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第3节　硫及其化合物
1．了解硫单质及其重要化合物的主要性质及应用。
2．了解硫单质及其重要化合物对环境的影响。
一、硫
1．自然界中硫元素的存在
（1）游离态：存在于火山口附近或地壳的岩层里。
（ ）化合态
2．物理性质
硫单质俗称：____，颜色状态：________，溶解性：水中____溶，酒精中____溶，CS2中____溶。
3．化学性质
（1）作氧化剂
S＋H2____
S＋Fe____
S＋2Cu____
（2）作还原剂
S＋O2____
S＋2H2SO4（浓）______________
S＋4HNO3（浓）SO2↑＋4NO2↑＋2H2O
即时训练1下列说法中正确的是________。
①我国古代四大发明之一——黑火药就含有单质硫
②单质硫在化学反应中既可以作氧化剂，又可以作还原剂
③硫在过量氧气中燃烧生成三氧化硫
④硫的化学性质比较活泼，在自然界中无游离态的硫
⑤硫与铁反应生成二价铁。
特别提示：复习此知识点时要联系记忆：①常见的黄色固体为硫单质，还有淡黄色的Na2O2；②要与其价态联系，由于硫单质的化合价位于中间价态，故硫单质既有氧化性又有还原性；③要与其他氧化剂联系，硫作为一种氧化剂时，是一种弱氧化剂，与变价金属如Fe、Cu反应时，生成的是低价金属硫化物（即FeS、Cu2S），而Fe、Cu与氯气生成FeCl3、CuCl2。
二、二氧化硫
1．物理性质
通常状况下，二氧化硫是一种____色、有______气味的____毒气体，密度比空气____，易液化，易溶于水。
2．化学性质
SO2是一种酸性氧化物，由于SO2中硫元素为＋4价，属于中间价态，所以SO2既有____性又有____性。
性质 实验 现象 原理
酸性 将SO2通入石蕊溶液中 紫色变____色 SO2＋H2OH2SO3[H2SO3H＋＋HSO
将SO2通入滴有酚酞的氢氧化钠溶液中 红色褪去 SO2＋2OH－===SO＋H2O
将SO2通入澄清石灰水中 溶液先变浑浊后变澄清 SO2＋Ca（OH）2===CaSO3↓＋H2OSO2＋CaSO3＋H2O===Ca（HSO3）2
弱氧化性 将SO2通入氢硫酸中 溶液中产生黄色沉淀
还原性 将SO2通入溴水中
将SO2通入KMnO4溶液中
与O2反应 —
漂白性 将SO2通入品红溶液中，观察现象，加热，观察现象 红色____，加热__________ 二氧化硫可跟某些有色物质反应生成无色物质，但无色物质不稳定，遇热或长久放置又容易分解而恢复原来的颜色
3．二氧化硫对大气的污染
（1）来源：________的燃烧及________的冶炼等。
（2）危害：危害人体健康，形成酸雨（pH＜____）。
（3）治理：燃煤脱硫、改进燃烧技术、尾气处理等。
即时训练2下列说法中正确的是______。
①次氯酸具有漂白性的原因是次氯酸具有强氧化性，而二氧化硫具有漂白性的原因是二氧化硫具有还原性
②SO2在化学反应中既可以作氧化剂，又可以作还原剂
③pH＜7的雨水均为酸雨
④亚硫酸的酸性强于碳酸，所以CO2中的SO2可以用饱和碳酸氢钠溶液除去
⑤二氧化硫使高锰酸钾酸性溶液褪色，表现了二氧化硫的漂白性
特别提示：我们在复习二氧化硫的性质时，要从以下几个角度复习：①属性：属于酸性氧化物，所以具有酸性氧化物的性质；②价态：二氧化硫中的硫为＋4价，处于中间价态，所以既能降，也能升，既具有氧化性，也具有还原性，但主要表现还原性；③特性：漂白性。
三、三氧化硫
三氧化硫是一种酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，与水、碱性氧化物、碱、盐等反应，如SO3＋CaO===______、SO3＋2NaOH===______________。
即时训练3把SO3气体通入Na2CO3溶液中发生的两个反应方程式为____________、__________________。
特别提示：S在空气或氧气中燃烧只能生成SO2，不能生成SO3，SO2转化成SO3需要催化剂、加热等条件。
四、硫酸
1．物理性质
浓硫酸难挥发，密度比水大，与水以任意比互溶，溶于水时放出大量的____，稀释浓硫酸的方法是_____________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。
2．稀硫酸的性质
稀硫酸具有酸的通性，硫酸是二元强酸，能与酸碱指示剂、排在H前面的金属、碱性氧化物、碱、某些盐等物质发生反应。
3．浓硫酸的特性
即时训练4 下列说法中正确的是________。
①浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体　②浓硫酸具有吸水性，所以可以作为干燥剂　③稀释浓硫酸时应将浓硫酸沿着烧杯壁慢慢地注入盛有水的烧杯中，并不断搅拌　④浓硫酸具有强氧化性，稀硫酸无氧化性　⑤浓硫酸与铜的反应中，浓硫酸仅表现强氧化性；⑥常温下浓硫酸可以用铁制容器或铝制容器盛放
特别提示：氧化性酸与酸的氧化性是两个不同的概念，酸的氧化性是指酸提供的H＋可以得电子具有氧化性，所以可以说只要是酸都应该具有氧化性（因为酸都可以提供H＋），如稀硫酸、盐酸、亚硫酸等。氧化性酸是指含氧酸根中处于正价态的非金属原子得电子表现的性质，如浓硫酸与铜反应Cu＋2H2SO4（浓）CuSO4＋SO2↑＋2H2O，是浓硫酸中的化合价降低，所以浓硫酸是氧化性酸。稀硫酸与锌的反应Zn＋H2SO4（稀）===ZnSO4＋H2↑，是硫酸中H＋的化合价降低，稀硫酸是非氧化性酸。常见的氧化性酸还有HNO3、HClO等。
一、CO2与SO2的性质
1．SO2与CO2的比较
SO2 CO2
物理性质 相同点 无色气体，密度都大于空气，溶于水
不同点 刺激性气味，易液化 无味
化学性质 相同点 与H2O反应 SO2＋H2OH2SO3（不稳定） CO2＋H2OH2CO3（不稳定）
与碱反应 Ca（OH）2＋SO2===CaSO3↓＋H2OCaSO3＋H2O＋SO2===Ca（HSO3）2 Ca（OH）2＋CO2=== CaCO3↓＋H2OCaCO3＋H2O＋CO2===Ca（HCO3）2
氧化性 SO2＋2H2S2H2O＋3S↓ CO2＋C2CO
不同点 还原性 能被高锰酸钾酸性溶液、双氧水、氯水、溴水、硝酸等氧化剂氧化 —
漂白性 与某些有色物质结合生成不稳定的无色物质 —
环保 形成酸雨，有毒，危害人体健康 无毒，引起温室效应
2．SO2使溶液褪色的原理
（1）漂白性：使品红溶液褪色。
（2）还原性：使高锰酸钾酸性溶液、氯水、溴水褪色。
（3）酸性氧化物的性质：使滴有酚酞的NaOH溶液褪色。
3．CO2、SO2的鉴别
（1）利用SO2的刺激性气味。
（2）利用SO2的漂白性，用品红溶液鉴别。
（3）利用SO2的还原性，用高锰酸钾酸性溶液、溴水、FeCl3溶液等鉴别。
注意：不能用澄清石灰水鉴别CO2、SO2。
4．除去CO2中SO2的方法
（1）利用SO2的还原性，用高锰酸钾酸性溶液、氯水、溴水等。
（2）利用H2SO3与H2CO3的酸性强弱，把混合气体通过盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶。
【例1－1】 下列溶液中，不能鉴别CO2、SO2气体的是（　　）。
①石灰水　②稀硝酸　③KMnO4溶液　④溴水　⑤酸化的Ba（NO3）2溶液　⑥品红溶液
A．①⑤ B．②③④⑤⑥
C．① D．③④
方法归纳
我们在解决这类问题时，要抓住SO2的特性，特别是SO2的还原性和漂白性，这是鉴别和除杂试题中常常涉及的内容。
【例1－2】 下列溶液中，能除去CO2中SO2杂质气体的是（　　）。
①石灰水　②稀硝酸　③KMnO4溶液　④溴水　⑤酸化的Ba（NO3）2溶液　⑥品红溶液
A．①⑤ B．②③④⑤⑥
C．③④ D．①③
二、SO、SO的检验
1．SO的检验
（1）向溶液中加入盐酸，将产生的气体通入品红溶液中，红色褪去，发生的离子反应为SO＋2H＋===H2O＋SO2↑。
（2）加入氯化钡溶液生成白色沉淀，然后加入盐酸，沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体，发生反应的离子方程式为SO＋Ba2＋===BaSO3↓，BaSO3＋2H＋===Ba2＋＋SO2↑＋H2O。
2．SO的检验
检验SO时会受到许多离子的干扰。
（1）Ag＋干扰：用BaCl2溶液或盐酸酸化时防止Ag＋干扰，因为Ag＋＋Cl－===AgCl↓。
（2）CO、SO干扰：因为BaCO3、BaSO3也是白色沉淀，与BaSO4白色沉淀不同的是，这些沉淀能溶于强酸中。因此检验SO时，必须用酸酸化。
如：BaCO3＋2H＋===H2O＋CO2↑＋Ba2＋
但不能用HNO3酸化，同理，所用钡盐也不能用Ba（NO3）2溶液，因为在酸性条件下，SO、HSO等会被溶液中的NO氧化为SO，从而可使检验得出错误的结论。
