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
38
硅及其化合物
模块1
硅和碳
49
模块2
二氧化硅与二氧化碳
52
模块3
硅酸及硅酸盐
55
目录
Contents
非金属元素综合
模块1
三大非金属元素知识总结
63
化学能与热能
模块1
吸热反应与放热反应
75
模块2
简单图像分析与计算
79
原电池
模块1
原电池的工作原理及应用
87
模块2
常见化学电源
92
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
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
高一化学·目标清北班（课改）·春
4
1
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。
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
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5
1
（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1
正确率：64%
将SO2 气体逐渐通入某溶液，溶液pH 随通入SO2 气体体积变化如图所示，该溶液是( )
A. 氨水
B. 亚硫酸钠溶液
C. 氢硫酸
D. 氯水
达标检测2
正确率：43%
(多选) 含有下列各组离子的溶液中，通入过量SO2 气体后仍能大量共存的是( )
A. H+、Ca2+、Fe3+、NO−
3
B. Ba2+、Cl−、Al3+、H+
C. Na+、NH+
4、I−、HS−
D. Na+、Ca2+、K+、Cl−
高一化学·目标清北班（课改）·春
6
1
例2
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
达标检测3
正确率：69%
向如图装置中缓慢地通入气体X，若关闭活塞，则品红溶液无变化，而澄清石灰水变浑浊；若打开活塞，
则品红溶液褪色，加热后又恢复红色。据此判断气体X 和洗气瓶内溶液Y 分别可能是( )
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7
1
例3
某研究性学习小组为探究二氧化硫的还原性，查阅到如表资料：
根据上述资料，请你参与以下探究：
（1）写出铜与浓硫酸反应的化学方程式
。
（2）把足量SO2 通入适量的碘水中，可能观察到的现象是
。
（3）证明SO2 被氧化为SO2−
4
所使用的试剂是
。
（4）如果该探究小组想利用上述原理除去CO2 中的SO2，并检验是否除尽，下列方案可行的是
（填字母）。
A、将混合气体通过碘水，再通过品红溶液
B、将混合气体通过氯化钡和过氧化氢的混合溶液，再通过碘水溶液
C、将混合气体通过NaOH 溶液，再通过品红溶液
D、将混合气体通过浓硫酸溶液，再通过品红溶液
（5）若该探究小组就上述实验提出，把含+4 价硫元素化合物转化为含+6 价硫元素化合物，下列试剂可
以实现上述转化的是
（填字母）。
A、氧气
B、MnO−
4
C、氯气
D、浓硫酸
高一化学·目标清北班（课改）·春
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4
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
正确率：49%
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5
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
高一化学·目标清北班（课改）·春
10
1
例6
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）该同学假设黑色沉淀是CuO。检验过程如下：
①将CuO 放入稀硫酸中，一段时间后，再滴加K4[Fe(CN)6] 溶液，产生红褐色沉淀。
②将黑色沉淀放入稀硫酸中，一段时间后，再滴加K4[Fe(CN)6] 溶液，未见红褐色沉淀。由该检验过
程所得结论：
。
（5）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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12
1
答案（1）2Cl2 +2Ca(OH)2 === CaCl2 +Ca(ClO)2 +2H2O
（2）碱性、漂白性
（3）①检验白雾中是否含有Cl2，排除Cl2 干扰
②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 根据SO2 通入不同溶液中的实验现象，所得结论不正确的是( )
测试2 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3 实验室探究SO2 与Fe(NO3)3 溶液反应的原理，装置如图，实验中Y 装置产生白色沉淀。下列说法不正
确的是( )
A. 滴加浓硫酸之前应进行的操作是打开弹簧夹，通入一段时间N2
B. Y 中产生的白色沉淀是BaSO4 或BaSO3
C. 产生白色沉淀的原因可能是在酸性条件下SO2 与NO−
3 反应生成了SO2−
4
D. 若将Fe(NO3)3 换成FeCl3，Y 中也能产生白色沉淀，说明Fe3+ 也能将SO2 氧化
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1
课堂总结
第2 讲
氮的氧化物和硝
酸
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17
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：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
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19
2
达标检测1
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2
正确率：54%
标准状况下，将NO2、NO、O2 混合并充满容器，然后把容器倒置于水槽中，充分反应后，水充满容器，则
容器中HNO3 溶液的物质的量的浓度(mol/L) 用M 表示范围是( )
A. 1
28 < M < 1
22.4
B.
1
39.2 < M < 1
22.4
C.
