2019高考化学大二轮复习 专题三 元素及其化合物 第13讲 非金属及其化合物学案.doc

1第第 1313 讲讲 非金属及其化合物非金属及其化合物最新考纲考向分析1.了解碳、硅单质及其重要化合物的主要性质及应用。2了解碳、硅单质及其重要化合物对环境质量的影响。3了解氯单质及其重要化合物的主要性质及应用。4了解氯单质及其重要化合物对环境质量的影响。5掌握氯气的实验室制法(包括所用试剂、仪器，反应原理和收集方法)6了解硫单质及其重要化合物的主要性质及应用。7了解硫单质及其重要化合物对环境质量的影响。8了解氮元素单质及其重要化合物的主要性质和应用。9了解氮元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。1.客观题：结合离子反应，阿伏加德罗常数，化学实验现象和分析，化学与生活、社会、生产，考查重要非金属元素单质和化合物的重要性质和用途。2主观题：结合重要物质的制备、分离提纯或工业生产的工艺流程、综合性实验等全面考查重要非金属元素化合物的性质。考点一 非金属单质及其化合物的相互转化Z (课前)真题感悟hen ti gan wu1(2017·江苏高考)在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是( C )AFeFeCl2Fe(OH)2Cl2点燃NaOHaqBSSO3H2SO4O2点燃H2OCCaCO3CaOCaSiO3高温SiO2高温DNH3NOHNO3O2催化剂， H2O解析 Fe 与 Cl2反应生成 FeCl3，A 项错误；S 与 O2反应生成 SO2，B 项错误；CaCO3高温分解生成 CaO，CaO 与 SiO2在高温时反应生成 CaSiO3，C 项正确；NO 与 H2O 不反应，D项错误。2(2016·全国·7)下列关于燃料的说法错误的是( B )A燃料燃烧产物 CO2是温室气体之一B化石燃料完全燃烧不会造成大气污染C以液化石油气代替燃油可减少大气污染D燃料不完全燃烧排放的 CO 是大气污染物之一2解析 燃料燃烧产生的 CO2是导致温室效应的主要气体之一，A 项正确；化石燃料完全燃烧生成的 SO2属于大气污染物，B 项错误；液化石油气含碳量比燃油低，用液化石油气代替燃油能减少大气污染，C 项正确；CO 是大气污染物之一，D 项正确。3(2017·北京卷)下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是( D )A由中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体B红棕色气体不能表明中木炭与浓硝酸产生了反应C由说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物D的气体产物中检测出 CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应解析 中灼热碎玻璃起加热作用，浓硝酸受热分解生成红棕色 NO2，硝酸中氮元素化合价降低，必有元素化合价升高，只能为氧元素，因此，还有 O2生成，产生的气体为混合气体，A 项正确；由可知，浓硝酸受热分解可生成红棕色气体，所以中产生的“红棕色气体”不一定是木炭与浓硝酸发生反应产生的，B 项正确；中浓硝酸挥发才能与红热木炭接触，产生的 NO2是还原产物，C 项正确；红热的木炭还可与空气中的 O2反应生成 CO2，不一定是木炭与浓硝酸发生反应生成了 CO2，D 项错误。4(2018·天津·7)下图中反应是制备 SiH4的一种方法，其副产物 MgCl2·6NH3是优质的镁资源。回答下列问题：(1)MgCl2·6NH3所含元素的简单离子半径由小到大的顺序(H除外)： r(H)H2CO3，又酸性：H2SO4>H2SO3，说明 H2SO4的酸性强于 H2CO3。(4)要证明 H2SO3的酸性强于 HClO，因为二氧化硫与次氯酸根离子发生氧化还原反应，不能直接通入漂白粉溶液中，证明酸性 H2SO3>H2CO3>HClO，应先用二氧化硫制备二氧化碳，制备的二氧化碳中有二氧化硫，故通入漂白粉之前先除去二氧化硫气体，再用品红检验二氧化硫是否除净，再通入漂白粉中。