2027高考化学一轮复习 学案及练习含答案05-大单元二 元素及其化合物-第五章 非金属及其化合物（教用）

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第17讲 氯及其化合物
课标要求
1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,掌握氯及其重要化合物的主要性质。2.掌握氯气的实验室制法。3.了解氯及其重要化合物在生产、生活中的应用。
考点一 氯气 次氯酸及其盐
回归教材 强基础
一、氯气的性质
1．氯气的物理性质
氯气是一种_ _ _ _ 色、有强烈刺激性气味的有毒气体，密度比空气_ _ _ _ ，沸点为−34.6℃，易_ _ _ _ ，能溶于水（常温下，1体积的水能溶解约2体积的氯气）。
【答案】黄绿； 大； 液化
2．氯气的化学性质
（1） 从原子结构角度认识氯气的化学性质——氧化性
（2） 从化合价的角度认识氯气的化学性质
【答案】（1） 2Na+Cl2△2NaCl；2Fe+3Cl2△2FeCl3；棕红；棕黄；苍白；Cl2+2I−I2+2Cl−；SO2+2H2O+Cl2H2SO4+2HCl；2Fe2++Cl22Fe3++2Cl−
（2） Cl2+H2O⇌H++Cl−+HClO；Cl2+2OH−Cl−+ClO−+H2O；2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
二、氯水
1．从平衡的角度认识氯水的成分
【答案】H+； Cl−、ClO−、OH−； Cl2、H2O、HClO
2．从成分的角度认识氯水性质的多样性
【答案】白； 品红； 先变红后褪色
三、次氯酸及其盐
1．次氯酸
（1） 次氯酸见光分解的化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（2） 次氯酸的漂白原理是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） 2HClO光照2HCl+O2↑
（2） 氧化有机色质生成无色物质
2．次氯酸盐
（1） 漂白液
（2） 漂白粉
【答案】（1） NaClO；NaClO+CO2+H2OHClO+NaHCO3
（2） CaCl2、Ca(ClO)2；Ca(ClO)2；Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3↓+2HClO；碱性
易错辨析
1．Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂。（ ）
【答案】×
【解析】Cl2中氯元素显0价，既可表现出氧化性，又可表现出还原性，如Cl2与H2O的反应。
2．若贮氯罐意外发生泄漏，人们应用浸有一定浓度NaHCO3溶液的毛巾捂住鼻子，在低洼处等待救援。（ ）
【答案】×
【解析】Cl2的密度比空气的密度大，应去地势高处等待救援。
3．可以用pH试纸测定新制氯水的pH。（ ）
【答案】×
【解析】新制氯水具有漂白性，不能用pH试纸测其pH。
4．常温下液态氯与铁不反应，故可用钢瓶储运液氯。（ ）
【答案】√
5．氯气可以使湿润的有色布条褪色,但是实际起漂白作用的物质是次氯酸而不是氯气。（ ）
【答案】√
6．向新制氯水中加入亚硫酸钙粉末，能增强新制氯水的漂白效果。（ ）
【答案】×
【解析】新制氯水具有氧化性，会与亚硫酸钙反应而失去漂白性。
灵活运用 提能力
考向1 氯气的性质
1．下列实验现象的描述正确的是（ ）
A. 氢气在氯气中燃烧,发出苍白色火焰,瓶口上方有白色烟雾
B. 铜在氯气中燃烧,产生棕黄色的烟,产物溶于水,溶液呈蓝绿色
C. 铁丝在氯气中燃烧,产生棕红色的浓烟,产物溶于水,溶液呈浅绿色
D. 钠在空气中燃烧,发出黄色的火焰,生成白色固体
【答案】B
【解析】氢气在氯气中燃烧生成氯化氢,瓶口上方可形成白雾,A错误;铁与氯气反应产生棕红色的烟,产物溶于水,溶液呈黄色,C错误;钠在空气中燃烧,产生黄色火焰,生成淡黄色固体,D错误。
2．（2025·广东汕头期末）利用如图装置（已进行除氧处理）电解饱和食盐水并检验氯气的性质，下列说法错误的是（ ）
A. 装置Ⅰ中，可使用阳离子交换膜减少氯气被吸收
B. 装置Ⅱ中，产生黄色沉淀，说明氯气的氧化性大于硫单质
C. 装置Ⅲ中，通入足量的氯气后，发生反应的离子方程式为2Fe2++4Br−+3Cl22Fe3++6Cl−+2Br2
D. 装置Ⅳ中，品红溶液褪色，说明氯气具有漂白性
【答案】D
【解析】装置Ⅳ中，品红溶液褪色，是因为氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性，而不是氯气本身具有漂白性，D错误。
考向2 氯水
3．（2025·河南南阳联考）“氯气对水一心一意，水偏弄成三分四离”，其中“三分四离”指的是新制氯水中的七种微粒。下列实验现象和结论一致的是（ ）
A. 新制氯水使红玫瑰变为白玫瑰，说明新制氯水中含有Cl2
B. 光照新制氯水有气泡逸出，该气体是O2
C. 将NaHCO3固体加入新制氯水中，有气泡产生，说明含有HClO
D. 新制氯水中加入AgNO3溶液后，再加入稀盐酸酸化，有白色沉淀产生，说明含有Cl−
【答案】B
【解析】新制氯水使红玫瑰变为白玫瑰，说明有次氯酸存在，次氯酸具有漂白性，A错误；新制氯水中含有次氯酸，次氯酸分解有氧气产生，故该气体是氧气，B正确；由于酸性：HCl>H2CO3>HClO，所以向新制氯水中加入饱和NaHCO3溶液，有无色气体产生，说明氯气和水反应生成了HCl，HCl和NaHCO3反应产生CO2，C错误；新制氯水中加入AgNO3溶液后，再加入稀盐酸酸化，引入了Cl−，不能说明新制氯水中有Cl−，D错误。
考向3 次氯酸及其盐
4．（2025·湖南长沙雅礼中学期末）验证次氯酸在光照条件下分解的产物可以设计成数字化实验，步骤如下：
①将pH传感器、氯离子传感器、氧气传感器、电导率仪传感器分别与数字采集器、计算机连接；
②将四种传感器分别插入盛有新制氯水的广口瓶中；
③用强光照射新制氯水，同时开始采集数据。
下列图示正确的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】新制氯水中含有次氯酸，光照条件下发生反应：2HClO光照2HCl+O2↑ ，生成强酸HCl，氢离子浓度增大，溶液酸性增强，pH减小，A错误；由A项分析可知，生成强电解质HCl，溶液中氯离子浓度增大，且溶液中离子浓度增大，导电率增大，B错误、C正确；次氯酸在光照条件下分解生成氧气，装置内气体混合物中氧气的体积分数增大，D错误。
5．（2025·河北保定期中）为检验某漂白粉是否变质，进行下列探究实验：
实验1：取5g漂白粉样品于烧杯中，加足量蒸馏水并搅拌，观察到有固体不溶解。
实验2：静置，取少量实验1的上层清液于试管中，放入红色花瓣，观察到花瓣褪色。
实验3：另取5g漂白粉样品于试管中，滴加浓盐酸，观察到有气体产生。
下列说法正确的是（ ）
A. 工业上用氯气和澄清石灰水制取漂白粉
B. 实验1和实验2说明漂白粉没有变质
C. 实验3中产生的气体为Cl2和CO2
D. 实验3中的反应的电子转移情况用单线桥法可表示为
【答案】C
【解析】由于Ca(OH)2的溶解度很小，故工业上用氯气和冷的石灰乳反应制取漂白粉，A错误；CaCl2和Ca(ClO)2均易溶于水，实验1中有不溶物说明漂白粉变质生成CaCO3，实验2中花瓣褪色，说明还存在有效成分次氯酸钙，故实验1和实验2说明漂白粉未完全变质，B错误；结合B项分析，该漂白粉已经部分变质，故实验3中产生的气体有氯气和二氧化碳，C正确；用单线桥法表示应为，D错误。
考点二 氯气的实验室制法
回归教材 强基础
一、实验室制备氯气的一般方法
1．反应原理
实验室用MnO2和浓盐酸加热制取Cl2,反应的化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,离子方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】MnO2+4HCl(浓)△MnCl2+Cl2↑+2H2O； MnO2+4H++2Cl−△Mn2++Cl2↑+2H2O
2．实验装置
（1） 发生装置(Ⅰ部分)
①特点：固体+液体△ 气体。
②仪器：铁架台、酒精灯、陶土网、圆底烧瓶、分液漏斗等。
③试剂：A中盛放_ _ _ _ _ _ ，B中盛放_ _ _ _ _ _ _ _ 。
（2） 净化装置(Ⅱ部分)
（3） 收集装置
收集方法：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (Ⅲ部分)或_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（4） 常用验满的方法
（5） 尾气处理装置(Ⅳ部分)
①导气管要伸入液面以下。
②F中盛放的试剂：一般是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，作用是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） 浓盐酸；MnO2
（2） 饱和氯化钠溶液；除去Cl2中混有的HCl；浓硫酸；干燥氯气
（3） 向上排空气法；排饱和食盐水法
（4） 试纸变蓝；试纸先变红，后褪色
（5） 氢氧化钠溶液；吸收过量的氯气，防止污染环境
二、实验室制备氯气的其他方法
HCl−1(浓)强氧化剂除MnO2外,还有KMnO4、K2Cr2O7、KClO3等Cl20
写出下列反应的离子方程式：
高锰酸钾与浓盐酸：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
重铬酸钾与浓盐酸：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
氯酸钾与浓盐酸：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】2MnO4−+10Cl−+16H+2Mn2++5Cl2↑+8H2O； Cr2O72−+14H++6Cl−2Cr3++3Cl2↑+7H2O； ClO3−+5Cl−+6H+3Cl2↑+3H2O
易错辨析
1．实验室利用MnO2与浓盐酸反应制备氯气，反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:4。（ ）
【答案】×
【解析】参与反应的HCl表现还原性与酸性，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2。
2．20mL12ml⋅L−1的浓盐酸与足量MnO2反应，可制得0.06ml氯气。（ ）
【答案】×
【解析】反应过程中盐酸浓度逐渐变小，最后不再反应产生氯气，制得的氯气小于0.06ml。
3．氯气能溶于水，可用水吸收尾气中的氯气。（ ）
【答案】×
【解析】氯气在水中的溶解度不是很大，不能用水吸收尾气中的氯气。
4．KMnO4与浓盐酸制氯气的反应表明酸性条件下MnO4−与Cl−不能大量共存。（ ）
【答案】√
5．等量的浓盐酸与足量KMnO4反应比与足量MnO2反应产生更多的Cl2。（ ）
【答案】√
灵活运用 提能力
1．（2025·安徽芜湖期中）下列关于实验室用二氧化锰和浓盐酸制氯气反应的说法正确的是（ ）
A. 反应后，锰元素化合价升高
B. HCl在反应中同时体现还原性和酸性
C. 理论上，1ml二氧化锰可以氧化4mlHCl
D. 标准状况下，用0.87g二氧化锰与4mL10ml⋅L−1的盐酸反应能制取224mL氯气
【答案】B
【解析】实验室用二氧化锰和浓盐酸反应制备氯气的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)△MnCl2+Cl2↑+2H2O。锰元素化合价由+4价降低到+2价，化合价降低，A错误；HCl中部分氯元素的化合价不变，部分氯元素的化合价升高，则在反应中同时体现还原性和酸性，B正确；二氧化锰与浓盐酸反应能生成氯气，参与反应的HCl表现还原性和酸性，则理论上1ml二氧化锰可以与4mlHCl反应，氧化2mlHCl，C错误；二氧化锰与浓盐酸反应能生成氯气，与稀盐酸不反应，标准状况下，0.87g(0.01ml)二氧化锰与4mL10ml⋅L−1的盐酸反应，随着反应的进行，盐酸浓度逐渐变小，最后不再反应产生氯气，则不能制取224mL（标准状况）氯气，D错误。
2．实验室制取Cl2的实验原理及装置均正确的是（ ）
A. 制取Cl2B. 除去Cl2中混有的HCl
C. 收集Cl2D. 吸收尾气中的Cl2
【答案】C
【解析】A项，实验室利用浓盐酸与MnO2在加热条件下制取Cl2，错误；B项，应采取长进短出的方式洗气，以除去Cl2中混有的HCl，错误；D项，应用NaOH溶液等吸收尾气中的Cl2，错误。
3．（2025·山东青岛期末）某同学利用如图微型装置（夹持装置略）制取少量Cl2，并比较Cl2和I2的氧化性强弱。下列说法错误的是（ ）
A. 吸收剂也可以选用饱和Na2SO3溶液
B. 用MnO2代替高锰酸钾也可以达到实验目的
C. 试纸变蓝，说明Cl2的氧化性强于I2
D. 该装置中与Cl2相关的反应均属于氧化还原反应
【答案】B
【解析】用MnO2代替高锰酸钾时必须加热才能产生氯气，不能达到实验目的，B错误。
高考真题演练
1．判断题
（1） （2025·陕晋青宁卷·7）氯气通入冷的石灰乳中制漂白粉：Cl2+2OH−ClO−+Cl−+H2O。（ ）
（2） （2025·安徽卷·3改编）可用次氯酸钠溶液消毒，因为其溶液显碱性。（ ）
（3） （2025·浙江1月选考卷·5）实验室制备Cl2时，可用NaOH溶液吸收尾气。（ ）
