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高考化学考点解析全程复习考点：碳族元素.碳及其化合物
1．复习重点
1．碳族元素原子结构的特点、碳族元素化合价为正四价和正二价；
2．碳族元素的性质及其递变规律；
3．碳和硅的性质、用途。
2．难点聚焦
碳和硅的化学性质
化学性质 碳 硅
还原性 与单质反应 （不稳定）
与氧化物反应
与酸反应 不与、等反应，但有：
与水或碱溶液反应
与反应
专题三 二氧化碳和二氧化硅的结构、性质比较（见表7—7）
项目
类别 酸性氧化物 酸性氧化物
晶体类型 分子晶体 原子晶体
熔点和沸点 低 高，硬度大
化学性质 不溶于水，与水也不反应
联系
3 硅及其化合物的特性
1. Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si：
2. 非金属单质跟碱液作用一般无放出，但Si却放出H2：
3. 非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但Si能与HF作用：
4. 非金属单质一般为非导体，但Si为半导体。
5. SiO2是的酸酐，但它不溶于水，不能直接将它与水作用制备H2SiO3。
6. 非金属氧化物的熔沸点一般较低，但SiO2的却很高。
7. 酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能跟HF作用：
8. 无机酸一般易溶于水， 却难溶于水。
9. 因H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以在Na2SiO3溶液中通入CO2能发生下列反应：，但在高温下
也能发生。
10. Na2SiO3的水溶液称水玻璃，但它与玻璃的成分大不相同，硅酸钠水溶液（即水玻璃）俗称泡花碱，但它却是盐的溶液，并不是碱溶液。
4 硅与碱溶液的反应特点
硅与强碱溶液反应的实质是什么？究竟哪种物质是氧化剂？根据化学方程式：
进行分析，似乎和都是氧化剂，其实不然。上述反应实际分两步进行
①
②
其中反应①为氧化还原反应，反应②为非氧化还原反应。合并①②两式得总反应方程式。其中NaOH既不是氧化剂，也不是还原剂，只是反应物、起氧化作用的只是H2O。所以H2O是①式的氧化剂，也是总反应的氧化剂。为表示反应的实质（或要求标出电子转移方向和数目时），可写成：
11．碳及其化合物的知识网络
硅及其化合物的知识网络
3．例题精讲
[例1] 下列关于碳族元素的说法正确的是 [ ]
　　A．单质都是无色晶体
　　B．单质中硅单质熔点最高
　　C．碳族元素形成的化合物种类最多
　　D．在化合物中最稳定的化合价都是+4价
　　分析： 对选项A：在碳族元素所形成的单质中，只有金刚石为无色晶体，故A是错的。
　　对选项B：在碳族元素形成的单质中，金刚石、晶体硅为原子晶体，金刚石的熔点比晶体硅高。本族单质的熔点与卤族元素单质熔点递变趋势不同，卤族单质熔点从F2→I2依次升高，碳族元素单质由C→Pb熔点呈降低趋势，故B项是错误的。
　　对选项C：碳族元素位于周期表中部，易形成共价化合物特别是碳元素是构成种类繁多的有机物的最重要元素。
　　对选项D：Pb的稳定价态为+2，故选项D也是错误的。
　　答案：C
　　[例2] 通过硅、磷、硫、氯与氢气反应的情况及氢化物的稳定性说明它们非金属性的强弱，并用原子结构理论加以解释。
　　分析： 元素非金属性越强，越容易与氢气发生反应，生成的气态氢比物越稳定。比较硅、磷、硫、氯与氢气反应的难易程度，就可以得知它们非金属性的强弱。
　　答案：硅只有在高温下才能跟氢起反应生成气态氢化物SiH4。磷的蒸气和氢气能起反应生成气态氢化物PH3，但相当困难。在加热时硫蒸气能跟氢气化合生成气态氢化物H2S。氯气跟氢气在光照或点燃时就能发生爆炸而化合，生成气态氢化物HCl。这几种氢化物稳定性由小到大的顺序是：SiH4＜PH3＜H2S＜HCl。由以上事实可知非金属性由弱到强的顺序是Si＜P＜S＜Cl。根本原因在于：硅、磷、硫、氯核外电子层数相同，随原子序数的递增最外层电子数逐渐增加，原子半径递减，核对外层电子引力增强，元素的非金属性也就逐渐增强。
　　 [例3] 最近，科学家研制得一种新的分子，它具有空心的类似足球状结构，化学式为C60，下列说法正确的是 [ ]
　　A．C60是一种新型的化合物
　　B．C60和石墨都是碳的同素异形体
　　C．C60中含离子键
　　D．C60的式量是720
　　 分析： 足球烯C60是课本正文中未曾学到过的，但只要明确单质、化合物、同素异形体、化学键、式量的概念，对各选项进行认真辩析，不难作答。C60是由同种元素（碳）组成的纯净物，属于单质；碳原子之间以共价键相结合；C60和石墨都是由碳元素形成的不同单质，都是碳的同素异形体，C60的式量=12×60=720。解题方法为概念辩析法。
　　答案：BD
　　[例4] 如果发现114号新元素（位于第7周期IVA族），下列有关X可能具有的性质合理的是 [ ]。
　　A．X是非金属元素
　　B．X的+2价化合物比+4价化合物稳定
　　C．XO2具有强氧化性
　　D．X有稳定的气态氢化物
　　分析：根据碳族元素性质递变规律，可推知114号元素的金属性比铅还强，一定是金属元素。它的稳定价态应与铅相同，即为+2价，所以XO比XO2稳定。X4+离子另得电子变成X2+，所以XO2具有强氧化性。X是金属元素，不可能存在稳定的气态氢化物。
　　答案：BC
　　[例5] 近年来，科学家在氦的气氛中给石墨电极通电，石墨挥发，在其挥发的黑烟中发现了C60，它与金刚石互称①。它是一种具有空心类似足球状结构的新分子，碳原子之间存在②键，它的摩尔质量是③，而金刚石是一种④结构的⑤晶体，碳原子间通过⑥键结合，含有碳原子构成的环，则最小环上有⑦（填数字）个碳原子，每个碳原子上的两个碳碳键的夹角都是⑧（填角度）。
　　分析：从C60分子组成便知，它是由碳元素组成的一种单质，与金刚石互为同素异形体。在分子中，碳原子与碳原子之间以共价键结合，它的摩尔质量可由化学式求，即12×60＝720g/mol。金刚石是一种正四面体型空间网状结构，晶体中一个碳原子位于正四面体中心，四个碳原子以共价键与它结合，分别位于正四面体的四个顶点上。形成最小的环，含的碳原子数必须通过平时分析教材中插图或模型而知，键角为109°28′。本题着重考学生同素异形体概念及培养三维空间思维能力。
　　答案：①同素异形体②共价③720g/mol④空间网状⑤原子⑥共价⑦6⑧109°28′。
　　 [例6] 二氧化硅的熔沸点较高的原因是 [ ]
　　A．二氧化硅中，硅氧原子个数之比为1∶2
　　B．二氧化硅晶体是立体网状的原子晶体
　　C．二氧化硅中，SI-O键的键能大
　　D．二氧化硅晶体中原子以共价键相结合
　　分析：此题难度不大，但涉及二氧化硅晶体结构的重点知识。二氧化硅熔沸点较高的原因，是由于其晶体里SI-O键的键能很高，并形成了一种立体网状的原子晶体，熔融它需消耗较多的能量。所以，本题应选B、C两个选项。
　　答案：BC
　　[例7] 下列说法正确的是 [ ]
　　A．二氧化硅溶于水显酸性
　　B．二氧化碳通入水玻璃中可以得到原硅酸
　　C．因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸强
　　D．二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸
　　分析：此题是关于硅及其化合物性质的选择题，宜采用筛选法。
　　A．SiO2很难溶于水，无法显酸性。
　　B．原硅酸酸性比碳酸弱，CO2通入水玻璃（Na2SiO3溶液）会发生强酸制取弱酸的复分解反应：
Na2SiO3＋2H2O＋CO2==Na2CO3＋H4SiO4↓
　　C．高温时如下反应可以进行：
SiO2＋Na2CO3==Na2SiO3＋CO2↑
　　但因为CO2成气态逸出，并不说明硅酸比碳酸强，硅酸和碳酸酸性强弱的比较是指在水溶液中的情况。
　　D．SiO2可以溶于氢氟酸中，这是SiO2的一个重要特性。
SiO2＋4HF==SiF4↑＋2H2O
　　 答案：B
　　[例8] 碳化硅（SiC）的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三种晶体①金刚石、②晶体硅、③碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是： [ ]
　　A． ①③② 　　B． ②③①
　　C． ③①② 　　D． ②①③
　　 分析：此题是给出新情境的信息迁移题。给出的新情境，是碳化硅的一种晶体具有类似金刚石的结构；此题的考查内容，是化学键与晶体结构。
　　所列三种晶体均是原子晶体，结构相似，晶体内的结合力是呈空间网状的共价键：
　　共价键键长：C—C键＜C—Si键＜Si—Si键
　　共价键键能：C—C键＞C—Si键＞Si—Si键
　共价键键长越短，键能越大，则原子晶体的熔点越高。所以三者的熔点由高到低的顺序是：金刚石、碳化硅、晶体硅。
答案：A
[例9] 物质A是一种高熔点化合物，不溶于硫酸，硝酸等强酸。A与纯碱熔融反应，生成化合物B，同时放出气体C；把气体C通过B的溶液中，则得到化合物D；D在干燥空气中转变为化合物E；将E加热又得到化合物A。试写出A、B、C、D、E的化学式：A____、B____、C____、D____、E____。
　　分析：此题应根据对实验现象的分析，得出结论。A是不溶于硫酸、硝酸等强酸的高熔点化合物，它能与纯碱熔融反应，而且放出气体C，可初步判断A可能是SiO2，B可能是Na2SiO3，C可能是CO2。若把CO2通过Na2SiO3溶液中，会得到胶状沉淀H4SiO4，H4SiO4在干燥空气中易脱水生成H2SiO3，H2SiO3只有加热才能生成SiO2。这些都是与题目所给出的实验现象相符合，这就证实A确实是SiO2。A判断出来了，其它物质的推断就迎刃而解。
　　答案：A：SiO2、B：Na2SiO3、C：CO2、D：H4SiO4、E：H2SiO3
　　 [例10] 下列关于二氧化硅的说法是否正确？简释理由。
　　A．二氧化硅分子是由1个硅原子和两个氧原子构成；
　　B．二氧化硅又叫硅酐；
　　C．二氧化硅与水化合生成对应水化物硅酸；
　　D．二氧化硅为酸酐与碱反应不与酸反应；
　　E．二氧化硅与碳酸钠反应生成CO2，所以硅酸酸性比碳酸强。
　　分析：判断是非题，一般属于概念性知识多，判断的正确率决定于掌握知识的正确性和完整性。A错，二氧化硅为原子晶体，晶体是氧原子与硅原子个数比为2∶1的网状主体结构，没有分子，SiO2为化学式而非分子式；
　　B对，二氧化硅是硅酸的酸酐；
　　C错，二氧化硅是不溶于水的酸酐；
　　D错，二氧化硅为酸酐，具有酸酐的通性，能于碱反应，但二氧化硅具有特性，可与氢氟酸反应；
　　E错，二氧化硅与碳酸钠反应生成硅酸钠是在高温，利用CO2的挥发性，促使反应完成，并不能说明硅酸酸性强于碳酸。
　　答案：B
　　[例11] （1）怎样用化学方法检验生石灰里混有的石英和石灰石？并写出有关的化学方程式。
　　（2）怎样用一种试剂鉴别硅酸钠、硫酸钠、碳酸钠3瓶未知液？并写出实验现象及结论。
　　分析：（1）生石灰的成分是氧化钙，若不含杂质，加盐酸能完全溶解并且无气体生成。加盐酸充分反应后仍有不溶于水的固体，说明有石英杂质存在。加盐酸溶解，但放出无色无味并能使石灰水变浑的气体，说明生石灰中含有石灰石。
CaO＋2HCl=CaCl2+H2O
CaCO3+2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑
CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O
　　（2）三种未知液均为钠盐，故应根据酸根离子的特性选择鉴别方法。碳酸盐和硅酸盐都能与盐酸反应，但现象不同，所以能用盐酸鉴别。用三支小试管分别取三种未知液各少许，分别滴加稀盐酸，有气体生成的是碳酸钠溶液，有白色胶状沉淀生成的是硅酸钠溶液，无明显现象的是硫酸钠溶液。
　　答案：见分析
　　 [例12] 如何用所提供的试剂和方法除去各粉末状混合物中的杂质（括号内为杂质）。将所选答案的编号填入在表内相应的空格内（如果不需要外加试剂，则对应答案栏可空着）。
　　1．可供选择的试剂：A．盐酸 B．氢氧化钠溶液 C．氧气D．水 E．二氧化碳
　　Ⅰ．可选用的操作：①水洗 ②加热 ③高温灼烧 ④过滤 ⑤结晶
　　 分析：可根据二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物；它可跟强碱反应，不跟酸（氢氟酸除外）反应；它受热不分解等性质。而三氧化二铁，碳酸钙跟盐酸反应；硅酸、氯化铵能受热分解。通过一定操作，除去杂质。除杂过程中所发生的化学方程式如下：
　　（1）SiO2＋2NaOH==Na2SiO3＋H2O
　　（3）Fe2O3＋6HCl==2FeCl3＋3H2O
　　（4）CaCO3＋2HCl==CaCl2＋CO2↑＋H2O
　　（5）H2SiO3SiO2＋H2O
　　（6）NH4ClNH3↑＋HCl↑
　　答案：（1）B，④ （2）D，④，⑤ （3）A，④ （4）A，④ （5）③ （6）②
　　 [例13] 锗是ⅣA族元素，它的单质晶体是一种良好的半导体材料，广泛用于电子工业，锗可以从燃烧的烟道灰中提取，其过程如下：
　　试写出上述过程中①、③、④步反应的化学方程式。
　　①_________________；
　　③_________________；
　　④_________________；
　　分析：Ge为ⅣA族，最高正价为+4价，其氧化物为GeO2，又+4价稳定，与盐酸不发生氧化还原反应，只发生碱性氧化物与酸的反应。锗酸的化学式用硅酸迁移即得：H4GeO4或H2GeO3。
　　①GeO2＋4HCl==GeCl4+2H2O
　　③H4GeO4GeO2＋2H20
　　（或H2GeO3GeO2+H2O）
　　④GeO2＋2H2Ge＋2H2O
　　 答案：见分析
4．实战演练
一、选择题
1.以下气体因与人体的血红蛋白作用而引起中毒的是
A.Cl2 B.SO2
C.H2S D.CO
2.对反应方程式:SiO2＋3CSiC＋2CO↑，有关叙述正确的是
A.反应中SiO2是氧化剂，C只作还原剂
B.Si4＋被还原了，而C只被氧化了
C.在反应中C既是氧化剂又是还原剂
D.在反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
3.实验室用石灰石和盐酸制取CO2时，最佳的除杂试剂和方法是
A.水、浓H2SO4、洗气
B.饱和Na2CO3溶液、浓H2SO4、洗气
C.饱和NaHCO3溶液、浓H2SO4、洗气
D.NaOH溶液、浓H2SO4、洗气
4.下列各组物质中不起反应的是
A.SiO2与纯碱共熔
B.CO2通入Na2SiO3溶液
C.SiO2与大理石共熔
D.SiO2和浓H2SO4共热
5.将4.14 g Pb经充分氧化后得到氧化物的质量为4.46 g，则生成的氧化物化学式为
A.PbO2 B.Pb3O4
C.PbO D.Pb2O5
6.由10 g含有杂质的CaCO3和足量盐酸反应，产生了0.1 mol CO2，推断杂质的组成可能是
A.KHCO3和MgCO3 B.K2CO3和Na2CO3
C.MgCO3和Na2CO3 D.Na2CO3和NaHCO3
7.某二价金属的碳酸盐和碳酸氢盐的混合物与足量盐酸反应。消耗H＋和产生CO2的物质的量之比为5∶4，该混合物中碳酸盐和碳酸氢盐的物质的量之比为
A.1∶2 B.2∶3
C.3∶4 D.4∶5
8.将m g CaCO3与n g KHCO3分别加入100 mL 0.5 mol·L－1的盐酸中，若反应后两种溶液的质量相等，则m与n的关系是
A.m=n≤2.5 B.m=n＞2.5?
C.m=n≥5 D.m＜n＜2.5
9.把100 g Na2CO3和NaHCO3的混合物同足量的盐酸反应，放出22.4 L(标准状况）的CO2，则混合物中Na2CO3的质量分数是
A.68.9% B.70.3%
C.73.5% D.77.1%
10.把x mol CO2通入含y mol Ca(OH)2的澄清石灰水中充分反应，下列叙述中错误的是
A.当x≤y时，生成100x g沉淀
B.当x≥y时，生成100y g沉淀
C.当y＜x＜2y时，生成100（2y－x) g沉淀
D.当x≥2y时，产生的沉淀全部溶解
11.下列关于硅的说法不正确的是
A.硅是非金属元素，它的单质是灰黑色有金属光泽的固体
B.硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料
C.硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质起反应
D.加热到一定温度时，硅能与氢气、氧气等非金属反应
12.下列物质中能与二氧化硅起化学反应的是
①浓硝酸 ②水 ③王水 ④氢氟酸 ⑤KOH溶液
A.①② B.②④
C.④⑤ D.③④
13.能证明金刚石和石墨属于同素异形体的事实是
A.都具有较高的熔点
B.都难溶于一般的溶剂
C.在O2里充分燃烧都只生成CO2
D.在一定条件下，金刚石和石墨可以相互转化
14.由CO2和CO组成的混合气体，经分析测知含氧质量分数为70%，则该混合气体中CO和CO2的体积比为
A.1∶3 B.7∶33
C.33∶7 D.3∶1
15.将CO2通入下列物质的溶液中不与其反应的是
①Na2CO3 ②Na2SiO3 ③NaAlO2 ④C6H5ONa ⑤Ca(ClO)2 ⑥CaCl2 ⑦CaCO3
A.①③④⑤⑥ B.①和⑥
C.只有① D.只有⑥
16.已知金刚砂SiC是原子晶体，则①金刚石②晶体硅③SiC，三者的熔沸点高低顺序正确的是
A.①＞③＞② B.③＞②＞①
C.②＞①＞③ D.③＞①＞②
17.某混合气体的质量百分组成为CO占22%、O2占48%、N2占20%、H2占10%，则此混合气体的平均式量为
A.27.32 B.12.5
C.20.17 D.17.95
二、非选择题（共49分）
18.(14分)将n mol木炭粉和1 mol FeO在反应器中混合，隔绝空气加强热。
(1)可能发生的化学反应有：
①FeO＋C===Fe＋CO↑
②2FeO＋C===2Fe＋CO2↑
③FeO＋CO===Fe＋CO2↑
④
(2)若n＜，充分反应后，反应器中的固体物质是 ，气体产物是 。
(3)若n＞1，充分反应后，反应器中的固体物质是 ，气体产物是 。
(4)若反应的气体产物是混合物，n的取值范围是 。
(5)若反应的气体产物是混合物，且混合物中CO和CO2的物质的量相等，则n的值为 。
19.(8分)水蒸气通过灼热的煤所产生的混合气，其主要成分是CO、H2，还含有CO2和水蒸气。请用下列装置设计一个实验，以确认上述混合气中含有CO和H2。
(1)上图所示装置的正确连接顺序是(填各接口的代码字母)：
混合气→( )( )接( )( )接( )( )接( )( )接( )( )。
(2)确认混合气体中含有H2的实验现象是 。其理由是 。
20.（12分）（2002年全国高考理综试题）在25℃，101 kPa条件下，将15 L O2通入10 L CO和H2的混合气体中，使其完全燃烧，干燥后，恢复至原来的温度和压强。
（1）若剩余气体的体积是15 L,则原CO和H2的混合气体中，V（CO）= L，V（H2）= L。
（2）若剩余气体的体积为a L,则原CO和H2的混合气体中,V(CO)∶V(H2)= 。
（3）若剩余气体的体积为a L,则a的取值范围是 。
21.(7分)将CO2通入0.02 mol 氢氧化钠的溶液中，产物在低温低压下蒸干，得到固体物质1.37 g。由此计算通入的CO2在标准状况下的体积是多少L
22.(8分)C和CaCO3的混合物在空气中加强热后，CaCO3完全分解，C被完全氧化，若生成物中CO2的质量与原混合物的质量相等，求原混合物中C的质量分数。
参考答案
一、1.D 2.C 3.C 4.D?
5.解析：4.14 g Pb为0.02 mol，而反应中增加氧的质量为：4.46 g－4.14 g=0.32 g,即0.02 mol，所以Pb和O的原子个数之比为1∶1。
答案：C?
6.解析：看式量，要一个大于100，一个小于100即可。?
答案：CD?
7.B 8.A 9.D 10.B 11.C 12.C 13.C 14.D 15.D 16.A 17.B?
二、18.(1)CO2＋C===2CO (2)Fe和FeO CO2 (3)Fe和C CO (4)＜n＜1
(5)2／3?
19.(1)(E)(F)接(C)(D)接(A)(B)［或(B)(A)］接(I)(J)接(G)(H)?
(2)黑色CuO变红，无水硫酸铜变蓝 因为H2通过灼热的CuO后生成Cu和水蒸气，水蒸气使无水CuSO4变蓝。?
20.（1）5 5 （2）（a－10）∶(20－a) (3)10＜a＜20?
21.0.336 L 22.17.35%
C
CO2
CaCO3
CaC2
C2H2
CO
有机物
NH4HCO3
CH4
H2CO3
Na2CO3
NaHCO3
O2
SiC 、CCl4
不完全燃烧
O2(不足)
O2 (不足)
①O2
②CuO
炽
热的碳
NH3·H2O
O2 (点燃)
△
H2O
CaO
△
Si、Cl2 (△)
Mg (点燃)
①O2 (点)
②CuO (△)
C、CO
Na2O2
NaOH
H2O
NaOH
H＋
Ca(OH)2
①高温②H+
Ca2＋
CO2 、H2O
△
Ca(OH)2
CO2 (水)
①OH―
②加热
Ca(HCO3)2
Na2SiO3
CO2,H2O
NaOH
H2SiO3
SiH4
Si
SiO2
CaSiO3
SiF4
H4SiO4
SiC
SiCl4
O2 (点燃)
H2
①O2(△)
②FeO (高温)
F2
HF
Cl2 (高温)
H2
(高温)
C(高温)
C(高温)足量
Na2CO3 (高温)
NaOH(溶液)
①CaO(△)
②CaCO3 (△)
Ca2＋
-H2O
C(适量)高考化学考点解析全程复习考点： 硫酸工业 环境保护
复习重点
1．接触法制硫酸的生产过程和化学原理。
2．保护环境
难点聚焦
一、接触法制硫酸的原理、过程及典型设备
1．三种原料：硫铁矿（FeS2）、空气、水。
利用接触法制硫酸一般可以用硫黄、黄铁矿、石膏、有色金属冶炼厂的烟气(含一定量的SO2)等。其中用硫黄作原料成本低、对环境污染少。但我国硫黄资源较少，主要用黄铁矿（主要成分为FeS2）作生产硫酸的原料。
2．三步骤、三反应：
（1） 4FeS2 +11O2=== 2Fe2O3+8SO2（高温）
（2）2 SO2+ O2 ≒ 2 SO3 （催化剂，加热），（3） SO3 + H2O === H2SO4
3．三设备：（1）沸腾炉（2）接触室（3）合成塔
4．三原理：化学平衡原理、热交换原理、逆流原理。
（1）增大反应物浓度、增大反应物间接触面积，能提高反应速率并使化学平衡向正反应方向移动，以充分提高原料利用率。
（2）热交换原理：在接触室中生成的热量经过热交换器，传递给进入接触室的需要预热的混合气体，为二氧化硫的接触氧化和三氧化硫的吸收创造了有利条件。
（3）逆流原理：液体由上向下流，气体由下向上升，两者在逆流过程中充分反应。
三原料 三阶段 三反应（均放热） 三设备 三净化
黄铁矿或S 造气 4FeS2+11O2 =2Fe2O3+8SO2（高温）或S+O2=SO2 沸腾炉 除尘
空气 接触氧化 2 SO2 + O2 ≒ 2 SO3 （催化剂） 接触室（含热交换器） 洗涤
98.3%浓硫酸 三氧化硫吸收 SO3+ H2O === H2SO4 吸收塔 干燥
接触法制硫酸的原理、过程及典型设备
接触法制硫酸示意图：
　　　
5．应用化学反应速率和化学平衡移动原理选择适宜条件
二氧化硫接触氧化的反应是一个气体总体积缩小的、放热的反应。
（1） 温度
二氧化硫接触氧化是一个放热的可逆反应，根据化学平衡理论判断，温度较低对反应有利。但是，温度较低时，反应速率低，考虑催化剂在400∽500℃活性最大，在实际生产中，选定400～500℃作为操作温度，这时反应速率和二氧化硫的转化率都比较理想。
（2） 压强
二氧化硫接触氧化是一个气体总体积缩小的可逆反应，根据化学平衡理论判断，加压对反应有利。但是，在常压、400～500℃时，二氧化硫的转化率已经很高，加压必须增加设备，增大投资和能量消耗，故在实际生产中，通常采用常压操作，并不加压。
（3） 二氧化硫接触氧化的适宜条件
常压、较高温度（400～500℃）和催化剂
6．接触法制硫酸中应注意的几个问题
（1）依据反应物之间的接触面积越大反应速率越快的原理，送进沸腾炉的矿石要粉碎成细小的矿粒，增大矿石跟空气的接触面积，使之充分燃烧。
（2）依据增大廉价易得的反应物的浓度，使较贵重的原料得以充分利用的原理，采用过量的空气使黄铁矿充分燃烧。
（3）通入接触室的混合气体必须预先净化，其原因是：炉气中含有二氧化硫、氧气、氮气、水蒸气以及砷、硒化合物、矿尘等。砷、硒化合物和矿尘等会使催化剂中毒；水蒸气对生产和设备有不良影响。因此，炉气必须通过除尘、洗涤、干燥等净化处理。
（4）在接触室里装有热交换器，其作用是在二氧化硫接触氧化时，用放出的热量来加热未反应的二氧化硫和空气，充分利用热能，节约燃料。
（5）不能用水吸收三氧化硫而用98.3%的浓硫酸，若用水或稀硫酸吸收，容易形成酸雾，且吸收速度慢。
二、有关计算
1．物质纯度、转化率、产率的计算
（1）物质纯度（%）=不纯物质中含纯物质的质量÷不纯物质的总质量×100%
（2）原料利用率（%）=实际参加反应的原料量÷投入原料总量×100%
（或转化率）
（3）产率（%）=实际产量÷理论产量×100%
（4）化合物中某元素的损失率=该化合物的损失率
2．多步反应计算
（1）关系式法：先写出多步反应的化学方程式，然后找出反应物和生成物之间物质的量（或质量）之比，列出关系式，即可一步计算。
（2）元素守衡法：找出主要原料和最终产物之间物质的量的对应关系。找出此关系的简便方法，就是分析原料与产物之间所含关键元素原子个数关系，如： FeS2～2H2SO4， S～H2SO4。
若已知（欲求）FeS2含量，用前面的关系式，若已知（欲求）S的含量，用后一关系式，且二氧化硫转化率、三氧化硫吸收率均可折算成起始物FeS2（或S）进行计算。
1．环境保护与原料的综合利用
（1）注意科学实验与实际生产的区别
在科学实验中，为了探索某个重要的原理或实现某个重要的反应，可以不惜大量的时间和资金。而化工生产必须在遵循科学原理、实现某个反应的基础上，着重考虑综合经济效益，最大限度地提高劳动生产率、降低成本、保护生态环境，为国民经济部门提供质优价廉的化工产品，以达到优质高效的目的。
（2）硫酸生产中的“三废”处理
硫酸厂的尾气必须进行处理，因为烟道气里含有大量的二氧化硫气体，如果不加利用而排空会严重污染空气。
1) 尾气吸收
1 用氨水吸收，再用H2SO4处理：SO2+2NH3+H2O=(NH 4)2SO3
(NH 4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+SO2↑+H2O
2 Na2SO3溶液吸收：Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3　　　　　　　　　　　
3 用NaOH溶液吸收，再用熟石灰和O2处理；（此方法反应复杂，还可能发生其他反应）
SO2+ NaOH = NaHSO3　 NaOH +NaHSO3= Na2SO3+ H2O
Na2SO3+Ca(OH)2= CaSO3↓+ 2NaOH　　2 CaSO3 + O2= 2CaSO4
2)污水处理
硫酸厂废水中含硫酸，排放入江河会造成水体污染。通常用消石灰处理：
Ca(OH)2+ H2SO4=CaSO4+2H2O。生成的硫酸钙可制建材用的石膏板。
3)废热利用
硫酸工业三个生产阶段的反应都是放热反应，应当充分利用放出的热量，减少能耗。
第一阶段黄铁矿燃烧放出大量的热，通常在沸腾炉处设废热锅炉，产生的过热蒸汽可用于发电，产生的电能再供应硫酸生产使用（如矿石粉碎、运输，气流、液流等动力用电）。
第二阶段二氧化硫氧化放热可用于预热原料气，生产设备叫热交换器，原料气又将三氧化硫降温，再送入吸收塔。
4）废渣的利用
黄铁矿的矿渣的主要成分是Fe2O3和SiO2，可作为制造水泥的原料或用于制砖。含铁量高的矿渣可以炼铁。
工业上在治理“三废”的过程中，遵循变“废”为宝的原则，充分利用资源，以达到保护环境的目的。
2．能量的充分利用
许多化学反应是放热反应。化工生产中应充分利用反应热，这对于降低成本具有重要意义。硫酸厂生产中的反应热得到充分利用后，不仅不需要由外界向硫酸厂供应能量，而且还可以由硫酸厂向外界输出大量能源。在硫酸生产过程中使用的热交换器就是利用了反应所放出的热量来加热二氧化硫和氧气的混合气体，以节约能源。
3．生产规模与厂址选择
（1） 化工厂选址的因素
一般来说，现代化工生产要求有较大的生产规模。化工厂厂址选择是很复杂的问题，涉及原料、水源、能源、土地供应、交通运输、环境保护和市场需求等诸多因素，应对这些因素综合考虑，权衡利弊，才能作出合理的选择。
化工厂厂址选择一般应考虑下列因素：①是否有市场需求；②是否接近原料供应地；③土地供应是否充足；④水源是否充足；⑤能源是否充足且廉价；⑥交通运输是否方便；⑦能否达到环境保护要求。
上述这些因素必须在遵循科学原则的基础上，着重考虑综合经济效益，即要求最大限度地提高劳动生产率，降低成本，保护生态环境。
（2） 硫酸厂选址的因素
由于硫酸是腐蚀性液体，不便贮存和运输，因此要求把硫酸厂建在靠近硫酸消费中心的地区，工厂规模的大小，主要由硫酸用量的多少决定；硫酸厂厂址应远离水源和河流的上游，以免工厂的污水污染水源；也不要设置在城镇和居民区盛行风向的上风地带，以免工厂排放的大量烟尘和有害气体污染城镇的水源和大气等。
二．环境保护
一、 酸雨
（1） 酸雨的定义
一般认为,酸雨是由于燃烧高硫煤排放的二氧化硫等酸性气体进入大气后,造成局部地区大气中的二氧化硫富集,在水凝结过程中,溶解于水形成亚硫酸,然后经某些污染物的催化作用及氧化剂的的氧化作用生成硫酸,随雨水降下形成酸雨.
酸雨的pH值一般少于5.6.
（2） 酸雨的危害
对人体健康的直接危害,硫酸雾和硫酸盐雾的毒性比二氧化硫大得多,可以侵入肺的深部组织,引起肺水肿等疾病而使人致死.
引起河流、湖泊的水体酸化,严重影响水生动植物的生长.
破坏土壤、植被、森林.
腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料.
渗入地下,使水中铝、铜、锌、镉的含量比中性地下水中高很多倍.
（3） 酸雨的治理
二氧化硫污染大气的罪魁——煤，平均含硫量约为2.5%-3%。为治理煤燃烧时造成的二氧化硫污染，一种办法是事先从煤中除去硫。但是只有一部分煤中的硫主要以黄铁矿（FeS2）的形态存在；这样的煤以脱硫工艺处理后其含硫量可降低到约为1%。大部分的煤中还含有较多的有机硫化合物，这样的煤以脱硫平均只能除去原含硫量的约40%。
二、 温室效应
众所周知，全球变暖是由于“温室效应”。“温室效应”是怎样形成的呢？ 在凉爽、清凉的日子，都知道温室里的温度大大高于室外温度。这是因为温室的保温塑料薄膜使太阳能转化的热能进的多、出的少，所以温度逐渐升高。地球大气层里的二氧化碳、甲烷等气体就象这个薄膜，使太阳辐射进的多而出的少，因而使地球表面的温度逐渐升高。根据测定，大气中的二氧化碳浓度每增加1倍，地球表面的大气温度就会升高1.5～4.5度。由于全世界工业和交通耗费大量的石油、煤炭、天然气等能源，因此大气中的二氧化碳正以每年1.5ppm的速度增加。
全球变暖使大气、海洋环流规律变化，加剧“厄而尔尼诺”、“玛尼娜”现象的危害，导致大面积旱、涝灾害频繁发生。长期干旱使非洲几百万人饿死，上亿人营养不良。东南亚连年洪水使上千万人流漓失所。 全球变暖还使极地冰川溶化，海平面上升。每升高1米，将使直接受影响的人口达10亿，土地500万平方米公里（占世界的三分之一）。同时还引发风暴潮、盐水倒灌。可见其危害多么严重！
三、 臭氧层破坏
大气臭氧层的损耗是当前世界上又一个普遍关注的全球性大气环境问题，它直接关系到生物圈的安危和人类的生存。 1984年，英国科学家首次发现南极上空出现臭氧洞。1985年，美国的"雨云-7号"气象卫星测到了这个臭氧洞。以后经过数年的连续观测，进一步得到证实。据NASA报道，NASA的"Nimbus -7"卫星上的总臭氧测定记录数据表明，近年来，南极上空的臭氧洞有恶化的趋势。目前不仅在南极，在北极上空也出现了臭氧减少现象。NASA和欧洲臭氧层联合调查组分别进行的测定都表明了这一点。 对于大气臭氧层破坏的原因，科学家中间有多种见解。但是大多数人认为，人类过多地使用氯氟烃类化学物质（用CFCl表示）是破坏臭氧层的主要原因。由于臭氧层中臭氧的减少，照射到地面的太阳光紫外线增强，其中波长为240－－329纳米的紫外线对生物细胞具有很强的杀伤作用，对生物圈中的生态系统和各种生物，包括人类，都会产生不利的影响。 臭氧层破坏以后，人体直接暴露于紫外辐射的机会大大增加，这将给人体健康带来不少麻烦。首先，紫外辐射增强使患呼吸系统传染病的人增加；受到过多的紫外线照射还会增加皮肤癌和白内障的发病率。此外，强烈的紫外辐射促使皮肤老化。 臭氧层破坏对植物产生难以确定的影响。近十几年来，人们对200多个品种的植物进行了增加紫外照射的实验，其中三分之二的植物显示出敏感性。一般说来，紫外辐射增加使植物的叶片变小，因而减少俘获阳光的有效面积，对光合作用产生影响。对大豆的研究初步结果表明，紫外辐射会使其更易受杂草和病虫害的损害。臭氧层厚度减少25%，可使大豆减产20~25%。 紫外辐射的增加对水生生态系统也有潜在的危险。紫外线的增强还会使城市内的烟雾加剧，使橡胶、塑料等有机材料加速老化，使油漆褪色等。
例题精讲
例1．在硫酸工业中，通过下列反应使二氧化硫转化为三氧化硫：
2SO2(g)+O2(g) ≒ 2 SO3(g)；ΔH=-196.6KJ/mol
（1）该反应在__________（设备）中进行，这种生产硫酸的方法叫做________。
（2）在实际生产中，操作温度选定400∽500℃，这是因为______________。
（3）硫酸工业选定压强通常采用_____________，作出这种选择的依据是______________________________。
【解析】 （1）接触室；接触法。（2）温度较低时，反应速率较小；温度过高，二氧化硫的转化率会降低。考虑到催化剂在400～500℃时，活性最大，所以操作温度选定在400～500℃。（3）常压；在常压下及400～500℃时，二氧化硫的转化率已经很高，若加压会增加设备、投资和能量消耗。
评注 本题主要考查应用化学反应速率和化学平衡原理解决实际工业生产问题的能力。
例2．接触法制硫酸的炉气组成是SO2占7%，O2占11%，N2占82%，现有100L混合气体进入接触室反应后，总体积变为97.2L。则该变化过程中SO2转化率是
（A）50% （B）60% （C）70% （D）80%
【解析】解法一：设参加反应的二氧化硫体积为2x
2 SO2 + O2 ≒ 2 SO3 N2体积（L） 总体积（L）
开始时体积（L） 7 11 0 82 100
反应后体积 （L）7-2x 11-x 2x 82 100-x
根据题意100-x=97.2 x=2.8L
二氧化硫的转化率为5.6L÷7L×100%=80%，答案为D。
解法二：设参加反应的二氧化硫体积为2x
2 SO2 + O2 ≒ 2 SO3 体积差（L）
2L 1L 2 L 1L
2X 100L-97.2L=2.8L X=2.8L
二氧化硫的转化率为5.6L÷7L×100%=80%，答案为D。
例3．在下面的框图中，固体A和B都由两种相同的元素组成。在A、B中两种元素的原子个数比分别为1/1和1/2。由D最终可制得E（酸）。
（1） 分析判断A和B 各是什么物质，写出各自的化学式。　　
（2）写出①～⑦各步反应的化学方程式。
　　
【解析】 本题属于综合推断题。主要考查学生对元素化合物知识掌握的熟练程度及分析、推断能力。
分析判断A和B的方法有很多。
方法一：根据“固体A和B都由两种相同的元素组成。在A、B中两种元素的原子个数比分别为1：1和1：2，可从中学所学的组成关系类似的物质中寻找，以缩小范围。A、B可能是FeS和FeS2。
方法二：根据“A和B煅烧时都生成C（固体）和D（气体）”可知，在学过的物质中只有FeS和FeS2为满足这一条件的化合物。
方法三：从淡黄色沉淀和红褐色沉淀突破：两化合物中含有共同的元素应是硫和铁，不难知道A、B分别是FeS和FeS2。
【答案】（1）A、B分别是FeS和FeS2。
（2）①:4FeS2+11O2=== 2Fe2O3+8SO2或4FeS+7O2=== 2Fe2O3+4SO2（高温）②：2SO2+O2+2H2O=2H2SO4 ③：FeS+H2SO4=FeSO4+H2S↑
④：SO2+2H2S=3S↓+2H2O ⑤：6FeSO4+3Br2=2Fe2(SO4)3+2FeBr3
⑥：Fe2(SO4)3+6KOH=2Fe(OH)3↓+3K2SO4 或FeBr3+3KOH= Fe(OH)3↓+3KBr⑦：2 Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O
例4．将SO2和O2以体积比为1：3混合后，通入接触室发生反应2SO2(g)+O2(g) ≒ 2 SO3(g)， 达平衡时，在同温、同压下测得反应前与反应后混合气体的密度之比为71：80。求SO2的转化率？并回答SO2接触氧化为SO3时不采取加压措施的原因。
【解析】 这是一道关于化学平衡和转化率的综合计算题。根据相同条件下气体的密度之比等于同体积气体的质量之比，且反应前后质量守恒，可得出气体的密度之比等于气体体积的反比。 设反应前混合气体中SO2的体积为1 L，O2 应为3 L达平衡时SO2的转化的体积为x 。
2SO2(g)+O2(g) ≒ 2 SO3(g) 总体积
V/L（起始） 1 3 0 4L
V/L（转化） 2x x 2x
V/ L（平衡）1-2x 3-x 2x 4-x
根据气体的密度之比等于气体体积的反比，可得：
71：80=（4-x）：4 x=0.45L，则转化的二氧化硫为0.9L，
二氧化硫的转化率为：0.9L÷1L×100%=90%
在工业上不加压，SO2的转化率就达90% 以上，已经很高，若再加压SO2的转化率提高不大，但对设备的要求要提高许多，故没有必要再加压。。　
例5．为了防治酸雨，减少煤燃烧时向大气排放的SO2，工业上通过生石灰和含硫的煤混合使用可以“固硫”（避免硫化合物进入大气），最后生成石膏。试回答：
（1）整个“固硫”反应所涉及的反应类型包括：①化合②分解③置换④复分解⑤氧化还原反应⑥非氧化还原反应⑦离子反应⑧非离子反应（分子反应）。其中正确的是
　A．①⑤⑥⑦ 　　B．①②③⑤⑧ 　 C．①⑤⑥⑧ 　　　D．②④⑤⑦
（2） 第一步“固硫”反应的化学方程式中所需气态物质的化学计量数之和为　　
A．1 　　　B． 2 　　　　C．3 　　　　　　 D．4
（3）比较此法与“石灰石粉末与含硫煤混合”法哪个更好些 为什么
（4）你认为减少酸雨产生可采取的措施是
①少用煤作燃料②把工厂的烟囱造高 ③先将燃料煤脱硫 ④在土壤中加石灰防止酸化 ⑤开发新能源,避免含S、N的氧化物大量排放
A．①②③ B．②③④⑤ 　C．①③⑤ 　　　D．①③④⑤
【解析】 （1） 在含硫的煤中加生石灰“固硫”的反应是CaO+ SO2= CaSO3、2CaSO3+O2= 2CaSO4,可见所涉及到的反应类型有化合、氧化还原反应、非氧化还原反应和非离子反应。
（2）易错选B。主要是不清楚哪一个反应是第一步“固硫”反应。
（3）有的学生误答“石灰石粉末与含硫煤混合”法更好。忽略了石灰石分解为CaO需消耗很高能量，浪费煤，使生产成本提高。
（4）易错选A、B或D。错误的原因是不能正确应用已有知识全面分析具体问题。把烟囱造高不能减少SO2的排放量；在土壤中施放石灰虽可中和酸雨造成的酸性，但由于生成CaSO4,长期使用会使土壤板结，影响土质。
【答案】⑴ C；⑵ A；⑶ 在含硫煤中加入生石灰的方法更好，因为此法节约煤，成本低；⑷ C
例6．某硫酸厂初步处理后的尾气中含0.2% 的SO2和10% 的O2(均为体积分数)。为了进一步除去SO2,并将SO2转变为(NH4)2SO4,有人设计了如下方案:在400℃时,尾气以5 m3/h的速率通过V2O5的催化剂层后，与20 L/h速率的氨气混合喷水。此时气体温度由400℃降至200℃，在热的结晶装置中得到(NH4)2SO4晶体（气体的体积已转为标准状况）。请回答下列问题：
（1）按反应中的理论值，SO2和O2的体积比为2:1，但实际生产中这个比值是多少？为什么？
（2） 通过计算说明为什么尾气以5 m3/h的速率与20 L/h速率的氨气混合？
（3） 若该厂每天排放10000 m3尾气，求该厂每月（按30天计算）可得到(NH4)2SO4的质量为多少？
【解析】（1）根据2SO2+O2 ≒ 2 SO3，SO2和 O2按2：1（体积比）的理论值反应，但实际上v(SO2):v(O2)=0.2%:10%=1:50。根据化学平衡移动原理，增大廉价的氧气的浓度，可使反应：2SO2(g)+O2(g) ≒ 2 SO3(g)向生成三氧化硫方向移动，这样可以增大较贵重的二氧化硫的转化率。
（2） 2NH3 ～ SO2
2 1
V(NH3) 5×103×0.2%L/h v(NH3)=20L/h
(3) 根据2SO2+O2 ≒ 2 SO3，以及SO3+H2O+2NH3=(NH4)2SO4
得关系式： SO2 ～ 2NH3～ (NH4)2SO4
22.4L 132g
107L×0.2%×30 m[(NH4)2SO4]
m[(NH4)2SO4]=3.54×106g=3.54t
例7．含FeS265%的硫铁矿在煅烧时有1.8%的硫损失而混入炉渣，二氧化硫转化为三氧化硫的利用率为99%。由这种硫铁矿制2t98%的硫酸，需硫铁矿多少吨？
【解析】通过本题的计算进一步掌握物质纯度，转化率、产率的计算关系式，并在多步反应中找出量的相当式进行简捷的计算。
题中65%为硫铁矿的纯度，有1.8%的硫损失也即是1.8%的FeS2损失，二氧化硫的利用率（转化率）也即是FeS2的利用率。设需这种硫铁矿的质量为x。
解法一： FeS2 2H2SO4
120 2×98
x×65%(1-1.8%)×99% 2t×98% x=189.9t
解法二： S H2SO4
32 98
64/120x×65%×(1-1.8%)×99% 2t×98% x=189.9t
评注：确定关系式的关键是根据硫元素守恒。要注意运用某一种化合物中元素的损失率=该化合物的损失率。另外，耗损和利用率、产率和纯度的关系要处理正确。关系式多用于工业生产中的计算题。
例8．某设计院承担某硫酸厂的设计任务，该厂要求：①为了控制污染和提高生产效率，不再使用黄铁矿，改用固体硫为原料。②改二次送风（鼓入空气）为一次送风，即送风后使硫充分燃烧，并在下一步催化氧化时不再补充空气。③每天生产50t98%的硫酸。④送风机每天输送空气的体积为5000m3/台（标准状况）。
（1）每天消耗含95%的固体硫多少吨？
（2）理论上应安装多少台送风机？
（3）固体硫充分燃烧后的混合气体中氧气的体积分数ф（O2）的下限为多少？
（4）实际安装送风机的台数应略多于理论数（不考虑损坏），为什么？能否过分增加送风机的台数，为什么？（转化过程不考虑损耗；固体硫中杂质与空气不反应；空气中氧气的体积分数为21%）。
【解析】（1）设需固体硫的质量为x。由关系式法：
S H2SO4
32 98
x×95% 50t×98% 得 x=16.8t
（2）由反应原理：S+O2=SO2, SO2+1/2O2≒ SO3，SO3+H2O=H2SO4，可得总反应式：S+3/2O2+H2O=H2SO4,n(O2)=n(H2SO4) ×3/2=50×106g×98%÷98g·mol-1×3/2=7.5×105mol。故理论上需安装送风机的台数为：
（7.5×105mol×22.4L·mol-1）×10-3m3·L-1÷（5000m3/台×21%）=16台。
（3）硫充分燃烧后，混合气体中氧气的体积至少要保证反应SO2+1/2O2≒ SO3所需的氧气。设S燃烧生成的二氧化硫为1体积，则需消耗氧气1体积；催化氧化为三氧化硫需氧气0.5体积；空气带入的氮气为1.5体积×79/21=5.64体积，故混合气体中ф（O2）=(0.5/0.5+1+5.64) ×100%=7%(下限)
（4）实际安装送风机台数略多于理论数的原因是：增大空气（氧气）的量，有利于平衡2SO2+O2 ≒ 2 SO3向右移动，从而提高二氧化硫的转化率。但过分增加空气的量，会带走热交换器的热量，降低反应的速率，不利于工业生产。
评注：本题涉及到化工生产的反应原理、条件控制及计算，具有一定的开放性和研究性，代表了新教材的新理念。
例9．“绿色化学”要求从技术上、经济上设计可行的化学反应，使其尽可能减少对环境的负作用。下列化学反应中，不符合绿色化学概念的是
A．用氨水吸收硫酸厂的尾气：SO2+2NH3+H2O=(NH 4)2SO3
B．除去硝酸工业尾气中的氮氧化合物：NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O
C.制硫酸铜：Cu+2H2SO4=CuSO4+SO2↑+2H2O
D．制硫酸铜：2Cu+O2=2CuO CuO+H2SO4(稀)=CuSO4+H2O
【解析】绿色化学是人类与自然和谐发展的化学，是21世纪化学发展的目标和方向。绿色化学要求我们尽可能研究和寻找能充分利用的无毒害原料，最大限度地节约能源，在工业生产各个环节都争取做到净化和无污染。它要求我们在化工生产中充分考虑催化剂和载体的重复使用，全面回收未反应的原料、助溶剂、稳定剂等物质，拒绝使用无法替代、无法回收、无法再生或不能重复使用的有明显污染的物质，努力做到没有“三废”的排放。在选项A、B、D 中，每一种物质都得到了充分的利用，而且均没有污染产生，但在选项C中，2mol硫酸只能生成1mol硫酸铜，同时还放出了有毒的二氧化硫气体，所以选项C不符合绿色化学的概念。
答案：C。
例10．随着社会的进步和人民生活水平的提高，环境问题越来越受到人们的关注。下列名词中与环境问题无关的是
①温室效应 ②赤潮 ③酸雨 ④光化学烟雾 ⑤臭氧空洞 ⑥潮汐 ⑦大脖子病 ⑧富营养化 ⑨白色污染
A．②⑥⑦ B．⑥ C．①③⑤ D．⑥⑦⑧
【解析】凡是在环境中产生的能影响人类生活和生产，甚至影响人类生存的种种问题都属于环境问题。环境问题中有一部分是自然原因造成的，但更多的是人为因素造成的，如滥采滥用自然资源，任意排放有害物质或不正确地使用化肥、农药，城市人口迅速膨胀而造成的垃圾、污水、噪音、汽车尾气、大型工程建设不当等。
例11．已知氢氧化钙在水中存在下列溶解平衡：Ca(OH)2(s) ≒Ca2++2OH-。在火力发电厂燃烧煤的废气中往往含有二氧化硫、氧气、氮气、二氧化碳等。为了除去有害气体二氧化硫并变废为宝，常常用粉末状的碳酸钙或熟石灰的悬浊液洗涤废气，反应产物为石膏[CaSO4·2H2O]。
(1)写出上述两个反应的化学方程式：①_____________；②_________________。
（2）试说明用熟石灰的悬浊液，而不用澄清石灰水洗涤废气的理由：________。
（3）在英国进行的一个研究结果表明：高烟囱可以有效地降低地表面二氧化硫的浓度。在二十世纪六七十年代的10年间，由发电厂排放出的二氧化硫增加了35%，但由于建造高烟囱的结果使地面二氧化硫的浓度降低了30%之多。请从全球环境保护的角度，分析这种方法是否可取？答____________________。
【解析】（1）①2SO2+O2+2CaCO3=2CaSO4+2CO2
或2SO2+O2+2CaCO3+4H2O=2[CaSO4·2H2O]+2CO2
4 2SO2+O2+2Ca(OH)2=2CaSO4+2H2O
或2SO2+O2+2Ca(OH)2+2H2O=2[CaSO4·2H2O]
（2）氢氧化钙微溶于水，澄清的石灰水中氢氧化钙的浓度小，不利于二氧化硫的吸收。
（3）不可取，因为二氧化硫的排放总量没有减少，进一步形成酸雨仍会造成对全球环境的危害。
评注：工业上处理尾气二氧化硫的方法有多种，在学习这一知识时要注意不要思维定势，要学会多向思考，从二氧化硫是酸性氧化物、具有氧化性和还原性等角度去理解。
实战演练
硫酸工业
1.下列四种溶液中，一定存在SO的是
A.向甲溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀
B.向乙溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀，再加入盐酸沉淀不溶解
C.向丙溶液中加入盐酸使之酸化，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生
D.向丁溶液中加入硝酸酸化，再加入硝酸钡溶液，有白色沉淀产生
2.已知98%的浓H2SO4的浓度为18.4 mol/L，则49%的硫酸溶液的浓度为
A.9.2 mol/L B.大于9.2 mol/L
C.小于9.2 mol/L D.不能确定
3.向50 mL 18 mol/L硫酸中加入足量的铜片并加热，被还原的硫酸的物质的量（n）为
A.n=0.9 mol B.0.45 mol＜n＜0.9 mol
C.n=0.45 mol D.n＜0.45 mol
4.在200 mL 0.5 mol·L－1 NaOH溶液中，加入一定量SO3，在一定条件下蒸发所得溶液，析出的固体物质只有5.0 g，该固体物质的成分可能是(固体物质均不含结晶水)
A.Na2SO4 B.NaHSO4
C.NaOH和Na2SO4 D.Na2SO4和NaHSO4
5.利用废铜屑制取CuSO4溶液最好的方法是
A.铜屑和浓硫酸混合加热
B.铜屑在空气中燃烧后再溶于稀H2SO4
C.铜屑与稀硫酸混合加热
D.铜屑在空气中灼烧后再溶于浓H2SO4
6.各取pH=2的H2SO4和H2SO3溶液350 mL，分别稀释5倍后，再分别加入0.1 g Zn，在相同条件下让它们充分反应，则
A.两者放出H2体积一样
B.H2SO4放出的H2比H2SO3放出的H2体积小
C.H2SO4放出的H2比H2SO3放出的H2体积大
D.H2SO4的反应速率比H2SO3的反应速率快
7.某温度下CuSO4的溶解度为25 g，若温度不变，将32 g无水CuSO4粉末撒入m g水中，形成饱和溶液并有CuSO4·5H2O晶体析出时，m的取值范围是
A.18 g≤m≤128 g B.36 g＜m＜180 g
C.18 g＜m＜128 g D.36 g≤m≤180 g
8.将三氧化硫溶解在硫酸中所得到的混合物称为“发烟硫酸”，通常以三氧化硫的质量分数表示其组成。将 0.1185 g发烟硫酸试样溶于水，用 0.125 mol·L－1的NaOH标准溶液滴定。用去此标准溶液20 mL，恰好中和，则试样中SO3的质量分数为
A.15% B.17% C.34% D.60%
9.在硫酸的工业生产中，下列生产操作及对生产操作主要原因的说明二者都正确的是
A.从沸腾炉出来的炉气需净化，因为炉气中SO2会与杂质反应
B.硫铁矿燃烧前需要粉碎，因为大块的不能燃烧
C.SO3用98.3%的浓H2SO4吸收，目的是防止形成酸雾，以使SO3吸收完全
D.SO2氧化为SO3时需使用催化剂，这样可以提高SO2的转化率
10.下列各组气体中，在实验室可用硫酸制取，又能用浓H2SO4干燥的一组是
A.HCl、HBr、H2 B.H2S、CO2、H2
C.H2、SO2、HCl D.NH3、HF、H2
二、非选择题（共50分）
11.（10分）浓硫酸与木炭粉在加热条件下的化学方程式为 。
（2）试用下图所列各装置设计一个实验，验证上述反应所产生的各种产物。这些装置的连接顺序（按产物气流从左到右的方向）是（填装置的编号）： → →
→ 。
（3）实验时可观察到装置①中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色。A瓶溶液的作用是 ，B瓶溶液的作用是 ，C瓶溶液的作用是 。
（4）装置②中所加的固体药品是 ，可确证的产物是 ，确定装置②在整套装置中位置的理由是 。
（5）装置③中所盛溶液是 ，可验证的产物是 。
12.(10分)某无色溶液可能含有下列钠盐中的几种：A.氯化钠 B.硫化钠 C.亚硫酸钠 D.硫代硫酸钠 E.硫酸钠 F.碳酸钠。向此溶液中加入适量稀硫酸，有浅黄色的沉淀析出，同时有气体产生。此气体有臭鸡蛋气味，可使澄清的石灰水变浑浊，不能使品红
试液褪色。根据上述实验现象回答下列问题。
(1)不能使品红试液褪色，说明该气体中不含 (填写分子式)。
(2)此无色溶液中至少存在哪几种钠盐 请写出全部可能的情况(填写相应的字母)。
第一种情况是 ，第二种情况是 ，
第三种情况是 ，第四种情况是 。(可不填满，也可补充)
13.(10分)A～F均为中学化学中常见的物质，它们之间相互转化的关系如下图所示(反应生成的水已略去)：
(1)写出下列物质的化学式：
A ，D ，F 。
(2)单质C与D的浓溶液反应时，若转移0.1 mol 电子，则生成E物质多少克？
14.(10分)在两个质量相等的烧杯中，均盛有100 mL 1 mol·L－1的稀硫酸，分别向两烧杯中加入A g NaHCO3和B g KHCO3固体，反应完全后，两烧杯中所剩物质的总质量相等。
(1)当两种盐均不足时，A∶B的值为多少
(2)当硫酸不足量时，试求A∶B的值，并求出A和B的取值范围。
15.（10分）硫铁矿高温下空气氧化产生二氧化硫：4FeS2＋11O28SO2＋2Fe2O3
设空气中N2、O2的含量分别为0.800和0.200(体积分数，以下气体含量均用体积分数表示)，试完成下列各题：
（1）1.00 mol FeS2完全氧化，需要空气的体积（标准状况）为 L。
（2）55 L空气和足量FeS2完全反应后，气体体积（同温同压）变为 L。
（3）用空气氧化FeS2产生的气体混合物中，O2的含量为0.0800,计算SO2的含量。
（4）设FeS2氧化产生的气体混合物为100 L，其中O2为a L,SO2为b L。
①写出a和b的关系式。
②在下图中画出a和b的关系曲线(FeS2氧化时，空气过量20%)。
说明：为方便作图，纵坐标用13b表示。
附参考答案
一、1.C 2.C 3.D?