故顺序为 ABDCF。4(2018·福州一模)绿矾(FeSO4·7H2O)可作还原剂、着色剂、制药等，在不同温度下易分解得各种铁的氧化物和硫的氧化物。已知 SO3是一种无色晶体，熔点 16.8 ，沸点44.8 ，氧化性及脱水性较浓硫酸强，能漂白某些有机染料，如品红等。回答下列问题：(1)甲组同学按照上图所示的装置，通过实验检验绿矾的分解产物。装置 B 中可观察到的现象是_品红溶液褪色_，甲组由此得出绿矾的分解产物中含有 SO2。装置 C 的作用是_吸收尾气，防止 SO2(SO3)等气体扩散到空气中污染环境_。(2)乙组同学认为甲组同学的实验结论不严谨，认为需要补做实验。乙对甲组同学做完实验的 B 装置的试管加热，发现褪色的品红溶液未恢复红色，则可证明绿矾分解的产物中_B、C_。A不含 SO2B可能含 SO2C一定含有 SO3(3)丙组同学查阅装置发现绿矾受热分解还可能有 O2放出，为此，丙组同学选用甲组同学的部分装置和下图部分装置设计出了一套检验绿矾分解气态产物的装置：丙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为_AFGBDH_。能证明绿矾分解产物中有 O2的实验操作及现象是_把 H 中的导管移出水面，撤走酒精灯，用拇指堵住试管口，取出试管，立即把带火星的木条伸入试管内，木条复燃，证明9试管中收集的气体是氧气_。(4)为证明绿矾分解产物中含有三价铁，选用的实验仪器有试管、胶头滴管、_药匙_；选用的试剂为_盐酸、KSCN 溶液_。解析 (1)甲组得出绿矾的分解产物中含有 SO2，SO2能使品红溶液褪色；SO2有毒，因此装置 C 的作用是吸收尾气，防止 SO2(或 SO3)污染空气。(2)SO2能使品红溶液褪色，受热恢复原来颜色，现在实验中不能恢复原来的颜色，以及 SO3能漂白某些有机染料，因此推出一定含有 SO3，可能含有 SO2，故选项 B、C 正确。(3)首先加热绿矾，气态产物可能是 SO3、SO2、H2O、O2，因此先验证 H2O，因此连接F 装置，SO3熔点较低，在冰水中以固体形式存在，因此 F 装置后连接 G，SO2能使品红溶液褪色，因此 G 装置后连接 B，需要吸收 SO2，因此 B 装置后连接 D 装置，最后连接 H 装置，因此顺序是 AFGBDH。氧气能使带火星的木条复燃，因此具体操作是把 H 中的导管移出水面，撤走酒精灯，用拇指堵住试管口，取出试管，立即把带火星的木条伸入试管内，木条复燃，证明试管中收集的气体是氧气。(4)验证 Fe3需要用 KSCN 溶液，需要把固体溶解成溶液，因此需要的试剂是盐酸和KSCN 溶液，取用固体需要用药匙，缺少的仪器是药匙。考点二 非金属元素单质及其化合物的实验探究Z (课前)真题感悟hen ti gan wu1(2017·全国·28 节选)近期发现，H2S 是继 NO、CO 之后的第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题：下列事实中，不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是_D_(填标号)。A氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应，而亚硫酸可以B氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸C0.10 mol·L1的氢硫酸和亚硫酸的 pH 分别为 4.5 和 2.1D氢硫酸的还原性强于亚硫酸解析 根据较强酸制备较弱酸原理，氢硫酸不和碳酸氢钠反应，亚硫酸与碳酸氢钠反应，说明亚硫酸、碳酸、氢硫酸的酸性依次减弱，A 项正确；相同浓度，溶液的导电能力与离子总浓度有关，相同浓度下，氢硫酸溶液导电能力弱，说明氢硫酸的电离能力较弱，即电离出的氢离子数较少，B 项正确；相同浓度下，亚硫酸的 pH 较小，故它的酸性较强，C 项正确；酸性强弱与还原性无关，酸性强调酸电离出氢离子的难易，而还原性强调还原剂失电子的难易，D 项错误。