識(shí)主線
H4 ―→O―→O2
H4 ―→O2(H2O3)
(2)形成網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
2.重要反應(yīng)方程式
用方程式回答下列問題。
(1)Mg在CO2中燃燒。
2Mg+CO22MgO+C。
(2)向飽和Na2CO3溶液中通入過量CO2的離子方程式。
2Na++CO+CO2+H2O===2NaHCO3↓。
(3)侯氏制堿法的原理(用化學(xué)方程式表示)。
CO2+NH3+NaCl+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。
(4)氫氟酸不能用玻璃瓶盛放,其原因是(用化學(xué)方程式表示)。
SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O。
(5)盛放NaOH溶液的試劑瓶不能用玻璃塞,其原因是(用離子方程式表示)。
SiO2+2OH-===SiO+H2O。
(6)熔融Na2CO3不能選用普通坩堝,其原因是(用化學(xué)方程式表示)。
Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑。
(7)將硅酸鈉溶液露置于空氣中會(huì)形成美麗的水中花園,其原理是(用離子方程式表示)
SiO+CO2+H2O===H2SiO3↓+CO。
3.知識(shí)盲點(diǎn)
(1)硅元素在元素周期表中位于金屬與非金屬的分界線附近,具有部分金屬性,如①晶體硅具有金屬光澤和特殊導(dǎo)電性;②單質(zhì)主要表現(xiàn)出還原性;③單質(zhì)能和堿溶液反應(yīng)生成氫氣。
(2)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(jìn)行。
(3)氫氟酸不能用玻璃容器盛放;NaOH溶液能用玻璃試劑瓶盛放,但不能使用玻璃塞。
(4)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)。
(5)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。
(6)硅、二氧化硅和硅酸鹽的化學(xué)性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定,廣泛用于制造各種材料,如硅——半導(dǎo)體材料、太陽能電池帆板等;二氧化硅——光導(dǎo)纖維、其他光學(xué)材料、耐高溫材料、耐磨材料、飾品等,并用于生產(chǎn)新型陶瓷;硅酸鹽——陶瓷、玻璃、水泥等傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料的主要成分,作耐高溫材料、防火材料,制造硅膠等。
二、鹵素及其化合物
1.轉(zhuǎn)化關(guān)系
(1)理清知識(shí)主線
H ―→2―→HO―→HO2―→HO3―→HO4
(2)形成網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
2.重要反應(yīng)方程式
(1)實(shí)驗(yàn)室用MnO2和濃鹽酸反應(yīng)制取Cl2的化學(xué)方程式。
MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)將濃鹽酸滴到KMnO4固體上(用離子方程式表示)。
2MnO+16H++10Cl-===2Mn2++5Cl2↑+8H2O。
(3)將Cl2通入石灰乳中(用化學(xué)方程式表示)。
2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
(4)用NaOH溶液吸收Cl2進(jìn)行尾氣處理(用離子方程式表示)。
Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O。
(5)電解飽和食鹽水制燒堿(用離子方程式表示)。
2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-。
(6)無隔膜電解飽和食鹽水制“84”消毒液(用離子方程式表示)。
Cl-+H2OClO-+H2↑。
(7)“84”消毒液不能與潔廁靈混用的原因(用離子方程式表示)。
ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O。
(8)將SO2和Cl2混合,漂白性減弱的原因(用離子方程式表示)。
SO2+Cl2+2H2O===4H++SO+2Cl-。
(9)向FeBr2溶液中通入少量Cl2的離子方程式。
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。
3.知識(shí)盲點(diǎn)
(1)液氯密封保存在鋼瓶中,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)向Ca(ClO)2溶液中通入SO2氣體生成CaSO4而不是CaSO3。
(4)“84”消毒液的有效成分為NaClO,漂粉精的有效成分為Ca(ClO)2。
(5)酸化KMnO4溶液用的是H2SO4而不是鹽酸。
(6)當(dāng)Fe和Cl2在點(diǎn)燃條件下反應(yīng)時(shí),不論Fe過量或不足,由于Cl2的強(qiáng)氧化性,產(chǎn)物一定是FeCl3。而Fe與I2共熱反應(yīng)時(shí),則產(chǎn)物一定是FeI2。
三、硫及其化合物
1.轉(zhuǎn)化關(guān)系
(1)理清知識(shí)主線
H2 ―→ ―→O2―→O3(H2O4)
(2)形成網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
2.重要反應(yīng)方程式
用方程式回答下列問題。
(1)熱的燒堿溶液可以除硫,其原因是(用離子方程式表示)。
3S+6OH-2S2-+SO+3H2O。
(2)將SO2氣體通入到FeCl3溶液中,溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色,其原因是(用離子方程式表示)。
SO2+2Fe3++2H2O===SO+2Fe2++4H+。
(3)S2-和SO可以大量共存,但加入H2SO4后,則不能大量共存,其原因是(用離子方程式表示)。
2S2-+SO+6H+===3S↓+3H2O。
(4)書寫下列反應(yīng)的化學(xué)方程式
①將SO2通入H2S溶液中。
2H2S+SO2===3S↓+2H2O。
②Cu和濃H2SO4混合加熱。
Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O。
③C和濃H2SO4混合加熱。
C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O。
④實(shí)驗(yàn)室利用Na2SO3和濃H2SO4制SO2。
Na2SO3+H2SO4(濃)===Na2SO4+H2O+SO2↑。
3.知識(shí)盲點(diǎn)
(1)除去附著在試管內(nèi)壁上的硫,除了用熱的NaOH溶液,還可以用CS2,但不能用酒精。
(2)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。
(3)把SO2氣體通入BaCl2溶液中,沒有沉淀生成,但若再通入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。
(4)濃HNO3和Cu(足量)、濃H2SO4和Cu(足量)、濃鹽酸和MnO2(足量)在反應(yīng)時(shí),隨著反應(yīng)的進(jìn)行,產(chǎn)物會(huì)發(fā)生變化或反應(yīng)停止。注意區(qū)分Zn和濃H2SO4的反應(yīng)。
(5)SO2的排放會(huì)造成空氣質(zhì)量惡化,加速霧霾的形成,造成硫酸型酸雨等環(huán)境問題。
四、氮及其化合物
1.轉(zhuǎn)化關(guān)系
(1)理清知識(shí)主線
H3―→2―→2O―→O―→O2―→HO3
(2)形成網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
2.重要反應(yīng)方程式
用方程式回答下列問題。
(1)書寫離子方程式。
