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第2讲 非金属元素单质及其重要化合物,【高考这样考】 1.(2014新课标全国卷T13)利用如图所示装置进行下列实验，能得出相应实验结论的是( ),【解析】选B。A中反应生成的气体为H2S，在试管中会首先与 AgNO3中的Ag+结合生成Ag2S沉淀，与Ksp无关，A错误；B中反应生 成的二氧化硫气体使溴水褪色，说明浓硫酸有氧化性，蔗糖变黑，说 明浓硫酸有脱水性，B正确；C中反应生成的气体为SO2，通入 Ba(NO3)2溶液后被H+和 氧化为 ， 和Ba2+生成硫酸钡沉 淀，C错误；D中浓硝酸有挥发性，挥发出的硝酸也会与Na2SiO3溶液 反应得到硅酸沉淀，因此不能证明酸性：硝酸碳酸硅酸，D错误。,2.(2013新课标全国卷T7)化学无处不在，下列与化学有关的说法不正确的是( ) A.侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异 B.可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气 C.碘是人体必需微量元素，所以要多吃富含高碘酸的食物 D.黑火药由硫黄、硝石、木炭三种物质按一定比例混合制成,【解析】选C。侯氏制碱法首先制取的是碳酸氢钠，因为碳酸氢钠溶解度较小而从溶液中结晶析出，应用了物质溶解度的差异，A项正确；氯化氢气体遇到氨气产生白烟，可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气，B项正确；人体通过食用碘盐补充碘，食盐中添加碘酸钾，不是通过多吃富含高碘酸的食物来补充碘，高碘酸有较强腐蚀性，C项错误；黑火药是由硫黄粉、硝酸钾和木炭粉三种物质按一定比例混合制成，反应方程式为S+2KNO3+3C=K2S+N2+3CO2，D项正确。,3.(2012新课标全国卷T7)下列叙述中正确的是( ) A.液溴易挥发，在存放液溴的试剂瓶中应加水封 B.能使润湿的淀粉KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2 C.某溶液加入CCl4，CCl4层显紫色，证明原溶液中存在I- D.某溶液加入BaCl2溶液，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀，该溶液一定含有Ag+,【解析】选A。A项，因为液溴易挥发，在试剂瓶中存放时应水封，正 确；B项，只要能把碘化钾氧化成碘单质的物质都能使湿润的淀粉碘 化钾试纸变蓝，不正确；C项，碘单质在四氯化碳中显紫色，加入四 氯化碳，四氯化碳层显紫色证明存在碘单质而不是I-，不正确；D 项，加入氯化钡产生不溶于稀硝酸的白色沉淀可能是氯化银或硫酸 钡，原溶液中可能存在Ag+、 、 ，不正确。,【考纲要求】 1.了解常见非金属元素(如H、C、N、O、Si、S、Cl等)的单质及其重要化合物的主要性质及其应用。 2.了解常见非金属元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。 3.以上各部分知识的综合运用。,【考查特点】 1.客观题： (1)考查“硅”：硅及其化合物的性质、用途和制备。 (2)考查“氯”：氯气及其化合物的性质及应用，如盐酸、氯水及漂白粉等。,(3)考查“硫”：SO2的还原性与漂白性、 的检验、浓硫酸的“三”性、SO2对环境的污染及防治措施。 (4)考查“氮”：硝酸的强氧化性、硝酸与金属反应的计算、氨气性质及实验室制法。,2.主观题： (1)考查“情境”：实验探究卤素在工业生产、日常生活中的应用。 (2)考查“探究”：以浓硫酸的氧化性为主的反应产物的探究性实验。 (3)考查“制法”：氨气的性质、实验室制法及相关的探究性实验。,(4)考查“应用”：硝酸与金属的反应在计算、实验、除杂等方面的应用。 (5)考查“流程”：以化工工艺流程题的形式考查以上知识的综合应用。,1.必记的9种特征： (1)有颜色的气体：_(黄绿色)、_(红棕色)等。 (2)有漂白作用的气体：Cl2(有水时)、_等，能使品红溶液褪色， 加热后恢复原色的是_。 (3)同一元素的气态氢化物和气态氧化物反应，生成该元素的单质和 水，该元素可能是_或_。,Cl2,NO2,SO2,SO2,硫,氮,(4)同一元素的气态氢化物和最高价氧化物对应的水化物发生化合反 应，生成盐的元素一定是_。 (5)溶于水显碱性的气体只有_。 (6)在空气中迅速由无色变为红棕色的气体只有_。 (7)可溶于氢氟酸的酸性氧化物只有_。 (8)能与NaOH溶液作用产生H2的非金属只有_。 (9)常温下使铁、铝发生钝化的是_与_。,氮,NH3,NO,SiO2,Si,浓硝酸,浓硫酸,2.易混淆的六种离子的检验方法： (1) 加入_后生成白色沉淀，再加_， 沉淀溶解，并放出无色无味气体。 (2) 先加入足量_，无沉淀生成，再加入_，产生 白色沉淀。 (3) 加入_，产生白色沉淀，再加_，沉淀溶解放 出无色有刺激性气味、能使品红溶液褪色的气体。,BaCl2(或CaCl2)溶液,稀盐酸,稀盐酸,BaCl2溶液,BaCl2溶液,稀盐酸,(4)Cl-加入硝酸酸化的硝酸银溶液，生成_色沉淀。 (5)Br-加入硝酸酸化的硝酸银溶液，生成_色沉淀。 (6)I-加入硝酸酸化的硝酸银溶液，生成_色沉淀。,白,淡黄,黄,3.两类不能完成的“一步转化”： (1)非金属单质 氧化物 酸 SiO2不能通过一步反应转化为H2SiO3，S不能通过一步反应转化为SO3，N2不能通过一步反应转化为NO2。 (2)金属单质 氧化物 碱 难溶于水的碱如Cu(OH)2不能通过一步反应实现氧化物到碱的转化。,4.常考的有HNO3参与的氧化还原反应的计算： (1)金属与硝酸的反应中硝酸分为两部分，一部分作_，另一 部分起酸性作用生成硝酸盐，计算时应先确定被_的硝酸，再由 _求解。 (2)Cu与HNO3的反应中：被还原的硝酸无论生成NO还是NO2，由氮守恒 可知被还原的硝酸与生成气体的物质的量_。,氧化剂,还原,得失电子守恒,相等,考点一 常见非金属单质及其化合物的性质 【典例1】(2015海南高考改编)下列叙述正确的是( ) A.稀盐酸可除去烧瓶内残留的MnO2 B.可用磨口玻璃瓶保存NaOH溶液 C.稀硝酸可除去试管内壁的银镜 D.向新制氯水中加入CaCO3可使溶液中HClO浓度减小,【破题关键】 (1)浓盐酸与二氧化锰在加热的条件下反应生成氯气，稀盐酸与MnO2 不能发生反应。 (2)玻璃本身的成分中含有二氧化硅，二氧化硅是酸性氧化物，与碱 溶液反应。 (3)稀硝酸具有强氧化性，能够与Ag发生反应生成NO和AgNO3。 (4)新制的氯水中存在以下平衡：Cl2+H2O H+Cl-+HClO。,【解析】选C。稀盐酸与MnO2不能发生反应，不能除去烧瓶内残留的 MnO2，A项错误；NaOH与玻璃中的SiO2会发生反应：2NaOH+SiO2= Na2SiO3+H2O，产生的Na2SiO3有黏合性，将玻璃瓶与玻璃塞黏在一 起，因此不能使用玻璃塞，要用橡胶塞，B项错误；稀硝酸具有强氧 化性，能够与Ag发生反应生成可溶性的AgNO3，达到除去试管内壁银 镜的目的，C项正确；已知氯水中存在如下平衡：Cl2+H2O HCl+HClO，加入CaCO3可使氢离子浓度减小，平衡正向移动，HClO浓 度增大，D项错误。,【题组过关】 1.(2015临沂一模)下列有关说法中错误的是( ) A.氢氟酸不能盛放在玻璃试剂瓶中 B.玻璃、水晶、陶瓷的主要成分均是硅酸盐 C.灼烧NaOH固体时不能使用瓷坩埚，因为坩埚中的SiO2能与NaOH反应 D.由沙子制备光伏材料时的反应之一为SiO2+2C Si+2CO,【解析】选B。