1、非金属元素及其化合物 1.常见非金属元素(如H、C、N、O、Si、S、Cl等)。(1)了解常见非金属元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。(2)了解常见非金属元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。2以上各部分知识的综合应用。一、非金属单质1非金属单质中哪些有颜色？它们有什么特性呢？如何检验或吸收以减轻污染？提示：Cl2(黄绿色)、Br2(红棕色)、强氧化性，用湿润的淀粉KI试纸检验，用NaOH溶液吸收处理。唯一液态非金属单质，可用AgNO3溶液检验，用水液封或用CCl4萃取吸收，用NaOH溶液吸收处理。S(黄色)、I2(紫色)用酒精溶解或用热碱液清洗。遇淀粉变蓝色，,易升华；用NaOH,溶
2、液吸收或用酒精溶解。2化学上常把含有A元素的两种化合物甲、乙在一定条件下能生成A单质的反应叫归中反应，你能写出几个归中反应的例子吗？提示：KClO36HCl=KCl3Cl23H2OKIO35KI3H2SO4=3K2SO43I23H2OSO22H2S=3S2H2ONa2SO32Na2S3H2SO4=3S3Na2SO43H2O4NH36NO=5N26H2O3请归纳常见的能置换出非金属单质的反应。提示：2Na2H2O=2NaOHH22CSiO2=高温 Si2COH2SCl2=2HClS2F22H2O=4HFO2Cl22KBr=2KClBr2Br22NaI=2NaBrI2CH2O=高温 COH22Mg
3、CO2=点燃 2MgOC二、非金属化合物1有人说非金属氧化物都是酸性氧化物且均有毒，你认为呢？它们一般产生哪些环境污染？提示：CO、NO等不是酸性氧化物，CO2无毒；SO2、SO3引起酸雨，NOx能引起光化学烟雾；CO2引起温室效应。2用下图装置验证木炭与浓硫酸反应的产物，请指出各装置中试剂的作用。提示：A.验证产物中有水蒸气B验证产物中有SO2气体C除去SO2气体D检验SO2是否除尽E验证产物中有CO2气体3足量的Zn与一定量的浓H2SO4反应产生的气体是什么？其物质的量与消耗的Zn有什么关系？提示：产生的是SO2和H2的混合气体，根据元素化合价升降守恒，产生H2和SO2的物质的量之和与消耗
4、的Zn物质的量相等。4将 m g 铜加入到一定量的浓 HNO3 中，充分反应后铜全部溶解，将得到标准状况下 VL NO2 和 NO 的混合气体，则气体中 NO2 与 NO 的物质的量之比是多少？提示：设 NO2、NO 的物质的量分别为 x、y，则xy22.4Vx3y2m64，从而解得 x、y 之比。5请设计实验证明酸性H2SO4H2CO3H2SiO3，若将H2SO4换为盐酸呢？提示：向Na2CO3粉末中滴加稀H2SO4，将产生的气体通入到Na2SiO3溶液中，产生白色沉淀。若换为盐酸，由于盐酸易挥发，须除去CO2中的HCl气体，因此常用饱和NaHCO3溶液除去从盐酸中挥发出的HCl气体。1二氧
5、化碳通入硝酸钡溶液中不产生白色沉淀，是因为碳酸钡不能在硝酸中存在；而二氧化硫通入硝酸钡溶液中生成的亚硫酸钡能与硝酸发生氧化还原反应生成硫酸钡。2SO2虽然有较强的还原性，但其中硫呈4价，浓硫酸中硫呈6价，二者中硫元素化合价相邻，二者不发生反应；实验室制取二氧化硫一般选用浓硫酸，有利于SO2逸出，二氧化硫也可以用浓硫酸干燥。3有大量 H存在时，NO3 具有强氧化性，与一些还原性离子不能共存，如 S2、I、Fe2等。在解答离子共存试题时，易忽视这类隐含条件。4溶于水的 NH3，主要以 NH3H2O 形式存在，如果溶液中的 NH3达不到一定浓度不会从溶液中逸出。只有在加热条件下或浓溶液中才有 NH3
6、 从溶液中逸出；NH4 OH=NH3H2O，所以铵盐溶液与碱溶液都是稀溶液且反应不加热时，则不会有 NH3逸出，此时的反应可表示为：NH4 OH=NH3H2O。5错误地认为 SO2 使溴水、酸性 KMnO4 溶液褪色是 SO2 的漂白性。SO2 的漂白性是 SO2 与有色物质化合生成不稳定的无色物质，而 SO2 与溴水、酸性 KMnO4 溶液反应是氧化还原反应。6检验 SO24 未排除 SO23 或 Ag的干扰，如向待测溶液中滴加经盐酸酸化的硝酸钡溶液或滴加经硝酸酸化的氯化钡溶液，生成白色沉淀，误认为有 SO24 存在。判断正误：(正确的打“”号，错误的打“”号)(1)(2011江苏高考)常温
