2022届新高考化学人教版二轮复习学案-专题六　非金属及其化合物

eq\a\vs4\al(核心素养)eq\a\vs4\al(考情分析)宏观辨识与微观探析科学探究与创新意识科学态度与社会责任结合离子反应、阿伏加德罗常数、化学实验、化学与生活、生产、结合物质制备综合实验，以选择题和非选择题考查考向一非金属单质及其化合物1．非金属单质(1)物理性质状态气态：H2、N2、O2、F2、Cl2、稀有气体液态：Br2固态：C、Si、P、S、I2等颜色无色：O2、N2、H2、金刚石、白磷有色：F2(淡黄绿)、Cl2(黄绿)、Br2(深红棕)、O3(淡蓝)、I2(紫黑)、硫(淡黄)、红磷(暗红)、石墨(黑)、硅(灰黑)溶解水：F2与水置换，Cl2、Br2与水歧化，其他难溶(2)制备方法氧化法MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up15(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O还原法Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up15(高温))Si＋2CO↑分解法2KClO3eq\o(=,\s\up15(MnO2),\s\do15(△))2KCl＋3O2↑2H2O2eq\o(=,\s\up15(MnO2))2H2O＋O2↑电解法2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up15(电解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑物理法分离液态空气制N2和O22.氢化物(1)稳定性(2)常见的气态氢化物CH4NH3H2SHCl物理性质无味、极难溶刺激性气味、极易溶臭鸡蛋气味、可溶刺激性气味、极易溶热稳定性较稳定较稳定不稳定稳定可燃性可燃纯氧可燃可燃不燃酸碱性(aq)－弱碱性弱酸性强酸性还原性较弱较弱较强很弱3.氧化物SiO2NO2SO2ClO2物质类别酸性氧化物(酸酐)非金属氧化物酸性氧化物(酸酐)非金属氧化物物理性质无色晶体、难溶红棕色、易溶无色、易溶黄绿色、极易溶与水反应－生成HNO3＋NO生成H2SO3－与OH－反应生成SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O生成NOeq\o\al(－,3)＋NOeq\o\al(－,2)＋H2O生成SOeq\o\al(2－,3)＋H2O(生成HSOeq\o\al(－,3))－氧化性、还原性弱氧化性强氧化性强还原性、弱氧化性强氧化性注意：不成盐氧化物(如CO、NO)不与酸、碱反应4.含氧酸常见含氧酸的性质比较H2SiO3HNO3H2SO3HClO物理性质白色固体、难溶无色液体、易溶无色液体、易溶可溶酸性弱酸强酸中强酸弱酸稳定性生成SiO2＋H2O生成NO2＋O2＋H2O生成SO2＋H2O生成HCl＋O2氧化性、还原性－强氧化性强还原性、弱氧化性强氧化性1．(2021·河北省学业水平选择性考试)硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注，下列说法正确的是(D)A．NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体，是酸雨的主要成因B．汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5C．植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，实现氮的固定D．工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除解析：NO2是红棕色且有刺激性气味的气体，而SO2是无色有刺激性气味的气体，A错误；汽车尾气的主要大气污染物为C与N的氧化物，如NOx和CO等，B错误；氮的固定是指将游离态的氮元素转化为化合态，且植物可吸收土壤中的铵根离子或硝酸根离子作为肥料，不能直接吸收空气中的氮氧化物，C错误；工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除，如加入石灰石或石灰乳均可进行脱硫处理，D正确。2.(2021·河北省学业水平选择性考试)关于非金属含氧酸及其盐的性质，下列说法正确的是(B)A．浓H2SO4具有强吸水性，能吸收糖类化合物中的水分并使其炭化B．NaClO、KClO3等氯的含氧酸盐的氧化性会随溶液的pH减小而增强C．加热NaI与浓H3PO4混合物可制备HI，说明H3PO4比HI酸性强D．