化學(xué)人教版必修一課件第四章非金屬及其化合物章末重難點(diǎn)專題突破

章末重難點(diǎn)專題突破第四章

非金屬及其化合物

學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.理清非金屬及其化合物間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，構(gòu)建其系統(tǒng)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。2.學(xué)會(huì)用類比、對(duì)比的方法認(rèn)識(shí)非金屬及其化合物的共性和個(gè)性、聯(lián)系和區(qū)別。3.熟知典型物質(zhì)的性質(zhì)及應(yīng)用。內(nèi)容索引一、掌握非金屬及其化合物的學(xué)習(xí)方法二、構(gòu)建非金屬及其化合物的知識(shí)體系三、理清非金屬及其化合物間的轉(zhuǎn)化關(guān)系四、熟知典型物質(zhì)的性質(zhì)及其應(yīng)用五、噴泉實(shí)驗(yàn)和氣體制備綜合實(shí)驗(yàn)一、掌握非金屬及其化合物的學(xué)習(xí)方法1.明確知識(shí)主線。學(xué)習(xí)理解非金屬元素及其化合物知識(shí)的主線：單質(zhì)―→氧化物―→酸―→鹽。如掌握硅及其化合物知識(shí)內(nèi)容的思維程序：單質(zhì)硅(晶體結(jié)構(gòu)、親氧性、半導(dǎo)體)；二氧化硅(難溶性酸性氧化物，能與強(qiáng)堿反應(yīng))；硅酸(硅膠具有膠體的性質(zhì))；硅酸鹽(硅酸鈉及復(fù)雜硅酸鹽)。2.把握橫向聯(lián)系。物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，物質(zhì)的性質(zhì)決定其存在、保存、檢驗(yàn)、用途、制取。因此學(xué)習(xí)元素化合物知識(shí)要結(jié)合物質(zhì)的結(jié)構(gòu)(原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu))，從本質(zhì)上認(rèn)識(shí)物質(zhì)的性質(zhì)，并注重聯(lián)系氧化還原和離子反應(yīng)等基本概念。如氯元素原子最外層電子數(shù)比較多，易得到1個(gè)電子，其單質(zhì)氯氣具有較強(qiáng)的氧化性。3.采用對(duì)比的方法，學(xué)習(xí)SiO2和CO2，SO2和CO2的性質(zhì)；根據(jù)物質(zhì)的類別推測其應(yīng)具有的性質(zhì)；根據(jù)主要元素的化合價(jià)分析判斷其氧化性或還原性等。濃硫酸、硝酸的氧化性有許多相似的地方，通過比較，加深理解，方便記憶。抓住硫元素、氮元素化合價(jià)的變化，從實(shí)質(zhì)上揭示濃硫酸、硝酸具有強(qiáng)氧化性的原因。例1