7、下浓H2SO4能使铝钝化，可在常温下用铝制品贮藏贮运浓H2SO4。()(2)(2011江苏高考)二氧化硅不与任何酸反应，可用石英制造耐酸容器。()(3)(2010山东高考)SiO2是酸性氧化物，能与NaOH溶液反应。()(4)(2009山东高考)Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂。()(5)(2009山东高考)将SO2通入品红溶液，溶液褪色后加热恢复原色，则SO2通入溴水，溴水褪色后加热也能恢复原色。()做考题 查漏补缺1(2011山东高考)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()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
8、高价氧化物不与酸反应D气态氢化物比甲烷稳定解析：本题考查硅及其化合物，意在考查考生对硅及其化合物知识的理解与应用。该短周期非金属元素为Si，硅在自然界中只以化合态形式存在，A项正确；单质硅可用作半导体材料，而光导纤维的主要成分是SiO2，B项错误；Si的最高价氧化物为SiO2，其可以与氢氟酸反应，C项错误；由于非金属性SiC，因此气态氢化物稳定性：SiH4CH4，D项错误。答案：A2(2011汕尾联考)下列说法正确的组合是()氯离子和氯原子的性质相同 5价的氯只具有氧化性 氯离子总比氯原子多一个电子 盐酸既具有氧化性、酸性，又具有还原性 Cl2的氧化性比盐酸的强 液氯与氯水是同一种物质A BC
9、D解析：中Cl与Cl原子的电子层结构不同，性质也不同；中5价的氯处于中间价态，既具有氧化性，也具有还原性；中液氯为纯净物，氯水为混合物，不是同一物质。答案：C3(2011洛阳模拟)下列变化的实质相似的是()浓硫酸和浓盐酸在空气中敞口放置时浓度均减小二氧化硫和氯气均能使品红溶液褪色二氧化硫能使品红溶液、溴水褪色氨气和碘化氢气体均不能用浓硫酸干燥常温下浓硫酸用铁的容器存放、加热条件下浓硫酸能与木炭反应浓硫酸能在白纸上写字，氢氟酸能在玻璃上刻字A只有B只有C只有D全部解析：浓硫酸的吸水性和浓盐酸的挥发性；二氧化硫的化合漂白和HClO的氧化漂白；二氧化硫使品红褪色是发生了漂白作用，而使溴水褪色发生了氧
10、化还原反应：SO2Br22H2O=H2SO42HBr；两者都能和浓硫酸反应，但是HI与浓硫酸发生了氧化还原反应：H2SO42HI=I2SO22H2O；两者都体现了浓硫酸的强氧化性(包括金属的钝化)；前者是浓硫酸的脱水性，后者是氢氟酸的腐蚀性：4HFSiO2=SiF42H2O。答案：B链知识 触类旁通1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)用氢硫酸。出现浑浊的是SO2；无明显现象的是CO2。2H2S
11、SO2=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=K2SO42MnSO42H2SO4。(4)用溴水。使橙色褪去的是SO2；无明显现象的是CO2。Br22H2OSO2=2HBrH2SO4。(5)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=3H2SO42NO，Ba(NO3)2H2SO4=BaSO42HNO3。2常用于漂白的物质及漂白原理漂白原理 常见物质 漂白特点 化合漂白 SO2 加热可恢复原色 氧化漂白 Cl2、ClO2、O3、Na2O2、H2O2 利用物质的强氧化性，不可逆
12、 吸附漂白 活性炭 物理过程，不可逆 做考题 查漏补缺4(2011郑州一模)某溶液中含有 NH4、SO23、SiO23、Br、CO23Na，向该溶液中通入过量的 Cl2，下列判断正确的是()反应前后，溶液中离子浓度基本保持不变的有 NH4、Na 有胶状物质生成 有气体产生 溶液颜色发生变化 共发生了 2 个氧化还原反应A BCD解析：该溶液中通入过量的 Cl2 与水发生反应生成 HCl 和HClO，SO23 被 HClO 氧化成 SO24，SiO23 与 H反应生成H2SiO3 胶状物，Br被 Cl2 氧化成 Br2，溶液变成褐色，CO23与 H反应生成 CO2 气体，由此得出选项 A 正确。
