新教材同步系列2024春高中化学第五章化工生产中的重要非金属元素本章总结课件新人教版必修第二册

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第五章　化工生产中的重要非金属元素本章总结构建 · 知识网络总结 · 专题提升1．依据特殊性质或现象(1)有颜色的气体：Cl2(黄绿色)、NO2(红棕色)和溴蒸气(红棕色)等。(2)有漂白作用的气体：Cl2(有水时)、SO2等。(3)在空气中点燃后火焰呈淡蓝色的气体：CH4、CO、H2等。(4)通常可作为保护气的气体：N2和Ar等。(5)溶于水显碱性的气体只有NH3。(6)在空气中迅速由无色变为红棕色的气体只有NO。有关元素的单质及其化合物转化关系的推断题的解题方法【答案】B非金属单质A经如下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有刺激性气味的无色气体。①D的化学式是________。②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是红棕色气体。①A、C的化学式分别是：A________；C________。②D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：___________________________，该反应________(填“属于”或“不属于”)氧化还原反应。【答案】(1)①H2SO4　②酸雨(2)①N2　NO2②4HNO3(浓)＋Cu===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O　属于【解析】(1)若B是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体，则B是SO2，C是SO3，D是H2SO4；若大量排放SO2，会形成酸雨。(2)若C是红棕色气体，则C为NO2，B为NO，A为N2，D为HNO3，浓硝酸可与Cu反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。此反应中有元素化合价的升降，属于氧化还原反应。1．气体的发生装置(1)加热固体药品制取气体(图①)，如制取氨气。(2)固体与液体反应不加热制取气体(图②)，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③)，如制取氯气。实验室中气体的制备、净化、收集及尾气处理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。为了探究Cl2、SO2同时通入H2O中发生的反应，某校化学兴趣小组同学设计了如下图所示的实验装置。(1)该化学兴趣小组的同学为制取Cl2、SO2气体，现采用Na2SO3与70%的硫酸为原料制取SO2，采用MnO2和浓盐酸(12 mol·L-1)为原料制取Cl2。在此实验中，F仪器的作用是____________；气体发生装置B应选择以下三种装置中的________(填序号)。(2)D装置中主要反应的离子方程式为_________________________。(3)为验证通入D装置中的气体是Cl2过量还是SO2过量，兴趣小组的同学准备了以下试剂：①氯化铁溶液　②氯化亚铁溶液　③硫氰化钾溶液　④酸性高锰酸钾溶液若Cl2过量，取适量D中溶液滴加至盛有_________(填一个序号，下同)试剂的试管内，再加入_________试剂。发生的现象是____________。若SO2过量，取适量D中溶液滴加至盛有________试剂的试管内，发生的现象是________________________________。【解析】(1)由实验装置可知，气体发生装置B产生的气体用饱和食盐水进行除杂净化，可知B装置为制取Cl2装置，则A装置为制取SO2的装置，因SO2易溶于水，故F仪器的作用为防倒吸。制取Cl2所用试剂为MnO2和浓盐酸，属于固、液混合加热制取气体，故应选①装置为发生装置B。(2)将Cl2和SO2同时通入水中时，Cl2将SO2氧化生成H2SO4，Cl2被还原为HCl。(3)若Cl2过量，则在D中溶液中除含H2SO4、HCl外，还含有剩余Cl2及HClO，具有强氧化性，可将Fe2+氧化为Fe3+，故可选择②③进行检验；若SO2过量，则在D中溶液中会含有SO2、H2SO3，SO2具有还原性，故可选用④进行检验。典练 · 素养提升素养解读　非金属元素在化工生产中扮演着重要的角色，如工业合成氨、硫酸工业、氯碱工业等。在这些工业生产中，由最初的原料到最终产品，往往涉及多个反应。如何使这些反应能快速、尽可能多地转换为我们需要的产品，就需要控制反应条件，同时尽可能地做好环境保护工作，做到环境友好化学，实现环境保护与资源利用的和谐统一。通过硫、氮、硅及其化合物间的转化，可逐步培养宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、科学探究与创新意识等学科核心素养。