2019-2020年高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第4章 非金屬及其化合物教案.doc
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2019-2020年高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第4章 非金屬及其化合物教案 復(fù)習(xí)目標(biāo): 1、掌握碳、硅及其化合物的性質(zhì)、轉(zhuǎn)化關(guān)系。 2、了解硅酸鹽工業(yè),新型無機非金屬材料的特性及其應(yīng)用。 基礎(chǔ)知識: 一、碳、硅元素的存在及單質(zhì)的性質(zhì)和用途 1.存在形態(tài) 自然界中碳元素既有游離態(tài),又有化合態(tài),而硅元素僅有化合態(tài)。碳單質(zhì)主要有金剛石、石墨等同素異形體,硅單質(zhì)主要有晶體硅和無定形硅兩大類。 2.單質(zhì)的性質(zhì)與用途比較 碳 硅 結(jié)構(gòu) 金剛石:空間網(wǎng)狀 結(jié)構(gòu) 石墨: 層狀結(jié)構(gòu)的晶體 晶體硅:空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 物理性質(zhì) 金剛石熔點高、硬度大 石墨熔點高、質(zhì)軟 ,有滑膩感 晶體硅硬度 大、熔點 高 化 學(xué) 性 質(zhì) 與非金屬 單質(zhì)反應(yīng) 與O2反應(yīng):C+O2=CO2(完全燃燒), 2C+O2=2CO(不完全燃燒) 與O2、Cl2反應(yīng): Si+O2=SiO2 Si+2Cl2=SiCl4 與氧化物 反應(yīng) 與CuO,SiO2反應(yīng)C+2CuO=2Cu+CO2↑ C+SiO2=Si+2CO↑ 與酸反應(yīng) 與濃H2SO4、濃HNO3反應(yīng): 與氫氟酸的反應(yīng): C+2H2SO4(濃)=CO2↑+2SO2↑+2H2O, C+4HNO3(濃)=CO2↑+4NO2↑+2H2O Si+4HF=SiF4↑+2H2↑ 與堿反應(yīng) Si+2OH-+H2O=SiO+2H2↑ 【例1】 3.碳、硅元素的單質(zhì)及其化合物的特殊性 ①一般情況,非金屬元素單質(zhì)熔沸點低,硬度小,但硅、金剛石熔沸點高,硬度大,其中金剛石為硬度最大的物質(zhì)。 ②一般情況,非金屬元素單質(zhì)為絕緣體,但硅為半導(dǎo)體,石墨為電的良導(dǎo)體。 ③一般情況,較強氧化劑+較強還原劑===較弱氧化劑+較弱還原劑,而碳卻還原出比它更強的還原劑:SiO2+2C =Si+2CO↑,F(xiàn)eO+C = Fe+CO↑。 ④硅為非金屬,卻可以和強堿反應(yīng),放出氫氣: Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑。 ⑤一般情況,較活潑金屬+酸===鹽+氫氣,然而Si是非金屬,卻能與氫氟酸發(fā)生反應(yīng):Si+4HF===SiF4↑+2H2↑。 ⑥一般情況,堿性氧化物+酸===鹽+水,SiO2是酸性氧化物,卻能與氫氟酸發(fā)生反應(yīng):SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O。 ⑦一般情況,非常活潑金屬(Na、K等)才能夠置換出H2O中的氫,但C+H2O(g)=CO+ H2↑。 ⑧一般情況,非金屬氧化物與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸,如CO2+H2O= H2CO3,但SiO2不溶于水,不與水反應(yīng)。 4.硅與鋁的相似性及區(qū)別 (1)與強堿溶液反應(yīng)時相似 ①Si、Al均與NaOH溶液反應(yīng)生成鹽和H2。 ②SiO2、Al2O3、H2SiO3、H3AlO3[Al(OH)3]均與NaOH溶液反應(yīng)生成鹽和水。 ③Na2SiO3、NaAlO2溶液通入過量CO2均生成白色 沉淀。 (2)區(qū)別 ①除氫氟酸外,Si、SiO2、H2SiO3不與其它酸反應(yīng)。 ②Al2O3、Al(OH)3屬兩性化合物。 ③Na2SiO3溶液、NaAlO2溶液與過量鹽酸反應(yīng)時現(xiàn)象不同。 二、CO2和SiO2的比較 物質(zhì) 二氧化硅 二氧化碳 化學(xué)式 SiO2 CO2 晶體類型 原子晶體 分子晶體 主要物理性質(zhì) 硬度大,熔、沸點高,常溫下為固體,不溶于水 熔、沸點低,常溫下為氣體,微溶于水 化學(xué)性質(zhì) 與水反應(yīng) 不反應(yīng) CO2+H2O=H2CO3 與酸反應(yīng) SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O 不反應(yīng) 與堿反應(yīng) SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O (盛堿液的試劑瓶用橡皮塞) CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O CO2+NaOH=NaHCO3 與鹽反應(yīng) SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2↑ Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3 與堿性氧化物反應(yīng) SiO2+CaO=CaSiO3 CO2+Na2O===Na2CO3 三、硅酸和硅酸鹽 1.硅酸 (1)溶解性:溶解度很小。 (2)化學(xué)性質(zhì)——弱酸性:酸性比碳酸還弱。Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3 ↓ 。 (3)制備:可用硅酸鈉與鹽酸反應(yīng)制得: Na2SiO3+2HCl===2NaCl+H2SiO3↓ 2.硅酸鹽 (1)硅酸鹽:是由 硅、氧和金屬組成的化合物的總稱,是構(gòu)成地殼巖石的重要成分。 (2)硅酸鈉:硅酸鈉的水溶液俗稱 水玻璃,是制備硅膠和木材防火劑等的原料。 (3)硅酸鹽組成的表示 通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示硅酸鹽的組成:如硅酸鈉(Na2SiO3)可表示為 Na2OSiO2,長石(KAlSi3O8)可表示為:K2OAl2O36SiO2 。 【注意事項】 氧化物的順序:活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→二氧化硅→水。 氧化物前系數(shù)配置原則:除氧元素外,其他元素按配置前后原子個數(shù)守恒原則配置系數(shù)。 ①氧化物之間以“”隔開;②系數(shù)配置出現(xiàn)分?jǐn)?shù)應(yīng)化為整數(shù)。 例如:長石:KAlSi3O8不能寫成 K2O Al2O33SiO2,應(yīng)寫成K2OAl2O36SiO2。 四、傳統(tǒng)無機非金屬材料 (1)普通玻璃 ①主要原料: 純堿、石灰石、石英。 ②主要成分: Na2SiO3 、CaSiO3 、 SiO2 。 (2)普通硅酸鹽水泥 ①主要原料: 石灰石 、 黏土 。 ②主要成分(寫出名稱和化學(xué)式): 硅酸三鈣(3CaOSiO2)、硅酸二鈣(2CaOSiO2)、鋁酸三鈣(3CaOAl2O3) 【例2、3】 例題精講: 【例1】(xx年全國卷Ⅱ)對于ⅣA族元素,下列敘述中不正確的是( ) A.SiO2和CO2中Si和O,C和O之間都是共價鍵 B.C、Si、Ge的最外層電子數(shù)都是4,次外層電子數(shù)都是8 C.CO2和SiO2都是酸性氧化物,在一定條件下都能和氧化鈣反應(yīng) D.該族元素的主要化合價是+4和+2 〖解析〗ⅣA族元素最外層電子數(shù)都是4,但C原子的次外層只有2個電子,Ge原子的次外層有18個電子。SiO2和CO2都是共價化合物,且都是酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性。答案為B。 〖答案〗B 【例2】 下列關(guān)于無機非金屬材料的說法中不正確的是 ( ) A.傳統(tǒng)無機非金屬材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸鹽材料 B.新型無機非金屬材料雖然克服了傳統(tǒng)無機非金屬材料的缺點,但強度比較差 C.高溫結(jié)構(gòu)材料具有耐高溫、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等優(yōu)點 D.傳統(tǒng)無機非金屬材料和新型無機非金屬材料的主要成分不同 〖解析〗無機非金屬材料分為傳統(tǒng)無機非金屬材料和新型無機非金屬材料兩大類。傳統(tǒng)無機非金屬材料是指我們常說的硅酸鹽材料,包括玻璃、水泥、磚瓦、陶瓷等;新型無機非金屬材料是指一些新型的具有特殊結(jié)構(gòu)和特殊功能的非硅酸鹽型材料。新型無機非金屬材料與傳統(tǒng)無機非金屬材料相比,具有許多優(yōu)良性能,如耐高溫、耐磨損、耐酸堿腐蝕、具有壓電效應(yīng)、具有生物功能等。 〖答案〗 B 【例3】下列表述正確的是 ( ) ①人造剛玉的熔點很高,可用作高級耐火材料,主要成分是二氧化硅 ②化學(xué)家采用瑪瑙研缽摩擦固體反應(yīng)物進(jìn)行無溶劑合成,瑪瑙的主要成分是硅酸鹽 ③提前建成的三峽大壩使用了大量水泥,水泥是硅酸鹽材料 ④夏天到了,游客佩戴由添加氧化亞銅的二氧化硅玻璃制作的變色眼鏡來保護(hù)眼睛 ⑤太陽能電池可采用硅材料制作,其應(yīng)用有利于環(huán)保、節(jié)能 A.①②③ B.②④ C.③④⑤ D.③⑤ 〖答案〗D 〖實驗探究 高純硅的制取實驗〗 單晶硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ)材料。通常用碳在高溫下還原二氧化硅制得粗硅(含鐵、鋁、硼、磷等雜質(zhì)),粗硅與氯氣反應(yīng)生成四氯化硅(反應(yīng)溫度為450℃~500℃),四氯化硅經(jīng)提純后用氫氣還原可得高純硅。以下是實驗室制備四氯化硅的裝置圖: 相關(guān)信息如下: ①四氯化硅遇水極易水解 ②硼、鋁、鐵、磷在高溫下均能與氯氣直接反應(yīng)生成相應(yīng)的氯化物 ③有關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)見下表: 請回答下列問題: (1)裝置A中g(shù)管的作用是 ;裝置C中的試劑是 。 (2)甲方案:f接裝置Ⅰ;乙方案:f接裝置Ⅱ。但是裝置Ⅰ、Ⅱ都有不足之處,請你評價后填寫下表。 方案 優(yōu)點 缺點 甲 乙 (3)在上述(2)的評價基礎(chǔ)上,請你設(shè)計一個合理方案并用文字表述: 。 (4)SiCl4與H2反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 〖解析〗 (1)g管使分液漏斗與燒瓶連通,使?jié)恹}酸順利滴下。由信息知,四氯化硅與水反應(yīng),故需除去氯氣中的水。B瓶裝飽和食鹽水除去氯氣中的氯化氫氣體,C瓶裝濃硫酸干燥氯氣。(2)四氯化硅在常溫下易液化,如果收集產(chǎn)品的導(dǎo)管太細(xì)易堵塞導(dǎo)管;制取的四氯化硅需要冷凝;由于尾氣中含有氯氣,要設(shè)置尾氣處理裝置,四氯化硅易水解,要避免空氣中的水蒸氣進(jìn)入產(chǎn)品收集裝置。 (3)將甲、乙方案的優(yōu)點集中在一起設(shè)計合理的方案。 〖答案〗 (1)平衡壓強,使液體從分液漏斗中順利流下濃硫酸(2) 方案 優(yōu)點 缺點 甲 ①收集產(chǎn)品的導(dǎo)管粗,不會堵塞導(dǎo)管 ②冷凝產(chǎn)品,減少產(chǎn)品損失 ①空氣中的水蒸氣進(jìn)入產(chǎn)品收集裝置,使四氯化硅水解 ②尾氣沒有處理,污染環(huán)境 乙 ①有尾氣處理裝置,注重環(huán)保②避免空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置 ①產(chǎn)品易堵塞導(dǎo)管 ②沒有冷凝裝置,產(chǎn)品易損失 (3)在裝置Ⅰ的i處接干燥管j (4)SiCl4+2H2=Si+4HCl 第四章 非金屬及其化合物 第二課時 富集在海水中的元素——氯 復(fù)習(xí)目標(biāo): 1、掌握氯及其化合物的物理、化學(xué)性質(zhì)。 2、掌握鹵族元素的相似性和遞變性。 3、理解海水資源的綜合開發(fā)利用以及氯堿工業(yè)。 基礎(chǔ)知識: 一、氯氣 【思考】并回答下列問題: (1)Cl2為什么易液化?常見的易液化的氣體還有哪幾種? (2)用什么現(xiàn)象說明Cl2溶于水時只有少量Cl2與水發(fā)生了反應(yīng)? (3)將Cl2通入石蕊試液中的現(xiàn)象是什么? (4)常見的有特殊顏色的氣體有哪些?各顯什么顏色? (5)你知道的具有漂白性的物質(zhì)有哪些?漂白原理有什么不同? 1、物理性質(zhì) 通常情況下,氯氣是黃綠色、有刺激性氣味的氣體。 密度比空氣大 ,有毒,易液化,能溶于水,通常1體積水約溶解 2 體積氯氣,其水溶液稱為氯水。 實驗室里聞有毒氣體及未知氣體氣味的方法是:用手在瓶口輕輕扇動,僅使極少量氣體飄進(jìn)鼻孔 。 2、化學(xué)性質(zhì) Cl的最外層有7個電子,易得到1個e-,具有很強的氧化性,能跟很多具有還原性的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),如金屬、非金屬單質(zhì)、化合物等。 (1)與金屬反應(yīng) 銅、鐵在氯氣中燃燒的化學(xué)方程式為: Cu+Cl2 = CuCl2 (棕黃色煙) 2Fe+3Cl2 =2FeCl3 (棕褐色煙) (2)與非金屬反應(yīng) 氫氣在氯氣中燃燒的化學(xué)方程式為: H2+Cl2 = 2HCl (蒼白色火焰) ★(3)與水反應(yīng) 氯氣與水反應(yīng)的化學(xué)方程式: Cl2+H2O=HCl+HClO 。 A、氯水與次氯酸 氯氣的水溶液叫氯水,呈黃綠色,溶于水的部分氯氣與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸。 Cl2+H2OHCl+HClO 次氯酸(HClO)具有三個性質(zhì): (1)弱酸性,其酸性比碳酸還弱,即HClOH++ClO-。 (2)不穩(wěn)定性:次氯酸不穩(wěn)定,見光容易分解放出氧氣。 化學(xué)方程式是2HClO= 2HCl+O2↑。 (3)強氧化性:次氯酸是一種強氧化劑,能殺死水里的病菌,故自來水常用氯氣來殺菌消毒。次氯酸的強氧化性,能使某些有機色質(zhì)褪色,可用作漂白劑。 B、物質(zhì)的漂白 (1)褪色:是指有色物質(zhì)變?yōu)闊o色物質(zhì)。有物理變化也有化學(xué)變化。 例如:把木炭投入NO2氣體的集氣瓶中,塞緊瓶塞搖動瓶子,集氣瓶內(nèi)的氣體變?yōu)闊o色。在CuSO4溶液中加入氫氧化鈉溶液,溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色,前者是物理變化,后者是化學(xué)變化。 (2)漂白,特指染料(有機物)或有機色質(zhì)變?yōu)闊o色物質(zhì),它是化學(xué)變化,發(fā)生物理變化的有機物褪色不是漂白,如把木炭投入盛有紅墨水的錐形瓶中,輕輕振蕩溶液變?yōu)闊o色。發(fā)生化學(xué)變化的有:二氧化硫能使品紅溶液褪色,是因為發(fā)生了化學(xué)變化生成了不穩(wěn)定的無色物質(zhì),加熱后,恢復(fù)品紅的顏色。過氧化鈉和氯水漂白,是利用了兩者的強氧化性,生成了穩(wěn)定的無色物質(zhì)。與二氧化硫漂白原理不同。 C、新制氯水、久置氯水、液氯的區(qū)別 新制氯水 久置氯水 液氯 類別 混合物 混合物 純凈物 微粒 H2O、Cl2、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH- H2O、H+、Cl- Cl2 主要性質(zhì) 呈黃綠色、導(dǎo)電、具有酸性、氧化性、漂白性 無色、導(dǎo)電、具有酸性、無氧化性、無漂白性 黃綠色、不導(dǎo)電、具有氧化性 保存 棕色瓶盛裝,置于陰暗處 低溫密封 D、氯水中的平衡移動 化學(xué)方程式是Cl2+H2OH++Cl-+HClO 向氯水中加入的物質(zhì) 濃度變化 移動的方向 應(yīng)用 可溶性的氯化物 c(Cl-)增大 左移 用飽和食鹽水除去氯氣中氯化氫 稀酸 c(H+)增大 左移 次氯酸鹽與濃鹽酸反應(yīng)制Cl2 NaOH c(H+)減小 右移 用氫氧化鈉吸收多余Cl2 Ca(OH)2 c(H+)減小 右移 制取漂白粉 CaCO3 c(H+)減小 右移 制高濃度次氯酸溶液 光照 c(HClO)減小 右移 氯水避光保存或現(xiàn)用現(xiàn)配 E、氯水的性質(zhì) 氯水的多種成分決定了它具有多重性質(zhì):①Cl2的強氧化性;②HCl的強酸性;③HClO的強氧化性、弱酸性;④Cl-的性質(zhì)。在不同的反應(yīng)中,氯水起作用的成分不同,現(xiàn)列表如下: 參與反應(yīng)的微粒 所加試劑 實驗現(xiàn)象 離子方程式或解釋 Cl- AgNO3溶液 白色沉淀 Cl-+Ag+=AgCl↓ H+ Na2CO3固體 有氣泡產(chǎn)生 2H++CO=CO2↑+H2O HClO 有色布條 布條顏色褪去 發(fā)生氧化還原反應(yīng) Cl2 FeCl2溶液 溶液變棕黃色 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- Cl2、H2O SO2 黃綠色褪去 SO2+Cl2+2H2O=4H++2Cl-+SO HClO、H+ 石蕊溶液 先變紅后褪色 酸性和漂白性 Cl2、H+ 鎂粉 氯水的顏色褪去并有氣泡產(chǎn)生 Mg+Cl2=Mg2++2Cl- Mg+2H+=Mg2++H2↑ 【例2】 (4)與堿反應(yīng)(完成下列化學(xué)方程式) ①與燒堿反應(yīng):Cl2+2NaOH = NaCl+NaClO+H2O , ②制取漂白粉: 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。 漂白粉的主要成分是 CaCl2、Ca(ClO)2 ,有效成分是 Ca(ClO)2。 【思考】漂白粉的漂白原理是什么?為什么要密封保存? 漂白粉的漂白原理是:Ca(ClO)2+2HCl =CaCl2+2HClO Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO 產(chǎn)生的HClO具有漂白性和強氧化性。由于HClO見光易分解,所以漂白粉應(yīng)密封保存。 【例3】 (5)跟還原性物質(zhì)反應(yīng)(完成下列化學(xué)方程式) ①氯氣與KI溶液: 2KI+Cl2=2KCl+I2。 ②氯氣與FeCl2溶液: 2FeCl2+Cl2=2FeCl3。 ③向氯水中通入SO2: SO2+2H2O+Cl2=H2SO4+2HCl。 二、氯氣的制備與性質(zhì)實驗 1、反應(yīng)的原理:用強氧化性物質(zhì)(如MnO2、KMnO4等)和濃鹽酸反應(yīng)。 MnO2+4HCl(濃)=MnCl2+Cl2↑+2H2O 【注意】 稀鹽酸與MnO2作用不能制取Cl2。 若沒有濃鹽酸時,也可用NaCl和濃H2SO4與MnO2共熱制取Cl2: MnO2+2NaCl+3H2SO4(濃)=MnSO4+Cl2↑+2NaHSO4+2H2O 2、制氣類型:固+液→氣(注意:KMnO4與濃鹽酸的反應(yīng)不需加熱)。 3、收集裝置:向上排空氣法或排飽和食鹽水法(Cl2在飽和食鹽水中的溶解度最小)。 4、凈化裝置:用飽和食鹽水或水洗氣法除去HCl,再用濃H2SO4干燥。 5、尾氣吸收裝置:用強堿溶液吸收多余的Cl2,防止污染大氣。 6、驗滿方法 (1)將濕潤的淀粉-碘化鉀試紙靠近盛Cl2的瓶口,觀察到試紙立即變藍(lán),則證明已集滿。 (2)將濕潤的藍(lán)色石蕊試紙靠近盛Cl2的瓶口,觀察到試紙立即發(fā)生先變紅后褪色的變化,則證明已集滿。 (3)實驗室制取Cl2時,常常根據(jù)氯氣的顏色判斷是否收集滿。 7、注意事項 (1)為了減少制得的Cl2中HCl的含量,所以加熱溫度不宜過高,減少HCl揮發(fā)。 (2)必須用濃鹽酸,稀鹽酸不與MnO2作用生成Cl2。 (3)實驗結(jié)束后,先使反應(yīng)停止并排出殘留的Cl2。再拆卸裝置,避免污染空氣。 (4)尾氣吸收時,不能用澄清石灰水吸收Cl2,因為溶液中含Ca(OH)2量少,吸收不完全。 【例4】 三、鹵族元素 1、鹵族元素原子結(jié)構(gòu)的比較 (1)相似性:鹵素原子最外層上均有 7個電子,最高正價為 +7 價(F無正價),負(fù)價為-1 價。 (2)遞變性:從F→I, 原子核外電子層數(shù)依次 增大 ,原子半徑依次 增大。 2、元素的性質(zhì) (1)相似性:均為活潑非金屬,最低負(fù)化合價:-1,最高正價:+7( F除外); (2)遞變性:隨著原子序數(shù)的遞增,獲得電子的能力逐漸 減弱,非金屬性逐漸 減弱。 3、單質(zhì)的物理性質(zhì)(從F2 →I2) (1)顏色由 淺 到 深。 (2)狀態(tài):F2、Cl2呈 氣 態(tài),Br2為 液 態(tài)(易揮發(fā)),I2為 固 態(tài)(易升華)。 (3)熔、沸點:依次 增大 。 (4)密度:依次 增大 。 (5)溶解性:在水中的溶解度逐漸 減小 ,在有機溶劑中的溶解性 大于(填“大于”或“小于”)在水中的溶解性。 4、化學(xué)性質(zhì) (1)鹵素單質(zhì)的相似性:均具有 強氧化 性,均能與H2、H2O、金屬反應(yīng),較活潑的鹵素單質(zhì)能將不活潑的鹵素從其鹵化物中置換出來。 (2)鹵族元素氫化物的遞變性 ①穩(wěn)定性由強至弱的順序為: HF>HCl>HBr>HI 。 ②沸點由高至低的順序為: HF>HI>HBr>HCl 。 HF沸點反常的原因是:分子間存在氫鍵 。 ③還原性由強至弱的順序為: HI>HBr>HCl>HF。 ④水溶液酸性由強至弱的順序為: HI>HBr>HCl>HF。 HNO3 5、鹵素離子(Cl-、Br-、I-)的檢驗 AgNO3 HNO3 (1)未知液 , 據(jù)沉淀顏色判斷。AgCl為白色,AgBr為淺黃色,AgI為黃色。 加適量新制飽和氯水 振蕩 (2)未知液 有機層呈橙色或橙紅色,表明有 Br-紫色或淺紫、紫紅色,表明有 I- 6、特性 (1)氟及其化合物 ①無正價和含氧酸,非金屬性最強,F(xiàn)-的還原性最弱。 ②與H2反應(yīng)在暗處即爆炸。 ③2F2+2H2O=4HF+O2。 ④HF是弱酸;能腐蝕玻璃,保存在鋁制器皿或塑料瓶中;有毒;在HX中沸點最高。 (2)溴及其化合物 ①Br2是深紅棕色液體,易揮發(fā)。 ②Br2易溶于有機溶劑。 ③盛溴的試劑瓶中加水,進(jìn)行水封,保存液溴不能用橡膠塞。 (3)碘及其化合物 ①I2遇淀粉變藍(lán)色。 ②I2加熱時易升華。 ③I2易溶于有機溶劑。 ④食用鹽中加入KIO3可防治甲狀腺腫大。 (4)鹵化銀 ①AgF易溶于水,AgCl白色不溶于水,AgBr淡黃色不溶于水,AgI黃色不溶于水。AgCl、AgBr、AgI也不溶于稀硝酸。 ②除AgF外,均有感光性,其中AgBr作感光材料,可用于照相。 ③AgI可進(jìn)行人工降雨。 ④I2與Fe反應(yīng)產(chǎn)生FeI2,其他鹵素單質(zhì)生成FeX3。 (5)使溴水褪色的物質(zhì) ①因萃取作用而使溴水褪色的物質(zhì):苯、CCl4、直餾汽油等有機溶劑。 ②能與溴發(fā)生氧化還原反應(yīng)的還原性無機化合物:H2S、SO2、Na2S、Na2SO3等。 ③能與溴水發(fā)生反應(yīng)的金屬,如Na、Mg、Al、Zn等。 ④能與溴發(fā)生加成反應(yīng)的不飽和烴及其衍生物,如烯烴、炔烴等。 ⑤能被溴水氧化的,含有醛基的化合物。 ⑥能與溴水發(fā)生反應(yīng)的堿性物質(zhì),如NaOH、Na2CO3等。 ⑦加入活性炭等吸附劑,使溴水褪色。 例題精講: 【例1】(xx上海卷)18.右圖是模擬氯堿工業(yè)生產(chǎn)中檢查氯氣是否泄漏的裝置,下列有關(guān)說法錯誤的是 A.燒瓶中立即出現(xiàn)白煙 B.燒瓶中立即出現(xiàn)紅棕色 C.燒瓶中發(fā)生的反應(yīng)表明常溫下氨氣有還原性 D.燒杯中的溶液是為了吸收有害氣體 〖答案〗B 〖解析〗此題考查化學(xué)實驗、元素化合物的性質(zhì)等知識。分析裝置圖,可知氨氣和氯氣接觸時發(fā)生反應(yīng):4NH3+6Cl2=2NH4Cl+4HCl+N2,燒瓶中出現(xiàn)白煙,A對;不能出現(xiàn)紅棕色氣體,B錯;該反應(yīng)中氨氣中的氮元素化合價升高,表現(xiàn)還原性,C對;燒杯中的氫氧化鈉可以吸收多余的有害氣體,D對。 【例2】下列實驗現(xiàn)象,與新制氯水中的某些成分(括號內(nèi)物質(zhì))沒有直接關(guān)系的是( ) A.將NaHCO3固體加入新制的氯水中,有氣泡產(chǎn)生(H+) B.新制氯水使紅玫瑰變?yōu)榘酌倒澹–l2) C.將AgNO3溶液滴加到新制氯水中,有白色沉淀產(chǎn)生(Cl—) D.新制氯水使KI-淀粉試紙變藍(lán)(Cl2) 〖答案〗 B 【例3】漂白粉是 Ca(ClO)2、CaCl2 、Ca(OH)2 、H2O 和 CaO 的混合物。漂白粉放出的氯氣具有漂白作用,叫有效氯。通常用有效氯表示漂白粉的純度。漂白粉中的有效氯含量常用滴定碘法進(jìn)行測定,即在一定量的漂白粉中加入過量的KI ,加H2SO4酸化,有效氯與I-作用析出等量的I2,析出的I2以淀粉指示劑立即用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。若測定漂白粉中有效氯時用鹽酸酸化,則鹽酸的濃度最好小于 mol/L,測定的有效氯將 (“偏高”、“偏低”或“不變”)。 〖答案〗2.5 mol/L 不變 【例4】NaCl是一種化工原料,可以制備一系列物質(zhì)(見圖4)。下列說法正確的是 A.25℃,NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大 B.石灰乳與Cl2的反應(yīng)中,Cl2既是氧化劑,又是還原劑 C.常溫下干燥的Cl2能用鋼瓶貯存,所以Cl2不與鐵反應(yīng) D.圖4所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng) 〖答案〗B 【例5】為驗證鹵素單質(zhì)氧化性的相對強弱,某小組用下圖所示裝置進(jìn)行實驗(夾持儀器已略去,氣密性已檢驗)。 實驗過程: Ⅰ.打開彈簧夾,打開活塞a,滴加濃鹽酸。 Ⅱ..當(dāng)B和C中的溶液都變?yōu)辄S色時,夾緊彈簧夾。 Ⅲ..當(dāng)B中溶液由黃色變?yōu)樽丶t色時,關(guān)閉活塞a。 Ⅳ.…… (1)A中產(chǎn)生黃綠色氣體,其電子式是 。 (2)驗證氯氣的氧化性強于碘的實驗現(xiàn)象是 。 (3)B中溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是 。 (4)為驗證溴的氧化性強于碘,過程Ⅳ的操作和現(xiàn)象是 。 (5)過程Ⅲ實驗的目的是 。 (6)氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性逐漸減北的原因:同主族元素從上到下 ,得電子能力逐漸減弱。 