第11讲常见非金属及其化合物

第11讲常见非金属及其化合物,一、氯元素单质及其化合物间的转化关系,写出上述标号反应的化学方程式或离子方程式：化学方程式：；离子方程式：;化学方程式：；离子方程式：；离子方程式：；化学方程式：；离子方程式：；化学方程式：。,Cl2+SO2+2H2OH2SO4+2HCl,Cl2+2I-I2+2Cl-,3Cl2+2Fe2FeCl3,Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O,2NaCl(熔融)2Na+Cl2,Cl2+H2OCl-+H+HClO,2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2,+2H2O,点燃,通电,MnO2+4H+2Cl-Mn2+Cl2,+2H2O,二、硫及其重要化合物间的转化关系,写出上述标号反应的化学方程式或离子方程式：化学方程式：；化学方程式：；化学方程式：a.;b.;离子方程式：；离子方程式：。,Fe+SFeS,2SO2+O22SO3,Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O,C+2H2SO4(浓)CO2+2SO2+2H2O,2H+SO+Ba2+2OH-BaSO4,SO2+2OH-SO+H2O,+2H2O,2-3,2-4,三、氮及其重要化合物的转化关系,写出上述标号反应的化学方程式或离子方程式：化学方程式：；化学方程式：；化学方程式：；化学方程式：；离子方程式：离子方程式：。,2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3,N2+3H22NH3,4NH3+5O24NO+6H2O,3NO2+H2O2HNO3+NO,3Cu+8H+2NO3Cu2+2NO,Cu+4H+2NOCu2+2NO2,+2H2O,+4H2O,+2H2O,-3,-3,四、碳、硅及重要化合物间的转化关系,写出上述标号反应的化学方程式或离子方程式：化学方程式：；化学方程式：；离子方程式：；化学方程式：；化学方程式：。,2Mg+CO22MgO+C,2C+SiO2Si+2CO,SiO2+2OH-SiO+H2O,SiO2+4HFSiF4+2H2O,Na2SiO3+CO2+2H2ONa2CO3,点燃,+H4SiO4,高温,2-3,考点一卤素及其化合物,(2009广州模拟)已知常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气，现按下图进行卤素的性质实验。玻璃管内装有分别滴有不同溶液的白色棉球，反应一段时间后，对图中指定部分颜色描述正确的是（）,A,1.氯及其化合物中热点（1）Cl2与碱的歧化反应；（2）Cl2作为氧化剂使用，如将Fe2+Fe3+;（3）HClO、HClO2、HClO3、HClO4酸性增强，但氧化性降低；（4）HCl的特殊制法，浓盐酸中滴加浓H2SO4；（5）Cl2实验室制法，氧化剂可以为,KMnO4MnO2()K2Cr2O7KClO3(),（6）其延伸点为拟卤素单质及其化合物；（7）卤素互化物。2.卤素中的某些特性及相关应用（1）氟的特性F元素无正价F2是最强的氧化剂，没有一种氧化剂可以将F-变为F2F2与H2O剧烈反应：2F2+2H2O4HF+O2，故无“氟水”HF有剧毒，能腐蚀玻璃CaF2不溶于水，AgF能溶于水且无感光性,（2）溴的特性唯一的一种液态非金属溴易挥发（保存时水封、密封）AgBr具有感光性，常作感光材料（3）碘的特性I2易升华I2遇淀粉呈蓝色（用于碘的检验）AgI作人工降雨材料I2+FeFeI2碘盐可预防地方性甲状腺肿大,（2009烟台模拟）某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来，同时验证氯气的某些性质，甲同学设计了如图所示的实验装置（支撑用的铁架台省略）。,回答下列问题：（1）若用含有0.2molHCl的浓盐酸与足量的MnO2反应制Cl2，制得的Cl2体积（标准状况下）总是小于1.12L的原因是。（2）装置B中盛放的试剂名称为，作用是。装置D和E中出现的不同现象说明的问题是。装置F的作用是。写出装置G中发生反应的离子方程式。,（3）乙同学认为甲同学的实验有缺陷，不能确保最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。为了确保实验结论的可靠性，证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种，乙同学提出在某两个装置之间再加一个装置，你认为该装置应加在与之间（填装置字母序号），装置中应放入（填写试剂或用品名称）。,答案（1）浓盐酸的浓度随着反应的进行降低到一定数值以后，将不再反应，加热时浓盐酸因挥发而损失（2）无水硫酸铜检验有水蒸气产生干燥的氯气无漂白性，潮湿的氯气（或次氯酸）有漂白性吸收氯气Ag+Cl-AgCl(3)FG湿润的淀粉KI试纸（或湿润的有色布条）,1.硫及其化合物是高考中的热点：S、SO2、浓H2SO4的重要性质，尤其是SO2的还原性和浓硫酸的三大特性；A族元素性质递变规律，SO2与环保知识，另外注意多硫化物如FeS2、Na2S2等的性质及反应。