蘇教版必修1 專題4 硫、氮和可持續(xù)發(fā)展 專題復(fù)習(xí) 學(xué)案.doc

專題4 硫、氮和可持續(xù)發(fā)展 專題復(fù)習(xí)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.學(xué)會用類比、對比的方法認(rèn)識非金屬及其化合物的共性和個(gè)性、區(qū)別和聯(lián)系。2.熟知典型物質(zhì)及應(yīng)用。3.掌握常見氣體的制備原理。4.掌握與hno3、nox相關(guān)的計(jì)算方法。【專題突破】一、利用比較法全面認(rèn)識物質(zhì)的性質(zhì)1so2的重要性質(zhì)(1)物質(zhì)漂白性的比較漂白類型漂白原理常見代表物漂白特點(diǎn)加合型與有機(jī)色質(zhì)結(jié)合，形成不穩(wěn)定的無色化合物so2一定條件下，so2放出，又恢復(fù)原色氧化型將有色物質(zhì)氧化為無色物質(zhì)氯水、hclo、ca(clo)2、o3、h2o2、na2o2褪色后不能恢復(fù)原色吸附型吸附作用物理變化活性炭通過一定的處理可以重復(fù)使用(2)so2和co2性質(zhì)的比較(常溫下)二氧化硫二氧化碳物理性質(zhì)氣味有刺激性氣味無味毒性有毒無毒溶解性易溶(與水的體積比140)可溶(與水的體積比11)化學(xué)性質(zhì)與水反應(yīng)so2h2oh2so3co2h2oh2co3與堿ca(oh)2反應(yīng)so2和co2通入澄清石灰水中，都先生成沉淀，當(dāng)氣體過量時(shí)沉淀又溶解ca(oh)2so2=caso3h2o、caso3so2h2o=ca(hso3)2ca(oh)2co2=caco3h2o、caco3co2h2o=ca(hco3)2與堿性氧化物(cao)反應(yīng)so2cao=caso3co2cao=caco3弱氧化性so22h2s=3s2h2oco2c2co還原性so2能被kmno4(h)、x2(xcl、br、i)、fe3等氧化劑氧化無漂白性有，不穩(wěn)定無對環(huán)境的影響形成酸雨引起溫室效應(yīng)鑒別利用二氧化硫的還原性，用酸性高錳酸鉀溶液、溴水、fecl3溶液、h2o2等鑒別利用二氧化硫的漂白性，用品紅溶液鑒別【例1】檢驗(yàn)so2氣體中是否混有co2氣體，可采用的方法是()a通過品紅溶液b通過澄清石灰水c先通過naoh溶液，再通過澄清石灰水d先通過足量酸性kmno4溶液，再通過澄清石灰水2濃硫酸的特性濃硫酸具有吸水性、脫水性和強(qiáng)氧化性。吸水性可用于實(shí)驗(yàn)室中氫氣、二氧化碳、二氧化硫等的干燥，但不能干燥硫化氫或氨氣等；在與金屬銅反應(yīng)時(shí)，濃硫酸表現(xiàn)強(qiáng)酸性和強(qiáng)氧化性，要注意反應(yīng)條件與硝酸的不同，反應(yīng)后硫酸與銅有可能都剩余等?！纠?】某研究小組成員在討論鑒別濃硫酸和稀硫酸的方案時(shí)，設(shè)計(jì)了如下方案：甲乙丙丁戊操作火柴梗加入金屬銅片分別加入到盛水的試管中用玻璃棒蘸濃氨水靠近盛酸試劑瓶的瓶口加到cuso45h2o晶體中結(jié)論變黑者為濃硫酸產(chǎn)生刺激性氣味氣體者為濃硫酸放熱者為濃硫酸冒白煙者為濃硫酸使晶體變白者為濃硫酸(1)其中可行的是_。(2)其中稍作改進(jìn)就可行的方案是_，改進(jìn)方法是_。(3)完全錯(cuò)誤的是_，因?yàn)開。(4)請給出另外兩種鑒別方法：_。二、噴泉實(shí)驗(yàn)和氣體制備綜合實(shí)驗(yàn)1噴泉實(shí)驗(yàn)(1)形成噴泉的原理形成噴泉最根本的原因是瓶內(nèi)外存在壓強(qiáng)差。當(dāng)燒瓶內(nèi)氣體溶于液體或與之反應(yīng)時(shí)，瓶內(nèi)氣體大量減少，壓強(qiáng)降低，外界的大氣壓將液體壓入燒瓶內(nèi)，如此持續(xù)，最后液體將充滿燒瓶。減小內(nèi)壓法：如圖所示。燒瓶內(nèi)氣體與液體接觸氣體溶解或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小外部液體迅速進(jìn)入形成噴泉。增大外壓法：如圖所示。