文档文本内容
含硫物质的相互转化
模块1
硫单质
3
模块2
二氧化硫及相关题型
4
模块3
硫酸及相关题型
8
氮的氧化物和硝酸
模块1
氮的氧化物的性质及相关题型
17
模块2
硝酸的性质及相关题型
20
氨气和铵盐
模块1
氨气和氨水
31
模块2
铵盐
36
模块3
氨气的制备
37
硅及其化合物
模块1
硅与碳
47
模块2
二氧化硅与二氧化碳
50
模块3
硅酸及硅酸盐
53
目录
Contents
非金属元素综合
模块1
三大非金属元素知识总结
61
化学能与热能
模块1
吸热反应与放热反应
73
模块2
简单图像分析与简单计算
77
原电池
模块1
原电池的工作原理及应用
85
模块2
常见化学电源
90
第1 讲
含硫物质的相互
转化
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3
1
1
模块
1
硫单质
知识凝炼
一、理清硫元素知识主线
二、硫单质的相关性质
（1）与非金属单质反应
（a）与O2 反应
（b）与H2 反应
（2）与金属单质反应
硫与铁的反应：
硫与铜的反应：
硫单质的氧化性很
，与金属单质反应只能将金属氧化到
价态。
（3）与NaOH 溶液反应
3S+6NaOH
∆=2Na2S+Na2SO3+ 3H2O
精讲精练
例1
正确率：87%
关于硫和氧的性质叙述正确的是( )
A. 硫在O2 中燃烧生成SO2
B. 硫在O2 中燃烧生成SO3
C. 硫的非金属性比氧的强
D. 氧气、硫均只有氧化性
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4
1
达标检测1
有变价的金属与硫反应，硫常常把这些金属氧化成低价态。钠、铝、铁、铜分别跟硫反应。
则生成的硫化物不正确的是( )
A. Na2S
B. Al2S3
C. FeS
D. CuS
2
模块
2
二氧化硫及相关题型
知识凝炼
一、二氧化硫“四性”的总结
1
酸性氧化物
（1）与H2O 的反应
SO2+ H2O⇌H2SO3
（2）与碱反应（以氢氧化钠为例）
SO2 少量：
SO2 过量：
SO2 可使澄清石灰水变
，过量则溶液又变
。
（3）与碱性氧化物反应
与氧化钙的反应：
（4）与某些盐溶液反应
与碳酸钠的反应：
与碳酸氢钠的反应：
2
氧化性（弱）
SO2+2H2S=3S ↓+ 2H2O
3
还原性（强）
易被酸性高锰酸钾、硝酸、溴水、氯水等氧化，H2SO3、SO2、SO2-
3 均有较强还原性。
与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式：
与氯水反应的离子方程式：
4
漂白性
使品红溶液溶液等有机色素褪色生成不稳定的化合物，加热时红色恢复。
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5
1
二、二氧化硫与二氧化碳的检验与鉴别
1
鉴别
（1）利用氧化性鉴别
（2）利用还原性鉴别
（3）利用漂白性鉴别
2
检验二氧化硫和二氧化碳同时存在的一般流程
精讲精练
例2
正确率：36%
将足量SO2 通入下列溶液中，能产生浑浊的有( )
①Ba(OH)2 溶液②CaCl2 溶液③H2S 溶液④Ba(NO3)2 溶液
A. ③④
B. ②③
C. ①③④
D. ②③④
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6
1
达标检测2
正确率：47%
如图是研究二氧化硫性质的微型实验装置。现用60% 硫酸溶液和亚硫酸钠晶体反应制取SO2 气体，实
验现象很明显，且不易污染空气。下列说法中错误的是( )
A. 紫色石蕊溶液变红色，说明SO2 呈酸性
B. 品红溶液褪色，说明SO2 具有漂白性
C. 溴水橙色褪去，体现了SO2 的还原性
D. 含酚酞的NaOH 溶液红色变浅，表明SO2 能够和NaOH 反应
例3
正确率：74%
向含有FeCl3、BaCl2 的酸性溶液中通入足量的SO2，有白色沉淀生成，过滤，向滤液中滴入KSCN 溶液
时无明显现象，由此得出的正确结论是( )
A. 白色沉淀是BaSO3
B. 白色沉淀是BaSO4
C. 白色沉淀是BaSO3、BaSO4 的混合物
D. FeCl3 全部被SO2 氧化为FeCl2
达标检测3
正确率：45%
某学习小组设计制取SO2 并验证其部分性质的实验装置如图（夹持装置已省略），下列叙述正确的是
( )
A. 取反应后D 溶液少许，滴加品红溶液，红色褪去，就能说明SO2 具有漂白性
B. A 装置中比较理想的反应物是Na2SO3 固体和质量分数为10% 的硫酸
C. B 装置溶液变红色，说明SO2 是酸性氧化物；C 装置产生白色沉淀的原因为：BaCl2 +SO2 +
H2O
FeCl3
===BaSO3 ↓+2HCl
D. 关闭弹簧夹a，打开弹簧夹b，用酒精灯在三颈烧瓶下微热，若能观察到C 中长导管口有明显气泡现
象，冷却后液体倒吸，就能判断装置A、B 部分气密性良好
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7
1
例4
某同学想通过如图装置(夹持装置已略去) 实验，探究SO2 与Na2O2 反应的产物。
（1）装置B 的作用
，装置D 的作用
。
（2）如何检验反应中是否有O2 生成
。
（3）对C 中固体产物提出如下假设:
假设1 : 只有Na2SO3 假设2 : 只有Na2SO4 假设3 :
①假设2 的反应方程式:
。
②若Na2O2 反应完全，为确定C 中固体产物的成分，甲设计如下实验:
C 中的固体配成溶液
加Ba(NO3)2溶液
−−−−−−−−−−→白色沉淀
加足量稀HNO3
−−−−−−−−−→沉淀不溶解
得出结论: 产物是Na2SO4。
该方案是否合理
(填“是”或“否”)，理由是
。
③设计实验验证假设3: 取少量C 中固体产物于试管中，加入适量的蒸馏水溶解，
，则假设
3 成立。
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8
1
3
模块
3
硫酸及相关题型
知识凝炼
一、硫酸主要性质总结
（1）吸水性：吸收游离的水或结晶水合物中的结晶水，常做干燥剂。
（2）脱水性：把H 原子和O 原子以2:1 的个数比从有机物分子中脱去。
C12H22O11
浓硫酸
→12C+11H2O
（3）强氧化性
（a）铝和铁在冷的浓硫酸中会发生钝化。
（b）浓硫酸与铜反应
铜和浓硫酸反应：
（c）浓硫酸与碳反应
C+2H2SO4(浓)
∆
===CO2 ↑+2SO2 ↑+2H2O
二、硫及其化合物的网络构建
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9
1
精讲精练
例5
正确率：57%
向5mL18mol/L 的硫酸中加入足量铜片并加热使其充分反应，下列说法正确的是( )
A. 有0.09 mol 的硫酸被还原
B. 有0.045 mol 的硫酸被还原
C. 充分反应后体系无硫酸剩余
D. 消耗的铜的质量一定小于2.88g
达标检测4
有关下列三个化学反应的叙述，正确的是( )
①2H2S+SO2 === 3S ↓+2H2O
②S+2H2SO4( 浓) === 3SO2 ↑+2H2O
③3S+6KOH === 2K2S+K2SO3+3H2O
A. 反应①说明SO2 能与酸反应，具有碱性氧化物的性质
B. 反应②中当产生1.5mol SO2 时转移了4mol 电子
C. 反应②中S 单质作还原剂，发生了还原反应
D. 反应③中氧化剂和还原剂物质的量之比为2 : 1
例6
正确率：60%
一定量的Zn 与一定浓度的H2SO4 反应，生成气体在标准状况下体积为2.24L。下列关于反应消耗的
H2SO4 的物质的量的推测肯定正确的是( )
A. n(H2SO4) = 0.1mol
B. n(H2SO4) = 0.2mol
C. 0.1mol < n(H2SO4) < 0.2mol
D. 0.1mol ⩽n(H2SO4) ⩽0.2mol
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10
1
例7
为研究铜与浓硫酸的反应，某化学兴趣小组进行如下实验。
实验Ⅰ：一组同学按下图装置(固定装置已略去) 进行实验。
（1）A 中反应的化学方程式为
。
（2）实验过程中，能证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素的现象是
。
（3）为说明浓硫酸中的水是否影响B 装置现象的判断，还需进行一次实验。实验方案为
。
实验：另一组同学对铜与浓硫酸反应产生的黑色沉淀进行探究，实验步骤如下：
i. 将光亮铜丝插入浓硫酸，加热；
ii. 待产生黑色沉淀和气体时，抽出铜丝，停止加热；
iii. 冷却后，从反应后的混合物中分离出黑色沉淀，洗净、干燥备用。
查阅文献：检验微量Cu2+ 的方法是向试液中滴加K4[Fe(CN)6] 溶液，若产生红褐色沉淀，证明有
Cu2+。
（4）再次假设，黑色沉淀是铜的硫化物。实验如下：
①现象2 说明黑色沉淀具有
性。
②能确认黑色沉淀中含有S 元素的现象是
，相应的离子方程式是
。
③为确认黑色沉淀是“铜的硫化物”，还需进行的实验操作是
。
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11
1
直击高考
考题
2013 北京卷
某学生对SO2 与漂粉精的反应进行实验探究：
（1）Cl2 和Ca(OH)2 制取漂粉精的化学方程式是
。
（2）pH 试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有的性质是
。
（3）向水中持续通入SO2 未观察到白雾。推测现象i 的白雾由HCl 小液滴组成，进行如下实验：
a．用湿润的碘化钾-淀粉试纸检验白雾，无变化；
b．用酸化的AgNO3 溶液检验白雾，产生白色沉淀。
①实验a 的目的是
。
②由实验a、b 不能判断白雾中含有HCl，理由是
。
（4）现象ii 中溶液变为黄绿色的可能原因：随溶液酸性的增强，漂粉精的有效成分和Cl−发生反应，通
过进一步实验确认了这种可能性，其实验方案是
。
（5）将A 瓶中混合物过滤、洗涤，得到沉淀X。
①向沉淀X 加入稀HCl 无明显变化，取上层清液，加入BaCl2 溶液，产生白色沉淀，则沉淀X 中含
有的物质是
。
②用离子方程式解释现象iii 中黄绿色褪去的原因：
。
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1
答案（1）2Cl2 +2Ca(OH)2 === CaCl2 +Ca(ClO)2 +2H2O
（2）碱性、漂白性
（3）检验白雾中是否含有Cl2，排除Cl2 干扰
白雾中混有SO2，SO2 可与酸化的AgNO3 反应产生白色
沉淀
（4）向漂粉精溶液中逐滴加入硫酸，观察溶液是否变为黄绿色
（5）①CaSO4；②SO2 +Cl2 +2H2O === SO2−
4 +2Cl−+4H+
解析（1）氢氧化钙和氯气发生反应生成次氯酸钙、氯化钙和水，反应的化学方程式为：2Cl2+2Ca(OH)2 ===
CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O；
故答案为：2Cl2+2Ca(OH)2 === CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
（2）解：pH 试纸先变蓝(约为12) 溶液呈碱性，后褪色溶液具有漂白性，所以说明溶液呈碱性，具有漂白
性；
故答案为：碱性、漂白性。
（3）解：向水中持续通入SO2，未观察到白雾。推测现象i 的白雾由HCl 小液滴形成，
①用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾，无变化；实验a 的目的是为了检验白雾中是否含有氯气，因为含
