2022届《三维设计》高考一轮复习化学(人教版)-第二章-非金属及其化合物

其次章非金属及其化合物第一节碳、硅及无机非金属材料1.了解碳、硅单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解碳、硅单质及其重要化合物对环境质量的影响。1.了解碳、硅单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解碳、硅单质及其重要化合物对环境质量的影响。………………[循着图示·想一想]…………[特色特性·记一记]…………1．特殊的存在形式：C——金刚石、石墨、C602．特殊的用途：Si——半导体材料、太阳能电池板SiO2——光导纤维H2SiO3——硅胶可作干燥剂Na2SiO3(水玻璃)——黏合剂、耐火阻燃材料3．特殊的表示方法：硅酸盐可以用氧化物的形式表示如Na2SiO3→Na2O·SiO24．特殊的性质：(1)Si与NaOH溶液的反应：Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑(2)SiO2能溶于氢氟酸：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O(3)H2CO3的酸性强于H2SiO3：Na2SiO3＋H2O＋CO2=Na2CO3＋H2SiO3↓(4)粗硅的制备：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())Si＋2CO↑考点一eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,))应用广泛的非金属单质——碳、硅[教材学问层面]1．碳、硅元素的原子结构与存在碳硅原子结构示意图在元素周期表中的位置其次周期ⅣA族第三周期ⅣA族单质的结构金刚石：空间网状结构石墨：层状结构晶体硅：与金刚石类似的空间网状结构元素在自然界中的存在形式既有游离态又有化合态只有化合态2．碳、硅单质的性质(1)碳、硅的物理性质和用途(用短线连接起来)：(提示：①—c，②—a，③—e，④—b，⑤—d)(2)碳、硅的化学性质：①碳单质的化学性质——还原性。a．与O2的反应(用化学方程式表示)：O2不足：2C＋O2点燃,2CO；O2充分：C＋O2点燃,CO2。b．与其他物质的反应(用化学方程式表示)：与CuO反应：2CuO＋C高温,2Cu＋CO2↑(可用于金属的冶炼)；与CO2反应：CO2＋C高温,2CO；与水蒸气反应：C＋H2O(g)高温,CO＋H2(制水煤气)；与浓硫酸反应：C＋2H2SO4(浓)△,CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。②硅的化学性质——还原性。a．与氢氟酸反应的化学方程式：Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑；b．与NaOH溶液反应的化学方程式：Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑；c．与O2反应：Si＋O2△,SiO2。[高考考查层面]命题点1硅单质的特性非金属的一般规律硅的特性硅还原性强于碳2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())Si＋2CO↑非金属与强碱溶液反应一般不产生H2硅可与强碱溶液反应产生H2：Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑非金属一般不与非氧化性酸反应Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑一般非金属单质为绝缘体硅为半导体，常用于电子部件[典题示例]推断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)(2021·广东高考)高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅。()(2)单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料。()(3)(2011·山东高考)单质硅常用作半导体材料和光导纤维。()(4)(2011·山东高考)硅在自然界中只以化合态的形式存在。()(5)硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应。()答案：(1)√(2)√(3)×(4)√(5)×命题点2硅的工业制法1．制取粗硅工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含有少量杂质的粗硅。SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())Si＋2CO↑。2．粗硅提纯(1)Si＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())SiCl4，SiCl4＋2H2eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())Si＋4HCl。(2)Si＋3HCleq\o(=,\s\up7(250～300℃),\s\do5(Cu粉或Ag粉))SiHCl3＋H2，SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up7(1100～1200℃),\s\do5())Si＋3HCl。3.留意问题(1)用焦炭还原SiO2，产物是CO而不是CO2。(2)粗硅中含碳等杂质，与Cl2反应生成的SiCl4中也含CCl4等杂质，经过分馏提纯SiCl4后，再用H2还原，得到高纯度硅。[典题示例]1．半导体工业中，有一句行话：“从沙滩到用户”，即由SiO2制取Si。制取过程中不涉及的化学反应是()A．2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())Si＋2CO↑B．SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2OC．Si＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())SiCl4D．SiCl4＋2H2eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())Si＋4HCl解析：选B工业制取纯硅的工艺流程为：SiO2eq\o(→,\s\up7(C),\s\do5())粗硅eq\o(→,\s\up7(Cl2),\s\do5())SiCl4eq\o(→,\s\up7(H2),\s\do5())纯硅，该工艺流程中不涉及SiO2与NaOH溶液的反应。2．制备硅半导体材料必需先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：eq\x(石英砂)eq\o(→,\s\up7(焦炭),\s\do5(高温))eq\x(粗硅)eq\o(→,\s\up7(HCl),\s\do5(573K以上))eq\x(SiHCl3粗)eq\o(→,\s\up7(精馏),\s\do5())eq\x(SiHCl3纯)eq\o(→,\s\up7(H2),\s\do5(1357K))eq\x(高纯硅)(1)写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学方程式为____________________________________________________________________________________________________。(2)整个制备过程必需严格把握无水无氧。SiHCl3遇水猛烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出该反应的化学方程式为______________________________________；H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是__________________________________________________________________________________________________。解析：(1)H2还原SiHCl3得到Si和HCl。(2)SiHCl3遇水猛烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，依据原子守恒，推断另一物质是H2。因H2还原SiHCl3的反应条件是高温(1357K)，若混入O2，则H2与O2混合加热可能发生爆炸，同时，O2也可能氧化SiHCl3。