高中化学专题4硫氮和可持续发展微型专题重点突破七学案苏教版必修1.docx
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高中化学专题4硫氮和可持续发展微型专题重点突破七学案苏教版必修1
微型专题重点突破(七)
[学习目标定位] 1.熟知新制氯水成分和性质的多样性,熟悉氯及化合物的性质及应用。
2.认识碳和硅性质的反常现象。
3.正确理解二氧化硫的漂白性和还原性,会检验、鉴别二氧化硫和二氧化碳,促进“科学探究与创新意识”的发展。
一、新制氯水成分和性质的多样性
例1
为探究氯水中含有的部分粒子及某些粒子的性质,某化学兴趣小组做了如下实验:
(1)观察氯水颜色,发现氯水呈黄绿色,证明氯水中含有的粒子是________。
(2)向氯水中滴入碳酸钠溶液,有气体生成,说明氯水中含有的粒子是________。
(3)盛有氯水的试管中的有色布条褪色,说明氯水中含有的粒子是________。
(4)将紫色石蕊溶液滴入新制氯水中,溶液显红色,起作用的微粒是________,过一会儿,溶液的颜色褪去,起作用的微粒是________。
(5)向氯水中滴加硝酸银溶液有白色沉淀生成,证明氯水中含有的粒子是________。
(6)氯水经光照后,颜色逐渐消失,放出的气体是________,溶液的酸性________(填“增强”“不变”或“减弱”)。
(7)将氯气通入水中,所得溶液中具有氧化性的含氯微粒是__________。
答案
(1)Cl2
(2)H+ (3)HClO (4)H+ HClO
(5)Cl- (6)O2 增强 (7)Cl2、ClO-、HClO
解析
(1)氯水中含有的微粒有Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-和OH-,含有Cl2,使溶液呈现黄绿色。
(2)滴入Na2CO3溶液有气体生成,证明溶液呈酸性,含H+。
(3)氯水能使有色布条褪色,说明具有漂白性,证明氯水中含有HClO。
(4)紫色石蕊溶液滴入新制氯水中,溶液呈红色,说明有H+存在,很快褪色,则是因为HClO起漂白作用。
(5)向氯水中滴加AgNO3溶液有白色沉淀生成,证明氯水中有Cl-。
(6)HClO不稳定,见光易分解放出O2,并生成盐酸,由于HClO为弱酸,而盐酸是强酸,故溶液酸性增强。
(7)氯水中的Cl2、ClO-、HClO均具有强氧化性。
【考点】氯水的成分与性质
【题点】新制氯水的成分与性质
在不同的反应中,新制氯水中起作用的成分不同:
变式1
用滴管将新制的饱和氯水慢慢滴入含酚酞的NaOH稀溶液中,当滴到最后一滴时红色突然褪去。
试回答下列问题:
(1)实验室保存饱和氯水的方法是_________________________________________________。
(2)请写出新制饱和氯水中含有氯元素的微粒的化学式_______________________________。
(3)产生上述现象的原因可能有两种(简要文字说明):
①是由于______________________________________________________________________;
②是由于______________________________________________________________________。
简述怎样用实验证明红色褪去的原因是①或者②_____________________________________。
答案
(1)用棕色试剂瓶盛装,密封保存在阴凉处
(2)Cl-、HClO、ClO-、Cl2
(3)氯水呈酸性,和氢氧化钠发生酸碱中和反应,氢氧化钠被消耗完 氯水中所含的次氯酸具有强氧化性,使红色褪去 向褪色后的溶液中加氢氧化钠,若变红,则是①,否则是②
【考点】氯水的成分与性质
【题点】新制氯水与久置氯水的比较
二、氯及其化合物性质的综合应用
例2
(2018·北京市昌平区高一期末)从元素化合价和物质类别两个角度学习、研究物质的性质,是一种行之有效的方法。
