【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】2021年高考化學(xué)總復(fù)習(xí)(江西版)配套文檔：第四章-非金屬及其化合物-非金屬及其化合物

課時(shí)1碳、硅及其化合物最新考綱1．了解碳元素、硅元素的單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。2.了解碳元素、硅元素的單質(zhì)及其重要化合物對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響?？键c(diǎn)一碳、硅單質(zhì)的性質(zhì)1．碳、硅的存在形態(tài)(1)碳在自然界既有游離態(tài)又有化合態(tài)。碳的同素異形體有金剛石、石墨、無(wú)定形碳、C60等。(2)硅在地殼中的含量占其次位，僅次于氧，全部以化合態(tài)存在，是一種親氧元素，單質(zhì)硅有晶體和無(wú)定形兩種。2．碳、硅單質(zhì)的結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)與用途的比較碳硅結(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(lèi)似的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)物理性質(zhì)金剛石熔點(diǎn)高、硬度大石墨熔點(diǎn)高、質(zhì)軟，有滑膩感晶體硅為灰黑色固體，有金屬光澤、硬度大、熔點(diǎn)高用途金剛石用作切割刀具，石墨用作電極、鉛筆芯晶體硅用作半導(dǎo)體材料、硅芯片和硅太陽(yáng)能電池3.碳、硅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)(1)碳eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(與O2反應(yīng)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(O2（足量）：C＋O2\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))CO2,O2（不足）：2C＋O2\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2CO)),\a\vs4\al(與氧化,物反應(yīng))\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(CuO：2CuO＋C\o(=,\s\up7(△))2Cu＋CO2↑（冶煉金屬）,SiO2：SiO2＋2C\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑（制取粗硅）,H2O：C＋H2O（g）\o(=,\s\up7(高溫))CO＋H2（制取水煤氣）)),\a\vs4\al(與強(qiáng)氧化,性酸反應(yīng))\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(濃H2SO4：C＋2H2SO4（濃）\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O,濃HNO3：C＋4HNO3（濃）\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O))))(2)①與F2反應(yīng)：Si＋2F2=SiF4。②與氫氟酸反應(yīng)：Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑。③與NaOH溶液反應(yīng)：Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑。④與O2反應(yīng)：Si＋O2eq\o(=,\s\up7(△))SiO2。⑤與Cl2反應(yīng)：Si＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(△))SiCl4。4．硅的工業(yè)制法探究思考1．用短線把碳的同素異形體與其物理性質(zhì)和用途連接起來(lái)2．推斷正誤(1)碳的幾種單質(zhì)性質(zhì)不同的緣由主要是由于其結(jié)構(gòu)不同。()(2)12C、13C、14C是碳的三種同素異形體。()(3)硅是非金屬元素，晶體硅是灰黑色有金屬光澤的固體()(4)硅的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料()(5)硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)反應(yīng)()(6)加熱到肯定溫度時(shí)，硅能與氯氣、氧氣等非金屬反應(yīng)()答案(1)√(2)×(3)√(4)√(5)×(6)√【示例1】下列說(shuō)法不正確的是()。A．高溫下用焦炭還原SiO2制取粗硅(2021·廣東，11C)B．單晶硅是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿某Ｓ貌牧?2022·新課標(biāo)，8B)C．單質(zhì)硅常用作半導(dǎo)體材料和光導(dǎo)纖維(2011·山東理綜，10B)D．硅是構(gòu)成一些巖石和礦物的基本元素(2009·廣東理基，22①)思維啟迪硅是現(xiàn)在應(yīng)用最為廣泛的半導(dǎo)體材料，而光導(dǎo)纖維的主要成分為SiO2，光導(dǎo)纖維不導(dǎo)電(填“導(dǎo)電”或“不導(dǎo)電”)。解析光導(dǎo)纖維的主要成分為二氧化硅而不是硅單質(zhì)。答案C【示例2】(2022·重慶理綜，26節(jié)選)金剛石、SiC具有優(yōu)良的耐磨、耐腐蝕特性，應(yīng)用廣泛。(1)碳與短周期元素Q的單質(zhì)化合僅能生成兩種常見(jiàn)氣態(tài)化合物，其中一種化合物R為非極性分子。碳元素在周期表中的位置是______________，Q是________。R的電子式為_(kāi)_______。(2)肯定條件下，Na還原CCl4可制備金剛石。反應(yīng)結(jié)束冷卻至室溫后，回收其中的CCl4的試驗(yàn)操作名稱為_(kāi)_______，除去粗產(chǎn)品中少量鈉的試劑為_(kāi)_______。(3)碳還原SiO2制SiC，其粗產(chǎn)品中雜質(zhì)為Si和SiO2?，F(xiàn)將20.0gSiC粗產(chǎn)品加入到過(guò)量的NaOH溶液中充分反應(yīng)，收集到0.1mol氫氣，過(guò)濾得SiC固體11.4g，濾液稀釋到1L。生成氫氣的離子方程式為_(kāi)______________________，硅酸鹽的物質(zhì)的量濃度為_(kāi)_______。解析(1)C(碳)的兩種常見(jiàn)氣態(tài)化合物為CO、CO2，其中CO2為非極性分子，所以Q為O，R為CO2。(2)依據(jù)Na能與H2O(或CH3CH2OH)反應(yīng)，而金剛石性質(zhì)穩(wěn)定的特點(diǎn)，可用H2O(或CH3CH2OH)除去金剛石中含有的Na。(3)Si與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為Si＋2OH－＋H2O=SiO32－＋2H2↑。20.0g粗產(chǎn)品中，含有11.4gSiC，依據(jù)Si～2H2，可得m(Si)＝0.05mol×28g·mol－1＝1.4g，m(SiO2)＝20.0g－11.4g－1.4g＝7.2g，n(SiO2)＝0.12mol，依據(jù)Si原子守恒，可得n(Na2SiO3)＝0.17mol，故c(Na2SiO3)＝eq\f(0.17mol,1L)＝0.17mol·L－1。答案(1)其次周期第ⅣA族O(氧)(2)過(guò)濾水(或乙醇)(3)Si＋2OH－＋H2O=SiO32－＋2H2↑0.17mol·L－11．(2021·榆林模擬)科學(xué)家在不斷深化的爭(zhēng)辯中，發(fā)覺(jué)了一系列新的碳單質(zhì)，對(duì)碳單質(zhì)的爭(zhēng)辯已進(jìn)展成一門(mén)獨(dú)立的科學(xué)——碳科學(xué)。下列關(guān)于碳單質(zhì)的敘述正確的是()。A．碳的各種單質(zhì)互稱為碳的同素異形體B．碳元素的各種單質(zhì)結(jié)構(gòu)雖然不同，但性質(zhì)差別不大C．碳元素的單質(zhì)性質(zhì)不同，其用途相同D．碳元素的單質(zhì)只有金剛石、石墨和C60解析碳元素的單質(zhì)結(jié)構(gòu)不同，物理性質(zhì)差別較大，B錯(cuò)誤；碳元素單質(zhì)性質(zhì)不同，用途也不相同，C錯(cuò)誤；常見(jiàn)的碳元素單質(zhì)有金剛石、石墨和C60，但同時(shí)還存在其他單質(zhì)，D錯(cuò)誤。答案A2．硅作為一種新型能源被廣泛開(kāi)發(fā)利用，關(guān)于其有利因素的下列說(shuō)法中，你認(rèn)為不正確的是()。A．硅燃燒產(chǎn)物對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的污染，簡(jiǎn)潔得到有效把握B．從Si(s)＋O2(g)eq\o(=,\s\up7(△))SiO2(s)ΔH＝－858.6kJ·mol－1可知，硅燃燒放出的熱量多C．自然界中硅的儲(chǔ)量豐富，可以從自然界直接獲得單質(zhì)硅D．硅便于運(yùn)輸、貯存，從平安角度考慮，硅是最佳的燃料之一解析硅燃燒生成二氧化硅，二氧化硅是固體，其污染簡(jiǎn)潔得到有效把握；硅為固體燃料，化學(xué)性質(zhì)不活潑，運(yùn)輸、貯存比較簡(jiǎn)潔且又平安；硅在自然界中無(wú)單質(zhì)形式，只有化合物，所以C是錯(cuò)誤的。答案C3．[2009·浙江理綜，28(1)(2)(3)]單晶硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ)材料。通常用碳在高溫下還原二氧化硅制得粗硅(含鐵、鋁、硼、磷等雜質(zhì))，粗硅與氯氣反應(yīng)生成四氯化硅(反應(yīng)溫度450～500℃)，四氯化硅經(jīng)提純后用氫氣還原可得高純硅。以下是試驗(yàn)室制備四氯化硅的裝置示意圖。相關(guān)信息如下：a．四氯化硅遇水極易水解；b．硼、鋁、鐵、磷在高溫下均能與氯氣直接反應(yīng)生成相應(yīng)的氯化物；c．有關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)見(jiàn)下表：物質(zhì)SiCl4BCl3AlCl3FeCl3PCl5沸點(diǎn)/℃57.712.8－315－熔點(diǎn)/℃－70.0－107.2－－－升華溫度/℃－－180300162請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)寫(xiě)出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_________________________________________________________________________________________________。