1、1专题二 元素及其化合物 2一、常见气体的实验室制法1氯气的实验室制法和主要性质32氨气的实验室制法Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3+2H2O氨水中有下列平衡：NH3+H2ONH3H2O+OH-，NaOH固体溶于水放热，使得氨气的溶解度减小，同时增大了溶液中的c(OH-)，促使化学平衡逆向移动。4NH 4二、合成氨工业与硫酸工业 1合成氨与硝酸工业 反应原理：合成氨：硝酸工业：4NH3+5O24NO+6H2O2NO+O22NO2 3NO2+H22HNO3+NO生产硝酸铵：NH3+HNO3NH4NO3223N+3H2NH高温高压催化剂高温催化剂52硫酸工业：尾气处理：SO2+2N
2、H3+H2O(NH4)2SO3或SO2+2NH3H2O(NH4)2SO3+H2O6 三、氮、硫知识网络图7 四、典型题型分析【例1】(2010山东)聚合硫酸铁又称聚铁，化学式为Fe2(OH)n(SO4)3-0.5nm，广泛用于污水处理。实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁和绿矾(FeS7H2O)，流程如下：8(1)验证固体W焙烧后产生的气体含有 SO2的方法是_。(2)实验室制备、收集干燥的SO2，所需仪器如下。装置A产生SO2，按气流方向连接各仪器接口，顺序为a_f；装置D的作用是_，装置E中NaOH溶液的作用是_。9(3)制备绿矾时，向溶液X中加入过
3、量_，充分反应后，经_操作得到溶液Y，再经浓缩、结晶等步骤得到绿矾。(4)溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数，用pH试纸测定溶液pH的操作方法为_。若溶液Z的pH偏小，将导致聚铁中铁的质量分数偏_。解析：(1)检验SO2的方法用品红溶液。(2)收集干燥的SO2，应先干燥，再收集(SO2密度比空气的大，要从c口进气)，最后进行尾气处理；因为SO2易与NaOH反应，故D的作用是安全瓶，防止倒吸。10(3)因为在烧渣中加入了硫酸和足量氧气，故溶液Y中含有Fe3+，故应先加入过量的铁粉，然后过滤除去剩余的铁粉。(4)Fe(OH)3的含铁量比Fe2(SO4)3高，若溶液Z的pH偏小，则生成的聚铁中OH-
4、的含量减少，的含量增多，使铁的含量减少。答案：(1)将气体通入品红溶液中，如品红褪色，加热后又变红，证明有SO2(2)d e c b；安全瓶，防止倒吸 尾气处理，防止污染(3)铁粉 过滤(4)将试纸放到表面皿上，用玻璃棒蘸取溶液，点到试纸的中央，然后跟标准比色卡对比 低24SO11【变式题1】二氧化氯(ClO2)是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂。与Cl2相比ClO2不但具有更显著的杀菌能力，而且不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物。(1)在ClO2的制备方法中，有下列两种制备方法：方法一：方法二：用方法二制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒，其主要原因是。32224224222N
5、aClO+H O+H SO=2ClO+Na SO+O+2H O32222NaClO+4HCl=2ClO+Cl+2NaCl+2H O方法二制备的ClO2中不含Cl21222322462Na S O+I=Na S O+2NaIClOClO(2)用ClO2处理过的饮用水(pH为5.56.5)常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子()。2001年我国卫生部规定，饮用水的含量应不超过0.2 mgL-1。饮用水中ClO2、的含量可用连续碘量法进行测定。ClO2被I-还原为、Cl-的转化率与溶液pH的关系如图所示。当pH2.0时，也能被I-完全还原成Cl-。反应生成的I2用标准Na2S2O3溶液滴定：ClOC
6、lOClO13请写出pH2.0时，与I-反应的离子方程式：_。ClO+-22ClO+4H+4I=Cl+2I+2H O14请完成相应的实验步骤：步骤1：准确量取V mL水样加入到锥形瓶中。步骤2：调节水样的pH为7.08.0。步骤3：加入足量的KI晶体。步骤4：加少量淀粉溶液，用c molL-1 Na2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液V1 mL。步骤5：_。步骤6：再用c molL-1 Na2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液V2 mL。调节溶液的pH2.0 15 根据上述分析数据，测得该饮用水样中ClO的浓度为_molL-1。(用含字母的代数式表示)若饮用水中的含量超