氯氣是一種重要的工業(yè)原料。工業(yè)上利用反應(yīng)3Cl2＋2NH3===N2＋6HCl檢查氯氣管道是否漏氣。下列說法錯(cuò)誤的是A.若管道漏氣遇氨就會(huì)產(chǎn)生白煙B.該反應(yīng)利用了Cl2的強(qiáng)氧化性C.該反應(yīng)屬于復(fù)分解反應(yīng)D.生成1molN2有6mol電子轉(zhuǎn)移答案解析√解析本題通過一個(gè)陌生的化學(xué)反應(yīng)方程式，考查氨氣和氯氣的性質(zhì)及氧化還原知識(shí)。當(dāng)NH3過量時(shí)會(huì)與HCl反應(yīng)生成NH4Cl白煙，故A對(duì)；又反應(yīng)中氮和氯兩元素的化合價(jià)發(fā)生了變化，因而屬于氧化還原反應(yīng)，故C錯(cuò)；氯氣化合價(jià)從0價(jià)變?yōu)椋?價(jià)，化合價(jià)降低，氯氣為氧化劑，NH3中的氮由－3價(jià)升高至0價(jià)(得到3個(gè)電子)，為還原劑，生成1molN2需2mol氮原子，失去6mol電子，D對(duì)。例2檢驗(yàn)SO2氣體中是否混有CO2氣體，可采用的方法是A.通過品紅溶液B.通過澄清石灰水C.先通過NaOH溶液，再通過澄清石灰水D.先通過足量酸性KMnO4溶液，再通過澄清石灰水答案解析√理解感悟解析要正確解題必須先做到以下兩點(diǎn)：(1)理解題意，本題要檢驗(yàn)的是CO2，且CO2又是混在SO2氣體中。(2)要掌握SO2與CO2性質(zhì)上的相似點(diǎn)與不同點(diǎn)。如通過澄清石灰水都能生成白色沉淀(CaSO3和CaCO3)，又如遇NaOH溶液都能發(fā)生反應(yīng)，這便是它們性質(zhì)上的相似點(diǎn)。它們性質(zhì)上的不同點(diǎn)又表現(xiàn)在，如SO2具有漂白性從而能使品紅溶液褪色，而CO2不具備漂白性；又如在通過NaHCO3溶液時(shí)，由于H2SO3酸性>H2CO3酸性，所以SO2與NaHCO3溶液反應(yīng)能放出CO2，而CO2卻無法與NaHCO3反應(yīng)；再如由于SO2的還原性，在通過酸性KMnO4溶液時(shí)會(huì)發(fā)生反應(yīng)：5SO2＋2KMnO4＋2H2O===K2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4，而CO2卻不具備這種還原性。若對(duì)本題選項(xiàng)稍加分析，A項(xiàng)檢驗(yàn)的是SO2而不是CO2，B項(xiàng)中不管是否混有CO2，溶液均變渾濁，C項(xiàng)中不管是否混有CO2，均有白色沉淀生成，唯有D項(xiàng)在通過酸性KMnO4溶液時(shí)混合氣體中僅SO2被吸收，再通過澄清石灰水若有渾濁現(xiàn)象，說明混有CO2；若無渾濁現(xiàn)象，說明不混有CO2。綜上分析，D項(xiàng)正確。理解感悟理解感悟SO2和CO2都能使澄清的石灰水變渾濁，若通入的氣體過量，則沉淀都可消失。所以不能用澄清的石灰水鑒別SO2和CO2。通?？捎靡韵路椒ǎ?1)用品紅溶液，使品紅溶液褪色的是SO2，不能使品紅溶液褪色的是CO2。(2)用氫硫酸，出現(xiàn)渾濁的是SO2，無明顯現(xiàn)象的是CO2。2H2S＋SO2===2H2O＋3S↓(3)用高錳酸鉀溶液，紫色褪去的是SO2，無明顯現(xiàn)象的是CO2。2KMnO4＋5SO2＋2H2O===K2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4(4)用溴水，使橙色褪去的是SO2，無明顯現(xiàn)象的是CO2。Br2＋2H2O＋SO2===2HBr＋H2SO4(5)用硝酸酸化的硝酸鋇溶液，產(chǎn)生白色沉淀的是SO2，無明顯現(xiàn)象的是CO2。二、構(gòu)建非金屬及其化合物的知識(shí)體系例3下列敘述正確的是A.濃硫酸是一種干燥劑，能夠干燥氫氣、氧氣、氨氣等氣體，但不能干燥

有較強(qiáng)還原性的HI、H2S等氣體B.濃硫酸與單質(zhì)硫反應(yīng)的化學(xué)方程式：S＋2H2SO4(濃)3SO2↑＋2H2O，

在此反應(yīng)中，濃硫酸既表現(xiàn)了強(qiáng)氧化性又表現(xiàn)了酸性C.把足量銅粉投入到含2molH2SO4的濃硫酸中，得到氣體體積在標(biāo)準(zhǔn)

