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第11讲　氯、溴、碘及其化合物
【课标要求】　1.掌握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质量的影响。3.掌握氯气的实验室制法(包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法)。4.了解卤族元素的性质递变规律及与化工生产相结合的资源综合利用。
考点1　氯气及其化合物
1．氯气
(1)物理性质
颜色
状态
气味
密度
溶解性
黄绿色
气体
刺激性
比空气大
1体积水溶解约2体积Cl2
[提醒]　闻气体气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少量气体飘进鼻孔。
(2)化学性质
①与金属反应
②与非金属反应
与H2反应：H2＋Cl22HCl。
③与水：Cl2＋H2O?HCl＋HClO
2．氯水的成分及性质
(1)氯水中存在三种平衡关系
①Cl2＋H2O?HCl＋HClO；
②HClO?H＋＋ClO－；
③H2O?H＋＋OH－。
(2)氯水中存在的微粒
①三种分子：H2O、Cl2、HClO；
②四种离子：H＋、Cl－、ClO－和OH－。
(3)氯水的性质
(4)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.次氯酸
(1)结构式为H—O—Cl。
(2)性质
①弱酸性：一元弱酸，酸性比H2CO3还弱。
②不稳定性：见光易分解，2HClO2HCl＋O2↑，因此次氯酸要现用现配，保存在棕色试剂瓶中。
③强氧化性：具有漂白、杀菌能力，用作消毒剂、漂白剂，可以使有色布条、品红溶液等褪色。
[提醒]　HClO和ClO－都具有强氧化性，无论酸性、碱性条件下都可以和亚铁盐、碘化物、硫化物等发生氧化还原反应。
(3)指示剂遇几种不同漂白剂的变化
漂白剂
HClO
Na2O2(H2O2)
SO2
活性炭
漂白原理
氧化漂白
氧化漂白
化合漂白
吸附漂白
品红溶液
褪色
褪色
褪色
褪色
紫色石蕊
先变红后褪色
褪色
只变红不褪色
褪色
4.次氯酸盐
(1)“84”消毒液
有效成分为NaClO，它与洁厕灵(主要成分盐酸)混合会立即产生氯气，其离子方程式是ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O。
(2)漂白粉
①成分：漂白粉的主要成分是Ca(ClO)2和CaCl2，其中有效成分是Ca(ClO)2。
②漂白原理：在潮湿的空气中能吸收CO2，化学方程式为Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO。
　(1)过量的铁粉在少量氯气中加热，充分反应后产物为FeCl2。(　　)
(2)氯气溶于水得氯水，溶液呈酸性且可以导电，所以氯气是电解质。(　　)
(3)新制取的漂白粉是混合物。(　　)
(4)氯气可以使湿润的有色布条褪色，但是实际起漂白作用的物质是次氯酸，而不是氯气。(　　)
(5)Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂。(　　)
(6)标准状况下，11.2
L
Cl2与水充分反应转移电子数为0.5NA。
(　　)
(7)“84”消毒液的消毒原理与H2O2的相同，都是利用强氧化性。(　　)
答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×　(6)×　(7)√
　在空气中长时间放置的漂白粉，最终得到的主要固体物质是什么？用方程式表示漂白粉在空气中久置变质的过程。
______________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
答案：最终得到的物质是CaCO3和CaCl2；Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO，2HClO2HCl＋O2↑
题组一　氯气的性质及应用
1．(双选)下列有关氯及其化合物叙述错误的是(　　)
A．红热的铜丝在氯气中剧烈燃烧，生成棕黄色的烟
B．大量氯气泄漏时，应用浸有弱碱性溶液的毛巾捂住口鼻向低处跑
C．AlCl3、FeCl2、FeCl3均可通过化合反应制得
D．向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液颜色变成棕黄色，说明氯水中含有HClO
解析：Cu与Cl2反应生成固体CuCl2，则红热的铜丝在氯气中剧烈燃烧，生成棕黄色的烟，A正确；大量氯气泄漏时，氯气易溶于碱，且密度大，应用浸有弱碱性溶液的毛巾捂住口鼻向高处跑，B错误；2Al＋3Cl22AlCl3，2FeCl3＋Fe===3FeCl2，2Fe＋3Cl22FeCl3，均可通过化合反应制得，C正确；向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液颜色变成棕黄色，氯水中的Cl2和HClO均能把Fe2＋氧化为Fe3＋，不能说明氯水中是否含有HClO，D错误。
答案：BD
2．根据下列装置图回答问题
(1)A、B通入Cl2后，观察到的现象是__________________________________
_______________________________________________________________，
根据现象可得出的结论是____________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)集气瓶B中发生反应的离子方程式是___________________________________
___________________________________________________________________。
(3)F装置的作用是___________________________________________________。
(4)实验开始后，观察装置C中的现象是___________________________________
__________________________________________________________________。
(5)装置E中发生反应的离子方程式是______________________________________
__________________________________________________________________。
(6)通入Cl2时装置D中发生反应的离子方程式是_________________________
___________________________________________________________________。
答案：(1)干燥的有色(或A中)布条不褪色，湿润的有色(或B中)布条褪色　Cl2无漂白性，Cl2与水反应生成的HClO有漂白性
(2)Cl2＋H2O?H＋＋Cl－＋HClO
(3)吸收氯气，防止污染环境
(4)溶液先变为红色，然后褪色
(5)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
(6)H2O＋SO＋Cl2===2H＋＋SO＋2Cl－
题组二　氯水的多重性及应用
3．在新制饱和氯水中，若只改变某一条件，下列叙述正确的是(　　)
A．再通入少量氯气，减小
B．通入少量SO2，溶液漂白性增强
C．加入少量的碳酸钠粉末，pH增大，溶液漂白性增强
D．光照过程中，有气泡冒出，溶液的导电性减弱
解析：饱和氯水不能再溶解氯气，各成分的浓度不变，A项错；SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，Cl2＋H2O?H＋＋Cl－＋HClO的平衡左移，HClO的浓度减小，漂白性减弱，B项错；加入少量的碳酸钠粉末，消耗H＋，使上述平衡正向移动，HClO的浓度增大，C项正确；光照过程中，HClO分解，生成O2和HCl，溶液中的离子浓度增大，导电性增强，D项错误。
答案：C
4.氯水中含有多种成分，因而具有多种性质，根据氯水分别与如图四种物质发生的反应填空(a、b、c、d重合部分代表物质间反应，且氯水足量)。
(1)能证明氯水具有漂白性的是________(填“a”“b”“c”或“d”)。
(2)c过程中的现象是___________________________________________________________________。
b过程中反应的离子方程式为____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)a过程中反应的化学方程式为_____________________________________
________________________________________________________________。
答案：(1)d
(2)产生白色沉淀　2H＋＋CO===H2O＋CO2↑
(3)Cl2＋2FeCl2===2FeCl3
题组三　次氯酸盐和其他含氯消毒剂
5．氯胺是一种长效缓释有机氯消毒剂，有强氧化性，其杀菌能力是一般含氯消毒剂的4～5倍，下列有关氯胺(NH2Cl)的说法一定不正确的是(　　)
A．氯胺的水解产物为NH2OH(羟氨)和HCl
B．氯胺的电子式为
C．氯胺中氯的化合价为＋1
D．氯胺的消毒原理与漂白粉相似
解析：NH2Cl＋H2O?NH3＋HClO，反应生成的HClO能杀菌消毒。该水解反应是一个可逆反应，HClO杀菌后浓度减小，平衡向右移动，氯胺转化成HClO；相反，当HClO浓度较高时，平衡向左移动，转化为氯胺，相当于暂时“贮存”，避免其分解损失，这样就延长了消毒时间。
答案：A
6．二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色易溶于水的气体，常用于饮用水的消毒。下列有关ClO2制备与杀菌的说法不合理的是(　　)
A．NaClO2在酸性条件下歧化生成ClO2和NaCl，则n(氧化剂)∶n(还原剂)＝1∶4
B．ClO2在强碱性环境中使用失效，可能的原因是2ClO2＋2OH－===ClO＋ClO＋H2O
C．可用饱和食盐水除去ClO2中的NH3
D．等物质的量的ClO2杀菌效果比Cl2强
解析：酸性条件下ClO发生歧化反应，生成Cl－和ClO2，可写出方程式：4H＋＋5ClO===Cl－＋4ClO2↑＋2H2O，显然氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4，A正确；方程式符合歧化反应化合价的变化，B正确；ClO2易溶于水，显然不能用饱和食盐水除杂，C错误；等物质的量的ClO2做氧化剂时得电子数比Cl2得电子数多，D正确。
答案：C
7．“84”消毒液的有效成分为NaClO，已知酸的电离平衡常数：H2CO3＞HClO＞HCO，下列说法正确的是(　　)
A．“84”消毒液可以与福尔马林溶液混合使用
B．NaClO的稳定性和漂白性都比HClO强
C．工业上在特定条件下电解饱和食盐水制得NaClO，原理为NaCl＋H2O===NaClO＋H2↑
D．NaClO溶液在空气中发生的离子反应为2ClO－＋CO2＋H2O===2HClO＋CO
解析：次氯酸钠具有强氧化性，能与福尔马林中的甲醛发生化学反应，A错误；NaClO在溶液中水解生成HClO，从而具有漂白性和强氧化性，B错误；根据电离平衡常数分析，反应应该生成次氯酸和碳酸氢根离子，D错误。
答案：C
考点2　氯气的实验室制法
1．反应原理
用强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸，如MnO2与浓盐酸反应的化学方程式为
MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。
2．实验装置
3．验满方法
(1)将湿润的淀粉?碘化钾试纸靠近盛Cl2的集气瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。
(2)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的集气瓶口，观察到试纸先变红后褪色，则证明已集满。
(3)根据集气瓶中气体的颜色判断是否集满。
(1)含4
mol
HCl的浓盐酸与足量MnO2反应，可制备22.4
L
Cl2。(　　)
(2)用饱和NaHCO3溶液除去Cl2中混有的HCl。(　　)
(3)用浓硫酸或碱石灰干燥Cl2。(　　)
(4)可用排饱和食盐水法收集Cl2。(　　)
(5)常用饱和石灰水吸收尾气中的Cl2。(　　)
(6)用干燥的淀粉碘化钾试纸检验Cl2是否收集满。(　　)
答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)×
1．Ca(ClO)2、KClO3、KMnO4均能将盐酸中的Cl－氧化成Cl2，试分别写出反应的离子方程式。
(1)_________________________________________________________________。
(2)_________________________________________________________________。
(3)_________________________________________________________________。
答案：(1)ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O
(2)ClO＋5Cl－＋6H＋===3Cl2↑＋3H2O
(3)2MnO＋10Cl－＋16H＋===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O
2．下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。思考装置B、C、D的作用分别是：
(1)B________________________________________________________________；
(2)C________________________________________________________________；
(3)D________________________________________________________________。
答案：(1)向上排空气法收集氯气
(2)安全瓶作用，防止D中的液体倒吸入B中
(3)吸收尾气，防止氯气扩散到空气中污染环境
1．(2021·福建省莆田月考)下列装置或原理能达到实验目的的是(　　)
A
B
C
D
制取Cl2
除去Cl2中的HCl
氯气的尾气处理
测氯水的pH
解析：A.高锰酸钾具有强氧化性，浓盐酸与高锰酸钾在常温下发生氧化还原反应可生成氯气，能用于制取氯气，A正确；B.氯气和氯化氢气体都能与氢氧化钠溶液反应，应用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢，B错误；C.氯气与饱和食盐水不反应，应用氢氧化钠溶液进行尾气处理，C错误；D.氯水中含有次氯酸，次氯酸具有漂白性，可漂白pH试纸，不能用pH试纸测定氯水的pH，D错误。
答案：A
2．下列关于Cl2的制备、净化、收集及尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是(　　)
A．用装置甲制备Cl2
B．用装置乙除去Cl2中的HCl
C．用装置丙收集Cl2
D．用装置丁吸收尾气
解析：A.实验室用二氧化锰和浓盐酸反应制备氯气，二氧化锰和浓盐酸反应需要加热，甲装置没有加热装置，A错误；B.Cl2和HCl均与饱和碳酸氢钠溶液反应，不能除杂，氯气中混有的HCl气体可以用饱和食盐水除去，B错误；C.氯气的密度比空气大，收集时应采用向上排空气法，图中为向下排空气法，C错误；D.氯气有毒，不能直接排放，氯气能与氢氧化钠反应，图中装置可吸收尾气，D正确。
答案：D
3．下图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3，仪器连接顺序正确的是(　　)
A．a—b—c—d—e—f—g—h
B．a—e—d—c—b—h—i—g
C．a—d—e—c—b—h—i—g
D．a—c—b—d—e—h—i—f
答案：B
4．某化学小组用如图所示装置制取氯气。
(1)该装置图中存在的错误有______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)实验室用下列两种方法制取氯气：
①用含HCl
146
g的浓盐酸与足量的MnO2反应；
②用87
g
MnO2与足量的浓盐酸反应，则所得Cl2__________(填“①比②多”“②比①多”或“一样多”)。
答案：(1)没有酒精灯，不应用长颈漏斗应用分液漏斗；集气瓶接反，应长进短出；没有尾气吸收装置
(2)②比①多
5．某研究性学习小组利用下列装置制备漂白粉。
(1)装置④中的X试剂为___________________________________________________________________。
(2)装置③中发生反应的化学方程式为______________________________________________________________________
___________________________________________________________________，
该反应是放热反应，反应温度较高时有副反应发生，改进该实验装置以减小副反应发生的方法是_______________________________________________
_________________________________________________________________。
答案：(1)NaOH溶液
(2)2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O　将装置③放于冷水浴中进行实验
[归纳提升]
制取Cl2装置的创新
考点3　卤素的性质及X－的检验
1．溴、碘单质的物理性质
性质
Br2
I2
颜色
深红棕色
紫黑色
状态
液体
固体
溶解性
水中
溶解度不大
溶解度不大
有机溶剂中
易溶
易溶
特性
易挥发、有毒
易升华使淀粉变蓝
2.卤素单质性质的相似性
(1)都能与大多数金属反应：2Fe＋3Br22FeBr3、Fe＋I2FeI2。
(2)都能与H2反应：H2＋X2===2HX。
(3)都能与水反应：X2＋H2O?HX＋HXO(F2例外，2F2＋2H2O===4HF＋O2)。
(4)都能与碱液(如NaOH)反应：
X2＋2NaOH===NaX＋NaXO＋H2O(F2例外)。
3．卤素单质性质的递变性
4．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－
未知液蓝色溶液，表明有I－。
　(1)实验室保存液溴时要加少量水进行水封，不用橡胶塞。(　　)
(2)向无色溶液中滴加氯水和CCl4，振荡，静置，下层溶液显紫色说明原溶液中有I－。(　　)
(3)卤素单质与水的反应中，卤素单质既做氧化剂又做还原剂。(　　)
(4)氢碘酸(HI)的酸性和还原性都强于盐酸。(　　)
(5)类比Fe与Cl2的反应判断Fe与I2反应时生成FeI3。(　　)
(6)浓硫酸不能干燥HBr、HI，因为HBr、HI还原性较强，能与浓硫酸发生氧化还原反应。(　　)
答案：(1)√　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×　(6)√
　溴水是中学化学中常用的试剂，请思考总结中学化学实验中有哪些使溴水褪色的情况？
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
答案：(1)因萃取而褪色：苯、CCl4与溴水混合后，水层几乎为无色。
(2)因碱性条件下发生歧化反应而褪色：如溴水与强碱反应，即Br2＋2NaOH===NaBr＋NaBrO＋H2O。
(3)因被还原而褪色：如H2S、SO2、SO、Fe2＋、I－等能将Br2还原为Br－而使溴水褪色。
(4)因生成沉淀而褪色：如溴水中加入AgNO3溶液，生成AgBr沉淀而使溴水褪色。
(5)因发生加成反应而褪色：含、—C≡C—的有机物与Br2发生加成反应，而使溴水褪色。
(6)因发生取代反应而褪色：如使溴水褪色
题组一　卤素性质的递变规律
1．下列有关卤素的说法错误的是(　　)
A．从HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实，可推出F、Cl、Br、I的非金属性递增的规律
B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱，还原性依次增强
C．淀粉碘化钾溶液在空气中变蓝，4I－＋O2＋2H2O===2I2＋4OH－
D．碘在碘化钾溶液中的溶解度大于在纯水中的溶解度
解析：元素的非金属性强弱与其对应的氢化物溶液的酸性强弱无关，可根据其最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱进行比较，A错误；I2在KI溶液中存在平衡I2＋I－?I，可使其溶解度增大，D正确。
答案：A
2．(双选)下图所示是验证氯气性质的微型实验，a、b、c、d、e是浸有相关溶液的滤纸。已知：2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋5Cl2↑＋2MnCl2＋8H2O。向KMnO4晶体上滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面。
下列有关说法正确的是(　　)
A．a处变蓝、b处变棕红，说明非金属性：Cl>Br>I
B．c处先变红后褪色，说明Cl2与H2O反应生成HCl
C．d处立即褪色，不能说明Cl2与H2O反应生成HClO
D．e处变红，说明Cl2与Fe2＋反应生成Fe3＋
解析：Cl2分别与KI、NaBr作用生成I2、Br2，a处变蓝、b处变棕红，可证明氧化性：Cl2>I2、Cl2>Br2，无法证明I2与Br2氧化性的强弱，则无法证明非金属性：Cl>Br>I，A项错误；氯气与水发生反应Cl2＋H2O?