有氯气在检验氯化氢存在时产生干扰；
故答案为：检验白雾中是否含有Cl2，排除Cl2 干扰；
②用酸化的AgNO3 溶液检验白雾，产生白色沉淀，若含有二氧化硫气体，通入硝酸酸化的硝酸银溶液，
会被硝酸氧化为硫酸，硫酸和硝酸银反应也可以生成硫酸银沉淀，所以通过实验不能证明一定含有氯
化氢；
故答案为：白雾中混有SO2，SO2 可与酸化的AgNO3 反应产生白色沉淀。
（4）解：现象ii 中溶液变为黄绿色的可能原因：随溶液酸性的增强，漂粉精的有效成分和Cl−发生反
应。通过进一步实验确认了这种可能性，漂粉精中成分为次氯酸钙、氯化钙，次氯酸根离子具有强氧化
性在酸性溶液中可以氧化氯离子为氯气；
故答案为：向漂粉精溶液中逐滴加入硫酸，观察溶液是否变为黄绿色。
（5）解：①取上层清液，加入BaCl2 溶液，产生白色沉淀，说明SO2 被氧化为SO2−
4 ，故沉淀X 为CaSO4；
②溶液呈黄绿色，有Cl2 生成，Cl2 与SO2 反应生成盐酸与硫酸；反应的离子方程式为：SO2+Cl2+2H2O =
== SO2−
4 +2Cl−+4H+；
故答案为：CaSO4；SO2+Cl2+2H2O === SO2−
4 +2Cl−+4H+。
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13
1
随堂测试
测试1 甲、乙、丙、丁四种物质之间的转化关系如图所示，下列选项正确的是( )
测试2 Cl2 和SO2 都具有漂白作用，能使品红溶液褪色。若将等物质的量的Cl2、SO2 混合后，再通入品红与
BaCl2 的混合溶液，能观察到的现象是( )
①溶液很快褪色 ②溶液不褪色 ③出现沉淀 ④不出现沉淀
A. ①②
B. ①③
C. ②③
D. ②④
测试3 根据SO2 通入不同溶液中的实验现象，所得结论不正确的是( )
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1
课堂总结
第2 讲
氮的氧化物和硝
酸
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2
1
模块
1
氮的氧化物的性质及相关题型
知识凝炼
一、氮元素相关物质之间的转化
1
理清知识主线
二、常见氮的氧化物及相关题型
1
NO 和NO2 的性质比较
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2
2
氮的氧化物与水反应的计算问题：
主要化学反应：
①2NO+O2 = 2NO2；②3NO2 +H2O=2HNO3 +NO
通过①②，可以推出常用于该类型计算问题的两个变形式
③
；④
3
氮氧化物对环境的危害
(1) 氮氧化物在空气中主要危害有如下三方面：
①形成硝酸型酸雨。
②参与催化生成臭氧，形成光化学烟雾。
③催化破坏臭氧层。
(2) 现在城市中主要的氮氧化物来源是汽车尾气。
精讲精练
例1
正确率：67%
在NO2 与水的反应中，下列说法中正确的是( )
A. 氧化剂与还原剂的物质的量之比为2 : 1
B. 氧化产物与还原产物的物质的量之比为1 : 2
C. 反应中若有6molNO2 参与反应，有4mol 电子转移
D. 反应中NO2 是氧化剂，水是还原剂
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2
达标检测1
正确率：46%
常温常压下，将盛有20mL NO2 和O2 的混合气体的大试管倒立在水槽中，水面上升至一定位置后不再
变化，此时还有3mL 气体，则原混合气体中的NO2 的体积可能是( )
A. 17.8mL
B. 14.8mL
C. 12.6mL
D. 12.4mL
例2
正确率：61%
将充有n mLNO 和m mLNO2 气体的试管倒立于盛水的水槽中，然后通入n mLO2。m > n，则充分反应
后，试管中气体在同温同压下的体积为( )
A. m−n
3
mL
B. n−m
3
mL
C. 4m−n
3
mL
D.
3
m−n mL
例3
正确率：50%
NO、NO2、O2 按照一定比例通入水中，能被完全吸收，无剩余气体，若NO、NO2、O2 的气体体积分别为a、
b、c、则a : b : c 可能为( )
A. 1 : 5 : 2
B. 2 : 5 : 1
C. 5 : 1 : 2
D. 5 : 2 : 1
达标检测2
正确率：51%
已知氮的氧化物跟NaOH 溶液发生的化学反应如下:3NO2+2NaOH === 2NaNO3+NO ↑+H2O，NO2+NO+
2NaOH === 2NaNO2+H2O，现有mmolNO2 和nmolNO 组成的混合气体，要用NaOH 溶液使其完全吸收
无气体剩余，现有浓度为a mol/L 的NaOH 溶液，则需此NaOH 溶液的体积是( )
A. m
a L
B. 2m
3a L
C. m+n
a
L
D. 2(m+n)
3a
L
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2
2
模块
2
硝酸的性质及相关题型
知识凝炼
三、硝酸
1
物理性质
色、味、态：
色、易挥发、
的液体，密度
水，能与水以任意比例混合。
2
化学性质
（1）酸的通性
HNO3= H++NO−
3
（2）不稳定性
，所以应该保存在
试剂瓶中，并置于避光、阴凉处。
（3）强氧化性
①与金属反应
铜与稀硝酸：
铜与浓硝酸：
②常温下，Fe 在冷的浓HNO3 中发生
。
③Fe 和稀硝酸的反应：
铁不足：
铁过量：
④与非金属反应
浓硝酸与碳：
⑤与还原性离子反应
（如Fe2+、SO2−
3
等）
SO2−
3
与稀硝酸反应的离子方程式：
3
硝酸与金属反应的相关计算
（1）硝酸与金属反应的一般通式
①金属+ 浓硝酸→金属硝酸盐+NO2 ↑+H2O
②金属+ 稀硝酸→金属硝酸盐+NO ↑+H2O
（2）反应规律
①金属与硝酸反应一般不生成H2
②铁与稀硝酸反应，先生成Fe(NO3)3，若Fe 过量，Fe(NO3)3 再和Fe 反应生成Fe(NO3)2
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2
③铜与浓HNO3 反应，若Cu 过量，开始时硝酸的还原产物为NO2，随着反应的进行，浓HNO3 变稀，硝酸
的还原产物为NO，最终应得到NO2 和NO 的混合气体。
（3）计算方法
①电子守恒：
金属在反应前后
电子总数与氮元素在反应前后
电子总数相等列出等式进行计算
②元素守恒：
反应前硝酸溶液中HNO3 的物质的量等于
和生成的氮氧化物中N 的物质的量之和
列出等式进行计算
③电荷守恒：
反应后的溶液中，金属阳离子和氢离子所带的正电荷总数与NO-
3 所带的负电荷总数相等列出等式进行计算
④离子方程式法：3Cu+8H++2NO-
3=3Cu2++2NO ↑+4H2O
金属与H2SO4、HNO3 的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO-
3 在H2SO4 提供H+ 的条件下能继续与金属反
应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H+ 或NO 进行相关计
算，且溶液中要符合电荷守恒。
精讲精练
达标检测3
正确率：46%
将1.92g 铜粉与500mL 一定浓度的浓硝酸反应，当铜粉完全作用时收集到气体1.12L(标准状况下)，此
时测得溶液中H+ 浓度为0.02mol·L−1，则原硝酸中溶质的物质的量是( )
A. 0.12mol
B. 0.09mol
C. 0.11mol
D. 0.08mol
例4
正确率：53%
下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是( )
A. 由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体
B. 红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应
C. 由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物
D. ③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
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2
达标检测4
正确率：58%
一定量硫酸、硝酸和KNO3 溶液混合成100mL 溶液，其中H2SO4、HNO3 和KNO3 的物质的量浓度分别
是6mol/L，2mol/L 和1mol/L，向其中加入过量的铁粉，可产生标准状况下的混合气体体积为( )
A. 11.2L
B. 6.72L
C. 8.96L
D. 4.48L
例5
正确率：49%
某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成两份，向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解9.6g，向
另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如下图所示(已知硝酸只被还原为NO 气
体)。下列分析或结果错误的是( )
A. 原混合酸中HNO3 的物质的量为0.8mol
B. OA 段产生的是NO，AB 段的反应为Fe+2Fe3+ === 3Fe2+，BC 段产生氢气
C. 第二份溶液中最终溶质为FeSO4
D. H2SO4 浓度为2.5mol·L−1
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2
例6
浓硝酸、稀硝酸都具有强氧化性，某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行实验
(夹持仪器的装置已略去)。实验表明浓硝酸能将NO 氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的
结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选药品：浓硝酸、3mol/L 稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳
已知：氢氧化钠溶液不与NO 反应，能与NO2 反应
2NO2+2NaOH === NaNO3+NaNO2+H2O
（1）浓硝酸与NO 反应的氧化产物与还原产物的物质的量之比为
。
（2）实验应避免有害气体排放到空气中，装置③、④、⑥中盛放的药品依次是
。
（3）滴加浓硝酸之前的操作依次是检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后
。
（4）装置①中发生反应的化学方程式是
，装置②的作用是
，发生
反应的化学方程式是
。
（5）该小组得出的结论所依据的实验现象是
。
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2
直击高考
考题
2018 天津卷
烟道气中的NOx 是主要的大气污染物之一，为了监测其含量，选用如图所示采样和检测方法。回答下
列问题：
（1）I. 采样
采样步骤：
①检验系统气密性；
②加热器将烟道气加热至140◦C；
③打开抽气泵置换系统内空气；
④采集无尘、干燥的气样；
⑤关闭系统，停止采样。
(1)A 中装有无碱玻璃棉，其作用为
。
(2)C 中填充的干燥剂是(填序号)
。
A. 碱石灰
B. 无水CuSO4
C.P2O5
(3) 用实验室常用仪器组装一套装置，其作用与D(装有碱液) 相同，在虚线框中画出该装置的示意
图、标明气体的流向及试剂。
(4) 采样步骤②加热烟道气的目的是
。
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2