浓HNO3和稀HNO3与Cu反应的还原产物分别为NO2和NO，故稀HNO3氧化性更强解析：浓硫酸能使蔗糖炭化，体现的是其脱水性，而不是吸水性，A错误；NaClO在水溶液中会发生水解，离子方程式为ClO－＋H2OHClO＋OH－，pH减小，则酸性增强，会促使平衡向正反应方向移动，生成氧化性更强的HClO，ClOeq\o\al(－,3)在酸性条件下可生成具有强氧化性的氯气、二氧化氯等气体，增强氧化能力，B正确；HI的沸点低，易挥发，加热NaI与浓H3PO4混合物发生反应生成HI利用的是高沸点酸制备低沸点酸的原理，C错误；相同条件下根据铜与浓硝酸、稀硝酸反应的剧烈程度可知，浓硝酸的氧化性大于稀硝酸的氧化性，D错误。3．(2019·浙江4月选考)下列说法不正确的是(B)A．液氯可以储存在钢瓶中B．天然气的主要成分是甲烷的水合物C．天然石英和水晶的主要成分都是二氧化硅D．硫元素在自然界的存在形式有硫单质、硫化物和硫酸盐等解析：天然气的主要成分是甲烷，而甲烷水合物是可燃冰的主要成分，B项错误。4．(2019·浙江4月选考)针对下列实验现象表述不正确的是(A)A．用同一针筒先后抽取80mL氯气、20mL水，振荡，气体完全溶解，溶液变为黄绿色B．在表面皿中加入少量胆矾，再加入3mL浓硫酸，搅拌，固体由蓝色变白色C．向二氧化硫水溶液中滴加氯化钡溶液，再滴加双氧水，产生白色沉淀D．将点燃后的镁条伸入充满二氧化碳的集气瓶，镁条剧烈燃烧，有白色、黑色固体生成解析：常温常压下，1体积水约溶解2体积的氯气，故20mL水只能溶解大约40mL的氯气，A项错误；浓硫酸具有吸水性，将CuSO4·5H2O转化为CuSO4，固体由蓝色变为白色，B项正确；双氧水将含＋4价硫元素的微粒氧化为SOeq\o\al(2－,4)，SOeq\o\al(2－,4)与BaCl2反应生成BaSO4沉淀，C项正确；镁在二氧化碳中燃烧生成MgO和C，D项正确，故选A。5．(2021·唐山二模)化学与生产和生活密切相关，下列说法错误的是(B)A．光导纤维的主要成分是二氧化硅B．二氧化硫能漂白织物利用了二氧化硫的强氧化性C．铝槽罐车可用于储运浓硝酸D．雷雨发庄稼体现了“自然固氮”的原理解析：利用光在二氧化硅晶体中产生全反射的现象，二氧化硅可作光导纤维，A正确；二氧化硫能漂白织物是与织物反应生成无色不稳定的化合物，故不是利用了二氧化硫的强氧化性，且SO2本身也没有强氧化性，B错误；常温下，铝和铁在浓硫酸、浓硝酸中发生钝化现象，故铝槽罐车可用于储运浓硝酸，C正确；雷雨发庄稼发生的反应有N2＋O2eq\o(=,\s\up15(放电))2NO,2NO＋O2=2NO2,3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，硝酸与土壤中的物质反应转化为硝酸盐，故体现了“自然固氮”的原理，D正确，故选B。6．(2021·河南顶尖计划三模)中国科学院空天信息创新研究院芶盛博士等人根据玉兔二号提供的一个暗绿色闪光的“石块”信息进行分析，发现石块主要由约45%的斜长石(CaAl2Si2O8)、7%的辉石XYAl2－2nSi2O6(X、Y为单核离子，0≤n≤1)和6%的橄榄石(M2SiO4，M为Mg、Fe)组成。下列关于上述“三石”的说法正确的是(C)A．含硅元素，属于硅酸盐；含金属元素，属于金属材料B．斜长石可以写为CaSiO3·Al2(SiO3)3的形式C．若辉石中n＝1、Y为V3＋时，X可以是Na＋或Li＋等一价离子D．橄榄石的氧化物形式一定为MgO·FeO·SiO2解析：斜长石、辉石、橄榄石的主要成分中都含硅元素，属于硅酸盐，尽管含金属元素，但不属于金属材料，A错误；硅酸盐在用不同形式表示时要遵循质量守恒定律，即各种元素的原子个数比不变，根据化学式书写可知该表示中O原子和Si原子个数与原化学式不符合，B错误；若n＝1，则其中不含Al元素，Y为V3＋时，根据化合物中正负化合价代数和为0，可知X为＋1价的金属，X可以是Na＋或Li＋等＋1价离子，C正确；橄榄石属于硅酸盐，可以用盐的形式表示，也可以用氧化物的形式表示，当用氧化物形式表示时，若M只表示Mg，则氧化物表示为2MgO·SiO2，因此不一定为MgO·FeO·SiO2，D错误。7．(2021·广东一模)如图所示是某短周期元素的“价类二维图”，该元素最高正价和最低负价之和为4，f、h均为正盐，且焰色反应的火焰颜色都是黄色。下列说法正确的是(A)A．a和c反应可以生成bB．d能使品红溶液褪色C．e的浓溶液不能与非金属单质反应D．f、h的水溶液呈碱性解析：该元素最高正价和最低负价之和为4，则该元素为S，f、h均为正盐，且焰色反应的火焰颜色都是黄色，则均为钠盐。