2018版高中化學專題4硫、氮和可持續(xù)發(fā)展本專題重難點突破學案蘇教版必修1

1、 專題 4 硫、氮和可持續(xù)發(fā)展 本專題重難點突破 學習目標定位1.學會用類比、對比的方法認識非金屬及其化合物的共性和個性、 區(qū)別和 聯(lián)系。2.熟知典型物質及應用。3.掌握常見氣體的制備原理。 4.掌握與HN NO相關的計 算方法。 專題突破專題突破 一、利用比較法全面認識物質的性質 1. SQ的重要性質 (1)物質漂白性的比較 漂白類型 漂白原理 常見代表物 漂白特點 加合型 與有機色質結合，形成 不穩(wěn)定的無色化合物 SQ 一定條件下，SQ放出， 又恢復原色 氧化型 將有色物質氧化為無色 物質 氯水、HCIQ、Ca(CIQ)2、 Q、H2Q、NQ 褪色后不能恢復原色 吸附型 吸附作用 物理變化

2、 活性炭 通過一定的處理可以重 復使用 知識弊合深化提升 2 物理性質 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1 : 40） 可溶（與水的體積比1 : 1） 化學性質 與水反應 SO + H2O H2SO CO+ H2O H2CO 與堿 Ca（OH）2反 應 SO和CO通入澄清石灰水中，都先生成沉淀，當氣體過量時 沉淀又溶解 Ca(OH)2+ SO=CaS0 + H2Q CaSG3+ SQ+ HbO=Ca(HS：Q2 Ca(OH)2+ CO=CaC(X + HO CaCO+ CO+ H2O=Ca(HCQ2 與堿性氧化 物（CaO）反應 SQ+ CaO=CaSO

3、CO+ CaO=CaGO 弱氧化性 SQ+ 2HzS=3S + 2HzO CO+ C=CO 還原性 SO能被 KMnQH +）、X2（X = Cl、 Br、1）、Fe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 鑒別 利用二氧化硫的還原性，用酸性高錳酸鉀溶液、溴水、FeCIs 溶液、HbCb等鑒別 利用二氧化硫的漂白性，用品紅溶液鑒別 【例1】 檢驗SQ氣體中是否混有 CO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 KMnO溶液，再通過澄清石灰水 解析 要正確解題必須先

4、做到以下兩點： （1）理解題意，本題要檢驗的是 CO,且CO又是混 在SO氣體中。（2）要掌握SO與CO性質上的相似點與不同點。 如通過澄清石灰水都能生成 白色沉淀（CaSO和CaCO，又如遇NaOH溶液都能發(fā)生反應，這便是它們性質上的相似點。 它們性質上的不同點又表現(xiàn)在，如 SO具有漂白性從而能使品紅溶液褪色，而 CO不具備漂 白性；又如在通過NaHC蹄液時，由于H2SO酸性H2CO酸性，所以SO與NaHC蹄液反應能 放出CQ,而CQ卻無法與NaHCO反應； 再如由于 SQ的還原性， 在通過酸性 KMnO溶液時會 發(fā)生反應：5SQ+ 2KMn鉄2H2O=l2SO+ 2MnS羨2fSQ，而CO

5、卻不具備這種還原性。 若對本題選項稍加分析， A項檢驗的是SO而不是CO; B項中不管是否混有 CO,溶液均變 渾濁；C項中不管是否混有 CO,均有白色沉淀生成；唯有 D項在通過酸性 KMnO溶液時混合 3 氣體中僅SQ被吸收，再通過澄清石灰水若有渾濁現(xiàn)象，說明混有 CQ；若無渾濁現(xiàn)象，說 明不混有CQ。綜上分析，D項正確。 答案 D 理解感悟 SQ和CQ都能使澄清的石灰水變渾濁， 若通入的氣體過量， 則沉淀都可消失。所以不能用澄 清的石灰水鑒別 SQ和CQ。通?？捎靡韵路椒ǎ?(1) 用品紅溶液，使品紅溶液褪色的是 SQ，不能使品紅溶液褪色的是 CQ。 用氫硫酸，出現(xiàn)渾濁的是 SQ,無明顯現(xiàn)

