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文档简介
1、1,第16课时 非金属元素及其化合物,【例1】(2010浙江衢州)已知如下几种物质都与生命运动相关或与环境、能源等问题有关,它们之间在一定条件下存在如图所示的“框图”关系。试根据该转化关系回答问题:,2,考点一结合环境、生产、科技等考查非金属元素及其化合物的主要性质和对环境的影响,(1)反应共同具有的化学、生物意义是_。 (2)与反应有关的环境公害是_,其中B所起的作用是_。,3,4,(3)与CO2有关的环境公害是_,美国目前是世界上造成这种环境公害最严重的国家,你认为美国政府未能解决这种公害的两大主要问题是_。 (4)反应的意义是_。 (5)已知化学反应可表示为(C6H10O5)nF CO2
2、CH4Q,请设想出这一总反应的实际价值和意义_。,5,(6)在实现反应的过程中,对中间产物乙醇进行发酵研究中,曾做过如下同位素示踪实验: 2CH3CD OT14CO2 2CH3C18OOD14CD2T2(方程式中“D”为“2H”,“T”为“3H”),在同样反应条件下,试预测下列反应的产物: 2CH3CH2ODC18O2 _。 4CH3CH(OH)CH314C18O2 _。,6,解析:本题考查了N2及含氮化合物的相互转化,与物理、生物进行了适当的综合。根据转化关系可先推出A为O2,B为NO,D为NO2,其中NO的作用可根据如下三个反应来推得:O3O2O;NOO3O2NO2;NO2ONOO2,纵观
3、上述反应可知NO在O3分解过程中起了催化作用。根瘤菌能起固氮作用,即摄取空气中的N2并使它转化为NH3等,为植物直接吸收,称做生物固氮现象,生物固氮是在常温、常压下进行的。因此又可推得C为NH3,E为尿素,F为H2O。,7,答案: (1)反应均发生固氮反应,即将氮气转化为含氮的化合物,被土壤、植物吸收,促进植物生长,实现自然界的氮循环,保持生态平衡,使生命得以延续 (2)臭氧层被破坏NO在破坏臭氧层过程中起催化作用 (3)温室效应发电厂燃烧大量煤等燃料、机动车辆等汽车尾气的排放 (4)尿素在微生物作用下转化为铵态氮,易被植物所吸收,8,(5)其价值在于利用农作物的废弃物在沼气池中经微生物发酵后
4、产生沼气,使农村获得一种重要能源,扩大肥源,提高肥效,改善农村卫生条件,保护环境 (6) 2CH3CO18OHCH2D2 4CH3COCH314CH42H O,9,【变式练习】工业上用氨氧化法制硝酸,尾气中氮的氧化物(NO、NO2)是主要的大气污染物之一。 (1)写出氨催化氧化反应的化学方程式,并标出反应中电子转移的方向和数目。 (2)用NOx表示氮氧化物,若用氨催化还原法处理硝酸工业的尾气,该反应的化学方程式为_。,6NOx4xNH3 (2x3)N26xH2O,10,(3)NaOH吸收法处理硝酸工业尾气的反应原理如下: 2NO22NaOH NaNO3NaNO2H2O, NONO22NaOH
5、2NaNO2H2O 尾气中的NO2和NO能够被NaOH溶液完全吸收时,V(NO2)V(NO)的取值范围是_,当尾气中V(NO2)V(NO)13时,要保证尾气被NaOH溶液完全吸收,至少需要向尾气中加入O2的体积占NO2和NO总体积的_同温同压下)。,12.5%,1,11,考点二结合基本理论、基本概念、实验探究等考查非金属元素及其化合物的性质,晶体硅是一种重要的非金属材料,制备纯硅的主要步骤如下: 高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅; 粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3: Si3HCl SiHCl3H2; SiHCl3与过量H2在10001100 反应制得纯硅; 已知SiHCl3能与H2O强烈
6、反应,在空气中易自燃。请回答下列问题: (1)第步制备粗硅的化学反应方程式为_。,12,(2)粗硅与HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0 )中含有少量SiCl4(沸点57.6 )和HCl(沸点84.7 ),提纯SiHCl3采用的方法为_ (3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下(热源及夹持装置略去): 。,13,装置B中的试剂是_;装置C中的烧瓶需要加热,其目的是_。 反应一段时间后,装置D中观察到的现象是_,装置D不能采用普通玻璃管的原因是_,装置D中发生反应的化学方程式为_。,14,为保证制备纯硅实验的成功,操作的关键是检查实验装置的气密性,控制好反应温度以
