2019屆高考化學二輪復習 第10講 非金屬及其化合物學案.docx
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第10講 非金屬及其化合物 [考綱要求]1.常見非金屬元素(如H、C、N、O、Si、S、Cl等)。(1)了解常見非金屬元素單質及其重要化合物的制備方法,掌握其主要性質及應用。(2)了解常見非金屬元素單質及其化合物對環(huán)境質量的影響。2.以上各部分知識的綜合應用。 [學科素養(yǎng)]1.變化觀念:通過學習非金屬元素化合物之間相互轉化的現(xiàn)象和本質,解決實際問題。2.證據(jù)推理與模型認知:通過非金屬性質的差異,體會運用分類思想建立思維模型解釋化學現(xiàn)象、揭示現(xiàn)象的本質和規(guī)律的思維方法。3.科學探究與創(chuàng)新意識:結合物質的制備、化學實驗等,培養(yǎng)科學探究的方法步驟,進行科學解釋和發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造和應用。 [網(wǎng)絡構建] 1.非金屬元素及其化合物 2.非金屬元素及其化合物之間的轉化關系 (1)碳、硅及其化合物之間的轉化關系 圖中標號的化學方程式: ①2C+SiO2Si+2CO↑ ②SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O ③Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑ ④Na2SiO3+CO2+H2O===H2SiO3↓+Na2CO3 ⑤SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O (2)氯及其化合物之間的轉化關系 圖中標號的化學方程式: ①Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl ②2Fe+3Cl22FeCl3或Cu+Cl2CuCl2 ③Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O ④2Cl2+2Ca(OH)2===Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O ⑤MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O ⑥2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑ (3)硫及其化合物之間的轉化關系 圖中標號的化學方程式: ①2SO2+O22SO3 ②Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+2H2O+SO2↑ ③C+2H2SO4(濃)2H2O+CO2↑+2SO2↑ ④2CaSO3+O2===2CaSO4 (4)氮及其化合物之間的轉化關系 圖中標號的化學方程式: ①Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O ②4NH3+5O24NO+6H2O ③3NO2+H2O===2HNO3+NO ④C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O [核心強化] 1.區(qū)分4個易混問題 (1)非金屬單質與堿液反應一般無H2放出,但Si能與堿反應放出H2。 (2)二氧化硅與氫氟酸反應是二氧化硅的特性,但二氧化硅不是兩性氧化物。 (3)幾個反應過程中濃度變化對反應的影響: ①Cu+H2SO4;②MnO2+HCl;③Cu+HNO3。 (4)注意區(qū)分SO2的還原性和漂白性,如SO2使溴水褪色體現(xiàn)了SO2的還原性;而SO2的漂白性是由于它溶于水與有色物質直接化合,形成不穩(wěn)定的無色化合物。 2.掌握2種氣體的實驗室制法 (1)Cl2實驗室制法,氧化劑可以為KMnO4、MnO2(△)、K2Cr2O7、KClO3(△)。 (2)NH3實驗室制法。 ①反應原理:2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O。 ②實驗裝置:固體+固體氣體。 ③凈化措施:用堿石灰干燥。 ④收集方法:用向下排空氣法收集。 ⑤驗滿方法:用濕潤的紅色石蕊試紙或蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近試管口。 3.兩大強酸與金屬反應的有關規(guī)律 (1)硝酸與金屬反應時存在著如下幾條規(guī)律,可作為硝酸與金屬反應計算的依據(jù): 規(guī)律1:反應中生成的NO和NO2氣體的物質的量之和等于反應中被還原的硝酸的物質的量。 規(guī)律2:據(jù)元素守恒,所含氮元素的物質的量等于反應中原硝酸的物質的量。 規(guī)律3:反應所生成的氮的氧化物與O2混合后被水恰好完全吸收時消耗的O2的量決定于開始時金屬的物質的量,定量關系可依據(jù)電子得失守恒確定。 (2)硫酸與金屬反應的規(guī)律 ①稀硫酸具有弱氧化性,與金屬活動順序表中排在氫后面的金屬不反應,其氧化性由溶液中的H+表現(xiàn);濃硫酸具有強氧化性,能氧化絕大多數(shù)金屬,其氧化性由H2SO4分子中的+6價S表現(xiàn),是強氧化性酸。 ②濃硫酸與足量活潑金屬反應時,其還原產(chǎn)物除SO2外,還有H2。這是因為隨著反應的進行,硫酸不斷消耗,水不斷生成,硫酸的濃度逐漸變小,濃硫酸變成了稀硫酸,此時由H+表現(xiàn)氧化性,生成H2。 ③濃硫酸與金屬活動順序表中排在氫后面的金屬反應時,不論金屬是否足量,酸均不可能消耗完,還原產(chǎn)物只有SO2。 考點一 非金屬單質及其化合物的性質與應用 [解析] A項,Ca(ClO)2有強氧化性,能消毒,正確;B項,NH3具有還原性,與Cl2反應生成NH4Cl產(chǎn)生白煙,錯誤;C項,SO2具有漂白性,用于漂白紙漿,錯誤;D項,SiO2能與氫氟酸反應,不是酸性氧化物的性質,錯誤。 [答案] A [分點突破] 角度:非金屬單質及其化合物的性質與應用 1.