2024高考化學(xué)課件 發(fā)展素養(yǎng)(六) 科學(xué)探究-以非金屬及其化合物為主體的“微實驗”和“微流程”

課件編輯說明本課件需用office2010及以上版本打開，如果您的電腦是office2007及以下版本或者WPS軟件，可能會出現(xiàn)不可編輯的文檔。版本要求如您在使用過程中遇到公式不顯示或者亂碼的情況，可能是因為您的電腦缺少字體，請登錄網(wǎng)站/faq下載。亂碼問題如您還有其他方面的問題，請登錄網(wǎng)站/faq，點擊“常見問題”，或致聯(lián)系我們第四單元

化工生產(chǎn)中的重要

非金屬元素發(fā)展素養(yǎng)(六)科學(xué)探究——以非金屬及其化合物為主體的

“微實驗”和“微流程”探究點1

非金屬及其化合物的制備“微實驗”探究點2

非金屬及其化合物的制備

“微流程”作業(yè)手冊探究命題角度發(fā)展核心素養(yǎng)以非金屬及其化合物的制備為主體的“微實驗”“微流程”及分析是高考命題的熱點之一,考查非金屬及其化合物的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化、化學(xué)實驗基本操作、反應(yīng)條件的控制等,突出考查考生的綜合分析能力、實驗探究能力、創(chuàng)新思維能力等[科學(xué)探究與創(chuàng)新意識]通過對非金屬及其化合物為主體的“微實驗”“微流程”及分析,能發(fā)現(xiàn)和提出有探究價值的問題;能從問題和假設(shè)出發(fā),確定探究目的,運用化學(xué)實驗、調(diào)查等方法進行實驗探究探究點1

非金屬及其化合物的制備“微實驗”例1已知Ca3N2遇水發(fā)生水解反應(yīng),需密封保存。利用如圖所示裝置制取氮氣,并用氮氣制備Ca3N2,下列說法不正確的是(焦性沒食子酸溶液用于吸收少量氧氣)(

)A.裝置①中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2OB.裝置③④⑥中依次盛裝濃硫酸、焦性沒食子酸溶液、堿石灰C.裝置②為安全瓶,防止停止加熱時,裝置③中的溶液進入裝置①中D.實驗結(jié)束后,取裝置⑤中少量產(chǎn)物于試管中,加適量蒸餾水,再滴加石蕊溶液,溶液變藍(lán)

[解析]由實驗裝置圖可知,裝置①為氯化銨溶液與亞硝酸鈉固體共熱反應(yīng)制備氮氣的裝置,裝置②作安全瓶,防止停止加熱時,裝置③中的溶液進入裝置①中,裝置③中盛有的焦性沒食子酸溶液用于除去氮氣中混有的氧氣,防止氧氣與裝置⑤中的鈣反應(yīng),裝置④中盛有的濃硫酸用于干燥氮氣,防止鈣與水蒸氣反應(yīng),裝置⑤為鈣與氮氣共熱反應(yīng)制備氮化鈣的裝置,裝置⑥中盛有的堿石灰用于吸收水蒸氣,防止水蒸氣進入裝置⑤中導(dǎo)致氮化鈣水解,裝置⑦中盛有的焦性沒食子酸溶液用于吸收空氣中的氧氣,防止氧氣與裝置⑤中的鈣反應(yīng)。由分析可知,裝置①中氯化銨溶液與亞硝酸鈉固體共熱反應(yīng)生成氯化鈉、氮氣和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O,故A正確;裝置③中盛有的試劑為焦性沒食子酸溶液,裝置④中盛有的試劑為濃硫酸,故B錯誤;裝置②作安全瓶,防止停止加熱時,裝置③中的溶液進入裝置①中,故C正確;向氮化鈣中加適量蒸餾水,氮化鈣與水發(fā)生水解反應(yīng)生成氫氧化鈣和氨,氫氧化鈣溶液能使石蕊溶液變藍(lán)色,故D正確。

變式題[2023·浙江舟山普陀中學(xué)返?？糫某學(xué)習(xí)小組設(shè)計實驗制取H2S并探究其性質(zhì),裝置如圖所示。下列說法正確的是

(

)A.若F中產(chǎn)生黑色沉淀,則說明H2SO4的酸性比H2S強B.若G中產(chǎn)生黃色沉淀,則說明H2S的還原性比Fe2+強C.若H中溶液變紅色,則說明H2S是二元弱酸D.若E中FeS換成Na2S,該裝置也可達(dá)到相同的目的

