高考化学二轮复习专题十非金属及其化合物专题讲义.pdf

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1、 第 10 讲非金属及其化合物 主干知识数码记忆 非金属元素及其化合物的性质 一、小试能力知多少(判断正误)(1)(2013课标全国卷)可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气()(2)(2013课标全国卷)碘是人体必需微量元素，所以要多吃富含高碘酸的食物()(3)(2013 北京高考)长期盛放石灰水的试剂瓶内壁出现白色固体：Ca(OH)2CO2=CaCO3H2O()(4)(2013广东高考)用加热法除去 NaCl 中的 NH4Cl()(5)(2013广东高考)高温下，用焦炭还原 SiO2制取粗硅()(6)(2013福建高考)从海水中提取物质都必须通过化学反应才能实现()二、必备知识掌握牢

2、 1重要非金属单质及其化合物的特性(1)Br2是常温下呈液态的非金属单质。(2)氢氟酸能与 SiO2反应而腐蚀玻璃。(3)F2能与水剧烈反应生成 HF 和 O2。(4)冷的浓 H2SO4、浓 HNO3能使铁、铝钝化。(5)SO2能使品红溶液褪色，加热后又恢复红色。(6)Si 能与 NaOH 溶液反应放出 H2。(7)淀粉遇 I2变成蓝色。(8)氮气与氧气在放电条件下化合生成无色 NO。(9)无色气体 NO 遇空气(或 O2)变为红棕色 NO2。(10)浓 H2SO4具有吸水性、脱水性、强氧化性。2重要非金属单质及其化合物的工业制法(1)Cl2电解饱和食盐水。(2)Si在高温下，用焦炭还原 Si

3、O2。(3)盐酸将 Cl2在 H2中燃烧所得的 HCl 溶于水。(4)硫酸FeS2(或 S)SO2 O2SO3 H2O H2SO4。(5)NH3N2与 H2在高温、高压、催化剂的作用下合成氨。3非金属单质及其化合物的重要规律(1)最高价氧化物对应水化物的酸性强弱取决于该元素非金属性的强弱。HClO4H2SO4H3PO4H2CO3H2SiO3(非金属性 ClSPCSi)。(2)利用“强酸制弱酸”的规律证明酸性的强弱。如：Na2SiO3H2OCO2=H2SiO3Na2CO3，则酸性：H2CO3H2SiO3。(3)强氧化性的酸(如浓 H2SO4、HNO3)与金属反应不生成 H2。如：金属与浓 HNO

4、3反应生成 NO2，而与稀 HNO3反应生成 NO。三、常考题型要明了 考查非金属化合物的性质 典例 考查非金属单质及其化合物的制备与用途 演练 1 考查气体的制备与性质 演练 2 典例(2012北京高考)用右图所示装置进行下列实验，实验结果与预测的现象不一致的是()中的物质 中的物质 预测的现象 A 淀粉-KI 溶液 浓硝酸 无明显变化 B 酚酞溶液 浓盐酸 无明显变化 C AlCl3溶液 浓氨水 有白色沉淀 D 湿润红纸条 饱和氯水 红纸条褪色 解析 浓硝酸具有挥发性、强氧化性，因此烧杯中 I会被 HNO3氧化为 I2，溶液变蓝色；浓盐酸虽有挥发性，但酚酞遇酸不变色；浓氨水具有挥发性，烧杯

5、中 Al3与 NH3反应生成 Al(OH)3白色沉淀；饱和氯水中会逸出氯气，进入烧杯后生成的 HClO 具有漂白性，可使湿润的红纸条褪色。答案 A 探规寻律 对比法记忆 SO2和氯水漂白的作用“三不同”演练 1(2013广东高考)下列措施不合理的是()A用 SO2漂白纸浆和草帽辫 B用硫酸清洗锅炉中的水垢 C高温下用焦炭还原 SiO2制取粗硅 D用 Na2S 作沉淀剂，除去废水中的 Cu2和 Hg2 解析：选 B 二氧化硫的漂白原理是二氧化硫与有色物质反应生成无色的物质，二氧化硫不仅能漂白品红，也能漂白其他有机色素，A 项说法正确；锅炉中的水垢含有碳酸钙，与硫酸作用生成微溶的硫酸钙，硫酸钙覆盖

6、在水垢表面，不利于水垢的进一步溶解，B 项不合理；碳与二氧化硅在高温下作用生成硅和一氧化碳，C 项说法正确；S2与 Cu2、Hg2反应生成 CuS、HgS 沉淀，D 项说法正确。演练 2(2013威海模拟)用如图所示装置进行实验，将少量液体甲逐滴加入到固体乙中(可加热)，试管中试剂为丙，则下表中对应选项错误的是()甲 乙 丙 试管中的现象 A 浓盐酸 高锰酸钾 石蕊溶液 先变红后褪色 B 醋酸 石灰石 Ca(OH)2溶液 先沉淀后消失 C 浓氨水 生石灰 AlCl3溶液 先沉淀后消失 D 稀硝酸 铜 水 试管口出现红棕色 解析：选 C 浓盐酸和高锰酸钾反应生成氯气，氯气使石蕊溶液先变红后褪色；

