非金属(Cl、S、Te)及其化合物制备流程与实验探究(含解析).doc

2020届高考化学第二轮专题复习课时提升训练
非金属（Cl、S、Te）及其化合物制备流程与实验探究
1、碲单质和化合物在化工生产等方面具有广泛应用。工业上常用铜阳极泥(主要成分是Cu2Te，含Ag、Au等杂质)为原料提取碲并回收金属，其工艺流程如下：

已知：TeO2微溶于水，易溶于较浓的强酸和强碱。在元素周期表中碲与硫同主族，碲原子比硫原子多2个电子层。
(1)在元素周期表中，碲位于_______________________。
(2)Cu2Te中碲元素的化合价为________。
(3)“加压酸浸1”过程中控制溶液的pH为5左右，将碲转化成TeO2，其中“加压”的目的是__写出“加压酸浸1”过程中发生反应的化学方程式______________________。
(4)“还原”反应中氧化产物和还原产物的物质的量之比为________。
(5)工业上另一种提取碲的方法是将铜阳极泥在空气中焙烧，使碲转化成TeO2，再碱浸进一步将TeO2转化成Na2TeO3，以石墨为电极电解Na2TeO3溶液获得Te。电解过程中阴极附近电解质溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”)；阳极产物主要是O2，有少量Na2TeO4，写出阳极上生成Na2TeO4的电极反应式：
__________________
(6)以滤液为原料回收铜有如下方案：
方案1：向一定量滤液中加入适量的氢氧化钠溶液，调节溶液pH，使其充分反应，过滤、洗涤、灼烧、还原得铜单质。
方案2：请你参照上述工艺流程，利用置换反应原理设计流程___________________。
答案：(1)第五周期ⅥA族
(2)－2
(3)增大O2浓度，提高浸出率　Cu2Te＋2O2＋2H2SO4===2CuSO4＋TeO2＋2H2O
(4)2∶1
(5)增大　TeO－2e－＋2OH－===TeO＋H2O
(6)
2、二氯化砜(SO2Cl2)是一种无色液体，主要用于有机物和无机物的氯化等。其熔点为－54.1℃，沸点为69.2℃；常温下比较稳定，受热易分解，遇水剧烈反应生成硫酸和盐酸。
(1)制备。实验室可利用SO2和Cl2按下列装置制取少量SO2Cl2(丙中放有樟脑液，起催化作用)。已知SO2(g)＋Cl2(g) SO2Cl2(g)　ΔH＜0

①可以用浓盐酸和酸性高锰酸钾制取氯气，该反应的化学方程式为__________________，溶液A________________________________。
②上图实框中仪器己的名称为__________________________；反应装置图的虚框中未画出的仪器是________(填“己”或“庚”)。
③如果将丙装置放入冰水中会更有利于二氯化砜的生成，其原因是
______________________________________________________。
④下列有关说法错误的是________(填字母)。
a．乙、戊装置相同，在实验中的作用也完全相同
b．甲、丁装置为洗气装置，可用于气体的除杂和干燥
c．组装仪器后首先要进行的操作是检查装置的气密性
d．为提高反应物的利用率，可控制甲、丁装置中产生气泡的速率相等
(2)提纯。将收集到的产物进行减压蒸馏，减压蒸馏的目的是
_________________________________________。
(3)测定。取1.00g蒸馏后的液体，小心地完全溶于水，向所得的溶液中加入足量氯化钡溶液，测得生成沉淀的质量为1.60g，则所得蒸馏成分中二氯化砜的质量百分含量为________%(精确到0.01)。
(4)贮存。二氯化砜应储存于阴凉、干燥、通风良好的库房。但久置后微显黄色，其原因是___________________。
答案：(1)①16HCl(浓)＋2KMnO4===5Cl2↑＋2MnCl2＋2KCl＋8H2O　饱和氯化钠溶液　②球形冷凝管　己　③该反应是放热反应，降低温度能使平衡向右移动，有利于二氯化砜的生成　④a
(2)降低二氯化砜的沸点，减少二氯化砜的分解
(3)92.70
(4)二氯化砜自身分解生成的氯气溶于二氯化砜中
解析　(1)①Cl2通过甲除去其中的杂质HCl，溶液A为饱和食盐水。②因为球形冷凝管的冷却效果好，所以反应装置图的虚框中未画出的仪器是己。④乙的作用是除去水蒸气，戊的作用是除去剩余的有毒气体Cl2、SO2，并且防止空气中的水蒸气进入反应装置，二者作用不完全相同；可以控制甲、丁装置中产生气泡的速率相等，Cl2和SO2的配比符合反应比。(3)沉淀是硫酸钡，二氯化砜的质量百分含量为1.60××100%≈92.70%。
3、亚硝酰氯(NOCl)是一种红褐色液体或黄色气体，其熔点为－64.5℃，沸点为－5.5℃，遇水易水解。它是有机合成中的重要试剂，可由NO与Cl2在常温常压下合成。

(1)实验室制备原料气NO和Cl2的装置如图所示。
实验室制Cl2时，装置A中烧瓶内发生反应的化学方程式为_____________________。装置B中盛放的试剂为________，其作用为__________________________。
(2)将上述收集到的Cl2充入D的集气瓶中，按图示装置制备亚硝酰氯。

①NOCl分子中各原子均满足8电子稳定结构，则NOCl的电子式为______________。
②装置D中发生反应的化学方程式为___________________。
③如果不用装置E会引起什么后果？
___________________
④某同学认为装置F不能有效吸收尾气中的某种气体，该气体为________，为了充分吸收尾气，可将尾气与________同时通入氢氧化钠溶液中。
(3)工业上可用间接电化学法除去NO，其原理如图所示，吸收塔中发生的反应为NO＋S2O＋H2O―→N2＋HSO。

