1、第十讲 非金属元素及其化合物对于非金属元素部分高考中在保持原有考点不变的情况下，弱化了对磷的考查，但在以往高考中不被看好的元素硅及其化合物的性质在新高考中的地位相当突出，要引起重视。从考点的变化情况来看，常见非金属元素及其化合物的性质仍是高考命题的重点，其命题形式一般为实验探究、计算、推断等。预计今后的高考中，将会进一步注重非金属元素及其化合物性质知识的整体性和探究性，强化与生活、社会实际问题的联系，试题可能以选择题的形式出现，也可能以实验题和无机推断题的形式出现，以环保为主题设计问题的可能性也比较大。氯及其化合物【研习 1】写出上述标号反应的化学方程式或离子方程式：化学方程式：_；离子方程式
2、：_；化学方程式：_；离子方程式：_；离子方程式：_；化学方程式：_；离子方程式：_；化学方程式：_。答 案 Cl2 SO2 2H2O=H2SO4 2HCl Cl2 2I=I2 2Cl 3Cl22Fe=点燃2FeCl3 Cl22OH=ClClOH2O MnO24H2Cl=Mn2 Cl22H2O 2NaCl(熔融)=通电2NaCl2 Cl2H2O=ClHHClO 2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O【研习 2】(2009山东理综)下列关于氯的说法正确的是()。ACl2 具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂B.3517Cl、3717Cl 为不同的核素，有不同的化学性质
3、C实验室制备 Cl2 可用排饱和食盐水集气法收集D1.12 L Cl2 含有 1.7NA 个质子(NA 表示阿伏加德罗常数)名师答疑 A 项，Cl2 中的氯元素处于中间价态，所以在化学反应中既可以作氧化剂也可以作还原剂(例如 Cl2 与 H2O 反应)，故 A 项错误；B 项，同位素的化学性质相同，物理性质不同；D 项，没有说明在标准状况下。答案 C硫及其化合物【研习 3】写出上述标号反应的化学方程式或离子方程式：化学方程式：_；化学方程式：_；化学方程式：a_；b_；离子方程式：_；离子方程式：_。答 案 Fe S=FeS 2SO2 O2催化剂2SO3 a.Cu 2H2SO4(浓)=CuSO
4、4SO22H2O bC2H2SO4(浓)=CO22SO22H2O 2HSO24 Ba22OH=BaSO42H2O SO22OH=SO23 H2O【研习 4】(2010北京)用右图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是()。A上下移动中铜丝可控制 SO2 的量B中选用品红溶液验证 SO2 的生成C中选用 NaOH 溶液吸收多余的 SO2D为确认 CuSO4 生成，向中加水，观察颜色名师答疑 注意审题“过量浓硫酸”，所以向中加水可能发生危险，应待反应液冷却后，慢慢倒入盛水的小烧杯中，并不断搅拌，观察颜色。答案 D【研习 5】写出上述标号反应的化学方程式或离子方
5、程式：化学方程式：_；化学方程式：_；化学方程式：_；化学方程式：_；离子方程式：_；离子方程式：_。氮及其化合物答 案 2NH4Cl Ca(OH)2=CaCl2 2NH3 2H2O N2 3H2催化剂高温、高压2NH3 4NH3 5O2=催化剂4NO 6H2O 3NO2 H2O=2HNO3NO 3Cu8H2NO3=3Cu22NO4H2O Cu4H2NO3=Cu22NO22H2O【研习 6】将相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是()。A反应速率：两者相同B消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少C反应生成气体的颜色：前者浅，后者深D反应中转移的电子总数：前者多，后者少名 师 答
