非金属用题.docx

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非金属用题

探究实验

拓展实验：

探究SO2和Cl2的漂白原理

【原理】SO2和Cl2虽都有漂白性，但漂白原理和现象各有不同，Cl2的漂白原理是Cl2溶于水生成的HClO具有强氧化性，将有色物质氧化成无色物质，褪色后不能恢复到原来的颜色，而SO2是由于它溶于水生成的H2SO3与有色物质直接化合，形成不稳定的无色化合物，褪色后在一定的条件下又能恢复原来的颜色。

【准备】干燥的SO2、干燥的Cl2、品红试纸、品红溶液、O3、H2O2、Cl2、试管、酒精灯

【操作】

（1）为了探索比较SO2和Cl2的漂白原理，甲同学做了如下对比实验：

a．将干燥的SO2和干燥的Cl2分别通到干燥的品红试纸上，发现红色试纸均不褪色；

b．将SO2和Cl2分别通入品红溶液中，发现品红溶液均褪色；

c．加热b中漂白后的溶液，发现前者恢复红色，并产生刺激性气体，后者不能；

d．将SO2和Cl2分别持续通入紫色石蕊试液中，发现前者只变红，不褪色，后者先变红，后褪色。

请根据甲同学的实验事实，简要说明SO2与Cl2的漂白原理相同与不同之处。

①相同之处：

SO2和Cl2本身都没有漂白性，起漂白作用的分别是与水反应后的产物________和________。

②不同之处：

H2SO3只能与某些有机色质发生______反应，生成不稳定的无色物质，产物受热分解再放出SO2，是非氧化还原反应；HClO能与很多有机色质发生________反应，生成物较稳定。

【操作】乙同学为了探索对比O3、H2O2和Cl2的漂白能力大小，将等体积等浓度的品红溶液与三种漂白剂呈喷雾状分别反应，至完全褪色时，发现消耗三种漂白剂的物质的量相同，但褪色时间O3最短，H2O2次之，Cl2最长。