①將NH3通入到AlCl3溶液中。
3NH3+3H2O+Al3+===Al(OH)3↓+3NH。
②用Cu與濃硝酸反應(yīng)制取NO2
Cu+4H++2NO===Cu2++2NO2↑+2H2O。
③用Cu與稀硝酸反應(yīng)制取NO
3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O。
④將NO2通入水中
3NO2+H2O===2H++2NO+NO
(2)書寫化學(xué)方程式
①實(shí)驗(yàn)室用Ca(OH)2與NH4Cl制氨氣。
Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O。
②將熾熱的碳放入濃硝酸中
C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O。
③用NH3可以檢驗(yàn)Cl2管道是否漏氣,若漏氣則有白煙生成。
8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl。
3.知識(shí)盲點(diǎn)
(1)NO只能用排水法或氣囊法收集。
(2)濃HNO3顯黃色是因?yàn)槿苡蠳O2,而工業(yè)上制備的鹽酸顯黃色,是因?yàn)槿苡蠪e3+。
(3)硝酸、濃H2SO4、次氯酸具有強(qiáng)氧化性,屬于氧化性酸,其中HNO3、HClO見光或受熱易分解。
(4)實(shí)驗(yàn)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(yàn)NH須用濃NaOH溶液并加熱,用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)生成的氣體,以確定NH的存在。
(5)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(shí)需在試管口才能看到紅棕色氣體。
(6)氮元素的非金屬性很強(qiáng),但N2性質(zhì)較穩(wěn)定是因?yàn)榉肿又写嬖贜≡N。
五、化學(xué)與社會(huì)和諧發(fā)展
1.有關(guān)“化學(xué)與社會(huì)和諧發(fā)展”高考試題的選材熱點(diǎn)總結(jié)
(1)安全與健康——人體必需的營養(yǎng)元素;重金屬對(duì)人體的危害;食品添加劑;有關(guān)化學(xué)與健康方面的材料等。
(2)環(huán)境保護(hù)新進(jìn)展——“霧霾”的產(chǎn)生、危害和治理;工業(yè)“三廢”和生活垃圾的處理;廢舊電池對(duì)飲用水和土壤的污染;綠色化學(xué)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的導(dǎo)向作用等。
(3)新能源的使用——新型的燃料電池、高能綠色電池;新能源開發(fā)利用的新進(jìn)展。
(4)新型無機(jī)非金屬材料和有機(jī)高分子材料在社會(huì)、生活中的應(yīng)用等。
2.常涉及的環(huán)境污染問題
(1)固體污染
①白色污染
指各種塑料垃圾對(duì)土壤所造成的污染。它們很難降解,會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu)。
②廢舊電池污染
鉛蓄電池等電池中的重金屬鹽、酸液對(duì)土壤、水的污染。
(2)水污染
①水華
人為向淡水中投入(或排入)藻類生長需要的營養(yǎng)物質(zhì)(N、P等)后,導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化,使水面上的藻類瘋長、繁殖,并使水質(zhì)惡化而產(chǎn)生腥臭味,造成魚類及其他生物大量死亡的現(xiàn)象。
②赤潮
海水中的紅藻、褐藻由于吸收較多的營養(yǎng)物質(zhì)(N、P等)而過度繁殖,引起海潮呈赤色的現(xiàn)象。它會(huì)造成海水中的生物因嚴(yán)重缺氧而死亡。
③工業(yè)污水
工業(yè)污水中含有酸、堿、重金屬鹽等有毒物質(zhì),未經(jīng)處理排入水體中,造成污染。
(3)大氣污染
①PM2.5
PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物,也稱為可入肺顆粒物。它的直徑還不到人的頭發(fā)絲粗細(xì)的1/20。雖然PM2.5只是地球大氣成分中含量很少的組分,但它對(duì)空氣質(zhì)量和能見度等有重要的影響。與較粗的大氣顆粒物相比,PM2.5粒徑小,富含大量的有毒、有害物質(zhì)且在大氣中的停留時(shí)間長、輸送距離遠(yuǎn),因而對(duì)人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量的影響更大。
②酸雨
指pH小于5.6的雨霧或其他形式的大氣降水,它是由人為排放的二氧化硫和氮氧化物轉(zhuǎn)化而成的,絕大部分是硫酸型和硝酸型酸雨。
③溫室效應(yīng)
指由于煤、石油、天然氣等化石燃料的大量使用,排放到大氣中的CO2、CH4等氣體的大量增加,致使地表溫度上升的現(xiàn)象。
④臭氧空洞
家用電冰箱中使用的制冷劑“氟利昂”以及汽車排放的廢氣中的氮氧化物在臭氧轉(zhuǎn)化成氧氣的過程中起到催化作用,從而使大氣中的臭氧層形成空洞。
⑤光化學(xué)煙霧
指汽車、工廠等污染源排入大氣的碳?xì)浠衔锖偷趸锏纫淮挝廴疚铮陉柟?紫外線)作用下會(huì)發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)生成二次污染物,參與光化學(xué)反應(yīng)過程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的有毒煙霧污染現(xiàn)象。
⑥空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)
空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)的主要內(nèi)容包括“空氣污染指數(shù)”“首要污染物”“空氣質(zhì)量級(jí)別”“空氣質(zhì)量狀況”等。目前計(jì)入空氣污染指數(shù)的項(xiàng)目暫定為:可吸入顆粒物、氮氧化物、二氧化硫等。
六、物質(zhì)的特殊轉(zhuǎn)化關(guān)系
1.直線型轉(zhuǎn)化
ABC
(1)X為O2
Na―→Na2O―→Na2O2
N2―→NO―→NO2或NH3―→NO―→NO2
S―→SO2―→SO3或H2S―→SO2―→SO3
C―→CO―→CO2或CH4―→CO―→CO2
醇―→醛―→羧酸
(2)X為CO2
NaOHNa2CO3NaHCO3
(3)X為強(qiáng)酸,如HCl
NaAlO2Al(OH)3AlCl3
Na2CO3NaHCO3CO2
(4)X為強(qiáng)堿,如NaOH
AlCl3Al(OH)3NaAlO2
2.交叉型轉(zhuǎn)化
3.三角型轉(zhuǎn)化
4.注意反應(yīng)形式與物質(zhì)的關(guān)系,特別是置換反應(yīng)
(1)金屬―→金屬:金屬+鹽―→鹽+金屬,鋁熱反應(yīng)。
(2)金屬―→非金屬:活潑金屬+H2O(或H+)―→H2,2Mg+CO22MgO+C。
(3)非金屬―→非金屬:2F2+2H2O===4HF+O2,2C+SiO2Si+2CO↑,C+H2O(g)CO+H2,X2+H2S===2HX+S↓(X2代表鹵素單質(zhì))。
(4)非金屬―→金屬,用H2、C冶煉金屬。
七、物質(zhì)推斷中的“三大”特征
1.反應(yīng)條件
(1)“催化劑”:無機(jī)化學(xué)反應(yīng)需要的催化劑不同,但是根據(jù)“催化劑”這一條件,可將氯酸鉀分解、雙氧水分解、工業(yè)合成氨、SO2催化氧化、氨催化氧化聯(lián)系起來,形成知識(shí)鏈接。
(2)“通電”或“電解”
鏈接電解氯化鈉硫酸銅等溶液,熔融氯化鈉、氧化鋁、氯化鎂。
(3)光
鏈接H2+Cl2
CH4+Cl2
AgNO3、HNO3、HClO
2.特殊的顏色和狀態(tài)
(1)淡黃色固體:Na2O2、S、AgBr;
黑色固體:MnO2、C、CuO、FeO、Fe3O4