錐形瓶內(nèi)液體揮發(fā)或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣體錐形瓶內(nèi)壓強(qiáng)增大錐形瓶內(nèi)液體迅速流入燒瓶形成噴泉。(2)常見噴泉的形成主要有以下兩類：極易溶于水的氣體(nh3、hcl、so2等)與水可形成噴泉；酸性氣體(hcl、so2、no2、co2、h2s等)與naoh(aq)也能形成噴泉。(3)噴泉實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵盛氣體的燒瓶必須干燥；氣體要充滿燒瓶；燒瓶不能漏氣(實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先檢查裝置的氣密性)；所用氣體能大量溶于所用液體或氣體與液體快速反應(yīng)。(4)常見的噴泉實(shí)驗(yàn)裝置噴泉實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)是形成壓強(qiáng)差而引發(fā)液體上噴，為此可設(shè)計(jì)多種不同的裝置和采用不同的操作(如使氣體溶于水、熱敷、生成氣體、發(fā)生氣體體積減小的反應(yīng)等)來使噴泉產(chǎn)生?！纠?】噴泉是一種常見的自然現(xiàn)象，其產(chǎn)生原因是存在壓強(qiáng)差。(1)圖甲為化學(xué)教學(xué)中常用的噴泉實(shí)驗(yàn)裝置。在燒瓶中充滿干燥氣體，膠頭滴管及燒杯中盛有液體。下列組合中不可能形成噴泉的是_(填字母)。ahcl和h2o bo2和h2ocnh3和h2o dco2和naoh溶液eno2和h2o若用d組合做噴泉實(shí)驗(yàn)，燒杯中的液體一定是naoh溶液嗎？_。(2)某學(xué)生積極思考產(chǎn)生噴泉的其他辦法，并設(shè)計(jì)了如圖乙所示的裝置。在圖乙的錐形瓶中，分別加入足量的下列物質(zhì)，反應(yīng)后可能產(chǎn)生噴泉的是_(填字母)。acu與稀鹽酸bnahco3與naoh溶液ccaco3與稀硫酸dnh4hco3與稀鹽酸這種方法產(chǎn)生噴泉的原理是_。在圖乙錐形瓶外放一水槽，瓶中加入酒精，水槽中加入水后，再加入足量的下列物質(zhì)，結(jié)果也產(chǎn)生噴泉。水槽中加入的物質(zhì)可能是_(填字母)。a濃硫酸b食鹽c硝酸鉀d硫酸銅這種方法產(chǎn)生噴泉的原理是_。2實(shí)驗(yàn)室氣體的制備(1)制備裝置的選擇分析反應(yīng)原理：主反應(yīng)與副反應(yīng)。分析反應(yīng)試劑固體：塊狀、粒狀還是粉末狀；溶液：稀還是濃；催化劑：有還是無。分析反應(yīng)條件：加熱還是不加熱。(2)反應(yīng)裝置的安裝組裝儀器的一般原則：先零后整，先主后輔，從下到上、從左到右。組裝順序：制備氣體凈化集氣尾氣處理。在裝入藥品前要檢查裝置的氣密性。其基本方法：一般先把導(dǎo)氣管插入盛水的水槽中，把有關(guān)活塞關(guān)閉，微熱主發(fā)生器，有氣泡從水中冒出，停止微熱后，水倒吸進(jìn)入導(dǎo)氣管中形成一段穩(wěn)定的水柱，方可表示氣密性良好。(3)常見氣體的發(fā)生裝置依據(jù)所用藥品的狀態(tài)和反應(yīng)時(shí)是否需要加熱，可把氣體的發(fā)生裝置歸納為三類(如圖)：(4)氣體的凈化干燥裝置結(jié)合氣體雜質(zhì)的性質(zhì)，如果想用液體試劑來除雜就選用下圖a裝置，如果想用固體試劑來除雜就選用下圖b、c裝置。(5)常見氣體的收集裝置根據(jù)氣體的溶解性及氣體的密度確定氣體的收集方法。排水集氣法條件：氣體難溶或微溶于水，且與水不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如h2、o2、no、co、ch4等。排空氣集氣法條件：氣體不與空氣發(fā)生反應(yīng)，且密度與空氣密度相差較大。向上排空氣集氣法：適用于密度大于空氣的氣體的收集，如co2、cl2、hcl、o2等。向下排空氣集氣法：適用于密度小于空氣的氣體的收集，如nh3、h2等。收集裝置排空氣法排液(水)法(6)尾氣的處理(吸收)方法常用方法：點(diǎn)燃法：如co、h2、ch4等易燃性氣體，可用此法。吸收法：如cl2、so2、hcl、h2s等可用水或其他液體吸收。