(2018四川成都實驗外國語學校檢測)下列變化的實質相似的是( ) ①濃硫酸和濃鹽酸在空氣中敞口放置時濃度均減小 ②二氧化硫和氯氣均能使品紅溶液褪色 ③二氧化硫能使品紅溶液、溴水褪色 ④氨氣和碘化氫氣體均不能用濃硫酸干燥 ⑤常溫下濃硫酸用鐵制容器盛放、加熱條件下濃硫酸能與木炭反應 ⑥濃硫酸能在白紙上寫字,氫氟酸能在玻璃上刻字 ⑦二氧化碳、二氧化硫均能使澄清石灰水變渾濁 A.只有②④⑤ B.只有⑤⑦ C.只有①③⑦ D.只有①② [解析]?、贊饬蛩崾且驗槠渚哂形?,濃鹽酸是因為HCl易揮發(fā),錯誤;②二氧化硫使品紅溶液褪色是因為與品紅生成不穩(wěn)定無色物質,氯氣在水溶液中生成HClO,因其具有強氧化性可使品紅溶液褪色,錯誤;③二氧化硫能使品紅溶液褪色是因為其具有漂白性,使溴水褪色是因為其具有還原性,錯誤;④氨氣不能用濃硫酸干燥是因為其具有堿性,碘化氫不能用濃硫酸干燥是因為其具有還原性,錯誤;⑤二者都表現(xiàn)了濃硫酸的強氧化性,正確;⑥濃硫酸能在白紙上寫字是因為其具有脫水性,氫氟酸能在玻璃上刻字是因為氫氟酸能與玻璃中的二氧化硅反應,錯誤;⑦二氧化碳、二氧化硫都能使澄清石灰水變渾濁是因為二者都是酸性氧化物,與澄清石灰水均生成難溶鹽,正確。 [答案] B 2.(2018遼寧鐵嶺協(xié)作體第三次聯(lián)考)你認為下列說法無科學性錯誤的是( ) ①鉛筆芯的原料是重金屬鉛,兒童在使用時不可用嘴吮咬鉛筆,以免引起鉛中毒。②一氧化碳有毒,生有煤爐的居室,可放置數(shù)盆水,這樣可有效地吸收一氧化碳,以防煤氣中毒。③“汽水”澆灌植物有一定道理,其中二氧化碳的緩釋,有利于作物的光合作用。④硅的提純與應用,促進了半導體元件與集成芯業(yè)的發(fā)展,可以說“硅是信息技術革命的催化劑”。⑤碳酸鋇可做X光透視腸胃的藥劑。⑥有機物可用無機物合成。⑦氯元素有毒,禁止入口。 A.①③⑥ B.③④⑥ C.①④⑦ D.②③⑤ [解析] ①鉛筆芯的原料是石墨,錯誤;②一氧化碳難溶于水,放置數(shù)盆水不能吸收一氧化碳,錯誤;③“汽水”澆灌植物有一定道理,其中二氧化碳的緩釋,有利于作物的光合作用,正確;④硅的提純與應用,促進了半導體元件與集成芯業(yè)的發(fā)展,可以說“硅是信息技術革命的催化劑”,正確;⑤碳酸鋇溶于胃酸(主要成分為鹽酸)產(chǎn)生有毒的氯化鋇,不能做X光透視腸胃的藥劑,錯誤;⑥有機物可用無機物合成,正確;⑦氯化鈉中含有氯元素,無毒,是常用的調味品,錯誤;故選B。 [答案] B 3.(2018北京海淀模擬)下列實驗操作及現(xiàn)象能夠達到相應實驗目的的是( ) 實驗目的 實驗操作及現(xiàn)象 A 檢驗Na2SO3溶液是否變質 向Na2SO3溶液中加入Ba(NO3)2溶液,出現(xiàn)白色沉淀,再加入稀硝酸,沉淀不溶解 B 證明酸性條件下H2O2氧化性強于I2 向淀粉KI溶液中滴入3滴稀硫酸,未見溶液變藍;再加入10%的H2O2溶液,溶液立即變藍色 C 證明碳的非金屬性強于硅 將濃鹽酸滴入碳酸鈉固體中,生成的氣體通入盛有水玻璃的試管中,出現(xiàn)渾濁 D 證明SO2具有漂白性 將SO2通入酸性KMnO4溶液中,溶液紫色褪去 [解析] 假如Na2SO3溶液沒有變質,加入Ba(NO3)2溶液產(chǎn)生白色沉淀BaSO3,再加入稀硝酸會將BaSO3氧化成硫酸鋇,沉淀也不溶解,故A項實驗操作不能達到實驗目的;H2O2將KI氧化成I2,淀粉遇I2變藍色,B項實驗操作能達到實驗目的;將濃鹽酸滴入碳酸鈉固體中,濃鹽酸揮發(fā),會隨著CO2一起進入盛有水玻璃的試管中,同樣能使溶液出現(xiàn)渾濁,C項實驗操作不能達到實驗目的;將SO2通入酸性KMnO4溶液中,體現(xiàn)的是SO2的還原性,D項實驗操作不能達到實驗目的。 [答案] B 常考非金屬單質及其重要化合物性質與應用 二氧化硅 光導纖維、瑪瑙飾物 石英坩堝 熔點高 硅膠 干燥劑、催化劑載體 多孔,表面積大,吸附性強 硅酸鈉溶液 粘合劑、防火劑、防腐劑 碳化硅 砂紙、砂輪磨料 硬度大 硅鋼 變壓器鐵芯 具有很強的導磁性 硅 制作硅芯片、制作光電池 硅是半導體 氯氣 殺菌消毒劑、漂白劑 Cl2溶于水,產(chǎn)生具有強氧化性的次氯酸 臭氧、ClO2 殺菌消毒劑 具有強氧化性 漂白液 [NaClO溶液] 殺菌消毒劑、漂白劑 與空氣中的CO2反應,產(chǎn)生具有強氧化性的次氯酸 漂白粉[Ca(ClO)2、CaCl2] 殺菌消毒劑、漂白劑 與空氣中的CO2反應,產(chǎn)生具有強氧化性的次氯酸 漂粉精[Ca(ClO)2] 殺菌消毒劑、漂白劑 與空氣中的CO2反應,產(chǎn)生具有強氧化性的次氯酸 碘化銀 人工降雨 分解吸熱 干冰 人工降雨 升華吸熱 二氧化硫 漂白紙漿、毛、絲、草帽辮 與某些有色物質生成不穩(wěn)定的無色物質 殺菌、消毒 有毒氣體 氨氣 制冷劑 液氨汽化時吸收大量的熱 濃硫酸 干燥劑 濃硫酸具有吸水性 考點二 非金屬單質及其化合物間的轉化 [解析] 氯氣具有強氧化性,能和溴離子反應生成溴單質,向苦鹵中通入Cl2是為了提取溴,A正確;提純粗鹽可以采用除雜、重結晶的方法,B正確;工業(yè)常選用石灰乳作為沉淀劑,用氫氧化鈉不經(jīng)濟,C錯誤;富集溴一般先用空氣和水蒸氣吹出單質溴,再用SO2將其還原吸收,D正確。 [答案] C [分點突破] 角度一:非金屬單質及其化合物間的轉化 1.下列各組物質中,不能滿足組內任意兩種物質在一定條件下均能發(fā)生反應的是( ) 組別 物質 甲 乙 丙 A H2SO4 NH4HCO3 Ba(OH)2 B H2S NaOH SO2 C NH3 NO2 HNO3 D FeBr3 Cl2 Cu [答案] C 2.X、Y、Z、W四種物質在一定條件下具有如圖所示的轉化關系,下列判斷正確的是( ) A.若圖中反應均為非氧化還原反應,W為一元強堿,則X可能是NaAlO2 B.若圖中反應均為非氧化還原反應,W為一元強酸,則X可能是NH3 C.若圖中反應均為氧化還原反應,W為非金屬單質,則Z可能是CO2 D.若圖中反應均為氧化還原反應,W為金屬單質,則Z可能是FeCl3 [解析] 由轉化關系可知X可與W連續(xù)反應生成Y、Z,X也可與Z反應生成Y。A項,若X為NaAlO2,則與NaOH不反應,錯誤;B項,若X為NH3,與一元強酸反應生成銨鹽,只生成一種產(chǎn)物,Y與W不能再反應,錯誤;C項,若Z為CO2,W為非金屬單質,則X可為C,W為O2,Y為CO,正確;D項,若Z為FeCl3,W為金屬單質,應為Fe,則X為Cl2,但氯氣與鐵反應只生成FeCl3,Y不能為FeCl2,錯誤。 [答案] C 3.