H＋＋Cl－＋HClO，H＋使试纸变红，HClO具有漂白性，可使试纸褪色，则c处先变红后褪色，能证明氯气与水反应生成了酸性物质和漂白性物质，B项错误；Cl2和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，消耗了氢氧化钠，红色褪去，不能证明生成物是HClO，C项正确；Cl2将Fe2＋氧化为Fe3＋，试纸变为红色，D项正确。
答案：CD
[归纳提升]
卤素单质及其化合物的特殊性质
氟
①无正价，非金属性最强，F－的还原性最弱②2F2＋2H2O===4HF＋O2，与H2反应在暗处即爆炸③HF是弱酸，能腐蚀玻璃，故应保存在铅制器皿或塑料瓶中；有毒；在HX中沸点最高
溴
①Br2是深红棕色液体，易挥发②Br2易溶于有机溶剂③盛溴的试剂瓶中加水，进行水封，保存液溴时不能用橡胶塞
碘
①I2遇淀粉变蓝色②I2加热时易升华③I2易溶于有机溶剂④食用盐中加入KIO3可防治甲状腺肿大
题组二　卤素离子的检验与鉴别
3．下列叙述中正确的是
(　　)
A．能使湿润的淀粉?KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2
B．用硝酸酸化的硝酸银溶液能一次鉴别NaCl、NaBr、KI三种失去标签的溶液
C．某溶液加入CCl4，CCl4层显紫色，证明原溶液中存在I－
D.某浅黄色的溴水，加入CCl4振荡静置后，上层显橙红色
解析：还有很多氧化剂(如HNO3、O3等)能将I－氧化为I2，A错；碘单质的CCl4溶液显紫色，
C项错；CCl4的密度比水大，应下层显橙红色，D项错。
答案：B
4．鉴别NaCl、NaBr、NaI可以选用的试剂是(　　)
①碘水、淀粉溶液　②氯水、CCl4　③溴水、苯　④稀硝酸、AgNO3溶液　⑤氯水、苯　⑥FeCl3溶液、CCl4
A．①②④
　　B．②③⑥　　C．②④⑤
　　
D．④⑤⑥
解析：①NaCl、NaBr、NaI中加碘水和淀粉溶液均变蓝色；②氯水加入NaBr、NaI中后，再加CCl4萃取，下层分别为橙红色和紫红色，加入NaCl中不发生反应，可以鉴别；③溴水与NaCl、NaBr不反应，与NaI反应生成I2，用苯萃取后，前两种上层均为橙红色，无法鉴别；④NaCl、NaBr、NaI与AgNO3溶液反应分别生成AgCl、AgBr、AgI沉淀，且均不溶于稀HNO3，沉淀颜色依次为白色、淡黄色、黄色；⑤与②的原理相似，只是有色层在上层；⑥FeCl3溶液只能氧化I－生成I2，不能鉴别。
答案：C
题组三　卤素单质氧化性强弱的实验探究
5．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，气密性已检查)。
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中溶液由黄色变为红棕色时，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。
解析：A中滴加浓盐酸后，发生反应：2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，生成黄绿色气体Cl2，在A、B、C中分别发生反应：Cl2＋2KI===2KCl＋I2，Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，由于B、C中生成了Br2而使溶液变为黄色，打开活塞b，C中生成的Br2在D中发生反应：Br2＋2KI===2KBr＋I2。过程Ⅲ，当B中黄色溶液继续通入过量Cl2时，溶液变为红棕色，以此为对照，说明C中黄色溶液无Cl2，从而排除Cl2对Br2置换I2实验的干扰。
答案：(1)
(2)湿润的淀粉
?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层变为紫红色
(5)确认C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对Br2置换I2实验的干扰
(6)原子半径逐渐增大
　提取卤素单质的化工流程
1．氯的提取——氯碱工业
―→饱和食盐水
化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
2．海水提取溴
(1)流程
(2)发生反应的化学方程式：
①2NaBr＋Cl2===Br2＋2NaCl；
②Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4；
③2HBr＋Cl2===2HCl＋Br2。
3．海带中提取碘
(1)流程
(2)发生反应的离子方程式：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－。
[考能突破练]
1．从淡化海水中提取溴的流程如下：
下列有关说法不正确的是(　　)
A．X试剂可用Na2SO3饱和溶液
B．步骤Ⅲ的离子反应：2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2
C．工业上每获得1
mol
Br2，需要消耗Cl2
44.8
L
D．步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏
解析：Na2SO3＋Br2＋H2O===Na2SO4＋2HBr，A正确；步骤Ⅲ利用氯的非金属性比溴的强，利用置换反应制取Br2，B正确；反应Ⅰ和反应Ⅲ均使用到Cl2，故制取1
mol
Br2消耗2
mol氯气，但未标明氯气所处的温度和压强，C错误；从浓溴水中提取溴，可利用有机溶剂(如苯)萃取溴，然后分液得到溴的有机溶液，再经蒸馏可得纯净的溴，D正确。
答案：C
2．从海带中提取碘单质，成熟的工艺流程如下。下列关于海水制碘的说法，不正确的是(　　)
干海带海带灰悬浊液滤液碘水I2的CCl4溶液I2
A．实验室在蒸发皿中灼烧干海带，并且用玻璃棒搅拌
B．含I－的滤液中加入稀硫酸和双氧水后，碘元素发生氧化反应
C．在碘水中加入几滴淀粉溶液，溶液变蓝色
D．碘水加入CCl4得到I2的CCl4溶液，该操作为“萃取”
解析：灼烧固体时应在坩埚中，A项不正确；H2O2能将I－氧化为I2，B项正确。
答案：A
3．下列从海洋中获取物质的方案不合理的是(　　)
A．粗盐饱和食盐水Cl2漂白粉
B．苦卤Br2(aq)HBr(aq)粗Br2
C.除去粗盐中杂质(Mg2＋、SO、Ca2＋)，加入的药品顺序：NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→过滤后加盐酸
D．海水Mg(OH)2MgCl2溶液Mg
解析：电解MgCl2溶液发生反应：MgCl2＋2H2OMg(OH)2↓＋H2↑＋Cl2↑，得不到金属Mg，制备金属Mg应电解熔融的MgCl2，D项错误。
答案：D
4．海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
B．粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯
C．工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂
D．富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收
解析：A项，苦卤中含有K＋、Mg2＋、Br－等，通入Cl2可将Br－氧化成Br2，便于从苦卤中提取Br2；B项，粗盐中含有不溶性杂质(泥沙)和可溶性杂质(Ca2＋、Mg2＋、SO等)，将粗盐溶于水，并除去其中的杂质，再通过重结晶的方法得到纯净NaCl晶体；C项，工业上沉淀Mg2＋常选用廉价的Ca(OH)2，而不选用NaOH；D项，Br2具有较强的挥发性，富集溴时，常先用空气和水蒸气吹出Br2，再用SO2将其还原吸收(SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr)，得到浓度较大的含Br－溶液。
答案：C
1．下列说法不正确的是(　　)
A．液氯可以储存在钢瓶中(2019·高考浙江卷，8A)
B．用同一针筒先后抽取80
mL氯气、20
mL水，振荡，气体完全溶解，溶液变为黄绿色(2019·高考浙江卷，11A)
C．电解饱和食盐水可制取氯气
(2018·高考浙江卷，8B)
D．碘酒可用于皮肤外用消毒
(2019·高考全国卷Ⅲ，7D)
解析：氯气可溶于水，在常温时，1体积水大约能溶解2体积氯气，因而20
mL水大约能溶解40
mL氯气，气体大约剩余40
mL未溶解，B项错误。
答案：B
2．下列说法不正确的是
(　　)
A．漂白粉可用于生活用水的消毒(2018·高考全国卷Ⅱ，7B)
B．石蕊溶液滴入氯水中，溶液变红，随后迅速褪色，不涉及氧化还原反应(2018·高考北京卷，9B)
C．氯水具有较强的氧化性，可用于漂白纸张、织物等
(2018·高考海南卷，5D)
D．清洗碘升华实验所用试管，先用酒精清洗，再用水清洗(2017·高考全国卷Ⅲ，9B)
解析：B项，红色褪去是HClO表现强氧化性，错误；D项，碘易溶于酒精，可用酒精清洗碘，又由于酒精与水互溶，再用水清洗即可洗净，正确。
答案：B
3．(2018·高考江苏卷)下列有关从海带中提取碘的实验原理和装置能达到实验目的的是(　　)
A．用装置甲灼烧碎海带
B．用装置乙过滤海带灰的浸泡液
C．用装置丙制备用于氧化浸泡液中I－的Cl2
D．用装置丁吸收氧化浸泡液中I－后的Cl2尾气
解析：灼烧应在坩埚中进行，A项错误；海带灰浸泡液通过过滤可得海带灰和滤液，B项正确；浓HCl与MnO2反应制备Cl2时需要加热，C项错误；Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度小，应用碱液吸收，D项错误。
答案：B
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-第12讲　含硅矿物与信息材料
【课标要求】　1.掌握碳、硅元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解碳、硅元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。3.了解常见无机非金属材料的性质和用途。
考点1　碳及其重要化合物
1．碳单质
(1)存在形式
有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯，它们互为同素异形体。
(2)结构
金刚石：正四面体空间网状结构；
石墨：平面正六边形层状结构。
(3)物理性质
金刚石熔点高、硬度大；石墨熔点高、质软，有滑腻感。
(4)主要化学性质——还原性
①与O2反应
O2足量：C＋O2CO2；O2不足：2C＋O22CO。
②与氧化物反应
CuO：2CuO＋C2Cu＋CO2↑(冶炼金属)；
SiO2：SiO2＋2CSi＋2CO↑(制取粗硅)；
H2O：C＋H2O(g)CO＋H2(制取水煤气)。
2．一氧化碳
(1)物理性质：无色气体，有毒，难溶于水。
(2)化学性质——还原性
①燃烧：2CO＋O22CO2，淡蓝色火焰；
②还原CuO：CuO＋COCu＋CO2(冶炼金属)。
3．二氧化碳(CO2)
(1)一种无色、无味的气体，能溶于水，固态CO2俗称干冰。
(2)与H2O、Na2O、Ca(OH)2(足量、澄清)、Mg反应的方程式分别为CO2＋H2O?H2CO3，Na2O＋CO2===Na2CO3，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O，
2Mg＋CO22MgO＋C。
(3)CO2在自然界中的循环
CO2的主要来源
大量含碳燃料的燃烧
自然界消耗CO2的主要反应
①溶于江水、海水中：CO2＋H2O?H2CO3；②光合作用将CO2转化为O2；③岩石的风化：CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2
4.碳酸(H2CO3)
弱酸性、不稳定性。碳酸(H2CO3)只能在水中存在。H2CO3在水中与CO2共存，因此常把CO2＋H2O当碳酸用。
5．碳酸的酸式盐与正盐的比较
(1)在水中的溶解性
①含K＋、Na＋、NH的正盐易溶于水，其余一般不溶于水；酸式盐均能溶于水。
②一般来说，在相同温度下，难溶性正盐溶解度小于其酸式盐溶解度，如溶解度Ca(HCO3)2>CaCO3；可溶性正盐溶解度大于其酸式盐溶解度，如溶解度Na2CO3>NaHCO3。
(2)热稳定性
一般来说，热稳定性顺序：①正盐>酸式盐>碳酸，如稳定性Na2CO3>NaHCO3>H2CO3；②可溶性正盐>难溶性正盐，如CaCO3高温分解，而K2CO3不易分解。
(3)水溶液酸碱性强弱
物质的量浓度相同时，正盐溶液的pH大于其酸式盐溶液，如pH：Na2CO3溶液>NaHCO3溶液。
　(1)12C、13C、14C是碳的三种同素异形体。(　　)
(2)金刚石和石墨由相同的元素组成，因此它们具有相同的性质。(　　)
(3)石墨转变为金刚石的反应属于氧化还原反应。(　　)
(4)向空气中排放二氧化碳会形成酸雨。(　　)
(5)向CaCl2溶液中通入CO2气体，溶液变浑浊，继续通入CO2至过量，浑浊消失。(　　)
(6)氨化的饱和食盐水中通入足量的CO2气体，会析出晶体。(　　)
答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√
　确定混合气体(CO、CO2)中含有CO气体的实验设计方法
按要求回答下列问题
(1)填写下列指定装置的作用
A：_______________________________________________________________。
B：________________________________________________________________。
E：________________________________________________________________。
F：_______________________________________________________________。
(2)确定混合气体中含有CO气体的实验现象：
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
答案：(1)A：除去混合气体中的CO2气体
B：检验混合气体中CO2是否除尽
E：除去尾气中的CO2气体
F：除去尾气中的CO气体、防止污染环境
(2)B中无明显现象，C中的物质由黑色变成红色，D中的澄清石灰水变浑浊
1．近年来科学家制造出大量的新物质，对下列三种物质的相关说法错误的是(　　)
石墨烯：从石墨中分离出来，是最薄、最坚硬的纳米材料
石墨炔：平面网状结构的全碳分子，具有优良的化学稳定性
纳米碳管：具有优良的场发射性能，制作阴极显像管、储氢材料
A.石墨烯具有良好的导电性
B．上述三种物质与金刚石互为同素异形体
C．石墨炔孔径略大于H2分子的直径，可作H2的提纯薄膜
D.上述三种物质与浓硫酸都能发生反应，但反应产物不同
解析：石墨烯和铜有着一样出色的导电性，因此具有良好的导电性，A正确；题述三种物质均为碳的单质，与金刚石互为同素异形体，B正确；碳原子半径大于氢原子，则石墨炔孔径大于H2分子的直径，可以容纳H2分子，则石墨炔是理想的H2提纯薄膜，C正确；题述三种物质都是碳的单质，在加热条件与浓硫酸都能发生反应，且反应产物相同，D错误。
答案：D
2．下列关于碳和碳的化合物的说法不正确的是(　　)
A．过多CO2排放会导致“温室效应”，应提倡“低碳生活”
B.一氧化碳易与血液中的血红蛋白结合
C．金刚石和石墨都是碳单质，但原子排列方式不同，物理性质差别很大
D．石墨转变为金刚石的反应属于氧化还原反应
答案：D
3．研究CO2在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域。
(1)溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在，其中HCO占95%。写出CO2溶于水产生HCO的方程式：________________________________________。
(2)在海洋碳循环中，通过下图所示的途径固碳。
①写出钙化作用的离子方程式：_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
②同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自H2O。用18O标记物质的光合作用的化学方程式如下，将其补充完整：
______＋______(CH2O)x＋x18O2＋xH2O
答案：(1)CO2＋H2O?H2CO3、H2CO3?H＋＋HCO
(2)①2HCO＋Ca2＋===CaCO3↓＋CO2↑＋H2O
②xCO2　2xHO
　CO2与盐或碱溶液反应产物的判断
1．CO2与盐溶液反应产物的判断
一般从强酸制弱酸的角度去分析，同时注意生成碳酸盐的类型。
(1)CO2的用量不同产物不同，如：
CO2(过量)＋NaAlO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3；
CO2(少量)＋2NaAlO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋Na2CO3；
(2)与CO2用量无关。
＋NaHCO3、CO2＋NaClO＋H2O===HClO＋NaHCO3、CO2＋Ca(ClO)2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO。
