1、专题十二 常见非金属单质及其重要化合物 高频考点导悟考点一 非金属单质及其化合物的性质典例 1(2011江苏，3)下列有关物质的性质和该性质的应用均正确的是()A常温下浓硫酸能使铝发生钝化，可在常温下用铝制贮罐贮运浓硫酸B二氧化硅不与任何酸反应，可用石英制造耐酸容器C二氧化氯具有还原性，可用于自来水的杀菌消毒D铜的金属活泼性比铁的弱，可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀解析 A 项正确，因为 Fe、Al 遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化，故可用 Fe、Al 制容器贮运浓硫酸或浓硝酸；B 项错误，SiO2与氢氟酸反应：SiO24HF=SiF42H2O；C 项错误，ClO2 能杀菌消毒，是因为其具有强氧化
2、性；D 项错误，牺牲阳极的阴极保护法就是在被保护金属上连接一个更活泼的金属。答案 A知识归纳1常见非金属氧化物的性质氧化物SO2、SO3、NO、NO2、CO、CO2、SiO2 等物理性质SO2、NO2 有刺激性气味NO2 是红棕色气体除 CO2、SiO2 外均有毒SO2 易液化，SiO2 是坚硬、难熔的固体类型SO2、SO3、CO2、SiO2 是酸性氧化物NO、CO 是不成盐氧化物与水反应SO2、SO3、NO2、CO2 能与水反应与碱反应SO2、SO3、CO2、SiO2 与 OH反应生成酸式盐或正盐，如 SiO22OH=SiO23 H2O氧化性SO2 能氧化 H2S NO2 能使淀粉-KI 试
3、纸变蓝SiO2 能被 C 还原还原性SO2 具有较强的还原性，能被 MnO4(H)、Fe3、HNO3、Cl2、Br2、I2 等氧化为 SO242NOO2=2NO2CO 是重要的还原剂(能还原 CuO、Fe2O3、H2O 等)化学性质特性SO2 具有漂白性CO、NO 与血红蛋白结合，SiO2 与氢氟酸反应，SiO24HF=SiF42H2O NO2 能自相结合生成 N2O4对环境质量的影响SO2、NO、NO2、CO 是大气污染物SO2酸雨NO、NO2光化学烟雾CO2温室效应2.常见无机酸的重要规律和特性(1)重要规律最高价氧化物对应水化物的酸性强弱取决于元素非金属性的强弱，如酸性：HClO4H2S
4、O4H3PO4H2CO3H2SiO3。证明酸性强弱顺序，可利用复分解反应中“强酸制弱酸”的规律，如：Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3Ca(ClO)2CO2H2O=CaCO32HClO强氧化性酸(如 HNO3、浓 H2SO4)与金属反应，一般不生成 H2；金属和浓 HNO3 反应一般生成 NO2，而和稀 HNO3反应则生成 NO。(2)重要特性：H2SiO3(或 H4SiO4)为难溶性酸，浓盐酸、浓硝酸为挥发性酸。HNO3、浓 H2SO4、HClO 具有强氧化性，属于氧化性酸，其中 HNO3、HClO 见光受热易分解。浓 HNO3 和 Cu(足量)、浓 H2SO4 和 Cu(
5、足量)、浓盐酸和MnO2(足量)在反应时，随着反应的进行，产物会发生变化或反应停止。浓 H2SO4 具有吸水性、脱水性和强氧化性。常温下，铁、铝遇浓 H2SO4、浓 HNO3 发生钝化。浓盐酸、浓硝酸、醋酸等遇氨气能冒白烟，即它们挥发出来的酸与氨气反应生成相应的铵盐(固体)的缘故。H2S、HI、HBr 遇强氧化性酸能发生氧化还原反应，因此不能用浓硫酸进行干燥。命题猜想 1 下列说法不正确的是()A欲提高氯水中 HClO 的浓度可往氯水中加适量的碳酸钙粉末B形成酸雨的氧化物主要是 SO2 和氮的氧化物，CO2 是造成温室效应的主要气体C氯气泄漏，自救方法是用湿毛巾或蘸有纯碱水的毛巾捂住口鼻并向地
6、势低的地方撤离D大气中的 N2 可转化为 NO，NO 可转化为 NO2、硝酸；含硫物质在自然界中可转化为 SO2 等含硫化合物解析 由于酸性 HClH2CO3HClO，所以氯水中 HClO 不能与 CaCO3 反应，但 HCl 与 CaCO3 反应可使 HClO 浓度增大，A 正确；酸雨主要由 SO2、NOx 引起，CO2 引起温室效应，B 正确；由于 Cl2 密度大于空气，在地势低的地方 Cl2浓 度 大，C错 误；2N2 O2放电2NO,2NO O2=2NO2,3NO2H2O=2HNO3NO，D 正确。答案 C考点二 实验探究题中对非金属元素及其化合物性质的考查典例 2(2011重庆理综，
