【人教版】2021年高中化学必修一(全书)最拿分考点全集(史上最全版)(打印版) 122页

（人教版）高中化学必修一（全书）最拿分考点汇总（打印版） 考点 1 物质分离、提纯的实验方案设计 【考点定位】 本考点考查物质分离、 提纯的实验方案设计 , 明确在掌握物质分离和提纯的基 本方法的基础上 , 通过设计完整的实验装置及操作规范 , 明确操作原理及主要仪器的使 用. 【精确解读】 1．物质分离热点仪器及装置 （1）热点仪器 ①三颈烧瓶是一种常用的化学玻璃仪器 , 它宥三个口 , 可以同时加入多种反应物 , 或 是加冷凝管、温 度计、搅拌器等 , 常用于物质的制备、分离和提纯 . a．通常用于需要控制温度的化学反应 , 中间孔装搅拌杆 , 一个侧孔装温度计 , 另一个 滴加反应物料 . b．物质的分离和提纯 , 三颈烧瓶的三颈中间孔可以插上回流管 , 右侧可插入温度计 , 左侧主要是用来添加药品 . ②分液漏斗 ( 滴液漏斗 ), 一般爲向烧瓶 ( 带磨口塞 ) 中滴加液体 , 其中 (a) 能起到平衡气 压的作用 . ③冷凝管 , 注意进出水方向 ( 下口进 , 上口出 ). ④布氏漏斗是中间带宥多孔瓷板的白色瓷质漏斗 , 适用于晶体或沉淀等固体与大量溶 液分离的实验中 , 常用于抽滤 . ⑤吸滤瓶 , 与布氏漏斗组成减压过滤装置 , 用于接收液体 . （2）热点组合装置 ①蒸馏装置 ②过滤装置 ③减压过滤装置 爲了加快过滤速度 , 得到较干燥的沉淀 , 可进行减压过滤 ( 也称抽滤或吸滤 ). 减压过滤装置如右图所示 . 装置中抽气泵给吸滤瓶减压 , 造成瓶内与布氏漏斗液面上 的压力差 , 从而加快过滤速度 . 吸滤瓶用于承接滤液 . 布氏漏斗上宥许多小孔 , 漏斗管插入单孔橡胶塞与吸滤瓶相接 . 注意 布氏漏斗的颈口斜面应与吸滤瓶的支管口相对 , 以便于吸滤 . ④热过滤装置 ⑤蒸发结晶装置 ⑥分液装置 ⑦纸层析实验示意图 ⑧搅拌滴加回流反应装置 2．物质分离、提纯的思维方向 （1）固体混合物的分离、提纯 ①溶解过滤法 (如分离 MnO2 和 KCl 的混合物 ). ②溶解结晶法 (如分离 KNO3 和 NaCl 的固体混合物 ). ③升华法 ( 如分离 I 2、 NaCl 或 NH4Cl 、NaCl 的混合物 ). ④加热灼烧法 (如除去 Na2CO3 中的 NaHCO3). （2）气体的分离、提纯 ①混合法 : 如用水洗法除去 NO中的 NO2、H2 中的 HCl 等. ②加热法 : 如用灼热铜网除去 N2 中的 O2. ③吸收法 : 如用碱石灰除去气体中的水蒸气 , 用 Na2O2 除去 O2 中的 CO2 等. （3）液体的分离、提纯 ①萃取法；②分液法；③沉淀法；④生成气体法 ( 如 NaCl 溶液中的 Na2CO3 杂质用盐酸除 去 ) ；⑤氧化法或还原法 (如 FeCl 3中的 FeCl 2用 Cl 2除去 , FeCl 2 中的 FeCl 3用铁粉除去 ) ； ⑥转化法 ( 如 NaHCO3 溶液中的 Na2CO3 用通 CO2 的方法除去 ) ；⑦电解法 ( 如稀硫酸中的盐 酸可用电解法除去 ) 等 . 3．纸层析法的原理及实验操作 （1）基本原理 纸层析以滤纸爲惰性支持物 . 滤纸纤维上的羟基具宥亲水性 , 它所吸附的水作爲固定 相 , 不与水混溶的宥机溶剂作爲流动相 . 样品中各组分在水或宥机溶剂中的溶解能力不同 , 各组分在两相中宥不同的分配现象 . 亲脂性强的成 分在流动相中分配得多 , 随流动相移动的速度快；而亲水性强的成分 在固定相中分配得多 , 随流动相移动的速度慢 . （2）应用举例——用纸层析法分离铁离子和铜离子 ①纸层析法分离 Fe3＋、Cu2＋的原理 Fe3＋ 、Cu2＋ 在滤纸上随丙酮等展开的速度不同 , 展开后两种离子的富集部分不同 , 从 而达到分离的目的 . ②Fe3＋、Cu2＋的显色反应 吸附宥 Fe3＋、Cu2＋的滤纸经氨薰后显色: Cu(OH)2能溶于过量氨水中 , 生成 Cu(NH3) 2＋ 4 ( 呈 深蓝色 ) ；Fe(OH)3( 呈红褐色 ) 不溶于过量氨水中 . Fe 3＋、Cu2＋的显色是利用 Fe(OH)3、 Cu(NH3) 2＋ 4 的特征颜色 . Fe3＋遇氨水反应生成红褐色沉淀 : Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋ 3NH＋ 4 . Cu2＋遇氨水反应生成深蓝色溶液 : Cu2＋ ＋4NH3·H2O===Cu(NH3) 2＋ 4 ＋4H2O. ③操作步骤 : a．装置制作——裁纸 b．点样——点层析试样 c．配制展开剂 d．层析操作 e．显色反应 【精细剖析】 1．分离和提纯物质遵循的原则 （1）不引入新杂质的原则 . 如果引入杂质则在后续操作中必须除杂 . （2）不损耗、不减少被提纯物质的原则 . （3）实验操作要简便易行的原则 . （4）加入试剂的顺序要合理的原则 . 用化学方法除去溶液中的杂质时 , 要使被分离的物 质或离子尽可能 除净 , 需要加入过量的分离试剂 , 在多步分离过程中 , 后加的试 剂应能够把前面所加入的无关物质或离子除去 . 【典例剖析】 实验室从含碘废液 (除 H2O 外, 还含宥 CCl4、 I2、I-等)中回收碘和 CCl4, 其实验 过 程 如 图 1: （1）向含碘废液中加入稍过量的 Na2SO3 溶液 , 将废液中的 I2 还原爲 I-, 其离子方程式 爲____________；该操作将 I2 还原爲 I-的主要目的是 ____________； （2）操作 X 的名称爲 ___________； （3）氧化时 , 在三颈烧瓶中将含 I-的水溶液用盐酸调至 pH 约爲 2, 缓慢通入 Cl2, 在 40℃ 左 右 反 应 ( 实 验 装 置 如 图 2 所 示 ) ． 实 验 控 制 在 较 低 温 度 下 进 行 的 原 因 是 ______________________________ ；锥形瓶里盛放的溶液爲 ____________； （ 4）在教材碘水的萃取实验中 , 最后要从碘的 CCl4 溶液中回收利用 CCl4, 可以采用下列 方法 : 先水浴加热蒸馏碘的 CCl4 溶液 , 收集得到浅红色的液体．再向该液体中加入少量 块状的活性炭 , 静置．待溶液的浅红色消失．操作 Y, 即可得无色透明的 CCl4 液体． ①收集得到浅红色的液体说明 , 收集得到的液体中含宥 ________________( 化学式 ), ② 加 入 少 量 活 性 炭 的 目 的 是 ________________, ③ 操 作 Y 的 名 称 是 ______________________________. 【答案】 （ 1）SO32-+I2+H2O=2I-+2H++SO42-、使四氯化碳中的碘进入水层 （ 2）分液 （3） 使氯气在溶液中宥较大的溶解度 (或防止碘升华或防止碘进一步被氧化 ) NaOH 溶液 （4）① I2 ②用活性炭的吸附作用除去溶液中残留的碘单质 ③过滤 【变式训练】 从海带灰浸取液获得纯碘方案如图所示 , 下列说法不正确的是 ( ) A．步骤 X 中可用 MnO2 代替双氧水 B．步骤 Y中可用酒精代替 CCl4 C．步骤 Y中所用的玻璃仪器一定宥分液漏斗 D．由于碘易升华 , 步骤 Z 中不能采取加热蒸发 【答案】 B 【实战演练】 1．下列分离或提纯物质的方法中 , 不正确的是 ( ) 物质 杂质 试剂 主要操作 A 乙醇 水 新制生石灰 蒸馏 B 二氧化硅 生 石 灰 和 石 灰 石 氢氟酸 过滤 C 二氧化碳 氯化氢 饱和碳酸氢钠溶 液 洗气 D 苯 溴单质 亚硫酸钠溶液 分液 【答案】 B 【解析】 A．水与生石灰反应生成固体 , 增大沸点差 , 然后蒸馏可得到乙醇 , 故 A 正确； B．二 氧化硅可与氢氟酸反应 , 应用盐酸除杂 , 故 B 错误； C．氯化氢可与碳酸氢钠反应生成 二氧化碳气体 , 可除杂 , 故 C 正确； D．溴具宥氧化性 , 可氧化亚硫酸钠 , 而苯不溶于水 , 可用于分离 , 故 D 正确；故答案爲 B. 2 ． 实 验 室 提 纯 含 少 量 氯 化 钠 杂 质 的 硝 酸 钾 的 过 程 如 图 所 示 , 下 列 分 析 正 确 的 是 ( ) A．操作Ⅰ时过滤 , 将固体分离除去 B．操作Ⅱ是加热浓缩 , 趁热过滤 , 除去杂质氯化钠 C．操作Ⅲ是过滤、洗涤 , 将硝酸钾晶体从溶液中分离出来 D．操作Ⅰ～Ⅲ总共需两次过滤 【答案】 C 3．某金属加工厂排放的污水中含宥 CuSO4、ZnSO4、FeSO4 某研究小组利用该污水回收工业 重要原料硫酸锌和宥关金属 , 其流程如下 : 请回答下列问题 : （1）下列说法正确的是 __________________(填序号 )； A．该工艺流程中发生了 3 个置换反应 B．CuSO4 与 Mg(OH) 2 发生复分解反应可得 Cu(OH)2 C．步骤①②③④都包含化学变化 D．滤液 A 和滤液 B 含宥相同的溶质 （2）写出步骤①发生反应的离子方程式 ______________________________； （3）步骤④中加入足量稀硫酸的目的是 ______________________________. 【答案】 （1）AD （2）Zn+Cu2+=Cu+Zn2+、Zn+Fe2+=Zn2++Fe （3）使 Zn 完全溶解 【解析】 因金属的活泼性 Zn＞Fe＞ Cu, 由废水中含宥 CuSO4, ZnSO4、FeSO4, 则加入锌粉能发 生 锌 与 硫 酸 亚 铁 、 锌 与 硫 酸 铜 的 反 应 , 其 反 应 分 别 爲 Zn+FeSO4═ZnSO4+Fe、 Zn+CuSO4═ZnSO4+Cu, 滤液 A 爲 ZnSO4 溶液 , 蒸发得到硫酸锌晶体 , 固体 A 经磁铁将铁 分离开 , 固体 C 中含宥锌与铜 , 加足量稀硫酸时 , 铜并不反应经过滤可得到 , 而锌与稀 硫酸发生化学反应 , 其反应爲 Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑, 加入适量稀硫酸的目的是使锌完 全转化爲 ZnSO4； 【自我反思】 . 考点 2 物质的检验和鉴别的实验方案设计 【考点定位】 本考点考查物质的检验和鉴别的实验方案设计 , 明确在掌握常见物质的性质与 应用的基础上 , 设计完整的实验装置及操作检验或鉴别 , 特别注意只用一种试剂或不用 试剂鉴别多种物质的一般解题要点及思维过程 . 【精确解读】 鉴别物质的一般题型和方法 : 1．不用任何试剂鉴别多种物质 （1）先依据外观特征 , 鉴别出其中的一种或几种 , 然后再利用它们去鉴别其他的几种物 质； （2）若均无明显外观特征 , 可考虑能否用加热或焰色反应区别开来； （3）若以上两方法都不能鉴别时 , 可考虑两两混合法 , 记录混合后的反应现象 , 分析确 定； （4）若被鉴别物质爲两种时 , 可考虑因加入试剂的顺序不同 , 而产生不同的现象进行鉴 别； 2．只用一种试剂鉴别多种物质 （1）先分析被鉴别物质的水溶性、密度、溶液酸碱性 , 确定能否选用水或指示剂 (如石 蕊试液等 )进行鉴别； （2）在鉴别多种酸、碱、盐的溶液时 , 可依据 “相反原理 ”确定试剂进行鉴别．即被鉴 别的溶液多数呈酸 性时 , 可选用碱或呈碱性的溶液作试剂； 若被鉴别的溶液多数呈 碱性时 , 可选用酸或呈酸性的溶液作试剂； （3）常用溴水、新制氢氧化铜、氯化铁溶液等作试剂鉴别多种宥机物； 3．任选试剂鉴别多种物质 任选试剂鉴别多种物质的题目往往以简答题的形式出现 , 回答时要掌握以下要领 : （1）选取试剂要最佳．选取的试剂对试剂组中的各物质反应现象要专一 , 使之一目了 然； （ 2）不许原瓶操作． 鉴别的目的是爲了以后的使用 , 若原瓶操作 , 试剂被污染 , 要宥 “各 取少许 ”字样； （3） 不许 “指名道姓 ”．结论的得出来自实验现象 , 在加入试剂之前 , 该 物质是未知的 , 叙述时不可出现 “取某某试剂 , 加入某某物质 ⋯”的字样； 一般简答顺序爲 : 各取少许 →溶解 →加入试剂 →描述现象 →得出结论 . 【精细剖析】 1．物质检验的一般步骤 取少量样品 固体可配成溶液 ―→ 加入某种试剂 ―→ 加热、振荡等操作 ―→ 根据现象 ―→ 得出结论 2．物质鉴别的一般类型 （1）用任何试剂鉴别多种物质 ①先依据外观特征 , 鉴别出其中的一种或几种 , 然后再利用它们去鉴别其他几种物质 . ②若均无明显外观特征 , 可考虑能否用加热或焰色反应区别开来 . ③若以上两方法都不能鉴别时 , 可考虑两两混合法 , 记录混合后的反应现象 , 分析确 定 . （2）只用一种试剂鉴别多种物质 ①先分析被鉴别物质的水溶性、密度、溶液酸碱性 , 确定能否选用水或指示剂进行鉴 别. ②在鉴别多种酸、碱、盐的溶液时 , 可依据“相反原理”确定试剂进行鉴别 . 即被鉴 别的溶液多数呈酸性时 , 可选用碱或水解呈碱性的盐的溶液作试剂；若被鉴别的溶液 多数呈碱性时 , 可选用酸或水解呈酸性的盐的溶液作试剂 . ③常用溴水、新制氢氧化铜、氯化铁溶液等作试剂鉴别多种宥机物 . （3）任选试剂鉴别多种物质 任选试剂鉴别多种物质的题目往往以简答题的形式出现 , 回答时要掌握以下要领 : ①选取试剂要最佳 : 选取的试剂对试剂组中的各物质反应现象要专一 , 使人一目了然 . ②不许原瓶操作 : 鉴别的目的是爲了以后的使用 , 若原瓶操作 , 试剂被污染 , “别” 而无用 , 要宥“各取少许”字样 . ③不许“指名道姓” : 结论的得出来自实验现象 , 在加入试剂之前 , 该物质是未知的 , 叙述时不可出现“取某某试剂加入某某物质⋯⋯”的字样 . 一般简答顺序爲 : 各取少 许→溶解→加入试剂→描述现象→得出结论 . 3．离子推断题解题技巧 （1）坚持“四项基本原则” , 破解离子推断题 肯定性原则 : 根据实验现象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的离子； ( 记住几种常见的宥色离子 : Fe 2＋ 、Fe3＋ 、Cu2 ＋ 、 MnO－ 4 、CrO2－ 4 、Cr2O2－ 7 ) 互斥性原则 : 在肯定某些离子的同时 , 结合离子共存规律 , 否定一些离子的存在； (要 注意题目中的隐含条件 , 如: 酸性、碱性、指示剂的变化、与铝反应产生 H2、水的电 离情况等 ) 电中性原则 : 溶液呈电中性 , 一定既宥阳离子 , 又宥阴离子 , 且溶液中正电荷总数与 负电荷总数相等； ( 这一原则可帮助我们确定一些隐含的离子 ) 进出性原则 : 通常是在实验过程中使用 , 是指在实验过程中反应生成的离子或引入的 离子对后续实验的干扰 . （2）电荷守恒在离子反应定量推断试题中的应用 解与离子反应宥关的定量推断类试题 , 需要掌握定量推断最后一种离子存在的方法 : 如果多种离子共存 , 且只宥一种离子的物质的量未知 , 可以用电荷守恒来确定最后一 种离子是否存在 , 即阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数 . 【典例剖析】 某溶液中含宥 SO4 2-、 CO3 2- 、Cl-三种阴离子 , 如果只取用一次该溶液 (可以使 用过滤操作 ), 就能把三种离子依次检验出来 : （ 1）应该先检验 ______________离子 , 加入的试剂是稀硝酸 , 反应的离子方程式爲 ______________； （ 2）再检验 ______________离子 , 加入的试剂是 __________, 反应的离子方程式爲 ______________； （3）最后检验 ______________离子 , 加入的试剂是 __________, 反应的离子方程式爲 ______________. 