6、 疑 Cu 4HNO3(浓)=Cu(NO3)2 2NO2 2H2O 3Cu 8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O硝酸越浓，反应速率越快。根据化学方程式可知，浓 HNO3 的消耗量多。由于参加反应的 Cu 的量相同，则转移电子总数相同。答案 B碳和硅【研习 7】写出上述标号反应的化学方程式或离子方程式：化学方程式：_；化学方程式：_；离子方程式：_；化学方程式：_；化学方程式：_。答案 2MgCO2=点燃2MgOC 2CSiO2=高温Si2CO SiO22OH=SiO23 H2O SiO24HF=SiF42H2O Na2SiO3CO22H2O=Na2CO3H4SiO4【研习 8】制
7、造太阳能电池需要高纯度的硅，工业上制高纯硅常用以下反应：Si(s)3HCl(g)=300 SiHCl3(g)H2(g)H381 kJmol1SiHCl3H2=1 0001 100 Si3HCl对上述两个反应的叙述中，错误的是()。A两个反应都是置换反应B反应是吸热反应C两个反应互为可逆反应D两个反应都是氧化还原反应名师答疑 是逆向进行的反应，放热反应，必然是吸热反应，进行条件不一样，不能称为可逆反应。答案 C易误点卤化氢、盐酸、次氯酸的性质1卤化氢：(HX)的三种性质稳定性：HFHClHBrHI。还原性：HFHClHBrHI。水溶液酸性：HFHClHBrHI(氢氟酸是弱酸，其他为强酸)。注意
8、HX 的沸点由高到低依次为 HFHIHBrHCl。2盐酸的三种性质酸性：MgCO32HCl=MgCl2CO2H2O。氧化性：Zn2H=Zn2H2。还原性：浓盐酸中的 Cl被 MnO2、KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2 等氧化剂氧化为 Cl2。3次氯酸的三种性质不稳定性：2HClO=光2HClO2。弱酸性：酸性比碳酸还弱。强氧化性。辨析点鉴别 SO2 和 CO2 的方法SO2 和 CO2 都能使澄清石灰水变浑浊，若通入的气体过量，则沉淀都可以消失，所以不能用澄清的石灰水鉴别 SO2 和 CO2。通常可用以下方法：1用品红溶液。使品红溶液褪色的是 SO2；不能使品红溶液褪色的是 CO2。2
9、用氢硫酸。出现浑浊的是 SO2；无明显现象的是 CO2。2H2SSO2=2H2O3S 3用高锰酸钾溶液。使紫色褪去的是 SO2；无明显现象的是 CO2。2KMnO45SO22H2O=K2SO42MnSO42H2SO44用溴水。使橙色褪去的是 SO2；无明显现象的是 CO2。Br22H2OSO2=2HBrH2SO45用硝酸酸化的硝酸钡溶液。产生白色沉淀的是 SO2；无明显现象的是CO2。2H2O2HNO33SO2=3H2SO42NOBa(NO3)2H2SO4=BaSO42HNO36用 FeCl3 溶液。使棕黄色颜色变浅的是 SO2；无明显现象的是 CO2。2FeCl3SO22H2O=FeCl2F
10、eSO44HCl探究点喷泉实验问题1喷泉形成的原理：容器内外存在较大的压强差，在这种压强差的作用下，液体通过尖嘴管喷涌。2分类(1)负压型即接纳喷起液体的空间压强低于大气压，而待喷液体与大气相通，通常是容器内气体极易溶于水或容器内气体易与溶液中的溶质发生化学反应。如：气体HClNH3CO2、Cl2、H2S、SO2NO2O2CH2=CH2吸收剂水或 NaOH溶液水、盐酸NaOH 溶液水溴水装置如图(夹持装置略)：(2)正压型即接纳喷起液体的空间与大气相通，而待喷液体所受压强高于大气压，通常是容器内的液体由于受热挥发(如浓盐酸、浓氨水、酒精等)或由于发生化学反应，容器内产生大量气体。如喷雾器、人造
