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专题十一 常见非金属及其重要化合物
【考纲展示】
1.了解常见非金属元素单质及其重要化合物的制备方法,掌握其主要性质及其应用。
2.了解常见非金属元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。
【考点探究】
考点一 碳、硅及其化合物的性质和应用
■ 核心透析
图111
【特别提醒】 (1)Si、SiO2用途混淆:Si可用作半导体材料、光电池和芯片;SiO2用于制作光导纤维、石英玻璃和光学仪器等。
(2)HF是弱酸,但能够与Si、SiO2反应,其他的强酸都不能与Si、SiO2反应:Si+4HF===SiF4↑+2H2↑、SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O。
(3)硅单质能够与NaOH溶液反应生成H2:Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑。
(4)碳的非金属性比硅强,但高温下碳可用于制取粗硅:SiO2+2CSi+2CO↑(另两个反应为Si+2Cl2SiCl4、SiCl4+2H2Si+4HCl);以及SiO2能够与Na2CO3反应:SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑(工业制玻璃原理之一)。
【典例探究】
1 下列关于硅及其化合物说法正确的是( )
①[2016·全国卷Ⅲ] HF与SiO2反应,故可用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记
②[2016·江苏卷] 向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸:Na2SiO3+2H+===H2SiO3↓+2Na+
③[2016·江苏卷] 各物质间的转化均能实现:SiO2SiCl4Si
④[2016·四川卷] 硅胶作袋装食品的干燥剂没有发生化学变化
⑤[2016·海南卷] 石英砂可用于生产单晶硅
⑥[2016·上海卷] 氧化铁中混有二氧化硅,使用氢氧化钠溶液和盐酸两种试剂能分离
⑦[2016·上海卷] SiH4的沸点高于CH4,推测H2Se的沸点高于H2S
A.①②④⑤⑥ B.②③⑤⑥⑦
C.③④⑤⑥⑦ D.①④⑤⑥⑦
式1 下列说法正确的是( )
A.硅材料广泛应用于光纤通讯
B.工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品
C.水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品
D.粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应
式2 二氧化硅(SiO2)又称硅石,是制备硅及其化合物的重要原料,其相关转化关系如图112所示,下列说法正确的是( )
图112
A.SiO2属于两性氧化物
B.盛放Na2CO3溶液的试剂瓶不能用玻璃塞
C.硅胶吸水后不能重复再生
D.图中所示转化反应都是氧化还原反应
考点二 卤素及其化合物的性质和应用
■ 核心透析
图113
【特别提醒】 (1)1 mol Cl2参加反应,转移电子数可能是2NA,也可能是NA[与NaOH、Ca(OH)2反应]或小于NA(与水反应是可逆反应)。
(2)具有强氧化性的不一定具有漂白性。Cl2可以用于漂白,但Cl2不具有漂白性,起漂白作用的是HClO。
(3)Cl2具有强氧化性,但常温下可以储存在钢瓶中。Cl2在点燃条件下与Fe反应,一定将铁氧化为FeCl3,而不是FeCl2,因为Cl2具有强氧化性。
(4)ClO-具有强氧化性,与SO、I-、S2-、Fe2+等还原性微粒不能大量共存。
(5)氯水的主要性质
①强氧化性——作用微粒:Cl2、HClO
氯水中有起漂白作用的HClO,不能用pH试纸测定氯水的pH;氯水与还原剂发生反应并要求书写方程式时一般可只考虑Cl2。
②强酸性——作用微粒:HCl。
(6)几个重要反应
①MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑
②Cl2+H2OHCl+HClO
③Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
