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专题一　化学基本概念
第1讲　化学常用计量
真题试做
1．(2012课标全国理综，9)用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述中不正确的是(　　)。
A．分子总数为NA的NO2和CO2混合气体中含有的氧原子数为2NA
B．28 g乙烯和环丁烷(C4H8)的混合气体中含有的碳原子数为2NA
C．常温常压下，92 g的NO2和N2O4混合气体含有的原子数为6NA
D．常温常压下，22.4 L氯气与足量镁粉充分反应，转移的电子数为2NA
2．(2012课标全国理综26题部分)铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。
(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式，可用离子交换和滴定的方法。实验中称取0.54 g的FeClx样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH－的阴离子交换柱，使Cl－和OH－发生交换。交换完成后，流出溶液的OH－用0.40 mol·L－1的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸25.0 mL。计算该样品中氯的物质的量，并求出FeClx中x值：______(列出计算过程)；
(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品，采用上述方法测得n(Fe)∶n(Cl)＝1∶2.1，则该样品中FeCl3的物质的量分数为______。
3．(2011课标全国理综，7)下列叙述正确的是(　　)。
A．1.00 mol NaCl中含有6.02×1023个NaCl分子
B．1.00 mol NaCl中，所有Na＋的最外层电子总数为8×6.02×1023
C．欲配制1.00 L 1.00 mol·L－1的NaCl溶液，可将58.5 g NaCl溶于1.00 L水中
D．电解58.5 g熔融的NaCl，能产生22.4 L氯气(标准状况)、23.0 g金属钠
4．(2011课标全国理综26，部分)0.80 g CuSO4·5H2O样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如下图所示。
请回答下列问题：
(1)试确定200 ℃时固体物质的化学式________(要求写出推断过程)；
(2)取270 ℃所得样品，于570 ℃灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体，该反应的化学方程式为__________________。把该黑色粉末溶解于稀硫酸中，经浓缩、冷却，有晶体析出，该晶体的化学式为____________，其存在的最高温度是________；
(3)上述氧化性气体与水反应生成一种化合物，该化合物的浓溶液与Cu在加热时发生反应的化学方程式为________；
(4)若在0.10 mol·L－1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体，使Cu2＋完全沉淀为CuS，此时溶液中的H＋浓度是______ mol·L－1。
5．(2010全国新课标卷，10)把500 mL含有BaCl2和KCl的混合溶液分成5等份，取一份加入含a mol硫酸钠的溶液，恰好使钡离子完全沉淀；另取一份加入含b mol硝酸银的溶液，恰好使氯离子完全沉淀。则该混合溶液中钾离子浓度为(　　)。
A．0.1(b－2a) mol·L－1 B．10(2a－b) mol·L－1
C．10(b－a) mol·L－1 D．10(b－2a) mol·L－1
考向分析
近几年所考查的热点：①有关阿伏加德罗常数的考查；②有关化学方程式及化学式的计算；③有关守恒的应用。
热点例析
热点一、阿伏加德罗常数
【例1】设NA表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是______________。
①6.8 g熔融的KHSO4中含有0.1NA个阳离子
②1 L 1 mol·L－1的盐酸中，含HCl分子数为NA
③常温常压下，11.2 L的CH4中含有的氢原子数为2NA
④0.1 mol Na2O2与水完全反应，转移0.2NA个电子
⑤62 g Na2O溶于水中，所得溶液中有NA个O2－
⑥1 L 1 mol·L－1的醋酸溶液中离子总数为2NA
⑦标准状况下，22.4 L氩气含有原子数为2NA
⑧常温常压下，32 g O2、O3的混合物含有2NA个氧原子
⑨1 L 1 mol·L－1的酒精溶液，含有NA个分子
⑩1 mol Fe与足量的盐酸反应，失去3NA个电子
归纳总结 有关阿伏加德罗常数的考题，实质上是以物质的量为中心的各物理量间的换算，在做题时要特别注意：
1．条件：考查气体时经常给定非标准状况下(如25 ℃、1.01×105 Pa)气体体积，让考生用22.4 L·mol－1进行换算，误入陷阱。
2．物质状态：22.4 L·mol－1使用对象是气体(包括混合气体)。命题者常用在标准状况下非气态的物质来迷惑考生，如H2O、SO3、CCl4、己烷等。
3．单质组成：气体单质的组成除常见的双原子分子外，含有单原子分子(如He、Ne等)、三原子分子(如O3)等。
4．氧化还原反应：命题者常用一些反应中转移电子的数目来迷惑考生，如Na2O2与H2O反应、Cl2与NaOH溶液反应、Fe与盐酸反应、1 mol氯气与过量铁反应、电解硫酸铜溶液等。
5．物质结构：如Na2O2是由Na＋和O构成，而不是Na＋和O2－；NaCl为离子化合物，只有离子，没有分子；苯中不含碳碳单键和碳碳双键。
6．电离、水解：考查电解质溶液中离子数目或浓度时常设置弱电解质的电离、盐类水解方面的陷阱。
7．摩尔质量：特殊物质如2H2O、18O2等。
即时训练1 (改编自2012河南豫南九校联考，5)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是(　　)。
A．7.8 g Na2O2含有的阴离子数目为0.2NA21世纪教育网
B．标准状况下，2.24 L H2O含有的分子数等于0.1NA
C．0.1 mol钠和O2在一定条件下反应完全生成Na2O和Na2O2混合物时，失去电子数为0.1NA
D．1 L 0.5 mol·L－1 Na2CO3溶液中含有的CO数目为0.5NA
热点二、以物质的量为中心的计算
【例2】高温煅烧碱式碳酸镁得到MgO。取碱式碳酸镁4.66 g，高温煅烧至恒重，得到固体2.00 g和标准状况下CO2 0.896 L，通过计算确定碱式碳酸镁的化学式。21世纪教育网
方法技巧
以物质的量为中心的计算需要注意的问题：
(1)“一个中心”：我们在做有关物质的量计算的题时，为了方便思维，更好地把题中所给信息联系在一起，必须要抓住“一个中心”，即以物质的量为中心，应先把题中所给数据单位化成用摩尔单位表示的数据，总之一句话“求啥先求摩，见啥就化摩”；
(2)“两个前提”：在应用Vm＝22.4 L· mol－1时，一定要注意“标准状况”和“气体状态”两个前提条件(混合气体也适用)；
(3)“三个守恒”：①原子守恒，②电荷守恒，③得失电子守恒(氧化还原反应中)。
即时训练2 200 mL某硫酸盐溶液中，含硫酸根离子1.5NA个，含金属离子NA个，则该硫酸盐溶液的物质的量浓度为(　　)。
A．2.5 mol·L－1 B．5 mol·L－1 C．7.5 mol·L－1 D．2 mol·L－1
热点三、守恒思想在化学计算中的应用
【例3】(2012湖北武汉调研，13)黑火药(硫黄、木炭和硝酸钾的混合物，杂质忽略不计)是我国的四大发明之一。现有黑火药样品124 g，燃烧后生成33.6 L(标准状况下)气体和由K2CO3、K2SO4组成的固体混合物。33.6 L气体中CO和CO2占，其余气体为N2。则该黑火药中硫黄的质量为(　　)。[来源:21世纪教育网]
A．22 g B．16 g C．11 g D．8 g
思路点拨 守恒法是中学化学计算中一种常用方法，守恒法中的三把“金钥匙”——质量守恒、电荷守恒、电子得失守恒，它们都是抓住有关变化的始态和终态，淡化中间过程，利用某种不变量(如①某原子、离子或原子团不变，②溶液中阴阳离子所带电荷数相等，③根据氧化还原反应中得失电子相等)建立关系式，从而达到简化过程，快速解题的目的。
即时训练3 将15 mL 2 mol·L－1 Na2CO3溶液逐滴加入到40 mL 0.5 mol·L－1 MCln盐溶液中，恰好将溶液中的Mn＋完全沉淀为碳酸盐，则MCln中n值是(　　)。
A．4 B．3 C．2 D．1
误区警示
1．解答有关阿伏加德罗常数问题的常见错误
(1)思维定势错解：错误认为只要不是标准状况下的有关阿伏加德罗常数的选项均错误。
(2)忽视物质的状态，错误认为SO3、CCl4等在标准状况下为气体。[来源:21世纪教育网]
2．混淆各物理量的单位
物理量
摩尔质量
相对分子(原子)质量
气体摩尔体积
质量
单位
g· mol－1
相对比值
L· mol－1
g
3.混淆溶液浓度的不同表示方法
物质的量浓度与溶液的体积和溶质的物质的量有直接关系，而溶液的质量分数与溶液的质量和溶质的质量有直接关系，在计算时，一定要注意，如100 g 98%的浓硫酸加水100 g，浓度变为49%。
4．混淆所需溶液的体积与配制溶液的体积21世纪教育网
如实验中需90 mL 1 mol·L－1的NaOH溶液，实际应该配制100 mL(由于容量瓶只有一个刻度)，应该称量4.0 g NaOH固体。
5．忽视有关物质是否完全反应
在做有关化学方程式计算的题目时，如果直接(或间接)给出两种或两种以上物质的物质的量，一定要讨论哪种物质过量，用量少的物质进行计算，因为量少的物质完全参加反应。
跟踪练习 判断正误：(正确的打“√”号，错误的打“×”号)
1．常温常压下，1 g H2中含有NA个H原子
2．常温常压下，11.2 L H2中含有NA个H原子
3．标准状况下，1 mol H2的体积为22.4 L· mol－1
4．100 g 18 mol·L－1 的浓硫酸与100 g水混合后，溶液浓度为9 mol·L－1
5．标准状况下，22.4 L乙醇的质量为46 g21世纪教育网
6．1 mol铁与1 mol Cl2完全反应，转移电子数为3NA
21世纪教育网
1．(2012湖北黄冈质检，7)设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是(　　)。
A．标准状况下，1.12 L NO与1.12 L O2混合后所得物质中含有的原子数为0.2NA
B．同一温度下，1 L 0.5 mol·L－1的NH4Cl溶液与2 L 0.25 mol·L－1的NH4Cl溶液所含NH个数相等且小于0.5NA
C．27 g Al在标准状况下的22.4 L Cl2中燃烧，转移的电子总数为3NA
D．常温下，1 L 0.1 mol·L－1的NH4NO3溶液中氧原子数为0.3 NA21世纪教育网
2．(2012上海化学，11)工业上将氨气和空气的混合气体通过铂铑合金网发生氨氧化反应，若有标准状况下V L氨气完全反应，并转移n个电子，则阿伏加德罗常数(NA)可表示为(　　)。
A． B． C． D．
3．下列叙述的两个量，一定相等的是(　　)。
A．0.1 mol·L－1 NaCl与0.05 mol·L－1 Na2CO3溶液中的Na＋数目
B．质量相等的金刚石与C60中的碳原子数目
C．标准状况下，等体积的SO2与SO3的分子数目
D．pH都为3的稀盐酸与FeCl3溶液中，由水电离产生的H＋数目
4．把V L含有MgSO4与K2SO4的混合溶液分成两等份，一份加入含a mol NaOH的溶液，恰好使镁离子完全沉淀为氢氧化镁；另一份加入含b mol BaCl2的溶液，恰好使硫酸根离子完全沉淀为硫酸钡。则原混合溶液中钾离子的浓度为(　　)。
A． mol·L－1 B． mol·L－1 C． mol·L－1 D． mol·L－1
5．某含铬(Cr2O)废水用硫酸亚铁铵[FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O]处理，反应中铁元素和铬元素完全转化为沉淀。该沉淀经干燥后得到n mol FeO·FeyCrxO3。不考虑处理过程中的实际损耗，下列叙述错误的是(　　)。
A．消耗硫酸亚铁铵的物质的量为n(2－x) mol
B．处理废水中的Cr2O的物质的量为nx/2 mol
C．反应中发生转移的电子为3nx mol[来源:21世纪教育网]
D．在FeO·FeyCrxO3中，3x＝y
6．臭氧层是地球生命的保护神，臭氧比氧气具有更强的氧化性。实验室可将氧气通过高压放电管来制取臭氧：3O22O3。
(1)在臭氧发生器中装入100 mL O2，经反应3O22O3，最后气体体积变为95 mL(体积均为标准状况下测定)，则反应后混合气体的密度为______ g·L－1。
(2)将8 L氧气通过放电管后，恢复到原状况，得到气体6.5 L，其中臭氧为______ L。
参考答案
命题调研·明晰考向
真题试做
1．D　解析：1 mol的NO2和CO2中均含2 mol O原子，A正确。乙烯与环丁烷的最简式均为CH2，含有n(CH2)＝＝2 mol，即含碳原子数为2NA，B正确；同理，C选项中n(NO2)＝＝2 mol，所含原子总数为6NA，正确；D选项不是标准状况下，错误。
2．答案：(1)n(Cl)＝0.025 0 L×0.40 mol·L－1＝0.010 mol
0．54 g－0.010 mol×35.5 g·mol－1＝0.19 g
n(Fe)＝0.19 g/56 g·mol－1＝0.003 4 mol
n(Fe)∶n(Cl)＝0.003 4∶0.010≈1∶3，x＝3
(2)0.10
解析：(1)由Cl－与OH－发生交换可得：
n(Cl－)＝n(OH－)＝n(H＋)＝2.50×10－3×0.40 mol，n(Cl－)＝×x
两式相等，解得x≈3。
(2)混合体系的计算：设n(FeCl2)＝x mol、n(FeCl3)＝y mol，列方程组x＋y＝1、2x＋3y＝2.1，解得：x＝0.9 mol、y＝0.1 mol，所以样品中FeCl3的物质的量分数＝×100%＝10%。
3．B　解析：NaCl属于离子化合物，不存在NaCl分子，A错误；Na＋的最外层已经达到8电子稳定结构，所以B正确；C选项最后溶液不是1 L，错误；由原子守恒可知，58.5 g NaCl只能生成0.5 mol氯气，在标准状况下是11.2 L，D错误。
4．答案：(1)CuSO4·5H2OCuSO4·(5－n)H2O＋nH2O
250 18n
0.80 g　　　　　　　　　0.80 g－0.57 g＝0.23 g
n＝4
200 ℃该固体物质的化学式为CuSO4·H2O
(2)CuSO4CuO＋SO3↑　CuSO4·5H2O　102 ℃
(3)2H2SO4(浓)＋CuCuSO4＋SO2↑＋2H2O
(4)0.2
解析：由问题(2)(3)可知低于258 ℃时，CuSO4·5H2O只失去结晶水；(4)依据化学方程式计算：
Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋
1 221世纪教育网
0.1 mol·L－1 x mol·L－1
x＝0.2
5．D　解析：原溶液中含n(Ba2＋)＝5n(SO)＝5a mol、n(Cl－)＝5n(Ag＋)＝5b mol，依据电荷守恒可知n(K＋)＝n(Cl－)－2n(Ba2＋)＝(5b－10a) mol，所以钾离子浓度为，D正确。
精要例析·聚焦热点
热点例析
【例1】 答案：⑧
解析：①错，KHSO4是一种盐，在水溶液中电离生成K＋、H＋、SO，而在熔融条件下，它的电离方程式是KHSO4===K＋＋HSO，阳离子只有K＋，为0.05NA个。②错，HCl在溶液中全部电离，没有HCl分子存在。③错，常温常压下，11.2 L CH4的物质的量不等于0.5 mol。④错，过氧化钠和水反应是自身氧化还原反应，有一半的－1价O得电子，另一半失电子，0.1 mol Na2O2与水完全反应转移0.1NA个电子。⑤错，O2－在溶液中不存在。⑥错，醋酸是弱电解质，不可能完全电离，离子总数小于2NA。⑦错，氩是单原子分子，1 mol氩气含有原子数为NA。⑧正确，质量和物质的量与温度、压强无关，32 g O2、O3的混合物，可以理解为是32 g氧原子，n(O)＝32 g/16 g·mol－1＝2 mol，N(O)＝2NA。⑨错，1 L 1 mol·L－1的酒精溶液包括水分子和酒精分子，含有NA个乙醇分子。⑩错，Fe和盐酸反应生成Fe2＋，1 mol Fe和足量的盐酸反应，失去2NA个电子。
【即时训练1】 C　解析：A选项中的阴离子为0.1 mol O，B选项中的水为液体，D选项中存在CO的水解；C选项中Na只要发生化学反应均是从0价→＋1价，所以只有C选项正确。
【例2】 答案：n(CO2)＝＝4.00×10－2 mol
n(MgO)＝＝5.00×10－2 mol
n(H2O)＝＝5.00×10－2 mol
n(MgO)∶n(CO2)∶n(H2O)＝(5.00×10－2)∶(4.00×10－2)∶(5.00×10－2)＝5∶4∶5
碱式碳酸镁的化学式为Mg(OH)2·4MgCO3·4H2O
解析：依据信息可知MgO为2.00 g，首先算出MgO、CO2的物质的量，再分别求出MgO、CO2的质量，依据质量守恒定律求出生成水的质量及物质的量，从而求出其物质的量之比，推算出化学式。
【即时训练2】 A　解析：若金属元素用A表示，则根据题意，硫酸盐的化学式为A2(SO4)3,200 mL溶液中含NA个A3＋，即为1 mol，则A2(SO4)3的物质的量为0.5 mol，其浓度为0.5 mol/0.2 L＝2.5 mol·L－1。
【例3】 D　解析：气体总物质的量为1.5 mol，n(CO)＋n(CO2)＝1 mol、n(N2)＝0.5 mol，依据N守恒黑火药中含有1 mol KNO3，质量为101 g；设n(K2CO3)＝x、n(K2SO4)＝y，依据K守恒可知x＋y＝0.5 mol，依据质量守恒124 g＝101 g＋12 g＋12 g·mol－1x＋32 g·mol－1y，解得y＝0.25 mol。
【即时训练3】 B　解析：首先求出各物质的物质的量n(Na2CO3)＝ 0.015 L×2 mol · L－1 ＝0.03 mol、n(MCln)＝ 0.04 L×0.5 mol · L－1＝0.02 mol，M的化合价为＋n，依据化合价守恒可知2×0.03 mol＝n×0.02 mol，即n＝3，故选B。
误区警示
【跟踪练习】 答案：√　×　×　×　×　×
解析：1.没有涉及气体体积，物质的质量与状态无关，正确；3.单位错误；4.物质的量浓度与溶液质量没有直接关系，100 g水的体积大于100 g浓硫酸的体积，错误；5.乙醇是液体，错误；6.Cl2不足，应用Cl2求解转移的电子数，错误。
创新模拟·预测演练
1．A　解析：A选项中均是双原子分子，无论反应如何进行，原子总数不变，正确；B选项n(NH4Cl)相同，但溶液的浓度越稀水解程度越大，所以前者中的NH大于后者中的NH，错误；C选项中Cl2量不足，应该用Cl2计算，错误；D选项溶液中的水也含有氧原子，错误。
2．D　解析：依4NH3＋5O2===4NO＋6H2O可知1 mol NH3参加反应转移5 mol电子，V L氨气完全反应，转移电子的个数为×5×NA＝n，解得NA＝。
3．B　解析：A项，不知溶液体积；C项，标准状况下SO3为固体；D项，盐酸抑制水的电离、FeCl3促进水的电离，所以只有B正确。
4．D　解析：注意混合液分成两等份，由Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、Ba2＋＋ SO===BaSO4↓可知原溶液中含有n(Mg2＋)＝ mol＝a mol、n(SO)＝2b mol，依据电荷守恒可知原溶液中n(K＋)＝2n(SO)－2n(Mg2＋)＝2(2b－a) mol。
5．A　解析：由氧化剂Cr2O、还原剂FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O及反应过程可知铬、铁化合价为O·yxO3。铬降低3价、铁升高1价，依据化合价守恒可知3x＝y，依O·yxO3中正负化合价的代数和为0，可知x＝0.5、y＝1.5；依据铁、铬守恒可知A错误、B正确。
6．答案：(1)1.5　(2)3
解析：(1)根据质量守恒定律，反应前后容器中气体的质量不变，等于反应前100 mL O2的质量，则反应后混合气体的密度为：d＝(0.1 L/22.4 L· mol－1×32 g· mol－1)/0.095 L＝1.5 g·L－1。
(2)应根据差量法计算：反应过程中体积减小8 L－6.5 L＝1.5 L
3O2～2O3　ΔV
3 2 1
x L 1.5 L
解得x＝3。
第2讲　离子反应、氧化还原反应
真题试做
1．(2011课标全国理综，12)能正确表示下列反应的离子方程式为(　　)。
A．硫化亚铁溶于稀硝酸中：FeS＋2H＋===Fe2＋＋H2S↑
B．NH4HCO3溶于过量的NaOH溶液中：HCO＋OH－===CO＋H2O
C．少量SO2通入苯酚钠溶液中：C6H5O－＋SO2＋H2O===C6H5OH＋H2SO3
D．大理石溶于醋酸中：CaCO3＋2CH3COOH===Ca2＋＋2CH3COO－＋CO2↑＋H2O
2．(2012课标全国理综26部分)(1)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质，该反应的离子方程式为________________________________________________________________；
(2)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为______________________。[来源:21世纪教育网]
3．(2010课标全国理综，13)下表中评价合理的是(　　)。
选项
化学反应及其离子方程式
评价
A
Fe3O4与稀硝酸反应：2Fe3O4＋18H＋===6Fe3＋＋H2↑＋8H2O
正确
B
向碳酸镁中加入稀盐酸：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O
错误，碳酸镁不应写成离子形式
C
向硫酸铵溶液中加入氢氧化钡溶液：Ba2＋＋SO===BaSO4↓[来源:21世纪教育网]
正确
D
FeBr2溶液与等物质的量的Cl2反应：2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2===2Fe3＋＋4Cl－＋Br2
错误，Fe2＋与Br－的化学计量数之比应为1∶2
考向分析
近几年所考查的热点：①离子方程式的正误判断；②氧化还原反应方程式的书写及配平；③氧化性、还原性强弱比较。近几年加大了对离子(包括氧化还原反应)方程式的书写和配平的考查难度。
热点例析
热点一、氧化还原反应的本质及基本概念
【例1】(2012湖南十二校联考，9)把图2中的物质补充到图1中，可得到一个完整的氧化还原型离子方程式(未配平)。
…………
图1
图2
对该氧化还原反应型离子方程式，说法不正确的是(　　)。
A．IO作氧化剂具有氧化性
B．氧化剂和还原剂的物质的量之比为5∶2
C．若有2 mol Mn2＋参加反应时则转移10 mol电子
D．氧化性：MnO＞IO
思路点拨 掌握氧化还原反应的概念并不难，只需遵循一种思想，掌握一个关系，用好一种方法。
1．一种思想——对立统一思想
在一个氧化还原反应中，电子有得就有失、化合价有降就得有升；氧化剂与还原剂、氧化产物与还原产物、氧化反应与还原反应共存于同一反应中。
2．一个关系——概念间的关系
还原剂氧化产物
氧化剂还原产物
氧化性强弱：氧化剂＞氧化产物；
还原性强弱：还原剂＞还原产物。
为了方便记忆、快速解题，可采用如下口诀：升失氧、降得还；剂性一致、其他相反。(“升失氧、降得还”即：反应后所含元素化合价升高的物质失电子被氧化，发生氧化反应；反应后所含元素化合价降低的物质得电子被还原，发生还原反应。“剂性一致”即：氧化剂具有氧化性，还原剂具有还原性。“其他相反”即：氧化剂被还原，发生还原反应，得还原产物；还原剂被氧化，发生氧化反应，得氧化产物)
3．一种方法——在做题时，看到氧化还原反应首先想到化合价变化，进而利用电子守恒解题。
即时训练1 (2012北京石景山期末，19)根据表中信息，判断下列叙述中正确的是(　　)。
序号
氧化剂
还原剂
其他反应物
氧化产物
还原产物
①
Cl2
FeBr2
—
Cl－
②
KClO3
浓盐酸
—
Cl2
③
KMnO4
H2O2
H2SO4
O2
Mn2＋
A．表中①组的反应可能有一种或两种元素被氧化
B．氧化性强弱的比较： KClO3＞Fe3＋＞Cl2＞Br2
C．表中②组反应的还原产物是KCl，电子转移数目是6e－
D．表中③组反应的离子方程式为：2MnO＋3H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋4O2↑＋6H2O
热点二、氧化还原反应的基本规律及有关计算
【例2】已知：Fe(OH)3＋ClO－＋OH－―→FeO＋Cl－＋H2O
(1)有10.7 g Fe(OH)3参加反应，共转移了0.3NA个电子，则n＝__________，FeO中铁元素的化合价为____________。
(2)根据前面的知识，推测FeO能和下列________(填序号)物质反应。
A．KMnO4 B．SO2 C．H2S D．Fe2(SO4)3
规律方法 解答氧化还原综合题的常用规律
1．计算规律——电子守恒法
解题的一般步骤为：
(1)找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。
(2)找准一个原子或离子得失电子数(注意化学式中微粒的个数)。
(3)根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式。
n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价－低价)＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价－低价)。
2．价态规律
元素处于最高价，只有氧化性(如KMnO4中n等)；元素处于最低价，只有还原性(如S2－、I－等)；元素处于中间价态，既有氧化性，又有还原性(如Fe2＋、S、Cl2)。
应用于判断元素或物质的氧化性、还原性。
3．强弱规律
(1)判断某一氧化还原反应中，氧化性、还原性的相对强弱。
(2)判断某一氧化还原反应能否正常进行。
(3)判断众多氧化还原体系中，哪一反应优先进行。如Fe粉投入到FeCl3、CuCl2的混合液中，其反应顺序为Fe先与Fe3＋反应，然后Fe与Cu2＋反应。
即时训练2 铬是水体的主要污染物之一，可以导致水生生物死亡。化学实验中，如使某步中的有害产物作为另一步的反应物，形成一个循环，就可不再向环境排放该有害物质。例如处理铬的实验循环示意图如下：
(1)在上图所示的编号步骤中，其中反应①所用的试剂是硫酸酸化的双氧水，请写出该反应的离子方程式__________________________________(可以不配平)。
(2)现有含Cr3＋和Fe3＋的溶液，使用NaOH溶液和盐酸溶液，可将这两种离子相互分离，根据上图信息分析，在涉及的过滤操作中，上述两种离子的存在形态分别是______________、____________。(写化学式)
(3)铬的化合价除了示意图中涉及的＋3和＋6外，还有0、＋2、＋4和＋5等。现有24 mL浓度为0.05 mol·L－1的Na2SO3溶液恰好与20 mL浓度为0.02 mol·L－1的Na2Cr2O7溶液完全反应。已知Na2SO4被Na2Cr2O7氧化为Na2SO4，则元素Cr在还原产物中的化合价为________________________________________________________________________。
(4)步骤⑤应该加入________剂(填“还原”或“氧化”)。
热点三、离子方程式的书写及正误判断[来源:21世纪教育网]
【例3】下列离子方程式正确的是________。21世纪教育网
A．将铁粉加入稀硫酸中：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
B．将磁性氧化铁溶于盐酸：Fe3O4＋8H＋===3Fe3＋＋4H2O
C．将氯化亚铁溶液与稀硝酸混合：Fe2＋＋4H＋＋NO===Fe3＋＋2H2O＋NO↑
D．将铜屑加入含Fe3＋的溶液中：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
E．Na2O2与H2O反应制备O2：Na2O2＋H2O===2Na＋＋2OH－＋O2↑
F．将氯气溶于水制备次氯酸：Cl2＋H2O===2H＋＋Cl－＋ClO－
G．用惰性电极电解氯化钠溶液：2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－
H．等体积、等浓度的Ca(HCO3)2溶液与NaOH溶液混合：Ca2＋＋2HCO＋2OH－===CaCO3↓＋CO＋2H2O
规律方法 1.离子方程式书写抓住以下要点
(1)强酸、强碱和易溶于水的盐改写成离子形式，难溶物质、难电离物质、易挥发物质、单质、氧化物、非电解质等均写化学式。
(2)微溶物作为反应物，若是澄清溶液则写离子符号，若是悬浊液则写化学式。微溶物作为生成物，一般写化学式(标“↓”号)。如澄清石灰水中加入盐酸的离子方程式为：OH－＋H＋===H2O。
(3)氨水作为反应物写NH3·H2O；作为生成物，若有加热条件或浓度很大时，可写“NH3↑”。
(4)未处于自由移动离子状态的反应不能写离子方程式，如铜和浓硫酸，氯化铵固体和氢氧化钙固体，Cl2与石灰乳反应等。[来源:21世纪教育网]
(5)离子方程式要做到原子个数守恒、电荷守恒、得失电子守恒。
(6)操作顺序或反应物相对量不同时，离子方程式不同。如Ca(OH)2溶液中通入少量CO2，离子方程式为：Ca2＋＋2OH－＋CO2===CaCO3↓＋H2O；Ca(OH)2中通入过量CO2，离子方程式为：OH－＋CO2===HCO。
2．离子方程式正误判断常用方法
(1)看离子反应是否符合客观事实。如铁与稀硫酸反应生成Fe2＋而不生成Fe3＋。
(2)看“===”“”“↓”“↑”及必要条件是否正确、齐全。
(3)看表示各物质的化学式是否正确。如HCO不能写成H＋＋CO，而HSO应写成H＋＋SO等。该用离子表示的是否拆成了离子，该用化学式表示的是否写成了化学式。
(4)看电荷是否守恒。如FeCl2溶液与Cl2反应，不能写成Fe2＋＋Cl2===Fe3＋＋2Cl－，而应写成2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
(5)看是否漏掉离子反应。如Ba(OH)2溶液与CuSO4溶液反应，既要写Ba2＋与SO生成BaSO4沉淀的反应，又不能漏掉Cu2＋与OH－生成Cu(OH)2沉淀的反应。
(6)看反应物或产物的配比是否正确。如稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应不能写成H＋＋OH－＋SO＋Ba2＋===BaSO4↓＋H2O，应写成2H＋＋2OH－＋SO＋Ba2＋===BaSO4↓＋2H2O。
即时训练3 (2012广东六校二次联考，4)下列化学反应的离子方程式正确的是(　　)。
A．氢氧化亚铁溶于稀硝酸：Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O
B．醋酸与NaHCO3溶液反应：H＋＋HCO===CO2↑＋ H2O
C．向KI溶液中加入FeCl3溶液：Fe3＋＋2I－===Fe2＋＋I2
D．将铝片加入烧碱溶液中：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
热点四、离子共存
【例4】(2012山东烟台诊断，6)室温时，下列各组离子在指定溶液中可以大量共存的是(　　)。
A．饱和氯水中：Na＋、Mg2＋、SO、Cl－
B．pH＝0的溶液：Na＋、NO、HCO、SO
C．加入石蕊试液呈蓝色的溶液：NH、K＋、SO、Cl－
D．加入铝片产生大量H2的溶液：Na＋、K＋、SO、NO
思路点拨 判断离子共存的规律
1．一色。即溶液颜色。若限定为无色溶液，则Cu2＋、Fe3＋、Fe2＋、MnO等有色离子不存在。[来源:21世纪教育网]
2．二性。即溶液的酸性和碱性。在强酸性溶液中，OH－及弱酸根阴离子(如CO、SO、S2－、CH3COO－等)均不能大量存在；在强碱性溶液中，H＋及弱碱阳离子(如NH、Al3＋、Mg2＋、Fe3＋等)均不能大量存在；酸式弱酸根离子(如HCO、HSO、HS－、H2PO等)在强酸性或强碱性溶液中均不可能大量存在。
3．三特。指三种特殊情况，①AlO或[Al(OH)4]－与HCO不能大量共存：AlO＋H2O＋HCO===Al(OH)3↓＋CO；②“NO＋H＋”组合具有强氧化性，能与S2－、Fe2＋、I－等发生反应，而这一种组合常常较为隐蔽，不易被察觉；③NH与CH3COO－、CO，Mg2＋与HCO等组合中，虽然两组离子都能水解且水解相互促进，但总的水解程度仍很小，它们在溶液中能大量共存(加热就不同了)。
4．四反应。指离子间通常能发生的四种类型的反应，能相互反应的离子显然不能大量共存。①复分解反应，如Ba2＋与SO、NH与OH－等；②氧化还原反应，如Fe3＋与I－，NO(H＋)与Fe2＋，MnO(H＋)与Br－，H＋与S2O等；③双水解反应，如Al3＋与HCO、Al3＋与AlO等；④络合反应，如Fe3＋与SCN－等。
即时训练4 (2012湖北黄冈期末，11)甲、乙、丙、丁四种易溶于水的物质，分别由NH、Ba2＋、Mg2＋、H＋、OH－、Cl－、HCO、SO中的不同阳离子和阴离子各一种组成，将甲溶液分别与其他三种物质的溶液混合，均有白色沉淀生成，则乙、丙、丁不可能是(　　)。
A．MgCl2 B．H2SO4 C．NH4HCO3 D．Mg(HCO3)2
误区警示
1．混淆电解质的强弱与导电性的关系
电解质溶液的导电性强弱与电解质强弱及溶液的浓度有关，所以强电解质溶液的导电能力不一定强，弱电解质溶液的导电能力也不一定弱。
2．书写离子方程式时漏写部分离子反应
有些反应包含两个或两个以上的离子反应，但我们常注意一个离子反应，而忽略了另一个离子反应。
3．定式思维错解离子共存
我们看到溶液中含有H＋与NO，就想到HNO3的强氧化性，认为此组离子不能大量共存，这种思维方式虽然能提高我们的做题速度，但也常犯错误。
4．有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应
有单质参加或生成的反应，元素化合价不一定发生变化，如2O33O2，氧元素的化合价反应前后均为0，所以不属于氧化还原反应。
5．误认为一种反应物为氧化剂，另一种反应物就是还原剂。
6．错解氧化还原反应中电子转移的计算
如：KClO3＋6HCl===KCl＋3Cl2↑＋3H2O中当有1 mol KClO3参加反应转移电子数为5，不是6。
跟踪练习 判断正误：(正确的打“√”号，错误的打“×”号)
1．醋酸的导电能力一定小于盐酸的导电能力。
2．CuSO4溶液与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式：Ba2＋＋SO===BaSO4↓。
3．在酸性溶液中，Na＋、NO、Cl－、Fe3＋能大量共存。
4．在2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑反应中，Na2O2是氧化剂、H2O是还原剂。
5．在Cl2＋H2O===HCl＋HClO反应中，1 mol Cl2参加反应转移2 mol电子。
1．(2012广东肇庆一模，11)下列情况下，溶液中可能大量存在的离子组是(　　)。
A．无色溶液中：H＋、Na＋、I－、ClO－
B．FeCl3溶液：K＋、Na＋、SO、AlO
C．pH＝1的溶液中：K＋、Fe2＋、NO、Cl－
D．常温条件下，＝0.1 mol·L－1的溶液：Na＋、K＋、SiO、CO
2．下列离子方程式中正确的是(　　)。
A．将少量SO2气体通入氨水中：SO2＋NH3·H2O===NH＋HSO
B．NH4HCO3溶于过量的NaOH溶液中：HCO＋OH－===CO＋H2O
C．用NaOH溶液吸收废气中氮氧化物：NO＋NO2＋OH－===NO＋H2O
D．向稀硫酸加入少量Ba(OH)2溶液：2H＋＋SO＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O
3．(2012宁夏银川一中模拟，8)已知电离平衡常数：H2CO3＞HClO＞HCO，氧化性：HClO＞Cl2＞Br2＞Fe3＋＞I2。下列有关离子反应或离子方程式的叙述中，正确的是(　　)。21世纪教育网
A．能使pH试纸显深红色的溶液中，Fe3＋、Cl－、Ba2＋、Br－能大量共存
B．向溴水中加入足量氯化亚铁溶液能使溴水变成无色
C．向NaClO溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式：2ClO－＋CO2＋ H2O===2HClO＋CO
D．向FeI2溶液中滴加少量氯水，反应的离子方程式为：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
4．(2012河南豫南九校联考，4)某同学对下列相应反应的离子方程式所作的评价，其中合理的是(　　)。[来源:21世纪教育网]
选项
化学反应
离子方程式
评价
A
碳酸氢钠的水解
HCO＋H2OH3O＋＋CO
正确
B
NaHCO3溶液中滴入NaOH溶液
HCO＋OH－===CO2↑＋H2O
错误，电荷不守恒
C
“84消毒液”(有效成分为NaClO溶液)和“洁厕灵”(有效成分为浓盐酸)混合放出氯气
ClO－＋Cl－＋H＋===Cl2↑＋OH－
正确
D
少量的FeBr2和过量Cl2反应
2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2===2Fe3＋＋Br2＋4Cl－
错误，Fe2＋与Br－ 的物质的量之比与化学式不符
5.(2012辽宁部分重点中学联考，11)某溶液中只可能含有下列离子中的几种(不考虑溶液中含的较少的H＋和OH－)Na＋、NH、SO、CO、NO。取200 mL该溶液，分为等体积的二等份做下列实验。实验1：第一份加入足量的烧碱并加热，产生的气体在标准状况下为224 mL。实验2：第二份先加入足量的盐酸，无现象，再加足量的BaCl2溶液，得固体2.33 g。下列说法正确的是(　　)。
A．该溶液中可能含有Na＋
B．该溶液中肯定含有NH、SO、CO、NO
C．该溶液中一定不含NO
D．该溶液中一定含Na＋，且c(Na＋)≥0.1 mol·L－1
6．(2012湖北黄冈期末，29)现向含6 mol KI的硫酸溶液中逐滴加入KBrO3溶液，整个过程中含碘物质的物质的量与所加入KBrO3的物质的量的关系如图所示。请回答下列问题：
(1)B点时，KI反应完全，则氧化产物与还原产物的物质的量之比为______，电子转移数目为______。
(2)已知B→C过程中，仅有溴元素发生化合价变化，写出并配平该反应的离子方程式____________________。
(3)已知在C→D段发生下列反应：2BrO＋I2===2IO＋Br2；当n(KBrO3)＝3 mol时，n(I2)＝______ mol。
参考答案
命题调研·明晰考向
真题试做
1．D　解析：因为硝酸具有强氧化性，亚铁离子和S2－均能被其氧化，故二者发生的是氧化还原反应；因为氢氧化钠过量，与其中的NH、HCO均发生反应；因为SO2少量，故生成的是SO。
2．答案：(1)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2(或2Fe3＋＋3I－===2Fe2＋＋I)
(2)2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O
解析：(1)HI属于强酸，I－被Fe3＋氧化为棕色I2，配平即可。
(2)反应物Fe3＋被氧化为FeO，化合价升高3价，ClO－被还原为Cl－，化合价降低2价，所以方程式中Fe3＋、FeO计量数为2，ClO－、Cl－计量数为3，即2Fe3＋＋3ClO－―→2FeO＋Cl－，碱性溶液用OH－、H2O依据电荷守恒配平即可。
3．B　解析：稀硝酸具有强氧化性，其还原产物为NO，不可能产生H2；MgCO3是可溶于酸的沉淀，其离子方程式为MgCO3＋2H＋===Mg2＋＋H2O＋CO2↑；(NH4)2SO4与Ba(OH)2反应时，不仅Ba2＋与SO能生成BaSO4沉淀，NH与OH－也能生成NH3·H2O；FeBr2中Fe2＋的还原性大于Br－，则Cl2先氧化Fe2＋，当等物质的量的FeBr2与Cl2反应时，Fe2＋完全被氧化，Br－只能部分被氧化，其离子方程式为2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2===2Fe3＋＋4Cl－＋Br2，评价错误。
精要例析·聚焦热点
热点例析
【例1】 D　解析：由图1中Mn2＋的化合价和图2中MnO中Mn的化合价可知，Mn2＋是还原剂被氧化，所以IO作氧化剂，A正确、D错误；Mn2＋→MnO化合价升高5价，IO→IO化合价降低2价，所以B、C正确。
【即时训练1】 A　解析：Cl2过量把Fe2＋、Br－全部氧化，Cl2少量只氧化还原性比较强的Fe2＋，A正确；氧化性Cl2＞Fe3＋，B错误；②组反应的还原产物及氧化产物均为Cl2,1 mol KClO3参与反应转移5 mol e－，C错误；③组还原剂H2O2中含有6个O，而氧化产物O2中含有8个O，D错误。
【例2】 答案：(1)2　＋6　(2)BC
解析：(1)10.7 g Fe(OH)3为0.1 mol，所以如果1 mol Fe(OH)3参加反应，则转移3 mol电子，铁元素的化合价升高3价，为＋6价，n＝2；
(2)根据信息可知FeO为强氧化剂，能与具有还原性的SO2、H2S反应。
【即时训练2】 答案：(1)Cr2O＋8H＋＋3H2O2===2Cr3＋＋3O2↑＋7H2O
(2)CrO(或NaCrO2)　Fe(OH)3
(3)＋3　(4)氧化
解析：(1)反应物为Cr2O、H＋、H2O2，生成物为Cr3＋，Cr化合价降低，所以H2O2中O的化合价升高，即生成物中含有O2，有H可知生成物中还含有H2O；(2)由信息可知Cr3＋和Fe3＋均与NaOH反应生成Cr(OH)3和Fe(OH)3，Cr(OH)3和Fe(OH)3均与盐酸反应，由步骤③可知Cr(OH)3还会与NaOH反应生成NaCrO2，所以分离Cr3＋和Fe3＋先向溶液中加入过量NaOH，生成NaCrO2、Fe(OH)3，然后过滤，再分别加盐酸重新生成Cr3＋和Fe3＋；(3)设一个Cr降低x价，依据化合价守恒24 mL×0.05 mol·L－1×2＝20 mL×0.02 mol·L－1×2×x，解得x＝3，所以Cr由＋6价降低到＋3价。(4)步骤⑤中Cr化合价升高，被氧化。
【例3】 DG　解析：Fe与稀硫酸反应生成Fe2＋，A错误；Fe3O4与盐酸反应生成Fe2＋和Fe3＋，B错误；C中电荷不守恒，C错误；E中原子不守恒，E错误；F中HClO为弱电解质，不能拆写成离子形式，F错误；H中没有注意等物质的量反应，HCO与Ca2＋不能按2∶1完全反应，H错误。
【即时训练3】 D　解析：硝酸具有强氧化性可以把Fe2＋氧化为Fe3＋，A错误；醋酸为弱酸，B错误；C选项电荷不守恒，错误。
【例4】 D　解析：氯水具有强氧化性，SO具有还原性，A错误；由HCO与H＋、NH与OH－的反应可知B、C错误；D选项如果在强碱溶液中，可以大量共存，但在强酸性条件下，不能生成H2。
【即时训练4】 D　解析：阳离子只有Ba2＋与OH－大量共存，所以甲、乙、丙、丁一定含有Ba(OH)2，经分析甲为Ba(OH)2，H＋只有与SO结合才能与Ba(OH)2产生沉淀；NH只有与HCO结合才能与Ba(OH)2产生沉淀；所以乙、丙、丁为MgCl2、H2SO4、NH4HCO3，D选项错误。
误区警示
【跟踪练习】 答案：×　×　√　×　×
解析：1.浓的醋酸比极稀的盐酸导电能力强，错误；2.正确的离子方程式为Ba2＋＋SO＋2OH－＋Cu2＋===BaSO4↓＋ Cu(OH)2↓，错误；3.无还原剂可共存，正确；4.Na2O2既是氧化剂，也是还原剂。21世纪教育网
创新模拟·预测演练
1．D　解析：H＋与ClO－生成弱酸HClO，H＋、ClO－、I－会发生氧化还原反应而不能大量共存；Fe3＋水解显酸性、AlO水解显碱性，B不能大量共存；NO在酸性条件下具有强氧化性，与Fe2＋反应，C选项不能大量共存；D选项溶液呈碱性可以大量共存。
2．D　解析：A选项应该生成SO、B选项丢掉了NH与OH－反应、C选项原子不守恒，只有D选项正确。
3．A　解析：B选项最终溶液中含有的Fe3＋、Fe2＋均有颜色，错误；因为HClO的酸性强于HCO，所以HClO与CO反应生成ClO－与HCO，C错误；Cl2先与还原性强的I－反应，D错误。
4．D　解析：A选项是电离方程式，错误；B选项离子方程式不符合客观事实，应该生成CO，错误；C选项在酸性条件下一定不会有OH－生成，错误；D选项，FeBr2少量，所以加入的Fe2＋和Br－均完全反应，即离子方程式中的Fe2＋与Br－的计量数之比为1∶2，正确。
5．D　解析：依据沉淀和气体可知溶液中一定含有NH、SO，且100 mL溶液中n(NH)＝n(NH3)＝0.01 mol、n(SO)＝n(BaSO4)＝0.01 mol，如果溶液中阴离子只有SO，依据电荷守恒可知溶液中阳离子除NH外，还含有0.01 mol Na＋，如果溶液中含有NO，则n(Na＋)＞0.01 mol，D选项正确。
6．答案：(1)3∶1　 6NA(或6×6.02×1023)
(2)BrO＋ 5Br－＋ 6H＋===3Br2 ＋ 3H2O
(3)2.1
解析：(1)依据图像可知，在B点时6 mol KI完全反应氧化产物为3 mol I2，KBrO3为1 mol，依据得失电子守恒，化合价升高总数为6价，所以KBrO3降低6价，还原产物为Br－，其物质的量为1 mol；(2)A→B段生成的Br－与继续加入的BrO反应生成Br2，配平即可；(3)依据反应BrO＋5Br－＋6H＋===3Br2＋3H2O，B→C段的反应消耗n(BrO)＝ mol，所以参加C→D段反应2BrO＋I2===2IO＋Br2的n(BrO)＝(3－1－) mol，消耗n(I2)＝ mol，余下n(I2)＝3 mol－ mol＝2.1 mol。
第3讲　物质的组成、分类及化学反应中的能量变化
真题试做
1．(2010课标全国理综，11)已知：HCN(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH=－12. 1 kJ·mol－1；HCl(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH＝－55.6 kJ·mol－1。则HCN在水溶液中电离的ΔH等于(　　)。21世纪教育网21世纪教育网
A．－67.7 kJ·mol－1 B．－43.5 kJ·mol－1
C．＋43.5 kJ·mol－1 D．＋67.7 kJ·mol－1
2．(2012课标全国理综21题部分)工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO，已知CH4、H2和CO的燃烧热(ΔH)分别为－890.3 kJ·mol－1、－285.8 kJ·mol－1和－283.0 kJ·mol－1，则生成1 m3(标准状况)CO所需热量为__________。
3．(2011课标全国理综27题部分)科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热ΔH分别为－285.8 kJ· mol－1、－283.0 kJ· mol－1和－726.5 kJ· mol－1。请回答下列问题：
(1)用太阳能分解10 mol水消耗的能量是______ kJ；
(2)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为____________________。
考向分析
近几年所考查的热点：①热化学方程式的书写；②盖斯定律的应用；③燃烧热的意义及有关计算。[来源:21世纪教育网]
热点例析
热点一、热化学方程式的书写及计算
【例1】依据事实，写出下列反应的热化学方程式。
(1)在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为__________________________________________________________。
(2)若适量的N2和O2完全反应，每生成23 g NO2需要吸收16.95 kJ热量的热化学方程式为：________________________________________________________________________。
(3)已知拆开1 mol HH键，1 mol NH键，1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为_________________________________
__________________________________________________。
(4)在25 ℃、101 kPa下，已知SiH4气体在氧气中完全燃烧后恢复至原状态，平均每转移1 mol电子放热190.0 kJ，该反应的热化学方程式是__________________________。
思路点拨 热化学方程式的书写一般是结合计算进行考查，所以应分两步：
(1)写：首先根据题意书写化学方程式，特别注意：①要注明物质的聚集状态；②虽然热化学方程式的计量数可以是分数，但我们书写时一般选比较常规的，如最简整数比或与题中所给信息相同的，这样才能与标准答案相符。
(2)算：根据题意计算反应热，注意：①计算时，一般先把所给已知量换算成物质的量，然后进行计算；②热化学方程式中ΔH值一定要与方程式中的化学计量数成比例；③要注明ΔH的单位和“＋”“－”符号。
即时训练1 (2012吉林延边检测27部分)根据下面能量变化示意图，请写出NO和CO2 反应的热化学方程式__________________。
热点二、盖斯定律
【例2】利用N2和H2可以实现NH3的工业合成，而氨又可以进一步制备硝酸，在工业上一般可进行连续生产。请回答下列问题：
(1)已知：N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋180.5 kJ·mol－1
N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ·mol－1
若有17 g氨气经催化氧化完全反应生成一氧化氮气体和水蒸气，所放出的热量为____________。
方法归纳 (1)运用盖斯定律的技巧：参照目标热化学方程式，设计合理的反应途径，对原热化学方程式进行恰当“变形”(反写、乘除某一个数)，然后方程式之间进行“加减”，从而得出求算新热化学方程式反应热(ΔH)的关系式。
(2)具体方法：①热化学方程式乘以某一个数时，反应热也必须乘上该数；②热化学方程式“加减”时，同种物质之间可相“加减”，反应热也随之“加减”。21世纪教育网
(3)将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”“－”号也随之改变，但数值不变。
即时训练2 (2012北京海淀期末，7)将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一。已知：[来源:21世纪教育网]
TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l)＋O2(g)　ΔH＝＋140.5 kJ· mol－1
C(s，石墨)＋1/2O2(g)===CO(g)　ΔH＝－110.5 kJ·mol－1
则反应TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s，石墨)===TiCl4(l)＋2CO(g) 的ΔH是(　　)。
A．＋80.5 kJ·mol－1 B．＋30.0 kJ·mol－1
C．－30.0 kJ·mol－1 D．－80.5 kJ·mol－1
热点三、燃烧热和中和热
【例3】(2012河南许昌四校联考，12)在25 ℃、101 kPa时，CH4(g)、H2(g)、C(s)的燃烧热分别是－890.3 kJ·mol－1、－285.8 kJ·mol－1和－393.5 kJ·mol－1，则CH4(g)===C(s)＋2H2(g)的ΔH是(　　)。
A．－74.8 kJ·mol－1 B．＋74.8 kJ·mol－1
C．－211.0 kJ·mol－1 D．＋211.0 kJ·mol－1
归纳总结 正确理解燃烧热和中和热要注意以下两点：
①注意量：燃烧热是1 mol物质完全燃烧；中和热是生成1 mol液态水。
②注意反应条件：燃烧热是1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量；而中和热是稀的强酸、强碱反应生成1 mol水放出的热量。
即时训练3 下列有关热化学方程式的叙述正确的是(　　)。
A．已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，则氢气的燃烧热为285.8 kJ·mol－1
B．已知C(石墨，s)===C(金刚石，s)　ΔH＞0，则金刚石比石墨稳定
C．含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7 kJ的热量，则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为NaOH(aq)＋CH3COOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.4 kJ·mol－1
D．已知2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g)　ΔH1；2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2，则ΔH1＞ΔH2
热点四、胶体的性质及应用
【例4】下列叙述不正确的是__________。
①使用微波手术刀进行外科手术，可使开刀处的血液迅速凝固而减少失血，与胶体的性质有关
②利用丁达尔效应可以区别溶液与胶体
③电泳现象可证明胶体带电
④用过滤的方法不能分离胶体与溶液
⑤工业生产的有色玻璃属于胶体
⑥在饱和氯化铁溶液中逐滴加入NaOH溶液，生成Fe(OH)3胶体
⑦清晨，在茂密的树林中，常常可以看到从树叶间透过的一道道光柱，与胶体的性质有关
⑧发电厂用高压电除去黑烟中炭粒，使黑烟变成白烟，减少污染，利用了胶体的性质
归纳总结 (1)胶体区别于其他分散系的本质特征是胶粒直径在1～100 nm之间。
(2)胶体可以是液体，也可以是固体、气体，如烟、云、雾、有色玻璃等。
(3)丁达尔效应是物理变化，不是化学变化。
(4)胶体是电中性的，所谓“胶体带电”，实质上是胶粒吸附电荷带电，而整个胶体不显电。同种胶粒带相同的电荷，所以胶体能比较稳定存在，如果加入带相反电荷胶粒的胶体或电解质溶液，胶体就会发生聚沉。
(5)电泳现象证明了胶粒是带电的，电泳现象是胶粒定向移动产生的，并没有发生聚沉。
(6)有些胶体遇足量强碱或强酸时，先聚沉形成沉淀，后沉淀溶解形成溶液，如Fe(OH)3胶体遇强酸溶液、Al(OH)3胶体遇强碱溶液。
误区警示
1．当比较反应热大小时，忽视反应热中的“－”号
2．混淆反应热ΔH单位的意义
反应热ΔH的单位为kJ· mol－1中“ mol－1”是指每摩尔这样的化学反应，而不是指反应中的某种物质。如H2 (g)＋O2(g)===H2O (l)　ΔH＝－285.5 kJ·mol－1是指“每摩尔H2(g)＋O2(g)===H2O(l)的反应 ”，放出285.5 kJ的能量，而不是指H2(g)、O2(g) 、H2O(l)的物质的量。
3．混淆反应热与可逆反应的关系
反应热与化学平衡的移动无关，因为热化学方程式中的ΔH表示的是反应进行到底时的能量变化。如 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH ＝－92.4 kJ·mol－1 是指1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全反应生成2 mol NH3(g)时放出的热量为92.4 kJ。
4．与水反应生成碱的氧化物不一定属于碱性氧化物，与H2O反应生成酸的氧化物不一定是酸性氧化物。
5．同素异形体混合在一起为混合物而不是纯净物，虽然它们都是由同种元素组成，但它们的结构不同，故它们混合在一起为混合物。
跟踪练习 判断正误：(正确的打“√”号，错误的打“×”号)
1．由H2 (g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH1，H2 (g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH2，可知ΔH2＞ΔH1。
2．一定条件下，N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH ＝－92.4 kJ·mol－1 ，在此条件下，将1 mol N2(g)和3 mol H2(g)充入密闭容器中充分反应后放出的热量为92.4 kJ。
3．蔗糖、葡萄糖溶液均属于胶体。
4．淀粉溶液、蛋白质溶液均属于胶体。
5．Na2O2与水反应生成碱，NO2与H2O反应生成酸，所以Na2O2属于碱性氧化物、NO2属于酸性氧化物。
6．只由一种元素组成的物质一定属于纯净物。
1．(2012湖北天门、仙桃、潜江期末，10)分类方法在化学学科的发展中起到重要的作用，下列分类标准合理的是(　　)。
A．根据纯净物的元素组成，将纯净物分为单质和化合物
B．根据溶液导电能力强弱，将电解质分为强电解质、弱电解质
C．根据是否具有丁达尔效应，将分散系分为溶液、浊液和胶体
D．根据反应中的能量变化，将化学反应分为“化合、分解、复分解、置换”四类
2．(2012江西九江一模，8)已知热化学方程式：
Zn(s)＋1/2O2(g)===ZnO(s)　ΔH＝－351.1 kJ·mol－1；
2Hg(l)＋O2(g)===2HgO(s)　ΔH＝－181.4 kJ·mol－1
由此可知Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l)　ΔH＝______
A．－441.8 kJ·mol－1 B．－254.8 kJ·mol－1
C．－438.9 kJ·mol－1 D．－260.4 kJ·mol－1
3．下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系，据此判断下列说法中正确的是(　　)。
A．石墨转变为金刚石是吸热反应
B．白磷比红磷稳定
C．S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1
S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2
则ΔH1＞ΔH2
D．CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH1＞0
4．(2012辽宁部分重点中学期末联考，16)下列热化学方程式或说法正确的是(　　)。
A．甲烷的燃烧热为ΔH＝－890 kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－890 kJ· mol－1
B．500 ℃、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－38.6 kJ·mol－1
C．已知：H2(g)＋F2(g)===2HF(g)　ΔH＝ －270 kJ·mol－1，则1 mol氢气与1 mol氟气反应生成2 mol液态氟化氢放出的热量小于270 kJ
D．在C中相同条件下，2 mol HF气体的能量小于1 mol氢气与1 mol氟气的能量总和
5．(2012湖南四市九校一次联考，21) 已知胆矾溶于水时溶液温度降低。胆矾分解的热化学方程式为CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)＋5H2O(l)　ΔH＝＋Q1 kJ·mol－1
室温下，若将1 mol无水硫酸铜溶解为溶液时放热Q2 kJ，则Q1与Q2的关系为(　　)。21世纪教育网
A．Q1＞Q2 B．Q1＝Q2 C．Q1＜Q2 D．无法比较
6．(1)(2012北京理综26题部分)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A，可实现氯的循环利用。反应A：4HCl＋O22Cl2＋2H2O
已知：i.反应A中， 4mol HCl被氧化，放出115.6 kJ的热量。
ii.
