(8) 或

16、(2010·長春模擬)下圖是部分常見元素的單質(zhì)及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖(有關(guān)反應(yīng)條件及生成的部分產(chǎn)物已略去)。

已知：A為硫鐵礦的主要成分，E為紅棕色固體，K為淺綠色溶液；反應(yīng)①、②都是化工生產(chǎn)中的重要反應(yīng)；B、C、D、H是單質(zhì)；B、C、D、F、G、H常溫下是氣態(tài)； F、P 和H的水溶液均具有漂白作用，且F是形成酸雨的主要物質(zhì)之一；N是一種常見的氮肥；化合物G分子構(gòu)型為三角錐形，化合物M由兩種元素組成，分子內(nèi)共有58個電子。

(1)F的化學(xué)式　　　　　　　 ；G的水溶液中，最多的陽離子是　　　　　　　 。

(2)寫出K與H反應(yīng)的離子方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

G與H反應(yīng)的化學(xué)方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

(3)在實(shí)驗(yàn)室中，向飽和H水溶液中加入CaCO₃粉末，充分反應(yīng)后過濾，可制得濃度較大的P的水溶液。用化學(xué)平衡移動的原理加以解釋　　　　　　　

[答案](1)SO₂ 、NH₄⁺

(2)2Fe²⁺　 + Cl₂ =　 2Fe³⁺ 　+ 2Cl^- 　　4NH₃ + 3Cl₂ = NCl₃ + 3NH₄Cl　

(3)飽和的Cl₂水中存在如下平衡：Cl₂ + H₂O 　H⁺ + Cl^- + HClO ，加入的CaCO₃

　　 粉末與H⁺ 反應(yīng)，使上述平衡向正向移動，HClO濃度增大

()

例1如圖，已知正方形ABCD的邊長為4，E、F分別是AB、AD的中點(diǎn)，GC⊥平面ABCD，且GC＝2，求點(diǎn)B到平面EFG的距離．

分析：由題設(shè)可知CG、CB、CD兩兩互相垂直，可以由此建立空間直角坐標(biāo)系．用向量法求解，就是求出過B且垂直于平面EFG的向量，它的長即為點(diǎn)B到平面EFG的距離．

解：如圖，設(shè)4i，4j，2k，

以i、j、k為坐標(biāo)向量建立空間直角坐標(biāo)系C－xyz．

由題設(shè)C(0,0,0)，A(4,4,0)，B(0,4,0)，D(4,0,0)，E(2,4,0)，F(xiàn)(4,2,0)，G(0,0,2)．

∴　，，

　 ，，

．

設(shè)平面EFG，M為垂足，則M、G、E、F四點(diǎn)共面，由共面向量定理知，存在實(shí)數(shù)a、b、c，使得，

∴　＝(2a+4b,－2b－4c,2c)．

由平面EFG，得，，于是

　，．

∴　

整理得：，解得．

∴　＝(2a+4b,－2b－4c,2c)＝．

∴　

故點(diǎn)B到平面EFG的距離為．

說明：用向量法求點(diǎn)到平面的距離，常常不必作出垂線段，只需利用垂足在平面內(nèi)、共面向量定理、兩個向量垂直的充要條件解出垂線段對應(yīng)的向量就可以了．

例2　 已知正方體ABCD－的棱長為1，求直線與AC的距離．

分析：設(shè)異面直線、AC的公垂線是直線l，則線段在直線l上的射影就是兩異面直線的公垂線段，所以此題可以利用向量的數(shù)量積的幾何意義求解．

解：如圖，設(shè)i，j，k，以i、j、k為坐標(biāo)向量建立空間直角坐標(biāo)系－xyz，

則有，，，．

∴　，，．

設(shè)n是直線l方向上的單位向量，則．

∵　n，n，

∴　，解得或．

取n，則向量在直線l上的投影為

　n··．

由兩個向量的數(shù)量積的幾何意義知，直線與AC的距離為．

例3 如圖，已知線段AB在平面α內(nèi)，線段，線段BD⊥AB，線段，，如果AB＝a，AC＝BD＝b，求C、D間的距離．

解：由，可知．

由可知，＜＞＝，

∴＝

　�。�+++2(++)