a为硫的氢化物，为H2S，c为低价态的氧化物，为SO2，两物质反应可以生成S，A正确；d为SO3，不具有漂白性，则不能使品红溶液褪色，B错误；e为硫酸，其浓溶液具有强氧化性，能与非金属单质C反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，C错误；h为亚硫酸钠，亚硫酸根离子水解导致其水溶液呈碱性，f为硫酸钠，溶液呈中性，D错误。①ClO－不论在酸性环境中还是在碱性环境中均能体现强氧化性，如ClO－与SOeq\o\al(2－,3)、I－、Fe2＋均不能大量共存；向Ca(ClO)2溶液中通入SO2气体生成CaSO4而不是CaSO3，其离子方程式为Ca2＋＋3ClO－＋SO2＋H2O=CaSO4↓＋Cl－＋2HClO(少量SO2)：Ca2＋＋2ClO－＋2SO2＋2H2O=CaSO4↓＋2Cl－＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋(过量SO2)。②ClO－体现水解性，因HClO酸性很弱，ClO－水解显碱性，如Fe3＋＋3ClO－＋3H2O=Fe(OH)3↓＋3HClO，所以ClO－与Fe3＋、Al3＋均不能大量共存。(2)ClO2性质及制备①ClO2的性质(ⅰ)常温下，ClO2是一种黄绿色到橙黄色的气体，沸点：11℃，可作消毒剂、漂白剂，与热水反应生成HClO、Cl2、O2，见光易分解。(ⅱ)氧化性氧化性①ClO2能将＋2价Mn氧化成＋4价Mn，使之形成不溶于水的MnO2：2ClO2＋5Mn2＋＋6H2O=5MnO2↓＋12H＋＋2Cl－；②在溶液的pH为5～9时，ClO2能将S2－氧化成SOeq\o\al(2－,4)：8ClO2＋5S2－＋4H2O=5SOeq\o\al(2－,4)＋8Cl－＋8H＋；③ClO2可将CN－氧化成无毒的N2和CO2：2ClO2＋2CN－=2CO2＋N2＋2Cl－氧化能力ClO2氧化能力与Cl2氧化能力的比较①相同条件下，等体积的ClO2的氧化能力是Cl2的2.5倍；②等质量的ClO2的氧化能力是Cl2的2.63倍eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\f(1,67.5)×5,\f(1,71)×2)≈2.63))②ClO2的制备方法氯酸钠与盐酸反应：2NaClO3＋4HCl=2NaCl＋Cl2↑＋2ClO2↑＋2H2O。亚氯酸钠与氯气反应：2NaClO2＋Cl2=2NaCl＋2ClO2。草酸还原法：H2C2O4＋2NaClO3＋H2SO4=Na2SO4＋2CO2↑＋2ClO2↑＋2H2O。亚氯酸钠与盐酸反应：5NaClO2＋4HCl=5NaCl＋4ClO2↑＋2H2O。将NaClO3和Na2SO3用硫酸酸化，加热制备ClO2：2NaClO3＋Na2SO3＋H2SO4eq\o(=,\s\up15(△))2ClO2↑＋2Na2SO4＋H2O。3．多变价态的非金属元素——硫及其化合物①2SO2＋O2eq\o(,\s\up15(催化剂),\s\do15(△))2SO3②Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up15(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O③C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up15(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O④2Na2SO3＋O2=2Na2SO44．多变价态的非金属元素——氮及其化合物①Ca(OH)2＋2NH4Cleq\o(=,\s\up15(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O②4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up15(催化剂),\s\do15(△))4NO＋6H2O③3NO2＋H2O=2HNO3＋NO④C＋4HNO3(浓)eq\o(=,\s\up15(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O(1)氨气(2)硝酸1．(2021·广东省学业水平选择性考试)含氯物质在生产、生活中有重要作用。1774年，舍勒在研究软锰矿(主要成分是MnO2)的过程中，将它与浓盐酸混合加热，产生了一种黄绿色气体。1810年，戴维确认这是一种新元素组成的单质，并命名为chlorine(中文命名“氯气”)。