把握三個知識點,突破非金屬實驗題

厲宗陽

(山東省五蓮中學)

新高考化學注重學生的探究意識及深度思維的培養,關注化學知識的實踐應用.非金屬相關試題以生產、生活、科技發展為背景,考查學生閱讀理解、提取信息、遷移應用、數據計算等能力,是每年高考的高頻考點.實驗題是考查非金屬相關知識的常見綜合類試題.對于非金屬實驗題,要把握試題中常見的知識點,扎實掌握理論知識,才能合理地運用所學知識解決問題.

1 常見氣體的制備

常見氣體的制備實驗基礎性較強.高考對這部分內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方法,還涉及制備實驗中儀器的連接順序及裝置中參與反應的物質的選擇,即更注重實驗方案的設計.

例1SO2具有漂白性,工業上常用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.甲組同學擬利用Mg粉與濃硫酸反應制取22.4 L(標準狀況下)SO2.實驗方案設計如下: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,待Mg粉全部溶解后,干燥并收集氣體.

(1)寫出Mg粉與濃硫酸反應制備SO2的化學方程式:_______.

(2)乙組同學認為:按甲組同學的實驗方案無法達到實驗目的,并且制得氣體含有雜質,該雜質為_________(填化學式).

(3)為了檢驗甲組同學所制氣體的成分,乙組同學按甲組同學的實驗方案制備氣體,并設計了如圖1所示的實驗裝置進行檢驗(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氣體的實驗現象是________.

(4)將SO2氣體通入FeCl3溶液中反應一段時間后,取少量反應后的溶液,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.請寫出SO2氣體通入FeCl3溶液中發生反應的離子方程式:_______.

分析Mg與濃硫酸反應制備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在加熱的條件下會與Cu O 反應生成H2O 和Cu,生成的H2O 會與無水Cu SO4結合,使得無水Cu SO4變藍,從而驗證混合氣體中混有雜質氣體.

(1)Mg與濃硫酸發生的是氧化還原反應,化學方程式為

(2)Mg與濃硫酸反應一段時間后,濃硫酸變成稀硫酸,Mg會與稀硫酸反應生成雜質氣體(H2).

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

(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

非金屬相關離子的檢驗是高中階段重要的驗證性實驗,旨在考查學生的推理驗證和實驗方案設計能力,具備較強的創新意識和深度思維能力是解答此類試題的關鍵.在離子檢驗中,不僅要熟悉某離子的檢驗方式,還要排除其他離子的干擾,保證離子檢驗的準確性和縝密性.

例2根據實驗目的,下列實驗及現象、結論都正確的是( ).

分析H2SO3不是硫元素對應的最高價含氧酸,不能比較S、C的非金屬性強弱,選項A 錯誤.由實驗操作和現象可知,白色沉淀可能為Ag Cl,不能證明是否含,選項B錯誤.CuSO4溶液和Cu Cl2溶液的陰離子不同,由實驗操作和現象可知,Cl－能加速破壞鋁片表面的氧化膜,選項C 正確.淀粉水解后,沒有加Na OH 溶液中和硫酸,不能檢驗葡萄糖,則不能說明淀粉未水解,選項D 錯誤.答案為C.

3 物質性質的驗證

驗證物質的性質是非金屬實驗題中的重要內容,綜合性強,涉及硅、氯、氮、硫、碳及其化合物的性質,通常以生活或科技發展為背景,考查非金屬單質及其化合物之間的轉化,依據復分解反應及氧化還原反應原理設計實驗驗證常見含非金屬元素物質的性質.

例3二氧化氯(Cl O2)與氯氣性質相近,可用于自來水消毒.為檢測二氧化氯能否與KI溶液反應,某興趣小組設計了如下實驗(實驗裝置如圖2所示,且氣密性良好,D 中穩定劑不能與Cl2反應).

圖2

(1)打開儀器B的活塞,裝置A 中發生反應,且產物有Cl O2、Cl2等,該反應中稀鹽酸體現了_________性和________性.

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

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

分析稀鹽酸與氯酸鈉溶液在圓底燒瓶內反應,生成Cl O2、Cl2等氣體,通過裝置C除去Cl2,Cl O2進入裝置D 被穩定劑吸收生成Na Cl O2,用淀粉-KI溶液檢驗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 中發生反應的化學方程式為2 NaCl O3＋4 HCl＝2Cl O2↑＋Cl2↑＋2 Na Cl＋2 H2O,該反應中,HCl體現了酸性和還原性.(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可發生反應生成Na Cl并放出Cl O2,該反應是歧化反應,離子方程式為＋4 H＋＝Cl－＋4Cl O2↑＋2 H2O.Cl O2和KI反應生成I2,氯元素化合價由＋4價變為－1價,碘元素化合價由－1價變為0價,根據電子守恒可知,還原劑與氧化劑的物質的量之比為5∶1.

新高考中有關非金屬的實驗題是高考的必考點和熱點.學生在解決非金屬實驗題時,要在掌握非金屬相關知識的基礎上,厘清解題突破口,從常見氣體的制備、常見離子的檢驗及物質性質的驗證3個方面進行針對性訓練,并在解題過程中總結歸納自己的解題方法,以便高效率地解答此類試題.

(完)