2．CO2与碱反应产物的判断
(1)CO2与单一组分反应(如CO2通入NaOH溶液)产物的分析
①反应原理
NaOHNa2CO3NaHCO3
②反应后溶质成分的判断
x＝
溶质成分
x≤1∶1
NaHCO3
1∶1Na2CO3、NaHCO3
x＝2∶1
Na2CO3
x>2∶1
NaOH、Na2CO3
③用数轴来表示
(2)CO2与多组分[如CO2通入NaOH、Ca(OH)2的混合溶液]，反应的顺序是
①Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O；
②2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O；
③Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3；
④CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2。
[考能突破练]
1．用四种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是(　　)
选项
操作及现象
溶液
A
通入CO2，溶液变浑浊
饱和Na2CO3溶液
B
通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失
Na2SiO3溶液
C
通入CO2，溶液变浑浊，再加入品红溶液，红色褪去
Ca(ClO)2溶液
D
通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失，再加入足量NaOH溶液，又变浑浊
澄清石灰水
答案：B
2．将足量的CO2不断通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，生成沉淀的物质的量与通入CO2的体积的关系可表示为(　　)
A　B　C　D
解析：将CO2通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，依次发生如下反应：
①Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O
②2KOH＋CO2===K2CO3＋H2O
③2KAlO2＋3H2O＋CO2===2Al(OH)3↓＋K2CO3
④K2CO3＋CO2＋H2O===2KHCO3
⑤BaCO3＋H2O＋CO2===Ba(HCO3)2
根据沉淀生成和溶解的情况，对照图像可知，C正确。
答案：C
3．向300
mL
KOH溶液中缓慢通入一定量的CO2气体，充分反应后，在减压低温下蒸发溶液得到白色固体，请回答下列问题：
(1)由于CO2通入量不同，所得到的白色固体的量及组成也不同，试推断有几种可能的组成，并分别列出。
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)若通入CO2气体2.24
L(标准状况)，得到11.9
g白色固体，请通过计算确定：此白色固体是由哪些物质组成的？其质量分别为多少？KOH的物质的量浓度为多少？
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
解析：(1)可能发生的反应有：
CO2不足时，CO2＋2KOH===K2CO3＋H2O①
CO2过量时，CO2＋KOH===KHCO3②
其中分别为、1。所以可确定、1为临界点。
画数轴：
根据数轴、列表得出结果。
(2)根据题意：n(CO2)＝＝0.1
mol，若生成的固体全部为K2CO3，则其质量为0.1
mol×138
g·mol－1＝13.8
g，若生成的固体全部为KHCO3，则其质量为0.1
mol×100
g·mol－1＝10
g。现固体质量为11.9
g。所以，此固体为K2CO3和KHCO3的混合物。设K2CO3和KHCO3的物质的量分别为a
mol、b
mol，则有：
解得a＝b＝0.05，所以，白色固体中m(K2CO3)＝0.05
mol×138
g·mol－1＝6.9
g；m(KHCO3)＝0.05
mol×100
g·mol－1＝5
g，反应中消耗n(KOH)＝2a
mol＋b
mol＝0.15
mol。故c(KOH)＝＝0.5
mol·L－1。
答案：(1)
固体组成
0<比值<
KOH、K2CO3
＝
K2CO3
<比值<1
K2CO3和KHCO3
≥1
KHCO3
(2)白色固体为K2CO3和KHCO3的混合物　质量分别为K2CO3
6.9
g和KHCO3
5
g　c(KOH)＝0.5
mol·L－1
考点2　硅及其化合物　无机非金属材料
一、硅单质
1．存在
硅单质主要有晶体和无定形两大类。
2．物理性质
带有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大，有脆性。
3．化学性质
(1)常温下不活泼，一般不与其他物质反应，但可以与氟、氢氟酸、碱反应。反应的化学方程式分别为：
与氟：Si＋2F2===SiF4；
与氢氟酸：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑；
与碱：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
(2)在加热或者点燃的条件下可以与氢气、氧气、氯气等反应，与氧气反应的化学方程式为Si＋O2SiO2。
4．硅的工业制法及提纯
涉及的化学方程式：
①SiO2＋2CSi＋2CO↑；
②Si＋2Cl2SiCl4；
③SiCl4＋2H2Si＋4HCl。
5．用途：(1)良好的半导体材料；(2)太阳能电池；(3)计算机芯片。
二、二氧化硅
1．存在
自然界中，碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素仅有化合态，主要以氧化物和硅酸盐的形式存在。
天然SiO2有晶体和无定形两种，统称硅石。
2．物理性质
熔点高，硬度大，难溶于水。
3．结构
SiO2晶体有多种晶型，其基本结构单元为硅氧四面体(如图甲所示)，硅氧四面体通过氧原子相互连接为空间的网状结构(如图乙所示)。每个硅原子与4个氧原子相连，而每个氧原子与2个硅原子相连，故SiO2晶体中Si和O的比例为1∶2。
4．化学性质
SiO2为酸性氧化物，是硅酸的酸酐。
(1)SiO2可以与碱反应，生成硅酸盐，如与氢氧化钠反应的化学方程式为SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。
(2)在高温条件下可以与碳酸盐反应，如与碳酸钙反应的化学方程式为SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑。
(3)在高温条件下，能够与碱性氧化物反应，如与氧化钙反应的化学方程式为SiO2＋CaOCaSiO3。
(4)常温下与氢氟酸反应的化学方程式为SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。
5．用途：光导纤维、光学仪器等。
[提醒]　①SiO2是H2SiO3的酸酐，但SiO2不与水反应，不能用SiO2直接与水作用制备H2SiO3。
②氢氟酸能与SiO2反应，故氢氟酸不能盛放在玻璃瓶中而应存放在塑料瓶中。
三、硅酸、硅酸盐
1．硅酸
(1)物理性质
硅酸的溶解度小，新制备的硅酸为透明、胶冻状，干燥硅胶多孔，吸水性和吸附性强。
(2)化学性质
①弱酸性：酸性比碳酸弱，与NaOH溶液反应的化学方程式为H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。
②不稳定性：受热易分解，反应的化学方程式为H2SiO3__SiO2＋H2O。
(3)制备：通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得，如Na2SiO3溶液与盐酸反应：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3(胶体)。
(4)用途：硅胶可用作干燥剂、催化剂的载体等。
2．硅酸盐
(1)硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。
(2)硅酸钠：硅酸钠溶液俗称水玻璃，是无色黏稠液体，常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火材料。
四、无机非金属材料
1．传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。
(1)常见硅酸盐材料比较
水泥
玻璃
陶瓷
生产原料
石灰石、黏土
纯碱、石灰石、石英
黏土
主要设备
水泥回转窑
玻璃窑
陶瓷窑
(2)玻璃生产中的两个重要反应：
Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑；
CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑。
2．新型无机非金属材料，如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。
　(1)硅在自然界中只以化合态的形式存在。(　　)
(2)晶体硅熔点高、硬度大，故可用于制作半导体材料。(　　)
(3)Si和SiO2都可用于制造光导纤维。(　　)
(4)非金属性：C>Si，则热稳定性：CH4>SiH4。(　　)
(5)硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应。(　　)
(6)SiO2是酸性氧化物，可溶于强碱(NaOH)，不溶于任何酸。(　　)
(7)玻璃是一种晶体，有较高的熔点。(　　)
(8)水玻璃是一种特殊的玻璃，泡花碱属于碱。(　　)
答案：(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)×　(7)×　(8)×
1．硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。
(1)用Na2SiO3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明Na2SiO3可用作________。Na2SiO3可通过SiO2与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是________(填字母)。
A．普通玻璃坩埚　　　　
B．石英玻璃坩埚
C．氧化铝坩埚
D．铁坩埚
(2)工业上常利用反应2C＋SiO2Si＋2CO↑制备硅单质，该反应中所含元素化合价升高的物质是________(填化学式，下同)，氧化剂是________。
答案：(1)防火剂　D　(2)C　SiO2
2．能否依据反应Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑说明H2SiO3的酸性比H2CO3强？
______________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
答案：不能。强酸＋弱酸盐===强酸盐＋弱酸，该规律仅适用于常温下水溶液中进行的反应，而该反应是在高温且熔融态下进行的，只能从化学平衡移动角度去解释反应发生的原因——CO2为气体，能及时分离出反应体系，使化学反应向右进行
题组一　硅和二氧化硅的特性
1．由下列实验事实得出的结论正确的是(　　)
A．由SiO2不能与水反应生成H2SiO3，可知SiO2不是H2SiO3的酸酐
B．由SiO2＋2CSi＋2CO↑，可知碳的非金属性大于硅
C.CO2通入Na2SiO3溶液产生白色沉淀，可知酸性H2CO3>H2SiO3
D．SiO2可与NaOH溶液反应，也可与氢氟酸反应，可知SiO2为两性氧化物
答案：C
2．二氧化硅广泛存在于自然界中，在日常生活、生产、科研及新型材料等方面有着重要的用途。a～e是对①～⑤反应中SiO2所表现的化学性质或作用进行的判断，其中正确的是(　　)
①SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
②SiO2＋2CSi＋2CO↑
③SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
④Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑
⑤SiO2＋3CSiC＋2CO↑
a.反应①中SiO2作为玻璃的成分被消耗，用于刻蚀玻璃
b.反应②中SiO2表现出氧化性
c．反应③中SiO2表现了酸性氧化物的通性
d．反应④符合用难挥发性的酸酐制取易挥发性的酸酐的道理
e．反应⑤中SiO2未参加氧化还原反应
A．ace　　　B．bde　　　C．cde　　　D．ab
解析：通常用氢氟酸来刻蚀玻璃，与之对应的反应是③，因此a、c判断错误；反应②是一个置换反应，其中二氧化硅被还原，表现出氧化性，b判断正确；反应④是一个复分解反应，用难挥发的二氧化硅制取易挥发的二氧化碳，d判断正确；反应⑤中碳的化合价由0价变为－4和＋2价，硅的化合价和氧的化合价都没有改变，因此二氧化硅没有参加氧化还原反应，e判断也正确。
答案：B
题组二　高纯硅的提取
3．从石英砂制取高纯硅的主要化学反应如下：
①SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑
②Si(粗)＋2Cl2SiCl4
③SiCl4＋2H2Si(纯)＋4HCl
关于上述反应的叙述不正确的是
(　　)
A．①③是置换反应，②是化合反应
B．高温下，焦炭与氢气的还原性均强于硅
C．任一反应中，每消耗或生成28
g硅，均转移4
mol电子
D．高温下在炉子里将石英砂、焦炭、氯气、氢气按比例混合就能得到高纯硅
解析：在氧化还原反应中，还原剂的还原性比还原产物的还原性强，B正确；根据元素化合价的变化，每消耗或生成28
g(1
mol)硅，均转移4
mol电子，C正确；题中的三个反应是在三个不同的反应器中发生的，D错误。
答案：D
4．硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：
(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：
①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式：______________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
②整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式：_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________；
H2还原SiHCl3过程中若混有O2，可能引起的后果是
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)化学研究性学习小组在探究硅的制取方法时，从资料查阅到下列信息：
Ⅰ.Mg在高温条件下可与SiO2反应；
Ⅱ.金属硅化物与稀H2SO4反应生成硫酸盐和SiH4；
Ⅲ.SiH4在空气中自燃。
他们根据信息进行实验，当用足量稀H2SO4溶解第Ⅰ步实验获得的固体产物时，发现有爆鸣声和火花；然后过滤、洗涤、干燥；最后称量、计算，测得其产率只有预期值的63%左右。
①第Ⅰ步实验发生反应的化学方程式是_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
②用稀H2SO4溶解第Ⅰ步实验获得固体产物时，产生爆鸣声和火花的原因是_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
答案：(1)①SiHCl3＋H2Si＋3HCl
②SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋H2↑＋3HCl　高温下，H2遇O2发生爆炸
(2)①2Mg＋SiO22MgO＋Si、2Mg＋SiMg2Si　②硅化镁与稀硫酸反应生成的SiH4可自燃，即发生反应Mg2Si＋2H2SO4===2MgSO4＋SiH4↑，SiH4＋2O2===SiO2＋2H2O
题组三　无机非金属材料
5．硅是构成无机非金属材料的一种主要元素，下列有关硅的化合物的叙述错误的是(　　)
A．氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其化学式为Si3N4
B．碳化硅(SiC)的硬度大，其硬度大于金刚石的硬度
C．光导纤维是一种新型无机非金属材料，其主要成分为SiO2
D.二氧化硅为立体网状结构，其晶体中硅原子和硅氧单键个数之比为1∶4
答案：B
6．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)Al2O3、MgO和SiO2都可以制耐火材料，其原因是________(填字母)。
a．Al2O3、MgO和SiO2都是白色固体
b．Al2O3、MgO和SiO2都是金属氧化物
c．Al2O3、MgO和SiO2都有很高的熔点
(3)三硅酸镁与胃中过多盐酸反应的离子方程式是________________________________________________________________________
