《2019年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題08 非金屬及其化合物教案.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題08 非金屬及其化合物教案.doc（58頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

專題08 非金屬及其化合物 和2016年大綱相比，變化有：“常見非金屬元素單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用”由“了解”提高為“掌握”；增加“了解常見非金屬元素單質(zhì)及其重要化合物的制備方法”，復(fù)習(xí)時應(yīng)重視物質(zhì)制備（實驗），注意以元素及其化合物為載體的實驗考查。 1．預(yù)計高考將以元素化合物的性質(zhì)與化工生產(chǎn)、日常生活、科學(xué)技術(shù)等方面的聯(lián)系為載體，與氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)、化學(xué)實驗方案的設(shè)計與評價等知識結(jié)合起來綜合考査鹵族元素及其化合物的性質(zhì)和應(yīng)用。 2.預(yù)計高考會將氧、硫及其化合物的性質(zhì)與其他元素化合物及氧化還原反應(yīng)等知識結(jié)合，以實驗題、工藝流程題等形式進行考查;涉及綠色化學(xué)、環(huán)境保護的試題也會出現(xiàn)，與生產(chǎn)、生活實際聯(lián)系，物質(zhì)的循環(huán)利用、保護環(huán)境等觀念將滲透考題中，以體現(xiàn)化學(xué)核心素養(yǎng)科學(xué)精神與社會責(zé)任。 3.預(yù)計高考會以化學(xué)實驗或化工工藝流程為載體，考查氨氣、銨鹽、氮氧化物和硝酸等物質(zhì)的性質(zhì)，重點考查考生的綜合應(yīng)用能力和探究能力。 4.硅、二氧化硅、硅酸、硅酸鹽的性質(zhì)和用途是高考考查的主要內(nèi)容，預(yù)計今后高考會以新材料、新工藝為載體，考查硅及其化合物的性質(zhì)及應(yīng)用； 5.以過渡元素為背景，結(jié)合實際生產(chǎn)、生活中的物質(zhì)制備流程，綜合考查電化學(xué)、化學(xué)平衡、氧化還原反應(yīng)等知識，著重考查考生理論聯(lián)系實際、運用化學(xué)理論解決實際問題的能力和將化學(xué)成果應(yīng)用于生產(chǎn)、生活的意識。 一、碳、硅單質(zhì)及氧化物的性質(zhì) 1．碳、硅的結(jié)構(gòu)、存在與用途 (1)碳、硅的原子結(jié)構(gòu)與存在 元素 碳 硅 原子結(jié)構(gòu)示意圖 單質(zhì)的結(jié)構(gòu) 金剛石：空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 石墨：層狀結(jié)構(gòu) 晶體硅：與金剛石類似的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 元素在自然界中的存在形式 既有游離態(tài)又有化合態(tài) 只有化合態(tài) (2)碳、硅的物理性質(zhì)和用途 物質(zhì) 石墨 金剛石 晶體硅 外觀 黑色鱗片狀固體 無色晶體 有金屬光澤的灰黑色固體 硬度 很小 自然界中硬度最大 硬度大 導(dǎo)電性 導(dǎo)體 不能導(dǎo)電 半導(dǎo)體 用途 用作電極、鉛筆芯 制作首飾等 制作信息技術(shù)材料，它是半導(dǎo)體晶體管、硅芯片及太陽能電池等的主要成分 2．碳和硅的化學(xué)性質(zhì)——還原性 寫出①～⑥的化學(xué)方程式： ①2C＋O22CO； ②CO2＋C2CO； ③CuO＋CCu＋CO↑； ④C＋H2O(g)CO＋H2(制水煤氣)； ⑤Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑； ⑥Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。 3．二氧化碳與二氧化硅的比較 物質(zhì) SiO2 CO2 結(jié)構(gòu) 空間立體網(wǎng)狀，無單個分子 直線形，存在單個分子 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 或CO2＋NaOH===NaHCO3 與鹽反應(yīng) SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑、 SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑ Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3 與堿性氧化物反應(yīng) SiO2＋CaOCaSiO3 CO2＋Na2O===Na2CO3 與碳反應(yīng) SiO2＋2CSi＋2CO↑ CO2＋C2CO 用途 制光學(xué)儀器、石英玻璃、光導(dǎo)纖維 化工原料、滅火劑、制冷劑、人工降雨 [注意]?、貱O2與水反應(yīng)生成H2CO3，但SiO2不溶于水，不能用SiO2與水反應(yīng)制備硅酸。 ②雖然SiO2既能與酸(HF)反應(yīng)，又能與堿(NaOH)反應(yīng)，但SiO2不是兩性氧化物。 4．CO2的實驗室制法 (1)反應(yīng)原理：CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O。 (2)發(fā)生裝置：啟普發(fā)生器。 5.硅的工業(yè)制法及提純 涉及的化學(xué)方程式： ①SiO2＋2CSi＋2CO↑； ②Si＋2Cl2SiCl4； ③SiCl4＋2H2Si＋4HCl。 6．硅及其氧化物的特性 物質(zhì) 一般規(guī)律 特性 Si 硅的還原性比碳強 SiO2＋2CSi＋2CO↑ 非金屬單質(zhì)與強堿反應(yīng)一般不生成氫氣 Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑ 非金屬單質(zhì)一般不與非氧化性酸反應(yīng) Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑ 一般非金屬單質(zhì)為絕緣體 硅為半導(dǎo)體 SiO2 酸性氧化物一般與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸 SiO2不溶于水，不與水反應(yīng) 酸性氧化物一般不與酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng) SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O “較強酸制較弱酸”是復(fù)分解反應(yīng)的一般規(guī)律，碳酸酸性大于硅酸Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3 Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑ 1、碳、硅及其氧化物的性質(zhì)及應(yīng)用 例1．