　　 ＝＝．

　∴．

小結(jié)：選定空間同起點(diǎn)且不公面的三個向量作為一個基底，并用它表示指定的向量，是用向量知識解決立體幾何問題的基本要領(lǐng)．解題中要結(jié)合已知和未知去觀察圖形、聯(lián)想有關(guān)的運(yùn)算法則和公式等，就近表示所需的向量，再對照目標(biāo)將不符合要求的向量加以調(diào)整，如此反復(fù)，直至所有向量符合目標(biāo)要求．

例4．如果一條直線與一個平面平行那麼過這個平面內(nèi)的一點(diǎn)與這條直線平行的直線必在這個平面內(nèi)

已知：a∥α，AÎa，AÎb且a∥b

求證：bÌa

證明：假設(shè)bËa過A點(diǎn)和a確定平面為b，

b∩a=b1，b1Ìa，AÎb1

∵a∥α　 ∴a∥b1

由a∥b而b，b1都過點(diǎn)A

這樣，在平面a內(nèi)過A有兩條直線b和b1都平行于a

這是不可能的　 ∴bÌa

例5．正方形ABCD和正方形ABEF所在平面互相垂直，點(diǎn)M，N分別在對角線AC和BF上，且AM=FN

求證：MN∥平面BEC

分析：證線面平行Ü線線平行，需找出面BEC中與MN平行的直線

證法(一)：作NK∥AB交BE于K，作MH∥AB交BC于H

　　　 ∴MH∥NK

　　　 ∵ABCD與ABEF是兩個有公共邊AB的正方形

　　　 ∴它們是全等正方形

　　　 ∵AM=FN　　 ∴CM=BN

　　　 又∠HCM=∠KBN，∠HMC=∠KNB

　　　 ∴△HCM≌△KBN　　 ∴MH=NK

　　　 ∴MHKN是平行四邊形　 ∴MN∥HK

　　　 ∵HKÌ平面BEC　 MNË平面BEC

　　　 ∴MN∥平面BEC

證法(二)：分析：利用面面平行Þ線面平行

　　 過N作NP∥BE，連MP，∵NP∥AF

　　 ∴FN/FB=AP/AB　　 ∴AM=FN，AC=BF

　　 ∴FN/FB=AM/AC　　 ∴AP/AB=AM/AC

　　 ∴MP∥BC　　 ∴平面MNP∥平面BCE

　　 ∴MN∥平面BCE

例6．在三棱錐P-ABC中，三條側(cè)棱PA，PB，PC兩兩垂直，H是△ABC的垂心

求證：⑴PH^底面ABC　 ⑵△ABC是銳角三角形

證明：⑴∵PA^PB　 PA^PC且PB∩PC=P

∴PA^側(cè)面PBC　 又∵BCÌ平面PBD　 ∴PA^BC

∵H是△ABC的垂心　 ∴AH^BC

∵PA∩AH=A　 ∴BC^截面PAH

又PHÌ平面PAH　 ∴BC^PH

同理可證：AB^PH　 又ABÇBC=B　 ∴PH^面ABC

⑵設(shè)AH與直線BC的交點(diǎn)為E，連接PE

　 由⑴知PH^底面ABC　 ∴AE為PE在平面ABC的射影

　 由三垂線定理：PE^BC　

　 ∵PB^PC即△BPC是直角三角形，BC為斜邊

　 ∴E在BC邊上　 由于AE^BC，故B∠C都是銳角

　 同理可證：∠A也是銳角　 　∴△ABC為銳角三角形

例7．正三棱柱ABC-A₁B₁C₁的側(cè)面三條對角線AB₁，BC₁，CA₁中，AB₁^BC₁

求證：AB₁^CA₁

證明：取AB，A₁B₁中點(diǎn)D，D₁連接CD，C₁D₁及A₁D，BD₁

由三棱柱可知，面A₁B₁C₁^面AB₁

在正△A₁B₁C₁中，C₁D₁^A₁B₁

∴C1D₁^面AB₁ (同理CD^面AB₁)