(2018江西贛州十四縣(市)聯(lián)考)下圖所示關系圖中,A是一種正鹽,B是氣態(tài)氫化物,C是單質,F(xiàn)是強酸。當X無論是強酸還是強堿時都有所示轉化關系(其他反應產(chǎn)物及反應所需條件均已略去),當X是強堿時,過量的B跟Cl2反應除生成C外,另一產(chǎn)物是鹽酸鹽,下列說法中不正確的是( ) A.當X是強酸時,A、B、C、D、E、F中均含同一種元素,F(xiàn)是H2SO4 B.當X是強堿時,A、B、C、D、E、F中均含同一種元素,F(xiàn)是HNO3 C.B和Cl2的反應是氧化還原反應 D.當X是強酸時,C在常溫下是氣態(tài)單質 [解析] 根據(jù)題意知,A既可以和強酸反應又可以和強堿反應,且A是一種正鹽,則A為(NH4)2S,若X為強酸,則B為H2S,C為S,D為SO2,E為SO3,F(xiàn)是H2SO4,A項正確;若X為強堿,則B為NH3,C為N2,D為NO,E為NO2,F(xiàn)為HNO3,B項正確;B是氣態(tài)氫化物,C是單質,B和Cl2的反應是氧化還原反應,C項正確;當X是強酸時,C為硫單質,硫單質常溫下呈固態(tài),D項錯誤。 [答案] D 常見非金屬元素及其化合物的轉化關系 (1)直線轉化關系: 非金屬單質酸性氧化物酸鹽 如CCO2H2CO3Na2CO3 SSO2H2SO3Na2SO3 (2)多向轉化關系: ①條件不同,轉化不同。如NH3在純氧中燃燒生成N2,在催化劑加熱條件下生成NO。 ②用量不同,轉化不同。如少量CO2與NaOH反應,生成Na2CO3,過量CO2與NaOH反應,生成NaHCO3。 ③濃度不同,生成物不同。Cu與濃硝酸反應生成NO2,與稀硝酸反應生成NO。 (3)連續(xù)轉化關系:ABC 如S(或H2S)SO2SO3 N2(或NH3)NONO2 C(或CH4)COCO2 (4)三角轉化關系: 角度二:以資源開發(fā)利用為載體考查物質的轉化 4.如圖是工業(yè)海水提溴的部分流程,下列有關說法正確的是( ) A.“吹出”采用熱空氣而不是常溫空氣的原因是熱空氣氧化性強 B.堿液吸收所發(fā)生的化學反應中氧化劑與還原劑之比為1∶5 C.第③步中“酸化”要用強氧化性的酸,如硝酸 D.含溴的水溶液B中的單質溴濃度比A中的大 [解析] A項,有利于液溴的揮發(fā),而非氧化性,錯誤;B項,溴與堿液反應生成溴化鈉和溴酸鈉,氧化劑與還原劑之比為5∶1,錯誤;C項,BrO氧化性很強,在酸性條件下,能夠把Br-氧化為溴單質,加入稀硫酸即可,錯誤;D項,經(jīng)過溴的富集過程,含溴的水溶液B中的單質溴濃度比A中的大,正確。 [答案] D 從海水中提取溴的方法 (1)工藝流程 (2)基本步驟及主要反應 考點三 結合實驗考查非金屬元素及其化合物的性質 (2)氨氣與二氧化氮的反應 將上述收集到的NH3充入注射器X中,硬質玻璃管Y中加入少量催化劑,充入NO2(兩端用夾子K1、K2夾好)。在一定溫度下按圖示裝置進行實驗。 [解析] (1)①觀察裝置知,A裝置適合加熱固體制備氣體,B裝置適合加熱液體與固體制備氣體或加熱液體制備氣體。實驗室通過氯化銨和消石灰共熱制備氨氣,加熱固體混合物制備氣體,可以選擇A裝置作發(fā)生裝置,化學方程式為2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O。實驗室還可以通過加熱濃氨水制備氨氣,故也可以選擇B裝置作發(fā)生裝置,化學方程式為NH3H2ONH3↑+H2O。②實驗室用堿石灰干燥氨氣,用向下排空氣法收集氨氣,用水吸收尾氣中的氨氣并注意防倒吸。故選擇C、D、F裝置,注意連接干燥管時應大口進氣,小口出氣。所以,連接順序為a、d、c、f、e、i或b、d、c、f、e、i。 (2)NO2呈紅棕色,氨氣與二氧化氮發(fā)生反應:8NH3+6NO2 7N2+12H2O,故觀察到Y管中紅棕色氣體慢慢變淺。NH3與NO2反應后生成的氣態(tài)水凝聚,反應后氣體分子數(shù)減少,裝置內壓強減小,故打開K2,氫氧化鈉溶液會產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象。 [答案] (1)①A 2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O(或B NH3H2ONH3↑+H2O) ②d c f e i (2)①紅棕色氣體慢慢變淺?、?NH3+6NO27N2+12H2O ③Z中NaOH溶液產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象?、芊磻髿怏w分子數(shù)減少,Y管中壓強小于外壓 氣體制取與性質實驗的解題流程 例:涉及氯氣制備與性質探究實驗的典型裝置 [分點突破] 角度一:結合實驗考查非金屬元素及其化合物的重要性質 1.(2017江蘇卷)下列制取SO2、驗證其漂白性、收集并進行尾氣處理的裝置和原理能達到實驗目的的是( ) [解析] Cu與稀H2SO4不反應,不能制備SO2,A錯誤;SO2具有漂白性,可以通過品紅溶液驗證,B正確;SO2密度比空氣大,收集時應該“長進短出”,C錯誤;SO2難溶于飽和NaHSO3溶液,應該用堿液吸收,D錯誤。 [答案] B 2.利用如圖所示裝置進行實驗,將儀器a中的溶液滴入b中,根據(jù)c中所盛溶液,預測其中現(xiàn)象正確的是( ) [解析] 濃鹽酸和KMnO4反應生成Cl2,Cl2通入FeCl2溶液中,發(fā)生反應:Cl2+2FeCl2===2FeCl3,因此c中溶液變棕黃色,A項正確;稀硫酸和Na2S2O3發(fā)生反應:H2SO4+Na2S2O3===Na2SO4+H2O+S↓+SO2↑,SO2通入溴水中發(fā)生反應:SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr,因此c試管中無淺黃色沉淀生成,B項錯誤;硼酸的酸性比碳酸弱,硼酸加入Na2CO3溶液中不產(chǎn)生CO2,因此Na2SiO3溶液中無白色沉淀析出,C項錯誤;常溫下濃硝酸使鐵片鈍化,無NO2氣體生成,因此淀粉KI溶液不會變藍色,D項錯誤。 [答案] A 3.某氣體可能含有NO2、NH3、O2和CO2中的一種或多種。下列根據(jù)實驗事實得出的結論正確的是( ) A.若將氣體通入水中,有氣體剩余,說明原氣體中一定含有CO2 B.