①H2O的电子式是_________________________________________________________。
②反应A的热化学方程式是_________________________________________________。
③断开1 mol H—O 键与断开 1 mol H—Cl 键所需能量相差约为________kJ，H2O中H—O键比HCl中H—Cl键________(填“强”或“弱”)。
(2)氮的氧化物、甲烷均对空气造成污染。用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－574 kJ·mol－1
CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH2
若1 mol CH4将NO2还原为N2，整个过程中放出的热量为867 kJ，则ΔH2＝________。
7．(1)(2012江苏化学，20部分)铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛。
真空碳热还原—氯化法可实现由铝土矿制备金属铝，其相关反应的热化学方程式如下：
Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)===3AlCl(g)＋3CO(g)　ΔH＝a kJ·mol－1
3AlCl(g)===2Al(l)＋AlCl3(g)　ΔH＝b kJ·mol－1
①反应Al2O3(s)＋3C(s)===2Al(l)＋3CO(g)的ΔH＝________kJ·mol－1(用含a、b的代数式表示)。
②Al4C3是反应过程中的中间产物。Al4C3与盐酸反应(产物之一是含氢量最高的烃)的化学方程式为_____________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)(2012海南化学，13部分)肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。
已知：①N2(g)＋2O2(g)===N2O4(l)　ΔH1＝－19.5 kJ·mol－1
②N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O　ΔH2＝－534.2 kJ·mol－121世纪教育网
写出肼和N2O4反应的热化学方程式__________________________________________。
参考答案
命题调研·明晰考向
真题试做
1．C　解析：首先写出所给和所求的热化学方程式，依HCN(aq)＋OH－(aq)===H2O＋CN－(aq)　ΔH＝－12.1 kJ·mol－1减去H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－55.6 kJ·mol－1得HCN(aq)H＋(aq)＋CN－(aq)　 ΔH＝－12.1 kJ·mol－1－( －55.6 kJ·mol－1)＝43.5 kJ·mol－1，即可写出HCN在水溶液中电离的热化学方程式。
2．答案：5.52×103 kJ
解析：首先依据燃烧热概念写出热化学方程式为：①CH4(g)＋ 2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1＝－890.3 kJ·mol－1，②H2(g)＋O2(g) ===H2O(l)　ΔH2＝－285.8 kJ·mol－1，③CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH3＝－283.0 kJ·mol－1；①式－②式×2－③式×2即得CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)，所以ΔH＝ΔH1－2ΔH2－2ΔH3＝(－890.3＋285.8×2＋283.0×2) kJ·mol－1＝＋247.3 kJ·mol－1，生成1 m3 CO所需热量为×247.3 kJ·mol－1×≈5 520 kJ。
3．答案：Ⅰ.(1)2 858　(2)CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－443.5 kJ·mol－1
解析：Ⅰ.由燃烧热可知①H2(g)＋O2(g)===H2O (l)　ΔH1＝－285.8 kJ·mol－1、②CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1、③CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH3＝－726.5 kJ· mol－1；(1)由①可知分解10 mol水消耗能量285.8 kJ· mol－1×10 mol；(2)首先写出化学方程式CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)，③－②即得。
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【例1】 答案：(1)CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－725.76 kJ·mol－121世纪教育网
(2)N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)　ΔH＝＋67.8 kJ·mol－1
(3)N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1
(4)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－1 520 kJ·mol－1
解析：(1)首先写出CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)，然后计算，n(CH3OH)＝，所以1 mol CH3OH燃烧放热725.76 kJ；(3)首先写出N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，发生上述反应断裂1 mol N≡N键、3 mol H—H键，形成6 mol N—H键，放出热量＝(391 kJ×6－436 kJ×3－946 kJ)＝92 kJ；(4)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)，上述反应转移电子数为8，放出热量为190.0 kJ×8＝1 520 kJ。
【即时训练1】 答案：NO(g)＋CO2 (g)===NO2(g)＋CO(g)　ΔH＝＋234 kJ·mol－1
解析：依据能量守恒可知此反应为吸热反应，生成物总能量与反应物总能量的差为(368－134)kJ·mol－1 。
【例2】 答案：226.25 kJ
解析：首先给方程式及ΔH编号，分别为①、②、③及ΔH1、ΔH2、ΔH3，并写出氨气催化氧化方程式4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)，依据化学方程式中有4NH3(g)、4NO(g)和6H2O(g)，所以应该用方程式①×2＋③×3－②×2，此反应的反应热ΔH＝ΔH1×2＋ΔH3×3－ΔH2×2,4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－905 kJ·mol－1，n(NH3)＝＝1 mol，放出热量＝＝226.25 kJ。
【即时训练2】 D　解析：前式＋后式×2得所求反应的热化学方程式，其中ΔH＝＋140.5 kJ·mol－1＋(－110.5 kJ·mol－1)×2＝－80.5 kJ·mol－1。
【例3】 B　解析：依据燃烧热定义写出热化学方程式：①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1＝－890.3 kJ·mol－1、②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2＝－571.6 kJ·mol－1、③C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH3＝－393.5 kJ·mol－1，①－②－③即得CH4(g)===C(s)＋2H2(g)，所以ΔH＝ΔH1－ΔH2－ΔH3。
【即时训练3】 A　解析：B项，由反应表现为吸热可知，金刚石具有的能量大于石墨所具有的能量，故金刚石不如石墨稳定；C项，因醋酸为弱酸，它的电离过程，首先表现为吸热，故等物质的量醋酸与盐酸相比，它们与碱反应所放出的热量，前者要少，故C项错误；D项，前者为碳的充分燃烧，后者为不充分燃烧，故前者放出热量大于后者，则ΔH1＜ΔH2，D错误。
【例4】 答案：③⑥
解析：①利用了胶体的聚沉；③所谓“胶体带电”实质上是胶粒带电，错误；④胶粒和溶质均能透过滤纸，正确；⑥制取的是Fe(OH)3沉淀，错误；⑧利用了胶粒带电，具有电泳现象。
误区警示
【跟踪练习】 答案：×　×　×　√　×　×
解析：1.因为第二个反应放出的热量多，但ΔH是负值，应为ΔH1＞ΔH2，错误；2.此反应为可逆反应，不能进行到底，错；3.蔗糖、葡萄糖均溶于水，属于溶液，错；5.Na2O2与水反应不仅生成碱，还生成O2，NO2与H2O反应不仅生成酸，还生成NO，均属于氧化还原反应，错误；6.O2与O3混合形成的是混合物，错误。
创新模拟·预测演练
1．A　解析：强、弱电解质分类标准是电解质在水溶液中的电离程度，B错误；溶液、浊液和胶体的分类标准是分散质粒子的直径大小，C错误。
2．D　解析：利用盖斯定律，由前式－后式×即得所求反应式和ΔH值。
3．A　解析：从图1可知，金刚石所具有的能量高于石墨，故A正确；能量越高越不稳定，B错；C项，因S(s)→S(g)，要吸收能量，故ΔH1＜ΔH2；D项，由图4可以看出，反应物具有的总能量大于生成物所具有的总能量，故表现为放热，ΔH1＜0。
4．D　解析：A选项水应该为液态；B选项为可逆反应，0.5 mol N2和1.5 mol H2没有完全反应就放出19.3 kJ热量，所以ΔH应该小于－38.6 kJ·mol－1；C选项氟化氢由气态变为液态会放出热量，所以应大于270 kJ，依据能量守恒定律和C项反应为放热反应可知，只有D选项正确。
5．A　解析：设计过程，先把1 mol CuSO4(s)变为CuSO4·5H2O(s)放出Q1 kJ的热量，然后CuSO4·5H2O(s)溶于水再吸收热量(设吸热x kJ)，则整个过程共放热(Q1－x) kJ，则Q1－x＝Q2，所以Q1＞Q2。
6．答案：(1)①H∶∶H
②4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－115.6 kJ·mol－1
③32　强
(2)－1 160 kJ·mol－121世纪教育网
解析：(1)由题给条件可知，4 mol HCl被氧化，放出热量为115.6 kJ，可知ΔH＝－115.6 kJ·mol－1；由ΔH＝－(生成物键能之和－反应物键能之和)可得，E(H—O)－E(H—Cl)＝[115.6＋(498－2×243)/4 kJ·mol－1＝31.9 kJ·mol－1，键能越大，化学键越稳定、越强，所以水中的H—O键比氯化氢中H—Cl键强。(2)由信息可知所写方程式中无NO，两式相加得2CH4(g)＋4NO2(g)===2N2(g)＋2CO2(g)＋4H2O(g)，所以－867 kJ·mol－1×2＝ΔH1＋ΔH2。
7．答案：(1)①a＋b　②Al4C3＋12HCl===4AlCl3＋3CH4↑
(2)2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1 048.9 kJ·mol－1
解析：(1)①上述两式相加即得Al2O3(s)＋3C(s)===2Al(l)＋3CO(g)，所以ΔH＝(a＋b)kJ·mol－1；②反应物为Al4C3和HCl，生成物为AlCl3＋CH4，配平即可。(2)肼与N2O4反应生成N2和水蒸气：2N2H4＋N2O4===3N2＋4H2O，观察已知的两个热化学方程式可知，②×2－①得：2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝ΔH2×2－ΔH1＝－1 048.9 kJ·mol－1。
专题七　化学与技术
真题试做
1．(2012课标全国理综，36)由黄铜矿(主要成分是CuFeS2)炼制精铜的工艺流程示意图如下：
(1)在反射炉中，把铜精矿砂和石英砂混合加热到1 000 ℃左右，黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物，且部分Fe的硫化物转变为低价氧化物。该过程中两个主要反应的化学方程式分别是____________________________、__________________________，反射炉内生成炉渣的主要成分是____________；
(2)冰铜(Cu2S和FeS互相熔合而成)含Cu量为20%～50%。转炉中，将冰铜加熔剂(石英砂)在1 200 ℃左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的Cu2S被氧化为Cu2O，生成的Cu2O与Cu2S反应，生成含Cu量约为98.5%的粗铜，该过程发生反应的化学方程式分别是__________________________________、________________________________；
(3)粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极______(填图中的字母)；在电极d上发生的电极反应式为________________；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为________。
硫酸铜溶液
2．(2011课标全国，36)普通纸张的主要成分是纤维素。在早期的纸张生产中，常采用纸张表面涂敷明矾的工艺，以填补其表面的微孔，防止墨迹扩散。请回答下列问题：
(1)人们发现纸张会发生酸性腐蚀而变脆、破损，严重威胁纸质文物的保存。经分析检验，发现酸性腐蚀主要与造纸中涂敷明矾的工艺有关，其中的化学原理是______________；为了防止纸张的酸性腐蚀，可在纸浆中加入碳酸钙等添加剂，该工艺原理的化学(离子)方程式为__________________________________________。
(2)为了保护这些纸质文物，有人建议采取下列措施：
①喷洒碱性溶液，如稀氢氧化钠溶液或氨水等。这样操作产生的主要问题是________________________；
②喷洒Zn(C2H5)2。Zn(C2H5)2可以与水反应生成氧化锌和乙烷。用化学(离子)方程式表示该方法生成氧化锌及防止酸性腐蚀的原理____________________、__________________。
(3)现代造纸工艺常用钛白粉(TiO2)替代明矾。钛白粉的一种工业制法是以钛铁矿(主要成分为FeTiO3)为原料按下列过程进行的，请完成下列化学方程式：21世纪教育网
①FeTiO3＋C＋Cl2TiCl4＋
FeCl3＋CO
②TiCl4＋O2TiO2＋Cl2
3．(2010课标全国理综，36)水是一种重要的自然资源，是人类赖以生存不可缺少的物质。水质优劣直接影响人体健康。请回答下列问题：
(1)天然水中溶解的气体主要有________、________；
(2)天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是______________________________(填其中任何两种)，其净水作用的原理是______________________________________________；
(3)水的净化与软化的区别是______________________________________；
(4)硬度为1°的水是指每升水含10 mg CaO或与之相当的物质(如7.1 mg MgO)。若某天然水中c(Ca2＋)＝1.2×10－3 mol·L－1，c(Mg2＋)＝6×10－4 mol·L－1，则此水的硬度为________；
(5)若(4)中的天然水还含有c(HCO)＝8×10－4 mol·L－1，现要软化10 m3这种天然水，则需先加入Ca(OH)2________ g，后加入Na2CO3________ g。
考向分析
通常选取某一化工生产作为核心，如金属的冶炼、合成氨工业、硝酸工业、硫酸工业、氯碱工业、纯碱工业、水的处理等，以此来考查工作原理、设备结构、绿色工艺等问题。特别加大了对材料、能源、环保的考查力度。
热点例析
热点一、水资源的开发利用
【例1】(2012吉林长春调研，36)南海某小岛上，解放军战士为了寻找合适的饮用水源，对岛上山泉水进行分析化验，结果显示水的硬度为28°(属于硬水)，主要含钙离子、镁离子、氯离子和硫酸根离子。请思考下列问题：
(1)该泉水属于________硬水(填写“暂时”或“永久”)。
(2)若要除去Ca2＋、Mg2＋可以往水中加入石灰和纯碱，试剂填加时先加________，后加________，原因是__________________________________________。
(3)目前常用阳离子交换树脂如NaR、HR来进行水的软化，若使用HR作为阳离子交换树脂，则水中的Ca2＋、Mg2＋与交换树脂中的______起离子交换作用。若使用NaR作为阳离子交换树脂，失效后可放入5%～8%__________溶液中再生。
(4)岛上还可以用海水淡化来获得淡水。下面是海水利用电渗析法获得淡水的原理图，已知海水中含Na＋、Cl－、Ca2＋、Mg2＋、SO等离子，电极为惰性电极。请分析下列问题：
①阳离子交换膜是指____________(填“A”或“B”)。
②写出通电后阳极区的电极反应式：__________________________；阴极区的现象是____________________________________________。
归纳总结 此部分知识常从以下几个方面进行考查：
(1)天然水的净化——混凝法
①常见混凝剂：明矾、聚合铝、硫酸亚铁、硫酸铁等。
②混凝法净水流程：混凝沉淀―→过滤―→杀菌。
③注意：明矾净水是把水中悬浮的杂质，通过胶体聚沉，使浑水变清水，而漂白粉、氯气、臭氧所起的作用是杀菌消毒。
(2)硬水的软化——加热法、药剂法、离子交换法
①加热法只能软化Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2引起的暂时硬度的水，常见的考查形式是化学方程式的书写及水垢的形成。
②药剂法：常用药剂Na2CO3和CaO等，药剂法软化硬水必须注意加入试剂的先后顺序。
③离子交换法。
(3)海水淡化——蒸馏法、电渗析法、膜分离(反渗)法等。
注意硬水软化只是除去水中的Ca2＋、Mg2＋，水中的电解质浓度可能不减小，如用离子交换树脂NaR进行硬水软化，最后水中Ca2＋、Mg2＋浓度减少，但Na＋浓度增大；而海水淡化是降低海水中的电解质浓度。
即时训练1 下图为某饮用水厂从天然水制备纯净水(去离子水)的工艺流程示意图：
活性炭的作用是______________________；O3消毒的优点是____________________；A、B中放置的物质名称分别是A__________________、B____________________。
热点二、化学资源的开发利用
【例2】空气吹出法工艺，是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如下：
(1)溴在周期表中位于第______周期第________族。
(2)步骤①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率，理由是__________________________。
(3)步骤④利用了SO2的还原性，反应的离子方程式为________________________。
(4)步骤⑥的蒸馏过程中，温度应控制在80～90 ℃。温度过高或过低都不利于生产，请解释原因____________________________________________________。
(5)步骤⑧中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物，可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离。分离仪器的名称是____________。
(6)步骤①、②之后并未直接用“含Br2的海水”进行蒸馏得到液溴，而是经过“空气吹出”、“SO2吸收”、“氯化”后再蒸馏，这样操作的意义是__________________________
_____________________________________________________。21世纪教育网
规律方法 从海水中提取矿物质最重要的一步就是矿物质的富集，如食盐(蒸发)、Mg[Mg2＋→Mg(OH)2→MgCl2]、Br2(Br－→Br2→Br－→Br2)。
热点三、化学与工农业生产
【例3】(2012湖北武汉四月调研，36)化学肥料在农业生产中有重要作用。农业生产中，大量施用的化肥主要是氮肥、磷肥、钾肥。
(1)普钙是磷肥，它的有效成分是________________________(写化学式)。
(2)尿素是一种含氮量较高的氮肥，工业生产尿素是将氨气与二氧化碳在加压、加热的条件下反应生成氨基甲酸铵(H2NCOONH4)，再使氨基甲酸铵脱水得到尿素。反应的化学方程式为__________________、__________________。
(3)农谚说的“粪和肥，肥料飞”指的是粪尿与草木灰搅和在一起会降低肥效。请你说明其中的化学原理：__________________________。
(4)某化肥厂用NH3制备NH4NO3，已知由NH3制NO的产率是96%、NO制HNO3的产率是92%，则制HNO3所用去NH3的质量占耗用全部NH3质量的____________%。
(5)合成氨气是生产氮肥的重要环节。合成氨生产简易流程示意图如下：
从示意图可知其存在循环操作。简要说明为什么在化工生产中经常采用循环操作？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
名师点拨 (1)常见的工业生产流程的主线和核心：
规律：主线主产品、分支副产品、回头为循环。
核心考点：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制、三废处理及能量的综合利用等。
(2)解题思路：明确整个流程及每一部分的目的→仔细分析每步发生的反应及得到的产物→结合基础理论与实际问题思考→注意答题模式与要点。
即时训练2 下图表示某些化工生产的流程(部分反应条件和产物略去)。
(1)反应Ⅰ需在400～500 ℃进行，其主要原因是________________________________。
(2)H转化为N的过程中，需要不断补充空气，其原因是____________。
(3)写出反应Ⅲ的化学方程式__________________________________________________。
(4)工业上，向析出K的母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却后可析出副产品。通入氨气的作用是____________(填序号)。
a．增大NH的浓度，使J更多地析出
b．使K更多地析出
c．使K转化为M，提高析出的J的纯度
(5)写出上述流程所涉及的化学工业的名称____________________________________。
热点四、化学与材料的发展
【例4】(2012湖北黄冈等八校一次联考，36)近年来我国光纤光缆快速发展产生了对光纤预制棒的迫切需求。光纤预制棒是光缆生产的最“源头”项目，是制造石英系列光纤的核心原材料。
(1)光纤预制棒的主要成分是__________________，如果把光缆裸露在碱性土壤中，结果会短路，用离子方程式说明原因________________________________________。
(2)石英用途广泛，下列说法正确的是(　　)。
A．制备石英玻璃用来制造耐高温的化学仪器21世纪教育网
B．可用作吸附剂或催化剂载体
C．工艺师用盐酸刻蚀石英制作艺术品
D．制备各种各样的陶瓷制品，如坩埚、蒸发皿、氮化硅高温结构陶瓷等
(3)晶体硅是电子工业的重要材料，工业上大量的晶体硅通常是由石英为原料制备得到
第一步　碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)
第二步　粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450～500 ℃)
第三步　四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅
相关信息如下：
a．硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；
b．有关物质的物理常数见下表：
物质
SiCl4
BCl3
AlCl3
FeCl3
PCl5
沸点/℃
57.7
12.8
—
315
—
熔点/℃
－70.0
－107.2
—
—
—
升华温度/℃
—
—
180
300
162
①写出获得粗硅的化学方程式____________________________________。
②第二步获得的粗产品经冷却后再通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外，还可能含有的杂质元素是__________(填写元素符号)。
③第三步中用SiCl4与过量干燥的H2反应制备纯硅，为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及__________________________，原因是________________________________________。
归纳总结 炼铁、炼铝比较
炼铁
炼铝
原理
在高温下用还原剂将铁从其氧化物中还原出来
电解熔融的氧化铝
阳极：6O2－－12e－===3O2↑
阴极：4Al3＋＋12e－===4Al
原料
铁矿石、焦炭、石灰石和空气
冰晶石(Na3AlF6)、氧化铝
设备
炼铁高炉
电解槽
主要化
学反应
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
2Al2O34Al＋3O2↑
即时训练3 钢铁工业对促进经济和社会发展起了重要作用。
(1)炼铁高炉分为五部分，铁矿石与高温煤气主要在________部分发生反应，在____________部分开始生成生铁和炉渣。
(2)炼钢时，除磷的化学方程式为________________________；加入硅、锰和铝的目的是______________________。
(3)不锈钢含有的铬元素是在炼钢过程的氧吹________(填“前”或“后”)加入，原因是________________________。
(4)炼铁和炼钢生产中，尾气均含有的主要污染物是________。从环保和经济角度考虑，上述尾气经处理可用作________。
误区警示
1．石油分馏是物理变化，石油裂化、裂解及煤的干馏、液化、气化都属于化学变化。
2．在吸收塔内常用98.3%的浓硫酸而不用水吸收SO3，是由于水与SO3反应易形成酸雾，且吸收速度慢，腐蚀设备。
3．电解冶炼Al，阳极碳需要定期更换，因为阳极生成氧气会与碳反应。
4．混淆纯碱的生产原理：氨碱法生产纯碱与联合制碱法(侯氏制碱法)生产纯碱反应原理相同，均是NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，只是原料气的来源不同。
5．混淆硬水、软水、蒸馏水的区别：硬水与软水中Ca2＋、Mg2＋浓度不同，可以用肥皂水、纯碱鉴别；而蒸馏水与软水的区别是水中电解质的浓度不同，可以导电能力的大小进行鉴别。
1．(2012河南开封二模，36)过氧化氢常用作氧化剂、漂白剂和消毒剂，可用于甲型H1N1流感消毒，为了贮存运输和使用的方便，工业上采用“醇析法”，将它转化为固态的过碳酸钠晶体(2Na2CO3·3H2O2)，该晶体具有Na2CO3和Na2O2的双重性质，工业“醇析法”的生产工艺过程如下：
回答下列问题：
(1)过氧化氢溶液加入二氧化锰的反应化学方程式为______________________________。
(2)反应温度控制在0～5 ℃时进行的理由是____________________________________。
(3)稳定剂能相互反应，生成一种不溶物将过碳酸钠粒子包住，该反应的化学方程式为__________________。
(4)加入异丙醇的作用是____________________________________________________。
(5)下列物质不能使过碳酸钠较快失效的是________。
a．FeCl3 b．Na2S c．CH3COOH d．NaHCO3
(6)根据题中有关信息，请你提出贮存、运输过碳酸钠晶体中应注意(至少两项)：______________________________________________________________________________。
(7)某同学向酸性高锰酸钾溶液中滴入过量过氧化氢溶液，观察到高锰酸钾溶液褪色，则发生反应的离子方程式为________________________________________________________。有同学认为：溶液褪色的原因是过氧化氢溶液具有强氧化性将高锰酸钾溶液漂白。你认为该结论是否正确______。理由是____________________________________________。
2．(2012湖北八市联考，36)自来水生产的流程示意图见下：
(1)混凝剂除去悬浮物质的过程________(填写序号)。
①只是物理变化　
②只是化学变化　
③是物理和化学变化
FeSO4·7H2O是常用的混凝剂，它在水中最终生成________________沉淀。
(2)氯气消毒，是因为它与水反应生成了HClO，次氯酸的强氧化性能杀死水中的病菌(不能直接用次氯酸为自来水消毒是因为次氯酸易分解，且毒性较大)。
Cl2＋H2OHCl＋HClO　K＝4.5×10－4
使用氯气为自来水消毒可以有效地控制次氯酸的浓度，请结合平衡常数解释原因：__________________。
下列物质中，__________可以作为氯气的代用品(填写序号)。
①臭氧 ②NH3(液) ③K2FeO4 ④SO2
(3)有些地区的天然水中含有较多的钙、镁离子。用离子交换树脂软化硬水时，先后把水通过分别装有______离子交换树脂和________离子交换树脂的离子交换柱(填“阴”或“阳”，阳离子交换树脂为HR型，阴离子交换树脂为R′OH型)。
(4)测定水中的溶解氧：量取40 mL水样，迅速加入MnSO4和KOH混合溶液，再加入KI溶液，立即塞好塞子，振荡使完全反应。打开塞子，迅速加入适量硫酸溶液，此时有碘单质生成。用0.010 mol·L－1 Na2S2O3溶液滴定生成的碘，消耗了6.00 mL Na2S2O3溶液。已知在碱性溶液中，氧气能迅速氧化Mn2＋，生成物在酸性条件下可以将碘离子氧化为碘单质，本身重新还原为Mn2＋。
上述过程发生的反应可表示为：2Mn2＋＋4OH－＋O2===2MnO(OH)2　MnO(OH)2＋2I－＋4H＋===I2＋Mn2＋＋3H2O　I2＋2S2O===2I－＋S4O
则水中的溶解氧量为__________mg·L－1。
3．(2012山东青岛质检，31)碘酸钾是一种白色结晶，无臭无味，酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂，与氢碘酸、二氧化硫等还原性物质作用，被还原为单质碘；在碱性介质中，碘酸钾能被氯气、次氯酸盐等氧化为高碘酸钾。碘酸钾在常温下稳定，加热至560 ℃开始分解。工业生产碘酸钾的流程如下，在反应器中发生反应的化学方程式为：6I2＋11KClO3＋3H2O===6KH(IO3)2＋5KCl＋3Cl2↑。
试回答下列问题：
(1)步骤①反应器发生的反应中，转移电子总数为______；
(2)步骤②中，用硝酸而不用HI，其原因可能是________________________；21世纪教育网
(3)步骤③要保持溶液微沸1小时以完全排出氯气，排出氯气的原因为________________；
(4)步骤⑧用氢氧化钾调节溶液的pH，反应的化学方程式为__________________________________。
4．Ⅰ.目前，我国采用“接触法”制硫酸，设备如图所示：
(1)图中设备A的名称是__________，该设备中主要反应的化学方程式为________________________。
(2)有关接触法制硫酸的下列说法中，不正确的是______。
A．二氧化硫的接触氧化在接触室中发生
B．吸收塔用浓度为98.3%浓硫酸吸收三氧化硫
C．煅烧含硫48%的黄铁矿时，若FeS2损失了2%，则S损失2%
D．B装置中反应的条件之一为较高温度是为了提高SO2的转化率
E．硫酸工业中在接触室安装热交换器是为了利用SO3转化为H2SO4时放出的热量
(3)科研工作者开发了制备SO2，再用电化学原理生产硫酸的方法，装置如图。为了稳定技术生产，硫酸的浓度应维持不变，则通入的SO2和水的质量比为______。
Ⅱ.纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺。请按要求回答问题：
(1)“氨碱法”产生大量CaCl2废弃物，请写出该工艺中产生CaCl2的化学方程式：____________________________________________________。
(2)写出“联合制碱法”有关反应的化学方程式：____________________；__________________________。
(3)CO2是制碱工业的重要原料，“联合制碱法”中CO2来源于__________，“氨碱法”中CO2来源于_________________________________________________________________。
参考答案
命题调研·明晰考向
真题试做
1．答案：(1)2CuFeS2＋O2Cu2S＋2FeS＋SO2　2FeS＋3O22FeO＋2SO2　FeSiO3
(2)2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2　2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑
(3)c　Cu2＋＋2e－===Cu　Au、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方，Fe以Fe2＋的形式进入电解液中21世纪教育网
解析：(1)抓住信息黄铜矿先与空气中的氧气反应生成CuS和FeS，然后FeS又与氧气反应生成低价氧化物FeO和SO2，配平即可；炉渣为FeO和SiO2反应生成的FeSiO3；(2)依据信息第一个反应为Cu2S与氧气反应生成Cu2O，依据元素守恒和得失电子守恒可知还应生成SO2；第二个反应Cu2S与Cu2O反应生成Cu，依据元素守恒可知还应生成SO2；(3)电解精炼铜，粗铜为阳极，接电源正极，所以c为阳极、d为阴极，d发生得电子的反应Cu2＋＋2e－===Cu；Au、Ag排在金属活动顺序Cu的后面，不能失电子以单质的形式存在阳极泥中，Fe排在Cu之前，在阳极失电子，发生反应Fe－2e－===Fe2＋，但Fe2＋在阴极不能得电子，故以Fe2＋的形式存在溶液中。
2．答案：(1)明矾水解产生酸性环境，在酸性条件下纤维素水解，使高分子链断裂
CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O
(2)①过量的碱同样可能会导致纤维素水解，造成书籍污损
②Zn(C2H5)2＋H2O===ZnO＋2C2H6↑　ZnO＋2H＋===Zn2＋＋H2O
(3)①2 6 7 2 2 6
②1 1 1 2
解析：(1)因为明矾中的铝离子发生水解，使溶液显酸性，在酸性条件下纤维素发生水解；加入碳酸钙可以与氢离子反应，调节溶液的pH。(2)因为纤维素在碱性溶液中也会发生水解，故加入的碱溶液的量不容易控制，因为Zn(C2H5)2与水反应生成ZnO和乙烷，而生成的ZnO会与溶液中的氢离子发生反应，故可消除酸腐蚀。(3)方程式①的配平可以通过观察，根据氯原子的个数，采用“奇数配偶法”，先配平氯化铁的化学计量数是2，后配平FeTiO3的化学计量数是2，再确定TiCl4的化学计量数是2，最后确定氯气的化学计量数是7，根据氧原子守恒配平剩余物质的系数；方程式②的配平方法比较容易，观察法即可配平。
3．答案：(1)O2　CO2
(2)明矾、硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁(任填两种)　铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应氢氧化物胶体，它可吸附天然水中悬浮物并破坏天然水中胶体杂质的稳定性，使其聚沉，达到净化目的
(3)水的净化是用混凝剂(如明矾等)将水中胶体及悬浮物沉淀下来，而水的软化是除去水中的钙离子和镁离子
(4)10°
(5)740　1 484
解析：(1)天然水中溶解的气体主要是空气，空气由N2、O2、CO2、水蒸气等气体组成。
(2)混凝剂的作用是净化水，即除去水中悬浮的杂质，能作混凝剂的物质为铁盐或铝盐，其净水原理是应用Al3＋(或Fe3＋)的水解，Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋，由于生成的胶体中胶粒有较大的比表面积，可以吸附水中的悬浮物，并且金属氢氧化物形成的胶粒吸附阳离子后带正电荷，破坏天然水中胶体杂质的稳定性，达到净水的目的。
(4)取1 L该硬水，其中n(Ca2＋)＝1.2×10－3 mol，m(CaO)＝1.2×10－3 mol×56 g·mol－1＝6.72×10－2 g，则由CaO引起的硬度为＝6.72°，该硬水中n(Mg2＋)＝6×10－4 mol，m(MgO)＝6×10－4 mol×40 g·mol－1＝2.4×10－2 g，则由MgO引起的硬度为≈3.38°，则此水的硬度为6.72°＋3.38°＝10.1°，约为10°。
(5)10 m3天然水中，n(Ca2＋)＝1.2×10－3 mol·L－1×10 m3×1 000 L·m－3＝12 mol，n(Mg2＋)＝6×10－4 mol·L－1×10 m3×1 000 L·m－3＝6 mol，n(HCO)＝8×10－4 mol·L－1×10 m3×1 000 L·m－3＝8 mol，应用石灰纯碱法软化硬水生成的沉淀为Mg(OH)2和CaCO3，其中发生的离子反应方程式为HCO＋OH－===CO＋H2O，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，Ca2＋＋CO===CaCO3↓，设加入Ca(OH)2的物质的量为x，Na2CO3的物质的量为y，则反应体系中n(Ca2＋)＝12 mol＋x，n(OH－)＝2x，n(CO)＝y，可得如下方程组
求得x＝10 mol，y＝14 mol，所以m[Ca(OH)2]＝10 mol×74 g·mol－1＝740 g，m(Na2CO3)＝14 mol×106 g·mol－1＝1 484 g。
精要例析·聚焦热点
热点例析
【例1】 答案：(1)永久
(2)石灰　纯碱　过量的钙离子可通过纯碱使之沉淀下来
(3)H＋　NaCl
(4)①B　②2Cl－－2e－===Cl2↑　电极上产生无色气体，溶液中出现少量白色沉淀
解析：(1)暂时硬水含有HCO；(4)与电源正极相连的是阳极，阴离子向阳极移动，A为阴离子交换膜，溶液中Cl－失电子生成Cl2；B为阳离子交换膜，阴极电极反应式为2H2O＋2e－===H2＋2OH－。
【即时训练1】 答案：吸附水中的有机物(或除去水中的异味)　　反应产物无毒无害　　阳离子交换树脂　阴离子交换树脂
解析：因为要制备去离子水，所以A、B应该除去溶液中的酸根阴离子和金属阳离子，只能用离子交换树脂。
【例2】 答案：(1)4　ⅦA21世纪教育网
(2)酸化可抑制Cl2、Br2与水反应
(3)Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO
(4)温度过高，产生大量水蒸气，溴蒸气中水蒸气增加；温度过低，溴不能完全蒸出，吸收率低
(5)分液漏斗
(6)“空气吹出”、“SO2吸收”、“氯化”的过程实际上是一个Br2的浓缩过程，与直接蒸馏含Br2海水相比效率更高，消耗能源更少，成本降低
解析：(2)要从氯气的化学性质方面进行考虑；(4)要从水、溴的沸点及蒸馏效率的角度分析；(5)分离互不相溶的两种液体应该用分液方法。
【例3】 答案：(1)Ca(H2PO4)2·H2O[或Ca(H2PO4)2]
(2)2NH3＋CO2H2NCOONH4　H2NCOONH4===H2NCONH2＋H2O
(3)粪尿中的尿素在尿酶的作用下腐熟时产生碳酸铵，碳酸钾受潮后使土壤呈碱性，它们相互反应使肥效降低
(4)53.1
(5)从原因来讲，许多化学反应是可逆反应，转化率低；从结果来说，循环操作的主要目的在于充分地利用原料、降低成本；从工艺设计来说，循环操作有利于连续化生产、减少工序；从环保角度来说，实现全封闭生产，控制废弃物的排放
解析：(4)设有x mol氨气生成硝酸，则生成n(HNO3)＝96%×92%×x mol＝0.883 2x mol，依NH3＋HNO3===NH4NO3可知与硝酸反应的n(NH3)＝n(HNO3)＝0.883 2x mol，所以参加反应的全部n(NH3)＝x mol＋0.883 2x mol＝1.883 2x mol，制HNO3所用去NH3的质量占耗用全部NH3质量的质量分数＝×100%＝53.1%。
【即时训练2】 答案：(1)此温度下催化剂活性最高
(2)使NO不断转化为NO2，提高原料利用率
(3)NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl21世纪教育网
(4)ac
(5)合成氨工业、氨催化氧化法制硝酸、联合制碱法(侯氏制碱法)
解析：A为O2、B为N2、C为H2、D为CO、E为NH3、G为NO、H为NO2、N为HNO3、L为NH4NO3、F为CO2、K为NaHCO3、J为NH4Cl。(2)NO2与水反应生成NO；(4)NH3与NaHCO3反应生成溶解度大的Na2CO3，同时生成NH使NH4Cl(s)NH(aq)＋Cl－(aq)左移，所以a、c正确，b错误。
【例4】 答案：(1)SiO2　SiO2＋2OH－===SiO＋H2O
(2)AD
(3)①SiO2＋2CSi＋2CO↑21世纪教育网
②Al、P、Cl
③排尽装置中的空气，确保产生干燥的H2气流　以防H2、O2混合物受热不安全及高温下Si被氧化
解析：(1)由光导纤维的主要成分SiO2可知光纤预制棒的主要成分；(3)②由表中所给信息FeCl3的沸点高于SiCl4，AlCl3、PCl5的升华温度也高于SiCl4的沸点，所以残留物中含有AlCl3、PCl5；③因为氢气是可燃性气体，要从安全角度分析。
【即时训练3】 答案：(1)炉身　炉腰
(2)2P＋5FeO＋3CaOCa3(PO4)2＋5Fe　脱氧和调整钢的成分
(3)后　避免Cr被氧化(或“氧吹前加入Cr会形成炉渣被除去”)
(4)CO　燃料(或还原剂)
解析：本题化工工艺要求高，但知识落点低，可结合基本的化学反应原理回答。
(1)炼铁高炉内，铁矿石的还原和生铁的生成，分别在炉身和炉腰部分。
(2)除磷的反应是FeO氧化P成P2O5，再与CaO生成Ca3(PO4)2，形成炉渣。炼钢时加入硅、锰等目的是除去过量的氧，调整钢中的硅、锰含量。
(3)加Cr是为了改变合金成分，若在氧吹前加Cr，则Cr会被氧化除去，故应在氧吹后加入。21世纪教育网
(4)炼铁和炼钢的尾气中均含有CO气体，会污染大气，应回收利用，可用作燃料或作还原剂。
创新模拟·预测演练
1．答案：(1)2H2O22H2O＋O2↑
(2)在低温下H2O2与2Na2CO3·3H2O2稳定(不易分解)且2Na2CO3·3H2O2的溶解度小
(3)MgCl2＋Na2SiO3===MgSiO3↓＋2NaCl
(4)降低过碳酸钠的溶解度，有利于晶体析出
(5)d
(6)密封防潮、避免高温、避免接触还原性、酸性或二氧化锰、铁盐等物质(写出其中两项即可)
(7)5H2O2＋2MnO＋6H＋===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O　不正确　上述反应中过氧化氢作还原剂，表现了还原性
解析：(2)温度低应从反应物或生成物的稳定性及所给信息“过滤得过碳酸钠晶体”的角度分析；(3)抓住“稳定剂(MgCl2、Na2SiO3)能相互反应，生成一种不溶物”分析；(5)FeCl3、CH3COOH均与Na2CO3发生复分解反应、作H2O2分解的催化剂；Na2S具有还原性与H2O2发生氧化还原反应，只有d符合。(6)从Na2CO3的性质分析(与酸及水解显酸性的盐反应)、从H2O2的性质(不稳定性及强氧化性)分析。
2．答案：(1)③　Fe(OH)3
(2)由氯气与水反应的平衡常数可知，该反应的限度很小，生成的HClO浓度很小，且随着HClO的消耗，平衡会不断向正反应移动，补充HClO　①③
(3)阳　阴
(4)12.0
解析：(1)混凝剂一般溶于水水解生成胶体(化学变化)，胶体吸附水中悬浮杂质(物理变化)形成沉淀；(2)具有强氧化性且能杀菌消毒的有臭氧、K2FeO4；(3)先通过阴离子交换树脂可能产生Mg(OH)2沉淀而影响树脂交换效果；(4)依据方程式可知O2～2MnO(OH)2～2I2～4S2O，n(O2)＝n(S2O)＝×0.010 mol·L－1×0.006 L＝1.5×10－5mol,1 L水中溶解的n(O2)＝1.5×10－5 mol×25＝3.75×10－4 mol，m(O2)＝3.75×10－4 mol×32 g·mol－1＝1.2×10－2 g。
3．答案：(1)60
(2)HI具有还原性，能将已生成的碘酸氢钾还原
(3)Cl2及Cl2与KOH反应生成的KClO，能将KIO3氧化成KIO4
(4)KH(IO3)2＋KOH===2KIO3＋H2O
解析：(1)标化合价看价变化：2―→KH(O3)2，I化合价升高5×2×6＝60；(3)结合信息“碘酸钾能被氯气、次氯酸盐等氧化为高碘酸钾”回答；(4)由KH(IO3)2―→KIO3即可写出此反应方程式。
4．答案：Ⅰ.(1)沸腾炉　4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2
(2)DE
(3)16∶29
Ⅱ.(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
(2)NH3＋H2O＋CO2＋NaCl(饱和)===NaHCO3↓＋NH4Cl　2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
(3)合成氨厂　煅烧石灰石
专题三　元素及其化合物
第1讲　常见非金属元素单质及其重要化合物
真题试做
?1．(改编自2012课标全国理综，27)光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途，工业上采用高温下CO与Cl2在活性炭催化下合成。
(1)实验室中常用来制备氯气的化学方程式为________________________。
(2)实验室中可用氯仿(CHCl3)与双氧水直接反应制备光气，其反应的化学方程式为____________________________。
2．(2010课标全国理综，27)某化学兴趣小组为探究SO2的性质，按下图所示装置进行实验。
请回答下列问题：
(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是________，其中发生反应的化学方程式为______________________________________。
(2)实验过程中， 装置B、C中发生的现象分别是____________________、__________________，这些现象分别说明SO2具有的性质是________和________；装置B中发生反应的离子方程式为____________________________________。
(3)装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性，请写出实验操作及现象__________________________________________________。
(4)尾气可采用________溶液吸收。
考向分析
近几年考查的热点：本部分常常与实验结合考查化学方程式及离子方程式的书写、常见非金属元素及其化合物的重要性质及用途。
热点例析
热点一、常见非金属单质的性质
【例1】(2012北京昌平期末，27)常见化学反应方程式A＋B―→X＋Y＋H2O。请回答：
(1)若A为红色金属单质，B是浓硫酸，写出该反应的化学方程式________________________________________________，检查其中气体产物X的方法是________________________________________________________________________。
(2)若A为黑色固体，Y是黄绿色气体，写出Y的电子式______________，该反应的离子方程式是____________________。将气体Y通入NaOH溶液中加热发生反应，当消耗6.72 L(标准状况)的气体时，转移0.5 mol电子，写出该反应的化学方程式________________________________。
(3)若A为金属单质，B是稀硝酸，当A与B以物质的量之比为1∶4进行反应，生成无色气体X，遇空气立即变为红棕色，且A可溶于Y溶液中。
①写出该反应的化学方程式_________________________________________________。
②含a mol Y的溶液溶解了一定量A后，若溶液中两种金属阳离子的物质的量恰好相等，则被还原的Y是______mol。
归纳总结 1.常见非金属单质的性质
非金属单质
Cl2、Br2、I2、O2、O3、N2、H2、S、C、Si
物理性质
颜色、状态[来源:21世纪教育网]21世纪教育网[来源:21世纪教育网]
①气态的有Cl2、O2、O3、N2、H2；固态的有S、C、Si、I2；Br2为液态。②Cl2黄绿色、Br2深红棕色、I2紫黑色、S淡黄色21世纪教育网21世纪教育网
溶解性
Cl2、Br2溶于水；S不溶于水、微溶于酒精、易溶于CS2，其他均不易溶于水
毒性
Cl2、Br2、I2有一定的毒性
化学性质
与O2
①N2放电或高温时反应；②H2、S、C、Si加热或点燃时反应，其他一般不反应
与H2
①Cl2光照爆炸；②O2点燃爆炸；③N2在高温高压催化剂条件下反应
与H2O
①Cl2、Br2与水反应，既作氧化剂，又作还原剂；②C与水高温下反应
与碱
Br2、I2与碱反应，既作氧化剂，又作还原剂
与氧化剂
S、C与强氧化性酸如浓硫酸、浓硝酸反应
与还原剂
Cl2、Br2、O2、O3与H2SO3、Na2SO3、H2S、Na2S、Fe2＋、I－等还原剂反应
特性及用途
I2使淀粉变蓝、Si作半导体材料
2．联系应用
我们不仅要熟记上述规律和特性，最重要的是学以致用，如：
①Cl2与碱反应，所以可以用碱性溶液吸收尾气中的Cl2；
②氯气溶于水，所以不能用排水法收集氯气，可以用向上排空气法或排饱和食盐水法收集；
③氯气具有强氧化性，所以可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验氯气。
即时训练1 下列叙述正确的是______________。
①溴水中加入足量碘化钾固体，溶液褪成无色
②氢气在氯气中燃烧，有白雾生成
③氯气与烧碱溶液或石灰乳反应都能得到含氯消毒剂
④氯气可以使湿润的有色布条褪色，说明氯气具有漂白作用
⑤如果发生了氯气泄漏，可以用湿毛巾或蘸有纯碱水的毛巾捂住口鼻撤离
⑥硅是制造太阳能电池和光导纤维的主要原料
⑦C可以把SiO2中的Si和H2O中的H还原出来
⑧S在过量氧气中燃烧生成SO3
⑨在自然界中无游离态的硅，但有游离态的氧
⑩附着在试管内壁的碘单质可以用酒精清洗
热点二、常见非金属氧化物的性质
【例2】下列叙述正确的是______________。
①SO2、NO、NO2都是形成酸雨的因素，都能和水反应生成酸
②除去CO2中少量的SO2，将混合气体通过饱和Na2CO3溶液
③水晶的主要成分是SiO2
④SiO2与CO2都属于酸性氧化物，都不能与酸反应
⑤将CO2通入饱和Na2CO3溶液中有沉淀产生，继续通入CO2沉淀溶解
⑥某酸雨样本采集后放置一段时间，pH由4.68变为4.28，是因为水中溶解了较多的CO2
⑦CO2不能与CaCl2溶液反应，SO2也不能与CaCl2溶液反应
⑧实验室可用NaOH溶液处理NO2和SO2废气
⑨用稀双氧水清洗伤口可以杀菌消毒
⑩NO只能用排水集气法收集，不能用排空气法收集；而NO2只能用排空气法收集，不能用排水集气法