7、醋酸与石灰石反应生成 CO2，CO2与 Ca(OH)2溶液反应，先生成 CaCO3沉淀，然后沉淀溶解生成Ca(HCO3)2；浓氨水与生石灰可制取氨气，AlCl3溶液与 NH3反应生成 Al(OH)3沉淀，最后沉淀不溶解；稀硝酸与铜反应生成 NO，NO 被氧化为 NO2，试管口出现红棕色。非金属氧化物与环境污染 一、小试能力知多少(判断正误)(1)(2013合肥模拟)CO2、NO2或 SO2都与酸雨的形成有关。()(2)(2013临沂检测)大气中 CO2的含量增加会导致温室效应加剧。()(3)(2013大纲全国卷)用过量氨水吸收工业尾气中的 SO2：2NH3H2OSO2=2NH4SO23H2O(

8、)二、必备知识掌握牢 1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 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 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

9、3土壤污染 环境污染 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 三、常考题型要明了 考查大气污染的防治 典例 考查大气污染的成因 演练 1 考查化学与材料、环境的关系 演练 2 典例(2013天津高考改编)某市对大气进行监测，发现该市首要污染物为可吸入颗粒物 PM2.5(直径小于等于 2.5 m 的悬浮颗粒物)，其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对 PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题：(1)将 PM2.5 样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含

10、水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：离子 K Na NH4 SO24 NO3 Cl 浓度 molL1 4106 6106 2105 4105 3105 2105 根据表中数据判断 PM2.5 的酸碱性为_，试样的 pH_。(2)为减少 SO2的排放，采取的措施是：洗涤含 SO2的烟气。以下物质可作洗涤剂的是_。aCa(OH)2 bNa2CO3 cCaCl2 dNaHSO3(3)汽车尾气中 NOx和 CO 的生成及转化。目前，在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少 CO 和 NO 的污染，其化学反应方程式为_ _。解析(1)溶液中NH4水解呈酸性。根据电荷守恒可求得溶液中c(H)1104m

11、olL1，故 pH4。(2)SO2是酸性氧化物，能被 Ca(OH)2吸收，a 正确；亚硫酸酸性强于碳酸，SO2能与碳酸钠反应，生成 Na2SO3或 NaHSO3，同时生成 CO2，b 正确；SO2与 CaCl2、NaHSO3不反应，c、d 错误。(3)CO 和 NO 反应生成无污染的 N2和 CO2，根据元素守恒用观察法即可配平。答案(1)酸性 4(2)a、b(3)2CO2NO=催化剂 2CO2N2 探规寻律 常见污染气体与防治方法：污染气体 防治方法 SO2 工业上用浓氨水吸收，实验室里用 NaOH 溶液吸收 NOx 用 NaOH 溶液吸收 H2S 用 NaOH 溶液吸收 Cl2 用碱液吸收

12、 CO 用燃烧的方法除去 演练 1 环境污染问题越来越受到人们的关注，造成环境污染的主要原因大多是人类生产活动中过度排放有关物质引起的。下列环境问题与所对应的物质不相关的是()A温室效应二氧化碳 B光化学污染二氧化氮 C酸雨二氧化碳 D白色污染一次性塑料制品的使用 解析：选 C 酸雨是指 pH”、“”或“”)。解析：(1)硅原子的原子核内含 14 个质子，原子核外有 3 个电子层，每个电子层上的电子数分别为 2 个、8 个和 4 个，所以其原子结构示意图为。(2)长江三峡大坝的水泥中含有硅酸盐，石英光导纤维的主要成分是 SiO2，不是硅酸盐，陶瓷坩埚中含有硅酸盐，玻璃中含有硅酸盐，硅太阳能电池

13、中含有单质硅的成分，不含硅酸盐。(3)由 SiCl4的沸点低的性质可以选择蒸馏的方法纯化，但因为 SiCl4能够水解，所以必须选择无水(无水蒸气)的环境进行该操作；SiCl4在空气中与水蒸气反应生成 H2SiO3和 HCl，其中 HCl 在空气中遇到水蒸气产生白雾。(4)因氮化硅是固体，所以该反应的平衡常数为 Kc12HClc3SiCl4c2N2c6H2。同一个化学反应中，用不同物质表示的化学反应速率大小与其计量系数成正比，选项 A 给出了正反应速率与逆反应速率的关系，A 项正确；选项 B 给出的是不同种物质的正反应速率的关系，其关系在没有达到平衡的时候也存在，B 项错；选项 C，密闭容器的容

14、积不变，而根据化学方程式可知，在达到平衡前，由于生成固体氮化硅，故容器内混合气体的质量减小，所以密度减小，当达到平衡时，各物质的生成与消耗相等，混合气体的质量不再变化，密度恒定，C 项正确；可逆反应进行的限度与化学方程式中的计量系数之间没有联系，D 项错。由给出的反应方程式中的 H a kJmol(a0)可知，该反应为放热反应，降低温度平衡向正反应方向移动，所以 H2与 HCl 的物质的量之比变小。答案：(1)(2)D(3)干燥条件下蒸馏 SiCl43H2O=H2SiO34HCl，HCl 遇水蒸气产生白雾(4)Kc12HClc3SiCl4c2N2c6H2 AC 12某化学课外兴趣小组为探究铜跟