〖答案〗(1) (1)淀粉KI試紙變藍(lán) (1分) (2)Cl2+2Br—=2Cl—+Br2(2分) (3)打開活塞b,將少量C中溶液滴入D中,關(guān)閉活塞b,取下D振蕩。靜置后CCl4層溶液變?yōu)樽霞t色。(2) (4)確認(rèn)C的黃色溶液中無Cl2,排除Cl2對溴置換碘實驗的干擾。(1分) (5)原子半徑逐漸增大。(1分) 【例6】(xx全國29)(15分)請回答下列實驗室中制取氣體的有關(guān)問題。 (1)下圖是用KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)制取適量氯氣的簡易裝置。 裝置B、C、D的作用分別是: B_______________________________________; C_______________________________________; D________________________________________. A B C A B C A B C D A B C D Ⅱ Ⅰ Ⅲ Ⅳ (2)在實驗室欲制取適量N0氣體。 ①下圖中最適合完成該實驗的簡易裝置是________(填序號); ②根據(jù)所選的裝置完成下表(不需要的可不填): 應(yīng)加入的物質(zhì) 所起的作用 A B C D ③簡單描述應(yīng)觀察到的實驗現(xiàn)象_______________________________________。 〖答案〗(1)向上排氣收集氯氣 安全作用,防止D中的液體倒吸進(jìn)入集氣管B中 吸收尾氣,防止氯氣擴散到空氣中污染環(huán)境 (2)①I ② 應(yīng)加入的物質(zhì) 所起的作用 A 銅屑和稀硝酸 發(fā)生NO氣體 B 水 排水收集NO氣體 C 主要是接收B中排出的水 D ③反應(yīng)開始時,A中銅表面出現(xiàn)無色小氣泡,反應(yīng)速率逐漸加快; A管上部空間由無色逐漸變?yōu)闇\棕紅色,隨反應(yīng)的進(jìn)行又逐漸變?yōu)闊o色; A中的液體由無色變?yōu)闇\藍(lán)色; B中的水面逐漸下降,B管中的水逐漸流入燒杯C中。 〖氯氣的制取與性質(zhì)探究實驗〗 如圖是某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計制取氯氣,并以氯氣為反應(yīng)物進(jìn)行特定反應(yīng)的裝置。 (1)要將C裝置接入B和D之間,正確的接法是: a→ → →d。 (2)實驗開始先點燃A處的酒精燈,打開旋塞K,讓Cl2充滿整個裝置,再點燃D處的酒精燈。Cl2 通過C裝置后進(jìn)入D,D裝置內(nèi)盛有炭粉,發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成CO2和HCl(g),發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。為了使C裝置發(fā)揮更好的作用,可向燒杯中加入濃硫酸,加入濃硫酸的作用是 。 (3)D處反應(yīng)完畢后,關(guān)閉旋塞K,移去兩個酒精燈,由于余熱的作用,A處仍有少量Cl2產(chǎn)生,此時B中的現(xiàn)象是 ,B的作用是 。 (4)用量筒量取20 mL E中溶液,倒入已檢查完氣密性良好的分液漏斗中,然后再注入10 mL CCl4,蓋好玻璃塞(如圖),振蕩,靜置于鐵架臺上,等分層后取上層液和下層液,呈黃綠色的是 (填“上層液”或“下層液”),再裝入如圖所示的燒杯中,能使有色布條褪色的是 (同上)。 (5)在A、B、C、D、E裝置中有一處需要改進(jìn),說明需要改進(jìn)的理由并在方框中畫出改進(jìn)后的裝置圖 〖解析〗 (1)連接的關(guān)鍵是C裝置的作用,由于D中反應(yīng)生成了CO2和HCl,有氫元素存在,說明有水參加反應(yīng),反應(yīng)方程式為2Cl2+C+2H2O=4HCl+CO2,C裝置的作用是提供水蒸氣,而且Cl2從C中出來帶 出水蒸氣,因此應(yīng)該是長進(jìn)短出。 (2)C中提供水蒸氣,燒杯中加入濃硫酸,濃硫酸溶于水放熱,有利于水蒸氣生成。 (3)K關(guān)閉,此時B相當(dāng)于量氣裝置,生成的氣體將B中水壓入長頸漏斗中。 (4)此步操作是鹵素單質(zhì)的萃取,Cl2易溶于CCl4,而使CCl4層呈黃綠色,Cl2無漂白性,上層液主要是Cl2和水反應(yīng)生成的HCl和HClO,HClO具有漂白性,可以使有色布條褪色。 (5)由于D中反應(yīng)生成了極易溶于水的HCl,E裝置不正確,會造成E中水倒吸,可以用一個倒置的小漏斗防止倒吸。 〖答案〗 (1)c b (2)2Cl2+C+2H2O =4HCl+CO2 加入的濃硫酸溶于水能放出大量的熱,有利于試管中的水變?yōu)樗魵?,從而提供足量的水蒸氣供D中反應(yīng)需要 (3)瓶中液面下降,長頸漏斗內(nèi)液面上升 貯存少量Cl2,避免Cl2對環(huán)境造成污染 (4)下層液 上層液 (5)D中反應(yīng)生成的HCl氣體極易溶于水,易發(fā)生倒吸 改進(jìn)后的裝置如圖所示 第四章 非金屬及其化合物 第三節(jié) 氮及其化合物 復(fù)習(xí)目標(biāo): 1、掌握氮及其化合物(NH3、NO、NO2、HNO3等)的物理化學(xué)性質(zhì) 2、了解氨的實驗室及工業(yè)制法。 3、掌握HNO3的強氧化性及相關(guān)的計算。 基礎(chǔ)知識: 一、氮氣及氮的氧化物 1.氮氣 (1)氮的固定 ①含義:使空氣中 游離態(tài) 的氮轉(zhuǎn)化為 化合態(tài)氮 的過程。 ②方法:自然固氮、人工固氮 (2)氮氣的性質(zhì) ①物理性質(zhì) N N 純凈的N2是一種無色無味的氣體,難溶于水,在空氣中約占總體積的 78% 。 ②結(jié)構(gòu):電子式為 結(jié)構(gòu)式為 N≡N ,氮氮三鍵的鍵能大,分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,化學(xué)性質(zhì)不活潑。 ③化學(xué)性質(zhì) 通常情況下,N2化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定,只在高溫、放電、催化劑等條件下才能發(fā)生一些化學(xué)反應(yīng)。 A.與H2反應(yīng):N2+3H22NH3 。 B.與O2反應(yīng): N2+O2=2NO 。 C.與Mg反應(yīng):N2+3MgMg3N2 。 2.