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第四章　常见的非金属及其化合物
学案18　无机非金属材料的主角——硅
[考纲要求]　1.了解C、Si元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解C、Si元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。3.以新材料、新技术为背景考查C、Si元素及其重要化合物的性质及应用。
知识点一　碳、硅
1．C、Si单质的存在形态、物理性质及用途
(1)碳在自然界既有________态又有________态。碳的同素异形体有__________、________、无定形碳、______等。
(2)硅在地壳中的含量占第____位，仅次于____，全部以________态存在，是一种亲____元素，单质硅有________和________形两种。晶体硅是良好的________材料，在计算机等电子工业，可用作__________、大规模________等。硅是人类将________能转化为____能的常用材料，所以硅还用于制造________。
2．C、Si的化学性质
(1)碳单质的化学性质
常温下____(填“不”或“很”)活泼，在高温条件下有强________性。
①可燃性：2C＋O22CO、C＋O2CO2。
②还原性
a．与CO2反应的化学方程式：C＋CO22CO；
b．与水蒸气反应的化学方程式：
________________________________________________________________________；
c．与浓H2SO4反应的化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)硅单质的化学性质
常温下化学性质不活泼，但能与________、________、________反应。
①与烧碱反应的离子方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②加热时与O2 、Cl2等非金属单质反应，其化学方程式为
________________________________________________________________________。
问题思考
1．哪些反应体现了单质硅具有一定的金属性？
　
　
知识点二　碳、硅的氧化物
1．碳的氧化物比较
2.二氧化硅与二氧化碳的性质比较
二氧化碳和二氧化硅都是酸性氧化物，其结构和主要性质可比较如下：
问题思考
2．为什么不能用带玻璃塞的试剂瓶盛放碱液？
　
3．SiO2既能和NaOH溶液反应又能和HF溶液反应，一定是两性氧化物吗？
　
　
知识点三　硅酸、硅酸盐
1．硅酸
硅酸____溶于水，其酸性比碳酸____，硅酸________(填“能”或“不能”)使紫色石蕊试液变红色。
(1)硅酸不稳定，受热易分解：_______________________________________________。
(2)硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为：
________________________________________________________________________。
(3)硅酸在水中易聚合形成胶体。硅胶吸附水份能力强，常用作________。
2．硅酸钠
(1)物理性质
白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称________，有黏性。
(2)化学性质
①水解显____性。
②与酸性较硅酸强的酸反应，化学方程式分别为：
与盐酸反应：____________________________________________________________。
与CO2水溶液反应：______________________________________________________。
(3)用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。
问题思考
4．反应①Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓，说明H2CO3的酸性强于H2SiO3。反应②Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑，能否说明H2SiO3的酸性强于H2CO3？
　
　
3．硅酸盐
(1)概念：__________________________的总称，是构成地壳岩石的主要成分。
(2)表示方法：硅酸盐矿物的成分复杂，多用氧化物的形式表示它们的组成，如硅酸钠(Na2SiO3)写成________，钾云母(KH2Al3Si3O12)写成_______________________________。
问题思考
5．硅酸盐是否以氧化物的形式存在？
　
　
4．传统无机非金属材料
(1)普通玻璃
①主要原料：____________________________________________________________。
②生产中主要化学方程式：________________________________________________
________________________________________________________________________。
③主要成分：________、________、________。
(2)普通硅酸盐水泥
①主要原料：________、________。
②主要成分(写出名称和化学式)：__________________________________________
________________________________________________________________________。
一、碳、硅及其化合物的特性
物质 一般规律 硅及其化合物特性
Si 硅还原性大于碳
非金属单质与强碱溶液一般不产生H2
非金属一般不与非氧化性酸反应
一般非金属单质为绝缘体
SiO2 酸性氧化物一般与水反应生成相应酸
酸性氧化物一般不与酸发生复分解反应
“较强酸制较弱酸”是复分解反应的一个规律，H2CO3酸性大于H2SiO3
H2SiO3 无机酸一般易溶于水
硅酸盐 大多数硅酸盐难溶于水
　　　　　　　　　　　　　　　　　
典例导悟1　下列叙述正确的是(　　)
A．因为Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强
B．碳和硅都是ⅣA族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似
C．二氧化硅既溶于氢氧化钠溶液又溶于氢氟酸，所以二氧化硅是两性氧化物
D．二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，但二氧化硅不能和水反应生成硅酸
听课记录：　
　
二、无机非金属材料的使用
无机非金属材料在日常生活中有广泛的用途，这些知识大多数属于识记知识。除了解前面所讲的传统无机非金属材料外，还应了解新型无机非金属材料的种类和用途。
材料类别 主要特性 示例 用途
高温结构陶瓷 能承受高温，强度高 氮化硅陶瓷 汽轮机叶片、轴承、永久性模具等
半导体陶瓷 具有电学特性 氧化锡陶瓷 集成电路中的半导体
光学材料 具有光学特性 光导纤维 光缆通讯、医疗、照明等
生物陶瓷 具有生物功能 氧化铝陶瓷 人造骨骼、人造关节、接骨螺钉
典例导悟2　下列关于无机非金属材料的说法中不正确的是(　　)
A．传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料
B．新型无机非金属材料虽然克服了传统无机非金属材料的缺点，但强度比较差
C．高温结构材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点
D．传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分不同
听课记录：　
题组一　碳及其化合物
1．(2010·全国理综Ⅱ，29)请设计CO2在高温下与木炭反应生成CO的实验。
(1)在下面方框中，A表示由长颈漏斗和锥形瓶组成的气体发生器，请在A后完成该反应的实验装置示意图(夹持装置，连接胶管及尾气处理部分不必画出，需要加热的仪器下方用△标出)，按气流方向在每件仪器下方标出字母B、C……；其他可选用的仪器(数量不限)简易表示如下：
导管：
试管：
反应管：
胶塞：(插入导管表示已开孔)
(2)根据方框中的装置图，填写下表
仪器标号 仪器中所加物质 作用
A 石灰石、稀盐酸 石灰石与盐酸作用产生CO2
(3)有人对气体发生器作如下改进：在锥形瓶中放入一小试管，将长颈漏斗下端插入小试管中。改进后的优点是________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(4)验证CO的方法是_____________________________________________________。
题组二　硅及其化合物
2．判断下列说法是否正确：
(1)SiO2是酸性氧化物，能与NaOH溶液反应(　　)
(2010·山东理综－13A)
(2)A.二氧化硅是生产光纤制品的基本原料(　　)
B．水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂(　　)
(2010·江苏－4A、B)
(3)可以用Si3N4、Al2O3制作高温结构陶瓷制品(　　)
(2010·天津理综－2B)
(4)二氧化硅的分子式是SiO2(　　)
(2010·上海－2B)
3．(2009·广东理基，22)下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素　②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品　
③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维　④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料
A．①② B．②③ C．①④ D．③④
4．(2010·上海，23改编)胃舒平主要成分是氢氧化铝，同时含有三硅酸镁(Mg2Si3O8·nH2O)等化合物。
(1)三硅酸镁的氧化物形式为____________。
(2)某元素与铝元素同周期且原子半径比镁原子半径大，该元素离子半径比铝离子半径________(填“大”或“小”)，该元素和铝元素的最高价氧化物的水化物之间发生反应的离子方程式为______________________________________________________________。
(3)Al2O3、MgO和SiO2都可以制耐火材料，其原因是
________________________________________________________________________。
a．Al2O3、MgO和SiO2都不溶于水
b．Al2O3、MgO和SiO2都是白色固体
c．Al2O3、MgO和SiO2都是氧化物
d．Al2O3、MgO和SiO2都有很高的熔点
题组一　碳族元素性质的相似性和递变性
1．根据碳族元素的相似性与递变性、一般性与特殊性的知识，判断下列说法正确的是(　　)
A．CO2、PbO2都是强氧化剂
B．CO2和PbO2都是弱氧化剂，CO和PbO都是还原剂
C．Sn(OH)4可与NaOH反应，但不与盐酸反应
D．Ge单质的熔点介于Si、Pb之间，是半导体材料
2．根据锡、铅的主要化合价及其稳定性，完成下列填空：
(1)锡的＋2价化合物应具有较强的________性，铅的＋4价化合物应具有较强的________性。
(2)已知Sn2＋的还原性比Fe2＋的还原性强，PbO2的氧化性比Cl2的氧化性强。试写出下列反应的化学方程式：
①氯气与锡共热：_________________________________________________________；
②氯气与铅共热：_________________________________________________________；
③PbO2与浓盐酸共热：_____________________________________________________。
题组二　无机非金属材料
3．(2009·重庆理综，6)材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是(　　)
材料 主要化学成分
A 刚玉、金刚石 三氧化二铝
B 大理石、石灰石 碳酸钙
C 普通水泥、普通玻璃 硅酸盐
D 沙子、石英 二氧化硅
4.(2011·湖北宜昌模拟)信息、材料、能源被称为新科技革命的“三大支柱”。下列有关资讯错误的是(　　)
A．在即将到来的新能源时代，核能、太阳能、氢能将成为主要能源
B．中、美、日等国已掌握的陶瓷发动机技术，能较大程度地降低能耗，节约能源
C．光导纤维在信息产业中应用广泛，制造光导纤维的主要材料是单质硅
D．结构陶瓷碳化硼(B4C3)常用于制造切削工具，它是一种新型无机非金属材料
题组三　硅及其化合物的性质
5．下列关于硅的说法中，不正确的是(　　)
A．硅是非金属元素，晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体
B．硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料
C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质起反应
D．加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应
6.如图所示物质的转化关系中，A是一种固体单质，E是一种白色沉淀。
请回答下列问题：
(1)B的化学式是__________，目前B已被用作________的主要原料。
(2)B和a溶液反应的离子方程式是__________________________________________。
(3)A和a溶液反应的离子方程式是_________________________________________。
(4)C和过量的盐酸反应的离子方程式是______________________________________。
题组四　实验探究
7．(2009·浙江理综，28)单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)，粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450～500℃)，四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。
相关信息如下：
a．四氯化硅遇水极易水解；
b．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；
c．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
请回答下列问题：
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式：___________________________________
________________________________________________________________________。
(2)装置A中g管的作用是____________；装置C中的试剂是__________；装置E中的h瓶需要冷却的理由是_________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是________(填写元素符号)。
(4)为了分析残留物中铁元素的含量，先将残留物预处理，使铁元素还原成Fe2＋ ，再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式为5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。
①滴定前是否要滴加指示剂？________(填“是”或“否”)，请说明理由：
________________________________________________________________________。
②某同学称取5.000 g残留物，经预处理后在容量瓶中配制成100 mL溶液，移取25.00 mL试样溶液，用1.000×10－2 mol· L－1 KMnO4标准溶液滴定。达到滴定终点时，消耗标准溶液20.00 mL，则残留物中铁元素的质量分数是________。
学案18　无机非金属材料的主角——硅
【课前准备区】
知识点一
1．(1)游离　化合　金刚石　石墨　C60
(2)二　氧　化合　氧　晶体　无定　半导体　半导体芯片　集成电路　太阳　电　光电池
2．(1)不　还原
②b.C＋H2O(g)CO＋H2
c．C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
(2)F2　HF　强碱
①Si＋2OH－＋H2O===SiO＋2H2↑
②Si＋O2SiO2；Si＋2Cl2SiCl4
知识点二
1.
分子式 CO CO2
工业制法(原理) 水煤气：C＋H2O(g)CO＋H2 CaCO3CaO＋CO2↑
化学性质 ①可燃性：2CO＋O22CO2②还原性(如还原Fe2O3)：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2 ①具备酸性氧化物的通性②与Na2O2反应：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
毒性 剧毒，能与人体内血红蛋白结合，使人体因缺氧而中毒 无毒，是造成温室效应的主要气体
2.
物质 二氧化硅 二氧化碳
化学式 SiO2 CO2
主要物理性质 硬度大，熔、沸点高，常温下为固体，不溶于水 熔、沸点低，常温下为气体，微溶于水
化学性质 ①与水反应 不反应 CO2＋H2O??H2CO3
②与酸反应 SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O 不反应
③与碱反应 SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O；盛碱液的试剂瓶用橡胶塞 CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O或CO2＋NaOH===NaHCO3
④与盐反应 SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑；SiO2的难挥发性 Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO；CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3
⑤与碱性氧化物反应 SiO2＋CaOCaSiO3 CO2＋CaOCaCO3
知识点三
1．不　弱　不能
(1)H2SiO3SiO2＋H2O
(2)H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O
(3)干燥剂
2．(1)水玻璃
(2)①碱　②Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓
Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3
3．(1)由硅、氧和金属元素组成的化合物
(2)Na2O·SiO2　K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O
4．(1)①纯碱、石灰石、石英　②Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑、CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑
③Na2SiO3　CaSiO3　SiO2
(2)①石灰石　黏土
②硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)、铝酸三钙(3CaO·Al2O3)
问题思考
1．①Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑
②Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑
2．由于玻璃中含有SiO2，能与碱反应生成具有粘性的物质，将瓶塞和瓶子粘在一起打不开。
3．不是，因为SiO2与HF反应生成的不是盐和水。
4．反应①是离子反应，实质是H2CO3电离出的H＋被SiO2－3结合生成H2SiO3，说明H2CO3的电离性强于H2SiO3，即酸性H2CO3>H2SiO3；而反应②是高温下的非离子反应，它之所以能发生是因为CO2气体离开了反应体系，其中并无 H2CO3和H2SiO3两种物质，更谈不上二者酸性的比较。
5．由于硅酸盐的组成与结构很复杂，为了简化对硅酸盐组成的表示方法，采用了氧化物法。实际上硅酸盐不是以简单氧化物形式存在的，而是以结构复杂的盐的形式存在的。
【课堂活动区】
一、2C＋SiO2Si＋2CO↑
硅可与强碱溶液反应产生H2
Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑
硅为半导体，常用于电子部件
SiO2不溶于水，不与水反应
SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
但以下反应不符合此规律Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑ CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑
硅酸和原硅酸均难溶于水
常见的可溶性硅酸盐为Na2SiO3，水溶液称水玻璃、泡花碱
　　　　　　　　　　　　　　　　　
典例导悟
1　D　[根据酸盐之间复分解反应进行的方向判断酸性强弱一般是在常温湿态下适用，在高温干态下不适用，事实是碳酸酸性比硅酸强，故A项错误；CO2和SiO2的结构不同，在物理性质方面有很大的差异，故B项错误；SiO2与氢氟酸反应，不属于酸性氧化物与酸的一般反应，在此反应中SiO2没有表现碱性，故C项错误；SiO2虽属于酸性氧化物，但不能直接与H2O反应生成H2SiO3，D项正确。]
2　B　[无机非金属材料分为传统无机非金属材料和新型无机非金属材料两大类。传统无机非金属材料是指我们常说的硅酸盐材料，包括玻璃、水泥、砖瓦、陶瓷等；新型无机非金属材料是指一些新型的具有特殊结构和特殊功能的非硅酸盐型材料。新型无机非金属材料与传统无机非金属材料相比，具有许多优良性能，如耐高温、耐磨损、耐酸碱腐蚀、具有压电效应、具有生物功能等。]
【课后练习区】
高考集训
1．(1)如下图所示
(2)
仪器标号 仪器中所加物质 作用
B 饱和碳酸氢钠溶液 除去CO2中的HCl气体
C 浓硫酸 除去CO2中的水蒸气
D 干燥木炭粉 与CO2反应产生CO
E 氢氧化钠溶液 吸收未反应的CO2
(3)可以通过控制加酸的量，来控制气体产生的快慢；同时小试管中充满盐酸，可以起到液封作用，防止反应激烈时气体经漏斗冲出
(4)点燃气体，火焰呈蓝色，再用一个内壁附着有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上，烧杯内壁的石灰水变浑浊
解析　(1)根据题意，要证明二氧化碳与木炭反应生成一氧化碳，需要以下操作：先将得到的二氧化碳经过盛有饱和碳酸氢钠溶液的试管，除去气体中混有的氯化氢气体，然后通过浓硫酸除去二氧化碳中的水蒸气，以免水与木炭反应会干扰到CO的检验，将经过净化的二氧化碳通过加热的木炭粉后用氢氧化钠溶液除去未反应的二氧化碳，以免干扰CO的检验。(2)各个仪器装置中所盛试剂及其作用：B中：饱和的碳酸氢钠溶液，除去CO2气体中的氯化氢气体；C中：浓硫酸，除去二氧化碳中的水蒸气；D中：干燥的木炭粉，目的是与二氧化碳反应产生CO；E中为氢氧化钠溶液，除去未反应的二氧化碳。
(3)将长颈漏斗下端插入一小试管中的优点：一是可以控制反应的快慢，通过控制加入的酸的用量来控制反应产生的气体的快慢；二是防止容器内因压力过大造成气体从长颈漏斗中逸出。
(4)验证一氧化碳的方法可以利用一氧化碳的可燃性进行，将气体点燃，然后在火焰上方罩一内壁涂有澄清石灰水的烧杯，若火焰呈蓝色且澄清石灰水变浑浊，证明产生了一氧化碳。