狀況下為22.4LD.常溫下能夠用鐵、鋁等容器盛放濃H2SO4，是因?yàn)闈釮2SO4的強(qiáng)氧化性

使其鈍化√答案解析理解感悟解析A項(xiàng)濃硫酸具有吸水性，但由于其具有強(qiáng)氧化性和酸性，故不能用來干燥具有還原性的氣體(H2S)和堿性氣體(NH3)；B項(xiàng)金屬與濃硫酸反應(yīng)時(shí)，生成相應(yīng)的鹽和SO2，此時(shí)濃硫酸顯酸性和強(qiáng)氧化性，而與S、C等非金屬單質(zhì)作用時(shí)，由于沒有鹽生成，故只顯強(qiáng)氧化性；C項(xiàng)Cu與濃H2SO4反應(yīng)過程中，濃H2SO4濃度逐漸降低，當(dāng)降到一定程度變?yōu)橄2SO4時(shí)，反應(yīng)自行停止，故產(chǎn)生的SO2不足22.4L；D項(xiàng)利用濃H2SO4強(qiáng)氧化性而使Fe、Al鈍化的反應(yīng)，可以用鐵、鋁容器來盛放濃H2SO4，D正確。理解感悟理解感悟濃硫酸具有極強(qiáng)的氧化性，主要是構(gòu)成酸根的中心原子易獲得電子，顯示出與稀硫酸不同的強(qiáng)氧化性。而稀H2SO4具有氧化性是電離出的H＋得到電子，如氧化較活潑的金屬Zn、Fe等。例4有A、B、C、D四種含有硅元素的物質(zhì)，它們能發(fā)生如下反應(yīng)：①C與燒堿反應(yīng)生成A和水；②已知A溶液的焰色反應(yīng)為黃色，A溶液與鈣鹽反應(yīng)生成白色沉淀D；③B在空氣中燃燒生成C；④C在高溫下，與碳酸鈣反應(yīng)生成D和一種氣體；⑤C在高溫下與碳反應(yīng)生成單質(zhì)B。根據(jù)上述變化填空：(1)寫出化學(xué)式：B___，D_______。(2)寫出C與燒堿反應(yīng)生成A和水的反應(yīng)方程式：____________________________。答案解析SiCaSiO3SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O解析①能與燒堿反應(yīng)，含硅，C可能是SiO2和H2SiO3；②A溶液是鈉鹽，又含硅，A確定為Na2SiO3，D為CaSiO3；③B＋O2―→C(可能是SiO2和H2SiO3)，確定B為Si、C為SiO2；④反應(yīng)為SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑；⑤反應(yīng)為SiO2＋2CSi＋2CO↑。三、理清非金屬及其化合物間的轉(zhuǎn)化關(guān)系1.非金屬元素化合物之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系2.分析理解同一元素不同化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系時(shí)，一是從氧化還原反應(yīng)的角度分析化合價(jià)不同的元素的化合物之間的相互轉(zhuǎn)化，

二是從非氧化還原反應(yīng)的角度分析化合價(jià)相同的元素的化合物之間的相互轉(zhuǎn)化，例5

右圖中A是氣體單質(zhì)，根據(jù)下圖所示的A、B、C、D、E五種物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，完成以下各題。(1)分別寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式A___，B____，C___，D____，E______。(2)寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2NO＋O2===2NO2，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O答案解析N2NH3NONO2HNO3N2＋3H22NH3，N2＋O22NO，4NH3＋5O2

