课件36张PPT。第1课时 二氧化硅和硅酸 课件42张PPT。第2课时 硅酸盐和硅单质 课件41张PPT。第1课时 氯气的性质 课件39张PPT。第2课时 氯离子的检验和
氯气的实验室制法 课件43张PPT。第1课时 二氧化硫和三氧化硫 课件43张PPT。第2课时 二氧化氮和一氧化氮
二氧化硫和二氧化氮对大气的污染 课件47张PPT。第1课时 氨和铵盐 课件56张PPT。第2课时 硫酸和硝酸的氧化性 第1课时 氯气的性质
课程目标
1．了解氯元素的存在及氯原子的结构，了解Cl2的物理性质。
2．掌握Cl2的化学性质，液氯与氯水的区别及次氯酸的性质。
3．了解Cl2的用途。
图说考点,
[新知预习]
一、氯气
1．氯的原子结构及存在
(1)原子结构
原子结构示意图为，氯原子容易得到1个电子而形成Cl－，表现出典型的非金属性。
(2)存在
氯在自然界中以化合态存在，主要以NaCl的形式存在。
2．氯气的发现
1774年瑞典化学家?舍勒制取了氯气，反应的化学方程式：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。
3．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
1体积水溶解
2体积氯气
二、氯气的化学性质
在下面的横线上写出反应的化学方程式，并注明反应现象。
三、次氯酸的性质
[即时性自测]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)Cl2在与金属反应时表现强氧化性。( )
(2)任何物质的燃烧必须有O2参与。( )
(3)Cl2与H2O反应的离子方程式为Cl2＋H2O===2H＋＋Cl－＋ClO－。( )
(4)漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2和CaCl2。( )
(5)氯气、氯水、液氯是同一种物质，只是状态不同，都属于纯净物。( )
(6)氯水能漂白纸张，故氯气具有漂白性。( )
答案：(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
2．下列有关氯气的叙述中不正确的是( )
A．金属钠可在氯气中剧烈燃烧
B．通常状况下，干燥的氯气能与铁反应
C．光照氯气和氢气的混合物会发生爆炸
D．氯气与水反应生成盐酸和次氯酸
答案：B
3．下列氯化物中，既能由金属和氯气直接参与化合制得，又能由金属和盐酸反应制得的是( )
A．CuCl2 B．FeCl2
C．MgCl2 D．FeCl3
解析：Cu与盐酸不反应；Fe与盐酸反应生成FeCl2，Fe与Cl2反应只能生成FeCl3；Mg与盐酸及Cl2反应均生成MgCl2。
答案：C
4．下列说法正确的是( )
A．实验室用排水法收集氯气
B．闻氯气气味时，用手轻轻在集气瓶口扇动，使极少量氯气飘进鼻孔
C．Cl－和Cl2均有毒
D．Cl－和Cl2均呈黄绿色
解析：氯气能溶于水，密度比空气大，不能用排水法收集氯气，应该用向上排空气法收集。Cl－无色、无毒。
答案：B
5．Cl2是一种重要的化工原料，下图是一些含氯产品：
(1)①中钢瓶上应贴的标签为________。
A．腐蚀品 B．爆炸品
C．有毒品 D．易燃品
(2)84消毒液是一种无色、有漂白作用的液体，它的有效成分是________。
A．NaOH B．NaClO C．KMnO4 D．Na2O2
(3)Cl2可用于制盐酸，其化学方程式为______________________________________。
(4)工业上制漂白粉的化学方程式为________________________________________。
解析：贮存Cl2的钢瓶应贴有有毒气体的标志；84消毒液的有效成分是NaClO。
答案：
(1)C (2)B
(3)H2＋Cl22HCl
(4)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
提升点一 氯水性质的多样性
次氯酸的漂白原理、特点及应用范围
原理：将有色物质氧化为稳定的无色物质。
特点：被HClO漂白后的物质，久置后不再恢复原色，即HClO的漂白具有不可逆性。
应用范围：几乎所有有色物质遇HClO都会褪色。
[例1] 下列关于氯水的叙述中正确的是( )
A．新制氯水中只含Cl2和H2O分子
B．新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色
C．光照新制氯水有气泡逸出，该气体是Cl2
D．新制氯水在密闭无色玻璃瓶中放置数天后酸性将减弱
【解析】 新制氯水成分的多样性决定了新制氯水性质上的多重性。新制氯水中主要含有三种分子H2O、Cl2、HClO和四种离子H＋、Cl－、ClO－、OH－；新制氯水含有H＋和HClO，蓝色石蕊试纸遇H＋变红，变红后的试纸被HClO氧化褪色；光照新制氯水，发生反应2HClO2HCl＋O2↑，逸出的是O2而不是Cl2；该反应进行后，弱酸HClO转化为强酸HCl，密封在密闭无色玻璃瓶中不考虑HCl挥发，溶液的酸性增强。
【答案】 B
[提升1]
氯水中含有多种成分，因而具有多种性质，根据氯水分别与如图四种物质发生的反应填空(a、b、c、d重合部分代表物质间反应，且氯水足量)。
(1)能证明氯水具有漂白性的是________(填“a”、“b”、“c”或“d”)。
(2)c过程中的现象是
________________________________________________________________________，
b过程中反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
(3)a过程中反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
解析：含Cl2分子，可将FeCl2氧化：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3；含H＋，可使石蕊试液变红，可与CO反应，放出CO2：CO＋2H＋===H2O＋CO2↑；含有Cl－，可与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀；含有HClO分子，有漂白性，可使变红的石蕊试液褪色。
答案：
(1)d
(2)溶液中产生白色沉淀
CO＋2H＋===H2O＋CO2↑
(3)2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
[关键能力]
1．氯水的成分
(1)氯水中的化学反应及物质的电离
Cl2＋H2O===H＋＋Cl－＋HClO，H2O??H＋＋OH－，
HClO??H＋＋ClO－，2HClO光照,2HCl＋O2↑。
(2)氯水的成分——“三分子、四离子”
2.氯水中的微粒与性质
,
提升点二 漂白剂、消毒液——氯气与碱反应的应用
[例2] 下列关于漂白粉的叙述正确的是( )
A．漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2和CaCl2
B．漂白粉在空气中久置后会变质
C．漂白粉是由Cl2与烧碱制得的
D．在使用漂白粉时应用浓盐酸
【解析】 A．漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2，故A错误；B.空气中Ca(ClO)2与水、二氧化碳反应生成碳酸钙和HClO，HClO光照分解而变质，故B正确；C.氯气与烧碱反应生成NaCl、NaClO，故C错误；D.使用漂白粉时与浓盐酸发生氧化还原反应生成氯气，氯气有毒，故D错误。
【答案】 B
[提升2]
(1)生产消毒液是将氯气通入NaOH溶液中，发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
消毒液稀释后喷洒在空气中，可以生成有漂白性的物质，请写出此过程的离子反应方程式：________________________。该物质有漂白性是因为它有强氧化性，但是它也很不稳定，请写出其分解的化学方程式：________________________。洁厕灵(含有浓盐酸)和漂白液不能混合使用，结合离子方程式解释其原因：
________________________________________________________________________。
(2)漂白粉是利用Cl2与________反应制取的，Cl2与漂白粉用于漂白均是因为在一定条件下产生________的缘故，工业上之所以把Cl2加工成漂白粉再用于漂白，是因为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)漂白液、漂白粉、漂粉精为什么密封避光保存？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：
(1)Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O CO2＋2ClO－＋H2O===CO＋2HClO 2HClO2HCl＋O2↑ Cl－＋ClO－＋2H＋===Cl2↑＋H2O，产生有毒气体Cl2，使人中毒
(2)石灰乳 HClO 漂白粉比较稳定且易于保存和运输
(3)Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO NaClO＋H2O＋CO2===NaHCO3＋HClO 2HClO2HCl＋O2↑ 因此，保存时应该密封存放于避光干燥处。
漂白粉的主要成分：Ca(ClO)2、CaCl2。
漂白粉有效成分为次氯酸钙[Ca(ClO)2]含有效氯约35%。
漂粉精有效成分为次氯酸钙[Ca(ClO)2]含有效氯约70%。
[关键能力]
氯气与碱反应的应用
1．制取日常生活中用的“84”消毒液(或漂白液)
2NaOH(稀)＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O “84”消毒液有效成分：NaClO。
2．制取漂白粉
2Ca(OH)2＋2Cl2===Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O
3．漂白液、漂白粉、漂粉精长期露置于空气中会发生反应：
NaClO＋H2O＋CO2===NaHCO3＋HClO Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO
2HClO2HCl＋O2↑，因此，保存时应该密封存放于避光干燥处。
含氯漂白剂的漂白性，最终是酸性条件下的ClO－表现出的强氧化性。
1．Cl2可用来消灭田鼠，使用时可将Cl2通过管子灌入洞中，这是利用Cl2下列性质中的( )
A．黄绿色
B．密度比空气小
C．有毒
D．较易液化
答案：C
2．下列说法中，正确的是( )
①金属钠、氢气都能在氯气中燃烧，生成白色烟雾；②铜丝在氯气中燃烧，生成蓝绿色的氯化铜；③点燃是使氯气跟氢气化合的唯一条件；④氯气跟变价金属反应生成高价金属氯化物
A．②③ B．①②
C．①④ D．④
解析：Cl2既能与金属单质反应，又能与非金属单质反应。与变价金属反应时，生成高价化合物。①金属钠在氯气中燃烧，生成白烟，为氯化钠的小颗粒；②铜丝在氯气中燃烧，生成棕色的烟，加入少量的水得到蓝绿色的氯化铜溶液；③点燃不是使氯气跟氢气化合的唯一条件，二者在光照条件下也能发生化学反应；④氯气具有强氧化性，跟变价金属反应生成高价金属氯化物。
答案：D
3．下列说法中，正确的是( )
A．液氯和氯水都含有氯离子
B．氯气和液氯都能使干燥的有色布条褪色
C．盐酸和氯水都含有氯离子
D．盐酸和氯水都能使湿润的有色布条褪色
解析：A项，液氯中不含有Cl－；B项，Cl2和液氯均不能使干燥的有色布条褪色；D项，盐酸不能使有色布条褪色。
答案：C
4．用玻璃棒蘸取新制氯水滴在蓝色石蕊试纸中部，观察到的现象是( )
解析：氯水中的H＋能使蓝色石蕊试纸变红，氯水中的HClO能使之褪色，使蘸到的中间部分变为白色，四周仍有一圈红色。
答案：B
5．漂白粉在空气中容易变质的原因是( )
A．CaCl2易吸收空气中的水分
B．Ca(ClO)2易与盐酸反应
C．Ca(ClO)2见光易分解
D．Ca(ClO)2易与空气中的CO2和水作用
答案：D
6．洪水过后，饮用水的消毒杀菌成为抑制大规模传染性疾病爆发的有效方法之一。漂白粉是常用的消毒剂。
(1)工业上将氯气通入石灰乳[Ca(OH)2]制取漂白粉，化学反应方程式为______________________________。
(2)漂白粉的有效成分是(填名称)________。
(3)漂白粉溶于水后，受空气中的CO2作用，即产生有漂白、杀菌作用的次氯酸，反应的离子方程式为______________________________________。
(4)反应(1)和反应(3)中，属于氧化还原反应的是(填编号)________。
解析：工业制取漂白粉的反应为2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O(该反应为氧化还原反应)，漂白粉的有效成分是次氯酸钙，漂白粉溶于水后与CO2的离子反应为Ca2＋＋2ClO－＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO。
答案：(1)2Cl2＋2Ca(OH)2===Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O
(2)次氯酸钙
(3)Ca2＋＋2ClO－＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO
(4)(1)
练后感悟
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
HClO、H2O、Cl2、H＋、Cl－、ClO－、OH－
H＋、Cl－、H2O
分类
纯净物
混合物
混合物
颜色
黄绿色
浅黄绿色
无色
性质
强氧化性
酸性、强氧化性、漂白性
酸性
保存
特制钢瓶
棕色瓶盛装，放阴凉处，一般现用现配
课时作业20 氯气的性质
授课提示：对应学生用书123页
[练基础]
1．下列说法中正确的是( )
A．氯原子和氯离子的化学性质相同
B．氯离子比氯原子多一个电子
C．氯气有毒，氯离子也有毒
D．氯气和氯离子都显黄绿色
解析：氯原子和氯离子的原子结构示意图分别为Cl：、Cl－：，二者化学性质不同，氯离子比氯原子多一个电子，氯离子无毒、无色。
答案：B
2．下列现象不属于H2在Cl2中燃烧现象的是( )
A．苍白色火焰
B．瓶口有白雾
C．集气瓶内气体颜色变浅
D．爆炸
解析：H2在Cl2中燃烧，发出苍白色火焰，瓶口因生成的HCl吸收空气中的H2O形成盐酸小液滴而形成白雾，瓶内气体颜色因Cl2的消耗而变浅，但不发生爆炸。
答案：D
3．下列变化过程不能直接实现的是( )
①HCl ②Cl2 ③Ca(ClO)2 ④HClO ⑤CO2
A．①→② B．②→③
C．③→④ D．④→⑤
解析：A项①→②可通过反应：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O直接实现，B项②→③可通过反应：2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O直接实现；C项可通过反应：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO直接实现；D项由于HClO的酸性比碳酸弱，若④→⑤能直接实现，就违背了由较强酸制较弱酸的理论，故D错误。
答案：D
4．用自来水养金鱼时，我们通常先将自来水日晒一段时间后，再注入鱼缸，其目的是( )
A．利用日光中紫外线杀死水中的细菌
B．提高水温，有利于金鱼生长
C．增加水中氧气的含量
D．促使水中的次氯酸分解
解析：使用氯气对自来水消毒时主要是利用了HClO的强氧化性，HClO见光易分解，自来水日晒后可以使HClO完全分解，且生成的盐酸挥发出来。
答案：D
5．某学生用氯气消毒过的自来水配制下列物质的溶液，不会产生明显药品变质的是( )
A．NaOH B．AgNO3 C．NaHCO3 D．盐酸
解析：氯气消毒过的自来水中含有Cl－、H＋、Cl2、HClO等微粒，可与NaOH、AgNO3、NaHCO3反应。
答案：D
6．下列有关漂白粉的说法正确的是( )
A．漂白粉的有效成分是CaCl2
B．漂白粉和明矾处理自来水的原理是相同的
C．漂白粉最好在弱酸性环境下使用
D．漂白粉因易在空气中氧化而密封保存
答案：C
7．将紫色石蕊溶液滴入NaOH溶液中，溶液变蓝色，再通入氯气，溶液由蓝色先变成红色，最后颜色慢慢褪去，其原因是( )
①氯气有漂白性 ②氯气与NaOH溶液反应 ③氯气的水溶液呈酸性 ④次氯酸有漂白性 ⑤氯化钠有漂白性
A．①④ B．②③④ C．①②③ D．④⑤
解析：Cl2与NaOH溶液反应生成NaCl和NaClO，当Cl2过量时，Cl2与水反应生成HCl和HClO，溶液呈酸性，因此使石蕊变红色，而HClO有漂白性，又使溶液褪色。
答案：B
[提素养]
8．如图所示，从A处通入新制备的Cl2，关闭B阀时，C处的红色布条看不到明显现象；当打开B阀后，C处红色布条逐渐褪色。D瓶中盛放的溶液可能是( )
①浓硫酸 ②NaOH溶液 ③H2O ④饱和NaOH溶液
A．①③ B．②④
C．①② D．③④
解析：本题解题关键在于明确HClO有漂白作用，干燥的Cl2不具备漂白作用。先应判断A处通入的Cl2是否带有水蒸气。根据B阀门打开时，红色布条褪色，说明A处Cl2为潮湿的；潮湿的Cl2在B阀关闭时通过D，看不到C处红色布条有明显变化，说明D处溶液吸收了氯气或者吸收了潮湿氯气中的水蒸气。因此正确选项为C。
答案：C
9．实验表明：将氯水滴加到一张蓝色石蕊试纸上，试纸上会出现如图所示的半径慢慢扩大的内外两个圆环，且两环颜色不同，下列有关说法中不正确的是( )
A．此实验表明氯水具有酸性、漂白性
B．内环呈白色外环呈红色或浅红色
C．内外环上颜色的差异表明此变化过程中，中和反应比氧化还原反应快
D．氯水中形成次氯酸的反应中还原产物是HClO
解析：内外两环颜色不同，说明两种物质起作用，表现出酸性和漂白性，A正确；内环HClO表现强氧化性，起漂白作用，外环H＋表现酸性而呈红色或浅红色，B正确；由现象可知外环是由于H＋表现酸性的结果，说明中和反应快，内环是HClO的强氧化性的表现，氧化还原反应慢些，C正确；HClO是Cl元素化合价升高的产物为氧化产物，D错误。
答案：D
10．在探究新制饱和氯水成分的实验中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是( )
A．氯水的颜色呈浅黄绿色，说明氯水中含有Cl2
B．向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀，说明氯水中含有Cl－
C．向氯水中加入NaHCO3粉末，有气泡产生，说明氯水中含有H＋
D．向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液颜色变成棕黄色，说明氯水中含有HClO
解析：氯水中Cl2可以将Fe2＋氧化为Fe3＋，D项错误。
答案：D
11．下列离子方程式书写正确的是( )
A．次氯酸钙溶液中通入过量的CO2
Ca2＋＋2ClO－＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO
B．氢氧化钠溶液吸收氯气
2OH－＋Cl2===Cl－＋ClO－＋H2O
C．盐酸与硝酸银溶液反应
HCl＋Ag＋===AgCl↓＋H＋
D．氯气通入水中
Cl2＋H2O===2H＋＋Cl－＋ClO－
解析：A项中CO2过量，应生成Ca(HCO3)2；C项中HCl应写成离子形式；D项中HClO应写化学式，且反应是可逆反应，而要用“??”。
答案：B
12．“绿色化学实验”进课堂，某化学教师为氯气与金属钠反应设计了如图装置与操作以替代相关的实验。实验操作：钠与氯气反应的装置作如图改进，将一根玻璃管与氯气发生器相连，玻璃管内放一块黄豆粒大的金属钠(已吸净煤油)，玻璃管尾部塞一团浸有NaOH溶液的棉花球。先给钠预热，到钠熔融成圆球时，撤火，通入氯气，即可见钠着火燃烧，生成大量白烟。以下叙述错误的是( )
A．反应生成的大量白烟是氯化钠晶体
B．玻璃管尾部塞一团浸有NaOH溶液的棉球是用于吸收过量的氯气，以免其污染空气
C．钠着火燃烧产生苍白色火焰
D．若在棉球外沿滴一滴淀粉碘化钾溶液，据其颜色变化判断氯气是否被碱液完全吸收
解析：根据题给信息，Na在Cl2中燃烧的方程式为2Na＋Cl2点燃,2NaCl，NaCl为固态，故产生大量白烟，A正确；Cl2可与NaOH反应，故用NaOH溶液可吸收剩余Cl2，防止污染空气，B正确；Na着火燃烧时火焰颜色为黄色，C错；因为Cl2可与KI发生反应Cl2＋2KI===2KCl＋I2，I2使淀粉变蓝，D正确。
答案：C
13．室温下，单质A、B、C分别为固体、黄绿色气体、无色气体，在合适反应条件下，它们可按下面框图进行反应。又知E溶液是无色的。
请回答：
(1)A是________，B是________，C是________(填化学式)。
(2)反应①的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(3)反应③的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(4)反应④的化学方程式为
________________________________________________________________________。
解析：解答推断题的关键在于寻找“突破口”。由B为黄绿色的气体单质，可知B为Cl2，C为无色气体且与Cl2能发生反应，则C为H2，E为HCl；由反应③、④可以推出，A为排在H前面的金属，且A为变价金属，因此A为Fe。
答案：(1)Fe Cl2 H2
(2)2Fe＋3Cl22FeCl3
(3)Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
(4)2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
14．为了探究新制饱和氯水的组成和性质而进行了下列科学实验，请根据要求回答问题：
(1)请写出新制饱和氯水中含有氯元素的物质的化学式：______________________________。
(2)若不再进行更多的实验，请说明能快速判断氯水中含有Cl2的主要依据：____________________________。
(3)取适量新制饱和氯水滴入品红溶液后褪色，可得出氯气与水反应的产物具有漂白性，请你评价该结论是否合理？________。若不合理，请说明理由(若合理，则无需填写)：______________________________________________。
(4)先观察了氯水的外观性质以后，又用胶头滴管将该氯水逐滴滴入含有酚酞的NaOH溶液中，边滴边振荡，并连续观察现象，发现溶液的红色逐渐褪去而得无色溶液。根据预测，实验中溶液红色褪去的原因可能有两种，请用简要的文字说明：
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
他们又要通过实验进一步探究溶液红色褪去的原因究竟是上述中的①还是②。
[实验步骤]
①取试管内的无色溶液3 mL盛于另一支洁净的试管中；
②______________________________，振荡试管。
[实验现象及结论]
①若________，则证明溶液红色褪去的原因是①而不是②；
②若________，则证明溶液红色褪去的原因是②而不是①。
解析：(1)由题中信息可知，溶于水的Cl2，一部分与H2O发生化学反应生成HCl和HClO，另一部分以Cl2的形式溶解于水中。(2)氯水因Cl2的存在而显浅黄绿色，氯水显浅黄绿色就是其中含有Cl2的依据。(3)将氯水滴入品红溶液后溶液褪色，不能得到氯气与水反应的产物具有漂白性的结论。因为没有事先证明干燥的氯气无漂白性。(4)溶液的红色是酚酞与NaOH相互作用的结果。若没有酚酞，NaOH溶液呈无色；若没有NaOH，酚酞溶液也呈无色。由“(1)”中的分析可知，新制的氯水中既含有以显强酸性为主的HCl，又含有以显强氧化性为主的HClO。可滴加NaOH溶液来验证红色褪去的原因。滴入少量NaOH后溶液显红色，说明还存在酚酞，红色褪去的原因是HCl和HClO与NaOH发生了反应；若加入NaOH不再显红色，说明溶液中不存在酚酞，即酚酞已被HClO氧化。
答案：(1)Cl2、HCl(或Cl－)、HClO
(2)氯水显浅黄绿色
(3)不合理 没有事先证明干燥的氯气无漂白性
(4)①HCl和HClO中和了NaOH
②HClO氧化了酚酞
[实验步骤]②再向试管内滴加2滴NaOH溶液
[实验现象及结论]①恢复红色 ②仍为无色
15．某学生对SO2与漂粉精的反应进行实验探究：
操作
现象
取4 g漂粉精固体，加入
100 mL水
部分固体溶解，溶液略有颜色
过滤，测漂粉精溶液的pH
pH试纸先变蓝(约为12)，后褪色
ⅰ.液面上方出现白雾；
ⅱ.稍后，出现浑浊，溶液变为黄绿色；
ⅲ.稍后，产生大量白色沉淀，黄绿色褪去
(1)Cl2和Ca(OH)2制取漂粉精的化学方程式是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)pH试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有的性质是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)向水中持续通入SO2，未观察到白雾。推测现象ⅰ的白雾由HCl小液滴形成，进行如下实验：
a．用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾，无变化；
b．用酸化的AgNO3溶液检验白雾，产生白色沉淀。
①实验a的目的是
________________________________________________________________________。
②由实验a、b不能判断白雾中含有HCl，理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)现象ⅱ中溶液变为黄绿色的可能原因：随溶液酸性的增强，漂粉精的有效成分和Cl－发生反应。通过进一步实验确认了这种可能性，其实验方案是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)将A瓶中混合物过滤、洗涤，得到沉淀X。