2.具有漂白作用的物质比较（见下表）,右图表示某固态单质A及其化合物之间的转化关系（某些产物和反应条件已略去）。化合物B在常温常压下为气体，B和C的相对分子质量之比为45，化合物D是重要的工业原料。（1）写出A在加热条件下与H2反应的化学方程式：；（2）写出E与A的氢化物反应生成A的化学方程式：;,（3）写出一个由D生成B的化学方程式；（4）将5mL0.10mol/L的E溶液与10mL0.10mol/L的NaOH溶液混合。写出反应的离子方程式；反应后溶液的pH7（填“大于”“小于”或“等于”），理由是；加热反应后的溶液，其pH(填“增大”“不变”或“减小”)，理由是。,答案（1）S+H2H2S（2）H2SO3+2H2S3S+3H2O（3）2H2SO4（浓）+CCO2+2SO2+2H2O（其他合理答案也给分）（4）H2SO3+2OH-SO+2H2O大于Na2SO3是强碱弱酸盐，水解后溶液呈碱性增大水解是吸热反应，加热促使SO水解程度增大，因而pH增大,2-3,2-3,考点氮及其重要化合物,（2009北京理综，27）某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行实验（夹持仪器已略去）。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。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、3mol/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NO反应，能与NO2反应。2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O（1）实验应避免有害气体排放到空气中。装置、中盛放的药品依次是。（2）装置中发生反应的化学方程式是。（3）装置的作用是，发生反应的化学方程式是。,（4）该小组得出的结论依据的实验现象是。（5）实验结束后，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。同学们分别设计了以下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.加水稀释该绿色溶液，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应产生的气体，观察颜色变化,答案（1）3mol/L稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液（2）Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O（3）将NO2转化为NO3NO2+H2O2HNO3+NO（4）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（5）abd,1.有关氮及其化合物考查点：NH3的性质及制备，NOx+O2（41，43）计算，另外注意氮化物Mg3N2、Li3N等，亚硝酸盐（NaNO2）的毒性。2.有硝酸参与的氧化还原反应的计算具体看题目,(2009广州模拟)32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L。请回答：（1）NO的体积为L，NO2的体积为L。（2）待产生的气体全部释放后，向溶液中加入VmLamol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为mol/L。（3）欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水g。,答案（1）5.85.4（2）(aV10-3+0.5）/0.14（3）57.8,【例4】（2009广东理基，22）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.D.,考点碳、硅及其化合物,解析硅元素在地壳中的含量仅次于氧，排第二位，是构成岩石和矿物的基本元素。水晶的主要成分为SiO2，错。制作光导纤维的原料是石英，而不是高纯硅，错。,C,【例】(2009韶关模拟)下列关于CO2和SiO2性质的说法中，不正确的是（）A.CO2通入水玻璃中可以得到硅酸B.CO2与SiO2在物理性质上有很大的差别C.SiO2不与CaCl2溶液反应，而CO2通入CaCl2溶液中可得到白色沉淀D.CO2和SiO2都是酸性氧化物，都能与NaOH溶液反应,C,1.二氧化碳和二氧化硅的比较（1）相同点：都属于酸性氧化物，如都能与碱、碱性氧化物反应，都具有一定的氧化性，如均可与C、Mg反应。（2）不同点CO2可与水反应生成H2CO3，而SiO2不与水反应。SiO2在高温时与固态Na2CO3反应，而CO2可与Na2SiO3水溶液反应。SiO2可溶于氢氟酸。二者晶体类型不同。CO2是分子晶体，而SiO2是原子晶体，故其熔点、沸点、硬度差别很大。,2.