∴BD₁是BC₁在平面AB₁內(nèi)的射影

∵AB₁^BC₁　 ∴AB₁^BD₁　 ∵BD₁∥AD₁　 ∴AB₁^A₁D

且AD₁是A₁C在平面AB₁內(nèi)的射影　 　　∴AB₁^A₁C

例8．在正四棱柱AC₁中，底面邊長為1，側(cè)棱長為2，

⑴求D₁B₁與平面A₁BCD₁所成的角

⑵求B₁到平面A₁BC₁的距離

分析：⑴按定義需作B₁D₁在平面A₁BCD₁上的射影，那麼在此平面上射影的位置該落何處，這就是要考慮垂足的定位問題

常用方法：⑴ 過B₁作A₁B的垂線B₁EÞB₁E^平面A₁BCD₁

⑵ 過B₁作平面A₁BCD₁的垂線ÞB₁EÌ平面A₁BCD₁ÞEÎA₁B

(3) 在垂面內(nèi)做垂線

解：⑴ BC^AB , BC^BB₁ ∴BC^面A₁B∴面A₁C^面A₁B

過B₁作B₁E^A₁B=E　 ∴B₁E^平面A₁BCD₁

連D₁E，則D₁E是B₁D₁在平面A₁BCD₁上的射影

故∠ B₁D₁E即B₁D₁與平面A₁BCD₁所成的角

且在Rt△ B₁ED₁中，B₁E=A₁B₁*B₁B/A₁B=

∴Sin∠ B₁D₁E=

(2)解一：正方形A₁B₁C₁D₁中 , 等腰ΔBA₁C₁中A₁C₁^ B₁D₁ ,BO^ A₁C₁

∴A₁C₁^面B₁BO　　 ∴面A₁C₁B^面B₁BO

∴過B₁作高線BO垂線　 B₁ H^ BO于H　 則B₁ H^面A₁C₁B

連A₁C₁，過B₁作平面A₁BC₁的垂線，垂足為H，則B₁H的長

即點(diǎn)B₁到平面A₁BC₁的距離，

　 由正棱柱性質(zhì):B₁A₁，B₁C₁，B₁B兩兩垂直∴H是△A₁BC₁的垂心

　 連BO則BO^A₁C₁ ∴HÎBO

　∵B₁B^底面A₁C₁　 ∴B₁B^B₁O，B₁H^BO

　B₁H=

　(OB=)

即頂點(diǎn)B₁到截面A₁BC₁的距離為

解二：(利用等積法)考察四面體B₁A₁BC₁

設(shè)頂點(diǎn)B₁到A₁BC₁的距離為h

則為三棱柱B₁-A₁BC₁的高

V_B1-A₁BC₁=V_B-ABC₁

∴*S△A₁BC₁*h=*S△A₁BC₁*B₁B　 ∵A₁C₁^BO

∴**A₁C₁*BO*h=**A₁B₁*B₁C₁*BB₁

∴B到平面A₁BC₁的距離為

(三)鹵素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)(相似性及遞變性)

由于最外層均為　　 個電子，極易　　　　 電子，因此鹵素都是　　　　 劑，在自然界均只以　　　 態(tài)存在.但隨著電子層數(shù)遞增，原子半徑漸　　　 ，核對外層電子的引力漸　　　 ，得電子能力漸　　　　 ，其氧化性逐漸　　　 ，主要表現(xiàn)：　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

試題枚舉

[例1]下列有關(guān)氯的敘述中正確的是　

A．液氯和氯水是同一物質(zhì)　