氢氟酸能与玻璃中的SiO2反应，A项正确；水晶的主要成分是SiO2，B项错误；高温下NaOH能与玻璃中的SiO2反应，C项正确；沙子的主要成分是SiO2，与碳反应时得到的是CO，D项正确。,2.(2015成都三模)从淡化海水中提取溴的流程如下：,下列有关说法不正确的是( ) A.X试剂可用饱和Na2SO3溶液 B.步骤的离子方程式：2Br-+Cl2=2Cl-+Br2 C.工业上每获得1 mol Br2，需要消耗Cl244.8 L D.步骤包含萃取、分液和蒸馏,【解析】选C。由流程图可知，X试剂具有还原性，能把Br2还原为 Br-，X试剂可用饱和Na2SO3溶液，A项正确；Cl2的氧化性强于Br2，能把Br-从溶液中置换出来，B项正确；C项中未指明Cl2所处的状态，故无法确定Cl2的体积，C项错误；从Br2的浓溶液中提取Br2可采用萃取、分液和蒸馏的方法，D项正确。,【加固训练】1.(2015上海高考)二氧化硫能使溴水褪色，说明二氧化硫具有( ) A.还原性 B.氧化性 C.漂白性 D.酸性 【解析】选A。二氧化硫能使溴水褪色，是由于发生反应：Br2+SO2+ 2H2O=H2SO4+2HBr，二氧化硫中硫元素的化合价升高，失去电子，表现出还原性。,2.下列涉及无机化合物的分离提纯，其中说法正确的是( ) A.除去CO2中混有的少量SO2，可将气体通过酸性高锰酸钾溶液 B.除去SiO2中混有的少量Al2O3，可以用NaOH溶液洗涤 C.除去铁粉中的少量镁粉，可以将该粉末用稀硝酸洗涤，然后过滤 D.除去NO2气体中混有的少量NO气体，可以向该气体中充入过量空气,【解析】选A。SO2可被酸性高锰酸钾溶液氧化生成硫酸，CO2不被氧化，故A项正确；SiO2和Al2O3都能与NaOH溶液反应，不能用NaOH溶液洗涤的方法除去SiO2中的Al2O3，故B项不正确；Fe和Mg均可与稀硝酸反应，不能用稀硝酸除去铁粉中的镁粉，故C项不正确；NO2气体中混有少量NO气体，向该气体中充入过量空气，虽然NO转化为NO2，但又混入氧气、氮气等，故D项不正确。,考点二 非金属单质及其化合物的相互转化 【典例2】(2015温州二模)由短周期元素构成的AE五种物质中都含有同一种元素，B为单质，E为强酸。,(1)若B为固体，A既能与强酸又能与强碱反应，且都能产生气体，则A的化学式为_。 (2)若B为气体，请写出DE的化学方程式为_。,【破题关键】 (1)A既能与强酸溶液反应，又能与强碱溶液反应，且都能产生气体。 (2)B为单质，能连续被氧化并最终可转化为强酸。,【解析】由短周期元素构成的AE五种物质中都含有同一种元素，B为单质，E为强酸，B能连续被氧化生成酸性氧化物D，B可能是氮气或S。(1)若B为固体，则B为S，A既能与强酸又能与强碱反应，且都能产生气体，A是(NH4)2S或NH4HS、C是SO2、D为SO3、E为H2SO4。(2)若B为气体，则B为N2、A可能是NH3、C是NO、D是NO2、E是HNO3。 答案：(1)(NH4)2S或NH4HS (2)3NO2+H2O=2HNO3+NO,【题组过关】 1.(2015芜湖一模)化学中有许多物质之间的反应符合下列关系图，图中其他产物及反应所需条件均已略去。,对于上图的变化下列判断不正确的是( ) A.当A是正盐、X是强酸时，D是酸性氧化物 B.当X是强碱溶液时，B一定是NH3 C.B可能是单质 D.D可能是一种酸,【解析】选B。可以是Na2S H2SSO2SO3，A项正确；H2S S SO2 SO3，C项正确；CH3Cl CH3OH HCHO HCOOH，D项正确，B项错误。,2.下表各组物质中，物质之间不可能实现如图所示转化的是( ),【解析】选A。Fe与Cl2反应只生成FeCl3，A项错误；NaOH与少量CO2反应生成Na2CO3，Na2CO3与CO2和H2O反应可生成NaHCO3，B项正确；NH3催化氧化生成NO，NO与O2反应生成NO2，C项正确；S与O2反应生成SO2，SO2在催化剂作用下能被O2氧化成SO3，D项正确。