（4） （2024·黑吉辽卷·8改编）用pH试纸测定NaClO溶液的pH。（ ）
（5） （2024·浙江1月选考卷·2）通入CO2后的漂白液消毒能力增强。（ ）
【答案】（1） ×
（2） ×
（3） √
（4） ×
（5） √
【解析】
（1） 在离子方程式中石灰乳作为反应物时应写成Ca(OH)2。
（2） 次氯酸钠溶液用于消毒是因为其具有强氧化性。
（3） Cl2可与NaOH发生反应，可用NaOH溶液吸收Cl2。
（4） NaClO溶液具有强氧化性，会漂白pH试纸，故不能用pH试纸测量其pH。
2．（2024·广东卷·8，2分）1810年，化学家戴维首次确认“氯气”是一种新元素组成的单质。兴趣小组利用以下装置进行实验。其中，难以达到预期目的的是（ ）
A. 制备Cl2B. 净化、干燥Cl2
C. 收集Cl2D. 验证Cl2的氧化性
【答案】A
【解析】A项，MnO2和浓盐酸反应可制备Cl2，但反应需要加热，不能达到预期目的；B项，饱和食盐水可除去HCl，无水CaCl2可干燥Cl2，能达到预期目的；C项，氯气的密度大于空气，可采用向上排空气法收集氯气，能达到预期目的；D项，氢气在氯气中燃烧生成氯化氢，产生苍白色火焰，瓶口有白雾产生，氯气表现氧化性，能达到预期目的。
第18讲 卤族元素
课标要求
1.了解卤素性质的相似性和递变性。2.掌握卤素离子的检验方法。3.掌握氯、溴、碘单质的工业制备方法。
考点一 卤素的性质和卤素离子的检验
回归教材 强基础
一、卤素的性质
卤族元素又称卤素，位于元素周期表的第_ _ _ _ _ _ 族，价层电子排布式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】ⅦA； ns2np5
1．卤素单质的性质
（1） 物理性质
卤素还包括砹(At)和鿬(Ts)，砹和鿬都是放射性元素，在中学阶段不讨论。
（2） 氯、溴、碘单质的化学性质(X=Cl、Br、I)
【答案】（1） 液化；深红棕；橙红；紫黑；紫红；升华
（2） HX+HXO；易；难；2NaOH+X2NaX+NaXO+H2O；>；>；易；难；FeI2
2．卤素化合物的相似性和递变性(F、Cl、Br、I)
【答案】HF>HCl>HBr>HI； 塑料瓶； F−F2
B. 氧化性：I2Fe3+
D. 1mlBr2与足量NaOH溶液生成NaBr和NaBrO3,转移5ml电子
【答案】D
【解析】Br2与足量NaOH溶液反应生成NaBr和NaBrO3的化学方程式为3Br2+6NaOH5NaBr+NaBrO3+3H2O，当转移5ml电子时，消耗3mlBr2，D错误。
3．（2025·全国卷·26，14分）碘具有重要经济价值。实验室利用沉淀法从含碘废液中回收碘，相关反应的化学方程式为
2CuSO4+2NaI+Na2SO3+H2O2CuI（白色）↓+2NaHSO4+Na2SO4
2CuI+8HNO3(浓)2Cu(NO3)2+I2+4NO2↑+4H2O
实验装置如图所示。
实验步骤如下：
①向A中加入Na2SO3,搅拌使其溶解。将CuSO4饱和溶液加入B中。
②加热至60∼70℃,逐滴加入饱和CuSO4溶液。停止加热，静置，沉降。
③检查I−是否沉淀完全。确认沉淀完全后，弃去上层清液。
④将B中溶液更换为浓硝酸，连接装置D。不断搅拌下，逐滴加入浓硝酸。
⑤待析出的I2沉降后，过滤，洗涤，干燥得到产品。
回答下列问题：
（1） 仪器A和C的名称分别是_ _ _ _ _ _ 、_ _ _ _ _ _ 。
（2） 称取CuSO4⋅5H2O于烧杯中，向其中加入适量蒸馏水，微热，搅拌，静置冷却，得到CuSO4饱和溶液。判断CuSO4溶液饱和的实验现象是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 步骤③中，确认I−沉淀完全的操作及现象是：取少量清液，加入一滴淀粉溶液，_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（4） 步骤④中，加入浓硝酸后A中的现象是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,D中盛放_ _ _ _ 。
（5） 步骤⑤中，使用_ _ _ _ （填标号）洗涤。
a.水b.四氯化碳c.乙醇
（6） 若要进一步精制产品，可采取的方法是_ _ _ _ 。
【答案】（1） 三颈瓶；温度计
（2） 烧杯底部有少量固体
（3） 缓慢滴加过量氯水，无蓝色出现
（4） 白色固体消失，析出紫黑色沉淀，产生红棕色气体，溶液呈绿色；碱液
（5） a
（6） 升华
【解析】
（4） 步骤④中，加入浓硝酸发生反应2CuI+8HNO3(浓)2Cu(NO3)2+I2+4NO2↑+4H2O，则A中的现象为白色固体(CuI)消失，析出紫黑色沉淀(I2)，产生红棕色气体(NO2)，在溶液中Cu(NO3)2呈蓝色，同时因NO2溶于水呈黄色，二者混合使溶液呈绿色。由化学方程式可知，反应产生了可溶于水的酸性有毒气体NO2，为避免污染环境，应用碱性溶液吸收，故D中盛放碱液。
（5） I2在水中溶解度小，在乙醇中溶解度大于在水中的溶解度，易溶于四氯化碳，则步骤⑤中，析出的I2沉降后，过滤，再用水洗涤表面的无机盐，以减少损耗，故选a。
（6） 若要进一步精制产品(I2)，可采取的方法是升华（利用I2易升华的性质，加热使I2升华后凝华收集）。
第19讲 硫及其氧化物 硫酸
课标要求
1.了解硫元素的存在及硫单质的性质和用途。2.掌握硫的氧化物的主要性质及应用。3.掌握硫酸的性质及硫酸根离子的检验。
考点一 硫及其氧化物
回归教材 强基础
一、硫元素的存在与单质性质
1．硫元素的存在
硫元素位于元素周期表第_ _ _ _ 周期第_ _ _ _ _ _ 族，基态硫原子的价层电子排布为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。自然界中游离态的硫元素主要存在于火山口附近或地壳的岩层里，化合态的硫元素主要以硫化物和硫酸盐的形式存在，例如：
【答案】三； ⅥA； 3s23p4
2．硫单质的物理性质
硫（俗称硫黄）是一种_ _ _ _ 色晶体，熔点低，_ _ _ _ 溶于水，_ _ _ _ 溶于酒精，_ _ _ _ 溶于CS2。硫单质有多种同素异形体，如S2、S6、S8等。
【答案】黄； 难； 微； 易
3．从化合价的角度认识硫单质的化学性质
【答案】Fe+S△FeS； 2Cu+S△Cu2S； H2+S△H2S； S+O2点燃SO2
点拨 硫单质在氧气中燃烧时，产物只有SO2，无论O2 的量是否充足，均不会生成SO3。
4.硫单质的常见用途
硫可用于制农药、硫酸、黑火药、橡胶制品，硫可以用来消除汞蒸气等。
二、硫的氧化物
1．SO2与SO3的结构与物理性质
【答案】刺激性； 易
2．SO2与SO3的化学性质
（1） 酸性氧化物的通性
（2） SO2的弱氧化性
SO2与H2S溶液反应的化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） SO2的强还原性
（4） SO2的漂白性
可使_ _ _ _ 溶液等有机色质褪色，生成_ _ _ _ _ _ 的无色化合物。
【答案】（1） NaOH+SO2NaHSO3；2NaOH+SO2Na2SO3+H2O；NaHCO3+SO2NaHSO3+CO2；变红；2NaOH+SO3Na2SO4+H2O
（2） SO2+2H2S3S↓+2H2O
（3） 2SO2+O2⇌△催化剂2SO3；SO2+Br2+2H2O4H++2Br−+SO42−；2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++SO42−+4H+
（4） 品红；不稳定
3．实验室制取SO2
用Na2SO3粉末与较浓的H2SO4溶液反应制得,化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】Na2SO3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+H2O
易错辨析
1．硫在空气中燃烧的产物是二氧化硫,在纯氧中燃烧的产物是三氧化硫。（ ）
【答案】×
【解析】硫与氧气直接化合只产生二氧化硫。
2．硫与金属反应表现氧化性，与非金属反应表现还原性。（ ）
【答案】×
【解析】硫与氢气反应表现氧化性，与氧气反应表现还原性。
3．硫与铁粉和铜粉分别反应，都可生成二价金属硫化物。（ ）
【答案】×
【解析】硫与铜反应生成硫化亚铜。
4．将SO2通入紫色石蕊溶液中，溶液只变红不褪色。（ ）
【答案】√
5．SO2和Cl2在水中等物质的量混合后漂白效果更好。（ ）
【答案】×
【解析】SO2与Cl2在水中等物质的量混合，发生反应生成H2SO4和HCl，漂白效果变差。
灵活运用 提能力
考向1 硫单质的性质
1．硫（俗称硫黄）是一种黄色晶体，化学性质较活泼。下列有关硫的化学方程式正确的是（ ）
A. 2Fe+3S△Fe2S3B. S+H2△H2S
C. Cu+S△CuSD. 3O2+2S△2SO3
【答案】B
【解析】S为弱氧化剂，只能将铁氧化成+2价，其化学方程式为Fe+S△FeS，A错误；S与氢气在加热条件下化合生成硫化氢，其化学方程式为S+H2△H2S，B正确；S只能将铜氧化成+1价，其化学方程式为2Cu+S△Cu2S，C错误；硫与氧气在点燃条件下生成二氧化硫，其化学方程式为S+O2△SO2，D错误。
2．（2025·山东济南一模）把研细的硫粉和铁粉按照一定比例混合均匀，放在陶土网上堆成如图所示的形状，用灼热的玻璃棒触及一端，当混合物呈红热状态时移开玻璃棒，反应继续进行。下列说法正确的是（ ）
A. Fe与S的反应为吸热反应
B. 反应过程中闻到浓烈的刺激性气味，说明生成SO3
C. 取少量反应后的固体溶于稀硫酸中，滴入几滴酸性KMnO4溶液，紫色褪去，可知产物中含有Fe2+
D. 该实验过程中至少发生两个氧化还原反应
【答案】D
【解析】根据题意，用灼热的玻璃棒触及一端，当混合物呈红热状态时移开玻璃棒，反应能够继续进行，说明Fe+S△FeS为放热反应，A错误；反应过程中闻到浓烈的刺激性气味，说明发生了反应S+O2点燃SO2，B错误；取少量反应后的固体(FeS)溶于稀硫酸中，FeS+H2SO4FeSO4+H2S↑ ，滴入几滴酸性高锰酸钾溶液，紫色褪去，由于Fe2+和H2S均具有还原性，均能使酸性高锰酸钾溶液紫色褪去，则不能确定产物中含有Fe2+，C错误；该实验过程中至少发生两个氧化还原反应，即Fe+S△FeS和S+O2点燃SO2，D正确。
考向2 硫的氧化物
3．（2025·浙江温州期末）关于SO2的性质，下列说法错误的是（ ）
A. 饱和SO2的水溶液，能使蓝色石蕊试纸变为红色
B. SO2与H2S的反应中，氧化产物与还原产物的物质的量之比是2:1
C. SO2使酸性KMnO4溶液褪色，体现了SO2的漂白性
D. 工业上用石灰石浆液和空气吸收SO2制备石膏，每吸收1mlSO2转移2ml电子
【答案】C
【解析】饱和SO2的水溶液中存在H2SO3，H2SO3呈酸性，能使蓝色石蕊试纸变为红色，A正确；SO2与H2S反应生成S和H2O，化学方程式为2H2S+SO23S+2H2O，氧化产物与还原产物都是S，2mlH2S被氧化，则氧化产物为2mlS，1mlSO2被还原，则还原产物为1mlS，氧化产物与还原产物物质的量之比为2:1，B正确；SO2使酸性KMnO4溶液褪色是因为发生了氧化还原反应，体现了SO2的还原性，C错误；工业上用石灰石浆液和空气吸收SO2制备石膏，反应的化学方程式为2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2CO2，每吸收1mlSO2转移2ml电子，D正确。
4．（2025·河南驻马店期末）如图所示，利用培养皿探究SO2的性质。实验时向Na2SO3固体上滴几滴浓硫酸，立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象的描述或所做的解释错误的是（ ）
【答案】D
【解析】二氧化硫具有还原性，能够与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应，使酸性高锰酸钾溶液褪色，A正确；二氧化硫具有漂白性，能够使品红溶液褪色，B正确；二氧化硫具有弱的氧化性，能够氧化硫离子生成硫单质，所以Na2S溶液变浑浊，C正确；二氧化硫与氯化钡不反应，不会产生BaSO3沉淀，D错误。
考点二 硫酸 硫酸根离子的检验
回归教材 强基础
一、硫酸的性质与制备
1．硫酸的物理性质
（1）浓硫酸是一种无色油状液体，沸点高，难挥发；98.3%的浓硫酸的密度为1.84g⋅cm−3。
（2）溶解性：浓硫酸与水以_ _ _ _ _ _ 混溶，溶解时可_ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3）稀释方法：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】任意比； 放出大量热； 将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中并不断用玻璃棒搅拌
2．硫酸的化学性质
（1）稀硫酸具有酸的通性
硫酸是强电解质，在水溶液中的电离方程式为，具有酸的通性。
（2）浓硫酸的特性
①填写下表
②写出下列反应的化学方程式：
浓硫酸与铜：；
浓硫酸与碳：。
③常温下,铁、铝遇浓硫酸钝化,可用铁（或铝）槽车运输浓硫酸。