①向沉淀X中加入稀HCl，无明显变化。取上层清液，加入BaCl2溶液，产生白色沉淀。则沉淀X中含有的物质是________。
②用离子方程式解释现象ⅲ中黄绿色褪去的原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)Cl2和Ca(OH)2制取漂粉精的化学方程式：2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。(2)由pH试纸先变蓝后褪色可知，漂粉精溶液具有碱性和漂白性。(3)向水中通入过量SO2不能形成白雾，说明二氧化硫不能形成白雾；用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾，无变化，说明白雾中不含氯气；但根据实验a、b不能判断白雾中含有HCl，因为白雾中混有SO2时也能满足实验a、b的现象，SO2可与酸化的AgNO3反应生成硫酸银白色沉淀。(4)现象ⅱ中溶液变为黄绿色，说明有氯气生成，即发生反应：Cl－＋ClO－＋2H＋===Cl2↑＋H2O，为确认这种可能性，可向漂粉精溶液中逐滴加入硫酸，观察溶液是否变为黄绿色。(5)①向沉淀X中加入稀HCl，无明显变化。取上层清液，加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明上层清液中含有SO，则沉淀X中含有CaSO4。
答案：(1)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
(2)碱性、漂白性
(3)①检验白雾中是否含有Cl2，排除Cl2干扰
②白雾中混有SO2，SO2可与酸化的AgNO3反应生成白色沉淀
(4)向漂粉精溶液中逐滴加入硫酸，观察溶液是否变为黄绿色
(5)①CaSO4 ②SO2＋Cl2＋2H2O===SO＋2Cl－＋4H＋
第1课时 二氧化硅和硅酸
课程目标
1．了解二氧化硅的结构、性质。
2．认识二氧化硅在生产、信息技术、材料科学等领域的应用。
3．了解硅酸的制备和主要化学性质。
图说考点
[新知预习]
一、自然界中的硅元素
二、二氧化硅
1．存在
水晶、玛瑙、光导纤维的主要成分是SiO2（或二氧化硅）。
沙子中含有小粒的石英晶体。
2．SiO2晶体是立体空间网状结构，每个Si结合4个O，每个O结合2个Si，N（Si）:N(O)=1:2
3．物理性质
熔点
硬度
溶解性
高
大
不溶于水
4.化学性质
5．用途
建筑材料、光导纤维、石英坩埚、饰物和工艺品。
三、硅酸
1．物理性质
颜色：白色；状态：胶状；溶解性：难溶于水。
2．化学性质
(1)弱酸性
向Na2SiO3溶液中通入少量CO2气体，反应的化学方程式为Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓；结论：酸性H2CO3>H2SiO3。
(2)不稳定性
H2SiO3不稳定，受热易分解，化学方程式： H2SiO3H2O＋SiO2。
3．硅胶
[即时性自测]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)硅元素在自然界中既有化合态，又有游离态。( )
(2)SiO2是空间正四面体网状结构晶体。( )
(3)SiO2是酸性氧化物，与任何酸都不能发生反应。( )
(4)利用石英坩锅可熔融NaOH固体。( )
(5)氢氟酸不能用玻璃试剂瓶保存。( )
(6)SiO2晶体是由SiO2分子直接组成的。( )
(7)水晶、石英、沙子、玛瑙、光导纤维的主要成分均是SiO2。( )
(8)光导纤维在强碱性条件下易发生“断路”。( )
答案：(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)√ (8)√
2．关于地壳中含量占第一位和第二位的元素之间形成的化合物，有关其说法正确的是( )
A．化学性质不活泼
B．可溶于水且显酸性
C．熔沸点较低，物理性质与CO2相似
D．是酸性氧化物，不溶于任何酸
答案：A
3．光导纤维被认为是20世纪最伟大的发明之一。光导纤维的主要成分是( )
A．Si B．SiO2 C．Na2SiO3 D．SiCl4
解析：光导纤维的主要成分是SiO2。
答案：B
4．下列关于硅酸的叙述，错误的是( )
A．硅酸是一种很弱的酸
B．硅酸可由二氧化硅与水反应制得
C．硅酸不稳定，加热脱水会生成二氧化硅
D．硅酸可以由可溶性硅酸盐与盐酸反应制得
解析：二氧化硅对应的酸虽然是硅酸，但是二氧化硅不溶于水也不与水反应，所以B项错误。
答案：B
SiO2作为非金属氧化物是有不同于一般非金属氧化物的结构和性质。
提升点一 二氧化硅的结构特点和化学特性
[例1] 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
[提升1] 下列关于SiO2和CO2的说法中正确的是( )
A．CO2、SiO2都能与碱性氧化物反应
B．CO2和SiO2与水反应分别生成相应的酸
C．二氧化硅可用来制作干燥剂，因二氧化硅可与水反应
D．CO2和SiO2都是由相应的分子构成的
解析：CO2、SiO2均为酸性氧化物，对应的酸分别是H2CO3、H2SiO3；CO2与Na2CO3溶液在常温下发生反应，但SiO2只有在高温条件下才与Na2CO3固体发生反应；CO2由分子构成，SiO2由硅、氧原子按1:2比例构成。
答案：A
[关键能力]
1．二氧化硅晶体结构特点
1．SiO2的结构决定其化学性质。
2．SiO2晶体的基本结构是以硅原子为中心，氧原子在4个顶角上的正四面体结构，而这些正四面体又通过顶角的氧原子相连接。
3．SiO2晶体是由Si与O按1:2的比例所组成的立体网状结构的晶体。
2．二氧化硅的特性
物质
一般规律
特殊性质或化学方程式
SiO2
酸性氧化物一般与水反应生成相应的酸
SiO2不溶于水，也不与水反应
酸性氧化物一般不与酸发生反应
SiO2可与氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
“较强酸制较弱酸”是复分解反应的一个规律，H2CO3的酸性强于H2SiO3
SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑
SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑
提升点二 硅酸的制备方法
[例2] 下列说法正确的是( )
A．二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟强碱反应，但不能跟任何酸反应
B．根据SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑的反应，可推知硅酸的酸性比碳酸强
C．CO2气体通入Na2SiO3溶液中可以制得硅酸
D．SiO2与水反应可得到硅酸
硅酸是一种独特的难溶性固态无机酸。
【解析】 SiO2能与氢氟酸发生反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O，A项错；B项反应是在高温条件下进行的，由于CO2是气体，生成后脱离反应体系而使反应得以继续进行，但这不能说明硅酸的酸性比碳酸强，要比较硅酸和碳酸的酸性强弱，必须比较它们在水溶液中电离出H＋的难易程度，由于C的非金属性较Si强，所以H2CO3的酸性较H2SiO3强，B项错误；由于H2CO3的酸性比H2SiO3强，所以有Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3(胶体)＋Na2CO3，C项正确；二氧化硅不溶于水，也不能与水反应，D项错误。
【答案】 C
[提升2] 下列关于硅酸的说法正确的是( )
A．硅酸可以通过SiO2和水化合反应直接制得
B．可用反应Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓制取硅酸
C．因为硅酸难溶于水，所以它不能与NaOH溶液反应
D．干燥剂“硅胶”的主要成分是硅酸钠
解析：SiO2难溶于水，因此不能与水化合反应直接制得硅酸，A错误；由于酸性HCl>H2SiO3，所以可用反应Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓制取硅酸，B正确；尽管硅酸难溶于水，但是它仍能与NaOH溶液反应产生硅酸钠和水，C错误；干燥剂“硅胶”的主要成分是硅酸，D错误。
答案：B,
[关键能力]
硅酸的制备
实验操作
实验现象
滴加酚酞后溶液呈红色，滴加稀盐酸后溶液变为无色，有白色胶状物质生成
结论
Na2SiO3溶液呈碱性，滴加稀盐酸后发生反应的化学方程式为Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3(胶体)＋2NaCl
SiO2不能与H2O反应，故H2SiO3的制备方法通常用可溶性硅酸盐与其他酸反应制备：
Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl
Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3或Na2SiO3＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2NaHCO3
1．下列叙述中，正确的是( )
A．自然界中存在大量的单质硅
B．石英、水晶、硅石的主要成分都是二氧化硅
C．二氧化硅的化学性质活泼，能跟酸或碱溶液发生化学反应
D．自然界中硅元素都存在于石英中
解析：自然界中硅元素含量很高，但都以化合态形式存在，A项错误；硅元素是亲氧元素，主要以氧化物和硅酸盐的形式存在，D项错误；二氧化硅的性质稳定，C项错误。
答案：B
2．下列物质不与二氧化硅反应的是( )
A．烧碱 B．氢氟酸
C．硝酸 D．生石灰
答案：C
3．下列关于SiO2的说法，正确的是( )
A．SiO2是制造光导纤维的重要材料
B．SiO2溶于水生成硅酸
C．SiO2对应水化物的酸性比碳酸强
D．SiO2是酸性氧化物，不跟任何酸反应
解析：SiO2不溶于水；硅酸酸性比碳酸弱；SiO2是酸性氧化物，但可与氢氟酸反应。
答案：A
4．下列试剂能用带玻璃塞的玻璃瓶保存的是( )
A．Na2SiO3溶液
B．KMnO4溶液
C．氢氟酸
D．NaOH溶液
解析：玻璃中含有SiO2与NaOH溶液长时间作用会生成Na2SiO3，Na2SiO3溶液有粘性，可将玻璃塞与玻璃瓶粘在一起打不开，A、D错误；氢氟酸可腐蚀玻璃，一般用塑料瓶盛装，C错误。
答案：B
5．为确认HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱，某学生设计了如下图所示的装置，一次实验即可达到目的(不必选其他酸性物质)。请据此回答：
(1)锥形瓶中装某可溶性正盐溶液，分液漏斗所盛试剂应为________。
(2)装置B所盛的试剂是________，其作用是________________________________________。
(3)装置C所盛试剂是________，C中反应的离子方程式是________________________________。
(4)由此得到的结论是酸性________>________>________。
解析：根据强酸＋弱酸盐―→弱酸＋强酸盐分析可知，分液漏斗中盛装盐酸，A中盛放Na2CO3，根据Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑可以知道酸性HCl强于H2CO3，然后将生成的CO2通入Na2SiO3溶液中，反应为Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，由此判断酸性H2CO3>H2SiO3，但需注意的是A中反应会有HCl气体逸出，故将CO2通入Na2SiO3溶液前需将CO2中的HCl吸收，故可选用饱和NaHCO3溶液。
答案：(1)盐酸 (2)饱和NaHCO3溶液 吸收HCl气体 (3)Na2SiO3溶液 SiO＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO (4)HCl H2CO3 H2SiO3
练后感悟
CO2与SiO2的性质区别
CO2
SiO2
类别
均为酸性氧化物
物理性质
常温下是气体，熔、沸点低，能溶于水
硬度大，熔点高的固体，不溶于水
化
学
性
质
与水反应
CO2＋H2O===H2CO3
不反应
与酸反应
不反应
只与HF反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
与NaOH
反应
CO2(少量)＋2NaOH===Na2CO3＋H2O
CO2(过量)＋NaOH===NaHCO3
SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
与CaO
反应
CO2＋CaO===CaCO3
SiO2＋CaOCaSiO3
课时作业18 二氧化硅和硅酸
授课提示：对应学生用书119页
[练基础]
1．下列物质的主要成分不是SiO2的是( )
A．石英 B．水晶
C．金刚砂 D．玛瑙
答案：C
2．下列反应不能一步完成的是( )
A．SiO2―→Na2SiO3 B．SiO2―→H2SiO3
C．SiO2―→CaSiO3 D．H2SiO3―→SiO2
解析：二氧化硅可与氢氧化钠直接反应生成硅酸钠；氧化钙可与二氧化硅在高温下反应生成硅酸钙；硅酸可直接加热分解生成二氧化硅，故只有B符合题意。
答案：B
3．除去SiO2中混有少量生石灰和石灰石，有如下操作：
①加水溶解 ②加水煮沸 ③过滤 ④加稀盐酸 ⑤加稀H2SO4，正确的操作顺序是( )
A．①③ B．④③
C．⑤③ D．②③
解析：加稀盐酸与CaO、CaCO3反应生成CaCl2溶液，然后过滤得到SiO2固体。注意不能选用稀H2SO4，因CaSO4微溶，不易分离出SiO2。
答案：B
4．下列叙述正确的是( )
A．CO2与SiO2都能跟H2O反应生成相应的酸
B．SiO2与CO2都属于酸性氧化物，都不能与酸反应
C．SiO2与CO2(干冰)都能够与氢氧化钠溶液反应
D．水晶的主要成分是SiC
解析：A项，CO2与水反应，SiO2与水不反应，也不溶于水；B项，SiO2为酸性氧化物，能与氢氟酸反应，但CO2不能与酸反应；D项，SiC俗称金刚砂。
答案：C
5．证明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正确方法是( )
A．加入过量的盐酸，观察是否有气泡冒出
B．加入过量的烧碱溶液，观察是否有固体溶解
C．加热至高温，观察是否有气泡冒出，是否有硅酸钙生成
D．先加过量的盐酸搅拌，观察是否有不溶物剩余及气泡出现；若有不溶物则滤出，投入氢氧化钠溶液中看其是否溶解
解析：SiO2不溶于除氢氟酸以外的任何酸，CaO、CaCO3均可溶于盐酸，且CaCO3溶于盐酸有气泡生成，SiO2可以溶于NaOH溶液。
答案：D
6．下列关于硅酸的说法正确的是( )
A．硅酸可以通过SiO2和水的化合反应制得
B．用反应Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3(胶体)制取硅酸是利用了可溶性酸制难溶性酸的原理
C．硅酸难溶于水，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不溶于水也不能与水反应生成硅酸，A项错误；B项中反应是利用了强酸制弱酸的原理，B项错误；硅酸虽难溶于水，但可与强碱溶液反应生成硅酸盐，C项错误。
答案：D
7．下列关于碳酸(H2CO3)和硅酸(H2SiO3)的说法不正确的是( )
A．两者均为弱酸
B．两者均可使紫色石蕊试液变红色
C．CO2气体通入Na2SiO3溶液中可以制得硅酸
D．两者受热时均可以分解
解析：硅酸不能使紫色石蕊试液变红，B错误。因为H2CO3酸性强于H2SiO3，故可以用H2CO3制备H2SiO3：CO2＋H2O＋Na2SiO3===Na2CO3＋H2SiO3↓。
答案：B
8．下列说法正确的是( )
A．硅酸不溶于水，因此不与NaOH溶液反应
B．根据SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑的反应，可推知硅酸酸性比碳酸酸性强
C．CO2气体通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸
D．SiO2溶于水显酸性
解析：硅酸不溶于水，但与NaOH溶液反应：H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O，A项错误；B项中该反应之所以能发生是在高温条件下，CO2以气体形式逸出，使反应进行得比较彻底，是利用SiO2、CO2沸点的不同，而不是利用硅酸、碳酸酸性的强弱；C项符合“强酸制弱酸”的一般规律；SiO2不溶于水，也不能与水反应，D项错误。
答案：C
[提素养]
9．能证明碳酸的酸性比硅酸强的事实是( )
A．二氧化碳溶于水生成碳酸，二氧化硅不溶于水也不直接与水反应生成硅酸
B．在高温条件下，二氧化硅与碳酸钠反应，生成硅酸钠和二氧化碳
C．二氧化硅的熔点比二氧化碳高
D．二氧化碳通入Na2SiO3稀溶液中，生成白色胶状沉淀
解析：要证明碳酸的酸性比硅酸强，依据较强酸制较弱酸原理，因为H2CO3与硅酸盐反应生成硅酸，故D项正确。酸性与溶解性、非水条件下反应及熔点无关。
答案：D
10．纯二氧化硅可用下列流程制得。下列说法不正确的是( )
A．X可用作木材防火剂
B．步骤Ⅱ的反应是Na2SiO3＋H2SO4===H2SiO3↓＋Na2SO4
C．步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2来代替
D．步骤Ⅲ若在实验室完成，一般在蒸发皿中进行
解析：X为硅酸钠溶液，可用作木材防火剂，A正确；步骤Ⅱ的反应是Na2SiO3＋H2SO4===H2SiO3↓＋Na2SO4，B正确；碳酸的酸性比硅酸强，故步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2来代替，C正确；步骤Ⅲ为硅酸固体的灼烧，若在实验室完成，一般在坩埚中进行，D错误。
答案：D
11．指出下列反应SiO2所表现的化学性质或作用，在A～E选项中选择正确答案填入括号内。
(1)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O( )
(2)SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑( )
(3)SiO2＋2CSi＋2CO↑( )
(4)SiO2＋3CSiC＋2CO↑( )
(5)SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O( )
A．作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀
B．氧化性
C．酸性氧化物的通性
D．将挥发性的酸酐从其盐中置换出来
E．未参与氧化还原反应
解析：(1)中SiO2表现的是酸性氧化物的性质。(3)中是SiO2得电子，显氧化性。(4)中得失电子的是C，SiO2未参与得失电子。(5)是雕刻玻璃的反应。
答案：(1)C (2)D (3)B (4)E (5)A
12．下表中括号内物质是杂质，试将除杂试剂及分离方法填入表内。
混合物
SiO2
(Si)
CO2
(SO2)
NaHCO3
(Na2SiO3)
SiO2
(NaCl)
除杂试剂
除杂方法
答案：
混合物
SiO2
(Si)
CO2
(SO2)
NaHCO3
(Na2SiO3)
SiO2
(NaCl)
除杂试剂
氧气
饱和NaHCO3溶液
通入足量CO2
水
除杂方法
加热
洗气
过滤
过滤
13.已知A是一种装饰品的主要成分，根据如图转化关系，回答下列问题。
(1)A的用途__________(任写一种)，B是__________，D是________。
(2)写出化学方程式：
①________________________________________________________________________；
④________________________________________________________________________。
(3)写出离子方程式：
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________；
⑤________________________________________________________________________。
解析：由A是一种装饰品的主要成分，高温下能与纯碱反应知，A是SiO2。SiO2与纯碱反应生成Na2SiO3和CO2，二者在水中可反应生成H2SiO3，而H2SiO3受热分解又可生成SiO2，所以A是SiO2，B是Na2SiO3，D是H2SiO3。
答案：
(1)制光导纤维 Na2SiO3 H2SiO3
(2)①Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑
④H2SiO3H2O＋SiO2
(3)②CO2＋H2O＋SiO===CO＋H2SiO3↓
③SiO2＋2OH－===SiO＋H2O
⑤SiO＋2H＋===H2SiO3↓
14．(1)由石英制取硅胶，有以下三个步骤，试写出每步反应的化学方程式(是离子反应的，写出离子方程式)。
①用NaOH溶液溶解石英：
________________________________________________________________________。
②过滤，向滤液中加入盐酸，至沉淀不再产生：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③微热，浓缩硅酸溶液，加热蒸干溶液，并使固体完全分解：
________________________________________________________________________。
写出硅胶的一种用途：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)由MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3组成的混合粉末。现取两份该混合粉末试样进行实验。
①将一份混合粉末溶于过量的盐酸，得到沉淀X和滤液Y，沉淀X为________，滤液Y中含有的阳离子主要是________，向滤液Y中加入过量NaOH溶液，得到的沉淀是________________。
②将另一份混合粉末溶于过量NaOH溶液，发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
答案：
(1)①2OH－＋SiO2===SiO＋H2O
②SiO＋2H＋===H2SiO3↓
③H2SiO3H2O＋SiO2
干燥剂(或催化剂载体)
(2)①SiO2 Al3＋、Mg2＋、Fe3＋、H＋ Mg(OH)2、Fe(OH)3
②SiO2＋2OH－===SiO＋H2O、Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
第1课时 二氧化硫和三氧化硫
课程目标
1．了解硫在自然界的存在形态，硫单质的性质和用途。
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。
3．了解SO3的主要性质。
4．了解可逆反应的特点。
图说考点,
[新知预习]
一、硫
1．硫的存在
(1)游离态：火山喷口附近、地壳的岩层内。
(2)化合态
2．物理性质
俗称
色、态
溶解性
硫黄
黄色晶体
不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2
3.化学性质
H2、Fe← ―→O2、O
(1)氧化性
(2)还原性
硫在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰；在纯氧中燃烧，产生蓝紫色火焰，燃烧产物为SO2，化学方程式为S＋O2SO2。
二、硫的氧化物
1．二氧化硫(SO2)
(1)物理性质
颜色
状态
气味
密度
溶解性
毒性
无
气体
刺激性
比空气大
易溶于水
有毒
(2)化学性质
(3)SO2的用途
①漂白纸浆、毛、丝、草帽辫等。
②用于杀菌、消毒。
2．三氧化硫(SO3)
三氧化硫具有酸性氧化物的通性，主要反应如下：
[即时性自测]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)自然界中不存在游离态的硫单质。( )
(2)S能氧化Fe，使Fe生成＋3价铁的化合物。( )
(3)S在空气中燃烧生成SO2，在过量的纯O2中燃烧生成SO3。( )
(4)SO2和CO2可用澄清石灰水鉴别。( )
(5)SO2使品红溶液褪色是因为SO2具有强氧化性。( )
(6)SO2的水溶液存在SO2、H2SO3的原因是SO2与H2O的反应为可逆反应。( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√
2.关于SO2的说法中，不正确的是( )
A．使某些有色物质褪色
B．无色，有刺激性气味，无毒
C．既有氧化性，又有还原性
D．既可溶于水，又可与水反应
答案：B
3．除去二氧化碳中混有的少量二氧化硫气体，可选用的试剂是( )
A．饱和食盐水
B．NaOH溶液
C．足量澄清石灰水
D．饱和碳酸氢钠溶液
解析：CO2和SO2都能与NaOH溶液和石灰水反应，都不与饱和食盐水反应；因为H2SO3的酸性强于H2CO3，故可用饱和NaHCO3溶液除去CO2中的SO2气体。
答案：D
4．将SO2气体通入显红色的酚酞试液中，发现红色消失，主要是因为SO2( )
A．有漂白性
B．有还原性
C．有氧化性
D．溶于水后溶液显酸性
解析：SO2与水反应生成H2SO3，使溶液碱性减弱，红色消失。
答案：D
5．判断下列有关SO2性质的叙述不正确的是________(填序号)。
