第四章 非金属及其化合物
知识网络构建
一、硅及其化合物的转化关系
写出图中标号反应的化学方程式或离子方程式：
①化学方程式：SiO2＋2CSi＋2CO↑。
②化学方程式：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。
③离子方程式：SiO2＋2OH－===SiO＋H2O。
④化学方程式：SiO2＋CaOCaSiO3。
⑤离子方程式：SiO＋CO2＋H2O===CO＋H2SiO3↓。
⑥化学方程式：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
二、氯及其化合物的转化关系
写出图中标号反应的化学方程式或离子方程式：
①离子方程式：2I－＋Cl2===I2＋2Cl－。
②化学方程式：3Cl2＋2Fe2FeCl3。
③离子方程式：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。
④离子方程式：MnO2＋2Cl－＋4H＋Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。
⑤化学方程式：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。
⑥离子方程式：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。
⑦离子方程式：Ca2＋＋2ClO－＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO。
三、硫及其化合物的转化关系
写出图中标号反应的化学方程式或离子方程式：
①化学方程式：Fe＋SFeS。
②化学方程式：2SO2＋O22SO3。
③化学方程式：
a．Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。
b．C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。
④离子方程式：SO＋2H＋＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O。
⑤离子方程式：SO2＋2OH－===SO＋H2O。
⑥化学方程式：SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。
四、氮及其化合物的转化关系
写出图中标号反应的化学方程式或离子方程式：
①化学方程式：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
②化学方程式：N2＋3H22NH3。
③化学方程式：4NH3＋5O24NO＋6H2O。
④化学方程式：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
⑤离子方程式：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。
⑥离子方程式：Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O。
第一节 无机非金属材料的主角——硅
1．了解SiO2的结构、性质和用途。(重点)
2．了解硅酸的制备和化学性质。
3．了解硅酸盐的性质及组成的表示方法。
4．了解硅的性质和用途。(重点)
5．了解几种重要无机非金属材料的生产及用途。
二氧化硅和硅酸
[基础·初探]
教材整理1 二氧化硅
1．硅元素的存在
2．二氧化硅(SiO2)
(1)存在
SiO2的存在形式有结晶形和无定形两大类，水晶、玛瑙的主要成分是结晶的二氧化硅。
(2)结构
SiO2晶体是由Si和O按原子数之比为1∶2的比例组成的立体网状结构的晶体。每个硅原子周围结合4个O原子，每个O周围结合2个Si原子。
(3)物理性质
熔点高；硬度大；溶解性：不溶于水。
(4)化学性质(写出有关化学方程式)
(5)用途
①沙子是基本的建筑材料。
②纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本原料，可以制作光导纤维。
③石英和玛瑙制作饰物和工艺品。
④实验室中使用石英坩埚。
教材整理2 硅酸(H2SiO3)
1．物理性质
硅酸是一种难溶于水的白色胶状物。
2．化学性质
(1)弱酸性
向Na2SiO3溶液中通入CO2，生成白色沉淀，反应的化学方程式为Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓。
结论：H2SiO3酸性比H2CO3酸性弱。
(2)不稳定性
H2SiO3不稳定，受热易分解，反应的化学方程式为H2SiO3H2O＋SiO2。
3．制备
Na2SiO3溶液中加入盐酸，反应的化学方程式为Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3(胶体)。
4．存在及用途
(1)浓度小且边加边振荡时，形成硅酸溶胶(胶体)；浓度大时，形成硅酸凝胶。
(2)硅胶
硅酸凝胶经干燥脱水得到的硅酸干凝胶，称为“硅胶”，具有很强的吸水性，常用作干燥剂或催化剂的载体。
[探究·升华]
[思考探究]
探究1 SiO2的主要性质及应用
(1)为什么实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶要用橡胶塞而不能用玻璃塞？(玻璃的成分中含有SiO2)
【提示】 当玻璃瓶配玻璃塞时，瓶口内壁和瓶塞外壁都进行了磨砂处理。玻璃中含SiO2，磨砂玻璃遇到强碱如NaOH溶液时，SiO2与NaOH反应生成Na2SiO3，使试剂瓶受腐蚀。Na2SiO3溶液有良好的黏结性，它易使瓶口与瓶塞黏在一起而难以开启。故使用橡胶塞而不能使用玻璃塞。
(2)实验室能否用玻璃瓶保存氢氟酸？为什么？写出反应方程式。
【提示】 不能。因为氢氟酸腐蚀玻璃，和玻璃中的成分SiO2反应。
SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。
(3)写出SiO2、CO2与CaO反应的化学方程式。
【提示】 SiO2＋CaOCaSiO3、
CO2＋CaO===CaCO3。
探究2 硅酸的制备实验探究
实验
操作
实验
现象
滴加酚酞溶液后溶液呈红色，滴加稀盐酸后溶液变为无色，有透明胶状物生成
结论
Na2SiO3溶液呈碱性；滴加稀盐酸后反应的化学方程式为Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3(胶体)
向Na2SiO3溶液中通入CO2气体，现象是__________，其离子方程式为____________，然后改加NaOH溶液，反应的离子方程式为____________。
【提示】 生成白色沉淀 SiO＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO
H2SiO3＋2OH－===SiO＋2H2O
[认知升华]
升华1 SiO2和CO2的比较
SiO2
CO2
不
同
点
熔、沸点
高
低
状态
无色晶体
气态
与水反应
不反应
CO2＋H2OH2CO3
与酸反应
只与氢氟酸反应
不反应
相
同
点
与碱性氧
化物反应
CaO＋SiO2CaSiO3
CO2＋CaO===CaCO3
与碱反应
SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O
与某些
盐反应
SiO2＋Na2CO3 Na2SiO3＋CO2↑SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑
CO2＋H2O＋Na2CO3===2NaHCO3 CO2＋H2O＋Na2SiO3=== H2SiO3↓＋Na2CO3
与碳反应
SiO2＋2CSi＋2CO↑
CO2＋C2CO
升华2 硅酸的主要性质及应用
(1)硅酸是中学化学中惟一一个不溶于水的酸，硅酸酸性很弱、不能使酸碱指示剂变色。
(2)实验室制取硅酸的方法是可溶性硅酸盐与酸反应。
(3)硅酸的性质：①具有酸性，酸性比碳酸弱；②受热易分解。
(4)硅酸浓度小时可形成硅酸溶胶，浓度大时可形成硅酸凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水得到硅胶(或硅酸干凝胶)，具有较强的吸水性，常用作干燥剂及催化剂载体。
[题组·冲关]
题组1 SiO2的性质与应用
1．关于二氧化硅，下列叙述不正确的是( )
A．水晶的主要成分是二氧化硅
B．二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大差别
C．二氧化硅不溶于水，也不能跟水起反应生成酸
D．二氧化硅是一种酸性氧化物，它不跟任何酸起反应
【解析】 水晶的主要成分为SiO2，A项正确；CO2是由分子构成的，而SiO2是Si和O按1∶2组成的空间立体网状结构的晶体，二者物理性质差别较大，B项正确；SiO2不溶于水也不与水反应，C项正确；SiO2可以与氢氟酸反应，D项错误。
【答案】 D
2．下列说法不正确的是( )
A．因SiO2不溶于水，故SiO2不是酸性氧化物
B．在反应SiO2＋2CSi＋2CO↑中SiO2作氧化剂
C．SiO2是一种空间立体网状结构的晶体，熔点高、硬度大
D．氢氟酸能够刻蚀玻璃，故不能用玻璃瓶来盛装氢氟酸
【解析】 A项，SiO2不溶于水，但它能与碱反应生成硅酸盐和水，是酸性氧化物，错误；B项，在该反应中SiO2被C还原为Si，SiO2作氧化剂，正确；C项，由于SiO2是一种空间立体网状结构的物质，故熔点高，硬度大，正确；D项，SiO2能与氢氟酸反应，故常用氢氟酸刻蚀玻璃，不能用玻璃瓶盛装氢氟酸，正确。
【答案】 A
题组2 H2SiO3的性质、制备与应用
3．下列关于硅酸的说法正确的是( )
A．硅酸可以通过SiO2和水的化合反应直接制得