【答案】H2SO42H++SO42−； 红； Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑； CuO+H2SO4CuSO4+H2O； Cu(OH)2+H2SO4CuSO4+2H2O； Na2CO3+H2SO4Na2SO4+H2O+CO2↑； 吸水性； 脱水性； 强氧化性； Cu+2H2SO4(浓)△CuSO4+SO2↑+2H2O； C+2H2SO4(浓)△CO2↑+2SO2↑+2H2O
3.硫酸的工业制备
（1）三种原料：硫铁矿(FeS2)、空气、水。
（2）三反应：4FeS2+11O2高温2Fe2O3+8SO2、2SO2+O2⇌400∼500℃催化剂2SO3、SO3+H2OH2SO4。
（3）三设备：沸腾炉、接触室、吸收塔。
（4）三原理：化学平衡原理、热交换原理、逆流原理。
4.硫酸的用途
（1）制取化肥、硫酸盐、挥发性酸。
（2）除去金属表面的氧化物。
（3）用于精炼石油,制造炸药、农药、染料等,是实验室里常用的试剂。
二、硫酸盐与SO42−的检验
1．几种常见的硫酸盐
【答案】FeSO4⋅7H2O； CaSO4⋅2H2O； KAl(SO4)2⋅12H2O
2.SO42−的检验
操作方法：待测液加足量稀盐酸酸化取清液滴加BaCl2溶液 观察有无白色沉淀产生。（先加稀盐酸的目的是排除CO32−、SO32−、Ag+等的干扰）
易错辨析
1．Fe、Al在冷的浓硫酸中钝化属于物理变化。（ ）
【答案】×
【解析】钝化属于化学变化。
2．浓硫酸与碳反应，表现出强氧化性和酸性。（ ）
【答案】×
【解析】浓硫酸与碳反应只表现出强氧化性。
3．少量胆矾加入浓硫酸中，蓝色晶体变白，体现了浓硫酸的吸水性。（ ）
【答案】√
4．某溶液中滴加稀盐酸无现象，再滴加足量Ba(OH)2溶液，产生白色沉淀，原溶液一定含有SO42−。（ ）
【答案】×
【解析】溶液中存在Mg2+时，也会出现白色沉淀。
5．工业上可用稀硫酸除去锅炉中的水垢。（ ）
【答案】×
【解析】CaSO4微溶于水，不能用稀硫酸除去锅炉中的水垢。
6．用硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液可鉴别SO32−和SO42−。（ ）
【答案】×
【解析】硝酸具有氧化性，可将SO32−氧化为SO42−，用硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液不能鉴别SO32−和SO42−。
灵活运用 提能力
考向1 浓硫酸的性质
1．（2025·江苏南京期末）下列说法正确的是（ ）
A. 将浓硫酸滴到蔗糖表面，固体变黑膨胀，有刺激性气体产生，浓硫酸有脱水性和强氧化性
B. 验证浓硫酸有氧化性：将溶质质量分数为70%的浓硫酸与Na2SO3混合，生成的气体通入品红溶液中，观察现象
C. 向Cu和浓硫酸反应后的溶液中加入水，观察溶液颜色，验证是否生成Cu2+
D. 将浓硫酸和灼热木炭反应产生的气体依次通过品红溶液、饱和NaHCO3溶液、澄清石灰水，观察现象，探究浓硫酸和木炭反应产生SO2和CO2
【答案】A
【解析】浓硫酸使蔗糖脱水炭化，体现浓硫酸的脱水性，生成的碳与浓硫酸进一步反应生成SO2，体现浓硫酸的强氧化性，A正确；70%的浓硫酸与Na2SO3混合，发生反应的化学方程式为H2SO4+Na2SO3Na2SO4+H2O+SO2↑ ，不能体现浓硫酸的强氧化性，B错误；反应后还有浓硫酸剩余，不能向反应后的溶液中加水，正确的操作是将反应后的溶液加入水中，C错误；SO2与NaHCO3反应会生成CO2，导致澄清石灰水变浑浊，无法证明浓硫酸和木炭反应产生CO2，实验设计存在干扰，D错误。
总结归纳
检验SO2和CO2同时存在的一般流程
通常设计以下装置进行检验：
2．（2025·河南南阳二模）实验室中利用如图装置探究铜与浓硫酸的反应。下列说法错误的是（ ）
A. 试管A中发生的反应为Cu+2H2SO4(浓)△CuSO4+SO2↑+2H2O
B. 若试管B中的溶液为BaCl2溶液且实验过程中产生白色沉淀，则白色沉淀应为BaSO4沉淀
C. 熄灭酒精灯后试管B中的液体会倒吸到试管A中
D. 从导气管D向试管A中鼓入大量空气可防止尾气污染环境
【答案】C
【解析】铜与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)△CuSO4+SO2↑+2H2O，A正确。H2SO3酸性弱于HCl,所以SO2与BaCl2溶液不反应，若产生白色沉淀，可能是SO2被氧化为SO42−，再与Ba2+结合生成BaSO4沉淀，B正确。熄灭酒精灯后，装置内温度降低，导气管D与外界相通，可平衡气压，试管A中气压不会显著减小，不会导致试管B中液体倒吸，C错误。从导气管D鼓入大量空气，可将试管A中残留的SO2赶入试管C中，SO2被NaOH溶液吸收，防止尾气污染环境，D正确。
考向2 硫酸盐 硫酸根离子的检验
3．（2025·安徽宣城期中）下列关于硫酸盐的说法错误的是（ ）
A. 美术教室里的各种塑像，主要是用硫酸钙制作完成的
B. 照消化系统X射线检查前，服用的“钡餐”中含有硫酸钡
C. 检验无水酒精中是否真的没有水，常用胆矾晶体
D. 船员打上的黄河水比较浑浊，常加明矾使杂质沉降
【答案】C
【解析】用无水硫酸铜（白色）检验水，无水硫酸铜遇水变蓝，胆矾(CuSO4⋅5H2O)本身为蓝色，无法检验水，C错误。
4．下列四种溶液中，一定存在SO42−的是（ ）
A. 向甲溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀
B. 向乙溶液中加入硝酸酸化的硝酸钡溶液，有白色沉淀生成，再加入硝酸，沉淀不溶解
C. 向丙溶液中加入盐酸使之酸化，无白色沉淀生成，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生
D. 向丁溶液中加入硝酸使之酸化，无白色沉淀生成，再加入硝酸钡溶液，有白色沉淀产生
【答案】C
【解析】向甲溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀，甲溶液中不一定含有SO42−，可能含有Ag+、SO32−、CO32−等，A不符合题意；硝酸能将SO32−氧化成SO42−，向乙溶液中加入硝酸酸化的硝酸钡溶液，有白色沉淀，再加入硝酸沉淀不溶解，不能说明溶液中一定含有SO42−，B不符合题意；向丙溶液中加入盐酸使之酸化，无白色沉淀生成，可以排除Ag+、SO32−、CO32−等的干扰，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生，说明溶液中一定含有SO42−，C符合题意；硝酸能将SO32−氧化成SO42−，向丁溶液中加入硝酸使之酸化，无白色沉淀生成，再加入硝酸钡溶液，有白色沉淀产生，不能说明溶液中一定含有SO42−，D不符合题意。
5．下列关于物质检验的说法正确的是（ ）
A. 向待检液中加入稀盐酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成，则原溶液中一定有SO42−存在
B. 向待检液中加入AgNO3溶液，产生白色沉淀，则原溶液中一定有Cl−存在
C. 向待检液中加入NaOH溶液并加热，有能使紫色石蕊溶液变蓝的气体生成，则原溶液中一定有NH4+存在
D. 向待检液中加入稀盐酸，产生无色、无臭的气体，则原溶液中一定有CO32−存在
【答案】C
【解析】向待检液中加入稀盐酸酸化的BaCl2溶液，不能排除Ag+的干扰，可能生成AgCl沉淀，A错误；向待检液中加入AgNO3溶液，生成的白色沉淀不一定是氯化银，可能为硫酸银等，B错误；向待检液中加入NaOH溶液并加热，有能使紫色石蕊溶液变蓝的气体生成，该气体为NH3，则原溶液中一定有NH4+存在，C正确；向待检液中加入稀盐酸，产生无色、无臭的气体，该气体可能是CO2，则原溶液中可能存在CO32−或HCO3−，D错误。
高考真题演练
1．判断题
（1） （2025·重庆卷·2改编）SO2可使品红溶液永久褪色。（ ）
（2） （2025·北京卷·7改编）利用如图装置制备并检验SO2。（ ）
（3） （2025·安徽卷·8改编）利用70%的硫酸与Na2SO3制SO2的废液中可能大量存在H+、Na+、SO42−、HSO3−。（ ）
（4） （2025·黑吉辽蒙卷·8改编）利用乙醇萃取CS2中的S。（ ）
【答案】（1） ×
（2） √
（3） ×
（4） ×
【解析】
（1） SO2的漂白性具有选择性和不稳定性，SO2不能使品红溶液永久褪色。
（3） 亚硫酸氢根离子不能与氢离子大量共存。
（4） 乙醇和CS2互溶，且S在乙醇中的溶解度较小，不能用乙醇从CS2中萃取S。
2．（2024·北京卷·7，3分）硫酸是重要化工原料，工业生产制取硫酸的原理示意图如下。
下列说法不正确的是（ ）
A. Ⅰ的化学方程式：3FeS2+8O2△Fe3O4+6SO2
B. Ⅱ中的反应条件都是为了提高SO2平衡转化率
C. 将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生
D. 生产过程中产生的尾气可用碱液吸收
【答案】B
【解析】A项，由题图可知，黄铁矿中的FeS2与空气中的O2在加热条件下反应生成Fe3O4和SO2，正确。B项，Ⅱ的化学方程式为2SO2+O2⇌△催化剂2SO3，该反应为气体分子数减小的反应，高压有利于反应正向进行，常压条件是为了降低设备成本，不是为了提高SO2的平衡转化率，且催化剂不改变SO2的平衡转化率，错误。C项，使用黄铁矿时会产生Fe3O4等废渣，而S与O2反应生成SO2气体，可以减少废渣的产生，正确。D项，尾气中的SO2和SO3能被碱液吸收，正确。
第20讲 硫及其化合物之间的转化 酸雨的防治
课标要求
1.掌握不同价态、类别含硫物质的转化关系，进一步提升从价态、物质类别视角探究物质性质的能力。2.了解硫酸型酸雨的形成原理及防治措施。
考点一 含硫物质之间的转化关系
回归教材 强基础
一、硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系
二、硫及其化合物之间的转化规律
1．相同价态硫元素的转化
如
相关反应的化学方程式为
①_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；
②_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；
③_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；
④_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】SO2+H2O⇌H2SO3； H2SO3+2NaOHNa2SO3+2H2O； Na2SO3+H2SO4Na2SO4+H2O+SO2↑； SO2+Na2SO3+H2O2NaHSO3
2．不同价态硫元素的转化
当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其_ _ _ _ _ _ 价态,即台阶式升降。
如：H2S⇄④H2、△①O2不足S⇄⑤H2S②O2SO2⇄③O2SO3。
相关反应的化学方程式为
①_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；
②_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；
③_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；
④_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；
⑤_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】相邻的； 2H2S+O2点燃2S+2H2O； S+O2点燃SO2； 2SO2+O2⇌△催化剂2SO3； S+H2△H2S； SO2+2H2S3S+2H2O
易错辨析
1．S(s)O2(g)点燃SO3(g)H2O(l)H2SO4(aq)所示转化均可实现。（ ）
【答案】×
【解析】S在氧气中燃烧只能生成SO2。
2．3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O，在该反应中，硫既作氧化剂，又作还原剂。（ ）
【答案】√
3．反应H2SO4(浓)+H2SS↓+SO2↑+2H2O的氧化产物是SO2。（ ）
【答案】×
【解析】反应的氧化产物是S。
4．过二硫酸(H2S2O8)中S元素的化合价为+7价，具有强氧化性。（ ）
【答案】×
【解析】过二硫酸(H2S2O8)中S元素为+6价。
灵活运用 提能力
考向1 基于“价-类”二维图认识硫及其化合物的转化关系
1．（2025·广东清远期末）硫的“价-类”二维图如图所示（其中钠盐均为正盐）。下列说法正确的是（ ）
A. 可以实现a→b→g→h的转化
B. 可用无水乙醇或CS2除去试管壁附着的b
C. i溶液中通入d或c均可生成b
D. a与c反应可获得b，且反应中n(氧化剂)n(还原剂)=2
【答案】A
【解析】a是H2S、b是S、c是SO2、d是SO3、e是H2SO3、f是H2SO4、g是Na2SO3、h是Na2SO4、i是Na2S。H2S可被氧化为S，S与浓的NaOH溶液反应可制备Na2SO3，Na2SO3可被氧化为Na2SO4，A正确；S微溶于乙醇，易溶于CS2，无法用无水乙醇除去试管壁附着的S，B错误；Na2S溶液不能与SO3反应生成S，C错误；a与c反应时，根据得失电子守恒可知，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2，D错误。
