《非金属及其化合物》教师版.docx

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《非金属及其化合物》教师版

专题七非金属及其化合物

1.（09年山东理综·10）下列关于氯的说法正确的是

A．Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂

B．若3517Cl、3717若Cl为不同的核素，有不同的化学性质学科

C．实验室制备Cl2，可用排放和食盐水集气法收集

D．1.12LCl2含有1.7NA个质子（NA表示阿伏伽德罗常数）

答案：

C

2.（09年宁夏理综·7）将22.4L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后，气体体积11.2L（体积均在相同条件下测定），则该氮氧化合物的化学式为

A．NO2B．N2O2C．N2OD．N2O4

答案：

A

3.（09年广东理基·22）下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是

①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素

②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品

③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维

④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料

A．①②B．②③C．①④D．③④

答案：

C

4.（08年海南化学·13）下图表示某固态单质A及其化合物之间的转化关系（某些产物和反应条件已略去）。

化合物B在常温常压下为气体，B和C的相对分子质量之比为4︰5，化合物D是重要的工业原料

（1）写出A在加热条件下与H2反应的化学方程式_______________________________。

（2）写出E与A的氢化物反应生成A的化学方程式___________________________。

（3）写出一个由D生成B的化学方程式____________________________________。

（4）将5mL0.10mol·L—1的E溶液与10mL0.10mol·L—1的NaOH溶液混合。

①写出反应的离子方程式__________________________________________；

②反应后溶液的pH____7（填“大于”、“小于”或“等于”），理由是；

③加热反应后的溶液，其pH_____（填“增大”、“不变”或“减小”），理由是_______________。

答案．（8分）

（1）H2+S

H2S（写成可逆反应也正确）

（2）H2SO3+2H2S=3S+3H2O

（3）C+2H2SO4（浓）

CO2↑+2SO2↑+2H2O（其他合理答案也给分如Cu+2H2SO4（浓）

CuSO4+SO2↑+2H2O等）

（4）①H2SO3+2OH－=SO32－+2H2O

②大于Na2SO3溶液中SO32-发生水解使溶液显碱性

③增大升高温度促进Na2SO3溶液的水解

考试说明

1.了解非金属原子核外电子排布的周期性与元素性质递变关系，重点掌握典型非金属元素在元素周期表中的位置及性质的关系；

2.了解常见非金属（如H、C、N、O、S、Si、Cl等）及其化合物的主要性质和重要应用。

命题方向

非金属元素化合物的有关实验，是高考命题的主要内容；以框图推断题考查非金属元素的单质及化合物的重要性质，是近几年高考命题的重要形式，也是高考元素化合物部分的难点所在，必将还是高考命题的热点问题

高考预测

预计今后的考题还会以元素化合物知识为载体考查有关概念、理论、实验和计算。

非金属元素化合物的有关实验，是高考命题的主要内容；以框图推断题考查非金属元素的单质及化合物的重要性质，是近几年高考命题的重要形式，也是高考元素化合物部分的难点所在，必将还是高考命题的热点问题

知识框架

1．氯气及其化合物相互转化关系

2．硫及其化合物相互转化关系

3．氮及其化合物相互转化关系

4．硅及其化合物之间的相互转化关系

一、氯及化合物

（一）氯气

1.氯原子结构示意图：

核外电子排布式：

在周期表中位置：

2.氯气性质

（1）物理性质：

（2）化学性质：

（完成下列方程式）

与非金属的反应（在氢气中燃烧）

与金属的反应（Fe、Cu）

与水的反应

与碱的反应（NaOH、Ca（OH）2）

与盐的反应（Na2SO3、FeCl2、NaBr）

3.制备及应用

工业制法：

（电解饱和食盐水）

实验室制法：

（浓盐酸与二氧化锰加热）

【例1】：

（1）现有一瓶饱和氯水倒扣于水槽中，当日光照射到盛有氯水的装置时，可观察到平底烧瓶内有气泡产生，放置一段时间后，溶液颜色变浅，产生上述现象的原因是（请用相关的反应方程式和简要文字说明）。