若將氣體通入CaCl2溶液,無沉淀產(chǎn)生,說明原氣體中一定不含CO2 C.若將氣體通入淀粉KI溶液中,溶液變藍色,說明原氣體中一定含有NO2 D.若將一定體積氣體樣品緩慢通入水中,恰好完全反應生成一種鹽,向所得鹽溶液中加入澄清石灰水未見沉淀生成,則原氣體樣品中V(NH3)∶V(O2)=4∶1 [解析] 選項A中剩余氣體可能為NO或O2或CO2等,A項錯誤;選項B中,若混合氣體中無NO2,則NH3、CO2、CaCl2溶液反應可能會產(chǎn)生CaCO3沉淀,但若氣體中有NO2,NO2溶于水形成HNO3后會溶解CaCO3,B項錯誤;選項C中O2也能氧化碘化鉀溶液生成I2,從而使溶液變藍,C項錯誤;D項反應中生成的鹽一定是硝酸銨,依據(jù)反應4NO2+4NH3+O2+2H2O===4NH4NO3知,原氣體樣品中V(NH3)∶V(O2)=4∶1,D項正確。 [答案] D 4.(2018寧夏銀川一中模擬)如圖是實驗室制備氯氣并進行一系列相關實驗的裝置(夾持設備已略)。 (1)制備氯氣選用的藥品為漂粉精固體和濃鹽酸,相關反應的化學方程式為____________________。 (2)裝置B中飽和食鹽水的作用是__________________;同時裝置B亦是安全瓶,監(jiān)測實驗進行時C中是否發(fā)生堵塞,請寫出發(fā)生堵塞時B中的現(xiàn)象:______________________。 (3)裝置C的實驗目的是驗證氯氣是否具有漂白性,為此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入物質的組合是________(填編號)。 編號 a b c d Ⅰ 干燥的有色布條 干燥的有色布條 濕潤的有色布條 濕潤的有色布條 Ⅱ 堿石灰 硅膠 濃硫酸 無水氯化鈣 Ⅲ 濕潤的有色布條 濕潤的有色布條 干燥的有色布條 干燥的有色布條 (4)設計裝置D、E的目的是比較氯、溴、碘的非金屬性。反應一段時間后,打開活塞,將裝置D中少量溶液加入裝置E中,振蕩,觀察到的現(xiàn)象是________________________。該現(xiàn)象________(填“能”或“不能”)說明溴的非金屬性強于碘,原因是___________。 (5)有人提出,裝置F中可改用足量的NaHSO3溶液吸收余氯,試寫出相應的離子反應方程式:______________________________,請判斷改用NaHSO3溶液是否可行?________(填“是”或“否”)。 [解析] (1)漂粉精固體的主要成分為Ca(ClO)2和CaCl2,利用Ca(ClO)2氧化濃鹽酸制取氯氣,反應的化學方程式為Ca(ClO)2+4HCl(濃)===CaCl2+2Cl2↑+2H2O。(3)氯氣與水反應生成的HClO具有漂白性,而干燥的氯氣沒有漂白性,通過裝置B后的氯氣中含有水蒸氣,因此先通過濕潤的有色布條,再通過干燥裝置(選擇固體干燥劑),后通過干燥的有色布條來檢驗Cl2的漂白性。(5)HSO與Cl2發(fā)生反應,可產(chǎn)生SO2,污染大氣,因此該方案不可行。 [答案] (1)Ca(ClO)2+4HCl(濃)===CaCl2+2Cl2↑+2H2O (2)除去Cl2中的HCl 裝置B中長頸漏斗中液面上升,形成一段液柱 (3)d (4)E中液體分為兩層,上層(苯層)為紫紅色 不能 過量的Cl2也可將I-氧化為I2 (5)4HSO+Cl2===SO+2Cl-+3SO2+2H2O 否 角度二:環(huán)境污染與防治 5.下表中解決相對應的環(huán)境問題所采取的措施不科學的是( ) 選項 環(huán)境問題 措施 A 臭氧空洞 限制氟氯代烴類物質的生產(chǎn)量和消耗量 B 酸雨 改變能源結構,減少二氧化硫和氮氧化物的排放量 C 白色污染 回收利用廢舊塑料,開發(fā)可降解塑料 D 水體富營養(yǎng)化 禁止使用含磷洗衣粉及施用氮肥 [答案] D 6.某硫酸廠廢氣中SO2的回收利用方案如圖所示。下列說法不正確的是( ) A.X可能含有2種鹽 B.氣體a通入雙氧水,可實現(xiàn)“綠色”轉化 C.Y可能含有(NH4)2SO4 D.(NH4)2S2O8中S的化合價為+7 [解析] SO2與氨水反應生成X,則X中含有亞硫酸銨或亞硫酸氫銨中的一種或兩種鹽,在X中加過量硫酸生成硫酸銨或硫酸氫銨和二氧化硫氣體,二氧化硫經(jīng)氧化、水合生成硫酸,氣體a為二氧化硫;(NH4)2S2O8為二聯(lián)硫銨,S最外層有6個電子,最高價為+6價,不可能為+7價。 [答案] D 7.為落實“五水共治”,某工廠擬綜合處理含NH廢水和工業(yè)廢氣(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO,不考慮其他成分),設計了如下流程: 下列說法不正確的是( ) A.固體1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3 B.X可以是空氣,且需過量 C.捕獲劑所捕獲的氣體主要是CO D.處理含NH廢水時,發(fā)生反應的離子方程式為:NH+NO===N2↑+2H2O [解析] A項,根據(jù)題中的流程,可以得出固體1為CaCO3、CaSO3和過量Ca(OH)2,正確;B項,氣體1是不能被過量石灰乳吸收的NO、CO和N2,NO和NO2按1∶1的體積比能與NaOH溶液反應生成亞硝酸鈉,所以X可以是空氣,但不能過量,錯誤;C項,氣體2為N2、CO,因“無污染氣體”為N2,故捕獲的氣體主要是CO,正確;D項,NH與NO能夠發(fā)生歸中反應生成氮氣,離子方程式為NH+NO===N2↑+2H2O,正確。 [答案] B 8.直接排放含SO2的煙氣會形成酸雨,危害環(huán)境。利用鈉、堿循環(huán)法可脫除煙氣中的SO2。 (1)用化學方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反應:__________。 (2)在鈉、堿循環(huán)法中,Na2SO3溶液作為吸收液,可由NaOH溶液吸收SO2制得,該反應的離子方程式是_____________________。 (3)吸收液吸收SO2的過程中,pH隨n(SO)∶n(HSO)變化關系如表: n(SO)∶n(HSO) 91∶9 1∶1 1∶91 pH 8.2 7.2 6.2 上表判斷NaHSO3溶液顯________性,用化學平衡原理解釋:__________________________。 [解析] (1)SO2形成硫酸型酸雨時,SO2和空氣中的H2O、O2反應得到H2SO4:SO2+H2OH2SO3,2H2SO3+O2===2H2SO4。(2)SO2被NaOH溶液吸收制備Na2SO3溶液時反應的離子方程式為SO2+2OH-===SO+H2O。(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù),可知,n(SO)∶n(HSO)=1∶91時,溶液的pH顯示為酸性,故NaHSO3溶液顯酸性,在NaHSO3溶液中HSO存在:HSOSO+H+、HSO+H2OH2SO3+OH-,HSO的電離程度強于水解程度,故溶液呈酸性。 [答案] (1)SO2+H2OH2SO3、2H2SO3+O2===2H2SO4(或2SO2+O22SO3、SO3+H2O===H2SO4) (2)SO2+2OH-===SO+H2O (3)酸 HSO溶液中存在:HSOSO+H+和HSO+H2OH2SO3+OH-,HSO的電離程度強于水解程度 (1)掌握消除氣體污染物的反應原理 ①消除SO2對環(huán)境污染的方法 ⅰ.鈣基固硫法:用生石灰和含硫的煤混合燃燒,燃燒時,S、CaO、O2共同反應生成CaSO4,從而使硫轉移到煤渣中。反應原理:2CaO+2SO2+O22CaSO4。 ⅱ.氨水脫硫法:煙氣中的SO2用氨水吸收,反應原理是NH3+SO2+H2O===NH4HSO3,2NH3+SO2+H2O===(NH4)2SO3,2(NH4)2SO3+O2===2(NH4)2SO4。 ⅲ.鈉、堿脫硫法 用NaOH/Na2CO3吸收煙氣中的SO2,發(fā)生反應的化學方程式為2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O,Na2CO3+SO2===Na2SO3+CO2。 ②消除氮氧化物(NOx)對環(huán)境污染的方法 ⅰ.堿液吸收法:2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+ H2O,NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O,NO2、NO的混合氣體能被足量NaOH溶液完全吸收的條件是n(NO2)≥n(NO)。 ⅱ.催化轉化法:a.在催化劑的作用下,用NH3將NO2、NO還原為無毒的N2。8NH3+6NO27N2+12H2O、4NH3+6NO5N2+6H2O。 b.在催化劑的作用下,CO可以將NO2、NO轉化為無毒的N2。4CO+2NO2N2+4CO2、2CO+2NO N2+2CO2。 (2)熟悉環(huán)境污染名稱與成因 ①酸雨(工業(yè)上大量排放SO2、NOx等);②光化學煙霧(碳氫化合物及NOx的排放);③臭氧空洞(大量使用氟利昂制品及NOx的排放);④溫室效應(大氣中CO2的含量升高);⑤白色污染(大量廢棄的難降解的塑料類制品);⑥赤潮、水華(含磷洗衣粉的大量使用,工農(nóng)業(yè)及城市生活污水的任意排放)。 考向一 非金屬單質及其化合物對環(huán)境的影響 1.(2017全國卷Ⅲ)化學與生活密切相關。下列說法錯誤的是( ) A.PM2.5是指粒徑不大于2.5 μm的可吸入懸浮顆粒物 B.綠色化學要求從源頭上消除或減少生產(chǎn)活動對環(huán)境的污染 C.燃煤中加入CaO可以減少酸雨的形成及溫室氣體的排放 D.天然氣和液化石油氣是我國目前推廣使用的清潔燃料 [解析] 本題考查綠色化學與環(huán)境保護知識。燃煤中加入CaO可以減少SO2氣體的排放,減少酸雨的形成,但不能減少溫室氣體CO2的排放,C錯誤。 [答案] C 2.(2016全國卷Ⅱ)下列有關燃料的說法錯誤的是( ) A.燃料燃燒產(chǎn)物CO2是溫室氣體之一 B.化石燃料完全燃燒不會造成大氣污染 C.以液化石油氣代替燃油可減少大氣污染 D.燃料不完全燃燒排放的CO是大氣污染物之一 [解析] 化石燃料包括煤、石油、天然氣等,完全燃燒也會產(chǎn)生SO2等污染性氣體,故B項錯誤。 [答案] B 考向二 非金屬單質及其化合物性質與轉化 3.(2017北京卷)下述實驗中均有紅棕色氣體產(chǎn)生,對比分析所得結論不正確的是( ) ① ② ③ A.由①中的紅棕色氣體,推斷產(chǎn)生的氣體一定是混合氣體 B.紅棕色氣體不能表明②中木炭與濃硝酸發(fā)生了反應 C.由③說明濃硝酸具有揮發(fā)性,生成的紅棕色氣體為還原產(chǎn)物 D.③的氣體產(chǎn)物中檢測出CO2,由此說明木炭一定與濃硝酸發(fā)生了反應 [解析] A項,①中濃HNO3受熱分解,發(fā)生反應4HNO3(濃) 4NO2↑+O2↑+2H2O,產(chǎn)生的氣體為混合氣體,故選項A正確。B項,由①可知,濃硝酸受熱分解可生成紅棕色氣體NO2,所以“產(chǎn)生紅棕色氣體”不能說明②中木炭能與濃硝酸發(fā)生反應,故選項B正確。C項,根據(jù)①和②,濃硝酸反應產(chǎn)生紅棕色NO2時需要加熱,所以濃硝酸具有揮發(fā)性才可與上方紅熱木炭接觸。同時,N元素化合價降低,所以生成的NO2為還原產(chǎn)物,故選項C正確。D項,紅熱的木炭可與空氣中的O2反應生成CO2,故選項D錯誤。 [答案] D 4.(2017北京卷)根據(jù)SO2通入不同溶液中實驗現(xiàn)象,所得結論不正確的是( ) 實驗 現(xiàn)象 結論 A 含HCl、BaCl2的FeCl3溶液 產(chǎn)生白色沉淀 SO2有還原性 B H2S溶液 產(chǎn)生黃色沉淀 SO2有氧化性 C 酸性KMnO4溶液 紫色溶液褪色 SO2有漂白性 D Na2SiO3溶液 產(chǎn)生膠狀沉淀 酸性:H2SO3>H2SiO3 [解析] A項,溶液中SO2被FeCl3氧化生成SO,再與BaCl2反應產(chǎn)生白色沉淀,體現(xiàn)了SO2的還原性;B項,SO2與H2S溶液發(fā)生反應SO2+2H2S===3S↓+2H2O,體現(xiàn)了SO2的氧化性;C項,SO2使酸性KMnO4溶液褪色,體現(xiàn)了SO2的還原性;D項,SO2與Na2SiO3溶液反應產(chǎn)生膠狀沉淀,根據(jù)強酸制弱酸,可得結論酸性:H2SO3>H2SiO3。 [答案] C 5.