　B．紅磷在氯氣中燃燒產(chǎn)生白色煙霧

C．氯氣與水的反應(yīng)中氯是氧化劑，水是還原劑

D．用氯制漂白粉是為了得到易貯存的漂白劑

解析：液氯、氯水都是液體，但前者是純氯，后者是氯與水的混合物，時間延長氯水中還逐漸生成鹽酸和次氯酸，氯分子漸少，氯離子漸多。如果再有光照， 因分解也在漸少，出現(xiàn)氧氣和更多鹽酸。氯與水的反應(yīng)是氯分子中氯原子間發(fā)生的自身氧化還原，即歧化反應(yīng), 水雖然是反應(yīng)物，卻未參加氧化還原。A、C不正確。

煙是分散在氣體中的固體小顆粒，霧是分散在氣體里的液體小珠滴。磷在氯氣里燃燒的產(chǎn)物三氯化磷是無色液體，可發(fā)霧；五氯化磷是淺黃色固體，能形成煙。漂白粉和氯都可以作為漂白劑、消毒劑，且氯更有效。但氯氣難貯存，又有劇毒，一般醫(yī)用、家用的漂白劑和消毒劑使氯氣是不合宜的，所以制成漂白粉便于貯存和使用。漂白粉保存得當(dāng)，如密閉，以防止吸水和 而變質(zhì)，可以存放較長時間。B、D正確。

答案：B、D。

[例2] 潮濕的氯氣、新制的氯水、次氯酸鈉及漂白粉的水溶液均能使有色布條褪色，原因是它們均含有　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(　　 )

A. 氯氣　　　 B. 次氯酸　　　　　 C. 次氯酸根　　　　　 D. 氯化氫

解析 NaClO及Ca(ClO)₂的水溶液中，ClO^-水解產(chǎn)生HClO無HCl；有色布條的褪色是因HClO的氧化所致。

答案：　 B

[變式] 用滴管將新制的氯水慢慢滴入盛酚酞的氫氧化鈉稀溶液中，當(dāng)?shù)蔚阶詈笠坏螘r紅色突然褪去，發(fā)生這一現(xiàn)象的原因可能有兩個：

　　 ①是由于　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　(用簡要文字說明)

　　 ②是由于　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (用簡要文字說明)

簡述用實(shí)驗(yàn)方法證明褪色的原因是①還是②　 　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

[例3]如何鑒別NaCl、NaBr、KI三種白色固體？

解答：

方法一：可用氯水鑒別。

把這三種物質(zhì)各取少量制成溶液，加入新制的氯水和汽油(或四氯化碳)，振蕩，分層，使汽油層呈無色的是NaCl；使汽油層呈橙色的是NaBr；呈紫色的是KI。

方法二：可先用焰色反應(yīng)將KI區(qū)分出來。然后再將另外兩種物質(zhì)各取少量制成溶液，加入AgNO₃溶液，有白色沉淀生成的是NaCl，有淺黃色沉淀生成的是NaBr。

方法三：直接加入AgNO₃溶液。

分別取少量固體制成溶液，分別加入AgNO₃溶液，有白色沉淀生成的是NaCl，有淺黃色沉淀生成的是NaBr，有黃色沉淀生成的是KI。

[例4] 多原子分子氰(CN)₂、硫氰(SCN)₂和(OCN)₂的性質(zhì)與鹵素單質(zhì)相似，故稱它們?yōu)閿M鹵素。它們可以生成酸和鹽(見下表，表中X代表F、Cl、Br或I)。

(1)在表中①②③空格處應(yīng)分別填寫_______、_______、_______。

(2)完成下列反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式。

①(CN)₂和KOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為：______________。

②已知陰離子的還原性強(qiáng)弱為：Cl^－＜Br^－＜CN^－＜SCN^－＜I^－。試寫出在NaBr和KSCN的混合溶液中加入(CN)₂反應(yīng)的離子方程式：____________________________________。

