2010高考二轮复习化学学案专题九《非金属元素及其化合物》doc--高中化学 .doc
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1、http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网专题九非金属元素及其化合物【学法导航学法导航】1(09 年广东卷)广东正在建设海洋强省。下列说法不正确的是A.从海带中提取碘单质的过程涉及氧化还原反应B.往淡水中加入 NaCl 等配成人造海水,可用于海产品的长途运输C.赤潮主要是由工农业生产和生活废水引起沿海水域的富营养化而造成的D.海洋经济专属区的资源开发可获得 Fe、Co、K、Au、Mg、B 等金属【答案】D【方法要领】海水中含碘含的是碘离子(I),要从海水中提取碘单质(I2)必然会涉及到元素化合价的升降所以一定涉及氧化还原反应,故 A 正确;赤潮主要是由生活污水和工农业生产
2、的废水任意排放引起水中 N、P 元素增高造成水域的水富营养化而造成的,故 C 正确;由于岩石、大气、生物的相互作用,B 不是金属元素,故 D 不正确。2.(09 年广东卷)下列浓度关系正确的是A.氯水中:c(Cl2)=2c(ClO)+c(Cl)+C(HClO)B.氯水中:c(Cl)c(H)c(OH)c(ClO)C.等体积等浓度的氢氧化钠与醋酸混合:c(Na)=c(3CH COO)D.23Na CO溶液中:c233(a)c()c()c()c()NCOOHHCOH【答案】D【方法要领】根据氯水中所含粒子的种类可知氯水中也含有氯气分子 A 设置了一个貌似物料守恒的式子而忽视了氯气分子的存在,故 A
3、错;根据 Cl2+H2OHClO+H+Cl,HCl完全电离 而 HClO 部分电离,可知正确的顺序 c(H+)c(Cl)c(ClO)c(OH),B 错;C 项等物资的量的强碱与弱酸混合生成强碱弱酸盐溶液显碱性 c(OH)c(H),再根据溶液中电荷守恒可以判断 c(Na)c(3CH COO;D 项比较简单3.(09 年山东卷)下列关于氯的说法正确的是A.Cl2具有很强的氧化性,在化学反应中只能作氧化剂B.若1735Cl、1737Cl 为不同的核素,有不同的化学性质http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网C.实验室制备 Cl2,可用排饱和食盐水集气法收集D.1.12LCl2
4、含有 1.7NA个质子(NA表示阿伏伽德罗常数)【答案】C【方法要领】Cl2中的氯元素化合价为 0 处于中间价态,既有氧化性又有还原性,A 错误;同位素原子的质子数和电子数分别相等,所以化学性质几乎完全相同,B 错误;通过实验室制得的 Cl2中含有少量 HCl,Cl2在饱和食盐水中溶解度很小,而 HCl,易溶,C 正确;没有指明气体所处状态,D 错误。4.(09 年山东卷)下列推断合理的是A.明矾KAl(SO4)212H2O在水中能形成 Al(OH)3胶体,可用作净水剂B.金刚石是自然界中硬度最大的物质,不可能与氧气发生反应C.浓 H2SO4有强氧化性,不能与 Cu 发生剧烈反应D.将 SO2
5、通入品红溶液,溶液褪色后加热恢复原色;将 SO2通入溴水,溴水褪色后加热也能恢复原色【答案】A【方法要领】KAl(SO4)212H2O 电离出的 Al3+能水解,生成 Al(OH)3胶体,可用作净水剂,A 正确;金刚石能够与氧气发生反应,生成二氧化碳,B 错误;浓 H2SO4有强氧化性,在加热条件下与 Cu 可剧烈反应,C 错误;SO2使品红溶液褪色,加热颜色能复原;SO2和溴水发生氧化还原反应,加热不能恢复原来颜色,D 错误。5.下列实验能证明某无色气体为 SO2的是()能使澄清石灰水变浑浊能使湿润的蓝色石蕊试纸变红能使品红试液褪色,加热后又显红色能使溴水褪色,再滴加酸化的 BaCl2溶液有
6、白色沉淀产生ABCD【答案】C【方法要领】能使澄清石灰水变浑浊的气体有 SO2、CO2;能使湿润的蓝色石蕊试纸变红的气体为酸性气体(如:HCl、HBr、SO2、CO2等);能使品红褪色的气体有 Cl2、SO2,但 Cl2有颜色,褪色后加热又显红色的只有 SO2;能使溴水褪色,再滴加酸化的 BaCl2溶液有白色沉淀生成,只有 SO2气体符合。【规律总结】SO2和 CO2都能使澄清的石灰水变浑浊,若通入的气体过量,则沉淀都可消失。所以不能用澄清的石灰水鉴别 SO2和 CO2。通常可用以下方法: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。http:/ 永久免费组卷搜题网h
