专题突破 非金属及其化合物重难点学案.docx
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专题突破非金属及其化合物重难点学案
非金属及其化合物重难点专题突破
一 氯水性质的多重性
1.氯水中的反应
Cl2+H2O===H++Cl-+__________2HClO
2H++2Cl-+______↑
所以,保存氯水要密闭、放在冷暗处、棕色瓶中。
但氯水不宜长期存放,最好是现用现配,因为不见光也会缓慢分解。
2.氯水的成分
新制氯水:
分子有Cl2、HClO、H2O三种,溶质分子中以_____为主;离子有H+、Cl-、ClO-、OH-(少量)四种。
长期放置的氯水,由于HClO分解,Cl2全部反应,氯水最终变为________。
3.氯水的性质
(1)表现Cl2的性质
氯水中含有Cl2,所以氯水呈黄绿色,由于Cl2具有强氧化性,当向氯水中加入强还原性物质,便可与Cl2发生氧化还原反应。
如:
氯水能使润湿的淀粉KI试纸变蓝(用于对Cl2收集的验满),能与Na2SO3、FeBr2等发生氧化还原反应:
Na2SO3+Cl2+H2O===_______________2FeBr2+3Cl2(足量)===______________
(2)表现HClO的强氧化性
氯水中含有HClO,HClO具有强氧化性,能杀死水里的病菌,故常用氯气给自来水______、消毒。
另外HClO还可将色素氧化而使其颜色褪去,故氯水常用于______。
(3)表现H+的性质
氯水中含有H+,所以氯水具有H+的性质,如氯水能与镁粉反应放出氢气,能与CaCO3反应放出______。
(4)具有Cl-的性质
氯水中加入硝酸银溶液反应生成白色沉淀。
反应的离子方程式:
Ag++Cl-===AgCl↓。
【典例1】 下列有关化学反应过程或实验现象的叙述中,正确的是( )
A.氯气的水溶液可以导电,说明氯气是电解质
B.漂白粉和明矾都常用于自来水的处理,二者的作用原理是相同的
C.氯气可以使湿润的有色布条褪色,但实际起漂白作用的物质是次氯酸而不是氯气
D.氯水中加入有色布条,布条褪色,说明溶液中有Cl2存在
二 比较法理解二氧化硫的重要性质
1.物质的漂白性比较
(1)漂白性分类比较
漂白类型
漂白原理
常见代表物
漂白特点
加合型
与有机色质结合,形成不稳定的无色化合物
SO2
一定条件下,SO2放出,又恢复原色
氧化型
将有色物质氧化为无色物质
氯水、HClO、Na2O2
Ca(ClO)2、O3、H2O2、
褪色后不能恢复原色
吸附型
吸附作用
物理变化
活性炭
通过一定的处理可以重复使用
(2)SO2和Cl2的漂白性拓展
SO2和Cl2虽都有漂白性,但漂白原理和现象各有不同。
Cl2的漂白原理是由于Cl2溶于水生成的_____具有强氧化性,将有色物质氧化成无色物质,褪色后不能恢复到原来颜色;而SO2是由于它溶于水生成的_____与有色物质直接化合,形成不稳定的无色化合物,褪色后在一定的条件下又能恢复原来的颜色。
[特别提示] 若将等物质的量的Cl2和SO2气体相混合,在溶液中会发生反应:
SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl,从而失去漂白能力。
2.二氧化硫和二氧化碳的比较
SO2
CO2
相同点
常温下是气体
密度大于空气
酸性氧化物
非电解质
不同点
____溶于水(1体积水可溶40体积SO2)
____溶于水
具有还原性
无还原性
使品红溶液褪色
不能使品红溶液褪色
酸性:
H2SO3>H2CO3
应用
(除杂)
CO2中混有少量SO2,将气体通
入饱和的_______溶液中洗气
检验CO2和SO2混合气体中存在CO2气体的方法:
【典例2】 检验SO2气体中是否混有CO2气体,可采用的方法是( )
A.通过品红溶液B.通过澄清石灰水
C.先通过NaOH溶液,再通过澄清石灰水D.先通过酸性KMnO4溶液,再通过澄清石灰水
三 氮的氧化物溶于水的计算方法
NO2和NO有如下反应:
3NO2+H2O===2HNO3+NO①2NO+O2===2NO2②
4NO2+O2+2H2O===4HNO3③4NO+3O2+2H2O===4HNO3④
1.NO和NO2的混合气体
NO、NO2的混合气体溶于水时仅涉及反应①:
可利用气体体积变化差值进行计算V剩=V(NO)原+
V(NO2)
2.NO2和O2的混合气体
NO2和O2的混合气体溶于水时涉及反应③:
其计算如下表:
x=
0 x= x> 反应情况 O2过量,剩余气体为O2 恰好完全反应 NO2过量,剩余气体为NO 3.NO和O2的混合气体 NO、O2的混合气体溶于水时涉及反应④: 其计算如下表: x= 0 x= x> 反应情况 O2过量,剩 余气体为O2 恰好完全反应 NO过量,剩 余气体为NO 【典例3】 将充满NO2和O2的混合气体的量筒倒置于水中,充分反应后,保持气体压强不变,水进入至量筒体积的一半处停止了,则原混合气体中NO2和O2的体积比是________________。 四 喷泉实验原理分析 1.喷泉实验基本原理 从原理上分析使容器内外产生较大压强差的情况有以下两种: (1)容器内气体极易溶于水(或容器内气体易与溶液反应),使容器内的压强迅速降低,在外界大气压的作用下,外部液体快速进入容器,通过尖嘴导管喷出,形成喷泉。 下表列出的气体遇相应的吸收剂,就能形成喷泉。 