4.解析：n(NaOH)=0.5 mol·L－1×0.2 L=0.1 mol?
若全部为NaOH,m=4 g，若全为Na2SO4:m=7.1 g，若全为NaHSO4,m=12 g。?
答案：C?
5.B 6.B 7.C?
8.解析：n(H2SO4＋SO3)＝n(NaOH)=0.125 mol·L－1×0.02 L×=0.00125 mol。设其中含SO3x mol，则有：80 g·mol－1×x mol+98 g·mol－1×(0.00125－x) mol=0.1185 g
x= mol m(SO3)＝ mol×80 g·mol－1=0.0178 g，质量分数：×100%=15%。
答案：A?
9.C 10.C?
二、11.（1）C+2H2SO4（浓）2SO2↑+CO2↑+2H2O?
（2）④→②→①→③?
(3)验证产物气流中有SO2 将SO2全部氧化吸收 确证产物中SO2已被B瓶溶液全部氧化吸收
（4）无水硫酸铜 水蒸气 由于产物气流通过①、③时会带出水蒸气，所以②必须在①、③之前
（5）澄清石灰水 CO2?
12.(1)SO2?（2）ＢCF ＢＤF?
13.(1)CuSO4 H2SO4 SO3?
2 mol∶64 g=0.1 mol∶m m=3.2 g?
14.(1)Ａ／Ｂ＝１47／１25 （2）Ａ＝Ｂ＞20 g?
15.（1）308 （2）52?
（3）设SO2为x（体积分数），则有?
4×(×11+0.0800)=1－0.0800－x?x=0.0923?
(4)①13b=200－10a
②
环境保护
一、选择题
1．目前排放到空气中的二氧化碳逐年增加，对此科学家最担心的是
A．会使空气中的氧含量下降，不足以供给人类呼吸
B．会使地球温度升高，冰川融化，生态失衡
C．会使人体吸进大量二氧化碳，损害健康
D．会使石灰岩大量溶解，破坏自然风光
2．科技文献经常出现的下列词汇，其中与相关物质的颜色并无联系的是
A．赤色海潮 B．白色污染 C．绿色食品 D．棕色烟气
3．燃放爆竹对环境的危害是
A．有毒有害气体、粉尘污染 B．纸屑污染 C．噪声 D．前列三项总和
4．某年“世界无烟日”的主题是“清洁空气，拒吸二手烟”。“二手烟”燃烧产生的烟气中含有三种主要毒素，除烟碱和致癌物焦油外，还有一种不易注意的有毒物质是
A．NO B．SO2 C．CO D．CO2
5．人体内含有多种元素，其中许多元素都是人体所需的，但有些元素尚未证实其生理功能，相反，在食品中它们含量稍高会引起毒性反应，食品卫生法对它们的最高标准有极严格的规定。这些元素是①Na ②Mg ③As ④Cd ⑤Ca ⑥Zn ⑦Hg ⑧Pb ⑨Cu ⑩K中的
A．⑥⑦⑧⑨ B．②④⑥⑧ C．③④⑦⑧ D．②④⑥⑦⑧
6．据各地报纸报道，在一些建筑工地的食堂里常发生将工业用盐当作食盐用，引起工人食物中毒的现象，该工业用盐对人有致癌使用。这种盐中含有致癌作用物质的化学式是
A．MgCl2 B．KCl C．NaNO2 D．MgSO4
7．你认为减少酸雨产生的途径可采取的措施是①少用煤燃料 ②把工厂烟囱造高 ③燃料脱硫 ④在已酸化的土壤中加石灰 ⑤开发新能源
A．①②③ B．②③④⑤ C．①③⑤ D．①③④⑤
8．发展“绿色食品”是提高人类生存质量 维护健康水平的重要措施，绿色食品系指
A．绿颜色的营养食品 B．有叶绿素的营养食品
C．经济附加值高的营养食品 D．安全、无公害的营养食品
9．1998年长江洪水泛滥，在受灾区为了保证饮水质量，医务人员在做好防病减灾的同时，还向灾民们发放了饮水清洁剂。你认为下列物质中适宜做饮水清洁剂的是
A．NaClO、KAl(SO4)2·12H2O B．NaOH、Cl2
C．KMnO4、A12(SO4)3 D．NaHCO3、KAl(SO4)2
10．控制城市空气污染的方法可以有
A．开发氢能源 B．使用电动车 C．植树造林 D．戴上呼吸面具
11．造成大气污染的SO2主要来源于
A．自然界含硫化合物的分解和氧化 B．火山喷发
C．工厂排出的尾气 D．大量燃烧含硫燃料
12． 环境污染已成为人类的特大杀手，各种污染数不胜数。下列名词与污染无关的是
A．温室效应 B．红潮 C．酸雨 D．大脖子病 (E)光化学烟雾 (F)潮汐
13． 90年代初，国际上提出了“预防污染”这一新概念，绿色化学是预防污染的基本手段。下列各项中属于绿色化学的是
A．杜绝污染源 B．减少有毒物 C．治理污染点 D．处理废弃物
14．下列物质中，不能用于净化饮用水，或用于饮用水消毒的物质是
A．明矾 B．Na2FeO4 C．NaCl D．Cl2
15．1999年1月，江西省赣州地区发生因某重金属元素引起的工业猪油中毒事件，导致中毒的元素是
A．Mg B．Sn C．Ca D．As
16．①农业生产中农药、化肥使用不当 ②生活中大量使用含磷洗涤剂 ③工业生产中废气、废液、废渣排放不当 ④生活污水的任意排放 ⑤石油运输过程中因泄漏流入江河 ⑥原子核反应的残留物随意排放。以上可以造成水污染的是
A．①③⑤⑥ B．①③④⑤ C．①②③⑥ D．全部都是
17．1838年3月纽卡尔市的一些园艺家访问大物理学家法拉第，向他请教一个奇特而有趣的问题：为什么别处生长的紫罗兰都是紫色的，而生长在纽卡斯尔市的紫罗兰却是白色的？法拉第经过一番研究，得出结论，后来被化学家证实并在工业上广泛应用。法拉第的结论是
A．遗传变异 B．纽卡斯尔市民用自来水浇花
C．施花肥不当 D．纽卡斯尔空气中SO2含量较高
18．国家规定从2001年2月1日起全国停止生产含铅汽油，无铅汽油的含义是
A．汽油中绝不含铅元素 B．汽油中不人为添加含铅元素的物质
C．汽油中含铅元素在一定指标范围内 D．以上都不正确
19．常见的大气污染分为一次污染物和二次污染物。二次污染物是排入环境中的一次污染物在物理化学因素或微生物作用下，发生变化所生成的新污染物。下列4种气体：①SO2，② NO，③NO2，④Cl2中，能导致二次污染的是
A．①②③④ B．只有①②④ C．只有②④ D．只有②
20．油井发生火灾，产生大量废气：①浓烟中的炭粒，②氮的氧化物，③碳的氧化物，④硫的氧化物，⑤碳氢化合物，其中对大气造成污染并导致雨水酸化的有害气体是
A．①②③ B．②④ C．②③④ D．②④⑤
21．“漂尘”是物质燃烧时产生的粒状漂浮物，颗粒很小（直径小于10－7m），不易沉降（可漂浮数小时甚至数年），它与空气中的SO2接触，SO2会部分被氧化成SO3，“漂尘”所起的主要作用是
A．氧化剂 B．还原剂 C．吸附剂 D．催化剂
22．汽车尾气中污染空气的是：①CO，②CO2，③NO，④铅的化合物
A．①② B．①③ C．③④ D．①③④
23．使用化学方法可以用消除某些环境污染，下列措施属于化学方法的是
A．废旧塑料重熔、重新成型 B．用多孔吸附剂清理水面油污
C．在燃煤中加入氧化钙 D．将垃圾深埋
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案
题号 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
答案
24．1mol氢气燃烧时约放热286kJ，而每公斤汽油燃烧时约放热16000kJ。氢气被公认为是21世纪替代矿物燃料的理想能源。试简述氢气作为能源的三个主要优点：
(1)________________________________；(2) ________________________________；
(3) ________________________________。
25．某次采集酸雨样品，每隔一段时间测定一次pH，得到数据如下：
时间 开始 8h 16h 24h 32h 40h 48h
pH 5.0 4.8 4.5 4.3 4.2 4.0 4.0
简答：
(1)放置时，雨水样品pH变化的主要原因。_______________________________
(2)pH变化的化学方程式：
________________________________或________________________________。
(3)为减少酸雨的产生，你认为可采取的措施是 。①减少以煤作为燃料；②把工厂的烟囱建得高一些；③将燃料脱硫；④在已酸化的土壤中加石灰；⑤开发新能源。
A．①③⑤ B．②③④⑤ C．①②③ D．①③④⑤
26．环境监测测定水中溶氧的方法是：①量取amL水样，迅速加入固定剂MnSO4溶液和碱性KI溶液(含KOH)，立即塞好瓶塞，反复振荡，使之充分反应，其反应式为：2Mn2＋+O2+4OH =2MnO(OH)2(该反应极快)。②测定：开塞后迅速加入1～2mL浓H2SO4(提供H＋)使之生成I2，再用bmol／L的Na2S2O3溶液与生成的I2反应，消耗Na2S2O3VmL，有关反应方程式为：
MnO(OH)2+2I—+4H＋＝Mn2＋+I2+3H2O I2+2S2O32－=2I—+ S4O62－
水中溶氧的计算式是_____________________。
27．人类的活动所产生的一些气体，能对大气中的臭氧层起到破坏作用。臭氧含量减少，将造成严重后果，直接威胁到人类的生活和生存。近些年来，屡有在南、北极，甚至西藏的喜马拉雅山地区出现臭氧黑洞的报道，引起人们的极大关注。
简要说明人类活动产生的哪些气体对大气臭氧层能起破坏作用。
28．某工厂排出的废水中含有游离氯，为除去该废水中的游离氯，而且使废水变为中性，有人提出如下图方案：
在废水管的A、B处分别注入一定量的废烧碱溶液和亚硫酸钠溶液。已知：
Cl2+Na2SO3+H2O=Na2SO4+2HCl 请写出：
(1)A、B处分别加入的物质的分子式：A___________________，B__________________。
(2)写出该反应的化学方程式：
A处：_____________________， B处：_____________________。
29．在一烧杯中盛有100mL2mol／LH2SO4溶液，同时有一表面光滑的塑料小球悬浮于溶液中央(如下图所示)。向该烧杯里缓缓注入0.4mol／L的Ba(OH)2溶液至恰好完全反应，在此实验过程中：
(1)烧杯里观察到的实验现象是：
①__________________________；
②__________________________________
(2)写出实验过程中反应的离子方程式：__________________________________。
30．科学家们认为，“温室效应”将对人类产生较大影响，防止温室效应进一步发展
的有效措施有：（1）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，
（2）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
31．燃煤锅炉将排放大量SO2，污染大气造成公害，常采用两种方法消除燃煤
SO2的污染。
（1）使排放的烟气通过氨水洗涤，化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　。（2）在煤中加适量石灰，使SO2与石灰反应，化学方程式为　　　　　　　　　　　， 该生成物仍可被氧化而成稳定的石膏，化学方程式为 。
32．含氰化物（有CN－）的废水危害大，CN－的含量为0.01mol/L～0.04mol/L就能毒
杀鱼类。处理它的方法是用氧化法使其转化为低毒的氰酸钾（含CNO－），氧化剂常用次氯酸盐，且进一步可降解为无毒的气体。近期研究将把某些半导体的小粒悬浮在溶液中，在光的作用下，在小粒和溶液界面发生氧化还原反应。但小粒的质量不发生变化，如二氧化钛(TiO2)小粒表面就可以破坏氰化物有毒废物。
（1）二氧化钛在上述反应中的作用是　　　　　　　　　　　　　　。
（2）氰化物经处理后产生的无毒气体应该是　　　　　　和　　　　　　　。
（3）若用NaClO溶液处理NaCN的废液，产生另外两种盐，其化学方程式为 　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
33．在一条鱼、虾几乎绝迹的小河边从上游到下游依次有四座工厂：甲、乙、丙、
丁，它们排出的废液里，每厂只含有Na2CO3、FeCl3、Ca（OH）2、HCl中的一种。某
中学环保小组对河水监测时发现：①甲处河水呈乳白色；②乙处河水呈红褐色；③丙处河水由浑变清；④丁处产生气泡，河水仍清。请回答：
（1）四座工厂排出的废液里含有的污染物是：甲　　　，乙　 　，丙　　　，丁　 　。
（2）小河中鱼、虾几乎绝迹的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
34．NO是大气污染物之一，目前，有一种治理方法是在400℃左右，在有催化剂存在
的情况下，用氨把NO还原为N2和水，请写出该反应的化学方程式 。
35．某硫酸厂周围的空气含有较多二氧化硫，为了测定空气中二氧化硫的体积分数做了如下实验：
取上述标准状况下的空气1L（内含N2、O2、SO2、CO2）慢慢通过足量溴水，然
后在此溶液中加入过量的BaCl2溶液，产生白色沉淀，将沉淀洗净、干燥后称重为
0.233g。请回答：
（1）通入足量溴水的目的是： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（2）加入过量BaCl2溶液的目的是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（3）过滤后，若在滤液中加K2SO4溶液，有白色沉淀产生，证明： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（4）用蒸馏水洗涤沉淀2～3次，若在洗液中加入AgNO3溶液，无沉淀出现，证明：
　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（5）空气中，SO2的体积分数为　　　　　　。（写清楚具体的计算过程）
参考答案
一、1B、2C、3D、4C、5C、6C、7C、8D、9A、10AB、11D、12DF、13A、14C、15B、16D、17D、18BC、19A、20C、21D、22D、23C、
二、24．(1)相同质量的氢气燃烧时放出的热量比汽油大 (2)氢气燃烧的产物是水，对环境没有污染 (3)制取氢气可以用水，来源十分丰富
25．(1)雨水样品里的中强酸H2SO3和SO2不断被空气中的氧气氧化生成强酸H2SO4，所以，pH随时间延长而H＋浓度增大，pH下降，至全部氧化后，溶液中形成H2SO4，不会氧化和挥发，pH不再发生变化 (2)2SO2+2H2O+O2=2H2SO4或2H2SO3+O2＝2H2SO4 (3)A．
26． x= b×V×l0—3/4mol
27．喷气飞机排放大量的NO，一些农药、杀虫剂能排放N2O，作为制冷剂在制冷系统中广泛使用的氟利昂等。
28．(1)A: Na2SO3; B:NaOH
(2) A处：Cl2+Na2SO3+H2O=Na2SO4+2HCl， B处：HCl +NaOH=NaCl+ H2O
29．(1)①溶液里产生白色沉淀②小球下沉 (2) Ba2++2OH—+2H++SO42—=BaSO4↓+2H2O
30．（1）寻找并使用新能源 （2）植树造林，扩大绿色植物的覆盖面
31．（1）SO2+2NH3+H2O=（NH4）2SO3
（2）CaO+SO2=CaSO3; 2CaSO3+O2 +4H2O=2 (CaSO4·2H2O)
32．（1）催化剂 （2）CO2； N2 （3）NaClO+NaCN=NaCl+NaCNO
33．（1）Ca(OH)2 ; FeCl3 ; HCl ; Na2CO3 （2）河水酸性较强，污染严重
34．4NH3+6NO 5N2+6H2O
35．（1）将SO2全部氧化成SO42－：SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr
（2）使SO42－完成生成BaSO4沉淀：Ba2++SO42－=BaSO4↓
（3）所加BaCl2溶液已过量 （4）BaSO4沉淀已洗净
（5）2.24% n(SO2) = n (CaSO4)= =0.001mol
V(SO2) = n(SO2)×Vm=0.001mol×22.4L/mol=0.224L
SO2的体积分数=×100%=2.24%
400℃
催化剂高考化学考点解析全程复习考点：影响化学平衡的条件
1．复习重点
1．浓度,压强和温度等条件对化学平衡的影响.
2．平衡移动原理的应用.
2．难点聚焦
我们研究化学平衡的目的,不是要保持一个化学平衡不变.而是要研究如何利用外界条件的改变,去破坏化学平衡.使之向我们所希望的方向转变,去建立新的化学平衡.
化学平衡的移动:
可逆反应中,旧化学平衡的破坏,新化学平衡的建立的过程就叫做化学平衡的移动.
(1) 浓度对化学平衡的影响:
做实验:2-3实验证明:
加入FeCl3或KSCN溶液后，试管中的红色加深了。
说明生成物的浓度增大了。
说明化学平衡向正反应的方向移动了。
无数实验证明：
增大任何一种反应物的浓度，都可以使化学平衡向正反应方向移动。
增大任何一种生成物的浓度，都可以使化学平衡向逆反应方向移动。
减小任何一种反应物的浓度，都可以使化学平衡向逆反应方向移动。
减小任何一种生成物的浓度，都可以使化学平衡向正反应方向移动。
(2) 压强对化学平衡的影响:
处于平衡状态的反应混合物里，无论是反应物，还是生成物，只要有气态物质存在，压强的改变，就有可能使化学平衡移动。
如：
反应中，1体积氮气和3体积的氢气反应，生成了2体积的氨气。反应后，气体总体积减少了！
参见表2－3数据。
可知，对这种气体总体积减少的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动。即：增大压强，平衡向体积缩小的方向移动；减小压强，平衡向体积增大的方向移动。
气体总体积不变化，改变压强，化学平衡不移动！
如：
反应前后，气体物质总体积不变。
改变压强，平衡不移动！
(3) 温度对化学平衡的影响:
在吸热或放热的可逆反应中,反应混合物达平衡后,改变温度,也会使化学平衡移动.
在可逆反应中,正反应如果放热,则,逆反应必定吸热!反之亦然.
做实验2－4
由实验可知:
升高温度,(混合气体颜色加深,)平衡向吸热反应的方向移动.
降低温度,(混合气体颜色变浅,)平衡向放热反应的方向移动
(4) 催化剂对化学平衡的影响:
催化剂能同等程度的增加正反应速率和逆反应速率,即,催化剂不能改变达到化学平衡状态的反应混合物的组成.即:催化剂不能使化学平衡移动!但催化剂可以改变达到化学平衡所需要的时间.
(5) 平衡移动原理:
即:勒夏特列原理:
如果改变影响平衡的一个条件,平衡就像削弱这种改变的方向移动.
3．例题精讲
化学平衡图像题的解法探讨
例1.可逆反应mA(固)+nB(气) eC(气)+fD(气)反应过程中，当其他条件不变时，C的体积分数(C)在不同温度(T)和不同压强(P)的条件下随时间(t)的变化关系如图所示。下列叙述正确的是 （ ）
A．达到平衡后，若使用催化剂，C的体积分数将增大
B．当平衡后，若温度升高，化学平衡向逆反应方向移动
C．化学方程式中，n＞e+f
D．达到平衡后，增加A的质量有利于化学平衡向正反应方向移动
[解析] 从(1)图中应先判断出T1与T2温度的大小关系。在其他条件不变时，温度升高，反应速率变大，达到平衡时间越短。由此可知，T2＞T1。从图(1)分析可知温度较高时(C)变小，说明升高温度时，平衡向逆反应方向移动，所以该正反应是放热反应。B选项是正确的。
从(2)图中，应先判断出P1与P2大小关系。在其他条件不变情况下，压强越大，达到平衡的时间就越短，由此可知P2＞P1。从图中可知，压强增大时(C)变小，说明增大压强平衡向逆反应方向移动，逆反应方向是气体体积减小方向，即n＜e+f，C项错误。
由于使用催化剂，并不影响化学平衡的移动，A项错误。
在化学平衡中，增大或减小固体物质的质量不影响化学平衡的移动。因此D项错误。
[答案]B
[点评] 解答这类图象题时，必须要抓住纵坐标(变量)即C的体积分数与外界条件变化的关系，分析得出相应正确的结论。
例2.已知某可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)在密闭容器中进行，右图表示在不同反应时间t时，温度T和压强P与反应物B在混合气体中的体积分数B%的关系曲线，由曲线分析，下列判断正确的是 （ ）
A．T1＜T2 P1＞P2 m＋n＞P ΔH<0
B．T1＞T2 P1＜P2 m＋n＞P ΔH>0
C．T1＜T2 P1＞P2 m＋n＜P ΔH<0
D．T1＞T2 P1＜P2 m＋n＜P ΔH>0
[解析] 本题考查根据温度、压强变化对化学平衡移动的影响来判断化学方程式的特点。分析图象，可以分两个层次考虑:（如图将三条曲线分别标为①、②、③）。从①、②曲线可知，当压强相同（为P2）时，②先达平衡，说明T1＞T2 ；又因为T2低，B%大，即降低温度，平衡逆向移动，说明逆向放热，正向吸热。从②、③曲线可知，当温度相同（为T1）时，②先达平衡，说明P2＞P1 ；又因为P2大，B%大，即增大压强，平衡逆向移动，说明逆方向为气体体积减小的方向，m＋n＜P。 综合以上分析结果：T1＞T2， P1＜P2，m＋n＜P，正反应为吸热反应。
[答案] D
[点评] 识别此题的图像，要从两点入手，其一，斜线的斜率大小与反应速率大小关联，由此可判断温度、压强的高低；其二，水平线的高低与B%大小相关联，由此可分析出平衡向那个方向移动。
例3 .在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图，下列表述中正确的是 （ ）
A．反应的化学方程式为：2MN B．t2时，正逆反应速率相等，达到平衡
C．t3时，正反应速率大于逆反应速率 D．t1时，N的浓度是M浓度的2倍
[解析]本题以化学反应速率与化学平衡为素材，考核观察图象及其信息加工的能力。从图象可知，t1时，N的物质的量是6mol，M的物质的量是3mol，故N的浓度是M浓度的2倍是正确的；同时也可得出反应的化学方程式为：2NM；t2时，正逆反应速率虽然相等，但尚未达到平衡，因为此时M、N的物质的量还在增大与减少，t3时M、N的物质的量保持不变，说明已达平衡状态，则正反应速率等于逆反应速率。
[答案] D
[点评] 主要考查化学反应速率、化学平衡等知识，已经抽象到没有具体的元素符号，并且以看图设置情境设问，因此对观察能力作了重点考查，思维能力要求也较高。图的横坐标是时间，绘出了t1、t2、t33个时刻。纵坐标既不是速率，也不是浓度，而是物质的量。仔细审视各时间段中物质的量的变化。
例4.反应 2X（气）＋ Y（气）2Z（气）+热量，在不同温度（T1和T2）及压强（p1和p2）下，产物Z的物质的量（n2）与反应时间（t）的关系如右图所示。下述判正确的是 （ ）
A、T1＞T2，p1＜p2 B、T1＜T2，P1＞p2
C、T1＞T2，P1＞p2 D、T1＜T2，p1＜p2
[解析] 首先分析反应：这是一个气体的总物质的量减小（体积减小）、放热的可逆反应，低温、高压对反应有利，达平衡时产物Z的物质的量n2大，平衡点高，即图示曲线T2、p1。再对比图示曲线T2、p2，温度相同，压强不同，平衡时n2不同（pl时的n2＞P2时的n2），由此分析p1＞p2，再从反应速率验证，T2、P1的曲线达平衡前斜率大（曲线陡）先到达平衡，也说明压强是 p1＞p2（增大反应压强可以增大反应速率）。然后比较曲线T2、p2与T1、p2，此时压强相同，温度不同，温度低的达平衡时n2大，平衡点高（曲线T2、p2），由此判断温度T1＞T2；再由这两条曲线达平衡前的斜率比较，也是T1、p2的斜率大于T2、p2，T1、p2先到达平衡，反应速率大，也证明T1＞T2。由此分析得出正确的判断是T1＞T2，p1＞p2，选项C的结论正确。
[答案] C
[方法点拨]
化学平衡图象问题的识别分析方法
化学平衡图象问题的识别无外乎是看坐标、找变量、想方程、识图象四个方面，即准确认识横、纵坐标的含义，根据图象中的点（起点、终点、转折点）、线（所在位置的上下、左右、升降、弯曲）特征，结合题目中给定的化学方程式和数据，应用概念、规律进行推理判断．但识图是关键，笔者认为应以横坐标的不同含义把图象分为两大类：①时间（t）类，②压强（p）或温度（T）类．这两类的特征分别如下．
（一）、时间（t）类
1．图象中总有一个转折点，这个点所对应的时间为达到平衡所需时间，时间的长短可确定化学反应速率的大小，结合浓度、温度、压强对化学反应速率的影响规律，可确定浓度的大小，温度的高低和压强的大小．
2．图象中总有一段或几段平行于横轴的直线，直线上的点表示可逆反应处于平衡状态．
3．这几段直线的相对位置可确定化学平衡移动的方向．固定其它条件不变，若因温度升降引起的平衡移动，就可确定可逆反应中是Q＞0还是Q＜0；若因压强增减引起的平衡移动，就可确定气态物质在可逆反应中，反应物的系数和与生成物的系数和之间的相对大小．
（二）、压强（p）或温度（T）类
1．图象均为曲线．
2．曲线上的点表示可逆反应在相应压强或温度下处于平衡状态；而不在曲线上的点表示可逆反应在相应压强或温度下未达到平衡状态，但能自发进行至平衡状态．
3．曲线的相对位置、变化趋势决定了化学平衡移动的方向．固定其它条件不变，若温度变化引起的平衡移动，即可确定可逆反应中是Q＞0还是Q＜0；若因压强改变引起的平衡移动，即可确定气态物质在可逆反应中反应物的系数和与生成物的系数和之间的相对大小
等效平衡的探讨
1、定温、定容条件下的等效平衡　
例5：在一个固定容积的密闭容器中加入2molA和1molB，发生反应2A(g)+B(g)≒3C(g)+D(g)，达到平衡时，C的浓度为wmol/L。若维持容器的容积和温度不变，按下列情况配比为开始浓度，达到平衡后C的浓度仍为wmol/L的是（　　）　
A、4molA+2molB 　
B、2molA+1molB+3molC+1molD
C、3molC+1molD+1molB 　
D、3molC+1molD 　
E、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD
［解析］
这是一道关于等效平衡的题，常用极端假设法分析。将“3molC+1molD”转化为“2molA+1molB”将.5molC+0.5molD”转化为“1molA+0.5molB”。则B组起始状态相当于4molA+2molB”，C组起始状态相当于“2molA+2molB”，E组起始状态相当于“2molA+1molB”。显然，A、B、C组的起始量与“2molA+1molB”　的起始量不同，均不能达到与其相同的平衡状态，而D、E组的起始量与“2molA+1molB”　的起始量相同，能达到与其相同的平衡状态。故正确答案为D、E。
答案：D E　
例6．在一定温度下，把2mol SO2和1molO2通入一个一定容积的密闭容器里，发生反应
2SO2+O2 2SO3，当此反应进行到一定程度时，就处于化学平衡状态。若该容器中维持温度不变，令a、b、c分别代表初始时SO2、O2和SO3的物质的量。如果a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的体积分数仍跟上述平衡时完全相同。请填写下列空白：
(1)若a=0，b=0，则c=____。
(2)若a=0.5mol，则b=____，c=____。
(3)a、b、c取值必须满足的一般条件是(请用两个方程式表示，其中一个只含a和c，另一个只含b和c)____。
[解析] 对于本题来说，要达到同一平衡状态，其外界条件相同，就是同温、同压时有关物质的物质的量要符合如下关系：
(1)若反应从正反应开始，必须是2molSO2，1molO2；
(2)若反应是从逆反应开始，必须是2molSO3；
(3)若反应是从正、逆反应两个方向开始，则把SO3看作是由SO2和O2转化而来的，把SO3的起始的量全部转化为SO2和O2，然后这部分物质的量再分别加上原有的SO2和O2的量，看看是否能达到2molSO2和1molO2；或使SO2、O2的起始的量全部转化为SO3，然后这部分物质的量再加上原有的SO3的量，看看是否能达到2molSO3。
[答案] (1) 2mol。(2) 0.25mol，1.5mol。(3) a+c=2，2b+c=2。
2、定温、定压条件下的等效平衡　
例7．在恒温恒压条件下，向可变的密闭容器中充入3LA和2LB发生如下反应3A（g）+2B（g）xC（g）+yD（g）,达到平衡时C的体积分数为m%。若维持温度不变，将0.6LA、0.4LB、4LC、0.8LD作为起始物质充入密闭容器中，达到平衡时C的体积分数仍为m%。则x、y的值分别为（　　　）　
A、x=3、y=1　　B、x=4、y=1 　C、x=5、y=1　　D、x=2、y=3　 E、x=10、y=2 　
解析：
该反应起始反应物的量比0.6:0.4=3:2符合化学方程式中反应物的系数比,若4LC、0.8LD恰好完全转化成A、B时，必须x:y=5:1，但此时x+y≠2+3，故在恒温恒压条件下,符合x:y=5:1的所有x、y的值不符合题意。若4LC、0.8LD不能恰好完全转化成A、B时，则不能达到与开始时等效的平衡状态。当x=5、y=1时，用极端假设法“4LC、0.8LD”可转化为“2.4LA、1.6LB”，反应物的起始量相当于“3LA、2LB”,与原起始量相同，能达到与开始时相同的平衡状态，故正确答案为C。　
3、定温、不定压、不定容条件下的等效平衡
例8．在一定温度下,将2molHI气体充入一容积可变的密闭容器中发生反应
HI(g) H2(g)+I2(g),反应达平衡后,H2的体积分数为m%。若其他条件不变,容器的容积变为原来的一半,平衡时H2的体积分数为????。　
解析：容器的容积变为原来的一半,体系的压强变为原来的2倍，由于反应前后气体体积不变，所以平衡不移动，H2的体积分数仍为m%，各物质的浓度均为原来的2倍，反应速率加快。
答案：H2的体积分数为m%　
[ 方法提示]
1.等效平衡的含义：在一定条件（恒温恒容或恒温恒压）下，只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后，任何相同组分的分数（体积、物质的量）均相等，这样的化学平衡互称为等效平衡。
在等效平衡中，还有一类特殊的平衡，不仅任何相同组分x的分数（体积、物质的量）均相同，而且相同组分的物质的量均相同，这类等效平衡又互称为同一平衡。同一平衡是等效平衡的特例。
如：N2+3H22NH3在下列四个容器A、B、C、D中均处于平衡状态，各组分物质的量分别为如下所示。


B．a mol N2，b mol H2，c mol NH3
C．1 mol N2，3 mol H2，0 mol NH3
D．0 mol N2，0 mol H2，2 mol NH3
若A、B两容器T、p相同，则A、B两平衡互为等效平衡。
若C、D两容器T、V相同，则C、D两平衡互为同一平衡。
2.建立等效平衡的条件
（1）．恒温恒压下或恒温恒容下，对于同一可逆反应，若两初始状态有相同的物料关系，则达到平衡后两平衡等效且实为同一平衡。
此处的相同是指广义的相同，即只要通过可逆反应的化学计量数关系换算成平衡式左右两边中某一边的物质的量，若两者相同则为有相同的物料关系。如：
N2＋3H22NH3


则①②③为具有相同的物料关系。
（2）．在恒温恒压下，对于同一可逆反应，若两初始状态具有相当的物料关系，则达到平衡后，两平衡互为等效平衡。
此处的相当是指按化学计量数换算成左右两边中同一边物质的量之比相同。
例如：N2O（g）＋2O2（g）N2O5（g）


①中n（N2O）∶n（O2）=2∶3
②中n（N2O）∶n（O2）=3∶4.5＝2∶3
③n（N2O）∶（O2）=（2.5+1.5）∶（3+3）=2∶3
则①②③的量相当。
由此可知：化学平衡的建立，仅仅与反应条件有关，而与化学平衡的建立的过程无关，这就是说，对同一个可逆反应，在同样的条件下，无论反应是从正反应开始，或是从逆反应开始，或是从两个方向同时开始(即既有反应物转化为生成物，同时也有生成物转化为反应物)，最终都能达到完全相同的平衡状态，也就是平衡体系中各物质的质量分数(气体的体积分数)各保持一定而不变。
　　 对于一般可逆反应，在定温、定容条件下，只改变起始加入情况，只要按化学方程式中各物质的化学计量数比换算成方程式左右两边同一边物质的物质的量与原平衡相同，则二平衡等同（也等效）。对于反应前后气体体积不变的可逆反应，在定温、定容或定温、定压条件下，只改变起始时加入情况，只要按化学方程式中各物质计量数比换算成方程式左右两边同一边物质的物质的量之比与原平衡相同，则二平衡等效（不一定等同）。
例5． 在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中，保持一定的温度和压强，进行以下反应： N2＋3H22NH3 已知加入1 mol N2、4 mol H2时，达到平衡后生成a mol NH3（见表中已知项），在相同温度和压强下保持平衡后各组分体积分数不变，对下列编号②～④的状态，填写表中空白。


解析：由题意知②与①的平衡状态互为等效平衡，②中平衡时NH3的物质的量为①的一半，设①达到平衡的过程如下图。
设想我们可以用隔板将①中平衡状态均分为A、B两部分，那么A（B）与整体当然处于等效平衡且A（B）中NH3的量为0.5a mol，所以我们可认为A（B）部分为②的平衡态，那么达到B平衡态的初始状态当然也为达到①平衡态的初始状态的一半，即可用下图表示：
即达到②的平衡的初始的物质的量为：
n（N2）=0.5mol、n（H2）=2mol、n（NH3）=0 mol
而经过等量互换，当n（NH3）＝1mol时，
n（N2）=0mol n（H2）=1.5mol
同理知①为③这个整体的2／3，故③达到平衡时n（NH3）=


同理，设始态NH3为x，平衡时NH3为y，则


得x=2（g-4m） y=（g-3m）a
[点拨]
这类等效平衡可形象地理解为整体与局部的关系。即在恒温恒压下，当两初始状态符合局部与整体的关系时，那么相对应的平衡态也就符合局部与整体的关系。反之亦然。
4．实战演练
（一）选择题
1.对于反应A(s)+2B(g)3C(g)；△H＞0，C%跟外界条件X、Y的关系如图所示，下列结论正确的是 （ ）
A．Y表示温度，X表示压强，且Y3＞Y2＞Y1
B．Y表示压强，X表示温度，且Y3＞Y2＞Y1
C．X表示压强，Y表示温度，且Y1＞Y2＞Y3
D．X表示温度，Y表示压强，且Y1＞Y2＞Y3
2. 在容积固定的密闭容器中存在如下反应： A(g)+3B(g) 2C(g)； △H<0某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，并根据实验数据作出下列关系图：
下列判断一定错误的是 （ ）
A．图I研究的是不同催化剂对反应的影响，且乙使用的催化剂效率较高
B．图I研究的是压强对反应的影响，且乙的压强较高
C．图Ⅱ研究的是温度对反应的影响，且甲的温度较高
D．图Ⅲ研究的是不同催化剂对反应的影响，且甲使用的催化剂效率较高
3.右图曲线a表示放热反应X(g)+Y(g) Z(g)+M(g)+N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件，使反应过程按b曲线进行，可采取的措施是 （ ）
A．升高温度 B．加大X的投入量
C．加催化剂 D．增大体积
4.反应达到平衡时，温度和压强对该反应的影响如图所示，图中：，x轴表示温度，y轴表示平衡混合气中G的体积分数。有下列判断：（1）该反应是放热反应； （2）该反应是吸热反应； 3）a>b； （4）aA. （1）（3） B. （1）（4） C. （2）（3） D. （2）（4）
（二）填空题
1.加入0.1mol粉末于50mL的中（密度）在标准状况下放出的气体体积与时间的关系如图所示：
（1）实验时放出的气体总体积是 。
（2）反应放出—半气体所需时间是 。
（3）反应放出气体所需的时间约为 。
（4）A、B、C、D各点批反应速率快慢的顺序是 。
（5）解释上述A、B、C、D快慢的原因是 。
2.二氧化氮在加热条件下能够分解成一氧化氮和氧气。该反应进行到45秒时，达到平衡（NO2浓度约为0.0125mol/L）。右图中的曲线表示二氧化氮分解反应在前25秒内的反应进程。
（1）请计算前20秒内氧气的平均生成速度： ；
（2）若反应延续至70秒，请在图中用实线画出25秒至70秒的反应进程曲线。
（3）若在反应开始时加入催化剂
（其他条件都不变），请在图上用虚线
画出加化剂后的反应进程曲线。
3.有mA(g)＋nB(g)3C(g)平衡体系，在不同条件下，反应混合物中A、B、C的体积分数和时间t的关系如图所示：
（1）若图A的a和b两条曲线分别表示有无催化剂的情形，曲线 表示有催化剂的情形。
（2）若图B中c、d两条曲线分别表示不同温度的情形，则曲线 表示高温时的情形。
（3）若图C中e、f表示不同压强时的情形，则曲线 表示压强较大时的情形，方程式中A、B两种物质的系数m、n分别为 、 。
4.（1）一定温度下，容器内某一化学反应中M、N
的物质的量随反应时间的变化的曲线如右图，则此反应的化学方程式为 ；此反应达到平衡时反应物的转化率 。
(2)在10℃和2×105pa的条件下，反应：aA(g)dD(g)+eE(g)建立平衡后，再逐步增大体系的压强（温度维持不变），表中列出不同压强下反应建立平衡时物质D的浓度。（已知反应过程中未出现物态变化。）
压强/pa 2×105 4×105
D的浓度（mol/L） 0.7 1.5
则压强由2×105增大到4×105时，平衡向 方向移动（填“正”或“逆”）。a与（d+e）的关系是：a (d+e)。（填“大于”、“小于”或“等于”。）
参考答案
（一）选择题
1. A 2. A 3. C 4. D
（二）填空题
1.（1）60mL （2）1min （3）2min （4）
（5）随反应进行，的浓度逐渐减小，反应速率逐渐减慢。（上述（1）—（4）可根据图象所示找出解答依据）
2.．（1）5.5×10-4mol/L-s（注：不写单位扣分）（2）图中实线 （3）图中虚线
3.（1）b (2)d (3)f 1 1
4．(1)2NM、75％ (2)正，大于
（一）选择题
1. 在恒容的密闭容器中充入2molA和1molB的气体后发生反应
2A（g）+B（g）xC（g）,　 达到平衡后，C的体积分数为m%。若维持容器容积和温度不变，按0.6molA、0.3molB和1.4molC为起始物质的量，达到平衡后，C的体积分数仍为m%。则x的值可能为 （ 　　）　
A、1 B、 2　　　　　　C、3　　　　　　　　D、4 　
2可逆反应A(g)＋B(g)2C(g)在固定容积的容器中进行，如果向容器中充入1mol A和1mol B，在某温度下达到平衡时，C的体积分数为m%；若向容器中充入1mol C，在同样的温度下达到平衡时，C的体积分数为n%，则m和n的关系正确的是 （ ）
A．m>n B．m3.在一密闭的容器中充入2mol A和1mol B发生反应：
2A(g)＋B(g)xC(g)，达到平衡后，C的体积分数为w％；若维持容器的容积和温度不变，按起始物质的量A：0.6mol、B：0.3mol、C：1.4mol充入容器，达到平衡后，C的体积分数仍为w％，则x的值为 （ ）
A．只能为2 B．只能为3
C．可能为2，也可能为3 D．无法确定
4.体积相同的甲、乙两个容器中，分别充有等物质的量的SO2和O2，在相同温度下发生反应：2SO2＋O22SO3并达到平衡。在这过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中SO2的转化率为p%，则乙容器中SO2的转化率为 （ ）
A．等于p% B．大于p% C．小于p% D．无法判断
5.在相同温度下，有相同体积的甲、乙两容器，甲容器中充入1g N2和1g H2，乙容器中充入2g N2和2g H2。下列叙述中，错误的是 （ ）
A．化学反应速率：乙＞甲 B．平衡后N2的浓度：乙＞甲
C．H2的转化率：乙＞甲 D．平衡混合气中H2的体积分数：乙＞甲
（二）填空题
1.在一定温度、压强下，在容积可变的密闭容器内充有1molA和1molB，此时容积为VL，保持恒温恒压，使反应：A(g)+B(g) C(g)达到平衡时，C的体积分数为40%，试回答下列问题：2molA和2molB，则反应达到平衡时容器的容积为　　 ，C的体积分数为 。　　　
欲使温度和压强在上述条件下恒定不变，在密闭容器内充入恒容容器中，对于可逆反应2.2SO2（气）＋O2（气） 2SO3（气），SO2和O2起始时的物质的量分别为20mol和10mol，达到平衡时，SO2的转化率为80％。若从SO3开始进行反应，在相同条件下，欲使平衡时各成分的体积分数与前者相同，则起始时SO3的物质的量应是_________________，SO3的转化率是______________。
3.某温度下，在1L的密闭容器中加入1mol N2、3mol H2，使反应N2+3H22NH3达到平衡，测得平衡混合气中N2、H2、NH3分别为0.6 mol、1.8 mol、0.8 mol，如果温度不变，只改变初始加入的物质的量而要求达到平衡时N2、H2、NH3的物质的量仍分别为0.6 mol、1.8mol、0.8 mol，则N2、H2、NH3的加入量用X、Y、Z表示时应满足的条件：
（1）若X=0，Y=0，则Z=______。
（2）若X=0.75，则Y=______，Z=______。
（3）若X=0.45，则Y=______，Z=______。
（4）X、Y、Z应满足的一般条件是（用含X、Y、Z的关系式表示）______。
4.甲、乙两容器，甲的容积固定，乙的容积可变。在一定温度下，向甲中通入3mol N2和4mol H2，反应达到平衡时，生成NH3的物质的量为amol。
（1）相同温度下，向乙中通入2molNH3，且保持容积与甲相同，当反应达到平衡时，各物质的浓度与甲平衡中相同。起始时乙中还通入了____mol N2和____mol H2。
（2）相同温度下，若向乙中通入6mol N2和8mol H2，且保持压强与甲相等，当反应达到平衡时，生成氨的物质的量为b mol，则a∶b______1∶2；若乙与甲的容积始终相等，达到平衡时，生成氨的物质的量为c mol，则a∶c_____1∶2(填“＞”、“＜”或“＝”)。
参考答案：
（1） 选择题
1 .BC 2. C 3. C 4. B 5. D
（2） 填空题
1. （10V/7）L， C的体积分数为40%
2. 达到平衡时SO2的物质的量为4mol，SO3的物质的量为16mol，从逆反应开始SO3也应充入20mol，平衡时SO3应有16mol，所以SO3的转化率为20%
3. 1） X=0，Y=0，则 Z=2 mol
（2）X=0.75，则Y=2.25、Z＝0.5
（3）X＝0.45、Y=1.35、Z=1.1
（4）
4. (1）2mol N2和1mol H2。 （2）c＞2a， a∶c＜1∶2。
T2P2
T1P2
T1P1
①②③
B%
t
0高考化学考点解析全程复习考点：硝酸
1．复习重点
1、 记住硝酸的物理性质。
2、 掌握并能灵活运用硝酸的化学性质。
3、 掌握实验室制取硝酸的方法。
4、 掌握工业上氨催化氧化制硝酸的反应原理，常识性了解其主要生成过程。了解NO
和NO2对环境的污染及其防治方法。
2．难点聚焦
1、 物理性质
纯净硝酸是无色、易挥发，有刺激性气味的液体，密度比水大。因为它的晶体为分子
晶体，所以它的熔沸点较低。因为硝酸分子为强极性分子，所以它能以任意比溶于水。常用浓硝酸的质量分数大约是69%。98%以上的浓硝酸叫“发烟硝酸”。浓硝酸为挥发性酸，打开瓶盖露置于空气中，瓶口上方观察到白雾。
2、 化学性质
硝酸溶于水发生完全电离：HNO3=H++NO3-，常用浓硝酸中，硝酸也是以离子形成存
在于水溶液中，因此硝酸具有酸的通性。硝酸是一种强酸，除具有酸的通性外还有它本身的特性。
1、 硝酸的不稳定性
4e
4HNO3 △　2H 2O+4NO2↑+O 2↑
或光照
硝酸的浓度越大越易分解，温度越高分解越快，光越强分解越快。为了防止硝酸的分
解，必须把它盛在棕色瓶里密封贮放在黑暗而且温度低的地方。常用浓硝酸略带黄色，是因为少部分硝酸分解而产生的NO2气体溶解在硝酸中的缘故。
如果将浓硝酸加热分解产生的气体收集起来再溶于水时，该混合气可被水完全吸收，无残留气体。这是因为收集到的气体中=4:1溶于水时，发生反应：4NO2+O2+2H2O=4HNO3，恰好均被完全吸收。
2、 硝酸的氧化性
硝酸是一种很强的氧化剂，不论稀硝酸还是浓硝酸都有氧化性。硝酸越浓氧化性越强。
同浓度的硝酸温度越高氧化性越强。硝酸能氧化除Pt、Au之外的绝大多数金属，还能氧化许多非金属（如碳、硫、磷），及具有还原性的物质（如H2S、Na2SO3、SO2、HBr、HI、Fe2+、Sn2+，松节油、锯未等）。如：
铜、汞、银等不活泼金属与浓硝酸剧烈反应，一般认为生成硝酸盐和二氧化氮而与稀硝酸反应通常需加热，产生金属硝酸盐和一氧化氮，在反应中硝酸均既表现氧化性又表现酸性。
Cu+4HNO3（浓）= Cu (NO3)2+2NO2↑+2H2O ……………………①
3Cu+8HNO3（稀） △ 3Cu (NO3)2+2NO↑+4H2O …………………②
上述两反应均可用离子方程式表示为：
Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O
3 Cu+4H++2NO3-=2Cu3++2NO↑+4H2O
值得注意的是切不可以还原产物的价态来判断硝酸氧化性的强弱，必须肯定浓硝酸氧化性强于稀硝酸氧化性。同时必须切实知道反应中作为氧化剂的硝酸的物质的量等于产生气体（氮的氧化物）的物质的量，即使产生NO2和NO的混合气体亦是如此。
反应①可用作实验室制取NO 2 气体，用平底烧瓶分液漏斗、双孔塞组合实验装置，由于反应剧烈，可控制滴加浓硝酸的速率控制产生NO2的速率，只能用向上排空气法收集NO2气体，多余的NO2气体可用碱液吸收。该制取应在通风橱中进行。反应②可作为实验室制取NO的反应，装置选择固+液 △ 气的装置，只能用排水法收集。
铝、铁遇冷的浓硝酸产生钝化现象，即浓硝酸将它们表面氧化成一层薄而致密的氧化物薄膜、阻止了进一步反应的缘故。
铁在过量的浓硝酸中加热发生反应为：
Fe+6HNO3（浓） △ Fe (NO3)3+3NO2↑+3H2O
过量的铁在稀硝酸中发生反应为：
3Fe+8HNO3（稀） △ 3Fe (NO3)2+2NO↑+4H2O
活泼金属跟稀硝酸反应，由于金属的强还原性，还原产物较为复杂。
例如：4Mg+10HNO3（稀）=4Mg (NO3)2+NH4NO3+3H2O。
王水（浓硝酸和浓盐酸体积比）能使Pt、Au溶解。
碳、硫、磷等非金属单质在热而浓的硝酸中剧烈反应：
C + 4HNO 3（浓） △ CO2↑+4NO2↑+2H2O
S + 6HNO 3（浓） △ H2SO4+6 NO2↑+4H2O
P + 5HNO3（浓） △ H3PO4+5 NO2↑+H2O
P4 + 20HNO3（浓） △ 4H3PO4+20 NO2↑+4H2O
某些还原性的化合物能被硝酸氧化：
3Na2SO3+2HNO 3（稀）=3Na2SO4+2NO↑+H2O
3H2S+2HNO3=3S+2NO+4H2O
2NaBr+4HNO 3（稀） △ 2NaNO 3+2NO2↑+Br2↑+H2O
6KI+8HNO3（稀）=6KNO3+I2+2NO↑+4H2O
3、 硝酸的制法
1、 硝酸的实验室制法
硝酸有挥发性，所以在实验室里可以把硝酸盐跟浓硫酸共同加热来制取。反应为：
NaNO3+H2SO4（浓） △ NaHSO4 +HNO3↑
装置图：
注意：加热时最好微热。因为HNO 3 受热易分解。制得的硝酸常略显黄色，是因为溶有少量NO2的缘故。
2、 硝酸的工业制法（氨的催化氧化法）
氨氧化生成一氧化氮
两个阶段 一氧化氮氧化生成二氧化氮，二氮化氮被水吸收而生成硝酸
反应方程式：
4NH3（气）+5O2（气） 催化剂 4NO（气）+6H 2 O（气）+907KJ
2NO（气）+O2（气）= 2NO2 （气）+113kJ
3NO 2（气）+ H 2O（液）= 2HNO3（液）+NO（气）+136KJ
设备：氧化炉、吸收塔
吸收剂：水或稀硝酸
浓缩剂：硝酸镁或浓硫酸
尾气吸收剂：氢氧化钠溶液。（NO+NO 2+NaOH=2NaNO2+H2O）
注意点：在吸收反应进行过程中补充一些空气，使吸收生成的NO再氧化为NO2，NO2
溶于水又生成HNO3和NO，经过多次的氧化和吸收，二氧化氮可以完全地被水吸收，能够尽可能多地转化为硝酸。因此起始物和反应终产物物质的量间关系为：1molNH3 转化 1molHNO 3。
3．例题精讲
例1、1.92gCu片与定量的浓HNO3作用，当收集到NO2和NO气体共1.12L时（标准状况），金属铜恰好全部作用。则反应中消耗HNO3 _______mol被还原的HNO3________mol，转移电子________mol。
解析：ne=nCu×2=×2=0.06mol
=0.05mol
×2+0.05mol=0.11mol
答案：0.11、0.05、0.06。
例2、现有下列三个方案用于制取硝酸铜，要求：①不污染环境 ②原料利用率高。请对下列三个方案加以评价。
方案一：用铜屑与浓硝酸作用。
方案二：用铜屑与中等浓度的硝酸作用，生成的NO和NO2气体用NaOH吸收。
方案三：先将铜屑在空气中灼热，使其完全氧化，再用硝酸溶解上述产物。
解析：方案一的制备反应为：Cu+4HNO3（浓） △ Cu (NO3)2+2NO2↑+2H2O。制备1mol Cu (NO3)2需4mol HNO3，反应放出的NO2未处理，对环境有污染。方案二的制备除含方案一反应外还有反应：3Cu+8HNO3=3Cu (NO3)2+2NO↑+4H2O，制备1mol Cu (NO3)2需～4mol HNO3。反应放出的NO2和NO可基本被吸收，对环境污染较小。方案三的制备反应也有两个：2Cu+O2 △ 2CuO, CuO+2HNO3=Cu (NO3)2+H2O，制备1mol Cu (NO3)2需2molHNO3，对环境的污染也较小。
答案：由上综合分析可知，方案三最合理。
例3、在锌跟稀硝酸反应时，若参加反应的锌与消耗的硝酸的物质的量之比为1:2.5时，则被还原的HNO3和未被还原的HNO3的物质的量之比为
A、2:5 B、1:4 C、1:5 D、1:9
解析：Zn与HNO3的物质的量比为1:2.5即4:10。
则：4Zn+10HNO3=4Zn (NO3)2+N 2O↑+5H2O ……………………①
4Zn+10HNO3=4Zn (NO3)2+NH4N O3↑+3H2O ……………………②
按反应①=1:4，按反应②
=1:9
答案：BD。
例4、工业上由氮气制得氨气，氨再经催化氧化最终制得硝酸，如用去标准状况下560m3空气中的氮气（按N 2占空气体积的4/5计算），则理论上可制得12mol/ L的硝酸多少立方米（设反应过程中氮损失16%）？
解析：生成硝酸的体积为V
N2 2NH3 2HNO3
1 2
V×103L/m3×12mol/L
V=2.8m3
答：理论上可制得2.8m312mol/L的硝酸。
例5.同温同压下，两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满：①NH3，②NO2，进行喷泉实验。经充分反应后，瓶内溶液的物质的量浓度为 （ ）
A.①＞② B.①＜② C.①=② D.不能确定
解析:可先设烧瓶容积为1L,则NH3瓶中水充满整个烧瓶,NO2瓶中水充满烧瓶的2/3,如在标准状况下测定,则氨水的物质的量浓度为c=,HNO3溶液物质的量浓度为c=。参考答案：C
例6.从某些性质看，NH3与H2O相当，NH4+与H3O+，NH2—与O2—都有相当关系，下列有关方程式不正确的是 （ ）
A. NH4Cl+KNH2=KCl+2NH3↑
B. M+2NH3=M(NH2)2+H2↑(M为二价活泼金属)
C. 2NH4Cl+MNH=MCl2+NH3
