1、第4章 非金属及其化合物 本章重难点专题突破一氯水性质的多重性1.氯水中的反应Cl2H2O=HClHClO2HClO2H2ClO2所以，保存氯水要密闭、放在冷暗处、棕色瓶中。但氯水不宜长期存放，最好是现用现配，因为不见光也会缓慢分解。2.氯水的成分新制氯水：分子有Cl2、HClO、H2O三种，溶质分子中以Cl2为主；离子有H、Cl、ClO、OH(少量)四种。长期放置的氯水，由于HClO分解，Cl2全部反应，氯水最终变为稀盐酸。3.氯水的性质(1)表现Cl2的性质氯水中含有Cl2，所以氯水呈黄绿色，由于Cl2具有强氧化性，当向氯水中加入强还原性物质，便可与Cl2发生氧化还原反应。如：氯水能使润湿
2、的淀粉KI试纸变蓝(用于对Cl2收集的验满)，能与Na2SO3、FeBr2等发生氧化还原反应：Na2SO3Cl2H2O=Na2SO42HCl2FeBr23Cl2(足量)=2FeCl32Br2(2)表现HClO的强氧化性氯水中含有HClO，HClO具有强氧化性，能杀死水里的病菌，故常用氯气给自来水杀菌、消毒。另外HClO还可将色素氧化而使其颜色褪去，故氯水常用于漂白。(3)表现H的性质氯水中含有H，所以氯水具有H的性质，如氯水能与镁粉反应放出氢气，能与CaCO3反应放出CO2。(4)具有Cl的性质氯水中加入硝酸银溶液反应生成白色沉淀。反应的离子方程式：AgCl=AgCl。【典例1】下列有关化学反
3、应过程或实验现象的叙述中，正确的是()A.氯气的水溶液可以导电，说明氯气是电解质B.漂白粉和明矾都常用于自来水的处理，二者的作用原理是相同的C.氯气可以使湿润的有色布条褪色，但实际起漂白作用的物质是次氯酸而不是氯气D.氯水中加入有色布条，布条褪色，说明溶液中有Cl2存在解析电解质必须是化合物，Cl2是单质，既不是电解质，也不是非电解质，A不正确；漂白粉是利用强氧化性杀菌消毒，而明矾是利用Al3和水反应生成Al(OH)3胶体吸附杂质，B不正确；D项只能说明存在HClO，不正确。答案C二比较法理解二氧化硫的重要性质 1.物质的漂白性比较(1)漂白性分类比较漂白类型漂白原理常见代表物漂白特点加合型与
4、有机色质结合，形成不稳定的无色化合物SO2一定条件下，SO2放出，又恢复原色氧化型将有色物质氧化为无色物质氯水、HClO、Ca(ClO)2、O3、H2O2、Na2O2褪色后不能恢复原色吸附型吸附作用物理变化活性炭通过一定的处理可以重复使用(2)SO2和Cl2的漂白性拓展SO2和Cl2虽都有漂白性，但漂白原理和现象各有不同。Cl2的漂白原理是由于Cl2溶于水生成的HClO具有强氧化性，将有色物质氧化成无色物质，褪色后不能恢复到原来颜色；而SO2是由于它溶于水生成的H2SO3与有色物质直接化合，形成不稳定的无色化合物，褪色后在一定的条件下又能恢复原来的颜色。特别提示若将等物质的量的Cl2和SO2气
5、体相混合，在溶液中会发生反应：SO2Cl22H2O=H2SO42HCl，从而失去漂白能力。2.二氧化硫和二氧化碳的比较SO2CO2相同点常温下是气体密度大于空气酸性氧化物非电解质不同点易溶于水(1体积水可溶40体积SO2)微溶于水具有还原性无还原性使品红溶液褪色不能使品红溶液褪色酸性：H2SO3H2CO3应用(除杂)CO2中混有少量SO2，将气体通入饱和的NaHCO3溶液中洗气检验CO2和SO2混合气体中存在CO2气体的方法：【典例2】检验SO2气体中是否混有CO2气体，可采用的方法是()A.通过品红溶液B.通过澄清石灰水C.先通过NaOH溶液，再通过澄清石灰水D.先通过酸性KMnO4溶液，再