④2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
⑤Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2
⑥X2+SO2+2H2O===2HX+H2SO4(X——Cl、Br、I)
⑦ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O(84消毒液与洁厕剂不能混合使用)
【典例探究】
2[2015·全国卷Ⅱ] 海水开发利用的部分过程如图114所示。下列说法错误的是( )
图114
A.向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
B.粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯
C.工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂
D.富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴,再用SO2将其还原吸收
式1 图115所示是验证氯气性质的微型实验,a、b、c、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。
已知:2KMnO4+16HCl===2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O
图115
对实验现象的“解释或结论”正确的是( )
选项
实验现象
解释或结论
A
a处变蓝,b处变红棕色
氧化性:Cl2>Br2>I2
B
c处先变红,后褪色
氯气与水生成了酸性物质
C
d处立即褪色
氯气与水生成了漂白性物质
D
e处变红色
还原性:Fe2+>Cl-
式2 某化学学习小组设计如图116实验装置(夹持和加热装置略去)制备Cl2,并探究氯气的相关性质。
图116
回答下列问题:
(1)若A装置中固体药品为MnO2,其化学方程式为______________________________________________。若A装置中固体药品为KClO3,则反应中每生成1 mol Cl2时转移电子的物质的量为__________mol。
(2)装置B的作用:______________________________________________。
(3)装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性,Ⅰ处是湿润的有色布条,则Ⅱ、Ⅲ处应加入的物质分别是____________________________________________________。
(4)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。但有同学认为该设计不够严密,他的理由可能是__________________________________________________________。
(5)请用化学方程式说明装置F的作用:__________________________________。
(6)甲同学提出,装置F中改用过量的Na2SO3溶液,乙同学认为此法不可行。请用离子方程式解释乙认为不可行的原因:________________________________。
考点三 硫及其化合物的性质和应用
■ 核心透析
图117
【特别提醒】 (1)体现S弱氧化性的两个反应:2Cu+SCu2S,Fe+SFeS。
(2)物质的褪色与漂白。物质被漂白一定发生了褪色,但物质褪色不一定是漂白,如SO2使品红褪色是漂白;但SO2使酸性高锰酸钾溶液、溴水褪色,体现其还原性。
(3)SO2通入BaCl2溶液无明显现象,原因是BaSO3是一种难溶于水易溶于酸的沉淀(或H2SO3的酸性比盐酸弱,弱酸不能制取强酸)。若继续向溶液中通入NH3、H2S、NO2等气体,可以产生相关的沉淀。
(4)酸的氧化性和氧化性酸。酸的氧化性是指H+的弱氧化性,而氧化性酸是指中心原子具有的强氧化性,如HClO、浓H2SO4、稀硝酸、浓硝酸中的Cl、S、N在反应中体现的强氧化性。
(5)SO2和CO2作为酸性氧化物,性质极其相似,不能从酸性氧化物的角度区分。通常利用SO2的漂白性和强还原性,鉴别或除去CO2中混有的SO2杂质。
(6)重要化学方程式
①Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
②C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
③Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O(SO2的制备)
④Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O
【典例探究】
3 某兴趣小组设计如图118所示装置制取SO2,研究其性质,并进一步探究在适当温度和催化剂的条件下,SO2与O2反应后混合气体的成分。
图118
回答下列问题:
(1)仪器G的名称是______________________________。
(2)B、C、D分别用于检验SO2的漂白性、还原性和氧化性。则C中反应的离子方程式为________________________,证明SO2有氧化性的实验现象是____________________。
(3)为了实现绿色环保的目标,某同学设计装置F来代替装置A。与装置A相比,装置F的优点是________________________________________(写出2点)。
(4)若选用装置F制取O2,可选用试剂________________________________。
(5)该小组同学设计如下装置来检验SO2与O2反应后混合气体的成分。
图119
已知:SO3遇水剧烈反应,放出大量热,产生酸雾;98.3%的H2SO4可以吸收SO3和酸雾。
供选试剂:蒸馏水、0.5 mol·L-1 BaCl2溶液、98.3%的H2SO4、2.0 mol·L-1 NaOH溶液、KMnO4溶液。
①c中应选用的试剂是______________,e中试剂的作用是__________________________________,f中收集的气体是__________________________。
②某同学提出用饱和NaHSO3溶液代替98.3%的H2SO4,请你评价该方案是否可行, 若可行不必说明理由;若不可行,简述其理由:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
式1 在探究SO2的性质实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是( )
A. 向SO2的水溶液中滴加紫色的石蕊试液,溶液变红,说明溶液中有H+
B. 向SO2的水溶液中滴加Ba(NO3)2溶液,溶液变浑浊,该白色沉淀为BaSO3
C.向品红溶液中不断地通入SO2气体,品红溶液褪色,说明SO2具有漂白性
D. 向酸性KMnO4溶液中通SO2气体,溶液紫色褪去,说明SO2具有还原性
式2 硫化亚铁是一种黑色块状固体,常温下难溶于水,易溶于酸而生成能溶于水的硫化氢气体。硫化亚铁在空气中煅烧时生成二氧化硫气体和烧渣。
(1)实验室常用FeS固体与酸反应制取H2S。已知10 ℃时,FeSO4· 7H2O的溶解度是20.5 g,FeCl2·4H2O的溶解度是64.5 g。从氧化还原反应、平衡移动和产品纯度等角度分析,实验室制取H2S时最好选用的酸是________(填字母)。
a.浓硫酸 b.盐酸 c.稀硫酸 d.稀硝酸
实验室制取H2S时,从反应物与生成物的状态、性质和反应条件分析,下列发生装置可选用的是__________(填序号)。
图1110
(2)硫化亚铁煅烧得到的烧渣的主要成分为FeO、Fe3O4和Fe2O3等。利用该烧渣制备铁红和副产品无氯钾肥的流程如下:
图1111
已知四种盐的溶解度随温度变化的曲线如图1112所示。请回答下列问题:
图1112
① 检验加入铁粉过滤后的滤液中是否含有Fe3+的方法是________________________________________________________________。该滤液加入NH4HCO3发生反应的离子方程式是____________________________________。
②(NH4)2SO4溶液加入KCl后得到无氯钾肥应进行的操作为__________、__________、洗涤、干燥等;反应的化学方程式为________________________________________。
③实验室煅烧FeCO3(s)的操作中需要的仪器除了三脚架、泥三角、酒精灯外,还需要________________。
(3)FeS煅烧后生成的SO2通入下列装置:
图1113
该实验的目的是______________________。若将SO2通入水中制成饱和溶液,请设计实验证明亚硫酸是弱电解质。实验方案:____________________________________________________。(提供的药品及仪器:蒸馏水,0.1 mol·L-1的NaOH溶液,pH计,其他仪器自选)
考点四 氮及其化合物的性质和应用
■ 核心透析
图1114
【特别提醒】 (1)氮的固定是指氮元素由游离态变为化合态,故NH3转化为NO、HNO3转化为NO等反应不是氮的固定。
(2)NH3是中学阶段涉及的唯一碱性气体。利用其碱性可以检验氨气的存在,还可用于铵盐的检验。
(3)通常收集气体方法中,NH3只能用向下排空气法收集;NO只能用排水法收集;NO2只能用向上排空气法收集。
(4)浓、稀硝酸均具有强氧化性,故与金属反应时都不能生成H2,但二者反应气体产物不同,浓硝酸反应生成的是NO2,稀硝酸反应生成的是NO。根据铜与浓HNO3、稀HNO3反应的剧烈程度差异,说明浓硝酸的氧化性强于稀硝酸,且一般硝酸的浓度越小,还原产物的化合价越低。
(5)几个重要反应
①NOx尾气处理
2NO+2CON2+2CO2
2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O
NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O
②有关NO计算的几个方程式
4NO+3O2+2H2O===4HNO3
4NO2+O2+2H2O===4HNO3
3NO2+H2O===2HNO3+NO
③几种制备
NH3制备:2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O
HNO3制备:4NH3+5O24NO+6H2O、2NO+O2===2NO2、3NO2+H2O===2HNO3+NO。
(6)Cu与混酸(HNO3与H2SO4混合)反应写成离子方程式再计算
3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O
【典例探究】
4 [2016·江苏卷] 在给定的条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A.SiO2SiCl4Si
B.FeS2SO2H2SO4
C.N2NH3NH4Cl(aq)
D.MgCO3MgCl2Mg
式1 取铜镁合金完全溶于浓硝酸中,反应过程中硝酸被还原只产生0.896 L NO2气体和0.672 L N2O4气体(气体体积都已折算到标准状况),在反应后的溶液中加足量的氢氧化钠溶液,生成沉淀质量为3.7 g。则合金中铜与镁的物质的量之比等于( )
A.1∶1 B.2∶1 C.2∶3 D.3∶2
式2 如图1115是部分短周期元素的单质及其化合物的转化关系图(有关反应的条件及生成的H2O已略去)。
图1115
已知:
a.A、B、C、D是非金属单质,其中B、C、D在常温常压下是气体。
b.反应①②是化工生产中的重要反应。
c.化合物E是形成酸雨的污染物之一,化合物K是常用的氮肥。
d.化合物L具有漂白性,可由Cl2与NaOH溶液反应制得。
e.化合物J由两种元素组成,它是火箭推进剂的成分之一,其相对分子质量为32。
请按要求填空:
(1)A元素在元素周期表中的位置为________________。
(2)反应③的化学方程式:__________________________。
(3)C的结构式:__________;F的一种用途:__________。
(4)L的溶液与化合物E反应的离子方程式:_________________________。
(5)化合物J的化学式:____________。
考点五 化学与环境污染和人体健康 化学与STSE
■ 核心透析
【典例探究】
5 [2016·全国卷Ⅱ] 下列关于燃料的说法错误的是( )
A.燃料燃烧产物CO2是温室气体之一
B.化石燃料完全燃烧不会造成大气污染
C.以液化石油气代替燃油可减少大气污染
D.燃料不完全燃烧排放的CO是大气污染物之一
式 下列说法不正确的是( )
A.氯气作水的杀菌消毒剂
B.硅胶作袋装食品的干燥剂
C.二氧化硫作纸浆的漂白剂
D.点燃爆竹后,硫燃烧生成SO3
【专题突破】
1.[2016·海南卷] 下列叙述错误的是( )
A.氦气可用于填充飞艇
B.氯化铁可用于硬水的软化
C.石英砂可用于生产单晶硅