(1)实验室沿用舍勒的方法制取Cl2的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up15(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。(2)实验室制取干燥Cl2时，净化与收集Cl2所需装置的接口连接顺序为c－d－b－a－e。(3)某氯水久置后不能使品红溶液褪色，可推测氯水中HClO已分解。检验此久置氯水中Cl－存在的操作及现象是向溶液中加入过量稀硝酸，再加入少量AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，则证明原溶液中含有Cl－。(4)某合作学习小组进行以下实验探究。①实验任务：通过测定溶液电导率，探究温度对AgCl溶解度的影响。②查阅资料：电导率是表征电解质溶液导电能力的物理量。温度一定时，强电解质稀溶液的电导率随溶液中离子浓度的增大而增大；离子浓度一定时，稀溶液电导率随温度的升高而增大。25℃时，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10。③提出猜想：猜想a：较高温度的AgCl饱和溶液的电导率较大。猜想b：AgCl在水中的溶解度s(45℃)>s(35℃)>s(25℃)。④设计实验、验证猜想：取试样Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(不同温度下配制的AgCl饱和溶液)，在设定的测试温度下，进行表中实验1～3，记录数据。实验序号试样测试温度/℃电导率/(μS/cm)1Ⅰ：25℃的AgCl饱和溶液25A12Ⅱ：35℃的AgCl饱和溶液35A23Ⅲ：45℃的AgCl饱和溶液45A3⑤数据分析、交流讨论：25℃的AgCl饱和溶液中，c(Cl－)＝1.34×10－5mol/L。实验结果为A3>A2>A1。小组同学认为，此结果可以证明③中的猜想a成立，但不足以证明猜想b成立。结合②中信息，猜想b不足以成立的理由有测试温度不同，根据电导率结果无法判断不同温度下饱和溶液的溶解度。⑥优化实验：小组同学为进一步验证猜想b，在实验1～3的基础上完善方案，进行实验4和5。请完成表中内容。实验序号试样测试温度/℃电导率/(μS/cm)4Ⅰ45B15Ⅱ45B2⑦实验总结：根据实验1～5的结果，并结合②中信息，小组同学认为猜想b也成立。猜想b成立的判断依据是A3>B2>B1。解析：(1)实验室通常采用浓盐酸和MnO2制取Cl2，化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up15(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。(2)根据化学方程式可知，制取的氯气中混有氯化氢、水蒸气，氯气有毒，必须进行尾气处理，因此使用饱和食盐水吸收氯化氢气体，浓硫酸除去水蒸气，最后用NaOH溶液吸收尾气，因此接口连接顺序为c－d－b－a－e。(3)氯水久置后不能使品红溶液褪色，说明HClO已分解；检验Cl－的方法为向溶液中加入过量稀硝酸，防止溶液中含有COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)等，再加入少量AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，则证明原溶液中含有Cl－。(4)⑤25℃时，Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)×c(Cl－)，根据沉淀溶解平衡可知，饱和的AgCl溶液中c(Ag＋)＝c(Cl－)，所以有c(Cl－)＝eq\r(KspAgCl)＝eq\r(1.8×10－10)≈1.34×10－5mol/L；实验1～3中，不同的饱和溶液浓度不同且测试温度不同，根据资料显示离子浓度一定时，稀溶液电导率随温度的升高而增大，所以根据实验1～3无法判断温度较高的饱和溶液离子浓度大，所以根据电导率结果无法判断不同温度下饱和溶液的溶解度。⑥如果要判断AgCl在水中的溶解度随温度的变化情况，可以设计不相同温度下的饱和溶液在相同温度下测试，如果温度较高下的饱和溶液电导率比温度较低的饱和溶液电导率高，则可以得出温度升高饱和溶液中离子浓度高。所以可以设计试样Ⅰ在45℃下测试与实验3比较；设计试样Ⅱ在45℃下测试与实验3比较。⑦猜想b成立的判断依据是A3>B2>B1。2．(2020·全国卷Ⅱ节选)化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料，又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题：(1)氯气是制备系列含氯化合物的主要原料，可采用如图所示的装置来制取。