2．物质类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。如图为硫及其部分化合物的“价-类”二维图，下列说法错误的是（ ）
A. Z作氧化剂时，理论上可能被还原为S单质
B. S与O2在点燃时经一步反应可生成Y
C. X的水溶液在空气中放置，易被氧化
D. Na2SO4属于电解质
【答案】B
【解析】根据题图可知，X是H2S，Y是SO3，Z可以是Na2SO3。若Z为Na2SO3，作氧化剂时，硫元素的化合价降低，如在酸性条件下与硫化钠反应生成单质硫，A正确。硫单质与氧气在点燃的条件下反应生成二氧化硫，得不到三氧化硫，B错误。在空气中放置时,硫化氢溶液中的硫化氢易被空气中的氧气氧化，反应的化学方程式为2H2S+O22S↓+2H2O，C正确。Na2SO4属于电解质，D正确。
考向2 实验室里不同价态硫元素间的转化
3．（2025·安徽阜阳期中）某化学学习小组探究不同价态硫元素之间的相互转化，设计如下方案，下列说法错误的是（ ）
【答案】C
【解析】浓硫酸与Cu共热反应生成SO2，S元素化合价由+6→+4，A正确；Cl2可以将SO32−氧化为SO42−，S元素化合价由+4→+6，B正确；无论氧气是否足量，硫与氧气在点燃的条件下反应都只能生成SO2，C错误；一定条件下，SO2和H2S混合发生反应生成S和水，S元素化合价变化为−2→0←+4，D正确。
4．（2025·浙江杭州三模）为研究不同价态含硫物质的转化，做如下实验。
实验Ⅰ：H2SO3溶液滴加Na2S溶液 有淡黄色沉淀产生
实验Ⅱ：硫酸酸化的KMnO4溶液滴加Na2S溶液无沉淀产生继续滴加Na2S溶液 紫红色变浅，有淡黄色沉淀
下列说法错误的是（ ）
A. 实验Ⅰ中反应的离子方程式为5H2SO3+2S2−3S↓+4HSO3−+3H2O
B. Na2S和Na2SO3的混合溶液中加入稀盐酸也可以产生淡黄色沉淀
C. 实验Ⅱ中开始“无沉淀产生”可能生成SO42−，可通过取样滴加氯化钡溶液来检验
D. 实验Ⅱ中开始“无沉淀产生”可能生成了硫胶体，可用激光笔照射来检验
【答案】C
【解析】实验Ⅰ中H2SO3与S2−发生归中反应生成S：5H2SO3+2S2−3S↓+4HSO3−+3H2O，A正确；向Na2S和Na2SO3的混合溶液中加盐酸，H+与S2−反应生成H2S，H+与SO32−反应生成H2SO3，H2S与H2SO3反应生成S沉淀：2H2S+H2SO33S↓+3H2O，B正确；实验Ⅱ中溶液为硫酸酸化的KMnO4溶液，原溶液中含SO42−，即使S2−被氧化生成SO42−，加入BaCl2溶液也无法区分新生成的SO42−与原溶液中的SO42−，因此无法通过此方法进行检验，C错误；实验Ⅱ中初始无沉淀产生，可能生成了硫胶体，可通过丁达尔效应来检验，D正确。
考点二 硫酸型酸雨的形成与酸雨的防治
回归教材 强基础
一、硫酸型酸雨的形成
1．酸雨的概念
一般泛指pH小于_ _ _ _ 的酸性降雨、降雪或其他形式的大气降水（如雾、霜）。
【答案】5.6
2.硫酸型酸雨的来源：含硫化石燃料的燃烧及含硫金属矿物的冶炼等。
3．形成原理
写出两种途径相关反应的化学方程式：
途径1：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
途径2：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】2SO2+O2⇌△催化剂2SO3； SO3+H2OH2SO4； SO2+H2O⇌H2SO3； 2H2SO3+O22H2SO4
二、酸雨的危害及防治
1.危害：直接损伤农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化，还会加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀等。
2.防治措施
（1）减少化石燃料的使用：降低硫和氮的氧化物排放，从而减少酸雨的形成。
（2）开发新能源：积极开发新能源，如太阳能、风能等，以减少对化石燃料的依赖，从而降低硫氧化物的排放。
（3）煤炭脱硫技术：在煤中加入石灰石，煤燃烧时，石灰石分解成氧化钙和二氧化碳，氧化钙与氧气、二氧化硫反应形成硫酸钙，从而除去硫，减少硫氧化物的排放。
（4）提高环境保护意识：加强环境教育，提高公众对酸雨问题的认识，鼓励公众采取环保措施，如减少汽车使用、选择环保产品等，以减少酸雨的形成。
易错辨析
1．CO2的大量排放会导致“温室效应”及酸雨的形成。（ ）
【答案】×
【解析】CO2的大量排放不会导致酸雨的形成。
2．“燃煤固硫”“汽车尾气催化净化”都能提高空气质量。（ ）
【答案】√
3．电动汽车代替燃油汽车有助于减少硫氧化物的排放。（ ）
【答案】√
4．硫酸型酸雨样品放置一段时间后，其pH会增大。（ ）
【答案】×
【解析】硫酸型酸雨样品放置过程中，样品中的H2SO3会被氧化成H2SO4,pH减小。
5．撒碳酸钙粉末可治理被酸雨污染的湖泊。（ ）
【答案】√
6．为了治理酸雨污染，政府应关闭硫酸厂、火电厂、水泥厂等。（ ）
【答案】×
【解析】治理酸雨污染应对硫酸厂、火电厂、水泥厂等进行综合治理，而不是关闭工厂。
灵活运用 提能力
1．（2025·云南保山期末）含硫煤燃烧会产生大气污染物,某火电厂设计了如图所示的治污方法同时可得到化工产品。下列说法错误的是（ ）
A. 生活中为了减少煤燃烧产生的SO2，通常在煤中兑入一定比例的石灰石
B. 过程Ⅱ涉及反应：2H2O+SO2+2Fe3+SO42−+2Fe2++4H+
C. 处理1mlSO2，理论上需要标准状况下22.4L的O2
D. 整个过程中Fe2+起催化作用
【答案】C
【解析】过程Ⅰ发生反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O，过程Ⅱ发生反应的离子方程式为2H2O+SO2+2Fe3+SO42−+2Fe2++4H+，过程Ⅰ中消耗Fe2+，过程Ⅱ中生成Fe2+，Fe2+起催化作用，总反应为2SO2+O2+2H2OFe2+2H2SO4。石灰石在高温下分解为氧化钙和二氧化碳，氧化钙与煤燃烧产生的二氧化硫反应生成亚硫酸钙，亚硫酸钙与氧气反应生成硫酸钙，从而减少二氧化硫排放，A正确；根据分析，过程Ⅱ涉及反应：2H2O+SO2+2Fe3+SO42−+2Fe2++4H+，B正确；根据总反应：2SO2+O2+2H2OFe2+2H2SO4，处理1mlSO2，理论上需要0.5mlO2，标准状况下的体积为11.2L，C错误；过程Ⅰ中消耗Fe2+，过程Ⅱ生成Fe2+，Fe2+起催化作用，D正确。
2．烟气中的SO2易造成酸雨，一种烟气脱硫技术如图所示，下列说法错误的是（ ）
A. 图中涉及了分解反应、化合反应、置换反应和复分解反应
B. “碳酸化”过程中，涉及SO2的反应为CaO+SO2CaSO3
C. “煅烧分解”过程发生反应的化学方程式为CaCO3高温CaO+CO2↑
D. CO2为酸性氧化物，与CO不互为同素异形体
【答案】A
【解析】“煅烧分解”过程发生反应的化学方程式为CaCO3高温CaO+CO2↑ ，“碳酸化”过程发生反应的化学方程式为CaO+CO2CaCO3、CaO+SO2CaSO3、2CaSO3+O22CaSO4，没有涉及置换反应和复分解反应，A错误，B、C正确；CO2为酸性氧化物，CO2和CO都不是单质，二者不互为同素异形体，D正确。
高考真题演练
1．判断题
（1） （2025·广东卷·7改编）硫元素可满足转化关系：单质XO2氧化物1O2氧化物2H2O酸NaOH盐 。 （ ）
（2） （2025·江苏卷·6）黑火药爆炸：2KNO3+C+3SK2CO3+N2↑+3SO2↑ 。（ ）
（3） （2025·广东卷·4改编）向燃煤中加入生石灰脱硫减排，涉及的反应为CaSO4+CO32−⇌CaCO3+SO42−。（ ）
（4） （2023·北京卷·5）废气中SO2排放到大气中会形成酸雨。（ ）
（5） （2023·重庆卷·3）SO2分别与H2O和H2S反应，反应的类型相同。（ ）
【答案】（1） √
（2） ×
（3） ×
（4） √
（5） ×
【解析】
（2） 正确的化学方程式为2KNO3+3C+SK2S+N2↑+3CO2↑ 。
（3） 向燃煤中加入生石灰脱硫减排，涉及的反应为SO2+CaOCaSO3。
（5） SO2与H2O反应生成H2SO3，属于化合反应，SO2与H2S反应生成S单质与H2O，属于氧化还原反应。
2．（2025· 陕晋青宁卷·11，3分）某元素的单质及其化合物的转化关系如图。常温常压下G、J均为无色气体，J具有漂白性。阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是（ ）
A. G、K均能与NaOH溶液反应
B. H、N既具有氧化性也具有还原性
C. M和N溶液中的离子种类相同
D. 1mlG与足量的J反应，转移电子数为NA
【答案】D
【解析】G、J均为无色气体，J具有漂白性，则J为SO2，进而推出G为H2S、H为S、K为SO3；SO2与少量NaOH反应生成M，则M为NaHSO3，SO2与足量NaOH反应生成N，则N为Na2SO3，N被O2氧化生成L，则L为Na2SO4。H2S和SO3均为酸性气体，都能与NaOH溶液反应，A正确；S、Na2SO3中硫元素均为中间价态，既具有氧化性也具有还原性，B正确；由于HSO3−可以电离，SO32−可以水解，则NaHSO3和Na2SO3溶液中含有的离子均为Na+、SO32−、HSO3−、H+和OH−，C正确；H2S与SO2反应生成S和H2O，1mlH2S转化为S转移电子数为2NA，D错误。
3．（2023·广东卷·9，2分）按如图装置进行实验。将稀硫酸全部加入Ⅰ中的试管，关闭活塞。下列说法正确的是（ ）
A. Ⅰ中试管内的反应，体现H+的氧化性
B. Ⅱ中品红溶液褪色，体现SO2的还原性
C. 在Ⅰ和Ⅲ的试管中，都出现了浑浊现象
D. 撤掉水浴，重做实验，Ⅳ中红色更快褪去
【答案】C
【解析】A项，Ⅰ中试管内反应的离子方程式为S2O32−+2H+S↓+SO2↑+H2O，反应前后氢元素的化合价未发生变化，故不能体现H+的氧化性，错误。B项，Ⅱ中品红溶液褪色，体现SO2的漂白性，错误。C项，Ⅲ中SO2与Na2S发生归中反应生成单质S，结合A项分析，在Ⅰ和Ⅲ的试管中均出现黄色浑浊现象，正确。D项，撤掉水浴，温度降低，Ⅰ中生成SO2的反应速率减小，使得Ⅳ中SO2与NaOH的反应速率减慢，红色褪去变慢，错误。
第21讲 氮及其氧化物 氨和铵盐
课标要求
1.掌握氮元素单质及其氧化物的性质，了解氮的氧化物对环境的影响。2.掌握氨气的性质及喷泉实验的原理。3.知道铵盐的主要性质、铵根离子的检验方法及氨气的制备方法。
考点一 氮及其氧化物
回归教材 强基础
一、氮元素的存在
1．氮元素位于元素周期表第_ _ _ _ 周期第_ _ _ _ _ _ 族，价层电子排布式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】二； ⅤA； 2s22p3
2．氮元素在自然界中的存在及氮的固定
【答案】自然固氮； 人工固氮
二、氮气
1．物理性质：_ _ _ _ 色、无臭气体，密度（标准状况下为1.25g⋅L−1）比空气的略小，难溶于水，熔点为−210℃，沸点为−196℃。
【答案】无
2．化学性质
写出有关反应的化学方程式：
①_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；
②_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；
③_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】3Mg+N2点燃Mg3N2； N2+3H2⇌催化剂高温、高压2NH3； N2+O2放电或高温2NO
三、氮的氧化物
1．氮有多种价态的氧化物，如N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等，其中属于酸性氧化物的是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】N2O3、N2O5
2．NO和NO2
【答案】红棕色； 不； 易； 2NO+O22NO2； 3NO2+H2O2HNO3+NO
点拨 NO2 的沸点约为21℃，因此在标准状况下22.4LNO2 的物质的量不是1ml；NO2与N2O4 能相互转化，存在平衡2NO2(g)⇌N2O4(g)。
3．氮氧化物对环境的污染
（1）光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生一种有毒的烟雾。
（2）酸雨：NOx排入大气中，与水反应生成_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，随雨水降到地面。
（3）破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。
【答案】硝酸和亚硝酸
易错辨析
1．固氮反应一定属于氧化还原反应。（ ）
【答案】√
2．N2与O2在放电条件下直接化合生成NO2。（ ）
【答案】×
【解析】N2与O2在放电条件下直接化合生成NO。
3．NO2可与NaOH溶液反应生成盐和水，因此NO2属于酸性氧化物。（ ）
【答案】×
【解析】NO2与NaOH溶液的反应属于氧化还原反应，NO2不是酸性氧化物。
4．可用排水法收集NO2。（ ）
【答案】×
【解析】NO2可以与水发生反应，不能用排水法收集NO2。
5．NO2与H2O反应时，NO2是氧化剂，H2O是还原剂。（ ）
【答案】×
【解析】NO2与H2O反应时，H2O既不是氧化剂，也不是还原剂。
