非金屬(Cl、S、Te)及其化合物制備流程與實(shí)驗(yàn)探究(含解析)

2020屆高考化學(xué)第二輪專題復(fù)習(xí)課時(shí)提升訓(xùn)練非金屬（Cl、S、Te）及其化合物制備流程與實(shí)驗(yàn)探究1、碲單質(zhì)和化合物在化工生產(chǎn)等方面具有廣泛應(yīng)用。工業(yè)上常用銅陽極泥(主要成分是Cu2Te，含Ag、Au等雜質(zhì))為原料提取碲并回收金屬，其工藝流程如下：已知：TeO2微溶于水，易溶于較濃的強(qiáng)酸和強(qiáng)堿。在元素周期表中碲與硫同主族，碲原子比硫原子多2個(gè)電子層。(1)在元素周期表中，碲位于_______________________。(2)Cu2Te中碲元素的化合價(jià)為________。(3)“加壓酸浸1”過程中控制溶液的pH為5左右，將碲轉(zhuǎn)化成TeO2，其中“加壓”的目的是____________________________，寫出“加壓酸浸1”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________。(4)“還原”反應(yīng)中氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為________。(5)工業(yè)上另一種提取碲的方法是將銅陽極泥在空氣中焙燒，使碲轉(zhuǎn)化成TeO2，再堿浸進(jìn)一步將TeO2轉(zhuǎn)化成Na2TeO3，以石墨為電極電解Na2TeO3溶液獲得Te。電解過程中陰極附近電解質(zhì)溶液的pH將________(填“增大”“減小”或“不變”)；陽極產(chǎn)物主要是O2，有少量Na2TeO4，寫出陽極上生成Na2TeO4的電極反應(yīng)式：_________________________。(6)以濾液為原料回收銅有如下方案：方案1：向一定量濾液中加入適量的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)溶液pH，使其充分反應(yīng)，過濾、洗滌、灼燒、還原得銅單質(zhì)。方案2：請(qǐng)你參照上述工藝流程，利用置換反應(yīng)原理設(shè)計(jì)流程___________________。答案：(1)第五周期ⅥA族(2)－2(3)增大O2濃度，提高浸出率Cu2Te＋2O2＋2H2SO4=2CuSO4＋TeO2＋2H2O(4)2∶1(5)增大TeOeq\o\al(2－,3)－2e－＋2OH－=TeOeq\o\al(2－,4)＋H2O(6)2、二氯化砜(SO2Cl2)是一種無色液體，主要用于有機(jī)物和無機(jī)物的氯化等。其熔點(diǎn)為－54.1℃，沸點(diǎn)為69.2℃；常溫下比較穩(wěn)定，受熱易分解，遇水劇烈反應(yīng)生成硫酸和鹽酸。(1)制備。實(shí)驗(yàn)室可利用SO2和Cl2按下列裝置制取少量SO2Cl2(丙中放有樟腦液，起催化作用)。已知SO2(g)＋Cl2(g)SO2Cl2(g)ΔH＜0①可以用濃鹽酸和酸性高錳酸鉀制取氯氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________，溶液A________________________________。②上圖實(shí)框中儀器己的名稱為__________________________；反應(yīng)裝置圖的虛框中未畫出的儀器是________(填“己”或“庚”)。③如果將丙裝置放入冰水中，會(huì)更有利于二氯化砜的生成，其原因是______________________________________________________。④下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是________(填字母)。a．乙、戊裝置相同，在實(shí)驗(yàn)中的作用也完全相同b．甲、丁裝置為洗氣裝置，可用于氣體的除雜和干燥c．組裝儀器后首先要進(jìn)行的操作是檢查裝置的氣密性d．為提高反應(yīng)物的利用率，可控制甲、丁裝置中產(chǎn)生氣泡的速率相等(2)提純。將收集到的產(chǎn)物進(jìn)行減壓蒸餾，減壓蒸餾的目的是_________________________________________。(3)測(cè)定。取1.00g蒸餾后的液體，小心地完全溶于水，向所得的溶液中加入足量氯化鋇溶液，測(cè)得生成沉淀的質(zhì)量為1.60g，則所得蒸餾成分中二氯化砜的質(zhì)量百分含量為________%(精確到0.01)。(4)貯存。二氯化砜應(yīng)儲(chǔ)存于陰涼、干燥、通風(fēng)良好的庫房。但久置后微顯黃色，其原因是___________________。