思路点拨 1.常见非金属氧化物的性质
非金属氧化物
CO2、CO、SO2、SO3、NO2、NO、SiO2
物理性质
色、状、味
①除SiO2外，其余均为气体；②除NO2红棕色外，其他均无色；③SO2、NO2有刺激性气味；④SO2易液化
毒性
除CO2、SiO2外均有毒
类型
CO2、SO2、SO3、SiO2是酸性氧化物；CO、NO、NO2是不成盐氧化物
化学性质
与H2O
①SO2、SO3、CO2生成相应酸；②NO2生成酸和NO；③SiO2、NO、CO不溶于水
与碱
CO2、SO2、SO3、SiO2等酸性氧化物与碱溶液反应生成正盐或酸式盐
氧化性
①SO2能氧化H2S；②CO2、SiO2能在高温下被C还原
还原性
①SO2具有较强还原性，能被Cl2、Br2、I2、O3、MnO、Fe3＋、HNO3等氧化剂氧化为SO；②NO遇空气被氧化为红棕色的NO2
特性
①SO2具有漂白性；②SiO2能与氢氟酸反应；③2NO2N2O4
环保
SO2、NO、NO2、CO均是大气污染物：SO2→酸雨、NO、NO2→光化学烟雾、CO→有毒气体
2．联系应用
(1)气体收集：①NO与氧气反应，所以不能用排空气法收集，能用排水法收集；②CO2、SO2、NO2均与水反应，所以不能用排水法收集，可以用向上排空气法收集。
(2)尾气处理：除CO外，大多数非金属氧化物均能与强碱反应，所以可以用强碱溶液吸收，CO可用点燃方法除去。
(3)检验：①依据SO2具有较强还原性，漂白性，检验SO2常用方法：a.通入酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色；b.通入品红溶液，溶液褪色，加热后恢复红色。
②检验CO2常用方法：通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，但要排除SO2的干扰。
(4)除杂：依据SO2具有较强还原性、H2SO3的酸性大于H2CO3，所以除去CO2中的SO2常用方法：a.通过盛有酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶；b.通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶。
即时训练2 (2012安徽合肥质检，11)下列实验过程中，始终无明显现象的是(　　)。
A．NO2通入FeSO4溶液中 B．CO2通入CaCl2溶液中
C．NH3通入AlCl3溶液中 D．SO2通入Ba(NO3)2溶液中
热点三、常见无机酸的重要规律及特性
【例3】下列叙述正确的是________。
①常温下，浓硫酸可储存在铁质或铝制器皿中说明常温下铁和铝与浓硫酸不反应
②氯元素的非金属性强于碳元素，氯元素含氧酸的酸性都大于碳元素的含氧酸的酸性
③不论是浓硝酸还是稀硝酸，与铜反应均体现出硝酸的酸性和强氧化性
④在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解；再加入Cu(NO3)2固体，铜粉仍不溶解
⑤向BaCl2溶液中加入Na2SO3产生沉淀，再通入NO2，沉淀完全溶解
⑥浓硫酸和浓盐酸久置在空气中浓度降低
⑦浓硫酸能干燥氢气、氯气、一氧化碳等气体，说明浓硫酸具有吸水性
⑧浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体
⑨浓硝酸在光照条件下变黄是由于浓硝酸不稳定，生成能溶于浓硝酸的有色物质
思路点拨 在复习此部分知识时，要注意总结规律，注意特性。
1．重要规律
(1)酸性强弱：①最高价含氧酸的酸性强弱取决于元素非金属性强弱，如酸性：HClO4＞H2SO4＞H3PO4＞H2CO3＞H2SiO3；
②记忆酸性强弱：H2SO4＞H2SO3＞H2CO3＞HClO。
(2)证明酸性强弱：可利用复分解反应中“强酸制弱酸”的规律，如：
①Na2SiO3＋H2O＋CO2===H2SiO3↓＋Na2CO3
②Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===2HClO＋CaCO3↓
(3)与金属反应：①非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸、磷酸)与排在H前面的金属反应生成氢气；
②氧化性酸(如HNO3、浓硫酸)与金属反应，一般不会生成氢气；金属和浓硝酸反应一般生成NO2，与稀硝酸反应一般生成NO。
2．重要特性
(1)H2SiO3(或H4SiO4)为唯一难溶性酸，盐酸、硝酸是挥发性酸；
(2)HNO3、浓硫酸、HClO具有强氧化性，属于氧化性酸，其中HNO3、HClO见光受热易分解；
(3)浓硝酸和Cu(足量)、浓硫酸和Zn(足量)等反应，随着反应的进行，产物会发生变化；浓硫酸和Cu(足量)、浓盐酸和MnO2(足量)等反应，随着反应的进行，酸逐渐变为稀酸，反应停止；
(4)浓硫酸具有吸水性、脱水性、强氧化性；
(5)常温下，铁、铝遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化。
(6)浓盐酸、浓硝酸等挥发性酸遇氨气能冒白烟，这些挥发出来的酸遇氨气生成铵盐固体小颗粒，形成白烟；
(7)SO2具有还原性，但不与浓硫酸反应，能用浓硫酸干燥。
3．注意事项
NO是中学阶段经常考查的一个考点，NO遇到H＋便可表现氧化性，与Fe2＋、S2－、I－等还原性离子不能共存；在中性或碱性环境中，NO与S2－、I－可以共存。而ClO－无论在酸性、中性还是碱性环境中，与Fe2＋、S2－、I－等还原性离子均不能共存。
即时训练3 在含2 mol H2SO4的浓H2SO4溶液中加入足量的Zn粉，使其充分反应，则下列推断中错误的是(　　)。
①放出的气体中除SO2外还有H2　②反应结束时转移电子的总物质的量为4 mol　③只放出SO2气体，其物质的量为1 mol　④反应结束后加入KNO3固体，Zn粉继续溶解
A．① B．② C．③④ D．②③④
热点四、常见非金属元素及其化合物的检验
【例4】有一瓶澄清溶液，可能含有NH、K＋、Mg2＋、Ba2＋、Al3＋、Fe3＋、SO、CO、NO、Cl－、I－，现进行如下实验：
①测知溶液显强酸性；
②取样加少量四氯化碳和数滴新制氯水，CCl4层为紫色；
③另取样滴加稀NaOH溶液，使溶液变为碱性，此过程无沉淀生成；
④取少量上述碱性溶液，加Na2CO3溶液出现白色沉淀；
⑤将实验③中的碱性溶液加热，有气体放出，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
问：(1)原溶液中肯定存在的离子是______；
(2)肯定不存在的离子是______；
(3)不能确定是否存在的离子是______。
思路点拨 常见非金属形成离子的鉴别方法
离子
试剂
现象
注意
沉淀法
Cl－、Br－、I－
AgNO3溶液和HNO3溶液
白色沉淀AgCl、淡黄色沉淀AgBr、黄色沉淀AgI
—
SO
稀盐酸和BaCl2溶液
加入稀盐酸后无现象，然后加入BaCl2溶液有白色沉淀
需先用稀盐酸酸化
显色法
I－
氯水，CCl4
液体分层，下层为紫色
振荡静置
氯水，淀粉
溶液变蓝
—
OH－
酚酞
变红
—
紫色石蕊
变蓝
—
H＋
变红
—
气体法
NH
浓氢氧化钠溶液和湿润的红色石蕊试纸
产生刺激性气味的气体，且使试纸变蓝
要加热
CO
稀盐酸和澄清石灰水
石灰水变浑浊
SO也有此现象
SO
稀硫酸和品红溶液
品红溶液褪色
—
即时训练4 (2012吉林期末质检，18)有一瓶无色气体，可能含有CO2、HBr、SO2、HCl、NO2中的若干种，将其通入氯水中，得无色透明溶液。将此溶液分成两份，向其中一份加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生；向另一份中加入硝酸酸化的AgNO3溶液，也有白色沉淀产生。则下列结论正确的是(　　)。
A．肯定有SO2、HCl B．一定没有CO2、HBr、NO2
C．可能有HBr、CO2 D．一定有SO2，可能有HCl、CO2
误区警示
1．混淆褪色本质
(1)活性炭、SO2、氯水都能使品红褪色，但本质不同，活性炭是吸附作用；SO2是与有色物质结合形成不稳定的无色物质；氯水中的HClO具有强氧化性，能把有色物质氧化成稳定的无色物质；
(2)SO2使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色是利用SO2的还原性；
(3)NaOH使溴水褪色是Br2与碱反应；
(4)苯、CCl4使溴水褪色是萃取；
(5)乙烯使溴水褪色发生加成反应。
2．混淆氧化性酸和酸的氧化性
氧化性酸如浓硫酸、HNO3、HClO是指酸根部分易得电子；酸的氧化性是指H＋得电子，所以所有的酸都具有氧化性，氧化性酸的氧化性大于酸的氧化性。
3．混淆酸的浓度对化学反应的进行及产物均有影响
有些反应对物质的浓度要求比较严格，浓度不仅影响化学反应速率，还影响化学反应能否发生及生成的产物，如
浓
稀
是否反应
主要产物
是否反应
主要产物
硫酸与铜
加热反应
SO2
否
—
硫酸与铁
冷，钝化
—
反应
Fe2＋、H2
硝酸与铜
反应
NO2
反应
NO
硝酸与铁
冷，钝化
—
反应
Fe3＋(或Fe2＋)、NO
盐酸与MnO2
加热反应
Cl2
否
—
4.忽视反应过程中的量变到质变
在反应过程中，随着反应的进行，反应物的量逐渐减小(还可能有水生成)，所以反应物的浓度逐渐减小，那么浓溶液最后变成稀溶液。如浓硫酸与铜、浓硝酸与Cu反应等。
5．忽视SiO2的特殊性
二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于水生成酸，所以制取硅酸只能用可溶性硅酸盐与酸反应制取，如Na2SiO3＋H2O＋CO2===H2SiO3↓＋Na2CO3，但二氧化硅是一种特殊的酸性氧化物，它可以与一种特殊的酸(氢氟酸)反应生成SiF4气体。
跟踪练习 判断正误：(正确的打“√”号，错误的打“×”号)
1．氯水、漂白粉、H2O2的漂白原理相同(　　)
2．SO2具有还原性，浓硫酸具有强氧化性，因而浓硫酸不能干燥SO2气体(　　)
3．SO2通入酸性高锰酸钾溶液、溴水时溶液褪色，说明SO2具有漂白性(　　)
4．碳纤维、聚乙烯、C60都含有碳元素，都属于有机高分子材料(　　)
5．光导纤维的主要成分为硅单质，电脑芯片的主要成分是锌的化合物(　　)
6．二氧化硅既能与NaOH反应，也与氢氟酸反应，所以二氧化硅属于两性氧化物(　　)
7．把足量的铜投入到含2 mol硫酸的浓硫酸中，消耗铜的物质的量为1 mol(　　)
8．氯水、浓硫酸滴在蓝色石蕊试纸上，均是先变红后褪色(　　)
1．(2012吉林摸底，7)下列反应生成的新化合物中，不稳定的是(　　)。
A．SO3与水 B．SO2与水 C．SO2与氯水 D．SO3与NaOH溶液
2．将SO2气体通入BaCl2溶液至饱和，未见有沉淀生成，继续通入另一种气体仍无沉淀产生，则通入的气体可能是(　　)。
A．NH3 B．Cl2 C．CO2 D．NO2
3．某溶液中同时含有下列六种离子，①S2－、②SO、③NO、④PO、⑤SO、 ⑥Na＋，向其中加入足量H2O2后，充分反应后溶液中离子数目基本保持不变的是(　　)。
A．①②④⑤ B．②③④ C．③④⑥ D．⑤⑥
4．下列叙述中，不正确的是(　　)。
A．水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂
B．碳酸氢铵受热分解产生的气体用碱石灰干燥后可得到纯净的氨气
C．浓硫酸、浓硝酸在常温下都能与铜较快反应
D．NH4HCO3溶液与NaHCO3溶液均能与盐酸、氢氧化钠溶液反应，且物质的量浓度相同时，NaHCO3溶液的pH大
5．某无色溶液X，由K＋、NH、Ba2＋、Al3＋、Fe3＋、CO、SO中的若干种离子组成，取该溶液进行如下实验：
(1)白色沉淀甲是__________(填物质的化学式)；
(2)试写出实验过程中生成气体A、B的离子方程式______________、______________；
(3)通过上述实验，可确定X溶液中一定存在的离子是____________________，尚未确定是否存在的离子是____________。
6．(2012辽宁部分重点中学期末联考，19)以下是有关SO2、Cl2的性质实验。
(1)某小组设计如图所示的装置图(图中夹持和加热装置略去)，分别研究SO2和Cl2的性质。
①若从左瑞分别通入SO2和Cl2，装置A的溶液中观察到两组实验的现象是否相同？______(填“相同”或“不相同”)；若D中盛铜粉，通入足量的Cl2，D中的现象是
________________________________________________________________________；
若装置D中装的是五氧化二钒(催化剂)，通入SO2时，打开K，通入适量O2的化学反应方程式为______________________。
②SO2通入B中，碘水褪色，则该反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
③E中盛有__________溶液。
(2)某同学将足量的SO2通入一支装有氯化钡溶液的试管，未见沉淀生成，若向该试管中加入足量(填字母)________，则可以看到白色沉淀产生。
A．氨水 B．稀盐酸 C．稀硝酸 D．氯化钙溶液
(3)若由元素S和O组成－2价酸根离子X，X中S和O的质量比为4∶3；当Cl2与含X的溶液完全反应后，得澄清溶液，取少量该溶液加入盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀产生。写出Cl2与含X的溶液反应的离子方程式______________________________________。
7．(2012河南岳阳质检，18)已知A、B、C、D、E、F、G、H可以发生如下图所示的转化(反应过程中部分产物已略去)。其中，A、G为同一主族元素的单质，B、C、H在通常情况下为气体，化合物C是一种形成酸雨的大气污染物。
请填空：
(1)A在元素周期表的位置为________________________________________________。
(2)请写出E的化学式为____________________________________________________。
(3)E的用途是________________________________(任写一种均可)。
(4)反应②的化学方程式是__________________________________________________。
(5)反应③的化学方程式是__________________________________________________。
(6)反应④的离子方程式是___________________________________________________。
8．请分析回答某同学在探究浓硫酸、稀硫酸、浓硝酸、稀硝酸分别与铜反应的实验中发现的有关问题。
Ⅰ.探究上述四种酸的氧化性相对强弱及其与铜反应的还原产物的性质
(1)分别向盛有等量铜片的四支试管中加入等体积的浓硫酸、稀硫酸、浓硝酸、稀硝酸，实验结果记录如下表：
酸
实验结果
a
浓硫酸
加热后发生反应，产生无色刺激性气体
b
稀硫酸
加热也不发生反应
c
浓硝酸
不加热即可发生反应，产生红棕色气体
d
稀硝酸
微热发生反应，产生无色气体
①由上表中实验结果，四种酸的氧化性由强到弱的顺序是_________________________
_______________________________________________。
②由上表可知，铜与稀硫酸在加热条件下不反应，但若同时通入O2，铜片能逐渐溶解，溶液变为蓝色。写出该反应的化学方程式：________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)先将铜与浓硫酸反应产生的气体X持续通入如图所示装置中，一段时间后再将铜与浓硝酸产生的气体Y也持续通入该装置中，则整个过程中可观察到的现象包括______(填字母)。
A．通入X气体后产生白色沉淀 B．通入X气体后溶液无明显现象
C．通入Y气体后产生沉淀 D．通入Y气体后沉淀溶解
E．通入Y气体后溶液中无明显现象
由此可得到的结论是______(填字母)。
A．硝酸的酸性比硫酸强 B．H2SO3的酸性比盐酸强
C．HNO3能氧化H2SO3(或SO2) D．BaSO4既不溶于水也不溶于HNO3溶液
Ⅱ.如图是某同学探究铜与稀硝酸反应的还原产物的实验装置图，请回答下列问题：
(1)写出铜与稀硝酸反应的离子方程式：________________________________。
(2)已知装置气密性良好，请简述利用该装置证明铜和稀硝酸反应生成的气体产物是NO的操作过程：____________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
参考答案
命题调研·明晰考向
真题试做
1．答案：(1)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
(2)CHCl3＋H2O2===HCl＋H2O＋COCl2↑
解析：(2)由CHCl3生成COCl2，碳的化合价由＋2价升高到＋4价，升高2价，由H2O2生成H2O化合价降低2，所以上述物质的计量数均为1，即CHCl3＋H2O2→COCl2＋H2O，依据Cl守恒还应有HCl生成。
2．答案：(1)蒸馏烧瓶　Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O
(2)溶液由紫红色变为无色　无色溶液中出现黄色浑浊　还原性　氧化性　5SO2＋2MnO＋2H2O===2Mn2＋＋5SO＋4H＋
(3)品红溶液褪色后，关闭分液漏斗的旋塞，点燃酒精灯加热，溶液恢复为红色
(4)NaOH
解析：A中发生的反应为Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O；生成的SO2通入B中与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应，SO2被氧化成SO，KMnO4被还原为Mn2＋，溶液的紫红色消失；SO2与C中的Na2S能发生氧化还原反应，SO2被还原成S，S2－被氧化成S，C中出现黄色浑浊；SO2通入品红溶液中使品红的红色消失，但是生成的无色物质受热不稳定，受热后又恢复红色；SO2是有毒气体，其吸收试剂为NaOH溶液，发生的反应为SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O。
精要例析·聚焦热点
热点例析
【例1】 答案：(1)2H2SO4(浓)＋CuCuSO4＋2H2O＋SO2↑　将气体通入品红溶液，若褪色，则证明是SO2，若不褪色，则不是SO2
(2)∶∶∶　MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O　6NaOH＋3Cl2NaClO3＋5NaCl＋3H2O
(3)①Fe＋4HNO3===NO↑＋Fe(NO3)3＋2H2O　②0.4a
解析：(1)由红色金属单质可知A为铜；(2)由Y是黄绿色气体，可知Y为Cl2，所以A为MnO2；0.3 mol Cl2参加反应，转移0.5 mol电子，所以3 mol Cl2参加反应，转移5 mol电子，由反应物及生成物可知氯的化合价既升高也降低，降低只能生成NaCl，有6个Cl原子参加反应，转移5个电子，即有5个Cl原子化合价降低，有1个Cl原子化合价升高，升高5价。(3)①X为NO、Y为A的硝酸盐，由A与Y反应可知A为Fe、Y为Fe(NO3)3；②设被还原的Y为x mol，依据离子方程式计算：
Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
1 2 3
x 1.5x
1．5x＝a－x，x＝0.4a
【即时训练1】 答案：②③⑤⑦⑨⑩
解析：①溴水变为碘水，溶液仍有颜色，错误；②生成的HCl吸收空气中的水蒸气形成盐酸小液滴，正确；③均生成次氯酸盐，正确；④是氯气与水生成的HClO具有漂白性，错误；⑤氯气与碱反应，且密度大于空气，正确；⑥光导纤维的主要原料是SiO2，错误；⑦依SiO2＋2CSi＋2CO↑、C＋H2O(g)CO＋H2可知正确；⑧不论氧气是否过量均生成SO2，错误。
【例2】 答案：③⑦⑧⑨⑩
解析：①NO不能与水反应，错误；②CO2也与Na2CO3溶液反应，应该用饱和碳酸氢钠溶液，错误；④SiO2与氢氟酸反应，错误；⑤生成NaHCO3沉淀，NaHCO3不能继续与CO2反应，错误；⑥是因为弱酸H2SO3被氧化为强酸H2SO4，错误；⑨双氧水具有强氧化性，可以使蛋白质发生变性，正确；⑩NO与氧气反应、NO2与水反应，正确。
【即时训练2】 B　解析：A选项中红棕色的NO2与水反应生成无色NO和HNO3，HNO3把绿色的Fe2＋氧化为黄色的Fe3＋；B选项CO2与CaCl2溶液不反应；C选项中生成白色沉淀Al(OH)3；SO2通入Ba(NO3)2溶液中使溶液呈酸性，H＋、NO把SO氧化为SO，最终生成白色沉淀BaSO4。
【例3】 答案：③⑥⑦⑨
解析：①钝化也属于氧化还原反应，错误；②由H2CO3的酸性大于HClO的酸性可知错误；④溶液中有H＋、NO，在酸性条件下，NO具有强氧化性能与铜反应，错误；⑤NO2溶于水生成HNO3，HNO3可以把BaSO3氧化为BaSO4，错误；⑥浓硫酸具有吸水性、浓盐酸具有挥发性，所以浓度均降低，正确；⑧浓硫酸与氨气反应，错误；⑨分解生成的NO2，溶于硝酸使硝酸显黄色，正确。
【即时训练3】 D　解析：随着反应的进行，浓硫酸逐渐变为稀硫酸，所以有H2生成，①正确；生成的SO2气体小于1 mol，③错误；依2H2SO4(浓)＋Zn===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O,2 mol H2SO4转移2 mol电子，依Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ 2 mol H2SO4转移4 mol电子，所以反应结束时转移电子的总物质的量一定小于4 mol，②错误；最后无H＋剩余，所以④错误。
【例4】 答案：(1)I－、Ba2＋、NH
(2)Fe3＋、NO、Mg2＋、SO、CO、Al3＋
(3)K＋、Cl－
解析：由实验①可知溶液中一定无CO；由②可知溶液中含有I－，含I－一定不含具有氧化性的Fe3＋、NO(H＋)；由③可知溶液中一定无Mg2＋、Al3＋；由④可知溶液中一定含有Ba2＋，有Ba2＋一定无SO；由⑤可知溶液中一定含有NH。
【即时训练4】 D　解析：无色一定无NO2，通入氯水中，得无色透明溶液，可知氯水黄绿色褪去，一定无HBr、一定含有还原性物质SO2；因为在加AgNO3溶液前已经加入了氯水，所以无法鉴别原溶液中是否含有Cl－。
误区警示
【跟踪练习】 答案：√　×　×　×　×　×　×　×
解析：1.均是利用其强氧化性，正确；3.SO2具有还原性而使酸性高锰酸钾溶液、溴水褪色，错误；4.C60不属于高分子，错误；5.光导纤维的主要成分为二氧化硅，电脑芯片的主要成分是硅单质，错误；6.二氧化硅只与氢氟酸反应，不与其他酸反应，属于酸性氧化物，错误；7.随着反应的进行，浓硫酸变为稀硫酸，所以消耗的Cu小于1 mol，错误；8.浓硫酸具有脱水性，会使试纸变黑，错误。
创新模拟·预测演练
1．B　解析：A生成H2SO4；B生成H2SO3不稳定；C生成H2SO4和HCl；D生成Na2SO4。
2．C　解析：A选项NH3通入水中显碱性，与SO2反应生成SO，有BaSO3沉淀生成；B、D选项Cl2、HNO3(NO2溶于水生成HNO3)具有强氧化性，把SO2氧化为SO，有BaSO4沉淀生成。
3．C　解析：S2－、SO均具有还原性，可以被H2O2氧化为S、SO，所以S2－、SO离子数目减少，SO离子数目增多，C正确。
4．C　解析：碳酸氢铵受热分解生成CO2、NH3、H2O，碱石灰吸收CO2、H2O，余下的是纯净的氨气，B正确；C选项浓硫酸与铜在加热条件下才能反应，错误；D都是弱酸酸式盐，所以均能与强碱、强酸反应，两溶液中均存在HCO＋H2OH2CO3＋OH－，而NH4HCO3溶液中还存在NH＋H2ONH3·H2O＋H＋，所以NaHCO3溶液碱性强，正确。
5．答案：(1)BaSO4
(2)CO＋2H＋===CO2↑＋H2O　NH＋OH－NH3↑＋H2O
(3)NH、CO、SO　K＋
解析：无色溶液中一定无Fe3＋；由①生成气体A可知溶液中一定含有CO，A为CO2，有CO一定无Ba2＋、Al3＋；由②生成气体B可知溶液中一定含有NH，B为NH3，生成白色沉淀甲可知溶液中一定含有SO，甲为BaSO4，无法确定是否含有K＋。
6．答案：(1)①相同　Cu粉红热，并产生棕黄色烟　2SO2＋O22SO3　②SO2＋I2＋2H2O===4H＋＋2I－＋SO　③NaOH
(2)AC
(3)4Cl2＋S2O＋5H2O===2SO＋8Cl－＋10H＋
解析：(1)③装置E的作用是尾气处理，应用氢氧化钠溶液；(2)A中氨水与SO2反应为SO，进一步生成BaSO3沉淀；C中硝酸具有强氧化性，把SO2氧化为SO，生成BaSO4沉淀；(3)X中S和O的原子个数比为∶＝2∶3，X为S2O，最后产物有BaSO4沉淀，所以反应物为S2O、Cl2、H2O，生成物为SO、Cl－、H＋，配平即可。
7．答案：(1)第二周期第ⅣA族
(2)SiO2
(3)生产玻璃，制粗硅等
(4)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
(5)C＋2H2SO4(浓) CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
(6)SiO＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO(或SiO＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO)
解析：此题突破口“化合物C是一种形成酸雨的大气污染物”可知C为SO2，由单质A与浓硫酸反应生成两种气体，所以A为碳单质、B为CO2；单质G为Si、E为SiO2；由碳的两种氧化物CO、CO2，B为CO2，所以H为CO，F为Na2SiO3，D为H2SiO3。
8．答案：Ⅰ.(1)①浓硝酸＞稀硝酸＞浓硫酸＞稀硫酸
②2Cu＋O2＋2H2SO42CuSO4＋2H2O
(2)BC　CD
Ⅱ.(1)3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(2)反应停止后打开b，如果看到无色气体变为红棕色，证明生成的气体是NO
解析：根据反应条件“不加热即可发生反应”“微热发生反应”“加热后发生反应”“加热也不发生反应”可以判断氧化性由强到弱的顺序为浓硝酸＞稀硝酸＞浓硫酸＞稀硫酸。铜、稀硫酸和O2反应的化学方程式为2Cu＋O2＋2H2SO42CuSO4＋2H2O。铜与浓硫酸反应产生的气体X为SO2，通入BaCl2溶液中不反应，但再通入铜与浓硝酸产生的气体Y(NO2)以后，SO2被氧化为H2SO4，与BaCl2生成BaSO4沉淀。铜与稀硝酸反应产生的NO为无色气体，在U形管右上端聚集，反应一段时间停止后(可拔出铜丝)，打开b，如果看到无色气体变为红棕色，则证明生成的气体是NO。
第2讲　常见金属元素单质及其重要化合物
真题试做
1．(2012课标全国理综，26部分)在实验室中，FeCl2可用铁粉和________反应制备，FeCl3可用铁粉和________反应制备。
2．(2010课标全国理综，26部分)物质A～G有下图所示转化关系(部分反应物、生成物没有列出)。其中A为某金属矿的主要成分，经过一系列反应可得到B和C。单质C可与E的浓溶液发生反应，G为砖红色沉淀。
请回答下列问题：
(1)写出下列物质的化学式：B__________、E__________、G__________。
(2)利用电解可提纯C物质，在该电解反应中阳极物质是____________，阴极物质是____________，电解质溶液是____________。
(3)反应②的化学方程式是__________________________________________________。
3．(2012山东理综，28)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：
(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的______吸收。
a．浓H2SO4 b．稀HNO3 c．NaOH溶液 d．氨水
(2)用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在______(填离子符号)，检验溶液中还存在Fe2＋的方法是______(注明试剂、现象)。
(3)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为____________________。
(4)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是______。
a．电能全部转化为化学能
b．粗铜接电源正极，发生氧化反应
c．溶液中Cu2＋向阳极移动
d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
(5)利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为________________。
考向分析
近几年考查的热点：钠及其化合物(Na2O2、NaHCO3、Na2CO3)的性质；Al及其化合物的两性；Fe2＋与Fe3＋之间的转换关系及鉴别；铜的冶炼及铜的化合物[铜绿、CuO、Cu(OH)2]的性质。
热点例析
热点一、金属单质及其冶炼
为了确定一批合金废料的成分并加以回收利用，某同学拟定了以下实验方案：
请回答下列问题：
(1)从上述信息可确定该合金中一定含有Fe和______(填化学式)。
(2)“试剂a”是一种不引入杂质的绿色氧化剂，该氧化剂的化学式为______；滤渣D、稀硫酸和试剂a反应的总化学方
程式为______________________________________。
(3)若反应①产生的气体是H2，则验证滤液A只含NaAlO2不含Na2SiO3的方法是：取少量滤液A于试管中，____________________；如果滤液A只含NaAlO2而不含Na2SiO3，则反应①的离子方程式为____________________________。
思路点拨 金属单质及其化合物的基础知识
金属活动
性顺序表
K Ca Na
Mg Al
Zn
Fe Sn Pb
(H)
Cu Hg Ag
Pt Au
性质变化规律
元素的金属性逐渐减弱，单质的还原性依次减弱，离子的氧化性逐渐增强
和水的反应[来源:Z&xx&k.Com]
与冷水剧[来源:学科网ZXXK]
烈反应
与沸水缓[来源:学#科#网][来源:学&科&网Z&X&X&K]
慢反应
与高温水[来源:Zxxk.Com]
蒸气反应[来源:Zxxk.Com]
—[来源:学_科_网Z_X_X_K]
不跟水反应[来源:Z.xx.k.Com]
生成碱和氢气
生成氧化
物和氢气
和酸的
反应
剧烈反应
反应逐渐减缓
—
不能置换稀酸中的氢
与非氧化性酸反应放出H2；与浓硫酸、浓硝酸及稀硝酸反应，不放出H2，一般产物为：盐＋水＋成酸元素的低价化合物
与氧化性酸反应(但不放出H2)
只溶于王水
和盐溶液
的反应
金属先与水反应生成碱碱再与盐反应
排在前面的金属可将后面的金属从其盐溶液中置换出来
和氧气
的反应
易被氧化
常温生成
氧化膜
加热能
被氧化
—
加热能
被氧化
不能被
氧化
金属氧化物对应的水化物及碱的热稳定性
氧化物跟水剧烈反应，生成碱，碱受热不易分解
氧化物不溶于水，也不跟水反应，对应碱的热稳定性逐渐减弱
金属的
冶炼
电解法
热还原法
煅烧法
—
电解熔融盐或氧化物
高温下用CO(或Al)从其氧化物中还原出来
—
—
自然界中存在的形式
只以化合态(盐、氧化物)存在
多以化合态存在，但有极少的游离态
只以游离态存在
我们除了应用上述金属活动顺序表进行记忆外，还要注意特性，如Al既能与酸反应，也能与碱反应；Fe、Al在冷浓硫酸或冷浓硝酸的条件下钝化；活泼性很强的金属(如钠、钾)不能把活泼性弱的金属从其盐溶液中置换出来。
即时训练1 (原创组合)下列叙述正确的是____________。
①铜具有良好的导电性，常用来制作印刷电路板，但在潮湿空气中长期保存表面会有铜绿生成
②称取等质量的两份铝粉，分别加入过量的稀盐酸和过量的NaOH溶液，充分反应后，放出氢气的体积(同温同压下)相等
③向FeCl3溶液中加入过量铁粉，溶液由棕黄色变为浅绿色
④铝合金的大量使用归功于人们能使用焦炭等还原剂从氧化铝中获得铝
⑤Na可以把硫酸铜溶液中的Cu置换出来
⑥铝箔在空气中受热可以熔化，由于氧化膜的存在，熔化的铝并不滴落
⑦镁条在空气中燃烧生成的氧化物是MgO，可知钠在空气中燃烧生成的氧化物是Na2O
⑧钠在空气中燃烧，发出黄色的火焰，生成淡黄色固体
⑨目前我国流通的硬币是由合金材料制造的
⑩铁不与水反应，所以铁锅可以烧水做饭
热点二、常见金属氧化物和氢氧化物
【例2】(2012河南开封二模，26)某混合物X由Cu、SiO2、Al2O3、Fe2O3中的一种或几种物质组成。进行如下实验。
请回答下列问题：
(1)经Ⅰ得到蓝色溶液，该过程中一定发生的化学反应是(用离子方程式表示)__________________、__________________。
(2)X中一定含有的物质是________。反应Ⅱ的化学方程式是_______________________
_______________________________________。
(3)为进一步确定上述混合物X的成分，另取9.08 g X进行如下实验。
①加入足量的NaOH溶液，过滤，将滤渣在氮气气流中干燥得固体m g。
②向滤渣中加入过量盐酸，过滤，将滤渣在氮气气流中干燥得固体n g。
上述①②由于缺少________步骤(填操作名称)，使得测定的质量m、n均________。
③按正确步骤重新进行实验后得到m＝6.08 g、n＝1.6 g。计算原混合物中各成分的质量之比是________。(不必化简)
思路点拨 1.物理性质：
Na2O(白色)、Na2O2(淡黄色)、MgO(白色粉末、熔点高)、Al2O3(白色、熔点高)、Fe2O3(红棕色)、FeO(黑色)、Fe3O4(黑色、具有磁性)、CuO(黑色)、Cu(OH)2(蓝色)、Fe(OH)2(白色)、Fe(OH)3(红褐色)。
2．化学性质：
(1)规律：
①金属氧化物
②碱的稳定性，四大强碱[NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2]均溶于水，受热均不分解，对应的氧化物(Na2O、Na2O2、K2O、BaO、CaO)也与水剧烈反应，生成碱；其他金属氢氧化物一般不溶于水、受热分解，对应的氧化物也不与水反应，如Cu(OH)2、Mg(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3等。
(2)特性：
①金属氧化物：Na2O2可分别与水、CO2反应生成氧气；Al2O3与强碱反应生成偏铝酸盐；FeO、Fe3O4与强氧化性酸反应被氧化生成三价铁。
②碱：Al(OH)3既能与酸反应，又能与强碱反应；Fe(OH)2极易被氧化，在空气中白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。
即时训练2 下列说法正确的是(　　)。
A．Al(OH)3能与NaOH溶液反应，则Al(OH)3也能与氨水反应
B．过氧化钠能与二氧化碳反应产生氧气，可用作高空飞行或潜水的供氧剂
C．Fe(OH)3溶于氢碘酸的离子方程式为Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
D．等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应，在同温同压下，生成的CO2体积相同
热点三、金属阳离子的检验
【例3】下列说法正确的是(　　)。
A．用氨水鉴别Al3＋、Mg2＋、Ag＋
B．向某溶液中加入2滴KSCN溶液，溶液不显红色。再向溶液中加入几滴新制的氯水，溶液变为血红色，该溶液中不一定含有Fe2＋
C．NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3五种溶液，用烧碱溶液就可把它们鉴别开来
D．要证明Fe3＋溶液中含有Fe2＋可以用NH4SCN溶液和氯水
方法规律 常见金属阳离子的鉴别方法
离子
试剂
现象
沉淀法
Al3＋
NaOH溶液
白色沉淀→消失
Cu2＋
蓝色沉淀
Fe2＋
白色沉淀→灰绿色→红褐色
Fe3＋
红褐色沉淀
显色法
Fe3＋
KSCN
溶液变为血红色
淀粉KI
变蓝
Fe2＋
酸性高锰酸钾
紫色褪去
KSCN、氯水
无现象→血红色
Na＋
铂丝和稀盐酸
火焰为黄色
K＋
火焰为紫色(透过蓝色钴玻璃)
注意：阳离子的检验除了一些特殊的方法外，我们一般用NaOH溶液即可鉴别。
即时训练3 有一瓶无色溶液，可能含有Na＋、K＋、Al3＋、Mg2＋、NH、Cl－、SO、HCO、MnO离子中的几种。为确定其成分，进行如下实验：
①取少许溶液，逐渐加入过量的Na2O2固体，产生无色无味的气体和白色沉淀且白色沉淀逐渐增多后又部分溶解；
②另取部分溶液，加入HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀产生；
③用洁净的铂丝蘸取原溶液在酒精灯火焰上灼烧，观察到黄色火焰。
下列推断正确的是(　　)。
A．肯定有Na＋、Al3＋、Mg2＋、SO B．肯定有Na＋、Mg2＋、Al3＋、HCO
C．肯定没有K＋、HCO、MnO D．肯定没有K＋、NH、Cl－
误区警示
1．忽视金属单质与溶液中的水反应
如把Na投入到硫酸铜溶液中的现象，常错解为有红色沉淀生成，正确解答：Na熔化成小球，在液面上不断游动，并发出“嘶嘶”的响声，最后消失，溶液中有蓝色沉淀生成。
2．混淆Fe与HNO3反应产物与反应物量的关系
Fe少量生成Fe3＋，如果Fe过量，HNO3反应完后，过量的Fe会与Fe3＋反应最后生成 Fe2＋。
3．错误认为Na在氧气中燃烧产物与氧气的量有关
Na与氧气反应，产物与反应条件有关，Na暴露在空气中生成Na2O，而在空气中或氧气中燃烧，不论氧气是否足量均生成Na2O2。
4．正确理解焰色反应
焰色反应是物理变化，是元素的物理性质，如钠，不论是单质钠，还是化合态的钠，焰色反应均是黄色；观察钾的焰色反应时要透过蓝色钴玻璃。
5．混淆碱性强弱
Al(OH)3可溶于强碱，但不与弱碱(如氨水)反应。
跟踪练习 判断正误：(正确的打“√”号，错误的打“×”号)
1．过量Fe在少量氯气中燃烧生成FeCl2。
2．Fe2(SO4)3溶液加热蒸干后得到固体仍为Fe2(SO4)3。
3．用铂丝蘸取少许溶液，并在酒精灯火焰上灼烧，焰色反应为黄色，一定含有钠元素，一定无钾元素。
4．向AlCl3溶液中滴加氨水至过量，看到的现象为先有白色沉淀，最后白色沉淀消失。
5．向NaOH溶液中逐滴滴加AlCl3溶液至过量，看到的现象为先有白色沉淀，最后白色沉淀消失。
6．金属钠放入FeCl3溶液中，先把Fe3＋还原成Fe2＋，最后再还原为Fe单质。
1．(2012北京东城期末，11)下列实验的前后，铜的质量一定发生变化的是(　　)。
A．铜丝在空气中灼烧后立即插入乙醇 B．铜片放入酸化的硝酸钠溶液
C．铜和铁的混合物放入稀硝酸 D．铜、锌、稀硫酸构成的原电池放电
2．(2012山东泰安期末，18)已知A、B为单质，C为化合物。能实现上述转化关系的是(　　)。
A＋BCC溶液A＋B
①若C溶于水后得到强碱溶液，则A可能是Na
②若C溶液遇Na2CO3放出CO2气体，则A可能是H2
③若C溶液中滴加KSCN溶液显血红色，则B可能为Fe
④若C溶液中滴加NaOH溶液有蓝色沉淀生成，则B可能为Cu
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
3．下列说法中正确的是(　　)。
A．在Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中加入一定量的Fe粉，充分反应后，所得的固体可能仅为Cu和Fe的混合物
B．隔绝空气，把Na2O2投入FeCl2溶液中，既有无色气体生成最终又有白色沉淀生成
C．金属钠投入到FeCl3溶液，有黑色铁粉生成
D．NaHCO3溶液与Fe2(SO4)3溶液混合，既有无色气体生成，最终又有红色沉淀生成
4．(2012江西南昌调研，2)下列各组物质混合后，不能同时产生无色气体和白色沉淀的是(　　)。
A．少量过氧化钠投入AlCl3溶液 B．Ba(OH)2溶液与(NH4)2SO4溶液
C．FeCl3溶液与NaHCO3溶液混合加热 D．明矾溶液与小苏打溶液混合
5．(改编自2012江西省重点中学盟校联考，9)下列各组物质按下图所示转化关系每一步都能一步实现的是(　　)。
甲
乙
丙
丁
A
FeCl3
FeCl2
Fe2O3
Fe(OH)3
B
Cu
CuO
CuSO4
CuCl2
C
NO
HNO3
NO2
NH3
D
Al(OH) 3
NaAlO2
Al2O3
AlCl3
6．(2012北京西城期末，21)欲探究某矿石可能是由FeCO3、SiO2、Al2O3中的一种或几种组成，探究过程如下图所示。已知：碳酸不能溶解Al(OH)3沉淀。
(1)Si在周期表中的位置是__________________________________________________。
(2)下列说法正确的是______。
a．酸性：H2CO3＞H2SiO3 b．原子半径：O＜C＜Si＜Al
c．稳定性：H2O＞CH4＞SiH4 d．离子半径：O2－＜Al3＋
(3)该矿石的组成是________，滤渣和NaOH溶液反应的离子方程式是________________________________________________________________________。
(4)该矿石和1 mol·L－1 HNO3反应的离子方程式为_______________________________
________________________________________________________________________。
(5)工业上依据上述实验原理处理该矿石，将反应池逸出的气体与一定量的O2混合循环通入反应池中，目的是____________________________________________；若处理该矿石2.36×103 kg，得到滤渣1.2×103 kg，理论上至少需要1 mol·L－1 HNO3的体积为______L。
7．(2012山东淄博一模，30)铁黄是一种重要的颜料，化学式为Fe2O3·xH2O，广泛用于涂料、橡胶、塑料、文教用品等工业。实验室模拟工业利用硫酸渣(含Fe2O3及少量的CaO、MgO等)和黄铁矿粉(主要成分为FeS2)制备铁黄的流程如下：
(1)操作Ⅰ与操作Ⅱ中都用到玻璃棒，玻璃棒在两种操作中的作用分别是______________、________________。
(2)试剂a最好选用____________________(供选择使用的有：铝粉、空气、浓HNO3)；其作用是________________________________________。
(3)上述步骤中需用到氨气。下列装置可用于实验室制氨气的是______________(填序号)。
(4)检验溶液Z中含有NH的方法是___________________________________________。
(5)查阅资料知，在不同温度下Fe2O3被CO还原，产物可能为Fe3O4、FeO或Fe，固体质量与反应温度的关系如下图所示。
根据图像推断670 ℃时Fe2O3还原产物的化学式为______________，并设计一个简单的实验，证明该还原产物的成分(简述实验操作、现象和结论)____________________________________。仪器自选。可供选择的试剂：稀H2SO4、稀盐酸、H2O2溶液、NaOH溶液、KSCN溶液。
参考答案
命题调研·明晰考向
真题试做
1．答案：盐酸　Cl2
解析：铁粉可与盐酸反应生成Fe2＋，而生成FeCl3则需要铁粉与Cl2反应。
2．答案：(1)SO2　H2SO4　Cu2O
(2)粗铜　精铜　CuSO4溶液
(3)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
解析：本题突破口为“G为砖红色沉淀”，所以F含有Cu2＋，单质C为铜，E为浓硫酸、B为SO2、D为SO3、A为Cu2S。
3．答案：(1)cd
(2)Fe3＋　取少量溶液，滴加KMnO4溶液，KMnO4褪色
(3)3Cu2O＋2AlAl2O3＋6Cu
(4)bd
(5)4H＋＋O2＋4e－===2H2O
解析：(1)观察流程图可知，气体A是SO2，应该用碱性溶液吸收尾气，c、d项正确。(2)溶液中加入KSCN溶液显血红色，说明溶液中存在Fe3＋；若检验还存在Fe2＋，则可以加入酸性KMnO4溶液，如果溶液紫红色褪去，则说明还含有Fe2＋。(3)根据流程图可知，由泡铜冶炼粗铜的化学方程式是3Cu2O＋2Al6Cu＋Al2O3(铝热法)。(4)在电解精炼中，不可能存在能量的完全转化，部分电能还可转化为热能等，a项错误；在电解池中，阳离子应该移向阴极，c项错误；b、d正确。(5)根据所给的原电池反应可知，正极是氧气发生还原反应，即O2＋4H＋＋4e－===2H2O。
精要例析·聚焦热点
热点例析
【例1】 答案：(1)Cu　(2)H2O2　Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O
(3)逐滴滴加稀盐酸(或稀硫酸)至过量，先产生白色沉淀，然后沉淀完全溶解　2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
解析：(3)如果含有Na2SiO3，则Na2SiO3与酸反应生成H2SiO3沉淀，此沉淀不与过量的酸反应，所以最终白色沉淀不消失。
【即时训练1】 答案：①②③⑥⑧⑨
解析：依2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑、2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑可知②正确；由Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋可知③正确；铝的冶炼是电解熔融的Al2O3，④错误；⑤Na先与溶液中的水反应，不能置换出Cu，错误；⑥铝箔表面的氧化膜(Al2O3)的熔点很高，正确；⑦应该生成Na2O2，错误；⑩铁可以与灼热的水蒸气反应，生成Fe3O4和H2，错误。
【例2】 答案：(1)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O　Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋
(2)Cu、Fe2O3、SiO2　SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
(3)洗涤　偏高　m(Fe2O3)∶m(Cu)∶m(SiO2)＝3.2∶2.88∶3.0
解析：(1)Cu不与盐酸反应，但经Ⅰ得到蓝色溶液中一定含有Cu2＋，所以上述混合物中一定含有Cu和Fe2O3，Fe2O3与盐酸反应生成的Fe3＋把Cu氧化为Cu2＋。(2)因为SiO2完全溶于过量的NaOH溶液，所以1.6 g固体C为Cu，B中含有3.0 g SiO2；(3)①后的滤渣为Cu和Fe2O3，质量为6.08 g，质量减轻3.0 g是SiO2的质量，所以X中无Al2O3；设6.08 g中含有x mol Cu、y mol Fe2O3，依Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋可知参加反应②的n(Fe2O3)＝n(Cu)，所以y＝x－、6.08＝64x＋160y，解方程组x＝0.045、y＝0.02，m(Fe2O3)＝160 g·mol－1×0.02 mol＝3.2 g、m(Cu)＝64 g·mol－1×0.045 mol＝2.88 g。
【即时训练2】 B　解析：Al(OH)3不能与弱碱反应，A错误；Fe3＋具有氧化性、I－具有还原性，所以产物含有Fe2＋、I2，C错误；生成1 mol CO2分别需要84 g NaHCO3、106 g Na2CO3，D错误。
【例3】 C　解析：氨水无法鉴别Al3＋、Mg2＋，A错误；该溶液中一定含有Fe2＋，B错误；分别向NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3溶液中滴加NaOH溶液的现象分别为无明显现象、先有白色沉淀后变为灰绿色最后变成红褐色、红褐色沉淀生成、白色沉淀生成且不消失、先有白色沉淀生成，然后消失，C正确；不论有没有Fe2＋，溶液均变成红色，D错误。
【即时训练3】 A　解析：无色排除MnO，①2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，由无色无味的气体可知一定无NH，白色沉淀逐渐增多后又部分溶解可知一定含有Al3＋、Mg2＋；由②可知一定含有SO；由③可知一定含有Na＋，因为没有透过蓝色钴玻璃，所以不能确定K＋的存在。
误区警示
【跟踪练习】 答案：×　√　×　×　×　×
解析：1.不是在水溶液中进行的反应，所以过量的铁也不会与FeCl3反应，最终只生成FeCl3，错误；2.H2SO4是难挥发性酸，水解不会进行到底，正确；3.应该透过蓝色钴玻璃观察是否有紫色火焰才能确认是否含有K元素，错误；4.氨水是弱碱，错误；5.一开始NaOH过量应该生成可溶性NaAlO2，随着AlCl3溶液的增多，当NaOH反应完后，过量的Al3＋会与AlO反应生成白色沉淀Al(OH)3，错误；6.金属钠先与水反应，错误。
创新模拟·预测演练
1．B　解析：A、D中铜的质量一定不变；C选项中如果铁过量则铜的质量不变；B选项中Cu会与H＋、NO反应，质量一定减少。
2．D　解析：电解水溶液一定不会生成金属钠及金属铁，①③错误；②盐酸与Na2CO3反应生成CO2，A、B、C分别为H2、Cl2、HCl，正确；④A、B、C分别为Cl2、Cu、CuCl2，正确。
3．D　解析：A选项，所得的固体一定含有Ag，错误；B选项，Na2O2具有强氧化性，所以一定不会生成白色Fe(OH)2沉淀，应该为红褐色Fe(OH)3沉淀，错误；C选项，Na先与水反应，错误；D选项，HCO＋H＋===H2O＋CO2↑使平衡Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋右移，正确。
4．C　解析：A中过氧化钠与水反应生成氧气和氢氧化钠，NaOH与AlCl3反应生成氢氧化铝白色沉淀；B中生成了NH3和硫酸钡白色沉淀；C中Fe3＋溶液显酸性、HCO显碱性，两者混合有Fe(OH)3红褐色沉淀及CO2气体产生；D中生成的是CO2和氢氧化铝沉淀。
5．B　解析：A选项中Fe2O3与FeCl2、Fe2O3→Fe(OH)3等不能一步实现；B选项Cu与氧气生成CuO，CuO与硫酸生成CuSO4，CuSO4与BaCl2生成CuCl2，CuSO4、CuCl2均与Zn反应生成Cu，符合；C选项中NO2→NH3不能一步实现；D选项中NaAlO2→Al2O3不能一步实现。
6．答案：(1)第三周期第ⅣA族　(2)abc
(3)FeCO3和SiO2　SiO2＋2OH－===SiO＋H2O
(4)3FeCO3＋10H＋＋NO===3Fe3＋＋3CO2↑＋NO↑＋5H2O
(5)NO循环使用能减少环境污染，NO跟H2O、O2反应后又得到硝酸提高原料利用率　3.3×104
解析：(3)与硝酸反应生成气体及与NaOH溶液反应生成红褐色沉淀，可知一定含有FeCO3，通入CO2反应无沉淀生成，可知矿石中无Al2O3；滤渣与NaOH反应后加入盐酸有胶状沉淀产生可知矿渣中含有SiO2。(5)m(FeCO3)＝2.36×106g－1.2×106g＝1.16×106 g，n(FeCO3)＝1×104mol，依据方程式3FeCO3＋10HNO3===3Fe(NO3)3＋3CO2↑＋NO↑＋5H2O可知n(HNO3)＝3.3×104mol。
7．答案：(1)搅拌加速溶解(或搅拌加速反应)(只答搅拌也可)　引流
(2)空气　作氧化剂，将Fe2＋氧化为Fe3＋(答氧化剂、氧化Fe2＋或将Fe2＋转化为Fe3＋也可)　(3)bd
(4)取少量Z溶液置于试管中，滴加过量NaOH溶液并微热，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝色，证明含有NH(四个要点：取液、NaOH溶液、湿润的红色石蕊试纸、变蓝)
(5)FeO　取少量还原产物置于试管中，加入过量稀硫酸(或稀盐酸)，固体完全溶解且无气泡产生；再向其中滴加KSCN溶液，溶液不变色；最后滴加H2O2溶液，溶液变血红色，证明还原产物为FeO(要点：三组操作与现象、最终结论)