6．NO2与Br2(g)都是红棕色的，可用湿润的淀粉−KI试纸鉴别。（ ）
【答案】×
【解析】NO2(g)和Br2(g)都具有强氧化性，能够氧化湿润的淀粉−KI试纸中的碘离子生成碘单质，淀粉遇碘变蓝，因此两者都能使试纸变蓝，无法鉴别。
灵活运用 提能力
考向1 氮气与氮的循环
1．氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分，人类活动影响了氮循环中的物质转化，如图所示。下列说法错误的是（ ）
A. 工业合成氨属于人工固氮
B. 硝化过程中氮元素被还原
C. 含氮无机物与含氮有机化合物可相互转化
D. 反硝化过程有助于稳定N2在大气中的含量
【答案】B
【解析】硝化过程中NH3、NH4+中−3价的氮元素变为NO2−、NO3−中的+3价、+5价的氮元素，氮元素的化合价升高，失电子被氧化，发生氧化反应，B错误。
2．（2025·河北保定期末）一种新型的人工固氮的原理如图所示，下列说法错误的是（ ）
A. 反应①中，氮元素的化合价降低
B. 反应①③均属于氧化还原反应，反应②属于非氧化还原反应
C. 转化过程中所涉及的元素均呈现了两种价态
D. 整个过程的总反应可表示为2N2+6H2O催化剂通电4NH3+3O2
【答案】C
【解析】根据题给反应原理可知，反应①为N2+6Li2Li3N，反应②为Li3N+3H2ONH3↑+3LiOH，反应③为4LiOH通电4Li+O2↑+2H2O，整个过程的总反应可表示为2N2+6H2O催化剂通电4NH3+3O2。反应①为N2+6Li2Li3N，在该反应中N元素化合价由0价降低为−3价，A正确；根据反应①②③的化学方程式可知，反应①③属于氧化还原反应，反应②属于非氧化还原反应，B正确；在题述转化过程中，H元素均为+1价，只有一种价态，C错误；由上述分析可知，D正确。
考向2 氮的氧化物
3．下列对NO、NO2的说法正确的是（ ）
A. NO是红棕色气体，易溶于水，是酸性氧化物
B. NO在人体内作为“信使分子”有扩张血管、提高免疫力等功能，因此大气中的NO对人体无害
C. NO、NO2在一定条件下可相互转化
D. NO、NO2互为同素异形体
【答案】C
【解析】NO是无色气体，不溶于水，不属于酸性氧化物，A错误；大气中的NO属于污染物，对人体有害，B错误；NO与O2反应生成NO2的化学方程式为2NO+O22NO2，NO2与水反应生成NO的化学方程式为3NO2+H2O2HNO3+NO，二者可相互转化，C正确；同素异形体是同一种元素形成的性质不同的单质，而NO和NO2均为化合物，故二者不互为同素异形体，D错误。
4．（2025·广东深圳期中）常温常压下，将盛有25mLNO2和O2混合气体的量筒倒置于盛满水的水槽中，一段时间后，气体体积减小到5mL且不再变化，则原混合气体中NO2和O2的体积之比可能为（ ）
A. 1:1B. 18:7C. 9:16D. 23:2
【答案】D
【解析】①若混合气体中氧气过量，发生反应4NO2+O2+2H2O4HNO3，剩余的5mL气体为氧气，则NO2的体积为(25mL−5mL)×45=16mL，O2的体积为5mL+(25mL−5mL)×15=9mL，NO2和O2的体积之比为16:9；②若混合气体中二氧化氮过量，则先发生反应4NO2+O2+H2O4HNO3，后发生反应3NO2+H2O2HNO3+NO，剩余的5mL气体为NO，由3NO2+H2O2HNO3+NO可知剩余二氧化氮的体积为5mL×3=15mL，则氧气的体积为(25mL−15mL)×15=2mL，NO2和O2的体积之比为(25mL−2mL):2mL=23:2。
总结归纳
氮的氧化物溶于水的计算规律
1.相关反应原理
3NO2+H2O2HNO3+NO①
2NO+O22NO2②
由①×2+② 得：4NO2+O2+2H2O4HNO3③
由①×2+②×3 得：4NO+3O2+2H2O4HNO3④
2.氮的氧化物溶于水的三种类型
a.NO2 气体：NO2气体溶于水时仅涉及反应原理中的反应①，剩余气体为NO。
b.NO2 和O2 的混合气体：NO2和O2 的混合气体溶于水时涉及反应原理中的反应③。
c.NO 和O2 的混合气体：NO和O2 的混合气体溶于水时涉及反应原理中的反应④。
考点二 氨 铵盐 氨的实验室制备
回归教材 强基础
一、氨
1．NH3的结构与物理性质
（1）NH3的结构特征
（2） 物理性质：无色、有_ _ _ _ _ _ 气味的气体，密度比空气小，易液化，极易溶于水（水与NH3的体积比约为1:700）。
点拨 NH3 极易溶于水的原因是NH3 和H2O 均为极性分子（“相似相溶”）、NH3与H2O 间能形成分子间氢键、NH3可与H2O 反应。
（3） 喷泉实验
①原理：使烧瓶内、外在短时间内产生较大的压强差,在大气压的作用下将烧瓶下面的烧杯或锥形瓶中的液体压入烧瓶内,在导管口形成喷泉。
②引发喷泉的实验操作
图1图2
图1：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；图2：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（2） 刺激性
（3） 打开止水夹，挤出胶头滴管中的水；打开止水夹，用手（或热毛巾）捂热烧瓶，使氨气膨胀与水接触
2．NH3的化学性质
（1） 还原性：与氧气反应的化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（2） 与酸反应：与氯化氢反应的化学方程式为NH3+HClNH4Cl,现象是_ _ _ _ _ _ _ _ ,此反应可用于NH3与挥发性酸的互相检验。
（3） 与水反应：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （填化学方程式）。氨的水溶液叫氨水，氨水中存在NH3⋅H2O⇌NH4++OH−，因此氨水呈弱碱性。
（4） 氨与盐溶液的反应：过量氨与AlCl3溶液反应的离子方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（5） 较强的配位能力：Cu(OH)2溶于氨水的离子方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） 4NH3+5O2催化剂△4NO+6H2O
（2） 产生白烟
（3） NH3+H2O⇌NH3⋅H2O
（4） Al3++3NH3+3H2OAl(OH)3↓+3NH4+
（5） Cu(OH)2+4NH3⋅H2O[Cu(NH3)4]2++2OH−+4H2O
二、铵盐
1．物理性质
绝大多数铵盐是_ _ _ _ 色固体，_ _ _ _ 溶于水。
【答案】白； 易
2．化学性质
（1）
（2）
【答案】（1） NH4Cl△NH3↑+HCl↑
（2） 2NH4Cl+Ca(OH)2△2NH3↑+CaCl2+2H2O；NH4++OH−△NH3↑+H2O
3．NH4+的检验方法
未知液OH−溶液呈碱性△产生_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 的气体，证明未知液中含有NH4+。
【答案】使湿润的红色石蕊试纸变蓝
三、氨的实验室制备
1．一般方法
【答案】向下排空气； 蓝； 白烟
点拨 不能用无水CaCl2、浓硫酸或P2O5 干燥NH3。
2.用浓氨水制备氨气
易错辨析
1．NH3的水溶液能导电，NH3属于电解质。（ ）
【答案】×
【解析】NH3溶于水生成的一水合氨在水中能电离出自由移动的离子，一水合氨是电解质，NH3自身不能电离出自由移动的离子，NH3不属于电解质。
2．铵盐与草木灰混合施用会降低肥效。（ ）
【答案】√
3．加热盛有NH4Cl固体的试管，试管底部固体消失，试管口有晶体凝结，说明NH4Cl固体可以升华。（ ）
【答案】×
【解析】加热盛有NH4Cl固体的试管，NH4Cl发生分解反应生成NH3与HCl，NH3和HCl在试管口遇冷会重新化合生成NH4Cl固体。
4．铵盐受热分解均产生NH3。（ ）
【答案】×
【解析】并不是所有铵盐受热分解均产生NH3，如NH4NO3在一定温度下分解生成N2O和H2O。
5．向待测液中加入氢氧化钠溶液，若不能产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则待测液中不含NH4+。（ ）
【答案】×
【解析】检验NH4+时向待测液中加入氢氧化钠溶液后需要加热。
灵活运用 提能力
考向1 氨的性质
1．（2025·广东广州期中）氨的催化氧化是制备硝酸的重要过程，某化学兴趣小组设计了如图所示装置模拟氨的催化氧化。下列说法错误的是（ ）
A. 该实验说明浓氨水具有挥发性，且NH3具有还原性
B. 氨与氧气反应时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为5:4
C. 观察到红热的Pt丝始终保持红热状态，说明该反应是放热反应
D. 观察到锥形瓶口有红棕色气体生成，说明氨的催化氧化直接生成了NO2
【答案】D
【解析】浓氨水易挥发出氨，在红热的铂丝表面氨与氧气发生反应，氨被氧化为NO，说明NH3具有还原性，A正确；氨与氧气在Pt作催化剂及加热的条件下发生反应，反应的化学方程式为4NH3+5O2Pt△4NO+6H2O，氧化剂(O2)与还原剂(NH3)的物质的量之比为5:4，B正确；若红热的Pt丝始终保持红热状态，则证明氨与氧气发生的反应为放热反应，C正确；锥形瓶口有少量红棕色气体出现，是一氧化氮与锥形瓶口的氧气发生反应生成了NO2，D错误。
2．在同温同压下用排气法收集NH3、HCl进行喷泉实验（如图所示），其中图1中的圆底烧瓶内收集满NH3，图2中的圆底烧瓶内HCl气体没有收集满。设该条件下气体摩尔体积为VmL⋅ml−1（不考虑溶质的扩散及静止时液面高度的影响）,下列说法错误的是（ ）
A. 溶质的物质的量浓度均为1Vmml⋅L−1
B. 溶质质量分数相同
C. 引发喷泉现象的方法可以相同
D. 图1、图2中喷泉的颜色分别为蓝色、红色
【答案】B
【解析】NH3、HCl都极易溶于水，喷泉实验中得到的溶液的体积与溶解的气体的体积相同。题给条件下气体摩尔体积为VmL⋅ml−1,设NH3（或HCl）的体积是VL，NH3（或HCl）的物质的量为VVmml，溶质的物质的量浓度为VVmmlVL=1Vmml⋅L−1，A正确。根据c=1000ρwM可知，w=cM1000ρ，c相同，M与ρ 不同，则溶质质量分数不一定相同，B错误。实验所用装置构造相同，NH3、HCl都极易溶于水，故引发喷泉现象的方法可以相同，C正确。NH3的水溶液显碱性，可以使紫色石蕊溶液变为蓝色，HCl的水溶液显酸性，可以使紫色石蕊溶液变为红色，故题图1、题图2中喷泉的颜色分别为蓝色、红色，D正确。
3．NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质（如图所示）。下列说法正确的是（ ）
A. NH4Cl和Na2CO3都是常用的化肥
B. NO2与水反应时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1
C. NH3和NO2在一定条件下可以发生氧化还原反应
D. 利用上述关系制取NaHCO3的操作为向饱和NaCl溶液中依次通入过量的CO2、NH3，然后过滤得到NaHCO3
【答案】C
【解析】NH4Cl是氮肥，而Na2CO3不是化肥，A错误；由3NO2+H2O2HNO3+NO可知，NO2既作氧化剂又作还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2，B错误；在NH3和NO2中氮元素的化合价分别是−3价、+4价，由于在两种化合价之间有0价、+2价等价态，因此在一定条件下NH3和NO2可以发生氧化还原反应，C正确；由于CO2在NaCl溶液中溶解度不大，所以制NaHCO3时是向饱和NaCl溶液中先通入NH3再通入CO2，D错误。
总结归纳
各种类型的喷泉实验
1.形成喷泉的类型（几种常见的能形成喷泉的气体和液体）
2.喷泉实验的发散装置
考向2 铵盐与NH4+的检验NH3的实验室制备
4．下列说法正确的是（ ）
A. 氯化铵和氯化钠的固体混合物可用升华法分离
B. 将少量硫酸铵和熟石灰混合在研钵中进行研磨，可以闻到刺激性气味
C. 检验某白色固体是铵盐的方法为加氢氧化钠溶液，加热，用湿润的蓝色石蕊试纸在试管口检验，观察试纸是否变红
D. 所有铵盐都易溶于水，铵盐中的氮元素的化合价均为−3价
【答案】B
【解析】氯化铵受热分解为氨气和氯化氢，氯化钠受热不分解，故NH4Cl和NaCl的固体混合物可通过加热法分离，A错误；硫酸铵属于铵态氮肥，与熟石灰混合在研钵中研磨，可以闻到刺激性气味，B正确；检验某白色固体是不是铵盐，应用湿润的红色石蕊试纸，若试纸变蓝，证明有NH3生成，该固体为铵盐，C错误；铵盐都易溶于水，但铵盐中氮元素的化合价不一定均为−3价，如NH4NO3中N元素的化合价为−3价、+5价，D错误。
5．为了在实验室制取干燥的氨，某小组同学分别设计了如图所示三套实验装置。
甲乙丙
（1） 写出实验室制氨的化学方程式：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（2） 实验装置和所用样品都正确的是_ _ _ _ （填“甲”“乙”或“丙”）。
（3） 检验试管里是否收集满氨的方法是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（4） 上述装置中肯定收集不到氨的是_ _ _ _ （填“甲”“乙”或“丙”），其原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （用化学方程式表示）。