1
39.2 < M < 1
28
D. 0 < M < 1
22.4
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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21
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
例3
正确率：61%
1.92g 铜投入一定量的浓硝酸中，铜完全溶解，生成的气体颜色越来越浅，共收集到标准状况下的气体
672mL，将盛有该气体的容器倒扣在水中，通入标准状况下一定体积的氧气，恰好使气体完全溶于水中，
则通入氧气的体积是( )
A. 168mL
B. 224mL
C. 504mL
D. 336mL
达标检测3
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
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2
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
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
某小组同学欲探究浓硝酸的性质，设计并完成了下列2 个实验：
实验I：将玻璃棒在酒精灯上烧至红热，迅速插入热的浓硝酸中，有红棕色气体产生。
实验II：将小块木炭在酒精灯上灼烧，木炭红热，迅速将其投入到热的浓硝酸中，发生剧烈反应，有大量
红棕色气体产生，液面上方的木炭迅速燃烧发出光亮。
（1）木炭与浓硝酸反应生成二氧化碳，其化学方程式为
。
（2）实验I 中浓硝酸受热分解时，除了产生NO2 外还有O2 生成，生成O2 的原因是(根据氧化还原规律
分析)
。产生的O2 与NO2 在同温同压下的体积比是
。
（3）该小组同学对实验II 中“木炭在液面上迅速燃烧发出光亮”的原因做出了如下3 种猜想：
猜想一：甲同学认为是空气中的O2 支持木炭燃烧。
猜想二：乙同学认为是浓硝酸分解产生的O2 支持木炭燃烧。
猜想三：丙同学认为是反应中产生的
支持木炭燃烧。
①根据木炭在空气中燃烧的现象，甲同学的猜想明显不合理，理由是
。
②经分析，乙同学的猜想也不合理，理由是
。
③要证实丙同学的猜想可能是合理的，还需补充的实验是：把小块木炭在酒精灯上烧至红热，
(请写出实验操作、现象)。
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2
例7
某同学设计如图所示装置来试验用粗铁粒与某浓度稀硝酸反应制取NO 气体。
（1）当打开开关a，关闭开关b 时，A 中干燥管中观察到的实验现象是
，烧杯B 中盛的是
溶液。当
时关闭开关a，打开开关b，此时C 中用排水法收集NO 气体。当C 中
收满气体后，关闭开关b，装置A 中观察到的现象是
。
（2）将amol Fe 与含b mol HNO3 的稀溶液充分反应后，若硝酸的还原产物只有NO。试讨论分析烧杯A
中最后溶液的主要阳离子组成及其物质的量，将结果填入表中未完成的空格中。
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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
。
（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。
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26
2
(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
。
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（1）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。
（2）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 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
测试2 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
测试3 在标准状况下将1.92g 铜粉投入一定量浓HNO3 中，随着铜粉的溶解，反应生成的气体颜色逐渐变浅，
当铜粉完全溶解后共收集到由NO2 和NO 组成的混合气体1.12L，则混合气体中NO 的体积为( )
A. 112mL
B. 1008mL
C. 224mL
D. 448mL
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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
3
化学性质
（1）碱性气体
①与水反应
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32
3
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
。
4
氨水和液氨的比较
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33
3
精讲精练
例1
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
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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3
达标检测2
正确率：78%
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
例2
正确率：78%
有a、b、c、d、e、f 六种气体，进行下列实验：则a、b、c、d、e、f 依次可能是( )
A. NO、O2、NH3、HCl、Cl2、SO2
B. NO、O2、NH3、HCl、SO2、Cl2
C. NO、O2、NH3、CO2、NO2、SO2
D. O2、NH3、NO、HCl、Cl2、SO2
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35
3
例3
我们用字母L、M、Q、R、X 分别代表五种含不同化合价的氮元素的物质，并且每种物质中氮元素的化合
价只有一种，又知道物质L 中的氮元素的化合价要比物质M 中氮元素的化合价低，并且在一定条件下，
它们会有如下的相互转换化关系（未配平）：
①Q+HCl →M+Cl2
②R+L →X+H2O
③R+O2 →L+H2O
（1）已知这五种物质中有一种是硝酸，那么硝酸应该是L、M、Q、R、X 中的
（填字母），判断的依
据是
。
（2）反应③是在催化剂（如铂、氧化铁等）存在，并且加热到一定温度下反应，这个反应在工业上有重
要的作用，若物质X 是密度比CO2 小的气体，X 的分子式是
。
（3）某同学写出下面三个不同价态的氮的化合物相互转化的关系（未配平）：
A．NO+HNO3 →N2O3 +H2O
B．NH3 +NO →HNO2 +H2O
C．N2O4 +H2O →HNO3 +HNO2
其中一定不可能实现的是
（填编号）。
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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。
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37
3
精讲精练
例4
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
达标检测3
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
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38
3
3
模块
3
氨气的制备
知识凝炼
氨气的实验室制法
1
制备原理：
2
实验药品：
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：
5
除杂净化：
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。