6、通过澄清石灰水解析要正确解题必须先做到以下两点：理解题意，本题要检验的是CO2，且CO2又是混在SO2气体中。要掌握SO2与CO2性质上的相似点与不同点。如通过澄清石灰水都能生成白色沉淀(CaSO3和CaCO3)，又如遇NaOH溶液都能发生反应，这便是它们性质上的相似点。它们性质上的不同点又表现在，如SO2具有漂白性能使品红溶液褪色，而CO2不具备漂白性；又如在通过NaHCO3溶液时，由于酸性H2SO3H2CO3，所以SO2与NaHCO3溶液反应能放出CO2，而CO2却无法与NaHCO3反应；再如由于SO2的还原性，在通过酸性KMnO4溶液时会发生反应：5SO22KMnO42H2O=K2SO4
7、2MnSO42H2SO4，而CO2却不具备这种还原性。若对本题选项稍加分析，A检验的是SO2而不是CO2；B中不管是否混有CO2，溶液均变浑浊；C中不管是否混有CO2，均有白色沉淀生成；唯有D项在通过酸性KMnO4溶液时混合气体中仅SO2被吸收，再通过澄清石灰水若有浑浊现象，说明混有CO2，若无浑浊现象，说明不混有CO2。综上分析，D正确。答案D理解感悟SO2和CO2都能使澄清的石灰水变浑浊，若通入的气体过量，则沉淀都可消失。所以不能用澄清的石灰水鉴别SO2和CO2。通常可用以下方法：用品红溶液，使品红溶液褪色的是SO2，不能使品红溶液褪色的是CO2。用氢硫酸，出现浑浊的是SO2，无明显现象的
8、是CO2。2H2SSO2=2H2O3S。用高锰酸钾溶液，紫色褪去的是SO2，无明显现象的是CO2。反应为2KMnO45SO22H2O=K2SO42MnSO42H2SO4。用溴水，使橙色褪去的是SO2，无明显现象的是CO2。Br22H2OSO2=2HBrH2SO4用硝酸酸化的硝酸钡溶液，产生白色沉淀的是SO2，无明显现象的是CO2。三氮的氧化物溶于水的计算方法NO2和NO有如下反应：3NO2H2O=2HNO3NO2NOO2=2NO24NO2O22H2O=4HNO34NO3O22H2O=4HNO31.NO和NO2的混合气体NO、NO2的混合气体溶于水时仅涉及反应：可利用气体体积变化差值进行计算V剩
9、V(NO)原V(NO2)2.NO2和O2的混合气体NO2和O2的混合气体溶于水时涉及反应：其计算如下表：x0x反应情况O2过量，剩余气体为O2恰好完全反应NO2过量，剩余气体为NO3.NO和O2的混合气体NO、O2的混合气体溶于水时涉及反应：其计算如下表：x0x反应情况O2过量，剩余气体为O2恰好完全反应NO过量，剩余气体为NO【典例3】将充满NO2和O2的混合气体的量筒倒置于水中，充分反应后，保持气体压强不变，水进入至量筒体积的一半处停止了，则原混合气体中NO2和O2的体积比是_。解析3NO2H2O=2HNO3NO2NOO2=2NO2由方程式2得：4NO2O22H2O=4HNO3由方程式23
10、得：4NO3O22H2O=4HNO3NO2和O2的体积比不等于41，则需讨论NO2和O2分别过量时的两种情况。设混合气体的体积为1，混合气体中NO2的体积为x，则O2为(1x)。(1)假定原混合气体中V(NO2)V(O2)414NO2O22H2O=4HNO34 1y (1x)解得y4(1x)暂时剩余NO2：14(1x)(1x)5x4由反应式：3NO2H2O=2HNO3NO可知最后剩余NO：由得x(不合题意，舍去)。答案23四喷泉实验原理分析1.喷泉实验基本原理从原理上分析使容器内外产生较大压强差的情况有以下两种：(1)容器内气体极易溶于水(或容器内气体易与溶液反应)，使容器内的压强迅速降低，在
