第四章 非金屬及其化合物

第頁第四章非金屬及其化合物考點(diǎn)一碳、硅單質(zhì)及氧化物的性質(zhì)1．碳、硅的結(jié)構(gòu)、存在與用途(1)碳、硅的原子結(jié)構(gòu)與存在元素碳硅原子結(jié)構(gòu)示意圖單質(zhì)的結(jié)構(gòu)金剛石：空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)石墨：層狀結(jié)構(gòu)晶體硅：與金剛石類似的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)元素在自然界中的存在形式既有游離態(tài)又有化合態(tài)只有化合態(tài)(2)碳、硅的物理性質(zhì)和用途物質(zhì)石墨金剛石晶體硅外觀黑色鱗片狀固體無色晶體有金屬光澤的灰黑色固體硬度很小自然界中硬度最大硬度大導(dǎo)電性導(dǎo)體不能導(dǎo)電半導(dǎo)體用途用作電極、鉛筆芯制作首飾等制作信息技術(shù)材料，它是半導(dǎo)體晶體管、硅芯片及太陽能電池等的主要成分2．碳和硅的化學(xué)性質(zhì)——還原性寫出①～⑥的化學(xué)方程式：①2C＋O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2CO；②CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2CO；③CuO＋Ceq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO↑；④C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))CO＋H2(制水煤氣)；⑤Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑；⑥Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑。3．二氧化碳與二氧化硅的比較物質(zhì)SiO2CO2結(jié)構(gòu)空間立體網(wǎng)狀，無單個(gè)分子直線形，存在單個(gè)分子物理性質(zhì)硬度大，熔、沸點(diǎn)高，常溫下為固體，不溶于水熔、沸點(diǎn)低，常溫下為氣體，微溶于水化學(xué)性質(zhì)與水反應(yīng)不反應(yīng)CO2＋H2OH2CO3與酸反應(yīng)SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O不反應(yīng)與堿反應(yīng)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O盛堿液的試劑瓶用橡皮塞CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O或CO2＋NaOH=NaHCO3與鹽反應(yīng)SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑、SiO2＋CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO3＋CO2↑Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3↓＋2HClOCO2＋Na2CO3＋H2O=2NaHCO3與堿性氧化物反應(yīng)SiO2＋CaOeq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO3CO2＋Na2O=Na2CO3與碳反應(yīng)SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2CO用途制光學(xué)儀器、石英玻璃、光導(dǎo)纖維化工原料、滅火劑、制冷劑、人工降雨[注意]①CO2與水反應(yīng)生成H2CO3，但SiO2不溶于水，不能用SiO2與水反應(yīng)制備硅酸。②雖然SiO2既能與酸(HF)反應(yīng)，又能與堿(NaOH)反應(yīng)，但SiO2不是兩性氧化物。4．CO2的實(shí)驗(yàn)室制法(1)反應(yīng)原理：CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋CO2↑＋H2O。(2)發(fā)生裝置：啟普發(fā)生器。5.硅的工業(yè)制法及提純eq\x(石英砂)eq\o(→,\s\up7(①焦炭),\s\do5(高溫))eq\x(粗硅)eq\o(→,\s\up7(②氯氣),\s\do5(加熱))eq\x(SiCl4)eq\o(→,\s\up7(③氫氣),\s\do5(高溫))eq\x(高純硅)涉及的化學(xué)方程式：①SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑；②Si＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(△))SiCl4；③SiCl4＋2H2eq\o(=,\s\up7(△))Si＋4HCl。6．硅及其氧化物的特性物質(zhì)一般規(guī)律特性Si硅的還原性比碳強(qiáng)SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑非金屬單質(zhì)與強(qiáng)堿反應(yīng)一般不生成氫氣Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑非金屬單質(zhì)一般不與非氧化性酸反應(yīng)Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑一般非金屬單質(zhì)為絕緣體硅為半導(dǎo)體SiO2酸性氧化物一般與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸SiO2不溶于水，不與水反應(yīng)酸性氧化物一般不與酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O“較強(qiáng)酸制較弱酸”是復(fù)分解反應(yīng)的一般規(guī)律，碳酸酸性大于硅酸Na2SiO3＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋Na2CO3Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑[題點(diǎn)全練]題點(diǎn)(一)碳、硅及其氧化物的性質(zhì)及應(yīng)用1．(1)下列物質(zhì)能與單質(zhì)硅起化學(xué)反應(yīng)的是________。①濃HNO3②水③濃H2SO4④氫氟酸⑤NaOH溶液⑥氟氣⑦氯氣(2)下列事實(shí)能說明非金屬性：C>Si的是________。①硬度：金剛石>晶體硅②熔沸點(diǎn)：SiO2>CO2③酸性：H2CO3>H2SiO3④穩(wěn)定性：CH4>SiH4⑤CO2通入Na2SiO3溶液中產(chǎn)生白色沉淀⑥高溫下，SiO2與Na2CO3反應(yīng)⑦相同條件下，堿性：Na2SiO3(aq)>Na2CO3(aq)答案：(1)④⑤⑥⑦(2)③④⑤⑦2．(2019·信陽模擬)為檢驗(yàn)二氧化碳?xì)怏w中是否混有一氧化碳，某課外興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置：根據(jù)裝置回答問題：(1)A裝置的作用是____________。(2)實(shí)驗(yàn)后怎樣處理尾氣________，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________。(3)若實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到__________________________________________________，則證明原氣體中一定含有一氧化碳。解析：(1)除去混合氣體的CO2時(shí)，可先將混合氣體通入盛有濃NaOH溶液的洗氣瓶中，故A裝置的作用是吸收CO2，以排除對(duì)下面實(shí)驗(yàn)的干擾。(2)CO有毒，故將CO點(diǎn)燃生成CO2才能排放到空氣中。(3)CO還原CuO的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是黑色粉末變成紅色，故利用這一現(xiàn)象來證明原氣體中一定含有CO。答案：(1)吸收CO2(2)點(diǎn)燃2CO＋O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2CO2(3)B中無明顯現(xiàn)象，裝置C中黑色粉末變成光亮的紅色，D中澄清石灰水變渾濁[規(guī)律方法]確認(rèn)混合氣體(CO、CO2)中含有CO氣體的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法各裝置的作用是：A——除去混合氣體中的CO2氣體B——檢驗(yàn)混合氣體中CO2是否除盡C——CO還原CuO：CO＋CuOeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2D——驗(yàn)證CO的氧化產(chǎn)物CO2E——除去尾氣中的CO2氣體F——除去尾氣中的CO氣體、防止污染環(huán)境確定混合氣體中含有CO氣體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：C中的物質(zhì)由黑色變成紅色，B中無明顯現(xiàn)象，D中的澄清石灰水變渾濁。題點(diǎn)(二)CO2與堿反應(yīng)產(chǎn)物的判斷及現(xiàn)象分析3．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將3.36LCO2氣體通入200mL1.00mol·L－1NaOH溶液中，充分反應(yīng)后溶液中c(COeq\o\al(2－,3))與c(HCOeq\o\al(－,3))的比值為(不考慮COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)的水解)()A．1∶1 B．1∶2C．2∶1 D．1∶3解析：選B設(shè)COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)的物質(zhì)的量分別為x、y，則有eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x＋y＝0.15mol，,2x＋y＝0.2mol，))解得x＝0.05mol，y＝0.1mol。