(1)下列物質(zhì)能與單質(zhì)硅起化學(xué)反應(yīng)的是________。 ①濃HNO3?、谒、蹪釮2SO4　④氫氟酸?、軳aOH溶液　⑥氟氣?、呗葰? (2)下列事實能說明非金屬性：C>Si的是________。 ①硬度：金剛石>晶體硅?、谌鄯悬c：SiO2>CO2　③酸性：H2CO3>H2SiO3?、芊€(wěn)定性：CH4>SiH4?、軨O2通入Na2SiO3溶液中產(chǎn)生白色沉淀?、薷邷叵?，SiO2與Na2CO3反應(yīng)　⑦相同條件下，堿性：Na2SiO3(aq)>Na2CO3(aq) 【答案】(1)④⑤⑥⑦　(2)③④⑤⑦ 例2．為檢驗二氧化碳?xì)怏w中是否混有一氧化碳，某課外興趣小組的同學(xué)設(shè)計了如下圖所示的實驗裝置：根據(jù)裝置回答問題： (1)A裝置的作用是____________。 (2)實驗后怎樣處理尾氣________，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________。 (3)若實驗時觀察到__________________________________________________，則證明原氣體中一定含有一氧化碳。 【答案】(1)吸收CO2 (2)點燃　2CO＋O22CO2 (3)B中無明顯現(xiàn)象，裝置C中黑色粉末變成光亮的紅色，D中澄清石灰水變渾濁。 【解析】(1)除去混合氣體的CO2時，可先將混合氣體通入盛有濃NaOH溶液的洗氣瓶中，故A裝置的作用是吸收CO2，以排除對下面實驗的干擾。 (2)CO有毒，故將CO點燃生成CO2才能排放到空氣中。 (3)CO還原CuO的實驗現(xiàn)象是黑色粉末變成紅色，故利用這一現(xiàn)象來證明原氣體中一定含有CO。 [規(guī)律方法] 確認(rèn)混合氣體(CO、CO2)中含有CO氣體的實驗設(shè)計方法 各裝置的作用是： A——除去混合氣體中的CO2氣體 B——檢驗混合氣體中CO2是否除盡 C——CO還原CuO：CO＋CuOCu＋CO2 D——驗證CO的氧化產(chǎn)物CO2 E——除去尾氣中的CO2氣體 F——除去尾氣中的CO氣體、防止污染環(huán)境 確定混合氣體中含有CO氣體的實驗現(xiàn)象是： C中的物質(zhì)由黑色變成紅色，B中無明顯現(xiàn)象，D中的澄清石灰水變渾濁。 2、CO2與堿反應(yīng)產(chǎn)物的判斷及現(xiàn)象分析 例3．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將3.36 L CO2氣體通入200 mL 1.00 molL－1 NaOH溶液中，充分反應(yīng)后溶液中c(CO)與c(HCO)的比值為(不考慮CO、HCO的水解)(　　) A．1∶1　　　　　　　　 B．1∶2 C．2∶1 D．1∶3 【答案】B 【解析】設(shè)CO、HCO的物質(zhì)的量分別為x、y，則有解得x＝0.05 mol，y＝0.1 mol。 例4．將足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物質(zhì)的量(n)和通入CO2體積(V)的關(guān)系正確的是(　　) 【答案】D 【解析】依次發(fā)生的反應(yīng)為Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O,2KOH＋CO2===K2CO3＋H2O，K2CO3＋CO2＋H2O===2KHCO3，CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2。 3、硅的制備 例5．半導(dǎo)體工業(yè)中，有一句行話：“從沙灘到用戶”，即由SiO2制取Si。制取過程中不涉及的化學(xué)反應(yīng)是(　　) A．2C＋SiO2Si＋2CO↑ B．SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O C．Si＋2Cl2SiCl4 D．SiCl4＋2H2Si＋4HCl 【答案】B 【解析】工業(yè)制取純硅的工藝流程為SiO2粗硅SiCl4純硅，該工藝流程中不涉及SiO2與NaOH溶液的反應(yīng)。 例6．高純度晶硅是典型的無機非金屬材料，又稱“半導(dǎo)體”材料，它的發(fā)現(xiàn)和使用曾引起計算機的一場“革命”。它可以按下列方法制備： SiO2Si(粗)SiHCl3Si(純) 下列說法正確的是(　　) A．步驟①的化學(xué)方程式為SiO2＋CSi＋CO2↑ B．步驟①②③中生成或消耗1 mol Si，轉(zhuǎn)移2 mol電子 C．二氧化硅能與氫氟酸反應(yīng)，而硅不能與氫氟酸反應(yīng) D．SiHCl3(沸點33.0 ℃)中含有少量的SiCl4(沸點67.6 ℃)，可通過蒸餾提純SiHCl3 【答案】D 【解析】A項，高溫下SiO2與C反應(yīng)生成Si和CO氣體，即步驟①的化學(xué)方程式為SiO2＋2CSi＋2CO↑，錯誤；B項，步驟①中生成1 mol Si，轉(zhuǎn)移4 mol電子，步驟②中生成1 mol SiHCl3，消耗1 mol Si，轉(zhuǎn)移2 mol電子，步驟③中生成1 mol Si，轉(zhuǎn)移2 mol電子，錯誤；C項，硅能與氫氟酸反應(yīng)生成SiF4和氫氣，錯誤；D項，SiHCl3和SiCl4的沸點相差較大，可以采用蒸餾的方法分離，正確。 二、硅酸、硅酸鹽及無機非金屬材料 1．硅酸 2．硅酸鹽 (1)硅酸鈉 ①白色、可溶于水的粉末狀固體，其水溶液俗稱水玻璃，有黏性，水溶液顯堿性。 ②與酸性較硅酸強的酸反應(yīng)： a．與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓。 b．與CO2水溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式： Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓。 ③用途：黏合劑(礦物膠)，耐火阻燃材料。 (2)硅酸鹽改寫成氧化物形式的方法 ①氧化物的書寫順序：活潑金屬氧化物―→較活潑金屬氧化物―→二氧化硅―→水，不同氧化物間以“”隔開。 ②各元素的化合價保持不變，且滿足化合價代數(shù)和為零，各元素原子個數(shù)比符合原來的組成。 ③當(dāng)計量數(shù)配置出現(xiàn)分?jǐn)?shù)時應(yīng)化為整數(shù)。如正長石：KAlSi3O8不能寫成K2OAl2O33SiO2，應(yīng)寫成K2OAl2O36SiO2。 3．