2019年高考化学二轮复习 专题08 非金属及其化合物教案.doc

专题08 非金属及其化合物和2016年大纲相比，变化有：“常见非金属元素单质及其重要化合物的主要性质及其应用”由“了解”提高为“掌握”；增加“了解常见非金属元素单质及其重要化合物的制备方法”，复习时应重视物质制备（实验），注意以元素及其化合物为载体的实验考查。1预计高考将以元素化合物的性质与化工生产、日常生活、科学技术等方面的联系为载体，与氧化还原反应、离子反应、化学实验方案的设计与评价等知识结合起来综合考査卤族元素及其化合物的性质和应用。2.预计高考会将氧、硫及其化合物的性质与其他元素化合物及氧化还原反应等知识结合，以实验题、工艺流程题等形式进行考查;涉及绿色化学、环境保护的试题也会出现，与生产、生活实际联系，物质的循环利用、保护环境等观念将渗透考题中，以体现化学核心素养科学精神与社会责任。3.预计高考会以化学实验或化工工艺流程为载体，考查氨气、铵盐、氮氧化物和硝酸等物质的性质，重点考查考生的综合应用能力和探究能力。4.硅、二氧化硅、硅酸、硅酸盐的性质和用途是高考考查的主要内容，预计今后高考会以新材料、新工艺为载体，考查硅及其化合物的性质及应用；5.以过渡元素为背景，结合实际生产、生活中的物质制备流程，综合考查电化学、化学平衡、氧化还原反应等知识，着重考查考生理论联系实际、运用化学理论解决实际问题的能力和将化学成果应用于生产、生活的意识。一、碳、硅单质及氧化物的性质1碳、硅的结构、存在与用途(1)碳、硅的原子结构与存在元素碳硅原子结构示意图单质的结构金刚石：空间网状结构石墨：层状结构晶体硅：与金刚石类似的空间网状结构元素在自然界中的存在形式既有游离态又有化合态只有化合态(2)碳、硅的物理性质和用途物质石墨金刚石晶体硅外观黑色鳞片状固体无色晶体有金属光泽的灰黑色固体硬度很小自然界中硬度最大硬度大导电性导体不能导电半导体用途用作电极、铅笔芯制作首饰等制作信息技术材料，它是半导体晶体管、硅芯片及太阳能电池等的主要成分2碳和硅的化学性质还原性写出的化学方程式：2CO22CO；CO2C2CO；CuOCCuCO；CH2O(g)COH2(制水煤气)；Si4HF=SiF42H2；Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。3二氧化碳与二氧化硅的比较物质SiO2CO2结构空间立体网状，无单个分子直线形，存在单个分子物理性质硬度大，熔、沸点高，常温下为固体，不溶于水熔、沸点低，常温下为气体，微溶于水化学性质与水反应不反应CO2H2OH2CO3与酸反应SiO24HF=SiF42H2O不反应与碱反应SiO22NaOH=Na2SiO3H2O盛碱液的试剂瓶用橡皮塞CO22NaOH=Na2CO3H2O或CO2NaOH=NaHCO3与盐反应SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2、SiO2CaCO3CaSiO3CO2Ca(ClO)2CO2H2O=CaCO32HClOCO2Na2CO3H2O=2NaHCO3与碱性氧化物反应SiO2CaOCaSiO3CO2Na2O=Na2CO3与碳反应SiO22CSi2COCO2C2CO用途制光学仪器、石英玻璃、光导纤维化工原料、灭火剂、制冷剂、人工降雨注意CO2与水反应生成H2CO3，但SiO2不溶于水，不能用SiO2与水反应制备硅酸。虽然SiO2既能与酸(HF)反应，又能与碱(NaOH)反应，但SiO2不是两性氧化物。4CO2的实验室制法(1)反应原理：CaCO32H=Ca2CO2H2O。(2)发生装置：启普发生器。5.硅的工业制法及提纯涉及的化学方程式：SiO22CSi2CO；Si2Cl2SiCl4；SiCl42H2Si4HCl。6硅及其氧化物的特性物质一般规律特性Si硅的还原性比碳强SiO22CSi2CO非金属单质与强碱反应一般不生成氢气Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2非金属单质一般不与非氧化性酸反应Si4HF=SiF42H2一般非金属单质为绝缘体硅为半导体SiO2酸性氧化物一般与水反应生成相应的酸SiO2不溶于水，不与水反应酸性氧化物一般不与酸发生复分解反应SiO24HF=SiF42H2O“较强酸制较弱酸”是复分解反应的一般规律，碳酸酸性大于硅酸Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3Na2CO3SiO2Na2SiO3CO21、碳、硅及其氧化物的性质及应用例1(1)下列物质能与单质硅起化学反应的是_。浓HNO3水浓H2SO4氢氟酸NaOH溶液氟气氯气(2)下列事实能说明非金属性：CSi的是_。硬度：金刚石晶体硅熔沸点：SiO2CO2酸性：H2CO3H2SiO3稳定性：CH4SiH4CO2通入Na2SiO3溶液中产生白色沉淀高温下，SiO2与Na2CO3反应相同条件下，碱性：Na2SiO3(aq)Na2CO3(aq)【答案】(1)(2)例2为检验二氧化碳气体中是否混有一氧化碳，某课外兴趣小组的同学设计了如下图所示的实验装置：根据装置回答问题：(1)A装置的作用是_。