13、答案：A5某无色溶液中可能含有 Na、SO24、MnO4、SO23、Cl、Br、CO23 中的若干种，依次进行下列实验。观察到现象如下：用 pH 试纸检验，溶液 pH7；向溶液中滴加氯水，无气体产生，再加入 CCl4 振荡、静置、CCl4层呈橙色，用分液漏斗分液；向分液后的水溶液中加入 AgNO3 和 HNO3 的混合液，有白色沉淀产生。另取原溶液少量加入 Ba(NO3)2 和盐酸的混合液，产生白色沉淀。回答下列问题：(1)原溶液中肯定含有的离子是_；肯定没有的离子是_。(2)写出步骤中的离子方程式_。解析：无色溶液中不含 MnO4，由的现象可知溶液中含有 CO23、SO23 中的至少一种。由
14、的现象可推知无 CO23，含有 Br、SO23。由于中引入 Cl，故不能根据的现象确定溶液中是否含有 Cl，酸性条件下 NO3 可将 SO23 氧化为 SO24，也不能根据由现象可推知有 SO24。由于溶液必须呈电中性，溶液中一定含有 Na。答案：(1)Na、Br、SO23 CO23、MnO4(2)Cl22Br=Br22Cl，SO23 Cl2H2O=2H2ClSO246(2010广东高考)某研究小组用MnO2和浓盐酸制备Cl2时，利用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液对其尾气进行吸收处理。(1)请完成SO2与过量NaOH溶液反应的化学方程式：SO22NaOH=_。(2)反应Cl2Na2SO32N
15、aOH=2NaClNa2SO4H2O中的还原剂为_。(3)吸收尾气一段时间后，吸收液(强碱性)中肯定存在Cl、OH和SO ，请设计实验，探究该吸收液中可能存在的其他阴离子(不考虑空气中CO2的影响)。2-4提出合理假设。假设 1：只存在 SO23；假设 2：既不存在 SO23，也不存在 ClO；假设 3：_。设计实验方案，进行实验。请写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂：3 molL1 H2SO4、1 molL1 NaOH、0.01 molL1 KMnO4、淀粉-KI 溶液、紫色石蕊试液。实验步骤 预期现象和结论 步骤1：取少量吸收液于试管中，滴加3 molL1 H2SO4至溶液呈酸性
16、，然后将所得溶液分置于A、B试管中。步骤2：步骤3：解析：本题主要考查实验设计与评价能力，背景知识为氧化还原反应，意在考查考生的实验设计能力，分析与解决问题的能力，本题在对考生实验评价能力的考查上具有特别的价值，是一个既具有新颖性，又不失经典性的好题。(1)SO2与过量NaOH反应的产物为Na2SO3与 H2O；(2)在反应中，硫元素的化合价升高，所以 Na2SO3 为还原剂；(3)SO23 具有较强的还原性，而 ClO具有极强的氧化性，ClO与 SO23 是不能共存的，所以假设 3 为：只存在 ClO，实验设计只要求证实酸化后的溶液是具有氧化性，还是具有还原性，还是既不具有氧化性，也不具有还
17、原性，若加入淀粉-KI 溶液会出现蓝色，证明存在 ClO，若加入KMnO4 溶液时，KMnO4 溶液褪色，证明存在 SO23，若两种现象均无，则假设 2 成立。答案：(1)Na2SO3H2O(2)Na2SO3(3)只存在 ClO步骤2：向A试管中滴加12滴0.01 molL1KMnO4溶液(i)若溶液褪色，则假设1成立(ii)若溶液不褪色，则假设2或3成立 步骤3：向B试管中滴加12滴淀粉KI溶液(i)若溶液变蓝色，则假设3成立(ii)若溶液不变蓝色，结合步骤2中的(ii)，则假设2成立 链知识 触类旁通常见非金属元素形成离子的检验方法(1)利用酸碱指示剂检验：H滴入紫色石蕊试液，溶液变红色(
18、2)利用盐酸和其他试剂检验：CO23 加入 BaCl2 溶液后生成白色沉淀，再加稀盐酸沉淀溶解，并放出无色无味气体SO24 先加入足量稀盐酸，无沉淀产生，再加入 BaCl2 溶液产生白色沉淀SO23 加入 BaCl2 溶液，产生白色沉淀，再加稀盐酸，沉淀溶解，放出无色有刺激性气味能使品红溶液褪色的气体(3)利用 AgNO3(HNO3 酸化)溶液检验：ClBrI硝酸酸化的硝酸银溶液白色沉淀浅黄色沉淀黄色沉淀(4)利用某些特征反应检验：I滴入淀粉溶液和氯水，溶液变蓝色做考题 查漏补缺7(2010福建高考)下表各组物质中，满足下图物质一步转化关系的选项是()选项 X Y Z A Na NaOH Na