（2）在氯水中存在多种分子和离子，也可以通过实验的方法加以确定。

下列说法错误的是（）

A．加入含有NaOH的酚酞试液，红色褪去，说明有H＋离子存在

B．加入有色布条后，有色布条褪色，说明有HClO分子存在

C．氯水呈浅黄绿色，且有刺激性气味，说明有C12分子存在

D．加入硝酸酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀，说明有Cl—离子存在

解析与评价：

根据氯水中存在的7种微粒、溶解平衡和化学平衡的角度去分析。

要注意到Cl2无漂白性，氯水有漂白性的原因是氯水中存在HClO分子。

（1）氯气溶于水时发生反应Cl2+H2O

HCl+HClO，光照时2HClO

2HCl+O2↑，产生气体，同时使氯气与水反应的平衡向正反应方向移动，消耗Cl2，使溶液颜色变浅。

（2）在氯水中加入NaOH溶液，红色褪去的原因是由于HClO的强氧化性而漂白，可以用下列实验加以验证，在褪色后的溶液中再加入NaOH溶液，发现溶液仍为无色。

答案：

（1）氯气溶于水时发生反应Cl2+H2O

HCl+HClO，光照时2HClO

2HCl+O2↑，产生气体，同时使氯气与水反应的平衡向正反应方向移动，消耗Cl2，使溶液颜色变浅

（2）、A

【变式训练1】浓H2SO4和KClO3反应生成具有爆炸性的黄绿色气体ClO2，反应的方程式如下：

KClO3+H2SO4==KHSO4+HClO3，

3HClO3==HClO4+H2O+2ClO2，2ClO2==Cl2+2O2

（1）ClO2也能像Cl2一样在强碱（如NaOH）溶液中发生反应，其化学方程式是____________。

（2）设计一个实验确定ClO2分解产物中O2与Cl2的体积比为2∶1：

_____________________。

答案：

⑴6ClO2+6NaOH==NaCl+5NaClO3+3H2O

（2）用排饱和食盐水法收集一试管气体，倒扣于NaOH溶液中，振荡一会儿，观察试管中所剩气体占试管总体积的分数。

解析：

此题是一道信息给予题，考查的知识点是卤素与碱的反应和实验设计。

由于Cl2与NaOH反应的化学方程式是：

Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O，信息提供：

“ClO2也像Cl2一样在强碱溶液中反应”，但在ClO2中，氯元素为+4价，歧化后的价态变化较大。

由于Cl2能与碱液反应而O2不能，可用碱液吸收法测定Cl2和O2的体积。

例2.（09年天津理综·9）（18分）海水是巨大的资源宝库，在海水淡化及综合利用方面，天津市位居全国前列。

从海水中提取食盐和溴的过程如下：

（1）请列举海水淡化的两种方法：

、。

（2）将NaCl溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有H2、、、或H2、。

（3）步骤Ⅰ中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br，其目的为。

（4）步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95％，有关反应的离子方程式为，由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是