(2)有色氣體:NO2(紅棕色)、F2(淺黃綠色)、Cl2(黃綠色);無色刺激性氣味氣體:SO2、NH3、HX(X為F、Cl、Br、I);無色無味氣體:H2、N2、O2、CO2、CO、CH4、NO。
(3)常溫下呈液態(tài)的特殊物質(zhì):Br2(非金屬單質(zhì))、Hg(金屬單質(zhì))、H2O、H2O2等。
(4)易升華的物質(zhì):I2。
(5)溶液中的有色離子:Cu2+(藍(lán)色)、Fe2+(淺綠色)、Fe3+(黃色)、MnO[紫(紅)色]。
(6)Br2在水中顯黃(橙)色,在有機(jī)溶劑中顯橙(紅)色;I2在水中顯黃(褐)色,在有機(jī)溶劑中顯紫(紅)色。
3.特征反應(yīng)現(xiàn)象
(1)燃燒:H2+Cl2(蒼白色火焰),C2H2(C6H6)+O2(明亮火焰,大量黑煙),Al+O2,Mg+O2(耀眼白光,有白色固體生成),金屬的焰色反應(yīng)。
(2)淀粉遇碘變藍(lán),蛋白質(zhì)遇濃硝酸變黃。
(3)使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體是NH3,使品紅溶液褪色的氣體是Cl2、SO2等。
(4)在空氣中由無色氣體變?yōu)榧t棕色氣體的是NO。
(5)與堿反應(yīng)加熱產(chǎn)生氣體的溶液中一般含NH。
(6)既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)并產(chǎn)生氣體的物質(zhì):Al、弱酸的銨鹽(碳酸銨、硫化銨等)、弱酸的酸式銨鹽(碳酸氫銨、硫氫化銨等)。
(7)兩種氣體相遇產(chǎn)生白煙,兩種氣體分別為NH3、HCl。
角度一 化學(xué)與STSE
1.(2019·課標(biāo)全國Ⅲ,7)化學(xué)與生活密切相關(guān)。下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A.高純硅可用于制作光感電池
B.鋁合金大量用于高鐵建設(shè)
C.活性炭具有除異味和殺菌作用
D.碘酒可用于皮膚外用消毒
解析 利用高純硅的半導(dǎo)體性能,可制造光感電池,A正確;鋁合金具有質(zhì)地輕、強(qiáng)度高、抗腐蝕能力強(qiáng)等特點(diǎn),可用于制造高鐵車廂等,B正確;活性炭具有吸附作用,能除去異味,但沒有殺菌消毒能力,C錯(cuò)誤;碘酒能使蛋白質(zhì)變性,可用于皮膚外用消毒,D正確。
答案 C
2.(2017·課標(biāo)全國Ⅲ,7)化學(xué)與生活密切相關(guān)。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.PM 2.5是指粒徑不大于2.5 μm的可吸入懸浮顆粒物
B.綠色化學(xué)要求從源頭上消除或減少生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)環(huán)境的污染
C.燃煤中加入CaO可以減少酸雨的形成及溫室氣體的排放
D.天然氣和液化石油氣是我國目前推廣使用的清潔燃料
解析 A項(xiàng),PM 2.5是指粒徑小于或等于2.5微米的顆粒物,正確;B項(xiàng),綠色化學(xué)就是要從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染,正確;C項(xiàng),煤燃燒可生成二氧化硫和二氧化碳等產(chǎn)物,加入的CaO可與SO2反應(yīng)生成CaSO3,進(jìn)一步被氧氣氧化為CaSO4,從而減少SO2的排放量,減少酸雨的形成,但CaO與CO2 反應(yīng)生成的CaCO3 在高溫下又會(huì)分解為CaO和CO2,故不能吸收CO2 ,不能減少溫室氣體的排放量,錯(cuò)誤;D項(xiàng),天然氣的主要成分是甲烷,液化石油氣的成分是丙烷、丁烷、丙烯和丁烯等,燃燒產(chǎn)物為CO2 和H2O ,對(duì)環(huán)境無污染,所以這兩類燃料均是清潔燃料,正確。
答案 C
角度二 化學(xué)與傳統(tǒng)文化
3.(2015·課標(biāo)全國Ⅰ,7)我國清代《本草綱目拾遺》中記敘無機(jī)藥物335種,其中“強(qiáng)水”條目下寫道:“性最烈,能蝕五金……其水甚強(qiáng),五金八石皆能穿滴,惟玻璃可盛。”這里的“強(qiáng)水”是指( )
A.氨水 B. 硝酸
C.醋 D.鹵水
解析 根據(jù)題意,“強(qiáng)水”能溶解大多數(shù)金屬和礦物,所以為硝酸。
答案 B
角度三 物質(zhì)性質(zhì)及應(yīng)用
4.(2016·課標(biāo)全國Ⅲ,7)化學(xué)在生活中有著廣泛的應(yīng)用,下列對(duì)應(yīng)關(guān)系錯(cuò)誤的是( )
化學(xué)性質(zhì)
實(shí)際應(yīng)用
A
Al2(SO4)3和小蘇打反應(yīng)
泡沫滅火器滅火
B
鐵比銅金屬性強(qiáng)
FeCl3腐蝕Cu刻制印刷電路板
C
次氯酸鹽具有氧化性
漂白粉漂白織物
D
HF與SiO2反應(yīng)
氫氟酸在玻璃器皿上刻蝕標(biāo)記
解析 A項(xiàng),Al2(SO4)3和小蘇打發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng),生成Al(OH)3、Na2SO4和CO2,可以用于泡沫滅火器滅火,正確;B項(xiàng),F(xiàn)eCl3和Cu反應(yīng)生成FeCl2和CuCl2只能說明Cu的還原性比Fe2+強(qiáng),并不能說明鐵比銅金屬性強(qiáng),錯(cuò)誤;C項(xiàng),次氯酸鹽可以轉(zhuǎn)化為氧化性更強(qiáng)且具有漂白性的HClO,故漂白粉可以漂白織物,正確;D項(xiàng),氫氟酸中的HF可與玻璃中的SiO2反應(yīng)生成SiF4氣體,所以可用于在玻璃器皿上刻蝕標(biāo)記,正確。
答案 B
5.(2017·北京理綜,10)根據(jù)SO2通入不同溶液中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,所得結(jié)論不正確的是( )
實(shí)驗(yàn)
現(xiàn)象
結(jié)論
A
含HCl、BaCl2的FeCl3溶液
產(chǎn)生白色沉淀
SO2有還原性
B
H2S溶液
產(chǎn)生黃色沉淀
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
產(chǎn)生膠狀沉淀
酸性:H2SO3>H2SiO3
解析 A.溶液中SO2被FeCl3氧化生成SO,再與BaCl2反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀,體現(xiàn)了SO2的還原性;B.SO2與H2S溶液發(fā)生反應(yīng)SO2+2H2S===3S↓+2H2O,體現(xiàn)了SO2的氧化性;C.SO2使酸性KMnO4溶液褪色,體現(xiàn)了SO2的還原性;D.SO2與Na2SiO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生膠狀沉淀,根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸,可得結(jié)論酸性:H2SO3>H2SiO3。
答案 C
6.(2017·北京理綜,12)下述實(shí)驗(yàn)中均有紅棕色氣體產(chǎn)生,對(duì)比分析所得結(jié)論不正確的是( )
①
②
③
A.由①中的紅棕色氣體,推斷產(chǎn)生的氣體一定是混合氣體
B.紅棕色氣體不能表明②中木炭與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)
C.由③說明濃硝酸具有揮發(fā)性,生成的紅棕色氣體為還原產(chǎn)物
D.③的氣體產(chǎn)物中檢測(cè)出CO2,由此說明木炭一定與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)