B．用反应Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓制取硅酸是利用了可溶性酸制难溶性酸的性质
C．因为硅酸难溶于水，所以它不能与NaOH溶液反应
D．硅胶可用作袋装食品的干燥剂
【解析】 SiO2不能与水反应生成硅酸，A错误；B中反应是利用了强酸制弱酸的性质，B错误；硅酸虽难溶于水，但可与强碱溶液反应生成硅酸盐，C错误。
【答案】 D
4．碳酸的酸性比硅酸强，某化学课外小组搜集了大量的证据证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性。其中能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是( )
A．CO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水
B．CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀
C．高温下SiO2与碳酸钙、碳酸钠等固体反应生成CO2
D．氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀
【解析】 根据强酸制弱酸的原理，CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀，此项实验事实可证明碳酸的酸性比硅酸强。
【答案】 B
5．为了进一步确认HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱，有人设计用下图所示装置进行一次实验即可达到目的(不必再选用其他酸性溶液)。
请回答：
(1)A中的化学反应方程式可能为__________________________________。
(2)B装置的作用是_____________________________________________。
(3)C中的现象有_____________，反应离子方程式为__________________。
(4)根据实验，三种酸的强弱顺序为_____________，其依据为__________
______________________________________________________________。
【答案】 (1)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O
(2)除去CO2中的HCl，防止HCl与Na2SiO3反应
(3)产生白色胶状沉淀 CO2＋H2O＋SiO===H2SiO3(胶体)＋CO
(4)HCl>H2CO3>H2SiO3 强酸制弱酸
硅酸盐和硅单质
[基础·初探]
教材整理1 硅酸盐
1．硅酸盐的组成与表示
(1)定义：由硅、氧和金属组成的化合物的总称。
(2)性质：结构复杂，大多不溶于水，化学性质稳定。
(3)表示：通常以二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成。例如，
①Na2SiO3：Na2O·SiO2。
②长石(KAlSi3O8)：K2O·Al2O3·6SiO2。
③镁橄榄石(Mg2SiO4)：2MgO·SiO2。
【特别提醒】 以氧化物形式表示硅酸盐组成的方法
?1?方法：找出组成元素；写出氧化物的形式；注意原子守恒；检查有无遗漏。
?2?氧化物的顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。
?3?氧化物前化学计量数配置原则：除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置化学计量数，如果出现分数，扩大倍数化为整数。
?4?氧化物之间用“·”隔开。
2．最简单的硅酸盐——Na2SiO3
3．三种常见的硅酸盐产品——无机非金属材料
产品
原料
主要设备
主要成分
水泥
石灰石、黏土
水泥
回转窑
硅酸二钙2CaO·SiO2
硅酸三钙3CaO·SiO2
铝酸三钙3CaO·Al2O3
玻璃
纯碱、石灰
石和石英砂
玻璃窑
Na2O·CaO·6SiO2
陶瓷
黏土
—
—
4．其他含硅物质
(1)SiC：俗称金刚砂，类似金刚石的结构和性能。
(2)含4%硅的硅钢具有导磁性，用作变压器铁芯。
(3)硅橡胶：耐高温又耐低温。
(4)人造分子筛：作吸附剂和催化剂。
教材整理2 硅单质
1．种类及结构
单质硅分为晶体和无定形两种，晶体硅的结构与金刚石类似。
2．性质
(1)物理性质
色、态
光泽
熔点
硬度
质地
导电性
灰黑色固体光泽
金属
高
大
脆
半导体
(2)化学性质
在常温下化学性质不活泼，但能与氟气、HF、 NaOH溶液发生反应。
3．用途
(1)半导体材料，如硅芯片等。
(2)新型能源，如光电池等。
【特别提醒】 硅单质性质的特殊性
?1?一般情况下，非金属元素单质熔、沸点低，硬度小，但晶体硅和金刚石熔、沸点高，硬度大，其中金刚石为自然界中硬度最大的物质。
?2?一般情况下，非金属单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。
?3?Si的还原性大于C，但单质C在高温下能从SiO2中还原出Si：SiO2＋2CSi＋2CO↑。
?4?非金属单质与碱反应一般既作氧化剂又作还原剂，且无氢气放出，但硅与碱溶液反应只作还原剂，且反应能放出氢气：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
?5?非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅能与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。
[题组·冲关]
题组1 硅酸盐的组成、性质和应用
1．下列关于硅酸盐的说法中正确的是( )
A．硅酸盐都难溶于水
B．Na2SiO3是一种最简单的硅酸盐，其水溶液可用作黏合剂
C．硅酸盐通常可用氧化物的形式表示，说明硅酸盐就是由各种氧化物组成的
D．硅酸盐工业使用的每一种原料都含有硅
【解析】 A项，Na2SiO3可溶于水，错误；C项，硅酸盐可用氧化物的形式表示，但不是由各种氧化物组成，错误；D项，所用原料可能不含硅，错误。
【答案】 B
2．用氧化物的形式表示硅酸盐的组成，其中正确的是( )
A．钙沸石[Ca(Al2Si3O10)·3H2O]，表示为Al2O3·CaO·3SiO2·3H2O
B．镁橄榄石(Mg2SiO4)，表示为MgO·SiO2
C．钾云母(K2Al6Si6H4O24)，表示为K2O·2H2O·3Al2O3·6SiO2
D．高岭石[Al2(Si2O5)(OH)4]，表示为Al2O3·2SiO2·2H2O
【解析】 A项，Ca(Al2Si3O10)·3H2O应表示为CaO·Al2O3·3SiO2·3H2O(排序错)；B项，Mg2SiO4应表示为2MgO·SiO2(不能在系数中出现分数)；C项，K2Al6Si6H4O24应表示为K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O(排序错)。
【答案】 D
3．下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中正确的是( )
A．它是一种纯净物，既不燃烧也不易腐蚀
B．水玻璃是生产玻璃的主要原料之一
C．木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧
D．水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质
【解析】 水玻璃是硅酸钠的水溶液，A错误；水玻璃易与空气中的二氧化碳反应，D错误。
【答案】 C
题组2 硅单质及其化合物的性质及综合应用
4．硅及其化合物的应用范围很广。下列说法正确的是( )
A．硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料
B．粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应
C．反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑中，Si为还原剂，NaOH和H2O为氧化剂
D．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
【解析】 C项只有H2O是氧化剂；D项盐酸与Si不反应，氢氟酸才可。
【答案】 A
5．下图中的每一方格表示相关的一种反应物或生成物。其中，B是一种单质，其余物质也都是含B元素的化合物。C是一种钠盐，E是C对应的酸，B的结构类似金刚石，D为B的氧化物(其他不含B元素的反应产物以及各步反应添加的必要试剂和反应条件已被略去)。请填写空白：
(1)A、D、E的化学式分别为________、________、________。
(2)A和B的相互转化在工业上有什么实际意义？
__________________________________________________________。
(3)写出D→C反应的化学方程式：___________________________________
______________________________________________________________。
(4)写出E→D反应的化学方程式：_______________________________
___________________________________________________________。
【解析】 本题的突破口是：“B是一种单质”，“B的结构类似金刚石”。据此，容易推断出B是晶体硅。硅与氯气在加热条件下生成SiCl4，因此，A为SiCl4，SiCl4可以被氢气还原得纯净的硅。根据D为B的氧化物且能转化成B(Si)，可知D为SiO2，由此可知其他答案。