答案：(1)SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())Si＋3HCl(2)SiHCl3＋3H2O=H2SiO3↓＋3HCl↑＋H2↑氧气与氢气混合，可能引起爆炸；氧气可能会氧化SiHCl3[考点达标层面]1．硅作为一种新型能源被广泛开发利用，关于其有利因素的下列说法中，你认为不正确的是()A．硅燃烧产物对环境产生的污染，简洁得到有效把握B．从Si(s)＋O2(g)eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())SiO2(s)ΔH＝－858.6kJ·mol－1可知，硅燃烧放出的热量多C．自然界中硅的储量丰富，可以从自然界直接获得单质硅D．硅便于运输、贮存，从平安角度考虑，硅是最佳的燃料之一解析：选C自然界中的硅是以化合态的形式存在，故不能从自然界中直接获得单质硅。2．在①浓硝酸②水③浓硫酸④氢氟酸⑤氢氧化钠溶液中，能与单质硅起化学反应的是()A．①② B．②④C．④⑤ D．③④解析：选CSi与水、浓H2SO4、浓HNO3均不发生反应，但Si能与氢氟酸、NaOH溶液反应放出H2。考点二eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,))性质迥异的氧化物——二氧化硅和二氧化碳[教材学问层面]二氧化硅与二氧化碳的比较(1)物理性质：①熔、沸点：SiO2的熔、沸点比CO2的熔、沸点高。②溶解性：CO2可溶于水，SiO2不溶于水。(2)化学性质：物质二氧化硅二氧化碳化学性质与水反应不反应CO2＋H2OH2CO3与酸反应只与氢氟酸反应：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O不反应与碱(NaOH)溶液反应SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)CO2少量：CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2OCO2足量：CO2＋NaOH=NaHCO3与盐反应如与Na2CO3反应：SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())Na2SiO3＋CO2↑如与Ca(ClO)2反应：Ca(ClO2)＋CO2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO与碱性氧化物反应如与CaO反应：SiO2＋CaOeq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())CaSiO3如与Na2O反应：CO2＋Na2O=Na2CO3(3)主要用途：CO2：制饮料、碳酸盐，干冰用作制冷剂。SiO2：作光导纤维，制光学仪器、电子部件，水晶可制作饰品。[高考考查层面]命题点含硅化合物的特性物质一般规律含硅化合物的特性SiO2酸性氧化物一般与水反应生成相应酸SiO2不溶于水，不与水反应酸性氧化物一般不与酸发生复分解反应SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O“较强酸制较弱酸”是复分解反应的一般规律，H2CO3酸性强于H2SiO3Na2SiO3＋CO2＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓以下反应不能说明酸性的强弱Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())Na2SiO3＋CO2↑CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())CaSiO3＋CO2↑H2SiO3无机酸一般易溶于水硅酸难溶于水硅酸盐大多数硅酸盐难溶于水常见的可溶性硅酸盐为Na2SiO3，水溶液俗称水玻璃[典题示例]1．指出下列反应中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。①SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O()②SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())Na2SiO3＋CO2↑()③SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())Si＋2CO↑()④SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())SiC＋2CO↑()⑤SiO2＋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答案：①C②D③B④E⑤A2．下列说法正确的是()A．在粗硅的制取中发生2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())2CO↑＋Si，硅被还原，所以碳的还原性强于硅的还原性B．盛放NaOH溶液时，使用带玻璃塞的磨口瓶C．用SiO2制取硅酸，应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应，然后再通入CO2D．由Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())Na2SiO3＋CO2↑可知，硅酸的酸性强于碳酸解析：选C选项A、D的反应在高温下均生成了气体，使平衡正移，致使反应能顺当进行，但不能说明C、Si的还原性强弱，也不能说明H2SiO3与H2CO3酸性的强弱，故错误；NaOH能与玻璃成分中的SiO2反应生成Na2SiO3而使瓶塞粘在一起。由SiO2制取H2SiO3的过程为：SiO2eq\o(→,\s\up7(NaOH溶液),\s\do5())Na2SiO3eq\o(→,\s\up7(通入CO2),\s\do5())H2SiO3。[考点达标层面]1．(2021·西安质检)下列关于SiO2和CO2的叙述中不正确的是()A．都是共价化合物B．SiO2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨C．都能溶于水且与水反应生成相应的酸D．都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应解析：选CSiO2和CO2中都只含有共价键，均为共价化合物，A项正确；干冰升华吸热，可用于人工降雨，B项正确；SiO2不溶于水且与水不反应，C项错误；SiO2与强碱溶液反应生成硅酸盐，CO2与强碱溶液反应生成碳酸盐或碳酸氢盐，D项正确。2．如何用所供应的试剂和方法除去各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质)。将所选答案的编号填入下表内相应的空格内(假如不需要外加试剂，则对应答案栏可不填写)。可供选择的试剂：A.盐酸B．氢氧化钠溶液C．氧气D．水E．二氧化碳可选用的操作：①水洗；②加热；③高温灼烧；④过滤；⑤结晶。粉末状混合物选择的试剂选用的操作(1)CaCO3(SiO2)(2)SiO2(NaHCO3)(3)SiO2(Fe2O3)(4)SiO2(H2SiO3)解析：(1)利用SiO2与NaOH溶液反应生成可溶性的Na2SiO3，而CaCO3与NaOH溶液不反应。(2)利用NaHCO3溶于水而SiO2不溶，加水后过滤可除去SiO2中的NaHCO3。(3)Fe2O3能溶于盐酸而SiO2不溶，用盐酸溶解后过滤可得SiO2。(4)H2SiO3加强热能分解为SiO2。答案：(1)B④(2)D④(3)A④(4)③考点三eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,))硅酸、硅酸盐、无机非金属材料[教材学问层面]1．硅酸(1)弱酸性：H2SiO3难溶于水，其酸性比碳酸弱，不能使指示剂变色，能与强碱(如NaOH)反应，反应的化学方程式为H2SiO3＋2NaOH=Na2SiO3＋2H2O。(2)不稳定性：H2SiO3不稳定，受热易分解，反应的化学方程式为H2SiO3△,SiO2＋H2O。(3)硅酸的制备及硅胶：①制备原理：可溶性硅酸盐(如Na2SiO3)与其他酸(如盐酸)反应的化学方程式为Na2SiO3＋2HCl=H2SiO3↓＋2NaCl。②硅胶：硅酸在水中易聚合形成硅酸凝胶，经干燥脱水后即得硅胶，常用作干燥剂和催化剂的载体。2．硅酸盐(1)硅酸盐：是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的重要成分。(2)硅酸盐组成的表示方法：通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成，如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2，长石(KAlSi3O8)可表示为K2O·Al2O3·6SiO2。