11、喷泉、火山喷发等。装置如图：警示点硅及其化合物的特性1Si 的还原性大于 C，但 C 却能在高温下还原出 Si：SiO22C=高温Si2CO。2非金属单质跟碱作用一般无 H2 放出，但 Si 能跟强碱溶液作用放出 H2：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。3非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但 Si 能跟 HF 作用：Si4HF=SiF42H2。4非金属氧化物一般为分子晶体，但 SiO2 为原子晶体。5酸性氧化物一般不与酸作用，但 SiO2 能与 HF 作用。6无机酸一般易溶于水，但 H2SiO3 和 H4SiO4 均难溶于水。7硅酸钠水溶液称为泡花碱或水玻璃，但却是盐溶液。8H2CO
12、3 的酸性大于 H2SiO3，所以有 Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3，但在高温下，Na2CO3SiO2=高温Na2SiO3CO2也能发生。整合点与非金属有关的化学工业氯及其化合物的性质与应用考向立意1.考查氯及其化合物的转化及性质推断和简单计算。2.考查氯及其化合物的探究性和创新性实验。【例证 1】(2010北京)为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检验)。实验过程：.打开弹簧夹，打开活塞 a，滴加浓盐酸。.当 B 和 C 中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。.当 B 中溶液由黄色变为棕红色时，关闭活塞 a。.(1)A 中产
13、生黄绿色气体，其电子式是_。(2)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是_。(3)B 中溶液发生反应的离子方程式是_。(4)为验证溴的氧化性强于碘，过程的操作和现象是_。(5)过程实验的目的是_。(6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：同主族元素从上到下_，得电子能力逐渐减弱。点拨 本题以卤素性质递变的知识来考查考生的实验能力。题目涉及的反应原理有 2KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O，Cl22KI=2KClI2，Cl22NaBr=2NaClBr2，Br22KI=2KBrI2，消除 Cl2 的污染：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O。实验要排除干扰，利用、
14、的对比可知过程是排除 Cl2 的干扰。对(6)要从本质(结构)上进行说明，此问易错答为“非金属性逐渐减弱”，这也是结果，是比“得电子能力逐渐减弱”更高的概述，而不是本质，决定化学性质的本质原因是结构！答案(1)ClCl(2)湿润淀粉 KI 试纸变蓝(3)Cl22Br=Br22Cl(4)打开活塞 b，将少量 C 中溶液滴入 D 中，关闭活塞 b，取下 D 振荡。静置后 CCl4 层溶液变为紫红色(5)确认 C 的黄色溶液中无 Cl2，排除 Cl2 对溴置换碘实验的干扰(6)原子半径逐渐增大氯及其化合物中的高考热点(1)Cl2 与碱的歧化反应；(2)Cl2 作为氧化剂使用，如将 Fe2Fe3，Br
15、Br2。(3)HClO、HClO2、HClO3、HClO4 酸性依次增强，但氧化性降低；(4)HCl 的特殊制法，浓盐酸中滴加浓 H2SO4；(5)Cl2 实验室制法，氧化剂可以为KMnO4MnO2K2Cr2O7KClO3(6)卤素化合物以次氯酸盐为重点：ClO类似 NO3，酸性环境中氧化性增强，但 ClO又不同于 NO3，任何环境中都表现氧化性，如 ClO与 I、Fe2均不能共存。ClO表现水解性，因 HClO 酸性很弱，ClO水解显示碱性，如 Fe33ClO3H2O=Fe(OH)33HClO。【示范 1】下列有关化学反应过程或实验现象的叙述中，正确的是()。A氯气的水溶液可以导电，说明氯气