7、27)固态化合物 A 由两种短周期元素组成，可与水发生复分解反应。甲组同学用下图装置(夹持装置略)对其进行探究实验。(1)仪器 B 的名称是_。(2)实验中，中的试纸变蓝，中黑色粉末逐渐变为红色并有 M 生成，则中的试剂为_；中发生反应的化学方程式为_；中的试剂为_。(3)乙组同学进行同样实验，但装置连接顺序为，此时中现象为_，原因是_。(4)经上述反应，2.5 g 化合物 A 理论上可得 0.56 L(标准状况)M；则 A 的化学式为_。解析(2)化合物 A 与水反应生成氨气，氨气经碱石灰干燥，与 CuO 反应生成红色的 Cu，根据化合价守恒可知 Cu 的化合价降低，NH3 中 N 的化合价
8、升高生成气体 M(氮气)。(4)经浓硫酸吸收未反应的 NH3，收集的氮气的物质的量为 n(N2)0.56 L22.4 Lmol10.025 mol，所以 A 中含 n(N)0.05 mol，设 A的化学式为 Q3N 或 QN 时其式量均为 50，Q 的相对原子质量分别为 12 或 36，无意义；设 A 的化学式为 Q3N2，其相对分子质量为 100，Q 的相对原子质量为 24，所以 A 为 Mg3N2。答案(1)分液漏斗(2)碱石灰 3CuO2NH3=3CuN23H2O 浓硫酸(3)试纸变蓝 CuO 与氨气反应生成的水和未反应的氨气形成氨水，使试纸变蓝(4)Mg3N2规律总结1硅及其化合物的“
9、反常”(1)Si 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 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。(8)H2CO3 的酸性大于 H2SiO3，所
10、以有 Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3 Na2CO3，但 高 温 下：Na2CO3 SiO2=高温 Na2SiO3CO2也能发生。2氯及其化合物中的热点(1)HClO、HClO2、HClO3、HClO4 酸性依次增强，但氧化性降低；(2)HCl 的特殊制法，浓盐酸中滴加浓 H2SO4；(3)Cl2 实验室制法，氧化剂可以为KMnO4MnO2()K2Cr2O7KClO3()；(4)卤素化合物以次氯酸盐为重点ClO类似 NO3，酸性环境氧化性增强，但 ClO又不同于 NO3，任何环境都体现氧化性，如 ClO与 I、Fe2均不能共存。ClO体现水解性，因 HClO 酸性很弱，ClO水解显示碱
11、性，如 Fe33ClO3H2O=Fe(OH)33HClO。3有 HNO3 参与的氧化还原反应的计算(1)单质与硝酸的反应，分析讨论是金属还是非金属，若为金属参加的反应硝酸分为两部分，一部分作氧化剂，另一部分起酸性作用生成硝酸盐，应先确定未被还原的硝酸，再由电子得失守恒求解。若为非金属单质与硝酸反应时，硝酸全部被还原。(2)Cu 与 HNO3 的反应中随着反应的进行 HNO3 浓度逐渐变小，产物由 NO2 变成 NO，最终为混合气体。可以这样理解并分析：反应的硝酸在产物中共三部分：Cu(NO3)2未被还原 HNO3被还原可以看出：被还原的硝酸无论生成 NO 还是 NO2 均为一个 N原子与一个
12、HNO3 的比例关系，即：被还原的硝酸与气体的物质的量相等。命题猜想 2 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。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)尾气可用_溶液吸收。解析 答 案 (1)蒸 馏 烧 瓶 Na2SO3 H2SO4(浓)=Na2SO4 SO2H2O
13、(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 5SO2 2MnO4 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，溶液又恢复为红色(4)NaOH(其他合理答案也可)考点三 常见非金属元素形成的离子及气体的考查典例 3 某科研小组用 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 Cl2Na2SO32NaOH=2NaClNa2SO4H2O中的还原剂为_。(3)吸收尾气