[解析]H2S和CuSO4溶液反應(yīng)生成黑色沉淀CuS和H2SO4,不能說明H2SO4的酸性比H2S強,只能說明CuS不溶于硫酸,A錯誤;若G中產(chǎn)生黃色沉淀,證明H2S可以被Fe3+氧化成S,而Fe3+被還原為Fe2+,則說明H2S的還原性比Fe2+強,B正確;若H中溶液變紅色,則說明H2S的水溶液呈酸性,但不能說明H2S是二元弱酸,C錯誤;若E中FeS換成Na2S,由于Na2S可溶于水,無法達(dá)到該裝置隨開隨用、隨關(guān)隨停的目的,D錯誤。探究點2

非金屬及其化合物的制備“微流程”例2水合肼(N2H4·H2O)的性質(zhì)類似氨水。利用水合肼處理銅氨{[Cu(NH3)4]2+}廢液回收銅粉的實驗流程如圖所示。下列說法錯誤的是(

)A.上述三步反應(yīng)過程均為氧化還原反應(yīng)B.反應(yīng)1的目的是制備NaClOC.合成水合肼的反應(yīng)中,消耗1molCO(NH2)2轉(zhuǎn)移電子數(shù)為NA(設(shè)NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值)D.反應(yīng)2完成后要用到過濾操作

[解析]反應(yīng)1是氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉和次氯酸鈉,氯元素化合價變化;次氯酸鈉把尿素氧化為水合肼,Cl元素、N元素化合價變化;反應(yīng)2是{[Cu(NH3)4]2+}被水合肼還原為Cu,Cu、N元素化合價變化,上述三步反應(yīng)過程均為氧化還原反應(yīng),A正確。

反應(yīng)1是氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉和次氯酸鈉,反應(yīng)1的目的是制備NaClO,用NaClO將尿素氧化為水合肼,B正確。NaClO將尿素氧化為水合肼,氮元素化合價由-3價升高為-2價,消耗1molCO(NH2)2轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NA,C錯誤。

反應(yīng)2完成后要把銅粉分離出來,用到過濾操作,D正確。

變式題[2023·山東臨沂開學(xué)摸底]一種以硼鎂礦(含2MgO·B2O3·H2O、SiO2及少量FeO、Fe2O3、Al2O3等)為原料生產(chǎn)硼酸(H3BO3)的工藝流程如下。已知:H3BO3與足量NaOH溶液反應(yīng)生成Na[B(OH)4]。下列說法錯誤的是(

)A.H3BO3的電離方程式為H3BO3+H2O?H++[B(OH)4]-B.“熱過濾”的目的是防止H3BO3從溶液中結(jié)晶析出C.“除雜”過程中加入的試劑X依次為MgO、H2O2D.“母液”經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥可得到硫酸鎂晶體

[解析]根據(jù)H3BO3與足量NaOH溶液反應(yīng)生成Na[B(OH)4],則H3BO3是一元酸,電離方程式為H3BO3+H2O?H++[B(OH)4]-,A正確;“熱過濾”的目的是防止H3BO3從溶液中結(jié)晶析出,B正確;“除雜”過程中加入的試劑X應(yīng)該首先是H2O2溶液,將亞鐵離子轉(zhuǎn)化為鐵離子,再加入MgO調(diào)節(jié)溶液的pH,使鐵離子、鋁離子均轉(zhuǎn)化為沉淀,C錯誤;“母液”中主要含有硫酸鎂和硼酸,則經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥可得到硫酸鎂晶體,D正確。1.[2022·江蘇卷]實驗室制取少量SO2水溶液并探究其酸性,下列實驗裝置和操作不能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖?

)A.用裝置甲制取SO2氣體

B.用裝置乙制取SO2水溶液C.用裝置丙吸收尾氣中的SO2

D.用干燥pH試紙檢驗SO2水溶液的酸性1234567891011探究點一以非金屬及其化合物為主體的“微實驗”

[解析]硫酸的酸性強于H2SO3,利用60%硫酸與NaHSO3(s)發(fā)生反應(yīng),可制得SO2氣體,A正確;SO2溶于水,裝置乙中左側(cè)安全瓶起到防止倒吸的作用,右側(cè)集氣瓶可制取SO2水溶液,B正確;SO2不易溶于飽和NaHSO3溶液,也不發(fā)生反應(yīng),不能吸收尾氣中的SO2,C錯誤;SO2水溶液呈酸性,但不能漂白指示劑,故可用干燥pH試紙檢驗SO2水溶液的酸性,D正確。12345678910112.實驗室可用反應(yīng)2CuSO4+2KI+SO2+2H2O=2CuI↓+2H2SO4+K2SO4來制備CuI(CuI受熱易被氧化)。下列實驗裝置和操作不能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖?/p>

(

)

A.制備SO2

B.制備CuI

C.分離出CuI

D.干燥CuI固體

1234567891011[解析]Cu與濃硫酸加熱生成SO2,可制備SO2,A正確;由制備CuI反應(yīng)原理可知,SO2通入CuSO4、KI混合液,發(fā)生氧化還原反應(yīng)可制備CuI,B正確;CuI難溶于水,可利用過濾的方法分離出CuI,C正確;CuI受熱易被氧化,干燥CuI固體要在干燥器中進行,不能選用蒸發(fā)裝置,D錯誤。12345678910113.