为此，检验SO的正确操作为：
被检液取清液有白色沉淀（有SO）
【例2】下列化学实验事实及解释都正确的是________。
A．向Na2SO3溶液中加入硝酸酸化的Ba（NO3）2溶液，有白色沉淀出现，说明Na2SO3溶液已经变质
B．某溶液中加入盐酸产生无色气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊，说明该溶液中一定有CO
C．某溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，加稀硝酸后，白色沉淀不溶解，也无其他现象，说明该溶液中一定含有SO
D．取少量久置的Na2SO3样品溶于水，加过量盐酸有气体产生，然后加BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明Na2SO3样品已部分变质
E．某溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，加稀盐酸后，白色沉淀不溶解，也无其他现象，说明该溶液中一定含有SO
误区警示
检验SO要防止CO的干扰，检验SO要防止SO、Cl－的干扰；酸化时要特别注意酸液的选择。
三、硫酸
1．浓硫酸与金属、非金属的反应
类型
注意：
（1）表现性质：①一般金属与浓硫酸反应，浓硫酸既表现氧化性，也表现酸性；②一般非金属与浓硫酸反应，浓硫酸只表现氧化性。
（2）浓度变化：Cu与浓硫酸反应时，如果Cu过量，随着硫酸浓度的降低变成稀硫酸后，两者不再反应，产生的SO2的物质的量要小于浓硫酸物质的量的一半。
2．浓、稀硫酸的鉴别方法
现象
浓硫酸 稀硫酸
物理性质 加水 放出大量热 无明显现象
观状态 黏稠状液体 黏稠度较小
密度 浓硫酸密度较大（1.84 g·mL－1），相同体积时，浓硫酸质量大很多
化学性质 铁片 因铁被钝化无明显现象 产生大量气泡
铜片（加热） 有气泡产生，溶液变蓝 无明显现象
白纸 立即变黑 无明显现象
胆矾 蓝色变为白色 无颜色变化
【例3－1】 下列有关浓硫酸的叙述中正确的是（　　）。
①浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化
②浓硫酸与铜加热反应后，铜片有剩余，硫酸完全反应
③浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化
④浓硫酸与铜加热反应后，铜片有剩余，向反应后的溶液中再加入铁片，会有氢气生成
⑤浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体
⑥浓硫酸与铁加热反应后，铁片有剩余，生成的气体除水蒸气外为SO2
⑦浓硫酸具有强氧化性，常温下能与Cu发生剧烈反应
⑧浓硫酸具有强氧化性，SO2具有还原性，所以浓硫酸不能干燥SO2
A．①②③ B．①④
C．③⑤ D．⑥⑦⑧
误区警示
浓硫酸与Cu、C、S发生反应时，均需要加热，而浓硝酸、稀硝酸与铜反应时，均不需加热。
【例3－2】 浓硫酸有许多重要的性质，在与含有水分的蔗糖作用过程中不能显示的性质是（　　）。
A．酸性 B．脱水性
C．强氧化性 D．吸水性
二氧化硫的性质实验探究
SO2具有多种性质：①具有酸性氧化物的通性；②从氧化还原角度分析，既具有氧化性，又具有还原性，与O2、KMnO4酸性溶液、氯水、溴水、硝酸、H2S均反应；③漂白性。对于SO2性质的实验设计是高考的重点，也是学习的难点，解题时要紧紧抓住SO2的性质结合实验要求及题设信息进行解答。
【实验典例】
某化学兴趣小组为探究SO2的性质，按如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。
1．（高考集萃）下列叙述中正确的是________。
A．（2012山东理综）向溶液中滴加酸化的Ba（NO3）2溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定有SO
B．（2012江苏化学）向溶液中先滴加稀硝酸，再滴加Ba（NO3）2溶液，出现白色沉淀，可知溶液X中一定含有SO
C．（2012广东理综）用BaCl2溶液鉴别SO和SO
D．（2012天津理综）CaO能与SO2反应，可作工业废气的脱硫剂
E．（2012海南化学）酸雨是pH小于7的雨水
F．（2012海南化学）CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成
G．（2012四川理综）光化学烟雾不会引起呼吸道疾病
H．（2012江苏理综）SO2具有氧化性，可用于漂白纸浆
I．（2012广东理综）SO2有漂白性，所以SO2可使溴水褪色
J．（2012广东理综）浓硫酸具有强氧化性，所以浓硫酸可用于干燥H2、CO
2．下列说法中正确的是（　　）。
A．硫单质常存在于火山口附近
B．进行SO2性质探究实验时，多余的SO2应排到实验室外
C．SO2气体通入BaCl2溶液中会产生白色沉淀
D．硫在空气中的燃烧产物是SO2，在纯氧中的燃烧产物是SO3
3．关于SO2的叙述中正确的是（　　）。
A．在有的反应中显示氧化性，有的反应中显示还原性
B．是酸性氧化物，溶于水得稳定的亚硫酸
C．SO2气体通入NaOH溶液中一定得到Na2SO3
D．SO2气体通入BaCl2溶液中，有白色沉淀生成
4．对某酸性溶液（可能含有Br－、SO、H2SO3、NH）分别进行如下实验：①加热时放出的气体可以使品红溶液褪色；②加碱调至碱性后，加热时放出的气体可以使润湿的红色石蕊试纸变蓝；③加入氯水时，溶液略显黄色，再加入BaCl2溶液，产生的白色沉淀不溶于稀硝酸。对于下列物质不能确认其在原溶液中是否存在的是（　　）。
A．Br－　　 B．SO　　 C．H2SO3　　 D．NH
5．（2012北京房山一模）用下图所示实验装置进行物质性质的探究实验。下列说法中不合理的是（　　）。
A．若品红溶液①褪色，则说明产物中含有SO2
B．若溴水褪色，则说明SO2具有还原性
C．若烧瓶中产生黄色浑浊和无色气泡，则说明Na2S2O3只作氧化剂
D．若品红溶液②不褪色、Na2SiO3溶液出现白色浑浊，则说明亚硫酸比碳酸酸性强
6．Ⅰ.（2012课标全国理综）实验室中可用氯仿（CHCl3）与双氧水直接反应制备光气（COCl2），其反应的化学方程式为_______________________________________________。
Ⅱ.（2012北京理综）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_______________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。
Ⅲ.（2012四川理综）（1）煤燃烧产生的烟气直接排放到空气中，引发的主要环境问题有______。（填写字母编号）
A．温室效应 B．酸雨
C．粉尘污染 D．水体富营养化
（2）在烟气脱硫的过程中，所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前，需通一段时间的二氧化碳，以增加其脱硫效率；脱硫时控制浆液的pH，此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化生成硫酸钙。
①二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为________________________________。
②亚硫酸氢钙被足量氧气氧化生成硫酸钙的化学方程式：______________________。
参考答案
基础梳理整合
一、1.(2)FeS2　CuFeS2　CaSO4·2H2O
2．硫黄　黄色晶体　不　微　易
3．(1)H2S　FeS　Cu2S
(2)SO2　3SO2↑＋2H2O
即时训练1
答案：①②⑤
二、1.无　刺激性　有　大
2．还原　氧化
红　SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O　橙色褪去　SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4　紫色褪去　2KMnO4＋5SO2＋2H2O===2MnSO4＋K2SO4＋2H2SO4　2SO2＋O22SO3　褪去　又恢复红色
3．(1)煤、石油　金属矿物
(2)5.6
即时训练2
答案：②④
三、CaSO4　Na2SO4＋H2O
即时训练3
SO3＋H2O===H2SO4　H2SO4＋Na2CO3===Na2SO4＋H2O＋CO2↑
四、1.热　将浓硫酸沿容器内壁慢慢注入水中，并不断搅拌
3．NH3、H2S、HI　变黑(或炭化)　钝化　Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O　C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