無機非金屬材料 (1)傳統(tǒng)無機非金屬材料 ①常見硅酸鹽材料比較 水泥 玻璃 陶瓷 生產(chǎn)原料 石灰石、黏土 純堿、石灰石、石英 黏土 主要設(shè)備 水泥回轉(zhuǎn)窯 玻璃窯 陶瓷窯 ②玻璃生產(chǎn)中的兩個重要反應(yīng)： Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑； CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑。 (2)新型無機非金屬材料 材料類別 主要特性 示例 用途 高溫結(jié)構(gòu)陶瓷 能承受高溫，強度高 氮化硅陶瓷 汽輪機葉片、軸承、永久性模具等 半導(dǎo)體陶瓷 具有電學(xué)特性 二氧化錫陶瓷 集成電路中的半導(dǎo)體 光學(xué)材料 具有光學(xué)特性 光導(dǎo)纖維 光纜通訊、醫(yī)療、照明等 生物陶瓷 具有生物功能 氧化鋁陶瓷 人造骨骼、人造關(guān)節(jié)、接骨螺釘 1、硅酸鹽、無機非金屬材料 例7．大多數(shù)物質(zhì)的俗名是根據(jù)其特殊的物理性質(zhì)或用途得來的。下列物質(zhì)的俗名與化學(xué)式或用途不相符的一組是(　　) 選項 俗名 主要成分(化學(xué)式) 用途 A 石英 SiO2 集成電路 B 純堿 Na2CO3 制備玻璃 C 水玻璃 Na2SiO3 制備硅膠 D 鐵紅 Fe2O3 用作油漆和涂料 【答案】A 【解析】石英主要用于生產(chǎn)玻璃和光導(dǎo)纖維等，晶體硅才用于制作集成電路。 例8．硅是構(gòu)成無機非金屬材料的一種主要元素，下列有關(guān)硅的化合物的敘述錯誤的是(　　) A．氮化硅陶瓷是一種新型無機非金屬材料，其化學(xué)式為Si3N4 B．碳化硅(SiC)的硬度大，熔點高，可用于制作高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和軸承 C.光導(dǎo)纖維是一種新型無機非金屬材料，其主要成分為SiO2 D．二氧化硅為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其晶體中硅原子和硅氧單鍵個數(shù)之比為1∶2 【答案】D 【解析】二氧化硅晶體中，1個Si原子連接4個O原子，1個O原子連接2個Si原子，晶體中Si原子與Si—O鍵個數(shù)之比為1∶4。 例9.胃舒平主要成分是氫氧化鋁，同時含有三硅酸鎂(Mg2Si3O8nH2O)等化合物。 (1)三硅酸鎂的氧化物形式為________________________________________________。 (2)Al2O3、MgO和SiO2都可以制耐火材料，其原因是_______。 a．Al2O3、MgO和SiO2都是白色固體 b．Al2O3、MgO和SiO2都是金屬氧化物 c．Al2O3、MgO和SiO2都有很高的熔點 【答案】(1)2MgO3SiO2nH2O　(2)c 【解析】(1)Mg2Si3O8nH2O改寫成氧化物的形式為2MgO3SiO2nH2O。 (2)Al2O3、MgO和SiO2均具有很高的熔點，故可作為耐火材料。 2、硅及其化合物之間的相互轉(zhuǎn)化 例10．下列變化中，不能一步實現(xiàn)的是(　　) A．Na2SiO3―→H2SiO3　　　 B．H2SiO3―→SiO2 C．SiO2―→H2SiO3 D．SiO2―→Na2SiO3 【答案】C 【解析】Na2SiO3H2SiO3；H2SiO3SiO2，SiO2Na2SiO3，SiO2不與H2O反應(yīng)，故不能一步轉(zhuǎn)化為H2SiO3。 例11．如圖是利用二氧化硅制備硅及其化合物的流程，下列說法正確的是(　　) A．SiO2屬于兩性氧化物 B．盛放Na2CO3溶液的試劑瓶用玻璃塞 C．硅膠吸水后可重復(fù)再生 D．圖中所示的轉(zhuǎn)化都是氧化還原反應(yīng) 【答案】C 【解析】SiO2是酸性氧化物，A錯誤；Na2CO3溶液呈堿性，試劑瓶不能用玻璃塞，B錯誤；題圖中有的轉(zhuǎn)化不是氧化還原反應(yīng)，例如SiO2與NaOH溶液的反應(yīng)，D錯誤。 三、氯單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)與應(yīng)用 (一)氯氣 1．物理性質(zhì) 顏色 氣味 毒性 密度 特性 黃綠色 強烈刺激性氣味 毒 比空氣 液化 [注意]　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鼻孔。(如圖所示) 2．化學(xué)性質(zhì) (1)與金屬反應(yīng) 與變價金屬反應(yīng)生成高價金屬氯化物。 ①與鐵反應(yīng)：2Fe＋3Cl22FeCl3。 ②與銅反應(yīng)：Cu＋Cl2CuCl2。 (2)與非金屬反應(yīng) 與H2反應(yīng)：H2＋Cl22HCl， (3)與水反應(yīng) 溶于水的氯氣部分與水反應(yīng)，離子方程式為Cl2＋H2O===H＋＋Cl－＋HClO。 (4)與堿反應(yīng) 與NaOH溶液反應(yīng)，離子方程式為Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。 (5)與還原性無機化合物反應(yīng) ①與碘化鉀溶液反應(yīng)：2KI＋Cl2===2KCl＋I(xiàn)2。 ②與SO2水溶液反應(yīng)：SO2＋2H2O＋Cl2===H2SO4＋2HCl。 ③與FeCl2溶液反應(yīng)：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。 (6)與有機化合物反應(yīng) ①光照條件下與CH4反應(yīng)： CH4＋Cl2CH3Cl(主要)。 ②一定條件下與CH2===CH2反應(yīng)： CH2===CH2＋Cl2―→CH2ClCH2Cl。 (二)次氯酸和次氯酸鹽 1．次氯酸 (1)不穩(wěn)定性 次氯酸分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為2HClO2HCl＋O2↑。 (2)強氧化性 ①能將有色物質(zhì)氧化為無色物質(zhì)，作漂白劑。 ②殺菌、消毒。 (3)弱酸性 向NaClO溶液中通入少量CO2，離子方程式為 ClO－＋CO2＋H2O===HCO＋HClO。 [注意]　向NaClO溶液中通入CO2(無論是少量還是過量)，均生成HCO和HClO。 2．次氯酸鹽 (1)漂白液 (2)漂白粉 [注意]　向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2，發(fā)生反應(yīng)為Ca2＋＋2ClO－＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO。 (三)氯水的成分與性質(zhì) 1．從化學(xué)平衡的角度認(rèn)識氯水的成分與應(yīng)用 (1)氯水的成分 氯水中存在三個平衡關(guān)系： ①Cl2＋H2OHCl＋HClO ②HClOH＋＋ClO－ ③H2OH＋＋OH－ 根據(jù)可逆反應(yīng)的特點，即可得出氯水中存在3種分子：H2O、Cl2、HClO,4種離子：H＋、Cl－、ClO－、OH－。 (2)Cl2＋H2OHCl＋HClO平衡移動的應(yīng)用 向氯水中加入的物質(zhì) 濃度變化 平衡移動的方向 應(yīng)用 可溶性氯化物 c(Cl－)增大 左移 ①用飽和食鹽水除Cl2中的HCl ②用排飽和食鹽水法收集Cl2 鹽酸 c(H＋)和c(Cl－)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NaOH溶液吸收多余Cl2 Ca(OH)2 c(H＋)減小 右移 制漂白粉 CaCO3 c(H＋)減小 右移 制高濃度的HClO溶液 光照 c(HClO)減小 右移 氯水避光保存或現(xiàn)用現(xiàn)配 2．從微粒組成的角度認(rèn)識氯水性質(zhì)的多重性 1、氯氣和氯水的性質(zhì) 例12．如圖所示是驗證氯氣性質(zhì)的微型實驗，a、b、d、e是浸有相關(guān)溶液的濾紙。向KMnO4晶體滴加一滴濃鹽酸后，立即用另一培養(yǎng)皿扣在上面(已知：2KMnO4＋16HCl===2KCl＋5Cl2↑＋2MnCl2＋8H2O)。對實驗現(xiàn)象的“解釋或結(jié)論”正確的是(　　) 選項 實驗現(xiàn)象 解釋或結(jié)論 A a處變藍(lán)，b處變紅棕色 氧化性：Cl2>Br2>I2 B c處先變紅，后褪色 氯氣與水生成了酸性物質(zhì) C d處立即褪色 氯氣與水生成了漂白性物質(zhì) D e處變紅色 還原性：Fe2＋>Cl－ 【答案】D 【解析】a處變藍(lán)、b處變紅棕色，說明Cl2分別與KI、NaBr作用生成I2、Br2，可證明氧化性：Cl2>I2、Cl2>Br2，但不能證明氧化性：Br2>I2，A錯誤；c處先變紅，說明氯氣與水反應(yīng)生成酸性物質(zhì)，后褪色，說明氯氣與水生成的HClO具有漂白性，B錯誤；d處立即褪色，也可能是氯氣與水反應(yīng)生成的酸性物質(zhì)中和NaOH的原因，C錯誤；e處變紅說明Cl2將Fe2＋氧化為Fe3＋：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，證明還原性：Fe2＋>Cl－，D正確。 例13.氯氣的水溶液稱為“氯水”，氯水中含有多種分子和離子，因此氯水有多重性質(zhì)，下列有關(guān)新制氯水的說法中不正確的是(　　) A．新制氯水呈黃綠色，且有刺激性氣味，說明氯水中含有Cl2 B．新制氯水滴在藍(lán)色石蕊試紙上，試紙先變紅色后褪色，可說明氯水中含有Cl2 C．向淀粉碘化鉀溶液中加入氯水，溶液變成藍(lán)色，說明Cl2可以與鹽發(fā)生置換反應(yīng) D．新制氯水滴到Na2CO3溶液中，有氣體產(chǎn)生，說明氯水中含有H＋ 【答案】B 【解析】Cl2＋H2OHCl＋HClO，氯水中含有Cl2、H＋、Cl－、HClO。A項，氯氣是黃綠色氣體，新制氯水呈現(xiàn)黃綠色，說明氯水中含有Cl2，正確；B項，試紙先變紅，說明含有H＋，后褪色，是因為HClO的漂白性，錯誤；C項，溶液變藍(lán)說明生成I2，新制氯水的主要成分是Cl2，說明發(fā)生反應(yīng)Cl2＋2I－===2Cl－＋I(xiàn)2，正確；D項，發(fā)生反應(yīng)2H＋＋CO===CO2↑＋H2O，正確。 [規(guī)律方法]　液氯、新制氯水、久置氯水的比較 液氯 新制氯水 久置氯水 分類 純凈物 混合物 混合物 顏色 黃綠色 淺黃綠色 無色 性質(zhì) 氧化性 酸性、氧化性、漂白性 酸性 粒子 種類 Cl2 Cl2、HClO、H2O、H＋、Cl－、ClO－、OH－ H2O、H＋、Cl－、OH－ 2、含氯化合物的性質(zhì)及應(yīng)用 例14．制取水處理劑ClO2(其部分性質(zhì)如表所示)的方法之一是利用草酸(H2C2O4)與氯酸鉀反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KClO3＋aH2C2O4＋H2SO4===2ClO2↑＋K2SO4＋2CO2↑＋bH2O。下列有關(guān)該反應(yīng)的說法不正確的是(　　) 密度/gL－1 熔點/℃ 沸點/℃ 水溶性 3.09 －59.5 11.0 極易溶解 A．化學(xué)方程式中a＝1，b＝2 B．草酸只起到還原劑的作用 C．KClO3中只有Cl元素被還原 D．生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下5.6 L ClO2時，轉(zhuǎn)移0.25 mol電子 【答案】D 【解析】由化學(xué)方程式中的碳元素守恒可知a＝1，由氫元素或氧元素守恒可知b＝2，A項正確；該反應(yīng)中的草酸為還原劑，氯酸鉀為氧化劑，B、C項正確；標(biāo)準(zhǔn)狀況下ClO2為液體，D項錯誤。 例15．某學(xué)生做如下實驗：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，溶液立即變藍(lán)；第二步，在上述藍(lán)色溶液中，滴加足量的Na2SO3溶液，藍(lán)色逐漸消失。下列敘述中該同學(xué)對實驗原理的解釋和所得結(jié)論不正確的是(　　) A．氧化性：ClO－>I2>SO B．若將Na2SO3溶液加入氯水中，氯水褪色 C．淀粉KI溶液變藍(lán)是因為I－被ClO－氧化為I2，I2遇淀粉變藍(lán) D．藍(lán)色消失的原因是Na2SO3溶液具有漂白性 【答案】D 【解析】第一步中發(fā)生的反應(yīng)為2I－＋ClO－＋2H＋===I2＋Cl－＋H2O，故氧化性：ClO－>I2；第二步中發(fā)生的反應(yīng)為I2＋SO―→SO＋化合態(tài)碘，故氧化性：I2>SO，A項正確；Cl2氧化性比I2的強，故由第二步實驗可知B項正確；I2遇淀粉變藍(lán)，說明I－被ClO－氧化為I2，C項正確；第二步實驗證明Na2SO3具有還原性，非漂白性，D項錯誤。 [規(guī)律方法]　次氯酸鹽的強氧化性 ClO－不論是在酸性、堿性條件下都能跟亞鐵鹽、碘化物、硫化物、亞硫酸鹽等發(fā)生氧化還原反應(yīng)，即ClO－與I－、Fe2＋、S2－、SO不論是在酸性環(huán)境還是在堿性環(huán)境中均不能大量共存。如漂白粉遇到亞硫酸鹽：Ca2＋＋ClO－＋SO===CaSO4↓＋Cl－。 四、氯氣的實驗室制法 氯氣是一種性質(zhì)活潑的氣體，以氯氣的實驗室制備、性質(zhì)探究為素材的實驗題目在高考實驗類試題中占有較大的比重。如2016年四川卷T9、2015年江蘇卷T19、福建卷T25、海南卷T17、重慶卷T9。高考“題在書外，理在書中”，高考實驗無非是教材實驗的創(chuàng)新考查而已。本書對一些經(jīng)典實驗的編排不囿舊規(guī)，創(chuàng)新編排思路——在用直觀的實驗圖示展示實驗流程的同時，又巧妙地將一些高考創(chuàng)新實驗給予對照比較，旨在讓考生遷移思維、開闊視野，記牢更要用活，學(xué)會更要學(xué)通。 [實驗裝置圖解] [思考] 1．如何檢驗集氣瓶中已收集滿氯氣？ 提示：(1)實驗室制取Cl2時，常常根據(jù)集氣瓶中氣體的顏色判斷是否收集滿。 (2)將濕潤的藍(lán)色石蕊試紙靠近盛Cl2的瓶口，觀察到試紙先變紅后褪色，則證明已集滿。 (3)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．實驗室里能否用K2Cr2O7(或KClO3)代替MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制取Cl2？若能，寫出反應(yīng)的離子方程式。 提示：能；常溫下即可反應(yīng)，故不需要酒精燈加熱，離子方程式為Cr2O＋6Cl－＋14H＋===2Cr3＋＋3Cl2↑＋7H2O，ClO＋5Cl－＋6H＋===3Cl2↑＋3H2O。 3．400 mL 10 molL－1的濃鹽酸與足量的MnO2混合共熱，能否得到1 mol Cl2? 提示：不能；因為MnO2與稀鹽酸不反應(yīng)，故生成的Cl2小于1 mol。 1、氯氣的制取及性質(zhì)探究 例16．實驗室用MnO2和濃鹽酸制Cl2時，有如下操作：①連好裝置，檢查氣密性；②緩緩加熱；③加入MnO2粉末；④從裝有濃鹽酸的分液漏斗中加入濃鹽酸；⑤將多余氯氣用NaOH溶液吸收；⑥用向上排氣收集氯氣。順序正確的是(　　) A．①②③④⑥⑤　　　　　　 B．③④②①⑥⑤ C．①④③②⑥⑤ D．①③④②⑥⑤ 【答案】D 【解析】氣體制備裝置的連接順序：從下到上，從左到右；裝入藥品的順序為：先固后液。 例17.如圖是實驗室制備氯氣并進行一系列相關(guān)實驗的裝置(夾持裝置已略)。 (1)制備氯氣選用的藥品為漂粉精固體和濃鹽酸，則相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。 (2)裝置B中飽和食鹽水的作用是_______________________________________； 同時裝置B也是安全瓶，監(jiān)測實驗進行時裝置C是否發(fā)生堵塞，請寫出發(fā)生堵塞時裝置B中的現(xiàn)象：__________________________________________。 (3)裝置C的實驗?zāi)康氖球炞C氯氣是否具有漂白性，為此裝置C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ處依次放入________(填字母)。 a b c d Ⅰ 干燥的有色布條 干燥的有色布條 濕潤的有色布條 濕潤的有色布條 Ⅱ 堿石灰 硅膠 濃硫酸 無水氯化鈣 Ⅲ 濕潤的有色布條 濕潤的有色布條 干燥的有色布條 干燥的有色布條 (4)設(shè)計裝置D、E的目的是比較氯、溴、碘的非金屬性。當(dāng)向D裝置中緩緩?fù)ㄈ胍欢柯葰鈺r，可以看到無色溶液逐漸變?yōu)開_______色，說明氯的非金屬性強于溴。 (5)打開活塞，將裝置D中少量溶液加入裝置E中，振蕩后靜置。觀察到的現(xiàn)象是________________________________________________________________________。 【答案】(1)Ca(ClO)2＋4HCl(濃)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O (2)除去Cl2中的HCl　長頸漏斗中液面上升，形成水柱 (3)d (4)棕黃 (5)裝置E中溶液分為兩層，上層(苯層)為紫紅色 【解析】(1)根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律，次氯酸鈣與濃鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、氯氣與水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ca(ClO)2＋4HCl(濃)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O。 (2)濃鹽酸易揮發(fā)，反應(yīng)制取的氯氣中含有HCl，裝置B中飽和食鹽水的作用是除去Cl2中的HCl；若裝置C發(fā)生堵塞，裝置B中的壓強會增大，長頸漏斗中液面上升，形成水柱。 (3)驗證氯氣是否具有漂白性，要對比驗證干燥氯氣和濕潤氯氣有無漂白性，因此Ⅰ處應(yīng)為濕潤的有色布條，Ⅱ處應(yīng)為干燥劑，Ⅲ處應(yīng)為干燥的有色布條，U形管中應(yīng)用固體干燥劑。 (4)當(dāng)向裝置D中緩緩?fù)ㄈ肷倭柯葰鈺r，可以看到無色溶液逐漸變?yōu)樽攸S色，發(fā)生反應(yīng)：Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2。 (5)打開活塞，將裝置D中含Br2的少量溶液加入裝置E中，發(fā)生反應(yīng)：Br2＋2KI===2KBr＋I(xiàn)2，碘單質(zhì)溶于苯呈紫紅色，振蕩后靜置，觀察到的現(xiàn)象是裝置E中溶液分為兩層，上層(苯層)為紫紅色。 [規(guī)律方法]　氯氣的性質(zhì)探究實驗流程 裝置 試劑 實驗現(xiàn)象 實驗?zāi)康? A 濃硫酸 驗證氯氣無漂白作用，而濕潤的紅布條之所以褪色是因為Cl2與H2O反應(yīng)生成的HClO具有漂白作用 B 干燥紅布條 無明顯變化 C 濕潤紅布條 紅布條褪色 D FeCl2溶液 溶液由淺綠色變棕黃色 驗證氯氣具有強氧化性，可與金屬及還原性物質(zhì)反應(yīng) E 淀粉KI溶液 溶液變藍(lán)色 F 濃硫酸 G 鐵粉 產(chǎn)生棕色煙 H NaOH溶液 吸收多余的氯氣 2、陌生氯化物的制備 例18．二氯化二硫(S2Cl2)是一種常用于橡膠硫化、有機物氯化的試劑，甲同學(xué)查閱資料：①將干燥的氯氣在110～140 ℃間與硫反應(yīng)，即可得S2Cl2粗品；②有關(guān)物質(zhì)的部分性質(zhì)如表所示： 物質(zhì) 熔點/℃ 沸點/℃ 化學(xué)性質(zhì) S 112.8 444.6 略 S2Cl2 －77 137 一種橙黃色的液體，遇水易水解，有淡黃色固體出現(xiàn)，同時產(chǎn)生能使品紅溶液褪色的氣體；300 ℃以上完全分解；S2Cl2＋Cl22SCl2。 設(shè)計如圖所示實驗裝置在實驗室合成S2Cl2： 回答以下問題： (1)儀器A的名稱是________。 (2)B中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________________________________。 (3)C裝置的作用是___________________________________________。 (4)S2Cl2粗品中可能混有的雜質(zhì)是____________________________________________。 (5)乙同學(xué)發(fā)現(xiàn)，該裝置中除了E處的溫度不能過高外，還有一處重大缺陷需改進，否則會導(dǎo)致S2Cl2的產(chǎn)率大大降低，原因是________________________(用化學(xué)方程式表示)；請簡要提出改進方案____________________________________________________。 (6)H中的溶液可以選擇下列試劑中的________(填序號)。 ①碳酸鈉溶液?、诼然F溶液?、蹃喠蛩徕c溶液 ④高錳酸鉀溶液 【答案】(1)分液漏斗 (2)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O (3)除去Cl2中的HCl雜質(zhì) (4)S、SCl2、Cl2 (5)2S2Cl2＋2H2O===3S↓＋SO2↑＋4HCl　在G和H之間增加干燥裝置(如盛有濃硫酸的洗氣瓶) (6)①③ 【解析】(1)由裝置圖可知A為分液漏斗。(2)在裝置B中制取氯氣，離子反應(yīng)方程式為MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。(3)在E中干燥純凈的Cl2與S發(fā)生反應(yīng)，而B中制取的Cl2中含有HCl雜質(zhì)，除雜后氣體還需要干燥，故C中盛有飽和食鹽水以除去HCl，D中盛有濃硫酸以干燥氯氣。(4)結(jié)合題給信息，S2Cl2能與Cl2反應(yīng)生成SCl2，知S2Cl2粗品中可能混有的雜質(zhì)有S、SCl2、Cl2。(5)觀察裝置圖可知，H中水蒸氣可進入G中，發(fā)生反應(yīng)：2S2Cl2＋2H2O===3S↓＋SO2↑＋4HCl，導(dǎo)致S2Cl2產(chǎn)率降低，可在G和H之間增加干燥裝置。(6)H是除氯氣裝置，氯化鐵和高錳酸鉀都不與氯氣反應(yīng)，①③符合題意。 五、鹵素單質(zhì)的制取、性質(zhì)及鹵素離子的檢驗 (一)提取鹵素單質(zhì)的工藝流程 1．海水中提氯 海水―→粗鹽飽和食鹽水 化學(xué)方程式為2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 2．海水中提溴 (1)流程 (2)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 ①2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－； ②； ③2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－。 3．海帶中提碘 (1)流程 (2)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 2I－＋Cl2===I2＋2Cl－ (二)鹵素單質(zhì)的性質(zhì) 1．鹵素單質(zhì)性質(zhì)的相似性 (1)都能與大多數(shù)金屬反應(yīng)，如2Fe＋3Br2===2FeBr3，但I(xiàn)2與Fe反應(yīng)生成FeI2。 (2)都能與H2反應(yīng)生成HX：X2＋H2===2HX(X代表Cl、Br、I，下同)。 (3)都能與水反應(yīng)：X2＋H2OHX＋HXO(F2例外：2F2＋2H2O===4HF＋O2)。 (4)都能與堿溶液反應(yīng)：X2＋2NaOH===NaX＋NaXO＋H2O(F2例外)。 2．鹵素單質(zhì)的遞變性 顏色 熔、沸點 密度 水溶性 氧化性 還原性(X－) 陰離子還原性由強到弱順序是I－>Br－>Cl－； ①Cl2能從Br－的溶液中置換出Br2，離子方程式為2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2; ②Br2能從I－的溶液中置換出I2，離子方程式為2I－＋Br2===2Br－＋I(xiàn)2 3．特殊性 氟 ①無正價，非金屬性最強，F(xiàn)－的還原性最弱 ②2F2＋2H2O===4HF＋O2，與H2反應(yīng)在暗處即爆炸 ③氫氟酸是弱酸，能腐蝕玻璃，故應(yīng)保存在塑料瓶中 溴 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，進行水封，保存液溴不能用橡膠塞 碘 ①淀粉遇I2變色 ②I2加熱時易升華 ③I2易溶于有機溶劑 (三)鹵素離子的檢驗 1．AgNO3溶液——沉淀法 未知液生成 2．置換——萃取法 未知液 3．氧化——淀粉檢驗I－ 未知液 色溶液，表明有I－ 1、鹵素的性質(zhì)及應(yīng)用 例19．已知常溫下氯酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)放出氯氣，現(xiàn)按下圖進行鹵素的性質(zhì)實驗。玻璃管內(nèi)分別裝有滴有不同溶液的白色棉球，反應(yīng)一段時間后，對圖中指定部分顏色描述正確的是(　　) 選項 ① ② ③ ④ A 黃綠色 橙色 藍(lán)色 白色 B 無色 橙色 紫色 白色 C 黃綠色 橙色 藍(lán)色 無色 D 黃綠色 無色 紫色 白色 【答案】A 【解析】由①處產(chǎn)生的Cl2通過②時發(fā)生反應(yīng)Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，通過③時發(fā)生反應(yīng)Cl2＋2KI===2KCl＋I(xiàn)2，通過④時發(fā)生反應(yīng)Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，因Cl2為黃綠色，Br2為橙色，淀粉遇I2變藍(lán)，Cl2遇堿產(chǎn)生NaCl、NaClO，可知應(yīng)選A。 例20.鑒別NaCl溶液、NaBr溶液、NaI溶液可以選用的試劑是(　　) ①碘水、淀粉溶液　②氯水、CCl4　③溴水、苯?、芟跛?、AgNO3溶液　⑤氯水、苯?、轈Cl4、淀粉溶液 A．①②④ B．②③⑥ C．②④⑤ D．④⑤⑥ 【答案】C 【解析】將②加入NaCl溶液中，下層為黃綠色，加入NaBr溶液中，下層為橙紅色，加入NaI溶液中，下層為紫紅色；加入⑤與加入②均產(chǎn)生分層現(xiàn)象；④分別加入NaCl溶液、NaBr溶液、NaI溶液得到不同顏色的沉淀。 例21．為驗證鹵素單質(zhì)氧化性的相對強弱，某小組用如圖所示裝置進行實驗(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)榧t棕色時，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)的氧化性逐漸減弱的原因：同主族元素從上到下____________________，得電子能力逐漸減弱。 【答案】(1) 　(2)濕潤的淀粉KI試紙變藍(lán) (3)Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－ (4)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層變?yōu)樽霞t色 (5)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 (6)原子半徑逐漸增大 【解析】(1)A中產(chǎn)生的黃綠色氣體為Cl2，其電子式為。(2)Cl2遇濕潤的淀粉KI試紙時，發(fā)生反應(yīng)：Cl2＋2KI===I2＋2KCl，產(chǎn)生的I2遇淀粉變藍(lán)，可以證明Cl2的氧化性強于I2。