D. 2NH4Cl+MO=M(NH2)2+2HCl+H2O
解析:A中KNH2可看成KOH,反应正确,B中NH3可看成H2O,反应正确,C中MNH可看成MO,反应同样也正确,而D中若将NH4Cl看成H3OCl即HCl,则有反应2NH4Cl+MO=MCl2+NH3↑+H2O
4．实战演练
1、 选择题：
1、 下列有关硝酸化学性质的叙述中正确的是（ ）
A、浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试剂变红
B、硝酸（过量）能与Na2SO3反应，但不生成SO 2
C、稀硝酸可与Na2S反应制得H2S
D、在碘化钾淀粉溶液中滴加稀硝酸溶液呈蓝色
2、 污染环境的有害气体中，主要由于跟血红蛋白作用而引起中毒的有毒气体是（ ）
A、SO2 B、CO2 C、NO D、CO
3、 某二价金属跟硝酸反应时，金属与硝酸所消耗的物质的量之比为2:5，则反应中唯
一的还原产物可能是（ ）
A、NH3 B、N2O C、NO D、NO2
4、 可不用棕色瓶存放，但必须用玻璃塞试剂瓶存放的药品是（ ）
A、氯水 B、硝酸银溶液 C、液溴 D、烧碱
5、 Cu粉放A稀H2SO4中，加热后也无现象，当加入一种盐后，Cu粉质量减少，而
溶液变蓝，同时有气体生成，此盐是（ ）
A、氯化物 B、硫酸盐
C、硝酸盐 D、磷酸盐
6、 下列酸的酸酐难以由单质间直接化合生成的有（ ）
A、H 2CO3 B、HNO3 C、H 2SO3 D、H2SO4
7、 下列反应中，既能表现出硝酸的酸性，又能表现出其氧化性的是（ ）
A、Fe2O3+HNO3 B、Al (OH)3+HNO 3
C、C+HNO3（浓） D、Cu+HNO3
8、 当三份Cu粉分别与过量的稀硝酸、浓硝酸、热的浓硫酸反应后，收集到的气体在
相同状况下体积相等时，三份Cu粉的质量比为（不考虑NO2转化成N 2O4和反应生成气体的溶解）
A、3:1:2 B、3:2:2 C、1:1:2 D、2:6:3
9、下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述，正确的是（ ）
A、常温下都能用铝容器贮存
B、常温下都能与铜较快反应
C、露置在空气中，容器内酸液的质量都减少
D、露置在空气中，容器内酸液的浓度均降低
10、按右图进行实验，试管内装有12mLNO，然后间歇而缓慢
地通入8mLO2。下面有关实验最终状态的描述正确的是（ ）
A、试管内气体呈棕红色 B、试管内气体为无色是NO
C、试管内气体为无色是O2 D、试管内液面高度上升
2、 填空：
11、工业上制硝酸时，为使50%的硝酸转变为96%以上的硝酸，可采取的描施是
_______________________________。
12、检验硝酸钠晶体中硝酸根离子的方法是_______________________________。
3、 推断
13、A、B、C、D、E五种物质能按图示变化（反应条件略）：
1 若A在通常状况下是固体，则A、B、C、D、E的化学式分别
为：A____, B____, C____, D____, E_____。
②若A在通常状况下是气体，则A、B、C、D、E的化学式分别是：A____, B____, C____, D____, E_____。
14、下图中的每方格表示有关的一种反应物或生成物，其中A和C 为无色气体。
+盐酸 A +Na O D +木炭
（I） △
M 加热 B F G
+NaOH C +D E +Cu
△ 催化剂 △ （II）
填写下列空白：
1 物质M可以是_____________，C是_________________，F是________________。
2 反应（I）的化学方程是___________________________。
3 反应（II）的离子方程是___________________________。
参考答案
1、 选择题：
1、BD 2、CD 3、B 4、C 5、C 6、BD 7、D 8、A 9、AD
10、BD
2、 填空：
11、加入硝酸镁晶体或浓硫酸后进行蒸馏。
12、取少许晶体于洁净试管中加入适量浓硫酸后，插入一根螺旋状粗铜丝，如有红棕色
气体迅速产生，即证明晶体中有硝酸根离子。
3、 推断
13、①S，H2S，SO2，SO3，H2SO4
②N2，NH 3，NO，NO2，HNO3
14、①NH 4HCO3或（NH4）2CO3，NH3，NO2
②2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2
③3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O
2
2高考化学考点解析全程复习考点：原电池原理及应用
1．复习重点
1．原电池的电极名称及电极反应式，
2．对几种化学电源的电极反应式的认识和书写，
3．原电池原理的应用。
4．其中原电池原理及有关计算是高考的命题热点。
2．难点聚焦
[复习提问]氧化还原反应的特征是什么？氧化还原反应的本质是什么？ （答）元素化合价发生升降（答）电子的转移 复习旧知识，引入新知识。温故而知新
[多媒体展示]原电池在当今生产、生活和科技发展中广泛的用途 观看屏幕 从教材中吸取信息，重视教材、阅读教材，培养学生紧扣教材的思想
[讲述]尽管这些电池大小、用途、功效各有不同，但设计原理是相同的 提出课题
第四节 原电池原理及其应用一、原电池原理
[设问]Mg条在空气中燃烧现象如何？过程中发生的能量变化有哪些？ （答）发出耀眼的强光，同时放出大量的热（答）化学能转变为光能、化学能转变为热能 帮助学生树立能量转化观点
[讲述]这是一个氧化还原反应，Mg直接失电子给氧，设想如果把Mg失去的电子通过导线递给氧，在导线中不就有电流产生吗？该过程就是化学能转变成电能了。那么到底通过何种途径、何种装置来实现这种转变呢？ 学生思考 提出设想，激发学生学习的兴趣和求知欲
原电池装置是将化学能转变为电能的装置
原电池装置就是帮助我们来实现这种转变的装置
[分组实验][1]锌粒放入稀硫酸中[2]铜片放入稀硫酸中[3]锌粒放在铜片上一起浸入稀硫酸中[4]锌粒、铜片用导线连在灵敏电流计上[5]用干电池证明[4]的正负极 动手实验描述现象分析讨论现象解释 培养学生的动手能力、敏锐的观察力，提高学生分析、解决问题的能力，严密的逻辑推理能力
[多媒体动画模拟] 锌、铜原电池原理 学生观察、分析、填表 变微观现象为直观生动，便于学生掌握
[多媒体动画模拟]原电池组成实验装置的改变：溶液相同，电极变化： 电极相同，溶液变化：断路： 思考：原电池装置构成必须具备哪些条件？ 培养学生类比，归纳、总结的自主学习的能力
[板书]原电池组成条件：（-）较活泼的金属（a）电极（+）较不活泼的金属或非金属（b）电解质溶液（c）闭合回路 培养学生分析问题的能力
从以上讨论的原电池装置中我们来总结一下：原电池原理
原电池原理：电子负极 正极（导线）流出电子 流入电子发生氧化反应 发生还原反应 培养学生分析、归纳能力
[设问]那么电极上的反应如何写？书写时要注意什么？
[讲述]以Zn-Cu原电池为例 练电极反应式和电池总反应 强调注意点，作业规范化。
电极反应：（-）Zn-2e=Zn2+（+）2H++2e=H2↑电池总反应：Zn+2H+=H2↑+Zn2+ 练：Zn-Ag-CuSO4 训练基本功，培养学生良好的学习习惯。
宏观上我们看到了两极上的变化，从微观上我们再来探讨一下 学生分析 透过现象看本质
[多媒体动画模拟]原电池中的微粒运动
微粒流向：外电路：电子：负极 导线 正极内电路：离子：阳离子向正极移动
[小结] 原电池是一种负极流出电子，发生氧化反应，正极流入电子，发生还原反应，从而实现化学能转换为电能的装置。 总结本节课内容，起到突出重点，首尾呼应作用。
[投影练习]结合原电池条件，将Fe+Cu2+=C+Fe2+设计成一个原电池 学生分析、练习 巩固和应用，培养学生的知识迁移能力和发散能力
[作业] 1、课本P108（一）（1）（3）（三）1 2、练习册P113 18题
[家庭实验] 1、制作一水果电池 2、拆开一节废旧干电池，观察其构造 培养学生动手能力和解决生活中实际问题的能力
[研究性学习课题]调查常用电池的种类，使用范围及电池中氧化剂和还原剂，了解回收废电池的意义和价值。 培养学生综合问题能力，使学生了解社会、关心生活，关注环境，增强主人翁意识。
板书设计一、原电池原理定义：原电池装置是将化学能转变为电能的装置构成要素 （-）较活泼的金属（a）电极（+）较不活泼的金属或非金属（b）电解质溶液（c）闭合回路 3、原电池原理： 电子负极 正极活泼的一极 （导线） 不活泼的一极流出电子 流入电子发生氧化反应 发生还原反应（1）电极反应Zn-2e=Zn2+ 2H++2e=H2↑（2）电池总反应Zn+2H+=H2↑+ Zn2+（3）、微粒流向：外电路：电子：负极 导线 正极 内电路：离子：阳离子向正极移动小结：原电池是一种负极流出电子，发生氧化反应，正极流入电子，发生还原反应，从而实现化学能转换为电能的装置。
3．例题精讲
1．确定金属活动性顺序
例1．（1993年上海高考化学题）有A、B、C、D四种金属，将A与B用导线联结起来，浸入电解质溶液中，B不易被腐蚀；将A、D分别投入到等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈；将铜浸入B的盐溶液中无明显变化；将铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出。据此可推知它们的金属活动性由强到弱的顺序为 （ ）
A．D＞C＞A＞B B．D＞A＞B＞C
C．D＞B＞A＞C D．B＞A＞D＞C
解析：根据原电池原理，较活泼金属作负极，较不活泼金属作正极，B不易被腐蚀，说明B为正极，金属活动性A＞B。另可比较出金属活动性D＞A，B＞C。故答案为B项。
2．比较反应速率
例2．（2000年北京春季高考化学题）100mL浓度为2 mol·L-1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是 （ ）
A．加入适量的6mol·L-1的盐酸
B．加入数滴氯化铜溶液
C．加入适量蒸馏水
D．加入适量的氯化钠溶液
解析：向溶液中再加入盐酸，H+的物质的量增加，生成H2的总量也增加，A错。加入氯化铜后，锌置换出的少量铜附在锌片上，形成了原电池反应，反应速率加快，又锌是过量的，生成H2的总量决定于盐酸的量，故B正确。向原溶液中加入水或氯化钠溶液都引起溶液中H+浓度的下降，反应速率变慢，故C、D都不正确。本题答案为B项。
3．书写电极反应式、总反应式
例3．（2000年全国高考理综题）熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐 混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气体为阴极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：
阳极反应式：2CO+2CO32--4e-== 4CO2
阴极反应式：_________________，
电池总反应式：_______________。
解析：作为燃料电池，总的效果就是把燃料进行燃烧。本题中CO为还原剂，空气中O2为氧化剂，电池总反应式为：2CO+O2==2CO2。用总反应式减去电池负极（即题目指的阳极）反应式，就可得到电池正极（即题目指的阴极）反应式：O2+2CO2+4e-== 2CO32- 。
4．分析电极反应
例4．（1999年全国高考化学题）氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是：
(1/2)H2+NiO(OH) Ni(OH)2
根据此反应式判断下列叙述中正确的是（ ）
A．电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大 　
B．电池放电时，镍元素被氧化
C．电池充电时，氢元素被还原　　　　　　　　　
D．电池放电时，H2是负极
解析：电池的充、放电互为相反的过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。根据氢镍电池放电时的总反应式可知，电解质溶液只能是强碱性溶液，不能是强酸性溶液，因为在强酸性溶液中NiO(OH)和Ni(OH)2都会溶解。这样可写出负极反应式：H2+2OH--2e- == 2H2O，H2为负极，附近的pH应下降。放电时镍元素由+3价变为+2价，被还原，充电时氢元素由+1价变为0价，被还原。故答案为C、D项。
例5．（2000年全国高考理综题）钢铁
发生电化学腐蚀时,负极发生的反应（ ）
A．2H++2e-==H2 B．2H2O+O2+4e-== 4OH-
C．Fe-2e-==Fe2+ D．4OH-+4e-==2H2O+O2
解析：钢铁在潮湿的空气中发生电化学腐蚀时，负极为铁，正极为碳，电解质溶液为溶有O2或CO2等气体的水膜。当水膜呈弱酸性或中性时发生吸氧腐蚀，负极反应为：Fe-2e-==Fe2+，正极反应为：2H2O+O2+4e-== 4OH-；当水膜呈酸性时发生析氢腐蚀，负极反应为：Fe-2e-==Fe2+，正极反应为：2H++2e-==H2。钢铁的电化学腐蚀以吸氧腐蚀为主。故答案为C项。
5．判断原电池的电极
例6．（2001年广东高考化学题）镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行：
由此可知，该电池放电时的负极材料是（ ）
A．Cd(OH)2 B．Ni(OH)2
C．Cd D．NiO(OH)
解析：此电池放电时为原电池反应，所列反应由右向左进行，Cd元素由0价变为+2价，失去电子，被氧化，故Cd是电池的负极反应材料。本题答案为C项。
例7．（2001年上海高考化学题）铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中，锌片是（ ）
A．阴极 B．正极 C．阳极 D．负极
解析：铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中形成了原电池，由于金属活动性Zn＞Cu，故Zn为负极。答案为D项。
6．原电池原理的综合应用
例8．（2004年天津高考理综题）下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是 ( )
A．a电极是负极
B．b电极的电极反应为：4OH--4e-== 2H2O+O2↑
C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置
解析：分析氢氧燃料电池原理示意图，可知a极为负极，其电极反应为：2H2-4e-==4H+，b极为正极，其电极反应为：O2+2H2O+4e-==4OH-，电池总反应式为：2H2+O2==2H2O。H2为还原剂，O2为氧化剂，H2、O2不需全部储藏在电池内。故答案为B项。
例9．（2004年江苏高考化学题）碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：
Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l) ==
Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)
下列说法错误的是（ ）
A．电池工作时，锌失去电子
B．电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(1)+2e- == Mn2O3(s)+2OH-(aq)
C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极
D．外电路中每通过O.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g
解析： 该电池的电解液为KOH溶液，结合总反应式可写出负极反应式：Zn(s)+2OH-(aq)-2e- == Zn(OH)2(s)，用总反应式减去负极反应式，可得到正极反应式：2MnO2(s)+H2O(1)+2e- == Mn2O3(s)+2OH-(aq)。Zn为负极，失去电子，电子由负极通过外电路流向正极。1molZn失去2mol电子，外电路中每通过O.2mol电子，Zn的质量理论上减小6.5g。故答案为C项。
4．实战演练
一、选择题
1.（2003年春季高考理综题）家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的化学反应是
A.4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3↓
B.2Fe＋2H2O＋O2===2Fe(OH)2↓
C.2H2O＋O2＋4e－===4OH－
D.Fe－3e－===Fe3＋
2.(2000年上海高考题）随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是
A.利用电池外壳的金属材料
B.防止电池中汞、镉和铅等重金属离子污染土壤和水源
C.不使电池中渗出的电解液腐蚀其他物品
D.回收其中的石墨电极
3.铁棒与石墨棒用导线连接后浸入0.01 mol·L－1的食盐溶液中，可能出现的现象是
A.铁棒附近产生OH－ B.铁棒被腐蚀
C.石墨棒上放出Cl2 D.石墨棒上放出O2
4.某原电池总反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，不能实现该反应的原电池组成是
A.正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCl3溶液
B.正极为碳，负极为铁，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液
C.正极为铁，负极为锌，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液
D.正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSO4溶液
5.生物体中细胞膜内的葡萄糖，细胞膜外的富氧液体及细胞膜构成微型的生物原电池，下列有关判断正确的是
A.负极发生的电极反应可能是： O2－4e－＋2H2O===4OH－
B.正极发生的电极反应可能是： O2－4e－===2O2－
C.负极反应主要是C6H12O6生成CO2或HCO
D.正极反应主要是C6H12O6生成CO2或CO
6.以下现象与电化腐蚀无关的是
A.黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿
B.生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈
C.铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈
D.银制奖牌久置后表面变暗
7.锂电池是新一代的高能电池，它以质轻、能高而受到普遍重视，目前已经研制成功了多种锂电池。某种锂电池的总反应可表示为：Li＋MnO2===LiMnO2。若该电池提供5库仑（C）电量（其他损耗忽略不计），则消耗的正极材料的质量约为（式量Li:7;MnO2:87,电子电量取1.60×10－19C）
A.3.2×103 g B.7×10－4 g
C.4.52×10－3 g D.4.52×10－2 g
8.据报道，美国正在研究的新电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，它具有容量大等优点，其电池反应为2Zn＋O2===2ZnO，原料为锌粒、电解液和空气，则下列叙述正确的是
A.锌为正极，空气进入负极反应
B.负极反应为Zn－2e－===Zn2＋
C.正极发生氧化反应
D.电解液肯定不是强酸
9.将两个铂电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH4和O2，即构成CH4燃料电池。已知通入CH4的一极，其电极反应式是：CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O;通入O2的另一极，其电极反应是：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，下列叙述不正确的是
A.通入CH4的电极为负极
B.正极发生氧化反应
C.燃料电池工作时溶液中的阴离子向负极移动
D.该电池使用一段时间后应补充KOH
二、非选择题（共55分）
10.（10分）如右图所示的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡。小心地从烧杯中央滴入CuSO4溶液。
（1）片刻后可观察到的现象是（指悬吊的金属圈） 。
A.铁圈和银圈左右摇摆不定
B.保持平衡状态不变
C.铁圈向下倾斜
D.银圈向下倾斜
（2）产生上述现象的原因是 。
11.（10分）（2000年全国高考理综卷）熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物做电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气为阴极燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：
阳极反应式：2CO＋2CO4CO2＋4e－
阴极反应式：
总电池反应式：
12.（10分）（1）今有反应2H2＋O22H2O构成了燃料电池，则负极通的应是 ，正极通的应是 。电极反应式为：负极 ，正极： 。
（2）如把KOH改为稀H2SO4做电解质，则电极反应式为：负极 ，正极 。两电极附近溶液的pH各有何变化？
（3）如把H2改为CH4、KOH做导电物质，则电极反应式为：负极 ，正极 。
13.（12分）下表数据是在某高温下，金属镁和镍分别在氧气中进行氧化反应时，在金属表面生成氧化薄膜的实验记录：
反应时间t/h 1 4 9 16 25
MgO层厚y/nm 0.05a 0.20a 0.45a 0.80a 1.25a?
NiO层厚y′/nm B 2b 3b 4b 5b
注：a和b均为与温度有关的常数。?
请填空回答：
（1）金属高温氧化腐蚀速率可以用金属氧化膜的生长速率来表示，其理由是 。
（2）金属氧化膜的膜厚y跟时间t所呈现的关系是（填“直线”“抛物线”“对数”或“双曲线”）：MgO氧化膜厚y属 型，NiO氧化膜厚y′属 型。
（3）Mg与Ni比较，哪一种金属更具有耐腐蚀性 ，其理由是 。
14.（8分）电池在人们的日常生活、工农业生产、教学科研等各个方面具有广泛的应用。电池按不同的划分标准可以划分为不同的种类，应用最广泛的是电化学电池。
（1）电化学电池能够把 能转化为 能。电化学电池的工作原理是 的迁移扩散和电化学反应。下列属于电化学电池的有 。
①蓄电池 ②锌锰电池 ③充电电池 ④一次性电池
（2）电化学电池的组成可以表示为：（－）负极材料‖A‖正极材料（＋）。A表示 ，离子在A中的电阻比电子在金属中的电阻 。对于不漏电的电池电子在A中的电阻为 。
（3）1991年Sony公司首次推出商品化的锂离子电池，此后锂离子电池的厂家如雨后春笋般在全世界出现，锂离子电池的品种和数量也在逐年增加。锂离子电池的电压高，单个电池的电压是3.6 V，锂离子电池的正极材料是锂的过渡金属氧化物（例如LiCoO2)混以一定量的导电添加物（例如C）构成的混合导体，负极材料是可插入锂的碳材料。
①锂在元素周期表中位于第 周期，第 主族。
②锂离子电池所用的正负极材料都是不污染环境的无毒无害物质，属于绿色能源。而镉镍在生产过程中污染环境。（作为密封电池无毒无害可以放心使用）镉镍电池的有毒物质是 ，它作为电池的 极。
15.（5分）关于“电解氯化铜溶液时的pH变化”问题，化学界有以下两种不同的观点：
pH与时间关系图
观点一是：“理论派”认为电解氯化铜溶液后溶液的pH升高。
观点二是：“实验派”经过反复、多次、精确的实验测定，证明电解氯化铜溶液时pH的变化如图曲线的关系。
请回答下列问题：
（1）电解前氯化铜溶液的pH处在A点位置的原因是 （用离子方程式说明）。
（2）“理论派”所持观点的理论依据是 。
（3）“实验派”的实验结论是 。他们所述“精确实验”是通过 确定的。
（4）你持何种观点？你所持观点的理由是 （从化学原理加以简述）。
参考答案
一、1.D 2.B?
3.解析：本题结合原电池原理考查实验现象。Fe作负极：Fe－2e－===Fe2＋,C作正极：2H2O＋O2+4e－===4OH－。
答案：B?
4.解析：本题要设计成原电池必须满足：①Fe作负极；②C、Pt或活动性比Fe弱的金属作正极；③电解质溶液中必须含Fe3+。
答案：CD?
5.C 6.D?
7.解析：正极反应MnO2+e－===MnO。则n(MnO2)=n(e－)=5 C/(1.60×10－19C×6.02×1023 mol－1),m(MnO2)=4.52×10－3 g。
答案：C?
8.BD 9.B?
二、10.（1）D （2）加CuSO4溶液后，构成Fe—Ag原电池，Fe溶解，质量减小；
Cu2＋在银圈上得电子，沉积在Ag上，质量增加?
11.2CO2+O2+4e－2CO 2CO+O22CO2
12.(1)H2 O2 2H2+4OH－－4e－===4H2O?
O2+2H2O+4e－===4OH－?
(2)2H2－4e－===4H+ O2+4H++4e－===2H2O?
前者的pH变小，后者的pH变大。?
（3）CH4+10OH－－8e－===CO+7H2O?
4H2O+2O2+8e－===8OH－?
13.（1）反应速率可以用反应的消耗速率，也可以用产物的生成速率来表示?
（2）直线（y=0.05at） 抛物线(y′=bt)
（3）Ni 它的腐蚀速率随时间增长比镁慢?
14.（1）化学 电 离子 ①②③④?
(2)电解质 大 零?
（3）①二 ⅠA ②镉 负?
15.（1）Cu2＋+2H2OCu（OH）2+2H+
（2）因为Cu2＋+2e－===Cu，使Cu2＋水解平衡向左移动，c(H+)减少，pH上升。
（3）pH降低 测定溶液pH?
（4）同意实验派观点；理由是CuCl2===Cu+Cl2↑
Cl2+H2O===HCl+HClO，使溶液酸性增强，pH降低。高考化学考点解析全程复习考点：铁和铁的化合物
1．复习重点
1．铁单质的化学性质
2．铁的重要化合物的氧化还原性；
3．Fe(Ⅱ）、Fe(Ⅲ)的相互转化是高考的热点。
2．难点聚焦
一、铁的结构和性质
1. 铁是26号元素，位于第四周期第Ⅷ族，属于过渡元素。
原子结构示意图：
主要化合价：+2，+3
2.铁在金属的分类中属于黑色金属，重金属，常见金属。纯净的铁是光亮的银白色金属，密度为7.86g/㎝3,熔沸点高，有较好的导电、传热性，能被磁铁吸引，也能被磁化。还原铁粉为黑色粉末。
3.铁是较活泼的金属元素，在金属活动性顺序表中排在氢的前面。
①跟非金属反应： 点燃 点燃 △
3Fe+2O2 == Fe3O4 2Fe+3Cl2 ==2FeCl3 Fe+S= FeS
Fe+I2= FeI2
②跟水反应： 3Fe+4H2O= Fe3O4+4H2↑
③跟酸作用：Fe+2H+=Fe2++H2↑(遇冷浓硝酸、浓硫酸钝化；与氧化性酸反应不产生H2，且氧化性酸过量时生成Fe3+)
1 部分盐溶液反应：Fe+Cu2+=Fe2++Cu Fe+2Fe3+=3Fe2+
3.生铁与钢的比较
铁的合金 生铁 钢
含碳量 2%～4.3% 0.03%～2%
其它杂质 含硅、锰、硫、磷较多 含硅、锰少量，硫和磷几乎没有
机械性能 硬而脆、无韧性 硬而韧、有弹性
机械加工 可铸不可锻 可铸、可锻、可压延
4.炼铁和炼钢的比较?
炼铁 炼钢
原料 铁矿石、焦炭、石灰石、空气 生铁、空气（或纯氧、氧化铁）、生石灰、脱氧剂
化学原理 在高温下用还原剂从铁矿石里还原出来 在高温下用氧化剂把生铁里过多的碳和其它氧化为气体或炉清除去
主要反应 ①还原剂的生成C+O2CO2CO2+C2CO②铁的还原Fe2O3+3CO2Fe+3CO2③炉渣的生成CaCO3CaO+CO2CaO+SiO2CaSiO3 ①氧化：2Fe+O22FeOFeO氧化铁水里的Si、Mn、C等。如C+FeOFe+CO②造渣：生成的硅锰氧化物得铁水里的硫、磷跟造渣材料反应形成炉渣排出。③脱氧，并调整Mn、Si含量2FeO+Si2Fe+SiO2
主要设备 高炉 转炉
1.过渡元素位于周期表中中部从ⅢB～ⅡB族十个纵行，分属于第四周期至第七周期。过渡元素都是金属，又叫过渡金属。
过渡金属的密度一般比较大，熔沸点较高，有较高的硬度、较好的延展性和机械加工性能，较好的导电、导热性能和耐腐蚀性能。
过渡元素的原子最外层电子数不超过两个，在化学反应中，最外层和次外层都容易失去电子，因此过渡元素有可变化合价。所以当Fe与弱氧化剂反应时，只失去最外层上的2个电子，形成Fe2+；当Fe与强氧化剂反应时，还能进一步失去次外层上的一个电子，形成Fe3+。这就是铁在其化合物中通常显+2价或+3价的原因。则Fe发生化学反应能得到+2价还是+3价，需看参加反应的氧化剂的强弱，有时还要看反应物的量之间的关系。
例如：①铁在O2中燃烧的，一定要在集气瓶低留有少量的水或一层沙子，防止瓶子被炸裂；②Fe与S反应中Fe只能失去其最外层的2个电子而变成+2价，反应开始后撤去酒精灯，反应可以继续进行，说明反应放热；③Fe在Cl2中燃烧时不但能失去最外层的2个电子，而且还可失去次外层的1个电子后成+3价，说明氧化性Cl2>S；④在高温时能与C、P、Si等化合。
2.铁的合金
一般地说，含碳量在2%～4.3%的铁的合金叫做生铁。生铁里除含碳外，还含有硅、锰以及少量的硫、磷等，它可铸不可煅。根据碳的存在形式可分为炼钢生铁、铸造生铁和球墨铸铁等几种。
一般地说，含碳量在0.03%～2%的铁的合金叫做钢。钢坚硬有韧性、弹性，可以锻打、
压延，也可以铸造。
钢的分类方法很多，如果按化学成分分类，钢可以分为碳素钢和合金钢两大类。碳素钢就是普通的钢。合金钢也叫特种钢，是在碳素钢是适当地加入一种或几种，如锰、铬、镍、钨、铜等合金元素而制成的。合金元素使合金钢具有各种不同的特殊性能。
3.炼铁
(1)反应原理：利用氧化——还原反应，在高温下，用还原剂(主要是CO)把铁从铁矿石里还原出来。
(2)原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气
(3)设备：高炉
(4)生产过程
①还原剂的生成
C+O2 CO2 CO2+C 2CO
②铁矿石还原成铁
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2↑
③除脉石、炉渣的形成
CaCO3CaO+CO2↑
SiO2+CaOCaSiO3
4.炼钢
(1)设备：氧气顶吹转炉
(2)主要原料：炼钢生铁、生石灰、氧气。
(3)反应原理：利用氧化还原反应，在高温下，用氧化剂把生铁中过多的碳和其它杂质氧化为气体或炉渣除去。
(4)炼钢时的主要反应：
①氧化剂的生成，热能的来源 2Fe+O22FeO
②降低碳的含量 C+FeOCO+Fe
③除去S、P等杂质
④加硅铁、锰铁、铝除剩余FeO——脱氧
2FeO+Si2Fe+SiO2
二、铁的氧化物和氢氧化物
1.铁的氧化物的比较
铁的氧化物 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗称 铁红 磁性氧化铁
色、态 黑色粉末 黑色晶体 红棕色粉末
铁的价态 +2 +3 +2、+3
水溶性 难溶于水
稳定性 不稳定性6FeO+O2=2Fe3O4 稳定 稳定
与酸的反应 FeO+2H+=Fe2++H2O Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O Fe3O4+8H+=2Fe3++ Fe2++4H2O
与CO的反应 FexOy+yCO=xFe+yCO2
制取 高温熔融，过量的铁与氧气反应2Fe+O2=2FeO Fe(OH)3的分解2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O 铁在氧气中燃烧3Fe+2O2=Fe3O4
2.铁的氢氧化物的比较
Fe(OH)2 Fe(OH)3
物理性质 白色，难溶于水的固体 红褐色，难溶于水的固体
化学性质 （1）与非氧化性强酸反应Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O(2)与氧化性酸反应3Fe(OH)2+10HNO3=3Fe(NO3)3+NO↑+8H2O（3）空气中放置被氧化4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 （1）与酸反应Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O（2）受热分解2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O
制备 ①煮沸蒸馏水，赶走溶解的氧气②煮沸NaOH溶液，赶走溶解的氧气③配制FeSO4溶液，加少量的还原铁粉④用长滴管将NaOH溶液送入FeSO4溶液液面以下Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ 将NaOH溶液滴入Fe2(SO4)3溶液中Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
1. Fe3O4是复杂的化合物，经研究证明，在Fe3O4晶体中有1/3的Fe是+2价，有2/3的Fe是+3价，可看成FeO·Fe2O3，实际应写成Fe(FeO2)2,即铁酸亚铁盐，不是一般的氧化物。
2.Fe(OH)2和Fe(OH)3从溶液中析出的现象不同，前者是白色絮状沉淀，后者是红褐色沉淀。而Fe(OH)2极不稳定，易被氧化成Fe(OH)3，反应现象是：白色→灰绿色→红褐色。
若要观察到白色的Fe(OH)2沉淀，需要创造以下条件：
（1）排除亚铁盐溶液里的Fe3+离子，以免Fe3+离子直接与OH-结合生成Fe(OH)3。
（2）尽量排除溶液中溶解的氧气（绝对排除是办不到的），以减慢生成的Fe(OH)2被氧化成Fe(OH)3的速度。
反应要用新制备的亚铁盐溶液，并放入少量的铁以防止Fe3+离子产生。亚铁盐溶液与碱溶液在混合前分别加热以排除溶有的空气，然后，把碱溶液沿着试管壁加入盛亚铁盐溶液的试管中，或把滴管尖嘴直接插入液面下再加入碱溶液，可观察到白色絮状沉淀。
三、Fe、Fe2+和Fe3+之间相互转化及检验
从Fe、Fe2+和Fe3+的结构可知:Fe只有还原性，Fe3+通常只有氧化性，Fe2+既具有氧化性又具有还原性。上述微粒通过跟一定的氧化剂或还原剂发生氧化还原反应，才能实现不同价态的铁相互转化，如下图（常称为铁三角）：
Fe
Cl2
CO Fe3+ CO O2
Zn Cu2+ H2 HNO3
I-、I2、S Al KMnO4
Cl2、O2、HNO3、KMnO4、H2O2
Fe2+ Fe、Cu、I-、S2-、H2S Fe3+
（溶液为绿色） （溶液为棕黄色）
1.学习铁及其化合物的性质要注意：
(1)抓价态：从铁元素三种价态的相互转化(铁三角关系)去认识铁及其化合物间的氧化—还原反应规律.
(2)想属类：如铁是一种比较活泼的过渡金属，氧化亚铁、氧化铁为碱性氧化物，氢氧化亚铁、氢氧化铁为不溶性弱碱，氯化铁为强酸弱碱盐，由此去分析理解它们各自所具有的性质.
2.铁元素的原子在化学反应中，当遇弱氧化剂(如S、H+、Cu2+、I2等)时，铁只能失去最外层的两个电子，而生成+2价铁的化合物，当遇到强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3等)时，铁原子可以再失去次外层上的一个电子而生成+3价铁的化合物.
3.具体反应有：
（1）Fe2+→Fe3+
①2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-（在亚铁盐溶液中通入氯气，溶液由浅绿色变为棕黄色）。
②4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O（亚铁盐溶液在空气中容易变质，如绿矾露置于空气中则是：12FeSO4+3O2=4Fe2(SO4)3+2Fe2O3）
③3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++2H2O+NO↑
④5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++4H2O+Mn2+
如在FeCl2溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液由浅绿色变棕黄色，在酸性KMnO4溶液滴加FeCl2溶液，溶液由紫红变棕黄。
⑤2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
（2）Fe3+→Fe2+
①2Fe3++S2+=2Fe2++S,如在FeCl3溶液中滴加适量的Na2S溶液,溶液变浑浊，滤去沉淀则滤液为浅绿色；如加入过量的Na2S溶液，，则又有黑色沉淀生成（FeS），向Fe3+溶液中通入H2S气体的离子方程式为：2Fe2++H2S=2Fe3++2H++S↓。
②2Fe3++SO32－+2H2O=2Fe2++SO42-+2H+
③2Fe3++Fe=3Fe2+,在FeSO3溶液中往往要加铁的原因是可以防止Fe2+被氧化为Fe3+。
④2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,电路板的制作是利用FeCl3溶液与裸露的铜反应。
⑤2Fe3++2I－=2Fe2++I2
4.Fe2+和Fe3+的检验
（1）Fe2+的检验：
方法一：滴加KSCN溶液，无明显现象，再滴加新制氯水，溶液立即变红色。
方法二：滴加NaOH溶液,生成白色絮状沉淀，该沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。
（2）Fe3+的检验：
方法一：滴加KSCN溶液或NH4SCN溶液，溶液立即变为血红色。
方法二：滴加NaOH溶液,出现红褐色沉淀。
1.Fe2+和Fe3+的相互转化
Fe2+有还原性，高锰酸钾、重铬酸钾、过氧化氢等氧化剂能把它氧化成Fe3+：
MnO-4+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
H2O2+2Fe2++2H+=2F3++2H2O
在酸性溶液中，空气中的氧也能把Fe2+氧化：
4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
在碱性溶液中，Fe2+的还原性更强，它能把NO-3和NO-2还原成NH3，能把Cu2+还原成金属铜.Fe3+具有氧化性，它能把I-氧化成I2：
2Fe3++2I-=2Fe2++I2
在无线电工业上，常利用FeCl3溶液来刻蚀铜，制造印刷线路，它们反应的化学方程式是：
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
因此，铜在氯化铁溶液中能作还原剂，而FeCl3是氧化剂.
Fe3+在酸性溶液中容易被H2S、SnCl2等还原成Fe2+：
2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+
2F3++Sn2+=2Fe2++Sn4+
Fe3+还能被金属铁还原：
2Fe3++Fe=3Fe2+
在亚铁盐溶液中加入铁钉可防止Fe2+被氧化为Fe3+.
2.Fe2+和Fe3+的颜色
Fe2+在水溶液中通常以水合离子［Fe(H2O)6］2+形式存在，呈淡绿色，并存在下列平衡：
［Fe(H2O)6］2++H2O［Fe(H2O)5OH］++H2O+
这个平衡的pK=9.5，水解的程度很小，溶液近于中性.
Fe3+在酸性溶液中，通常以淡紫色的［Fe(H2O)6］3+形式存在.三氯化铁以及其他+3价铁盐溶于水后都发生显著的水解，实质是+3价水合铁离子的水解.只有在PH=0左右时，才有［Fe(H2O)6］3+存在(但由于有阴离子的存在，会生成其他的络离子，影响淡紫色的观察).当PH为2～3时，水解趋势很明显.它们的水解平衡如下：
［Fe(H2O)6］3++H2O［Fe(H2O)5(OH)］2++H3O+
K=10-3.05
［Fe(H2O)5(OH)］2++H2O［Fe(H2O)4(OH)2］++H3O+
K=10-3.26
生成的碱式离子呈黄色，它可聚合成二聚体：
2［Fe(H2O)6］3+ ［Fe2(H2O)8(OH) 2］4++2H3O+
K=10-2.91
二聚体是借OH-为桥把2个Fe3+连结起来形成的多核络离子.溶液的PH越高，水解聚合的倾向越大，最后逐渐形成胶体，析出红综色水合氧化铁沉淀。
3．例题精讲
例1.把铜粉和过量的铁粉加入到热的浓硝酸中，充分反应后，溶液中大量存在的金属阳离子是 （ ）
A.只有Fe2+ B.只有Fe3+
C.有Fe2+和Cu2+ D.有Fe3+和Cu2+
思路与解析：浓硝酸具有强氧化性，热的浓硝酸可将Fe和Cu分别氧化成Fe3+和Cu2+，过量的铁又与Fe2+和Cu2+反应生成Fe2+和Cu，所以充分后，溶液中大量存在的金属阳离子为Fe2+，故选A。
例2.将6g纯铁粉加入200mLFe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中充分反应后得到200mL0.5mol/L的FeSO4溶液和5.2g固体，求：
（1）反应后生成铜多少克？
（2）加入铁粉前Fe2(SO4)3物质的量浓度。
[思路]：在Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中投入铁粉后，Fe3+和Cu2+均可与铁发生反应，但由于氧化性Fe3+>Cu2+，所以Fe应首先还原Fe3+，即首先发生反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+，但不可以只发生此反应，原因有二：第一是若只发生此反应则说明铁粉较少，已完全反应无剩余，则不可能有5.2g不溶物；第二，若只发生此反应可依此反应计算出生成的FeSO4为（6g÷56g/mol）×3=0.32mol>0.1mol。通过以上分析，可以看出，Fe在把全部的Fe3+还原后，不发生了还原Cu2+的反应，此时的Fe是否有剩余呢？也就是余5.2g固体中肯定有Cu，是否含Fe呢？这就是此题的关键所在，需通过计算推导确定。
[解析]：发生反应的化学方程式为：
①Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4 ②Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
两个反应共生成FeSO4为：0.2L×0.5mol/L=0.1mol
观察两个反应不难发现，若生成同样的FeSO4，②式消耗的铁更多。假设0.1molFeSO4全部为②式产生，则此时消耗的铁将达最大量为a。
Fe ～ FeSO4
1mol 1mol
a 0.1mol
a=0.1mol，即铁为5.6g，则5.2g固体中含Cu也含剩余的Fe，设原溶液的Fe2(SO4)3和CuSO4的物质的量分别为x和y。
Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4 Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
X x 3x y y y y
由题意得 3x+y=0.1mol
6g-56g/mol×(x+y)+64g/mol×y=5.2g
解得：x=0.02mol y=0.04mol
则生成铜：0.04mol×64g/mol=2.56g
原Fe2(SO4)3和物质的量浓度为0.02mol/0.2L=0.1mol/L
例3.mg 铁粉与一定量的HNO3在一定条件下充分反应,将生成的气体与标准状况nL氧气混合,恰好能被水完全吸收,m和n的关系是什么
[思路]此题看起来,涉及的化学反应相当复杂,因HNO3的浓度和用量不同,生成Fe(NO3)3还是Fe(NO3)2不能确定,HNO3的还原产物是NO还是NO2也不能确定。所以消耗的氧气也无从下手求出.但是从始态和终态来看,HNO3的还原产物与氧气混合后,最终还是生成HNO3,这样消耗的氧气相当于把mg铁粉氧化成+2价或+3价化合物,用极端思考法很容易求出。
[解析]:假设HNO3为稀的,铁与HNO3反应后的价态是+2,
则有: 3 Fe +8 HNO3= 3 Fe(NO3)2 + 2 NO↑+ 4 H2O (1)
4NO +3O2 +2H2O=4HNO3 (2)
(1)×2 +(2)得：2Fe + O2 +4HNO3= 2Fe(NO3)2 +2H2O
可改写为 ： 2Fe + O2 +4HNO3 = 2FeO + 4HNO3
即： 2Fe + O2 =2FeO
同理可得 ： 4Fe +3O2=2Fe2O3 问题便得以解决
即 ：当铁被氧化为+2价时，由电子得失守衡得：
m/56×2=n/22.4×4 n=O.2m
当铁被氧化为=+3价时，由电子得失守衡得：
m/56×3=n/22.4×4 n=O.3m
则m与n的关系是：O.2m≤n≤O.3m
[小结]此题在解题过程中，巧妙得使用了始态和终态，使复杂的问题简单化。氧化还原反应中，电子得失守衡的使用，避免了繁琐的计算，在应试中赢得了时间，思维训练方面堪称是一道好题。
例4.由FeO、Fe2O3和Fe3O4组成的混合物，测得其中铁元素与氧元素的质量比为21：8，，则这种混合物中FeO、Fe2O3和Fe3O4的物质的量之比是（ ）。
A.1：2：1 B. 2：1：1 C. 1：1：1 D. 1：1：3
[思路]：可用平均组成法来求解：
[解析]在混合物中Fe原子和氧原子物质的量之比为(21/56)：（8/16）=3：4，则混合物的平均组成为Fe3O4，在三种组合中Fe3O4则不必多考虑，应注意FeO和Fe2O3混合后也应符合Fe3O4，所以在混合物中它们的物质的量之比必需是1：1.故答案应选C、D。
例5.某铁的“氧化物”样品，用5mol/L的盐酸140mL恰好完全溶解，所得溶液还能吸收标准状况下0.56L氯气，使其中Fe2+全部转化为Fe3+。该样品可能的化学式是 （ ）
A. Fe2O3 B. Fe3O4 C. Fe4O5 D. Fe5O7
[思路]：利用正、负电荷相等列方程可快速解题。
[解析]设铁的氧化物中含O2-为xmol，则其化学式为FexOy，由O2-个数守恒有：
2yH++ FexOy = yH2O+ xFe+（2y/x）
2ymol ymol
0.7mol amol
2y：y=0.7：a a=0.35（mol）
设FexOy中含Fe2+bmol,则：
2Fe2++ Cl2 = Fe3＋+ 2Cl-
2mol 22.4L
bmol 0.56L
2：b=22.4：0.56 b=0.05（mol）
设样品FexOy中含Fe3+为cmol,则由电荷守恒可得：
（2×0.05mol）×3cmol=2×0.35mol
解之得c=0.2mol
故样品FexOy中：x：y=（0.05+0.02）：0.35=5：7
即样品“氧化铁”化学式为：Fe5O7。
例6：试样x由氧化亚铁和氧化铜组成.取质量相等的两份试样，按下图所示进行实验.
(1)请写出步骤③中所发生的全部反应的离子方程式.
(2)若全部的溶液y和全部的粉末Z充分反应后，生成的不溶物的质量是m，则每份试样x中氧化铜的质量为 (用m表示).
[思路]：本题第一问比较简单.发生的反应为：Fe+Cu2+=Fe2++Cu，Fe+2H+=Fe2++H2↑
第二问是考查思维的严密性和敏捷性.由题意，反应后溶液中不含Cu2+，所以两份试样中的铜元素全部转化为单质铜，而溶液是强酸性，则固体物中无Fe,所以m为铜的质量.故一份试样中氧化铜的质量为×MCuO=m=m.
[解析]：(1)Fe+Cu2+=Fe2++Cu Fe+2H+=Fe2+H2↑
(2) m
例7.在下列所指的各溶液中，分别滴加NH4SCN溶液后，溶液不呈血红色的是 （ ）。
A.加入足量镁粉的Fe2(SO4)3溶液
B.加入过量铁粉的稀硝酸溶液
C.铁丝在足量的氯气中燃烧后，所得产物的溶液
D.长期暴露在空气中的绿矾溶液
[思路]：实验室鉴定Fe3+的方法是利用KSCN溶液，它们相遇会呈血红色，若利用NH4SCN溶液，实质是一样的：
Fe3++SCN-=[Fe（SCN）]2+
Fe3+可以结合1～6个SCN-，产物皆为血红色。
A.足量的镁粉可以使Fe3+转化为Fe2+或Fe，因为反应后不再有Fe3+，所以加入SCN-后，不会出现血红色。
B.过量的铁与稀硝酸进行如下反应：
Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+H2O 2Fe3++Fe=3Fe2+
因为反应后无Fe3+，所以加入SCN-后，也不会出现血红色。
C.Fe在Cl2中燃烧的产物是FeCl3，它的水溶液中存在着大量的Fe3+，所以加入SCN-后，会出现血红色。
D.FeSO4溶液中的Fe2+因暴露在空气中会被空气中的氧气氧化成Fe3+：
4FeSO4+O2+2H2SO4=2Fe2(SO4)3+2H2O
所以加入SCN-后，会出现血红色。
[解析]：选A、B。
例8.将8gFe2O3投入150mL某浓度的稀硫酸中，再投入7g铁粉收集到1.68LH2（标准状况），同时，Fe和Fe2O3均无剩余，为了中和过量的硫酸，且使溶液中铁元素完全沉淀，共消耗4mol/L的NaOH溶液150mL。则原硫酸的物质的量浓度为 （ ）。
A.1.5mol/L B.0.5mol/L
C.2mol/L D.1.2mol/L
[思路]：粗看题目，这是一利用关系式进行多步计算的题目，操作起来相当繁琐，但如能仔细阅读题目，挖掘出隐蔽条件，不难发现，反应后只有Na2SO4存在于溶液中，且反应过程中SO42-并无损耗，根据Na+守恒，非常易求得SO42-即原硫酸的物质的量浓度为：2mol/L，故选C。
例9．金属铜能被FeCl3的浓溶液腐蚀，其化学反应是：Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2。
现将有铜的印刷线路板浸入120mLFeCl3的浓溶液中，有9.6gCu被腐蚀掉。取出印刷线路板，向溶液中加入8.4g铁粉，经充分反应，溶液中还存在4.8g不溶物。则：
（1）溶液中存在那些离子？
（2）离子的浓度各是多少？（设溶液体积不变）
[思路]：存在的不溶物有两种可能：一可能是铁、铜混合物，二可能只是铁。若为铁、铜混合物，则溶液中的Cu2+必然全部析出，即不溶物的质量大于9.6g，显然错误，故不溶物为Cu。
[解析]：（1）溶液中存在的离子为：Fe2+、Cu2+、Cl-。
（2）溶液中n（Cu2+）=（9.6g-4.8g）÷64g/mol=0.075mol
Cu2+的物质的量浓度为：0.075mol÷0.12L=0.625mol/L
设被还原的Fe3+的物质的量为x：
根据Fe3+得电子数与Fe、Cu失电子数相等，列式为：
x×1=（8.4g÷56g/mol）×2+0.075mol×2=0.45mol
溶液中n（Fe3+）=8.4g÷56g/mol+0.45mol=0.6mol
Fe2+的物质的量浓度为：0.6mol÷1.2L=5mol/L
Cl+的物质的量浓度为：0.625mol/L×2+5mol/L×2=11.25mol/L。
例10：氯化铜(CuCl2·2H2O)中含FeCl2杂质.为制得纯净氯化铜晶体，首先将其制成水溶液，然后按下面所示操作步骤进行提纯.