即时训练4
答案：②③⑥
核心归纳突破
【例1－1】 C　解析：SO2和CO2都是酸性气体，都能使澄清石灰水变浑浊，但SO2气体具有漂白性、还原性和氧化性，②⑤中通入SO2有遇空气变红棕色的气体生成，且⑤中还有白色沉淀生成，只有①不能鉴别二者。
【例1－2】 C　解析：SO2和CO2都是酸性氧化物，都与澄清石灰水反应，①不能；②③④⑤均与SO2反应，均能除去SO2，但②⑤中又生成新的气体杂质NO，所以只有③④可以；品红溶液只能鉴别SO2气体，不能用来除去SO2气体，⑥不能。
【例2】 D　解析：A选项，硝酸具有强氧化性可以把SO氧化为SO，错误；B选项没有排除SO的干扰；C、E选项没有排除Ag＋的干扰；D选项加盐酸排除Ag＋、SO的干扰，正确。
【例3－1】 B　解析：②随着反应的进行浓硫酸逐渐变成稀硫酸，稀硫酸不与铜反应，所以有硫酸剩余，剩余的稀硫酸还能与铁反应放出H2，②⑥错误，④正确；③浓硫酸使蔗糖炭化，表现其脱水性；⑧浓硫酸中的硫为＋6价，二氧化硫中的硫为＋4价，无中间价态，二者不反应。
【例3－2】 A　解析：蔗糖中有水，浓硫酸可以表现为吸水性；浓硫酸也可以使蔗糖炭化，表现为脱水性；炭化后的碳单质还会与浓硫酸发生氧化还原反应。
实验探究拓展
实验典例
答案：(1)蒸馏烧瓶　Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O
(2)溶液紫红色褪去　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中发生的化学反应为Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O；生成的SO2通入B中与KMnO4酸性溶液发生氧化还原反应，SO2被氧化成SO，KMnO4被还原为Mn2＋，溶液的紫红色褪去；SO2与C中的Na2S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不稳定，受热后又恢复红色；SO2是有毒气体，其吸收试剂可选碱性的NaOH溶液，发生的反应为SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O。
演练巩固提升
1．D　解析：A、B选项，没有排除SO的干扰；C选项，两者都有沉淀生成；E选项，酸雨的pH＜5.6，错误；F选项，CO2不会导致酸雨的形成，错误；SO2漂白性是SO2与有色物质结合生成无色物质的原因，与其氧化性、还原性无关，SO2可使溴水褪色是发生了氧化还原反应，H、I选项均错；J选项，浓硫酸作干燥剂，是因为浓硫酸的吸水性。
2．A　解析：SO2不与BaCl2溶液反应，C错误；硫不论在空气中燃烧，还是在纯氧中燃烧其产物均是SO2。
3．A　解析：A选项，因为SO2中硫元素的化合价处于中间价态，其化合价既能升高，也能降低，正确；B选项，亚硫酸不稳定，错误；C选项，可能生成NaHSO3，错误；D选项，不会生成白色沉淀，错误。
4．B　解析：由①可知一定含有H2SO3，由②可知一定含有NH；由③加入氯水时，溶液略显黄色，可知溶液中一定含有Br－；③中加入氯水可把H2SO3氧化为SO，所以无法确定原溶液中是否含有SO。
5．C　解析：烧瓶中产生黄色浑浊和无色气泡分别为S、SO2，Na2S2O3中硫的化合价既升高也降低，C选项错误。
6．答案：Ⅰ.CHCl3＋H2O2===HCl＋COCl2↑＋H2O
Ⅱ.(1)SO2＋H2OH2SO3,2H2SO3＋O22H2SO4
(2)SO2＋2OH－===SO＋H2O
Ⅲ.(1)ABC
(2)①Ca(HCO3)2或碳酸氢钙　②Ca(HSO3)2＋O2===CaSO4＋H2SO4
解析：Ⅰ.CHCl3生成COCl2，碳的化合价由＋2升高到＋4，升高2价，H2O2生成H2O化合价降低2，所以上述物质的化学计量数均为1，即CHCl3＋H2O2―→COCl2＋H2O，依据Cl守恒还应有HCl生成。
Ⅱ.(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。
Ⅲ.(1)煤燃烧的产物中有CO2、烟尘和SO2，分别导致温室效应、粉尘污染和酸雨。没有营养元素排入水中，不会引起水体富营养化。(2)CO2与CaCO3反应生成易溶的Ca(HCO3)2。亚硫酸氢钙具有还原性，可被氧气氧化为硫酸钙。
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第四单元　非金属及其化合物
第1节　无机非金属材料的主角——硅
1．了解C、Si单质及其重要化合物的主要性质及应用。
2．了解C、Si单质及其重要化合物对环境的影响。
一、碳、硅单质
1．原子结构、存在形态、物理性质及用途
碳 硅
原子结构
存在形态 既有______，也有______，是组成有机物的基本元素 只有______，是构成矿物和岩石的主要元素
物理性质 金刚石：熔点____、硬度____，____电石墨：硬度____、____电 灰黑色固体，有金属光泽，熔点____、硬度____、有脆性，导电性介于导体和绝缘体之间
用途 ______用于切割刀具，____用作电极、铅笔芯 ______材料和合金材料
2．碳单质的化学性质
即时训练1下列叙述中正确的是________。
①光导纤维、石英钟的主要成分是单质硅
②计算机芯片、太阳能电池板、半导体晶体管的主要成分是单质硅
③金刚石、石墨、C60是碳元素的同素异形体，它们之间的转化属于化学变化
④在自然界中有游离态的碳，但没有游离态的硅
二、碳、硅的氧化物
1．CO
（1）物理性质：______色气体，______毒，______溶于水。
（2）化学性质：①燃烧（写出化学方程式，下同）：__________________________________ _______________________________________________________________________。
②还原Fe2O3：__________________________________________________________。
2．SiO2和CO2的性质比较
CO2 SiO2
物理性质 水溶性
熔沸点
化学性质 相同点 氧化性 C＋CO2____ 2C＋SiO22CO↑＋Si
与NaOH反应
与CaO反应
不同点 与水反应 不反应
与Na2CO3反应 Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3 Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑
特性 SiO2与HF溶液反应：______________________________
3．SiO2的用途
（1）存在：二氧化硅广泛存在于自然界的硅石、石英、水晶、玛瑙中。
（2）用途：光导纤维的主要成分是________，石英可制作石英玻璃和石英钟。
即时训练2 下列叙述中正确的是________。
①CO2溶于水生成碳酸，所以SiO2溶于水也能生成硅酸
②SiO2是酸性氧化物，不与任何酸反应
③SiO2是酸性氧化物，能与NaOH溶液反应
④SiO2既能与碱反应，又能与酸（氢氟酸）反应，属于两性氧化物
特别提示：SiO2既能与氢氟酸反应，又能与碱反应，但它是酸性氧化物，不属于两性氧化物，与两性氧化物Al2O3不同。Al2O3与所有的强酸、强碱均反应，SiO2只与特殊的酸（氢氟酸）反应，不能与其他酸反应。
三、硅酸与硅酸盐
1．硅酸（H2SiO3）
（1）物理性质
硅酸____溶于水。
（2）化学性质
①弱酸性（比碳酸还弱）
与NaOH溶液反应的化学方程式：___________________________________________
________________________________________________________________________；
向Na2SiO3溶液中通入CO2的化学方程式：____________________________________ ________________________________________________________________________。
②不稳定性
硅酸受热分解的化学方程式：________________________________________________ _________________________________________________________________________。
（3）用途
硅胶可用作干燥剂，也可以作催化剂的载体等。
2．硅酸盐