以下是氯元素形成物质的二维图的部分信息。
(1)根据图中信息,写出任意两种氯的氧化物的化学式____________。
(2)写出高氯酸(HClO4)与NaOH反应的化学方程式
________________________________________________________________________。
(3)HCl既具有氧化性,又具有还原性。
①请任意写出一个体现HCl氧化性的离子方程式
________________________________________________________________________。
②浓盐酸可作为还原剂在加热条件下与MnO2发生反应制备Cl2,写出该反应的化学方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)Cl2既具有氧化性,又具有还原性。
①请结合上图说明原因__________________________________________________________。
②潮湿的Cl2与Na2CO3混合制取少量Cl2O的反应中,Cl2既体现了氧化性,也体现了还原性。
写出反应的化学方程式:
_______________________________________________________。
答案
(1)Cl2O、Cl2O3、ClO2、Cl2O5、Cl2O7等中任意两种
(2)HClO4+NaOH===NaClO4+H2O
(3)①Zn+2H+===Zn2++H2↑或
Fe+2H+===Fe2++H2↑(等其他合理答案)
②MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
(4)①Cl2中Cl元素化合价为0价,氯元素还有-1价以及+1价等价态,因此氯元素化合价可以升高,氯气体现还原性;氯元素化合价可以降低,氯气体现氧化性
②2Cl2+2Na2CO3+H2O===2NaHCO3+2NaCl+Cl2O
解析
(1)根据图中信息可知氯元素的常见正化合价有+1、+3、+4、+5、+7等,因此氯的氧化物的化学式有Cl2O、Cl2O3、ClO2、Cl2O5、Cl2O7等。
(2)高氯酸(HClO4)是一元强酸,与NaOH反应的化学方程式为HClO4+NaOH===NaClO4+H2O。
(3)①金属与盐酸反应生成氢气体现氯化氢的氧化性,例如Zn+2H+===Zn2++H2↑、Fe+2H+===Fe2++H2↑等。
②浓盐酸可作为还原剂在加热条件下与MnO2发生反应制备Cl2,该反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O。
【考点】氯及其化合物的综合
【题点】氯及其化合物性质的综合
在同一元素的含氧酸中,元素的化合价越高,酸性越强。
氯元素的氧化物对应的水化物有:
HClO4(高氯酸)、HClO3(氯酸)、HClO2(亚氯酸)、HClO(次氯酸)等,酸性:
HClO4>HClO3>HClO2>HClO。
但是,元素的化合价越高,酸的氧化性不一定越强。
如上述4种含氧酸中,HClO的氧化性最强。
变式2
Cl2是一种重要的化工原料,如图是一些含氯产品。
(1)①中钢瓶上应贴在标签为________。
A.腐蚀品B.爆炸品
C.有毒品D.易燃品
(2)下列有关漂白粉和84消毒液的说法正确的是_____________________________________。
A.漂白粉是纯净物,84消毒液是混合物
B.84消毒液的有效成分是NaClO
(3)工业上利用Cl2制取盐酸,其化学方程式为____________________________。
Cl2溶于水可制得氯水,检验一瓶氯水是否已经完全变质,可选用的试剂是_______________________
_________________________________________________。
A.硝酸银溶液B.酚酞溶液