↓蒸发结晶
CuCl2·2H2O(纯)
(1)加入氧化剂X的目的是
(2)下列氧化剂中最适合本实验的是
A.H2O2 B.KMnO4 C.NaClO D.K2Cr2O7
(3)物质Y和沉淀Z的化学式分别是 和 .
(已知完全成氢氧化物所需PH值：Fe3+为3.7，Cu2+为6.4，Fe2+为9.6.)
[思路]：本题是对一个实验问题进行理论分析.
解答本题的关键是理解题中提供的一条中学未曾接触的信息的含意.由于Fe2+沉淀为Fe(OH)2的PH值与Cu2+沉淀为Cu(OH)2的PH较大，而与Fe3+沉淀为Fe(OH)3的PH相差较大，所以可以通过先将Fe2+氧化为Fe3+，再调节溶液的PH使铁以Fe(OH)3沉淀形式而被除去.为了使加入的氧化剂不带入新的杂质，显然用H2O2最好.出于同样的考虑，加入y调节溶液PH值时，应选用能与H+反应，而溶解度较小的物质如CuO为好，CuO稍多不会带入新杂质也不会使PH值升高太多而使Cu2+沉淀.
[解析]：(1)使溶液A中的Fe2+氧化成Fe3+； (2)A (3)Y：CuO或Cu(OH)2 Z：Fe(OH)3
例11：向含有0.8mol的稀硝酸溶液中慢慢加入22.4g的铁粉.假设反应分为两个阶段.第一阶段为：Fe+HNO3Fe(NO3)3+NO↑+H2O
(1)写出这两个阶段反应的离子方程式.
(2)求这两个阶段反应中，加入铁粉的物质的量和溶液中铁元素存在的形式.
(3)在图中画出溶液中Fe2+、离子的物质的量随加入铁粉的物质的量变化的关系图像(纵坐标是溶液中离子的物质的量).
分析：铁与稀硝酸反应规律
①Fe+4HNO3 Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
②3Fe+8HNO33Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
(1)当≤时，按反应①进行；
当≥时，按反应②进行.
当≤≤时，则①②两反应都发生，且Fe、HNO3均反应完全.
(2)上述反应可以认为先发生反应①，若Fe有剩余则发生2Fe(NO3)3+Fe3Fe(NO3)2.
答案为：
(1)Fe+4H++Fe3++NO↑+2H2O
2Fe3++Fe3Fe2+.
(2)①加入Fe粉为0～0.2mol时，存在形式为Fe3+.
②加入铁粉为0.2～0.3mol时，存在形式为Fe2+和Fe3+
③加Fe粉为n(Fe)≥0.3mol时，存在形式为Fe2+.
(3)如下图.
4．实战演练
一、选择题
1.（2002年全国高考题）铁屑溶于过量的稀硫酸，过滤后向滤液中加入适量硝酸，再加入过量的氨水，有红褐色沉淀生成。过滤，加热沉淀物至质量不再发生变化，得到红棕色的残渣。上述沉淀和残渣分别为
A.Fe(OH)3;Fe2O3 B.Fe(OH)2;FeO
C.Fe(OH)2、Fe(OH)3;Fe3O4 D.Fe2O3;Fe(OH)3
2.要证明某溶液中不含Fe3＋而可能含有Fe2＋进行如下实验操作时最佳顺序为
①加入足量氯水 ②加入足量KMnO4溶液 ③加入少量NH4SCN溶液
A.①③ B.③②
C.③① D.①②③
3.在氯化铁、氯化铜和盐酸混合液中加入铁粉，待反应结束，所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引，则反应后溶液中存在较多的阳离子是
A.Cu2＋ B.Fe3＋
C.Fe2＋ D.H＋
4.在FeCl3,CuCl2,FeCl2的混合溶液中，Fe3＋,Cu2＋和Fe2＋的物质的量之比为3∶2∶1,现加入适量铁粉，使溶液中三种离子物质的量浓度之比变化为1∶2∶4,则参加反应的铁粉与原溶液Fe3＋的物质的量之比为
A.2∶1 B.1∶2
C.1∶3 D.1∶4
5.在浓度均为3　mol·L－1的盐酸和硫酸各100　ｍL中，分别加入等质量的铁粉，反应完毕后生成气体的质量比为3∶4，则加入铁粉的质量为
A.5．6　ｇ B．8．4　ｇ
C．11．2　ｇ Ｄ．1．8　ｇ
6.把a g铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量NaOH溶液。过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧，得到的红色粉末的质量仍为a g，则原合金中铁的质量分数为
A.70% B.52.4%
C.47.6% D.30%
7.制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为2FeCl3＋Cｕ===2FeCl2＋CｕCl2。向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现的是
A.烧杯中有铜无铁 B.烧杯中有铁无铜
C.烧杯中铁、铜都有 D.烧杯中铁、铜都无
8.某溶液中含有大量的Fe2＋、Fe3＋、Mg2＋和NH，其c(H＋)=10－2 mol·L－1，在该溶液中可以大量存在的阴离子是
A.SO B.NO
C.SCN－ D.CO
9.某强酸性溶液中可能存在NO、Cl－、I－、Fe3＋中的一种或几种。向该溶液中加入溴水，单质溴被还原，由此推断溶液中
A.不含NO、也不含Fe3＋
B.含有NO、I－、Cl－
C.含I－，但不能确定是否含Cl－
D.含有Fe3＋
10.用足量的稀硫酸溶解FeS和Fe（OH）3的混合物28．3　ｇ，最终得到沉淀1．6　ｇ，则原混合物中FeS的质量可能是
A．4．4　ｇ B．7．8　ｇ
C．13．5　ｇ D．17．6　ｇ
二、非选择题（共50分）
11.(6分)在烧制砖瓦时，用粘土做成的坯经过烘烧后，铁的化合物转化成 而制得红色砖瓦。若烘烧后期从窑顶向下慢慢浇水，窑内会产生大量的 气体，它们把该红色物质还原成的黑色化合物是 ，同时还有未烧的碳颗粒，而制得了青色砖瓦。
12.(6分)有关物质间有下图所示的转化关系。其中：A的浓溶液与单质B在加热时才发生反应①；A的稀溶液与足量B发生反应②。据此填写下列空白：
(1)反应④的现象是 。
(2)写出反应②的离子方程式 。
(3)根据题示信息判断，A的浓溶液和单质B加热时能否产生G，说明理由(写出化学方程式回答)： 。
13.（6分）室温下，单质A、B、C分别为固体、黄绿色气体、无色气体，在合适反应条件下，它们可以按下图进行反应。又知E溶液是无色的，请回答：
反应流程
（1）A是 ，B是 ，
C是 。（请填化学式）
（2）反应①的化学方程式为： 。
（3）反应③的化学方程式为： 。
（4）反应④的化学方程式为： 。
14.（10分）A、B、C、D、E分别是铁的单质或铁的化合物。其相互反应关系如下图所示：
根据上图所示变化，要求回答：
（1）推断A、B、C、D、E各是什么物质
A 、B 、C 、D 、E ；
（2）写出各步反应的化学方程式：
① ;
② ;
③ ;
④ ;
⑤ ;
⑥ ;
⑦ ;
⑧ 。
15.（10分）将一生锈的铁片置于稀HNO3中充分反应后，共收集到11.2 L（标准状况）NO气体，溶液中还剩余5 g固体残渣，在过滤后的滤液中通入35.5 g氯气，恰好使溶液中的Fe2＋全部氧化。求原带锈铁片的质量和铁锈的质量分数（铁锈成分以Fe2O3计）。
16.（12分）（2001年全国高考卷）已知Fe2O3在高炉中有下列反应：
Fe2O3＋CO2FeO＋CO2
反应形成的固体混合物（含Fe2O3和FeO）中，元素铁和氧的质量比用m（Fe）∶m（O）表示。
（1）上述固体混合物中，m（Fe）∶m（O）不可能是 （选填a、b、c多选扣1分）。
a.21∶9 b.21∶7.5 c.21∶6
(2)若m（Fe）∶m（O）=21∶8，计算Fe2O3被CO还原的百分率。
（3）设Fe2O3被CO还原的百分率为A%，则A%和混合物中m（Fe）∶m（O）的关系式为［用含m（Fe）、m（O）的代数式表示］A%= 。
请在下图中画出A%和m（Fe）∶m（O）关系的图形。
（4）如果Fe2O3和CO的反应分两步进行：
3Fe2O3＋CO2Fe3O4＋CO2 Fe3O4＋CO3FeO＋CO2
试分析反应形成的固体混合物可能的组成及相应的m（Fe）∶m（O）［令m（Fe）∶
m（O）=21∶a，写出a的取值范围］。将结果填入下表。
混合物组成（用化学式表示） a的取值范围
参考答案
一、1.解析：FeFe2＋Fe3+Fe(OH)3Fe2O3。
答案：A?
2.B 3.C?
4.解析：根据2Fe3++Fe===3Fe2＋知，消耗1 mol Fe生成3 mol Fe2＋，还消耗2 mol Fe3+。
答案：C?
5.C 6.A 7.B 8.A 9.C 10.AD?
二、11.Fe2O3 CO和H2 Fe3O4、FeO?
12.(1)白色沉淀灰绿色红褐色沉淀?
（2）3Fe＋2NO＋8H＋===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O?
(3)由反应2HNO3＋NO===3NO2＋H2O知，在浓HNO3中不可能生成NO?
13.（1）Fe Cl2 H2?
(2)2Fe+3Cl22FeCl3
(3)2HCl+Fe===FeCl2+H2↑?
(4)2FeCl2+Cl2===2FeCl3?
14.（1）Fe FeCl3 FeCl2 Fe(OH)3 Fe2O3 (2)略?
15.65 g 20.5%?
16.（1）ac?
(2)设Fe2O3原有n0 mol，还原百分率为A%，则有?
A%=≈33.3%
(3)3－
(4)Fe2O3、Fe3O4 8＜a＜9?
Fe3O4、FeO 6＜a＜8?
Fe2O3、Fe3O4、FeO 6＜a＜9高考化学考点解析全程复习：胶体
1．复习重点
1．掌握溶液、悬浊液、乳浊液、胶体的概念，区别及鉴别它们的方法；
2．掌握胶体的本质特征及性质；
3．了解Fe(OH)3、AgI、硅酸溶胶的制备方法；
4．掌握胶体的凝聚方法
2．难点聚焦
（一）分散系的概念、种类
1、分散系：由一种物质（或几种物质）以粒子形式分散到另一种物质里所形成的混合物。分散系中分散成粒子的物质叫做分散质；另一种物质叫分散剂。
2、分散系的种类及其比较：
根据分散质微粒的大小，分散系可分为溶液、胶体和浊液（悬浊液和乳浊液）。由于其分散质微粒的大小不同，从而导致某些性质的差异。现将它们的比较如下：
分散系 溶液 胶体 悬浊液、乳浊液
微粒直径 小于1nm 1nm—100nm 大于100nm
外观 均一透明 多数均一透明 不均一、不透明
分散质微粒组成 单个分子或离子 许多离子、分子的集合体，或高分子 巨大数量分子或离子的集合体
能否透过滤纸 能 能 悬浊液不能
能否透过半透膜 能 不能 不能
实例 食盐水，碘酒 Fe(OH)3胶体、淀粉胶体 泥水、牛奶
二、胶体：
1、胶体的本质特征：分散质粒子大小在1nm—100nm之间
2、胶体的制备与提纯：
实验室制备胶体的方法一般用凝聚法，利用盐类的水解或酸、碱、盐之间的复分解反应来制备。例如Fe(OH)3、Al(OH) 3胶体就是利用盐类的水解方法来制得。
利用胶体中的杂质离子或分子能穿透半透膜，而胶体微粒不能透过半透膜的特点，可用渗析法来提纯、精制胶体。
3、胶体的分类：
分散剂是液体——液溶胶。如Al(OH)3胶体，蛋白质胶体
（1）按分散剂的状态分 分散剂是气体——气溶胶。如雾、云、烟
分散剂是固体——固溶胶。如烟水晶、有色玻璃
（2）按分散质的粒子分 粒子胶体——胶粒是许多“分子”的集合体。如Fe(OH)3胶体
分子胶体——胶粒是高分子。如淀粉溶胶，蛋白质胶体等
4、胶体的性质与应用：
（1）从胶体微粒大小，认识胶体的某些特征。由于胶体微粒在1nm—100nm之间，它对光有一定的散射作用，因而胶体有特定的光学性质——丁达尔现象；也正是由于胶粒直径不大，所以胶体也有它的力学性质——布朗运动；胶体粒子较小，其表面积较大，具有强大的吸附作用，它选择吸附了某种离子，带有电荷，互相排斥，因而胶体具有相对稳定性，且显示胶体的电学性质——电泳现象。
（2）根据胶体的性质，理解胶体发生凝聚的几种方法。正是由于胶体微粒带有同种电荷，当加入电解质或带相反电荷的胶粒时，胶体会发生凝聚；加热胶体，胶粒吸附的离子受到影响，胶体也会凝聚。如果胶粒和分散剂一起凝聚成不流动的冻状物，这便是凝胶。
（3）利用胶体的性质和胶体的凝聚，可区别溶液和胶体。
1）胶体有丁达尔现象，而溶液则无这种现象。
2）加入与分散质不发生化学反应的电解质，溶液无明显现象，而胶体会产生凝聚。
（三）胶体的制备方法
　　制备溶胶的必要条件是要使分散质粒子大小在lnm～100nm之间。由于溶胶是热力学不稳定体系，在制备过程中还要加入稳定剂（如电解质或表面活性物质）。制备方法原则上有两种，一是使固体颗粒变小的分散法，一是使分子或离子聚结成胶体的凝聚法。
　　常用的分散法有研磨法、胶溶法等。研磨法是把粗颗粒的固体放在胶体磨中研细，在研磨的同时要加入明胶等稳定剂。胶溶法是通过向新生成并经过洗涤的沉淀中加入适宜的电解质溶液作稳定剂，再经搅拌，使沉淀重新分散成胶体颗粒而形成溶胶，这种过程称为胶溶作用，如在新生成的Fe（OH）3沉淀中，加入少量FeCl3稀溶液可制得Fe（OH）3溶胶。
　　凝聚法有多种方法，应用也比分散法广泛，主要可分为化学反应法、改换溶剂法等。所有反应，如复分解、水解、氧化还原、分解等，只要能生成难溶物，都可以通过控制反应条件（如反应物浓度、溶剂、温度、pH、搅拌等）用来制备溶胶，这些被称之为化学反应法。例如：
　　（1）利用水解反应
　　教材中介绍的Fe（OH）3溶胶的制备，利用的就是FeCl3的水解反应：
FeCl3（稀溶液）＋H2OFe（OH）3（溶胶）＋3HCl
　　如果将碱金属硅酸盐类水解，则可制得硅酸溶胶：
Na2SiO3（稀溶液）＋2H20H2SiO3（溶胶）＋2NaOH
　　（2）利用复分解反应
　　可用稀的AgNO3溶液与稀的KI溶液的反应来制备AgI溶胶：
AgNO3（稀溶液）＋KI（稀溶液）AgI（溶胶）＋KNO3
　　（3）利用分解反应
　　把四羰基镍溶在苯中加热可得镍溶胶：
Ni（CO）4Ni（溶胶）＋4CO
　　（4）利用氧化还原反应
　　把氧气通入H2S水溶液中，H2S被氧化，得硫磺溶胶：
2H2S（水溶液）＋O22S（溶胶）＋2H2O
关于改换溶剂法则是利用一种物质在不同溶剂中溶解度相差悬殊的性质来制备溶胶，如把松香的酒精溶液滴入水中，由于松香在水中溶解度很低，溶质以胶粒大小析出，即形成松香的水溶胶。
　　无论采用哪种方法，制得的溶胶常含有很多电解质或其他杂质，除了与胶粒表面吸附的离子维持平衡的适量电解质具有稳定胶体的作用外，过量的电解质反而会影响溶胶的稳定性。因此，制备好的溶胶常常需要作净化处理，最常用的净化方法就是渗析。
例题精讲
例1下列物质中既属于无机物，又属于碱的是（　　）
　　　　A．Na2CO3　　　B．CH3OH C．CH3CH2OH D．Cu（OH）2
　　解析：Na2CO3是无机物，但属于盐；CH3OH和CH3CH2OH为有机物；Cu（OH）2为碱且为无机物，故答案应选D。
　　答案：D
例2用特殊方法把固体物质加工到纳米级（1nm～100nm）的超细粉末粒子，然后制得纳米材料。下列分散系中的分散质的粒子的大小和这种纳米粒子大小具有相同的数量级的是（　　）
　　　　A．溶液　　　　B．悬浊液　　 　C．胶体　 　　　D．乳浊液
　　解析：1nm～100nm就是胶体分散系中粒子的大小，跟这种超细粉末粒子大小具有相同数量级。
　　答案：C
例3 用下列方法来制备溶胶：①0.5mol/L BaCl2溶液和等体积的2mol/L H2SO4相混合并振荡；②把1mL饱和三氯化铁逐滴加入20mL沸水中，边加边振荡；③把1mol/L水玻璃加入10mL 1mol/L盐酸中，用力振荡。可行的是（ ）
A、只有①② B、只有①③ C、只有②③ D、①②③
解析：①操作，能生成BaSO4沉淀，并得不到胶体。②③是可行的。故应选（C）
例4 已知AgI胶体微粒能吸附I－离子。在10mL 0.01mol/L KI溶液中，滴入8—10（1滴是1/20mL）0.01mol/L AgNO3溶液后，将溶液装入半透膜袋中，并浸没在蒸馏滴水里。隔一段时间后，水中含有的离子最多的是（ ）
A、H+、OH－ B、K+、NO3－ C、I－ D、Ag+、NO3－ E、K+
解析：制备AgI胶体的原理是：KI+AgNO3=AgI（胶体）+KNO3在制备过程中KI过量，由于AgI胶体微粒能吸附I－，故在溶液中含有较多离子的是K+、NO3 －。故应选（B）。
例5、下列说法中正确的是（ ）
A、胶体区别于其它分散系的本质特性是丁达尔现象
B、利用半透膜可除去淀粉溶液中的少量NaCl
C、Fe(OH)3胶体带正电荷
D、加入电解质，胶体能发生凝聚
分析：本题主要考查的是胶体的概念及其对性质的理解与应用能力。胶体区别于其它分散系的本质特性是分散质微粒的直径大小，胶粒的直径在1nm—100nm之间而溶液中的溶质分子或离子直径小于1nm。因此当入射光线通过胶体时，光会发生散射，这时胶粒本身好象一个光源，而产生丁达尔现象。当入射光通过溶液时，光发生透射，不产生丁达尔现象。同样由于胶粒直径较大，它不能透过半透膜，而溶液中的离子或分子能透过半透膜。因此可用渗析的方法来提纯淀粉胶体。同溶液一样，胶体也是电中性的，因此，只能说Fe(OH)3胶粒带电荷，不能说Fe(OH)3胶体带电荷；根据分散剂状态不同，胶体可分为气溶胶、液溶胶、固溶胶三种，加入电解质只能使溶胶凝聚，其他溶胶则不能。因此在所列叙述中只有B是正确的。
答：B
例6、分别向Fe(OH)3胶体溶液中逐滴加入下列各种液体，将发生什么现象？为什么会发生这些现象？
（1）蒸馏水 （2）0.5mol/L MgSO4溶液 （3）0.5mol/L H2SO4溶液 （4）蔗糖水溶液
分析：解答这类问题，既要考虑胶体特性，又要顾及加入试剂的某些性质。例如对于向Fe(OH)3胶体溶液中加入硫酸镁溶液出现红褐色沉淀，有些同学片面理解为Fe(OH)3与MgSO4发生了复分解反应，生成了难溶的Mg(OH)2沉淀。这是对Fe(OH)3胶体特征不理解的结果。事实上Mg(OH)2的溶解度比Fe(OH)3大，因此Fe(OH)3与MgSO4之间不可能发生复分解反应；再说，Mg(OH)2是白色沉淀。而向Fe(OH)3胶体溶液中加入MgSO4溶液，出现的是红褐色沉淀。正确的解释是Fe(OH)3胶粒带正电荷，MgSO4溶液是电解质溶液，溶液中SO42-带负电荷，它与胶粒发生电性中和，使胶体凝聚，从而出现Fe(OH)3沉淀。
解答这类问题，还要正确全面地分析可能出现的实验现象，不胡乱瞎猜。如Fe(OH)3胶体溶液中逐滴加入0.5mol/L H2SO4溶液，有些同学只说成依然为澄清溶液，或者只认为产生红褐色沉淀。显然这些结论是片面的错误的。前者同学只考虑到H2SO4能与Fe(OH)3反应而未考虑H2SO 4是电解质，它能中和胶粒由于吸附离子而产生的电性，使胶体发生凝聚；而后者同学只考虑胶体发生凝聚的一方面，而未考虑到随着H2SO4溶液的滴入。溶液中H+浓度随之逐渐增大，产生的Fe(OH)3沉淀又会溶解。
解：（1）向Fe(OH)3溶胶中逐滴加入蒸馏水，因水不会与Fe(OH)3反应，所以无明显现象发生，也不会影响胶体的稳定性。
（2）由于MgSO 4是电解质，所以在Fe(OH)3胶体中加入MgSO4溶液后，使Fe(OH)3胶粒凝聚生成红褐色Fe(OH)3沉淀。
（3）H2SO4是电解质，当向Fe(OH)3胶体中逐滴加入H2SO4时，先使Fe(OH)3胶粒凝聚生成红褐色Fe(OH)3沉淀，但继续加入H2SO4溶液，溶液酸性增强。H2SO4与Fe(OH)3沉淀反应，使Fe(OH)3溶解。
2 Fe(OH)3+3 H2SO4= Fe2(SO4)3+6H2O
（4）蔗糖是非电解质，所以在Fe(OH)3胶体中加入蔗糖溶液无现象发生。
4．实战演练
一、选择题：
1、胶体区别于其它分散系最本质的特征是（ ）
A、胶体微粒能发生电泳 B、胶体微粒的大小在1nm——100nm之间
C、胶体微粒带有电荷 D、胶体有丁达尔现象
2、下列事实与胶体性质无关的是（ ）
A、在豆浆里加入盐卤做豆腐 B、河流入海处易形成沙洲
C、一束平行光线照射蛋白质溶液时，从侧面可看到光亮的通路
D、三氯化铁溶液中滴入氢氧化钠溶液出现红褐色沉淀
3、下列物质中不属于胶体的是（ ）
A、云雾 B、烟水晶 C、石灰乳 D、烟
4、胶体能产生丁达尔现象的原因是胶粒使光线发生了（ ）
A、反射 B、散射 C、透射 D、折射
5、Fe(OH)3胶体和MgCl2溶液共同具有的性质有（ ）
A、都比较稳定，密封放置不产生沉淀
B、两分散系均有丁达尔现象
C、加入盐酸先产生沉淀，随后溶解
D、分散质微粒可通过滤纸
6、下列几种情况下，硅酸胶体不会发生凝聚的是（ ）
A、加入CaCl2溶液 B、加入乙醇溶液
C、加热 D、加入硫化砷胶体
7、在水泥和冶金厂常用高压电对气溶胶作用以除去大量烟尘，减少其对空气的污染，这种做法应用的原理是（ ）
A、电泳 B、渗析 C、凝聚 D、丁达尔现象
8、现有甲、乙、丙、丁和Fe(OH)3五种胶体溶液，按甲和丙，乙和丁，丙和丁，乙和Fe(OH)3胶体，两两混合，均出现沉淀，则胶体微粒带负电荷的溶胶是（ ）
A、甲 B、乙 C、丙 D、丁
9、下列电解质中，能使Fe(OH)3胶体凝聚效果最好的是（ ）
A、NaCl B、AlCl3 C、MgCl2 D、MgSO4
10、将淀粉碘化钾混合溶液装在羊皮纸做成的袋中，将此袋下半部浸泡在盛有蒸馏水的烧杯里，过一段时间后取烧杯中液体进行实验，下列现象能证明羊皮纸袋一定有破损的是（ ）
A、加入碘水变蓝色 B、加入NaI溶液不变蓝色
C、加入AgNO3溶液产生黄色沉淀 D、加入溴水变蓝色
11、下列各物质形成的分散系中，能产生丁达尔现象的是（ ）
A、稀盐酸中滴入水玻璃溶液 B、植物油溶于汽油中
C、蔗糖溶解在水中 D、硬脂酸甘油酯与NaOH溶液共沸后的溶液
12、当表皮划破时，可用FeCl3溶液应急止血，其主要原因是（ ）
A、FeCl3溶液具有杀菌作用 B、FeCl3溶液能促进血液中胶粒凝聚
C、FeCl3溶液遇血液产生了氢氧化铁沉淀 D、FeCl3能氧化血红蛋白
二、填空：
13、有下列词语：①渗析 ②盐析 ③凝聚 ④溶胶 ⑤凝胶 ⑥布朗运动 ⑦电泳 ⑧丁达尔现象 ⑨中和 ⑩水解 从中选出适当的词语将其序号填入下列空格中：
（1）在肥皂水中透过强光，可以见到光带，这种现象称为
（2）在浓肥皂水中加入饱和食盐水，肥皂凝聚，这种现象称为
（3）在肥皂水中加入酚酞变成红色，说明高级脂肪酸根离子发生了
（4）在Fe(OH)3溶胶中加入(NH4)2SO4溶液，产生了红褐色沉淀，这种现象叫做
（5）用半透膜把制取的Fe(OH)3溶胶中的HCl分离去的方法叫做
（6）不同牌号的蓝墨水混合后，有时会产生沉淀的，这是 现象。
14、在陶瓷工业上常遇到因陶土里混有氧化铁而影响产品质量的情况，解决的方法是将陶土和水一起搅拌，使微粒直径处于1nm——100nm之间，然后插入两根电极接通直流电源，这时阳极聚集 ，阴极聚集 ，理由是 。
15、有甲、乙、丙、丁四种液体，它们分别为Fe(OH)3胶体、硅酸胶体、As现将有关实验现象记录如下：
（1）电泳：甲液体的阳极周围颜色变浅，阴极周围颜色变深；
（2）将一束光通过乙液体，无丁达尔现象；
（3）将乙慢慢地加入到丙液体中，先出现凝聚，后液体变清。试推断甲为 ，乙为 ，丙为 ，丁为 。
【练习答案】
一、选择题：
1、B 2、D 3、C 4、B 5、AD 6、BD
7、A 8、BC 9、D 10、A 11、AD 12、B
二、填空
13、（1）⑧；（2）②；（3）⑩；（4）③；（5）①；（6）③
14、带负电荷的陶土胶粒；带正电荷的氧化铁胶粒；
这两种胶粒在通直流电时发生电泳。
15、Fe(OH)3胶体；NaOH溶液 硅酸胶体 As2S3胶体
8高考化学考点解析全程复习考点：硅酸盐工业 新型无机非金属材料
1．复习重点
水泥工业和玻璃工业的基本原理；新型无机非金属材料的特性及主要用途
2．难点聚焦
1．硅酸（H2SiO3）
酸性很弱（弱于碳酸）溶解度很小，由于SiO2不溶于水，硅酸应用可溶性硅酸盐和其他酸性比硅酸强的酸反应制得。
Na2SiO3＋2HCl == H2SiO3＋2NaCl
硅胶多孔疏松，可作干燥剂，催化剂的载体。
四．硅酸盐
硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称，分布广，结构复杂化学性质稳定。一般不溶于水。（Na2SiO3 、K2SiO3除外）最典型的代表是硅酸钠Na2SiO3 ：可溶，其水溶液称作水玻璃和泡花碱，可作肥皂填料、木材防火剂和黏胶剂。 常用硅酸盐产品：玻璃、陶瓷、水泥。
2．硅单质与碳相似，有晶体和无定形两种。晶体硅结构类似于金刚石，有金属光泽的灰黑色固体，熔点高（1410℃），硬度大，较脆，常温下化学性质不活泼。是良好的半导体，应用：半导体晶体管及芯片、光电池。
五．氯元素：位于第三周期第ⅦA族，原子结构： 容易得到一个电子形成氯离子Cl－,为典型的非金属元素，在自然界中以化合态存在。
3．例题精讲
[例1] 熔融氢氧化钠反应选用的器皿是 [ ]
　　A．陶瓷坩埚 　　B．石英坩埚
　　C．普通玻璃坩埚 　　D．生铁坩埚
　　 分析：陶瓷的成分中含有SiO2，石英的成分就是SiO2，玻璃的主要成分中也含有SiO2，而SiO2在高温下可以跟NaOH发生如下反应：
SiO2+2NaOHNa2SiO3
　　所以A、B、C的器皿都不能选用，只能内生铁坩埚。
　　答案：D
　　[例2] 下列溶液中可以盛放在玻璃瓶中，但不能用磨口玻璃塞的是 [ ]。
　　A．硅酸钠溶液 　　B．氢氟酸
　　C．氢氧化钠溶液 　　D．氯化钠溶液
　　 分析：玻璃的主要成分之一二氧化硅，它能跟氢氟酸迅速反应，所以，氢氟酸不能盛放在玻璃、陶瓷容器中，只能保存在铅皿或塑料瓶中。氢氧化钠溶液与二氧化硅在常温下反应十分缓慢，所以可以盛放在玻璃瓶中，但瓶的磨口处的二氧化硅跟氢氧化钠缓慢反应后，生成的硅酸钠是一种矿物胶，使瓶塞与瓶口粘在一起，因此不能用磨口玻璃塞。硅酸钠溶液可以用玻璃瓶盛放，只是不能用磨口玻璃塞（原因同氢氧化钠溶液）。氯化钠溶液不跟玻璃中各种成分反应。
　　答案：AC
　　[例3] 普通玻璃的主要成分为Na2SiO3·CaSiO3·4SiO2
　　（1）试计算普通玻璃中相当含有Na2O，CaO和SiO2的质量分数各是多少？
　　（2）制造50kg普通玻璃，需要纯碱、碳酸钙和二氧化硅各多少千克？
　　分析：Na2SiO3·CaSiO3·4SiO2可用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成为：Na2O·CaO·6SiO2。
　　（1）Na2O的摩尔质量为62g/mol，CaO的摩尔质量为56g/mol，SiO2的摩尔质量为60g/mol。
　　
　　
　　
　　（2）由第（1）题求出普通玻璃中各氧化物的质量分数，可计算50kg普通玻璃中Na2O、CaO和SiO2的含量：
　　m（Na2O）：50kg×13％=6.5kg
　　m（CaO）：50kg×11.7％=5.85kg
　　m（SiO2）：50kg×75.3％=37.65kg
　　再求需纯碱、碳酸钙和二氧化硅的质量：
　　
　　m（SiO2）：37.65kg
　　 答案：（1）普通玻璃中Na2O的质量分数为13％，CaO的质量分数为11.7％，SiO2质量分数为75.3％。
　　（2）制造50kg普通玻璃，需要纯碱11.11kg、碳酸钙10.45kg、二氧化硅37.65kg。
　　 [例4] 有A、B、C三种不溶于水的固体。A是某元素的一种单质，它在氧气中完全燃烧得到一种无色气体，此气体能使澄清石灰水变浑浊，另外测得这种气体密度为同温、同压下氧气密度的1.375倍。B固体能溶于热氢氧化钠溶液，再往所得溶液中加入过量盐酸时，析出白色胶状沉淀。此沉淀干燥后，成为不溶于水的白色粉末，这是一种比碳酸酸性还弱的酸。将B与石灰石、纯碱按比例混合加热得到C，C在高温时软化，无固定熔点。
　　根据以上事实，判断A为哪种元素的单质？B、C各是什么物质？写出有关反应的化学方程式。
　　分析：先求出A燃烧后生成的气体的相对分子质量，根据该气体的相对分子质量及其反应现象可推出单质A；再根据B的有关反应现象可推出B；最后根据制取C的方法及C的性质可推出C。
　　A物质燃烧后生成的气体的相对分子质量为：
32×1.375=44
　　该气体能使澄清石灰水变浑浊，所以该气体为二氧化碳，A为碳元素的一种单质。
　　根据B物质能与氢氧化钠反应，且能继续与过量的盐酸反应生成一种比碳酸还弱的酸，可推出B物质为二氧化硅。
　　C物质由石灰石、纯碱、B物质（二氧化硅）混合加热而得，结合C物质在高温时软化且无固定熔点，可推知C物质为普通玻璃。
　　答案：A为碳元素的一种单质。
C+O2CO2
　　B为SiO2
　　SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
　　Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓
　　C为普通玻璃
　　Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2↑
　　CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2↑
　　 [例5] 某硅酸锌样品含58.6％的锌，而ZnO％与SiO2％的质量分数的总和为100％，写出这样品的化学式（最简式）。
　　分析：题目要求写出这样品的化学式（最简式），即是要求通过计算找出ZnO与SiO2的物质的量之比值，然后用SiO2和ZnO的形式表示此硅酸锌样品的组成。
　　可先由Zn％求算出ZnO％，并求出SiO2％。然后再运用求最简式最基本的方法求出此硅酸锌的组成。
　　
　　SiO2％=1-73.0％=27.0％
　　
　　该硅酸锌样品的化学式为：2ZnO·SiO2。
　　 [例6] 两个原硅酸分子的OH原子团之间可以相互作用而脱去一分子水：
2H4SiO4===H6Si2O7＋H2O
　　原硅酸结构为：
　　则在所得的H6Si2O7分子的结构中，含有的硅氧键数目为 [ ]
　　A．5 　　B．6
　　C．7 　　D．8
　　 分析：此题是一道选择题，也是一道信息迁移题。给出的新情境是原硅酸结构及脱水反应，考查内容是H6Si2O7分子中的硅氧键数目。两个原硅酸共有8个硅氧键，当它们相互作用时，虽然有一个硅氧键断裂，但又形成一个新的硅氧键，如图所示：
　　故硅氧键的总数目没有变，仍然是8个。
　　答案：D
　　[例7] 下列离子方程式书写不正确的是 [ ]
　　A．往NaOH溶液中通入过量CO2
　　B．单质硅与烧碱溶液反应
　　C．石英砂与烧碱反应制水玻璃
　　D．往水玻璃中通入二氧化碳
　　 分析：往NaOH溶液中通入适量CO2生成正盐Na2CO3，正盐能与酸反应变为酸式盐，所以当CO2过量时即溶液中H2CO3过量时，生成物为NaHCO3，故A式正确。
　　单质硅能和烧碱溶液反应生成硅酸钠和氢气，NaOH是易溶于水的强碱，Na2SiO3。是易溶于水的盐，均完全电离，故Na+可以简化掉，B式正确。
　　石英的成分是二氧化硅与烧碱液发生复分解反应生成硅酸钠和水。故C式正确。
　　碳酸比硅酸酸性强，所以往水玻璃即硅酸钠的水溶液中通入二氧化碳可以制硅酸。反应物中的Na2SiO3和生成物中的Na2CO3均为易溶于水的盐，能完成电离写成离子式，并且Na+可以简化掉，故D式不正确。
　　
　　 答案：D
　　[例8] 有一铅锡合金质量为100g，完全氧化后得到氧化物的混合物质量为116g，求合金中铅、锡的质量分数各为多少？
　　解法一：
　　分析：设100g铅锡合金中含锡xg，则含铅（100-x）g。①Sn氧化后的稳定产物是SnO2（＋4价氧化物稳定），Sn的相对原子质量为
　　
　　Pb氧化后的稳定产物是PbO（＋2价氧化物稳定）， Pb的相对原子质量为207，PbO的式量为223，（100-x）g Pb氧化生成的PbO质量必
　　
　　因为SnO2与PbO质量共为116g，故可列一元一次方程，解方程求出Sn、Pb质量。
　　[解] 设100g锡铅合金中含锡xg，含铅为（100-x）g。
　　根据化学式所表示的元素质量分数及题意，列代数方程式：
　　
　　解得x=43.2（g）
　　100-x=100-43.2=56.8（g）
　　
　　答：合金中锡、铅质量分数分别为43.2％、56.8％
　　解法二：
　　分析：此题利用物质的量计算也很方便。设100g合金中含xg，含铅为（100-x）g
　　
　　
　　将SnO2与PbO由物质的量换算成质量，质量和为116g。
　　解：设100g锡铅合金中含锡为xg，含铅为（100-x）g
　　Sn的物质的量=SnO2的物质的量
　　
　　Pb的物质的量=PbO的物质的量
　　
　　SnO2与PbO质量和为116g
　　
　　解得 x=43.2（g） 　　（锡的质量）
　　100-x=56.8（g） 　　（铅的质量）
　　
　　Pb％=1-43.2％=56.8％
　　答：合金中铅、锡分别占56.8％、43.2％
　　 [例9] 称取两份由碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸氢铵组成的混合物7.06g。其中：一份加入过量的盐酸，可得CO2为1792mL（在标准状况下），另一份加热至质量不再减少时为止。冷却后再跟过量盐酸反应，可得CO2为896mL（在标准状况下）。求原混合物中，碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸氢铵的物质的量之比。
　　分析：此题是根据化学方程式，计算混合物成分物质的量之比的题。解题关键在于正确判断反应物与生成物、反应物的量与生成物的量之间的关系。
　　第一份7.06g混合物，各成分都跟过量的盐酸充分反应，均生成CO2。CO2体积之和为1792mL；第二份7.06g混合物加热后，除碳酸氢钠转化为碳酸钠外，碳酸氢铵则因全部转变为气态物质而不存在固体物质了。混合物中原有碳酸钠及生成的碳酸钠共同跟过量盐酸反应，生成896mLCO2。
　　解 全过程发生反应的化学方程式为：
　　Na2CO3＋2HCl==2NaCl＋H2O＋CO2↑ （1）
　　NaHCO3＋HCl==NaCl＋H2O＋CO2↑ （2）
　　NH4HCO3＋HCl==NH4Cl＋H2O＋CO2↑ （3）
　　 （4）
　　 （5）
　　　设7.06g该混合物中含Na2CO3、NaHCO3、NH4HCO3分别为x、y、zmol
　　从化学方程式（1）（2）（3）可知，第一份7.06g混合物与过量盐酸反应，共生成CO2为（x＋y＋z）mol
　　
　　从化学方程式（4）、（5）可知，第二份7.06g混合物加热，其中
　　
　　
　　
x∶y∶z=0.02∶0.04∶0.02=1∶2∶1
　　答：Na2CO3、NaHCO3、NH4HCO3的物质的量之比为1∶2∶1。
　新型无机非金属材料
　　[例10] 新型无机非金属材料跟传统硅酸盐材料相比，有什么特性？
　　【分析】 （1）能承受高温，强度高。如氮化硅陶瓷在1200℃时仍具有高强度。
　　（2）具有电学特性。有的可作绝缘体，有的可作半导体、导体、超导体。
　　（3）具有光学特性。有的能发出各色光，有的能透过可见光，有的能使红外线、雷达射线穿过。
　　（4）具有生物功能。有些对人体组织有较好的适应性，且硬度高、无毒、不溶于水，可直接植于人体内。
　　【答案】 略。
　　 　　[例11] 请比较红宝石和蓝宝石成分的异同。人造红宝石和人造蓝宝石各有何用途？
　　【解答】 两者的主要成分都是Al2O3（刚玉）。刚玉中混有少量铬时，呈现红色，就形成红宝石；刚玉中混有少量钛时，呈现蓝色，就形成蓝宝石。
　　人造红宝石硬度高，可制钟表的轴承，它能放大某一波长的光而产生激光，可作固体激光器。人造蓝宝石因能使紫外线和可见光通过，可用于制造光学仪器。
　　 　　[例12] 下列说法正确的是 [ ]
　　A．二氧化硅溶于水显酸性
　　B．光导纤维传导光的能力非常强，利用光缆通讯，能同时传送大量信息
　　C．因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出CO2，所以硅酸的酸性比碳酸强
　　D．二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸。
　　分析 二氧化硅不溶于水，不溶于强酸，但溶于氢氟酸。因为它能与碱反应生成盐和水，所以它是酸性氧化物。硅酸酸性比碳酸弱，它反映在CO2通入Na2SiO3溶液可生成硅酸。而SiO2能和Na2CO3高温下反应生成CO2，它可说明不挥发的SiO2可把气体CO2制出，但不能说明碳酸和硅酸的相对强弱。
　　答案：B
4．实战演练
一、选择题（每小题6分，共48分）
1.（2002年全国高考题）以下说法正确的是
A.纳米材料是指一种称为“纳米”的新物质制成的材料
B.绿色食品是指不含任何化学物质的食品
C.生物固氮是指植物通过叶面吸收空气中的氮气
D.光导纤维是以二氧化硅为主要原料制成的
2.实验室存放下列各试剂的瓶塞必须用橡皮塞的是
A.澄清石灰水 B.硅酸钠溶液
C.新制氯水 D.氯化钙溶液
3.2MgO·SｉO2中的酸根离子是
A.SiO B.Si2O
C.SｉO D.SiO
4.将过量的CO2通入下列溶液中，最终出现浑浊的是
A.CaCl2溶液 B.石灰水
C.饱和Na2CO3溶液 D.水玻璃
5.下列各组物质的比较中，正确的是
A.熔点：晶体硅＞碳化硅＞金刚石
B.金属活动性：锗＞锡
C.稳定性：CH4＞SｉH4
D.酸性：H2SｉO3＞H2CO3
6.欲除去SiO2中混有的少量CaCO3和Fe2O3，最好应加入的试剂是
A.硫酸 B.烧碱
C.氢氟酸 D.盐酸
7.现有下列五个转化，其中不可能通过一步反应实现的是
①SiO2Na2SｉO3
②CuSO4CｕCl2
③SiO2H2SｉO3
④CｕOCｕ（OH）2
⑤Ca3（ＰO4）2Ca（H2ＰO4）2
A.①和② B.③和④
C.②③和④ D.②③④和⑤
8.下列叙述中，不正确的是
A.光导纤维广泛应用于现代通讯，制造光导纤维的主要原料是SiO2
B.二氧化碳不宜用于扑灭金属钠燃烧引起的火灾
C.一定条件下，可将石墨转化为金刚石，这一变化是物理变化
D.氢气作为新型燃料，其突出的优点是氢气轻，便于携带
二、非选择题（共52分）
9.(12分)将5 g含有SiO2的石灰石与267 mL 0.5 mol·L－1的盐酸反应，所得CO2在标准状况下的体积为1064 mL。
(1)中和剩余的盐酸，需1 mol·L－1 NaOH溶液 mL。
(2)煅烧1吨这种不纯的碳酸钙，最后残留物质量为 吨。
10.(10分)氮化硅是一种耐高温陶瓷材料，它的硬度大，熔点高，化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃反应获得。
(1)氮化硅晶体属于 晶体。
(2)已知氮化硅晶体结构中，原子间都以单键相连，且N原子和N原子，Si原子和Si原子不直接相连，同时每个原子都满足8电子稳定结构，请写出氮化硅的化学式 。
(3)现用四氯化硅和氮气在氢气保护下，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为： 。
11.（10分）普通玻璃的成分Na2CaSi6O14，以氧化物形式可表示为 ，钾云母的化学式是K2H4Al6Si6O24，以氧化物形式可表示为 。
12.(10分)由Fe、Si、Al组成的混合物9.7 g，与足量的稀硫酸反应，在标准状况下可生成5.6 L氢气。若将等质量的该混合物与足量氢氧化钠溶液反应，在标准状况下也可产生同样多的氢气。问在上述9.7 g混合物中含Fe、Si、Al各多少克
13.（10分）由SiO2和CaCO3组成的混合物26.0 g，经灼烧至质量恒定时，其质量减少8.8 g,试解答：
（1）写出可能发生反应的化学方程式；
（2）求产生的气体在标准状况下的体积；
（3）求原混合物中SiO2的质量。
参考答案
一、1.D 2.AB 3.C
4.解析：同温下NaHCO3比Na2CO3的溶解度要小。?
答案：CD?
5.C 6.D?
7.解析：SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O CuSO4+BaCl2===BaSO4↓+CuCl2
Ca3(PO4)2+4H3PO4===3Cu(H2PO4)2。
答案：B?
8.CD?
二、9.（1）38.5 (2)0.582?
10.(1)原子 （2）Si3N4 (3)3SiCl4+6H2+2N2Si3N4+12HCl
11.Na2O·CaO·6SiO2 K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O?
12.Fe:5.6 g Si:1.4 g Al:2.7 g?
13.（1）SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑，CaCO3CaO+CO2↑
（2）4.48 L?
（3）6 g?
+17
2
8
7高考化学考点解析全程复习考点：金属的冶炼
1．复习重点
1． 金属冶炼的化学原理和金属冶炼的基本方法；
2． 金属回收及资源保护的重要作用，
3． 重点是考查金属冶炼的基本方法。
2．难点聚焦
1、 金属在自然界中的存在形式：
1. 游离态
化学性质不活泼的金属,在自然界中能以游离态的形式存在,如：Au Ag Pt Cu
2. 化合态
化学性质比较活泼的金属,在自然界中能以化合态的形式存在,如： Al Na
说明： 少数金属在自然界中能以游离态的形式存在; 而大多数的金属在自然界中能以化合态的形式存在.
2、 金属的冶炼：
1. 金属冶炼的实质
用还原的方法,使金属化合物中的金属阳离子得电子变成金属原子.
Mn+ + ne-→M
2. 金属冶炼的主要步骤：
1 矿石的富集
目的：除去杂质,提高矿石右的有用成分的含量;
2 冶炼
目的：得到金属单质.
原理：利用氧化还原反应原理,在一定条件下,用还原剂把金属矿石中的金属离子还原成金属单质.
3 精炼
目的：提高金属的纯度.
3. 金属冶炼的一般方法：
根据金属的活泼性.
(1)热分解法：
适用范围：不活泼金属 Ag----Au
如： 2Ag2O==4Ag + O2↑
2HgO==2Hg + O2↑
(2)还原法：
适用范围：较活泼的金属 Zn----Cu
如： Fe2O3 + 3CO ==2Fe + 3CO2
Cr2O3+2Al ==2Cr +Al2O3
常用的还原剂：C 、CO、 H2 和活泼金属如铝等.
说明铝热反应也属于热还原法.
[思考]对于极活泼金属的冶炼,能否用热还原法 如不能则应使用什么方法
3.电解法：
适用范围：活泼的金属 K----- Al
如： 2Al2O3 ==== 4Al + 3O2↑
2NaCl===2Na +Cl2↑
比较： 2NaCl+2H2O===2NaOH +H2↑+Cl2↑
2CuSO4+2H2O===2Cu+2H2SO4+O2↑
电解法也常用于某些不活泼的金属的精炼.
[说明]电解法的缺点是要消耗大量的电能,成本较高.
3、 金属的回收与环境、资源保护
1. 金属回收的意义
(1)节约矿物资源;(2)节约能源;(3)减少环境污染.
2. 回收废金属的利用.
大部分可以重新制成金属及化合物再用.
实例：
废铁屑可以铁盐或亚铁盐,如绿矾,废旧钢铁可以炼钢.
从电解精炼铜的阳极泥中可以回收金银等贵重金属
从定影液中可以回收金属银.
小结：金属的活动性顺序与金属的冶炼方法.