(3)硅酸钠：①白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。②与酸性较硅酸强的酸反应：a．与盐酸反应的化学方程式：Na2SiO3＋2HCl=2NaCl＋H2SiO3↓。b．与CO2水溶液反应的化学方程式：Na2SiO3＋H2O＋CO2=Na2CO3＋H2SiO3↓。③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。3．无机非金属材料(1)传统无机非金属材料：如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。常见硅酸盐材料如下表。水泥玻璃陶瓷生产原料石灰石、黏土纯碱、石灰石、石英黏土主要设备水泥回转窑玻璃熔窑陶瓷窑(2)新型无机非金属材料：如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。[高考考查层面]1．(2021·上海高考)SiO2是硅酸盐玻璃(Na2CaSi6O14)的主要成分，Na2CaSi6O14也可写成Na2O·CaO·6SiO2。盛放NaOH溶液的试剂瓶若用玻璃塞简洁形成瓶体与瓶塞粘连，而无法打开，发生反应的化学方程式为________________________。长石是铝硅酸盐，不同类长石其氧原子的物质的量分数相同。由钠长石化学式NaAlSi3O8可推知钙长石的化学式为________________________。解析：玻璃的成分中含有SiO2，能与NaOH溶液反应生成粘性很强的Na2SiO3而发生粘连，反应方程式为SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O。由于钙长石和钠长石中氧原子的物质的量分数相同，钠长石中钠与铝的原子个数比为1∶1，扩2倍后可知钙长石中钙和铝的原子个数比为1∶2。钠长石中氧原子的物质的量分数为eq\f(8,5＋8)，则钙长石用氧化物的形式表示为CaO·Al2O3·nSiO2，因此：1＋3＋2n＝8，n＝2，钙长石的化学式为CaO·Al2O3·2SiO2，即为CaAl2Si2O8。答案：SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2OCaAl2Si2O82．(2021·洛阳模拟)胃舒平主要成分是氢氧化铝，同时含有三硅酸镁(Mg2Si3O8·nH2O)等化合物。(1)三硅酸镁的氧化物形式为________。(2)Al2O3、MgO和SiO2都可以制耐火材料，其缘由是________。a．Al2O3、MgO和SiO2都是白色固体b．Al2O3、MgO和SiO2都是金属氧化物c．Al2O3、MgO和SiO2都有很高的熔点解析：(1)Mg2Si3O8·nH2O改写成氧化物的形式为2MgO·3SiO2·nH2O。(2)Al2O3、MgO和SiO2均具有很高的熔点，故可作为耐火材料。答案：(1)2MgO·3SiO2·nH2O(2)c[方法技巧]硅酸盐改写成氧化物形式的方法(1)氧化物的书写挨次：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。(2)氧化物前计量数的配置原则：除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置计量数，且不同氧化物间以“·”隔开。(3)当计量数配置毁灭分数时应化为整数。如正长石：KAlSi3O8不能写成eq\f(1,2)K2O·eq\f(1,2)Al2O3·3SiO2，应写成K2O·Al2O3·6SiO2。[考点达标层面]1．推断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)(2022·海南高考)玻璃容器可长期盛放各种酸。()(2)(2022·重庆高考)氢氟酸刻蚀玻璃的过程不涉及化学变化。()(3)(2022·全国卷)合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料。()(4)水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂。()(5)氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料。()(6)水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√(6)×2．下列有关硅及其化合物的说法中正确的是()A．硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中B．反应①Na2SiO3＋H2O＋CO2=Na2CO3＋H2SiO3↓，反应②Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())Na2SiO3＋CO2↑，两反应是相互冲突的，不行能都能发生C．一般玻璃、石英玻璃、水泥等均属于硅酸盐材料D．祖母绿的主要成分为Be3Al2Si6O18，用氧化物形式表示为3BeO·Al2O3·6SiO2解析：选D硅酸钠溶液呈碱性，故Na2SiO3不能保存在磨口玻璃试剂瓶中，A错误；B项中反应②是在高温下进行的反应，其缘由是CO2为气体，可使平衡正移，促使反应能够进行，B错误；石英玻璃不属于硅酸盐材料，C错误。以“高纯硅的制备”为载体串联硅元素单质及其化合物学问高考载体[2022·天津高考T7(4)]晶体硅(熔点1410℃Si(粗)eq\o(→,\s\up7(Cl2),\s\do5(460℃))SiCl4eq\o(→,\s\up7(蒸馏),\s\do5())SiCl4(纯)eq\o(→,\s\up7(H2),\s\do5(1100℃))Si(纯)[学问串联设计](1)工业上用焦炭与石英砂在高温下反应制取粗硅，其反应的化学方程式为________________________________________________________________________。上述反应中的氧化剂是________，还原剂是________。eq\a\vs4\al(〖考查粗硅的制备原理〗)(2)用焦炭和石英砂制取粗硅为什么要隔绝空气进行？________________________________________________________________________。eq\a\vs4\al(〖考查碳的化学性质〗)(3)粗硅与Cl2加热到460℃时发生反应，eq\a\vs4\al(〖考查Si的化学性质〗)(4)在1100℃时，SiCl4被H2还原的化学方程式为____________________________________________________________________________________________。eq\a\vs4\al(〖考查氧化还原方程式的书写〗)(5)如何通过试验除去SiO2中混有少量的CaCO3杂质？____________________。eq\a\vs4\al(〖考查SiO2的性质〗)(6)石英既能与NaOH溶液反应，又能与氢氟酸反应，它是两性氧化物吗？试分别写出它与NaOH溶液、氢氟酸发生反应的化学方程式。___________________________________。eq\a\vs4\al(〖考查SiO2的性质〗)(7)中学化学中能与NaOH溶液反应生成H2的单质有哪些？试分别写出反应的化学方程式________________________________________________________________________________________________________。eq\a\vs4\al(〖考查铝、硅的化学性质〗)(8)陶瓷、水泥、玻璃是常用的硅酸盐材料，其中，生产一般玻璃的主要原料是什么？________________________________________________________________________。eq\a\vs4\al(〖考查硅酸盐产品制备〗)答案：(1)SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())Si＋2CO↑SiO2C(2)焦炭能与空气中的氧气发生反应(3)Si＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(460℃),\s\do5())SiCl4(4)2H2＋SiCl4eq\o(=,\s\up7(1100℃),\s\do5())Si＋4HCl(5)加入盐酸后过滤(6)不是SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2OSiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O(7)Al和Si2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑(8)石英砂、纯碱和石灰石1．