______________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
解析：(1)Mg2Si3O8·nH2O改写成氧化物的形式为2MgO·3SiO2·nH2O。(2)Al2O3、MgO和SiO2均具有很高的熔点，故可作为耐火材料。(3)酸性：HCl>H2SiO3，故Mg2Si3O8·nH2O与HCl反应生成MgCl2、H2SiO3和水。
答案：(1)2MgO·3SiO2·nH2O　(2)c
(3)Mg2Si3O8·nH2O＋4H＋===2Mg2＋＋3H2SiO3＋(n－1)H2O
[归纳提升]
硅酸盐改写成氧化物形式的方法
1．氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水，不同氧化物间以“·”隔开。
2．各元素的化合价保持不变，且满足化合价代数和为零，各元素原子个数比符合原来的组成。
3．当计量数配置出现分数时应化为整数。如正长石：KAlSi3O8不能写成K2O·Al2O3·3SiO2，应写成K2O·Al2O3·6SiO2。
授
1．(2020·高考全国卷Ⅱ)二氧化碳的过量排放可对海洋生物的生存环境造成很大影响，其原理如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．海水酸化能引起HCO浓度增大、CO浓度减小
B．海水酸化能促进CaCO3的溶解，导致珊瑚礁减少
C．CO2能引起海水酸化，其原理为HCO?H＋＋CO
D.使用太阳能、氢能等新能源可改善珊瑚的生存环境
解析：二氧化碳能引起海水酸化，其原理为CO2＋H2O?H2CO3?H＋＋HCO，C错误。
答案：C
2．(2019·高考全国卷Ⅰ)陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一，其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是(　　)
A．“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁
B．闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成
C.陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐
D．陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点
解析：A错，氧化铁的颜色为红棕色，不是青色。B、C、D对，秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成，陶瓷的主要成分是硅酸盐，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点。
答案：A
3．(2019·高考北京卷)下列我国科研成果所涉及材料中，主要成分为同主族元素形成的无机非金属材料的是(　　)
A.4.03米大口径碳化硅反射镜
B.2022年冬奥会聚氨酯速滑服
C.能屏蔽电磁波的碳包覆银纳米线
D.“玉兔”二号钛合金筛网轮
解析：A对，碳化硅材料属于无机非金属材料，且碳、硅元素属于同主族元素；B错，聚氨酯属于合成高分子材料；C错，碳包覆银纳米线不属于无机非金属材料；D错，钛合金属于金属材料。
答案：A
4．(2017·高考全国卷Ⅱ)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：
回答下列问题：
(1)在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________，
还可使用________代替硝酸。
(2)沉淀A的主要成分是________，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为______________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
解析：(1)水泥熟料中的CaO和铁、铝、镁等金属的氧化物均能溶于盐酸，加入硝酸能将水泥样品中可能含有的Fe2＋氧化为Fe3＋，为了不引入新杂质，还可用H2O2代替硝酸。(2)根据图示流程可知，不溶于盐酸和硝酸的沉淀A为SiO2(或H2SiO3)，SiO2(或H2SiO3)能溶于弱酸氢氟酸，生成SiF4和H2O。
答案：(1)将样品中可能存在的Fe2＋氧化为Fe3＋　H2O2
(2)SiO2(或H2SiO3)　SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O(或H2SiO3＋4HF===SiF4↑＋3H2O)
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-第13讲　含硫化合物的性质及应用
【课标要求】　1.掌握硫及其重要化合物的主要化学性质及应用。2.了解硫的氧化物对大气的污染与防治。
考点1　硫及其氧化物
授课提示：对应学生用书第81页
一、硫
1．硫元素的存在形态
2．物理性质
俗称
颜色状态
溶解性
硫黄
淡黄色晶体
不溶于水
微溶于酒精
易溶于CS2
3.化学性质
H2
O2
(1)氧化性：(0→－2价)
(2)还原性(0→＋4价)
(3)与碱发生歧化反应(如NaOH溶液)：
3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O。
[提醒]　①硫与变价金属反应时，生成低价态金属硫化物(如Cu2S、FeS)。②汞蒸气有毒，实验室里不慎洒落一些汞，可撒上硫粉进行处理。
二、硫的氧化物
1．二氧化硫(SO2)
(1)物理性质
二氧化硫是无色、有刺激性气味的有毒气体，是大气污染物之一；易溶于水，通常状况下，1体积水溶解约40体积SO2。
(2)化学性质
①酸性氧化物的通性：
②弱氧化性：(S：＋4→0价)
SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O
③强还原性：(S：＋4→＋6价)：
④漂白性：
(3)实验室制法
①固体Na2SO3与较浓H2SO4反应：
Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O
②铜与浓H2SO4混合加热：
Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
2．三氧化硫
SO3在标准状况下为无色、针状晶体，能与水反应：SO3＋H2O===H2SO4，放出大量的热，SO3是酸性氧化物，它跟碱性氧化物或碱都能反应生成硫酸盐。
3．硫的氧化物对大气的污染与防治
(1)来源：含硫燃料的燃烧及含硫矿石的冶炼等。
(2)危害：危害人体健康，形成酸雨(pH小于5.6)。
(3)治理：燃煤除硫，改进燃烧技术。
(4)硫酸型酸雨的形成途径有两个：
　(1)硫在自然界中仅以化合态存在。(　　)
(2)硫在空气中燃烧的产物是二氧化硫，在纯氧中燃烧的产物是三氧化硫。(　　)
(3)硫黄易溶于CS2，所以可用CS2溶解试管内壁的硫。(　　)
(4)SO2有漂白性，所以SO2可使溴水褪色。(　　)
(5)SO2气体通入BaCl2溶液产生白色沉淀BaSO3。(　　)
(6)SO2和Cl2等物质的量混合后通入装有湿润的有色布条的集气瓶中，漂白效果更好。(　　)
(7)SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色，其原理相同。(　　)
答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)×　(7)×
1．(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，溶液一定会褪色吗？
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
答案：(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虽然都能漂白品红溶液，但由于发生反应SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，两者等物质的量混合时，漂白性消失
2．将SO2分别通入下列四种溶液中
回答下列问题：
(1)试管a中的实验现象：KMnO4溶液________，证明SO2具有________性。
(2)试管b中的实验现象：品红溶液________，证明SO2具有________性。
(3)试管c中能产生白色沉淀，该沉淀是________。
(4)试管d中能产生白色沉淀，该沉淀是________。
答案：(1)褪色　还原　(2)褪色　漂白
(3)BaSO4　(4)BaSO3
[归纳提升]
因SO2造成的褪色现象分类归纳
SO2
题组一　硫的存在和性质
1．有关硫元素循环说法不合理的是(　　)
A.煤、石油中的硫元素燃烧时能生成SO2
B．动物尸体腐败过程产生的H2S气体会进入大气
C．循环过程中硫元素既发生氧化反应又发生还原反应
D．大气中的硫元素会全部转化成H2SO4随雨水降落到土壤里
答案：D
2．下列物质中，不能由单质直接化合生成的是(　　)
①CuS　②FeS　③SO3　④H2S　⑤FeCl2
A．①③⑤　　　　　　　B．①②③⑤
C．①②④⑤
D．全部
答案：A
题组二　SO2的多重性
3．下列反应中，能说明SO2是酸性氧化物的是(　　)
A．SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl
B．SO2＋Ca(OH)2===CaSO3＋H2O
C．2SO2＋O2
2SO3
D．SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O
答案：B
4．如图所示，利用培养皿探究SO2的性质。实验时向Na2SO3固体上滴几滴浓硫酸，立即用另一培养皿扣在上面。表中对实验现象的描述或解释不正确的是(　　)
选项
实验现象
解释
A
Ba(OH)2溶液变浑浊
SO2与Ba(OH)2溶液反应产生了BaSO3沉淀
B
Na2S溶液变浑浊
SO2与Na2S溶液反应产生了S单质
C
KMnO4溶液褪色
SO2具有还原性
D
NaOH酚酞溶液褪色
SO2具有漂白性
解析：向Na2SO3固体上滴几滴浓H2SO4，发生反应生成SO2气体。SO2与Ba(OH)2溶液反应生成BaSO3沉淀，故A正确；SO2与Na2S溶液发生氧化还原反应产生了S单质，故B正确；SO2使KMnO4溶液褪色，表现了SO2的还原性，故C正确；SO2与NaOH溶液反应，使c(OH－)大大减小，酚酞溶液褪色，不能证明SO2具有漂白性，故D不正确。
答案：D
题组三　SO2的检验
5．下列实验中能证明某气体为SO2的是(　　)
①使澄清石灰水变浑浊　②使湿润的蓝色石蕊试纸变红
③使品红溶液褪色　④通入足量NaOH溶液中，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，该沉淀溶于稀盐酸　⑤通入溴水中，能使溴水褪色，再滴加Ba(NO3)2溶液有白色沉淀产生
A．都能证明　　　　　　　
B．都不能证明
C．③④⑤均能证明
D．只有⑤能证明
解析：①CO2也能使澄清石灰水变浑浊；②酸性气体均能使湿润的蓝色石蕊试纸变红；③Cl2也能使品红溶液褪色；④CO2、SO2均有此现象。
答案：D
6.如图是检验某无色气体A是SO2和CO2的混合气体的装置图，按要求回答下列问题：
(1)B中加入的试剂是______，作用是________________________________________________________________________。
(2)C中加入的试剂是________，作用是_______________________________
__________________________________________________________________。
(3)D中加入的试剂是________，作用是___________________________________
___________________________________________________________________。
(4)实验时，C中应观察到的现象是_______________________________________
___________________________________________________________________。
答案：(1)品红溶液　检验SO2
(2)酸性KMnO4溶液　除去SO2并检验SO2是否除尽
(3)澄清石灰水　检验CO2
(4)酸性KMnO4溶液的颜色变浅但不褪成无色(或不褪色或不褪成无色)
[归纳提升]
检验CO2、SO2同时存在的思维建模
题组四　SO2的污染与防治
7．如图所示是一种综合处理SO2废气的工艺流程，若每步都完全反应。下列说法正确的是(　　)
A．溶液B中发生的反应为2SO2＋O2===2SO3
B．可用酸性高锰酸钾溶液检验溶液C中是否含有Fe3＋
C．由以上流程可推知氧化性：Fe3＋>O2>SO
D．此工艺的优点之一是物质能循环利用
解析：酸性Fe2(SO4)3溶液能吸收SO2，反应的离子方程式为2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋。
溶液B中通入空气发生反应：4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O。其氧化性：O2＞Fe3＋，A、C两项错误；溶液C中含有Fe2(SO4)3，可用KSCN溶液检验Fe3＋，B项错误；Fe2(SO4)3可循环利用，D项正确。
答案：D
8．如图所示，硫酸工业中产生的SO2通过下列过程既能制得H2SO4又能制得H2。
请回答：
(1)该过程可循环利用的物质是________(写化学式)。
(2)该过程总反应的化学方程式为_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
解析：根据题给流程和信息知，反应Ⅰ为SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI，反应Ⅱ为2HI===H2↑＋I2。(1)分析题给流程知该过程可循环利用的物质是I2和HI。(2)根据题给流程和信息知，该过程总反应的化学方程式是SO2＋2H2O===H2SO4＋H2。
答案：(1)I2和HI　(2)SO2＋2H2O===H2SO4＋H2
[归纳提升]
三种常见的SO2尾气处理方法
方法一：钙基固硫法
用生石灰和含硫的煤混合后燃烧，燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙，从而使硫转移到煤渣中，反应原理为CaO＋SO2CaSO3，2CaSO3＋O22CaSO4，总反应方程式为2CaO＋2SO2＋O22CaSO4。
方法二：氨水脱硫法
该脱硫法采用喷雾吸收法，雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2，其反应的化学方程式为2NH3＋SO2＋H2O===(NH4)2SO3，2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4。(或生成NH4HSO3，然后进一步氧化)
方法三：钠碱脱硫法
用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2，得到Na2SO3和NaHSO3，发生反应的化学方程式为2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O，Na2CO3＋SO2===Na2SO3＋CO2，Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3。
考点2　硫酸　硫酸根离子的检验
1．硫酸的物理性质
(1)硫酸是一种油状液体，难挥发。
(2)溶解性：浓H2SO4与水以任意比互溶，溶解时可放出大量热。
(3)稀释方法：将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中并用玻璃棒不断搅拌。
2．浓H2SO4的特性
(1)填写下表
实验
实验现象
浓硫酸的特性
少量胆矾加入浓硫酸中
蓝色固体变白
吸水性
用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上
沾有浓H2SO4的滤纸变黑
脱水性
续表
实验
实验现象
硫酸的特性
将铜片加入盛有浓硫酸的试管中加热
铜片逐渐溶解，产生无色刺激性气味的气体
强氧化性
(2)分别写出浓硫酸与Cu、C反应的化学方程式：
Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O、C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。
(3)常温下，铁、铝遇浓H2SO4钝化，可用铝槽车运输浓H2SO4。
[提醒]足量Zn与浓硫酸的反应，开始阶段产生SO2，后期产生H2。
3．工业制备硫酸的反应原理
(1)煅烧硫铁矿(FeS2)或硫制备SO2：
4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2或S＋O2SO2。