3．例题精讲
例1 不太活泼的金属元素硝酸盐在受热分解时金属元素将转变为其氧化物或单质。在通风橱中给盛有少量硝酸汞固体的试管加热，最后试管中（ ）
A、留下银白色的液体
B、留下少量白色硝酸汞固体
C、留下红色氧化汞固体
D、无剩余物
例2 冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气（或氢气，或一氧化碳）法；③活泼金属置换法；④电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有（Ⅰ）火烧孔雀石炼铜；（Ⅱ）湿法炼铜；（Ⅲ）铝热法炼铬；（Ⅳ）从光卤石中炼镁，对它们的冶炼方法的分析不正确的是（ ）
A．（Ⅰ）用① B．Ⅱ用② C．Ⅲ用③ D．Ⅳ用④
解析：金属冶炼的方法与金属在自然界中存在的状态、金属活动性有关。一般电解法适合冶炼金属性强的金属（金属活动顺序表Al以前）；而水煤气（H2、CO）法、焦炭法、活泼金属置换法等用还原剂还原金属法，适合于金属活动性介于Zn~Cu之间的大多数金属的冶炼。
对于（Ⅰ）
符合①
对于（Ⅱ） Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu 符合③
对于（Ⅲ） 符合③
对于（Ⅳ）先从光卤石提取MgCl2,再电解MgCl2
符合④
故本题答案为B
例3用氧化铝、二氧化锰作为原料，如何制取金属锰？写出反应的化学方程式。
2Al2O3====4Al+3O2↑
高温
3MnO2+ 4Al == 3Mn+2Al2O3
例4根据下图所示实验室用一氧化碳还原氧化铁的实验装置，回答以下问题：
①反应过程中发生的现象是：
玻璃管里粉末由红棕色逐渐变黑，B中溶液出现浑浊。
；
②塑料袋的作用是 收集未反应完的CO，以防中毒
。
4．实战演练
一、选择题
1.冶炼金属一般有下列4种方法：①焦炭法；②水煤气法（或氢气、或一氧化碳）法；③活泼金属置换法；④电解法。4种方法在工业上均有应用。古代有（Ⅰ）火烧孔雀石炼铜；（Ⅱ）湿法炼铜。现代有（Ⅲ）铝热法炼铬；（Ⅳ）从光卤石中炼镁。对它们的冶炼方法的分析不正确的是
A.（Ⅰ）用① B.(Ⅱ)用②
C.(Ⅲ)用③ D.(Ⅳ)用④
2.下列物质的反应，不能置换出Fe的是
A.FeO＋C B.Fe2O3＋CO
C.Al＋Fe3O4 D.Cu＋FeCl3
3.在高温下，用CO还原m g Fe2O3,得n g Fe,已知氧的相对原子质量为16，则Fe的相对原子质量为
A. B.
C. D.
4.有0．4　ｇ铁的氧化物，用足量的CO在高温下将其还原，把生成的全部CO2通入足量澄清石灰水中，得到0．75　ｇ固体沉淀物。这种铁的氧化物的化学式为
A．FeO B．Fe2O3
C．Fe3O4 Ｄ．FeO、Fe2O3
5.在炼铁、炼钢过程中都有碳参加反应，下列有关碳参加反应的叙述错误的是
A.两个过程中碳原子都是被氧化，都只起着提供热源的作用
B.炼铁过程中碳被氧化，既起产生热量的作用，又起产生CO的作用
C.炼钢过程中碳被氧化，从而达到降低含碳量的目的
D.炼铁过程中碳参加反应，只起着产生CO的作用
6.下列反应中，氧化剂与还原剂之比是1∶3的是
A.FeO＋SiFe＋SiO2
B.Fe2O3＋COFe＋CO2
C.Fe3＋＋FeFe2＋
D.Cu＋H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋H2O
7.合金具有许多特点，如Na－K合金为液体，而Na和K的单质均为固体。据此，试推测：生铁、纯铁、碳3种物质中，熔点最低的是
A.纯铁 B.生铁
C.碳 D.无法确定
8.我国的稀土矿含量丰富，稀土元素可用RE表示。在提纯过程中可以向稀土元素的硫酸盐溶液中加入粉状Na2SO4,使稀土元素转化为沉淀，反应为：
RE2(SO4)3＋Na2SO4＋xH2ORE2（SO4）3·Na2SO4·xH2O(x=1,2)下列有关叙述正确的是
A.该反应一定在强碱溶液中进行
B.产生沉淀的反应为复分解反应
C.反应生成的沉淀属于复盐
D.产生沉淀的变化属于化学变化
9.下列叙述正确的是
A.含金属元素的离子不一定是阳离子
B.在氧化还原反应中，非金属单质一定是氧化剂
C.某元素从化合态变为游离态时，该元素一定被还原
D.金属阳离子被还原不一定得到金属单质
10.质量相等的CaO2和CaO两份样品，前者与后者所含氯元素的质量比是
A.2∶1 B.7∶9
C.14∶9 D.9∶7
二、非选择题（50分）
11.（8分）制FeO常用下法：
FeC2O4FeO＋CO↑＋CO2↑
试说明不采用FeCO3加热分解制FeO而用此法制FeO的原因。
12.（12分）（1996年全国高考题）在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应，可以得到铁的氧化物。该氧化物又可以经过此反应的逆反应，生成颗粒很细的铁粉。这种铁粉具有很高的反应活性，在空气中受撞击或受热时会燃烧，所以俗称“引火铁”。请分别用图中示意的两套仪器装置，制取上述铁的氧化物和“引火铁”。实验中必须使用普通铁粉和6 mol·L－1盐酸，其他试剂自选（装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去）。
填写下列空白：
（1）实验进行时试管A中应加入的试剂是 ；
烧瓶B的作用是 ；
烧瓶C的作用是 ；
在试管D中收集得到的是 。
（2）实验时，U型管G中应加入的试剂是 ；长颈漏斗H中应加入 。
（3）两套装置中，在实验时需要加热的仪器是（填该仪器对应的字母） 。
（4）烧瓶Ⅰ中发生的反应有时要加入少量硫酸铜溶液，其目的是 。
（5）试管E中发生反应的化学方程式是 。
（6）为了安全，在E管中的反应发生前，在F出口处必须 ；E管中的反应开始后，在F出口处应 。
13.（12分）下图是一个实验示意图，方框表示有关的仪器，箭头表示液体或气体的流向
图中A是液体，B、C是固体。A与B反应后产生的气体经过C，得到纯气体X。X通过灼热CuO,CuO转化为Cu。气体再通过浓H2SO4，最后得到纯气体Y，Y是对环境没有污染的气体，大量排放也没有危险。
为进行以上实验，请从下列试剂范围内选择合适的A、B和C：浓硫酸、稀硫酸、浓硝酸、稀硝酸、浓盐酸、稀盐酸、锌粒、浓NaOH溶液、大理石、碱石灰、NH4Cl固体。
（1）A是 ，B是 ，C是 ，X是 。
（2）写出A和B，X和CuO反应的化学方程式 。
14.（8分）为测定一种复合氧化物型的磁性粉末材料的组成，称取12.52 g样品，将其全部溶于过量稀硝酸后，配成100 mL溶液。取其一半，加入过量K2SO4溶液，生成白色沉淀，经过滤、洗涤、烘干后得4.66 g固体。在余下的50 mL溶液中加入少许KSCN溶液，显红色；如果加入过量NaOH溶液，则生成红褐色沉淀，将沉淀过滤、洗涤、灼烧后得3.20 g固体。
（1）计算磁性粉末材料中氧元素的质量分数。
（2）确定该材料的化学式。
15.（10分）有CuO和木炭粉的混合物4.24 g，在高温条件下充分反应后，剩余固体混合物呈红色，质量为3.36 g；若反应产生的气体能全部被过量的澄清石灰水吸收，得沉淀2 g，试通过计算指出所得固体产物的组成及质量分数。
参考答案
一、1.B 2.D 3.D?
4.解析：FexOy+yCOxFe+yCO2?
(56x+16y) g y mol?
0.4 g mol
得：x∶y=2∶3?
答案：B
5.AD 6.B 7.B 8.CD?
9.解析：A.如AlO B.如C+FeOCO↑+Fe C.如Br－Br2 D.如Fe3+Fe2＋
答案：AD?
10.C?
二、11.FeCO3在空气中加热，因+2价铁被空气氧化而得不到FeO;而FeC2O4分解，产生的CO可作保护气，防止FeO氧化。?
12.（1）普通铁粉（或铁粉） 作为水蒸气发生器（或用来产生水蒸气） 防止水倒吸（或用作安全瓶） 氢气?
（2）固体NaOH（或碱石灰、CaO等碱性固体干燥剂） 6摩/升HCl?
注：G中如填写酸性干燥剂或液体干燥剂，则此空不给分。?
（3）ABE （必须全对给一分，错、漏一个即不给分）?
（4）加快氢气产生的速度?
（5）Fe3O4+4H23Fe+4H2O?
(6)检验氢气的纯度 点燃氢气?
13.(1)A.浓NaOH溶液 B.NH4Cl固体 C.碱石灰 X：NH3?
（2）NaOH+NH4ClNaCl+NH3↑+H2O?
2NH3+3CuO3Cu+N2↑+3H2O?
14.(1)20.4% (2)BaO·Fe2O3?
15.Cu2O和Cu w(Cu2O)=42.9% w(Cu)=57.1%
△
△
高温
高温
电解
电解
电解
电解
电解高考化学考点解析全程复习考点：镁和铝
1．复习重点
1．镁和铝单质的化学性质；
2。镁和铝的重要化合物的化学性质。
3．重点是Al2O3、Al(OH)3的两性。
2．难点聚焦
一、金属的通性
项目 内容
周期表中的分布 位于从硼到砹的左下方，在已知的109种元素中有87种是金属元素
原子结构的特征（最外层电子） 最外层电子数一般少于4个（ⅣA～ⅥA的某些金属元素有4～5个，但核外电子层数较多，原子半径较大）
组成微粒及通常状态 金属离子和自由电子通常情况下都是金属晶体，只有汞在常温下呈液态
分类 冶金工业 黑色金属：铁、铬、锰有色金属：除铁、铬、锰以外的金属
密度 轻金属：密度小于4.5g/cm3重金属：密度大于4.5g/cm3
从与人的接触分 常见金属：如铁、铜、铝等稀有金属：如锆、铪、铌等
物理性质（通性） 有金属光泽、不透明，热和电的良导体，有良好的延性和展性
1．金属的晶体结构：
金属具有一些共同性质，是由它们的原子结构和晶体结构的相似性决定的。金属的价电子较少，容易失去价电子变成金属离子，这些释出的价电子，不在属于那个或那几个指定的金属离子，而是整体金属的“集体财富”。它们在整个晶体内自由移动，人称“自由电子”。有人描述金属晶体内的实际情况是“金属离子沉浸在自由电子的海洋中”。换言之，是金属离子和自由电子之间存在着较强的电性作用，使许多金属离子和自由电子相互结合在一起形成晶体。
但是金属晶体中的“金属离子和自由电子之间存在着较强的电性作用”有相对强弱之分。一般来说，价电子数越多，原子半径越小，“作用”愈强，其熔沸点相对较高，密度、硬度也相对较大。
例如：同一主族金属元素的原子，价电子数目相同，从上到下随原子序数的递增，电子层数增多，原子半径增大，金属晶体中金属阳离子与自由电子的作用逐渐减弱，因此，它们的熔点逐渐降低，硬度逐渐减小。如：碱金属熔点钠比钾高，硬度钠比钾大。
同一周期金属元素的原子的电子层数相同，从左到右随原子序数的递增，价电子数增多，原子半径减小，金属晶体中金属阳离子与自由电子的作用逐渐增强。因此它们的熔点逐渐升高，硬度逐渐增大。如：按钠、镁、铝的顺序熔点依次升高，硬度逐渐增大。
2.金属的物理特性及解释
（1）金属都是电的良导体，通常情况下，自由电子在金属晶体内部的自由电子在金属内部作无规则的热运动，当金属的两端存在电势差的时候，在电场力的作用下，这些自由电子便作定向的移动，酷似人的定向移动就形成“人流”一样，电子的定向移动也便成了电流。
（2）在金属晶体内，自由电子运动时与金属离子相碰撞，引起两者的能量交换，致使整块金属达到了同样的温度，这是金属导热的原因。
大多数金属有良好的导电性和导热性，是由于这两种性质都与自由电子有关，所以善于导电的金属也善于导热。常见的几种金属的导电、导热能力由大到小的顺序为：
Ag、Cu、Au、Al、Zn、Pt、Sn、Fe、Pb、Hg。
（3）金属受外力作用晶体中各层之间发生相对滑动，但金属离子与自由电子间的较强的相互作用仍然存在，也就金属虽发生变形而不致破碎。
金属的延性，是指金属可以抽成丝。例如：最细的白金丝直径不过1/5000mm；金属又有展性，指的是可以压成薄片，最薄的金箔，只有1/10000mm厚。延展性最好的金属是金。但也有少数金属，如锑、铋、锰等，性质较脆，没有延展性。
3.金属晶体与其它常见晶体的比较
晶体类型 离子晶体 原子晶体 分子晶体 金属晶体
实例 NaCl晶体 金刚石 干冰 镁
构成晶体的微粒 阴、阳离子 原子 分子 金属离子、自由电子
微粒间的相互作用 离子键 共价键 范得华力 金属键
物理性质 硬度 较大 很大 很小 较小
熔沸点 较高 很高 低、很低 多数较高
导电性 晶体不导电（熔化时或水溶液中导电） 一般为非导体 非导体（有的水溶液能导电） 良导体
4.为什么整块金属会具有金属光泽而金属粉末常呈暗灰色或黑色？
由于金属原子以最紧密状态堆积排列，内部存在自由电子，所以当光线投射到它的表面时，自由电子可以吸收所有频率的光，然后很快放出各种频率的光，这就使绝大多数金属呈现钢灰色以至银白色光泽。而金显黄色，铜显赤红色，铋为淡红色，铯为淡黄色，铅为灰蓝色，是由于它们较易吸收某些频率的光。
在粉末状态时，金属的晶面取向杂乱，晶格排列的不规则，吸收可见光后辐射不出去，所以为黑色。
二、镁和铝的性质
金属项目 镁（Mg） 铝（Al）
原子结构
原子半径 1.60×10－10m 1.43×10－10m
化合价 +2 +3
晶体结构 金属晶体 金属晶体
单质 物理性质 镁和铝都是密度较小、熔点较低、硬度较小的银白色金属，但镁和铝相比较，铝的硬度比镁的稍大，熔点和沸点都是铝比镁的高
活泼性 较活泼：Mg－2e=Mg2+ 较活泼：Al－3e=Al3+
抗腐蚀性 在空气中都能跟氧气反应，表面覆盖一层致密而坚硬的氧化物薄膜，都具有搞腐蚀性能
与O2反应 点燃2Mg+O2 = 2MgO △4Al+3O2 = 2Al2O3
与酸反应 Mg+2H+=Mg2++H2↑ 2Al+6H+=Al3++3H2↑
与碱反应 不反应 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
与氧化物反应 点燃2Mg+CO2 = 2MgO+C △2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe
结论 镁、铝均为较活泼的金属，但镁的金属性强于铝
解释 核电荷数镁小于铝，而原子半径镁大于铝，故核对最外层的电子引力镁小于铝，即Al比Mg难失电子，金属性弱于Mg
主要用途 镁合金汽车、飞机制造、照明弹等 铝合金汽车、船舶、飞机制造、防锈油漆、导线、电缆等
1．我们要善于从镁和铝的原子结构、晶体结构的相同和相似的一面认识它们性质的相似性；从结构上不同的一面提示和把握它的性质上相异性以及递变。
镁和铝都是较活泼的金属。在一定条件下，它们都可以和水反应，置换出水中的氢。镁跟冷水便缓慢地反应，加热时反应更为显著。铝和沸水也能微弱的反应，但现象不明显。这一方面是因为镁的金属活动性较铝相对较强，另一个不可忽视的原因是它们的氢氧化物虽然都难溶于水，但Mg(OH)2较Al(OH)3的溶解性相对较大，所以与水反应时生成的Mg(OH)2在镁条表面的覆盖要小，尤其是在加热的条件下（加热时水中的氢离子浓度也相对较大）。但在像在NaOH溶液的强碱性条件下，情况就不一样了。在强碱溶液中，Mg(OH)2的溶解度大为减小，水中的氢离子浓度也减小了，事实证明，镁和强碱溶液不反应，而铝则不然，由于Al(OH)3是典型的两性氢氧化物，它可溶于强碱溶液。即：
Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
由上分析可知：铝是一种较活泼的金属，它并不能直接与碱反应，而是先与水反应，2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑……①
生成的Al(OH)3是典型的两性氢氧化物，它溶于强碱
Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O……②
将两反应按①+②×2合并，即得总反应方程式：
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
所以在上述反应中铝是还原剂，而氧化剂是H2O，不是NaOH。
2.铝热剂、铝热反应
某些金属氧化物粉末，与铝粉混合后在较高温度下剧烈反应生成Al2O3和其它金属并放出大量的热的反应，叫铝热反应。
能作铝热剂的不只是Fe2O3,还可以是V2O5、Cr2O3、MnO2等与Al粉形成铝热剂，铝热反应较多的应用于生产上，如：焊接钢轨，熔炼难熔金属V、Cr等。
3.镁、铝在自然界中均以化合态存在，铝是地壳里存在最多的金属元素。工业上用电解熔融的MgCl2制取Mg,用电解熔融的Al2O3制取Al。
三、镁和铝的重要化合物
1.镁及其化合物转化关系
2.铝及其化合物转化关系
3.MgO与Al2O3的比较
MgO Al2O3
物理性质 均为白色粉末，不溶于水，熔点高（MgO>Al2O3），是优良的耐火材料
化学性质 与热水反应MgO+H2O=Mg(OH)2 与水不反应
碱性氧化物MgO+2H+=Mg2++H2O 两性氧化物Al2O3+6H+=2Al3++3H2OAl2O3+2OH-=2AlO2-+H2O
4.Mg(OH)2与Al(OH)3的比较
Mg(OH)2 Al(OH)3
物理性质 均为白色固体，不溶于水
化学性质 不稳定性Mg(OH)2=MgO+ H2O 不稳定性2Al(OH)3=Al2O3+3H2O
碱性Mg(OH)2+2H+=Mg2++H2O 两性Al(OH)3+3H+=Al3++3H2OAl(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
制 备 Mg2++2OH-= Mg(OH)2↓Mg2++2NH3·H2O =Mg(OH)2↓+2NH4+ Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+不用强碱AlO2-+CO2+2H2O= Al(OH)3↓+HCO3-不用强酸
1．在学习过程中一定要注意以下几点：
（1）注重理论知识的指导作用，培养思维能力.如学习镁、铝性质时，可用元素周期表及周期律的理论为指导；在学习Al(OH)3两性时，可运用电离理论和化学平衡理论进行分析.这样不仅可以巩固所学的理论知识，还可以培养自己分析问题解决问题的能力.
（2）温故知新，培养自己归纳总结的能力.如铝的一些性质在初三和高一曾学习过.要在复习有关知识的基础上学完本节后学会总结、归纳的方法，使所学的知识系统化、网络化.
（3）充分发挥主体作用，培养自学能力.如金属的通性、合金等内容通过自学，不仅可以获得知识，更重要的是学会读书的方法，培养自学能力.
（4）掌握图像题的解题技巧，如Al(OH)3两性的计算.
2.两性物质与物质的两性
两性物质指即能与酸反应，又能与碱作用生成盐和水的化合物，如Al2O3、ZnO、Zn（OH）2、Al(OH)3、氨基酸、蛋白质等。
物质的两性，如强碱弱酸盐（NaHCO3、KHS、Na2HPO4等）弱酸弱碱盐（CH3COONH4、NH4HS）等，既能与强酸反应，又能与强碱作用，但只能说这种物质的性质有两性，不能将它们称为两性物质，因为这些化合物不是由本身直接电离出的H+和OH-参加反应，并且生成物不全是盐和水。
Al既能与酸作用，又能与强碱溶液反应，但不属于两性物质，也不能说它具有两性，因为Al与强碱溶液反应的本质是：2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑，Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，两式相加为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，由以上反应可知：Al不直接与NaOH溶液反应，Al仍然为金属元素。
Al(OH)3具有两性，是两性物质，可用电离平衡移动的原理来解释：Al(OH)3的电离方程式可表示如下：
AlO2-+H++H2O≒Al(OH)3≒Al3++3OH-
其电离程度相当微弱，只有加入强酸（或强碱）时，大量的H+（或OH-）才能破坏Al(OH)3的电离平衡，使平衡向右（或左）移动，生成铝盐（或偏铝酸盐），所以Al(OH)3即具有碱性，又具有酸性。当加入弱酸或弱碱时，因H+（或OH-）浓度太小，不能使上述平衡移动，因此Al(OH)3只溶于强酸或强碱，而不溶于弱酸或弱碱（如碳酸、氨水）。
Al3+只能在酸性溶液中大量存在，如AlCl3、Al2(SO4)3溶液均是酸性溶液；铝元素在碱性溶液中能以AlO2-离子大量存在，所以AlO2-与OH-、Al3+与H+ 不能大量共存，AlO2-与Al3+也不能大量共存，其离子方程式是：Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓。
3．试剂的滴加顺序不同产生的现象不同
（1）NaOH和AlCl3
向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先出现白色沉淀后消失：
Al3++3OH-=Al(OH)3 ↓ Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，开始无现象后出现白色沉淀：
Al3++4OH-= AlO2-+2H2O Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓
（2）NaAlO2和盐酸
向NaAlO2溶液中滴加盐酸，先出现白色沉淀后消失：
NaAlO2+HCl+H2O= Al(OH)3↓+NaCl Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
向盐酸中滴加NaAlO2溶液，开始无现象后出现白色沉淀：
4HCl+NaAlO2= NaCl+AlCl3+2H2O AlCl3+3NaAlO2+6H2O=4Al(OH)3↓+3NaCl
(3)Na2CO3和盐酸
向Na2CO3溶液中滴加盐酸，开始无现象，后产生气泡
Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3 NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
向盐酸中滴加Na2CO3溶液，立即产生气泡
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
四、合金与复盐
1．合金的组成成份，可以是不同的金属，也可以是金属和非金属，不要望文生义，把合金理解为只是金属与金属的熔合，从而使合金的外延变窄。一般来说，合金的硬度一般比它的各成份金属的大，如硬铝（含少量的Cu、Mg、Mn、Si等）；合金的熔点比它的各成份金属的熔点都低，如K～Na合金可以作原子反应堆的导热剂；又如做保险丝材料的“伍德合金”，是锡、铋、镉、铅按1：4：1：2质量比组成的合金，熔点仅为67℃，比水的沸点还低，因此，当电路上电流过大，电线发热到70℃左右，保除丝即可熔化，自动切断电路，保证电路安全。
合金可以分为三种类型：
（1）金属固熔体：这是一种金属均匀地分布在另一种金属内形成的复合体，是固态溶液。如黄铜（67％Cu、33%Zn），银与金的合金都是金属固溶体。
（2）金属互化物：金属与金属之间形成的化合物。其组成有的是固定不变的，如铜化锌（ZnCu）、碳化铁（Fe3C）等，有的是可变的，如铜锡合金就有Cu5Sn、Cu31Sn8、Cu3Sn等多种不同组成。金属互化物不能用通常的化合价来解释。
（3）机械混合物：其晶体由两种或两种以上的晶体结构混合而成的，每一小晶体中只有一种金属。同前两类合金不同，机械混合物的组成是非均一的。钢、生铁、青铜等属于这一类合金。
从以上介绍可以看出笼统的说合金是混合物还是化合物都是不合适的。
2.复盐可以看作是两种简单的盐复合而成的，但复盐属于纯净物，复盐与普通正盐或酸式盐的区别在于复盐电离时，可以电离出两种不同的金属离子（或一种是铵根离子）。
例如：KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42- (两种金属离子)
明矾〖KAl(SO4)2·12H2O〗、光卤石〖KCl·MgCl2·6H2O〗等均为复盐。
络盐：指含有络离子的盐类，象Na3AlF6，[Ag(NH3)2]OH等，络盐中络离子在溶液中十分稳定，很难电离。如：Na3AlF6=3Na++AlF6-,这是络盐与复盐的明显区别。
3.明矾是一种净水剂，明矾溶于水后Al3+能与水反应：
Al3++3H2O≒Al(OH)3+3H+
有胶状Al(OH)3沉淀生成，可以吸附水中悬浮的杂质，而不能除去溶解在水中的物质。
矾是一价金属（M+）或铵根离子（NH4+）和三价金属（M3+）硫酸盐的含水复盐的总称。它的种类很多，其通式为（M2SO4·M2(SO4)3·24H2O）,例如：明矾K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O,铁铵矾（NH4）2SO4·Fe2(SO4)3·24H2O等。习惯上把某些含有结晶水的硫酸盐也称为矾，如胆矾（CuSO4·5H2O），绿矾（FeSO4·7H2O）等，它们不属于真正的矾，完全是人们的习惯称呼。
3．例题精讲
例1 下列叙述中，正确的是：
A：某物质中只含有一种元素，该物质一定是纯净物。
B：某晶体中含有阳离子，则必定含有阴离子。
C：金属晶体的自由电子属整个晶体所共有。
D:金属晶体发生形变时其内部金属离子与自由电子的相互作用消失了。
解析：由同素异形体（如金刚石、石墨）组成的混合物中只含有一种元素，故A的叙述是错误的；在金属晶体中含有金属阳离子却不含有阴离子，故B的叙述是错误的；金属虽发生形变，只是“各层之间发生了相对的滑动”，但不致断裂，就是因为“金属离子和自由电子之间较强的相互作用仍然存在”，故B的叙述也同样是错误的，所以只有C项是正确的，应选C。
例2 下列金属晶体中，金属离子和自由电子的相互作用最弱的是：
A:钠 B:钾 C:镁 D:铝
解析：钠、镁、铝属于同一周期，在同一周期中，从左到右，“作用”增强，故钠、镁、铝中，“钠”最弱；在同一主族中，从上到下，“作用”减弱，钠和钾同属碱金属元素，钾在钠的下方，“作用”不如钠，故选B。
例3.下列各组物质中，按熔点由低到高排列正确的是 （ ）
A.O2、I2、Hg B.CO2、KCl、SiO2
C.Na、K、Rb D.SiC、NaCl、SO2
解析：本题主要考查离子晶体、原子晶体、分子晶体、金属晶体四类典型晶体熔点的关系。一般的分子晶体的熔点低于金属晶体与离子晶体，这两种晶体的熔点又低于原子晶体。同一类型晶体间，其微粒之间的作用力越强，熔点越高。A组中O2、I2、Hg常温下分别是气体、固体和液体，所以熔点应为O2K>Rb，C不符合题意。D中SiC、NaCl、SO2分别属于原子晶体、离子晶体和分子晶体，它们的熔点为SiC>NaCl>SO2。
故选B。
例4 将相同质量的镁条分别在①氧气中②空气中③氮气中④二氧化碳中完全燃烧，燃烧后所得固体产物的质量由小到大的顺序是 （ ）
A.②①③④ B.④①②③
C.③②①④ D.③①②④
[思路]: 本题考查Mg在O2、N2、CO2中燃烧的反应以及定量分析问题的能力,只要能利用质量守恒定律,逐一分析其质量关系,即可解题。
[解析]：
Mg在氧气中：2Mg+O2 = 2MgO
Mg在氮气中：2Mg+O2 = 2MgO（主） 3Mg+N2 = Mg3N2（微量）
Mg在二氧化碳中：2Mg+CO2 = 2MgO+C
依元素守恒法，1mol Mg燃烧生成1mol MgO，质量增加16g；1mol Mg燃烧生成1/3mol Mg3N2，质量增加28/3g；1molMg在二氧化碳中燃烧，固体产物分别为1/2mol在C和1mol的MgO，质量增加6g+16g=22g。因此，相同质量的镁粉若分别在上述气体中燃烧，所得固体产物的质量的大小关系是在二氧化碳中燃烧最大，应选C。
[注意]：Mg在二氧化碳中燃烧时，不存在2Mg+CO2 = 2MgO+C的反应，这是因为在空气中的主要成分是N2和O2，只含微量的CO2，O2的氧化性远强于CO2，所以存在过量O2的条件下，不可能发生与CO2的反应（即使假定发生了此反应，生成的C也会继续与O2反应生成CO2，最终结果也相当于没反应）。
例5、如何用化学方法除去下列物质中的杂质，写出有关的化学方程式：
（1）铝中含少量的镁 （2）镁中含少量的铝
[思路]：提纯物质主要应考虑：①利用被提纯物质与杂质的不同化学性质，②所加试剂最好只与杂质作用，不改变被提纯的物质，③不要引入新杂质，④反应较快，操作方便，被提纯物质易于分离出来。
[解析]本题所给物质为金属混合物，主要从金属活泼性来考虑。（1）中的镁比铝活泼，可利用金属与盐的转换反应除杂。（2）中的铝能与强碱溶液反应，镁不能，可选用强碱溶液作试剂。
答案：（1）将混合物加入足量的氯化铝溶液中，充分反应后过滤。
3Mg+2AlCl3=3MgCl2+3Al
(2) 将混合物加入足量的氢氧化钠溶液中，充分反应后过滤。
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
例6.若镁粉着火，请注意不要用泡沫灭火器灭火，也不要用干粉灭火器灭火。简述理由（提示：泡沫灭火器产生CO2和H2O等，干粉灭火器中含NaHCO3）。
[思路]：本题应从Mg活泼的化学性质入手。
[解析]:在泡沫灭火器喷射出CO2和H2O的混合物时，Mg可与CO2和H2O反应，会促进燃烧，事与愿违。
2Mg+CO2 = 2MgO+C Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑ 2H2+O2=2H2O
干粉灭火器中：2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O,Mg仍在CO2中燃烧，所以不能使用。
例7：等物质的量的钠、镁、铝分别与1L1mol/L的盐酸作用产生氢气，可出现下列四种情况：①Na＜Mg＜Al;②Na＜Mg=Al;③Na=Mg=Al;④Na＞Mg=Al.讨讨论上述四种情况所需金属的物质的量分别在何范围
[思路]：本题可用分段讨论的方法，但比较繁琐，用作图法则方便快捷.
[解析]:化学反应中，反应物与生成物的量通常成线性关系，作图时可利用特殊点(如刚开始反应，恰好完全反应等)画出投入金属量与产生氢气量的关系图，各种情况一目了然.
根据Na～H+～ H2 Mg～2H+～H2
Al～3H+～ H2
对于Na:起点O(0，0)，盐酸恰好完全反应时为A点(1，1/2 )；
对于Mg:起点O(0，0)，盐酸恰好完全反应时为B点( 1/2、1/2 )；
对于Al：起点O(0，0)，盐酸恰好完全反应时为C点(1/3 ，1/2 )
显然，当n＜1/2 时，Na＜Mg＜Al
当 1/2≤n＜1时，Na＜Mg=Al
当n=1时，Na=Mg=Al
当n＞1时，Na＞Mg=Al.
参考答案：①n＜1/2 ② 1/2≤n＜1
③n=1 ④n＞1
例8下列各组离子在溶液中可以大量共存，且加入氨水后也不产生沉淀的是 （ ）
A.Na+ Ba2+ Cl- SO42- B.K+ AlO2- NO3- OH-
C.H+ NH4+ Al3+ SO42- D.H+ Cl- CH3COO- NO3-
[思路]：离子共存问题，一直是高考的“热点”。解决这类问题，只要考虑两大方面即可：（1）能否发生复分解反应，（2）能否发生氧化还原反应。若两类反应均不发生，则可共存。
[解析]:Al3+只能存在于酸性条件下，故C可共存，但加入氨水后可生成Al(OH)3沉淀，且不溶于溶液中铵盐；AlO2-存在于碱性环境中，加入氨水后不会产生沉淀；A答案中Ba2+、SO42-不共存，而D中的H+ 和CH3COO-不能共存。故选B。
例9.下列离子方程式正确的是 （ ）
A.稀硫酸与氢氧化钡溶液反应
H++SO42-+Ba2++OH-=BaSO4↓+H2O
B.硫酸铝溶液中滴入氨水
Al3++3OH-=Al(OH)3 ↓
C.碳酸氢镁溶液中加入氢氧化钠溶液
Mg2++2HCO3-+4OH-=Mg(OH)2↓+CO32-+2H2O
D.硝酸铝溶液中滴加少量的氢氧化钠溶液
Al3++3OH-=Al(OH)3 ↓
[思路与解析]：A式错在若一种物质中有两种或两种以上的离子参加反应，必须维持在原物质中的微粒数比，在稀硫酸中1个SO42-离子对应两个H+离子，在氢氧化钡中1个Ba2+对应2个OH-离子，故该反应的离子方程式为：
2H++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O
B项中氨水（NH3·H2O）为一元弱碱，是弱电解质，应该保留分子式，故该反应的离子方程式为：Al3++3 NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
C项中的碳酸氢镁属易溶且易电离的物质，它与NaOH溶液反应，属酸式盐与碱的反应。变成的是正盐MgCO3，而Mg2+和OH-结合生成的Mg(OH)2因其溶解度较MgCO3低的多，根据离子反应总是向着离子减少的方向进行的规律，Mg2+变成Mg(OH)2而不会生成MgCO3，该离子方程式是正确的。
D项在过量的硝酸铝溶液中滴加少量的NaOH溶液，生成的Al(OH)3沉淀不会溶解，故该离子方程式是正确的。
故选C、D。
例10 今有铝、稀硫酸和氢氧化钠溶液为原料，在实验室制备一定量的氢氧化铝。可分别采用如下化学方程式所表示的两种方法：
①2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑
Al2(SO4)3+6NaOH=2Al(OH)3↓+3Na2SO4
②2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
2NaAlO2+2H2O+H2SO4=2Al(OH)3↓+Na2SO4
（1）上述那一种方法比较节约试剂？（提示：试从每生产2molAl(OH)3所耗费的试剂用量给予说明）
（2）原料相同，请设计一种更为节约试剂的方法（以方程式表示，并说明其可以最节约试剂的根据）。
思路与解析：（1）Al即可以跟稀硫酸，也可跟氢氧化钠溶液反应放出氢气。反应后如果再以H2SO4或NaOH溶液处理，实际上是调控pH，使之得到Al(OH)3，达到制备的目的。先用酸，后用碱，还是先用碱，后用酸，都是可行的，但是耗用的酸、碱用量却不同。同样是制备2molAl(OH)3，前法需2molAl、3molH2SO4、6molNaOH；后法只需2molAl、1molH2SO4、2molNaOH，显然，后法较前法节约了酸、碱试剂。
（2）仔细观察第一种方法，它第一步生成的是Al2(SO4)3，略有酸性，所以要用较多的NaOH。第二种方法生成的是NaAlO2，略有碱性，所以要用较多的硫酸。因此，设想是否能用略有酸性的Al2(SO4)3和略有碱性的NaAlO2自己中和呢？联合两法可设计出第三种方法。
2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
Al2(SO4)3+6NaAlO2+12H2O=8Al(OH)3↓+3Na2SO4
相当于制备2molAl(OH)3需要的原料为2molAl、0.75molH2SO4、1.5molNaOH,确实节约了试剂。
例11：某复盐的化学式AxB(ED4)y·z H2O,已知x、y、z均为正整数，且x+y+z=10，用该晶体完成下列实验：①称取晶体40.2g，加热至质量不再改变，质量减少了10.8g，②将剩余固体溶于水，配成200mL溶液，取出20mL，向其中加入过量的Ba(OH)2溶液，ED4离子和B离子完全沉淀，经测定为5.24g，③将沉淀物加到足量的盐酸中，固体质量又减少了0.580g。
试通过计算和推理回答A、B是何种元素及晶体的化学式。
[思路]：所谓复盐，即含有两种或两种以上的金属离子（含NH4+ ）和一种酸根离子的盐。题设复盐的化学式为AxB(ED4)y·z H2O，显然A、B为简单金属离子；ED4离子和B离子与过量的Ba(OH)2溶液反应得到两种沉淀物，显然是阴离子ED4离子与Ba2+ 结合得一沉淀，阳离子B离子与OH-结合得一沉淀，且可溶于盐酸的必为B离子与OH-结合得到的金属B的难溶氢氧化物，另一不溶于盐酸的必为ED4离子与Ba2+ 结合得到的难溶性钡盐，而且从阴离子的形式使我们想起了SO42-，即初步确认难溶性钡盐为BaSO4。
[解析]：这类问题的解决，一般还要辅之于定量的计算，由题给实验数据，在4.02g复盐中：
结晶水的物质的量为：10.8g÷18g/mol=0.600mol
初步确认的SO42-的物质的量为：｛（5.24g-0.580g）÷233g/mol｝×200mL/20mL=0.200mol
这样，该复盐中y：z=0.200：0.600=1：3
这就找到了解决问题的突破口，因为有了y：z=1：3，加之题给x+y+z=10，就创造了利用数学手段，结合化学意义进行讨论进而确认的机会。讨论：
当y=1时，z=3，则x=6，依该结论，则该复盐的化学式当初步确定为A6B(ED4)·3H2O，这显然与化合价法则相矛盾。原假设不能成立。
当y=2时，z=6，则x=2，依该结论，则该复盐的化学式当初步确定为A2B(ED4)2·6H2O，且可能成立的情况必然为A为+1价，则B必为+2价。依上述推论推得的40.2g中含结晶水0.600mol，则含A为0.200mol、B为0.100mol，可知生成金属B的氢氧化物的化学式为B（OH）2,且其摩尔质量为：
（0.58g×200mL/20mL）/0.100mol=58.0g/mol
易得金属B的相对原子质量为58.0-17.0×2=24.0，显然B元素为Mg。40.2g复盐中A元素的质量为：
40.2g-10.8g-96g/mol×0.2mol-2.4g=7.80g
金属A的摩尔质量为：7.80g÷0.2mol=39.0g/mol,所以A元素为K元素。
这样复盐的化学式是K2Mg(SO4)2·6H2O。
例12.向已知含有Zn2+的溶液中滴加氨水，有白色沉淀Zn(OH)2生成，继续滴加氨水使其过量，沉淀溶解，生成了[Zn(NH3)4](OH)2。此外Zn(OH)2即可溶于盐酸，又可溶于NaOH溶液，生成ZnO22-,所以Zn(OH)2是一种两性氢氧化物。
现有四种离子，每组有两种金属离子。请各选一种试剂，将它们两者分开。可供选择的试剂有：
A.硫酸 B.盐酸 C.硝酸 D.氢氧化钠溶液 E.氨水
根据上述内容填写下表：
离子组 选用试剂代号 沉淀物化学式 保留在溶液中的离子
①Zn2+和Al3+
②Zn2+和Mg2+
③Zn2+和Ba2+
④Mg2+和Al3+
[思路]：本题给出的知识性信息是Zn(OH)2两性和可生成溶于水的[Zn(NH3)4](OH)2。运用它们的化学性质，选择适当的试剂加以分离。
[解析]：①Zn2+和Al3+的分离：由于Al(OH)3和Zn(OH)2均为两性氢氧化物，不能用酸碱加以区分，但是Zn2+可与过量的氨水反应，生成Zn(NH3)42+，Al3+无此性质，可选用氨水（E）为试剂，生成沉淀Al(OH)3，留在溶液中的为Zn(NH3)42+。
②Zn2+和Mg2+的分离：因Zn(OH)2为两性氢氧化物，Mg(OH)2无两性且为难溶于水的沉淀，可选用NaOH（D）为试剂。沉淀为Mg(OH)2，留在溶液中的离子为：ZnO22-。
③Zn2+和Ba2+的分离：由于BaSO4难溶于水且不溶于酸，而ZnSO4则能溶于水，可选用H2SO4（A）为试剂。沉淀为BaSO4，保留在溶液中的离子为Zn2+。
④Mg2+和Al3+的分离：Al(OH)3有两性，能溶于过量的NaOH溶液中，Mg(OH)2无两性且为难溶于水的沉淀，可选用NaOH（D）为试剂。沉淀为Mg(OH)2，留在溶液中的离子为：AlO2-。
4．实战演练
一、选择题
1.(2001年春季高考题）将一定质量的Mg、Zn、Al混合物与足量稀H2SO4反应，生成H2 2.8 L(标准状况)，原混合物中的质量可能是
A.2 g B.14 g
C.8 g D.10 g
2.将某物质的量的镁和铝相混合，取等质量的该混合物四份，分别加到足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是
A.3 mol·L－1 HCl
B.4 mol·L－1的HNO3
C.8 mol·L－1 NaOH
D.18 mol·L－1 H2SO4
3.人的纯净的胃液是一种强酸性液体，pH在0.9～1.5左右，氢氧化铝是一种治疗胃液过多的胃药的主要成分，目前这种胃药已不常用，原因主要是
A.长期摄入铝元素不利于人体健康
B.它不能中和胃液
C.它不易溶于胃液
D.它的疗效太差
4.下列气体逐渐通入NaAlO2溶液中，开始时产生沉淀，继续通入气体时沉淀又溶解，该气体是
A.NO2 B.NO
C.CO2 D.H2S
5.在硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中，逐滴加入稀氢氧化钠溶液，直至过量。下列表示氢氧化钠加入量(ｘ)与溶液中沉淀物的量（ｙ）的关系示意图中正确的是
6.在氯化镁和硫酸镁的混合液中，若Mg2＋与Cl－的物质的量浓度之比为4∶3时，下列判断正确的是
A.溶液中Mg2＋与SO的物质的量浓度相等
B.溶液中Mg2＋与SO物质的量浓度之比为5∶8
C.溶液中Mg2＋与SO物质的量浓度之比为8∶5
D.溶液中氯化镁和硫酸镁物质的量相等
7.将AlCl3溶液和NaOH溶液等体积混合得到的沉淀物和溶液中所含铝元素的质量相等，则原AlCl3溶液和NaOH溶液物质的量浓度之比可能是
A.2∶3 B.1∶3
C.1∶4 D.2∶7
8.ｍ ｇ钠、铝混合物，放入n ｇ水中，反应停止后，仍有不溶物a ｇ，则溶液中溶质为
A．NaOH
B．NaAlO2
C．NaOH和NaAlO2
Ｄ．无法确定
9.将铝粉放入烧碱溶液中，若反应过程中有1．5　mol电子发生转移，则参加反应的水为
A．9　ｇ B．18　ｇ
C．0．5　mol D． mol
10.将物质X逐渐加入Y溶液中，生成沉淀物质的量n2与所加X的物质的量n1的关系如图所示。符合图示情况的是
A B C D
X NaOH AlCl3 HCl NaAlO2
Y AlCl3 NaOH NaAlO2 HCl
二、非选择题（共50分）
11.(12分)在50　ｍL　b　mol·L－1 AlCl3溶液中加入50　ｍL　a　mol·L－1　NaOH溶液。
(1)当a≤3b时，生成Al（OH）3沉淀的物质的量为 。
(2)当a、b满足 条件时，先有沉淀，后又有部分沉淀溶解，此时Al（OH）3的质量为 ｇ。
12.(12分)今用铝、稀硫酸和氢氧化钠溶液为原料，在实验室制备一定量的氢氧化铝。可分别采用如下化学方程式所表示的两种方法：
①2Al＋3H2SO4===Al2（SO4）3＋3H2↑
Al2（SO4）3＋6NaOH===2Al（OH）3↓＋3Na2SO4
②2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2NaAlO2＋H2SO4＋2H2O===2Al（OH）3↓＋Na2SO4
(1)上述哪一种方法比较节约试剂 ［提示：试从每生产2　mol　Al（OH）3所耗费的试剂用量予以说明］
(2)原料相同，请设计一种更为节约试剂的方法(以方程式表示，并说明其可以最节约试剂的根据)。
13.(10分)镁是一种很活泼的金属，常用作脱硫剂、脱氧剂。在电子工业中利用镁制取硅的反应为：
2Mg＋SiO22MgO＋Si
同时有副反应发生：2Mg＋SiMg2Si
Mg2Si遇盐酸迅速反应生成SiH4(硅烷）。
SiH4在常温下是一种不稳定、易分解的气体。
（1）图（甲）是进行Mg与SiO2反应的实验装置。
Ⅰ.由于O2的存在对该实验有较大影响，实验中应通入X气体作为保护气。X气体应选用①CO2、②N2、③H2中的 。
Ⅱ.实验开始时，必须先通入X的气体，再接通电源加热反应物，其理由是 ；当反应引发后，切断电源，反应能继续进行，其原因是 。
Ⅲ.反应结束时，待冷却至常温后，关闭K，从分液漏斗处加入稀盐酸，可观察到导管口a处有闪亮的火星。据此现象可推知 在空气中能自燃。
（2）图（乙）所示装置进行的实验如下：先关闭K，使A中反应进行；加热玻璃管C，可观察到C管中发出耀眼白光，产生白烟，管壁上附着有淡黄色物质。实验完成后，将C管中固体全部加入盐酸中，有臭鸡蛋气味的气体生成。
Ⅰ.C中的Mg应放在不锈钢垫片上而不能直接接触管壁，这是因为 。
Ⅱ.停止实验时，先打开K，再停止滴加浓硫酸并熄灭酒精灯。橡胶气胆B在实验中的作用是 。
Ⅲ.C中全部反应产物有 、 、 。（填化学式）
14.(8分)有铝粉和四氧化三铁组成的铝热剂，在隔绝空气的条件下灼烧，使之充分反应。将所得混合物研细并分成两等份，分别投入过量的烧碱溶液和盐酸中。充分反应后，前者消耗ｍ　mol　NaOH，放出气体0．336　L；后者消耗n　mol　HCl，放出气体V L。若将等质量的这种铝热剂中的铝粉与足量的稀硫酸作用，可得3．36　L气体(气体体积均在标准状况下测定。)求：
(1)该铝热剂的质量分数。
(2)ｍ、ｎ、Ｖ的值。
15.(8分)在标准状况下进行甲、乙、丙三组实验，三组各取30　ｍL同浓度的盐酸溶液，加入同一种镁铝合金粉末，产生气体，有关数据列表如下：
实验序号 甲 乙 丙
合金质量(ｍｇ) 255 385 459
生成气体体积（ｍL） 280 336 336
(1)甲组实验中，盐酸 (填“过量”“适量”或“不足量”)，理由是 。乙组实验中，盐酸 (填“过量”“适量”或“不足量”)，理由是 。要算出盐酸的物质的量浓度，题中可作计算依据的数据是 ，求得的盐酸的物质的量浓度为 。
(2)求合金中Mg、Al的物质的量之比，题中可作计算依据的数据是 ，求得的Mg、Al的物质的量之比为 。
(3)在丙组实验之后，向容器中加入1　mol·L－1的氢氧化钠溶液，能使合金中的铝恰好溶解，不形成含铝的沉淀，并使Mg2＋刚好沉淀完全，再过滤出不溶固体，求滤液中各溶质的物质的量和所加入氢氧化钠溶液的体积(写计算过程)。
参考答案
一、1.C?
2.解析：镁、铝不能与HNO3、浓H2SO4反应产生H2；Mg不与NaOH反应，Al能；Mg\,Al都能与盐酸反应产生H2。?
答案：A?
3.A 4.A 5.C 6.C 7.AD 8.B 9.AC 10.C?
二、11.（1）a mol (2)3b＜a＜4b (15.6b－3.9a)
12.(1)方法②比方法①更节约试剂。?
(2)2Ａl＋3H2SO4===Ａl2（SO4）3＋3H2↑?
2Ａl＋2NaOH＋2H2O===2NaＡlO2＋3H2↑?
Ａl2（SO4）3＋6NaＡlO2＋１2H2O===8Ａl（OH）3↓＋3Na2SO4?
相当于制备2molＡl（OH）3所用原料为2mol　Ａl、mol　H2SO4、１．5　mol　NaOH，确实节约了试剂。
13.（1）Ⅰ.③ Ⅱ.防止加热条件下H2与空气混合爆炸 Mg与SiO2的反应是放热反应 Ⅲ.SiH4?
(2)Ⅰ.同在加热条件下，Mg能与玻璃中的SiO2反应 Ⅱ.防止C管降温时因气体压强减小，而引起D中溶液倒流 Ⅲ.MgO S MgS?
14.(1)Al:27.95% Fe3O4:72.05%?
(2)m=0.05 mol n=0.24 mol V=1.344 L?
15.(1)过量 因为乙组所用合金量比甲组多，产生H2也多，说明甲组中HCl未反应完 不足量 因为甲组255　ｇ合金生成H2　280　ｍＬ，每克合金生成H2：ｍＬ。若乙组中合金耗尽，应生成H2：×385＝423　ｍＬ，实际只生成336　ｍＬ，所以盐酸不足量 盐酸30　ｍＬ、气体336　ｍＬ １　mol·Ｌ－1?
(2)合金255　ｍｇ，气体280　ｍＬ １∶1?
(3)滤液中溶质为NaCl，NaＡlO2?
设丙组中Ｍｇ、Ａl的物质的量均为ｘ?
则24ｘ＋27ｘ＝0．459 ｘ＝0．009　mol?
根据Cl元素守恒：?
ｎ（NaCl）＝ｎ（HCl）＝１×0．03＝0．03　mol?
根据Ａl元素守恒：ｎ（NaＡlO2）＝ｎ（Ａl）＝0．009　mol?
由Na元素守恒：ｎ（NaOH）＝ｎ（NaCl）＋ｎ（NaＡlO2）＝0．03＋0．009
＝0．039　mol
V（NaOH）＝＝0．039　Ｌ＝39　ｍＬ一.化学反应微粒
1. 胶体
二.金属及其化合物
2. 钠及其化合物的性质
3. 镁和铝
4. 铁和铁的化合物
5. 金属的冶炼（总结）
三.非金属及其化合物
6. 碳族元素&碳及其化合物
7. 硅酸盐工业 新型无机非金属材料
8. 氮和磷
9. 合成氨条件的选择
10. 硝酸
11. 二氧化硫
12. 硫酸及其盐
13. 硫酸工业 环境保护
四.化学反应原理
14. 化学反应中的能量变化
15. 化学反应速率
16. 影响化学平衡的条件
17. 电离平衡
18. 原电池原理及应用高考化学考点解析全程复习考点：化学反应速率
1．复习重点
1. 了解化学反应速率的概念及表示方法.
2. 理解浓度温度压强和催化剂等条件对化学反应速率的影响.
3. 初步运用有效碰撞,碰撞的取向和活化分子等来解释浓度压强温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响.
2．难点聚焦
(一)化学反应速率:
不同的化学反应进行的快慢不一样.
有的进行得很快…瞬间完成. 如:氢氧混合气爆炸;酸碱中和等
有的进行得很慢…需数小时;几天;甚至几百年;几百万年….
如:有机化合物间的反应,一般较慢,需数小时乃至数天;塑料的分解,需数百年.石油的形成需几百万年……
化学反应的速率:
用单位时间内反应物浓度的减少(或生成物浓度的增加)来表示化学反应进行的快慢.叫化学反应的速率.
浓度的单位,常用: mol/L.
则，化学反应速率的单位：mol/(L·min) mol/(L·s)
例：在一密闭容器内，装有氮气和氢气。反应开始时，氮气的浓度为2mol/L，氢气的浓度为5mol/L。2分钟后，测的氮气的浓度为1.6mol/L，求这两分钟内的化学反应速率。
以上化学反应速率,是用氮气浓度的变化来表示的,如果用氢气呢 用氨气呢
显然,同一化学反应的速率,用不同物质浓度的变化来表示.数值不同.
故,在表示化学反应速率时,必须指明物质.
不同物质表示的同一化学反应的速率之比等于化学计量数之比.
(二)外界条件对化学反应速率的影响:
不同的化学反应,具有不同的反应速率.(如: 氢氧混合气爆炸;酸碱中和; 塑料的分解;石油的形成…)
参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的重要因素.
有些外界条件也有一定程度的影响.
主要探讨浓度温度压强和催化剂对化学反应速率的影响.
4. 浓度对化学反应速率的影响:
做实验2-2(见P32)
许多实验证明:
当其它条件不变时,增加反应物浓度,可以增大化学反应速率.
这是为什么呢
化学反应的过程,就是反应物分子中的原子,重新组合成生成物分子的过程.
反应物分子中的原子,要想重新组合成生成物的分子,必须先获得自由.
即:反应物分子中的化学键,必须断裂!
化学键的断裂是通过分子(或离子)间的相互碰撞来实现的.
并非每次碰撞都能是化学键断裂.
即:并非每次碰撞都能发生化学反应.(如投篮.见P33 图2-2)
能够发生化学反应的碰撞是很少的.
有效碰撞: 能够发生化学反应的碰撞,叫有效碰撞.
活化分子: 能够发生有效碰撞的分子,叫活化分子.
活化分子比普通分子具有更高的能量!才有可能撞断化学键,发生化学反应.
当然,活化分子的碰撞,只是有可能发生化学反应.而并不是一定发生化学反应.还必须有合适的取向.
在其它条件不变时,对某一反应来说,活化分子在反应物中所占的百分数是一定的.
即:单位体积内活化分子的数目和单位体积内反应物分子的总数成正比.
即:活化分子的数目和反应物的浓度成正比.
因此:增大反应物的浓度,可以增大活化分子的数目,可以增加有效碰撞次数.
则,增大反应物浓度,可以使化学反应的速率增大!
5. 压强对化学反应速率的影响:
对于有气体参加的化学反应来说,增大压强,气体体积缩小,则单位体积中分子数增加,则浓度增大,反应速率增大.
6. 温度对化学反应速率的影响:
温度升高,使每一个分子的能量都增大.则:活化分子百分数增加,反应速率增大!
同时,温度升高分子运动加快,碰撞次数增多,化学反应速率也增大.