16、是电解质B漂白粉和明矾都常用于自来水的处理，两者的作用原理是相同的C氯气可以使湿润的有色布条褪色，但实际起漂白作用的物质是次氯酸而不是氯气D在滴有酚酞的 Na2CO3 溶液中，加入 BaCl2 溶液后溶液的红色褪去，说明 BaCl2 溶液具有酸性解析 A 项，电解质必须是化合物；B 项，漂白粉是利用强氧化性消毒，而明矾净水是利用 Al3水解生成的 Al(OH)3胶体吸附杂质；D 项，加入 BaCl2生成 BaCO3 沉淀，CO23 浓度变小，水解产生的 c(OH)变小，酚酞褪色。答案 C【示范 2】某研究性学习小组在做氯气的喷泉实验时(装置如右图)，发现含有酚酞的 NaOH 溶液喷入烧瓶后溶液
17、的红色褪去。甲、乙两位同学对此现象分别做了如下推测：甲：因为氯气与 NaOH 溶液反应，使溶液碱性减弱甚至呈酸性，所以溶液红色褪去。乙：因为氯气溶于水并与水反应生成 HClO，由于 HClO 的氧化漂白作用而使溶液褪色。(1)验证甲同学的推测是否正确的方法是_。验证乙同学的推测是否正确的方法是_。(2)如果将 NaOH 溶液改成酸性 KMnO4 溶液，把 Cl2 换成 SO2 气体，试问用图示所给装置完成喷泉实验是否合理？_(填“合理”或“不合理”)。如果认为不合理，请说明你的理由：_。(3)类似“褪色喷泉实验”还有多种“变色的喷泉实验”。请你按实验要求，分别设计一个“变色喷泉实验”并填写下列
18、表格：编号实验要求烧杯中的溶液滴管中的液体烧瓶中的气体无色变红色的喷泉H2O红色变无色的喷泉SO2解析 本题是将教材上的演示实验进行了改进和拓展，并与实验探究问题结合在一起。探究验证氯气使含酚酞的氢氧化钠褪色的原因。若乙同学的说法正确，则说明酚酞被氧化，再加入氢氧化钠不会变红色；如果甲同学正确，再加入氢氧化钠溶液会变红色。用高锰酸钾溶液和 SO2 进行喷泉实验，要考虑药品对仪器的影响，由于高锰酸钾具有强氧化性，会使橡胶(连接玻璃管的橡胶管、胶头滴管)氧化腐蚀，因此，该实验不合理。无色变红色是解题的关键，可以是含酚酞的水溶液遇氨气。红色变无色的情况可以是含酚酞的氢氧化钠溶液与氯化氢气体或 SO2
19、(也就是酸性气体)相遇。答案(1)取烧瓶中的无色溶液加入足量的 NaOH 溶液，如果溶液恢复红色，则可证明甲同学的推测是正确的 如果加入足量的 NaOH 溶液后不能恢复红色，则说明乙同学的推测是正确的(2)不合理 KMnO4 溶液可与橡胶塞、橡胶管反应，不能盛放在倒置的胶头滴管中(3)(其他合理答案也可)编号实验要求烧杯中的溶液滴管中的溶液烧瓶中的气体无色变红色的喷泉酚酞试液H2ONH3红色变无色的喷泉NaOH(含酚酞)溶液NaOH溶液SO2【例证 2】(2010课标全国)某化学兴趣小组为探究 SO2 的性质，按下图所示装置进行实验。硫及其化合物的性质与应用考向立意1.考查硫及其化合物的转化及
20、性质推断和简单计算。2.考查硫及其化合物的探究性和创新性实验。请回答下列问题：(1)装置 A 中盛放亚硫酸钠的仪器名称是_，其中发生反应的化学方程式为_；(2)实 验 过 程 中，装 置 B、C 中 发 生 的 现 象 分 别 是 _、_，这些现象分别说明 SO2 具有的性质是_和_；装置 B 中发生反应的离子方程式为_；(3)装置 D 的目的是探究 SO2 与品红作用的可逆性，请写出实验操作及现象_；(4)尾气可采用_溶液吸收。点拨 第(2)问向 Na2S 溶液中通入 SO2，最终生成了 S 单质，S 为不溶于水的黄色固体。第(3)问要注意关闭分液漏斗旋塞，不再产生 SO2 后再加热。答案(
21、1)蒸馏烧瓶 Na2SO3H2SO4(浓)=Na2SO4SO2H2O(2)溶液由紫红色变为无色 无色溶液中出现黄色浑浊 还原性 氧化性 5SO22MnO4 2H2O=2Mn25SO24 4H(3)品红溶液褪色后，关闭分液漏斗的旋塞，点燃酒精灯加热，溶液恢复为红色(4)NaOHSO2 的性质和制法1化学性质(1)具有酸性氧化物的通性(亚硫酸酐)。与碱反应：2NaOHSO2=Na2SO3H2O NaOHSO2=NaHSO3与水反应：SO2H2OH2SO3与碱性氧化物反应：SO2Na2O=Na2SO3(2)二氧化硫中硫元素的化合价为4 价，处于中间价态，在反应中既可作氧化剂，也可作还原剂。氧化性：S
