非金属专题二－－氢、氧、硫、氮、磷、碳、硅3．其它常见的非金属元素（如H、O、S、N、P、C、Si） [考点扫描] 1．水的组成测定(电解水实验；氢气还原氧化铜实验)。 2．水分子结构与性质的相互关系。 3．氢气的性质和实验室制法。 4．空气的组成，空气中氧气体积分数的实验验证。 5．氧气的性质、制备、用途。 6．催化剂的概念。 7．臭氧、过氧化氢的性质及用途。 8．氧族元素的原子结构与其单质及化合物性质递变关系。 9．硫的主要性质。 10．二氧化硫的性质和用途。 11．二氧化硫的污染及环境保护。 12．硫酸的性质、用途，工业制法。 13．SO42-的检验方法及原理。 14．氮族元素的原子结构及性质上相似性和递变性。 15．N2的性质、用途。 16．氮的氧化物的性质。 17．白磷与红磷的结构、性质、用途。 18．NH3的结构、性质、制取、用途。 19．铵盐的性质、用途、NH4+36\n的检验。 20．硝酸的化学性质。硝酸的贮存方法和用途。 21．从浓、稀硝酸性质的比较，理解氧化性强弱。 22．碳族元素原子结构及其单质、化合物的相似性和递变性。 23．碳的同素异形体的结构、物理性质、用途；碳的化学性质。 24．二氧化碳、一氧化碳的性质、制取、用途。 25．碳酸、碳酸盐的一些性质。 26．硅的结构、性质、用途和制取，硅元素的存在。 27．二氧化硅的结构、性质和用途。 28．硅酸盐的表示，性质，硅酸盐工业简述。 29．新型无机非金属材料。 30．硫、氮、碳的氧化物对大气的污染，以及大气污染的防治。 31．生活用水的净化及工业污水的处理方法。 32．石油化工、煤化工、农副产品加工、资源综合利用及污染和环保的概念。 [知识指津] 1．水组成测定实验 作为定量实验，应理解实验原理、操作方法，学会分析实验误差。 ①电解水实验，应弄清：能否使用交流电?两电极的名称是什么?加入少量硫酸或氢氧化钠溶液有何作用?怎样证明收集的气体是氢气和氧气?由氢气和氧气的体积比约为2:1得出水的分子式为H2O还需要什么条件?等等。 ②氢气还原氧化铜实验，要懂得：怎样制得干燥纯净的氢气?为何先通氢气后加热?实验结束时先要熄灭酒精灯后停止通氢气?如何防止空气中水蒸气的影响?等等。 2．水分子的结构与水的性质 水分子为V形极性分子，水在4℃时密度最大，为1g/cm3，结冰时体积膨胀，有较大的比热。水是多种无机物和有机物的良好溶剂(相似相溶)。水中H－O键极性强，使水微弱电离：H2OH+＋OH-。水中氢为＋1价表现氧化性，氧为-2价表现还原性，既可作为氧化剂又可作为还原剂参加反应。此外水也参与许多非氧化还原反应(如水化、水合、水解)。 3．氢原子的结构与氢气的性质 氢原子半径最小，核外只有一个电子。既可失电子成为H+(无电子)，也可得电子成为H-(2e-稳定结构)。氢气是最轻的气体，难溶于水。具有强还原性(可燃性、还原CuO等)。实验室常用锌、铁、镁与稀硫酸、稀36\n盐酸反应制取氢气，用排水法或向下排空气法收集氢气。点燃氢气前一定要检验纯度。 4．空气的组成，氧气的性质、制备 空气主要由O2、N2组成，各种物质都不可避免地与空气接触。因此，物质贮存、化学实验都有要考虑空气的影响。 氧原子最外层有6e-无＋6价，常为-2、-1价。化学反应中O2表现强氧化性。实验室制氧气的原理：①加热KClO3、MnO2的混合物；②加热KMnO4③将H2O2溶液滴到MnO2粉末上。工业制氧气：将空气液化后，蒸发出氮气。氧气经加压后贮存在天蓝色钢瓶中。 5．催化剂的概念 催化剂能改变其它物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后保持不变。 6．燃烧与灭火 根据燃烧条件(①可燃物要与氧气、氯气等助燃气体接触；②可燃物温度达到着火点)理解灭火原理。燃烧现象与可燃物的性质、可燃物与助燃气体的接触面积、助燃气体的浓度有关。了解燃烧、爆炸、缓慢氧化等概念及相互关系。 7．臭氧与过氧化氢 O3是一种有特殊臭味的淡蓝色气体，比氧气易溶于水。不稳定，易分解成氧气。具有极强的氧化性，可用于漂白和消毒。大气平流层中的臭氧层是人类和生物的保护伞。 H2O2是一种无色粘稠液体，会分解成水和氧气(2H2O22H2O＋O2↑)。水溶液俗称双氧水，呈弱酸性，医疗上常作为消毒杀菌剂。 8．用氧族元素的原子结构知识解释元素性质的相似性、递变性，并与卤族元素进行比较。 9．硫有多种同素异形体；硫原子最外层电子数为6e-，常见化合价为-2、＋4、＋6价，在化学反应中硫既表现出氧化性(与金属、氢气等)，又表现出还原性(与氧气及硝酸等强氧化剂)。 10．二氧化硫的化学性质：(1)酸性氧化物的通性(亚硫酐)，(2)二氧化硫中硫元素的化合价为＋4，二氧化硫既有氧化性又有还原性，以还原性为主，(3)漂白性(漂白的原理)。 11．亚硫酸的性质(不稳定的中强酸，氧化性，还原性)及亚硫酸盐的性质(遇氧化剂易被氧化成硫酸盐，与非氧化性强酸作用生成SO2，并检验SO2，判别是否存在亚硫酸根) 12．二氧化硫的污染(危害、来源)。 13．硫酸的物理性质(高沸点，难挥发；溶于水时放出大量的热)。 14．硫酸的化学性质：(1)具有强酸的一切通性；(2)浓硫酸的特性：①吸水性(H2SO4＋nH2O＝H2SO4·nH2O)；②脱水性(吸水性与脱水性的比较)；③36\n强氧化性(氧化性酸与酸的氧化性的区别)。 15．硫酸是实验室常用试剂：(1)用于制取某些气体 (2)干燥剂 (3)催化剂 (4)脱水剂 (5)磺化剂 (6)吸水剂 (7)氧化剂 (8)酸化剂 (9)检验剂 (10)除杂剂等。 16．SO42-的检验方法及原理(Ba2+＋SO42-＝BaSO4↓) 17．硫酸的工业制法(六个三：三原料、三反应、三阶段、三设备、三原理、三净化)。 18．不同价态硫元素的性质及价态变化规律(邻位转化规律、互不换位规律、跳位转化规律) 19．用氮族元素的原子结构解释其性质相似性和递变性，并与同周期卤族、氧族、碳族作比较。能与H2、O2等发生化学反应。 20．N原子最外层电子数为5e-，NN的键能很大，N2通常性质稳定，一定条件下既有氧化性，又有还原性。 21．N的化合价有-3、0、＋1、＋2、＋3、＋4、＋5，氧化物有N2O，NO、N2O、NO2、N2O4、N2O5，其中N2O为亚硝酸的酸酐，N2O5为硝酸的酸酐，NO、NO2为不成盐氧化物。NO为无色还原性较强的气体，易被氧气氧化成NO2。NO2是红棕色易溶于水的有毒气体，与水反应生成HNO3和NO，工业常用此法制硝酸。值得注意的是，NO和NO2均是大气的污染物，且空气中的NO2是造成光化学烟雾的主要因素。 22．有关NO、NO2与O2、H2O反应的计算： (1)NO2或NO2与N2(非O2)等的混合气体溶于水时可依据3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO并利用体积变化差值计算。 (2)NO2和O2的混合气体溶于水时，可依据4NO2＋O2＋H2O＝4HNO3进行推算。 (3)NO和O2同时通入水中时，可依据4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3进行推算。 (4)NO、NO2、O2三种混合气体通入水中，可先按(1)求出NO2与H2O反应生成NO的体积，再加上原混合气体中的NO体积即NO的总体积，再按(3)法进行计算。 23．磷： (1)在化学性质上与氮有相似的地方，如单质也能与非金属O2、Cl2等物质反应。 (2)磷的两种同素异形体白磷和红磷的比较，可从状态、颜色、毒性、溶解性、着火点等角度列表分析。 (3)两者在一定条件下可以相互转化，都可用于制造纯度较高的磷酸。 24．氨分子呈三角锥形，固态氨是分子晶体，由于N－H是强极性键，氢原子几乎裸露，氨易液化；液化时放出大量热；易溶于水，与水反应(氨的水溶液呈弱碱性，氨气是中学化学中唯一的碱性气体)；氮原子上有一对孤对电子，与氢离子、银离子等络合；氮元素的化合价为-3价，表现出还原性(与氧气、氯气、氧化铜等反应)。 25．铵根离子中含共价键和配位键，四个N-H的形成过程不完全相同，但形成之后完全等同；铵盐易溶于水；受热易分解(通常有NH336\n放出)；铵盐与碱反应(注意常温、加热下的区别)，实验室利用该原理制氨气(注意试剂的选择)和检验铵根离子；铵盐可发生水解反应。 26．硝酸是一种挥发性的强酸，具有不稳定性(见光、受热或浓度越大越易分解)，故在贮存时，应盛放在棕色瓶里，并贮放在黑暗且温度低的地方。硝酸中氮元素的化合价为＋5价，有很强的得电子能力，所以硝酸有强氧化性(体现在如金属的钝化，与不活泼金属的反应及“王水”的组成和强腐蚀性，硝酸根在酸性条件下的强氧化性等)。此外，硝酸还能与有机物发生硝化、酯化等反应。 27．硝酸的浓度越大，其氧化性越强，浓硝酸的还原产物往往为二氧化氮，稀硝酸的还原产物往往为一氧化氮。 28．