7、及_。 为鉴定产品硅中是否含微量铁单质,将试样用稀盐酸溶解,取上层清液后需再加入的试剂(填写字母代号)是_。 a碘水 b氯水 cNaOH溶液 dKSCN溶液 eNa2SO3溶液,15,解析:硅及其化合物在当今的通讯业中占有很重要的地位,本题考查了硅的工业制法和粗硅提纯,较全面地考查了物质的分离、除杂、制备、检验、现象描述等内容,以及实验能力、观察能力和思维能力。 (1)注意SiO2的氧化性较弱,故氧化产物为CO而不是CO2。 (2)对相互溶解但沸点不同的液体,通常采用蒸馏(或分馏)方法进行分离。,16,(3)根据题给SiHCl3的性质及装置、试剂,应搞清以下两个问题: SiHCl3的还原必须在
8、无水、无O2的环境中进行; 为使反应更充分,需将SiHCl3汽化,增大与H2的接触面积。为此,H2需干燥;SiHCl3需水浴加热。样品与盐酸反应后生成Fe2,检验微量Fe2若直接用试剂c(NaOH溶液),现象不明显,因此应先用b(氯水)将Fe2氧化为Fe3,再用d(KSCN溶液)检验,比较灵敏,现象明显。,17,答案: (1)SiO22C Si2CO (2)分馏(或蒸馏) (3)浓硫酸使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化有固体物质生成在反应温度下,普通玻璃会软化SiHCl3H2 Si3HCl排尽装置中的空气bd 点评:本题表面上看是考查硅及其化合物的知识,但更重要的是考查学生的自学能力和知识的综合运
9、用能力,关键是要能根据题目提供的信息,运用信息去解决问题。,18,【变式练习】V、W、X、Y、Z是由周期表中120号部分元素组成的5种化合物,其中V、W、X、Z均由两种元素组成。上述5种化合物涉及的所有元素的原子序数之和等于35。它们之间的反应关系如下图:,19,(1)5种化合物分别是 V_、W_、X_、 Y_、Z_。(填化学式) (2)由上述2种化合物中某2种化合物反应可生成一种新化合物,它包含了5种化合物中的所有元素,生成该化合物的化学方程式是 _。 (3)V的电子式是 _。,Ca(OH)22CO2 Ca(HCO3)2,C2H2,Ca(OH)2,CO2,CaO,CaC2,20,解析:考查:
10、元素推断与元素及其化合物相结合知识。 固体V与水反应可得Y白色固体与Z无色气体就是本题的“突破口”。固体V可能是碳化钙、过氧化钠、氮化镁、硫化铝等。 X是一种无色无味的气体,是由两种元素构成的化合物,且由固体V与氧气反应得到,可知X和W均是氧化物,我们比较熟悉的有CO2、NO、CO等。并可由此确定V中含有碳元素或氮元素等。,21,W和Y均为白色固体,且W与H2O反应生成Y,又W是氧化物,符合这些条件的物质常见的有氧化钙、氧化镁、氧化钠等。据此可初步推断V为碳化钙、氮化镁一类的物质。题目中又告诉我们:上述5种化合物涉及的所有元素的原子序数之和等于35。可计算推知:V是CaC2。Z是C2H2。,2
11、2,1.下列有关Cl、N、S等非金属元素化合物的说法正确的是( ) A漂白粉的成分为次氯酸钙 B实验室可用浓硫酸干燥氨气 C实验室可用NaOH溶液处理NO2和HCl废气 DAl2(SO4)3可除去碱性废水及酸性废水中的悬浮颗粒,C,23,2.(2010上海)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 解析: NO2通入后和水反应生成具有强氧化性的硝酸,将亚铁盐氧化为铁盐,溶液颜色由浅绿色变为黄色,排除A;CO2和CaCl2不反应,无明显现象,符合;NH3通入后转化
12、为氨水,与AlCl3反应生成沉淀,排除C;SO2通入酸化的硝酸钡中,被氧化为硫酸,生成BaSO4沉淀,排除D。,B,24,3.(2010浙江温州调研)已知Cu(NO3)2受热分解的化学方程式为:2Cu(NO3)2 2CuO4NO2O2,某人将少量Cu(NO3)2固体放入试管中加热,把火星的木条放入试管中,木条复燃。下列说法正确的是( ) ANO2具有助燃性 BNO2具有还原性 CNO2不发生反应 D只有O2才能助燃 解析:Cu(NO3)2受热分解产生的NO2和O2的体积比为41,符合空气中N2和O2的体积比,但该混合气体能使带火星的木条复燃,说明NO2也具有助燃性。,A,25,4.向一定量的N