（2）NOx 含量的测定
将VL 气样通入适量酸化的H2O2 溶液中，使NOx 完全被氧化成NO−
3 ，加水稀释至100.00mL，量取
20.00mL 该溶液，加入V1mLc1mol · L−1FeSO4 标准溶液(过量)，充分反应后，用c2mol · L−1K2Cr2O7
标准溶液滴定剩余的Fe2+，终点时消耗V2mLK2Cr2O7 标准溶液。
(5)NO 被H2O2 氧化为NO−
3 的离子方程式为
。
(6) 滴定操作使用的玻璃仪器主要有
。
(7) 滴定过程中发生下列反应：
3Fe2+ +NO−
3 +4H+ === NO ↑+3Fe3+ +2H2O
Cr2O2−
7 +6Fe2+ +14H+ === 2Cr3+ +6Fe3+ +7H2O
则气样中NOx 折合成NO2 的含量为
mg·m−3。
(8) 判断下列情况对NOx 含量测定结果的影响(填“偏高”、
“偏低”或“无影响”)
若缺少采样步骤③，会使测定结果
。
若FeSO4 标准溶液部分变质，会使测定结果
。
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2
答案（1）除尘
C
为了防止NOx 溶于冷凝水
（2）(5)2NO+3H2O2 === 2H+ +2NO−
3 +2H2O；
(6) 酸式滴定管、锥形瓶；
(7)23(c1V1 −6c2V2)
3V
×104mg/m3；
(8) 偏低；偏高
解析
解：I. 采样
(1) 第一步过滤器是为了除去粉尘，因此其中的无碱玻璃棉的作用是除尘；
(2)A. 碱石灰为碱性干燥剂，不能干燥酸性气体，故A 不选；
B. 无水硫酸铜可用于检验是否含有水蒸气，干燥能力不强，故B 不选；
C. 五氧化二磷是酸性干燥剂，可以干燥酸性气体，故C 选。
(3)D 装置为吸收装置，用于吸收酸性气体，因此可以用氢氧化钠溶液，导气管应长进短出，装置图为：
；
(4) 采样步骤②加热烟道气的目的是：为了防止NOx 溶于冷凝水。、、解：II.NOx 含量的测定
(5)NO 与过氧化氢在酸性溶液中发生氧化还原反应，反应的离子方程式为：2NO + 3H2O2 === 2H+ +
2NO−
3 +2H2O；
(6) 滴定操作主要用到铁架台、酸式滴定管、锥形瓶，其中玻璃仪器为酸式滴定管、锥形瓶；
(7) 滴定剩余Fe2+ 时，消耗的K2Cr2O7 的物质的量为c2V2 × 10−3mol，则剩余的Fe2+ 物质的量
为6c2V2 × 10−3mol，在所配制溶液中加入的Fe2+ 物质的量为c1V1 × 10−3mol，则与NO−
3
反应
的Fe2+ 物质的量= c1V1 × 10−3mol −6c2V2 × 10−3mol，则VL 气样中氮元素总物质的量= 5 ×
(c1V1 −6c2V2)×10−3
3
mol，
则NO2 的总质量= 230(c1V1 −6c2V2)
3
mg，
折合为NO2 的含量= 23(c1V1 −6c2V2)
3V
×104mg/m3；
(8) 若没打开抽气泵，则系统中还存在气样中的氮元素，导致吸收不完全，测定结果偏低，若FeSO4 变质
则会导致测定剩余亚铁离子偏低，使得所得到的氮元素含量偏高，测定结果偏高。
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27
2
随堂测试
测试1 将装有50 mL NO2、NO 混合气体的量筒倒立于水槽中，反应后气体体积缩小为30 mL，则原混合气体
中NO2 和NO 的体积比是( )
A. 5 : 3
B. 3 : 5
C. 3 : 2
D. 2 : 3
测试2 同温同压下，在3 支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2 种气体，它们是①NO 和NO2；②NO2
和O2；③NH3 和N2。
现将3 支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3，则下列关系正确
的是( )
A. V1 > V2 > V3
B. V1 > V3 > V2
C. V2 > V3 > V1
D. V3 > V1 > V2
测试3 下列实验中，固体物质可以完全溶解的是( )
A. 1molMnO2 与含4molHCl 的浓盐酸共热
B. 1molCu 与含2molH2SO4 的浓硫酸共热
C. 1molCu 投入含4molHNO3 的浓硝酸中
D. 常温下1mol 铝片投入到足量浓硝酸中
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28
2
课堂总结
第3 讲
氨气和铵盐
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31
3
1
模块
1
氨气和氨水
知识凝炼
一、氨气
1
物理性质
味、色、态：
色，
的气体，密度比空气小，易液化。
溶解性：
溶于水（1：
）
2
喷泉实验
（1）实验步骤
在干燥的圆底烧瓶里充满氨气，用带有玻璃管和胶头滴管(滴管中预先吸入水) 的塞子塞紧瓶口。倒置烧
瓶，使玻璃管插入盛有水的烧杯(预先在水里滴入少量酚酞溶液)。轻轻挤压滴管，使少量水进入烧瓶，会观察到
烧杯中的水迅速进入烧瓶内，在烧瓶内形成红色喷泉，最终充满烧瓶。
（2）实验原理
因为氨气
且溶解得很快，所以当滴管中的水进入烧瓶时，
，导致烧瓶内外形
成
，烧杯中的水在大气压的作用下被压入烧瓶，形成喷泉。
（3）注意事项
①烧瓶必须干燥
②装置的气密性必须良好
（4）相关计算
在标况下，当烧瓶最终充满溶液时，氨水的浓度为
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32
3
3
化学性质
（1）碱性气体
①与水反应
②与酸反应
与浓盐酸反应：
当分别蘸有浓盐酸和浓氨水的两根玻璃棒互相靠近时，会产生大量白烟，这是因为生成了氯化铵小颗粒，
该反应可以用于检验氨气。
（2）还原性
①与氧气反应(催化氧化)
②与氯气反应
4
氨气的用途
（1）工业上可以作为制化肥的原料
（2）液氨可以做制冷剂
（3）有机合成工业及制造硝酸、铵盐和纯碱的原料
（4）制取硝酸
二、氨水
1
形成
2
成分分析
三分子：
三离子：
3
性质
（1）弱碱性：氨水中存在
，因此氨水显弱碱性，可以使酚酞变
，还可以使红色石蕊试液
变
（2）不稳定性：一水合氨不稳定，受热易分解产生氨气，因此氨水应置于避光阴凉处密封保存。
（3）挥发性：氨水易挥发，具有强烈的刺激性气味，敞口在空气中放置时，质量和浓度都会逐渐
。
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33
3
4
氨水和液氨的比较
精讲精练
例1
正确率：59%
（多选）下列反应中的氨与反应4NH3 +5O2
催化剂
===
△
4NO+6H2O 中的氨作用相同的是( )
A. 2Na+2NH3 === 2NaNH2 +H2
B. 2NH3 +3CuO
△
===3Cu+N2 +3H2O
C. 4NH3 +6NO催化剂
===
△
5N2 +6H2O
D. 3SiH4 +4NH3
一定条件
=== Si3N4 +12H2
达标检测1
正确率：65%
氨气溶于水得到氨水，氯气溶于水得到氯水，下列关于新制的氨水、氯水的描述不正确的是( )
A.“两水”都能与FeCl2 溶液反应
B.“两水”中都存在可逆反应
C.“两水”都有刺激性气味
D.“两水”都是混合物，溶液中含有的粒子种类数相同
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34
3
例2
正确率：65%
如图所示，锥形瓶内盛有气体X，滴管内盛有液体Y，若挤压胶头滴管，使液体Y 滴入锥形瓶中，振荡，
过一会儿，可见小气球a 鼓胀起来。气体X 和液体Y 不可能是( )
达标检测2
正确率：69%
NH3 是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图)。下列说法正确的是( )
A. NH4Cl 和NaHCO3 都是常用的化肥
B. NH4Cl、HNO3 和Na2CO3 受热时都易分解
C. NH3 和NO2 在一定条件下可发生氧化还原反应
D. 图中所涉及的反应均为氧化还原反应
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35
3
例3
氮及其化合物在生产、生活中有着非常重要的作用，题中相关的实验装置如下：
（1）实验室通过使用氮气和氢气模拟工业合成氨和氨催化氧化的流程如下：
已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2) 溶液与饱和氯化铵溶液经加热反应制取氮气。
①写出上述制取氮气的反应的化学方程式：
；
②从图a、b、c 中选择制取气体的合适装置（填代号）：N2
、H2
；
③用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，写出装置中
氨的催化氧化的化学方程式：
；
④乙装置的锥形瓶内铂丝保持红热的原因是
；
⑤反应结束后锥形瓶内溶液中的含氮离子有
（填离子符号）。
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36
3
2
模块
2
铵盐
知识凝炼
一、铵盐的性质
1
物理性质
铵盐大多为
固体，
溶于水。
2
化学性质
(1) 不稳定性(受热分解)
氯化铵受热分解：
碳酸铵受热分解：
(2) 与碱反应
氯化铵与氢氧化钠（不加热）：
氯化铵与氢氧化钠（加热）：
二、NH+
4 的检验
取少量样品于试管中，加入
，产生可以使湿润的红色石蕊试纸
的气体，
说明原样品为铵盐或存在铵根离子。
精讲精练
达标检测3
正确率：59%
下列说法中正确的是( )
①所有铵盐受热均可以分解，产物均有NH3
②所有铵盐都易溶于水，不是所有铵盐中的氮均呈−3 价
③NH4Cl 溶液中加入NaOH 浓溶液共热时反应的离子方程式为NH+
4 +OH−
△
===NH3 ↑+H2O
④NH4Cl 和NaCl 的固体混合物可用升华法分离
A. ①②
B. ②③
C. ③④
D. ①④
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37
3
例4
正确率：61%
硝酸铵在不同条件下分解可以得到不同的产物，下列各组物质中肯定不可能是硝酸铵分解产物的是
( )
A. N2O、H2O
B. N2、O2、H2O
C. N2、NO2、H2O
D. NH3、NO、H2
3
模块
3
氨气的制备
知识凝炼
一、氨气的实验室制法
1
制备原理：
2
实验药品：
想一想
（1）能否用NaOH 代
替Ca(OH)2？
（2）能否直接加热分
解NH4Cl、NH4HCO3、
NH4NO3 制备NH3？
3
仪器装置：
固+ 固
∆→气
4
收集方法：
向下排空气法
管口放置棉花的作用：
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38
3
5
除杂净化：
想一想
能否使用浓硫酸、五
氧化二磷、无水氯化
钙进行干燥？
6
验满方法
（1）将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸
，说明已收集满；
（2）将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，产生
，说明已收集满。
7
其它制法
加热浓氨水或将浓氨水加入固体NaOH 或生石灰中也可快速产生氨气，实验
装置如图。
NH3 ·H2O ∆=NH3 ↑+H2O
二、氨气的工业制法
精讲精练
达标检测4
正确率：45%
下列制备氨水的实验装置中最合理的是( )
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39