①吸收塔内发生反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
②阴极的电极反应式为_________________________。
答案：(1)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
饱和食盐水　除去Cl2中的HCl气体
(2)①
②2NO＋Cl22NOCl　③装置F中的水蒸气进入装置D中，导致产品水解　④NO　O2
(3)①1∶1　②2HSO＋2H＋＋2e－===S2O＋2H2O
解析　(1)实验室利用MnO2和浓盐酸反应制取氯气，化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。由于浓盐酸易挥发，制得的氯气中含有杂质HCl，故装置B中盛放的试剂为饱和食盐水，其作用为除去HCl。(2)①NOCl分子中各原子均满足8电子稳定结构，则NOCl的结构式为O==N—Cl，电子式为。②装置D中NO和Cl2反应生成NOCl，化学方程式为2NO＋Cl22NOCl。③根据提供的信息，NOCl遇水易水解，如果不用装置E，装置F中的水蒸气会进入装置D中，导致产品水解。④NO与NaOH溶液不反应，要充分吸收NO，可以将NO和O2同时通入NaOH溶液中。(3)①由NON2、S2O2HSO，可知NO、S2O的物质的量之比为1∶1。②由题图知，阴极上HSO发生还原反应，生成S2O，电极反应式为2HSO＋2H＋＋2e－===S2O＋2H2O。
4、焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是一种食品添加剂。实验室制备焦亚硫酸钠的步骤和装置图如下：
①在饱和Na2CO3溶液中通入SO2至pH为4.1，生成NaHSO3溶液；
②加碳酸钠粉末调至pH为7～8；
③再通SO2至pH为4.1；
④从过饱和溶液中析出Na2S2O5晶体。

回答下列问题：
(1)按气体从左至右，装置接口的连接顺序为a→________________。
(2)A装置制备SO2，此反应中硫酸体现的性质是________________(填字母)。收集SO2的方法是____________。
a．强氧化性b．吸水性c．脱水性d．强酸性
(3)写出制备Na2S2O5的总化学方程式：__________________________________________。
(4)Na2S2O5水溶液呈酸性，其原因是
___________________________________。
(5)步骤①中，测定溶液pH＝4.1选用的是__________填字母)。
a．广范pH试纸　　b．pH计　　c．精密pH试纸
pH>4.1时，则产品中会有副产物，其化学式是_________________________________。
(6)①饱和溶液中析出焦亚硫酸钠晶体，分离出产品的方法是__________、洗涤和干燥。
②已知：Na2S2O5＋2HCl===2NaCl＋2SO2↑＋H2O。检验焦亚硫酸钠产品中是否含有Na2SO4的操作是
________________________________。
答案：(1)c→d→e→f→b
(2)d　向上排空气法
(3)Na2CO3＋2SO2===Na2S2O5＋CO2
(4)Na2S2O5与H2O反应生成NaHSO3，HSO的电离程度大于其水解程度
(5)bc　Na2SO3
(6)①过滤　②取少量产品于试管中，加适量蒸馏水溶解，滴加足量盐酸和氯化钡溶液
解析　(1)设计思路：制备SO2的发生装置、安全瓶、反应装置、尾气吸收装置。(2)硫酸为二元强酸，与亚硫酸钠反应生成SO2。用向上排空气法收集SO2。(3)碳酸钠与二氧化硫反应生成焦亚硫酸钠和二氧化碳。(4)焦亚硫酸钠中硫元素为＋4价，焦亚硫酸钠与水反应生成亚硫酸氢钠，亚硫酸氢根离子在水中的电离程度大于其水解程度，故溶液呈酸性。(5)广范pH试纸只能粗略地测定pH，读数为整数。如果溶液酸性弱，会生成亚硫酸钠副产品。(6)①产品已析出，直接过滤。②检验产品中是否含有硫酸钠的试剂是盐酸、氯化钡溶液。
5、高氯酸可用于生产高氯酸盐、人造金刚石提纯、电影胶片制造、医药工业等方面。工业上用以下工艺流程生产高氯酸，同时得到副产物亚氯酸钠(NaClO2)粗品。

已知：①NaHSO4的溶解度随温度的升高而增大，适当条件下可结晶析出。
②高氯酸是迄今为止已知酸中的最强酸，沸点为90℃。
③NaClO2固体受热易分解。
请回答下列问题：
(1)反应器Ⅰ中发生反应的化学方程式为_______________________，
冷却过滤的目的是____________________________，能用蒸馏法分离出高氯酸的原因是_________________________________。
(2)反应器Ⅱ中通入SO2的目的是________________________
_________________________________________________________。
(3)从反应器Ⅱ中获得NaClO2粗品的实验操作依次是________(填字母，下同)，进一步提纯的操作为______。
a．过滤　b．重结晶　c．蒸馏　d．蒸发浓缩　e．蒸干灼烧
f．冷却结晶　g．萃取分液
(4)现提供0.1mol·L－1的NaHSO4溶液，请设计实验方案判断HSO在溶液中是否完全电离： ____________________________________
答案：(1)3NaClO3＋3H2SO4(浓)===HClO4＋2ClO2↑＋3NaHSO4＋H2O　降低NaHSO4的溶解度并分离出NaHSO4晶体　高氯酸的沸点比较低，与溶剂H2O的沸点相差10℃，容易从溶液中逸出
(2)SO2作为还原剂把ClO2还原为NaClO2
(3)dfa　b
(4)用精密pH试纸或pH计测定0.1mol·L－1的NaHSO4溶液的pH，如果pH＝1，则HSO在溶液中完全电离；如果pH>1，则HSO在溶液中不完全电离