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、SO2 NO2+O2 吸收剂 水或碱溶液 水或酸溶液 碱溶液 水或碱溶液 (2)容器内的液体由于受热挥发或由于发生化学反应使容器内部产生了大量的气体,使容器内的压强增大,促使容器内的气体迅速向外流动,也能形成喷泉。 喷雾器、火山喷发就是此原理。 2.喷泉实验成功的关键 首先瓶内外压强差要足够大,其次还要注意以下几个方面: (1)盛气体的烧瓶必须干燥,否则瓶中有液体,会使气体在实验前已有大量溶解,造成压强差不大,形成的喷泉现象不明显。 (2)气体要充满烧瓶。 (3)烧瓶不能漏气(实验前应先检查装置气密性)。 【典例4】 如图所示的装置中,干燥烧瓶中盛有某种气体,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 五 硝酸与金属反应的有关计算方法 1.依据守恒规律计算 (1)电子守恒: 硝酸与金属反应属于氧化还原反应,N原子得到的电子数等于金属原子失去的电子数,由此可求出氮元素被还原后的价态,根据价态确定反应产物。 (2)原子守恒: 硝酸与金属反应时,一部分以NO 的形式存在,一部分转化为还原产物,这两部分中N的物质的量与反应消耗的HNO3中N的物质的量相等。 (3)电荷守恒: Mn+和H+所带正电荷总数应等于NO 所带负电荷总数(因为这种溶液中OH-浓度很小,可被忽略)。 2.利用离子方程式计算 HNO3与H2SO4混合液跟金属的反应,当金属足量时,不能用HNO3与金属反应的化学方程式计算,应用离子方程式计算,因为生成的硝酸盐的NO 借助H+仍能继续与金属反应。 【典例5】 将32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L。 请回答: (1)NO的体积为________L(保留一位有效数字,下同),NO2的体积为________L。 (2)参加反应的HNO3的物质的量是_________________________________________。 (3)待产生的气体全部释放后,向溶液中加入VmLamol·L-1的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀,则原硝酸溶液的浓度为________mol·L-1。 【直击高考】 1.Cu与一定体积的1mol·L-1的硝酸反应,如果NO3-的浓度下降0.2mol·L-1,则溶液中c(H+)同时下降() A.0.2mol·L-1B.0.4mol·L-1C.0.6mol·L-1D.0.8mol·L-1 2.已知氮的氧化物跟溶液发生的化学反应如下: 3NO2+2NaOH=2NaNO3+NO+H2O、NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O,现有mmolNO2和nmolNO组成的混合气体,要用NaOH溶液完全吸收且反应后无气体剩余,现有浓度为amol/L的NaOH溶液,则需此NaOH溶液的体积是() A(m/a)LB(2m/3a)LC[2(m+n)/3a]LD[(m+n)/a]L 3.Cl2、HCl的混合气体通入足量的NaOH溶液中,充分反应后,溶液中除大量OH﹣外,还有Cl﹣、ClO﹣、 ClO3﹣,且这三种离子的物质的量之比为9: 2: 1,则原混合气体中Cl2和HCl体积之比为() A.5: 2B.2: 5C.3: 1D.1: 3 4.X、Y、Z、W四种物质在一定条件下具有如图所示的转化关系,下列判断正确的是() A.若图中反应均为非氧化还原反应,当W为一元强碱时,则X可能是 B.若图中反应均为非氧化还原反应,当W为一元强酸时,则X可能是 C.若图中反应均为氧化还原反应,当W为非金属单质时,则Z可能是 D.若图中反应均为氧化还原反应,当W为金属单质时,则Z可能是 5.为了防止NO,NO2,N2O4对大气的污染,常用氢氧化钠溶液进行吸收处理,反应的化学方程式2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O,NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O.现有由amolNO、bmolNO2、cmolN2O4组成的混合气体,能被1.0mol·L﹣1的氢氧化钠溶液完全吸收,则消耗氢氧化钠溶液的体积最小为( ) A.(a+b+c)LB.2(a+b+c)LC.(a+b+2c)LD.3(a+b+c)L 6.NO分子曾因污染空气而臭名昭著,但随着其“扩张血管、免疫、增强记忆”功能的发现,现在成为当前生命科学研究中的“明星分子”,回答下列问题 (1)NO的危害在于_____ a.破坏臭氧层b.参与酸雨和光化学烟雾的形成 c.与人体内血红蛋白结合d.当它转化为N2后使空气中O2含量降低 (2)在含有Cu+的酶的活化中心,亚硝酸根离子(NO2-)可转化为NO,写出Cu+和NO2-在酸性溶液中转化为NO的离子方程式____________________________________________________________________. (3)一定条件下NO可转化为N2O和另一种红棕色气体,方程式为___________________________________ (4)将0.05molNO、0.03molO2的混合气体以适当的速率缓慢通入盛有100mL水的集气瓶中,最终所得溶液中溶质的物质的量浓度为(设溶液体积变化忽视不计)____________________ (5)镁铁混合物4.9g,溶解在过量的某浓度的稀硝酸中,完全反应后得到标准状况下2.24LNO气体.