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2019-2020年高考化學(xué)復(fù)習(xí) 專題02 非金屬及其化合物考點(diǎn)剖析 主標(biāo)題：非金屬及其化合物考點(diǎn)剖析 副標(biāo)題：剖析考點(diǎn)規(guī)律，明確高考考查重點(diǎn)，為學(xué)生備考提供簡(jiǎn)潔有效的備考策略 關(guān)鍵詞：硅，氯, 硫,氮 難度：4 重要程度：4 內(nèi)容： 元素化合物是中學(xué)化學(xué)的核心內(nèi)容，在高考中約占20%，但它同時(shí)也是考核其他化學(xué)內(nèi)容的載體，如概念、理論、實(shí)驗(yàn)、計(jì)算等無(wú)不以元素化合物的知識(shí)為載體。元素化合物的內(nèi)容龐雜、瑣碎、條理性較差、邏輯性也不夠強(qiáng)，復(fù)習(xí)時(shí)要注意： 1．充分利用已有的理論知識(shí) (物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論、氧化-還原理論、反應(yīng)速率與平衡移動(dòng)原理等)作為指導(dǎo)來(lái)學(xué)習(xí)元素化合物的知識(shí)，盡可能地理解。 2．理清知識(shí)的內(nèi)在邏輯關(guān)系，盡可能地使知識(shí)變得有序化、網(wǎng)絡(luò)化、條理化、規(guī)律化。 知識(shí)網(wǎng)絡(luò): 1、 硅及其化合物： 碳及其化合物： 2、氯及其化合物： 3、硫及其化合物 4、氮及其化合物： 知識(shí)梳理： 知識(shí)點(diǎn)一：碳硅及其化合物： 1、 硅及其化合物： 2、二氧化碳和二氧化硅的比較： 物質(zhì) 二氧化硅 二氧化碳 與水反應(yīng) 不反應(yīng) CO2+H2O H2CO3 與酸反應(yīng) 只與氫氟酸反應(yīng)： 不反應(yīng) 與堿 (NaOH)液反應(yīng) SiO2+ (試劑瓶用橡膠塞) 與鹽反應(yīng) 如與Na2CO3反應(yīng)： 如與Ca(ClO)2反應(yīng)： 2HClO 與堿性氧化物反應(yīng) 如與CaO反應(yīng)： 如與Na2O反應(yīng)： 用途 光導(dǎo)纖維、光學(xué)儀器、電子部件 制飲料、制碳酸鹽 【典型例題】： 1．將過(guò)量的CO2分別通入①CaCl2溶液?、贜a2SiO3溶液 ③Ca(OH)2溶液?、茱柡蚇a2CO3溶液　⑤NaAlO2溶液。最終溶液中有白色沉淀析出的是(　　) A．①②③④　　　　　　 B．②④⑤ C．①②③ D．②③ 答案　B 解析?、冫}酸酸性比H2CO3強(qiáng)，不反應(yīng)?、?CO2＋2H2O＋SiO===H2SiO3↓＋2HCO?、跜O2＋OH－===HCO無(wú)沉淀?、蹸O2＋H2O＋Na2CO3===2NaHCO3↓析出NaHCO3　⑤CO2＋AlO＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO，生成Al(OH)3沉淀，故選B項(xiàng)。 2、現(xiàn)有物質(zhì)：①氫氟酸?、跐釮2SO4　③燒堿溶液?、躈a2CO3固體?、菅趸}　⑥濃HNO3。其中在一定條件下能與SiO2反應(yīng)的有(　　) A．①②⑥ B．全部 C．①③④⑤ D．②③⑥ 答案　C 解析　SiO2與除氫氟酸以外的酸都不反應(yīng)，SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O，則①可以，②和⑥不可以；SiO2是酸性氧化物，能夠與堿和堿性氧化物反應(yīng)，③和⑤可以；高溫下SiO2和Na2CO3能夠反應(yīng)，④可以。 3、向含有0.2 mol NaOH和0.1 mol Ba(OH)2的溶液中持續(xù)穩(wěn)定地通入CO2氣體，當(dāng)通入氣體為8.96 L(0 ℃，1.01105 Pa)時(shí)立即停止，則這一過(guò)程中，溶液中離子的物質(zhì)的量與通入CO2氣體的體積關(guān)系圖像正確的是(氣體的溶解和離子的水解忽略不計(jì))(　　) 答案　C 解析　本題涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式： Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O① 2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O② BaCO3＋CO2＋H2O===Ba(HCO3)2③ Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3④ 當(dāng)未通入CO2氣體時(shí)，溶液中離子的物質(zhì)的量為0.2 mol Na＋、0.1 mol Ba2＋、0.4 mol OH－；當(dāng)通入2.24 L CO2氣體時(shí)，發(fā)生反應(yīng)①，此時(shí)溶液中離子的物質(zhì)的量為0.2 mol Na＋、0.2 mol OH－；當(dāng)通入4.48 L CO2時(shí)，發(fā)生反應(yīng)②，此時(shí)溶液中離子的物質(zhì)的量為0.2 mol Na＋、0.1 mol CO；當(dāng)通入6.72 L CO2時(shí)，發(fā)生反應(yīng)④，此時(shí)溶液中離子的物質(zhì)的量為0.2 mol Na＋、0.2 mol HCO；當(dāng)通入8.96 L CO2時(shí)，發(fā)生反應(yīng)③，此時(shí)溶液中離子的物質(zhì)的量為0.2 mol Na＋、0.1 mol Ba2＋、0.4 mol HCO。