鹵素碳族元素

1、鹵素碳族元素一、復(fù)習(xí)策略（一）復(fù)習(xí)要點(diǎn)闡述1、非金屬元素在周期表中位置：除氫外，位于周期表右上方不包括稀有氣體元素共16種元素，包括稀有氣體元素則22種。2、原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：(a)在同周期中原子半徑較小，核電荷數(shù)較大(b)最外層電子數(shù)大于或等于4個(gè)，但例外的是Sb、Bi最外層有5個(gè)電子是金屬元素。3、非金屬單質(zhì)物理性質(zhì)：(a)分子晶體：熔、沸點(diǎn)較低，硬度小。例如：H2、Cl2、F2、硫磺、白磷等。(b)原子晶體：熔、沸點(diǎn)較高，硬度大。例如：金剛石、單晶硅等。4、同素異形體：(a)分子中因原子個(gè)數(shù)不同而形成的同素異形體。例如：O2和O3。(b)因晶體中原子排列方式不同而形成同素異形體。例如：紅磷與

2、白磷；金剛石與石墨。5、常見(jiàn)非金屬單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)：(1)金屬元素易形成簡(jiǎn)單的陽(yáng)離子，非金屬元素易形成單原子或多原子陰離子。(2)絕大多數(shù)常見(jiàn)的非金屬元素能與H2反應(yīng)：規(guī)律：非金屬原子半徑越小、最外層電子數(shù)越多則和氫化合的能力越強(qiáng)。(3)絕大多數(shù)非金屬元素能與O2反應(yīng)：規(guī)律：凡非金屬性比氧弱的非金屬元素均能與氧化合。(4)部分非金屬元素單質(zhì)能與強(qiáng)堿液反應(yīng)：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O4P3NaOH3H2O=3NaH2PO2PH3Si2NaOHH2O=Na2SiO32H22B2NaOH2H2O=2NaBO23H2特例：碳、氮、氧、氟無(wú)上述反應(yīng)。(5)大多數(shù)非金屬不與水反應(yīng)。但有如下少

3、數(shù)反應(yīng)：2F22H2O=4HFO2X2H2OHXHXO (X為Cl2、Br2、I2)(6)非金屬元素一般為成酸元素，其單質(zhì)難以與稀酸反應(yīng)。固體非金屬單質(zhì)能被氧化性酸氧化：非金屬元素氣態(tài)氫化物有關(guān)性質(zhì)規(guī)律6、非金屬單質(zhì)的制備(1)在化合物中呈負(fù)價(jià)態(tài)的非金屬元素用氧化法制備：(2)在化合物中呈正價(jià)態(tài)的非金屬元素用還原法制備：(3)其它方法：7、重要非金屬化合物的制備物質(zhì)實(shí)驗(yàn)室制法工業(yè)制法其他NH32NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O只能用堿性干燥劑如堿石灰干燥不能用無(wú)水CaCl2干燥NO3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O制硝酸的尾氣NO和NO2用堿液來(lái)吸收NO

4、NO22NaOH=2NaNO2H2ONO2Cu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O2NOO2=2NO2HNO3NaNO3H2SO4(濃)NaHSO4HNO3NH3NONO23NO2H2O=2HNO3NOH3PO4Ca3(PO4)22H2SO42H3PO43CaSO4普鈣（過(guò)磷酸鈣）Ca3(PO4)22H2SO4（濃）=Ca(H2PO4)22CaSO4磷肥往往和農(nóng)家肥混合使用但不能與草木灰混用重鈣Ca3(PO4)24H3PO4（濃）=3Ca(H2PO4)2(二)要點(diǎn)復(fù)習(xí)的策略及技巧1、氯氣(1)物理性質(zhì)通常情況下，氯氣呈黃綠色，有毒并有劇烈的刺激性，溶于水，易液化。(2)化學(xué)性質(zhì)(

5、3)氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法制備原理：用氧化劑將1價(jià)的氯離子氧化成單質(zhì)氯。反應(yīng)化學(xué)方程式：根據(jù)上述反應(yīng)原理，下列反應(yīng)均可制備Cl2：2KMnO416HCl(濃)=2KCl2MnCl25Cl28H2OK2Cr2O714HCl(濃)=2KCl2CrCl33Cl27H2OKClO36HCl(濃)=KCl3Cl23H2O(3)實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示：在制備過(guò)程中，為使分液漏斗中濃HCl能順利滴下常使用連通管裝置使分液漏斗和圓底燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)相等。因而能使?jié)釮Cl順利滴下。 (4)氯氣的工業(yè)制法(5)氯水的成分和性質(zhì)通常狀況下，l體積水可溶解2體積Cl2，形成黃綠色的溶液，稱為氯水。溶于水的Cl2部分(約39%)與水反

6、應(yīng)：Cl2H2O=HClHClO，余者仍以氯分子的形式存在于溶液中。故新制的氯水中主要含有Cl2、HClO、H2O、H、Cl、ClO和極少的OH。而久置的氯水由于：，而變成很稀的鹽酸。我們通常所說(shuō)的氯水都是指新制的氯水需隨配隨用，保存在棕色瓶中。氯水是一種混合物，可以表現(xiàn)出多重性質(zhì)：提供Cl2分子，作氧化劑，如氯水與氨氣、H2S、Na2SO3、FeSO4、NaI、NaBr、金屬單質(zhì)等還原性物質(zhì)反應(yīng)，主要是Cl2作氧化劑。提供H(HCl電離)，表現(xiàn)酸性。如氯水中加入CaCO3粉末，有CO2產(chǎn)生。此過(guò)程中可增大溶液中HClO的濃度。提供Cl，與Ag反應(yīng)。如用自來(lái)水配制AgNO3溶液時(shí)，會(huì)出現(xiàn)渾濁(

