12非金属元素共2课时Word格式.docx
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碳、硅在参与化学反应时,一般表现为还原性。
4、CO2与SiO2的性质比较
5、硅酸及硅酸盐
六、硫及其化合物
1、SO2的性质
(1)物理性质:
SO2是一种无色有刺激性气味的气体,密度比空气大,易溶于水(1:
40),沸点较高,易液化。
(2)化学性质:
①作为酸性氧化物(与CO2相似),能与水、碱性氧化物、碱反应。
②从化合价角度来看,SO2既有氧化性(与H2S反应),又有还原性(与O2、Fe3+的溶液(酸性)、氯水、溴水、碘水、H2O2、酸性KMnO4等)。
③SO2的漂白性。
可以使品红溶液退色,加热又恢复至原来的颜色。
2、SO2对大气的污染与防治
3、浓硫酸的性质
纯硫酸是无色油状液体,能以任意比与水混溶,溶于水时放热,沸点高,难挥发。
浓硫酸稀释时,应将浓硫酸加入水中,并不断搅拌。
(2)浓硫酸的特性:
①吸水性
②脱水性
③强氧化性
七、氮及其化合物
1、氮气及氮的氧化物
(1)氮元素的存在:
在自然界中,氮元素既有游离态,也有化合态,大部分氮元素以游离态的形式存在于空气中。
(2)氮气的物理性质:
无色无味难溶于水。
(3)氮气的化学性质:
①工业上合成氨
②N2和O2在放电条件下生成NO
③Mg在N2中燃烧
(4)氮的固定
(5)氮的氧化物:
氮有多种形态的氧化物:
N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。
2、氨气
(1)氨气的物理性质:
通常情况下是无色有刺激性气味的气体,密度比空气小,极易溶于水(常温、常压下,1体积水大约能溶解700体积氨气);
熔、沸点低,易液化。
(2)氨气的化学性质
①与水反应
②与酸反应
③与O2反应
(3)氨的用途:
液氨可作制冷剂。
NH3是一种重要的化工原料,可用来制氮肥。
3、铵盐
白色晶体,易溶于水。
热不稳定性
与碱溶液反应
(3)NH4+的检验
4、硝酸的性质和用途
纯硝酸是无色,有刺激性气味、易挥发的液体,能跟水以任意比混溶,常用浓硝酸的质量分数为63%。
(2)化学性质
①强酸性
②不稳定性
(3)硝酸的用途:
硝酸是一种重要的化工原料,常用来制造氮肥、染料、炸药、硝酸盐等。
【真题简析】
例题1:
某学习小组设计以下四个实验探究氯水的成分,请根据下表回答问题:
实验序号
实验方法
实验现象
结论
①
将氯水滴加到AgNO3溶液中
生成白色沉淀
②
将氯水滴加到含有酚酞的NaOH溶液中
③
淀粉-KI试纸变蓝色
氯水中含有Cl2
④
将足量的氯水滴加到Na2CO3溶液中
氯水中含有H+
(1)根据实验①得出的结论:
_______________________。
氯水中含有Cl-
(2)指出实验②和实验④中的“实验现象”:
②_______________溶液褪色
,④_______________溶液褪色
。
有气泡冒出
(3)实验③中“实验方法”的具体操作过程是:
____________________________________________。
(4)通过实验②的“实验现象”,同学们得出两个不同的结论.这两个结论可能是:
____________________________________________________________________________________。
氯水中含有次氯酸就有漂白性而使溶液褪色
请设计一个简单的实验证明哪一个是正确的:
_______________________________________。
向褪色后的溶液中加NaOH溶液至碱性,溶液变红,可证明a正确,不再显红色,证明b正确
(5)写出氯气与水反应的离子方程式:
____________________Cl2+H2O?
H++Cl-+HClO
,指出还原产物:
________。
分析:
(1)加入硝酸银生成白色AgCl沉淀,可证明氯水中含有Cl-,故答案为:
氯水中含有Cl-;
(2)②氯水中含有盐酸,可与NaOH发生中和反应,含有次氯酸,具有强氧化性和漂白性,则可观察到溶液褪色;
④氯水呈酸性,溶液中含有H+,加入Na2CO3溶液,生成二氧化碳气体,可观察到有气泡冒出,故答案为:
溶液褪色;
有气泡冒出;
(3)检验氯水中含有Cl2,可将氯水滴在淀粉-KI试纸上没具体操作为取一小片KI淀粉试纸,置于表面皿或玻璃片上,用洁净的玻璃棒蘸取氯水,滴在试纸上,故答案为:
取一小片KI淀粉试纸,置于表面皿或玻璃片上,用洁净的玻璃棒蘸取氯水,滴在试纸上;
(4)氯水中含有盐酸,可与NaOH发生中和反应,含有次氯酸,具有强氧化性和漂白性,都可使溶液褪色,则两种可能情况为:
a为氯水加入到NaOH溶液中发生了中和反应而使溶液褪色,b为氯水中含有次氯酸就有漂白性而使溶液褪色,要验证结论的正误,可向褪色后的溶液中加NaOH溶液至碱性,溶液变红,可证明a正确,不再显红色,证明b正确,故答案为:
氯水加入到NaOH溶液中发生了中和反应而使溶液褪色;
氯水中含有次氯酸就有漂白性而使溶液褪色;
向褪色后的溶液中加NaOH溶液至碱性,溶液变红,可证明a正确,不再显红色,证明b正确;
(5)氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,反应为Cl2+H2O==H++Cl-+HClO,氧化产物为HClO,还原产物为Cl-,故答案为:
Cl2+H2O==H++Cl-+HClO;
Cl-。
例题2:
海水是巨大的资源宝库,从海水中提取食盐和溴过程如下:
(1)将NaCl溶液进行电解,在电解槽中可直接得到的新产品有H2、_______、______或H2、______。
(2)步骤Ⅱ中用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可达95%,有关反应的离子方程式为______。
(3)某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法,查阅了有关资料:
Br2的沸点为59℃,微溶于水,有毒性和强腐蚀性.他们参观生产过程后,绘制了如下装置简图:
请你参与分析讨论:
①实验装置气密性良好,要达到提纯溴的目的,操作中如何控制关键条件______。
②C中液体产物颜色为______,为除去该产物中仍残留的少量Cl2,可向其中加入NaBr溶液,充分反应后,再进行的分离操作是______。
③用离子方程式解释NaOH浓溶液的作用______。
(1)惰性电极电解食盐水生成氢气、氯气、氢氧化钠;
利用生成物可以使氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠、水;
故答案为:
Cl2;
NaOH;
NaClO;
(2)依据流程图分析可知,为富集溴,用二氧化硫还原溴单质为溴离子;
反应的离子方程式为:
Br2+SO2+2H2O═4H++SO42-+2Br-;
(3)①要达到提纯溴的目的,关键是控制镏出成分的沸点,Br2的沸点为59℃,控制温度为59℃,冷凝得到液溴;
利用温度计控制产生蒸气的温度,并收集59℃时的馏分;
②得到的溴单质颜色为深红棕色;
除去该产物中仍残留的少量Cl2,利用氯气强氧化性,可向其中加入NaBr溶液反应生成氯化钠和溴单质;
溴单质微溶于水,所以可以分液分离或蒸馏得到溴单质;
深红棕色;
分液(或蒸馏);
③溴单质是有毒性和强腐蚀性,不能排放到空气中,需要用碱吸收,反应的离子方程式为:
Br2+2OH-═BrO-+Br-+H2O;
Br2+2OH-═BrO-+Br-+H2O。
例题3:
SiO2是一种化工原料,可以制备一系列物质。
下列说法正确的是(
)
A.图中所有反应都不属于氧化还原反应
B.硅酸盐的化学性质稳定,常用于制造光导纤维
C.可用盐酸除去石英砂(主要成分为SiO2)中少量的碳酸钙
D.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的,其熔点很高