7、标，可向其中加入适量的Fe2+将还原成Cl-，该反应的氧化产物是 _(填化学式)。ClOClOFe(OH)3、FeCl3提示：(1)方法一制得的ClO2中含有Cl2，而方法二制得的ClO2中不含有Cl2。(2)pH2.0时，溶液显酸性，所以与I-反应的离子方程式为：ClO2144c VVV16根据曲线图示在pH2.0时，ClO2被I-还原只生成Cl-，pH7.0时，ClO2被I-还原只生成；而用ClO2处理过的饮用水，其pH为5.56.5，所以其中既含有ClO2，又含有，若将溶液的pH调节为7.08.0，则第一阶段滴定时ClO2被I-还原只生成，溶液的没有被I-还原，所以第二阶段滴定前应调节溶
8、液的pH2.0，使 与I-反应，以测定样品水样中亚氯酸根离子的含量。根据反应：，所以氧化产物为Fe(OH)3、FeCl3。ClOClOClOClOClO2+3+224Fe+ClO+2H O=4Fe+Cl+4OH3+3Fe+3OH=Fe(OH)17【例2】下图表示某固态单质A及其化合物之间的转化关系(某些产物和反应条件已略去)。化合物B在常温常压下为气体，B和C的相对分子质量之比为45，化合物D是重要的工业原料。18(1)写出A在加热条件下与H2反应的化学方程式：_。(2)写出E与A的氢化物反应生成A的化学方程式：_。(3)写出一个由D生成B的化学方程式：_。19(4)将5 mL 0.10 mo
9、lL-1的E溶液与10 mL 0.10molL-1的NaOH溶液混合。写出反应的离子方程式_；反应后溶液的pH_7(填“大于”、“小于”或“等于”)，理由是_；加热反应后的溶液，其pH_(填“增大”、“不变”或“减小”)，理由是_。解析：此题为简单的元素推断题，可套入常见的关系ABCD中，由A为固态单质，B和C的相对分子质量之比为45，判定A为硫。20答案：(1)H2+SH2S(写成可逆反应也正确)(2)H2SO3+2H2S3S+3H2O(3)C+2H2SO4(浓)CO2+2SO2+2H2O 或Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O等(4)H2SO3+2OH+2H2O 大于 Na
10、2SO3溶液中发生水解使溶液显碱性 增大 升高温度促进Na2SO3溶液的水解23SO23SO21【变式题2】(2011上海)浓硫酸有许多重要的性质，在与含有水分的蔗糖作用过程中不能显示的性质是()A酸性B脱水性C强氧化性D吸水性提示：浓硫酸可以吸收蔗糖中的水表现出吸水性，同时可以将蔗糖变成“黑面包”表现出其具有脱水性，也可以与碳发生反应表现出强氧化性。A22【例3】(2011江苏)以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl36H2O)的工艺流程如下：回答下列问题：(1)在一定条件下，SO2转化为SO3的反应为2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，该反应的平衡常数表达式为K_
11、；过 量 的 SO2 与NaOH溶液反应的化学方程式为_。23【例3】(2011江苏)以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl36H2O)的工艺流程如下：(2)酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量，其目的是_、_。(3)通氯气氧化时，发生的主要反应的离子方程式为_；该过程产生的尾气可用碱溶液吸收，尾气中污染空气的气体为_(写化学式)。24答案：(1)SO2NaOH=NaHSO3(2)提高铁元素的浸出率 抑制Fe3水解(3)Cl22Fe2=2Cl2Fe3 Cl2、HCl23222(SO)(O)(SO)ccc25变式题3.(2011江苏)下列有关物质的性质和该性质的应用均正确的是(
12、)A常温下浓硫酸能使铝发生钝化，可在常温下用铝制贮罐贮运浓硫酸B二氧化硅不与任何酸反应，可用石英制造耐酸容器C二氧化氯具有还原性，可用于自来水的杀菌消毒D铜的金属活泼性比铁的弱，可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀A解析：B.SiO2可与氢氟酸反应；C.能用于消毒是因为其强氧化性；D.形成原电池加速Fe腐蚀。26元素推断解题策略解读题意寻找突破发散推导规范作答1解读题意：读懂题中描述的内容，明确已知条件和要求。2寻找突破：寻找是否有物质的特有颜色、特征反应现象、特别转化关系、特殊反应条件等。3发散推导：根据特征信息，将可能的物质在框图中标注出来，多方位进行推导，注意利用某一符号表示的同一物质在框图中多次出现的情况进行。274规范作答：明确物质后，明确答题要求，注意答题的准确性和规范性。基于此，注意收集整理，实现知识的有序存储。无机推断中的常见突破口：(1)典型颜色黑色固体：C、MnO2、Fe3O4(黑色磁性晶体)红色固体：Fe2O3、Cu白色氢氧化物沉淀：Al(OH)3、Mg(OH)2有色气体：Cl2、NO2遇KSCN呈红色：Fe3+红褐色沉淀：Fe(OH)328293031