對(duì)比圖像可知選項(xiàng)C正確。 4、A、B、C、D、E五種物質(zhì)中均含有同一種非金屬元素，它們能發(fā)生如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系，該元素(用R表示)的單質(zhì)能與NaOH溶液反應(yīng)生成鹽(Na2RO3)和氫氣。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)寫(xiě)出各物質(zhì)的化學(xué)式：A________；B________；C________；D________；E________。 (2)寫(xiě)出反應(yīng)①的化學(xué)方程式________________________ ___________________________________________________， 該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_______。 (3)寫(xiě)出反應(yīng)④的離子方程式_______________________。 (4)寫(xiě)出反應(yīng)⑤的離子方程式_______________________。 (5)H2CO3的酸性強(qiáng)于E的，請(qǐng)用離子方程式予以證明____________________________________________。 答案　(1)SiO2　CaSiO3　Na2SiO3　Si　H2SiO3 (2)SiO2＋2CSi＋2CO↑　1∶2 (3)Si＋2OH－＋H2O===SiO＋2H2↑ (4)SiO＋Ca2＋===CaSiO3↓ (5)SiO＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO 解析　解答本題的“突破口(1)”是非金屬元素R的單質(zhì)能與NaOH溶液反應(yīng)生成鹽(Na2RO3)和氫氣，說(shuō)明是硅及其化合物之間的轉(zhuǎn)化?！巴黄瓶?2)”是反應(yīng)條件“高溫”，A在高溫條件下，能與焦炭、CaCO3發(fā)生反應(yīng)，則A為SiO2。從而順藤摸瓜推知B為CaSiO3，D為Si，E為H2SiO3。 知識(shí)點(diǎn)二、氯及其化合物 1、 氯氣 與金屬反應(yīng)：2Fe＋3Cl2 2FeCl3 ，Cu＋Cl2 CuCl2，2Na＋Cl2 2NaCl， 與非金屬反應(yīng)：H2+ Cl2 HCl, 與化合物反應(yīng)：H2O + Cl2 HCl+ HClO， Cl2+ NaOH＝NaCl+ NaClO+ H2O 與還原性物質(zhì)反應(yīng)：Cl2＋2KI===I2＋2KCl，2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2，2FeCl2＋Cl2===2FeCl3 2、 氯氣的制?。篗nO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 氯氣是一種性質(zhì)活潑的氣體，以氯氣的實(shí)驗(yàn)室制備、性質(zhì)實(shí)驗(yàn)為素材的實(shí)驗(yàn)題目在高考實(shí)驗(yàn)類試題中占有很重要的位置，復(fù)習(xí)中應(yīng)高度重視。 【典型例題】： 1、在探究新制飽和氯水成分的實(shí)驗(yàn)中，下列根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出的結(jié)論不正確的是(　　) A．氯水的顏色呈淺黃綠色，說(shuō)明氯水中含有Cl2 B．向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明氯水中含有Cl－ C．向氯水中加入NaHCO3粉末，有氣泡產(chǎn)生，說(shuō)明氯水中含有H＋ D．向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液顏色變成棕黃色，說(shuō)明氯水中含有HClO 答案　D 解析　FeCl2溶液中滴加氯水，顏色變成棕黃色，Cl2也可以與FeCl2溶液發(fā)生反應(yīng)：Cl2＋2FeCl2===2FeCl3，不能說(shuō)明氯水中含有HClO，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2、實(shí)驗(yàn)室制備氯氣的裝置如下圖。圖中涉及氣體發(fā)生、除雜、干燥、收集、尾氣處理裝置，其中錯(cuò)誤的是(　　) A．① B．② C．③ D．④ 答案　C 解析　裝置③的導(dǎo)氣管長(zhǎng)短錯(cuò)誤，應(yīng)長(zhǎng)進(jìn)短出。 3、實(shí)驗(yàn)室用下列兩種方法制氯氣：①用含HCl 146 g的濃鹽酸與足量的MnO2反應(yīng)　②用87 g MnO2與足量濃鹽酸反應(yīng)。所得的氯氣(　　) A．①比②多 B．②比①多 C．一樣多 D．無(wú)法比較 答案　B 解析　146 g HCl的物質(zhì)的量為4 mol,87 g MnO2的物質(zhì)的量為1 mol，由方程式：MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O知，1 mol MnO2可以與4 mol HCl反應(yīng)，但是，應(yīng)注意稀鹽酸與MnO2不反應(yīng)，也就是說(shuō)1 mol MnO2與足量濃鹽酸反應(yīng)生成的Cl2多。 