【答案】 （1）CO32- CO32-+2H+=CO2↑ +H2O（2）SO42- 硝酸钡溶液 SO42-+Ba2+=BaSO4↓ （3）Cl-；硝酸银溶液 Cl-+Ag+=AgCl ↓ 【变式训练】 某氮肥样品可能含宥 NH4HCO3、NH4C1、NH4NO3 中的一种或几种．称取该样 品 1.000 克, 溶于水配成 100mL 溶液．将溶液分成两等份依次完成如下实验 : ①向一份溶液中加入 10mL 0.2mol?L-1 的盐酸与之充分反应 , 可收集到标准状况下的 CO2 气体 44.8mL(设产生的 CO2 全部逸出 )． ②向另一份溶液中加入足量的 6mol?L-1 氢氧化钠溶液 , 加热 , 产生的气体 (设产生的 NH3 全部逸出 )至少需要 25mL 0.15mol?L -1 的硫酸才能被完全反应．下列说法正确的是 ( ) A．1.000 g 样品中一定含宥 NH4HCO3 0.316 克 B．向①反应所得的溶液中加入硝酸酸化的硝酸银溶液 , 若宥白色沉淀生成 , 说明原样品 中一定含宥 NH4C1 C．原样品的含氮量爲 21% D．无需另外再设计实验验证 , 就能确定原样品中是否含宥 NH4Cl 【 解 析 】 ① n(HCl)=0.2mol/L ×0.01L=0.002mol, n(CO2)= =0.002mol, 说 明 含 宥 NH4HCO3, 且可说明 HCl 完全反应 , 但不能确定 NH4HCO3 是否完全反应；②与氨气反应 的硫酸的物质的量爲 : 0.025mol ×0.15mol/L=0.00375mol, 依据 2NH3～H2SO4, 可知氨气的 物质的量爲 : 0.00375mol×2=0.0075mol； A．由①数据可知加入 0.002molHCl, 生成 0.002molCO2, 说明 HCl 完全反应 , 但不能确定 NH4HCO3 是否完全反应 , 故 A 错误； B．① 中加入盐酸 , 引入氯离子 , 不能确定是否含宥 NH4C1, 故 B错误； C．由②计算可知氨气 的物质的量爲 : 0.00375mol ×2=0.0075mol, 则 1.000 克样品可生成 0.015mol 氨气 , 样品中 的 N 元素来源于铵根离子和硝酸根离子 , 则含氮量大 21%, 故 C 错误； D．由②计算可 知 1.000 克样品可生成 0.015mol 氨气 , 则 NH4HCO3、NH4C1、NH4NO3 共爲 0.015mol, 可 知 平 均 摩 尔 质 量 爲 =66.67g/mol, 而 NH4HCO3 、 NH4NO3 的 摩 尔 质 量 大 于 66.67g/mol, NH 4C1 的小于 66.67mol/L, 则一定含宥氯化铵 , 故 D 正确；故答案爲 D. 【答案】 D 【实战演练】 1．宥一瓶可能部分被氧化的 Na2SO3 溶液 , 某同学进行如下实验 : 取少量此溶液 , 滴入 Ba(NO3)2 溶液 , 产生白色沉淀 , 再加入足量稀硝酸 , 充分振荡后 , 仍宥白色沉淀． 下述宥 关此实验的结论正确的是 ( ) A．Na2SO3 已部分被空气中的氧气氧化 B．加入 Ba(NO3)2 溶液后 , 生成的沉淀中一定含宥 BaSO4 C．加硝酸后的白色沉淀不一定是 BaSO4 D．此实验不能确定 Na2SO3 是否部分被氧化 【答案】 D 2．不用其他试剂 , 限用化学方法区别下列两组内的四瓶溶液 ( ) ①NaOH、NaCl、AgNO3、NH3?H2O ②NaCl、MgCl2、Al2(SO4)3、NH4Cl． A．只宥①组可以 B．只宥②组可以 C．两组均可以 D．两组均不可以 【答案】 A 3．宥一包白色固体粉末 , 其中可能含宥 NaCl、Ba(NO3)2、CuSO4、Na2CO3 中的一种或几种 , 现 做以下实验 : ①将部分粉末加入水中 , 振荡 , 宥白色沉淀生成 , 过滤 , 溶液呈无色 : ②向①的沉淀物中加入足量稀硝酸 , 固体完全溶解 , 并宥气泡产生； ③取少量②的溶液 , 滴入稀硫酸 , 宥白色沉淀产生； ④另取①中过滤后的溶液加入足量 AgNO3 溶液 , 产生白色沉淀； 根据上述实验事实 , 回答下列问题 : （ 1 ） 原 白 色 粉 末 中 一 定 含 宥 的 物 质 是 __________, 一 定 不 含 宥 的 物 质 是 ________________(写化学式 )； （2）写出各步变化的离子方程式 : ①_______________； ②_______________. 【 答 案 】（ 1 ） Ba(NO3)2 、 Na2CO3 CuSO4 NaCl（ 2 ） ① Ba2++CO32-=BaCO3↓ ② BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑ +H2O 【解析】 ①将部分粉末加入水中 , 溶液呈无色 , 说明一定不含宥 CuSO4: 振荡 , 宥白色沉淀生 成, 说明一定含宥 Ba(NO3)2、Na2CO3 生成碳酸钡白色沉淀； ②向①的沉淀物中加入足量稀硝酸 , 固体完全溶解 , 并宥气泡产生 , 证明是碳酸钡沉 淀； ③取少量②的溶液 , 滴入稀硫酸 , 宥白色沉淀产生 , 证明生成的是硫酸钡沉淀； ④另取①中过滤后的溶液加入足量 AgNO3 溶液 , 产生白色沉淀 , 一定宥碳酸银沉淀 , 可 能含宥氯化银 沉淀； （1）上述分析可知一定含宥 Ba(NO3)2、 Na2CO3, 一定不含 CuSO4, 可能含宥 NaCl； 【自我反思】 考点 3 氧化还原反应规律及应用 【考点定位】 本考点考查氧化还原反应规律及应用 , 明确氧化还原反应的基本规律 , 能准确 配平氧化还原反应化学方程式或离子方程式 , 灵活应用守恒规律解氧化还原反应的基 本计算 . 【精确解读】 一、氧化性、还原性强弱规律 1．氧化性、还原性的判断 （1）氧化性是指得电子的性质 ( 或能力 ) ；还原性是指失电子的性质 ( 或能力 ). （2）氧化性、还原性的强弱取决于得、失电子的难易程度 , 与得、失电子数目的数目 无关 . 如: Na －e－ ===Na＋, Al －3e－===Al3＋, 但根据金属活动性顺序表 , Na 比 Al 活泼 , 更易失去电子 , 所以 Na比 Al 的还原性强 . 从元素的价态考虑 : 最高价态——只宥氧化性 , 如 : Fe 3＋ 、H2SO4、KMnO4 等；最低价态 ——只宥还原性 , 如 : 金属单质、 Cl －、S2－ 等；中间价态——既宥氧化性又宥还原性 , 如: Fe 2＋、S、 Cl 2 等. 2．氧化性、还原性强弱的比较方法 （1）根据化学方程式判断 氧化剂 ( 氧化性 ) ＋还原剂 ( 还原性 )===还原产物＋氧化产物 氧化性 : 氧化剂＞氧化产物； 还原性 : 还原剂＞还原产物 . （2）根据反应条件和产物价态高低进行判断 ①与同一物质反应 , 一般越易进行 , 则其氧化性或还原性就越强 . 如 Na与冷水剧烈反 应 , Mg 与热水反应 , Al 与水加热反应也不明显 , 所以还原性 : Na ＞Mg＞Al ；非金属单 质 F2、Cl 2、 Br 2、I 2 与 H2 反应 , F 2 与 H2 暗处剧烈反应并爆炸 , Cl 2 与 H2 光照剧烈反应并 爆炸 , Br 2 与 H2 加热到 500 ℃才能发生反应 , I 2 与 H2 在不断加热的条件下才缓慢发生反 应 , 且爲可逆反应 , 故氧化性 : F 2＞Cl 2＞Br 2＞I 2. ②当不同的氧化剂作用于同一还原剂时 , 如果氧化产物价态相同 , 可根据反应条件的 高低进行判断 : 一般条件越低 , 氧化剂的氧化性越强 , 如: MnO 2＋4HCl( 浓 )=====△ MnCl2 ＋Cl 2↑＋ 2H2O,2KMnO4＋16HCl( 浓 )===2KCl＋ 2MnCl2＋5Cl 2↑＋ 8H2O, 由上述反应条件的 不同 , 可判断氧化性 : KMnO4＞MnO2. 当不同氧化剂作用于同一还原剂时 , 如果氧化产物价态不相同 , 可根据氧化产物的价 态高低进行判断 : 氧化产物的价态越高 , 则氧化剂的氧化性越强 , 如: 2Fe ＋3Cl 2=====点燃 2FeCl 3, Fe ＋S=====△ FeS, 则氧化性 : Cl 2＞S. 二、氧化还原反应三条规律的应用 1．反应先后规律的思维模型 同一氧化剂与含多种还原剂 ( 物质的量浓度相同 ) 的溶液反应时 , 首先被氧化的是还原 性最强的物质；同一还原剂与含多种氧化剂 ( 物质的量浓度相同 ) 的溶液反应时 , 首先 被还原的是氧化性最强的物质 . 2．价态归中规律思维模型 含不同价态的同种元素的物质间发生氧化还原反应时 , 该元素价态的变化一定遵循 “高价＋低价― →中间价” , 而不会出现交叉现象 . 简记爲“两相靠 , 不相交” . 例如 , 不同价态硫之间可以发生的氧化还原反应是 注意 ⑤中不会出现 H2S 转化爲 SO2 而 H2SO4 转化爲 S 的情况 . 3．歧化反应规律思维模型 “中间价― →高价＋低价” . 具宥多种价态的元素 ( 如氯、硫、氮和磷元素等 ) 均可发生歧化反应 , 如: Cl 2＋ 2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O. 三、氧化还原反应方程式的配平方法 氧化还原反应的实质是反应过程中发生了电子转移 , 而氧化剂得电子总数 ( 或元素化合 价降低总数 ) 必然等于还原剂失电子总数 ( 或元素化合价升高总数 ), 根据这一原则可以 对氧化还原反应的化学方程式进行配平 . 配平的步骤 : （1）标好价 : 正确标出反应前后化合价宥变化的元素的化合价 . （2）列变化 : 列出元素化合价升高和降低的数值 . （3）求总数 : 求元素化合价升高和降低的总数 , 确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还 原产物的化学计量 数. （4）配化学计量数 : 用观察法配平其他各物质的化学计量数 . （5）细检查 : 利用“守恒”三原则 ( 即质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒 ), 逐项检 查配平的方程式是否正确 . 【精细剖析】 1．根据影响因素判断氧化性、还原性强弱的方法 （1）浓度 : 同一种物质浓度越大 , 氧化性 ( 或还原性 ) 越强 . 如氧化性 : 浓 H2SO4>稀 H2SO4, 浓 HNO3>稀 HNO3, 还原性 : 浓 HCl>稀 HCl. （2）温度 : 同一种物质 , 温度越高其氧化性越强 . 如: 热的浓硫酸的氧化性比冷的浓 硫酸的氧化性强 . （3）酸碱性 : 同一种物质 , 所处环境酸 ( 碱) 性越强其氧化性 ( 还原性 ) 越强 . 如: 酸性条件 : 2MnO－ 4 ＋6H＋ ＋ 5SO2－ 3 ===2Mn2＋ ＋ 5SO2－ 4 ＋3H2O 中性条件 : 2MnO － 4 ＋H2O＋3SO2－ 3 ===2MnO2＋3SO2－ 4 ＋2OH－ 碱性条件 : 2MnO － 4 ＋2OH－＋SO2－ 3 ===2MnO2－ 4 ＋SO2－ 4 ＋H2O 其氧化性爲 KMnO4( 酸性 )>KMnO4( 中性 )>KMnO4( 碱性 ) 2．在浓度相差不大的溶液中 : （1）同时含宥几种还原剂时 ―――――→加入氧化剂 将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。 如向 FeBr2 溶液中通入少量 Cl 2 时，因为还原性 Fe2 ＋＞Br －，所以 Fe2＋先与 Cl 2 反应。 (2) 同时含有几种氧化剂时 ―――――→加入还原剂 将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。 如在含有 Fe3＋ 、Cu2＋的溶液中加入铁粉，因为氧化性 Fe3＋＞Cu2＋，所以铁粉先与 Fe3＋反 应，然后再与 Cu2＋反应。 3．配平的基本技能 （1) 全变从左边配：氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的，一般从左边反应物着手 配平。 (2) 自变从右边配：自身氧化还原反应 ( 包括分解、歧化 ) 一般从右边着手配平。 (3) 缺项配平法：先将得失电子数配平，再观察两边电荷。若反应物这边缺正电荷，一 般加 H＋，生成物一边加水；若反应物这边缺负电荷，一般加 OH－，生成物一边加水， 然后进行两边电荷数配平。 (4) 当方程式中有多个缺项时，应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、 还原产物。 4．电子守恒法解题的步骤： (1)找出氧化剂、还原剂及其物质的量及每摩尔氧化剂、还原剂得失电子的量； (2)根据电子守恒列出等式； (3)计算公式：氧化剂的物质的量 ×一个分子内被还原的原子的个数 ×化合价的变化值 =还 原剂的物质的量 ×一个分子内被氧化的原子的个数 ×化合价的变化值。 【典例剖析】 高铁酸钾 (K2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂，是比 Cl2、O3、ClO2、 KMnO4 氧化性更强，无二次污染的绿色水处理剂．工业制高铁酸钠的方法有如下两种： ①湿法制备的主要反应方程式为： Fe(OH)3+ClO﹣ +OH﹣ → FeO42﹣ +Cl﹣ +H2O ②干法制备的主要反应方程式为： FeSO4+Na2O2→ Na2FeO4+Na2O+Na2SO4+O2↑ (均未配平 )下列有关说法不正确的是 ( ) A．高铁酸钠中铁显 +6 价 B．湿法制备的反应方程式中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为 3：2 C．干法中每生成 1molNa2FeO4 转移 4mol 电子 D．K2FeO4 处理水时， 不仅能消毒杀菌， 还能除去水体中的 H2S、NH3 等，生成的 Fe(OH)3 还能吸附水中的悬浮杂质 【答案】 C 【变式训练】 氧化还原反应在生产、生话中应用广泛，酸性 KMnO4、H2O2、Fe(NO3)3 是重要 的氧化剂．用所学知识回答问题： (1) 在 稀 硫 酸 中 ， KMnO4 能 将 H2C2O4 氧 化 为 CO2 ． 该 反 应 的 化 学 方 程 式 为 ____________________，反应中消耗 1mol 的 MnO -4 时转移电子数为 _____________； (2)取 300mL 0.2mol/L 的 KI 溶液与一定量的酸性 KMnO4 溶液恰好反应， 生成等物质的量 的 I2 和 KIO3，则消耗 KMnO4 的物质的量的是 _________mol ； (3)在 Fe(NO3)3 溶液中加入 Na2SO3 溶液，溶液先由棕黄色变为浅绿色，过一会又变为棕 黄色，溶液先变为浅绿色的离子方程式是 _____________，又变为棕黄色的原因 ____________________。 