4NO＋6H2O，解析根據(jù)一系列的轉(zhuǎn)化關(guān)系進(jìn)行有關(guān)物質(zhì)成分的推斷，必須找到合適的突破點(diǎn)。已知A是氣體單質(zhì)，氣體單質(zhì)有氫氣、氮?dú)狻⒀鯕?、氟氣、氯氣和稀有氣體，A既能與O2反應(yīng)，又能與H2反應(yīng)，A不可能是稀有氣體。A經(jīng)兩步與O2的反應(yīng)，產(chǎn)物D應(yīng)為高價(jià)氧化物。該氧化物與水反應(yīng)得到的物質(zhì)E能與位于金屬活動(dòng)順序表中H之后的金屬Cu反應(yīng)，E應(yīng)是強(qiáng)氧化性酸，如濃H2SO4或HNO3。與HNO3對(duì)應(yīng)的單質(zhì)A是氣體N2；與濃H2SO4對(duì)應(yīng)的單質(zhì)A是固體S，因此A是氮?dú)?。?非金屬單質(zhì)A經(jīng)如圖所示的過程轉(zhuǎn)化為含氧酸D，已知D為強(qiáng)酸，請(qǐng)回答下列問題：答案解析(1)若A在常溫下為固體，B是能使品紅溶液褪色的有刺激性氣味的無色氣體。①D的化學(xué)式是______；②在工業(yè)生產(chǎn)中B氣體的大量排放被雨水吸收后形成了______而污染了環(huán)境。H2SO4酸雨解析若B是能使品紅溶液褪色的有刺激性氣味的無色氣體，則B是SO2，A是單質(zhì)S，C是SO3，D是H2SO4；若大量排放SO2，則會(huì)形成酸雨。解析若C是紅棕色氣體，則C為NO2，B為NO，A為N2，D為HNO3，濃HNO3可與Cu反應(yīng)：4HNO3(濃)＋Cu===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O此反應(yīng)有化合價(jià)升降變化，屬于氧化還原反應(yīng)。(2)若A在常溫下為氣體，C是紅棕色的氣體。①A、C的化學(xué)式分別是A____；C_____。②D的濃溶液在常溫下可與銅反應(yīng)并生成C氣體，請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________________。該反應(yīng)_____(填“屬于”或“不屬于”)氧化還原反應(yīng)。答案解析N2NO2Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O屬于四、熟知典型物質(zhì)的性質(zhì)及其應(yīng)用1.碳和硅的“反?！?1)一般情況下，較強(qiáng)氧化劑＋較強(qiáng)還原劑―→較弱氧化劑＋較弱還原劑，而碳卻能還原出比它還原性更強(qiáng)的還原劑；SiO2＋2CSi＋2CO↑，F(xiàn)eO＋CFe＋CO↑。(2)非金屬單質(zhì)與堿的反應(yīng)，一般是非金屬單質(zhì)既作氧化劑又作還原劑，而Si與堿溶液反應(yīng)卻只作還原劑：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。(3)一般情況下，較活潑金屬＋酸===鹽＋氫氣，然而Si是非金屬，卻能與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。(4)一般情況下，堿性氧化物＋酸―→鹽＋水，SiO2是酸性氧化物，卻能與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。(5)無機(jī)酸一般能溶于水，而H2SiO3及H4SiO4均難溶于水。(6)H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以有Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，但高溫下卻能發(fā)生Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑的反應(yīng)(CO2離開反應(yīng)體系)。(7)一般情況下，非?；顫姷慕饘?Na、K等)才能夠置換出水中的氫，但C在高溫下與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)：C＋H2O(g)CO＋H2。(8)一般情況下，非金屬氧化物與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸，如CO2＋H2O

H2CO3，但SiO2不溶于水，也不與水反應(yīng)。2.氯氣的重要性質(zhì)(1)氯氣具有強(qiáng)氧化性，在反應(yīng)中通常作強(qiáng)氧化劑。(2)氯氣與水反應(yīng)可生成次氯酸，與堿反應(yīng)可生成次氯酸鹽。Cl2＋H2O

HCl＋HClO，2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O次氯酸具有漂白性，可用于自來水消毒。氯氣與氫氧化鈣反應(yīng)生成的漂白粉的有效成分為次氯酸鈣，它的穩(wěn)定性比次氯酸強(qiáng)，與酸反應(yīng)生成次氯酸，常作為生活中的漂白劑或消毒劑使用。解析電解質(zhì)必須是化合物，Cl2是單質(zhì)，既不是電解質(zhì)，也不是非電解質(zhì)，A不正確；漂白粉是利用強(qiáng)氧化性殺菌消毒，而明礬是利用Al3＋和水反應(yīng)生成Al(OH)3膠體吸附雜質(zhì)，B不正確；D項(xiàng)只能說明存在HClO，D不正確。例7下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)過程或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象的敘述中，正確的是A.氯氣的水溶液可以導(dǎo)電，說明氯氣是電解質(zhì)B.漂白粉和明礬都常用于自來水的處理，二者的作用原理是相同的C.氯氣可以使?jié)駶櫟挠猩紬l褪色，但實(shí)際起漂白作用的物質(zhì)是次氯酸