D.聚四氟乙烯可用于厨具表面涂层
2.[2016·江苏卷] 大气中CO2含量的增加会加剧“温室效应”。下列活动会导致大气中CO2含量增加的是( )
A.燃烧煤炭供热 B.利用风力发电
C.增加植被面积 D.节约用水用电
3.[2016·海南卷] 下列实验设计正确的是( )
A.将SO2通入溴水中证明SO2具有漂白性
B.将铁屑放入稀HNO3中证明Fe比H2活泼
C.将澄清石灰水滴入某溶液证明其中存在CO
D.将乙烯通入KMnO4酸性溶液证明乙烯具有还原性
4.有a、b、c、d、e五种气体,现进行下列实验:
(1)a和b混合
气体变红棕色
(2)c和d混合
产生白烟
(3)c和e分别通入少量溴水中
溴水都变成无色透明的液体
(4)b和e分别通入氢硫酸中
都产生淡黄色浑浊
则a、b、c、d、e依次可能是( )
A.O2、NO、HCl、NH3、CO2
B.O2、NO、NH3、HCl、SO3
C.NO、O2、NH3、HCl、SO2
D.HCl、CO2、NH3、H2S、CH4
5.将9 g铜和铁的混合物投入100 mL稀硝酸中,充分反应后得到标准状况下1.12 L NO,剩余4.8 g金属;继续加入100 mL等浓度的稀硝酸,金属完全溶解,又得到标准状况下1.12 L NO。若向反应后的溶液中加入KSCN溶液,溶液不变红,则下列说法正确的是( )
A.原混合物中铜和铁各0.075 mol
B.稀硝酸的物质的量浓度为0.5 mol·L-1
C.第一次剩余4.8 g金属为铜和铁
D.再加入上述100 mL稀硝酸,又得到标准状况下1.12 L NO
专题十一 常见非金属及其重要化合物答案解析
考点一
[典例探究]
例1 D [解析] ①玻璃的主要成分是SiO2,HF能与SiO2反应,因此氢氟酸可以刻蚀玻璃,正确;②Na2SiO3为可溶性盐,在离子方程式中不能写成化学式,错误;③SiO2不与HCl反应,错误;④硅胶能吸水,吸水时没有发生化学变化,正确;⑤石英砂的主要成分是二氧化硅,可以用焦炭在高温下还原得到粗硅,再生产单晶硅,正确;⑥先加入过量氢氧化钠溶液,过滤、洗涤、干燥得氧化铁固体,向滤液中加入适量盐酸,过滤、洗涤、灼烧固体,得到二氧化硅,可以分离,正确;⑦组成和结构相似的物质,其相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔沸点越高,正确。D项正确。
例1变式1 A [解析] 光纤的主要成分为SiO2,是硅材料,A项正确;工艺师利用HF刻蚀石英制作艺术品,B项错误;水晶的主要成分是二氧化硅,含有硅元素,但不是硅酸盐,餐桌上的瓷盘是硅酸盐制品,C项错误;粗硅制备单晶硅先利用Cl2氧化粗硅为SiCl4,再利用H2还原SiCl4,D项错误。
例1变式2 B [解析] SiO2是酸性氧化物,A项错误。硅胶吸水后可以再生,C项错误。SiO2与HF的反应、SiO2与NaOH的反应、Na2SiO3与HCl的反应、SiO2与Na2CO3的反应等均为非氧化还原反应,D项错误。
考点二
[典例探究]
例2 C [解析] Cl2能将苦卤中的Br-氧化为Br2,A项正确;粗盐中含有泥沙等难溶物,可过滤除去,再通过重结晶等操作可实现粗盐提纯,B项正确;NaOH成本较高,一般不作为沉淀剂,可用CaO等廉价物质作沉淀剂,C项错误;D项富集溴的方法原理正确。
例2变式1 D [解析] 由现象得,氧化性:Cl2>Br2、Cl2>I2,但无法比较Br2与I2的氧化性强弱,A项错误;由现象可知在此过程中有酸性物质生成,同时生成了漂白性物质,B项错误;褪色可能是因为有漂白性物质生成,也可能是因为溶液不再显碱性,C项错误;此时Fe2+被Cl2氧化为Fe3+,而Cl2被还原为Cl-,还原剂Fe2+的还原性强于还原产物Cl-,D项正确。
例2变式2 (1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)除去氯气中的氯化氢,检测实验过程中装置C是否发生堵塞
(3)无水氯化钙,干燥的有色布条
(4)不能排除氯气对溴、碘的非金属性强弱实验的干扰
(5)Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
(6)SO+Cl2+H2O===SO+2Cl-+2H+,SO+2H+===SO2↑+H2O