【解析】 (1)酸性条件下 KMnO4 与 H2C2O4 发生氧化还原反应生成 MnSO4 和 CO2，反应的化学 方程式为 2KMnO 4+5H2C2O4+3H2SO4=10CO2↑ +2MnSO4+K2SO4+8H2O，反应中 Mn 元素化合 价由 +7 价降低到 +2 价，反应中消耗 1mol 的 MnO4- 时转移电子 5mol ，则电子数为 5NA=3.01 × 1024； (2)n(KI)=0.06mol，与一定量的酸性 KMnO4 溶液恰好反应，生成等物质的量的 I2 和 KIO3， 则 n(I2)=n(KIO3)=0.02mol ，共失去电子的物质的量为 2× 0.02mol+0.02mol × [5-(-1)]=0.16mol， 则消耗 KMnO4 的物质的量的是 =0.032mol ； (3)在 Fe(NO3)3 溶液中加入 Na2SO3 溶液， 溶液先由棕黄色变为浅绿色， 原因是 Fe3+与 SO32- 发 生 氧 化 还 原 反 应 生 成 Fe2+ 和 SO42- ， 反 应 的 离 子 方 程 式 为 2Fe3++SO32-+H2O=2Fe2++SO42-+2H+，反应后溶液呈酸性，则在酸性条件下 NO3-与 Fe2+反应 生成 Fe3+，过一会又变为棕黄色。 【答案】 (1)2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=10CO2↑ +2MnSO4+K2SO4+8H2O；3.01 × 1024(或 5NA) (2) 0.032 (3)2Fe3++SO32-+H2O=2Fe2++SO42-+2H+；H+与 NO3-组成的硝酸把 Fe2+氧化 【实战演练】 1．将 1.12g 铁粉加入 25mL2mol?L -1 的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是 ( ) A．铁粉有剩余，溶液呈浅绿色， Cl-基本保持不变 B．往溶液中滴入无色 KSCN溶液，溶液变红色 C．Fe2+和 Fe3+物质的量之比为 5： 1 D．氧化产物和还原产物的物质的量之比为 2：5 【答案】 B 2．已知 Co2O3 在酸性溶液中易被还原成 Co2＋ ，Co2O3、Cl 2、FeCl 3、I 2 的氧化性依次减弱。下 列反应在水溶液中不可能发生的是 ( ) A.3Cl 2＋6FeI 2===2FeCl3＋4FeI 3 B.Cl 2＋FeI 2===FeCl2＋ I 2 C.Co2O3＋6HCl( 浓 )===2CoCl2＋ Cl 2↑＋ 3H2O D.2Fe3＋＋ 2I －===2Fe2＋＋ I 2[] 【答案】 A 【解析】 根据氧化还原反应中，氧化性：氧化剂 >氧化产物，可判断 B中氧化性： Cl 2>I 2； C中氧化性： Co2O3>Cl2 ；D中氧化性： Fe3＋>I 2，这些结论与题给信息一致。对于 A，由 于 I － 的还原性强于 Fe2＋ ，所以 Cl 2 应先氧化 I － ，而不应先氧化 Fe2＋ 。 3．1.52g 铜镁合金完全溶解于 50mL 密度为 1.40g?mL-1、质量分数为 63%的浓硝酸中，得到 NO2 和 N2O4 的混合气体 1120mL(标准状况 )，向反应后的溶液中加入 1.0mol?L-1NaOH 溶 液，当金属离子全部沉淀时，得到 2.54g 沉淀．下列说法不正确的是 ( ) A．该合金中铜与镁的物质的量之比是 1： 2 B．该浓硝酸中 HNO3 的物质的量浓度是 14.0 mol?L-1 C．NO2 和 N2O4 的混合气体中， NO2 的体积分数是 80% D．得到 2.54g 沉淀时，加入 NaOH 溶液的体积是 640mL 【答案】 A 【自我反思】 考点 4 无机物的推断 【考点定位】 本考点考查无机物的推断， 能准确理解和应用常见金属及其化合物、 非金属及 其化合物的性质特征的基础上，熟悉常见推断题的基本思维方法和解题方法。 【精确解读】 常见 “题眼 ”归类： 1．根据物质的特殊颜色推断 （1）物质颜色 ①有色固体： 红色： Cu、Cu2O、Fe2O3 红褐色： Fe(OH)3 黄色： AgI、Ag3PO4 浅黄色： S或 Na2O2或 AgBr 蓝色： Cu(OH)2 紫黑色： KMnO4、I2 黑色：炭粉、 CuO、 FeO、FeS、CuS、Ag2S、PbS； 白色： Fe(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、BaSO3； ②有色溶液： Fe2+(浅绿色 )、Fe3+(黄色 )、Cu2+(蓝色 )、MnO 4-(紫红色 )、Fe(SCN)3(血红色 ) 水(溶剂 ) 苯 (溶剂 ) CCl4(溶剂 ) Br2 黄 →橙 黄 →橙红 I2 深黄 →褐 淡紫 →紫红 紫 →深紫 说明：表格中的溶液基本随着溶液浓度的升高而接近单质本身的颜色 ③有色气体： Cl2(黄绿色 )、Br2(g)(红棕色 )、NO2(红棕色 )、I2 蒸气 (紫色 )、 O3(淡蓝色 ) 2．根据特征反应现象推断 （1）焰色反应： Na+(黄色 )、K+(紫色 )（2）使品红溶液褪色的气体： SO2 (加热后又恢复 红色 )、Cl2(加热后不恢复红色 ) （3）白色沉淀 Fe(OH)2 置于空气中最终转变为红褐色 [Fe(OH)3](由白色 →灰绿 →红褐色 ) （4）在空气中变为红棕色： NO （5）气体燃烧呈苍白色： H2 在 Cl2 中燃烧；在空气中点燃呈蓝色： CO、 H2、CH4 （6）使湿润的红色石蕊试纸变蓝： NH3 （7）使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝： Cl2、Br2、FeCl3、碘水等 (即只要有能力将 I-氧化为 I2 分子，不一定 是碘分子 ) （8）出现烟、雾的现象： ①空气中出现白雾： HCl、HBr、 HI、NH3、HNO3 ②空气中出现白烟： NH3 与酸性气态物质 (或挥发性酸如盐酸、硝酸 )反应 3．根据特征转化关系推断 （1）与碱反应产生气体 ①单质： Al、Si； ②铵盐； ③既能与酸反应又能与碱反应 单质： Al； 化合物： Al2O3、Al(OH)3、弱酸弱碱盐 (如(NH4)2CO3 或 NH4HCO3)、弱酸的酸式盐 (如； (NH4)2SO3、NH4HSO3)； （2）与酸反应产生气体 Na2S2O3 与酸反应既产生沉淀又产生气体： S2O32-+2H+=S↓ +SO2↑ +H2O （3）与水反应产生气体 ① ②强烈双水解：主要指 Al3+、Fe3+与 CO32-、HCO3-等之间的双水解 ③与 Na2O2 反应 （4）电解 【精细剖析】 1．无机推断题的一般解题思路 （1）审清题意，从题干迅速浏览、整体扫描、产生印象，尽量在框图中把相关信息表 示出来，明确求解 要求； （2）找 “题眼 ”即找到解题的突破口，此步非常关键； （3）从题眼出发，联系新信息及所学的旧知识，依物质的特性或转移特征来确定 “突破 口”，大胆猜测，顺藤摸瓜，进行综合分析、推理，初步得出结论； （4）验证确认将结果放入原题检验，完全符合才算正确； （5）按题目的要求写出答案； 2．解题的基本思维方法 （1）正向思维：根据题设条件，结合有关的化学知识，依题目的意思，按一定的层次 结构逐步推理，从而得出结论； （2）逆向推理：以最终产物 (或题中某一明显特征 )为起点，层层逆推，以求得结论； （3）猜想论证：先根据题意凭直觉猜想初步得出结论然后将结论代入到题中去验证， 若与题中所给条件、题意吻合，即为答案； （4）综合分析：根据题设条件、过程产物、最终产物的特征、反应规律、数据等进行 综合分析，逐步得出结论。 【典例剖析】 X 常温下是一种无色液体，极易水解，遇潮湿空气会产生白雾．实验室制备 X 可用 A、C两种气体发生化合反应制得，物质转化过程如图： 为探究 X 的组成，取 13.5gX 与足量水完全反应，在生成物中加入 1.0mol/L 的 NaOH 溶 液 40.0mL 恰好显中性．继续加入过量 BaCl2 溶液，产生沉淀 2.33g。 请回答： （1）由 Na2SO3 和 B 反应生成 C的离子方程式 _______________________________ ； （2）X 的分子式是 __________________；在生成 X 的反应中， C表现了 _____________ 性。 【答案】 （1）SO32-+2H+═SO2↑ +H2O （2）SO2Cl2 或 SCl2O2； 还原 【变式训练】 已知 A 为淡黄色固体， T、R 为两种常见的用途广泛的金属单质， D 具有磁性 的黑色晶体， C是无色无味的气体， M 为红褐色固体．回答相关问题 （1）写出 D 的化学式 _____________； （2）写出 A 的电子式 （3）H 在潮湿空气中变为 M 的现象是 _____________；化学方程式为 _____________； （4）B 与 R反应的化学方程式为 _____________； （5）向沸水中加入 W 饱和溶液，可制得一种红褐色透明液体，区别该液体和溶液 W 的简单实验方法是 _________________________； 【答案】 （ 1）Fe3O4 （2） （3）白色沉淀变化为灰绿色最后变化 为红褐色； 4 Fe(OH)2+O2+2H2O═4 Fe(OH)3 （ 4） 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ （5）丁达尔效应，将一束光射向该液体，从侧面观察看到一条光亮的通路 【实战演练】 1．某固体混合物中可能含有： K+、Na+、Clˉ、CO32-、SO42-等离子，将该固体溶解所得到的溶 液进行如下实验：下列说法正确的是 ( ) A．该混合物一定是 K2CO3 和 NaCl B．该混合物可能是 Na2CO3 和 KCl C．该混合物可能是 Na2SO4 和 Na2CO3 D．该混合物一定是 Na2CO3和 NaCl 【答案】 B 2．A、B、C、D、E、F 为中学化学中的常见物质，且物质 A 由 1～2 种短周期组成，在一定 条件下有如下转化关系，请完成下列问题； （1）已知常温下 A 为有色气体．若 F 是一种金属单质，写出 B 和适量 F 反应生成 C与 气体 E 的 离子方程式为 _______________________________________ ； （2）若 A 为双原子分子， C为直线型分子， E 具有漂白性，物质 F焰色反应呈黄色．则 F的化学式为 ____________； （ 3 ） 若 A 为 淡 黄 色 固 体 ， 则 A 与 水 反 应 的 化 学 方 程 式 为 _______________________________________ ； ①若物质 B 和 D 的式量相等， D 为淡黄色固体物质， C的大量排放往往会造成严重的环 境问题． C与 F反应的化学方程式为 _______________________________________ ； ②若物质 A 和 D 的式量相等， D 为白色絮状沉淀，写出 C 与 F 反应的离子方程式为 _______________________________________ 。 【答案】 （1） Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑ +2H2O （2）Na2CO3 （3）① SO2+2H2S=3S+2H2O ②3AlO2- +Al3++6H2O=4Al(OH)3↓ 【解析】 A、B、C、D、E、F 为中学化学中的常见物质，且物质 A 由 1～ 2 种短周期元素组 成，由转化关系可知， B、E 为短周期元素组成； 3．某新型无机材料 A3M 4 由两种非金属元素组成，元素 M 位于第二周期 VA 族．D、E、H 均 为难溶于水的白色固体： 化合物 C、E 均含 A 元素． 其余物质均为中学化学中常见物质； 请回答： （1）写出 H 的化学式为 ______________； （2）化合物 A3M 4 中含有的化学键类型为 ______________； （3）写出反应②的离子方程式为 ______________。 【答案】 （1）AgCl （2）共价键 （3）SiO2+2OH-=SiO32-+H2O 【解析】 元素 M 位于第二周期 VA 族，为 N 元素，由化学式 A3M 4 可知 A 位于第Ⅳ A 族，由 转化关系可知 E 可能为 SiO2 或 Al2O3，由 E 含 A 元素可知 E为 SiO2，则 D 为 H2SiO3，F 为 Na2SiO3，G 加入硝酸银生成的沉淀 H 不溶于硝酸，可知 H 为 AgCl，则 G 为 HCl，C 为 SiCl4，A3M 4 为 Si3N4； 【自我反思】 。 考点 5 氯、溴、碘及其化合物的综合应用 【考点定位】 本考点考查氯、 溴、碘及其化合物的综合应用，进一步理解和应用氯及其化合 物的性质，分析卤素及其化合物的性质与递变规律。 【精确解读】 1．氯气的物理性质 （1）常温下，氯气为黄绿色气体．加压或降温后液化为液氯，进一步加压或降温则变 成固态氯； （2）常温下，氯气可溶于水 (1 体积水溶解 2 体积氯气 )； （3）氯气有毒并具有强烈的刺激性，吸入少量会引起胸部疼痛和咳嗽，吸入大量则会 中毒死亡． 因此，实验室闻氯气气味的正确方法为：用手在瓶口轻轻扇动， 仅使少量的 氯气飘进鼻孔； 2．氯气的化学性质 氯原子在化学反应中很容易获得 1 个电子． 所以， 氯气的化学性质非常活泼， 是一种 强氧化剂； （1）与金属反应： Cu+C12 点燃 CuCl2； 实验现象： 铜在氯气中剧烈燃烧，集气瓶中充满了棕黄色的烟．一段时间后， 集气瓶内 壁附着有棕黄色的固体粉末． 向集气瓶内加入少量蒸馏水， 棕黄色固体粉末溶解并形成 绿色溶液，继续加水，溶液变成蓝色； 2Na+C12 点燃 2NaCl； 实验现象： 有白烟产生； 说明： ①在点燃或灼热的条件下， 金属都能与氯气反应生成相应的金属氯化物． 其中， 变价金 属如 (Cu、 Fe)与氯气反应时呈现高价态 (分别生成 CuCl2、FeCl3)； ②在常温、常压下，干燥的氯气不能与铁发生反应，故可用钢瓶储存、运输液氯； ③“烟”是固体小颗粒分散到空气中形成的物质． 如铜在氯气中燃烧， 产生的棕黄色的烟 为 CuCl2 晶体小颗粒；钠在氯气中燃烧，产生的白烟为 NaCl晶体小颗粒；等等； （2）与氢气反应： H2+C12 点燃 2HCl； 注意： ①在不同的条件下， H2 与 C12 均可发生反应，但反应条件不同，反应的现象也不 同．点燃时，纯净的 H2 能在 C12 中安静地燃烧，发出苍白色的火焰，反应产生的气体 在空气中形成白雾并有小液滴出现；在强光照射下， H2 与 C12 的混合气体发生爆炸； ②物质的燃烧不一定要有氧气参加， 任何发光、 发热的剧烈的化学反应， 都属于燃烧． 如 金属铜、氢气在氯气中燃烧等； ③“雾”是小液滴悬浮在空气中形成的物质； “烟”是固体小颗粒分散到空气中形成的物 质．要注意 “雾”与 “烟”的区别； ④H2 与 Cl2 反应生成的 HCl 气体具有刺激性气味，极易溶于水． HCl 的水溶液叫氢氯酸， 俗称盐酸； （3）与水反应： C12+H2O=HCl+HClO，离子方程式： Cl2+H2O=H++Cl-+HClO； 说明： ①C12 与 H2O 的反应是一个 C12 的自身氧化还原反应． 其中， Cl2 既是氧化剂又是还原剂， H2O 只作反应物； ②在常温下， 1 体积水能溶解约 2 体积的氯气，故新制氯水显黄绿色．同时，溶解于水 中的部分 C12与 H2O 反应生成 HCl 和 HClO，因此，新制氯水是一种含有三种分子 (C12、 HClO、H2O)和四种离子 (H+、Cl-、ClO-和水电离产生的少量 OH-)的混合物．所以，新制氯 水具有下列性质：酸性 (H+)，漂白作用 (含 HClO)，Cl-的性质， C12 的性质； ③新制氯水中含有较多的 C12、HClO，久置氯水由于 C12 不断跟 H2O 反应和 HClO 不断 分解，使溶液中的 C12、HClO 逐渐减少、 HCl 逐渐增多，溶液的 pH 逐渐减小，最后溶 液变成了稀盐酸，溶液的 pH＜7； ④C12 本身没有漂白作用，真正起漂白作用的是 C12 与 H2O 反应生成的 HClO．