化学与人类生产、生活、社会可持续进展亲热相关，下列说法错误的是()A．“天宫一号”中使用的碳纤维，是一种新型无机非金属材料B．为防止中秋月饼等富脂食品氧化变质，常在包装袋中放入硅胶C．用CO2合成聚碳酸酯可降解塑料，实现“碳”的循环利用D．小苏打可用于某些食品加工行业中解析：选B硅胶是用于吸水防潮的而不是防氧化。2．下列各项叙述中正确的是()A．硅是光导纤维的主要成分B．生产一般玻璃的主要原料有石灰石、石英和黏土C．玛瑙、水晶饰品在保养时不能与强碱溶液接触D．SiO2与某些酸碱均能反应，故它是两性氧化物解析：选C光导纤维的主要成分是SiO2，A错误；生产一般玻璃的主要原料有纯碱、石灰石和石英，B错误；玛瑙、水晶的主要成分是SiO2，能与强碱反应，C正确；酸中只有氢氟酸能与SiO2反应且生成物不是盐与水，SiO2不是两性氧化物，D错误。3．(2021·太原调研)下列叙述正确的是()A．利用高纯硅可以制成光电池，将光能直接转化为电能B．CO、CO2均易与血红蛋白结合而中毒C．从SiO2制备高纯Si的过程反应中只涉及置换反应D．SiO2和H2O反应可直接制备H2SiO3解析：选A高纯硅的其中一个用途就是制成光电池；CO2与血红蛋白不结合；从SiO2制备高纯Si的过程反应中还涉及化合反应；SiO2和H2O不反应。4．(2021·济南联考)下列离子方程式的书写正确的是()A．水玻璃中通入过量二氧化碳：Na2SiO3＋CO2＋H2O=2Na＋＋COeq\o\al(2－,3)＋H2SiO3B．澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca(OH)2＋2CO2=Ca2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)C．硅与氢氟酸的反应：Si＋4H＋＋4F－=SiF4↑＋2H2↑D．二氧化硅溶于烧碱溶液中：SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O解析：选DNa2SiO3是强电解质，应拆成Na＋、SiOeq\o\al(2－,3)，且应生成HCOeq\o\al(－,3)，A错；B项正确写法是CO2＋OH－=HCOeq\o\al(－,3)；C项，氢氟酸是弱酸，不能拆分成H＋和F－。5．从与NaOH溶液反应所得产物(纯洁物)类型差异性角度上看，下列四种物质有一种明显不同于其他三种物质，该物质是()A．SiO2 B．CO2C．Si D．Al2O3解析：选C硅与NaOH溶液反应生成的是氢气与盐(单质与化合物)，另外三种物质与NaOH溶液反应生成的是盐与水(均是化合物)。6．(2021·宿州模拟)下列叙述中正确的是()A．由于Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())Na2SiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强B．碳和硅都是ⅣA族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性质相像C．二氧化硅既溶于氢氧化钠溶液又溶于氢氟酸，所以二氧化硅是两性氧化物D．二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，但二氧化硅不能和水反应生成硅酸解析：选DA项的反应之所以能够发生，是由于生成的产物中有气体生成，平衡正向移动，促使反应能够顺当进行，故不能通过此反应推断H2CO3与H2SiO3的酸性强弱，A错误；CO2和SiO2的物理性质差异较大，B错误；SiO2与氢氟酸的反应不属于酸性氧化物与一般酸的反应，在此反应中SiO2并没有表现出碱性氧化物的性质，C错误。7．下列除杂方法正确的是()A．SiO2中含Al2O3杂质，可以加入足量NaOH溶液然后过滤除去B．CO2中含有CO杂质，可以通入盛有CuO的玻璃管且加热C．CO2中含有HCl杂质，可以通过盛有Na2CO3溶液的洗气瓶D．Na2CO3溶液中含有Na2SiO3杂质，可以通入足量的CO2，然后过滤解析：选BA项，SiO2、Al2O3均与NaOH溶液反应；C项，应通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶；D项，引入NaHCO3。8．下列变化中，不能一步实现的是()A．Na2SiO3→H2SiO3B．H2SiO3→SiO2C．SiO2→H2SiO3D．SiO2→Na2SiO3解析：选CNa2SiO3eq\o(→,\s\up7(盐酸),\s\do5())H2SiO3；H2SiO3eq\o(→,\s\up7(△),\s\do5())SiO2，SiO2eq\o(→,\s\up7(NaOH),\s\do5())Na2SiO3，SiO2不与H2O反应，故不能一步转化为H2SiO3。9．在水玻璃中通入少量的CO2气体，充分反应后加热蒸干，再高温充分灼烧，冷却后所得的固体物质为()A．Na2SiO3B．Na2SiO3与Na2CO3C．SiO2与Na2CO3D．SiO2、Na2SiO3及Na2CO3解析：选A通入少量CO2生成少量Na2CO3和H2SiO3，高温充分灼烧又发生反应：H2SiO3eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())SiO2＋H2O，SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())Na2SiO3＋CO2↑。10．如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．盛放Na2CO3溶液的试剂瓶用玻璃塞C．硅胶吸水后可重复再生D．图中所示的转化都是氧化还原反应解析：选CSiO2是酸性氧化物；Na2CO3溶液呈碱性，试剂瓶不能用玻璃塞；题图中有的转化不是氧化还原反应，例如SiO2与NaOH溶液的反应。11．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)下列物质不属于硅酸盐的是________。A．陶瓷 B．玻璃C．水泥 D．生石灰(2)SiO2是玻璃的主要成分之一，SiO2与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为________________________________，工艺师常用________(填物质名称)来雕刻玻璃。(3)用Na2SiO3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明Na2SiO3可用作________。Na2SiO3可通过SiO2与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是________。A．一般玻璃坩埚 B．石英玻璃坩埚C．氧化铝坩埚 D．铁坩埚(4)工业上常利用反应2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())Si＋2CO↑制备硅单质，该反应中所含元素化合价上升的物质是________(填化学式，下同)，氧化剂是________。解析：(1)生石灰是CaO，为碱性氧化物且不含Si元素，不属于硅酸盐。(2)SiO2与NaOH溶液反应的化学方程式为SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O。由于SiO2能溶于氢氟酸，因此工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃。(3)Na2SiO3水溶液又称“水玻璃”，具有阻燃的功能，因此可用作防火剂。SiO2和Na2CO3在高温下反应生成Na2SiO3和CO2，故含SiO2的材料(一般玻璃、石英玻璃)以及Al2O3等都能与Na2CO3在高温下反应，故不能用以上材质的坩埚熔融纯碱。(4)题给反应中C(碳)被氧化，SiO2中＋4价的硅被还原，因此SiO2作氧化剂。答案：(1)D(2)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O氢氟酸(3)防火剂D(4)CSiO212．(2021·山西六校联考)以磷矿石、石英、氯化氢等为原料生产白炭黑(SiO2·nH2O)、磷及甲醇，下列工艺过程原料综合利用率高，废弃物少。(1)上述反应中，属于置换反应的是________(填：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)。