图中SiO2与CaO、CaCO3、Na2CO3反应不属于氧化还原反应,SiO2与C、Si与Cl2、SiCl4与H2的反应属于氧化还原反应,A错误;
光导纤维的主要成分是SiO2而不是硅酸盐,B错误;
玻璃没有固定的熔点,D错误。
故选C。
例题4:
硫酸工业尾气中二氧化硫含量超过0.05%(体积分数)时需经处理后才能排放.某校兴趣小组欲测定硫酸工业尾气中二氧化硫含量,采用以下方案:
甲方案:
如下图所示,图中气体流量计B用于准确测量通过尾气的体积.将尾气通入一定体积已知浓度的碘水中测定二氧化硫的含量.当洗气瓶C中溶液蓝色消失时,立即关闭活塞A。
(1)洗气瓶C中导管末端连接一个多孔球泡D,可以提高实验准确度,其理由是:
______。
(2)洗气瓶C中的溶液可以用其他试剂替代,请你举出一种:
(3)洗气瓶C溶液蓝色消失后,没有及时关闭活塞A,测得的SO2含量______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
乙方案:
实验步骤如以下流程图所示:
(4)写出步骤②中反应的化学方程式______。
(5)步骤③中洗涤沉淀的方法是______。
(6)通过的尾气体积为VL(已换算成标准状况)时,该尾气中二氧化硫含量(体积分数)为______(用含有V、m的代数式表示)。
丙方案:
将乙方案中步骤①省略,直接将尾气通入过量Ba(OH)2溶液,其余步骤与方案乙相同。
(7)你认为丙方案是否合理,说明理由:
甲方案利用的原理为:
SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI,最后测定剩余气体的体积,进而定尾气中二氧化硫的含量;
(1)洗气瓶C中导管末端连接一个多孔球泡D,可以增大SO2与碘水的接触面积,使SO2和碘水充分反应;
增大SO2与碘水的接触面积,使SO2和碘水充分反应;
(2)洗气瓶C中的溶液还可以用酸性高锰酸钾溶液、溴水等代替;
酸性高锰酸钾溶液或溴水;
(3)洗气瓶C中溶液蓝色消失后,没有及时关闭活塞A,则通入尾气的体积增大,因此SO2含量偏低;
偏低;
乙方案利用的原理为:
SO2+H2O2=H2SO4,H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O,最后沉淀硫酸钡的质量计算尾气中二氧化硫的质量,进而计算尾气二氧化硫含量;
(4)步骤②中反应的化学方程式为:
H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O;
(5)洗涤沉淀的方法是:
向漏斗里注入蒸馏水,使水面没过沉淀物,待水流尽后,重复操作2~3次;
(6)mg是硫酸钡的质量,硫酸钡的物质的量为m/233mol,根据硫守恒可知二氧化硫的体积为22.4m/233L,故尾气中二氧化硫的体积分数22.4m/233V。
22.4m/233V。
(7)将乙方案中步骤①省略,直接将尾气通入过量Ba(OH)2溶液,BaSO3被部分氧化为BaSO4,导致测定的亚硫酸钡的质量偏大,测定二氧化硫的体积偏大,体积分数偏大,故不合理;
不合理,BaSO3被部分氧化为BaSO4。
例题5:
金属铝在酸性或碱性溶液中均可与NO3-发生氧化还原反应,转化关系如下图所示:
其中,气体D和F反应可生成盐,气体D和A溶液反应生成白色沉淀。
请回答下列问题:
(1)当Al与稀硝酸反应时,稀硝酸表现的性质是 。
A.只表现强氧化性
B.只表现酸性
C.同时表现强氧化性及酸性
D.表现了强氧化性还表现了还原性
(2)在下列离子方程式的横线上填写产物的化学式(不需要配平)
Al+NO3-+OH-+H2O—→ + 。
(3)过量D的水溶液与A溶液反应的离子方程式是
。
(4)D—→C反应的化学方程式是
(5)C、E排入大气中会造成大气污染,在催化剂存在下,D可以将C、E转化为无毒的气态单质,该单质是 。
(6)除去C中的E气体杂质可用的化学方法是:
(用化学方程式表示)
(7)Al与NO3-在酸性条件下反应,Al与被还原的NO3-的物质的量之比是
。
金属铝在酸性或碱性溶液中均可与NO3-发生氧化还原反应,根据图示信息可知,在酸性环境下,反应生成铝盐和一氧化氮,碱性环境下生成偏铝酸盐和氨气,氨气催化氧化可以生成一氧化氮和水,一氧化氮可以和氧气反应生成二氧化氮,故A为硝酸铝,B为偏铝酸盐,C为NO,D为氨气,E为二氧化氮,F为硝酸.
