突破6 非金属及其化合物
【难点问答】
1.从元素周期表的位置看,碳和硅均为ⅣA族元素,自然界中有碳的多种单质存在,自然界中有硅的单质吗?为什么?
【答案】在化学反应中其,碳与硅的原子既不易失电子也不易得电子,主要形成共价(四价)化合物。因为硅有很强的亲氧性,在地壳形成时硅与氧易结合,难分离,因而硅在自然界中主要以氧化物和硅酸盐的形式存在。
2.SiO2与CO2均是酸性氧化物,它们有哪些共性?有哪些不同?
【答案】共性:均为酸性氧化物,能与碱(如NaOH溶液)、碱性氧化物(如Na2O、CaO)反应;碳与硅元素均为最高化合价,表现弱氧化性,如均能与碳反应。不同点:SiO2不能直接与水反应生成H2SiO3;SiO2能与氢氟酸反应。
3.实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞,而不用玻璃塞?不能用带玻璃塞的试剂瓶盛放的药品有哪些?
4.比较Al、Si分别对应的单质、氧化物、含氧酸盐性质的相似性。
【答案】其单质都能与氢氧化钠溶液反应放出氢气;氧化物都能与氢氧化钠溶液反应,都不能与水直接化合;含氧酸盐都能与CO2反应生成沉淀等。
5.SiO2既能和NaOH反应,又能和HF反应,所以SiO2属于两性氧化物? 【答案】SiO2与HF反应时生成的SiF4不是盐,所以SiO2不是两性氧化物。 6.SiO2与CO2的物理性质有很大差异,为什么? 【答案】SiO2是原子晶体,CO2是分子晶体。 7.玻璃生产中的两个重要反应:Na2CO3+SiO2
Na2SiO3+CO2↑;CaCO3+SiO2
CaSiO3
+CO2↑。由上述两个反应能说明H2SiO3的酸性比碳酸强吗?为什么?
【答案】不能;此反应中生成的CO2气体脱离反应体系有利于反应向右进行,与其氧化物对应酸的强弱无关;强酸制弱酸的规律一般适用于在溶液中发生的反应。
9.实验室中要熔化烧碱固体,现有三种坩埚:石英坩埚、陶瓷坩埚、铁坩埚。你认为选哪一种?
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【答案】选择铁坩埚。因为铁不与烧碱反应,而石英坩埚、陶瓷坩埚中都含有SiO2,能与NaOH反应使得坩埚受损。
10.氯气有漂白性吗?将氯气通入石蕊溶液中有什么现象?
【答案】没有,将氯气溶于水得到浅黄绿色氯水,氯水含多种微粒,其中有H2O、Cl2、HClO、Cl、H、OH(极少量,水微弱电离出来的),氯水有漂白性,是因为氯水中含有具有强氧化性的HClO。HClO具有强氧化性,滴入少量紫色石蕊试液的现象是先变红,后褪色
11.Cl2具有很强的氧化性,在化学反应中只能做氧化剂?氯气与水或碱的反应中,氯气是氧化剂,水是还原剂?
【答案】Cl2中的氯元素化合价为0价,处于中间价态,既有氧化性又有还原性;氯气与水或碱反应,氯的化合价既有升高又有降低,因而氯气既表现氧化性又表现还原性。 12.久置的氯水和新制氯水在性质上有哪些不同?应如何保存氯水?
【答案】久置的氯水最终变为稀盐酸,表现为酸性。新制氯水中含有氯气、盐酸和次氯酸,除具有酸性外,还呈浅黄绿色,有刺激性气味,具有强氧化性。因HClO不稳定,在强光照射下氯水中有气泡产生,新制氯水应保存在棕色瓶中且置于阴凉处。 13.在空气中长时间放置的漂白粉,最终得到的主要固体物质是什么?