③消耗三种漂白剂的物质的量相同的原因是：

每摩尔物质__________相等。

④O3漂白速度较H2O2快的主要原因是_______________；

Cl2漂白速度最慢的主要原因可能是_________________。

（3）丙同学为了比较H2O2和NaClO的氧化性强弱，将两者混合，观察到产生大量无色无味气体。

⑤丙同学认为，发生反应的离子方程式为________________________________________，

由此确认NaClO的氧化性强于H2O2；丁同学认为产生气体也可能是H2O2分解的原因，建议丙同学进一步补充实验来确认。

补充实验需要的试剂是_________________和________。

重点突破

一.直击考点

考点一二氧化硫的化学性质拓展

在高考中这类试题的特点主要是联系环境，结合社会生活，经常以填空题或者选择题的形式出现。

①SO2是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性

和水反应：

SO2+H2O

H2SO3（亚硫酸能使紫色石蕊试液变红）

和碱性氧化物反应：

SO2+CaO=CaSO3

和碱反应：

亚硫酸为二元酸，与碱反应可形成正盐或酸式盐

SO2（少量）+2NaOH=Na2SO3+H2OSO2（过量）+NaOH=NaHSO3

SO2+2NH3·H2O=（NH4）2SO3（用氨水吸收SO2）

SO2+Ca（OH）2=CaSO3↓+H2O（能使澄清石灰水变浑浊）

和盐反应：

SO2（过量）+NaHCO3=NaHSO3+CO2（酸性：

H2SO3>H2CO3）

SO2（少量）+2NaHCO3=Na2SO3+2CO2+H2O

②氧化性、还原性：

SO2中硫元素为+4，处于硫元素的中间价态，所以SO2既有氧化性，又有还原性，以还原性为主。

a．常温下能氧化H2S气体：

SO2+2H2S=3S↓+2H2O；

b．SO2能使卤水褪色：

SO2+X2+2H2O=H2SO4+2HX（X=Cl、Br、I）；

c．SO2能使紫色的酸性KMnO4溶液褪色：

5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4；

d．能被Fe3+氧化：

SO2+2FeCl3+2H2O=2FeCl2+2HCl+H2SO4；

e．SO2能被催化氧化成SO3：

2SO2+O2

2SO3。

③漂白性

【例1】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．①⑤B．②③C．全部D．都不是

【例2】某实验小组的同学为探究过氧化钠与二氧化硫的反应。

用如图所示的装置进行实验。

通入足量SO2气体，将带余烬的木条放到D管口处，木条复燃。

请回答下列问题：

（1）装置中B的作用是______________，D的作用是________________。

（2）根据实验现象预测，C管中反应的化学方程式是_______________________。

（3）请设计一种实验方案证明你的预测是正确的：

________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

（4）你若怀疑C管中有部分硫酸钠生成，请你设计一种实验方案证明是否有硫酸钠生成_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

（5）若实验前称量得过氧化钠的质量为m1g，充分反应后称得C管中固体的质量为m2g，若固体全是Na2SO3时，则m2与m1的数量关系是____________；若固体全是Na2SO4时，则m2与m1的数量关系是____________；若固体中既有Na2SO3，又有Na2SO4时，则m2与m1的数量关系是__________。

考点二CO2和SO2性质的异同

这类试题的特点在于考查我们的类比能力和知识的再现能力，主要以填空题形式出现。

（1）物理性质

相同点：

常温下，都是无色气体，密度都大于水。

不同点：

二氧化碳没有气味，二氧化硫有刺激性气味；二氧化碳无毒，二氧化硫有毒；二氧化碳能溶于水（1体积水大约溶解1体积气体），二氧化硫易溶于水（1体积水大约溶解40体积气体）；二氧化硫易液化。

（2）化学性质

相同点：

都是酸性氧化物。

①都能和水反应生成酸，生成的酸不稳定，只能存在于溶液中：

CO2+H2O

H2CO3，SO2+H2O

H2SO3；

②都能与碱反应，用量比不同，可以生成两种盐。

SO2、CO2气体通入澄清石灰水中，都是先生成沉淀，当SO2、CO2过量时沉淀又溶解：

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：

①二氧化硫常表现还原性，二氧化碳常表现氧化性。

2SO2+O2

2SO3，CO2+C

2CO；

②二氧化硫能被高锰酸钾、氯水、溴水、碘水等氧化剂氧化，二氧化碳不能；

③二氧化硫具有漂白性，能漂白某些有色物质，二氧化碳不能；

④造成环境破坏的原因不同：

二氧化硫形成酸雨，二氧化碳引起温室效应。

初中化学中介绍了检验二氧化碳的方法：

将气体通入足量澄清石灰水，若溶液中出现浑浊，说明该气体中含有二氧化碳。

现在，我们知道二氧化硫通入足量澄清石灰水也有类似现象，所以使澄清石灰水变浑浊的不一定是CO2。

正确检验二氧化碳的方法：

先排除二氧化硫的干扰，再通入澄清石灰水

【例3】在二氧化碳中混有少量的二氧化硫、三氧化硫、氯化氢杂质。

设计一种一步只除去一种杂质，最后得到干燥纯净二氧化碳的实验方案。

试回答：

（1）气体经过各试剂（自选）的顺序为_________________________________________

________________________________________。

（2）写出有关的离子方程式___________________________________________________。

（3）比较SO2与CO2、SO3

SO2

CO2

SO3

主要物性

无色、有刺激性气体、易液化易溶于水（1:

40）

无色、无气味气体能溶于水（1:

1）

无色固体.熔点（16.8℃）

与水反应

SO2+H2O

H2SO3中强酸

CO2+H2O

H2CO2弱酸

SO3+H2O==H2SO4（强酸）

与碱反应

Ca（OH）2

CaSO3↓

Ca（HSO3）2

清液白清液

Ca（OH）2

CaCO3↓

Ca（HCO3）2

清液白↓清液

SO3+Ca（OH）2==CaSO4（微溶）

紫色石蕊

变红

变红

变红

品红

褪色

不褪色

不褪色

鉴定存在

能使品红褪色

又能使清石灰变浑浊

不能使品红褪色

但能使清石灰水变浑浊

氧化性

SO2+2H2S=2S↓+2H2O

CO2+2Mg=2MgO+C

CO2+C=2CO

还原性

有

无

与Na2O2作用

Na2O2+SO2==Na2SO4

2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2

2Na2O2+2SO3==2NaSO4+O2↑

4、硫酸

①稀H2SO4具有酸的一般通性，而浓H2SO4具有酸的通性外还具有三大特性：

②SO42—的鉴定（干扰离子可能有：

CO32-、SO32-、SiO32-、Ag＋、PO43－等）：

待测液

澄清液

白色沉淀（说明待测液中含有SO42-离子）

③硫酸的用途：

制过磷酸钙、硫酸铵、硫酸铜、硫酸亚铁、医药、炸药，用于铅蓄电池，作干燥剂、制挥发性酸、作脱水剂和催化剂等。

二、硫酸的工业制法──接触法

1、生产过程:

三阶段

SO2制取和净化

SO2转化为SO3

SO3吸收和H2SO4的生成

三方程

4FeS2（s）＋11O2（g）=2Fe2O3（s）＋8SO2（g）；

△H=-3412kJ/mol

2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）；

△H＝-196.6kJ/mol

SO3（g）＋H2O（l）=H2SO4（l）；△H=-130.3kJ/mol

三设备

沸腾炉

接触室

吸收塔

有

关

原

理

矿石粉碎,以增大矿石与空气的接触面，加快反应速率

逆流原理（热交换器）目的:

冷热气体流向相反，冷的SO2、O2、N2被预热，而热的SO3、SO2、O2、N2被冷却.

逆流原理（98.3%的浓硫酸从塔顶淋下，气体由下往上，流向相反，充分接触，吸收更完全）

设备中排出的气体

炉气:

SO2.N2.O2.矿尘（除尘）.砷硒化合物（洗涤）.H2O气（干燥）……

净化气:

SO2.N2.O2

SO2、O2、N2、SO3

尾气：

SO2及N2、O2

不能直接排入大气中

说明

矿尘.杂质:

易使催化剂“中毒”

H2O气:

腐蚀设备、影响生产

反应条件——

理论需要：

低温、高压、催化剂；实际应用：

400℃～500℃、常压、催化剂

实际用98.3%的浓硫酸吸收SO3,以免形成酸雾不利于气体三氧化硫被进一步吸收

2、尾气处理：

氨水

（NH4）2SO3

（NH4）2SO4+SO2↑

NH4HSO3

1．（2010·全国卷1）下列叙述正确的是

A．Li在氧气中燃烧主要生成

B．将SO2通入

溶液可生成

沉淀

C．将CO2通入次氯酸钙溶液可生成次氯酸

D．将NH3通入热的CuSO4溶液中能使Cu2+还原成Cu

（2010·上海卷）下列实验过程中，始终无明显现象的是

A．NO2通入FeSO4溶液中B．CO2通入CaCl2溶液中

C．NH3通入AlCl3溶液中D．SO2通入已酸化的Ba（NO3）2溶液中

（2010·广东理综卷）（16分）

某科研小组用MnO2和浓盐酸制备Cl2时，利用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液对其尾气进行吸收处理。