(1)能使澄清石灰水变浑浊。
(2)能使湿润的蓝色石蕊试纸变红。
(3)能使品红溶液褪色。
(4)通入BaCl2溶液生成白色沉淀。
(5)通入足量的NaOH溶液中再加BaCl2溶液产生白色沉淀，该沉淀能溶于盐酸。
(6)1 mol二氧化硫与足量水反应生成1 mol亚硫酸。
解析：
(1)正确，SO2＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋H2O。
(2)正确，SO2＋H2O??H2SO3，H2SO3使蓝色石蕊试纸变红。
(3)正确，SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色。
(4)不正确，由于盐酸酸性强于亚硫酸，不发生复分解反应。
(5)正确，SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O，Na2SO3＋BaCl2===BaSO3↓＋2NaCl，BaSO3＋2HCl===BaCl2＋H2O＋SO2↑。
(6)不正确，1 mol SO2不能完全反应。
答案：(4)(6)
提升点一 SO2的检验与净化——SO2、CO2的性质区别
[例1] 下列溶液中，不能鉴别CO2、SO2气体的是( )
①石灰水 ②稀硝酸 ③KMnO4溶液 ④溴水 ⑤酸化的Ba(NO3)2溶液 ⑥品红溶液
A．①⑤
B．②③④⑤⑥
C．只有①
D．③④
【解析】 SO2和CO2都是酸性气体，都能使澄清的石灰水变浑浊，但SO2气体具有漂白性、还原性和氧化性，②⑤中通入SO2有遇空气变红棕色的气体生成且⑤中还有白色沉淀生成，所以只有①不能鉴别二者。
【答案】 C
SO2中混有CO2不影响SO2的鉴别：
①利用二氧化硫的还原性，看是否能使酸性KMnO4溶液或溴水褪色来鉴别
②利用二氧化硫的漂白性，用品红溶液来鉴别
③CO2中混有SO2影响CO2的鉴别，应先除去SO2，再鉴别,[提升1] 某化学兴趣小组为了探究常温下某未知气体的成分，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：________________。
为了验证猜想，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________(填字母)。
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：要验证气体的成分，必须先验证SO2是否存在，若存在并除尽，要验证CO2是否存在，因为SO2的存在对CO2的验证有干扰。
答案：该气体为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
[关键能力]
SO2与CO2的性质比较
SO2
CO2
相同点
常温下都是气体
密度均大于空气
溶于水后的溶液均可导电
酸性氧化物，都能使澄清石灰水变浑浊，气体过量时又变澄清
Ca(OH)2＋SO2===CaSO3↓＋H2O
CaSO3＋SO2＋H2O===Ca(HSO3)2
Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O
CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2
不同点
有刺激性气味，有毒
无味，无毒
易溶于水
可溶于水
具有还原性，能被O2、Cl2、Br2、I2、酸性KMnO4溶液等氧化
无还原性
具有漂白性，能使品红溶液褪色
没有漂白性
酸性：H2SO3>H2CO3
除去CO2中的SO2的常用方法是使混合气体通过饱和的NaHCO3溶液或使混合气体先通过足量的溴水或酸性KMnO4溶液(吸收SO2)，再通过品红溶液(检验SO2是否除净)，最后通过浓硫酸。
提升点二 常见漂白剂的原理
[例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＋)、石蕊试液褪色
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．等物质的量的SO2和Cl2相遇在溶液中具有漂白能力
【解析】 这道题是对有漂白性物质的漂白原理的综合考查。要正确解答本题，必须清楚常见漂白剂的漂白原理：Cl2、Na2O2、H2O2、O3等是因强氧化性而具有漂白性；SO2是能和有机色质化合生成无色物质；活性炭是因吸附有机色质而漂白。A选项中SO2使溴水、酸性KMnO4溶液褪色是因为SO2具有还原性，能使品红褪色是因其漂白性，SO2不能使指示剂褪色，所以A选项错误；B选项正确，因为能使品红褪色的物质很多，不仅仅是SO2；C选项错误，因为这些漂白剂的漂白原理不相同，SO2漂白属于化合型，活性炭属吸附型，漂白粉、Na2O2属氧化型；D选项也不正确，等物质的量的SO2和Cl2相遇在溶液中反应生成H2SO4和HCl，从而失去漂白能力。
【答案】 B
注意：
不同漂白剂混用可能失效。
[提升2] 下列物质能使品红溶液褪色，且褪色原理基本相同的是( )
①活性炭 ②新制氯水 ③二氧化硫 ④臭氧 ⑤过氧化钠 ⑥双氧水
A．①②④ B．②③⑤ C．②④⑤⑥ D．③④⑥
解析：新制氯水、臭氧、双氧水、过氧化钠都是因为具有强氧化性，可以使品红褪色；SO2是因为与品红化合成不稳定的无色物质；活性炭由于具有吸附作用使品红褪色。
答案：C
SO2和Cl2的漂白现象分析：
(1)通入品红溶液中
(2)通入紫色石蕊溶液中
[关键能力]
常见漂白剂的漂白原理比较
类型
漂白原理
漂白特点
变化类型
举例
氧化型
漂白剂具有强氧化性，因与有色物质发生氧化还原反应而使其褪色
褪色后不会恢复原色
化学变化
HClO、Na2O2、O3、H2O2等
化合型
漂白剂与某些有色物质发生化合反应而使其褪色
一定条件下发生分解，又恢复原色
化学变化
SO2
吸附型
某些固体物质具有疏松多孔的结构，能吸附有色物质
——
物理变化
活性炭等
1．下列说法正确的是( )
A．硫单质常存在于火山喷口附近
B．进行SO2性质探究实验时，多余的SO2应排到实验室外
C．SO2气体通入BaCl2溶液中会产生白色沉淀
D．硫在空气中的燃烧产物是SO2，在纯氧中的燃烧产物是SO3
解析：SO2不与BaCl2溶液反应，C错误；硫不论在空气中燃烧，还是在纯氧中燃烧其产物均是SO2。
答案：A
2．将SO2通入显红色的酚酞溶液中，发现红色消失，主要原因是SO2( )
A．有漂白性
B．有还原性
C．有氧化性
D．溶于水中显酸性
解析：酚酞显红色说明溶液中存在显碱性的物质，而二氧化硫溶于水后显酸性，可将碱性物质中和，而使酚酞褪色。
答案：D
3．为了除去CO2气体中的SO2气体，下列仪器和药品组合合理的是( )
仪器：①洗气瓶 ②干燥管
药品：③固态生石灰 ④苏打溶液 ⑤小苏打溶液
A．①⑤ B．②⑤ C．①③ D．①④
解析：洗气瓶必须与液态试剂对应，干燥管必须与固态试剂对应。SO2既能与NaHCO3溶液反应，又能与Na2CO3溶液反应；CO2只能与Na2CO3溶液反应，不能与NaHCO3溶液反应。
答案：A
4．下列离子方程式正确的是( )
A．向NaOH溶液中通入少量的SO2
SO2＋OH－===HSO
B．向氯水中通入少量的SO2
Cl2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO
C．将SO2通入到饱和的NaHCO3溶液中
2H＋＋CO===H2O＋CO2↑
D．将SO2通入到BaCl2溶液中
SO2＋H2O＋Ba2＋===BaSO3↓＋2H＋
解析：A应为SO2＋2OH－===SO＋H2O；C应为2HCO＋SO2===SO＋2CO2↑＋H2O；D不反应。
答案：B
5．如图是实验室制备SO2并验证SO2某些性质的装置图。试回答：
(1)⑥中发生反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(2)⑤的作用是______________，反应的离子方程式为__________________________。
(3)填表格：
装置
实验现象
体现SO2的性质
①
②
③
④
解析：Na2SO3能与H2SO4发生复分解反应；H2SO3是酸，能使石蕊试液变红色；SO2具有漂白作用，可使品红溶液褪色；SO2具有氧化性，能与还原性气体H2S发生反应，生成S：2H2S＋SO2===2H2O＋3S↓；SO2具有还原性，能将氯水还原为无色的HCl：SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。SO2是酸性气体，可被NaOH等碱性溶液吸收，反应生成盐和水。
答案：(1)Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑
(2)吸收过量的SO2，防止污染环境 SO2＋2OH－===SO＋H2O
(3)
装置
实验现象
体现SO2的性质
①
溶液变红色
SO2水溶液显酸性
②
溶液褪色
漂白性
③
溶液变浑浊
氧化性
④
氯水褪色
还原性
练后感悟
(1)二氧化硫的三种“褪色”：
①二氧化硫能使品红褪色表现漂白性；
②使溴水、氯水及酸性高锰酸钾溶液褪色体现还原性；
③使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色说明其水溶液呈酸性。
(2)检验SO2气体的方法是将气体通入品红溶液，溶液褪色后加热又恢复到红色。
(3)SO2、氯水都有漂白性，若将等物质的量的SO2、Cl2同时通入有色溶液中，溶液不褪色，因为发生反应Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，失去漂白性。
课时作业22 二氧化硫和三氧化硫
授课提示：对应学生用书127页
[练基础]
1．下列说法中正确的是( )
A．硫是一种不溶于水的黄色晶体
B．硫与金属反应时作氧化剂，与非金属反应时作还原剂
C．硫与铁反应时生成硫化铁
D．硫在自然界中仅以化合态存在
解析：硫与H2反应时作氧化剂；硫与铁反应生成硫化亚铁；硫在自然界中既有化合态又有游离态。
答案：A
2．下列溶液中通入SO2一定不会产生沉淀的是( )
A．Ba(OH)2 B．Ba(NO3)2 C．Na2S D．BaCl2
解析：SO2是酸性氧化物，能与Ba(OH)2溶液反应生成BaSO3沉淀；H2SO3属于中强酸，不能与BaCl2溶液反应；H2SO3中S元素呈＋4价，因此H2SO3在反应中既可表现酸性，又可表现还原性与氧化性，SO2与Ba(NO3)2、Na2S反应的方程式分别为3SO2＋2H2O＋Ba(NO3)2===BaSO4↓＋2NO↑＋2H2SO4,3SO2＋2Na2S===3S↓＋2Na2SO3。
答案：D
3．下列气体中，有毒、能污染大气，但可以用碱液吸收的是( )
A．CO B．CO2
C．SO2 D．N2
解析：CO和SO2是大气污染物，但CO不能和碱液反应，SO2是酸性氧化物，能与碱反应生成盐和水。
答案：C
4．为了除去SO2中少量的HCl气体，应将混合气体通入( )
A．溴水 B．NaHSO3饱和溶液
C．NaOH溶液 D．NaHCO3饱和溶液
解析：除杂的原则“不增不减”。即不能引入杂质离子，不能减少要保留的物质。
答案：B
5．用某溶液浸湿滤纸后，将滤纸置于集气瓶口，以检验瓶中是否收集满SO2气体，则该溶液是( )
A．BaCl2溶液 B．酸性KMnO4溶液 C．淀粉-KI溶液 D．澄清石灰水
解析：SO2与BaCl2溶液、淀粉-KI溶液都不发生反应；SO2与滤纸上的澄清石灰水反应能生成少量的CaSO3白色沉淀，但此现象并不明显；酸性KMnO4溶液能氧化SO2，自身被还原，使溶液的紫色褪去，现象明显，可以检验SO2气体是否集满。
答案：B
6．下列有关三氧化硫的说法中，正确的是( )
A．SO3极易溶于水，且与水反应生成H2SO4
B．SO2、SO3均具有漂白性，均能使石蕊溶液变红色
C．SO3可与碱反应，但不与碱性氧化物反应
D．SO2在空气中易被氧化为SO3
解析：SO3不具有漂白性，SO2不能漂白指示剂，两者均可使石蕊溶液变红色，SO2不易被空气中的氧气氧化，只有在催化剂存在下加热才能被氧化为SO3，故B、D错误；SO3既可与碱反应，也可与碱性氧化物反应，故C错误。
答案：A
7．下列物质能与SO2气体起反应，但无沉淀产生的是( )
①溴水 ②Ba(OH)2溶液 ③石灰水 ④Na2CO3溶液
⑤稀硫酸 ⑥Na2SO4 ⑦Na2SO3
A．只有① B．①④⑤
C．④⑥⑦ D．①④⑦
解析：①溴水与SO2的反应为Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr；②Ba(OH)2溶液与SO2的反应为Ba(OH)2＋SO2===BaSO3↓＋H2O，生成沉淀；③石灰水与SO2的反应为Ca(OH)2＋SO2===CaSO3↓＋H2O，生成沉淀；④Na2CO3溶液与SO2的反应为Na2CO3＋SO2===Na2SO3＋CO2；稀硫酸、Na2SO4与SO2不反应；⑦Na2SO3与SO2的反应为Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3，所以符合要求的是①④⑦。
答案：D
[提素养]
8．如图所示装置可用于收集SO2并验证其某些化学性质，下列说法正确的是( )
选项
试剂
现象
结论
A
酸性KMnO4溶液
溶液褪色
SO2有氧化性
B
品红溶液
溶液褪色
SO2有漂白性
C
NaOH溶液
无明显现象
SO2与NaOH
溶液不反应
D
紫色石蕊试液
溶液变红色后不褪色
SO2有酸性，
没有漂白性
解析：酸性KMnO4溶液具有强氧化性，溶液褪色体现了SO2的还原性，A错误；SO2使品红溶液褪色体现SO2的漂白性，B正确；SO2是酸性氧化物，可以与NaOH溶液反应生成Na2SO3和H2O，C错误；SO2的水溶液可以使紫色石蕊试液变红，说明SO2的水溶液具有酸性，但二氧化硫不能漂白酸碱指示剂，故石蕊试液变红后不褪色，但不能说明SO2没有漂白性，D错误。
答案：B
9．SO2通入下列溶液中，溶液褪色或变浅，说明SO2具有漂白作用的组合是( )
①KMnO4(H＋，aq) ②溴水 ③碘水 ④氯水 ⑤Fe3＋(aq)
A．①⑤ B．②③
C．全部 D．都不是
解析：SO2能使酸性高锰酸钾溶液褪色，是由于酸性高锰酸钾溶液将SO2氧化为H2SO4，自身被还原成无色的Mn2＋；SO2能使卤水褪色，是由于X2(不包括F2)将SO2氧化为H2SO4，本身被还原为无色X－；SO2能使棕黄色的Fe3＋(aq)变浅，是由于Fe3＋将SO2氧化为H2SO4，本身被还原为浅绿色Fe2＋。
答案：D
10．将等体积的SO2和Cl2充分混合后，通入加有品红的氯化钡溶液，可观察到的现象是( )
A．溶液快速褪色 B．溶液缓慢褪色
C．生成白色沉淀 D．生成浅黄色沉淀
解析：等体积的SO2和Cl2发生反应：SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，所以溶液不会褪色，同时由于有H2SO4生成，H2SO4和氯化钡反应生成BaSO4白色沉淀。
答案：C
11．如图是研究二氧化硫性质的微型实验装置。现用60%硫酸溶液和亚硫酸钠晶体反应制取SO2气体，实验现象很明显，且不易污染空气。下列说法中错误的是( )
A．紫色石蕊溶液变蓝色
B．品红溶液褪色
C．溴水橙色褪去
D．含酚酞的NaOH溶液红色变浅
解析：SO2气体与水反应生成H2SO3，紫色石蕊遇酸变红色，不会变蓝色，故A错误。
答案：A
12．A、B是两种有刺激性气味的气体。试根据下列实验事实填空。
(1)写出A～F各物质的化学式：
A________，B________，C________，
D________，E________，F________。
(2)写出A、B跟水反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。
解析：由框图中A、B两种气体等物质的量加入H2O中，生成含C、D的无色溶液，滴入Ba(OH)2溶液生成沉淀F和溶液D，D中滴入AgNO3溶液中有沉淀G，可知溶液C、D中含有SO、Cl－。气体B通入到Ba(OH)2溶液中有沉淀生成，且B是有刺激性气味的气体，可知B为SO2，则A为Cl2。
答案：(1)Cl2 SO2 H2SO4 HCl BaSO3 BaSO4
(2)Cl2＋SO2＋2H2O===4H＋＋SO＋2Cl－
13．某同学为了检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应[C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O]产生的所有气体产物，选用了下图所示实验装置。
(1)①中无水硫酸铜的作用是
________________________________________________________________________。
(2)②中酸性KMnO4溶液的作用是
________________________________________________________________________。
(3)②中两次用到品红溶液，它们的作用分别是
A________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
B________________________________________________________________________。
(4)③中出现的现象是
________________________________________________________________________，
发生反应的离子方程式是
________________________________________________________________________。
解析：本实验的目的是验证反应产生的混合气体中是否含有CO2、SO2、H2O。检验H2O用CuSO4、CuSO4(白)＋5H2O===CuSO4·5H2O(蓝色晶体)，检验CO2用澄清石灰水，根据石灰水是否变浑浊判断；检验SO2一般用品红溶液，根据品红溶液是否褪色判断。检验的顺序为检验H2O→检验SO2→除SO2→检验SO2除尽→检验CO2。
答案：
(1)检验H2O(g)
(2)除去CO2中的SO2
(3)检验SO2 检验CO2中的SO2是否除尽
(4)溶液变浑浊 CO2＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋H2O
14．为了探究Cl2、SO2同时通入H2O中发生的反应，某校化学兴趣小组同学设计了如图所示的实验装置。
(1)该化学兴趣小组的同学为制取Cl2、SO2气体，现采用Na2SO3与70%的硫酸为原料制取SO2，采用MnO2和浓盐酸(12 mol·L－1)为原料制取Cl2。在此实验中，F仪器的作用是________；发生装置B应选择以下三种装置中的________(选填序号)。
(2)D装置中主要反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
(3)为验证通入D装置中的气体是Cl2过量还是SO2过量，兴趣小组的同学准备了以下试剂：
①氯化铁溶液 ②氯化亚铁溶液 ③硫氰化钾溶液
④品红溶液 ⑤酸性高锰酸钾溶液
若Cl2过量，取适量D中溶液滴加至盛有________(选填一个序号)试剂的试管内，再加入________(选填一个序号)试剂。发生的现象是______________。若SO2过量，取适量D中溶液滴加至盛有________(选填一个序号)试剂的试管内，发生的现象是________________________________________________________________________。
解析：
(1)由实验装置可知，气体发生装置B产生的气体用饱和食盐水进行除杂净化，可知B装置为制取Cl2装置，则A装置为制取SO2的装置，因SO2易溶于水，故F仪器的作用为防倒吸。制取Cl2所用试剂为MnO2和浓盐酸，属于固、液混合加热制取气体，故应选①装置为发生装置B。
(2)装Cl2和SO2同时通入水中时，Cl2将SO2氧化生成H2SO4，Cl2被还原为HCl。
(3)若Cl2过量，则在D中溶液中除含H2SO4、HCl外，还含有剩余Cl2及HClO，具有强氧化性，可将Fe2＋氧化为Fe3＋，故可选择②③进行检验；若SO2过量，则在D中溶液中会含有SO2、H2SO3，SO2具有漂白性和还原性，故可选用④或⑤进行检验。
答案：(1)防倒吸 ①
(2)Cl2＋SO2＋2H2O===4H＋＋SO＋2Cl－
(3)② ③ 溶液呈红色
④(或⑤) 红色(或紫红色)褪为无色
第1课时 氨和铵盐
课程目标
1．了解氨的物理性质，掌握氨的化学性质。
2．掌握氨的实验室制法。
3．了解氨的用途。
4．了解铵盐的性质。
图说考点
[新知预习]
一、氮的固定
二、氨气
1．物理性质
颜色
气味
密度
溶解性
沸点
无色
刺激性
气味
小于
空气
?极易溶于水(常温下，体积比为?1:700)
较低，
易液化
2.氨气易溶于水——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，形成喷泉，瓶内液体呈红色
氨易溶于水，
水溶液呈碱性
3.化学性质
4．氨水的性质
三、实验室制法
四、铵盐
[即时性自测]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)闪电时氮气和氧气化合，生成的氮的化合物被植物吸收的过程，属于自然固氮。( )
(2)1 mol/L的氨水中，c(NH3·H2O)为1 mol/L。( )
(3)浓氨水与所有酸反应过程均可产生白烟。( )
(4)NH3可以用水作喷泉实验，说明NH3易溶于水。( )
(5)任何铵盐受热均生成NH3。( )
(6)实验室可以用NH4Cl和NaOH加热制取NH3。( )
答案：(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)×
2．关于氨的下列叙述中，错误的是( )
A．氨易液化，因此可用来作制冷剂
B．氨易溶于水，因此可用来作喷泉实验
C．氨极易溶于水，因此氨水比较稳定不容易分解
D．氨溶于水显弱碱性，因此可使酚酞试剂变为红色
答案：C
3．氨水显弱碱性的主要原因是( )
A．通常状况下，氨的溶解度不大
B．氨水中的NH3·H2O少量电离
C．溶于水的氨分子只有少量发生电离
D．氨本身的碱性弱
解析：氨气极易溶于水，溶于水的氨气大部分与水结合成一水合氨(NH3·H2O)，NH3·H2O少部分电离成NH和OH－，因此氨水呈弱碱性。氨气本身不能电离，也不显碱性。
答案：B
4．关于铵盐的叙述中不正确的是( )
A．都是晶体
B．都易溶于水
C．铵盐都能与碱反应，也可能与酸反应
D．所有铵盐中，氮元素化合价都是－3价
解析：NH4NO3中N元素化合价分别为－3价和＋5价。
答案：D
5．起固氮作用的化学反应是( )
A．N2与H2在一定条件下反应生成NH3
B．NO遇O2转化为NO2
C．硝酸工厂用NH3被氧化制NO
D．由NH3制碳酸氢铵和硫酸铵
解析：由N2转化为氮的化合物叫氮的固定。
答案：A
提升点一 喷泉实验
[例1] 喷泉是一种常见的自然现象，如图是化学教材中常用的喷泉实验装置，在烧瓶中充满干燥气体，而胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。下列气体和液体的组合中不可能形成喷泉的是( )
A．HCl和H2O B．O2和H2O
C．NH3和H2O D．CO2和NaOH溶液
【解析】 若能形成喷泉，则烧瓶中的气体必须在液体中易溶或与液体反应，使烧瓶中压强减小。O2在H2O中不易溶，也不发生反应，不可能形成喷泉。
【答案】 B
常见能形成喷泉的物质组合
气体
吸收剂
NH3
水或盐酸
HCl
水或氢氧化钠溶液
SO2、CO2
浓氢氧化钠溶液
NO2与O2
水
,
[提升1] 喷泉是一种常见的自然现象，其产生的原因是存在压强差。
(1)实验室制取氨气的化学方程式
________________________________________________________________________。
①用图1装置进行喷泉实验，上部烧瓶已充满干燥氨气，引发水上喷的操作是________。该实验的原理是
________________________________________________________________________。
②如果只提供如图2的装置，请说明引发喷泉的方法
________________________________________________________________________。
(2)利用图3装置，在锥形瓶中分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是________。
A．Cu与稀盐酸
B．NaHCO3溶液与NaOH溶液
C．CaCO3与稀硫酸
D．NH4HCO3与稀盐酸
(3)从产生喷泉的原理分析，图1、2是________上部烧瓶内的压强。图3是________下部锥形瓶内气体的压强(均填“增大”或“减小”)。人造喷泉及火山爆发的原理与上述装置图________原理相似。
解析：
(1)图1引发喷泉，只需打开止水夹，挤压胶头滴管即可，图2则需先打开止水夹，再用热毛巾捂住圆底烧瓶，发现有气泡冒出后，移去热毛巾即可。
(2)能在锥形瓶内反应产生气体，压强大于圆底烧瓶内压强方可，故应选NH4HCO3和稀盐酸，其他要么不反应，要么反应不生成气体或产生气体很少。
(3)图1、2是上部压强减小导致喷泉，图3是下部压强增大导致喷泉，人造喷泉及火山爆发均与图3原理相似。
答案：
(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O ①打开止水夹，挤压胶头滴管 NH3溶于少量水中，使圆底烧瓶内压强减小，烧杯内的水进入圆底烧瓶，形成喷泉 ②打开止水夹，用热毛巾捂住圆底烧瓶至有气泡从水中冒出，移去热毛巾
(2)D (3)减小 增大 3
[关键能力]
1．喷泉实验原理
当气体接触外部的水或溶液时，由于气体大量溶解或与溶液中的溶质发生化学反应，从而使容器内气压迅速降低，在外界大气压作用下，外部液体迅速进入容器，通过尖嘴导管喷出，形成喷泉。
2．使容器内外产生较大压强差的两种方法
(1)减小内压法：如图Ⅰ所示。
