1、第课时第 八 章非金属元素小结氮族元素1非金属元素及其化合物实验1.实验室制取气体的方法及装置选择的依据(1)选取试剂的主要根据是，制取气体的性质。如氯气具有氧化性，常用氧化其他离子的方法制取，因此要选用含有氯离子的物质(如盐酸)和具有氧化性的物质(如MnO2、KMnO4等)来制取。2(2)选取反应装置的依据是制取试剂的状态和反应条件(加热与否)，以此分析可知。实验室制取氯化氢和氯气的发生装置相同。二者制备均利用了固体和液体混合加热制备气体。(3)选用收集的方法主要依据是气体的密度和水溶性。因为氯气和氯化氢都能溶于水，密度都比空气大，所以收集氯气和氯化氢不能用排水法，应该选用向上排空气法收集，
2、氯气也可用排饱和食盐水法。3(4)选择气体干燥剂主要依据是被干燥的气体不能与干燥剂反应。如酸性气体氯气、氯化氢和CO2等都能与碱反应，故不能用碱性干燥剂如碱石灰干燥；常选用酸性干燥剂如浓硫酸和五氧化二磷或中性干燥剂如无水CaCl2干燥；碱性气体NH3不能用酸性干燥剂，只能用碱性干燥剂干燥。(5)选择尾气吸收装置：因为氯气有毒，实验室制取氯气时应在密闭系统或通风橱中进行，通常的收集装置后面连接盛有氢氧化钠溶液的吸收装置。42.实验室制取气体的操作程序是：“连检装制集”“连”：根据装置图，按从下到上，从左到右的顺序连接装置。“检”：检验装置的气密性。此操作一般按照“形成水封、微热观察、冷却观察”的
3、步骤进行。“装”：向容器中装药品。“制”：当一切准备就绪后，制取气体。“集”：收集气体。5【例1】某兴趣小组设计出右图所示装置来改进材料中“铜与硝酸反应”实验，以探究化学实验的绿色化。(1)实验前，关闭活 塞b，试管d中加水至浸 没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c，其 目的是。检查装置气密性6(2)在d中加适量NaOH溶液，c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2 mL浓硝酸，c中反应的化学方程式是。再由a向c中加入2 mL蒸馏水，c中的实验现象是。(3)下表是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案是，理由是。反应变缓，气体颜色变淡丙耗酸量最少，无污染Cu+4HNO3(浓)
4、Cu(NO3)2+2NO2+2H2O7(4)该小组还用上述装置进行实验证明氧化性KMnO4Cl2Br2，操作步骤为，实验现象为但 此 实验的不足之处是。方案反应物甲Cu、浓HNO3乙Cu、稀HNO3丙Cu、O2、稀HNO3 向d中加入KBr溶液，c中加入固体KMnO4，由a向c中加入浓盐酸绿色气体产生，d中溶液变为黄棕色；c中有黄 没有处理尾气8 本题以绿色化学为载体，考查了思维的全面性和优选能力。三种方案如下：甲：Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O;乙：3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O;丙：2Cu+O2 2CuO,CuO+2HNO3Cu(N
5、O3)2+H2O。9三种方案相比：丙方案消耗酸最少，没有污染性气体产生，体现了环保节能的原则。(4)中的设计原理为：16HCl+2KMnO42KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O；Cl2+2Br-Br2+2Cl-10利用中产生的Cl2，继续反应，具体操作：向 d中 加 入 KBr溶 液，c中 加 入 固 体KMnO4，由a向c中加入浓HCl，c中产生的黄绿色气体进入d，产生单质，溶液变黄棕色，但没有尾气处理装置。11【答 案】(1)检 查 装 置 的 气 密 性(2)Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O;反应变缓，气体颜色变淡(3)丙；耗酸量最少，无污染(4)向d中加