7、AgCl)。氯水中含HClO，表現(xiàn)強(qiáng)氧化性。如氯水能漂白、殺菌、消毒等。同時(shí)表現(xiàn)多種微粒的性質(zhì)。如氯水與紫色石蕊試液作用，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：先變紅(酸的通性)，后褪色(HClO的強(qiáng)氧化性)。2、鹵素元素練1、鹵族元素在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上有哪些相似性？(1)鹵素原子最外層有7個(gè)電子，均能形成1價(jià)陰離子X(jué)(X為F、Cl、Br、I)。(2)氯、溴、碘三元素最高正價(jià)為7價(jià)，此外主要價(jià)態(tài)還有0，1，3，5價(jià)。(3)鹵素單質(zhì)皆為雙原子分子，通式為X2。(4)鹵化氫通式為HX。HX氣體在潮濕空氣中呈現(xiàn)白霧，均易溶于水除HF外其余氫鹵酸皆為強(qiáng)酸。(5)鹵素除氟外其最高價(jià)氧化物通式X2O7，X2O7對(duì)應(yīng)的水化物通式為HXO4

8、。(6)單質(zhì)與H2反應(yīng)：H2X2=2HX(7)單質(zhì)與水反應(yīng)：X2H2O=HXHXO(X2為：Cl2、Br2、I2)(8)單質(zhì)與堿反應(yīng)：X22KOH=KXKXOH2O(X2為Cl2、Br2、I2)(9)單質(zhì)與金屬反應(yīng)生成金屬鹵化物其中AgX(AgF除外)難溶。CaX2(CaF2除外)易溶。(10)鹵素在有機(jī)溶劑中的溶解度比其在水中溶解度大得多。(11)鹵素單質(zhì)的制法：練2、鹵素元素在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上有哪些遞變性？練3、鹵素單質(zhì)有哪些特殊性？(1)氟無(wú)氧化物，只有氧的氟化物：OF2(2)氟能與惰性氣體形成化合物如：XeF2、XeF4、XeF6等。(3)氟與水反應(yīng)放出O2：2F22H2O=4HFO2(4

9、)氫氟酸是弱酸，HF分子間形成氫鍵使HF在水溶液中形成締合分子(HF)n難電離出H+， HFO中氟顯1價(jià)，氧元素顯0價(jià)。(5)氫氟酸腐蝕玻璃：SiO24HF=SiF42H2O，故氫氟酸要保存在塑料試劑瓶中。(6)氯氣易液化，溴易揮發(fā)，碘易升華。碘遇淀粉溶液變藍(lán)。(8)I2易溶于KI溶液：3、碳族元素(1)碳族元素在周期表中的位置、原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)位于周期表A族，包括C、Si、Ge、Sn、Pb。原子最外層電子數(shù)均為4個(gè)。主要價(jià)態(tài)：4、2價(jià)。C、Si、Ge、Sn的4價(jià)化合物是穩(wěn)定的，而Pb的2價(jià)化合物是穩(wěn)定的。碳、硅一般以共價(jià)鍵形成種類(lèi)繁多的化合物。(2)碳族元素性質(zhì)遞變規(guī)律碳族元素性質(zhì)遞變規(guī)律CS

10、iGeSnPb主要化合價(jià)2、42、42、42、42、4單質(zhì)色、態(tài)無(wú)色或黑色固體灰黑色固體銀白色固體銀白色固體藍(lán)白色固體氣態(tài)氫化物及穩(wěn)定性CH4SiH4GeH4SnH4PbH4穩(wěn)定性逐漸減弱主要氧化物CO、CO2SiO2GeO、GeO2SnO、SnO2PbO、PbO2最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物及酸堿性H2CO3H2SiO3Ge(OH)4Sn(OH)4Pb(OH)4酸性逐漸減弱，堿性逐漸增強(qiáng)金屬性、非金屬性非金屬性減弱，金屬性增強(qiáng)(3)單質(zhì)碳的性質(zhì)碳的同素異形體碳有多種同素異形體，如金剛石、石墨、C60、C70等，它們?cè)谖锢硇再|(zhì)上存在差異。如金剛石硬度很大，而石墨則質(zhì)軟，石墨可以導(dǎo)電，金剛石則不導(dǎo)電

11、等。化學(xué)性質(zhì)(4)二氧化碳的性質(zhì)物理性質(zhì)：無(wú)色無(wú)味，密度比空氣大的氣體，微溶于水，固體CO2叫做“干冰”?；瘜W(xué)性質(zhì)制法a工業(yè)制法：煅燒石灰石b實(shí)驗(yàn)室制法：石灰石和稀鹽酸反應(yīng)CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2“固液氣”型，可用啟普發(fā)生器及其簡(jiǎn)易裝置。用途：滅火劑，制純堿，汽水；干冰用作制冷劑或人工降雨等。(5)一氧化碳的性質(zhì)物理性質(zhì)：元色無(wú)味的氣體，有毒，不溶于水?；瘜W(xué)性質(zhì)毒性：CO劇毒，與血液里的血紅蛋白結(jié)合的能力比O2和血紅蛋白結(jié)合的能力強(qiáng)350倍故CO中毒的機(jī)理是，使人體缺氧而死亡。CO是空氣污染物之一，主要來(lái)自碳燃料的不完全燃燒及鋼鐵的冶煉等。4、硅和二氧化硅(1)碳和硅化學(xué)性質(zhì)