解析：此題主要考查“運(yùn)用已學(xué)知識進(jìn)行類推思維的能力”。解題時可用熟知的Cl₂、HCl、KCl等物質(zhì)作參照物。由還原性Br^-<CN^-<SCN^-，可推知氧化性Br₂>(CN)₂>(SCN)₂，因而可判斷(CN)₂只能與KSCN反應(yīng)，不能與NaBr反應(yīng)，亦即由物質(zhì)的氧化性和還原性的強(qiáng)弱，可以判斷氧化還原反應(yīng)能否發(fā)生。

答案：(1)氧氰　 HSCN　 KOCN

(2)①(CN)₂+2KOH====KCN+KOCN+H₂O

②(CN)₂+2SCN^－====2CN^－+(SCN)₂

該題為信息給予題，給予的信息是：擬鹵素(如(CN)₂)的性質(zhì)與鹵素單質(zhì)相似，由此而可依據(jù)鹵素單質(zhì)的性質(zhì)來進(jìn)行類比、模擬來解答習(xí)題。這是解答信息給予題的一種方法。

[變式] 溴化碘(IBr)的化學(xué)性質(zhì)與鹵素單質(zhì)相似，能與大多數(shù)金屬反應(yīng)生成金屬鹵化物，和某些非金屬單質(zhì)反應(yīng)生成相應(yīng)的鹵化物，跟水反應(yīng)的方程式IBr+H₂O=HBr+HIO，下列有關(guān)IBr的敘述中，不正確的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　　 )

A. IBr是雙原子分子　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

B.在很多反應(yīng)中IBr是強(qiáng)氧化劑

C.和NaOH溶液反應(yīng)生成NaBr和NaIO　　　　　　　　　　　　

D.和水反應(yīng)時，既是氧化劑又是還原劑

[例5]在右圖的四條直線分別表示鈉、鎂、鋁、鐵與足量Cl₂反應(yīng)時，消耗金屬的質(zhì)量(縱軸)與反應(yīng)掉的氯氣質(zhì)量(橫軸)的關(guān)系，其中代表鐵與Cl₂反應(yīng)的直線是　　　　　　 (　　 )

　　 A. a　　　　　 B. b　　　　　 C. c　　　　　 D. d

解析　 Cl₂與四種金屬反應(yīng)的均為氧化還原反應(yīng)，在橫坐標(biāo)上取一點(diǎn)作一條垂直于橫坐標(biāo)的直線，分別與a、b、c、d四條直線的交點(diǎn)即為四種金屬與等質(zhì)量Cl₂反應(yīng)時所需的質(zhì)量。假設(shè)這一點(diǎn)的質(zhì)量為35.5g，此時金屬均轉(zhuǎn)移1mol電子，則消耗四種金屬的質(zhì)量分別為：W_Na=23g、W_Mg=12g、W_Al=9g、W_Fe=18.7g，即等質(zhì)量氯氣消耗四種金屬的質(zhì)量是W_Na>W_Fe>W_Mg>W_Al，故a、b、c、d分別代表Al、Mg、Fe、Na與氯氣的反應(yīng)。

答案：C

(二)單質(zhì)的物理性質(zhì)

隨鹵素核電荷數(shù)增加，其原子結(jié)構(gòu)的遞變而使鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)呈規(guī)律性變化.

歸納：從F₂ →I₂

1、顏色逐漸　　　 ，狀態(tài)從　　 →　　 →　　 ，密度從　　 →　，熔沸點(diǎn)由 　 →　(原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

2、單質(zhì)的溶解性--除氟外(與水劇烈反應(yīng))在水中溶解度都較　　 ，且由　　 →　，都易溶于有機(jī)溶劑，下表列出Cl₂、Br₂、I₂在不同溶劑中的顏色.