氮的氧化物 NO NO2 物理性質(zhì) 顏色 無色 紅棕色 毒性 有毒 有毒 溶解性 不溶 能溶(反應(yīng)) 化學(xué)性質(zhì) 與O2反應(yīng) 2NO+O2=2NO2 與H2O反應(yīng) 3NO2+H2O=2HNO3+NO 實驗室制法 (填化學(xué)方程式) 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O Cu+4HNO3(濃)= Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 與人體環(huán)境的關(guān)系 ①與血紅蛋白結(jié)合使人中毒 ②轉(zhuǎn)化成NO2形成酸雨、光化學(xué)煙霧 形成酸雨、光化學(xué)煙霧 【注意】 ①氮的氧化物都是大氣污染物。 ②空氣中NO2是造成光化學(xué)煙霧的主要因素。 ③空氣中NO、NO2主要來源于煤和石油的燃燒、汽車尾氣、硝酸工廠等。 ④NO2:既有氧化性又有還原性,以氧化性為主。 NO2能使?jié)駶櫟牡矸?KI試紙變藍(lán):2NO2+2KI= 2KNO2+I2。 ⑤NO、NO2均能與NH3發(fā)生歸中反應(yīng)生成N2。 NOx+NH3→N2+H2O。 ★☆氮的氧化物的有關(guān)計算 1.有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式 3NO2+H2O=2HNO3+NO ① 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 ② 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 ③ 2NO+O2=2NO2 ④ 2.不同情況及剩余氣體的體積 序號 氣體 反應(yīng) 剩余氣體 剩余氣體的量 Ⅰ NO2 ① NO V(NO2) Ⅱ NO2+NO ① NO V(NO)原+V(NO2) Ⅲ NO2+O2 =4∶1 ② 無 0 <4∶1 ② O2 V(O2)原-V(NO2) >4∶1 ①② NO [V(NO2)-V(O2)] Ⅳ NO+O2 =4∶3 ③ 無 0 >4∶3 ③ NO V(NO)原-V(O2) <4∶3 ③ O2 V(O2)原-V(NO) 3.NO2、NO、O2三者組成的混合氣體溶于水 (1)先按①反應(yīng)后,再據(jù)表Ⅳ進(jìn)行計算。 (2)先按④反應(yīng)后,再據(jù)表Ⅲ進(jìn)行計算。 【注意】 ①因為水溶液中發(fā)生反應(yīng)3NO2+H2O=2HNO3+NO,所以無論何種情況下水溶液中不會剩余NO2。 ②當(dāng)NO2和N2O4的混合氣體作用于H2O時,不要忽視由于NO2的消耗,N2O4會轉(zhuǎn)化為NO2。 【例1】 二、硝酸 1.硝酸的物理性質(zhì) 色味態(tài):無色有刺激性氣味的液體 ; 揮發(fā)性:易揮發(fā) ; 水溶性:與水以任意比互溶; 發(fā)煙硝酸:質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于98%的硝酸。 2.硝酸的化學(xué)性質(zhì) (1)具有酸的通性,但考慮其酸性時需首先考慮到 其強氧化性。 【注意】①濃、稀HNO3對紫色石蕊試液作用,前者使之先變紅后褪色,后者只使之變紅。 ②金屬與HNO3反應(yīng)不產(chǎn)生H2。 ③比較HNO3與Na2CO3和Na2SO3的反應(yīng)。(前者為復(fù)分解反應(yīng),后者為氧化還原反應(yīng)。) (2)不穩(wěn)定性:濃硝酸顯黃色,是因為HNO3分解產(chǎn)生的NO2溶解在硝酸中,說明濃硝酸具有 不穩(wěn)定性,化學(xué)方程式為 4HNO3(濃)= O2↑+4NO2↑+2H2O (加熱、光照) 。 (3)強氧化性 ①與金屬的反應(yīng) A.除Pt、Au外,大部分金屬均能與HNO3反應(yīng)。 B.Cu與濃、稀HNO3發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為: Cu+4HNO3(濃) = Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3(?。? 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O C.Fe、Al遇冷的濃HNO3或濃H2SO4能發(fā)生 鈍化 ,故可以用鐵、鋁容器貯存冷的濃HNO3、濃H2SO4。 ②與非金屬反應(yīng) 與濃HNO3反應(yīng)時,非金屬單質(zhì)一般被氧化為最高價氧化物或最高價含氧酸,如碳與濃HNO3反應(yīng)的化學(xué)方程式為:C+4HNO3(濃)= CO2↑+4NO2↑+2H2O 。 ③與某些還原性化合物或離子的反應(yīng),例如:H2S、SO2、HBr、HI、FeCl2等。 ④王水 王水由 濃硝酸 與 濃鹽酸 按體積比1∶3混合所得,具有更強的氧化性,能使Au、Pt溶解。 (4)與有機物的反應(yīng) ①硝化反應(yīng)(如與苯反應(yīng)); ②酯化反應(yīng)(如與纖維素反應(yīng)); ③顏色反應(yīng)(如與蛋白質(zhì)反應(yīng))。 ★☆金屬與硝酸的反應(yīng) 1.金屬與HNO3反應(yīng)的一般通式 (1)金屬+濃硝酸→金屬硝酸鹽+NO2↑+H2O (2)金屬+稀硝酸→金屬硝酸鹽+NO↑+H2O 2.反應(yīng)規(guī)律 (1)金屬與硝酸反應(yīng)一般不生成H2。濃HNO3一般被還原為NO2,稀HNO3一般被還原為NO。 (2)鐵與稀硝酸反應(yīng),先生成Fe(NO3)3,若Fe過量,F(xiàn)e(NO3)3再和Fe反應(yīng)生成Fe(NO3)2。 (3)銅與濃HNO3反應(yīng),若Cu過量,開始時硝酸的還原產(chǎn)物為NO2,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,濃HNO3變稀,硝酸的還原產(chǎn)物為NO,最終應(yīng)得到NO2和NO的混合氣體。 3.計算方法 (1)原子守恒法 HNO3與金屬反應(yīng)時,一部分HNO3起酸的作用,以NO的形式存在于溶液中;一部分作為氧化劑轉(zhuǎn)化為還原產(chǎn)物,這兩部分中氮原子的總物質(zhì)的量等于反應(yīng)消耗的HNO3中氮原子的物質(zhì)的量。 (2)得失電子守恒法 HNO3與金屬的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng),HNO3中氮原子得電子的物質(zhì)的量等于金屬失電子的物質(zhì)的量。 (3)電荷守恒法 HNO3過量時反應(yīng)后溶液中(不考慮OH-)則有:c(NO3-)=c(H+)+nc(Mn+)(Mn+代表金屬離子)。 (4)離子方程式計算法 金屬與H2SO4、HNO3的混合酸反應(yīng)時,由于硝酸鹽中NO3-在H2SO4提供H+的條件下能繼續(xù)與金屬反應(yīng),因此此類題目應(yīng)用離子方程式來計算,先作過量判斷,然后根據(jù)完全反應(yīng)的金屬或H+或NO進(jìn)行相關(guān)計算,且溶液中要符合電荷守恒。 