22、O22H2S=3S2H2O还原性：2SO2O2催化剂2SO35SO22KMnO42H2O=K2SO42MnSO42H2SO4SO2Cl22H2O=H2SO42HCl(Br2、I2 也可发生同样反应)(3)漂白性：SO2 可使品红褪色，体现了 SO2 的漂白性。2实验室制法：Na2SO3H2SO4(浓)=Na2SO4SO2H2OCu2H2SO4(浓),CuSO4SO22H2O【示范 3】下列五种有色溶液与 SO2 作用，均能褪色，其实质相同的是()。品红溶液 KMnO4 酸性溶液 溴水 滴有酚酞的 NaOH 溶液 淀粉碘溶液A B C D解析 解答本题首先要理解 SO2 与有色试剂作用的化学反应
23、原理，然后根据 SO2 具有酸性、漂白性、强还原性的性质逐项分析。SO2 使品红溶液褪色，是由于 H2SO3 与有色物质化合生成了无色物质；SO2 使酸性 KMnO4溶液、溴水、淀粉碘溶液褪色，是由于 SO2 具有还原性，能分别将 KMnO4、Br2、I2 还原；SO2 使滴有酚酞的 NaOH 溶液褪色，是由于 SO2 与 NaOH 发生反应：SO22NaOH=Na2SO3H2O，Na2SO3SO2H2O=2NaHSO3。答案 C【示范 4】(2011江苏扬州)旧版中学教材高中化学第一册有如图甲所示的铜与浓硫酸反应的实验装置，该实验过程中会有二氧化硫气体逸出，污染室内空气，严重损害师生健康。为
24、此某课外小组对此实验进行如图乙所示的改进，改进的实验操作简单，现象明显，并且几乎无二氧化硫气体逸出。实验步骤如下：首先按装置图安装仪器，安装时，在支管胶塞的铁丝钩上挂一片湿润的品红试纸。向试管中加入约 10 mL 的浓硫酸，加热(在加热浓硫酸时，将铜片向上提起，铜片先不要伸入浓硫酸中)，当加热至沸腾时，把铜片放下，使其完全浸入浓硫酸中，反应立刻发生。等不需要反应时停止加热并将铜片提起，离开浓硫酸，反应停止。回答下列问题：(1)如图乙所示，铜片与沸腾的浓硫酸接触后可看到的现象有_；(2)塑料袋的作用是_；(3)为了防止反应结束后留在试管中的气体和塑料袋中的气体污染环境，可进行的操作是_，相关的离
25、子方程式是_。解析 当铜片接触热的浓硫酸时，产生 SO2 气体，使湿润的品红试纸褪色；试管中有硫酸铜生成，溶液变蓝，当品红试纸完全褪成白色后，把铜片向上提，使其离开浓硫酸溶液，反应马上停止。可用碱液吸收多余的 SO2。答案(1)试管中溶液变蓝，有气泡产生，湿润的品红试纸褪色，铜片部分溶解(2)收集多余的 SO2 气体，防止污染空气(3)在反应后的试管、塑料袋中加适量的碱吸收 SO2 气体 SO22OH=H2OSO23 或 SO2OH=HSO3【例证 3】(2010重庆)某兴趣小组用下图装置探究氨的催化氧化：氮及其化合物的性质与应用考向立意1.考查氮及其化合物的转化及性质推断和简单计算。2.考查
26、氮及其化合物的探究性和创新性实验。(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_。点拨 本题是一道综合性较强的实验题。氨的催化氧化，首先要制备 NH3和 O2，可得出装置 1 的作用：制备 NH3 和 O2。在装置 2 中 N
27、H3 和 O2 在催化剂、加热条件下，反应生成 NO 和 H2O。(3)利用装置 3 除去 H2O，在装置 4 中 NO 被氧化为 NO2。若取消装置 3，在装置 4 中生成的 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)装置 5 是制备 NH3 和 O2。答案(1)4NH35O2=催化剂4NO6H2O(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)1NH4Cl 与 HCl 反应生成氧气1氨的物理性质和化学性质氨是