用液體吸收氣體的兩種方法(如圖所示)a裝置：用于吸收易溶于水的氣體，如cl2、h2s、co2等。b裝置：用于吸收極易溶于水的氣體，如hcl、hbr、nh3等。倒扣漏斗的作用是防止倒吸。轉(zhuǎn)化法。采用一定的方法，使有毒氣體轉(zhuǎn)化成無毒氣體即可排放。如no、no2轉(zhuǎn)化為n2即可排放。導(dǎo)入室外法。如h2是無毒氣體，可將其尾氣導(dǎo)入室外，以防在實(shí)驗(yàn)室達(dá)到爆炸極限發(fā)生危險(xiǎn)?！纠?】某課外活動(dòng)小組利用下列化學(xué)反應(yīng)在實(shí)驗(yàn)室中制備氯氣，并進(jìn)行有關(guān)氯氣性質(zhì)的研究。mno24hcl(濃)mncl2cl22h2o(1)該小組同學(xué)欲用圖1所示儀器及試劑(不一定全用)制備并收集純凈、干燥的氯氣。應(yīng)該選擇的儀器是_(填字母)。將各儀器按先后順序連接起來，應(yīng)該是：a接_，_接_，_接_，_接h(用導(dǎo)管口處的字母表示)。濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)的離子方程式為_。(2)該小組同學(xué)設(shè)計(jì)并分別利用圖2和圖3所示裝置探究氯氣的氧化性。g中的現(xiàn)象是_，原因是_(用化學(xué)方程式表示)。h中的現(xiàn)象是_。三、nox、hno3的典型計(jì)算1硝酸的強(qiáng)氧化性及其典型計(jì)算硝酸是常見的氧化性酸，具有強(qiáng)氧化性、強(qiáng)酸性和不穩(wěn)定性，在試題中側(cè)重強(qiáng)酸性和強(qiáng)氧化性的應(yīng)用。比如與金屬銅反應(yīng)時(shí)隨著濃度的不同產(chǎn)物也會不同，計(jì)算時(shí)通常使用氮原子守恒和電子守恒法解決問題。(1)依據(jù)守恒規(guī)律計(jì)算四個(gè)守恒a得失電子守恒：金屬失電子數(shù)n(no2)3n(no)。b氮原子守恒：n(hno3)總xnm(no3)xn(no2)n(no)。c電荷守恒：反應(yīng)后溶液中c(no)xc(mx)c(h)。d若向反應(yīng)后所得溶液中加入naoh恰好使mx沉淀完全，此時(shí)溶質(zhì)為nano3，則存在n(na)n(no)n(hno3)總n(no)n(no2)。一個(gè)關(guān)系起酸性作用的hno3的物質(zhì)的量是金屬的物質(zhì)的量和金屬所帶電荷數(shù)的乘積，可表示為n(hno3)酸性xn(mx)n(轉(zhuǎn)移電子)。(2)利用離子方程式計(jì)算hno3與h2so4混合液跟金屬的反應(yīng)，當(dāng)金屬足量時(shí)，不能用hno3與金屬反應(yīng)的化學(xué)方程式計(jì)算，應(yīng)用離子方程式計(jì)算，因?yàn)樯傻南跛猁}的no借助h仍能繼續(xù)與金屬反應(yīng)?！纠?】19.2 g cu加入到100 ml一定濃度的hno3溶液中，假定兩者恰好完全反應(yīng)，同時(shí)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下8.96 l no和no2的混合氣體(忽略氣體的溶解及轉(zhuǎn)化)。求：(1)混合氣體中no和no2的體積比。(2)hno3溶液的物質(zhì)的量濃度?！纠?】足量銅與一定量濃硝酸反應(yīng)，得到硝酸銅溶液和no2、n2o4、no的混合氣體，這些氣體與1.68 l o2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合后通入水中，所有氣體完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸銅溶液中加入5 moll1naoh溶液至cu2恰好完全沉淀，則消耗naoh溶液的體積是()a60 ml b45 mlc30 ml d15 