4、在盛有溴水的三支試管中分別加入少量苯、四氯化碳和酒精，振蕩后靜置，出現(xiàn)下列現(xiàn)象，正確的結(jié)論是(　　) A．①加CCl4?、诩颖健、奂泳凭? B．①加酒精　②加CCl4?、奂颖? C．①加苯?、诩覥Cl4　③加酒精 D．①加苯?、诩泳凭、奂覥Cl4 答案　C 解析　苯、CCl4與水分層，ρ苯＜ρ水＜ρ(CCl4)，酒精與水任意比互溶，不分層。 5、某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)以下四個(gè)實(shí)驗(yàn)探究氯水的成分，請(qǐng)根據(jù)下表回答問(wèn)題。 實(shí)驗(yàn)序號(hào) 實(shí)驗(yàn)方法 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論 ① 將氯水滴加到AgNO3溶液中 生成白色沉淀 ② 將氯水滴加到含有酚酞的NaOH溶液中 ③ 淀粉－KI試紙變藍(lán)色 氯水中含有Cl2 ④ 將足量的氯水滴加到Na2CO3溶液中 氯水中含有H＋ (1)實(shí)驗(yàn)①得出的結(jié)論______________________________ _______________________________________________。 (2)指出實(shí)驗(yàn)②和實(shí)驗(yàn)④中的“實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象”： ②_____________________________________________， ④ _____________________________________________。 (3)實(shí)驗(yàn)③中“實(shí)驗(yàn)方法”的具體操作過(guò)程是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (4)通過(guò)實(shí)驗(yàn)②中的“實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象”，同學(xué)們得出兩個(gè)不同的結(jié)論。這兩個(gè)結(jié)論可能是 a．____________________________________________， b．____________________________________________。 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)證明哪一個(gè)是正確的________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 答案　(1)氯水中含有Cl－ (2)溶液褪色　有氣泡冒出 (3)取一片淀粉－KI試紙，置于表面皿或玻璃片上，用潔凈的玻璃棒蘸取氯水，滴在試紙上 (4)a.氯水中含有HClO，其漂白作用使溶液褪色 b．氯水中含有H＋，中和OH－使溶液褪色 向褪色后的溶液中滴加NaOH溶液至溶液顯堿性，若溶液不再顯紅色，證明紅色消失是HClO的漂白作用引起的；若溶液顯紅色，證明是H＋的中和作用引起的。 解析　氯水中存在：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，通過(guò)AgNO3溶液檢驗(yàn)Cl－的存在。通過(guò)淀粉－KI試紙檢驗(yàn)氯水中存在Cl2，發(fā)生的反應(yīng)為：Cl2＋2KI===I2＋2KCl。通過(guò)氯水能與Na2CO3溶液反應(yīng)說(shuō)明氯水中存在HCl，發(fā)生的反應(yīng)為：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑。往含有酚酞的NaOH溶液中滴加氯水，溶液紅色褪去，有兩種可能，一是氯水中含有強(qiáng)氧化性的HClO，它的漂白作用能使紅色褪去，二是氯水中含有H＋，能中和OH－，使酚酞褪色。通過(guò)向褪色后的溶液中再加入NaOH溶液，看溶液是否重新變成紅色來(lái)驗(yàn)證溶液褪色的原因。 知識(shí)點(diǎn)三、硫及其化合物 1、 SO2的化學(xué)性質(zhì)： ①具有酸性氧化物的通性。 a．與H2O反應(yīng)： SO2與水反應(yīng)生成H2SO3，化學(xué)方程式為SO2＋H2OH2SO3 ； b．使指示劑變色：SO2能使石蕊試液變紫色。 注意：SO2不能使指示劑褪色。 c．與堿反應(yīng)： 當(dāng)NaOH足量時(shí)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2＋2NaOH === Na2SO3＋H2O； 當(dāng)NaOH不足量時(shí)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2＋NaOH=== NaHSO3。 d．可與堿性氧化物或某些鹽反應(yīng)： SO2與Na2SO3溶液反應(yīng)生成NaHSO3，化學(xué)方程式為SO2＋Na2SO3＋H2O===2NaHSO3。 ②氧化性。 SO2通入到氫硫酸(H2S)溶液中： 反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2＋2H2S＝3S+2H2O； 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：產(chǎn)生淡黃色沉淀。 ③還原性。 a．