4．將足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物質(zhì)的量(n)和通入CO2體積(V)的關(guān)系正確的是()解析：選D依次發(fā)生的反應(yīng)為Ca(OH)2＋CO2=CaCO3↓＋H2O,2KOH＋CO2=K2CO3＋H2O，K2CO3＋CO2＋H2O=2KHCO3，CaCO3＋CO2＋H2O=Ca(HCO3)2。題點(diǎn)(三)硅的制備5．半導(dǎo)體工業(yè)中，有一句行話：“從沙灘到用戶”，即由SiO2制取Si。制取過程中不涉及的化學(xué)反應(yīng)是()A．2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑B．SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2OC．Si＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(△))SiCl4D．SiCl4＋2H2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋4HCl解析：選B工業(yè)制取純硅的工藝流程為SiO2eq\o(→,\s\up7(C),\s\do5())粗硅eq\o(→,\s\up7(Cl2),\s\do5())SiCl4eq\o(→,\s\up7(H2),\s\do5())純硅，該工藝流程中不涉及SiO2與NaOH溶液的反應(yīng)。6．高純度晶硅是典型的無機(jī)非金屬材料，又稱“半導(dǎo)體”材料，它的發(fā)現(xiàn)和使用曾引起計(jì)算機(jī)的一場“革命”。它可以按下列方法制備：SiO2eq\o(→,\s\up7(①C),\s\do5(高溫))Si(粗)eq\o(→,\s\up7(②HCl),\s\do5(300℃))SiHCl3eq\o(→,\s\up7(③過量H2),\s\do5(1000～1100℃))Si(純)下列說法正確的是()A．步驟①的化學(xué)方程式為SiO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋CO2↑B．步驟①②③中生成或消耗1molSi，轉(zhuǎn)移2mol電子C．二氧化硅能與氫氟酸反應(yīng)，而硅不能與氫氟酸反應(yīng)D．SiHCl3(沸點(diǎn)33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸點(diǎn)67.6℃解析：選DA項(xiàng)，高溫下SiO2與C反應(yīng)生成Si和CO氣體，即步驟①的化學(xué)方程式為SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，步驟①中生成1molSi，轉(zhuǎn)移4mol電子，步驟②中生成1molSiHCl3，消耗1molSi，轉(zhuǎn)移2mol電子，步驟③中生成1molSi，轉(zhuǎn)移2mol電子，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，硅能與氫氟酸反應(yīng)生成SiF4和氫氣，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，SiHCl3和SiCl4的沸點(diǎn)相差較大，可以采用蒸餾的方法分離，正確?？键c(diǎn)二硅酸、硅酸鹽及無機(jī)非金屬材料1．硅酸2．硅酸鹽(1)硅酸鈉①白色、可溶于水的粉末狀固體，其水溶液俗稱水玻璃，有黏性，水溶液顯堿性。②與酸性較硅酸強(qiáng)的酸反應(yīng)：a．與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：Na2SiO3＋2HCl=2NaCl＋H2SiO3↓。b．與CO2水溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：Na2SiO3＋H2O＋CO2=Na2CO3＋H2SiO3↓。③用途：黏合劑(礦物膠)，耐火阻燃材料。(2)硅酸鹽改寫成氧化物形式的方法①氧化物的書寫順序：活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→二氧化硅→水，不同氧化物間以“·”隔開。②各元素的化合價(jià)保持不變，且滿足化合價(jià)代數(shù)和為零，各元素原子個(gè)數(shù)比符合原來的組成。③當(dāng)計(jì)量數(shù)配置出現(xiàn)分?jǐn)?shù)時(shí)應(yīng)化為整數(shù)。如正長石：KAlSi3O8不能寫成eq\f(1,2)K2O·eq\f(1,2)Al2O3·3SiO2，應(yīng)寫成K2O·Al2O3·6SiO2。3．無機(jī)非金屬材料(1)傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料①常見硅酸鹽材料比較水泥玻璃陶瓷生產(chǎn)原料石灰石、黏土純堿、石灰石、石英黏土主要設(shè)備水泥回轉(zhuǎn)窯玻璃窯陶瓷窯②玻璃生產(chǎn)中的兩個(gè)重要反應(yīng)：Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO3＋CO2↑。(2)新型無機(jī)非金屬材料材料類別主要特性示例用途高溫結(jié)構(gòu)陶瓷能承受高溫，強(qiáng)度高氮化硅陶瓷汽輪機(jī)葉片、軸承、永久性模具等半導(dǎo)體陶瓷具有電學(xué)特性二氧化錫陶瓷集成電路中的半導(dǎo)體光學(xué)材料具有光學(xué)特性光導(dǎo)纖維光纜通訊、醫(yī)療、照明等生物陶瓷具有生物功能氧化鋁陶瓷人造骨骼、人造關(guān)節(jié)、接骨螺釘[題點(diǎn)全練]題點(diǎn)(一)硅酸鹽、無機(jī)非金屬材料1．大多數(shù)物質(zhì)的俗名是根據(jù)其特殊的物理性質(zhì)或用途得來的。下列物質(zhì)的俗名與化學(xué)式或用途不相符的一組是()選項(xiàng)俗名主要成分(化學(xué)式)用途A石英SiO2集成電路B純堿Na2CO3制備玻璃C水玻璃Na2SiO3制備硅膠D鐵紅Fe2O3用作油漆和涂料解析：選A石英主要用于生產(chǎn)玻璃和光導(dǎo)纖維等，晶體硅才用于制作集成電路。2．硅是構(gòu)成無機(jī)非金屬材料的一種主要元素，下列有關(guān)硅的化合物的敘述錯(cuò)誤的是()A．氮化硅陶瓷是一種新型無機(jī)非金屬材料，其化學(xué)式為Si3N4B．碳化硅(SiC)的硬度大，熔點(diǎn)高，可用于制作高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和軸承C.光導(dǎo)纖維是一種新型無機(jī)非金屬材料，其主要成分為SiO2D．二氧化硅為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其晶體中硅原子和硅氧單鍵個(gè)數(shù)之比為1∶2解析：選D二氧化硅晶體中，1個(gè)Si原子連接4個(gè)O原子，1個(gè)O原子連接2個(gè)Si原子，晶體中Si原子與Si—O鍵個(gè)數(shù)之比為1∶4。3．(2019·洛陽模擬)胃舒平主要成分是氫氧化鋁，同時(shí)含有三硅酸鎂(Mg2Si3O8·nH2O)等化合物。(1)三硅酸鎂的氧化物形式為________________________________________________。(2)Al2O3、MgO和SiO2都可以制耐火材料，其原因是_______。a．Al2O3、MgO和SiO2都是白色固體b．Al2O3、MgO和SiO2都是金屬氧化物c．Al2O3、MgO和SiO2都有很高的熔點(diǎn)解析：(1)Mg2Si3O8·nH2O改寫成氧化物的形式為2MgO·3SiO2·nH2O。(2)Al2O3、MgO和SiO2均具有很高的熔點(diǎn)，故可作為耐火材料。答案：(1)2MgO·3SiO2·nH2O(2)c題點(diǎn)(二)硅及其化合物之間的相互轉(zhuǎn)化4．下列變化中，不能一步實(shí)現(xiàn)的是()A．Na2SiO3→H2SiO3 B．H2SiO3→SiO2C．SiO2→H2SiO3 D．SiO2→Na2SiO3解析：選CNa2SiO3eq\o(→,\s\up7(鹽酸),\s\do5())H2SiO3；H2SiO3eq\o(→,\s\up7(△),\s\do5())SiO2，SiO2eq\o(→,\s\up7(NaOH),\s\do5())Na2SiO3，SiO2不與H2O反應(yīng)，故不能一步轉(zhuǎn)化為H2SiO3。5．如圖是利用二氧化硅制備硅及其化合物的流程，下列說法正確的是()A．SiO2屬于兩性氧化物B．盛放Na2CO3溶液的試劑瓶用玻璃塞C．硅膠吸水后可重復(fù)再生D．圖中所示的轉(zhuǎn)化都是氧化還原反應(yīng)解析：選CSiO2是酸性氧化物，A錯(cuò)誤；Na2CO3溶液呈堿性，試劑瓶不能用玻璃塞，B錯(cuò)誤；題圖中有的轉(zhuǎn)化不是氧化還原反應(yīng)，例如SiO2與NaOH溶液的反應(yīng)，D錯(cuò)誤。[綜合演練提能][課堂真題練]1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)。(1)(2019·江蘇高考)由于SiO2硬度大，故可用于制造光導(dǎo)纖維(×)(2)(2019·江蘇高考)下列轉(zhuǎn)化能一步實(shí)現(xiàn)：CaCO3eq\o(→,\s\up7(高溫))CaOeq\o(→,\s\up7(SiO2),\s\do5(高溫))CaSiO3(√)(3)(2019·全國卷Ⅲ)因?yàn)镠F與SiO2反應(yīng)，故用氫氟酸在玻璃器皿上刻蝕標(biāo)記(√)(4)(2019·江蘇高考)下列轉(zhuǎn)化在一定條件下能夠?qū)崿F(xiàn)：SiO2eq\o(→,\s\up7(HClaq))SiCl4eq\o(→,\s\up7(H2),\s\do5(高溫))Si(×)(5)(2019·海南高考)石英砂可用于生產(chǎn)單晶硅(√)(6)(2019·上海高考)用NaOH溶液不能分離氧化鐵中混有的二氧化硅(×)(7)(2019·全國卷Ⅱ)燃料燃燒產(chǎn)物CO2是溫室氣體之一(√)(8)(2019·四川高考)將某溶液與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水，石灰水變渾濁，說明該溶液中一定含有COeq\o\al(2－,3)(×)(9)(2019·海南高考)將澄清石灰水滴入某溶液證明其中存在COeq\o\al(2－,3)(×)(10)(2019·四川高考)硅膠作袋裝食品的干燥劑的過程中沒有發(fā)生化學(xué)變化(√)(11)(2019·四川高考)pH＝2的溶液中可能大量存在Na＋、NHeq\o\al(＋,4)、SiOeq\o\al(2－,3)(×)(12)(2019·江蘇高考)向Na2SiO3溶液中滴加稀鹽酸的離子方程式：Na2SiO3＋2H＋=H2SiO3↓＋2Na＋(×)(13)(2019·山東高考)向Na2SiO3溶液中通入過量SO2的離子方程式：SiOeq\o\al(2－,3)＋SO2＋H2O=H2SiO3↓＋SOeq\o\al(2－,3)(×)(14)(2019·重慶高考)燒結(jié)黏土制陶瓷，不涉及化學(xué)反應(yīng)(×)2．