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？
想一想
能否使用浓硫酸、五
氧化二磷、无水氯化
钙进行干燥？
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39
3
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
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40
3
精讲精练
例5
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
例6
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）实验室制取较为干燥的氨气的反应方程式为
；可选择图中的装置a、b、c
中的
（填代号）来制取。
（2）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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42
3
例7
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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43
3
直击高考
考题
（重庆卷）
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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44
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，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( )
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45
3
测试3 下列制备氨水的实验装置中最合理的是( )
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46
3
课堂总结
第4 讲
硅及其化合物
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49
4
1
模块
1
硅和碳
知识凝炼
一、碳、硅单质的性质比较
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50
4
精讲精练
达标检测1
下列关于硅的化学性质的化学方程式书写错误的是( )
A. 硅与氢氟酸反应：Si+4HF === SiF4 ↑+2H2 ↑
B. 硅与烧碱溶液反应：Si+2NaOH+H2O === Na2SiO3 +2H2 ↑
C. 硅与盐酸反应：Si+4HCl === SiCl4 +2H2 ↑
D. 硅在高温下被O2 氧化：Si+O2
高温
===SiO2
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4
例1
目前硅铝合金是用量最大的硅合金。某探究性学习小组用某品牌的硅铝合金与足量稀硫酸的反应来测
定该合金中硅元素的质量分数，实验装置如下：
（1）装置中导管a 的作用是
。
（2）读碱式滴定管的读数时应该注意
。
（3）若合金的质量为mg，生成H2 的体积为VmL（已换算为标准状况下的体积），则合金中Si 的质量分
数为
（列原始计算式）。
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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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53
4
精讲精练
达标检测2
下列关于SiO2 和CO2 的说法中正确的是( )
A. CO2、SiO2 都能与强碱溶液及碱性氧化物反应
B. CO2 和SiO2 与水反应分别生成相应的酸
C. CO2 是酸性氧化物，SiO2 是两性氧化物
D. CO2 和SiO2 都是由相应的分子组成的
达标检测3
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
例2
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
（2）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
（3）制备此物质的主要化学反应方程式为
（任写一个）。
（4）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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4
例3
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。
（1）过滤操作需要用到的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒还有
。
（2）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
。
（3）滤液B 中含的阴离子有
（写离子符号）。
（4）由溶液D 转化为溶液E 的离子方程式为：
。
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55
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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4
精讲精练
例4
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4
将过量的CO2 分别通入①CaCl2 溶液；②Na2SiO3 溶液；③NaAlO2 溶液；④饱和Na2CO3 溶液；
⑤Ca(OH)2 溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的是( )
A. ①②③④⑤
B. ②③④
C. ②④⑤
D. ①②④
例5
下列关于硅酸盐的说法中正确的是( )
A. 硅酸盐中的阴离子都是SiO2−
3
B. 硅酸盐都难溶于水
C. 通常用氧化物的形式表示硅酸盐的组成，说明硅酸盐就是由各种氧化物组成的
D. Na2SiO3 是一种最简单的硅酸盐，其水溶液可用作黏合剂
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57
4
例6
祖母绿是含铬（以Cr2O3 形式存在）等微量元素的矿物，其主要成分为Be3Al2Si6O18（Be3Al2Si6O18 为
无色透明），下列说法不正确的是( )
A. 祖母绿是一种硅酸盐矿物
B. 其主要成分可用氧化物形式表示：3BeO·Al2O3 ·6SiO2
C. 绿色是Cr2O3 表现出来的
D. 祖母绿是多种氧化物组成的混合物
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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：
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。
答案
将样品中的Fe2+ 氧化为Fe3+
H2O2
解析
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。
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59
4
随堂测试
测试1 赏心悦目的雕花玻璃是用一种物质对玻璃进行刻蚀而制成的，这种物质是( )
A. 硫酸
B. 烧碱
C. 盐酸
D. 氢氟酸
测试2 下列说法正确的是( )
A. SiO2 高温时与Na2CO3 反应产生CO2，将CO2 通入Na2SiO3，溶液中可生成H2SiO3，说明H2SiO3 的
酸性有时比H2CO3 强，而有时比H2CO3 弱
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. 氢氟酸不应装在玻璃瓶中