SO2被O2氧化成SO3的反應(yīng)的化學(xué)方程式為2SO2＋O22SO3； b．SO2的水溶液能被X2(Cl2、Br2、I2)氧化，如SO2能使氯水褪色，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl； c．SO2能使酸性KMnO4溶液的紫紅色褪去； ④漂白性。 SO2＋H2O＋少數(shù)有色物質(zhì)化合,不穩(wěn)定無(wú)色物質(zhì)△,有色物質(zhì)。 2、硫酸及硫酸根的檢驗(yàn)： Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O C＋2H2SO4(濃) CO2↑＋2SO2↑＋2H2O 被檢液取清液有無(wú)白色沉淀(判斷有無(wú)SO)。 3、含硫物質(zhì)的氧化性和還原性 (1)H2S、Na2S：－2價(jià)S處于最低價(jià)態(tài)，只有還原性，能被Cl2、Br2、I2、O2、H2O2、Na2O2、Fe3＋氧化為S。 （2）S、SO2、H2SO3、Na2SO3,0價(jià)、＋4價(jià)S處于中間價(jià)態(tài)，既有氧化性，又有還原性。SO2、H2SO3、Na2SO3均能被Fe3＋、H2O2、HNO3、ClO－、MnO(H＋)氧化為H2SO4或SO，如：2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋ Cl2＋SO＋H2O===2Cl－＋SO＋2H＋ 2H2SO3＋O2===2H2SO4 2Na2SO3＋O2===2Na2SO4 (3)SO3、H2SO4(濃)：＋6價(jià)S處于最高價(jià)態(tài)，只有氧化性，濃H2SO4在一定條件下與金屬或還原性金屬氧化物反應(yīng)，和鹽反應(yīng)時(shí)還表現(xiàn)出酸性。 【典型例題】： 1、將SO2分別通入下列4種溶液中，有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　) A．試管a中實(shí)驗(yàn)可以證明SO2具有漂白性 B．試管b中溶液褪色，說(shuō)明SO2具有強(qiáng)氧化性 C．試管c中能產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明SO2具有還原性 D．試管d中能產(chǎn)生白色沉淀，最終沉淀完全溶于稀硝酸 答案　C 解析　A項(xiàng)，試管a中實(shí)驗(yàn)可以證明SO2具有還原性；B項(xiàng)，試管b中溶液褪色，說(shuō)明SO2具有漂白性；D項(xiàng)，試管d中能產(chǎn)生白色沉淀BaSO3，BaSO3能被稀硝酸氧化成BaSO4，實(shí)驗(yàn)時(shí)不會(huì)出現(xiàn)沉淀溶解的現(xiàn)象。 2、下列溶液中：①石灰水　②氯化鋇溶液?、跭MnO4溶液 ④溴水　⑤酸化的Ba(NO3)2溶液?、奁芳t溶液　⑦濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙?、嗳然F溶液?、釢饬蛩?，不能區(qū)別SO2和CO2氣體的是(　　) A．①②⑦⑨　　　　　　 B．①③⑧ C．①④⑤ D．③④⑤⑥ 答案　A 解析　SO2和CO2都是酸性氣體，性質(zhì)相似，和石灰水反應(yīng)都有白色沉淀生成，和氯化鋇溶液都不反應(yīng)。SO2和酸化的Ba(NO3)2溶液反應(yīng)生成沉淀BaSO4。SO2是還原性氣體，和KMnO4溶液、溴水、三氯化鐵溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)；SO2氣體具有漂白性，能使品紅溶液褪色但不能使?jié)駶?rùn)的藍(lán)色石蕊試紙褪色，只能使?jié)駶?rùn)的藍(lán)色石蕊試紙變紅。SO2、CO2氣體和濃硫酸均不反應(yīng)。 3、鋅與100 mL 18.5 molL－1的濃硫酸充分反應(yīng)后，鋅完全溶解，同時(shí)生成氣體甲33.6 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。將反應(yīng)后的溶液稀釋至1 L，測(cè)得溶液的pH＝1，下列敘述不正確的是(　　) A．反應(yīng)中共消耗1.8 mol H2SO4 B．氣體甲中SO2與H2的體積比為4∶1 C．反應(yīng)中共消耗97.5 g Zn D．反應(yīng)中共轉(zhuǎn)移3 mol電子 答案　B 解析　反應(yīng)前n(H2SO4)＝1.85 mol，反應(yīng)后剩余H2SO4為0.05 mol，推知?dú)怏w甲應(yīng)該是Zn與濃H2SO4反應(yīng)產(chǎn)生的SO2及Zn與稀H2SO4反應(yīng)產(chǎn)生的H2的混合氣體。設(shè)生成SO2、H2的物質(zhì)的量分別為x mol、y mol，則有：x＋y＝1.5，根據(jù)反應(yīng)：Zn＋2H2SO4(濃)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，Zn＋H2SO4(稀)===ZnSO4＋H2↑，得2x＋y＝1.8，解得x＝0.3，y＝1.2。n(SO2)/n(H2)＝0.3 mol/1.2 mol＝1∶4。反應(yīng)中消耗Zn的質(zhì)量＝1.5 mol65 g/ mol＝97.5 g。反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量＝21.5 mol＝3 mol。綜上所述可知選項(xiàng)B錯(cuò)誤。 