化学必修一第四章第三四节知识点Word格式.docx
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气味
刺激性气味
无味
毒性
有毒
无毒
溶解性
易溶(1∶40)
微溶(1∶1)
熔点
相对较高,易液化
相对较低,难液化
相同点
常温下,都是无色气体,密度都大于空气
还原性
能被高锰酸钾、氧气、氯水、溴水、碘水等氧化剂氧化
无
漂白性
能与某些有色物质生成不稳定的无色物质而使其褪色
对环境的影响
形成酸雨,直接危害人体健康
引起温室效应
质
相
点
与水反应
SO2+H2O==H2SO3
CO2+H2O==H2CO3
与碱反应
通入澄清的石灰水先生成沉淀,当气体过量时沉淀又溶解
Ca(OH)2+SO2===CaSO3↓+H2O
CaSO3+SO2+H2O===Ca(HSO3)2
Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O
CaCO3+CO2+H2O===Ca(HCO3)2
氧化性
SO2+2H2S===3S↓+2H2O
CO2+C==2CO
鉴别
①利用二氧化硫存在刺激性气味;
②利用二氧化硫的还原性,用高锰酸钾溶液或溴水鉴别;
③利用二氧化硫的漂白性,用品红溶液鉴别
练习3、(2010高考·
新课标卷,27)某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按下图所示装置进行实验。
请回答下列问题:
(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是______________,其中发生反应的化学方程式为__________________________;
(2)实验过程中,装置B、C中发生的现象分别是__________、__________,这些现象分别说明SO2具有的性质是__________和__________;
装置B中发生反应的离子方程式为________;
(3)装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性,请写出实验操作及现象___________________;
(4)尾气可采用____________溶液吸收。
练习4、(2010·
安徽皖南模拟)下列说法正确的是( )
A.SO2使滴加酚酞的NaOH溶液褪色,是因为SO2是酸性氧化物
B.可以用澄清石灰水鉴别SO2和CO2
C.硫粉在过量的纯氧中燃烧可以生成SO3
D.少量SO2通过浓的CaCl2溶液能生成白色沉淀
(三)H2SO4的性质,SO32-、SO42-的检验
1.浓硫酸和稀硫酸都具有氧化性,但产生氧化性的原因不同:
浓硫酸的强氧化性是由H2SO4分子中+6价硫引起的,在加热时浓硫酸易与绝大多数金属、非金属以及还原性化合物等发生反应,+6价硫易获得电子而表现出强氧化性,为强氧化性酸,还原产物为SO2,稀硫酸中不存在H2SO4分子,因而无强氧化性,其电离产生的H+只能氧化比较活泼的金属(如Zn等),还原产物为氢气。
仅靠溶液中的H+获取电子的酸称为非氧化性酸。
由此可见,氧化能力不同,被还原的产物也不相同。
2.浓H2SO4与金属反应时注意三种情况
(1)浓H2SO4常温下使Fe、Al发生钝化,体现了浓H2SO4的强氧化性。
(2)浓H2SO4与Zn反应先生成SO2,随着反应进行,浓H2SO4变稀,稀H2SO4与过量的Zn反应生成H2,计算时注意电子守恒的应用。
(3)浓H2SO4与Cu反应只生成SO2,随着H2SO4变稀Cu与稀H2SO4不反应,因此足量的Cu与浓H2SO4反应,产生的SO2的物质的量要小于浓H2SO4的一半。
3.SO32-、SO42-的检验
SO42-的检验:
(1)检验SO42-的正确操作:
被检液取清液
有无白色沉淀
(2)检验SO42-时会受到的离子干扰:
①Ag+干扰:
先用盐酸酸化能防止Ag+干扰,因为Ag++Cl-===AgCl↓。
②CO32-、SO32-、PO43-的干扰:
因为BaCO3、BaSO3、Ba3(PO4)2也是白色沉淀,与BaSO4白色沉淀所不同的是这些沉淀能溶于强酸中,因此检验SO42-时,必须用盐酸酸化(不能用HNO3酸化)。
所用钡盐不能用Ba(NO3)2溶液,因为在酸性条件下,SO32-、HSO3-、SO2等会被溶液中的NO3-氧化为SO42-,从而得出错误的结论。
SO32-的检验:
加入氯化钡溶液生成白色沉淀,加入盐酸,沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体。