(2017江蘇卷)在給定條件下,下列選項所示的物質間轉化均能實現(xiàn)的是( ) A.FeFeCl2Fe(OH)2 B.SSO3H2SO4 C.CaCO3CaOCaSiO3 D.NH3NOHNO3 [解析] A項,F(xiàn)e和Cl2反應只生成FeCl3得不到FeCl2,錯誤;B項,S在O2中燃燒只生成SO2得不到SO3,錯誤;D項,NO不和水反應,錯誤。 [答案] C 6.(2018天津卷)圖中反應①是制備SiH4的一種方法,其副產(chǎn)物MgCl26NH3是優(yōu)質的鎂資源?;卮鹣铝袉栴}: (1)A2B的化學式為________。反應②的必備條件是________。上圖中可以循環(huán)使用的物質有________________。 (2)在一定條件下,由SiH4和CH4反應生成H2和一種固體耐磨材料________(寫化學式)。 [解析] (1)A2B與NH3、NH4Cl經(jīng)反應①生成SiH4和MgCl26NH3,結合原子守恒推知A2B為Mg2Si。反應②由MgCl2制備Mg,應采用電解熔融MgCl2的方法。分析流程可知,MgCl26NH3與HCl反應生成的NH4Cl,MgCl26NH3在300 ℃時反應產(chǎn)生的NH3,均可重新參與反應①,故可循環(huán)使用的物質有NH4Cl和NH3。 (2)在一定條件下,由SiH4和CH4反應生成H2和一種固體耐磨材料,結合原子守恒及固體材料具有耐磨性推知,該固體為SiC。 [答案] (1)Mg2Si 熔融,電解 NH3,NH4Cl (2)SiC 7.(2018天津卷)為實現(xiàn)燃煤脫硫,向煤中加入漿狀Mg(OH)2,使燃燒產(chǎn)生的SO2轉化為穩(wěn)定的Mg化合物,寫出該反應的化學方程式:___________________________。 [解析] 向煤中加入漿狀Mg(OH)2,使燃燒產(chǎn)生的SO2轉化為穩(wěn)定的Mg化合物,該化合物應為MgSO4,反應的化學方程式為2Mg(OH)2+2SO2+O2===2MgSO4+2H2O。 [答案] 2Mg(OH)2+2SO2+O2===2MgSO4+2H2O 考向三 非金屬單質及其化合物的綜合實驗探究 8.(2018天津卷)煙道氣中的NOx是主要的大氣污染物之一,為了監(jiān)測其含量,選用如下采樣和檢測方法?;卮鹣铝袉栴}: Ⅰ.采樣 采樣步驟: ①檢驗系統(tǒng)氣密性;②加熱器將煙道氣加熱至140 ℃;③打開抽氣泵置換系統(tǒng)內空氣;④采集無塵、干燥的氣樣;⑤關閉系統(tǒng),停止采樣。 (1)A中裝有無堿玻璃棉,其作用為_______________。 (2)C中填充的干燥劑是(填序號)________。 a.堿石灰 b.無水CuSO4 c.P2O5 (3)用實驗室常用儀器組裝一套裝置,其作用與D(裝有堿液)相同,在虛線框中畫出該裝置的示意圖,標明氣體的流向及試劑。 [解析] (1)煙道氣中含有粉塵、空氣、H2O、NOx,過濾器A中裝有無堿玻璃棉,其作用是除去煙道氣中的粉塵。(2)煙道氣中的NOx與空氣中O2在加熱器中反應生成高價態(tài)氮氧化物,堿石灰不能用于干燥酸性氣體,無水CuSO4一般用于檢驗生成的H2O而不作干燥劑,P2O5是酸性干燥劑,可用于干燥氮氧化物,故選c。(3)吸收器D用于吸收氮氧化物,考慮到氮氧化物可與堿溶液反應,故可將氣體通過盛有NaOH溶液的洗氣瓶,裝置圖見答案。 [答案] (1)除塵 (2)c (3) 9.(2015重慶卷)ClO2與Cl2的氧化性相近,在自來水消毒和果蔬保鮮等方面應用廣泛。某興趣小組通過圖1裝置(夾持裝置略)對其制備、吸收、釋放和應用進行了研究。 (1)儀器D的名稱是________。安裝F中導管時,應選用圖2中的________。 (2)打開B的活塞,A中發(fā)生反應:2NaClO3+4HCl===2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O,為使ClO2在D中被穩(wěn)定劑充分吸收,滴加稀鹽酸的速率宜________(填“快”或“慢”)。 (3)關閉B的活塞,ClO2在D中被穩(wěn)定劑完全吸收生成NaClO2,此時F中溶液的顏色不變,則裝置C的作用是________。 (4)已知在酸性條件下NaClO2可發(fā)生反應生成NaCl并釋放出ClO2,該反應的離子方程式為______________________________。在ClO2釋放實驗中,打開E的活塞,D中發(fā)生反應,則裝置F的作用是___________________________________。 [答案] (1)錐形瓶 b (2)慢 (3)吸收Cl2 (4)4H++5ClO===Cl-+4ClO2↑+2H2O 驗證是否有ClO2生成 題型特點:選擇題 填空題 考向評析:有關非金屬單質及其化合物在Ⅰ卷中的考查主要側重于性質、用途判斷及對環(huán)境的影響分析,而在Ⅱ卷中的考查常以工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護、化學實驗為背景,對物質的某些性質、用途進行探究和評價,是高考的熱點。 答題啟示:強化以氣體制備為前提的非金屬單質及其化合物的實驗探究題的訓練。 無機化工流程題突破策略 [題型特點] 1.物質制備類工藝流程:制備類工藝流程是高考的熱考點,幾乎每年高考都進行考查,題目一般以某種物質的制備流程為載體,重點考查物質的化學性質,氧化還原反應,離子反應,化學平衡原理及化學實驗等知識,考查了考生“科學探究與創(chuàng)新意識”“科學精神與社會責任”的化學學科核心素養(yǎng),題目綜合性強,有一定的難度。 2.物質提純類工藝流程:題目一般以某種物質的提純?yōu)槟康?,通過工藝流程將物質中的雜質除去。命題時經(jīng)常與化學實驗知識緊密聯(lián)系在一起,具有一定的綜合性,考查了考生“科學探究與創(chuàng)新意識”“科學精神與社會責任”的化學學科核心素養(yǎng)。類型一 物質制備類工藝流程 [名師精講] 1.原料預處理的五種措施 研磨 減小固體的顆粒度,增大固體與液體或氣體間的接觸面積,加快反應速率 水浸 與水接觸反應或溶解 酸浸 與酸接觸反應或溶解,使可溶性金屬離子進入溶液,不溶物通過過濾除去 灼燒 除去可燃性雜質或使原料初步轉化,如從海帶中提取碘時的灼燒就是為了除去可燃性雜質 煅燒 改變結構,使一些物質能溶解,并使一些雜質在高溫下氧化、分解,如煅燒高嶺土 2.