6、象的是 CQ。2H2S+ SQ=2HCW 3SJ 用高錳酸鉀溶液，紫色褪去的是 SQ,無明顯現(xiàn)象的是 CQ。 2KMn研 5SQ + 2H2Q=kSQ+ 2MnS耐2fSQ (4)用溴水，使橙色褪去的是 SQ,無明顯現(xiàn)象的是 CQ。 Br2 + 23+ SQ=2HB片 HbSQ 用硝酸酸化的硝酸鋇溶液，產生白色沉淀的是 SQ,無明顯現(xiàn)象的是 CQ。 2. 濃硫酸的特性 濃硫酸具有吸水性、脫水性和強氧化性。吸水性可用于實驗室中氫氣、二氧化碳、二氧化硫 等的干燥，但不能干燥硫化氫或氨氣等； 在與金屬銅反應時，濃硫酸表現(xiàn)強酸性和強氧化性， 要注意反應條件與硝酸的不同，反應后硫酸與銅有可能都剩余等。

7、【例2】 某研究小組成員在討論鑒別濃硫酸和稀硫酸的方案時，設計了如下方案： 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 CuSQ 5H2Q 晶 體中 結論 變黑者為濃硫 酸 產生刺激性氣 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) 其中稍作改進就可行的方案是 _ ，改進方法是 _ 。 (3) 完全錯誤的是 _ ，因為 _ (4) 請給出另外兩種鑒別方法： _ 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

8、4 反應很慢，現(xiàn)象不明顯，需要加熱才能區(qū)分：稀者不反應，濃者反應。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。 答案(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NaCI固 體中 加入鋁片 加木炭，加熱 稱量同體積的 酸 加熱 結論 有白霧者為濃 硫酸 常溫反應者為 稀硫酸 產生刺激性氣 味氣體者為濃 硫酸 輕者為稀硫酸 先沸騰者為稀 硫酸 理解感悟 濃、稀硫酸的判斷方法 各取少量試樣，做以下實驗，都可區(qū)分出來。 (1) 稱量：取等體積，重者為濃硫酸 (用手掂掂也能分辨出來)。 放出H2：分別加入到有 Fe

9、片的試管中，放出氣體者為稀硫酸。 (3) 脫水性：用玻璃棒分別蘸取試樣在紙上寫字，在常溫下，一會兒變黑者為濃硫酸。也可 用鋸末、蔗糖等做相似的實驗。 (4) 吸水性：加到 CuSO 5H2O晶體中，使晶體變白者為濃硫酸；得藍色溶液者為稀硫酸。 (5) 吸水性：各取等質量試樣，敞口放置一段時間后稱量，增重者為濃硫酸。 氧化性：分別加入到有 Cu片的試管中，加熱，放出刺激性氣味氣體者為濃硫酸。 (7)酸堿指示劑：在藍色石蕊試紙上滴 12滴待測溶液，變紅色者為稀硫酸， 先變紅再變黑 者為濃硫酸。 二、噴泉實驗和氣體制備綜合實驗 1 噴泉實驗 (1) 形成噴泉的原理 形成噴泉最根本的原因是瓶內外存在壓

10、強差。 當燒瓶內氣體溶于液體或與之反應時， 瓶內氣 體大量減少，壓強降低，外界的大氣壓將液體壓入燒瓶內， 如此持續(xù)，最后液體將充滿燒瓶。 減小內壓法：如圖I所示。 燒瓶內氣體與液體接觸T氣體溶解或發(fā)生化學反應T燒瓶內壓強減小T外部液體迅速進入 形成噴泉。 增大外壓法：如圖n所示。 錐形瓶內液體揮發(fā)或發(fā)生化學反應產生氣體T錐形瓶內壓強增大T錐形瓶內液體迅速流入 燒瓶形成噴泉。5 (2) 常見噴泉的形成主要有以下兩類: 極易溶于水的氣體(NH、HCl、SO等)與水可形成噴泉; 酸性氣體(HCl、SO、NO、CO、HS等)與NaOH(aq)也能形成噴泉。 (3) 噴泉實驗成功的關鍵 盛氣體的燒瓶必須

11、干燥; 氣體要充滿燒瓶; 燒瓶不能漏氣(實驗前應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。 (4) 常見的噴泉實驗裝置 噴泉實驗的本質是形成壓強差而引發(fā)液體上噴， 為此可設計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等 【例3】 噴泉是一種常見的自然現(xiàn)象，其產生原因是存在壓強差。 lil l )來使噴泉產生。 二上 G 水 山酒韜 變形 6 (1)圖甲為化學教學中常用的噴泉實驗裝置。在燒瓶中充滿干燥氣體，膠頭滴管及燒杯中盛屮 7 有液體。 _ 下列組合中不可能形成噴泉的是 （ 填字母 ） 。 A HCl 和 H2O