所以干燥 的 C12 不能使干燥的有色布条褪色，而混有水蒸气的 C12 能使干燥布条褪色，或干燥的 C12 能使湿布条褪色； ⑤注意 “氯水 ”与 “液氯 ”的区别，氯水是混合物，液氯是纯净物； （4）与碱反应．常温下，氯气与碱溶液反应的化学方程式的通式为：氯气 +可溶碱 →金 属氯化物 +次氯酸盐 +水； 重要的反应有： C12+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 或 Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，该反应用于实 验室制 C12 时，多余 Cl2 的吸收 (尾气吸收 )，2Cl2+2Ca(OH)2 =Ca(C1O)2 +CaCl2 +2H2O； 说明： ①Cl2 与石灰乳 [Ca(OH)2 的悬浊液 ]或消石灰的反应是工业上生产漂粉精或漂白粉的原 理．漂粉精和漂白粉是混合物，其主要成分为 Ca(ClO)2 和 CaCl2，有效成分是 Ca(C1O)2； ②次氯酸盐比次氯酸稳定； ③漂粉精和漂白粉用于漂白时， 通常先跟其他酸反应， 如：Ca(ClO)2+2HCl=CaCl2+2HClO； ④漂粉精和漂白粉露置于潮湿的空气中易变质， 所以必须密封保存． 有关反应的化学方 程式为： Ca(ClO)2 +CO2 +H2O=CaCO3↓ +2HClO、HClO 2HCl+O2↑，由此可见，漂粉精 和漂白粉也具有漂白、消毒作用； 3．氯气的用途 ①杀菌消毒；②制盐酸；⑧制漂粉精和漂白粉；④制造氯仿等有机溶剂和各种农药 4．次氯酸 ①次氯酸 (HClO)是一元弱酸 (酸性比 H2CO3 还弱 )，属于弱电解质，在新制氯水中主要以 HClO分子的形式存在，因此在书写离子方程式时应保留化学式的形式； ② HClO 不 稳 定 ， 易 分 解 ， 光 照 时 分 解 速 率 加 快 ． 有 关 的 化 学 方 程 式 为 ： 2HClO=2H++2Cl-+O2↑，因此 HClO是一种强氧化剂； ③HClO能杀菌．自来水常用氯气杀菌消毒 (目前已逐步用 C1O2 代替 )； ④HClO能使某些染料和有机色素褪色．因此，将 Cl2 通入石蕊试液中，试液先变红后褪 色； 5．氯气的实验室制法 （1）反应原理：实验室中，利用氧化性比 C12 强的氧化剂 [如 MnO2、KMnO4、KClO3、 Ca(ClO)2 等 ] 将浓盐酸中的 Cl-氧化来制取 C12．例如： 、 MnO2 +4HCl(浓 ) △ MnCl2 +C12↑ +2H2O、2KMnO4 +16HCl(浓 )=2KCl+2MnCl2 +5Cl2↑ +8H2O； （2）装置特点：根据反应物 MnO 2 为固体、浓盐酸为液体及反应需要加热的特点，应 选用 “固 +液加热型 ”的气体发生装置． 所需的仪器主要有圆底烧瓶 (或蒸馏烧瓶 )、分液漏 斗、酒精灯、双孔橡胶塞和铁架台 (带铁夹、铁圈 )等； （3）收集方法：氯气溶于水并跟水反应，且密度比空气大，所以应选用向上排气法收 集氯气．此外，氯气在饱和 NaCl 溶液中的溶解度很小，故氯气也常用排饱和食盐水的 方法收集，以除去混有的 HCl 气体．因此在实验室中，要制取干燥、纯净的 Cl2，常将 反应生成的 C12 依次通过盛有饱和 NaCl 溶液和浓硫酸的洗气瓶； （4）多余氯气的吸收方法：氯气有毒，多余氯气不能排放到空气中，可使用 NaOH 溶 液等强碱溶液吸收，但不能使用石灰水，因为 Ca(OH)2 的溶解度较小，不能将多余的氯 气完全吸收； （5）应注意的问题： ①加热时，要小心地、不停地移动火焰，以控制反应温度．当氯气出来较快时，可暂停 加热． 要防止加强热， 否则会使浓盐酸里的氯化氢气体大量挥发， 使制得的氯气不纯而 影响实验； ②收集氯气时，导气管应插入集气瓶底部附近，这样收集到的氯气中混有的空气较少； ③利用浓盐酸与足量的 MnO 2 共热制取 C12 时，实际产生的 C12 的体积总是比理论值 低．主要原因是：随着反应不断进行，浓盐酸会渐渐变稀，而稀盐酸即使是在加热的条 件下也不能与 MnO2 反应； 6．Cl-的检验 方法： 向待检溶液中加入 AgNO3 溶液，再加入稀 HNO3，若产生白色沉淀，则原待检液 中含有 C1-； 注意 ： （1）不能加入盐酸酸化，以防止引入 C1-(若酸化可用稀 HNO3)； （2）若待检液中同时含有 SO42-或 SO32-时，则不能用 HNO3 酸化的 AgNO3 溶液来检验 Cl-，因为生成的 Ag2SO4 也是不溶于稀 HNO3 的白色沉淀 (SO32-能被 HNO3 氧化为 SO42-)。 【精细剖析】 1．卤素单质性质的特殊性 ①Br 2 是常温下唯一呈液态的非金属单质；液溴易挥发且有毒，通常用水液封来保存。 ②I 2 易升华， I 2 遇淀粉变蓝。 ③Br 2 和 I 2 都可被某些有机溶剂 ( 如四氯化碳、苯 ) 萃取。 ④氟元素无正价， F2 与 H2O发生置换反应生成 O2：2F2＋2H2O===4HF＋ O2。 ⑤F2 不能从 NaX溶液中置换出 X2(X 代表 Cl 、Br、I) 。 2．氟化氢性质 ①有剧毒的无色气体，极易溶于水．氢氟酸为弱酸 (其它氢卤酸均为强酸 )； ②与 SiO2 反应： SiO2+4HF=SiF4↑ +2H2O 注：此反应为 HF 的特性，换成 HCl 则与 SiO2 不 反应． 氢氟酸能腐蚀玻璃，用于玻璃刻字． 氢氟酸应保存在铅制容器或塑料容器中； （ 2）制法： CaF2+H2SO4(浓 )=2HF ↑ +CaSO4 此反应不能在玻璃器皿中进行， 为什么？ CaF2 是萤石的主要成分，它不溶于水，是氟元素的重要资源； 3．重要的离子反应 （1）Cl2 与 FeBr2 溶液反应： 由于还原性 Fe2+＞ Br-，Cl2 应先氧化 Fe2+，待 Fe2+被氧化完全后再氧化 Br-； ①当 Cl2 少量，只氧化 Fe2+时，即 n(Cl2)： n (FeBr2) ≤1： 2 时，离子方程式为： Cl2 +2Fe2+═2Fe3++2Cl- ②当 Cl2 过量， Fe2+、Br-全被氧化时，即 n(Cl2)：n (FeBr2) ≥3： 2 时，离子方程式为： 3Cl2 +2Fe2++4Br-═2Fe3++6Cl-+2Br2 ③当 Cl2 将 Fe2+全部氧化， Br-部分氧化时，即 1：2＜ n(Cl2)：n (FeBr2)＜3：2 时，离子方 程式写为： 2Cl2+2Fe2++2Br-═2Fe3++4Cl-+Br2 等多种，依具体用量而定 （2）Cl2 与 FeI2 溶液反应： 由于还原性 I-＞Fe2+，Cl2 应先氧化 I-，待 I-完全被氧化后再氧化 Fe2+ ①当 Cl2 少量，只氧化 I-时，即 n(Cl2)：n (FeI2) ≤1：1 时，离子方程式为： Cl2 +2I-═2Cl-+I2； ②当 Cl2 过量， I-、Fe2+全被氧化时，即 n(Cl2)：n (FeI2) ≥3：2 时，离子方程式为： 3Cl2 +2Fe2++4I-═2Fe3++6Cl-+2I2； ③当 Cl2 将 I-全部氧化， Fe2+部分氧化时，即 1：1＜n(Cl2)：n (FeI2)＜3：2 时，离子方程 式可写为： 4Cl2 +2Fe2++6I-═2Fe3++8Cl-+3I2 等多种，依具体用量而定。 【典例剖析】 IBr、ICl、BrF3 等称之为卤素互化物， (CN)2、(SCN)2、(OCN)2 等称之为拟卤素， 它们的化学性质均与卤素单质相似，请回答下列问题． （ 1 ）氯化碘 (ICl)中碘元素的化合价为 _________ ，它与水反应的化学方程式为 ICl+H2O=HIO+HCl，该反应的反应类型为 _________(填中学常见的无机反应类型 )； （ 2）溴化碘 (IBr)具有强氧化性，能与 Na2SO3 溶液反应，发生反应的离子方程式为 _________； （3）①已知某些离子的还原性强弱顺序为 I-＞SCN-＞CN-＞Br-＞Cl-．现将几滴 KSCN溶 液滴入到含少量 Fe3+的溶液中，溶液立即变红，向其中逐滴滴入酸性 KMnO4 溶液，观 察 到 红 色 逐 渐 褪 去 ， 请 利 用 平 衡 移 动 原 理 解 释 这 一 现 象 _________________________________________________________________ ； ②下列物质中，也可以使该溶液红色褪去的是 __________； A．新制氯水 B．碘水 C．SO2 D．盐酸 （4）KCN为剧毒物质，处理含有 KCN 的废水常用的方法是：在碱性条件下用 NaClO 溶 液将 CN-氧化为 CO32-和一种单质气体， 该反应的离子方程式为 _____________________； 【答案】 （1）+1 复分解反应 (或非氧化还原反应 ) （2）IBr+SO32-+H2O=I-+Br-+SO42-+2H+ （ 3） ①酸性高锰酸钾将 SCN-氧化， 减小了 SCN-的浓度， 使 Fe3++3SCN-?Fe(SCN)3，平衡不断向 左 移 动 ， 最 终 Fe(SCN)3 完 全 反 应 ， 红 色 消 失 ② AC （ 4 ） 2CN-+5ClO-+2OH-=2CO32-+5Cl-+N2+H2O 【变式训练】 氯气及许多含氯化合物均具有强氧化性 (l)亚氯酸钠有多种生产方法，如图是其生产流程之一 [图中的离子隔膜分别为只允许阴 (阳)离子通过的阴 (阳)离子隔膜 ] ①I 中反应的离子方程式为 _____________________________________ ，Ⅱ中发生反应 的氧化剂与还原剂的物质的量之比为 _________； ② n 是 __________(填 “阳 ”或 “阴 ”)离子交换膜，电解池左侧内发生的电极反应为 _____________________________________ ； （2）ClO2 是一种新型的水消毒剂．在酸性条件下， ClO2 能使 KI 一淀粉溶液变蓝色，该 反应的离子方程式为 _____________________________________ ；某自来水厂原来处理 10000t 的水需要使用 2.24aLC12(标准状况 )，改用 ClO2 后，处理同品质等量的水并达到 相同的处理效果时，所需 ClO2 的质量为 _________g。 【答案】 （ 1）① SO32-+2ClO3-+H+=2ClO2+SO42-+H2O 2： 1 ②阳 4OH--4e-=2H2O+O2↑(或 2H2O-4e-=4H++O2↑ ) （ 2）2ClO2+10I-+8H+=4H2O+5I2+2Cl- 2.7a 【实战演练】 1．氯及其化合抝在生活中应用广泛 （1）指出氯元素在周期表中的位置 __________________； （2）净水丸能对饮用水进行快速的杀菌消毒，外层的优氯净 Cl2Na(NCO)3 先与水反应， 生成次氯酸；几分钟后，内层的亚硫酸钠 (Na2SO3)溶出，可将水中的余氯 (次氯酸等 ) 除 去； ①优氯净中氯元素的化合价为 ____________； ②亚硫酸钠将水中多余次氯酸除去的离子方程式为 ____________。 【答案】 （1）第三周期、Ⅶ A 族（2）①+1 ②SO32-+HClO=SO42-+Cl-+H+ 【解析】 （1）Cl 的质子数为 17，原子结构中有 3 个电子层，最外层电子数为 7，则 Cl 元素 位于周期表第三周期、Ⅶ A 族； （2）①优氯净 Cl2Na(NCO)3 中，钠离子的化合价为 +1 价， N 为-3 价、 O 为-2 价、 C为 +4 价，设 Cl 元素的化合价为 x，则： 2x+(+1)+3[(-3)+(+4)+(-2)]=0 ，解得： x=+1； ②内层的亚硫酸钠 (Na2SO3)溶出，可将水中的余氯 (次氯酸等 )除去，亚硫酸根离子与次 氯 酸 反 应 生 成 硫 酸 钠 和 氯 化 氢 或 硫 酸 氢 钠 和 盐 酸 ， 反 应 的 化 学 方 程 式 为 ： Na2SO3+HClO═Na2SO4+HCl，反应的离子方程式为： SO32-+HClO=SO42-+Cl-+H+。 2．下列说法正确的是 ( ) A．久置的漂白粉漂白效果更好 B．以海水为原料能提取出 Na、Mg、Br2 等物质 C．次氯酸和二氧化硫的漂白原理相同 D．二氧化硅不与任何酸反应，可用石英制造耐酸溶器 【答案】 B 3．含氯的单质和某些化合物常被用作消毒剂．请回答下列问题： （1）写出 NaClO 的电子式为 ________________________ ，其晶体中的化学键类型为 ________________________； （2）已知 HClO 的电离能力远低于 H2SO3 的电离能力，写出 NaClO溶液中通入少量 SO2 过程中发生的离子反应方程式为 ________________________； （3）ClO2 常温下为橘黄色气体，性质不稳定，易引起爆炸，若用稀有气体或 N2、CO2 等稀释时， 爆炸性则大大降低． ClO2 可由 KClO3 和草酸 (H2C2O4)混合物中加入足量的稀硫 酸水浴加热制得 ①用 H2C2O4 溶液、稀硫酸和 KC1O3 制备 ClO2 最大优点是 ________________________； ②工业废水中 Mn 2+常用 ClO2 处理，将 Mn 2+转化为 MnO2，氯元素转化为无毒离子．写 出除去 Mn 2+的离子方程为 ________________________； ③纤维素还原法制 ClO2 是一种新方法，其原理是：纤维素水解得到的最终产物与稀硫 酸、 NaClO3 反应生成．完成反应的化学方程式为 ________________________； （4）ClO2 可用电解法生产，以石墨做电极电解 NaCl 溶液可在阳极产生 ClO2，写出电极 反应式为 ________________________ ； （5）ClO2 对污水中的 CN-有明显的去污效果．某工厂排出的污水中含 CN- a mg/L，现用 ClO2 对其进行无害化处理生成对环境无害的物质，则处理 100m3 这种污水需要 ClO2__________mol 。 【答案】 （1） 离子键、 共价键 （ 2）3ClO-+SO2+H2O═2HClO+SO42-+Cl- （3）① 制得 ClO2 的同时有 CO2 产生， 可稀释 ClO2，大大降低爆炸的可能性 ②2ClO2+5 Mn 2++6H2O=5 MnO2↓ +2 Cl-+12H+ ③ CH2OH(CHOH)4CHO+24NaClO3+12H2SO4=24ClO2↑ +6CO2↑ +18H2O+12Na2SO4 （4） Cl--5e-+2H2O=ClO2↑ +4H+ （5） 【自我反思】 考点 6 含硫物质的性质及综合应用 【考点定位】 本考点考查含硫物质的性质及综合应用， 进一步理解和应用硫及其化合物的性 质，重点是浓硫酸的特殊性质、 浓硫酸与稀硫酸的性质差异及二氧化硫的漂白性与还原 性。 【精确解读】 一、硫化氢 1．硫化氢的分子结构： H2S的分子结构与 H2O 相似， 呈角形， 是一种极性分子， 但极性比水弱， 不能形成氢键． 熔 点 (-86℃) 和沸点 (-71℃)都比水低； 2．硫化氢的物理性质： H2S 是一种无色，有臭鸡蛋气味的气体，比空气稍重，能溶于水 (常 温常压下， 1 体积水中能溶解 2.6 体积硫化氢 )； 3．