(2)实验后怎样处理尾气_，发生反应的化学方程式为_。(3)若实验时观察到_，则证明原气体中一定含有一氧化碳。【答案】(1)吸收CO2(2)点燃2COO22CO2(3)B中无明显现象，装置C中黑色粉末变成光亮的红色，D中澄清石灰水变浑浊。【解析】(1)除去混合气体的CO2时，可先将混合气体通入盛有浓NaOH溶液的洗气瓶中，故A装置的作用是吸收CO2，以排除对下面实验的干扰。(2)CO有毒，故将CO点燃生成CO2才能排放到空气中。(3)CO还原CuO的实验现象是黑色粉末变成红色，故利用这一现象来证明原气体中一定含有CO。 规律方法确认混合气体(CO、CO2)中含有CO气体的实验设计方法各装置的作用是：A除去混合气体中的CO2气体B检验混合气体中CO2是否除尽CCO还原CuO：COCuOCuCO2D验证CO的氧化产物CO2E除去尾气中的CO2气体F除去尾气中的CO气体、防止污染环境确定混合气体中含有CO气体的实验现象是：C中的物质由黑色变成红色，B中无明显现象，D中的澄清石灰水变浑浊。2、CO2与碱反应产物的判断及现象分析例3标准状况下，将3.36 L CO2气体通入200 mL 1.00 molL1 NaOH溶液中，充分反应后溶液中c(CO)与c(HCO)的比值为(不考虑CO、HCO的水解)()A11B12C21 D13【答案】B【解析】设CO、HCO的物质的量分别为x、y，则有解得x0.05 mol，y0.1 mol。例4将足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物质的量(n)和通入CO2体积(V)的关系正确的是()【答案】D【解析】依次发生的反应为Ca(OH)2CO2=CaCO3H2O,2KOHCO2=K2CO3H2O，K2CO3CO2H2O=2KHCO3，CaCO3CO2H2O=Ca(HCO3)2。3、硅的制备例5半导体工业中，有一句行话：“从沙滩到用户”，即由SiO2制取Si。制取过程中不涉及的化学反应是()A2CSiO2Si2COBSiO22NaOH=Na2SiO3H2OCSi2Cl2SiCl4DSiCl42H2Si4HCl【答案】B【解析】工业制取纯硅的工艺流程为SiO2粗硅SiCl4纯硅，该工艺流程中不涉及SiO2与NaOH溶液的反应。例6高纯度晶硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。它可以按下列方法制备：SiO2Si(粗)SiHCl3Si(纯)下列说法正确的是()A步骤的化学方程式为SiO2CSiCO2B步骤中生成或消耗1 mol Si，转移2 mol电子C二氧化硅能与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应DSiHCl3(沸点33.0 )中含有少量的SiCl4(沸点67.6 )，可通过蒸馏提纯SiHCl3【答案】D【解析】A项，高温下SiO2与C反应生成Si和CO气体，即步骤的化学方程式为SiO22CSi2CO，错误；B项，步骤中生成1 mol Si，转移4 mol电子，步骤中生成1 mol SiHCl3，消耗1 mol Si，转移2 mol电子，步骤中生成1 mol Si，转移2 mol电子，错误；C项，硅能与氢氟酸反应生成SiF4和氢气，错误；D项，SiHCl3和SiCl4的沸点相差较大，可以采用蒸馏的方法分离，正确。二、硅酸、硅酸盐及无机非金属材料1硅酸2硅酸盐(1)硅酸钠白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。与酸性较硅酸强的酸反应：a与盐酸反应的化学方程式：Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3。b与CO2水溶液反应的化学方程式：Na2SiO3H2OCO2=Na2CO3H2SiO3。用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。(2)硅酸盐改写成氧化物形式的方法氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水，不同氧化物间以“”隔开。各元素的化合价保持不变，且满足化合价代数和为零，各元素原子个数比符合原来的组成。当计量数配置出现分数时应化为整数。如正长石：KAlSi3O8不能写成K2OAl2O33SiO2，应写成K2OAl2O36SiO2。3无机非金属材料(1)传统无机非金属材料常见硅酸盐材料比较水泥玻璃陶瓷生产原料石灰石、黏土纯碱、石灰石、石英黏土主要设备水泥回转窑玻璃窑陶瓷窑玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2；CaCO3SiO2CaSiO3CO2。