12、對(duì)比碳硅高溫下表現(xiàn)出強(qiáng)還原性高溫下表現(xiàn)出弱還原性(煉鋼)和O2反應(yīng)：和O2反應(yīng)：和堿不反應(yīng)和堿反應(yīng)：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2和H2O(g)反應(yīng)：和F2反應(yīng)Si2F2=SiF4和濃H2SO4反應(yīng)：和HF反應(yīng)Si4HF=SiF42H2和某些氧化物反應(yīng)：和鹵素反應(yīng)Si2Cl2=SiCl4(2)二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)具有弱氧化性：酸性氧化物，是硅酸的酸酐，具有酸性氧化物的通性：與某些鹽的反應(yīng)：(上述兩個(gè)反應(yīng)為工業(yè)制玻璃的主要反應(yīng))特性：SiO24HF=SiF42H2O(氫氟酸腐蝕玻璃)練4、金剛石與晶體硅有哪些相似性？金剛石與晶體硅都是一種具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的原子晶體，所以它們的熔點(diǎn)高、硬

13、度大。但是由于硅的原子半徑大于碳的原子半徑：所以在晶體中，CC鍵的鍵長(zhǎng)小于SiSi鍵，而鍵能大于SiSi鍵，因此金剛石的熔沸點(diǎn)和硬度比晶體硅高。練5、為什么二氧化硅和二氧化碳的物理物質(zhì)有很大差別？二氧化硅熔點(diǎn)高、硬度大，是不溶于水的固體，而二氧化碳是無(wú)色無(wú)味的氣體，能溶于水，干冰熔點(diǎn)低、硬度小。它們的物理性質(zhì)差別很大的原因是：SiO2為原子晶體，而干冰為分子晶體，微粒間的作用力前者為共價(jià)鍵，后者為分子間作用力，前者要大得多。練6、怎樣理解硅和NaOH溶液反應(yīng)放出氫氣？硅與燒堿反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2似乎此反應(yīng)中H2O和NaOH均為氧化劑，但事實(shí)并非如此。此

14、反應(yīng)可看作分兩步進(jìn)行：Si3H2OH2SiO32H2H2SiO32NaOH=Na2SiO32H2O兩個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式加合即為前式。因此，反應(yīng)中H2O是氧化劑，而NaOH既不是氧化劑也不是還原劑，僅為反應(yīng)物。為表示反應(yīng)實(shí)質(zhì)，上述反應(yīng)可寫(xiě)成：工業(yè)上怎樣制備高純硅？制粗硅提純 (生成的SiCl4通過(guò)精餾，除去其中的硼、砷等雜質(zhì))還原 (H2還原SiCl4得到純度較高的多晶硅，由多晶硅制得高純度的單晶硅)練8、怎樣由SiO2制備硅酸？SiO2不溶于水，也不與水反應(yīng)，但它能與NaOH溶液反應(yīng)生成鹽和水：SiO22NaOH=Na2SiO3H2O因此SiO2是酸性氧化物。將SiO2溶于熱的燒堿溶液中，再向

15、溶液中加入定量的鹽酸或通入過(guò)量的CO2，析出膠狀沉淀原硅酸(H4SiO4)，再將原硅酸在空氣中脫水即可。4、無(wú)機(jī)非金屬材料練9、硅石、水晶、瑪瑙、脈石、硅藻土、硅膠以及人造寶石的主要成份是什么？答：硅石是天然的SiO2；瑪瑙是含雜質(zhì)的石英晶體；水晶是透明的石英晶體；硅藻土是無(wú)定型的SiO2。它是死去的硅藻及其它微小生物遺體經(jīng)沉積膠結(jié)而成的多孔質(zhì)軟松軟的固體物質(zhì)，這種固體具有表面積大吸附能力強(qiáng)的特點(diǎn)，可作為催化劑，吸附劑的載體。實(shí)驗(yàn)室制備硅膠方法如下：Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3，將硅酸溶膠制成吸附劑即得硅膠，在硅膠中加入無(wú)水CoCl2可指示硅膠吸水情況：。當(dāng)硅膠顯紅色則表明其

16、需要再生。寶石主要成份是：Al2O3，剛玉中若混有少量Cr的化合物因顯紅色，則稱之為紅寶石若剛玉中混有Ti的化合物則顯藍(lán)色，則稱為藍(lán)寶石。練10、制造普通水泥、普通玻璃、陶瓷的原料各是什么？其主要成份又是什么？1、水泥：以石灰石、粘土作原料，在高溫下發(fā)生復(fù)雜的物理、化學(xué)變化，經(jīng)熔化、冷卻后，再在熟料中加入3%以下的石膏以控制凝結(jié)速度，即得普通硅酸鹽水泥。普通水泥的主要成分是硅酸三鈣(3CaO·SiO2)、硅酸二鈣(2CaO·SiO2)和鋁酸三鈣(3CaO·Al2O3)等。2、玻璃：以純堿、石灰石、過(guò)量石英為原料，在高溫下發(fā)生復(fù)雜的物理、化學(xué)變化，在玻璃窯熔融反應(yīng)后