(2)裝置A中g(shù)管的作用是______________；裝置C中的試劑是____________；裝置E中的h瓶需要冷卻的理由是_______________________________。(3)裝置E中h瓶收集到的粗產(chǎn)物可通過(guò)精餾(類(lèi)似多次蒸餾)得到高純度四氯化硅，精餾后的殘留物中，除鐵元素外可能還含有的雜質(zhì)元素是________(填寫(xiě)元素符號(hào))。解析依據(jù)題中信息可知A為Cl2的發(fā)生裝置，B、C為Cl2凈扮裝置，D中發(fā)生反應(yīng)2Cl2＋Sieq\o(=,\s\up7(△))SiCl4，生成SiCl4用E收集，B中為飽和食鹽水將氯化氫氣體除去，C中應(yīng)為濃H2SO4除水，由表中數(shù)據(jù)可知SiCl4沸點(diǎn)較低，用冷卻液冷卻可得到液態(tài)SiCl4。答案(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O(2)平衡氣壓濃H2SO4SiCl4沸點(diǎn)較低，用冷卻液冷卻可得到液態(tài)SiCl4(3)Al、B、P碳、硅單質(zhì)的特殊性1．一般狀況下，非金屬元素單質(zhì)熔、沸點(diǎn)低，硬度小，但晶體硅、金剛石熔、沸點(diǎn)高，硬度大，其中金剛石為自然界中硬度最大的物質(zhì)。2．一般狀況下，非金屬單質(zhì)為絕緣體，但硅為半導(dǎo)體，石墨為電的良導(dǎo)體。3．Si的還原性大于C，但C在高溫下能還原出Si：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑。4．非金屬單質(zhì)與堿反應(yīng)一般既作氧化劑又作還原劑，且無(wú)氫氣放出，但硅與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)只作還原劑，且放出氫氣：Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑。5．非金屬單質(zhì)一般不與非氧化性酸反應(yīng)，但硅能跟HF作用：Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑。6．一般狀況下，金屬(Na、K)能置換出水中的氫，但C在高溫下也能置換出H2O中的氫：C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))H2＋CO?？键c(diǎn)二碳、硅的氧化物1．一氧化碳(1)物理性質(zhì)：無(wú)色氣體，有毒，難溶于水。(2)化學(xué)性質(zhì)①燃燒：2CO＋O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2CO2，淡藍(lán)色火焰；②還原CuO：CuO＋COeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2(冶煉金屬)。2．二氧化碳和二氧化硅的比較物質(zhì)二氧化硅二氧化碳結(jié)構(gòu)空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不存在單個(gè)分子存在單個(gè)CO2分子主要物理性質(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)①與水反應(yīng)不反應(yīng)CO2＋H2OH2CO3②與酸反應(yīng)只與氫氟酸反應(yīng)：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O不反應(yīng)③與堿反應(yīng)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O(盛堿液的試劑瓶用橡膠塞)CO2少量：CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O、CO2過(guò)量：CO2＋NaOH=NaHCO3④與鹽反應(yīng)如與Na2CO3反應(yīng)：SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑如與Na2SiO3反應(yīng)：Na2SiO3＋H2O＋CO2(不足)=H2SiO3↓＋Na2CO3或Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(足量)=H2SiO3↓＋2NaHCO3⑤與堿性氧化物反應(yīng)如與CaO反應(yīng)：SiO2＋CaOeq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO3如與Na2O反應(yīng)：Na2O＋CO2=Na2CO3用途光導(dǎo)纖維、光學(xué)儀器、電子部件制飲料、制碳酸鹽探究思考1．推斷正誤(1)CO2不支持燃燒是相對(duì)的。()(2)CO和CO2是碳的兩種氧化物，二者均是溫室氣體。()(3)酸性氧化物都只能與堿反應(yīng)不能與酸發(fā)生反應(yīng)。()(4)工業(yè)上用焦炭和石英制取粗硅的反應(yīng)方程式為SiO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋CO2↑。()(5)不能用SiO2與水反應(yīng)的方法來(lái)制取硅酸，不能用瓷坩堝來(lái)加熱燒堿或純堿使其熔化。()答案(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√2．指出下列反應(yīng)中SiO2所表現(xiàn)的化學(xué)性質(zhì)或作用，在A～E選項(xiàng)中選擇正確答案填入括號(hào)內(nèi)。(1)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O()(2)SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑()(3)SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑()(4)SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up7(高溫))SiC＋2CO↑()(5)SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O()A．作為玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蝕B．氧化性C．酸性氧化物的通性D．將揮發(fā)性的酸酐從其鹽中置換出來(lái)E．未參與氧化還原反應(yīng)答案(1)C(2)D(3)B(4)E(5)A【示例3】下列說(shuō)法正確的是()。A．二氧化硅不與強(qiáng)酸反應(yīng)，可用石英器皿盛放氫氟酸(2021·江蘇，4B)B．甲eq\o(→,\s\up7(丁))乙eq\o(,\s\up7(丁),\s\do5(甲))丙若甲為焦炭則丁可能是O2(2021·江蘇，6A)C．SiO2有導(dǎo)電性，所以SiO2可用于制備光導(dǎo)纖維(2022·廣東理綜，12B)D．SiO2與酸、堿均不反應(yīng)(2022·天津理綜，2B)解析由于SiO2能與氫氟酸反應(yīng)，所以不能用石英器皿盛放氫氟酸，A錯(cuò)誤；SiO2不導(dǎo)電，C錯(cuò)誤；SiO2是酸性氧化物能與堿反應(yīng)，也能與氫氟酸反應(yīng)，D錯(cuò)誤。答案B【示例4】(2010·福建理綜，9)下表各組物質(zhì)中，滿足下圖物質(zhì)一步轉(zhuǎn)化關(guān)系的選項(xiàng)是()。eq\a\vs4\al(選項(xiàng)XYZANaNaOHNaHCO3BCuCuSO4Cu（OH）2CCCOCO2DSiSiO2H2SiO3,\x())解析A項(xiàng)，NaHCO3無(wú)法一步到Na，錯(cuò)；B項(xiàng)，Cu(OH)2無(wú)法一步到Cu，錯(cuò)；C項(xiàng)，C與O2不完全燃燒得CO，CO與O2反應(yīng)得CO2，CO2與Mg反應(yīng)可得C，正確；D項(xiàng)，SiO2無(wú)法一步得H2SiO3，H2SiO3也無(wú)法一步得Si，錯(cuò)。答案C1．(2021·鎮(zhèn)江模擬)下圖是利用二氧化硅制備硅及其化合物的流程，下列說(shuō)法正確的是()。A．SiO2屬于兩性氧化物B．非金屬性：Si>CC．硅膠吸水后可重復(fù)再生D．圖中所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)解析SiO2是酸性氧化物；非金屬性：C>Si；圖中有的轉(zhuǎn)化反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)，如SiO2與NaOH溶液的反應(yīng)。答案C2．(2021·重慶八中月考)向含有0.2molNaOH和0.1molBa(OH)2的溶液中持續(xù)穩(wěn)定地通入CO2氣體，當(dāng)通入氣體為8.96L(0℃，1.01×105Pa)時(shí)馬上停止，則這一過(guò)程中，溶液中離子的物質(zhì)的量與通入CO2氣體的體積關(guān)系圖像正確的是(氣體的溶解和離子的水解忽視不計(jì))()。解析本題涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式如下：Ba(OH)2＋CO2=BaCO3↓＋H2O①2NaOH＋CO2=Na2CO3＋H2O②Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3③BaCO3＋CO2＋H2O=Ba(HCO3)2④當(dāng)未通入CO2氣體時(shí)，溶液中離子的物質(zhì)的量為0.2molNa＋、0.1molBa2＋、0.4molOH－；當(dāng)通入2.24LCO2氣體時(shí)，發(fā)生反應(yīng)①，此時(shí)溶液中離子的物質(zhì)的量為0.2molNa＋、0.2molOH－；當(dāng)通入4.48LCO2時(shí)，發(fā)生反應(yīng)②，此時(shí)溶液中離子的物質(zhì)的量為0.2molNa＋、0.1molCO32－；當(dāng)通入6.72LCO2時(shí)，發(fā)生反應(yīng)③，此時(shí)溶液中離子的物質(zhì)的量為0.2molNa＋、0.2molHCO3－；當(dāng)通入8.96LCO2時(shí)，發(fā)生反應(yīng)④，此時(shí)溶液中離子的物質(zhì)的量為0.2molNa＋、0.1molBa2＋、0.4molHCO3－。對(duì)比圖像可知選項(xiàng)C正確。答案C3．