(2019·北京高考)我國在CO2催化加氫制取汽油方面取得突破性進(jìn)展，CO2轉(zhuǎn)化過程示意圖如下：下列說法不正確的是()A．反應(yīng)①的產(chǎn)物中含有水B．反應(yīng)②中只有碳碳鍵形成C．汽油主要是C5～C11的烴類混合物D．圖中a的名稱是2-甲基丁烷解析：選B反應(yīng)①是CO2與H2反應(yīng)生成了CO，根據(jù)元素守恒可推斷有H2O生成，A項(xiàng)正確；反應(yīng)②是CO與H2反應(yīng)生成(CH2)n，(CH2)n中還含有碳?xì)滏I，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由示意圖可知，汽油的主要成分是C5～C11的烴類混合物，C項(xiàng)正確；根據(jù)a的球棍模型，可得其結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH(CH3)CH2CH3，系統(tǒng)名稱為2-甲基丁烷，D項(xiàng)正確。3．(2019·上海高考)CO2是重要的化工原料，也是應(yīng)用廣泛的化工產(chǎn)品。某H2中含有2.40molCO2，該混合氣體通入2.00LNaOH溶液中，CO2被完全吸收。如果NaOH完全反應(yīng)，該NaOH溶液的濃度為____________。解析：根據(jù)題意要求，2.40molCO2被完全吸收，NaOH也完全反應(yīng)，則反應(yīng)的產(chǎn)物可能是Na2CO3(此時(shí)NaOH的濃度最大)或NaHCO3(此時(shí)NaOH的濃度最小)或Na2CO3和NaHCO3的混合物。用極值思想分析兩個(gè)特殊情況：(1)CO2＋NaOH=NaHCO3，n(NaOH)＝n(CO2)＝2.40mol，則c(NaOH)＝eq\f(2.40mol,2.00L)＝1.20mol·L－1；(2)CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O，n(NaOH)＝2n(CO2)＝4.80mol，則c(NaOH)＝eq\f(4.80mol,2.00L)＝2.40mol·L－1；綜合(1)、(2)可知，NaOH溶液的濃度應(yīng)該為1.20mol·L－1≤c(NaOH)≤2.40mol·L－1。答案：1.2mol·L－1≤c≤2.4mol·L－14．(2019·海南高考)單質(zhì)Z是一種常見的半導(dǎo)體材料，可由X通過如下圖所示的路線制備，其中X為Z的氧化物，Y為氫化物，分子結(jié)構(gòu)與甲烷相似，回答下列問題：eq\x(X)eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(Mg),\s\do5(加熱)))eq\x(Mg2Z)eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(鹽酸),\s\do5()))eq\x(Y)eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(加熱),\s\do5()))eq\x(Z)(1)能與X發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酸是______；由X制備Mg2Z的化學(xué)方程式為______________。(2)由Mg2Z生成Y的化學(xué)方程式為______________________________________，Y分子的電子式為________。(3)Z、X中共價(jià)鍵的類型分別是________、________。解析：Z為半導(dǎo)體單質(zhì)，則Z是Si元素；Si可與氫氟酸反應(yīng)，其氧化物為二氧化硅，根據(jù)反應(yīng)的流程圖可知，二氧化硅與Mg反應(yīng)生成Mg2Si，Mg2Si與鹽酸反應(yīng)生成的Y為氫化物，則Y的分子式是SiH4，加熱分解可得到Si單質(zhì)。其余問題可解。答案：(1)氫氟酸SiO2＋4Mgeq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())2MgO＋Mg2Si(2)Mg2Si＋4HCl=2MgCl2＋SiH4↑(3)非極性鍵極性鍵5．(2019·上海高考)半水煤氣是工業(yè)合成氨的原料氣，其主要成分是H2、CO、CO2、N2和H2O(g)。半水煤氣經(jīng)過下列步驟轉(zhuǎn)化為合成氨的原料。eq\x(\a\al(H2、N2、CO、,CO2、H2O))eq\o(→,\s\up7(CO變換),\s\do5())eq\x(\a\al(H2、N2、,CO2))eq\o(→,\s\up7(脫除CO2),\s\do5())eq\x(H2、N2)完成下列填空：(1)半水煤氣在銅催化下實(shí)現(xiàn)CO變換：CO＋H2Oeq\o(→,\s\up7(Cu),\s\do5(△))CO2＋H2若半水煤氣中V(H2)∶V(CO)∶V(N2)＝38∶28∶22，經(jīng)CO變換后的氣體中：V(H2)∶V(N2)＝________。(2)堿液吸收法是脫除二氧化碳的方法之一。已知：Na2CO3K2CO320℃堿液最高濃度/(mol·L－12.08.0堿的價(jià)格(元/kg)1.259.80若選擇Na2CO3堿液作吸收液，其優(yōu)點(diǎn)是________；缺點(diǎn)是________。如果選擇K2CO3堿液作吸收液，用什么方法可以降低成本？_____________________________________；寫出這種方法涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式___________________________________。(3)以下是測定半水煤氣中H2以及CO的體積分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)方案。取一定體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的半水煤氣，經(jīng)過下列實(shí)驗(yàn)步驟測定其中H2以及CO的體積分?jǐn)?shù)。①選用合適的無機(jī)試劑分別填入Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ方框中。②該實(shí)驗(yàn)方案中，步驟Ⅰ、Ⅱ的目的是：_____________________________。③該實(shí)驗(yàn)方案中，步驟________(選填“Ⅳ”或“Ⅴ”)可以確定半水煤氣中H2的體積分?jǐn)?shù)。解析：(1)經(jīng)CO變換后CO轉(zhuǎn)化為氫氣，則根據(jù)化學(xué)方程式可知，所得的氣體中：V(H2)∶V(N2)＝(38＋28)∶22＝3∶1。(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知若選擇Na2CO3堿液作吸收液，其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)廉，缺點(diǎn)是吸收CO2的能力差。由于生成的碳酸氫鉀受熱易分解產(chǎn)生碳酸鉀，所以堿液循環(huán)使用可以降低成本，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KHCO3=K2CO3＋CO2↑＋H2O。(3)①由于半水煤氣中含有二氧化碳，所以首先利用堿液除去二氧化碳，干燥后再通過氧化銅反應(yīng)，利用濃硫酸吸收產(chǎn)生的水蒸氣，利用堿液吸收產(chǎn)生的二氧化碳，進(jìn)而計(jì)算體積分?jǐn)?shù)。③氫氣還原氧化銅生成水蒸氣，濃硫酸吸收水蒸氣，所以該實(shí)驗(yàn)方案中，步驟Ⅳ可以確定半水煤氣中H2的體積分?jǐn)?shù)。答案：(1)3∶1(2)價(jià)廉吸收CO2能力差堿液循環(huán)使用2KHCO3=K2CO3＋CO2↑＋H2O②除去半水煤氣中的CO2和H2O③Ⅳ[課下提能練]1．下列關(guān)于SiO2和CO2的說法中正確的是()A．CO2、SiO2都能與堿及堿性氧化物反應(yīng)B．CO2和SiO2與水反應(yīng)分別生成相應(yīng)的酸C．SiO2可用來制作干燥劑，因SiO2可與水反應(yīng)D．CO2和SiO2都是由相應(yīng)的分子構(gòu)成的解析：選ACO2、SiO2都是酸性氧化物，都能與堿及堿性氧化物反應(yīng)，故A正確；SiO2不溶于水，也不能和水反應(yīng)生成硅酸，B不正確；硅膠可用作干燥劑，但SiO2不與水反應(yīng)，C不正確；CO2是由分子構(gòu)成的，SiO2是由Si、O原子直接構(gòu)成的，D不正確。2．二氧化硅廣泛存在于自然界中，在日常生活、生產(chǎn)、科研及新型材料等方面有著重要的用途。a～e是對(duì)①～⑤反應(yīng)中SiO2所表現(xiàn)的化學(xué)性質(zhì)或作用進(jìn)行的判斷，其中正確的是()①SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O②SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑③SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O④Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑⑤SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up7(高溫))SiC＋2CO↑a．反應(yīng)①中SiO2作為玻璃的成分被消耗，用于刻蝕玻璃b．反應(yīng)②中SiO2表現(xiàn)出氧化性c．反應(yīng)③中SiO2表現(xiàn)了酸性氧化物的通性d．反應(yīng)④符合用難揮發(fā)性的酸酐制取易揮發(fā)性的酸酐的道理e．