SO32-+Ba2+===BaSO3↓ BaSO3+2H+===Ba2++SO2↑+H2O
练习5、(2010·
安徽安庆模拟)一定量的浓硫酸与足量Zn充分反应时,有SO2和H2生成。
某校化学研究性学习小组对此进行研究。
按图组装好实验装置,微热试管A,观察到C、D、E中均有气泡产生;
随后气泡量减少,品红溶液褪色,D中先出现浑浊后浑浊消失;
反应较长时间后,C、D、E中的气泡量又会明显增加。
试回答:
(1)装置A中需用浓H2SO4,用两种简单的方法确定一瓶H2SO4一定是浓H2SO4:
________________________________________________________________________。
(2)从甲、乙中选择合适的装置填入B、C中,并进行正确连接,a接________、________接b,c接________、________接d;
D、E两支试管中CCl4溶液的作用是______________。
(3)能证明浓硫酸具有强氧化性的实验现象为________________________________;
反应较长时间后气泡量又会明显增加的原因是____________________。
(4)D中浑浊消失的离子反应方程式为________________。
练习6、将足量的铜片与一定量的浓硫酸共热反应,会不会出现随反应的进行硫酸浓度变稀而使反应停止,最终铜和硫酸都有剩余?
某研究性学习小组按下图定性实验简易装置进行实验探究,部分现象如下:
观察到:
开始加热(浓硫酸未沸腾)时铜表面由光亮变黑,且黑色小颗粒扩散到浓硫酸中,并不断增多,当浓硫酸加热至沸腾时,黑色小颗粒逐渐溶解,溶液呈浅蓝色,继续加热时浅蓝色溶液逐渐变为灰白色悬浊液,液体量越来越少,最后全部变为灰白色固体。
查资料:
①浓硫酸沸腾温度为338℃,这是硫酸和水的恒沸点温度。
②胆矾失去全部结晶水温度为150℃。
请回答:
(1)写出灰白色固体化学式:
______________。
(2)反应过程中,可观察到品红溶液、KMnO4溶液褪色,这分别体现反应产生气体的____、___性质。
(3)由上分析知:
铜与浓硫酸共热,浓硫酸浓度______(填“会”或“不会”)变稀,因此______(填“会”或“不会”)出现反应自动停止,最终铜和硫酸都有剩余的现象。
(4)由以上结论计算:
将5mL98%(密度为1.84g/cm3)的浓硫酸与足量的铜共热反应,产生气体的物质的量为( )
A.0.092molB.0.046molC.小于0.046molD.大于0.046mol,小于0.092mol
作业:
1.(2010·
三明模拟)牙齿洁白,人人喜欢。
将漂白剂沾到牙套上,牙齿咬住牙套可使牙齿变得洁白。
下列物质溶于水后所得溶液可作为牙齿漂白剂的是( )
A.Cl2B.HNO3C.Na2O2D.H2O2
2.(2010·
南京模拟)检验某未知溶液中是否含有SO42-的下列操作中最合理的是( )
A.加入硝酸酸化的Ba(NO3)2B.先加HNO3酸化,再加Ba(NO3)2溶液
C.先加盐酸酸化,再加BaCl2溶液D.加入盐酸酸化了的BaCl2溶液
3.浓硫酸和2mol/L的稀硫酸在实验室中敞口放置。
它们的质量和放置天数的关系如图,分析a、b曲线变化的原因是( )
A.a升华、b冷凝
B.a蒸发、b吸水
C.a挥发、b潮解
D.a冷凝、b吸水
4.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
5.某同学用如图所示装置探究SO2的性质及其有关实验。
(1)实验室用亚硫酸钠固体和一定浓度的硫酸反应制备SO2气体,
写出该反应的化学方程式________________。
(2)分别将SO2气体通入下列C溶液中,请回答下列问题:
①少量SO2通入紫色石蕊试液,现象是________,继续通
入过量SO2气体,现象是________________。
②SO2通入紫色KMnO4溶液,现象是________。
③过量SO2慢慢地通入澄清石灰水中,现象是__________________________。
④若C为双氧水,则通入SO2后,请判断所得溶液是________(填溶质的化学式)。
火山喷口 CuFeS2 Na2SO4·
10H2O淡黄色 不 微 易 Fe+S===FeS
2Cu+S===Cu2S Hg+S===HgSS+H2===H2S S+O2===SO2 淡蓝色 蓝紫色
有毒 易 易 SO2+H2OH2SO3 SO2+Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O