(2)已知SiHCl3的沸点为33.0℃，提纯SiHCl3(3)高温下进行的反应Ⅱ的化学方程式为________________________；固体废弃物CaSiO3可用于______________________________。(4)反应Ⅲ需在高温、隔绝氧气和无水条件下进行，其缘由是_________________________________________________________________________________________。解析：反应Ⅰ为SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())Si＋2CO↑。从图中可以看出，反应Ⅱ的反应物为SiO2、C和Ca3(PO4)2，产物为CO、P和CaSiO3。反应Ⅲ为Si＋3HCl=SiHCl3＋H2。反应Ⅳ的反应物有SiHCl3和H2O，产物有HCl、H2和SiO2·nH2O。反应Ⅴ为CO＋2H2=CH3OH。(1)置换反应是单质与化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，只有Ⅰ、Ⅲ符合。(2)SiHCl3的沸点低，可用蒸馏法分别出来。(4)反应Ⅲ产生H2，若与O2混合会引起爆炸。从流程图中的反应Ⅳ可知，SiHCl3可以与H2O反应，所以反应Ⅲ必需在无水条件下反应。答案：(1)Ⅰ、Ⅲ(2)分馏(蒸馏)(3)Ca3(PO4)2＋5C＋3SiO2eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())3CaSiO3＋2P＋5CO↑生产水泥、砖瓦或作为建筑材料等(4)SiHCl3会水解，同时产生的H2与O2混合会发生爆炸13．(2022·全国卷Ⅱ)铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设备及X射线防护材料等。回答下列问题：(1)铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层。铅在元素周期表的位置为第________周期、第________族；PbO2的酸性比CO2的酸性________(填“强”或“弱”)。(2)PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为___________________。(3)PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得，反应的离子方程式为____________。(4)PbO2在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示，已知失重曲线上的a点为样品失重4.0%(即eq\f(样品起始质量－a点固体质量,样品起始质量)×100%)的残留固体。若a点固体组成表示为PbOx或mPbO2·nPbO，列式计算x值和m∶n值__________。解析：(1)依据碳在元素周期表中的位置为其次周期第ⅣA族，可以推出Pb的位置为第六周期第ⅣA族，同一主族元素从上到下非金属性依次减弱，PbO2的酸性比CO2的弱。(2)由题意，生成的黄绿色气体应为氯气，氯元素化合价上升，则铅元素化合价降低，所以反应的化学方程式为PbO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))PbCl2＋Cl2↑＋2H2O。(3)由题意，PbO作还原剂，NaClO作氧化剂，反应的离子方程式为PbO＋ClO－=PbO2＋Cl－。(4)依据PbO2eq\o(=,\s\up7(△))PbOx＋eq\f(2－x,2)O2↑，有eq\f(2－x,2)×32＝239×4.0%，x＝2－eq\f(239×4.0%,16)≈1.4依据mPbO2·nPbO，eq\f(2m＋n,m＋n)＝1.4，eq\f(m,n)＝eq\f(0.4,0.6)＝eq\f(2,3)。答案：(1)六ⅣA弱(2)PbO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))PbCl2＋Cl2↑＋2H2O(3)PbO＋ClO－=PbO2＋Cl－(4)1.42∶31.了解氯元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解氯元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。1.了解氯元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解氯元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。其次节氯及其化合物……[循着图示·想一想]…………[特色特性·记一记]……1．特殊的颜色：Cl2——黄绿色气体Br2——红棕色液体I2——紫黑色固体2．特殊的成分：新制氯水中含三分子(Cl2、HClO、H2O)、四离子(Cl－、ClO－、H＋、OH－)3．X－(卤素离子)的检验：4．必记五反应：(1)Cl2＋H2OHCl＋HClO(2)2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O(3)Ca(ClO)2＋H2O＋CO2=CaCO3↓＋2HClO(4)Cl2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HCl(5)MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())MnCl2＋Cl2↑＋2H2O考点一eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,))氧化性强的非金属单质——氯气[教材学问层面]1．氯元素的原子结构氯元素位于元素周期表中第三周期ⅦA族，原子结构示意图为，最外层有7个电子，在化学反应中易获得1个电子而表现为－1价。自然界中氯主要以化合态形式存在。2．氯气的性质(1)物理性质：颜色气味毒性密度特性黄绿色猛烈刺激性气味有毒比空气大易液化留意：闻氯气气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动，使极少量的Cl2飘进鼻孔。(2)化学性质：①与金属反应：与变价金属反应生成高价金属氯化物(书写化学方程式)。a．与铁反应：2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2FeCl3。b．与铜反应：Cu＋Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))CuCl2。②与非金属反应：与H2反应：H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2HCl，③与水反应：溶于水的氯气部分与水反应，离子方程式为Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO④与碱反应：与NaOH溶液反应，离子方程式为Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O⑤与还原性无机化合物反应(书写离子方程式)：a．与碘化钾溶液反应：2I－＋Cl2=I2＋2Cl－。b．与SO2水溶液反应：Cl2＋SO2＋2H2O=4H＋＋2Cl－＋SOeq\o\al(2－,4)。c．与FeCl2溶液反应：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－。[高考考查层面]命题点1氯水的成分与性质1．氯水的成分氯水中存在三个平衡：①Cl2＋H2OHCl＋HClO，②HClOH＋＋ClO－，③H2OH＋＋OH－。依据可逆反应的特点，即可得出氯水中存在的各种微粒。2．氯水的多重性质新制氯水的多种成分打算了它具有多重性质，在不同的反应中，新制氯水中起作用的成分不同。3．液氯、新制氯水、久置氯水的比较液氯新制氯水久置氯水分类纯洁物混合物混合物颜色黄绿色浅黄绿色无色性质氧化性酸性、氧化性、漂白性酸性粒子种类Cl2Cl2、HClO、H2O、H＋、Cl－、ClO－、OH－H2O、H＋、Cl－、OH－[典题示例]1．(2022·江苏高考)在探究新制饱和氯水成分的试验中，下列依据试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Cl2B．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：选D氯水中存在三种分子：Cl2、HClO、H2O，四种离子：H＋、Cl－、ClO－、OH－。氯水的颜色是氯气分子表现出来的，A项正确；滴加硝酸银溶液，银离子与氯离子反应生成氯化银白色沉淀，B项正确；加入碳酸氢钠粉末，氢离子与碳酸氢根离子反应放出二氧化碳气体，C项正确；向氯化亚铁中加入氯水，发生反应2FeCl2＋Cl2=2FeCl3，D项错误。