反應(yīng)⑤中SiO2未參加氧化還原反應(yīng)A．a(chǎn)ce B．bdeC．cde D．a(chǎn)b解析：選B通常用氫氟酸來刻蝕玻璃，與之對(duì)應(yīng)的反應(yīng)是③，因此a、c判斷錯(cuò)誤；反應(yīng)②是一個(gè)置換反應(yīng)，其中SiO2被還原，表現(xiàn)出氧化性，b判斷正確；反應(yīng)④是一個(gè)復(fù)分解反應(yīng)，用難揮發(fā)的SiO2制取易揮發(fā)的CO2，d判斷正確；反應(yīng)⑤中碳的化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)椋?和＋2價(jià)，硅的化合價(jià)和氧的化合價(jià)都沒有改變，因此SiO2沒有參加氧化還原反應(yīng)，e判斷正確。3．由下列實(shí)驗(yàn)事實(shí)得出的結(jié)論正確的是()A．由SiO2不能與水反應(yīng)生成H2SiO3，可知SiO2不是酸性氧化物B．由SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑，可知碳的非金屬性大于硅C．CO2通入Na2SiO3溶液產(chǎn)生白色沉淀，可知酸性H2CO3>H2SiO3D．SiO2可與NaOH溶液反應(yīng)，也可與氫氟酸反應(yīng)，可知SiO2為兩性氧化物解析：選C由Na2SiO3＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋Na2CO3，可知酸性：H2CO3>H2SiO3(強(qiáng)酸制弱酸)。4．(2019·邢臺(tái)質(zhì)檢)將足量CO2氣體通入水玻璃中，然后加熱蒸干，再在高溫下充分灼燒，最后得到的固體物質(zhì)是()A．Na2SiO3 B．Na2CO3、Na2SiO3C．Na2CO3、SiO2 D．SiO2解析：選A將足量CO2氣體通入水玻璃中，發(fā)生反應(yīng)：2CO2＋Na2SiO3＋2H2O=H2SiO3↓＋2NaHCO3，然后加熱蒸干，高溫灼燒時(shí)發(fā)生反應(yīng)：H2SiO3eq\o(=,\s\up7(△))H2O＋SiO2、2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O和Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑，所以最后所得固體物質(zhì)是Na2SiO3。5．(2019·漳州模擬)C、Si、S都是自然界中含量豐富的非金屬元素，下列有關(guān)說法中正確的是()A．三種元素在自然界中既有游離態(tài)又有化合態(tài)B．元素的＋4價(jià)氧化物都屬于酸性氧化物，都能與堿反應(yīng)而不能與任何酸反應(yīng)C．最低價(jià)的氣態(tài)氫化物都具有還原性，易與O2發(fā)生反應(yīng)D．其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性強(qiáng)弱：H2SO4>H2SiO3>H2CO3解析：選CA項(xiàng)，硅元素在自然界中無游離態(tài)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，SiO2能與氫氟酸反應(yīng)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，C、Si、S三種元素低價(jià)態(tài)氣態(tài)氫化物分別為CH4、SiH4、H2S，都具有還原性，易與O2發(fā)生反應(yīng)，正確；D項(xiàng)，酸性強(qiáng)弱順序?yàn)椋篐2SO4>H2CO3>H2SiO3，錯(cuò)誤。6．月球的礦產(chǎn)資源極為豐富，僅月球表層5cm厚的沙土就含鐵單質(zhì)有上億噸，月球上的主要礦物有輝石CaMgSi2O6、斜長石KAlSi3O8和橄欖石(Mg或Fe)2SiO4等，下列說法或分析不正確的是()A．輝石、斜長石及橄欖石均屬于硅酸鹽礦B．斜長石的氧化物形式可表示為K2O·Al2O3·3SiO2C．月球表層沙土中有游離態(tài)鐵是因?yàn)樵虑虻谋砻鎺缀鯖]有氧氣D．橄欖石中鐵為＋2價(jià)解析：選B斜長石的氧化物形式應(yīng)為K2O·Al2O3·6SiO2。7．(2019·宿州模擬)下列敘述中正確的是()A．因?yàn)镹a2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸強(qiáng)B．碳和硅都是第ⅣA族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性質(zhì)相似C．高純度的硅單質(zhì)廣泛用于制作光導(dǎo)纖維D．SiO2和CO2都是酸性氧化物，但SiO2不能與水反應(yīng)生成硅酸解析：選DA項(xiàng)，該反應(yīng)在高溫下進(jìn)行，且反應(yīng)生成的產(chǎn)物中有氣體，反應(yīng)正向移動(dòng)，促使反應(yīng)能夠順利進(jìn)行，故不能通過此反應(yīng)判斷H2CO3與H2SiO3的酸性強(qiáng)弱，錯(cuò)誤；CO2和SiO2的物理性質(zhì)差異較大，B錯(cuò)誤；光導(dǎo)纖維的主要成分是SiO2，C錯(cuò)誤；SiO2和CO2都是酸性氧化物，SiO2不溶于水，所以不能與水反應(yīng)生成硅酸，D正確。8．已知：碳、硅、鍺、錫、鉛為第ⅣA族元素，其原子序數(shù)依次增大，碳、硅、鍺、錫的＋4價(jià)化合物是穩(wěn)定的，而鉛的＋2價(jià)化合物是穩(wěn)定的。根據(jù)元素周期律的知識(shí)分析下列關(guān)于鍺、錫、鉛的推斷不正確的是()A．SnCl2具有較強(qiáng)的還原性，PbO2具有較強(qiáng)的氧化性B．若鍺、錫在空氣中不反應(yīng)，鉛有可能與氧氣反應(yīng)C．若鍺與鹽酸不反應(yīng)，錫、鉛也不能與鹽酸反應(yīng)D．三種元素的＋4價(jià)氫氧化物的堿性由弱到強(qiáng)的順序：Ge(OH)4<Sn(OH)4<Pb(OH)4解析：選C根據(jù)題給信息，錫的＋4價(jià)化合物是穩(wěn)定的，鉛的＋2價(jià)化合物是穩(wěn)定的，可知A項(xiàng)正確；根據(jù)元素周期律可知鉛的金屬性最強(qiáng)，它有可能與氧氣反應(yīng)，B項(xiàng)正確；錫、鉛在金屬活動(dòng)性順序表中排在氫前，能與鹽酸反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)金屬性的強(qiáng)弱關(guān)系，三種元素的＋4價(jià)氫氧化物的堿性由弱到強(qiáng)的順序?yàn)镚e(OH)4<Sn(OH)4<Pb(OH)4，D項(xiàng)正確。9．(2019·綿陽質(zhì)檢)下列除雜方法正確的是()A．SiO2中含Al2O3雜質(zhì)，可以加入足量NaOH溶液，然后過濾除去B．CO2中含有CO雜質(zhì)，可以通入盛有CuO的玻璃管且加熱C．CO2中含有HCl雜質(zhì)，可以通過盛有飽和Na2CO3溶液的洗氣瓶D．Na2CO3溶液中含有Na2SiO3雜質(zhì)，可以通入足量的CO2，然后過濾解析：選BSiO2、Al2O3均能與NaOH溶液反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；在加熱的條件下，CO與CuO反應(yīng)產(chǎn)生CO2，B項(xiàng)正確；Na2CO3溶液也能吸收CO2，C項(xiàng)錯(cuò)誤；引入NaHCO3雜質(zhì)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。10．(2019·銀川模擬)科學(xué)家最新研制的利用氯化氫和氫氣生產(chǎn)高純硅的工藝流程如圖所示：容器Ⅰ中進(jìn)行的反應(yīng)為①Si(粗)＋3HCl(g)=SiHCl3(l)＋H2(g)；容器Ⅱ中進(jìn)行的反應(yīng)為②SiHCl3＋H2=Si(純)＋3HCl。下列說法正確的是()A．該工藝流程的優(yōu)點(diǎn)是部分反應(yīng)物可循環(huán)使用B．最好用分液的方法分離Si和SiHCl3C．反應(yīng)①和②中HCl均作氧化劑D．反應(yīng)①和②屬于可逆反應(yīng)解析：選A該工藝流程中HCl和H2兩種氣體可循環(huán)使用；分離Si與SiHCl3可用過濾的方法；反應(yīng)②中HCl是生成物，是氧化產(chǎn)物；反應(yīng)①、②都不在同一條件下進(jìn)行，不是可逆反應(yīng)。11．甲氣體可發(fā)生如下變化：甲氣體eq\o(→,\s\up7(通過灼熱的炭層))乙氣體eq\o(→,\s\up7(通過灼熱的炭層))丙氣體eq\o(→,\s\up7(通過灼熱的CuO))乙氣體eq\o(→,\s\up7(通過澄清石灰水))丁固體。則甲、乙、丙、丁分別為()A．CO2、CO、O2、CaO B．O2、CO、CO2、CaCO3C．O2、CO2、CO、CaCO3 D．CO、CO2、O2、Ca(OH)2解析：選C以丙氣體為突破口，丙通過灼熱的CuO后，生成的乙氣體可與澄清石灰水反應(yīng)生成固體，說明乙是CO2，則丙是CO，甲是O2，丁是CaCO3。12．“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室已于2016年9月15日22時(shí)04分在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功。請回答下列問題：(1)耐輻照石英玻璃是航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)的核心元件。石英玻璃的成分是________________(填化學(xué)式)，該物質(zhì)的類別屬于______________(填“堿性氧化物”或“酸性氧化物”)，實(shí)驗(yàn)室中不能用玻璃塞試劑瓶盛放KOH溶液，原因是__________________________(用離子方程式表示)。(2)太陽能電池帆板是“天宮二號(hào)”空間運(yùn)行的動(dòng)力源泉，其性能直接影響到“天宮二號(hào)”的運(yùn)行壽命和可靠性?！疤鞂m二號(hào)”使用光太陽能電池，該電池的核心材料是______，其能量轉(zhuǎn)化方式為__________________。