（1）请完成SO2与过量NaOH溶液反应的化学方程式：

SO2+2NaOH=________________．

（2）反应Cl2+Na2SO3+2NaOH===2NaCl+Na2SO4+H2O中的还原剂为________________．

（3）吸收尾气一段时间后，吸收液（强碱性）中肯定存在Cl

、OH

和SO

．请设计实验，探究该吸收液中可能存在的其他阴离子（不考虑空气的CO2的影响）．

1提出合理假设．

假设1：

只存在SO32-；假设2：

既不存在SO32-也不存在ClO

；假设3：

_____________．

2设计实验方案，进行实验。

请在答题卡上写出实验步骤以及预期现象和结论。

限选实验试剂：

3moL

L-1H2SO4、1moL

L-1NaOH、0.01mol

L-1KMnO4、淀粉-KI溶液、紫色石蕊试液．

实验步骤

预期现象和结论

步骤1：

取少量吸收液于试管中，滴加3moL

L-1H2SO4至溶液呈酸性，然后将所得溶液分置于A、B试管中．

步骤2：

步骤3：

（08·海南化学）下图表示某固态单质A及其化合物之间的转化关系（某些产物和反应条件已略去）。

化合物B在常温常压下为气体，B和C的相对分子质量之比为4︰5，化合物D是重要的工业原料

（1）写出A在加热条件下与H2反应的化学方程式_______________________________。

（2）写出E与A的氢化物反应生成A的化学方程式___________________________。

（3）写出一个由D生成B的化学方程式____________________________________。

（4）将5mL0.10mol·L—1的E溶液与10mL0.10mol·L—1的NaOH溶液混合。

①写出反应的离子方程式__________________________________________；

3反应后溶液的pH____7（填“大于”、“小于”或“等于”），理由是；

4加热反应后的溶液，其pH_____（填“增大”、“不变”或“减小”），理由是_______________

5（09·北京）（15分）

6以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下：

7

8

（1）将燃烧黄铁矿的化学方程式补充完整

94+11O2

2Fe2O3+8SO2

10

（2）接触室中发生反应的化学方程式是。

11（3）依据工艺流程图判断下列说法正确的是（选填序号字母）。

12a．为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎

13b．过量空气能提高SO2的转化率

14c．使用催化剂能提高SO2的反应速率和转化率

15d．沸腾炉排出的矿渣可供炼铁

16（4）每160gSO3气体与H2O化合放出260.6kJ的热量，该反应的热化学方程式是

17。

18（5）吸收塔排出的尾气先用氨水吸收，再用浓硫酸处理，得到较高浓度的SO2和铵盐。

19①SO2既可作为生产硫酸的原料循环再利用，也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br2。

SO2吸收Br2的离子方程式是。

20

21（09·全国卷Ⅰ）浓H2SO4和木炭在加热时发生反应的化学方程式是（）

222H2SO4（浓）+C

CO2↑+2H2O+2SO2↑

23请从下图中选用所需的仪器（可重复选用）组成一套进行该反应并检出反应产物的装置。

现提供浓H2SO4、木炭和酸性KMnO4溶液，其他固、液试剂自选。

（连接和固定仪器用的玻璃管、胶管、铁夹、铁架台及加热装置等均略去）

24

25将所选的仪器按连接顺序由上至下依次填入下表，并写出该仪器中应加试剂的名称及其作用。

选用的仪器

（填字母）

加入的试剂

作用

（09·上海卷）根据硫化氢气体的实验室制法和性质完成下列填空。

（1）若用启普发生器制取硫化氢气体，则制取气体的原料可选用________。

a．稀硫酸与硫化亚铁b．稀硝酸与硫化亚铁

c．稀硫酸与硫化钠d．稀盐酸与硫化亚铁

（2）现要组装一套可以控制硫化氢气体产生速率的装置，请在下图中选择合适的仪器；

______________（填编号）。

（3）如右图，在一个充满氧气的集气瓶中加入少量品红稀硫溶液，点燃硫化氢气体。

在火焰自动熄灭后，停止通入气体，瓶内可观察到

的现象是___________________________________________________。

（4）在上述集气瓶中继续通入硫化氢气体，振荡，发生反应的化学方程式为：

______________________________________________________________

反应过程中，溶液的pH______（填“变大”、“变小”或“不变”）。

（5）点燃不纯的硫化氢气体可能会发生爆炸，为了防止意外，可连接一个安全装置。

下图的装置能起到此作用的是___________。

（6）已知硫化氢气体在空气中的体积分数为4.3%～45.5%时会发生爆炸。

当硫化氢气体在空气中的体积分数为30%时，其爆炸产物是______________________。

考点三氮及其化合物的转化

这类试题是高考的重点考查内容，设置的考点较多，试题量较大，试题重视理论联系实际，学以致用，注重化学学科与社会的联系，将氮族元素知识作为概念理论的载体，作为计算题的载体，以新情景来考查这部分知识的掌握和理解水平。

试题常常涉及环境污染，不同价态氮元素的氧化还原反应，NOx及HNO3的性质，氨及铵盐的性质，气体的制备，溶液的稀释，有关实验和计算，以HNO3的工业制法为载体的STSE试题等。