17、形成玻璃。玻璃有普通玻璃、石英玻璃、光學(xué)玻璃等。玻璃沒(méi)有固定的熔、沸點(diǎn)。3、陶瓷(1)制造陶瓷的主要原料：粘土。(2)制造陶瓷的一般過(guò)程：混合、成型、干燥、燒結(jié)、冷卻、成為陶器。(3)陶瓷的種類(lèi)(根據(jù)原料、燒制溫度劃分)：土器、陶器、瓷器、炻器等。練11、水泥的成分主要有Ca2SiOx、Ca3SiOy、Ca3Al2Oz，則x=_，y=_，z=_，分別用氧化物表示其組成_、_、_。解析：根據(jù)化合物分子中各元素的化合價(jià)代數(shù)和為零這一原則，可得x=4，y=5，z=6。再將Ca2SiO4、Ca3SiO5、Ca3Al2O6改寫(xiě)成氧化物的形式，則得2CaO·SiO2、3CaO·SiO2

18、、3CaO·Al2O3。也可通過(guò)對(duì)課本中水泥主要成分的回憶，再反推x、y、z。答案：x=4；y=5；z=6；2CaO·SiO2；3CaO·SiO2；3CaO·Al2O3練12、為熔制鉀玻璃準(zhǔn)備如下熔料：360份質(zhì)量的石英砂，67.2份質(zhì)量的苛性鉀和88.8份質(zhì)量的熟石灰。假定這些熔料不含雜質(zhì)。(1)計(jì)算在制得的鉀玻璃中各氧化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；(2)用氧化物的形式表示鉀玻璃的組成。解析：將熔料各組分的質(zhì)量比換算成各組分物質(zhì)的量之比即得。答案：(1)w(K2O)=11.7%；w(CaO)=13.9%；w(SiO2)=74.4%；(2)K2O·2CaO&

19、#183;10SiO2練13、氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它的硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，工業(yè)上曾普遍采用高純硅與純氮在1300反應(yīng)獲得。(1)根據(jù)性質(zhì)，推測(cè)氮化硅陶瓷的用途是_(填序號(hào))。A制汽輪機(jī)葉片B制有色玻璃C制永久性模具D制造柴油機(jī)(2)寫(xiě)出N的原子結(jié)構(gòu)示意圖：_，根據(jù)元素周期律知識(shí)，請(qǐng)寫(xiě)出氮化硅的化學(xué)式_。(3)氮化硅陶瓷抗腐蝕能力強(qiáng)，除氫氟酸外，它不與其他無(wú)機(jī)酸反應(yīng)。試推測(cè)該陶瓷被氫氟酸腐蝕的化學(xué)方程式：_。(4)現(xiàn)用四氯化硅和氮?dú)庠跉錃鈿夥毡Ｗo(hù)下加強(qiáng)熱發(fā)生反應(yīng)，可得較高純度的氮化硅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。解析：根據(jù)N和Si的原子結(jié)構(gòu)及其元素周期律的知識(shí)，可判斷氮元素非金屬性比硅

20、強(qiáng)，故N顯負(fù)價(jià)(3)，Si顯正價(jià)(4)，由此可寫(xiě)出氮化硅的化學(xué)式Si3N4；氮化硅被氫氧酸腐蝕是由于Si3N4能與HF發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，由于Si與F有極強(qiáng)的親合性生成了SiF4，則反應(yīng)中另一種產(chǎn)物為NH3；SiCl4與N2、H2反應(yīng)生成的產(chǎn)物之一為Si3N4，另一種產(chǎn)物必是HCl。此反應(yīng)可理解為H2還原SiCl4制取硅，然后Si與N2在高溫條件下反應(yīng)生成Si3N4。答案：(1)A、C、D(2)Si3N4(3)Si3N412HF=3SiF44NH3二、典例剖析例1、已知常溫下氯酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)放出氯氣，現(xiàn)按下圖進(jìn)行鹵素的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)。玻璃管內(nèi)裝有分別滴有不同溶液的白色棉球，反應(yīng)一段時(shí)間后，對(duì)下圖中指定部

21、位顏色描述正確的是()A黃綠色橙色藍(lán)色白色B無(wú)色橙色紫色白色C黃綠色橙色藍(lán)色無(wú)色D黃綠色無(wú)色紫色白色解析：氟氣：淡黃綠色，氯氣：黃綠色，氯水：黃綠色，液溴：深棕紅色，溴水：橙色，碘：紫色，碘水：黃色，碘的淀粉溶液：藍(lán)色，Cl2通入NaOH溶液中生成NaCl，NaClO呈無(wú)色，但由于棉花球呈白色，故Cl2被蘸有NaOH溶液的棉球吸收后仍顯白色，選A。答案：A例2、如下圖中的四條直線分別表示鈉、鎂、鋁、鐵和足量Cl2反應(yīng)消耗金屬質(zhì)量(縱軸)與反應(yīng)掉氯氣質(zhì)量(橫軸)的關(guān)系，其中代表鐵與氯氣反應(yīng)的直線是()AaBbCcDd解析：設(shè)35.5g Cl2即1mol Cl分別和鈉、鎂、鋁、鐵反應(yīng)生成NaCl、