CaSO3+SO2+H2O===Ca(HSO3)2SO2+CaO===CaSO3
Na2CO3+SO2===Na2SO3+CO2SO2+2H2S===3S↓+2H2O
2SO2+O22SO3SO2+r2+2H2O===H2SO4+2HBr 不稳定无色物
无色油状 难 大于 放出大量热酸 Cu+2H2SO4(浓)===CuSO4+SO2↑+2H2O
C+2H2SO4(浓)===CO2↑+2SO2↑+2H2O 干燥剂 2∶1 盐酸 BaCl2
化石燃料 含硫金属矿石 酸雨
1B 2B 3
(1)蒸馏烧瓶 Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)溶液由紫红色变为无色 无色溶液中出现黄色浑浊 还原性 氧化性
5SO2+2MnO4-+2H2O===2Mn2++5SO42-+4H+
(3)品红溶液褪色后,关闭分液漏斗的旋塞,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SO42-,KMnO4被还原为Mn2+,溶液的紫红色消失;
SO2与C中的Na2S能发生氧化还原反应,SO2被还原成S,S2-被氧化为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,但生成的无色物质不稳定,受热后又恢复红色;
SO2是有毒气体,可以用NaOH溶液吸收
4A 解析:
A中发生反应SO2+NaOH===NaHSO3,从而使滴加酚酞的NaOH溶液红色褪去;
SO2、CO2通入澄清的石灰水,均生成白色沉淀,气体过量沉淀消失;
通常情况下SO2很难被氧气氧化,只有在一定温度和催化剂存在下才能反应生成SO3,且是可逆反应;
SO2的水化物是H2SO3,H2SO3的酸性比盐酸弱,因此SO2不能与CaCl2溶液反应。
5
(1)用火柴梗蘸取少量H2SO4,火柴梗若立即变黑,证明是浓H2SO4或用滴管吸取少量H2SO4,滴加在盛少量水的试管中,若试管发热,则证明是浓H2SO4
(2)3或4 4或3 2 1 防倒吸 (3)C中品红溶液褪色 浓H2SO4变成稀H2SO4,与Zn反应放出H2 (4)SO2+H2O+CaSO3===Ca2++2HSO3-
(1)可根据浓H2SO4的特性选择简单易行的实验方法进行确定,如利用其脱水性、稀释时放热等。
(2)从图示看,C装置应是检验SO2气体的,应选择甲装置,则B处需接一安全装置。
(3)浓H2SO4的强氧化性表现在SO42-被还原,生成SO2的反应。
反应开始后,装置中的空气被排出,产生大量气泡,当SO2被品红溶液吸收时,气泡量减少,且随着H2SO4浓度的减小,反应速率逐渐减慢,反应较长时间后浓H2SO4变成稀H2SO4,与Zn反应生成H2,气泡量又会增加。
(4)D中浑浊消失是因为过量的SO2与CaSO3反应生成Ca(HSO3)2。
6
(1)CuSO4
(2)漂白性 还原性(3)不会 不会 (4)B
1.D 2.C3.B4.D
(1)Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)①变红 不褪色或不明显
②颜色逐渐变淡或紫色消失③先变浑浊,后又变澄清
④H2SO4
氮及其化合物
(一)、氮气
1.氮元素的存在及氮的固定
(1)存在:
自然界中以________和________两种形式存在。
(2)氮的固定:
将__________转变为__________的方法。
可分为__________和__________。
2.氮气的性质
(1)物理性质:
无色无味气体,密度比空气略小,不溶于水。
(2)氮气的化学性质
①与H2反应:
______________________________(______反应,工业合成氨原理)。
②与O2反应:
______________________________。
③与金属镁反应:
3Mg+N2==Mg3N2
3.工业制法:
从液态空气中,利用________的沸点比______的沸点低加以分离而制得氮气。
(二)、氮的氧化物
氧化物
NO
NO2
颜色
毒性
溶解性
化学性质
与O2反应
不反应
与H2O反应
3NO2+H2O===2HNO3+NO
实验室制法
收集方法
尾气处理
NO:
收集NO2(或NO、NO2混合气体):
碱液吸收(如NaOH溶液)
与人体、环境的关系
①与血红蛋白结合,使人中毒;
②转化成NO2形成酸雨、光化学烟雾
形成酸雨、光化学烟雾
想一想:
NO2与溴蒸气有哪些相似性?