【答案】 (1)SiCl4 SiO2 H2SiO3
(2)粗硅提纯
(3)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
(4)H2SiO3SiO2＋H2O
【题后归纳】 Si的制备与提纯
SiO2粗SiSiCl4Si
第二节 富集在海水中的元素——氯
1．了解氯元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。(重点)
2．了解实验室制取Cl2的原理和实验装置。(重难点)
3．掌握Cl－的检验方法。(重点)
氯气的制法和氯气及其化合物的性质
[基础·初探]
1．氯气
(1)氯的原子结构及存在
(2)氯气的实验室制法
在实验室里常用MnO2和浓盐酸共热来制取Cl2，该化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。
(3)氯气的物理性质
颜色
状态
气味
毒性
溶解性
黄绿色
气体
刺激性气味
有毒
25℃时，1体积水溶解约2体积氯气
(4)氯气的化学性质
①与金属的反应：
②与非金属的反应：
与H2反应：H2＋Cl22HCl。
现象：火焰为苍白色，瓶口出现白雾。
③与水反应：
氯气与水反应的化学方程式为Cl2＋H2O===HCl＋HClO。
④与碱的反应：
a．与NaOH反应——制漂白液
化学方程式：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。
漂白液的有效成分为NaClO。
b．与Ca(OH)2反应——制漂白粉
化学方程式：2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。
漂白粉的成分是CaCl2和Ca(ClO)2。
(5)氯气的用途
①Cl2是一种重要的化学工业物质。氯的化合物可作为制取高纯硅、锗(半导体)和金属钛的重要中间物质。
②在有机化工中，氯气是合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料和药品的重要原料。
2．次氯酸
(1)物理性质
常温下仅存在于水溶液中，有刺激性气味。
(2)化学性质
①弱酸性(酸性小于碳酸)：
NaClO＋CO2＋H2O===NaHCO3＋HClO。
②不稳定性：2HClO2HCl＋O2↑。
③强氧化性：能氧化还原性物质(如Na2SO3、FeCl2、KI等)，使有色布条、品红褪色：
Na2SO3＋HClO===Na2SO4＋HCl。
【特别提醒】 液氯、新制氯水、久置氯水的区别
液氯
新制氯水
久置氯水
成分
Cl2
Cl2、HClO、H2O、H＋、Cl－、ClO－、OH－
H＋、Cl－、H2O、OH－
分类
纯净物
混合物
混合物
[探究·升华]
[思考探究]
探究1 氯水的多重性
(1)向氯水中加入紫色石蕊试液，有什么现象？体现什么性质？
【提示】 先变红后褪色，酸性和漂白性。
(2)对氯水微热有什么现象？
【提示】 有气泡产生，氯水颜色变浅。
(3)将氯水滴入NaHCO3溶液中，有何现象？为什么？
【提示】 溶液中产生气泡，因为氯水中的盐酸与NaHCO3发生反应：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑。
(4)氯水中加入AgNO3溶液，有什么现象？
【提示】 白色沉淀生成。
(5)向FeCl2溶液中加KSCN溶液，然后加入少量氯水，有什么现象？
【提示】 加KSCN溶液无现象，加氯水后溶液变红。
探究2 次氯酸漂白性的实验探究
为了探究HClO的漂白性，某同学设计了如下的实验。
问题思考：
(1)通入Cl2，根据集气瓶A、B中红色布条的现象，你能得出什么结论？
【提示】 Cl2不能使干燥的红色布条褪色，Cl2能使湿润的红色布条褪色，因此Cl2不具有漂白作用，但Cl2溶于水后具有漂白作用。
(2)为了确认是HClO使湿润的红色布条褪色，你认为还需增加的实验是什么？
【提示】 Cl2溶于水并与H2O发生反应Cl2＋H2O===HClO＋HCl，因此为了确认是HClO具有漂白性，还应增加一个将HCl通过湿润红色布条的实验装置，以验证盐酸不具有漂白性。
(3)烧杯中NaOH溶液的作用是什么？反应的离子方程式是怎样的？
【提示】 NaOH溶液用于吸收Cl2，反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。
[认知升华]
升华1 氯水性质的多重性
所加试剂
参与反
应的微粒
实验现象
离子方程式或解释
AgNO3溶液
Cl－
白色沉淀
Cl－＋Ag＋===AgCl↓
Na2CO3固体
H＋
有气泡产生
2H＋＋CO===CO2↑＋H2O
有色布条
HClO
布条颜色褪去
漂白性
FeCl2溶液
Cl2
溶液变棕黄色
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
石蕊溶液
HClO、H＋
先变红后褪去
酸性和漂白性
升华2 次氯酸的漂白性
注意：干燥的Cl2无漂白性，氯水漂白性的实质是HClO的漂白性。
[题组·冲关]
题组1 Cl2及氯水的性质与应用
1．下面对氯的叙述，正确的是( )
A．液氯可使湿的红布条褪色，所以液氯具有漂白性
B．氯气没有漂白性，但通入品红溶液中，品红的红色褪去
C．在通常情况下，氯气可以和任何金属直接化合
D．氯气有毒，可以用澄清的石灰水吸收尾气；久置的氯水最终变为稀盐酸
【解析】 次氯酸具有漂白性，液氯没有漂白性，A项错误；氯气没有漂白性，但通入品红溶液中，氯气和水反应生成的次氯酸使品红褪色，B项正确；在点燃或加热的情况下，氯气可以和大多数金属直接化合，C项错误；氯气有毒，可以用氢氧化钠溶液吸收尾气，而澄清石灰水浓度太小，吸收效果不好，D项错误。
【答案】 B
2．在氯水中存在多种分子和离子，可通过实验的方法加以确定，下列说法中可能错误的是( )
A．加入含有NaOH的酚酞试液，红色褪去，说明有H＋存在
B．加入有色布条后，有色布条褪色，说明有HClO分子存在
C．氯水呈浅黄绿色，且有刺激性气味，说明有Cl2分子存在
D．加入硝酸酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀，说明有Cl－存在
【解析】 氯气溶于水，且与水发生反应，氯水的成分呈现多样性，加入含有NaOH的酚酞试液，红色褪去，可能是氯水中的H＋恰好与OH－中和，也可能是HClO漂白，A项错误；HClO有强氧化性，可使有色布条褪色，B项正确；氯水中因含有Cl2分子而呈浅黄绿色，C项正确；氯水中含有Cl－，与硝酸酸化的AgNO3溶液反应产生白色沉淀，D项正确。
【答案】 A
3．新制氯水与久置的氯水相比较，下列结论不正确的是( )
A．都呈酸性
B．前者能使有色布条褪色
C．光照新制氯水有气泡逸出，该气体是Cl2
D．加AgNO3溶液都能生成白色沉淀
【解析】 新制氯水中含有分子Cl2、HClO、H2O，离子H＋、Cl－、ClO－、OH－，光照时发生反应2HClO2HCl＋O2↑，所以久置的氯水实际上已经是盐酸，故A、B、D正确，C错误。
【答案】 C
4．如图是一组检验氯气性质的装置。
(1)现关闭活塞K，若有色布条是干燥的，溶液B为浓硫酸，则有色布条________；若溶液B为水，则有色布条________；若溶液B为饱和的NaHCO3溶液，则有色布条________。
(2)现打开K，溶液B为氢氧化钠溶液，通入的Cl2是湿润的，布条是干燥的，则有色布条________。
【解析】 (1)关闭K通入Cl2，若B为浓硫酸，则进入(Ⅱ)的是干燥的Cl2，有色布条不褪色；若B为水，则进入(Ⅱ)的是湿润的Cl2，有色布条褪色；若B是NaHCO3溶液，则Cl2在(Ⅰ)中被消耗，有色布条不褪色。(2)打开K，尽管B是NaOH溶液，湿润的Cl2还是直接进入(Ⅱ)，有色布条褪色。
【答案】 (1)不褪色 褪色 不褪色 (2)褪色
题组2 Cl2的实验室制法
5．某校化学兴趣小组拟用浓盐酸与二氧化锰加热反应，制取并收集2瓶干燥、纯净的氯气。为防止换集气瓶时生成的氯气污染空气，设计了如下装置：
(1)写出装置 Ⅰ 烧瓶中发生反应的离子方程式：_____________________
___________________________________________________________。
(2)装置Ⅱ中盛放的药品是饱和氯化钠溶液，其作用是__________________
_____________________________________________________________；
装置Ⅲ的作用是干燥氯气，应盛放____________。
(3)实验开始后，先________a________b(填“关闭”或“打开”，下同)；当集满一瓶氯气时，为减少换集气瓶时氯气的外溢，再________a________b，换好集气瓶后，继续收集氯气。
(4)兴趣小组的某些同学准备在烧杯中加入下列溶液中的一种来吸收残余氯气，你认为其中不恰当的是________(填字母)。
A．氢氧化钠溶液
B．浓硫酸
C．水
【解析】 (1)装置 Ⅰ 是制取氯气的发生装置，反应的离子方程式为MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。
(2)Ⅱ、Ⅲ部分属于净化装置，饱和氯化钠溶液是除去氯气中的HCl气体；装置Ⅲ应盛放浓硫酸，用来干燥氯气。
(3)首先明确装置Ⅳ的作用——用来临时储存氯气，防止换集气瓶时生成的氯气排出；故实验开始时，关闭a，打开b，换瓶时关闭b，打开a。
(4)要吸收多余的氯气一般用碱液，氯气在水中和在浓硫酸中溶解度都非常小。
【答案】 (1)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
(2)除去Cl2中混有的HCl 浓硫酸
(3)关闭 打开 打开 关闭
(4)BC