ml2氮的氧化物溶于水的計(jì)算方法no2和no有如下反應(yīng)：3no2h2o=2hno3no2noo2=2no24no2o22h2o=4hno34no3o22h2o=4hno3(1)no和no2的混合氣體no、no2的混合氣體溶于水時(shí)僅涉及反應(yīng)：可利用氣體體積變化差值進(jìn)行計(jì)算v剩v(no)原v(no2)(2)no2和o2的混合氣體no2和o2的混合氣體溶于水時(shí)涉及反應(yīng)：其計(jì)算如下表：x0x反應(yīng)情況o2過量，剩余氣體為o2恰好完全反應(yīng)no2過量，剩余氣體為no(3)no和o2的混合氣體no、o2的混合氣體溶于水時(shí)涉及反應(yīng)：其計(jì)算如下表：x0x反應(yīng)情況o2過量，剩余氣體為o2恰好完全反應(yīng)no過量，剩余氣體為no【例7】將充滿no2和o2的混合氣體的量筒倒置于水中，充分反應(yīng)后，保持氣體壓強(qiáng)不變，水進(jìn)入至量筒體積的一半處停止了，則原混合氣體中no2和o2的體積比是_。 答案精析專題突破【例1】d【例2】(1)甲、丙、戊(2)乙加熱(3)丁硫酸是難揮發(fā)性酸(4)以下任意兩種(或其他可行方案均可)：操作滴加到nacl固體中加入鋁片加木炭，加熱稱量同體積的酸加熱結(jié)論有白霧者為濃硫酸常溫反應(yīng)者為稀硫酸產(chǎn)生刺激性氣味氣體者為濃硫酸輕者為稀硫酸先沸騰者為稀硫酸解析甲經(jīng)放置后，濃硫酸有脫水性會把木柴炭化，可以區(qū)別。乙中cu與濃硫酸在常溫下反應(yīng)很慢，現(xiàn)象不明顯，需要加熱才能區(qū)分：稀者不反應(yīng)，濃者反應(yīng)。丙可行。丁中因濃、稀硫酸都不揮發(fā)，所以不可區(qū)分。戊可行。【例3】(1)b不一定，只要膠頭滴管中盛有的濃堿溶液足以把燒瓶中的co2吸收即可(2)d錐形瓶中發(fā)生反應(yīng)：nh4hco3hcl=nh4clco2h2o，隨著co2氣體的產(chǎn)生，錐形瓶中的壓強(qiáng)增大而產(chǎn)生“噴泉”a濃硫酸溶于水放出大量的熱，溫度升高使錐形瓶中的酒精揮發(fā)加快，錐形瓶內(nèi)壓強(qiáng)增大，從而形成噴泉解析(1)中o2難溶于水，不能使燒瓶中的壓強(qiáng)減小。只要膠頭滴管中的物質(zhì)能把co2幾乎完全吸收，使燒瓶中的壓強(qiáng)減小即可形成噴泉。(2)nh4hco3與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生co2氣體，使錐形瓶內(nèi)的壓強(qiáng)增大。濃硫酸溶于水放出大量的熱使酒精揮發(fā)，使錐形瓶內(nèi)壓強(qiáng)增大。【例4】(1)acdbedefgbcmno24h2cl,mn2cl22h2o(2)溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色cl22ki=i22kcl產(chǎn)生白色沉淀解析(1)mno2與濃鹽酸的反應(yīng)屬于“固液加熱型”。應(yīng)選擇a作為反應(yīng)裝置。生成的cl2中含有hcl氣體和水蒸氣，將該cl2依次通過儀器c(d口進(jìn)氣，e口出氣)、d(f口進(jìn)氣，g口出氣)可獲得純凈、干燥的cl2。cl2的密度比空氣大，應(yīng)選擇儀器b(b口進(jìn)氣，c口出氣)用向上排空氣法收集cl2。cl2有毒，易與naoh溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，故選擇儀器e吸收尾氣。濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)的離子方程式為mno24h2cl,mn2cl22h2o。(2)cl2有強(qiáng)氧化性，i有較強(qiáng)的還原性，在g中，cl2與溶液中的ki發(fā)生反應(yīng)：cl22ki=i22kcl，淀粉遇i2顯藍(lán)色。cl2有強(qiáng)氧化性，so2有較強(qiáng)的還原性，在h中，cl2將so2氧化為so，so與ba2反應(yīng)生成baso4白色沉淀?！纠?】(1)v(no)v(no2)13(2)10 moll1解析(1)設(shè)no2的物質(zhì)的量為x mol，no的物質(zhì)的量為y mol，則解得x0.3 mol，y0.1 mol。故v(no)v(no2)13。(2)根據(jù)n原子守恒有c(hno3)10 moll1。