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主题一
第三讲　高考常考热点物质
热点1　二氧化氯与亚氯酸钠
一、 二氧化氯(ClO2)
ClO2是国际上公认的新一代广谱、高效安全、环保的杀菌消毒剂。
1．性质与用途
有毒性，熔点：-59 ℃，沸点：11 ℃，气体呈黄绿色，极易溶于水，在碱性溶液中剧烈反应生成亚氯酸盐和氯酸盐。ClO2不稳定，受热(85 ℃以上)或见光易分解，引起爆炸。常压下，当体积分数大于15%或水中浓度大于30%易爆炸，在生产和使用时必须用稀有气体或空气等进行稀释，同时要避免光照、震动等。ClO2主要用作污水杀菌消毒和纸浆漂白。
3．实验室制法
2NaClO3+SO2+H2SO4===2ClO2↑+2NaHSO4
ClO2易溶于H2O，不与水反应，一般储存在冰水中。
4．ClO2可除去水中的Mn2+、Fe2+、H2S
2ClO2+5Mn2++6H2O===5MnO2↓+2Cl-+12H+
ClO2+5Fe2++13H2O===5Fe(OH)3↓+Cl-+11H+
2ClO2+5H2S===5S↓+4H2O+2Cl-+2H+
5．ClO2水溶液中ClO2含量的测定
原理：ClO2水溶液用稀硫酸酸化，再与一定浓度一定体积的碘化钾溶液反应，最后用硫代硫酸钠标准液滴定至蓝色消失。发生的反应：
2ClO2+10I-+8H+===5I2+2Cl-+4H2O
2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI
定量关系：2ClO2~5I2~10Na2S2O3
二、 亚氯酸钠(NaClO2)
1．制备
2ClO2+2NaOH+H2O2===2NaClO2+O2+2H2O
2． 装置
ClO2为极性分子，
根据“相似相溶”规律可知，ClO2易溶于水
V形
除率降低
CO2
热点2　高铁酸钾的制备
1．实验室制备高铁酸钾
3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH===2Na2FeO4+3NaCl+6NaNO3+5H2O
先制备高铁酸钠，再与KOH反应得到高铁酸钾。实验室制取高铁酸钠的装置图如下：
因氯气与氢氧化钠也可以生成副产物氯酸钠，所以降低氯酸钠生成的措施：
(1) 通入N2，目的是稀释氯气的浓度。
(2) 搅拌，防止局部浓度过大。
(3) 还可以用冷水浴降低反应的温度，减缓反应的速率。