(2011·海南，9改編)“碳捕獲技術(shù)”是指通過(guò)肯定的方法將工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的CO2分別出來(lái)并利用。如可利用NaOH溶液來(lái)“捕獲”CO2，其基本過(guò)程如下圖所示(部分條件及物質(zhì)未標(biāo)出)。下列有關(guān)該方法的敘述中正確的是()。①能耗大是該方法的一大缺點(diǎn)②整個(gè)過(guò)程中，只有一種物質(zhì)可以循環(huán)利用③“反應(yīng)分別”環(huán)節(jié)中，分別物質(zhì)的基本操作是蒸發(fā)結(jié)晶、過(guò)濾④該方法可削減碳排放，捕獲到的CO2還可用來(lái)制備甲醇等產(chǎn)品A．①②B．②③C．③④D．①④解析①，該方法中高溫反應(yīng)爐分別出CO2，需要消耗較多能量；②，整個(gè)過(guò)程中NaOH和CaO均可循環(huán)利用；③，從捕獲室中得到的溶液中含有大量的NaHCO3，加入CaO后生成CaCO3和NaOH，通過(guò)過(guò)濾的方法即可分別；④，捕獲到的CO2可與H2反應(yīng)制備甲醇：CO2＋3H2eq\o(→,\s\up7(肯定條件))CH3OH＋H2O。答案D“數(shù)軸法”定量推斷CO2與堿的反應(yīng)產(chǎn)物CO2通入NaOH、Ca(OH)2等強(qiáng)堿溶液中的反應(yīng)產(chǎn)物與CO2氣體的通入量有關(guān)，當(dāng)CO2通入少量時(shí)生成碳酸鹽，當(dāng)CO2通入過(guò)量時(shí)生成碳酸氫鹽；當(dāng)CO2的通入量介于兩者之間時(shí)，既有正鹽又有酸式鹽生成，因此推斷時(shí)肯定要留意CO2與堿之間量的關(guān)系。以CO2與NaOH溶液反應(yīng)為例：CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2OCO2＋NaOH=NaHCO3當(dāng)n(OH－)∶n(CO2)的值不同時(shí)產(chǎn)物如下：考點(diǎn)三硅酸、硅酸鹽、無(wú)機(jī)非金屬材料1．硅酸硅酸難溶于水，其酸性比碳酸弱，硅酸不能(填“能”或“不能”)使紫色石蕊試液變紅色。(1)硅酸不穩(wěn)定，受熱易分解：H2SiO3eq\o(=,\s\up7(△))SiO2＋H2O。(2)硅酸能與堿溶液反應(yīng)，如與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2SiO3＋2NaOH=Na2SiO3＋2H2O。(3)硅酸在水中易聚合形成膠體，硅膠有很強(qiáng)的吸水力量，常用作干燥劑。2．硅酸鹽(1)概念：由硅、氧和金屬元素組成的化合物的總稱，是構(gòu)成地殼巖石的主要成分。(2)表示方法：硅酸鹽礦物的成分簡(jiǎn)單，多用氧化物的形式表示它們的組成，如硅酸鈉(Na2SiO3)寫(xiě)成Na2O·SiO2，鉀云母(KH2Al3Si3O12)寫(xiě)成K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O。(3)硅酸鈉(Na2SiO3)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它能與較強(qiáng)的酸反應(yīng)，如與鹽酸反應(yīng)：Na2SiO3＋2HCl=2NaCl＋H2SiO3↓；與CO2水溶液反應(yīng)：Na2SiO3＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋Na2CO3。③用途：黏合劑(礦物膠)，耐火阻燃材料。3．無(wú)機(jī)非金屬材料(1)傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料①三種硅酸鹽工業(yè)生產(chǎn)的比較：水泥玻璃陶瓷生產(chǎn)原料石灰石、黏土純堿、石灰石和石英黏土主要設(shè)備水泥回轉(zhuǎn)窯玻璃窯陶瓷窯主要成分3CaO·SiO22CaO·SiO23CaO·Al2O3Na2SiO3CaSiO3SiO2硅酸鹽生產(chǎn)條件高溫②主要用途：陶瓷、玻璃、水泥是主要建材，也廣泛應(yīng)用于生活中。(2)新型無(wú)機(jī)非金屬材料①高溫結(jié)構(gòu)陶瓷：如氮化硅陶瓷具有較高的硬度和耐磨性、較強(qiáng)的抗化學(xué)侵蝕性和電絕緣性等。②生物陶瓷：對(duì)機(jī)體無(wú)排異反應(yīng)，不會(huì)引起代謝作用特別。③壓電陶瓷：具有壓電效應(yīng)。探究思考1．能否依據(jù)Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑說(shuō)明H2SiO3的酸性比H2CO3強(qiáng)？答案不能。強(qiáng)酸制弱酸的規(guī)律：強(qiáng)酸＋弱酸鹽=強(qiáng)酸鹽＋弱酸，僅適用于常溫下水溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，而該反應(yīng)是在高溫且干態(tài)下進(jìn)行，只能從化學(xué)平衡移動(dòng)角度去解釋反應(yīng)發(fā)生的緣由，因CO2為氣體，能準(zhǔn)時(shí)離開(kāi)反應(yīng)體系，使化學(xué)反應(yīng)得以向右進(jìn)行。2．推斷下列說(shuō)法是否正確(1)玻璃是一種晶體，有較高的熔點(diǎn)。()(2)水玻璃是一種特殊的玻璃，泡花堿屬于堿。()(3)向肯定濃度的Na2SiO3溶液中通入適量CO2消滅白色沉淀，證明H2SiO3的酸性比H2CO3的酸性強(qiáng)。()(4)傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸鹽材料()(5)新型無(wú)機(jī)非金屬材料克服了傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料的很多缺點(diǎn)()(6)高溫結(jié)構(gòu)材料具有耐高溫、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等優(yōu)點(diǎn)()(7)傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料和新型無(wú)機(jī)非金屬材料的主要成分都是硅酸鹽()答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√(6)√(7)×【示例5】下列說(shuō)法正確的是()。A．石英只能用于生產(chǎn)光導(dǎo)纖維(2021·福建，6A)B．合成纖維與光導(dǎo)纖維都是新型無(wú)機(jī)非金屬材料(2022·新課標(biāo)，8D)C．陶瓷是人類(lèi)應(yīng)用很早的硅酸鹽材料(2009·廣東理基，22)D．水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品(2009·廣東理基，22)思維啟迪①合成纖維屬于有機(jī)物(填“有機(jī)物”“無(wú)機(jī)物”)；②水晶的主要成分是SiO2。解析石英除用于生產(chǎn)光導(dǎo)纖維外，還可用于制備Si、玻璃等，A錯(cuò)誤；合成纖維屬于有機(jī)物不屬于無(wú)機(jī)非金屬材料，B錯(cuò)誤；水晶的主要成分為SiO2不屬于硅酸鹽制品，D錯(cuò)誤。答案C1．下列說(shuō)法正確的是()。A．水泥、玻璃、青花瓷、水晶、瑪瑙都屬于硅酸鹽工業(yè)產(chǎn)品B．二氧化碳通入水玻璃可以得到原硅酸C．由于高溫時(shí)二氧化硅與碳酸鈉反應(yīng)放出二氧化碳，所以硅酸酸性比碳酸強(qiáng)D．2MgO·SiO2中的酸根陰離子為SiO42－解析硅酸鹽工業(yè)產(chǎn)品是用含硅物質(zhì)為原料，經(jīng)高溫加熱制成的產(chǎn)品，A中水晶、瑪瑙明顯不是硅酸鹽工業(yè)產(chǎn)品；B項(xiàng)正確；C中只能得出高溫下硅酸鈉比碳酸鈉穩(wěn)定的結(jié)論；D中酸根陰離子應(yīng)為SiO44－。答案B2．A、B、C、D、E五種物質(zhì)中均含有同一種非金屬元素，它們能發(fā)生如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系，該元素(用R表示)的單質(zhì)能與NaOH溶液反應(yīng)生成鹽(Na2RO3)和氫氣。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)寫(xiě)出各物質(zhì)的化學(xué)式：A________；B________；C________；D________；E________。(2)寫(xiě)出反應(yīng)①的化學(xué)方程式：___________________________________，該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_______。(3)寫(xiě)出反應(yīng)④的離子方程式：____________________________________。(4)寫(xiě)出反應(yīng)⑤的離子方程式：________________________________________。(5)H2CO3的酸性強(qiáng)于E的，請(qǐng)用離子方程式予以證明：_________________________________________________________________。解析解答本題的“突破口(1)”是非金屬元素R的單質(zhì)能與NaOH溶液反應(yīng)生成鹽(Na2RO3)和氫氣，說(shuō)明是硅及其化合物之間的轉(zhuǎn)化?！巴黄瓶?2)”是反應(yīng)條件“高溫”，A在高溫條件下，能與焦炭、CaCO3發(fā)生反應(yīng)，則A為SiO2。從而推知B為CaSiO3，C為Na2SiO3，D為Si，E為H2SiO3。答案(1)SiO2CaSiO3Na2SiO3SiH2SiO3(2)SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑1∶2(3)Si＋2OH－＋H2O=SiO32－＋2H2↑(4)SiO32－＋Ca2＋=CaSiO3↓(5)SiO32－＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋CO32－3．A元素的一種單質(zhì)是一種重要的半導(dǎo)體材料，含A元素的一種化合物C可用于制造高性能的現(xiàn)代通訊材料——光導(dǎo)纖維，C與燒堿反應(yīng)生成含A元素的化合物D。(1)在元素周期表中，A位于________族，與A同族但相對(duì)原子質(zhì)量比A小的元素B的原子結(jié)構(gòu)示意圖為_(kāi)_______，A與B原子在電子層結(jié)構(gòu)上的相同點(diǎn)是_______________________________________________________________。