(2)新型无机非金属材料材料类别主要特性示例用途高温结构陶瓷能承受高温，强度高氮化硅陶瓷汽轮机叶片、轴承、永久性模具等半导体陶瓷具有电学特性二氧化锡陶瓷集成电路中的半导体光学材料具有光学特性光导纤维光缆通讯、医疗、照明等生物陶瓷具有生物功能氧化铝陶瓷人造骨骼、人造关节、接骨螺钉1、硅酸盐、无机非金属材料例7大多数物质的俗名是根据其特殊的物理性质或用途得来的。下列物质的俗名与化学式或用途不相符的一组是()选项俗名主要成分(化学式)用途A石英SiO2集成电路B纯碱Na2CO3制备玻璃C水玻璃Na2SiO3制备硅胶D铁红Fe2O3用作油漆和涂料【答案】A【解析】石英主要用于生产玻璃和光导纤维等，晶体硅才用于制作集成电路。例8硅是构成无机非金属材料的一种主要元素，下列有关硅的化合物的叙述错误的是()A氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其化学式为Si3N4B碳化硅(SiC)的硬度大，熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承C.光导纤维是一种新型无机非金属材料，其主要成分为SiO2D二氧化硅为立体网状结构，其晶体中硅原子和硅氧单键个数之比为12【答案】D【解析】二氧化硅晶体中，1个Si原子连接4个O原子，1个O原子连接2个Si原子，晶体中Si原子与SiO键个数之比为14。例9.胃舒平主要成分是氢氧化铝，同时含有三硅酸镁(Mg2Si3O8nH2O)等化合物。(1)三硅酸镁的氧化物形式为_。(2)Al2O3、MgO和SiO2都可以制耐火材料，其原因是_。aAl2O3、MgO和SiO2都是白色固体bAl2O3、MgO和SiO2都是金属氧化物cAl2O3、MgO和SiO2都有很高的熔点【答案】(1)2MgO3SiO2nH2O(2)c【解析】(1)Mg2Si3O8nH2O改写成氧化物的形式为2MgO3SiO2nH2O。(2)Al2O3、MgO和SiO2均具有很高的熔点，故可作为耐火材料。2、硅及其化合物之间的相互转化例10下列变化中，不能一步实现的是()ANa2SiO3H2SiO3BH2SiO3SiO2CSiO2H2SiO3 DSiO2Na2SiO3【答案】C【解析】Na2SiO3H2SiO3；H2SiO3SiO2，SiO2Na2SiO3，SiO2不与H2O反应，故不能一步转化为H2SiO3。例11如图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程，下列说法正确的是()ASiO2属于两性氧化物B盛放Na2CO3溶液的试剂瓶用玻璃塞C硅胶吸水后可重复再生D图中所示的转化都是氧化还原反应【答案】C【解析】SiO2是酸性氧化物，A错误；Na2CO3溶液呈碱性，试剂瓶不能用玻璃塞，B错误；题图中有的转化不是氧化还原反应，例如SiO2与NaOH溶液的反应，D错误。三、氯单质及其化合物的性质与应用(一)氯气1物理性质颜色气味毒性密度特性黄绿色强烈刺激性气味毒比空气液化注意实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少量气体飘进鼻孔。(如图所示)2化学性质(1)与金属反应与变价金属反应生成高价金属氯化物。与铁反应：2Fe3Cl22FeCl3。与铜反应：CuCl2CuCl2。(2)与非金属反应与H2反应：H2Cl22HCl，(3)与水反应溶于水的氯气部分与水反应，离子方程式为Cl2H2O=HClHClO。(4)与碱反应与NaOH溶液反应，离子方程式为Cl22OH=ClClOH2O。(5)与还原性无机化合物反应与碘化钾溶液反应：2KICl2=2KClI2。与SO2水溶液反应：SO22H2OCl2=H2SO42HCl。与FeCl2溶液反应：2FeCl2Cl2=2FeCl3。(6)与有机化合物反应光照条件下与CH4反应：CH4Cl2CH3Cl(主要)。一定条件下与CH2=CH2反应：CH2=CH2Cl2CH2ClCH2Cl。(二)次氯酸和次氯酸盐1次氯酸(1)不稳定性次氯酸分解反应的化学方程式为2HClO2HClO2。(2)强氧化性能将有色物质氧化为无色物质，作漂白剂。杀菌、消毒。(3)弱酸性向NaClO溶液中通入少量CO2，离子方程式为ClOCO2H2O=HCOHClO。注意向NaClO溶液中通入CO2(无论是少量还是过量)，均生成HCO和HClO。2次氯酸盐(1)漂白液(2)漂白粉注意向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2，发生反应为Ca22ClOCO2H2O=CaCO32HClO。(三)氯水的成分与性质1从化学平衡的角度认识氯水的成分与应用(1)氯水的成分氯水中存在三个平衡关系：Cl2H2OHClHClOHClOHClOH2OHOH根据可逆反应的特点，即可得出氯水中存在3种分子：H2O、Cl2、HClO,4种离子：H、Cl、ClO、OH。