C.碳酸钠溶液D.紫色石蕊溶液
(4)将8.7gMnO2与足量浓盐酸混合加热,反应生成氯气的体积是________L(标准状况);被氧化的HCl的质量是__________。
答案
(1)C
(2)B (3)H2+Cl2
2HCl D
(4)2.24 7.3g
解析
(1)Cl2有毒,贮存Cl2的钢瓶应贴的标签为有毒品。
(2)漂白粉和84消毒液均是混合物,84消毒液的有效成分是NaClO,A项错误,B项正确。
(3)久置氯水的成分为稀盐酸,新制氯水的主要成分为Cl2、HCl、HClO,新制氯水和稀盐酸均与AgNO3溶液反应生成白色沉淀,均与Na2CO3溶液反应放出CO2气体,遇酚酞溶液均无明显现象。
新制氯水中加入紫色石蕊溶液,溶液先变红后褪色,而稀盐酸中加入紫色石蕊溶液,溶液只变红色。
(4)利用化学方程式进行计算。
MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
87g4mol22.4L
8.7gn(HCl)V(Cl2)
=
=
解得V(Cl2)=2.24L,n(HCl)=0.4mol。
被氧化的HCl为0.2mol,质量为0.2mol×36.5g·mol-1=7.3g。
【考点】氯及其化合物的综合
【题点】氯及其化合物性质的综合
三、碳和硅的“反常”
例3
据报道,科学家通过对稻壳进行控制性焚烧热解,从中提取一种叫做生物质纳米结构二氧化硅的超高活性材料,将少量这种材料掺入混凝土中,即可轻易制备出超高强度和超高耐久性能的高性能混凝土。
关于二氧化硅下列说法中,正确的是( )
A.二氧化硅溶于水显酸性,所以二氧化硅属于酸性氧化物
B.二氧化碳通入硅酸钠溶液可以得到硅酸
C.由CaCO3+SiO2
CaSiO3+CO2↑可知硅酸的酸性比碳酸强
D.二氧化硅是酸性氧化物,它不溶于任何酸
答案 B
解析 碳酸的酸性比硅酸的酸性强,二氧化碳通入硅酸钠溶液中可发生反应生成硅酸沉淀。
二氧化硅能与碱溶液反应生成盐和水,它是一种酸性氧化物;二氧化硅不溶于水,不能与水反应生成硅酸;二氧化硅与常见的酸(如硝酸、硫酸等)不反应,但能与氢氟酸反应。
高温下,二氧化硅能与碳酸盐反应,是因为生成了二氧化碳气体挥发逸出,而使反应持续进行,不符合水溶液中强酸制备弱酸的复分解反应规律。
【考点】硅酸
【题点】二氧化硅与硅酸的综合
(1)一般情况下,较强氧化剂+较强还原剂→较弱氧化剂+较弱还原剂,而碳却能还原出比它还原性更强的还原剂:
FeO+C
Fe+CO↑。
(2)非金属单质与碱的反应,一般是非金属单质既作氧化剂又作还原剂,而Si与碱溶液反应却只作还原剂:
Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑。
(3)一般情况下,较活泼金属+酸―→盐+氢气,然而Si是非金属,却能与氢氟酸发生反应:
Si+4HF===SiF4↑+2H2↑。
(4)一般情况下,碱性氧化物+酸→盐+水,SiO2是酸性氧化物,却能与氢氟酸发生反应:
SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O。
(5)H2CO3的酸性大于H2SiO3,但高温下却能发生Na2CO3+SiO2
Na2SiO3+CO2↑的反应。
(6)一般情况下,非常活泼的金属(Na、K等)才能够置换出水中的氢,但C在高温下与水蒸气发生反应:
C+H2O(g)
CO+H2。
变式3
能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是( )
A.二氧化碳是气体,二氧化硅是固体
B.二氧化硅的熔点比二氧化碳高
C.二氧化碳溶于水形成碳酸,二氧化硅难溶于水
D.二氧化碳通入硅酸钠溶液中析出硅酸沉淀
答案 D
解析 二氧化碳通入硅酸钠溶液中,析出硅酸沉淀,符合较强酸制取较弱酸的反应原理,可以证明硅酸的酸性比碳酸的酸性弱;物质的酸性强弱与相应的氧化物的物理性质(如溶解性、熔点等)无关。
四、二氧化硫的漂白性和还原性
例4