2．(1)√　(2)√　√ (3)√　(4)×
3．C　
4．(1)2MgO·3SiO2·nH2O
(2)大　Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
(3)ad
解析　(1)硅酸盐用氧化物的形式来表示组成的书写顺序是：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→非金属氧化物→二氧化硅→水，并将氧化物的数目用阿拉伯数字在其前面表示。比如斜长石KAlSi3O8: K2O·Al2O3·6SiO2。
(2)与铝元素同周期且原子半径大于镁的元素是钠，其离子半径大于铝的离子半径；两者氢氧化物反应的离子方程式为：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O；(3)分析三种氧化物，可知三者都不溶于水且都具有很高的熔点。
考点集训
1．D　
2．(1)还原　氧化
(2)①Sn＋2Cl2SnCl4
②Pb＋Cl2PbCl2
③PbO2＋4HCl(浓)PbCl2＋Cl2↑＋2H2O
解析　稳定性：<，>；氧化性：>，>， (PbO2)>Cl2；还原性：
Fe2＋3．A　4．C
5．C　[晶体硅虽然外形像金属(有金属光泽)但实际上属于非金属；硅既有金属性，又有非金属性，其导电性也介于金属导体和非金属绝缘体之间，是良好的半导体材料。硅的化学性质不活泼(尤其是在常温下)，但常温下仍能与氟气、氟化氢和NaOH溶液等发生反应，加热至一定温度时，硅能与氯气、氧气等发生反应。]
6、
7．(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
(2)平衡气压　浓H2SO4　SiCl4沸点较低，用冷却液可得到液态SiCl4
(3)Al、B、P
(4)①否　MnO有色，故不需其他指示剂　②4.48%
解析　依题中信息可知A为Cl2的发生装置，B、C为Cl2净化装置，D中发生2Cl2＋SiSiCl4，生成SiCl4用E收集，B中为饱和食盐水将氯化氢气体除去，C中应为浓H2SO4除水，由E中可知SiCl4沸点较低，用冷却液可得到液态SiCl4；由题中信息粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)，即可轻松完成(3)问。
(4)①因MnO本来有颜色，故不再需其他指示剂。
②由关系式
5Fe2＋　～　MnO
5 1
n(Fe2＋) 20.00×10－3 L×10－2 mol·L－1
可求出25.00 mol试样溶液中n(Fe2＋)＝0.001 mol，所以残留物中铁元素的质量分数
w(Fe)＝＝4.48%。学案19 富集在海水中的元素(一)——氯及其化合物
[考纲要求]　1.了解氯元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解氯元素单质及其化合物对环境质量的影响。
知识点一　氯元素的存在和原子结构
1．氯元素在自然界中以__________存在，其中主要以__________形式存在于海水中，是最重要的成盐元素。
2．氯元素位于元素周期表中第____周期第____族，原子结构示意图为__________，最外层有 ____ 个电子，容易得到 ____ 个电子形成 ____ 个电子的稳定结构。是活泼的非金属元素。
知识点二　氯气
1．物理性质
通常情况下，氯气是________色__________气味的____体。密度比空气____，有____，易________，能溶于水，通常1体积水约溶解 ____ 体积氯气，其水溶液称为氯水。
实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是：_______________________________
________________________________________________________________________。
2．化学性质
(1)与金属反应
铜、铁在氯气中燃烧的化学方程式为：
__________________________________________________________(________色烟)；
__________________________________________________________(________色烟)
(2)与非金属反应
氢气在氯气中燃烧的化学方程式为：
________________________________________________________(________色火焰)。
(3)与水反应
氯气与水反应的化学方程式：______________________________________________。
(4)与碱反应(完成下列化学方程式)
①与烧碱反应：__________________________________________________________，
②制取漂白粉：___________________________________________________________。
漂白粉的主要成分是____________，有效成分是__________。
(5)跟还原性物质反应(完成下列化学方程式)
①氯气与KI溶液：_______________________________________________________。
②氯气与FeCl2溶液：_______________________________________________________。
③向氯水中通入SO2：_____________________________________________________。
问题思考
1．思考并回答下列问题：
(1)Cl2为什么易液化？常见的易液化的气体还有哪几种？
　
　
　
(2)用什么现象说明Cl2溶于水时只有少量Cl2与水发生了反应？
　
　
(3)将Cl2通入石蕊试液中的现象是什么？能用pH试纸测定氯水的pH值吗？
　
　
　
(4)常见的有特殊颜色的气体有哪些？各显什么颜色？
　
　
知识点三　含氯化合物
1．次氯酸(HClO)
(1)不稳定性：化学方程式为______________________________________________。
(2)弱酸性：比碳酸酸性____，电离方程式为_________________________________
________________________________________________________________________。
(3)强氧化性：具有________性。
2．Ca(ClO)2的主要化学性质
(1)稳定性比HClO____。
(2)水解显____性，其水解离子方程式：_____________________________________
________________________________________________________________________。
(3)与酸反应生成______，作为漂白或消毒剂的原理可用化学方程式表示为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
问题思考
2．漂白粉为何要密封保存？
　
　
一、氯水的成分和性质
1．氯水的成分
氯气溶于水，发生反应的离子方程式是Cl2＋H2O??H＋＋Cl－＋HClO，其中含有的分子有Cl2、H2O、HClO，共3种；含有的离子有Cl－、H＋、OH－、ClO－，共4种。
2．液氯、新制氯水、久置氯水的比较
液氯 新制氯水 久置氯水
分类 纯净物 混合物 混合物
颜色 黄绿色 浅黄绿色 无色
性质 氧化性 酸性、氧化性、漂白性 酸性
粒子种类 Cl2 Cl2、HClO、H2O、H＋、Cl－、ClO－、OH－ H2O、H＋、Cl－、OH－
3.氯水的性质
(1)完成下列表格中的内容填空
在不同的反应中，氯水起作用的成分不同，现列表如下：
参与反应的微粒 所加试剂 实验现象 离子方程式或解释
Cl－ AgNO3溶液 白色沉淀 Cl－＋Ag＋===AgCl↓
H＋ Na2CO3固体 有气泡产生 2H＋＋CO=== CO2↑＋H2O
HClO 有色布条 布条颜色褪去 发生氧化还原反应
Cl2 FeCl2溶液 溶液变棕黄色 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
Cl2、H2O SO2 黄绿色褪去 SO2＋Cl2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO
HClO、H＋ 石蕊试液 先变红后褪色 酸性和漂白性
Cl2、H＋ 镁粉 氯水的颜色褪去并有气泡产生 Mg＋Cl2=== Mg2＋＋2Cl－Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
(2)氯水的多种成分决定了氯水的化学性质表现出多样性，根据上述表格归纳总结氯水的主要化学性质。
　
　
　
4．Cl2＋H2O??HCl＋HClO平衡移动的应用
(1)完成下列表格
向氯水中加入的物质 浓度变化 平衡移动的方向 应用
可溶性氯化物 c(Cl－)____ (1)用饱和食盐水除Cl2中的HCl (2)用排饱和食盐水收集Cl2
盐酸 c(H＋)和c(Cl－)____ 次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2
NaOH c(H＋)____ 用NaOH溶液吸收多余Cl2
Ca(OH)2 c(H＋)____ 制漂白粉
CaCO3 c(H＋)____ 制高浓度的HClO溶液
光照 c(HClO)____ 氯水避光保存或现用现配
(2)平衡移动原理的应用
①用排饱和食盐水的方法收集Cl2的原理是什么？除去Cl2的混有的HCl气体时，所选最佳试剂是什么？
　
　
　
②如何制备较高浓度的HClO
　
　
　
③如何保存氯水？
　
典例导悟1　(2011·山东威海联考)某学习小组设计以下四个实验探究氯水的成分，请根据下表回答问题。
实验序号 实验方法 实验现象 结论
① 将氯水滴加到AgNO3溶液中 生成白色沉淀
② 将氯水滴加到含有酚酞的NaOH溶液中
③ 淀粉 KI试纸变蓝色 氯水中含有Cl2
④ 将足量的氯水滴加到Na2CO3溶液中 氯水中含有H＋
(1)实验①得出的结论______________________________________________________。
(2)指出实验②和实验④中的“实验现象”：
②________________ ④________________________。
(3)实验③中“实验方法”的具体操作过程是：________________________________
________________________________________________________________________。
(4)通过实验②的“实验现象”，同学们得出两个不同的结论。这两个结论可能是
a.________________________________________________________________________，
b．________________________________________________________________________。
请设计简单的实验证明哪一个是正确的______________________________________
________________________________________________________________________。
二、氯气的实验室制法
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
典例导悟2　某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来，同时证明氯气的某些性质，甲同学设计了如下图所示的实验装置(支撑用的铁架台省略)，按要求回答问题。
(1)下列方法中，可制得氯气的正确组合是________。
①MnO2和浓盐酸混合共热　②KMnO4和浓盐酸混合
③次氯酸钠和浓盐酸混合　④K2Cr2O7和浓盐酸混合
⑤KClO3和浓盐酸混合
A．①②⑤　　B．②④⑤　　C．①②④　　D．全部可以
(2)若用含有0.2 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应制取Cl2，制得的Cl2体积(标准状况下)总是小于1.12 L的原因是
________________________________________________________________________。
(3)①装置B的作用是__________，现象是___________________________________。
②装置D和E出现的不同现象说明的问题是________________________________。
③装置F的作用是______________________________________________________。
④写出装置G中发生反应的离子方程式：____________________________________
________________________________________________________________________。
(4)乙同学认为甲同学的实验有缺陷，不能确保最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。为了确保实验结论的可靠性，证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种，乙同学提出在某两个装置之间再加一个装置。你认为装置应加在________与________之间(填装置字母序号)，装置中应放____________________试剂。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．判断正误
(1)将氯气溶于水制备次氯酸：Cl2＋H2O===2H＋＋Cl－＋ClO－(　　)
(2010·天津理综－5C)
(2)氯气在饱和食盐水中的溶解度小于在纯水中的溶解度(　　)
(2010·全国理综Ⅱ－8A)
2．(2009·山东理综，10)下列关于氯的说法正确的是(　　)
A．Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂
B.Cl、Cl为不同的核素，有不同的化学性质
C．实验室制备Cl2，可用排饱和食盐水集气法收集
D．1.12 L Cl2含有1.7NA个质子(NA 表示阿伏加德罗常数)
3．(2010·上海，18)下图是模
拟氯碱工业生产中检查氯气是否泄漏的装置，下列有关说法错误的是(　　)
A．烧瓶中立即出现白烟
B．烧瓶中立即出现红棕色
C．烧瓶中发生的反应表明常温下氨气有还原性
D．烧杯中的溶液是为了吸收有害气体
4．(2009·上海理综，14)生活中难免会遇到一些突发事件，我们要善于利用学过的知识，采取科学、有效的方法保护自己。如果发生了氯气泄漏，以下自救方法得当的是(　　)
A．只要在室内放一盆水
B．向地势低的地方撤离
C．观察风向，顺风撤离
D．用湿毛巾或蘸有石碱水的毛巾捂住口鼻撤离
题组一　氯气的性质
1．(2010·贵州安顺期末)氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质，它具有较强的氧化性，下列叙述中不正确的是(　　)
A．红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧，生成棕黄色的烟
B．通常状况下，干燥的氯气能和Fe反应
C．纯净的H2在Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰，集气瓶口呈现雾状；光照H2和Cl2的混合气体时，因迅速化合而爆炸
D．氯气能与水反应生成HClO和HCl，久置氯水最终变为稀盐酸
2．检验氯化氢气体中是否混有Cl2，可采用的方法是(　　)
A．用干燥的蓝色石蕊试纸
B．用干燥的有色布条
C．将气体通入硝酸银溶液
D．用湿润的淀粉 碘化钾试纸
3．自来水常用氯气进行消毒。如果在实验室用自来水配制下列物质的溶液，不会产生明显药品变质问题的是(　　)
A．FeCl2 B．Na2SO3 C．NaOH D．AlCl3
4．今有甲、乙、丙三瓶等体积的新制氯水，浓度均为0.1 mol·L－1。如果在甲瓶中加入少量的NaHCO3晶体(n mol)，在乙瓶中加入少量的NaHSO3晶体(n mol)，丙瓶不变。片刻后，甲、乙、丙三瓶溶液中HClO的物质的量浓度的大小关系是(溶液体积变化忽略不计)(　　)
A．甲＝乙>丙 B．甲>丙>乙
C．丙>甲＝乙 D．乙>丙>甲
题组二　含氯化合物
5．下列现象或事实可用同一原理解释的是(　　)
A．浓硫酸和浓盐酸长期暴露在空气中浓度降低
B．氯水和活性炭使红墨水褪色
C．漂白粉和钠长期暴露在空气中变质
D．氯水和过氧化钠使品红褪色
6．下图所涉及的物质均为中学化学中的常见的物质，其中C、D、E为单质，其余为化合物。它们存在如下转化关系，反应中生成的水及次要产物已略去。
(1)写出B的名称________，F的化学式________。
(2)指出MnO2在相关反应中的作用：反应①中是______剂；反应②中是________剂。
(3)若反应①是加热条件下进行，A是________；若反应①是在常温条件下进行，A是________。若在上述两种条件下得到等量的C单质，反应中转移的电子数之比为________。
题组三　氯气的制取
7．(2011·福建泉州统考)实验室用下列两种方法制氯气：①用含HCl 146 g的浓盐酸与足量的MnO2反应；②用87 g MnO2与足量浓盐酸反应。所得的氯气(　　)
A．①比②多 B．②比①多
C．一样多 D．无法比较
8．将0.2 mol MnO2和50 mL 12 mol·L－1盐酸混合后缓缓加热，反应完全后向留下的溶液中加入足量AgNO3溶液，生成AgCl沉淀物质的量为(不考虑盐酸的挥发)(　　)
A．等于0.3 mol B．小于0.3 mol
C．大于0.3 mol D．以上结论都不正确
9.下图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是常见的气体发生装置；Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ是气体收集装置，根据要求回答下列问题：
(1)若用MnO2与浓盐酸反应制取氯气，应选用发生装置____________，用方程式表示制取氯气的反应原理是_________________________________________________________。
(2)若用KMnO4与浓盐酸反应制取氯气，应选用发生装置__________，试完成并配平下列离子方程式：
MnO＋____Cl－＋____H＋===____Mn2＋＋____Cl2↑＋____。
(3)若选用Ⅳ为氯气的收集装置，应该在试管口放置一团棉花，该棉花团应用________溶液浸湿，其作用是___________________________________________________________。
(4)若选用Ⅴ为氯气收集装置，则氯气应从__________口通入。用化学方法检验氯气收集满了的方法是_____________________________________________________________。
题组四　实验探究
10．(2011·济南一模)甲、乙是同主族非金属元素组成的单质，乙通常状况下是深红棕色液体。X、Y、Z是化合物。X溶液呈浅绿色，Y、Z的溶液都能使KSCN溶液变红。它们之间有如下图所示的转化关系。
(1)写出少量单质甲通入X溶液中发生的离子方程式：
________________________________________________________________________。
(2)欲在实验室中制取并收集纯净、干燥的气体甲，某同学设计了如下图所示的装置。
①装置A中发生反应的化学方程式为_______________________________________
________________________________________________________________________。
②装置B的作用是_______________________________________________________。
③装置C中的试剂为____________。
④装置D中收集气体甲的方法是___________________________________________。
学案19　富集在海水中的元素(一)——氯及其化合物
【课前准备区】
知识点一
1．化合态　氯化钠
2．三　ⅦA　　7　1　8
知识点二
1．黄绿　有刺激性　气　大　毒　液化　2　用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少量气体飘进鼻孔
2．(1)Cu＋Cl2CuCl2　棕黄
2Fe＋3Cl22FeCl3　棕褐
(2)H2＋Cl22HCl　苍白
(3)Cl2＋H2O??HCl＋HClO
(4)①Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
②2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
Ca(ClO)2、CaCl2　Ca(ClO)2
(5)①2KI＋Cl2===2KCl＋I2
②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
③SO2＋2H2O＋Cl2===H2SO4＋2HCl
知识点三
1．(1)2HClO2HCl＋O2↑
(2)弱　HClO??H＋＋ClO－ (3)漂白
2．(1)强　(2)碱　ClO－＋H2O??HClO＋OH－
(3)HClO　Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===2HClO＋CaCO3↓
问题思考
1．(1)Cl2分子的相对分子质量较大，分子间的作用力较大，所以易液化。常见的易液化的气体还有NH3、SO2等。
(2)氯水呈黄绿色，说明氯水中有大量Cl2分子。
(3)现象是先变红后褪色。不能用pH试纸测定，因为氯水中的HClO能将pH试纸漂白。
(4)Cl2呈黄绿色，NO2为红棕色。
2．①隔绝CO2、H2O(g)；②HClO见光易分解。
【课堂活动区】
3．(2)①Cl2的强氧化性；　②HCl的强酸性；　③HClO的强氧化性、弱酸性和不稳定性；　④Cl－的性质。
4．(1)
向氯水中加入的物质 浓度变化 平衡移动的方向 应用
可溶性氯化物 c(Cl－)增大 左移 (1)用饱和食盐水除Cl2中的HCl (2)用排饱和食盐水收集Cl2
盐酸 c(H＋)和c(Cl－)增大 左移 次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2
NaOH c(H＋)减小 右移 用NaOH溶液吸收多余Cl2
Ca(OH)2 c(H＋)减小 右移 制漂白粉
CaCO3 c(H＋)减小 右移 制高浓度的HClO溶液
光照 c(HClO)减小 右移 氯水避光保存或现用现配
(2)①利用Cl2＋H2O??H＋＋Cl－＋HClO的平衡移动原理，Cl－浓度大时，Cl2在水中的溶解度小，故用排饱和食盐水法收集Cl2；除去HCl杂质时，把混合气体通过盛有饱和食盐水的洗气瓶。
②可向新制氯水中加入CaCO3粉末，此时HCl反应，而HClO的酸性较H2CO3弱不反应，平衡右移，HClO浓度增大。
③避光、密闭保存(棕色瓶中)。
典例导悟
1　(1)氯水中含有Cl－
(2)溶液褪色　有气泡冒出
(3)取一片淀粉 KI试纸，置于表面皿或玻璃片上，用洁净的玻璃棒蘸取氯水，滴在试纸上
(4)a.氯水中含有HClO，其漂白作用使溶液褪色
b．氯水中含有H＋，中和OH－使溶液褪色
向褪色后的溶液中滴加NaOH溶液至溶液显碱性，若溶液不再显红色，证明红色消失是HClO的漂白作用引起的；若溶液重新显红色，证明是H＋的中和作用引起的
2　(1)D
(2)浓盐酸随着反应的进行浓度逐渐降低，最终变为稀盐酸，反应不再产生氯气
(3)①证明有水蒸气产生　白色固体变蓝色
②氯气无漂白性，次氯酸有漂白性
③吸收氯气
④Ag＋＋Cl－===AgCl↓
(4)F　G　湿润的淀粉 KI试纸(或湿润的有色布条)