硅酸盐是由______________组成的化合物的总称，最简单的硅酸盐是硅酸钠，化学式为________，用氧化物的形式表示为__________。硅酸钠的水溶液俗称________，是无色黏稠液体，常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火材料等。
3．常见硅酸盐材料
产品 水泥 玻璃 陶瓷
设备 水泥回转窑 玻璃窑 —
原料 黏土
4.特殊含硅材料
（1）SiC（俗称金刚砂）具有金刚石结构，硬度大，可用作砂纸、砂轮的磨料。
（2）含硅4%的硅钢具有很高的导磁性，可用作变压器的铁芯。
（3）硅橡胶具有耐高温、耐低温的性质。
即时训练3下列说法中正确的是________。
①硅酸易溶于水，酸性比碳酸弱
②水玻璃是纯净物
③硅胶是SiO2
④硅酸化学性质比较稳定，受热不分解
⑤实验室中可以用水玻璃与CO2反应生成硅酸
⑥SiO2溶于水即得硅酸
⑦生产水泥和玻璃的共同原料是石英
⑧高温结构陶瓷比金属材料具有许多优点，如不怕氧化、密度小等优点
⑨新型无机非金属材料具有光学特性、生物功能、电学特性、耐高温、强度高
⑩玛瑙手镯、水晶镜片、玻璃所用材料均为硅酸盐
特别提示：①水玻璃是混合物；②我们常见的不溶于水的酸是硅酸，不与水反应的酸性氧化物是二氧化硅；③注意水玻璃及硅胶的用途。
一、碳、硅及其化合物的特性及应用
1．熔沸点
一般情况下，非金属单质熔沸点低，硬度小，但硅、金刚石熔沸点高，硬度大，其中金刚石为自然界中硬度最大的物质，所以可用金刚石制作钻头和切割工具。
2．导电性
一般情况下，非金属单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体，所以晶体硅可作半导体材料，石墨可作电极。
3．SiO2作为酸性氧化物的特性
一般情况下，只有碱性氧化物与酸反应，酸性氧化物只与碱反应，不与酸反应，但SiO2是酸性氧化物，却能与氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O，所以不能用玻璃容器盛放氢氟酸，可以用氢氟酸刻蚀玻璃。
一般情况下，酸性氧化物与水反应均能生成相应的酸，如SO2＋H2O??H2SO3，但SiO2不溶于水，不与水反应。
4．碳与水的反应
一般情况下，只有活泼金属（K、Na、Fe等）才能够置换出水中的氢，但碳单质却能与水蒸气反应：C＋H2O（g）CO＋H2，所以工业上用焦炭制取水煤气或氢气。
5．硅酸和硅酸盐的溶解性
一般情况下，大多数酸均可溶于水，如盐酸、醋酸、碳酸，但硅酸不溶于水。
硅酸盐大多难溶于水，常见可溶性硅酸盐是Na2SiO3，其水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。
【例1－1】 下列有关硅及其化合物的说法中正确的是（　　）。
A．在粗硅的制取中发生反应2C＋SiO22CO↑＋Si，硅被还原，说明碳的还原性强于硅的还原性
B．硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中
C．用SiO2制取硅酸，应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应，然后再通入CO2
D．由Na2CO3＋SiO2CO2↑＋Na2SiO3可知硅酸的酸性强于碳酸
方法归纳
（1）Si的还原性比C强，但却能发生反应2C＋SiO22CO↑＋Si；H2CO3的酸性比H2SiO3强，但却能发生反应Na2CO3＋SiO2CO2↑＋Na2SiO3。这两个反应均在高温下进行，且产物中均有气体生成，有利于反应的发生。
（2）因为SiO2不与水反应，所以制取硅酸只能用可溶性硅酸盐与CO2或酸反应Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓或Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓。
（3）实验室中不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛放显碱性的液体，如NaOH溶液、氨水、Na2SiO3溶液、Na2CO3溶液等；氢氟酸能腐蚀玻璃，故常保存在塑料瓶中。
【例1－2】 下列说法中不正确的是（　　）。
A．SiO2是酸性氧化物，能与NaOH溶液反应
B．二氧化硅是生产光纤制品的基本原料
C．水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂
D．酸性氧化物可以与碱反应，但均不能与酸反应
二、除去CO2、CO气体中的杂质
1．CO中混有CO2：通过盛有NaOH溶液的洗气瓶。
2．CO2中混有CO：通过盛放灼热CuO的硬质玻璃管。
3．CO2中混有O2：通过盛放灼热铜网的硬质玻璃管。
4．CO2中混有SO2：通过盛有饱和NaHCO3溶液或酸性KMnO4溶液的洗气瓶。
5．CO2中混有HCl：通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶。
【例2】 下列除杂方法正确的是（　　）。
A．CO2中的CO杂质，可以通入适量氧气，然后点燃
B．SO2中的CO2杂质，可以通过盛有澄清石灰水的洗气瓶
C．CO2中的HCl杂质，可以通过盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶
D．CO2中的SO2杂质，可以通过盛有饱和碳酸钠溶液的洗气瓶
硅从沙滩走到用户
硅是信息产业中的重要基础材料，近几年高考经常围绕硅单质的制取，结合物质的分离、提纯及化工工艺考查实验设计、实验评价及反应原理。
【实验典例】
晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：
①高温下用过量的碳与二氧化硅反应制得粗硅；
②粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3（Si＋3HCl===SiHCl3＋H2）；
③SiHCl3与过量的H2在1 000～1 100 ℃反应制得纯硅，已知SiHCl3能与水剧烈反应，在空气中易自燃。
请回答：
（1）第一步制取粗硅的反应中碳作______剂（填“氧化”或“还原”）。
（2）粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3（沸点33.0 ℃）中含有少量SiCl4（沸点57.6 ℃）和HCl（沸点－84.7 ℃），提纯SiHCl3可采用______的方法。
（3）实验室用SiHCl3与过量的H2反应制取纯硅的装置如下图所示（加热器和夹持装置略去）：
①装置B中的试剂是______，装置C需水浴加热，目的是_______________________。
②反应一段时间后，装置D中可观察到有晶体硅生成，D中发生反应的化学方程式是________________________________________________________________________。
③为保证实验的成功，操作的关键除题中已告知的以外，你认为最重要的还有_________________________________________________________________（说出三点）。
1．（高考集萃）下列叙述中不正确的是________。
A．（2012课标全国理综）单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料
B．（2012课标全国理综）合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料
C．（2012广东理综）SiO2具有导电性，所以SiO2可用于制备光导纤维
D．（2012海南化学）CO2属于大气污染物
E．（2012海南化学）大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧
F．（2012江苏化学）向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体，出现白色沉淀，所以H2SiO3的酸性比H2CO3强
G．（2012山东理综）盛放NaOH溶液时，使用带玻璃塞的磨口瓶
H．（2012天津理综）SiO2与酸、碱均不反应
2．下列叙述中正确的是（　　）。
A．二氧化硅不与任何酸反应，可用石英制造耐酸容器
B．硅酸钠的水溶液俗名为水玻璃，可用于制备硅胶和木材防火剂
C．制造玻璃是复杂的物理变化，玻璃的组成不同，性能不同
D．金刚石是自然界中硬度最大的物质，不可能与氧气发生反应
3．下列物质①氢氟酸、②浓硫酸、③氢氧化钠溶液、④碳酸钠固体、⑤氧化钙、⑥浓硝酸，在一定条件下能与SiO2反应的有（　　）。
A．①②⑥ B．①②③④⑤⑥
C．②③⑥ D．①③④⑤
4．下表各组物质中，满足下图物质一步转化关系的选项是（　　）。
选项 X Y Z
A Na NaOH NaHCO3
B Cu CuSO4 Cu（OH）2