19、HCO3 B Cu CuSO4 Cu(OH)2 C C CO CO2 D Si SiO2 H2SiO3 解析：本题考查元素化合物，意在考查考生对常见金属和非金属元素及其化合物相互转化的理解和分析能力。NaHCO3 不能一步转化为 Na，A 项错误；Cu(OH)2 不能一步转化为 Cu，B项错误；根据 CO2 COO2CO2Mg C 知，C 项正确；H2SiO3 不能一步转化为 Si，D 项错误。答案：C8(2011揭阳统测)有下列两种转化途径，某些反应条件和产物已省略，下列有关说法不正确的是()途径：S 浓HNO3H2SO4途径：SO2SO2O2SO3O2H2SO4A途径反应中体现了浓 HNO
20、3 的强氧化性和酸性B途径的第二步反应在实际生产中可以通过增大 O2 浓度来降低成本C由途径和分别制取 1 mol H2SO4，理论上各消耗 1 mol S，各转移 6 mol eD途径与途径相比更能体现“绿色化学”的理念是因为途径比途径污染相对小且原子利用率高解析：途径反应的化学方程式可表示为 S6HNO3(浓)=H2SO46NO22H2O，属于浓硝酸和非金属单质的反应，产物中无盐生成，因此浓硝酸只表现氧化性而不表现酸性，A错误。答案：A9(2011太原一模)图中A、C是工业上用途很广的两种重要化工原料，B为日常生活中常见的金属，H、G是正四面体结构的分子，H是一种重要的能源，J是一种耐高温
21、材料，K是由两种常见元素组成的化合物(图中部分反应物或生成物没有列出)。请按要求回答：(1)写出B的化学式_，元素B在元素周期表中的位置是_(填第几周期第几族)。(2)反应的离子方程式为_。(3)反应进行的条件是_。(4)反应的化学方程式为_。(5)写出Si与C溶液反应的离子方程式_。(6)用电子式表示M(M是A与Mg反应生成的化合物)的形成过程_。解析：(1)本题突破口是要抓住 H 是重要能源，且和 G 均是正四面体结构的分子，可知 H 是 CH4，G 是 CCl4，A 是 HCl。(2)J 是耐高温材料，应是 Al 的化合物，则 K 一定是碳和 Al 组成的化合物 Al4C3，Al4C31
22、2H2O=4Al(OH)33CH4。(3)D 与 F 反应生成 Al(OH)3，则 B 应是 Al，C 是碱液，故 E 是 H2。综上可知 A 为 HCl，B 为 Al，C 为强碱，D 为 AlCl3，E 为 H2，F为四羟基合铝酸盐，G 为 CCl4，H 为 CH4，I 为 Al(OH)3，J 为 Al2O3，K 为 Al4C3。答案：(1)Al 第三周期第A 族(2)Al33AlO2 6H2O=4Al(OH)3(3)光照、过量 Cl2(4)Al4C312H2O=4Al(OH)33CH4(5)Si2OHH2O=SiO23 2H2(6)链知识 触类旁通1无机物转化与推断的基本思路2记住常见特殊
23、的结构、性质(包括特征反应与实验现象)如常见正四面体结构的有 P4、CH4、NH4、CCl4 等；既能与酸反应又能与碱反应的物质有 Al、Al2O3、Al(OH)3、NH4HCO3、(NH4)2CO3、NaHCO3等；在空气中迅速变为红棕色气体的是 NO；白色沉淀灰绿色红褐色的转化是 Fe(OH)2。3掌握特殊的转化关系(1)直线型转化：金属O2碱性氧化物H2O 碱酸盐，满足此关系的有K、Na、Ca、Ba 等。非金属O2酸性氧化物H2O 酸酸盐，满足此关系的有C、N、S 等。AO2BO2CH2O(酸或碱)：满足此关系的有 NH3、S、N2、H2S、C、Na 等。(2)交叉型转化：(3)三角型转
24、化：(4)属于“单质化合物=新单质新化合物(置换反应)”类型的反应有：单质同主族：2Na2H2O=2NaOHH2；2CSiO2=高温 Si2CO；Cl22NaBr=2NaClBr2 等。单质不同主族：2Al6HCl=2AlCl33H2；H2SCl2=2HClS；CH2O(g)=高温 COH2 等。有过渡元素参加的常见置换反应：Fe2H=Fe2H2；FeCu2=Fe2Cu。(5)能“三合一”的反应有：NH3H2OCO2=NH4HCO3；4Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3。(6)常见的一种物质能分解生成三种物质的反应，该物质可能为NaHCO3、NH4HCO3、(NH4)2CO3、HNO3或KMnO4。