下列变化可以说明SO2具有漂白性的是( )
A.SO2通入溴水中,溴水褪色
B.SO2通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液的紫红色褪去
C.SO2通入品红溶液中,溶液的红色褪去
D.SO2通入滴有酚酞的氢氧化钠溶液中,溶液的红色褪去
答案 C
解析 A项,二氧化硫气体通入溴水或高锰酸钾溶液中,溶液褪色,体现了二氧化硫的还原性,错误;C项,二氧化硫使品红溶液褪色,体现了二氧化硫的漂白性,正确;D项,滴有酚酞的氢氧化钠溶液呈红色,通入SO2后发生反应SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O,溶液的红色褪去,体现了SO2是酸性氧化物的性质,错误。
【考点】硫及其化合物
【题点】二氧化硫的漂白性与还原性
SO2不能使酸碱指示剂褪色;SO2能使品红溶液褪色,是因为其具有漂白性;SO2使KMnO4溶液、溴水褪色,是因为其具有还原性;SO2能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,是因为其是酸性氧化物。
变式4
等物质的量的SO2、Cl2通入水中,所得的溶液( )
A.具有中性、漂白性B.具有酸性、漂白性
C.只有漂白性D.只有酸性
答案 D
解析 因SO2和等物质的量的Cl2发生反应SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl,使所得溶液只有酸性,无漂白性。
【考点】硫及其化合物
【题点】二氧化硫的漂白性与还原性
五、二氧化硫和二氧化碳的比较与鉴别
例5
下列溶液中能用来区别SO2和CO2气体的是( )
①澄清的石灰水 ②氢硫酸 ③氯水 ④酸性高锰酸钾溶液 ⑤氯化钡溶液 ⑥品红溶液
A.①⑤B.③④⑤C.②⑥D.②③④⑥
答案 D
解析 ①因SO2和CO2均能与石灰水反应生成白色沉淀,故不能鉴别;②只有二氧化硫能与氢硫酸反应生成S沉淀,二氧化碳不能,现象不同,可鉴别;③因二氧化硫与氯水发生氧化还原反应,观察到氯水颜色变浅或消失,而二氧化碳与氯水不反应,故能鉴别;④因二氧化硫与高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,观察到溶液褪色,而二氧化碳与高锰酸钾溶液不反应,故能鉴别;⑤因SO2和CO2均不与氯化钡溶液反应,故不能鉴别;⑥因二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色,而二氧化碳不能,故能鉴别。
【考点】硫及其化合物
【题点】二氧化硫与二氧化碳的比较与鉴别
二氧化硫和二氧化碳的鉴别方法
(1)二氧化硫具有漂白性,若将二者分别通入品红溶液中,能使品红溶液褪色的是二氧化硫,不能褪色的是二氧化碳。
(2)二氧化硫具有强还原性,若将二者分别通入溴水中,能使溴水褪色的是二氧化硫,不能褪色的是二氧化碳。
(3)二者都能使澄清石灰水变浑浊,过量时溶液又变澄清,所以不能用澄清石灰水鉴别二氧化硫和二氧化碳。
变式5
检验SO2中是否混有CO2气体,可采用的方法是( )
A.通过品红溶液
B.先通过足量NaOH溶液,再通入澄清石灰水
C.通过澄清石灰水
D.先通过过量酸性KMnO4溶液,再通过澄清石灰水
答案 D
解析 A项,检验出的是SO2,不能检验CO2;B项,不管是否混有CO2,都不会产生白色沉淀;C项,不管是否混有CO2,都会产生白色沉淀;D项,过量酸性KMnO4溶液能将SO2完全吸收,再通过澄清石灰水,若有白色沉淀产生,则SO2中一定混有CO2,若无沉淀产生,则SO2中没有CO2。
【考点】硫及其化合物
【题点】二氧化硫与二氧化碳的比较与鉴别
六、“酸的浓度变化”对其反应的影响
例6
在化学反应中,有时存在“一种物质过量,另一种物质仍不能完全反应”的特殊情况。
下列反应不存在这种情况的是( )
A.过量的锌与18mol·L-1的硫酸溶液反应
B.浓盐酸与过量的MnO2反应
C.过量的铜与浓硫酸反应
