1、第十讲非金属及其化合物2016高考导航适用于全国卷最新考纲高频考点高考印证命题趋势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。常见非金属及其化合物的性质和应用2015T72015T102015T262014T82014T132013T7非金属及其化合物的考查，在选择题和非选择题中均有呈现，在选择题中多考查物质的性质、制备、用途，在非选择题中多与化学推断、制备工艺、化学实验、化学计算结合起来进行综合考查。此外，环境问题是当今社会的热点、焦点问题，
2、高考命题的趋势在重视基础、强化能力的前提下，越来越关注对环境题材的涉及，在复习中应注意关注。常见非金属及其化合物与环境污染2013T27,考点一常见非金属及其化合物的性质和应用学生用书P451碳、硅及其化合物(1)知识主线H4 OO2SH4S SO2(H2SO3)(2)转化关系2卤素及其化合物(1)知识主线(以氯元素为例)H C2HOHO2HO3HO4(2)转化关系3硫及其化合物(1)知识主线H2 O2O3(H2O4)(2)转化关系4氮及其化合物(1)知识主线H322OOO2HO3(2)转化关系5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，
3、如非金属性：ClSPCSi，则酸性：HClO4H2SO4H3PO4H2CO3H2SiO3。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=Na2CO3H2SiO3，Ca(ClO)2CO2H2O=CaCO32HClO。强氧化性酸(如HNO3、浓H2SO4)与金属反应，一般不生成H2；金属与浓HNO3反应一般生成NO2，而与稀HNO3反应则生成NO，金属与浓H2SO4反应一般生成SO2。(2)重要特性H2SiO3(或H4SiO4)为难溶性酸，盐酸、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见光或受热易分
4、解。浓HNO3和Cu(足量)、浓H2SO4和Cu(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，是它们挥发出来的蒸气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。非金属及其化合物的性质、用途判断1(性质判断类)(2015山东临沂模拟)将足量X气体通入Y溶液中，实验结果与预测的现象一致的组合是()X气体Y溶液预测的现象CO2饱和Na2CO3溶液白色沉淀析出SO
5、2Ba(NO3)2溶液白色沉淀析出Cl2AgNO3溶液白色沉淀析出NH3AlCl3溶液白色沉淀析出A.只有 B只有C只有 D破题关键气体与盐溶液的反应类型除了强酸制弱酸之外，还存在正盐转化为酸式盐(如Na2CO3中通入CO2生成NaHCO3)，发生氧化还原反应，生成特殊的沉淀等类型，本题可作为归纳此类题材的类型题。解析：选D。CO2、H2O与Na2CO3反应生成溶解度更小的NaHCO3，析出NaHCO3，出现白色沉淀，正确；SO2溶于水生成H2SO3，H2SO3电离产生H，NO和H相当于HNO3，可把SO氧化为SO，生成BaSO4白色沉淀，正确；Cl2与H2O反应生成HCl和HClO，HCl与
6、AgNO3反应生成AgCl白色沉淀，正确；NH3与AlCl3反应生成白色沉淀Al(OH)3，正确。故D项正确。互动拓展SO2通入Na2SO3溶液中能否发生反应？通入BaCl2溶液中能否发生反应？答案：前者能反应：SO2Na2SO3H2O=2NaHSO3；后者不能反应，因为亚硫酸酸性弱于盐酸。将SO2通入BaCl2溶液中没有沉淀生成，若先通入下列气体，再通入SO2，仍没有沉淀生成的是()ANH3 BCl2CH2S DCO2解析：选D。先通入NH3后通入SO2，将发生反应2NH3SO2BaCl2H2O=BaSO32NH4Cl；先通入Cl2后通入SO2，则Cl2SO22H2OBaCl2=BaSO44