【题后归纳】 Cl2的实验室制法
(1)仪器装置：固＋液气
主要仪器：铁架台、酒精灯、圆底烧瓶、分液漏斗、集气瓶、烧杯等。Cl2的制备、净化装置如图所示：
说明：C装置的作用是除去Cl2中的HCl，D装置的作用是干燥Cl2，F装置的作用是吸收多余的Cl2。
(2)收集方法
①向上排空气法(Cl2密度大于空气)。
②排饱和食盐水法(Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度很小，且用此法可除去实验过程中挥发产生的HCl气体)。
(3)尾气处理
Cl2有毒，易污染空气，需用NaOH溶液吸收，不能用澄清石灰水。
氯离子(Cl－)的检验
[探究·升华]
[思考探究]
氯离子的检验实验探究
(1)实验探究过程
2～3 mL
试样
现象
解释或离子
方程式
AgNO3
溶液
稀硝酸
稀盐酸
白色沉淀
不溶解
Cl－＋Ag＋===AgCl↓
NaCl溶液
白色沉淀
不溶解
Cl－＋Ag＋===AgCl↓
Na2CO3
溶液
白色沉淀
溶解并产生气泡
2Ag＋＋CO===Ag2CO3↓、Ag2CO3＋2H＋===2Ag＋＋CO2↑＋H2O
自来水
浑浊
浑浊
自来水中含有少量Cl－，
Ag＋＋Cl－===AgCl↓
①若在某无色溶液中加入AgNO3溶液，产生白色沉淀，则溶液中一定含有Cl－吗？
【提示】 不一定。因为Ag＋也可与CO等反应生成白色的Ag2CO3沉淀。
②检验Cl－时为何要加入稀硝酸酸化？
【提示】 加稀硝酸酸化目的是排除CO等的干扰，因为Ag2CO3可溶于稀硝酸，而AgCl不溶。
(2)Cl－的一般检验方法
[认知升华]
溶液中Cl－的检验注意的问题
(1)要排除CO、PO等离子的干扰，它们的银盐沉淀溶于稀硝酸。一般先在被测液中加入稀硝酸酸化，以排除干扰离子(CO、PO)。
(2)若被检液中有SO存在，由于SO可以与Ag＋生成白色微溶物Ag2SO4且不溶于稀硝酸，则在检验Cl－之前，需先用Ba(NO3)2溶液除去SO，再加入硝酸酸化的AgNO3溶液检验Cl－的存在。
[题组·冲关]
1．检验Cl－所用的试剂为AgNO3溶液和稀硝酸，稀硝酸的作用是( )
A．防止CO等离子的干扰
B．防止Cl－的干扰
C．生成AgNO3沉淀
D．防止NO的干扰
【答案】 A
2．检验某未知溶液中是否含有氯离子(Cl－)，正确的操作是( )
A．向未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生
B．向未知溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生，加入盐酸，沉淀不消失
C．向未知溶液中加入稀硝酸酸化后，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生
D．向未知溶液中加入稀盐酸酸化后，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生
【解析】 A操作不正确，它不能排除CO等的干扰；B操作不正确，因为Ag2CO3跟HCl反应时，生成的AgCl仍是白色沉淀；D操作不正确，用盐酸酸化，加入了Cl－。
【答案】 C
课时1 二氧化硫和三氧化硫
1．了解硫在自然界的存在形态。
2．掌握SO2的化学性质及检验方法；学会设计实验验证SO2的还原性及漂白性。(重难点)
3．了解SO3的主要性质。
硫的存在和性质
[基础·初探]
1．硫的存在
(1)游离态的硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里。
(2)化合态
①主要以硫化物和硫酸盐的形式存在。
②重要的化合物。
名称
硫铁矿
黄铜矿
石膏
芒硝
化学式
FeS2
CuFeS2
CaSO4·2H2O
Na2SO4·10H2O
2.硫的性质
(1)物理性质
俗名
色态
溶解性
硫黄
黄色晶体
不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2
(2)化学性质
①还原性：与O2反应：S＋O2SO2。
②氧化性：与Fe反应：Fe＋SFeS；与Cu反应：2Cu＋SCu2S；与Hg反应：S＋Hg===HgS。
③与NaOH溶液的反应：3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O。
[题组·冲关]
1．下列有关硫的性质的叙述正确的是( )
A．淡黄色晶体，不溶于水易溶于酒精
B．质脆易粉碎，不溶于二硫化碳，加热易熔化
C．既有氧化性又有还原性，硫与铁粉和铜粉分别反应，都可生成二价金属硫化物
D．粘有硫的试管可用CS2或热的NaOH溶液清洗
【解析】 A项，硫不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2；C项，硫既有氧化性又有还原性，与Fe、Cu粉反应时均生成低价硫化物，Fe＋SFeS,2Cu＋SCu2S。
【答案】 D
2．下列化合物不能用相应元素的单质直接化合而成的是( )
①CuS ②FeS ③Al2S3 ④Fe2S3 ⑤Cu2S
⑥FeCl2 ⑦CS2 ⑧H2S
A．②⑤⑧ B．①④⑥
C．③④⑦ D．④⑥⑦
【答案】 B
【题后反思】 硫与变价金属反应时生成低价态的金属硫化物，而不是高价态。如Fe与S反应生成FeS而不是Fe2S3。
二氧化硫与三氧化硫
[基础·初探]
教材整理1 二氧化硫的性质与应用
1．SO2的物理性质
颜色
状态
气味
密度
溶解性
毒性
无色
气体
刺激性气味
比空气大
易溶于水
有毒
2.SO2的化学性质
写出有关反应的化学方程式或反应现象：
(1)漂白性：与某些有色物质(如品红)生成不稳定的无色物质，加热或久置可恢复原来的颜色。
(2)还原性
与O2反应：2SO2＋O22SO3，此反应为可逆反应。
(3)酸性氧化物的通性
与H2O反应：SO2＋H2OH2SO3，此反应为可逆反应。
与NaOH反应：SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O。
与CaO反应：SO2＋CaO===CaSO3。
3．SO2的用途
(1)漂白纸浆、毛、丝、草帽辫等。
(2)用于杀菌消毒。
教材整理2 SO3的性质
1．SO3的物理性质
SO3的熔沸点较低，在标准状况下SO3为固体，在常温下为液体。
2．SO3的化学性质
三氧化硫具有酸性氧化物的通性，主要反应如下：
[探究·升华]
[思考探究]
SO2的化学性质实验探究
某化学兴趣小组为探究SO2的性质，按下图所示装置进行实验。(已知Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O)
实验现象
实验结论
B中酸性KMnO4溶液褪色
SO2具有还原性
C中石蕊试液变红色
SO2具有酸性氧化物的性质
D中品红溶液褪色，加热又恢复为红色
SO2具有漂白性，过程可逆
(1)分别将SO2及Cl2通入品红溶液中并加热，现象有何不同？若分别通入紫色石蕊试液中呢？
【提示】 SO2有漂白作用，与有色物质结合生成不稳定的无色物质；溶于水生成H2SO3，溶液显酸性，但SO2不能漂白石蕊试液。Cl2溶于水生成HCl和HClO，溶液显酸性，可使石蕊试液变红色。HClO具有强氧化性，可将有色物质氧化为无色物质。
(2)使有色物质褪色的物质一定具有漂白性，具有漂白性的物质一定能使有色物质褪色吗？
【提示】 不一定。使有色物质褪色不一定表现物质的漂白性，如FeCl2、KI、SO2等都可使溴水或酸性KMnO4溶液褪色，表明上述物质具有还原性而非漂白性；具有漂白性的物质也不一定能使有色物质褪色，如氯水不能使CuSO4溶液褪色。
[认知升华]
升华1 CO2和SO2性质的异同点
(1)相同点；都具有酸性氧化物的通性，如都能使澄清石灰水变浑浊，因此不能用澄清石灰水区分CO2和SO2。
(2)不同点：SO2有漂白性和还原性，而CO2没有，故可以用品红溶液、氯水、酸性KMnO4溶液区分二者；SO2有刺激性气味，CO2没有。
升华2 漂白剂的分类
(1)Cl2、Ca(ClO)2、H2O2、Na2O2、O3等——氧化型
原理：漂白剂本身是氧化剂，利用其氧化性氧化有色物质，使之失去原有的颜色。加热时不能恢复原有的颜色。
(2)SO2——化合型
原理：漂白剂与有色物质化合生成新的无色物质，使之失去原来的颜色。加热时能恢复原来的颜色。
(3)活性炭、胶体——吸附型
原理：有些固体物质疏松、多孔，具有较大的表面积，可以吸附有色物质使之失去原来的颜色。部分吸附剂可以重复使用。
[题组·冲关]
题组1 SO2的性质及其应用
1．有关二氧化硫的说法错误的是( )
A．SO2能使氯水褪色，体现了SO2的漂白性
B．将SO2通到显红色的酚酞溶液中，发现红色消失，主要原因是SO2溶于水中显酸性
C．给已被SO2漂白的品红溶液用酒精灯加热，可恢复原来的红色
D．SO2能使酸性KMnO4溶液褪色，体现了SO2的还原性
【解析】 SO2使氯水褪色，体现了SO2的还原性，A错误；酚酞显红色是因为溶液呈碱性，通入二氧化硫褪色是因为碱性消失，说明二氧化硫溶于水显酸性，B正确；SO2与品红结合生成无色不稳定的化合物，加热又生成品红，C正确；SO2具有还原性，可还原KMnO4而使其溶液褪色，D正确。
【答案】 A
2．下列说法正确的是( )
A．因为SO2具有漂白性，所以它能使品红溶液、溴水、KMnO4(H＋)、石蕊溶液褪色
B．能使品红溶液褪色的不一定是SO2
C．SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色，其原理相同
D．SO2和Cl2等物质的量混合后同时通入装有湿润的有色布条的集气瓶中，漂白效果更好
【解析】 A项中SO2使溴水、KMnO4(H＋)褪色是因为SO2具有还原性，能使品红溶液褪色是漂白性，SO2不能使指示剂褪色；能使品红试液褪色的物质很多，不仅仅是SO2；C项的这些漂白剂的漂白原理不都相同；SO2和Cl2等物质的量混合后在溶液中发生反应SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，从而失去漂白能力。