（5） 尾气处理时，下列装置不可以用于处理氨的是_ _ _ _ （填字母）。
A. B.
C. D.
（6） 氨的催化氧化是工业制硝酸的基础反应，写出该反应的化学方程式：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） Ca(OH)2+2NH4Cl△2NH3↑+CaCl2+2H2O
（2） 丙
（3） 将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，则证明氨已收集满（合理即可）
（4） 乙；2NH3+H2SO4(NH4)2SO4（或NH3+H2SO4NH4HSO4）
（5） C
（6） 4NH3+5O2催化剂△4NO+6H2O
【解析】
（2） 装置甲中没有干燥装置，得到的氨中混有水蒸气；装置乙中浓硫酸会与氨发生反应；装置丙中碱石灰与氨不反应，能够干燥氨。
（5） 由于氨极易溶于水，所以处理氨时应防止倒吸，装置A中的漏斗和装置D中的球形干燥管可防止倒吸，装置B中氨没有与水直接接触，可防止倒吸，装置C中氨直接与水接触会引起倒吸，故选C。
高考真题演练
1．判断题
（1） （2025·河北卷·8改编）氮气稳定存在于自然界中，因为氮分子中存在氮氮三键，断开该共价键需要较多的能量。（ ）
（2） （2024·山东卷·5）用氨水配制银氨溶液，体现了NH3的配位性。（ ）
（3） （2025·湖南卷·2改编）如图，试纸变为蓝色。（ ）
（4） （2025·浙江6月选考卷·5改编）氨气有还原性，利用该性质可生产铵态氮肥。（ ）
【答案】（1） √
（2） √
（3） √
（4） ×
【解析】
（4） 生产铵态氮肥利用了NH3是碱性气体的性质。
2．（2025·湖北卷·8，3分）如图所示的物质转化关系中，固体A与固体B研细后混合，常温下搅拌产生气体C和固体D，温度迅速下降。气体C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。G是一种强酸。H是白色固体，常用作钡餐。下列叙述错误的是（ ）
A. 在C的水溶液中加入少量固体A，溶液pH升高
B. D为可溶于水的有毒物质
C. F溶于雨水可形成酸雨
D. 常温下可用铁制容器来盛装G的浓溶液
【答案】A
【解析】固体A与固体B研细后混合，常温下搅拌产生气体C和固体D，温度迅速下降，说明反应吸热；气体C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则C是NH3；G是一种强酸，结合C到G的转化，可得E是NO，F是NO2，G是HNO3；再结合C与HCl反应生成A，可得A是NH4Cl。H是白色固体，常用作钡餐，则H是BaSO4；再结合NH4Cl+B→NH3↑+H2O+D，可得A和B的反应是NH4Cl和Ba(OH)2⋅8H2O反应，则B是Ba(OH)2⋅8H2O，D是BaCl2。A项，NH3溶于水后存在平衡NH3⋅H2O⇌NH4++OH−，加入NH4Cl固体后，NH4+浓度增大，使NH3⋅H2O的电离平衡逆向移动，OH−浓度减小，溶液pH降低，错误。B项，BaCl2为易溶于水的重金属盐，有毒，正确。C项，NO2与水反应生成HNO3，故NO2溶于雨水可形成酸雨，正确。D项，常温下Fe遇浓硝酸钝化，故常温下可用铁制容器来盛装浓硝酸，正确。
3．（2024·广东卷·11，4分）按如图装置进行实验。搅拌一段时间后，滴加浓盐酸。不同反应阶段的预期现象及其相应推理均合理的是（ ）
A. 烧瓶壁会变冷，说明存在ΔH0，烧瓶壁会变冷，A错误；试纸变蓝，说明有NH3生成，产氨过程ΔS>0，B正确；滴加浓盐酸后，有白烟生成，说明有NH4Cl生成，发生反应NH3+HClNH4Cl，C错误；开始时NH4Cl与Ba(OH)2⋅8H2O反应生成NH3，体系压强增大，气球变大，滴加浓盐酸后，发生反应NH3+HClNH4Cl，体系压强减小，气球又变小，D错误。
第22讲 硝酸 含氮物质之间的转化
课标要求
1.掌握硝酸的性质及应用。2.能从物质类别、氮元素的化合价变化角度理解氮及其化合物的转化关系。3.能从含氮物质的性质和转化的视角解释生产、生活中的相关现象。
考点一 硝酸
回归教材 强基础
一、硝酸
1.物理性质
硝酸是无色、易挥发的液体，有刺激性气味。
点拨 1.市售浓硝酸呈黄色的原因：硝酸分解生成的NO2 溶解在浓硝酸里。
2.浓硝酸要保存在棕色试剂瓶中，置于阴凉处，不能用橡胶塞。
2．化学性质
（1）不稳定性
硝酸发生分解反应的化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（2）强氧化性
浓硝酸和稀硝酸都有强氧化性，而且浓度越大氧化性_ _ _ _ 。
①与金属单质反应：稀硝酸与铜反应的化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；浓硝酸与铜反应的化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
点拨常温下，铁、铝遇浓硝酸钝化（并非不发生反应），故冷的浓硝酸可以用铁制、铝制容器盛放。
②与非金属单质反应：浓硝酸与碳单质反应的化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
③与还原性物质反应：硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2+等还原性物质。如稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3）与有机物反应
①硝化反应（与苯反应）：_ _ _ _ 。
②显色反应：含苯环的蛋白质遇到浓硝酸时变为_ _ _ _ 。
【答案】4HNO3(浓)△或光照2H2O+4NO2↑+O2↑； 越强； 3Cu+8HNO3（稀）3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O； Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O； C+4HNO3(浓)△CO2↑+4NO2↑+2H2O； 3Fe2++4H++NO3−3Fe3++NO↑+2H2O； ； 黄色
教材挖掘．（人教版必修第二册第五章第二节）
王水是浓硝酸和浓盐酸的混合物（体积比为1:3），为什么不溶于硝酸的Au、Pt等金属能溶于王水？
【答案】王水同时具有硝酸的强氧化性和氯离子的强配位能力，因此可以溶解金、铂等不活泼金属。浓盐酸的加入并不是增强了硝酸的氧化性，而是增强了金属的还原能力。
二、硝酸的制备与用途
1．硝酸的制备
工业制硝酸的原理如图所示。
写出相关反应的化学方程式：
①_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；
②_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；
③_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】4NH3+5O2催化剂△4NO+6H2O； 2NO+O22NO2； 3NO2+H2O2HNO3+NO
2．硝酸的用途
（1）在工业上可用于制_ _ _ _ 、农药、_ _ _ _ 、染料、盐类等。
（2）在有机化学中，浓硝酸与浓硫酸的混合液是重要的_ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】化肥； 炸药； 硝化试剂
易错辨析
1．硝酸是强酸，与活泼金属反应生成氢气。（ ）
【答案】×
【解析】硝酸是氧化性酸，与活泼金属反应一般不生成氢气。
2．铁不能溶于冷的浓硝酸,说明铁不能与冷的浓硝酸反应。（ ）
【答案】×
【解析】铁在冷的浓硝酸中钝化，属于化学反应。
3．HNO3溶液的浓度越大，其氧化性越强。（ ）
【答案】√
4．利用N2和O2制备NO是工业生产硝酸的反应之一。（ ）
【答案】×
【解析】工业制备硝酸是利用氨的催化氧化制取NO。
灵活运用 提能力
1．（2025·江西吉安期末）硝酸被称为“国防工业之母”，是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸性质对应不准确的一组是（ ）
A. 硝酸能与FeO反应——酸性和氧化性
B. 试管内壁上的银镜可用稀硝酸除去——酸性
C. 不能用稀硝酸与FeS固体反应制取H2S——强氧化性
D. 要用棕色试剂瓶盛装浓硝酸——不稳定性
【答案】B
【解析】稀硝酸与银反应生成NO，主要利用硝酸的强氧化性，B错误。
2．（2025·安徽芜湖联考）氨是一种重要的化工产品和化工原料，一种合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意图如图所示。
下列说法错误的是（ ）
A. 合成塔发生的反应中，N2作氧化剂
B. 氧化炉中发生的反应为4NH3+7O2催化剂△4NO2+6H2O
C. 向吸收塔中通入R气体，有利于提高硝酸的产率
D. 工业生产中为了盛装大量浓硝酸，可选择铁作为罐体材料
【答案】B
【解析】由氨的催化氧化可知，氧化炉中发生的反应为4NH3+5O2催化剂△4NO+6H2O，B错误。
3．（2026·山西山大附中开学考）在通风橱中进行下列实验：
下列说法正确的是（ ）
A. 装置Ⅰ中出现红棕色气体，说明Fe和稀硝酸反应的产物是NO2
B. 装置Ⅱ中的现象说明Fe表面形成了一层致密的氧化膜，阻止Fe进一步反应
C. 对比装置Ⅰ、装置Ⅱ中的现象，说明稀硝酸的氧化性强于浓硝酸
D. 装置Ⅲ中Fe表面产生红棕色气泡，说明此时Fe被浓硝酸氧化
【答案】B
【解析】装置Ⅰ中Fe与稀硝酸反应产生的无色气体为NO，液面上方出现红棕色气体是由于NO被空气中的氧气氧化生成NO2，A错误；浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，装置Ⅱ中反应停止是浓硝酸的强氧化性导致Fe发生钝化，并非氧化性弱，C错误；装置Ⅲ中Fe、Cu接触后在浓硝酸中形成原电池，Cu为负极被氧化，Fe为正极，硝酸在Fe表面（正极）得电子生成NO2，此时Fe未被浓硝酸氧化，D错误。
4．某混合酸中H2SO4和HNO3的物质的量浓度分别是1ml⋅L−1和0.5ml⋅L−1，取10mL此混合酸，加入过量的铁粉，反应结束后产生标准状况下的气体的体积是（设反应中HNO3被还原成NO）（ ）
A. 0.168LB. 0.112LC. 0.672LD. 0.224L
【答案】A
【解析】10mL混合酸中含有n(H+)=0.01L×2×1ml⋅L−1+0.01L×0.5ml⋅L−1=0.025ml，n(NO3−)=0.01L×0.5ml⋅L−1=0.005ml，由于铁过量，先后发生的反应为3Fe+2NO3−+8H+3Fe2++2NO↑+4H2O，Fe+2H+Fe2++H2↑ ，则：
3Fe+2NO3−+8H+3Fe2++2NO↑+
反应后剩余n(H+)=0.025ml−0.02ml=0.005ml，0.005mlH+可生成0.0025mlH2，故n(NO)+n(H2)=0.005ml+0.0025ml=0.0075ml，V(NO)+V(H2)=0.0075ml×22.4L⋅ml−1=0.168L。
考点二 含氮物质之间的转化
回归教材 强基础
一、氮元素的“价-类”二维图
氮元素有多种化合价，含氮元素物质的种类较多，可从物质类别和化合价变化角度理解这些物质之间的转化关系。
二、含氮物质之间的转化关系
写出相关反应的化学方程式：
①_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；
②_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；
③_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】Mg3N2+6H2O2NH3↑+3Mg(OH)2； 4NH3+3O2点燃2N2+6H2O； 4NH3+6NO催化剂△5N2+6H2O
易错辨析
1．为实现HNO3转化为NO2，需向硝酸中加入还原剂。（ ）
【答案】×
【解析】浓硝酸自身分解可产生NO2，不需要加入还原剂。
2．含氮无机物与含氮有机物可相互转化。（ ）
【答案】√
3．氮的氧化物之间的相互转化都是氧化还原反应。（ ）
【答案】×