3
例5
某化学学习小组的同学在学习了NH3 的性质后讨论：运用类比的思想，既然NH3 具有还原性，能否像
H2 那样还原CuO 呢？他们设计实验制取NH3 并探究上述问题。请你参与该小组的活动并完成下列研究：
（1）制取NH3
①写出实验制取NH3 的化学方程式：
；
②在实验室中，还可以用浓氨水与
（填写一种试剂）快速制取少量NH3；
③有同学模仿排饱和食盐水收集氯气的方法，想用排饱和NH4Cl 溶液的方法收集NH3。你认为他
能否达到目的？
（填“能”或“否”）。
（2）该小组中某同学设计了如图所示的实验装置（夹持装置未画出），探究NH3 的还原性：
①该装置在设计上有一定缺陷，对该装置的改进措施是
；
②利用改进后的装置进行实验，充分反应后，观察到CuO 全部变为红色物质，无水CuSO4 变蓝色，
同时生成一种无污染的气体，写出NH3 与CuO 反应的化学方程式
。
（3）问题讨论
有同学认为：NH3 与CuO 反应生成的红色物质中可能含有Cu2O。已知：Cu2O 是一种碱性氧化物，
在酸性溶液中，Cu+ 易发生自身的氧化还原反应(2Cu+ === Cu+Cu2+)。请你设计一个简单的实验
检验该红色物质中是否含有Cu2O：
。
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40
3
例6
氮的氧化物(NOx) 是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3 将NOx 还原生成N2。
某同学在实验室中对NH3 与NO2 反应进行了探究。回答下列问题：
（1）氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择上图中的
，反应的化学方程式为
。
②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置
(按气流
方向，用小写字母表示)。
（2）氨气与二氧化氮的反应：将上述收集到的NH3 充入注射器X 中，硬质玻璃管Y 中加入少量催化剂，
充入NO2(两端用夹子K1、K2 夹好)，在一定温度下按图示装置进行实验。
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41
3
直击高考
考题
2010 重庆
某兴趣小组用下图装置探究氨的催化氧化。
（1）氨催化氧化的化学方程式为
。
（2）加热玻璃管2 一段时间后，挤压1 中打气球鼓入空气，观察到2 中物质呈红热状态；停止加热后仍
能保持红热，该反应是
反应（填“吸热”或“放热”）。
（3）为保证在装置4 中仅观察到红棕色气体，装置3 应装入
；若取消3，在4 中仅观察到大量
白烟，原因是
。
（4）为实现氨催化氧化，也可用装置5 替换装置
（填装置代号）；化合物X 为
（只写
一种），Na2O2 的作用是
。
答案（1）4NH3+5O2
催化剂
====
△
4NO+6H2O
（2）放热
（3）浓H2SO4；生成的NO 与O2 反应生成NO2，NO2 与水反应生成HNO3，NH3 与HNO3 反应生成了
NH4NO3
（4）1；NH4Cl；与HCl 反应生成氧气（合理答案均给分）
解析（1）氨在催化剂和加热的条件下与O2 反应生成NO 和H2O。
（2）玻璃管2 中发生的是氨的催化氧化反应。停止加热仍保持红热，故为放热反应。
（3）氨气的催化氧化有水生成，氨气从氨水中逸出时也可以带出水，故装置3 需要对NO 气体进行干
燥，防止NO 与氧气反应生成的NO2 与水反应生成硝酸，硝酸与逸出的氨气反应会生成硝酸铵（白
烟）。
（4）装置5 为制备混合反应气体（氨气和氧气）的装置，故结合原装置可知可以代替“1”；化合物X 必
须受热分解产生NH3，同时产生的另一产物还要与Na2O2 作用产生氧气，因此X 可以为氯化铵、碳酸
氢铵等。
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42
3
随堂测试
测试1 下列物质间的转化在给定条件下能实现的是( )
①NH3
O2
−−−−−→
催化剂/△NO2
H2O
−−→HNO3
②S
O2
−−→
点燃SO2
H2O
−−→H2SO4
③SiO2
NaOH 溶液
−−−−−−→Na2SiO3溶液
CO2
−−→H2SiO3
④Na
O2
−→
△Na2O2
CO2
−−→Na2CO3
A. ②④
B. ③④
C. ①④
D. ①②③
测试2 如图所示是NH3 的两个性质实验，下列有关说法中正确的是( )
A. 两个实验均表现了NH3 易溶于水
B. 两个实验均表现了NH3 易挥发
C. 两个实验均表现了NH3 是碱性气体
D. 两个实验均表现了NH3 是还原性气体
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43
3
测试3 下列装置用于实验室制取氨气并检验氨气的某一化学性质，其中能达到实验目的的是( )
A. 用装置甲制取氨气
B. 用装置乙除去氨气中的水蒸气
C. 用装置丙验证氨气具有还原性
D. 用装置丁吸收氨气
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44
3
课堂总结
第4 讲
硅及其化合物
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47
4
1
模块
1
硅与碳
知识凝炼
一、碳、硅单质的性质比较
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48
4
精讲精练
例1
下面关于硅的叙述中，正确的是( )
A. 硅是亲氧元素，在自然界中以化合态存在
B. 硅是构成矿物和岩石的主要元素，硅在地壳中的含量在所有元素中居第一位
C. 硅的活泼性比碳强，只有在高温下才能跟氢气起化合反应
D. 二氧化硅在电子工业中，是重要的半导体材料
达标检测1
2018 年，平昌冬奥会上“北京8 分钟”以充满中国智慧和中国科技的表演惊艳世界，下列有关说
法中不正确的是( )
A. 熊猫木偶的材质采用铝合金和碳纤维，可以减轻重量
B. 演出服中的石墨烯是一种新型的纳米材料
C. 低温环境会影响机器人的电池性能
D. 机器人芯片的主要成分为SiO2
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49
4
例2
通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅，粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质) 与氯气反应生成四氯化硅(反
应温度450 ∼500◦C)，四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅，以下是实验室制备四氯化硅的装置示
意图(D 的硬质玻璃管中盛装粗硅)：
相关信息如下:
a. 四氯化硅遇水极易反应生成硅酸和氯化氢；
b. 硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；
c. 有关物质的物理常数见下表:
请回答下列问题:
（1）写出用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅的化学方程式
。
（2）写出装置A 中发生反应的离子方程式
。
（3）装置A 中g 管的作用是
；装置C 中的试剂是
。
（4）写出尾气处理装置中发生反应的离子方程式
。
（5）本题实验装置中有一明显的不足之处，请简述你的改进方案及理由:
。
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50
4
2
模块
2
二氧化硅与二氧化碳
知识凝炼
二、碳、硅氧化物的性质比较
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51
4
精讲精练
例3
诺贝尔物理学奖曾授予“光纤之父”英国华裔科学家高锟以及两位美国科学家威拉德· 博伊尔和乔治·
史密斯。光导纤维的主要成分是二氧化硅，下列关于二氧化硅的说法正确的是( )
A. 二氧化硅是酸性氧化物，因此能与水反应生成硅酸
B. 因SiO2 不溶于水，故SiO2 不是H2SiO3 的酸酐
C. 二氧化硅制成的光导纤维，由于导电能力强而被用于制造光缆
D. 二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应，但能与碳酸钠固体在高温时发生反应
达标检测2
下列物质能与SiO2 起反应的是( )
①浓H2SO4 ②H2O ③盐酸 ④HF ⑤KOH 溶液 ⑥氧化钙
A. ①②⑥
B. ②④
C. ④⑤⑥
D. ③④⑤⑥
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52
4
例4
距今3000 多年前，一艘载着天然苏打晶体的商船在航行中搁浅，船员们便登上沙滩，在附近的沙滩上
用几块苏打晶体支锅做饭。之后他们惊奇地发现，在锅下苏打与沙粒接触处出现了许多晶莹发亮的珠
子。回答下列问题：
（1）请你分析一下，这种珠子可能是
。
A．水晶颗粒 B．无水碳酸钠 C．玻璃珠 D．晶体硅
某地煤矸石经预处理后含SiO2、Al2O3、Fe2O3，一种综合利用煤矸石制取绿矾（FeSO4 ·7H2O）的工艺流
程如图所示。
（2）过滤操作需要用到的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒还有
。
（3）滤液B 焰色反应呈黄色，试剂X 是
（用化学式表示），滤渣SiO2 可制取木材防火剂，该防
火剂的化学式为
。
（4）滤液B 中含的阴离子有
（写离子符号）。
（5）由溶液D 转化为溶液E 的离子方程式为：
。
（6）若在酸性的FeCl2 溶液中通入氧气，得到棕黄色溶液，请写出此反应的离子方程式
。
（7）实验室可在坩埚中模拟制备此物质，下列坩埚中可选用的是
（填字母）。
A．普通坩埚 B．石英坩埚 C．刚玉坩埚 D．铁坩埚
（8）制备此物质的主要化学反应方程式为
（任写一个）。
（9）氢氟酸常用作此物质的蚀刻剂，原因为：
（用化学方程式表示）。
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53
4
3
模块
3
硅酸及硅酸盐
知识凝炼
三、硅酸盐的性质与应用
1
硅酸及硅酸盐的性质
（1）硅酸（H2SiO3）：不溶于水，二元弱酸，其酸性比碳酸还要弱。硅酸凝胶脱水后形成硅胶，可作为干燥
剂或催化剂载体。
（2）硅酸钠：俗称泡花碱，其水溶液俗称水玻璃，可作为建筑粘合剂，木材、纺织品的防腐剂。
Na2SiO3+2HCl === H2SiO3(胶体)+2NaCl
Na2SiO3+CO2+H2O === H2SiO3(胶体)+Na2CO3（该反应可证明硅酸酸性比碳酸酸性弱）
（3）硅酸盐的组成表示方法：
硅酸盐一般组成比较复杂，因而常用氧化物的形式表示：
①氧化物顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。
②除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置系数；若出现分数，应化为整数；氧化物之间
以“·”隔开。
③如正长石KAlSi3O8 可写成K2O·Al2O3 ·6SiO2。但注意，硅酸盐不是以简单氧化物形式存在的。
2
主要的硅酸盐产品
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54
4
精讲精练
例5
为确认HCl、H2CO3、H2SiO3 的酸性强弱，某学生设计了如下图所示的装置，一次实验即可达到目的（不
必选其他酸性物质）。请据此回答：
（1）试写出试剂a、b、c、d 的名称：a.
