江苏省高三化学二轮复习 专题10 解决与非金属元素及其化合物相关的问题精品学案.doc

专题10.解决与非金属元素及其化合物相关的问题考试说明中：了解常见金属（如na、al、fe、cu等）及其重要化合物的主要性质和重要应用。认识常见无机物在生产中的应用和对生态环境的影响。高考试卷中：有关非金属元素的考题几乎出现在每年的高考题中，其中出现较多的是选择题、非选择题，试题通常以基础题、中档题居多，除在选择题中直接考查非金属元素及其化合物的性质、制法及相互转变关系外，更重要的是以非金属元素及其重要化合物结合其他元素及其化合物知识为载体，综合氧化还原、强弱电解质、平衡移动原理、物质结构等理论知识，以综合型试题对考生进行考查。答题过程中：解题的关键是要能进行适度的程序化的逻辑思维，及时调用所掌握物质结构、元素周期律、氧化还原、化学平衡等理论和非金属元素及其化合物基础知识对题目中信息加以筛选、类比、迁移、推理和校正，得出正确的结论以及找到最合理简便的解题方法。一能力展示1. 下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是 硅是构成一些岩石和矿物的基本元素 水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品 高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料 a b c d2.下列有关物质的性质和该性质的应用均正确的是a.常温下浓硫酸能是铝发生钝化，可在常温下用铝制贮藏贮运浓硫酸b.二氧化硅不与任何酸反应，可用石英制造耐酸容器c.二氧化氯具有还原性，可用于自来水的杀菌消毒d.铜的金属活泼性比铁的差，可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀3. 单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅（含铁、铝、硫、磷等杂质），粗硅与氯气反应生成四氯化硅（反应温度450-500c），四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。相关信息如下：a.四氯化硅遇水极易水解；。 b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物； c.有关物质的物理常数见下表：物质sicl4bcl3alcl3fecl3pcl5沸点/57.712.8315熔点/70.0107.2升华温度/180300162请回答下列问题：（1）写出装置a中发生反应的离子方程式 。（2）装置a中g管的作用是 ；装置c中的试剂是 ；装置e中的h瓶需要冷却理由是 。（3）装置e中h瓶收集到的粗产物可通过精馏（类似多次蒸馏）得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是 （填写元素符号）。（4）为了分析残留物中铁元素的含量，先将残留物预处理，是铁元素还原成fe2+ ，再用kmno4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式是：滴定前是否要滴加指示剂？ （填“是”或“否”），请说明理由 。某同学称取5.000g残留物，预处理后在容量瓶中配制成100ml溶液，移取25.00ml，试样溶液，用1.00010-2mol l-1kmno4标准溶液滴定。达到滴定终点时，消耗标准溶液20.00ml,则残留物中铁元素的质量分数是 。过程分析：1.光导纤维的成分是sio2，错；陶瓷的成分是sio2，而不属于硅酸盐，错。故a项正确。答案：a 2.二氧化硅不与任何酸反应，但可与氢氟酸反应。二氧化氯中氯的化合价为4价，不稳定，易转变为1价，从而体现氧化性。铜的金属活泼性比铁的差，在原电池中作正极，海轮外壳上装铜块会加快海轮外壳腐蚀的进程。答案：a3.制备四氯化硅的原料为cl2和si。a装置为cl2的制备装置，b、c装置为除杂装置。先用b除去hcl，再用c（浓h2so4）除去h2o蒸气。cl2通入粗硅中反应，用冷水将产生sicl4冷凝即可。（1）制取氯气用浓盐酸和mno2在加热条件下反应。（2）g管是将分液漏斗与烧瓶相连，则它们中的压强是相待的，这样便于盐酸能顺利滴下。sicl4的沸点很低，只有57.7，而反应的温度达几百度，故需要冷凝收集。（3）从物质的物理性质表可发现，alcl3,fecl3和pcl5均易升华，故还应还有al、p、cl元素。（4）由于高锰酸钾本身是紫红色的，与fe2反应时，可以褪色，故而可以作为指示剂。根据方程式可以找出关系，5fe2mno4 ,n(fe)= 10-22010-35100/25 =410-3mol。