解析：(1)石英的主要成分為二氧化硅，其化學(xué)式為SiO2，它是玻璃工業(yè)和陶瓷工業(yè)的原料、冶金工業(yè)的助熔劑、石英玻璃的主要成分；SiO2能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成硅酸鹽和水，所以SiO2屬于酸性氧化物；常溫下，KOH與玻璃塞中的SiO2發(fā)生反應(yīng)生成K2SiO3(具有黏性)和H2O，反應(yīng)的離子方程式為SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O。(2)太陽能電池的核心材料是晶體硅，其能量轉(zhuǎn)化方式是太陽能轉(zhuǎn)化為電能。答案：(1)SiO2酸性氧化物SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O(2)Si(或晶體硅)太陽能轉(zhuǎn)化為電能13．二氯二氫硅(SiH2Cl2)常用于外延法工藝中重要的硅源。易燃、有毒，與水接觸易水解，沸點(diǎn)為8.2℃。在銅催化作用下，HCl與硅在250～260℃反應(yīng)可以制得SiH2Cl(1)利用濃硫酸、濃鹽酸為原料，選用A裝置制取HCl，利用了濃硫酸的________性。(2)D裝置中生成二氯二氫硅的化學(xué)方程式為___________________________________。(3)按照氣體從左到右的方向，制取SiH2Cl2的裝置(h處用止水夾夾好)連接順序?yàn)閍→()→()→()→()→()→()→()(填儀器接口的字母，其中裝置C用到2次)。(4)按從左到右的順序，前面裝置C中裝的藥品為______，后面裝置C的作用為________________________________________________________________________。(5)反應(yīng)除生成二氯二氫硅之外，還會(huì)生成H2和______、________等。(6)新的制取SiH2Cl2的方法是：往硅粉中先通入Cl2，在300～350℃反應(yīng)生成SiCl4，然后再與HCl在250～260℃反應(yīng)，可以大大提高產(chǎn)率。如果通入氣體解析：(1)濃硫酸有吸水性，使?jié)恹}酸更易揮發(fā)出HCl。(2)利用原子守恒法配平。(3)A裝置制取HCl，連接C裝置干燥，從f進(jìn)入D中反應(yīng)，SiH2Cl2從g處揮發(fā)，在B裝置中收集，SiH2Cl2的密度比空氣大，導(dǎo)氣管應(yīng)長進(jìn)短出，為防止空氣中的水進(jìn)入B中，則應(yīng)在B后接干燥管。(4)前面的裝置C是用來干燥氯化氫氣體的，應(yīng)選用P2O5或無水CaCl2，后面裝置C的作用為尾氣處理和防止空氣中的水進(jìn)入B中，應(yīng)選堿石灰。(6)如果通入氣體順序相反，SiH2Cl2會(huì)與Cl2繼續(xù)反應(yīng)，生成SiCl4、SiHCl3。答案：(1)吸水(2)Si＋2HCleq\o(=,\s\up7(250～260℃),\s\do5(銅))SiH2Cl2(3)defgbcd(4)P2O5或無水CaCl2尾氣處理和防止空氣中的水進(jìn)入B中(5)SiCl4SiHCl3(6)SiH2Cl2＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(△))SiCl4＋2HCl(或SiH2Cl2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(△))SiHCl3＋HCl)14．錫(Sn)是一種重要的金屬，純錫可用于制作超導(dǎo)材料、半導(dǎo)體材料。錫元素位于元素周期表第五周期第ⅣA族。(1)錫在化合物中常見的化合價(jià)有兩種：＋2和________。(2)錫既能與鹽酸反應(yīng)也能與NaOH溶液反應(yīng)，生成的鹽中錫都顯＋2價(jià)，寫出錫與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式：________________________________________________________。(3)如圖是工業(yè)冶煉錫的基本流程：①煉前處理包含錫精礦(主要含錫、鐵、銅、鉛的硫化物和砷化物)在空氣中焙燒等流程，使硫和砷元素轉(zhuǎn)化為易揮發(fā)的SO2和As2O3，請寫出砷磁黃鐵礦(FeAsS2)焙燒生成紅棕色固體的化學(xué)方程式：_______________________________________________，生成的氣體用過量的NaOH溶液吸收，則溶液中濃度最大的含氧酸根離子是________。②還原熔煉的反應(yīng)原理為SnO2(s)＋2CO(g)Sn(s)＋2CO2(g)，一定溫度下，在固定容積的密閉容器中，SnO2與CO反應(yīng)，平衡后容器內(nèi)氣體的平均摩爾質(zhì)量為37.6g·mol－1，該溫度下的平衡常數(shù)K＝________。③粗錫中主要含有Fe、Cu、Pb、Sb金屬，常采用電解精煉方法獲得精錫。其中SnSO4溶液作電解液，精錫連接電源的________極，檢測可知電解后陽極泥中含有Sb、Cu、PbSO4等，則電解過程中陽極電極反應(yīng)式為_____________________________________。④精煉后產(chǎn)生的渣及還原熔煉產(chǎn)生的硬頭中一定含有的元素是________。解析：(1)錫元素位于元素周期表第五周期第ⅣA族，則化合物中錫有＋2和＋4兩種常見的化合價(jià)。(2)錫有類似Al的兩性性質(zhì)，既能與鹽酸反應(yīng)也能與NaOH溶液反應(yīng)，生成的鹽中錫都顯＋2價(jià)，其中錫與NaOH溶液反應(yīng)生成氫氣和Na2SnO2的離子方程式為Sn＋2OH－=SnOeq\o\al(2－,2)＋H2↑。(3)①FeAsS2在空氣中焙燒生成SO2、As2O3和紅棕色固體Fe2O3，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒及原子守恒可知此反應(yīng)的化學(xué)方程式為2FeAsS2＋7O2eq\o(=,\s\up7(△))Fe2O3＋As2O3＋4SO2；生成的SO2用過量的NaOH溶液吸收得Na2SO3溶液，SOeq\o\al(2－,3)在溶液中水解，但只是少部分水解，則溶液中的濃度最大的含氧酸根離子仍是SOeq\o\al(2－,3)。②混合氣體為CO和CO2，平均摩爾質(zhì)量為37.6g·mol－1，設(shè)CO的物質(zhì)的量為xmol，CO2的物質(zhì)的量為ymol，則28g·mol－1×xmol＋44g·mol－1×ymol＝37.6g·mol－1×(x＋y)mol，解得x∶y＝2∶3，平衡后容器內(nèi)氣體在該溫度下的平衡常數(shù)K＝eq\f(c2CO2,c2CO)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)))2＝2.25。③粗錫精煉時(shí)，精錫作陰極，連接電源的負(fù)極，檢測可知電解后陽極泥中含有Sb、Cu、PbSO4等，說明Fe、Sn、Pb均在陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，Sb、Cu未氧化，電解過程中陽極電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋、Sn－2e－=Sn2＋、Pb＋SOeq\o\al(2－,4)－2e－=PbSO4。④由題圖可知，精煉后產(chǎn)生的渣及還原熔煉產(chǎn)生的硬頭會(huì)重新還原熔煉，說明其中一定仍含有Sn元素。答案：(1)＋4(2)Sn＋2OH－=SnOeq\o\al(2－,2)＋H2↑(3)①2FeAsS2＋7O2eq\o(=,\s\up7(△))Fe2O3＋As2O3＋4SO2SOeq\o\al(2－,3)②2.25③負(fù)Fe－2e－=Fe2＋、Sn－2e－=Sn2＋、Pb＋SOeq\o\al(2－,4)－2e－=PbSO4④Sn15．某礦石含碳酸鎂和石英，制備高純硅和硅膠的工藝流程如下：(1)“硅膠”常用作________，也可以用作________的載體。A的結(jié)構(gòu)式為________。(2)制備粗硅的方程式為_____________________________________________。(3)操作Ⅰ為________，操作Ⅱ?yàn)開_________________________________________。(4)操作Ⅲ，需要在氯化氫氣流中加熱脫水的原因是________________________。(5)溶液G用E酸化的方程式為____________________________________________。解析：(1)“硅膠”多孔，常用作實(shí)驗(yàn)室和袋裝食品、瓶裝藥品等的干燥劑，也可以用作催化劑的載體。二氧化碳的結(jié)構(gòu)式為O=C=O。(2)工業(yè)制取純硅的工藝流程為SiO2eq\o(→,\s\up7(C))粗硅eq\o(→,\s\up7(Cl2))SiCl4eq\o(→,\s\up7(H2))純硅，用焦炭還原SiO2，產(chǎn)物是CO而不是CO2。(3)操作Ⅰ為過濾，操作Ⅱ?yàn)檎舭l(fā)結(jié)晶。(4)MgCl2·6H2O加熱脫水制得MgCl2，要在氯化氫氣流中進(jìn)行，氯化氫氛圍是防止鎂離子水解。(5)Na2SiO3與HCl反應(yīng)，生成NaCl和H2SiO3。答案：(1)干燥劑催化劑O=C=O(2)SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO(3)過濾蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶(4)防止鎂離子水解(5)Na2SiO3＋2HCl=2NaCl＋H2SiO3↓考點(diǎn)一氯單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)與應(yīng)用(一)氯氣1．物理性質(zhì)顏色氣味毒性密度特性黃綠色強(qiáng)烈刺激性氣味eq\a\vs4\al(有)毒比空氣eq\a\vs4\al(大)eq\a\vs4\al(易)液化[注意]實(shí)驗(yàn)室里聞?dòng)卸練怏w及未知?dú)怏w氣味的方法是用手在瓶口輕輕扇動(dòng)，僅使極少量氣體飄進(jìn)鼻孔。(如圖所示)2．化學(xué)性質(zhì)(1)與金屬反應(yīng)與變價(jià)金屬反應(yīng)生成高價(jià)金屬氯化物。①與鐵反應(yīng)：2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2FeCl3。②與銅反應(yīng)：Cu＋Cl2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))CuCl2。