装置中的离子膜只允许Na＋离子通过，氯气的逸出口是a。(填标号)(2)Cl2O为淡棕黄色气体，是次氯酸的酸酐，可由新制的HgO和Cl2反应来制备，该反应为歧化反应(氧化剂和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备Cl2O的化学方程式为2Cl2＋HgO=HgCl2＋Cl2O。(3)ClO2常温下为黄色气体，易溶于水，其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”，能快速溶于水，溢出大量气泡，得到ClO2溶液。上述过程中，生成ClO2的反应属于歧化反应，每生成1molClO2消耗NaClO2的量为1.25mol；产生“气泡”的化学方程式为NaHCO3＋NaHSO4=CO2↑＋Na2SO4＋H2O。(4)“84消毒液”的有效成分为NaClO，不可与酸性清洁剂混用的原因是ClO－＋Cl－＋2H＋=Cl2↑＋H2O(用离子方程式表示)。工业上是将氯气通入30%的NaOH溶液中来制备NaClO溶液，若NaClO溶液中NaOH的质量分数为1%，则生产1000kg该溶液需消耗氯气的质量为203kg。(保留整数)解析：(1)工业上常采用电解饱和食盐水的方法制备Cl2，该过程中，阳极的电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑，阴极的电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，为防止生成的Cl2和OH－发生反应，通常采用阳离子交换膜，则该装置中的离子膜只允许Na＋通过；氯气在阳极产生，逸出口为a。(2)根据题中信息，HgO与Cl2反应制备Cl2O的过程发生歧化反应，则Cl元素化合价在反应的过程中既有升高，又有降低，所以反应的化学方程式为2Cl2＋HgO=HgCl2＋Cl2O。(3)根据题中信息，由NaClO2得到ClO2的反应属于歧化反应，泡腾片溶于水，溶液呈酸性，则反应的离子方程式为5ClOeq\o\al(－,2)＋4H＋=Cl－＋4ClO2↑＋2H2O，由离子方程式得关系式5ClOeq\o\al(－,2)～4ClO2，则生成1molClO2时，需要消耗1.25molNaClO2；泡腾片中含有NaHSO4和NaHCO3，溶于水时产生气泡的化学方程式为NaHCO3＋NaHSO4=CO2↑＋Na2SO4＋H2O。(4)NaClO不可与酸性清洁剂混用的原因是ClO－＋Cl－＋2H＋=Cl2↑＋H2O，会产生有毒的Cl2，危害人体健康。设生产1000kg该溶液需消耗Cl2amol，质量为71ag，由反应Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O可知，消耗NaOH的物质的量为2amol，质量为80ag，结合质量守恒可知，要生产1000kg该溶液，需30%的NaOH溶液(106－71a)g，由Na元素守恒可知，30%×(106－71a)g＝80ag＋1%×106g，整理可得a＝eq\f(2.9×105,101.3)，则需消耗氯气的质量为71a×10－3kg≈203kg。3．(2020·江苏卷)吸收工厂烟气中的SO2，能有效减少SO2对空气的污染。氨水、ZnO水悬浊液吸收烟气中SO2后经O2催化氧化，可得到硫酸盐。已知：室温下，ZnSO3微溶于水，Zn(HSO3)2易溶于水；溶液中H2SO3、HSOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,3)的物质的量分数随pH的分布如图甲所示。(1)氨水吸收SO2。向氨水中通入少量SO2，主要反应的离子方程式为2NH3＋H2O＋SO2=2NHeq\o\al(＋,4)＋SOeq\o\al(2－,3)(或2NH3·H2O＋SO2=2NHeq\o\al(＋,4)＋SOeq\o\al(2－,3)＋H2O)；当通入SO2至溶液pH＝6时，溶液中浓度最大的阴离子是HSOeq\o\al(－,3)。(填化学式)(2)ZnO水悬浊液吸收SO2。向ZnO水悬浊液中匀速缓慢通入SO2，在开始吸收的40min内，SO2吸收率、溶液pH均经历了从几乎不变到迅速降低的变化(见图乙)。溶液pH几乎不变阶段，主要产物是ZnSO3(填化学式)；SO2吸收率迅速降低阶段，主要反应的离子方程式为ZnSO3＋SO2＋H2O=Zn2＋＋2HSOeq\o\al(－,3)(或ZnO＋2SO2＋H2O=Zn2＋＋2HSOeq\o\al(－,3))。(3)O2催化氧化。