硅及其化合物的“反常”（1）Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si:SiO2+2CSi+2CO（2）非金属单质跟碱作用一般无H2放出，但Si能跟强碱溶液作用放出H2：Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2（3）非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但Si能跟HF作用：Si+4HFSiF4+2H2。（4）非金属氧化物一般为分子晶体，但SiO2为原子晶体。（5）酸性氧化物一般不与酸作用,但SiO2能与HF作用。,高温,（6）无机酸一般易溶于水，但H2SiO3和H4SiO4均难溶于水。（7）硅酸钠水溶液称为泡花碱或水玻璃，但却是盐溶液。（8）H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以有Na2SiO3+CO2+H2OH2SiO3+Na2CO3，但高温下：Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2也能发生。,高温,（2009广州模拟）硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：（1）制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷（SiHCl3）还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：,石英砂,粗硅,SiHCl3(粗),SiHCl3(纯),高纯硅,焦炭,高温,HCl,573K以上,精馏,H2,1357K,写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式。整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式；H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是。（2）下列有关硅材料的说法正确的是（填字母）。A.碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥B.氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承C.高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料光导纤维,D.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高E.盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅（3）硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡。写出实验现象并给予解释。,答案（1）SiHCl3+H2Si+3HClSiHCl3+3H2OH2SiO3+3HCl+H2氧气与氢气混合，可能引起爆炸；氧气可能会氧化SiHCl3（2）ABC（3）现象：试管中有白色胶状沉淀生成，并且有刺激性气体生成解释：Na2SiO3和NH4Cl均能够水解,二者相互促进,Na2SiO3水解生成H2SiO3，NH4Cl水解产生NH3,1357K,高考失分警示1.分清氯水、溴水的成分，反应时的作用和褪色的原理。氯水中正因为存在可逆反应Cl2+H2OHCl+HClO,使其成分复杂且随着条件的改变，平衡发生移动，使成分发生动态的变化。当外加不同的反应物时，要正确判断是何种成分参与了反应。氯水中的HClO能使有色物质被氧化而褪色。反之，也有许多物质能使氯水、溴水褪色，发生的变化可属物理变化（如萃取），也可属化学变化，如歧化法（加碱液）、还原法（如Mg、SO2等）、加成法（加不饱和的有机物）等。,2.区分清楚萃取和分液的原理、仪器、操作以及适用范围与其他物质分离方法不同。萃取和分液是物质分离的众多方法之一。每一种方法适用于一定的前提。分液适用于分离互不相溶的两种液体，而萃取是根据一种溶质在两种互不相溶的溶剂中溶解性有很大差异从而达到提取的目的。一般萃取和分液结合使用。其中萃取剂的合理选择、分液漏斗的正确使用、与过滤或蒸馏等分离方法的明确区分等是此类命题的重点和解决问题的关键。,命题以选择何种合适的萃取剂、萃取后呈何现象、上下层如何分离等形式出现。解题关键是抓住适宜萃取剂的条件、液体是否分层及分层后上下层位置的决定因素。分液操作时注意“先下后上、下流上倒”的顺序。为确保液体顺利流出，一定要打开上部塞子或使瓶塞与瓶颈处的小孔或小槽对齐，与大气相通。3.氧化性酸和酸的氧化性氧化性酸和酸的氧化性是两个不同的概念。稀H2SO4溶液中只存在H+和SO，不存在H2SO4分子，所含H+具有氧化性。如：,2-4,浓H2SO4中，主要以H2SO4分子形式存在，其氧化性主要表现在H2SO4分子中S上。如：化学常用语言中的“酸的氧化性和氧化性酸”的含义各异。酸的氧化性是指酸的水溶液电离出H+呈现的氧化性，是H+得到电子的性质。