如何鉴别NO2与溴蒸气?
(三)氨、铵盐
1.氨
液氨和氨水在组成上有哪些区别?
2、铵盐
(四)、硝酸
酸的挥发性和不稳定性有何区别?
(一)氮的氧化物
1.NO和NO2
(1)氮元素有+1、+2、+3、+4、+5等五种正价,对应六种氧化物:
N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5,它们都是大气污染物。
N2O、NO、NO2均不属于酸酐,N2O3和N2O5分别是HNO2和HNO3的酸酐。
(2)因在常温常压下发生反应2NO2N2O4,所以通常“纯净”的NO2或N2O4并不纯。
由于此可逆反应的发生通常实验测得NO2的相对分子质量大于它的实际值。
2.氮的氧化物与O2、H2O混合的计算方法
(1)加合式法
①NO2和O2混合气体溶于水的计算
由4NO2+O2+2H2O===4HNO3可知,当体积比:
②NO与O2同时通入水中:
由4NO+3O2+2H2O===4HNO3可知,当体积比:
③NO2、NO、O2三种混合气体通入水中
可先将NO和O2转化为NO2,再按上述各种情况分别处理;
也可先将NO2和H2O反应转化为NO,按4NO+3O2+2H2O===4HNO3情况处理。
(2)原子守恒法
4NO2+O2和4NO+3O2从组成上均相当于2N2O5的组成,都与N2O5+H2O===2HNO3等效。
当NO、NO2、O2的混合气溶于水时利用混合气体中N、O原子个数比进行分析判断。
(3)得失电子守恒法
当NO2或NO转化为HNO3时要失去电子,若上述两种气体与O2混合,O2得电子,且得失电子数必然相等,这是得失电子守恒法解答此类题目的依据。
练习1.(2009高考·
宁夏卷,7)将22.4L某气态氮氧化物与足量的灼热铜粉完全反应后,气体体积变为11.2L(体积均在相同条件下测定),则该氮氧化物的化学式为( )A.NO2B.N2O3C.N2OD.N2O4
练习2.将8mLNO2和O2的混合气体通入倒立于水槽中装满水的量筒,充分反应后,剩余气体为1mL,则原混合气体中NO2和O2的体积比可能为( )A.7∶5B.3∶7C.7∶1D.1∶7
(二)氨气、铵盐
一、氨气的实验室制法
1.加热固态铵盐和碱的混合物
一般加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物:
2NH4Cl+Ca(OH)2==2NH3↑+CaCl2+2H2O
(1)装置:
“固体+固体→气体”。
(与用KClO3或KMnO4制O2的装置相同)。
(2)干燥:
用碱石灰(NaOH和CaO固体的混合物)。
(气体的干
燥装置大致分三种:
洗气瓶、干燥管、U型管。
洗气瓶中盛放
液体干燥剂,而干燥管和U型管只能盛放固体干燥剂。
)
(3)收集:
只能用向下排空气法。
(4)验满:
①用湿润的红色石蕊试纸置于试管口,若试纸变蓝色,说明氨已收集满了;
②将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口,若有白烟产生,说明已收集满了。
(5)环保措施:
收集时,一般在管口塞一团用水或稀H2SO4浸湿的棉花球,可减小NH3与空气的对流速度,收集到纯净的NH3,同时也可避免污染空气。
2.加热浓氨水
(1)反应原理:
NH3·
H2O==NH3↑+H2O
(2)装置:
3.浓氨水中加固态碱性物质
浓氨水中存在以下平衡:
NH3+H2ONH3·
H2ONH4++OH-
加入固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等),使平衡逆向移动,
同时反应放热,促进NH3·
H2O的分解。
注意:
(1)干燥NH3不能用浓H2SO4、P2O5(固体)等酸性干燥剂,也不能用无水CaCl2(因NH3与CaCl2能形成CaCl2·
8NH3)。
(2)制氨气时所用铵盐不能是硝酸铵、碳酸氢铵.因为加热过程中NH4NO3可能发生爆炸而有危险;