2(2016·上海·14)在硫酸工业生产中，为了有利于 SO2的转化，且能充分利用热能，采用了中间有热交换器的接触室(如图)。下列说法错误的是( B )10Aa、b 两处的混合气体成分含量相同，温度不同Bc、d 两处的混合气体成分含量相同，温度不同C热交换器的作用是预热待反应的气体，冷却反应后的气体Dc 处气体经热交换后再次催化氧化的目的是提高 SO2的转化率解析 根据题目中装置图可知，从 a 进入的气体是含有 SO2、O2的冷气，经过热交换器后从 b 处出来的是热的气体，成分与 a 处相同，A 正确。从 c 处出来的气体中的SO2、O2在催化剂表面发生反应产生的含有 SO3及未反应的 SO2、O2等气体，该反应是放热反应，当经过热交换器后气体被冷却降温，经过下面的催化剂层，又有部分 SO2、O2反应生成 SO3，故二者含有的气体的成分不相同，B 错误。热交换器的作用是预热待反应的冷的气体，同时冷却反应产生的气体，C 正确。c 处气体经过热交换器后再次被催化氧化，目的就是使未反应的 SO2进一步反应产生 SO3，从而可以提高 SO2的转化率，D 正确。3(2018·全国·7)化学与生活密切相关。下列说法错误的是( D )A碳酸钠可用于去除餐具的油污B漂白粉可用于生活用水的消毒C氢氧化铝可用于中和过多胃酸D碳酸钡可用于胃肠 X 射线造影检查解析 D 错：碳酸钡能与人体胃液中的盐酸反应生成可溶性钡盐，有毒，不能用于胃肠 X 射线造影检查。A 对：碳酸钠水溶液显碱性，能用于洗涤油污。B 对：漂白粉的有效成分是 Ca(ClO)2，能杀灭生活用水中的细菌。C 对：氢氧化铝是弱碱，可用于中和过多胃酸。R (课堂)弱点突破uo dian tu po知能补漏性质探究实验方案设计的一般方法(1)证明酸性。用 pH 试纸或酸碱指示剂，观察颜色变化；与 Na2CO3溶液反应产生 CO2；11与 Zn 等活泼金属反应产生氢气。(2)证明弱酸性。存在电离平衡，如向醋酸溶液中加入醋酸铵，测其 pH 变大，可以证明醋酸溶液中存在电离平衡，从而证明醋酸是弱酸；测定对应盐溶液的酸碱性，如测定 CH3COONa 溶液的 pH>7，说明 CH3COOH 是弱酸；测量稀释前后 pH 变化，如测定将醋酸溶液稀释至 10n倍前后的 pH 变化，若溶液的pH 变化小于n，可证明醋酸为弱酸。(3)比较金属的活动性：与水或酸反应的难易；利用置换反应；设计成原电池，其负极活泼性强；利用电解时的放电顺序；比较最高价氧化物对应水化物的碱性强弱。(4)比较非金属的活动性：利用置换反应；与氢气反应的难易；气态氢化物的稳定性、还原性；比较最高价氧化物对应水化物的酸性强弱。(5)比较酸(碱)的酸(碱)性强弱：较强的酸(碱)能制得较弱的酸(碱)。比较盐的水解程度，如通过测定等浓度 NaHCO3和 NaHSO3溶液的 pH，确定 H2CO3和H2SO3酸性强弱。(6)气体检验时杂质气体的干扰问题：先除去干扰气体，检验杂质气体已经除净，再检验待检气体。如检验 SO2和 CO2混合气体中的 CO2，先通过酸性 KMnO4溶液除去 SO2，再通过品红溶液确定 SO2已经除净，最后通过澄清石灰水检验 CO2。【例】(2016·北京高考)以 Na2SO3溶液和不同金属的硫酸盐溶液作为实验对象，探究盐的性质和盐溶液间反应的多样性。试剂 实验 滴管试管现象饱和 Ag2SO4溶液.产生白色沉淀0.2 mol·L1 CuSO4溶液.溶液变绿，继续滴加产生棕黄色沉淀0.2 mol·L1 Na2SO3溶液0.1 mol·L1 Al2(SO4)3溶液.开始无明显变化，继续滴加产生白色沉淀(1)经检验，现象中的白色沉淀是 Ag2SO3。用离子方程式解释现象： 2AgSO=Ag2SO3 。23(2)经检验，现象的棕黄色沉淀中不含 SO，含有 Cu、Cu2和 SO。2423已知：CuCuCu2，Cu2CuI(白色)I2。稀硫酸I用稀 H2SO4证实沉淀中含有 Cu的实验现象是_析出红色固体_。12通过下列实验证实，沉淀中含有 Cu2和 SO。23a白色沉淀 A 是 BaSO4，试剂 1 是_HCl 和 BaCl2溶液_。b证实沉淀中含有 Cu2和 SO的理由是_在 I的作用下，Cu2转化为白色沉淀23CuI，SO转化为 SO_。