解析 A.①中濃HNO3受熱分解,發(fā)生反應(yīng)4HNO3(濃)4NO2↑+O2↑+2H2O,產(chǎn)生的氣體為混合氣體,故選項(xiàng)A正確。B.由①可知,濃硝酸受熱分解可生成紅棕色氣體NO2,所以“產(chǎn)生紅棕色氣體”不能說明②中木炭能與濃硝酸發(fā)生反應(yīng),故選項(xiàng)B正確。C.根據(jù)①和②,濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生紅棕色的NO2時(shí)需要加熱,所以濃硝酸具有揮發(fā)性才可與上方紅熱木炭接觸。同時(shí),N元素化合價(jià)降低,所以生成的NO2為還原產(chǎn)物,故選項(xiàng)C正確。D.紅熱的木炭可與空氣中的O2反應(yīng)生成CO2,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
答案 D
角度四 物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系及應(yīng)用
7.(2019·江蘇化學(xué),9)在給定條件下,下列選項(xiàng)所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實(shí)現(xiàn)的是( )
A.NaCl(aq)Cl2(g)FeCl2(s)
B.MgCl2(aq)Mg(OH)2(s)MgO(s)
C.S(s)SO3(g)H2SO4(aq)
D.N2(g)NH3(g)Na2CO3(s)
解析 A項(xiàng),Cl2與Fe發(fā)生反應(yīng)生成FeCl3,錯(cuò)誤;B項(xiàng),MgCl2與Ca(OH)2發(fā)生反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀,煅燒Mg(OH)2生成MgO固體,正確;C項(xiàng),S在O2中燃燒只能生成SO2,錯(cuò)誤;D項(xiàng),NH3、CO2和NaCl溶液反應(yīng)生成NaHCO3,反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH3+CO2+NaCl+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl,錯(cuò)誤。
答案 B
角度五 無機(jī)化工流程微型化設(shè)計(jì)
8.(2018·課標(biāo)全國Ⅱ,8)研究表明,氮氧化物和二氧化硫在形成霧霾時(shí)與大氣中的氨有關(guān)(如圖所示)。下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A.霧和霾的分散劑相同
B.霧霾中含有硝酸銨和硫酸銨
C.NH3是形成無機(jī)顆粒物的催化劑
D.霧霾的形成與過度施用氮肥有關(guān)
解析 霧和霾的分散劑均為空氣,A項(xiàng)正確;結(jié)合圖示可知形成霧霾的無機(jī)顆粒物中含有NH4NO3和(NH4)2SO4,B項(xiàng)正確;根據(jù)圖示可知空氣中NOx、SO2等分別轉(zhuǎn)化為HNO3、H2SO4后,吸收空氣中的NH3生成NH4NO3和(NH4)2SO4,即NH3是形成無機(jī)顆粒物的反應(yīng)物,C項(xiàng)錯(cuò)誤;過度施用氮肥,會(huì)導(dǎo)致空氣中揮發(fā)的NH3濃度增大,與霧霾的形成有關(guān),D項(xiàng)正確。
答案 C
9.實(shí)驗(yàn)室可利用硫酸廠爐渣(主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiO2等)制備聚鐵和綠礬(FeSO4·7H2O),聚鐵的化學(xué)式為[Fe2(OH)n(SO4)3-0.5n]m,制備過程如圖所示:下列說法不正確的是( )
A.爐渣中FeS與硫酸和氧氣的反應(yīng)式為:4FeS+3O2+12H+===4Fe3++4S↓+6H2O
B.氣體M的成分是SO2,通入雙氧水得到硫酸,可循環(huán)使用
C.溶液Z的pH影響聚鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù),若其pH偏小,將導(dǎo)致聚鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大
D.向溶液X中加入過量鐵粉,充分反應(yīng)后過濾得到溶液Y,再經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾等步驟得到綠礬
解析 分析流程可知爐渣加入硫酸溶液同時(shí)通入氧氣得到固體W為氧化還原反應(yīng)生成的硫單質(zhì)和SiO2等,溶液X為含有Fe3+離子的溶液,調(diào)節(jié)溶液pH得到溶液Z加熱得到聚鐵,溶液X中加入鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵溶液Y,蒸發(fā)結(jié)晶得到硫酸亞鐵晶體。A.爐渣中FeS與硫酸和氧氣反應(yīng)生成硫單質(zhì)、硫酸鐵和水,反應(yīng)的離子方程式為4FeS+3O2+12H+===4Fe3++4S↓+6H2O,故A正確;B.爐渣加入硫酸溶液同時(shí)通入氧氣得到固體W為氧化還原反應(yīng)生成的硫單質(zhì)和SiO2等,固體W灼燒得到氣體為二氧化硫,故B正確;C.若溶液Z的pH偏小,則聚鐵中生成的氫氧根的含量減少,使鐵的含量減少,故C錯(cuò)誤;D.溶液X中加入過量鐵粉,鐵和硫酸鐵溶液反應(yīng)生成硫酸亞鐵,通過蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾得到綠礬,符合晶體析出步驟,故D正確。
答案 C
角度六 元素化合物的綜合應(yīng)用——以“氣體流程”為載體的實(shí)驗(yàn)考查
10.(2017·課標(biāo)全國Ⅰ,10)實(shí)驗(yàn)室用H2還原WO3制備金屬W的裝置如圖所示(Zn粒中往往含有硫等雜質(zhì),焦性沒食子酸溶液用于吸收少量氧氣)。下列說法正確的是( )
A.①、②、③中依次盛裝KMnO4溶液、濃H2SO4、焦性沒食子酸溶液
B.管式爐加熱前,用試管在④處收集氣體并點(diǎn)燃,通過聲音判斷氣體純度
C.結(jié)束反應(yīng)時(shí),先關(guān)閉活塞K,再停止加熱
D.裝置Q(啟普發(fā)生器)也可用于二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣
解析 A項(xiàng),氣體從溶液中逸出易帶出水蒸氣,所以濃硫酸應(yīng)放在③中,錯(cuò)誤;B項(xiàng),先通H2以排除空氣,加熱前應(yīng)先檢驗(yàn)H2的純度,正確;C項(xiàng),若先停止通H2,在較高溫度下空氣中的氧氣有可能重新將W氧化,應(yīng)先停止加熱,再關(guān)閉活塞K,錯(cuò)誤;D項(xiàng),MnO2和濃鹽酸反應(yīng)需要加熱,不能用啟普發(fā)生器制備氯氣,錯(cuò)誤。
答案 B
11.(2018·課標(biāo)全國Ⅱ,28)K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合鐵酸鉀)為亮綠色晶體,可用于曬制藍(lán)圖。回答下列問題:
(1)曬制藍(lán)圖時(shí),用K3[Fe(C2O4)3]·3H2O作感光劑,以K3[Fe(CN)6]溶液為顯色劑。其光解反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2K3[Fe(C2O4)3]2FeC2O4+3K2C2O4+2CO2↑;顯色反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________。
(2)某小組為探究三草酸合鐵酸鉀的熱分解產(chǎn)物,按如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
①通入氮?dú)獾哪康氖莀______________________________________。
②實(shí)驗(yàn)中觀察到裝置B、F中澄清石灰水均變渾濁,裝置E中固體變?yōu)榧t色,由此判斷熱分解產(chǎn)物中一定含有________、________。
③為防止倒吸,停止實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)進(jìn)行的操作是________________________