(2)SO2转化为SO3：2SO2＋O22SO3。
(3)SO3吸水生成H2SO4：SO3＋H2O===H2SO4。
4．硫酸的用途
(1)制取化肥、硫酸盐、挥发性酸。
(2)消除金属表面的氧化物。
(3)用于精炼石油，制造炸药、农药、染料等，是实验室里常用的试剂。
5．SO的检验
被检液取清液有无白色沉淀(判断有无SO)
先加稀盐酸的目的是排除HCO、CO、SO、Ag＋等离子的干扰。
6．重要的硫酸盐
化学式
俗名
颜色
用途
2CaSO4·H2O
熟石膏
白色
塑像、模型、粉笔、医疗绷带等
CaSO4·2H2O
生石膏
白色
水泥添加剂
FeSO4·7H2O
绿矾
浅绿色
用于配制蓝黑墨水、补血剂
CuSO4·5H2O
胆(蓝)矾
蓝色
配制波尔多液
Na2SO4·10H2O
芒硝
白色
造纸、造缓泻剂、合成洗涤剂
KAl(SO4)2·12H2O
明矾
白色
净水剂
　(1)用硫酸清洗锅炉中的水垢。(　　)
(2)用BaCl2溶液鉴别SO和SO。(　　)
(3)浓硫酸具有强氧化性，所以浓硫酸不可用于干燥H2和CO。(　　)
(4)将浓硫酸滴到蔗糖表面，固体变黑膨胀，说明浓硫酸有脱水性和强氧化性。(　　)
(5)常温下浓硫酸能使铝发生钝化，可在常温下用铝制贮罐贮运浓硫酸。(　　)
(6)铜片溶于热的浓硫酸，体现了浓硫酸的酸性和强氧化性。(　　)
(7)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。(　　)
(8)50
mL
18.4
mol·L－1的浓硫酸与足量的铜反应，可产生SO2物质的量为0.46
mol。(　　)
答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√　(6)√　(7)×　(8)×
1．硫酸是中学化学实验室的常见药品，其性质有①酸性
②吸水性　③脱水性　④强氧化性　⑤催化作用，请将序号填在相应的横线上：
(1)锌和稀H2SO4制H2。________；
(2)浓硫酸做干燥剂。________；
(3)实验室用乙醇和冰醋酸制取乙酸乙酯。________；
(4)乙酸乙酯的水解。________；
(5)纤维素的水解。________；
(6)浓硫酸与铜的反应。________；
(7)浓硫酸使湿润石蕊试纸变红，后来又变黑。_______。
答案：(1)①　(2)②　(3)②⑤　(4)⑤　(5)⑤
(6)①④　(7)①③
2．下表是鉴别浓硫酸和稀硫酸的方法，请将实验现象填入表中：
浓硫酸
稀硫酸
物理性质
加水
状态
________
________
密度
________
________
化学性质
铁片
________________
铜片(加热)
________
________
白纸
________
________
胆矾
蓝色固体变白
无明显变化
答案：放出大量热　无明显变化　油状溶液　液态　ρ＞ρ　无明显变化(钝化)　铁片逐渐溶解，并产生无色气体　铜片溶解，产生无色气体　不反应　变黑　无明显变化
题组一　硫酸的性质
1．(2021·河南八市联考)浓硫酸分别与三种钠盐反应，现象如图。下列分析正确的是(　　)
A．对比①和②可以说明还原性：Br－>Cl－
B．①和③相比可说明氧化性：Br2>SO2
C．②中试管口白雾是HCl遇水蒸气所致，说明酸性：H2SO4>HCl
D．③中浓H2SO4被还原成SO2
解析：A项，反应①生成的红棕色气体是溴蒸气，反应②白雾是氯化氢，说明浓硫酸能将溴离子氧化成溴单质，而不能将氯离子氧化成氯气；B项，反应③生成的是二氧化硫气体，非氧化还原反应，而且亚硫酸钠与溴化钠不是同一类型；C项，白雾说明氯化氢易挥发；D项，反应③生成的是二氧化硫气体，非氧化还原反应。
答案：A
2．(2021·江苏徐州调研)探究铜和浓硫酸的反应，下列装置或操作错误的是(　　)
A．上下移动装置甲中的铜丝可控制生成SO2的量
B．装置乙可用于收集SO2气体
C．为确认甲中有CuSO4生成，将试管中的液体倒入装置丙中稀释，观察颜色
D．利用装置丁将硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结晶，可析出CuSO4·5H2O
解析：可控制铜丝与溶液接触面积来控制反应速率，故A不符合题意；二氧化硫的密度比空气的大，因此用装置乙收集二氧化硫时，应长进短出，故B符合题意；将试管中的液体倒入装置丙中，若变蓝，则有硫酸铜生成，故C不符合题意；利用装置丁将硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结晶，可析出硫酸铜晶体，故D不符合题意。
答案：B
3．(双选)将一定量的锌与100
mL
18.5
mol/L浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体A
33.6
L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1
L，测得溶液的pH＝1，则下列叙述错误的是(　　)
A.气体A为SO2和H2的混合物
B．反应中共消耗Zn
97.5
g
C．气体A中SO2和H2的体积比为4∶1
D．反应中共转移1
mol
电子
解析：锌与浓硫酸发生反应：Zn＋2H2SO4(浓)ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，随着反应的进行，H2SO4的浓度变小，发生反应：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，设反应生成的SO2物质的量为x，H2物质的量为y，则有x＋y＝＝1.5
mol，消耗的硫酸：2x＋y＝18.5
mol/L×0.1
L－，解得x＝0.3
mol，y＝1.2
mol，V(SO2)∶V(H2)＝1∶4，参加反应的Zn：x＋y＝1.5
mol，质量是97.5
g，转移电子为1.5
mol×2＝3
mol。
答案：CD
题组二　SO的检验
4．下列过程中，最终的白色沉淀物不一定是BaSO4的是(　　)
A．Fe(NO3)2溶液白色沉淀
B.Ba(NO3)2溶液白色沉淀
C．无色溶液白色沉淀
D．无色溶液无色溶液白色沉淀
解析：A项，二氧化硫被硝酸氧化为硫酸，加氯化钡一定生成硫酸钡沉淀；B项，亚硫酸根被硝酸氧化为硫酸根，沉淀也是硫酸钡；C项，所得沉淀可能是氯化银；D项，先加过量盐酸无沉淀，再加氯化钡产生的白色沉淀一定是硫酸钡。
答案：C
5．在某溶液中加入BaCl2溶液，生成白色沉淀，加入稀硝酸，沉淀不溶解，则下列关于该溶液所含离子的推断中正确的是(　　)
A．一定会有SO
B．含有SO和Ag＋
C．可能含有SO、Ag＋、SO中的一种或同时含有SO、SO
D．可能含有SO或CO
解析：A项错误，不能排除Ag＋、SO的干扰；B项错误，因为溶液中SO与Ag＋反应不能大量共存；C项正确，因为不能排除Ag＋、SO的干扰；D项错误，由“加入稀硝酸，沉淀不溶解”可以判断不可能含有CO。
答案：C
[归纳提升]
SO检验的易错点
1．误将Ag＋、Pb2＋判断成SO。如向待测液中滴加BaCl2溶液，再加稀盐酸有白色沉淀便断定含SO。其错误是未注意溶液中不含SO，而含Ag＋或Pb2＋时也会产生同样的现象：Ag＋＋Cl－===AgCl↓(白色)，Pb2＋＋2Cl－===PbCl2↓(白色)。
2．误将SO判断成SO。如向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀，便误以为有SO。该错误是未注意NO在酸性条件下具有强氧化性，在酸性环境中发生反应：Ba2＋＋SO===BaSO3↓(白色)，3BaSO3＋2H＋＋2NO===3BaSO4↓(白色)＋2NO↑＋H2O。
考点3　硫及其化合物的转化
1．硫的价态——类别二维图
2．硫及其化合物之间的转化规律
(1)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的
如：反应②、③、④的化学方程式为
②H2SO3＋2NaOH===Na2SO3＋2H2O；
③Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑；
④Na2SO3＋H2O＋SO2===2NaHSO3。
(2)不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的
写出③、④、⑤反应的化学方程式：
⑤SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O。
3．含硫物质的连续氧化
硫元素
4．硫的氧化物、酸、盐之间的转化
[提醒]　(1)同种元素相邻价态的粒子间不发生氧化还原反应，如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。
(2)当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时，一般生成中间价态，如2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4===3Na2SO4＋3S↓＋3H2O。
题组一　利用转化关系推断物质
1．如图W、X、Y、Z为四种物质，若箭头表示能一步转化的常见反应，其中常温下能实现图示转化关系的是(　　)
选项
W
X
Y
Z
A
S
SO2
SO3
H2SO4
B
Na
Na2O2
NaOH
NaCl
C
Fe
FeCl3
Fe(OH)2
FeCl2
D
Al
AlCl3
NaAlO2
Al2(SO4)3
答案：D
2．含硫煤燃烧会产生大气污染物，为防治该污染，某工厂设计了新的治污方法，同时可得到化工产品；该工艺流程如图所示，下列叙述不正确的是
(　　)
A．该过程中可得到化工产品H2SO4
B．该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2
C．该过程中化合价发生改变的元素只有Fe和S
D．图中涉及的反应之一为Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4
解析：根据工艺流程图可知，该工艺中Fe2(SO4)3溶液吸收SO2生成FeSO4和H2SO4，该反应的化学方程式为Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4，该工艺不仅吸收了二氧化硫，还得到了化工产品硫酸，A、D两项正确；根据A中分析可知该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2，B项正确；该过程中化合价发生变化的元素有氧、铁、硫，C项错误。
答案：C
3．(2021·甘肃玉门联考)海水中主要含有Na＋、K＋、Mg2＋、Ca2＋、Cl－、Br－、SO、HCO、CO等离子，火力发电时排放的烟气可用海水脱硫，其工艺流程如图所示，下列说法错误的是(　　)
A．海水pH约为8的原因主要是天然海水含CO、HCO
B．吸收塔中发生的反应有SO2＋H2O?H2SO3
C．氧化主要是氧气将HSO、SO、H2SO3氧化为SO
D．经稀释“排放”出的废水中，SO浓度与海水相同
解析：海水中CO、HCO发生水解，CO＋H2O?HCO＋OH－，HCO＋H2O?H2CO3＋OH－，所以天然海水的pH≈8，呈弱碱性，故A正确；由流程分析可知吸收塔中发生的反应有SO2＋H2O?H2SO3，故B正确；天然海水吸收了含硫烟气后，要用O2进行氧化处理，因为氧气具有氧化性，所以能将H2SO3、HSO、SO等氧化为硫酸，如亚硫酸被氧化的反应为2H2SO3＋O2===2H2SO4，故C正确；D错误。
答案：D
4．在下列物质转化中，A是一种正盐，D的相对分子质量比C的相对分子质量大16，E是强酸，当X无论是强酸还是强碱时，都有如下的转化关系：
当X是强酸时，A、B、C、D、E均含同一种元素；当X是强碱时，A、B、C、D、E均含另外同一种元素。请回答：
(1)A是________，Y是________，Z是________(填化学式，下同)。
(2)当X是强酸时，E是________，写出B生成C的化学方程式：____________________________。
解析：解推断题的两个关键点：一是找出突破口；二是要熟悉物质间的相互转化关系。此题的突破口是D的相对分子质量比C的相对分子质量大16，可推测多1个氧原子，则Y应为O2。连续氧化最终生成酸，则E可能为H2SO4或HNO3。
(2)当X是强酸时，转化关系为(NH4)2SH2SSO2SO3H2SO4。
答案：(1)(NH4)2S　O2　H2O
(2)H2SO4　2H2S＋3O22SO2＋2H2O
[归纳提升]
中学阶段常见的符合ABCD转化关系的有
硫元素：H2SSO2SO3H2SO4
SSO2SO3H2SO4
碳元素：CCOCO2H2CO3
氮元素：N2NONO2HNO3
NH3NONO2HNO3
钠元素：NaNa2ONa2O2NaOH
题组二　硫的转化与实验探究
5．某学习小组在通过反应Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O研究反应速率的影响因素后，对Na2S2O3产生了兴趣，查资料知Na2S2O3的名称为硫代硫酸钠，俗称海波，可以看成是用一个S原子取代了Na2SO4中的一个O原子而形成。该实验小组运用类比学习的思想预测了Na2S2O3的某些性质，并通过实验探究验证自己的预测。
【提出假设】
(1)部分学生从S元素化合价推测Na2S2O3与SO2性质相似，均有较强的___________________________________________________________________。
【实验探究】
(2)取适量Na2S2O3晶体，溶于水中制成Na2S2O3溶液，进行如下探究(填写下表中空格)。
实验操作
实验现象
实验结论(或离子方程式)
向新制氯水(pH<2)中滴加少量Na2S2O3溶液
氯水颜色变浅
________________
(3)请你重新设计一个实验方案，证明Na2S2O3被氯水氧化，你的方案是_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
答案：(1)还原性
(2)硫代硫酸根离子具有还原性(或S2O＋4Cl2＋5H2O===2SO＋8Cl－＋10H＋)
(3)取少量反应后的溶液，向其中滴入氯化钡溶液，再加入稀盐酸，若产生的沉淀不溶解，则硫代硫酸钠被氧化了，否则没被氧化
　测定亚硫酸钠质量分数的实验方案设计
一、测量气体体积的方法
　气体体积的测定既可通过测量气体排出的液体体积来确定(两者体积值相等)，也可直接测量收集的气体体积。
测量气体体积的常用方法：
(1)直接测量法。如图A、B、C、D、E均是直接测量气体体积的装置。
测量前A装置可先通过调整左右两管的高度使左管(有刻度)充满液体，且两管液面相平。
C装置则是直接将一种反应物置于倒置的量筒中，另一反应物置于水槽中，两者反应产生的气体体积可以直接测量。
D装置：用于测量混合气体中被吸收(或不被吸收)的气体的体积。读数时，球形容器和量气管液面相平，量气管内增加的水的体积等于被反应管吸收后剩余气体的体积。
A、D装置量气读数时答题模板：
①将实验装置冷却至室温。
②调整两侧液面相平。
③读数时平视凹液面最低处。
E装置：直接测量反应产生气体的体积，注意应恢复至室温后，读取注射器中气体的体积(一般适合滴加液体量比较少的气体体积测量)。
(2)间接测量法。如F装置是通过测量气体排出的液体体积来确定气体体积。
二、测定亚硫酸钠质量分数的实验方案
　方案一：沉淀法(沉淀SO)
称样品m1
g溶于蒸馏水―→加入足量的盐酸酸化―→加入足量BaCl2溶液―→过滤―→洗涤―→干燥或烘干―→称量沉淀质量为m2
g
w(Na2SO4)＝×100%。
方案二：氧化还原滴定法
称m1
g样品溶于水于锥形瓶―→用c
mol/L的酸性KMnO4溶液滴定―→根据实验现象判定滴定终点―→测实际所用酸性KMnO4溶液体积为V
mL
w(Na2SO3)＝×100%。
方案三：气体法(测SO2的质量)
称m1
g样品―→加入过量浓硫酸(H2SO4)―→用碱石灰吸收SO2气体―→测定SO2的质量为m2
g
w(Na2SO4)＝×100%。
方案四：气体法(测SO2气体的体积)
―→―→―→
w(Na2SO3)＝×100%。
[考能突破练]
1．实验室常用如图所示的两套装置测量所制气体的体积，下面有关这两套量气装置的使用说明错误的是(　　)
A.量气前，B装置中广口瓶通常应盛满相应的液体
B．使用A装置量气前，右管中应充满相应的液体
C．A装置收集完气体后，在读数前应使盛液管内的液面与集气管内的液面相平
D．A装置是直接测量气体的体积，而B装置直接测量的是所排出液体的体积
解析：B装置中广口瓶通常应盛满相应的液体，故A正确；A在量气前应通过提升右侧管高度的方法使左管充满液体而右侧没有液体，以使收集气体时将液体压入右侧，故B错误；A装置收集完气体后，在读数前应使盛液管内的液面与集气管内的液面相平，使两侧气压相同，故C正确；A装置是直接根据刻度测量气体的体积，而B装置直接测量的是所排出液体的体积，故D正确。
答案：B
2．实验室有一瓶长久放置的亚硫酸钠，为了检验此瓶亚硫酸钠是否部分被氧化及测定亚硫酸钠的质量分数，有学生设计了下面实验，根据实验步骤填写下列空格。
(1)加入过量的A的目的是____________；检验A是否过量的方法是_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)加入B稍过量的理由是___________________________________________________________________；