（5）某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料，Br2的沸点为59℃。

微溶于水，有毒性和强腐蚀性。

他们参观生产过程后，了如下装置简图：

请你参与分析讨论：

①图中仪器B的名称：

。

②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因是。

③实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件：

。

④C中液体产生颜色为。

为除去该产物中仍残留的少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离操作是。

答案：

（1）蒸馏法、电渗析法、离子交换法及其其他合理答案中的任意两种

（2）Cl2NaOHNaClO

（3）富集溴元素

（4）Br2＋SO2＋2H2O=4H＋＋

＋2

强酸对设备的严重腐蚀

（5）①冷凝管②Br2腐蚀橡胶③控制温度计b的温度，并收集59℃的馏分④深红棕色分液（或蒸馏）

（二）氯的化合物（HCl、HClO）

1.盐酸：

物理性质：

化学性质：

（具备酸的通性）

能使指示剂变色：

与活泼金属反应：

与碱反应：

与盐反应：

2.次氯酸及次氯酸盐（HClO）

电子式：

性质：

弱酸性（用方程式解释）：

不稳定性（用方程式解释）：

强氧化性（漂白性）：

例3.（08年上海化学·13）已知在热的碱性溶液中，NaClO发生如下反应：

3NaClO→2NaCl+NaClO3。

在相同条件下NaClO2也能发生类似的反应，其最终产物是（）

A．NaCl、NaClOB．NaCl、NaClO3

C．NaClO、NaClO3D．NaClO3、NaClO4

【变式训练2】氯胺（NH2Cl）在中性或酸性条件下是一种有效的强力消毒剂，据此判断，氯胺在水溶液中因水解产生的物质是（）

A．HClO和HClB．NH4C1和HClC．NH4Cl和HClOD．NH4Cl和HClO3

二、硫及化合物

（一）硫

1.硫原子结构示意图：

核外电子排布式：

在周期表中位置：

2.硫性质

（1）物理性质：

（2）化学性质：

（完成下列方程式）

与非金属的反应（在氧气、氢气中燃烧）

与金属的反应（Fe、Cu）

与碱的反应（热NaOH、Ca（OH）2）

（二）硫的化合物

1、硫的氧化物（SO2、SO3）

SO2的性质：

（1）物理性质：

（2）化学性质：

与氧气的反应

与水的反应

与H2S的反应

与Cl2和H2O的反应

与氢氧化钠的反应

漂白性（注意与Cl2漂白性的区别）

SO3的性质：

（1）物理性质：

（2）化学性质：

与水的反应

与氢氧化钠的反应

2、硫酸

浓硫酸的性质：

（1）物理性质：

（2）化学性质：

吸水性（实验）

脱水性（实验）

强氧化性（实验）（与C的反应、与Cu的反应）

浓硫酸的制备：

三设备：

三阶段：

三原理：

例4：

不论以何种比例混合，将甲和乙两种混合气体同时通入过量的丙溶液中，一定能产生沉淀的组合是

序号

甲

乙

丙

①

CO2

SO2

石灰水

②

HCl

CO2

石灰水

③

CO2

SO2

Ba（NO3）2

④

NO2

SO2

BaCl2

⑤

CO2

NH3

CaCl2

A．②③④B．②③④⑤

C．①②④D．①②③④

解析与评价：

SO2是酸性氧化性，能和碱反应生成盐和水，SO2有较强的还原性，遇氧化性试剂易被氧化生成

。

本题若忽略了在酸性条件下

离子的氧化性会漏选③，若未注意题干中“一定”两字会多选⑤。

对于①，由于石灰水过量，因此必有CaCO3和CaSO3沉淀，对于②，同样由于石灰水过量，因此必有CaCO3沉淀生成，对于③，CO2气体与Ba（NO3）2不反应，SO2气体通入Ba（NO3）2溶液后，由于溶液酸性增强，SO2将被

离子氧化生成

，因此有BaSO4沉淀生成，对于④，NO2和SO2混合后，SO2将被NO2氧化成SO3，通入BaCl2溶液后有BaSO4沉淀生成，对于⑤，当NH3过量时溶液中有CaCO3沉淀生成，发生反应的化学方程式为：

2NH3+CO2+CaCl2+H2O=CaCO3↓+2NH4Cl，当NH3不足时，最终无沉淀生成，发生反应的化学方程式为：

2NH3+2CO2+CaCl2+2H2O=Ca（HCO3）2+2NH4Cl

答案：

D

【变式训练3】在①H2S②SO2③CO④Cl2⑤HI⑥CO2六种气体中，属于酸酐的是_______；能使品红溶液褪色的是_______；通入石蕊试液先变红后褪色的是_______，只变红不褪色的是_______；能使碘化钾淀粉试纸变蓝的是_______；能与溴水反应的是_______。