解析　实验目的是证明Cl2中混有水蒸气和HCl气体，同时证明干燥Cl2和潮湿Cl2有无漂白性。首先从(1)题中选择正确的组合利用A装置制备Cl2；然后根据实验目的，再分析其他每个装置的作用。只有B装置能够证明水蒸气的存在，则B装置中的药品为CuSO4粉末；D、E装置用来证明干燥Cl2无漂白性，潮湿氯气发生反应：Cl2＋H2O??HCl＋HClO，HClO具有强氧化性，因此潮湿Cl2具有漂白性。G装置是用来证明HCl气体的，因为Cl2与AgNO3溶液反应也能生成AgCl沉淀，因此F装置利用是Cl2易溶于CCl4的性质除去Cl2，F、G装置之间应增加验证Cl2被除尽的装置。
【课后练习区】
高考集训
1．(1)×
解析　HClO是弱酸，不能拆开写。
(2)√
2．C　[Cl2中的氯元素化合价为0价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性，A错误；同位素原子的质子数和电子数分别相等，所以化学性质几乎完全相同，B错误；通过实验室制得的Cl2中含有少量HCl, Cl2在饱和食盐水中溶解度很小，而HCl易溶，C正确；没有指明气体所处的状态， D错误。]
3．B　[此题考查化学实验、元素化合物的性质等知识。分析装置图，可知氨气和氯气接触时发生反应：8NH3＋3Cl2===6NH4Cl＋N2，烧瓶中出现白烟，A对；不能出现红棕色气体，B错；该反应中氨气中的氮元素化合价升高，表现还原性，C对；烧杯中的氢氧化钠可以吸收多余的有害气体，D对。]
4．D　[氯气与水可发生化学反应，但反应慢且反应不充分，故A项错；氯气的密度大于空气，所以Cl2聚集在地势低的地方，故应向地势高的地方、逆风跑，B、C项均错；D项中石碱水可以吸收氯气，D正确。]
考点集训
1．B
2．D　[HClO具有漂白性，而Cl2不具有，A、B选项中是在干燥环境下，Cl2都不能转变为HClO，因而无漂白性，无法与HCl气体区别。C选项，气体通入AgNO3溶液产生白色沉淀，因为Cl2与H2O反应也产生Cl－。D选项，Cl2与KI反应产生I2，I2遇淀粉变蓝，可以与HCl区别开。]
3．D　[氯水的成分为：Cl2、HClO、HCl、H2O，故遇到FeCl2时：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3；遇到Na2SO3时：Na2SO3＋Cl2＋H2O===Na2SO4＋2HCl；遇到NaOH时：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，所以A、B、C项中药品都会变质。]
4．B　[氯水中存在下列平衡：Cl2＋H2O??HCl＋HClO，加入NaHCO3后，因为酸性：HCl>H2CO3>HClO，所以NaHCO3与HCl反应而不与HClO反应，平衡向右移动，HClO浓度增大；乙瓶中因HClO具有强氧化性，可将NaHSO3氧化，从而使HClO浓度下降。]
5．D
6．(1)浓盐酸　Fe3O4　(2)催化　氧化
(3)KClO3　H2O2　2∶1
解析　此题的关键在MnO2的作用和对变价金属铁的判断。在中学阶段，MnO2在用KClO3加热或双氧水分解时制O2时均作催化剂，在和浓盐酸加热反应制氯气时作氧化剂，则C、D可能是氯气、氧气，A、B可能是KClO3、H2O2或浓盐酸；由D＋E→H，H＋E→G，G＋D→H可知，E为金属Fe，D为Cl2，C为O2，B为浓盐酸；C(O2)＋E(Fe)→F，F为Fe3O4。MnO2在反应①中是催化剂，反应②中是氧化剂；反应①若在加热条件下进行，由2KClO32KCl＋3O2↑可知A是KClO3；若在常温下进行，由2H2O22H2O＋O2↑可知A是H2O2；由2→2和2→2可知，反应中转移的电子数之比是2∶1。
7．B　[146 g HCl的物质的量为4 mol,87 g MnO2的物质的量为1 mol，由方程式：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，1 mol MnO2可以与4 mol HCl反应，但是，应注意稀盐酸与MnO2不反应的事实，也就是说1 mol MnO2与足量浓盐酸反应生成的Cl2多。]
8．C　[由MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
　 1 mol　　4 mol
　 0.2 mol　0.6 mol
知盐酸的量不足，根据盐酸进行计算，理论上余Cl－的物质的量为0.3 mol，但随着反应的进行，盐酸的浓度变稀，不再进行以上反应，实际余Cl－的物质的量大于0.3 mol，故生成AgCl沉淀物质的量大于0.3 mol。]
9．(1)Ⅰ　MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
(2)Ⅲ　2　10　16　2　5　8H2O
(3)氢氧化钠　防止氯气逸出污染空气
(4)A　将湿润的淀粉 KI试纸放在B口处，试纸变蓝色，证明氯气已集满
解析　MnO2与浓盐酸反应制取氯气需要加热，选Ⅰ装置；用KMnO4与浓盐酸反应制取氯气，由于KMnO4的氧化性强，可以不加热，选Ⅲ装置；若选用Ⅳ为氯气的收集装置，为了防止氯气逸出污染空气，应将蘸有氢氧化钠溶液的棉花团放置在试管口；由于氯气的密度比空气大，导气管应该“长进短出”；将湿润的淀粉 KI试纸放在B口处，试纸变蓝色，证明氯气已集满。
10．(1)Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－
(2)①MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
②吸收挥发出来的HCl气体(或除去Cl2中混有的HCl气体)
③浓H2SO4
④向上排空气法学案23 氨和铵盐
[考纲要求]　1.了解氨气、铵盐的性质，掌握氨气的实验室制法和NH的检验。2.初步了解常见化肥的基本性质。
知识点一　氨的分子结构和性质
1．物理性质
氨气是____色________气味的气体，____液化可作制冷剂，常温、常压下，1体积的水可溶解______体积氨气。
2．分子结构
电子式：____________。
3．氨的化学性质
(1)与水的反应
NH3＋H2O??NH3·H2O??NH＋OH－，氨气溶于水得氨水，氨水中含有的粒子有：______________________________。氨水为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：NH3·H2O________________。
(2)氨气与酸反应
①蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为____________，将浓盐酸改为__________，也会出现相同的现象。
化学方程式为：___________________________________________________________，
________________________________________________________________________。
②与CO2等酸性氧化物反应：NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3或2NH3＋CO2＋H2O===(NH4)2CO3。
(3)NH3的还原性——氨的催化氧化
化学方程式：____________________________________________________________。
(4)与盐溶液反应
将氨水加入下列溶液
被滴试剂 现象 离子方程式
FeCl3溶液 生成____色沉淀
AlCl3溶液 生成____沉淀 Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
AgNO3溶液
问题思考
1．判断下列说法是否正确，不正确的说明理由。
①氨气溶于水能导电，所以氨气是电解质。
②实验室用浓氨水与NaOH固体制取氨气。
③氨和酸反应生成铵盐，与挥发性酸相遇时能形成白烟。
④某晶体与NaOH共热放出一种使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，该晶体中含有NH。
⑤氨水中含氮微粒中最多的微粒是NH。
⑥把NH3通入稀HNO3中，当溶液的pH等于7时，溶液中NH3和HNO3等物质的量反应。
　
　
　
　
2．液氨和氨水有哪些区别？完成下列表格。
液氨 氨水
形成
物质分类 混合物
微粒种类 NH3、NH3·H2O、H＋、H2O、NH、OH－
存在条件 常温常压下不能存在 常温常压下可存在
3.喷泉实验成败的关键在哪里？
　
　
4．制法
(1)实验室制法：_________________________________________________________。
(2)工业制法：_____________________________________________________________。
问题思考
4．实验室制取NH3时，采用的收集气体的方法是什么？用何种干燥剂干燥氨气？怎样验满？
　
　
知识点二　铵盐及NH的检验
1．铵盐的概念
铵根离子与酸根离子构成的化合物。
2．铵盐的物理性质
铵盐都是____色固体，均易溶于水。
3．铵盐的化学性质
(1)受热易分解：NH4Cl__________________，(NH4)2CO3
________________________________________________________________________
(2)与碱反应
①NH＋OH－NH3↑＋H2O；
②在稀溶液中不加热：NH＋OH－===NH3·H2O；
③在浓溶液中不加热：NH＋OH－===NH3↑＋H2O。
(3)水解反应：NH＋H2O??NH3·H2O＋H＋。
问题思考
5．固态NH4Cl受热变成气体，气体遇冷又变为固态NH4Cl；固态碘受热变成蒸气，蒸气遇冷又变成固态碘，这两种现象的本质是否相同？
　
　
　
4．NH的检验
未知液呈碱性湿润____色石蕊试纸变____色，则证明含NH。
一、氨气的三种实验室制法
常见装置
1．若用固体NH4Cl和消石灰制取氨气，则采用哪种装置？反应原理是什么？
　
　2．若采用加热浓氨水的方式制取NH3，则采用哪种装置？
　
3．若图2的分液漏斗中盛有浓氨水，则烧瓶中的固体可选用何种物质？反应原理是什么？
　
　
4．图3中棉花的作用是什么？
　
　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　
典例导悟1　下列装置能达到实验目的的是(　　)
①实验室制取并收集NH3　　　②吸收NH3
　
③检查装置气密性　　　④利用排空气法收集CO2
A．①④ B．②④ C．②③ D．①③
听课记录：　
　
　
二、喷泉实验
典例导悟2　
喷泉是一种常见的自然现象，其产生原因是存在压强差。
(1)图甲中，为化学教学中所用的喷泉实验装置。在烧瓶中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中盛有液体。
①下列组合中不可能形成喷泉的是(　　)
A．HCl和H2O　　B．O2和H2O　　C．NH3和H2O　　D．CO2和NaOH溶液　
　E．NO2和H2O
②设若用D组合做喷泉实验，烧杯中的液体一定是NaOH溶液吗？　
③用A组合做喷泉实验时，若烧瓶中充满HCl气体，则在标准状况下，做完实验后烧瓶中c(HCl)＝________mol·L－1(设溶质不扩散)
④若用E组合做喷泉实验时，则标准状况下，做完实验后烧瓶中溶质的物质的量浓度是________mol·L－1
(2)某学生积极思考产生喷泉的其他办法，并设计了如图乙所示的装置。
①在图乙的锥形瓶中，分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．Cu与稀盐酸 B．NaHCO3与NaOH溶液
C．CaCO3与稀硫酸 D．NH4HCO3与稀盐酸
这种方法产生喷泉的原理是：_______________________________________________
________________________________________________________________________。
②在图乙锥形瓶外放一水槽，瓶中加入酒精，水槽中加入水后，再加入足量的下列物质，结果也产生喷泉。水槽中加入的物质可以是(　　)
A．浓硫酸 B．食盐 C．硝酸钾 D．硫酸铜
这种方法产生喷泉的原理是：_______________________________________________
________________________________________________________________________。
③比较图甲和图乙两套装置，从产生喷泉的原理来分析，图甲________上部烧瓶内气体压强；图乙________下部锥形瓶内气体压强(填“增大”或“减小”)。
(3)城市中常见的人造喷泉及火山爆发的原理与上述______(填“图甲”或“图乙”)装置的原理相似。
思维升华　1.喷泉形成的原理是什么？
　
　
2．如何使容器内外产生压强差？
　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1. [2010·北京理综－26(1)]某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH和NH3·H2O的形式存在，该废水的处理流程如下：
(1)过程Ⅰ：加NaOH溶液，调节pH至9后，升温至30℃，通空气将氨赶出并回收。
①用离子方程式表示加NaOH溶液的作用：__________________________________。
②用化学平衡原理解释通空气的目的：_______________________________________
________________________________________________________________________。
2．(2010·重庆理综，27)某兴趣小组用下图装置探究氨的催化氧化。
(1)氨催化氧化的化学方程式为_____________________________________________。
(2)加热玻璃管2一段时间后，挤压1中打气球鼓入空气，观察到2中物质呈红热状态；停止加热后仍能保持红热，该反应是________反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)为保证在装置4中观察到红棕色气体，装置3应装入______________；若取消3，在4中仅观察到大量白烟，原因是_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)为实现氨催化氧化，也可用装置5替换装置________(填装置代号)；化合物X为________(只写一种)，Na2O2的作用是___________________________________________。
3．(2010·海南，17)根据氨气还原氧化铜的反应，可设计测定铜元素相对原子质量Ar(Cu)(近似值)的实验。先称量反应物氧化铜的质量m(CuO)，反应完全后测定生成物水的质量m(H2O)，由此计算Ar(Cu)。为此，提供的实验仪器及试剂如下(根据需要可重复选用，加入的NH4Cl与Ca(OH)2的量足以产生使CuO完全还原的氨气)：
请回答下列问题：
(1)氨气还原炽热氧化铜的化学方程式为____________________________________
________________________________________________________________________；
(2)从所提供的仪器及试剂中选择并组装本实验的一套合理、简单的装置，按气流方向的连接顺序为(用图中标注的导管口符号表示)a→__________________________________；
(3)在本实验中，若测得m(CuO)＝a g，m(H2O)＝b g，则Ar(Cu)＝______________________；
(4)在本实验中，使测定结果Ar(Cu)偏大的是__________(填序号)；
①CuO未完全起反应　②CuO不干燥　③CuO中混有不反应的杂质　④碱石灰不干燥　⑤NH4Cl与Ca(OH)2混合物不干燥
(5)在本实验中，还可通过测定____________和_____________________________，
或____________和____________达到实验目的。
题组一　氨气的制备及其性质
1．(2010·安徽宿州高三期中)有关氨的说法不正确的是(　　)
A．NH3是4核10电子分子，具有还原性
B．NH3极易溶于水，可做喷泉实验，氨气易液化，液氨可用作制冷剂
C．氨气是非电解质，NH3·H2O是电解质
D．蘸有浓盐酸的玻璃棒遇氨气产生的白烟为小冰晶
2．下列关于氨水的说法中，不正确的是(　　)
A．氨水和液氨不同，氨水是混合物，液氨是纯净物
B．氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3·H2O(除水)
C．氨水显弱碱性，故通常保存在金属容器中
D．在1 mol·L－1氨水中，NH3·H2O、NH、NH3的物质的量浓度之和为1 mol·L－1
3．将a L NH3通过灼热的装有铁触媒的硬质玻璃 管后，气体体积变为b L(气体体积均在同温同压下测定)，该b L气体中NH3的体积分数是(　　)
A.　　 　B.　 　C.　 　　D.
4．(2011·石家庄模拟)已知NH3难溶于CCl4，如下图所示，下列装置中，不宜用于吸收氨气的是(　　)
5．实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下：
已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。
(1)从上图中选择制取气体的合适装置：氮气_______________________________、
氢气__________。
(2)氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还可以________________、________________。
(3)氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨，______(“会”或“不会”)发生倒吸，原因是___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热的原因是__________________________________，锥形瓶中还可观察到的现象是____________________。
(5)写出乙装置中氨氧化的化学方程式：______________________________________。
(6)反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H＋、OH－、______、______(填离子符号)。
6．制取氨气并完成喷泉实验(图中夹持装置均已略去)。
(1)写出实验室制取氨气的化学方程式：______________________________________。
(2)收集氨气应使用__________法，要得到干燥的氨气可选用________作干燥剂。
(3)用图A所示装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥的氨气，引发喷泉的操作是
________________________________________________________________________，
该实验的原理是_________________________________________________________。
(4)如果只提供如图B所示装置，引发喷泉的方法是___________________________
________________________________________________________________________。
题组二　铵盐
7．(2011·河北保定联考)下列离子方程式正确的是(　　)
A．硫酸铵溶液与氢氧化钡溶液共热：NH＋SO＋Ba2＋＋OH－BaSO4↓＋NH3↑＋H2O
B．氯化铵溶液中加入稀氢氧化钠溶液：NH＋OH－===NH3·H2O
C．氯化铵固体和熟石灰共热：NH＋OH－===NH3↑＋H2O
D．碳酸铵溶液中通入足量二氧化碳：CO＋CO2＋H2O===HCO
8.
上图中各物质均由常见元素(原子序数≤20)组成。已知A、B、K为单质，且在常温下A和K为气体，B为固体。D为常见的无色液体。I是一种常用的化肥，在其水溶液中滴加AgNO3溶液有不溶于稀HNO3的白色沉淀产生。J是一种实验室常用的干燥剂。它们的相互转化关系如下图所示(图中反应条件未列出)。
请回答下列问题：
(1)I的化学式为________；J的电子式为_____________________________________。
(2)反应①的化学方程式为_________________________________________________。
(3)F的水溶液与氯气反应的离子方程式为____________________________________
________________________________________________________________________。
题组三　实验探究
9．某校化学研究性学习小组的同学在学习了氨气的性质后讨论，既然氨气具有还原性，能否与H2还原CuO一样呢？他们设计实验制取氨气并探究上述问题。请你参与该小组的活动并完成下列实验：
(一)制取氨气
(1)实验室常用加热氯化铵固体和氢氧化钙固体混合物的方法来制取氨气。
(2)实验室还可在____________(填一种试剂)中滴加浓氨水的方法快速制取少量氨气。
(二)实验探究
该小组成员设计实验探究氨气的还原性及其产物，实验装置(夹持及尾气处理装置未画出)图如下：
(3)该装置在设计上有一定的缺陷，为确保实验结果的准确性，你对该装置的改进措施是
________________________________________________________________________。
(4)利用改进后的装置进行实验，观察到CuO变为红色物质，无水CuSO4变蓝，同时生成一种无污染的气体。
(三)问题讨论
(5)有同学认为：NH3与CuO反应生成的红色物质中可能含有Cu2O。已知Cu2O是红色粉末，是一种碱性氧化物，在酸性溶液中，Cu＋能自身发生氧化还原反应生成Cu2＋和Cu。请你设计一个简单的实验检验该红色物质中是否含有Cu2O：_________________________
________________________________________________________________________。
(6)在解决了问题(5)后，又有同学提出：Cu2O与CuO的热稳定性哪个更强？于是他们又进行了如下实验：
取98 g Cu(OH)2固体，加热到80℃时，得到黑色固体粉末，继续加热到1 000℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末A。冷却后称量，A的质量为72 g。
据此可推得A为________，由此得到的结论是_______________________________。
学案23　氨和铵盐
【课前准备区】
知识点一
1．无　有刺激性　易　700
2．
3．(1)NH3·H2O、NH3、H2O、NH、OH－、H＋　NH3↑＋H2O
(2)①有白烟生成　浓硝酸　HCl＋NH3===NH4Cl　NH3＋HNO3===NH4NO3
(3)4NH3＋5O24NO＋6H2O
(4)
被滴试剂 现象 离子方程式
FeCl3溶液 生成红褐色沉淀 Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH
AlCl3溶液 生成白色沉淀 Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
AgNO3溶液 先生成白色沉淀后消失 Ag＋＋NH3·H2O===AgOH↓＋NHAgOH＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋OH－＋2H2O
4.(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
(2)N2＋3H22NH3
知识点二
2．白
3．(1)NH3↑＋HCl↑　2NH3↑＋CO2↑＋H2O↑
4．红　蓝
问题思考
1．②③④正确。①不正确，NH3本身不导电，溶于水，与水发生反应NH3＋H2O??NH3·H2O??NH＋OH－而导电，故NH3不是电解质；⑤不正确，氨水中存在大量的NH3·H2O和少量的NH；⑥不正确，NH3和HNO3等物质的量反应时，得到NH4NO3溶液，NH水解使溶液显酸性，pH<7。
2.