而不是氯氣D.氯水中加入有色布條，布條褪色，說明溶液中有Cl2存在答案解析√3.濃硫酸的特性濃硫酸具有吸水性、脫水性和強(qiáng)氧化性。吸水性可用于實(shí)驗(yàn)室中氫氣、二氧化碳、二氧化硫等的干燥，但不能干燥硫化氫或氨氣等；在與金屬銅反應(yīng)時(shí)，濃硫酸表現(xiàn)強(qiáng)酸性和強(qiáng)氧化性，要注意反應(yīng)條件與硝酸的不同，反應(yīng)后有可能硫酸與銅都剩余等。例8某研究小組成員在討論鑒別濃硫酸和稀硫酸的方案時(shí)，設(shè)計(jì)了如下方案：

甲乙丙丁戊操作火柴梗加入金屬銅片分別加入到盛水的試管中用玻璃棒蘸濃氨水靠近盛酸試劑瓶的瓶口加到CuSO4·5H2O晶體中結(jié)論變黑者為濃硫酸產(chǎn)生刺激性氣味氣體者為濃硫酸放熱者為濃硫酸冒白煙者為濃硫酸使晶體變白者為濃硫酸(1)其中可行的是___________。答案解析解析甲經(jīng)放置后，濃硫酸有脫水性會(huì)把木柴炭化，可以區(qū)別。乙中Cu與濃硫酸在常溫下反應(yīng)很慢，現(xiàn)象不明顯，需要加熱才能區(qū)分：稀者不反應(yīng)，濃者反應(yīng)。丙可行。丁中因濃、稀硫酸都不揮發(fā)，所以不可區(qū)分。戊可行。甲、丙、戊(2)其中稍作改進(jìn)就可行的方案是___，改進(jìn)方法是_____。(3)完全錯(cuò)誤的是___，因?yàn)開________________。乙加熱丁硫酸是難揮發(fā)性酸操作滴加到NaCl固體中加入鋁片加木炭，加熱稱量同體積的酸加熱結(jié)論有白霧者為濃硫酸常溫反應(yīng)者為稀硫酸產(chǎn)生刺激性氣味氣體者為濃硫酸輕者為稀硫酸先沸騰者為稀硫酸(4)請(qǐng)給出另外兩種鑒別方法：_________________________________。答案答案以下任意兩種(或其他可行方案均可)：理解感悟理解感悟濃、稀硫酸的判斷方法各取少量試樣，做以下實(shí)驗(yàn)，都可區(qū)分其濃、稀。(1)稱量：取等體積，重者為濃硫酸(用手掂掂也能分辨出來)。(2)放出H2：分別加入到有Fe片的試管中，放出氣體者為稀硫酸。(3)脫水性：用玻璃棒分別蘸取試樣在紙上寫字，在常溫下，一會(huì)兒變黑者為濃硫酸。也可用鋸末、蔗糖等做相似的實(shí)驗(yàn)。(4)吸水性：加到CuSO4·5H2O晶體中，使晶體變白者為濃硫酸；得藍(lán)色溶液者為稀硫酸。(5)吸水性：各取等質(zhì)量試樣，敞口放置一段時(shí)間后稱量，增重者為濃硫酸。(6)氧化性：分別加入到有Cu片的試管中，加熱，放出刺激性氣味氣體者為濃硫酸。(7)酸堿指示劑：在藍(lán)色石蕊試紙上滴1～2滴待測溶液，變紅色者為稀硫酸，先變紅再變黑者為濃硫酸。4.硝酸的強(qiáng)氧化性及其典型計(jì)算硝酸是常見的氧化性酸，具有強(qiáng)氧化性、強(qiáng)酸性和不穩(wěn)定性，在試題中側(cè)重強(qiáng)酸性和強(qiáng)氧化性的應(yīng)用，比如與金屬銅反應(yīng)時(shí)隨著濃度的不同產(chǎn)物也會(huì)不同，計(jì)算時(shí)通常使用氮原子守恒和電子守恒法解決問題。(1)依據(jù)守恒規(guī)律計(jì)算①四個(gè)守恒a.得失電子守恒：金屬失電子數(shù)＝n(NO2)＋3n(NO)。b.氨原子守恒：n(HNO3)總＝xn[M(NO3)x]＋n(NO2)＋n(NO)。c.電荷守恒：反應(yīng)后溶液中c()＝x·c(Mx＋)＋c(H＋)。d.若向反應(yīng)后所得溶液中加入氫氧化鈉恰好使Mx＋沉淀完全，此時(shí)溶質(zhì)為硝酸鈉，則存在n(Na＋)＝n()＝n(HNO3)總－n(NO)－n(NO2)。