在实验室探究浓硫酸与铜的反应、制取氨气的实验中，要时刻注意物质制备与尾气处理的关系，做到尾气的有效吸收，减少对环境的危害，增强环保意识，逐步培养科学态度与社会责任等学科核心素养。1．(2023·四川自贡期中)下列事实与原因(括号中)对应关系正确的是 (　　)A．浓硝酸敞口放置于空气中密度减小(硝酸有强氧化性)B．NO暴露于空气中变红棕色(NO有氧化性)C．浓硫酸久置时溶液浓度变小(浓硫酸吸水性)D．蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成(浓硫酸具有吸水性)【答案】C【解析】硝酸溶液的浓度越大，密度就越大。浓硝酸具有挥发性，若敞口放置于空气中，由于硝酸的挥发导致溶液浓度变稀，硝酸的密度减小，这与硝酸有强氧化性无关，A错误；NO暴露于空气中，NO与空气中的O2反应产生红棕色的NO2气体，在该反应中NO表现还原性，B错误；浓硫酸有吸水性，导致其在空气中久置后吸水，浓度减小，C正确；蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成体现浓硫酸的脱水性，D错误。2．(科学探究与创新意识)(2021·河北定州期末)化学是一门以实验为主要研究手段的科学，化学反应现象是化学反应本质的外在表现。下列反应不能观察到颜色变化的是 (　　)A．将足量SO2通入NaOH溶液中B．用浓硫酸在纸上书写文字C．将足量NH3通入滴有酚酞的蒸馏水中D．在空气中打开装满NO气体的集气瓶的玻璃塞【答案】A【解析】将足量SO2通入NaOH溶液中，2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O，溶液中看不到明显现象变化，故选A；用浓硫酸在纸上书写文字，因浓硫酸具有脱水性，纸张炭化变黑，有明显现象，B不选；将足量NH3通入滴有酚酞的蒸馏水中，NH3溶于水生成的弱碱一水合氨电离出OH－，溶液显碱性，滴有酚酞的蒸馏水变红，有明显现象，C不选；在空气中打开装满NO气体的集气瓶的玻璃塞后，2NO＋O2===2NO2，NO2为红棕色气体，有明显现象，D不选。3．(变化观念与平衡思想)各取0.1 mol Cu分别投入足量的下列酸中(必要时可加热)：①浓硫酸，②浓硝酸，③稀硝酸。充分反应后在相同的条件下得到的气体体积由大到小的顺序是 (　　)A．②③① B．②①③C．①②③ D．③①②【答案】B【解析】由于Cu的用量一样，电子转移数目相等，产生1 mol气体需要获得的电子：浓H2SO4→SO2，2 mol e－；浓HNO3→NO2，1 mol e－；稀HNO3→NO，3 mol e－。故产生的气体的体积由大到小的顺序为②>①>③。4．(多选题)(2023·广西钦州一中期中)A、B、C、D、E是含有同一种元素的五种无机物，在一定条件下发生如下图所示的转化。其中A是单质，B是气体，C、D是氧化物，E是最高价氧化物的水化物，则A可能是 (　　)A．Cl2 B．N2C．S D．H2【答案】BC5．(证据推理与模型认知)科学的假设与猜想是科学探究的先导和价值所在。在下列假设或猜想引导下的探究肯定没有意义的是 (　　)A．探究SO2和Na2O2反应可能有Na2SO4生成B．探究NO和N2O可能化合生成NO2C．探究NO2可能被NaOH溶液完全吸收生成NaNO2和NaNO3D．探究向滴有酚酞溶液的NaOH溶液中通入Cl2，酚酞红色褪去的原因是溶液的酸碱性改变还是HClO的漂白作用【答案】B【解析】NO和N2O反应不可能生成NO2，因为氮元素的化合价均升高，没有元素化合价的降低。6．用如图所示装置进行下列实验：将①中溶液滴入②中，预测的现象与结论相符的是 (　　)【答案】D7．(证据推理与模型认知、科学探究与创新意识)(1)写出浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的化学方程式：__________________________。(2)试用如图所示各装置设计一个实验，验证上述反应所产生的各种产物。这些装置的连接顺序(按产物气体从左至右的流向)是______→ ______→______→______(填装置的编号)。(3)实验室可观察到装置①中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色，A瓶溶液的作用是_____________，B瓶溶液的作用是________________，C瓶溶液的作用是______________________________。(4)装置②中所加的固体药品是________________，可验证的产物是________，确定装置②在整套装置中的位置的理由是________________ ________________________________________。(5)装置③中所盛溶液是___________，可验证的产物是___________。