7、ttp:/ 永久免费组卷搜题网用氢硫酸,出现浑浊的是 SO2,无明显现象的是 CO2。2H2S+SO22H2O+3S用高锰酸钾溶液,紫色褪去的是 SO2,无明显现象的是 CO2。2KMnO4+5SO2+2H2OK2SO4+2MnSO4+2H2SO4用溴水,使橙色褪去的是 SO2,无明显现象的是 CO2。Br2+2H2O+SO22HBr+H2SO4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。2H2O+2HNO3+3SO23H2SO4+2NOBa(NO3)2+H2SO4BaSO4+2HNO3用 FeCl3溶液,使棕黄色颜色变浅的是 SO2,无明显现象的是 CO2。2F
8、eCl3+SO2+2H2OFeCl2+FeSO4+4HCl6.都能用右图所示装置进行喷泉实验的一组气体是(注:烧杯内为 NaOH 溶液)AHCl 和 CO2BNH3和 CH4CSO2和 CODNO2和 NO【答案】A【方法要领】在上述气体中,CH4、NO、CO 不溶于 NaOH 溶液,也不与 NaOH 溶液反应,所以不能做喷泉实验,而 HCl、SO2、CO2不仅可溶于 NaOH 溶液而且还可与 NaOH 溶液反应,所以能形成喷泉。【注意】满足下列条件时,均能形成美丽的喷泉:液体为水时,NH3、HBr、HCl、HI、SO2等易溶于水的气体或是 NO2、NO2O2、NOO2、NO2NOO2等易与水
9、反应的气体。液体是 NaOH、KOH 等强碱性溶液时,CO2、SO2、NO2、H2S 等酸性气体。液体是盐酸或硫酸时,NH3等碱性气体7.(2008 届南通市第一次调研测试)汉代器物上的颜料“汉紫”至今尚没有发现其自然存在的记载。20 世纪 80 年代科学家进行超导材料研究时,偶然发现其成分为紫色的硅酸铜钡(化学式:BaCuSi2Ox,Cu 为2 价),下列有关“汉紫”的说法中不正确是()A用盐的形式表示:BaSiO3CuSiO3B用氧化物形式表示:BaOCuO2SiO2C易溶于强酸、强碱D性质稳定,不易褪色【答案】C【方法要领】根据化合物中正负化合价的代数和等于零可知,A、B 正确。硅酸盐只
10、溶于强酸不溶于强碱,C 错。从题给信息:汉代器物上的颜料“汉紫”可知“汉紫”性质稳定,不易褪色,D 正确。http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网8.(09 年福建卷)短周期元素 Q、R、T、W 在元素周期表中的位置如右图所示,期中 T 所处的周期序数与主族序数相等,请回答下列问题:(1)T 的原子结构示意图为_.(2)元素的非金属性为(原子的得电子能力):Q_W(填“强于”或“弱于”)。(3)W 的单质与其最高价氧化物的水化物浓溶液共热能发生反应,生成两种物质,其中一种是气体,反应的化学方程式为_.(4)原子序数比 R 多 1 的元素是一种氢化物能分解为它的另一种氢化
11、物,此分解反应的化学方程式是_.(5)R 有多种氧化物,其中甲的相对分子质量最小。在一定条件下,2L 的甲气体与 0.5L 的氯气相混合,若该混合气体被足量的 NaOH 溶液完全吸收后没有气体残留,所生成的 R 的含氧酸盐的化学式是_.(6)在 298K 下,Q、T 的单质各 1mol 完全燃烧,分别放出热量 aKJ 和 bKJ。又知一定条件下,T 的单质能将 Q 从它的最高价氧化物中置换出来,若此置换反应生成 3molQ 的单质,则该反应在 298K 下的H=_(注:题中所设单质均为最稳定单质)【答案】(1)(2)弱于(3)S+2H2SO4(浓)3SO2+2H2O(4)2H2O2MnO22H
12、2O+O2(或其他合理答案)(5)NaNO2(6)(3a 4b)KJ/mol【方法要领】本题考查无机物的性质,涉及化学用语、方程式书写、氧化还原反应以及热化学的知识。从给出的表,结合 T 在周期表的位置与族数相等这一条件,不难得出 T 为Al,Q 为 C,R 为 N,W 为 S。(1)T 为 Al,13 号元素。(2)S、C 最高价氧化物对应的酸为硫酸强于碳酸,则可得非金属性 S 强于 C。(3)S 与 H2SO4发生归中反应,从元素守恒看,肯定有水生成,另外为一气体,从化合价看,只能是 SO2。(4)比 R 质子数多 1 的元素为 O,存在 H2O2转化为 H2O 的反应。(5)N 中相对分