22、MgCl2、AlCl3、FeCl3，所消耗Na、Mg、Al、Fe的質(zhì)量分別為：因此a、b、c、d依次代表Al、Mg、Fe、Na與Cl2反應(yīng)的圖象，故選C。答案：C例3、將足量的CO2不斷通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，生成的沉淀與通入CO2的量的關(guān)系可表示為()解析：KOH、Ba(OH)2和KAlO2組成的混和液顯強(qiáng)堿性，溶液中，通入CO2后，立即發(fā)生的反應(yīng)為：，故一通入CO2即產(chǎn)生沉淀，當(dāng)溶液中Ba2全部沉淀后溶液仍呈堿性故繼續(xù)通入CO2后圖象上出現(xiàn)“平臺(tái)”：當(dāng)溶液中OH耗盡后，CO2再和反應(yīng)：因此圖象上表現(xiàn)為沉淀物質(zhì)的量增加，當(dāng)沉淀完全后，圖象上又出現(xiàn)“平臺(tái)”這是因?yàn)椋?/p>

23、。當(dāng)全部轉(zhuǎn)化為后CaCO3沉淀開(kāi)始溶解：CaCO3CO2H2O=Ca(HCO3)2，因Al(OH)3不溶于CO2水溶液故圖象上最后出現(xiàn)“低谷平臺(tái)”。答案：C例4、氮化硅(Si3N4)是一種新型陶瓷材料，它可由石英與焦炭在高溫的氮?dú)饬髦?，通過(guò)以下反應(yīng)制得：SiO2CN2Si3N4CO(1)配平上述反應(yīng)的化學(xué)方程式(將化學(xué)計(jì)量數(shù)填在方框內(nèi))；(2)該反應(yīng)中的氧化劑是_，其還原產(chǎn)物是_；(3)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=_；(4)若知上述反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則其反應(yīng)熱H_零(填“大于”“小于”或“等于”)；升高溫度，其平衡常數(shù)值_(填“增大”“減小”或“不變”)；(5)若使壓強(qiáng)增大，則上述平衡向_反應(yīng)方

24、向移動(dòng)(填“正”或“逆”)；(6)若已知CO生成速率為v(CO)=18mol·(L·min)1，則N2消耗速率為v(N2)= _mol·(L·min)1。解析：(2)因?yàn)镹2、CO為氣體，反應(yīng)熱用H來(lái)表示，H0，升高溫度，平衡向吸熱方向移動(dòng)，即向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，K減小，增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，即向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則N2消耗速率為答案：(1)36216(2)N2Si3N4(4)小于；減小(5)逆(6)6例5、晶體硅是一種重要的非金屬材料，制備純硅的主要步驟如下：高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅。粗硅與干燥HCl氣體

25、反應(yīng)制得SiHCl3：Si3HClSiHCl3H2SiHCl3與過(guò)量H2在10001100反應(yīng)制得純硅。已知SiHCl3能與H2O強(qiáng)烈反應(yīng)，在空氣中易自燃。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)第步制備粗硅的化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)。(2)粗硅與HCl反應(yīng)完全后，經(jīng)冷凝得到的SiHCl3(沸點(diǎn)33.0)中含有少量SiCl4(沸點(diǎn)57.6)和HCl(沸點(diǎn)84.7)，提純SiHCl3采用的方法為_(kāi)。(3)用SiHCl3與過(guò)量H2反應(yīng)制備純硅的裝置如下(熱源及夾持裝置略去)：裝置B中的試劑是_，裝置C中的燒瓶需要加熱其目的是_。反應(yīng)一段時(shí)間后，裝置D中觀察到的現(xiàn)象是_，裝置D不能采用普通玻璃管的原因是_，裝置D發(fā)生反應(yīng)的

26、化學(xué)方程式為_(kāi)。為保證制備純硅實(shí)驗(yàn)的成功，操作的關(guān)鍵是檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性，控制好反應(yīng)溫度以及_。為鑒定產(chǎn)品硅中是否含微量鐵單質(zhì)，將試樣用稀鹽酸溶解，取上層清液后需再加入的試劑(填寫(xiě)字母代號(hào))是_。a碘水b氯水cNaOH溶液dKSCN溶液eNa2SO3溶液解析：(1)高溫用C還原SiO2既使生成CO2由于C過(guò)量故高溫下C又將CO2還原生成CO而不是CO2。(2)分離、提純不同沸點(diǎn)的液體可以采用分餾或蒸餾的方法。(3)用Zn、稀H2SO4制得的H2會(huì)混有少量H2O，而SiHCl3能與H2O劇烈反應(yīng)，所以要進(jìn)行干燥，根據(jù)裝置選擇液態(tài)干燥劑濃硫酸。C裝置用水浴加熱SiHCl3使其揮發(fā)成氣體，和H2進(jìn)