二、氮气及氮的氧化物

1．物理性质

颜色

气味

毒性

密度

溶解性

N2

______

______

______

比空气______

______

NO

______

______

______

比空气______

______

NO2

______

______

______

比空气______

______

2．化学性质

（1）氮气：

；

（2）NO与O2反应：

________________________；

（3）NO2与H2O反应：

3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。

3．氮的氧化物对环境的影响

（1）形成__________________；

（2）形成__________________；

（3）破坏臭氧层。

【思考交流2】如何鉴别NO2与溴蒸气

提示：

由于NO2和Br2在性质上有不少相似性：

①均具有氧化性；②溶于水均有酸生成；③均可与碱反应；④均为红棕色等。

所以不能用淀粉KI试纸、pH试纸、NaOH溶液来鉴别，但二者性质又有差别，可以用下列方法鉴别：

①AgNO3溶液；②CCl4；③水洗法

考点四氮的氧化物与水的反应计算

这类试题主要是计算型的选择题，需要我们掌握好下列知识：

（1）NO2与N2的混合气体溶于水时可依据反应3NO2＋H2O

2HNO3＋NO，利用气体体积变化差值进行计算。

（2）NO2和O2的混合气体溶于水，由4NO2＋O2＋2H2O

4HNO3可知当体积比

　　（3）NO和O2同时通入水中时，其反应为：

4NO＋2O2

4NO2，4NO2＋O2＋2H2O

4HNO3，总反应式为：

4NO＋3O2＋2H2O

4HNO3。

当体积比

（4）NO、NO2、O2三种混合气体通入水中，可先按

（1）求出NO2与H2O反应生成的NO的体积再加上原混合气体中的NO的体积，即为NO的总体积，再按（3）进行计算。

【例5】充满NO2和O2混合气体10mL的试管，倒立在盛有水的水槽中，最后剩余lmL气体。

问原混合气体中NO2和O2的体积各占多少？

请同学们注意进行NO和NO2的比较：

NO

NO2

物理性质

无色，不溶于水，有毒气体

红棕色，溶于水，有刺激性气味，有毒气体

化学性质

2NO+O2=2NO2（检验NO的存在）

6NO+4NH3=5N2+6H2O

3NO2+H2O=2HNO3+NO

2NO2

N2O4

制备

工业

4NH3+5O2

4NO+6H2O

2NO+O2=2NO2

实验室

3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO2）2+2NO↑+4H2O

Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO2）2+2NO2↑+2H2O

巩固复习

1．下列变化中，不属于化学变化的是（）

A．SO2的使品红溶液褪色；B．氯水使有色布条褪色；

C．活性炭使红墨水褪色；D．O3使染料褪色。

2.为了除去混入CO2中的SO2，最好将混合气体通入下列哪种溶液中（　）

　A．饱和烧碱溶液　　B．饱和小苏打溶液C．饱和纯碱溶液　　D．浓硫酸

如图所示，两个连通玻璃容器用活塞分开，左右两室各充入一定量NO和O2，且恰好使3.两容器内气体密度相同，打开活塞，使NO与O2充分反应，最终容器内混合气体密度比原来（　　）

4.下列四组混合气体（体积比）为①NO2∶O2＝2∶1，②NO∶O2＝2∶1，③NH3∶O2＝2∶1，④NO2∶NO∶O2＝1∶1∶1，将分别盛满上述各种气体的容积相等的四支试管倒置于盛有水的水槽中，最后试管内液面由低到高顺序正确的是（　　）。

　　A．④③②①　B．④①②③　C．③①④②　　　D．③②①④

5.将32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L。

请回答：

（1）NO的体积为L，NO2的体积为L。

（2）待产生的气体全部释放后，向溶液加入VmLamol·L-1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为mol·L-1。

（3）欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水g。

足量铜与一定量浓硝酸反应得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.68LO2（标准状况）混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。

若向所得硝酸铜溶液中加入5mol/LNaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是（）

A．60mLB．45mLC．30mLD．15mL

第四节氨硝酸硫酸

考纲解读

考纲内容

要求

名师解读

硫酸的性质

Ⅰ

①以硫及其化合物的相互转化关系为基础综合考查元素及化合物知识；②浓硫酸氧化