7、HCl；先通入H2S再通入SO2，则2H2SSO2=3S2H2O，故A、B、C项均能产生沉淀。2海水开发利用的部分过程如下图所示。下列说法错误的是()A向苦卤中通入Cl2是为了提取溴B粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯C工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂D富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收解析：选C。A项，苦卤中含有K、Mg2、Br等，通入Cl2可将Br氧化成Br2，便于从苦卤中提取Br2。B项，粗盐中含有不溶性杂质(泥沙)和可溶性杂质(Ca2、Mg2、SO等)，将粗盐溶于水，并除去其中的杂质，再通过重结晶的方法得到纯净NaCl晶体。 C项，工业上沉淀Mg2常选用廉价的
8、Ca(OH)2，而不选用NaOH。D项，Br2具有较强的挥发性，富集溴时，常先用空气和水蒸气吹出Br2，再用SO2将其还原吸收(SO2Br22H2O=H2SO42HBr)，得到浓度较大的含Br溶液。非金属及其化合物之间的转化关系1(2015高考江苏卷)在给定条件下，下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是()A粗硅SiCl4SiBMg(OH)2MgCl2(aq)MgCFe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3DAgNO3(aq)Ag(NH3)2OH(aq)Ag解析：选A。A选项，可以实现相关转化，所以正确；B选项，电解氯化镁溶液不可能得到镁单质，所以错误；C选项，氯化铁能够发生水解反应，因此
9、蒸发氯化铁溶液不可能得到无水氯化铁，所以错误；D选项，蔗糖中没有醛基，因此不能被银氨溶液氧化，所以错误。2下表各组物质中，满足如图物质一步转化关系的选项是()选项XYZANaNaOHNaHCO3BCuCuSO4Cu(OH)2CCCOCO2DSiSiO2H2SiO3解析：选C。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CCOCO2C知，C项正确；SiO2不能一步转化为H2SiO3，H2SiO3不能一步转化为Si，D项错误。实验探究类型1(2015高考山东卷)下
10、列由实验现象得出的结论正确的是()操作及现象结论A向AgCl悬浊液中加入NaI溶液时出现黄色沉淀Ksp(AgCl)Ksp(AgI)。B.不能确定是否含有Fe2，正确的实验操作及现象应该是先加入KSCN溶液，无变化，再加入氯水，溶液变红色，证明溶液中存在Fe2。C.上层呈橙红色，说明Cl2与NaBr反应生成了Br2和NaCl，则Br的还原性强于Cl。D.加热盛有NH4Cl固体的试管，NH4Cl分解产生HCl和NH3，HCl和NH3在试管口重新反应生成NH4Cl，是化学反应，不是升华。2(2014高考江苏卷)在探究新制饱和氯水成分的实验中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是()A氯水的颜色呈浅黄
11、绿色，说明氯水中含有Cl2B向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀，说明氯水中含有ClC向氯水中加入NaHCO3粉末，有气泡产生，说明氯水中含有HD向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液颜色变成棕黄色，说明氯水中含有HClO解析：选D。A.Cl2的颜色为黄绿色，正因为氯水中溶解了黄绿色的Cl2，才使得氯水显示了浅黄绿色，A选项正确。B.Cl与Ag结合生成AgCl白色沉淀，B选项正确。C.Cl2与水反应生成HCl和HClO，H与NaHCO3反应生成CO2气体，C选项正确。D.氯水中的Cl2也能将Fe2氧化为Fe3，D选项错误。3(1)将H2O2溶液滴入含有酚酞的NaOH溶液中，溶液红色消失
12、。甲同学认为这是由于H2O2是二元弱酸(H2O2HHO)，H2O2电离出来的H消耗了原溶液中的OH，而使红色褪去。乙同学认为H2O2具有强氧化性，将酚酞氧化，红色消失。试设计一个实验验证两位同学的结论是否正确：_。(2)甲同学向品红溶液中通入一种气体后，品红溶液褪色。乙同学设计了一个很简便的实验便判断出甲同学通入的是Cl2还是SO2。乙同学的实验方案是_。解析：(1)甲同学认为H2O2与NaOH发生中和反应，酚酞未被消耗，而乙同学认为H2O2将酚酞氧化，NaOH未消耗。只需要通过实验验证酚酞和NaOH哪一种物质存在即可。故可设计以下方案：取少量反应后溶液，向其中继续加NaOH溶液，看溶液是否变