【答案】因为次氯酸钙与空气中二氧化碳和水反应,Ca(ClO)2+H2O+CO2===CaCO3↓+2HClO,生成的次氯酸遇光分解,2HClO
2HCl+O2↑,所以最终得到的物质是CaCO3和CaCl2。
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14.实验室制取氯气,如何收集氯气?如何检验氯气是否收集满?制取氯气时应做哪些安全措施?
15.含0.4 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2共热,能否得到0.1 mol Cl2?氯气中会含有什么杂质,该如何除去?
【答案】不能。原因是随反应进行,浓盐酸变为稀盐酸,不能再被MnO2氧化;由于盐酸具有挥发性,反应过程中HCl挥发。Cl2中会含有HCl、水蒸气,可用饱和食盐水除去HCl,用浓硫酸吸收水蒸气。
16.往NaOH溶液中滴加几滴酚酞试液后,溶液要变红,但逐滴加入氯水后,溶液的红色又逐
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渐消失。其原因是什么,如何验证?
【答案】溶液红色褪去的可能原因有两个:一是可能因Cl2与碱发生了反应,消耗了碱所引起的;二是可能因氯水中含有的HClO起了漂白作用而使酚酞褪色的。往上述褪色后的溶液中再加入稍过量的NaOH溶液,若溶液又出现红色,则证明溶液红色褪去是因Cl2与碱反应消耗了碱所引起的;若溶液不再出现红色,则是因氯水中的HClO的漂白作用所引起的。
17.工业上常用氯气与消石灰反应制得漂白粉,请写出这一反应的化学方程式,并指出漂白粉的有效成分是什么?起漂白作用的物质是什么?漂白原理是什么?漂白粉应如何保存? 【答案】这一反应为2Cl2 + 2Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O,漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,起漂白作用的物质是Ca(ClO)2。漂白粉或漂粉精本身没有漂白作用,也就是说它本身不能直接用来漂白。漂白粉之所以具有漂白性,原因是:Ca(ClO)2+CO2+H2O==CaCO3↓+2HClO生成的HClO具有漂白性;同样氯水也具有漂白性,因为氯水含HClO;NaClO同样具有漂白性,发生反应2NaClO+CO2+H2O==Na2CO3+2HClO;干燥的氯气不能使红纸褪色,因为不能生成HClO,湿的氯气能使红纸褪色,因为氯气发生下列反应Cl2+H2O=HCl+HClO。,所以应密封存放于避光干燥处保存。
18.氯气有哪些重要用途?这些用途各由氯气的什么性质决定的?
19.如何检验氯离子(Cl)?
【答案】向溶液中加入AgNO3溶液,若产生白色沉淀,再加稀硝酸后,白色沉淀不溶解,则证明含有Cl;反之,加稀硝酸后,白色沉淀溶解,则证明含有Cl。
20.已知氯水呈浅黄绿色,溴水呈黄色,而溴的四氯化碳溶液呈橙红色,试根据Cl2+2Br = 2Cl+ Br2,如何设计实验证明氧化性:Cl2>Br2?
【答案】取少量KBr溶液置于一洁净试管中,滴加少量的氯水后,再加入适量的CCl4,振荡,若CCl4层出现橙红色,则证明上述反应发生,亦即证明氧化性:Cl2>Br2。
21.硫元素常见的化合价有-2价、0价、+2价、+4价、+6价,如何根据化合价判断S、SO2、SO3的氧化性和还原性?SO2的氧化产物和还原产物中硫元素的化合价是多少?SO2能否被浓硫酸氧化?
【答案】S、SO2中硫元素的化合价处于中间价态,既有氧化性又有还原性,SO3中硫元素的化合
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价处于最高价态,只有氧化性。+4价的硫元素被氧化,化合价升高,变成+6价,+4价硫元素被还原,化合价降低,变成0价或-2价。根据氧化还原反应规律可判断相邻化合价之间的含硫物质不能发生氧化还原反应,因此SO2不能被浓硫酸氧化。
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