烧瓶内气体与液体接触→气体溶解或发生化学反应→烧瓶内压强减小→外部液体迅速进入形成喷泉。
(2)增大外压法：如图Ⅱ所示。
锥形瓶内液体挥发或发生化学反应产生气体→容器内压强增大→锥形瓶内液体迅速流入烧瓶形成喷泉。
,
1．引发喷泉的实验操作
打开止水夹，挤压胶头滴管的胶头。
2．实验成功的关键
(1)装置的气密性良好；
(2)烧瓶要干燥；
(3)烧瓶充满气体。
提升点二 氨气的实验室制法
[例2] 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．①② B．③④ C．①③ 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；向CaO固体中滴加浓氨水，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】 C
[提升2] 实验室可用下列几组试剂制取少量NH3：
①固体Ca(OH)2和NH4Cl；②浓氨水和固体CaO；③浓氨水。
请回答下列问题：
(1)用上述三组试剂制取少量NH3，需要加热的是________(填序号)，第②组试剂中产生NH3的化学方程式表示为
________________________________________________________________________。
(2)下面的制取装置图中，方法①应选用装置________(填“A”或“B”，下同)，方法②应选用装置________。
验满方法
①方法一：用湿润的红色石蕊试纸放置在试管口附近，若变蓝，说明已经收集满。
②方法二：用蘸取浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟生成，说明已经收集满。
(3)在制取后，如果要干燥氨气，应选用的干燥剂是________。
A．浓硫酸 B．固体氢氧化钠 C．五氧化二磷
D．碱石灰 E．固体CaO F．无水CaCl2
(4)检验集气瓶中是否收集满氨气的方法是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)为防止环境污染，以下装置 (盛放的液体为水)可用于吸收多余NH3的是________(填序号)。
解析：(1)①③需要加热；①组反应为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
②组反应为NH3·H2O＋CaO===Ca(OH)2＋NH3↑，由于CaO＋H2O===Ca(OH)2既消耗水，又放出热量，Ca(OH)2电离出OH－，增大了c(OH－)，减少了NH3的溶解，因此不必加热，即放出NH3。③组反应为NH3·H2ONH3↑＋H2O。(2)A装置适用于固体与固体加热制气体，B装置适用于液体与固体(或液体)不加热制气体。(3)NH3只能用碱性干燥剂，可以用B、D、E干燥。(4)检验NH3一般用湿润的红色石蕊试纸。(5)装置①没有出气导管，装置③易引起倒吸。
答案：(1)①③ NH3·H2O＋CaO===Ca(OH)2＋NH3↑
(2)A B
(3)BDE
(4)将湿润的红色石蕊试纸靠近集气瓶口，若试纸变蓝，说明NH3已集满(或其他合理答案)
(5)②④
实验室制取氨气时反应物的选择：
①可用(NH4)2SO4代替NH4Cl，但不能用 NH4NO3、(NH4)2CO3或
NH4HCO3。
②不能用NaOH或KOH代替Ca(OH)2，因为它们易吸湿结块，不利于产生NH3，另外NaOH易腐蚀试管。
[关键能力]
1．制取氨气的净化和尾气处理装置
(1)净化装置：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。
(2)尾气处理：多余的氨气要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸润的棉花球)以避免污染空气。在吸收时要防止倒吸，常采用的装置有：
2．快速制取氨气的方法
方法
化学方程式(或原理)
气体发生装置
加热浓氨水
NH3·H2ONH3↑＋H2O注：①NH3·H2O不稳定，受热易分解，②加热温度不宜过高
浓氨水＋固体NaOH
NaOH溶于水放热，促使NH3·H2O分解。且OH－浓度的增大有利于NH3的放出
浓氨水＋固体CaO
NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2
CaO的作用：①吸水；②吸水后放热促进NH3的放出；③增大溶液中OH－的浓度，减少NH3的溶解
1．下列属于氮的固定的是( )
A．植物从土壤中吸收含氮养料
B．将氨转变为氮肥
C．化工厂中将N2和H2合成氨
D．NH3溶于水得氨水
解析：氮的固定是指将游离态的氮转化为化合态的氮的过程。
答案：C
2．下列关于氨水的叙述正确的是( )
A．氨水显碱性，是因为氨水是一种弱碱
B．氨水和液氨成分相同
C．氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3(除水外)
D．1 mol·L－1的氨水指在1 L溶液中含NH3、NH3·H2O、NH物质的量之和为1 mol
解析：溶于水的氨气大部分与水反应生成NH3·H2O，所以除水外，物质的量浓度最大的粒子是NH3·H2O；NH3·H2O是一种弱碱，在水中发生部分电离使溶液呈碱性；氨水中共含有六种粒子，分别是H2O、NH3、NH3·H2O、NH、OH－和少量的H＋，是一种混合物，液氨是纯净物。
答案：D
3．如图的装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和胶头滴管内盛放某种溶液。挤压胶头滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是( )
A．CO2(浓NaOH溶液)/无色喷泉
B．NH3(H2O含酚酞)/红色喷泉
C．SO2(浓NaOH溶液)/红色喷泉
D．HCl(AgNO3溶液)/白色喷泉
解析：气体与液体易发生反应或易溶即可形成喷泉。CO2→NaOH溶液反应，无色喷泉；NH3→H2O(酚酞)，易溶显红色，形成喷泉；SO2→NaOH溶液反应，无色喷泉；HCl→AgNO3溶液反应，生成白色沉淀，形成喷泉。
答案：C
4．能鉴别Na2SO4、NH4NO3、KCl、(NH4)2SO4四种溶液(可以加热)的一种试剂是( )
A．BaCl2溶液 B．Ba(NO3)2溶液
C．Ba(OH)2溶液 D．AgNO3溶液
解析：Ba(OH)2溶液和Na2SO4溶液混合有白色沉淀生成；Ba(OH)2溶液和NH4NO3溶液混合产生有刺激性气味的气体；Ba(OH)2溶液和KCl溶液混合无明显现象；Ba(OH)2溶液和(NH4)2SO4溶液混合既有白色沉淀生成，又产生刺激性气味的气体。
答案：C
5．回答下列问题：
(1)现欲分离氯化钠和氯化铵的混合物，可采用的方法是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)请设计简单的实验鉴别NH4Cl和NaCl两瓶溶液。铵盐检验的一般方法是什么？
(3)给装有下列少量固体物质的试管加热，试管底部物质不可能完全消失的是________。
A．NH4HCO3 B．NaHCO3 C．NH4Cl D．(NH4)2CO3
(4)干燥氨气可以选用的干燥剂是________。
a．浓H2SO4 b．P2O5 c．CaCl2 d．NaOH e．CuSO4 f．碱石灰 g．CaO
(5)为什么蘸有浓氨水和浓盐酸的两支玻璃棒靠近时会产生白烟？蘸有浓氨水和浓硫酸的两支玻璃棒靠近时是否也产生白烟？
答案：
(1)先加热后冷却
(2)分别取两试剂适量于两个试管中，均加入适量氢氧化钠溶液并加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体的是NH4Cl。
铵盐检验的一般方法是将待测物与强碱反应并加热，检验是否有氨气产生。
(3)B (4)dfg
(5)浓氨水和浓盐酸均有挥发性，挥发出来的NH3和HCl在空气中相遇，化合生成NH4Cl固体小颗粒，即为白烟。浓硫酸没有挥发性，故不可能形成白烟。
练后感悟
1．收集装置和反应装置的试管和导管必须是干燥的。
2．发生装置的试管口略向下倾斜。
3．收集氨气时，导管应插入接近试管的底部。
4．向下排空气法收集氨气时，试管口必须塞一团疏松的棉花团，目的是防止氨气与空气形成对流，以收集到较纯净的氨气。
课时作业24 氨和铵盐
授课提示：对应学生用书129页
[练基础]
1．下列说法中正确的是( )
A．氨水的密度比水的密度小，且浓度越大，密度越大
B．氨气是无色无味的气体
C．可用向上排空气法收集氨气
D．氨气溶于水所得的溶液可使酚酞试液变为红色
答案：D
2．关于氨的喷泉实验形成的原理解释正确的是( )
A．氨水呈碱性
B．氨气极易溶于水，烧瓶内外形成压强差
C．氨气易液化
D．NH3溶于水后形成的溶液易挥发
解析：氨之所以能做喷泉实验，是由于胶头滴管挤入的少量水可使烧瓶内的氨气迅速溶于水，烧瓶内外形成了压强差。
答案：B
3．将湿润的红色石蕊试纸放在进行下列实验的试管口，试纸不变蓝色的有( )
A．加热浓氨水
B．加热NH4HCO3固体
C．加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物
D．加热饱和NH4Cl溶液
答案：D
4．下列不属于铵盐的共同性质的是( )
A．易溶于水 B．与苛性钠共热产生NH3
C．都是晶体 D．受热分解都产生NH3
解析：所有铵盐受热都分解，但并不是都能放出氨气。
答案：D
5．现欲分离氯化钠和氯化铵的混合物，可采用的方法是( )
A．加入NaOH溶液 B．加入AgNO3溶液
C．加热并冷却 D．加入水
解析：铵盐受热均易分解，NH4Cl加热分解，而NaCl受热没有明显变化，同时生成的NH3和HCl气体导出后又能迅速化合生成NH4Cl。
答案：C
6．为了检验某固体物质中是否含有NH，你认为下列试纸或试剂一定用不到的是( )
①蒸馏水 ②NaOH溶液 ③红色石蕊试纸 ④蓝色石蕊试纸 ⑤稀硫酸
A．①⑤ B．④⑤
C．①③ D．①④⑤
解析：NH检验一般是取少量样品与碱混合于试管中，加热，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，看试纸是否变蓝；也可将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，看是否有白烟生成。因此④、⑤一定用不到。
答案：B
7．下列叙述中与氮的固定无关的是( )
A．工业合成氨
B．工业上将氨转化成硝酸和其他氮的氧化物
C．豆科植物的根瘤菌吸收空气中的氮气使之转化成植物蛋白质
D．电闪雷鸣的雨天，N2与O2会反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收
解析：氮元素由游离态转化为化合态的过程是氮的固定，工业合成氨是氮气转化为氨气，属于氮的固定，A不符合题意；工业上将氨转化成硝酸和其他氮的氧化物，不是氮的固定，B符合题意；豆科植物的根瘤菌吸收空气中的氮气使之转化成植物蛋白质，属于氮的固定，C不符合题意；电闪雷鸣的雨天，N2与O2会反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收，属于氮的固定，D不符合题意。
答案：B
[提素养]
8．某同学在实验室中发现了一瓶无色而有刺激性气味的气体，根据气味判断可能是氨气，但不能确定是氨气。下列提供的方法中，能帮他检验该气体是否为氨气的是( )
A．将湿润的红色石蕊试纸放在打开的瓶口
B．将湿润的蓝色石蕊试纸放在打开的瓶口
C．用蘸有浓硫酸的玻璃棒靠近打开的瓶口
D．将干燥的红色石蕊试纸放在打开的瓶口
解析：检验氨气的方法，一是用湿润的红色石蕊试纸(或石蕊溶液)，二是用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近盛有待检验气体的瓶口。
答案：A
9．以下有关氨及铵盐的叙述中，不正确的是( )
A．铵态氮肥不能与碱性物质如草木灰混合施用
B．氨的喷泉实验体现了氨的溶解性和氧化性
C．实验室里常用固体氯化铵与氢氧化钙反应制取少量氨气
D．氨具有还原性，一定条件下可与氧化性的物质如氧气发生反应
解析：氨的喷泉实验证明氨极易溶于水，不能体现氨的氧化性。
答案：B
10．下列说法中正确的是( )
A．所有铵盐受热均可以分解，产物均有NH3
B．所有铵盐都易溶于水，所有铵盐中的N均呈－3价
C．NH4Cl溶液中加入NaOH浓溶液共热时反应的离子方程式为NH＋OH－NH3↑＋H2O
D．NH4Cl和NaCl的固体混合物可用升华法分离
解析：A项，有的铵盐受热分解产生氨气(如NH4Cl)，有的铵盐受热分解不产生氨气(如硝酸铵)；D项，可用加热法分离NH4Cl和某些固体(不分解、不升华的固体)的混合物，但其过程为先受热分解，再降温化合，而不是升华。
答案：C
11．下列离子方程式书写正确的是( )
A．实验室用氯化铵和熟石灰制氨：NH＋OH－NH3↑＋H2O
B．NaOH溶液与NH4Cl溶液混合加热：NH＋OH－NH3·H2O
C．氨水中加盐酸：NH3·H2O＋H＋===NH＋H2O
D．氨水中加入氯化铁溶液：Fe2＋＋2NH3·H2O===2NH＋Fe(OH)2↓
解析：A项，该反应属于固体间的加热反应，不能书写相应的离子方程式；B项，加热条件下NH3·H2O应分解为NH3和H2O，离子方程式应为NH＋OH－NH3↑＋H2O；C项，符合反应原理及离子方程式书写要求；D项，向氨水中滴加FeCl3溶液应生成Fe(OH)3沉淀，离子方程式为Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH。
答案：C
12．为检验一种氮肥的成分，某学习小组的同学进行了以下实验：①加热氮肥样品生成两种气体，其中一种气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，另一种气体能使澄清石灰水变浑浊。②取少量该氮肥样品溶于水，并加入少量BaCl2溶液，没有明显变化。由此可知该氮肥的主要成分是( )
A．NH4HCO3 B．NH4Cl C．(NH4)2CO3 D．NH4NO3
答案：A
13．标况下把V体积氨气溶于1体积水中得到氨的饱和溶液，试完成下列填空。
(1)NH3通入水中发生的反应为
________________________________________________________________________。
(2)氨水中存在的分子有
________________________________________________________________________。
(3)氨水中存在的离子有
________________________________________________________________________。
(4)所得氨水的质量分数为
________________________________________________________________________。
解析：NH3通入水中大部分与水生成NH3·H2O，少部分以NH3分子的形式存在，NH3·H2O中的少部分电离生成NH和OH－，另外水电离产生极少量的H＋，故氨水中存在的分子有H2O、NH3、NH3·H2O，离子有NH、OH－、H＋。
答案：
(1)NH3＋H2O??NH3·H2O??NH＋OH－
(2)H2O、NH3、NH3·H2O
(3)NH、OH－、H＋
(4)×100%
14．A、B、C、D、E各物质的关系如下图所示：
已知：X能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
(1)无色液体A是________________________________________________，A与B反应的化学方程式是
________________________________________________________________________。
(2)由X转化为N2的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)白色固体C的化学式为________。由D转化为E的离子方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：由X气体可以与CuO在加热条件下发生反应生成N2，说明X是含氮化合物，并且能使红色石蕊试纸变蓝，说明X一定是NH3。由C能与CO2生成白色沉淀D，CO2过量时又转化为无色溶液E，说明C可能是Ca(OH)2，D是CaCO3，E是Ca(HCO3)2。由X和C反推出无色液体A一定是浓氨水，白色固体B一定是CaO。
答案：
(1)浓氨水 NH3·H2O＋CaO===Ca(OH)2＋NH3↑
(2)2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O
(3)Ca(OH)2 CaCO3＋CO2＋H2O===Ca2＋＋2HCO
15.实验室采用下列方法制取NH3：
①固体Ca(OH)2与NH4Cl共热。
②NH4HCO3固体中加NaOH固体(过量)，常温下即能产生NH3；装置如图甲。
③NaOH固体中加入浓氨水。
④NH4Cl浓溶液中加生石灰。
请回答下列问题：
(1)写出②方法制取氨气的化学方程式
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)说明③方法制取氨气的原理：
________________________________________________________________________，
为什么此法不加热？
________________________________________________________________________。
(3)请从下面的仪器中选择④方法制取氨气的发生装置________(写字母，要求使用仪器最少、合理)。
写出用NH4Cl浓溶液与生石灰反应制取氨气的理由：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)某同学设计了如图装置收集氨气，下列说法不正确的是________(填字母)。
A．收集氨气的原理是向下排空气法
B．干燥管的作用是防止倒吸
C．当烧杯中的水变红时证明氨气已收集满
D．该装置会形成红色喷泉
答案：(1)NH4HCO3＋2NaOH===Na2CO3＋NH3↑＋2H2O
(2)浓氨水具有挥发性 加入NaOH固体，吸水放热，使氨气溶解度减小，且NH3·H2O受热易分解，放出氨气
(3)D CaO＋H2O===Ca(OH)2，消耗水并放热，Ca(OH)2和NH4Cl受热发生反应：Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O
(4)D
16．氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题：
(1)氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择上图中的________，反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置→________(按气流方向，用小写字母表示)。
(2)氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。
操作步骤
实验现象
解释原因
打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢通入Y管中
①Y管中________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
②反应的化学方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温
Y管中有少量水珠
生成的气态水凝聚
打开K2
③________________________________________________________________________
__________________________________________________
④________________________________________________________________________
__________________________________________________
解析：
(1)①制备氨气，可用Ca(OH)2(s)和NH4Cl(s)混合加热，可选用装置A；也可采用加热浓氨水的方法，此时可选用装置B。②欲得到干燥的氨气，首先要干燥(干燥管要大口进，小口出)，其次要收集(氨气密度比空气小，要用向下排空气法)，最后为尾气处理(因氨气极易溶于水，要用防倒吸的F装置)。
(2)NH3和NO2在催化剂、一定温度下可发生反应，故Y管中红棕色气体慢慢变浅；由化学方程式8NH3＋6NO27N2＋12H2O可以得出，反应后气体分子数减少，压强减小，故打开K2后，Z中NaOH溶液会产生倒吸现象。
答案：
(1)①A 2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O(或B NH3·H2ONH3↑＋H2O) ②dcfei
(2)①红棕色气体慢慢变浅 ②8NH3＋6NO27N2＋12H2O ③Z中NaOH溶液产生倒吸现象 ④反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外压
第2课时 二氧化氮和一氧化氮 二氧化硫和二氧化氮对大气的污染
课程目标
1．了解NO、NO2的性质。
2．了解SO2、NO、NO2对环境质量的影响。
3．能对NO、NO2、O2溶于水进行简单计算。
图说考点,
[新知预习]
一、氮气、一氧化氮和二氧化氮
1．物理性质
N2
NO
NO2
色、态
无色气体
无色气体
红棕色气体
气味
无味
无味
有刺激性气味
密度(与空气相比)
略小
略大
大
溶解性
?不溶于水
?不溶于水
与水反应
毒性
?无毒
有毒
有毒
2.化学性质
N2NONO2
有关反应的化学方程式为：
a. N2＋O22NO；
b. 2NO＋O2===2NO2；
c. 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
二、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染
1．酸雨
2．SO2和NO2的主要来源、危害和防治
[即时性自测]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)空气中N2的体积分数约为78%。( )
(2)N2在高温条件下与O2发生燃烧生成NO。( )
(3)NO在空气中易转化为红棕色NO2。( )
(4)NO2与H2O的反应，NO2只作氧化剂。( )
(5)空气质量日报报道的大气污染物是CO2、SO2、氮氧化物、固体悬浮颗粒。( )
(6)pH<7的降雨均为酸雨。( )
(7)光化学烟雾是由SO2直接造成的大气污染现象。( )
答案：(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)×
2．关于氮气的性质说法中，错误的是( )
A．氮在自然界中既以游离态存在又以化合态存在
B．通常情况下，氮气性质很不活泼
C．可在氧气中燃烧生成一氧化氮
D．大气、陆地和水体中的氮元素在不停地进行着氮的循环
解析：通常情况下氮气的性质很不活泼，在放电或高温条件下，能跟氧气反应。
答案：C
3．下列变化过程属于物理变化的是( )
A．活性炭使红墨水褪色
B．雷雨天氮气与氧气化合
C．二氧化氮溶于水
D．酸雨侵蚀建筑物
答案：A
4．在NO2与水的反应中，水的作用是( )
A．是还原剂 B．既是氧化剂又是还原剂
C．是氧化剂 D．既不是氧化剂又不是还原剂
答案：D
5．为除去混入NO中的少量NO2，应将气体通过( )
A．Na2CO3溶液 B．NaHCO3溶液 C．H2O D．浓硫酸
解析：通过A、B两项都会生成CO2，导致带入新的杂质；H2SO4不和NO2反应；由反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO知，水洗可除去NO中的NO2。
答案：C
6．大气污染是环境污染的一个重要方面，常见的大气污染可分为一次污染和二次污染，二次污染是排入环境中的一次污染物在物理化学因素或生物作用下发生变化，或与其他物质发生反应，生成新的污染物。有下列物质：①SO2；②NO；③NO2；④CO2，其中不易导致二次污染的是( )
A．①②③④ B．①③ C．②④ D．④
答案：D
提升点一 氮的氧化物性质及有关计算
[例1] 按图进行实验。试管中装有12 mL NO，然后间歇而又缓慢地通入8 mL O2，下列是有关最终状态的描述：
①试管内气体呈棕色 ②试管内气体呈无色 ③试管内液面不变 ④试管内液面上升 ⑤试管内气体是O2 ⑥试管内气体是NO
其中正确的是( )
A．①③ B．②④⑤ C．②④⑥ D．②③⑤
【解析】 由反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可得，剩余气体应为NO，体积为 mL，试管内液面上升。
【答案】 C
注意：
学会对化学实验的定性描述和定量计算。
[提升1] 在一定条件下，将充满NO2和O2的试管倒立于水槽中，充分反应后，剩余气体体积为原混合气体体积的，则原混合气体中NO2和O2的体积之比可能是( )
①8:1 ②7:3 ③7:1 ④4:1
A．①② B．①③ C．②③ D．②④
解析：反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，设原气体体积为8 L，则剩余气体为1 L。
①若剩余的1 L气体为O2。则V(NO2)＝(×7) L，V(O2)＝(×7＋1) L。二者体积比为7:3。
②若剩余的1 L气体为NO，而上述反应后剩余3 L NO2，则V(NO2)＝(3＋×5) L，V(O2)＝(×5) L。二者体积比为7:1。
