人教版高中化学必修第二册第5章化工生产中的重要非金属元素微专题4常见非金属及其化合物的性质和应用课件

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微专题4　常见非金属及其化合物的性质和应用1.能从物质类别和元素价态视角认识非金属及其化合物的性质。2.能从宏观和微观层面理解非金属及其化合物的应用。3.能基于元素周期律和氧化还原反应原理,预测常见非金属及其化合物的性质及应用。一 非金属及其化合物的制备2.除了上述方法外,还常用以下几种方法。(1)利用NH3·H2O不稳定,受热易分解原理,采用加热浓氨水法制取氨。在浓氨水中加入NaOH固体,溶液中OH-浓度增大,有利于氨的生成;并且NaOH固体溶于水放出大量热,降低氨在水中的溶解度,有利于氨的逸出。在浓氨水中加入生石灰,CaO+H2O═Ca(OH)2,部分水参加反应,氨水浓度增大,且反应放出大量热,降低氨在水中的溶解度,有利于氨的逸出。典例剖析【例1】甲、乙、丙三位同学分别用如图所示实验装置及化学试剂(碱石灰为氢氧化钠和生石灰的混合物)制取氨。请根据要求回答下列问题。(1)制取氨的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。 (2)三位同学都用向下排空气法收集氨,其原因是　　　　　　　　　　　　。 (3)三位同学分别用上述装置制取氨时,其中有一位同学没有收集到氨(实验操作都正确),你认为没有收集到氨的同学是　　　　(填“甲”“乙”或“丙”)。 (4)检验氨是否收集满的方法是(简述操作方法、现象和结论) 　　　　　　　　　　　　。 (5)三位同学都认为,采用上述各自的装置,还可用于加热碳酸氢铵固体的方法来制取纯净的氨,你认为能够达到实验目的是　　　(填“甲”“乙”或“丙”)同学。他们还认为,装置中的NH4HCO3固体可用NH4Cl固体代替,你认为　　　　(填“能”或“不能”)。 解析:(1)实验室用氢氧化钙与氯化铵在加热条件下制备氨,反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+ 2H2O。(2)氨易溶于水,不能用排水法收集,氨的密度比空气的小,应用向下排空气法收集。(3)氨为碱性气体,通过盛有浓硫酸的洗气瓶时,与硫酸反应而被吸收,故答案为乙。(4)氨为碱性气体,与水反应生成NH3·H2O,电离出OH-,溶液呈碱性,检验时可用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,如果产生白烟,则氨已集满,或用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,如果试纸变蓝,则氨已集满。(5)碳酸氢铵加热分解生成氨、二氧化碳和水,可用碱石灰吸收二氧化碳和水,只有丙能做到,氯化铵加热分解生成氨和氯化氢,在温度较低时又重新生成氯化铵,不能用氯化铵制备氨。易错提醒干燥氨时所选用的干燥剂不能与氨发生反应,例如不能用浓硫酸、无水氯化钙作干燥剂。检验氨是否集满时,可根据氨溶于水使溶液呈碱性,选择恰当的试纸并用水湿润试纸,如湿润的酚酞试纸(变红)、湿润的红色石蕊试纸(变蓝)或湿润的pH试纸(pH>7),不能选用湿润的蓝色石蕊试纸。学以致用1.亚硝酰氯(NOCl,熔点为-64.5 ℃,沸点为-5.5 ℃)是一种黄色气体,遇水反应生成一种氯化物和两种氮化物,可用于合成清洁剂、触媒剂及中间体等。实验室可由氯气与一氧化氮在常温常压下合成。(1)甲组的同学拟制备原料气NO和Cl2,制备装置如图所示。①仪器M的名称为　　　　　　　　。 ②制备NO发生装置可以选用　　　　(填大写字母),请写出发生反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　。 ③欲收集一瓶干燥的氯气,选择装置,其连接顺序为:a(A)→　　　　　　　　(按气流方向,用小写字母表示)。 (2)乙组同学利用甲组制得的NO和Cl2制备NOCl,装置如图所示(夹持装置已省略)。