6、入KBr溶液，c中加入固体KMnO4，由a向c中加入浓盐酸；c中有黄绿色气体产生，d中溶液变为黄棕色；没有处理尾气12【变式1】用如下图所示装置进行实验，回答有关问题：13(1)装置E中玻璃管内发生反应的化学方 程式为。(2)小试管C的作用是。(3)广口瓶内盛的试剂是，装置D的三个主要作用是浓H2SO4干燥SO2；使SO2和O2两种气体混合均匀；通过观察气泡，控制气体比例和流速V2O52SO2+O22SO3防止倒吸14(4)从装置E导出的气体成分是。(5)装置F中U形管所收集的物质的颜色、状态是。(6)若U形管内收集到的物质很少，分析其原因，不可能的是(填标号)。a.装置气密性不好b.制得的S
7、O2中混有少量H2S杂质使催化剂中毒 c.气流速度过快(7)从U形管导出的尾气的处理方法是。SO3、SO2、O2无色晶体b用NaOH溶液吸收15非金属元素单质及其化合物的推断1.题型其一：框图题，是高考试卷中最常见题型之一，该试题知识跨度大，思维容量大。其二：将元素周期律、原子结构和元素性质有机结合在一起，进行推断，这是理科综合考试又一常见题型。162.解题思路：迅速浏览整体感知产生印象寻找突破口(特殊现象、特殊性质、特殊条件、特殊转化关系)注意联系意向猜测全面分析(正推、逆推)验证确认。解题关键是依物质的特征或转化特征确定“突破口”，顺藤摸瓜，进而完成推断。3.非金属元素及化合物推断常见突破
8、口：在空气中自燃的固态物质白磷17室温下呈液态的非金属单质溴(Br2)淡黄色固体S、AgBr、Na2O2溶于水显碱性(或使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体、或遇蘸有浓盐酸的玻璃棒冒白烟)NH3在空气中迅速由无色变为红棕色的气体NO遇Ba2+生成白色沉淀不溶于盐酸的S18遇Ag+生成白色沉淀不溶于稀硝酸的Cl-气体能使品红变无色，加热又复原的SO2常温下，无色气体单质H2、N2、O2等地壳中含量最高的元素O1019在Cl2中燃烧产生苍白色火焰H2固体加浓硫酸和铜片产生红棕色气体N加碱微热，产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体N11121320【例2】已知主族元素X、Y、Z、W是分布于元素周期表中三个短周
9、期的非金属元素，其原子序数依次增大。W原子的质子数是Y原子的质子数的两倍，X原子与W原子的最外层电子数之和是Y与Z原子的质子数之和的1/3。Y的氢化物分子中有三个共价键。(1)X、Y、Z、W的元素名称分别是、。氢氮氧硅21(2)Y的氢化物分子属于分子(填“极性”或“非极性”)，Y的氢化物的沸点比相邻同主族元素氢化物的沸点高，其原因是。Y的氢化物与质子反应的产物的电子式为，此产物的空间形状呈。(3)由以上任意三种元素组成的化合物中，其水溶液显酸性的有(填写化学式)、。(任写三种)HNH+HH极性氨分子间易形成氢键正四面体HNO3HNO2NH4NO322已知X、Y、Z、W是分布于元素周期表中三个短
10、周期的非金属元素，且原子序数依次增大，因此X必是氢元素。由于Y的氢化物中含有三个共价键，由此可推测Y可能为N或P，又由于W原子的质子数是Y原子的质子数的2倍，因此Y只能是氮，则W为硅，同时结合题意知Z为氧。23【答案】(1)氢；氮；氧；硅(2)极性；氨分子间易形成氢键；正四面体(3)HNO3；HNO2；NH4NO3HNH+HH24【变式2】A、B、C、D均为中学化学常见纯净物，它们之间的转化关系如下图所示：25(1)若A是短周期主族元素中原子半径最大的元素构成的单质；D由短周期元素组成，既可溶于盐酸又可溶于NaOH溶液。D的化学式为；写出图示转化的离子方程式。Al(OH)36Na+2Al3+6H2O6Na+2Al(OH)3+3H226(2)若C是元素M的气态氢化物，且C能与M的最高价氧化物的水化物反应生成盐E；B是一种正盐，与E含有相同的阳离子；D不溶于稀硝酸。A的化学式为；B溶液中各离子浓度由大到小的顺序为。Ba(OH)2c(N)c(S)c(H+)c(OH-)27
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