28、无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易液化，极易溶于水，常温常压下，1 体积水能溶解约 700 体积的氨。(1)与水反应NH3H2ONH3H2ONH4 OH，溶液显弱碱性，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝(用于检验铵根离子)(2)与酸反应NH3HCl=NH4Cl(产生白烟，可用于检验 NH3)2NH3H2SO4=(NH4)2SO4(因此不能用浓硫酸干燥氨气)(3)具有还原性4NH35O2=催化剂6H2O4NO(工业制取硝酸的基础)2氨的制法、检验和干燥(1)制法工业制法：N23H2催化剂高温、高压2NH3实验室制法：用铵盐与碱共热，2NH4ClCa(OH)2=CaCl22NH32H2O(2)检
29、验用红色的石蕊试纸检验是否变蓝。用蘸有浓盐酸的玻璃棒检验，是否产生白烟。(3)干燥：用碱石灰干燥。【示范 5】(宁夏高考理综，7)将 22.4 L 某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后，气体体积变为 11.2 L(体积均在相同条件下测定)，则该氮氧化合物的化学式为()。ANO2 BN2O3 CN2O DN2O4解析 氮氧化物与灼热铜粉反应的化学方程式为 2NyOx2xCu=2xCuOyN2。根据题目给定的数据判断氮氧化物为 NO2。答案 A【示范 6】(2011赣江模拟)如下图所示，将甲、乙两个装有不同物质的针筒用导管连接起来，将乙针筒内的物质压到甲针筒内，进行下表所列的不同实验(气体在
30、同温同压下测定)。实验序号甲针筒内物质乙针筒内物质甲针筒的现象110 mL FeSO4溶液10 mL NH3生成白色沉淀，后变色220 mL H2S10 mL SO2330 mL NO2(主要)10 mL H2O(l)剩有无色气体，活塞自动向内压缩415 mL Cl240 mL NH3请回答下列问题：(1)实验 1 中，沉淀最终变为_色，写出沉淀变色的化学方程式：_。(2)实验 2 甲针筒内的现象是：有_生成，活塞_移动(填“向外”“向内”或“不”)。反应后甲针筒内有少量的残留气体，正确的处理方法是将其通入_溶液中。(3)实验 3 中，甲中的 30 mL 气体是 NO2 和 N2O4 的混合气
31、体，那么甲中最后剩余的无色气体是_，写出 NO2 与 H2O 反应的化学方程式：_。(4)实验 4 中，已知：3Cl22NH3=N26HCl。甲针筒除活塞有移动、针筒内有白烟产生外，气体的颜色变化为_，最后针筒内剩余气体的体积约为_ mL。解析 在(2)中实验 2 发生的反应为：2H2SSO2=3S2H2O，两者反应有单质硫生成，同时气体几乎完全消失。在(3)中随着 NO2 与水不断反应，N2O4 会逐渐转化为 NO2 并最终完全与水反应生成 HNO3 和 NO。在(4)中有白烟产生是因为过量的 NH3 与 HCl 反应生成了 NH4Cl，最终针筒里的气体只有 N2。答案(1)红褐4Fe(OH
32、)2O22H2O=4Fe(OH)3(2)黄色固体 向内 NaOH(其他合理答案也可)(3)NO 3NO2H2O=2HNO3NO(4)黄绿色变为无色 5【例证 4】(2010福建)下表各组物质中，满足下图物质一步转化关系的选项是()。和硅及其化合物的性质及应用考向立意1.考查碳及其化合物、硅及其化合物的转化及性质推断和简单计算。2.考查碳及其化合物、硅及其化合物的探究性和创新性实验。选项XYZANaNaOHNaHCO3BCuCuSO4Cu(OH)2CCCOCO2DSiSiO2H2SiO3点拨 A 项，NaHCO3 无法直接转化为 Na；B 项，Cu(OH)2 无法直接转化为 Cu；D 项，SiO