7. 催化剂对化学反应速率的影响:
催化剂能够降低反应所需要的能量,使更多的分子成为活化分子,大大的增加了活化分子的数目,以及活化分子的百
3．例题精讲
例1盐酸与碳酸钠固体反应时，能使反应的最初速率明显加快的是 ( )
A．增加碳酸钠固体的量 B．盐酸的量增加一倍
C．盐酸的用量减半浓度加倍D．温度升高 40 0C
[分析]增加反应物浓度，可以增大化学反应的速率。CaCO3是固态反应物，增加其用量并不影响其浓度，故A对最初的反应速率几乎无影响；对于一定浓度的盐酸，增加盐酸的用量并不能增加其浓度，故B对反应速率也无影响；C中虽然盐酸用量减半，但因浓度加倍，会使最初反应速率加快，故C正确。
[答案]C、D
[方法提示]本题考查学生对外界条件对化学反应速率的影啊的理解和应用，用于巩固基础知识。能增大反应速率的措施有：①增加浓度；②增大压强；③增高温度；④使用催化剂。
例2 在 、 转化为 的反应中， 的起始浓度为 ， 的起始浓度为 ，3min后 的浓度为 。计算该反应的反应速率是多少？3min 时的 和 的浓度各是多少？
　　分析：计算化学反应速率的关键在于依据给出条件，正确求出各物质转化浓度，用转化浓度除以反应时间，就可以得到反应速率，转化浓度求法简单，对于反应物来说：
转化浓度 = 起始浓度 － 终了浓度
对于生成物来说：
转化浓度 = 终了浓度 － 起始浓度
　　本题给出生成物 的终了浓度为 ，起始浓度为零， 的转化浓度为：
　　依据化学方程式中各物质的系数比，可以由 的转化浓度求出 和 的转化浓度
　　再用各物质的转化浓度除以反应时间（3分），便可得出 、 和 从 、 的起始浓度和转化浓度，可以方便地算出3分钟时 和 的浓度
例3　反应 A + 3B = 2C + 2D在四种不同情况下的反应速率分别为:
v (A)=0．15 mol (L·s) -1 v (B)=0．6 mol (L·s) -1 v (C)=0．4 mol (L·s) -1 v(D)=0．45mol (L·s) -1。该反应进行的快慢顺序为
【分析】方法一：由反应速率之比与物质的化学计量数之比，比较后作出判断，由化学方程式A+3B=2C+2D得出：
v (A)：v(B)=1：3，而v(A)：v(B)=0．15：0．6=1：4 故v(B)>v(A)，从而得②>①
v(B)：v(C)=3：2，而v(B)：v(C)=O．6：0．4=3：2故v(B)=v(c)，从而得②=③
v(C)：v(D)=2：2=l：l，而v(C)：v(D)=0．4：0．45故”(D)>v(C)，从而得④>③
故该反应进行的快慢顺序为④>③=②>①。
方法二：将不同物质表示的速率换算为用同一物质表示的速率，再比较速率数值的大小。
若以物质A为标准，将其它物质表示的反应速率换算为用A物质表示的速
率，则有j
v(A)：v(B)=I：3，则②表示的v(A)=0．2mol／(L·s)-1
v(A)：v(C)=1：2，则③表示的v(A)=0．2mol／(L．s)-1
v(A)：v(D)=1：2，则④表示的v(A)=0．225mol／(L．s)-1 故反应进行的快慢顺序为④>③=②>①。
[答案]④>③=②>①
例4 一定温度下，对于反应N2+02 2NO在密闭容器中进行，下列措施能加快反应速率的是：( )
A．缩小体积使压强增大 B．恒容，充入N2
C．恒容，充入He气 D．恒压，充入He气
[分析]A选项，气体的量不变，仅缩小体积，气体的浓度必然增大，速率必然增大。 B选项，容积不变，充入N2，使反应物N2的浓度增大，浓度越大，速率越大。 C选项，容积不变，充入He气，虽然反应容器内压强增大，但反应物N2、02、N0的浓度并没有变化，因此不影响反应速率。 D选项，压强不变，充人He气，反应容器体积必然增大。压强虽然没变但 N2、02、NO的浓度减小，反应速率减慢。
例5与发生氧化还原反应生成和的速率如图所示，已知这个反应速率随着溶液中的增大而加快。
（1）反应开始时，反应速率加快的原因是 。
（2）反应后期时，反应速率下降的原因是 。
[解析]由于与反应随增大而加快，首先写出二者反应的化学方程式（或离子方程式：）可见反应后有生成。
[答案]（1）开始发生反应，随增大，加快。
（2）反应进行至时，因C（反应物）减小，且反应使也减小，则减慢
例6某温度时，在2L容器 中X、Y、Z三种物质的量随时间的 变化曲线如图2-1所示。由图中数 据分析，该反应的化学方程式为： 。反应开始至2min，Z的平均反应速率为 。
[分析] 写反应的化学方程式，关键是确定X、Y、 Z之间谁是反应物、谁是生成物以及方程式中X、Y、Z三种物质的化学计量数。确定反应物和生成物，主要是看反应过程中各物质的有关量的变化情况，一般地，反应物物质的量随反应的进行不断减小，生成物物质的量随反应的进行不断增加，由图2—1可知，X、Y为反应物，Z为生成物。再根据化学方程式各物质的化学计量数之比等于相应物质的物质的量的变化量之比的规律，结合图示X、Y、Z三种物质物质的量的变化量即可求出它们的化学计量数，从而写出正确的化学方程式。
由图示可知x、Y、z三种物质物质的量的变化量分别为：
△nx=1．0mol一0．7mol=0．3mol
△nY=1．0mol一0．9mol=0．1mol
△nz=0．2mol—Omol=0．2mol
故化学方程式中x、Y、z三种物质的化学计量数之比为：
0．3mol：0．1mol：0．2mol=3：1：2。因此，反应的化学方程式为：3X+Y=2Z。
Z物质在2min内的平均反应速率，可通过先求出Z物质的物质的量浓度的
变化量，再根据反应速率的计算式(△c／△t)求解。
[答案]3X+Y=2Z , 0．05molL—l·min-1
[方法提示]确定化学反应方程式的步骤及方法是：
(1)反应物和生成物的确定。方法是：反应物的物质的量、质量或浓度随反应的进行不断减小；生成物的上述量随反应的进行不断增加。
(2)反应方程式[如：aA(g)+bB(g)——cC(g)+dD(g)]各物质化学计量数的确定。方法是：
a：b：c：d(化学计量数之比) =△nA：△nB：△nC：△nD(物质的量的变化量之比)
=△cA：△cB：△cC：△cD(物质的量浓度的变化量之比)
=vA：vB：vC：vD(反应速率之比)
4．实战演练
一、选择题（每小题5分，共45分）
1.(2001年高考理综题）将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：
2A（g）＋B(g) 2C(g)
若经2 s(秒）后测得C的浓度为0.6 mol·L－1，现有下列几种说法：
①用物质A表示的反应的平均速率为0.3 mol·L－1·s－1
②用物质B表示的的反应的平均速率为0.6 mol·L－1·s－1
③2 s时物质A的转化率为70% ④2 s时物质B的浓度为0.7 mol·L－1，其中正确的是
A.①③ B.①④
C.②③ D.③④
2.把下列四种X溶液，分别加入四个盛有10 mL 2 mol·L－1盐酸的烧杯中，并加水稀释到50 mL。此时X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应速率最快的是
A.20 mL 3 mol·L－1 B.20 mL 2 mol·L－1
C.10 mL 4 mol·L－1 D.10 mL 2 mol·L－1
3.已知4NH3＋5O2===4NO＋6H2O，若反应速率分别用v（NH3）、v（O2）、v（NO）、
v（H2O）表示，则正确的关系是
A.v（NH3）＝v（O2）
B.v（O2）＝v（H2O）
C.v（NH3）＝v（H2O）
D.v（O2）＝v（NO）
4.将A，B置于容积为2 L的密闭容器中，发生如下反应：4A（g）＋B(g)
2C（g），反应进行到4 s末，测得A为0.5 mol，B为0.4 mol，C为0.2 mol，用反应物浓度的减少来表示该反应的速率可能为
A.0.025 mol·L－1·s－1
B.0.0125 mol·L－1·s－1
C.0.05 mol·L－1·s－1
D.0.1 mol·L－1·s－1
5.在密闭容器中进行可逆反应，A与B反应生成C，其反应速率分别用v（A）、v（B）、v（C）(mol·L－1·s－1)表示且v（A）、v（B）、v（C）之间有以下关系：v（B）＝3v（A），3v（C）＝2v（B）。则此反应可表示为
A.2A＋3B2C
B.A＋3B2C
C.3A＋B2C
Ｄ.A＋BC
6.反应4A(g)＋5B(g)===4C(g)＋6Ｄ(g)，在5 L的密闭容器中进行，半分钟后，
C的物质的量增加了0.30 mol。下列叙述正确的是
A.A的平均反应速率是0.010 mol·L－1·s－1
B.容器中含D物质的量至少为0.45 mol
C.容器中A、B、C、D的物质的量的比一定是4∶5∶4∶6
D.容器中A的物质的量一定增加了0.30 mol
7.在2 L密闭容器中充入2 mol SO2和一定量O2，发生2SO2＋O22SO3反应，进行到4 min时，测得n（SO2）＝0．4 mol，若反应进行到2 min时，容器中n（SO2）为
A.1.6 mol B.1.2 mol
C.大于1.6 mol D.小于1.2 mol
8.在锌片和盐酸的反应中，加入下列试剂，可使生成氢气的速率变慢的是
A.硫酸铜晶体 B.水
C.氯化钡晶体 D.醋酸钾晶体
9.反应速率v和反应物浓度的关系是用实验方法测定的，化学反应H2＋Cl2===2HCl的反应速率v可表示为v＝k［c（H2）］m［c（Cl2）］n，式中k为常数，m、n值可用下表中数据确定之。
c（H2）(mol·L－1) c(Cl2)（mol·L－1） v（mol·L－1·s－1）
① 1.0 1.0 1.0k
② 2.0 1.0 2.0k
③ 2.0 4.0 4.0k
由此可推得，m、n值正确的是
A.m=1,n=1 B.m=,n=
C.m=，n=1 D.m=1,n=
二、非选择题(共55分)
10.（12分）(2001年上海高考题)某化学反应2AB＋D在四种不同条件下进行，B、D起始浓度为0。反应物A的浓度（mol·L－1）随反应时间（min）的变化情况如下表：
实验序号 时间浓度温度 0 10 20 30 40 50 60
1 800℃ 1.0 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50 0.50
2 800℃ C2 0.60 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50
3 800℃ C3 0.92 0.75 0.63 0.60 0.60 0.60
4 820℃ 1.0 0.40 0.25 0.20 0.20 0.20 0.20
根据上述数据，完成下列填空：
（1）在实验1，反应在10至20 min时间内平均速率为 mol·(L·min)－1。
（2）在实验2中A的初始浓度C2＝ mol·L－1，反应经20 min就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是 。
（3）设实验3的反应速率为v3，实验1的反应速率为v1，则v3 v1?(填“＞”“＝”或“＜”＝，且C3 1.0 mol·L－1(填“＞”“＝”或“＜”＝。
（4）比较实验4和实验1，可推测该反应是 反应（选填“吸热”或“放热”）。理由是 。
11.(8分)根据化学方程式2N2O2N2＋O2，填充表中①、②、③、④空栏处测定反应速率的实验数据和计算结果。
①
②
③
④
12.(5分)反应A＋3B==2C＋2Ｄ在四种不同情况下的反应速率分别为①v（A）＝0．15 mol·L－1·s－1；②v（B）＝0．6mol·L－1·s－1；③v（C）＝0．4 mol·L－1·s－1；④v（Ｄ）＝0．45 mol·L－1·s－1。该反应进行的快慢顺序为 。
13.(12分)可逆反应aA（g）＋bB（g）cC（g）＋dＤ(g)，取a mol A和b mol B置于V　L容器中，1 min后，测得容器内A的浓度为x mol·L－1，这时B的浓度为 mol·
L－1，C的浓度为 mol·L－1。这段时间内反应的平均速率若以物质A的浓度变化来表示，应为 。
14.(18分)现有一份“将二氧化硫转化为硫酸铵”的资料，摘录如下：
一个典型实例：初步处理后的废气含0.20%的二氧化硫和10%的氧气(体积分数)。在
400℃时废气以5 m3·h－1的速率通过五氧化二钒催化剂层与20 L·h－1的速率的氨气混合，再喷水，此时气体温度由400℃降至200℃，在热的结晶装置中得到硫酸铵晶体(气体体积均已折算为标准状况)。
利用上述资料，用氨来除去工业废气中的二氧化硫，回答下列问题：
(1)按反应中的理论值，二氧化硫和氧气的物质的量之比为2∶1，该资料中这个比值是 ，简述不采用2∶1的理由是 。
(2)通过计算，说明为什么废气以5 m3·h－1的速率与20 L·h－1速率的氨气混合
(3)若某厂每天排放1×104 m3这种废气，按上述方法该厂每月(按30天计)可得硫酸铵多少吨 消耗氨气多少吨
参考答案
一、1.B 2.A?
3.解析：v(NH3)∶v(O2)∶v(NO)∶v(H2O)=4∶5∶4∶6。
答案：D?
4.BC 5.B 6.B 7.D 8.BD?
9.解析：由①②组数据解得m=1,由②③组数据解得n=。
答案：D
二、10.(1)0.013 (2)1.0 催化剂 （3）＞ ＞
（4）吸热 温度升高时，平衡向右移动?
11.①2a ②c－2a ③a/t ④2a/t
12.④＞③＝②＞①?
13. (－x)?mol·L－1·min－1
14.(1)1∶50 根据勒夏特列原理，通入过量而廉价的氧气，可提高SO2的转化率
(2)废气中每小时排出的SO2的体积为：１000 L·m－3×5m3×0．2％＝１0 Ｌ，每小时氨与废气中SO2混合的体积比为2∶１，恰好可全部转化为（NH4）2SO4。?
(3)SO2 ～ 2NH3 ～ （NH4）2SO4?
mol?
mol mol
故可得（NH4）2SO4：mol×１32 g·mol－1×１0－6t·g－1＝3．54 t
消耗氨气： mol×2×１7 g·mol－1×１0－6 t·g－1＝0．9１ t高考化学考点解析全程复习考点：合成氨条件的选择
1．复习重点
1．如何应用化学反应速率和化学平衡原理，选择合成氨的适宜条件。
2.了解应用化学原理选择化工生产条件的思路和方法。
2．难点聚焦
1．合成氨条件的选择
工业上用N2和H2合成氨：
N2+3H2 2NH3+Q
从反应速率和化学平衡两方面看，选择什么样的操作条件才有利于提高生产效率和降低成本呢？
从速率看，温度高、压强大（即N2、H2浓度大）都会提高反应速率；
从化学平衡看，温度低、压强大都有利于提高N2和H2的转化率。
可见，压强增大，从反应速率和化学平衡看都是有利于合成氨的。但从生产实际考虑，压强越大，需要的动力越大，对材料的强度和设备的制造要求越高，将使成本增大。故一般合成氨厂采用的压强是20~50MPa帕斯卡。
而温度升高，有利于反应速率但不利于N2和H2的转化率。
如何在较低的温度下保持较大转化率的情况下，尽可能加快反应速率呢？选用合适的催化剂能达到这个目的。那么，较低的温度是低到什么限度呢？不能低于所用催化剂的活性温度。目前使用的催化剂是以铁为主体的多成分催化剂——又称铁触媒。其活性温度为450℃~550℃，即温度应在450~550℃为宜。将来如制出活性温度更低、活性也很在的新型催化剂时，合成氨使用的温度当然比现在要低，转化率就能更高了。
选择适宜的条件：根据N2+3H2 2NH3+Q这一反应的特点，运用化学反应速
率和化学平衡的理论来选择适宜条件。该反应为可逆、体积减小、正反应为放热等特点。
（1）适宜的压强：为何强调适宜？压强越大、有利于NH3的合成，但太大，所需动力大，材料强度高，设备制造要求高，成本提高，选择2×107~5×107Pa压强。
思考：工业上生产H2SO4：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)为何不采用加压方法？（因为在常压下SO2的转化率已达91%，不需要再加压）
（2）适宜的温度：温度越低越有利于NH3的合成，为何还要选择5000C高温？因为温度越低，反应速率越小，达平衡时间长，单位时间产量低，另外5000C时，催化剂活性最大。
（3）使用催化剂
（4）及时分离出NH3，并不断补充N2和H2（N2要过量，提高成本较高的H2转化率）
小结：合成氨的适宜条件：
压强：20~50MPa帕斯卡
温度：500℃左右
催化剂：铁触媒
2．合成氨工业简述
1．原料气的制备、净化
① 制N2：
物理方法： 空气 液态空气 N2
化学方法： 空气 CO2+N2 N2
1 H2：
水蒸气 CO+H2 CO2+H2 H2
反应方程式为：
C+H2O（g）==== CO+H2；CO+H2O（g）==== CO2+H2
注意：制得的N2、H2需要净化，清除杂质，以防止催化剂“中毒”。
2.合成氨反应的特点
化学反应：N2+3H2 2NH3 ; △H=-92.4KJ/mol
（1）可逆反应； （2）正反应是放热反应； （3）正反应是气体体积缩小的反应。
3．工业合成氨适宜条件的选择
在实际生产中，需要考虑反应速率、化学平衡、原料选择、产量和设备等多方面情况，以确定最佳的生产条件。
4. 图示合成氨的原理
3．例题精讲
例1 下列说法，能够用勒沙特列原理来解释的是（ ）
A. 加入催化剂可以提高单位时间氨的产量
B. 高压有利于氨的合成反应
C. 500℃高温比室温更有利于合成氨的反应
D. 恒温恒容下，在合成氨平衡体系中充入He，使压强增大，则平衡正向移动，NH3增多
[解析]
A. 加入催化剂只能加快反应速率，缩短到达平衡的时间，提高“单位时间”的产量，不能使化学平衡发生移动。注意：催化剂能相同倍数地改变正、逆反应速率，故而不改变化学平衡状态。
B. 合成氨是一个气体体积减小的反应，所以增大压强，使平衡正方向移动，有利于合成氨，符合勒沙特列原理。
C. 因为合成氨是一个放热反应，所以从化学平衡移动角度分析，应采用较低温度。500℃高温较室温不利于平衡向合成氨方向移动。采用500℃既考虑到温度对速率的影响，更主要的是500℃左右催化剂活性最大。
D. 恒温恒容下充He，惰性气体He不与N2、H2、NH3反应。虽总压强增大了，实际上平衡体系各成分浓度不变（即分压不变）所以平衡不移动，NH3的产量不变。
[答案] B
[点评]
勒沙特列原理是说改变影响平衡的一个条件，平衡就向能够减弱这种改变的方法移动。不要混淆影响速率的条件和影响平衡的条件。
例2：合成氨工业中，原料气(N2，H2及少量的CO，NH3的混合气)在进入合成塔前常用乙酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收原料气中CO，其反应为：
[Cu(NH3)2Ac]+CO+NH3 [Cu(NH3)3]Ac·CO；△H<0
(1)必须除去原料气中CO的原因是什么？
(2)吸收CO的生产适宜条件是什么？
(3)吸收CO后的乙酸铜氨液经过适当处理后又可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用，再生的适宜条件是什么？
[解析]
合成氨工业中要使用催化剂，某些物质会使催化剂的活性降低甚至消失，从而发生催化剂中毒。故必须除去原料气中CO。根据吸收原料气中CO的反应方程式：
[Cu(NH3)2Ac]+CO+NH3 [Cu(NH3)3]Ac·CO；△H<0
可知，加压和采取较低的温度可使平衡向正反应方向移动，有利于CO的吸收。要使吸收CO后的乙酸铜氨液经过适当处理后又可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用，只要使平衡向逆反应方向移动即可。
答案：(1)防止催化剂中毒；(2)低温、高压；(3)高温、低压。
[点评] 在实际工业生产过程中，适宜生产条件的选择需要考虑反应速率、化学平衡、原料选择、产量和设备等多方面因素。
例3温度、催化剂不变，向某一固定体积的密闭容器内按下列各组物质的量加入H2、N2、NH3，反应达平衡时；氨气浓度最大的一组是（ ）
A B C D
H2 6 1 3.5 5
N2 2 0 1 1.5
NH3 0 4 2 1
[分析] 2NH3 N2＋ 3H2.根据反应“一边倒”换算.
B 0 2 6＋1＝7
C 0 2 3＋3.5＝6.5
D 0 2 1.5＋5＝6.5
由此可知，符合题意的是B.
[解答] B
[小结] 可逆反应，在条件相同时（等温等容），若达到等同平衡，其初始状态必须能互变，从极限角度看，就是各物质的物质的量要相当.因此可以采用一边倒的原则来处理以下问题：
（1）化学平衡等同条件（等温等容）
aA(g)＋bB(g) cC(g)
①始 a b 0 平衡态Ⅰ
②始 0 0 c 平衡态Ⅱ
③始 x y z 平衡态Ⅲ
为了使平衡Ⅲ ＝Ⅱ＝Ⅰ
根据“一边倒”原则，即可得
x＋z＝a ＋＝1
y＋z＝b ＋＝1
例4合成氨工厂常通过测定反应前后混合气体的密度来确定氮的转化率。某工厂测得合成塔中N2、H2混合气体的密度为0.5536g/L(标准状况)，从合成塔中出来的混合气体在相同条件下密度为0.693g/L(标准状况)。求该合成氨厂N2的转化率。
[解析]
由于题目中没有告诉起始物质的量，也没有说明N2、H2是按化学方程式中物质的计量数投放物料，因此部分学生就假设N2为1molH2为3mol，进行解题，依据是不足的。故本题解答时只能设反应前混合气体中氮气的物质的量分数为x，氢气物质的量分数为(1-x)，依题意得：
28x+2(1-x)=0.5536×22.4
设起始有氮气2mol，氢气为3mol，氮气转化的物质的量为y，
N2　 +　 3H2　 　　2NH3
起始物质的量　　　　2mol　　　 3mol　　　　　　 0mol
转化物质的量　　　　ymol　　　 3ymol　　　　　 2ymol
平衡物质的量　　　 2-ymol　 3-3ymol　　　　 2ymol
n总=(2-y)mol+(3-3y)mol+2ymol=(5-2y)mol
根据反应前后气体质量守恒可知
解得　 y=0.5mol
[答案]25%
[点评]
本题是一道化学平衡综合计算题，考查学生综合计算的解题能力。正确的计算方法应是先由两种混合气体的密度，分别计算出反应前后两种混合气体的平均式量，由氢氨混合气的平均式量求出反应气体中氢气、氮气的体积比，再按合成氨化学反应中有关起始，转化、平衡物质的量的关系及平衡时混合气体的平均式量，从而求出氮气的转化率。
4．实战演练
一、选择题
1．下列有关合成氨工业的叙述，可用勒夏特列原理来解释的是 （ ）
A．使用铁触媒，使N2和H2混合气体有利于合成氨
B．高压比低压条件更有利于合成氨的反应
C．500℃左右比室温更有利于合成氨的反应
D．合成氨时采用循环操作，可提高原料的利用率
2．对于可逆反应：N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) (正反应为放热反应)。下列说法中正确的是 （ ）
A．达到平衡时，NH3的生成速率等于NH3的分解速率
B．达到平衡时，反应物和生成物的浓度一定相等
C．达到平衡时，若加入N2，在重新达平衡时，NH3的浓度比原平衡时增大，H2的浓度比原平衡时减小
D．达到平衡时，若升高温度，加快了吸热反应的速率，降低了放热反应的速率，所以平衡向逆反应方向移动
3．工业上合成氨时一般采用500℃左右的温度，其原因是 （ ）
⑴适当提高氨的合成速率 ⑵提高H2的转化率
⑶提高氨的产率 ⑷催化剂在500℃时活性最大
A．只有⑴ B．⑴⑵ C．⑵⑶⑷ D．⑴⑷
4．将H2和N2的混合气体通入合成塔中，经过1个小时达到平衡，此时N2、H2、NH3的浓度分别为3、7、4（单位均为mol/L），则以下叙述正确的 （ ）
①N2的反应速率为2mol/(L·h) ②H2的反应速率为7 mol/(L·h) ③H2的起始浓度为13mol/L④N2起始浓度为2 mol/L ⑤H2的转化率为46.2%
A．①② B．②⑤ C．①③⑤ D．②④
5．有平衡体系：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)（正反应为放热反应），为了增加甲醇的产量，工厂应采取的正确措施是 （ ）
A.高温、高压 B.适宜温度、高压、催化剂
C.低温、低压 D.低温、高压、催化剂
6．二氧化氮存在下列平衡：2NO2(g) N2O4(g)（正反应为放热反应）。在测定NO2的相对分子质量时，下列条件中较为适宜的是 （ ）
A、温度130℃、压强3.03×105Pa B、温度25℃、压强1.01×105Pa
C、温度130℃、压强5.05×104Pa D、温度0℃、压强5.05×104Pa
7．在N2 +3H2 2NH3的平衡体系中，当分离出NH3时，下列说法中正确的是（ ）
A．正反应速率增大 B．平衡向逆反应方向移动
C．正反应速率大于逆反应速率 D．逆反应速率先变小后变大
8．合成氨所需的氢气由煤和水发生反应制得，其中一步反应为：
CO + H2O(g) CO2 + H2(正反应为放热反应)。要使CO转化率提高，（ ）
A．增大H2O(g)的浓度 B．增大CO的浓度
C．降低温度 D．增大压强
二、填空题
1．一定温度下某密闭容器中进行反应：N2 +3H22NH3 ，达平衡后
①保持容器体积一定，通入N2，平衡 移动。
②保持容器体积一定，通入Ar，平衡 移动。
③保持容器压强一定，通入Ar，平衡 移动。
④保持容器体积一定，通入N2、H2、NH3，使浓度都变为原来的2倍，平衡 移动。
2．在一定条件下，1molN2和3molH2混合后反应，达到平衡时测得平衡混合物的密度是同温同压下氢气的5倍，则氮气的转化率是 。若在同一个容器中，在相同的温度下，向容器中充入NH3，为使达到平衡时各成分的百分含量与上述平衡时相同，则起始时充入的NH3的物质的量为 。
三、计算题
恒温下，将amolN2与bmolH2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
（1）若反应进行到某时刻t时，nt（N2）=13mol，nt（NH3）=6mol，计算a的值。
（2）反应达平衡时，混合气体的体积为716.8L（标准状况下），其中NH3的含量（体积分数）为25%。计算平衡时NH3的物质的量。
（3）原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比（写出最简整数比，下同），n（始）∶n（平）= 。
（4）原混合气体中，a∶b= 。
（5）达到平衡时，N2和H2的转化率之比，α（N2）∶α（H2）= 。
（6）平衡混合气体中，n（N2）∶n（H 2）∶n（NH3）= 。
参考答案
一、选择题
1. BD 2. A 3. D 4. C 5. B 6. C 7. CD 8. AC
二、填空题
1.向右、不、向左、向右
2.30％、 2mol
三、计算题
（1）a=16 （2）8mol （3）5：4 （4）2：3
蒸发
压缩
（去CO2）
燃烧
炭
H2O
（去CO2）
赤热炭
△
催化剂
催化剂
△高考化学考点解析全程复习考点：钠及其化合物的性质
1.复习重点
1．从钠原子结构特征认识钠的化学性质；和的对比，与比较；碱金属元素的原子结构及物理性质比较
2．对实验现象的分析及钠的化学性质；与的鉴别，和之间的除杂问题
2．难点聚焦
一．钠的性质
(1)钠的物理性质及钠跟水的反应
新切开的钠的断面是光亮的银白色，易跟氧起反应，但产物较复杂，如氧化钠(Na2O)、过氧化钠(Na2O2)等．
金属钠跟水反应生成氢气的实验，用拇指堵住试管口倒放入烧杯中，这样的操作对学生来讲，不熟练可能会使一部分空气进入试管．所以在正式做收集气体的实验之前，教师可安排学生练习几次放入试管的操作．如果操作还是有困难，可用一个与试管口大小合适的橡皮塞堵住试管口，放入水中后再拔去橡皮塞．本实验也可以用水槽代替烧杯，这样口径比较大，操作方便．
注意在实验时不能取用较大的钠块．这是因为钠的性质很活泼，它跟水反应时放出大量的热，甚至能使周围的水沸腾，因此钠同时也跟水蒸气反应．如果在水面上游动的钠被容器壁上的油污粘住，不能游动，放出的热不易扩散，会使氢气着火燃烧，甚至还会发生小爆炸，使生成的氢氧化钠飞溅出来．
(2)钠与氧气的反应
在做钠与氧气反应的实验时，为了保证倾斜的空气能够流通，玻璃管不能太细，而且装入玻璃管中的钠粒不能太大．待玻璃管中的钠受热溶化并开始燃烧时，稍稍倾斜玻璃管即可看到燃烧后由白色变为黄色的过程．实验时如果没有太粗的玻璃管，也可用去底的试管代替．注意本实验中所用的钠块，应去掉其表面的氧化物，否则燃烧时会使试管壁显黑色，影响对实验现象的观察．
2．碳酸氢钠受热分解
碳酸氢钠粉末在试管中应铺平些，这样受热比较均匀，分解也比较完全，澄清的石灰水变浑浊后，应将盛石灰水的试管移去，因为若通入过多的二氧化碳，会使生成的碳酸钙变成碳酸氢钙而溶解于水中，使浑浊现象消失．
当实验结束时，一定要先移去装有石灰水的烧杯，再熄灭酒精灯，以防止水倒流，使试管炸裂．
3．碳酸钠和碳酸氢钠与酸的反应
本实验也可采用下述方法进行：
取相同式样的100 mL细口瓶两只，各注入25 mL 1．0 moL·L－1 HCl溶液．再取两只气球，一只装入1.0 g无水碳酸钠，另一只装入1.0 g碳酸氢钠，分别套在两只细口瓶的口上．
实验时，掀起两只气球，使里面的固体全部落到细口瓶里的盐酸中，比较反应的剧烈程度，碳酸氢钠的反应剧烈得多，碳酸氢钠放出的气体也比碳酸钠多．
4．焰色反应
这个实验是以不同的碱金属盐类呈现各自的特征焰色为基础的，为了能够便于观察，最好用无色火焰，所以用煤气灯较好，因煤气灯的火焰本身颜色较微弱，干扰较小．一般酒精灯火焰呈杂色，可向学生作适当说明，每做一次实验，都要把铂丝重新用稀盐酸和蒸馏水反复洗净，再在火焰上灼烧至无色，才可继续做实验．做焰色反应实验时，要把蘸有金属化合物溶液的铂丝放在灯焰外焰上灼烧，使形成的火焰较长，焰色反应现象比较明显．
焰色反应实验也可采用下述方法进行：
在铁丝(或玻璃棒)一端捆少量棉花，蘸些酒精，在酒精灯火焰上点燃，向燃着的棉花上滴钠盐或钾盐的溶液．
如无铂丝，可用无锈洁净的铁丝代替，也能得到较好的效果．
做焰色反应实验时，溶液的浓度大一些为好，浓度太小呈现的焰色很快消去，不易观察，做实验时，可以用铂丝蘸一些蒸馏水后再蘸一些盐的粉末，然后进行灼烧，这样效果更明显．
实验完毕，要把装在玻璃棒上的铂丝放在盐酸里浸渍2 min～3 min，再用蒸馏水洗净，保存在试管里，使它洁净无垢．
二、钠的性质
1．钠的物理性质
(1)实验过程
将钠用镊子从煤油中取出，用滤纸吸干煤油，然后在玻璃片上将钠用小刀切下一小块(豆粒大小)，进行观察，并注意切面的变化．
(2)注意事项
①取钠时要用镊子夹取、不能用手拿，因为易与汗液反应，灼伤腐蚀皮肤．
②取出钠后要迅速吸干煤油，并要放到玻璃上切割．
③钠用剩后要放回盛钠的试剂瓶，不能乱扔乱放，因为钠很活泼容易引起危险．
④钠与O2反应很容易，在观察钠的颜色光泽时要在切割后立即观察．
(3)实验现象
切面银白色，但迅速变暗(4Na＋O2＝2Na2O等)，失去金属光泽．
(4)实验结论
金属钠硬度很小(质软)，具有银白色金属光泽，很容易被空气氧化．
2．钠与水的反应
(1)实验过程：①②③④
Na与水的反应
图2—7
(2)反应原理：2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑
(3)注意事项：取钠不要太大，钠块过大，会发生爆炸．
(4)实验现象：①钠与水剧烈反应、②钠熔化成小球、③钠球在水面上不停地滚动、④有气体生成，并发出嘶嘶声．
(5)实验结论：钠与水反应剧烈，生成碱并放出气体．
3．收集并检验钠与水反应放出的气体
(1)实验过程：①②③④⑤
收集并检验Na与水反应生成的气体
图2—8
(2)反应原理：2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑，2H2＋O22H2O．
(3)注意事项
①试管内要装满水，不要留有气泡，以防点燃时发生爆炸．
②钠不要太大，用刺有小孔的铝箔包住．包裹时不要用手触摸金属钠．
③试管中气体集满后，不要急于从水中取出试管，应待钠反应完毕后再取试管，以避免在取试管时，皮肤蘸上钠而灼伤．
④试管从取出到移近火焰过程中要始终倒立，点燃时可将试管微微倾斜．
(4)实验现象：试管内气体被点燃发出尖锐的爆鸣声．
(5)实验结论：钠与水反应剧烈，生成碱放出氢气．
4．钠和氧气的反应
(1)实验过程：①②③④⑤⑥⑦
钠与氧气的反应 图2—9
(2)反应原理：2Na＋O2Na2O2，2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑
(3)注意事项
①玻璃管中装的钠不能太大，太大反应太剧烈，会将玻璃管炸裂．
②反应开始时，即钠熔成小球后要稍稍倾斜玻璃管，但是角度不能太大，以防止钠从玻璃管中脱出．并能保证空气疏通从而观察到明显现象．
③在取钠时要将其表面的氧化物用小刀除去，用纯钠进行实验．因为表面被氧化的钠在受热熔化后，钠表面会有一层黑色而影响实验现象的观察．
④加热时间不能太长，否则钠与O2迅速反应、燃烧起来，现象就不是很明显了．
⑤盛Na2O2的小试管要干燥．
(4)实验现象
钠熔成小球，先变成白色后变成淡黄色固体，淡黄色固体遇水放出使带火星木条复燃的气体．
(5)实验结论
钠熔点低，与O2加热反应生成Na2O2，Na2O2遇水生成O2．
二、NaHCO3的分解
(1)实验过程
①用一干燥大试管，装入NaHCO3粉末．(大约占试管容积1/6)
②将大试管用带导气管的单孔塞塞紧．并将大试管固定在铁架台上，且试管口稍向下倾斜．
③大试管上的导气管另一端插入到盛有澄清石灰水的试管中．
④用酒精灯加热，先均匀受热，然后固定在药品多的部位加热．
⑤当试管中产生气体减少时，先把导管从澄清石灰水中拿出来，再熄灭酒精灯
(2)反应原理
2NaHCO3Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑
(3)注意事项
①装药品时，应将药品倾斜地铺在试管底部，以便于受热．
②固定大试管时，应夹在其中上部(离管口1/3处)且要使试管口略向下倾斜．防止反应生成的水冷却回流而将试管炸裂．
③当试管中产生气体减少时，若停止实验，应先将导气管从石灰水中取出来，再撤去酒精灯停止加热，否则，会使石灰水倒吸而引起试管炸裂．
(4)实验现象
澄清石灰水变浑浊，大试管内壁有水生成．
(5)实验结论
NaHCO3受热易发生分解反应．
三、Na2CO3和NaHCO3与酸的反应
(1)实验步骤
图2—10
(2)反应原理
Na2CO3＋2HCl＝2NaCl＋H2O＋CO2↑或CO＋2H＋＝H2O＋CO2↑
NaHCO3＋HCl＝NaCl＋H2O＋CO2↑或HCO＋H＋H2O＋CO2↑
(3)注意事项：使用的盐酸浓度不能太大，否则生成的气泡太多太迅速而溢出试管．
(4)实验现象和结论
两者都与盐酸反应生成使澄清石灰水变浑浊的气体，但NaHCO3与盐酸反应更剧烈．
三．实验思考
1．若钠、钾等碱金属在空气中失火，可否用水或CO2灭火，为什么 用什么灭火效果好
答案：钠、钾等碱金属失火不能用水灭火，因为它们与水反应剧烈，且产生易燃气体H2，易导致爆炸发生；也不能用CO2灭火，因为Na、K有还原性，能夺去CO2中的氧继续燃烧．
钠、钾失火可用沙土、抹布扑灭或盖灭．
2．万一被钠灼伤了皮肤，应该怎么办
答案：万一被钠灼伤了皮肤，应先用稀醋酸洗涤，然后再涂上3%～5%的硼酸溶液．情况严重者速到医院烧伤科救治．
3．用稀盐酸与Na2CO3还是NaHCO3制作的灭火器灭火效果好，有哪些优点
答案：用稀盐酸与NaHCO3制作的灭火器灭火效果好．优点有二：①产生气体速度快，②产生气体CO2多．
4．实验室中做固体受热生成气体反应的实验注意事项有哪些
答案：实验室固体受热生成气体的装置都可用制O2装置．注意事项：①试管应夹持在其中上部(或离管口1/3处)；②试管口应略向下倾斜，因为实验室中的药品不是很干燥，加热时有水生成，或固体反应时生成水，若不略向下倾斜会使水倒流把试管炸裂；③受热时先均匀加热试管底部，然后固定在药品集中的部位加热．
5．焰色反应操作的注意事项有哪些？
答案：(1)所用火焰本身的颜色要浅，以免干扰观察．
(2)蘸取待测物的金属丝本身在火焰上灼烧时应无颜色，同时熔点要高，不易被氧化．用铂丝效果最好，也可用铁丝、镍丝、钨丝等来代替铂丝．但不能用铜丝，因为它在灼烧时有绿色火焰产生．
(3)金属丝在使用前要用稀盐酸将其表面的氧化物洗净，然后在火焰上灼烧至无色，以除去能起焰色反应的少量杂质．
(4)观察钾的焰色时，要透过蓝色的钴玻璃片，因为钾中常混有钠的化合物杂质，蓝色钴玻璃可以滤去黄色火焰，以看清钾的紫色火焰．
四．知识网络
3． 例题精讲
例1 下列关于钠的说法不正确的是[ ]
A、金属钠和氧气反应，条件不同，产物不同
B、钠钾合金通常状况下呈液态，可作原子反应堆的导热剂
C、钠的化学活泼性很强，少量的钠可保存在有机溶剂中
D、由于钠比较活泼，所以它能从溶液中置换出金属活动顺序表中钠后面的金属
解析 ，，A正确；B的说法是正确的，这是钠的重要用途之一；钠的保存原则是将钠与空气和水隔绝，故应保存在密度小于钠的有机溶剂中，，故C不正确；盐溶液中的金属阳离子周围有一定数目的水分子包围着，不能和钠直接接触，另外，钠跟水反应速率很快，故不能从盐溶液中置换出金属。
答案 C、D
例2 将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是[ ]
A、 B、 C、 D、
解析 少量钠投入上述四种物质的水溶液中，均有产生，故都满足题目的第一个条件“有气体放出”，而反应后“溶液质量减轻”是指投入的金属钠的质量小于脱离溶液的物质的质量。在A、B、C三个选项中一只有放出，故溶液质量是增加的。D选项中由于与反应生成的NaOH还能继续与反应析出沉淀：，反应后溶液质量减轻。
答案 D
例3 用金属钠制取通常采用下法：，试说明不采用钠在氧气中燃烧而用此法制取的原因：
解析 钠在氧气中燃烧将生成，而题示反应有生成，在氮气流中就不会被进一步氧化成。
答案 钠在氧气中燃烧将得到，利用题给方法制得氧化钠同时生成，作为保护气，防止进一步被氧化为。
例4 将4.6 g钠与1.6g硫粉迅速混合起来，并放在石棉网上加热，反应后生成的固体是[ ]
A、黄色固体混合物 B、硫与硫化钠
C、过氧化钠与硫化钠 D、氧化钠与硫化钠
解析 在加热条件下，钠既能与硫化合生成，也能与空气中的氧气反应生成，而钠又是过量的，所以除生成外还有生成。
答案 A、C
例5 A、B、C、D、E五种物质都含有同一元素，它们按下图所示关系相互转化，已知A为单质。
（1）写出A～E的化学式
（2）分别写出有关反应的化学方程式，其中属于氧化还原反应的，请标出电子转移的方向和数目
①A→B：________ ②A→C：________ ③A→D：________
④C→D：________ ⑤C→E：________ ⑥D→E：________
解析 本题属于根据图示转化关系进行物质判断的测试题，该题以第一步转化“A→B”、“A→C”为突破口，即单质与氧气的反应因条件不同(点燃与常温)而产物不同，根据目前所学，很容易想到金属钠，由此推出B为，C为。然后顺其性质往下推，由框图可知A、B、C 3种物质均可转化为D，不难判断D为。最后根据B、C、D在一定条件下都能转化为E，推出E为。
答案 （1） 、、、、
（2）①， ②，
③
④
⑤
⑥（非氧化还原反应）
例6 2.1g 和组成混合气体与足量的充分反应后，立即通入足量的固体中，固体质量增加[ ]
A、2.1g B、3.6 g C、7.2 g D、不可确定
解析 和与燃烧的化学方程式为：，；
、跟的反应分别为：，。
从4个化学方程式可以看出：增加的质量恰好为和混合气体的质量，即。
答案 A
例7 根据图示回答，经数小时后，U形管A、B两处的液面会出现下列哪种情况(实验装置足以维持实验期间小白鼠的生命活动，瓶口密封，忽略水蒸气和温度变化对实验结果的影响) [ ]
A、A处上升，B处下降 B、A、B两处都下降
C、A处下降，B处上升 D、A、B两处都不变
解析 小白鼠吸收，呼出，呼出的被溶液吸收，导致内压减小，故A处下降、B处上升。
答案 C
例8 苏打和小苏打有着广泛应用，试从反应物用量角度说明，在下列用途中选（A）苏打，还是（B）小苏打，并说明原因。
（1）做面条时防止面粉较长时间储存变酸味，常加入适量的碱面，选用________，因为________。
（2）作为泡沫灭火器的药品，选用________，因为________。
（3）用于洗涤餐具及实验室的玻璃仪器等，选用________，因为________(提示：二者水溶液均显碱性，且苏打的碱性强)。
（4）治疗胃酸过多时，选用________，因为________。
解析 本题紧扣本节重点，纯碱和小苏打性质联系用途，由课本演示实验可知：，，等量酸耗苏打的质量相对小；产生等量时耗小苏打少；而做洗涤剂和中和胃酸均利用其碱性，前者当然碱性强，洗涤效果好，但碱性太强不利于健康。
答案 （1）A，因为中和等量的，比的用量少(质量比为53∶84)。
（2）B，因为产生等量的时，比的用量少(质量比为84∶106)，且产生的速率大。
（3）A，因为碱性强，洗涤效果好。
（4）B，因为适量中和部分胃酸，若用苏打碱性太强，有腐蚀性，不利于人的健康。
例9 某干燥粉末可能由、、、、中的一种或几种组成。将该粉末与足量的盐酸反应，有气体X逸出，X通过足量的溶液后体积缩小(同温、同压下测定)。若将原来混合粉末在空气中用酒精灯加热，也有气体放出，且剩余固体的质量大于原混合粉末的质量，下列判断正确的是[ ]
A、粉末中一定有，，
B、粉末中一定不含有和
C、粉末中一定不含有和
D、无法肯定粉末里是否含有和
解析 与盐酸反应产生气体的物质可能有、和，气体X通过足量的溶液后体积缩小(而不是气体全部消失)，说明X由和组成，原粉末中、和至少有一种一定存在。将原混合粉末加热，有气体放出，说明混合物中一定有，但受热分解会使混合物粉末质量减少，而实际剩余固体的质量都增加了，原因只能是发生了反应：。综上分析，混合物中有、、，无法确定混合物中是否有和。
答案 A、D
4．实战演练
1.46g金属钠在空气中充分燃烧得到淡黄色粉末，该粉末与足量的水反应放出气体的体积是（标准状况下）　 （　　　 ）
A．44.8L　　　　　　　　　　　　　　　　 B．11.2L
C．22.4L　　　　　　　　　　　　　　　　 D．5.6L
2．氢化钠（NaH）是一种白色的离子晶体，其中钠是+1价。NaH与水作用放出氢气，下列叙述中正确的是　 （　　　 ）
A．NaH在水中显酸性
B．NaH中氢离子的电子层排布与氦原子相同
C．NaH中氢离子半径比锂离子半径大
D．NaH中氢离子可被还原成氢气
3．下列物质的溶液既能与H+反应，又能与OH-反应的 （ ） 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．MgSO4　　　　　　　　　　　　　　　 B．Na2CO3
C．NaHCO3　　　　　　　　　　　　　　 D．（NH4）2SO4
4．将一小块金属钾投入下列物质的溶液中，既能放出气体，又有沉淀析出的是　 （　　　 ）
A．MgCl2　　　　　　　　　　　　　　　 B．BaCl2
C．CuCl2　　　　　　　　　　　　　　　　 D．NaHCO3
5．下列关于碱金属的叙述中，正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．碱金属都可以保存在煤油中
B．碱金属与水反应均漂浮在水面上
C．碱金属在空气中加热均可生成多种氧化物
D．碱金属的硬度小、密度小、熔点低
6．下列关于纯碱晶体（Na2CO3·10H2O）的叙述中，错误的是 （　　　 ）
A．将晶体放置在空气中质量会减轻
B．加热晶体则生成NaHCO3
C．Na2CO3可作为干燥剂使用
D．晶体溶于水后呈碱性
7．相同质量的Na、Mg、Al分别与过量的盐酸反应，在相同条件下置换出H2的体积比是　 （　　　 ）
A．36∶69∶92　　　　　　　　　　　 B．23∶12∶9
C．1∶2∶：3　　　　　　　　　　　　 D．9∶12∶23
8．有关镁的下列叙述中错误的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．能与NH4Cl溶液作用放出氢气
B．与冷水剧烈反应，生成Mg（OH）2沉淀并放出氢气
C．在CO2中能继续燃烧，所以金属镁着火，不能用CO2去灭火
D．在通常情况下其表面有一层致密的氧化膜，所以抗腐蚀能力很强
9．有无色溶液，加入Na2O2时有无色无味气体放出，并有白色沉淀生成，加入Na2O2的量与生成白色沉淀的量如图3-18所示。该无色溶液中含有的物质是　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．CaCl2和MgCl2
B．Al2（SO4）3
C．Al2（SO4）3和MgSO4
D．Na2SO4和MgSO4
10．相同质量的镁条分别在下列气体中充分燃烧，所得固体物质的质量最大的是　 （　　　 ）
A．O2　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．N2
C．CO2　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．空气
11．足量的镁粉与一定量的盐酸反应，由于反应速度太快，为了减慢反应速度，但不影响产生氢气的总量，可以加入下列物质中的（ ）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　A．CH3COONa　　　　　　　　　　　 B．MgO
C．K2CO3　　　　　　　　　　　　　　　 D．NaOH
12．两种固体物质混合后加热分解，残留固体的质量是原混合物质量的一半，这组混合物可能是下列的（ ） 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．Na2CO3和NaHCO3
B．MgCO3和Mg（OH）2
C．Fe（OH）3和Cu（OH）2
D．Cu（NO3）2和CaCO3
13．把含有某一种氯化物杂质的氯化镁粉末95mg溶于水后，与足量的硝酸银溶液反应，生成氯化银沉淀300mg，则该氯化物中的杂质可能是（ ） 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．氯化钠　　　　　　　　　　　　　　　 B．氯化铝
C．氯化钾　　　　　　　　　　　　　　　 D．氯化钙
14．将4.34g Na、Na2O、Na2O2的混合物与足量的水反应，在标准状况下得到672mL混合气体。该混合气体通过电火花引燃，恰好完全反应，则混合物中Na、Na2O和Na2O2的物质的量之比为　 （　　　 ）
A．1∶1∶1　　　　　　　　　　　　　　 B．1∶1∶2
C．1∶2∶2　　　　　　　　　　　　　　 D．4∶3∶2
15．取镁铝合金粉末若干，用足量的盐酸溶解后，再向溶液中加入过量的NaOH溶液，将生成的沉淀过滤、洗涤、灼烧，得到的白色粉末与原合金粉末质量相等，则原合金中镁的质量分数是　　　 （　　　 ）
A．30％　　　　　　　　　　　　　　　　 B．40％
C．50％　　　　　　　　　　　　　　　　 D．60％
二、非选择题
16．现有X、Y、Z、W等4种钠的化合物，它们之间的相互关系如下：
X W+CO2↑+H2O，Z+CO2→W+O2↑，Z+H2O→Y+O2↑，W+Ca（OH）2→CaCO3↓+Y。则X、Y、Z、W的化学式依次为____、____、____、____。
17．用金属钠制取Na2O通常采用下法：2NaNO2+6Na 4Na2O+N2↑。试说明为什不采用钠在氧气中燃烧而采用此法制取Na2O的原因___________________。
18．有一块合金中含有金、铁、铝、铜、镁，取其样品加过量稀硝酸，反应后溶液中存在的阳离子有_________，在溶液中加入过量的NaOH溶液，溶液中减少的离子有_______________，增多的离子有______________。
19．有一硫化钠、亚硫酸钠和硫酸钠的混合物，经测定含硫25.6％，则混合物中含氧量为________________。
20．A、B、C是三种溶于水的白色固体，它们的水溶液都呈碱性，焰色反应都显紫色（透过蓝色的钻玻璃观察）。①A和B的水溶液反应时生成C。②固态B受热时产物之一为D。③C的水溶液和D反应生成B。④A的水溶液和D反应时，如果条件不同，可分别生成B或C。由此可推断出A、B、C的化学式依次是A______、B______、C______。
21．把一定量的Na2CO3、NaHCO3、Na2SO4混合物加到200mL 1.00mol/L的HCl中完全反应后生成2016mL干燥的CO2（标准状况），然后加入400mL 0.10 mol/L的Ba（OH）2溶液，使SO42-完全沉淀，再加40 mL 1.00 mol/L的HCI恰好中和过量的碱。最后把沉淀分离出来，干燥称量为1.48g，求混合物中各组分的质量分数。
22．将一定质量的镁铝合金投入100mL一定物质的量浓度的盐酸中，合金全部溶解，向所得溶液中滴加5 mol/L的NaOH溶液到过量，生成沉淀的质量与加入的NaOH溶液的体积关系如图3-19所示。由图中数据计算
（1）原合金中镁和铝的质量。
（2）盐酸的物质的量浓度。
答案
一、选择题
1．B　　　 2．B、C　　　　　　　 3．C　　　　　 4．A、C
5．D　　　 6．B、C　　　　　　　 7．A　　　　　 8．B　　　　 9．C
10．C　　　　　 11．A　 12．B、D
13．B　　　　　 14．D　 15．D
二、非选择题
16．NaHCO3、NaOH、Na2O2、Na2CO3。
17．钠在氧气中燃烧得到的是Na2O2。用此法，Na在N2的环境中反应，可避免生成Na2O2。
18．H+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Mg2+
H+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Mg2+
OH-、AlO2-
19．37.6％
20．A：KOH　　　 B：KHCO3或KHSO3　 C：K2CO3或K2SO3
21．w（Na2CO3）74.2％　 w（NaHCO3）=16.8％
w（Na2SO4）=9％
22．（1）合金中镁的质量是4.8g，铝的质量是2.7g
（2）盐酸的物质的量浓度是8mol/L
16高考化学考点解析全程复习考点：二氧化硫
1．复习重点
1．二氧化硫的物理性质、化学性质。
2．重点是二氧化硫的氧化性、还原性、漂白性。
2．难点聚焦
一、二氧化硫的物理性质
无色、有刺激性气味的有毒气体；
密度比空气大；
易溶于水（1∶40）；（可用于进行喷泉实验，如SO2、HCl、NH3）
易液化（－10℃）
二、二氧化硫的化学性质
1、酸性氧化物
能和碱反应生成盐和水：SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O
能与水反应生成相应的酸：SO2+H2O===H2SO3
（二氧化硫的水溶液使紫色石蕊试液变红）
二氧化硫溶于水形成的亚硫酸只能存在于溶液中，它很不稳定，容易分解成水和二氧化硫，故二氧化硫溶于水的反应是可逆反应。
SO2+H2OH2SO3
SO2与CO2性质的比较
名称 CO2 SO2
与H2O反应 CO2+H2OH2CO3 SO2+H2OH2SO3
与碱反应 CO2+2NaOH===Na2CO3+H2OCO2+NaOH===NaHCO3CO2+Ca（OH）2===CaCO3↓+H2O SO2+2NaOH===Na2SO3+H2OSO2+NaOH===NaHSO3SO2+Ca（OH）2===CaSO3↓+H2O
与盐反应 CO2+CaCO3+H2O===Ca（HCO3）2 CaSO3+SO2+H2O===Ca（HSO3）2
2、氧化性：
SO2气体通过氢硫酸，溶液变浑浊，有淡黄色不溶物出现。
SO2＋2H 2S===3S↓＋2H 2O
3、还原性：SO2使溴水和高锰酸钾溶液褪色
SO2＋Br2＋2H 2O=== H2SO4＋2HBr
5SO2+2KMnO4+2H2O===K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
2SO2＋O2 2 SO3
（SO3+H2O===H2SO4，SO3是无色固体SO3是一种无色固体，熔点是16.80C，沸点也只有44.8℃，易溶于水，溶于水时放出大量的热。）
4、漂白性：SO2使品红溶液褪色
SO2能使某些有色物质褪色，是由于二氧化硫可跟某些有色物质化合成无色物质，而化合成的无色物质却是不稳定的，易分解而恢复原来有色物质的颜色。
漂白性的比较
具有漂白性的物质
物质 HClO、O3、H2O2 、Na2O2 SO2 木炭
原理 将有色物质氧化分解 与有色物质结合生成无色物质 将有色物质的分子吸附在其表面
实质 氧化还原反应 非氧化还原反应 物理吸附
效果 永久性 暂时性 暂时性
范围 可漂白大多数有色物质，能使紫色石蕊褪色 可漂白某些有色物质，不能使石蕊试液褪色 可吸附某些有色物质的分子
把Cl2和SO2混合用于漂白，能否增强漂白效果？为什么？
〖答案〗不能，SO2＋Cl2＋2H2O=== H2SO4＋2HCl
SO2与CO2的相互鉴别
鉴别SO2气体的常用方法是用品红溶液，看能否使其褪色，有时还需再加热看能否再复原。
鉴别CO2气体的常用方法是用澄清石灰水，看能否使其变浑浊，足量时再变澄清。
当混有CO2时，不会影响SO2的鉴别；
当混有SO2时会干扰CO2的鉴别，应先除去SO2后再用澄清石灰水鉴别CO2气体。
除去CO2中的SO2，常用方法是使混合气体先通过足量溴水或酸性KMnO4溶液或饱和NaHCO3溶液(吸收SO2)，再通过品红溶液(检验SO2是否被除尽)。
〖新授〗
三、用途
（1）制硫酸；
（2）漂白纸浆、毛、丝、草帽等；
（3）杀菌消毒。
四、制法
1.工业制法
a，硫磺燃烧法 S+O2 SO2
b，煅烧硫铁矿法 4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
2.实验室制法
Na2SO3（ｓ）＋H2SO4（浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O
实验中常使用溶质的质量分数为60%左右的硫酸，也可用浓硫酸。
不能用很稀的硫酸，因为SO2在水中的溶解度较大，常温常压下1体积水能溶解40体积的SO2
五、二氧化硫的污染
请大家看课本P128进行总结。
1、pH小于5.6的雨水，称之为酸雨。
2、一般认为，酸雨是由于人为排放的SO2和氮氧化物等酸性气体进入大气，当这些气体达到一定浓度后，在水凝结过程中溶于水形成硫酸和硝酸，使雨水酸性变大，pH变小。其转化可简单表示如下：
2SO2+2H2O+O22H2SO4
NOxHNO3
3、酸雨的危害
（1）对人体健康造成危害。
（2）破坏森林、草原和农作物。
（3）使土壤酸性增强、湖泊酸化、生态环境受损。
（4）破坏建筑物。
3．例题精讲
例1、（2000·全国·1）导致下列现象的主要原因，与排放SO2有关的是
A.酸雨 B.光化学烟雾
C.臭氧空洞 D.温室效应
1、解析酸雨的形成，主要与SO2的排放有关；光化学烟雾的形成，主要与烃类及氮氧化物有关；温室效应主要与烃类和CO2等有关。
答案：A
例2、（2000 上海 3）下列物质不属于“城市空气质量日报”报道内容的是
A.二氧化硫 B.氮氧化物 C.二氧化碳 D.悬浮颗粒
2、解析城市空气质量日报的内容是二氧化硫、氮氧化物和悬浮颗粒，而二氧化碳不属于此报道内容。
答案：C
例3、（2002·苏豫·22）高温下硫酸亚铁发生如下反应：
2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑，若将生成的气体通入氯化钡溶液中，得到的沉淀物是
A.BaSO3和BaSO4 B.BaS
C.BaSO3 D.BaSO4
3、解析SO2通入BaCl2溶液不会生成沉淀，而SO3通入BaCl2中会有BaSO4沉淀产生。
答案：D
例4、（2000·全国·23）某学生课外活动小组利用右图所示装置分别做如下实验：
(1)在试管中注入某红色溶液，加热试管，溶液颜色逐渐变浅，冷却后恢复红色，则原溶液可能是 溶液；加热时溶液由红色逐渐变浅的原因是 。
(2)在试管中注入某无色溶液，加热试管，溶液变为红色，冷却后恢复无色，则此溶液可能是 溶液；加热时溶液由无色变为红色的原因是 。
解析 本题考查学生由实验现象判断实验原理的直觉和逆向思维能力。首先要审清实验的装置为一封闭体系，受热时，有气体从溶液中逸出进入气球，导致溶液的颜色的变化；冷却后，逸出的气体又溶解在溶液中，得到原来溶液，恢复到原来溶液的颜色。在中学阶段，因为气体的溶入和逸出而导致溶液颜色互变的最常见的是SO2与品红溶液之间以及NH3与酚酞溶液之间，然后根据题中现象进行分析、验证并解答即可。
答案：(1)稀氨水和酚酞 稀氨水中的NH3气体逸出，所以溶液的颜色变浅 (2)溶有SO2气体的品红 SO2气体逸出，品红溶液恢复红色
4．实战演练
一、选择题（每小题5分，共50分）
1.若要从CO2气体中除去少量SO2，最好使混合气体通过
A.盛NaOH溶液的洗气瓶
B.盛KMnO4酸性溶液的洗气瓶
C.盛品红溶液的洗气瓶
D.盛饱和NaHCO3溶液的洗气瓶
2.SO2是常见的大气污染物之一，我国规定空气中SO2含量不得超过0.02 mg·L－1。下列措施中不能够减少SO2排放量的是
A.用天然气代替煤炭做民用燃料
B.开发新型燃器提高热能利用率
C.硫酸厂采取措施提高尾气的吸收率
D.燃煤中加入生石灰后使用
3.SO2和Cl2都具有漂白性。若将等物质的量的这两种气体同时作用于潮湿的有色物质，可观察到有色物质
A.立刻褪色 B.慢慢褪色
C.先褪色，后复原 D.颜色不褪
4.向FeCl3和BaCl2的酸性混合液中通入SO2气体，有白色沉淀生成，此沉淀是
A.BaSO4 B.FeS
C.BaSO3 D.S
5.常温下，向20 L真空容器内通入a mol硫化氢和b mol二氧化硫（a和b都是正整数，且a≤5，b≤5），反应完全后，容器内气体可能达到的最大密度约是
A.24.5 g·L－1 B.14.4 g·L－1
C.8 g·L－1 D.5.1 g·L－1
6.在常温下将a　L　SO2和b　L　H2S混合，当反应后气体体积为反应前气体体积的1/4时，则a与b之比为
A.1∶1 B.1∶2
C.1∶3 D.2∶1
7.下列关于SO2的叙述，不正确的是
A.SO2既可以是含硫物质的氧化产物，又可以是含硫物质的还原产物
B.SO2是亚硫酸的酸酐
C.大气中SO2的主要来源是含硫物质的燃烧
D.SO2具有氧化性，因而可以使品红溶液褪色
8.下列反应发生后，溶液中H＋浓度显著增大的是
A.将SO2通入溴水中
B.将SO2通入品红溶液中
C.将H2S通入CuSO4溶液中
D.将Cl2通入KI溶液
9.为了除去混入CO2中的SO2和O2，下列试剂的使用顺序正确的是
①饱和Na2SO4溶液；②饱和NaHCO3；③浓硫酸；④灼热的铜网；⑤碱石灰。
A.①③④ B.②③④
C.②④③ D.③④⑤
10.一定物质的量的SO2与NaOH溶液反应，所得产物中含Na2SO3和NaHSO3物质的量之比为3∶5，则参加反应的SO2与NaOH物质的量之比为
A.1∶2 B.3∶5
C.8∶11 D.18∶8
二、非选择题（共50分）
11.(10分)将SO2通入下列溶液中：
①氢硫酸，②溴水，③品红溶液，④澄清石灰水，⑤酸性高锰酸钾，⑥氯化钙溶液，
⑦用硝酸酸化的硝酸钡溶液，⑧硝酸钡
(1)使溶液颜色褪去的有 。
(2)先生成沉淀而后能溶解的有 。
(3)有沉淀产生不能溶解的有 。
(4)SO2作还原剂的有 。
(5)SO2作氧化剂的有 。
(6)无明显现象的有 。
12.（8分）A和B在常温下都是气体，A和B在空气中都不能被点燃，A的式量比B大。现分步实验如下：在A溶液中通入适量B气体，溶液酸性显著增强；继续加硝酸钡溶液反应，得到一种不溶于稀硝酸的白色沉淀；过滤，滤液无色；再向滤液中加入硝酸银溶液，析出另一种不溶于稀硝酸的白色沉淀。回答下列问题：
（1）写出A、B两种气体的名称：A ，B 。
（2）写出上述各步实验中的化学方程式，属离子反应的写离子方程式： 。
13.（12分）实验室制取SO2的反应原理为：Na2SO3＋H2SO4（浓）===Na2SO4＋SO2↑＋H2O。请用下列装置设计一个实验，以测定SO2转化为SO3的转化率：
（1）这些装置的连接顺序（按气体左右的方向）是 → → → →
→ → → （填各接口的编号）。
（2）实验时甲仪器的作用与原理是 。
（3）从乙处均匀通入O2，为使SO2有较高的转化率，实验时Ⅰ处滴入浓硫酸与Ⅱ处加热催化剂的先后顺序是 。
（4）Ⅳ处观察到的现象是 。
（5）在Ⅰ处用大火加热烧瓶时，SO2的转化率会 （填“增大”“不变”或“减小”）。
（6）用n mol Na2SO3粉末与足量浓硫酸进行此实验，当反应结束时，继续通入O2一段时间后，称得Ⅲ处增重m g，则本实验中SO2的转化率为 。
14.(6分)Na2SO3在空气中极易被氧化，现有a g样品，将其溶解后，
加入足量BaCl2溶液，可得干燥的沉淀b g。
(1)若Na2SO3未被氧化，b＝ a。
(2)若Na2SO3全部被氧化，b＝ a。
(3)若Na2SO3部分被氧化，b与a的关系式为 。
15.（6分）室温时，V L真空容器内通入n mol SO2和m mol H2S。
（1）若n=2，则当m等于多少时，反应后容器内气体的密度最小？
（2）若2n＞m，则反应后氧化产物与还原产物的质量差为多少克？
（3）若5n=m，且反应后氧化产物与还原产物的质量和为48 g，则n＋m的值是多少？
16.（8分）（吉林省调研题）已知273℃，1.01×105 Pa时，1 mol气体所占的体积为
44.8 L。现将此条件下V1 L SO2和O2的混合气体通过装有催化剂的反应器，充分反应后（假设反应完全）气体的体积为V2 L。所得气体用含a mol的NaOH溶液吸收，恰好完全反应。当产物分别为下列三种情况时，计算并推导a的表达式（用V1，V2表示）。
（1）Na2SO4
（2）Na2SO4和Na2SO3
（3）Na2SO4和NaHSO3
附参考答案
一、1.BD 2.B 3.D 4.A 5.B 6.AC 7.D 8.AC 9.B?