11、外界大气压的作用下，外部液体快速进入容器，通过尖嘴导管喷出，形成喷泉。下表列出的气体遇相应的吸收剂，就能形成喷泉。气体HClNH3CO2、Cl2、SO2NO2O2吸收剂水或碱溶液水或酸溶液碱溶液水或碱溶液(2)容器内的液体由于受热挥发或由于发生化学反应使容器内部产生了大量的气体，使容器内的压强增大，促使容器内的气体迅速向外流动，也能形成喷泉。喷雾器、火山喷发就是此原理。2.喷泉实验成功的关键首先瓶内外压强差要足够大，其次还要注意以下几个方面：(1)盛气体的烧瓶必须干燥，否则瓶中有液体，会使气体在实验前已有大量溶解，造成压强差不大，形成的喷泉现象不明显。(2)气体要充满烧瓶。(3)烧瓶不能漏气(
12、实验前应先检查装置气密性)。【典例4】如图所示的装置中，干燥烧瓶中盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是()A.CO2(NaHCO3溶液)无色喷泉B.NH3(H2O含酚酞)红色喷泉C.H2S(CuSO4溶液)黑色喷泉D.HCl(AgNO3溶液)白色喷泉解析CO2在水中的溶解度为11，在碳酸氢钠溶液中溶解度更小，不能形成喷泉，A错；选项B中NH3极易溶于水，形成NH3H2O，溶液呈碱性，能形成红色喷泉；选项C中发生反应：H2SCuSO4=H2SO4CuS，CuS为黑色沉淀，能形成黑色喷泉；选项D中，HCl气体极易溶于水，且发生反应HClAgNO3=HNO
13、3AgCl，AgCl为白色沉淀，故能形成白色喷泉。答案A五硝酸与金属反应的有关计算方法1.依据守恒规律计算(1)电子守恒：硝酸与金属反应属于氧化还原反应，N原子得到的电子数等于金属原子失去的电子数，由此可求出氮元素被还原后的价态，根据价态确定反应产物。(2)原子守恒：硝酸与金属反应时，一部分以NO的形式存在，一部分转化为还原产物，这两部分中N的物质的量与反应消耗的HNO3中N的物质的量相等。(3)电荷守恒：Mn和H所带正电荷总数应等于NO所带负电荷总数(因为这种溶液中OH浓度很小，可被忽略)。2.利用离子方程式计算HNO3与H2SO4混合液跟金属的反应，当金属足量时，不能用HNO3与金属反应的
14、化学方程式计算，应用离子方程式计算，因为生成的硝酸盐的NO借助H仍能继续与金属反应。【典例5】将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答：(1)NO的体积为_L(保留一位有效数字，下同)，NO2的体积为_L。(2)参加反应的HNO3的物质的量是_。(3)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a molL1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为_molL1。解析(1)n(Cu)0.51 mol，设混合气体中NO的物质的量为x，NO2的物质的量为y。根据气体的总体积为11
15、.2 L，有：xy0.5 mol。根据“得失电子守恒”，有：3xy0.51 mol2。(重要的隐含条件！)式中，左边为N原子得电子数，右边为Cu原子失电子数，得失电子数相同。解方程组得：x0.26 mol，y0.24 mol。则：V(NO)0.26 mol22.4 Lmol15.8 L， V(NO2)11.2 L5.8 L5.4 L。(2)参加反应的HNO3分两部分：一部分没有被还原，显酸性，生成Cu(NO3)2；另一部分被还原成NO2和NO，所以参加反应的HNO3为0.51 mol20.5 mol1.52 mol。(3)HNO3在反应中一部分变成气体，一部分以NO的形式留在溶液中。变成气体的HNO3的物质的量为0.5 mol。加入NaOH溶液至恰好使溶液中Cu2全部转化为沉淀，则溶液中只有NaNO3，其物质的量为103aV mol，也就是以NO形式留在溶液中的HNO3的物质的量为103aV mol。所以，c(HNO3)molL1。答案(1)5.85.4(2)1.52 mol(3)
