把握三個(gè)知識(shí)點(diǎn),突破非金屬實(shí)驗(yàn)題

厲宗陽

(山東省五蓮中學(xué))

新高考化學(xué)注重學(xué)生的探究意識(shí)及深度思維的培養(yǎng),關(guān)注化學(xué)知識(shí)的實(shí)踐應(yīng)用.非金屬相關(guān)試題以生產(chǎn)、生活、科技發(fā)展為背景,考查學(xué)生閱讀理解、提取信息、遷移應(yīng)用、數(shù)據(jù)計(jì)算等能力,是每年高考的高頻考點(diǎn).實(shí)驗(yàn)題是考查非金屬相關(guān)知識(shí)的常見綜合類試題.對(duì)于非金屬實(shí)驗(yàn)題,要把握試題中常見的知識(shí)點(diǎn),扎實(shí)掌握理論知識(shí),才能合理地運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問題.

1 常見氣體的制備

常見氣體的制備實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)性較強(qiáng).高考對(duì)這部分內(nèi)容的考查不僅涉及制取裝置的選擇和使用、常見氣體的收集和檢驗(yàn)方法,還涉及制備實(shí)驗(yàn)中儀器的連接順序及裝置中參與反應(yīng)的物質(zhì)的選擇,即更注重實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì).

例1SO2具有漂白性,工業(yè)上常用SO2來漂白紙漿、毛、絲、草帽等.此外,SO2還具有還原性,可用作防腐劑.甲組同學(xué)擬利用Mg粉與濃硫酸反應(yīng)制取22.4 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)SO2.實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)如下:取24 g Mg粉與100 mL 98% 的濃硫酸(含2.204 mol H2SO4)混合,加熱充分反應(yīng),待Mg粉全部溶解后,干燥并收集氣體.

(1)寫出Mg粉與濃硫酸反應(yīng)制備SO2的化學(xué)方程式:_______.

(2)乙組同學(xué)認(rèn)為:按甲組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案無法達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?并且制得氣體含有雜質(zhì),該雜質(zhì)為_________(填化學(xué)式).

(3)為了檢驗(yàn)甲組同學(xué)所制氣體的成分,乙組同學(xué)按甲組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案制備氣體,并設(shè)計(jì)了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行檢驗(yàn)(已知酸性高錳酸鉀溶液及B中試劑均過量),其中C 是Cu O 固體,D 是無水Cu SO4.

圖1

①A 中試劑是品紅溶液,作用是_________.

②B中所裝試劑為_________.

③證明氣體中混有雜質(zhì)氣體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________.

(4)將SO2氣體通入FeCl3溶液中反應(yīng)一段時(shí)間后,取少量反應(yīng)后的溶液,分成兩份,一份滴加KSCN溶液,溶液未變紅色;另一份滴加稀鹽酸酸化的Ba Cl2溶液,生成了白色沉淀.請(qǐng)寫出SO2氣體通入FeCl3溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:_______.

分析Mg與濃硫酸反應(yīng)制備SO2,所制得的氣體通入裝置A(品紅溶液)后,品紅溶液褪色,再通入酸性高錳酸鉀溶液,SO2被酸性高錳酸鉀溶液吸收,剩余的H2被裝置B中的濃硫酸干燥后,通入裝置C,H2在加熱的條件下會(huì)與Cu O 反應(yīng)生成H2O 和Cu,生成的H2O 會(huì)與無水Cu SO4結(jié)合,使得無水Cu SO4變藍(lán),從而驗(yàn)證混合氣體中混有雜質(zhì)氣體.

(1)Mg與濃硫酸發(fā)生的是氧化還原反應(yīng),化學(xué)方程式為

(2)Mg與濃硫酸反應(yīng)一段時(shí)間后,濃硫酸變成稀硫酸,Mg會(huì)與稀硫酸反應(yīng)生成雜質(zhì)氣體(H2).

(3)①A 中品紅溶液的作用是檢驗(yàn)氣體中含SO2.②由前文分析可知B 中所裝試劑為濃硫酸.③若混有雜質(zhì)氣體(H2),則H2在加熱的條件下會(huì)與Cu O 反應(yīng)生成H2O 和Cu,生成的H2O 會(huì)與無水CuSO4結(jié)合,使得無水CuSO4變藍(lán),所以現(xiàn)象是:C中黑色粉末變成紅色,D 中白色粉末變成藍(lán)色.

(4)滴加KSCN 溶液,溶液未變紅色,說明Fe3＋被還原為Fe2＋,滴加稀鹽酸酸化的BaCl2溶液,生成了白色沉淀,說明有生成,則離子方程式為2Fe3＋＋SO2＋2 H2O＝2Fe2＋＋＋4 H＋.