解析：(1)操作Ⅱ是过滤。(3)a装置NH4Cl受热分解为NH3、HCl后，遇冷又生成NH4Cl，无法制取氨气；b装置CaO与浓氨水中的水反应并放出大量热，使氨气从氨水中挥发出来，可以制取氨气；c装置错误应该试管口略低于试管底；d装置浓氨水受热氨气从氨水中挥发出来，可以制取氨气。(5)n(Fe2O3)＝0.3 mol，反应过程中减少的质量只能是氧元素的质量m(O)＝(48－43.2) g＝4.8 g，减少n(O)＝0.3 mol,670 ℃时Fe2O3还原产物中n(Fe)＝2n(Fe2O3)＝0.6 mol、n(O)＝3n(Fe2O3)－0.3 mol＝0.6 mol，化学式为FeO；要证明还原产物中无铁单质及三价铁。
第3讲　无机物知识的综合应用
真题试做
1．(2009全国新课标高考，27)下图表示有关物质(均由短周期元素形成)之间的转化关系，其中A为常见的金属单质，B为非金属单质(一般是黑色粉末)，C是常见的无色无味液体，D是淡黄色的固体化合物。(反应条件图中已省略)
(1)A、B、C、D代表的物质分别为________、________、________、________；(填化学式)
(2)反应①中的C、D均过量，该反应的化学方程式是____________________________21世纪教育网
________________________________________________________________________；21世纪教育网
(3)反应②中，若B与F物质的量之比为4∶3，G、H分别是________、________；(填化学式)
(4)反应③产物中K的化学式为______________________________________________；
(5)反应④的离子方程式为___________________________________________________。
2．(2012北京理综，25)直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。
(1)用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应：____________________。
(2)在钠碱循环法中，Na2SO3溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO2制得，该反应的离子方程式是__________________________。
(3)吸收液吸收SO2的过程中，pH随n(SO)：n(HSO)变化关系如下表：
n(SO)∶n(HSO)
91∶9
1∶1
9∶91
pH
8.2
7.2
6.2
①由上表判断，NaHSO3溶液显________性，用化学平衡原理解释：________________________________________________________________________。
②当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母)________。
a．c(Na＋)＝2c(SO)＋c(HSO)
b．c(Na＋)＞c(HSO)＞c(SO)＞c(H＋)＝c(OH－)
c．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(SO)＋c(HSO)＋c(OH－)
(4)当吸收液的pH降至约为6时，需送至电解槽再生。再生示意图如下：
①HSO在阳极放电的电极反应式是________________________________________。
②当阴极室中溶液pH升至8以上时，吸收液再生并循环利用。简述再生原理：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
考向分析
近几年考查的热点：因为理综考试时间、题量均有限，所以在化学试卷中出现了很多综合题，特别是把元素化合物知识与元素周期律、化学反应原理、化学实验结合在一起综合考查。
热点例析
热点一、无机推断、分离、提纯与工业生产的综合[来源:21世纪教育网]
【例1】(2012广东深圳二模，32)钛(Ti)具有高强度和耐酸腐蚀性，是重要的工业原料。以金红石(主要成分为TiO2，含少量Fe2O3、SiO2)为原料可制取Ti。工业流程如下：
(1)粗TiCl4中含有少量FeCl3、SiCl4等，它们的部分性质如下：
物质
沸点/℃
在水中
在乙醚中
TiCl4
136
强烈水解
易溶
SiCl4
58
强烈水解
易溶
FeCl3
303(升华)
水解
易溶
从粗TiCl4中精制TiCl4的方法是________。
A．用水溶解后，重结晶
B．蒸馏
C．用乙醚萃取后，分液
(2)写出金红石高温反应制取TiCl4的化学方程式________________________________
________________________________________。
(3)写出电解熔融NaCl的化学方程式__________________；阴极产物是______。
(4)粗钛产品粉碎后要用盐酸浸洗。其主要目的是________________________________
________________________________________________________________________。
思路点拨 近几年高考常把元素化合物知识、物质的推断及提纯融入化学工艺流程、化学工业生产及最新科技成果中，考查考生的综合能力。[来源:21世纪教育网]
1．常见题型：一般有三种题型，一是从实验设计和评价的角度对化工生产进行模拟；二是根据一些化工生产的流程来考查物质的分离、提纯、制备及化学反应原理等知识；三是通过化工生产的有关计算，考查考生的基本计算能力。
2．解题思路：明确整个流程及每一部分的目的(主线主产品、分支副产品、回头为循环)→仔细分析每步发生的反应及得到的产物→结合基础理论与实际问题思考→注意答题有模式与要点。
热点二、无机框图推断与元素及其化合物的综合
【例2】(2012河南平顶山期末，26)下图所示物质(部分产物和反应条件未标出)中，只有A是单质，常温下B和C呈气态，且B是导致酸雨的大气污染物，W是淡黄色固体。
据此回答下列问题：
(1)物质W中所含有的化学键类型为__________，其阴、阳离子个数比为________。
(2)物质C的结构式为________。
(3)上图反应中不属于氧化还原反应的有__________(填写序号)。
(4)写出A和X反应的化学方程式____________；若生成的B在标准状况下的体积为22.4 L，则反应中转移电子数目为________________。
(5)请写出C和W反应的化学方程式：____________。
(6)请写出X和Y反应的离子方程式：____________。
思路点拨 1.解题方法
解答此类题目的关键是抓住元素、化合物的特性，挖掘解题“题眼”，并以此为突破口解题。此类题常见的解题方法为“审→找→推→验→答”五步。即：
(1)审：审清题意，题干→问题→框图，迅速浏览一遍，尽量在框图中把相关信息表示出来，明确求解要求。
(2)找：找“题眼”，即找到解题的突破口，此步是解题的关键。
(3)推：从“题眼”出发，联系新信息及所学知识，大胆猜测，进行前推、倒推，综合分析、推理，初步得出结论。
(4)验：验证确认，将结果放入原题中从头到尾顺一遍，完全符合条件才算正确，如果有一点不符合，则推倒原结论重新推断。
(5)答：按题目要求写出答案。
2．常见突破口
(1)特殊的物理性质
①焰色反应：Na(黄色)、K(透过蓝色钴玻璃，紫色)。
②有色气体：Cl2(黄绿色)、NO2(红棕色)，其他常见气体均为无色。
③有色液体或溶液：Cu2＋(蓝色)、Fe2＋(浅绿色)、Fe3＋(黄色)、MnO(紫色)、溴单质(在水中橙黄色，在有机溶剂中橙红色)、碘单质(在水中黄褐色，在有机溶剂中紫红色)。
④有色固体：黑色(MnO2、C、CuO、Fe3O4、FeO、CuS)，MnO2溶于热的浓盐酸；红色(Cu、Cu2O砖红色)；红棕色(Fe2O3)；红褐色[Fe(OH)3]；淡黄色(S、Na2O2)；蓝色[Cu(OH)2]。
⑤有刺激性气味的气体：NH3、NO2、SO2、HCl、Cl2。
⑥常温常压下呈液态的物质常见的有H2O、H2O2。
(2)常见的特征反应及现象
①使品红褪色的气体可能是Cl2、SO2，将褪色后的液体加热又复原的是SO2，污染空气造成酸雨的是SO2。
②实验现象为：白色沉淀→灰绿色→红褐色得转化一定是Fe(OH)2→Fe(OH)3。
③与碱反应生成气体的溶液中一般含有NH。
④既能与碱反应又能与酸反应的物质一般为Al及其化合物或弱酸的铵盐。
⑤金属与其可溶性的盐反应，这种金属可能为铁。
(3)特殊的转化关系
①直线型转化
金属碱性氧化物碱盐；满足此关系的有K、Na、Ca、Ba等。
非金属酸性氧化物酸盐；满足此关系的有C、N、S等。
ABC(酸或碱)：满足此关系的有NH3、S、N2、H2S、C、Na等。
②交叉型转化
③三角型转化
即时训练1 A、B、C、D是由前18号元素组成的四种常见化合物，D为红棕色气体，甲、乙是两种单质，这些单质和化合物之间存在如下反应关系：
(1)上述转化过程中包含的反应类型为________。
a．置换反应　b．化合反应　c．分解反应　d．复分解反应
(2)乙在甲中燃烧，当有1 mol e－转移，生成液态A时，放出142.9 kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：_____________________________________________________________。
(3)反应③在一定条件下为可逆反应，经过一段时间该反应达到平衡，写出该反应的化学方程式：__________________________________。若将3 mol甲和4 mol C混合充入容积为2 L的密闭容器中，2分钟后，达到平衡。平衡后混合气总物质的量为6 mol，甲的化学反应速率为______________。将该平衡混合物缓慢通入水中得到1 L溶液，所得溶液物质的量浓度是________。
即时训练2 下图为A、B两种物质间的转化关系(其中C、D是反应物，部分产物已省略)。21世纪教育网
21世纪教育网
以下判断不正确的是(　　)。
A．若A是AlCl3，则C既可以是强碱，也可以是弱碱
B．若A是碱性气体，则A和C可能发生氧化还原反应，也可能发生非氧化还原反应
C．若A→B是氧化还原反应，则C、D在上述转化过程中一定有一种为氧化剂，另一种为还原剂
D．上述变化过程中，A可以是酸、碱、盐，也可以是单质或氧化物
热点三、元素推断与元素周期律的综合
【例3】(2012江西九校二次联考，28)下图是元素周期表的一部分，A、B、C、D、E、X是周期表给出元素组成的常见单质或化合物。已知A、B、C、D、E、X存在如图所示转化关系(部分生成物和反应条件略去)。
(1)若E为氧化物，则A与水反应的化学方程式为________________，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。
①当X是碱性盐溶液，C为气体且分子中有22个电子时，表示X呈碱性的离子方程式为____________________________________。
②当X为金属单质时，则X与B的稀溶液反应生成C的离子反应方程式为______________________________。
(2)若E为单质气体，D为白色沉淀，A的化学式可能是________，B含有的化学键类型为________________，C与X反应的离子方程式为__________________。
(3)若B为单质气体，X为固体单质，D可与水蒸气在一定条件下发生可逆反应，生成C和一种可燃性气体单质，则该可逆反应的化学方程式为________________________。
思路点拨 解答此类题常用的方法结合原子结构、元素周期表、元素周期律找到题眼——突破口，进行分析；我们也可以用筛选法进行解答，如常见的短周期元素中的气体单质有H2、N2、O2、Cl2等，如本题中(2)(3)小题就可以筛选符合条件的气体单质为H2、O2，其他气体单质N2、Cl2均不符合。
热点四、元素推断与化学反应原理的综合
【例4】(2012山东青岛质检，28)已知B是一种由三种短周期(各位于不同周期)元素组成的正盐，该盐在常用锌锰干电池中做电解质；Y在常温下为液态，E的相对分子质量比D大16，它们存在如下转化关系(反应条件及部分产物已略去)：
请回答下列问题：
(1)B的化学式为__________；F与Cu反应的离子方程式为_______________________；
(2)C可与过量的Cl2反应生成HCl和物质A，A可发生水解反应生成NH3和HClO，则C与过量Cl2反应的化学方程式为______________，反应中的还原剂为________；21世纪教育网
(3)D气体和CO都是汽车尾气的主要成分，降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器，发生如下反应：2D(g)+2CO(g)M(g)＋2CO2(g)　ΔH＜0。若在一定温度下，将1.4 mol D、1.2 mol CO充入1 L固定容积的容器中，反应过程中各物质的浓度变化如图所示。
①该反应的化学平衡常数为K＝________；
②若保持温度不变，20 min时再向容器中充入CO、N2各0.8 mol，平衡将____移动(填“向左”“向右”或“不”)；
③20 min时，若改变反应条件，导致CO浓度发生如图所示的变化，则改变的条件可能是________(填序号)。
a．缩小容器体积 b．增加CO2的量 c．升高温度 d．加入催化剂
思路点拨 无机推断与化学反应原理相结合，使考题具有考查知识面广，综合性强，思维容量大的特点，是近几年高考的热点。元素推断、无机框图推断涉及的大多数是常见物质，与化学反应原理联系点常有：
1．一些可燃物如氢气、碳、一氧化碳、甲烷等常与燃烧热、热化学方程式的书写、盖斯定律及燃料电池相联系。
2．NH3的合成、SO2的氧化、煤的气化、NO氧化等可逆反应，常常与化学反应速率、化学平衡等相联系进行考查。
3．一些弱酸如碳酸、亚硫酸、次氯酸等及其对应的盐溶液；弱碱盐如FeCl3、AlCl3、CuSO4常常会与电离平衡、水解平衡、盐类水解等相联系。
4．一些金属盐及金属的冶炼常与电解池、原电池相联系。
误区警示
1．忽视Fe元素的变价
铁是我们中学阶段系统学习的唯一变价金属，所以我们在推断题时，一定要注意这一特殊性质，如中，如果A是金属单质，则A、F分别可能为Fe、Cl2。
2．混淆溶液中的置换反应中单质的属性
单质X能从盐的溶液中置换出单质Y，我们很多同学错误认为单质X与Y要么都是金属、要么都是非金属。单质X与Y的物质属性可以是下列三种情况：①金属和金属，如Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu；②非金属和非金属，如Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2；③金属和非金属，如钠与盐溶液中的水反应2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，所以以后我们在做题时不要忽视溶液中的水也可能参加反应。
3．在推断题中忽视一些特殊的反应
①金属与氧化物反应生成固体非金属单质的反应有2Mg＋CO22MgO＋C；②金属与氧化物反应生成金属单质的反应有2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3等铝热反应，在做推断题时，这常常是突破口。
4．定式思维错解
我们看到这样的转化关系，就认为X为氧气，这种思维方式考虑不全面，常犯错误，如、、等也符合上述转化关系。
1．(2012北京海淀期中，10)海洋约占地球表面积的71%，对其进行开发利用的部分流程如下图所示。下列说法不正确的是(　　)。
A．可用BaCl2溶液除去粗盐中的SO
B．从苦卤中提取Br2的反应的离子方程式为2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2
C．试剂1可以选用石灰乳
D．工业上，电解熔融Mg(OH)2冶炼金属镁
2．现有AlCl3、Ba(OH)2、NaHCO3和稀硝酸四种溶液，分别为如图所示M、X、Y、Z中的某一种，图中每条线段两端的物质可以发生化学反应。下列推断合理的是(　　)。
A．M一定是NaHCO3 B．Y可能是AlCl3
C．X一定是AlCl3 D．Z可能是HNO3
3．(2012湖南衡阳六校联考，17)已知X、Y、Z为单质，其他为化合物。其中Y为气体，G溶液呈黄色，E是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应，它们之间存在如下转化关系(部分产物已略去)。请回答下列问题：
(1)E的化学式是__________。
(2)M的水溶液俗称__________，它与D反应的化学方程式为______________________。
(3)写出A和D的稀溶液反应生成G的离子方程式______________________________。
(4)向含2 mol D的稀溶液中，逐渐加入X粉末至过量。假设生成的气体只有一种，则 n(Xm＋)的最大值为__________。
4．(2012广东广州一模，32)绿矾(FeSO4·7H2O)的一种综合利用工艺如下：
(1)绿矾与NH4HCO3在溶液中按物质的量之比1∶2反应，有CO2生成，反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(2)隔绝空气进行“焙烧”，铁元素的转化途径是FeCO3FeOFe，实际作还原剂的是CO。写出“焙烧”过程中各步反应的化学方程式____________________________。
(3)“除杂”步骤为：向母液中通入含臭氧的空气、调节pH、过滤，除去的杂质离子是________。
(4)母液“除杂”后，欲得到(NH4)2SO4粗产品，操作步骤依次为真空蒸发浓缩、冷却结晶、________。浓缩时若温度过高，产品中将混有NH4HSO4，运用化学平衡移动原理解释其原因________________________________________________________________________。
(5)绿矾的另一种综合利用方法是：绿矾脱水后在有氧条件下焙烧，FeSO4转化为Fe2O3和硫的氧化物。分析下表实验数据，为了提高SO3的含量，可采取的措施是_____________
________________________________________________________________________。
空气通入量/(L·s－1)
温度/℃
SO2含量/%
SO3含量/%
0.02
850
45.4
54.6
0.06
850
30.5
69.5
0.10
850
11.1
88.9
0.10
810
11.1
88.9
0.10
890
11.2
88.8
5．(2012北京海淀期末，18)蛇纹石可用于生产氢氧化镁，简要工艺流程如下：
Ⅰ.制取粗硫酸镁：用酸液浸泡蛇纹石矿粉，过滤；并在常温常压下结晶，制得粗硫酸镁(其中常含有少量Fe3＋、Al3＋、Fe2＋等杂质离子)。
Ⅱ.提纯粗硫酸镁：将粗硫酸镁在酸性条件下溶解，加入适量的0.1 mol·L－1 H2O2溶液，再调节溶液pH至7～8，并分离提纯。
Ⅲ.制取氢氧化镁：向步骤Ⅱ所得溶液中加入过量氨水。
已知：金属离子氢氧化物沉淀所需pH
Fe3＋
Al3＋
Fe2＋
Mg2＋
开始沉淀时21世纪教育网
1.5
3.3
6.5
9.4
沉淀完全时
3.7
5.2
9.7
12.4
请回答：
(1)步骤Ⅱ中，可用于调节溶液pH至7～8的最佳试剂是____________(填字母序号)。
A．MgO　B．Na2CO3　C．蒸馏水
(2)工业上，常通过测定使铁氰化钾(K3[Fe(CN)6])溶液不变色所需H2O2溶液的量来确定粗硫酸镁中Fe2＋的含量。已知，测定123 g粗硫酸镁样品所消耗的0.1 mol·L－1H2O2溶液的体积如下表所示。
平行测定数据
平均值
实验编号
1
2[来源:21世纪教育网]
3
421世纪教育网
消耗H2O2溶液的体积/mL
0.32
0.30
0.30
0.32
0.31
①Fe2＋与H2O2溶液反应的离子方程式为______________________________________。
②根据该表数据，可计算出123 g粗硫酸镁样品中含Fe2＋________mol。
(3)工业上常以Mg2＋的转化率为考察指标，确定步骤Ⅲ制备氢氧化镁工艺过程的适宜条件。其中，反应温度与Mg2＋转化率的关系如下图所示。
①步骤Ⅲ中制备氢氧化镁反应的离子方程式为_________________________________
________________________________________________________________________。
②根据图中所示50 ℃以前温度与Mg2＋转化率之间的关系，可判断此反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。
③图中，温度升高至50 ℃以上Mg2＋转化率下降的可能原因是________________________________________________________________________。
④已知：Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12、Ksp[Ca(OH)2]＝4.7×10－6
若用石灰乳替代氨水，______(填“能”或“不能”)制得氢氧化镁，理由是________________________________________________________________________。
6．有一化合物X，其水溶液为浅绿色，可发生如下的转化关系(部分反应物、生成物已略)。其中，B、D、E、F均为无色气体，M、L为常见的金属单质，C为难溶于水的红褐色固体。在混合液中加入BaCl2溶液可生成不溶于稀盐酸的白色沉淀，H和M反应可放出大量的热。
请回答下列问题：
(1)B的电子式为___________________________________________________________。
(2)画出元素M的原子结构示意图____________________________________________。
(3)物质X的化学式为______________________________________________________。
(4)电解混合液时阳极反应式为______________________________________________。
(5)按要求写出上述转化关系中有关反应的化学方程式：
①含有L元素的化合反应___________________________________________________。
②含有L元素的置换反应___________________________________________________。
(6)已知a g E气体在D中完全燃烧生成稳定的化合物时，放出b kJ的热量，写出E燃烧热的热化学方程式______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
参考答案
命题调研·明晰考向
真题试做
1．答案：(1)Al　C　Na2O2
(2)2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
(3)CO2　CO
(4)Na2CO3　
(5)2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO
解析：由颜色及状态可知B为碳单质，C是H2O，D为Na2O2，与Na2O2反应的物质常见的是CO2、H2O，所以G为CO2、F为O2、K为Na2CO3；金属A与H2O、Na2O2反应可知A为Al、F为H2、溶液甲为NaAlO2。
2．答案：(1)SO2＋H2OH2SO3　2H2SO3＋O22H2SO4
(2)2OH－＋SO2===H2O＋SO
(3)①酸　HSO存在：HSOH＋＋SO和HSO＋H2OH2SO3＋OH－，HSO的电离程度强于水解程度　②ab
(4)①HSO＋H2O－2e－===SO＋3H＋
②H＋在阴极得电子生成H2，溶液中c(H＋)降低，促使HSO电离生成SO，且Na＋进入阴极室，吸收液得以再生
解析：(1)酸雨形成的原因是二氧化硫与水反应生成亚硫酸，亚硫酸被空气中的氧气氧化为硫酸。(3)由表给数据n(SO)∶n(HSO)＝9∶91时，溶液pH＝6.2，所以亚硫酸钠溶液显酸性。亚硫酸钠溶液中存在两种趋势，电离趋势使溶液显酸性，水解趋势使溶液显碱性，溶液显酸性显而易见是电离趋势大于水解趋势的结果；由表给数据n(SO)∶n(HSO)＝1∶1时，溶液pH＝7.2，可知吸收液显中性时溶液中c(SO)＜c(HSO)，所以②中b项正确；依电荷守恒：c(Na＋)＋ c(H＋)＝ 2c(SO)＋c(HSO)＋c(OH－)及c(H＋)＝c(OH－)可判断a正确。(4)阳极发生氧化反应，所以HSO在阳极失去电子生成SO和H＋。应抓住电解再生的目的——把HSO变成SO分析。
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热点例析
【例1】 答案：(1)B
(2)TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4＋2CO(不配平或化学式错误不得分，不写高温条件扣分；下列写法同样得分：TiO2＋2CTi＋2CO↑、Ti＋2Cl2TiCl4，但只写一个0分)
(3)2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑(不配平或化学式错误不得分，不写通电条件扣分)　钠(写Na也得分)
(4)除去粗钛产品中剩余的少量钠，促进NaCl晶体析出(Cl－同离子效应)
解析：(1)所给性质只有沸点不同；(2)反应物为TiO2、C、Cl2，生成物为TiCl4、CO，依据化合价守恒可知Cl2、C计量数均为1，然后根据原子守恒配平其他物质TiO2＋C＋Cl2TiCl4＋CO，消去分母即可。
【例2】 答案：(1)离子键和共价键　1∶2　(2)O===C===O　(3)④⑤⑥　(4)C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O　1.204×1024　(5)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　(6)H＋＋HCO===CO2↑＋H2O
解析：B为SO2，W为Na2O2，与Na2O2反应的气体只能为CO2，W为Na2CO3、Y加热生成，可知Y为NaHCO3；X与碳酸氢钠反应生成CO2，可知X为酸——H2SO4；所以A为碳单质、X为浓硫酸。
【即时训练1】 答案：(1)bc　(2)H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
(3)2NO＋O22NO2　0.25 mol·(L·min)－1　4 mol·L－1
解析：红棕色气体D为NO2，由(2)可知A、乙、甲分别为H2O、H2、O2，所以C为NO，B为NH3；(2)2H2＋O2===2H2O，当有1 mol e－转移，有mol H2参加反应，所以1 mol H2参加反应，放出285.8 kJ的热量；(3)依据差量法进行计算(下划线为根据方程式求解得到的)：
　　　　　　　2NO＋O22NO2　Δn
2 1 2 1
始态/mol: 4 3 0
反应/mol: 2 1 2 7－6
终态/mol: 2 2 2
O2的化学反应速率为，依据4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可知生成4 mol HNO3。
【即时训练2】 C　解析：B可以是Al(OH)3或NaAlO2，D为盐酸，A选项正确；碱性气体是NH3，NH3→N2→NH3或NH3→NH→NH3，B选项正确；O2与Na反应生成Na2O2，Na做还原剂，Na2O2，与水反应生成O2，水既不是氧化剂，也不是还原剂，C选项错误；A可以是CH3COOH、Al(OH) 3、CO2等均可以，所以D选项正确。
【例3】 答案：(1)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　1∶2
①CO＋H2OHCO＋OH－　②Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O
(2)Na、Na2O2或NaH　离子键和极性共价键　Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓
(3)CO＋H2O(g)CO2＋H2
解析：(1)排除法能与水反应生成氧化物的只有NO2，B为HNO3，氧化剂NO2→NO化合价降低2、还原剂NO2→HNO3化合价升高1，据电荷守恒所以氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2；①X是碱性盐溶液，且与HNO3反应生成气体的常见盐有Na2CO3、NaHCO3、Na2SO3，CO2分子中含有22个电子，且CO2与X反应可知X只能为Na2CO3；②X为金属单质时，X只能为变价金属铁；(2)与水反应生成的气体单质可能为H2、O2，A可能为Na、Na2O2，B一定为NaOH，向NaOH溶液中滴加X，先无沉淀然后有沉淀，滴加的为Al3＋；(3)B可能为H2、O2，依据转化关系可知B只能为O2，X为碳、C为CO2、D为CO。
【例4】 答案：(1)NH4Cl　3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(2)NH3＋3Cl2===NCl3＋3HCl　Cl2
(3)①0.05 L·mol－1　②向左　③bc
解析：(1)由“盐在常用锌锰干电池中做电解质”可知B为NH4Cl、C为NH3，Y在常温下为液态可知Y为H2O，D、E、F、X分别为NO、NO2、HNO3、O2；(2)水解反应是非氧化还原反应，有NCl3与水反应生成NH3 和HClO，可知NCl3中各元素的化合价为3，+++++
可知NH3与Cl2反应过程中Cl的化合价既升高又降低，既是还原剂又是氧化剂；(3)依据质量守恒可知方程式为2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＜0，利用“三部曲”求解：
　　　　　　 　2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)
始态/(mol·L－1): 1.4 1.2 0 0
反应/(mol·L－1): 0.4 0.4 0.2 0.4
终态/(mol·L－1): 1.0 0.8 0.2 0.4
②时/(mol·L－1): 1.0 0.8＋0.8 0.2＋0.8 0.4
①K＝＝0.05 L·mol－1　②＝＞K＝0.05，平衡左移；③由图像可知CO浓度逐渐增大，平衡左移导致。
创新模拟·预测演练
1．D　解析：Mg(OH)2受热分解，工业上，电解熔融MgCl2冶炼金属镁，D选项错误。
2．D　解析：两两混合，能与其他三种物质发生反应的有NaHCO3、Ba(OH)2，所以X可能为AlCl3或稀硝酸、同理Y可能为AlCl3或稀硝酸，所以只有D正确。
3．答案：(1)SiO2　(2)水玻璃　Na2SiO3＋2HNO3===H2SiO3↓＋2NaNO3　(3)3Fe3O4＋28H＋＋NO===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O　(4)0.75 mol
解析：此题的突破口为①“E是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应”可知E为SiO2，所以Y为O2，Z为Si，M、R分别为Na2SiO3、H2SiO3；②“G溶液呈黄色”可知G为Fe(NO3)3，X、A、D分别为Fe、Fe3O4、HNO3。(3)因为硝酸具有强氧化性，所以Fe3O4与硝酸反应生成的铁全部为三价铁。(4)当生成Fe2＋时，生成的n(Fe2＋)最大，依据方程式3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O可知n (Fe2＋)＝×2 mol。
4．答案：(1)Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O
(2)FeCO3FeO＋CO2↑、CO2＋C2CO、FeO＋COFe＋CO2
(3)Fe2＋
(4)过滤　NH＋H2ONH3·H2O＋H＋，温度过高NH3挥发使平衡向右移动，溶液酸性增强生成NH4HSO4
(5)增大空气通入量
解析：(1)FeSO4与NH4HCO3反应生成FeCO3，可知参加反应的离子Fe2＋、HCO，依据电荷守恒及原子守恒即可推测其他产物；(2)注意信息“实际作还原剂的是CO”，所以此反应过程应该有CO生成；(3)母液中含有(NH4)2SO4，还有没有反应的NH4HCO3、FeSO4，根据除杂过程除去的应为Fe2＋；(5)表中所给的数据为温度和空气的通入量，温度对SO3的含量影响不大，所以应从空气的通入量角度回答。
5．答案：(1)A
(2)①2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O　②6.2×10－5
(3)①Mg2＋＋2NH3·H2O===Mg(OH)2↓＋2NH
②吸热
③温度过高时，氨水受热分解，浓度降低，Mg2＋转化率下降(其他合理答案均可)
④能　Mg(OH)2的溶度积小于Ca(OH)2，可发生沉淀的转化(其他合理答案均可)
解析：(1)B掺入了新的杂质、C对溶液pH几乎不影响，只有A选项符合；(2)n(H2O2)＝3.1×10－5mol，依据2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O可知n(Fe2＋)＝6.2×10－5mol。
6．答案：(1) ?
(3)(NH4)2Fe(SO4)2
(4)4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
(5)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3
(6)H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－ kJ·mol－1
解析：由颜色可知C为Fe(OH)3，A为Fe(OH)2、H为Fe2O3，由M、L为常见的金属单质，可知M、L分别为Al、Fe；X与NaOH反应生成气体B，B一定是NH3；在混合液中加入BaCl2溶液，可知含有SO，所以X为(NH4)2Fe(SO4)2，混合液为NaOH和Na2SO4溶液，电解生成H2、O2，D、E分别为O2、H2，F为NO，G为HNO3。
第4讲　常见有机物及其应用
真题试做
1．(2012课标全国理综，8)下列说法中正确的是(　　)。
A．医用酒精的浓度通常为95%
B．单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料
C．淀粉、纤维素和油脂都属于天然高分子化合物
D．合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料
2．(2012课标全国理综，10)分子式为C5H12O且可与金属钠反应放出氢气的有机化合物有(不考虑立体异构)(　　)。
A．5种　　　B．6种　　　C．7种　　　D．8种
3．(2012课标全国理综，12)分析下表中各项的排布规律，按此规律排布第26项应为(　　)。
1
2
3
4
5
C2H4
C2H6
C2H6O
C2H4O2
C3H6
621世纪教育网
7
8
9
10
C3H8
C3H8O
C3H6O2
C4H8
C4H10
A.C7H16 B．C7H14O2 C．C8H18 D．C8H18O
4．(2011课标全国理综，8)分子式为C5H11Cl的同分异构体共有(不考虑立体异构)(　　)。
A．6种 B．7种 C．8种 D．9种
5．(2011新课标全国，9)下列反应中，属于取代反应的是(　　)。
①CH3CH===CH2＋Br2CCl4,CH3CHBrCH2Br
②CH3CH2OHCH2===CH2↑＋H2O
③CH3COOH＋CH3CH2OHCH3COOCH2CH3＋H2O
④C6H6＋HNO3C6H5NO2＋H2O
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
6．(2010课标全国理综，8)分子式为C3H6Cl2的同分异构体共有(不考虑立体异构)(　　)。[来源:21世纪教育网]
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
7．(2010课标全国理综，9)下列各组中的反应，属于同一反应类型的是(　　)。
A．由溴丙烷水解制丙醇；由丙烯与水反应制丙醇
B．由甲苯硝化制对硝基甲苯；由甲苯氧化制苯甲酸
C．由氯代环己烷消去制环己烯；由丙烯加溴制1,2二溴丙烷
D．由乙酸和乙醇制乙酸乙酯；由苯甲酸乙酯水解制苯甲酸和乙醇
考向分析
近几年所考查的热点：①同分异构体的书写及数目判断；②有机反应类型的判断；③常见有机物的组成、结构、主要性质、重要用途及分类。
热点例析
热点一、常见有机物的结构及组成[来源:21世纪教育网]
【例1】下列说法正确的是______。
①丙烷中三个碳原子在同一条直线上；②烃类分子中的碳原子通过形成四对共用电子对与其他原子结合；③乙醇分子中无碳碳双键，所以是饱和烃；④糖类、油脂、蛋白质均是由C、H、O三种元素组成的；⑤淀粉、纤维素、油脂、蛋白质均属于天然高分子化合物；⑥含5个碳原子的有机物，每个分子中最多可形成4个C—C单键；⑦所有的烃中碳原子与碳原子之间均是以碳碳单键相连；⑧表示苯的分子结构，其中含碳碳双键，因此苯的性质跟乙烯相似。
思路点拨 我们在复习时要从以下几个方面进行此知识点复习：
(1)元素组成：烃是只含C、H两种元素的有机物；乙醇、糖类、油脂均是由C、H、O三种元素组成；蛋白质除含C、H、O元素外，还含有N、P等元素。
(2)立体结构：碳原子数≥3的烷烃上的碳原子一定不会在同一条直线上；碳原子数≥4的烷烃才有同分异构现象。
(3)化学键：写结构简式时，烯烃中的碳碳双键不能省；苯没有碳碳单键，也没有碳碳双键；乙烯有碳碳双键，而聚乙烯、烷烃没有碳碳双键，只有碳碳单键。
(4)类别：淀粉、纤维素、蛋白质均是天然高分子化合物，油脂、单糖、二糖不属于高分子化合物。
(5)同分异构体：淀粉、纤维素虽然分子表达式(C6H10O5)n相同，但不属于同分异构体。
热点二、同分异构体
【例2】(2012长春调研，9)分子式为C3H7OCl，且分子中含有羟基的同分异构体的数目为(不考虑立体异构)(　　)。
A．3 B．4 C．5 D．6
思路点拨 1.同分异构体的判断：
判断同分异构体一定要紧扣定义。
(1)一看“同分”是分子式一定相同：①“同分”相对分子质量一定相同，但相对分子质量相同的物质，不一定“同分”；②原子个数及元素种类相同。
(2)二看“异构”是结构一定不同：“异构”指碳链骨架不同、官能团种类不同、官能团在碳链的位置不同。
2．同分异构体数目的判断：
(1)识记法
记住已掌握的常见有机物的同分异构体数。例如：21世纪教育网
甲烷、乙烷、丙烷均无异构体，丁烷有2种；戊烷有3种。
(2)替代法
例如：C5H11Cl的同分异构体共有8种，分子式为C5H11OH的醇也有8种；二氯苯C6H4Cl2的同分异构体有3种，四氯苯的也有3种。
(3)等效氢法
判断烃发生取代反应后，能形成几种同分异构体的规律，可通过分析有几种等效氢原子法(又称对称法)来得出结论。
①同一碳原子上的氢原子是等效的。
②同一碳原子上所连甲基上的氢原子是等效的。
③处于镜面对称位置上的氢原子是等效的(相当于平面镜成像时，物与像的关系)。
(4)一般步骤：如书写分子式为C5H11OH的醇的同分异构体。
①第一步，写出C5H12的同分异构体；
②第二步，写出上述同分异构体分子中的一个氢原子被—OH取代得出的分子式为C5H11OH的醇的同分异构体。
即时训练1 (2012河南洛阳联考，8)分子中碳与氢两元素的质量比为24∶5的烃的一氯代物共有(　　)。
A．2种 B．3种 C．4种 D．5种
热点三、有机物的性质
【例3】下列叙述正确的是______。
①乙烯可使溴的四氯化碳溶液褪色，则聚乙烯也可以使其褪色；②酸性高锰酸钾溶液可以鉴别乙烯和甲烷；③可以用溴水鉴别乙醇与乙酸；④可以用酸性高锰酸钾溶液鉴别乙醇与乙酸；⑤淀粉、纤维素、葡萄糖均属于糖类，都可以水解；⑥乙醇与乙酸中均含有—OH，所以均与Na反应生成氢气；⑦可以用碳酸钠溶液鉴别乙醇与乙酸；⑧鸡蛋白溶液遇浓硝酸变为黄色；⑨淀粉溶液遇碘化钾变为蓝色。[来源:21世纪教育网]
归纳总结 (1)常见有机物与常用试剂的反应
常用试剂
常见有机物
现象及原因
溴水
烷烃、苯21世纪教育网21世纪教育网[来源:21世纪教育网]
液体分层、溴水褪色，发生萃取21世纪教育网
乙烯、植物油
褪色，发生加成反应
酸性高锰
酸钾溶液
烷烃、苯、乙酸乙酯
液体分层、上层无色，下层紫色，不反应
乙烯、乙醇
褪色，发生氧化反应
NaOH溶液
酯(油脂)
加热液体不分层，发生水解反应
NaHCO3溶液
能与乙酸反应
有气泡生成
Na
乙醇、乙酸
产生无色无味的气体，发生置换反应
浓硫酸
乙醇、乙酸
生成不溶于水且密度比水小的无色液体，发生酯化反应
银氨溶液
葡萄糖
水浴加热出现银镜，发生氧化反应
新制氢氧化铜
煮沸有红色沉淀，发生氧化反应
碘水
淀粉
变蓝色
浓硝酸
蛋白质
呈黄色
(2)所有的烃、酯密度均比水小，且不溶于水；乙醇、乙酸、葡萄糖均易溶于水，淀粉、蛋白质与水混合形成胶体；纤维素、油脂不溶于水。
热点四、有机反应类型
【例4】下列叙述正确的是______。
①乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色，发生加成反应；②苯在一定条件下，既能发生取代反应，又能发生加成反应；③乙烯在常温常压下可以与氢气、HCl发生加成反应；④CH2===CH—CH3＋Br2CH2Br—CH===CH2＋HBr属于加成反应；⑤苯使溴水褪色发生加成反应；⑥苯与液溴在三氯化铁作催化剂的条件下发生加成反应；⑦乙烷、乙醇、乙酸、苯、纤维素、油脂、蛋白质均能发生取代反应；⑧乙烯通入溴水中发生取代反应；⑨乙醇可以被氧化为乙酸，二者都能发生酯化反应。
思路点拨 1.识记法：
如果给出有机物的名称，我们一般用识记法，需要识记的反应：
(1)氧化反应：
①燃烧，绝大多数有机物能燃烧，所以大多数有机物均能被氧化。
②被酸性高锰酸钾溶液氧化，如烯烃、醇等。
③催化氧化，如乙醇与O2在Cu或Ag作催化剂的条件下氧化生成乙醛。
④葡萄糖被银氨溶液、新制氢氧化铜等弱氧化剂氧化。
(2)取代反应：
①卤代反应，如烷烃与氯气在光照条件下、苯与液溴在FeBr3作催化剂条件下发生的反应。
②硝化反应，如苯与浓硝酸在浓硫酸作催化剂条件下发生的反应。
③酯化反应，如乙酸与乙醇在浓硫酸作催化剂条件下发生的反应。
④水解反应，酯、油脂、糖类(除单糖外)、蛋白质的水解。
(3)加成反应：
①烯烃：使Br2的CCl4溶液褪色，与H2、H2O、HX(卤素)在一定条件下发生加成反应，本身在一定条件下发生加聚反应。
②苯与H2在一定条件下发生加成反应。
2．分析法：
如果给出反应的方程式，我们一般根据反应类型的特征进行判断，常见反应类型的特征：
(1)取代反应：
①有上有下[有机物一般下来一个原子(或原子团)，有一个原子(或原子团)加到掉下来的位置上]。
②反应物、生成物一般均为两种或两种以上。
(2)加成反应：
①只上不下。
②反应物一般大于或等于两种、生成物一般为一种。
(3)氧化反应：
氧化反应一般有氧化剂，如氧气、酸性高锰酸钾溶液、重铬酸钾、银氨溶液、新制得的氢氧化铜等。
即时训练2 (2012吉林摸底，14)下列反应中，属于加成反应的是(　　)。
A．CH3—CH3＋Br2光照,CH3—CH2Br＋HBr
B．2CH3CHO＋O22CH3COOH
C．CH3—CH===CH2＋Br2―→CH3—CHBr—CH2Br
D．
误区警示
1．错误地认为苯和溴水不反应，故两者混合后无明显现象
虽然二者不反应，但苯能萃取溴水中的溴，故可看到液体分层，上层橙红色，下层几乎无色。
2．对一些物质是否为高分子化合物容易混淆
淀粉、纤维素、蛋白质、聚乙烯、聚酯纤维等是高分子化合物；葡萄糖、蔗糖、植物油、动物脂肪、甘油、高级脂肪酸、氨基酸、肥皂等不是高分子化合物。
3．错误认为煤中含有碳单质、苯、甲苯等物质
煤干馏得到焦炭、苯、甲苯等物质，但煤干馏是化学变化，上述物质均是通过一系列化学变化生成的，所以煤中不含上述物质。
4．混淆矿物油与植物油的区别
矿物油是从地下开采经过冶炼得到的，如汽油、煤油、柴油、润滑油等，它们都属于烷烃，化学性质比较稳定，不能发生水解，所以人体不能消化吸收；而植物油是从植物中提取的，如豆油、花生油、香油(芝麻油)、菜籽油等，它们属于油脂，可以水解，被人体消化吸收，还含有碳碳双键，所以植物油的化学性质比较活泼，能被空气中的氧气缓慢氧化，也能被酸性高锰酸钾溶液氧化，与溴水发生加成反应等。
5．混淆烷烃与卤素单质反应的条件
烷烃只与氯气在光照条件下发生取代反应，如甲烷与氯水不能发生取代反应；甲烷与氯气在光照时可发生取代反应，并且是分步取代的，产物为CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4。
跟踪练习 判断正误：(正确的打“√”号，错误的打“×”号)
1．苯、乙醇均不与溴水反应，用溴水无法鉴别苯、乙醇。
2．淀粉、纤维素、脂肪均属于高分子化合物。
3．可以用溴水鉴别植物油和矿物油。
4．煤干馏得到苯、甲苯等物质，所以煤中含苯、甲苯等。
5．1 mol甲烷与1 mol氯气光照下生成两种产物一氯甲烷和HCl。
1．(2012江西宜春统考，10)柠檬烯是一种食用香料，其结构简式如下图。有关柠檬烯的分析正确的是(　　)。
A．它的一氯代物有6种
B．它的分子中所有的碳原子一定在同一平面上
C．它和丁基苯()互为同分异构体
D．一定条件下，它可以发生加成、取代、氧化等反应
2．(2012河南中原六校联考，9)现有两个热化学反应方程式：
(l)＋H2(g)―→ (l)　ΔH＞0 ①
(l)＋2H2(g)―→ (l)　ΔH＜0②
下列说法不正确的是(　　)。
A．①②都属于加成反应
B．在通常条件下，①②都能自发进行
C．①吸热、②放热的事实说明苯环中含有的并不是碳碳双键
D．①②中的所有有机物均可使溴水层褪色，但褪色原理不完全相同
3．(2012江西鹰潭一模，10)下列化合物的一氯代物的数目排列顺序正确的是(　　)。
①CH3CH2CH2CH2CH2CH3
②(CH3)2CHCH(CH3)2
③(CH3)3CCH2CH3
④(CH3)3CC(CH3)3
A．①＞②＞③＞④ B．②＞③＝①＞④ C．③＞②＞④＞① D．③＝①＞②＞④
4．(2012吉林质检，13)下列反应中，属于取代反应的是(　　)。
A．CH3COOHCH3COOC2H5 B．C2H4C2H4Br2
C．C2H5OHCH3CHO D．C6H6C6H12
5．分子式为C7H16的烷烃中，含有3个甲基的同分异构体(不考虑立体异构)的数目是(　　)。
A．2种 B．3种 C．4种 D．5种
6．(2012湖南长郡中学月考，7)下列反应中，不属于取代反应的是(　　)。
A．CH3COONa＋NaOHNa2CO3＋CH4↑
B．CH3CH2CH3CH===CHCH3↑＋H2O
C．2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3＋H2O
D．CH3COOH＋CH3OHCH3COOCH3＋H2O
7．(2012湖北武汉调研，8)分子式为C3H2Cl6的同分异构体共有(不考虑立体异构)(　　)。
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
8．下列除去杂质的方法正确的是(　　)。
A．除去乙烷中少量的乙烯：在光照条件下通入Cl2，气液分离
B．除去乙酸乙酯中少量的乙酸：用饱和碳酸钠溶液洗涤、分液、干燥、蒸馏
C．除去CO2中少量的SO2：气体通过盛饱和碳酸钠溶液的洗气瓶
D．除去乙醇中少量的乙酸：加足量金属钠，蒸馏
参考答案
命题调研·明晰考向
真题试做
1．B　解析：医用酒精的浓度通常为75%；油脂不属于高分子化合物；合成纤维属于有机高分子材料，故只有B选项正确。
2．D　解析：与金属钠反应生成氢气，说明该化合物一定含有—OH，所以此有机物的结构符合C5H11—OH，首先写出C5H11—，其碳链异构有三种：①C—C—C—C—C、②，再分别加上—OH。①式有3种结构，②式有4种结构，③式有1种结构，共8种。
3．C　解析：分析规律可知4项为一组，第26项为第7组的第二项，第7组的碳原子数为7＋1＝8，由规律可知第7组的第二项为碳原子数为8的烷烃，氢原子个数为2×8＋2＝18，无氧原子，C选项正确。
4．C　解析：首先写出C5H12的最长的碳链，C—C—C—C—C，该结构的一氯代物有3种；再写出少一个碳原子的主链，C—C(CH3)—C—C，该结构的一氯代物有4种；最后写出三个碳原子的主链，C—C(CH3)2—C，该结构的一氯代物有1种，故C5H11Cl的同分异构体共8种结构。
5．B　解析：①“只上不下”属于加成反应，②“只下不上”，③④“有上有下”属于取代反应。
6．B　解析：首先应写出主链C—C—C(H省略)，然后先固定一个Cl，有两种，然后分别再加另外一个Cl，第一种可分别加在①、②、③三个碳原子上共有3种；第二种，因为①、③已经固定完了，所以再加另外一个Cl只能加在②碳原子上，所以只有一种。
7．D　解析：依据信息可知A中分别属于取代反应、加成反应；B中分别属于取代反应、氧化反应；C中丙烯与溴加成制1,2-二溴丙烷属于加成反应，但氯代环己烷一定不能发生加成反应；D均属于取代反应。
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热点例析
【例1】 答案：②
解析：①丙烷中三个碳原子排列成折线形，错误；③烃中只含碳、氢两种元素，错误；④蛋白质含有C、H、O、N等元素，错误；⑤油脂不属于高分子化合物，错误；⑥如果有机物是环状化合物，形成的碳碳单键可能大于4个，错误；由乙烯、苯可知⑦错误；⑧苯分子中无碳碳单键和碳碳双键，而是介于碳碳单键与双键之间的一种特殊的键，错误。
【例2】 C　解析：首先写出碳的骨架C—C—C，然后给碳原子编号，把—OH固定在①碳原子上：，氯原子分别加在①、②、③碳原子上有3种同分异构体；把—OH固定在②碳原子上：，氯原子分别加在①、②(①、③相同)碳原子上有2种同分异构体，共5种同分异构体。
【即时训练1】 C　解析：首先把碳氢质量比换算成物质的量之比n(C)∶n(H)＝2∶5，所以该烃的分子式只能为C4H10，然后写出碳的骨架C—C—C—C和，上述烷烃的一氯代物均为2种。
【例3】 答案：②④⑥⑦⑧
解析：①聚乙烯无碳碳双键，错误；乙烯、乙醇均可使酸性高锰酸钾溶液褪色，而甲烷、乙酸均不能，②④正确；③溴水与乙醇、乙酸均不反应，且均互溶，错误；⑤葡萄糖不能水解，错误；⑦乙醇与Na2CO3不反应、乙酸与Na2CO3反应有气泡产生，正确；⑨淀粉遇碘单质变蓝，错误。
【例4】 答案：②⑦⑨
解析：①发生的是氧化反应，错误；苯与氢气可发生加成反应，与浓硝酸在浓硫酸作用下、与液溴在FeBr3作用下发生取代反应，②正确、⑥错误；③乙烯在常温常压下只与溴水或溴的CCl4溶液发生加成反应，错误；④“有上有下”发生的是取代反应，错误；⑤是萃取，属于物理变化，错误；⑦乙烷与氯气光照，乙醇与乙酸酯化反应，苯与液溴或浓硝酸，纤维素、油脂、蛋白质水解均属于取代反应，正确；⑧是加成反应，错误。
【即时训练2】 C　解析：A、D选项反应物、生成物均为两种，有上有下，属于取代反应；B选项有氧化剂O2，属于氧化反应；C选项反应物两种，生成物一种，只上不下，属于加成反应。
误区警示
【跟踪练习】 答案：×、×、√、×、×
解析：1.苯与溴水混合振荡静置，液体分层，上层橙色，下层几乎为无色，乙醇与溴水互溶，无现象，错误；2.脂肪不属于高分子化合物，错误；5.可生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳等，错误。
创新模拟·预测演练
1．D　解析：注意分子中不含苯环，所以一氯代物有8种，A、B错误；丁基苯的分子比柠檬烯的分子少2个H，C选项错误；因为分子中含有C===C键、及—CH3，所以D正确。
2．B　解析：两个反应均是只上不下，属于加成反应；①中的ΔH＞0、ΔS＜0，所以ΔG＝ΔH－TΔS一定大于0，此反应一定不能自发进行，B错误；①中的反应物或②中的生成物是因为萃取而使溴水层褪色，而①中的生成物或②中的反应物是因为加成反应而使溴水层褪色。
3．D　解析：首先根据结构简式补充上碳碳键，如①改写为CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3，然后再根据等效氢判断①、②、③、④中一氯代物的数目分别为3、2、3、1个。
4．A　解析：A酯化反应属于取代反应；B、D是加成反应；C属于氧化反应。
5．B　解析：含有3个甲基，一定只有一个支链。主链为六个碳(C—C—C—C—C—C)，支链为—CH3的同分异构体只有2种，主链为五个碳(C—C—C—C—C)，支链为—CH2—CH3的同分异构体只有1种。