用碳族元素原子结构的特点解释碳族元素性质上的相似性和递变性，并与同周期的卤族、氧族、氮族进行比较。 29．金刚石、石墨结构特点，物理性质，典型用途。无定形碳的典型用途。 30．碳的化学性质：(1)稳定性；(2)还原性；(3)弱氧化性。 31．二氧化碳的结构，物理性质，化学性质(弱氧化性，酸性氧化物的通性)，实验室制取(原理、装置、与工业制法的比较)；一氧化碳的结构，物理性质，化学性质(不成盐氧化物，可燃性，还原性，毒性)，实验室和工业制法；一氧化碳和二氧化碳的相互转化。 32．碳酸的性质(二元弱酸)，碳酸盐、碳酸氢盐性质的比较(溶解性、与酸碱作用、热稳定性)及相互转化。 33．晶体硅具有类似于金刚石的空间结构；硅的最外层电子数为4，硅既难得到电子，也难失去电子，通常情况下比较稳定，与其它元素化合形成共价键(常温下，与F2、HF、NaOH反应；加热时，与氧气反应)；硅元素在自然界中仅以化合态存在，工业上用碳还原二氧化硅制取硅。 34．二氧化硅属于原子晶体(比较二氧化硅与二氧化碳的物理性质)；二氧化硅的化学性质(酸性氧化物的性质，弱氧化性，与氢氟酸反应)。 35．硅酸的性质，硅酸盐的表示(常用氧化物形式)。 36．从主要原料、生产条件、主要设备、产品的主要成分等几方面比较水泥、玻璃、陶瓷三种硅酸盐工业。 37．新型无机非金属材料的特性、实例及用途。 38．大气污染的含义，常见的大气污染，硫、氮、碳的氧化物对大气造成污染的原理、防治及处理方法或改进措施。 39．生活污水造成的水体污染，工业污水的危害，工厂厂址的选择，以及工业废水的合理化处理，或进一步开发利用。 [范例点击] 例1 下列反应中，水只作氧化剂的是( ) ①氟气通人水中 ②水蒸气经过灼热的焦炭 ③钠块投人水中 ④电解水 ⑤三氧化硫溶于水中 A．只有①④ B．只有①⑤ C．只有②③ D．只有②③④36\n 解析 水中具有氧化性，一定条件下能被Na、K、Fe等金属以及C、CO等还原为氢气：-2价氧具有还原性，能被F2氧化为O2。电解水时，水表现出氧化性和还原性。SO3与水的化合反应为非氧化还原反应。 答案 C 例2 用下列装置连接成一套测定水的组成的实验装置。 (1)所用装置的连接顺序是____________。 (2)装置C的作用是____________，若不用C，测得的氢、氧质量比会____________(偏高或偏低)。 (3)测量数据如下，则水中氢和氧的质量比为____________。 实验前实验后氧化铜和玻璃管质量M1M3氯化钙和U形管质量M2M4 (4)如果在停止加热的同时就停止通氢气，并拆开装置，则测定结果氢与氧的质量比________。(偏高或偏低)。 解析 从A、B装置所用试剂知，本实验利用氢气还原氧化铜的反应来测定水的组成。A中反应管加热前后质量变化为氧元素的质量，还需要测定反应中生成水的质量，才能求出水的组成。故必须除去混在氢气中的水蒸气，装置的连接顺序为B、C、A、D。C装置用于干燥氢气，若无C装置，则D装置所测水的质量偏大，进而求得的氢元素的质量偏大。表中(M4－M2)为反应生成水的质量，(M1－M3)为其中氧元素的质量，则水中氢、氧元素的质量比为。若停止加热的同时，停止通氢气并拆开装置，反应中生成的铜将被空气中氧气氧化，使M3偏大，氢氧质量比偏高。 例3 实验室用加热KClO3的方法制O2时，若不加MnO2其结果是( ) A．不能产生O2 B．产生的O2不减少，但速率较慢 C．产生的O2量减少，反应速率较慢 D．生成O2量和反应速率都不变 解析 36\n 本题测试对催化剂概念的理解。催化剂通过改变反应途径来影响化学反应速率，它不能改变生成物的产量。MnO2能加快KClO3分解反应的速率，不加MnO2只能使反应变慢，但产生的O2量不变。 答案 B 例4 (1)分别写出由氧在一定条件下生成下列物质的化学方程式(必须注明反应条件)。 ①O3：____________。 ②Na2O2：____________。 ③Na2O：____________。 (2)指出氧在下列各物质中的化合价。 O3：____________价；Na2O2：____________价；Na2O：____________价。 (3)人体内O2-离子对健康有害，使人过早衰老，但在催化剂SOD存在下可发生如下反应，请完成该反应的离子方程式。 □O2-＋□H2O-口H2O2＋□O2＋□□ 答案 (1)①3O22O3 ②2Na＋O22Na2O2 ③4Na＋O2＝2Na2O (2)0；-1；-2 (3)2，2，1，1，2OH- 例5 某同学用下图装置测定空气中O2的体积分数。实验步骤是(1)先用夹子夹紧橡皮管；(2)点燃燃烧匙内的红磷；(3)将燃烧匙插入广口瓶并塞紧塞子；(4)燃烧完毕打开夹子。实验后发现O2的体积分数小于21％。试分析其可能的原因。 解析 题述实验测定空气中O2的体积分数的原理是：燃烧红磷消耗广口瓶中的氧气，广口瓶中气体压强降低，在大气压作用下烧杯中的水沿导管进人广口瓶。同温同压下，可认为进入广口瓶的水的体积等于广口瓶内氧气的体积。现测得O2的体积分数小于21％，可能有以下原因：①红磷量不够，瓶内氧气未耗尽；②塞子未塞紧，外界空气进人；③未冷至室温即打开瓶盖，使进入瓶内的水的体积减少；④36\n瓶内水面与烧杯中水面不在同一水平面。 例6 甲、乙两学生用加热KClO3的方法制取O2。甲取了一定量的KClO3和0.1gMnO2，经混合后装人试管内加热，待收集到所需O2时停止加热。试管冷却后，乙称得甲留下的反应物的质量为4.04g，将它继续加热至KClO3完全分解，收集O2 672mL(标准状况)。求甲实验时KClO3分解的百分率。 解析 要求甲实验时KClO3分解率，必须先求甲所取KClO3的质量和加热时已分解KClO3的质量。由题意，甲加热时未分解的KClO3被乙加热分解，乙分解KClO3的质量为： 甲加热时生成KCl质量为4.04g-0.10g-2.45g＝1.49g，甲分解KClO3质量为： 故甲实验时KClO3分解率为。 例7 硒(Se)为第四周期VIA族元素，根据它在周期表中的位置，推测硒不可能具有的性质是( ) A．通常状况下是固体 B．SeO的水化物是一种酸 C．H2Se比H2S稳定 D．有＋6、＋4、-2三种常见的化合价 解析 本题考查元素在周期表中的位置与元素及其化合物性质的关系，硒位于第四周期第ⅥA族，在的下方，Te的上方，左边是As，右边是Br。根据元素周期律，其常见化合价为＋6，＋4，-2价，其最高价氧化物的水化物是酸，但比H2SO4弱，氢化物的稳定性H2S强于硒化氢，故选C。 答案 C 例8 哪些实验事实说明氯元素的非金属性比硫元素强，并用原子结构加以解释? 解析 比较两种非金属元素的非金属性相对强弱一般可根据以下几方面的实验事实：①非金属单质H2化合的难易程度；②最高价氧化物对应水化物的酸性强弱；③非金属单质间的置换反应。 答案可以说明氯元素非金属性比硫元素强的实验事实有：①氯气与氢气反应时光照可发生爆炸，而硫单质加热变为蒸气才可与H2化合；②H2SO4的酸性不如HClO4强；③H2S与Cl2反应可生成硫单质；④铁与Cl2反应生成FeCl3，而硫与铁反应生成FeS。 S、Cl两原子电子层数相同，但Cl原子最外层电子数较多，但Cl原子半径比S原子小，最外层电子受原子核的引力较大，故氯元素非金属性应比硫元素强。 例9 检验SO2气体中是否混有CO236\n气体，可采用的方法是( ) A．通过品红溶液 B．通过澄清石灰水 C．先通过NaOH溶液，再通过澄清石灰水 D．先通过酸性高锰酸钾溶液，再通过澄清石灰水 解析 要正确解答本题必须先做到以下两点： (1)理解题意，本题要检验的是CO2，且这CO2气体又是混在SO2气体中。 (2)要掌握SO2与CO2性质上的相似点与不同点。 A选项检验的是SO2，而非CO2；B选项中不管是否混有CO2，均有白色沉淀生成；C选项中不管是否混有CO2，均无白色淀淀生成；惟有D选项在通过酸性KMnO4溶液时混合气体中仅有SO2被吸收，再通过澄清石灰水若有白色沉淀生成，说明混有CO2；若无白色沉淀，说明没有混有CO2。 答案 D 例10 在氯化钡溶液中通人SO2，溶液仍澄清；若将氯化钡溶液分盛两试管，一支加硝酸，另一支加烧碱溶液，然后再通人SO2，结果两试管都有白色沉淀，由此得出的结论合理的是( ) A．氯化钡有两性 B．两支试管中的沉淀均是亚硫酸钡 C．SO2有还原性，水溶液有酸性 D．升高pH使SO2水溶液中SO32-浓度降低 解析 SO2与BaCl2溶液不反应，当加入HNO3时，HNO3把SO2氧化成SO42-，从而与Ba2+形成白色BaSO4沉淀。当加入烧碱时，NaOH与SO2生成SO32-，SO32-与Ba2+形成白色BaSO3沉淀，故选C。 答案 C 例11 储存浓硫酸的铁罐外口会出现严重的腐蚀现象，下列浓硫酸的性质中，与此现象有关的是( ) A．吸水性 B．脱水性 C．氧化性 D．