(2)易與C發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酸是________(填名稱)，反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________________________________________________________________。(3)將C與純堿混合高溫熔融時(shí)也發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成D，同時(shí)還生成B的最高價(jià)氧化物E；將全部的E與全部的D在足量的水中混合后，又發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成含A的化合物F。①寫(xiě)誕生成D和F的化學(xué)反應(yīng)方程式：____________________________________________________________________________________________________，_________________________________________________________________。②要將NaOH高溫熔化，下列坩堝中不行選用的是________。A．一般玻璃坩堝B．石英玻璃坩堝C．氧化鋁坩堝D．鐵坩堝答案(1)ⅣA最外層均有4個(gè)電子(2)氫氟酸SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O(3)①SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑Na2SiO3＋CO2＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓②ABC新型無(wú)機(jī)非金屬材料題型探秘(老師用書(shū)獨(dú)具)[問(wèn)題探究]材料科學(xué)是近年來(lái)與化學(xué)有關(guān)的科學(xué)爭(zhēng)辯的熱點(diǎn)，材料工業(yè)和新材料技術(shù)是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)支柱之一，也是近年來(lái)高考的一個(gè)命題熱點(diǎn)，有關(guān)新型無(wú)機(jī)非金屬材料的題型主要有以下兩種狀況：[當(dāng)場(chǎng)指導(dǎo)]一、信息挖掘型【例1】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)上曾普遍接受高純硅與純氮在1300℃反應(yīng)制得。(1)依據(jù)性質(zhì)，推想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、Si的原子結(jié)構(gòu)示意圖：__________，依據(jù)元素周期律學(xué)問(wèn)，請(qǐng)寫(xiě)出氮化硅的化學(xué)式__________。(3)氮化硅陶瓷抗腐蝕力量強(qiáng)，除氫氟酸外，它不與其他無(wú)機(jī)酸反應(yīng)。試推想該陶瓷被氫氟酸腐蝕的化學(xué)方程式________________________________________________________________________________________________________。解析(1)氮化硅是一種高溫結(jié)構(gòu)陶瓷，屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料。將高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的特性、用途等學(xué)問(wèn)進(jìn)行遷移，可知氮化硅硬度、強(qiáng)度高，耐磨、耐腐蝕，可以制汽輪機(jī)葉片、軸承，制造永久性模具等，選A、C、D。(2)N原子結(jié)構(gòu)示意圖：，Si原子結(jié)構(gòu)示意圖：，依據(jù)原子結(jié)構(gòu)和元素周期律的學(xué)問(wèn)，可以推斷出氮元素的非金屬性比硅強(qiáng)，故N顯－3價(jià)，Si顯＋4價(jià)，再依據(jù)化合物中各元素化合價(jià)代數(shù)和為零的原則，推出氮化硅的化學(xué)式為：Si3N4。(3)常溫下，Si、SiO2能與HF反應(yīng)的緣由是生成的SiF4氣體脫離了反應(yīng)體系，促進(jìn)了反應(yīng)的進(jìn)行，同理氮化硅陶瓷與氫氟酸反應(yīng)也生成了SiF4氣體，故化學(xué)反應(yīng)方程式為：Si3N4＋12HF=3SiF4↑＋4NH3↑。答案(1)ACD(2)Si3N4(3)Si3N4＋12HF=3SiF4↑＋4NH3↑。二、性質(zhì)對(duì)比型1．四種新型無(wú)機(jī)非金屬材料的對(duì)比【例2】有關(guān)高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和光導(dǎo)纖維說(shuō)法不正確的是()。A．高溫結(jié)構(gòu)陶瓷彌補(bǔ)了金屬材料的弱點(diǎn)，但是硬度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于金屬材料B．氮化硅陶瓷是一種重要的結(jié)構(gòu)材料，具有超硬性，它能與氫氟酸反應(yīng)C．光導(dǎo)纖維是一種能高質(zhì)量傳導(dǎo)光的玻璃纖維D．光導(dǎo)纖維的抗干擾性能好，不發(fā)生電輻射，通訊質(zhì)量高，能防竊聽(tīng)解析高溫結(jié)構(gòu)陶瓷克服了金屬材料的弱點(diǎn)，本身具有很多優(yōu)點(diǎn)，如硬度、強(qiáng)度高，不怕氧化等，A項(xiàng)錯(cuò)誤。氮化硅陶瓷是重要的常見(jiàn)結(jié)構(gòu)材料，有很多優(yōu)點(diǎn)，如抗腐蝕等，但能與氫氟酸反應(yīng)，B項(xiàng)正確。光導(dǎo)纖維具有良好的光學(xué)特性，是一種高質(zhì)量傳導(dǎo)光的玻璃纖維，具有抗干擾力量、不發(fā)生電輻射、能防竊聽(tīng)等性能，C、D項(xiàng)正確。答案A【規(guī)律總結(jié)】四種新型無(wú)機(jī)非金屬材料的對(duì)比類(lèi)別高溫結(jié)構(gòu)陶瓷半導(dǎo)體陶瓷光學(xué)材料生物陶瓷主要特性硬度、強(qiáng)度高，能承受高溫，不怕氧氣、抗腐蝕具有電學(xué)特性具有光學(xué)特性具有生物功能典型示例氧化鋁陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硼陶瓷氧化錫陶瓷光導(dǎo)纖維氧化鋁陶瓷主要用途汽輪機(jī)葉片、軸承，永久性模具等集成電路的半導(dǎo)體光纜通訊、醫(yī)療、照明等人造骨、人造關(guān)節(jié)等2．傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料與新型無(wú)機(jī)非金屬材料的對(duì)比【例3】傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料與新型無(wú)機(jī)非金屬材料的共同特性是()。A．耐高溫B．具有電學(xué)特性C．具有生物功能D．質(zhì)脆、經(jīng)不起熱沖擊答案A【規(guī)律總結(jié)】傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料與新型無(wú)機(jī)非金屬材料的對(duì)比類(lèi)別傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料新型無(wú)機(jī)非金屬材料主要特性①抗腐蝕、耐高溫②質(zhì)脆、經(jīng)不起熱沖擊①高強(qiáng)度、硬度，耐高溫②具有電學(xué)特性③具有光學(xué)特性④具有生物功能(時(shí)間：45分鐘分值：100分)一、選擇題(本題共10個(gè)小題，每題6分，共60分，每個(gè)小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。)1．2021年我國(guó)載人飛船再次升空，顯示出我國(guó)航天技術(shù)已進(jìn)入世界一流。飛船應(yīng)用了很多尖端的合成材料。據(jù)報(bào)道我國(guó)科學(xué)家近年來(lái)研制出一種新型“連續(xù)纖維增韌”航空材料，其主要成分是由碳化硅陶瓷和碳纖維復(fù)合而成的。下列相關(guān)敘述不正確的是 ()。A．它耐高溫抗氧化B．它比鋼鐵輕、硬，但質(zhì)地較脆C．它沒(méi)有固定熔點(diǎn)D．它是一種新型無(wú)機(jī)非金屬材料解析航空材料具有質(zhì)輕、高強(qiáng)度、耐高溫、抗氧化等性能，又由題中信息可知，該材料具有肯定的韌性，故B錯(cuò)，A正確；復(fù)合材料屬于混合物，沒(méi)有固定的熔點(diǎn)，碳化硅高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和碳纖維復(fù)合而成的材料均屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料，C、D正確。答案B2．(2021·廣東四校聯(lián)考)材料與化學(xué)親密相關(guān)，表中對(duì)應(yīng)關(guān)系錯(cuò)誤的是()。材料主要化學(xué)成分A剛玉、金剛石三氧化二鋁B大理石、石灰石碳酸鈣C一般水泥、一般玻璃硅酸鹽D沙子、石英二氧化硅解析A項(xiàng)中金剛石是碳的一種單質(zhì)。答案A3．下列敘述正確的是 ()。A．高溫下二氧化硅與碳酸鈉反應(yīng)放出二氧化碳，說(shuō)明硅酸(H2SiO3)的酸性比碳酸強(qiáng)B．陶瓷、玻璃、水泥容器都能貯存氫氟酸C．石灰抹墻、水泥砌墻的硬化過(guò)程原理相同D．玻璃窯中出來(lái)的氣體的主要成分是二氧化碳解析二氧化硅在高溫下能與碳酸鈉反應(yīng)：Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑，但不能說(shuō)明硅酸的酸性比碳酸強(qiáng)，上述反應(yīng)之所以能進(jìn)行，是由于CO2不斷逸出，而促使了反應(yīng)向右進(jìn)行；玻璃、陶瓷、水泥中均含有SiO2，會(huì)與氫氟酸反應(yīng)；石灰抺墻的硬化過(guò)程是由于發(fā)生了反應(yīng)CO2＋Ca(OH)2=CaCO3＋H2O，而水泥砌墻是水泥與水作用發(fā)生一系列變化而凝固變硬。答案D4．硅是構(gòu)成無(wú)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(wú)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(wú)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的個(gè)數(shù)之比為1∶2解析二氧化硅晶體中，一個(gè)硅原子可形成4個(gè)硅氧單鍵，故硅原子和硅氧單鍵的個(gè)數(shù)之比為1∶4，故D錯(cuò)誤。