6．B　解析：A反应物、生成物均为两种，下去一个—COONa，上去一个—H，属于取代反应；B反应物只有一个，生成物有两个，只下不上，不属于取代反应；C选项反应物为两个乙醇，生成物为两个，属于取代反应；D酯化反应属于取代反应。
7．B　解析：替换法，C3H2Cl6与C3H6Cl2的同分异构体数目相同，首先写出C3H8的碳的骨架C—C—C，然后给碳原子编号，把一个Cl固定在①碳原子上，另一个氯原子分别加在①、②、③碳原子上有3种同分异构体；把一个Cl固定在②碳原子上，另一个氯原子只能加在②碳原子上有1种同分异构体，共4种同分异构体。
8．B　解析：一般不能用气体除气体中的杂质，该选项中的Cl2在光照条件下也能与乙烷反应，A错误；饱和碳酸钠溶液也与CO2反应，C错误；乙醇也与金属钠反应，D错误。
专题二　化学基本理论
第1讲　化学反应速率和化学平衡
真题试做
1．(2012课标全国理综27题部分)COCl2的分解反应为COCl2(g)===Cl2(g)＋CO(g)　ΔH＝＋108 kJ·mol－1。反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第10 min到14 min的COCl2浓度变化曲线未示出)：
①计算反应在第8 min时的平衡常数K＝______；
②比较第2 min反应温度T(2)与第8 min反应温度T(8)的高低：T(2)______T(8)(填“＜”“＞”或“＝”)；
③若12 min时反应在温度T(8)下重新达到平衡，则此时c(COCl2)＝______ mol·L－1；[来源:21世纪教育网]
④比较产物CO在2～3 min、5～6 min和12～13 min时平均反应速率[平均反应速率分别以v(2～3)、v(5～6)、v(12～13)表示]的大小______；
⑤比较反应物COCl2在5～6 min和15～16 min时平均反应速率的大小：
v(5～6)______v(15～16)(填“＜”“＞”或“＝”)，原因是_________________________[21世纪教育网
______________________________________________________________________。
2．(2011课标全国理综27题部分)(1)在容积为2 L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变的情况下，考查温度对反应的影响，实验结果如下图所示(注：T1、T2均大于300 ℃)。
下列说法正确的是__________(填序号)。
①温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)＝ mol·L－1·min－1
②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
③该反应为放热反应
④处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时增大
(2)在T1温度时，将1 mol CO2和3 mol H2充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO2转化率为α，则容器内的压强与起始压强之比为____________。
3．(2010课标全国理综26题部分)将0.23 mol SO2和0.11 mol氧气放入容积为1 L的密闭容器中，在一定温度下，反应达到平衡，得到0.12 mol SO3，则反应的平衡常数K＝______________。若温度不变，再加入0.50 mol氧气后重新达到平衡，则SO2的平衡浓度________(填“增大”“不变”或“减小”)，氧气的转化率________(填“升高”“不变”或“降低”)，SO3的体积分数________(填“增大”“不变”或“减小”)。
4．(2010课标全国理综，28)某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：
(1)上述实验中发生反应的化学方程式有__________________________；
(2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是_________________________________；
(3)实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是________；
(4)要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有________________________
_______________________________________________________________(答两种)；
(5)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。
①请完成此实验设计，其中：V1＝______，V6＝______，V9＝______；
②反应一段时间后，实验A中的金属呈________色，实验E中的金属呈________色；
③该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高。但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因_________________________________________________________________。
考向分析
近几年所考查的热点：①有关化学反应速率及平衡的计算；②影响化学反应速率及平衡的因素；③有关化学平衡常数的计算及影响因素。近几年增大了有关化学平衡常数计算的难度。
热点例析
热点一、外界条件对化学反应速率及化学平衡的影响
【例1】将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气，反应的热化学方程式为：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.5 kJ·mol－1
(1)下列措施中，能提高碳的转化率的是____________(填字母序号)。
a．容器的容积不变，增加水蒸气的物质的量
b．缩小容器的容积，增大压强
c．扩大容器的容积，减小压强
d．其他条件不变，升高温度
e．压强不变，充入He气
f．及时将水煤气从容器中移走
g．加入催化剂
h．采取措施使化学平衡常数K增大
(2)当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时，下列叙述正确的是______(填字母序号)。
a．CO的质量分数一定增加
b．CO的产量一定增加
c．反应物的转化率一定增大
d．反应物的浓度一定降低
e．生成CO的速率一定大于生成H2O的速率
f．正反应速率一定增大
g．逆反应速率一定减小
h．可以增加碳的质量，使平衡向正反应方向移动
i．c(H2O)/c(CO)的值一定减小
j．化学平衡常数K一定增大
注意点 1.影响化学反应速率的因素常与影响化学平衡移动的因素结合在一起进行考查，同学们在做题时，一定要注意排除化学平衡移动的干扰，如：
(1)温度：
①因为任何反应均伴随着热效应，所以只要温度改变，平衡一定发生移动。
②温度升高，不论是吸热反应还是放热反应，v(正)、v(逆)均增大，吸热反应方向增大的倍数大于放热反应方向增大的倍数，致使平衡向吸热反应方向移动，不能错误认为正反应速率增大，逆反应速率减小。同理，降低温度平衡向放热反应方向移动，但v(正)、v(逆)均减小。
(2)催化剂：
催化剂只能同倍地改变正、逆反应速率，改变到达平衡所需的时间，不影响化学平衡。
(3)浓度：
①增大反应物浓度的瞬间v(正)增大，v(逆)不变，平衡向正反应方向移动，v(正)逐渐减小，v(逆)逐渐增大，但最终v(正)、v(逆)均比原平衡大。同理，减小反应物浓度或减小生成物浓度，最终v(正)、v(逆)均比原平衡小。
②纯固体、纯液体无浓度变化，增加其量对反应速率及平衡均无影响。
(4)压强：
①加压(减小容器体积)对有气体参加和生成的反应，气体浓度增大，v(正)、v(逆)均增大，气体体积之和大的一侧增加的倍数大于气体体积之和小的一侧增加的倍数，平衡向气体体积减小的方向移动。同理，增大体积减压，v(正)、v(逆)均减小。
②等体积反应加压只能同倍地改变正、逆反应速率，改变到达平衡所需的时间，不影响化学平衡。
③无气体的反应，压强变化对反应速率及平衡均无影响。
2．注意压强的变化一定要归结到浓度的变化。
(1)如果压强改变但浓度不变，化学反应速率及平衡也不变化，如恒容时：充入惰性气体容器内气体总压增大，但反应物浓度不变，反应速率不变，化学平衡不移动。
(2)如果压强不变，但浓度变化，那么化学反应速率及平衡也相应发生变化，如恒压时，充入惰性气体容器容积增大气体反应物浓度减少反应速率减小，平衡向气体体积增大的方向移动(反应前后气体体积不变的反应除外)。
3．注意平衡移动的方向与转化率、浓度、体积分数等之间的关系。
如恒温恒容条件下向N2＋3H22NH3中充入N2，平衡右移N2的转化率降低，H2的转化率增大，NH3的体积分数减小，N2的浓度增大。
即时训练1 (2012山东泰安期末，15)下列说法中，正确的是(　　)。
A．增大反应物浓度，平衡正向移动，反应物的转化率一定增大
B．正、逆反应速率改变时，平衡一定发生移动
C．对于任何可逆反应，使用催化剂只改变反应速率，不影响平衡
D．增大体系压强，化学反应速率加快，化学平衡一定正向移动
热点二、化学平衡的建立及平衡常数
【例2】(2012北京东城期末，20)一定条件下，体积为1 L的密闭容器中发生如下反应：
SiF4(g)＋2H2O(g)SiO2(s)＋4HF(g)　ΔH＝＋148.9 kJ·mol－1
(1)下列各项中能说明该反应已达化学平衡状态的是________(填序号)。
a．v(SiF4)消耗＝4v(HF)生成
b．容器内气体压强不再变化
c．容器内气体的总质量不再变化
d．HF体积分数不再变化21世纪教育网
(2)反应过程中测定的部分数据如下表(表中t2＞t1)：
反应时间/min
n(SiF4)/mol
n(H2O)/mol
0
1.20
2.40
t1
0.80
a
t2
b
1.60
通过a或b的值及化学平衡原理说明t1时反应是否达到化学平衡状态：____________________________。
(3)若只改变一个条件使上述反应的化学平衡常数变大，该反应________(填序号)。
a．一定向正反应方向移动
b．一定向逆反应方向移动
c．一定是减小压强造成的
d．一定是升高温度造成的
e．SiF4的平衡转化率一定增大
(4)反应进行2 min时，容器内气体的密度减小了0.03 g·L－1，则这2 min内该反应的反应速率v(HF)＝______ mol·(L·min)－1。
方法归纳1.可逆反应达到平衡状态的标志
(1)绝对标志
(2)相对标志
①有气体参加的反应，气体的总压强、气体的总体积、气体的总物质的量不变时，当是等体积反应时，不平衡；当是不等体积反应时，平衡。
②气体的密度()、气体的平均相对分子质量()不变时，要具体分析各表达式中的分子或分母变化情况判断是否平衡。
③平衡体系中的颜色不变，如果平衡体系中的物质有色则可以判断平衡。
2．化学平衡常数
(1)平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度、反应速率无关，但与转化率有关。
(2)平衡常数越大，平衡向右进行的程度越大。
(3)浓度商Q与平衡常数K关系：
①Q＞K，反应向逆反应方向移动；
②Q＝K，反应处于平衡状态；
③Q＜K，反应向正反应方向移动。
即时训练2(改编自2012江苏苏锡常镇四市调研，15)在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝a kJ·mol－1其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：
t/℃
700
800
830
1 000
1 200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
下列说法中正确的是(　　)。
A．该反应的正反应为放热反应，即a＜0
B．当v(H2)＝v(H2O)时该反应达到化学平衡状态
C．当其他条件不变时，若缩小容器的体积，则有利于该反应平衡正向移动
D．当平衡浓度符合c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)时的温度为830 ℃
热点三、化学平衡图像
【例3】(2012江西南昌一模，12)合成氨的热化学方程式为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。现将1 mol N2(g)、3 mol H2(g)充入一容积为2 L的密闭容器中，在500 ℃下进行反应，10 min时达到平衡，NH3的体积分数为w，下列说法中正确的是(　　)。
A．若达到平衡时，测得体系放出9.24 kJ热量，则H2反应速率变化曲线如图a所示
B．反应过程中，混合气体平均相对分子质量为M，混合气体密度为d，混合气体压强为p，三者的变化趋势如图b
C．如图c所示，容器Ⅰ和Ⅱ达到平衡时，NH3的体积分数为w，则容器Ⅰ放出热量与容器Ⅱ吸收热量之和为92.4 kJ
D．若起始加入物料为1 mol N2、3 mol H2，在不同条件下达到平衡时，NH3的体积分数变化如图d所示
思路点拨 有关化学平衡图像题常见的思维途径
即时训练3 下列各项表述与示意图一致的是(　　)。
A．图①中a、b曲线分别表示反应CH2===CH2(g)＋H2(g)===CH3CH3(g)　ΔH＜0；使用和未使用催化剂时，反应过程中的能量变化
B．图②表示25 ℃时，用0.01 mol·L－1盐酸滴定一定体积的0.01 mol·L－1 NaOH溶液，溶液的pH随加入酸体积的变化
C．图③表示CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)反应CH4的转化率与温度、压强的关系，且p1＞p2、ΔH＜0
D．图④中曲线表示反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＜0；正、逆反应的平衡常数K随温度的变化
热点四、化学反应速率及化学平衡的计算
【例4】某温度下H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)的平衡常数K＝2.25。(1)该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入H2O(g)和CO(g)，发生反应H2O(g)＋CO(g)??H2(g)＋CO2(g)，三个容器中反应物的起始浓度如下表所示：
起始浓度/(mol·L－1)
甲
乙
丙
c(H2O)
0.010
0.020
0.020
c(CO)
0.010
0.010
0.020
(1)该反应的平衡常数表达式为____________；反应开始时，容器________中反应速率最快；5 min时甲中反应达到平衡状态，达到平衡后甲中的CO的转化率为________，则5 min内甲中CO2的平均生成速率为______________。
(2)在该温度下，在体积为2 L的容器中加入物质的量均为2 mol的H2O、CO、H2、CO2，则H2O(g)＋CO(g)H2(g)＋CO2(g)平衡开始向__________(填“左”“右”“不移动”或“无法确定”)。
方法技巧 有关化学反应速率及平衡的计算，如果我们不能一步得出答案，一般可用“三部曲”(始态、反应、终态)进行求解，但应该注意：
①参加反应(消耗或生成)的各物质的浓度比值一定等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比，由于始态时，是人为控制的，故不同物质的始态、终态各物质的量的比值不一定等于化学方程式中的化学计量数之比；若反应物始态时浓度成计量数比，则各反应物的转化率相等，且终态时，反应物的浓度也成计量数比。
②始态、反应、终态中的物理量要统一，要么都用物质的量，要么都用物质的量浓度，要么都用气体的体积。21世纪教育网
③计算化学平衡常数时，一定要运用各物质的“平衡浓度”来计算，勿利用各物质的“物质的量”或“非平衡时的浓度”进行计算。
④平衡常数的表达式与化学方程式的书写形式有关，对于同一个反应，当化学方程式的计量数发生变化时，平衡常数的数值及单位均发生变化，当化学方程式逆写时，此时平衡常数是原平衡常数的倒数。
即时训练4 (2012河南郑州一次质检，11)一定温度下，在容积为2 L的密闭容器中发生反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，部分数据见下表(表中t2＞t1)：
反应时
间/min
0
1.20
0.50
0
0
t1
0.80
t2
0.20
下列说法正确的是(　　)。
A．反应在t1 min内的平均反应速率为v(H2)＝ mol·L－1·min－1
B．平衡时CO的转化率为66.67%
C．该温度下反应的平衡常数为1
D．其他条件不变，若起始时n(CO)＝0.60 mol，n(H2O)＝1.20 mol，则平衡时n(CO2)＝0.20 mol
误区警示
1．混淆化学反应速率变化与化学平衡的移动的关系。
化学平衡移动，则化学反应速率一定改变，但化学反应速率改变，化学平衡不一定移动，如催化剂对化学平衡的影响，另外平衡正向移动，不可错误地认为逆反应速率减小，正反应速率就增大。
2．忽视物质的状态。
我们在分析压强大小或物质的量的多少对化学反应速率的影响时，一定要注意物质的状态，最后归结到浓度的变化，用浓度的变化分析化学反应速率的变化。
3．混淆勒夏特列原理中的“减弱”。
勒夏特列原理：如果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向移动，此处的“减弱”是在改变后的基础上减弱，并不能抵消，更不能超越。
4．分析达到平衡所需时间时不从速率的角度分析，而从化学平衡的角度分析。
一般我们比较时间长短，要从反应速率的大小进行比较，和化学平衡移动无关，化学反应速率越大，所需时间越短。
5．混淆化学平衡移动与转化率的关系。
化学平衡正向移动，反应物转化率不一定增大。
6．混淆影响化学平衡常数的因素。
跟踪练习 判断正误：(正确的打“√”号，错误的打“×”号)
1．对于A(g)＋2B(g)2Q(g)，增大压强平衡右移，正反应速率增大，逆反应速率减小。
2．对于Zn＋H2SO4===H2↑＋ZnSO4，增加Zn的量，生成氢气的速率加快。
3．对于A(s)＋2B(g)2Q(g)反应加压平衡不移动。
4．对于2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)反应，增大压强，体积缩小，则平衡右移使压强减小，最终体系的压强比原平衡时小。
5．对于2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＜0的反应，升温，则平衡左移，使体系温度比原平衡小。
6．对于A(g)＋2B(g)2Q(g)　ΔH＜0的反应，在其他条件均相同，只有温度不同，自反应开始到达平衡状态在100 ℃所需的时间小于在10 ℃所需的时间。
7．对于2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)反应，恒温恒容充入SO2，平衡向右移动，达到平衡后SO2的转化率增大。
8．在温度不变条件下，加压使2SO2＋O22SO3向正反应方向移动，化学平衡常数增大。
1．下列条件一定能使反应速率加大的是(　　)。
①增加反应物的物质的量　②升高温度　③缩小反应容器的体积　④不断分离出生成物　⑤加入MnO2
A．全部 B．①②⑤ C．② D．②③
2．合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＜0；图1表示在2 L的密闭容器中反应时N2的物质的量随时间的变化曲线。图2表示在其他条件不变的情况下，改变起始物H2的物质的量对此反应平衡的影响。下列说法正确的是(　　)。

图1 　　 图2
A．图1中，0～10 min内，v(N2)是不断增大的
B．图1中，从11 min起保持其他条件不变，压缩容器的体积为1 L，则n(N2)的变化曲线为d
C．图2中a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N2的转化率最高的是b点
D．图2中T1和T2表示温度，对应温度下的平衡常数为K1、K2，则：T1＞T2，K1＞K2
3．(2012湖北十堰调考，12)已知可逆反应：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)　ΔH＞0。在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c(M)＝1.0 mol·L－1，c(N)＝3.0 mol·L－1，达到平衡时N的转化率为25%。下列说法正确的是(　　)。
A．达到平衡后，增大压强，则正、逆反应速率不变，M的转化率不变
B．温度升高，达到新平衡时M的体积分数增大
C．相同条件下，增大N的浓度，反应正向进行，平衡常数增大
D．相同条件下，若起始时c(M)＝c(N)，达到平衡后，M的转化率＞25%21世纪教育网
4．(2012山东理综，29)偏二甲肼与N2O4是常用的火箭推进剂，二者发生如下化学反应：
(CH3)2NNH2(l)＋2N2O4(l)===2CO2(g)＋3N2(g)＋4H2O(g)　(Ⅰ)
(1)反应(Ⅰ)中氧化剂是______。
(2)火箭残骸中常现红棕色气体，原因为：N2O4(g)2NO2(g)　(Ⅱ)
当温度升高时，气体颜色变深，则反应(Ⅱ)为______(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)一定温度下，反应(Ⅱ)的焓变为ΔH。现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是______。
若在相同温度下，上述反应改在体积为1 L的恒容密闭容器中进行，平衡常数______(填“增大”“不变”或“减小”)，反应3 s后NO2的物质的量为0.6 mol，则0～3 s内的平均反应速率v(N2O4)＝____________ mol·(L·s)－1。
(4)NO2可用氨水吸收生成NH4NO3。25 ℃时，将a mol NH4NO3溶于水，溶液显酸性，原因是________________(用离子方程式表示)。向该溶液滴加b L 氨水后溶液呈中性，则滴加氨水的过程中水的电离平衡将______(填“正向”“不”或“逆向”)移动，所滴加氨水的浓度为______mol·L－1。(NH3·H2O的电离平衡常数取Kb＝2×10－5 mol·L－1)
5．汽车尾气的主要成分是一氧化碳和氮氧化物，治理尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器，发生如下反应：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＜0。若在一定温度下，将2 mol NO、1 mol CO充入固定容积的容器中，反应过程中各物质的浓度变化如图所示。则从开始到达到平衡状态的过程中，平均反应速率v(CO2)＝______，(结果保留两位有效数字)，该温度下，反应的化学平衡常数K＝________(用分数表示)。20 min时，若改变反应条件，导致N2浓度发生如图所示的变化，则改变的条件可能是________(填字母)。
①加入催化剂 ②降低温度 ③缩小容器体积 ④增加CO的物质的量
A．只有① B．②和④ C．只有③ D．只有④
6．(1)科学家一直致力于“人工固氮”的新方法研究。根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生下列反应：2N2(g)＋6H2O(l)4NH3(g)＋3O2(g)　ΔH＝a kJ·mol－1
进一步研究NH3生成量与温度的关系，常压下达到平衡时测得部分实验数据如下表：
温度T/K
303
313
323
NH3生成量/(10－6mol)
4.8
5.9
6.0
①此合成反应的a______0(填“＞”“＜”或“＝”)。
②达到平衡后改变下列条件能使上述反应的反应速率增大，且平衡向正向移动的是________。
a．选用更高效的催化剂
b．升高温度
c．及时分离出氨气
d．增加水蒸气的浓度
(2)工业生产中产生含SO2的废气，经石灰吸收和氧化后制成硫酸钙，硫酸钙是一种用途非常广泛的产品，可用于生产硫酸、水泥等。硫酸生产中，SO2催化氧化成SO3的热化学方程式为：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196.0 kJ·mol－1
①容器体积不变时，为了提高SO2的转化率，可采用的措施是______(填字母标号)。
A．加入催化剂V2O5 B．使用过量SO2 C．高温 D．通入过量空气
②某温度时，在一个容积为10 L的密闭容器中充入4.0 mol SO2和2.0 mol O2，半分钟后达到平衡，并放出352.8 kJ的热量。此时SO2的转化率是________，该温度下的平衡常数K＝________。
参考答案
命题调研·明晰考向
真题试做
1．答案：①0.234 mol·L－1　②＜　③0.031　④v(5～6)＞v(2～3)＝v(12～13)　⑤＞　在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大
解析：①c(Cl2)＝0.11 mol·L－1、c(CO)＝0.085 mol·L－1、c(COCl2)＝0.04mol·L－1，代入K＝≈0.234 mol·L－1；②第4 min时，Cl2与CO的浓度均逐渐增大，再结合此反应正向为吸热反应，所以第4 min时改变的条件一定是升高温度，故T(2)＜T(8)；③用平衡常数进行求解，此温度下K＝＝0.234 mol·L－1＝可知c(COCl2)≈0.031 mol·L－1；④依据v(CO)＝可知v(2～3)＝v(12～13)＝0；⑤由图像可知上面的两个曲线是生成物浓度变化曲线、下面的曲线为COCl2浓度变化曲线，v(COCl2)＝，5～6 min时的Δc(COCl2)大于15～16 min时的，所以v(5～6)＞v(15～16)；应从影响化学反应速率的因素入手分析，由图像可知4～18分钟温度相同，只能从浓度角度分析。
2．答案：(1)③④　(2)1－
解析：(1)①忽略了体积(2 L)；T2时斜率大于T1时斜率，所以T2＞T1，温度越高甲醇的含量越低，所以该反应是放热反应，③正确；从T1变到T2，CO2＋3H2CH3OH＋H2O左移，平衡常数减小，②错误、④正确；(2)依据“三部曲”
　　　　　CO2＋3H2CH3OH＋H2O
始态/mol 1 3 0 0
反应/mol α 3α α α
终态/mol 1－α 3－3α α α
压强之比＝物质的量之比＝[(1－α)＋(3－3α)＋α＋α]∶4。
3．答案：23.8　减小　降低　减小
解析：依据“三部曲”计算
　　　　　　　2SO2＋O22SO3
始态/(mol·L－1) 0.23 0.11 0
反应/(mol·L－1) 0.12 0.06 0.12
终态/(mol·L－1) 0.11 0.05 0.12
K＝≈23.8
再加入0.50 mol O2，平衡一定右移，但O2的平衡浓度一定增大，SO2的平衡浓度一定减小，O2的转化率降低，SO2的转化率升高，由于SO3的增加量不如混合气体的增加量程度大，则SO3的体积分数减小。
4．答案：(1)Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu　Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
(2)CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成Cu/Zn微电池，加快了氢气产生的速率
(3)Ag2SO4
(4)升高反应温度、适当增加硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等
(5)①30　10　17.5
②灰黑　暗红21世纪教育网
③当加入一定量的CuSO4后，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，降低了Zn与溶液的接触面积21世纪教育网
解析：(1)分析实验中涉及的物质：Zn、CuSO4、H2SO4，其中能发生的化学反应有两个：Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu，Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。
(2)由于Zn与CuSO4溶液反应生成的Cu附着在Zn片表面，构成铜锌原电池，从而加快了H2产生的速率。
(3)4种溶液中能与Zn发生置换反应的只有Ag2SO4溶液。
(4)根据影响化学反应速率的外界因素，加快反应速率的方法还有：增大反应物浓度，升高温度，使用催化剂，增大锌粒的表面积等。注意H2SO4浓度不能过大，因为浓硫酸与Zn反应不生成H2。
(5)若研究CuSO4的量对H2生成速率的影响，则实验中除CuSO4的量不同之外，其他物质的量均相同，则V1＝V2＝V3＝V4＝V5＝30 mL，最终溶液总体积相同，由实验F可知，溶液的总体积均为50 mL，则V6＝10 mL，V9＝17.5 mL。随着CuSO4的量增大，则附着在Zn片表面的Cu会越来越多，当Cu完全覆盖Zn片时，Zn不能与H2SO4接触，则生成H2的速率会减小。
精要例析·聚焦热点
热点例析
【例1】 答案：(1)a、c、d、e、f、h　(2)b、e
解析：(1)依据转化率α＝×100%，a、c、d、f均能使平衡右移，碳转化的物质的量增大，符合；b使平衡向左移动，碳转化的物质的量减小，不符合；e相当于减压，使平衡右移，碳转化的物质的量增大，符合；g平衡不移动，不符合；h化学平衡常数K只随温度变化而变化，所以采取的措施一定是升高温度，符合。(2)加入水蒸气平衡右移，水的转化率降低、水蒸气浓度增大，化学平衡常数不变，所以c、d、j均错；CO的质量分数＝×100%，减小CO的浓度，平衡右移，CO的质量、气体的总质量均减小，但CO的质量减小得多，所以a错误；加入水蒸气平衡右移，c(H2O)、c(CO)均增大，但c(H2O)增大得多，i错误；平衡右移生成物的产量一定增大，b正确；平衡向正反应方向移动，所以v(正)＞v(逆)，e正确；若减压，平衡向正反应方向移动，但正逆反应速率均降低，f错误；升高温度平衡向正方向移动，正逆反应速率均增大，故g错误；由碳是固体可知h错误。
【即时训练1】 C　解析：如向N2＋3H22NH3中充入N2，N2的转化率降低、H2的转化率增大，A错误；由催化剂性质，可知B错误、C正确；增大体系压强，对等体反应平衡不移动，对增体反应平衡逆反应方向移动，D选项错误。
【例2】 答案：(1)bcd
(2)通过计算a＝1.60(或b＝0.80)，说明在一定条件下，t1→t2时各组分浓度(或物质的量)均已不再发生改变，所以t1时反应已经达到化学平衡状态
(3)ade　(4)0.001
解析：(1)a均是正反应速率；此反应不是等体积反应，b可以。(3)平衡常数变大，只能通过升高温度，使平衡右移，b、c错误。(4)减小气体的质量＝生成SiO2的质量＝0.03 g·L－1×1 L＝0.03 g，n(SiO2)＝0.000 5 mol，所以生成n(HF)＝0.000 5 mol×4＝0.002 mol，v(HF)＝＝0.001 mol·L－1·min－1。
【即时训练2】 D　解析：温度升高K增大，平衡右移，反应为吸热反应，A错误；B选项没有标明正逆反应速率，错误；此反应为等体反应，C错误；由K＝＝1，可知D正确。
【例3】 C　解析：随着反应进行，c(H2)逐渐降低，所以H2反应速率也逐渐减小，A错误；依据M＝、d＝，气体总质量、总体积不变，而气体的总物质的量减小，所以M逐渐增大至平衡后保持不变、p逐渐减小至平衡后保持不变，d始终不变，B选项错误；Ⅰ和Ⅱ达到平衡时是“等效平衡”，Ⅰ生成的n(NH3)与Ⅱ剩余的n(NH3)相等，即Ⅰ生成的n(NH3)＋Ⅱ消耗的n(NH3)＝2 mol，所以C正确；温度越高达到平衡的时间越短，且升高温度平衡左移，氨气的体积分数减小，D错误。
【即时训练3】 D　解析：此反应是放热反应，反应物总能量高于生成物总能量，A错误；0.01 mol·L－1 NaOH溶液的pH为12，B错误；压强越大，CH4转化率越小，压强与图像相符。如果ΔH＜0，温度越高CH4转化率越小，C错误；此反应是放热反应，随着温度的升高正、逆反应的平衡常数分别减小、增大，D正确。
【例4】 答案：　丙　40%　0.000 8 mol·L－1·min－1　左
解析：(1)根据题意，可以利用“三部曲”求解，
　　　　　　　H2O(g)＋CO(g) H2(g)＋CO2(g)
始态/(mol·L－1): 0.010 0.010 0 0
反应/(mol·L－1): x x x x
终态/(mol·L－1): 0.010－x 0.010－x x x
K＝＝＝，所以x＝0.004 mol·L－1，CO的转化率＝×100%＝40%，v(CO2)＝0.004 mol·L－1÷5 min＝0.000 8 mol·L－1·min－1。
(2)H2O、CO、H2、CO2各物质的浓度均为1 mol·L－1，所以反应开始时＝1大于平衡常数，平衡向左移动。
【即时训练4】 C　解析：(1)根据题意，可以利用“三部曲”求解，
　　　　　　　　CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
始态/(mol·L－1): 0.6 0.3 0 0
t1反应/(mol·L－1): 0.2 0.2 0.2 0.221世纪教育网
t1终态/(mol·L－1): 0.4 0.1 0.2 0.221世纪教育网
t2反应/(mol·L－1): 0.2 0.2 0.2 0.2
t2终态/(mol·L－1): 0.4 0.1 0.2 0.2
所以反应t1时达到平衡状态；v(H2)＝ mol·L－1·min－1，A错误；CO的转化率＝，B错误；K＝＝＝1，C正确；D选项利用“三部曲”：
　　　　　　　　CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
始态/(mol·L－1): 0.3 0.6 0 0
反应/(mol·L－1): x x x x
终态/(mol·L－1): 0.3－x 0.6－x x x
K＝＝＝1，所以x＝0.2 mol·L－1，即c (CO2)＝0.2 mol·L－1，n(CO2)＝0.2 mol·L－1×2 L，错误。
误区警示[来源:21世纪教育网]
【跟踪练习】 答案：×　×　√　×　×　√　×　×
解析：1.加压各物质的浓度均增大，正逆反应速率均增大，错误；2.锌是固体，错误；3.A是固体，此反应为等体积反应，正确；6.温度越高，化学反应速率越大，达到平衡所需时间越短，正确。8.平衡常数只随温度变化而变化，错误。
创新模拟·预测演练
1．C　解析：关键是“一定能使反应速率加大”，①对于纯液体和固体不适用；③只对有气体参与的反应有作用，且改变容积必须引起浓度的变化；④使反应速率减小；⑤MnO2不是所有反应的催化剂。
2．B　解析：随着反应的进行，c(N2)逐渐减小，且减小幅度也在逐渐减小，所以v(N2)逐渐减小，A错误；压缩容器的体积，在压缩的瞬间n(N2)不变(注意本题是物质的量，不是浓度)，平衡右移，使n(N2)逐渐减小，B正确；同一温度下，随着c(H2)增大，N2的转化率逐渐增大，所以在a、b、c三点中c点的N2转化率最高，C错误；根据图2，当n(H2)相同时，升高温度，平衡左移，NH3%减小，所以T1＜T2，K1＞K2，D错误。
3．D　解析：A选项，正逆反应速率均增大，且增大倍数相同，平衡不移动，错误；升高温度平衡右移，M的体积分数减小，B错误；C选项，改变浓度平衡常数不变，错误；D选项，相当于在原平衡的基础上加入M，所以N的转化率增大，又因为起始时c(M)∶c(N)＝1∶1＝方程式中计量数之比，所以M的转化率等于N的转化率。
4．答案：(1)N2O4
(2)吸热
(3)ad　不变　0.1
(4)NH＋H2ONH3·H2O＋H＋　逆向　
解析：(1)分析元素的化合价可知，N2O4中N元素的化合价由＋4价变为0价，被还原，作氧化剂。(2)升高温度，气体颜色加深，说明NO2的浓度增大，平衡正向移动，所以反应(Ⅱ)是吸热反应。(3)因为反应N2O42NO2的正方向是气体的物质的量增大的方向，在恒压下建立平衡时，气体的体积应该增大，气体的质量不变，所以其密度为变量，当密度不再改变时说明反应达到平衡状态，a正确；温度一定时，反应的焓变为定值，所以焓变不变不能说明反应是否达到平衡状态，b错误；当v(正)＝v(逆)时反应达到平衡状态，而c中均为v(正)，故c错误；N2O4的转化率为变量，当其不变时说明反应达到平衡状态，d正确。化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变。根据题意可知，在3 s时，用NO2表示的化学反应速率是0.2 mol·(L·s)－1，根据速率之比等于化学计量数之比可得，N2O4的反应速率是0.1 mol·(L·s)－1。(4)NH4NO3溶液显酸性是因为NH发生水解：NH＋H2ONH3·H2O＋H＋，盐的水解促进了水的电离，加入氨水至中性的过程中抑制了水的电离，所以水的电离平衡将逆向移动。根据NH3·H2O的电离平衡常数Kb＝[c(NH)·c(OH－)]/c(NH3·H2O)可知，c(NH3·H2O)＝[c(NH)·c(OH－)]/Kb，故n(NH)＝200n(NH3·H2O)，根据电荷守恒可知n(NH)＝n(NO)＝a mol。所以n(NH3·H2O)＝ mol c(NH3·H2O)＝＝ mol·L－1。
5．答案：0.027 mol·L－1·min－1　5/144　B
解析：由图像可知此容器为1 L，可以利用“三部曲”求解：
　　　　　　2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)
始态(mol·L－1): 2 1 0 0
反应(mol·L－1): 0.4 0.4 0.2 0.4
终态(mol·L－1): 1.6 0.6 0.2 0.4
K＝＝＝，v(CO2)＝0.4 mol·L－1÷15 min≈0.027 mol·L－1·min－1；改变条件瞬间N2浓度不变，所以③不可以，随着反应的进行，N2浓度逐渐增加，平衡右移，②和④可以，催化剂不影响化学反应平衡。
6．答案：(1)①＞　②bd　(2)①D　②90%　4 050
解析：(1)温度升高平衡向右移动，所以正反应为吸热反应；分离出氨气平衡右移，但反应速率降低，c错误；(2)②依据热化学方程式可知有2 mol SO2与1 mol O2完全反应放出196.0 kJ的热量，所以参加反应的n(SO2)＝×2 mol＝3.6 mol，依据“三部曲”
　　　　　　　2SO2(g)＋O2(g) 2SO2(g)
始态/(mol·L－1): 0.4 0.2 0
反应/(mol·L－1): 0.36 0.18 0.36
终态/(mol·L－1): 0.04 0.02 0.36
K＝＝4 050
第3讲　电化学
真题试做
1．(2011课标全国理综)铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH)2＋2Ni(OH)2，下列有关该电池的说法不正确的是(　　)。
A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe
B．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2
C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低
D．电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O21世纪教育网
2．(2010全国新课标卷)根据下图可判断下列离子方程式中错误的是(　　)。
　
A．2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===2Ag＋(aq)＋Cd(s)
B．Co2＋(aq)＋Cd(s)===Co(s)＋Cd2＋(aq)
C．2Ag＋(aq)＋Cd(s)===2Ag(s)＋Cd2＋(aq)
D．2Ag＋(aq)＋Co(s)===2Ag(s)＋Co2＋(aq)
3．(2012课标全国理综26题部分)与MnO2Zn电池类似，K2FeO4Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为____________________，该电池总反应的离子方程式为________________________。
4．(2011课标全国理综部分)已知CH3OH(l)的燃烧热ΔH为－726.5 kJ·mol－1，在直接以甲醇为燃料电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为____________________、正极的反应式为____________________。理想状态下，该燃料电池消耗1 mol甲醇所能产生的最大电能为702.1 kJ，则该燃料电池的理论效率为____________(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比)
考向分析
近几年所考查的热点：①原电池的工作原理；②电极反应式及电池反应式的书写；③有关电化学的计算。
热点例析
热点一、原电池的工作原理及电极反应式的书写
【例1】(改编自2012辽宁部分重点中学期末联考，19)某科研单位利用电化学原理用SO2来制备硫酸，装置如下图，含有某种催化剂。电极为多孔的材料，能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。
(1)通入SO2的电极为________极，其电极反应式为______________________，此电极区pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)电解质溶液中的H＋通过质子膜________(填 “向左”“向右”或“不”)移动，通入氧气的电极反应式为________________________________。
(3)电池总反应式为____________________。
思路点拨 有关原电池解题的一般思路：
1．确定正负极方法：
(1)根据电极材料判断：①活泼金属是负极、不活泼金属(或非金属)是正极；②燃料电池，燃料是负极，氧气为正极。21世纪教育网
(2)由反应类型判断：失电子发生氧化反应的是负极；得电子发生还原反应的是正极。
(3)依据电子流向、阴阳离子流向、电流流向判断：电子流出、电流流入、阴离子流向、阳离子流出的电极为负极；电子流入、电流流出、阴离子流出、阳离子流向的电极为正极。21世纪教育网
2．电极反应式的书写
(1)电极反应式的书写是关键，常见的步骤及方法。
例如：碱性CH3OH燃料电池电极反应式的书写步骤：步骤1，确定得失电子数目：负极为CH3OH－6e－―→，正极为O2＋4e－―→；步骤2，依据电解质溶液确定产物：负极为CH3OH－6e－―→CO，正极为O2＋4e－―→4OH－；步骤3，配平：负极为CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O，正极为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，依据得失电子守恒：负极×2＋正极×3即得电池总反应式。
(2)书写电极反应式应充分注意介质影响。
①中性溶液反应物中若是H＋得电子或OH－失电子，H＋和OH－均来自于水的电离；
②酸性溶液反应物、生成物中均无OH－；
③碱性溶液反应物、生成物中均无H＋；
④水溶液中不能出现O2－。
即时训练1 (2012吉林期末质检，17)实验发现，298 K时，在FeCl3酸性溶液中加入少量锌粒后，Fe3＋立即被还原成Fe2＋。某化学兴趣小组根据该实验事实设计了如下图所示的原电池装置。下列有关说法中正确的是(　　)。
A．该原电池的正极反应是：Zn－2e－===Zn2＋
B．左烧杯中溶液的红色逐渐褪去
C．该电池铂电极上有气泡出现21世纪教育网
D．该电池总反应为：3Zn＋2Fe3＋===2Fe＋3Zn2＋
热点二、电解池电极反应式及总反应式的书写
【例2】用电解法也可制备Cu2O。原理如下图所示，则电极反应可以表示为，阳极__________________________，阴极______________________________。电解过程中，石墨电极附近的pH________(填“增大”“不变”“减小”或“无法确定”)，如果不考虑溶液体积变化外，整个电解质溶液的pH______(填“增大”“不变”“减小”或“无法确定”)。
(2)假设电解质溶液换成硫酸溶液，若仍能制得Cu2O，则电极反应可以表示为，阳极________________________，阴极________________________________。21世纪教育网
思路点拨 有关电解池解题的一般思路：
1．确定阴阳极的方法
原电池和电解池电极的判断是解题的关键，为了方便记忆，我们可采取口诀或谐音的方法记忆。
原电池，正负极；电解池，阴阳极；
失去电子负(原电池)阳(电解池)极；
发生氧化定无疑。
还可以用谐音帮助记忆：
阴得(阴德)阳失；阳氧(阳)阴还。
2．电极反应式的书写步骤及方法
步骤：电极反应式的书写首先根据题干要求及信息大胆写出反应物和生成物，然后根据“阴得阳失”加上得失电子数目，最后根据电解质溶液酸碱性补上H＋、OH－或H2O，最后依据电荷守恒配平。
注意：电解池电极方程式中，如果是H＋、OH－放电，不论溶液酸碱性，则一定写H＋、OH－得、失电子，其他情况下酸性溶液中一定不能存在OH－，同理在碱性溶液中一定不能存在H＋。
3．分析实验现象
分析电极及电极区的pH及实验现象时，要从电极反应式入手；分析电解质溶液中的pH及实验现象时，要从电池反应式入手。
即时训练2 (2012江西九校一次联考，11)蝇类昆虫的雌性信息素可用芥酸(来自白芥)与羧酸X在浓NaOH溶液中进行阳极氧化得到。电解总反应式为
C21H＋X＋4NaOH―→C23H＋2Na2CO3＋2H2O＋H2↑
则下列说法正确的是(　　)。
A．X为C3H7COOH
B．电解的阳极反应式为：C21H41COOH＋X－2e－＋2H2O===C23H46＋CO＋6H＋
C．电解过程中阴极区pH增大，Na＋向阴极移动
D．阴极的还原产物为H2和OH－
热点三、电化学知识的有关计算
【例3】(组合改编)下列有关电解实验的说法中不正确的是(　　)。
A．使用肼—空气碱性燃料电池作为电解精炼铜的电源，阴极的质量变化128 g，则肼—空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气为112 L(假设空气中氧气体积分数为20%)
B．若在水中加入少量的硫酸钠，电解水结束后溶液的pH将会保持不变
C．电解硫酸铜溶液一段时间后，为了使电解质溶液复原，可以加入适量的Cu(OH)2
D．电解硫酸铜溶液产生氧气1.12 L(标准状况)时，转移的电子总数为0.2 mol
方法归纳 1.首先分析化合价及得失电子情况，并写出电极反应式，依据电极反应式进行分析，如(1)电解质溶液复原：加入的物质应该是阴阳两极生成的单质化合而得到的物质。(2)求消耗某物质的质量或物质的量：最好用电池反应式求算。
2．在串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电荷量等类型的计算时，要注意运用电子守恒法计算。
热点四、金属的腐蚀与防护
【例4】海水的进水钢闸门易被腐蚀，对此的下列说法不正确的是(　　)。
A．钢闸门腐蚀的本质是Fe－2e－===Fe2＋
B．钢闸门腐蚀主要是发生电化学吸氧腐蚀，其正极反应是O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．将钢闸门与浸入海水的锌块用导线相连，可防止钢闸门腐蚀
D．将钢闸门与直流电源的正极相连，可防止钢闸门腐蚀
规律总结 抓住金属腐蚀的本质，依据金属活动性顺序进行判断。21世纪教育网
1．常见的电化学腐蚀有两类：①形成原电池时，金属作负极，大多数是吸氧腐蚀；②形成电解池时，金属作阳极。
2．金属防腐的电化学方法：
①原电池原理——牺牲阳极的阴极保护法：与较活泼的金属相连，较活泼的金属作负极被腐蚀，被保护的金属作正极。
注意：此处是原电池，牺牲了负极保护了正极，但习惯上叫牺牲阳极的阴极保护法。
②电解池原理——外加电流的阴极保护法：被保护的金属与原电池负极相连，形成电解池，作阴极。
即时训练3 (2011浙江理综，10)将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘处少。下列说法正确的是(　　)。
A．液滴中的Cl－由a区向b区迁移
B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b区迁移，与b区的OH－形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈
D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为：Cu－2e－===Cu2＋
误区警示
1．精炼铜时忽视粗铜中的杂质
如在铜的电解精炼中，因为作为阳极的粗铜中含有多种杂质(锌、铁、镍、银、金等)，所以阴极增加的质量与阳极减小的质量不一定相等，但得失电子数一定相等。随着精炼的进行，溶液中的Cu2＋浓度逐渐减小。
2．混淆原电池电解质溶液中的电流方向
原电池形成的重要条件之一——形成闭合回路，在外电路(导线)中电流由正极流向负极，而在(内电路)电解质溶液中，电流却由负极流向正极(即阳离子移向正极，阴离子移向负极)，这样才能形成闭合回路。
3．忽视电解质溶液与金属导电的机理
电解质溶液导电的原因是自由离子(阴阳离子)的定向移动，电子不能通过溶液，而金属导电的原因是自由电子的定向移动，离子不能通过金属。
4．忽视电解质溶液对电极反应式的影响
在书写电极反应及分析两极区的实验现象时，要特别注意电解质与电极生成物的反应：(1)负极生成的金属离子在碱性溶液中能与OH－反应生成难溶性碱，如钢铁腐蚀中负极生成的Fe2＋与正极生成的OH－结合生成Fe(OH)2。(2)电极反应若有CO2生成，在碱性条件下不会有气泡放出，而是与OH－反应生成CO，在酸性条件下，则有气泡放出。
5．忽视金属腐蚀时正极有氧气参加反应
如下图所示装置，导线中有电流产生，写出碳棒上的电极反应式。铁不与氯化钠溶液反应，从能量的角度分析此装置不能形成原电池，但同学们如果考虑到吸氧腐蚀，问题就能迎刃而解，空气中的氧气在正极得电子，即O2＋4e－＋2H2O===4OH－。
跟踪练习 判断正误：(正确的打“√”号，错误的打“×”号)
1．在Cu—CuSO4—Zn原电池中，Cu2＋向负极移动。
2．(2010四川理综)电解精炼铜时，若阴极得到的电子数为2NA个，则阳极质量减少64 g
3．(2011江苏化学)铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应
4．电解饱和食盐水时，电子的流向由负极→外电路→阴极→食盐水溶液→阳极→正极。
5．碱性甲醇燃料电池的负极反应式为：CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋
1．(2012山东泰安模拟，16)根据下图回答，下列说法不正确的是(　　)。
A．此装置用于电镀铜时，电解一段时间，硫酸铜溶液的浓度不变
B．燃料电池中正极反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O
C．若a为粗铜，b为纯铜，该装置可用于粗铜的精炼
D．电子经导线流入a电极
2．将洁净的金属片甲、乙、丙、丁分别放置在浸有某种盐溶液的滤纸上面并压紧(如下图所示)。在每次实验时，记录电压表指针的移动方向和电压表的读数如下表：(已知构成两电极的金属其金属活动性相差越大，电压表的读数越大)
金属
电子流动方向
电压/V
甲
甲→Cu
＋0.78
乙
Cu→乙
－0.15
丙
丙→Cu
＋1.35
丁
丁→Cu
＋0.30
依据记录数据判断，下列结论中正确的是(　　)。
A．金属乙能从硫酸铜溶液中置换出铜
B．甲、乙形成合金时，将该合金露置在空气中，甲先被腐蚀
C．在四种金属中，乙的还原性最强
D．甲、丁若形成原电池时，甲为正极
3．(2012江西南昌调研，12)将质量相等的银片和铂片分别作为阳极和阴极用来电解硝酸银溶液：ⅰ.以电流强度为1 A通电10 min；ⅱ.10 min后，反接电源，以电流强度为2 A继续通电10 min；下列图像分别表示：银电极质量，铂电极质量及电解池产生气体质量与电解时间的关系图，正确的是(　　)。
A．①③ B．①② C．②③④ D．①②③④
4．(2012辽宁五校协作体联考，27)某课外活动小组同学用如图装置进行实验，试回答下列问题：21世纪教育网
(1)若开始时开关K与a连接，则B极的电极反应式为