2．氯水中含有多种成分，因而具有多种性质，依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：氯水中Cl2能氧化FeCl2，H＋与Na2CO3、石蕊作用，Cl－能与Ag＋生成AgCl，氯水成分中的HClO，具有漂白性，能使石蕊溶液褪色。答案：(1)d(2)产生白色沉淀2H＋＋COeq\o\al(2－,3)=H2O＋CO2↑(3)Cl2＋2FeCl2=2FeCl3命题点2氯水中的平衡移动及应用Cl2＋H2OHCl＋HClO平衡移动的应用向氯水中加入的物质浓度变化平衡移动的方向应用可溶性氯化物c(Cl－)增大左移①用饱和食盐水除Cl2中的HCl②用排饱和食盐水法收集Cl2盐酸c(H＋)和c(Cl－)增大左移次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2NaOHc(H＋)减小右移用NaOH溶液吸取多余Cl2Ca(OH)2c(H＋)减小右移制漂白粉CaCO3c(H＋)减小右移制高浓度的HClO溶液光照c(HClO)减小右移氯水避光保存或现用现配[典题示例]1．在新制的氯水中加入少量碳酸钠粉末，下列说法正确的是()A．pH增大，HClO浓度增大B．pH减小，Cl－浓度增大C．pH增大，Cl－浓度减小D．pH减小，HClO浓度减小解析：选A氯水中存在如下平衡：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。加入Na2CO3粉末，与溶液中的H＋反应，上述平衡正移，c(Cl－)和c(HClO)均增大，c(H＋)减小，pH增大。2．(2022·浙江高考)氯在饮用水处理中常用作杀菌剂，且HClO的杀菌力气比ClO－强。25℃Cl2(g)Cl2(aq)K1＝10－1.2Cl2(aq)＋H2OHClO＋H＋＋Cl－K2＝10－3.4HClOH＋＋ClO－Ka＝？其中Cl2(aq)、HClO和ClO－分别在三者中所占分数(α)随pH变化的关系如图所示。下列表述正确的是()A．Cl2(g)＋H2O2H＋＋ClO－＋Cl－K＝10－10.9B．在氯处理水体系中，c(HClO)＋c(ClO－)＝c(H＋)－c(OH－)C．用氯处理饮用水时，pH＝7.5时杀菌效果比pH＝6.5时差D．氯处理饮用水时，在夏季的杀菌效果比在冬季好解析：选CCl2(g)＋H2O2H＋＋ClO－＋Cl－，K＝K1×K2×Ka，由图可得Ka＝10－7.5，故K值为10－12.1，A项错误；依据电荷守恒得，c(H＋)＝c(OH－)＋c(ClO－)＋c(Cl－)，而c(HClO)由于部分电离而不等于c(Cl－)，B项错误；已知HClO的杀菌力气比ClO－强，从图中可知，c(HClO)在pH＝7.5时比在pH＝6.5时低，则杀菌效果较差，C项正确；夏季温度高，氯的溶解力气变差，杀菌效果也变差，D项错误。[考点达标层面]1．推断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)(2022·山东高考)Cl2＋H2O=HCl＋HClO的反应是水作还原剂的氧化还原反应。()(2)(2022·四川高考)Cl2通入NaOH溶液：Cl2＋OH－=Cl－＋ClO－＋H2O。()(3)(2021·海南高考)向FeBr2溶液中通入足量Cl2的离子方程式为2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2=2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－。()(4)(2022·山东高考)Cl2、SO2均能使品红溶液褪色，说明二者均有氧化性。()(5)Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂。()答案：(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×2．某学习小组设计以下三个试验探究氯水的成分，请依据下表回答问题。试验序号试验方法试验现象结论①将氯水滴加到AgNO3溶液中生成白色沉淀②将氯水滴加到含有酚酞的NaOH溶液中③将足量的氯水滴加到Na2CO3溶液中氯水中含有H＋(1)试验①得出的结论：________________________________________________。(2)指出试验②和试验③中的“试验现象”：________________________________________________________________________________________________________。(3)通过试验②的“试验现象”，同学们得出两个不同的结论。这两个结论可能是a．________________________________________________________________________，b．________________________________________________________________________。请设计简洁的试验证明哪一个是正确的：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)氯水中存在：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，可用AgNO3溶液检验Cl－的存在。(2)氯水中含有Cl2、HCl、HClO，可使含有酚酞的NaOH溶液褪色，HCl可以和Na2CO3反应生成CO2。(3)氧化褪色和中和褪色的区分在于前者酚酞已变质，故再遇NaOH溶液不会变红色，而后者是NaOH被反应了，酚酞仍存在，故只要再加足量的NaOH溶液即可区分。答案：(1)氯水中含有Cl－(2)溶液褪色有气泡冒出(3)氯水中含有HClO，其漂白作用使溶液褪色氯水中含有H＋，中和OH－使溶液褪色向褪色后的溶液中滴加NaOH溶液至溶液显碱性，若溶液不再显红色，证明红色消逝是HClO的漂白作用引起的；若溶液重新显红色，证明是H＋的中和作用引起的考点二eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,))杀菌、消毒的主力军——次氯酸、次氯酸盐[教材学问层面]1．次氯酸(1)不稳定性，分解反应的化学方程式为：2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑。氯水须现用现配，保存在棕色瓶，置于冷暗处。(2)强氧化性：①能将有色物质氧化为无色物质，作漂白剂。②杀菌、消毒。(3)弱酸性：向NaClO溶液中通入少量CO2，化学方程式为2NaClO＋CO2＋H2O=Na2CO3＋2HClO。2．次氯酸盐(1)漂白液：(2)漂白粉：①成分：漂白粉的主要成分是Ca(ClO)2、CaCl2，其中有效成分是Ca(ClO)2。②制备原理：化学方程式为2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。③漂白原理：化学方程式为Ca(ClO)2＋H2O＋CO2=CaCO3↓＋2HClO。[高考考查层面]命题点次氯酸、次氯酸盐的强氧化性1．HClO的强氧化性(1)漂白性：能漂白有色物质，如能漂白酸碱指示剂。(2)能氧化还原性离子：HClO能氧化I－、S2－、SOeq\o\al(2－,3)、Fe2＋等还原性离子。2．次氯酸盐的强氧化性(1)漂白性：ClO－是一种弱酸的酸根离子。漂白液或漂白粉暴露于潮湿的空气中，发生反应：2ClO－＋H2O＋CO2=COeq\o\al(2－,3)＋2HClO由于生成了HClO，故漂白液、漂白粉具有漂白性。(2)强氧化性：ClO－不论是在酸性、碱性条件下都能跟亚铁盐、碘化物、硫化物、亚硫酸盐等发生氧化还原反应，即ClO－与I－、Fe2＋、S2－、SOeq\o\al(2－,3)不论是在酸性环境还是在碱性环境中均不能大量共存。如漂白粉遇到亚硫酸盐：Ca2＋＋ClO－＋SOeq\o\al(2－,3)=CaSO4↓＋Cl－。说明：NOeq\o\al(－,3)不同于ClO－，在酸性条件下NOeq\o\al(－,3)具有强氧化性，与Fe2＋、I－、S2－、SOeq\o\al(2－,3)不能大量共存，而在碱性条件下，NOeq\o\al(－,3)与I－、S2－、SOeq\o\al(2－,3)能大量共存。[典题示例]1．为预防一种新型流感，同学们每天用“84”消毒液(NaClO溶液)消毒，下列说法正确的是()A．NaClO溶液的消毒原理是使蛋白质变性B．1molCl2与足量NaOH溶液反应转移2mol电子C．NaClO溶液的漂白原理与Na2O2、SO2相同D．