2324(3)已知：Al2(SO3)3在水溶液中不存在。经检验，现象的白色沉淀中无 SO，该白24色沉淀既能溶于强酸，又有溶于强碱，还可使酸性 KMnO4溶液褪色。推测沉淀中含有亚硫酸根和_Al3、OH_。对于沉淀中亚硫酸根的存在形式提出两种假设：.被 Al(OH)3所吸附；.存在于铝的碱式盐中。对假设设计了对比实验，证实了假设成立。a将对比实验方案补充完整。步骤一：步骤二：(按上图形式呈现)。b假设成立的实验证据是_V1明显大于V2_。(4)根据实验，亚硫酸盐的性质有_亚硫酸盐的溶解性、氧化还原性、在水溶液中的酸碱性_。盐溶液间反应的多样性与_两种盐溶液中阴、阳离子的性质和反应条件_有关。解析 (1)反应生成的沉淀是 Ag2SO3，离子方程式为 2AgSO=Ag2SO3。23(2)根据信息 CuCuCu2可知，用稀硫酸证实沉淀中含有 Cu的实验现象是稀硫酸析出红色固体铜。由信息 Cu2CuI(白色)I2可知，滴加 KI 溶液时有 I2生成，加入淀粉，无I明显现象，是因为发生了反应 I2SOH2O=SO2I2H。试剂 1 用来检验 SO2324，需排除 SO的干扰，故应选 HCl 和 BaCl2溶液。故证实沉淀中含有 Cu2和 SO的24232313理由是在 I的作用下，Cu2转化为白色沉淀 CuI，SO转化为 SO。2324(3)根据题意知现象的白色沉淀中无 SO，该白色沉淀既能溶于强酸，又能溶于24强碱，还可使酸性 KMnO4溶液褪色，可推测沉淀中含有亚硫酸根和 Al3、OH。铝的碱式盐的化学式为 Al(OH)SO3，相比 Al(OH)3，碱式盐中每个铝对应的氢氧根离子不足其三倍，因此应当设计一个定量实验(记录数据V1也暗示了这是一个定量实验)，定量思路可能有多种，比如使用同浓度的酸去滴定，但题目中要求“按上图形式呈现” ，故可设计为。(4)由题目可知，Ag2SO3是白色沉淀；SO能被 I2氧化，说明其有还原性；23Al2(SO3)3在水溶液中不存在，是因为发生了水解相互促进反应。实验结论要紧扣实验目的，根据题目，我们探究的是 Na2SO3溶液和不同金属的硫酸盐溶液反应，所以得到结论是盐溶液间反应的多样性与两种盐溶液中阴、阳离子的性质有关。另外，实验和都是因为滴加量的不同，所发生的反应不同，故盐溶液间反应的多样性与反应条件有关。B (课后)备考验证èi ko yàn zhèn1(2018·河南郑州市三模)碲(Te)广泛用于彩色玻璃和陶瓷生产。工业上用精炼铜的阳极泥(主要含有 TeO2、少量 Ag、Au)为原料制备单质碲的一种工艺流程如下：已知 TeO2微溶于水，易溶于较浓的强酸和强碱溶液。(1)“碱浸”时发生反应的离子方程式为 TeO22OH=TeOH2O 。23(2)碱浸后的“滤渣”可以部分溶于稀酸，发生反应的化学方程式是 3Ag4HNO3=3AgNO3NO2H2O 。(3)“沉碲”时控制溶液的 pH 为 4.55.0，生成 TeO2沉淀。酸性不能过强，其原因是_溶液酸性过强，TeO2会继续与酸反应导致碲元素损失_；防止局部酸度过大的操作方法是_缓慢加入硫酸，并不断搅拌_。(4)“酸溶”后，将 SO2通过 TeCl4酸性溶液中进行“还原”得到碲，该反应的化学方程式是 TeCl42SO24H2O=Te4HCl2H2SO4 。(5)25 时，亚碲酸(H2TeO3)的Ka11×103，Ka22×108。0.1 mol·L1 H2TeO3电离度 约为_10%_。(×100%)已电离弱电解质分子数 弱电解质分子数0.1 mol·L1的 NaHTeO3溶液中，下列粒子的物质的量浓度关系正确的是_CD_。Ac(Na)>c(HTeO)>c(OH)>c(H2TeO3)>c(H) 314Bc(Na)c(H)c(HTeO)c(TeO)c(OH) 323Cc(Na)c(TeO)c(HTeO)c(H2TeO3)23 3Dc(H)c(H2TeO3)c(OH)c(TeO)23解析 (1)TeO2微溶于水，易溶于较浓的强酸和强碱溶液，Ag、Au 不与氢氧化钠反应。(2)滤渣的成分是 Ag、Au。只有 Ag 与硝酸反应，反应的化学方程式为3Ag4HNO3=3AgNO3NO2H2O。