10.解析：SO2 ＋ 2NaOH===Na2SO3＋H2O?
3 mol 6 mol 3 mol?
SO2 ＋ NaOH===NaHSO3?
5 mol 5 mol 5 mol?
故ｎ（SO2）∶ｎ（NaOH)＝（3＋5）mol∶（6＋5）mol＝8∶１１。?
答案：C
二、11.(1)②③⑤
(2)④
(3)①⑦⑧
(4)②⑤⑦⑧
(5)①
(6)⑥?
12.(1)氯气 二氧化硫?
（2）Cl2+2H2O+SO2===4H++2Cl－+SO
Ag++Cl－===AgCl↓ Ba2＋+SO===BaSO4↓?
13.（1）a h i b c f g d?
（2）作用是使浓硫酸能顺利地滴入烧瓶中；原理是维持烧瓶内压强与分液漏斗内压强相等
（3）先加热V2O5，后缓缓滴入浓硫酸?
（4）有无色（或白色）晶体（或固体）生成?
（5）减小
（6）×100%或×100%
14.（1） （2） （3）＜b＜
15.（1）4 （2）16 m （3）3?
16.（1）a= （2）a= （3）高考化学考点解析全程复习考点：电离平衡
1．复习重点
1．强、弱电解质的概念及电离方程式的书写；
2．弱电解质的电离平衡；电离平衡常数。
2．难点聚焦
（一）强电解质、弱电解质
1．相互关系
否——非电解质
化合物 是——强电解质
能
否——弱电解质
热或水的作用
电解质 自由移动离子
电离
思考：一种物质的水溶液能导电，原物质一定是电解质吗？
分析：不一定！关键要分清发生电离散是否要原物质本身。有可能溶于水时就发生了化学变化
如（1）Cl2 氯水
↓ ↓
即不是电解质 HCl. HClO
又不是非电解质 发生电离
（2）CO2 碳酸溶液
↓ ↓
非电解质 H2CO3电离
（3）Na2O NO2OH溶液
↓ ↓
虽不是本身电离子 NaOH电离
但可在熔融态电离，故它属强电解质
2．比较强、弱电解质
强电解质 弱电解质
电离程度 完全 部分
电离平衡 不、不可逆 有、可能
过程表示溶液中存在的微粒（水分子不计） ====只有电离出的阴、阳离子，不存在电解质分子 即有电离出的阴、阳离子（少部分），又有电解质分子（大部分）。
电离方程式 H2SO4====2H++SO42—CaCl2====Ca2++2Cl— NH3·H2O NH4++OH—H2S H++HS—，HS— H++S2—
实例 绝大多数的盐（包括难溶性盐）；强酸：H2SO4、HCl、HclO4等；强碱：Ba(OH)2、Ca(OH)2等。
注意：多元强酸电离一步完成且完全
如 HnA====Nh++An—
而多元弱酸的电离是分步进行的，且第二步电离比第一步电离困难，第三步电离比第二步电离更困难，但每步电离都存在相应的电离平衡，因此应分步书写电离方程式。例如磷酸的电离方程式应写三步：
H3PO4 H++H2PO4—， H2PO4— H++HPO42— HPO42— H++PO43—，不能合并成H3PO4 3H++PO43—。由于磷酸溶液中的[H+]主要由第一步电离决定，因此磷酸的电离方程式有时也可只写第一步。
对HnA弱酸而言，电离方程式可只考虑：
HnA H++Hn+A—
想一想：为什么多元的酸电离下一步比上一步困难，电离程度小得多，甚至可忽略？
（二）弱电解质的电离平衡
（1）概念
弱电解质的电离平衡是指在一定条件下（湿度、浓度），弱电解质电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等的状态。
（2）特点
①动——动态平衡：V（闻子化）=V（分子化）≠0。在电离方程式中用“ ”表示。
②定——平衡时各组成成分一定，即平衡时溶液中离子浓度和分子浓度保持不变
③变——条件改变，平衡被打破。
（3）影响电离平衡的因素
与化学平衡一样，外界条件的改变也会引起移动.
以0.1mol/1 CH3COOH溶液为例：
项目 变化项目 加水 升温 加入固体NaOH 加入无水CH3COONa 通入气体HCl 加入等浓度的CH3COOH
平衡移动 右移 右移 右移 左移 左移 不移动
H+的物质的量（mol） 增大 增大 减小 减小 增大 增大
[H+]浓度(mol) 减小 增大 减小 减小 增大 不变
PH值 增大 减小 增大 增大 减小 不变
导电能力 减弱 增强 增强 增强 增强 不变
（三）电解质溶液导电能力的强弱与电解质强弱影响溶液导电能力的因素：
①自由移动离子浓度的大小。（主要决定因素）湿度一定，离子浓度越在，导电能力越强。
②湿度：湿度越高，导电能力越强。（与金属导电相反）
③离子电荷数：电荷数越高，导电能力越强。
由此可知：强电解质溶液的导电能力不一定比弱电解质强。
如 较浓醋酸的导电能力可比极稀HCl溶液强。 CaCO3虽为强电解质，但溶于水所得溶液极稀，导电能力极差。
思考：若在某溶液中加入一种物质，出现沉淀，则溶液的导电能力一定减弱吗？（湿度不变）
分析：不一定。关键要看溶液中离子浓度有无显著变化。如：
（1）若在H2SO4溶液中加Ba(OH)2，因生成BaSO4沉淀和极难电离的水，使溶液中离子浓度降低，导电能力降低。
（2）若在H2SO4溶液中加BaCl2，虽有沉淀BaSO4生成，但同时生成了HCl，相当于1molSO42—被2molCl—代替，故导电能力有所增强。
（3）若在HCl溶液中加AgNO3，则导电能力几乎不变。
（四）水的电离平衡
1． 实验证明，纯水微弱的导电性，是极弱的电解质：
2． 25℃1LH2O的物质的量n(H2O)==55.6(mol)共有10—7mol发生电离
H2O H++OH—
起始(mol) 55.6 0 0
电离(mol) 10—7 10—7 10—7
平衡(mol)55.6－10—7 10—7 10—7
25℃[H+]·[OH—]= 10—7=10—14=Kw的离子积常数。
2．影响Kw的因素
Kw与溶液中[H+]、[OH—]无关，与湿度有关。
水的电离为吸热过程，所以当湿度升高时，水的电离程度增大，Kw也增大。
例如100℃，1LH2O有10—6mol电离，此时水的离子积常数为Kw=10—6·10—6=10—12.
3．影响水的电离平衡因素
（1）湿度，升湿度促进水的电离，降温则相反
（2）向纯水中引入H+或OH—，会抑制水的电离
（3）向纯水中引入弱酸酸根阴离子或弱碱阳离子，将促进水的电离，此乃为盐类水解的实质。
3． 酸、碱、盐溶液中水电离的定量计算。（列表比较如下：）
[H+]水与[OH—]水关系 x的计算式 室温x值 对水电离影响
纯水 [H+]水=[OH—]水 x= x=1×10—7mol/L 对水电离影响
酸溶液 x= x＜1×10—7mol/L
碱溶液 x= 抑制
正盐溶液 强酸弱碱盐强碱弱酸盐强碱强酸盐 x=[H+] x＞1×10—7mol/L 促进
x=[OH—]
x= x=1×10—7mol/L 无
注[H+]水、[OH—]水指水电离出的H+、OH—浓度
[H+]水、[OH—]指指溶液中的H+、OH—浓度
由上表可得重要规律：
（1）在任意湿度、任意物质的水溶液中（含纯水）的水本身电离出的[H+]水≡[OH—]水
（2）酸和碱对水的电离均起抑制作用
①只要碱的pH值相等（不论强弱、不论几元）对水的抑制程度相等，碱也同理。
②若酸溶液的pH值与碱溶液的pOH值相等，则两种溶液中水的电离度相等。
如pH=3的盐酸溶液与pH=11的氨水溶液在室温下，由水电离出的
[H+]水=[OH—]水==10—11mol/L
（3）在凡能水解的盐溶液中，水的电离均受到促进，且当强酸弱的碱盐的pH和强碱弱酸盐的pOH值相等时（同一湿度），则促进程度相等。
（4）较浓溶液中水电离出[H+]的大小：
①酸溶液中[OH—]等于水电离的[H+]
②碱溶液中[H+]等于水电离的[H+]
③强酸弱碱盐溶液中的[H+]等于水电离出[H+]
④强碱弱酸盐溶液中的[OH—]等于水电离出的[H+]
如pH=4的NH4Cl溶液与pH=10的NaAc溶液中，（室温）由水电离出的
[H+]水=[OH—]水==10—4mol/L
3．例题精讲
例1．下列四种溶液中，由水电离出的[H+]之比（依次）为（ ）
①pH=0的盐酸 ②0.1mol/L的盐酸 ③0.01mol/L的NaOH溶液 ④pH=11的NaOH溶液
（A）1 ：10 ：100 ：1000 （B）0 ：1 ：12 ：11
（C）14 ：13 ：12 ：11 （D） 14 ：13 ：2 ：3
解析①[H+]=1mol/L [H+]水=[OH—]=1×10—14mol/L
②[H+]=1mol/L [H+]水==1×10—13mol/L
③[OH—]=1×10—2mol/L [H+]水==1×10—12mol/L
④[OH—]=1×10—3mol/L [H+]水==1×10—11mol/L
例2．某湿度下，纯水中的[H+]=2×10—7mol/L，则此时[OH—]=______，若湿度不变，滴入稀硫酸使[H+]=5×10—6mol/L，则[OH—]=_______，由水电离出[H+]为，该纯水的PH值_______（填＞、＜、=＝
解析
纯水中 H2O H++OH—
mol/L 2×10—7 2×10—7
加酸后，水的电离平衡逆向移动，使[OH—]减小，可由Kw、[H+]求出[OH—]，此湿度下Kw值为2×10—7 ×2×10—7= 4×1—14
[OH—]==8×10—9mol/L
由水电离的[H+]=[OH—]=8×10—11mol/L
该湿度下Ph= －lg×10—7= 7―lg2＜7.
例3．常温下某溶液中，由水电离出的[H+]为1×10—12mol/L，该溶液中一定能大量共存的离子组是（ ）
A．K+、Na+、SO42—、NO3— B．Na+、K+、S2—、CO32—
C．Fe2+、Mg2+、Cl—、SO42— D．NH4+、Cl—、K+、SO32—
解析 常温、由水电离出的[H+]=×10—11mol/L＜1×10—7mol/L说明水的电离受到抑制。此溶液可能是pH=1酸溶液，也可能为pH=13的碱溶液，选项B、D中的S2—、CO32—、SO32—不能存在于强酸性溶液中，C中的Fe2+、Mg2+、D中的NH42+、D中的NH4+与OH—均不能大量存共存，故本题答案A。
例4．在图（1）所示的装置中，烧杯中盛放的是Ba(OH)2溶液，当从滴定管中逐渐加入某种溶液（A）时，溶液的导电性的变化趋势如图（2）所示。
图1 图2
该根据离子反应的特点分析：A溶液中含有的溶质可能是_________或__________（至少写出两种），并写出相应的离子反应的离子方程式：
________________________________、____________________________
解析：从图2可分析知，随着A的加入溶液导电能力迅速降低，说明A必定能与Ba(OH)2发生反应，使溶液中离子浓度变得极小，故不仅与Ba2+反应转化为沉淀，还要与OH—反应生成水或其它弱电解质，当反应完全后，过量A的加入，导电能力又显著上升，说明A应为强电解质，故A可能是H2SO4或CuSO4或MgSO4或(NH4)2SO4等。
离子方程式：2H++SO42—+Ba2++2OH—=BaSO4↓+2H2O
Mg2++SO42—+Ba2++2OH—=BaSO4↓+Mg(OH)2
想一想：A可否为Na2SO4或H2CO3溶液？为什么？
4．实战演练
一、选择题
1.（2001年全国高考题）在含有酚酞的0．1　mol·L－1氨水中加入少量的NH4Cl晶体，则溶液颜色
A.变蓝色 B.变深
C.变浅 D.不变
2.当不考虑水的电离时，在氢硫酸溶液中，下列的离子浓度关系中正确的是
A.c(H＋)=c(HS－)＋2c(S2－)
B.c(H＋)=c(HS－)＋c(S2－)
C.2c(S2－)=c(H＋)
D.c(S2－)=c(HS－)
3.在无土栽培中，需配制一定量含50 mol NH4Cl，24 mol K2SO4的营养液。若用KCl,NH4Cl和（NH4）2SO4三种固体为原料来配制，三者的物质的量依次是（单位为mol）
A.2,64,24 B.48,2,24
C.32,50,12 D.16,50,24
4.在浓度均为1 mol·L－1的(NH4)2SO4、（NH4）2CO3、（NH4）2Fe(SO4)2三种溶液中，若测得其中c(NH)分别为a、b、c(mol·L－1)，则下列判断正确的是
A.a=b=c B.c＞a＞b
C.b＞a＞c D.a＞c＞b
5.甲酸的下列性质中可以证明它是弱电解质的是
A.1 mol·L－1的甲酸溶液的c（H＋）约为0.01 mol·L－1
B.甲酸与水以任意比例互溶
C.10 mL 1 mol·L－1甲酸恰好与10 mL 1 mol·L－1NaOH溶液完全反应
D.在相同条件下，甲酸的导电性比一元强酸溶液的弱
6.用水稀释0.1 mol·L－1氨水时，溶液中随着水量的增加而减小的是
A.c（OH－）／c（NH3·H2O）
B.c（NH3·H2O）／c（OH－）
C.c（H＋）和c（OH－）的乘积
D.OH－的物质的量
7.下列各电离方程式中书写正确的是
A.CH3COOHH＋＋CH3COO－
B.KHSO4K＋＋H＋＋SO
C.Al(OH)3Al3＋＋3OH－
D.NaH2PO4Na＋＋H2PO
8.当溶液中HS－＋H2OS2－＋H3O＋达到平衡时，欲使c(S2－)增大，应加入
A.Cu2＋ B.CO
C.H2O D.HCl
9.在RNH2·H2ORNH＋OH－形成的平衡中，要使RNH2·H2O的电离程度及c（OH－）都增大，可采取的措施是
A.通入HCl B.加少量NaOH固体
C.加水 D.升温
二、非选择题(共55分)
10.(12分）用实验确定某酸HA是弱电解质。两同学的方案是：
甲：①称取一定质量的HA配制0.1 mol·L－1的溶液　100 mL；②用pH试纸测出该溶液的pH，即可证明HA是弱电解质。
乙：①用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸，分别配制pH＝1的两种酸溶液各100 mL；②分别取这两种溶液各10 mL，加水稀释为100 mL；③各取相同体积的两种稀释液装入两个试管，同时加入纯度相同的锌粒，观察现象，即可证明HA是弱电解质。
（1）在两个方案的第①步中，都要用到的定量仪器是 。
（2）甲方案中，说明HA是弱电解质的理由是测得溶液的pH 1（选填＞、＜、＝）。
乙方案中，说明HA是弱电解质的现象是 （多选扣分）
a.装HCl溶液的试管中放出H2的速率快；
b.装HA溶液的试管中放出H2的速率快；
c.两个试管中产生气体速率一样快：
（3）请你评价乙方案中难以实现之处和不妥之处。
（4）请你再提出一个合理而比较容易进行的方案（药品可任取），作简明扼要表述。
11.(9分)如下图，在一烧杯中盛有200 mL 0.1 mol·L－1的H3ＰO4溶液，同时一光滑小球悬浮在液体中间。
(1)合上电键K时，电流计指针向 边偏转。
(2)向烧杯里逐滴滴入0.4 mol·L－1的Ba(OH)2溶液至刚好完全反应，可观察到的现象有：
① ，② ，③ 。
(3)磷酸可用磷矿石［Ca3（ＰO4）2］来制取，写出该反应的化学方程式：
12.(12分)已知多元弱酸在水溶液中的电离是分步进行的，且第一步电离程度大于第二步电离程度，第二步电离程度远大于第三步电离程度……
今有HA、H2B、H3C三种一元、二元、三元弱酸，根据“较强酸＋较弱酸盐＝较强酸盐＋较弱酸”的反应规律，它们之间能发生下列反应：
①HA＋HC2－(少量)===A－＋H2C－
②H2B（少量）＋2A－===B2－＋2HA
③H2B（少量）＋H2C－===HB－＋H3C
回答下列问题：
(1)相同条件下，HA、H2B、H3C三种酸中酸性最强的是 。
(2)A－、B2－、C3－、HB－、H2C－、HC种离子中，最易结合质子的是 ，最难结合质子的是 。
(3)判断下列反应的离子方程式中正确的是(填写标号) 。
A.H3C＋3A－===3HA＋C3－
B.HB－＋A－===HA＋B2－
C.H3C＋B2－===HB－＋H2C－
(4)完成下列反应的离子方程式。
A.H3C＋OH－（过量） ；
B.HA（过量）＋C3－ 。
13.（8分）在稀氨水中存在平衡：NH3＋H2ONH＋OH－,如进行下列操作，则NH3、NH、H＋、OH－浓度如何变化？试用“增大”“减小”“不变”填写。
（1）通适量HCl气体时，c(NH3) ,c(H＋) 。
（2）加入少量NaOH固体时，c(NH) ,c(OH－) 。
（3）加入NH4Cl晶体时，c(NH) ,c(OH－) 。
14.（8分）在a、b两支试管中，分别装上形态相同、质量相等的一颗锌粒，然后向两支试管中分别加入相同物质的量、相同体积的稀盐酸和稀醋酸。填写下列空白：
（1）a、b两支试管中的现象：相同点是 ；不同点是 。原因是 。
（2）a、b两支试管中生成气体的体积开始时是a 于b，反应完毕后生成气体的总体积是a b，原因是 。
15.（6分）为测定人呼出气体中二氧化碳的含量，将1000 mL呼出的气体通入50.0 mL氢氧化钡溶液中，使其完全吸收，过滤后取20.0 mL澄清溶液，用0.100 mol·L－1盐酸滴定，当耗去20.4 mL盐酸时恰好完全反应。另取20.0 mL原氢氧化钡溶液，用同种盐酸滴定，耗去36.4 mL盐酸时，恰好反应完全。试计算人呼出气体中二氧化碳的体积百分含量（气体体积在标准状况下测定）。
参考答案
一、1.解析：c(NH)增大，平衡逆向移动。
答案：C
2.A 3.B 4.B 5.AD 6.B 7.A 8.B 9.D?
二、10.（1）100 mL容量瓶?
（2）＞ b?
（3）配制pH=1的HA溶液难以实现，不妥之处在于加入的锌粒难以做到表面积相同。
（4）配制NaA溶液，测其pH＞7，即证明HA是弱电解质。?
11.(1)右?
(2)①小球下沉到烧杯底部 ②产生白色沉淀 ③电流计指针偏转幅度不断变小，最后指针回到中央?
(3)Ca3（PO4）2＋3H2SO4===2H3PO4＋3CaSO4?
12.(1)H2Ｂ （2）C3－ HB－ (3)BC?
(4)H3C＋3OH－===C3－＋3H2O?
2HＡ＋C3－===2Ａ－＋H2C－
13.（1）减小 增大 （2）减小 增大 （3）增大 减小?
14.（1）都产生气泡，Zn溶解 a产生气泡、Zn溶解速度都快 HCl完全电离，HCl中的c(H+)大于CH3COOH中的c(H+)?
（2）大 等于 a中c(H+)大于b中的c(H+),而酸的总量相等
15.4.48%?
能否
电离
是否
完全高考化学考点解析全程复习考点：硫酸及其盐
1．复习重点
1．硫酸的性质及重要用途；浓硫酸的特性：强氧化性、吸水性、脱水性
1．重要硫酸盐的性质及SO的检验；
2．难点聚焦
1.利用硫酸的强酸性制备多种物质：
（1）制气体：
制氢气Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑;
制H2S：FeS+H2SO4 H2S↑+FeSO4
(2)制较弱的酸：
制H3PO4；Ca3(PO4)2+3H2SO4(浓) 2H3PO4+2CaSO4
制CH3COOH：2CH3COONa+H2SO4 2CH3COOH+Na2SO4
(3)制化肥：
Ca3(PO4)2+2H2SO4(浓) Ca(H2PO4)2+2CaSO4
2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4
(4)制硫酸盐：制胆矾：CuO+H2SO4+4H2O CaSO4·5H2O(晶体)
制绿矾：Fe+H2SO4 FeSO4+H2↑
2.利用H2SO4高沸点性制取易挥发性酸。
（1）制HF：CaF2+H2SO4(浓) 2HF↑+CaSO4(铅皿中)
（2）制HCl：NaCl（固）+H2SO4（浓） NaHSO4+HCl↑
NaHSO4+NaCl Na2SO4+HCl↑
（3）制HNO3：NaNO3+H2SO4（浓） HNO3↑+NaHSO4
3.利用硫酸的稳定性制不稳定性酸。
Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+H2O+SO2↑
4.利用浓H2SO4的强氧化性制取SO2
Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
5.利用浓H2SO4的脱水性：
（1）制C2H4：CH3CH2OH CH2 CH2 ↑+H2O
（2）制CO：HCOOH CO↑+H2O
6.利用浓H2SO4的吸水性做干燥剂。
干燥：O2、H2、Cl2、N2、CO、CO2、SO2
不干燥：碱性：NH3 还原性：H2S、HI、HBr
7.用H2SO4作催化剂：
（1）乙烯水化：CH2—CH2+H2O CH3CH2OH
2. 浓硫酸
（1）物理性质：
无色油状液体，常见的浓硫酸质量分数为98.3%，沸点为338℃，高沸点难挥发性。
思考：浓硫酸的稀释方法。
（2）化学性质：
① 吸水性（干燥剂）
三种形式：
<1> 与水任意比例混溶，溶于水剧烈放热。
<2> 吸收气体中水蒸气（作为干燥剂，不能干燥硫化氢、溴化氢、碘化氢、氨气）
<3> 与结晶水合物反应。
实验：浓硫酸与胆矾反应，由胆矾蓝色变为白色说明浓硫酸有吸水性。
② 脱水性（炭化）
实验6—3：潮湿的纸屑、棉花、木屑中分别滴入几滴浓硫酸。
现象：三种物质都发生了变化，生成了黑色的炭。
实验6—4：在200mL烧杯中放入20g蔗糖，加入几滴水，搅拌均匀。然后再加入15mL溶质的质量分数为98%的浓硫酸，迅速搅拌。观察实验现象。
现象：蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状的炭。
说明：
<1> 脱水性是浓硫酸的性质，而非稀硫酸的性质，即浓硫酸有脱水性。
<2> 脱水性是浓硫酸的化学特性，物质被浓硫酸脱水的过程是化学变化的过程。反应时，浓硫酸按水分子中氢、氧原子数的比为夺取有机物中的氢原子和氧原子。
<3> 可被浓硫酸脱水的物质一般为含氢、氧元素的有机物，其中蔗糖、木屑、纸屑和棉花等物质被子脱水后生成了黑色的炭（炭化）。
③ 强氧化性
实验6—5：浓硫酸与铜反应，请同学注意反应现象，分析反应产物存在的依据。
（浓）
强调：硫酸所起的作用（氧化剂与酸的作用）。
叙述：浓硫酸也与木炭反应，
分析上述反应中元素化合价的变化情况，指出氧化剂和还原剂。
思考：请设计实验证明浓硫酸与炭反应的三种产物，画出实验装置图。
介绍：钝化现象及有关应用（分别举Al、Fe，说明原因）。
拓展：浓硫酸还可与某些还原性化合物反应。
请利用氧化还原反应规律写出下列反应的化学方程式：
=
小结：
<1> 浓硫酸有强氧化性，包括还原性很弱的银在内的很多物质，都能在一定条件下被浓硫酸氧化。硫酸之所以能有如此强的氧化性，一个原因是在高浓度下硫酸以分子的形式存在，另一个原因是硫酸中含有非金属性较强且又呈最高价态（+6）的硫元素。
<2> 浓硫酸在作氧化剂时，主要是+6价硫的原子得电子，被还原为含低价硫元素的物质，一般不会有+1价氢被还原，即一般不会生成氢气。
<3> 浓硫酸在作氧化剂时，硫元素被还原的程度是一个较复杂的问题，中学化学中常见的还原产物为。
请同学们根据硫酸的性质，归纳出硫酸的主要用途。
（3）硫酸的用途
思考：和可溶性硫酸盐在溶液中都能电离出，如何检验呢？
（二）检验
实验6—6：请同学们观察实验现象，并填表：
加入溶液 加入盐酸
稀硫酸 现象
化学方程式
溶液 现象
化学方程式
溶液 现象
化学方程式
原理：和硫酸盐溶于水时都会产生，可以利用的不溶性来检验的存在。使用试剂是：可溶性钡盐和酸（盐酸或稀硝酸）。
常用方法：
① 现象（产生白色沉淀）现象（沉淀不消失）
结论：可能含有、、。
② 现象（产生白色沉淀）现象（沉淀不消失）
结论：可能含、。
③ 现象（产生白色沉淀）现象（沉淀不消失）
结论：可能含、。
④ 现象（产生白色沉淀）现象（沉淀不消失）
结论：可能含、、、。
讨论：根据上述实验现象，归纳的检验方法。
小结：在中学化学里常常先用盐酸把溶液酸化，以排除、、等可能造成的干扰，再加入溶液，根据是否有白色沉淀出现来阐明原溶液中是否有存在。
上述实验中，待测试剂是客观的，并且是给定范围的，所以根据教材中的实验能得出正确的结论。如果待测液是未知的，就要考虑其它离子的干扰，就要对所加试剂和加入试剂的顺序进行恰当选择，否则会得出错误结论。
思考：对于“黑面包”实验做如下讨论。
实验 现象 原因 问题 结论
黑面包实验 蔗糖变黑。放出大量的热。体积膨胀，生成黑色疏松多孔固体。有刺激性气味气生成。 有碳生成。浓硫酸吸水放热。有二氧化硫等气体生成 ① 为什么在实验开始前要加少量水？② 不加水行不行？③ 怎么知道生成的黑色物质是什么？④ 此实验污染严重，如何对它进行改进？⑤ 怎么知道生成的气体是什么？⑥ 不加酸能不能得到碳？如果可以，用什么方法？⑦ 还可以如何改进？为什么？⑧ 除了蔗糖以外，别的物质能不能进行类似实验？ 产物分别是：碳、二氧化硫、二氧化碳。 体现的性质：吸水性、脱水性、强氧化性。
自学：硫酸钙、硫酸钡等硫酸盐。
（三）硫酸盐
1. 酸式盐
、的水溶液显酸性，因为：，所以，有强酸作用。
2. 正盐（见表6—2）
硫酸盐 结晶水合物的俗名 主要用途
生石膏熟石膏 制粉笔、模型、塑像等
芒硝 制玻璃、造纸工业
皓矾 收敛剂、防腐剂、颜料
——重晶石 医疗上用作“钡餐”
绿矾 补血剂、制蓝黑墨水
蓝矾、胆矾 制农药、镀铜液
明矾 净水剂
表6—2
阅读材料：
（1）二氧化硫对人体有什么危害？
二氧化硫是大气中主要污染物之一，是衡量大气是否遭到污染的重要标志。在我国的一些城镇，大气中二氧化硫的危害较为普遍而又严重。
二氧化硫进入呼吸道后，因其易溶于水，故大部分被阻滞在上呼吸道，在湿润的粘膜上生成具有腐蚀性的亚硫酸、硫酸和硫酸盐，使刺激作用增强。上呼吸道的平滑肌因有末梢神经感受器，遇刺激就会产生窄缩反应，使气管和支气管的管腔缩小，气道阻力增加。上呼吸道对二氧化硫的这种阻留作用，在一定程度上可减轻二氧化硫对肺部的刺激。但进入血液的二氧化硫仍可通过血液循环抵达肺部产生刺激作用。
二氧化硫可被吸收进入血液，对全身产生毒副作用，它能破坏酶的活力，从而明显地影响碳水化合物及蛋白质的代谢，对肝脏有一定的损害。动物试验证明，二氧化硫慢性中毒后，机体的免疫受到明显抑制。
二氧化硫浓度为10—15 ppm时，呼吸道纤毛运动和粘膜的分泌功能均能受到抑制。浓度达20ppm时，引起咳嗽并刺激眼睛。若每天吸入浓度为100ppm 8小时，支气管和肺部出现明显的刺激症状，使肺组织受损。浓度达400ppm时可使人产生呼吸困难。二氧化硫与飘尘一起被吸入，飘尘气溶胶微粒可把二氧化硫带到肺部使毒性增加3—4倍。若飘尘表面吸附金属微粒，在其催化作用下，使二氧化硫氧化为硫酸雾，其刺激作用比二氧化硫增强约1倍。长期生活在大气污染的环境中，由于二氧化硫和飘尘的联合作用，可促使肺泡纤维增生。如果增生范围波及广泛，形成纤维性病变，发展下去可使纤维断裂形成肺气肿。二氧化硫可以加强致癌物苯并（a）芘的致癌作用。据动物试验，在二氧化硫和苯并（a）芘的联合作用下，动物肺癌的发病率高于单个因子的发病率，在短期内即可诱发肺部扁平细胞癌。
（2）受酸雨危害的地区主要有哪些？
二十世纪的五、六十年代以前，酸雨只是在局部地区出现，如北欧地区受到欧洲中部工业区排出的酸性气体的影响，出现了酸雨。之后，到六十年代末至八十年代初，酸雨的危害全面显示，其范围由北欧扩大至中欧，同时北美也出现了大面积的酸雨区。八十年代以来，在世界各地相继出现了酸雨，如亚洲的日本、韩国、东南亚各国以及我国，南美的巴西、委内瑞拉，非洲的尼日利亚、象牙海岸等都受到了酸雨的危害。
酸雨最集中，面积最大的地区是欧洲、北美和我国。目前酸雨危害已扩大到中北欧、美国、加拿大，水体受酸雨的影响而酸化的问题也越来越严重，加拿大30多万个湖泊，到二十世纪末，有近5万个因湖水酸化湖中生物将完全灭绝。酸雨对森林的危害在许多国家已普遍存在，全欧洲1.1亿公顷的森林，有5000公顷受酸雨危害而变得脆弱和枯萎。
我国出现酸雨的地区已由八十年代初期的西南局部地区扩展到长江以南的大部分地区，成为我国危害最大的大气污染问题。目前，我国的酸雨主要分布在长江以南、青藏高原以东地区及四川盆地。华中地区酸雨污染最严重，其中心区域酸雨pH年均值低于4.0，酸雨频率在80%以上；西南地区南充、宜宾、重庆和遵义等城市的酸雨区，仅次于华中地区，其中心区域的酸雨pH年均值低于5.0，酸雨频率高于80%；华南沿海地区的酸雨主要分布在长江下游地区以及南至厦门的沿海地区，覆盖苏南、皖南、浙江大部及福建沿海地区；华南地区的酸雨主要分布于珠江三角洲及广西的东部地区，中心区域酸雨频率60—90%；北方地区也有一些城市降水年均pH值低于5.6，如青岛、图门、太原、石家庄等地。
小结酸雨的形成：
（1）（主要途径）
（2）
是一种无色固体，熔点，沸点，与反应生成，同时放出大量的热。工业上常用这两个反应制造硫酸。
3．例题精讲
[例1] 已知硫酸溶液的质量分数越大时，其溶液的密度越大，将质量分数为%与%的两种硫酸溶液等体积混合后，溶液的质量分数（ ）
A. 大于% B. 小于% C. 等于% D. 无法确定
精析：解法一：估算法。假设两种硫酸溶液等质量混合，则混合后溶液里溶质的质量分数等于%。因为质量分数为%的溶液的密度大，所以等体积混合后其质量大于%的溶液质量，因而混合后溶液里溶质的质量分数大于%。
解法二：设质量分数为3x%的硫酸溶液密度为，质量分数为x%的硫酸溶液的密度为，两者体积均匀。则混合后溶液的质量分数为：
∵ ∴ ∴
即 ∴
答案：A
[例2] 现有、、、和五瓶无色溶液，不能根据闻气味鉴别气体，如何把它们一一鉴别出来？
精析：使沉淀溶解不能加入稀HNO3 ，因为HNO3能把BaSO3氧化成BaSO 4而不溶；也不可用Ba（NO3）2和HCl组合，因为此混合溶液中有H+和NO3-，同样有HNO 3。
解法一：如图
解法二：如图
[例3]（1）写出浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的化学方程式，并标出电子转移关系
。
（2）试用上图所示各装置设计一个实验，验证上述反应所产生的各种产物。这些装置的连接顺序（按产物气体从左至右的流向）是（填装置的编号）： → → →
。
（3）实验室可观察到装置①中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色，A瓶溶液的作用是 ，B瓶溶液的作用是 ，C瓶溶液的作用是 。
（4）装置②中所加的固体药品是 ，可确证的产物是 ，确定装置②在整套装置中的位置的理由是 。
（5）装置③中所盛溶液是 ，可验证的产物是 。
精析：
上述反应中的生成物有三个：SO2、CO2、H2O，在检验这三种产物时要避免相互干扰，如检验CO2时一般用澄清石灰水，而SO 2也会使澄清的石灰水变浑浊，所以在检验CO2之前必须先除去SO 2；同时，在气体通过水溶液后，水蒸气会随之带出，所以必须在通过水溶液之前检验水的存在，由上分析装置的连接顺序是4→2→1→3。
答案：

（1）
（2）④ ② ① ③
（3）验证的存在 充分吸收 验证是否已被吸收完全
（4）无水硫酸铜 水 由于产物通过①③时会带出水蒸气，所以②必须放在①、③之前
（5）澄清的石灰水
小结：品红是鉴别的试剂，不与品红作用。和在化学性质上有许多相似之处：都是酸性氧化物；都能溶于水得酸；都与反应生成沉淀，通入过量的或时，生成的、沉淀溶解，变成、，溶液重新变澄清。中“C”为高价，中“S”为中间价，都可被还原为低价，因此，、有氧化性。
[例4] 60mL的溶液中加入足量的铜片并加热，充分反应后被还原的硫酸的物质的量为（ ）
A. 1.08mol B. 0.54mol
C. 在0.54～1.08mol之间 D. 小于0.54mol
精析：硫酸中含纯1.08mol若完全与Cu反应，被还原的为，但浓硫酸与Cu反应到一定浓度时，变为稀硫酸，稀硫酸不与Cu反应，故实际上被还原的的物质的量小于0.54mol。
答案：D
错解分析：误选B项。原因是没有考虑到随反应的进行，的浓度会逐渐减小，稀不与Cu反应。
[例5] 设计一个只用溶液及试管鉴别和稀硫酸的实验，简要写出鉴别过程。
解析：虽然和均为白色不溶于水的固体，但前者可溶于酸，而后者不溶于酸。各取试样少许，分别置于两支试管A、B中，然后分别向其中加入足量溶液，都生成白色沉淀：
静置两支试管，将A试管中的上层清液注入B试管中，若B中沉淀溶解，并有刺激性气味气体逸出，则说明试管B中原来盛溶液，A试管中是稀。若试管B中无明显现象，则证明试管B中原来盛稀硫酸，试管A中是溶液。
答案：略
[例6] 有一定质量的与的浓充分反应，完全溶解，同时生成标准状况下的气体A33.6L，将反应后的溶液稀释到1L，测得溶液中
。则气体A中各组分的体积比为 。
精析：本题所考知识点为浓硫酸的氧化性，稀硫酸的酸性，氧化还原反应，气体摩尔体积。
反应后溶液为1L，，则，故反应后溶液中剩余硫酸0.05mol。由于浓硫酸与反应过程中浓度变稀，故有、两种气体产生。设、的物质的量分别为、。
解得：
所以A气体中
答案：
4．实战演练
一、选择题
1、在下列反应中，浓硫酸既表现强氧化性，又表现酸性的是
A．H2S+H2SO4(浓) B．Cu+H2SO4(浓) C．C+ H2SO4 (浓) D．CuO+ H2SO4 (浓)
2．下列对硫酸的叙述正确的是
A．因浓硫酸具有强氧化性，故不可用它来干燥氢气
B．浓硫酸不活泼，可用铁铝容器存放 C、浓硫酸有强氧化性，稀硫酸没有氧化性
D．浓硫酸难挥发，可用来制HF、HCl等挥发性酸
3．下列反应中硫酸表现氧化性的是
（A）实验室用浓硫酸干燥氯气、氯化氢等气体
（B）将KI与浓硫酸混合，有紫色蒸气产生
（C）浓硫酸与氧化亚铁反应，会生成硫酸铁 （D）用浓硫酸在木制品上“烙”字画
4．向盐酸中加入浓硫酸会有白雾产生，下列叙述中与此现象无关的是
（A）浓硫酸具脱水性 （B）浓硫酸具有吸水性
（C）盐酸具有挥发性 （D）气态物质的溶解度随温度的升高而降低
5．某无色溶液加入BaCl2溶液有白色沉淀，再加稀盐酸沉淀不消失，下列判断正确的是
（A）一定有SO42- B）一定有CO32－ （C）一定有Ag+ D）可能有SO42-或Ag+
6．为方便某些化学计算，有人将98%的浓H2SO4表示成下列形式，其中合理的是
（A）H2SO4·2H2O （B）H2SO4·H2O （C）H2SO4·SO3 （D）SO3·10/9H2O
7．在一定体积的的18mol·L-1的浓硫酸中加入过量铜片并加热，被还原的硫酸为0.9mol,则浓硫酸的实际体积为
（A）等于50 mL （B）大于50 mL （C）等于100 mL （D）大于100 mL
8、已知由NaHS、MgSO4、NaHSO4组成的混合物，硫元素的质量分数为a%，则混合物中氧元素的质量分数为
（A）a% （B）2a% （C）1-1.75a% （D）1-0.75a%
9、足量的浓硫酸与mgCu反应，得到标准状况下的二氧化硫气体nL，则被还原的硫酸的量是
A．m／64mol B．64m／22.4mol C．98n／22.4g D．64n／22.4g
10、蘸有浓硫酸的纸片或火柴梗会变黑，主要是浓硫酸具有
A．吸水性 B．脱水性 C．强氧化性 D．强酸性
11、某溶液中含有较多的Na2SO4和少量的Fe2(SO4)3。若用该溶液制取芒硝，可选择的操作有：①加适量的硫酸溶液；②加金属钠；③蒸发结晶；④加过量的氢氧化钠溶液；⑤加强热脱结晶水；⑥过滤。正确的操作步骤是
A．②⑥③ B．④⑥①③ C．④⑥③⑤ D．②⑥①③⑤
12、下列事实能证明硫酸是强酸的是
A．能与酸碱指示剂作用 B．能与磷矿石[主要成分Ca3(PO4)2]反应生成磷酸
C．能与金属锌反应产生氢气 D．能与食盐固体共热产生氯化氢气体
13、向50mLl8.4mol／L的浓硫酸中加入足量铜片，加热使其充分反应，被还原的硫酸的物质的量为
A．0.92mol B．大于0.46mol，小于0.92mol C．0.46mol D．小于0.46mol
14、浓硫酸与锌在一定条件下反应，若在反应过程中，锌与硫酸的质量比为26：49，则硫酸的还原产物为
A． SO2 B．S C．H2S D．ZnSO4
15、在通常情况下能大量共存，并且都能用浓硫酸干燥的一组气体是
A． SO2、O2、H2 B．C12、HBr、HC C． CO2、NH3、CO D．C12、HCl、O2
16、检验Na2SO3是否被氧化所选用的试剂应为
A．氯化钡 B．盐酸 C．氯化钡和盐酸 D．氯化钡和硫酸
17、只用一种试剂来鉴别碳酸钠、亚硫酸钠、硫酸钠，这种试剂可以是
A．BaCl2 B．溴水 C．稀盐酸 D．品红溶液
18、有甲、乙、丙三瓶等体积、等物质的量浓度的硫酸。若将甲用水稀释，乙中加入适量的BaCl2溶液，丙不变，然后用等浓度的NaOH溶液中和，至完全反应时，所需NaOH溶液的体积是
A．丙>乙>甲 B．甲=丙>乙 C．乙>丙>甲 D．甲=乙=丙
19、将下列气体分别通入对应的溶液中，能反应产生沉淀的是
A． CO2气体通入CaCl2溶液中； B．SO2气体通入BaCl2溶液中；
C． SO3气体通入BaCl2溶液中； D． SO2气体通入Ba(OH)2溶液中。
二、填空题
20、实验室常用硫酸来制取气体，试填出硫酸在这些反应中表现出的性质：
(1)用浓硫酸和NaCl反应制取HCl___ _____；
(2)用稀硫酸和Zn反应制取H2_____ ___；
(3)用Cu与浓硫酸加热反应制取二氧化硫____ ____。
21．实验室常用下列装置来进行铜跟浓硫酸反应等一系列实验。
（1）根据什么现象可判断铜跟浓硫酸反应有SO2生成__________________。
根据什么现象可判断铜跟浓硫酸反应有硫酸铜生成_______________。
写出甲装置中发生的主要反应的化学方程式_____________________。
（2）你在实验室中进行这个实验时，除了（1）小题中指到的实验现象外，还可以观察到许多其它的实验现象，请写出两种：____________________________________、_____________ ______________________。
（3）装置乙的试管口部放有一团浸有碱液的棉花，棉花中通常是浸有饱和碳酸钠溶液，写出棉花中发生反应的化学方程式___________________________________。
22．根据下图回答问题：
（1）上述装置中，在反应前用手掌紧贴烧瓶外壁检查装置的气密性，如观察不到明显的现象，还可以用什么简单的方法证明该装置不漏气。__________________________。
（2）写出浓硫酸和木碳粉在加热条件下发生反应的化学方程式：_____________
（3）如果用图中的装置检验上述反应的全部产物，写出下面标号所表示的仪器中应加入的试剂的名称及其作用：
A中加入的试剂和作用是________ ___。B中加入的试剂和作用是_______________。
D中加入的试剂和作用是_______________。
（4）实验时，C中应观察到的现象是___________________________________。
23、现有A、B、C、D四种溶液，它们分别为K2CO3、K2SO4、NaHSO4、Ba(NO3)2中的一种。进行下列实验：A+C无明显现象；A+D无明显现象；B+D产生沉淀E；B＋C生成溶液F及沉淀；少量E溶于过量F中，生成溶液并放出气体。由此可确定：A是____________，B是____________，C是____________，D是____________。
24、近闻美国和日本正在研究用Na2SO3吸收法作为治理SO2污染的一种新方法：第1步用Na2 SO3水溶液吸收SO2；第2步是加热吸收液，使之重新生成Na2 SO3，同时得到含高浓度SO2的水蒸气副产品。写出上述两步反应的化学方程式：
(1) __________________________________；
(2) ____________________________________。
25、三位同学设计了下述三个方案，并都认为：如果观察到的现象和自己设计的方案一致，即可确证试液中有SO42－。试评价下述各方案是否严密，并简要说明理由：
方案甲：试液 白色沉淀 沉淀不溶解
方案乙：试液 无现象 白色沉淀
方案丙：试液 无现象 白色沉淀
方案甲：_____________________________；
方案乙：_____________________________；
方案丙：_____________________________。
26．有一瓶Na2SO3溶液，由于它可能部分被氧化，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，仍有白色沉淀。对此实验下述结论正确的是
（A）Na2SO3已部分被空气中的氧气氧化
（B）加入Ba(NO3)2溶液后，生成的沉淀中一定含有BaSO4
C．加硝酸后的不溶性沉淀一定是BaSO4 D此实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化
27、下列物质(或主要成分)的化学式错误的是
A．重晶石：BaSO4 B．熟石膏：CaSO4·2H2O
C．皓矾：ZnSO4·7H2O D．明矾：KAl(SO4)2·12H2O
28、锌钡白是一种白色颜料，其主要成分是难溶于水的锌盐和钡盐，它们是
A．ZnCO3和BaCl2 B．ZnS和BaSO4 C．ZnCl2和BaCO3 D．ZnCO3和Ba(NO3)2
29、将p％的浓硫酸与同体积的水混合，得到q％的稀硫酸，则p与q的关系正确的是
A． p≤2q B． p=2q C． p<2q D． p>2q
30、BaCl2有剧毒，致死量为0.8g，万一不慎误服，应大量吞服鸡蛋清解毒，并加服—定量的解毒剂。此解毒剂是
A．Na2CO3 B．MgSO4 C．BaSO4 D．NaCl
31、将m％的硫酸与3m％的硫酸等体积混合，得到的硫酸溶液的质量分数为x％，则下列关系正确的是
A．x=2m B． x<2m C．x>2m D．m32、已知98％的浓硫酸的物质的量浓度为18.4mol／L，则49％的硫酸溶液的物质的量浓度为
A．9.2mol／L B．大于9.2mol／L C．小于9.2mol／L D．不能确定
33、实验证明：Cu不能在常温下与O2反应，也不能与稀硫酸共热发生反应。但工业上却是将废铜屑倒入热的稀硫酸中并通入空气来制CuSO4的，铜屑在此条件下被溶解的化学方程式为_______________________ _____________。利用Cu制备CuSO4的另一种方法可用化学方程式表示为_______________________。以上两种方法________者好(填“前”、“后”)，原因是_____________________________。
34、粉笔是教室内空气的主要污染源，粉笔的生产过程可图示如下：
(1)A的化学式是____________________，步骤②所发生反应的化学方程式是________________________________________
(2)已知甘油是一种能与水以任意比互溶的有机物。在A中加入少量甘油和纯碱，可制成“无尘”粉笔。加入甘油能减少粉尘，这是利用甘油能与
水以任意比例互溶，吸湿性很强，粉笔中含甘油可使粉笔末因潮湿而不易漂浮的性质。加入纯碱可提高硬度，写出与此相关的化学方程式：_____________________________。
35、为检验一瓶Na2SO3是否变质以及变质的程度，取a g干燥试样，用适量蒸馏水配成溶液后，加入足量BaC12溶液，再将沉淀经过滤、洗涤、干燥、称量，得固体bg。
(1)若a = _________ (填入含b的代数式)，说明试样未变质；
若a =_________ (填入含b的代数式)，说明试样已全部变质；
若_________ (填入a、b的关系式)，说明试样部分变质。
(2)若取10g试样，假定Na2SO3已有50％(指物质的量)变质，则上述b值应为_________。
36、向一定量铜片中加入115mL某浓度的硫酸，在加热条件下反应，待铜片全部溶解后，将溶液稀释到500mL，再加入足量锌粉，充分反应后，收集到2.24L(标准状况)气体。过滤残留固体，干燥后称重，质量比加入的锌粉减轻了7.5g求：
（1）加入的铜片的质量。
（2）原硫酸的物质的量浓度。
参考答案
一、1B、2D、3C、4A、5D、6D、7D、8C、9AC、10B、11B、12B、13D、14C、15AD、16C、17C、18D、19CD、
二、20. (1)酸性、难挥发性；(2)酸性(酸的氧化性)；(3)酸性、难挥发性；(4)酸性、强氧化性。
21．（1）乙中品红褪成无色；甲中溶液显蓝色。Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2H2O。（2）装置甲试管内溶液变黑色浑浊；装置甲中试管上部有白雾；反应开始时铜片表面变黑并有气泡产生……（3）Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2↑
22．（1）反应前先用小火加热烧瓶，B、C、D瓶中有气泡冒出，停止加热后，水会升到导管里形成一段水柱，证明装置不漏气。
（2）2H2SO4（浓）+C2H2O+2SO2+CO2
（3）A：无水硫酸铜。检验水。B：品红溶液。检验二氧化硫。D：澄清石灰水。检验二氧化碳。（4）酸性高锰酸钾溶液的颜色不褪尽。
23. 硫酸钾 硝酸钡 硫酸氢钠 碳酸钾
24. Na2 SO3+SO2 +H2O=2NaHSO3 2NaHSO3====== Na2SO3+ SO2↑+ H2O
25. 甲方案不严密，可能有Ag＋干扰；乙方案严密，足量稀盐酸能排除Ag＋、CO32－、SO32－的干扰；丙方案不严密，加入的稀硫酸有干扰。
第二部分
26D、27B、28B、29C、30B、31C、32C、
33.2H2SO4+O2+2Cu=2CuSO4+2H2O 2H2SO4(浓)+Cu=CuSO4+ SO2↑+2H2O 前 节省原料 ，无污染