(2)與非金屬反應(yīng)與H2反應(yīng)：H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃或光照))2HCl，(3)與水反應(yīng)溶于水的氯氣部分與水反應(yīng)，離子方程式為Cl2＋H2O=H＋＋Cl－＋HClO。(4)與堿反應(yīng)與NaOH溶液反應(yīng)，離子方程式為Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O。(5)與還原性無機(jī)化合物反應(yīng)①與碘化鉀溶液反應(yīng)：2KI＋Cl2=2KCl＋I(xiàn)2。②與SO2水溶液反應(yīng)：SO2＋2H2O＋Cl2=H2SO4＋2HCl。③與FeCl2溶液反應(yīng)：2FeCl2＋Cl2=2FeCl3。(6)與有機(jī)化合物反應(yīng)①光照條件下與CH4反應(yīng)：CH4＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光照))CH3Cl(主要)。②一定條件下與CH2=CH2反應(yīng)：CH2=CH2＋Cl2→CH2ClCH2Cl。(二)次氯酸和次氯酸鹽1．次氯酸(1)不穩(wěn)定性次氯酸分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑。(2)強(qiáng)氧化性①能將有色物質(zhì)氧化為無色物質(zhì)，作漂白劑。②殺菌、消毒。(3)弱酸性向NaClO溶液中通入少量CO2，離子方程式為ClO－＋CO2＋H2O=HCOeq\o\al(－,3)＋HClO。[注意]向NaClO溶液中通入CO2(無論是少量還是過量)，均生成HCOeq\o\al(－,3)和HClO。2．次氯酸鹽(1)漂白液(2)漂白粉[注意]向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2，發(fā)生反應(yīng)為Ca2＋＋2ClO－＋CO2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO。(三)氯水的成分與性質(zhì)1．從化學(xué)平衡的角度認(rèn)識(shí)氯水的成分與應(yīng)用(1)氯水的成分氯水中存在三個(gè)平衡關(guān)系：①Cl2＋H2OHCl＋HClO②HClOH＋＋ClO－③H2OH＋＋OH－根據(jù)可逆反應(yīng)的特點(diǎn)，即可得出氯水中存在3種分子：H2O、Cl2、HClO,4種離子：H＋、Cl－、ClO－、OH－。(2)Cl2＋H2OHCl＋HClO平衡移動(dòng)的應(yīng)用向氯水中加入的物質(zhì)濃度變化平衡移動(dòng)的方向應(yīng)用可溶性氯化物c(Cl－)增大左移①用飽和食鹽水除Cl2中的HCl②用排飽和食鹽水法收集Cl2鹽酸c(H＋)和c(Cl－)增大左移次氯酸鹽與濃鹽酸反應(yīng)制Cl2NaOHc(H＋)減小右移用NaOH溶液吸收多余Cl2Ca(OH)2c(H＋)減小右移制漂白粉CaCO3c(H＋)減小右移制高濃度的HClO溶液光照c(HClO)減小右移氯水避光保存或現(xiàn)用現(xiàn)配2．從微粒組成的角度認(rèn)識(shí)氯水性質(zhì)的多重性[題點(diǎn)全練]題點(diǎn)(一)氯氣和氯水的性質(zhì)1．如圖所示是驗(yàn)證氯氣性質(zhì)的微型實(shí)驗(yàn)，a、b、d、e是浸有相關(guān)溶液的濾紙。向KMnO4晶體滴加一滴濃鹽酸后，立即用另一培養(yǎng)皿扣在上面(已知：2KMnO4＋16HCl=2KCl＋5Cl2↑＋2MnCl2＋8H2O)。對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的“解釋或結(jié)論”正確的是()選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋或結(jié)論Aa處變藍(lán)，b處變紅棕色氧化性：Cl2>Br2>I2Bc處先變紅，后褪色氯氣與水生成了酸性物質(zhì)Cd處立即褪色氯氣與水生成了漂白性物質(zhì)De處變紅色還原性：Fe2＋>Cl－解析：選Da處變藍(lán)、b處變紅棕色，說明Cl2分別與KI、NaBr作用生成I2、Br2，可證明氧化性：Cl2>I2、Cl2>Br2，但不能證明氧化性：Br2>I2，A錯(cuò)誤；c處先變紅，說明氯氣與水反應(yīng)生成酸性物質(zhì)，后褪色，說明氯氣與水生成的HClO具有漂白性，B錯(cuò)誤；d處立即褪色，也可能是氯氣與水反應(yīng)生成的酸性物質(zhì)中和NaOH的原因，C錯(cuò)誤；e處變紅說明Cl2將Fe2＋氧化為Fe3＋：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，證明還原性：Fe2＋>Cl－，D正確。2．(2019·定州中學(xué)月考)氯氣的水溶液稱為“氯水”，氯水中含有多種分子和離子，因此氯水有多重性質(zhì)，下列有關(guān)新制氯水的說法中不正確的是()A．新制氯水呈黃綠色，且有刺激性氣味，說明氯水中含有Cl2B．新制氯水滴在藍(lán)色石蕊試紙上，試紙先變紅色后褪色，可說明氯水中含有Cl2C．向淀粉碘化鉀溶液中加入氯水，溶液變成藍(lán)色，說明Cl2可以與鹽發(fā)生置換反應(yīng)D．新制氯水滴到Na2CO3溶液中，有氣體產(chǎn)生，說明氯水中含有H＋解析：選BCl2＋H2OHCl＋HClO，氯水中含有Cl2、H＋、Cl－、HClO。A項(xiàng)，氯氣是黃綠色氣體，新制氯水呈現(xiàn)黃綠色，說明氯水中含有Cl2，正確；B項(xiàng)，試紙先變紅，說明含有H＋，后褪色，是因?yàn)镠ClO的漂白性，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，溶液變藍(lán)說明生成I2，新制氯水的主要成分是Cl2，說明發(fā)生反應(yīng)Cl2＋2I－=2Cl－＋I(xiàn)2，正確；D項(xiàng)，發(fā)生反應(yīng)2H＋＋COeq\o\al(2－,3)=CO2↑＋H2O，正確。[規(guī)律方法]液氯、新制氯水、久置氯水的比較液氯新制氯水久置氯水分類純凈物混合物混合物顏色黃綠色淺黃綠色無色性質(zhì)氧化性酸性、氧化性、漂白性酸性粒子種類Cl2Cl2、HClO、H2O、H＋、Cl－、ClO－、OH－H2O、H＋、Cl－、OH－題點(diǎn)(二)含氯化合物的性質(zhì)及應(yīng)用3．制取水處理劑ClO2(其部分性質(zhì)如表所示)的方法之一是利用草酸(H2C2O4)與氯酸鉀反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KClO3＋aH2C2O4＋H2SO4=2ClO2↑＋K2SO4＋2CO2↑＋bH密度/g·L－1熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃水溶性3.09－59.511.0極易溶解A．化學(xué)方程式中a＝1，b＝2B．草酸只起到還原劑的作用C．KClO3中只有Cl元素被還原D．生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下5.6LClO2時(shí)，轉(zhuǎn)移0.25mol電子解析：選D由化學(xué)方程式中的碳元素守恒可知a＝1，由氫元素或氧元素守恒可知b＝2，A項(xiàng)正確；該反應(yīng)中的草酸為還原劑，氯酸鉀為氧化劑，B、C項(xiàng)正確；標(biāo)準(zhǔn)狀況下ClO2為液體，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4．某學(xué)生做如下實(shí)驗(yàn)：第一步，在淀粉-KI溶液中，滴入少量NaClO溶液，并加入少量稀硫酸，溶液立即變藍(lán)；第二步，在上述藍(lán)色溶液中，滴加足量的Na2SO3溶液，藍(lán)色逐漸消失。下列敘述中該同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的解釋和所得結(jié)論不正確的是()A．氧化性：ClO－>I2>SOeq\o\al(2－,4)B．若將Na2SO3溶液加入氯水中，氯水褪色C．淀粉-KI溶液變藍(lán)是因?yàn)镮－被ClO－氧化為I2，I2遇淀粉變藍(lán)D．藍(lán)色消失的原因是Na2SO3溶液具有漂白性解析：選D第一步中發(fā)生的反應(yīng)為2I－＋ClO－＋2H＋=I2＋Cl－＋H2O，故氧化性：ClO－>I2；第二步中發(fā)生的反應(yīng)為I2＋SOeq\o\al(2－,3)→SOeq\o\al(2－,4)＋化合態(tài)碘，故氧化性：I2>SOeq\o\al(2－,4)，A項(xiàng)正確；Cl2氧化性比I2的強(qiáng)，故由第二步實(shí)驗(yàn)可知B項(xiàng)正確；I2遇淀粉變藍(lán)，說明I－被ClO－氧化為I2，C項(xiàng)正確；第二步實(shí)驗(yàn)證明Na2SO3具有還原性，非漂白性，D項(xiàng)錯(cuò)誤。[規(guī)律方法]次氯酸鹽的強(qiáng)氧化性ClO－不論是在酸性、堿性條件下都能跟亞鐵鹽、碘化物、硫化物、亞硫酸鹽等發(fā)生氧化還原反應(yīng)，即ClO－與I－、Fe2＋、S2－、SOeq\o\al(2－,3)不論是在酸性環(huán)境還是在堿性環(huán)境中均不能大量共存。如漂白粉遇到亞硫酸鹽：Ca2＋＋ClO－＋SOeq\o\al(2－,3)=CaSO4↓＋Cl－?？键c(diǎn)二氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法氯氣是一種性質(zhì)活潑的氣體，以氯氣的實(shí)驗(yàn)室制備、性質(zhì)探究為素材的實(shí)驗(yàn)題目在高考實(shí)驗(yàn)類試題中占有較大的比重。如2019年四川卷T9、2019年江蘇卷T19、福建卷T25、海南卷T17、重慶卷T9。高考“題在書外，理在書中”，高考實(shí)驗(yàn)無非是教材實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新考查而已。本書對(duì)一些經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的編排不囿舊規(guī)，創(chuàng)新編排思路——在用直觀的實(shí)驗(yàn)圖示展示實(shí)驗(yàn)流程的同時(shí)，又巧妙地將一些高考創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)給予對(duì)照比較，旨在讓考生遷移思維、開闊視野，記牢更要用活，學(xué)會(huì)更要學(xué)通。