D.过量的稀硫酸与块状石灰石反应
答案 A
解析 本题易错之处在于不理解溶液浓度变化对反应进程的影响及反应实质。
过量锌与浓、稀硫酸都能反应,故H2SO4能完全反应;浓盐酸与过量的MnO2反应,随着反应的进行,盐酸浓度减小,反应会停止,故HCl不能完全反应;过量的铜与浓硫酸反应,随着反应的进行,H2SO4溶液浓度减小,铜与稀硫酸不反应,故H2SO4不能完全反应;过量的稀硫酸与块状石灰石反应时,由于生成的硫酸钙微溶,覆盖在石灰石表面,阻碍反应的进行,故石灰石不能完全反应。
(1)不活泼金属如铜等与浓硫酸的反应:
只发生Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O,随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,而Cu与稀硫酸不反应。
(2)活泼金属如Zn等与浓硫酸的反应:
先发生反应Zn+2H2SO4(浓)
ZnSO4+SO2↑+2H2O,随着反应的进行,硫酸浓度变小,再发生反应Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑。
(3)MnO2和浓盐酸反应制Cl2:
只发生反应MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O,随着反应的进行,盐酸浓度变小,MnO2与稀盐酸不反应。
变式6
用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.50mL18.4mol·L-1的浓硫酸与足量的铜在加热条件下反应,生成SO2分子的数目为0.46NA
B.0.1molMnO2与足量的浓盐酸反应,被氧化的HCl为0.4mol
C.在标准状况下,含4molHCl的浓盐酸与足量的MnO2反应可生成22.4L氯气
D.1mol铜在加热条件下与足量浓硫酸反应产生1mol二氧化硫
答案 D
解析 A项,随反应的进行的浓硫酸浓度逐渐变小,稀硫酸不与铜反应,因此生成SO2分子的数目少于0.46NA,错误;B项,0.1molMnO2与足量的浓盐酸反应可消耗0.4molHCl,其中有0.2molHCl被氧化,错误;C项,在浓盐酸与二氧化锰的反应中,若完全反应,4molHCl能够生成1molCl2,而在实际反应过程中,浓盐酸变成稀盐酸后,反应停止,生成的Cl2的物质的量少于1mol,则标准状况下生成的Cl2的体积少于22.4L,错误;D项,1mol铜与足量浓硫酸完全反应生成1mol二氧化硫,正确。
1.下列关于氯及其化合物的说法中错误的是( )
A.新制的氯水应放在棕色的试剂瓶中
B.新制的氯水具有漂白作用
C.氯气在参与的化学反应中只能作为氧化剂
D.漂白粉可由Cl2通入消石灰中制备,其有效成分是Ca(ClO)2
答案 C
解析 A项,新制的氯水中含有HClO,HClO见光容易分解,所以应放在棕色的试剂瓶中,A正确;B项,新制的氯水中含有HClO,具有强氧化性和漂白性,B正确;C项,Cl2+H2OHCl+HClO,Cl2中Cl元素的化合价一部分升高,一部分降低,既作氧化剂又作还原剂,C错误;D项,工业上制取漂白粉的反应为2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,漂白粉的成分为CaCl2和Ca(ClO)2,有效成分为Ca(ClO)2,D正确。
2.下列关于漂白粉的叙述不正确的是( )
A.漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2和CaCl2
B.漂白粉在空气中久置后能变质
C.漂白粉是由Cl2与石灰乳制得
D.为了增强漂白粉的漂白效果,使用时可以加少量稀醋酸
答案 A
解析 A项,漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,A错误;B项,次氯酸钙易吸收CO2和水生成次氯酸,次氯酸见光易分解,所以漂白粉在空气中久置后能变质,B正确;C项,漂白粉是由Cl2与石灰乳反应制得,C正确;D项,醋酸的酸性强于次氯酸,为了增强漂白粉的漂白效果,使用时可以加少量稀醋酸,D正确。