答案D5．在①濃硝酸②水③濃硫酸④氫氟酸⑤氫氧化鉀溶液中，能與單質(zhì)硅起化學(xué)反應(yīng)的是 ()。A．①② B．②④C．④⑤ D．③④解析硅能與F2、HF、強(qiáng)堿在常溫下反應(yīng)，在加熱或高溫條件下也能與Cl2、O2、H2發(fā)生反應(yīng)。 答案C6．(2021·石家莊部分學(xué)校聯(lián)考)下列說(shuō)法正確的是 ()。A．高溫下，可在試管內(nèi)完成焦炭和石英砂(SiO2)制取硅的反應(yīng)B．CO2和鈉在肯定條件下反應(yīng)可以得到金剛石和碳酸鈉，反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比是3∶4C．現(xiàn)代海戰(zhàn)通過(guò)噴放液體SiCl4(極易水解)和液氨可產(chǎn)生煙幕，其主要成分是NH4ClD．從燃煤煙道灰中(含GeO2)提取半導(dǎo)體材料單質(zhì)鍺(Ge)，沒(méi)有發(fā)生氧化還原反應(yīng)解析玻璃的主要成分是SiO2，高溫下與C(碳)反應(yīng)，A錯(cuò)誤；反應(yīng)中CO2作氧化劑，Na作還原劑，依據(jù)化合價(jià)升降值相等的原則，作為氧化劑的CO2與作為還原劑的Na的物質(zhì)的量之比為1∶4，B錯(cuò)誤；SiCl4水解生成HCl和硅酸，HCl與液氨反應(yīng)生成NH4Cl，C正確；由化合態(tài)到游離態(tài)，肯定發(fā)生氧化還原反應(yīng)，D錯(cuò)誤。答案C7．(2021·陜西質(zhì)檢)下列關(guān)于SiO2和CO2的敘述中不正確的是 ()。A．都是共價(jià)化合物B．SiO2可用于制光導(dǎo)纖維，干冰可用于人工降雨C．都能溶于水且與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸D．都是酸性氧化物，都能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)解析SiO2和CO2中都只含有共價(jià)鍵，均為共價(jià)化合物，A項(xiàng)正確；干冰升華吸熱，可用于人工降雨，B項(xiàng)正確；SiO2不能與水反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；SiO2與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成硅酸鹽，CO2與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成碳酸鹽或碳酸氫鹽，D項(xiàng)正確。答案C8．(2021·福州質(zhì)檢)壽山石主要成分為葉蠟石，葉蠟石組成為Al2O3·4SiO2·H2O，下列觀點(diǎn)不正確的是 ()。A．壽山石雕刻作品要避開(kāi)與酸、堿接觸B．壽山石顏色豐富多彩是由于含有不同形態(tài)的金屬氧化物C．潮濕的空氣可能導(dǎo)致壽山石作品表面溶解變質(zhì)D．置于干燥空氣中可能會(huì)導(dǎo)致壽山石作品脫水變質(zhì)解析依據(jù)壽山石的主要成分，可知其能與酸或堿發(fā)生反應(yīng)，A對(duì)；壽山石中含有不同形態(tài)的Al2O3，造成其顏色豐富，B對(duì)；其中的氧化物Al2O3和SiO2不溶于水也不和水反應(yīng)，不會(huì)溶解變質(zhì)，C錯(cuò)；久置于干燥空氣中，會(huì)造成其中的結(jié)晶水失去而變質(zhì)，D對(duì)。答案C9．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CO2與KOH和Ca(OH)2都會(huì)反應(yīng)，但存在著競(jìng)爭(zhēng)，假如先與KOH反應(yīng)，則反應(yīng)后生成的K2CO3馬上會(huì)與Ca(OH)2反應(yīng)生成CaCO3，因此，可以看成CO2先與Ca(OH)2反應(yīng)，所以通CO2后馬上有CaCO3生成。其次步還要推斷CO2是先跟KOH反應(yīng)還是先與生成的CaCO3反應(yīng)，同樣可以接受假設(shè)法推斷，即假如先與CaCO3反應(yīng)，則生成的Ca(HCO3)2又會(huì)與KOH反應(yīng)，因此應(yīng)是先與KOH反應(yīng)，此過(guò)程生成沉淀的物質(zhì)的量不變，當(dāng)KOH反應(yīng)完全，再與CaCO3反應(yīng)，直至沉淀完全溶解，故選D。答案D10．用如圖裝置來(lái)分別CO2和CO混合氣體并干燥，圖中a、c、d為止水夾，b為分液漏斗活塞，通過(guò)Y形管和止水夾分別接兩個(gè)球膽，現(xiàn)裝置內(nèi)空氣已排盡，為使試驗(yàn)成功，甲、乙、丙分別盛放的試劑為 ()。甲乙丙A飽和NaHCO3溶液12mol·L－1鹽酸18.4mol·L－1H2SO4B飽和Na2CO3溶液2mol·L－1H2SO4飽和NaOH溶液C飽和NaOH溶液2mol·L－1H2SO418.4mol·L－1H2SO4D18.4mol·L－1H2SO4飽和NaOH溶液18.4mol·L－1H2SO4解析分別CO2和CO應(yīng)當(dāng)先把CO2吸取，干燥后用一個(gè)球膽收集CO，然后再用酸制出CO2，干燥后用另一個(gè)球膽收集，故丙裝置中盛的肯定是濃硫酸(18.4mol·L－1H2SO4)，其中乙中的酸應(yīng)選用2mol·L－1的硫酸，而不能選用鹽酸，由于鹽酸易揮發(fā)HCl氣體而混進(jìn)CO2中。另外，飽和NaHCO3溶液不能吸取CO2，用飽和Na2CO3溶液吸取CO2，再用酸制CO2時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)變CO2的量，且吸取效果不如飽和NaOH溶液，故選C。答案C二、非選擇題(本題共4個(gè)小題，共40分)11．(8分)如何除去下列各粉末狀混合物中的雜質(zhì)(括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì))，請(qǐng)選用下面供應(yīng)的試劑和操作，將標(biāo)號(hào)填在表內(nèi)。供選試劑：A.鹽酸B．燒堿溶液C．氧氣D．水E．CO2F．不用其他試劑供選操作：①加熱②加熱熔融③過(guò)濾④結(jié)晶含雜質(zhì)的物質(zhì)所加試劑主要操作(1)SiO2(NaHCO3)(2)SiO2(CaCO3)(3)SiO2(Si)(4)NaCl(SiO2)解析(1)除去SiO2中的NaHCO3可用水溶法；(2)除去SiO2中的CaCO3可先用鹽酸溶解，然后再過(guò)濾。(3)除去SiO2中的Si可用加熱法：Si＋O2eq\o(=,\s\up7(△))SiO2。(4)因NaCl溶于水而SiO2不溶于水，所以除去NaCl中的SiO2可用過(guò)濾、結(jié)晶法。答案(1)D③(2)A③(3)C①(4)D③④12．(10分)(2021·廈門(mén)模擬)已知A、B、C、D、E、F、G、H可以發(fā)生如下圖所示的轉(zhuǎn)化，反應(yīng)中部分生成物已略去。其中，A、G為同一主族元素的單質(zhì)，B、C、H在通常狀況下為氣體，化合物C是一種形成酸雨的大氣污染物。請(qǐng)?zhí)羁眨?1)寫(xiě)出E的兩種用途____________、____________。(2)反應(yīng)②的離子方程式為_(kāi)_________________________________________。(3)反應(yīng)③的化學(xué)方程式是___________________________________________。(4)反應(yīng)④的離子方程式是__________________________________________。(5)寫(xiě)出一個(gè)由A生成H的置換反應(yīng)方程式：______________________________________________________________________________________________。解析由題中信息及轉(zhuǎn)化關(guān)系可知A、B、C、D、E、F、G、H分別為：C、CO2、SO2、H2SiO3、SiO2、Na2SiO3、Si、CO。答案(1)制光導(dǎo)纖維作建筑材料(或其他合理答案)(2)SiO2＋2OH－=SiO32－＋H2O(3)C＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O(4)SiO32－＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋CO32－(5)C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))CO＋H2(合理即可)13．(12分)純堿、燒堿等是重要的化工原料。(1)利用上圖所示裝置可間接證明二氧化碳與燒堿溶液發(fā)生了反應(yīng)。將A與B連接，打開(kāi)止水夾，將膠頭滴管中的液體擠入燒瓶，此時(shí)的試驗(yàn)現(xiàn)象是___________________________________________________________________________________________________________________________________，若其他操作不變，將A與C連接，可觀看到的現(xiàn)象是_________________________________________________________________________________。(2)向NaOH溶液中通入肯定量CO2，結(jié)晶后得到白色固體，該白色固體的組成可能是A．NaOH和Na2CO3；B.________________；C．________________；D.________________。(3)設(shè)計(jì)試驗(yàn)確定(2)中白色固體中存在A項(xiàng)中的陰離子：試驗(yàn)操作試驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論(1)取少量白色固體于試管中，加足量水溶解，再加足量BaCl2溶液(2)答案(1)水沿長(zhǎng)導(dǎo)管由廣口瓶進(jìn)入燒瓶廣口瓶中的長(zhǎng)導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生(2)Na2CO3Na2CO3和NaHCO3NaHCO3(3)試驗(yàn)操作試驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論產(chǎn)生白色沉淀有CO32－(2)過(guò)濾，取少量濾液于試管中，滴加酚酞濾液變紅有OH－14.