[解析] (1)二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯气,化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;若A装置中固体药品为KClO3,和浓盐酸反应的化学方程式为KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O,反应生成3 mol Cl2,转移电子5 mol,则反应中每生成1 mol Cl2时转移电子的物质的量为 mol。(2)浓盐酸易挥发,制取的氯气中含有氯化氢,氯化氢易溶于水,氯气在饱和食盐水中溶解度不大,用饱和食盐水可以吸收氯化氢;还可检测实验过程中装置C是否发生堵塞,若C中发生堵塞,则B中长颈漏斗中液面上升,形成液柱。(5)氯气有毒,直接排放容易造成空气污染,氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,化学方程式为Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。(6)亚硫酸钠溶液中通入氯气反应生成硫酸钠,反应的离子方程式为SO+Cl2+H2O===SO+2Cl-+2H+,同时生成的盐酸和亚硫酸钠反应会生成污染性气体二氧化硫,反应的离子方程式为SO+2H+===SO2↑+H2O。
考点三
[典例探究]
例3 (1)分液漏斗
(2)SO2+I2+2H2O===SO+2I-+4H+ D中溶液变浑浊
(3)不用加热(或节约能源或药品),相对安全;易于控制反应进行;反应更充分(任答2点)
(4)过氧化钠和水或二氧化锰和过氧化氢溶液
(5)①0.5 mol·L-1 BaCl2溶液 检验和除去SO2 O2
②不可行,SO3与NaHSO3反应生成SO2,干扰对原混合气体中SO2的检验
[解析] (1)仪器G的名称是分液漏斗。(2)B、C、D分别用于检验SO2的漂白性、还原性和氧化性,则C中反应的离子方程式为SO2+I2+2H2O===SO+2I-+4H+,D装置用来证明二氧化硫具有氧化性,发生了二氧化硫和硫化氢的归中反应,生成单质硫,因此证明SO2有氧化性的实验现象是D中溶液变浑浊。 (3)为了实现绿色环保的目标,某同学设计装置F来代替装置A,与装置A相比,装置F中采用分液漏斗来滴加浓硫酸,且将药品铜片换成了亚硫酸钠,利用难挥发性酸制备易挥发性酸,装置F的优点是不用加热(或节约能源或药品),相对安全;易于控制反应进行;反应更充分。(4)装置F为液固不加热制备气体的装置,若选用装置F制取O2,可选用试剂过氧化钠和水或二氧化锰和过氧化氢溶液。(5)①该装置中a装置为干燥混合气体,控制气体流速,b装置使SO2与O2反应,c装置是验证反应后混合气体中含有SO3,所以c中试剂是0.5 mol·L-1 BaCl2溶液,d装置作用是吸收SO3和酸雾,e装置作用是通过高锰酸钾溶液吸收SO2而褪色证明混合气体中含有SO2,故e中试剂的作用是检验和除去SO2,f中收集的气体是氧气。②若用饱和NaHSO3溶液代替98.3%的H2SO4,不可行,其理由是SO3与NaHSO3反应生成SO2,干扰对原混合气体中SO2的检验。
例3变式1 B [解析] SO2和水反应生成H2SO3,H2SO3电离出H+而使其溶液呈酸性,酸能使紫色石蕊试液变红色,A项正确;SO2被硝酸氧化生成SO,SO和Ba2+反应生成BaSO4沉淀,所以产生的沉淀是BaSO4,B项错误;二氧化硫具有漂白性可以使品红溶液褪色,C项正确;高锰酸钾溶液具有氧化性,能氧化还原性物质,向其中通入SO2,溶液褪色,则高锰酸钾被还原,所以说明SO2具有还原性,D项正确。
例3变式2 (1)c bc
(2) ①取少量滤液于试管中,滴加2~3滴KSCN溶液,溶液变红说明含有Fe3+,否则不含Fe3+ Fe2++2HCO===FeCO3+CO2↑+H2O
②蒸发结晶 趁热过滤 (NH4)2SO4+2KCl===K2SO4+2NH4Cl
③玻璃棒、坩埚、坩埚钳
(3)比较亚硫酸和碳酸的酸性强弱 首先测定亚硫酸饱和溶液的pH,转化成氢离子浓度,然后用中和滴定法测定饱和溶液的浓度,若亚硫酸饱和溶液的浓度大于氢离子浓度,则亚硫酸为不完全电离,属于弱电解质
[解析] (2)①检验Fe3+的方法:取少量滤液于试管中,滴加2~3滴KSCN溶液,溶液变红说明含有Fe3+,否则不含Fe3+。②(NH4)2SO4溶液加入KCl后得到无氯钾肥应蒸发结晶、趁热过滤洗涤、干燥等;反应方程式为(NH4)2SO4+2KCl===K2SO4+2NH4Cl。③煅烧FeCO3(s)的操作中需要的仪器有三脚架、泥三角、酒精灯、玻璃棒、坩埚、坩埚钳。(3)二氧化硫通入碳酸氢钠溶液生成二氧化碳,利用强酸制弱酸原理,比较亚硫酸和碳酸的酸性强弱。