________________________________________________________________________。
(2)若开始时开关K与b连接，则B极的电极反应式为______________，总反应的离子方程式为________________。有关上述实验，下列说法正确的是(填序号)________。
①溶液中Na＋向A极移动　②从A极处逸出的气体能使湿润KI淀粉试纸变蓝　③反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度　④若标准状况下B极产生2.24 L气体，则溶液中转移0.2 mol电子[来源:21世纪教育网]
(3)该小组同学模拟工业上用离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。
①该电解槽的阳极反应式为__________________________________________________。
此时通过阴离子交换膜的离子数____________(填“大于”“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。
②通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因______________________________。
③若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的电极反应式为__________________________________________。
5．(1)第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车轮。汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低汽油的消耗；在刹车或下坡时，电池处于充电状态。混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属(以M表示)为负极，碱液(主要为KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理示意如下图，其总反应式为：H2＋2NiOOH2Ni(OH)2。
根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的pH______(填“增大”、“减小”或“不变”)，该电极的电极反应式__________________________________。
(2)氨气在纯氧中燃烧，生成一种单质和水，试写出该反应的化学方程式________________________________，科学家利用此原理，设计成氨气—氧气燃料电池，则通入氨气的电极是________(填“正极”或“负极”)，碱性条件下，该电极发生反应的电极反应式为__________________________________。
参考答案
命题调研·明晰考向
真题试做
1．C　解析：由生成物Fe(OH)2、Ni(OH)2可知该电解液为碱性溶液，Fe化合价升高失去电子作负极，Ni2O3化合价降低，得到电子作正极，A、B选项正确；充电时为电解池，阴极得电子，化合价升高，所以是Fe(OH)2得电子，电极反应为Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－，阴极附近溶液的pH升高，C选项错误。
2．A　解析：依据原电池工作原理，正极发生得电子的反应Co2＋＋2e－===Co、Ag＋＋e－===Ag；负极发生失电子的反应Cd－2e－===Cd2＋、Co－2e－===Co2＋，发生电池反应分别为Co2＋＋Cd===Co＋Cd2＋、2Ag＋＋Co===2Ag＋Co2＋；由此可得到还原性Cd＞Co＞Ag，可知A选项错误。
3．答案：FeO＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－
2FeO＋8H2O＋3Zn===2Fe(OH)3＋3Zn(OH)2＋4OH－
[注：Fe(OH)3、Zn(OH)2写成氧化物等其他形式且正确也可]
解析：正极发生得电子的还原反应，碱性条件下FeO得到3个电子生成Fe(OH)3，即FeO＋3e－―→Fe(OH)3，依据电荷守恒后面加5个OH－，即FeO＋3e－―→Fe(OH)3＋5OH－，依据H原子守恒FeO＋3e－＋4H2O―→Fe(OH)3＋5OH－，最后用O原子检查是否正确；负极反应为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，根据得失电子守恒两电极反应变为2FeO＋6e－＋8H2O===2Fe(OH)3＋10OH－、3Zn－6e－＋6OH－===3Zn(OH)2，相加即得电池反应式。
4．答案：(1)CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋　O2＋6H＋＋6e－===3H2O　96.6%
解析：(1)首先判断化合价变化，CH3OH→CO2化合价升高6价，所以失去6个电子CH3OH－6e－―→CO2，溶液显酸性，用H＋配平，CH3OH－6e－―→CO2＋6H＋，最后用H2O配平即可；效率为×100%＝96.6%。
精要例析·聚焦热点
热点例析
【例1】 答案：(1)负　SO2－2e－＋2H2O===SO＋4H＋　减小
(2)向右　O2＋4e－＋4H＋===2H2O
(3)2SO2＋2H2O＋O2===H2SO4
解析：(1)SO2制备硫酸，SO2被氧化为负极，S的化合价升高2价，即SO2－2e－―→SO，溶液显酸性，用H2O、H＋配平得SO2－2e－＋H2O===SO＋4H＋，依据电极反应式可知负极区酸性增强；(2)阳离子向正极区移动，O2得4个电子O2＋4e－，溶液显酸性用H2O、H＋配平得O2＋4e－＋4H＋===2H2O；(3)电池总反应式为2SO2＋2H2O＋O2===H2SO4。
【即时训练1】 B　解析：正极是得电子的反应，A错误；左烧杯中的电极反应式为Fe3＋－e－===Fe2＋，B正确、C错误；因为在金属活动性顺序中铁排在H的前面，在酸性溶液中不会生成Fe，D错误。
【例2】 答案：(1)2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O　2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－　增大　不变
(2)2Cu－2e－＋H2O===Cu2O＋2H＋　2H＋＋2e－===H2↑[来源:21世纪教育网]
解析：依据“阴得阳失”及信息可知阳极Cu失电子生成Cu2O，阴极H＋得电子H2。阳极：2Cu－2e－―→Cu2O、阴极：2H＋＋2e－―→H2，(1)用OH－配平前后电荷，阳极：2Cu－2e－＋2OH－―→Cu2O，用H2O配平H原子，阳极：2Cu－2e－＋2OH－―→Cu2O＋H2O，最后用O原子检查是否配平。(2)用H＋配平前后电荷，阳极：2Cu－2e－―→Cu2O＋2H＋，用H2O配平H原子，阳极：2Cu－2e－＋H2O―→Cu2O＋2H＋，最后用O原子检查是否配平。
【即时训练2】 C　解析：依据原子守恒可知X化学式为C3H6O2，A错误；B选项中有CO生成一定无H＋生成，错误；H＋在阴极得电子可知生成H2，所以电解过程中阴极区pH增大，C选项正确；OH－不是还原产物，D选项错误。
【例3】 C　解析：阴极上生成2 mol Cu，依Cu2＋＋2e－===Cu可知转移4 mol e－，氧气为正极，依据O2＋2H2O＋4e－===4OH－可知消耗1 mol O2，标准状况下体积为22.4 L，即需要空气为112 L，所以A正确；B选项是电解水，硫酸钠溶液为中性，所以pH不变，正确；C选项的电极反应式为：2Cu2＋＋4e－===2Cu、4OH－－4e－===O2↑＋2H2O,2Cu与O2恰好可结合为2CuO，所以应加入CuO，但加入Cu(OH)2相当于多加了水，错误；D选项，n(O2)＝0.05 mol，依据4OH－－4e－===O2↑＋2H2O可知转移的电子总数为0.2 mol，正确。
【例4】 D　解析：金属腐蚀的本质：金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生氧化反应，A正确；锌比铁活泼，所以铁作正极被保护，C正确；铁与电源正极相连作阳极，失电子被腐蚀，D错误。
【即时训练3】 B　解析：b处有氧气参加，发生还原反应，是正极区，a处是负极区，铁发生氧化反应，阴离子向负极移动，A、C错误，B正确；铁比铜活泼，所以铁作负极失电子，D错误。
误区警示
【跟踪练习】 答案：×、×、×、×、×[来源:21世纪教育网]
解析：3.负极失电子，发生氧化反应，错误；4.电子不能通过溶液，错误；5.因为是碱性溶液，所以原电池的电极反应式中一定无CO2生成，更无H＋生成，错误。
创新模拟·预测演练
1．D　解析：电镀铜时阳极为铜，电极反应式为：Cu－2e－===Cu2＋，负极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，所以A正确；O2得电子，在酸性溶液中生成水，所以B正确；a与电源正极相连为阳极，b与电源负极相连为阴极，C正确；电子由a电极流出，D错误。
2．B　解析：由电子流向可知金属活泼性：甲＞Cu、Cu＞乙、丙＞Cu、丁＞Cu，乙最不活泼，A、C选项错误，B正确；由电压表的读数可知甲的活动性大于丁的，所以D错误。
3．A　解析：一开始银电极作阳极失电子形成Ag＋，银电极质量减少；铂电极作阴极，Ag＋在阴极得电子生成银单质，所以铂电极质量增加；反接后银电极作阴极，质量增加，铂电极上的银先失电子，质量减少，当银反应完后，只有OH－失电子(因为铂是惰性电极，不失电子)产生氧气，再从电流强度和时间关系可得出①③正确。
4．答案：(1)Fe－2e－===Fe2＋
(2)2H＋＋2e－===H2↑　2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑　②
(3)①4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　小于
②H＋放电，促进水的电离，OH－浓度增大
③O2＋2H2O＋4e－===4OH－
解析：(1)为原电池，铁被氧化腐蚀，即电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋。(2)为电解池，阳极A发生2Cl－－2e－===Cl2↑、阴极B发生2H＋＋2e－===H2↑；阳离子向阴极移动，①错误；③应该通入HCl，不能加盐酸，因为盐酸是HCl的水溶液，错误；④电子不能在溶液中移动，错误。(3)依据电荷守恒通过阳离子交换膜的K＋是通过阴离子交换膜的SO的2倍。
5．答案：(1)增大　NiOOH＋e－＋H＋===Ni(OH)2
(2)4NH3＋3O2===2N2＋6H2O　负极　2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O
解析：(1)上坡或加速时，电动机工作，为原电池，因为实线部分，乙电极为正极，电极反应为NiOOH＋e－＋H＋===Ni(OH)2，pH增大；(2)燃料作负极；NH3中N的化合价升高3，所以2NH3－6e－―→N2，碱性溶液中用OH－配平电荷得2NH3－6e－＋6OH－―→N2，最后用水配平H。
第4讲　物质结构和元素周期律
真题试做
1．(2012课标全国理综，13)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，其中W的阴离子的核外电子数与X、Y、Z原子的核外内层电子数相同。X的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，工业上采用液态空气分馏方法来生产Y的单质，而Z不能形成双原子分子。根据以上叙述，下列说法中正确的是(　　)。
A．上述四种元素的原子半径大小为W＜X＜Y＜Z
B．W、X、Y、Z原子的核外最外层电子数的总和为20
C．W与Y可形成既含极性共价键又含非极性共价键的化合物
D．由W与X组成的化合物的沸点总低于由W与Y组成的化合物的沸点
2．(2011新课标全国理综，13)短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。元素W是制备一种高效电池的重要材料，X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素，Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。下列说法错误的是(　　)。
A．元素W、X的氯化物中，各原子均满足8电子的稳定结构
B．元素X与氢形成的原子比为1∶1的化合物有很多种
C．元素Y的单质与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成
D．元素Z可与元素X形成共价化合物XZ2
3．(2010课标全国理综，7)下列各项表达中正确的是(　　)。
A．Na2O2的电子式为Na∶∶∶∶Na
B．106 g的乙醇和丙醇混合液完全燃烧生成的CO2为112 L(标准状况)
C．在氮原子中，质子数为7而中子数不一定为7
D．Cl－的结构示意图为
考向分析
近几年所考查的热点：①原子结构及其推断；②离子、共价化合物的判断及电子式的书写；③金属性及非金属性强弱的判断。近几年加大了对元素推断题的考查力度。
热点例析
热点一、原子结构
【例1】(2012辽宁部分重点中学联考，15)X、Y、Z、W为短周期主族元素，原子序数依次增大，X原子的最外层电子数是第一层电子数的2倍，Y的气态氢化物与最高价氧化物的水化物可形成盐，Z的最外层电子数与其电子总数比为3∶8，下列说法正确的是(　　)
A．X、Y、W的最高价含氧酸酸性顺序：Y＞W＞X
B．Z、W可形成ZW2的化合物，属于离子化合物
C．离子半径：Z＞W
D．气态氢化物的稳定性：Z＞W
思路点拨 “规律学习是主线，特性特点往往是考点”，所以我们在学习中除要掌握原子核外电子排布规律外，还应掌握原子结构的一些特性。
1．规律：
(1)构成原子或离子的微粒间的数量关系
①如在X中：质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)
②核电荷数＝质子数＝中性原子的核外电子数
③阳离子(Mn＋)：核电荷数＝质子数＝离子核外电子数十电荷数(n)[来源:21世纪教育网]
④阴离子(Rn－)：核电荷数＝质子数＝离子核外电子数－电荷数(n)
(2)原子核外电子排布规律
①各层容纳的电子数最多为2n2个(n表示电子层数)；
②最外层电子数最多为8个；
③电子总是尽可能由内层排起，逐步往外层排，能量逐渐增大。
2．特性：
①最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是C；3倍的是O；4倍的是Ne；倍的是Li、Si；
②最外层电子数跟电子层数相等的原子有H、Be、Al；最外层电子数是电子层数2倍的原子是He、C、S；3倍的是O；
③最外层电子数不是8的短周期元素的简单离子有Li＋、H＋等；
④气态密度最小，原子半径最小，原子核中只有质子没有中子，原子序数、电子层数、最外层电子数三者均相等的是H。
即时训练1 (改编自2012江西重点中学协作体联考，12)短周期元素X、Y、Z、R、W五种元素原子序数依次增大，其中X与Z、Y与W分别为同族元素。原子半径X＜Y＜W＜R＜Z，W原子的最外层电子数比内层电子总数少4，Z、R的核外电子数之和与Y、W核外电子数之和相等。下列说法不正确的是(　　)。
A．Y、Z、R的简单离子具有相同的电子层结构
B．X2Y属于共价化合物，各原子均满足8电子稳定结构
C．X、Z分别与Y均可形成A2B与A2B2型化合物，且A2B2均有较强的氧化性
D．由X、Y、Z形成的化合物能与X、Y、R形成的化合物发生复分解反应
热点二、“位—构—性”的规律及应用
【例2】短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如下图所示，又知Z元素的单质既能与酸反应，又能与碱反应。则下列说法正确的是(　　)。
A．元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8
B．原子半径的大小顺序为：rX＞rY＞rZ＞rW＞rQ[来源:21世纪教育网]
C．离子Y2－和Z3＋的核外电子数和电子层数都不相同
D．元素W的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Q的强
规律方法 1.原子结构与位置、性质的关系
内容
同周期元素(左→右)
同主族元素(上→下)
电子层数
相同(周期数＝电子层数)
增多
最外层电子数
由1→8
相同(价电子数＝主族序数)
化合价
最高正价＋1→＋7(O、F除外)[来源:21世纪教育网]
最高正价＝主族序数、负价绝对值＝8－主族序数
原子半径
逐渐减小(0族除外)
逐渐增大
金属性与非金属性
金属性减弱、非金属性增强
金属性增强、非金属性减弱
还原性与氧化性
还原性减弱、氧化性增强
还原性增强、氧化性减弱
最高价氧化物对应水化物酸、碱性
酸性：依次增强、21世纪教育网
碱性：依次减弱
酸性：依次减弱、
碱性：依次增强
2．常见元素的性质
(1)地壳中含量最多的元素或氢化物呈液态的元素为O；地壳中含量第二的元素为Si；地壳中含量最多的金属元素为Al。
(2)空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液显碱性的元素为N。
(3)单质硬度最大，熔沸点最高，形成化合物种类最多，正负化合价代数和为零且气态氢化物中含氢百分数最高的元素是C。
(4)最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的元素在中学阶段为Al。
(5)两短周期金属元素的最高价氧化物对应水化物相互反应，这两种元素分别为Na和Al。
3．元素金属性、非金属性强弱判断依据
(1)非金属性的强弱：①非金属单质和氢气化合的难易程度；②气态氢化物的稳定性，如HCl的稳定性大于H2S；③最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱(F除外)；④非金属单质间的置换反应，如S2－＋Cl2===S↓＋2Cl－；⑤非金属阴离子还原性强弱，如S2－的还原性大于Cl－的等。
(2)金属性的强弱：①单质与水或酸反应的难易；②最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱；③金属单质间的置换反应；④金属阳离子氧化性强弱，如Mg2＋的氧化性大于Na＋的；⑤组成原电池的电极情况等。
即时训练2 已知短周期元素的离子：aA2＋、bB＋、cC3－、dD－都具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是(　　)。
A．原子半径：A＞B＞D＞C B．原子序数：d＞c＞b＞a
C．离子半径：C3－＞D－＞B＋＞A2＋ D．单质的还原性：A＞B＞D＞C
热点三、化学键与电子式
【例3】下列关于元素的叙述正确的是__________。
①金属元素与非金属元素能形成共价化合物
②氟化铵的电子式：NH[∶∶]－
③CaCl2和CCl4中Cl的化合价均为－1价，所以一个氯原子均得到一个电子
④H2O2的电子式为H＋[∶∶∶]2－H＋
⑤第ⅠA族和第ⅦA族的元素形成的化合物一定是离子化合物
⑥离子化合物中可能含有共价键，但共价化合物中一定无离子键
⑦短周期元素形成的离子化合物中，离子最外层电子数只能是821世纪教育网
⑧非金属元素可形成离子化合物
⑨Na2O2和NaOH化学键类型完全相同
思路点拨 1.电子式的书写
书写电子式时，首先要判断物质是离子化合物，还是共价化合物，活泼金属与活泼非金属形成的大多是离子化合物，非金属之间形成的大多是共价化合物，但要注意铵盐中没有金属也属于离子化合物如NH4Cl、NH4HCO3等。
2．典型等电子体微粒
在记忆电子数相同的微粒时，我们一定要利用元素周期表这一化学工具。如：10电子的微粒在元素周期表中以10电子的Ne原子向后推有：Na＋、Mg2＋、Al3＋；向前推有HF、H2O、NH3、CH4、F－、O2－、N3－、OH－、NH、NH、H3O＋。
18电子的微粒应以Ar向前后推导，但不要忘记一些相加类型，如：F2、H2O2、C2H6、CH3OH、CH3F、N2H4等。
误区警示
1．忽视氢原子的特殊性
H原子核只有质子，没有中子；H属于非金属，不属于碱金属元素，所以第ⅠA族元素不等同于碱金属元素。
2．在判断“8”电子稳定结构时，忽视了特殊原子
1～5号元素H、He、Li、Be、B与其他原子结合后，一定达不到“8”电子稳定结构，所以在判断最外层达到8电子结构时，一定要注意这几种原子。
3．混淆元素周期表的结构
元素周期表第ⅡA族与第ⅢA族并不相邻，中间隔着副族，所以同一周期的第ⅡA族与第ⅢA族元素的原子序数之差可能为1、11、25。
4．混淆用酸性强弱比较非金属性强弱的条件
判断元素非金属性强弱，若根据酸性强弱进行判断，一定要用其对应的最高价含氧酸(最高价氧化物的水化物)的酸性进行判断。
5．错误认为离子键的实质是阴阳离子的静电吸引力。
6．误认为金属原子失去的电子数越多，金属性越强，非金属原子得到的电子数越多，非金属性越强，如Na与Mg、Cl与S等。
跟踪练习 判断正误：(正确的打“√”号，错误的打“×”号)
1．BCl3、CF4中各原子最外层均达到8电子结构。(　　)
2．同一周期的第ⅡA族与第ⅤA族元素的原子序数之差不一定为3。(　　)
3．H2SO3的酸性＞H2CO3的酸性，所以非金属性S＞C。(　　)[来源:21世纪教育网]
4．任何物质中均含有化学键。(　　)
5．离子化合物中一定含有离子键。(　　)
6．金属M、N分别与氯气反应生成与MCl、NCl2，可知M的金属性小于N。(　　)
1．(改编自2012湖南十二校联考，2)下列化学用语表达正确的是(　　)。
A．N2的电子式：N??N
B．S2－的结构示意图：
C．次氯酸的结构式：H—O—Cl
D.Zr和Zr是同种核素
2．(改编自2012湖北黄冈质检，13)短周期元素X、Y、Z的原子序数依次递增，其原子的最外层电子数之和为13。X与Y、Z位于相邻周期，Z原子最外层电子数是X原子内层电子数的3倍或者Y原子最外层电子数的2倍。下列说法不正确的是(　　)。
A．X的最高价氧化物中所有原子均达到8电子稳定结构
B．Y的氧化物是离子化合物，可用来制作耐火材料
C．X和Z的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液都是具有强氧化性的酸
D．元素Y的单质可以与NaOH溶液反应生成氢气
3．下列有关说法正确的是(　　)。
A．同主族元素的原子序数可能相差16、26、36、46
B．由两种不同原子组成的纯净物一定是化合物
C．任何化合物中都含有化学键，有化学键断裂的变化一定属于化学变化
D．镁、铝、铜、铁、钠五种金属元素中，铜和铁属于过渡元素
4．(2012河南豫南九校联考，11)分析如下残缺的反应：RO＋____＋6H＋===3R2↑＋3H2O。下列叙述正确的是(　　)。
A．R的原子半径在同周期元素原子中最小
B．R一定是周期表中的第ⅤA族元素
C．上式中缺项所填物质在反应中作氧化剂
D．RO中的R元素在所有的反应中只能被还原
5．(改编自2012广东理综22题)如图是部分短周期元素化合价与原子序数的关系图，下列说法正确的是(　　)。
A．原子半径：Z＞Y＞X
B．气态氢化物的稳定性：R＜W
C．WX3和水反应形成的化合物是离子化合物
D．Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物能相互反应
6．(2012江西南昌调研，18)A、B、C、D、E是原子序数依次递增的五种短周期元素，已知：21世纪教育网
①B原子核外电子总数与最外层电子数之比为4∶3
②D原子最外层电子数与次外层电子数之比为3∶4
③E－，C＋，A＋的离子半径逐渐减小
④A单质在E单质中燃烧火焰呈苍白色
请回答下列问题：
(1)E的最高价氧化物对应水化物的化学式为____________________，它的酸性比D的最高价氧化物对应水化物的酸性______________。(填“强”或“弱”)
(2)X、Y是由上述元素中任意3种组成的强电解质，且构成的原子个数比均为1∶1∶1。已知常温下X溶液中水电离出来的c(H＋)＝10－12 mol·L－1，则X的电子式为______________；Y的水溶液酸碱性与X相同，则其原因是(写离子方程式)：________________________。
(3)B与C构成原子个数比为1∶1的化合物与H2O反应的化学方程式为__________________________________________。
(4)A与B，A与D均可形成18个电子的分子，这两种分子在水溶液中反应生成物之一是含10电子的化合物；该反应可观察到现象是______________________，原因是(用化学方程式表示)__________________________________。
参考答案
命题调研·明晰考向
真题试做
1．C　解析：由“X的一种核素可用于考古来鉴定文物年代”可知X为碳元素，由“分馏液态空气来生产Y”可知Y为氮元素或氧元素。因X为碳，其内层电子数为2，故W的阴离子有2个电子，所以W为H；由Z不能形成双原子分子，且内层电子数为2，故Z为Ne。碳的原子半径大于氧或氮的原子半径，A错误；W、X、Y、Z的最外层电子数之和为18或19，B错误；H与N可形成N2H4、H和O可形成H2O2，C正确；W与X形成的烃随着碳原子数的增加熔沸点逐渐增大，且可以形成高分子化合物，所以D错误。
2．A　解析：X、Y、Z分别为C、Al、S，由题中高效电池可知W为Li或H。LiCl中的Li原子或HCl中的H原子最外层电子数均不满足8电子稳定结构，A错误；由苯等其他烃可知B正确；由CO2可推知C与S可以形成CS2，CS2属于共价化合物，D正确。
3．C　解析：Na2O2是离子化合物，其电子式为Na＋[∶∶∶]2－Na＋，A错误；106 g乙醇完全燃烧生成CO2的体积(标准状况下)为×2×22.4 L·mol－1＝103 L,106 g丙醇完全燃烧生成CO2的体积(标准状况下)为×3×22.4 L·mol－1＝118.7 L，所以混合物燃烧生成的CO2体积范围为103～118.7 L，B错误；氮元素存在同位素，所以氮原子的质子数一定为7，而中子数不一定为7；Cl原子得到电子形成Cl－，其离子结构示意图为。
精要例析·聚焦热点
热点例析
【例1】 C　解析：由X原子的最外层电子数是第一层电子数的2倍可知X可能为C或Si，结合原子序数依次增大，可知X只能为C；Y为N，Z的最外层电子数为3或6,3不符合题意，所以Z只能为S；W为Cl。非金属性最强的元素为Cl，所以A、D选项错误；SCl2属于共价化合物，B错误；S2－、Cl－的电子排布相同，根据“同层比核”(核电荷数越大离子半径越小)可知C选项正确。
【即时训练1】 B　解析：W为S，Y与W同族，Y为O；X原子半径最小，X为H，Z、R的核外电子数之和为24，X与Z为同族，Z的原子序数只能为11，所以R为13号元素Al。O2－、Na＋、Al3＋具有相同的电子层结构，A正确；H2O中的H原子最外层电子数为2，B错误；X、Z分别与Y可形成H2O2、H2O、Na2O2、Na2O，C选项正确；由NaOH与Al(OH)3能发生反应可知D选项正确。
【例2】 A　解析：由表可知X、Y、W、Q分别为N、O、S、Cl，由Z单质的性质可知Z为Al。X、Z分别位于第ⅤA族、第ⅢA族，最高价分别为＋5价、＋3价，A正确；Z的原子半径最大，B错误；Y2－和Z3＋的核外电子数均为10，电子层数都为2，C错误；同一周期从左到右非金属性逐渐增强，所以最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强，D错误。
【即时训练2】 C　解析：根据“阴上阳下”规律可推出A、B、C、D的大致位置：
…
C
D
B
A[来源:21世纪教育网]
…
，原子半径：B＞A＞C＞D，原子序数：a＞b＞d＞c；离子半径可根据“同层比核”来判断，C项正确；单质的还原性：B＞A＞C＞D，D错误。
【例3】 答案：①⑥⑧
解析：金属性弱的金属元素和非金属性弱的非金属元素形成的是共价化合物，如AlCl3等，①正确；未写出铵根离子的电子式，②错误；CCl4是共价化合物，是共用电子对的偏移使Cl显－1价，③错误；由H2O2是共价化合物可知④错误；由HCl是共价化合物可知⑤错误；由Li＋最外层为2个电子可知⑦错误；由NH4Cl可知⑧正确；由Na2O2含有离子键和非极性共价键，而NaOH中含有离子键和极性共价键可知⑨错误。
误区警示
【跟踪练习】 答案：×、√、×、×、√、×
解析：1.BCl3中B的最外层电子数为6，错误；2.第四周期相差的是13，正确；H2SO3不是最高价含氧酸，3错误；稀有气体中无化学键，故4错误。
创新模拟·预测演练
1．C　解析：N2的电子式丢掉了4个电子，B项是S原子的结构示意图，D项是两种不同的核素，只有C选项正确。
2．C　解析：X、Y、Z原子最外层电子数分别为4、3、6，由原子序数依次增大可知X、Y、Z分别为C、Al、S，H2CO3不能形成浓溶液且不具有强氧化性，C错误。
3．D　解析：同主族元素的原子序数相差的数值是2、8、8、18、18、32相邻几个数值的和，46不可能，A错误；由1H、2H组成的氢气单质，可知B错误；HCl溶于水断裂H—Cl键是物理变化，C错误。
4．A　解析：由电荷守恒配平方程式为RO＋5R－＋6H＋===3R2↑＋3H2O，所以R的最低负价为－1，R属于第ⅦA族元素，A正确，B错误；RO中的R化合价不是最高价，所以既可以作氧化剂也可以作还原剂。
5．D　解析：抓住“短周期元素”、“原子序数逐渐增大”，从图可知有两种元素既有＋4价，又有－4价，故前一种元素是碳，后一种元素是硅；由化合价可知：X为O，Y为Na，Z为Al，W为S，R为Cl。A项，原子半径应为：Y＞Z＞X，错误；B项气态氢化物稳定性HCl＞H2S，错误；C项，硫酸为共价化合物，错误；D项，NaOH与Al(OH)3能发生反应生成NaAlO2和H2O，正确。
6．答案：(1)HClO4　强　(2)Na＋[∶∶H]－　ClO－＋H2O??HClO＋OH－
(3)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
(4)有淡黄色沉淀生成　H2S＋H2O2===S↓＋2H2O
解析：由④可A为H、E为Cl，由①②可知B为O、D为S，由③可知C为第ⅠA族元素，再根据原子序数关系可知C只能为Na。(2)由水电离出来的c(H＋)＝10－12 mol·L－1可知X抑制了水的电离，应为酸或碱，且原子个数比为1∶1∶1，可得出X为NaOH，Y为NaClO；(4)H2O2具有强氧化性，H2S具有还原性，依据信息可知生成单质硫和水。
专题五　物质结构与性质
真题试做
1．(2012课标全国理综，37)ⅥA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表现出多种氧化态，含ⅥA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题：
(1)S单质的常见形式为S8，其环状结构如下图所示，S原子采用的轨道杂化方式是______；
(2)原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为__________；
(3)Se原子序数为______，其核外M层电子的排布式为______；
(4)H2Se的酸性比H2S______(填“强”或“弱”)。气态SeO3分子的立体构型为______，SO离子的立体构型为______；
(5)H2SeO3的K1和K2分别为2.7×10－3和2.5×10－8，H2SeO4第一步几乎完全电离，K2为1.2×10－2，请根据结构与性质的关系解释：
①H2SeO3和H2SeO4第一步电离程度大于第二步电离的原因：________________________________________________________________________；
②H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因：____________________；
(6)ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如下图所示，其晶胞边长为540.0 pm，密度为______g·cm－3(列式并计算)，a位置S2－离子与b位置Zn2＋离子之间的距离为______pm(列式表示)。
[来源:21世纪教育网]
2．(2011课标全国理综，37)氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF3和BN，如下图所示：
请回答下列问题：
(1)由B2O3制备BF3、BN的化学方程式依次是________、________；
(2)基态B原子的电子排布式为________；B和N相比，电负性较大的是________，BN中B元素的化合价为________；
(3)在BF3分子中，F—B—F的键角是________；B原子的杂化轨道类型为________，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF的立体构型为________；
(4)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为________，层间作用力为________；
(5)六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5 pm。立方氮化硼晶胞中含有________个氮原子、________个硼原子，立方氮化硼的密度是________ g·cm－3(只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数为NA)。
3．(2010课标全国理综，37)主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。X、Y和Z分属不同的周期，它们的原子序数之和是W原子序数的5倍。在由元素W、X、Y、Z组成的所有可能的二组分化合物中，由元素W与Y形成的化合物M的熔点最高。请回答下列问题：
(1)W元素原子的L层电子排布式为________，W3分子的空间构型为________；
(2)X单质与水发生主要反应的化学方程式为________________________；
(3)化合物M的化学式为________，其晶体结构与NaCl相同，而熔点高于NaCl。M熔点较高的原因是________。将一定量的化合物ZX负载在M上可制得ZX/M催化剂，用于催化碳酸二甲酯与月桂醇酯交换合成碳酸二月桂酯。在碳酸二甲酯分子中，碳原子采用的杂化方式有________，O—C—O的键角约为________；
(4)X、Y、Z可形成立方晶体结构的化合物，其晶胞中X占据所有棱的中心，Y位于顶角，Z处于体心位置，则该晶体的组成为X∶Y∶Z＝________；
(5)含有元素Z的盐的焰色反应为________色。许多金属盐都可以发生焰色反应，其原因是________________________________。
考向分析
近几年所考查的热点：①电子排布式、电离能、电负性及有关推断；②价层电子对互斥理论、杂化理论、氢键；③有关晶胞的计算。
热点例析
热点一、原子结构与性质
【例1】研究物质的微观结构，有助于人们理解物质变化的本质。请回答下列问题。
(1)C、Si、N元素的电负性由大到小的顺序是________；C、N、O、F元素的第一电离能由大到小的顺序是________________。
(2)A、B均为短周期金属元素。依据下表数据，写出B原子的电子排布式：__________。
电离能/(kJ·mol－1)
I1
I2
I3
I4
A
932
1 821
15 390[21世纪教育网
21 771
B
738
1 451
7 733
10 540
(3)过渡金属离子与水分子形成的配合物是否有颜色，与其d轨道电子排布有关。一般而言，为d0或d10排布时，无颜色；为d1～d9排布时，有颜色，如[Co(H2O)6]2＋显粉红色。据此判断，[Mn(H2O)6]2＋__________颜色(填“无”或“有”)。
(4)L原子核外电子占有9个轨道，而且有一个未成对电子，L是______元素。
方法技巧 1.书写核外电子排布式时，我们除了根据构造原理进行书写外，主族元素可以根据最外层电子数书写，如S的最外层电子数为6，其排布式为[Ne]3s23p4；第四周期的副族从K开始数，数到几，价电子数就是几，如Fe，从钾开始数到铁为8，其排布式为[Ar]3d64s2。
2．电负性大小的判断：我们常常应用化合价及物质类别判断，如O与Cl的电负性比较：①HClO中Cl为＋1价、O为－2价，可知O的电负性大于Cl；②Al2O3是离子化合物、AlCl3是共价化合物，可知O的电负性大于Cl。21世纪教育网
3．规律学习是主线，特性特点往往是考点，所以我们在复习时不仅要抓住规律，最重要的是注意特殊：
(1)电离能、电负性：
规律：在周期表中，电离能、电负性从左到右逐渐增大，从上往下逐渐减小。
特性：但同周期主族元素，第ⅡA族(ns2)全充满、ⅤA族(np3)半充满，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻的第ⅢA族和第ⅥA族元素。
(2)核外电子排布：
规律：①原子核外电子优先占据能量最低的原子轨道，每个轨道最多容纳2个自旋状态不同的电子；②书写时3d在前4s在后，失去电子时，先失4s电子，再失3d电子。21世纪教育网
特性：①能级交错(先排4s，再排3d)；②24号元素Cr及29号元素Cu价电子层特殊分别为3d54s1、3d104s1，所以Cr原子内有6个未成对电子。
即时训练1 (1)①比较Be、Mg、Al、C四种元素第一电离能大小，由小到大排列的顺序为__________(用元素符号表示)。
②比较O、F、Al、S、Cl五种元素的电负性大小顺序为______(用元素符号表示)。[来源:21世纪教育网]
(2)某元素的价电子排布式为nsnnpn＋1，该元素与元素H形成的18电子的X分子的结构式为______________；该元素还可与元素H形成10电子的气体分子Y，将过量的Y气体通入盛有硫酸铜溶液中，反应过程中的实验现象为__________________；反应过程中的离子方程式为________________________________________________________________________。
热点二、分子的立体构型
【例2】(1)在①SiO、②SO、③CH3OH、④CS2、⑤CCl4五种微粒中，中心原子采取sp3杂化的有________(填序号，下同)，分子中所有原子均在同一平面的有________，CS2属于__________分子(填“极性”或“非极性”)。
(2)利用CO可以合成化工原料COCl2、配合物Fe(CO)5等。
①COCl2分子的结构式为，每个COCl2分子内含有____个σ键，____个π键。其中心原子采取______杂化轨道方式，COCl2分子的空间构型______________。
②Fe(CO)5在一定条件下发生分解反应：Fe(CO)5===Fe(s)＋5CO，反应过程中，断裂的化学键只有______键，形成的化学键是__________。
思路点拨 (1)化学键类型的判断方法：①共价单键是σ键、共价双键中含有一个σ键和一个π键、共价三键中含有一个σ键和两个π键；②一个原子单方面提供孤对电子，另一个原子提供空轨道形成的是配位键，如在NH、[Cu(NH3)4]2＋、Ni(CO)4、[Ag(NH3)2]＋中。
(2)中心原子杂化轨道和价层电子对数的判断方法：
杂化轨道数＝价层电子对数＝中心原子孤对电子对数(未参与成键)＋中心原子形成的σ键个数。
(3)中心原子孤对电子对数的判断方法：
对于通式AX中心原子(A)上的孤电子对数＝。
(4)要注意运用孤对电子进行判断如下：①有孤对电子的分子均是极性分子；②有孤对电子的分子，因为孤对电子的排斥力大，所以键角均小于无孤对电子的分子键角，如第ⅣA元素Sn的化合物SnBr2分子中的键角小于平面三角形的120°，NH3、H2O分子中的键角小于正四面体的109°28′。
即时训练2 下列描述正确的是________。
A．H2S分子中的键角小于正四面体的109°28′
B．乙烯中的碳原子采用sp2杂化
C．ClO的空间构型为平面三角形
D．共价化合物AlCl3属于三角锥形的极性分子
热点三、物质的结构与性质的关系
【例3】(1)C60和金刚石都是碳的同素异形体，二者相比熔点较高的是____________
(2)超高导热、绝缘、耐高温纳米氮化铝在绝缘材料中应用广泛，氮化铝晶体与金刚石类似，每个Al原子与______个氮原子相连，与同一个N原子相连的Al原子构成的空间构型为____________，氮化铝晶体属于________晶体。
(3)金属镍粉在CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液态Ni(CO)4，呈正四面体构型。试推测Ni(CO)4的晶体类型是________，Ni(CO)4易溶于下列____(填写序号字母)。
A．水 B．四氯化碳 C．苯 D．硫酸镍溶液
(4)氯化铝在177.8 ℃时升华，蒸气或熔融状态以Al2Cl6形式存在。下列关于氯化铝的推断错误的是______。[来源:21世纪教育网]
A．氯化铝为共价化合物 B．氯化铝为离子化合物
C．氯化铝难溶于有机溶剂 D．Al2Cl6中存在配位键
(5)氢键对物质性质具有一定的影响，下列现象与氢键无关的是______(填写序号字母)。
A．水在结冰时体积膨胀 B．NH3比PH3热稳定性好
C．在稀溶液中，盐酸比氢氟酸的酸性强 D．甘油、浓硫酸都呈黏稠状
思路点拨 (1)判断晶体类型时，应紧紧抓住题中所给信息如：①用类比法，题中的(2)问中(氮化铝晶体与金刚石类似)，即可推出氮化铝晶体的立体结构与晶体类型，所以我们要记住几种常见晶体的类型及结构，如金刚石、晶体硅、二氧化硅、氯化钠等。②熔沸点法：原子晶体的熔沸点及硬度很高、分子晶体的熔沸点及硬度低，如本题中的(3)、(4)两问。③从组成分析：如金属单质一定是金属晶体。
(2)物质熔沸点判断时，除了要注意晶体类型外：①分子晶体还要注意氢键，能形成氢键的元素为第二周期中的后三种元素：N、O、F，所以凡是含有N—H、O—H、F—H键的化合物均可以形成氢键，如NH3、氨基酸、NH2—NH2、H2O、醇、HF等；注意：氢键只与物质的物理性质有关，如熔沸点、溶解性等，而与物质的化学性质无关。②氢键分为分子内氢键和分子间氢键，分子内氢键对熔沸点几乎没有影响。③离子晶体与晶格能有关，离子半径越小和离子所带电荷越多，晶格能越大。④原子晶体之间熔沸点比较一般看共价键键能的大小或键长(原子半径大小)。
热点四、晶体的空间结构和性质
【例4】(1)某金属元素X与氯元素形成的晶体结构如图1所示，则该晶体的化学式为____________。
(2)如图2为高温超导领域中的一种化合物钙—钛(氧化物)晶体结构中含有代表性的最小重复单元，在该晶体中每个钛离子周围与它最近且距离相等的钛离子有______个，该晶体的化学式为________。
(3)德国和美国科学家首先制出由20个C原子组成的空心笼状分子C20，该笼状结构是由许多正五边形构成(如图3)。请回答：C20分子共有____个正五边形，共有____条棱边。
思路点拨 1.晶体化学式的求法
晶体的化学式的确定常用“均摊法”，其核心为若晶体中某位置上微粒被n个重复单元共用，那该粒子有属于这个晶胞。如由立方晶胞中：①顶点上粒子有、②棱上粒子有、③面心上粒子有、④晶胞内部粒子完全属于这个晶胞。
2．有关晶胞各物理量的关系
对于立方晶胞，可简化成下面的公式进行各物理量的计算：a3×ρ×NA＝n×M，a表示晶胞的棱长，ρ表示密度，NA表示阿伏加德罗常数，n表示1 mol晶胞中所含晶体的物质的量，M表示相对分子质量，a3×ρ×NA表示1 mol晶胞的质量。
3．记住一些常见晶体的晶胞
如①氯化钠(配位数为6、一个晶胞中有4个Na＋、4个Cl－)；②氯化铯(配位数为8、一个晶胞中有1个Cs＋、1个Cl－)；③金刚石(一个晶胞中有4个碳原子)。
4．配位数的计算
同学们在作有关配位数及与它最近且距离相等的原子(或离子)时，慎用“均摊法”，我们常用的方法：①记忆法，如NiO的晶体结构类型与氯化钠的相同，可知Ni、O的配位数均为6；②直接查：如，钛原子位于立方体的中心，六个面上均有一个O，所以Ti的配位数为6。
即时训练3CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构，已知CaO晶体密度为a g·cm－3，NA表示阿伏加德罗常数，则CaO晶胞体积为________cm3。
误区警示
1．当出现4s、3d轨道时，虽然电子按4s、3d顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把3d放在4s前，而不能按4s3d的顺序书写。
2．误认为形成氢键，物质的熔沸点一定升高，分子间氢键的形成使物质的熔沸点升高，但分子内氢键的形成并不能使物质的熔沸点升高。
3．误认为氢键与分子的化学性质有关。
4．误认为N的第一电离能比O、F的都大。
跟踪练习 判断正误：(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．Fe的电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d6
2．Fe2＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1
3．含有非极性键的分子不一定是非极性分子[来源:21世纪教育网]
4．原子晶体的熔沸点一定大于离子晶体的
5．金属晶体的熔沸点不一定大于分子晶体的
1．(2012湖北武汉四月调研)原子序数小于36的A、B两种元素，它们同周期且同族，B的原子序数比A大1，B元素的常见价态为＋2、＋3价。用A、B元素的化合物做了如下两个实验。
实验Ⅰ
A(OH)3棕黄色溶液(滴入KSCN溶液变红)
实验Ⅱ[21世纪教育网
B(OH)3产生气体(使湿润的KI淀粉试纸变蓝)
回答下列问题：
(1)A3＋的价电子排布式是________；
(2)B元素位于元素周期表中第______周期，第______族。
(3)实验Ⅱ中B(OH)3与盐酸反应的化学方程式为_________________________________
________________________________________________________________________。
(4)ASO4·7H2O是一种淡绿色的晶体，其中SO立体构型是____________，硫原子的杂化轨道类型是________。
(5)A的某种氧化物(AO)的晶体结构与NaCl晶体相似，其密度为a g·cm－3，晶胞的边长为________cm(只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数为NA)。
2．氢、碳、氧、硫是自然界极为丰富的非金属元素，它们构成了许许多多的化合物。
(1)H、O、S电负性由大到小的顺序是__________________。
(2)下图是H2O2的空间构型，H2O2中每个氧都是______杂化，H2O2为______分子。
(3)H2S和H2O2的主要物理性质比较如下：[来源:21世纪教育网]
熔点/K
沸点/K
水中溶解度(标准状况)
H2S
187
202
2.6
H2O2
272
423
以任意比互溶
H2S和H2O2的相对分子质量基本相同，造成上述物理性质差异的主要原因是__________________。
(4)甲烷晶体的晶胞如下图所示，该晶胞中含有______个甲烷分子，此晶体在常温、常压下不能存在的原因__________________________________。
3．(2012山西大学附中二次测试)有A、B、C、D、E五种元素。其相关信息如下：
元素
相关信息
A
A原子的1s轨道上只有1个电子
B
B是电负性最大的元素
C
C的基态原子2p轨道中有三个未成对电子
D
D是主族元素且与E同周期，其最外能层上有两个运动状态不同的电子
E21世纪教育网
E能形成红色(或砖红色)的E2O和黑色的EO两种氧化物
请回答下列问题。
(1)写出E元素原子基态时的电子排布式_______________________________________。
(2)C元素的第一电离能比氧元素的第一电离能____(填“大”或“小”)。
(3)CA3分子中C原子的杂化轨道类型是_______________________________________。
(4)A、C、E三种元素可形成 [E(CA3)4]2＋配离子，其中存在的化学键类型有________(填序号)；
①配位键　②金属键　③极性共价键　④非极性共价键　⑤离子键　⑥氢键
若[E(CA3)4]2＋具有对称的空间构型，且当[E(CA3)4]2＋中的两个CA3被两个Cl－取代时，能得到两种不同结构的产物，则[E(CA3)4]2＋的空间构型为________(填序号)。
a．平面正方形 b．正四面体 c．三角锥形 d．V形
(5)B与D可形成离子化合物，其晶胞结构如图所示。其中D离子的配位数为________，若该晶体的密度为a g·cm－3，则该晶胞的体积是________cm3(写出表达式即可)。
4．有A、B、C、D、E、F六种元素，B原子得到一个电子后3p轨道全充满，A＋比B形成的简单离子少一个电子层，C原子的p轨道半充满，它形成的氢化物的沸点是同主族元素的氢化物中最低的；D和E是位于同一主族的短周期元素，E元素的最高化合价与最低化合价的代数和为零，E在其最高价氧化物中的质量分数为46.67%；F元素的核电荷数为26。请回答：
(1)元素X与C、B均相邻，比较C、X元素的第一电离能I1(C)________I1(X)
(2)写出F元素原子的核外电子排布式____________。
(3)位于C元素上周期同主族元素的氢化物沸点最高的原因是______________，其分子中心原子的杂化方式为____________，空间构型____________。
(4)D的最高价氧化物是____________分子(填“极性”或“非极性”),1 mol这种氧化物分子中含有________mol π键，E的最高价氧化物的晶体类型是__________。
参考答案
命题调研·明晰考向
真题试做
1．答案：(1)sp3
(2)O＞S＞Se
(3)34　3s23p63d10
(4)强　平面三角形　三角锥形
(5)①第一步电离后生成的负离子较难再进一步电离出带正电荷的氢离子
②H2SeO3和H2SeO4可表示为(HO)2SeO和(HO)2SeO2。H2SeO3中的Se为＋4价，而H2SeO4中的Se为＋6价，正电性更高，导致Se—O—H中O的电子更向Se偏移，越易电离出H＋
(6)＝4.1
或或135
解析：(1)硫原子最外层有6个电子，由S8结构可知，一个硫原子与另外两个硫原子形成2个σ键，硫原子还剩余4个电子形成2对孤对电子，所以为sp3杂化；(2)同一主族元素从上往下第一电离能逐渐减小；(3)Se属于第四周期第ⅥA族元素，原子序数比S大18，M层电子已经排满，排布式为3s23p63d10；(4)H与Se形成的共价键键能小于H与S形成的共价键键能，所以H2Se比H2S容易电离，H2Se的酸性更强；Se原子孤对电子对数＝＝0，σ键个数＝3，所以Se原子为sp2杂化，无孤对电子，SeO3为平面三角形；S原子孤对电子对数＝＝1，σ键个数＝3，所以S原子为sp3杂化，含有一对孤对电子，SO为三角锥形；(6)在此晶胞中有Zn2＋为4个、S2－为×8＋×6＝4个，所以1 mol晶胞的质量为(65＋32)×4＝388 g，一个晶胞的质量为，一个晶胞的体积为V＝(5.4×10－8 cm)3，根据ρ＝即可计算；b点(Zn2＋)在由A、H、C、D四点构成的正四面体的中心，所以∠ABH＝109°28′。如图所示，连接AH、EH，求得AH＝270，作BG垂直于AH，GH＝AH＝135，∠GBH＝∠ABH＝，通过三角函数即可求出。
2．答案：(1)B2O3＋3CaF2＋3H2SO42BF3↑＋3CaSO4＋3H2O
B2O3＋2NH32BN＋3H2O
(2)1s22s22p1　N　＋3
(3)120°　sp2　正四面体
(4)共价键(或极性共价键)　分子间力(或范德华力)
(5)4　4　
解析：(1)根据物质的制备流程图可推知由B2O3制备BF3和BN的化学方程式。(2)因为同一周期，随着原子序数的增大，电负性逐渐增大，故B的电负性小于N的电负性，即得电子能力N大于B，所以BN中N元素是－3价，B元素是＋3价。(3)因为BF3中的B原子是sp2杂化，故该分子是平面正三角形分子，故键角是120°；BF的空间构型可类比NH，也应该是正四面体结构。(4)因为六方氮化硼的结构与石墨类似，故其晶体中也是分层结构，层间是分子间作用力，层内的B原子与N原子间是极性共价键。(5)因为金刚石属于面心立方晶胞，即C原子处在立方体的8个顶点、6个面心，每个晶胞中含有C原子数为×8＋×6＝4，故根据“均摊法”及BN的化学式可推知，一个晶胞中各含有4个B原子、4个N原子；因一个BN的质量是M/NA，故可判断一个晶胞的质量是4M/NA，而一个晶胞的体积是(3.615×10－8)3cm3，所以根据密度＝质量÷体积，可得解。