②一個(gè)關(guān)系起酸性作用的硝酸的物質(zhì)的量是金屬的物質(zhì)的量和金屬所帶電荷數(shù)的乘積，可表示為n(HNO3)酸性＝xn(Mx＋)＝n(轉(zhuǎn)移電子)。(2)利用離子方程式計(jì)算硝酸與硫酸混合液跟金屬的反應(yīng)，當(dāng)金屬足量時(shí)，不能用硝酸與金屬反應(yīng)的化學(xué)方程式計(jì)算，應(yīng)用離子方程式計(jì)算，因?yàn)樯傻南跛猁}的

借助H＋仍能繼續(xù)與金屬反應(yīng)。例9

19.2gCu加入到100mL一定濃度的硝酸溶液中，假定兩者恰好完全反應(yīng)，同時(shí)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下8.96LNO和NO2的混合氣體(忽略氣體的溶解及轉(zhuǎn)化)。求：(1)混合氣體中NO和NO2的體積比。答案解析答案V(NO)∶V(NO2)＝1∶3

解析設(shè)NO2的物質(zhì)的量為x，NO的物質(zhì)的量為y，解得x＝0.3mol，y＝0.1mol。故V(NO)∶V(NO2)＝1∶3。(2)硝酸溶液的物質(zhì)的量濃度。答案解析答案10mol·L－1解析根據(jù)N原子守恒有例10足量銅與一定量濃硝酸反應(yīng)，得到硝酸銅溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體，這些氣體與1.68LO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合后通入水中，所有氣體完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸銅溶液中加入5mol·L－1氫氧化鈉溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，則消耗NaOH溶液的體積是A.60mL B.45mLC.30mL D.15mL答案解析√解析由題意可知：HNO3

，由關(guān)系式分析可得：Cu失去的電子數(shù)與O2得到的電子數(shù)相等。即n(Cu)＝2n(O2)＝2×＝0.15mol。根據(jù)NaOH和Cu(NO3)2的反應(yīng)可得關(guān)系式：n(NaOH)＝2n[Cu(NO3)2]＝2n(Cu)＝0.3mol，則V(NaOH)＝

＝0.06L＝60mL。故正確答案為A。5.氮的氧化物溶于水的計(jì)算方法NO2和NO有如下反應(yīng)：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO

①2NO＋O2===2NO2

②4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3

③4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3

④(1)NO和NO2的混合氣體NO、NO2的混合氣體溶于水時(shí)僅涉及反應(yīng)①：可利用氣體體積變化差值進(jìn)行計(jì)算V剩＝V(NO)原＋

V(NO2)(2)NO2和O2的混合氣體NO2和O2的混合氣體溶于水時(shí)涉及反應(yīng)③：其計(jì)算如下表：反應(yīng)情況O2過量，剩余氣體為O2恰好完全反應(yīng)NO2過量，剩余氣體為NO(3)NO和O2的混合氣體NO、O2的混合氣體溶于水時(shí)涉及反應(yīng)④：其計(jì)算如下表：反應(yīng)情況O2過量，剩余氣體為O2恰好完全反應(yīng)NO過量，剩余氣體為NO例11將充滿NO2和O2的混合氣體的量筒倒置于水中，充分反應(yīng)后，保持氣體壓強(qiáng)不變，水進(jìn)入至量筒體積的一半處停止了，則原混合氣體中NO2和O2的體積比是______。答案解析2∶3解析3NO2＋H2O===2HNO3＋NO