【解析】二氧化氮与四氧化二氮之间的转化不是氧化还原反应。
4．1mlNH3被氧化时氮元素的化合价一定升高至相邻价态。（ ）
【答案】×
【解析】NH3与不同氧化剂反应，氮元素升高的价态不同，如NH3中氮元素可被氯气氧化至0价，也可被氧气氧化至+2价。
5．NH3在空气中充分燃烧生成NO2。（ ）
【答案】×
【解析】NH3在空气中不能燃烧。
灵活运用 提能力
1．氮元素的常见化合价与部分含氮物质的对应关系图如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. a可作保护气，在任何条件下均不与其他物质反应
B. c与H2O反应生成a和b
C. 常温下，d的浓溶液不能用铝制容器盛装
D. 液态的e可用作制冷剂
【答案】D
【解析】由题图可知，a为N2，N2的化学性质稳定，可用作保护气，但在一定条件下也能与氧气、氢气等发生反应，A错误；c为NO2，NO2与水反应生成NO和HNO3，B错误；d为HNO3，常温下，Al遇浓硝酸钝化，可用铝制容器盛装浓硝酸，C错误；e为NH3，液氨易汽化，汽化过程中吸收大量的热，可用作制冷剂，D正确。
2．（2025·河北衡水二模）如图所示，A、B是由短周期主族元素组成的纯净物且A为一种常见氧化物。浓盐酸遇C产生“白烟”，单质K常用于制造照明弹、燃烧弹和焰火等，G为一种盐。下列说法错误的是（ ）
A. 向空气中大量排放D、E会造成光化学烟雾污染
B. 工业上常用液态C作制冷剂
C. 常温下，铁片与浓F溶液发生剧烈反应生成G
D. I的熔点高，常用于制造耐火材料
【答案】C
【解析】浓盐酸遇C产生“白烟”，则C为NH3，D为NO，E为NO2，F为HNO3，G为Fe(NO3)3或Fe(NO3)2；单质K常用于制造照明弹、燃烧弹和焰火等，则K为Mg，M为MgCl2，J为MgCl2溶液，I为MgO，H为Mg(OH)2，故A为H2O，B为Mg3N2。向空气中大量排放NO、NO2会造成光化学烟雾污染，A正确；氨易液化，液氨汽化过程中吸收大量的热，故液氨常作制冷剂，B正确；常温下，铁片遇浓硝酸迅速钝化，生成致密的氧化膜，阻碍浓硝酸继续与Fe反应，C错误；氧化镁是离子晶体，熔点较高，耐高温，可用于制造耐火材料，D正确。
3．（2025·河南许昌三模）研究人员发现在某种含钒催化剂的作用下，NO可被NH3还原为N2，从而降低含氮气体造成的空气污染，反应机理如图所示。下列说法错误的是（ ）
A. V4+—OH为该反应的催化剂
B. NH3和NO均是极性分子
C. 该转化过程中，反应物有NH3、NO和O2
D. 标准状况下，每生成22.4LN2，转移电子总数为3NA（设NA为阿伏加德罗常数的值）
【答案】A
【解析】由题给机理图可知，V4+—OH为中间产物，催化剂为V5+O，A错误。
高考真题演练
1．判断题
（1） （2025·湖北卷·8改编）常温下可用铁制容器来盛装HNO3的浓溶液。（ ）
（2） （2024·贵州卷·10改编）向BaCl2溶液中先通入适量SO2，无明显现象，再加入稀硝酸，有白色沉淀生成，说明稀硝酸具有氧化性。（ ）
（3） （2024·广东卷·13改编）由氨制硝酸：NH3→NO→NO2→HNO3，说明NH3和NO2均具有氧化性。（ ）
（4） （2023·江苏卷·8）汽车尾气催化转化器中发生的主要反应：2NO+2CO催化剂N2+2CO2。（ ）
（5） （2023·新课标卷·11改编）常温下将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中，前者产生无色气体，后者无明显现象，说明稀硝酸的氧化性比浓硝酸强。（ ）
【答案】（1） √
（2） √
（3） ×
（4） √
（5） ×
【解析】
（3） 由氨制硝酸过程中，NH3发生催化氧化生成NO，NH3表现还原性，NO2与H2O生成HNO3的反应中，NO2发生歧化反应，既表现氧化性又表现还原性。
（5） 常温下，铁遇浓硝酸钝化，不能说明稀硝酸的氧化性比浓硝酸强。
2．（2025·广东卷·15，4分）按如图组装装置并进行实验：将铜丝插入溶液中，当c中红色褪去时，将铜丝拔离液面。下列叙述错误的是（ ）
A. a中有化合反应发生，并有颜色变化
B. b中气体变红棕色时，所含氮氧化物至少有两种
C. c中溶液红色刚好褪去时，HCO3−恰好完全反应
D. 若将a中稀硝酸换为浓硫酸并加热，则c中溶液颜色会褪去
【答案】C
【解析】a中铜与稀硝酸发生反应:3Cu+8HNO3（稀）3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,NO会与a内少量O2发生化合反应:2NO+O22NO2,会有颜色变化，A正确；a中生成的NO进入b后,与O2反应生成NO2,且存在2NO2⇌N2O4，故b中所含氮氧化物至少有两种,B正确；酚酞变色的pH范围为8.2∼10.0，c中溶液红色刚好褪去时，溶液仍显碱性，HCO3−未反应完全，C错误；若将a中稀硝酸换为浓硫酸并加热,铜与浓硫酸发生反应:Cu+2H2SO4(浓)△CuSO4+SO2↑+2H2O,生成的SO2进入c后,与NaHCO3溶液反应生成CO2,溶液酸性增强，c中溶液颜色会褪去,D正确。
第23讲 碳、硅 无机非金属材料
课标要求
1.掌握碳、硅及其重要化合物的主要性质，认识这些物质在生产、生活中的应用。2.了解无机非金属材料的组成、分类和应用价值。
考点一 碳、硅及其化合物
回归教材 强基础
一、碳及其氧化物
1．碳族元素
碳族元素包括碳(C)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)等，价层电子排布式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，主要化合价为_ _ _ _ _ _ 价。
【答案】ns2np2； +4
2．碳单质
常见碳单质的存在形式有金刚石、石墨、C60，它们互为_ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】同素异形体； 小； 能
3．碳的氧化物
（1）CO具有较强的_ _ _ _ 性，可以与O2、金属氧化物等发生反应。如与Fe2O3反应：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（2）CO2是典型的_ _ _ _ 氧化物，具有_ _ _ _ 性。
与足量NaOH溶液反应：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （填化学方程式，下同）；
与少量NaOH溶液反应：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；
与C反应：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】还原； Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2； 酸性； 氧化； CO2+2NaOHNa2CO3+H2O； CO2+NaOHNaHCO3； CO2+C高温2CO
二、硅及其化合物
1．硅单质
【答案】化合态； 灰黑； 高； 大； Si+4HFSiF4↑+2H2↑； Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑； SiO2+2C1800∼2000℃Si+2CO↑
2．硅的氧化物
【答案】高； 大； Na2SiO3+H2O； CaSiO3； Na2SiO3+CO2↑； SiO2+4HFSiF4↑+2H2O； 光导纤维
3．硅酸
【答案】难； 弱； H2SiO3↓+Na2CO3； H2SiO3△SiO2+H2O； Na2SiO3+2HClH2SiO3↓+2NaCl
易错辨析
1．碳的化学性质稳定，在自然界能以游离态存在。（ ）
【答案】√
2．硅的化学性质不活泼，但在常温下可与氢氟酸反应。（ ）
【答案】√
3．向Na2SiO3溶液中通入CO2，可产生白色胶状沉淀，证明酸性：H2CO3>H2SiO3。（ ）
【答案】√
4．晶体硅可用于制造光导纤维。（ ）
【答案】×
【解析】二氧化硅可用于制造光导纤维。
5．NaOH溶液不能保存在带磨口玻璃塞的试剂瓶中。（ ）
【答案】√
灵活运用 提能力
考向1 碳和硅
1．近年来我国科技发展迅速，下列关于我国新科技的叙述正确的是（ ）
A. 用于制造高端芯片的主要材料之一是高纯度的二氧化硅
B. 用于制造导弹和航天器部件的特种石墨的主要成分为碳
C. 用于制造口罩的石墨烯属于有机高分子材料
D. 用于芯片抛光的纳米金刚石属于胶体
【答案】B
【解析】用于制造高端芯片的主要材料之一是晶体硅，A错误；石墨烯不是有机高分子材料，C错误；胶体属于分散系，包括分散质与分散剂，纳米金刚石没有形成分散系，不属于胶体，D错误。
2．工业制备高纯硅的主要过程如下：
石英砂焦炭1800∼2000℃ 粗硅HCl300℃SiHCl3H21000℃高纯硅
下列说法错误的是（ ）
A. 制备粗硅的化学方程式为SiO2+2C1800∼2000℃Si+2CO↑
B. 1mlSi中含Si—Si的数目约为4×6.02×1023
C. 使用原料气HCl和H2时应充分去除水和氧气
D. 制备高纯硅涉及的反应均为氧化还原反应
【答案】B
【解析】晶体硅中每个硅原子与4个硅原子形成4个Si—Si，则每个硅原子形成Si—Si的数目为4×12=2，则1ml单晶硅中含有Si—Si的数目约为2×6.02×1023，B错误。
考向2 二氧化硅
3．（2025·湖北华中师大一附中期中）下列关于SiO2的方程式及叙述都正确且二者相关联的是（ ）
A. SiO2+4H++4F−SiF4↑+2H2O，可用氢氟酸雕刻玻璃
B. SiO2+2OH−SiO32−+H2O，盛放Na2CO3溶液的试剂瓶不应使用玻璃瓶塞
C. SiO2+2C高温Si+2CO↑ ，C的非金属性比Si强
D. SiO2+Na2CO3高温Na2SiO3+CO2↑ ，H2SiO3的酸性比H2CO3强
【答案】B
【解析】HF是弱酸，在书写离子方程式时不拆，A错误；Na2CO3溶液呈碱性，碱性环境中，SiO2与OH−发生反应：SiO2+2OH−SiO32−+H2O，生成的Na2SiO3溶液具有黏性，可导致玻璃塞和瓶口粘连，B正确；SiO2+2C高温Si+2CO↑ ，该反应是在高温下进行的，不能说明C的非金属性比Si强，C错误；SiO2+Na2CO3高温Na2SiO3+CO2↑ ，此反应与H2SiO3、H2CO3的酸性强弱无关，D错误。
4．（2025·四川眉山期中）纯二氧化硅可用下列流程制得。下列说法错误的是（ ）
A. 步骤Ⅱ发生反应:Na2SiO3+H2SO4H2SiO3↓+Na2SO4
B. SiO2既能与NaOH溶液反应，又能与氢氟酸反应，所以SiO2是两性氧化物
C. 步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2来代替
D. 二氧化硅和焦炭反应生成粗硅的化学方程式为SiO2+2C高温Si+2CO↑
【答案】B
【解析】SiO2不是两性氧化物，而是酸性氧化物，B错误。
考点二 硅酸盐 无机非金属材料
回归教材 强基础
一、硅酸盐
1.概念：由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。
2．表示方法：硅酸盐矿物的成分复杂，多用氧化物的形式表示它们的组成，如硅酸钠(Na2SiO3)可写成Na2O⋅SiO2，钾云母(KH2Al3Si3O12)可写成_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】K2O⋅3Al2O3⋅6SiO2⋅2H2O
3．硅酸钠(Na2SiO3)
（1）性质：白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称_ _ _ _ _ _ ，有黏性，显碱性。
（2）用途：作黏合剂（矿物胶），耐火阻燃材料。
【答案】水玻璃
二、无机非金属材料
1．传统的无机非金属材料多为硅酸盐材料，如水泥、玻璃、陶瓷。
【答案】黏土、石灰石； 石灰石、石英砂、纯碱； 黏土； Na2CO3+SiO2高温Na2SiO3+CO2↑； CaCO3+SiO2高温CaSiO3+CO2↑； 硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅
2．新型无机非金属材料
（1）高温结构陶瓷：如氮化硅陶瓷具有较_ _ _ _ 的硬度和耐磨性、较_ _ _ _ 的抗腐蚀性和电绝缘性等。如SiC、BN、Si3N4、Al2O3等。
（2）碳纳米材料
①富勒烯：由碳原子构成的一系列笼形分子的总称，其代表物为C60。
②碳纳米管：由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺度的直径。碳纳米管的比表面积大，有相当高的强度和优良的电学性能，可用于生产复合材料、电池和传感器等。
③石墨烯：只有一个碳原子直径厚度的单层石墨，其电阻率低、热导率高，具有很高的强度。
（3）碳化硅：俗称金刚砂，具有类似金刚石的结构，硬度很大，可用作砂纸和砂轮的磨料。
【答案】高； 强
易错辨析
1．沙子和黏土的主要成分为硅酸盐。（ ）
【答案】×
【解析】沙子的主要成分是SiO2。
2．普通玻璃与天然水晶的化学成分一样。（ ）
【答案】×
【解析】普通玻璃的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2，天然水晶的主要成分是SiO2。
3．碳化硅俗称金刚砂，它可用于高温结构陶瓷的制作。（ ）
【答案】√
4．石墨烯的电阻率低，热导率也低。（ ）
【答案】×
【解析】石墨烯的热导率高。
5．硅酸钠的水溶液俗称“水玻璃”，是一种建筑行业常用的黏合剂。（ ）
【答案】√
灵活运用 提能力
考向1 硅酸盐 传统无机非金属材料
1．中国是瓷器的故乡，钧瓷是宋代五大名窑瓷器之一，以“入窑一色，出窑万彩”的神奇窑变著称。下列关于陶瓷的说法正确的是（ ）
A. 高品质的白瓷晶莹剔透，属于纯净物
B. 瓷器中含有大量的金属元素，因此陶瓷属于金属材料
C. 生产陶瓷、玻璃、水泥三大产品都要用到石灰石作主要原料
D. “窑变”是高温下釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致颜色的变化
【答案】D
【解析】瓷器中含有多种硅酸盐和二氧化硅，是混合物，A错误；陶瓷属于无机非金属材料，B错误；制备水泥的主要原料是石灰石、黏土，制备玻璃的主要原料是石英砂、纯碱、石灰石，制备陶瓷的主要原料是黏土，C错误；不同的金属氧化物颜色可能不同，在高温下，釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致颜色的变化，D正确。
2．（2025·广东湛江二模）“传承文化遗产，飞扬华夏风采”。下列文物中不是由无机非金属材料制成的是（ ）
【答案】C
【解析】西周利簋是青铜器，不属于无机非金属材料，C正确。
考向2 新型无机非金属材料
3．（2025·江苏苏州期中）下列材料不属于新型无机非金属材料的是（ ）
A. 碳化硅B. 石墨烯C. 光导纤维D. 有色玻璃
【答案】D
【解析】有色玻璃属于传统无机非金属材料，D符合题意。
4．近年来，具有特殊性质的新型无机非金属材料迅速发展。下列有关新型无机非金属材料的叙述错误的是（ ）
A. 氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，可用于制造发动机部件
B. 石墨烯是优良的新型材料，可用作动力电池和超轻海绵
C. 碳化硅具有优异的高温抗氧化性能，可用作耐高温结构材料、耐高温半导体材料
D. 利用二氧化硅的半导体性能，可以制成计算机芯片
【答案】D
【解析】硅单质的导电性介于导体与绝缘体之间，是良好的半导体材料，可以制成计算机芯片，D错误。
高考真题演练
1．判断题
（1） （2025·湖北卷·3）室温下SiO2与碳不发生反应，高温下可生成Si和CO。（ ）
（2） （2025·陕晋青宁卷·3改编）单晶硅可用于制造芯片，利用了其熔点高的性质。（ ）
（3） （2024·天津卷·1）白釉龙柄联腹传瓶（隋），其材质是陶瓷，陶瓷属于无机非金属材料。（ ）
（4） （2024·浙江6月选考卷·7改编）石墨呈层状结构，层间以范德华力结合，因此石墨可作润滑剂。（ ）
（5） （2024·全国甲卷·8）用氢氟酸刻蚀玻璃：SiO32−+4F−+6H+SiF4↑+3H2O。（ ）
【答案】（1） √
（2） ×
（3） √
（4） √
（5） ×
【解析】
（2） 单晶硅是良好的半导体，可用于制造芯片。
（5） HF是弱酸，不能拆开。
2．（2024· 黑吉辽卷·1，3分）文物见证历史，化学创造文明。东北三省出土的下列文物据其主要成分不能与其他三项归为一类的是（ ）
A. 金代六曲葵花鎏金银盏
B. 北燕鸭形玻璃注
C. 汉代白玉耳杯
D. 新石器时代彩绘几何纹双腹陶罐
【答案】A
【解析】金代六曲葵花鎏金银盏的主要成分为金属材料;北燕鸭形玻璃注、汉代白玉耳杯、新石器时代彩绘几何纹双腹陶罐的主体材料均为无机硅酸盐材料。故选A。
3．（2025·云南卷·7，3分）稻壳制备纳米Si的流程图如下。下列说法错误的是（ ）
A. SiO2可与NaOH溶液反应
B. 盐酸在该工艺中体现了还原性
C. 高纯Si可用于制造硅太阳能电池
D. 制备纳米Si：SiO2+2Mg650℃Si+2MgO
【答案】B
【解析】盐酸参与的反应为MgO+2HClMgCl2+H2O，该反应是非氧化还原反应，盐酸体现酸性，B错误。
热点题型探究6 常见气体的制备、净化和收集
题型突破
1.气体制备的基本流程
2.气体制备装置的选择
（1）固-固加热型
①固-固加热型常用于制备O2、NH3等。
②操作要点：试管要干燥；试管口略向下倾斜；加热时先均匀加热再固定在固体部位加强热。
（2）固-液加热型或液-液加热型
①固-液加热型或液-液加热型常用于制备Cl2、HCl等。
②操作要点：圆底烧瓶加热时要垫陶土网；反应物均为液体时，圆底烧瓶内要加碎瓷片（或沸石）。
（3）固-液不加热型或液-液不加热型
①固-液不加热型或液-液不加热型常用于制备H2、CO2、SO2、NO等。
②操作要点：装置甲中使用长颈漏斗时，要使长颈漏斗下端插入液面以下；装置丙只适用于块状固体和液体反应，且气体难溶于水；装置乙中使用分液漏斗既可以增强装置的气密性，又可控制液体的滴加速率。
3.气体的净化
（1）除杂试剂选择的依据：主体气体和杂质气体性质上的差异,如溶解性、酸碱性、氧化性、还原性等。
（2）除杂原则:不损失主体气体；不引入新的杂质气体；在密闭装置内进行；先除去易除去的杂质气体。
（3）装置
（4）常见干燥剂
当气体中含有多种杂质时，若采用洗气装置除杂，通常是先除杂再干燥；若用加热装置除杂，通常是先干燥再除杂。
4.气体的收集
5.尾气处理装置
通常有毒和有污染的尾气必须进行处理。常见装置如下：
（1）吸收溶解度较小的尾气（如Cl2等）一般用装置A。
（2）吸收溶解度较大的尾气（如HCl、NH3等）一般用装置B或装置C。
例 （2025·河北卷·7,3分）如图所示装置（加热、除杂和尾气处理装置任选）不能完成相应气体的制备和检验的是（ ）
A. 电石与饱和NaCl溶液B. Na2SO3固体与70%的浓H2SO4
C. 大理石与稀HClD. Al2S3固体与水
【答案】C
【解析】电石与饱和NaCl溶液反应可制备C2H2，C2H2分子中含有碳碳三键，可使酸性KMnO4溶液褪色，故除杂后的气体可用酸性KMnO4溶液检验，A不符合题意；Na2SO3固体与70%的浓H2SO4反应制备SO2，SO2具有还原性，可使酸性KMnO4溶液褪色，能完成SO2的制备和检验，B不符合题意；大理石与稀HCl反应制备CO2，CO2不可使酸性KMnO4溶液褪色，不能完成CO2的检验，C符合题意；Al2S3固体在水中水解生成Al(OH)3和H2S，H2S具有还原性，可使酸性KMnO4溶液褪色，能完成H2S的制备和检验，D不符合题意。
针对训练
1．某小组用图中装置甲作为气体发生装置，其他装置根据实验需求选用（加热及夹持装置略）。下列说法正确的是（ ）
甲乙丙丁
A. 若制取C2H2，则装置甲中a可为蒸馏水，b可为电石
B. 若制取NH3，则装置乙中可盛浓硫酸以除去NH3中混有的H2O
C. 若制取SO2，则装置丙可作气体收集装置
D. 若制取Cl2，则装置丁可盛饱和NaCl溶液用作尾气处理装置
【答案】C
【解析】电石和水反应可生成C2H2，由于反应过于剧烈，实验室用饱和食盐水代替水以减缓反应速率，则装置甲中a为饱和食盐水，b为电石，A错误；NH3具有碱性，能和浓硫酸发生反应，不能用浓硫酸来干燥NH3，B错误；SO2的密度比空气大，可用向上排空气法收集，收集时装置丙中“长进短出”，C正确；氯气不溶于饱和NaCl溶液，不能用饱和NaCl溶液吸收尾气Cl2，D错误。
2．（2025·广东深圳一模）下列有关氯气制备的实验装置错误的是（ ）
【答案】A
【解析】利用浓盐酸与MnO2在加热条件下反应来制取氯气，不能用稀盐酸，A错误。
3．下列气体除杂所选试剂和收集方法均正确的是（ ）
【答案】D
【解析】CO2是酸性气体，不能用碱石灰除去CO2中混有的H2O，A错误；可以用CuSO4溶液除去C2H2中混有的H2S，但乙炔的密度与空气的密度接近，不能用排空气法收集乙炔，B错误；Cl2和HCl都可以和NaOH溶液反应，不能用NaOH溶液除去Cl2中混有的HCl，Cl2能够和水反应，不能用排水法收集Cl2，C错误；NO2和水反应生成NO，可以用水除去NO2中混有的NO，NO不溶于水且不和水反应，可以用排水法收集NO，D正确。
4．利用如图装置（夹持装置略）可以进行实验并能达到实验目的的是（ ）
【答案】D
【解析】MnO2和浓盐酸制取氯气需要加热，题图中缺少加热装置，A不符合题意；NO不能利用排空气法收集，B不符合题意；浓硫酸和硫化氢会发生氧化还原反应，不能用浓硫酸干燥硫化氢气体，C不符合题意；用CaCO3和稀盐酸反应制备二氧化碳，碳酸氢钠溶液可除去CO2中混有的HCl，用浓硫酸干燥后，用向上排空气法收集二氧化碳，D符合题意。
5．（2025·山东日照联考）如图是实验室中常见的组合装置，下列说法正确的是（ ）
①②③④⑤
⑥⑦
A. 选择装置①③⑤⑦可用于实验室制备和收集纯净、干燥的SO2
B. 选择装置②③⑥可用于制备和收集纯净、干燥的O2
C. 选择装置②③⑤③⑦可用于制备和收集纯净、干燥的NH3
D. 装置③和装置④（装置④中溶液为品红溶液）可以检验CO2中是否混有SO2
【答案】C
【解析】SO2和碱石灰会发生反应，A错误；装置⑥是排水法收集气体，收集的氧气中混有水蒸气，B错误；装置③中的碱石灰会同时吸收CO2和SO2,无法达到检验的目的，D错误。组成
盛放试剂
试剂的作用
C
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_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
D
_ _ _ _ _ _
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收集装置
方法
现象
结论
观察法
集气瓶内充满了黄绿色气体
证明氯气已经收集满
将湿润的淀粉−KI试纸靠近集气瓶口
_ _ _ _ _ _ _ _
将湿润的蓝色石蕊试纸靠近集气瓶口
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
卤素单质
颜色（常态）
在水中的溶解性及溶液颜色
在有机溶剂中的溶解性及溶液颜色
特性
F2
淡黄绿色（气体）
—
—
—
—
—
Cl2
黄绿色（气体）
溶解性不大
浅黄绿色
易溶
黄绿色
易_ _ _ _
Br2
_ _ _ _ _ _ 色（液体）
橙黄色
_ _ _ _ 色
易挥发
I2
_ _ _ _ 色（固体）
深黄色→ 褐色
_ _ _ _ 色
易_ _ _ _
与水反应
X2+H2O⇌ _ _ _ _ _ _ _ _ ，Cl2、Br2、I2与水反应由_ _ _ _ 到_ _ _ _
与碱反应(NaOH)
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
氧化性
Cl2 _ _ _ _ Br2 _ _ _ _ I2；
Cl2、Br2、I2与氢气化合由_ _ _ _ 到_ _ _ _ ；
I2与Fe反应只生成_ _ _ _ _ _ _ _ ，其他卤素单质可将Fe氧化为+3价
化合物
性质
备注
卤化氢
稳定性：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；水溶液酸性：HF