w (fe)= 410-356/5 100% =4.48%。答案： (1)mno2 + 4h + 2clmn2 + cl2 + 2h2o (2)平衡压强 浓硫酸 使sicl4 冷凝 (3)al、p、cl (4)否；kmno4溶液自身可作指示剂；4.480%精要点评：1. 这些试题新颖、知识覆盖面广、思维跨度大，不仅考查一个知识点，而是将多个知识点串联起来，提高了试题的难度。试题大部分是将非金属和金属元素及其化合物或物质结构知识糅合在一起来进行综合考查。2. 非金属元素(包括cl、br、n、s、c、h、o、si等)单质及其化合物的性质，以及它们之间存在的相互转化关系，是分析和解决有关问题必备的知识基础，也是理解和应用化学基础理论内容的知识载体。二能力培养1.下列叙述正确的是ali在氧气中燃烧主要生成b将so2通入溶液可生成沉淀c将co2通入次氯酸钙溶液可生成次氯酸d将nh3通入热的cuso4溶液中能使cu2+还原成cu分析：a错误，因为li在空气中燃烧只能生成li2o,； b错误，酸性：hclh2so3h2co3所以通入后无baso3沉淀，因为baso3+2hcl=bacl2+h2o+so2；d错误，溶液中该反应难以发生，先是：2nh3+2h2o+cuso4=cu(oh)2+(nh4)2so4,接着cu(oh)2cuo+h20,溶液中nh3不能还原cuo为cu,要还原必须是干燥的固态！c正确，强酸制弱酸，酸性：h2co3hclo,反应为：co2+h20+ca(clo)2=caco3+2hclo，直接取材于课本。答案：c2. 下列推断正确的是a.sio2是酸性氧化物，能与naoh溶液反应b.na2o、na2o2组成元素相同，与co2反应产物也相同c.co、no、no2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在d.新制氯水显弱酸性，向其中滴加少量紫色石蕊试液，充分振荡后溶液呈红色分析：sio2是酸性氧化物，能与naoh溶液反应，方程式为：sio22naoh=na2sio3h2o，正确；na2o、na2o2与co2反应方程式分别为：na2oco2= na2co3、2na2o22co2=2na2co3o2，所以b错误；no在空气中会发生反应2noo2=2no2，c错误；新制氯水显弱酸性但同时显强氧化性，因此向其中滴加少量紫色石蕊试液，溶液先变红色然后变成无色，d错误。答案：a3.某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱的，按下图装置进行试验（夹持仪器已略去）。实验表明浓硝酸能将氧化成，而稀硝酸不能氧化。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。可选药品：浓硝酸、3mo/l稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳已知：氢氧化钠溶液不与反应，能与反应（1） 实验应避免有害气体排放到空气中，装置、中乘放的药品依次是 （2） 滴加浓硝酸之前的操作时检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后 （3） 装置中发生反应的化学方程式是 （4） 装置的作用是 ，发生反应的化学方程式是 （5） 该小组得出的结论依据的试验现象是 （6） 试验结束后，同学们发现装置中溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别涉及了一下4个试验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是（选填序号字母）a. 加热该绿色溶液，观察颜色变化b. 加水稀释绿色溶液，观察颜色变化c. 向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化d. 向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反映产生的气体，观察颜色变化分析：本题主要考查hno3的性质、化学基本实验设计和评价能力。（1）根据装置特点和实验目的，装置是收集no，装置中盛放naoh溶液吸收no2，因为要验证稀hno3不能氧化no，所以装置中应该盛放稀硝酸。（2）由于装置中残存的空气能氧化no而对实验产生干扰，所以滴加浓hno3之前需要通入一段时间co2赶走装置中的空气，同时也需将装置中导管末端伸入倒置的烧瓶内防止反应产生的no气体逸出。（3）cu与浓hno3反应生成cu(no3)2、no2、h2o：cu + 4hno3(浓)cu(no3)2 + 2no2 +2 h2o。（4）装置中盛放h2o，使no2与h2o反应生成no：3no2 + h2o2hno3 + no。