【例2】 三、氨和銨鹽 1.物理性質(zhì) 氨氣是 無 色 有刺激性 氣味的氣體,易 液化可作制冷劑,常溫、常壓下,1體積的水可溶解 700 體積的氨氣。 ★☆液氨與氨水的區(qū)別 液氨 氨水 形成 氨氣液化 氨氣溶于水 物質(zhì)分類 純凈物 混合物 微粒種類 NH3 NH3、NH3H2O、H+、H2O、NH4+、OH- 存在條件 常溫常壓下不能存在 常溫常壓下可存在 ★☆噴泉實驗 1.噴泉形成的原理 容器內(nèi)外存在較大的壓強差,在這種壓強差的作用下,液體迅速流動,通過帶有尖嘴的導(dǎo)管噴出來,即形成噴泉。 2.使容器內(nèi)外產(chǎn)生較大的壓強差的方法 (1)減小容器內(nèi)壓強 ①容器內(nèi)氣體極易溶于水; ②容器內(nèi)氣體易與溶液中的溶質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而被吸收。當(dāng)外部的水或溶液接觸容器內(nèi)氣體時,由于氣體大量溶解或與溶液中的溶質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而被吸收,從而使容器內(nèi)氣壓迅速降低,在外界大氣壓作用下,外部液體迅速進(jìn)入容器,通過尖嘴導(dǎo)管噴出,形成噴泉。 (2)增大容器內(nèi)壓強 容器內(nèi)的液體由于受熱揮發(fā)(如濃鹽酸、濃氨水、酒精等)或由于發(fā)生化學(xué)反應(yīng),容器內(nèi)產(chǎn)生大量氣體。使容器內(nèi)壓強迅速增大,促使容器內(nèi)液體迅速向外流動,也能形成噴泉。例如噴霧器、人造噴泉等均是利用了此原理。 3.中學(xué)化學(xué)中常見的能形成噴泉實驗的氣體和吸收劑 氣體 HCl NH3 CO2、Cl2、H2S、SO2 NO2和O2 CH2=CH2 吸收劑 水、NaOH溶液 水、鹽酸 NaOH溶液 H2O 溴水 4.噴泉實驗成敗的關(guān)鍵 (1)裝置氣密性要好; (2)燒瓶要干燥; (3)氣體的純度要高。 【例3】 2.分子結(jié)構(gòu) 電子式: 三角錐形 。 3.氨的化學(xué)性質(zhì) (1)與水的反應(yīng) ,氨氣溶于水得氨水,氨水中含有的粒子有: NH3H2O、NH3、H2O、NH、OH-、H+ 。氨水為可溶性一元弱堿,易揮發(fā),不穩(wěn)定,易分解 。 (2)氨氣與酸反應(yīng) ①蘸有濃鹽酸的玻璃棒與蘸有濃氨水的玻璃棒靠近,其現(xiàn)象為 有白煙生成,將濃鹽酸改為 濃硝酸,也會出現(xiàn)相同的現(xiàn)象。 化學(xué)方程式為: 。 ②與CO2等酸性氧化物反應(yīng): NH3+CO2+H2O=NH4HCO3或2NH3+CO2+H2O=(NH4)2CO3 (3)NH3的還原性 ①氨的催化氧化 化學(xué)方程式:4NH3+5O2 4NO+6H2O ②與其他氧化劑反應(yīng) 4NH3+3O2(純氧)=2N2+6H2O 4xNH3+6NOx =(2x+3)N2+6xH2O 2NH3+3CuO=3Cu+N2+3H2O 8NH3+3Cl2 = N2+6NH4Cl(白煙) (4)與鹽溶液反應(yīng) 將氨水加入下列溶液 被滴試劑 現(xiàn)象 離子方程式 FeCl3溶液 生成紅褐色沉淀 Fe3++3NH3H2O =Fe(OH)3↓+3NH4+ AlCl3溶液 生成白色沉淀 Al3++3NH3H2O =Al(OH)3↓+3NH4+ AgNO3溶液 先生成白色 沉淀后消失 Ag++NH3H2O=AgOH↓+ NH4+ AgOH+2NH3H2O=[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O 4.制法 (1)實驗室制法 2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O ★☆氨氣的三種實驗室制法 1.加熱固態(tài)銨鹽和堿的混合物 一般加熱NH4Cl和Ca(OH)2的混合物: 2NH4Cl+Ca(OH)2= 2NH3↑+CaCl2+2H2O。 (1)裝置:“固體+固體→氣體”(與用KClO3或KMnO4制O2的裝置相同)。 (2)收集:只能用向下排空氣法。 (3)干燥:用堿石灰(NaOH和CaO固體的混合物)。 (4)驗滿方法:①用濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口,試紙變藍(lán)色;②將蘸有濃鹽酸的玻璃棒置于試管口,有白煙產(chǎn)生。 (5)環(huán)保措施:收集時,一般在管口塞一團用水或稀H2SO4浸濕的棉花球,可減小NH3與空氣的對流速度,收集到純凈的NH3,同時也可避免污染空氣。 2.加熱濃氨水 (1)反應(yīng)原理:NH3H2O= NH3↑+H2O。 (2)裝置如圖1 3.濃氨水中加固態(tài)堿性物質(zhì) (1)反應(yīng)原理: 濃氨水中存在以下平衡: ,加入固態(tài)堿性物質(zhì),(如CaO、NaOH、堿石灰等),使平衡逆向移動,同時反應(yīng)放熱,促進(jìn)NH3H2O的分解。 (2)裝置如圖2 【例4】 (2)工業(yè)制法 四、銨鹽及NH的檢驗 1.銨鹽的概念 銨根離子與酸根離子構(gòu)成的化合物。 2.銨鹽的物理性質(zhì) 銨鹽都是白色固體,均易溶于水。 3.銨鹽的化學(xué)性質(zhì) (1)受熱易分解 NH4Cl NH3↑+HCl (2)與堿反應(yīng) ① ②在稀溶液中不加熱: ③在濃溶液中不加熱: (3)水解反應(yīng): 4. NH的檢驗 未知液 呈堿性 濕潤 紅 色石蕊試紙變 藍(lán) 色,則證明含NH。 例題精講: 【例1】將24 mL NO、NO2的混合氣體通入倒立于水槽中盛滿水的量筒內(nèi),然后再向其中通入12 mL O2,充分反應(yīng)后,量筒中剩余氣體3 mL,求在相同狀況下,原混合氣體中NO和NO2的體積各是多少毫升? 〖導(dǎo)航〗本題計算必需用到反應(yīng)方程式有:(1)4NO+3O2+2H2O=4HNO3 (2)4NO2+O2+2H2O=4HNO3。若剩余氣體為氧氣,NO和NO2完全反應(yīng),氧氣參加反應(yīng)的體積為12 mL-3 mL=9 mL,再用(1)(2)兩式可以列方程組求解;若剩余氣體為NO,則原混合氣體中的NO減去剩余氣體的體積,可以根據(jù)(1)(2)兩式列方程組求解。 〖答案〗若剩余氣體為NO:V(NO)=16.5 mL,V(NO2)=7.5 mL 若剩余氣體為O2:V(NO)=6 mL,V(NO2)=18 mL。 