1、第四章章末共享专题微专题一非金属及其化合物的实验与拓展气体的制备与性质验证一、四类典型装置1气体的发生装置(1)加热固体药品制取气体(图)，如制取氨气。(2)固体与液体反应不加热制取气体(图)，如制取二氧化碳。(3)固体与液体或液体与液体反应加热制取气体(图)，如制取氯气。2气体的净化干燥装置结合气体杂质的性质，如果想用液体试剂来除杂就选用图A装置，如果想用固体试剂来除杂就选用图B、C装置。3气体的收集装置气体的收集装置的选择要根据气体的水溶性是否与氧气反应及气体的密度。一般有排空气法、排液(水)法，也可将气体直接装入贮气袋中。(1)排空气法：(2)排液(水)法：4尾气处理装置对于有毒或对空气
2、有污染的气体，要进行尾气处理。结合气体的性质可以选择用吸收剂吸收、燃烧或装袋集中处理的方法。二、气体制备实验操作流程三、气体制备实验先后顺序(1)装配仪器时：先下后上，先左后右。(2)加入试剂时：先固后液。(3)实验开始时：先检查装置气密性，再加药品，后点酒精灯。(4)净化气体时：一般先除去有毒、有刺激性气味的气体，后除去无毒、无味的气体，最后除水蒸气。(5)防倒吸实验：往往是最后停止加热或停止通气。(6)防氧化实验：往往是最后停止通气。微训练一1NH3及其盐都是重要的化工原料。(1)用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3，反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为_。(2)按如图装置进行NH3性
3、质实验。先打开旋塞1，B瓶中的现象是_，原因是_。稳定后，关闭旋塞1。再打开旋塞2，B瓶中的现象是_。解析：(1)实验室制备NH3，试管口应略向下倾斜，选A装置；NH3密度比空气小，收集时应选C装置；NH3极易溶于水，尾气处理时应选G装置防倒吸。(2)NH3与HCl接触反应生成NH4Cl固体小颗粒，形成白烟。HCl过量，石蕊遇酸变红。答案：(1)ACG(2)产生白色的烟氯化氢与氨气反应生成了氯化铵小颗粒烧杯中的石蕊水溶液会倒流进入B瓶中，且溶液变红2某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来，同时证明氯气的某些性质，甲同学设计了如图所示的实验装置(支撑用的铁
4、架台省略)，按要求回答问题(Cl2易溶于CCl4)。(1)若用含有0.2 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应制Cl2，制得的Cl2体积(标准状况下)总是小于1.12 L的原因是_。(2)装置B中盛放的试剂名称为_，作用是_，现象是_。装置D和E中出现的不同现象说明的问题是_。装置F的作用是_。(3)乙同学认为甲同学的实验有缺陷，不能确保最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。为了确保实验结论的可靠性，证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种，乙同学提出在某两个装置之间再加一个装置。你认为该装置应加在_与_之间(填装置字母)，装置中应放入_(填写试剂或用品名称)。解析：浓盐酸被氧化生成C
5、l2，浓盐酸反应一段时间后，溶液浓度变小，就不会再被氧化。本实验要检验Cl2中含有水蒸气和HCl气体，要先用无水CuSO4检验水的存在，用CCl4吸收Cl2后，再用AgNO3溶液验证HCl的存在。为了验证Cl2是否除尽，可以在F和G中间加一个装置，放置湿润的淀粉KI试纸。答案：(1)浓盐酸的浓度随着反应的进行逐渐变稀，变为稀盐酸以后将不再与MnO2反应；加热时浓盐酸因挥发而损失(2)无水硫酸铜证明有水蒸气产生白色固体变蓝色氯气无漂白性，次氯酸有漂白性吸收氯气(3)FG湿润的淀粉KI试纸(或湿润的有色布条)3甲、乙两个研究性学习小组为测定氨分子中氮、氢原子个数比，设计如下实验流程：实验中，先用制
6、得的氨气排尽洗气瓶前所有装置中的空气，再连接洗气瓶和气体收集装置，立即加热氧化铜。反应完毕后，黑色的氧化铜转化为红色的铜(2NH33CuON23Cu3H2O)。下图A、B、C为甲、乙两小组制取氨气时可能用到的装置，D为盛有浓硫酸的洗气瓶。甲小组测得，反应前氧化铜的质量m1 g、氧化铜反应后剩余固体的质量m2 g、生成氮气在标准状况下的体积V1 L。乙小组测得，洗气前装置D的质量m3 g、洗气后装置D的质量m4 g、生成氮气在标准状况下的体积V2 L。请回答下列问题：(1)写出仪器a的名称：_。(2)甲、乙两小组选择了不同的方法制取氨气，请将实验装置的字母编号和制备原理填写在下表的空格中。实验装