C C CO CO2
D Si SiO2 H2SiO3
5．（2012北京朝阳二模）下列说法中正确的是（　　）。
A．高温下，可在试管内完成焦炭和石英砂（SiO2）制取硅的反应
B．CO2通入到CaCl2溶液中，一定不会出现沉淀
C．硅是构成矿物和岩石的主要元素，在地壳中的含量是在所有元素中居第一位
D．长期盛放NaOH溶液的滴瓶难打开，因为NaOH与瓶中的CO2反应形成“负压”的缘故
参考答案
基础梳理整合
一、　化合态　游离态　化合态
高　大　不导　小　导　高　大　金刚石　石墨　半导体
2．CO2　2CO　CO2↑＋2Cu　2CO　CO＋H2　CO2↑＋2SO2↑＋2H2O　CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
即时训练1
答案：②③④
二、1.(1)无　有　不　(2)①2CO＋O22CO2　②Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
2．可溶　不溶　低　高　2CO　CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O
SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O　CO2＋CaO===CaCO3　SiO2＋CaOCaSiO3　CO2＋H2OH2CO3　SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
3．(2)二氧化硅
即时训练2
答案：③
三、1.(1)不
(2)①2NaOH＋H2SiO3===Na2SiO3＋2H2O　Na2SiO3＋H2O＋CO2===H2SiO3↓＋Na2CO3
②H2SiO3H2O＋SiO2
2．硅、氧和金属　Na2SiO3　Na2O·SiO2　水玻璃
3．石灰石、黏土　纯碱、石灰石、石英
即时训练3
答案：⑤⑧⑨
核心归纳突破
【例1－1】 C　解析：依据元素周期律知硅的还原性强于碳的还原性，但上述反应能发生是因为产物中有气体CO生成，所以A错误；硅酸钠是一种黏合剂，所以B错误；D选项中的反应不是在水溶液中进行的，且产物中有气体生成，与酸性强弱无关，所以D错误。
【例1－2】 D　解析：SiO2是一种酸性氧化物，但能与氢氟酸反应，D错误。
【例2】 C　解析：混合气体中的少量CO不易点燃，且又混入O2，A错误；二氧化硫也与石灰水反应，B错误；HCl与NaHCO3反应生成CO2，所以C正确；CO2也与碳酸钠溶液反应，D错误。
实验探究拓展
实验典例
答案：(1)还原　(2)分馏　(3)①浓硫酸　使SiHCl3挥发，且能较好地控制温度
②SiHCl3＋H2Si＋3HCl　③a.实验前要检查气密性；b.加热前要先排尽装置中的空气；c.加热要适当控制温度
解析：(2)因为题设中给出的信息为SiHCl3、SiCl4、HCl的沸点不同，应用沸点差异进行分离，采用分馏法；(3)③依据题设信息(SiHCl3能与水剧烈反应，在空气中易自燃)可知加热前要先排尽装置中的空气及C、D装置中的水蒸气。
演练巩固提升
1．BCDFGH　解析：B选项，合成纤维属于有机高分子材料；C选项，SiO2不导电；D选项，CO2会导致温室效应，但不是大气污染物；F选项，可证明H2CO3的酸性比H2SiO3强；G选项，NaOH溶液应该盛放在带橡皮塞的试剂瓶中；H选项，SiO2与强碱和氢氟酸都反应。
2．B　解析：SiO2与氢氟酸反应，A选项错误；制造玻璃包含复杂的物理变化和化学变化，C选项错误；金刚石是碳单质，具有碳单质的化学性质，D选项错误。
3．D　解析：酸只有HF与SiO2反应；氢氧化钠溶液在常温常压下即可与SiO2反应；碳酸钠固体、氧化钙在高温下与SiO2反应生成硅酸盐。
4．C　解析：由NaHCO3不能一步转化为Na，A错误；由Cu(OH)2不能一步转化为Cu，B错误；依据2C＋O22CO,2CO＋O22CO2,2Mg＋CO22MgO＋C，可知C正确；由SiO2不能一步转化为H2SiO3，而由H2SiO3也不能一步转化为Si，D错误。
5．B　解析：A选项试管(玻璃)中含有SiO2，错误；C选项，氧元素在地壳中的含量居第一位，错误；D选项，因为NaOH与玻璃中的SiO2反应生成Na2SiO3，把瓶塞黏住，错误。
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第2节　富集在海水中的元素——氯、海水资源利用
1．了解氯单质及其重要化合物的主要性质及应用。
2．了解氯单质及其重要化合物对环境的影响。
一、氯气的性质
1．物理性质
氯气是一种________色气体，具有强烈的刺激性气味，密度比空气________（可用向________排空气法收集），能溶于水（1体积水约可溶解2体积的氯气）。氯气________毒。
2．化学性质
（1）与非金属反应
H2＋Cl2____（______火焰）
H2＋Cl22HCl（____）
（2）与金属反应
2Fe＋3Cl2________（________烟）
Cu＋Cl2________（__________烟）
2Na＋Cl2________（________烟）
小结：①氯气的化学性质比较活泼，几乎能与所有金属反应，且一般是把金属氧化到________态。
②燃烧不一定要有氧气参加，任何剧烈的发光放热的氧化还原反应都属于燃烧。
（3）与水反应
氯气与水反应的离子方程式为__________________________。
（4）与碱的反应
与NaOH溶液反应的化学方程式为________________________________，此反应通常应用于氯气的尾气处理。
与Ca（OH）2溶液反应的化学方程式为______________________________，此反应的重要应用是工业上制取漂白粉。漂白粉的主要成分是____________，有效成分是________________________________________________________________________。
（5）与一些还原性物质反应
Cl2＋SO2＋2H2O===______________
2FeCl2＋Cl2===________
H2S＋Cl2===____________
2NaBr＋Cl2===________________
即时训练1下列说法中正确的是________。
①氯原子最外层为7个电子，极易得电子达到“8电子稳定结构”，表现为强氧化性，所以氯气在反应中只作氧化剂
②氯气具有漂白性
③燃烧一定有氧气参加
④氯气与铁反应生成三价铁
⑤氯气通入NaBr溶液中，溶液由无色变为浅绿色
⑥氯气可以用排饱和食盐水法收集
⑦可用排水法收集氯气
⑧氯气是黄绿色的，Cl－是无色的
特别提示：（1）氯气本身不具有漂白性，氯气使有色物质褪色的实质是氯气与水反应生成的HClO有漂白作用。
（2）氯原子的半径比较小，最外层有7个电子，易得1个电子使最外层达到8电子的稳定结构，故氯气的化学性质比较活泼，是一种常见的强氧化剂，但氯气与水、碱反应时，既表现氧化性又表现还原性。
（3）我们中学阶段常见有颜色的气体有Cl2、NO2，有毒气体有Cl2、NO2、NO、CO、SO2、H2S。
二、次氯酸及其盐
1．次氯酸
（1）弱酸性
HClO是____元弱酸，酸性比碳酸____，电离方程式为______________________。
（2）不稳定性
见光分解的化学方程式为______________________，氯水要现用现制，保存在____色试剂瓶中。
（3）强氧化性
HClO能氧化许多物质，使有色物质褪色，所以常用作漂白剂、杀菌剂。
2．漂白粉
（1）制备原理（相应的化学方程式）：_______________________________________，
有效成分：________。
（2）漂白原理（相应的化学方程式）：_______________________________________（也是变质原理，所以要________保存）。
（3）Ca（ClO）2水解呈____性，具有氧化性。
即时训练2 HClO具有杀菌、漂白的性质，为什么市场上买不到次氯酸？
答：________________________________________________________________________。
特别提示：我们日常生活中常见的漂白粉[有效成分Ca（ClO）2]、“84”消毒液（有效成分NaClO），均是次氯酸盐，在空气中与H2O、CO2反应生成HClO，而具有杀菌消毒作用。
三、Cl－的检验
1．检验原理
检验Cl－的反应原理（相应的离子方程式）____________________。
2．检验方法
检验Cl－时，先滴加______溶液后滴加少量______，或滴加用HNO3酸化的AgNO3溶液看是否有________产生。
即时训练3下列检验Cl－方法中正确的是（　　）。