(2)Cl2H2OHClHClO平衡移动的应用向氯水中加入的物质浓度变化平衡移动的方向应用可溶性氯化物c(Cl)增大左移用饱和食盐水除Cl2中的HCl用排饱和食盐水法收集Cl2盐酸c(H)和c(Cl)增大左移次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2NaOHc(H)减小右移用NaOH溶液吸收多余Cl2Ca(OH)2c(H)减小右移制漂白粉CaCO3c(H)减小右移制高浓度的HClO溶液光照c(HClO)减小右移氯水避光保存或现用现配2从微粒组成的角度认识氯水性质的多重性1、氯气和氯水的性质例12如图所示是验证氯气性质的微型实验，a、b、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：2KMnO416HCl=2KCl5Cl22MnCl28H2O)。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Aa处变蓝，b处变红棕色氧化性：Cl2Br2I2Bc处先变红，后褪色氯气与水生成了酸性物质Cd处立即褪色氯气与水生成了漂白性物质De处变红色还原性：Fe2Cl【答案】D【解析】a处变蓝、b处变红棕色，说明Cl2分别与KI、NaBr作用生成I2、Br2，可证明氧化性：Cl2I2、Cl2Br2，但不能证明氧化性：Br2I2，A错误；c处先变红，说明氯气与水反应生成酸性物质，后褪色，说明氯气与水生成的HClO具有漂白性，B错误；d处立即褪色，也可能是氯气与水反应生成的酸性物质中和NaOH的原因，C错误；e处变红说明Cl2将Fe2氧化为Fe3：2Fe2Cl2=2Fe32Cl，证明还原性：Fe2Cl，D正确。例13.氯气的水溶液称为“氯水”，氯水中含有多种分子和离子，因此氯水有多重性质，下列有关新制氯水的说法中不正确的是()A新制氯水呈黄绿色，且有刺激性气味，说明氯水中含有Cl2B新制氯水滴在蓝色石蕊试纸上，试纸先变红色后褪色，可说明氯水中含有Cl2C向淀粉碘化钾溶液中加入氯水，溶液变成蓝色，说明Cl2可以与盐发生置换反应D新制氯水滴到Na2CO3溶液中，有气体产生，说明氯水中含有H【答案】B【解析】Cl2H2OHClHClO，氯水中含有Cl2、H、Cl、HClO。A项，氯气是黄绿色气体，新制氯水呈现黄绿色，说明氯水中含有Cl2，正确；B项，试纸先变红，说明含有H，后褪色，是因为HClO的漂白性，错误；C项，溶液变蓝说明生成I2，新制氯水的主要成分是Cl2，说明发生反应Cl22I=2ClI2，正确；D项，发生反应2HCO=CO2H2O，正确。规律方法液氯、新制氯水、久置氯水的比较液氯新制氯水久置氯水分类纯净物混合物混合物颜色黄绿色浅黄绿色无色性质氧化性酸性、氧化性、漂白性酸性粒子种类Cl2Cl2、HClO、H2O、H、Cl、ClO、OHH2O、H、Cl、OH2、含氯化合物的性质及应用例14制取水处理剂ClO2(其部分性质如表所示)的方法之一是利用草酸(H2C2O4)与氯酸钾反应，反应的化学方程式为2KClO3aH2C2O4H2SO4=2ClO2K2SO42CO2bH2O。下列有关该反应的说法不正确的是()密度/gL1熔点/沸点/水溶性3.0959.511.0极易溶解A化学方程式中a1，b2B草酸只起到还原剂的作用CKClO3中只有Cl元素被还原D生成标准状况下5.6 L ClO2时，转移0.25 mol电子【答案】D【解析】由化学方程式中的碳元素守恒可知a1，由氢元素或氧元素守恒可知b2，A项正确；该反应中的草酸为还原剂，氯酸钾为氧化剂，B、C项正确；标准状况下ClO2为液体，D项错误。例15某学生做如下实验：第一步，在淀粉KI溶液中，滴入少量NaClO溶液，并加入少量稀硫酸，溶液立即变蓝；第二步，在上述蓝色溶液中，滴加足量的Na2SO3溶液，蓝色逐渐消失。下列叙述中该同学对实验原理的解释和所得结论不正确的是()A氧化性：ClOI2SOB若将Na2SO3溶液加入氯水中，氯水褪色C淀粉KI溶液变蓝是因为I被ClO氧化为I2，I2遇淀粉变蓝D蓝色消失的原因是Na2SO3溶液具有漂白性【答案】D【解析】第一步中发生的反应为2IClO2H=I2ClH2O，故氧化性：ClOI2；第二步中发生的反应为I2SOSO化合态碘，故氧化性：I2SO，A项正确；Cl2氧化性比I2的强，故由第二步实验可知B项正确；I2遇淀粉变蓝，说明I被ClO氧化为I2，C项正确；第二步实验证明Na2SO3具有还原性，非漂白性，D项错误。规律方法次氯酸盐的强氧化性ClO不论是在酸性、碱性条件下都能跟亚铁盐、碘化物、硫化物、亚硫酸盐等发生氧化还原反应，即ClO与I、Fe2、S2、SO不论是在酸性环境还是在碱性环境中均不能大量共存。如漂白粉遇到亚硫酸盐：Ca2ClOSO=CaSO4Cl。四、氯气的实验室制法氯气是一种性质活泼的气体，以氯气的实验室制备、性质探究为素材的实验题目在高考实验类试题中占有较大的比重。如2016年四川卷T9、2015年江苏卷T19、福建卷T25、海南卷T17、重庆卷T9。高考“题在书外，理在书中”，高考实验无非是教材实验的创新考查而已。本书对一些经典实验的编排不囿旧规，创新编排思路在用直观的实验图示展示实验流程的同时，又巧妙地将一些高考创新实验给予对照比较，旨在让考生迁移思维、开阔视野，记牢更要用活，学会更要学通。