强酸性 解析 题中强调在铁罐外腐蚀严重，而常温下，Fe与浓H2SO4发生钝化，故选AD。 答案 AD 例12 某同学设计下列一组实验来讨论卤族元素的相似性和递变性，其实验步骤如图所示，试回答下列问题：36\n (1)该组实验中存在什么问题? (2)在试管口观察到的共同现象。 (3)在试管③观察到红棕色的气体，在试管④内观察到紫红色，同时闻到臭鸡蛋气味的气体(H2S)，分析变化，写出相应的化学方程式。 (4)0.5mL水的作用是什么? 解析 题目强调不仅讨论卤族的相似性，还讨论递变性。 (1)由于HF能腐蚀玻璃，所以①不应在试管中进行， (2)讨论相似性，都有“白雾”产生， (3)分析此时Br-，I-还表现出强还原性，而浓H2SO4表现出强氧化性。 2HBr＋H2SO4(浓)＝Br2＋SO2＋2H2O (4)上述反应应在加热条件下进行，所以浓H2SO4吸水放热供体系加热。 例13 取一定量铜与115mL浓硫酸充分反应后，过滤，向滤液中加人过量的金属锌，完全反应后，取锌干燥，称重，发现质量减少了7.5g，同时产生了2.24L的气体(标准状况)，试计算原硫酸溶液物质的量浓度。 解析 Cu与浓H2SO4反应，随着反应的进行，H2SO4浓度降低与Cu不再反应，但稀H2SO4与Zn反应可放出H2。 Zn ＋ H2SO4 ＝ ZnSO4 ＋ H2↑ 65g 1mol 22.4L 6.5g 0.1mol 2.24L Zn ＋ CuSO4 ＝ ZnSO4 ＋ Cu △m 1mol (65-64)g 1mol 7.5g-6.5g Cu ＋ 2H2SO4(浓)CuSO4 ＋ SO2↑ ＋ 2H2O 2 1 2mol 1mol ∴C(H2SO4)＝(2mol＋0.1mol)/0.115L＝18.3mol/L 答案：18.3mol/L 例14 只用氯化钡溶液及试管鉴别亚硫酸钠溶液和稀硫酸，简述过程。 解析 由于只可用BaCl2，而BaCl236\n与两者直接反应都产生白色沉淀，所以必须利用反应后两溶液性质的不同进行鉴别。 答案 第一步：分别用试管取2mL的待测液，滴加氯化钡溶液至恰好完全反应；第二步：将两支试管中的液体分别加入对方试管的沉淀中，如果沉淀溶解，产生气体的试管为亚硫酸钠，无明显现象的为稀硫酸。 例15 砷的原子结构示意图为__________。在元素周期表里，砷元素位于____________周期____________族，它的最高价的氧化物的化学式为____________，砷酸钠的化学式为砷酸钠在酸性条件下可使碘化钾氧化为单质碘，同时生成亚砷酸钠(Na3AsO3)和水，这个反应的离子方程式为____________。 解析 由同一主族元素在结构上的相似性和递变性，可写出原子结构示意图为：砷在周期表中位置(第四周期VA族)，由最高价为＋5价可写出其最高价氧化物化学式为As2O5，及砷酸钠化学式为Na3ASO4，而反应方程式关键则在于配平和任意酸性条件： 答案 第四周期第VA族 As2O5 Na3AsO4 AsO43-＋2I-＋2H+＝AsO33-＋I2＋H2O。 例16 将VmLNO和NO2的混合气体通过水吸收后，得到amL的无色气体A，将此无色气体A与等体积的氧气混合，再通过水吸收后，收集到5mL气体B。试回答： (1)A气体是____________，B气体是____________； (2)A气体的体积是____________mL； (3)y值的取值范围是____________。 解析 由于3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO所以A为NO，又因为A与等体积O2与H2O发生循环反应4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3后，O2过量，B为O2，且可解出a＝20，然后采用极端假设法可求出20<V<60。 答案 (1)OO2 (2)20 (3)20<V<60 例17 有一种磷的结构式是，有关它的下列叙述不正确的是( ) A．它完全燃烧时的产物是P2O5 B．它不溶于水 C．它在常温下呈固态 36\n D．它与白磷互为同分异构体 解析 选项A是考查学生对磷的化学性质的了解掌握，不管是白磷或红磷当在空气中完全燃烧时，产物都是P2O5。 选项B和选项C，则考查磷的物理性质。白磷、红磷或其它磷的同素异形体，都不溶于水，在常温下也都是固态的，这些描述都正确，所以不选。 选项D指出这种磷与白磷互为同分异构体，有一定的迷惑性，其原因在于学生易将同素异形体与同分异构体混淆。实质两者是同素异形体，因而D为本题选项。 答案 D 例18 A是一种白色晶体，它与浓NaOH溶液共热，放出无色气体B。用圆底烧瓶收集干燥的B。按图所示装置仪器，挤压滴管的胶头时，可以得到蓝色喷泉；A与浓H2SO4反应，放出无色气体C。用圆底烧瓶收集干燥的C，仍按图所示装置仪器，挤压滴管的胶头时，可以得到红色喷泉。 (1)A的化学式是____________。 (2)可用于除去B中水分的干燥剂是____________。收集气体B的方法是____________。 (3)收集气体C的方法是____________。 解析 此题实为推断型的实验题。由题给条件可知，B为NH3，C为HCl气体，所以A为NH4Cl。NH3为碱性气体，只能用碱石灰或生石灰、KOH固体等不与氨反应的干燥剂干燥。氨气的密度比空气小，应用向下排空气法收集，氯化氢气体的密度比空气大，应用向上排空气法收集。 答案 (1)NH4Cl (2)碱石灰(或CaO、KOH固体等)，向下排空气法； (3)向上排空气法。 例19 36\n一种无色气体可能是由二氧化碳、氯化氢、氨气、二氧化氮、一氧化氮、氢气中的一种或几种所组成。将此无色气体通过盛有浓硫酸的洗气瓶，发现气体体积减少。继续通过装有过氧化钠的干燥管，发现从干燥管管端出来的气体颜色显红棕色。再将该气体通人盛满水倒立于水槽的试管内，最后试管里仍然为一满试管液体。由此我们认为： (1)原气体中一定含有____________，一定不会有____________。 (2)由最终结果可知原气体中____________气体的体积比为____________。 解析 由于气体无色，故不含NO2，而通过浓H2SO4体积减小，所以含NH3，则不含HCl，由于通过Na2O2后产生的气体显红棕色，所以含CO2、NO，由于余气通人盛水的试管中，最后充满液体，故不含H2。且由4NO＋O2＋2H2O＝4HNO3，2Na2O2＋2CO2＝2Na2CO3＋O2，2NO＋O2＝2NO2，可推知2CO2与NO体积比为3:2。 答案 (1)NH3、CO、NO；H2、HCl、NO2 (2)CO、NO；3:2 例20 在100mL氢氧化钠溶液中加入硝酸铵和硫酸铵固体混合物，加热使之充分反应，如图表示加入的混合物的质量和产生的气体体积的关系(标准状况)。试计算： (1)氢氧化钠溶液物质的量浓度。 (2)当氢氧化钠溶液的体积为140mL，固体混合物的质量是51.6g时，充分反应后，生成气体的体积。(标准状况) (3)当氢氧化钠溶液的体积为180mL，固体混合物的质量仍为51.6g时，充分反应后，生成气体的体积。 解析 由图可知当加入固体34.4g后，产生气体量达最大值，所以 (1) (2)由图中分析可知，当V(NaOH)＝140mL，V(气体)＝5mol/L×0.14L×22.4L/mol＝15.68L，而固体51.6g时，产生气体为，可知固体过量，产生气体15.68L。 (3)当V(NaOH)＝180mL，产生气体为5mol/L×0.18L×22.4mol＝20.16L 可知NaOH过量，产生气体16.8L 答案 (1)5mol/L (2)15.68L36\n (3)16.8L 例21 用以下三种途径来制取相等质量的硝酸铜：(1)铜与浓硝酸反应；(2)铜与稀硝酸反应；(3)铜先与氧气反应生成氧化铜，氧化铜再与硝酸反应。以下叙述正确的是( ) A．三种途径所消耗的铜物质的量相等 B．三种途径所消耗硝酸的物质的量相等 C．所消耗铜的物质的量由大到小顺序为：(3)>(1)>(2) D．所消耗硝酸物质的量由大到小顺序为：(1)>(2)>(3) 解析 Cu＋4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 2Cu＋O22CuO CuO＋2HNO3＝Cu(NO)2＋H2O 可知选A、D。 答案 AD 例22 1.92g铜与一定量的浓硝酸反应，随着铜的不断减少，反应生成的气体的颜色也慢慢变浅。当铜反应完毕，共收集到气体的体积为1.12L(标准状况)，求反应过程中所耗硝酸的物质的量。 解析 Cu与浓HNO3反应，随着反应进行，HNO3浓度变小，产生的气体将由NO2转化为NO，所以本题利用N原子守恒求解比较方便：n(HNO3)＝2n(Cu)＋n(气体)＝＝0.11mol 答案 0.11mol 例23 当锌与某浓度的硝酸反应时，如果参加反应的锌与硝酸物质的量之比为2:5，则硝酸的还原产物可能是( ) A．