若向反应后的溶液中加入足量的烧碱,则可生成沉淀的质量是_____________________. 7.工业生产硝酸的尾气中含有氮氧化物NOx(NO和NO2的混合物,假设不含N2O4),对生态环境和人类健康带来较大的威胁。 (1)工业上可用氨催化吸收法处理NOx,反应原理如下: 4xNH3+6NOx (2x+3)N2+6xH2O 某化学兴趣小组模拟该处理过程的实验装置如下: ①装置A中发生反应的化学方程式为_______________________________________________。 ②装置D中碱石灰的作用是______________________________________。 (2)工业上也常用Na2CO3溶液吸收法处理NOx。 已知: NO不能与Na2CO3溶液反应。 NO+NO2+Na2CO3 2NaNO2+CO2(Ⅰ) 2NO2+Na2CO3 NaNO2+NaNO3+CO2(Ⅱ) ①当NOx被Na2CO3溶液完全吸收时,x的值不可能是________(填字母)。 A.1.9B.1.7C.1.2 ②将1molNOx通入Na2CO3溶液中,被完全吸收时,溶液中生成的 、 两种离子的物质的量随x变化关系如图所示: 图中线段a表示________的物质的量随x值变化的关系;若用溶质质量分数为42.4%的Na2CO3溶液吸收,则需要Na2CO3溶液至少________g。 ③用足量的Na2CO3溶液完全吸收NOx,每产生22.4L(标准状况)CO2(全部逸出)时,吸收液质量就增加44g,则NOx中的x值为________。 8.以下物质A、B、C、X均属于中学常见的物质,已知它们之间有如下转化关系(其中副产物已被略去,例如H2O等)。 请根据上述转化关系回答下列问题: (1)若X是具有强氧化性的气体单质,且B的分子式是CH2O,则X的化学式是________。 (2)若X是非氧化性强酸,且C是一种酸性氧化物,则C的化学式是_______(只要求写一例)。 (3)若X是金属单质,请写出反应②的离子方程式_________________________________。 (4)若X是强碱,且A、B、C都含有同一种金属元素,请写出反应②的离子方程式__________。 9.单质Z是一种常见的半导体材料,可由X通过如图所示的路线制备。 其中X为Z的氧化物;Y为氢化物,分子结构与甲烷相似,回答下列问题: (1)能与X发生化学反应的酸是____________;由X制备 的化学方程式为______________________; (2)由 生成Y的化学方程式是_____________________________,Y分子的电子式是______________; (3)Z、X中共价键的类型分别是_____________、___________________。 10.单晶硅是信息产业中重要的基础材料。 通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450~500℃),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。 以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。 相关信息如下: a.四氯化硅遇水极易水解; b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物; c.有关物质的物理常数见下表: 物质 SiCl4 BCl3 AlCl3 FeCl3 PCl5 沸点/℃ 57.7 12.8 - 315 - 熔点/℃ -70.0 -107.2 - - - 升华温度/℃ - - 180 300 162 请回答下列问题: (1)写出装置A中发生反应的离子方程式: _________________________________________________。 (2)装置A中g管的作用是___________________;装置C中的试剂是___________________________;装置E中的h瓶需要冷却的理由是________________________________________________。 (3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外可能还含有的杂质元素是______________________________________________(填写元素符号)。 11.某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备 的过程中有水蒸气和 挥发出来,同时证明氯气的某些性质,甲同学设计了如下图所示的实验装置(支撑用的铁架台省略),按要求回答问题。 (1)若用含有0.2mol 的浓盐酸与足量的 反应制 ,制得的 体积(标准状况下)总是小于1.12L的原因是________________________________________________________________。 (2)①装置B中盛放的试剂名称为______________,作用是_________________________,现象是________________________________________________________________________________。 ②装置D和E中出现的不同现象说明的问题是____________________________________________。 ③装置F的作用是__________________________________________________________________。 ④写出装置G中发生反应的离子方程式_______________________________________________。 (3)乙同学认为甲同学的实验有缺陷,不能确保最终通入 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 溶液的气体只有一种,乙同学提出在某两个装置之间再加一个装置。 你认为该装置应加在_____与_____之间(填装置字母序号),装置中应放入_________(填写试剂或用品名称)。 12.碘是生命体中的必需元素,请根据如下有关碘及其化合物的性质,回答下列问题: (1)实验室中制取少量碘可采用如下方法: ↓ .此反应生成 时转移的电子数是______________mol.工业生产中,可用智利硝石(含有 为原料,与 溶液反应后生成碘,写出此反应的离子方程式: _______________________________________________________. (2)单质碘与氟气反应可制得 实验表明液态 具有一定的导电性,研究人员发现产生这一现象的可能原因在于 的自偶电离(如: ⇌ 电离生成的+1价阳离子为____________________ -1价阴离子为__________ (3)将单质碘与铝屑置于管式电炉中,隔绝空气加热至 得到棕色片状固体 此固体溶于 溶液可产生白色沉淀和气体.请写出 和 溶液反应的离子方程式: ______________________________________________________________________ (4)设计以下实验方案判断加碘食盐中碘的存在形式为 、 或两者同时存在.请对以下试验方案进行预测和分析. 首先取试样加水溶解,分成三份试样: ①第一份试样加酸酸化,如果加淀粉溶液后试样溶液变蓝,说明试样中同时存在 和 该过程反应的离子方程式为_______________________________________________________; ②第二份试样酸化后,加入淀粉溶液无变化,再加___________溶液,溶液变蓝,说明试样中存在 . ③第三份试样酸化后,如果直接使____________试纸变蓝,说明试样存在 离子. 13.已知A、B、C、D均为短周期元素组成的中学常见单质及化合物,它们在一定条件下有关系: A+H2O=B+C。 (1)若A可作为呼吸面积或潜水艇中的氧气来源,则A与水反应的化学方程式为____________________________________________________。 (2)若A、B、C为化合物且B是强酸,C为氧化物,则该反应的化学方程式为______________________。 (3)若B、C为酸,则该反应的化学方程式为。 (4)若C为H2,B为氧化物,则A可能为、。 14.氮及其化合物与人们的生活息息相关。 (1)实验室可用铜与稀硝酸反应制取NO,其离子方程式是________________________。 为防止环境污染,可用碱液吸收氮的氧化物。 NO与NO2按物质的量之比1∶1被NaOH溶液完全吸收后得到一种钠盐,该化学方程式是________________________________。 (2)同温同压下,3.5LNH3恰好将3.0LNO和NO2的混合气完全转化为N2,则原混合气中NO和NO2的体积比是_______________________________。 (3)含有1molHNO3的稀硝酸分别与不同质量的铁粉反应,所得氧化产物a、b与铁粉物质的量关系如图所示。 则: b是n3=p= 15.已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到 氮气和金属铜,用示意图中的装置可以实现该 反应。 回答下列问题: (1)A中加入的物质是_________________, 发生反应的化学方程式是________________________________________________; (2)B中加入的物质是_____________,其作用是________________________; (3)实验时在C中观察到得现象是_____________;发生反应的化学方程式是________________________________________________________________; (4)实验时在D中观察到的现象是_________________________________,D中收集到的物质是______________,检验该物质的方法和现象是______________________。
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- 专题突破 非金属及其化合物重难点 学案 专题 突破 非金属 及其 化合物 难点