实验装置图解思考1如何检验集气瓶中已收集满氯气？提示：(1)实验室制取Cl2时，常常根据集气瓶中气体的颜色判断是否收集满。(2)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸先变红后褪色，则证明已集满。(3)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。2实验室里能否用K2Cr2O7(或KClO3)代替MnO2与浓盐酸反应制取Cl2？若能，写出反应的离子方程式。提示：能；常温下即可反应，故不需要酒精灯加热，离子方程式为Cr2O6Cl14H=2Cr33Cl27H2O，ClO5Cl6H=3Cl23H2O。3400 mL 10 molL1的浓盐酸与足量的MnO2混合共热，能否得到1 mol Cl2?提示：不能；因为MnO2与稀盐酸不反应，故生成的Cl2小于1 mol。1、氯气的制取及性质探究例16实验室用MnO2和浓盐酸制Cl2时，有如下操作：连好装置，检查气密性；缓缓加热；加入MnO2粉末；从装有浓盐酸的分液漏斗中加入浓盐酸；将多余氯气用NaOH溶液吸收；用向上排气收集氯气。顺序正确的是()ABC D【答案】D【解析】气体制备装置的连接顺序：从下到上，从左到右；装入药品的顺序为：先固后液。例17.如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持装置已略)。(1)制备氯气选用的药品为漂粉精固体和浓盐酸，则相关反应的化学方程式为_。(2)装置B中饱和食盐水的作用是_；同时装置B也是安全瓶，监测实验进行时装置C是否发生堵塞，请写出发生堵塞时装置B中的现象：_。(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，为此装置C中、处依次放入_(填字母)。abcd干燥的有色布条干燥的有色布条湿润的有色布条湿润的有色布条碱石灰硅胶浓硫酸无水氯化钙湿润的有色布条湿润的有色布条干燥的有色布条干燥的有色布条(4)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。当向D装置中缓缓通入一定量氯气时，可以看到无色溶液逐渐变为_色，说明氯的非金属性强于溴。(5)打开活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中，振荡后静置。观察到的现象是_。【答案】(1)Ca(ClO)24HCl(浓)=CaCl22Cl22H2O(2)除去Cl2中的HCl长颈漏斗中液面上升，形成水柱(3)d(4)棕黄(5)装置E中溶液分为两层，上层(苯层)为紫红色【解析】(1)根据氧化还原反应的规律，次氯酸钙与浓盐酸反应生成氯化钙、氯气与水，反应的化学方程式为Ca(ClO)24HCl(浓)=CaCl22Cl22H2O。(2)浓盐酸易挥发，反应制取的氯气中含有HCl，装置B中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl；若装置C发生堵塞，装置B中的压强会增大，长颈漏斗中液面上升，形成水柱。(3)验证氯气是否具有漂白性，要对比验证干燥氯气和湿润氯气有无漂白性，因此处应为湿润的有色布条，处应为干燥剂，处应为干燥的有色布条，U形管中应用固体干燥剂。(4)当向装置D中缓缓通入少量氯气时，可以看到无色溶液逐渐变为棕黄色，发生反应：Cl22NaBr=2NaClBr2。(5)打开活塞，将装置D中含Br2的少量溶液加入装置E中，发生反应：Br22KI=2KBrI2，碘单质溶于苯呈紫红色，振荡后静置，观察到的现象是装置E中溶液分为两层，上层(苯层)为紫红色。 规律方法氯气的性质探究实验流程装置试剂实验现象实验目的A浓硫酸验证氯气无漂白作用，而湿润的红布条之所以褪色是因为Cl2与H2O反应生成的HClO具有漂白作用B干燥红布条无明显变化C湿润红布条红布条褪色DFeCl2溶液溶液由浅绿色变棕黄色验证氯气具有强氧化性，可与金属及还原性物质反应E淀粉KI溶液溶液变蓝色F浓硫酸G铁粉产生棕色烟HNaOH溶液吸收多余的氯气2、陌生氯化物的制备例18二氯化二硫(S2Cl2)是一种常用于橡胶硫化、有机物氯化的试剂，甲同学查阅资料：将干燥的氯气在110140 间与硫反应，即可得S2Cl2粗品；有关物质的部分性质如表所示：物质熔点/沸点/化学性质S112.8444.6略S2Cl277137一种橙黄色的液体，遇水易水解，有淡黄色固体出现，同时产生能使品红溶液褪色的气体；300 以上完全分解；S2Cl2Cl22SCl2。设计如图所示实验装置在实验室合成S2Cl2：回答以下问题：(1)仪器A的名称是_。(2)B中所发生反应的离子方程式为_。(3)C装置的作用是_。(4)S2Cl2粗品中可能混有的杂质是_。(5)乙同学发现，该装置中除了E处的温度不能过高外，还有一处重大缺陷需改进，否则会导致S2Cl2的产率大大降低，原因是_(用化学方程式表示)；请简要提出改进方案_。