答案：(1)①16HCl(濃)＋2KMnO4=5Cl2↑＋2MnCl2＋2KCl＋8H2O飽和氯化鈉溶液②球形冷凝管己③該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度能使平衡向右移動(dòng)，有利于二氯化砜的生成④a(2)降低二氯化砜的沸點(diǎn)，減少二氯化砜的分解(3)92.70(4)二氯化砜自身分解生成的氯氣溶于二氯化砜中解析(1)①Cl2通過甲除去其中的雜質(zhì)HCl，溶液A為飽和食鹽水。②因?yàn)榍蛐卫淠艿睦鋮s效果好，所以反應(yīng)裝置圖的虛框中未畫出的儀器是己。④乙的作用是除去水蒸氣，戊的作用是除去剩余的有毒氣體Cl2、SO2，并且防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)裝置，二者作用不完全相同；可以控制甲、丁裝置中產(chǎn)生氣泡的速率相等，Cl2和SO2的配比符合反應(yīng)比。(3)沉淀是硫酸鋇，二氯化砜的質(zhì)量百分含量為1.60×eq\f(135,233)×100%≈92.70%。3、亞硝酰氯(NOCl)是一種紅褐色液體或黃色氣體，其熔點(diǎn)為－64.5℃，沸點(diǎn)為－5.5℃，遇水易水解。它是有機(jī)合成中的重要試劑，可由NO與Cl2在常溫常壓下合成。(1)實(shí)驗(yàn)室制備原料氣NO和Cl2的裝置如圖所示。實(shí)驗(yàn)室制Cl2時(shí)，裝置A中燒瓶內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________。裝置B中盛放的試劑為________，其作用為__________________________。(2)將上述收集到的Cl2充入D的集氣瓶中，按圖示裝置制備亞硝酰氯。①NOCl分子中各原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則NOCl的電子式為______________。②裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________。③如果不用裝置E會(huì)引起什么后果？_____________________________________。④某同學(xué)認(rèn)為裝置F不能有效吸收尾氣中的某種氣體，該氣體為________，為了充分吸收尾氣，可將尾氣與________同時(shí)通入氫氧化鈉溶液中。(3)工業(yè)上可用間接電化學(xué)法除去NO，其原理如圖所示，吸收塔中發(fā)生的反應(yīng)為NO＋S2Oeq\o\al(2－,4)＋H2O→N2＋HSOeq\o\al(－,3)。①吸收塔內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為________。②陰極的電極反應(yīng)式為_________________________。答案：(1)MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O飽和食鹽水除去Cl2中的HCl氣體(2)①②2NO＋Cl2eq\o(=,\s\up7(－10℃))2NOCl③裝置F中的水蒸氣進(jìn)入裝置D中，導(dǎo)致產(chǎn)品水解④NOO2(3)①1∶1②2HSOeq\o\al(－,3)＋2H＋＋2e－=S2Oeq\o\al(2－,4)＋2H2O解析(1)實(shí)驗(yàn)室利用MnO2和濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣，化學(xué)方程式為MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。由于濃鹽酸易揮發(fā)，制得的氯氣中含有雜質(zhì)HCl，故裝置B中盛放的試劑為飽和食鹽水，其作用為除去HCl。(2)①NOCl分子中各原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則NOCl的結(jié)構(gòu)式為ON—Cl，電子式為。②裝置D中NO和Cl2反應(yīng)生成NOCl，化學(xué)方程式為2NO＋Cl2eq\o(=,\s\up7(－10℃))2NOCl。③根據(jù)提供的信息，NOCl遇水易水解，如果不用裝置E，裝置F中的水蒸氣會(huì)進(jìn)入裝置D中，導(dǎo)致產(chǎn)品水解。④NO與NaOH溶液不反應(yīng)，要充分吸收NO，可以將NO和O2同時(shí)通入NaOH溶液中。(3)①由NOeq\o(→,\s\up7(得2e－))eq\f(1,2)N2、S2Oeq\o\al(2－,4)eq\o(→,\s\up7(失2×e－))2HSOeq\o\al(－,3)，可知NO、S2Oeq\o\al(2－,4)的物質(zhì)的量之比為1∶1。