N2O B．NO C．N2 D．NH4NO3 解析 利用HNO3与金属反应时即表现强氧化性又表现酸性，可解出答案A、D。 答案 A、D 例24 现有铁和铜组成的合金，其中铁和铜的总物质的量为amol，Cu的物质的量分数为x；研成粉末后，全部投入含bmol硝酸的稀溶液中，微热使其充分反应，且硝酸的还原产物只有一氧化氮，试回答下列问题： (1)用微粒符号填写下列空白(列举全部可能的情况)36\n残留固体成分①②③④⑤⑥溶液中的金属离子 (2)当溶液中的金属离子只有Fe2+、Cu2+时，试确定b的取值范围。 (3)当x＝0.5时，溶液中铁离子与亚铁离子物质的量相等，在标准状况下共产生672mL气体。求a、b的值。 解析 ①Fe与HNO3反应可生成Fe(NO3)2，也可生成Fe(NO3)3，Cu与HNO3反应只能生成Cu(NO3)2，依次微粒的共存，可得出残留固体和溶液中的金属离子依次有以下组合①Cu，Fe，Fe2+；②Cu，Fe2+；③Cu，Fe2+，Cu2+；④无，Fe2+，Cu2+；⑤无，Fe2+，Cu2+，Fe3+；⑥无，Cu2+，Fe3+ ②极端假设：3Fe＋ 8HNO3(稀)＝3Fe(NO3)2＋2NO＋4H2O 3 8 a(1-x) (8/3)×(1-x) 3Cu ＋ 8HNO3＝3Cu(NO3)2＋2NO＋H2O 3 8 ax (8/3)ax ∴(8/6)×a(1-x)<b<(8/3)×a ③由电子守恒有：[(a×0.5)/2]×1(a×0.5)/2]×3＋a×0.5×2＝(0.627L/22.4L/mol)×3 得：a＝0.04mol 根据N守恒：b＝0.672/22.4×3＋0.672/22.4＝0.12mol 例25 最近，科学家研制得到一种新的分子，它具有空心类似足球状的结构，化学式为C60。则下列说法正确的是( ) A．C60是一种新型化合物 B．C60中含离子键 C．C60与石墨都是碳的同素异形体 D．C60的摩尔质量为720 解析 由题意可知，C60是仅由碳元素组成的分于晶体，而摩尔质量应有单位，故选C。 答案 C 例26 某无色混合气体中可能含有CO2、CO、H2、H2O(气)中的一种或几种，依次进行如下处理(假定每次处理均反应完全)：(1)通过碱石灰时，气体体积变小；(2)通过赤热的氧化铜时，固体变为红色；(3)通过无水硫酸铜粉末时，变为蓝色；(4)通过澄清石灰水时，溶液变浑浊。由此可以确定原混合气体中( ) A．一定含有CO、H2O，可能含有H2、CO B．一定含有H2O、CO，可能含有CO2、H2 C．一定含有CO、CO2，可能含有H2O、H2 D．一定含有CO、H2，可能含有H2O、CO2 解析 由(1)可知含CO2、H2O(气)中至少一种，且可除去可能含有的CO2、H2O(g)；由(2)可知含CO、H2中至少一种；由(3)可知含H236\n；由(4)可知含CO，故选D。 答案 D 例27 把碳酸钙和碳酸镁的混合物在高温下煅烧到质量不再减少时，发现煅烧后的混合物中钙与镁的质量分数相等，求原混合物中碳酸钙与碳酸镁的质量比。 解析 本题属于无数据计算题。可设CaCO3、MgCO3物质的量依次为x、y，则 CaCO3＝CaO＋CO2↑ MgCO3＝MgO＋CO2↑ x x y y 依题意有：40x＝24y x/y＝24/40＝2/5 ∴ 答案 5:7 例28 下列说法不正确的是( ) A．陶瓷分为氧化物陶瓷和非氧化物陶瓷 B．生产普通水泥的原料是石灰石和粘土 C．玻璃是一种新型无机非金属材料 D．氮化硼陶瓷是一种新型无机非金属材料 解析 本题属于概念题，掌握有关无机金属材料的分类即可选出正确答案C。 答案 C 例29 有一种常见的用来治疗胃溃疡的药物，不溶于水，服用后中和胃酸(主要成分为盐酸)，作用持久，该化合物是带一定量结晶水的三硅酸镁，加热使之完全失水后，1mol该物质中仍含有8molO。 (1)加热后产物的化学式是____________，改写成氧化物的形式为____________。 (2)写出该化合物中和胃酸的化学方程式。(假设化合物分子中带n个结晶水)____________________。 解析 由名称三硅酸镁可知1mol物质含有3molSi，结合题意，得化学式为 MgxSi3O8，根据化合价原则，可得出化学式为Mg2Si3O8，氧化物形式为2MgO·3SiO2。 答案 (1)Mg2Si3O8 2MgO·3SiO2 (2)Mg2Si3O8·nH2O＋4HCl＝2MgCl2＋3H2SiO3＋(n-2)H2O。 例30 某高熔点物质A是原子晶体，A有如下性质：①A与熔融纯碱可生成B，并放出气体C；②C36\n与B溶液反应可生成纯碱和D；③D不稳定，在干燥的空气中会脱水成为E；④E受热时可进一步脱水变成A。 (1)试写出A、B、C、D、E的化学式。 (2)写出各步反应的化学方程式。 解析 由A为原子晶体，再考虑A、B、C、D、E的转化可知A、B、C、D、E依次为SiO2，Na2SiO3，CO2，H4SiO4，H2SiO3 答案 (1)SiO2，Na2SiO3，CO2，H4SiO4，H2SiO3 (2)SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑ CO2＋Na2SiO3＋2H2O＝Na2CO3＋H4SiO4 H4SiO4＝H2SiO3＋H2O H2SiO3H2O＋SiO2 例31 根据SiO2的性质，试用两种不同的方法把SiO2变成K2SiO3。写出反应方程式： (1)____________， (2)________________________。 解析 (1)SiO2＋K2CO3K2SiO3＋CO2↑ (2)SiO2＋2KOH＝K2SiO3＋4H2O 例32 常见的污染物分为一次污染物和二次污染物。二次污染物是排人环境中的一次污染物在物理化学因素或微生物作用下，发生变化所生成的新污染物。如反应2NO＋O2＝NO2中，二氧化氮为二次污染物。下列三种气体：①硫化氢②二氧化硫③汽油，其中能生成二次污染物的是( ) A．①② B．②③ C．①③ D．全部都是 解析 该题属信息给予，依信息选D。 例33 据《中国环境报》报道：从一份科技攻关课题研究结果显示，我国酸雨区已占国土面积的40％以上。研究结果还表明，我国农业每年因遭受酸雨而造成的经济损失高达15亿多元。为了有效控制酸雨，目前国务院已批准《酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案》等法规。 (1)在英国进行的一项研究结果表明：高烟囱可有效地降低地面SO2浓度。在20世纪的60-70年代的10年间，由发电厂排放的SO236\n增加了35％，但由于建造高烟囱的结果，地面浓度降低了30％之多。请你从全球环境保护的角度，分析这种作法是否可取?简述其理由。 (2)用传统的煤、石油作燃料，其主要的缺点是什么?与传统的煤、石油燃料相比，哪种物质可以作为新能源?主要的优点是什么?缺点又是什么? (3)如图是研究酸雨成因分析的学生实验用的“催化棒”。用两根外面套有玻璃管的粗导线穿过橡皮塞并固定于玻璃管中，将其一端用电热丝连接起来，即制成“催化棒”。实验时先接通直流电源，使电热丝红热，然后将红热的电热丝伸人装有SO2和空气的集气瓶中，瓶中立即出现a现象，再往其中加入用盐酸酸化后的BaCl2溶液，又出现b现象。请回答： ①现象：a____________；b____________。 ②从以上实验可得出酸雨成因的化学原理____________。 (4)目前一座中等城市每年用煤约300万吨，其含硫量按1％计算，则每年排放SO2多少吨?若此SO2有60％转化为硫酸，相当于生成多少吨98％的硫酸? 解析 (1)(2)问主要抓住关键词进行解题 (3)S ～ SO2 SO2 ～ H2SO4 32t 64t 64t 98t 300×104t×1％ m(SO2) 6×104t×60％ m×98％ m(SO2)＝6×104t m＝56250t 答案 (1)不可取，因为二氧化硫的排放总量并没有减少，进一步形成酸雨仍会对全球造成危害。 (2)煤、石油是不易再生的化学燃料，其资源是有限的，其次燃烧后产生的二氧化硫、氮的氧化物等严重污染空气，进而形成酸雨，燃烧后产生的二氧化碳又会造成温室效应。而对氢燃料而言，第一，氢气可以用水作为原料来制取；其次，氢气燃烧时放热多，约为同质量汽油的三倍；第三，氢燃料的最大优点是燃烧产物为水，不易污染环境，还可循环使用。 (3)a浓厚的酸雾，b白色沉淀，②36\n空气中的二氧化硫遇到矿尘或颗粒对二氧化硫的固相催化作用就会形成酸雾 (4)60000t 56250t 例34 为了预防碘缺乏病，国家规定每千克食盐中应含有40-50毫克的碘酸钾。