[實(shí)驗(yàn)裝置圖解][思考]1．如何檢驗(yàn)集氣瓶中已收集滿氯氣？提示：(1)實(shí)驗(yàn)室制取Cl2時(shí)，常常根據(jù)集氣瓶中氣體的顏色判斷是否收集滿。(2)將濕潤的藍(lán)色石蕊試紙靠近盛Cl2的瓶口，觀察到試紙先變紅后褪色，則證明已集滿。(3)將濕潤的淀粉碘化鉀試紙靠近盛Cl2的瓶口，觀察到試紙立即變藍(lán)，則證明已集滿。2．實(shí)驗(yàn)室里能否用K2Cr2O7(或KClO3)代替MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制取Cl2？若能，寫出反應(yīng)的離子方程式。提示：能；常溫下即可反應(yīng)，故不需要酒精燈加熱，離子方程式為Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6Cl－＋14H＋=2Cr3＋＋3Cl2↑＋7H2O，ClOeq\o\al(－,3)＋5Cl－＋6H＋=3Cl2↑＋3H2O。3．400mL10mol·L－1的濃鹽酸與足量的MnO2混合共熱，能否得到1molCl2?提示：不能；因?yàn)镸nO2與稀鹽酸不反應(yīng)，故生成的Cl2小于1mol。[題點(diǎn)全練]題點(diǎn)(一)氯氣的制取及性質(zhì)探究1．實(shí)驗(yàn)室用MnO2和濃鹽酸制Cl2時(shí)，有如下操作：①連好裝置，檢查氣密性；②緩緩加熱；③加入MnO2粉末；④從裝有濃鹽酸的分液漏斗中加入濃鹽酸；⑤將多余氯氣用NaOH溶液吸收；⑥用向上排氣收集氯氣。順序正確的是()A．①②③④⑥⑤ B．③④②①⑥⑤C．①④③②⑥⑤ D．①③④②⑥⑤解析：選D氣體制備裝置的連接順序：從下到上，從左到右；裝入藥品的順序?yàn)椋合裙毯笠骸?．(2019·南昌模擬)如圖是實(shí)驗(yàn)室制備氯氣并進(jìn)行一系列相關(guān)實(shí)驗(yàn)的裝置(夾持裝置已略)。(1)制備氯氣選用的藥品為漂粉精固體和濃鹽酸，則相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。(2)裝置B中飽和食鹽水的作用是_______________________________________；同時(shí)裝置B也是安全瓶，監(jiān)測實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)裝置C是否發(fā)生堵塞，請寫出發(fā)生堵塞時(shí)裝置B中的現(xiàn)象：__________________________________________。(3)裝置C的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證氯氣是否具有漂白性，為此裝置C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ處依次放入________(填字母)。abcdⅠ干燥的有色布條干燥的有色布條濕潤的有色布條濕潤的有色布條Ⅱ堿石灰硅膠濃硫酸無水氯化鈣Ⅲ濕潤的有色布條濕潤的有色布條干燥的有色布條干燥的有色布條(4)設(shè)計(jì)裝置D、E的目的是比較氯、溴、碘的非金屬性。當(dāng)向D裝置中緩緩?fù)ㄈ胍欢柯葰鈺r(shí)，可以看到無色溶液逐漸變?yōu)開_______色，說明氯的非金屬性強(qiáng)于溴。(5)打開活塞，將裝置D中少量溶液加入裝置E中，振蕩后靜置。觀察到的現(xiàn)象是________________________________________________________________________。解析：(1)根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律，次氯酸鈣與濃鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、氯氣與水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ca(ClO)2＋4HCl(濃)=CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O。(2)濃鹽酸易揮發(fā)，反應(yīng)制取的氯氣中含有HCl，裝置B中飽和食鹽水的作用是除去Cl2中的HCl；若裝置C發(fā)生堵塞，裝置B中的壓強(qiáng)會(huì)增大，長頸漏斗中液面上升，形成水柱。(3)驗(yàn)證氯氣是否具有漂白性，要對(duì)比驗(yàn)證干燥氯氣和濕潤氯氣有無漂白性，因此Ⅰ處應(yīng)為濕潤的有色布條，Ⅱ處應(yīng)為干燥劑，Ⅲ處應(yīng)為干燥的有色布條，U形管中應(yīng)用固體干燥劑。(4)當(dāng)向裝置D中緩緩?fù)ㄈ肷倭柯葰鈺r(shí)，可以看到無色溶液逐漸變?yōu)樽攸S色，發(fā)生反應(yīng)：Cl2＋2NaBr=2NaCl＋Br2。(5)打開活塞，將裝置D中含Br2的少量溶液加入裝置E中，發(fā)生反應(yīng)：Br2＋2KI=2KBr＋I(xiàn)2，碘單質(zhì)溶于苯呈紫紅色，振蕩后靜置，觀察到的現(xiàn)象是裝置E中溶液分為兩層，上層(苯層)為紫紅色。答案：(1)Ca(ClO)2＋4HCl(濃)=CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O(2)除去Cl2中的HCl長頸漏斗中液面上升，形成水柱(3)d(4)棕黃(5)裝置E中溶液分為兩層，上層(苯層)為紫紅色[規(guī)律方法]氯氣的性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)流程裝置試劑實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)?zāi)康腁濃硫酸驗(yàn)證氯氣無漂白作用，而濕潤的紅布條之所以褪色是因?yàn)镃l2與H2O反應(yīng)生成的HClO具有漂白作用B干燥紅布條無明顯變化C濕潤紅布條紅布條褪色DFeCl2溶液溶液由淺綠色變棕黃色驗(yàn)證氯氣具有強(qiáng)氧化性，可與金屬及還原性物質(zhì)反應(yīng)E淀粉KI溶液溶液變藍(lán)色F濃硫酸G鐵粉產(chǎn)生棕色煙HNaOH溶液吸收多余的氯氣題點(diǎn)(二)陌生氯化物的制備3．二氯化二硫(S2Cl2)是一種常用于橡膠硫化、有機(jī)物氯化的試劑，甲同學(xué)查閱資料：①將干燥的氯氣在110～140℃間與硫反應(yīng)，即可得S2Cl2粗品；②物質(zhì)熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃化學(xué)性質(zhì)S112.8444.6略S2Cl2－77137一種橙黃色的液體，遇水易水解，有淡黃色固體出現(xiàn)，同時(shí)產(chǎn)生能使品紅溶液褪色的氣體；300℃以上完全分解；S2Cl2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(△))2SCl2。設(shè)計(jì)如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置在實(shí)驗(yàn)室合成S2Cl2：回答以下問題：(1)儀器A的名稱是________。(2)B中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________________________________。(3)C裝置的作用是___________________________________________。(4)S2Cl2粗品中可能混有的雜質(zhì)是____________________________________________。(5)乙同學(xué)發(fā)現(xiàn)，該裝置中除了E處的溫度不能過高外，還有一處重大缺陷需改進(jìn)，否則會(huì)導(dǎo)致S2Cl2的產(chǎn)率大大降低，原因是________________________(用化學(xué)方程式表示)；請簡要提出改進(jìn)方案____________________________________________________。(6)H中的溶液可以選擇下列試劑中的________(填序號(hào))。①碳酸鈉溶液②氯化鐵溶液③亞硫酸鈉溶液④高錳酸鉀溶液解析：(1)由裝置圖可知A為分液漏斗。(2)在裝置B中制取氯氣，離子反應(yīng)方程式為MnO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。(3)在E中干燥純凈的Cl2與S發(fā)生反應(yīng)，而B中制取的Cl2中含有HCl雜質(zhì)，除雜后氣體還需要干燥，故C中盛有飽和食鹽水以除去HCl，D中盛有濃硫酸以干燥氯氣。(4)結(jié)合題給信息，S2Cl2能與Cl2反應(yīng)生成SCl2，知S2Cl2粗品中可能混有的雜質(zhì)有S、SCl2、Cl2。(5)觀察裝置圖可知，H中水蒸氣可進(jìn)入G中，發(fā)生反應(yīng)：2S2Cl2＋2H2O=3S↓＋SO2↑＋4HCl，導(dǎo)致S2Cl2產(chǎn)率降低，可在G和H之間增加干燥裝置。(6)H是除氯氣裝置，氯化鐵和高錳酸鉀都不與氯氣反應(yīng)，①③符合題意。答案：(1)分液漏斗(2)MnO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O(3)除去Cl2中的HCl雜質(zhì)(4)S、SCl2、Cl2(5)2S2Cl2＋2H2O=3S↓＋SO2↑＋4HCl在G和H之間增加干燥裝置(如盛有濃硫酸的洗氣瓶)(6)①③考點(diǎn)三鹵素單質(zhì)的制取、性質(zhì)及鹵素離子的檢驗(yàn)(一)提取鹵素單質(zhì)的工藝流程1．海水中提氯海水→粗鹽eq\o(→,\s\up7(精制))飽和食鹽水eq\o(→,\s\up7(電解))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(陽極產(chǎn)物：\a\vs4\al(Cl2),陰極產(chǎn)物：\a\vs4\al(H2、NaOH)))化學(xué)方程式為2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。2．