27、入D裝置反應(yīng)。因?yàn)榈臏囟群芨?，不能使用普通玻璃管。因?yàn)镾iHCl3容易在空氣中自燃，實(shí)驗(yàn)中還要注意先通一段時(shí)間H2排盡裝置中的空氣。答案：(2)分餾(或蒸餾)(3)濃硫酸使滴入燒瓶中的SiHCl3氣化有固體物質(zhì)生成；在反應(yīng)所需溫度下，普通玻璃會(huì)軟化；排盡裝置中的空氣bd例6、取化學(xué)式為MZ的黃色粉末狀化合物進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。將MZ和足量碳粉充分混合，平鋪在反應(yīng)管a中，在b瓶中盛足量澄清石灰水，按圖連接儀器。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)緩緩?fù)ㄈ氲獨(dú)?，過(guò)一段時(shí)間后，加熱反應(yīng)管a，觀察到管內(nèi)發(fā)生劇烈反應(yīng)，并有熔融物生成。同時(shí)，b瓶的溶液中出現(xiàn)白色渾濁。待反應(yīng)完全后，停止加熱，仍繼續(xù)通氮?dú)?，直至反?yīng)管冷卻。此時(shí)，管中的熔融

28、物凝固成銀白色金屬。根據(jù)以上敘述回答問(wèn)題：(1)元素Z是_；(2)停止加熱前是否需要先斷開(kāi)a和b的連接處？為什么？(3)反應(yīng)管a中發(fā)生的所有反應(yīng)的化學(xué)方程式是_；(4)本實(shí)驗(yàn)的尾氣是否需處理？如需處理，請(qǐng)回答如何處理：如不需處理，請(qǐng)說(shuō)明理由。解析：本題打破物質(zhì)推斷需確定具體物質(zhì)名稱的常規(guī)思維。因黃色粉末狀化合物MZ在N2氣氛中與碳粉反應(yīng)生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體CO2易推知Z元素是氧，MO是PbO在解題中可用MO表示。答案：(1)氧(2)不需要，因有N2不斷通入，b瓶溶液不會(huì)倒吸至a管(4)需處理，因含有CO可連接一個(gè)加熱的裝有CuO粉末的反應(yīng)管例7、C、Si、Ge、Sn是同族元素，該族元

29、素單質(zhì)及其化合物在材料、醫(yī)藥等方面有重要應(yīng)用。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)Ge原子原子結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖為：_。(2)C、Si、Sn三種元素的單質(zhì)中，能夠形成金屬晶體的是_。(3)按要求指出下列氧化物的空間構(gòu)型、成鍵方式或性質(zhì)CO2分子的空間構(gòu)型及碳氧之間的成鍵方式_；SiO2晶體的空間構(gòu)型及硅氧之間的成鍵方式_；已知SnO2是離子晶體，寫(xiě)出其主要物理性質(zhì)_(寫(xiě)出2條即可)。(4)CO可以和很多金屬形成配合物，如Ni(CO)4，Ni與CO之間的鍵型為_(kāi)。(5)碳氧鍵的紅外伸縮振動(dòng)頻率與鍵的強(qiáng)度成正比。已知Ni(CO)4中碳氧鍵的伸縮振動(dòng)頻率為2060cm1，CO分子中碳氧鍵的伸縮振動(dòng)頻率為2143cm1，

30、則Ni(CO)4中碳氧鍵的強(qiáng)度比CO分子中碳氧鍵的強(qiáng)度_ (填字母)。A強(qiáng)B弱C相等D無(wú)法判斷解析：Ge位于第四周期，其原子結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖為：，C、Si都是非金屬元素，而Sn是金屬元素，故錫為金屬晶體。CO2分子為直線型，鍵是極性共價(jià)鍵。SiO2是正四面體結(jié)構(gòu)，SiO是極性共價(jià)鍵。SnO2是離子晶體，離子晶體有較高的熔點(diǎn)，熔融狀態(tài)能導(dǎo)電。CO中有孤對(duì)電子，而Ni原予中有空軌道，Ni與CO之間形成配位鍵。答案：(1)(2)Sn(3)直線型共價(jià)鍵(或鍵與鍵)SiO原子間通過(guò)共價(jià)鍵形成四面體結(jié)構(gòu)，四面體之間通過(guò)共價(jià)鍵形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；共價(jià)鍵(鍵)熔融時(shí)能導(dǎo)電、較高的熔點(diǎn)(4)配位鍵(5)B例8、一定量

31、的氫氣在氯氣中燃燒，所得混合物用100mL 3.00mol·L1的NaOH溶液(密度為1.12g·mL1)恰好完全吸收，測(cè)得溶液中含有NaClO的物質(zhì)的量為0.0500mol。(1)原NaOH溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)。(2)所得溶液中Cl的物質(zhì)的量為_(kāi)mol。(3)所用氯氣和參加反應(yīng)的氫氣的物質(zhì)的量之比n(Cl2)n(H2)_。解析：(2)溶液中含NaClO，說(shuō)明H2與Cl2反應(yīng)時(shí)，Cl2過(guò)量，則用NaOH吸收時(shí)發(fā)生的反應(yīng)有NaOHHCl=NaClH2O，2NaOHCl2=NaClNaClOH2O，由Na守恒得n(NaCl)n(NaClO)=0.1L×3mol·

32、;L1=0.3mol，所以n(Cl)=0.3mol0.05mol=0.25mol(3)Cl22NaOH = NaClNaClOH2O0.05mol0.05mol0.05moln(HCl)=0.25mol0.05mol=0.20molH2Cl2= 2HClHClNaOH = NaClH2O0.1mol0.1mol2mol0.20mol0.20mol所以n(H2)n(Cl2)=0.1mol(0.10.05)mol=23所以n(Cl2)n(H2)=32沖刺練習(xí)一、選擇題1、0.1mol某元素的單質(zhì)直接與氯氣反應(yīng)后，質(zhì)量增加7.1g，這種元素是（）ANaBMgCFeDCu2、現(xiàn)有甲、乙、丙三瓶等體積的