15、浓硫酸的反应情况，设计了下图所示装置进行有关实验：(1)先关闭活塞 a，将 6.4 g 铜片和 10 mL 18 molL 的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热至反应完成，发现烧瓶中还有铜片剩余。再打开活塞 a，将气球中的氧气缓缓挤入圆底烧瓶，最后铜片完全消失。写出上述过程中圆底烧瓶内发生反应的化学方程式：打开活塞 a 之前_；打开活塞 a 之后_。B 是用来收集实验中产生的气体的装置，但集气瓶内的导管未画全，请直接在图上把导管补充完整。(2)实际上，在打开活塞 a 之前硫酸仍有剩余。为定量测定余酸的物质的量，甲、乙两学生进行了如下设计：甲学生设计的方案是：先测定铜与浓硫酸反应产生 SO2的量，再通过计

16、算确定余酸的物质的量。他测定 SO2的方法是将装置 A 产生的气体缓缓通过装置 D，从而测出装置 A产生气体的体积(已折算成标准状况下)。你认为甲学生设计的实验方案中 D 装置中的试剂为_(填化学式)。乙学生设计的方案是：将反应后的溶液冷却后全部移入到烧杯中稀释，并按正确操作配制 100 mL 溶液，再取 20 mL 于锥形瓶中，用_作指示剂，用标准氢氧化钠溶液进行滴定已知：Cu(OH)2开始沉淀的 pH 约为 5，选择该指示剂的理由为_；再求出余酸的物质的量，若耗去 a molL 氢氧化钠溶液 b mL，则原余酸的物质的量为_mol(用含 a、b 的表达式来表示)。解析：(1)浓硫酸具有强氧

17、化性，加热条件下与 Cu 反应：Cu2H2SO4(浓)=CuSO4SO22H2O；有 O2存在时，Cu 与稀硫酸发生反应：2Cu2H2SO4O2=2CuSO42H2O。SO2的密度大于空气的密度，用向上排空气法收集，所以 B 装置中导管应长进短出。(2)用排液体法测气体体积，为了减小误差，气体的溶解度应尽可能的小，选择饱和NaHSO3溶液。由于 Cu(OH)2开始沉淀的 pH 约为 5，应选择变色范围接近的指示剂，以减小滴定误差，故选择甲基橙作指示剂。设余酸的物质的量为 n，消耗 NaOH 的物质的量为：a molLb103 Lab103 mol。H2SO4 2NaOH=Na2SO42H2O

18、1 2 n20100 ab103 mol 故 n5ab1032 mol，即原余酸的物质的量为5ab1032 mol。答 案：(1)Cu 2H2SO4(浓)=CuSO4 SO2 2H2O 2Cu 2H2SO4O2=2CuSO42H2O (2)饱和 NaHSO3 甲基橙 Cu(OH)2开始沉淀的 pH 约为 5，若用酚酞作指示剂时溶液中的 Cu2会和 NaOH 反应，Cu(OH)2的蓝色会干扰滴定终点的正确判断 5ab1032 13SO2是硫酸工业尾气的主要成分。实验室中，拟用如图所示流程，测定标准状况下体积为 V L 的硫酸工业尾气中 SO2的含量。尾气V L 过量H2O2溶液步骤溶液 过量Ba

19、OH2溶液步骤 步骤固体m g(1)步骤中加入 H2O2溶液时发生反应的离子方程式为_，1 mol H2O2参加反应，转移的电子数为_。(2)步骤的操作依次是过滤、_、_、称重。(3)一定温度下，BaSO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。步骤逐滴加入 Ba(OH)2溶液的过程中，BaSO4的溶度积常数_(填“增大”、“减小”或“不变”)，溶液中 SO24浓度的变化情况为_(填序号)。dce bcd ace dca(4)该 V L 尾气中 SO2的体积分数为_(用含有 V、m 的代数式表示)。解析：(1)H2O2具有氧化性，能与 SO2发生氧化还原反应，离子方程式为 H2O2SO2=2HSO24，1

20、 mol H2O2参加反应，转移 2 mol 电子。(2)步骤将沉淀过滤洗涤、干燥后称重。(3)在滴加 Ba(OH)2溶液的过程中，溶液的温度不变，Ksp不变，BaSO4在溶液中存在沉淀溶解平衡：BaSO4(s)Ba2(aq)SO24(aq)，加入 Ba(OH)2溶液后，c(Ba2)增大，但Kspc(Ba2)c(SO24)不变，故 c(SO24)逐渐减小。由于温度不变，所以 c(Ba2)、c(SO24)均在曲线上。(4)根据 S 元素守恒有：SO2BaSO4。据此可知 SO2的物质的量为m g233 g/mol，则标准状况下 V L 尾气中 SO2的体积分数为m g233 g/mol22.4 L/molV L100%22.4m233V100%。答案：(1)H2O2SO2=2HSO24 1.2041024(2)洗涤 干燥(3)不变 22.4 m233 V100%