液氨 氨水
形成 氨气液化 氨气溶于水
物质分类 纯净物 混合物
微粒种类 NH3 NH3、NH3·H2O、H＋、H2O、NH、OH－
存在条件 常温常压下不能存在 常温常压下可存在
3.①烧瓶要干燥。②收集的气体要满。③装置的气密性要好。
4．收集方法：向下排空气法
干燥剂：碱石灰
验满方法：①将湿润的红色石蕊试纸置于瓶口，试纸变蓝色；②将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟生成。
5．不相同，NH4Cl固体受热分解成NH3和HCl，发生了化学变化；固态碘受热升华成为碘蒸气，是物理变化。
【课堂活动区】
一、1.采用图3装置，反应原理是2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O。
2．采用图1装置。
3．固体可选用CaO、NaOH、碱石灰等，反应原理：浓氨水中存在以下平衡：NH3＋H2O??NH3·H2O??NH＋OH－，加入固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等)，使平衡逆向移动，同时反应放热，促进NH3·H2O的分解。
4．减小NH3与空气的对流速度，收集比较纯净的NH3，同时避免污染空气。
思维升华　1.容器内外存在较大的压强差，在这种压强差的作用下，液体迅速流动，通过带有尖嘴的导管喷出来，即形成喷泉。
2．(1)减小容器内压强(如甲图)
①容器内气体极易溶于水；
②容器内气体易与溶液中的溶质发生化学反应而被吸收。
当外部的水或溶液接触容器内气体时，由于气体大量溶解或与溶液中的溶质发生化学反应而被吸收，从而使容器内气压迅速降低，在外界大气压作用下，外部液体迅速进入容器，通过尖嘴导管喷出，形成喷泉。
(2)增大容器内压强(如乙图)
容器内的液体由于受热挥发(如浓盐酸、浓氨水、酒精等)或由于发生化学反应，容器内产生大量气体。使容器内压强迅速增大，促使容器内液体迅速向外流动，也能形成喷泉。例如喷雾器、人造喷泉等均是利用了此原理。
典例导悟
1．C　[①项收集NH3装置中无棉花；②项NH3通入CCl4中，NH3不溶于CCl4，不会产生倒吸，逸出的NH3又可被稀H2SO4吸收；③项向长颈漏斗中加一定量的水，没过长颈漏斗的下端，关闭止水夹，再加一定量的水，液面停止在某一高度不下降，可说明气密性良好，反之，气密性不好；④项，收集比空气重的气体应长进短出。]
2．(1)①B　②否，只要胶头滴管中盛有足够的浓NaOH溶液足以把烧瓶中的CO2吸收即可。　③1/22.4　④1/22.4　(2)①D　锥形瓶中发生反应：NH4HCO3＋HCl===NH4Cl＋CO2↑＋H2O，随着CO2气体的产生，锥形瓶中的压强增大而产生“喷泉”　②A　浓H2SO4溶于水时，放出大量的热，温度升高使锥形瓶中的酒精挥发加快，瓶内压强增大，从而形成“喷泉”　③减小　增大　(3)图乙
解析　图甲装置形成“喷泉”是因为烧瓶内气体极易溶解于烧杯和滴管中的液体，使烧瓶内的压强突然减小而产生压强差形成“喷泉”。图乙装置恰恰相反，下部锥形瓶中的物质相互反应产生气体，使锥形瓶内气体压强增大而产生压强差，将液体从下瓶中压入到上瓶形成“喷泉”。
【课后练习区】
高考集训
1(1)①NH＋OH－===NH3·H2O
②废水中的NH3被空气带走，使NH3·H2O??NH3＋H2O的平衡向正反应方向移动，利于除氨
2．(1)4NH3＋5O24NO＋6H2O
(2)放热　(3)浓H2SO4　生成的NO与O2反应生成NO2，NO2与水反应生成HNO3，NH3与HNO3反应生成了NH4NO3
(4)1　NH4Cl　与HCl反应生成氧气(合理答案均给分)
解析　(2)由停止加热后仍能保持红热，知该反应为放热反应。
(3)保证在装置4中观察到红棕色气体，装置3应把产物中的水蒸气、氨气除去，所以3中应装浓H2SO4，若没有3，生成的NO与O2在4中反应生成NO2，NO2与水反应生成HNO3，HNO3与NH3反应生成NH4NO3白色固体小颗粒——白烟，不会有红棕色气体生成。由5的特点可知5为气体制取装置；用5代替1，若X为NH4Cl，在加热时NH4ClNH3↑＋HCl↑，4HCl＋2Na2O2===4NaCl＋O2＋2H2O，既可以提供NH3，又可以制得O2。
3．(1)2NH3＋3CuO3Cu＋3H2O＋N2　(2)e→b→e→c　(3)18a/b－16　
(4)①③　(5)m(CuO)　m(Cu) m(Cu)　m(H2O)
考点集训
1．D　2.C　3.C
4．B　[NH3极易溶于水，所以导管直接插入水中吸收NH3时易产生倒吸现象，A项、D项有效地防止倒吸现象的产生；NH3难溶于CCl4，所以C项也避免了倒吸现象的产生；而B项易产生倒吸现象，故B项不宜用于NH3的吸收。]
5．(1)a　b
(2)干燥气体　控制氢气和氮气的流速
(3)不会　因为混合气体中含有大量难溶于水的氮气、氢气两种气体
(4)氨的催化氧化反应是一个放热反应
有红棕色气体产生
(5)4NH3＋5O24NO＋6H2O
(6)NH　NO
解析　本题主要考查NH3的实验室制法、仪器的选择以及实验安全问题，同时也考查具体处理实验问题的能力。
(1)由题意知，制取N2应选固(液)＋液加热装置a，制取氢气选简易启普发生装置。
(2)甲装置中的浓H2SO4可用于干燥气体，另外还可通过观察两导管口气泡的快慢，调节N2和H2的流速。
(3)因NH3的合成反应为可逆反应，不可能进行到底，故从合成器中出来的气体中含有大量的N2和H2，不可能发生倒吸。
(4)氨的催化氧化反应为放热反应，故可观察到铂丝保持红热，氧化生成的NO与O2反应又生成NO2，故可观察到有红棕色气体产生，生成的NO2与水反应生成HNO3，HNO3与氨水反应得到硝酸铵。
6．(1)2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O
(2)向下排空气　碱石灰
(3)打开弹簧夹，挤出胶头滴管中的水
氨气极易溶于水，致使烧瓶内气体压强迅速减小，水迅速进入烧瓶，形成喷泉
(4)打开弹簧夹，用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨气与水接触，即形成喷泉
解析　(1)实验室制氨气的化学方程式为：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
(2)NH3的密度比空气的小，故可用向下排空气法收集，干燥NH3可用碱性干燥剂，如碱石灰。
(3)打开弹簧夹，从胶头滴管中挤入少量水后，因NH3极易溶于水，致使烧瓶中气压降低，形成喷泉。
(4)B装置与A装置相比，B装置没有胶头滴管，引发该喷泉可用热毛巾捂热圆底烧瓶，赶出导管内的空气，使NH3与水接触，从而形成喷泉。
7．B　[A项，正确的离子方程式为2NH＋SO＋Ba2＋＋2OH－BaSO4↓＋2NH3↑＋2H2O；B项，反应原理正确，且符合离子方程式书写要求；C项，反应物均为固体，不能书写离子方程式；D项，电荷不守恒。]
8. (1)NH4Cl　
(2)Ca3N2＋6H2O===3Ca(OH)2＋2NH3↑
(3)Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O
解析　根据I是一种常用的化肥，且向其水溶液中加入AgNO3产生不溶于硝酸的白色沉淀可推出I为NH4Cl，从而逆推E和H分别为NH3和HCl中的一种，由于H与F可以制J(常用干燥剂)，从而推知E为NH3，H为HCl，进而推出J为CaCl2，并能逆推F为Ca(OH)2，D为H2O，由B和D(水)反应生成K和F，且A和K反应生成E(NH3)知K为氢气，则A为N2，再由F为Ca(OH)2(已推出)推知C中含有Ca元素，从而推知C为Ca3N2、B为Ca，至此可以做出答案。
9．(2)氢氧化钠固体(生石灰或碱石灰)
(3)在装置A和B之间增加装有碱石灰的干燥管
(5)取少量样品，加入稀H2SO4，若溶液出现蓝色，说明红色物质中含有Cu2O，反之，则没有
(6)Cu2O　Cu2O的热稳定性比CuO的强
解析　(一)中学课本中利用2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O来制备氨气，也可利用氢氧化钠固体(生石灰或碱石灰)与浓氨水混合制备少量的氨气。(三)(5)由于Cu不与稀硫酸或盐酸反应，而Cu2O在酸性溶液中，Cu＋能自身发生氧化还原反应生成Cu2＋和Cu。利用红色物质与稀H2SO4反应来检验红色物质中是否含有Cu2O。(6)98 g Cu(OH)2加热到80℃时，得到黑色固体粉末，继续加热到1 000℃以上生成红色粉末，通过数据计算说明加热至1 000℃分解生成Cu2O，则Cu2O的热稳定性比CuO的强。
高温 高压
催化剂专题学案24　无机框图题的解答策略
一、题型特点
无机推断题具有明显的化学学科特点，是现在每年高考理综卷的必考题型，是将基本概念、基本理论、元素单质及其重要化合物知识与化学实验及简单计算有机结合起来的综合题型。在高三复习中抓住无机推断题，不仅能进一步加深元素及其化合物的有关知识，还能培养分析推理、观察思维、获取信息及综合应用的能力。
二、解题策略
无论推断题属于哪种形式，均遵循这样的推断思路：迅速浏览、整体扫描、产生印象、寻找“突破口”，突破点由点到面、随时检验，注意联系、大胆假设、全面分析(正推或逆推)，验证确认。解题的关键是仔细审题，依物质的特性或特征转化来确定“突破口”，顺藤摸瓜，进而完成全部未知物的推断。我们可以将推断题的解题方法及推理过程表示如下：
推断题结论―→验证
三、解题“突破口”
1．物质的特殊颜色
相关知识：
(1)有色固体
①红色：Cu、Cu2O、Fe2O3；
②红褐色：Fe(OH)3；
③黄色：AgI、Ag3PO4；
④浅黄色：S、Na2O2或AgBr；
⑤蓝色：Cu(OH)2；
⑥黑色：炭粉、CuO、FeO、FeS、CuS、Ag2S、PbS；
⑦紫黑色：KMnO4、I2；
⑧白色：Fe(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、BaSO3。
(2)有色溶液：
Fe2＋(浅绿色)、Fe3＋(黄色)、Cu2＋(蓝色)、MnO(紫红色)、Fe3＋与苯酚(紫色)、Fe3＋与SCN－(红色)、I2与淀粉(蓝色)等。
水(溶剂) 苯(溶剂) CCl4(溶剂)
Br2 黄→橙 黄→红棕
I2 深黄→褐 淡紫→紫红 紫→深紫
(3)有色气体：
Cl2(黄绿色)、Br2(g)(红棕色)、NO2(红棕色)、I2(g)(紫色)、O3(淡蓝色)等。
(4)火焰颜色：
①焰色反应：Na＋(黄色)、K＋(紫色)、Ca2＋(砖红色)等；②蓝色：CO在空气中燃烧；
③淡蓝色：S、H2、H2S、CH4等在空气中燃烧；④苍白色：H2在Cl2中燃烧。
典例导悟1　A、B、C、D是按原子序数由小到大排列的第二、三周期元素的单质。B、E均为组成空气的成分。化合物F的焰色反应呈黄色。在G中，非金属元素与金属元素的原子个数比为1∶2。在一定条件下，各物质之间的相互转化关系如下图(图中部分产物未列出)：
请填写下列空白：
(1)A是__________，C是________。
(2)H与盐酸反应生成E的化学方程式是______________________________________。
(3)E与F反应的化学方程式是_____________________________________________。
(4)F与G的水溶液反应生成I和D的离子方程式是___________________________
________________________________________________________________________。
2．物质的特征性质
相关知识
(1)能使品红溶液褪色的气体：
SO2(加热后又恢复红色)、Cl2(加热后不恢复红色)。
(2)沉淀特殊的颜色变化：
①白色沉淀先变灰绿色，再变红褐色：Fe(OH)2Fe(OH)3；
②白色沉淀迅速变棕褐色：AgOH→Ag2O。
(3)在空气中变为红棕色：NO(无色)NO2(红棕色)。
(4)能使澄清石灰水变浑浊的气体：CO2、SO2。
(5)通入CO2气体变浑浊的溶液：石灰水(过量则变澄清)、Na2SiO3溶液、饱和Na2CO3溶液、浓苯酚钠溶液、NaAlO2溶液等。
(6)使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体：NH3。
(7)使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝：NO2、Cl2、Br2、FeCl3等。
(8)能与SO2、Cl2、O2等氧化性较强的气体(或其水溶液)反应析出淡黄色沉淀：H2S。
(9)在一定条件下具有漂白性的物质：Na2O2、H2O2、SO2、氯水、O3、活性炭等。
(10)能溶解SiO2固体的物质：氢氟酸和NaOH溶液。
(11)能与浓硫酸、铜片共热产生红棕色气体(NO2)的溶液：硝酸盐(或硝酸)溶液。
(12)滴入沸水中可得到红褐色胶体的溶液：含Fe3＋的盐溶液。
(13)烟雾现象：
①棕(黄)色的烟：Cu或Fe在Cl2中燃烧；
②白烟：Na在Cl2或P在空气中燃烧；NH3遇到HCl气体；
③白雾：由HX等极易溶于水的气体产生；
④白色烟雾：P在Cl2燃烧。
典例导悟2　中学化学中几种常见物质的转化关系如下：
将D溶液滴入沸水中可得到以F为分散质的红褐色胶体。请回答下列问题：
(1)红褐色胶体中F粒子直径大小的范围：_____________________________________。
(2)写出A、B、H的化学式：A______、B________、H________。
(3)①H2O2分子的电子式：_________________________________________________。
②写出C的酸性溶液与双氧水反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。
(4)写出鉴定E中阳离子的实验方法和现象：__________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)在C溶液中加入与C等物质的量的Na2O2，恰好使C转化为F，写出该反应的离子方程式：_____________________________________________________________________。
3．物质之间的特征转化关系
相关知识：
(1)连续氧化反应：ABCD(酸或碱)。
①NH3(g)N2NONO2HNO3；
②H2S(g)SSO2SO3H2SO4；
③CH4(g)CCOCO2H2CO3；
④Na(s)Na2ONa2O22NaOH。
(2)
X可能为弱酸的铵盐：(NH4)2CO3或NH4HCO3；(NH4)2S或NH4HS；(NH4)2SO3或NH4HSO3等。
(3)三角转化关系：
(4)化合物＋化合物→单质＋化合物
这类反应主要有：CO＋H2O(g)CO2＋H2、Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2等。
(5)化合物A＋单质B→化合物C＋单质D。
这类反应主要有：
CO2＋2Mg2MgO＋C；Fe2O3＋3H22Fe＋3H2O；
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑；C＋H2O(g)CO＋H2；
3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2等。
典例导悟3　已知A、B、C、D为气体，E、F为固体，G是氯化钙，它们之间的转换关系如下图所示：
(1)D的化学式是____________，E的化学式是________。
(2)A和B反应生成C的化学方程式是_______________________________________。
(3)E和F反应生成D、H和G的化学方程式是_______________________________
________________________________________________________________________。
典例导悟4　以下一些氧化物和单质之间可发生如下图所示的反应：其中，氧化物Ⅰ是红棕色固体，氧化物Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ在反应条件下都是气体。
(1)氧化物Ⅰ的化学式是________，氧化物Ⅱ的化学式是________。
(2)反应①的化学方程式是________________________；反应②的化学方程式________________________；反应③的化学方程式是______________________________。
4．特征数据
相关知识
近几年无机框图推断题已融入计算的成分，计算型框图推断题成为高考热点之一，解答这类问题时，要善于抓住物质转化过程中以下物理量的变化：
①相对分子质量(例CO→CO2、NO→NO2、SO2→SO3转化时分子中都增加1个氧原子，相对分子质量增加16)；
②放出气体的体积或生成沉淀的量；
③化合物中各元素的含量；
④气体的相对密度；
⑤离子化合物中离子个数之比；
⑥反应物之间的物质的量之比；
⑦电子总数；
⑧质子总数等。
(1)常见10电子微粒及相互转化关系：
①分子：Ne、HF、H2O、NH3、CH4；
②阳离子：Na＋、Mg2＋、Al3＋、NH、H3O＋；
③阴离子：F－、O2－、N3－、OH－、NH等。其相互转化关系为NH＋OH－NH3↑＋H2O；H3O＋＋OH－===2H2O等。
(2)常见18电子微粒
①分子：Ar、HCl、H2S、P3H、SiH4、H2O2；
②阳离子：K＋、Ca2＋；
③阴离子：Cl－、S2－、P3－、O；
④有机物：CH3OH、CH3NH2、CH3F、CH3CH3等。
(3)常见物质的相对分子质量：
①相对分子质量为28的物质：CO、N2、C2H4等；
②相对分子质量为26的物质：C2H2等；
③相对分子质量为32的物质：S、O2等；
④相对分子质量为78的物质：Na2S、Na2O2、Al(OH)3等；
⑤相对分子质量为100的物质：CaCO3、KHCO3、Mg3N2等。
典例导悟5　(2011·长春模拟)下图中每一方框的字母代表一种反应物或生成物：
已知气态烃D(其密度在同温同压下是氢气密度的13倍)跟物质F反应时产生明亮而带浓烟的火焰。请写出下列字母代表的物质的化学式(分子式)：
A________、B________、C________、D__________、
E__________、H__________。
5．特征的分子结构
相关知识
中学教材中涉及的一些典型物质的分子结构：
①直线形：三原子分子(如CO2、CS2)；多原子分子(如C2H2等)；
②平面形：C6H6(苯)、C2H4(乙烯)等；
③三角锥形：NH3、PH3、H3O＋等；
④正四面体形：CH4、CX4(X＝F、Cl、Br、I)、P4(白磷)、NH等；
典例导悟6　下图中，A、C是工业上用途很广的两种重要化工原料，B为日常生活中常见的金属，H、G是正四面体结构的非极性分子，H是一种重要的能源，J是一种耐高温材料，K是由两种常见元素组成的化合物(图中部分反应物或生成物没有列出)。
请按要求回答：
(1)写出B的化学式____________________，G的电子式________________。
(2)反应①的离子方程式为__________________________________________________。
(3)反应②进行的条件是____________、______________________________________。
(4)反应③的化学方程式为_________________________________________________。
6.特殊的工业生产
相关知识
中学教材中涉及的重要工业生产反应：
①煅烧石灰石；②工业制水煤气；③工业生产硫酸；④合成氨工业；⑤硝酸的生产工业；⑥氯碱工业(电解饱和食盐水)；⑦工业制盐酸；⑧高炉炼铁；⑨工业制取漂粉精；⑩硅酸盐工业等。
典例导悟7　(2011·天津调研)下图是部分短周期元素的单质及其化合物的转化关系图(有关反应的条件及生成的H2O已略去)，已知：
(a)A、B、C、D是非金属单质，其中B、C、D在常温常压下是气体。
(b)反应①、②是化工生产中的重要反应。
(c)化合物E是形成酸雨的污染物之一，化合物K是常用的氮肥。
(d)化合物L具有漂白性，可由Cl2与NaOH溶液反应而制得。
(e)化合物J由两种元素组成，其相对分子质量为32。
请按要求填空：
(1)反应③的化学方程式为_________________________________________________。
(2)C的结构式为________________；H的化学式为________________。
(3)L的溶液与化合物E反应的离子方程式为_________________________________
________________________________________________________________________。
(4)化合物J的化学式为__________________________________________________。
1．从物质A的水溶液出发，有如图所示的一系列变化(参加反应或反应生成的H2O没有表示出来)。
试完成下列问题：
(1)写出下列物质的化学式：
A________，E________，X________，Y________。
(2)写出步骤①②发生反应的离子方程式：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
2．甲、乙、丙为常见单质。A、B、C、D、E、F、G、H均为中学化学中常见的化合物，其中B、G的焰色反应均为黄色，C能使品红溶液褪色。在一定条件下，各物质相互转化关系如图所示。
请回答下列问题：
(1)用化学式表示：丙为__________，H为__________。
(2)A的电子式为_________________________________________________________。