其他条件相同时，调节吸收SO2得到溶液的pH在4.5～6.5范围内，pH越低SOeq\o\al(2－,4)生成速率越大，其主要原因是随着pH降低，HSOeq\o\al(－,3)浓度增大；随着氧化的进行，溶液的pH将减小。(填“增大”“减小”或“不变”)解析：(1)向氨水中通入少量SO2，生成(NH4)2SO3和水，主要反应的离子方程式为2NH3＋H2O＋SO2=2NHeq\o\al(＋,4)＋SOeq\o\al(2－,3)或2NH3·H2O＋SO2=2NHeq\o\al(＋,4)＋SOeq\o\al(2－,3)＋H2O。当通入SO2至溶液pH＝6时，溶液呈酸性，根据含硫微粒的物质的量分数随pH的分布图可知，溶液中浓度最大的阴离子为HSOeq\o\al(－,3)。(2)反应开始时，悬浊液中的ZnO大量吸收SO2，生成微溶于水的ZnSO3，此时溶液pH几乎不变；一旦ZnO完全反应生成ZnSO3后，ZnSO3继续吸收SO2生成易溶于水的Zn(HSO3)2，此时溶液pH逐渐变小，SO2的吸收率逐渐降低，这一过程主要反应的离子方程式为ZnSO3＋SO2＋H2O=Zn2＋＋2HSOeq\o\al(－,3)或ZnO＋2SO2＋H2O=Zn2＋＋2HSOeq\o\al(－,3)。(3)根据图甲，pH在4.5～6.5范围内，pH越低，HSOeq\o\al(－,3)的浓度越大，说明催化氧化反应的离子方程式为2HSOeq\o\al(－,3)＋O2=2SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋，因此HSOeq\o\al(－,3)浓度增大，生成SOeq\o\al(2－,4)的速率越大；随着催化氧化反应的进行，溶液中H＋的浓度逐渐增大，则溶液的pH将减小。4．(2021·成都三诊)将铁棒插入95%的浓硫酸中(如图所示)，探究铁与浓硫酸的反应。观察到立即产生大量的细腻气泡聚集在液体表面，犹如白色泡沫，由快变慢直至停止，酸液中出现白色不溶物，静置后分层。下列说法错误的是(D)A．产生的气体可能是SO2和少量的H2B．取上层清液滴加少量饱和FeSO4溶液，有白色固体X析出，推测固体X可能是FeSO4C．反应过程中FeSO4的生成也可能使反应由快变慢D．取反应后铁棒直接放入盛有KSCN溶液的烧杯中，可检验反应时是否有Fe3＋生成解析：Fe和浓硫酸发生氧化还原反应：2Fe＋6H2SO4(浓)=Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O，铁与稀硫酸会发生置换反应：Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑，所用浓硫酸的质量分数为95%，两个反应都可能发生，所以产生的气体可能为SO2和少量的H2，A正确；上层清液滴加少量饱和FeSO4溶液，上层清液中的浓硫酸吸收饱和FeSO4溶液中的水导致溶液饱和析出白色FeSO4，则固体X可能是FeSO4，B正确；铁和浓硫酸反应生成硫酸铁，硫酸铁和铁单质反应生成FeSO4：Fe＋Fe2(SO4)3=3FeSO4，反应生成的FeSO4浓度过大，已经过饱和，会析出沉淀，沉淀可能会包裹铁棒，减小接触面积，阻碍反应继续进行，使反应由快变慢，C正确；反应后的铁棒上沾有浓硫酸，直接放入KSCN溶液的烧杯中，会发生铁和稀硫酸的置换反应，同时铁和硫酸铁会发生反应：Fe＋Fe2(SO4)3=3FeSO4，所以用此方法不能检验反应时是否有Fe3＋生成，D错误，故选D。5．(2021·广州测试)将SO2通入不同溶液中探究SO2的性质，对实验现象的预测及分析不合理的是(C)选项溶液预测的现象分析AFeCl3溶液溶液由棕黄色变浅绿色SO2有还原性B品红溶液溶液红色褪去SO2有漂白性C酸性KMnO4溶液溶液紫色褪去SO2有氧化性DNa2SiO3溶液产生白色胶状沉淀SO2水溶液的酸性比H2SiO3强解析：Fe3＋具有氧化性，SO2具有还原性，两者能够发生氧化还原反应，使Fe3＋变为Fe2＋，因而溶液由棕黄色变浅绿色，A项正确；SO2具有漂白性，能够使得品红溶液褪色，B项正确；SO2具有还原性，能够被酸性KMnO4溶液氧化变为H2SO4，KMnO4被还原为无色MnSO4，使得酸性高锰酸钾溶液紫色褪色，该实验体现了SO2具有还原性，C项错误；亚硫酸酸性比硅酸强，所以SO2通入Na2SiO3溶液发生复分解反应制取得到H2SiO3，H2SiO3不溶于水，因此看到产生白色沉淀，D项正确，故选C。6．(2021·珠海质检)部分含氯物质的分类与相应氯元素的化合价关系如下图所示。下列说法错误的是(B)A．a与d，a与e在酸性情况下反应，均可以得到bB．c为一种新型自来水消毒剂，代替b的原因是c的毒性更小C．b的水溶液里加入CaCO3，可以增加d的产量D．