NH4HCO3受热极易分解产生CO2,使生成的NH3中混有较多的CO2杂质。
二、喷泉实验
1.喷泉形成的原理
容器内外存在较大的压强差,在这种压强差的作用下,液体迅速流动,
通过带有尖嘴的导管喷出来,即形成喷泉。
(如图)
2.使容器内外产生较大的压强差的方法
(1)减小容器内压强
①容器内气体极易溶于水;
②容器内气体易与溶液中的溶质发生化学反应而被吸收。
当外部的水或溶液接触容器内气体时,由于气体大量溶解或与溶液中的溶质发生化学反应而被吸收,从而使容器内气压迅速降低,在外界大气压作用下,外部液体迅速进入容器,通过尖嘴导管喷出,形成喷泉。
(2)增大容器内压强
容器内的液体由于受热挥发(如浓盐酸、浓氨水、酒精等)或由于发生化学反应,容器内产生大量气体。
使容器内压强迅速增大,促使容器内液体迅速向外流动,也能形成喷泉。
例如喷雾器、人造喷泉、火山喷发等均是利用了此原理。
3.中学化学中常见的能形成喷泉实验的气体和吸收剂
气体
HCl
NH3
CO2、Cl2、H2S、SO2
NO2和O2
CH2=CH2
吸收剂
水、NaOH溶液
水、盐酸
NaOH溶液
H2O
溴水
4.喷泉实验成败的关键
(1)装置气密性要好;
(2)烧瓶要干燥;
(3)气体的纯度要高。
练习3(2010高考·
重庆卷,27)某兴趣小组用如图装置探究氨的催化氧化。
(1)氨催化氧化的化学方程式为__________________。
(2)加热玻璃管2一段时间后,挤压1中打气球鼓入空气,观察到2中物质呈红热状态;
停止加热后仍能保持红热,该反应是________反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)为保证在装置4中观察到红棕色气体,装置3应装入________;
若取消3,在4中仅观察到大量白烟,原因是__________________。
(4)为实现氨催化氧化,也可用装置5替换装置__________(填装置代号);
化合物X为________(只写一种),Na2O2的作用是________________。
练习4在如图所示装置中,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,下列与实验事实不相符的是( )
A.CO2(NaHCO3溶液)/无色喷泉
B.NH3(H2O含酚酞)/红色喷泉
C.H2S(CuSO4溶液)/黑色喷泉
D.HCl(AgNO3溶液)/白色喷泉
(三)硝酸
1.硝酸的强氧化性
(1)金属与硝酸反应一般不产生H2,且浓HNO3一般被还原为NO2,稀HNO3被还原为NO,随着反应进行很稀的HNO3有可能被还原为N2O,甚至是NH4NO3。
硝酸在反应中体现氧化性和酸性。
(2)铁与硝酸反应要考虑Fe的用量,若Fe不足则生成Fe(NO3)3,若Fe过量则生成Fe(NO3)2。
(3)铜与浓HNO3反应,若Cu过量,开始时HNO3的还原产物为NO2,随着反应进行浓HNO3变稀,HNO3的还原产物为NO,最终应得到NO2和NO的混合气体。
(4)硝酸与FeO反应实质是HNO3氧化Fe2+,与FeI2反应不但氧化Fe2+,也氧化I-。
(5)离子共存判断中的NO3-若在H+条件下NO3-会体现出强氧化性,不能与Fe2+、S2-、I-、SO32-、Br-等离子共存。
(6)NO3-在酸性条件下显示强氧化性,c(H+)越大,HNO3的氧化性越强,即浓HNO3的氧化性强于稀HNO3,在中性或碱性溶液中NO3-不具有强氧化性。
2.硝酸与金属反应的计算
(1)一般类型有:
①电子守恒:
金属失电子数=生成气体时HNO3得电子数
②物料守恒:
耗HNO3的量=盐中NO3-的量(表现酸性的HNO3)+气体中的N原子(表现氧化性的HNO3)的量。
③电荷守恒:
HNO3过量时反
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