为检验某种食盐是否为加碘盐，某同学取食盐样品428克，设法溶解出其中全部的碘酸钾，将溶液酸化并加人足量的碘化钾淀粉溶液，溶液呈蓝色，再用0.030mol·L-1的硫代硫酸钠溶液滴定，用去18.00mL蓝色刚好褪去。试通过计算说明该加碘盐是否为合格产品。有关反应如下：IO3-＋5I-＋6H+→3I2＋3H2O I2＋2S2O32-→2I-＋S4O62- 解析 该题属多步计算，KIO3～3I2～6Na2S2O3 214g 6mol m(KIO3) 0.03mol/L×0.018L m(KIO3)＝1.926×10-2g，则每千克食盐中含1.926×10-2×103mg/0.428kg＝3.45g，所以合格。 [变式操练] 1．写出符合要求的氧化还原反应方程式各一个。 (1)水只作氧化剂； (2)水只作还原剂； (3)水既是氧化剂又是还原剂； (4)水既不是氧化剂也不是还原剂。 答案 (1)2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ (2)2F2＋2H2O＝4HF+O2↑ (3)2H2O2H2↑+O2↑ (4)Cl2+H2O=HCl+HClO 2．用下列5个单元装置进行适当的组合，能制取干燥纯净的氢气，并用以还原氧化铜，还能验证氢气的氧化产物是水。 （1）按甲图装置中编号填写仪器名称：①____________②____________36\n。 （2）按气体从左到右的流向连接上述装置的接口，正确的顺序是（填接口字母）：a连f；g连（__________）；（__________）连（__________）；（__________）连（__________）。 （3）装置乙的作用是____________，装置丙的作用是____________，装置丁中的石蕊试液变色，这是因为氢气中含有____________。 答案 (1)长颈漏斗；试剂瓶 (2)b、c、e、d、h (3)除氢气中的HCl；干燥氢气；红；HCl气体。 3．已经Cu+在酸性溶液中能发生自身氧化还原反应。请用化学方法证明H2还原CuO的红色产物中含有Cu2O，并写出反应的化学方程式。 答案 取少量红色产物放人试管中，加入稀硫酸，振荡，溶液呈蓝色，则红色产物中含有氧化亚铜。 4．Cu2O和CuO的混合物，用H2还原法测定其中CuO的质量x。实验中可以测定如下数据：m－混合物的质量、m(H2O)－生成的水的质量、m(Cu)－生成的铜的质量、V(H2)－消耗的H2在标准状况下的体积。 （1）为了计算x，至少需要测定上述四个数据中____________个，这几个数据的组合共有____________种，请将这些组合一一填入下表空格中。 说明： ①选用m、m(H2O)、m(Cu)、V(H2)表示，不必列出具体计算式。 ②每个空格中填一种组合，有几种组合就填几种，不必填满。 （2）从上述组合中选写一个含m的求x的计算式：x＝____________。 答案 (1)2；5；m、m(Cu)，m、V(H2)，m、m(H2O)，m(Cu)、m(H2O)，m(Cu)、V(H2)； (2)x=[40m-45m(Cu)]/4或x=[40m(H2O)-5m]/4。 5．同时加热下列各组物质，放出O2速率最慢的是( ) A．混有MnO2的KClO3 B．混有Fe2O3的KClO3 C．混有KMnO4的KClO3 D．混有MgO的KClO3 [答案] D 6．为验证空气中O2的体积分数，将燃烧匙中的红磷点燃后插入右图所示的玻璃管中，并塞紧橡皮塞。试分析下列物质能否代替红磷，说明理由。(1)木炭 (2)金属镁 (3)硫磺 [答案] (1)不能，生成的CO不溶于水，CO2溶解度也不大； (2)不能，镁燃烧时，消耗O2和N236\n； (3)能，硫燃烧只消耗O2且生成的SO2易溶于水。 7．设空气只由O2和N2组成，其中O2的体积分数为20％。试求： (1)空气中O2和N2的物质的量之比； (2)空气中O2的质量分数； (3)空气的平均相对分子质量。 [答案] (1)1:4 (2)22.2％ (3)28.8 8．取一定量氯酸钾和二氧化锰的混合物加热制取氧气。当混合物中二氧化锰的质量分数从20％提高到25％时，求氯酸钾分解的百分率。 [答案] 63.8％ 9．下列各组物质有关性质的比较中，正确的有( ) A．熔、沸点：碲>硒 B．导电性：碲<硒 C．酸性：H2TeO4>H2SeO4 D．稳定性：H2Te>H2Se 答案 A 10．冶金工业烟道废气中有产生大气污染的CO和SO2。若将废气加热到500℃，使用铝钒土作催化剂，可从废气中回收单质S，CO则转化成CO2。 (1)写出该反应的化学方程式，并指出SO2是氧化剂还是还原剂。 (2)据测定用以上方法除去有害气体，无论气体的体积分数如何，通过催化剂后得到的气体中仍有少量CO和SO2，试解释其原因。 答案 (1)2CO+SO2=2O2+S；氧化剂 (2)该反应是可逆反应，不可能完全转化。 11．过氧化氢在医疗上可用作外科消毒剂。 (1)写出过氧化氢的电子式____________。 (2)将过氧化氢加入酸化的高锰酸钾溶液中，溶液的紫红色褪去了，此时过氧化氢表现出何种____________性质(氧化性、还原性)？若用H218O2与高锰酸钾酸性溶液反应，18O将存在于什么生成物中? (3)久置的油画，白色(PbSO436\n)部位常会变黑(PbS)，用过氧化氢揩擦后又恢复原貌，写出相应的化学方程式____________。 (4)向含有酚酞的Na2CO3溶液里滴人H2O2，溶液的红色褪去，再向溶液中加入足量的NaOH溶液，溶液始终不显红色，解释原因。 (5)将氯气用导管通人较浓的NaOH和H2O2的混和液中，在导管口与混和液的接触处有闪烁的红光出现。这是因为通气后混和液中产生的ClO-被H2O2还原，发生激烈反应，产生能量较高的氧分子，它立即转变为普通氧分子，将多余的能量以红光放出。写出这个过程中反应的离子方程式。 答案 (1)略 (2)还原性；氧气 (3)PbS+4H2O2＝PbSO4+4H2O (4)过氧化氢具有氧化性，与有色物质发生还原反应而褪色 (5)ClO-+H2O2=Cl-+H2O+O2↑ 12．有2种无机盐A和B，它们的式量都是120。为了确定A和B，将它们分别溶于水制成溶液，进行下列实验：①将两种溶液混合立即产生一种易溶于水、易液化的气体；②在两种溶液中分别加入氯化钡溶液，A溶液无沉淀，B溶液里有白色沉淀析出；③在两溶液中分别加入氢氧化钡溶液均有白色沉淀析出。 (1)写出A和B的化学式。 (2)写出有关反应的离子方程式。 答案 (1)KHSO3NaHSO4 (2)H++HSO3-=H2O＋SO2↑；HSO3-+Ba2++OH-＝BaSO3↓＋H2O 13．在一烧杯中盛有100mLl.0mol·L-1的硫酸溶液，同时有一表面光滑的塑料小球悬浮于溶液中央(如图)，现沿烧杯内壁向其中缓缓注人1.0mol·L-1的氢氧化钡溶液直至过量， (1)描述此实验过程中观察到的实验现象。____________。 (2)写出实验过程中反应的离子方程式，并解释上述实验现象。(碱的密度大于酸的密度) 答案 (1)溶液变浑浊，小球先下沉，后上浮。 (2)Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H236\nO；因为上述两种溶液发生反应成了难溶于水的沉淀，同时生成了水，使溶液密度减小，所以小球先下沉，当氢氧化完全消耗后，再加氢氧化钡溶液，溶液的密度又增加，所以小球又可能上浮。 14．硫酸工业在国民经济中占有重要的地位，硫酸的消费量常被视为一个国家工业发达水平的一种标志。 (1)二氧化硫是工业制硫酸中的必要物质，我国目前多用燃烧黄铁矿(FeS2)的方法来制取，此反应常在____________炉内进行，其化学反应方程为____________。 (2)从综合经济效益出发，硫酸厂厂址选择和决定建厂规模时应考虑哪些因素? (3)在101kPa时，燃烧1t含FeS2质量分数为70％的黄铁矿，放出4.98×106kJ的热量，求该反应的燃烧。 答案 (1)沸腾炉，4FeS2+11O2=2Fe2O3+8O2 (2)选址时要建在靠近硫酸消费中心的地区，同时应避开人口稠密的居民区和环境保护高的地区。工厂规模的大小主要由硫酸用量的多少来决定 (3)853kJ/mol 15．工业上用黄铁矿石燃烧制二氧化硫时，硫的损失率为2％。二氧化硫接触氧化制三氧化硫时，二氧化硫的转化率为90％，三氧化硫吸水得硫酸，硫酸的产率为96％，若以100t纯度为75％的硫铁矿石为原料，求可制得98％的浓硫酸的质量。 答案 105.84吨 16．硝酸工业尾气中的氧化物(NO，NO2)是主要的大气污染物之一。其治理主要的原理为 2NO2＋2NaOH＝NaNO2＋NaNO3＋H2O NO2＋NO＋2NaOH＝2NaNO2＋H2O 实际生产中经常使用价格便宜的纯碱溶液吸收尾气，其反应类似上述反应，得到NaNO2、NaNO3同时放出CO2。 (1)写出纯碱吸收NO2、NO的两个离子反应方程式：____________。 (2)现在标准状况下aLNO2(其中N2O4的体积分数为20％)和bLNO混合气体恰好被200mLNa2CO3溶液完全吸收。若欲使混合气体全部被吸收，a、b应满足的关系是____________，Na2CO3的物质的量浓度是____________。 (3)若在标准状况下有氮氧化合物的混合物的混合物2.016L恰好与50mL1mol·L-1Na2CO3溶液完全反应，且生成的NaNO2和NaNO3的物质的量之比为4:1，则混合气体中N2O4和NO2气体的体积比为____________。 答案 (1)2NO2+CO32-=NO2-+NO3-+CO2；NO2+NO+CO32-=2NO2-+CO2 (2)a/b≥5/6；(6a+5b)/44.8mol/L (3)1:5 17．工业上制N2的方法之一是空气加压降温液化后再蒸发，首先气化分离出来的是____________。实验室中若以空气为原料制得N2，供选择的试剂有①灼热的铜网 ②足量灼热的碳 ③足量灼热的CuO ④浓H2SO4 ⑤NaOH溶液⑥澄清石灰水⑦无水CaCl236\n，假设用以盛放干燥剂的仪器只有U型管，则应选择的试剂按空气通入的次序排列为____________。 答案 N2；⑤⑦① 18．解释下列现象，并写出有关化学方程式。 (1)刚擦燃的安全火柴产生白烟 (2)把安全火柴头放人试管中，加热试管。在缺氧条件下火柴头可自动燃烧。 (3)燃烧后的火柴头投入双氧水中，双氧水迅速放出气体。 答案 (1)红磷燃烧产生白烟，4P+5O2=2P2O5 (2)因火柴上既有氧化剂氯酸钾，又含可燃物硫，所以加热时可以燃烧，2KClO32KCl+3O2，S+O2SO3 (3)2H2O22H2O+O2↑ 19．把1mol由氨气和氧气组成的混合气体导人密闭反应容器中，在催化剂存在下加热使之充分反应，然后恢复到常温常压，如果混合气体中有氧气xmol，最后在反应器中产生的硝酸为ymol。试讨论y与x的关系，并求出了的最大值。 答案 0<x≤5/9，y=0；5/9<x<2/3，y=3x-5/3；2/3≤x<1，y=1-x 20．取0.271g白色固体放人试管中加热，固体慢慢减少，直至完全消失，试管口有大量水珠生成，另取等质量的此固体跟过量消石灰共热，生成一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，这些气体恰好能和0.1mol·L-1的硫酸溶液25mL完全反应；再取等质量的此固体跟过量的稀盐酸反应，生成的无色无味气体全部通人足量的澄清石灰水，得到白色沉淀0.3g。通过计算确定白色固体的成分以及物质的量。 答案 (NH4)2CO3 0.002mol，NH4HCO3 0.001mol 21．实验室用氨气还原氧化铜的方法测定铜的近似相对原子质量。反应的方程式为：2NH3＋3CuON2＋3Cu＋3H2O。试回答：如果选定测定反应物CuO和生成物H2O的质量[m(CuO)、m(H2O)]时，请用下列仪器设计一个简单的实验方案。 36\n (1)仪器连接的顺序(用字母编号表示，可重复使用)____________________________________，d中浓硫酸的作用____________，实验结束时a中观察到的现象为____________。 (2)列出计算铜的相对原子质量的表达式____________。 (3)下列情况中会使结果偏大的是____________。 A．CuO未全部还原为Cu B．CuO受潮 C．CuO中混有Cu 答案 (1)bcacd；吸收未完全反应的氨气，防止空气中的水份进人；固体由黑色变成红色 (2)18m(CuO)/m(H2O)-16 (3)ac 22．A、B、C、D、E、F是中学化学常见的六种物质，它们之间有如下的转化关系，其中B、D是气体，E、F是无色溶液，C是白色沉淀，请填写以下空白： (1)写出有关物质的化学式：A____________，B____________，C____________。 (2)写出A转化为B的化学方程式________________________________________________。 (3)分两步写出D转化为F的离子方程式____________________________________。 答案 (1)NH4Cl，HCl，AgCl (2)略 (3)Ag++NH3·H2O＝AgOH+NH4+；AgOH+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]+＋2H2O+OH- 23．为了测定足量铜与适量一定浓度的浓硝酸反应生成一氧化氮气体和二氧化氮气体的物质的量之比(用m表示)，请从下图中选用合适的实验装置，设计一个合理而简单的实验，用于测定阴的值。(不考虑二氧化氮转化为四氧化二氮)其中E装置由甲、乙两根玻璃管组成，用橡皮管连通，并装人适量水，甲管有刻度(0-50mL)，供量气用，乙管可上下移动，用来调节液面高低。回答下列问题：36\n (1)装置的连接顺序是(填各接口的编号入____________。 (2)连接好装置并检查气密性后，应打开____________通人氮气；然后打开____________，从乙管注水至充满甲、乙两管，关上a、b。通人氮气的原因是____________。 (3)实验后，若量气管中气体的体积为VmL(已换算成标准状况下)，要测定m的值，还要将中的溶液作_______实验，假设测得其中溶质物质的量为n，用含V和n的式子表示m：____________。 (4)下列操作中能造成m值偏小的是（ ） A．反应前E中甲管所装水里气泡没赶尽，而最后读数时气泡消失 B．实验前，甲、乙两管液面在同一水平面上，最后读数时乙管的液面高于甲管的液面 C．实验前没有先通人足量的氮气 D．实验过程中，E装置乙管的水溢出 答案 (1)234589 (2)a；b；赶尽空气，防止一氧化氮与氧气反应，影响测定结果 (3)c；中和滴定；m=(V-11200n)/33600n (4)BC 24．铜与某一定浓度的硝酸反应放出混合气体100mL(忽略水蒸气)，该混合气体的密度是相同状况下氢气密度的26.7倍，将此气体在密闭条件下用水充分吸收后，体积还有70mL(体积都是在标准状况下测定的)。 (1)计算混合气体中各组份的体积。 (2)放出这些气体时，被还原的硝酸的质量是多少?被溶解的铜的质量是多少? 答案 (1)N2O4 30mL，NO2 30mL，NO 40mL (2)HNO3为0.366g，Cu为0.3g 25．有A、B、C、D四种单质。在一定条件下，B可以分别和A、C、D化合生成化合物甲、乙、丙，C和D化合成化合物丁。已知甲、乙、丙的每个分子中分别都含有10个电子，并且甲、乙、丙、丁有如图的关系：请填写以下空白：36\n (1)单质B的化学式____________； (2)A与乙发生反应的化学方程式____________。 (3)根据丙、丁中D元素的化合价，判断丙和丁在一定条件下能否反应生成D，说明原因。 答案 (1)H2 (2)2F2+2H2O＝4HF+O2 (3)能，6NO+4NH3=5N2+6H2O 26．目前科学界拟合成一种“二重结构”的球形分子，即把足球型C60分子容纳在足球型Si60分子中，外面的硅原子与里面的碳原子以共价键相结合，下列关于这种分子的叙述不正确的是( ) A．是两种单质组成的混合物 B．式量为2400 C．是一种新化合物 D．其晶体属于分子晶体 答案 A 27．阅读下列材料，回答有关问题： 锡、铅两种元素的主要化合价为＋2和＋4价，其中＋2价锡元素和＋4价铅元素的化合物是不稳定的，＋2价锡离子有强还原性，＋4价铅元素的化合物有强氧化性。例如：Sn2+的还原性比Fe2+还原性强，PbO2的氧化性比Cl2氧化性强。 (1)由上面一段话推测：锡的＋2价化合物(如SnO2)应具有较强的--性(氧化或还原)，铅的＋4价化合物具有较强的____________性，将FeCl3溶液滴人SnCl2溶液中会发生氧化还原反应，离子方程式为___________________。 (2)PbO2跟浓盐酸共热的化学方程式为____________。 答案 ①还原氧化2Fe3++Sn2+＝Sn4++2Fe2+ ②PbO2＋4HClPbCl2+Cl2↑+2H2O 28.120℃、101.3kPa的条件下，有2LH2O(g)、2LCO、1LCO2、0.5LO2和1LH236\n组成的混合气体。现将混合气体通过分别放有足量铜粉、碳粉和氧化铜粉末的三个灼热的反应管。假设气体通过每个反应管时都能充分反应，且不论三个反应管以何种顺序排列，请回答： (1)尾气是否有可能是单一气体?________________________(填“可能”或“不可能”)。