3．答案：(1)2s22p4　V形
(2)2F2＋2H2O===4HF＋O2
(3)MgO　晶格能大　sp3和sp2　120°
(4)3∶1∶1
(5)紫　激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长(可见光区域)光的形式释放能量
解析：(1)根据核外电子排布规律，W为氧元素，其核外电子排布式为1s22s22p4。
(2)X、Y、Z的原子序数之和为40，由于原子序数依次增大，所以X的原子序数大于8，第五周期的元素原子序数大于36，所以Z只能是第四周期的元素，即X、Y、Z分别为第二、三、四周期，X只能为F，所以Y、Z的原子序数之和为31，则都为主族元素，所以Z只能为第ⅠA或第ⅡA族中的元素，因为第四周期第ⅢA族中的元素原子序数为31，Y、Z可能为Na、Ca，也可能为Mg、K，依M的熔点高，及(3)可知M为MgO，所以Y为Mg，Z为K。
(3)MgO与NaCl晶体结构相同，是离子晶体，离子晶体熔点与晶格能有关；由碳酸的结构可知碳酸二甲酯的结构为，—CH3中的C为sp3杂化，中的C采用sp2杂化，键角为120°。
(4)晶胞中X的个数为12×＝3，Y的个数为8×＝1，Z的个数为1，所以X∶Y∶Z＝3∶1∶1。
(5)K元素的焰色反应为紫色(透过蓝色的钴玻璃)，焰色反应是元素原子中的电子发生跃迁释放能量形成的，是物理变化。
精要例析·聚焦热点
热点例析
【例1】 答案：(1)N＞C＞Si　F＞N＞O＞C　(2)1s22s22p63s2　(3)有　(4)Cl
解析：(1)依据元素周期表进行判断，C、Si同一主族，从上到下电负性逐渐减弱，所以C的电负性大于Si，C、N属于同一周期，从左到右电负性逐渐增大，所以C的电负性小于N的；第一电离能注意N的大于O的；(2)由I2与I3相差很大可知A、B均是第ⅡA元素，A的第一电离能大于B的，所以A在B的上一周期，B只能在第三周期，为Mg；(3)Mn原子的电子排布式为[Ar]3d54s2，Mn2＋为[Ar]3d5；(4)L原子9个轨道依次为1s、2s、2p、3s、3p中的所有轨道，所以1s22s22p63s23p5。
【即时训练1】 答案：(1)①Al＜Mg＜Be＜C　②F＞O＞Cl＞S＞Al
(2) 　先生成蓝色沉淀，后沉淀溶解，溶液呈深蓝色　Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH　Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－
解析：(1)①Be、Mg位于第ⅡA族，Be的第一电离能大于Mg的，Mg、Al位于第三周期，但第ⅡA族的第一电离能特殊，比第ⅢA族的Al大，所以Mg的第一电离能大于Al的，Be、C位于第二周期，所以C的第一电离能大于Be，Al＜Mg＜Be＜C；②由HClO中的氯、氧的化合价可知氧的电负性大于氯；(2)由s中最多容纳的电子数为2，可知n＝2，即该元素为N，依9＋9＝18，所以X为NH2—NH2，Y为NH3。
【例2】 答案：(1)②③⑤　①④　非极性
(2)①3　1　sp2　平面三角形　②配位　金属键
解析：(1)首先判断中心原子的孤对电子对数：①＝0、②＝1、③CH3OH中的C原子无孤对电子、④＝0、⑤＝0；所以杂化方式分别为①sp2、②sp3、③sp3、④sp、⑤sp3；①sp2杂化且无孤对电子、④sp杂化，所以①④中的原子均在同一平面内；(2)①中心原子C无孤对电子，所以sp2杂化，分子构型为平面三角形；②Fe与CO之间形成的是配位键，金属晶体中存在的是金属键。
【即时训练2】 AB　解析：A选项中，H2S中的硫原子孤对电子对数＝＝2，σ键个数＝2，所以硫原子为sp3杂化，含有两对孤对电子，键角小于109°28′，正确；乙烯中碳原子中的四个价电子全部成键，无孤对电子，所以价层电子对数为3，B正确；C选项中ClO的氯原子孤对电子对数＝＝1，σ键个数＝3，所以为sp3杂化，为三角锥形，错误；D选项中AlCl3中铝原子的3个价电子全部成键，无孤对电子，价层电子对数为3，空间构型为平面三角形，非极性分子，D选项错误。
【例3】 答案：(1)金刚石　(2)4　正四面体　原子　(3)分子晶体　BC　(4)BC　(5)BC
解析：(1)C60是分子晶体、金刚石是原子晶体，所以金刚石的熔点远远高于C60的；(2)由金刚石结构每个C原子均以sp3杂化与其他四个C原子相连形成四个共价键构成正四面体结构可推测；(3)由挥发性液体可知Ni(CO)4是分子晶体，由正四面体构型可知Ni(CO)4是非极性分子；(4)由氯化铝易升华可知氯化铝是分子晶体，Al、Cl键不属于离子键应该为共价键，Al原子最外层三个电子全部成键，形成三个Al—Cl σ键，无孤对电子，是非极性分子，易溶于有机溶剂，有空轨道，与氯原子的孤对电子能形成配位键；A、D正确；(5)NH3、PH3热分解断裂的是N—H键、P—H键，与氢键无关；HCl比HF容易电离是因为H—Cl键比H—F键容易断裂，与氢键无关。
【例4】 答案：(1)XCl　(2)6　CaTiO3　(3)12　30
解析：(1)X原子均在立方体中，所以1个晶胞中含有4个X,8个顶点和6个面上均有1个Cl，所以1个晶胞中含有×8＋×6＝4个Cl，化学式为XCl；(2)选取1个钛离子作中心离子，周围与它最近的钛离子在与之相连的3个顶点上，以中心离子为中心作坐标系，每个数轴上有2个最近的钛离子，总共3个数轴；每1个晶胞中Ca2＋的个数为1个，Ti4＋的个数为8×＝1，O2－的个数为12×＝3，所以其化学式为CaTiO3；(3)1个碳原子与其他碳原子可以形成3个五边形，1个五边形归5个碳原子共用，所以1个碳原子可以形成个五边形，20个原子可以形成×20＝12个正五边形；1个碳原子与其他碳原子可以形成3条棱，每条棱有2个碳原子，1个碳原子可以形成条棱，所以共有×20＝30条棱。
【即时训练3】 答案：
解析：一个NaCl晶胞中含有4个Na＋和4个Cl－，可知一个CaO晶胞中含有4个Ca2＋和4个O2－，所以1 mol CaO晶胞的质量为56×4 g，体积为 cm3，所以1个晶胞的体积为cm－3。
误区警示
【跟踪练习】 答案：×、×、√、×、√
解析：1.正确的为1s22s22p63s23p63d64s2；2.正确的为1s22s22p63s23p63d6；3.由H2O2可知正确。
创新模拟·预测演练
1．答案：(1)3d5　(2)四　Ⅷ　(3)2Co(OH)3＋6HCl===2CoCl2＋Cl2↑＋6H2O　(4)正四面体　sp3　(5)
解析：由A、B同周期且同族可知A、B在第Ⅷ族，由实验Ⅰ可知A为Fe，B为Co；(3)由实验Ⅱ及B元素的常见价态为＋2、＋3价，可知Co(OH)3与盐酸反应生成氯气、CoCl2、H2O，配平即可；(4)SO中硫原子的孤对电子对数＝＝0，σ键个数＝4，所以硫原子为sp3杂化，立体构型为正四面体；(5)一个NaCl晶胞中含有4个Na＋和4个Cl－，可知一个FeO晶胞中含有4个Fe2＋和4个O2－，所以1 mol FeO晶胞的质量为72×4 g＝288 g，体积为 cm3，所以1个晶胞的体积为 cm3，因为晶胞是立方体，所以由立方体的体积公式即可求出立方体边长。
2．答案：(1)O＞S＞H
(2)sp3　极性
(3)H2O2分子间存在氢键，与水分子可形成氢键
(4)4　甲烷形成的晶体是分子晶体，分子间依靠范德华力相结合，因范德华力较弱，故其熔点低，在常温常压下只能以气体形式存在
解析：(2)H2O2的结构为H—O—O—H，一个氧原子形成2个σ键，还有2对孤对电子，所以为sp3杂化，有孤对电子为极性分子；(3)熔沸点、溶解性要从分子的极性及氢键的角度分析，H2S和H2O2均是极性分子且分子量相同，所以只能从氢键角度分析；(4)一个晶胞中含有×8＋×6＝4个甲烷分子。
3．答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
(2)大
(3)sp3杂化
(4)①③　a
(5)8　
解析：A为H、B为F、C的电子排布式1s22s22p3为N、E为Cu、D为第四周期的主族元素，最外层有两个电子，所以为Ca；(2)N的2p轨道半充满比较稳定，第一电离能大于O的；(3)NH3中N最外层5个电子，有3个与H形成3个σ键，还有一对孤对电子，所以价层电子对数为4，为sp3杂化；(4)[Cu(NH3)4]2＋中存在铜与氨分子之间的配位键还有氮氢之间的极性共价键；由4个配体排除c、d，由[E(CA3)4]2＋中的两个CA3被两个Cl－取代时，能得到两种不同结构的产物，排除b，只有a正确；(5)选择右面面心的D(Ca)，在此晶胞中有4个B(F－)离子与之配位，同理与此晶胞右面紧连的晶胞中也有4个；此晶胞中含有8个F－、Ca2＋为×8＋×6＝4个，所以1 mol晶胞的质量为78×4 g，一个晶胞的质量为 g，除以密度即得体积。
4．答案：(1)＞(或大于)
(2)[Ar]3d64s2或1s22s22p63s23p63d64s2
(3)NH3分子间形成氢键　sp3　三角锥形
(4)非极性　2　原子晶体
解析：B原子得到一个电子后3p轨道全充满，可知B为Cl，A为Na；C原子的p轨道半充满，可知C为第ⅤA族元素，且氢化物沸点最低，所以C为P；D、E为第ⅣA族元素，由E在其最高价氧化物中的质量分数为46.67%，可知E为Si、D为碳，X为S。(1)P原子3p轨道半充满，第一电离能大于S的；(2)26－18＝8，价层电子数为8，核外电子排布式为[Ar]3d64s2；(3)NH3中N原子与3个H原子形成3个σ键、还有一对孤对电子，所以为sp3杂化。
专题六　有机化学基础
真题试做
1．(2012课标全国理综，38)对羟基苯甲酸丁酯(俗称尼泊金丁酯)可用作防腐剂。对酵母和霉菌有很强的抑制作用，工业上常用对羟基苯甲酸与丁醇在浓硫酸催化下进行酯化反应而制得。以下是某课题组开发的从廉价、易得的化工原料出发制备对羟基苯甲酸丁酯的合成路线：
已知以下信息：
①通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定，易脱水形成羰基；
②D可与银氨溶液反应生成银镜；
③F的核磁共振氢谱表明其有两种不同化学环境的氢，且峰面积比为1∶1。
回答下列问题：
(1)A的化学名称为________；
(2)由B生成C的化学反应方程式为________，该反应的类型为________；
(3)D的结构简式为________；
(4)F的分子式为________；
(5)G的结构简式为________；
(6)E的同分异构体中含有苯环且能发生银镜反应的共有________种，其中核磁共振氢谱有三种不同化学环境的氢，且峰面积比为2∶2∶1的是____________(写结构简式)。
2．(2011课标全国理综，38)香豆素是一种天然香料，存在于黑香豆、兰花等植物中。工业上常用水杨醛与乙酸酐在催化剂存在下加热反应制得：
香豆素
以下是由甲苯为原料生产香豆素的一种合成路线(部分反应条件及副产物已略去)：
已知以下信息：
①A中有五种不同化学环境的氢；
②B可与FeCl3溶液发生显色反应；
③同一个碳原子上连有两个羟基通常不稳定，易脱水形成羰基。
请回答下列问题：
(1)香豆素的分子式为____________；
(2)由甲苯生成A的反应类型为________，A的化学名称为________；
(3)由B生成C的化学反应方程式为________________；
(4)B的同分异构体中含有苯环的还有________种，其中在核磁共振氢谱中只出现四组峰的有________种；
(5)D的同分异构体中含有苯环的还有________种，其中：
①既能发生银镜反应，又能发生水解反应的是____________(写结构简式)；
②能够与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2的是____________(写结构简式)。
3．(2010课标全国理综，38)PC是一种可降解的聚碳酸酯类高分子材料，由于其具有优良的耐冲击性和韧性，因而得到了广泛的应用 。以下是某研究小组开发的生产PC的合成路线：
（PC）
已知以下信息：
①A可使溴的CCl4溶液褪色；
②B中有五种不同化学环境的氢；
③C可与FeCl3溶液发生显色反应；
④D不能使溴的CCl4溶液褪色，其核磁共振氢谱为单峰。
请回答下列问题：
(1)A的化学名称是________；[来源:21世纪教育网]
(2)B的结构简式为________；[来源:21世纪教育网]
(3)C与D反应生成E的化学方程式为________________________；
(4)D有多种同分异构体，其中能发生银镜反应的是______________(写出结构简式)；
(5)B的同分异构体中含有苯环的还有________种，其中在核磁共振氢谱中出现两组峰，且峰面积之比为3∶1的是________(写出结构简式)。
考向分析
近几年所考查的热点：本部分常常以框图推断题的形式考查：①有机合成及推断；②分子式及化学方程式的书写；③有机物的命名及反应类型的判断；④限制条件的同分异构体数目的判断及书写。
热点例析
热点一、官能团与有机物的性质
【例1】某有机物A是农药生产中的一种中间体，其结构简式如图所示。
(1)由A的结构推测，它能____________(填代号)。
a．使溴的四氯化碳溶液褪色
b．使酸性KMnO4溶液褪色
c．与稀硫酸混合加热，可以发生取代反应
d．与Na2CO3溶液反应生成CO221世纪教育网
e．1 mol A与足量的NaOH溶液反应，最多可以消耗3 mol NaOH
f．与NaOH醇溶液混合加热，可以发生消去反应
g．1 mol A与足量的H2反应，最多可以消耗4 mol H2
(2)该有机物中含氧官能团的名称为_________________________________________。
(3)该有机物的分子式为___________________________________________________。
方法技巧 有机物种类繁多，我们记忆起来觉得比较繁琐和困难，但只要我们抓住官能团进行归纳总结 、比较，有机物的结构和性质就迎刃而解。常见官能团与有机物的性质：
官能团
主要化学性质
烷烃
—
①在光照下发生卤代反应；②不能使酸性KMnO4溶液褪色；③高温分解
不饱和烃
①与X2、H2、HX(X代表卤素)、H2O发生加成反应；②加聚；③易被氧化，可使酸性KMnO4溶液褪色
苯及其
同系物[21世纪教育网
—
①取代—硝化反应、磺化反应、卤代反应(Fe或Fe3＋作催化剂)；②与H2发生加成反应；③苯的同系物使酸性KMnO4溶液褪色
卤代烃
—X
①与NaOH溶液共热发生取代反应；②与NaOH醇溶液共热发生消去反应
醇
—OH
①与活泼金属Na等反应产生H2；②消去反应，170 ℃时，分子内脱水生成烯烃；③催化氧化；④与羧酸及无机含氧酸发生酯化反应
酚
—OH
①弱酸性；②遇浓溴水生成白色沉淀；③遇FeCl3溶液呈紫色
醛
①与H2加成生成醇；②被氧化剂〔如O2、[Ag(NH3)2]＋、新制的Cu(OH)2等〕氧化
羧酸
①酸的通性；②酯化反应
酯
发生水解反应，生成羧酸和醇
即时训练1 有关下图所示化合物的说法不正确的是______。
①既可以与Br2的CCl4溶液发生加成反应，又可以在光照下与Br2发生取代反应
②1 mol该化合物最多可以与3 mol NaOH反应
③既可以催化加氢，又可以使酸性KMnO4溶液褪色
④既可以与FeCl3溶液发生显色反应，又可以与NaHCO3溶液反应放出CO2气体
⑤在浓硫酸作用下加热可以发生消去反应
⑥该有机物苯环上的氢被取代的一氯代物有5种
⑦该有机物分子式为C23H26O6
热点二、有机反应类型
【例2】Grignard试剂(卤代烃基镁)广泛运用于有机合成中，Grignard试剂的合成方法是：RX＋MgRMgX(Grignard试剂)。生成的卤代烃基镁与具有羰基结构的化合物(醛、酮等)发生反应，再水解就能合成各种指定结构的醇：
现以2-丁烯和必要的无机物为原料合成3,4-二甲基-3-己醇，进而合成一种分子式为C10H16O4的具有六元环的物质J，该物质具有对称性。合成线路如下：
请按要求填空：
(1)3,4-二甲基-3-己醇是__________(填字母代号)，G的结构简式是____________。
(2)反应①～⑧中属于取代反应的是________(填反应代号，下同)，属于酯化反应的是________，属于加成反应的是________，属于消去反应的是________。
(3)写出下列化学反应方程式(有机物请用结构简式表示)：
A―→B___________________________________________________________________。
I―→J____________________________________________________________________。
名师点拨 推断反应类型常用的方法
(1)由官能团转化推测反应类型，特别是推断题中所给信息的反应类型时，如例2中③的反应类型，我们一定要从断键、成键的角度分析各反应类型的特点：如取代反应的特点是“有上有下或断一下一上一”(断了一个化学键，下来一个原子或原子团，上去一个原子或原子团)；加成反应的特点是“只上不下或断一加二，从哪里断从哪里加”；消去反应的特点是“只下不上”。
(2)由反应条件推测反应类型
①在NaOH水溶液的条件下，除羧酸、酚发生的是中和反应外，其他均是取代反应，如卤代烃的水解、酯的水解。
②在NaOH醇溶液的条件下，卤代烃发生的是消去反应。
③在浓硫酸作催化剂的条件下，除醇生成烯是消去反应外，其他大多数是取代反应，如醇变醚、苯的硝化、酯化反应。
④在稀硫酸的条件下，大多数反应是取代反应，如酯的水解、糖类的水解、蛋白质的水解。
⑤Fe或FeBr3作催化剂，苯环的卤代；光照条件下，烷烃的卤代。
(3)注意：取代反应是有机反应类型考查时的常考点，其包括范围很广，如烃的卤代反应、硝化反应，醇分子间的脱水，苯酚的溴代反应，酸与醇的酯化反应，卤代烃、酯、油脂的水解反应等。
热点三、同分异构体
【例3】Ⅰ.分子式为C8H8O的F是高分子光阻剂生产中的主要原料。F具有如下特点：①能跟FeCl3溶液发生显色反应；②能发生加聚反应；③苯环上的一氯代物只有两种。
(1)F在一定条件下发生加聚反应的化学方程式为__________________________。
(2)化合物G是F的同分异构体，属于芳香族化合物，能发生银镜反应。G有多种结构，写出其中一种的结构简式____________________。
Ⅱ.芳香族化合物E的分子式是C8H8Cl2。E的苯环上的一溴取代物只有一种，则E的所有可能的结构简式是______________________。
Ⅲ.分子式C4H8O2的同分异构体中，能与NaHCO3溶液反应放出CO2的有____________种，其相应的结构简式是____________________________________。
思路点拨 (1)同分异构体的书写规律
①具有官能团的有机物
一般的书写顺序：碳链异构→官能团位置异构→官能团类别异构。
②芳香族化合物的同分异构体
a．只有一个侧链，取决于侧链类别的个数，即碳链异构。
b．若有两个侧链，则存在邻、间、对三种位置异构。
(2)限定范围的同分异构体的书写方法
高考题经常给出信息，根据信息限定范围书写或补写同分异构体，解题时要看清所限定范围，分析已知的几个同分异构体的结构特点，对比联想找出规律补写，书写时只考虑碳链异构、官能团种类及位置异构，对于氢原子最后根据价键补上，如：写出C8H8O2有苯环，属于酯类的同分异构体。
①首先分析分子式C8H8O2除含有一个苯环、一个酯基外，还有一个碳原子。
②写出酯的结构式：，然后把苯环或一个碳原子连接在酯基上，有下列几种连接方式，a甲酸某酯类： (邻、间、对)；b乙酸某酯类：；c苯甲酸某酯类：。
酯类的同分异构体的书写比较复杂，数目较多，书写时一定按照规则和顺序来进行，否则容易重复或漏写，造成不必要的失分，因此在解题时注意总结书写的规律和规则。
即时训练2 X、Y都是芳香族化合物，1 mol X水解得到1 mol Y和1 mol CH3CH2OH；X的相对分子质量为176，完全燃烧只生成CO2和H2O，且分子中碳和氢元素总的质量分数约为81.8%，Y能使Br2的CCl4溶液褪色。
(1)X的分子式是__________。
(2)H与X为同分异构体，且具有相同的官能团，苯环上有两个取代基，1 mol H水解也得到1 mol芳香族化合物和1 mol CH3CH2OH，满足上述条件的H共有________种。
热点四、有机推断及合成
【例4】常用作风信子等香精的定香剂D以及可用作安全玻璃夹层的高分子化合物PVB的合成路线如下：
已知：
Ⅰ.RCHO＋R′CH2CHO＋H2O(R、R′表示烃基或氢)
Ⅱ.醛与二元醇(如：乙二醇)可生成环状缩醛：
(1)A的核磁共振氢谱有两种峰。A的名称是______。
(2)A与合成B的化学方程式是____________________。
(3)C为反式结构，由B还原得到。C的结构简式是________________。
(4)E能使Br2的CCl4溶液褪色。N由A经反应①～③合成。
a．①的反应试剂和条件是________。
b．②的反应类型是________。
c．③的化学方程式是_______________________________________________________。
(5)PVAc由一种单体经加聚反应得到，该单体的结构简式是_______________________
_________________________________________________。
(6)碱性条件下，PVAc完全水解的化学方程式是_________________________________
________________________________________________________________________。
归纳总结 1.解答有机推断及合成题常用的思维方式
解有机物的推断及合成题的关键是要首先找到突破口，应根据有机物性质及反应的产物推断出官能团及官能团的位置从而找到突破口。所以解此类题应熟练掌握各类有机物的性质及分子结构，熟悉有机物间的相互转化及衍变关系，熟练运用各类反应规律推测有机物分子结构。
2．有机推断常用的突破口
(1)从有机物官能团的特征现象突破官能团种类
①能使溴水褪色的物质可能含有C===C、C≡C或酚类物质(产生白色沉淀)。
②能使酸性KMnO4褪色的物质可能含有C===C、C≡C、苯的同系物、酚类及醛类等。
③能发生银镜反应或与新制Cu(OH)2煮沸后生成砖红色沉淀的物质一定含有—CHO。
④能与Na反应生成H2的一定含有—OH或—COOH，与NaOH、Na2CO3反应的可能含有酚羟基或─COOH，与Na2CO3或NaHCO3反应生成CO2的一定含有─COOH。
⑤能与FeCl3溶液发生显色反应的有机物一定含有酚羟基，能水解产生醇和羧酸的物质是酯，能发生消去反应的是醇或卤代烃。
(2)从特定的关系突破官能团种类
在解有机结构推断题时，常常会遇到ABC的连续氧化问题，那么A、B、C分别为醇、醛、羧酸，且三种物质碳原子数相同，碳链结构相同。
(3)从特定的反应条件突破官能团种类
有机反应往往各有特定的条件，因此反应的特定条件可以是突破口。例如“烃与溴水或溴的四氯化碳溶液反应”该烃可能含有C===C或C≡C。
即时训练3 (2012河南豫东六校联考，38)已知：①双键在链端的烯烃发生硼氢化、氧化反应，生成的醇羟基在链端：
R—CH===CH2R—CH2CH2OH
②RCH2CHO＋R′CH2CHO
化合物M是一种香料，可用如下路线合成：
已知：A、B只生成一种产物C；核磁共振氢谱显示E分子中有两种氢原子；F为芳香化合物。
请回答下列问题：
(1)原料C4H10的名称是__________(用系统命名法)。
(2)写出反应A→C的反应条件：______________。[来源:21世纪教育网]
(3)D也可由C与水蒸气在一定条件下合成。这种制法与题给反应条件相比，缺点是______________________。
(4)F与新制Cu(OH)2反应的化学方程式为______________________________________。
(5)写出E、N、M的结构简式__________、__________、__________。
(6)写出与G具有相同官能团的G的所有芳香类同分异构体(不包括G本身)的结构简式：__________________。
误区警示
1．错误地认为能发生银镜反应的一定是醛
只要有醛基的一定能发生银镜反应，但含有醛基的不一定属于醛，如葡萄糖、甲酸、甲酸某酯等。
2．混淆能与氢气反应的官能团
在一定条件下，能与氢气发生加成的官能团比较多，如C===C、C≡C、C===O，但并不是所有的C===O均能与氢气发生加成，如羧基、酯基就不能与氢气发生加成。
3．混淆苯酚、乙酸的酸性强弱
苯酚、乙酸均为弱酸，但乙酸的酸性大于碳酸、苯酚的酸性小于碳酸，所以只有羧基能与Na2CO3或NaHCO3溶液反应生成CO2。
4．忽视酯的酸性水解与碱性水解
(1)无机酸只起催化作用，对平衡无影响。(2)碱除起催化作用外，还能中和生成的酸，使水解程度增大，若碱足量，则可以水解进行到底。(3)书写水解反应，碱性条件用“―→”，酸性条件用“”。(4)酸性条件生成羧酸，而碱性条件生成羧酸盐，所以在有机推断时，常看到反应条件()，则可能是酯的水解。
5．有机推断中忽视酯化、水解反应时有水生成、参加
在利用有机物的分子式或相对分子质量推断时，一定要注意是否有水参加或生成，如CH3CH2OH与有机物A在浓硫酸作用下加热生成分子式为C10H12O2的有机物，则A的分子式为C10H12O2加H2O的分子式减去乙醇的分子式C2H6O得C8H8O2。
跟踪练习 判断正误：(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．葡萄糖中含有全基
2．向苯酚钠溶液中通入少量CO2生成苯酚及Na2CO3
3．醇、酚、羧酸均能与钠反应生成氢气
4．凡是含有不饱和键的有机物在一定条件下均能与氢气发生加成反应
5．CH3CH2OHCH2===CH2↑＋H2O乙醇失去氢原子属于氧化反应
1．(2012湖北武汉调研，38)用作软质隐形眼镜材料的聚合物E是：
一种合成聚合物E的路线如下：
AB
已知：＋R—CH2—CHO―→
回答下列问题：
(1)A能与新制Cu(OH)2反应产生砖红色沉淀，A的结构简式是__________；
(2)D中含有的官能团名称为__________________；
(3)D→E的反应类型是____________反应；
(4)C有多种同分异构体。属于酯且含有碳碳双键的同分异构体共有________种(不考虑顺反异构)，写出其中核磁共振氢谱峰面积之比为1∶1∶1∶3的同分异构体的结构简式__________；
(5)写出由乙烯合成乙二醇的化学方程式________________________________。[来源:21世纪教育网]
2．(2012湖北襄阳调考，38)已知有机物A、B、C、D、E、F、G有如下转化关系，其中C的产量可用来衡量一个国家的石油化工发展水平，G的分子式为C9H10O2，试回答下列有关问题。
(1)G的结构简式为__________。
(2)指出下列反应的反应类型：A转化为B：______，C转化为D：__________。
(3)写出下列反应的化学方程式：
D生成E的化学方程式：________________________。
B与F生成G的化学方程式：____________________。
(4)符合下列条件的G的同分异构体数目有____种：①苯环上有3个取代基，且有两个取代基相同；②能够与新制的银氨溶液反应产生光亮的银镜。其中氢原子共有四种不同环境的所有物质的结构简式为__________、____________。
3．(2012北京海淀期中，28)聚芳酯(PAR)是分子主链上带有苯环和酯基的特种工程塑料，在航空航天等领域具有广泛应用。下图是利用乙酰丙酸()合成聚芳酯E的路线：
已知：①＋SOCl2―→＋SO2＋HCl
② ＋R′OH―→＋HCl
(R、R′表示烃基)
(1)乙酰丙酸中含有的官能团是羰基和__________(填官能团名称)。
(2)下列关于有机物A的说法正确的是______________(填字母序号)。
a．能发生加聚反应 b．能与浓溴水反应
c．能发生消去反应 d．能与H2发生加成反应
(3)A→B的化学方程式为________________________。
(4)D的结构简式为________________________。
(5)C的分子式为____________，符合下列条件的C的同分异构体有________种。
①能发生银镜反应
②能与NaHCO3溶液反应
③分子中有苯环，无结构
在上述同分异构体中，有一类有机物分子中苯环上只有2个取代基，写出其中任一种与足量NaOH溶液共热反应的化学方程式：________________________。
4．物质I是有机玻璃的主要成分，也常被用作光盘的支持基片，化合物A(C5H8O2)不溶于水，可以发生以下的转化关系，请回答以下问题：
已知：E能发生银镜反应，F能与NaHCO3反应放出气体，G的一氯取代物H有2种不同的结构。
(1)A分子中含有的官能团名称____________________。
(2)一定条件下，由A生成I，其反应类型是________。
A．加成反应 B．取代反应 C．氧化反应 D．聚合反应
(3)写出A→B＋F的化学方程式________________________________________________。
(4)与A具有相同官能团的同分异构体J，不能发生银镜反应，且在酸性条件下的水解产物均能稳定存在(已知羟基与碳碳双键直接连接时不稳定)，写出J的2种可能的结构简式__________________。
5．在现代战争、反恐、警察执行任务时，士兵、警察佩带的头盔、防弹背心和刚性前后防护板能够有效防御子弹和炮弹碎片，它们在战争中保住了许多士兵的生命。新型纤维不久将有望取代使用了数十年的凯夫拉纤维，成为未来防弹装备的主要制造材料。M5纤维是近年来开发出的一种超高性能纤维，它比现有的防爆破材料轻35%，下面是M5纤维的合成路线(部分反应未注明条件)：
已知：当反应条件为光照且与X2(卤素单质)反应时，通常是X2与烷烃或苯环侧链烃基上的H原子发生的取代反应，而当反应条件为催化剂存在且与X2的反应时，通常为苯环上的H原子直接被取代。根据上述合成M5纤维的过程，回答下列问题：
(1)合成M5的单体G的结构简式为______________，F的含氧官能团的名称有________________________________________________________________________。21世纪教育网
(2)在①～⑦的反应中，不属于取代反应的是__________，②的反应条件是________________________________________________________________________。
(3)生成A的同时可能生成的A的同分异构体为________________________。
(4)1 mol的C与足量新制的氢氧化铜反应可以生成________mol砖红色沉淀。
(5)1 mol的F与Na2CO3溶液反应最多消耗Na2CO3____________mol。
参考答案
命题调研·明晰考向
真题试做
1．答案：(1)甲苯
＋2HCl　取代反应
(4)C7H4O3Na2
解析：A为甲苯，由反应条件可知A→B发生的是取代苯环上的氢原子，结合最终产物“对羟基苯甲酸丁酯”可知B为，B→C条件是光照，取代甲基上的氢原子，C为，由反应条件可知C→D是水解，且生成醛基，D为、E为；由F与酸反应生成G，结合G的分子式及E到F的条件可知F为、G为；(6)苯环上的取代基可有两种情况①—OH、—CHO、—Cl，②、—Cl；第①种情况：三个取代基，先固定两个—OH、—CHO有三种：、 (对)，然后再加上—Cl，分别有4、4、2种加法；第②种情况：两个取代基，有邻、间、对3种。21世纪教育网
2．答案：(1)C9H6O2
(2)取代反应　2-氯甲苯(邻氯甲苯)
(4)4　2
(5)4
解析：(1)根据碳四价规律和香豆素的结构简式可以写出其分子式为C9H6O2。(2)甲苯与Cl2在FeCl3作催化剂的条件下发生苯环上的取代反应，生成，结合题意和香豆素的结构简式可推知A为。(3) 在NaOH溶液中水解生成B()，与Cl2在光照条件下发生甲基上的取代反应从而生成C()，在NaOH溶液中水解生成，由题给信息③可知两个羟基连在同一个碳原子上不稳定，易脱水形成羰基从而推知D应为。(4)B的含有苯环的同分异构体有共4种，其中的核磁共振氢谱中出现四组峰。(5)D的含有苯环的同分异构体有四种；其中既能发生水解反应，又能发生银镜反应；能与NaHCO3溶液反应放出CO2。
3．答案：(1)丙烯
(4)CH3CH2CHO
(5)7　
解析：A生成B的反应为加成反应，则A为烯烃，丙烯与发生加成反应的产物有两种：，其中有五种不同化学环境的氢，存在六种不同化学环境的氢；C的分子式为C6H6O，且C为酚类，则C的结构简式为，D中只有一种氢，则D的结构简式为。根据PC中链节的结构特征，并结合C与D生成E的各原子关系，可以分析出C与D的反应类似于酚醛树脂的生成，从而书写方程式。
(4)能发生银镜反应的有机物含有—CHO，C3H6O(丙酮)与丙醛互为同分异构体，丙醛的结构简式为CH3CH2CHO。
(5)C9H12符合通式CnH2n－6，由此确定C9H12属于苯的同系物，则其结构简式有共8种，除去B还有7种，其中分子中存在两种氢的只有，且不同类氢的个数比为3∶1。
精要例析·聚焦热点
热点例析
【例1】 答案：(1)bcef　(2)酯基、(醇)羟基　(3)C10H11O3Cl
解析：(1)首先分析A中的官能团。A中无、—COOH，所以a、d项错误；因为含有醇羟基、酯基，所以b、c项正确；结构简式中含有一个—Cl、一个，在NaOH溶液中水解，均消耗1 mol的NaOH，但酯基水解后除生成羧基外，还生成1 mol的酚羟基(1 mol酚羟基与1 mol NaOH反应)，所以e项正确；与—Cl所连碳原子相邻的碳原子上有氢原子，所以f项正确；只有苯环与H2加成，所以1 mol A最多可以消耗3 mol H2。
【即时训练1】 答案：④⑤⑥⑦
解析：有机物含有碳碳双键，故可以与Br2发生加成反应，又含有甲基，故可以在光照下与Br2发生取代反应，①正确；酚羟基要消耗一个NaOH，两个酯基要消耗两个NaOH，②正确；苯环可以催化加氢，碳碳双键可以使酸性KMnO4溶液褪色，③正确；该有机物中不存在羧基，故不能与NaHCO3反应放出CO2气体，④错；因为该有机物中不存在醇羟基，所以不能发生消去反应，⑤错误；只有右边的苯环上连有H，所以其一氯代物有邻、间、对三种，⑥错误。
【例2】 答案：(1)F　
(2)②④⑦⑧　⑧　①③⑥　⑤
(3)CH3CH2CHBrCH3＋NaOH―→CH3CH2CH(OH)CH3＋NaBr
解析：由反应条件可知①属于加成反应A为、②是卤代烃水解B为、B到D发生氧化反应，D为；由信息可知C中含有4个碳原子、E中含有8个碳原子，反应③由不饱和C===O键，变成饱和键，符合“只上不下”加成反应的特点，④属于取代反应，F为；由J的分子式为C10H16O4、结构具有六元环及反应⑧的条件可知⑧为酯化反应，J为二元酯、I为二元醇、反应⑧中的二元酸为HOOC—COOH，由J具有对称性，可知I也应该具有对称性，为、H为
【例3】 答案：Ⅰ.(1)n
Ⅱ.
Ⅲ.2　CH3CH2CH2COOH、(CH3)2CHCOOH
解析：Ⅰ.(1)F中含有酚羟基、，由苯环上的一氯代物只有两种，可知在酚羟基的对位；(2)苯环上的支链可以为—CH2CHO，也可以是—CH3、—CHO，为—CH3、—CHO时有邻、间、对位三种。
Ⅱ.E的分子式是C8H8Cl2。E的苯环上的一溴取代物只有一种，则E的所有可能的结构应高度对称，所以苯环侧链要么是两个—CH2Cl取代基、要么是两个—CH3和两个—Cl四个取代基；当是两个—CH2Cl时只有对位，当是两个—CH3和两个—Cl时，首先固定两个—CH3，然后再加两个—Cl：①当固定两个—CH3在邻位时有两种；②当固定两个—CH3在间位时有一种；③当固定两个—CH3在对位时有三种：
Ⅲ.能与NaHCO3溶液反应放出CO2的应符合C3H7—COOH，丙基有两种结构。
【即时训练2】 答案：(1)C11H12O2　
(2)3
解析：(1)由1 mol X水解得到1 mol Y和1 mol CH3CH2OH可知X含有酯基，至少含有2个氧原子；由燃烧产物可知分子中只含C、H、O三种元素，含氧原子的个数为≈2，X中C、H相对原子质量为176－32＝144，可知含有11个碳原子、12个氢原子；(2)X中含有一个苯环、一个双键，由分子式C11H12O2可知还含有一个双键，即H中含有苯环、—OC2H5、，正好10个碳原子，还有一个C原子，所以苯环上的取代基可能为—COOC2H5和—CH===CH2，共有邻、间、对三种情况。
【例4】 答案：(1)乙醛
(4)a.稀NaOH、加热
b．加成(还原)反应
c．2CH3(CH2)3OH＋O22CH3(CH2)2CHO＋2H2O
(5)CH3COOCH===CH2
(6) ＋nCH3COONa
解析：A中有两种不同环境的氢原子，所以只能为；由信息Ⅰ可知B为CHCHCHO，由信息Ⅱ及PVB的结构简式可知N为CH3CH2CH2CHO、PVA为；由PVAc变为M和PVA的反应条件可知发生水解反应，M为羧酸，由D及B(C9H8O)的分子式可知M为乙酸，C为醇(且为反式结构)，所以C中含有碳碳双键，结构简式为；由A、N的化学式及信息Ⅰ可知E的结构简式为CH3—CH===CH—CHO，E与H2发生加成反应生成F(CH3—CH2—CH2—CH2OH)，F经氧化生成N。
【即时训练3】 答案：(1)2甲基丙烷
(2)强碱、醇、加热(意思相同且合理即可)
(3)不一定生成一种醇，或者说会生成两种醇(意思明确且合理即可)
解析：符合C4H10的同分异构体有CH3CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)2，由信息①及A、B只生成C可知原料C4H10的结构简式是CH3CH(CH3)2，C为、D为；由信息②可知E、N为两种醛，由芳香化合物F的分子式C9H8O可知含有苯环的醛一定不符合有两种氢原子；所以E只能为CH3CHO、N为、F为，由生成M的条件可知D、G发生的是酯化反应，D为醇，G为；(6)把—COOH连接在的一端碳原子上；把—CH===CH—COOH分成两部分—CH===CH2、—COOH，分别连在苯环上有邻、间、对三种。21世纪教育网
误区警示
【跟踪练习】 答案：×、×、√、×、×
解析：1.醛基，写法错误；2.不论CO2多少，最后均生成NaHCO3，不会生成Na2CO3，错误；3.醇、酚、羧酸均含有—OH，正确；5.失去的是两个H、一个O，不属于氧化还原反应，错误。
创新模拟·预测演练
1．答案：(1)CH3CH2CHO
(2)碳碳双键、酯基、羟基
(3)加聚
(4)5　HCOOCH===CHCH3
(5)CH2===CH2＋Br2―→CH2BrCH2Br　
CH2BrCH2Br＋2NaOHHOCH2CH2OH＋2NaBr
解析：由高分子化合物E的结构可知D为、C为、B为，依据信息可知A为CH3CH2CHO。(4)以酯基为基础可写出HCOOC3H5(有3种)、CH3COOC2H3(有1种)、C2H3COOCH3(有1种)。
2．答案：(1)CH3COOCH2
(2)取代反应　加成反应
(3)2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O　CH3COOH＋HOCH2CH3COOCH2＋H2O
解析：由反应条件正推A为、B为、C为CH2===CH2、D为乙醇、E为乙醛、F为乙酸、G为CH3COOCH2。
3．答案：(1)羧基
(2)bd
解析：依据反应条件正推C为、依据信息可知D为，由E逆推可知B为、A为；(2)A中含有酚羟基，所以可与浓溴水发生取代反应；(5)分子中含有—CHO、含有—COOH，所以苯环上的取代基可有两种情况①—OH、—CHO、—COOH，②两个—OCHO；第①种情况：三个取代基先固定两个—OH、—COOH有三种邻，然后再加上—CHO，分别有4、4、2种加法；第②种情况：两个取代基，有邻、间、对三种。
4．答案：(1)碳碳双键、酯基
(2)AD
(4)CH2===CH—CH2COOCH3、CH3—CH===CH—COOCH3、CH2===CH—COOCH2CH3、CH3COOCH2CH===CH2(写出其中两个即可)
解析：B连续被氧化生成D，B为醇，C为醛，D为酸，由反应条件可知E为酯，能发生银镜反应可知E为甲酸甲酯，所以B为甲醇，F为酸分子式为C4H6O2，含有C===C键，G一定符合C3H7—COOH，G如果为CH3—CH2—CH2—COOH(一氯代物有3种)，所以G只能为、F为、A为。
5．答案：(1) 　羧基、(酚)羟基
(2)③④　氢氧化钠水溶液，加热
(4)2
(5)4
解析：对二甲苯在光照条件下和氯气发生取代反应取代甲基上的H生成A ，A→B发生水解反应生成，B→C发生氧化反应生成发生银镜反应后生成；结合M5的结构可知―→D发生取代反应生成，由反应条件可知D→E，发生取代反应，E酸化后为。F和发生缩聚反应(取代反应)生成M5。
专题四　化学实验
第1讲　化学实验常用仪器和基本操作
真题试做
1．(2012课标全国理综，7)下列叙述中正确的是(　　)。
A．液溴易挥发，在存放液溴的试剂瓶中应加水封
B．能使润湿的淀粉KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2
C．某溶液加入CCl4，CCl4层显紫色，证明原溶液中存在I－
D．某溶液加入BaCl2溶液，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀，该溶液一定含有Ag＋
2．(2012课标全国理综，28)溴苯是一种化工原料，实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下：
苯
溴
溴苯
密度/(g·cm－3)
0.88
3.10
1.50
沸点/℃
80
59
156
水中溶解度
微溶
微溶
微溶
按下列合成步骤回答问题：
(1)在a中加入15 mL无水苯和少量铁屑。在b中小心加入4.0 mL液态溴。向a中滴入几滴溴，有白色烟雾产生，是因为生成了______气体。继续滴加至液溴滴完。装置d的作用是______________________；
(2)液溴滴完后，经过下列步骤分离提纯：
①向a中加入10 mL水，然后过滤除去未反应的铁屑；
②滤液依次用10 mL水、8 mL 10%的NaOH溶液、10 mL水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用是________________________________________________________________________；
③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙，静置、过滤。加入氯化钙的目的是____________________；
(3)经以上分离操作后，粗溴苯中还含有的主要杂质为______，要进一步提纯，下列操作中必需的是______(填入正确选项前的字母)；
A．重结晶　　　　 B．过滤 C．蒸馏 D．萃取
(4)在该实验中，a的容积最适合的是______(填入正确选项前的字母)。
A．25 mL B．50 mL C．250 mL D．500 mL
3．(2009课标全国理综，26)碱式碳酸铜可表示为：xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O，测定碱式碳酸铜组成的方法有多种。
(1)现采用氢气还原法，请回答如下问题：
①写出xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O与氢气反应的化学方程式_________________________
________________________________________________________________________；
②实验装置用下列所有仪器连接而成，按氢气气流方向的连接顺序是(填入仪器接口字母编号)：
(a)→(　　)(　　)→(　　)(　　)→(　　)(　　)→(　　)(　　)→(　　)(　　)→(l)
[来源:21世纪教育网]
③称取23.9 g某碱式碳酸铜样品，充分反应后得到12.7 g残留物，生成4.4 g二氧化碳和7.2 g水。该样品的结晶水质量为________ g，化学式为__________________；
(2)某同学以氮气代替氢气，并用上述全部或部分仪器来测定碱式碳酸铜的组成，你认为是否可行？请说明理由。
考向分析
近几年所考查的热点：①化学实验常用仪器的主要用途和使用方法；②化学实验的基本操作和实验安全；③物质的分离、提纯及鉴别。
热点例析
热点一、化学实验仪器的使用
【例1】某化学小组的同学到实验室学习。在实验桌上摆有下列仪器：
(1)进行下面的实验，必须用到上述何种仪器，请用该仪器的名称填空：
①欲干燥NH3，需使用仪器________；
②欲分离互不相溶的两种液态物质，需使用________；
③欲分离液态混合物中沸点不同的组分，需使用________________________________；
④欲分离悬浮于液体中的固体物质，需使用____________________________________；
⑤欲用胆矾(CuSO4·5H2O)制无水CuSO4，需使用________________________________；
⑥欲提纯含有泥沙的粗盐须使用______________________________________________。
(2)关于F的用途，乙同学说：可组成防倒吸装置。你还能说出其他两种用途吗？
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
(3)丙同学想用下图装置用大理石和稀盐酸反应制取CO2。教师指出，这需要太多的稀盐酸，造成浪费。该同学选用了上面的一种仪器，加在装置上，解决了这个问题。请你把该仪器画在图中合适的位置。
归纳总结 1.常用仪器的名称
仪器
21世纪教育网
名称
容量瓶
圆底烧瓶
蒸馏烧瓶
蒸发皿
坩埚
锥形瓶
仪器
名称
分液漏斗
长颈漏斗
干燥管
酸式滴定管
碱式滴定管
量筒
2.注意事项
(1)应注意仪器的精确度，如滴定管的读数小数点后保留2位、托盘天平的读数小数点后保留1位、广泛pH试纸的读数为整数。
(2)应变换思维角度，注意常用仪器的非常规使用及“一材多用”。例如：干燥管除用于干燥气体外，还可以用于防倒吸装置(如图①)、组装类似启普发生器装置(如图②)；集气瓶除用于收集气体外，还可用于贮存气体(如图③)、测量气体体积(如图④)、作洗气瓶(如图⑤)等用途，图⑥既可以收集密度比空气大的气体(长进短出)，也可以收集密度比空气小的气体(短进长出)，还可以作为安全瓶(短进长出)等。
(3)使用前需要检漏的仪器：分液漏斗、滴定管、容量瓶。
即时训练1 (2012山东威海一模，21部分)试回答下列问题：
(1)下列实验中所选用的仪器或操作以及结论不合理的是________。
A．用托盘天平称量11.7 g氯化钠晶体
B．用碱式滴定管量取20.00 mL Na2CO3溶液
C．加热NH4Cl晶体时，用湿润红色石蕊试纸靠近试管口，检验NH3的生成
D．测定溶液的pH时，用洁净、干燥的玻璃棒蘸取溶液，滴在用蒸馏水湿润过的pH试纸上与标准比色卡比较
E．仅用蒸馏水和pH试纸，就可以鉴别pH相等的H2SO4和CH3COOH溶液[来源:21世纪教育网]
(2)为使碘水溶液转化为碘的有机溶液，实验室有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器、物品，尚缺少的玻璃仪器有________。
热点二、化学实验的基本操作
【例2】下列说法正确的是____________。
①做银镜反应实验后的试管内壁附有银，可用氨水清洗
②配制一定物质的量浓度的NaCl溶液时，只需使用1次玻璃棒
③欲从碘水中分离出I2，可将适量的CCl4加入碘水中振荡静置分层后分液，水层从上口倒出
④用pH试纸检验气体的酸碱性时，一定要先用蒸馏水湿润
⑤用浓盐酸酸化KMnO4溶液以增强其氧化性
⑥将固体加入容量瓶中溶解并稀释至刻度处，配成一定物质的量浓度的溶液
⑦用蒸发皿从食盐水中提取食盐晶体时，把水分全部蒸干，再撤酒精灯
归纳总结 1.试纸的使用
(1)检验液体：取一小块试纸放在洁净的表面皿或玻璃片上，用干燥的玻璃棒蘸取(或胶头滴管吸取)待测液，点在试纸的中部，观察试纸的颜色变化，用pH试纸测溶液pH时，要与标准比色卡对比读数。
(2)检验气体：取一小块试纸润湿，粘在玻璃棒的一端，并使其接近气体，观察试纸的颜色变化。
(3)注意事项：试纸不可伸入溶液中，也不能与管口接触；检验气体时，试纸一定要润湿，测溶液pH时，pH试纸一定不能润湿。
2．仪器的洗涤
首先分析附着物的性质，对于不溶于水的附着物的洗涤，有两种途径：(1)加入与之反应的试剂，如①CaCO3、Fe2O3用盐酸；②油脂、单质硫用热的NaOH溶液；(2)加入溶剂，如I2用酒精或汽油等有机溶剂；S用CS2洗涤。
3．气密性的检验
装置
操作
现象及结论
微热法
将导气管末端伸入盛水的烧杯中，用双手捂住烧瓶(或用酒精灯微热)
烧杯内水中有气泡产生；松开双手一会儿，烧杯内导管中形成一段水柱且液面保持不变，说明不漏气
液差法
首先打开活塞，从长颈漏斗向试管中加水至液面没过长颈漏斗的下端，关闭活塞，继续加水
过一段时间，漏斗中液面高于试管液面，且液面差保持不变，说明气密性良好
4.可燃性气体的验纯
用排水法收集一小试管气体，用拇指堵住，试管口朝下移近火焰，松开拇指，听到尖锐的爆鸣声，表明气体不纯；听到“噗”的声音，表明气体纯净。
即时训练2 (2012江西南昌调研17题部分)(1)实验室若要配制220 mL 1 mol·L－1的稀硫酸应选用的容量瓶规格是________；当定容时，视线偏高，则配得的溶液溶质物质的量浓度________1 mol·L－1(填“＞”“＝”或“＜”)。
(2)下列有关实验操作的说法正确的是________。
A．可用25 mL碱式滴定管量取20.00 mL KMnO4溶液
B．做有关水浴加热实验时，将温度计插入水中，但水银球不能与烧杯底部和烧杯壁接触
C．蒸馏时蒸馏烧瓶中液体的体积不能超过容积的2/3，液体也不能蒸干
D．将金属钠在研钵中研成粉末，使钠与水反应的实验更安全
E．用NaOH溶液洗涤并灼烧铂丝后，再进行焰色反应
热点三、化学药品的存放及化学实验的安全、环保
【例3】下列实验操作与安全事故处理均正确的是(　　)。
①钠着火应用沙子盖灭、苯着火应迅速用湿布或沙土盖灭
②用氢气还原氧化铜，先通一会儿氢气，然后点燃酒精灯给盛有氧化铜的试管加热
③稀释浓硫酸时，把浓硫酸沿烧杯壁慢慢注入水里，并不断搅拌
④氯水存放在带橡胶塞的棕色细口瓶中
⑤浓烧碱沾到皮肤上，先用大量水冲洗，然后涂上稀硫酸
⑥用试管夹从试管底由下往上夹住距试管口约1/3处，手持试管夹长柄末端，进行加热
⑦制备乙酸乙酯时，导气管不能插入饱和碳酸钠溶液中
⑧把玻璃管插入橡胶塞孔时，用厚布护手，紧握用水湿润的玻璃管插入端，缓慢旋进塞孔中
A．①④⑥　　　　 B．②⑤⑥ C．①③⑥⑦⑧ D．③④⑤⑧
归纳总结 1.药品的存放
试剂妥善保存的目的是防止其变质或因挥发而损失，这些都源于试剂的物理性质、化学性质，所以，试剂采用什么保存方法，关键看它具有什么特殊的性质，如：
(1)状态：固体药品一般存放在广口瓶中，便于药品的取用；液体药品一般存放在细口瓶中。
(2)腐蚀：碱性的物质(如NaOH溶液、水玻璃、Na2CO3溶液、氨水等)用盖有橡胶塞的试剂瓶存放；溴水、苯等不能用盖有橡胶塞的试剂瓶存放。
(3)易潮解、水解、挥发、剧毒、氧化、分解的物质常用的保存方法：密封(如浓硫酸、浓盐酸)、水封(如白磷、液溴)、油封(如Na、K等活泼金属)、棕色瓶并置于阴暗处(如浓硝酸)、防水解氧化(如FeSO4溶液中加入少量硫酸及铁粉)。
2．安全及环保
实验安全、环保是高考的热点，因此在做有关实验的题目时，一定要有安全意识、环保意识，要从“五防”的角度设计、分析实验。
(1)防爆炸：不仅点燃可燃性气体(如H2、CO、CH4、C2H2、C2H4)前要验纯，而且只要给含有可燃性气体的仪器(如用H2、CO还原CuO、Fe2O3)加热之前，也一定要验纯。
(2)防暴沸：配制硫酸的水溶液或硫酸的酒精溶液时，要将密度大的浓硫酸缓缓倒入水或酒精中并用玻璃棒搅拌；加热液体时要加沸石(或碎瓷片)。
(3)防失火：实验室中的可燃物一定要远离火源。
(4)防倒吸：加热法制取气体并用排水法收集气体或吸收溶解度较大气体时，要注意熄灯顺序或加装安全瓶。
(5)防污染、中毒：制取有毒气体(如CO、SO2、Cl2、NO等)时，应注意尾气处理。
注意：解决这类题的关键是要真正理解防倒吸的原理：①导气管不接触水面，如E；②有容积较大的容器，如A、C、F、G；而B、D均不能用于防倒吸。
即时训练3 (2012辽宁部分重点中学期末联考，18)化学是一门以实验为基础的自然科学，化学实验在学习中具有重要的作用。
(1)上图分别是温度计、量筒、滴定管的一部分，其中A仪器的名称为________，B的正确读数为________。
(2)下列实验操作、试剂保存方法和实验室事故处理，一定正确的是________(填序号)。
A．不慎将浓碱液沾到皮肤上，要立即用大量水冲洗，然后涂上稀硼酸溶液
