2019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.doc
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1、- 1 -微型专题重点突破微型专题重点突破( (七七) )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
2、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
3、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:- 2 -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
4、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):是由于_;是由于_。简述怎样用实验证明红色褪去的原因是或者_。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,否则是【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
5、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 -_。(3)HCl 既具有氧化性,又具有还原性。请任意写出一个体现 HCl 氧化性的离子方程式_。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。请结合上图说明原因_。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
6、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)HClO4NaOH=NaClO4H2O(3)Zn2H=Zn2H2或Fe2H=Fe2H2(等其他合理答案)MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O=(4)Cl2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2Cl22Na2CO3H2O=2NaHCO32NaClCl2O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、Cl
7、2O3、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 HClO4NaOH=NaClO4H2O。(3)金属与盐酸反应生成氢气体现氯化氢的氧化性,例如 Zn2H=Zn2H2、Fe2H=Fe2H2等。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 MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O。=【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(
8、次氯酸)等,酸性:HClO4HClO3HClO2HClO。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。- 4 -变式 2 Cl2是一种重要的化工原料,如图是一些含氯产品。(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B84 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
9、 8.7 g MnO2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)H2Cl22HCl D=点燃(4)2.24 7.3 g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
10、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。MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O=87 g 4 mol 22.4 L87 g n(HCl) V(Cl2)87 g 8.7 g4 molnHCl22.4 LVCl2 解得V(Cl2)2.24 L,n(HCl)0.4 mol。- 5 -被氧化的 HCl 为 0.2 mol,质量为 0.2 mol36.5 gmol17.3 g。【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,
11、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 CaCO3SiO2CaSiO3CO2可知硅酸的酸性比碳酸强=高温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
12、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:FeOCFeCO。=高温(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:Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。(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:Si4HF=SiF42H2。(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:SiO24HF=S
13、iF42H2O。(5)H2CO3的酸性大于 H2SiO3,但高温下却能发生Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2的反应。=高温(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:CH2O(g)COH2。=高温- 6 -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
14、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( )ASO2通入溴水中,溴水褪色BSO2通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液的紫红色褪去CSO2通入品红溶液中,溶液的红色褪去DSO2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 SO22NaOH=Na2SO3H2O,溶液的红色褪去,体现了 SO2是酸性氧化
15、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 SO2Cl22H2O=H2SO42HCl,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- 7 -五、二氧化硫和二氧化碳的
16、比较与鉴别例 5 下列溶液中能用来区别 SO2和 CO2气体的是( )澄清的石灰水 氢硫酸 氯水 酸性高锰酸钾溶液 氯化钡溶液 品红溶液A B C D答案 D解析 因 SO2和 CO2均能与石灰水反应生成白色沉淀,故不能鉴别;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;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;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;因 SO2和 CO2均不与氯化钡溶液反应,故不能鉴别;因二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色,而二氧化碳不
17、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
18、 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- 8 -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 18 molL1的硫酸溶液反应B浓盐酸与过量的 Mn
19、O2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 Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O,
20、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 Zn2H2SO4(浓)ZnSO4SO22H2O,随着反应的进行,硫酸浓度变小,再发生反应=ZnH2SO4=ZnSO4H2。(3)MnO2和浓盐酸反应制 Cl2:只发生反应 MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O,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( )A50 mL 18.4 molL1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0.46NAB0.1 mol MnO2与足量的浓盐酸
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