___________________________________________________________。
④樣品完全分解后,裝置A中的殘留物含有FeO和Fe2O3,檢驗(yàn)Fe2O3存在的方法是:___________________________________________________________
___________________________________________________________。
解析 (1)發(fā)生的顯色反應(yīng)是溶液中Fe2+與K3[Fe(CN)6]生成Fe3[Fe(CN)6]2,其化學(xué)方程式為3FeC2O4+2K3[Fe(CN)6]===Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4。(2)①實(shí)驗(yàn)時(shí)通入N2,不僅能隔絕空氣,排除空氣的干擾,還能使反應(yīng)產(chǎn)生的氣體全部進(jìn)入后續(xù)裝置。②實(shí)驗(yàn)中裝置B中澄清石灰水變渾濁,說明三草酸合鐵酸鉀的熱分解產(chǎn)物中含有CO2,經(jīng)NaOH溶液可除去CO2,氣體經(jīng)濃硫酸干燥后,與灼熱的CuO反應(yīng),得到單質(zhì)Cu,且由裝置F中現(xiàn)象可知裝置E中又生成CO2,由此可判斷熱分解產(chǎn)物中還含有CO。③為防止倒吸,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,應(yīng)先熄滅裝置A、E兩處的酒精燈,冷卻后停止通入氮?dú)?。④要檢驗(yàn)A中殘留固體中含有Fe2O3,可取少量A中殘留固體,加入足量稀硫酸或稀鹽酸溶解,再滴入少許KSCN溶液,溶液中出現(xiàn)紅色,即可確定殘留固體中含有Fe2O3。
答案 (1)3FeC2O4+2K3[Fe(CN)6]===Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4
(2)①隔絕空氣、使反應(yīng)產(chǎn)生的氣體全部進(jìn)入后續(xù)裝置
②CO2 CO
③先熄滅裝置A、E兩處的酒精燈,冷卻后停止通入氮?dú)?br />
④取少許固體粉末于試管中,加稀硫酸溶解,滴入1~2滴KSCN溶液,溶液變紅色,證明含有Fe2O3
角度七 元素化合物的綜合應(yīng)用——化學(xué)工藝流程框圖題
12.(2018·課標(biāo)全國Ⅰ,27)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)在醫(yī)藥、橡膠、印染、食品等方面應(yīng)用廣泛?;卮鹣铝袉栴}:
(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___________________________________________________________
___________________________________________________________。
(2)利用煙道氣中的SO2生產(chǎn)Na2S2O5的工藝為:
①pH=4.1時(shí),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________________________。
解析 (2)①向Na2CO3飽和溶液中通入SO2,可能生成Na2SO3、NaHSO3,因Na2SO3溶液呈堿性,Ⅰ中溶液呈弱酸性,所以生成的是NaHSO3。②審題時(shí)抓住“生產(chǎn)Na2S2O5,通常是由NaHSO3過飽和溶液經(jīng)結(jié)晶脫水制得”,則工藝中加入Na2CO3固體,并再次充入SO2的目的是得到NaHSO3過飽和溶液。
答案 (1)2NaHSO3===Na2S2O5+H2O
(2)①NaHSO3
②得到NaHSO3過飽和溶液
13.(2017·課標(biāo)全國Ⅱ,26)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分為CaO、SiO2,并含有一定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物。實(shí)驗(yàn)室測(cè)定水泥樣品中鈣含量的過程如圖所示:
回答下列問題:
(1)在分解水泥樣品過程中,以鹽酸為溶劑,氯化銨為助溶劑,還需加入幾滴硝酸。加入硝酸的目的是__________________________________________
___________________________________________________________,
還可使用________代替硝酸。
(2)沉淀A的主要成分是________,其不溶于強(qiáng)酸但可與一種弱酸反應(yīng),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________
___________________________________________________________。
(3)加氨水過程中加熱的目的是_________________________________
___________________________________________________________。
沉淀B的主要成分為______________、______________(填化學(xué)式)。
(4)草酸鈣沉淀經(jīng)稀H2SO4處理后,用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,通過測(cè)定草酸的量可間接獲知鈣的含量,滴定反應(yīng)為:MnO+H++H2C2O4―→Mn2++CO2+H2O。實(shí)驗(yàn)中稱取0.400 g水泥樣品,滴定時(shí)消耗了0.050 0 mol·L-1的KMnO4溶液36.00 mL,則該水泥樣品中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。
解析 (1)Fe3+容易在pH較小時(shí)轉(zhuǎn)化為沉淀,所以需要將Fe2+氧化為Fe3+。雙氧水可以將Fe2+氧化為Fe3+且不會(huì)引入雜質(zhì)。(2)二氧化硅不與強(qiáng)酸反應(yīng),但與HF反應(yīng),所以沉淀A是二氧化硅。SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O。(3)加熱可以促進(jìn)Fe3+、Al3+水解生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀。pH為4~5時(shí)Ca2+、Mg2+不沉淀,F(xiàn)e3+、Al3+沉淀,所以沉淀B為Fe(OH)3、Al(OH)3。(4)5Ca2+~5H2C2O4~2KMnO4,n(KMnO4)=0.050 0 mol/L×36.00 mL×10-3 L·mL-1=1.80×10-3 mol,n(Ca2+)=4.50×10-3 mol,水泥中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=45.0%。
答案 (1)將Fe2+氧化為Fe3+ 雙氧水
(2) SiO2 SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O
(3)防止膠體生成,易沉淀分離 Fe(OH)3 Al(OH)3
(4)45.0%
題組一 化學(xué)與STSE
1.(2019·山東濟(jì)寧質(zhì)檢)國家改革開放以來,取得了很多重要標(biāo)志性成果。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.計(jì)算機(jī)“太湖之光”的芯片材料為晶體硅
B.國產(chǎn)大飛機(jī)C919用到的氮化硅陶瓷是新型無機(jī)非金屬材料
C.CO2、NO2或SO2的排放是形成酸雨的主要原因
D.光導(dǎo)纖維是無機(jī)非金屬材料,合成纖維是有機(jī)高分子材料
解析 C項(xiàng),CO2為溫室氣體,形成酸雨的氣體污染物為氮的氧化物與硫的氧化物,錯(cuò)誤。
答案 C