7、置实验药品制备原理甲小组A氢氧化钙、 硫酸、 硫酸铵反应的化学方程式为_乙小组_浓氨水、氢氧化钠氢氧化钠溶于氨水后放热，增加氢氧根离子浓度，加快氨气逸出(3)甲小组用所测得数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数之比为_。(4)乙小组用所测得数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数比明显小于理论值，其原因是_。解析：(1)仪器a的名称为圆底烧瓶。(2)氢氧化钙与硫酸铵反应生成硫酸钙、氨气和水，反应的化学方程式为(NH4)2SO4Ca(OH)22NH32H2OCaSO4；浓氨水是液体，氢氧化钠是固体，为使氨气逸出，把氨水滴入固体氢氧化钠中，随着氢氧化钠溶解放热，氨气挥发放出气体，故选B装置。(3)反应前氧化
8、铜的质量为m1 g、氧化铜反应后转化成的铜的质量为m2 g，则氧化铜中氧元素的质量为(m1m2)g，生成的水中氧元素的质量等于参加反应氧化铜中氧元素的质量，则生成的水中氧原子的个数为(m1m2)/16NA；水中氢原子个数是氧原子个数的两倍，因此氢原子个数为(m1m2)/162NA，生成的氮气在标准状况下的体积为V1 L，则氮气中氮原子的个数为(2V1/22.4)NA；因此氮、氢原子个数比为(2V1/22.4)NA:(m1m2)/162NA5V1:7(m1m2)。(4)乙小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数比小于理论值，其原因是洗气瓶D中的浓硫酸不但吸收了反应生成的水，还吸收了未反应的氨
9、气，从而使计算的氢的量偏高。答案：(1)圆底烧瓶(2)(NH4)2SO4Ca(OH)22NH32H2OCaSO4B(3)5V1:7(m1m2)(4)浓硫酸吸收了未反应的氨气，从而使计算的氢的含量偏高微专题二非金属及其化合物的转化关系一、特征转化关系1直线转化关系ABC酸或碱，符合此条件的常见A物质有：NH3、H2S、S、CH4、C、Na等，如NH3NONO2HNO3；H2S(S)SO2SO3H2SO4；CH4(C)COCO2H2CO3。2三角转化关系3交叉转化关系微训练二1非金属单质A经如图所示的过程转化为含氧酸D，已知D为强酸，请回答下列问题：(1)若A在常温下为固体，B是能使品红溶液褪色的
10、有刺激性气味的无色气体。D的化学式是_。在工业生产中，大量排放的B气体被雨水吸收后形成了_而污染环境。(2)若A在常温下为气体，C是红棕色的气体。A、C的化学式分别是：A_；C_。D的浓溶液在常温下可与铜反应并生成C气体，请写出该反应的化学方程式：_。解析：依据图示中的连续氧化转化关系和D为含氧酸、强酸，可确定D为H2SO4或HNO3。答案：(1)H2SO4酸雨(2)NH3或N2NO2Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O2如图所示的物质转化关系中，A是一种灰黑色固体单质，E是一种白色胶状沉淀，F是一种最轻的气体。请回答下列问题：(1)B的化学式是_，B是制作_的主要原料。(2
11、)B和a溶液反应的离子方程式是_。(3)A和a溶液反应的化学方程式是_。(4)C和过量盐酸反应的离子方程式是_。解析：根据题目信息，F是一种最轻的气体，可知F是H2；E为白色胶状沉淀，再根据A是一种灰黑色固体单质，可知A为Si，Si与O2反应生成SiO2(B)，Si与NaOH溶液反应生成H2和C(Na2SiO3)、SiO2与NaOH溶液反应得到Na2SiO3和H2O，Na2SiO3溶液中加入盐酸得到H2SiO3(E)，H2SiO3受热分解得到SiO2和H2O(D)。答案：(1)SiO2光导纤维(2)SiO22OH=SiOH2O(3)Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2(4)SiO2H=H
12、2SiO33下图中AJ分别代表相关反应中的一种物质，已知A分解得到等物质的量的B、C、D，B、D为常温下的气态化合物，C为常温下的液态化合物，图中有部分生成物未标出。请填写以下空白：(1)A的化学式为_。(2)写出下列反应的化学方程式：DGH：_。FJBCI：_。(3)0.3 mol I与足量C反应转移电子的物质的量为_mol。(4)容积为10 mL的试管中充满I和G的混合气体，倒立于盛水的水槽中，水全部充满试管，则原混合气体中I与G的体积分别为_mL，_mL。解析：根据A分解得到等物质的量的B、C、D，知A是NH4HCO3，已知B、D为常温下的气态化合物，A与NaOH反应生成D，则D是NH3
13、，B是CO2，C为常温下的液态化合物，则C是H2O，根据框图中的转化关系可知G为O2，H为NO，I为NO2，J为HNO3，结合2MgCO22MgOC，可知E、F分别是MgO和C。(1)A的化学式为NH4HCO3。(2)氨催化氧化得到一氧化氮和水：4NH35O24NO6H2O；碳和浓硝酸发生氧化还原反应：C4HNO3(浓)CO24NO22H2O。(3)根据3NO2H2O=2HNO3NO可知，0.3 mol NO2与足量水反应转移电子的物质的量为0.2 mol。(4)水最终充满试管说明NO2和O2恰好完全反应，根据4NO2O22H2O=4HNO3可知，NO2的体积是10 mL8 mL，O2的体积是10 mL2 mL。答案：(1)NH4HCO3(2)4NH35O24NO6H2OC4HNO3(浓)CO24NO22H2O(3)0.2(4)82