加入B发生反应的离子方程式是__________________________________________________________________。
(3)怎样检验沉淀(Ⅲ)是否洗涤干净？_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)亚硫酸钠的质量分数为________(用含W1和W2的式子表示)。
解析：(1)样品溶液中加入过量的A的目的是使SO、SO沉淀完全，因此A为BaCl2溶液；检验BaCl2溶液是否过量，只需检验溶液中不存在SO或SO，方法是取上层清液少量，再加BaCl2溶液少量，若无沉淀生成，证明所加BaCl2溶液已过量，或取上层清液少量，再加入Na2SO4溶液少量，若有沉淀生成，证明所加BaCl2溶液已过量。
(2)加入B的目的是使亚硫酸钡溶解，因此B需稍过量，加入的B为稀盐酸，反应的离子方程式为BaSO3＋2H＋===Ba2＋＋SO2↑＋H2O。
(3)用稀盐酸溶解亚硫酸钡后，沉淀上吸附有少量氯离子，检验沉淀(Ⅲ)是否洗涤干净，只需检验最后的洗涤液中是否存在氯离子，方法是取最后一次洗涤液少量，加入用稀HNO3酸化的AgNO3溶液，若无沉淀产生，表示沉淀已经洗净。(4)最后纯净的固体为硫酸钡，物质的量为＝
mol，则硫酸钠的质量为
mol×146
g/mol＝
g，因此亚硫酸钠的质量分数为×100%＝×100%。
答案：(1)使SO、SO沉淀完全　取上层清液少量，再加BaCl2溶液少量，若无沉淀生成，证明所加BaCl2溶液已过量(或取上层清液少量，再加入Na2SO4溶液少量，若有沉淀生成，证明所加BaCl2溶液已过量)
(2)使BaSO3全部溶解　BaSO3＋2H＋===Ba2＋＋SO2↑＋H2O
(3)取最后一次洗涤液少量，加入用稀HNO3酸化的AgNO3溶液，若无沉淀产生，表示沉淀已经洗净
(4)×100%
3．若Na2SO3已部分被氧化变质，某探究实验小组同学为测定Na2SO3样品的质量分数，设计如下实验方案：
【方案一】　沉淀法
―→―→―→①―→②―→③―→
【方案二】　滴定法
―→―→―→
【方案三】　测SO2质量法(实验步骤装置如图)
―→―→―→
【方案四】　测SO2体积法(步骤装置如图)
―→―→―→
请回答下列问题：
(1)方案一的反应原理为_____________________________________________________________________
________________________________________________(用化学方程式表示)。
流程图中①、②、③的操作名称分别为①________、②___________________、③_________________________________________________________________。
(2)方案三中
①该装置有何不合理之处？___________________________________________
___________________________________________________________________；
如何改进：___________________________________________________________
___________________________________________________________________。
②将装置改进后，测得样品中Na2SO3的质量分数的表达式为______________(用m1、m2表示)。
(3)方案四中，若实验条件下的气体摩尔体积为Vm
mL·mol－1，样品中Na2SO3的质量分数的表达式为______________(用m1、V、Vm表示)。[已知：M(Na2SO3)＝126
g/mol]
若读数时，液面如图所示，则所测结果____________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
答案：(1)2HCl＋Na2SO3===H2O＋SO2↑＋2NaCl，BaCl2＋Na2SO4===BaSO4↓＋2NaCl
过滤　洗涤　干燥或烘干
(2)①没有排除SO2中水蒸气的干扰，没有排除空气中水蒸气的干扰，生成的SO2没有被碱石灰全部吸收　锥形瓶与U形干燥管间增加一个盛浓H2SO4的洗气瓶，U形干燥管后接一个盛放碱石灰的干燥管，并在锥形瓶内反应完全后，鼓入N2将装置内的残留SO2全部赶出被碱石灰吸收　②×100%
(3)×100%　偏小
1．(2020·高考全国卷Ⅰ)下列气体去除杂质的方法中，不能实现目的的是(　　)
气体(杂质)
方法
A
SO2(H2S)
通过酸性高锰酸钾溶液
B
Cl2(HCl)
通过饱和的食盐水
C
N2(O2)
通过灼热的铜丝网
D
NO(NO2)
通过氢氧化钠溶液
解析：酸性高锰酸钾溶液不仅能与H2S反应，而且也能与SO2反应，A项不能实现目的。
答案：A
2．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)(2019·浙江4月选考，11B)在表面皿中加入少量胆矾，再加入3
mL浓硫酸，搅拌，固体由蓝色变白色。(　　)
(2)(2019·浙江4月选考，11C)向二氧化硫水溶液中滴加氯化钡溶液，再滴加双氧水，产生白色沉淀。(　　)
(3)(2019·浙江4月选考，8D)硫元素在自然界的存在形式有硫单质、硫化物和硫酸盐等。(　　)
(4)(2018·浙江11月选考，8D)接触法制硫酸的硫元素主要来源于硫黄或含硫矿石。(　　)
(5)(2019·高考江苏卷，3B)稀硫酸具有酸性，可用于除去铁锈。(　　)
(6)(2019·高考江苏卷，6C)SO2与过量氨水反应生成(NH4)2SO3。(　　)
(7)(2017·高考海南卷，7A)稀硫酸和铜粉反应制备硫酸铜。(　　)
(8)(2017·高考江苏卷，7B)SSO3H2SO4。(　　)
(9)(2017·高考江苏卷，13B)向久置的Na2SO3溶液中加入足量BaCl2溶液，出现白色沉淀；再加入足量稀盐酸，部分沉淀溶解，则部分Na2SO3被氧化。(　　)
答案：(1)√　(2)√　(3)√　(4)√　(5)√　(6)√　(7)×　(8)×　(9)√
3．(2017·高考全国卷Ⅰ)下列事实中，不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是(　　)
A.氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应，而亚硫酸可以
B．氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸
C．0.10
mol·L－1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5
和2.1
D．氢硫酸的还原性强于亚硫酸
解析：A能，氢硫酸不能与NaHCO3溶液反应，说明酸性：H2SH2CO3；B能，相同浓度时导电能力越强，说明溶液中离子浓度越大，酸的电离程度越大，故可判断酸性：H2SH2SO3，则c(H＋)：H2S答案：D
4．(2018·高考全国卷Ⅰ节选)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题：
(1)生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式：_________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺如图所示：
①pH＝4.1时，Ⅰ中为________溶液(写化学式)。
②工艺中加入Na2CO3固体并再次充入SO2的目的是____________________
__________________________________________________________________。
解析：(1)根据题给信息，将NaHSO3过饱和溶液结晶脱水可得到Na2S2O5，则化学方程式为2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O。
(2)①酸性条件下，SO2与Na2CO3溶液反应生成NaHSO3。②工艺中加入Na2CO3固体并再次通入SO2，其目的是得到NaHSO3过饱和溶液。
答案：(1)2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O
(2)①NaHSO3　②得到NaHSO3过饱和溶液
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-第14讲　生活中含氮的化合物
【课标要求】　1.了解氮元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质和应用。2.了解氮的化合物对环境质量的影响。
考点1　氮气及氮氧化物
1．氮元素的存在与氮的固定
2．氮气
写出有关化学方程式：
①N2＋3MgMg3N2；
；
③N2＋O22NO。
__________________
3．氮的氧化物
(1)氮有多种价态的氧化物
氧化物的化学式
N2O
NO
N2O3
NO2、N2O4
N2O5
氮元素的价态
＋1
＋2
＋3
＋4
＋5
[提醒]　NO2与N2O4可相互转化2NO2?N2O4。
(2)NO、NO2的比较
NO
NO2
物理性质
通常为无色气体，难溶于水
通常为红棕色、有刺激性气味的气体
化学性质
与O2反应
2NO＋O2===2NO2
与H2O反应
不反应
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
与人体、环境的关系
①NO与人体血红蛋白结合，使人中毒；②NO转化成NO2，形成酸雨，光化学烟雾，破坏臭氧层
　(1)固氮反应一定属于氧化还原反应。(　　)
(2)NO中的NO2杂质气体，可通过盛有水的洗气瓶除去。(　　)
(3)CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都稳定存在。(　　)
(4)N2与O2在放电条件下直接化合成NO2。(　　)
(5)NO2溶于水时，NO2是氧化剂，水是还原剂。(　　)
(6)可用NO2与水反应制取硝酸，故NO2是酸性氧化物。(　　)
答案：(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×
1．俗话说“雷雨发庄稼”，这说明雷雨中含有能被植物吸收利用的化合态的氮。请写出三个有关的化学方程式：
(1)________________________________________________________________；
(2)_________________________________________________________________；
(3)_________________________________________________________________。
答案：(1)N2＋O22NO
(2)2NO＋O2===2NO2
(3)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
2．溴蒸气和NO2都为红棕色气体，用湿润的淀粉?KI试纸或NaOH溶液能鉴别它们吗？为什么？若不能，请你设计一种简单的方法，区别溴蒸气和NO2。
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
答案：不能鉴别。因为这两种气体都有氧化性，都可以把KI中的I－氧化成I2，使试纸变蓝色。NaOH溶液可以吸收溴蒸气和NO2而形成无色溶液。方法：①用AgNO3溶液，Br2可与AgNO3溶液反应生成浅黄色沉淀AgBr；②用水，溶于水后有颜色的是Br2，无颜色的是NO2
题组一　氮氧化物性质及对环境的影响
1．已知常温常压下在1
L水中可溶解40
L
NO2，NO2能与NaOH溶液发生反应：2NaOH＋2NO2===NaNO3＋NaNO2＋H2O。以下各种尾气吸收装置中，不适合吸收NO2气体的是(　　)
解析：由于常温常压下在1
L水中可溶解40
L
NO2，即极易溶于水，所以在吸收装置中需要防止倒吸，只有B中不能防止倒吸。
答案：B
2．汽车尾气主要含有CO2、CO、SO2、NOx等物质，这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。
(1)汽车尾气中的CO来自______________________________________________，
NO来自___________________________________________________________。
汽车尾气对环境的危害主要有__________________________________________
(至少填两种)。
(2)NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：___________________________________________________________________。
(3)汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出NO被CO还原的化学方程式：________________
____________________________________________________________________。
答案：(1)汽油的不完全燃烧　N2与O2在汽车气缸内的高温环境下的反应　形成硝酸型酸雨、导致光化学烟雾、产生温室效应(任填两种即可)
(2)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
(3)2CO＋2NON2＋2CO2
题组二　氮氧化物溶于水的计算
3．如图所示，相同条件下，两个容积相同的试管分别装满NO2和NO气体，分别倒置于水槽中，然后通过导管缓慢通入氧气，边通边慢慢摇动试管，直到两个试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散，则两个试管内溶液物质的量浓度之比为(　　)
A．1∶1　　　　　　　　　B．5∶7
C．7∶5
D．4∶3
解析：设试管的容积为1
L，水充满整个试管，溶液的体积是1
L，无论是NO2还是NO都转变成了HNO3，根据氮元素守恒，生成的HNO3的物质的量相等，即硝酸的物质的量浓度相等，答案选A。
答案：A
4．在一定条件下，将NO2和O2的混合气体12
mL通入足量水中，充分反应后剩余2
mL气体(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积为(　　)
①1.2
mL　②2.4
mL　③3
mL　④4
mL
A．①②
B．②③
C．③④
D．①④
解析：首先分析剩余的2
mL气体有两种可能。如果剩余2
mL
O2，则V(NO2)＝×(12－2)
mL＝8
mL，则混合气中V(O2)＝12
mL－8
mL＝4
mL。若剩余的2
mL气体是NO，则混合气中的V(O2)＝(12
mL－2
mL×3)×＝1.2
mL，D项正确。
答案：D
[归纳提升]
氮氧化物溶于水的计算依据
无论是单一气体(NO2)，还是NO、NO2、O2中的两者或三者的混合气体，反应的实质是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，2NO＋O2===2NO2，故若有气体剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。
(1)若NO和O2通入水中，总关系式为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。
(2)若NO2和O2通入水中，总关系式为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。
考点2　典型的氧化性酸——硝酸
1．物理性质
2．化学性质
(1)不稳定性
化学方程式：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。
[提醒]　①市售浓硝酸呈黄色的原因是硝酸分解生成的NO2溶解在硝酸里。
②硝酸保存在棕色试剂瓶中，置于冷暗处，不能用橡胶塞。
(2)强氧化性
不论浓、稀硝酸都有强氧化性，而且浓度越大氧化性越强。
按要求完成下列反应的方程式：
①与金属反应：
稀硝酸与铜反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；
浓硝酸与铜反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。
②与非金属反应：
浓硝酸与C的反应：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O；
③与还原性化合物反应：
硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等还原性物质。稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式：