答案：C,氮的氧化物与O2混合通入水中，剩余气体只可能是NO或O2，不可能是NO2，因为过量的NO2会与水反应生成NO，且形成溶液中的溶质为HNO3。,[提升2] 在一定条件下，将m体积NO与n体积O2先后通入倒立在水中且盛满水的容器中，充分反应后，容器内残留体积的气体，该气体与空气接触后变为红棕色，则m与n的比值为( )
A．3?2 B．2?3 C．8?3 D．3?8
解析：由题意可知，容器内体积的气体为NO。
解法Ⅰ(化学方程式法)：
4NO ＋ 3O2＋2H2O===4HNO3
4 3
m－ n
(m－):n＝4:3，解得m:n＝8:3。
解法Ⅱ(得失电子守恒法)：从整个反应过程看，NO与O2混合后溶于水是氧化还原过程，故得失电子数相等，在该过程中，O―→HO3，NO失电子，2―→HN3，O2得电子，则有(m－)×3＝n×2×2，解得m:n＝8:3。
解法Ⅲ(原子守恒法)：由题意知反应后所得溶液为HNO3溶液，而总反应式与N2O5＋H2O===2HNO3等效，据此可知参加反应的NO和O2中，N与O原子数之比一定为2:5，即N(N) :N(O)＝2:5得[(m－)×1] : [(m－)×1＋n×2]＝2:5，解得m:n＝8:3，故本题答案为C。
答案：C
[关键能力]
氮氧化物的计算类型
1．相关反应原理：
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO①
2NO＋O2===2NO2②
由方程式①×2＋②得：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3③
由方程式①×2＋②×3得：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3④
2．计算类型：
①NO2(或NO2与NO的混合气体)气体溶于水(反应①)利用气体体积差法进行计算。
V剩＝V(NO)原＋V(NO2)。
②NO2与O2的混合气体溶于水(反应③)。
当V(NO2) :V(O2)
③NO与O2的混合气体溶于水(反应④)
当V(NO) :V(O2)
提升点二 常见大气污染的类型
[例2] 在汽车尾气净化装置里，气体在催化剂表面吸附与释放的过程如图所示。下列说法正确的是( )
A．NO是该过程的中间产物
B．NO和O2必须在催化剂表面才能反应
C．汽车尾气的主要污染成分包括CO2和NO
D．汽车尾气的主要污染物是CO和NO
【解析】 NO2是该过程的中间产物；NO和O2的反应不需要催化剂；汽车尾气的主要污染成分包括CO和NO。
【答案】 D
[提升3] 下图所示是酸雨的形成示意图。根据图示回答下列问题。
(1)下列气体容易形成酸雨的是________。
A．CO2 B．SO2 C．N2 D．NO2
(2)现有雨水样品1份，每隔一段时间测定该雨水样品的pH，所得数据如下：
测试时间/h
0
1
2
3
4
雨水的pH
4.73
4.63
4.56
4.55
4.55
分析数据，回答下列问题：
①雨水样品的pH变化的原因是
________________________________________________________________________
(用化学方程式表示)。
②如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合，pH将变________，原因是_______________________(用化学方程式表示)。
(3)下列措施中，可减少酸雨产生的途径的是________(填字母)。
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)SO2、NO2易形成酸雨。
(2)①酸雨放置时pH变小，其原因是雨水中的H2SO3被空气中氧气氧化所致：SO2＋H2O??H2SO3,2H2SO3＋O2===2H2SO4。②雨水和自来水混合，应考虑H2SO3与Cl2(或HClO)的反应：SO2＋2H2O＋Cl2===H2SO4＋2HCl(或H2SO3＋HClO===H2SO4＋HCl)。因此雨水与自来水混合后溶液pH将变小。
(3)减少酸雨的产生需减少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。因此①③⑤正确。
答案：
(1)BD
(2)①SO2＋H2O??H2SO3,2H2SO3＋O2===2H2SO4 ②小 Cl2＋2H2O＋SO2===H2SO4＋2HCl(或H2SO3＋HClO===H2SO4＋HCl)
(3)C
SO2和NOx污染的防治方法——SO2和NOx的吸收
(1)NaOH溶液吸收
SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O
(2)氨气吸收
2NH3＋H2O＋SO2===(NH4)2SO3
8NH3＋6NO27N2＋12H2O
4NH3＋6NO5N2＋6H2O,
[关键能力]
常见的大气污染类型
类型
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，冰川融化
酸雨
SO2和氮氧化物的排放
使土壤酸化，腐蚀建筑物等
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
NO在臭氧空洞形成过程中的作用：
NO在破坏臭氧层的过程中可发生如下反应：
NO＋O3―→NO2＋O2
NO2＋O―→NO＋O2
总反应方程式为O3＋O===2O2，从整个反应来看NO作催化剂。
1．环境污染已成为人类社会面临的重大威胁，各种污染数不胜数。下列名词与环境污染无关的是( )
①白色垃圾 ②潮汐 ③酸雨 ④光化学烟雾 ⑤臭氧空洞
⑥可吸入颗粒物 ⑦赤潮 ⑧绿色化学
A．①⑦ B．②⑤
C．②⑧ D．⑦⑧
解析：潮汐是自然现象；白色垃圾主要是难降解的白色塑料，会造成土壤污染；酸雨是氮的氧化物和硫的氧化物造成的污染；光化学烟雾是氮的氧化物等排放造成的；臭氧空洞由氟氯烃等物质造成的；赤潮是水体的富营养化造成的，其危害是造成水中溶解氧减少，导致生物死亡。
答案：C
2．最新的病毒学研究证实，一氧化氮对SARS病毒有直接抑制作用。下列关于一氧化氮的叙述正确的是( )
A．一氧化氮是一种红棕色气体
B．常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合
C．一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到
D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集
解析：NO是一种无色难溶于水的气体，可以用排水法收集。常温常压下，NO容易与氧气直接化合生成NO2。
答案：C
3．关于二氧化硫和二氧化氮叙述正确的是( )
A．两种气体都是无色有毒的气体，且都可用水吸收以消除对空气的污染
B．二氧化硫与过量的二氧化氮混合后通入水中能得到两种常用的强酸
C．两种气体都具有强氧化性，因此都能够使品红溶液褪色
D．两种气体溶于水都可以与水反应，且只生成相应的酸
解析：二氧化氮跟水反应，生成硝酸和一氧化氮，二氧化硫溶于水生成亚硫酸，硝酸氧化亚硫酸生成硫酸。二氧化硫的漂白原理不是利用强氧化性，二氧化硫也不具有强氧化性。
答案：B
4．在标准状况下，将O2和NO2按1?4体积比充满干燥烧瓶，把烧瓶倒置于水中，瓶内液体逐渐上升，假设烧瓶内溶液不扩散，最终烧瓶内溶液里溶质的物质的量浓度为( )
A. mol·L－1 B. mol·L－1
C. mol·L－1 D. mol·L－1
解析：设烧瓶的体积为V L，由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3知NO2的体积为V L，又O2和NO2的体积比为1?4，所以最终液体充满整个烧瓶，溶液的体积为V L，NO2的物质的量为V L÷22.4 L·mol－1＝V mol，所以硝酸的物质的量浓度为V mol÷V L＝ mol·L－1。
答案：C
5．酸雨形成的最主要原因是( )
A．森林遭乱砍滥伐，破坏了生态平衡
B．工业上大量燃烧含硫燃料
C．大气中二氧化碳的含量增多
D．汽车排出大量尾气
解析：空气中硫的氧化物和氮氧化物随雨水降下就形成酸雨。酸雨的形成主要是由于空气中SO2和NOx的增多。在我国主要是SO2的增多。空气中SO2的主要来源是①化石燃料(煤和石油产品)的燃烧；②含硫矿石的冶炼；③硫酸、磷肥、纸浆厂的工业废气。目前，由于汽车用的燃料汽油、柴油等都经过了脱硫处理，所以形成酸雨的最主要原因是工业上大量燃烧含硫燃料。
答案：B
练后感悟
(1)氮的氧化物是造成酸雨和臭氧层空洞的共同污染物。
(2)NO在破坏臭氧层的过程中可发生如下反应：
NO＋O3===NO2＋O2
NO2＋O===NO＋O2
总反应方程式为2O3===3O2，从整个反应来看NO作催化剂。
(3)NO使人中毒的原理与CO相似，被人吸入后与血红蛋白结合生成一氧化氮血红蛋白，从而使血红蛋白失去运输O2的能力。
课时作业23 二氧化氮和一氧化氮 二氧化硫和二氧化氮对大气的污染
授课提示：对应学生用书128页
[练基础]
1．空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动了“蓝天工程”。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是( )
A．推广使用燃煤脱硫技术，防止SO2污染
B．实施绿化工程，防治扬尘污染
C．研制燃料电池汽车，减轻机动车尾气污染
D．加大石油、煤的开采速度，增加化石燃料的供应量
解析：A项，燃煤脱硫后，煤燃烧产生的SO2减少，可防止SO2污染；B项，加强环境绿化，可防治扬尘污染；C项，研制燃料电池汽车，减少汽油、柴油的燃烧，使机动车尾气中的NOx和SO2减少，能减轻机动车尾气污染；D项，增加化石燃料的供应量，会向大气中排放更多的SO2、NOx等，更易导致大气污染。
答案：D
2．下列关于NO的说法正确的是( )
A．NO是酸性氧化物
B．NO只能通过人工合成
C．NO是大气污染物，会形成酸雨
D．NO可以用向上排空气法收集
答案：C
3．对3NO2＋H2O===2HNO3＋NO反应的下列说法正确的是( )
A．氧化剂与还原剂的质量比为1:2
B．氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:2
C．NO2是氧化剂，H2O是还原剂
D．在反应中若有6 mol NO2参与反应时，有3 mol电子发生转移
答案：A
4．在一定温度和压强下将装有N2和NO2混合气体的试管倒立在水中，经过足够的时间后，试管内气体体积缩小为原体积的，则原混合气体中N2和NO2气体的体积比是( )
A．2:3 B．3:2
C．3:5 D．5:3
解析：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ΔV
3 1 2
V(NO2) V
所以V(NO2)＝V，V(N2)＝V，V(N2) :V(NO2)＝2:3。
答案：A
5．将40 mLNO2和NO的混合气体通入倒立于水槽中盛满水的试管中，充分反应后试管中剩下20 mL气体，则原混合气体中NO2和NO的体积比为( )
A．2:1 B．1:3
C．3:1 D．1:1
解析：NO不溶于水，也不与水反应，NO2与水的反应为
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ΔV
3 1 2
＝30 mL (40－20)mL
NO的体积为40 mL－30 mL＝10 mL，则原混合气体中NO2和NO的体积比为3?1，C正确。
答案：C
6．下列气体①N2；②O2；③NO2；④NO；⑤CO2；⑥CO中，属于大气污染物的是( )
A．③④⑥ B．①②③④
C．③④⑤⑥ D．全部
解析：氮的氧化物、硫的氧化物及CO是常见的大气污染物。
答案：A
[提素养]
7．如图所示，夹子开始处于关闭状态，将液体A滴入试管②与气体B充分反应，打开夹子，发现试管①内的水立刻沸腾了。则液体A和气体B的组合不可能是下列的( )
A．亚硫酸钠溶液、氯气
B．水、二氧化氮
C．水、一氧化氮
D．氢氧化钠溶液、二氧化碳
解析：①中水沸腾说明①中气体压强减小，在C项中水与NO不反应，不能使气体压强减小。
答案：C
8．把少量的NO2气体通入过量的小苏打溶液中，再使逸出的气体通过装有过氧化钠颗粒的干燥管，最后收集到的气体是( )
A．O2 B．NO2 C．NO2和O2 D．CO2和NO
解析：NO2气体与水反应生成HNO3和NO，HNO3与NaHCO3反应生成NaNO3、H2O和CO2。因此，通入过量的小苏打溶液得到的气体是NO和CO2的混合气体。此混合气体中的CO2能与Na2O2反应，生成Na2CO3和O2，而O2会氧化NO生成NO2。发生的反应如下：6NO2＋2H2O===4HNO3＋2NO,4NaHCO3＋4HNO3===4NaNO3＋4H2O＋4CO2↑，4Na2O2＋4CO2===4Na2CO3＋2O2,2NO＋O2===2NO2。由于NO与O2物质的量之比为1:1，氧气过量，故最后收集到的气体是NO2和O2。
答案：C
9．将a mL NO、b mL NO2、x mL O2混合于同一试管里，将试管口倒插于水中，充分反应后试管内气体全部消失，则用a、b表示x的代数式是( )
A．(a＋b)/2 B．(2a＋b)/3
C．(3a＋b)/4 D．(4a＋b)/5
解析：氮的氧化物与O2和H2O反应生成HNO3时，只要满足氮的氧化物中的N与氮的氧化物中的O和O2中O之和的物质的量比为2:5即可全部转化，没有气体剩余。即：＝，解得x＝。
答案：C
10．同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的两种气体，它们是①NO和NO2，②NO2和O2，③NO和N2。现将3支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3，则下列关系正确的是( )
A．V1>V2>V3 B．V1>V3>V2
C．V2>V3>V1 D．V3>V1>V2
解析：可假设试管体积均为2V，则每种气体的体积均为V；当倒置于水槽中时：①中有反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，则剩余气体的体积V1＝V；②中有反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，则剩余O2的体积V2＝V；③中气体与水不反应，故试管中气体体积V3＝2V。综上所述V3>V1>V2。
答案：D
11．下列物质①氮氧化物 ②未完全燃烧的碳氢化合物 ③含铅化合物 ④二氧化硫 ⑤一氧化碳，其中属于汽车尾气成分的是( )
A．①②③④ B．①②③⑤
C．②③④⑤ D．全部
解析：汽车尾气中的成分比较复杂，有不完全燃烧产生的CO、碳氢化合物、碳的固体颗粒，有N2和O2反应产生的NO、NO2，有汽油中的S元素与O2生成的SO2。
答案：D
12．硝酸工业尾气中含有高浓度的NO和NO2，它们都是大气的重要污染物。已知某厂排放的尾气中NO、NO2的体积比为1:1，该厂采用NaOH溶液来处理该尾气，处理后所得溶液中只有一种含氮的钠盐。则该含氮的钠盐中，氮元素的化合价为( )
A．－3价 B．＋1价
C．＋3价 D．＋5价
解析：NO、NO2的体积比为1:1，两者中氮的价态分别为＋2、＋4价，一个升高，一个降低，含氮钠盐中氮的价态是＋3价。
答案：C
13．X、Y、Z三种气体都能对大气造成污染，在工业上都可以用碱液吸收。已知X是化石燃料燃烧产物之一，是形成酸雨的主要物质；Y是一种单质，它的水溶液具有漂白作用；Z是硝酸工业和汽车尾气中的有害物质之一，能与水反应。请写出下列物质反应的化学方程式。
(1)X在一定条件下与氧气反应________；
(2)Y与氢氧化钠溶液的反应________；
(3)Z与水的反应________。
解析：据题意可知，形成酸雨的主要物质，是燃烧化石燃料所得，则X是SO2；氯水具有漂白性，则Y是Cl2；NO2是硝酸工业和汽车尾气的有害成分，且易溶于水，Z是NO2。
答案：
(1)2SO2＋O22SO3
(2)Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
(3)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
14．为了有效实现NO和NO2的相互转化，设计如下实验：按图组装好实验装置，并检查装置气密性，实验前用排水法收集半瓶NO气体。
(1)打开止水夹，推动针筒活塞，使O2进入烧瓶。关上止水夹，首先观察到烧瓶中的现象：__________________________________________，产生此现象的化学反应方程式为________________________________________。
(2)轻轻摇动烧瓶，观察到烧瓶中的现象为
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
产生此现象的化学反应方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：
(1)烧瓶中气体由无色变为红棕色
2NO＋O2===2NO2
(2)①烧杯中红棕色气体又变为无色
②烧杯中水倒吸到烧瓶中(或烧瓶中液面上升)
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
15．汽车尾气(含烃类、CO、SO2与NO等物质)是城市空气的污染源之一。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个催化转换器(用Pt、Pd合金作催化剂)，它的特点是使CO和NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使汽油充分燃烧及SO2的转化。
(1)汽车尾气中导致酸雨形成的主要物质是
________________________________________________________________________。
(2)NO的危害在于________(填字母)。
A．破坏臭氧层
B．高温下能使一些金属氧化
C．造成酸雨
D．与人体血红蛋白结合
(3)写出在催化剂的作用下CO跟NO反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(4)使用“催化剂转化器”的缺点是在一定程度上提高了排放废气的酸度，有可能促进了酸雨的形成，其原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)控制城市空气污染源的方法有________(填字母)。
a．植树造林 b．开发氢能源
c．使用电动车 d．使用无铅汽油
解析：(1)汽车尾气中导致酸雨形成的主要物质是SO2、NO。(2)NO气体在破坏臭氧层的过程中起催化作用；NO能与人体血红蛋白结合而使人中毒；NO被O2氧化生成NO2，NO2与水反应生成HNO3可形成酸雨。(3)从题目叙述中“它能使CO跟NO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体”，可推出该反应为2CO＋2NON2＋2CO2。(4)使用“催化转化器”促进SO2转化SO3，而SO3与H2O化合生成H2SO4，提高了空气的酸度，促进了酸雨的形成。(5)控制城市空气污染源的方法是从控制空气污染物的排放上采取措施。植树造林能控制CO2量的增加，但不能消除污染物；使用无铅汽油也不能消除汽车尾气的排放，选b、c。
答案：(1)SO2、NO (2)ACD
(3)2CO＋2NON2＋2CO2
(4)反应除生成了N2外，还生成了增加空气酸度的CO2和SO3
(5)bc
第2课时 氯离子的检验和氯气的实验室制法
课程目标
1．掌握Cl－的检验方法。
2．了解Cl2的实验室制取原理和实验装置。
图说考点
[新知预习]
一、Cl－的检验
1．实验探究
实验现象
离子方程式或解释
加入AgNO3溶液
加入稀硝酸
稀盐酸
?产生白色沉淀
沉淀不溶解
Ag＋＋Cl－===AgCl↓
NaCl溶液
?产生白色沉淀
沉淀不溶解
?Ag＋＋Cl－===AgCl↓
Na2CO3溶液
?产生白色沉淀
沉淀溶解
2Ag＋＋CO===Ag2CO3↓
Ag2CO3＋2H＋===2Ag＋＋CO2↑＋H2O
自来水
?产生白色沉淀
沉淀不溶解
Ag＋＋Cl－===AgCl↓
蒸馏水
无明显现象
2.氯离子的检验方法
(1)操作方法：向未知溶液中先加AgNO3溶液，再加稀HNO3。
(2)现象：产生白色沉淀，加稀硝酸时，沉淀不溶解。
(3)原理： Ag＋＋Cl－===AgCl↓。
(4)加入稀硝酸的目的：排除CO等离子的干扰。
二、氯气的实验室制法
1．反应原理
MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
2．仪器装置
主要仪器：铁架台(带铁圈)、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗、集气瓶、烧杯等。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，防止污染环境。
3．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)。
4．尾气处理
Cl2有毒，易污染空气，需用NaOH溶液吸收。
三、氯气的工业制法
工业上用电解饱和食盐水的方法制取Cl2，反应的化学方程式为2NaCl＋2H2O电解,2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
[即时性自测]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)溶液中加入AgNO3溶液有沉淀，说明溶液中一定含Cl－。( )
(2)NaClO中含有氯元素，故向NaClO溶液中加入用硝酸酸化的AgNO3溶液，可产生白色沉淀。( )
(3)实验室制取氯气，可用稀盐酸代替浓盐酸。( )
(4)实验室制备的氯气常含有氯化氢和水蒸气。( )
(5)氯气有毒，故应排到实验室外。( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)×
2．检验Cl－所用的试剂为AgNO3和HNO3，其中HNO3的作用是( )
A．防止CO的干扰
B．防止Cl－的干扰
C．生成AgNO3沉淀
D．防止NO的干扰
解析：检验Cl－时，加入AgNO3会生成AgCl白色沉淀，而Ag2CO3同样是白色沉淀，但加入稀HNO3后，AgCl不溶解，而Ag2CO3溶解于稀HNO3，所以加稀HNO3的作用是防止CO的干扰。
答案：A
3．欲除去Cl2中的少量HCl气体，可选用( )
A．NaOH溶液
B．饱和食盐水
C．浓硫酸
D．石灰水
解析：利用了HCl极易溶于水而Cl2在饱和食盐水中溶解度很小的原理。
答案：B
4．实验室以MnO2和浓盐酸反应制Cl2并净化和收集的装置如图所示，试回答以下问题：
(1)如何检验装置的气密性？
(2)净化装置的顺序能否颠倒？为什么？
(3)以含14.6 g HCl的浓盐酸与足量MnO2充分反应，制得的Cl2在标准状况下总小于2.24 L，原因可能是：①________________；②________________。
解析：(1)此类装置可用微热法检验其气密性。(2)干燥除杂的顺序通常是先去除其他气体杂质，最后干燥，以免再混入水蒸气。(3)此反应须是浓盐酸和MnO2共热才能发生。
答案：
(1)将导管末端插入水中，用酒精灯微热烧瓶，导管口有气泡冒出，移开酒精灯，水上升到导管中形成一段稳定的水柱，则证明装置的气密性良好。
(2)不能；如颠倒则Cl2经饱和食盐水除去HCl时会重新混入水蒸气。
(3)①随着反应进行，盐酸浓度变小，MnO2与稀盐酸不反应因此该反应停止
②加热过快，部分HCl挥发
提升点 氯气的实验室制法解析
[例] 下列关于实验室制取Cl2的说法正确的是( )
A．将混有HCl杂质的Cl2通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶除去杂质
B．实验室制取Cl2，浓盐酸起到酸性和氧化剂作用
C．实验室用如图装置除去Cl2中的少量HCl
D．实验室制备Cl2，可用排饱和食盐水集气法收集
【解析】 Cl2通入饱和NaHCO3溶液反应生成CO2，引入新的杂质，并且消耗Cl2，A项不正确；实验室制取Cl2，浓盐酸起到酸性和还原剂的作用，B项不正确；用饱和食盐水除去Cl2中的HCl气体时，导气管应长进短出，C项不正确；实验室用排饱和食盐水法收集Cl2是因为Cl2难溶于饱和食盐水，而能溶于水，D项正确。
【答案】 D
实验室制备Cl2注意事项
①必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应。
②为了减少制得的Cl2中HCl的含量，所以加热温度不宜过高，减少HCl的挥发。
③实验结束后，先使反应停止并排出装置中残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。
④尾气吸收时，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因为溶液中Ca(OH)2浓度小，吸收不完全。
[提升] 如图所示是某学生设计的实验室制备并干燥Cl2及吸收多余氯气的实验装置图，请回答：
(1)指出上述图中的各处错误：
①______________________________________；
②________________________________________________________________________；
③______________________________________；
④________________________________________________________________________。
(2)在改进后的装置中，下列物质的作用分别是：
①饱和食盐水____________________________；
②浓硫酸_______________________________；
③NaOH溶液____________________________。
(3)制备实验开始时，先检查装置的气密性，接下来的操作依次是________。
A．向烧瓶中加入MnO2粉末 B．加热 C．向烧瓶中加入浓盐酸