（5）no通过稀hno3溶液后，若无红棕色no2产生，说明稀hno3不能氧化no，所以盛放稀hno3装置的液面上方没有颜色变化即可说明之。装置中盛放的是浓hno3，若浓hno3能氧化no则装置液面的上方会产生红棕色气体。（6）要证明是cu(no3)2浓度过低或是溶解了no2导致装置中溶液呈绿色，一是可设计将溶解的no2赶走（a、c方案）再观察颜色变化。二是增加溶液中cu(no3)2溶液的浓度（d方案）观察反应后的颜色变化。答案：（1）3mol/l稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液（2）通入co2一段时间，关闭弹簧夹，将装置中导管末端伸入倒置的烧瓶内（3）cu + 4hno3（浓）= cu(no3)2 + 2no2 + 2h2o（4）将no2转化为no 3no2 + h2o =2hno3 + no（5）装置中液面上方气体仍为无色，装置中液面上方气体由无色变为红棕色（6）a c d方法指导：1.（1）仔细读题，充分联系。仔细读题, 抓住关键字词与非金属元素及其化合物相关内容的联系，对照信息与答案的相联关系，如理解表格中的数据是解表格数据题的前提。（2）围绕问题，纵横比较。围绕设向，从纵、横两个方向进行比较，在比较中归纳共同点和不同点。（3）准确表述, 简洁表达。答案往往是需要表述的，不论是以文字形式，还是以字母、数字、化学用语等形式表达，都要力求准确、简洁、准确。2. 要善于运用物质结构、元素周期律、氧化还原、化学平衡等理论找出相关物质的共性与异性及规律，从大量信息中抓主要信息，用熟悉的信息排除不熟悉的信息，答好每一题题。三能力测评1.某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素a.在自然界中只以化合态的形式存在 b.单质常用作半导体材料和光导纤维c.最高价氧化物不与酸反应 d.气态氢化物比甲烷稳定2.下列推断正确的是asio2 是酸性氧化物，能与naoh溶液反应bna2o、na2o2组成元素相同，与 co2反应产物也相同cco、no、 no2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在d新制氯水显酸性，向其中滴加少量紫色石蕊试液，充分振荡后溶液呈红色3.某科研小组用mno2和浓盐酸制备cl2时，利用刚吸收过少量so2的naoh溶液对其尾气进行吸收处理。（1）请完成so2与过量naoh溶液反应的化学方程式：so2+2naoh = _（2）反应cl2+na2so3+2 naoh=2nacl+na2so4+h2o中的还原剂为_（3）吸收尾气一段时间后，吸收液（强碱性）中肯定存在cl、oh和so请设计实验，探究该吸收液中可能存在的其他阴离子（不考虑空气的co2的影响） 提出合理假设 假设1：只存在so32-；假设2：既不存在so32-也不存在clo；假设3：_ 设计实验方案，进行实验。请在答题卡上写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂：3moll-1h2so4、1moll-1naoh、0.01moll-1kmno4、淀粉-ki溶液、紫色石蕊试液实验步骤预期现象和结论步骤1：取少量吸收液于试管中，滴加3 moll-1 h2so4至溶液呈酸性，然后将所得溶液分置于a、b试管中步骤2：步骤3：解题分析：1.依据原子核外电子的排布规律可知，在短周期元素中原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半的元素可以是li或si元素，但li属于金属不符合题意，因此该元素是si元素。硅是一种亲氧元素，在自然界它总是与氧相化合的，因此在自然界中硅主要以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在，选项a正确；硅位于金属和非金属的分界线附件常用作半导体材料，二氧化硅才用作光导纤维，选项b不正确；硅的最高价氧化物是二氧化硅，sio2与酸不反应但氢氟酸例外，与氢氟酸反应生成sif4和水，因此氢氟酸不能保存在玻璃瓶中，选项c不正确；硅和碳都属于a，但硅位于碳的下一周期，非金属性比碳的弱，因此其气态氢化物的稳定性比甲烷弱，选项d也不正确。答案：a2.酸性氧化物能够跟碱反应，生成盐和水的氧化物，故a正确，因为, 与反应生成, 与反应除生成外，还生成，故b错；在空气中会发生反应，故c错；因为新制氯水中含有,故滴入少量的紫色石蕊的现象是先变红，后褪色，故d错。答案：a3.(1) naoh过量，故生成的是正盐：so2+2naoh =na2so3+h2o。(2)s元素的价态从+4+6，失去电子做表现还原性，故还原剂为na2so3。