“84”消毒液与“洁厕灵”(盐酸)共同使用，可达到既清洁又消毒的双重效果解析：选A1molCl2与足量NaOH溶液反应转移1mol电子，B错；SO2的漂白原理是发生化合反应生成了不稳定的无色物质，而NaClO、Na2O2的漂白原理是强氧化性，C错；D中会发生Cl－＋ClO－＋2H＋=Cl2↑＋H2O，生成了有毒气体，D错。2．(2021·晋江联考)化学与生活是紧密相联的，下列说法中正确的是()A．氯气可用作消毒剂和漂白剂，是由于氯气与水反应生成的次氯酸具有强还原性B．地震灾区和洪涝灾区都用漂白粉消毒，主要是利用漂白粉溶液的碱性C．氯气与烧碱溶液或石灰乳反应都能得到含氯消毒剂D．能用同一原理解释ClO－与Fe2＋、H＋均不能大量共存解析：选C氯气可用作消毒剂和漂白剂的缘由是Cl2与水反应生成的HClO具有强氧化性，A错误；地震灾区和洪涝灾区用漂白粉消毒是利用了漂白粉的强氧化性，B错误；ClO－与Fe2＋因发生氧化还原反应而不能大量共存，ClO－与H＋反应生成HClO为弱酸而不能大量共存。[考点达标层面]1．推断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)84消毒液的有效成分是NaClO。()(2)(2022·安徽高考)依据较强酸可以制取较弱的酸的规律可知次氯酸溶液无法制取盐酸。()(3)(2022·江苏高考)漂白粉在空气中不稳定，可用于漂白纸张。()(4)(2022·全国卷Ⅰ)漂白粉在空气中久置变质的缘由是漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3。()(5)次氯酸钠溶液可用于环境的消毒杀菌。()(6)(2011·江苏高考)石灰乳与Cl2的反应中，Cl2既是氧化剂又是还原剂。()答案：(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√(6)√2．在淀粉_碘化钾溶液中加入少量次氯酸钠溶液，并加入少量的稀硫酸，溶液马上变蓝，在上述溶液中加入足量的亚硫酸钠溶液，蓝色渐渐消逝。下列推断不正确的是()A．氧化性：ClO－＞I2＞SOeq\o\al(2－,3)B．漂白粉溶液可使淀粉_碘化钾试纸变蓝C．向氯水中加入亚硫酸钠溶液，氯水褪色D．次氯酸钠可以与亚硫酸钠共存解析：选D碘化钾与次氯酸钠反应生成了碘单质。其实质是次氯酸根离子将碘离子氧化成碘单质。而碘单质又将亚硫酸根离子氧化成硫酸根离子，所以氧化性：ClO－＞I2＞SOeq\o\al(2－,3)，A、B正确，D不正确；C选项氯水中存在氯气分子和次氯酸，都可将亚硫酸根离子氧化，C正确。考点三eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,))氯气的试验室制法[试验基础]1．氯气的试验室制法(1)试验原理(写出反应的化学方程式)：MnO2＋4HCl(浓)△,MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。还可以使用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3等作氧化剂与浓盐酸反应，使用以上物质时，反应不需要加热，如2KMnO4＋16HCl(浓)=2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O。(2)试验装置：(3)验满方法：①将潮湿的淀粉_碘化钾试纸靠近盛Cl2的集气瓶口，观看到试纸马上变蓝，则证明已集满。②将潮湿的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的集气瓶口，观看到试纸先变红后褪色，则证明已集满。③试验室制取Cl2时，经常依据集气瓶中气体的颜色推断是否收集满。2．留意事项(1)必需用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应。(2)为了削减制得的Cl2中HCl的含量，加热的温度不宜过高，以削减HCl的挥发。(3)试验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2，再拆卸装置，避开污染空气。(4)尾气吸取时，不能用澄清石灰水吸取Cl2，由于溶液中Ca(OH)2浓度小，吸取不完全。[流程分析]氯气制备与性质探究试验设计方法[专题集训]1．推断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)(2022·天津高考)制氯气时，用饱和NaHCO3溶液和浓硫酸净化气体。()(2)(2022·大纲卷)除去Cl2中少量HCl气体的方法是将混合气体依次通入盛有饱和食盐水和浓H2SO4的洗气瓶。()(3)(2021·江苏高考)MnO2与浓盐酸反应制Cl2的离子方程式：MnO2＋4HCleq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())Mn2＋＋2Cl－＋Cl2↑＋2H2O。()(4)氯气在饱和食盐水中的溶解度小于在纯水中的溶解度。()(5)试验室用MnO2和稀盐酸共热制取少量氯气。()(6)用NaOH溶液吸取多余的Cl2时，导气管不能伸到液面以下，缘由是防止倒吸。()答案：(1)×(2)√(3)×(4)√(5)×(6)×2．(2011·全国高考)下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。装置B、C、D的作用分别是：B________________________________________________________________________；C________________________________________________________________________；D________________________________________________________________________。答案：向上排气收集氯气平安作用，防止D中的液体倒吸进入集气管B中吸取尾气，防止氯气集中到空气中污染环境3．已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生Cl2。若用下图所示的试验装置来制备纯洁、干燥的氯气，并使它与金属反应。每个虚线框表示一个单元装置，其中错误的是()A．①和② B．②C．②和③ D．②③④解析：选DNaOH与氯气反应，不能用氢氧化钠溶液除去氯气中的氯化氢杂质，②错误；③中的进气管短，出气管浸入液面下，错误；④为密闭装置，错误。4．(2021·海南高考)下图所示仪器可用于试验室制备少量无水FeCl3，仪器连接挨次正确的是()A．a—b—c—d—e—f—g—h B．a—e—d—c—b—h—i—gC．a—d—e—c—b—h—i—g D．a—c—b—d—e—h—i—f解析：选B试验室制取FeCl3的试验流程为：eq\x(制取Cl2)→eq\x(除去Cl2中的HCl气体)→⇓⇓eq\a\vs4\al(KMnO4与浓盐酸)eq\a\vs4\al(饱和食盐水)eq\x(除水蒸气)→eq\x(制取FeCl3)→eq\x(尾气吸取)⇓⇓⇓浓H2SO4eq\a\vs4\al(Fe与Cl2反应)eq\a\vs4\al(NaOH溶液吸取多余Cl2)故仪器连接挨次为a→e→d→c→b→h→i→g。考点四eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,))卤族元素及卤素离子的检验[教材学问层面]1．卤族元素性质的递变规律包含元素为：氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)，原子半径渐渐增大，非金属性渐渐减弱。2．卤素单质物理性质的递变规律(1)单质颜色渐渐加深(F2：浅黄绿色气体；Cl2：黄绿色气体；Br2：深红棕色液体；I2：紫黑色固体)。(2)密度渐渐增大；熔、沸点渐渐上升。3．卤素单质的氧化性比较(Cl2、Br2、I2)(1)氯、溴、碘单质的氧化性强弱挨次是Cl2＞Br2＞I2，阴离子的还原性强弱挨次是Cl－＜Br－＜I－。Cl2能从Br－的溶液中置换出Br2，离子方程式：2Br－＋Cl2=2Cl－＋Br2；同理，Br2能置换出I2，离子方程式：2I－＋Br2=I2＋2Br－。(2)与一些还原性离子反应，如Br2与SOeq\o\al(2－,3)、Fe2＋反应的离子方程式分别为：Br2＋SOeq\o\al(2－,3)＋H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋＋2Br－；2Fe2＋＋Br2=2Fe3＋＋2Br－。4．卤素单质性质的特殊性(1)Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质；液溴易挥发且有毒，通常用水液封来保存。(2)I2易升华，I2遇淀粉变蓝。(3)Br2和I2都可被某些有机溶剂(如四氯化碳、苯)萃取。(4)氟元素无正价，F2与H2O发生置换反应生成O2：2F2＋2H2O=4HF＋O2。