[2023·湖北四地六校聯(lián)考]利用下列裝置模擬“侯氏制堿法”,通過制備的NH3和CO2與飽和食鹽水反應(yīng)先制備NaHCO3。下列說法正確的是(

)A.實驗時裝置Ⅰ產(chǎn)生的氣體要最先通入裝置Ⅳ中B.裝置Ⅲ中的試劑為濃硫酸C.導(dǎo)管口的連接順序為a→e,f←d←c←bD.實驗過程中,裝置Ⅳ內(nèi)會出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象

1234567891011[解析]利用裝置Ⅰ(碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng))產(chǎn)生的氣體是CO2,用飽和NaHCO3溶液除去CO2氣體中混有的HCl雜質(zhì);利用裝置Ⅱ(熟石灰與氯化銨反應(yīng))產(chǎn)生氨氣,氨氣極易溶于水(注意防倒吸),且水溶液顯堿性,利于CO2氣體的吸收,實驗過程先通氨氣,后通二氧化碳。實驗時裝置Ⅰ產(chǎn)生的氣體是CO2,應(yīng)后通入裝置Ⅳ中,A錯誤;裝置Ⅲ中的試劑為飽和NaHCO3溶液,主要吸收CO2中的HCl雜質(zhì),B錯誤;實驗室制得的氨氣先通入飽和食鹽水中,再把已經(jīng)除雜的CO2氣體通入飽和食鹽水中,導(dǎo)管口的連接順序為a→d→c→e,f←b,C錯誤;實驗過程中,二氧化碳、氨氣和飽和食鹽水共同作用生成NaHCO3晶體,裝置Ⅳ內(nèi)會出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象,D正確。12345678910114.探究是培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力的手段。用如圖所示裝置探究氯氣的性質(zhì),三支試管口均放置浸有NaOH溶液的棉花。下列對實驗現(xiàn)象的分析錯誤的是(

)A.①中淀粉KI試紙變藍(lán),說明Cl2的氧化性強于I2B.②中產(chǎn)生白色沉淀,說明氯氣與水反應(yīng)生成Cl-C.③中的溶液變?yōu)樽攸S色,說明氯氣具有氧化性D.④中溶液先變紅后褪色,說明氯水有酸性和漂白性

1234567891011[解析]

Cl2可與KI反應(yīng)生成I2,使淀粉KI試紙變藍(lán),Cl2是氧化劑,I2是氧化產(chǎn)物,則Cl2的氧化性強于I2,A正確;濃鹽酸易揮發(fā)出HCl,伴隨Cl2進入AgNO3溶液,故不能說明Cl2與水反應(yīng)生成Cl-,B錯誤;Cl2與FeCl2溶液反應(yīng),FeCl2被氧化生成FeCl3,溶液變?yōu)樽攸S色,Cl2作氧化劑,表現(xiàn)氧化性,C正確;Cl2與水反應(yīng)生成HCl和HClO,溶液呈酸性,使紫色石蕊溶液變紅色,HClO具有漂白性,可使指示劑褪色,D正確。12345678910115.[2023·山東日照校際聯(lián)考]碳酸鑭[La2(CO3)3]常用于慢性腎衰患者高磷血病的治療,實驗室用如圖所示裝置,利用反應(yīng)2LaCl3+6NH4HCO3

=La2(CO3)3↓+6NH4Cl+3CO2↑+3H2O來制取。下列說法錯誤的是(

)A.裝置X中盛放的試劑應(yīng)為飽和NaHCO3溶液B.實驗中各裝置導(dǎo)管口的連接方式為F→B→A→D,E←CC.實驗時可以不用X裝置,將W中的鹽酸用稀硫酸代替,實驗效果相同D.實驗時,應(yīng)先打開Y中分液漏斗的活塞,一段時間后再打開W中分液漏斗的活塞