【答案】 B
题组2 SO2、CO2的检验与鉴别
3．下列溶液中能够区别SO2和CO2气体的是( )
①石灰水 ②H2S溶液 ③酸性KMnO4溶液 ④氯水 ⑤品红溶液
A．①②③ B．②③④
C．②③④⑤ D．全部
【答案】 C
4．某化学兴趣小组为了探究常温下某非金属氧化物形成的未知气体的成分，将气体通入澄清石灰水，发现澄清石灰水变浑浊，持续通入发现浑浊又变澄清，由此该小组成员对气体的成分提出猜想。
[提出猜想]
猜想1：该气体为CO2。
猜想2：该气体为SO2。
猜想3：______________________________________________________。
为了验证猜测，该小组设计实验加以探究。
[实验探究]
该小组同学按如图所示装置，将气体从a端通入。
(1)B中应该装下列________试剂(填编号)。
A．NaCl溶液
B．酸性KMnO4溶液
C．盐酸
D．澄清石灰水
(2)A中品红溶液的作用是________________________________________
________________________________________________________。
(3)D中澄清石灰水的作用是_______________________________________
_____________________________________________________________。
通过该实验，该小组同学观察到以下三个实验现象：
①A中品红溶液褪色 ②C中品红溶液不褪色
③D中澄清石灰水变浑浊
[得出结论]
(4)由上述现象，该小组同学确认该气体的成分为：_____________________
___________________________________________________________。
【解析】 回忆学过的能使澄清石灰水先变浑浊又变澄清的气体，只有CO2和SO2，所以提出的猜想是：①气体为CO2；②气体为SO2；③气体为CO2和SO2的混合气体。要验证气体的成分，必须先验证SO2是否存在，并除尽，再验证CO2气体的存在，因为SO2的存在对CO2的验证有干扰。
【答案】 气体为CO2和SO2的混合气体
(1)B (2)验证混合气体中是否含有SO2
(3)验证混合气体中是否含有CO2
(4)CO2和SO2的混合气体
【题后归纳】
检验CO2、SO2同时存在的实验设计
流程设计
检验SO2?除去SO2?检验SO2是否除尽?检验CO2
选用试剂
品红溶液
酸性KMnO4溶液
品红溶液
澄清石灰水
实验现象
褪色
褪色
不褪色
变浑浊
课时2 二氧化氮和一氧化氮 二氧化硫和二氧化氮对大气的污染
1．了解NO、NO2的性质。(重点)
2．了解SO2、NO2对大气质量的影响，特别是酸雨的成因、危害及防治措施。(重点)
3．了解NO、NO2、O2溶于水的简单计算。(难点)
二氧化氮和一氧化氮
[基础·初探]
1．氮气
通常状况下，N2性质稳定，与O2不发生反应，但在放电或高温条件下，两者可直接化合，化学方程式：N2＋O22NO。
2．氮的常见氧化物
(1)物理性质
颜色
气味
毒性
溶解性
收集方法
NO
无色
无味
有毒
不溶于水
排水集气法
NO2
红棕色
刺激性气味
有毒
与水发生
反应
向上排空气法
(2)化学性质
①NO常温下与O2反应，化学方程式为
2NO＋O2===2NO2。
②NO2与水反应的化学方程式为
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
[探究·升华]
[思考探究]
NO2被H2O吸收的实验
NO2能溶于H2O并发生反应，为了使NO2尽可能被H2O吸收，某化学兴趣小组设计了如下实验步骤，以探究NO2被H2O吸收的程度。
①将盛满NO2气体的试管倒置于盛水的水槽中，如图甲所示。
甲
②制备一定量O2。
③将制得的O2缓慢通入步骤①的试管中，如图乙所示。
乙
问题思考：
(1)步骤①中：试管内气体的颜色和水位有何变化？发生反应的化学方程式是什么？
【提示】 NO2与H2O发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，使气体红棕色逐渐消失，试管内水位不断上升，最后水充满整个试管的，上部为无色气体，占试管容积的。
(2)步骤③中试管内气体的颜色和体积怎样变化，试管内水位怎样变化？主要发生哪些反应？
【提示】 试管内缓慢通入O2时，发生反应：2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，因此试管内无色气体变为红棕色，后又变为无色，但气体体积减小，液面不断上升。
(3)当液面充满整个试管时，通入的O2与原试管内的NO2体积之比是多少？总反应的化学方程式是什么？
【提示】 当液面充满试管时，NO2和通入的O2恰好完全反应生成HNO3，即4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，因此V(NO2)∶V(O2)＝4∶1。
[认知升华]
氮的氧化物溶于水的有关数量关系
(1)相关反应原理
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ①
2NO＋O2===2NO2 ②
由方程式①×2＋②得：
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 ③
由方程式①×2＋②×3得：
4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 ④
(2)氮氧化物溶于水的不同情况及剩余气体：
①NO2与O2的混合气体溶于水(反应③)
注意：氮的氧化物或氮的氧化物与O2的混合气体溶于水时，剩余的气体可能是O2，也可能是NO，但不可能是NO2，因为NO2会与水反应又生成NO。
[题组·冲关]
题组1 N2、NOx的性质与应用
1．病毒学研究证实，NO对SARS病毒有直接抑制作用。关于NO的下列叙述中正确的是( )
A．NO是无色气体，可用排空气法收集
B．常温下，氮气与氧气混合就可迅速产生NO
C．常温下NO很容易与空气中的O2化合生成NO2
D．一定条件下，N2和O2反应可以直接合成NO2
【解析】 本题考查NO的生成、收集及化学性质。NO是无色难溶于水的气体，密度比空气略大，且常温下可与O2化合生成NO2，所以不能用排空气法收集，只能用排水法收集。常温下，N2和O2共存于空气中，只有在高温或放电时才化合成NO，不能一步反应合成NO2。
【答案】 C
2．运载火箭的推进剂引燃后，尾部喷出大量高温气体。该气体主要成分是CO2、H2O、N2、NO等，在发射现场可看到火箭尾部产生大量红棕色气体，其原因是( )
A．高温下N2遇空气生成NO2
B．NO遇空气生成NO2
C．CO2与NO反应生成CO和NO2
D．NO与H2O反应生成H2和NO2
【解析】 NO遇到O2生成红棕色的NO2，B项正确。
【答案】 B
题组2 氮的氧化物溶于水的有关计算
3．四支试管中分别充满NO、SO2、NO2、Cl2中的一种，把它们分别倒立于盛有水的水槽中，充分放置后的现象如下图所示．其中原试管充满NO2的是( )
【解析】 根据化学方程式3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，剩余气体是反应前的，故B项正确，NO不溶于水，对应D项；SO2在水中的溶解度为1体积水溶解40体积SO2，对应A项；Cl2对应C项。
【答案】 B
4．如图所示，室温下向盛有3.0 mL NO的试管中缓缓通入1.5 mL O2(所有气体均在标准状况下测定)。
试回答下列问题：
(1)写出观察到的现象(可不写满，也可补充)：
①_________________________________________________________；
②_________________________________________________________；
③_________________________________________________________。
(2)最终试管中剩余的气体是________，体积为________。
【解析】 (1)通入的O2与NO发生反应：①2NO＋O2===2NO2，所以看到有红棕色气体生成。生成的NO2溶于水：②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，①②两反应的总反应方程式为③4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。气体消耗，又会看到液面上升。V(NO)∶V(O2)≠4∶3，故最后有气体剩余，不论剩余NO还是O2，均为无色气体。
(2)设1.5 mL O2全部参加反应，由(1)中③可知：反应的NO为V(NO)＝V(O2)×＝1.5 mL×＝2.0 mL，由NO总体积为3.0 mL可得剩余NO气体1.0 mL。
【答案】 (1)①试管内气体变为红棕色 ②试管内液面升高 ③最后试管内剩余无色气体 (2)NO 1.0 mL
SO2、NO2对大气的污染
[基础·初探]
1．SO2和NO2的主要来源、危害和防治
2．酸雨
(1)概念：pH<5.6的降雨。
(2)成因：主要是大气中的SO2、NO2溶于水形成的。
(3)类型(写出反应化学方程式)：
①硫酸型：SO2→H2SO3→H2SO4。
化学方程式：SO2＋H2OH2SO3,2H2SO3＋O2===2H2SO4。
②硝酸型：NO2→HNO3。
化学方程式：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
(4)危害
①直接破坏农作物、森林、草原，使土壤、湖泊酸化。