硫化氢的化学性质： （1）对热较不稳定： H2S △ H2+S； （2）强还原性： 2H2S+O2=2S+2H2O(空气不充足 )、2H2S+3O2 点燃 2SO2+2H2O(空气充足 )； H2S+Cl2=2HCl+S、2H2S+SO2=2H2O+3S、H2S+I2=2HI+S、 H2S+H2SO4(浓 )=S ↓ +SO2+2H2O； （3）氢硫酸氢硫酸是二元弱酸，可分步电离： H2S?H++HS-；HS- ?H++S2-，因此氢硫酸具有酸的通性； （4）S2-，HS- Na2S+2HCl=2NaCl+H2S、Na2S+H2S=2NaHS； Na2S、NaHS 均具有强还原性，在空气中均易被氧化． S2-遇 Fe3+、ClO-、NO3-(H+)等氧化 性离子都发生氧化还原反应； 二、二氧化硫 2)二氧化硫的重要性质 （1）物理性质：二氧化硫是一种无色有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液 化，易溶于水，常温常压下， 1 体积水能溶解大约 40 体积的 SO2； （2）化学性质 ①具有酸性氧化物 (酸酐 )的通性 与水反应： SO2+H2O=H2SO3； 与碱反应： SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O、SO2+NaOH=NaHSO3； 与碱性氧化物的反应： CaO+SO2=CaSO3； ②还原性： 2SO2+O2 催化剂 △ 2SO3、SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl； ③氧化性： SO2+2H2S=3S+2H2O； SO2 既有氧化性，又有还原性，以还原性为主； ④漂白性： SO2 与 Na2O2、Cl2(HClO)、O3 的漂白性异同： 名称 二氧化硫 氯水 原理 二氧化硫溶于水产生的亚硫酸与有色物质直接 结合生成不稳定的无色物质 氯水中的次氯酸将有色物质 氧化成无色物质 实质 非氧化还原反应 氧化还原反应 程度 可逆 不可逆 范围 漂白某些有色物质，不能使紫色石蕊试液褪色 漂白大多数有色物质，使紫 色石蕊试液褪色 三、硫酸 1．硫酸： 硫酸的分子式： H2SO4；结构式： ，H2SO4 中硫元素为 +6 价，处于最高价， 具有氧化性，但只有浓 H2SO4 表现出强氧化性，而稀硫酸、硫酸盐巾的硫元素通常不表 现氧化性； 2．硫酸的物理性质 纯硫酸是无色、黏稠的油状液体，密度大，沸点高，是一种难挥发的强酸，易溶于水， 能以任意比与水互溶． 浓硫酸溶于水时放出大量的热． 常见浓硫酸的质量分数为 98.3%， 其密度为 1.84g?cm-3，沸点为 338℃， 物质的量浓度为 18.4mol?L -1．H2SO4 的浓度越大， 密度越大，若将 30%的 H2SO4 溶液与 10%的 H2SO4 溶液等体积混合，所得溶液的质量分 数大于 20%； 3．稀硫酸的化学性质：稀硫酸具有酸的通性； （1）与指示剂作用：能使紫色石蕊试液变红； （2）与碱发生中和反应； （3）与碱性氧化物或碱性气体反应； （4）与活泼金属发生置换反应； （5）与某些盐溶液反应； 4．浓硫酸的特性 （1）吸水性将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中，其质量将增加，密度将减小，浓度降低， 体积变大， 这是因为浓硫酸具有吸水性， 实验室里常利用浓硫酸作干燥剂． 浓硫酸不仅 可以吸收空气中的水， 还可吸收混在气体中的水蒸气、 混在固体中的湿存水、 结晶水合 物中的部分结晶水； （2）脱水性指浓 H2SO4将有机物里的氧、 氧元素按原子个数比 2：1 脱去生成水的性质． 浓 H2SO4 从有机物中脱下来的是氢、氧元素的原子，不是水，脱下来的氢、氧元素的原子 按 2：1 的比例结合成 H2O；对于分子中所含氢、 氧原子个数比为 2：l 的有机物 (如蔗糖、 纤维素等 )，浓 H2SO4 使其炭化变黑，如： HCOOH CO↑ +H2O； （3）强氧化性常温下， Fe、Al 遇浓 H2SO4 会发生钝化．但热的浓 H2SO4 能氧化大多数 金属 (除金、铂外 )、某些非金属单质及一些还原性化合物．如： Cu+2H2SO4( 浓 ) △ CuSO4+2H2O+SO2↑ 、 S+2H2SO4( 浓 ) △ 2H2O+3SO2↑ 、 C+2H2SO4( 浓 ) △ CO2↑ +2H2O+2SO2↑ 、 2KI+2H2SO4(浓 ) △ K2SO4+I2+2H2O+SO2↑ 、 2HI+H2SO4(浓 ) △ I2+SO2↑ +2H2O；在这些氧化还原反应中，浓硫酸的还原产物一般为 SO2。 【精细剖析】 1．浓 H2SO4 可作某些不与其反应的气体、固体的干燥剂，同时不能暴露在空气中．能够用 浓 H2SO4 干燥的气体等酸性或中性气体， 而具有还原性的气体 H2S、HBr、H 和碱性气体 NH3 则不能用浓 H2SO4 干燥．另外在酯化反应中中，浓 H2SO4 作催化剂和吸水剂． 不同类型干燥剂的对比： 干燥剂 可干燥的气体 不可干燥的气体 名称或化学式 酸碱性 状态 浓 H2SO4 酸性 液体 H2、N2、O2、CO2、HCl、 CH4、 CO NH3 固体 NaOH、生石 灰，碱石灰 (氢氧化 碱性 固态 H2、O2、N2、CH4、CO、NH3 等 CO2、SO2、HCl 钠 和 生 石 灰 的 混 合物 ) 无水 CaCl2 中性 固态 除 NH3 外的所有气体 NH3 2．浓硫酸和稀硫酸的鉴别 从浓 H2SO4 和稀 H2SO4 性质的差异人手，可知鉴别浓 H2SO4 和稀 H2SO4 的方法有多种． 方法一：取少量蒸馏水，向其中加入少量试样硫酸，如能放出大量热则为浓 H2SO4，反 之则为稀 H2SO4． 方法二：观察状态，浓 H2SO4 呈黏稠状，而稀 H2SO4 为黏稠度较小的溶液． 方法三：用手掂掂分量，因为浓 H2SO4 的密度较大 (1.84g?cm -3，相同体积的浓 H2SO4 和稀 H2SO4，浓 H2SO4 的质量比稀 H2SO4 大很多． 方法四：取少量试样，向其中投入铁片，若产生气体，则为稀 H2SO4；若无明显现象 (钝 化 )，则为浓 H2SO4． 方法五：用玻璃棒蘸取试样在纸上写字，立即变黑 (浓 H2SO4 的脱水性 )者为浓 H2SO4， 另一种为稀 H2SO4． 方法六：取少量试样，分别投入一小块铜片，稍加热发生反应的 (有气泡产生 )为浓 H2SO4． (浓 H2SO4 的强氧化性 )，无现象的是稀 H2SO4； 3．常见的能用于漂白的物质的比较 用于漂白的物质 实际参与漂 白的物质 漂白原理 变化 类别 漂白特点 能漂白 的物质 活性炭 活性炭 吸附漂白 物理 变化 物理漂白 不可逆 一般用于 溶液漂白 氯气 (潮湿 ) 次氯酸 利用次氯酸的 强氧化性进行 漂白 化学 变化 氧化还原 漂白，不可 逆 可以漂白 所有有机 色质 次氯酸盐 次氯酸 过氧化钠 过氧 化氢 过氧化氢的强 氧化性 化学 变化 氧化还原 漂白，不可 逆 可以漂白 所有有机 色质 过氧化氢 二氧化硫 二氧化硫 二氧化硫与有 色物质化合生 成不稳定的无 化学 变化 非氧化还 原漂白，可 逆 具有选择 性，如品 红、棉、 色物质 麻、草等 4．检验 SO2 和 CO2 同时存在的一般流程 SO2 和 CO2 都可使澄清的石灰水变浑浊，检验二者同时存在的一般流程为 流程设计 检验 SO2? 除去 SO2? 检验 SO2 是否除尽 ? 检验 CO2 选用试剂 品红溶液 酸性 KMnO4 溶液 品红溶液 澄清的石灰水 预期现象 褪色 褪色 不褪色 变浑浊 注意： 有时为简化装置，可将除去 SO2 和检验 SO2 是否除尽合并为一个装置，用较浓的 酸性 KMnO4 溶液，现象是酸性 KMnO4 溶液颜色变浅。 ( 如本题组的 7 题 C装置的作用 ) 【典例剖析】 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 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）部分学生认为 Na2S2O3 与 N2SO4 结构相似，化学性质也相似，因此室温时 Na2S2O3 溶液的 pH_____7(填 “＞”、“=”或 “＜”)； （2）部分学生从 S元素化合价推测 Na2S2O3 与 SO2 性质相似， 均具有较强的 __________； 实验操作 实验现象 现象解释 (用离子方程 式表示 ) 探究① （ 3）__________ 溶液 pH=8 （4）__________ 探究② 向新制氯水 (pH＜2)中 滴加少量 Na2S2O3 溶液 氯水颜色变浅 （5）__________ 【实验结论】 （6）探究①： _________________________； （7）探究②： _________________________； 【问题讨论】 （8）甲同学向 “探究② ”反应后的溶液中滴加硝酸银溶液，观察到有白色沉淀产生，并 据 此 认 为 氯 水 可 将 Na2S2O3 氧 化 ． 你 认 为 该 方 案 是 否 正 确 并 说 明 理 由 _________________________； (9) 请 你 重 新 设 计 二 个 实 验 方 案 ， 证 明 Na2S2O3 被 氯 水 氧 化 ， 你 的 方 案 是 _______________________。 （5）向新制氯水 (pH＜2)中滴加少量 Na2S2O3 溶液，氯水和硫代硫酸钠反应氯水褪色变 浅说明氯气发生反应表现氧化性把硫代硫酸钠氧化为硫酸钠，反应的离子方程式为： S2O32-+4Cl2+5H2O═2SO42-+8Cl-+10H+；（ 6）依据探究①是硫代硫酸钠溶液 pH=8，证明 Na2S2O3 具有碱性； （7）向新制氯水 (pH＜2)中滴加少量 Na2S2O3 溶液，氯水和硫代硫酸钠反应氯水褪色变 浅说明氯气发生反应表现氧化性把硫代硫酸钠氧化为硫酸钠， 证明 Na2S2O3具有还原性； （8）探究②是向新制氯水 (pH＜ 2)中滴加少量 Na2S2O3 溶液，氯水过量溶液中一定有氯 离子，加入硝酸银生成沉淀不能证明是氯气做氧化剂生成的，所以方案不正确； (9)证明 Na2S2O3 被氯水氧化， 可以利用硫代硫酸钠被氯气氧化生成的硫酸根离子减小检 验，方法为取少量反应后的溶液，向其中滴入氯化钡溶液，若观察到有白色沉淀产生， 则说明 Na2S2O3 能被氯水氧化。 【答案】 （1）= （2）还原性 （3）用玻璃棒蘸取 Na2S2O3 溶液点在 pH 试纸中部，将 试 纸 颜 色 与 标 准 比 色 卡 对 照 （ 4 ） S2O32-+H2O?HS2O3-+OH- （ 5 ） S2O32-+4Cl2+5H2O═2SO42-+8Cl-+10H+ （6）Na2S2O3 具有碱性 （ 7）Na2S2O3 具有还 原性 （8）不正确，因氯水过量，氯水中同样含有 Cl- (9)取少量反应后的溶液， 向其中滴入氯化钡溶液，若观察到有白色沉淀产生，则说明 Na2S2O3 能被氯水氧化 【 变 式 训 练 】 硫 化 碱 法 是 工 业 上 制 备 Na2S2O3 的 方 法 之 一 ， 反 应 原 理 为 ： 2Na2S+Na2CO3+4SO2═3Na2S2O3+CO2(该反应 △H＞0) 某研究小组在实验室用硫化碱法制备 Na2S2O3?5H2O 流程如下． （1）吸硫装置如图所示 ① 装 置 B 的 作 用 是 检 验 装 置 A 中 SO2 的 吸 收 效 率 ， B 中 试 剂 是 ____________________________ ， 表 明 SO2 吸 收 效 率 低 的 实 验 现 象 是 B 中 __________________________； ②为了使 SO2 尽可能吸收完全， 在不改变 A 中溶液浓度、 体积的条件下， 除了及时搅拌 反应物外，还可采取的合理措施是 ______________、______________。(写出两条 ) （2）Na2S2O3溶液是定量实验中的常用试剂， 测定其浓度的过程如下： 准确称取 a g KIO3(化 学式量： 214)固体配成溶液，加入过量 KI 固体和 H2SO4 溶液，滴加指示剂，用 Na2S2O3 溶 液 滴 定 至 终 点 ， 消 耗 Na2S2O3 溶 液 的 体 积 为 V mL ． 则 c(Na2S2O3)= _______________mol/L 。(只列出算式，不作运算 ) 已知： Cr2O72-+6I-+14H+═2Cr3++3I2+7H2O、2S2O32-+I2═S4O62-+2I-。 mol xmol 所以 x= ，则 c(Na2S2O3)= = = mol?L-1。 【答案】 （1）① 品红、溴水或 KMnO4 溶液；溶液颜色很快褪色 ② 控制 SO2 的流速； 适当升高温度 （ 2） 【实战演练】 1．如图所示是一种综合处理 SO2 废气的工艺流程．下列说法正确的是 ( ) A．向 C溶液中滴加 KSCN溶液，溶液变为血红色 B．溶液 B 转化为溶液 C发生的变化的离子方程式为 4H++2Fe2++O2═2Fe3++2H2O C．溶液酸性 A＞B＞C D．加氧化亚铁可以使溶液 C转化为溶液 A 【答案】 A 2．某研究性学习小组的同学通过对亚硫酸钠组成元素的价态进行分析后认为 Na2SO3 溶液 在 存 放 过 程 中 有 可 能 变 质 ， 若 已 变 质 ， 则 相 应 反 应 的 化 学 方 程 式 _________________________________； （1）甲同学设计了如下两种方案来检验 Na2SO3溶液是否变质． 方案Ⅰ：取样，加入稀盐酸有气泡生成，认为 Na2SO3 溶液没有变质． 方案Ⅱ：取样，加入氯化钡溶液有白色沉淀生成，认为 Na2SO3 溶液完全变质． 乙 同 学 认 为 上 述 两 种 方 案 均 不 合 理 ， 乙 同 学 作 出 判 断 的 依 据 分 别 是 方 案 Ⅰ ： ________________________； 方案Ⅱ： _________________________________________ ； （2）乙同学设计如下图所示装置 (夹持装置已略去 )探究 Na2SO3 溶液是否变质， 量取 60mL 标签上注明为 1.0mol?L -1 的 Na2SO 溶液放入 A 装置中， 通过测量生成的 SO2 质量的方法 来判断其是否变质． ①D 装置的作用是 _________________________________________ ， 分液漏斗中应加入 足量的 ______(填字母 )； a．浓硝酸 b．65%硫酸 c．浓盐酸 d．20%硫酸 ② 若 实 验 前 后 测 得 C 装 置 增 重 3.2g ， 则 Na2SO3 变 质 的 百 分 率 是 ______________________； （ 3）丙同学认为若只是确定 Na2SO3是否变质， 乙的方案太复杂了， 他认为只需要试管、 胶头滴管、盐酸及氯化钡溶液就可以达到目的 (不考虑对环境的影响 )，请你发表自己的 看 法 ( 若 不 同 意 ， 请 说 明 理 由 ； 若 同 意 ， 请 写 出 主 要 操 作 、 现 象 及 结 论 ) ： ______________________。 【答案】 2Na2SO3+O2=2Na2SO4 （1）方案Ⅰ：硫酸钠和稀硫酸不反应 方案Ⅱ：亚硫 酸根离子和硫酸根离子都会和钡离子结合生成白色沉淀 （2） ① 防止空气中水蒸气 和二氧化碳进入装置 C影响测定结果 b ② 17% （ 3）同意，取少量亚硫酸钠 溶液中加入过量氯化钡溶液生成白色沉淀， 再滴入过量盐酸， 若白色沉淀部分消失， 证 明样品变质 和硫酸根离子都会和钡离子结合生成白色沉淀，不能证明样品是否变质； （2）①装置 D 干燥管中的碱石灰是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置 C影响测 定二氧化硫的结果； a．浓硝酸有挥发性，且浓硝酸有强氧化性，能把亚硫酸根离子氧 化成硫酸根离子而得不到二氧化硫气体， 故 a 错误； b．