2.(2019·山東濰坊質(zhì)檢)化學(xué)與生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。對(duì)下列現(xiàn)象或事實(shí)的解釋正確的是( )
選項(xiàng)
現(xiàn)象或事實(shí)
解釋
A
用熱的純堿溶液洗去油污
Na2CO3可直接與油污反應(yīng)
B
工業(yè)上用二氧化硫漂白紙漿
二氧化硫具有強(qiáng)還原性,能將有色物質(zhì)還原至無色
C
氨用作制冷劑
氨易液化,液氨汽化時(shí)吸收大量熱,使周圍溫度降低
D
明礬用作凈水劑
明礬能夠殺菌消毒
解析 A項(xiàng),熱的純堿溶液去油污原理為CO+H2OHCO+OH-,油污在堿性條件下水解,錯(cuò)誤;B項(xiàng),二氧化硫漂白紙漿是利用二氧化硫的漂白性,錯(cuò)誤;D項(xiàng),明礬作凈水劑原理為Al3+水解生成Al(OH)3膠體,吸附水中的懸浮物質(zhì),錯(cuò)誤。
答案 C
題后悟道
化學(xué)與STSE解題智能儲(chǔ)備
物質(zhì)性質(zhì)
用途
(1)
生理鹽水指的是消過毒的0.90%的氯化鈉溶液
用于靜脈注射、沖洗隱形眼鏡和鼻腔沖洗等
(2)
濃硫酸具有吸水性
作干燥劑(不能干燥NH3、H2S、HI)
(3)
生石灰、無水氯化鈣能與水反應(yīng)
可作(食品)干燥劑
(4)
P2O5能與水反應(yīng)
可作(不可用作食品)干燥劑
(5)
硅膠能吸收水分
可作(袋裝食品)干燥劑
(6)
硅是常用的半導(dǎo)體材料
可作太陽能電池板
(7)
二氧化硅中存在光的全反射,并且有硬度和柔韌度
可作光導(dǎo)纖維
(8)
4HF+SiO2===2H2O+SiF4↑
用氫氟酸雕刻玻璃
(9)
2C+SiO2Si+2CO↑
焦炭還原SiO2制備粗硅
(10)
水玻璃(Na2SiO3的水溶液)不燃不爆
可用作防火材料
(11)
硅酸鈉的水溶液是一種無機(jī)黏合劑
盛放堿性溶液的試劑瓶不能用玻璃塞
(12)
ClO2具有較強(qiáng)的氧化性
用于自來水的殺菌消毒
(13)
次氯酸鹽具有強(qiáng)氧化性
可作殺菌消毒劑,還可作漂白劑
(14)
碘酸鉀在常溫下穩(wěn)定
食鹽中的加碘物質(zhì)
(15)
氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定
作保護(hù)氣
(16)
NH4HCO3、NH4NO3是可溶的含氮化合物
可用作氮肥
(17)
濃氨水具有揮發(fā)性和還原性
用濃氨水檢驗(yàn)輸送氯氣的管道是否漏氣
(18)
草木灰和硫酸銨反應(yīng)生成氨氣,使肥效降低
草木灰和硫銨不能混合施用
(19)
二氧化硫與氧氣反應(yīng)
二氧化硫可用于制作葡萄酒的食品添加劑
(20)
二氧化硫具有漂白性
二氧化硫可以用來漂白紙漿(不可漂白食物)
(21)
氦氣性質(zhì)穩(wěn)定、密度小
可用于填充飛艇、氣球
(22)
BaSO4不溶于水,不與胃酸反應(yīng)
在醫(yī)療上進(jìn)行胃部造影前,BaSO4用作患者服用的“鋇餐”
(23)
碘化銀作晶核,聚集水蒸氣形成液滴
人工降雨
(24)
干冰升華吸收大量的熱
人工降雨
(25)
液氨汽化吸收大量的熱
制冷劑
題組二 化學(xué)與傳統(tǒng)文化
3.《本草綱目》中“石堿”條目下寫道:“采蒿蓼之屬,……曬干燒灰,以原水淋汁,……久則凝淀如石,……浣衣發(fā)面,……亦去垢發(fā)面”。這里的“石堿”是指( )
A.KOH B.KAl(SO4)2
C.KHCO3 D.K2CO3
解析 “采蒿蓼之屬,……曬干燒灰”,說明“石堿”為蒿蓼燒成的灰中的成分;“以原水淋汁”,說明“石堿”易溶于水;“浣衣發(fā)面,……亦去垢發(fā)面”,說明“石堿”能去油污、作發(fā)酵劑,排除KOH、KAl(SO4)2;且植物燒成的灰中的主要成分一般為碳酸鹽,故“石堿”為K2CO3,D項(xiàng)符合題意。
答案 D
題組三 物質(zhì)性質(zhì)及應(yīng)用
4.(2019·黑龍江重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)一定溫度下,探究銅與稀HNO3反應(yīng),過程如圖,下列說法不正確的是( )
A.過程Ⅰ中生成無色氣體的離子方程式是3Cu+2NO+8H+===3Cu2++2NO↑+4H2O
B.過程Ⅲ反應(yīng)速率比Ⅰ快的原因是NO2溶于水,使c(HNO3)增大
C.由實(shí)驗(yàn)可知,NO2對(duì)該反應(yīng)具有催化作用
D.當(dāng)活塞不再移動(dòng)時(shí),再抽入空氣,銅可以繼續(xù)溶解
解析 過程Ⅰ中銅與稀硝酸反應(yīng)生成NO氣體,離子方程式為3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O,A項(xiàng)正確;隨著反應(yīng)進(jìn)行,溶液中生成硝酸銅,根據(jù)氮元素守恒,過程Ⅲ中硝酸的濃度沒有Ⅰ中的大,因此反應(yīng)速率增大的原因不是硝酸濃度增大,B項(xiàng)錯(cuò)誤,過程Ⅲ反應(yīng)速率比Ⅰ快,結(jié)合B項(xiàng)分析及實(shí)驗(yàn)過程可知,NO2對(duì)反應(yīng)具有催化作用,C項(xiàng)正確;當(dāng)活塞不再移動(dòng)時(shí),再抽入空氣,NO與氧氣、水反應(yīng)生成硝酸,能與銅繼續(xù)反應(yīng),D項(xiàng)正確。
答案 B
5.(2019·山東濟(jì)寧質(zhì)檢)向兩份等體積、等濃度,pH不同的FeSO4溶液中逐滴加入NaClO溶液,實(shí)驗(yàn)測(cè)得溶液pH隨加入NaClO溶液體積變化曲線如下圖。下列說法不正確的是( )
Ⅰ.滴入V1 mL NaClO溶液產(chǎn)生大量紅褐色沉淀
Ⅱ.滴入V1 mL NaClO溶液,溶液變黃,未見沉淀,繼續(xù)滴加出現(xiàn)紅褐色沉淀
A.a~b段主要反應(yīng)的離子方程式為:2Fe2++ClO-+5H2O===2Fe(OH)3↓+Cl-+4H+
B.d~e段主要反應(yīng)的離子方程式為:2Fe2++2ClO-+3H+===HClO+Cl-+2Fe3++H2O
C.c、f點(diǎn)pH接近的主要原因是:ClO-+H2OHClO+OH-
D.向c點(diǎn)溶液中加入過量的濃鹽酸,沉淀溶解并有刺激性氣味的氣體放出
解析 B項(xiàng),向FeSO4溶液滴入NaClO溶液,F(xiàn)e2+過量,不可能生成HClO,錯(cuò)誤;D項(xiàng),向c點(diǎn)溶液中加入過量濃鹽酸,發(fā)生Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O,ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O,沉淀溶解,生成Cl2,正確。
答案 B
題組四 物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系及應(yīng)用
6.(2019·湖南五校聯(lián)考)下列各組物質(zhì)中,滿足表中圖示物質(zhì)在一定條件下一步轉(zhuǎn)化關(guān)系的組合有( )
序號(hào)
X
Y
Z
W
①
Si
Na2SiO3
H2SiO3
SiO2
②
Na
NaOH
Na2CO3
NaCl
③
Cl2
Ca(ClO)2
HClO
HCl
④
Fe
FeCl3
FeCl2
Fe(OH)2
A.①②③ B.①③④
C.只有②③ D.②③④
解析?、賁i溶于NaOH溶液可得到Na2SiO3,向Na2SiO3溶液中滴加稀鹽酸可得到H2SiO3,H2SiO3受熱分解生成SiO2,SiO2與C在高溫下反應(yīng)可得到Si,①正確;②Na與H2O反應(yīng)生成NaOH,NaOH與少量CO2反應(yīng)生成Na2CO3,Na2CO3與稀鹽酸反應(yīng)生成NaCl,NaCl在熔融條件下電解生成Na,②正確;③Cl2與石灰乳反應(yīng)生成Ca(ClO)2,Ca(ClO)2與稀鹽酸反應(yīng)生成HClO,HClO在光照條件下分解生成HCl,電解HCl溶液可得到Cl2,③正確;④Fe與Cl2反應(yīng)生成FeCl3,F(xiàn)eCl3與Fe反應(yīng)生成FeCl2,F(xiàn)eCl2與氫氧化鈉反應(yīng)生成Fe(OH)2,由Fe(OH)2通過一步反應(yīng)得不到Fe,④錯(cuò)誤。A項(xiàng)符合題意。