(3)电解E的水溶液时，E起到的作用是______________________________________。
(4)写出B＋C―→D的化学方程式：___________________________________________
________________________________________________________________________；
写出E＋G―→F的离子方程式：_____________________________________________
________________________________________________________________________。
一、知识网络
二、非金属及其化合物的转化关系
1．碳、硅及其化合物
2．氯及其化合物
3．硫及其化合物
4．氮及其重要化合物
专题学案24　无机框图题的解答策略
【专题探究区】
典例导悟
1．(1)碳(或C)　钠(或Na)
(2)Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
(3)2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2
(4)Na2O2＋S2－＋2H2O===4OH－＋S↓＋2Na＋
解析　本题的突破口为“化合物F的焰色反应呈黄色”，则F含有Na＋，从而可知单质B、C中有一种为Na，结合B、E均为组成空气的成分，可确定C为Na，B为O2，E为CO2，那么F为Na2O2。E(CO2)与F(Na2O2)反应生成H和B(O2)，则H为Na2CO3。由C(Na)和D反应生成化合物G，G中非金属元素与金属元素的原子个数比为1∶2，则G中D元素显－2价，应为ⅥA族，由原子序数的大小关系确定D为S，G为Na2S。利用氧化还原反应知识，可推测F(Na2O2)能将G(Na2S)氧化成D(S)。
2．(1)1 nm～100 nm　(2)Fe　FeS　H2SO4(稀)
(3)① ②2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
(4)取少量E于试管中，用胶头滴管滴入NaOH溶液，加热试管，可观察到试管口处湿润的红色石蕊试纸变蓝(或其他合理答案)
(5)4Fe2＋＋4Na2O2＋6H2O===4Fe(OH)3↓＋O2↑＋8Na＋
解析　本题的突破口为“D溶液滴入沸水中可得到以F为分散质的红褐色胶体”，可推断D溶液中含有Fe3＋，进而推知A为Fe，B为FeS，C为FeSO4，D为Fe2(SO4)3，F为Fe(OH)3，H为H2SO4。因为F为胶体分散系，则其粒子直径大小为1nm～100nm。C为FeSO4，具有还原性，与双氧水发生氧化还原反应：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。E中阳离子为NH，其检验方法为利用NH与OH－在加热条件下产生的NH3，然后利用湿润的红色石蕊试纸检验(变蓝色)或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，看是否有白烟产生。
3．(1)NH3　NH4Cl　(2)H2＋Cl22HCl
(3)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
解析　本题的突破口为“D(气体)→E(固体)→D(气体)”这一系列转化过程，可联想到中学化学中“氨气→铵盐→氨气”这一转化过程，据此可推测D为NH3，结合G为CaCl2，可知E为NH4Cl，F为Ca(OH)2。其余物质可以逐一确定：A为H2(或Cl2)，B为Cl2(或H2)，C为HCl，H为H2O。
4．(1)Fe2O3　CO
(2)Fe2O3＋3CO(g)2Fe＋3CO2
CO＋H2OCO2＋H2
C＋H2O(g)CO＋H2
解析　本题的突破口为①特殊反应条件——均在高温条件下进行；②氧化物Ⅰ是红棕色固体，即Fe2O3固体。中学阶段涉及物质在高温条件下进行的反应有：CaCO3的分解，C、CO与H2O(g)，SiO2与C，硅酸盐工业，热还原法冶炼金属等。由氧化物Ⅱ加氧气可得氧化物Ⅳ知，氧化物Ⅱ为还原性气体，结合上述分析可推测氧化物Ⅱ为CO，氧化物Ⅳ为CO2，由反应③为高温置换反应推测该反应为C＋H2O(g)CO＋H2。
5．CaC2　H2O　Ca(OH)2　C2H2　CO2 Ca(HCO3)2
解析　据同温同压下，两气体的密度之比等于其相对分子质量之比，可计算出气态烃D的相对分子质量为26，即D为C2H2。根据D与F反应时产生明亮而带浓烟的火焰，可推断F为O2。由D＋F→E＋B(C2H2＋O2→CO2＋H2O)、A＋B→C＋D[CaC2＋H2O→Ca(OH)2＋C2H2]可确定A、B、C、E分别为CaC2、H2O、Ca(OH)2、CO2。进而可确定G为CaCO3、H为Ca(HCO3)2。
6．(1)Al　
(2)Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓
(3)光照　过量Cl2
(4)Al4C3＋12H2O===3CH4↑＋4Al(OH)3↓
解析　由H、G是正四面体形结构的非极性分子，H是一种重要的能源，可确定H为CH4，再结合H＋Cl2→G，推断G为CCl4，则A为HCl。日常生活中常见的金属主要有Fe、Al等，再结合化学课本上介绍过的一种耐高温材料Al2O3，可大胆推测B可能是Al。把Al带入框图分析，便可逐一推出其他物质。反应①的离子方程式为Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓；反应②进行的条件是光照、过量Cl2；反应③的化学方程式为Al4C3＋12H2O===4Al(OH)3↓＋3CH4↑。
7．(1)2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4
(2) 　(NH4)2SO3或NH4HSO3
(3)ClO－＋SO2＋2OH－===Cl－＋SO＋H2O
(4)N2H4
解析　本题的突破口为(1)A、B、C、D是非金属单质，其中B、C、D在常温常压下是气体，且反应①②是化工生产中的重要反应；(2)化合物E是形成酸雨的污染物之一。考虑中学教材中涉及的化工生产原理，可知反应①为硫酸工业的基础反应(S＋O2的反应)，从而推断，A为S，B为O2，E为SO2。化合物的K是常用的氮肥，应为铵盐，则K为(NH4)2SO4，F为NH3，反应②为合成氨反应。化合物L具有漂白性，可由Cl2与NaOH溶液反应制得，则L为NaClO，与NH3反应生成相对分子质量为32的化合物J，J能被B(O2)氧化为C，前后联系可推测C为N2，D为H2，J为N2H4。
【专题集训区】
1．(1)Na2S2O3　FeS　HCl　C6H5OH
(2)①S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O
②2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋
解析　分析“H＋Cl2―→W紫色溶液”，可知“H＋Cl2―→W”为化合反应，并且考虑到三价铁离子遇苯酚溶液显紫色。联想到常见的反应：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，可知H为FeCl2，W为FeCl3，Y为苯酚。由G＋W(FeCl3)―→B(淡黄色固体)＋X＋H(FeCl2)知，G为还原剂，固体B为反应后的生成物，可联想到H2S与FeCl3的反应，从而断定G为H2S，B为S，X为HCl。“B＋FEH(FeCl2)＋G(H2S)”中的F为Fe，E为FeS。“A＋X(HCl)―→B＋C(气体)＋D”中的A为Na2S2O3，C为SO2，D为NaCl。反应①的离子方程式为S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O，反应②的离子方程式为2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。
2．(1)O2　SO3
(2)
(3)增强溶液的导电能力
(4)Na2O2＋SO2===Na2SO4　OH－＋HCO===CO＋H2O
解析　根据乙和丙两种单质反应生成的化合物C能使品红溶液褪色，可知C为SO2；B的焰色反应为黄色，所以B中含有Na元素，又因为B是由甲和丙两种单质在点燃条件下反应生成的，可推知B为Na2O2，同时可确定甲、乙、丙分别为Na、S、O2；根据B(Na2O2)分别与H2O、CO2的反应产物，可知E为NaOH，F为Na2CO3；F可由E与G(焰色反应为黄色)反应得到，所以G为NaHCO3；C与丙(O2)在一定条件下反应得H，则H为SO3，H(SO3)与E(NaOH)反应生成D，D为Na2SO4。学案20 富集在海水中的元素(二)——卤素
[考纲要求]　1.从原子的核外电子排布，了解卤素(单质化合物)的相似性和递变性。2.了解几种重要的含卤素化合物的性质和用途。
知识点一　卤素单质及其化合物的性质
1．Cl2、Br2、I2的物理性质
溴元素主要以______形式存在于海水中，人们把__________称之为“海洋元素”。氯、溴、碘三种元素在元素周期表中排在同一纵列里，都属于____族元素，简称“卤素”。Br2是一种________色____体，易挥发；I2是一种______色____体，易升华。Br2溶解在水中的颜色是________，I2溶解在水中的颜色是____________，Br2溶解在CCl4中的颜色是__________，I2溶解在CCl4中的颜色是__________。
问题思考
1．如何保存液溴？
　
　
　
2．卤素的氧化还原性及海水提取溴、海带中碘元素的检验
(1)卤素单质氧化性的顺序是：Cl2____Br2____I2；阴离子的还原性顺序是：I－____Br－____Cl－。请写出Cl2与NaBr、KI溶液反应的离子方程式：_________________________、
________________________________________________________________________；
Br2与KI溶液反应的离子方程式：__________________________________________。
(2)从海水中提取溴一般要经过________、________、________三步。利用溴的________性，鼓入________或水蒸气，就可将溶解在苦卤中的溴分离出来。
(3)海水中的碘浓度很低，一般从海产品，如海带中提取。
　　　　 水 　
　　　　 ↓　　　↓
→→→→→
问题思考
2．请列举哪些物质能使溴水褪色？
　
　
　
　
　
　
知识点二　卤素离子的检验方法
1．AgNO3溶液——沉淀法
未知液
生成
2．置换——萃取法
未知液　有机层呈
3．氧化——淀粉法检验I－
未知液　________溶液，表示有I－
问题思考
3．淀粉 KI试纸常用于检验哪些物质？
　
　
一、卤素单质的性质比较
1．相似性
(1)除F2外，Cl2、Br2、I2都能与NaOH溶液反应，试写出Br2与NaOH溶液反应的离子方程式：___________________________________________________________________。
(2)都能与金属反应生成卤化物，试写出Na、Fe分别与Br2反应的方程式：
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
(3)与一些还原性离子的反应，试写出Br2分别与Fe2＋、SO离子方程式：
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
2．递变性
(1)分别写出I2和Fe的反应，及I－和Fe3＋的反应，体会卤素单质性质的递变性：
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
(2)还有哪些事实说明氧化性Cl2>Br2>I2
　
　
　
(3)卤素单质为什么具有相似性和递变性？
　
　
　
3．卤素单质的特性
(1)F2能否从水溶液中置换出其他卤素单质？为什么？
　
　
　
(2)你认为卤素单质还有哪些特殊性质？请列举出来。
　
　
　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
典例导悟1　某化学课外小组为了探究卤素单质及化合物的性质，选用以下仪器和药品进行实验，请你帮助完成实验仪器的组装并回答问题。
(1)比较卤素单质的氧化性强弱，各仪器的正确连接顺序(填各接口的字母符号)g接________，______接______，________接________。
(2)装置④烧瓶中反应的化学方程式为_______________________________________。
(3)装置①中的现象是______________，装置②中的现象是______________，装置③的作用是______________。
(4)装置②中反应的离子方程式为________。
(5)若将反应的②中的溶液滴入到KI溶液中，产生的现象是________。
(6)向反应后的①中加入足量的NaOH溶液，产生的现象是________，反应的方程式是
________________________________________________________________________。
变式演练1　下列关于卤素的叙述中，正确的是(　　)
①卤素的钾盐中，最容易被氧化的是氟化钾；
②溴中溶有少量氯气，可以加入溴化钠溶液再用汽油萃取的方法提纯；
③溴化银具有感光性，碘化银不具有感光性；
④某溶液与淀粉 碘化钾溶液反应出现蓝色，则证明该溶液是氯水或溴水；
⑤氯气跟水反应时，水既不是氧化剂也不是还原剂。
A．①③　 　B．②④⑤　 　C．②⑤　　 D．①③④
二、卤素互化物和拟卤素
典例导悟2　卤素互化物是指不同卤素原子之间以共价键结合形成的化合物。XX′型卤素互化物与卤素单质结构相似、性质相近。试回答下列问题：
(1)卤素互化物BrCl能发生下列反应
H2O＋BrCl===HBrO＋HCl　KBr＋BrCl===KCl＋Br2
①写出KI与IBr反应的化学方程式_________________________________________。
②写出苯(C6H6)与ICl发生取代反应生成一卤代物的化学方程式
________________________________________________________________________。
(2)下图是
部分卤素单质和XX′型卤素互化物的沸点与其相对分子质量的关系图。它们的沸点随着相对分子质量的增大而升高，原因是__________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)试推测ICl的沸点所处的最小范围_____________________________________。
三、萃取和分液在卤素性质实验中的应用
问题　在做卤素性质实验时，为什么常采用有机溶剂萃取卤素单质？
　
　
　
典例导悟3　用化学方法测定微量碘化物时，必须利用“化学放大”反应将碘的量“放大”，然后再进行测定。下面是“化学放大”反应的实验步骤：
①向含微量I－并且呈中性或弱酸性溶液里加入溴水，将I－完全氧化成IO，煮沸去掉过量的Br2；
②向由①制得的水溶液中加入过量的酸性KI溶液，振荡使反应进行完全；
③在②得到的水溶液中加入足量的CCl4，振荡，把生成的I2从水溶液里全部转移到CCl4中，用分液漏斗分液去掉水层；
④向③得到的CCl4层加入肼(即联氨H2N—NH2)的水溶液，振荡，使I2完全以I－形式从CCl4层进入水层，用分液漏斗分液去掉CCl4层。
经过以上四步得到的水溶液里，含有通过反应而“放大”了的碘，请回答下列问题：
(1)写出步骤②
的离子方程式，并标出反应的电子转移的方向和数目：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)将右图所示的分液漏斗中的下层液体放出的操作步骤为：
①________________________________________________________________________。
②旋开活塞，使下层液体流出到一个小烧杯里，当下层液体全部流出活塞的细孔时，________________________________________________________________________。
③从漏斗上口倒出上层液体。
④旋开活塞，将留在颈部的下层液体放出到盛接下层液体的烧杯里。
(3)若忽略实验过程中出现的损失，经过一次“化学放大”的溶液里，I－的量是原溶液里I－的量的________倍。经过n次“化学放大”的溶液里，I－的量是原溶液里的量的
________倍。
变式演练2　实验探究是体验知识的产生或形成过程的基本途径。下面是某同学探究实验报告的一部分，请填空：
实验名称：氯、溴、碘的氧化性强弱比较
实验药品：NaCl溶液、KBr溶液、KI溶液、氯水、溴水、四氯化碳
实验步骤 实验结论
①NaCl溶液＋氯水＋1 mL CCl4，振荡，静置，观察四氯化碳层颜色 氧化性从强到弱的顺序：氯、溴、碘
②KBr溶液＋氯水＋1 mL CCl4，振荡，静置，观察四氯化碳层颜色
③KI溶液＋氯水＋1 mL CCl4，振荡，静置，观察四氯化碳层颜色
(1)完成该实验需用到的仪器是_______________________________________________；
(2)CCl4在实验中所起的作用是_____________________________________________
________________________________________________________________________；
(3)在实验②中四氯化碳层颜色变化过程为__________________________________
________________________________________________________________________；
(4)该同学的实验缺陷是_________________________________________________，
改进的办法是______________________________________________________
________________________________________________________________________。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．判断正误
(1)浓硫酸与溴化钠共热制取溴化氢(　　)
(2010·上海－8C)
(2)在反应KIO3＋6HI===KI＋3I2＋3H2O中，每生成3 mol I2转移电子数为6NA(　　)
(2010·江苏－5C)
(3)碘在碘化钾溶液中的溶解度大于在纯水中的溶解度(　　)
(2010·全国理综Ⅱ－8B)
(4)淀粉碘化钾溶液在空气中变蓝，4I－＋O2＋2H2O===2I2＋4OH－(　　)
(2010·上海－19D)
(5)HF、HCl、HBr、HI的热稳性和还原性依次减弱(　　)
(2010·山东理综－11B)
(6)从HF、HCl、HBr、HI的酸性递增的事实，推出F、Cl、Br、I的非金属性递增的规律(　　)
(2010·福建理综－8D)
2．(2010·四川理综，27(1))碘是________(填颜色)固体物质，实验室常用________方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘。
3．(2010·上海，24)向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水，CCl4层变成紫色。如果继续向试管中滴加氯水，振荡，CCl4层会逐渐变浅，最后变成无色。
完成下列填空：
(1)写出并配平CCl4层由紫色变成无色的化学方程式(如果系数是1，不用填写)：
________＋________＋________——________HIO3＋________
(2)整个过程中的还原剂是______________________________________________。
(3)把KI换成KBr，则CCl4层变成________色；继续滴加氯水，CCl4层的颜色没有变化。Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由强到弱的顺序是________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)加碘盐中含碘量为20～50 mg·kg－1。制取加碘盐(含KIO3的食盐)1 000 kg，若用KI与Cl2反应制KIO3，至少需要消耗Cl2________L(标准状况，保留2位小数)。
题组一　卤素的性质
1.
在盛有溴水的三支试管中分别加入苯、四氯化碳和酒精，振荡后静置，出现下列现象，正确的结论是(　　)
A．①加入的是CCl4，②加苯，③加酒精
B．①加入的是酒精，②加CCl4，③加苯
C．①加入的是苯，②加CCl4，③加酒精
D．①加入的是苯，②加酒精，③加CCl4
2．(2010·福州模拟)下列说法正确的是(　　)
A．卤素单质(X2)跟水反应的通式是X2＋H2O===HX＋HXO
B．液溴保存在煤油中
C．漂白粉的有效成分是次氯酸钙
D．光照氯水有气泡逸出，该气体是Cl2
3．(2010·黄冈模拟)某学生做如下实验：第一步，在淀粉 KI溶液中，滴入少量NaClO溶液，并加入少量稀硫酸，溶液立即变蓝；第二步，在上述蓝色溶液中，滴加足量的Na2SO3溶液，蓝色逐渐消失。下列叙述中该同学对实验原理的解释和所得结论不正确的是(　　)
A．氧化性：ClO－>I2>SO
B．蓝色消失的原因是Na2SO3溶液具有漂白性
C．淀粉 KI溶液变蓝是因为I－被ClO－氧化为I2，I2遇淀粉变蓝
D．若将Na2SO3溶液加入氯水，氯水褪色
4.