稀硫酸的氧化性是氢元素表现， 反应速率较慢， 浓硫酸主要以分子存在， 而亚硫酸钠和硫酸的反应是在溶液中以离子进 行反应，所以用 65%硫酸和亚硫酸钠固体反应制取二氧化硫，故 b 正确； c．浓盐酸有 挥发性，会对实验造成干扰，故 c 错误； d．20%硫酸是稀硫酸，稀硫酸的氧化性是氢 元素表现，反应速率较慢，故 d 错误；故答案为 b； ②碱石灰能吸收二氧化硫，所以 C装置增重的质量就是二氧化硫的质量， 设亚硫酸钠的物质的量浓度为 C， H2SO4+Na2SO3=H2O+Na2SO4+SO2↑ 1mol 64g 0.06Cmol 3.2g C=0.83mol?L-1， 则 Na2SO3 变质的百分率 = × 100%=17%； （3）丙同学认为若只是确定 Na2SO3 是否变质，他认为只需要试管、胶头滴管、盐酸及 氯化钡溶液就可以达到目的，取少量亚硫酸钠溶液中加入过量氯化钡溶液生成白色沉 淀，再滴入过量盐酸，若白色沉淀部分消失，证明样品变质。 3．下列关于相关反应的叙述错误的是 ( ) A．硫化钠溶液中通入硫化氢气体不发生化学反应 B．向铜粉中加入稀硫酸，铜粉不溶解，再加入 Cu(NO3)2 固体，铜粉溶解 C．将少量氯气通入碘化亚铁和淀粉混合溶液，溶液变蓝 D．硫化亚铁加入稀硫酸后可以产生硫化氢气体 【答案】 A 【自我反思】 。 考点 7 含硅矿物及材料的应用 【考点定位】 本考点考查含硅矿物及材料的应用，重点认识硅酸盐的种类及工业制备原理， 明确常见无机非金属材料的性质与应用，掌握硅酸盐改写成氧化物形式的方法。 【精确解读】 1．硅酸和硅酸钠 （1）硅酸 硅酸不溶于水，其酸性比碳酸弱，硅酸不能 ( 填“能”或“不能” ) 使紫色石蕊溶液变 红色。 ①硅酸不稳定，受热易分解： H2SiO3=====△ SiO2＋H2O。 ②硅酸能与碱溶液反应，如与 NaOH溶液反应的化学方程式为 H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3 ＋2H2O。 ③硅酸在水中易聚合形成胶体。硅胶吸附水分能力强，常用作干燥剂。 （2）硅酸钠 (Na2SiO3) ①白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。 ②它能与酸性比硅酸强的酸反应，分别写出以下化学方程式： 与盐酸反应： Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓。 与 CO2 水溶液反应： Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋ Na2CO3。 ③用途：黏合剂 ( 矿物胶 )，耐火阻燃材料。 2．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 ＋SiO2=====高温 Na2SiO3＋CO2↑； CaCO3＋SiO2=====高温 CaSiO3＋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。 【精细剖析】 1．不要混淆二氧化硅和硅的用途 用于制作光导纤维的是 SiO2，用于制作半导体材料、计算机芯片及光伏电池的是晶体 硅。 2．熟悉几种常见饰品的主要成分 水晶、石英、玛瑙的主要成分是 SiO2；珍珠的主要成分是 CaCO3；钻石是金刚石；宝石 的主要成分是 Al 2O3。 3．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： KAlSi 3O8 不能写成 1 2K2O·1 2 Al 2O3·3SiO2，应写成 K2O·Al 2O3·6SiO 2。 【典例剖析】 白玉的化学式可用 CaxMg ySipO22(OH)2 表示 (也可用 Ca、Mg、Si、H 的氧化物表 示)． (l) 取 8.10g 白 玉 粉 末 灼 烧 至 恒 重 ， 固 体 减 少 了 0.18g ， 则 白 玉 的 摩 尔 质 量 为 ___________________； （2）另取 4.05g 白玉粉末加入 1mol/L 的盐酸 l00mL 中充分溶解，最终得不溶氧化物 2.40g．过滤，将滤液和洗涤液合并后往其中加入足量的铁屑，得到气体 336mL(标准状 况下 )，则： ①p=_______； ②白玉的化学式 (用氧化物的形式 )表示为 _____________。 （2）①通过题意知，酸过量，所以不溶物是二氧化硅，根据硅原子守恒得白玉与二氧 化硅的关系式， CaxMgySipO22(0H)2--pSiO2， 1mol pmol 1mol ︰pmol= ︰ ， 解得 p=8； ②4.05g 白玉的物质的量为 n= =0.005mol ； 由 FeCl2～H2 关系式，得 n( FeCl2)=n(H2)= =0.015mol ； 由 Cl 原子守恒，列方程： 2×0.005xmol+2×0.005ymol+2×0.015mol=0.1L ×lmol/L； 由白玉的相对原子质量为 810，列方程： 40x+24y+28×8+16×22+17×2=810； 联立方程，解得： x=2； y=5 白玉的化学式为： Ca2Mg 5Si8O22(0H)2，根据化学式改写成相应的氧化物的形式，按照活 泼金属氧化物、较活泼金属氧化物、 SiO2、H2O 的顺序来书写，所以其氧化物形式为： 2CaO?5MgO?8SiO2?H2O。 【答案】 （1）810 （2） ①8 ②2CaO?5MgO?8SiO2?H2O 【变式训练】 青石棉是一种致癌物质，是《鹿特丹公约》中受限制的 46 种化学品之一，其 化学式为 Na2Fe5Si8O22(OH)2．青石棉用稀硝酸溶液处理时，还原产物只有 NO，下列说 法不正确的是 ( ) A．青石棉是一种硅酸盐材料 B．青石棉中含有一定量的石英晶体 C．青石棉的化学组成可表示为 Na2O?3FeO?Fe2O3?8SiO2?H2O D．1 mol 青石棉能将含 1 mol HNO3 的稀硝酸还原 【解析】 B 【实战演练】 1．月球的矿产资源极为丰富，仅月球表层 5cm 厚的沙土就含铁单质有上亿吨，月球上的主 要矿物有辉石 CaMgSi2O6、斜长石 KAlSi3O8和橄榄石 (Mg 或 Fe)2SiO4 等，下列说法或分析 不正确的是 ( ) A．辉石、斜长石及橄榄石均属于硅酸盐矿 B．斜长石的氧化物形式可表示为： K2O?Al 2O3?3SiO2 C．月球表层沙土中有游离态铁是因为月球的表面几乎没有氧气 D．橄榄石中铁为 +2 价 【答案】 B 【解析】 A．辉石 [CaMgSi2O6]、斜长石 [KAlSi3O8]和橄榄石 [(Mg ，Fe)2SiO4]的成分均属于硅酸 盐类，均属于硅酸盐矿，故 A 正确； B．硅酸盐的氧化物表示方法：先写活泼金属氧化 物，然后是不活泼的金属氧化物，再是非金属氧化物二氧化硅，最后是水， 所以斜长石 的氧化物形式可表示为： K2O?Al2O3?6SiO2，故 B 错误； C．月球上有游离态铁是因为月 球环境中没有氧化金属铁的物质或者条件，所以月球的表面几乎没有氧气，故 C正确； D．橄榄石中，镁元素化合价是 +2 价，硅元素化合价是 +4 价，氧元素化合价是 -2 价， 所以铁元素化合价是 +2 价，故 D 正确；故答案为 B。 2．我国地质学家发现一种化学式为 Ca3Li2(BeSiO4)3F2 的矿石．下列说法正确的是 ( ) A．该矿石所含非金属元素的简单氢化物中， SiH4 的沸点最高 B．该矿石所含金属元素中， Be 的原子半径最小 C．该矿石所含金属元素都是 +2 价 D．该矿石中所含元素都是短周期元素 【答案】 B 3．2012 年 8 月 6 日，美国 “好奇号 ”火星车在火星表面成功着陆．已有资料表明：火星表面 富含硫酸盐和硅酸盐； 火星上的水可能以冰块和霜冻的形式存在于南北两极， 下列说法 正确的是 ( ) A．所有的硅酸盐都是难溶于水的物质 B．水是共价化合物 C．Al2O3?2SiO2?2H2O 属于氧化物 D．硅酸钠、硫酸钡和水分别属于强电解质、弱电解质、非电解质 【答案】 B 【自我反思】 考点 8 含氮物质的综合应用 【考点定位】 本考点考查含氮物质的综合应用， 准确理解氮族元素的性质递变规律、 氮的不 同氧化物的性质与差异、 氨与铵盐的性质及硝酸的强氧化性， 明确金属与硝酸反应的一 般规律，能初步解决相关性质的应用，特别是相关计算的分析。 【精确解读】 1．氮族元素单质的物理性质 N2 P As Sb Bi 颜色 无色 白磷：白色或黄色 红磷：红棕色 灰砷： 灰色 银白色 银白色或微显红 色 状态 气体 固体 固体 固体 固体 密度 逐 渐 增 大 熔点、沸点 先按 N2、P、As 的顺序逐渐升高，而后按 Sb、Bi 的顺序逐渐降低 2．NO、NO2 性质的比较 氮 的 氧 化 物 一氧化氮 (NO) 二氧化氮 (NO2) 物 理 性 质 为无色、不溶于水、有毒的气体 为红棕色、有刺激性气味、有毒的气体， 易溶于水 化 学 性 质 ①极易被空气中的 O2 氧化： 2NO+O2=2NO2 ②NO 中的氮为 +2 价，处于中间价 与 H2O 反应： 3NO2 +H2O=2HNO3+NO (工业制 HNO3 原理．在此反应中， 态，既有氧化性又有还原性 NO2 同时作氧化剂和还原剂 ) 3．氨 （1）氨分子的结构： NH3 的电子式为 ，结构式为 ，氨分子的结构为三角锥形， N 原子位于锥 顶，三个 H 原子位于锥底，键角 107°18′，是极性分子； （2）氨的化学性质： ①跟水反应．氨气溶于水时 (氨气的水溶液叫氨水 )，大部分的 NH3 分子与 H2O 分子结合 成 NH3?H2O(叫一水合氨 )． NH3?H2O 为弱电解质，只能部分电离成 NH4+和 OH- ： NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH-；a．氨水的性质：氨水具有弱碱性，使无色酚酞试液变为 浅红色，使红色石蕊试液变为蓝色．氨水的浓度越大，密度反而越小 (是一种特殊情 况 )．NH3?H2O 不稳定，故加热氨水时有氨气逸出： NH4++OH-=NH3↑ +H2O； b．氨水的组成： 氨水是混合物 (液氨是纯净物 )，其中含有 3 种分子 (NH3、NH3?H2O、H2O) 和 3 种离子 (NH4+和 OH-、极少量的 H+)； c．氨水的保存方法：氨水对许多金属有腐蚀作用，所以不能用金属容器盛装氨水．通 常把氨水盛装在玻璃容器、橡皮袋、陶瓷坛或内涂沥青的铁桶里； d．有关氨水浓度的计算：氨水虽然大部分以 NH3?H2O 形式存在，但计算时仍以 NH3 作 溶质． ②跟氯化氢气体的反应： NH3+HCl=NH4C1。 ③跟氧气反应： 4NH3+5O2 催化剂 △ 4NO+6H2O； 说明： 这一反应叫做氨的催化氧化 (或叫接触氧化 )，是工业上制硝酸的反应原理之一； 4．铵盐 铵盐是由铵离子 (NH4+)和酸根阴离子组成的化合物．铵盐都是白色晶体，都易溶于水； （1）铵盐的化学性质： ①受热分解． 固态铵盐受热都易分解． 根据组成铵盐的酸根阴离子对应的酸的性质的不 同，铵盐分解时有以下三种情况： a．组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是非氧化性的挥发性酸时，则加热时酸与氨气同时 挥 发 ， 冷 却 时 又 重 新 化 合 生 成 铵 盐 ． 例 如 ： NH4Cl(固 ) △ NH3↑ +HCl↑、 NH3 +HCl=NH4Cl (试管上端又有白色固体附着 ) 又如： (NH4)2CO3 △ 2NH3↑ +H2O+CO2↑、NH4HCO3 △ NH3↑ +H2O+CO2↑； b．组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是难挥发性酸，加热时则只有氨气逸出，酸或酸式 盐仍残留在容器中． 如：(NH4)2SO4 △ NH4HSO4 +NH3↑、(NH4)3PO4 △ H3PO4 +3NH3↑； c．组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是氧化性酸，加热时则发生氧化还原反应，无氨气 逸出．例如： NH4NO3 △ N2O↑ +2H2O； ②跟碱反应 --铵盐的通性 固态铵盐 +强碱 (NaOH、 KOH) 无色、有刺激性气味的气体 试纸变蓝色．例如： (NH4)2SO4+2NaOH △ Na2SO4+2NH3↑ +2H2O、NH4NO3+NaOH △ NaNO3+NH3↑ +H2O； （2）氮肥的存放和施用．铵盐可用作氮肥．由于铵盐受热易分解，因此在贮存时应密 封包装并存放在阴凉通风处；施用氮肥时应埋在土下并及时灌水，以保证肥效． 5．氨气的实验室制法 （ 1 ） 反 应 原 理 ： 固 态 铵 盐 [ 如 NH4Cl 、 (NH4)2SO4 等 ] 与 消 石 灰 混 合 共 热 ： 2NH4Cl+Ca(OH)2 △ CaCl2+2NH3↑ +2H2O； （2）发生装置类型：固体 +固体 气体型装置 (与制 O2 相同 )； （3）干燥方法：常用碱石灰 (CaO和 NaOH 的混合物 )作干燥剂．不能用浓 H2SO4、P2O5 等酸性干燥剂和 CaCl2 干燥氨气，因为它们都能与氨气发生反应 (CaCl2 与 NH3 反应生成 CaCl2?8NH3)；（4）收集方法：只能用向下排气法，并在收集氨气的试管口放一团棉花， 以防止氨气与空气形成对流而造成制得的氨气不纯； （5）验满方法； ①将湿润的红色石蕊试纸接近集气瓶口，若试纸变蓝色，则说明氨气已充满集气瓶； ②将蘸有浓盐酸的玻璃棒接近集气瓶口，有白烟产生，说明氨气已充满集气瓶； 6．硝酸 （1）物理性质： ①纯硝酸是无色、易挥发 (沸点为 83℃)、有刺激性气味的液体．打开盛浓硝酸的试剂瓶 盖，有白雾产生． (与盐酸相同 )； ②质量分数为 98%以上的浓硝酸挥发出来的 HNO3蒸气遇空气中的水蒸气形成的极微小 的硝酸液滴而产生 “发烟现象 ”．因此， 质量分数为 98%以上的浓硝酸通常叫做发烟硝酸； （2）化学性质： ①具有酸的一些通性．例如： CaCO3+2HNO3(稀 )=Ca(NO3)2+CO2↑ +H2O； (实验室制 CO2 气体时，若无稀盐酸可用稀硝酸代替 )△ ； ②不稳定性． HNO3 见光或受热发生分解， HNO3 越浓，越易分解．硝酸分解放出的 NO2 溶于其中而使硝酸呈黄色． 有关反应的化学方程式为： 4HNO3 △ 2H2O+4NO2↑ +O2↑； ③强氧化性：不论是稀 HNO3 还是浓 HNO3，都具有极强的氧化性． HNO3 浓度越大，氧 化性越强．其氧化性表现在以下几方面： a．几乎能与所有金属 (除 Hg、Au 外)反应．当 HNO3 与金属反应时， HNO3 被还原的程度 (即氮元素化合价降低的程度 )取决于硝酸的浓度和金属单质还原性的强弱．对于同一金 属单质而言， HNO3 的浓度越小， HNO3被还原的程度越大， 氮元素的化合价降低越多． 一 般 反 应 规 律 为 ： 金 属 +HNO3( 浓 ) →硝 酸 盐 +NO2↑ +H2O、 金 属 +HNO3(稀 ) →硝 酸 盐 +NO↑ +H2O、较活泼的金属 (如 Mg、Zn 等)+HNO3(极稀 ) →硝酸盐 +H2O+N2O↑( 或 NH3 等)； 金属与硝酸反应的重要实例为： 3Cu+8HNO3(稀 )=3Cu(NO3)2+2NO↑ +4H2O； 该反应较缓慢，反应后溶液显蓝色，反应产生的无色气体遇到空气后变为红棕色 (无色 的 NO 被 空 气 氧 化 为 红 棕 色 的 NO2)， 实 验 室 通 常 用 此 反 应 制 取 NO 气 体 ： Cu+4HNO3(浓 )=Cu(NO3)2+2NO2↑ +2H2O；该反应较剧烈，反应过程中有红棕色气体产生， 此外，随着反应的进行，硝酸的浓度渐渐变稀，反应产生的气体是 NO2、NO 等的混合 气体； b．