D. NaOH 溶液、Na2SiO3 溶液应装在带玻璃塞的磨口玻璃瓶中
测试3 有下列几个变化：①Na2CO3 →Na2SiO3，②SiO2 →H2SiO3，③Na2SiO3 →Na2CO3，④Ca(NO3)2 →
CaSiO3，其中不能通过一步反应实现的是( )
A. ①②
B. ②④
C. ③④
D. 只有②
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60
4
课堂总结
第5 讲
非金属元素综合
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63
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
（9）2NaCl+2H2O电解
= 2NaOH+H2 ↑+ Cl2 ↑
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)。
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64
5
（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 ↑
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。
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65
5
（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。
（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。
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66
5
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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5
例3
下列各组物质中，不满足如图所示转化关系的是( )
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4
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
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5
达标检测3
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
达标检测4
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
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69
5
例5
正确率：46%
已知甲、乙、丙三种物质均含有同一种中学常见元素X，其转化关系如下：甲试剂A
−−−→乙试剂A
−−−→丙下列说
法不正确的是( )
A. 若乙为NaHCO3，则丙一定是CO2
B. 若试剂A 为氯水，X 为金属元素，则甲与丙反应可生成乙
C. 若试剂A 为NaOH 溶液，X 为短周期的金属元素，则乙一定为白色沉淀
D. 若甲为单质硫，则丙溶于水形成的浓溶液能与碳反应可生成乙
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5
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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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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71
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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72
5
随堂测试
测试1 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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73
5
课堂总结
第6 讲
化学能与热能
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75
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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77
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
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
例2
正确率：79%
某学生用如图2 −3 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
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78
6
达标检测2
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
例3 （1）下列过程中不一定释放能量的是
(填编号)
A. 化合反应
B. 分解反应
C. 形成化学键
D. 燃料燃烧
E. 酸碱中和
F. 炸药爆炸
（2）等质量的下列物质分别完全燃烧，放出热量较多的是
(填编号)
A. 硫蒸气
B. 硫固体
（3）已知H2 和O2 反应放热，且断开1mol H-H、1mol O=O、1mol O-H 键需吸收的能量分别为Ql、Q2、
Q3kJ。由此可以推知下列关系正确的是
(填编号)
A. Ql > Q3
B. Q2 > Q3
C. 2Ql +Q2 < 2Q3
D. 2Ql +Q2 < 4Q3
E. Ql +Q2 > Q3
F. Ql +Q2 < Q3
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79
6
2
模块
2
简单图像分析与计算
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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80
6
精讲精练
例4
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
达标检测3
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
例5
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
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81
6
例6
H2 在Cl2 中燃烧的方程式为：H2 +Cl2
点燃
===2HCl，已知在相同条件下，有下图所示的能量变化，下列说法
中正确的是( )
A. H2、Cl2 和HCl 分子中的化学键都是非极性共价键
B. 1mol H2 与1mol Cl2 的总能量小于2mol HCl 的总能量
C. 1mol H2 与1mol Cl2 反应生成2mol HCl 时，反应放出的能量为：(2Q3 −Q1 −Q2)kJ
D. 1mol H2 与1mol Cl2 反应生成2mol HCl 的过程中：Q1 + Q2 > 2Q3
达标检测4
正确率：82%
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
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82
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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83
6
随堂测试
测试1 下列各图中，表示反应是吸热反应的图是( )