若可以，该气体是____________。 (2)原气体中是否有几种或一种不可能再存在于尾气中?________________________(填“有”或“没有”)。若有，它们或它是____________。 (3)原气体中是否有几种或一种肯定存在于尾气中?________________________。(填“有”或“没有”)，若有，它们或它是____________。若没有，请解释原因。 答案 (1)不可能。 (2)有；氧气。 (3)没有；因为最后和尾气有两种可能情况，可能为氧化性的水蒸气和二氧化碳，也可能为还原性的氢气和一氧化碳。 29．某石灰厂利用本地资源石灰石(所含杂质为二氧化硅)，在石灰窑内高温煅烧生产生石灰，取煅烧后的样品5.92g跟25.0mL盐酸恰好完全反应，放出44.8mL气体(标准状况)，滤出不溶物0.12g，请计算： (1)石灰石中碳酸钙的转化率。 (2)盐酸物质的量浓度。 答案 (1)98％(2)8.16mol/L 30．已知A、B、C、D、E、F、G、H、I，9种物质有下列转化关系：完成以下各问： (1)写出化合物F、I的化学式。 (2)写出G与H反应得到C的化学方程式。 (3)写出反应④的化学方程式。 答案 (1)CO、HF (2)2H2+O2＝H2O (3)2F2+2H2O＝4HF+O2 31．氧化物陶瓷是一种传统的经典无机材料，非氧化物陶瓷是最近发展起来的一种新型无机结构材料。例如氮化硼便是一种新型无机结构材料，在工业上有广泛的用途。由于硼氮键与碳碳键属于等电子，所以其结构和性质具有极大的相似性，则可以推知在BN的两种晶型中，一种是类似于____________的空间网状结构晶体，可用作耐磨材料；另一种是类似于____________的层状结构的混和型晶体，可用作润滑材料，在其结构的每一层上最小的封闭环中有____________个硼原子，B-N键键角为____________。 答案 金刚石、石墨 36\n120° 32．某工厂以普通水泥建筑贮池，池内壁涂上耐酸涂料。由于施工质量不佳，导致出现如下现象：用池子贮存30％盐酸，若干时间后发现，涂料膜与水泥壁之间部分剥离，并充满气体。则该气体的主要成分是____________，该气体来源于____________。抽取池内的盐酸测定其浓度，降低至18％，但密度却升高了。向该盐酸中加入硫酸，会出现大量白色沉淀，该沉淀物是____________。试解释密度升高的原因。 答案 CO2；盐酸与水泥的反应；硫酸钙；生成的氯化钙的摩尔质量大于氯化氢的两倍。 33．将11g由铝、硅两种物质组成的试样均匀地分成等质量的两份。一份与足量的盐酸接触可产生气体aL；另一份与足量的氢氧化钠溶液接触产生气体bL。合并两次收集的气体共有11.2L标准状况)。试分析此试样的百分组成。 答案 铝占49.1％，硅占50.9％ 34．市售家用消毒液发生器是利用常见的精盐和自来水为反应物。通直流电时，器中电解槽内的极板上产生大量气泡，闻有刺激性氯气味；切断电源后所得消毒液具有强烈的杀菌能力，且对人体无毒副作用。写出该反应器中主要发生反应的化学方程式____________。 答案 2NaCl+2H2O＝2NaOH+H2↑+Cl2↑；Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO＋H2O 35．碘缺乏症遍及全球，多发生于山区，南美的安第斯山区、欧洲的阿尔卑斯山区和亚洲的喜马拉雅山区是高发病地区。我国云南、河南等10余省的山区发病率也较高。据估计我国患者也大约有1000万人左右。为控制该病的发生，较为有效的方法是食用加碘食盐。我国政府以国家标准的方式规定在食盐中添加碘酸钾。据此回答下列问题： *(1)碘是合成下列哪种激素的主要原料之一( ) A．胰岛素 B．甲状腺激素 C．生长激素 D．雄性激素 *(2)长期生活在缺碘山区，又得不到碘盐的供应，易患( ) A．甲状腺亢进 B．佝偻病 C．地方性甲状腺肿 D．糖尿病 (3)可用盐酸酸化的碘化钾和淀粉检验食盐中的碘酸钾。反应的方程式为____________，氧化产物与还原产物物质的量之比为____________，能观察到的明显现象是____________。 (4)已知碘酸钾可用电解方法制得。原理是：以石墨为阳极，以不锈钢为阴极，在一定电流强度和温度下电解碘化钾溶液，总化学方程式为KI＋3H2O＝KIO3＋3H236\n↑，则两极的电极反应式分别为，阳极：____________，阴极：____________。 *(5)在某温度下，若以12安培的电流强度电解碘化钾溶液10分钟，求理论上所得氢气的体积(标准状况)? 答案 (1)B (2)C (3)5KI+KIO3+6HCl＝6KCl+3I2+3H2O；5:1；溶液变蓝 (4)阳极：I-＋3H2O-6e-＝IO3-+6H+；阴极：6H2O+6e-＝3H2＋6OH- (5)0.837L 36．目前一般把pH小于5.6的雨水称为酸雨。在正常情况下，天然降水都显酸性。酸雨的危害是：首先对人体健康的直接危害，硫酸雾和硫酸基雾的毒性比二氧化硫大得多，可以侵入肺的组织，引起肺水肿等疾病，甚至使人致死；其次，酸雨使河流、湖泊的水体酸化，严重影响水生动植物的生长；第三，酸雨破坏土壤、植物、森林。请回答下列问题： (1)在正常情况下，天然降水为什么会偏酸性? (2)酸雨中含有一定量酸，它是怎样形成的? *(3)酸雨能破坏土壤，使土壤中的矿质离子大量流失，还会影响到微生物活动。请举出土壤中与氮循环有关的两种微生物并说出它们的同化作用类型? (4)请你简要提出三项减轻这种危害的对策。 答案 (1)由于大气中的二氧化碳溶于洁净的雨水形成碳酸的缘故。 (2)大气中的二氧化硫溶于水形成亚硫酸，被氧化成硫酸。 (3)硝化细菌(自养型)，固氮菌(异养型)。 (4)①大力植树造林，尤其多栽种吸收二氧化硫较多的树木，如柳杉、银杏等； ②减少煤的使用，使用清洁燃料； ③变废为宝，将二氧化硫收集后用于生产硫酸； ④将二氧化硫收集后溶于碳酸氢钠溶液产生的二氧化碳用于大棚蔬菜的气体肥料。 [配套练习] 1．CCTV《科技博览》中报道，2022年中科院首创用CO2合成可降解塑料聚二氧化碳。下列说法合理的是（ ） A．聚二氧化碳塑料是通过加聚反应制得的 B．聚二氧化碳塑料与干冰互为同素异形体 C．聚二氧化碳塑料与干冰都属于纯净物 D．聚二氧化碳塑料的使用会产生白色污染 [答案] A [解析] 36\n 同素异形体是指单质，所以B错；由题干知聚二氧化碳塑料是可降解塑料，所以D错；聚二氧化碳塑料不是纯净物，所以C也错。 [评说] 可降解塑料聚二氧化碳是一种新的科技成果，介绍和了解它有利于培养学生的科学素养，激发学生的学习兴趣。该题主要考查考生对加聚反应、同素异形体、纯净物概念的理解。 2．下列关于水污染叙述错误的是（ ） A．水污染的程度，是由其溶氧量来测定 B．污染水的金属元素如汞、镉、铅等的含量极少时，不会对生物造成伤害 C．使用含磷洗衣粉，会造成河水、湖水污染，使海藻疯狂生长，鱼类死亡 D．工业冷却所排出的热水危害水生生物 [答案] B [解析] 汞、镉、铅等重金属，即使含量极少也会对生物产生影响。 [评说] 含磷洗涤剂是会引起水的富营养化污染。“初步了解氟氯烃、含磷洗涤剂及二氧化硅粉尘对环境及人类健康的影响”是2022年《考试大纲》新增考点。 3．有一种无色混合气体，它可能是由SO2、CO2、NH3、H2、H2S、NO、Cl2组成，若将混合气体通过盛有略吸湿的五氧化二磷干燥管，体积无变化，然后通过盛浓硫酸的洗气瓶，浓硫酸中出现浑浊，剩余气体再通过盛有碱石灰的干燥管，气体的体积减小，把最后残余的气体在空气中点燃，产生淡蓝色的火焰，若将盛原混合气体的容器打开，无明显现象，则原混合气体中肯定含有____________。 [答案] H2和H2S [解析] 仔细审题，由混合气体为无色，可确定一定不含Cl2；由通过略吸湿的P2O5，干燥管的现象，可确定肯定不含NH3；再通过浓硫酸，出现浑浊，可确定肯定含有H2S，此时，不要着急向下做，肯定某种成分之后，要及时确定与之不能共存的物质不会存在。很显然，SO2与H2S常温下不能共存，所以否定了SO2；继续向下看，由气体通过碱石灰的现象，易误认为必含CO2，其实不然，浓硫酸氧化H2S成S，自身可被还原成SO2，它也可被碱石灰吸收，造成气体体积减小。由淡蓝色火焰知肯定含H2，而将盛有原混合气体的容器打开，无明显现象，证明不含NO。做此类推断题，务必要肯定与否定及时结合，还要考虑清楚每步的反应物和每种生成物对下一步可能产生的影响。 [评说] 《考试大纲》要求考生了解H，O，S，N，P，C，Si这些元素的单质及某些氧化物、氢化物的性质，该题是以实验的形式结合元素化合物的知识，考查学生对各种化合物性质掌握的熟练程度。 4．