(4)如果将过量二氧化锰与20 mL 12 mol·L－1的盐酸混合加热，充分反应后生成的氯气明显少于0.06 mol。其主要原因有：
①__________________________，②__________________________。
(5)为了提高浓盐酸的利用率，你对实验的建议是
________________________________________________________________________。
(6)圆底烧瓶中发生反应的离子方程式是____________________________________。
实验结束清洗仪器时，为了减少烧瓶中残留氯气对环境的污染，可以向烧瓶中加入的溶液是________，有关的离子方程式是____________________________________。
解析：(1)从试剂，装置(制气、净化、收集、尾气吸收)角度考虑。(2)先除HCl，后干燥，再收集，最后尾气吸收。(3)检查装置气密性后的操作顺序为先加固体药品，然后加入液体药品，最后加热。(4)题中所给盐酸中HCl的物质的量是0.24 mol，但由于盐酸受热易挥发，且随反应的不断进行，盐酸浓度越来越小，变为稀盐酸后不再与MnO2反应，所以产生的Cl2的物质的量小于0.06 mol。(5)为减少盐酸的挥发，慢慢滴加浓盐酸，用小火加热。(6)利用Cl2和NaOH溶液反应除多余的Cl2。
答案：
(1)①不能用稀盐酸，而应用浓盐酸 ②应有加热装置，应用酒精灯加热 ③盛浓硫酸和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒 ④两洗气瓶里进气导管和出气导管的长短颠倒
(2)①除去Cl2中的氯化氢 ②除去氯气中的水蒸气 ③吸收多余的氯气
(3)ACB
(4)①加热使HCl大量挥发 ②盐酸变稀后不再发生反应
(5)将浓盐酸慢慢滴下；加热用小火
(6)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O NaOH溶液
Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O、H＋＋OH－===H2O
[关键能力]
Cl2的实验室制法
1．反应原理
化学方程式：MnO2＋4HCl(浓)△,MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，
离子方程式：MnO2＋4H＋＋2Cl－△,Mn2＋＋2H2O＋Cl2↑。
也可以用高锰酸钾、重铬酸钾、氯酸钾等氧化剂代替二氧化锰。
如2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。
2．实验装置
(1)发生装置(Ⅰ)
①特点：固体＋液体气体。②仪器：铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗等。③试剂：A中盛放浓盐酸，B中盛放二氧化锰。
(2)净化装置(Ⅱ)
组成
盛放试剂
试剂的作用
C
饱和氯化钠溶液
除去氯气中的氯化氢
D
浓硫酸
干燥氯气
(3)收集装置(Ⅲ)
①收集方法：向上排空气法(装置E，Cl2的密度大于空气的密度)。也可用排饱和食盐水法(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)。
②验满方法：用湿润的KI-淀粉试纸检验。将湿润的KI-淀粉试纸放在集气瓶口，若试纸变蓝，则证明Cl2已收集满。
(4)尾气处理装置(Ⅳ)
①导气管要伸入液面以下。②F中盛放试剂：氢氧化钠溶液，作用：吸收过量的氯气，防止污染环境。
MnO2与浓HCl反应特点
①浓盐酸中，部分Cl－的化合价升高，4 mol HCl参加反应，被氧化的Cl－为2 mol。
②随着反应的进行盐酸浓度变小，故MnO2足量时，盐酸不能完全反应。
1．在未知液中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成，加入稀硝酸后，沉淀部分溶解，有无色无味的气体生成，将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，由此判断水溶液中含有( )
A．Cl－、SO B．Cl－、NO
C．Cl－、CO D．Cl－、OH－
解析：根据题给现象，生成的白色沉淀部分溶于稀硝酸，且产生使石灰水变浑浊的气体，则原溶液中存在CO和Cl－。
答案：C
2．实验室制备氯气的化学方程式是MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋2H2O＋Cl2↑。下列关于实验室制氯气的说法中错误的是( )
A．还原剂是HCl，氧化剂是MnO2
B．每生成1 mol Cl2，转移电子2 mol
C．每消耗1 mol MnO2，起还原作用的HCl为4 mol
D．生成的氯气中含有水蒸气和HCl
答案：C
3．有一包白色固体，它可能是KCl、K2CO3、KNO3中的一种或几种，进行下列实验：
①溶于水，得无色溶液；
②在所得溶液中滴入AgNO3溶液，生成白色沉淀；
③再滴加稀硝酸，沉淀量减少但不完全消失，同时有气泡生成。
根据上述现象判断：
(1)白色固体一定含有的成分是________，可能含有的成分是________；
(2)请写出上述实验中有关反应的离子方程式：
______________________________________。
解析：由②产生白色沉淀知，可能含有K2CO3和KCl中的一种或两种；由③沉淀量减少且有气泡生成知，一定含有K2CO3；根据沉淀不完全消失可知，一定含有KCl。
答案：
(1)KCl和K2CO3 KNO3
(2)Ag＋＋Cl－===AgCl↓，2Ag＋＋CO===Ag2CO3↓，Ag2CO3＋2H＋===2Ag＋＋H2O＋CO2↑
点拨：某种离子和银离子产生白色沉淀，并不能确定该离子是氯离子。Ag2CO3也是白色沉淀，注意用硝酸排除干扰。
4．某同学应用如图所示的方法研究物质的性质，其中气体a的主要成分是氯气，杂质是空气和水蒸气。回答下列问题：
(1)该项研究(实验)的主要目的是
________________________________________________。
(2)浓硫酸的作用是________________________，与研究目的直接相关的实验现象是________________。
(3)从物质性质的方面来看，这样的实验设计存在事故隐患，原因是________________________________。请在上图的D处以图的形式表明克服事故隐患的措施。
解析：本题的实验目的是探究氯气本身还是氯气跟水反应生成的HClO具漂白作用，依据此目的本题设计了氯气分别与干燥的有色布条和湿润的有色布条作用。事故隐患是Cl2有毒，污染环境，可用碱溶液吸收。
答案：
(1)探究Cl2与HClO谁有漂白性(答案合理即可)
(2)吸收气体a中的水蒸气 B中的布条不褪色，C中的布条褪色
(3)多余的Cl2会污染空气
练后感悟
气体净化装置的选择
气体净化装置的设计必须同时考虑主要成分和杂质成分的性质，以便选择适当的装置除去杂质。用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时，氯气中混有HCl和水蒸气等杂质，除去氯气中的HCl可以用饱和食盐水(如下图中Ⅰ所示)；除去氯气中的水蒸气可用浓硫酸(如下图中Ⅱ所示)或无水CaCl2(如下图中Ⅲ所示)。
课时作业21 氯离子的检验和氯气的实验室制法
授课提示：对应学生用书125页
[练基础]
1．下列说法不正确的是( )
A．氯元素在自然界中存在游离态，只是量极少
B．海水中的氯元素主要以NaCl等盐的形式存在
C．人体的血液中含有NaCl，其浓度大约为0.9%
D．氯化钠对维持人体的生理功能有着重要作用
解析：自然界中不存在游离态的氯，氯元素全部以化合态的形式形在。A选项错误。
答案：A
2．检验氯化氢气体中是否混有Cl2，可采用的方法是( )
A．用干燥的蓝色石蕊试纸检验 B．用干燥有色布条检验
C．将气体通入硝酸银溶液检验 D．用湿润的淀粉-KI试纸检验
解析：HClO具有漂白性，而Cl2不具有，在干燥环境下，Cl2不能转变为HClO，因而无漂白性，无法与HCl气体区分。气体通入AgNO3溶液都产生白色沉淀，因为Cl2与H2O反应也产生Cl－。Cl2与KI反应产生I2，淀粉遇I2变蓝，可以与HCl区分。
答案：D
3．现有盐酸、NaCl溶液、NaOH溶液和新制氯水，可用来区别它们的一种试剂是( )
A．AgNO3溶液
B．酚酞溶液
C．紫色石蕊溶液
D．饱和食盐水
解析：盐酸遇紫色石蕊溶液变红，NaCl溶液遇紫色石蕊溶液无明显现象，NaOH溶液遇紫色石蕊溶液变蓝，新制氯水遇紫色石蕊溶液先变红后褪色。
答案：C
4．能证明某溶液中含有NaCl的是( )
A．焰色反应是黄色
B．溶液有咸味
C．取少量溶液于试管中，滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，出现白色沉淀
D．焰色反应是黄色，同时又能与硝酸酸化的硝酸银溶液反应生成白色沉淀
解析：要证明含有Na＋，则焰色反应为黄色；要证明含有Cl－，则加入稀硝酸酸化的AgNO3溶液后生成白色沉淀。
答案：D
5．下列关于实验室制取氯气的说法正确的是( )
A．盛浓盐酸的分液漏斗可用长颈漏斗代替
B．为了便于学生观察氯气的制备实验，可在讲台上直接做氯气的制备实验
C．可用饱和食盐水吸收尾气
D．可在集气瓶口放一张湿润的淀粉碘化钾试纸，观察氯气是否收集满
解析：盛浓盐酸的分液漏斗若用长颈漏斗代替无法控制盐酸的用量，A错误；在讲台上直接做氯气的制备实验，没有在通风橱中进行，容易造成中毒事件，B错误；饱和食盐水不能与氯气反应，不能用于吸收尾气，C错误；可在集气瓶口放一张湿润的淀粉碘化钾试纸，若试纸变蓝，则氯气集满，D正确。
答案：D
6．下列离子方程式书写正确的是( )
A．氯气跟水反应Cl2＋H2O===2H＋＋Cl－＋ClO－
B．二氧化锰跟浓盐酸共热制Cl2
MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
C．向氯化亚铁溶液中通入氯气Fe2＋＋Cl2===Fe3＋＋2Cl－
D．向稀漂白粉溶液中通入足量二氧化碳
Ca2＋＋2ClO－＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO
解析：A项中HClO是弱酸，不能改写成ClO－和H＋，且该反应是可逆反应；C项中得失电子不守恒；D项中CO2足量，应生成Ca(HCO3)2。
答案：B
[提素养]
7．已知KMnO4在常温下与浓盐酸反应生成Cl2，下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取Cl2的简易装置，下列叙述不正确的是( )
A．在试管①中盛有饱和食盐水，用试管②收集Cl2
B．用试管①收集Cl2，试管②可防止NaOH溶液倒吸到试管①中
C．③用于吸收多余的Cl2，防止污染环境
D．用该装置收集到的Cl2中会混有HCl气体和水蒸气
解析：根据导管的进出长短可知试管①用于收集Cl2，试管②用于防止NaOH溶液倒吸入①中，NaOH溶液吸收多余的Cl2，防止污染环境，①中收集到的Cl2不纯，混有HCl和水蒸气。
答案：A
8．已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生Cl2。若用下图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并试验其与金属的反应，每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是( )
A．①和②处 B．只有②处
C．②和③处 D．②、③、④处
解析：①是制备氯气的装置，②是除去氯气中氯化氢杂质的装置，③是干燥装置，④是用于氯气与金属反应的装置。除杂时不能消耗欲保留的气体，因为氯气可与NaOH溶液反应，化学方程式为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，所以②处错误；③中进气管短，出气管却插入液面下，所以无法干燥气体，也不能使气体进入④中与金属反应，所以③处错误；④是一个封闭体系，未反应的气体不断蓄积会使容器内压强过大而发生爆炸，所以④处错误。
答案：D
9．实验室用浓盐酸与足量的二氧化锰反应产生少量的氯气。若反应过程中消耗了0.2 mol HCl，理论上可收集到的氯气的质量( )
A．等于3.55 g B．小于3.55 g
C．大于3.55 g D．约等于7.1 g
解析：理论上可收集到的氯气的质量，可直接根据化学方程式计算，设收集到氯气的质量为x，则
4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
4 mol 71 g
0.2 mol x
x＝3.55 g。
答案：A
10．在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。下列收集Cl2的正确装置是( )
解析：集气瓶中使用单孔橡胶塞塞紧，只能进气，不能排气，则瓶内压强增大到一定程度，可能将橡胶塞压出，A项错误；因为Cl2比空气的密度大，Cl2应短管进，B项错误；C项该装置既能收集Cl2，又能进行尾气处理且防倒吸，正确；由于Cl2和NaOH反应，所以不能收集到Cl2，D项错误。
答案：C
11．自来水厂常用氯气对生活用水进行杀菌消毒。市场上有些不法商贩为牟取暴利，用这样的自来水冒充纯净水(离子的浓度非常低)出售，给人们的生活造成了一定的不良影响。在下列化学试剂中，可以用于鉴别这种自来水和纯净水的是( )
A．酚酞溶液
B．氯化钡溶液
C．氢氧化钠溶液
D．硝酸银溶液
解析：Cl2消毒过的自来水中含有HCl和HClO，用AgNO3溶液即可鉴别，产生白色沉淀的是自来水，不产生沉淀的是纯净水。
答案：D
12．常温下，A是可用来对自来水进行消毒的黄绿色单质气体，A、B、C、D、E都含X元素，其转化关系如图所示：
(1)请分别写出A、B、D的化学式(如为溶液请填溶质的化学式)：
A________、B________、D________。
(2)写出下列反应的化学方程式或离子方程式(请注明条件)：
A＋H2O(离子方程式)：
________________________________________________________________________；
A＋NaOH(离子方程式)：
________________________________________________________________________；
D→A(化学方程式)：
________________________________________________________________________。
解析：由题意可知A为氯气，B为次氯酸，D为盐酸，C为氯化钠，E为次氯酸钠。
答案：
(1)Cl2 HClO HCl
(2)Cl2＋H2O??H＋＋Cl－＋HClO
Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
13．氯气是一种重要的化工原料。
(1)实验室可用二氧化锰和浓盐酸共热制取氯气，反应的化学方程式是
________________________________________________________________________。
(2)某学习小组利用此原理设计如图所示的装置制取氯气。
①在该实验中，制取氯气的装置是________(填字母)。
②C装置中盛放饱和氯化钠溶液，其作用是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③D装置的作用是干燥氯气，其中盛放的试剂是____________。
④该实验存在明显的缺陷，在下面画出改进的装置图，写出相关反应的离子方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：实验室用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气的化学方程式是MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，该反应是固体和液体需要加热的反应，故选c装置制取氯气。因为浓盐酸具有挥发性，制取的氯气中含有杂质氯化氢，还有水蒸气，所以要得到干燥、纯净的氯气，应先通过饱和氯化钠溶液以除去氯气中的氯化氢，再通过浓硫酸干燥氯气。为防止氯气污染环境，要用氢氧化钠溶液吸收尾气。
答案：(1)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
(2)①c ②除去氯气中的氯化氢 ③浓硫酸
④
Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
14．用如图所示装置可以完成一系列实验(图中夹持装置已略去)。
用装置A由浓硫酸和浓盐酸混合制取HCl气体，装置B中的三处棉花依次做了如下处理：①包有某固体物质，②蘸有KI溶液，③蘸有石蕊溶液。请回答下列问题：
(1)仪器P的名称是________。
(2)①处包有的某固体物质可能是(填字母)________。
a．MnO2 b．KMnO4
c．KCl d．Cu
反应开始后，观察到②处有棕黄色物质产生，写出②处发生反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。
(3)在实验过程中，在③处能观察到
________________________________________________________________________。
(4)甲同学为了验证剩余气体的主要成分，在C中设计了如图装置，D中装有铜丝网，装置E的试管中不加任何试剂，装置F的烧杯中加入适量的AgNO3溶液。
①实验过程中，装置D的作用是
________________________________________________________________________；
②装置F中的现象是
________________________________________________________________________；
写出反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。
解析：
(1)仪器P的名称为分液漏斗。
(2)②处有棕黄色物质产生，说明有单质I2生成，说明HCl经过①处后被氧化生成Cl2，①处包有的固体物质可能是KMnO4，②处反应的离子方程式为Cl2＋2I－===I2＋2Cl－。
(3)Cl2通过蘸有石蕊溶液的棉花时，会使石蕊溶液先变红后褪色。(4)甲同学实验的原理如下：用铜丝网证明剩余气体中含有Cl2(若铜网颜色变化，可以证明含有Cl2)；根据Cl2易液化的性质用冰水将Cl2冷凝从而除去；再根据剩余气体与硝酸银溶液的反应情况验证是否存在HCl气体。
答案：
(1)分液漏斗
(2)b Cl2＋2I－===I2＋2Cl－
(3)先变红后褪色
(4)①验证HCl气体中含有Cl2(或验证HCl气体中含有Cl2和除去HCl气体中的Cl2)
②有白色沉淀产生 Ag＋＋Cl－===AgCl↓
第2课时 硅酸盐和硅单质
课程目标,
1．了解硅酸盐的性质及组成的表示方法。
2．了解硅的性质和用途。
3．了解几种重要无机非金属材料的生产及用途。
图说考点,
[新知预习]
一、硅酸盐
1．硅酸盐的组成和性质
(1)概念：由?硅、氧和金属组成的化合物的总称
(2)性质：固态，大多不溶于水，化学性质很稳定
(3)表示方法：如Na2SiO3、Na2O·SiO2
2．最简单的硅酸盐——Na2SiO3
3．三种常见的硅酸盐产品
硅酸盐
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、石英砂
玻璃窑
Na2O·CaO·6SiO2
陶瓷
黏土
Al2O3·2SiO2·2H2O
二、硅单质
1．形态及结构
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
金属光泽
高
大
脆
良好半导体
(2)化学性质：在常温下化学性质不活泼，但能与氢氟酸、强碱发生反应。
①Si与NaOH溶液：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
②Si与氢氟酸：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。
3．用途
(1)半导体材料，如硅芯片等。
(2)新型能源，如光电池等。
[即时性自测]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)晶体硅与金刚石的结构相似。( )
(2)硅是活泼的非金属元素。( )
(3)自然界中存在单质硅。( )
(4)硅酸钠可以改写为Na2O·SiO2，故硅酸钠是混合物，含有Na2O和SiO2。( )
(5)硅酸钠俗称水玻璃，是一种防火剂。( )
(6)硅酸盐是一大类结构复杂的固态物质。( )
(7)普通玻璃和水泥的生产原料均含石灰石。( )
(8)光电池可以将光能直接转化为电能。( )
答案：(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)√ (8)√
2．从现有的考古资料来看，中国原始陶器开始于距今七千年前。时至今日陶瓷已广泛应用于人们的生活和生产中，下列不属于陶瓷制品的是( )
解析：试管是玻璃制品。
答案：C
3．下列关于硅及二氧化硅的化学性质的化学方程式书写错误的是( )
A．硅与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑
B．硅与烧碱溶液反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑
C．硅与盐酸反应：Si＋4HCl===SiCl4＋2H2↑
D．二氧化硅在高温下被C还原：SiO2＋2CSi＋2CO↑
解析：常温下，硅能与氢氟酸、烧碱溶液反应，但不与盐酸反应。加热或高温条件下能与C、Cl2、O2等发生反应，化学方程式分别为Si＋CSiC、Si＋2Cl2SiCl4、Si＋O2SiO2。
答案：C
4．硅酸钠的水溶液俗称水玻璃。下列关于水玻璃的说法中，正确的是( )
A．水玻璃是一种纯净物
B．水玻璃可作木材防腐剂
C．水玻璃与盐酸反应所得的白色胶状沉淀是二氧化硅
D．滴有酚酞的水玻璃呈红色，说明水玻璃呈碱性
解析：水玻璃是Na2SiO3的水溶液，是一种混合物；由于Na2SiO3的热稳定性极好，又不能燃烧，所以常用作木材防火剂而不是防腐剂；Na2SiO3溶液中滴入盐酸发生反应：Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl，产生的沉淀是H2SiO3而不是SiO2；Na2SiO3溶液能使无色酚酞溶液变红色，说明水玻璃显碱性。
答案：D
提升点一 硅的结构特点和特性
[例1] 下列关于硅的说法中，错误的是( )
A．硅是非金属元素，它的晶体单质是灰黑色有金属光泽的固体
B．单质硅和金刚石结构相似，但比金刚石硬度小，熔点低
C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应
D．加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应
【解析】 硅虽然外形像金属(有金属光泽)，但实际上属于非金属；硅原子与碳原子最外层电子数相同，晶体结构相似，但硅晶体比金刚石的硬度小，熔点低；硅的化学性质不活泼，常温能与氟气、氢氟酸和NaOH溶液等发生反应，加热至一定温度时，硅还能与氯气、氧气等非金属发生反应。
【答案】 C
解答信息实验题时要特别注意以下两点：
(1)分析题目信息，注意实验操作或具有特殊性质的物质；
(2)与已掌握的知识进行对比分析，充分利用信息进行知识迁移。
[提升1] 硅在地壳中的含量较高。硅及其化合物在现代生活中有广泛应用。回答下列问题：
(1)陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸盐材料。其中，生产普通玻璃的主要原料有
________________________________________________________________________。
(2)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种技术路线，其中一种工艺流程示意图如下：
①工业上用石英砂和焦炭在电弧炉中加热到1 600～1 800 ℃，除生成粗硅外，也可以生成碳化硅，则在电弧炉内可能发生的反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
②在流化床反应的产物中，SiHCl3大约占85%，还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，粗硅生成SiHCl3的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(3)还原炉中发生的化学反应为
________________________________________________________________________。
解析：
(1)生产普通玻璃的主要原料有纯碱、石英砂、石灰石。
(2)①二氧化硅与焦炭在高温下发生反应生成粗硅或碳化硅，化学方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑、SiO2＋3CSiC＋2CO↑。②粗硅与氯化氢在250～300 ℃条件下反应生成SiHCl3和氢气。
(3)还原炉内，氢气与SiHCl3发生氧化还原反应，生成Si和HCl，化学方程式为SiHCl3＋H2Si＋3HCl。
答案：
(1)纯碱、石英砂、石灰石
(2)①SiO2＋2CSi＋2CO↑、SiO2＋3CSiC＋2CO↑
②Si＋3HClSiHCl3＋H2
(3)SiHCl3＋H2Si＋3HCl,
[关键能力]
1．晶体硅的结构
结构类似于金刚石。
硅的工业制法
硅单质是由其氧化物制得的，常见工艺流程如下：
石英砂粗硅SiCl4纯硅
有关反应的化学方程式为：
(1)2C＋SiO2Si(粗)＋2CO↑