4、某化學(xué)課外興趣小組為探究銅跟濃硫酸的反應(yīng)情況，用如圖所示裝置進(jìn)行了有關(guān)實(shí)驗(yàn)： (1)B是用來(lái)收集實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的氣體的裝置，但未將導(dǎo)管畫(huà)全，請(qǐng)?jiān)趫D上把導(dǎo)管補(bǔ)充完整。 (2)實(shí)驗(yàn)中他們?nèi)?.4 g銅片和12 mL 18 molL－1濃硫酸放在圓底燒瓶中共熱，直到反應(yīng)完畢，最后發(fā)現(xiàn)燒瓶中還有銅片剩余，該小組學(xué)生根據(jù)所學(xué)的化學(xué)知識(shí)認(rèn)為還有一定量的硫酸剩余。 ①寫(xiě)出銅跟濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ②為什么有一定量的余酸但未能使銅片完全溶解，你認(rèn)為原因是_______________________________________； ③下列藥品中能夠用來(lái)證明反應(yīng)結(jié)束后的燒瓶中確有余酸的是________(填選項(xiàng)字母)。 A．鐵粉 B．氯化鋇溶液 C．銀粉 D．碳酸氫鈉溶液 (3)為定量測(cè)定余酸的物質(zhì)的量濃度，甲、乙學(xué)生進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)： ①甲同學(xué)的設(shè)計(jì)方案是：先測(cè)定銅與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的SO2的量，再計(jì)算余酸的物質(zhì)的量濃度。他認(rèn)為測(cè)定SO2的量的方法有多種，請(qǐng)問(wèn)下列實(shí)驗(yàn)方案中可行的是________(填選項(xiàng)字母)。 A．將裝置A產(chǎn)生的氣體緩緩?fù)ㄟ^(guò)預(yù)先稱量過(guò)的盛有堿石灰的干燥管，反應(yīng)結(jié)束后再次稱量 B．將裝置A產(chǎn)生的氣體緩緩?fù)ㄈ胱懔坑孟×蛩崴峄母咤i酸鉀溶液中，再加入足量氯化鋇溶液，過(guò)濾、洗滌、干燥、稱量沉淀 C．用排水法測(cè)定裝置A產(chǎn)生氣體的體積(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況) D．將裝置A產(chǎn)生的氣體緩緩?fù)ㄈ胱懔繗溲趸^溶液中，反應(yīng)完全后，過(guò)濾、洗滌、干燥、稱量沉淀 E．將裝置A產(chǎn)生的氣體緩緩?fù)ㄈ胱懔肯∠跛崴峄南跛徜^溶液中，反應(yīng)完全后，過(guò)濾、洗滌、干燥、稱量沉淀 請(qǐng)你對(duì)不可行的方案進(jìn)行分析(可以不填滿)： 方案序號(hào) 分析 誤差(偏低或偏高) 改變措施 ②乙同學(xué)的設(shè)計(jì)方案是：在反應(yīng)后的溶液中加蒸餾水稀釋至1 000 mL，取20 mL于錐形瓶中，滴入2滴－3滴甲基橙指示劑，用標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液進(jìn)行滴定(已知?dú)溲趸~開(kāi)始沉淀的pH約為5)，通過(guò)測(cè)出消耗氫氧化鈉溶液的體積來(lái)求余酸的物質(zhì)的量濃度。假定反應(yīng)前后燒瓶中溶液的體積不變，你認(rèn)為乙學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案能否求得余酸的物質(zhì)的量濃度________(填“能”或“不能”)，其理由是____________________________； (4)請(qǐng)?jiān)僭O(shè)計(jì)其他可行的實(shí)驗(yàn)方案，來(lái)測(cè)定余酸的物質(zhì)的量濃度，簡(jiǎn)要寫(xiě)出操作步驟及需要測(cè)定的數(shù)據(jù)(不必計(jì)算)________________________________________________。 答案　(1)如圖所示： (2)①Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O ②隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硫酸被消耗，產(chǎn)物有水生成，所以濃硫酸變成稀硫酸，反應(yīng)會(huì)停止 ③AD　 (3)①E 方案序號(hào) 分析 誤差(偏低或偏高 改變措施 A 堿石灰除吸收二氧化硫外還能吸收水，測(cè)得的二氧化硫質(zhì)量增大 偏低 A產(chǎn)生的氣體先經(jīng)濃硫酸干燥，后用堿石灰吸收 B 高錳酸鉀溶液中含有硫酸，與氯化鋇反應(yīng)使生成沉淀量增大 偏低 將用硫酸酸化的高錳酸鉀溶液換成溴水或碘水或硝酸溶液 C 二氧化硫在水中以140的體積溶解，收集到二氧化硫體積減少 偏高 將水換成四氯化碳、煤油等非極性溶劑 D 亞硫酸鋇在空氣中烘干及稱重過(guò)程中部分被氧化生成硫酸鋇，產(chǎn)生的固體質(zhì)量增大 偏低 先將二氧化硫用強(qiáng)氧化劑如溴水氧化，再加入足量的氯化鋇溶液或氫氧化鋇溶液 ②不能　雖然甲基橙變色范圍pH為3.1－4.4，氫氧化銅開(kāi)始沉淀時(shí)的pH為5，在指示劑變色范圍之外，即中和酸時(shí)，銅離子不會(huì)消耗OH－，但是甲基橙由紅色變成橙色、黃色時(shí)，銅離子溶液呈藍(lán)色，對(duì)觀察指示終點(diǎn)顏色有干擾 (4)方案一：①取反應(yīng)后溶液，向其中加入足量鋅；②收集并測(cè)定氫氣的體積；③通過(guò)氫氣的量計(jì)算剩余硫酸的物質(zhì)的量濃度。 