A．加入盐酸酸化，然后再加入硝酸银溶液，有白色沉淀生成，则原溶液中一定含有Cl－
B．加入硝酸银溶液，有白色沉淀生成，则原溶液中一定含有Cl－
C．加入硝酸酸化，然后再加入硝酸银溶液，有白色沉淀生成，则原溶液中一定含有Cl－
D．加入硝酸酸化，然后再加入氯化钡溶液，有白色沉淀生成，则原溶液中一定含有Cl－
特别提示：在检验Cl－时，要排除其他离子的干扰，如CO、SO等的干扰。在加酸酸化时，不能用盐酸。
四、卤族元素
1．元素性质的递变规律
包含元素为：氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）、砹（At），原子半径逐渐________，非金属性逐渐________。
2．单质物理性质的递变规律
（1）单质颜色________（F2：________色气体；Cl2：________色气体；Br2：________色液体，I2：________色固体）。
（2）密度逐渐________；熔、沸点逐渐________。
3．单质及化合物的化学性质
（1）单质（从F2至I2）：
氧化性逐渐________，与氢气化合________。
（2）化合物（从F至I）：
HX稳定性逐渐________，X－（卤素离子）的还原性逐渐________。
4．卤素单质性质的特殊性
Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质；液溴易挥发且有毒，通常用水液封来保存。
I2易升华，淀粉遇I2变蓝。
Br2和I2都可被某些有机溶剂（如四氯化碳、汽油）萃取。
即时训练4下列说法中正确的是________。
①KI遇淀粉溶液变蓝
②液溴易挥发，通常用汽油油封来保存
③ⅦA族元素从F到I，单质的颜色逐渐加深
④NaI的颜色比NaCl的深
⑤氯气通入NaI溶液中，溶液由无色变为褐色
⑥碘水中的碘单质可用CCl4萃取
⑦碘的CCl4溶液呈紫红色
一、氯水的成分和性质
1．氯水的成分
Cl2溶于水：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO
HClOH＋＋ClO－
2．氯水的性质
成分 表现的性质 反应实例
Cl2 （1）强氧化性（2）氯水呈黄绿色 Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－Cl2＋SO2＋2H2O===2HCl＋H2SO4
H＋ 强酸性 2H＋＋CaCO2===Ca2＋＋H2O＋CO2↑ 滴入紫色石蕊溶液先变红，后褪色
HClO 漂白性 氧化有色物质
不稳定性 2HClO2HCl＋O2↑
Cl－ 沉淀反应 Cl－＋Ag＋===AgCl↓
3．Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO平衡移动的应用
向氯水中加入的物质或采取的操作 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HCl②用排饱和食盐水法收集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溶液吸收多余的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
4．新制氯水、久置氯水、液氯的比较
名称 新制氯水 久置氯水 液氯
物质类别 混合物 混合物 纯净物
微粒种类 Cl2、H2O、HClO、H＋、Cl－、ClO－、OH－ H2O、H＋、Cl－、OH－ Cl2
主要性质 黄绿色，能导电，有酸性、漂白性 为稀盐酸，只具有稀盐酸的性质 黄绿色液体，不导电，有氧化性
我们在复习这一考点时，不仅要充分考虑到氯水成分的复杂性造成氯水性质的多样性，也要考虑到氧化还原反应、离子反应、化学平衡等知识。
【例1－1】
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 淀粉碘化钾试纸变蓝 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”是：②____________________________，④____________________________________。
（3）实验③中“实验方法”的具体操作过程是____________________________。
（4）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___________________________________。
（5）若将实验③中的淀粉碘化钾试纸换为pH试纸，______（填“能”或“不能”）测出氯水的pH，为什么？______________________________________________________。
（6）若实验中使用的是久置的氯水，实验方法不变，对上述________实验无影响。
方法归纳
新制氯水中的成分比较多，所以新制氯水表现的化学性质也比较多，在书写有关氯水的方程式时，要注意选择微粒，如新制氯水与AgNO3溶液反应的离子方程式为Ag＋＋Cl－===AgCl↓；但与还原剂（如Fe2＋）反应时，新制氯水中的Cl2、HClO均与Fe2＋反应，一般选择微粒数较多的Cl2，即2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
【例1－2】 少量氯气溶于水达到平衡后，若其他条件不变，只改变某一条件，下列叙述中正确的是（　　）。
A．再通入少量氯气，减小
B．通入少量SO2，溶液漂白性增强
C．加入固体NaHCO3，HClO的浓度增大
D．光照一段时间，平衡右移，溶液漂白性增强
二、氯气的制备
1．反应原理
MnO2＋4HCl（浓）MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
2．制备气体的类型
固体＋液体气体。
3．收集方法
向上排空气法或排饱和食盐水法。
4．验满方法
用湿润的淀粉KI试纸或湿润的蓝色石蕊试纸。
5．净化方法
用饱和食盐水除去HCl，再用浓硫酸除去水蒸气。
6．吸收装置
多余的Cl2排放到空气中会造成环境污染，需用强碱溶液（如NaOH溶液）吸收。
【例2－1】 （2012湖南衡阳六校联考）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Cl2的某些性质，甲同学设计了如图所示的实验装置，按要求回答问题：
（1）下列方法中，可制得Cl2的正确组合是________。
①MnO2和浓盐酸混合共热　②KMnO4和浓盐酸混合
③NaClO和浓盐酸混合　④K2Cr2O7和浓盐酸混合　⑤KClO3和浓盐酸混合共热
A．①②　　　　　　　　 B．②③④
C．①④ D．①②③④⑤
（2）写出实验室制取Cl2的离子方程式_____________________________________。
（3）①装置B的作用是__________________________________________________；
②装置C和D出现不同现象说明的问题是______________________________________ _______________________________________________________________________；
③装置E的作用是_______________________________________________________。
（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溶液中的气体只有一种，乙同学提出应该在装置________与________之间（填装置字母序号）增加一个装置，增加装置里面的试剂可为________。
A．湿润的淀粉KI试纸 B．浓硫酸
C．湿润的红色布条 D．饱和的食盐水
特别提示
制取氯气的方法很多，如浓盐酸与MnO2加热、高锰酸钾与盐酸混合不需加热、ClO－与Cl－在酸性条件下不需要加热等，我们一定要根据题中所给信息与要求灵活运用所学知识选择合适装置。
【例2－2】 在实验室中制取纯净、干燥的氯气时，可使气体依次通过（　　）。
A．饱和食盐水、浓硫酸 B．NaOH溶液、浓硫酸
C．NaHCO3溶液、碱石灰 D．浓硫酸、饱和食盐水
三、次氯酸盐及其漂白作用
1．漂白粉
工业上用氯气和石灰乳制得漂白粉，漂白粉的有效成分是Ca（ClO）2。漂白粉的漂白原理是Ca（ClO）2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，HClO具有强氧化性，能使有色物质褪色。由于上述反应生成的HClO不稳定，见光易分解，故漂白粉露置在空气中，久置会失效，所以漂白粉应密封保存。
2．能用于漂白的物质及漂白原理