根据右图的转化关系完成下列有关问题：
(1)写出①的离子方程式：_____________________________________________________
________________________________________________________________________。
写出②的离子方程式：___________________________________________________。
(2)推出下列物质或溶液中溶质的化学式：E________；I________。
(3)在上述转化过程中，B、C、F、H氧化能力由弱到强的顺序是(写化学式)__________。
题组二　卤素互化合物和拟卤素
5．“XYn”表示不同卤素之间靠共用电子对形成的卤素互化物(非金属性：XA．ICl与水反应可生成HCl和HIO，则1 mol ICl参加反应转移电子数为1 mol
B．某温度，液态IF5电离：2IF5??IF＋IF，则c(IF)·c(IF)不是一个常数
C．BrCl与Zn反应生成ZnCl2和ZnBr2
D．XYn与卤素单质一样都是非极性分子
6．将几滴KSCN(SCN－是“类卤离子”)溶液加入到含有Fe3＋的酸性溶液中，溶液变成红色，将该红色溶液分为两份，①一份中加入适量KMnO4溶液，红色褪去；②向另一份中通入SO2，红色也褪去。下列说法不正确的是(　　)
A．①红色褪去的原因是KMnO4将SCN－氧化
B．②红色褪去的原因是SO2将Fe3＋还原为Fe2＋
C．②红色褪去的原因是SO2将SCN－还原
D．SCN－在适当条件下可失去电子被氧化剂氧化为(SCN)2
题组三　化工工艺流程
7．(2010·重庆模拟)海洋中有大量宝贵资源。被称为“海洋元素”的溴，其工业制法为把海水浓缩得盐卤，然后加热到363 K，控制pH为3.5，通入氯气把溴置换出来，然后用一种气体X把溴吹出，再用纯碱溶液吸收，这时，溴转化为溴离子和溴酸根，最后用硫酸酸化，单质溴可从溶液中析出。
(1)把溴吹出的气体X，最可能用下面的____(填序号)。
A．乙烯 B．空气 C．氩气 D．CO2
(2)某同学对上述工艺提出改进意见，认为氧化后直接用有机溶剂萃取出溴即可，你认为其建议是否合理。________(填“是”或“否”)，并说明理由
________________________________________________________________________。
(3)纯碱溶液吸收溴的离子方程式____________________________________________，硫酸酸化得到单质溴的离子方程式为___________________。
(4)工业上曾用惰性电极电解盐卤的方法来获取溴，当用惰性电极电解MgBr2溶液时，除得到溴之外，同时还能得到的产品是____________________________________________。
8．海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐和溴的过程如下：
(1)从海水中可以得到食盐。为了除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作：①过滤，②加过量NaOH溶液，③加适量盐酸，④加过量Na2CO3溶液，⑤加过量BaCl2溶液。正确的操作顺序是________。
A．①④②⑤③ B．④①②⑤③
C．②⑤④①③ D．②④⑤①③
(2)步骤Ⅰ中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br－，其目的为
________________________________________________________________________。
(3)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95%，有关反应的离子方程式为____
________________________________________________________________________，
由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是
________________________________________________________________________。
题组四　实验探究
9．工业上对海水资源综合开发利用的部分工艺流程如下图所示。
(1)电解饱和食盐水常用离子膜电解槽或隔膜电解槽。离子膜和隔膜均允许通过的分子或离子是________。电解槽中的阳极材料为__________。
(2)本工艺流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2，能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4的顺序制备：________________________________________________________________________，
原因是____________________________________________________________________。
(3)溴单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多，四氯化碳与水不互溶，故可用于萃取溴，但在上述工艺中却不用四氯化碳，原因是_______________________________________
________________________________________________________________________。
学案20　富集在海水中的元素(二)——卤素
【课前准备区】
知识点一
1．Br－　溴元素　卤　深红棕　液　紫黑　固　橙色　深黄色→褐色　橙色→橙红色　紫色→深紫色
2．(1)>　>　>　>Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2　Cl2＋2I－===2Cl－＋I2　Br2＋2I－===2Br－＋I2
(2)浓缩　氧化　提取　挥发　热空气
(3)氯气
知识点二
1．白色　浅黄色　黄色
2．Br－　I－
3．蓝色
问题思考
1．盛溴的试剂瓶加水，进行水封，瓶塞再用蜡封，瓶塞不能用橡胶塞。
2．(1)被H2S、SO2、SO、I－等还原剂还原而褪色。
(2)与NaOH等强碱溶液发生自身氧化还原反应而褪色：
Br2＋2NaOH===NaBrO＋NaBr＋H2O。
(3)与较活泼金属(如Mg＋Br2===MgBr2)反应而褪色。
(4)能与溴发生加成反应的不饱和烃及其衍生物，如烯烃、炔烃等。
(5)能被溴水氧化的、含有醛基的化合物。
(6)能与溴水发生反应的碱性物质，如Na2CO3等。
(7)加入活性炭等吸附剂，使溴水褪色。
3．检验强氧化性物质如Cl2、Br2、FeCl3溶液，O3等，工作原理是I－被氧化成I2而使淀粉变蓝。
【课堂活动区】
一、1.(1)Br2＋2OH－===Br－＋BrO－＋H2O
(2)2Na＋Br2===2NaBr　2Fe＋3Br22FeBr3
(3)Br2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Br－
Br2＋SO＋H2O===SO＋2H＋＋2Br－
2．(1)Fe＋I2FeI2
2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
(2)①卤素单质和H2反应的条件及氢化物的稳定性：例如F2和H2在暗处即能爆炸(剧烈反应)，H2和Cl2光照能爆炸，而Br2和H2则加热才能发生等，且生成的氢化物的稳定性从HF至HI越来越差。
②Cl2能从KBr、NaI溶液中置换出Br2、I2；Br2能从NaI溶液中置换I2，而不能从NaCl溶液中置换Cl2等。
(3)这是由原子结构决定的，从F→I，原子的最外电子层都有7个电子，都易得1个电子形成稳定结构，而原子半径越来越大，得电子能力逐渐减弱，故所形成的单质具有相似性和递变性。
3．(1)常温下，F2与水剧烈反应：2F2＋2H2O===4HF＋O2，故不能从水溶液中置换其他卤素单质。
(2)如F2是氧化性最强的单质；Br2在常温下是红棕色液体；碘易升华，遇淀粉变蓝色；Cl2是黄绿色气体等，都是比较特殊的性质。
三、卤素单质在有机溶剂中的溶解度远远大于在水中的溶解度。在卤素性质实验中由于水溶液中卤素含量较小，常利用萃取和分液的方法，将相关物质富集，以便有足够大的含量，从而进行物质检验或测定。
典例导悟
1　(1)c　d　a　b　e
(2)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
(3)溶液变蓝色　溶液变橙黄色　吸收剩余Cl2
(4)Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－
(5)溶液变棕黄色
(6)蓝色褪去　I2＋2NaOH===NaI＋NaIO＋H2O
解析　根据卤素单质的氧化性强弱来验证，应该将Cl2通入到NaBr和KI溶液中，观察现象。实验中剩余的Cl2必须进行处理，故应用NaOH溶液吸收。根据反应原理知Cl2通入到NaBr溶液中置换出Br2，溶液应变为橙黄色，Cl2通入到KI 淀粉溶液中置换出I2，溶液应变蓝色。①中加入NaOH溶液，I2＋2NaOH===NaI＋NaIO＋H2O，会使蓝色褪去。
2　(1)①KI＋IBr===KBr＋I2
②C6H6＋ICl―→C6H5I＋HCl
(2)相对分子质量越大，分子间作用力越强
(3)介于Br2的沸点和IBr的沸点之间
解析　(1)①据KBr＋BrCl===KCl＋Br2可直接写出。
②根据— OH＋B —Cl===H—O—B＋Cl规律，可在H2O分子中，原子位置应该由BCl中的B原子代替，推知当C6H6与Cl发生取代反应时，原子的位置应由原子代替。
(2)卤素单质与XX'型卤素互化物固态时均属于分子晶体，随相对分子质量增大，分子间作用力增强，沸点逐渐升高。
(3)由(2)中规律，ICl的相对分子质量为162.5，与这个值大小最接近的范围是Br2为160，IBr为207，可得。
3、(1) 或者
(2)①取下漏斗口上的塞子[或使塞子上的凹槽(或小孔)对准漏斗上的小孔]　②迅速关闭活塞
(3)6　6n
解析　考查氧化还原和萃取分液的实验操作。，经过该反应得到的I2又和H2N—NH2发生氧化还原反应生成I－，这样得到的I－是原来的6倍，所以经过n次“化学放大”的溶液里，I－的量是原溶液里的量的6n倍。
变式演练
1　C　[①在卤素的钾盐中，氟化钾最难氧化；③AgI也具有感光性；④能氧化I－→I2的还有其他溶液，碘水本身也能与淀粉反应出现蓝色。]
2　(1)试管、量筒、胶头滴管
(2)萃取剂，使生成的Br2、I2溶于其中，便于观察现象
(3)由无色逐渐变为红棕色
(4)不能证明溴的氧化性强于碘　再做一组实验④，步骤为：
KI溶液＋溴水＋1 mL CCl4，振荡，静置、观察CCl4层颜色
解析　利用非金属单质间的置换反应来比较单质的氧化性强弱。Cl2能置换出Br2、I2，Br2能置换出I2，则说明氧化性Cl2>Br2>I2。
【课后练习区】
高考集训
1．(1)×
解析　浓H2SO4能将Br－氧化。
(2)×
解析　应转移5NA。
(3)√　(4)√
(5)×
解析　H－F、H－Cl、H－Br、H－I键能依次减弱，故热稳定性依次减弱，而还原性依次增强。
(6)×
解析　判断非金属性强弱可以根据其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱，而不是氢化物酸性的强弱。
2．紫黑色　升华
3．(1)I2＋5Cl2＋6H2O===2HIO3＋10HCl
(2)KI、I2　(3)红棕　HBrO3>Cl2>HIO3
(4)10.58
解析　(2)根据题意，反应过程 中Cl2首先氧化KI生成单质碘，Cl2过量时I2继续被氧化生成HIO3，因此整个过程中还原剂为KI和I2。
(3)Cl2与KBr反应生成单质溴，溴溶于CCl4呈红棕色。Cl2不能继续氧化溴生成HBrO3，因此氧化性HBrO3>Cl2；又因Cl2氧化I2生成HIO3，则氧化性Cl2>HIO3，因此氧化性由强到弱的顺序为HBrO3>Cl2>HIO3。
(4)根据题意，发生反应为：2KI＋Cl2===2KCl＋I2，I2＋5Cl2＋6H2O===2HIO3＋10HCl。因此存在关系式：
3Cl2 ―→ HIO3―→KIO3―→I
3Cl2　　　 I
3×22.4 L 127 g
V(Cl2) 　1 000 kg×20×10－3 g·kg－1
则＝，解得V(Cl2)＝10.58 L。
考点集训
1．C
2．C　[2F2＋2H2O===4HF＋O2，故A项错；少量的液溴利用水封保存，故B项错；漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO)2，故C项正确；光照氯水时，2HClO2HCl＋O2↑，产生的气体是O2，故D项错。]
3．B　[SO具有强还原性，可被ClO－和I2氧化；第二步溶液蓝色消失是SO还原I2的结果。]
4．(1)①MnO2＋2Cl－＋4H＋Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O　②Br2＋2I－===2Br－＋I2
(2)KCl　AgBr
(3)I2解析　由题意知，H使淀粉溶液呈蓝色说明 H为I2；因F(橙色)＋G(钾盐)―→I2＋D，所以F为溴水，D为KBr，I为AgBr；又因为C＋KBr―→Br2＋E，说明C的氧化性比Br2强，则C可能为Cl2，E为KCl；B为黑色粉末为MnO2，A为浓盐酸。
5．C　[＋H2O===H＋H O没有化合价变化，是非氧化还原反应，A项错；XYn是不同卤素原子形成的化合物，若n＝1，则一定是极性分子，D项错。]
6．C　[红色溶液中含有Fe3＋、SCN－，其中SCN－具有还原性，能与KMnO4反应，Fe3＋具有氧化性能与SO2反应，由于反应后Fe3＋、SCN－都消失，红色褪去。]
7．(1)B　(2)否　需大量萃取剂，污染大，利用率低
(3)3Br2＋3CO2－3===5Br－＋BrO＋3CO2↑ 5Br－＋6H＋＋BrO===3Br2＋3H2O
(4)Mg(OH)2和H2
8．(1)C　(2)富集溴元素
(3)Br2＋SO2＋2H2O===2Br－＋SO＋4H＋　强酸对设备的腐蚀
9．(1)阳离子（Na+） 钛（石墨）
(2)否 如果先沉淀Mg(OH)2，则沉淀中会夹有杂质CaSO4沉淀，产品不纯
(3)分离Br2和四氯化碳工艺复杂，设备投资大，经济效益低，同时引起污染
解析 依据海水资源开发的图示和氯碱工业工业中隔膜得效果，逐步逆推，并注意每步操作所引起得影响与效果。
⑴阴极得NaOH溶液，则离子膜和隔膜只允许通过阳离子，即Na+ ，，阳极材料为钛或石墨。
⑵Br2可直接通过Cl2氧化制得；若使第二步制得Mg(OH)2，则必须加入石灰水，因CaSO4是微溶的，故也可同时使CaSO4沉淀。
⑶在实验中可采取CCl4萃取Br2,但从CCl4中分离出单质Br2的工艺复杂。学案21 硫及其化合物
[考纲要求]　1.了解硫的物理性质及硫的可燃性。2.了解SO2与O2、与H2O的反应及SO2的实验室制法。3.认识H2SO3的不稳定性。4.认识SO2的漂白作用与HClO的漂白作用不同。5.了解硫的氧化物对大气的污染与防治。
知识点一　硫
1．自然界中硫元素的存在
硫元素广泛存在于自然界，游离态的硫存在于________附近或地壳的岩层里。化合物的硫主要以________和________的形式存在。
2．硫的物理性质
硫俗称________，是一种________色晶体，质脆，易研成粉末，不溶于____，微溶于________，易溶于CS2(用于洗涤沾有硫的容器)。
问题思考
1．如何洗涤附着在试管内壁上的硫？
　
　
　
3．硫的化学性质
(1)氧化性：Fe＋S________、2Cu＋S________。
(2)还原性：S＋O2________。
知识点二　二氧化硫
1．物理性质
颜色 气味 毒性 密度 溶解性
2.化学性质
SO2
问题思考
2．(1)SO2、Cl2分别通入石蕊试液中，现象相同吗？
　
　
(2)把Cl2和SO2混合在一起通入品红溶液，溶液中一定会褪色吗？
　
　
3．检验SO2中是否含有CO2时应该注意什么问题？
　
　
4．酸的氧化性和氧化性的酸是一回事吗？
　
　
知识点三　硫酸、SO2－4的检验
1．硫酸
(1)物理性质
浓硫酸为________、________的油状________，____沸点，____挥发，有________性，可作某些气体的干燥剂，与水按________互溶，溶于水时放出__________。
(2)化学性质
①稀溶液中，硫酸的电离方程式________________，具有酸的通性。
②浓硫酸的特性
A．吸水性(常用作干燥剂)
可用浓H2SO4干燥的气体有：H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4、C2H2、C2H4等。
问题思考
5．浓H2SO4一般不能干燥哪些气体？
　
　
　
B．脱水性
浓H2SO4将有机物里的氢、氧元素按原子个数________的比例脱去，例如：C2H5OHCH2===CH2↑＋H2O。
C．强氧化性
a．与金属的反应：浓H2SO4能氧化Cu等不活泼的金属，反应的化学方程式为：
________________________________________________________________________。
注意　冷的浓H2SO4能使铁、铝发生钝化。
b．与非金属的反应：加热条件下浓H2SO4能氧化C等非金属单质，反应的化学方程式
为：________________________________________________________________________。
③硫酸的用途
A．制取化肥，如磷肥、氮肥；
B．清除金属表面的氧化物；
C．制取挥发性酸；
D．用于精炼石油，制造炸药、农药等，是实验室里常用的试剂。
2．SO的检验
检验SO的正确操作是：待测液取清液__________沉淀，既可确定是否存在SO。
一、二氧化硫
1．SO2与CO2的性质比较
(1)根据SO2和CO2的性质，试回答鉴别两者的方法。
　
　
　
(2)若CO2中混有SO2，怎样除去SO2？原理是什么？
　
　
　
　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　
典例导悟1　下列溶液能够区别SO2和CO2气体的是(　　)
①澄清的石灰水　②H2S溶液　③酸性KMnO4溶液　④氯水　⑤品红溶液
A．①②③ B．②③④ C．除①以外 D．全部
听课记录：　
　
　
2．常见的能用于漂白的物质的比较
完成下列表格：
用于漂白的物质 实际参与漂白的物质 漂白原理 变化类别 漂白特点 能漂白的物质
活性炭 活性炭 吸附____ 物理漂白不可逆 一般用于溶液漂白
氯气 次氯酸 利用次氯酸的强氧化性进行漂白 化学变化 氧化还原漂白，不可逆 可以漂白所有有机色质
次氯酸盐
次氯酸
过氧化钠 化学变化 可以漂白所有有机色质
过氧化氢
二氧化硫 非氧化还原漂白，______ 具有选择性，如品红、棉、麻、草等
典例导悟2　某学生课外活动小组利用如图所示装置分别做如下实验：
(1)在试管中注入某红色溶液，加热试管，溶液颜色逐渐变浅，冷却后恢复红色，则原溶液可能是______溶液，加热时溶液由红色逐渐变浅的原因是______________________
________________________________________________________________________。
(2)在试管中注入某无色溶液，加热试管，溶液变为红色，冷却后恢复无色，则此溶液可能是________溶液，加热时溶液由无色变为红色的原因是____________________________。
听课记录：　
　
　
二、硫酸的性质
1．浓、稀硫酸的鉴别方法
请列举浓硫酸和稀硫酸的鉴别方法。
　
　
　
　
　
　
2．浓硫酸与金属反应时注意三种情况
(1)浓硫酸常温下使Fe、Al发生钝化，体现了浓硫酸的强氧化性。
(2)浓硫酸与Zn反应生成______，随着反应进行，浓硫酸变稀，稀硫酸与过量的Zn反应生成______，计算时注意电子守恒的应用。
(3)浓硫酸与Cu反应只生成______，随着硫酸变稀，Cu与稀硫酸__________，因此足量的Cu与浓硫酸反应，产生的SO2的物质的量要________浓硫酸的一半。
典例导悟3　一定量的浓硫酸与足量Zn充分反应时，有SO2和H2生成。某校化学研究性学习小组对此进行研究。
按图组装好实验装置，微热试管A，观察到C、D、E中均有气泡产生；随后气泡量减少，品红溶液褪色，D中先出现浑浊后浑浊消失；反应较长时间后，C、D、E中的气泡量又会明显增加。
试回答：
(1)装置A中需用浓H2SO4，用一种简单的方法确定一瓶H2SO4一定是浓H2SO4：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)从甲、乙中选择合适的装置填入B、C中，并进行正确连接，a接____、____接b，c接____、____接d；D、E两支试管中CCl4溶液的作用是_________________________。
(3)能证明浓硫酸具有强氧化性的实验现象为____________________________________
________________；
反应较长时间后气泡量又会明显增加的原因是____________________________
________________。
(4)D中浑浊消失的离子反应方程式为______________________________________。
3．SO的检验
典例导悟4　三位学生设计了下述三个方案，并都认为：如果观察到的现象和自己设计的方案一致，即可确定试液中有SO。
方案甲：试液白色沉淀沉淀不溶解
方案乙：试液无沉淀白色沉淀
方法丙：试液无沉淀白色沉淀
试评价上述各方案是否严密，并分别说明理由。
　
　
　
题组一　SO2的性质与环境保护
1．(2010·海南，1)下列物质中，可形成酸雨的是(　　)
A．二氧化硫 B．氟氯代烃
C．二氧化碳 D．甲烷
2．(2010·海南，20－Ⅰ改编)固硫剂是把煤燃烧时生成的二氧化硫以盐的形式固定在炉渣中的物质，可减少二氧化硫对大气的污染。下列物质中可用做固硫剂的有(　　)
①CaO　 ②Na2CO3　 ③NH4NO3　④P2O5
A．①② B．②③ C．①③ D．②④
3．(2010·课标全国卷，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。
题组二　硫酸的性质及硫酸根的检验
4．正误判断
(1)将SO2通入BaCl2溶液中可生成BaSO3沉淀(　　)
(2010·全国理综Ⅰ－7C)
(2)1 L 1 mol·L－1的碳酸钠溶液吸收SO2的量大于1 L 1 mol·L－1硫化钠溶液吸收SO2的量(　　)
(2010·上海－14D)
(3)稀释浓H2SO4时，应将蒸馏水沿玻璃棒缓慢注入浓H2SO4中(　　)
(2010·山东理综－14A)
(4)检验溶液中是否含有SO时，应取少量该溶液依次加入BaCl2溶液和稀盐酸(　　)
(2010·山东理综－14D)
5．(2009·全国理综Ⅰ，27)浓H2SO4和木炭在加热时发生反应的化学方程式是2H2SO4 (浓)＋CCO2↑＋ 2H2O ＋ 2SO2↑
请从下图中选用所需的仪器(可重复选用)组成一套进行该反应并检出反应产物的装置。现提供浓H2SO4、木炭和酸性KMnO4溶液，其他固、液试剂自选。(连接和固定仪器用的玻璃管、胶管、铁夹、铁架台及加热装置等均略去)
将所选的仪器按连接顺序由上至下依次填入下表，并写出该仪器中应加试剂的名称及其作用。
选用的仪器(填字母) 加入的试剂 作用
题组一　SO2的性质与环境保护
1．导致下列现象的主要原因与排放SO2有关的是(　　)
A．酸雨 B．光化学烟雾
C．臭氧层空洞 D．温室效应
2．下列实验能说明SO2具有漂白作用的是(　　)
①SO2气体能使溴水褪色
②SO2能使酸性高锰酸钾溶液褪色
③SO2气体能使品红溶液褪色
④SO2气体能使黄色的草帽辫变白色
A．①② B．①③ C．②③ D．③④
3．下列物质能与SO2气体起反应，但无沉淀产生的是(　　)
①溴水　 ②Ba(OH)2溶液　 ③石灰水　 ④Na2CO3
⑤稀H2SO4 　⑥Na2SO4　 ⑦Na2SO3
A．只有① B．①④⑤ C．④⑥⑦ D．①④⑦
题组二　H2SO4的性质　SO、SO的检验
4．下列关于浓硫酸的叙述正确的是(　　)
A．浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化
B．浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体
C．浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体
D．浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化
5．(2011·成都模拟)
在实验探究课上，同学们积极思考，共设计出上图所示的四种实验方案用以验证浓硫酸的吸水性，其中在理论上可行的是(　　)
A．①②③④ B．①③④ C．①②④ D．②③④
6.某研究性学习小组为研究Cu与浓H2SO4的反应，设计如下实验探究方案(装置中的固定仪器和酒精灯均未画出)。实验选用细铜丝、98.3% H2SO4、品红溶液、澄清石灰水、CCl4、NaOH溶液等，铜丝被卷成螺旋状，一端浸入浓H2SO4中，另一端露置在液面上方。
以下是该学习小组的部分交流记录及后续探究实验的记录。
材料：小组交流摘录
学生1：加热时，无现象发生；加热后，液面下的铜丝变黑，产生气泡，有细小黑色颗粒状物质进入浓硫酸中，推测黑色物质的成分。
学生2：也观察到黑色颗粒状物质，后来逐渐转变为灰白色固体，推测该灰白色固体可能是未溶于浓硫酸的CuSO4。
学生3：观察到液面以上的铜丝也发黑，而且试管上部内壁上有少量淡黄色S固体生成，推测液面以上的铜丝与硫发生了反应，查资料知：2Cu＋SCu2S(黑色)。
根据上述材料回答下列问题：
(1)A试管上方的长导管的作用是____________________________________________；
D、E两支试管中CCl4的作用是____________________________________________。
(2)加热过程中，观察到A试管中出现大量白色烟雾，起初部分烟雾在试管上部内壁上析出淡黄色固体物质，在持续加热浓硫酸(沸腾)时，淡黄色固体物质又慢慢地消失。写出淡黄色固体消失的化学反应方程式： ______________________________________。
(3)对A试管中的浓H2SO4和铜丝进行加热，很快发现C试管中品红溶液褪色，但始终未见D试管中澄清石灰水出现浑浊或沉淀。对此现象的推测是
________________________________________________________________________。
题组三　实验探究
7．(2010·广东，33)某研究小组用MnO2和浓盐酸制备Cl2时，利用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液对其尾气吸收处理。
(1)请完成SO2与过量NaOH溶液反应的化学方程式：SO2＋2NaOH===____________________。
(2)反应Cl2＋Na2SO3＋2NaOH===2NaCl＋Na2SO4＋H2O中的还原剂为________。
(3)吸收尾气一段时间后，吸收液(强碱性)中肯定存在Cl－、OH－和SO。请设计实验，探究该吸收液中可能存在的其他阴离子(不考虑空气中CO2的影响)。
①提出合理假设
假设1：只存在SO；假设2：既不存在SO，也不存在ClO－；假设3：
____________________。
②设计实验方案，进行实验。请在答题卡上写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂：3 mol·L－1 H2SO4、1 mol·L－1 NaOH、0.01 mol·L－1 KMnO4、淀粉 KI溶液、紫色石蕊试液。
实验步骤 预期现象和结论
步骤1：取少量吸收液于试管中，滴加3 mol·L－1 H2SO4至溶液呈酸性，然后将所得溶液分置于A、B试管中。
步骤2：
步骤3：
学案21　硫及其化合物
【课前准备区】
知识点一
1．地壳　硫矿石　硫酸盐
2．硫黄　淡黄　水　酒精
3．(1)FeS　Cu2S　(2)SO2
知识点二
1.