(1)Al+4HNO3=Al(NO3)3+NO↑+2H2O,HNO3中的氮部分变价,同时表现强氧化性及酸性,选C;
C。
(2)由原子守恒和得失电子守恒得:
碱性条件下铝以AlO2―形式存在,氨气催化氧化可以生成一氧化氮和水,故答案为:
AlO2—+NH3
⑶过量的氨水不能溶解Al(OH)3,3NH3·
H2O+Al3+==Al(OH)3↓+3NH4+发生反应生成氢氧化铝白色沉淀,故答案为:
3NH3·
H2O+Al3+==Al(OH)3↓+3NH4+
(4)D—→C反应的化学方程式:
氨气催化氧化生成一氧化氮和水4NH3+5O2==4NO+6H2O故答案为:
4NH3+5O2==4NO+6H2O
(5)6NO+4NH3==5N2+6H2O,8NH3+6NO2==5N2+12H2O,无毒氧化为N2,故答案为:
N2
(6)可以用水洗法,3NO2+H2O==2HNO3+NO,故答案为:
3NO2+H2O==2HNO3+NO
(7)Al与NO3-在酸性条件下反应,金属铝被氧化为三价的铝离子,失去电子3mol,硝酸根被还原为一氧化氮,得到电子也是3mol,根据电子守恒,Al与被还原的NO3-的物质的量之比是1:
1,故答案为:
1:
1。
【巩固练习】
基础训练
1、下列有关说法正确的是
A.SO2具有漂白性,通入紫色石蕊试液中,可以使石蕊先变红后褪色
B.Cl2通入干燥的有色布条,有色布条褪色
C.SO2和Cl2均有漂白性,将它们混合通入品红试液中,漂白效果增强
D.SO2可以使酸性KMnO4溶液褪色,体现了SO2的还原性
2、下列物质的性质和该性质的应用均正确的是
A.SO2具有还原性,可用SO2的水溶液吸收溴蒸气
B.氢氟酸具有强酸性,可用氢氟酸蚀刻玻璃
C.氨气有氧化性,可用浓氨水检验氯气管道是否泄露
D.二氧化硅的导电能力很强,可用于制造通讯电缆
3、ClO2是一种广谱型的消毒剂,根据世界环保联盟的要求ClO2将逐渐取代Cl2成为生产自来水的消毒剂。
工业上ClO2常用NaClO3和Na2SO3溶液混合并加H2SO4酸化后反应制得,在以上反应中NaClO3和Na2SO3的物质的量之比为
A.1︰1B.2︰1C.1︰2D.2︰3
4、下列关于硅的说法中正确的是
A.硅是ⅥA族非金属元素,性质比较稳定.
B.硅的导电性能介于金属和绝缘体之间,是良好的半导体材料
C.硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质反应
D.加热到一定温度时,硅能与氢气、氧气等反应
5、下列所列各物质的用途中,正确的是
A.硅酸:
粘合剂、耐火材料
B.含氧化亚铜的红色玻璃片:
制夏天用的变色眼镜
C.石英:
光导纤维
D.硅胶:
干燥剂、吸附剂、催化剂载体
6、下列实验操作与预期实验目的或所得实验结论一致的是
选项
实验操作
实验目的或结论
A
向AlCl3溶液中加入过量的氨水,过滤,洗涤,干燥,加热灼烧
制取Al2O3
B
将浓硫酸与碳混合加热,生成的气体通入足量的澄清石灰水
检验气体产物中的CO2
C
向某溶液中加入NaOH溶液后再加热,若产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,
验证该溶液中肯定有NH4+
D
将SO2通入品红溶液中,品红溶液褪色,加热褪色后的品红溶液,溶液恢复红色
验证亚硫酸的不稳定性
拓展训练
7、1.52g铜镁合金完全溶解于50
mL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2︰1
B.该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0mol·
L-1
C.NO2和N2O4的混合气体中,NO2的体积分数是80%
D.得到2.54沉淀时,加入NaOH溶液的体积是600mL
8、NH3是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(如图所示)。
下列有关表述正确的是
A.NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥
B.NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解
C.NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应
D.NH3合成NaHCO3的副产物的水溶液呈中性
9、钡盐行业生产中排出大量的钡泥[主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等]。