3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。
3．工业制法
(1)NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO：
4NH3＋5O24NO＋6H2O
___________________________.
(2)NO进一步氧化生成NO2：
2NO＋O2===2NO2。
(3)用水吸收NO2生成HNO3：
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
　(1)硝酸可与Na2S反应制得H2S气体。(　　)
(2)Cu溶于稀HNO3：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。(　　)
(3)常温下，将Al片放入浓硝酸中无明显现象，原因是Al与浓硝酸不反应。(　　)
(4)浓硝酸、浓硫酸的浓度大，书写离子方程式时写分子式，不拆写为离子形式。(　　)
(5)浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色。(　　)
答案：(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×
1．久置的浓硝酸呈黄色，如何除去？
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
答案：浓硝酸显黄色是由于浓硝酸见光或受热发生分解，生成的NO2溶于浓硝酸所致，所以消除的方法是通入O2(或空气)，使其发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
2．某同学认为1.0
mol·L－1的KNO3溶液中可大量存在H＋、Fe2＋、Cl－、SO，正确吗？请说明理由。
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
答案：不正确；原因是NO在含H＋的溶液中具有强氧化性，能将Fe2＋氧化成Fe3＋而不能共存
题组一　硝酸的性质
1．下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是(　　)
①
②
③
A.由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体
B．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应
C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物
D．③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
解析：本题考查硝酸的氧化性、不稳定性、挥发性等性质。③中的CO2可能是空气中的氧气与木炭反应的产物。
答案：D
2．(2021·山东淄博质检)下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是(　　)
实验操作
现象
解释或结论
①
过量的Fe粉中加入稀硝酸，充分反应后，滴入KSCN溶液
溶液呈红色
稀硝酸将Fe氧化为Fe3＋
②
浓硝酸久置或光照
变黄色
HNO3不稳定易分解
③
Al箔插入稀硝酸中
无现象
Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜
④
用玻璃棒蘸取浓硝酸点到蓝色石蕊试纸上
试纸先变红色后褪色
浓硝酸具有酸性和强氧化性
A.①②　　　　　　　　　
B．③④
C．②③④
D．②④
答案：D
3．在浓硝酸中放入Cu片，
(1)反应开始时的化学方程式为_________________________________________
___________________________________________________________________，
实验现象为_________________________________________________________。
(2)若Cu片有剩余，则反应将要结束时的化学方程式为
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)待反应停止后，再加入少量的稀硫酸，这时Cu片上又有气泡产生，原因是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
答案：(1)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O　溶液逐渐变蓝色，有红棕色气体逸出
(2)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(3)加入稀硫酸后，氢离子与原溶液中硝酸根离子构成强氧化性酸，又能与过量的铜反应
题组二　硝酸与金属反应的计算
4．(2021·福建省莆田月考)锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水。当生成1
mol硝酸锌时，被还原的硝酸的物质的量为(　　)
A．2
mol
B．1
mol
C．0.5
mol
D．0.25
mol
解析：依据Zn＋HNO3(稀)―→Zn(NO3)2＋NH4NO3＋H2O，Zn由0价→＋2价，化合价升高2，N由＋5价→－3价，化合价降低8，根据化合价升降总值相等，Zn、Zn(NO3)2的化学计量数为4，NH4NO3的化学计量数为1，然后根据原子守恒配平化学方程式为4Zn＋10HNO3(稀)===4Zn(NO3)2＋NH4NO3＋3H2O，生成4
mol硝酸锌时被还原的硝酸为1
mol，当生成1
mol
Zn(NO3)2时，被还原的HNO3为0.25
mol。
答案：D
5．将1.92
g铜粉投入一定量浓HNO3中，随着铜粉的溶解，反应生成的气体颜色逐渐变浅，当铜粉完全溶解后共收集到由NO2和NO组成的混合气体1.12
L(标准状况)，则反应消耗HNO3的物质的量为(　　)
A．0.8
mol　　　　　　　　
B．0.6
mol
C．0.11
mol
D．无法计算
解析：①被还原的硝酸的物质的量即为气体NO2与NO物质的量的总和，被还原n(HNO3)＝＝0.05
mol；②未被还原的HNO3的物质的量等于Cu(NO3)2中NO的物质的量，
n(Cu)＝＝0.03
mol，
所以n[Cu(NO3)2]＝0.03
mol；
③消耗的HNO3的物质的量为
0．03
mol×2＋0.05
mol＝0.11
mol，故C项正确。
答案：C
[归纳提升]
硝酸与金属反应的计算方法
1．离子方程式计算法
涉及HNO3、H2SO4的混合酸与金属反应计算时应采用离子方程式计算。
2．思维模型
考点3　氨　铵盐
一、氨
1．物理性质：无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，易液化。极易溶于水(1∶700)，可由喷泉实验证明。
2．化学性质
(1)与水反应：
NH3＋H2O?NH3·H2O?NH＋OH－，氨的水溶液叫氨水，氨水中含有的微粒有：NH3·H2O、NH3、H2O、NH、OH－、H＋。NH3·H2O为可溶性一元弱碱，易分解，化学方程式为NH3·H2ONH3↑＋H2O。
(2)与酸反应
蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为有白烟生成，将浓盐酸改为浓硝酸，也会出现相同的现象。化学方程式：
HCl＋NH3===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO3。
(3)与盐溶液的反应
如过量氨水与AlCl3反应的离子方程式：
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。
(4)还原性——氨的催化氧化
4NH3＋5O24NO＋6H2O
化学方程式：__________________________。
3．实验室制法
(1)加热固态铵盐和碱的混合物
(2)实验室制取氨的其他方法
方法
化学方程式(或原理)
气体发生装置
加热浓氨水
NH3·H2ONH3↑＋H2O
浓氨水＋固体NaOH
NaOH溶于水放热，促使氨水分解。且OH－浓度的增大有利于NH3的生成
浓氨水＋固体CaO
CaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使氨水分解。化学方程式为NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2
4.用途
制硝酸、铵盐、纯碱、尿素、制冷剂等。
二、铵盐
1．物理性质
铵盐都是白色或无色晶体，都易溶于水。
2．化学性质
3．NH的检验
未知液呈碱性湿润的红色石蕊试纸变蓝色，则证明含NH。
　(1)氨遇到浓盐酸、硫酸都会发生反应，产生白烟。(　　)
(2)加热盛有NH4Cl固体的试管，试管底部固体消失，试管口有晶体凝结，说明NH4Cl固体可以升华。(　　)
(3)氨水中含氮微粒中最多的微粒是NH。(　　)
(4)铵盐都易溶于水，其水溶液均呈酸性。(　　)
(5)现有1
mol·L－1的氨水，则该溶液中NH3·H2O的浓度是1
mol·L－1。(　　)
答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
1．现有1
mol·L－1的氨水，则该溶液中NH3·H2O浓度是1
mol·L－1吗？为什么？
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
答案：不是。溶液中NH3、NH、NH3·H2O的浓度和为1
mol·L－1
2．如图所示装置能否制得纯净、干燥的NH3？原因是什么？
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
答案：不能，因为NH4Cl固体受热分解生成NH3和HCl，它们在试管口又重新生成NH4Cl
题组一　氨气和铵盐的性质及应用
1．下列反应中，NH3同时表现还原性和碱性的是(　　)
A．4NH3＋5O24NO＋6H2O
B．NH3＋HNO3===NH4NO3
C．8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl
D．2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O
解析：在A、D两项中，参加反应的NH3全部被氧化，NH3只体现还原性，B项反应为非氧化还原反应，NH3只体现碱性；C项中参加反应的8
mol
NH3有2
mol被氧化，NH3既体现碱性又体现还原性。
答案：C
2．(2021·上海杨浦质检)检验NH的方法是向未知物中加强碱、加热，再用湿润的红色石蕊试纸检测气体产物。该检验过程中不涉及的反应是(　　)
A．NH＋OH－NH3↑＋H2O
B．NH3＋H＋===NH
C．NH3＋H2O?NH3·H2O
D．NH3·H2O?NH＋OH－
解析：向未知物中加强碱、加热，发生反应：NH＋OH－NH3↑＋H2O，故A不选；用湿润的红色石蕊试纸检测气体产物，发生反应：NH3＋H2O?NH3·H2O、NH3·H2O?NH＋OH－，故C、D不选。
答案：B
3．NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图)。下列有关表述正确的是(　　)
A．NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥
B．NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解
C．NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应
D．图中所涉及的盐类物质均可以水解
解析：A项，NaHCO3不是化肥；B项，Na2CO3受热不易分解；D项，NaCl不水解。
答案：C
题组二　氨气的实验室制法及性质应用
4．(2021·河北衡水联考)资料显示：一定条件下NH3能还原CuO。为了证明资料的真实性，利用下列装置(含药品)进行实验，其中错误的是(　　)
解析：氯化铵受热分解生成氨和氯化氢，在试管口附近氨和氯化氢遇冷又生成了白色固体氯化铵，故不能用于制备氨，A项错误；可以在硬质玻璃管中进行氨还原氧化铜的反应，B项正确；碱石灰可以干燥氨，C项正确；氨与稀硫酸反应，用该装置吸收尾气中的氨可以防止倒吸，D项正确。
答案：A
5．(双选)实验室模拟合成氨和氨催化氧化的实验装置如图。反应一段时间后向丙中通入O2并伸入红热的铂丝，锥形瓶中有红棕色气体出现。下列说法错误的是(　　)
A．分离液态空气制取氮气的依据是氮气和氧气的熔点不同
B．氮气和氢气通过甲装置混合，其主要作用是干燥和控制气体流速
C．丙中导气管不会发生倒吸的原因可能是反应中氨的产率较少
D．丙的溶液和棉花中均存在NO，说明直接发生反应NH3＋2O2HNO3＋H2O
解析：A.氮气和氧气的沸点不同，因此可依据二者沸点不同分离液态空气制取氮气，A错误；B.浓硫酸具有吸水性，氮气和氢气通过盛有浓硫酸的甲装置混合，一方面可以干燥气体，另一方面可控制气体流速，从而控制反应速率，B正确；C.由于合成氨反应是可逆的，生成的氨气较少，因此丙中导气管不会发生倒吸，C正确；D.在催化剂作用下氨气和氧气反应生成NO，NO继续被氧化生成NO2，NO2溶于水生成硝酸，所以丙的溶液和棉花中均存在NO，D错误。
答案：AD
6．某同学用下列装置(固定、加热仪器和橡胶管略)进行有关氨气制取的实验探究。
回答下列问题：
(1)若用装置①制取NH3，其反应的化学方程式为___________________________；若要测定生成的NH3的体积，则必须选择的装置是________(填装置序号)，装置中所盛试剂应具有的性质是__________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)若用装置②制取并收集干燥的NH3，烧瓶内装的试剂是________，分液漏斗中装的试剂是________，收集装置应选择________(填装置序号)。
解析：(1)装置①适用于固?固加热制取气体，制取NH3时试剂是NH4Cl和Ca(OH)2。若测定NH3的体积，必须用排液体法，而NH3极易溶于水，故不能用排水法，所用的液体必须不与NH3反应，也不溶解NH3才行。
(2)装置②是固?液反应，不需要加热的装置，制取NH3时，可用浓氨水和碱石灰作用。
答案：(1)2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O　③⑦　氨气难溶于该试剂，且该试剂不易挥发
(2)CaO(或NaOH或碱石灰)　浓氨水(或浓NH4Cl溶液)　⑥
[归纳提升]
制取NH3的两个方面创新
1．制取装置创新
2．吸收装置创新
　喷泉实验及拓展应用
1．喷泉实验的原理
使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内，在尖嘴导管口形成喷泉。
2．形成喷泉的类型
下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体。
气体
HCl
NH3
CO2、Cl2SO2、H2S
NO2
NO2、O2(4∶3)
NO、O2(4∶1)
吸收剂
水、NaOH溶液
水
NaOH溶液
水
水
水
3.喷泉实验的发散装置及操作方法
喷泉实验是中学化学的重要实验，其本质是形成压强差而引发液体上喷，以教材中的装置(发散源)可设计如图所示的多种不同的装置和采用不同的操作(如使气体溶于水、热敷或冷敷、生成气体等)来形成喷泉。
装置(Ⅰ)：改变了胶头滴管的位置，胶头滴管挤入少量水于试剂瓶中，即可使少量溶液沿导管进入烧瓶中，导致大量的NH3溶解，烧瓶内形成负压而产生喷泉。
装置(Ⅱ)：省去了胶头滴管，用手(或热毛巾等)捂热烧瓶，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨气与水接触，即发生喷泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶中，瓶内氨气溶于水)。
装置(Ⅲ)：在水槽中加入能使水温升高的物质致使锥形瓶内酒精因升温而挥发，锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉。
装置(Ⅳ)：向导管中通入一定量的H2S和SO2，现象为有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液上喷形成喷泉。
装置(Ⅴ)：打开①处的止水夹并向烧瓶中缓慢通入等体积的HCl气体后关闭该止水夹，等充分反应后再打开②处的止水夹，观察到先有白烟产生，后产生喷泉。
装置(Ⅵ)：挤压胶头滴管，然后打开导管上部的两个活塞，则在右面烧瓶出现喷烟现象，再打开导管下部活塞，则可产生双喷泉。
[考能突破练]
1.如图所示装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头，然后打开止水夹，下列与实验事实不相符的是(　　)
A．Cl2(饱和食盐水)，无色喷泉
B．NH3(H2O含石蕊)，蓝色喷泉
C．HCl(H2O含石蕊)，红色喷泉
D．SO2(NaOH溶液)，无色喷泉
解析：因NaCl溶液抑制Cl2的溶解，则挤压胶管的胶头，气压变化不明显，则不会形成喷泉，故A错误。
答案：A
2．如图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案，下列有关操作不可能引发喷泉的是(　　)