常温下，浓 HNO3 能将金属 Fe、A1 钝化，使 Fe、A1 的表面氧化生成一薄层致密的 氧化膜．因此， 可用铁或铝制容器盛放浓硝酸，但要注意密封，以防止硝酸挥发变稀后 与铁、铝反应． (与浓硫酸相似 )； c．浓 HNO3 与浓盐酸按体积比 1： 3 配制而成的混合液叫王水．王水溶解金属的能力更 强，能溶解金属 Pt、Au； d．能把许多非金属单质 (如 C、S、P 等)氧化，生成最高价含氧酸或最高价非金属氧化 物．例如： C+4HNO3(浓 )=CO2↑ +4NO2↑ +2H2O； e．能氧化某些具有还原性的物质，如 H2S、 SO2、Na2SO3、HI、HBr、Fe2+等．应注意的 是， NO3-无氧化性，而当 NO3-在酸性溶液中时，则具有强氧化性．例如，在 Fe(NO3)2 溶液中加入盐酸或硫酸，因引入了 H+而使 Fe2+被氧化为 Fe3+；又如，向浓 HNO3 与足量 的 Cu 反应后形成的 Cu(NO3)2 中再加入盐酸或硫酸，则剩余的 Cu 会与后来新形成的稀 HNO3 继续反应； f．能氧化并腐蚀某些有机物，如皮肤、衣服、纸张、橡胶等．因此在使用硝酸 (尤其是 浓硝酸 )时要特别小心，万一不慎将浓硝酸弄到皮肤上，应立即用大量水冲洗，再用小 苏打或肥皂液洗涤； （3）保存方法．硝酸易挥发，见光或受热易分解，具有强氧化性而腐蚀橡胶，因此， 实验室保存硝酸时， 应将硝酸盛放在带玻璃塞的棕色试剂瓶中， 并贮存在黑暗且温度较 低的地方； （4）用途．硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造炸药、染料、塑料、硝 酸盐等。 7．亚硝酸盐 （1）亚硝酸钠的性质： 亚硝酸钠 (NaNO2)是无色或浅黄色晶体， 外观类似食盐， 有咸味， 易溶于水，有毒．既具有氧化性又具有还原性； （2）亚硝酸钠的存在：①长时间加热煮沸或反复加热沸腾的水，由于水中 NO3-浓度增 大，饮用后部分 NO3-在人体内被还原为 NO㈠②腐烂的蔬菜中；⑧腌制的食品如酸菜、 肉制品中； （3）亚硝酸盐的用途：①用于印染、漂白等行业；②在某些食品如腊肉、香肠中用作 防腐剂和增色剂；⑧用作混凝土的掺合剂等； （4）亚硝酸盐对人体的危害．亚硝酸盐是一种潜在的致癌物质，过量或长期食用对人 体会造成危害． 若误食亚硝酸盐或食用含有过量的亚硝酸盐的食物， 会出现嘴唇、 指甲、 皮肤发紫以及头晕、呕吐、腹泻等症状，严重时可致人死亡，所以，国家对食品中的亚 硝酸盐的含量有严格的限制。 【精细剖析】 1．①当蘸有浓氨水的玻璃棒与蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时，产生大量白烟．这种白烟是氨 水中挥发出来的 NH3 与盐酸挥发出来的 HCl 化合生成的 NH4C1 晶体小颗粒； ②氨气与挥发性酸 (浓盐酸、浓硝酸等 )相遇，因反应生成微小的铵盐晶体而冒白烟，这 是检验氨气的方法之一； ③氨气与不挥发性酸 (如 H2SO4、H3PO4 等)反应时，无白烟生成，特别注意，不能用浓硫 酸干燥氨气； 2．①若是铵盐溶液与烧碱溶液共热， 则可用离子方程式表示为： NH4++OH- △ NH3↑ +H2O； ② 若 反 应 物 为 稀 溶 液 且 不 加 热 时 ， 则 无 氨 气 逸 出 ， 用 离 子 方 程 式 表 示 为 ： NH4++OH-=NH3?H2O； ③若反应物都是固体时，则只能用化学方程式表示； ④将待检物取出少量置于试管中， 加入 NaOH 溶液后， 加热， 用湿润的红色石蕊试纸在 管口检验，若试纸变蓝色，则证明待检物中含铵盐 (NH4+)。 3．①制氨气所用的铵盐不能用 NH4NO3、NH4HCO3、(NH4)2CO3 等代替，因为 NH4NO3 在加热 时易发生爆炸，而 NH4HCO3、 (NH4)2CO3 极易分解产生 CO2 气体使制得的 NH3 不纯； ②消石灰不能用 NaOH、KOH等强碱代替，因为 NaOH、KOH 具有吸湿性，易潮解结块， 不利于生成的氨气逸出，而且 NaOH、KOH对玻璃有强烈的腐蚀作用； ③NH3 极易溶于水，制取和收集的容器必须干燥； ④实验室制取氨气的另一种常用方法： 将生石灰或烧碱加入浓氨水中并加热， 有关反应 的化学方程式为： CaO+NH3?H2O Ca(OH)2+NH3↑．加烧碱的作用是增大溶液中的 OH-浓 度，促使 NH3?H2O 转化为 NH3，这种制氨气的发生装置与实验室制 Cl2、HCl 气体的装 置相同。 【典例剖析】 某小组的同学欲探究 NH3 经一系列反应得到 HNO3 和 NH4NO3 的过程， NH3 的 转化过程如图所示 甲、乙两同学分别按如图所示装置进行实验 用于 A、B 装置中的可选药品：浓氨水、 30%H2O2 溶液、蒸馏水、 NaOH 固体、 MnO2 ①装置 A 的圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为 _____________________________；装 置 E 有多种作用，下列关于装置 E 的作用或其中所盛液体的说法中，不正确的是 _________(填下列序号字母 )； a．使氨气和氧气充分混合 b．控制通入氨气和氧气的体积比 c．平衡装置内的压强 d．锥形瓶内液体是饱和食盐水 ②甲同学先点燃酒精灯，再打开 K1、K2、K3、K4，反应一段时间后，成功模拟了反应过 程，并将实验中产生的气体持续通入装置 H 一段时间后， H 中的溶液变成蓝色， 则其中 铜片所参与反应的离子方程式为 _____________________________；若制得的氨气仅按 I →Ⅱ→ III的顺序完全转化为硝酸， 欲使 H 装置中所得溶液为纯净的 CuSO4 溶液 (忽略 Cu2+ 的水解 )，理论上所需氨气在标准状况下的体积为 ____________L(假设硝酸与铜反应产生 的还原产物全部排出反应装置 )； ③乙同学为模拟过程 IV 的反应，在甲同学操作的基础上对该装置进行了下列各项中的 一项操作， 使 G 处圆底烧瓶中产生大量白烟， 你认为这项操作是 _____________(填下列 序号字母 )； a．关闭 K3 并熄灭酒精灯 b．关闭 K4 并熄灭酒精灯 c．关闭 K3、K4 并熄灭酒精灯 ④丙同学认为该系列实验装置存在一处明显的设计缺陷，你认为该设计缺陷是 ___________________。 ②成功模拟了过程Ⅱ的反应，说明生成二氧化氮气体，颜色为红棕色， H 中的溶液变成 蓝 色 ， 说 明 硝 酸 氧 化 铜 生 成 铜 离 子 ， 反 应 的 离 子 方 程 式 为 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑ +4H2O ， n(H2SO4)=0.15L × 1mol/L=0.15mol ， 则 n(CuSO4)=0.15mol ，需要 0.15molCu，则由 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑ +4H2O 可知需要 0.1molHNO 3，由 N 原子守恒可知需要 0.1mol 氨气，体积为 0.1mol × 22.4L/mol=2.24L； ③使 G 处圆底烧瓶中产生大量白烟， 应通入氨气和硝酸反应， 因 A 制备氧气， B 制备氨 气，则关闭 K3 并熄灭酒精灯，故答案为 a； ④最后生成的 NO 不能直接排放到空气中，为防止污染空气，应有尾气处理装置。 【答案】① 2H2O2 2H2O+O2↑； d ② 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑ +4H2O 2.24L ③a ④缺少尾气处理装置 【变式训练】 利用石灰乳来除去硝酸工业的尾气 (含 NO、NO2)，既能净化尾气，又能获得应 用广泛的 Ca(NO2)2，其部分工艺流程如图．已知 NO 和 NO2 按 1：1 通入碱液中生成亚 硝酸盐 （1）上述工艺中采用气 -液逆流接触吸收 (尾气从吸收塔底进入，石灰乳从吸收塔顶喷 淋 )，其目的是 _______________________ ；滤渣可循环使用，滤渣的主要成分是 _______________________(填化学式 )； （2）该工艺需控制 NO 和 NO2 物质的量之比接近 1： 1．若 n(NO)：n(NO2)＞1：1，则 会 导 致 ______________________ ； 若 n(NO) ： n(NO2) ＜ 1 ： 1 ， 则 会 导 致 _______________________。 【答案】 （1）使尾气中 NO、NO2 被充分吸收； Ca(OH)2 （2） 排放气体中 NO 含量升高； 产品 Ca(NO2)2 中 Ca(NO3)2 含量升高 【实战演练】 1．废水中的氮常以含氮有机物、氨、硝酸盐及亚硝酸盐等形式存在．生物处理的方法是先 将大多数有机态氮转化为氨态氮，然后通过进一步转化成 N2 而消除污染； 生物除氮工艺有以下几种方法： 【方法一】 在好氧条件下， 通过好氧硝化菌的作用， 将废水中氨态氮转化为中间过渡形 态的硝酸态氮和亚硝酸态氮； 然后在缺氧条件下， 利用反硝化菌， 硝酸态氮和亚硝酸态 氮被水中的有机物还原为氮气，见图中之①．反应过程为如下 (注：有机物以甲醇表示； 当废水中有机物不足时，需另外投加有机碳源 ) 2NH4++3O2═2HNO2+2H2O+2H+ 2HNO2+O2═2HNO3 6NO3-+2CH3OH→ 6NO2-+2CO2+4H2O 6NO2-+3CH3OH→ 3N 2+3CO2+3H2O+6OH- 【方法二】 与方法一相比， 差异仅为硝化过程的中间过渡形态只有亚硝酸态氮． 见图中 请回答以下问题： （1）NH4+的空间构型为 _________________；大气中的氮氧化物的危害有 ___________ 和 ____________等； （2）方法一中氨态氮元素 1g 转化为硝酸态氮时需氧的质量为 ___________g； （3）从原料消耗的角度说明方法二比方法一有优势的原因是 _________________； （4）自然界中也存在反硝化作用，使硝酸盐还原成氮气，从而降低了土壤中氮素营养 的含量，对农业生产不利，农业上通过松土作业，以防止反硝化作用．其原因是 _________________； （5）荷兰 Delft 大学 Kluyver 生物技术实验室试验确认了一种新途径．在厌氧条件下， 以亚硝酸盐作为氧化剂，在自养菌作用下将氨态氮 (氨态氮以 NH4+表示 )氧化为氮气 (见 图中过程③ )．其反应离子方程式为 _________________。 【答案】 （1）正四面体；破坏臭氧层、光化学污染、形成酸雨等 （2）4.57 （3）节省 氨态氮氧化到硝酸态氮所需消耗的氧， 还可节省还原硝酸态氮到氮气的有机碳源 （ 4） 增加与氧气的接触，防止反硝化作用 （5）NH4++NO2- N2↑ +2H2O 方法一相比方法二， 差异仅为硝化过程的中间过渡形态只有亚硝酸态氮， 从原料消耗的角度 说明方法二比方法一有优势的原因是节省氨态氮氧化到硝酸态氮所需消耗的氧， 还可节 省还原硝酸态氮到氮气的有机碳源； （4）自然界中也存在反硝化作用，使硝酸盐还原成氮气，从而降低了土壤中氮素营养 的含量，对农业生产不利，农业上通过松土作业， 以防止反硝化作用， 增加与氧气的接 触； （5）反应物是 NO2-和 NH4+，生成物还有 H2O，N2，电荷守恒和原子守恒写出反应的化 学方程式为 NH4++NO2- N2↑ +2H2O。 2．亚硝酸钠 (有毒性，市场上很易与食盐混淆 )是一种常见的工业用盐，广泛用于物质合成、 金属表面处理等，它的性质或用途，其物理性质与 NaCl 极为相似．相关化学性质如图 所示，下列说法不正确的是 ( ) A．NaNO2 稳定性大于 NH4NO2 B．NaNO2 与 N2H4 反应中， NaNO2 是氧化剂 C．可用 KI-淀粉和食醋鉴别 NaNO2 和 NaCl D．分解 NaN3 盐每产生 1molN 2 转移 6mol e - 【答案】 D 3．下列有关氮元素的单质及其化合物的说法错误的是 ( ) ①氮气与氧气在放电的条件下可直接生成 NO2 ②铵盐都不稳定，受热分解都生成氨气 ③向 Fe(NO3)2 溶液中滴加稀盐酸，无明显的变化 ④实验室加热氯化铵固体，用碱石灰除去氯化氢的方法制备氨气． A．①③④ B．①③ C．①④ D．①②③ ④ 【答案】 D 【自我反思】 考点 9 铁及其化合物的性质实验 【考点定位】 本考点考查铁及其化合物的性质实验，涉及 Fe2+、Fe3+的性质与检验、探究铁 及其化合物的氧化性和还原性，明确检验 Fe2＋和 Fe3＋时的注意事项及成功制备 Fe(OH)2 的关键。 【精确解读】 实验一：铁及其化合物的性质实验 实 验 项 目 实验操作 实验现象 结论 Fe2+、Fe3+ 与 NaO H 溶 液 反 应 取两支试管，分 别 盛 适 量 FeSO4、FeCl3 溶液，加入 适 量 NaOH 溶液，观察 现象 对于 FeSO4 溶液， 先生 成的是白色沉淀， 然后沉淀变成绿 色，最后沉淀变成 红 褐 色 ． 对 于 FeCl3 溶液则直接 生成红褐色沉淀 FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓ +Na2SO4； 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3↓ ； FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓ +3NaCl Fe2+、Fe3+ 与 KSC N 溶 液 反 应 取两支试管，分 别 盛 适 量 FeSO4、FeCl3 溶液，加入 适量 KSCN溶 液，观察现 象． 对于 FeSO4 溶液， 滴加 KSCN溶液，无明 显 变 化 ； 对 于 FeCl3 溶液，滴加 KSCN溶液，迅速变成 血红色 FeCl3+3KSCN═3KCl+Fe(SCN)3[ 血红色 ] 实验二：探究铁及其化合物的氧化性和还原性 序 号 实验设计 实验观察 (主要现象 ) 离子方程式 解 释 与 结 论 ① 在铁粉中滴入稀硫酸 铁粉溶解，溶液由无 Fe+2H+=H2↑ +Fe2+ Fe 具有 色变成浅绿色，有无色 无味的气体生成 还 原 性 ② 氯化亚铁溶液中滴入 KSCN溶液，再加 入氯水 滴入 KSCN 溶液无明显 变化，加入氯水立 即变成血红色 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- 、 Fe3++3SCN-=Fe(KSCN)3 Fe2+ 具 有 还 原 性 ③ 氯化亚铁溶液加入锌 片 浅绿色褪去 Fe2++Zn=Fe+Zn 2+ Fe2+ 具 有 氧 化 性 ④ 在氯化铁溶液中加入 KSCN溶液，再加 入足量 Cu 片(或 铁粉或锌片 ) 加入 KSCN 溶液出现血 红色，加入足量 Cu 片 (或铁粉或锌片 ) 后血红色消失 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ Fe3+ 具 有 氧 化 性 【精细剖析】 1．检验 Fe2＋、Fe3＋ 的常用方法 （1）用 KSCN溶液和氯水 （2）用 NaOH溶液 （3）含 Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中 Fe3＋、 Fe2＋ 的检验 混合溶液 ――→滴加 KSCN溶液 溶液变血红色，说明含有 Fe3＋ 混合溶液 ――→滴加酸性 KMnO4 KMnO4 溶液紫红色褪去，说明含有 Fe2＋。 