①2NO＋O2===2NO2

②由方程式①×2＋②得：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3

③由方程式①×2＋②×3得：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3

④NO2和O2的體積比不等于4∶1，則需討論NO2和O2分別過量時(shí)的兩種情況。設(shè)混合氣體的體積為1，混合氣體中NO2的體積為x，則O2為(1－x)。(1)假定原混合氣體中V(NO2)∶V(O2)<4∶14NO2＋O2＋2H2O===4HNO341x

y(2)假定原混合氣體中V(NO2)∶V(O2)>4∶14NO2＋O2＋2H2O===4HNO341y

1－x解得y＝4(1－x)暫時(shí)剩余NO2：1－[4(1－x)＋(1－x)]＝5x－4由反應(yīng)式：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO可知最后剩余NO：五、噴泉實(shí)驗(yàn)和氣體制備綜合實(shí)驗(yàn)1.噴泉實(shí)驗(yàn)(1)形成噴泉的原理形成噴泉最根本的原因是瓶內(nèi)外存在壓強(qiáng)差。當(dāng)燒瓶內(nèi)氣體溶于液體或與之反應(yīng)時(shí)，瓶內(nèi)氣體大量減少，壓強(qiáng)降低，外界的大氣壓將液體壓入燒瓶內(nèi)，如此持續(xù)，最后液體將充滿燒瓶。①減小內(nèi)壓法：如圖Ⅰ所示。燒瓶內(nèi)氣體與液體接觸→氣體溶解或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)→燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小→外部液體迅速進(jìn)入形成噴泉。②增大外壓法：如圖Ⅱ所示。錐形瓶內(nèi)液體揮發(fā)或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣體→錐形瓶內(nèi)壓強(qiáng)增大→錐形瓶內(nèi)液體迅速流入燒瓶形成噴泉。(2)常見噴泉的形成主要有以下兩類：①極易溶于水的氣體(NH3、HCl、SO2等)與水可形成噴泉；②酸性氣體(HCl、SO2、NO2、CO2、H2S等)與NaOH(aq)也能形成噴泉。(3)噴泉實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵①盛氣體的燒瓶必須干燥；②氣體要充滿燒瓶；③燒瓶不能漏氣(實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先檢查裝置的氣密性)；④所用氣體能大量溶于所用液體或氣體與液體快速反應(yīng)。(4)常見的噴泉實(shí)驗(yàn)裝置噴泉實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)是形成壓強(qiáng)差而引發(fā)液體上噴，為此可設(shè)計(jì)多種不同的裝置和采用不同的操作(如使氣體溶于水、熱敷、生成氣體、發(fā)生氣體體積減小的反應(yīng)等)來使噴泉產(chǎn)生。例12噴泉是一種常見的自然現(xiàn)象，其產(chǎn)生原因是存在壓強(qiáng)差。(1)圖甲為化學(xué)教學(xué)中常用的噴泉實(shí)驗(yàn)裝置。在燒瓶中充滿干燥氣體，膠頭滴管及燒杯中盛有液體。①下列組合中不可能形成噴泉的是_____(填字母)。A.HCl和H2OB.O2和H2OC.NH3和H2OD.CO2和NaOH溶液E.NO2和H2O答案解析√解析O2難溶于水，不能使燒瓶中的壓強(qiáng)減小。②若用D組合做噴泉實(shí)驗(yàn)，燒杯中的液體一定是NaOH溶液嗎？_____________________________________________________________。③用A組合做噴泉實(shí)驗(yàn)時(shí)，若燒瓶中充滿HCl氣體，則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，做完實(shí)驗(yàn)后燒瓶中c(HCl)＝_____mol·L－1(設(shè)溶質(zhì)不擴(kuò)散)。④若用E組合做噴泉實(shí)驗(yàn)時(shí)，則標(biāo)準(zhǔn)狀況下，做完實(shí)驗(yàn)后燒瓶中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度是_____mol·L－1。答案解析解析只要膠頭滴管中的物質(zhì)能把CO2幾乎完全吸收，使燒瓶中的壓強(qiáng)減小即可形成噴泉。只要膠頭滴管中盛有的濃堿溶液足以把燒瓶中的CO2吸收即可不一定，(2)某學(xué)生積極思考產(chǎn)生噴泉的其他辦法，并設(shè)計(jì)了如圖乙所示的裝置。①在圖乙的錐形瓶中，分別加入足量的下列物質(zhì)，反應(yīng)后可能產(chǎn)生噴泉的是_____(填字母)。A.Cu與稀鹽酸