②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。
【特别提醒】 常见的环境污染
环境污染
形成原因
主要危害
温室效应
大气中CO2含量不断增加
全球变暖，冰雪融化，释放有毒气体
酸雨
SO2和氮氧化物的排放
土壤酸化，腐蚀建筑物
光化学烟雾
氮氧化物和碳氢化合物的排放
危害人体健康和植物生长
臭氧空洞
氮氧化物和氟氯代烃的排放
地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧
赤潮和水华
含氮、磷等营养成分的生活污水和工、农业废水的任意排放
使藻类过度繁殖，水质恶化，发生在海水中为赤潮，淡水中为水华
白色污染
聚乙烯塑料的大量使用，任意丢弃
破坏土壤结构和生态环境
[题组·冲关]
1．以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是( )
选项
氧化物
环境问题
主要来源
A
CO2
破坏臭氧层
化石燃料的燃烧
B
SO2
温室效应
汽车尾气的排放
C
NO2
光化学烟雾
工厂废气的排放
D
CO
酸雨
汽车尾气和化石燃
料的不完全燃烧
【解析】 破坏臭氧层的是氟利昂；导致温室效应的气体是CO2、CH4；造成光化学烟雾的气体是氮氧化物和碳氢化合物；CO有毒，能使人中毒，造成酸雨的是SO2和氮氧化物。
【答案】 C
2．下列有关环境问题的说法正确的是( )
①煤燃烧时加入适量石灰石，可减少废气中SO2的量
②臭氧的体积分数越大的空气越有利于人体健康
③pH在5.6～7.0之间的降水通常称为酸雨
④汽车尾气中含有氮氧化物、碳氧化物、含铅化合物等，严重污染大气
A．①③ B．②④
C．③④ D．①④
【解析】 煤燃烧时加入适量石灰石，将发生反应CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋SO2CaSO3，减少了废气中SO2的量，①正确；因为O3具有强氧化性，空气中含量超过一定数值时会对人体造成损害，②错误；pH小于5.6时的降水为酸雨，③错误；汽车尾气中除含NOx、COx外，含铅的抗爆剂在燃烧时会产生含铅化合物，都会严重污染大气，④正确。
【答案】 D
3．我国农业生产因遭受酸雨而造成的损失每年高达15亿元。某实验小组采集酸雨样品，随着时间的推移，多次测定该样品的pH，得到了表中数据：
时间(h)
开始
8
16
24
32
40
48
pH
5.0
4.8
4.5
4.3
4.2
4.0
4.0
(1)酸雨样品放置时pH变化的主要原因是(用化学方程式表示)_______________________________________________________________。
(2)如果将刚取样的上述酸雨和自来水混合，pH将________(填“增大”“减小”或“不变”)，原因是(用化学方程式表示)_____________________ ___________________。
(3)你认为减少酸雨产生的途径可采用的措施是________。
①少用煤作燃料 ②把工厂烟囱造高
③燃料脱硫 ④在已酸化的土壤中加石灰 ⑤开发新能源
A．①②③ B．②③④⑤
C．①③⑤ D．①③④⑤
【解析】 (1)酸雨放置时pH变小，其原因是雨水中的H2SO3被空气中的O2氧化所致。
(2)雨水和自来水混合，应考虑H2SO3与自来水中的Cl2发生氧化还原反应而生成硫酸和盐酸，使酸性增强。
(3)减少酸雨的产生必须减少SO2的排放，将煤转化为清洁能源(如煤的气化和液化)，燃料脱硫、固硫，开发不含硫的新能源(如氢能、核能等)，都是有力措施。
【答案】 (1)SO2＋H2OH2SO3；2H2SO3＋O2===2H2SO4
(2)减小 H2SO3＋Cl2＋H2O===2HCl＋H2SO4 (3)C
课时1 氨
1．了解氨气的物理性质，掌握氨气的化学性质。(重点)
2．理解氨气喷泉实验的原理。
3．掌握氨气的实验室制法。(重点)
4．了解铵盐的性质及NH的检验方法。(重点)
氨和铵盐
[基础·初探]
教材整理1 氨的性质与应用
1．氮的固定
(1)定义：使游离态的氮转化为氮的化合物的过程。
(2)方法：①雷电固氮——N2＋O22NO
②人工固氮：N2＋3H22NH3
③生物固氮：豆科植物的根瘤菌吸收N2形成含氮化合物。
2．氨气
(1)物理性质
颜色
气味
密度
溶解性
沸点
无
有刺激性气味
0.771 g/L，小于空气的密度
极易溶于水，1体积水能溶解700体积NH3
－33.5 ℃
(易液化)
(2)化学性质
(3)用途
①氮肥工业、有机合成工业及制造硝酸、铵盐和纯碱的原料。
②氨易液化，可用作制冷剂。
【特别提醒】 氨水中存在NH3、NH3·H2O、H2O、NH、OH－、H＋，但通常认为氨水中的溶质是NH3。
教材整理2 铵盐的性质与应用
1．物理性质
常温下，铵盐都是无色晶体，易溶于水，属于离子化合物。
2．化学性质
(1)铵盐受热易分解
NH4Cl受热分解的化学方程式：
NH4ClNH3↑＋HCl↑；
NH4HCO3受热分解的化学方程式：
NH4HCO3NH3↑＋H2O＋CO2↑。
(2)铵盐与碱反应
NaOH与NH4NO3反应的化学方程式：
NaOH＋NH4NO3NaNO3＋H2O＋NH3↑。
3．NH的检验
向含NH的浓溶液中滴加NaOH溶液，产生刺激性气味的气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，发生反应的离子方程式：NH＋OH－===NH3↑＋H2O。
若为含NH的稀溶液，除滴加NaOH溶液外，还需要加热，否则不能产生NH3。
[探究·升华]
[思考探究]
氨气与水反应的实验——喷泉实验
实验装置
操作及现象
结论
①打开止水夹，并挤压滴管的胶头②烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成红色喷泉，瓶内液体呈红色
氨极易溶于水，水溶液呈碱性
(1)根据以上实验，探究形成喷泉的原因是什么？
【提示】 因氨气迅速溶解在从胶头滴管挤压出的少量水中，使烧瓶内的压强迅速减小，与外界大气形成较大的压强差，在压强差作用下，液体迅速流动，通过带尖嘴的导管喷出来，形成喷泉。
(2)某同学做该实验时，打开止水夹后将胶头滴管内的水挤入烧瓶内，可并未产生喷泉，试分析实验失败可能的原因是什么？
【提示】 ①装置气密性不好；
②收集的NH3纯度较低；
③烧瓶不干燥等。
(3)若将NH3换为NO2，能否形成喷泉？若能形成，则实验后液体能否充满烧瓶？
【提示】 能形成喷泉，但不能充满烧瓶。NO2易溶于水并与水发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，有NO气体产生，故用NO2与H2O做喷泉实验时，液体只能充满烧瓶容积的。
[认知升华]
喷泉实验的原理与操作类型
(1)喷泉形成的原理
容器内外存在较大的压强差，在压强差的作用下，液体迅速流动，通过带有尖嘴的导管喷出来，即形成喷泉。
(2)使容器内外产生较大压强差的两种方法
方法
减小内压法
增大外压法
装置
原理
减小烧瓶内压强，形成压强差，产生喷泉现象
增大锥形瓶内压强，形成压强差，产生喷泉现象
(3)常见能形成喷泉的物质组合
气体
NH3
HCl
SO2、CO2
NO2与O2
吸收剂
水或盐酸
水或氢氧化钠溶液
浓氢氧化钠溶液
水
[题组·冲关]
题组1 氨气和铵盐的性质及其应用
1．有关氨气的实验较多，下面对这些实验或实验原理的分析中正确的是( )
A．某同学将收集到的一试管氨气倒扣在盛满水的水槽中，充分吸收后试管中还有少量气体，该同学认为该剩余气体中可能含有氨气
B．氨气与氯化氢反应生成白烟体现了氨气的还原性
C．在氨水中，氨主要以NH3·H2O的形式存在，故25%的氨水是指100 g氨水中含NH3·H2O 25 g
D．实验室中加热氨水可以制得氨气，说明NH3·H2O受热易分解
【解析】 氨气极易溶于水，故剩余的气体中不可能含氨气，A项错误；氨气与氯化氢反应说明了氨气具有碱性，B项错误；虽然氨在其水溶液中主要以一水合氨的形式存在，但习惯上认为氨水的溶质是氨气，C项错误；NH3·H2O不稳定，受热易分解放出氨气，D项正确。
【答案】 D
2．下列有关氨的性质的叙述中，正确的是( )
A．氨催化氧化可直接生成NO2
B．氨水呈碱性
C．氨和酸相遇都能产生白色烟雾
D．在反应NH3＋H＋===NH中，氨失去电子被氧化
【解析】 A项，NH3催化氧化生成NO；C项，氨与H2SO4等难挥发性酸相遇不产生白雾；D项，N无变价，氨不被氧化。
【答案】 B
3．检验铵盐的方法是将待检物取出少量放在试管中，然后( )
A．加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口观察颜色变化
B．加水溶解，用红色石蕊试纸检验溶液酸碱性
C．加入NaOH浓溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口观察颜色变化
D．加入强碱溶液，加热，再滴入酚酞试液
【解析】 铵盐受热分解，产物很复杂，A错误；铵盐水溶液可能呈酸性或中性，用红色石蕊试纸检验不合理，B错误；加入强碱后溶液已经显碱性，无法鉴别，D错误。
【答案】 C
【题后归纳】 铵盐(NH)的检验思路
题组2 喷泉实验分析
4．如图是实验室进行氨溶于水的喷泉实验装置，下列叙述不正确的是( )
A．该实验说明氨气是一种极易溶于水的气体
B．进入烧瓶中的液体颜色由无色变为红色，说明氨水呈碱性
C．形成喷泉的原因是氨气溶于水后，烧瓶内的气压小于大气压
D．用氯气代替氨气，利用此装置也可进行喷泉实验
【解析】 A项，NH3极易溶于水，可用来做喷泉实验；B项，氨水呈碱性，能使酚酞试液变红色；C项，NH3极易溶于水，使烧瓶内的气压小于大气压，在压强差的作用下，烧杯中的水沿导管迅速向上流动，从而形成喷泉；D项，Cl2在水中的溶解度较小，不能用于做喷泉实验。
【答案】 D
5．制取氨气并完成喷泉实验(图中夹持装置均已略去)。
A B