14、一段时间后，吸收液(强碱性)中肯定存在 Cl、OH和 SO24。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)。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。请在答题卡上写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂：3 molL1H2SO4、1 molL1NaOH、0.01 molL1KMnO4、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 molL1H2SO4 至溶液呈酸性，然后将所得溶液分别置于 A、B 试管中步骤 2：步骤 3
15、：解析 先分析要探究的成分 再设计探究过程 最后检查探究过程是否存在漏洞(1)NaOH 过量，故生成的是正盐：SO22NaOH=Na2SO3H2O。(2)S 元素的价态从4 价6 价，失去电子，表现还原性，作还原剂，故还原剂为 Na2SO3。(3)因为 SO23 和 ClO不能共存，所以假设 3 为只存在 ClO。加入硫酸的试管，若存在 SO23、ClO，分别生成了 H2SO3 和HClO；在 A 试管中滴加紫色石蕊试液，若先变红后褪色，证明有 ClO，否则无；在 B 试管中滴加 0.01 molL1 KMnO4 溶液，若紫红色褪去，证明有 SO23，否则无。答案(1)Na2SO3H2O(2)
16、Na2SO3(3)只存在ClO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，然后将所得溶液分别置于A、B试管中步骤2：在A试管中滴加紫色石蕊试液若先变红后褪色，证明有ClO，否则无步骤3：在B试管中滴加0.01 molL1KMnO4溶液若紫红色褪去，证明有SO23，否则无 知识归纳常见非金属元素形成的离子的检验离子反应现象有关反应的离子方程式X(Cl、Br、I)加入AgNO3溶液，产生白色(Cl)、浅黄色(Br)、黄色(I)沉淀，该沉淀在稀硝酸中不溶解AgX=AgXCO23HCO3加入盐酸，放出无色无味的气体，将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊
17、CO23 2H=CO2H2OHCO3 H=CO2H2OCa22OHCO2=CaCO3H2OSO23加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，该沉淀可溶于稀盐酸，并放出无色、有刺激性气味的气体Ba2SO23=BaSO3 BaSO32H=Ba2SO2H2OSO24加入稀盐酸，无现象，再加入BaCl2溶液，生成白色沉淀Ba2SO24=BaSO4 NH+4滴加浓NaOH溶液，加热，有刺激性气味的气体产生，该气体遇HCl(气态)产生白烟或能使湿润的红色石蕊试纸变蓝NH+4OH=NH3H2ONH3HCl=NH4Cl NH3H2NH3 H2O+4OH命题猜想 3 某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置
18、进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将 NO 氧化成 NO2，而稀硝酸不能氧化 NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。可选药品：浓硝酸、3 molL1 稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳已知：氢氧化钠溶液不与 NO 反应，能与 NO2 反应。2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O(1)实验应避免有害气体排放到空气中。装置、中盛放的药品依次是_。(2)滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后_。(3)装置中发生反应的化学方程式是_。(4)装置的作用是_，发生反应的化学方程式是_。(5)该小组得出的结论依据的实验现象是_。解析 装置为 C