1234567891011[解析]裝置X是為了除去二氧化碳中混有的HCl雜質(zhì),試劑應(yīng)為飽和NaHCO3溶液,A正確;裝置Y用于制氨氣,氨氣極易溶于水,通入LaCl3溶液時要注意防倒吸,則C連E,裝置W用于制二氧化碳,制取的二氧化碳中混有HCl雜質(zhì),需通過裝置X除去HCl氣體,則F連接B,A連接D,導(dǎo)管口的連接方式為F→B→A→D,E←C,B正確;裝置W用于制取二氧化碳,將鹽酸用稀硫酸代替,生成的CaSO4附著在石灰石表面,不利于氣體的產(chǎn)生,C錯誤;實驗開始時,先打開Y中分液漏斗的活塞,先通入氨氣,使LaCl3溶液呈堿性以吸收更多的二氧化碳,一段時間后再打開W中分液漏斗的活塞,D正確。12345678910116.某小組利用如圖所示裝置,正確檢驗出了草酸的分解產(chǎn)物CO和CO2,下列有關(guān)實驗現(xiàn)象描述錯誤的是(

)A.裝置前后的澄清石灰水都會變渾濁B.盛濃硫酸的洗氣瓶,瓶外壁或溶液溫度上升C.紅色氧化鐵變黑D.倒扣的玻璃漏斗尖端燃燒時有藍(lán)色火焰,同時火焰夾帶黃色

1234567891011[解析]第一個澄清石灰水的作用是判斷氫氧化鈉溶液是否除盡CO2,保證結(jié)論正確,此石灰水沒有變渾濁,A錯誤;濃硫酸吸收水蒸氣放熱,洗氣瓶外壁或溶液溫度上升,B正確;草酸分解生成二氧化碳和一氧化碳,一氧化碳還原氧化鐵生成黑色鐵,C正確;倒扣玻璃漏斗尖端有剩余CO燃燒,產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰,由于玻璃漏斗含有鈉元素,燃燒時存在鈉的焰色,帶有黃色,D正確。1234567891011

探究點二

以非金屬及其化合物為主體的“微流程”

1234567891011[解析]電解NH4Cl溶液和稀鹽酸混合液得到NCl3和氣體X,NH4Cl→NCl3發(fā)生氧化反應(yīng),酸性條件下不能生成NH3,氣體X必然是還原產(chǎn)物,則X應(yīng)為H2,電解方程式為NH4Cl+2HCl3H2↑+NCl3;NCl3溶液中加入NaClO2溶液,得到ClO2、氣體Y和溶液Z,化學(xué)方程式為6NaClO2+NCl3+3H2O=6ClO2↑+NH3↑+3NaCl+3NaOH,則Y為NH3,Z為NaCl和NaOH的混合溶液。氣體X為H2,為陰極的還原產(chǎn)物,氣體Y為NH3,既不是氧化產(chǎn)物,又不是還原產(chǎn)物,A錯誤。1234567891011

12345678910118.

[2023·江蘇南京六校聯(lián)合體調(diào)研]工業(yè)上以SO2和純堿為原料制備無水NaHSO3的主要流程如圖,下列說法不正確的是

(

)已知:NaHSO3溶液呈弱酸性A.工業(yè)上用黃鐵礦(FeS2,其中硫元素為-1價)在高溫下和氧氣反應(yīng)制備SO2B.結(jié)晶后母液中含有NaHCO3C.中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3D.侯氏制堿法以H2O、NH3、CO2、NaCl為原料制備NaHCO3和NH4Cl

1234567891011[解析]由流程可知,結(jié)晶析出大量NaHSO3晶體,分離得到的濕料進行氣流干燥,最終得到純凈的NaHSO3產(chǎn)品,母液含飽和NaHSO3和過量的二氧化硫形成的亞硫酸,溶液呈酸性,所以加入純堿進行中和,中和時發(fā)生H2SO3+2Na2CO3

=Na2SO3+2NaHCO3、NaHSO3+Na2CO3=Na2SO3+NaHCO3,所以調(diào)節(jié)pH為8進行中和后得到Na2SO3和NaHCO3,通入二氧化硫氣體進行混合吸收,此時吸收過程中發(fā)生反應(yīng)為Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3、SO2+NaHCO3

=CO2+NaHSO3。1234567891011黃鐵礦(FeS2,其中硫元素為-1價)在高溫下和氧氣反應(yīng)制備SO2,同時生成Fe2O3,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為4FeS2+11O2

8SO2+2Fe2O3,故A正確;母液含NaHSO3和過量的二氧化硫溶于水形成的亞硫酸,不含NaHCO3,故B錯誤;中和時發(fā)生H2SO3+2Na2CO3

=Na2SO3+2NaHCO3,NaHSO3+Na2CO3=Na2SO3+NaHCO3,則中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3,故C正確;侯氏制堿法以H2O、NH3、CO2、NaCl為原料制備NaHCO3和NH4Cl,反應(yīng)原理為