33、2 无法直接转化为 H2SiO3，H2SiO3 也无法直接转化为 Si。答案 C二氧化碳和二氧化硅的比较：(1)相同点都属于酸性氧化物，如都能与碱、碱性氧化物反应；都具有一定的氧化性，如均可与 C、Mg 反应。(2)不同点CO2 可与水反应生成 H2CO3，而 SiO2 不与水反应。SiO2 在高温时与固态 Na2CO3 反应，而 CO2 可与 Na2SiO3 水溶液反应。SiO2 可溶于氢氟酸。两者晶体类型不同。CO2 是分子晶体，而 SiO2 是原子晶体，故其熔点、沸点、硬度差别很大。【示范 7】(2011山东理综)某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素()。
34、A在自然界中只以化合态的形式存在B单质常用作半导体材料和光导纤维C最高价氧化物不与酸反应D气态氢化物比甲烷稳定解析 A 项，短周期元素最外层电子数是次外层电子数一半的元素是 Si 或Li，故该元素是 Si(Si 是非金属元素而 Li 是金属元素)，Si 在自然界中只以化合态的形式存在，故 A 正确；Si 常用作半导体材料，而光导纤维的主要成分为 SiO2，故 B 错误；C 项，Si 的最高价氧化物 SiO2 一般不与酸反应，但可以与氢氟酸反应，故 C 错误；气态氢化物的稳定性：SiH4CH4，故 D错误。答案 A【示范 8】(2011海南)“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产中产生的 C
35、O2 分离出来并利用。如可利用 NaOH 溶液来“捕捉”CO2，其基本过程如下图所示(部分条件及物质未标出)。下列有关该方法的叙述正确的是()。A能耗大是该方法的一大缺点B整个过程中，只有一种物质可以循环利用C“反应分离”环节中，分离物质的基本操作是蒸发结晶、过滤D该方法可减少碳排放，捕捉到的 CO2 还可用来制备甲醇等产品解析 A 项，该方法中高温反应炉分离出 CO2，需要消耗较多能量；B 项，整个过程中 NaOH 和 CaO 均可循环利用；C 项，从捕捉室中得到的溶液中含有大量的 NaHCO3，加入 CaO 后生成 CaCO3 和 NaOH，通过过滤的方法即可分离；D 项，捕捉到的 CO2
36、可与 H2反应制备甲醇：CO23H2一定条件CH3OHH2O。答案 AD【示范 9】某学生拟用 50 mL NaOH 溶液吸收 CO2 气体，制备 Na2CO3 溶液。为了防止通入的 CO2 气体过量而生成 NaHCO3，设计了如下实验步骤：a将 CO2 气体通入 25 mL NaOH 溶液至 CO2 气体不再溶解；b小心煮沸所得溶液 12 min；c在得到的溶液中加入另一半(25 mL)NaOH 溶液，使溶液充分混合。(1)他能否制得纯净的 Na2CO3 溶液并说明理由。_。(2)按他的设计，步骤 a 的实验装置如图所示：装置 A 使用的试剂是石灰石和盐酸，可否使用纯碱代替石灰石并说明原因：
37、_。装置 B 使用的试剂是_，其作用是_。为了便于后续实验的煮沸、混合等操作，装 NaOH 溶液的容器还可以是_(填仪器名称)。有人认为将实验步骤 b 和 c 的顺序对调，即先混合再煮沸会更合理，你认为是否正确并说明原因：_。答案(1)能；因为两反应 NaOHCO2=NaHCO3，NaHCO3NaOH=Na2CO3H2O 中消耗的 NaOH 的量相等，故能生成纯净的 Na2CO3(2)不行；粉末状纯碱代替块状石灰石，生成气体的速率太快，不利于NaOH 溶液充分吸收 CO2气体 饱和 NaHCO3溶液 除去 CO2气体中混有的 HCl 气体，避免有 NaCl 生成 平底烧瓶(或其他合理答案)不对；若不先煮沸以赶净 CO2，则另一半的 NaOH 就会与之反应，从而不能将NaHCO3 完全转化为 Na2CO3，造成实验误差单击此处进入 限时规范训练