(一)鹵素的原子結(jié)構(gòu)

共同點(diǎn)：原子的最外層均為　　　 個電子，都易　　　　 1個電子而表現(xiàn)　　　　　 性；

不同點(diǎn)：核電荷數(shù)逐漸　　　 ；電子層數(shù)逐漸　　　 ；原子半徑依次　　　　 ，得電子能力逐漸　　　　 ；單質(zhì)氧化性逐漸　　　　　 。

2、原理：被檢液中滴入少量　　 酸化，再滴入　　 溶液，若產(chǎn)生　　 ，則可斷定溶液中含有氯離子。不可用鹽酸酸化，酸化目的是防止(　　 、　　 、　　 、　　 )影響。

+ AgNO₃(aq) → + 稀硝酸 →白色↓

解釋：Ag⁺ + Cl^- = AgCl↓

2Ag⁺ + 　= Ag₂CO₃↓　 Ag₂CO₃ + 2H⁺ = 2Ag⁺ + H₂O + CO₂↑

1、填寫下列表格：

2、氯氣的化學(xué)性質(zhì)

由氯的原子結(jié)構(gòu)示意圖可知氯元素的性質(zhì)如何？進(jìn)而能否預(yù)測氯氣的化學(xué)性質(zhì)又怎樣？為什么？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

① 與金屬單質(zhì)的反應(yīng)：與鈉反應(yīng)方程式　　　　　　 �，F(xiàn)象是　　　　　　　　 。與鐵反應(yīng)方程式　　　　 　　　　。現(xiàn)象是　　　　　 。與銅反應(yīng)方程式　　　　　　　　　　 。現(xiàn)象是　　　　　　　 。

② 與氫氣的反應(yīng)：化學(xué)方程式：　　　　　　　　　 ，反應(yīng)現(xiàn)象：氫氣在氯氣中燃燒　　　 ；氯氣與氫氣的爆炸實(shí)驗(yàn)　　　　　　　　　 。

③Cl₂ 和紅磷反應(yīng)：化學(xué)方程式：　　　　　　　　　　　　　　 ，反應(yīng)現(xiàn)象　　　 。

結(jié)論：分析以上反應(yīng)中氯元素價態(tài)的變化也可得知：氯氣是一種強(qiáng)氧化性物質(zhì)，常氧化劑。

思考：在初中我們是如何定義燃燒的？現(xiàn)在通過氫氣與氯氣的燃燒實(shí)驗(yàn)，你有什么新的認(rèn)識？

④與水的反應(yīng)：

與水反應(yīng)的離子方程式：　　　　　　　　　　　　　　 ，說明:氯氣與水反應(yīng)很微弱，且未可逆反應(yīng)。

思考：1、氯水的成分 ？(氯水參加反應(yīng)時，能表現(xiàn)多種性質(zhì))2、氯水的保存方法？

⑤次氯酸的性質(zhì)：

a、一元弱酸(比　　　　 弱)

b、強(qiáng)氧化性(　　 、　　 、　　　 )

c、不穩(wěn)定(見光或受熱分解)：化學(xué)方程式：　　　　　　　　　　　　　 　。

⑥與堿的反應(yīng)

Cl₂ + ＿NaOH --　 　　　　　　　　　　　　　　。(常用于除去多余氯氣)

離子方程式：　　　　　　　　　　 。漂白液主要成分是　　　　　 。

漂白粉的制法：　　　　　　　　　 。其主要成分：　　　　　　　　 ，有效成分：　　　　　　　　 。漂粉精的有效成分：　　　　　　 。

漂白原理：ClO^－+ H⁺ = HClO(實(shí)際漂白者)，Ca(ClO)₂ +＿HCl(稀)= 　　　　　　。

Ca(ClO)₂ +CO₂ +H₂O = 　　　　　　　　　　。

思考：抗洪救災(zāi)中防疫部門，向?yàn)?zāi)民發(fā)放的漂白粉片或漂粉精用于飲用水消毒。漂粉精為何要密封保存在陰暗處？

1、氯氣的物理性質(zhì)：　　 色有 　　氣味的　 體，　 毒，　　 溶于水。實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)怎樣聞氣體：　　　　　　　　　　　　　　　 。

氯元素位于周期表＿＿周期＿＿族，在自然界中的主要存在形態(tài)：　　　　 。全球海洋中含鹽　　　　　 左右，主要為　　　　 、　　　　　　　　　 。