,【加固训练】(2015齐齐哈尔一模)下表所列各组物质中，物质之间通过一步反应就能实现所给转化关系的是( ),A. B. C. D. 【解析】选D。中Si、SiO2均不能通过一步反应转化为H2SiO3，中S也不能通过一步反应转化为SO3，故不符合题意，即选D项。,考点三 非金属单质及其化合物性质的实验探究 【典例3】(2014福建高考节选)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。某研究小组进行如下实验： 实验一 焦亚硫酸钠的制取 采用如图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na2S2O5。装置中有Na2S2O5晶体析出，发生的反应为Na2SO3+SO2=Na2S2O5。,(1)装置中产生气体的化学方程式为_。 (2)要从装置中获得已析出的晶体，可采取的分离方法是_ _。 (3)装置用于处理尾气，可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为_(填序号)。,实验二 焦亚硫酸钠的性质 Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。 (4)证明NaHSO3溶液中 的电离程度大于水解程度，可采用的实验方法是_(填序号)。 a.测定溶液的pH b.加入Ba(OH)2溶液 c.加入盐酸 d.加入品红溶液 e.用蓝色石蕊试纸检测 (5)检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是_ _。,【破题关键】 (1)装置中Na2SO3与浓硫酸反应生成SO2气体。 (2) 的电离程度大于水解程度，可采用的实验方法是测定溶液的 pH。 (3)Na2S2O5晶体在空气中被氧化会生成 。,【解析】(1)根据焦亚硫酸钠的制备实验，装置为二氧化硫气体产生的装置，发生反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4=Na2SO4 +SO2+H2O或Na2SO3+2H2SO4=2NaHSO4+SO2+H2O。 (2)装置中析出Na2S2O5晶体，分离固体、液体混合物的方法是过滤。 (3)整个实验装置中会出现二氧化硫尾气，尾气处理即吸收二氧化硫，因此装置选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为d。,(4)NaHSO3溶液中 既存在电离又存在水解，如何确定二者程度相对大小，可以通过溶液的酸碱性来判断，若电离大于水解，呈酸性；反之呈碱性。因此选择的实验方法是a、e。,(5)Na2S2O5晶体在空气中容易被氧化，如何确定Na2S2O5晶体在空气中是否被氧化，可以借助信息：Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。若没有被氧化，则溶于水后只生成亚硫酸氢钠，则加入足量盐酸，然后再加氯化钡就没有沉淀析出；若被氧化则溶于水后再加足量盐酸后，滴加氯化钡有沉淀析出，因此可以确定方案来检验Na2S2O5晶体在空气中是否被氧化。,答案：(1)Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2+H2O (或Na2SO3+2H2SO4=2NaHSO4+SO2+H2O) (2)过滤 (3)d (4)a、e (5)取少量Na2S2O5晶体于试管中，加适量水溶解，滴加足量盐酸，振荡，再滴入氯化钡溶液，有白色沉淀生成,【方法归纳】性质探究实验方案设计的一般方法 (1)证明酸性。 用pH试纸或酸碱指示剂，观察颜色变化； 与Na2CO3溶液反应产生CO2； 与Zn等活泼金属反应产生氢气。,(2)证明弱酸性。 