（填序号）

答案：

②⑥②④④①②⑤⑥④①②⑤

解析：

SO2、CO2分别是H2SO3和H2CO3的酸酐。

SO2能使品红溶液褪色，而Cl2与水反应产生的HClO既能使品红褪色，又能使石蕊试液先变红色后褪色，能使石蕊试液变红的气体还有H2S、SO2、HI、CO2等酸性气体与KI作用产生I2的气体是氯气，具有氧化性。

能与溴水反应的气体是H2S、SO2、HI等

例5.（09年北京理综·28）（15分）

以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下：

（1）将燃烧黄铁矿的化学方程式补充完整

4+11O2

2Fe2O3+8SO2

（2）接触室中发生反应的化学方程式是。

（3）依据工艺流程图判断下列说法正确的是（选填序号字母）。

a．为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎

b．过量空气能提高SO2的转化率

c．使用催化剂能提高SO2的反应速率和转化率

d．沸腾炉排出的矿渣可供炼铁

（4）每160gSO3气体与H2O化合放出260.6kJ的热量，该反应的热化学方程式是

。

（5）吸收塔排出的尾气先用氨水吸收，再用浓硫酸处理，得到较高浓度的SO2和铵盐。

①SO2既可作为生产硫酸的原料循环再利用，也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br2。

SO2吸收Br2的离子方程式是。

②为测定该铵盐中氮元素的质量分数，将不同质量的铵盐分别加入到50.00mL相同浓度的NaOH溶液中，沸水浴加热至气体全部逸出（此温度下铵盐不分解），该气体经干燥后用浓硫酸吸收完全，测定浓硫酸增加的质量

部分测定结果：

铵盐质量为10.00g和20.00g时，浓硫酸增加的质量相同；铵盐质量为30.00g时，浓硫酸增加的质量为0.68g；铵盐质量为40.00g时，浓硫酸的质量不变。

计算：

该铵盐中氮元素的质量分数是％；若铵盐质量为l5.00g，浓硫酸增加的质量为。

（计算结果保留两位小数）

解析与答案：

（15分）

（1）FeS2

（2）2SO2＋O2

2SO3

（3）abd（4）SO3（g）＋H2O（l）=H2SO4（l）△H=－130.3kJ·mol－1

（5）①SO2＋Br2＋2H2O=4H＋＋2Br－＋SO42－②14.562.31g

变式训练4、（09年全国理综卷I·27）（15分）浓H2SO4和木炭在加热时发生反应的化学方程式是2H2SO4（浓）＋C

CO2↑＋2H2O＋2SO2↑

请从下图中选用所需仪器（可重复使用）组成一套进行该感应并检验出反应产物的装置。

现提供浓H2SO4、木炭和酸性KMnO4溶液，其他、固液试剂自选（连接和固体仪器用的玻璃管、胶管、铁夹、铁架台及加热装置等均略去）

将所选的仪器按连接顺序由上至下依次填入下表，并写出该仪器中应加试剂的名称及其作用。

选用仪器（填字母）

加入试剂

作用

答案：

C

B

A

A

A

浓硫硫和木炭

无水硫酸铜

品红

酸性KMnO4

澄清石灰水

产生反应物

检验是否有水

检验SO2

除去SO2

检验CO2的存在

三、氮及其化合物

（一）氮气

1.氮气物理性质：

氮气的电子式：

________，两个氮原子间通过_______个共用电子对形成共价键，并且破坏这种共价键，需要_________，因此氮气化学性质不活泼很难和其他物质发生化学反应。

2.氮气的化学性质（完成下列方程式）

和H2反应

和O2反应

和Mg反应

[思考题]：

Mg在空气燃烧，主要固体产物有?