33、新制氯水，濃度均為0.1mol·L1。如果在甲瓶中加入0.001mol NaHCO3固體，在乙瓶中加入0.001mol NaHSO3固體，丙瓶不加任何物質(zhì)，片刻后，甲、乙、丙三瓶溶液中HClO的物質(zhì)的量的濃度大小關(guān)系是(溶液體積變化忽略不計(jì))（）A甲=乙丙B甲丙乙C丙甲=乙D乙丙甲3、下列表述正確的是（）人造剛玉熔點(diǎn)很高，可用作高級(jí)耐火材料，主要成分是二氧化硅化學(xué)家采用瑪瑙研缽摩擦固體反應(yīng)物進(jìn)行無(wú)溶劑合成，瑪瑙的主要成分是硅酸鹽提前建成的三峽大壩使用了大量水泥，水泥是硅酸鹽材料夏天到了，游客佩戴由添加氧化亞銅的二氧化硅玻璃制作的變色眼鏡來(lái)保護(hù)眼睛太陽(yáng)能電池可采用硅材料制作，其應(yīng)用有利

34、于環(huán)保、節(jié)能ABCD4、某無(wú)色混合氣體可能含有CO2、CO、H2O(水蒸氣)、H2中的一種或幾種，依次進(jìn)行如下處理(假定每次處理均反應(yīng)完全)：通過(guò)堿石灰時(shí)，氣體體積變??；通過(guò)赤熱的氧化銅時(shí)，固體變?yōu)榧t色；通過(guò)白色硫酸銅粉末時(shí)，粉末變?yōu)樗{(lán)色；通過(guò)澄清石灰水時(shí)，溶液變渾濁。由此可以確定原混合氣體中（）A一定含有CO2、H2O，可能含有H2、CO中的一種B一定含有H2O、CO，可能含有CO2、H2O中的一種C一定含有CO、CO2，可能含有H2O、H2中的一種D一定含有CO、H2，可能含有H2O、CO2中的一種5、下列試劑可用帶膠塞的無(wú)色玻璃瓶保存的是（）A液溴B氫氟酸C硝酸銀溶液D碳酸鈉溶液6、已知

35、石棉的主要成分是硅酸鹽礦物，某種石棉的化學(xué)式可表示為Ca2MgxSiyO22(OH)2，則x、y的值分別為（）A8、3B3、8C5、5D5、87、甲、乙、丙三種溶液各含有一種X(X為Cl、 Br或I)離子，向甲中加淀粉溶液和新制的氯水變?yōu)槌壬?，將此溶液倒入丙，顏色無(wú)明顯變化。由甲、乙、丙依次含有（）ABr、Cl、IBBr、I、ClCI、Br、ClDCl、I、Br8、有一種碘和氧的化合物可以稱為碘酸碘，其中碘元素呈3、5兩種價(jià)態(tài)，則這種化合物的化學(xué)式是（）AI2O4BI2O5CI4O7DI4O99、把含有某一種氯化物雜質(zhì)的氯化鎂粉末95mg溶于水后，與足量的AgNO3溶液反應(yīng)，生成AgCl沉淀3

36、00mg，則該氯化鎂中雜質(zhì)可能是（）A氯化鈉B氯化鋁C氯化鉀D氯化鈣10、將由KCl和KBr組成的混合物2.0g溶于水配成溶液，在該混合液中先加入足量的AgNO3溶液再加稀HNO3，生成沉淀的質(zhì)量可能是（）A3.66gB3.96gC3.36gD3.06g11、純凈的碳酸氫鈣試樣在高溫下分解，當(dāng)剩余的固體質(zhì)量為原試樣質(zhì)量的一半時(shí)，碳酸氫鈣的分解率是（）A50%B75%C92.7%D100%12、在常溫常壓下呈氣態(tài)的化合物，降溫使其固化得到的晶體屬于（）A分子晶體 B原子晶體C離子晶體 D何種晶體無(wú)法判斷13、某不純的固體燒堿，經(jīng)分析其中含有3.76%的Na2CO3、90.5%的NaOH、5.74

37、%的水，將其取樣m g與80mL 1.00mol·L1的鹽酸反應(yīng)，過(guò)量的鹽酸用1.50mol·L1的NaOH溶液恰好中和，則蒸發(fā)中和后的溶液可以得到的固體質(zhì)量為（）A2.34gB4.68gC5.80gD5.85g14、在10mL 0.01mol·L1的純堿溶液中，不斷攪拌并逐滴加入1.2mL 0.05mol·L1鹽酸，完全反應(yīng)后在標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成二氧化碳的體積為（）A1.344mLB2.240mLC0.672mLD0mL提示二、綜合題15、一定量的氯氣與a g磷恰好完全反應(yīng)，全部生成三氯化磷，等質(zhì)量的氯氣和b g磷恰好完全反應(yīng)，全部生成五氯化磷，則ab=_