答案 A
7.(2019·山東濟(jì)寧二模)短周期主族元素A、B、C、D、E的原子序數(shù)依次增加,K、L、M均是由這些元素組成的二元化合物,甲是B元素常見的固體單質(zhì),乙是由A、D兩元素形成的化合物。K是無色氣體,是主要大氣污染物之一。常溫下0.05 mol·L-1丙溶液pH為1,上述物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是( )
A.簡(jiǎn)單離子半徑:C<D<E
B.元素的非金屬性:C>D>E>B
C.由元素A、C、D僅能組成共價(jià)化合物
D.由元素B、E組成的化合物可用于洗滌試管壁上殘余的硫單質(zhì)
解析 0.05 mol·L-1丙溶液pH=1,故丙為H2SO4。由K為無色污染物可知K為SO2,故乙為H2O2。由圖示轉(zhuǎn)化關(guān)系可知甲可能為C、Al、Fe。結(jié)合原子序數(shù)小于氧元素的原子序數(shù)可知甲為C,故C為N。所以A為氫元素,B為碳元素,D為氧元素,E為硫元素。A項(xiàng)簡(jiǎn)單離子半徑S2->N3->O2-,錯(cuò)誤;B項(xiàng),元素非金屬性O(shè)>N>S>C,錯(cuò)誤;C項(xiàng),NH4NO3為離子化合物,錯(cuò)誤;D項(xiàng),硫易溶于CS2,可用CS2洗滌試管壁上的殘余的硫,正確。
答案 D
題組五 無機(jī)工藝流程的微型設(shè)計(jì)
8.(2019·山東濟(jì)寧一模)從粗銅精煉的陽極泥(主要含有Cu2Te)中提取粗碲的一種工藝流程如圖:(已知TeO2微溶于水,易溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿)
下列有關(guān)說法正確的是( )
A.“氧化浸出”時(shí)為使碲元素沉淀充分,應(yīng)加入過量的硫酸
B.“過濾”用到的玻璃儀器:分液漏斗、燒杯、玻璃棒
C.“還原”時(shí)發(fā)生的離子方程式為2SO+Te4++4OH-===Te↓+2SO+2H2O
D.判斷粗碲洗凈的方法:取少量最后一次洗滌液,加入BaCl2溶液,沒有白色沉淀生成
解析 A項(xiàng),TeO2易溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿,充分沉淀碲元素時(shí)硫酸不能過量,錯(cuò)誤;B項(xiàng),“過濾”時(shí)應(yīng)使用普通漏斗而不是分液漏斗,錯(cuò)誤;C項(xiàng),“還原”過程中由于溶液呈酸性,反應(yīng)的離子方程式為2SO+Te4++2H2O===Te↓+2SO+4H+,錯(cuò)誤。
答案 D
9.(2019·大聯(lián)盟調(diào)研)殺菌消毒劑NaClO2的一種生產(chǎn)工藝如下:
下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A.NaClO2的化學(xué)名稱為亞氯酸鈉
B.該法可以利用廢氣中的SO2減少空氣污染
C.利用Ba(OH)2、Na2CO3能除去粗鹽中可溶性雜質(zhì)
D.ClO2在陰極室得到電子被氧化為NaClO2
解析 D項(xiàng),ClO2―→NaClO2為還原反應(yīng),ClO2被還原,錯(cuò)誤。
答案 D
題組六 元素化合物綜合應(yīng)用——以“氣體流程”為載體的實(shí)驗(yàn)考查
10.(2019·山東濰坊一模)氮化鋰常作催化劑和固體電解質(zhì),實(shí)驗(yàn)室以氮?dú)?含少量CO、O2)為原料選用下列裝置制備Li3N。已知:①氮?dú)夂弯囋诩訜釛l件下反應(yīng)生成Li3N,Li3N遇水發(fā)生劇烈反應(yīng);②在加熱條件下,鋰能與二氧化碳反應(yīng);③含鹽酸的CuCl溶液能定量吸收CO,且容易被O2氧化;④連苯三酚堿性溶液能定量吸收O2。洗氣瓶中的試劑均足量,下列說法正確的是( )
A.裝置連接順序:氮?dú)狻鶥→E→A→C→D
B.裝置D的作用是吸收尾氣,避免污染環(huán)境
C.裝置E可用盛裝熾熱氧化銅的硬質(zhì)玻璃管替代
D.為了節(jié)省氮?dú)猓赛c(diǎn)燃酒精燈,后通入氮?dú)?br />
解析 為防止O2與鋰反應(yīng),故應(yīng)先除去,由于水蒸氣對(duì)加熱反應(yīng)有影響且Li3N與水反應(yīng),故應(yīng)在B、C間加一干燥裝置,E為吸收CO裝置,且容易被O2氧化,放在BA之間,A項(xiàng)正確;D為干燥裝置,目的是防止水蒸氣進(jìn)入C引起Li3N水解,B項(xiàng)錯(cuò)誤;若E換成熾熱CuO,則生成CO2,與Li反應(yīng)生成雜質(zhì),C項(xiàng)錯(cuò)誤;為防止空氣中的CO2、O2與鋰反應(yīng),故加熱前應(yīng)通入氮?dú)馀懦鲅b置中的空氣,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案 A
11.Cl2O極易溶于水并與水反應(yīng)生成HClO;Cl2O的沸點(diǎn)為3.8 ℃,42 ℃以上分解為Cl2和O2,可作為高效安全滅菌消毒劑。如圖所示(B中冷卻裝置未畫出),將氯氣和空氣(不參與反應(yīng))以體積比約為1∶3混合通入含水8%的碳酸鈉中制備Cl2O,并用水吸收Cl2O制備次氯酸溶液。
(1)實(shí)驗(yàn)中控制氯氣與空氣體積比的方法是_____________
___________________________________________________________。
(2)裝置B中多孔球泡和攪拌棒的作用是_________________________
___________________________________________________________。
(3)裝置B中產(chǎn)生Cl2O的化學(xué)方程式為:________________________
___________________________________________________________。
(4)若B無冷卻裝置,則進(jìn)入C中的Cl2O會(huì)大量減少。其原因是___________________________________________________________
___________________________________________________________。
(5)為避免Cl2影響C中溶液的溶質(zhì)可以在B、C之間加一個(gè)盛有________(填試劑名稱)的洗氣瓶。
(6)已知次氯酸可被H2O2、FeCl2等物質(zhì)還原成Cl-。測(cè)定C中次氯酸溶液的物質(zhì)的量濃度的實(shí)驗(yàn)方案:用________(填儀器名稱)取20.00 mL次氯酸溶液放入燒杯中,向其中________(填操作),過濾,洗滌沉淀,在真空干燥箱中干燥,用電子天平稱量沉淀質(zhì)量。(可選用的試劑:H2O2溶液、FeCl2溶液、AgNO3溶液)
解析 (1)控制氯氣與空氣的體積比應(yīng)首先從A處觀察比較出氯氣與空氣的流速以判斷二者的流量,然后加以控制。(2)多孔球泡可以細(xì)化氣泡,從而增大氣、液接觸面積,反應(yīng)速率加快,反應(yīng)充分。(3)從裝置中所給藥品可知:反應(yīng)物為Cl2、Na2CO3,生成物為Cl2O、NaHCO3(CO2),故反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cl2+2Na2CO3+H2O===Cl2O+2NaHCO3+2NaCl或2Cl2+Na2CO3===Cl2O+2NaCl+CO2。(4)若B無冷卻裝置,反應(yīng)放熱溫度升高,Cl2O分解,量會(huì)減少。(5)B、C之間應(yīng)為除去Cl2的裝置,藥品可選用CCl4。(6)由液體體積為20.00 mL,又因次氯酸溶液具有酸性、強(qiáng)氧化性,故應(yīng)選酸式滴定管。由于該實(shí)驗(yàn)為定量實(shí)驗(yàn),為保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性不能選FeCl2。