使物质褪色的原理有三种：一种是利用物质的吸附性将有色物质吸附掉；一种是利用物质的强氧化性，将有色物质的显色基团氧化掉；一种是与有色物质结合生成一种无色物质。常见的能用于漂白的物质及其漂白原理如下：
能用于漂白的物质 实际参与漂白的物质 漂白原理 漂白特点 能漂白的物质
活性炭 活性炭 吸附漂白 物理漂白 一般用于含色素的溶液漂白
氯气 次氯酸 次氯酸的强氧化性 氧化还原漂白，不可逆 可以漂白有机色质
次氯酸
次氯酸盐
过氧化氢 过氧化氢 过氧化氢的强氧化性 氧化还原漂白，不可逆 可以漂白有机色质
过氧化钠
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 化合漂白，可逆 具有选择性，如品红、棉、麻、草等
【例3－1】（改编自2012福建晋江联考）化学与生活是紧密相联的，下列说法中正确的是________。
A．氯气可用作消毒剂和漂白剂，是因为氯气与水反应生成的次氯酸具有强氧化性
B．二氧化氯具有还原性，可用于自来水的杀菌消毒
C．地震灾区和洪涝灾区都用漂白粉消毒，主要是利用漂白粉溶液的碱性和氧化性
D．氯气与烧碱溶液或石灰乳反应都能得到含氯消毒剂
E．能用同一原理解释ClO－与Fe2＋、H＋均不能大量共存
F．能用同一原理解释SO2、Cl2均能使品红溶液褪色
G．能用同一原理解释漂白粉和水玻璃长期露置在空气中变质
【例3－2】浓盐酸与Ca（ClO）2能发生如下反应：Ca（ClO）2＋4HCl（浓）===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O，用贮存很久的漂白粉与浓盐酸反应制得的氯气中，可能含有的杂质气体是（　　）。
①CO2　②HCl　③H2O　④O2
A．①②③ B．②③④
C．②③ D．①④
四、从海水中提取溴、碘的主要工艺流程
1．从海水中提取溴的主要工艺流程
（1）流程
浓缩海水溴单质氢溴酸溴单质
（2）有关反应的化学方程式
①2NaBr＋Cl2===Br2＋2NaCl
②Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4
③2HBr＋Cl2===2HCl＋Br2
2．从海水中提取碘的主要工艺流程
（1）流程
（2）有关反应的离子方程式
2I－＋H2O2＋2H＋===I2＋2H2O
【例4】 （改编自人教版必修2教材习题）全球海水中溴的蕴藏量丰富，约占地球溴总蕴藏量的99%，故溴有“海洋元素”之称。海水中溴含量约为67 mg·L－1，其工业提取方法有：
（1）空气吹出纯碱吸收法。方法是将氯气通入富含溴离子的海水中，使溴置换出来，再用空气将溴吹出，用纯碱溶液吸收，最后用硫酸酸化，即可得到溴单质。该方法涉及的反应有：
①________________________________________（写出离子方程式）；
②Br2＋3CO===BrO＋5Br－＋3CO2↑；
③____________________________（写出离子方程式）；其中反应②中氧化剂是________，还原剂是____________。
（2）空气吹出SO2吸收法。该方法基本同（1），只是将溴吹出后用SO2来吸收，使溴转化为氢溴酸，然后再用氯气氧化氢溴酸即得单质溴。
写出溴与二氧化硫反应的化学方程式：__________________________________。
（3）溶剂萃取法。该法是利用单质溴在水中和溶剂中的溶解度不同的原理来进行的。实验室中萃取用到的实验仪器名称是____________。下列可以用于海水中溴的萃取剂的是______。
①乙醇　②四氯化碳　③硝酸　④己烯
实验探究卤族元素性质的递变规律
卤族元素是典型的非金属元素，所以经常以卤族元素之间的置换反应为载体考查我们的实验设计及实验探究能力。我们在做题时一定要抓住卤族元素性质的递变规律，同时还要了解卤素单质的物理性质及特性：
卤素单质 颜色和状态 CCl4溶液中的颜色 特性
Br2 深红棕色液体 橙红色 氧化性
I2 紫黑色固体 紫红色 使淀粉变蓝
【实验典例】
为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用如图所示装置进行实验（夹持仪器已略去，气密性已检验）。
实验过程：
Ⅰ.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。
Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。
Ⅲ.当B中溶液由黄色变为棕红色时，关闭活塞a。
Ⅳ.……
（1）A中产生黄绿色气体，其电子式是___________________________________。
（2）验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是________________________。
（3）B中溶液发生反应的离子方程式是__________。
（4）为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象是
________________________________________________________________________。
（5）过程Ⅲ实验的目的是________________________。
（6）氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：同主族元素从上到下________，得电子能力逐渐减弱。
1．（高考集萃）下列叙述中不正确的是________。
A．（2012课标全国理综）能使润湿的淀粉KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2
B．（2012课标全国理综）某溶液中加入CCl4，CCl4层显紫色，证明原溶液中存在I－
C．（2012安徽理综）用溴水、淀粉KI溶液比较Br2与I2的氧化性强弱所需仪器是试管、胶头滴管
D．（2012广东理综）将混有HCl的Cl2通入饱和NaHCO3溶液中除去HCl
E．（2012浙江理综）在“火柴头中氯元素的检验”实验中，摘下几根未燃过的火柴头，将其浸于水中，稍后取少量溶液于试管中，滴加硝酸银溶液和稀硝酸后，即可判断氯元素的存在
F．（2012山东理综）Cl2、SO2均能使品红溶液褪色，说明二者均有氧化性
2．某同学用下列装置制备并检验Cl2的性质，下列说法中正确的是（　　）。
A．Ⅰ图中：如果MnO2过量，浓盐酸就可全部消耗
B．Ⅱ图中：湿润的有色布条能褪色，将硫酸溶液滴入烧杯中，至溶液显酸性，结果有Cl2生成
C．Ⅲ图中：生成蓝色的烟
D．Ⅳ图中：量筒中发生了加成反应，量筒内液面上升，量筒壁上有无色液滴出现
3．（改编自2012河南商丘模拟）下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间因果关系的判断，完全正确的是（　　）。
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ 判断
A 漂白粉使用时为加快其漂白速率往往可滴加适量醋酸 酸性：CH3COOH＞HClO Ⅰ对，Ⅱ对，有
B 氯气不能使干燥的有色布条褪色，能使湿润的有色布条褪色 说明次氯酸的氧化性比氯气强 Ⅰ对，Ⅱ对，无
C 双氧水、氯气、硫酸铜均可用作杀菌消毒剂 因为双氧水、氯气、硫酸铜都具有较强氧化性 Ⅰ对，Ⅱ对，有
D 将Cl2通入NaBr溶液中，然后加入CCl4，振荡、静置，CCl4层为橙红色 说明氯的氧化性比溴的强 Ⅰ对，Ⅱ对，无
4.（2012河南丰集测试）将0.03 mol Cl2缓缓通入含0.02 mol H2SO3和0.02 mol HBr的混合溶液中，在此过程中溶液中的c（H＋）与Cl2用量的关系示意图正确的是（溶液的体积视为不变）（　　）。
5．新制氯水中含有多种粒子，某校化学研究性学习小组的同学为探究其性质，做了如下实验，请你帮助完成：
（1）氯气能使湿润的红色布条褪色。使其褪色的微粒的化学式是__________。
（2）将氯水光照一段时间，溶液颜色逐渐变浅，其有关反应的化学方程式为__________________________、__________________________。
（3）平衡常数表明了封闭体系的可逆反应在给定的温度下进行的程度，对于同一个类型的反应，平衡常数越大，表明反应进行的程度越大。
H2CO3HCO＋H＋ Ka1（H2CO3）＝4.45×10－7
HCOCO＋H＋　 Ka2（HCO）＝5.61×10－11
HClOH＋＋ClO－　 Ka（HClO）＝2.95×10－8
请依据以上电离平衡常数，写出将少量的氯气通入过量的碳酸钠溶液中所发生反应的离子方程式：______________________________________。
（4）饱和氯水与石灰石的反应是制取较浓HClO溶液的方法之一。