(10分)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：①高溫下用過(guò)量的碳還原二氧化硅制得粗硅，同時(shí)得到一種可燃性氣體；②粗硅與干燥的HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl3(Si＋3HCleq\o(=,\s\up7(250～300℃),\s\do5(銅粉))SiHCl3＋H2)；③SiHCl3與過(guò)量的H2在1100～1200℃的溫度下反應(yīng)制得純硅，已知SiHCl3能與水猛烈反應(yīng)，在空氣中易自燃。請(qǐng)回答：(1)第一步制取粗硅的化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)_____________________________。(2)粗硅與HCl氣體反應(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接受的方法為_(kāi)_______________________________________________________________。(3)試驗(yàn)室用SiHCl3與過(guò)量的H2反應(yīng)制取純硅裝置如圖所示(加熱和夾持裝置略去)：①裝置B中的試劑是________，裝置C中的燒杯需要加熱，目的是_________________________________________________________________。②反應(yīng)一段時(shí)間后，裝置D中觀看到的現(xiàn)象是___________________________________________________________________________________________，裝置D不能接受一般玻璃管的緣由是________________________________，裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________________________________。③為保證制備純硅試驗(yàn)的成功，操作的關(guān)鍵是檢查試驗(yàn)裝置的氣密性，把握好反應(yīng)溫度以及__________________________________________________。解析(3)①因SiHCl3與水猛烈反應(yīng)，故A中產(chǎn)生的H2必需干燥，因此B中的試劑為濃H2SO4，且C燒瓶需加熱，其目的是使SiHCl3汽化，加快其與H2的反應(yīng)速率。②石英管中產(chǎn)生的物質(zhì)應(yīng)為硅，故D中有固體產(chǎn)生，由題給信息，制純硅的反應(yīng)條件為1100～1200℃，此溫度下一般的玻璃簡(jiǎn)潔軟化。③因高溫下H2與O2反應(yīng)簡(jiǎn)潔爆炸，故還應(yīng)排盡裝置中的空氣。答案(1)SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑(2)分餾(或蒸餾)(3)①濃硫酸使滴入燒瓶中的SiHCl3汽化②有固體物質(zhì)生成在題給反應(yīng)溫度下(1100～1200℃)，一般的玻璃會(huì)軟化SiHCl3＋H2eq\o(===,\s\up7(1100～1200℃))Si＋3HCl③排盡裝置中的空氣課時(shí)2氯及其化合物最新考綱1．了解氯氣及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。2.把握氯氣的試驗(yàn)室制法。3.了解氯元素的單質(zhì)及其重要化合物對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響?？键c(diǎn)一氯的單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)1．氯氣的性質(zhì)(1)物理性質(zhì)顏色狀態(tài)氣味密度毒性溶解性黃綠色氣體刺激性比空氣大有毒1體積水溶解2體積Cl2(2)化學(xué)性質(zhì)(寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式和部分反應(yīng)現(xiàn)象，指出在反應(yīng)中表現(xiàn)氧化性還是還原性)eq\a\vs4\al(氯氣的化學(xué)性質(zhì))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(與單質(zhì)\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(與Fe：2Fe＋3Cl2\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2FeCl3，產(chǎn)生,紅棕色煙,與Cu：Cu＋Cl2\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))CuCl2，產(chǎn)生,棕黃色煙,與H2：H2＋Cl2\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2HCl，產(chǎn)生,蒼白色火焰))\a\vs4\al(Cl2均表,現(xiàn)氧化性)))eq\a\vs4\al(氯氣的化學(xué)性質(zhì))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(與H2O：Cl2＋H2OHCl＋HClO,與堿NaOH：Cl2＋2NaOH=,NaCl＋NaClO＋H2O))Cl2既表現(xiàn),氧化性，又表,現(xiàn)還原性,\a\vs4\al(與還,原劑)\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(與FeCl2：2FeCl2＋Cl2=2FeCl3,與SO2＋H2O：SO2＋2H2O＋Cl2,=H2SO4＋2HCl,與KI溶液：2KI＋Cl2=2KCl＋I(xiàn)2))\a\vs4\al(Cl2表現(xiàn),氧化性)))2．氯的重要化合物(1)次氯酸(2)漂白粉探究思考1．將Cl2通入石蕊試液中的現(xiàn)象是什么？能用pH試紙測(cè)定氯水的pH嗎？答案將Cl2通入石蕊試液中的現(xiàn)象是先變紅后褪色。不能用pH試紙測(cè)定氯水的pH，由于氯水中的HClO能將pH試紙漂白。2．氯水中的平衡體系有哪些？答案氯水中存在三個(gè)平衡體系。一是Cl2＋H2OHCl＋HClO的化學(xué)平衡；二是HClOH＋＋ClO－的電離平衡；三是H2OH＋＋OH－的電離平衡。3．為什么在工業(yè)上將氯氣制成漂白粉？答案氯氣用于殺菌消毒時(shí)，起作用的是HClO，而HClO不穩(wěn)定，難以保存。所以在工業(yè)上用Cl2與石灰乳反應(yīng)制成較穩(wěn)定的漂白粉，便于貯存和運(yùn)輸。4．如何保存氯水、漂白粉？說(shuō)明緣由。答案應(yīng)避光(棕色試劑瓶中)，密封保存。緣由：氯水中的HClO見(jiàn)光易分解，氯水具有揮發(fā)性，易揮發(fā)出Cl2；漂白粉易吸取空氣中的CO2和水蒸氣生成HClO，HClO見(jiàn)光分解而使漂白粉失效?！臼纠?】下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()。A．次氯酸鈉溶液可用于環(huán)境的消毒殺菌(2021·四川，1D)B．Cl2、SO2均能使品紅溶液褪色，說(shuō)明二者均有氧化性(2022·山東理綜，12A)C．冷的氫氧化鈉溶液中通入氯氣發(fā)生反應(yīng)：Cl2＋2OH－=ClO－＋Cl－＋H2O(2022·大綱全國(guó)卷，7C)D．氯氣在飽和食鹽水中的溶解度小于在純水中的溶解度(2010·全國(guó)理綜Ⅱ，8A)思維啟迪品紅溶液eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(通入SO2),\s\do5()))褪色eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(加熱至沸),\s\do5()))eq\a\vs4\al(恢復(fù)紅色)eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(通入Cl2),\s\do5()))褪色eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(加熱至沸),\s\do5()))eq\a\vs4\al(不顯紅色)解析Cl2能使品紅溶液褪色是由于Cl2與H2O反應(yīng)生成的HClO具有強(qiáng)氧化性，能把品紅氧化成無(wú)色物質(zhì)；SO2能使品紅褪色是由于SO2能與品紅化合生成了無(wú)色物質(zhì)，不是由于SO2具有氧化性。答案B【示例2】(2021·北京理綜，28)某同學(xué)對(duì)SO2與漂粉精的反應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)探究：操作現(xiàn)象取4g漂粉精固體，加入100mL水部分固體溶解，溶液略有顏色過(guò)濾，測(cè)漂粉精溶液的pHpH試紙先變藍(lán)(約為12)，后褪色ⅰ.液面上方消滅白霧；ⅱ.稍后，消滅渾濁，溶液變?yōu)辄S綠色；ⅲ.稍后，產(chǎn)生大量白色沉淀，黃綠色褪去(1)Cl2和Ca(OH)2制取漂粉精的化學(xué)方程式是____________________________________________________________________________________________。(2)pH試紙顏色的變化說(shuō)明漂粉精溶液具有的性質(zhì)是____________________。(3)向水中持續(xù)通入SO2，未觀看到白霧。推想現(xiàn)象ⅰ的白霧由HCl小液滴形成，進(jìn)行如下試驗(yàn)：a．用潮濕的碘化鉀淀粉試紙檢驗(yàn)白霧，無(wú)變化；b．用酸化的AgNO3溶液檢驗(yàn)白霧，產(chǎn)生白色沉淀。①試驗(yàn)a的目的是________。②由試驗(yàn)a、b不能推斷白霧中含有HCl，理由是___________________________________________________________________________________________。(4)現(xiàn)象ⅱ中溶液變?yōu)辄S綠色的可能緣由：隨溶液酸性的增加，漂粉精的有效成分和Cl－發(fā)生反應(yīng)。通過(guò)進(jìn)一步試驗(yàn)確認(rèn)了這種可能性，其試驗(yàn)方案是________。(5)將A瓶中混合物過(guò)濾、洗滌，得到沉淀X。①向沉淀X中加入稀HCl，無(wú)明顯變化。取上層清液，加入BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀。則沉淀X中含有的物質(zhì)是________。②用離子方程式解釋現(xiàn)象ⅲ中黃綠色褪去的緣由：______________________________________________________________________________________。