(鲁京津琼)2020版新高考化学第四章微考点31非金属及其化合物制备流程与实验探究(二)(含解析)

非金属及其化合物制备流程与实验探究（二）1．(2018·黑龙江大庆实验中学训练)二氯化砜(SO2Cl2)是一种无色液体，主要用于有机物和无机物的氯化等。

其熔点为－54.1℃，沸点为69.2℃；常温下比较稳定，受热易分解，遇水剧烈反应生成硫酸和盐酸。

(1)制备。

实验室可利用SO2和Cl2按下列装置制取少量SO2Cl2(丙中放有樟脑液，起催化作用)。

已知
SO 2(g)＋Cl22Cl2(g) ΔH＜0
①可以用浓盐酸和酸性高锰酸钾制取氯气，该反应的化学方程式为_______________________ _______________________________________________________________________________，溶液A为____________________。

②上图实框中仪器己的名称为_____________________________________________________；反应装置图的虚框中未画出的仪器是________(填“己”或“庚”)。

③如果将丙装置放入冰水中，会更有利于二氯化砜的生成，其原因是______________________ _______________________________________________________________________________。

④下列有关说法错误的是________(填字母)。

a．乙、戊装置相同，在实验中的作用也完全相同
b．甲、丁装置为洗气装置，可用于气体的除杂和干燥
c．组装仪器后首先要进行的操作是检查装置的气密性
d．为提高反应物的利用率，可控制甲、丁装置中产生气泡的速率相等
(2)提纯。

将收集到的产物进行减压蒸馏，减压蒸馏的目的是_____________________________ _______________________________________________________________________________。

(3)测定。

取1.00g蒸馏后的液体，小心地完全溶于水，向所得的溶液中加入足量氯化钡溶液，测得生成沉淀的质量为 1.60g，则所得蒸馏成分中二氯化砜的质量百分含量为________%(精确到0.01)。

(4)贮存。

二氯化砜应储存于阴凉、干燥、通风良好的库房。

但久置后微显黄色，其原因是______ _______________________________________________________________________________。

2．碲单质和化合物在化工生产等方面具有广泛应用。

工业上常用铜阳极泥(主要成分是Cu2Te，含Ag、Au等杂质)为原料提取碲并回收金属，其工艺流程如下：
已知：TeO2微溶于水，易溶于较浓的强酸和强碱。

在元素周期表中碲与硫同主族，碲原子比硫原子多2个电子层。

(1)在元素周期表中，碲位于_______________________________________________________。

(2)Cu2Te中碲元素的化合价为________。

(3)“加压酸浸1”过程中控制溶液的pH为5左右，将碲转化成TeO2，其中“加压”的目的是________________，写出“加压酸浸1”过程中发生反应的化学方程式_________________ _______________________________________________________________________________。

(4)“还原”反应中氧化产物和还原产物的物质的量之比为________。

(5)工业上另一种提取碲的方法是将铜阳极泥在空气中焙烧，使碲转化成TeO2，再碱浸进一步将TeO2转化成Na2TeO3，以石墨为电极电解Na2TeO3溶液获得Te。

电解过程中阴极附近电解质溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”)；阳极产物主要是O2，有少量Na2TeO4，写出阳极上生成Na2TeO4的电极反应式：_____________________________________ _______________________________________________________________________________。

(6)以滤液为原料回收铜有如下方案：
方案1：向一定量滤液中加入适量的氢氧化钠溶液，调节溶液pH，使其充分反应，过滤、洗涤、灼烧、还原得铜单质。

方案2：请你参照上述工艺流程，利用置换反应原理设计流程___________________________。

3．(2019·宁夏银川高三教学质量检测)亚硝酰氯(NOCl)是一种红褐色液体或黄色气体，其熔点为－64.5℃，沸点为－5.5℃，遇水易水解。

它是有机合成中的重要试剂，可由NO与Cl2在常温常压下合成。

(1)实验室制备原料气NO和Cl2的装置如图所示。

实验室制Cl2时，装置A中烧瓶内发生反应的化学方程式为_____________________________。

装置B中盛放的试剂为________，其作用为__________________________________________。

(2)将上述收集到的Cl2充入D的集气瓶中，按图示装置制备亚硝酰氯。

①NOCl分子中各原子均满足8电子稳定结构，则NOCl的电子式为______________________。

②装置D中发生反应的化学方程式为________________________________________________ _______________________________________________________________________________。