定性研究实验：
①在试管中加入过量的块状碳酸钙，再加入约20 mL饱和氯水，充分反应，有少量气泡产生，溶液浅黄绿色褪去；
②过滤，将滤液滴在有色布条上，发现其比氯水的漂白性更强；
③为了确定反应产物，将滤液分为三份，分别进行以下实验：
第一份与石灰水混合，立即产生大量白色沉淀；
第二份与稀盐酸混合，立即产生大量无色气体；
将第三份加热，看到溶液变浑浊且有大量无色气体产生。
经检测，上述实验中产生的无色气体均为CO2。
请回答：
①反应后所得的溶液漂白性增强的原因是____________________。
②依据上述实验可推知：②的滤液中的溶质除CaCl2、HClO外，还含有____________。
参考答案
基础梳理整合
一、1.黄绿　大　上　有
2．(1)2HCl　苍白色　爆炸
(2)2FeCl3　棕色　CuCl2　棕黄色　2NaCl　白　高价
(3)Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO
(4)Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O　2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O　CaCl2和Ca(ClO)2　Ca(ClO)2
(5)2HCl＋H2SO4　2FeCl3　2HCl＋S　2NaCl＋Br2
即时训练1
答案：④⑥⑧
二、1.(1)一　弱　HClOH＋＋ClO－
(2)2HClO2HCl＋O2↑　棕
2．(1)2Cl2＋2Ca(OH)2===Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O　Ca(ClO)2
(2)Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO　密封
(3)碱
即时训练2
答案：次氯酸不稳定，见光易分解
三、1.Ag＋＋Cl－===AgCl↓
2．AgNO3　稀硝酸　白色沉淀
即时训练3
C
四、1.增大　减弱
2．(1)逐渐加深　浅黄绿　黄绿　深红棕　紫黑　(2)增大　升高
3．(1)减弱　由易到难　(2)减弱　增强
即时训练4
答案：③⑤⑥⑦
核心归纳突破
【例1－1】 答案：(1)氯水中含有Cl－
(2)溶液褪色　有气泡生成
(3)取一片淀粉碘化钾试纸，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)氯水中含有H＋，中和OH－使溶液褪色　氯水含有HClO具有漂白性，其漂白作用使溶液褪色　向褪色的溶液中滴加NaOH溶液至溶液显碱性，若溶液不再显红色，证明b正确；若溶液显红色，证明a正确
(5)不能　氯水含有HClO能将pH试纸漂白为无色
(6)①②④
解析：(4)要从氯水的成分及性质分析：氯水中含有H＋显酸性，氯水中含有HClO具有漂白性；设计实验时从溶液中是否含有酚酞来进行设计比较简单；(6)久置的氯水就是盐酸，不含有HClO、Cl2。
【例1－2】 C　解析：在氯水中存在如下平衡：Cl2＋H2OHCl＋HClO……①，H2OH＋＋OH－……②，HClOH＋＋ClO－……③。当通入少量氯气时，平衡①向右移动，c(H＋)增大有两方面原因，次氯酸浓度增大和盐酸完全电离，c(ClO－)由于次氯酸的电离也增大，但是c(H＋)增大的多，所以比值增大，A错误；当通入少量SO2时，会发生反应SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，生成无漂白性的HCl和H2SO4，降低了次氯酸的浓度，漂白性减弱，B错误；加入固体NaHCO3，NaHCO3与HCl反应，但不与HClO反应，所以平衡①右移，使HClO浓度逐渐增大，C正确；光照使HClO分解，降低了HClO的浓度，漂白性减弱，D错误。
【例2－1】 答案：(1)D
(2)4H＋＋2Cl－＋MnO22H2O＋Cl2↑＋Mn2＋
(3)①证明有水蒸气　②Cl2无漂白性，次氯酸有漂白性　③吸收Cl2
(4)E　F　AC
解析：(1)KMnO4、NaClO、K2Cr2O7、KClO3都是强氧化剂，在酸性条件下均可把HCl氧化为Cl2；(3) ③氯气溶于CCl4，吸收HCl中的Cl2防止干扰HCl的检验；(4)应该证明HCl气体中无Cl2，A、C均可检验氯气，D选项是除去Cl2中的HCl气体。
【例2－2】 A
【例3－1】 AD　解析：B选项，ClO2具有强氧化性，错误；C选项，主要利用漂白粉的强氧化性，错误；E选项，ClO－与Fe2＋因发生氧化还原反应而不能大量共存，ClO－与H＋因为生成不稳定的HClO不能大量共存；F选项，SO2使品红溶液褪色是因为与有色物质结合生成不稳定的无色物质，Cl2能使品红溶液褪色是Cl2与水生成的HClO的强氧化性；G选项，漂白粉变质既发生复分解反应也发生氧化还原反应，而水玻璃变质只发生复分解反应，不发生氧化还原反应。
【例3－2】 A　解析：贮存很久的漂白粉会部分发生反应Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，所以当遇到浓盐酸时会放出CO2；浓盐酸是挥发性酸，所以用浓盐酸制取的气体中一定混有HCl。
【例4】 答案：(1)Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2
BrO＋5Br－＋6H＋===3Br2＋3H2O　Br2　Br2
(2)Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4
(3)分液漏斗　②
解析：本题主要是根据信息书写化学方程式。(1)由离子方程式②可知用纯碱溶液吸收后，溶液中溴元素以BrO、Br－形式存在，溴元素的化合价分别为＋5价、－1价，在酸性条件下又可生成0价的Br2，所以反应③的反应物为BrO、Br－、H＋，生成物为Br2和H2O。(3)萃取剂的条件：a.不能与所要萃取的混合液发生反应(己烯中含有碳碳双键，与溴发生加成反应，所以④不可以，如果是己烷就可以)；b.不能溶于水(乙醇、硝酸均易溶于水，所以①③均不可以)；c.要萃取的物质易溶于萃取剂(溴易溶于四氯化碳)，所以只有②符合。
实验探究拓展
实验典例
答案：(1)∶∶∶
(2)淀粉KI试纸变蓝
(3)Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－
(4)打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D振荡，静置后CCl4层溶液变为紫红色
(5)确认C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰
(6)原子半径逐渐增大
解析：(4)应该把C中生成的Br2滴入D中，因为试管底部有CCl4，所以还需振荡静置，观察现象；(5)确认C中没有过量氯气，可以排除Cl2与KI溶液反应。
演练巩固提升
1．ABDEF　解析：A选项，能把I－氧化为I2的氧化剂很多，如HNO3、Fe3＋等，错误；B选项，碘的四氯化碳溶液显紫色，指的是I2，错误；D选项，两者均能与NaHCO3溶液反应，而且引入杂质CO2，错误；E选项，火柴头中氯元素不是以Cl－的形式存在，错误；F选项，SO2使品红溶液褪色，不是因为SO2的氧化性，错误。
2．B　解析：MnO2不与稀盐酸反应，A错误；烧杯中有NaCl和NaClO生成，依据H2O＋Cl2H＋＋Cl－＋HClO可知加入硫酸使平衡左移，生成氯气，B选项正确；C选项，生成棕黄色的烟，错误；D选项发生取代反应，错误。
3．A　解析：漂白粉起漂白作用的是HClO，醋酸的酸性大于HClO，所以加入醋酸后醋酸与Ca(ClO)2反应生成HClO，A选项正确；B、D选项两者间有因果关系，错误；C选项，硫酸铜杀菌消毒不是因为强氧化性，错误。
4．A　解析：发生反应的先后顺序为H2SO3＋Cl2＋H2O===4H＋＋SO＋2Cl－、2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2，所以溶液中的c(H＋)先增大，然后几乎不变。
5．答案：(1)HClO
(2)H2O＋Cl2HCl＋HClO　2HClO2HCl＋O2↑
(3)Cl2＋2CO＋H2O===2HCO＋Cl－＋ClO－
(4)①CaCO3消耗了氯水中的HCl，使H2O＋Cl2HCl＋HClO平衡向右移动，HClO浓度增大
②Ca(HCO3)2
解析：(3)由电离平衡常数可知酸性强弱为H2CO3＞HClO＞HCO，又因为Na2CO3过量，所以HCl、HClO与CO反应均生成HCO；(4)由第二份实验可知溶液中一定含有CO或HCO，由第三份实验可知溶液中一定含有Ca2＋，综合可知溶液中有Ca(HCO3)2。
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