(3)很明显，假设3两种离子都存在。加入硫酸的试管，若存在so32-、clo-，分别生成了h2so3和hclo；在a试管中滴加紫色石蕊试液，若先变红后退色，证明有clo-，否则无；在b试管中滴加0.01moll-1kmno4溶液，若紫红色退去，证明有so32-，否则无。答案： (1) na2so3+h2o (2) na2so3 (3) so32-、clo-都存在实验步骤预期现象和结论步骤1：取少量吸收液于试管中，滴加3 moll-1 h2so4至溶液呈酸性，然后将所得溶液分置于a、b试管中步骤2：在a试管中滴加紫色石蕊试液若先变红后退色，证明有clo-，否则无步骤3：在b试管中滴加0.01moll-1kmno4溶液若紫红色退去，证明有so32-，否则无防错机制：1.非元素化合物知识学习要与基本实验实验、化工生产工艺、日常生活等结合起来，做到学以致用，而不是简单的来回重复和死记硬背。2.在做好会做的题的基础上，关键要处理好半会半不会的试题，尽量争取多拿分，哪怕只写一个方程式或公式。对于从来就不会的题或某一小问，果断舍去。3.答题时要注意规范细致，另外该类题的问题设计一般没有递进性，故答题时可跳跃式解答，千万不能有所放弃。四能力提升1.下列溶液中通入so2一定不会产生沉淀的是a ba(oh)2 b ba(no3)2 c na2s d bacl22.下列实验过程中，始终无明显现象的是ano2通入feso4溶液中 bco2通入cacl2溶液中cnh3通入alcl3溶液中 dso2通入已酸化的ba(no3)2溶液中3.右图是模拟氯碱工业生产中检查氯气是否泄漏的装置，下列有关说法错误的是a烧瓶中立即出现白烟b烧瓶中立即出现红棕色c烧瓶中发生的反应表明常温下氨气有还原性 d烧杯中的溶液是为了吸收有害气体4.用浓氯化铵溶液处理过的舞台幕布不易着火。其原因是 幕布的着火点升高 幕布的质量增加 氯化铵分解吸收热量，降低了温度 氯化铵分解产生的气体隔绝了空气a b c d5.下列有关物质的性质或应用的说法不正确的是a二氧化硅是生产光纤制品的基本原料b水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂c盐析可提纯蛋白质并保持其生理活性d石油分馏可获得乙烯、丙烯和丁二烯6.下列有关物质性质的描述不符合事实的是a有机物不导电 b金刚石是自然界最硬的物质cso2可用作食品防腐剂 dno可用于某些疾病的治疗7.固硫剂是把煤燃烧时生成的二氧化硫以盐的形式固定在炉渣中的物质，可减少二氧化硫对大气的污染。下列物质中可用做固硫剂的有 acao bna2c03 cnh4n03 d. p2058.减缓温室气体排放是2009年哥本哈气候变化会议的议题。下列反应不产生温室气体的是制玻璃 b用煤炭作燃料c用铁矿石炼铁 d用氨制碳酸铵9. 某厂使用的燃料为含s约4%7%（质量分数）的褐煤。为除去烟气中的so2，化害为利，采用以下工艺流程：热交换吸收调节ph至溶液碱性氧化除尘烟气(主要成分为so2)氨水尾气，排放a(nh4)2so4晶体蒸发液氨（1）吸收过程中可能产生的物质为_；（2）调节ph使用的试剂为液氨，写出反应的离子方程式_；（3）试剂a可能是_（填编号）； a硝酸 b浓硫酸 c空气 若以氧气为氧化剂，写出反应的化学方程式_；（4）烟气的温度很高，经过热交换后溶液中即有部分晶体析出，主要原因是_，从化工生产三原则的角度分析这一工序在该工业生产的中的目的_；（5）指出该工艺流程产品的一项用途_；（6）用上述工艺可以去除烟气中98%的so2。该厂消耗上述褐煤10吨最多可制得产品_吨。10.用广谱高效的二氧化氯（clo2）替代液氯进行消毒，可避免产生对人体健康有害的有机氯代物。（1）工业上，clo2常用naclo3和na2so3溶液混合并加硫酸酸化后反应制得，在该反应中naclo3和na2so3的物质的量之比为 。 （2）有效氯含量是含氯消毒剂的一个重要指标，有效氯含量的定义为：从hi中氧化出相同量的i2所需cl2的质量与指定含氯消毒剂的质量之比，常用百分数表示。则clo2的有效氯含量是 。 （3）化学小组的同学欲对用clo2消毒过的自来水进行氯元素含量的测定（假定clo2全部转化为cl），他们进行了如下实验：向30.00 ml水样中加几滴k2cro4溶液作指示剂，用0.001000 moll1 agno3溶液滴定，当有砖红色ag2cro4沉淀出现时，达滴定终点，此时用去agno3溶液12.12 ml。水样中cl的物质的量浓度是 。 已知ksp(agcl) = 1.7810-10，ksp(ag2cro4) = 2.0010-12。如在滴定终点时，测得溶液中cro42的浓度是5.000103 moll1。试计算此时溶液中cl的浓度是多少。11.naclo2用于