2024-2025学年高中化学第四章非金属及其化合物章末共享专题学案新人教版必修1

PAGE8-第四章章末共享专题微专题一非金属及其化合物的试验与拓展——气体的制备与性质验证一、四类典型装置1．气体的发生装置(1)加热固体药品制取气体(图①)，如制取氨气。(2)固体与液体反应不加热制取气体(图②)，如制取二氧化碳。(3)固体与液体或液体与液体反应加热制取气体(图③)，如制取氯气。2．气体的净化干燥装置结合气体杂质的性质，假如想用液体试剂来除杂就选用图A装置，假如想用固体试剂来除杂就选用图B、C装置。3．气体的收集装置气体的收集装置的选择要依据气体的水溶性是否与氧气反应及气体的密度。一般有排空气法、排液(水)法，也可将气体干脆装入贮气袋中。(1)排空气法：(2)排液(水)法：4．尾气处理装置对于有毒或对空气有污染的气体，要进行尾气处理。结合气体的性质可以选择用汲取剂汲取、燃烧或装袋集中处理的方法。二、气体制备试验操作流程eq\x(仪器连接)⇨eq\x(检查气密性)⇨eq\x(填装药品)⇨eq\x(防倒吸防氧化措施)⇨eq\x(试验过程)⇨eq\x(仪器拆卸)三、气体制备试验先后依次(1)装配仪器时：先下后上，先左后右。(2)加入试剂时：先固后液。(3)试验起先时：先检查装置气密性，再加药品，后点酒精灯。(4)净化气体时：一般先除去有毒、有刺激性气味的气体，后除去无毒、无味的气体，最终除水蒸气。(5)防倒吸试验：往往是最终停止加热或停止通气。(6)防氧化试验：往往是最终停止通气。[微训练一]1．NH3及其盐都是重要的化工原料。(1)用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3，反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为________。(2)按如图装置进行NH3性质试验。①先打开旋塞1，B瓶中的现象是____________________________，缘由是______________________________________________。稳定后，关闭旋塞1。②再打开旋塞2，B瓶中的现象是______________________________。解析：(1)试验室制备NH3，试管口应略向下倾斜，选A装置；NH3密度比空气小，收集时应选C装置；NH3极易溶于水，尾气处理时应选G装置防倒吸。(2)①NH3与HCl接触反应生成NH4Cl固体小颗粒，形成白烟。②HCl过量，石蕊遇酸变红。答案：(1)ACG(2)①产生白色的烟氯化氢与氨气反应生成了氯化铵小颗粒②烧杯中的石蕊水溶液会倒流进入B瓶中，且溶液变红2．某校化学试验爱好小组为了探究在试验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来，同时证明氯气的某些性质，甲同学设计了如图所示的试验装置(支撑用的铁架台省略)，按要求回答问题(Cl2易溶于CCl4)。(1)若用含有0.2molHCl的浓盐酸与足量的MnO2反应制Cl2，制得的Cl2体积(标准状况下)总是小于1.12L的缘由是________________________________________________________________________。(2)①装置B中盛放的试剂名称为________________________________________________________________________，作用是_______________________________________________________，现象是________________________________________________________________________。②装置D和E中出现的不同现象说明的问题是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③装置F的作用是________________________________________________________________________。(3)乙同学认为甲同学的试验有缺陷，不能确保最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。为了确保试验结论的牢靠性，证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种，乙同学提出在某两个装置之间再加一个装置。你认为该装置应加在________与________之间(填装置字母)，装置中应放入________(填写试剂或用品名称)。解析：浓盐酸被氧化生成Cl2，浓盐酸反应一段时间后，溶液浓度变小，就不会再被氧化。本试验要检验Cl2中含有水蒸气和HCl气体，要先用无水CuSO4检验水的存在，用CCl4汲取Cl2后，再用AgNO3溶液验证HCl的存在。为了验证Cl2是否除尽，可以在F和G中间加一个装置，放置潮湿的淀粉­KI试纸。答案：(1)浓盐酸的浓度随着反应的进行渐渐变稀，变为稀盐酸以后将不再与MnO2反应；加热时浓盐酸因挥发而损失(2)①无水硫酸铜证明有水蒸气产生白色固体变蓝色②氯气无漂白性，次氯酸有漂白性③汲取氯气(3)FG潮湿的淀粉­KI试纸(或潮湿的有色布条)3．甲、乙两个探讨性学习小组为测定氨分子中氮、氢原子个数比，设计如下试验流程：试验中，先用制得的氨气排尽洗气瓶前全部装置中的空气，再连接洗气瓶和气体收集装置，马上加热氧化铜。反应完毕后，黑色的氧化铜转化为红色的铜(2NH3＋3CuOeq\o(=,\s\up7(△))N2＋3Cu＋3H2O)。下图A、B、C为甲、乙两小组制取氨气时可能用到的装置，D为盛有浓硫酸的洗气瓶。甲小组测得，反应前氧化铜的质量m1g、氧化铜反应后剩余固体的质量m2g、生成氮气在标准状况下的体积V1L。乙小组测得，洗气前装置D的质量m3g、洗气后装置D的质量m4请回答下列问题：(1)写出仪器a的名称：________。(2)甲、乙两小组选择了不同的方法制取氨气，请将试验装置的字母编号和制备原理填写在下表的空格中。试验装置试验药品制备原理甲小组A氢氧化钙、硫酸、硫酸铵反应的化学方程式为①_____________________________________________________________________乙小组②______浓氨水、氢氧化钠氢氧化钠溶于氨水后放热，增加氢氧根离子浓度，加快氨气逸出(3)甲小组用所测得数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数之比为________。