13、红，若变红证明酚酞尚存，则甲同学正确，否则乙同学正确。取少量反应后溶液，向其中滴加几滴酚酞，若溶液变红，证明NaOH尚存，则乙同学正确，否则甲同学正确。(2)由于Cl2漂白与SO2漂白的原理不同，Cl2是通过发生氧化还原反应进行漂白，是永久漂白，而SO2是与某些有机色素化合生成不稳定的无色物质，加热可恢复原色，乙同学可利用此性质进行实验设计。答案：(1)取少量反应后溶液，向其中继续加NaOH溶液，看溶液是否变红，若变红则甲同学正确，否则乙同学正确(或取少量反应后溶液滴加几滴酚酞，若溶液变红，则乙同学正确，否则甲同学正确)(2)取反应后少量溶液加热即可，若仍不能恢复红色，则为Cl2，否则为SO2
14、 非金属及其化合物转化关系中的常见“题眼”(1)物质性质及用途：如黄绿色的Cl2、橙色的溴水、紫色的碘水；盐酸除锈、碘与甲状腺肿大、碘化银与人工降雨、二氧化硫与酸雨等；自然界硬度最大的金刚石、空气主要成分氮气、红棕色气体NO2、黄色的工业硝酸(工业盐酸也呈黄色)。(2)特殊组成或构成：H2O、H2O2，SO2、SO3，CO、CO2，NO2、NO，NH3、N2H4等相同元素可组成不同的物质。(3)特征反应：氯气、二氧化硫使湿润蓝色石蕊试纸的变色，氨气使湿润红色石蕊试纸的变色。(4)反应条件：电解饱和食盐水，黄铁矿的高温煅烧，氢气与氯气的光照反应，二氧化锰催化氯酸钾分解，铁触媒催化氨合成，次氯酸、
15、硝酸的光照分解，Pt催化氨氧化，硅酸盐的高温制备。(5)重要反应：SO2H2O2、SO2Cl2H2O、FeBr2Cl2、N2Mg、NH3Cl2、CuHNO3、CHNO3(浓)、CH2SO4(浓)。考点二常见非金属及其化合物与环境污染学生用书P471大气污染环境问题主要污染物主要危害PM2.5直径小于等于2.5_m的悬浮颗粒物引发哮喘、支气管炎等疾病酸雨SO2、NOx土壤酸化、水源污染、植物死亡、建筑物被腐蚀臭氧层破坏氟氯代烷、NOx紫外线对人体健康及生态环境带来危害光化学烟雾碳氢化合物、NOx刺激人体呼吸系统，危害人体健康温室效应CH4、CO2全球气候变暖2.水体污染环境问题主要污染物主要危害
16、赤潮、水华N、P等营养物质的含量过高使水体富营养化，水中含氧量减少，严重危害水生动物生存水俣病含Pb、Cd、Cr、Hg等重金属、工业废水污染水源，通过食物链被富集，严重危害人体健康3.土壤污染环境问题主要污染物主要危害白色污染废弃塑料制品破坏土壤结构，焚烧后造成大气污染生态脆弱化肥、农药不合理使用破坏土壤结构，污染水源、危害人体健康环境污染及处理方法1(环境污染及处理应用类)(2015高考江苏卷)烟气(主要污染物SO2、NOx )经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收，可减少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为NO(g)O3(g)=NO2(g)O2
17、(g)H200.9 kJmol1NO(g)O2(g)=NO2(g)H58.2 kJmol1SO2(g)O3(g)=SO3(g)O2(g)H241.6 kJmol1(1)反应3NO(g)O3(g)=3NO2(g)的H_kJmol1。(2)室温下，固定进入反应器的NO、SO2的物质的量，改变加入O3的物质的量，反应一段时间后体系中n(NO)、n(NO2)和n(SO2)随反应前n(O3)n(NO) 的变化见下图。当n(O3)n(NO)1时，反应后NO2的物质的量减少，其原因是_。增加n(O3)，O3氧化SO2的反应几乎不受影响， 其可能原因是_。(3)当用CaSO3水悬浮液吸收经O3预处理的烟气时，
18、清液(pH约为8)中SO将NO2转化为NO ，其离子方程式为_。(4)CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液，达到平衡后溶液中c(SO)_用c(SO)、Ksp(CaSO3 )和Ksp(CaSO4 )表示；CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4 溶液能提高NO2的吸收速率，其主要原因是_。破题关键(2)弄清n(O3)n(NO)1.000时的意义，当O3用量增加时，应考虑NO2被氧化为更高价态，故生成的NO2减少。仅从还原性角度看，SO2应优先被氧化，即O3氧化SO2的反应必受n(O3)的影响，实际上影响不大，故只能考虑反应速率的因素，所以反应不受影响的原因必是其反应速率较慢。(3)在碱性环境下，