(6)H中的溶液可以选择下列试剂中的_(填序号)。碳酸钠溶液氯化铁溶液亚硫酸钠溶液高锰酸钾溶液【答案】(1)分液漏斗(2)MnO24H2ClMn2Cl22H2O(3)除去Cl2中的HCl杂质(4)S、SCl2、Cl2(5)2S2Cl22H2O=3SSO24HCl在G和H之间增加干燥装置(如盛有浓硫酸的洗气瓶)(6)【解析】(1)由装置图可知A为分液漏斗。(2)在装置B中制取氯气，离子反应方程式为MnO24H2ClMn2Cl22H2O。(3)在E中干燥纯净的Cl2与S发生反应，而B中制取的Cl2中含有HCl杂质，除杂后气体还需要干燥，故C中盛有饱和食盐水以除去HCl，D中盛有浓硫酸以干燥氯气。(4)结合题给信息，S2Cl2能与Cl2反应生成SCl2，知S2Cl2粗品中可能混有的杂质有S、SCl2、Cl2。(5)观察装置图可知，H中水蒸气可进入G中，发生反应：2S2Cl22H2O=3SSO24HCl，导致S2Cl2产率降低，可在G和H之间增加干燥装置。(6)H是除氯气装置，氯化铁和高锰酸钾都不与氯气反应，符合题意。五、卤素单质的制取、性质及卤素离子的检验(一)提取卤素单质的工艺流程1海水中提氯海水粗盐饱和食盐水化学方程式为2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。2海水中提溴(1)流程(2)发生反应的离子方程式2BrCl2=Br22Cl；2BrCl2=Br22Cl。3海带中提碘(1)流程(2)发生反应的离子方程式2ICl2=I22Cl(二)卤素单质的性质1卤素单质性质的相似性(1)都能与大多数金属反应，如2Fe3Br2=2FeBr3，但I2与Fe反应生成FeI2。(2)都能与H2反应生成HX：X2H2=2HX(X代表Cl、Br、I，下同)。(3)都能与水反应：X2H2OHXHXO(F2例外：2F22H2O=4HFO2)。(4)都能与碱溶液反应：X22NaOH=NaXNaXOH2O(F2例外)。2卤素单质的递变性颜色熔、沸点密度水溶性氧化性还原性(X)阴离子还原性由强到弱顺序是IBrCl；Cl2能从Br的溶液中置换出Br2，离子方程式为2BrCl2=2ClBr2; Br2能从I的溶液中置换出I2，离子方程式为2IBr2=2BrI23特殊性氟无正价，非金属性最强，F的还原性最弱2F22H2O=4HFO2，与H2反应在暗处即爆炸氢氟酸是弱酸，能腐蚀玻璃，故应保存在塑料瓶中溴Br2是深红棕色液体，易挥发Br2易溶于有机溶剂盛溴的试剂瓶中加水，进行水封，保存液溴不能用橡胶塞碘淀粉遇I2变色I2加热时易升华I2易溶于有机溶剂(三)卤素离子的检验1AgNO3溶液沉淀法未知液生成2置换萃取法未知液 3氧化淀粉检验I未知液 色溶液，表明有I1、卤素的性质及应用例19已知常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气，现按下图进行卤素的性质实验。玻璃管内分别装有滴有不同溶液的白色棉球，反应一段时间后，对图中指定部分颜色描述正确的是()选项A黄绿色橙色蓝色白色B无色橙色紫色白色C黄绿色橙色蓝色无色D黄绿色无色紫色白色【答案】A【解析】由处产生的Cl2通过时发生反应Cl22NaBr=2NaClBr2，通过时发生反应Cl22KI=2KClI2，通过时发生反应Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，因Cl2为黄绿色，Br2为橙色，淀粉遇I2变蓝，Cl2遇碱产生NaCl、NaClO，可知应选A。例20.鉴别NaCl溶液、NaBr溶液、NaI溶液可以选用的试剂是()碘水、淀粉溶液氯水、CCl4溴水、苯硝酸、AgNO3溶液氯水、苯CCl4、淀粉溶液A BC D【答案】C【解析】将加入NaCl溶液中，下层为黄绿色，加入NaBr溶液中，下层为橙红色，加入NaI溶液中，下层为紫红色；加入与加入均产生分层现象；分别加入NaCl溶液、NaBr溶液、NaI溶液得到不同颜色的沉淀。例21为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检验)。实验过程：.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。.当B中溶液由黄色变为红棕色时，关闭活塞a。.(1)A中产生黄绿色气体，其电子式是_。(2)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是_。(3)B中溶液发生反应的离子方程式是_。(4)为验证溴的氧化性强于碘，过程的操作和现象是_。(5)过程实验的目的是_。(6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：同主族元素从上到下_，得电子能力逐渐减弱。