(3)B中Cl2與NaBr發(fā)生置換反應(yīng)，離子方程式為Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2。(4)C中NaBr與Cl2反應(yīng)生成NaCl和Br2，將C中溶液滴入D中，振蕩，發(fā)生反應(yīng)：Br2＋2KI===I2＋2KBr，靜置后D中溶液分層，下層為碘的CCl4溶液，顯紫紅色，可以說明溴的氧化性強于碘。(5)過程Ⅲ的B中溶液由黃色變?yōu)樽丶t色說明仍有Br2生成，由于B與C中溶液相同，故C中通入Cl2不足，NaBr過量，故C的黃色溶液中無Cl2，排除對溴置換碘實驗的干擾。(6)氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性逐漸減弱，是因為從Cl到I，原子半徑逐漸增大，得電子能力逐漸減弱。 2、鹵素單質(zhì)的制取 例22.從海帶中提取碘單質(zhì)，成熟的工藝流程如下，下列關(guān)于海水制碘的說法不正確的是(　　) A．實驗室在蒸發(fā)皿中灼燒干海帶，并且用玻璃棒攪拌 B．在含I－的濾液中加入稀硫酸和H2O2后，碘元素發(fā)生氧化反應(yīng) C．在碘水中加入幾滴淀粉溶液，溶液變藍(lán)色 D．在碘水中加入CCl4得到I2的CCl4溶液，該操作為“萃取” 【答案】A 【解析】灼燒干海帶應(yīng)在坩堝中進行，而不應(yīng)在蒸發(fā)皿中灼燒海帶。 例23．我國有廣闊的海岸線，建設(shè)海峽經(jīng)濟區(qū)，海水的綜合利用大有可為，如圖所示為海水綜合利用部分流程，有關(guān)說法正確的是(　　) A．上述工藝流程中涉及化合、分解、復(fù)分解和置換反應(yīng) B．①只發(fā)生了化學(xué)變化，②是用電解熔融NaCl制備Cl2 C．③④涉及的反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)，⑤只需要蒸餾即可得到單質(zhì)Br2 D．④中反應(yīng)的離子方程式為SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋SO＋2Br－ 【答案】D 【解析】題述工藝流程中②電解熔融氯化鈉制取氯氣屬于分解反應(yīng)，③屬于置換反應(yīng)，工藝流程中沒有涉及化合、復(fù)分解反應(yīng)，故A錯誤；①只發(fā)生了物理變化，②是用電解熔融NaCl制備Cl2，故B錯誤；③④⑤涉及的反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)，故C錯誤；④中反應(yīng)的離子方程式為SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋SO＋2Br－，故D正確。 六、O3和H2O2的性質(zhì)及應(yīng)用 1．臭氧 (1)組成：臭氧的分子式為O3，與 互為同素異形體。 (2)化學(xué)性質(zhì) 不穩(wěn)定性 O3不穩(wěn)定，容易分解，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2O3===3O2，在放電條件下空氣中的O2可以轉(zhuǎn)化為O3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為 3O22O3 強氧化性 O3容易使淀粉KI溶液變藍(lán)色，反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2KI＋O3＋H2O===I2＋2KOH＋O2 漂白性 O3因其強氧化性能使有色物質(zhì)褪色，可用作殺菌消毒劑 (3)用途：①可用作脫色劑和消毒劑；②臭氧層可以吸收來自太陽的紫外線，是人類和其他生物的保護傘。 2．過氧化氫(雙氧水) (1)結(jié)構(gòu) (2)化學(xué)性質(zhì) 不穩(wěn)定性 加熱、光照或加催化劑都能加快其分解：2H2O22H2O＋O2↑，因此H2O2應(yīng)保存在棕色瓶中并放置在陰涼處 弱酸性 相當(dāng)于二元弱酸 H2O2H＋＋HO，HOH＋＋O 強氧化性 ①工業(yè)上用10%的H2O2作為漂白劑，在醫(yī)療上用3%的H2O2作為消毒殺菌劑； ②氧化Fe2＋、SO等還原性物質(zhì)： H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O， H2O2＋Na2SO3===Na2SO4＋H2O； ③使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍(lán)：H2O2＋2I－＋2H＋===I2＋2H2O 弱還原性 H2O2中－1價的氧遇強氧化劑可失去電子轉(zhuǎn)化成0價氧而被氧化。 2KMnO4＋5H2O2＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋5O2↑＋8H2O 3.共性歸納——氧族元素 (1)氧族元素概況 包括氧(O)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)、釙(Po)五種元素。常溫下，單質(zhì)除氧為氣體外，其余均為固體，氧、硫、硒為典型的非金屬元素，碲為類金屬，釙為金屬。 (2)相似性和遞變性 原子結(jié)構(gòu) 最外層都有6個電子，在化學(xué)反應(yīng)中可顯－2、＋4、＋6價(氧無最高正價除外) 化學(xué)性質(zhì) 氫化物 氧、硫、硒的單質(zhì)可直接與氫氣化合生成氫化物： 2H2＋O22H2O、H2＋SH2S 碲不能直接與氫氣化合，只能通過其他反應(yīng)間接制取碲化氫 氧化物 硫、硒、碲均有二氧化物、三氧化物，且均是酸酐 能與大多數(shù)金屬直接化合 如：Fe＋SFeS、2Cu＋SCu2S、 3Fe＋2O2Fe3O4、2Cu＋O22CuO 1、臭氧(O3)的性質(zhì)及應(yīng)用 例24．距地球15～35 km處，有一層臭氧層，其化學(xué)式為O3，微量可以凈化空氣，有利于人體健康。下列有關(guān)敘述錯誤的是(　　) A．是一種單質(zhì) B．不使用含氟冰箱有利于空洞修復(fù) C．和氧氣性質(zhì)完全相同 D．轉(zhuǎn)化成氧氣，發(fā)生了化學(xué)變化 【答案】C 【解析】O3是由氧元素組成的純凈物，所以屬于單質(zhì)，A正確；含氟的冰箱會釋放氟利昂破壞臭氧層，B正確；O3和O2是兩種不同的物質(zhì)，所以性質(zhì)肯定不會完全相同，C不正確；有新物質(zhì)生成的變化為化學(xué)變化，D正確。 例25．家用消毒柜常用臭氧(O3)消毒，在消毒過程中通過放電發(fā)生反應(yīng)：3O2(g)===2O3(g)　ΔH＝＋144.8 kJmol－1；下列關(guān)于臭氧說法不正確的是(　　) A．O2和O3互為同素異形體 B．O3具有較強的氧化性 C．O2比O3穩(wěn)定 D．