，b.
，c.
，d.
。
（2）装置B 的作用是
。
（3）写出A、B、C 中发生反应的化学方程式：A.
B.
C.
（4）实验结论：酸由强到弱的顺序是
。
达标检测3
下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中，不正确的是( )
A. 水玻璃和苏打溶液均显碱性
B. 可用盐酸区分水玻璃和明矾溶液
C. 玻璃中既有硅酸盐又有硅的氧化物
D. 水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质
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55
4
达标检测4
将足量CO2 气体通入水玻璃（Na2SiO3 溶液）中，然后加热蒸干，再在高温下充分灼烧，最后得到
的固体物质是( )
A. Na2SiO3
B. Na2CO3、Na2SiO3
C. Na2CO3、SiO2
D. SiO2
例6
正确率：72%
兵马俑中所用颜料成分一直是个谜，近年来科学家才得知大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡
（BaCuSi2Ox，铜为+2 价），下列关于硅酸铜钡的说法错误的是( )
A. x 等于6
B. 性质稳定，不易脱色
C. 易溶解于强酸和强碱
D. 可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2
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56
4
直击高考
考题
2017 全国2 卷
水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化
物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：
回答下列问题：
（1）在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的
是
，还可使用
代替硝酸。
（2）沉淀A 的主要成分是
，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式
为
。
（3）加氨水过程中加热的目的是
。沉淀B 的主要成分为
、
(填化学式)。
（4）草酸钙沉淀经稀H2SO4 处理后，用KMnO4 标准溶液滴定，通过测定草酸的量可间接获知钙的含
量，滴定反应为：MnO−
4 +H++H2C2O4 →Mn2++CO2+H2O。实验中称取0.400g 水泥样品，滴定时消耗
了0.0500mol·L−1 的KMnO4 溶液36.00mL，则该水泥样品中钙的质量分数为
。
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57
4
答案（1）将样品中的Fe2+ 氧化为Fe3+
H2O2
（2）SiO2
SiO2+4HF === SiF4 ↑+2H2O
（3）防止胶体生成，使其生成沉淀
Al(OH)3
Fe(OH)3
（4）45.0%
解析（1）解：亚铁离子在pH 较小时易生成沉淀，加入硝酸可氧化亚铁离子生成铁离子，为避免引入新杂质，
还可用过氧化氢代替硝酸，故答案为：将样品中的Fe2+ 氧化为Fe3+；H2O2。
（2）水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物, 加入氯化铵、盐酸
和硝酸，由于二氧化硅与酸不反应，则得到的沉淀A 为SiO2，不溶于强酸但可与一种弱酸反应，应为与
HF 的反应，方程式为SiO2+4HF === SiF4 ↑+2H2O，故答案为：SiO2；SiO2+4HF === SiF4 ↑+2H2O。
（3）解：滴加氨水, 溶液呈碱性，此时不用考虑盐类水解的问题，加热的目的是防止生成胶体而难以分
离，生成的沉淀主要是Al(OH)3、Fe(OH)3，故答案为：防止胶体生成，使其生成沉淀；Al(OH)3、Fe(OH)3。
（4）反应的关系式为5Ca2+∽5H2C2O4 ∼2KMnO4，
n(KMnO4) = 0.0500mol/L×36.00mL = 1.80mmol，
n
(
Ca2+)
= 4.50mmol，
水泥中钙的质量分数为4.5×10−3mol×40.0g/mol
0.400g
×100% = 45.0%，
故答案为：45.0%。
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58
4
随堂测试
测试1 下列关于硅的说法，不正确的是( )
A. 硅是非金属元素，它的单质是灰黑色有金属光泽的固体
B. 硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料
C. 硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应
D. 加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应
测试2 下列关于二氧化硅的叙述.不.正.确的是( )
A. 二氧化硅晶体是由SiO2 分子构成的，它的熔点高、硬度大
B. 不可用石英坩埚熔融烧碱
C. 二氧化硅可用于制造石英钟表的压电材料和光导纤维
D. 二氧化硅能溶于氢氟酸中，这是由它的晶体结构决定的
测试3 能证明碳酸的酸性比硅酸强的事实是( )
A. CO2 溶于水生成碳酸，SiO2 不溶于水也不能跟水直接反应生成硅酸
B. 在高温条件下，SiO2 和Na2CO3 能发生反应：SiO2 +Na2CO3
高温
===Na2SiO3 +CO2 ↑
C. SiO2 的熔点比CO2 高
D. CO2 通入Na2SiO3 稀溶液中，生成H2SiO3 白色胶状沉淀，所生成的H2SiO3 逐渐聚合而形成硅酸溶胶
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59
4
课堂总结
第5 讲
非金属元素综合
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61
5
1
模块
1
三大非金属元素知识总结
知识凝炼
一、氯其重要化合物
1
理清知识主线
2
注意网络构建
3
必记重要反应
(1) Cl2+H2O ⇌HCl+HClO(典型可逆反应)
(2) Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
(3) 2Cl2+2Ca(OH)2= CaCl2+ Ca(ClO)2+2H2O(工业制漂白粉)
(4) Ca(ClO)2+CO2+H2O= CaCO3 ↓+2HClO(漂白原理或失效原理)
(5) 2HClO光照
= HCl+O2 ↑
(6) 6FeBr2 +3Cl2 = 4FeBr3 +FeCl3(Cl2 少量)
(7) 2FeBr2+3Cl2=2Br2+2FeCl3(Cl2 过量)
(8) 4HCl(浓)+MnO4
加热
= MnCl2+ Cl2 ↑+2H2O
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62
5
4
清除知识盲点
(1) 液氯密封在钢瓶中，而氯水、次氯酸应保存在棕色试剂瓶中。
(2) 1mol 氯气参加反应，转移的电子数可能为2NA、NA、小于NA(氯气和水的反应为可逆反应)。
(3) 实验室制氯气，除了用二氧化锰和浓盐酸外，还可以用高锰酸钾、氯酸钾、次氯酸钠与浓盐酸反应且都
不需要加热。
(4) ClO−无论在酸性环境中还是碱性环境中均能体现强氧化性，如：ClO−与SO2-
3 、I-、Fe2+ 均不能大量共
存。
二、硫及其重要化合物
1
理清知识主线
2
注意网络构建
3
必记重要反应
(1) 3S+6NaOH
加热
= 2Na2S+Na2SO3+3H2O
(2) 2SO2+O2
催化剂
⇄
∆
2SO3
(3) SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
(4) SO2+X2+2H2O=H2SO4+2HX(X2：Cl2、Br2、I2)
(5) 2H2S+ SO2 = 3S ↓+ 2H2O
(6) SO2+2Fe3++2H2O=SO2−
4 +2Fe2++4H+
(7) Cu+2H2SO4(浓)加热
= CuSO4+2H2O+SO2 ↑
(8) C+2H2SO4(浓)加热
= CO2 ↑+2H2O+2SO2 ↑
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63
5
4
清除知识盲点
(1) 除去附着在试管上的硫，除了用热的氢氧化钠溶液，还可以用CS2，但不能用酒精。
(2) SO2 使含有酚酞的氢氧化钠溶液褪色，表现了SO2 酸性氧化物的性质；使品红溶液褪色，表现SO2 的
漂白性；能使溴水、高锰酸钾溶液褪色，表现了SO2 的还原性；SO2 与H2S 反应，表现SO2 的氧化性；SO2 和Cl2
等体积混合通入溶液中，漂白性不但不增强，反而消失。
(3) 把SO2 气体通入到BaCl2 溶液中，没有沉淀生成，但若通入氨气或加入氢氧化钠溶液，或把BaCl2 改成
Ba(NO3)2 均有白色沉淀生成，前两者生成BaSO3 沉淀，后者生成BaSO4 沉淀。
(4) 浓盐酸与二氧化锰、浓硫酸与Cu(足量)、浓硝酸和Cu(足量) 在反应时，随着反应进行，产物会发生变化
或反应停止。注意区分Zn 和浓硫酸的反应产物的不同。
三、氮及其重要化合物
1
理清知识主线
2
注意网络构建
3
必记重要反应
①2NH4Cl+Ca(OH)2
∆=CaCl2+2H2O+2NH3 ↑
②N2+3H2
催化剂
⇄
高温高压
2NH3
③4NH3+5O2
催化剂
=
∆
4NO+6H2O
④3NO2+H2O=2HNO3+NO
⑤3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2 +4H2O+2NO ↑; 3Cu+8H++2NO−
3 = Cu2+ +2H2O+4NO ↑
⑥Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2 +2H2O+2NO2 ↑;Cu+4H++2NO−
3 = Cu2+ +2H2O+2NO2 ↑
⑦8NH3+6NO2
催化剂
= 7N2+12H2O
4
清除知识盲点
(1) NO 只能用排水法收集。
(2) NO2 或NO 与O2 通入水的计算中常用到4NO+3O2+2H2O=4HNO3；4NO2+O2+2H2O=4HNO3 两个方程
(3) 硝酸、浓硫酸、次氯酸具有强氧化性，属于氧化性酸，其中硝酸、次氯酸见光或受热易分解。