②由題圖知，陰極上HSOeq\o\al(－,3)發(fā)生還原反應(yīng)，生成S2Oeq\o\al(2－,4)，電極反應(yīng)式為2HSOeq\o\al(－,3)＋2H＋＋2e－=S2Oeq\o\al(2－,4)＋2H2O。4、焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)是一種食品添加劑。實(shí)驗(yàn)室制備焦亞硫酸鈉的步驟和裝置圖如下：①在飽和Na2CO3溶液中通入SO2至pH為4.1，生成NaHSO3溶液；②加碳酸鈉粉末調(diào)至pH為7～8；③再通SO2至pH為4.1；④從過飽和溶液中析出Na2S2O5晶體?；卮鹣铝袉栴}：(1)按氣體從左至右，裝置接口的連接順序?yàn)閍→________________。(2)A裝置制備SO2，此反應(yīng)中硫酸體現(xiàn)的性質(zhì)是________________(填字母)。收集SO2的方法是____________。a．強(qiáng)氧化性b．吸水性c．脫水性d．強(qiáng)酸性(3)寫出制備Na2S2O5的總化學(xué)方程式：__________________________________________。(4)Na2S2O5水溶液呈酸性，其原因是___________________________________。(5)步驟①中，測(cè)定溶液pH＝4.1選用的是__________(填字母)。a．廣范pH試紙b．pH計(jì)c．精密pH試紙pH>4.1時(shí)，則產(chǎn)品中會(huì)有副產(chǎn)物，其化學(xué)式是_________________________________。(6)①飽和溶液中析出焦亞硫酸鈉晶體，分離出產(chǎn)品的方法是__________、洗滌和干燥。②已知：Na2S2O5＋2HCl=2NaCl＋2SO2↑＋H2O。檢驗(yàn)焦亞硫酸鈉產(chǎn)品中是否含有Na2SO4的操作是________________________________。答案：(1)c→d→e→f→b(2)d向上排空氣法(3)Na2CO3＋2SO2=Na2S2O5＋CO2(4)Na2S2O5與H2O反應(yīng)生成NaHSO3，HSOeq\o\al(－,3)的電離程度大于其水解程度(5)bcNa2SO3(6)①過濾②取少量產(chǎn)品于試管中，加適量蒸餾水溶解，滴加足量鹽酸和氯化鋇溶液解析(1)設(shè)計(jì)思路：制備SO2的發(fā)生裝置、安全瓶、反應(yīng)裝置、尾氣吸收裝置。(2)硫酸為二元強(qiáng)酸，與亞硫酸鈉反應(yīng)生成SO2。用向上排空氣法收集SO2。(3)碳酸鈉與二氧化硫反應(yīng)生成焦亞硫酸鈉和二氧化碳。(4)焦亞硫酸鈉中硫元素為＋4價(jià)，焦亞硫酸鈉與水反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉，亞硫酸氫根離子在水中的電離程度大于其水解程度，故溶液呈酸性。(5)廣范pH試紙只能粗略地測(cè)定pH，讀數(shù)為整數(shù)。如果溶液酸性弱，會(huì)生成亞硫酸鈉副產(chǎn)品。(6)①產(chǎn)品已析出，直接過濾。②檢驗(yàn)產(chǎn)品中是否含有硫酸鈉的試劑是鹽酸、氯化鋇溶液。5、高氯酸可用于生產(chǎn)高氯酸鹽、人造金剛石提純、電影膠片制造、醫(yī)藥工業(yè)等方面。工業(yè)上用以下工藝流程生產(chǎn)高氯酸，同時(shí)得到副產(chǎn)物亞氯酸鈉(NaClO2)粗品。已知：①NaHSO4的溶解度隨溫度的升高而增大，適當(dāng)條件下可結(jié)晶析出。②高氯酸是迄今為止已知酸中的最強(qiáng)酸，沸點(diǎn)為90℃。③NaClO2固體受熱易分解。請(qǐng)回答下列問題：(1)反應(yīng)器Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________，冷卻過濾的目的是____________________________，能用蒸餾法分離出高氯酸的原因是_________________________________。(2)反應(yīng)器Ⅱ中通入SO2的目的是_________________________________________________________________________________。(3)從反應(yīng)器Ⅱ中獲得NaClO2粗品的實(shí)驗(yàn)操作依次是________(填字母，下同)，進(jìn)一步提純的操作為______。a．過濾b．重結(jié)晶c．蒸餾d．蒸發(fā)濃縮e．蒸干灼燒f．冷卻結(jié)晶g．萃取分液(4)現(xiàn)提供0.1mol·L－1的NaHSO4溶液，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案判斷HSOeq\o\al(－,4)在溶液中是否完全電離：____________________