植物油等食物為防止細(xì)菌污染，可放入消毒柜中消毒 【答案】D 【解析】O2和O3由氧元素形成的兩種不同的單質(zhì)，互為同素異形體，A項正確；O3能量高，很容易分解，具有較強的氧化性，B項正確；O2比O3具有的能量低，穩(wěn)定，C項正確；植物油等食物含有不飽和鍵，放入消毒柜中消毒，易被氧化而變質(zhì)，D項錯誤。 例26．等質(zhì)量的O2和O3，分子數(shù)之比為________，原子數(shù)之比為________，質(zhì)子數(shù)之比為________，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積之比為________，相同條件下的密度之比為________。 答案：3∶2　1∶1　1∶1　3∶2　2∶3 2、過氧化氫(H2O2)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 例27．下列有關(guān)雙氧水說法錯誤的是(　　) A．H2O2、Na2O2都屬于過氧化物，都存在共價鍵 B．雙氧水是綠色氧化劑，可作醫(yī)療消毒劑 C．H2O2在過氧化氫酶的催化下，溫度越高，分解速率越快 D．H2O2做漂白劑是利用其氧化性，漂白原理與HClO類似，與SO2不同 【答案】 【解析】C酶在過高的溫度下會失去活性，故C項錯誤。 例28．過氧化氫是一種綠色氧化劑、還原劑，工業(yè)上有多種方法制備H2O2。 (1)已知常溫下1 L的H2O2相當(dāng)于48.3 mol，其K1≈1.6710－12，則該溫度下H2O2中c(H＋)約為____________________，寫出它與足量Ba(OH)2反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______________________。 (2)乙基蒽醌法是制備過氧化氫最常用的方法，其主要過程如圖所示，寫出此過程的總反應(yīng)方程式：__________________________________________________。 (3)空氣陰極法制備H2O2是一種環(huán)境友好型、節(jié)能型的制備方法，電解總方程式為3H2O＋3O23H2O2＋O3，則陽極的電極反應(yīng)式為__________________________________。 【答案】(1)910－6 molL－1 H2O2＋Ba(OH)2===BaO2＋2H2O (2)H2＋O2H2O2 (3)2H2O－2e－===H2O2＋2H＋ 【解析】(1)H2O2一級電離方程式為H2O2H＋＋HO，則K1＝＝1.6710－12，且c(H＋)＝c(HO)，c(H2O2)＝48.3 molL－1，c(H＋)≈910－6 molL－1；H2O2與足量Ba(OH)2反應(yīng)生成BaO2，化學(xué)方程式為H2O2＋Ba(OH)2===BaO2＋2H2O。 (2)乙基蒽醌作制取過氧化氫的催化劑，反應(yīng)方程式為H2＋O2H2O2。 (3)水在陽極上失去電子生成H2O2，電極反應(yīng)式為2H2O－2e－===H2O2＋2H＋ 七、硫及其氧化物和氫化物 1．自然界中的硫 (1)物理性質(zhì) 俗稱 顏色狀態(tài) 溶解性 水 酒精 CS2 硫黃 色晶體 不溶 微溶 易溶 (2)化學(xué)性質(zhì) ①與金屬反應(yīng)表現(xiàn)氧化性 ②與非金屬反應(yīng) ③與強氧化劑反應(yīng)(如濃硫酸)：S＋2H2SO4(濃)3SO2↑＋2H2O，表現(xiàn)還原性。 ④與NaOH溶液反應(yīng)：3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O，表現(xiàn)氧化性和還原性。 [注意]　①硫與變價金屬反應(yīng)時，生成低價態(tài)金屬硫化物(如Cu2S、FeS)； ②汞蒸氣有毒，實驗室里不慎灑落一些汞，可撒上硫粉進行處理。 2．二氧化硫 (1)物理性質(zhì) (2)化學(xué)性質(zhì) ①酸性氧化物的通性 與H2O反應(yīng)：SO2＋H2OH2SO3 與NaOH溶液反應(yīng)：SO2(少量)＋2NaOH===Na2SO3＋H2O、SO2(足量)＋NaOH===NaHSO3 ②氧化性，如與H2S反應(yīng)： SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O ③還原性 與O2：2SO2＋O22SO3； 與氯水：Cl2＋SO2＋2H2O===2HCl＋H2SO4； 可被酸性KMnO4溶液、K2Cr2O7溶液、H2O2、Fe3＋等氧化。 ④漂白性：可使品紅溶液等有機色質(zhì)褪色生成不穩(wěn)定的化合物。 (3)實驗室制法 ①固體Na2SO3與較濃H2SO4反應(yīng) Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O； ②銅與濃H2SO4混合加熱 Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。 (4)SO2對大氣的污染與防治 (5)SO2和CO2的鑒別 試劑 現(xiàn)象及結(jié)論 原理(化學(xué)方程式) 品紅溶液 使品紅溶液褪色的是SO2；不能使品紅溶液褪色的是CO2 —— 高錳酸鉀溶液 使紫色褪去的是SO2，無明顯現(xiàn)象的是CO2 2KMnO4＋5SO2＋2H2O===K2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4 溴水 使橙色褪去的是SO2，無明顯現(xiàn)象的是CO2 Br2＋2H2O＋SO2===2HBr＋H2SO4 硝酸酸化的硝酸鋇溶液 產(chǎn)生白色沉淀的是SO2，無明顯現(xiàn)象的是CO2 2H2O＋2HNO3＋3SO2===3H2SO4＋2NO↑ Ba(NO3)2＋H2SO4===BaSO4↓＋2HNO3 FeCl3溶液 使棕黃色顏色變淺綠色的是SO2，無明顯現(xiàn)象的是CO2 2FeCl3＋SO2＋2H2O===FeCl2＋FeSO4＋4HCl 澄清石灰水 不能用澄清石灰水鑒別SO2和CO2，原因是二者都能使澄清石灰水變渾濁 3．三氧化硫 (1)物理性質(zhì) 熔點16.8 ℃，沸點44.8 ℃，在常溫下為態(tài)，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為態(tài)。 (2)化學(xué)性質(zhì) 反應(yīng) 化學(xué)方程式 與水反應(yīng) SO3＋H2O===H2SO4(放出大量的熱) 與氧化鈣反應(yīng) SO3＋CaO===CaSO4 與氫氧化鈉反應(yīng) SO3＋2NaOH===Na2SO4＋H2O 4．硫化氫 (1)物理性質(zhì) H2S是一種具有臭雞蛋氣味的氣體，ρH2Sρ空氣，能溶于水。 (2)化學(xué)性質(zhì) ①弱酸性：H2S的水溶液稱為氫硫酸。 H2SH＋＋HS－，HS－H＋＋S2－。 ②不穩(wěn)定性：H2SH2＋S。 ③還原性 2H2S＋O2(不足)2S＋2H2O 2H2S＋3O