消毒液可用于环境消毒，主要是因为含有d，e的固体可用于实验室制O2解析：盐酸和次氯酸可生成水和氯气，盐酸和氯酸钠可生成氯化钠、水和氯气，A正确；ClO2为一种新型自来水消毒剂，代替Cl2的原因是ClO2消毒效率更高，不产生新的有毒有害的物质，B错误；氯气的水溶液中含有HCl、HClO，HCl与加入的CaCO3反应，HCl的消耗促进Cl2与水的反应，生成更多的HClO，C正确；消毒液可用于环境消毒，主要是因为含有HClO，氯酸钾可用于实验室制O2，D正确，故选B。7．(2021·潍坊二模)(双选)某同学研究浓硝酸与KSCN溶液的反应，进行如下实验：已知：SCN－能被氧化为黄色的(SCN)2，(SCN)2可聚合为红色的(SCN)x。下列分析错误的是(AC)A．②中溶液变红，是由于生成了(SCN)2B．取少量③中的溶液加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，证明最终有SOeq\o\al(2－,4)生成C．分析①②知，硝酸氧化SCN－的速率大于(SCN)2聚合为(SCN)x的速率D．向溶有NO2的浓硝酸中加几滴KSCN溶液，溶液先变红后迅速褪色并产生大量红棕色气体，证明NO2催化浓硝酸氧化(SCN)x的反应解析：由于(SCN)x是红色的，(SCN)2是黄色的，所以②中溶液变红，是由于生成了(SCN)x，A错误；取少量③中的溶液加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，③中的溶液呈酸性，所以证明白色沉淀是硫酸钡，B正确；由于②中溶液立即变红，所以(SCN)2聚合为(SCN)x的速率很快，远大于硝酸氧化SCN－的速率，C错误；向溶有NO2的浓硝酸中加几滴KSCN溶液，溶液先变红后迅速褪色与未溶有二氧化氮的浓硝酸“静置一段时间后突然反应剧烈”相比，反应仍然是产生大量红棕色气体，证明NO2催化浓硝酸氧化(SCN)x，D正确，故选AC。考向三气体制备1．气体制备与性质实验装置的连接流程2．气体制备、净化与尾气处理中的三个“3”(1)牢记气体制备的3类发生装置类型固体＋固体加热固体＋液体加热固(或液)体＋液体不加热装置适用的气体O2、NH3Cl2NO2、O2、NH3等(2)掌握气体净化的3类装置装置为加热固态试剂以除去气体中杂质的装置，为防止固体“流动”，两端用石棉或玻璃棉堵住，但要使气流通畅装置一般盛液体试剂，用于洗气装置一般盛固体试剂，用于气体除杂和定量计算(3)掌握有毒尾气处理的3种方法灼烧式将有毒气体通过灼烧转化为无毒物质收集式将有毒气体收集到塑料袋或其他容器中吸收式Cl2、SO2、NO2可用NaOH溶液吸收NO：先通入空气，再用NaOH溶液吸收H2S：用CuSO4溶液吸收3.实验条件控制的操作与目的条件控制是化学实验的重要手段，通过控制条件可以使反应向着实际需要的方向进行与转化。(1)化学实验中温度控制的目的①加热的目的：加快化学反应速率或使化学平衡向某方向移动。②降温的目的：防止某物质在高温时分解或使化学平衡向某方向移动。③控制温度在一定范围的目的：若温度过低，则反应速率(或溶解速率)较慢；若温度过高，则某物质(如H2O2、氨水、草酸、浓硝酸、铵盐等)会分解或挥发。④水浴加热的好处：受热均匀，温度可控，且温度不超过100℃。⑤冰水浴冷却的目的：防止某物质分解或挥发。⑥趁热过滤的原因：保持过滤温度，防止温度降低后某物质析出。⑦减压蒸发的原因：减压蒸发降低了蒸发温度，可以防止某物质分解(如浓缩双氧水需减压蒸发低浓度的双氧水溶液)。(2)化学实验中控制气体流速的操作与目的①H2还原金属氧化物(如CuO)的实验中，先通入一段时间H2的目的是排尽装置中的空气，防止加热时H2与O2混合发生爆炸。②测定某铁硫化物(FexSy)的组成实验如下图所示：实验中通过控制滴加分液漏斗中水的流速来控制产生O2的流速，当实验结束后(即硬质试管中固体质量不再改变时)，继续向烧瓶中滴加水，目的是利用产生的O2将装置中的SO2驱赶至D装置中，以保证反应产生的SO2被NaOH溶液完全吸收。1．(2021·全国甲卷)实验室制备下列气体的方法可行的是(D)选项气体方法A氨气加热氯化铵固体B二氧化氮将铝片加到冷浓硝酸中C硫化氢向硫化钠固体滴加浓硫酸D氧气加热氯酸钾和二氧化锰的混合物解析：氯化铵加热分解生成氨气和氯化氢，但两者遇冷又会化合生成氯化铵固体，不能用于制备氨气，A错误；将铝片加到冷浓硝酸中会发生钝化现象，不能用于制备二氧化氮，B错误；硫化氢为还原性气体，浓硫酸具有强氧化性，不能用浓硫酸与硫化钠固体反应制备该硫化氢气体，因为该气体会与浓硫酸发生氧化还原反应，C错误；实验室加热氯酸钾和二氧化锰的混合物，生成氯化钾和氧气，二氧化锰作催化剂，可用此方法制备氧气，D正确。