【例2】足量銅與一定量濃硝酸反應(yīng),得到硝酸銅溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體,這些氣體與1.68 L O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合后通入水中,所有氣體完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸銅溶液中加入5 mol/L NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,則消耗NaOH溶液的體積是( ) A.60 mL B.45 mL C.30 mL D.15 mL 〖解析〗O2為氧化劑,Cu為還原劑,HNO3僅僅發(fā)生了復(fù)分解反應(yīng),則n(Cu)=2n(O2)=0.15 mol,n(NaOH)=2n(Cu)=0.3 mol,V(NaOH)=0.06 L=60 mL,故選A。 【例3】噴泉是一種常見的自然現(xiàn)象,其產(chǎn)生原因是存在壓強差。 (1)圖甲中,為化學(xué)教學(xué)中所用的噴泉實驗裝置。 在燒瓶中充滿干燥氣體,膠頭滴管及燒杯中盛有液體。下列組合中不可能形成噴泉的是 ( ) A.HCl和H2O B.O2和H2O C.NH3和H2O D.CO2和NaOH溶液 (2)某學(xué)生積極思考產(chǎn)生噴泉的其他辦法,并設(shè) 計了如圖乙所示的裝置。 ①在圖乙的錐形瓶中,分別加入足量的下列物質(zhì),反應(yīng)后可能產(chǎn)生噴泉的是 ( ) A.Cu與稀鹽酸 B.NaHCO3與NaOH溶液 C.CaCO3與稀硫酸 D.NH4HCO3與稀鹽酸 這種方法產(chǎn)生噴泉的原理是: 。 ②在圖乙錐形瓶外放一水槽,瓶中加入酒精,水槽中加入水后,再加入足量的下列物質(zhì),結(jié)果也產(chǎn)生噴泉。水槽中加入的物質(zhì)可以是 ( ) A.濃硫酸 B.食鹽 C.硝酸鉀 D.硫酸銅 這種方法產(chǎn)生噴泉的原理是: 。 ③比較圖甲和圖乙兩套裝置,從產(chǎn)生噴泉的原理來分析,圖甲 上部燒瓶內(nèi)氣體壓強;圖乙 下部錐形瓶內(nèi)氣體壓強。(填“增大”或“減小”) (3)城市中常見的人造噴泉及火山爆發(fā)的原理與上述 (填“圖甲”或“圖乙”)裝置的原理相似。 〖解析〗圖甲裝置形成“噴泉”是因為燒瓶內(nèi)氣體極易溶解于燒杯和滴管中的液體,使燒瓶內(nèi)的壓強突然減小而產(chǎn)生壓強差形成“噴泉”。圖乙裝置恰恰相反,下部錐形瓶中的物質(zhì)相互反應(yīng)產(chǎn)生氣體,使錐形瓶內(nèi)氣體壓強增大而產(chǎn)生壓強差,將液體從下瓶中壓入到上瓶形成“噴泉”。 〖答案〗 (1)B (2)①D 錐形瓶中發(fā)生反應(yīng):NH4HCO3+HCl=NH4Cl+CO2↑+H2O,隨著CO2氣體產(chǎn)生,錐形瓶中的壓強增大而產(chǎn)生“噴泉” ②A 濃 H2SO4 溶于水時,放出大量的熱,溫度升高使錐形瓶中的酒精揮發(fā)加快,瓶內(nèi)壓強增大,從而形成“噴泉” ③減小 增大(3)圖乙 【例4】下列裝置能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖牵? ) ①實驗室制取并收集NH3 ②吸收NH3 ③檢查裝置氣密性 ④利用排空氣法收集CO2 A.①④ B.②④ C.②③ D.①③ 〖解析〗 ①項收集NH3裝置中無棉花;②項NH3通入CCl4中,NH3不溶于CCl4,不會產(chǎn)生倒吸,逸出的NH3又可被稀H2SO4吸收;③項向長頸漏斗中加一定量水,沒過長頸漏斗的下端,關(guān)閉止水夾,再加一定量的水,液面停止在某一高度不下降,可說明氣密性良 好,反之,氣密性不好;④項,收集比空氣重的氣體應(yīng)長進(jìn)短出。 〖答案〗 C 【例5】(xx天津)7.(14分)圖中X、Y、Z為單質(zhì),其他為化學(xué)物,它們之間存在如下轉(zhuǎn)化關(guān)系(部分產(chǎn)物已略去)。其中,A俗稱磁性氧化鐵:E是不溶于水的酸性氧化物,能與氫氟酸反應(yīng)。 n(X)/mol n(X2+)/mol O 回答下列問題: (1)組成單質(zhì)Y的元素在周期表中的位置是 ;M中存在的化學(xué)鍵類型為 ;R的化學(xué)式是 。 (2)一定條件下,Z與H2反應(yīng)生成ZH4,ZH的電子式為 。 (3)已知A與1molAl反應(yīng)轉(zhuǎn)化為X時(所有物質(zhì)均為固體)。放出aKJ熱量。寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式: 。 n(X)/mol n(X2+)/mol 1.5 (4)寫出A和D的稀溶液反應(yīng)生成G的離子方程式: (5)問含4mol D 的稀溶液中,逐漸加入X3粉末至過量。假設(shè)生成的氣體只有一種,請在坐標(biāo)系中畫出n(X2+)隨n(X)變化的示意圖,并標(biāo)出n(X2+)的最大值。 〖答案〗(1)第二周期第VIA族 離子鍵、共價鍵 H2SiO3(H4SiO4) (2) (3)8A1(s)+3Fe3O4(s) 9Fe(s)+4A12O3(s) △H=—8akJ/mol (4)3Fe3O4+28H++NO3— 9Fe3++NO↑+14H2O (5) 【例6】(xx重慶,27)(15分)固態(tài)化合物A由兩種短周期元素組成,可與水放生復(fù)分解反應(yīng),甲組同學(xué)用題27圖裝置(夾持裝置略)對其進(jìn)行探究實驗。 (1)儀器B的名稱是____________。 (2)試驗中,Ⅱ中的試紙變藍(lán),Ⅳ中黑色粉末逐漸變?yōu)榧t色并有M生成,則Ⅲ中的試劑為__________________;Ⅳ發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________;Ⅴ中的試劑為____________________。 (3)乙組同學(xué)進(jìn)行同樣實驗,但裝置連接順序為Ⅰ—Ⅲ——Ⅳ—II—Ⅴ——Ⅵ,此時Ⅱ中現(xiàn)象為________,原因是__________________。 (4)經(jīng)上述反應(yīng),2.5g 化合物A理論上可得0.56L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)M;則A的化學(xué)式為________________. 〖答案〗 (1)分液漏斗 (2)堿石灰; 3CuO+ 2NH3- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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- 2019-2020年高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第4章 非金屬及其化合物教案 2019 2020 年高 化學(xué) 一輪 復(fù)習(xí) 非金屬 及其 化合物 教案
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