A．挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹
B．挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹
C．用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹
D.在装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹
解析：H2难溶于NaOH溶液，不能使烧瓶内外形成较大压强差，故不能引发喷泉。
答案：B
3.(1)图中胶头滴管中的水挤入烧瓶后，观察到的现象是_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
____________________________________________________________。
(2)按如图装置进行NH3性质实验。
①先打开旋塞1，B瓶中的现象是______________________________________
____________________________________________________________________，
原因是__________________________________________________________
__________________________________________________________________
_____________________________________________________________，
稳定后，关闭旋塞1。
②再打开旋塞2，B瓶中的现象是_______________________________________。
解析：(1)将胶头滴管中的水挤入圆底烧瓶后，由于NH3溶于水使瓶中的气压减小，气球的体积逐渐变大。
(2)A瓶的压强大于B瓶的，因此A瓶中的氯化氢进入B瓶中，与氨气反应生成氯化铵，可以看到B瓶中有白烟生成。由于氯化氢和氨气反应导致B瓶中的压强降低，且B瓶中的氯化氢相对过量，因此当打开旋塞2时，石蕊水溶液会被倒吸入B瓶中，遇氯化氢溶液变红色。
答案：(1)气球逐渐变大
(2)①有白烟生成　A瓶中的氯化氢移动到B瓶中，与B瓶中的氨气反应生成氯化铵，能看到白烟　②液体进入B瓶中，溶液的颜色变红
4.如图为化学教学中所用的喷泉实验装置。
某同学用烧瓶中盛不同成分的气体进行喷泉实验，请帮助分析实验后烧瓶中所得溶液的浓度。(假设是在标准状况下完成实验，且溶质不扩散)
(1)若用HCl气体，则c(HCl)＝________________。
(2)若用NO2气体，则c(HNO3)＝____________。
(3)若用n(NO2)∶n(O2)＝4∶1的混合气体，则c(HNO3)＝____________。
(4)若用n(NO2)∶n(O2)＝2∶1的混合气体，则c(HNO3)＝____________。
解析：设烧瓶的容积为V
L，则气体的物质的量均为
mol。
(1)若是HCl气体，喷泉后，溶液充满烧瓶，则溶液的体积为V
L，c(HCl)＝＝
mol·L－1。
(2)若为NO2，喷泉后，溶质为HNO3，
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
mol
×
mol
则喷泉后溶液的体积为V
L，
c(HNO3)＝＝
mol·L－1。
(3)若为n(NO2)∶n(O2)＝4∶1的混合气体，n(NO2)＝×
mol，
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
×
mol
×
mol
喷泉后，溶质为HNO3，溶液充满烧瓶，则c(HNO3)＝＝×
mol·L－1＝
mol·L－1。
(4)若为n(NO2)∶n(O2)＝2∶1，则反应剩余的氧气，溶液充至烧瓶的，溶质为HNO3，计算方法同(3)，c(HNO3)＝
mol·L－1。
答案：(1)
mol·L－1　(2)
mol·L－1
(3)
mol·L－1　(4)
mol·L－1
考点4　氮及其化合物之间的转化及综合应用
　注意：箭头指出可体现物质的性质，指向可寻找该物质的制备方法。
(1)歧化——同一物质中某元素的化合价在同一反应中既升高又降低。
如：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O
(2)归中——不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中只靠拢。
如：6NO＋4NH35N2＋6H2O
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
题组一　氮及其化合物的转化
1．氮及其化合物的变化关系如图所示。
N2―→NH3NⅠONO2HNO3
则下列说法不正确的是
(　　)
A．路线①②③是工业生产硝酸的主要途径
B．路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径
C．上述所有标号的反应都是氧化还原反应
D．氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成NO2
解析：氮气和氧气在放电或高温条件下反应生成NO，NO与O2反应生成NO2，氮气与氧气不能直接生成NO2。
答案：D
2．(2021·河南开封模拟)下图是某元素的价类二维图。其中X是一种强碱，G为正盐，通常条件下Z是无色液体，D的相对分子质量比C小16，各物质转化关系如图所示。下列说法正确的是
(　　)
A．A的水溶液显碱性
B．D为一种红棕色气体
C．B和F能发生复分解反应生成盐
D．F在一定条件下可直接与Y反应生成D
解析：若Y为氧气、Z为水，结合转化关系及X为强碱、G为正盐可知：G为铵盐，F为氨气，E为氮气，D为一氧化氮，C为二氧化氮，B为HNO3，A为硝酸盐。A属于强酸强碱盐，溶液显中性，A错误；D为一氧化氮，是无色气体，B错误；硝酸和氨气生成硝酸铵，属于化合反应，C错误；氨气和氧气在一定条件下可以反应生成一氧化氮和水，D正确。
答案：D
题组二　氮及其化合物的综合应用
3．(双选)实验室可用下图装置制取少量氮气。下列说法正确的是(　　)
A．②中盛放的是五氧化二磷
B．实验开始时先点燃①的酒精灯，再点燃③的酒精灯
C．③中玻璃管中的反应：2NH3＋3CuON2＋3Cu＋3H2O
D．实验结束时先熄灭①、③的酒精灯，再将导管从水槽中取出
解析：NH3能与P2O5反应，故A错误；若先点燃③的酒精灯，产生的氨气会与装置内的氧气发生反应，故应先点燃①的酒精灯产生氨气以排尽体系内的空气，故B正确；氨气能被氧化铜氧化，③中玻璃管中的反应为2NH3＋3CuON2＋3Cu＋3H2O，故C正确；应先将导管从水槽中取出再熄灭酒精灯，否则会引起倒吸，故D错误。
答案：BC
4．烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一，为了监测其含量，选用如下采样方法。回答下列问题：
采样步骤：
①检验系统气密性；②加热器将烟道气加热至140
℃；③打开抽气泵置换系统内空气；④采集无尘、干燥的气样；⑤关闭系统，停止采样。
(1)A中装有无碱玻璃棉，其作用为_____________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)C中填充的干燥剂是________(填字母)。
a．碱石灰　　b．无水CuSO4　　c．P2O5
(3)用实验室常用仪器组装一套装置，其作用与D(装有碱液)相同，在虚线框中画出该装置的示意图，标明气体的流向及试剂。
(4)采样步骤②加热烟道气的目的是_____________________________________
____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(1)除尘　(2)c　(3)
(4)防止NOx溶于冷凝水
　环境保护与绿色化学
1．常见的大气污染物及其危害
大气污染物
主要成分
危害
可吸入颗粒物
大气中液体、固体状颗粒物，又称飘尘
加重呼吸道疾病，其他有害气体转化的催化剂
硫的氧化物
SO2、SO3
酸雨
氮的氧化物
NO、NO2
光化学烟雾、酸雨、破坏臭氧层
碳的氧化物
CO
降低血液的输氧能力
碳氢化合物
CH4、CxHy等
光化学烟雾
氟氯代烃
CF3Cl(氟利昂)等
温室效应、破坏臭氧层
2.环境保护
(1)空气质量日报
主要包括“空气污染指数”“空气质量级别”“首要污染物”。
(2)三废污染：是指废水、废气、废渣。
(3)环保措施
①工业废气携带颗粒物的回收利用。
②工业、生活污水经处理达标后排放，限制使用含磷洗涤剂。
③回收、限制难降解塑料，研制可降解塑料。
3．绿色化学
(1)核心：利用化学原理从源头上减少或消除工业生产对环境的污染。
(2)最高目标：原子利用率为100%，即反应物中的原子全部转化为期望的最终产品。
[考能突破练]
题组一　化学与环境
1．(2021·江苏省镇江市吕叔湘中学调研)雾霾的形成与大气中的氨气有关。下列有关氨气的说法错误的是(　　)
A．可用于工业制备硝酸
B．可与酸雨中酸性物质反应
C.液态氨气可用作制冷剂
D．生物固氮可以降低大气中氨气浓度
解析：A.氨气催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮与水、氧气反应生成硝酸，故A不符合题意；B.酸雨中含有硝酸、亚硫酸或硫酸，可与氨气发生反应生成铵盐，故B不符合题意；C.氨气易液化，液态氨气汽化时吸热可用作制冷剂，故C不符合题意；D.生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮气还原成氨的过程，不能降低大气中氨气浓度，故D符合题意。
答案：D
2．自然界“酸雨”形成的原因主要是(　　)
A．未经处理的工业废水的任意排放
B．工业上大量燃烧含硫的燃料和冶炼金属矿石
C．大气中二氧化碳含量增多
D．随着生活的进步，人们日常生活对化石燃料的需求进一步增加
解析：A.未经处理的工业废水的任意排放，会导致河流、土壤等污染，一般不会形成酸雨，A不合题意；B.工业上大量燃烧含硫的燃料和冶炼金属矿石，产生的二氧化硫气体会扩散到大气中，引起雨水pH的减小，从而产生酸雨，B符合题意；C.大气中二氧化碳含量增多，会导致温室效应的发生，C不合题意；D.随着生活的进步，人们对化石燃料的依赖在不断减小，并将不断被绿色能源所替代，D不合题意。
答案：B
题组二　绿色化学——高考命题新宠儿
3．(融合可持续发展)化学在资源利用、环境保护等与社会可持续发展密切相关的领域发挥着积极作用。下列做法与社会可持续发展理念相违背的是
(　　)
A．改进汽车尾气净化技术，减少大气污染物的排放
B．开发利用可再生能源，减少化石燃料的使用
C．研发可降解高分子材料，减少“白色污染”
D．过度开采矿物资源，促进地方经济发展
解析：改进汽车尾气净化技术，减少大气污染物的排放，A项正确；开发利用太阳能、风能、潮汐能、地热能等可再生能源，可以减轻温室效应的压力，符合绿色化学理念，B项正确；“白色污染”在土壤和水体中富集可长期影响农作物的生长、海洋渔业等，研发可降解高分子材料，给塑料工业带来可持续发展的机遇，C项正确；过度开发矿物资源，不利于地方经济发展的可持续发展，甚至导致资源浪费，环境污染，D项不正确。
答案：D
4．(融合实验细节)下列符合化学实验“绿色化学”的有(　　)
①在萃取操作的演示实验中，将CCl4萃取溴水改为CCl4萃取碘水
②在铜与浓硫酸反应的实验中，将铜片改为可调节高度的铜丝
③将实验室的废酸液与废碱液中和后再排放
A．①②　　　　　　　　　B．①③
C．②③
D．①②③
解析：因为溴易挥发，所以在萃取操作的演示实验中，可将CCl4萃取溴水改为CCl4萃取碘水；在Cu与浓硫酸反应的实验中为避免生成过量的SO2污染环境，可将铜片改为可调节高度的铜丝；将实验室的废酸液与废碱液中和后再排放，可减少水体污染。
答案：D
5．(融合反应类型)在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应物中的原子全部转化为欲制得的产物，即原子利用率100%，不产生其他有毒物质，预防污染即防患于未然，从根本上消除污染。下列反应类型能体现“原子经济性”原则的是
(　　)
①置换反应　②化合反应　③分解反应　④取代反应　⑤加成反应　⑥加聚反应
A．①②⑤
B．②⑤⑥
C．只有⑤⑥
D．只有④
解析：高效的绿色有机合成反应应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到目标分子中，如完全的加成反应、加聚反应、化合反应：A＋B===C，达到零排放。
答案：B
6．(融合物质制备)近年来，冠以“绿色”的新概念不断产生，如绿色食品、绿色材料、绿色能源、绿色化学等，这里的“绿色”是对人类社会可持续发展战略的形象表述。“绿色化学”要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应。据此，由单质镁制硝酸镁的下列4个方案中，你认为可行而且符合“绿色化学”要求的方案是(　　)
A．MgMg(NO3)2
B.MgMgCl2Mg(OH)2Mg(NO3)2
C.MgMgOMg(NO3)2
D．MgMgSO4Mg(NO3)2
解析：A方案虽然步骤少，但反应过程中会产生大量氮氧化物，污染空气。另外消耗原料也多，不符合“绿色化学”的要求；B方案步骤烦琐，所用原料种类多，不符合“绿色化学”的要求；C方案步骤较少，节约原料，无污染，符合“绿色化学”的要求；D方案所用原料较多，在第一步还会产生大量的SO2气体，污染空气，又浪费原料，不符合“绿色化学”的要求。
答案：C
7．(融合元素守恒)在绿色化学工艺中，理想状态是反应物中原子全部转化为欲制得的产物，即原子的利用率为100%，在用CH3CCH合成CH2===C(CH3)COOCH3的过程中，欲使原子利用率达到最高，还需要的反应物有
(　　)
A．CO2和H2O
B．CO和CH3OH
C．CH3OH和H2
D．CO2和H2
解析：根据绿色化学的含义，在生成的产品CH2===C(CH3)COOCH3与原料之间元素种类和原子数目都完全相同，即原子守恒。将生成物中各个原子个数减去反应物各个原子差值为C2H4O2，对照答案，反应物中原子数之和为C2H4O2的只有B项。
答案：B
8．下列生产工艺不能体现“绿色化学”思想的是(　　)
A．海水提镁：用电解MgCl2(熔融)产生的Cl2制取盐酸
B．工业制硫酸：提高尾气排放的烟囱高度
C．工业制胆矾：使用稀硫酸、双氧水溶解铜
D．火力发电：在燃煤中加入适量生石灰
解析：A项，用电解MgCl2(熔融)产生的Cl2制取盐酸，实现有毒气体的利用，减少污染，能体现“绿色化学”思想。B项，工业制硫酸中提高排放尾气的烟囱高度，不能减少尾气的排放，不能体现“绿色化学”思想。C项，工业制胆矾采用稀硫酸、双氧水溶解铜，不仅可以减少尾气排放，且提高了硫酸的利用率，能体现“绿色化学”思想。D项，火力发电时，在燃煤中加入适量生石灰，可以减少SO2的排放，能体现“绿色化学”思想。
答案：B
1．(2020·高考江苏卷)打赢蓝天保卫战，提高空气质量。下列物质不属于空气污染物的是(　　)
A．PM2.5　　　　　　　　
B．O2
C．SO2
D．NO
解析：空气污染物主要有一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、硫氧化物和可吸入颗粒物等。氧气是空气的主要成分之一，不属于空气污染物。
答案：B
2．(2018·高考海南卷)某工业废气所含氮氧化物(NOx)的氮氧质量比约为7∶4，该NOx可表示为(　　)
A．N2O
B．NO
C．N2O3
D．NO2
解析：＝＝，故NOx可表示为N2O。
答案：A
3．(2019·高考海南卷)干燥的二氧化碳和氨气反应可生成氨基甲酸铵固体，化学方程式为2NH3(g)＋CO2(g)?NH2COONH4(s)　ΔH<0，在四氯化碳中通入二氧化碳和氨制备氨基甲酸铵的实验装置如图所示，回答下列问题：
(1)装置1用来制备二氧化碳气体：将块状石灰石放置在试管中的带孔塑料板上，漏斗中所加试剂为________________；装置2中所加试剂为________________。
(2)装置4中试剂为固体NH4Cl和Ca(OH)2，发生反应的化学方程式为_____________________________________________________________________
______________________，试管口不能向上倾斜的原因是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
装置3中试剂为KOH，其作用为__________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)反应时三颈烧瓶需用冷水浴冷却，其目的是_____________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
答案：(1)稀盐酸　浓H2SO4
(2)2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋2H2O＋CaCl2
防止冷凝水倒流到试管底部使试管破裂　干燥剂(干燥氨气)
(3)降低温度，使平衡正向移动提高产量
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