颜色 气味 毒性 密度 溶解性
无色 有刺激性气味 有毒 比空气大 易溶于水
2.化学性质
SO2
知识点三
1．(1)无色　粘稠　液体　高　不　吸水　任意比　大量热
(2)B.2∶1　C．a.Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
b．C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
2．盐酸　BaCl2　有无白色
问题思考
1．可用CS2或热NaOH溶液洗涤试管内壁的硫。
2．(1)SO2通入石蕊试液中，溶液只变红色，而Cl2通入该溶液中则先变红后又褪色。
(2)不一定；SO2和Cl2对品红溶液虽然具有漂白性，但由于发生反应SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，显然漂白性减弱，二者等物质的量相混时，漂白性消失。
3．检验SO2中是否有CO2时，应先利用两者的不同将SO2除净，再通入澄清石灰水中检验CO2是否存在。
4．酸的氧化性是指酸电离出的H＋呈现的氧化性，而氧化性的酸则是指含氧酸根中处于正价态的非金属原子易得电子的酸，如HO3，HO，浓H2O4等。
5．不能用浓硫酸干燥的气体有：碱性气体，如NH3；还原性气体，如H2S、HBr、HI等。
【课堂活动区】
一、1.(1)①可根据物理性质，CO2无色无味，SO2具有刺激性气味。
②利用SO2的强还原性，用酸性高锰酸钾溶液或溴水鉴别。
③利用SO2的漂白性，用品红溶液鉴别。
(2)可选用饱和NaHCO3溶液，利用的是H2SO3的酸性比H2CO3强，强酸制弱酸的原理，不宜用Na2CO3溶液，因为过量Na2CO3与CO2也能反应，涉及反应有：
SO2＋NaHCO3===NaHSO3＋CO2
SO2＋Na2CO3===Na2CO3＋CO2
CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3
亦可选用KMnO4/H＋溶液或Br2/H2O，利用的是SO2的还原性。
2.
活性炭 活性炭 吸附漂白 物理变化 物理漂白不可逆 一般用于溶液漂白
过氧化钠 过氧化氢 过氧化钠得强氧化性 化学变化 氧化还原漂白，不可逆 可以漂白所有有机色质
过氧化氢
二氧化硫 二氧化硫 二氧化硫与有色物质化合生成不稳定的无色物质 化学变化 非氧化还原漂白，可逆 具有选择性，如品红、棉、麻、草等
二、1.常用的方法有以下几种：
(1)取少量蒸馏水，向其中加入少量的试样硫酸，如能放出大量的热则为浓硫酸，反之则为稀硫酸。
(2)观察状态，浓硫酸为黏稠状液体，而稀硫酸为黏稠度较小的溶液。
(3)用手掂掂分量，因为浓硫酸的密度较大(1.84 g·cm－3)，所以相同体积的浓硫酸和稀硫酸相比，浓硫酸的质量大的多。
(4)取少量的试样，向其中投入铁片，若产生大量的气泡则为稀硫酸(Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑)，若无明显现象(钝化)则为浓H2SO4
(5)用玻璃棒蘸取试样在纸上写字，立即变黑者为浓硫酸(浓硫酸的脱水性)，否则为稀硫酸。
(6)取少量的试样，向其中投入胆矾晶体(CuSO4·5H2O)，有颜色改变(蓝色→白色)则为浓硫酸(浓硫酸的吸水性)，若无颜色改变则为稀硫酸。
(7)取少量的试样，向其中投入一小块铜片，稍加热既发生反应的(有气泡产生，溶液变蓝)为浓硫酸(浓硫酸的强氧化性)，无现象的是稀硫酸。
2．(2)SO2　H2
(3)SO2　不反应　小于
典例导悟
1　C　[SO2和CO2都属于酸性氧化物，它们都能与石灰水反应生成不溶性的盐，所以不能利用这一性质来区别SO2和CO2。SO2具有氧化性，能将H2S溶液氧化生成单质硫(有黄色沉淀生成)；SO2也具有还原性，能被酸性KMnO4溶液和氯水氧化(溶液褪色)；SO2还具有漂白性，能使品红溶液褪色。而CO2没有这些性质。所以可以用②、③、④、⑤来区别SO2和CO2。]
2　(1)稀氨水和酚酞　氨水显碱性，使酚酞变红，加热时氨逸出，颜色变浅
(2)溶有SO2的品红　溶解的SO2表现漂白性，使品红褪色，加热，SO2挥发，品红又恢复了原来的红色
3　(1)用火柴梗蘸取少量试液，火柴梗若立即变黑，证明是浓H2SO4(或用滴管吸取少量试液，滴加在盛少量水的试管中，若试管发热，则证明是浓H2SO4；或其他合理答案)
(2)3或4　4或3　2　1　防倒吸
(3)C中品红溶液褪色　浓H2SO4变成稀H2SO4后，与Zn反应放出H2
(4)SO2＋H2O＋CaSO3===Ca2＋＋2HSO
4　方案甲：不严密，因为含有Ag＋而不含SO的无色透明溶液，也会出现此方案的现象
方案乙：严密，因为只有含有SO的无色透明溶液才会出现此方案的现象
方案丙：不严密，因为含有SO而不含SO的无色透明溶液，也会出现此方案的现象。
【课后练习区】
高考集训
1．A　[造成酸雨的主要气体是SO2，当然NOx也可以形成酸雨，A项正确；B项氟氯代烃是造成臭氧空洞的危害物质；二氧化碳和甲烷属于温室气体，C、D项不正确。]
2．A
3．(1)圆底烧瓶　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，关闭分液漏斗的活塞，点燃酒精灯加热，溶液恢复为红色　(4)NaOH
解析　(1)A为生成SO2的装置，实验室制取二氧化硫通常用亚硫酸钠固体与浓硫酸反应，二者反应的化学方程式是Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O。(2)二氧化硫具有还原性，能够被酸性高锰酸钾溶液氧化，同时高锰酸钾溶液被还原，生成了无色的硫酸锰，所以紫红色的酸性高锰酸钾溶液会褪色，反应的离子方程式：5SO2＋2MnO＋2H2O===2Mn2＋＋5SO＋4H＋。二氧化硫又具有氧化性，当二氧化硫气体通入硫化钠溶液中时，二氧化硫与硫离子发生氧化还原反应生成了单质硫，所以会产生黄色浑浊。(3)二氧化硫与品红溶液反应后生成了一种无色的不稳定的化合物，当受热后发生分解，溶液又会变为红色。因此，当溶液褪色后，关闭分液漏斗的活塞，点燃酒精灯加热，溶液恢复红色，证明了该反应的可逆性。(4)二氧化硫有毒，泄漏到空气中会污染环境，通常用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫气体。
4．(1)× (2)× (3)× (4)×
5．C　浓H2SO4和木炭　反应器
B　无水CuSO4　检出H2O
A　品红溶液　检验SO2
A　KMnO4酸性溶液　吸收余下的SO2
A　品红溶液　检验SO2是否除尽
A　澄清石灰水　检出CO2
解析　成套装置通常包括反应装置、检验装置和尾气处理装置，但此题中的有毒气体在前些步骤中已除去，所以不再需要尾气处理。思路：应先发生C与浓硫酸的反应，选C；三种产物中，检验SO2、CO2都要在溶液中，所以要先检验H2O，选B(装无水CuSO4)；SO2、CO2都能使石灰水变浑浊，应先检验SO2，选A(品红)；接着，除去SO2(用KMnO4)后，确定SO2除尽后再检验CO2。
考点集训
1．A　2.D 3．D　
4．D　[浓硫酸具有吸水性、脱水性、强氧化性，使蔗糖炭化属于浓H2SO4的脱水性，A选项错；浓H2SO4可以作干燥剂是利用了它的吸水性，但是与浓H2SO4能起反应的气体不能用浓H2SO4干燥，如NH3、H2S、HI等，C选项错；浓H2SO4能与铜片反应，但必须在加热时才可以反应，B选项也不正确；常温下浓H2SO4能使某些金属钝化如Fe、Al，D选项正确。]
5．A
6．(1)冷凝、回流　防止倒吸　(2)S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O　(3)由于SO2溶解度较大，生成了Ca(HSO3)2
解析　本实验的目的是检验铜与浓硫酸反应的产物。(1)长导管的作用是冷凝气体，D、E两支试管中CCl4的作用是防止倒吸，因为产物中的SO2气体能被碱液完全吸收，容易产生倒吸现象；(2)出现的淡黄色固体只能是单质硫，消失的原因是被浓硫酸氧化；(3)可以猜想生成了Ca(HSO3)2，从而不出现沉淀。
7．(1)Na2SO3＋H2O　(2)Na2SO3　(3)①只存在ClO－
②
实验步骤 预期现象和结论
步骤2: 向A试管中滴加1～2滴0.01 mol·L－1 KMnO4溶液 (1)若溶液褪色，则假设1成立；(2)若溶液不褪色，则假设2或3成立
步骤3：向B试管中滴加1～2滴淀粉 KI溶液 (1)若溶液变蓝色，则假设3成立；(2)若溶液不变蓝色，结合步骤2中的(2)，则假设2成立
解析　(1)SO2与过量的NaOH溶液反应生成Na2SO3，根据质量守恒定律即可写出化学方程式。(2)由反应方程式Cl2＋Na2SO3＋2NaOH===2NaCl＋Na2SO4＋H2O，分析反应前后元素化合价的变化，可知Na2SO3中硫元素化合价由＋4价升高到Na2SO4中的＋6价，因此Na2SO3是还原剂。(3)①吸收了少量SO2的NaOH溶液中含有SO和OH－，若Cl2量较少，则为假设1；若Cl2恰好与Na2SO3完全反应，则为假设2；若Cl2量较多，则过量的Cl2进一步与NaOH反应：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，则假设3为只有ClO－。②为探究溶液中可能还存在的其他阴离子，关键是根据SO的还原性，选择强氧化性的KMnO4溶液来检验；而ClO－具有强氧化性，可选择淀粉 KI溶液来检验。学案22 氮的氧化物和硝酸
[考纲要求]　1.了解氮元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解氮元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。3.氮元素单质及其化合物知识的综合应用。
知识点一　氮气及氮的氧化物
1．氮气
(1)氮的固定
使空气中________的氮转化为________的过程。
(2)氮气的性质
①物理性质
纯净的N2是一种无色无味的气体，难溶于水，在空气中约占总体积的______。
②结构：电子式为__________，结构式为______，氮氮三键的键能大，分子结构稳定，化学性质不活泼。
③化学性质
通常情况下，N2化学性质很稳定，只在高温、放电、催化剂等条件下才能发生一些化学反应。
a．与H2反应：__________________________________________________________。
b．与O2反应：_________________________________________________________。
问题思考
1．N2的稳定性和氮元素的活泼性是否矛盾？
　
　
　
2．氮的氧化物
NO NO2
物理性质 颜色
毒性
溶解性
化学性质 与O2反应 2NO＋O2===2NO2
与H2O反应 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
实验室制法(填化学方程式) 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
与人体、环境的关系 ①与血红蛋白结合使人中毒②转化成NO2形成酸雨、光化学烟雾 形成酸雨、光化学烟雾
特别提示　①氮的氧化物都是大气污染物。
②空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素。
③空气中NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂等。
④NO2：既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。NO2能使湿润的淀粉 KI试纸变蓝。
问题思考
2．如何鉴别NO2与溴蒸气？
　
　
　
知识点二　硝酸
1．硝酸的物理性质
色味态：________________；挥发性：________；水溶性：____________；发烟硝酸：______________。
2．硝酸的化学性质
(1)强酸性
稀硝酸能使紫色石蕊试液变____色，浓硝酸能使石蕊试液先变____色，微热后褪色。
(2)不稳定性：
浓硝酸显黄色，是因为__________________________________________________，
说明浓硝酸具有________性，化学方程式为_________________________________
________________________________________________________________________。
(3)强氧化性
①与金属的反应
a．除Pt、Au外，大部分金属均能与HNO3反应。
b．Cu与浓、稀HNO3发生反应的化学方程式分别为：________________________，
________________________________________________________________________。
c．Fe、Al遇冷的浓HNO3或浓H2SO4能发生________，故可以用铁、铝容器贮存冷的浓HNO3、浓H2SO4。
②与非金属反应
与浓HNO3反应时，非金属单质一般被氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸，如碳与浓HNO3反应的化学方程式为：_________________________________________________
________________________________________________________________________。
③与某些还原性化合物或离子的反应，例如：H2S、SO2、HBr、HI、FeCl2等。
④王水
王水由________与________按体积比1∶3混合所得，具有更强的氧化性，能使Au、Pt溶解。
问题思考
3．酸的挥发性和不稳定性有何区别？
　
　
4．如何除去浓HNO3的黄色？
　
　
一、氮的氧化物与O2、H2O混合的计算方法
1．关系式法
(1)NO、O2、H2O之间的综合反应式是
4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
由此可知当体积比
V(NO)：V(O2)
(2)NO2、O2、H2O之间的综合反应式是
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
由此可知，当体积比
V(NO2)：V(O2)
2．电子守恒法
NO和NO2转化为硝酸时是氧化还原反应，必然遵循电子得失守恒。
典例导悟1　将容积为50 mL的量筒充满二氧化氮和氧气的混合气体，倒置量筒在盛满水的水槽里，一段时间后，量筒里剩余气体体积为5 mL。则原混合气体中NO2和O2体积比可能是__________或________。
变式演练1　将盛有12 mL NO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2 mL无色气体，则原混合气体中O2的体积是(　　)
①1.2 mL　 ②2.4 mL 　③3.6 mL 　④4 mL
A．①④ B．②③ C．①③ D．②④
二、金属与硝酸反应中的有关计算
1．金属与硝酸反应一般不产生______，且浓HNO3一般被还原为________，稀HNO3被还原为______，随着反应的进行很稀的HNO3有可能被还原为N2O，甚至NH4NO3。硝酸在反应中体现氧化性和酸性。
2．铁与硝酸反应要考虑Fe的用量，若Fe不足则生成__________，若Fe过量则生成__________。
3．铜与浓HNO3反应，若Cu过量，开始时HNO3的还原产物为______，随着反应进行浓HNO3变稀，HNO3的还原产物为______，最终应得到__________的混合气体。
4．离子共存判断中的NO若在酸性条件下NO会表现出强氧化性，不能与Fe2＋、S2－、I－、SO、Br－等离子共存。
5．金属与HNO3的反应运用“守恒法”求解，一般类型有
(1)电子守恒
金属失电子数＝________________________________________________________。
(2)物料守恒
耗HNO3的量＝盐中NO的量(表现酸性的HNO3)＋__________________。
(3)电荷守恒
HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)有：c(NO)＝c(H＋)＋____________________。
典例导悟2　(2011·安徽黄山统考)足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol·L－1 NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是(　　)
A．60 mL B．45 mL C．30 mL D．15 mL
听课记录：　
　
变式演练2　将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答：
(1)NO的体积为______ L，NO2的体积为______ L。
(2)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a mol·L－1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为________________mol·L－1。
(3)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水________g。
三、浓、稀硝酸氧化性的比较
典例导悟3　(2009·北京理综，27)某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选药品：浓硝酸、3 mol·L－1稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳
已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO2反应。
2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O
(1)实验应避免有害气体排放到空气中。装置③、④、⑥中盛放的药品依次是____________________。
(2)滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后________
________________________________________________________________________。
(3)装置①中发生反应的化学方程式是________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)装置②的作用是____________________，发生反应的化学方程式是
________________________________________________________________________。
(5)该小组得出的结论依据的实验现象是_____________________________________
________________________________________________________________________。
(6)实验结束后，同学们发现装置①中溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个试验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是(选填序号字母)__________。
a．加热该绿色溶液，观察颜色变化
b．加水稀释该绿色溶液，观察颜色变化
c．向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化
d．向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化
题组一　氮的氧化物
1．判断正误
(1)CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在(　　)
(2010·山东理综－13C)
(2)NO可用于某些疾病的治疗(　　)
(2010·上海－4D)