(3)如果酸性过强，TeO2会溶解，造成碲元素损失；缓慢加入硫酸，并不断搅拌可防止局部酸性过强。(4)SO2将 TeCl4还原成 Te，本身被氧化成SO，因此有 TeCl4SO2TeH2SO4HCl，根据化合价升降法进行配平即得化学方程24式：TeCl42SO24H2O=Te4HCl2H2SO4。 (5)亚碲酸是二元弱酸，以第一步电离为主，H2TeO3HTeOH，根据Ka1，代入数值，求出c(H) 3cHTeO 3 ×cHcH2TeO30.01 mol·L1，即转化率为×100%10%；NaHTeO3的水解平衡常数0.01 mol·L1 0.1 mol·L1Kh1×1011<2×108，此溶液应显酸性，即c(OH)<c(H)，A 错误。KW Ka11 × 1014 1 × 103根据电荷守恒，应是c(Na)c(H)c(HTeO)2c(TeO)c(OH)，B 错误。根据物 323料守恒，c(Na)c(HTeO)c(H2TeO)c(H2FeO3)，C 正确。根据质子守恒，c(H)23 3c(H2TeO3)c(OH)c(TeO)，D 正确。232(2018·河北衡水中学三模)铜是一种重要的战略物资，以黄铜矿(主要成分是CuFeS2)为主要原料生产铜、铁红、单质硫时，原料的综合利用率较高，其主要流程如图所示。已知 NaCuCl2的电离方程式为 NaCuCl2=NaCuCl2。(1)流程中粉碎的目的是_增大反应物间的接触面积，增大反应速率，使反应更充分_，操作、的目的相同，在实验中这种操作的名称是_过滤_。(2)铁红的一种重要用途是_常用作红色油漆和涂料_。固体 B 中含有两种产物，一种是单质 C、另一种是原子个数比为 11 的一种金属的低价态盐，写出堆浸时反应的化学方程式： CuFeS23FeCl3=4FeCl2CuCl2S 。(3)写出反应的离子方程式： 2CuCl2=CuCu24Cl 。(4)此方法中得到的铜纯度不能满足某些生产的需要，需要利用电解法进行提纯。若用如图所示的装置进行电离精炼，则乙溶液的溶质是_CuSO4_，e 电极上的电极反应式为 15Cu22e=Cu 。若当电路中有 2 mol 电子通过时，乙中某个电极质量减小了 63.92 g，则粗铜的纯度为(假设杂质只有铁且精炼时铜与铁的放电比例与混合物比例相同，计算结果用%表示，保留一位小数)_99.1%_。解析 氯化铁具有氧化性，能氧化黄铜矿，根据(2)中提示，固体 B 中含有两种产物，一 种是单质 C、另一种是原子个数比为 11 的一种金属的低价态盐，可知反应为 CuFeS23Fe3Cl=4Fe2CuCl2S，然后过滤得到固体 B 和溶液 A，向溶液 A 中加入碳酸钠发生反应，反应的离子方程式为 Fe2CO=FeCO3，过滤得到23FeCO3，在空气中灼烧 FeCO3得到氧化铁，反应为4FeCO3O22Fe2O34CO2；向 CuCl、S 的混合物中加入 NaCl 溶液，发生反应= = = = =为 ClCuCl=CuCl2，过滤得到 NaCuCl2溶液，再加入酸发生反应生成 Cu 和溶 液 D，在反应中 Cu发生自身氧化还原反应，歧化为 Cu2和 Cu，则 D 中含有 CuCl2、NaCl。(1)将矿石粉碎，可以增大与氯化铁溶液的接触面积，从而增大反应速率； 根据流程图，操作、都是过滤。(2)铁红常用作红色油漆和涂料；固体 B 中含 有 CuCl 和 S，堆浸时反应的化学方程式为 CuFeS23FeCl3=4FeCl2CuCl2S。(3) 反应的离子方程式为 2CuCl2=CuCu24Cl。(4)电解精炼铜，用粗铜作阳极， 精铜作阴极，硫酸铜溶液作电解质溶液；根据图示，通入氢气的一极为电池的负极，则 e 电极为阴极，发生还原反应，电权反应式为 Cu22e=Cu；设粗铜中反应的铜的物质 的量为 x，铁的物质的量为 y，阳极反应为 Cu2e=Cu2、Fe2e=Fe2，则 2x2y2 mol,64 g·mol1 x56 g·mol1 y63.92 g，解得 x0.99 mol，y0.01 mol，粗铜的纯度为×100%99.1%。0.99 mol × 64 g·mol163.92 g