海水中提溴(1)流程(2)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式①2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－；②eq\a\vs4\al(Br2＋SO2＋2H2O=4H＋＋2Br－＋SO\o\al(2－,4))；③2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－。3．海帶中提碘(1)流程(2)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式2I－＋Cl2=I2＋2Cl－(二)鹵素單質(zhì)的性質(zhì)1．鹵素單質(zhì)性質(zhì)的相似性(1)都能與大多數(shù)金屬反應(yīng)，如2Fe＋3Br2=2FeBr3，但I(xiàn)2與Fe反應(yīng)生成FeI2。(2)都能與H2反應(yīng)生成HX：X2＋H2=2HX(X代表Cl、Br、I，下同)。(3)都能與水反應(yīng)：X2＋H2OHX＋HXO(F2例外：2F2＋2H2O=4HF＋O2)。(4)都能與堿溶液反應(yīng)：X2＋2NaOH=NaX＋NaXO＋H2O(F2例外)。2．鹵素單質(zhì)的遞變性顏色熔、沸點(diǎn)eq\o(→,\s\up7(氣體氣體液體固體),\s\do5(逐漸升高))密度eq\o(→,\s\up7(逐漸增大))水溶性eq\o(→,\s\up7(反應(yīng)溶解溶解微溶),\s\do5(逐漸減小))氧化性eq\o(→,\s\up7(與氫氣化合或與水反應(yīng)由易到難),\s\do5(氯、溴、碘單質(zhì)氧化性強(qiáng)弱順序是Cl2>Br2>I2))還原性(X－)陰離子還原性由強(qiáng)到弱順序是I－>Br－>Cl－；①Cl2能從Br－的溶液中置換出Br2，離子方程式為2Br－＋Cl2=2Cl－＋Br2;②Br2能從I－的溶液中置換出I2，離子方程式為2I－＋Br2=2Br－＋I(xiàn)23．特殊性氟①無正價(jià)，非金屬性最強(qiáng)，F(xiàn)－的還原性最弱②2F2＋2H2O=4HF＋O2，與H2反應(yīng)在暗處即爆炸③氫氟酸是弱酸，能腐蝕玻璃，故應(yīng)保存在塑料瓶中溴①Br2是深紅棕色液體，易揮發(fā)②Br2易溶于有機(jī)溶劑③盛溴的試劑瓶中加水，進(jìn)行水封，保存液溴不能用橡膠塞碘①淀粉遇I2變eq\a\vs4\al(藍(lán))色②I2加熱時(shí)易升華③I2易溶于有機(jī)溶劑(三)鹵素離子的檢驗(yàn)1．AgNO3溶液——沉淀法未知液eq\o(→,\s\up7(滴加AgNO3溶液),\s\do5(和稀硝酸))生成eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(白)色沉淀，則有Cl－,淺黃色沉淀，則有Br－,\a\vs4\al(黃)色沉淀，則有I－))2．置換——萃取法未知液eq\o(→,\s\up7(加適量新制飽和氯水),\s\do5(振蕩))eq\o(→,\s\up7(加入CCl4下層或汽油上層),\s\do5(振蕩))eq\a\vs4\al(有機(jī)層呈)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(紅棕色或橙紅色，表明有Br－,紫色、淺紫色或紫紅色，表明有\(zhòng)a\vs4\al(I－)))3．氧化——淀粉檢驗(yàn)I－未知液eq\o(→,\s\up7(加入適量新制飽和氯水雙氧水),\s\do5(振蕩))eq\o(→,\s\up7(淀粉溶液),\s\do5(振蕩))eq\a\vs4\al(藍(lán))色溶液，表明有I－[題點(diǎn)全練]題點(diǎn)(一)鹵素的性質(zhì)及應(yīng)用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)分別裝有滴有不同溶液的白色棉球，反應(yīng)一段時(shí)間后，對(duì)圖中指定部分顏色描述正確的是()選項(xiàng)①②③④A黃綠色橙色藍(lán)色白色B無色橙色紫色白色C黃綠色橙色藍(lán)色無色D黃綠色無色紫色白色解析：選A由①處產(chǎn)生的Cl2通過②時(shí)發(fā)生反應(yīng)Cl2＋2NaBr=2NaCl＋Br2，通過③時(shí)發(fā)生反應(yīng)Cl2＋2KI=2KCl＋I(xiàn)2，通過④時(shí)發(fā)生反應(yīng)Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O，因Cl2為黃綠色，Br2為橙色，淀粉遇I2變藍(lán)，Cl2遇堿產(chǎn)生NaCl、NaClO，可知應(yīng)選A。2．(2019·臨沂模擬)鑒別NaCl溶液、NaBr溶液、NaI溶液可以選用的試劑是()①碘水、淀粉溶液②氯水、CCl4③溴水、苯④硝酸、AgNO3溶液⑤氯水、苯⑥CCl4、淀粉溶液A．①②④ B．②③⑥C．②④⑤ D．④⑤⑥解析：選C將②加入NaCl溶液中，下層為黃綠色，加入NaBr溶液中，下層為橙紅色，加入NaI溶液中，下層為紫紅色；加入⑤與加入②均產(chǎn)生分層現(xiàn)象；④分別加入NaCl溶液、NaBr溶液、NaI溶液得到不同顏色的沉淀。3．為驗(yàn)證鹵素單質(zhì)氧化性的相對(duì)強(qiáng)弱，某小組用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持儀器已略去，氣密性已檢驗(yàn))。實(shí)驗(yàn)過程：Ⅰ.打開彈簧夾，打開活塞a，滴加濃鹽酸。Ⅱ.當(dāng)B和C中的溶液都變?yōu)辄S色時(shí)，夾緊彈簧夾。Ⅲ.當(dāng)B中溶液由黃色變?yōu)榧t棕色時(shí)，關(guān)閉活塞a。(1)A中產(chǎn)生黃綠色氣體，其電子式是________________________________________________________________________。(2)驗(yàn)證氯氣的氧化性強(qiáng)于碘的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是___________________________________。(3)B中溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_______________________________________。(4)為驗(yàn)證溴的氧化性強(qiáng)于碘，過程Ⅳ的操作和現(xiàn)象是___________________________________________________________________。(5)過程Ⅲ實(shí)驗(yàn)的目的是_____________________________________。(6)氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性逐漸減弱的原因：同主族元素從上到下____________________，得電子能力逐漸減弱。解析：(1)A中產(chǎn)生的黃綠色氣體為Cl2，其電子式為。(2)Cl2遇濕潤的淀粉-KI試紙時(shí)，發(fā)生反應(yīng)：Cl2＋2KI=I2＋2KCl，產(chǎn)生的I2遇淀粉變藍(lán)，可以證明Cl2的氧化性強(qiáng)于I2。(3)B中Cl2與NaBr發(fā)生置換反應(yīng)，離子方程式為Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2。(4)C中NaBr與Cl2反應(yīng)生成NaCl和Br2，將C中溶液滴入D中，振蕩，發(fā)生反應(yīng)：Br2＋2KI=I2＋2KBr，靜置后D中溶液分層，下層為碘的CCl4溶液，顯紫紅色，可以說明溴的氧化性強(qiáng)于碘。(5)過程Ⅲ的B中溶液由黃色變?yōu)樽丶t色說明仍有Br2生成，由于B與C中溶液相同，故C中通入Cl2不足，NaBr過量，故C的黃色溶液中無Cl2，排除對(duì)溴置換碘實(shí)驗(yàn)的干擾。(6)氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性逐漸減弱，是因?yàn)閺腃l到I，原子半徑逐漸增大，得電子能力逐漸減弱。答案：(1)(2)濕潤的淀粉-KI試紙變藍(lán)(3)Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－(4)打開活塞b，將少量C中溶液滴入D中，關(guān)閉活塞b，取下D振蕩，靜置后CCl4層變?yōu)樽霞t色(5)確認(rèn)C的黃色溶液中無Cl2，排除Cl2對(duì)溴置換碘實(shí)驗(yàn)的干擾(6)原子半徑逐漸增大題點(diǎn)(二)鹵素單質(zhì)的制取4．(2019·長春模擬)從海帶中提取碘單質(zhì)，成熟的工藝流程如下，下列關(guān)于海水制碘的說法不正確的是()A．實(shí)驗(yàn)室在蒸發(fā)皿中灼燒干海帶，并且用玻璃棒攪拌B．在含I－的濾液中加入稀硫酸和H2O2后，碘元素發(fā)生氧化反應(yīng)C．在碘水中加入幾滴淀粉溶液，溶液變藍(lán)色D．在碘水中加入CCl4得到I2的CCl4溶液，該操作為“萃取”解析：選A灼燒干海帶應(yīng)在坩堝中進(jìn)行，而不應(yīng)在蒸發(fā)皿中灼燒海帶。5．我國有廣闊的海岸線，建設(shè)海峽經(jīng)濟(jì)區(qū)，海水的綜合利用大有可為，如圖所示為海水綜合利用部分流程，有關(guān)說法正確的是()A．上述工藝流程中涉及化合、分解、復(fù)分解和置換反應(yīng)B．①只發(fā)生了化學(xué)變化，②是用電解熔融NaCl制備Cl2C．③④涉及的反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)，⑤只需要蒸餾即可得到單質(zhì)Br2D．④中反應(yīng)的離子方程式為SO2＋Br2＋2H2O=4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2Br－解析：選D題述工藝流程中②電解熔融氯化鈉制取氯氣屬于分解反應(yīng)，③屬于置換反應(yīng)，工藝流程中沒有涉及化合、復(fù)分解反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；①只發(fā)生了物理變化，②是用電解熔融NaCl制備Cl2，故B錯(cuò)誤；③④⑤涉及的反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；④中反應(yīng)的離子方程式為SO2＋Br2＋2H2O=4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2Br－，故D正確。[綜合演練提能][課堂真題練]1．判斷正誤(正確