19、u 和浓 HNO3 反应制取 NO2 的发生装置，因要检验浓、稀 HNO3 的氧化性强弱，依题中信息知是用碱液(NaOH)吸收 NO2，则为浓 HNO3，中用排水法收集的气体一定为 NO，则中为稀 HNO3，中为 H2O，发生了 3NO2H2O=2HNO3NO，又因 NO 极易被空气中的O2 氧化而生成红棕色的 NO2，因此整个装置中不能有空气。答案(1)3 molL1 稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液(2)通入 CO2 一段时间，关闭弹簧夹，将装置中导管末端伸入倒置的烧瓶内(3)Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O(4)将 NO2 转化为 NO 3NO2H2O=2HNO3NO(
20、5)装置中液面上方气体仍为无色，装置中液面上方气体由无色变为红棕色高考模拟导练 1(2010福建理综，9)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XYZANaNaOHNaHCO3BCuCuSO4Cu(OH)2CCCOCO2DSiSiO2H2SiO3 C解析 NaHCO3不能一步到Na，A错误；Cu(OH)2不能一步到Cu，B错误；依2CO2=不完全燃烧 2CO,2COO2=点燃2CO2,2MgCO2=点燃 2MgOC，可知C正确；SiO2不能一步到H2SiO3，H2SiO3不能一步到Si，D错误。该题考查C、CO、CO2相互转化的关系。2(2011天津理综，3)向四支试管中分别
21、加入少量不同的无色溶液进行如下操作，结论正确的是()操作现象结论A滴加BaCl2溶液生成白色沉淀原溶液中有SO24B滴加氯水和CCl4，振荡、静置下层溶液显紫色原溶液中有IC用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色反应火焰呈黄色原溶液中有Na，无KD滴加稀NaOH溶液，将湿润红色石蕊试纸置于试管口试纸不变蓝原溶液中无NH+4 解析 A项，能与BaCl2生成白色沉淀不能确定原溶液中含有SO 24，若原溶液中含有SO 23 或Ag，也能与BaCl2反应生成白色沉淀，故A项错误；B项结论正确；C项，钾元素的焰色需通过蓝色钴玻璃观察，火焰呈黄色不能判断没有K，C项错误；D项，若NaOH溶液为稀溶液，铵根与氢氧根离子
22、反应不能得到氨气，故D项错误。答案 B3为证明稀硝酸与铜反应产物中气体为 NO，设计如图实验(实验过程中活塞 2 为打开状态)，下列说法中不正确的是()A.关闭活塞 1，加入稀硝酸至液面 a 处B在装置左侧稍加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率C通过关闭或开启活塞 1 可以控制反应的进行D反应开始后，胶塞下方有无色气体生成，还不能证明该气体为 NO解析 关闭活塞 1，无法将 HNO3 加至液面 a 处，因为装置中有空气，须将活塞 1 打开，才能实现该操作；Cu 与 HNO3反应时加热会加快化学反应速率；若关闭活塞 1，产生的 NO会使 HNO3 与 Cu 丝脱离，从而控制反应进行；如果一开始左面无
23、气体，当左边出现气体时一定为反应生成的 NO 气体，但当左面开始时有气体，则不能确定，D 正确。答案 A4下列与实验相关的叙述正确的是()A稀释浓硫酸时，应将蒸馏水沿玻璃棒缓慢注入浓硫酸中B将 SO2 和 Cl2 按等物质的量比通入品红溶液中，品红很快褪色CNO2 与 H2O 反应的过程中，被氧化的氮原子与被还原的氮原子的个数比为 21D检验某溶液是否含有 SO24 时，应取少量该溶液，依次加入 BaCl2 溶液和稀盐酸C解析 A 应为将浓 H2SO4 注入水中才正确；B 因 SO2Cl22H2O=H2SO42HCl，则不再具有漂白性，品红不褪色；C 项 2N4O22HN5O3 和N4O2N2
24、O，故 C 项正确；D 项正确操作应先加稀盐酸看有无沉淀和气体，若有沉淀则过滤后向滤液中滴加 BaCl2 溶液，D 项错误。5(2011天津理综，5)下列说法正确的是()A25 时NH4Cl溶液的Kw大于100 时NaCl溶液的KwBSO2通入碘水中，反应的离子方程式为SO2I22H2O=SO23 2I4HC加入铝粉能产生H2的溶液中，可能存在大量的Na、Ba2、AlO2、NO3D100 时，将pH2的盐酸与pH12的NaOH溶液等体积混合，溶液显中性解析 A 项，温度越高 Kw 越大，且 Kw 只与温度有关，与溶液性质无关，A 项错误；B 项，SO2 通入碘水中发生氧化还原反应生成硫酸和氢碘