19、书写离子方程式应注意OH的参与或生成。(4)加入Na2SO4使c(Ca2)减小，从而使CaSO3(s)Ca2(aq)SO(aq)平衡向右移动，从而使c(SO)增大，加快了SO与NO2的反应速率。解析：(1)应用盖斯定律进行解答。(2)O3的氧化性很强，O3能将NO2氧化为更高价的氮氧化物。O3能氧化SO2，而增加n(O3)时O3氧化SO2的反应几乎不受影响，则“几乎不受影响”的原因是SO2与O3的反应速率慢。(3)NO2转化为NO是NO2发生了还原反应，则SO发生氧化反应；pH8的溶液呈碱性。在此基础上，应用书写氧化还原反应型离子方程式的规则，可写出SO与NO2反应的离子方程式。(4)CaSO
20、3水悬浮液中加入Na2SO4溶液以后的体系中存在两个沉淀溶解平衡：CaSO3 (s)Ca2(aq)SO(aq)，Ksp(CaSO3)c(Ca2)c(SO)CaSO4 (s)Ca2(aq)SO(aq)，Ksp(CaSO4)c(Ca2)c(SO)则c(SO)c(SO)。CaSO3水悬浮液吸收NO2的实质是SO与NO2发生氧化还原反应。CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液以后，发生反应：Ca2(aq)SO(aq)CaSO4(s)，促使沉淀溶解平衡CaSO3(s)Ca2(aq)SO(aq)向右移动，SO的浓度增大，加快了SO与NO2的反应速率。答案：(1)317.3(2)O3将NO2氧化为更高价氮
21、氧化物(或生成了N2O5)SO2与O3的反应速率慢(3)SO2NO22OH=SO2NOH2O(4)c(SO)CaSO3转化为CaSO4使溶液中SO的浓度增大，加快SO与NO2的反应速率互动拓展(1)上题第(3)小题中为什么不能在酸性条件下进行？(2)在第(4)小题中，CaSO3悬浊液中改加K2SO4是否也能提高NO2的吸收速率？答案：(1)酸性条件下NO易分解，故不能。(2)加入K2SO4与加入Na2SO4原理相同，所以也能提高NO2的吸收速率。雾霾天气严重影响人们的生活质量，其中氮氧化物和硫氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一。消除氮氧化物和硫氧化物有多种方法。(1)方法一：工业上变“废”为宝
22、，吸收工业尾气SO2和NO，获得Na2S2O4(连二亚硫酸钠)和NH4NO3产品的流程图如下(Ce为铈元素)：装置中的主要反应的离子方程式为_。装置可以使Ce4再生，若用甲烷燃料电池电解该装置中的溶液，当消耗1 mol甲烷时，理论上可再生_mol Ce4。(2)方法二：NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理为NH3将NO和NO2转化为无毒的N2和H2O(g)。如图是不同催化剂Mn和Cr在不同温度下对应的脱氮率，由图综合考虑可知最佳的催化剂和相应的温度应为_(填序号)。aMn,200 左右bCr,450 左右cMn和Cr混合，300 左右用Fe作催化
23、剂时，在氨气足量的情况下，若c(NO2)/c(NO)11脱氮率最佳。已知每生成11.2 L N2(标准状况)反应放出的热量为Q kJ，此时对应的脱氮反应的热化学方程式为_。解析：(1)装置中主要发生SO2与NaOH溶液的反应：SO2OH=HSO。由甲烷燃料电池反应CH42O2=CO22H2O知，消耗1 mol甲烷，转移8 mol e，且1 mol Ce3转化为1 mol Ce4需要1 mol e，理论上则可再生8 mol Ce4。(2)由图像可知，Mn作催化剂时脱氮率较高时对应的温度低于Cr作催化剂时脱氮率较高时对应的温度，且Mn与Cr作催化剂时的最大脱氮率相差不大，所以选a。由题中提供条件可
24、写出热化学方程式：2NH3(g)NO(g)NO2(g)=2N2(g)3H2O(g)H4Q kJ/mol。答案：(1)SO2OH=HSO8(2)a2NH3(g)NO(g)NO2(g)=2N2(g)3H2O(g)H4Q kJ/mol2(2015福建厦门第二次调研)国务院颁布的“十二五”控制温室气体排放工作方案提出，2015年我国单位国内生产总值CO2排放要比2010年下降17%。下列说法不正确的是()ACO2属于酸性氧化物BCO2是导致酸雨发生的主要原因C可用Na2CO3溶液捕捉(吸收)CO2D使用氢能源替代化石燃料可减少CO2排放解析：选B。CO2能与碱反应生成盐和水，属于酸性氧化物，A项正确；