【答案】(1) (2)湿润的淀粉KI试纸变蓝(3)Cl22Br=Br22Cl(4)打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D振荡，静置后CCl4层变为紫红色(5)确认C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰(6)原子半径逐渐增大【解析】(1)A中产生的黄绿色气体为Cl2，其电子式为。(2)Cl2遇湿润的淀粉KI试纸时，发生反应：Cl22KI=I22KCl，产生的I2遇淀粉变蓝，可以证明Cl2的氧化性强于I2。(3)B中Cl2与NaBr发生置换反应，离子方程式为Cl22Br=2ClBr2。(4)C中NaBr与Cl2反应生成NaCl和Br2，将C中溶液滴入D中，振荡，发生反应：Br22KI=I22KBr，静置后D中溶液分层，下层为碘的CCl4溶液，显紫红色，可以说明溴的氧化性强于碘。(5)过程的B中溶液由黄色变为棕红色说明仍有Br2生成，由于B与C中溶液相同，故C中通入Cl2不足，NaBr过量，故C的黄色溶液中无Cl2，排除对溴置换碘实验的干扰。(6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱，是因为从Cl到I，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱。2、卤素单质的制取例22.从海带中提取碘单质，成熟的工艺流程如下，下列关于海水制碘的说法不正确的是()A实验室在蒸发皿中灼烧干海带，并且用玻璃棒搅拌B在含I的滤液中加入稀硫酸和H2O2后，碘元素发生氧化反应C在碘水中加入几滴淀粉溶液，溶液变蓝色D在碘水中加入CCl4得到I2的CCl4溶液，该操作为“萃取”【答案】A【解析】灼烧干海带应在坩埚中进行，而不应在蒸发皿中灼烧海带。例23我国有广阔的海岸线，建设海峡经济区，海水的综合利用大有可为，如图所示为海水综合利用部分流程，有关说法正确的是()A上述工艺流程中涉及化合、分解、复分解和置换反应B只发生了化学变化，是用电解熔融NaCl制备Cl2C涉及的反应均为氧化还原反应，只需要蒸馏即可得到单质Br2D中反应的离子方程式为SO2Br22H2O=4HSO2Br【答案】D【解析】题述工艺流程中电解熔融氯化钠制取氯气属于分解反应，属于置换反应，工艺流程中没有涉及化合、复分解反应，故A错误；只发生了物理变化，是用电解熔融NaCl制备Cl2，故B错误；涉及的反应均为氧化还原反应，故C错误；中反应的离子方程式为SO2Br22H2O=4HSO2Br，故D正确。六、O3和H2O2的性质及应用1臭氧(1)组成：臭氧的分子式为O3，与 互为同素异形体。(2)化学性质不稳定性O3不稳定，容易分解，反应的化学方程式为2O3=3O2，在放电条件下空气中的O2可以转化为O3，反应的化学方程式为 3O22O3强氧化性O3容易使淀粉KI溶液变蓝色，反应的化学方程式为 2KIO3H2O=I22KOHO2漂白性O3因其强氧化性能使有色物质褪色，可用作杀菌消毒剂(3)用途：可用作脱色剂和消毒剂；臭氧层可以吸收来自太阳的紫外线，是人类和其他生物的保护伞。2过氧化氢(双氧水)(1)结构(2)化学性质不稳定性加热、光照或加催化剂都能加快其分解：2H2O22H2OO2，因此H2O2应保存在棕色瓶中并放置在阴凉处弱酸性相当于二元弱酸H2O2HHO，HOHO强氧化性工业上用10%的H2O2作为漂白剂，在医疗上用3%的H2O2作为消毒杀菌剂；氧化Fe2、SO等还原性物质：H2O22Fe22H=2Fe32H2O，H2O2Na2SO3=Na2SO4H2O；使湿润的淀粉KI试纸变蓝：H2O22I2H=I22H2O弱还原性H2O2中1价的氧遇强氧化剂可失去电子转化成0价氧而被氧化。2KMnO45H2O23H2SO4=K2SO42MnSO45O28H2O3.共性归纳氧族元素(1)氧族元素概况包括氧(O)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)、钋(Po)五种元素。常温下，单质除氧为气体外，其余均为固体，氧、硫、硒为典型的非金属元素，碲为类金属，钋为金属。(2)相似性和递变性原子结构最外层都有6个电子，在化学反应中可显2、4、6价(氧无最高正价除外)化学性质氢化物氧、硫、硒的单质可直接与氢气化合生成氢化物：2H2O22H2O、H2SH2S碲不能直接与氢气化合，只能通过其他反应间接制取碲化氢氧化物硫、硒、碲均有二氧化物、三氧化物，且均是酸酐能与大多数金属直接化合如：FeSFeS、2CuSCu2S、3Fe2O2Fe3O4、2CuO22CuO1、臭氧(O3)的性质及应用例24距地球1535 km处，有一层臭氧层，其化学式为O3，微量可以净化空气，有利于人体健康。下列有关叙述错误的是()A是一种单质B不使用含氟冰箱有利于空洞修复C和氧气性质完全相同D转化成氧气，发生了化学变化【答案】C【解析】O3是由氧元素组成的纯净物，所以属于单质，A正确；含氟的冰箱会释放氟利昂破坏臭氧层，B正确；O3和O2是两种不同的物质，所以性质肯定不会完全相同，C不正确；有新物质生成的变化为化学变化，D正确。