(2)Si(粗)＋2Cl2SiCl4
(3)SiCl4＋2H2Si(纯)＋4HCl
2．硅单质的化学性质
(1)常温下：①与氟气反应：Si＋2F2===SiF4；②与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑；③与NaOH溶液反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑
(2)加热条件下：①与O2反应：Si＋O2SiO2；②与Cl2反应：Si＋2Cl2SiCl4；③与C反应：Si＋CSiC
提升点二 含硅物质的性质应用与转化
[例2] 歌曲《青花瓷》中所描绘的“瓶身描绘的牡丹一如你初妆”“色白花青的锦鲤跃然于碗底”等图案生动形象，但古瓷中所用颜料的成分一直是个谜。近年来科学家才得知大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi2Ox，铜为＋2价)，下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是( )
A．可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2
B．性质稳定，不易脱色
C．易溶于强酸和强碱
D．x等于6
【解析】 BaCuSi2Ox中，Ba为＋2价，Cu为＋2价，Si为＋4价，O为－2价，由化合价规则：(＋2)＋(＋2)＋2×(＋4)＋(－2)×x＝0，得x＝6，则用氧化物形式表示硅酸铜钡为BaO·CuO·2SiO2，A、D项正确；由题干信息可知硅酸铜钡的性质稳定，不易脱色，故B项正确，C项错误。
【答案】 C[提升2] A、B、C、D、E五种含硅元素的物质，相互转化关系如图所示：
(1)推断A～E的化学式：A________，B________，C________，D________，E________。
(2)①写出B―→A的化学方程式
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②A―→C的离子方程式
________________________________________________________________________。
解析：在空气中燃烧生成D，B可能为Si，B和D都能与NaOH溶液反应生成A，则A为Na2SiO3，A和盐酸反应生成C，C为H2SiO3，H2SiO3受热分解又生成SiO2，证明B为Si，E为CaSiO3。
答案：
(1)Na2SiO3 Si H2SiO3 SiO2 CaSiO3
(2)①Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑
②SiO＋2H＋===H2SiO3↓
硅及其化合物转化关系题中的突破口
(1)硅、二氧化硅的结构：如硅与金刚石结构相似。
(2)硅、二氧化硅的物理性质：如硬度大，熔、沸点高。
(3)特征性质：
①与强碱溶液反应放出H2的非金属单质是硅。
②不与H2O反应、能与氢氟酸反应(或雕刻玻璃)的酸性氧化物为SiO2。
③难溶于水的无机酸是H2SiO3。
[关键能力]
1．硅及其化合物的转化关系
2．硅酸盐的氧化物形式的改写
硅酸盐由于组成比较复杂，通常用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成，改写时的规律为：
书写形式
化学计量数,
硅酸盐组成式改写实例：
钠长石NaAlSi3O8不能写成Na2O·Al2O3·3SiO2，应写成Na2O·Al2O3·6SiO2。
1．硅被誉为无机非金属材料的主角，下列物品用到硅单质的是( )
A．陶瓷餐具 B．石英钟表
C．计算机芯片 D．光导纤维
答案：C
2．科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。下列关于硅的说法中正确的是( )
A．地壳中硅的含量稀少
B．自然界中存在大量单质硅
C．高纯度的硅被用于制作计算机芯片
D．光导纤维的主要成分是Si
解析：因为21世纪是计算机广泛普及和应用的时代，而硅(高纯度)又是制作计算机芯片的原料 。
答案：C
3．关于硅及其化合物的叙述中，正确的是( )
A．硅是良好的半导体材料，可以与NaOH溶液和氢氟酸反应
B．二氧化硅与石灰石反应：SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO↑
C．用焦炭还原二氧化硅生产硅：SiO2＋2CSi＋2CO2↑
D．水泥的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2
解析：B项正确的化学方程式为CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑；C项正确的化学方程式为SiO2＋2C2CO↑＋Si；D项水泥的主要成分是3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3。
答案：A
4．材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是( )
选项
材料
主要化学成分
A
刚玉、金刚石
三氧化二铝
B
大理石、石灰石
碳酸钙
C
普通水泥、普通玻璃
硅酸盐
D
沙子、石英
二氧化硅
解析：刚玉的主要成分是三氧化二铝，金刚石的成分是碳。大理石、石灰石的主要成分都是碳酸钙；水泥、玻璃属于硅酸盐；沙子、石英的主要成分都是二氧化硅。
答案：A
5．如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，其余物质也都是有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的互相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。经过分馏提纯后得到纯净的SiCl4，SiCl4可以被氢气还原得纯净的硅。根据D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
练后感悟
含硅化合物之间的“三角转化”关系，是推断含硅化合物推断题的重要突破口，其转化关系如图。
课时作业19 硅酸盐和硅单质
授课提示：对应学生用书121页
[练基础]
1．硅及其化合物在材料领域中应用广泛。下列叙述中，正确的是( )
A．右图是常见于汽车中的小摆件“苹果花”，它的动力是以Si为原料制作的太阳能电池
B．晶体硅主要用途是制造光导纤维
C．硅是地壳中含量最多的元素
D．硅的化学性质很稳定，因此硅在自然界中以游离态形式存在
解析：晶体硅是良好的半导体材料，主要用途是制作太阳能电池、集成电路，A正确、B错误；氧是地壳中含量最多的元素，C错误；硅是亲氧元素，在自然界中以化合态形式存在，D错误。
答案：A
2．有关硅元素的下列叙述中正确的是( )
A．硅、碳与氢氟酸都不反应
B．硅是构成矿物岩石的主要原料，其化合态硅几乎全部是硅石和硅酸盐
C．硅与碳性质都很稳定，都能以游离态存在于自然界
D．晶体硅、石墨都可作半导体材料
答案：B
3．玻璃、陶瓷和水泥是重要的无机非金属材料，它们的主要成分中都含有的元素是( )
A．氮 B．硫
C．硅 D．氯
解析：玻璃、陶瓷、水泥属于传统的无机非金属材料，它们的主要成分中都含有硅元素和氧元素，故选项C正确。
答案：C
4．我国具有独立知识产权的电脑芯片“龙芯一号”的问世，填补了我国计算机制造史上的一项空白。下列对晶体硅的有关叙述正确的是( )
A．晶体硅和金刚石的物理性质相似
B．晶体硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质发生反应
C．晶体硅是一种良好的半导体材料，但是它的提炼工艺复杂，价格昂贵
D．晶体硅具有金属光泽，故它属于金属材料，可以导电
解析：晶体硅的结构与金刚石相似，是具有正四面体形的空间立体网状结构，所以物理性质与金刚石相似，熔、沸点高，硬度大；硅的化学性质不活泼，但常温下可与F2、HF和强碱反应；晶体硅是一种良好的半导体材料，被广泛使用；晶体硅是一种非金属单质，虽然它具有金属光泽。
答案：A
5．下列物质中，导电性介于导体和绝缘体之间的是( )
①晶体硅 ②金属铝 ③石墨 ④晶体锗 ⑤金刚石
A．只有① B．只有⑤
C．②和③ D．①和④
解析：Si、Ge均能导电，可作半导体材料；Al是电的良导体；石墨也能导电，但不能作半导体材料；金刚石不导电。
答案：D
6．下列溶液中①碳酸钠溶液 ②氢氟酸 ③氢氧化钠溶液 ④氯化钠溶液，可以盛放在玻璃试剂瓶中但不能用磨口玻璃塞的是( )
A．①③ B．②④
C．②③ D．①④
解析：①、③项中溶液呈碱性，不能与光滑的玻璃反应，但能与磨口玻璃裸露的SiO2反应，生成的硅酸钠溶液是一种矿物胶，具有良好的黏结性，易使瓶塞与瓶壁粘在一起而难以开启。氢氟酸能腐蚀玻璃，不能用玻璃试剂瓶盛放。
答案：A
7．熔融氢氧化钠反应选用的器皿是( )
A．陶瓷坩埚 B．石英坩埚 C．普通玻璃坩埚 D．生铁坩埚
解析：陶瓷的成分中含有SiO2，石英的成分就是SiO2，玻璃的主要成分中也含有SiO2，而SiO2在高温下可以跟NaOH发生如下反应：SiO2＋2NaOHNa2SiO3＋H2O。所以A、B、C的器皿都不能选用，只能用生铁坩埚。
答案：D
8．制备硅单质时，主要化学反应如下：
①SiO2(石英砂)＋2C(焦炭)Si(粗硅)＋2CO↑
②Si(粗硅)＋2Cl2SiCl4，
③SiCl4＋2H2Si(纯硅)＋4HCl，下列对上述三个反应的叙述中，不正确的是( )
A．①③为置换反应
B．①②③均为氧化还原反应
C．②为化合反应
D．三个反应的反应物中硅元素均被还原
解析：在反应②中Si元素化合价升高，被氧化。
答案：D
[提素养]
9．世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说：“中国至少在距今3 000年以前，就已经使用玻璃了。”下列有关普通玻璃的说法不正确的是( )
A．制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英
B．玻璃在加热熔化时有固定的熔点
C．普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅
D．盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止烧碱跟二氧化硅反应生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起
解析：普通玻璃以纯碱、石灰石和石英为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融制得，A正确；玻璃是混合物，没有固定的熔点，B错误；普通玻璃的大致组成为Na2O·CaO·6SiO2，C正确；二氧化硅易与烧碱溶液反应生成Na2SiO3，Na2SiO3具有很强的黏合性，因此盛有NaOH等强碱性溶液的试剂瓶不能使用玻璃塞。
答案：B
10．用氧化物的形式表示硅酸盐的组成，不正确的是( )
A．钙沸石[Ca(Al2Si3O10)·3H2O]：CaO·Al2O3·3SiO2·3H2O
B．镁橄榄石(Mg2SiO4)：2MgO·SiO2
C．钾云母(K2H4Al6Si6O24)：K2O·2H2O·3Al2O3·6SiO2
D．高岭石[Al2(Si2O5)(OH)4]：Al2O3·2SiO2·2H2O
答案：C
11．将过量的CO2分别通入：①CaCl2溶液 ②浓Na2SiO3溶液 ③Ca(OH)2溶液 ④饱和Na2CO3溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的是( )
A．①②③④ B．②④ C．①②③ D．②③
解析：CO2溶于水：CO2＋H2O??H2CO3，H2CO3的酸性比盐酸弱，而比硅酸强。根据酸与盐反应的规律，CO2通入CaCl2溶液无明显现象；过量的CO2通入浓Na2SiO3溶液中有白色沉淀H2SiO3生成；CO2通入Ca(OH)2溶液至过量，Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O，CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2，最终生成Ca(HCO3)2而无沉淀；过量CO2通入饱和Na2CO3溶液中：Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3↓，生成的NaHCO3溶解度比Na2CO3溶解度小而结晶析出，故选B。
答案：B
12．在含有NaOH、NaAlO2、Na2SiO3的溶液中逐滴加入盐酸至过量，其图像正确的是( )
解析：若偏铝酸钠最先与盐酸反应，生成的氢氧化铝会溶于氢氧化钠溶液中；若硅酸钠最先与盐酸反应，生成的硅酸会溶于氢氧化钠溶液中，因此氢氧化钠最先与盐酸反应，然后偏铝酸钠和硅酸钠与盐酸反应生成氢氧化铝、硅酸，继续滴加盐酸，氢氧化铝溶解，硅酸不溶解。综上所述，C项符合题意。
答案：C
13．下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( )
A．SiO2属于两性氧化物
B．酸性：H2SiO3>H2CO3
C．硅胶吸水后可重复再生
D．图中所示转化反应都是氧化还原反应
解析：SiO2是酸性氧化物；酸性：H2CO3>H2SiO3；图中有的转化反应不是氧化还原反应，如SiO2与NaOH溶液的反应等。
答案：C
14．硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。
(1)计算机芯片和太阳能电池的主要成分是________，光导纤维的主要成分是________。(填化学式)
(2)工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃，发生反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(3)工业上利用水玻璃和盐酸反应制备硅酸凝胶后进一步脱水处理可得到硅胶，写出水玻璃和盐酸反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。
(4)玉石的主要成分基本都属于硅酸盐，翡翠的主要成分为NaAlSi2O6，用氧化物形式表示为________________________________________________________________________。
(5)高纯度单晶硅可以按下列方法制备：
SiO2Si(粗)SiHCl3Si(纯)
写出步骤①的化学方程式：
________________________________________________________________________。
步骤②的产物经过冷凝后得到的SiHCl3(沸点33.0 ℃)中含有少量的SiCl4(沸点57.6 ℃)，提纯SiHCl3主要操作的名称是________。
步骤③需要在无水无氧环境下进行，若在有氧环境下，除了有不安全因素外，还可能使产品中混有杂质________。
解析：
(1)Si是半导体，可用于制造计算机芯片和太阳能电池，光导纤维的主要成分是SiO2。
(2)工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃，是因为氢氟酸能和SiO2反应，反应的化学方程式为4HF＋SiO2===SiF4↑＋2H2O。
(3)工业上利用水玻璃和盐酸反应制备硅酸凝胶后进一步脱水处理可得到硅胶，水玻璃(Na2SiO3)和盐酸反应的离子方程式为SiO＋2H＋===H2SiO3(胶体)。
(4)翡翠的主要成分为NaAlSi2O6，将其表示为氧化物形式为Na2O·Al2O3·4SiO2。
(5)步骤①的化学方程式为2C＋SiO2Si(粗)＋2CO↑；步骤②的产物经过冷凝后得到的SiHCl3(沸点33.0 ℃)中含有少量的SiCl4(沸点57.6 ℃)，根据两者沸点不同，可采用蒸馏的方法分离；步骤③需要在无水无氧环境下进行，若在有氧环境下，除了有不安全因素外，产品中的Si会和O2在高温的条件下反应生成SiO2。
答案：(1)Si SiO2
(2)4HF＋SiO2===SiF4↑＋2H2O
(3)SiO＋2H＋===H2SiO3(胶体)
(4)Na2O·Al2O3·4SiO2
(5)2C＋SiO2Si(粗)＋2CO↑ 蒸馏 SiO2
15．A、B、C、D、E代表单质或化合物，它们之间的相互转化关系如下图所示。A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质。
请填空：
(1)形成单质A的元素在化合物中的最高化合价为________。
(2)B和焦炭反应生成A和E的化学方程式是________________________。
(3)C的化学式为________，D的化学式为________。
解析：
(1)A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，说明A为Si，Si在化合物中的最高化合价为＋4。
(2)B和焦炭反应生成A和E，可推知B为SiO2，E为CO，反应的化学方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑。
(3)SiO2是酸性氧化物，CaO是碱性氧化物，二者是在高温下反应生成CaSiO3，故C为CaSiO3。SiO2与NaOH在加热条件下发生反应生成Na2SiO3和H2O，故D为Na2SiO3。
答案：
(1)＋4
(2)SiO2＋2CSi＋2CO↑
(3)CaSiO3 Na2SiO3
16．A、B、C、D四种易溶于水的化合物只由表中的八种离子组成，且四种化合物中阴、阳离子各不相同。
阴离子
Cl－、SiO、OH－、NO
阳离子
H＋、Ag＋、Na＋、K＋
已知：A溶液呈强酸性，且A溶液与B、C溶液混合均产生白色沉淀，B的焰色反应呈黄色。
回答下列问题：
(1)写出A、B、C、D的化学式：A__________，B__________，C__________，D__________。
(2)写出A溶液与B溶液反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。
(3)请选出适合存放A、C、D溶液的试剂瓶的序号：
溶液
A
C
D
试剂瓶序号
解析：因都为易溶于水的化合物，故Ag＋一定与NO组成AgNO3，H＋不会与OH－或SiO组合，故应与Cl－组成盐酸，则A为盐酸，因A与B、C混合均产生白色沉淀且B的焰色反应为黄色，则B为Na2SiO3，C为AgNO3，剩余的一种物质D为KOH。
答案：
(1)HCl Na2SiO3 AgNO3 KOH
(2)SiO＋2H＋===H2SiO3↓
(3)① ③ ②
第2课时 硫酸和硝酸的氧化性
课程目标
1．了解稀硫酸的通性。
2．了解浓硫酸和硝酸的特性，特别是强氧化性。
3．了解硫酸和硝酸的重要用途。
图说考点,
[新知预习]
一、硫酸
1．硫酸的物理性质
浓硫酸是一种无色黏稠、油状的液体，溶于水时放出大量的热。稀释浓硫酸时应将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并不断?搅拌。
2．硫酸的化学性质
(1)稀硫酸——具有酸的通性
①电离方程式为H2SO4===2H＋＋SO。
②硫酸具有酸的通性，可与酸碱指示剂作用，也可与活泼金属、碱、碱性氧化物及某些盐反应。
(2)浓硫酸三大特性
实验操作
实验现象
实验结论
蓝色晶体变成白色粉末
浓硫酸具有吸水性
蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状的炭，并放出有刺激性气味的气体
浓硫酸具有脱水性，且能氧化碳单质，生成CO2，本身被还原为SO2
加热前铜片在浓硫酸中无现象；
加热后，铜片逐渐溶解，铜片表面有气泡产生；品红溶液褪色
浓硫酸具有
强氧化性
二、硝酸
1．强酸性
硝酸是具有挥发性的一元强酸，在水中的电离方程式为HNO3===H＋＋NO，具有酸的通性，但硝酸与金属反应一般不产生H2。
2．强氧化性
3．不稳定性
(1)化学方程式：4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑。
(2)实验室中浓硝酸显黄色是浓硝酸分解生成的NO2又溶于硝酸所致。
[即时性自测]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)浓硫酸具有强氧化性，稀硫酸不具有氧化性。( )
(2)常温下将铜片放入浓硫酸中，无明显变化，说明铜在浓硫酸中发生“钝化”。( )
(3)浓H2SO4具有强氧化性，SO2具有还原性，所以浓H2SO4不能干燥SO2。( )
(4)浓H2SO4具有吸水性，所以浓H2SO4可以干燥H2、CO、NH3、H2S等气体。( )
(5)过量的铜与浓硝酸反应有NO生成。( )
(6)浓、稀硫酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色。( )
(7)稀硝酸与锌反应可放出氢气。( )
(8)常温下铁与浓硝酸反应，产生大量红棕色气体。( )
(9)在常温下，浓硫酸和浓硝酸与Fe和Al发生“钝化”，说明常温下浓H2SO4和浓HNO3与Fe和Al都不反应。( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)× (8)× (9)×
2．在实验室里，储存在棕色试剂瓶中的药品是( )
A．浓盐酸 B．浓硝酸
C．浓硫酸 D．氯化钠
解析：浓硝酸在加热或光照的条件下容易发生分解反应，所以浓硝酸需要避光保存。
答案：B
3．将浓硝酸滴在石蕊试纸上，产生的现象是( )
A．变红色 B．先变红，后变黑
C．变蓝色 D．先变红，后褪色
答案：D
4．关于硝酸的说法中正确的是( )
A．Cu可以溶解在稀硝酸中并生成H2
B．浓硝酸不能与非金属单质反应
C．硝酸与金属反应时，主要是＋5价的氮元素得电子
D．常温下，向浓硝酸中投入铁片，会产生大量的红棕色气体
答案：C
5．下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述中正确的是( )
①常温下都可用铝制容器贮存
②露置在空气中，容器内酸液的质量都减轻
③常温下都能与铜较快反应
④露置在空气中，容器内酸液的浓度都降低
A．①② B．③④
C．②③ D．①④
解析：常温下，二者均能使铝钝化，①正确；露置在空气中，浓硫酸吸水质量增加，②错误；浓硫酸在常温下与铜没有明显的反应，③错误；在空气中，浓硝酸挥发、浓硫酸吸水，二者浓度都降低，④正确。
答案：D
浓硫酸吸水性和脱水性的区别：
吸水性：浓硫酸吸取物质中本身存在的水或结晶水的性质。
脱水性：浓硫酸将组成有机物的H、O元素按原子个数比2∶1以“H2O”的形式脱去的性质
由此看出：二者的根本区别在于物质本身是否存在水分子。
提升点一 浓硫酸的三大特性
[例1] 某学习小组在鉴别浓硫酸和稀硫酸时，设计了如下方案：
操作
结论
甲
投入火柴梗
变黑者为浓硫酸
乙
加入金属铝片
产生刺激性气味气体者为浓硫酸
丙
分别加入到盛水的试管中
放出大量热者为浓硫酸
丁
用玻璃棒蘸浓氨水靠近盛酸的试剂瓶瓶口
冒白烟者为浓硫酸
戊
加到CuSO4·5H2O晶体中
变白者为浓硫酸
(1)其中可行的是________(填序号)。
(2)其中稍作改进就能成为可行方案的是________，改进方法是
________________________________________________________________________。
(3)完全错误的是________，因为
________________________________________________________________________。
【解析】
(1)甲、丙、戊分别利用浓硫酸的脱水性、溶解时放出大量的热、吸水性设计，方案可行。
(2)乙中常温下铝遇浓硫酸使铝钝化，加热即可反应。而常温下铝片可与稀硫酸反应产生H2。
(3)丁错误，挥发性酸遇浓氨水才能产生白烟，浓硫酸不属于挥发性酸。
【答案】
(1)甲、丙、戊
(2)乙 增加加热条件(或将结论改为常温下反应产生气体的为稀硫酸)
(3)丁 硫酸是高沸点酸，没有挥发性
[提升1] 用如图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是( )
A．上下移动①中铜丝可控制SO2的量
B．②中选用品红溶液验证SO2的生成
C．③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2
D．为确认CuSO4生成，向①中加水，观察颜色
解析：移动铜丝，可控制铜丝与浓硫酸的接触，即控制SO2的生成量，故A合理；SO2能使品红溶液褪色，故B合理；SO2有毒，且属于酸性氧化物，故C合理；浓硫酸过量，试管中剩余浓硫酸，应将反应后的混合液慢慢加入到大量水中，否则易出现液体喷出试管而发生危险，故D不合理。
答案：D
浓H2SO4与稀H2SO4氧化性的区别：
浓H2SO4具有强氧化性，原因是H2O4―→O2；
稀H2SO4具有弱氧化性，原因是2SO4―→H2。
[关键能力]
浓硫酸强氧化性的表现
1．与金属的反应
(1)Fe、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)与氢之前的活泼金属反应
Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O
规律：①浓硫酸既表现氧化性，又表现酸性；
②浓硫酸一旦变稀，就发生：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。
(3)与氢之后的不活泼金属(除Au、Pt外)反应
Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
规律：①反应需加热，否则不反应；
②氧化产物是硫酸盐，金属显高价，还原产物为SO2；
③浓硫酸既表现氧化性，又表现酸性；
④随反应进行，硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，反应就会停止。
2．与非金属反应