如图所示，在带支管的锥形瓶A中充满等体积的H2S和NO气体；在分液漏斗B中盛有碘化钾溶液；在锥形瓶的支管外用橡胶管连接一个盛有O2的气囊C(与锥形瓶的容积约相等)，用铁夹夹紧。当加入碘化钾溶液后，再打开铁夹并震荡锥形瓶，下列各化学方程式肯定不符合化学事实的是（ ）36\n A．2NO+O2＝2NO2 B．H2S+HNO3＝HNO2+S↓+H2O C．2KI+2NO2=2KNO2+I2 D．2H2S+3O2＝2SO2+2H2O [答案] D [解析] 在常温下2H2S+3O2＝2SO2+2H2O。 [评说] 《考试大纲》要求考生了解H、O、S、N这些元素的单质及其某些氧化物、氢化物的性质。该题是以实验的形式结合元素化合物和氧化还原的知识，考查学生对各种化合物性质掌握的熟练程度。 5．某同学向一定量的稀硫酸中加入一定量的其他试剂，并测定有关的实验数值。实验后，将有关实验数据绘制成如下图像，其中正确的是（ ） [答案] D [解析] 由于稀硫酸和氢氧化钡反应生成沉淀和水与A答案不符，向稀硫酸中加水pH增大，加水密度减小。 [评说] 该类题属于要求考生认真研究图像、图表、框图、装置图、流程图给出的情境类试题。此类题是每年的必考题目。在“考试内容”的“获取知识的能力”要求中强调“读懂自然科学方面的资料，看懂图、表所包含的信息，能从文字、图、表中提取所需的信息，并从中找出规律是一个非常重要的能力”。应引起我们广大教师和考生的密切关注，注意这方面的系统总结和典型训练。 6．金属M可以在不同条件下发生下列五个反应：M+A→I，M+B→H，M+C→H+F，M+D→H+A，M+E→I＋G。其中(1)A、B、C、D、E在通常情况下都是气体，并且C是CO236\n。(2)上述反应的产物，在不同条件下，还可和有关反应物发生下列反应：F+B→C，A+C→E。(3)I是一种离子化合物，它可以水解产生一种白色沉淀和E。该白色沉淀加热可分解为H和H2O。而E则是分子晶体，其分子中共有10个电子，根据以上条件，判断并写出有关物质的化学式： A：____________，B：____________，C：____________，D：____________，E：____________， F：____________，G：____________，H：____________，I：____________，M：____________。 [答案] A：N2 B：O2 C：CO2 D：NO2 E：NH3 F：C G：H2 H：MgO I：Mg3N2 M：Mg [解析] 本题突破口是M+C→H+F，而C为CO2。一般同CO2能发生反应的金属就现有知识来讲，只能是Mg。F、H中有一为碳，根据F+B→C，因C为CO2，B为气体，F肯定为碳，H为MgO。纵观整个题，得知E是分子晶体，且其分子中共有10个电子。分子中有10个电子的有：HF、H2O、NH3、CH4等。而E又是通过一种离子化合物水解而得到，E可能为HF或NH3。如E为HF，根据M+E→I+C，HF同Mg作用，但事实上HF同Mg不反应。如为NH3同样根据A+C→E，A为N2或H2。因为Mg可跟A作用，显然A为N2，I为Mg3N2。再根据M+D→H+A，M为Mg，H为MgO，A为N2，则D只能为NO2。 [评说] 考纲要求考生了解这些元素的单质及其某些氧化物、氢化物的性质。此题的设计就是考查了考生对这一知识的掌握。该题对检验考生掌握元素化合物知识有一定的帮助。 7．不能再循环利用的工业废物严重侵蚀着环境和人类健康。现在产生二氧化碳、家庭污水和其他“无毒”废物的速度超过了自然循环能够吸收它们的速度。我们还正在越来越大量地排放着有毒的(经常是不能由生物过程降解的)废物，它们正积聚在土壤、空气和水中。后果是，我们正在破坏着自然环境(例如森林被酸雨和烟雾毁坏)、我们的农业系统(例如收成被土壤退化以及空气和水的污染所毁掉)和人类的健康(例如食物中残留的农药、人工合成聚合物造成的室内空气污染、室外的烟雾、被污染的饮用水以及家庭和学校地下的有毒垃圾堆)。在未来几年里，污染的流行病学很可能会受到更大的重视。因此：学生们应该该熟知主要污染物的种类、来源、造成的后果以及为清除它们需要付出的代价。 (1)文中关于污染与环境自净能力的关系可以表述为（ ） A．环境污染速度超过环境自净能力 B．环境污染速度低于环境自净能力 C．杯境污染速度与环境自净能力大体相当 (2)氧化碳浓度增大会导致温室效应，对沿海地区的影响是__________，对气候的主要影响是___________。 (3)文中提到环境污染的后果主要是在____________、____________和____________三方面。 (4)下图能合理表达主要发达国家的经济发展与环境质量的关系的是(a表示经济发展，b表示环境质量)（ ）36\n [答案] (1)A (2)温室效应可能使两极冰雪融化，引起海平面升高，沿海一些低地和城市将被淹没；全球气温上升蒸发加强，气候带范围发生变化(如：现在的农耕区将变成草原，亚寒带森林区将变成农耕区)。 (3)破坏自然环境、破坏农业系统、影响人类健康。 (4)D [评说] 联系实际、注意科技动态，体现学以致用的题型，还是要把握流行。复习时要关注社会、生活和科技。 8．X、Y、Z为三个不同短周期非金属元素的单质。在一定条件下有如下反应：Y+X→A(气)，Y+Z→B(气)。请针对以下两种不同情况回答： (1)若常温下X、Y、Z均为气体，且A和B化合生成固体C时有白烟产生，则： ①Y的化学式是____________。 ②生成固体C的化学方程式是____________。 (2)若常温下Y为固体，X、Z为气体，A在空气中充分燃烧可生成B，则： ①B的化学式是____________； ②向苛性钠溶液中通入过量的A，所发生反应的离子方程式是____________； ③将Y与(1)中某单质的水溶液充分反应可生成两种强酸，该反应的化学方程式是_______________________。 [答案] (1)①H2 ②NH3+HCl＝NH4Cl (2)①SO2 ②H2S+OH-=HS-+H2O ③S+3Cl2+4H2O=H2SO4+6HCl [解析] 由X，Y，Z为三个不同短周期非金属元素的单质。有了非金属单质的限定，题的难度就等于降低一半，又Y+X→A(气)，Y+Z→B(气) (1)若常温X、Y、Z三单质均为气体，A+B→C冒出白烟，这一信息很明显的确定A、B分别为NH3、HCl、C为NH4Cl ∴Y:H2 X、Z一个为N2，一个为Cl2 NH3+HCl=NH436\nCl (2)若常温下Y为固体；X、Z为气体，A+氧气→B， 由②NaOH+A反应可推知A为酸性气体，可在空气中燃烧，应为一种气态氢化物。B为一种氧化物(气体)，又由③可知Y与(1)中某单质的水溶液反应生成两种强酸，又是一个重要信息点，(1)中三种单质只有Cl2有水溶液。Y为固体单质，短周期固态非金属单质能形成强酸的元素只有S(C、Si均成弱酸)，故此掌握重要信息点进行细致分析，研究推断，才有能力完成好此题。 ∴A：H2S B：SO2 S+3Cl2+4H2O=H2SO4+6HClH2S+OH-=HS-+H2O [评说] 考查的知识点为：元素同期表中元素的单质及化合物性质。本题比较有创意，难度还不大。 9.有两个实验小组的同学为探究过氧化钠与二氧化硫反应，都用如图所示的装置进行实验。通过SO2气体，将带余烬的木条插入试管C中，木条复燃。 请回答下列问题： (1)第1小组同学认为Na2O2与SO2反应生成了Na2SO3和O2，该反应的化学方程式是：____________。 (2)请设计一种实验方案证明Na2O2与SO2反应生成的白色固体中含有Na2SO3。 (3)第2小组同学认为Na2O2与SO2反应除了生成Na2SO3和O2外，还有Na2SO4生成。为检验是否有Na2SO4生成，他们设计了如下方案： 上述方案是否合理?___________________________________________________________________。 请简要说明两点理由：①_____________________________；②______________________________。 [答案] (1)2Na2O2+2SO2=2Na2SO3+O2 (2)取白色固体，加稀硫酸，产生能使品红溶液褪色的气体。 (3)不合理 ①稀硝酸能将亚硫酸钡氧化为硫酸钡 ②如果反应后的固体中还残留Na2O2，它溶于水后能将亚硫酸根氧化成硫酸根 [解析] SO2与Na2O2反应原理区别于CO2与Na2O2反应，因SO2有较强的还原性，能被强氧化剂Na2O2氧化成Na2SO3，结合O2、SO32-、SO42-36\n离子的检验即可解答。 [评说] 本题以SO2与Na2O2反应的探究性实验为载体，考查了学生的科学思维方法的素质与学生的实验能力、综合能力，较好的贯彻和体现了考纲的要求，有利于高校选拔人才。36