3.(2017·杭州市期中联考)用玻璃棒蘸取新制氯水滴在pH试纸中部,观察到的现象是( )
答案 B
解析 用玻璃棒蘸取新制氯水滴在pH试纸中部,中间部位由于HClO的漂白作用,呈现白色,外层由于HCl呈酸性,试纸呈红色,氯水没有接触到的部分,呈现黄色。
4.下列关于SO2性质的说法中,不正确的是( )
A.能使氢硫酸溶液变浑浊
B.能与水反应生成硫酸
C.能与NaOH溶液反应
D.能使酸性KMnO4溶液褪色
答案 B
解析 A项,SO2具有氧化性,能够与氢硫酸反应生成硫沉淀,正确;B项,SO2具有酸性氧化物的通性,能够和水反应生成亚硫酸,但不是硫酸,错误;C项,SO2具有酸性氧化物的通性,能够和碱反应生成盐和水,正确;D项,SO2具有还原性,能使酸性KMnO4溶液褪色,正确;故选B。
5.由二氧化硅制高纯硅的流程如下,下列判断错误的是( )
A.①②③均属于氧化还原反应
B.H2和HCl均可循环利用
C.SiO2是一种坚硬难熔的固体
D.SiHCl3摩尔质量为135.5g
答案 D
解析 SiO2→Si,Si→SiHCl3,SiHCl3→Si,都存在化合价变化,都是氧化还原反应,A正确;依据工艺流程可知,氢气、氯化氢既参与反应,最终又生成,所以均可循环利用,B正确;二氧化硅为原子晶体,硬度较大,C正确;SiHCl3摩尔质量为135.5g·mol-1,D错误。
6.(2018·舟山市期末)香烟烟雾中含有CO、CO2、SO2、H2O等气体,用①无水硫酸铜,②澄清石灰水,③红热CuO,④碱石灰(CaO和NaOH的混合物),⑤品红溶液,⑥酸性KMnO4溶液等药品可将其一一检出,检测时香烟烟雾通入药品的顺序是①→⑤→⑥→⑤→②→④→②→③→②,则以下有关说法不正确的是( )
A.利用无水硫酸铜检出水蒸气的存在
B.利用品红溶液检出SO2的存在
C.利用澄清石灰水检出CO2的存在
D.利用酸性KMnO4溶液检出CO的存在
答案 D
[对点训练]
题组一 氯及其化合物的性质与应用
1.下列说法正确的是( )
A.工业上以氯气和澄清石灰水为原料制造漂白粉
B.工业上利用H2和Cl2的混合气体在光照下反应来制取盐酸
C.工业上将氯气溶于NaOH溶液制备漂白粉
D.新制氯水能使有色布条褪色
答案 D
解析 A项,工业上以氯气和石灰乳为原料制造漂白粉,澄清石灰水的浓度太小,错误;B项,工业上利用H2和Cl2的混合气体在点燃条件下反应来制取盐酸,光照容易发生爆炸,错误;C项,工业上以氯气和石灰乳为原料制造漂白粉,错误;D项,氯水中含有氯气分子和次氯酸,具有氧化性,能使有色布条褪色,正确。
【考点】氯气的性质
【题点】氯气的性质及应用
2.如图所示,A处通入干燥的Cl2,关闭B阀时,C处湿润的红色布条看不到明显现象,打开B阀后,C处红色布条逐渐褪色,则D瓶中装的是( )
A.浓H2SO4B.NaOH溶液
C.浓盐酸D.饱和NaCl溶液
答案 B
解析 由题意说明D处的液体能吸收Cl2,A、C、D选项中的溶液都不能吸收Cl2,故B项正确。
【考点】氯气的性质
【题点】氯气的性质实验
3.饱和氯水久置后,溶液中的各种微粒:
①Cl2 ②H2O ③Cl- ④HClO ⑤H+会减少的是( )
A.①②④B.①②③
C.①④D.②④
答案 A
解析 新制氯水呈黄绿色,在氯水中存在反应:
Cl2+H2OHCl+HClO,次氯酸是弱酸,所以新制的氯水中含有三种分子:
Cl2、H2O、HClO,四种离子:
H+、Cl-、ClO-及少量OH-;久置后次氯酸分解,最后变成了HCl溶液,所以减少的是①Cl2、②H2O、④HClO,答案选A。
【考点】氯水的成分与性质
【题点】新制氯水与久置氯水的区别
4.下列叙述中能证明次氯酸是一种弱酸的是( )
A.次氯酸不稳定,易分解
B.次氯酸钙
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