③如果不用装置E会引起什么后果？________________________________________________ _______________________________________________________________________________。

④某同学认为装置F不能有效吸收尾气中的某种气体，该气体为________，为了充分吸收尾气，可将尾气与________同时通入氢氧化钠溶液中。

(3)工业上可用间接电化学法除去NO，其原理如图所示，吸收塔中发生的反应为NO＋S2O2－4＋H2O―→N2＋HSO－3。

①吸收塔内发生反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。

②阴极的电极反应式为___________________________________________________________。

4．焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是一种食品添加剂。

实验室制备焦亚硫酸钠的步骤和装置图如下：
①在饱和Na2CO3溶液中通入SO2至pH为4.1，生成NaHSO3溶液；
②加碳酸钠粉末调至pH为7～8；
③再通SO2至pH为4.1；
④从过饱和溶液中析出Na2S2O5晶体。

回答下列问题：
(1)按气体从左至右，装置接口的连接顺序为a→________________。

(2)A装置制备SO2，此反应中硫酸体现的性质是_______________________________________ (填字母)。

收集SO2的方法是____________。

a．强氧化性b．吸水性c．脱水性d．强酸性
(3)写出制备Na2S2O5的总化学方程式：_______________________________________________
_______________________________________________________________________________。

(4)Na2S2O5水溶液呈酸性，其原因是_________________________________________________ _______________________________________________________________________________。

(5)步骤①中，测定溶液pH＝4.1选用的是__________(填字母)。

a．广范pH试纸b．pH计c．精密pH试纸
pH>4.1时，则产品中会有副产物，其化学式是________________________________________。

(6)①饱和溶液中析出焦亚硫酸钠晶体，分离出产品的方法是__________、洗涤和干燥。

②已知：Na2S2O5＋2HCl===2NaCl＋2SO2↑＋H2O。

检验焦亚硫酸钠产品中是否含有Na2SO4的操作是________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。

5．(2019·温州中学质检)高氯酸可用于生产高氯酸盐、人造金刚石提纯、电影胶片制造、医药工业等方面。

工业上用以下工艺流程生产高氯酸，同时得到副产物亚氯酸钠(NaClO2)粗品。

已知：①NaHSO4的溶解度随温度的升高而增大，适当条件下可结晶析出。

②高氯酸是迄今为止已知酸中的最强酸，沸点为90℃。

③NaClO2固体受热易分解。

请回答下列问题：
(1)反应器Ⅰ中发生反应的化学方程式为_____________________________________________ _______________________________________________________________________________，冷却过滤的目的是_______________________________________________________________，能用蒸馏法分离出高氯酸的原因是_________________________________________________。

(2)反应器Ⅱ中通入SO2的目的是___________________________________________________。

(3)从反应器Ⅱ中获得NaClO2粗品的实验操作依次是________(填字母，下同)，进一步提纯的操作为______。

a．过滤b．重结晶c．蒸馏d．蒸发浓缩e．蒸干灼烧f．冷却结晶g．萃取分液(4)现提供0.1mol·L－1的NaHSO4溶液，请设计实验方案判断HSO－4在溶液中是否完全电离：________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。

答案精析
1．(1)①16HCl(浓)＋2KMnO 4===5Cl 2↑＋2MnCl 2＋2KCl ＋8H 2O 饱和氯化钠溶液 ②球形冷凝管 己 ③该反应是放热反应，降低温度能使平衡向右移动，有利于二氯化砜的生成 ④a
(2)降低二氯化砜的沸点，减少二氯化砜的分解
(3)92.70
(4)二氯化砜自身分解生成的氯气溶于二氯化砜中
解析 (1)①Cl 2通过甲除去其中的杂质HCl ，溶液A 为饱和食盐水。

②因为球形冷凝管的冷却效果好，所以反应装置图的虚框中未画出的仪器是己。

④乙的作用是除去水蒸气，戊的作用是除去剩余的有毒气体Cl 2、SO 2，并且防止空气中的水蒸气进入反应装置，二者作用不完全相同；可以控制甲、丁装置中产生气泡的速率相等，Cl 2和SO 2的配比符合反应比。