②相同质量的镁，分别在纯氧中、空气中、纯氮气中燃烧，得到的固体产物质量分别为W1、W2、W3，这三者的大小关系为？

3、氮的固定

将游离态的N2转变为化合态氮的方法，统称为氮的固定氮的固定有三种途径：

（1）生物固氮：

（2）自然固氮：

（3）人工固氮：

（二）、氮的化合物

1、氨及铵盐

（1）氨气：

分子结构：

电子式结构式分子极性　　　　　

物理性质：

化学性质：

与水反应　　　　　　　　　　　　　　　　　　

与酸作用生成铵盐（硫酸、硝酸、盐酸的反应方程式）：

与盐溶液NH3+H2O+Fe3+——

NH3+H2O+Al3+——

Ag++NH3+H2O——

NH3+H2O+CO2+NaCl——

与非金属的反应（O2、Cl2）

实验室制NH3

1.实验原理（实验室制法）：

（溶液还是固体？

）

2.实验装置：

，与制取完全相同。

3.收集：

NH3应使用法，要得到干燥的NH3可选用___做干燥剂。

4.检验：

小结：

①氨水中存在哪些微粒：

②什么能在浓氨水中加入NaOH固体可制取NH3？

③氨水成分与液氨是否相同？

给氨水加热，[

]、电离度如何变化？

若煮沸呢

例6.试回答制取氨气并完成喷泉实验（图中夹持装置均已略去）

图1图2

⑴收集氨气应使用法，要得到干燥的氨气可选用做干燥剂。

⑵用图1装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥氨气，引发水上喷的操作是。

该实验的原理是。

⑶如果只提供如图2的装置，请说明引发喷泉的方法。

解析与评价：

本题以氨气的物理性质中极易溶于水为考察背景是常考容易题。

（1）由于氨气极易溶于水，收集时通常采用向下排气方法，干燥氨气宜选用碱石灰；

（2）喷泉实验主要原理是容器的内外产生压强差，1中是通过氨气溶于水使烧瓶内压强减小而出现喷泉；（3）中要想产生喷泉，可以将烧瓶内的氨气压入烧杯中，先增大烧瓶内压强使氨气与水接触，进而使烧瓶内压强减少而出现喷泉。

