通用版2020高考化学一轮复习第四章非金属及其化合物4.10归纳拓展非金属的氢化物和含氧酸学案含解析.doc

第10课时归纳拓展非金属的氢化物和含氧酸高考“源于教材而又高于教材”，在元素化合物部分表现最为突出，如2016全国卷T26考查陌生氢化物(N2H4)、2015全国卷T26考查陌生含氧酸(草酸)。怎样才能使考生遇“新”而不慌。本课时在不偏离考纲的基础上，适当地拓宽一些教材外的非金属氢化物和含氧酸，旨在让考生达到学一物通一类，提高考生的迁移运用能力。拓展一重要的非金属氢化物 物理性质无色、有臭鸡蛋气味的气体；1体积的水能溶解2.6体积的H2S化学性质毒性有毒水溶液是二元弱酸电离方程式H2SHSH， HSHS2(H2S的酸性弱于H2SO3的酸性)与碱溶液反应1时，反应方程式：H2SNaOH=NaHSH2O2时，反应方程式：H2S2NaOH=Na2S2H2O与某些盐溶液反应与CuSO4溶液反应的方程式：H2SCuSO4=CuSH2SO4与(CH3COO)2Pb溶液反应的方程式：H2S(CH3COO)2Pb= PbS2CH3COOH强还原性能被酸性KMnO4溶液、Fe3、氯水、溴水、碘水、硝酸、浓硫酸、O2、SO2等氧化2MnO5H2S6H=2Mn25S8H2O2Fe3H2S=2Fe2S2HX2H2S=2X2HS(X代表Cl、Br、I)H2S气体不完全燃烧的化学方程式：2H2SO22S2H2OH2S气体完全燃烧的化学方程式：2H2S3O22SO22H2O2H2SSO2=3S2H2O制备实验室用FeS与稀H2SO4或稀盐酸反应制备H2S：FeS2H=Fe2H2S用途常用作废水处理中的沉淀剂，使某些重金属离子以硫化物的形式沉淀(1)分子结构联氨又称为肼，其电子式为 ，结构式为。(2)化学性质弱碱性：联氨是一种二元弱碱，其电离方程式为N2H4H2ON2HOH、N2HH2ON2HOH。具有较强的还原性，能被X2(X代表Cl、Br、I)、H2O2、AgNO3等氧化。肼与Cl2反应的化学方程式：2Cl2N2H4=N24HCl；肼与H2O2反应的化学方程式：N2H42H2O2=N24H2O；肼被AgNO3氧化的离子方程式：N2H44Ag=4AgN24H。(3)制备联氨可用NaClO溶液氧化过量的NH3制取，离子方程式为2NH3ClO=N2H4ClH2O。(4)用途作还原剂、作喷气式发动机和火箭的燃料等。(1)分子结构PH3的电子式为，结构式为，与NH3的结构类似，呈三角锥形。(2)化学性质与酸的反应：PH3与HI反应的化学方程式：PH3HI=PH4I。较强的还原性：PH3能被某些金属盐(如Cu2、Ag等)氧化得到金属单质，如PH3与CuSO4溶液反应的化学方程式为4CuSO4PH34H2O=H3PO44Cu4H2SO4。在一定温度下，PH3能与O2反应生成H3PO4：反应的化学方程式为PH32O2,H3PO4。(3)制备原理磷化钙水解：Ca3P26H2O=3Ca(OH)22PH3。PH4I与碱反应：PH4INaOH=NaIH2OPH3。单质磷溶于碱：P43NaOH3H2O=3NaH2PO2PH3。(1)分子结构砷化氢(AsH3)又称胂，其电子式为 。(2)化学性质不稳定性：在缺氧的条件下，胂受热分解为单质，反应的化学方程式为2AsH32As3H2。还原性：AsH3具有较强的还原性，能被酸性KMnO4、K2Cr2O7、AgNO3溶液等氧化，其中胂还原AgNO3溶液就是古代试砷法：2AsH312AgNO33H2O=As2O312HNO312Ag。室温下，在空气中能自燃，反应方程式为2AsH33O2=As2O33H2O。(3)制备金属砷化物水解：Na3As3H2O=3NaOHAsH3。用强还原剂还原砷的氧化物：As2O36Zn6H2SO4=2AsH36ZnSO43H2O。对点训练1在氢硫酸中通入或加入下列物质：O2、Cl2、SO2、CuSO4溶液，能使溶液pH降低的是()ABC D解析：选B向氢硫酸中通入或加入四种物质，发生的反应分别为：2H2SO2=2S2H2O溶液pH升高；Cl2H2S=S2HCl溶液pH降低；SO22H2S=3S2H2O溶液pH升高；H2SCuSO4=CuSH2SO4溶液pH降低。2硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题，下列关于硫化氢的说法错误的是()AH2S是一种弱电解质B可用石灰乳吸收H2S气体C根据如图可知FeCl3、CuCl2均能氧化H2SDH2S在空气中燃烧可以生成SO2解析：选CH2S在溶液中不能完全电离，是一种弱电解质，A正确；硫化氢具有酸性，可与石灰乳反应，可用石灰乳吸收H2S气体，B正确；根据题图可知FeCl3能氧化H2S，CuCl2与H2S反应生成CuS，没有发生氧化还原反应，C错误；H2S具有还原性，在空气中完全燃烧可以生成SO2，如氧气不足，可生成S，D正确。3联氨(又称肼，N2H4，无色液体)是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料，回答下列问题：(1)联氨分子的电子式为_，其中氮元素的化合价为_。(2)联氨是二元弱碱，在水中的电离方程式与氨相似，联氨与硫酸反应形成酸式盐的化学式为_。(3)联氨是一种常用的还原剂，向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液，观察到的现象是_，联氨可用于处理高压锅炉水中的氧，防止锅炉被腐蚀，反应的化学方程式为_。解析：(1)联氨是共价化合物，其电子式为；根据化合物中各元素化合价代数和为零的原则可知氮元素的化合价为2。(2)联氨是二元弱碱，与H2SO4反应生成酸式盐的化学式为N2H6(HSO4)2。(3)联氨是一种还原剂，能将AgBr中的Ag还原为Ag，自身被氧化为N2，则向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液，可观察到固体逐渐变黑，并有气泡产生。联氨与O2发生的反应为N2H4O2=N22H2O。答案：(1) 2(2)N2H6(HSO4)2(3)固体逐渐变黑，并有气泡产生N2H4O2=N22H2O拓展二重要的非金属含氧酸(1)分子结构草酸是二元酸，其电离常数为Ka15.9102、Ka26.4105，其键线式为。(2)化学性质具有酸的通性，能与碱发生中和反应，能使指示剂变色，能与碳酸盐反应放出CO2。如：与Na2CO3反应的化学方程式：Na2CO3H2C2O4=Na2C2O4H2OCO2。较强的还原性：草酸具有很强的还原性，与氧化剂作用易被氧化成CO2和水，可以使酸性KMnO4溶液褪色，反应的离子方程式为2MnO5H2C2O46H=2Mn210CO28H2O。该反应在定量分析中被用作测定KMnO4浓度的方法，草酸还可以被NaClO溶液氧化，反应的离子方程式为H2C2O4ClO=Cl2CO2H2O。不稳定性：草酸在189.5 或遇浓H2SO4会分解生成CO2、CO和H2O，反应的化学方程式为H2C2O4COCO2H2O。实验室里可以利用此反应制取CO气体。(1)化学性质不稳定性：亚硝酸仅存在于稀的水溶液中，不稳定，易分解成NO2和NO。弱酸性：HNO2是一种一元弱酸，能与碱发生中和反应，与NaOH溶液反应的化学方程式为HNO2NaOH=NaNO2H2O。强氧化性：HNO2具有氧化性，能氧化I、Fe2等还原性物质，反应的离子方程式分别为4HNO22I=I22NO2NO2H2O，Fe22HNO2=Fe3NONOH2O。(2)制备将NO2和NO混合物溶解在接近零度的水中，即生成亚硝酸的水溶液，反应的化学方程式为NO2NOH2O=2HNO2。亚硝酸盐溶液中加入酸，可得到亚硝酸溶液：NaNO2HCl=HNO2NaCl。(1)磷酸磷酸易溶于水、难挥发，属于三元非氧化性中强酸(可当作弱酸对待)，具有酸的通性。电离方程式H3PO4HH2PO；H2POHHPO；HPOHPO。与碱反应(写出反应方程式)生成磷酸二氢盐：NaOHH3PO4=NaH2PO4H2O；生成磷酸一氢盐：2NaOHH3PO4=Na2HPO42H2O；生成磷酸盐：3NaOHH3PO4=Na3PO43H2O。(2)次磷酸(H3PO2)次磷酸是一种无色的晶体，熔点26.5 ，易溶解，它是中强酸，又是一元酸，并依下式电离：H3PO2HH2PO。次磷酸是一元酸的原因是结构中有两个氢原子直接与磷原子相连，不能电离，其电子式和结构式分别是：次磷酸和它的盐都有较强的还原性，次磷酸盐一般易溶于水，其中碱土金属次磷酸盐的溶解度较小。4砷的含氧酸亚砷酸(H3AsO3)、砷酸(H3AsO4)(1)亚砷酸(H3AsO3)两性氢氧化物：H3AsO33NaOH=Na3AsO33H2O；H3AsO33HCl=AsCl33H2O。