［考题展示］
例2　高铁酸钾(K2FeO4)为高效净水剂，紫色固体，易溶于水，微溶于KOH溶液；具有强氧化性，在酸性溶液中完全、快速产生O2，在碱性溶液中较稳定。某实验小组制备高铁酸钾并探究其性质。
(1) 制备K2FeO4(夹持装置略)
饱和食盐水
①装置B中所用试剂为_________________。
②C中得到紫色固体和溶液，C中发生的主要反应为
____________________________________________(用化学方程式表示)。
3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH===2K2FeO4+6KCl+8H2O
(2) 探究K2FeO4的性质
取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a，经检验气体中含有Cl2。为证明是否K2FeO4氧化了Cl-而产生Cl2，某同学设计了以下方案：取少量a，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色。该方案并不完善，因为溶液变红的原因可能是_________________________________，_______________________(用离子方程式表示)，重新设计实验方案，证明是K2FeO4氧化了Cl-而产生Cl2：将装置C中混合物过滤，__________________________________________________________ ____________________________________________________________________________。［实验中必须使用的试剂：盐酸、KOH溶液、淀粉碘化钾试纸］。
Fe3++3SCN- Fe(SCN)3
将所得固体用KOH溶液充分洗涤，再用KOH溶液将少量固体溶解，得到紫色溶液，向溶液中滴加盐酸，产生黄绿色气体，使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
【解析】 (1) ①装置A是制备Cl2，装置B为净化装置，用于除去Cl2中的HCl，装置B中所用试剂为饱和食盐水；②在碱性条件下Cl2可以氧化Fe(OH)3制取K2FeO4，化学方程式为3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH===2K2FeO4+6KCl+8H2O。(2) K2FeO4具有强氧化性，在酸性溶液中快速产生O2，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色是由于Fe3+与SCN-结合成红色的配合物。
热点3　联氨——肼(N2H4)
1．结构整合
联氨又称肼，它可看成是氨分子中的一个氢原子被氨基所取代的衍生物。由于两个N原子上的孤电子对相互排斥，使得N—N键能减小。氮元素的化合价是-2，
联氨分子为极性分子，其电子式为_____________，氮原子的杂化方式为_____。16 g联氨中含有σ键的数目是_______mol。
sp3
2.5
2．性质
(1) 物理性质：
纯净联氨是无色高吸湿性的液体， 熔点为275 K，沸点为387 K，联氨能与水、甲醇、乙醇等混溶的原因是______________________________________________ _________________。
(2) 化学性质
①弱碱性
联氨的水溶液呈碱性，其碱性的机理与氨水相似，其强度比氨水弱。联氨的水溶液呈碱性的原因是________________________(用离子方程式表示，下同)。
N2H6SO4的水溶液呈酸性，理由是_______________________________。
联氨分子间存在氢键；联氨分子能与水分子或羟基
形成分子间氢键
2N2H4(g)+2NO2(g)===3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 136 kJ/mol
O2+4e-+2H2O===4OH-
N2H4-4e-+4OH-===N2↑+4H2O
③配位性质
因为N2H4中N原子有孤电子对，所以N2H4可作配体形成配合物。例如：
Co3++6N2H4===［Co(N2H4)6］3+
Pt2++2NH3+2N2H4===［Pt(NH3)2(N2H4)2］2+
配合物［Co(N2H4)6］Cl3的中心离子是________，配体是________，配位原子是_____，配位数为_____。
Co3+
N2H4
N
6
N2H4·H2O+NaCl
［方法Ⅱ］
目前普遍采用的是尿素法生产水合肼：
尿素、次氯酸钠和氢氧化钠溶液反应的化学方程式为
CO(NH2)2+2NaOH+NaClO=== N2H4·H2O+Na2CO3+NaCl。
［考题展示］
例3　水合肼(N2H4·H2O)是无色、有强还原性的液体，能与水、醇任意混合，不溶于乙醚和氯仿。实验室制备水合肼的原理为2NaOH+CO(NH2)2+NaClO ===Na2CO3+N2H4·H2O+NaCl，据此，某学生设计了下列实验。已知：①NaClO受热易分解为NaCl和NaClO3；②N2H4·H2O的沸点约118 ℃。
Ⅰ．制备NaClO溶液(如图1)
(1) 用烧碱固体配制30%NaOH溶液时，
所需玻璃仪器除玻璃棒外还有___(填字母)。
A．容量瓶 　 B．移液管 　
C．烧杯 　 D．量筒
(2) B中的长颈漏斗和C中的玻璃管a在实
验中的作用相同，均为____________。C中用冰水浴控制温度在25 ℃以下，其主要目的是___________________________________________。
CD
平衡压强
降低C中反应温度，防止温度太高使NaClO分解
图2
Ⅱ．制取水合肼(如图2)
(3) 实验中要滴入NaClO溶液___________(填“需要”或“不需要”)打开玻璃塞b。
(4) 反应过程中，若将CO(NH2)2滴加到NaClO中，将会产生大量氮气，降低水合肼的产率，原因是_______________________________________ (用化学方程式表示)。充分反应后，把“装置”内的溶液经过__________(填操作)处理，即可得到水合肼的粗产品。
不需要
N2H4·H2O+2NaClO===N2↑+3H2O+2NaCl
蒸馏
Ⅲ．定量测定
(5) 称取馏分0.20 g，加水配成20.00 mL溶液，在一定条件下，用0.30 mol/L I2的标准液进行滴定。
①滴定时，用________________(填仪器名称)装标准液。
②水合肼与I2反应的化学方程式为_________________________________。
③实验测得消耗I2溶液的平均值为20.00 mL，则馏分中N2H4·H2O的质量分数为___________。
酸式滴定管
N2H4·H2O+2I2===N2↑+4HI+H2O
75%
热点4　有关锂电池
1980年，古迪纳夫发明了钴酸锂材料，这种材料的结构可以使锂离子在其中快速移动。以下图示说明锂电池的工作原理：
放电时 充电时

电池充电时，LiCoO2中的Li+穿过聚丙烯微孔薄膜向左迁移并嵌入石墨(C6表示)

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