考点四
[典例探究]
例4 C [解析] SiO2不与HCl反应,A项错误; SO2与H2O反应生成H2SO3而不是H2SO4,B项错误;制备单质Mg应电解熔融的MgCl2,D项错误;C项正确。
例4变式1 C [解析] 生成NO2和N2O4转移电子的物质的量为n(e-)=n(NO2)+n(N2O4)×2=0.1 mol。则有:n(Cu)+n(Mg)=0.05 mol,64 g/mol×n(Cu)+24 g/mol×n(Mg)=3.7 g-1.7 g,解得:n(Cu)=0.02 mol、n(Mg)=0.03 mol,故n(Cu)∶n(Mg)=2∶3,C项正确。
例4变式2 (1)第三周期,第ⅥA族
(2)2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4
(3)N≡N 作制冷剂、制HNO3等
(4)ClO-+SO2+H2O===Cl-+SO+2H+
(5)N2H4
[解析] 由短周期元素的单质及其化合物的转化关系图,及化合物E是形成酸雨的污染物之一可知,E为SO2,A、B、C、D都是非金属单质,其中B、C、D在常温常压下是气体,则A为S,B为O2;化合物K是常用的氮肥,K为硫酸铵,所以F为氨气,则C、D分别为N2、H2中的一种;化合物L具有漂白性,可由Cl2与NaOH溶液反应制得,则L为NaClO,氨气与NaClO反应生成J,J由两种元素组成,它是火箭推进剂的成分之一,其相对分子质量为32,则J为N2H4;J与氧气反应生成C,C为氮气。(1)上述推断A为S,在周期表中位置为第三周期第ⅥA族;(2)该反应为氨气与硫酸反应生成硫酸铵,化学方程式为2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4;(3)C为氮气,其结构式为NN,F为氨气,可以作制冷剂和制HNO3的原料等。
考点五
[典例探究]
例5 B [解析] 含硫化石燃料完全燃烧产物含有CO2、SO2等气体,CO2气体能产生温室效应,SO2气体有毒,能造成大气污染,A项正确、B项错误;液化石油气的主要成分是烃,燃烧产物主要为CO2和水,故液化石油气代替燃油可以减少大气污染,C项正确;燃料不完全燃烧产生的CO有毒,是大气污染物之一,D项正确。
例5变式 D [解析] 硫燃烧后生成的产物是SO2而不是SO3,D项错误。
【专题突破】
1.B [解析] 氦气密度小,化学性质稳定,可用于填充飞艇,A项正确;氯化铁与水中的钙离子、镁离子不反应,不可用于硬水的软化,B项错误; 石英砂的主要成分是二氧化硅,可以用焦炭在高温下还原得到粗硅,再生产单晶硅,C项正确;聚四氟乙烯的化学性质稳定,耐高温,可用于厨具表面涂层,D项正确。
2.A [解析] 煤炭燃烧会放出CO2,导致大气中CO2的含量增加,A项正确。
3.D [解析] SO2使溴水褪色体现二氧化硫的还原性,A项错误;铁屑与稀硝酸反应产生NO,不产生H2,B项错误;若溶液中存在HCO,则加入澄清石灰水也能产生白色沉淀,C项错误;乙烯能使KMnO4酸性溶液褪色,体现了乙烯的还原性,D项正确
4.C [解析] (1)a和b混合,气体变成红棕色,则a和b分别是NO与O2 中的某一种气体;(4)b通入氢硫酸中产生淡黄色沉淀,则b是氧气,a是NO;(2)c和d混合产生白烟,则c和d分别是NH3、HCl中的一种;(3)c通入溴水中变成无色透明的液体,则c是NH3,d是HCl;e通入溴水中,溴水变成无色透明的液体,结合e通入氢硫酸中产生淡黄色浑浊,可知e为SO2 ,则a是NO,b是O2 ,c是NH3 ,d是HCl,e是SO2。
5.A [解析] 第一次加稀硝酸时有金属剩余,溶解的4.2 g金属均被氧化为+2价,溶解的金属的物质的量为×3×=0.075 mol,金属的摩尔质量为=56 g·mol-1,溶解的金属是铁;第二次加稀硝酸后金属完全溶解,由题意可知Fe2+未被氧化,溶解的4.8 g金属也一定被氧化为+2价,金属的摩尔质量为=64 g·mol-1,说明剩余的4.8 g金属是铜,故A正确,C错误;c(HNO3)==2 mol·L-1,B错误;再加100 mL稀硝酸,反应为3Fe2++4H++NO===3Fe3++NO↑+2H2O,HNO3足量,0.075 mol Fe2+生成0.025 mol NO,标准状况下体积为0.56 L,故D错误。
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