12、B. O2 和 HbO CNH3 和 H2O D. CO 和 NaOH溶液 E. NO 和 H2O 若 用 D 組 合 做噴 泉 實 驗 ， 燒 杯 中 的 液 體 一 定 是 NaOH 溶 液 嗎 ？ （2） 某學生積極思考產生噴泉的其他辦法，并設計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，反應后可能產生噴泉的是 _ （填字 母 ） 。 A. Cu 與稀鹽酸 B. NaHCO與 NaOH溶液 C. CaCO與稀硫酸 D. NHHCO與稀鹽酸 這種方法產生噴泉的原理是 _ 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，結 果也產生噴泉。水槽

13、中加入的物質可能是 _ （填字母 ）。 A.濃硫酸B .食鹽 C. 硝酸鉀D .硫酸銅 這種方法產生噴泉的原理是 _ 解析（1）中Q難溶于水，不能使燒瓶中的壓強減小。只要膠頭滴管中的物質能把 CO 幾乎完全吸收，使燒瓶中的壓強減小即可形成噴泉。 （2）NH 4HCO與稀鹽酸反應產生 CO氣 體，使錐形瓶內的壓強增大。 濃硫酸溶于水放出大量的熱使酒精揮發(fā)， 使錐形瓶內壓強增 大。 答案（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 CQ吸收即可 D 錐形瓶中發(fā)生反應： NHHC耐HCI=NHCI + COf+ HO,隨著 CO氣體的產生，錐 形瓶中的壓強增大而產生“噴泉” A 濃硫酸

14、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,錐形瓶內壓強增大,從而形成噴泉8 2.實驗室氣體的制備 (1) 制備裝置的選擇 分析反應原理：主反應與副反應。 分析反應試劑 固體：塊狀、粒狀還是粉末狀； 溶液：稀還是濃； 催化劑：有還是無。 分析反應條件：加熱還是不加熱。 (2) 反應裝置的安裝 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T凈化T集氣T尾氣處理。 在裝入藥品前要檢查裝置的氣密性。 其基本方法：一般先把導氣管插入盛水的水槽中， 把 有關活塞關閉，微熱主發(fā)生器，有氣泡從水中冒出，停止微熱后， 水倒吸進入導氣管中形成 一段穩(wěn)定的水柱，方可

15、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)和反應時是否需要加熱，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 結合氣體雜質的性質， 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。 斶+訓 固+液不力哋) 甲 乙 尚+液或液+液 (加煤或不加熱) 丙 洗氣瓶 A B 9 (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 Hz、Q、NO CO CH等。 排空氣集氣法 10 排液（水）法 （6）尾氣的處理（吸收）方法 常用方法： 點燃法：如CQ H2、CH等易燃性氣體，可用此法

16、。 吸收法：如 CI2、SQ、HCI、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、CQ等。 B裝置：用于吸收極易溶于水的氣體，如 HCI、HBr、NH3等。倒扣漏斗的作用是防止倒吸。 轉化法。采用一定的方法，使有毒氣體轉化成無毒氣體即可排放。如 NQ NQ轉化為N2 即可排放。 導入室外法。如 H2是無毒氣體，可將其尾氣導入室外，以防在實驗室達到爆炸極限發(fā)生 危險。 【例4】某課外活動小組利用下列化學反應在實驗室中制備氯氣，并進行有關氯氣性質的 研究。 MnQ+ 4HCI（濃）=“nC2+ CI2T + 2H2Q （

17、1）該小組同學欲用圖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。條件：氣體不與空氣發(fā)生反應，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 向下排空氣集氣法：適用于密度小于空氣的氣體的收集，如 收集裝置 排空氣法 CQ、Cl 2、HCI、Q等。 NH、H2等。 A H 11 應該選擇的儀器是 _ （填字母）。 將各儀器按先后順序連接起來，應該是： a接 接 _ ， _接h（用導管口處的字母表示 ）。 濃鹽酸與二氧化錳反應的離子方程式為 （2）該小組同學設計并分別利用圖 2和圖3所示裝置探究氯氣的氧化性。 淀粉-KIT G 圖2 G中的現(xiàn)象是 _

18、，原因是 _ （用化學方程式表示）。 H中的現(xiàn)象是 _ 。 解析（1）MnO與濃鹽酸的反應屬于“固液加熱型”。應選擇 A作為反應裝置。生成 的Cl2中含有HCI氣體和水蒸氣，將該 Cl2依次通過儀器 C（d 口進氣，e 口出氣）、D（f 口進 氣，g 口出氣）可獲得純凈、干燥的 CI2。CI2的密度比空氣大，應選擇儀器 B（b 口進氣，c 口 出氣）用向上排空氣法收集 CI2。Cl2有毒，易與NaOH溶液發(fā)生化學反應， 故選擇儀器E吸收 . + 一 2+ 尾氣。濃鹽酸與二氧化錳反應的離子方程式為 MnO 4H + 2CI ,Mn + CI2T + 2H2O。 CI2有強氧化性，I 一有較強的還