B．实验室中，浓硝酸保存在带橡胶塞的棕色细口试剂瓶中
C．配制浓硫酸和浓硝酸的混合酸时，将浓硝酸沿器壁慢慢加入浓硫酸中，并不断搅拌
D．制备氢氧化铁胶体时，应向沸水中逐滴滴加1～2 mL饱和的FeCl3溶液，并继续加热到溶液呈红褐色为止
E．在进行反应热测定时，为保证实验的准确性，我们可以采取以下具体措施：使用碎泡沫以起到隔热保温的作用，使用铜质搅拌棒进行搅拌，使用的酸碱正好反应、进行两到三次实验，取平均值
热点四、物质的分离、提纯和检验
【例4】粗食盐常含有少量K＋、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO等杂质离子，实验室提纯NaCl的流程如下：
提供的试剂：饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、75%乙醇、四氯化碳
(1)欲除去溶液Ⅰ中的Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO，选出a所代表的试剂，按滴加顺序依次为______________(只填化学式)，除去Ca2＋的同时还除去的离子有：__________；
(2)怎样证明溶液中的Fe3＋已被除尽，简述操作过程及实验现象：________________________________________________________________________；
(3)洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl，选用的试剂为________________。
规律总结 1.物质鉴别
物质鉴别常以简答题形式进行考查，回答时要注意：
(1)不许原瓶操作：鉴别的目的是为了以后的使用，若原瓶操作，试剂被污染，“别”而无用。要有“各取少许”字样。
(2)不许“指名道姓”：结论的得出来自实验现象，在加入试剂之前，该物质是未知的，叙述时不可出现“取某某试剂加入某某物质……”的字样。气体试剂要用“通入”，切不可把液体或固体试剂“通入××中”。
2．物质分离提纯
(1)分离与提纯的区别
物质的分离是把混合物中各物质彼此分开的过程，分开后各物质要恢复到原来的状态；物质的提纯是把混合物中的杂质除去，得到纯净物质的过程，杂质若发生变化，不必恢复。如：①除去MgO中的Al2O3杂质，加入过量NaOH充分反应后过滤、洗涤、干燥即可；②如果分离MgO、Al2O3的混合物，则在①的基础上还得把滤液(NaAlO2)还原为Al2O3。
(2)注意事项
①除杂试剂必须过量；②过量试剂必须除尽；③去除多种杂质时还要考虑加入试剂的顺序；④除杂途径必须最佳，且除杂不能引入新杂质。
即时训练4 向四支试管中分别加入少量不同的无色溶液进行如下操作，结论正确的是(　　)。
操作
现象
结论
A
滴加BaCl2溶液
生成白色沉淀
原溶液中有SO
B
滴加氯水和CCl4，振荡、静置
下层溶液显紫色
原溶液中有I－
C
用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色反应
火焰呈黄色
原溶液中有Na＋、无K＋
D
滴加稀NaOH溶液，将湿润红色石蕊试纸置于试管口
试纸不变蓝
原溶液中无NH
误区警示
1．混淆计量仪器的精确度
托盘天平的精确度为0.1 g、滴定管的精确度为0.01 mL,10 mL量筒比50 mL量筒的精确度高，所以在选择仪器时，一定要注意仪器的精确度，不能“大材小用”或“小材大用”。
2．混淆温度计的位置
温度计用于测量温度，水浴时水银球浸在水中；测溶解度时，水银球放在饱和溶液中；石油分馏时，水银球放在支管口处。
3．忽视分液漏斗的使用方法
用于分离密度不同且互不相溶的液体，作反应器的随时加液装置，使用前应检验是否漏液，分液时应先打开漏斗口处的塞子(或使塞子上的小孔或凹槽对准漏斗口处的小孔)。[来源:21世纪教育网]
4．混淆试纸的用途
①石蕊试纸：定性检验酸碱性(红色石蕊试纸检验碱性气体，蓝色石蕊试纸检验酸性气体)；②pH试纸：定量检验酸碱性；③淀粉KI试纸：检验Cl2等有氧化性的物质。
5．酸碱中和滴定时的操作
滴定时，左手控制滴定管活塞，右手握持锥形瓶，边滴边振荡，眼睛注视锥形瓶中液体颜色变化。
跟踪练习 判断正误：(正确的打“√”号，错误的打“×”号)
1．用50 mL量筒量取8.5 mL液体。
2．用10 mL量筒量取8.5 mL液体。
3．用托盘天平称取20.45 g NaCl固体。
4．取一小片淀粉KI试纸，靠近集气瓶口检验Cl2是否集满。
5．滴定时，左手控制滴定管活塞，右手握持锥形瓶，边滴边振荡，眼睛注视滴定管中的液面下降的速度，防止滴加速度过快。
6．实验室常用下图装置收集氨气。
7．分液时下层液体由下口放出后，关闭活塞，换一个烧杯，打开活塞把上层液体由下口放出。
1．下列有关实验操作或实验原理正确的是(　　)。
A．用量筒量取20.00 mL酸性高锰酸钾溶液
B．用蒸发溶剂的方法将10%的氯化铁溶液变为20%的氯化铁溶液
C．用上图的装置可以收集一瓶干燥的氨气
D．可用氯化铁溶液除去试管内壁难以刷去的铜迹
2．下列实验操作正确的是(　　)。
A．提取溴水中的溴，可用加入乙醇萃取的方法
B．将滴管垂直伸进试管内滴加液体
C．将试管平放，用纸槽往试管里送入固体粉末后，然后竖立试管
D．熔融氢氧化钠要在耐高温的石英坩埚中
3．(2012山东莱芜期末，17)下列实验不合理的是(　　)。
4．下图是海水综合利用的工业流程图，下列说法正确的是(　　)。
A．过程①中除去粗盐中的SO、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等杂质，加入药品的顺序为：BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→加盐酸→过滤
B．图示三个工业生产都利用到了氧化还原反应和非氧化还原反应
C．过程②中结晶出的MgCl2·6H2O在空气中加热脱水制得无水MgCl2
D．过程③④的主要作用是溴的富集
5．(2012北京石景山期末，8)为提纯下列物质(括号中为杂质)，所选除杂试剂和分离方法都正确的是(　　)。
选项
被提纯的物质(杂质)
除杂试剂
分离方法
A
NH3(H2O)
浓硫酸
洗气
B
HNO3溶液(H2SO4)21世纪教育网
BaCl2溶液
过滤
C
溴化钠溶液(NaI)
氯水、CCl4
萃取、分液
D
乙醇(水)
生石灰
蒸馏
6.(1)玻璃棒是中学化学实验中常用的仪器。下列实验过程中，一般不需要用玻璃棒的是________(填写编号)。[来源:21世纪教育网]
①精盐提纯
②配制一定物质的量浓度的氯化钠溶液
③将适量氯化铁饱和溶液滴入沸水中制备氢氧化铁胶体
④探究Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应过程中的能量变化
⑤实验室用新制的FeSO4溶液和预处理过的NaOH溶液制备Fe(OH)2白色沉淀
(2)填空：
①读取滴定管中液体体积时，仰视液面，读取的体积数________实际体积数(填“＞”“＝”或“＜”)。
②实验需用480 mL 0.1 mol·L－1 NaOH溶液，配制溶液时除需用胶头滴管、烧杯、托盘天平(带砝码)、玻璃棒、药匙外，还必须用到的仪器是________(填名称)，所称取NaOH固体的质量为________g。
7．高纯氧化铁(αFe2O3)是现代电子工业的重要材料。实验室用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)为原料制备高纯氧化铁的步骤如下：
试回答下列问题：
(1)实验室用18.4 mol·L－1的浓硫酸配制150 mL 4.8 mol·L－1的硫酸溶液，所用的玻璃仪器除胶头滴管、量筒、烧杯、玻璃棒和酸式滴定管外，还需____________(填写仪器名称)。
(2)溶液X中加入铁粉后可能发生反应的离子方程式为________________________。
(3)某同学选用下列装置来制备纯净干燥的氨气，请完成下列有关问题。
①装置A中可以选用下列试剂中的________(填写字母序号)；
a．(NH4)2SO4和生石灰　 b．NH4Cl和Ca(OH)2固体
c．NH4HCO3固体　　　 d．NH4Cl固体
②装置C中试剂最好是________(填写试剂名称)；
③收集NH3时，气体应由________(填写导管口代号)通入。[来源:21世纪教育网]
(4)写出氨水与NH4HCO3溶液反应的离子方程式______________。
8．(2012山东济宁一模，26)化学实验是研究物质性质的基础。
(1)下列有关实验操作或测量数据合理的是________(填序号)。21世纪教育网
a．某学生在使用胶头滴管向试管滴液体时，胶头滴管尖端与试管内壁接触
b．用萃取法分离溴水(过量)和KI溶液反应生成的碘单质
c．用规格为10 mL的量筒，量取6.8 mL的CH3COONa溶液
d．向某溶液中加入稀硝酸，无明显现象，再向其中加入BaCl2溶液产生白色沉淀，说明原溶液中含有SO
(2)某废水样品中含有一定量的K＋、HCO、SO，甲、乙两研究小组欲测定其中SO的浓度。
甲组方案：
取废水100 mL加试剂X后，再Ⅰ加盐酸，Ⅱ加BaCl2溶液，Ⅲ系列操作，固体称量计算
试剂X从下列试剂中选择：
a．0.1 mol·L－1KMnO4(H2SO4酸化)溶液
b．0.5 mol·L－1KOH溶液
c．新制氯水
d．NaI溶液
①加入试剂X后生成SO的离子方程式为____________________________________；
②甲组方案中，第Ⅲ步的“系列操作”包含的操作名称按顺序为__________________
_________________________________________________________；
乙组方案：
Ⅰ.用烧杯盛取废水适量，加适量活性炭，除去废水的杂色；过滤；
Ⅱ.精确量取20.00 mL过滤后废水试样，选择使用紫色的0.1 mol·L－1 KMnO4(H2SO4酸化)溶液进行滴定(有关反应为：2MnO＋5SO＋6H＋===2Mn2＋＋5SO＋3H2O)；
Ⅲ.记录数据，计算。
③乙组设计的下列滴定方式中，最合理的是________(夹持部分略去)(填字母序号)，达到滴定终点时可观察到的现象是___________________________________________________。
(3)某研究性学习小组利用实验室提供的MnO2、浓盐酸来制取氯气，并以氯气为反应物进行有关反应，设计装置如下。
①从A1、A2、A3中选出能适用于A处制取Cl2的发生装置的是________，要将C装置接入B和D之间，正确的接法是：a→________→________→d。[来源:21世纪教育网]
②实验开始先点燃A处的酒精灯，打开旋塞K，让Cl2充满整个装置，再点燃D处的酒精灯。Cl2通过C装置后进入D，D装置内盛有炭粉，发生氧化还原反应，生成CO2和HCl(g)，发生反应的化学方程式为______________________________________________________。
③D处反应完毕后，关闭旋塞K，移去两个酒精灯，由于余热的作用，A处仍有少量Cl2产生，此时B中的现象是___________________________________________________，B的作用是_______________________________________________________________________。
④在A、B、C、D、E装置中有一处需要改进，说明需要改进的理由________。
参考答案
命题调研·明晰考向
真题试做
1．A　解析：能把I－氧化为I2的氧化剂很多，如HNO3、Fe3＋等，B选项错误；碘的四氯化碳溶液显紫色，是因为CCl4中溶解了I2，C选项错误；D选项不能排除SO、SO的干扰，错误。
2．答案：(1)HBr　吸收HBr和Br2
(2)除去HBr和未反应的Br2　干燥
(3)苯　C
(4)B
解析：因为Cl、Br属于同一主族，所以此题应联系氯及其化合物的性质，再结合反应＋HBr进行分析：(1)由HCl遇空气有白雾出现，可知HBr遇空气也有白雾出现；(2)溴苯中含有Br2、HBr、苯等杂质，所以加入氢氧化钠溶液的作用是把Br2、HBr变成易溶于水而不易溶于有机物的盐，再经水洗可除去；溴苯与苯均属于有机物且互溶的液体，用蒸馏方法分离；(4)烧瓶作反应器时，加入液体体积不能超过其容积的，所以选择B较合适。
3．答案：(1)①xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O＋(x＋y)H2(x＋y)Cu＋xCO2＋(x＋2y＋z)H2O
②(a)→kj→gf(或hi)→de(或ed)→hi(或gf)→bc(或cb)→(l)
③1.8　CuCO3·Cu(OH)2·H2O
(2)可行。用氮气代替氢气，氮气可排除空气中CO2、H2O对该实验的影响，xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O受热分解为CuO、CO2、H2O，可通过测定CuO、CO2及H2O的质量，进而确定碱式碳酸铜的组成。
解析：本题考查化学方程式的书写、化学计算及实验设计能力。(1)①用H2作还原剂，可使CuCO3、Cu(OH)2还原为Cu，据电子守恒或原子守恒即可写出反应的化学方程式。②装置连接中，要先对H2进行除杂和干燥(Zn与盐酸反应生成的H2中含有HCl和水蒸气)，用H2O吸收HCl，再用浓硫酸吸收水蒸气；干燥、纯净的H2与碱式碳酸铜发生反应，生成的H2O和CO2分别用浓硫酸和碱石灰吸收，以便确定H2O和CO2的质量。③由以上分析可知，反应生成的Cu的质量为12.7 g，m(CO2)＝4.4 g，则n(CO2)＝＝0.1 mol；由CuCO3被还原生成的Cu的质量为0.1 mol×63.5 g·mol－1＝6.35 g，则由Cu(OH)2被还原生成的Cu的质量为12.7 g－6.35 g＝6.35 g，Cu(OH)2的物质的量为0.1 mol，所以样品中结晶水质量为：
23．9 g－0.1 mol×123.5 g·mol－1－0.1 mol×97.5 g·mol－1＝1.8 g，
CuCO3、Cu(OH)2、H2O的物质的量之比为：
0．1 mol∶0.1 mol∶0.1 mol＝1∶1∶1，
所以碱式碳酸铜的化学式为CuCO3·Cu(OH)2·H2O。
(2)用N2代替H2，N2可排除空气中CO2和H2O对该实验的影响，碱式碳酸铜受热分解为CuO、CO2、H2O，通过测定它们的质量，同样可确定其组成。
精要例析·聚焦热点
热点例析
【例1】 答案：(1)①干燥管　②分液漏斗　③蒸馏烧瓶、酒精灯　④漏斗　⑤坩埚、酒精灯　⑥漏斗、蒸发皿、酒精灯
(2)①往细口容器中加液体　②组成过滤装置(只要答对两个即可，其他合理答案亦可)
(3)(只需画对试管的位置即可)
解析：(1)⑤使CuSO4·5H2O失去结晶水，要给CuSO4·5H2O(固体)加热，所以需要坩埚和酒精灯；⑥首先把粗盐溶于水，过滤、蒸发；(3)只要设法用很少的液体把漏斗尖端封堵即可，那么就得想法加很少液体，使液面升高很多。
【即时训练1】 答案：(1)CD　(2)分液漏斗
解析：(1)加热NH4Cl晶体生成NH3和HCl，遇冷后又生成NH4Cl晶体，氨气不会从试管中逸出，C错误；用pH试纸测量pH时，不能润湿，D错误；分别向等体积等pH的H2SO4和CH3COOH溶液加入等体积的蒸馏水，然后用pH试纸测量，pH大的是硫酸，E正确。
【例2】 答案：③④
解析：①银不溶于氨水；②玻璃棒在该实验中作用不同，溶解时搅拌、移液时引流、洗涤时搅拌引流；④用试纸检验气体的酸碱性时，一定要先润湿；⑤浓盐酸与高锰酸钾反应生成氯气；⑥容量瓶不能用来溶解物质，溶解要在烧杯中进行；⑦当有大量固体析出时，停止加热，用余热把剩余的少许液体蒸干。
【即时训练2】 答案：(1)250 mL　＞　(2)BC
解析：(1)容量瓶规格要等于或大于所配溶液的体积，但要最为接近，所以应该选用250 mL的；视线偏高如图，则使溶液体积偏小，浓度增大。(2)KMnO4溶液有强氧化性，不能用碱式滴定管；钠的性质活泼，研成粉末与水反应更为剧烈，不安全；焰色反应应用稀盐酸洗涤铂丝，如果用NaOH溶液则铂丝上一定会有钠元素。
【例3】 C　解析：②应该先验纯再点灯；④氯水腐蚀橡胶；⑤应该涂上硼酸溶液；⑦防止倒吸。
【即时训练3】 答案：(1)量筒　22.80 mL　(2)AD
解析：(1)量筒没有“0”刻度，由下往上逐渐增大，所以A为量筒；滴定管的读数从下往上逐渐减小，B为滴定管；温度计有“0”刻度，所以C为温度计；(2)浓硝酸应保存在磨口玻璃塞的棕色细口试剂瓶中，B错误；配制浓硫酸和浓硝酸的混合酸时，将浓硫酸沿器壁慢慢加入浓硝酸中，C错误；铜质搅拌棒是热的良导体，会散失大量的热，酸应该过量，E错误。
【例4】 答案：(1)BaCl2、NaOH、Na2CO3　Ba2＋　(2)用试管取少许待测液，然后滴加KSCN溶液，如果显血红色，说明Fe3＋没有除尽，如果无明显现象说明Fe3＋已除尽　(3)75%乙醇
解析：(1)用NaOH溶液与Mg2＋、Fe3＋反应生成Mg(OH)2、Fe(OH)3而除去Mg2＋、Fe3＋；用BaCl2溶液与SO反应生成BaSO4而除去SO，最后用饱和Na2CO3溶液除去Ca2＋及过量的Ba2＋，NaOH溶液和BaCl2溶液的加入顺序可以颠倒，但Na2CO3溶液一定最后加入。(3)排除法，四氯化碳属于有机溶剂，KCl难溶于四氯化碳，故选用试剂为75%乙醇。
【即时训练4】 B　解析：没有排除CO或SO的干扰，A错；黄色火焰可以覆盖K＋的浅紫色火焰，检验K＋需透过蓝色钴玻璃观察火焰，C错；NH3极易溶于水，若溶液中含有少量的NH时，滴加稀NaOH溶液不会放出NH3，D错；在四氯化碳中显紫色的是I2，B正确。21世纪教育网
误区警示
【跟踪练习】 答案：×、√、×、×、×、×、×
解析：4.应该将试纸用蒸馏水润湿并粘在玻璃棒上，错误；5.眼睛应该注视锥形瓶中溶液颜色变化，错误；6.导气管没有插入试管底部，错误。
创新模拟·预测演练
1．D　解析：注意量筒的精确度，A错误；氯化铁加热水解生成胶体，B错误；应该用向下排空气法收集(短进长出)，且容易发生倒吸，C错误；FeCl3和Cu反应，D正确。
2．C　解析：乙醇溶于水，A错误；滴管不能伸进试管内，B错误；氢氧化钠与SiO2反应，D错误。
3．D　解析：因为Na2O2是粉末，D错误。
4．D　解析：因为沉淀CaCO3、BaCO3、Fe(OH)3等与盐酸反应，应该过滤后再加盐酸，A错误；氯碱工业包括粗盐提纯(复分解反应)、电解(氧化还原反应)；制镁工业包括镁的富集(复分解反应)、电解MgCl2(氧化还原反应)；海水提溴没有非氧化还原反应，B错误；MgCl2水解，应该在干燥HCl气流氛围中干燥，C错误。
5．D　解析：A中浓硫酸也与氨气反应；B中又掺入了新的杂质Cl－；C中溴化钠也与氯气反应；D选项中水与生石灰反应生成氢氧化钙，蒸馏即可得到纯净乙醇，只有D选项正确。
6．答案：(1)③⑤
(2)①＞　②500 mL容量瓶　2
解析：(1)①溶解时搅拌、过滤时引流、蒸发时搅拌；②溶解时搅拌、移液时引流；④搅拌加快反应速率；⑤为防止氧气干扰实验，应把氢氧化钠溶液的滴管插入液面以下，所以一定不能搅拌；(2)②没有480 mL容量瓶，计算时应该用500 mL溶液计算。
7．答案：(1)250 mL容量瓶　(2)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋　2H＋＋Fe===Fe2＋＋H2↑
(3)①bc　②碱石灰(其他合理答案也可)　③c
(4)NH3·H2O＋HCO===NH＋CO＋H2O
解析：(1)注意没有150 mL容量瓶；(2)由信息可知溶液X中一定含有H＋、Fe3＋；(3)装置C干燥氨气及除去氨气中的酸性气体，应该用碱石灰；收集氨气用向下排空气法。
8．答案：(1)c
(2)①SO＋Cl2＋H2O===SO＋2Cl－＋2H＋　②过滤、洗涤、干燥　③b　溶液由无色变为紫色
(3)①A1　c　b　②2Cl2＋C＋2H2O4HCl＋CO2
③瓶中液面下降，长颈漏斗内液面上升　贮存少量Cl2，避免Cl2对环境造成污染　④D中反应生成的HCl气体极易溶于水，易发生倒吸，所以E中应用防倒吸装置(倒置漏斗等)
解析：(1)b选项中碘单质中混有过量的溴单质，错误；10 mL的量筒的精确度为0.1 mL，c选项正确；d选项无法排除SO、Cl－的干扰；(2)首先把SO氧化为SO，氧化性试剂只有a、c，试剂a中含有硫酸被排除，所以只有试剂c符合；(3)①固液反应需要加热，只有A1装置符合；气体从B到D，所以C应该长进短出；②由反应物可知水一定参加反应；④评价实验要从安全(如防倒吸)、环保等方面进行考虑。
第2讲　实验方案的设计与评价
真题试做
1．(2011课标全国理综，28)氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。某兴趣小组拟选用如下装置制备氢化钙。
请回答下列问题：
(1)请选择必要的装置，按气流方向连接顺序为________(填仪器接口的字母编号)。
(2)根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品；打开分液漏斗活塞；______(请按正确的顺序填入下列步骤的标号)。
A．加热反应一段时间 B．收集气体并检验其纯度
C．关闭分液漏斗活塞 D．停止加热，充分冷却
(3)实验结束后，某同学取少量产物，小心加入水中，观察到有气泡冒出，溶液中加入酚酞后显红色。该同学据此判断，上述实验确有CaH2生成。
①写出CaH2与水反应的化学方程式__________________________________________；
②该同学的判断不准确，原因是____________________________________________。
(4)请你设计一个实验，用化学方法区分钙与氢化钙，写出实验简要步骤及观察到的现象________________。
(5)登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是________________。
2．(2012大纲全国，28)现拟用下图所示装置(尾气处理部分略)来制取一氧化碳，并用以测定某铜粉样品(混有CuO粉末)中金属铜的含量。
(1)制备一氧化碳的化学方程式是_____________________________________________；
(2)实验中，观察到反应管中发生的现象是____________________；尾气的主要成分是________________；
(3)反应完成后，正确的操作顺序为________(填字母)；
a．关闭漏斗开关；
b．熄灭酒精灯1；
c．熄灭酒精灯2
(4)若实验中称取铜粉样品5.0 g，充分反应后，反应管中剩余固体的质量为4.8 g，则原样品中单质铜的质量分数为__________；
(5)从浓硫酸、浓硝酸、蒸馏水、双氧水中选用合适的试剂，设计一个测定样品中金属铜质量分数的方案：
①设计方案的主要步骤是(不必描述操作过程的细节)__________________；
②写出有关反应的化学方程式_______________________________________________。
考向分析
近几年所考查的热点：①物质的制备及仪器的连接；②实验方案的设计及简述操作过程；③从安全、环保、可行性评价实验方案。
热点例析
热点一、常见气体的制备
【例1】(2012河南平顶山期末，27)已知NaHCO3低温时溶解度小，侯德榜制碱的方法是：向氨化的饱和食盐水中通入过量的二氧化碳，即有晶体析出，经过滤、洗涤、焙烧得纯碱。此过程可以表示为：21世纪教育网
①NaCl(饱和)＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl(此反应是放热反应)
②2NaHCO3Na2CO3 ＋CO2↑＋H2O
现有某化学小组根据上述原理在实验室中模拟制碱过程，下图C装置是溶有氨和NaCl的溶液，且二者均达到了饱和。
(1)制CO2时为了使反应随开随用，随关随停，上图A方框内应选用以下________装置(填序号)。简述该装置能随关随停的理由_____________________________________________。
(2)为使实验能够进行，在B、D方框内补上所需装置，并指明所用试剂。
(3)该小组同学按正确的方法连接装置，检验气密性良好后进行实验，结果发现析出的晶体非常少，在老师的指导下，他们对某个装置进行了改进，达到了实验目的。你认为他们的改进方法是__________________________________________________________________。
(4)若所用饱和食盐水中含有NaCl的质量为5.85 g，实验后得到干燥的NaHCO3晶体的质量为5.46 g，假设第二步分解时没有损失，则Na2CO3的产率为________________________________________________________________________。
即时训练1 在浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2，可以制得纳米级碳酸钙。下图所示A～E为实验室常见的仪器装置(部分固定夹持装置略去)，请根据要求回答问题。
(1)实验室若用NH4Cl和熟石灰作试剂来制取、收集干燥的NH3，则需选用上述仪器装置中的__________________(填装置序号)。若要制取、收集干燥的CO2，请选择装置并按气流方向连接各仪器接口________________________________________。
(2)若在A的分液漏斗内改加浓氨水，圆底烧瓶内加NaOH固体，也能制取氨气。请解释装置A中能产生氨气的原因____________________________________________________。
(3)向浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2制纳米级碳酸钙时，应先通入的气体是______，若实验过程中有氨气逸出，应选用下列______装置回收(填代号)。
写出制纳米级碳酸钙的化学方程式______________________________________。
(4)试设计简单的实验方案，判断所得碳酸钙样品颗粒是否为纳米级__________________。
热点二、物质的制备
【例2】(2012江西宜春统考，27)二氧化氯(ClO2)作为一种高效强氧化剂，已被联合国世界卫生组织(WHO)列为AⅠ级安全消毒剂。常温下二氧化氯为黄绿色或橘黄色气体，性质非常不稳定。温度过高，二氧化氯的水溶液有可能爆炸。某研究小组设计如图所示实验制备ClO2。
(1)如图，在烧瓶中先放入一定量的KClO3和草酸(H2C2O4)，然后再加入足量的稀硫酸，水浴加热。反应后产物中有ClO2、CO2和一种酸式盐，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
氧化产物与还原产物的物质的量之比：________。
(2)控制水浴温度在60～80 ℃之间的目的是________，图示装置中缺少的一种必要的玻璃仪器是________。
(3)A装置用于吸收产生的二氧化氯，其中最好盛放________(填序号)。
①60 ℃的温水　②冰水　③饱和食盐水
(4)将二氧化氯溶液加入到硫化氢溶液中，所得溶液中加入少量用稀硝酸酸化过的氯化钡溶液，有白色沉淀生成。请写出二氧化氯溶液和硫化氢溶液反应的离子方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)在烧瓶中加入12.25 g KClO3和9 g草酸(H2C2O4)，然后再加入足量的稀硫酸，水浴加热，反应后生成ClO2的质量为________。
思路点拨 1.制备实验方案设计的基本思路
2．有气体参加的反应实验方案设计(装置连接)的基本思路
3．气体除杂的一般思路
气体的除杂，首先要判断气体中的杂质，判断气体中的杂质的方法：①看反应物的性质，如用盐酸制取的气体中应含有HCl气体杂质；②看气体是否完全反应，如用CO2与Na2O2反应制取的氧气中应含有CO2杂质；③看反应实质，如C和浓硫酸加热制取的SO2中一定含有CO2；④看是否有副反应发生等。最后再根据杂质的性质选择合适的试剂及装置。
4．要排除干扰
如制取易潮解、易水解的物质(如AlCl3)时，往往在装置末端再接一个干燥装置，以防止空气中的水蒸气进入干扰实验。
即时训练2 某课外活动小组将下图所示装置按一定顺序连接，在实验室里制取一定量的FeCl3(所通气体过量并充分反应)。
请回答下列问题：21世纪教育网
(1)A中发生反应的化学方程式为____________。
(2)各装置的正确连接顺序为(填写装置代号)A→________→________→________→D。
(3)装置C的作用是________________________，写出装置D中反应的离子方程式______________________。
(4)反应开始后，B中硬质玻璃管内的现象为____________________________；可以检验生成物中含有Fe3＋的试剂是______________(填写试剂名称)。
(5)该小组欲用下图所示装置收集尾气，并测量多余气体的体积。
①若下图所示量气装置由干燥管、乳胶管和50 mL滴定管改造后组装而成，此处所用滴定管是________(填“酸式”或“碱式”)滴定管。
②为提高测量的准确性，上图装置中的液体可用________，收集完气体后，读数前应进行的操作是______________。
③如果开始读数时操作正确，最后读数时俯视右边滴定管液面，会导致所测气体的体积________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
热点三、化学实验方案的设计与评价
【例3】下图是验证CO气体还原性的实验装置图：
已知F中装有澄清的石灰水，请根据上述实验目的和实验装置图，填写下列空白：
(1)图中各装置中的试剂分别为：A________、B________、D________、E________(从下列试剂中选择最佳试剂)。从实验结果的可靠性方面说明选择C中试剂的理由______________。
a．浓硫酸　b．稀硫酸　c．饱和NaHCO3溶液　d．NaOH溶液　e．蒸馏水　f．饱和食盐水　g．稀盐酸　h．浓盐酸　j．石灰石　k．苏打　l．小苏打　m．二氧化锰　n．碳粉　p．氧化铜　q．碱石灰
(2)从实验安全角度考虑，在给D、E中的反应管加热之前进行的实验操作是________________________________________________________________________。
(3)写出D中发生反应的化学方程式__________________________________________。
(4)证明CO有还原性的实验现象是___________________________________________。
(5)实验中的尾气如何处理___________________________________________________。
(6)如果要通过F中的现象来证明CO的还原性，则该实验装置图中________之间缺少的一个重要装置是装有________[从第(1)问的试剂中选择]的________(填仪器名称)。
思路点拨 1.思路导图
2．实验方案的评价
评价一个实验方案的优劣主要从以下几个方面入手：
(1)实验原理是否正确、可行；
(2)是否安全，如是否有防倒吸、防爆炸装置或措施等；
(3)是否环保，如是否有尾气处理装置；
(4)是否排除了干扰因素，如氢气还原氧化铜是否排尽了系统中的氧气等。
即时训练3 (2012山东烟台诊断，19)黄铜矿是工业炼铜的主要原料，主要成分为CuFeS2，含少量脉石。为测定该黄铜矿的纯度，某同学设计了如下实验：
现用电子天平称取研细的黄铜矿样品1.150 g，在空气存在下进行煅烧，生成Cu、Fe3O4和SO2气体，实验后取d中溶液的1/10置于锥形瓶中，用0.05 mol·L－1标准碘溶液进行滴定，消耗标准碘溶液20.00 mL。请回答下列问题：
(1)将样品研细后再进行反应，其目的是_______________________________________；
标准碘溶液应盛放在(填“碱式”或“酸式”)________滴定管中。
(2)装置a的作用是________。
A．除去空气中的二氧化碳 B．除去空气中的水蒸气
C．有利于气体混合 D．有利于观察、控制空气流速
(3)若去掉c装置，会使测定结果(填“偏低”“偏高”或“无影响”)________，写出影响测定结果的化学方程式_______________________________________________________。
(4)上述反应结束后，仍需通一段时间的空气，其目的是___________________________[来源:21世纪教育网]
________________________________________________________________________。
(5)通过计算可知，该黄铜矿的纯度为________。
(6)假设实验操作均正确，测得的黄铜矿纯度仍然偏低，可能的原因主要有________。
误区警示
1．设计、评价实验时忽视环保
随着人类环保意识的增强，实验设计和评价中常常有关于环保的知识，我们在设计和评价实验时，一定要注意是否需要处理尾气，及尾气的处理方法是否正确。
2．忽视实验安全
安全第一，所以我们在设计与评价实验方案时，一定要时刻注意安全，如点燃气体前是否有验纯，特别是氢气还原氧化铜时，应该先通入氢气，排出反应器中的空气，防止加热时发生爆炸。
3．混淆除去杂质气体的先后顺序
当气体中含有多种杂质时，若采用洗气装置除杂，通常除杂在前，干燥在后。若用加热装置除杂时，通常是干燥在前，除杂在后。如果检验气体中是否混有水蒸气时，应该先检验水蒸气，后检验其他气体。
4．制取气体时，忽视反应物的一些性质
如Zn与稀硫酸、稀盐酸反应均生成氢气，但我们一般选用稀硫酸，不用盐酸，因为盐酸是挥发性酸，制取的氢气中可能混有HCl气体。
5．气体除杂时混淆气体中的杂质
气体除杂时，首先判断气体中的杂质，气体中杂质的判断方法：凡是反应物中有易挥发性液体，如盐酸、浓硝酸、溴水等，制得的气体中一定含有相应的杂质如HCl、HNO3、溴蒸气及水蒸气等。还有一些发生副反应的，如用铁钉与热的浓硫酸反应制SO2时，由于副反应的发生而使SO2中含有杂质CO2和水蒸气。
跟踪练习 判断正误：(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．用大理石和稀盐酸制取的CO2气体中一定含有HCl气体和水蒸气。
2．把SO2气体通入到酸性高锰酸钾溶液中，酸性高锰酸钾溶液褪色，微热后，溶液恢复颜色。
3．组装完仪器，为保证装置气密性良好，应加入药品后，再检验装置气密性。
4．用排水法收集通过加热高锰酸钾固体生成的氧气时，为收集更多的氧气，把酒精灯撤掉后，由于余热还会产生大量氧气，所以还应该继续收集，直至无气泡生成为止。
1．在实验室进行物质制备，下列实验设计方案中，理论上正确、操作上可行、经济上合理的是(　　)。
A．CCOCO2Na2CO3
B．CuCu(NO3)2溶液Cu(OH)2
C．FeFe2O3Fe2(SO4)3溶液
D．CaOCa(OH)2溶液NaOH溶液
2．(2012湖北武汉四月调研，28)煤气化是有效利用化石能源的方法之一，有关反应如下：
①C＋H2OCO＋H2　②CO＋H2OCO2＋H2
获得的气体称为水煤气。某研究性学习小组为探究气体的成分进行了如下实验：
【实验】使水蒸气通过灼热的焦炭，收集反应后产生的气体。
【提出假设】对气体的成分提出了三种假设。21世纪教育网
假设1：该气体是CO、H2。
假设2：该气体是CO、H2、H2O。
(1)假设3：_______________________________________________________________；
【设计实验方案，验证假设】
他们拟用下图中提供的仪器，选择必要的试剂，设计一个实验，验证上述假设(加热装置和导管等在图中略去，实验前装置内部的空气已经排尽)。
(2)按气流从左至右连接各仪器，用题中小写字母表示接口的连接顺序(仪器可重复使用)混合气→dc→________→________→ij→________→________→________→ij；
(3)仪器A中需加入的试剂是______________________________，其中反应的化学方程式是________________________________________________________________________；
(4)仪器B中需加入试剂的名称是________，其作用是____________________________
________________________________________________________________________；
【思考与交流】[来源:21世纪教育网]
(5)本实验的尾气需要处理，处理的方法为_____________________________________；[来源:21世纪教育网]
(6)某同学认为增加焦炭的量可以提高化学反应①的速率，你是否同意他的说法，并简述理由________________________________________________________________________。
3．(2012北京朝阳期末，18)已知某纯碱样品中含有NaCl杂质，为测定样品中纯碱的质量分数，甲同学用下图装置及试剂进行实验(夹持仪器略)。
(1)仪器A、B的名称分别是________、________。
(2)甲同学按实验正常操作的主要步骤如下：
①________________________________________________________________________；
②将a g试样放入仪器B中，加适量蒸馏水溶解，得到样品溶液；
③称量盛有碱石灰的干燥管的质量为b g；
④从仪器A中滴入浓盐酸，直到不再产生气体时为止；
⑤再次称量盛有碱石灰的干燥管的质量为c g。
(3)甲同学根据以上实验求得的样品中Na2CO3的质量分数是________(用含a、b、c的式子表示)。
(4)乙同学认为甲同学在实验装置设计和使用药品上都有缺陷，会导致测得的Na2CO3的质量分数偏高，而丙同学则认为甲同学的实验装置会使测得的结果偏低，丙同学认为结果偏低的原因可能是________________________________________________________________。
(5)若要解决乙、丙同学指出的甲同学实验中的问题，可对甲同学的实验装置和实验药品进行适当的改动，请按合理顺序选择仪器并完成下表：(用大写字母代表仪器，仪器可重复使用，夹持仪器略)
选用的仪器
添加的药品(必要的操作)
4．(2012湖北襄阳调研，28)某化学小组拟采用如下装置(夹持和加热仪器等已略去)来电解饱和食盐水，并用电解产生的H2还原CuO粉末来测定Cu的相对原子质量，同时验证氯气的氧化性。
(1)写出甲中反应的离子方程式_______________________________________________。
(2)为完成上述实验，正确的连接顺序为A连________，B连________(填接口字母)。
(3)乙装置中X试剂可以是________，丙装置中Y试剂的作用是________________________________________________________________________。
(4)测定Cu的相对原子质量。将w g CuO置于硬质玻璃管中，通入足量的H2与之充分反应后，按以下两个方案测得的数据计算Cu的相对原子质量。
你认为方案________较佳，另一个方案得到的Cu的相对原子质量会________(填“偏低”或“偏高”)。按较佳方案计算，得到Cu的相对原子质量是________。
5．(2012东北三校二次联考，27)某研究性学习小组，为了探究过氧化钠的强氧化性，设计了如图的实验装置。
实验步骤及现象如下：
①检查装置气密性后，装入药品并连接仪器。
②缓慢通入一定量的N2后，将装置D连接好(导管末端未伸入集气瓶中)，再向圆底烧瓶中缓慢滴加浓盐酸，反应剧烈，产生黄绿色气体。
③一段时间后，将导管末端伸入集气瓶中收集气体。装置D中收集到能使带火星的木条复燃的无色气体。
④反应结束后，关闭分液漏斗的活塞，再通入一定量的N2，至装置中气体无色。
回答下列问题：
(1)装置B中的湿润的红色纸条褪色，证明A中反应有________(填化学式)生成。若B中改放湿润的淀粉KI试纸，仅凭试纸变蓝的现象不能证明上述结论，请用离子方程式说明原因________________________________________________________________________。
(2)装置C的作用是_________________________________________________________。
(3)甲同学认为O2是Na2O2被盐酸中的HCl还原所得。乙同学认为此结论不正确，他可能的理由为①_________________________________________________________________；
②________。
(4)实验证明，Na2O2能与干燥的HCl反应，完成并配平该化学方程式。
Na2O2＋HCl——Cl2＋NaCl＋________[来源:21世纪教育网]
该反应________(填“能”或“不能”)用于实验室快速制取纯净的Cl2，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(要求答出要点)。
参考答案
命题调研·明晰考向
真题试做
1．答案：(1)i→e，f→d，c→j(或k)，k(或j)→a
(2)BADC
(3)①CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑21世纪教育网
②金属钙与水反应也有类似现象
(4)取适量氢化钙，在加热条件下与干燥的氧气反应，将反应的气体产物通过装有无水硫酸铜的干燥管，观察到白色变为蓝色；取钙做类似实验，观察不到白色变为蓝色
(5)氢化钙是固体，携带方便
解析：(1)根据题意可知，应该先制备氢气，后用氢氧化钠溶液除去氢气中混有的氯化氢，然后干燥氢气，再通入钙中发生反应，由于生成的氢化钙能与水反应，故最后应该加一个干燥装置，防止空气中的水蒸气进入反应器，所以得到仪器的连接顺序为i→e，f→d，c→j(或k)，k(或j)→a。(2)首先要通入氢气排净装置中的空气，当检验收集到的氢气已纯净时，说明装置内的空气已经排净，此时再加热使钙与氢气反应，等停止加热并充分冷却后再关闭分液漏斗的活塞。(3)根据题意可写出氢化钙与水反应的化学方程式为CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑，但不能根据溶液显碱性就证明一定是发生了该反应，因为金属钙也能与水反应生成氢氧化钙，使溶液显碱性。(4)让两种物质均与干燥的氧气反应，若是氢化钙，则有水生成；若是钙，则没有水生成，所以再用无水硫酸铜检验是否有水生成即可。(5)与氢气相比，氢化钙是固体，携带方便。
2．答案：(1)HCOOHCO↑＋H2O
(2)固体由黑色逐渐变为红色　CO、CO2
(3)cba
(4)80%
(5)①将浓硫酸稀释，称取一定量样品，将样品与过量稀硫酸反应，过滤、洗涤、干燥、称重、计算
②CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O
解析：(1)甲酸在浓硫酸作用下脱水，反应方程式为：HCOOHH2O＋CO↑。
(2)在反应管中发生反应CuO＋COCu＋CO2，现象为黑色固体(CuO)逐渐转变为红色(Cu)，尾气主要成分为CO2和CO。
(3)先熄灭酒精灯2，再熄灭酒精灯1，最后关闭漏斗开关，使铜在冷却过程中有CO保护，防止被氧化。
(4)CuO＋COCu＋CO2　Δm
80 g 64 g 16 g
m 　　　 (5.0－4.8)g
m＝1.0 g
样品中单质铜的质量分数为：×100%＝80%。
(5)将浓硫酸稀释，称取一定质量样品与足量稀硫酸充分反应，过滤、洗涤、干燥，获得单质铜，称重，最后计算。
精要例析·聚焦热点
热点例析
【例1】 答案：(1)③　弹簧夹夹紧后，反应生成的气体使试管上部压强增大，到达一定程度后可把反应液压回漏斗，使固液分离，从而反应停止
(2)
B中　　　D中或
　　 　试剂：饱和碳酸氢钠溶液　　　试剂：稀硫酸或水
(3)将C装置浸泡在一个盛有冰水混合物的水槽里(或大烧杯中)
(4)65%
解析：(2)由装置③可知选用的试剂为碳酸钙和稀盐酸，所以生成的CO2中一定含有HCl气体杂质，即B中应为盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶，D中装置只能为尾气吸收装置；(3)注意信息，NaHCO3低温时溶解度小，生成NaHCO3的反应是放热反应，可知在低温下产率高；(4)n(NaCl)＝0.1 mol、n(NaHCO3)＝0.065 mol，依据Na守恒可知参加反应的n(NaCl)＝0.065 mol，所以Na2CO3的产率为×100%＝65%。
【即时训练1】 答案：(1)BDE　acdh
(2)氢氧化钠溶于水放出大量热，温度升高，使氨的溶解度减小而放出；氢氧化钠吸水，促使氨放出；氢氧化钠电离出的OH－增大了氨水中OH－浓度，促使氨水电离平衡左移，导致氨气放出
(3)NH3　b　CaCl2＋CO2＋2NH3＋H2O===CaCO3↓＋2NH4Cl
(4)取少量样品和水混合形成的分散系，用一束光照射，若出现一条光亮的通路，则是纳米级，否则不是
解析：(1)固固反应需要加热，选择B装置，干燥只能用碱石灰，选择D装置，只能用向下排空气法，选择E装置，短进长出；制取CO2一般用大理石与稀盐酸反应，选择A装置，干燥不能使用碱石灰，只能选择C装置，收集用向上排空气法，选择E装置，长进短出。(3)氨气极易溶于水，先通氨气使溶液呈碱性，再通CO2容易吸收CO2，提高原料的利用率；能防倒吸的只有b装置。(4)鉴别胶体常用方法是丁达尔现象。
【例2】 答案：(1)2KClO3＋H2C2O4＋2H2SO4===2ClO2↑＋2CO2↑＋2KHSO4＋2H2O　1∶1
(2)使反应正常进行，并防止温度过高引起爆炸　温度计
(3)②
(4)5H2S＋8ClO2＋4H2O===5SO＋8Cl－＋18H＋
(5)6.75 g
解析：(1)依据SO、K＋守恒可知酸式盐为KHSO4，依据H守恒可知还应该生成水，KClO3中Cl的化合价由＋5价→＋4价，H2C2O4中C的化合价由＋3价→＋4价，所以KClO3的化学计量数为2、H2C2O4的计量数为1，配平其他物质即可；(2)(3)依据信息“温度过高，二氧化氯的水溶液有可能爆炸”进行解答；(5)n(KClO3)＝0.1 mol、n(H2C2O4)＝0.1 mol，所以H2C2O4过量，应该用KClO3求解，生成n(ClO2)＝0.1 mol。
【即时训练2】 答案：(1)4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
(2)E→C→B
(3)干燥Cl2，防止FeCl3的水解　Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
(4)红棕色的烟　硫氰酸钾
(5)①碱式　②饱和NaCl溶液　上下移动滴定管，使左右两边液面相平　③偏大
解析：根据实验目的，则A为制Cl2装置，MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，制气中存在的HCl、H2O杂质应先通入E中除去HCl，再通入C中除去H2O，干燥Cl2进入B中与Fe反应，多余Cl2用D吸收，则仪器连接顺序为A→E→C→B→D；Fe在Cl2中燃烧出现红棕色烟，Fe3＋的检验试剂为KSCN溶液，出现红色溶液；由于Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解能力小，因此须用排饱和NaCl溶液来收集Cl2，且读数前必须使左右两仪器中液面相平；由于滴定管刻度由上而下变大，则俯视时引起读数偏小，即液面上升量偏大，相当于所收集气体体积偏大。
【例3】 答案：(1)g和j　c　n　p　避免水蒸气与C反应生成H2，对CO还原性的验证产生干扰
(2)打开A中的活塞产生CO2排除装置中的O2
(3)C＋CO22CO
(4)E反应管内黑色固体变为红色
(5)点燃(或者用气球收集)
(6)D、E　q　干燥管(或者U形管)
解析：整个反应流程为：A中稀盐酸和CaCO3反应制取CO2，制得的气体通入B中饱和的NaHCO3溶液中除去挥发出的HCl，再继续通入C中的浓硫酸中干燥气体。干燥纯净的CO2在D装置中发生反应C＋CO22CO，制得的CO和CuO在E装置中反应得到CO2，F装置中用于吸收CO2，多余的CO用点燃的方法除去(或者用气球收集)。
【即时训练3】 答案：(1)使原料充分反应、加快反应速率　酸式
(2)B、D
(3)偏低　2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4
(4)使反应生成的SO2全部进入d装置中，使测定结果精确
(5)80%
(6)用水吸收二氧化硫不充分，亚硫酸部分被氧化
解析：(2)用排除法，A、C选项均不可；(3)c装置的作用是除去混合气体中的氧气，去掉后O2会与SO2在d装置中发生反应，使SO2的含量偏低；(5)n(I2)＝0.05 mol·L－1×0.2 L＝0.01 mol，依SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI可知n(SO2)＝0.01 mol，n(CuFeS2)＝0.005 mol，m(CuFeS2)＝0.92 g，黄铜矿的纯度为×100%＝80%。
误区警示[21世纪教育网
【跟踪练习】 答案：√、×、×、×
解析：2.KMnO4溶液被SO2还原，错误。
创新模拟·预测演练
1．D　解析：A中的碳在空气中燃烧，无法控制只产生CO，而且操作麻烦，况且NaOH的价格比Na2CO3要贵，所以A的方案从原则来看是不符合要求的；B中AgNO3价格昂贵，不符合经济上合理；C中铁燃烧的产物是Fe3O4；D中由生石灰制备价格较高的NaOH，中间利用了水和Na2CO3，所以这个设计方案符合题目要求。
2．答案：(1)该气体是CO、H2、H2O、CO2
(2)混合气→dc→ij→hg→ij→ef→ab→dc→ij
(3)氧化铜或CuO(或其他合理答案)
CuO＋H2Cu＋H2O　CuO＋COCu＋CO2
(4)无水硫酸铜　检验是否有水蒸气
(5)可在装置最后的导气管口处放一点燃着的酒精灯，将气体燃烧后排放
(6)不同意，因为焦炭是固体，增加它的量并不能增大焦炭的浓度，不能提高化学反应①的速率
解析：(1)注意反应②为可逆反应，如果有CO2，则一定含有H2O；(2)先用装有无水硫酸铜的B装置检验水蒸气，然后再用E检验CO2，用D装置除去CO2，再用E检验CO2是否除尽，用C装置干燥气体后通过装有CuO的A把CO、H2分别氧化为CO2、H2O，分别用B、E装置检验；(5)尾气中含有氢气及一氧化碳，只能用收集或燃烧的方法处理。
3．答案：(1)分液漏斗　锥形瓶
(2)①按图组装仪器，并检验装置的气密性
(3)×100%
(4)装置中残留有CO2，未被碱石灰吸收
(5)
选用的仪器
C
D
C
B
A
添加的药品(必要的操作)
NaOH溶液；从e口鼓入空气
稀硫酸样品溶液
浓硫酸
碱石灰
碱石灰
解析：(3)n(CO2)＝，n(Na2CO3)＝ mol，m(Na2CO3)＝ g；(5)偏高可能是因为C装置不仅吸收CO2，还吸收B和空气中的水蒸气，及挥发的HCl气体，改进方法结合(4)进行
4．答案：(1)2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑
(2)E　C
(3)淀粉KI溶液(或Na2S溶液等)　吸收氢气中的水
(4)二　偏低　16(d＋w－c)/(c－d)21世纪教育网
解析：(2)A端有阴极生成的H2，B端有阳极生成的Cl2，所以A应该与E相连、B与C相连；(4)方案一实验中D中碱石灰可能吸收空气中的水蒸气，使n(H2O)偏大，即n(CuO)偏大，所以CuO的摩尔质量偏低；方案二CuO中m(O)＝(c－d)g、m(Cu)＝w g－(c－d)g、n(Cu)＝n(O)＝。
5．答案：(1)Cl2　4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O(或4I－＋O2＋2H2O===2I2＋4OH－)
(2)吸收HCl和过量的Cl2，防止污染空气，使D中能收集到较为纯净的氧气
(3)①Na2O2被还原时氧元素的化合价应该降低，不可能得到O2
②O2有可能是Na2O2与盐酸中的H2O反应生成的
(4)Na2O2＋HCl===Cl2＋NaCl＋H2O
不能　实验室没有可直接使用的干燥HCl气体的物质；固体与气体反应较慢；产生的氯气中含有大量的氯化氢气体(答出任何一点即可，其他合理答案均可)
解析：(4)选择Na2O2、Cl2配平，Na2O2中氧的化合价降低2价、生成氯气化合价升高2价，所以Na2O2、Cl2的化学计量数均为1，再配NaCl的化学计量数为2。

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