2．检验 Fe2＋和 Fe3＋时的注意事项 （1）检验 Fe2＋时不能先加氯水后加 KSCN溶液，也不能将加 KSCN后的混合溶液加入到 足量的新制氯水中 ( 新制氯水可能氧化 SCN－) 。 （2）Fe3＋ 、Fe2＋、Cl －同时存在时不能用酸性 KMnO4 溶液检验 Fe2＋(Cl －能还原酸性 KMnO4，有干扰 ) 。 （3）检验 Fe2＋、Fe3＋的其他方法 ①检验 Fe2＋最好、最灵敏的试剂是铁氰化钾 K3[Fe(CN) 6] ： 3Fe2＋＋2[Fe(CN) 6] 3－ ===Fe3[Fe(CN) 6] 2↓( 蓝色 ) 。 ②检验 Fe3＋也可用苯酚 (C6H5OH)，在 FeCl 3 溶液中滴加苯酚，溶液显紫色。 3．成功制备 Fe(OH)2 的关键 Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为 Fe(OH) 3。在实验室中制备 Fe(OH)2，并使 Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态，成功的关键有以下两点： ①溶液中不含 Fe3＋和 O2 等氧化性物质； ②制备过程中，保证生成的 Fe(OH)2 在密闭的隔绝空气的体系中。 4．常见的不能与 Fe2＋、Fe3＋大量共存的离子 （1）Fe3＋ 与 HCO－ 3 、AlO－ 2 、CO2－ 3 、ClO－等离子相互促进水解不能大量共存。 （2）Fe2＋ 能被 NO－ 3 (H＋) 、ClO－ 、MnO－ 4 (H＋) 氧化，不能大量共存。 （3）Fe3＋ 能氧化 S2－、I －、HS－、SO2－ 3 等离子，不能大量共存。 【典例剖析】 李强在学习了高中化学《铁及其化合物》一节的知识后，对初中 “铁丝在氧气 中燃烧 ”实验中的产物产生了疑惑，他认为燃烧时溅落下来的黑色物质中除了 Fe3O4 外 可能还含有其他物质， 为了验证自己的猜想， 他在实验室中重做该实验， 并进行了如下 探究活动：查阅资料：①自然界中铁的氧化物主要是 Fe3O4 和 Fe2O3 两种， FeO 高温时 极易被氧化为 Fe2O3，而 Fe2O3 在高温时又容易分解成 Fe3O4 和一种气体； ②铁的氧化物 的分解温度及铁的熔点： Fe3O4 Fe2O3 Fe 分解温度 /°C 1538 1400 - 熔点 /°C - - 1535 （ 1 ） 根 据 以 上 资 料 ， 李 强 提 出 猜 想 ： 黑 色 物 质 的 成 分 可 能 为 ___________________________；为了确定黑色物质的成分，李强设计了如下几个实验 方案： 方案 1：取该黑色物质溶于足量的稀硫酸中，观察是否有大量气体生成； 方案 2：称取碾碎成粉末状的黑色物质 a g，在空气中充分灼烧，待反应完全后，在干 燥器里冷却，再称重，反复多次直到固体恒重，称得质量为 b g，比较 a、 b 的关系； 方案 3：取少量碾碎成粉末状的黑色物质，用磁铁吸引，看是否被吸起； 你认为能够证明李强猜想的合理实验方案是 __________________，其他方案不合理的原 因是 __________________(只说其中的一个理由 )； （2）针对李强的质疑，研究性学习小组又设计了新的探究方案，装置如下图所示 a ． 若 反 应 都 进 行 完 全 ， 要 想 确 定 黑 色 固 体 成 分 必 须 测 定 下 列 物 理 量 中 __________________(只填序号 )； ①通入氢气体积 V ②反应前， 黑色固体 +硬质玻璃管的总质量 m 1 ③完全反应后黑色 固体 +硬质玻璃管的总质量 m 2 ④实验前，干燥管质量 m3 ⑤硬质玻璃管质量 m 4 ⑥ 锌粒质量 m 5 ⑦稀硫酸中含溶质的量 n ⑧实验后，干燥管质量 m6； b ． 根 据 测 定 的 实 验 数 据 ， 计 算 出 黑 色 固 体 中 Fe3O4 的 质 量 分 数 为 _____________________； （3）向一定量 FeO、Fe 和 Fe3O4 的混合物中加入 100 mL l.5 mol?L-1 的盐酸，使混合物 完全溶解，放出 224mL(标准状况 )气体，再向反应后的溶液中加入 1 mol?L-1NaOH 溶液， 要使铁元素完全沉淀下来，所加入 NaOH 溶液的体积最少为 _________________； A．90 mL B．100 mL C．150 mL D．200 mL． 【答案】 （1）Fe 和 Fe3O4；黑色固体中 Fe 含量很少， 同时在溶液中发生反应： 2Fe3++Fe=3Fe2+， 则方案 1 看不到明显现象 （ 2）②③⑤ （3）C 【变式训练】 某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸混合加热时， 观察到铁完全溶解， 并产生大量气体．为此他们设计了如图装置验证所产生的气体； （1）写出下列几种装置的作用： B_____________，C_____________，G_____________； （2）证明有 SO2生成的现象是 _____________； （3）可以证明气体 A 装置生成气体中含有 H2 的实验现象是 E 中 _____________， F 中 _____________ ；如果去掉装置 D，还能否根据 F 中的现象判断气体中有 H2 ？ ___________(填“能”或 “不能 ”)，原因是 _____________； （4）反应后 A 的溶液中含有 Fe3+和 Fe2+，检验其中的 Fe2+的方法是 _____________；检 验其中 Fe3+的方法是 _____________。 【答案】 （1）防止倒吸；验证有 SO2 生成，同时除去 SO2；防止空气中的 H2O 进入 F （ 2） 酸性高锰酸钾溶液颜色变浅 （3）黑色 (CuO)变成红色 (Cu)；白色粉末变成蓝色； 不能； 因为混合气体中可能含 H2O，会干扰 H2 的检验 （4）取 A 的溶液，滴加酸性高锰酸 钾溶液，若红色褪去，证明有 Fe2+；取少量 A 溶液，滴加 KI 和淀粉溶液，若溶液变为 蓝色，则证明有 Fe3+ 【实战演练】 1．某同学用图示装置进行铁和稀硝酸反应的实验并进行相关的实验探究 a．向广口瓶内注入足量热 NaOH 溶液，将盛有一定质量的纯铁粉的小烧杯放入瓶中 b．关闭止水夹，点燃红磷，伸人瓶中，塞好胶塞 c．待红磷充分燃烧，一段时间后打开分液漏斗旋塞，向烧杯中缓慢滴入一定量的 4mol?L-1 的稀硝酸，铁粉完全溶解 【气体产物成分探究】 （1）实验前如何检查该装置的气密性？ ___________________________________； （2）燃烧红磷的目的是 ________________________________； （ 3 ） 为 证 明 气 体 产 物 为 NO ， 步 骤 c 后 还 缺 少 的 一 步 主 要 操 作 是 ________________________________ ； 【产物中铁元素价态探究】 （4）提出合理假设： 假设 1：产物中只有 +2 价铁；假设 2： ___________________________ ，假设 3：产物 中既有 +2 价铁，又有 +3 价铁； （ 5 ） 设 计 实 验 方 案 ， 验 证 假 设 1 成 立 (写 出 实 验 操 作 步 骤 现 象 和 结 论 ) ： _________________________； 【问题讨论】 （6）广口瓶中热 NaOH 溶液的主要作用是 ____________________________ ；若假设 3 成 立 ， 且 所 得 溶 液 中 n(Fe2+) ： n(Fe3+)=3 ： 1 时 ， 则 对 应 的 离 子 反 应 方 程 式 为 _______________________________。 【答案】 （1）通过分液漏斗向广口瓶中加水，当水不能顺利滴下时停止加水，观察分液漏斗 中水位，若水位不下降，则说明装置气密性良好 （ 2）除去广口瓶内的氧气，避 免干扰产物成分的检验 （3） 打开止水夹，向瓶内通入少量空气 （4）产物 中只有 +3 价铁 （5）取小烧杯中反应溶液少许放入一支试管中， 滴加几滴 KSCN溶液， 溶液不显红色，再向其中加少量 H2O2 溶液，溶液显红色，则证明假设 1 成立 （6） 实验结束后，热 NaOH 溶液在充入足量空气 (或氧气 )条件下，将瓶中氮的氧化物及红磷 燃烧生成的氧化物完全吸收防止空气污染； 4Fe+12H++3NO3-=3Fe2++Fe3++3NO↑ +6H2O 2．新型材料纳米级 Fe 粉具有超强的磁性，能用作高密度磁记录的介质以及高效催化剂等． Ⅰ ． 实 验 室 采 用 气 相 还 原 法 制 备 纳 米 级 Fe ， 其 流 程 如 图 甲 ： （ 1 ） FeCl2?nH2O 固 体 加 热 脱 水 通 常 要 通 入 ___________________________________________ ； （2）生成纳米级 Fe 的化学方程式为 ______________________________________ ； Ⅱ．在不同温度下，纳米级 Fe 粉与水蒸气反应的固体产物不同：温度低于 570℃时生 成 FeO，高于 570℃时生成 Fe3O4．甲同学用图乙所示装置进行纳米级 Fe 粉与水蒸气的 反应并验证固体产物 （ 3 ） B 中 收 集 到 的 气 体 是 _______________( 填 名 称 ) ， C 装 置 的 作 用 是 _________________； （4）乙同学为探究实验结束后试管内的固体物质成分，进行了下列实验： 实 验 步 骤 实验操作 实验现象 ① 将反应后得到的黑色粉末 (假定均匀 )取出少量放 入另一试管中，加入少量盐酸，微热 黑色粉末逐渐溶解， 溶液呈浅绿 色，有少量气泡产生 ② 向上述溶液中滴加几滴 KSCN溶液，震荡 溶液没有出现红色 乙同学认为该条件下反应的固体产物为 FeO．丙同学认为该结论不正确，他的理由是 ________________(用离子方程式表示 )； （5）丁同学称取 5.60g Fe 粉，反应一段时间后，停止加热．将试管内的固体物质在干 燥器中冷却后， 称得质量为 6.88g．然后将冷却后的固体物质与足量 FeCl3 溶液充分反应， 消耗 0.08mol FeCl3．丁同学实验的固体产物为 ______________________。 【答案】 （1）干燥的 HCl 气体 （2）FeCl2+H2 高温 Fe+2HCl（3）氢气；提供反应所需的水蒸 气（4） 2Fe3++Fe=3Fe2+（5） Fe3O4、Fe （3）B 中生成气体为氢气，氢气不溶于水，能用排水法收集，装置 C 为加热水以产生 水蒸气；（4）铁离子能与铁反应生成亚铁离子，故离子反应方程式为： 2Fe3++Fe=3Fe2+； （5）3Fe+4H2O═Fe3O4 +4H2 Fe 的质量为 5.6g，则 n(Fe)=0.1mol ，如果这些 Fe 完全和水 蒸气反应， 那么应该生成 mol 的 Fe3O4，m(Fe3O4)= × M(Fe3O4)=7.73g，但是现在只产 生了 6.88g 的 Fe3O4，就表明 Fe 没有完全反应，还有剩余，因为多出来的质量 6.88g-5.6g=1.28g 就是氧元素的质量， 所以 n(O)= =0.08mol ，而一个 Fe3O4分子含 4 个氧原子，所以 n(Fe3O4)= × n(O)=0.02mol，m(Fe3O4)=0.02 mol × M(Fe3O4)=4.64g，那么 这 6.88g 固 体 中 就 含 有 Fe3O4 4.64g ， 而 Fe 就 有 6.88g-4.64g=2.24g ， n(Fe)= =0.04mol，依据反应 Fe+2FeCl3═3FeCl2，所以消耗的 FeCl3 的物质的量是 n(Fe)的 2 倍为 0.08mol 。 3．如图铁与水反应的实验中，下列做法不正确的是 ( ) A．试管中的铁粉用绕成团的细铁丝代替 B．将试管底部的湿棉花移到试管口部 C．用铁丝网罩罩住酒精灯火焰 D．点燃肥皂泡验证氢气的生成 【答案】 B 【自我反思】 考点 10 铝金属及其化合物的性质实验 【考点定位】 本考点考查铝金属及其化合物的性质实验， 涉及铝及其氧化物、 氢氧化物的两 性实验， 铝热反应的原理与操作要点， 以及氢氧化铝的制备和性质探究等， 明确含铝及 其化合物的混合物分离提纯方法。 【精确解读】 一、铝的燃烧实验探究 实验原理： 4Al+3O2 点燃 2Al2O3 实验步骤：将铝片剪成长 5～8 cm、宽 0.2～0.3 cm 的铝条，绕成螺旋状，一端绕紧一 根火柴．实验时，用坩埚钳夹紧铝条的另一端，点燃铝条上的火柴，待火柴快要燃烧完 时，将铝条伸入盛有氧气的集气瓶 (瓶底盛有少量水 )中，观察到的现象是发出耀眼的白 光，有少量白烟。 二、铝热反应实验探究 1．实验原理： 铝热法是一种利用铝的还原性获得高熔点金属单质的方法． 可简单认为是铝与某些金 属氧化物 (如 Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5 等 )在高热条件下发生的反应．铝热反应常用于 冶炼高熔点的金属， 并且它是一个放热反应其中镁条为引燃剂， 氯酸钾为助燃剂． 镁条 在空气中可以燃烧， 氧气是氧化剂． 但插入混合物中的部分镁条燃烧时， 氯酸钾则是氧 化剂，以保证镁条的继续燃烧，同时放出足够的热量引发金属氧化物和铝粉的反应。 2．实验步骤： ①把少量氧化铁和少量铝粉充分混合； ②少许的铝热剂与少量完全粉碎的氯酸钾充分混合．将它撒在铝热剂上面； ③在铝热剂上插上一根镁条， 以使镁带燃烧时产生足够的热量点燃铝热剂． 点燃镁条后， 戴好墨镜，以防闪光伤眼； ④在铝热剂下放一些废铁， 可以被铝热剂燃烧时产生大量的热量熔化， 变成炙热、 亮黄 色的铁水，非常壮观．注意安全．⑤实验现象：镁条剧烈燃烧，放出大量热能，使氧化 铁粉末和铝粉在高温下发生剧烈的氧化还原反应．最终生成液态的铁和氧化铝。 三、氢氧化铝的制备和性质探究 实验操作 实验现象 化学方程式 试管中产生白色絮 状沉淀 Al2(SO4)3+6NH3?H2O═2Al(OH)3↓ +3(NH4)2SO4 试管中白色沉淀溶 解 Al(OH)3+3HCl═ AlCl3+3H2O 试管中白色沉淀溶 解 Al(OH)3+NaOH═NaAlO2+2H2O 【精细剖析】 1．铝与酸、碱反应生成 H2 的量的关系 铝与酸、碱反应的化学方程式分别为 2Al ＋6HCl===2AlCl 3＋3H2↑、 2Al ＋2NaOH＋ 2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。从化学方程式可以看出 Al 与酸、碱反应时生成 H2 的实质都是 Al ――→失3e－ Al 3＋，所以无论与酸还是与碱反应， Al 与 H2 的关系都是 2Al ～ 3H2。 （1）等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气体积比 V H2 HCl V H2 NaOH ＝ 1 1。 （2）足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比 V H2 HCl V H2 NaOH ＝ 1 3。 （3）一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比 1 3