2．(2021·全国乙卷)在实验室采用如图装置制备气体，合理的是(C)选项化学试剂制备的气体ACa(OH)2＋NH4ClNH3BMnO2＋HCl(浓)Cl2CMnO2＋KClO3O2DNaCl＋H2SO4(浓)HCl解析：制备气体的装置为固—固加热装置，收集气体的装置为向上排空气法，说明该气体的密度大于空气的密度。氨气的密度比空气小，不能用向上排空气法收集，A错误；二氧化锰与浓盐酸共热制备氯气为固—液加热反应，需要选用固—液加热装置，B错误；二氧化锰和氯酸钾共热制备氧气为固—固加热的反应，能选用固—固加热装置，氧气的密度大于空气，可选用向上排空气法收集，C正确；氯化钠与浓硫酸共热制备为固—液加热反应，D错误。3．(2020·全国卷Ⅲ)氯可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用如图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO，探究其氧化还原性质。回答下列问题：(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是圆底烧瓶，a中的试剂为饱和食盐水。(2)b中采用的加热方式是水浴加热。c中化学反应的离子方程式是Cl2＋2OH－=ClO－＋Cl－＋H2O，采用冰水浴冷却的目的是避免生成NaClO3。(3)d的作用是吸收尾气(Cl2)，可选用试剂AC。(填标号)A．Na2S B．NaClC．Ca(OH)2 D．H2SO4(4)反应结束后，取出b中试管，经冷却结晶，过滤，少量(冷)水洗涤，干燥，得到KClO3晶体。(5)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中，滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变，2号试管溶液变为棕色，加入CCl4振荡，静置后CCl4层显紫色。可知该条件下KClO3的氧化能力小于NaClO。(填“大于”或“小于”)。解析：(1)实验室常用MnO2与浓盐酸在加热条件下制取Cl2，由于制得的Cl2中混有HCl，HCl会消耗b装置中试管内的KOH，所以应使用饱和食盐水除去HCl。(2)用酒精灯加热烧杯中的水从而对试管中的反应体系进行加热，这样的加热方式为水浴加热。Cl2和NaOH在不加热条件下反应生成NaCl和NaClO，离子方程式为Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O。Cl2与NaOH反应放热，由题意可知，温度较高时Cl2与KOH反应生成KClO3，所以不使用冰水浴会使得溶液温度升高而生成NaClO3杂质。(3)Cl2是有毒气体，所以必须进行尾气处理，防止污染空气。Cl2可以与Na2S反应，化学方程式为Cl2＋Na2S=2NaCl＋S↓；Cl2可以与Ca(OH)2反应，化学方程式为2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。Cl2在食盐水和H2SO4溶液中溶解度较小，所以可用Na2S溶液和Ca(OH)2溶液来进行尾气处理，A、C符合题意。(4)从溶液中获得溶质的常见方法为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。(5)2号试管中溶液变为棕色，说明有I2生成，则加入CCl4振荡，静置后CCl4层呈紫色，故2号试管中I－被氧化，而1号试管中I－未被氧化，所以该条件下氧化性：KClO3<NaClO。4．(2021·皖南八校联考三)某化学兴趣小组的同学为验证干燥的Cl2无漂白性，设计了如下装置，其中在实验过程中可以不使用的是(A)解析：A是除去氯气中氯化氢的装置，B是验证装置，C是制备氯气的装置，D是干燥氯气的装置。要验证干燥的Cl2无漂白性，首先需要制备氯气，制得的氯气中含有水蒸气和氯化氢气体，水蒸气会影响实验，需要除去，氯化氢不影响实验，可以不除去，因此可以不使用的装置是A，故选A。5．(2021·江南十校质检三)根据装置和下表内的物质(省略夹持、净化以及尾气处理装置，图1中虚线框内的装置是图2)，能完成相应实验目的的是(C)选项a中的物质b中的物质实验目的、试剂和操作实验目的c中的物质进气方向A浓氨水碱石灰收集氨气饱和NH4Cl溶液N→MB浓硝酸Na2SO3检验SO2的氧化性品红溶液M→NC稀硝酸Cu收集NO水N→MD浓盐酸MnO2检验Cl2的氧化性Na2S溶液M→N解析：浓氨水与碱石灰不加热可以制取氨气，但NH3极易溶于水，在c中收集不到NH3，A错误；浓HNO3有强氧化性