例25家用消毒柜常用臭氧(O3)消毒，在消毒过程中通过放电发生反应：3O2(g)=2O3(g)H144.8 kJmol1；下列关于臭氧说法不正确的是()AO2和O3互为同素异形体BO3具有较强的氧化性CO2比O3稳定D植物油等食物为防止细菌污染，可放入消毒柜中消毒【答案】D【解析】O2和O3由氧元素形成的两种不同的单质，互为同素异形体，A项正确；O3能量高，很容易分解，具有较强的氧化性，B项正确；O2比O3具有的能量低，稳定，C项正确；植物油等食物含有不饱和键，放入消毒柜中消毒，易被氧化而变质，D项错误。例26等质量的O2和O3，分子数之比为_，原子数之比为_，质子数之比为_，标准状况下的体积之比为_，相同条件下的密度之比为_。答案：32111132232、过氧化氢(H2O2)的结构与性质例27下列有关双氧水说法错误的是()AH2O2、Na2O2都属于过氧化物，都存在共价键B双氧水是绿色氧化剂，可作医疗消毒剂CH2O2在过氧化氢酶的催化下，温度越高，分解速率越快DH2O2做漂白剂是利用其氧化性，漂白原理与HClO类似，与SO2不同【答案】【解析】C酶在过高的温度下会失去活性，故C项错误。例28过氧化氢是一种绿色氧化剂、还原剂，工业上有多种方法制备H2O2。(1)已知常温下1 L的H2O2相当于48.3 mol，其K11.671012，则该温度下H2O2中c(H)约为_，写出它与足量Ba(OH)2反应的化学方程式：_。(2)乙基蒽醌法是制备过氧化氢最常用的方法，其主要过程如图所示，写出此过程的总反应方程式：_。(3)空气阴极法制备H2O2是一种环境友好型、节能型的制备方法，电解总方程式为3H2O3O23H2O2O3，则阳极的电极反应式为_。【答案】(1)9106 molL1H2O2Ba(OH)2=BaO22H2O(2)H2O2H2O2(3)2H2O2e=H2O22H【解析】(1)H2O2一级电离方程式为H2O2HHO，则K11.671012，且c(H)c(HO)，c(H2O2)48.3 molL1，c(H)9106 molL1；H2O2与足量Ba(OH)2反应生成BaO2，化学方程式为H2O2Ba(OH)2=BaO22H2O。(2)乙基蒽醌作制取过氧化氢的催化剂，反应方程式为H2O2H2O2。(3)水在阳极上失去电子生成H2O2，电极反应式为2H2O2e=H2O22H七、硫及其氧化物和氢化物1自然界中的硫(1)物理性质俗称颜色状态溶解性水酒精CS2硫黄色晶体不溶微溶易溶(2)化学性质与金属反应表现氧化性与非金属反应与强氧化剂反应(如浓硫酸)：S2H2SO4(浓)3SO22H2O，表现还原性。与NaOH溶液反应：3S6NaOH2Na2SNa2SO33H2O，表现氧化性和还原性。注意硫与变价金属反应时，生成低价态金属硫化物(如Cu2S、FeS)；汞蒸气有毒，实验室里不慎洒落一些汞，可撒上硫粉进行处理。2二氧化硫(1)物理性质(2)化学性质酸性氧化物的通性与H2O反应：SO2H2OH2SO3与NaOH溶液反应：SO2(少量)2NaOH=Na2SO3H2O、SO2(足量)NaOH=NaHSO3氧化性，如与H2S反应：SO22H2S=3S2H2O还原性与O2：2SO2O22SO3；与氯水：Cl2SO22H2O=2HClH2SO4；可被酸性KMnO4溶液、K2Cr2O7溶液、H2O2、Fe3等氧化。漂白性：可使品红溶液等有机色质褪色生成不稳定的化合物。(3)实验室制法固体Na2SO3与较浓H2SO4反应Na2SO3H2SO4=Na2SO4SO2H2O；铜与浓H2SO4混合加热Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O。(4)SO2对大气的污染与防治(5)SO2和CO2的鉴别试剂现象及结论原理(化学方程式)品红溶液使品红溶液褪色的是SO2；不能使品红溶液褪色的是CO2高锰酸钾溶液使紫色褪去的是SO2，无明显现象的是CO22KMnO45SO22H2O=K2SO42MnSO42H2SO4溴水使橙色褪去的是SO2，无明显现象的是CO2Br22H2OSO2=2HBrH2SO4硝酸酸化的硝酸钡溶液产生白色沉淀的是SO2，无明显现象的是CO22H2O2HNO33SO2=3H2SO42NOBa(NO3)2H2SO4=BaSO42HNO3FeCl3溶液使棕黄色颜色变浅绿色的是SO2，无明显现象的是CO22FeCl3SO22H2O=FeCl2FeSO44HCl澄清石灰水不能用澄清石灰水鉴别SO2和CO2，原因是二者都能使澄清石灰水变浑浊3三氧化硫(1)物理性质熔点16.8 ，沸点44.8 ，在常温下为态，在标准状况下为态。(2)化学性质反应化学方程式与水反应SO3H2O=H2SO4(放出大量的热)与氧化钙反应SO3CaO=CaSO4与氢氧化钠反应SO32NaOH=Na2SO4H2O4硫化氢(1)物理性质H2S是一种具有臭鸡蛋气味的气体，H2S空气，能溶于水。(2)化学性质弱酸性：H2S的水溶液称为氢硫酸。H2SHHS，HSHS2。不稳定性：H2SH2S。还原性2H2SO2(不足)2S2H2O2H2S3O