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64
5
(4) 实验室制备氨气，除了用氢氧化钙和氯化铵反应外，还可用浓氨水的分解(加NaOH 或CaO) 制取，而
检验NH+
4 须用浓NaOH 溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体，以确定NH+
4 的存在。
(5) 浓盐酸和浓氨水反应有白烟生成，常用于HCl 和NH3 的相互检验。
精讲精练
例1
将氯水滴入紫色石蕊试液、硝酸银溶液，将依次观察到紫色石蕊试液先变红后褪色、有白色沉淀产生等
现象。这些现象与氯水所含的下列哪种微粒无直接关系( )
A. HClO
B. H2O
C. Cl−
D. H+
达标检测1
正确率：82%
ClO2 是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。实验室可通过以下反应制得ClO2：2KClO3 +
H2C2O4 +H2SO4
∆=2ClO2 ↑+K2SO4 +2CO2 ↑+2H2O。下列说法正确的是( )
A. KClO3 在反应中得到电子
B. ClO2 是氧化产物
C. H2C2O4 在反应中被还原
D. 1molKClO3 参加反应有2mol 电子转移
例2
下图所涉及的物质均为中学化学中的常见物质，其中C、D 均为气体单质，E 是固体单质，A 物质的焰色
反应火焰为紫色，F 是黑色晶体，它们存在如图转化关系，反应中生成的水及次要产物均已略去。
（1）写出下列物质的化学式:C
，D
，H
。
（2）指出MnO2 在相关反应中的作用: 反应①中做
剂，反应②中做
剂。
（3）当①中有1molA 完全反应时转移电子的物质的量是
mol。
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65
5
达标检测2
如图所示进行实验，下列说法不正确的是( )
A. 石蕊试液变红说明SO2 的水溶液显酸性
B. 品红溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色原因不相同
C. BaCl2 溶液中开始没有明显现象，一段时间后缓慢出现浑浊，该浑浊为BaSO3
D. 该实验说明SO2 的性质具有多样性
例3
Fe 和Mg 与H2SO4 反应的实验如下：
关于上述实验说法不合理的是( )
A. I 中产生气体的原因是：Fe +2H+ === Fe2+ +H2 ↑
B. 取出II 中的铁棒放入CuSO4 溶液立即析出亮红色固体
C. III 中现象说明Mg 在浓H2SO4 中没有被钝化
D. IV 中现象说明Mg 的金属性比Fe 强
例4
一种盐X 与烧碱混合共热，可放出无色气体Y，Y 经一系列氧化后再溶于水可得Z 溶液，Y 和Z 反应又
生成X，则X 是( )
A. (NH4)2SO4
B. NH4NO3
C. NH4Cl
D. NH4HCO3
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5
例5
依据图中氮元素及其化合物的转化关系，判断下列说法不正确的是( )
A. X 是N2O5
B. 可用排空气法收集NO 气体
C. 工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸
D. 由NH3 →N2，从原理上看，NH3 可与NO2 反应生成氮气
例6
X、Y、Z 为中学化学常见物质，其转化关系如下图所示（“→”表示一步转化）。下列组合.不.正.确的是
( )
达标检测3
把aL 含(NH4)2SO4、NH4NO3 的混合溶液分成两等份，一份用bmol 烧碱刚好把NH3 全部赶出，
另一份与BaCl2 溶液完全反应消耗cmolBaCl2，则原溶液中c(NO−
3 ) 为( )
A. b−c
a
mol·L−1
B. 2b−4c
a
mol·L−1
C. 2b−c
a
mol·L−1
D. 2c−4b
a
mol·L−1
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67
5
例7
氮的循环涉及多种化学物质。(下图中的W、M、X、Y、Z 均是化学物质)
（1）由N2 →X 是工业合成氨的反应，写出其化学方程式
。
（2）写出Y、M 的化学式
、
。
（3）X 可与HNO3 反应，产物可用作氮肥，写出X 与HNO3 反应的化学方程式
。
（4）某同学利用下图装置将氨气与氧化铜反应，验证氨气的性质并验证部分产物（部分未画出）。
发现反应确实能发生，且反应后得到三种物质，其中有两种单质。
请回答下列问题：
①实验室制取氨气的化学方程式是
。
②从氨中N 元素的化合价角度看，该同学想证明的是氨的
性质，实验中观察到的
现象则能够证明氨具有这个性质。
③B 装置的作用是
。
④A 中反应的化学方程式是
。
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68
5
直击高考
考题
2019 海南卷
连二亚硫酸钠(Na2S2O4 ·2H2O)，俗称保险粉，易溶于水，常用于印染、纸张漂白等。回答下列问题：
（1）Na2S2O4 中S 的化合价为
。
（2）向锌粉的悬浮液中通入SO2，制备ZnS2O4，生成1molZnS2O4，反应中转移的电子数为
mol；
向ZnS2O4 溶液中加入适量Na2CO3，生成Na2S2O4 并有沉淀产生，该反应的化学方程式为
。
（3）Li−SO2 电池具有高输出功率的优点。其正极为可吸附SO2 的多孔碳电极，负极为金属锂，电解液
为溶解有LiBr 的碳酸丙烯酯-乙腈溶液。电池放电时，正极上发生的电极反应为2SO2 +2e−===
S2O2−
4 ，电池总反应式为
。该电池不可用水替代混合有机溶剂，其原因
是
。
答案（1）+3
（2）2
ZnS2O4 +Na2CO3 === ZnCO3 ↓+Na2S2O4
（3）2Li+2SO2 === Li2S2O4
Li 能与水反应
解析（1）解：Na2S2O4 中，O 和Na 的化合价分别为−2、+1，根据化合物中元素化合价代数和为0 计算
Na2S2O4 中S 元素化合价+3，
故答案为：+3。
（2）解：根据Zn 原子守恒有：Zn∽ZnS2O4 ∼2e−，n(e−) = 2n(ZnS2O4) = 2mol，所以生成1molZnS2O4，反
应中转移的电子数为2mol，ZnS2O4 和Na2CO3 发生复分解反应生成Na2S2O4 和ZnCO3 沉淀，反应的化
学方程式为ZnS2O4 +Na2CO3 === ZnCO3 ↓+Na2S2O4，
故答案为：2；ZnS2O4 +Na2CO3 === ZnCO3 ↓+Na2S2O4。
（3）解：Li−SO2 电池中，负极锂的电极反应式为Li−e−=== Li+，正极电极反应式为2SO2 +2e−===
S2O2−
4 ，所以电池总反应式为2Li+2SO2 === Li2S2O4；由于Li 为活泼金属，能与水反应，所以Li−SO2
电池不可用水替代混合有机溶剂，
故答案为：2Li+2SO2 === Li2S2O4；Li 能与水反应。
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69
5
随堂测试
测试1
正确率：82%
关于氯气的叙述中，下列正确的是( )
A. 氯气不能溶解于水，所以可用排水法收集氯气
B. 氯元素在自然界中既可以以化合态存在，也可以以游离态存在
C. 氯气是一种黄绿色、有毒的气体
D. 氯气、氯水、液氯是同一种物质，只是状态不同，都属于纯净物
测试2 在N2H4，NH2OH，NCl3 和NaN3 中，氮的价态依次是( )
A. +2，+1，+3，0
B. −4，−1，−3，−1
3
C. −2，−1，+3，−1
3
D. −4，+1，+3，−1
3
测试3 合成氨及其相关工业中，部分物质间的转化关系如下：
下列说法不正确的是( )
A. 甲、乙、丙三种物质都含有氮元素
B. 反应II、III 和IV 的氧化剂相同
C. VI 的产物可在上述流程中被再次利用
D. 丁为NaHCO3
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70
5
课堂总结
第6 讲
化学能与热能
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73
6
1
模块
1
吸热反应与放热反应
知识凝炼
一、能量的相互转化
1
能量转化的形式
自然界中的能量是可以相互转化的，从一种形式的能量转化为另外一种形式的能量，体系包含的总能量保
持不变，我们称之为能量守恒定律。
化学反应中的能量变化也会有多种转化的形式，如燃料燃烧、炸药爆炸的过程等，化学能都实现了与其它
形式能量的转化。
2
化学反应中能量变化的原因
(1) 反应物与生成物的能量不同
由能量低的物质生成能量高的物质，过程需要
能量，就是物质储存能量的过程；
由能量高的物质生成能量低的物质，过程需要
能量，就是物质释放能量的过程。
化学能与稳定性的关系：物质的能量越高越不稳定，物质的能量越低越稳定。
(2) 化学键的断裂与形成所需能量不同
化学反应的实质是旧化学键的
和新化学键的
，断开化学键要
能
量，形成化学键要
能量，而一个化学反应在反应前后断键吸收的能量和成键所释放的能量不相
同，化学键的断裂与形成是化学中能量变化的主要原因。
键能与稳定性的关系：物质的键能越大越
，物质的键能越小越
。
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6
二、化学反应与热能
1
吸放热反应的判断
化学反应中能量的变化通常以热能的形式表现出来——吸热或放热，我们称之为吸热反应和放热反应。
反应2H2+O2
点燃
= 2H2O 中，断裂1mol H-H 键需要吸收能量Q1kJ，断裂1mol O=O 键需要吸收能量Q2kJ，
生成1mol O-H 键会放出能量Q3kJ。则在反应过程中：
①反应需要断裂
mol H-H 键和
mol O=O 键，共吸收
kJ 的能量；
②反应会生成
mol O-H 键，共放出
kJ 的能量；
③该反应为放热反应，说明断键时吸收的能量
成键时放出的能量(填写“> 或<”)，所以2mol H2 和
1mol O2 充分反应生成2molH2O 放出
kJ 的能量。
2
常见的吸、放热反应
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6
精讲精练
例1
正确率：91%
下列说法正确的是( )
A. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B. 任何放热反应在常温条件下一定能够发生