(1)用图中A所示装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥的氨气，引发喷泉的操作是__________________________________________________________
_______________________________________________________________，
该实验的原理是________________________________________________。
(2)如果只提供如图B所示装置，引发喷泉的方法是_________________
____________________________________________________。
【解析】 (1)打开弹簧夹，从胶头滴管中挤入少量水后，因NH3极易溶于水，致使烧瓶中气压降低，形成喷泉。
(2)B装置与A装置相比，B装置没有胶头滴管，引发该喷泉可用热毛巾捂热圆底烧瓶，赶出导管内的氨气，使NH3与水接触，从而形成喷泉。
【答案】 (1)打开弹簧夹，挤出胶头滴管中的水 氨气极易溶于水，致使烧瓶内气体压强迅速减小，水迅速进入烧瓶，形成喷泉
(2)打开弹簧夹，用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的氨气，氨气与水接触，即产生喷泉
氨的实验室制法
[基础·初探]
氨的实验室制法
【特别提醒】 (1)实验室制取氨气的注意事项
①不能加热NH4Cl或NH4Cl与NaOH混合物制NH3。
②发生装置的试管口略向下倾斜。
③加热温度不宜过高，并用酒精灯外焰由前向后逐渐加热。
④棉花团上蘸有稀硫酸，可防止空气对流又可防止氨气逸出污染空气。
⑤吸收尾气(NH3)时防止倒吸。
(2)实验室快速制取氨气的试剂与装置
(3)氨气的干燥装置
通常用碱石灰干燥氨气，不能用五氧化二磷、浓硫酸和无水氯化钙干燥。
[题组·冲关]
1．下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是( )
A．①③ B．②③
C．①④ D．②④
【解析】 实验室制取氨气的方法有：铵盐与碱加热制取氨气，常用NH4Cl与Ca(OH)2反应，固体与固体反应，因为有水生成，试管口应向下倾斜，③错误；在浓氨水中加入CaO，CaO与水反应使溶液中c(OH－)增大，消耗了水，并且放出大量的热，使NH3·H2O分解放出氨气；加热浓氨水，加快氨气挥发。①是错误的，因为氯化铵分解生成的NH3与HCl冷却后又生成NH4Cl，不能得到NH3。
【答案】 A
2．实验室里可按如图所示的装置来干燥、收集气体R，多余的气体R可用水吸收，则气体R是( )
A．HCl B．Cl2
C．CO D．NH3
【解析】 从储气瓶导管长短，可看出R应是一种比空气密度小，易溶于水的气体，故D选项正确。
【答案】 D
3．某化学实验小组同学利用以下实验装置制备氨气，并探究氨气的性质(部分仪器已略去)。请回答：
(1)实验室制备氨气的化学方程式为________________________________
_____________________________________________________________。
(2)用装置B收集氨气时，应选择氨气的进气口是________(填“a”或“b”)，并说明选择的理由是_________________________________________
______________________________________________________。
(3)打开装置B中的止水夹c，若观察到烧瓶内产生了红色喷泉，则说明氨气具有的性质是___________________________________________________；
____________________________________________________________。
(4)为防止环境污染，以下装置(盛放的液体均为水)可用于吸收多余氨气的是__________(填序号)。
【解析】 (1)实验室制取氨气的化学方程式为
2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
(2)氨气比空气的密度小，可用向下排空气法收集，导气管要伸入烧瓶底部。
(3)能形成喷泉，证明氨气极易溶于水，酚酞变红，说明水溶液显碱性。
(4)①不利于氨气的吸收，②、④能防止倒吸，③会发生倒吸。
【答案】 (1)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
(2)a 氨气密度比空气密度小
(3)氨气极易溶于水 水溶液显碱性
(4)②④
课时2 硫酸和硝酸的氧化性
1．了解硫酸、硝酸的酸性。
2．了解浓硫酸的三大特性，特别是浓硫酸的强氧化性。(重点)
3．了解稀硝酸、浓硝酸的氧化性。(重难点)
4．了解硫酸和硝酸的重要用途。
硫酸的性质及用途
[基础·初探]
1．物理性质
纯净的浓硫酸是一种无色黏稠、油状液体，密度大于水的密度。
2．稀硫酸的化学性质
稀硫酸是强酸，具有酸的通性，写出有关反应的离子方程式：
3．浓硫酸的特性
(1)吸水性：浓H2SO4能够吸收气体、液体中的水分子及固体中的结晶水，故常用作干燥剂。
(2)脱水性：浓H2SO4能把有机物中的氢、氧元素按水的组成比脱去，剩余黑色的炭。如蔗糖的黑色面包实验。
(3)强氧化性。
①与金属反应。
a．钝化：浓硫酸能使铁、铝等金属表面形成一层致密的氧化膜，从而阻止浓硫酸与铁、铝继续反应。
b．能与大部分金属反应。如与铜反应：
Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。
②与非金属反应。
与碳反应：C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。
③与还原性化合物如H2S、HBr等反应。
4．用途
(1)重要的化工原料，实验室必备的重要试剂。
(2)工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等。
(3)用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、作干燥剂等。
[探究·升华]
[思考探究]
浓H2SO4与铜反应的实验
实验操作
实验现象
a试管中铜丝表面有气泡逸出
b试管中的品红溶液逐渐变为无色
c试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为红色
将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液变为蓝色
实验结论
Cu和浓H2SO4反应的化学方程式为
Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
(1)浸碱棉团作用是什么？
【提示】 吸收尾气SO2，防止污染大气。
(2)过量的铜与一定量的浓硫酸反应时，硫酸能否全部参加反应？
【提示】 不能。Cu是不活泼金属，只能与浓硫酸反应，与稀硫酸不反应，在过量Cu与一定量浓硫酸反应时，随着反应的进行，硫酸的浓度逐渐减小，反应进行到一定程度时，浓硫酸将变为稀硫酸，反应自动停止，H2SO4不可能全部参加反应。
(3)如果用过量的锌代替铜与一定量的浓硫酸反应，生成气体的成分有哪些？请分析思考？
【提示】 锌首先与浓硫酸发生反应：Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，随着反应的进行，硫酸的浓度降低，锌还会与稀硫酸进一步反应，Zn＋H2SO4(稀)===ZnSO4＋H2↑，故生成的气体为SO2和H2的混合气体。
[认知升华]
浓硫酸的强氧化性
(1)本质：浓硫酸具有强氧化性，是因为H2SO4分子中＋6价的硫元素具有很强的得电子能力。
(2)表现：
①Fe、Al的钝化
常温下，当Fe、Al遇到浓硫酸时，会与浓硫酸发生反应，表面生成一层致密的氧化物薄膜而出现“钝化”现象。
②常温下与活泼金属反应(铁、铝除外)表现强氧化性和酸性，生成硫酸盐和SO2，硫酸变稀后，生成的气体为H2。
③与不活泼金属和非金属反应
a．反应需要加热，否则不反应。
b．还原产物一般是SO2，一般金属被氧化为高价态的硫酸盐，非金属被氧化为高价态氧化物或含氧酸。
c．浓硫酸与金属反应时，既表现酸性又表现强氧化性，而与非金属反应时，只表现强氧化性。
d．随着反应的进行，浓硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，反应就停止。
④与具有还原性的化合物反应，如与H2S、HI、HBr、FeCl2等物质反应。
[题组·冲关]
题组1 浓H2SO4的性质及其应用
1．在下图所示的实验装置中，从实验开始到过一段时间后，对观察到的现象叙述不正确的是( )
① ② ③ ④
A．①中苹果块会干瘪
B．②中胆矾晶体表面有“白斑”
C．③中小试管内有晶体析出
D．④中pH试纸变红
【解析】 浓硫酸具有吸水性、脱水性和强氧化性。苹果块的水分被浓硫酸吸收变干瘪；胆矾晶体中的结晶水被浓硫酸吸收，表面出现“白斑”；饱和硝酸钾溶液中的溶剂部分被浓硫酸吸收，溶质呈晶体析出；由于浓硫酸的脱水性，试纸会变黑。
【答案】 D
2．下列事实与浓硫酸表现出的性质(括号中)的对应关系正确的是( )
A．在空气中敞口久置的浓硫酸，溶液质量增大(难挥发性)
B．在加热条件下铜与浓硫酸反应(强氧化性、酸性)
C．蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成(吸水性)
D．浓硫酸可用来干燥某些气体(脱水性)
【解析】 在空气中敞口久置浓硫酸，浓硫酸会吸收空气中的水蒸气而使溶液质量增大，表现了其吸水性；浓硫酸使蔗糖炭化，表现了脱水性；浓硫酸可干燥某些气体表现了吸水性。
【答案】 B