38、。答案16、提取氯化鈉、溴、鎂等化學(xué)物質(zhì)的富碘鹵水中，采用下圖所示的工藝流程生產(chǎn)單質(zhì)碘：試回答：(1)乙、丁中溶質(zhì)的化學(xué)式：乙_；丁_。(2)第步操作中用稀H2SO4浸洗的目的是_(填寫(xiě)字母編號(hào))。a除去未反應(yīng)的b除去未反應(yīng)的Ic除去未反應(yīng)的Fed除去未反應(yīng)物質(zhì)(3)第步操作可供提純I2的兩種方法是_和_(不要求寫(xiě)具體步驟)。(4)實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)I2的方法是_。(5)甲物質(zhì)見(jiàn)光易變黑，其反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。(6)反應(yīng)中所加硝酸應(yīng)選濃HNO3，還是稀HNO3？_，原因是：_。答案17、實(shí)驗(yàn)室可用氯氣與金屬鐵反應(yīng)制備無(wú)水三氯化鐵，該化合物呈棕紅色、易潮解，100 左右時(shí)升華。下圖是兩個(gè)學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)

39、裝置，左邊的反應(yīng)裝置相同，而右邊的產(chǎn)品收集裝置不同，分別如()和()所示。試回答：(1)B中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。(2)D中的反應(yīng)開(kāi)始前，需排除裝置中的空氣，應(yīng)采取的方法是_。(3)D中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。(4)裝置()的主要缺點(diǎn)是_。(5)裝置()的主要缺點(diǎn)是_。如果選用此裝置來(lái)完成實(shí)驗(yàn)，則必須采取的改進(jìn)措施是_。答案18、某石灰廠利用本地資源石灰石(所含雜質(zhì)高溫不分解，也不與酸反應(yīng))，在石灰窯內(nèi)高溫煅燒生產(chǎn)生石灰。取煅燒后的樣品5.92g，與25.0mL鹽酸恰好完全反應(yīng)，放出二氧化碳44.8mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，濾出殘?jiān)?.120g。請(qǐng)計(jì)算：(1)石灰石中碳酸鈣的分解率。(2)所用鹽酸的物質(zhì)

40、的量濃度。答案19、某燒瓶中盛有50mL濃度為12mol·L1的濃鹽酸，向此燒瓶中加入a g(a13)MnO2共熱，反應(yīng)停止后，將燒瓶?jī)?nèi)的液體冷卻并蒸干，結(jié)果得到b g固體，試求b g固體中氯元素的質(zhì)量可能是多少？答案20、實(shí)驗(yàn)室可由軟錳礦(主要成分為MnO2)制備KMnO4，方法如下：軟錳礦與過(guò)量固體KOH和KClO3在高溫下反應(yīng)，生成錳酸鉀(K2MnO4)和KCl：用水溶解，濾去殘?jiān)?，濾液酸化后，K2MnO4轉(zhuǎn)變?yōu)镸nO2和KMnO4；濾去MnO2沉淀，濃縮濾液，結(jié)晶得到深紫色的針狀KMnO4。請(qǐng)回答：(1)軟錳礦制備K2MnO4的化學(xué)方程式是_；(2)K2MnO4制備KMnO4

41、的離子方程式是_；(3)若用2.5g軟錳礦(含MnO2 80%)進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，計(jì)算KMnO4的理論產(chǎn)量：_(4)KMnO4能與熱的經(jīng)硫酸酸化的Na2C2O4反應(yīng)生成Mn2和CO2該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_；(5)上述制得的KMnO4產(chǎn)品0.165g，恰好與0.335g純Na2C2O4反應(yīng)完全，計(jì)算該KMnO4的純度。答案1-5 BD/B/D/D/D 6-10 D/B/D/B/AC11-14 D/A/B/D提示：1、設(shè)金屬元素為M，反應(yīng)后增加的質(zhì)量即為氯氣的質(zhì)量，依題意得。2、由于氯水中存在如下平衡：，而酸性HClOH2CO3HCl，所以在氯水中加入少量NaHCO3固體時(shí)，NaHCO3HCl=NaC

42、lCO2H2O，使上述平衡向右移動(dòng)，HClO濃度增加；但當(dāng)加入少量NaHSO3固體時(shí)，由于Cl2可與NaHSO3發(fā)生氧化還原反應(yīng)2Cl22NaHSO32H2O=Na2SO44HClH2SO4，使上述平衡向左移動(dòng)，HClO濃度降低。3、人造剛玉的主要成分是Al2O3，而不是SiO2，錯(cuò)；瑪瑙的主要成分是SiO2，而不是硅酸鹽，故錯(cuò)；水泥的主要成分是硅酸鹽，對(duì)；變色眼鏡中變色成分是AgBr，當(dāng)光線強(qiáng)烈時(shí)AgBr見(jiàn)光分解：，Ag吸收可見(jiàn)光，故Ag聚集到一定程度射到鏡片光大部份被吸收，故變色眼鏡在強(qiáng)烈光線照射下變暗，當(dāng)光線變暗時(shí)，上述化學(xué)平衡向生成AgBr的方向移動(dòng)，故眼鏡顏色變淺，由此可見(jiàn)變色眼鏡的主要成分是AgBr，而不是Cu2O，錯(cuò)；硅材料不污染環(huán)境，故對(duì)。選D。4、實(shí)驗(yàn)說(shuō)明有CO2或H2O(g)或兩者都有，實(shí)驗(yàn)說(shuō)明有CO或H2()，實(shí)驗(yàn)說(shuō)明一定有H2，實(shí)驗(yàn)說(shuō)明