(3)沉
淀是硫酸钡，二氯化砜的质量百分含量为1.60×135233
×100%≈92.70%。

2．(1)第五周期ⅥA 族
(2)－2
(3)增大O 2浓度，提高浸出率 Cu 2Te ＋2O 2＋2H 2SO 4===2CuSO 4＋TeO 2＋2H 2O
(4)2∶1
(5)增大 TeO 2－3－2e －＋2OH －===TeO 2－
4＋H 2O (6)
3．(1)MnO 2＋4HCl(浓)=====△MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O
饱和食盐水 除去Cl 2中的HCl 气体 (2)①
②2NO＋Cl 2=====－10℃2NOCl ③装置F 中的水蒸气进入装置D 中，导致产品水解 ④NO O 2
(3)①1∶1 ②2HSO －3＋2H ＋＋2e －===S 2O 2－
4＋2H 2O
解析 (1)实验室利用MnO 2和浓盐酸反应制取氯气，化学方程式为MnO 2＋4HCl(浓)=====△MnCl 2
＋Cl 2↑＋2H 2O 。

由于浓盐酸易挥发，制得的氯气中含有杂质HCl ，故装置B 中盛放的试剂为饱和食盐水，其作用为除去HCl 。

(2)①NOCl 分子中各原子均满足8电子稳定结构，则NOCl 的结构式为O==N —Cl ，电子式为。

②装置D 中NO 和Cl 2反应生成NOCl ，化学方程式为2NO ＋Cl 2=====－10℃2NOCl 。

③根据提供的信息，NOCl 遇水易水解，如果不用装置
E ，装置
F 中的水蒸气会进入装置D 中，导致产品水解。

④NO 与NaOH 溶液不反应，要充分吸
收NO ，可以将NO 和O 2同时通入NaOH 溶液中。

(3)①由NO ――→得2e －12
N 2、S 2O 2－4――→失2×e －2HSO －3，可知NO 、S 2O 2－4的物质的量之比为1∶1。

②由题图知，阴极上HSO －3发生还原反应，生成S 2O 2－4，电极反应式为2HSO －3＋2H ＋＋2e －===S 2O 2－4＋2H 2O 。

4．(1)c→d→e→f→b
(2)d 向上排空气法
(3)Na 2CO 3＋2SO 2===Na 2S 2O 5＋CO 2
(4)Na 2S 2O 5与H 2O 反应生成NaHSO 3，HSO －3的电离程度大于其水解程度
(5)bc Na 2SO 3
(6)①过滤 ②取少量产品于试管中，加适量蒸馏水溶解，滴加足量盐酸和氯化钡溶液 解析 (1)设计思路：制备SO 2的发生装置、安全瓶、反应装置、尾气吸收装置。

(2)硫酸为二元强酸，与亚硫酸钠反应生成SO 2。

用向上排空气法收集SO 2。

(3)碳酸钠与二氧化硫反应生成焦亚硫酸钠和二氧化碳。

(4)焦亚硫酸钠中硫元素为＋4价，焦亚硫酸钠与水反应生成亚硫酸氢钠，亚硫酸氢根离子在水中的电离程度大于其水解程度，故溶液呈酸性。

(5)广范pH 试纸只能粗略地测定pH ，读数为整数。

如果溶液酸性弱，会生成亚硫酸钠副产品。

(6)①产品已析出，直接过滤。

②检验产品中是否含有硫酸钠的试剂是盐酸、氯化钡溶液。

5．(1)3NaClO 3＋3H 2SO 4(浓)===HClO 4＋2ClO 2↑＋3NaHSO 4＋H 2O 降低NaHSO 4的溶解度并分离出NaHSO 4晶体 高氯酸的沸点比较低，与溶剂H 2O 的沸点相差10℃，容易从溶液中逸出
(2)SO 2作为还原剂把ClO 2还原为NaClO 2
(3)dfa b
(4)用精密pH 试纸或pH 计测定0.1mol·L －1的NaHSO 4溶液的pH ，如果pH ＝1，则HSO －4在溶液中完全电离；如果pH>1，则HSO －4在溶液中不完全电离。