13、子质量最小的氧化物为 NO,2NO+O2=2NO2,显然 NO 过量 1L,同时生成 1L 的 NO2,再用 NaOH 吸收,从氧化还原角度看,+2 价 N 的NO 与+4 价 N 的 NO2,应归中生成+3N 的化合物 NaNO2。(6)C+O2 CO2H=aKj/mol,4Al+3 O2=2Al2O3H=4bKj/mol。Al 与 CO2的置换反应,写出反应方程式为:http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网4Al+3CO2 3C+2Al2O3,此反应的H 为可由3 得,H=4b(-3a)=(3a-4b)Kj/mol9某兴趣小组设计出右图所示装置来改进教材中“铜与硝酸
14、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。(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 2 mL 蒸馏水,c 中的实验现象是。(3)右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_。(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。【答案】(1)检查装置气密性。(2)Cu+4HNO3(浓)Cu(N
15、O3)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。【方法要领】(1)根据题目的叙述可以知道,这样操作的目的是检验装置的气密性,按题目所述若 d试管内有气泡,且冷却后导管中有一段水柱,说明气密性良好。(2)c 中放一小块铜片,由分液漏斗 a 向 c 中加入 2 mL 浓硝酸时发生反应为Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O;若再由 a 向 c 中加 2 mL 蒸馏水,浓硝酸的浓度变小,所以反应
16、变得缓慢、产生的气体颜色变浅。(3)甲方案制取硝酸铜的反应方程式为 Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O,乙方案制取硝酸铜的反应方程式为 3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,丙制取硝酸铜的反应方程式为 2CuO22HNO32Cu(NO3)2。比较这三种方案的化学方程式可以发现均制取 1molCu(NO3)2时消耗硝酸的量分别为 4mol、38mol、1mol,丙方案消耗的硝酸的量最方案反应物甲Cu、浓 HNO3乙Cu、稀 HNO3丙Cu、O2、稀 HNO3http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网少且不产生污染。(4)若用上
17、述装置进行实验证明氧化性 KMnO4Cl2Br2,根据氧化还原反应的规律可以得出应先用 KMnO4制 Cl2,再用 Cl2制 Br2。所以实验的操作步骤为向 d 中加入 KBr 溶液,c 中加入固体 KMnO4,由 a 向 c 中加入浓盐酸;其中实验的现象为 c 中有黄绿色气体产生,d中溶液变为黄棕色。但是由于 Cl2和 Br2均为有毒的气体,所以需要尾气处理。【规律总结】对铜与硝酸反应实验装置的改进设计有如下的几个要点:反应开始前装置怎样避免装置内的空气;怎样使铜与稀硝酸反应能自动停止,防止 NO 过多;反应后,能有效的通入空气,证明 NO;同时还要防止 NO 及生成的 NO2逸散到空气中1
18、0、某化工厂每小时生产 at(吨)98%(质量分数)硫酸。为使硫充分燃烧,且在下一步催化氧化时不再补充空气,要求燃烧后的混合气体中含氧气的体积分数为 b%。若空气中氧气的体积分数为 21%,且不考虑各生产阶段的物料损失,则(2001 年高考试测题)(1)该厂每小时消耗标准状况下空气的体积为m3。(2)为满足题设要求,b%的下限等于。【答案】(1)22400a/(21-b);(2)7%【方法要领】(1)每小时生产的纯硫酸为(a106g98%)98g/mol=a104mol。生产过程中生成的 SO2和 SO3也都是 a104mol。设每小时消耗空气的体积为 V,则由 S+O2=SO2消耗 O2的体
19、积等于生成的 SO2体积,即燃烧前空气的体积等于燃烧后混合气体的体积,据此可得以下关系:空气中 O2的体积=反应中消耗的 O2的体积+燃烧后混合气体中 O2的体积,即V21%=a104mol22.4L/mol10-3m3/L+Vb%,V=22400a/(21-b)。(2)“b 的下限”,其含义是指燃烧后剩余的 O2在第二步催化氧化时恰好完全反应,也就是说,燃烧前空气中的氧(空气体积的 21%)恰好满足两步反应。因 S+O2=SO2和 O2+2SO2=2SO3两步反应耗 O2之比为 2:1,故燃烧后(第一步反应后)混合气体中 O2的体积分数的下限是b%=(1/3)21%=7%。【典例精析典例精析