思維啟迪依據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)象，分析可能緣由，結(jié)合物質(zhì)性質(zhì)，進(jìn)行試驗(yàn)探究。解析(1)Cl2和Ca(OH)2制取漂粉精的化學(xué)方程式2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。(2)由pH試紙先變藍(lán)后褪色可知，漂粉精溶液具有堿性和漂白性：(3)向水中通入過(guò)量SO2不能形成白霧，說(shuō)明二氧化硫不能形成白霧；用潮濕的碘化鉀淀粉試紙檢驗(yàn)白霧，無(wú)變化，說(shuō)明白霧中不含氯氣；依據(jù)試驗(yàn)a、b不能推斷白霧中含有HCl，由于白霧中混有SO2時(shí)也能滿足試驗(yàn)a、b的現(xiàn)象，最終生成硫酸銀白色沉淀。(4)現(xiàn)象ⅱ中溶液變?yōu)辄S綠色，說(shuō)明有氯氣生成，即發(fā)生反應(yīng)：Cl－＋ClO－＋2H＋=Cl2↑＋H2O，為確認(rèn)這種可能性，可向漂粉精溶液中逐滴加入硫酸，觀看溶液是否變?yōu)辄S綠色。(5)①向沉淀X中加入稀HCl，無(wú)明顯變化。取上層清液，加入BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明上層清液中含有SO42－，則沉淀X中含有CaSO4。答案(1)2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O(2)堿性、漂白性(3)①檢驗(yàn)白霧中是否含有Cl2，排解Cl2干擾②白霧中混有SO2，SO2可與酸化的AgNO3反應(yīng)成生白色沉淀(4)向漂粉精溶液中逐滴加入硫酸，觀看溶液是否變?yōu)辄S綠色(5)①CaSO4②SO2＋Cl2＋2H2O=SO42－＋2Cl－＋4H＋1．下列說(shuō)法正確的是()。①氯氣的性質(zhì)活潑，它與氫氣混合后馬上發(fā)生爆炸②試驗(yàn)室制取氯氣時(shí)，為了防止環(huán)境污染，多余的氯氣可以用氫氧化鈣溶液吸?、坌轮坡人难趸詮?qiáng)于久置氯水的氧化性④檢驗(yàn)HCl氣體中是否混有Cl2，方法是將氣體通入硝酸銀溶液⑤除去HCl氣體中的Cl2，可將氣體通入飽和食鹽水中A．①②③B．②③④C．③D．③⑤解析氯氣與氫氣混合，達(dá)到爆炸極限，在光照的條件下能發(fā)生爆炸，①錯(cuò)，氫氧化鈣溶液濃度小，試驗(yàn)中常用氫氧化鈉溶液吸取多余的氯氣，②錯(cuò)，排解A、B項(xiàng)；HCl和Cl2氣體與AgNO3溶液作用均可產(chǎn)生沉淀，④錯(cuò)；將氣體通入飽和食鹽水中，除去的是HCl氣體，而不是Cl2，⑤錯(cuò)，排解D項(xiàng)。答案C2．(2021·武漢月考)分別向盛有Cl2的三個(gè)集氣瓶甲、乙、丙中各注入下列液體中的一種，振蕩，現(xiàn)象如下圖所示，則甲、乙、丙中注入的液體分別是()。①AgNO3溶液②NaOH溶液③水A．①②③B．②①③C．③②①D．①③②解析AgNO3與氯水中的Cl－反應(yīng)生成AgCl白色沉淀，并促使Cl2與H2O反應(yīng)完全，所以乙中注入的為①AgNO3溶液；NaOH與Cl2反應(yīng)生成NaCl和NaClO，所以甲中注入的為②NaOH溶液；Cl2溶于水所得溶液呈黃綠色，則丙中注入的是水。答案B3．(2022·上?；瘜W(xué)，15)下圖所示是驗(yàn)證氯氣性質(zhì)的微型試驗(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，馬上用另一培育皿扣在上面。已知：2KMnO4＋16HCl=2KCl＋5Cl2↑＋2MnCl2＋8H2O對(duì)試驗(yàn)現(xiàn)象的“解釋或結(jié)論”正確的是()。選項(xiàng)試驗(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處馬上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A項(xiàng)，由現(xiàn)象得，氧化性：Cl2＞Br2、Cl2＞I2，但無(wú)法對(duì)比Br2與I2的氧化性強(qiáng)弱；B項(xiàng)，由現(xiàn)象可知在此過(guò)程中有酸性物質(zhì)生成，同時(shí)生成了漂白性物質(zhì)；C項(xiàng)，在此過(guò)程中只能推斷溶液不再顯堿性，無(wú)法推斷有無(wú)漂白性物質(zhì)生成；D項(xiàng)，此時(shí)Fe2＋被Cl2氧化為Fe3＋，而Cl2被還原為Cl－，還原劑Fe2＋的還原性強(qiáng)于還原產(chǎn)物Cl－。答案D氯水成分及性質(zhì)1．氯水的成分氯水中存在三個(gè)平衡關(guān)系：(1)Cl2＋H2OHCl＋HClO(2)HClOH＋＋ClO－(3)H2OH＋＋OH－依據(jù)可逆反應(yīng)的特點(diǎn)，即可得出氯水中存在的各種微粒。2．氯水的多重性質(zhì)氯水的各種成分打算了它具有多重性質(zhì)：(1)Cl2的氧化性——與還原性物質(zhì)反應(yīng)。如：2FeCl2＋Cl2=2FeCl3(除去FeCl3溶液中的FeCl2)。(2)HCl的酸性向NaHCO3溶液中加入氯水，有氣泡產(chǎn)生表現(xiàn)了鹽酸的酸性。(3)Cl－的性質(zhì)加入AgNO3溶液有白色沉淀生成，說(shuō)明氯水中有Cl－。(4)HClO的氧化性氯水具有漂白性，就是由于其中的HClO具有強(qiáng)氧化性?？键c(diǎn)二氯氣的試驗(yàn)室制法1．試驗(yàn)裝置2．制取過(guò)程 用強(qiáng)氧化劑(如KMnO4、K2Cr2O7、eq\x(反應(yīng)原理)→KClO3、MnO2等)氧化濃鹽酸制取Cl2： MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2Oeq\x(\a\al(制備裝置,類(lèi)型))→eq\a\vs4\al(固體＋液體\o(→,\s\up7(△),\s\do5())氣體)eq\x(凈化方法)→用飽和食鹽水除去HCl，再用濃H2SO4除去水蒸氣eq\x(收集方法)→eq\a\vs4\al(向上排空氣法或排飽和食鹽水法)eq\x(尾氣吸取)→eq\a\vs4\al(用強(qiáng)堿溶液（如NaOH溶液）吸取)eq\x(驗(yàn)滿方法)→eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(（1）用潮濕的淀粉－碘化鉀試紙,（2）用潮濕的藍(lán)色石蕊試紙,（3）依據(jù)氯氣的顏色推斷是否收集滿))3．留意事項(xiàng)(1)必需用濃鹽酸，MnO2與稀鹽酸不反應(yīng)。(2)為了削減制得的Cl2中HCl的含量，所以加熱溫度不宜過(guò)高，削減HCl的揮發(fā)。(3)試驗(yàn)結(jié)束后，先使反應(yīng)停止并排出裝置中殘留的Cl2，再拆卸裝置，避開(kāi)污染空氣。(4)尾氣吸取時(shí)，不能用澄清石灰水吸取Cl2，由于溶液中Ca(OH)2濃度小，吸取不完全。探究思考1．一套完整的制取氣體的試驗(yàn)裝置包括哪幾部分？答案一套完整的制取氣體的試驗(yàn)裝置包括四個(gè)部分：發(fā)生裝置→凈扮裝置→收集或性質(zhì)驗(yàn)證裝置→尾氣處理裝置。2．試驗(yàn)室用MnO2和濃鹽酸來(lái)制取氯氣，主要操作有：①將蒸餾燒瓶固定在鐵架臺(tái)上；②把酒精燈放在鐵架臺(tái)上，依據(jù)酒精燈確定鐵圈的高度，固定好鐵圈，放好石棉網(wǎng)；③用藥匙向蒸餾燒瓶中加入MnO2，再向分液漏斗中加濃鹽酸，并將導(dǎo)管放入集氣瓶中；④檢查氣密性；⑤在蒸餾燒瓶上裝好分液漏斗，連接好導(dǎo)管。最好的試驗(yàn)操作挨次是________。答案②①⑤④③【示例3】(2021·廣東理綜，33節(jié)選)化學(xué)試驗(yàn)有助于理解化學(xué)學(xué)問(wèn)，形成化學(xué)觀念，提高探究與創(chuàng)新力量，提升科學(xué)素養(yǎng)。在試驗(yàn)室中用濃鹽酸與MnO2共熱制取Cl2并進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)。(1)下列收集Cl2的正確裝置是________。(2)將Cl2通入水中，所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是________。(3)設(shè)計(jì)試驗(yàn)比較Cl2和Br2的氧化性，操作與現(xiàn)象是：取少量新制氯水和CCl4于試管中，____________。思維啟迪①Cl2的密度比空氣大，應(yīng)用向上排空氣法收集；②Cl2有毒，易溶于NaOH溶液且和NaOH發(fā)生反應(yīng)：Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O，所以用NaOH溶液吸取Cl2時(shí)要防止倒吸。解析(1)集氣瓶中使用單孔橡膠塞塞緊，只能進(jìn)氣，不能排氣，則瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)增大到肯定程度，可能將橡膠塞壓出，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由于Cl2比空氣的密度大，Cl2應(yīng)短管進(jìn)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)該裝置既能收集Cl2，又能進(jìn)行尾氣處理且防倒吸，正確；由于Cl2和NaOH反應(yīng)，所以不能收集到Cl2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。(2)Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，HClOH＋＋ClO－，Cl2、ClO－、HClO均具有氧化性。(3)依據(jù)Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－，證明Cl2的氧化性強(qiáng)于Br2，設(shè)計(jì)試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)把Br2用有機(jī)溶劑萃取出來(lái)，以便觀看顏色確認(rèn)有Br2生成。答案(1)C(3)Cl2、HClO、ClO－(3)加入肯定量的NaBr溶液，充分振蕩，靜置，若觀看到CCl4層呈橙紅色，證明Cl2的氧化性強(qiáng)于Br2【示例4】[2011·全國(guó)，29(1)]請(qǐng)回答下列試驗(yàn)室中制取氣體的有關(guān)問(wèn)題。下圖是用KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)制取適量氯氣的簡(jiǎn)易裝置。