题组2 浓H2SO4的强氧化性实验探究
3．某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况，用如图所示装置进行有关实验：
(1)B是用来收集实验中产生的气体的装置，但未将导管画全，请把导管补充完整。
(2)实验中他们取6.4 g铜片和12 mL 18 mol/L浓硫酸放在圆底烧瓶中加热，直到反应完毕，最后发现烧瓶中还有铜片剩余。该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。
①请写出铜跟浓硫酸反应的化学方程式：________________________
_____________________________________________________________。
②为什么有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解？你认为原因是_______
____________________________________________________________。
③下列药品中能够用来证明反应结束后的烧瓶中的确有余酸的是________(填写字母编号)。
A．铁粉 B．BaCl2溶液
C．银粉 D．Na2CO3溶液
(3)装置C中试管D内盛装的是品红溶液，当B中气体收集满后，有可能观察到的现象是__________。待反应结束后，向C中烧杯内加入沸水，D中观察到的现象是__________。
(4)实验装置C有可能造成环境污染。试用最简单的方法加以解决。(实验用品自选)_____________________________________________________________
_______________________________________________________________。
【解析】 Cu只与浓硫酸在加热时反应，而不与稀硫酸反应。收集SO2气体用向上排空气法，因此B装置应为长进短出，证明硫酸有剩余，应证明溶液中含H＋，而不应证明含SO，因此BaCl2溶液和Ag均不可。对C装置逸出的SO2，用浸有NaOH溶液的棉花团塞在试管口是最简单的方法。
【答案】 (1)
(2)①Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
②随着H2SO4的消耗，浓H2SO4的浓度不断降低，稀H2SO4与Cu不反应 ③AD
(3)红色褪去 恢复红色
(4)用浸有NaOH溶液的棉团塞在试管口
硝酸的性质及用途
[基础·初探]
1．酸性：硝酸是一元强酸，具有挥发性，具有酸的通性。
2．强氧化性
(1)与金属反应：
①除Au、Pt以外的绝大多数金属都能与硝酸反应。
②常温下，冷的浓硝酸能使Fe、Al钝化。
③与铜反应(写出化学方程式)：
浓硝酸：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。
稀硝酸：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。
(2)与非金属反应：
加热时浓硝酸与木炭发生反应：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
(3)王水：
①组成：浓硝酸与浓盐酸，体积比为1∶3。
②性质：能使一些不溶于硝酸的金属如Au、Pt等溶解。
3．不稳定性
(1)化学方程式：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。
(2)实验室中浓硝酸显黄色的原因：
浓硝酸分解生成的NO2又溶于硝酸所致。
4．用途：硝酸用途广泛，是制炸药、染料、塑料的原料，也是化学实验室的必备试剂。
[探究·升华]
[思考探究]
硝酸的强氧化性实验
将铜片置于两支具支试管的底部(见下图)。通过分液漏斗分别加入2 mL浓、稀硝酸。
A B
问题思考：
(1)两支具支试管中观察到的实验现象是否完全相同？反应中浓硝酸、稀硝酸起什么作用？
【提示】 不相同。加入浓硝酸的具支试管中出现的现象是铜片表面产生气泡，铜片溶解，溶液变蓝，具支试管上部空间无色变红棕色。加入稀硝酸的具支试管出现的现象是铜片表面产生气泡，铜片溶解，溶液变蓝，具支试管上部空间气体由无色变红棕色，后又变成无色。两支具支试管中浓、稀硝酸既表现出氧化性，又表现出酸性。
(2)如何证明集气瓶里的气体是NO?
【提示】 向集气瓶中通入少量O2(或空气)，气体颜色由无色变为红棕色，说明集气瓶中收集的气体是NO。
(3)A装置中Cu若过量，生成成分有哪些？A装置收集的气体有NO2吗？要收集NO2，用什么方法？
【提示】 NO2、NO；没有NO2，因为NO2与水反应生成NO；用向上排空气法。
(4)NO能用向上排空气法收集吗？为什么？
【提示】 不能，因为NO易被O2氧化。
[认知升华]
硝酸的强氧化性
(1)规律：①硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。
②还原剂一般被氧化成最高价态。
(2)硝酸的强氧化性的表现
①硝酸与金属的反应：
a．除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属。
b．活泼金属与HNO3反应不生成H2，HNO3的浓度不同，还原产物不同。
c．常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化，加热时反应。
②硝酸与非金属的反应：
反应规律：非金属单质＋浓硝酸―→最高价氧化物或高价含氧酸＋NO2↑＋H2O。
③硝酸与还原性化合物的反应：
硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子，如HI、HBr、SO2、Fe2＋、FeO、Br－、I－、S2－、SO等均能被HNO3氧化。
④硝酸与铁反应，当硝酸过量时，产物为Fe(NO3)3，当铁过量时为Fe(NO3)2。
[题组·冲关]
题组1 硝酸的性质
1．下列反应中硝酸既表现出酸性又表现出氧化性的是( )
A．使石蕊溶液变红
B．与铜反应放出NO气体，生成Cu(NO3)2
C．与Na2CO3反应放出CO2气体，生成NaNO3
D．与S单质混合共热时生成H2SO4和NO2
【解析】 A项，HNO3只表现酸性；B项，Cu与稀硝酸反应时，部分起酸的作用生成Cu(NO3)2，部分作氧化剂被还原为NO；C项，2HNO3＋Na2CO3===CO2↑＋H2O＋2NaNO3，HNO3只表现强酸性；D项，HNO3将S氧化为H2SO4，自身被还原为NO2，在该反应中HNO3只表现强氧化性。
【答案】 B
2．下列关于硝酸说法正确的是( )
A．硝酸与金属反应，主要是＋5价氮得电子
B．浓HNO3与浓盐酸按3∶1的体积比所得混合物叫王水
C．硝酸电离出H＋，能被Zn、Fe等金属还原成H2
D．常温下，向浓HNO3中投入Fe片，会产生大量红棕色气体
【解析】 硝酸与金属反应，主要是＋5价氮得电子，生成氮的低价化合物，一般不生成氢气。浓HNO3与浓盐酸按1∶3的体积比所得混合物叫王水。常温下铁遇到浓硝酸发生钝化，不会生成大量红棕色气体。
【答案】 A
题组2 硝酸的有关计算
3．38.4 mg铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到22.4 mL(标准状况)气体，则反应消耗的硝酸的物质的量可能是( )
A．1.0×10－3mol B．1.6×10－3mol
C．2.2×10－3mol D．2.4×10－3mol
【解析】 浓硝酸适量，在反应过程中变稀，实际上发生了两个反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O,3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。反应消耗的HNO3包括起酸性作用和起氧化性作用的两部分，前者反应后以Cu(NO3)2形式存在，后者被还原后生成NO2、NO气体。从两个方程式看出Cu＋2HNO3(酸)～Cu(NO3)2，HNO3(氧化剂)～NO2(或NO)，所以反应消耗的HNO3的物质的量为：×2＋＝1.2×10－3mol＋1×10－3 mol＝2.2×10－3mol。
【答案】 C
4．将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答：
(1)NO的体积为________ L，NO2的体积为________ L。
(2)待产生的气体全部逸出后，向溶液中加入V mL a mol·L－1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀，则原HNO3溶液的浓度为________ mol·L－1。
【解析】 (1)设生成NO的物质的量为x，NO2的物质的量为y。
则有，解得x＝0.26 mol，y＝0.24 mol；
V(NO)＝0.26 mol×22.4 L·mol－1＝5.824 L；
V(NO2)＝0.24 mol×22.4 L·mol－1＝5.376 L。
(2)由原子守恒得：
HNO3
n(HNO3)＝n(气体) ＋n(NaOH)
所以c(HNO3)＝ mol·L－1。
【答案】 (1)5.824 5.376 (2)
【题后归纳】 硝酸与金属反应的“三个守恒、一个关系”突破计算
?1?三个守恒。
①电子得失守恒：金属失电子数＝n?NO2?＋3n?NO?。,
②氮原子守恒：n?HNO3?＝xn[M?NO3?x]＋n?NO2?＋n?NO?。
③若向反应后溶液加入NaOH溶液恰好使Mx＋沉淀完全，此时溶质为NaNO3，则存在：,n?Na＋?＝n?NO)＝n?HNO3?－n?NO?－n?NO2?。
?2?一个关系。,起酸性作用的HNO3的物质的量是金属物质的量和金属所带电荷数的乘积，可表示为n?HNO3?酸性＝xn?Mx＋?＝n?转移电子?。