(4)乙小组用所测得数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数比明显小于理论值，其缘由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)仪器a的名称为圆底烧瓶。(2)①氢氧化钙与硫酸铵反应生成硫酸钙、氨气和水，反应的化学方程式为(NH4)2SO4＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))2NH3↑＋2H2O＋CaSO4；②浓氨水是液体，氢氧化钠是固体，为使氨气逸出，把氨水滴入固体氢氧化钠中，随着氢氧化钠溶解放热，氨气挥发放出气体，故选B装置。(3)反应前氧化铜的质量为m1g、氧化铜反应后转化成的铜的质量为m2g，则氧化铜中氧元素的质量为(m1－m2)g，生成的水中氧元素的质量等于参与反应氧化铜中氧元素的质量，则生成的水中氧原子的个数为[(m1－m2)/16]NA；水中氢原子个数是氧原子个数的两倍，因此氢原子个数为[(m1－m2)/16]×2NA，生成的氮气在标准状况下的体积为V1L，则氮气中氮原子的个数为(2V1/22.4)NA；因此氮、氢原子个数比为(2V1/22.4)NA:{[(m1－m2)/16]×2NA}＝5V1:7(m1－(4)乙小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数比小于理论值，其缘由是洗气瓶D中的浓硫酸不但汲取了反应生成的水，还汲取了未反应的氨气，从而使计算的氢的量偏高。答案：(1)圆底烧瓶(2)①(NH4)2SO4＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))2NH3↑＋2H2O＋CaSO4②B(3)5V1:7(m1－m2)(4)浓硫酸汲取了未反应的氨气，从而使计算的氢的含量偏高微专题二非金属及其化合物的转化关系一、特征转化关系1．直线转化关系Aeq\o(→,\s\up7(O2))Beq\o(→,\s\up7(O2))Ceq\o(→,\s\up7(H2O))酸或碱，符合此条件的常见A物质有：NH3、H2S、S、CH4、C、Na等，如NH3eq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(催化剂，△))NOeq\o(→,\s\up7(O2))NO2eq\o(→,\s\up7(H2O))HNO3；H2S(S)eq\o(→,\s\up7(O2))SO2eq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(催化剂，△))SO3eq\o(→,\s\up7(H2O))H2SO4；CH4(C)eq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(不完全燃烧))COeq\o(→,\s\up7(O2))CO2eq\o(→,\s\up7(H2O))H2CO3。2．三角转化关系3．交叉转化关系[微训练二]1．非金属单质A经如图所示的过程转化为含氧酸D，已知D为强酸，请回答下列问题：eq\x(A)eq\o(→,\s\up7(O2))eq\x(B)eq\o(→,\s\up7(O2))eq\x(C)eq\o(→,\s\up7(H2O))eq\x(D)(1)若A在常温下为固体，B是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体。①D的化学式是________________________________________________________。②在工业生产中，大量排放的B气体被雨水汲取后形成了________而污染环境。(2)若A在常温下为气体，C是红棕色的气体。①A、C的化学式分别是：A________；C________。②D的浓溶液在常温下可与铜反应并生成C气体，请写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________。解析：依据图示中的连续氧化转化关系和D为含氧酸、强酸，可确定D为H2SO4或HNO3。答案：(1)①H2SO4②酸雨(2)①NH3或N2NO2②Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O2．如图所示的物质转化关系中，A是一种灰黑色固体单质，E是一种白色胶状沉淀，F是一种最轻的气体。请回答下列问题：(1)B的化学式是________，B是制作________的主要原料。(2)B和a溶液反应的离子方程式是________________________________________________________________________。(3)A和a溶液反应的化学方程式是________________________________________________________________________。(4)C和过量盐酸反应的离子方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：依据题目信息，F是一种最轻的气体，可知F是H2；E为白色胶状沉淀，再依据A是一种灰黑色固体单质，可知A为Si，Si与O2反应生成SiO2(B)，Si与NaOH溶液反应生成H2和C(Na2SiO3)、SiO2与NaOH溶液反应得到Na2SiO3和H2O，Na2SiO3溶液中加入盐酸得到H2SiO3(E)，H2SiO3受热分解得到SiO2和H2O(D)。答案：(1)SiO2光导纤维(2)SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O(3)Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑(4)SiOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2SiO3↓3．下图中A～J分别代表相关反应中的一种物质，已知A分解得到等物质的量的B、C、D，B、D为常温下的气态化合物，C为常温下的液态化合物，图中有部分生成物未标出。请填写以下空白：(1)A的化学式为________________________________________________________________________。(2)写出下列反应的化学方程式：D＋G→H：______________________________________________________。F＋J→B＋C＋I：_________________________________________________。(3)0.3molI与足量C反应转移电子的物质的量为________mol。(4)容积为10mL的试管中充溢I和G的混合气体，倒立于盛水的水槽中，水全部充溢试管，则原混合气体中I与G的体积分