裝置B、C、D的作用分別是：B：___________________________________________________________；C：___________________________________________________________；D：___________________________________________________________。解析A是制取氯氣的裝置；B是利用氯氣的密度大于空氣的密度，用向上排空氣法收集氯氣的裝置；C裝置可以防止D中的稀NaOH溶液倒吸進(jìn)入試管B中，起平安瓶的作用；氯氣有毒，裝置D可以吸取尾氣，防止氯氣集中到空氣中污染環(huán)境。答案向上排氣收集氯氣平安瓶作用，防止D中的液體倒吸進(jìn)入試管B中吸取尾氣，防止氯氣集中到空氣中污染環(huán)境1．已知KMnO4與濃鹽酸在常溫下反應(yīng)能產(chǎn)生Cl2。現(xiàn)用下圖所示的試驗(yàn)裝置來(lái)制備純潔、干燥的氯氣，并進(jìn)行它與金屬反應(yīng)的試驗(yàn)。每個(gè)虛線框表示一個(gè)單元裝置，其中有錯(cuò)誤的是()。A．①②B．②④C．②③D．②③④解析②中用NaOH溶液吸取HCl的同時(shí)，也會(huì)吸取Cl2，故②不正確；③中導(dǎo)氣管應(yīng)進(jìn)步短出，故③不正確；④中只有進(jìn)氣口卻無(wú)出氣口，存在很大的平安隱患，故④不正確。答案D2．試驗(yàn)室用下列兩種方法制氯氣：①用含HCl146g的濃鹽酸與足量的MnO2反應(yīng)；②用87gMnO2與足量濃鹽酸反應(yīng)。所得的氯氣()。A．①比②多B．②比①多C．一樣多D．無(wú)法比較解析146gHCl的物質(zhì)的量為4mol，87gMnO2的物質(zhì)的量為1mol，由化學(xué)方程式：MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O知，1molMnO2可以與4molHCl反應(yīng)，但是由于稀鹽酸與MnO2不反應(yīng)，所以含有4molHCl的濃鹽酸不能與MnO2完全反應(yīng)。答案B3．某?；瘜W(xué)試驗(yàn)愛(ài)好小組欲接受如圖所示的試驗(yàn)裝置制備Cl2，同時(shí)進(jìn)行與氯氣有關(guān)的某些試驗(yàn)，按要求回答問(wèn)題。(1)A是濃鹽酸，B是二氧化錳，將A滴入B中時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)___________________________。(2)甲同學(xué)用含有0.2molHCl的濃鹽酸與足量的MnO2反應(yīng)制Cl2，結(jié)果制得的Cl2體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)小于1.12L，這是由于反應(yīng)過(guò)程中鹽酸濃度變小造成的。請(qǐng)列舉導(dǎo)致鹽酸濃度變小的緣由：___________________________________________________________________________________________________。(3)在試驗(yàn)室中，乙同學(xué)欲用下圖中的裝置凈化氯氣，則瓶①②中應(yīng)盛放的試劑分別是①________________，②________________(填試劑名稱)。(4)丙同學(xué)將純潔的Cl2通入肯定量石灰乳中來(lái)制取漂白粉，若通入224mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)Cl2完全反應(yīng)，則反應(yīng)過(guò)程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_(kāi)___________。解析(2)濃鹽酸濃度變小是由于二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)過(guò)程中消耗HCl，加熱時(shí)氯化氫揮發(fā)，生成的水稀釋濃鹽酸。(3)制取的氯氣中含有氯化氫和水蒸氣，凈化時(shí)應(yīng)先通過(guò)飽和食鹽水吸取氯化氫，后通過(guò)濃硫酸吸取水蒸氣。(4)反應(yīng)2Ca(OH)2＋2Cl2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O中，1molCl2參與反應(yīng)轉(zhuǎn)移1mol電子，故通入224mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)Cl2完全反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中轉(zhuǎn)移電子0.01mol。答案(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O(2)①氯化氫揮發(fā)；②反應(yīng)生成水；③反應(yīng)消耗HCl(3)飽和食鹽水濃硫酸(4)0.01mol常見(jiàn)尾氣處理裝置通常有毒和有污染的尾氣必需適當(dāng)處理。常見(jiàn)的尾氣處理裝置有：a裝置可用于NaOH吸取Cl2、CO2；硫酸銅吸取H2S(氣體溶解或反應(yīng)速度不很快，不易引起倒吸)；b裝置可用于收集少量氣體然后處理；c、d裝置可吸取易溶且溶解很快的氣體，如HCl、HBr、NH3等，其中d吸取量少；e用于處理難以吸取(有毒)且可燃的氣體，如H2、CO等。

素養(yǎng)8性質(zhì)驗(yàn)證型試驗(yàn)題的答題建模[問(wèn)題探究]常見(jiàn)試驗(yàn)形式裝置試劑試驗(yàn)現(xiàn)象試驗(yàn)?zāi)康腁濃硫酸驗(yàn)證干燥的氯氣無(wú)漂白作用，潮濕的氯氣有漂白作用B干燥紅布條無(wú)明顯變化C潮濕紅布條紅布條褪色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，可與金屬及還原性化合物反應(yīng)E淀粉KI溶液溶液為藍(lán)色F鐵粉產(chǎn)生棕色煙GNaOH溶液吸取多余的氯氣常見(jiàn)問(wèn)題(1)留意氯氣的尾氣吸取試劑的選擇。試驗(yàn)室制取氯氣時(shí)，常用NaOH溶液吸取多余的氯氣，也可以用Na2SO3溶液或Na2CO3溶液，但不用澄清石灰水，由于Ca(OH)2的溶解度較小，澄清石灰水中Ca(OH)2的含量少，吸取不完全。(2)制取氯氣時(shí)要緩緩加熱，溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致HCl大量揮發(fā)。(3)留意鹽酸的濃度對(duì)反應(yīng)的影響。制取Cl2所用的鹽酸為濃鹽酸，稀鹽酸與MnO2不反應(yīng)。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃鹽酸變?yōu)橄←}酸，反應(yīng)停止。[當(dāng)場(chǎng)指導(dǎo)]【典例】如圖所示，是一個(gè)制取氯氣并以氯氣為原料進(jìn)行特定反應(yīng)的裝置，其中各試劑瓶裝的試劑為：B(氫硫酸)、C(溴化亞鐵溶液)、D(KI－淀粉溶液)、E(混有二氧化硫的氯化鋇溶液)、F(水)、H(紫色石蕊試液)。(1)A是氯氣發(fā)生裝置，其化學(xué)反應(yīng)方程式是____________________________。(2)Ⅰ中b瓶?jī)?nèi)加入的液體最好是_____________________________________。(3)用圖示的Ⅱ或Ⅲ代替Ⅰ是否可行？________。簡(jiǎn)要說(shuō)明理由_________________________________________________________________。(4)試驗(yàn)開(kāi)頭時(shí)，先點(diǎn)燃A處酒精燈，打開(kāi)分液漏斗旋塞和Ⅰ處活塞，讓氯氣布滿整個(gè)裝置，再點(diǎn)燃G處酒精燈，回答下列問(wèn)題：①怎樣證明氯氣已布滿了整個(gè)裝置？_________________________________。②下列裝置中的現(xiàn)象是C________；D________；E________；F________。(5)G裝置的硬質(zhì)玻璃管內(nèi)盛有炭粉，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，其產(chǎn)物為二氧化碳和氯化氫，寫(xiě)出G中反應(yīng)的化學(xué)方程式：_________________________________。裝置F的作用是__________________________________________________。(6)在H處，紫色石蕊試液的顏色由紫色變?yōu)榧t色，再變?yōu)闊o(wú)色，其緣由是________________________________________________________________。解析(1)MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2＋2H2O↑。(2)b瓶的作用是貯存多余的Cl2，試劑最好為飽和食鹽水。(3)Ⅱ原理同Ⅰ，可代替Ⅰ；Ⅲ中c瓶口密封，擔(dān)憂全。(4)①當(dāng)黃綠色氣體布滿整個(gè)裝置時(shí)，說(shuō)明Cl2已布滿。②Cl2有強(qiáng)氧化性，可將Fe2＋、Br－、I－、SO2氧化為Fe3＋、Br2、I2、SO42－，故C中溶液由淺綠色變?yōu)樯罴t棕色；D中溶液變藍(lán)；E中產(chǎn)生白色沉淀BaSO4；F中由于吸取了Cl2變?yōu)闇\黃綠色。(5)C＋2H2O＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(△))CO2＋4HCl，F(xiàn)的作用是供應(yīng)G中發(fā)生反應(yīng)所需的水蒸氣。(6)生成的HCl使紫色石蕊試液變紅色，剩余的Cl2與水反應(yīng)生成HClO又起漂白作用。答案(1)MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋2H2O＋Cl2↑(2)飽和食鹽水(3)Ⅱ可行，Ⅲ不行Ⅱ與Ⅰ原理相同，而Ⅲ中因c瓶口密封，瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)增大會(huì)有危急(4)①觀看，當(dāng)整個(gè)裝置內(nèi)布滿黃綠色氣體時(shí)，說(shuō)明氯氣已布滿整個(gè)裝置②溶液由淺綠色變?yōu)樯罴t棕色溶液變藍(lán)生成白色沉淀溶液變?yōu)闇\黃綠色(5)C＋2H2O＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(△))CO2＋4HCl向G中供應(yīng)反應(yīng)所需的水蒸氣(6)生成的HCl使紫色石蕊試液變紅色，剩余的氯氣又與水作用生成次氯酸，起漂白作用，使紅色褪色解答性質(zhì)驗(yàn)證型試驗(yàn)題的關(guān)鍵是結(jié)合題目要求和所給的儀器、裝置以及試劑，了解命題意圖。一般思路是