2 常見離子的檢驗(yàn)

非金屬相關(guān)離子的檢驗(yàn)是高中階段重要的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),旨在考查學(xué)生的推理驗(yàn)證和實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)能力,具備較強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)和深度思維能力是解答此類試題的關(guān)鍵.在離子檢驗(yàn)中,不僅要熟悉某離子的檢驗(yàn)方式,還要排除其他離子的干擾,保證離子檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性和縝密性.

例2根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?下列實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象、結(jié)論都正確的是( ).

分析H2SO3不是硫元素對(duì)應(yīng)的最高價(jià)含氧酸,不能比較S、C的非金屬性強(qiáng)弱,選項(xiàng)A 錯(cuò)誤.由實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象可知,白色沉淀可能為Ag Cl,不能證明是否含,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.CuSO4溶液和Cu Cl2溶液的陰離子不同,由實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象可知,Cl－能加速破壞鋁片表面的氧化膜,選項(xiàng)C 正確.淀粉水解后,沒有加Na OH 溶液中和硫酸,不能檢驗(yàn)葡萄糖,則不能說明淀粉未水解,選項(xiàng)D 錯(cuò)誤.答案為C.

3 物質(zhì)性質(zhì)的驗(yàn)證

驗(yàn)證物質(zhì)的性質(zhì)是非金屬實(shí)驗(yàn)題中的重要內(nèi)容,綜合性強(qiáng),涉及硅、氯、氮、硫、碳及其化合物的性質(zhì),通常以生活或科技發(fā)展為背景,考查非金屬單質(zhì)及其化合物之間的轉(zhuǎn)化,依據(jù)復(fù)分解反應(yīng)及氧化還原反應(yīng)原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證常見含非金屬元素物質(zhì)的性質(zhì).

例3二氧化氯(Cl O2)與氯氣性質(zhì)相近,可用于自來水消毒.為檢測二氧化氯能否與KI溶液反應(yīng),某興趣小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示,且氣密性良好,D 中穩(wěn)定劑不能與Cl2反應(yīng)).

圖2

(1)打開儀器B的活塞,裝置A 中發(fā)生反應(yīng),且產(chǎn)物有Cl O2、Cl2等,該反應(yīng)中稀鹽酸體現(xiàn)了_________性和________性.

(2)關(guān)閉儀器B的活塞,Cl O2在裝置D 中被穩(wěn)定劑完全吸收生成Na Cl O2,此時(shí)觀察到裝置F 中溶液的顏色不變,原因是_________.

(3)已知在酸性條件下Na Cl O2可發(fā)生反應(yīng)生成NaCl并放出Cl O2,反應(yīng)的離子方程式為_________.打開E的活塞,可觀察到裝置F 中的溶液變成藍(lán)色,該反應(yīng)中還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為_________.

分析稀鹽酸與氯酸鈉溶液在圓底燒瓶內(nèi)反應(yīng),生成Cl O2、Cl2等氣體,通過裝置C除去Cl2,Cl O2進(jìn)入裝置D 被穩(wěn)定劑吸收生成Na Cl O2,用淀粉-KI溶液檢驗(yàn)是否有氧化性氣體逸出,尾氣用Na OH 溶液吸收,用倒扣的漏斗防止倒吸.

(1)裝置A 中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2 NaCl O3＋4 HCl＝2Cl O2↑＋Cl2↑＋2 Na Cl＋2 H2O,該反應(yīng)中,HCl體現(xiàn)了酸性和還原性.(2)裝置F中的顏色不變,說明無I2生成,即通入F 中的氣體中不含有Cl2,因此Cl O2、Cl2混合氣體中的Cl2被裝置C除去.(3)已知酸性條件下Na Cl O2可發(fā)生反應(yīng)生成Na Cl并放出Cl O2,該反應(yīng)是歧化反應(yīng),離子方程式為＋4 H＋＝Cl－＋4Cl O2↑＋2 H2O.Cl O2和KI反應(yīng)生成I2,氯元素化合價(jià)由＋4價(jià)變?yōu)椋?價(jià),碘元素化合價(jià)由－1價(jià)變?yōu)?價(jià),根據(jù)電子守恒可知,還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為5∶1.

新高考中有關(guān)非金屬的實(shí)驗(yàn)題是高考的必考點(diǎn)和熱點(diǎn).學(xué)生在解決非金屬實(shí)驗(yàn)題時(shí),要在掌握非金屬相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上,厘清解題突破口,從常見氣體的制備、常見離子的檢驗(yàn)及物質(zhì)性質(zhì)的驗(yàn)證3個(gè)方面進(jìn)行針對(duì)性訓(xùn)練,并在解題過程中總結(jié)歸納自己的解題方法,以便高效率地解答此類試題.

(完)