25、酸，B 项错误；C 项，加入铝粉产生氢气的溶液可能是酸性溶液也可能是碱性溶液，若为碱性溶液，则四种离子能大量共存，C 项正确；D 项，100 时，Kw1012，则二者等体积混合后溶液显碱性，D 项错误。答案 C6为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用如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色时，关闭活塞a。.(1)A 中产生的黄绿色气体，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
26、，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。解析(1)A 中 KMnO4 氧化浓盐酸产生黄绿色气体 Cl2，其电子式为 。(2)圆底烧杯上部的淀粉-KI 试纸，是为了验证氯气的氧化性强于碘，Cl22I=2ClI2，实验现象是淀粉-KI 试纸变蓝。(3)B 中是 NaBr 溶液，Cl2 氧化 Br，离子反应是 Cl22Br=2ClBr2。(4)球形漏斗 C 中是 NaBr 溶液，被氯气氧化生成单质溴，将其放下和下面的 KI 溶液发生反应，便可验证。即打开活塞 b，将少量 C 中溶液滴入 D 中，关闭活塞
27、b，取下 D 振荡。静置后 CCl4 层溶液变为紫红色。(5)过程实验的目的是确认 C 的黄色溶液中无 Cl2，否则 Cl2 也能氧化 KI 溶液，对实验造成干扰。(6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因，从结构上进行分析就是同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱。答案(1)(2)湿润的淀粉-KI 试纸变蓝(3)Cl22Br=2ClBr2(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7A、B、C、D、E、F 是中
28、学化学中常见的无色气体，它们均由短周期元素组成。A、B、C 相互转化关系如图所示(部分产物已略去)。A 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；C、D 为空气中的主要成分；B、E 是有毒气体，它们的分子均由同周期元素原子构成。B 和 D 相遇生成红棕色气体。F 是形成酸雨的一种有害气体，有刺激性气味。回答下列问题：(1)C 的电子式是_。(2)写出 AB 的化学方程式：_。(3)B 和 E 发生反应的化学方程式是_。(4)常温下，把一定量的 A 通入水中，测得溶液的 pH12，则该溶液中由水电离出的 OH浓度为_；该溶液中，一定能大量共存的离子组是_(填序号)。aNa NO3 Fe2 ClbAg Mg2
29、Ca2 NO3cAl3 K AlO2 CldCO23 Na K NO3(5)简述实验室验证 F 存在的方法：_。解析 能使红色石蕊试纸变蓝的气体为 NH3，NH3 能与空气中的 SO2 反应，4NH35O2催化剂高温4NO6H2O，而 NO 能继续氧化，又 B、E 由同周期元素原子形成的有毒气体，则为 CO、NO，根据实验描述 B 为 NO，E 为 CO,2NO2CO=催化剂N22CO2，F 为 SO2，N2O2=放电 2NO，据此回答问题。(1)C 为 N2，其分子中存在 NN，由此书写电子式。(2)AB 即为 NH3NO，为 NH3 的催化氧化，需要催化剂和高温。(3)B 为 NO，E 为
30、 CO，根据其产物为 C(N2)，则 NO 表现氧化性，CO 表现还原性生成 CO2。(4)NH3溶于水成NH3H2O，其溶液中H均由H2O电离产生，则c(H)O(H)(OH)1.01012molL1，由于Fe22NH3H2O=Fe(OH)22NH+4，AgNH3H2O=AgOHNH+4，Al33AlO2 6H2O=4Al(OH)3，确定d为正确选项。(5)F为SO2，其检验方法是通入品红溶液中，红色褪去，为了区别与其他漂白性物质的干扰，所以还需将无色溶液加热后红色恢复来确认SO2。2H Oc2H Oc答案(1)(2)4NH35O2催化剂高温4NO6H2O(3)2NO2CO=催化剂N22CO2(4)11012 molL1 d(5)将待测气体通入品红溶液，若溶液红色褪去，加热，红色复现，即可证明SO2的存在返回