操作为:检查装置气密性并装入试剂,打开K2,再打开K3,通入一段时间Cl2,然后进行其他操作,当Z有一定量液体生成时,停止实验。①实验室也可用X装置制备NO,相对甲组同学的气体发生装置,X装置的优点为　　　　　　　　。 ②若无装置Y,则Z中NOCl可能发生反应的化学方程式为　　　　　　　　。 答案:(1)①锥形瓶　 ③f→g→c→b→d→e→i→h(2)①排除装置内空气的干扰,制得的NO更纯净②2NOCl+H2O═2HCl+NO↑+NO2↑(2)①装置X的优点是排除装置内空气的干扰,可以随开随用,随关随停;②装置Y的作用是干燥NO,NOCl能与水反应,因此无装置Y,则NOCl与水发生反应,根据信息,反应的化学方程式为2NOCl+H2O═2HCl+NO↑+NO2↑。二 非金属及其化合物的检验与鉴别知识讲解利用非金属及其化合物的特征性质检验或鉴别物质。1.二氧化碳和二氧化硫的鉴别。SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊,若通入的气体过量,都会出现沉淀消失现象。所以鉴别SO2和CO2时不能用澄清石灰水,常采用以下方法。(1)用品红溶液。使品红溶液褪色的是SO2,不能使品红溶液褪色的是CO2。(2)用氢硫酸。出现浑浊的是SO2,无明显现象的是CO2。有关反应的化学方程式为2H2S+SO2═2H2O+3S↓。(3)用酸性高锰酸钾溶液。紫色褪去的是SO2,无明显现象的是CO2。有关反应的化学方程式为2KMnO4+5SO2+2H2O═K2SO4+2MnSO4+2H2SO4。(4)用溴水。使橙色褪去的是SO2,无明显现象的是CO2。有关反应的化学方程式为Br2+2H2O+SO2═2HBr+H2SO4。(5)用硝酸酸化的硝酸钡溶液。产生白色沉淀的是SO2,无明显现象的是CO2。2.检验碳与浓硫酸反应所得混合气体中存在SO2和CO2。(1)这些装置的连接顺序(按产物生成及检验顺序从左到右的方向)是　　　　→　　　　→　　　　→　　　　(填装置的序号)。 (2)装置②要检验产物中有水蒸气,则放入的试剂是　　　　;装置③要检验产物中有二氧化碳气体,则放入的试剂是　　　　　　;实验时可观察到装置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　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案:(1)④　②　①　③(2)无水硫酸铜粉末　澄清石灰水　检验二氧化硫的存在　除去气体中的SO2　证明SO2气体已完全除尽解析:该实验中无水CuSO4用于检验H2O,品红溶液用于检验SO2,澄清石灰水用于检验CO2;为防止SO2对CO2的检验造成干扰,应在检验CO2前除尽SO2,故硫酸酸化的KMnO4溶液用于除去SO2,C瓶中品红溶液用于检验SO2是否除尽。易错提醒因为SO2的存在会干扰CO2的检验,因此在检验混合气体时,应先根据SO2的特征性质检验其存在,然后在利用澄清石灰水检验CO2之前,必须先选用适当的试剂除去SO2并确认SO2已除干净。学以致用2.现有下列溶液:①澄清石灰水;②H2S溶液;③酸性KMnO4溶液;④溴水;⑤Ba(NO3)2溶液;⑥品红溶液;⑦蓝色石蕊溶液。其中不能用于区别SO2和CO2气体的是(　　)。A.①⑦ B.①⑤⑦C.②③④⑤⑥ D.①⑤答案:A解析:SO2和CO2都属于酸性氧化物,它们都能与澄清石灰水反应,分别生成CaSO3和CaCO3白色沉淀,且SO2和CO2过量时,白色沉淀均消失;SO2和CO2均能使蓝色石蕊溶液变红,所以不能用来区别SO2和CO2。SO2具有氧化性,能将H2S溶液氧化生成单质硫(有淡黄色沉淀生成);SO2具有还原性,能被酸性KMnO4溶液和溴水氧化(溶液褪色),能与Ba(NO3)2溶液反应生成BaSO4沉淀;SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色;而CO2没有这些性质。