C. 反应物和生成物所具有的总能量的差决定了化学反应是放热还是吸热
D. 化学反应才有伴随能量变化，物理变化没有伴随能量变化
达标检测1
正确率：94%
下列物质间的反应，其能量变化符合下图的是( )
A. 铝热反应
B. 灼热的炭与二氧化碳反应
C. Ba(OH)2 ·8H2O 晶体和NH4Cl 晶体混合
D. 碳酸钙的分解
例2
下列变化符合图示的是( )
①冰雪融化；②高锰酸钾制氧气的反应；③氢氧化钠与盐酸的反应；④钠与水的反应；⑤二氧化碳与
灼热木炭的反应；⑥碘的升华；⑦Ba(OH)2 ·8H2O 和NH4Cl 的反应
A. ②⑥⑦
B. ②⑤⑦
C. ①⑤⑥⑦
D. ②③④
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6
达标检测2
正确率：79%
某学生用如图所示装置进行化学反应X+2Y === 2Z 能量变化情况的研究。当往试管中滴加试剂Y 时，
看到试管中甲处液面下降，乙处液面上升。关于该反应的下列叙述正确的是( )
①该反应为放热反应②生成物的总能量比反应物的总能量高③该反应过程可以看成是“贮存”于X、
Y 内部的能量转化为热量而释放出来
A. ①②③
B. ①③
C. ①②
D. ②
例3
金刚石和石墨是碳元素的两种结构不同的单质（同素异形体）。在100kPa 时，1mol 石墨转化为金刚石，
要吸收1.895kJ 的热能。据此，试判断在100kPa 压强下，下列结论正确的是( )
A. 石墨比金刚石稳定
B. 金刚石比石墨稳定
C. 1mol 石墨比1mol 金刚石的总能量高
D. 1mol 石墨和1mol 金刚石的总能量相等
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77
6
2
模块
2
简单图像分析与简单计算
知识凝炼
1
吸热反应与放热反应的判断方法及图像分析：
(1) 利用反应物与生成物的总能量的相对大小来进行判断(宏观角度)。
反应物总能量大于生成物总能量时反应为放热反应；反之为吸热反应。
若用下图表示：a 表示活化能，b 表示活化分子结合成生成物释放的能量，c 表示放出或吸收的能量。
(2) 利用反应物断键吸收能量与生成物成键释放能量的相对大小来判断。(微观角度)。
反应物断键吸收的能量小于生成物成键释放的能量时反应为放热反应；反之为吸热反应。
若用上图表示：a 表示反应物化学键断裂吸收的能量，b 表示的是新键形成释放的能量，c 表示放出或吸收
的能量。
2
化学反应放热或吸热的计算方法：
利用键能求反应热：
①先判断化学反应过程中断裂与形成的化学键的种类与个数
②再根据已知化学键键能分别算出断键吸收总热量与成键释放总热量
③最后写出要求的反应放出或吸收的能量，数值为第二步中两种能量之差(绝对值)。
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6
精讲精练
例4
正确率：40%
关于下图的说法不正确的是( )
A. 1molI2(s) 与1molH2(g) 化合生成2molHI(g) 气体时，需要吸收5kJ 的能量
B. 2molHI(g) 分解生成1molI2(g) 与1molH2(g) 时需要吸收12kJ 的能量
C. 1molI2(s) 变为1molI2(g) 时需要吸收17kJ 的能量
D. I2(g) 与H2(g) 生成HI(g) 气体的反应是吸热反应
达标检测3
已知：破坏1molN ≡N 键、H−H 键和N−H 键分别需要吸收的能量为946kJ、436kJ、391kJ。计算
1molN2(g) 和3molH2(g) 完全转化为NH3(g) 的能量变化理论值为( )
A. 放出92kJ 能量
B. 放出46kJ 能量
C. 吸收92kJ 能量
D. 吸收46kJ 能量
例5
已知：①1mol H2 分子中化学键断裂时需要吸收436kJ 的能量；②1mol I2 蒸气中化学键断裂时需要吸
收151kJ 的能量；③由H 原子和I 原子形成1mol HI 分子时释放299kJ 的能量。下列判断不正确的是
( )
A. I2 蒸气比H2 分子稳定
B. 2mol HI(g) 发生分解反应吸收11kJ 热量
C. HI 与NaOH 反应属于放热反应
D. 0.5mol H2(g) 与0.5mol I2(g) 完全反应释放出5.5kJ 热量
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79
6
达标检测4
正确率：63%
已知2mol 氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量484kJ，且氧气中1mol O = O 键完全断裂时吸收能量
496kJ，水蒸气中1mol H−O 键形成时放出能量463kJ，则氢气中1mol H−H 键断裂时吸收能量为( )
A. 920kJ
B. 557kJ
C. 436kJ
D. 118kJ
例6
根据下图所示的信息，判断下列叙述不正确的是( )
A. 1 mol H2 的共价键形成放出436 kJ 能量
B. 氢气跟氧气反应生成水的同时吸收能量
C. 1 mol H2(g) 跟1
2mol O2(g) 反应生成1 mol H2O(g) 释放能量245 kJ
D. 1 mol H2(g) 与1
2 mol O2(g) 的能量大于1molH2O(g) 的能量
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80
6
直击高考
考题
2018 浙江卷
氢卤酸的能量关系如图所示：下列说法正确的是( )
A. 已知HF 气体溶于水放热，HF 的∆H1 < 0
B. 相同条件下，HCl 的∆H2 比HBr 的小
C. 相同条件下，HCl 的(∆H3 +∆H4) 比HI 的大
D. 一定条件下，气态原子生成1mol H-X 键放出akJ 能量，则该条件下∆H2 = +akJ/mol
答案
D
解析
解：A.∆H1 代表的是HF 气体从溶液中逸出的过程，因为HF 气体溶于水放热，则HF 气体溶于水的逆
过程吸热，即HF 的∆H1 > 0，故A 错误；
B.HCl 比HBr 稳定，所以相同条件下HCl 的∆H2 比HBr 的大，故B 错误；
C.∆H3 +∆H4 代表H(g) →H(aq) 焓变，与HCl 的还是HI 的无关，故C 错误；
D. 一定条件下，气态原子生成1mol H-X 键放出akJ 能量，则断开1mol H-X 键形成气态原子吸收akJ
的能量，即为∆H2 = +akJ/mol，故D 正确；
故选:D。
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81
6
随堂测试
测试1 如图是某化学反应过程中能量变化的曲线图。下列有关叙述正确的是( )
A. 该反应为吸热反应
B. 该图可以表示Ba(OH)2 ·8H2O 与NH4Cl 的反应
C. 化学反应中的能量变化只表现为热量的变化
D. 化学反应中有旧键断裂就一定有新键形成
测试2 下列变化中属于吸热反应的是( )
①液态水汽化②将胆矾加热变成白色粉末③浓硫酸稀释④氯酸钾分解制氧气⑤生石灰跟水反应
生成熟石灰
A. ①④
B. ②③
C. ①④⑤
D. ②④
测试3 已知2g 氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量242kJ，且氧气中1molO=O 键完全断裂时需要吸收能量
496kJ，水蒸气中1molH-O 键形成时放出能量463kJ，则氢气中1molH-H 键断裂时吸收能量为( )
A. 434kJ
B. 557kJ
C. 920kJ
D. 436kJ
高一化学·目标985 班（课改）·春
82
6
课堂总结
第7 讲
原电池
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85
7
1
模块
1
原电池的工作原理及应用
知识凝炼
一、原电池基本知识
原电池定义：
直接转化为
的装置，称为原电池。
1
原电池的形成条件
（1）
（2）活泼性
的两个电极(金属或碳棒)，称为
与
（3）电极需插在
中，且必须形成闭合回路；
2
原电池工作原理（以铜锌原电池为例）
现象：检流计指针
；锌片逐渐
；铜片上有
。
(1) 电子、电流、离子的方向
电子：
电流：
离子：
(2) 电极反应式、总反应式
负极：
(氧化反应)
正极：
(还原反应)
电池总反应式：
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7
3
原电池原理的应用
（1）判断金属的活泼性
（2）利用某氧化还原反应来设计原电池
（3）加快化学反应速率
（4）对金属实行有效防护
下图烧杯中的液体均为稀硫酸(⑧中液体为乙醇)，请判断哪些能构成原电池？
二、原电池电极的判断
原电池正、负极的判断
(1) 根据电流的方向或电子的流动方向判断
(2) 根据电解质溶液内离子的定向流动方向判断
(3) 根据原电池两极发生的反应类型来判断
(4) 根据原电池两极的现象判断
(5) 根据组成原电池的两极材料判断
（a）一般情况下，活泼性
的金属为负极；活泼性较
的金属或能导电的非金属为正极
（b）镁、铝与NaOH 溶液构成的原电池中
作负极
（c）铁、铜与浓硝酸构成的原电池中
做负极
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7
指出下列原电池中，哪个是负极，哪个是正极？
精讲精练
例1
正确率：89%
如图，在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中电子流向如图所示，关于该装置的
下列说法正确的是( )
A. 溶液中电流流向X →Y
B. 若两电极分别为铁和碳棒，则X 为碳棒，Y 为铁
C. X 极上发生的是还原反应，Y 极上发生的是氧化反应
D. 若两电极都是金属，则它们的活动性顺序为X > Y
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7
例2
正确率：59%
将镁条、铝条平行插入盛有一定浓度NaOH 溶液的烧杯中，用导线和电流表连接成原电池，装置如图所
示。此原电池工作时，下列叙述正确的是( )
A. Mg 比Al 活泼，Mg 失去电子被氧化成Mg2+
B. 铝条表面虽有氧化膜，但可不必处理
C. 该电池的内电路中，阳离子向负极迁移
D. Al 是电池负极，开始工作时溶液中会立即有白色沉淀析出
达标检测1
正确率：36%
图1 是铜锌原电池示意图。图2 中x 轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y 轴可以表示( )