C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。
3．与还原性化合物的反应
常见的还原性物质FeSO4、Na2S、H2S、HBr、HI等均能被浓H2SO4氧化。
提升点二 硝酸的强氧化性
[例2] 下列关于硝酸的说法中正确的是( )
A．稀硝酸能与Fe发生反应，浓硝酸不能
B．浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂
C．稀硝酸是弱酸，浓硝酸是强酸
D．稀硝酸与Cu反应生成NO，而浓硝酸与Cu反应生成NO2，稀硝酸得电子更多，故稀硝酸的氧化性大于浓硝酸
【解析】 A项，加热条件下，浓硝酸也能与Fe发生反应；B项，浓、稀硝酸均具有强氧化性；C项，硝酸属于强酸，与浓度大小无关；D项，硝酸的氧化性强弱与其浓度大小有关，浓硝酸的氧化性大于稀硝酸的氧化性，这与HNO3和Cu反应中HNO3得电子数目多少无关。
【答案】 B
[提升2] 下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是( )
选项
实验操作
现象
解释或结论
A
过量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液
溶液呈
红色
稀HNO3将Fe氧化为Fe3＋
B
常温下，Fe、Al放入浓HNO3或浓H2SO4中
无明
显现象
Fe、Al与浓HNO3或浓H2SO4发生钝化
C
Al箔插入稀HNO3中
无现象
Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜
D
用玻璃棒蘸取浓HNO3点到红色石蕊试纸上
试纸变
蓝色
浓HNO3具有酸性
解析：稀硝酸与铁粉反应，铁首先被氧化成Fe3＋，过量铁粉将Fe3＋还原，最终得到Fe2＋，滴入KSCN溶液不显红色，A错误；常温下，Fe、Al在浓HNO3或浓H2SO4中发生钝化，生成致密的保护膜阻止了反应进行，B正确；Al箔能与稀HNO3反应放出气体，C错误；浓硝酸具有氧化性，能使红色石蕊试纸先变红后褪色，D错误。
答案：B
无论浓硝酸、稀硝酸，在发生化学反应时，往往既表现出强氧化性，又表现出酸性。
[关键能力]
硝酸的强氧化性
HNO3中的＋5价氮元素具有很强的得电子能力。硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。
(1)硝酸与金属的反应
①除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属，
如3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O
②活泼金属与HNO3反应不生成H2，HNO3的浓度不同，还原产物不同。
③常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化。
(2)硝酸与非金属的反应
①反应规律：非金属单质＋浓硝酸―→最高价氧化物或其含氧酸＋NO2↑＋H2O
②反应举例：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
(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。
含NO的溶液中离子共存问题
在中性或碱性的稀溶液中NO不表现氧化性，但当水溶液中有大量H＋存在时，NO表现出强氧化性，如存在H＋、NO的溶液中不能大量存在 Fe2＋、S2－、I－、SO、Br－等还原性离子。
提升点三 金属与氧化性酸反应的计算
[例3] 相同质量的四份铜片，分别置于足量的下列酸中，在一定条件下反应，所得到的气体的物质的量最多的是( )
A．浓硫酸 B．稀硫酸 C．浓硝酸 D．稀硝酸
,【解析】 稀H2SO4与Cu不反应，无气体放出；Cu与浓H2SO4、浓HNO3、稀HNO3反应时，Cu失去电子数相同，根据电子守恒，元素化合价降低越少，还原产物的物质的量越多，浓H2O4―→O2 ↓2，浓HO3―→O2 ↓1，稀HO3―→O ↓3，所以浓HNO3放出的气体最多。
【答案】 C,
当只有一种金属与硝酸反应时，起酸性作用的HNO3的物质的量是金属离子的物质的量和金属离子所带电荷数的乘积，也等于反应中转移电子的物质的量，可表示为n(HNO3)酸性＝x·n(Mx＋)＝n(转移电子)。
[提升3] 38.4 mg铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到气体22.4 mL(标准状况)，反应消耗的HNO3的物质的量可能是( )
A．1.0×10－3 mol B．1.6×10－3 mol
C．2.2×10－3 mol D．2.4×10－3 mol
解析：n(Cu)＝＝6.0×10－4mol，
若38.4 mg铜全部与浓硝酸反应，则可求得参加反应的硝酸为6.0×10－4 mol×4＝2.4×10－3 mol；
若38.4 mg铜全部与稀硝酸反应，则可求得参加反应的硝酸为6.0×10－4mol×＝1.6×10－3mol；
事实上铜先与浓硝酸反应，浓硝酸变稀后，又与稀硝酸反应。消耗的硝酸的物质的量应在1.6×10－3 mol和2.4×10－3 mol之间。
或者根据氮原子守恒求解如下：
n(Cu)＝n[Cu(NO3)2]＝＝6×10－4mol
n(NO、NO2)＝＝1×10－3mol
则反应消耗的HNO3为2×6×10－4mol＋1×10－3 mol＝2.2×10－3mol，C项正确。
答案：C
[关键能力]
金属与硝酸反应的计算——四个守恒
(1)得失电子守恒：金属失电子数＝n(NO2)＋3n(NO)。
(2)氮原子守恒：n(HNO3)总＝x·n[M(NO3)x]＋n(NO2)＋n(NO)。
(3)电荷守恒：反应后溶液中c(NO)＝x·c(Mx＋)＋c(H＋)。
(4)若向反应后所得溶液中加入NaOH恰好使Mx＋沉淀完全，此时溶质为NaNO3，则存在n(Na＋)＝n(NO)＝n(HNO3)总－n(NO)－n(NO2)。
1．下列反应中硝酸既表现出酸性又表现出氧化性的是( )
A．使石蕊试液变红
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与稀硫酸反应时，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．将相同质量的铜分别与过量浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是( )
A．反应剧烈程度：两者相同
B．消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少
C．反应生成气体的颜色：前者浅，后者深
D．反应中转移的电子总数：前者多，后者少
解析：相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应时，浓硝酸参与的反应更剧烈，A错；铜和浓硝酸、稀硝酸反应的方程式分别为①4HNO3(浓)＋Cu===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，②8HNO3(稀)＋3Cu===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。①产生红棕色气体，②产生无色气体，C错误；由于参加反应的铜的质量相同，且两反应中还原剂都是铜，反应后铜的价态又相同，所以反应中转移的电子总数相等，D错；1 mol Cu和浓硝酸反应消耗4 mol硝酸，1 mol Cu和稀硝酸反应消耗 mol硝酸，同质量的铜和过量浓硝酸、稀硝酸反应时，消耗的浓硝酸多，B正确。
答案：B
3．可以鉴别稀硫酸和浓硫酸的简单方法是( )
A．加酚酞试液
B．与铜片反应
C．加BaCl2溶液和硝酸
D．用玻璃棒各蘸一点滴在纸上
答案：D
4．关于浓H2SO4与Cu反应叙述正确的是( )
A．在反应中，浓H2SO4只表现出氧化性
B．此反应属于复分解反应
C．在反应中，浓H2SO4既表现出氧化性，又表现出酸性
D．每1 mol铜参加反应就有2 mol浓H2SO4被还原，同时生成2 mol SO2。
答案：C
5．下列说法正确的是( )
A．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加Cu(NO3)2晶体，铜粉溶解
B．向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀硫酸，试管口观察到红棕色气体，说明HNO3分解生成NO2
C．向溶液中滴加BaCl2溶液无白色沉淀，再滴加稀HNO3，有白色沉淀，证明溶液中含有SO
D．向Na2S溶液中加入稀硝酸放出H2S气体
解析：Cu粉溶解是因为加入Cu(NO3)2后，NO在酸性条件下将Cu氧化；Fe(NO3)2溶液中加入稀硫酸，NO在酸性条件下氧化Fe2＋，同时NO被还原为NO；向溶液中滴加BaCl2溶液无白色沉淀，再加入稀HNO3，生成白色沉淀，原溶液中可能有SO，BaSO3能被氧化为BaSO4；向Na2S溶液中加入稀硝酸，由于HNO3具有氧化性，将S2－氧化，故不能放出H2S气体。
答案：A
6．按要求回答下列问题：
(1)有时在实验室看到的硝酸显黄色，理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
实验室保存硝酸的方法是
________________________________________________________________________。
(2)铜与足量浓HNO3反应时，表现酸性的硝酸与作氧化剂的HNO3物质的量之比为________。
(3)铜粉放入稀硫酸溶液中，加热后无明显变化，但加入某盐一段时间后，发现铜粉质量减少，则该盐不可能是________(填字母)。
A．FeCl3 B．NaCl C．KNO3 D．Cu(NO3)2
(4)一定量的浓硝酸与足量的铜充分反应，生成气体的成分有________，写出反应的离子方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
向反应后的溶液中加入稀硫酸，如果反应，写出反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。
(5)从某金属粉末(含有Au、Cu、Ag)中分离出Au，加入的试剂是________________________________________________________________________，写出Ag参与反应的化学方程
式________________________________________________________________________。
(6)往两支分别装有浅绿色的Fe(NO3)2和FeSO4溶液的试管中分别逐滴加入稀盐酸时，溶液的颜色变化应该是
Fe(NO3)2溶液
________________________________________________________________________；
FeSO4溶液
________________________________________________________________________。
答案：
(1)久置硝酸显黄色是由于硝酸见光或受热发生了分解，生成的NO2溶于浓硝酸所致 保存时应保存在棕色试剂瓶中，并置于阴凉处
(2)1:1
(3)B
(4)NO2、NO
Cu＋4H＋＋2NO===2NO2↑＋2H2O＋Cu2＋、
3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(5)稀硝酸 3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O
(6)浅绿色变棕黄色 不变色
练后感悟
浓、稀硫酸的鉴别方法
现象
浓H2SO4
稀H2SO4
物理性质
加入水中
放出大量热
无明显现象
观察状态
黏稠状液体
黏稠度较小的液体
密度
浓H2SO4密度较大，相同体积时，浓H2SO4质量大
化学性质
铁片
因铁被钝化而无明显现象
产生大量气泡
铜片(加热)
有气泡产生，溶液变蓝
无明显现象
白纸
立即变黑
无明显现象
胆矾
蓝色变为白色
无颜色变化
课时作业25 硫酸和硝酸的氧化性
授课提示：对应学生用书131页
[练基础]
1．在实验探究课上，同学们积极思考，共设计出如图所示的四种实验方案用以验证浓硫酸的吸水性，其中在理论上可行的是( )
A．①②③④ B．①③④ C．①②④ D．②③④
解析：①浓硫酸吸水，稀释放热，温度计示数升高，能够证明浓硫酸的吸水性，故①在理论上可行；②浓硫酸吸水，使胆矾晶体失去结晶水，变为白色的无水硫酸铜粉末，能够证明浓硫酸的吸水性，故②在理论上可行；③浓硫酸吸水，饱和硝酸钾溶液中析出硝酸钾晶体，能证明浓硫酸的吸水性，故③在理论上可行；④浓硫酸吸水，试管中的水减少，能证明浓硫酸具有吸水性，故④在理论上可行。
答案：A
2．向盐酸中加入浓硫酸时，会有白雾生成。下列叙述不属于导致产生该现象的原因的是( )
A．浓硫酸具有脱水性
B．浓硫酸具有吸水性
C．盐酸具有挥发性
D．气态溶质的溶解度随温度升高而降低
答案：A
3．关于硫酸和硝酸的比较中，下列叙述不正确的是( )
A．冷的浓硫酸和浓硝酸都可以用铝、铁制的容器盛装
B．浓硫酸和浓硝酸都具有很强的腐蚀性、脱水性
C．稀硫酸和稀硝酸都具有氧化性
D．硫酸和硝酸都是重要的化工原料
解析：本题考查浓硫酸、稀硫酸、浓硝酸、稀硝酸的化学性质和用途，应注意浓硝酸没有脱水性，但具有挥发性。
答案：B
4．向含铜粉的硝酸亚铁溶液中滴加足量稀硫酸，下列说法正确的是( )
A．能反应，但不产生气体
B．铜粉完全溶解
C．实验过程中溶液会变色
D．铜粉不会溶解
解析：在H＋存在条件下NO表现出较强的氧化性，再由Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋可知铜粉的还原性强于Fe2＋，所以铜粉逐渐溶解，D项错误；NO被还原成NO，A项错误；溶液中有Cu2＋生成，C项正确；但Cu、NO的物质的量不确定，所以不能判断铜是否完全溶解，B项错误。
答案：C
5．下列有关铜与浓硝酸反应的说法中错误的是( )
A．HNO3是氧化剂，NO2是还原产物
B．若2 mol HNO3被还原，则反应中一定生成22.4 L NO2气体
C．参加反应的硝酸中，被还原和未被还原的硝酸的物质的量之比是1:1
D．硝酸在反应中既表现了强氧化性，又表现了酸性
解析：题目没有指明温度和压强，故无法确定气体的摩尔体积，无法计算气体的体积，B项错误。
答案：B
6．下列叙述正确的是( )
A．浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氢气、氧气等气体，但不能干燥碱性气体和有较强还原性的HI、H2S等气体
B．浓硫酸与单质碳反应的化学方程式为C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，在此反应中，浓硫酸既表现了强氧化性又表现了酸性
C．把足量铜粉投入到含2 mol H2SO4的浓硫酸中，加热得到气体体积标准状况下为22.4 L
D．常温下能够用铁、铝等容器盛放浓硫酸，是因为浓硫酸与其不反应
解析：A项，浓硫酸具有吸水性，但由于其具有强氧化性和酸性，故不能用来干燥具有还原性的气体和碱性气体(如NH3)；B项，浓硫酸与S、C等非金属单质作用时，由于没有盐生成，故只显强氧化性；C项，Cu与浓硫酸反应时，浓硫酸浓度逐渐降低，当反应到一定程度变为稀硫酸时，反应自行停止，故产生的SO2不足22.4 L；D项是因为浓硫酸的强氧化性使其钝化。
答案：A
7．下列对浓硫酸的叙述正确的是( )
A．常温下，浓硫酸与铁、铝不反应，所以铁质、铝质容器能盛放浓硫酸
B．浓硫酸具有强氧化性，SO2、H2、CO具有还原性，故浓硫酸不能干燥SO2、H2、CO
C．浓硫酸和铜片加热既表现出酸性，又表现出氧化性
D．浓硫酸与亚硫酸钠反应制取SO2时，浓硫酸表现出强氧化性
解析：常温下，浓硫酸与Fe、Al发生“钝化”属于化学变化，A项不正确；浓H2SO4与SO2、H2、CO不反应，可以作干燥剂，B项不正确；铜与浓硫酸在加热条件下发生反应，部分H2SO4被还原生成SO2，起氧化剂的作用，还有一部分H2SO4生成CuSO4，起酸的作用，C项正确；实验室中用浓硫酸与固体亚硫酸钠反应来制取二氧化硫，在两种反应物中硫元素处于相邻价态，根据氧化还原反应规律知，它们之间是不可能发生氧化还原反应的，应为复分解反应，其原理是用难挥发性酸制易挥发性酸，强酸制弱酸，因而在此反应中浓硫酸体现的是难挥发性和酸性，D项不正确。
答案：C
[提素养]
8．碳跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图装置)，下列有关说法正确的是( )
①洗气瓶中产生的沉淀中有碳酸钡
②在Z导管出来的气体中无二氧化碳
③洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡
④在Z导管口有红棕色气体出现
A．①② B．③④
C．①④ D．②③
解析：碳与浓硫酸共热产生的X气体为CO2和SO2的混合气体，铜与浓硝酸反应产生的Y气体是NO2，SO2＋H2O＋NO2===H2SO4＋NO，故洗气瓶中产生的是硫酸钡沉淀，Z处逸出的气体中有CO2和NO，NO遇到空气中的氧气生成了红棕色的NO2，二氧化碳不与氯化钡反应，所以没有BaCO3生成。
答案：B
9．浓硫酸和2 mol·L－1的稀硫酸，在实验室中敞口放置。它们的质量和放置天数的关系如图。分析a、b曲线变化的原因是( )
A．a升华、b冷凝 B．a挥发、b吸水
C．a蒸发、b潮解 D．a冷凝、b吸水
解析：本题考查学生对浓、稀硫酸在吸水与其中水分挥发的差异。在两种溶液中都存在吸水和水分挥发两个过程，只不过在浓硫酸中以吸收水分为主，溶液质量增加；而2 mol·L－1稀硫酸中以水分挥发为主，质量减小。
答案：B
10．下图是某学校实验室从化学试剂商店买回的硫酸试剂标签上的部分内容，据此下列说法正确的是( )
A．该硫酸的物质的量浓度为9.2 mol·L－1
B．1 mol Zn与足量的该硫酸反应产生2 g氢气
C．能用铁制容器盛放该硫酸
D．该硫酸稀释时应将水倒入盛有该酸的烧杯中并不断地用玻璃棒搅拌
解析：此题考查浓硫酸和稀硫酸的不同点。据标签信息可得c＝＝＝18.4 mol·L－1，可知此硫酸为浓硫酸；稀硫酸与Zn反应产生H2，浓硫酸与Zn反应不产生H2；可用铁器盛放浓硫酸，但不能盛放稀硫酸；浓硫酸稀释时由于放出大量的热，故应将浓硫酸慢慢注入盛水的烧杯中，并不断用玻璃棒搅拌。
答案：C
11．将2.56 g Cu和一定量的浓HNO3反应，随着Cu的不断减少，反应生成气体的颜色逐渐变浅，当Cu反应完毕时，共收集到气体1.12 L(标准状况)，则反应中消耗HNO3的物质的量为( )
A．0.05 mol B．1 mol
C．1.05 mol D．0.13 mol
解析：参加反应的硝酸由两部分构成，一是被还原为氮氧化物的硝酸，为0.05 mol；二是作酸，生成Cu(NO3)2的硝酸，为0.08 mol，所以反应中消耗HNO3的物质的量为0.05 mol＋0.08 mol＝0.13 mol。
答案：D
12．如图表示Cu与HNO3反应的量的关系，图中哪一点表示铜与稀硝酸反应中被还原的HNO3与Cu的量的关系( )
A．a点 B．b点 C．c点 D．d点
解析：Cu与稀硝酸反应的化学方程式为3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，由方程式可知参加反应的硝酸只有被还原，故被还原的HNO3与Cu的关系为3Cu～2HNO3(还原)，A正确。
答案：A
13．某兴趣小组设计出下图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”的实验，以探究化学实验的绿色化。(固定装置略去)
(1)实验前，关闭活塞b，向试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c，其目的是________。
(2)在d中加适量NaOH溶液，c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2 mL浓硝酸，c中反应的化学方程式是
________________________________________________________________________。
再由a向c中加2 mL蒸馏水，c中的实验现象是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)该小组还用上述装置进行实验证明氧化性KMnO4>Cl2>Br2。操作步骤为
________________________________________________________________________，
实验现象为
________________________________________________________________________。
但此实验的不足之处是
________________________________________________________________________。
答案：
(1)检查装置气密性
(2)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 反应变缓，气体颜色变浅
(3)向d中加入KBr溶液，c中加入KMnO4固体，由a向c中加入浓盐酸 c中有黄绿色气体产生，d中溶液变为棕黄色 没有尾气处理装置
14．某化学兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应，用下图所示的装置进行实验。
请回答下列问题：
(1)仪器a的名称是________。
(2)B是用来收集实验中产生气体的装置，但未将导管画全，请将装置图补充完整。
(3)实验中，该小组同学取6.4 g铜片和3 mL 18 mol·L－1浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到反应停止，最后发现烧瓶中还有铜片剩余，该小组中的同学认为还有一定量的硫酸剩余。
①写出铜与浓硫酸反应的化学方程式：__________________________；实验中若有m g铜参加了反应，转移电子的数目为________(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
②为什么有一定量的硫酸剩余但未能使铜片完全溶解？你认为的原因是________。
③下列试剂中，能证明反应停止后烧瓶中有硫酸剩余的是________(填写字母编号)。
A．硫酸钠溶液 B．氯化钡溶液 C．银粉 D．碳酸氢钠固体
解析：(1)仪器a的名称是圆底烧瓶。(2)本实验收集的气体为二氧化硫，二氧化硫的密度比空气大，所以应选择向上排空气法收集。(3)①铜与浓硫酸反应的化学方程式Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O；m g铜的物质的量是m/64 mol，铜元素的化合价从0升高到＋2价，因此转移电子的数目为mNA/32。②剩余的硫酸是稀硫酸，稀硫酸与铜不反应。③要证明反应停止后烧瓶中有硫酸剩余，只能通过验证氢离子的存在才能说明，不能通过验证硫酸根离子的存在来说明。硫酸钠溶液不能证明氢离子的存在，A不符合题意；氯化钡溶液不能证明氢离子的存在，B不符合题意；银粉和稀硫酸不反应，C不符合题意；碳酸氢钠和氢离子反应生成二氧化碳气体，可以用来证明溶液中存在稀硫酸，D符合题意。
答案：
(1)圆底烧瓶
(2)
(3)①Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O mNA/32
②铜和稀硫酸不反应 ③D
15．某化学兴趣小组为研究生铁(含碳)与浓硫酸的反应情况及产物性质，进行了如下实验。请回答下列问题：
(1)按上图所示装置进行实验(夹持装置及尾气处理装置未画出)。仪器b的名称为________；实验过程中，装置B中观察到的现象是________________________________________________________________________；
装置C中有白色沉淀生成，该沉淀是________________________________________________________________________(填化学式)。
(2)装置A中还会产生CO2气体，请写出产生CO2的化学方程式：________________________________________________________________________。
(3)为了验证装置A中产生的气体中含有CO2，应先从下列①～④中选出必要的装置连接装置A中c处管口，从左到右的顺序为________(填序号)；然后再进行的操作是从a处多次鼓入N2，其目的是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)某同学认为装置A中产生的气体中还含有H2，理由是
________________________________________________________________________
(用离子方程式表示)。
解析：(1)由装置图可知，仪器b为分液漏斗，生铁(含碳)与浓硫酸反应生成二氧化硫，二氧化硫可使湿润的品红试纸褪色，二氧化硫溶于水后可使蓝色石蕊试纸变红。在酸性条件下NO具有强氧化性，把二氧化硫通入硝酸钡溶液，会生成硫酸钡沉淀。
(3)二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊，因此应先用酸性高锰酸钾溶液吸收二氧化硫，然后通入品红溶液检验二氧化硫是否除尽，最后通入澄清石灰水检验二氧化碳，从左到右的顺序为③②④。
答案：
(1)分液漏斗 品红试纸褪色，石蕊试纸变红 BaSO4
(2)C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
(3)③②④ 赶尽装置中的空气，防止空气中的CO2影响实验
(4)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