氧化性酸应具有显著的氧化性，一般指含氧酸根中处于正价态的非金属原子得到电子的性质，常见的氧化性酸有浓H2SO4、HNO3和HClO等。,+6,1.可以验证硫元素的非金属性比氯元素弱的事实是（）硫和氢气在加热条件下能形成H2S、H2S受热300左右分解。氯气和氢气在点燃或光照下生成氯化氢，氯化氢很难分解向氢硫酸溶液中滴入氯水有单质硫生成硫、氯气分别与铜和铁反应产物是FeS、Cu2S、FeCl3、CuCl2高氯酸（HClO4）的酸性强于硫酸A.B.只有C.只有D.只有,A,2.(2009韶关模拟)各取0.1mol铜分别投入足量的下列四种酸中（必要时可加热）：浓H2SO4浓HNO3稀H2SO4稀HNO3，充分反应后在相同条件下得到气体体积由大到小的是（）A.B.C.D.,B,3.下列物品或设备：水泥路桥门窗玻璃水晶镜片石英钟表玛瑙手镯硅太阳能电池光导纤维计算机芯片，所用材料为SiO2或要用到SiO2的是（）A.全部B.C.D.,B,-2,5.(2009广州模拟)下表是食用碘盐包装上的部分说明，下列说法正确的是()A.高温会导致碘的损失B.碘酸钾可氧化氯化钠C.可用淀粉检验碘盐中的碘酸钾D.该碘盐中碘酸钾含量为2050mg/kg,A,6.A和B均为钠盐的水溶液，A呈中性，B呈碱性并具有氧化性。下述为相关实验步骤和实验现象：,请回答：（1）写出A、B和C的化学式：A，B，C。（2）依次写出AD和DE（E中含有某+5价元素的含氧酸根离子）的离子方程式：。（3）写出将SO2气体通入K溶液中发生反应的离子方程式：。（4）写出由FH的化学方程式：。,答案（1）NaINaClOAgI（2）2I-+ClO-+H2OI2+Cl-+2OH-,I2+5ClO-+2OH-2IO+5Cl-+H2O（3）2Fe3+SO2+2H2O2Fe2+SO+4H+（4）Cl2+2NaOHNaClO+NaCl+H2O,-3,2-4,7.在现代生活中,人们越来越注意微量元素的摄入。碘元素对人体健康有着至关重要的作用。为预防碘缺乏病，我国卫生部规定每千克食盐中应含有4050mgKIO3。回答下列问题：（1）加碘食盐的包装袋上通常标有如下食用建议：勿长时间炖炒。其中包含的原理是。（2）KIO3可用电解的方法制得，原理是:以石墨为阳极，以不锈钢为阴极，在一定温度和电流强度下电解KI溶液。总反应方程式为：KI+3H2OKIO3+3H2,则两极的电极反应式分别为：阴极，阳极。,电解,（3）为检验某食盐中是否含有KIO3，某同学取食盐样品428g完全溶解于水中，然后加入用盐酸酸化的淀粉-KI溶液，结果溶液呈蓝色，则反应的离子方程式为。为进一步确定该样品是否为合格产品，该同学又用0.030molL-1的Na2S2O3溶液滴定，当用去18.00mL时蓝色刚好褪去（反应离子方程式为：I2+2S2O2I-+S4O），由此可判定该加碘食盐为（填“合格”或“不合格”）产品。,答案（1）KIO3在加热或高温下易分解而变质（2）6H+6e-3H2I-+3H2O-6e-IO+6H+(3)IO+5I-+6H+3I2+3H2O合格,3.(2009全国理综,13)含有amolFeBr2的溶液中，通入xmolCl2。下列各项为通Cl2过程中，溶液内发生反应的离子方程式,其中不正确的是（）A.x=0.4a,2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-B.x=0.6a,2Br-+Cl2Br2+2Cl-C.x=a,2Fe2+2Br-+2Cl2Br2+2Fe3+4Cl-D.x=1.5a,2Fe2+4Br-+3Cl22Br2+2Fe3+6Cl-,B,4.(2009杭州模拟)下列有关化学反应过程或实验现象的叙述中，正确的是（）A.氯气的水溶液可以导电，说明氯气是电解质B.漂白粉和明矾都常用于自来水的处理，二者的作用原理是相同的C.氯气可以使湿润的有色布条褪色，但实际起漂白作用的物质是次氯酸而不是氯气D.在滴有酚酞的Na2CO3溶液中，加入BaCl2溶液后溶液的红色褪去，说明BaCl2溶液具有酸性,2-3,C,5.根据下列实验内容得出的结论正确的是（）,D,8.(2009惠州模拟)如下图所示，在注射器中加入少量Na2SO3晶体，并吸入少量浓硫酸（以不接触纸条为准）。则下列有关说法正确的是（）,A.蓝色石蕊试纸先变红后褪色B.沾有KMnO4溶液的滤纸褪色，证明了SO2的还原性C.品红试纸褪色，证明了SO2的还原性D.沾有酚酞和NaOH溶液的滤纸褪色，证明了SO2的漂白性,B,9.（16分）如下图所示，将甲、乙两个装有不同物质的针筒用导管连接起来，将乙针筒内的物质压到甲针筒内，进行下表所列的不同实验（气体在同温同压下测定）。,请回答下列问题：（1）实验1中，沉淀最终变为色，写出沉淀变色的化学方程式。,（2）实验2甲针筒内的现象是：有生成，活塞移动（填“向外”“向内”或“不”）。反应后甲针筒内有少量的残留气体，正确的处理方法是将其通入溶液中。（3）实验3中，甲中的30mL气体是NO2和N2O4的混合气体，那么甲中最后剩余的无色气体是，写出NO2与H2O反应的化学方程式。（4）实验4中，已知：3Cl2+2NH3N2+6HCl。甲针筒除活塞有移动、针筒内有白烟产生外，气体的颜色变化为，最后针筒内剩余气体的