测试2 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
测试3 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
高一化学·目标清北班（课改）·春
84
6
课堂总结
第7 讲
原电池
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87
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：
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
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7
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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89
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
某学习小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是( )
A. a 和b 不连接时，铁片上会有金属铜析出
B. a 和b 用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2+ +2e−=== Cu
C. 无论a 和b 是否用导线连接，铁片均溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色
D. a 和b 用导线连接时，铁片上发生还原反应，溶液SO2−
4
向铜电极移动
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7
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
例2
甲、乙两位学生想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片与铝片做电极，但甲将电极
放入6 mol·L−1 的H2SO4 溶液中，乙将电极放入6mol·L−1NaOH 溶液中，如图所示。
（1）写出甲池中正极的电极反应式：正极：
。
（2）写出乙池中负极的电极反应式和总反应的离子方程式，负极：
。总反应的离子方
程式：
。
（3）由此实验可得到如下哪些正确的结论( )
A. 利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质
B. 镁的金属性不一定比铝的金属性强
C. 该实验说明金属活动性顺序表已过时，已没有实用价值
D. 该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析
（4）上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动性顺序表判断原电池中的正负极”这种做法
(填“可靠”或“不可靠”)。如不可靠，请你提出1 个判断原电池正负极的可行的实验方案
(如“可靠”，此空可不填)。
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7
达标检测2
如图2−4 所示装置中，可观察到电流计指针偏转，M 棒变粗，N 棒变细。表2−2 所列M、N、P 物
质中，可以组合成该装置的是( )
例3
Ag2O2 是银锌碱性电池的正极活性物质，可通过下列方法制备：在KOH 溶液中加入适量AgNO3 溶液，
生成Ag2O 沉淀，保持反应温度为80◦C，边搅拌边将一定量K2S2O8 溶液缓慢加到上述混合物中，反应
完全后，过滤、洗涤、真空干燥得固体样品。反应方程式为:
2AgNO3 +4KOH+K2S2O8 === Ag2O2 ↓+2KNO3 +2K2SO4 +2H2O
请回答下列问题：
（1）上述制备过程中，检验洗涤是否完全的方法是
。
（2）银锌碱性电池的电解质溶液为KOH 溶液，电池放电时正极的Ag2O2 转化为Ag，负极的Zn 转化为
K2Zn(OH)4，写出该电池反应的化学方程式：
。
（3）准确称取上述制备的样品(设仅含Ag2O2 和Ag2O)2.588g，在一定的条件下完全分解为Ag 和O2，得
到224.0mLO2(标准状况下)。计算样品中Ag2O2 的质量分数
(用百分数表示，计算结果精确
到小数点后1 位)。
达标检测3
已知X、Y、Z 都是金属，若把X 浸入Z 的盐溶液中，X 的表面有Z 析出；若X、Y 和盐酸溶液形成
原电池，Y 为电池的负极。则X、Y、Z 的金属活动顺序为( )
A. Y > X > Z
B. X > Z > Y
C. X > Y > Z
D. Y > Z > X
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7
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、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。
精讲精练
达标检测4
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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7
例4
高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电
池的总反应为：3Zn+2K2FeO4 +8H2O
放电
⇌
充电3Zn(OH)2 +2Fe(OH)3 +4KOH，下列叙述不正确的是( )
A. 放电时负极反应为：Zn−2e−+2OH−=== Zn(OH)2
B. 放电时正极反应为：FeO2−
4 +4H2O+3e−=== Fe(OH)3 +5OH−
C. 放电时每转移3mol 电子，正极有1molK2FeO4 被氧化
D. 放电时，正极附近溶液的碱性增强
例5
电动汽车以锂电池提供动力，锂电池技术已经成为汽车研究的前沿科技。某锂电池的电池反应为：
xLi+Li3−xNiCoMnO6
充电
←→
放电Li3NiCoMnO6，下列说法正确的是( )
A. 该电池的充、放电过程互为可逆反应
B. 放电时，电池的负极反应为Li-e−=== Li+
C. 放电过程中，Li+ 向电池的负极移动
D. 该电池可以采用醋酸、乙醇等作为电解质溶液
例6
燃料电池是一种能量转换效率高、对环境友好的化学电源，如图为一种氢氧燃料电池的结构装置。
（1）电极b 为该燃料电池的
极(填“正”或“负”)，电极方程式为
。
（2）电池工作时，溶液中的OH−移向
极(填“a”或“b”)。
（3）电池工作时，在导线中电子流动方向为
(用a、b 表示)。
（4）电池使用一段时间后，溶液的pH 值
(填“增大”或“减小”)。
（5）当电池工作一段时间后消耗标准状况下H2 为6.72L 时，转移电子
mol。
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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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7
随堂测试
测试1 锂海水电池常用在海上浮标等助航设备中，其示意图如图所示。电池反应为2Li+2H2O === 2LiOH+
H2 ↑。电池工作时，下列说法错误的是( )
A. 金属锂作负极
B. 电子从锂电极经导线流向镍电极
C. 海水作为电解质溶液
D. 可将电能转化为化学能
测试2 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3 Li−SOCl2 电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4 −SOCl2。电池
的总反应可表示为：4Li+2SOCl2 === 4LiCl+S+SO2。下列说法中错误的是( )
A. 负极材料为锂，发生的电极反应为：Li−e−=== Li+
B. 正极材料为碳，正极上发生还原反应
C. 电极正极反应式为：2SOCl2 +4e−=== 4Cl−+S+SO2
D. 组装该电池时不需要隔绝空气和水
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课堂总结
1119092614156