①c(Zn2+) ②c(H+) ③c(SO2−
4 ) ④锌棒的质量 ⑤铜棒的质量 ⑥溶液的质量
A. ①⑥
B. ②④
C. ③⑤
D. ⑥
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7
例3
按要求写出下列电池的电极反应方程式：
（1）铝-空气-海水电池：以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电
流。电池总反应方程式为4Al+3O2+6H2O === 4Al(OH)3，正极电极反应式：
。
（2）研究人员最近发现了一种水电池，能利用淡水与海水之间的含盐量差别进行发电，在海水中电池总
反应式为：5MnO2 +2Ag+2NaCl === Na2Mn5O10 +2AgCl，该水电池的负极反应式为
，正极反应式为
。
（3）将CO2+3H2 === CH3OH+H2O 设计成CO2、H2、H2SO4 原电池，请写出电极反应式：
负极：
，
正极：
。
达标检测2
正确率：85%
有a、b、c、d 四个金属电极，有关的反应装置及部分反应现象如下
由此可判断这四种金属的活动性顺序是( )
A. a > b > c > d
B. b > c > d > a
C. d > a > b > c
D. a > b > d > c
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2
模块
2
常见化学电源
知识凝炼
一、常见的化学电源
1
一次电池(干电池)
(1) 酸性锌锰干电池
锌锰干电池是用筒形锌外壳做负极，正极材料是碳棒，电解质是MnO2、NH4Cl、ZnCl2 组成的糊状物。
电池中MnO2 的作用是将正极上NH+
4 还原生成的H2 氧化成为水，以免产生H2 附在石墨表面而增加电
池内阻。由于反应中锌筒不断消耗变薄，且有液态水生成，故电池用久后会变软。
(2) 碱性锌锰干电池
为了延长电池寿命和提高其性能，人们将电池内的电解质NH4Cl 换成湿的KOH，并在构造上做了改进，制
成了碱性锌锰电池。
电池中发生的氧化还原反应如下：
Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2
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7
2
二次电池(充电电池)
二次电池即为可充电电池，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放
电前的状态。由于电池的制造工艺等方面存在不足，所以二次电池的充放电次数有限。常见的二次电池有铅蓄
电池、镍镉电池等。
铅蓄电池正极为PbO2，负极为Pb，电解质溶液是稀硫酸，目前汽车上使用的大多仍是铅蓄电池。
总反应式：
负极：
正极：
3
燃料电池
燃料燃烧是一类剧烈的氧化还原反应，但是燃烧过程中化学能大部分都转化为了热能，很难被人们高效
地利用。而利用燃料电池这一装置进行能量的转化，将化学能转化成为电能，能量的转化率理论上可以达到
85˜90%，远高于直接燃烧的能量利用效率。
氢氧燃料电池的电池反应就是
例：碱性氢氧燃料电池，电解质溶液为KOH 溶液，其电极反应式为：
负极：
正极：
例：酸性氢氧燃料电池，电解质溶液为稀硫酸，其电极反应式为：
负极：
正极：
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二、原电池中电极反应式的书写
电极反应式的书写
类型一、题目给出相应的信息，要求写电极方程式，分三步：
（1）分别找出氧化剂和还原剂。氧化剂在正极得电子，还原剂在负极失电子。
（2）结合介质判断氧化产物和还原产物。
（3）写出电极反应方程式（注意两极得失电子数相等）。
如：甲醇燃料电池：
“CH3OH−O2 −KOH”，其中电解质为KOH 溶液，写出该燃料电池负极反应式。
类型二、给出总方程式，要求写电极方程式，分为四步：
（1）找出化合价变化的物质，标明电子得失，从而找出氧化剂和还原剂。氧化剂在正极得电子，还原剂在
负极失电子。
（2）选定反应离子，根据电荷守恒，电子转移守恒以及电解质溶液写出氧化剂和还原剂、氧化产物和还原
产物、电子转移数目。
（3）利用原子守恒的原则，配平化合价没有改变的离子或分子数目，巧用OH−、H+ 或H2O。
（4）将两电极的电极反应方程式进行相加，以检验是否与总式相同。
如：某新型高铁酸盐电池的放电反应为：2K2FeO4 +3Zn+8H2O === 2Fe(OH)3 +3Zn(OH)2 +4KOH，写出该
电池正极发生的电极反应式。
类型三、可充电电池的电极方程式书写规律
（1）可充电电池有充电和放电两个过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。
（2）放电时的负极反应和充电时阴极反应在形式上互逆。将负（正）极反应式变方向并将电子移项即可
得到阴（阳）极反应式。
（3）放电总反应和充电总反应在形式上互逆，但不是可逆反应。
如：已知铅蓄电池反应：PbO2 +Pb+2H2SO4
放电
⇌
充电2PbSO4 +2H2O，写出放电时的负极反应。
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7
精讲精练
例4
正确率：66%
生产铅蓄电池时，在两极板的铅锑合金上均匀涂上膏状的PbSO4，干燥后再安装，充电后即可使用，发生
的反应是PbO2 +Pb+2H2SO4
放电
⇌
充电2PbSO4 +2H2O。下列对铅蓄电池的说法错误的是( )
A. 需要定期补充硫酸
B. 放电时Pb 是负极，PbO2 是正极
C. 放电时负极上发生的反应是Pb−2e−+SO2−
4
=== PbSO4
D. 放电时电解质溶液的密度减小
例5
正确率：83%
有一种锂电池，用金属锂和石墨作电极材料，电解质溶液是由四氯铝锂(LiAlCl4) 溶解在亚硫酰氯
(
) 中形成的，电池总反应方程式为：8Li+3SOCl2 === 6LiCl+Li2SO3+2S，下列叙述中正确
的是( )
A. 电解质溶液中混入水，对电池反应无影响
B. 金属锂作电池的正极，石墨作电池的负极
C. 电池工作过程中，亚硫酰氯(SOCl2) 被还原为Li2SO3
D. 电池工作过程中，金属锂提供的电子与正极区析出硫的物质的量之比为4 : 1
达标检测3
以KOH 溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池，使用时的电极反应式为：2H2+4OH−−4e−=== 4H2O
和O2+2H2O+4e−=== 4OH−。则关于此电池的下列说法中错误的是( )
A. H2 在负极发生氧化反应
B. 供电时的总反应为：2H2+O2 === 2H2O
C. 产物为水，属于环境友好电池
D. 燃料电池的能量转化率可达100%
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例6
正确率：85%
“可呼吸”钠-二氧化碳电池的工作原理为4Na+3CO2
放电
⇌
充电2Na2CO3 +C。下列叙述错误的是( )
A. 放电时，Na+ 由负极向正极移动
B. 放电时，负极反应式为Na-e−=== Na+
C. 电解质溶液可选NaClO4 水溶液
D. 电池放电时把二氧化碳变废为宝，有重要的研发意义
达标检测4
一种太阳能电池的工作原理如下图所示，电解质为铁氰化钾K3[ Fe(CN)6] 和亚铁氰化钾
K4[ Fe(CN)6] 的混合溶液，下列说法.不.正.确的是( )
A. K+ 移向催化剂b
B. 催化剂a 表面发生的化学反应：[ Fe(CN)6]4−−e−=== [ Fe(CN)6]3−
C. Fe(CN)3−
6
在催化剂b 表面被氧化
D. 电解池溶液中的[Fe(CN)6]4−和[Fe(CN)6]3−浓度基本保持不变
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7
直击高考
考题
2018 全国
一种可充电锂−空气电池如图所示。当电池放电时，O2 与Li+ 在多孔碳材料电极处生成Li2O2−x(x = 0
或1)。下列说法正确的是( )
A. 放电时，多孔碳材料电极为负极
B. 放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极
C. 充电时，电解质溶液中Li+ 向多孔碳材料区迁移
D. 充电时，电池总反应为Li2O2−x === 2Li+(1−x
2)O2
答案
D
解析
解：A、电池放电时，O2 中O 的化合价降低，过程为得电子的过程，所以放电时，多孔碳材料电极为正极，
故A 错误；
B、放电时，Li 转化为Li+，电子经外电路从锂电极流向多孔碳材料电极，故B 错误；
C、充电时，装置为电解池，原电池正负极分别接外电路阳极和阴极，Li+ 需得电子重新生成Li，所以电
解质溶液中Li+ 向阴极移动，即向锂电极区迁移，故C 错误；
D、充电时，相当于电解Li2O2−x 重新得到Li 和O2，所以电池总反应为：Li2O2−x === 2Li+(1−x
2)O2，
故D 正确，
故选:D。
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随堂测试
测试1 某电池总反应为2Fe3+ +Cu === 2Fe2+ +Cu2+，不能实现该反应的原电池是( )
A. 电极材料Fe、Cu，电解质溶液FeCl3 溶液
B. 电极材料石墨、Cu，电解质溶液Fe2(SO4)3 溶液
C. 电极材料Pt、Cu，电解质溶液FeCl3 溶液
D. 电极材料Ag、Cu，电解质溶液Fe2(SO4)3 溶液
测试2 镁及其化合物一般无毒（或低毒）、无污染，且镁电池放电时电压高而平稳，因而越来越成为人们研制
绿色原电池所关注的焦点。其中一种镁电池的反应为xMg+Mo3S4
MgxMo3S4，则镁电池放电时，
下列说法错误的是（）
A. Mg2+ 向正极迁移
B. 正极反应式为Mo3S4 +2xe−=== Mo3S2x−
4
C. Mo3S4 发生氧化反应
D. 负极反应式为xMg−2xe−=== xMg2+
测试3 如图是甲烷燃料电池的工作原理示意图，下列叙述正确的是( )
A. b 电极上发生氧化反应
B. 电池总反应式为CH4 +2O2 === CO2 +2H2O
C. 负极反应式为CH4 +10OH−−8e−=== CO2−
3 +7H2O
D. 工作一段时间后溶液的pH 增大
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课堂总结
1119092614160