方案二：①取反應(yīng)后溶液，向其中加入過(guò)量的氫氧化鈉溶液，至氫氧化銅完全沉淀；②過(guò)濾、洗滌、(低溫)干燥、稱量至恒重；③根據(jù)氫氧化銅的量計(jì)算出已反應(yīng)的硫酸的量，進(jìn)而計(jì)算剩余硫酸的物質(zhì)的量濃度。 方案三：反應(yīng)結(jié)束后將燒瓶中的銅片取出，洗凈、烘干，稱其質(zhì)量即可。 方案四：反應(yīng)結(jié)束后將燒瓶中的銅片取出，然后向溶液中加入足量氯化鋇溶液，過(guò)濾出沉淀，洗凈、干燥后稱量 解析　本題是源于教材實(shí)驗(yàn)的原創(chuàng)題。理解實(shí)驗(yàn)原理是解實(shí)驗(yàn)題的關(guān)鍵： (1)用排空氣法收集二氧化硫，因?yàn)槎趸虮瓤諝庵?，所以用向上排空氣法收集，即?dǎo)管插入集氣瓶底部，將空氣從下至上排出。 (2)銅與濃硫酸反應(yīng)時(shí)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硫酸濃度降低，稀硫酸與銅不反應(yīng)，所以無(wú)論銅是否過(guò)量，硫酸都不能完全反應(yīng)；檢驗(yàn)有硫酸剩余，加入試劑與硫酸反應(yīng)有明顯現(xiàn)象即可，但是不能通過(guò)檢驗(yàn)SO來(lái)推斷，因?yàn)榱蛩徙~中也含有SO，題目的四種物質(zhì)中，A、D可以檢驗(yàn)是否剩余硫酸。 (3)①測(cè)定二氧化硫體積必須防止其他因素干擾，否則實(shí)驗(yàn)誤差太大。A項(xiàng)中堿石灰吸收二氧化硫和水，所以稱得凈增堿石灰質(zhì)量大于產(chǎn)生的二氧化硫質(zhì)量；B項(xiàng)中加入用稀硫酸酸化的高錳酸鉀溶液，其中的H2SO4也與氯化鋇反應(yīng)生成沉淀，導(dǎo)致沉淀質(zhì)量增大；C項(xiàng)中二氧化硫部分溶于水，SO2＋H2OH2SO3，收集到的二氧化硫體積比實(shí)際的少。D項(xiàng)中SO2＋Ba(OH)2===BaSO3↓＋H2O,2BaSO3＋O2===2BaSO4，所以測(cè)得的質(zhì)量增大，測(cè)得的剩余硫酸量偏低。②乙方案是通過(guò)中和滴定測(cè)定剩余硫酸，甲基橙變色范圍內(nèi)氫氧化銅不沉淀，但是，甲基橙由紅色變成橙色時(shí)，銅離子溶液呈藍(lán)色干擾了對(duì)指示終點(diǎn)的觀察(易錯(cuò)點(diǎn)！)，所以不能測(cè)定。 (4)這是本題的最大亮點(diǎn)：開(kāi)放思維。反應(yīng)前硫酸和銅的量都已知，反應(yīng)后混合物中有銅、稀硫酸、硫酸銅。設(shè)計(jì)思路：①測(cè)銅的質(zhì)量；②測(cè)硫酸根離子的總量；③測(cè)稀硫酸質(zhì)量等都可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹Ｆ渲?，測(cè)剩余銅的質(zhì)量最簡(jiǎn)便。 知識(shí)點(diǎn)四、氮及其化合物 1、氮的氧化物溶于水的計(jì)算 （1）方程式法 有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO① 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3② 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3③ 2NO＋O2===2NO2④ 不同情況及剩余氣體的體積 （2）、電子守恒法 當(dāng)NO2或NO轉(zhuǎn)化為HNO3時(shí)要失去電子，若上述兩種氣體與O2混合通入水中時(shí)，O2得電子，且得失電子數(shù)必然相等，這是電子守恒法解答此類題目的依據(jù)。 2、 硝酸 （1）足量的金屬與一定量濃HNO3反應(yīng)時(shí)，隨HNO3濃度的降低，還原產(chǎn)物也發(fā)生改變。 如：Cu與濃HNO3反應(yīng)，若Cu過(guò)量，開(kāi)始HNO3的還原產(chǎn)物為NO2，但隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃HNO3變稀，稀HNO3的還原產(chǎn)物為NO，最終得到NO2和NO的混合氣體。 (2)常溫下，濃HNO3可使Fe、Al“鈍化”，“鈍化”并非不反應(yīng)，是因發(fā)生氧化還原反應(yīng)在金屬的表面生成一層致密的氧化膜阻止了反應(yīng)的進(jìn)一步發(fā)生。 (3)鐵與稀HNO3反應(yīng)，先生成Fe(NO3)3，若Fe過(guò)量，F(xiàn)e(NO3)3再與Fe反應(yīng)生成Fe(NO3)2。 （4）濃硝酸見(jiàn)光或受熱易分解：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O 生成的二氧化氮溶于濃硝酸中，4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3　，使?jié)庀跛犸@黃色； （5）幾個(gè)重要反應(yīng)： 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋NO2↑＋2H2O　 C＋4HNO3(濃)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O　 3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O　 3SO＋2H＋＋2NO===2NO↑＋3SO＋H2O 3、 氨氣 ①與水的反應(yīng)： NH3＋H2ONH3H2ONH＋OH－，氨氣溶于水得氨水，氨水中含有的粒子有NH3H2O、NH3、H2O、NH、OH－、H＋,氨水為可溶性一元弱堿，易揮發(fā)，不穩(wěn)定，易分解： NH3H2O NH3↑＋H2O。 ②與酸反應(yīng)： a．蘸有濃鹽酸的玻璃棒與蘸有濃氨水的玻璃棒靠近，其現(xiàn)象為有白煙生成，將濃鹽酸改為濃硝酸，也會(huì)出現(xiàn)相同的現(xiàn)象;化學(xué)方程式為HCl＋NH3===NH4Cl、NH3＋ HNO3===NH4NO3。 b．與CO2等酸性氧化物反應(yīng)：NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3或2NH3＋CO2＋H2O===(NH4)2CO3。 ③NH3的還原性： 氨的催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O。 氨氣與CuO反應(yīng)：3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O。 ④實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的方法: 加熱固態(tài)銨鹽和堿的混合物： 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 收集方法：向下排空氣法 干燥：堿石灰 驗(yàn)滿：濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙置于試管口，試紙變藍(lán)色； 或?qū)⒄河袧恹}酸的玻璃棒置于試管口，有白煙生成； 【典型例題】： 1、某無(wú)色的混合氣體甲中可能含有NO2、NO、CO2、O2、NH3、N2中的幾種，將100 mL甲氣體經(jīng)過(guò)如下圖所示的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行處理(假定每一步處理都完全)，結(jié)果得到酸性溶液，而幾乎無(wú)氣體剩余，則甲氣體的組成為(　　) A．NO2、CO2、N2　　　　 B．NH3、NO、CO2 C．NH3、N2、CO2 D．NO、O2、NH3 答案　B 解析　該氣體無(wú)色，說(shuō)明其中不含NO2；氣體通過(guò)濃硫酸體積減小，說(shuō)明其中有NH3；氣體通過(guò)足量Na2O2后顯紅棕色，說(shuō)明其中含有CO2和NO，故不含O2；最后通入水中無(wú)氣體剩余，說(shuō)明其中不存在N2，故B項(xiàng)正確。 2、將30 mL NO2和O2的混合氣體通入倒置于水槽且裝滿水的量筒中，充分反應(yīng)后，量筒內(nèi)剩余5 mL氣體，則原混合氣體的體積組成是(　　) A．NO2：17 mL；O2：13 mL B．NO2：27 mL；O2：3 mL C．NO2：15 mL；O2：15 mL D．NO2：25 mL；O2：5 mL 答案　B 解析　(1)若5 mL是O2，則設(shè)參與反應(yīng)的O2的體積為x： 4NO2＋2H2O＋O2===4HNO3 4x　　　　 x 4x＋x＝(30－5) mL，解得x＝5 mL，體積組成為： V(NO2)＝20 mL，V(O2)＝5 mL＋5 mL＝10 mL。 (2)若NO2相對(duì)于O2是過(guò)量的，則剩余的NO2會(huì)與H2O反應(yīng)生成NO，最終量筒內(nèi)剩余的氣體是5 mL NO，也即NO2相對(duì)于O2過(guò)量15 mL，設(shè)O2的體積為y： 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 4y y 4y＋y＝(30－15)mL，解得y＝3 mL，混合氣體體積組成為： V(NO2)＝27 mL，V(O2)＝3 mL，故B項(xiàng)正確。 3、下列有關(guān)銅與濃硝酸反應(yīng)的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(　　) A．HNO3是氧化劑，NO2是還原產(chǎn)物 B．若2 mol HNO3被還原，則反應(yīng)中一定生成22.4 L NO2氣體 C．參加反應(yīng)的硝酸中，被還原和未被還原的硝酸的物質(zhì)的量之比是1∶1 D．硝酸在反應(yīng)中既表現(xiàn)了強(qiáng)氧化性，又表現(xiàn)了酸性 答案　B 解析　題目沒(méi)有指明溫度和壓強(qiáng)，故無(wú)法確定氣體的摩爾體積，無(wú)法計(jì)算氣體的體積，B項(xiàng)錯(cuò)誤。 4、某實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖所示，則圖③試管中的現(xiàn)象是(　　) A．銅片溶解，產(chǎn)生無(wú)色氣體，該氣體遇空氣變?yōu)榧t棕色 B．銅片溶解，產(chǎn)生無(wú)色氣體，該氣體遇到空氣不變色 C．銅片溶解，放出紅棕色有刺激性氣味的氣體 D．無(wú)明顯現(xiàn)象，因稀硫酸不與銅反應(yīng) 答案　A 解析　在②試管的溶液中含有NO，加入稀硫酸，酸性條件下NO與銅反應(yīng)生成無(wú)色氣體NO，NO遇到空氣變?yōu)榧t棕色，A項(xiàng)正確。 5、在標(biāo)準(zhǔn)狀況下將1.92 g銅粉投入一定量濃HNO3中，隨著銅粉的溶解，反應(yīng)生成的氣體顏色逐漸變淺，當(dāng)銅粉完全溶解后共收集到由NO2和NO組成的混合氣體1.12 L，則混合氣體中NO的體積為(　　) A．