13、a2CO3溶液中缓慢地滴加稀盐酸,并不断搅拌。随着盐酸的加入,溶液中离子数目也相应的发生变化。如下图所示,四条曲线与溶液中的离子的对应关系,完全正确的是( ),C,26,5.已知在酸性条件下有下列反应关系: KBrO3能将I氧化成KIO3,本身被还原为Br2; Br2能将I氧化为I2; KIO3能将I氧化为I2,也能将Br氧化为Br2,本身被还原为I2。 向KBrO3溶液中滴加少量KI的硫酸溶液后,所得产物除水外还有( ) ABr、I2 BBr2、Br、I2 CBr2、I2、 DBr2、,D,27,6.(2010全国)一定条件下磷与干燥氯气反应,若0.25 g磷消耗掉314 mL 氯气(标准状
14、况),则产物中PCl3与PCl5的物质的量之比接近于( ) A12 B23 C31 D53 解析:设n(PCl3)x mol,n(PCl5)y mol, 由P元素守恒有: xy0.25/310.008; 由Cl元素守恒有: 3x5y(0.3142)/22.40.028。 联立可解得:x0.006,y0.002。,C,28,7.下列实验现象,与新制氯水中的某些成分(括号内物质)没有关系的是( ) 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(HClO) C向FeCl2溶液中滴加氯水,再滴加KSCN溶液,发现呈血红色(HCl) D滴加AgNO3溶液生成白色沉淀(Cl),C,
15、8.(2010杭州於潜中学质检)某非金属单质A经如下图所示的过程转化为含氧酸D,已知D为强酸。请回答下列问题: (1)若A常温下为淡黄色固体,B是有刺激性气味的无色气体。 C的化学式是_。 能否由B直接生成D _ (若能,试任意写出一个反应方程式;若不能,此问可不答)。 工业生产中大量排放的B气体被雨水吸收后形成_而污染环境。,SO2H2O2 H2SO4(或 SO2Cl22H2O H2SO42HCl等),酸雨,SO3,30,(2)若A在常温下为气体,C是红棕色气体。 C的化学式是_。 能否由C制得B_(若能,试任意写出一个反应方程式;若不能,此问可不答)。 D的浓溶液在常温下可与木炭反应并生成
16、C气体,该反应的化学方程式为_。 解析:能进行如图所示转化,且符合题意的非金属单质A有S和N2。若为S,则B是SO2、C是SO3、D是H2SO4;若为N2,则B是NO、C是NO2、D是HNO3。,NO2,3NO2H2O 2HNO3NO,C4HNO3(浓) CO24NO22H2O,31,9.科学家致力于CO2的“组合转化”技术研究,把过多的CO2转化为有益于人类的物质。如果将CO2和H2以一定的体积比混合,通入反应器,在适当条件下反应,可获得重要的能源物质和水。 (1)标准状况下,将14 L CO2与56 L H2混合,在反应器中恰好完全反应,生成的气体可使碱石灰增重22.5克。则上述反应中可获
17、得的能源物质是_。,CH4,(2)调整CO2与H2混合时的体积比,可以得到不同的烃类。为了得到一种重要的工业原料,控制VCO2/VH21/3,则生成的烃类中最简单的是_。 (3)在170200时,用钴作催化剂,可生成C5C8的烷烃,这是人工合成汽油的方法之一。在合成汽油的反应中VCO2/VH2的范围为_。,5/16,8/25,CH2=CH2,33,10.下图甲是课本中验证铜和浓硝酸反应的装置,乙、丙是师生对演示实验改进后的装置:,(1)甲、乙、丙三个装置中共同发生的反应的化学方程式是_。 (2)和甲装置相比,乙装置的优点是 _; _。,吸收NO2气体,防止污染环境,可以控制反应,Cu4HNO3(浓) Cu(NO3)22NO22H2O,34,(3)为了进一步验证NO2和水的反应,某学生设计了丙装置。先关闭弹簧夹_,再打开弹簧夹_,才能使NO2气体充满试管。 (4)当气体充满试管后,将铜丝提起与溶液脱离,欲使烧杯中的水进入试管应如何操作? _,先关闭b,再
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