25、形成酸雨的主要物质为SO2和氮的氧化物，B项错误；Na2CO3溶液吸收CO2生成NaHCO3，C项正确；氢气燃烧生成水，无污染，D项正确。3NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。(1)NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：_。(2)在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低NOx的排放。当尾气中空气不足时，NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式：_。当尾气中空气过量时，催化转化器中的金属氧化物吸收NOx生成盐。其吸收能力顺序如下：12MgO 20CaO 38SrO，NaClO的浓度越高，其分解速率越大，因此v()v()。NaClO分解的化学方程式可
26、从以下两个反应分析得出：NaClOH2OHClONaOH,2HClO=2HClO2。设溶液的体积为1 L,48 d期间，中v(NaClO)(6.5%5.1%)1 g/cm3103cm374.5 g/mol1 L4 d0.047 mol/(Ld)。答案：(1)2NaCl2H2O2NaOHCl2H2(2)HClOK2K1，反应的有效成分比反应的有效成分多，Cl2最终转化为HClO更充分；次氯酸钠比次氯酸更稳定(3)ClO2eH2O=Cl2OH(4)v()v()在相同的条件下，NaClO的浓度越高其分解速率越大2NaClO2NaClO20.04711(2015高考安徽卷)某研究小组将纯净的SO2气体
27、通入0.1 molL1的Ba(NO3)2溶液中，得到了BaSO4沉淀，为探究上述溶液中何种微粒能氧化通入的SO2，该小组提出了如下假设：假设一：溶液中的NO假设二：溶液中溶解的O2(1)验证假设一该小组设计实验验证了假设一。请在下表空白处填写相关实验现象。实验步骤实验现象结论实验1：在盛有不含O2的25 mL 0.1 molL1 BaCl2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体_假设一成立实验2：在盛有不含O2的25 mL 0.1 molL1 Ba(NO3)2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体_,(2)为深入研究该反应，该小组还测得上述两个实验中溶液pH随通入SO2体积的变化曲线如右图。实
28、验1中溶液pH变小的原因是_；V1时，实验2中溶液pH小于实验1的原因是(用离子方程式表示)_。(3)验证假设二请设计实验验证假设二，写出实验步骤、预期现象和结论。(4)若假设二成立，请预测：在相同条件下，分别用足量的O2和KNO3氧化相同的H2SO3溶液(溶液体积变化忽略不计)，充分反应后两溶液的pH前者_(填“大于”或“小于”)后者，理由是_。解析：(1)实验1中溶液和实验2中溶液的唯一区别就是一个含有Cl，一个含有NO，故可通过实验1未生成白色沉淀，而实验2生成白色沉淀来证明假设一正确。(2)SO2溶于水得到中强酸H2SO3，故使得溶液的pH减小。在实验2中，NO将SO2氧化成SO，自身
29、被还原为NO，同时有H生成，故溶液pH小于实验1。(3)在验证假设二时，应使用不含NO的钡盐，如BaCl2，可以向含有O2的BaCl2溶液中缓慢通入SO2，若有白色沉淀生成，则证明假设二成立。(4)O2和KNO3分别与H2SO3反应的离子方程式为O22H2SO3=4H2SO、3H2SO32NO=3SO4H2NOH2O，故相同的H2SO3溶液被O2氧化后溶液的pH较小。答案：(1)无明显现象有白色沉淀(2)SO2溶于水生成H2SO33SO22NO2H2O=3SO2NO4H(或3H2SO32NO=3SO4H2NOH2O)(3)实验1作为参照实验；实验3：将纯净的SO2气体缓慢通入未经脱O2处理的25 mL 0.1 molL1 BaCl2溶液中，若有白色沉淀，表明假设二成立，否则不成立。(4)小于反应的离子方程式表明，足量的O2和NO分别氧化相同的H2SO3，生成H的物质的量前者多于后者(本题部分小题属于开放性题，答案合理即可)