34. (1)2CaSO4·H2O 2CaSO4·H2O+3H2O=2(CaSO4·2H2O) (2) Na2CO3+CaSO4=CaCO3+Na2SO4
35.(1)126b/217 142b/233 126b/21736. 64g
足量稀盐酸
氯化钡溶液
氯化钡溶液
足量稀盐酸
氯化钡溶液
少量稀硫酸
石膏矿
A
粉笔
①粉碎后在150℃～170℃
条件下加热至不再产生气体
②加水调成糊状
注入模具
PAGE高考化学考点解析全程复习：化学反应中的能量变化
1． 复习重点
了解化学反应中的能量变化
了解放热反应吸热反应
理解反应热燃烧热中和热及书写热反应方程式
2．难点聚焦
一、反应热
1、化学反应过程中放出或吸收的热量，通常叫做反应热。反应热用符号ΔH表示，单位一般采用kJ/mol。当ΔH为负值为放热反应；当ΔH为正值为吸热反应。测量反应热的仪器叫做量热计。
2、燃烧热：在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，叫做该物质的燃烧热。
3、中和热：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1molH2O，这时的反应热叫做中和热。中学阶段主要讨论强酸和强碱的反应。
二、热化学方程式
1、书写热反应方程式应注意的问题：
(1)由于反应热的数值与反应的温度和压强有关，因此必须注明，不注明的是指101kPa和25℃时的数据。
(2)物质的聚集状态不同，反应热的数值不同，因此要注明物质的聚集状态。
(3)热化学方程式中的化学计量数为相应物质的物质的量，它可以是整数，也可以是分数。
2、书写热化学方程式的一般步骤
(1)依据有关信息写出注明聚集状态的化学方程式，并配平。
(2)根据化学方程式中各物质的化学计量数计算相应的反应热的数值。
(3)如果为放热反应ΔH为负值，如果为吸热反应则ΔH为正值。并写在第一步所得方程式的后面，中间用“；”隔开。
(4)如果题目另有要求，如反应燃料燃烧热的热化学方程式和有关中和热的热化学方程式，可将热化学方程式的化学计量数变换成分数。
三、中和热的测定
1、测定前的准备工作
(1)选择精密温度计（精确到0.10C），并进行校对（本实验温度要求精确到0.10C）。
(2)使用温度计要轻拿轻声放。刚刚测量高温的温度计不可立即用水冲洗，以免破裂。
(3)测量溶液的温度应将温度计悬挂起来，使水银球处于溶液中间，不要靠在烧杯壁上或插到烧杯底部。不可将温度计当搅拌棒使用。
2、要想提高中和热测定的准确性，实验时应注意的问题
(1)作为量热器的仪器装置，其保温隔热的效果一定要好。因此可用保温杯来做。如果按教材中的方法做，一定要使小烧杯杯口与大烧杯杯口相平，这样可以减少热量损失。
(2)盐酸和氢氧化钠溶液的浓度的配制须准确，且氢氧化钠溶液的浓度须稍大于盐酸的浓度。为使测得的中和热更准确，所用盐酸和氢氧化钠溶液的浓度宜小不宜大。
(3)温度计的水银球部分要完全浸没在溶液中，而且要稳定一段时间后再读数，以提高所测温度的精度。
(4)实验操作时动作要快，以尽量减少热量的散失。
(5)为了减少实验误差，重复实验2~3次，数据取平均值。
注意事项：一、反应热的大小比较：比较反应热的大小，一般是在不同条件下（温度、压强、物质的聚集状态等）下的同一化学反应，或同一条件（温度、压强）下的同类化学反应之间进行。比较时要善于从同中求异，抓住其实质，从而顺利解决问题。影响反应热大小因素主要有以下几个方面。
1、热化学方程式中的化学计量数。如2mol氢气燃烧放出的热量是相同条件下1mol氢气燃烧时放出的2倍。
2、物质的聚集状态或晶体结构。如等量氢气燃烧生成液态水时放出的热量比生成气态水时放出的热量多。
3、化学键的强弱。如都由单质反应生成2mol的卤化氢时，由于HF、HCl、HBr、HI中的共价键依次减弱，所以放出的热量也依次减少。
二、盖斯定律的应用和有关燃烧热和中和热的计算
化学反应中反应热的大小与反应物、生成物的种类、量及聚集状态有关，与反应途径无关。根据能量守恒定律，无论反应是一步完成还是几步完成，只要反应的起始状态和终了状态确定，反应热就是个定值，这就是著名的盖斯定律。
3．例题精讲
【例1】已知在25℃，101kPa下，lgC8H18（辛烷）燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是 （ ）
A.C8H18（1）＋22.5O2（g）＝8CO2（g）＋9H2O（g）；△H＝－48.40kJ·mol－1
B.C8H18（1）＋22.5O2（g）＝8CO2（g）＋9H2O（1）；△H＝－5518kJ·mol－1
C.C8H18（1）＋22.5O2（g）＝8CO2（g）＋9H2O（1）；△H＝＋5518kJ·mol－1
D.C8H18（1）＋22.5O2（g）＝8CO2（g）＋9H2O（1）；△H＝－48.40kJ·mol－1
【解析】根据题目条件，生成的水为液态，所以A错，1gC8H18燃烧后放出热量48.40kJ，故1molC8H18完全燃烧放出热量5518kJ，放热用“—”表示，故C错。
【答案】B
【评析】热化学方程式的书写较难，书写时不能忽视反应物、生成物的状态，要注意系数与反应物的关系。
【关键词】反应热及热化学方程式的书写
【例2】在同温同压下，下列各组热化学方程式中Q2＞Q1的是 （ ）
A.2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)；△H＝－Q1； 2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)；△H＝－Q2
B.S(g)＋O2(g)＝SO2(g)；△H＝－Q1； S(s)＋O2(g)＝SO2(g)；△H＝－Q2
C.C(s)＋1/2O2(g)＝CO(g)；△H＝－Q1； C(s)＋O2(g)＝CO2(g)；△H＝－Q2
D.H2(g)＋Cl2(g)＝2HCl(g)；△H＝－Q1； 1/2H2(g)＋1/2Cl2(g)＝HCl(g)；△H＝－Q2。
【解析】A中，由于气态水转变为液态水要放出热量，所以生成液态水比生成气态水放出的热量要多，即Q2＞Q1；B中，由于固态硫转变为气态硫要吸收热量，所以气态硫燃烧放出的热量比固态硫燃烧放出的热量多，即Q1＞Q2；C中，生成CO放热，因氧气过量会与CO反应也放出热量，所以Q2＞Q1，D中Q1=2Q2。
【答案】AC
【评析】反应放出或吸收热量的多少，跟反应物和生成物的聚集状态有密切关系。
【关键词】反应热及热化学方程式的书写
【例3】炽热的炉膛内有反应：C(s)＋O2(g)＝CO2(g)；△H＝－392kJ/mol，往炉膛内通入水蒸气时，有如下反应：C(s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g)；△H＝＋131kJ/mol，CO(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g)；△H＝－282kJ/mol，H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(g)；△H＝－241kJ/mol，由以上反应推断往炽热的炉膛内通入水蒸气时 （ ）
A.不能节省燃料，但能使炉火瞬间更旺 B.虽不能使炉火瞬间更旺，但可以节省燃料
C.既能使炉火瞬间更旺，又能节省燃料 D.既不能使炉火瞬间更旺，又不能节省燃料
【解析】本题应从两个方面考虑，一是能否使炉火瞬间更旺，由于往炉膛内通入水蒸气时，有如下反应发生：C(s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g)，生成的CO和H2都是可燃性气体，故能使炉火瞬间更旺。二是能否节省燃料，根据盖斯定律，C(s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g)；△H＝＋131kJ/mol，CO(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g)；△H＝－282kJ/mol，H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(g)；△H＝－241kJ/mol，三个方程加合在一起即得总反应式C(s)＋O2(g)＝CO2(g)；△H＝－392kJ/mol，故与相同量的炭燃烧放出的热量相同，因此不能节省原料。
【答案】A
【评析】要熟练掌握运用盖斯定律进行热量的计算。
【关键词】反应热及热化学方程式的书写/碳族元素
【例4】已知胆矾溶于水时，溶液温度降低。在室温下将1mol无水硫酸铜制成溶液时，放出热量为Q1kJ，而胆矾分解的热化学方程式是CuSO4·5H2O(s)＝CuSO4(s)＋5H2O(l)；△H＝＋Q2kJ/mol，则Q1与Q2的关系是 （ ）
A.Q1＞Q2 B.Q1＜Q2 C.Q1＝Q2 D.无法确定
【解析】由已知得CuSO4·5H2O(s)＝Cu2+(aq)+SO42-(aq)+5H2O(l)；△H＝+Q(Q＞0）……①，
CuSO4(s)＝Cu2+(aq)+SO42-(aq)；△H＝—Q1……②，
①—②得CuSO4·5H2O(s)＝CuSO4(s)＋5H2O(l)；△H＝Q1+Q，根据盖斯定律：Q1+Q=Q2，故D正确。
【答案】D
【评析】解此类题目常把题给信息转化为热化学方程，然后根据盖斯定律可得出正确的结论。
【关键词】反应热及热化学方程式的书写/氧族元素
【例5】已知有amolC和bmolO2（a＞2b），充分反应后，将得到的可燃性物质提取后再次燃烧，充分反应。可燃性物质燃烧放出的热量有p%被mg、0℃的水吸收，使之沸腾。若已知1molC燃烧成CO2放出的热量为qJ，试求1molC燃烧成CO所放出的热量约为多少？（c=4.2×103J/kg·℃）
【解析】根据题意可知，可燃性物质燃烧后放出热量为：
。又知：
所以amolC和bmolO2（a＞2b）反应后，其可燃性物质的量为(a-2b)molC和2bmolCO。若设1molCO燃烧成CO2放出的热量为xJ，则可得出关系式：
解得：
若设所求1molC燃烧成CO放出的热量为yJ，则由下列热化学方程式：
①
②
③
就不难发现：①式＝③式－②式，即为题目所求。故可推知：
【答案】(aqp-4.2×104m)/2bpJ
【评析】本题是一道物理、化学相互交叉渗透的综合计算题，难度大。因此，解决这类问题的关键在于分析题意，挖掘题中隐含着的重要信息（即热化学方程式有加合性），弄清该题中所涉及的两个过程，即物理过程与化学过程，并求出联系这两个过程的纽带——热量（Q）。然后正确运用所学物理、化学的有关基础知识，则题中的问题便可迎刃而解。
【关键词】反应热及热化学方程式的书写/碳族元素
【例6】接触法制硫酸的流程可表示如下：
问：(1)热交换器在制硫酸的过程中有何重要作用？
(2)若以T1、T2、T3、T4分别表示进出热交换器的气体温度，且T1＝80℃，T3＝600℃、T4＝250℃，求进入接触室后的SO2、O2混合气体的温度T2（设进、出热交换器的气体的平均比热均为0.8kJ/(kg ℃)）。
(3)假定每天进入接触室的混合气体为20t，问与不用热交换器相比较每年至少可节省多少吨含碳80%的优质煤？（已知煤的供热效率为20%，C(s)+O2(g)=CO2(g)；ΔH=-393kJ/mol）
【解析】（1）由沸腾炉导出的SO2、O2等气体的温度经除尘、去杂、洗涤等工艺处理后已大幅度下降，通过热交换器后气体的温度又得以提高，这有利于后续反应（即由SO2合成SO3）的进行。SO2的氧化反应是放热反应，从接触室导出的SO3等气体的温度已高达600℃以上，难以被浓硫酸吸收。通过热交换器后SO3的温度下降了，这有利于提高浓硫酸对它的吸收效率。总而言之，热交换器在制H2SO4的过程中具有增效节能的作用。
（2）经过热交换器后，SO2、O2吸收的热量＝cm1(T2-80℃)，SO3放出的热量＝cm2(600℃-250℃)。根据物理学原理及质量守恒定律可知，Q(吸)＝Q(放)，m1＝m2，故cm1(T2-80℃)＝cm2(600℃-250℃)，即T2＝430℃。
（3）若不使用热交换器，欲使80℃的SO2、O2预热到430℃，每年需提供的热量为20×103kg×365×0.8kJ/(kg ℃)×(430℃-80℃)=2.04×109kJ，每千克优质煤供给的有效热量为5240kJ/kg，使用热交换器后每年可节约优质煤的质量为：2.04×109kJ/(5240kJ/kg)=389.3t。
【答案】（1）增效节能 （2）T2＝430℃ （3）389.3t
【评析】本题主要运用公式Q=cmΔt考查化学反应中热效应的计算。
【关键词】反应热及热化学方程式的书写/氧族元素
4．实战演练
1.“摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。吸食时将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即会制冷。该化学物质是 （ ）
A.氯化钠 B.固体硝酸铵 C.固体氢氧化钠 D.生石灰
答案：B
2.含20.0NaOH的稀溶液与稀盐酸反应，放出28.7kJ的热量，表示该反应中和热的热化学方程式正确的是 （ ）
A.1/2NaOH(aq)+1/2HCl(aq)=1/2NaCl(aq)+1/2H2O(l)；ΔH=+28.7kJ/mol
B.1/2NaOH(aq)+1/2HCl(aq)=1/2NaCl(aq)+1/2H2O(l)；ΔH=-28.7kJ/mol
C.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)；ΔH=+57.4kJ/mol
D.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)；ΔH=-57.4kJ/mol
答案：D
3．已知：CH3COOH(aq)+NaOH(aq)＝CH3COONa(aq)+H2O △H=Q1kJ／mol
H2SO4(浓)+NaOH(aq)＝Na2SO4(aq)+H2O(1) △H=Q2kJ／mol
HNO3(aq)+KOH(aq)＝KNO3(aq)+H2O(1) △H=Q3kJ／mol
上述反应均为溶液中的反应，则Q1、Q2、Q3的绝对值大小的关系为 （ ）
A.Q1＝Q2=Q3 B.Q2>Q1>Q3 C.Q2>Q3>Q1 D.Q2=Q3>Q1
答案：B
4．热化学方程式：S(g)+O2(g)=SO2(g)；△H=-297.3kJ/mol，分析下列说法中正确的是（ ）
A.S(g)+O2(g)=SO2(l)；|△H|>297.3kJ/mol B.1molSO2的键能总和大于1molS和1molO2键能之和
C.S(g)+O2(g)=SO2(l)；|△H|<297.3kJ/mol D.1molSO2的键能总和小于1molS和1molO2键能之和
答案：AB
5．将白磷隔绝空气加热到260℃可转变为红磷。以下说法正确的是 （ ）
A.白磷转变为红磷是一个吸热过程 B.红磷比白磷稳定
C.白磷转变为红磷需外界提供引发反应的能量 D.白磷比红磷稳定
答案：BC
6．已知：CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)；△H＝－890kJ/mol
CO(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g)；△H＝－282.5kJ/mol。假如标准状况下由CH4、CO、CO2组成的89.6升混和气体完全燃烧时能放出1010千焦的热量，并生成18克液态水，那么燃烧前混和气体中CO占的体积百分含量约为
A.40% B.50% C.60% D.70%
答案：B
7．已知下列几种烷烃的燃烧热如下：
烷 烃 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 己烷
燃烧热／（kJ·mol-1） 890.3 1559.8 2219.9 2877.0 3536.2 4163.1
今有10L（在标准状况下）某种天然气，假设仅含甲烷和乙烷两种气体，燃烧时共放出热量480KJ。
（1）试写出乙烷气体燃烧的热化学方程式_______________；
（2）计算该天然气中甲烷的体积分数___________________；
（3）由上表可总结出的近似规律是_____________________；
（4）根据（3）的近似规律可预测癸烷的燃烧热约为_________kJ·mol-1。
答案：（1）2C2H6（g）+7O2（g）==4CO2（g）+6H2O（l）；△H=—3119.6kJ/mol
（2）72.13% （3）烷烃分子中每增加一个CH2燃烧热平均增加645kJ/mol左右 （4）6776
烧的热化学方程式中水为液态的水。
8.已知热化学方程式H+(aq)+OH-(aq)==H2O(1)；△H＝-57.3kJ／mol，问：
（1）常量滴定用0.025L0.10mol／L的强酸和强碱互相中和，则滴定过程中释放的热量为_________________kJ。
（2）若中和后溶液体积为0.05L，又已知中和后的溶液的比热容为4.2×10-3kJ／(g·℃)，且密度为1.0g／mL，则溶液温度升高_____________℃。
（3）由（2）说明为什么需要用0.5mol/L～1mol／L的强酸和强碱反应测定中和热
答案：（1）0.14 （2）0.7 （3）根据（2）的计算可知，当溶液的浓度过小，释放的热量较少，且又是逐渐产生热量，故测定的中和热误差较大。若浓度过高，则溶液中阴、阳离子间的相互牵制较大，中和过程产生热量的一部分将补偿未电离分子离解所需要的热量，同样会造成较大的误差。
9.50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液在下图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题：
（1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是________。
（2）烧杯间填满碎纸条的作用是_____________。
（3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值将_______（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。
（4）实验中改用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应，与上述实验相比较，所放出的热量________（填“相等”或“不相等”），但中和热应_________（填“相等”或“不相等”），简述理由_________________________________。
（5）用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得中和热的数值与57.3kJ/mol相比较会__________；用50mL0.50mol/LNaOH溶液进行上述实验，测得中和热的数值与57.3kJ/mol相比较会__________（均填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。
答案：（1）环形玻璃搅拌器 （2）减少实验过程中热量损失 （3）偏小 （4）不相等，相等，因为中和热是指在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1molH2O所放出的能量，与酸碱用量无关 （5）偏小 偏小
10.一些盐的结晶水合物，在温度不太高时就有熔化现象，既熔溶于自身的结晶水中，又同时吸收热量，它们在塑料袋中经日晒能熔化，在日落后又可缓慢凝结而释放热量，用以调节室温，称为潜热材料。现有几种盐的水合晶体有关数据如下：
Na2S2O3·5H2O CaCl2·6H2O Na2SO4·10H2O Na2HPO4·12H2O
熔点℃ 40~50 29.92 32.38 35.1
熔化热（kJ/相对分子质量） 49.7 37.3 77.0 100.1
（1）上述潜热材料中最适宜应用的两种盐是______、________________。
（2）实际应用时最常用的（根据来源和成本考虑）应该是_____________。
答案：（1）Na2SO4·10H2O、Na2HPO4·12H2O （2）Na2SO4·10H2O
评析：熔点越低，越有利于盐吸收太阳能而熔化，故排除Na2S2O3·5H2O。进一步比较单位质量吸热效率：
CaCl2·6H2O Na2SO4·10H2O Na2HPO4·12H2O
0.17kJ/g 0.24kJ/g 0.28kJ/g
很明显，Na2SO4·10H2O、Na2HPO4·12H2O吸收率较高。又因前者比后者价廉而易获得。实际应选用Na2SO4。
11.（1）肼（N2H4）和NO2是一种双组分火箭推进剂。两种物质混合发生反应生成N2和H2O（g），已知8g气体肼在上述反应中放出142kJ热量，其热化学方程式为 。
（2）0.3mol的气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量，其热化学反应方程式为 ；又知H2O（l）H2O（g）；△H＝＋44kJ/mol，则11.2L（标准状况）乙硼烷完全燃烧生成气态水时，放出的热量是 kJ。
（3）已知A、B两种气体在一定条件下可发生反应：2A+B==C+3D+4E。现将相对分子质量为M的A气体mg和足量B气体充入一密闭容器中恰好完全反应后，有少量液滴生成；在相同温度下测得反应前后压强分别为6.06×105Pa和1.01×106Pa，又测得反应共放出QkJ热量。试根据上述实验数据写出该反应的热化学方程式____________________________________________。
答案：（1）2N2H4（g）＋2NO2（g）＝3N2（g）＋4H2O（g）；△H＝－1136kJ/mol
（2）B2H6（g）＋3O2（g）＝B2O3（s）＋3H2O（l）；△H＝－2165kJ/mol 1016.5kJ
（3）2A(g)+B(g)==C(g)+3D(l)+4E(g)；
评析：（3）中由反应前后的压强之比为3:5可推测反应后D的状态为液态。
12.已知下列热化学方程式的热效应：
（1）Fe2O3（s）＋3CO（g）＝2Fe（s）＋3CO2（g）；△H1＝－26.7kJ/mol
（2）3Fe2O3（s）＋CO（g）＝2Fe3O4（s）＋CO2（g）；△H2＝－50.75kJ/mol
（3）Fe3O4（s）＋CO（g）＝3FeO（s）十CO2（g）；△H3＝－36.5kJ/mol
不用查表，计算下列反应的△H。FeO（s）＋CO（g）＝Fe（s）＋CO2（g）
答案：7.28kJ/mol
评析：由盖斯定律得所求方程的反应热为{}/3。
13.某石油液化气由丙烷和丁烷组成，其质量分数分别为80％和20％。它们燃烧的热化学方程式分别为：C3H8(g)+5O2(g)==3CO2(g)+4H2O(1)；△H＝-2200kJ／mol；
C4H10(g)+O2(g)==4CO2(g)+5H2O(1)；△H＝-2900kJ／mol。有一质量为0.80kg、容积为4.0L的铝壶，将一壶20℃的水烧开需消耗液化石油气0.056kg，试计算该燃料的利用率。[已知水的比热为4.2kJ／(kg·℃)，铝的比热为0.88kJ／(kg·℃)]
答案：50%
评析：1.0kg石油气完全燃烧释放的热量为：=5×104kJ
将水烧开所需热量为：Q=cm(t-t0)=(4.2×4.0+0.88×0.80)×(100-20)=1 400(kJ)
所以，燃料的利用率为：×100%=50%
14.已知C(s、金刚石）+O2==CO2(g)；ΔH=-395.4kJ/mol，C(s、石墨）+O2==CO2(g)；ΔH=-393.5kJ/mol。且知石墨的密度大于金刚石。
(1)石墨和金刚石相比，____的稳定性更大，石墨转化为金刚石的热化学方程式为____________。
(2)石墨中C-C键键能______金刚石中C-C键键能。石墨的熔点______金刚石（均填“大于”、“小于”或“等于”）。
(3)理论上能否用石墨合成金刚石？____，若能，需要的条件是___________。
答案：（1）石墨 C(s、石墨）== C(s、金刚石）；ΔH=1.9kJ/mol （2）大于 大于
（3）能 隔绝空气高温高压
评析：由于石墨转化为金刚石为吸热反应，故等量的石墨和金刚石相比，金刚石所具有的能量高，键能小，熔点低。
15.物质的生成热可定义为：由稳定单质生成1mol物质所放出的热量，如CO2气体的生成热就是1molC完全燃烧生成CO2气体时放出的热量，已知下列几种化合物的生成热分别是
化合物 葡萄糖 H2O(l) CO2
生成热kJ/mol 1259.8 285.8 393.5
则1kg葡萄糖在人体内完全氧化生成CO2气体和液态水，最多可提供______kJ能量。
答案：15640kJ
评析：根据生成热的定义得下面三个方程：6C(s)+3O2(g)+6H2(g)=C6H12O6(s)；ΔH=-1259.8kJ/mol……①，C(s)+O2(g)=CO2(g)；ΔH=-393.5kJ/mol……②；O2(g)+2H2(g)=2H2O(l)……③，联立求解即得。
【小结】全面了解化学反应，除要知道反应物和生成物之外，还需要研究化学反应发生的条件，应用化学反应，一方面是为了获得新物质，有时更重要的是要利用化学反应中的热变化，而放热反应和吸热反应是化学反应中最常见的能量变化，因此我们要了解一些常见的吸热反应和放热反应。
依据热化学方程式进行有关计算，其关键是把反应热看作为“生成热”，按一般化学方程式的计算要求进行即可，但多数题目偏重于对方法技巧的考查。高考化学考点解析全程复习考点：氮和磷
1．复习重点
1． 氮族元素性质的相似性和递变规律；
2． 氮气的分子结构及其化学性质；
3． 磷的两种同素异形体的有关性质。
2．难点聚焦
1．知识要点：
1． 氮族元素
1．氮族元素的原子结构与性质
（1）周期表中的位置：
第VA族（N、P、As、Sb、Bi）
（2）原子结构：
相同点：最外层电子数相同（5e－）
不同点：电子层数不同，原子半半径依次增大
（3）主要性质：
①相似性：a、最高价态为＋5，负价为－3，能形成氢化物RH3，Sb、Bi无负价；最高价氧化对应水化物HRO3或H3RO4 呈酸性。
②递变性：（按原子序数增大顺序）：a、原子半径由小到大；b、氢化物的稳定性由强到弱；c、最高价含氧酸的酸性由强到弱；d、非金属性由强到弱，且比同周期卤族元素、氧族元素弱，金属性渐强。
2．氮气的性质
（1）氮气的物理性质：无色无味，不溶于水比空气略轻的气体。
（2）氮气的化学性质：
分子中N≡N非常牢固，通常情况下不易与其他物质反应。
N2 与氢气反应生成NH3（高温高压铁触媒）
与氧气在放电条件下生成NO
与活泼金属反应 3Mg+N2 Mg3N2
(3)氮气的用途：
工业上合成氨制硝酸；用作保护气，用于：焊接金属、填充灯泡、保鲜食品；医学上用于冷冻麻醉；高科技中用液氮制造低温环境等。
3．磷的同素异形体：白磷和红磷
名称 白磷 红磷
分子结构 分子式P4（含有6个共价键）、正四面体型、键角60° 分子晶体、结构复杂
颜色状态 白色或黄色固体 暗红色粉末或固体
溶解性 不溶于水，易溶于CS2 不溶于水，不溶于CS2
毒性 剧毒 无毒
着火点 40℃ 240℃
保存方法 保存在水中 密封
相互转化
4．磷及其化合物的性质
（1）磷单质的化学性质和用途
4P+5O2 2P2O5（s）
2P＋3Cl2 2PCl3（l）
2P＋3Cl2 2PCl5（s）
用途：制高纯度磷酸、红磷用于制农药、安全火柴、白磷制造燃烧弹和烟幕弹。
（2）磷的化合物
①P2O5：极易溶于水，是较好的干燥剂（吸湿性很强）能与水作用：
P2O5+H2O（冷）=2HPO3（剧毒）
P2O5+3H2O（热）=2H3PO4（无毒）
②H3PO4：无色晶体，与水任意比例互溶，有吸湿性，可作干燥剂，属非氧化性酸，沸点高。
化学性质：具有酸的通性，是三元中强酸，是一种高沸点酸。能与碱中和、与NaBr、NaI作用。
③磷酸盐：
溶解性：磷酸二氢盐均易溶于水，溶液呈酸性；磷酸盐和磷酸一氢盐除钾、钠、铵盐外不溶于水。
相互转化：
磷酸盐 磷酸一氢盐 磷酸二氢盐
2．原理、规律、疑难剖析：
1．氮族元素最外层电子都是5个，主要显+5、+3、－3价。本族元素形成的+3、－3价化合物中其原子已达到稳定结构，如NH3、PCl3、BiCl3、Mg3N2。
2．在氮族元素中氮和其它元素比较，有很大的特殊性，它的主要化合价有－3、+1、+2、+3、+4、+5等多种氮元素能以不同的价态与氧结合，可以形成多种氧化物：N2O、NO、N2O3、N2O4、NO2、N2O5。在这些氧化物中NO2和N2O4可以通过非氧化还原反应相互转化：2NO2 N2O4。
有关氮的氧化物知识应注意：
①NO是一种无色无味气体，能与人血液中的血红蛋白结合而使人中毒。接触空气后立即被氧化为NO2而变红棕色，收集NO气体必须用排水集气法。实验室中制NO气体是铜与硝酸反应：
3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
NO在神经信号传递、血压生理调控、血流量控制、免疫调节、抵抗感染等方面起到了重要作用，被称为“明星分子”或“信使分子”（2004年高考理综27小题）。
②NO2是一种红棕色、具有剌激性气味、有毒的气体。它与水反应，而易溶于水：
3NO2+2H2O=2HNO3+NO↑
在反应中NO2既是氧化剂又是还原剂。
在NO2中，因N的价态较高，它的氧化性较强，NO2能氧化SO2、KI等物质：
NO2+SO2=SO3+H2O
NO2+2KI=2KNO2+I2（NO2能使湿润的淀粉KI试纸为蓝）
③ 隐含反应2NO2 N2O4的应用：
在实验测定NO2、N2O4的相对分子质量、比较相同条件下相同物质的量的气体体积大小，以及涉及到NO2气体的颜色深浅、压强、密度等方面时要考虑此反应。
3．磷酸与碱反应的规律：
=1∶1时生成NaH2PO4
=1∶2时生成Na2HPO4
=1∶3时生成Na3PO4
介于1∶1和1∶2之间，则生成
NaH2PO4和Na2HPO4的混合物
介于1∶2和1∶3之间，则生成Na2HPO4和Na3PO4的混合物。
3．例题精讲
有关NO、NO2、O 2的混合气体和水反应的计算
基本反应 ： 2NO+O2=2NO2------------------（1）
3NO2+H2O=2H2NO3+NO------（2）
1、NO（N2）、NO2混合气体与水反应
例1． 将20ml充满NO和NO2的混合气体的试管倒立于盛水的水槽中，充分反应后，剩余气体的体积变为10ml，求原混合气体中NO和NO2 各占多少毫升？
解析：NO不与水反应，NO2与水反应时每一体积的NO2会生成1/3体积的NO ，所以剩余的气体为未参加反应的NO 和生成的NO
解法一：设原混合气体中含NO2 xml ，
则含NO（20-x）ml
3NO2+H2O=2H2NO3+NO
3 1
x y
3/x=1/y解之得：y=x/3
由题意得：（20-x）+x/3=10 解得x=15ml
则原NO的体积 20-15=5ml
答：（略）
解法二： （差量法）设原混合气体中含NO2气体xml
3NO2+H2O=2H2NO3+NO △V
3 （3-1）
x (20-10)
3/x=(3-1)/(20-10) 解得 x=15ml
答：（略）
2、NO2和O2 的混合气体与水的反应
关系式：4NO2+O2+H2O=4HNO3
将（2）×2-（1）得到，目的：消去中间产物NO）
讨论如下：
NO2与O2的体积比 发生的化学反应 剩余气体
=4:1 4NO2+O2+H2O=4HNO3 无
<4:1 4NO2+O2+H2O=4HNO3 O2
>4:1 4NO2+O2+H2O=4HNO33NO2+H2O=2H2NO3+NO NO
例2.将充满NO2和O2的混合气体的量筒倒置于水中，充分反应后，保持气体压强不变，水进入至量筒体积的一半处停止了，则原混合气体中NO2和O2的体积比是多少？
解析：NO2和O2的体积比不等于4:1，则需讨论NO2和O2分别过量时的两种情况
设混合气体的体积为1，混合气体中NO2的体积为x，则O2为(1- x)
（1）假定原混合气体中V（NO2）：（O2）<4：1
4NO2+O2+H2O=4HNO3
4 1
x y
4/x=1/y 解得y=x/4
剩余的O2：（1-x）-x/4=1/2 解得x=2/5
V（NO2）:V（O2）=2/5:(1-2/5)=2:3
(2) 假定原混合气体中V（NO2）:V（O2）>4:1
4NO2+O2+H2O=4HNO3
4 1
y (1-x)
4/ y =1/(1-x) 解得：y=4(1-x)
暂时剩余NO2：1-[4(1-x)+(1-x)]=5x-4
由反应式：3NO2+H2O=2H2NO3+NO可知
最后剩余NO ：（5x-4）/3
由（5x-4）/3=1/2得 x=11/10(不合题意，舍去)
小结： NO2和O2的混合气体与水反应时，当剩余气体的体积大于原混合气体体积的1/3时，只有一个条件：V（NO2）:V（O2）>4:1（此结论由同学们自行证明）
3、NO与O2分别通入水中
关系式：4NO+3O2+H2O=4HNO3
讨论如下：
NO与O2的体积比 发生的化学反应 剩余气体
=4:3 4NO+3O2+H2O=4HNO3 无
<4:3 4NO+3O2+H2O=4HNO3 O2
>4:3 4NO+3O2+H2O=4HNO3 NO
例3.一定条件下，将等体积的NO和O2混合于一试管中，然后将试管倒立于盛有水的水槽中，充分反应后剩余气体的体积与原混合气体的体积之比是多少？
解析： 因为混合气体中NO和O2的体积比<4:3，则剩余气体为O2
设混合气体中NO 的体积为x，则O2的体积也为x
4NO+3O2+H2O=4HNO3
4 3
x y
4/ x =3 / y 解得：y=3x/4
剩余的O2为x-3x/4=x/4
它与原混合气体的体积比为x/4:2x=1:8
4、NO2、NO、O2的混合气体与水反应
关系式： V（O2）= V（NO2）/4+ 3V（NO）/4
特例，当V（NO）: V（NO2）::V（O2）=1:1:1时，混合气体全部与水反应，无气体剩余。
例4.常温下盛有10mlNO2和10mlNO组成的混合气体的大试管倒立于水中，当缓缓通入O2一段时间后，试管内残留2ml气体，则通入O2体积可能为多少毫升
解析：残留2ml气体可能是NO也有可能是O2，应予以讨论
（1）若残留气体是NO ，则转化为HNO3的NO为10ml-2ml=8ml
则：4NO2+O2+H2O=4HNO3
4 1
10ml y
4 /10ml =1/ y 解得：y=2.5ml
4NO+3O2+H2O=4HNO3
4 3
8ml x
4/8ml =3/ x 解得：x=6ml
共耗氧气V（O2）=2.5ml+6ml=8.5ml
(2)若残留气体2ml是O2，则：
4NO+3O2+H2O=4HNO3
4 3
10ml z
4/10ml =3/ z 解和z=7.5ml
故通入 V（O2）=2.5+7.5+2=12ml
答：（略）
例5．（2001春季北京、内蒙、安徽高考）关于非金属N、O、Cl、P的叙述，正确的是（ ）
A．在通常情况下其单质均为气体
B． 其单质均由双原子分子组成
C． 都属于主族元素
D． 每种元素公生成一种氢化物
解析：N、O、Cl通常情况下单质为气体，且为双原子分子，而P不是，白磷为P4分子，其中N的氢化物有NH3、N2H4等，O的氧化物有H2O、H2O2，所以A、B、D选项均不正确。正确答案为C。
例6．氮气与其他单质化合一般需要高温，有时还需高压等条件，但金属锂在常温、常压下就能与氮气化合生成氮化锂，这是因为（ ）
①此反应可能是吸热反应
②此反应可能是放热反应
③此反应可能是氮分子不必先分解成为原子④此反应前可能氮分子先分解成为原子
A．①② B．②④ C．②③ D．①④
解析：氮分子中存在N≡N，键能很大，非常
牢固，通常情况下很难断裂N≡N键成为氮原子与其他物质反应，如果氮分子能与这种物质容易反应，只可能是氮分子不必先分解为氮原子这种情况；另外化学反应中放热反应一般比较容易发生。综上所述正确选项应为C选项。
例7．（2002年南京市模拟题）工业废气的氮
氧化物（如NO、NO2等，用通式NOx表示）是主要的大气污染物之一。为了保护环境，工业上常通入氨气与之发生如下反应：
NOx+NH3 N2+H2O
有关此反应，下列说法中错误的是（ ）
A．N2既是氧化产物又是还原产物
B． 当x=1时，每生成2.5mol N2，被氧化的
气体有3mol
C．当x=2时，有1mol气体被还原，转移电子4mol
D．反应通式配平表示为：
6 NOx +4x NH3 = （3+2x）N2+6x H2O
解析：分析平配平方程式得到A、D选项均正确，将x=1代入6 NOx +4x NH3 = （3+2x）N2+6x H2O中得到6NO+4NH3=5 N2+6H2O 分析可知：每生成5mol，被氧化的气体有4mol（被氧化的气体为NH3），则每生成2.5mol N2，被氧化的气体只有2mol。同理可推得C选项正确。所以，答案应为选项B。
例8．（1994·全国·17）已知磷酸分子
（ ）中的三个氢原子都可以跟重
水分子（D2O）中的D原子发生氢交换。又知次磷酸（H3PO2）也可以跟D2O进行氢交换，但次磷酸钠（NaH2PO2）却不能再跟D2O发生氢交换。由此可推断H3PO2的分子结构是（ ）
A.
C.
解析：题中所给磷酸分子的结构式是给的一个信息：含氧酸中只有与O原子直接结合的H原子才可能电离出H+，即题中所说的与D2O中的D原子发生氢交换。把信息迁移到H3PO2中，由于NaH2PO2不能与D2O进行氢交换，所以H3PO2只是一元酸，因而其结构式中只有一个—OH，再应用O原子只能有两个共价键的基础知识，就不难推出正确选项为B。
4．实战演练
1.（2001年全国高考题）有一种磷的结构式是 有关它的下列
叙述中不正确的是
A.它完全燃烧时的产物是P2O5
B.它不溶于水
C.它在常温下呈固态
D.它与白磷互为同分异构体
2.下列反应起了氮的固定作用的是
A.N2与H2在一定条件下反应生成NH3
B.NH3经催化氧化生成NO
C.NO与O2反应生成NO2
D.由NH3制碳铵和尿素
3.关于氮族元素的性质，下列推断错误的是
A.最高价氧化物为R2O5，其水化物化学式为HRO3或H3RO4
B.非金属性：磷＞砷，气态氢化物的还原性：PH3＞AsH3
C.最高价含氧酸的酸性：硒酸＞砷酸＞锗酸
D.所形成的氢化物中BiH3最不稳定
4.下列比较中正确的是
A.硝酸酸性比磷酸强
B.PH3的稳定性大于NH3
C.PH3的还原性大于NH3
D.氮气的化学性质比磷活泼
5.新电灯泡的玻璃柱上涂有一点暗红色物质，以除去灯泡内残留的氧，该物质是
A.Cu2O B.Fe2O3
C.红磷 D.铜粉
6.红磷和白磷在一定条件下可以相互转化，这一变化属于
A.物理变化 B.化学变化
C.氧化还原反应 D.分解反应
7.在两密闭容器中分别盛有31 g白磷和1 mol氧气，控制条件使其发生反应，容器甲：P4＋5O2===Ｐ4O10，容器乙：P4＋3O2===Ｐ4O6，经充分反应后，两容器中分别所得的P4O10和P4O6的物质的量的比为
A.5∶4 B.4∶5
C.4∶3 D.3∶5
8.将（NH4）2CO3加热全部气化后，将气体先通过Na2O2，固体质量增加x g，再通过浓H2SO4，溶液质量增加y g；若先通过浓H2SO4，溶液增重z g，再通过Na2O2,固体质量增加w g，则x、y、z、w的质量大小排列顺序正确的是
A.x＞y＞z＞w B.w＞z＞y＞x
C.y=z＞x=w D.z＞y＞x＞w
9.在一定温度和压强下，将一支容积为15 mL的试管充满NO2后，倒置于一个盛水的水槽中，当试管内液面上升至一定高度不再变化时，在相同条件下再通入O2，若要使试管内的液面仍保持在原高度，则通入O2的体积为
A.3.75 mL B.7.5 mL
C.8.75 mL D.10.5 mL
10.在下列反应中，氨作氧化剂的是
A.8NH3＋3Br2===6NH4Br＋N2
B.2NH3＋H2S===(NH4)2S
C.2NH3＋2Na===2NaNH2＋H2
D.NH3＋NaH===NaNH2＋H2
11.下列关于磷及其化合物的叙述不正确的是
A.红磷用于制造安全火柴、农药和燃烧弹
B.磷酸二氢盐都易溶于水
C.磷酸是三元酸，比硝酸的酸性强
D.P2O5溶于热水生成磷酸，溶于冷水生成偏磷酸
12.下列制氮气的方法中，不合理的是
A.分离液态空气
B.加热使NH3分解
C.将空气通过足量灼热的铜网
D.将空气通过加热的镁粉
13.把等质量的镁分别放在下列气体中完全燃烧：①纯O2中，②空气中，③CO2中，
④Cl2中，⑤N2中，得到固体物质的质量分别为：m1、m2、m3、m4、m5，其由大到小的关系正确的是
A.①②③⑤④ B.④③①②⑤
C.④③②①⑤ D.④①③②⑤
14.关于磷的下列叙述中，正确的是
①红磷没有毒性而白磷剧毒 ②白磷在空气中加热到260℃可转化为红磷 ③少量白磷保存于水中 ④红磷可升华，且转化为白磷时属化学变化 ⑤白磷和红磷都可溶于CS2
⑥白磷为非金属单质，其晶体为正四面体型的原子晶体
A.①②③ B.②③④
C.①③④ D.③⑤⑥
15.为了测知红磷在氯气中燃烧的产物，可以根据它的质量增加来确定。现有红磷31 g，在氯气中燃烧其质量增加150 g，由此可判断这个反应中，红磷燃烧的产物是
A.只有PCl3 B.只有PCl5
C. PCl3和PCl5 D.无法确定
二、非选择题（共55分）
16.(8分)第ⅤA族某元素的单质15.5 g在空气中充分燃烧生成最高价氧化物。其质量比原单质质量增加20 g。该元素是 ，此元素原子结构示意图为 。
17.(9分)雷雨时，从天空落下的雨水中常含有少量硝酸，其原因是(用化学方程式表示)：
①
②
③
18.(8分)实验室合成氨装置如下图。试回答：
装置甲的作用是：
①
②
从乙处导出的气体是 ，检验产物的简单化学方法是 。
19.(10分)如右所示A、B、C、D、E变化关系网，均省去了反应所需条件，
(1)如果A为气体单质，则：A ，B ，C ，D ，E 。
(2)如果A为固体单质，则：
A ，B ，C ，D ，E 。(均填分子式)
20.(11分)实验室常用饱和NaNO2与NH4Cl溶液反应制取纯净氮气，反应式为：NH4Cl＋NaNO2NaCl＋N2↑＋2H2O，ΔH＜0，实验装置如下图所示，试回答：
(1)装置中A部分的分液漏斗与蒸馏烧瓶之间连接的导管所起的作用是 (填写编号)。
a.防止NaNO2饱和溶液蒸发
b.保证实验装置不漏气
c.使NaNO2饱和溶液容易滴下
(2)B部分的作用是 。
a.冷凝 b.冷却氮气 c.缓冲氮气流
(3)加热前必须进行的一个操作步骤是 ；加热片刻后，即应移去酒精灯以防反应物冲出，其原因是 。
(4)收集N2前，必须进行的操作步骤是(用文字说明) 。收集N2最适宜的方法是(填写编号) 。
a.用排气法收集在集气瓶中
b.用排水法收集在集气瓶中
c.直接收集在球胆或塑料袋中
21.（9分）实验室用稀硝酸与铜反应来制备NO气体，如果采用（Ⅰ)装置（烧瓶内加入稀硝酸和铜片，必要时可加热）。实验效果不十分理想，因为从观察到的现象不能有力证明反应产物是NO；有人设计了（Ⅱ)装置（橡皮塞下端连有铜丝圈），用来做该实验可以达到满意的效果。
（1）用Ⅰ装置做实验时，用排水法收集到的气体的颜色为 色；实验过程中由于观察到 现象，而不能有力证明反应产物是NO。
（2）用Ⅱ装置做实验时，将有关操作补充完全：
①将分液漏斗的活塞打开，从U形管的B侧管口注入稀硝酸，一直注到 为止。
②关闭活塞，用酒精灯在U形管的A侧加热，当 时，立即撤去酒精灯。
（3）回答下列问题：
①反应在什么情况下可以自动停止？可在何处观察到无色的NO气体？
1 果再将分液漏斗的活塞慢慢打开，可立即观察到哪些明显现象？
参考答案
一、1.D?
2.解析：氮的固定是把单质氮转变成化合物的氮的过程。?
答案：A?
3.B 4.AC?
5.解析：反应消耗灯泡内少许氧气。?
答案：C?
6.B?
7.解析：依反应方程式进行过量与适量的判断后计算。?
答案：B?
8.D 9.C 10.CD 11.C 12.BD?
13.解析：用差量法求解比较方便，但注意2Mg+CO2===2MgO+C，固体物质是两部分。
答案：B?
14.C 15.C?
17.①N2＋O22NO
②2NO＋O2===2NO2?
③3NO2＋H2O===2HNO3＋NO↑?
18.①干燥气体 ②使两种气体充分混合,并通过观察气泡以调节氢气、氮气流速 NH3及N2和H2的混合物 用湿润的红色石蕊试纸检验气体，试纸变蓝(或其他合理方法)?
19.(1)N2 NO2 NO NH3 HNO3?
(2)S SO3 SO2 H2S H2SO4?
20.(1)c (2)a (3)检查装置的气密性 本反应为放热反应 (4)将系统内空气排尽 c?
21.（1）无 烧瓶内有红棕色气体?
（2）①单孔塞下沿与液面间不留有空隙（无气泡存在） ②铜丝上有气泡产生?
（3）①当产生的NO气体将稀HNO3排入U型管B侧管内使铜丝网与稀HNO3脱离后反应会立即停止；在U型管A侧管中可观察到无色的NO气体。②U型管的B侧管中的稀HNO3又回到A侧管内，分液漏斗中有红棕色气体出现。
点燃
B.
D.

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