(3)NO2通入FeSO4溶液中始终无明显现象(　　)
(2010·上海－13A)
(4)在pH＝0的溶液中，Na＋、NO、SO、K＋可以大量共存(　　)
(2010·福建理综－10B)
(5)用稀氢氧化钠溶液吸收NO2的离子方程式是2OH－＋2NO2===NO＋NO↑＋H2O(　　)
(2010·江苏－3C)
2．(2009·宁夏理综，7)将22.4 L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后，气体体积变为11.2 L(体积均在相同条件下测定)，则该氮氧化合物的化学式为(　　)
A．NO2 B．N2O3 C．N2O D．N2O4
题组二　硝酸
3．(2010·北京理综，10)下列解释实验事实的方程式不准确的是(　　)
A．0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液的pH>1：CH3COOH??CH3COO－＋H＋
B．“NO2球”浸泡在冷水中，颜色变浅：2NO2(g)??N2O4(g)　　　ΔH<0
(红棕色)　 (无色)
C．铁溶于稀硝酸，溶液变黄：3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O
D．向Na2CO3溶液中滴入酚酞溶液，溶液变红：CO＋H2O??HCO＋OH－
4．(2009·北京理综，8)下列叙述正确的是(　　)
A．将CO2通入BaCl2溶液中至饱和，无沉淀产生；再通入SO2，产生沉淀
B．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
C．向AlCl3溶液中滴加氨水，产生白色沉淀；再加入过量NaHSO4溶液，沉淀消失
D．纯锌与稀硫酸反应产生氢气的速率较慢；再加入少量CuSO4固体，速率不改变
题组一　氮的氧化物
1．某集气瓶内装有红棕色气体，加入足量蒸馏水后盖上玻璃片振荡，得棕色溶液，气体颜色消失；再打开玻璃片后，瓶中气体又变为红棕色，则该气体可能是(　　)
A．N2、NO(g)、Br2 B．NO2、NO、N2
C．NO2、NO、O2 D．N2、O2、Br2(g)
2．(2011·河南南阳联考)研究发现，空气中少量的NO2能参与硫酸型酸雨的形成，反应过程如下：
①SO2＋NO2===SO3＋NO　②SO3＋H2O===H2SO4
③2NO＋O2===2NO2
NO2在上述过程中的作用与H2SO4在下述变化中的作用相似的是(　　)
①潮湿的氯气通过盛有浓H2SO4的洗气瓶
②硫化氢通入浓H2SO4中
③浓H2SO4滴入萤石中，加热
④加入少量H2SO4使乙酸乙酯水解
A．①② B．①③ C．②③ D．②④
3．将3体积的NO2，依次通过下列3个分别装有过量①NaHCO3饱和溶液　②浓硫酸　③Na2O2的装置后，用排水法把残留的气体收集到集气瓶中，集气瓶内气体体积应为(同温同压下测定)(　　)
A．1体积NO
B．2体积NO2和0.5体积O2
C．2体积O2
D．0.25体积O2
4．(2011·四川西昌模拟)无色的混合气体甲，可能含有NO、CO2、NO2、NH3、N2中的某几种。将100 mL甲气体经过右图实验的处理，结果得到酸性溶液，且最终几乎无气体剩余。则甲气体的组成为(　　)
A．NH3、NO2、N2 B．NH3、NO、CO2
C．NH3、NO、CO2、N2 D．NO、CO2、N2
5．常温下，将充满等体积混合气体的试管倒立在水槽中，试管内气体体积不会明显减少的一组是(　　)
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
NO、O2 C2H4、H2 NO2、O2 Cl2、SO2 NH3、O2 CO、O2
A.②⑥ B．②④ C．③⑤ D．①③
题组二　硝酸
6．硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是(　　)
A．浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色——酸性和强氧化性
B．不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性
C．要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去——强氧化性
7．能正确表示下列反应的离子方程式是(　　)
A．向Fe(NO3)2稀溶液中加入盐酸：Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
B．铜片与浓HNO3：Cu＋NO＋4H＋===Cu2＋＋NO↑＋2H2O
C．碳酸氢铵溶液与足量的NaOH溶液混合后加热：NH＋OH－NH3↑＋H2O
D．AlCl3溶液中滴加足量氨水：Al3＋＋4NH3·H2O===AlO＋4NH＋2H2O
8．碳跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体
Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图装置)，下列有关说法正确的是(　　)
A．洗气瓶中产生的沉淀中有碳酸钡
B．在Z导管出来的气体中无二氧化碳
C．洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡
D．洗气瓶中无沉淀产生
9．(2010·山东烟台高三期末)1.92 g铜和一定量的浓硝酸反应，随着铜的不断减少，反应生成的气体颜色逐渐变浅，当Cu全部反应时，共收集到标准状况下气体1.12 L，则反应中消耗HNO3的物质的量是(　　)
A．0.12 mol B．0.1 mol
C．0.11 mol D．0.2 mol
10.已知硝酸铜溶液呈蓝色。但在铜与浓硝酸、稀硝酸反应的实验中，同学们发现除了生成的气体颜色不相同外，最终溶液的颜色也不相同：前者呈绿色，而后者呈蓝色。甲、乙同学为此进行了实验探究。
甲：在Ⅰ、Ⅱ两支试管中分别加入等体积的浓HNO3和稀HNO3，再向两支试管中分别投入等质量的铜片，充分反应后铜均无剩余。结果：Ⅰ中溶液呈绿色，Ⅱ中溶液呈蓝色。
乙：分别取Ⅰ中的绿色溶液于两支试管Ⅲ、Ⅳ中，对试管Ⅲ进行多次振荡、静置，最终溶液颜色由绿色转变为深蓝色；向试管Ⅳ中缓缓加水并不停振荡，观察到溶液由绿色变为深蓝色，最后变为淡蓝色。
请回答下列问题：
(1)分别写出Cu与浓HNO3、稀HNO3反应的化学方程式：_____________________、
________________________________________________________________________。
(2)甲的实验________(“能”或“不能”)说明溶液呈现不同的颜色与其物质的量浓度无关，这是因为充分反应后，Ⅰ、Ⅱ两试管中Cu(NO3)2溶液的物质的量浓度________(填“相等”或“不相等”)。
(3)请你根据乙的实验，推测Cu与浓HNO3反应后溶液呈绿色的原因是________
________________________________________________________________________。
(4)请设计一个方案，验证你所得到的上述结论：_____________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
11.
(固定装置略去)
某兴趣小组设计出如图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”的实验，以探究化学实验的绿色化。
(1)实验前，关闭活塞b，试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c。其目的是________________________________________________________________。
(2)在d中加适量NaOH溶液，c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2 mL浓硝酸。c中反应的化学方程式是_____________________________________________________
________________________________________________________________________。
再由a向c中加2 mL蒸馏水，c中的实验现象是_____________________________
________________________________________________________________________。
(3)表中是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案是________。理由是
________________________________________________________________________。
方案 反应物
甲 Cu、浓HNO3
乙 Cu、稀HNO3
丙 Cu、O2、稀HNO3
(4)该兴趣小组还用上述装置进行实验证明氧化性KMnO4>Cl2>Br2，操作步骤为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
实验现象为____________________；但此实验的不足之处是_____________________。
学案22　氮的氧化物和硝酸
【课前准备区】
知识点一
1．(1)游离态　化合态氮
(2)①4/5　②N N　N≡N　③a.N2＋3H22NH3
b．N2＋O22NO
2.
NO NO2
物理性质 颜色 无色 红棕色
毒性 有毒 有毒
溶解性 不溶 能溶
知识点二
1．无色有刺激性气味的液体　易挥发　与水以任意比互溶　质量分数大于98%的硝酸
2．(1)红　红
(2)HNO3分解产生的NO2溶解在硝酸中　不稳定　4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O
(3)①b.Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
c．钝化
②C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
④浓硝酸　浓盐酸
问题思考
1．不矛盾，氮元素的活泼性是指氮原子的活泼性，而氮气的性质不仅与原子结构有关，还与氮分子的构成有关；氮气中的N≡N键能很大，故分子很稳定。
2．由于NO2和Br2在性质上有不少相似性：①均具有氧化性；②溶于水均有酸生成；
③均可与碱反应；④均为红棕色等。所以不能用淀粉－KI试纸、pH试纸、NaOH溶液来鉴别，但二者性质又有差别，可以用下列方法鉴别：①AgNO3溶液；②CCl4；③用水洗法。
3．二者有着本质区别。酸的挥发性是一种物理性质，指的是酸以分子状态离开溶液逸出。一般低沸点酸挥发性强。而不稳定性指化学性质，指的是酸分子分解生成新的物质。
4．浓硝酸常呈黄色是因为HNO3分解生成NO2溶于HNO3中，去掉黄色的方法是通入少量O2(空气)，使其发生反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。
【课堂活动区】
二、1.H2　NO2　NO
2．Fe(NO3)3　Fe(NO3)2
3．NO2　NO　NO2和NO
5．(1)生成气体时HNO3得电子数
(2)气体中的N原子(被还原的HNO3)的量
(3)n×c(Mn＋)(Mn＋代表金属离子)
典例导悟
1　18∶7　43∶7
解析　NO或NO2与O2混合气体与水的反应计算关系式可由下列化学方程式推导出来。
2NO＋O2===2NO2 ①
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ②
由②×2＋①得
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 ③
由①×③＋②×②
4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 ④
③、④两式就是平时计算经常用到的关系式。
设剩余的5 mL为O2，则参加反应③的NO2和O2的总体积为：50 mL－5 mL＝45 mL
则原混合气体里，NO2的体积为：45 mL×4/5＝36 mL。
O2的体积为：50 mL－36 mL＝14 mL
即NO2与O2的体积比为：36∶14＝18∶7。
设剩余的5 mL为NO，由②式得过量的NO2体积为15 mL，则发生反应③的NO2和O2的总体积为50 mL－15 mL＝35 mL
则原混合气体里，O2的体积为：35 mL×1/5＝7 mL，NO2的体积为：50 mL－7 mL＝43 mL
即NO2与O2的体积为：43∶7。
2　A　[O2为氧化剂，Cu为还原剂，HNO3相当于仅仅发生了复分解反应n(Cu)＝2n(O2)＝0.15 mol，n(NaOH)＝2n(Cu)＝0.3 mol，V(NaOH)＝＝0.06 L＝60 mL，故选A。]
3　(1)3 mol·L－1稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液
(2)通入CO2一段时间，关闭弹簧夹，将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内
(3)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
(4)将NO2转化为NO　3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
(5)装置③中液面上方气体仍为无色，装置④中液面上方气体由无色变为红棕色
(6)acd
解析　实验题要先看目的，即要验证什么，由此再来理解或设计实验。“目的决定过程！”本题要证明浓HNO3能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。①产生NO2，而非NO，所以②中盛水与NO2反应生成NO。而NO极易与O2反应产生NO2，故反应前应用CO2将装置中的空气排尽。(6)的思路是从溶液中赶出NO2，或在Cu(NO3)2溶液中通入NO2，不能采用稀释绿色溶液的方案，是因为Cu(NO3)2溶液稀释后，颜色也会发生相应的变化，而不能得出正确的结论。
变式演练
1　A　[解题依据的化学反应原理为
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
设O2的体积为x mL，剩余的气体有两种可能：
①若剩O2，则V剩＝x－(12－x)＝2
得x＝4，④正确；
②若剩NO，则V剩＝[(12－x)－4x]＝2，
得x＝1.2，①正确。]
2　(1)5.824　5.376 (2)　(3)57.8
解析　(1)设反应得到的NO和NO2的物质的量分别为x和y。
解题思路为化合价升降相等(铜元素化合价的升高等于N元素化合价的降低)
　　
(2)参加反应的硝酸的物质的量为n(NaOH)＋n(NOx)，所以c(HNO3)＝(aV×10－3＋0.5)/0.14 mol·L－1
(3)加入双氧水的目的是将氮氧化合物氧化成＋5价的硝酸盐，根据氧化还原反应的电子得失相等(电子守恒)，双氧水得到的电子数和铜失去的电子数相等，即：
2×n(Cu)＝2×n(H2O2)
×2＝n(H2O2)×2
n(H2O2)＝0.51 mol
30%的双氧水的质量为0.51 mol×34 g·mol－1÷0.3＝57.8 g。
【课后练习区】
高考集训
1．(1)×　(2)√　(3)×
解析　NO2通入溶液中生成HNO3，能把Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液由浅绿色变成棕黄色。
(4)×
(5)×
解析　电荷不守恒，应为2OH－＋3NO2===2NO＋NO↑＋H2O。
2．A　[氮氧化合物与灼热铜粉反应的化学方程式为2NOx＋2xCu2xCuO＋N2。根据题目给定的数据可判断氮氧化合物为NO2。]
3．C　[铁溶于稀硝酸，溶液变黄，应该生成Fe3＋，C错误。]
4．C　[本题考查元素及其化合物知识。选项A，CO2、SO2均不能与BaCl2溶液反应，所以再通入SO2时也无沉淀产生。选项B，Cu不能与稀硫酸反应，但加入Cu(NO3)2后，溶液中存在HNO3，Cu能与HNO3反应。选项C，Al3＋与NH3·H2O反应生成Al(OH)3沉淀，加入NaHSO4溶液时，NaHSO4电离出的H＋使Al(OH)3溶解。选项D，加入CuSO4溶液后，Zn与CuSO4反应生成Cu，覆盖在Zn片表面，Cu与Zn、H2SO4形成原电池，加快了产生H2的速率。]
考点集训
1．A　2. D　3. D 4．B　5．A
6．D　[D项中“滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去”，其褪色的原因可能是因为硝酸的强氧化性把酚酞氧化而褪色，但也有可能是硝酸与氢氧化钠发生中和反应，究竟是哪个原因，还需要实验验证，D项不准确。]
7．A　[A项，向Fe(NO3)2稀溶液中滴加盐酸后，Fe2＋被氧化为Fe3＋，正确；B项，铜片与浓硝酸反应时应该生成NO2，正确的离子方程式为Cu＋2NO＋4H＋===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O；C项，HCO也能与OH－反应，正确的离子方程式为NH＋HCO＋2OH－NH3↑＋CO＋2H2O；D项，Al(OH)3不能溶于过量的氨水，正确的离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。]
8．C
9．C　[如果机械地运用Cu与HNO3反应的方程式，依据Cu或NO2的量求消耗硝酸的物质的量，就会得出A或B的错误答案。实际上，随着Cu与HNO3反应，HNO3浓度逐渐降低，反应产生的气体将由NO2逐渐变为NO,1.12 L气体为NO2和NO的混合物。参加反应的HNO3中的N原子分布在产物Cu(NO3)2、NO2和NO中，根据N原子守恒得：
＋＝0.11 mol。]
10．(1)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O　3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O　(2)能　相等　(3)反应产生的红棕色NO2部分溶解于浓硝酸中，与蓝色的硝酸铜溶液混合而使溶液呈绿色
(4)方案一：取Cu与浓HNO3反应后的绿色溶液，向其中通入足量的空气(或氧气)，溶液颜色由绿色逐渐变为蓝绿色，最终变为蓝色
方案二：取Cu与浓HNO3反应后的绿色溶液，加热，溶液颜色由绿色逐渐变为蓝绿色，最终变为蓝色(可任选其中一个作答)
解析　在甲的实验中，所得溶液的物质的量浓度相等但颜色不同，这足以说明两试管中的Cu(NO3)2溶液呈现不同的颜色与其物质的量浓度无关。
既然溶液呈现不同的颜色与其物质的量浓度无关，那么溶液颜色不同的原因就要从其他方面分析了。不难看出，除了Cu(NO3)2，不同的只有两反应的气体产物。NO2可溶于浓硝酸且使溶液呈黄色，根据物理学原理——黄色与蓝色的混合色为绿色，乙的实验也验证了这个结论。而NO不溶于硝酸，所得的溶液毫无疑问应该是蓝色的。
11．(1)检查装置气密性
(2)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O　反应变慢，气体颜色变淡
(3)丙　硝酸耗量少，无污染
(4)向d中加入KBr溶液，c中加入固体KMnO4，由a向c中加入浓盐酸　c中有黄绿色气体产生，d中溶液变为棕黄色　没有尾气吸收装置
解析　(1)制取气体或许多验证气体性质的实验，实验前都需要检验装置的气密性；
(2)由题意知实验开始是铜与浓硝酸反应，产生红棕色NO2，加水后是铜与稀硝酸反应，产生无色的NO；(3)绿色化学理念是原料利用率高，不产生污染，分析三个方案，可看出，甲方案用硝酸最多，产生有毒气体NO2，乙方案产生有毒气体NO，丙方案用硝酸最少，不产生有毒气体；(4)若证明KMnO4、Cl2、Br2的氧化性，利用KMnO4和浓盐酸反应产生Cl2，将Cl2通入KBr溶液中，根据反应及现象，可得出结论。但此装置没有尾气吸收装置，多余的Cl2会污染空气。
高温 高压
催化剂

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