答案 (1)從A處觀察氣體的流速并調(diào)節(jié)流速
(2)增大氣、液接觸面積,加快反應(yīng)速率,使反應(yīng)進(jìn)行的更充分
(3)2Cl2+2Na2CO3+H2O===Cl2O+2NaHCO3+2NaCl或2Cl2+Na2CO3===Cl2O+2NaCl+CO2
(4)反應(yīng)放熱,溫度升高導(dǎo)致Cl2O分解
(5)四氯化碳
(6)酸式滴定管 加入足量的H2O2至不再產(chǎn)生氣泡,再加入足量AgNO3溶液,充分?jǐn)嚢?br />
12.(2019·山東青島一模)ClO2又稱百毒凈,可用于水的凈化和紙張、紡織品的漂白。用如圖所示裝置(夾持裝置和加熱裝置省略)制備ClO2并探究ClO2的某些性質(zhì)。
已知:
①高氯酸:沸點(diǎn)90 ℃,濃度低于60%比較穩(wěn)定,濃度高于60%遇含碳化合物易爆炸。
②飽和NaClO2溶液隨溫度變化情況:
回答下列問題:
(1)儀器a的名稱為________。實(shí)驗(yàn)開始前,膠塞及導(dǎo)管接口必須包錫箔紙,其原因是___________________________________________________________
___________________________________________________________。
(2)寫出裝置A制ClO2同時(shí)生成高氯酸的化學(xué)方程式
___________________________________________________________。
(3)關(guān)閉止水夾②,打開止水夾①③,通入一段時(shí)間空氣,裝置C中生成NaClO2,離子方程式為____________________________________________
___________________________________________________________。
若關(guān)閉止水夾③,打開止水夾②,B中可觀察到的現(xiàn)象為________。
(4)從裝置C反應(yīng)后的溶液中獲得NaClO2晶體,需控溫在________范圍內(nèi)進(jìn)行減壓蒸發(fā)結(jié)晶,采用減壓蒸發(fā)的原因是____________________________。
(5)城市飲用水處理新技術(shù)用NaClO2、高鐵酸鈉替代Cl2。如果以單位質(zhì)量的氧化劑所得到的電子數(shù)來表示消毒效率,那么,NaClO2、Na2FeO4、Cl2三種消毒殺菌劑的消毒效率由大到小的順序是________。
解析 (1)由于ClO2可用于消毒、漂白可知其具有強(qiáng)氧化性,可使橡膠老化,故膠塞及導(dǎo)管接口須用錫箔紙包住。(2)由NaClO3→ClO2+HClO4可知該反應(yīng)為歧化反應(yīng),反應(yīng)方程式為3NaClO3+3H2SO4===2ClO2↑+HClO4+3NaHSO4+2H2O。(3)C中反應(yīng)物為NaOH、H2O2、ClO2,生成物為NaClO2、O2,反應(yīng)的離子方程式為2ClO2+H2O2+2OH-===2ClO+O2↑+2H2O。由ClO2具有漂白性,故紅布條褪色。(4)由飽和NaClO2溶液隨溫度變化情況圖示知析出NaClO2需將溫度控制在38 ℃~60 ℃,采用減壓蒸發(fā)的原因是降低水的沸點(diǎn),以保證在蒸去水的同時(shí)防止溫度過高NaClO2分解。(5)三種物質(zhì)的消毒效率分別為NaClO2 Na2FeO4 Cl2,故消毒效率的順序?yàn)镹aClO2>Cl2>Na2FeO4。
答案 (1)三頸燒瓶 ClO2具有強(qiáng)氧化性,可使橡膠老化
(2)3NaClO3+3H2SO4(濃)===2ClO2↑+HClO4+3NaHSO4+H2O
(3)2ClO2+H2O2+2OH-===2ClO+O2↑+2H2O 紅布條褪色
(4)38 ℃~60 ℃ 減壓可降低沸點(diǎn),防止溫度過高,NaClO2分解
(5)NaClO2>Cl2>Na2FeO4
題后悟道
以氣體流程為載體的實(shí)驗(yàn)考查解題智能儲(chǔ)備
1.裝置的連接
(1)裝置順序:制氣裝置→凈化裝置→干燥裝置→反應(yīng)或收集裝置→尾氣處理裝置。
(2)組裝順序:由下向上,由左及右,先塞后定。
(3)操作順序:裝配儀器→檢查氣密性→加入藥品。
2.氣體的凈化
(1)判斷氣體中雜質(zhì)的方法
①看反應(yīng)介質(zhì)。若反應(yīng)在溶液中進(jìn)行,則制取的氣體中一定含有水蒸氣;若反應(yīng)物中有氣體反應(yīng)物,由于氣體不能充分反應(yīng),則制取的氣體中一定含有原來的氣體,如用CO2與Na2O2反應(yīng)制取的O2中一定含有CO2雜質(zhì)。②看反應(yīng)物的性質(zhì)。如用濃鹽酸制取的氣體中含有HCl氣體。③看生成物的成分。如用氯化銨和消石灰反應(yīng)制取的氨氣中含有水蒸氣。
(2)氣體干燥劑的選擇
酸性
堿性
中性
干燥劑
濃硫酸、P2O5
堿石灰、CaO
CaCl2
氣體
CO2、SO2、Cl2、NO2
NH3
H2、CO、N2、NO、CH4
注意:選取干燥劑時(shí),除了常規(guī)的從酸堿性角度考慮外,還要考慮特殊反應(yīng),如濃硫酸不能干燥還原性氣體(H2S、HI等),可用P2O5干燥;中性干燥劑CaCl2不能干燥NH3,因?yàn)槎邥?huì)發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)(這些知識(shí)可能將會(huì)成為高考的設(shè)題點(diǎn))。
3.氣體的收集
(1)密度比空氣大且不與空氣中的成分反應(yīng)的氣體可用向上排空氣法收集,導(dǎo)氣管應(yīng)“長進(jìn)短出”;密度比空氣小且不與空氣中的成分反應(yīng)的氣體則用向下排空氣法收集,導(dǎo)氣管應(yīng)“短進(jìn)長出”。
(2)易溶于水或能與水反應(yīng)的氣體,如NH3、HCl、NO2等,需用排空氣法或排其他溶劑法收集。
(3)常溫下能與空氣中的成分反應(yīng)的氣體(如NO),密度與空氣接近的氣體(如N2、CO、C2H4等),都不能用排空氣法收集。
(4)能溶于水但溶解度不大的氣體,可以用排飽和溶液的方法收集,如CO2——排飽和NaHCO3溶液;SO2——排飽和NaHSO3溶液;H2S——排飽和NaHS溶液;Cl2——排飽和NaCl溶液。
4.尾氣的處理
尾氣處理裝置:
(1)裝置甲適用于溶解度較小的有毒氣體,如Cl2、NO2、H2S等。
(2)裝置乙適用于溶解度較大的氣體,如HCl、NH3等。
(3)裝置丙適用于某些可燃性氣體,如CO、H2等。
(4)裝置丁采用收集法處理尾氣,適用于NO、CO等。
題組七 元素化合物綜合應(yīng)用——工藝流程框圖題
13.(2018·課標(biāo)全國Ⅲ,27)KIO3是一種重要的無機(jī)化合物,可作為食鹽中的補(bǔ)碘劑。回答下列問題:
(1)KIO3的化學(xué)名稱是________。
(2)利用“KClO3氧化法”制備KIO3工藝流程如圖所示:
“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________?!盀V液”中的溶質(zhì)主要是________________?!罢{(diào)pH”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________________
___________________________________________________________。
解析 (1)KIO3的名稱為碘酸鉀。(2)Cl2是一種易揮發(fā)且溶解度不大的氣體,可通過加熱法去除溶液中溶解的Cl2。加入KOH溶液“調(diào)pH”使KH(IO3)2轉(zhuǎn)化為KIO3:KH(IO3)2+KOH===2KIO3+H2O。
答案 (1)碘酸鉀
(2)加熱 KCl KH(IO3)2+KOH===2KIO3+H2O(或HIO3+KOH===KIO3+H2O)
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