还原性：亚砷酸被I2氧化的离子方程式为H3AsO3I25OH=AsO2I4H2O。(2)砷酸(H3AsO4)H3AsO4是三元弱酸，能与碱(如NaOH)发生中和反应：H3AsO43NaOH=Na3AsO43H2O。氧化性：在酸性介质中，砷酸能将I氧化成I2，反应方程式为H3AsO42HI=H3AsO3I2H2O。对点训练1次磷酸(H3PO2)是一元中强酸，具有较强还原性。下列有关说法正确的是()A次磷酸的电离方程式为H3PO2=HH2POBNaH2PO2是次磷酸的正盐，其水溶液呈中性C白磷与氢氧化钠溶液反应可得次磷酸盐，反应的化学方程式为P49NaOH=3Na3PO2PH33H2OD利用(H3PO2)进行化学镀银反应中，1 mol H3PO2最多还原4 mol Ag解析：选D中强酸的电离方程式应用可逆号，则次磷酸的电离方程式为H3PO2HH2PO，故A错误；NaH2PO2属于强碱弱酸盐，其水溶液显碱性，故B错误；白磷(P4)与NaOH溶液反应生成PH3和NaH2PO2，反应的化学方程式为P43NaOH3H2O=3NaH2PO2PH3，故C错误；次磷酸(H3PO2)中O为2价，H为1价，则P为1价，其氧化产物为H3PO4，磷酸中P的化合价为5价，故1 mol H3PO2最多还原4 mol Ag，故D正确。2查资料得：HNO2是一种弱酸且不稳定，易分解生成NO和NO2；它能被常见的强氧化剂氧化；在酸性溶液中它也是一种氧化剂，如能把Fe2氧化成Fe3，AgNO2是一种难溶于水、易溶于酸的化合物。试回答下列问题：(1)下列方法中，不能用来区分NaNO2和NaCl的是_(填字母)。A测定这两种溶液的pHB分别在两种溶液中滴加甲基橙C在酸性条件下加入KI淀粉溶液来区别D用AgNO3和HNO3两种试剂来区别(2)人体正常的血红蛋白含有Fe2，若误食亚硝酸盐(如NaNO2)，则导致血红蛋白中的Fe2转化为Fe3而中毒，服用维生素C可解毒，下列叙述不正确的是_(填字母)。A亚硝酸盐被还原B维生素C是还原剂C维生素C将Fe3还原为Fe2D亚硝酸盐是还原剂(3)Fe与过量稀硫酸反应可以制取FeSO4，若用反应所得的酸性溶液，将Fe2转化为Fe3，要求产物纯净，可选用的最佳试剂是_(填字母)。ACl2BFeCH2O2 DHNO3(4)某同学把酸性高锰酸钾溶液滴入NaNO2溶液中，观察到紫色褪去，同时生成NO和Mn2，请写出反应的离子方程式： _。(5)已知FeSO4在一定条件下可转变为高铁酸钾(K2FeO4)，高铁酸钾是一种新型、高效的绿色水处理剂，在水中发生反应生成氢氧化铁胶体，高铁酸钾作为水处理剂发挥的作用是_。解析：(1)NaNO2是强碱弱酸盐其水溶液呈碱性，NaCl是强酸强碱盐其水溶液呈中性，相同物质的量浓度的两种溶液的pH不同，所以可以用测定这两种溶液的pH鉴别，A项不符合题意；甲基橙的变色范围是3.14.4，所以NaNO2和NaCl溶液加入甲基橙后溶液都呈黄色，现象相同，所以不能用甲基橙鉴别，B项符合题意；在酸性条件下，NaNO2和I反应方程式为2NO2I4H=2NOI22H2O，碘遇淀粉变蓝色，Cl和I不反应，现象不同，所以可以用酸性条件下的KI淀粉溶液来区别，C项不符合题意；在H条件下，NO不与Ag反应，Cl和Ag反应生成不溶于硝酸的白色沉淀，现象不同，所以可以用AgNO3和HNO3两种试剂来区别，D项不符合题意。(2)服用维生素C可以解毒，说明在维生素C作用下Fe3又转化为Fe2，Fe元素化合价降低，被还原，则维生素具有还原性，而亚硝酸盐会导致Fe2转化为Fe3，说明亚硝酸盐具有氧化性，在反应中为氧化剂，维生素C是还原剂。(3)由于Cl2、HNO3都能氧化Fe2，但能引入新的杂质，铁不能氧化Fe2，H2O2的还原产物是H2O，不引入杂质，所以最佳试剂为H2O2。(4)酸性高锰酸钾溶液滴入到NaNO2溶液中，观察到紫色褪色，同时生成NO和Mn2，反应的离子方程式为6H5NO2MnO=5NO2Mn23H2O。(5)高铁酸钾(K2FeO4)中Fe的化合价是6价，具有强氧化性，能杀菌消毒，其还原产物Fe3水解生成氢氧化铁胶体，能吸附水中杂质，所以高铁酸钾作为水处理剂发挥的作用是净水、消毒。答案：(1)B(2)D(3)C(4)6H5NO2MnO=5NO2Mn23H2O(5)净水、消毒