20、】一、非金属元素化合物通性例 1.(09 年全国 1 卷)已知周期表中,元素 Q、R、W、Y 与元素 X 相邻。Y 的最高化合价氧化物的水化物是强酸。回答下列问题:(1)W 与 Q 可以形成一种高温结构陶瓷材料。W 的氯化物分子呈正四面体结构,W 的氧http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网化物的晶体类型是;(2)Q 的具有相同化合价且可以相互转变的氧化物是;(3)R 和 Y 形成的二元化合物中,R 呈现最高化合价的化合物的化学式是;(4)这 5 个元素的氢化物分子中,立体结构类型相同的氢化物的沸点从高到低排列次序是(填化学式),其原因是;电子总数相同的氢化物的化学式和
21、立体结构分别是;(5)W 和 Q 所形成的结构陶瓷材料的一种合成方法如下:W 的氯化物与 Q 的氢化物加热反应,生成化合物 W(QH2)4和 HCL 气体;W(QH2)4在高温下分解生成 Q 的氢化物和该陶瓷材料。上 述 相 关 反 应 的 化 学 方 程 式(各 物 质 用 化 学 式 表 示)是。【解析】本题可结合问题作答。W 的氯化物为正四体型,则应为 SiCl4或 CCl4,又 W 与Q 形成高温陶瓷,故可推断 W 为 Si。(1)SiO2为原子晶体。(2)高温陶瓷可联想到 Si3N4,Q为 N,则有 NO2与 N2O4之间的相互转化关系。(3)Y 的最高价氧化的的水化物为强酸,且与S
22、i、N 等相邻,则只能是 S。R 为 As,所以 R 的最高价化合物应为 As2S5。(4)显然 x 为 P 元素。氢化物沸点顺序为 NH3AsH3 PH3,因为前者中含有氢键后两者构型相同,分子间作用力不同。SiH4、PH3和 H2S 的电子数均为 18。,结构分别为正四面体,三角锥和 V 形。(5)由题中所给出的含字母的化学式可以写出具体的物质,然后配平即可【答案】(1)原子晶体。(2)NO2和 N2O4(3)As2S5。(4)NH3 AsH3 PH3,因为前者中含有氢键,后两者构型相同,分子间作用力不同;电子数相同的有 SiH4、PH3和 H2S 结构分别为正四面体,三角锥和 V 形。(
23、5)SiCl4+4NH3=Si(NH2)4+4HCl,3Si(NH2)4=8NH3+Si3N4例 2.(1)氰化钾、氰化氢的制备反应式为:K2CO3C2NH3 2KCN3H2O;H+276kJmolCONH3 HCNH2O;H46kJmol氰离子为负一价(CN-),其中碳氮元素的化合价分别为_。以上两个反应是否均为氧化还原反应?(2)制备纯净无水 HCN(沸点 299K)的另一种方法是:混合磨细的 KCN 和 KHS 粉末http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网适度加热试写出这个反应式。为什么要磨细和用粉末?为什么要强调适度加热?【解析】据共价键理论,一般当碳同非金属性
24、比它强的元素结合时,碳显正价,氮为负价,为-3 价,所以(CN-)中碳为+2 价,氮为-3 价。故为氧化还原反应,为非氧化 还原反应。第二种方法制备 HCN 是固体与固体之间的反应,故磨细和用粉末的目的是增大表面积,加快反应速率,据题意知,第二种方法制备 HCN 如温度太低,反应速率较小,温度太高,则酸式盐易分解发生副反应:2KHS K2SH2S。该反应的化学方程式为 KCNKHS HCNK2S。【答案】(1)-3、为氧化还原反应,为非氧化还原反应。(2)KCNKHS HCNK2S。第二种方法制备 HCN 是固体与固体之间的反应,故磨细和用粉末的目的是增大表面积,加快反应速率.二、氯及卤族元素
25、例 3.(2009 届龙岩一中第一学段考试)下列实验现象,与新制氯水中的某些成分(括号内物质)没有关系的()A将 NaHCO3固体加入新制氯水,有无色气泡(H+)B使红色布条褪色(HCl)C向 FeCl2溶液中滴加氯水,再滴加 KSCN 溶液,发现呈血红色(Cl2)D滴加 AgNO3溶液生成白色沉淀(Cl)【解析】氯水中存在 H+,与 NaHCO3反应产生 CO2,与 H+相关;氯水使红色布条褪色是因为氯水中存在 HClO,而不是因为氯水中存在 HCl;氯水中存在 Cl2能氧化 Fe2+Fe3+,故滴加 KSCN 溶液,溶液呈血红色;氯水中存在 Cl能与 AgNO3溶液生成白色沉淀。【答案】B
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