B.NaHCO3與NaOH溶液C.CaCO3與稀硫酸

D.NH4HCO3與稀鹽酸這種方法產(chǎn)生噴泉的原理是________________________________________________________________________________________________________。答案解析√

錐形瓶中發(fā)生反應(yīng)：NH4HCO3＋HCl===NH4Cl＋CO2↑＋H2O，隨著CO2氣體的產(chǎn)生，錐形瓶中的壓強(qiáng)增大而產(chǎn)生“噴泉”解析NH4HCO3與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2氣體，使錐形瓶內(nèi)的壓強(qiáng)增大。②在圖乙錐形瓶外放一水槽，瓶中加入酒精，水槽中加入水后，再加入足量的下列物質(zhì)，結(jié)果也產(chǎn)生噴泉。水槽中加入的物質(zhì)可能是_____(填字母)。A.濃硫酸

B.食鹽

C.硝酸鉀

D.硫酸銅這種方法產(chǎn)生噴泉的原理是_________________________________________________________________________________________________。答案解析√解析濃H2SO4溶于水放出大量的熱使酒精揮發(fā)，使錐形瓶內(nèi)壓強(qiáng)增大。

濃H2SO4溶于水放出大量的熱，溫度升高使錐形瓶中的酒精揮發(fā)加快，錐形瓶內(nèi)壓強(qiáng)增大，從而形成“噴泉”2.實(shí)驗(yàn)室氣體的制備(1)制備裝置的選擇①分析反應(yīng)原理：主反應(yīng)與副反應(yīng)。②分析反應(yīng)試劑固體：塊狀、粒狀還是粉末狀；溶液：稀還是濃；催化劑：有還是無。③分析反應(yīng)條件：加熱還是不加熱。(2)反應(yīng)裝置的安裝①組裝儀器的一般原則：先零后整，先主后輔，從下到上、從左到右。②組裝順序：制備氣體→凈化→集氣→尾氣處理。③在裝入藥品前要檢查裝置的氣密性。其基本方法：一般先把導(dǎo)氣管插入盛水的水槽中，把有關(guān)活塞關(guān)閉，微熱主發(fā)生器，有氣泡從水中冒出，停止微熱后，水倒吸進(jìn)入導(dǎo)氣管中形成一段穩(wěn)定的水柱，方可表示氣密性良好。(3)常見氣體的發(fā)生裝置依據(jù)所用藥品的狀態(tài)和反應(yīng)時(shí)是否需要加熱，可把氣體的發(fā)生裝置歸納為三類(如圖)：(4)氣體的凈化干燥裝置結(jié)合氣體雜質(zhì)的性質(zhì)，如果想用液體試劑來除雜就選用下圖A裝置，如果想用固體試劑來除雜就選用下圖B、C裝置。(5)常見氣體的收集裝置根據(jù)氣體的溶解性及氣體的密度確定氣體的收集方法。①排水集氣法條件：氣體難溶或微溶于水，且與水不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如H2、O2、NO、CO、CH4等。②排空氣集氣法條件：氣體不與空氣發(fā)生反應(yīng)，且密度與空氣密度相差較大。向上排空氣集氣法：適用于密度大于空氣的氣體的收集，如CO2、Cl2、HCl、O2等。向下排空氣集氣法：適用于密度小于空氣的氣體的收集，如NH3、H2等。③收集裝置排空氣法排液(水)法(6)尾氣的處