制備過程中控制反應條件的六種方法 (1)調節(jié)溶液的pH。常用于使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。調節(jié)pH所需的物質一般應滿足兩點: ①能與H+反應,使溶液pH變大; ②不引入新雜質。例如若要除去Cu2+中混有的Fe3+,可加入CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3等物質來調節(jié)溶液的pH,不可加入NaOH溶液、氨水等。 (2)控制溫度。根據(jù)需要升溫或降溫,改變反應速率或使平衡向需要的方向移動。 (3)控制壓強。改變速率,影響平衡。 (4)使用合適的催化劑。加快反應速率,縮短達到平衡所需要的時間。 (5)趁熱過濾。防止某物質降溫時析出。 (6)冰水洗滌。洗去晶體表面的雜質離子,并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗。 3.獲得產(chǎn)品階段的四種常用操作 (1)洗滌(冰水、熱水):洗去晶體表面的雜質離子,并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗;乙醇洗滌既可洗去晶體表面的雜質,又可減少晶體溶解的損耗。 (2)蒸發(fā)時的氣體氛圍抑制水解:如從溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶質時,應在HCl的氣流中加熱,以防其水解。 (3)蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶:如K2Cr2O7和少量NaCl的混合溶液,若將混合溶液加熱蒸發(fā)后再降溫,則析出的固體主要是K2Cr2O7,母液中是NaCl和少量K2Cr2O7,這樣就可分離出大部分K2Cr2O7;同樣原理可除去KNO3中的少量NaCl。 (4)蒸發(fā)結晶、趁熱過濾:如NaCl和少量K2Cr2O7的混合溶液,若將混合溶液蒸發(fā)一段時間,析出的固體主要是NaCl,母液中是少量K2Cr2O7和NaCl;同樣原理可除去NaCl中的少量KNO3。 [應用嘗試] 1.金屬鎳硬而有延展性并具有鐵磁性,能夠高度磨光和抗腐蝕。如圖是一種用含鎳廢料(主要是NiO,含少量FeO、SiO2等雜質)制備Ni的流程: 已知:室溫下難溶物的溶度積數(shù)據(jù)如下表: 化合物 Ni(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Ksp近似值 10-15 10-15 10-38 (1)濾渣1的主要成分為________(填化學式)。 (2)實驗中需用0.8 molL-1的稀硫酸800 mL,若用98%的濃硫酸(ρ=1.84 gmL-1)來配制,量取濃硫酸時,需使用的量筒的規(guī)格為________(填序號)。 A.10 mL B.20 mL C.50 mL D.100 mL (3)用離子方程式解釋加入H2O2的作用:______________。 (4)滴加氨水調節(jié)至pH為________時,鐵剛好沉淀完全;若繼續(xù)滴加氨水至pH為________時,鎳開始沉淀(假定Ni2+濃度為0.1 molL-1)。若上述過程中沒有“氧化”步驟,其后果是____________。 (5)電解制備鎳的反應原理如圖所示,則A電極的反應式為2H++2e-===H2↑和________。 (6)若用a kg含鎳廢料(含NiO 80%)制備Ni,最終得到產(chǎn)品6 kg,則產(chǎn)率為________。 [解析] (1)NiO和FeO都是堿性氧化物,SiO2屬于酸性氧化物,SiO2不與稀硫酸反應,因此濾渣1的成分是SiO2。 (2)實驗室沒有800 mL的容量瓶,應用1000 mL的容量瓶,根據(jù)稀釋前后溶質物質的量不變,因此有1000 mL10-3 LmL-10.8 molL-1=V(H2SO4)1.84 gmL-1,解得V(H2SO4)=43 mL,因此選用大而接近的量筒,即選用50 mL的量筒,故選項C正確。 (3)酸溶后溶液中含有金屬陽離子是Ni2+和Fe2+,F(xiàn)e2+具有還原性,因此加入H2O2的目的是氧化Fe2+,便于除去鐵元素,F(xiàn)e2+與H2O2發(fā)生的離子反應方程式為2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O。 (4)鐵元素剛好沉淀完全,此時溶液的c(Fe3+)=110-5 molL-1,根據(jù)Ksp=c(Fe3+)c3(OH-),代入數(shù)值,解得c(OH-)=110-11 molL-1,則c(H+)=110-3 molL-1,即pH=3,鎳元素開始出現(xiàn)沉淀,依據(jù)Ksp=c(Ni2+)c2(OH-),c(Ni2+)=0.1 molL-1,代入數(shù)據(jù),c(OH-)=110-7 molL-1,則c(H+)=110-7 molL-1,即pH=7;如果沒有氧化步驟,F(xiàn)e2+開始出現(xiàn)沉淀,Ksp=c(Fe2+)c2(OH-),代入數(shù)值,c(OH-)=110-7 molL-1,則c(H+)=110-7 molL-1,即pH=7,其結果是Ni2+和Fe2+分離不開。 (5)根據(jù)A電極反應式,推出A電極為陰極,根據(jù)電解原理,制備金屬鎳,因此A電極反應式為2H++2e-===H2↑,Ni2++2e-===Ni。 (6)理論上產(chǎn)生Ni的質量為 g,合 kg,產(chǎn)率為100%=100%。 [答案] (1)SiO2 (2)C (3)2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O (4)3 7 Ni2+和Fe2+分離不開 (5)Ni2++2e-===Ni (6)100% 2.一種可利用含碘廢水制取KI的實驗流程如下: 回答下列問題: (1)含碘廢水中碘的存在形式一般有I2、I-。檢驗是否含I2及I-的方法是用CCl4萃取后觀察萃取液為紫色,證明含有I2,反復萃取后取水層少許于試管中,_________________。 (2)“制CuI”時,I2被還原為CuI,同時有S4O生成。 ①該反應的離子方程式為____________。 ②已知上述反應的平衡常數(shù)為1.781026,實驗中需控制CuSO4過量2%,其目的是____________。 (3)“制FeI2溶液”的化學方程式為________________; “濾渣3”的成分是________(填化學式)。 (4)用HI調節(jié)溶液pH約為6,其目的是____________。 (5)準確稱取產(chǎn)品0.1000 g溶于50 mL水,加入適量乙酸并加入曙紅鈉指示劑,然后用0.025 molL-1 AgNO3溶液滴定,至終點時消耗AgNO3溶液22.00 mL,則產(chǎn)品中KI的質量分數(shù)為________(保留三位有效數(shù)字)。 [解析] (1)檢驗碘可以用淀粉也可以用四氯化碳萃取,檢驗I-時為防止碘的干擾,需先充分萃取出碘再在水層中加入淀粉及氧化劑(FeCl3、H2O2及氯水均可)。反復萃取后取水層少許于試管中,加入淀粉及FeCl3溶液,觀察溶液是否出現(xiàn)藍色,或加入AgNO3溶液,看是否有黃色沉淀生成。 (2)①Na2S2O3是還原劑,轉化為Na2S4O6失去2個電子,則反應的離子方程式為2Cu2++I2+4S2O===2CuI↓+2S4O;②該反應平衡常數(shù)很大,當Cu2+過量時,能使碘完全轉化為CuI。 (3)依據(jù)金屬活動順序表,鐵可還原CuI為Cu;制備KI時發(fā)生的復分解反應為FeI2+K2CO3===FeCO3↓+2KI,故濾渣為FeCO3。 (4)由于沉淀時K2CO3需適當過量,為提高KI純度,需用HI溶液除去過量的K2CO3。 (5)依據(jù)滴定反應:Ag++I-===AgI↓,KI的質量分數(shù)為100%=100%=91.3%。 [答案] (1)加入淀粉及FeCl3溶液,觀察溶液是否出現(xiàn)藍色,或加入AgNO3溶液,看是否有黃色沉淀生成 (2)①2Cu2++I2+4S2O===2CuI↓+2S4O ②使碘完全轉化為CuI (3)2CuI+Fe===2Cu+FeI2 FeCO3 (4)除去濾液中過量的K2CO3 (5)91.3% 類型二 物質提純類工藝流程 [名師精講] 1.物質分離提純的原則 (1)不增:不引入新的雜質。 (2)不減:不減少被提純的物質。 (3)易分離:被提純物與雜質易于分離。 (4)易復原:被提純的物質易恢復原來的組成、狀態(tài)。 2.常用的提純方法 水溶法 除去可溶性雜質 酸溶法 除去堿性雜質 堿溶法 除去酸性雜質 氧化劑或還原劑法 除去還原性或氧化性雜質 加熱灼燒法 除去受熱易分解或易揮發(fā)的雜質 調節(jié)溶液的pH法 如除去酸性Cu2+溶液中的Fe3+等 3.常用的分離方法 過濾 分離難溶物和易溶物,根據(jù)特殊需要采用趁熱過濾或者抽濾等方法 萃取和分液 利用溶質在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提取分離物質,如用CCl4或苯萃取溴水中的溴 蒸發(fā)結晶 提取溶解度隨溫度變化不大的溶質,如NaCl 冷卻結晶 提取溶解度隨溫度變化較大的溶質、易水解的溶質或結晶水合物,如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO45H2O、FeSO47H2O等 蒸餾或分餾 分離沸點不同且互溶的液體混合物,如分離乙醇和甘油 冷卻法 利用氣體液化的特點分離氣體,如合成氨工業(yè)采用冷卻法分離平衡混合氣體中的氨氣 [應用嘗試] 3.(2017江蘇卷)某科研小組采用如下方案回收一種光盤金屬層中的少量Ag(金屬層中其他金屬含量過低,對實驗的影響可忽略)。 已知:①NaClO溶液在受熱或酸性條件下易分解,如:3NaClO===2NaCl+NaClO3 ②AgCl可溶于氨水:AgCl+2NH3H2OAg(NH3)+Cl-+2H2O ③常溫時N2H4H2O(水合肼)在堿性條件下能還原Ag(NH3):4Ag(NH3)+N2H4H2O===4Ag↓+N2↑+4NH+4NH3↑+H2O (1)“氧化”階段需在80℃條件下進行,適宜的加熱方式為______________。 (2)NaClO溶液與Ag反應的產(chǎn)物為AgCl、NaOH和O2,該反應的化學方程式為________________________。HNO3也能氧化Ag,從反應產(chǎn)物的角度分析,以HNO3代替NaClO的缺點是___________。 (3)為提高Ag的回收率,需對“過濾Ⅱ”的濾渣進行洗滌,并____________________。 (4)若省略“過濾Ⅰ”,直接向冷卻后的反應容器中滴加10%氨水,則需要增加氨水的用量,除因過量NaClO與NH3H2O反應外(該條件下NaClO3與NH3H2O不反應),還因為__________________。 (5)請設計從“過濾Ⅱ”后的濾液中獲取單質Ag的實驗方案:_____________________(實驗中須使用的試劑有:2 molL-1水合肼溶液,1 molL-1 H2SO4)。 [解析] (1)加熱溫度在低于100 ℃時,可采用水浴加熱的方式。(2)在溶液中,NaClO氧化Ag生成AgCl、NaOH和O2,根據(jù)得失電子守恒及原子守恒配平反應的化學方程式。HNO3氧化Ag時會產(chǎn)生氮氧化物,污染環(huán)境。(3)為提高Ag的回收率,需要將洗滌后的濾液也一起合并到過濾Ⅱ的濾液中。(4)未過濾掉的溶液會稀釋加入的氨水,增加氨水的用量;由已知信息①知冷卻后的溶液中因NaClO的分解,會含有一定濃度的Cl-,不利于AgCl和氨水反應的正向進行。(5)由已知信息③知,水合肼可以和銀氨溶液發(fā)生反應生成Ag和NH3。生成的NH3用1 molL-1 H2SO4溶液吸收,當溶液中不再產(chǎn)生氣泡時,說明反應已進行完全,靜置,過濾出生成的Ag,洗滌、干燥,得Ag。 [答案] (1)水浴加熱 (2)4Ag+4NaClO+2H2O===4AgCl+4NaOH+O2↑ 會釋放出氮氧化物(或NO、NO2),造成環(huán)境污染 (3)將洗滌后的濾液合并入過濾Ⅱ的濾液中 (4)未過濾掉的溶液會稀釋加入的氨水,且其中含有一定濃度的Cl-,不利于AgCl與氨水反應 (5)向濾液中滴加2 molL-1水合肼溶液,攪拌使其充分反應,同時用1 molL-1 H2SO4溶液吸收反應中- 配套講稿:
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