答案：

（1）向下排气方，碱石灰；

（2）将胶头滴管内的水挤入烧瓶内；

（3）用热毛巾覆于烧瓶顶部。

【变式训练5】下列气体与对应的液体不能进行喷泉实验的是（）

A．NH3和水B．HCl和水C．Cl2和水D．CO2和NaOH溶液

【变式训练6】有关氨的说法不正确的是（）

A.NH3是4核10电子极性分子，三角锥型，具有还原性

B.NH3极易溶于水，可做喷泉实验，氨气易液化，液氨可用作制冷剂

C.氨气是非电解质，氨水是电解质

D.蘸有浓盐酸玻璃棒遇氨气可产生白烟

例7.（09年全国理综Ⅱ·28）（15分）

已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜，用示意图中的装置可以实现该反应。

回答下列问题：

（1）A中加入的物质是，

发生反应的化学方程式是。

（2）B中加入的物质是，其作用是。

（3）实验时在C中观察到得现象是，发生反应的化学方程式是。

（4）实验时在D中观察到得现象是，D中收集到的物质是，检验该物质的方法和现象是。

解析与评价：

本题以氨气的制备，氨气的性质为考察要点，属于中档题。

（1）、制备氨气的药品NH4Cl和Ca（OH）2，

（2）干燥氨气用碱石灰（或CaO），（3）主要描述固体粉末的颜色变化，方程式见答案。

（4）、描述D中的现象重点强调出现无色液体，氨气检验方法。

答案：

（1）固体NH4Cl和Ca（OH）22NH4Cl＋Ca（OH）2

CaCl2＋2NH3↑＋2H2O

（2）碱石灰（或CaO）除去NH3气流中的水汽

（3）黑色粉末部分逐渐变为红色2NH3＋3CuO

N2＋3H2O＋3Cu

（4）出现无色液体氨水用无水硫酸铜检验、无水硫酸铜变蓝

【变式训练7】（09年上海化学·4）用浓氯化铵溶液处理过的舞台幕布不易着火。

其原因是

①幕布的着火点升高②幕布的质量增加

③氯化铵分解吸收热量，降低了温度④氯化铵分解产生的气体隔绝了空气

A．①②B．③④C．③④D．②④

答案：

B

（2）铵盐

物理性质：

[思考]：

写出电子式：

NH4Cl（NH4）2S

化学性质：

（完成下列方程式）

水解：

请写出NH4+在D2O中水解的离子方程式

与碱反应：

铵盐与碱反应离子反应

△

不稳定性：

热稳定性差，受热易分解：

△

NH4Cl——

NH4HCO3——

铵根检验：

例8.用加热方法可分离的一组物质是（）

A.氯化铵和消石灰B.碳铵和过氧化钠C.碘和食盐D.硝酸铵和硫酸钠

【变式训练8】（05上海）对于某些离子的检验及结论一定正确的是（）

A.加入盐酸产生无色气体，将气体通入石灰水中，溶液变浑浊，一定有

B.加入氯化钡溶液有白色沉淀产生，再加盐酸，沉淀不消失，一定有

C.加入氢氧化钠并加热，产生气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝，一定有

D.加入碳酸钠溶液产生白色沉淀，再加盐酸白色沉淀消失，一定有Ba2+

3.氮的氧化物及其性质

氮的氧化物的种类、、、、、

其中HNO3的酸酐是、HNO2的酸酐是

NO、NO2的性质、制法

物理性质

NO通常为、的气体，，微溶于水。

NO2、气味气体。

化学性质

NO和氧气的反应：

NO2和水反应：

NO2和N2O4的相互转化：

NO2和NaOH溶液反应：

NO2具有较强的氧化性，能______SO2；能使湿润的淀粉KI试纸______。

NO、NO2的制取

实验室制取NO的方程式为；用______法收集。

实验室制取NO2的方程式为；用______法收集。

氮的氧化物溶于水的计算

计算依据（用方程式表示）

例9.

（1）标况下，盛有NO2和N2以1:

1混合气体的试管倒扣在水中，充分反应后余气体积占原体积的多少。

（2）将10mLNO和NO2混合气体缓慢通入倒立于水槽中的盛满水的试管中，充分反应后，有5mL剩余气体，求原混合气体NO和NO2的体积比。

解析与评价：

（1）、假设试管体积为V,VNO2=0.5V,VN2=0.5V,由于3NO2+H2O=2HNO3+NO,剩余气体总体积为：

V剩余=0.5V+1/6V=2/3V。

（2）、剩余气体应为NO,设10ml气体中NO体积为V1,NO2体积为V2，则有V1+V2=10,V1+1/3V2=5，求解得V1=2.5，V2=7.5,V1:

V2=1:

3.

答案：

（1）2/3V,

（2）、V1:

V2=1:

3.

【变式训练9】

（1）一定条件下，16mlNO和O2混合充满试管倒扣水中余气为2ml求NO占原气体的多少

（2）将12mlNO2和O2的混合气体通入足量的水中，充分反应后余气2ml（气体均在相同状态下测定）求原各气体的体积

答案：

（1）分为两种情况讨论：

当2ml为NO时，NO占原气体的5/8,当2ml为O2时，NO占原气体的1/2.

（2）分为两种情况讨论：

当2ml为NO时，VNO2=10.8VO2=1.2

当2ml为O2时，VNO2=8VO2=4

氮的氧化物对空气的污染与防治

4.硝酸的性质

（一）物理性质：

（二）化学性质：

●不稳定性：

在常温下见光或受热就会分解，硝酸越浓就越，反应方程式：

[思考]久置的试剂颜色变化的较多。

.如：

Na2O2、、Fe2+化合物、AgX、AgNO3等。

为什么？

下列呈现黄色的原因是

①久置的硝酸常呈黄色，如何去掉浓硝酸的黄色？

②碘化钾溶液和氢碘酸溶液久置均变黄