19、原性，在G中，Cl2與溶液中的KI發(fā)生反應：CI2 + 2KI=I 2 + 2KCI，淀粉遇丨2顯藍色。CI2有強氧化性，SQ有較強的還原性，在 H中，CI2將SQ氧化 為SO一，SO一與Ba2+反應生成BaSQ白色沉淀。 答案 ACDBE d e f g b c MnO+ 4H+ + 2CI ,Mn2 + CI2T+ 2H2O NaOH 涪灌 三W ci, | r A D 誕和食鹽水 溶有他 fKjBaCla 弋護 12 溶液由無色變?yōu)樗{色 CI2+ 2KI=I 2+ 2KCI產生白色沉淀 三、NO、HNO的典型計算 1 硝酸的強氧化性及其典型計算 硝酸是常見的氧化性酸，具有強氧化性、強酸性

20、和不穩(wěn)定性，在試題中側重強酸性和強氧化 性的應用。比如與金屬銅反應時隨著濃度的不同產物也會不同， 計算時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)律計算 四個守恒 a. 得失電子守恒：金屬失電子數(shù)= n (NQ) + 3n (NO)。 b. 氮原子守恒:n(HNO) 總xnM(NO3)x + n(NQ) + n(NO)。 c. 電荷守恒：反應后溶液中 c(NO) = x c(Mx+) + c(H +)。 d. 若向反應后所得溶液中加入 NaOH恰好使M*沉淀完全，此時溶質為 NaNO則存在n(Na +) = n(NO) = n(HNO)總一n(NO) n(NQ)。 一個關系

21、 起酸性作用的HNO的物質的量是金屬的物質的量和金屬所帶電荷數(shù)的乘積， 可表示為n(HNO) 酸性=xn (M ) = n(轉移電子)。 (2) 利用離子方程式計算 HNO與HSO混合液跟金屬的反應，當金屬足量時，不能用 HNO與金屬反應的化學方程式計 算，應用離子方程式計算，因為生成的硝酸鹽的 NO借助仍能繼續(xù)與金屬反應。 【例5】19.2 g Cu加入到100 mL 一定濃度的HNO溶液中，假定兩者恰好完全反應，同 時產生標準狀況下 8.96 L NO和NO的混合氣體(忽略氣體的溶解及轉化)。求： (1) 混合氣體中NO和NO的體積比。 (2) HNO3溶液的物質的量濃度。 解析 (1)設

22、NO的物質的量為x mol , NC的物質的量為 C 8.96 L x + y= 22.4 L mol 1 y mol，貝U 2X 19.2 g x + 3y= i l 64 g mol 解得 x= 0.3 mol , y= 0.1 mol。 故 V(NO) : V(NO2) = 1 : 3。 13 (2)根據(jù)N原子守恒有 19.2 g 0.3 mol + 0.1 mol + r X2 64 g mol t c(HNO)= 100 x 10 3 L = 10 mol L 。 1 答案 (1) V(NO) : V(NQ) = 1 ：3 (2)10 mol L 【例6】 足量銅與一定量濃硝酸反應，

23、得到硝酸銅溶液和 NO、NbQ、NO的混合氣體，這些 氣體與1.68 L O 2(標準狀況)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 mol L 1NaOH溶液至CiT恰好完全沉淀，則消耗 NaOH溶液的體積是14 A. 60 mL C. 30 mL NQ 解析 由題意可知：HNO O CHo * ZQ ，由關系式分析可得： Cu失去的電子數(shù)與 Q得 JNO 答案 A 2.氮的氧化物溶于水的計算方法 NO和NO有如下反應： 3NO+ H2O=2HNO- NOD 2NO Q=2NO 4NO+ Q+ 2H2O=4HN 4N3 3Q + 2H2O=4HN (1)NO和NO的混合氣體 NO NO的混合氣體溶于水時僅涉及反應: 可利用氣體體積變化差值進行計算 1 V 剩=V(NO)原+ -V(NC2) 3 (2)NO2和Q的混合氣體 NO和Q的混合氣體溶于水時涉及反應: 其計算如下表： x= MNO.)