112 mL B．1 008 mL C．224 mL D．448 mL 答案　A 解析　混合氣體的總物質(zhì)的量為1.12 L22.4 Lmol－1＝0.05 mol,1.92 g銅粉的物質(zhì)的量為0.03 mol。設(shè)NO的物質(zhì)的量為n1 mol，則NO2的物質(zhì)的量為(0.05－n1)mol，根據(jù)得失電子守恒得3n1＋(0.05－n1)1＝0.032，解得n1＝0.005，V(NO)＝0.005 mol22.4 Lmol－1＝0.112 L＝112 mL。 6、有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸，其中H2SO4和HNO3的物質(zhì)的量濃度分別是4 molL－1和2 molL－1，取10 mL此混合酸，向其中加入過(guò)量的鐵粉，待反應(yīng)結(jié)束后，可產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體的體積為(設(shè)反應(yīng)中HNO3被還原成NO)(　　) A．0.448 L B．0.672 L C．0.896 L D．0.224 L 答案　B 解析　金屬和混酸反應(yīng)通過(guò)離子方程式計(jì)算比較簡(jiǎn)便，3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O(鐵過(guò)量，產(chǎn)物為Fe2＋)，反應(yīng)中Fe和H＋過(guò)量，生成的NO的量以NO為準(zhǔn)來(lái)計(jì)算，共得NO 0.448 L，若只考慮到這一步反應(yīng)，得答案A是錯(cuò)誤的，因?yàn)檫^(guò)量的鐵還可以和溶液中過(guò)量的H＋反應(yīng)產(chǎn)生H2，即有Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，生成的H2為0.224 L，氣體體積共計(jì)0.672 L，應(yīng)選B項(xiàng)。 7、某化學(xué)興趣小組利用圖一裝置制取氨氣并探究氨氣的有關(guān)性質(zhì)。 (1)裝置A中燒瓶?jī)?nèi)試劑可選用________(填選項(xiàng)字母)。 a．堿石灰 B．濃硫酸 c．生石灰 D．五氧化二磷 e．燒堿 (2)若探究氨氣的溶解性，需在K2的導(dǎo)管末端連接圖二裝置中的________裝置(填序號(hào))，當(dāng)裝置D中集滿氨氣后，關(guān)閉K1、K2，打開(kāi)K3，引發(fā)噴泉的實(shí)驗(yàn)操作是_____________________________________________________ (3)若探究氨氣的還原性，需打開(kāi)K1、K3，K2處導(dǎo)管連接制取純凈、干燥氯氣的裝置。 ①用二氧化錳與濃鹽酸制取氯氣，生成氣體必須通過(guò)盛有__________試劑的洗氣瓶； ②D中氨氣與氯氣反應(yīng)產(chǎn)生白煙，同時(shí)生成一種無(wú)色無(wú)味的氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)______________________________________； ③從K3處導(dǎo)管逸出的氣體中含有少量Cl2，則C裝置中應(yīng)盛放_(tái)_______溶液(填化學(xué)式)，反應(yīng)的離子方程式為 ________________________________________________________________________。 答案　(1)ace (2)Ⅱ或Ⅲ　用熱毛巾將燒瓶焐熱(其他合理答案均可) (3)①飽和食鹽水、濃硫酸 ②3Cl2＋8NH3===6NH4Cl＋N2 ③NaOH　Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O 解析　(1)在濃氨水中存在平衡：NH3＋H2ONH3H2ONH＋OH－，向其中加入生石灰[發(fā)生反應(yīng)CaO＋H2O===Ca(OH)2生成Ca(OH)2]或燒堿，都會(huì)使平衡左移，同時(shí)放出大量的熱促進(jìn)氨水的揮發(fā)。堿石灰的成分是燒堿和生石灰，原理同上述，都可快速制備氨氣。 (2)氨氣極易溶于水，不溶于CCl4，需選擇防倒吸裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，因此需選擇圖二中的Ⅱ或Ⅲ。根據(jù)噴泉實(shí)驗(yàn)的原理，要使裝置D發(fā)生噴泉現(xiàn)象，必須使燒瓶中的壓強(qiáng)迅速降低，形成內(nèi)外壓強(qiáng)差。用熱毛巾將燒瓶焐熱，可使D中氨氣受熱膨脹通過(guò)導(dǎo)管與水接觸，即產(chǎn)生“噴泉”。 (3)①用二氧化錳與濃鹽酸制取的氯氣中，混有氯化氫氣體和水蒸氣，要得到純凈、干燥的氯氣需通過(guò)飽和食鹽水除去氯化氫，通過(guò)濃硫酸除去水蒸氣。 ②探究氨氣具有還原性，氯氣與氨氣反應(yīng)產(chǎn)生白煙，聯(lián)系NH3＋HCl===NH4Cl可知，“白煙”的成分為氯化銨，氯元素化合價(jià)降低，則生成的“無(wú)色無(wú)味的氣體”必為氨氣的氧化產(chǎn)物，可推知為氮?dú)狻? ③氯氣是有毒氣體，可與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，因此可用氫氧化鈉溶液進(jìn)行尾氣吸收。