某主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工厂利用钡泥制取Ba(NO3)2,其部分工艺流程如图所示:
(1)酸溶后溶液的pH=1,Ba(FeO2)2与HNO3反应的化学方程式为_________________。
(2)酸溶时通常控制反应温度不超过70℃,且不使用浓硝酸,原因是____________________
(3)该厂结合本厂实际,选用的X为________(填化学式);
中和Ⅰ使溶液中______________(填离子符号)的浓度减小(中和Ⅰ引起的溶液体积变化可忽略)。
(4)上述流程中洗涤的目的是______________________________________。
10、以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸钠和氧化铁红颜料,原料的综合利用率较高。
其主要流程如下:
(1)写出反应I的化学方程式_________________________________________________。
(2)反应Ⅰ需控制反应温度低于35℃,其目的是_________________________。
(3)工业生产上常在反应Ⅲ的过程中加入一定量的醇类溶剂,其目的是______
__________________________________________________________________。
(4)反应Ⅳ常被用于电解生产(NH4)2S2O8(过二硫酸铵)。
电解时均用惰性电极,阳极发生地电极反应可表示为_________________________________________。
【课后作业】
1、海水是重要的资源。
可以制备一系列物质(见图)。
下列说法正确的是
A.步骤②中,应先通NH3,再通CO2
B.步骤③可将MgCl2·
6H2O晶体在空气中直接加热脱水
C.步骤④、⑤、⑥反应中,溴元素均被氧化
D.除去粗盐中的SO
、Ca2+、Mg2+等杂质,加入试剂及相关操作顺序可以是:
NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→过滤→盐酸
2、溴化碘的分子式为IBr,它的化学性质活泼,能跟大多数金属反应,也能跟某些非金属单质反应,它跟水反应的化学方程式为:
H2O+IBr=HBr+HIO。
下列关于溴化碘的叙述中,不正确的
A.固态IBr是分子晶体
B.IBr跟水的反应是一个氧化还原反应
C.把0.1mol/LIBr加入水中配成500mL溶液,所得溶液中Br-和I-的物质的量浓度
均为0.2mol/L
D.在化学反应中,IBr可以作为氧化剂
3、有一固体混合物,可能由Na2CO3、Na2SO4、CuSO4、CaCl2、NaCl混合而成,为检验它的成分,做了如下实验:
①将固体混合物溶于水,搅拌后得无色透明溶液;
②往此溶液中滴加硝酸钡溶液,有白色沉淀生成;
③过滤,将沉淀物置于稀硝酸中,发现沉淀全部溶解。
则该固体混合物中
A.肯定有Na2SO4,可能有CuSO4B.一定有NaCl,肯定没有Na2SO4
C.一定有Na2CO3,可能有NaClD.可能有CaCl2,一定没有CuSO4
4、元素在周期表中的位置,反映了元素的原子结构和元素的性质,下图是元素周期表的一部分:
(1)阴影部分元素N在元素周期表中的位置为第______周期第________族。
根据元素周期律,请你预测,H3AsO4、H3PO4的酸性强弱:
H3AsO4______H3PO4(填“>”、“<”或“=”)。
(2)根据NaH的存在,有人提议可把氢元素放在第ⅦA族,那么根据其最高正价与最低负价的绝对值相等,又可把氢元素放在周期表中的第________族。
(3)元素甲是第三周期金属元素中原子半径最小的元素,该元素的离子与过量氨水反应的离子方程式为:
____________________。
(4)周期表中有10多种人体所需的微量元素,其中有一种被誉为“生命元素”的主族元素R,对延长人类寿命起着重要作用。
已知R元素的原子有4个电子层,其最高价氧化物的分子式为RO3,则R元素的名
称为( )
A.硫B.砷C.硒D.硅
(5)羰基硫(COS)分子结构与二氧化碳分子结构相似,所有原子的最
外层都满足8电子结构。
用电子式表示羰基硫分子的形成过程:
_______
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- 12 非金属元素 课时