[高考考查层面]命题点1卤素单质氧化性强弱的试验探究方法利用试验推断Cl2、Br2、I2氧化性强弱的试验方法(1)卤素单质间的置换。①将Cl2通入NaBr溶液中发生反应：Cl2＋2NaBr=Br2＋2NaCl。说明氧化性：Cl2>Br2。②将溴水滴入KI_淀粉溶液中，溶液变成蓝色，发生反应：Br2＋2KI=I2＋2KBr。说明氧化性：Br2>I2。(2)与氢气化合的难易程度，越易化合，则氧化性越强。H2与Cl2的混合气体光照爆炸；H2与Br2的混合气体加热才能反应；H2与I2反应很困难。说明氧化性：Cl2>Br2>I2。(3)氢化物的稳定性。利用HCl、HBr、HI的热稳定性来推断元素非金属性的强弱；HCl、HBr、HI的热稳定性越来越差，说明元素的非金属性Cl>Br>I。[典题示例]1．已经常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气，现按下图进行卤素的性质试验。玻璃管内分别装有滴有不同溶液的白色棉球，反应一段时间后，对图中指定部分颜色描述正确的是()选项①②③④A黄绿色橙色蓝色白色B无色橙色紫色白色C黄绿色橙色蓝色无色D黄绿色无色紫色白色解析：选A由①处产生的Cl2通过②时发生反应Cl2＋2NaBr=2NaCl＋Br2，通过③时发生反应Cl2＋2KI=2KCl＋I2，通过④时发生反应Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O，因Cl2为黄绿色，Br2为橙色，淀粉遇I2变蓝，Cl2遇碱产生NaCl、NaClO，可知应选A。2．为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用下图所示装置进行试验(夹持仪器已略去，气密性已检验)。试验过程：Ⅰ.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。Ⅲ.当B中溶液由黄色变为棕红色时，关闭活塞a。Ⅳ.……(1)A中产生黄绿色气体，其电子式是________。(2)验证氯气的氧化性强于碘的试验现象是________。(3)B中溶液发生反应的离子方程式是____________________________________________________________________________________________________________。(4)为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)过程Ⅲ试验的目的是______________________________________________。(6)氯、溴、碘单质的氧化性渐渐减弱的缘由：同主族元素从上到下________，得电子力气渐渐减弱。解析：(1)A中产生的黄绿色气体为Cl2，其电子式为eq\o(Cl,\s\up6(),\s\do4())eq\o(Cl,\s\up6(),\s\do4())。(2)氯气遇潮湿的淀粉_KI试纸时，发生反应：Cl2＋2KI=I2＋2KCl，产生的I2遇淀粉变蓝，可以证明氯气的氧化性强于碘。(3)B中Cl2与NaBr发生置换反应，离子方程式为Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2。(4)C中NaBr与氯气反应生成NaCl和Br2，将C中溶液滴入D中，振荡，发生反应：Br2＋2KI=I2＋2KBr，静置后D中溶液分层，下层为碘的四氯化碳溶液，显紫红色，可以说明溴的氧化性强于碘。(5)过程Ⅲ主要是为了确认C的黄色溶液中无Cl2，排解对溴置换碘试验的干扰。(6)氯、溴、碘单质的氧化性渐渐减弱，是由于从Cl到I，原子半径渐渐增大，得电子力气渐渐减弱。答案：(1)eq\o(Cl,\s\up6(),\s\do4())eq\o(Cl,\s\up6(),\s\do4())(2)淀粉_KI试纸变蓝(3)Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－(4)打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D振荡。静置后CCl4层变为紫红色(5)确认C的黄色溶液中无Cl2，排解Cl2对溴置换碘试验的干扰(6)原子半径渐渐增大命题点2卤素离子的检验方法[典题示例]1．下列能够检验出KI中是否含有Br－的试验是()A．加入足量的新制氯水，溶液变色则有Br－B．加入酸性KMnO4溶液，观看溶液颜色是否褪去C．加入少量的碘水，再加入CCl4振荡，有机层有色，则有Br－D．加入足量FeCl3溶液，用CCl4萃取后，取无色的水层并加入AgNO3溶液，有淡黄色沉淀生成，则含有Br－解析：选DA项，在KI中加入足量新制氯水，也会置换出单质碘而使溶液变色，故不能确定是否含有溴离子；B项，溴离子和碘离子均能使酸性高锰酸钾溶液褪色；C项，加入少量的碘水，再加入CCl4振荡，有机层是萃取单质碘而显色，并没有溴单质产生。2．甲、乙、丙三种溶液中各含有一种X－(X－为Cl－、Br－或I－)，向甲溶液中加入淀粉溶液和氯水，则溶液变为橙色，再加入丙溶液，颜色无明显变化。则甲、乙、丙依次含有的卤素离子有()A．Br－、Cl－、I－ B．Br－、I－、Cl－C．I－、Br－、Cl－ D．Cl－、I－、Br－解析：选B甲中加氯水和淀粉后溶液变为橙色，说明甲中含有Br－，再加丙颜色无明显变化，则说明丙溶液中无I－，若有I－，则发生反应：2I－＋Br2=2Br－＋I2，I2与淀粉变蓝色，丙中含Cl－，由题意，乙中含有I－。[方法技巧]卤素离子的检验方法(1)AgNO3溶液——沉淀法：未知液eq\o(→,\s\up7(滴加AgNO3,溶液和稀硝酸),\s\do5())生成eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(白色沉淀，则有Cl－,浅黄色沉淀，则有Br－,黄色沉淀，则有I－))(2)置换——萃取法：未知液eq\o(→,\s\up7(加适量新制饱和氯水),\s\do5(振荡))eq\o(→,\s\up7(加入CCl4下层或汽油上层),\s\do5(振荡))有机层呈eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(红棕色或橙红色，表明有Br－,紫色、浅紫色或紫红色，表明有I－))(3)氧化——淀粉法检验I－：未知液eq\o(→,\s\up7(加入适量新制饱和氯水或双氧水),\s\do5(振荡))eq\o(→,\s\up7(淀粉溶液),\s\do5(振荡))蓝色溶液，表明有I－[考点达标层面]1．推断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)(2022·海南高考)CCl4可用于鉴别溴水和碘水。()(2)(2022·山东高考)Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2为单质被还原的置换反应。()(3)(2022·重庆高考)用潮湿的碘化钾淀粉试纸鉴别Br2(g)和NO2。()(4)(2022·大纲卷)用AgNO3溶液可以鉴别KCl和KI。()(5)(2022·四川高考)验证Br2的氧化性强于I2的方法是将少量溴水加入KI溶液中，再加入CCl4振荡、静置，可观看到下层液体呈紫色。()(6)(2021·山东高考)进行用溴水和CCl4除去NaBr溶液中少量NaI时用的试验器材(省略夹持装置)有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、分液漏斗。()(7)(2021·四川高考)双氧水中加入稀H2SO4和KI溶液的离子方程式为H2O2＋2H＋＋2I－=I2＋2H2O。()(8)(2011·天津高考)向无色溶液中滴加氯水和CCl4，振荡，静置，下层溶液显紫色说明原溶液中有I－。()答案：(1)√(2)√(3)×(4)√(5)√(6)√(7)√(8)√2．下列各组中的两种物质，能用淀粉_碘化钾试纸鉴别的是()A．溴水和碘水 B．盐酸和稀硫酸C．溴水和稀盐酸 D．浓硝酸和氯水解析：选C溴水、碘水均能使淀粉_KI试纸变蓝，A错误；盐酸和稀硫酸均不能使淀粉-KI试纸变蓝，B错误；浓硝酸和氯水均具有强氧化性，能使淀粉_KI试纸变蓝，D错误；溴水能使淀粉-KI试纸变蓝，而稀盐酸不能。以“无水氯化铝的制备”为载体串联氯元素单质及其化合物学问高考载体(2022·山东高考T30)无水AlCl3(183℃升华[学问串联设计](1)装置A中发生反应的离子方程式为________________________，反应中盐酸表现的性质是________________________________________________________________________。eq\a\vs4\al(〖考查氯气的试验室制法〗)(2)装置B、C中盛放的试剂是B：________，C