存在电离平衡，如向醋酸溶液中加入醋酸铵，测其pH变大，可以证明醋酸溶液中存在电离平衡，从而证明醋酸是弱酸； 测定对应盐溶液的酸碱性，如测定CH3COONa溶液的pH7，说明CH3COOH是弱酸； 测量稀释前后pH变化，如测定将醋酸溶液稀释至10n倍前后的pH变化，若溶液的pH变化小于n，可证明醋酸为弱酸。,(3)比较金属的活动性：与水或酸反应的难易；利用置换反应；设计成原电池，其负极活泼性强；利用电解时的放电顺序；比较最高价氧化物对应水化物的碱性强弱。 (4)比较非金属的活动性：利用置换反应；与氢气反应的难易；气态氢化物的稳定性、还原性；比较最高价氧化物对应水化物的酸性强弱。 (5)比较酸(碱)的酸(碱)性强弱：较强的酸(碱)能制得较弱的酸(碱)。,【题组过关】 1.(2015成都三模)为了证明(NH4)2Fe(SO4)26H2O(硫酸亚铁铵晶体) 的成分中含有 、Fe2+、 与H2O，下列实验叙述中不正确的是 ( ) A.取少量硫酸亚铁铵晶体于试管中，加热，试管口有液体生成，则可 证明晶体的成分中含有结晶水,B.取少量硫酸亚铁铵晶体溶于水，得到浅绿色溶液，滴入2滴KSCN溶 液，溶液不显红色，再滴入几滴新制氯水，溶液变为红色，则可证明 晶体的成分中含有Fe2+ C.取少量硫酸亚铁铵晶体溶于水，加少量稀盐酸，无现象，再滴入几 滴BaCl2溶液，有白色沉淀生成，则可证明晶体的成分中含有 D.取少量硫酸亚铁铵晶体溶于水，加入少量稀NaOH溶液，在试管口用 湿润的红色石蕊试纸检验，若试纸变蓝，则可证明晶体的成分中含有,【解析】选D。检验硫酸亚铁铵晶体中的 所用的方法为取少许晶 体于试管中，溶于水，加入过量浓NaOH溶液，加热，将湿润的红色石 蕊试纸置于试管口，若变蓝，则可证明晶体的成分中含有 。,2.(2015赤峰一模)将足量X气体通入Y溶液中，实验结果与预测的现象一致的组合是( ),A.只有 B.只有 C.只有 D.,【解析】选D。CO2、H2O与Na2CO3反应生成溶解度更小的NaHCO3，析 出NaHCO3，出现白色沉淀，正确；SO2溶于水生成H2SO3，H2SO3电离 产生H+， 和H+相当于HNO3可把 氧化为 ，生成BaSO4白色 沉淀，正确；Cl2与H2O反应生成HCl和HClO，HCl与AgNO3反应生成 AgCl白色沉淀，正确；NH3与AlCl3溶液反应生成白色沉淀Al(OH)3， 正确。,【加固训练】(2015萍乡一模)向如图所示的装置中缓慢地通入气体X，若关闭活塞K，则品红溶液无变化而澄清石灰水变浑浊；若打开活塞K，则品红溶液褪色。X和Y可能是( ),【解析】选A。关闭活塞K，SO2与饱和NaHCO3溶液反应生成CO2，CO2不能使品红溶液褪色，但可使澄清石灰水变浑浊，打开活塞K，品红溶液褪色，A项符合题意；NO2与水反应生成NO，品红溶液、澄清石灰水均无明显变化，B项不符合题意；HCl与Na2SO3溶液反应生成SO2，关闭活塞K时，品红溶液、澄清石灰水均有明显变化，C项不符合题意；Cl2与Na2SO3溶液发生氧化还原反应，品红溶液、澄清石灰水均无明显变化，D项不符合题意。,无机化合物的性质、转化与推断 【典题示例】(2015江苏高考T8)在给定条件下，下列选项中所示 的物质间转化均能一步实现的是( ),A,【审题指导】抽丝剥茧 溯本求源,【类题通法】 1.审题。 无机推断题重点考查元素化合物的基础知识，立足于中学阶段常见物质与反应，故要熟练掌握一些代表物质的基本性质：色、态、味、化学性质等，再仔细结合基础知识推导题目。,2.析题正确解题的关键： (1)抓住特性。 很多物质表现出特殊的物理或化学性质，具有一些特征反应，或在反应中表现出一些特殊现象，以硫元素及其化合物为例：S为淡黄色固体，H2S与O2、X2(X=Cl、Br、I)、Fe3+、SO2反应可生成淡黄色固体硫，SO2可被Fe3+、X2(X=Cl、Br、I)氧化，也可使品红溶液褪色。这些特殊信息有助于找准题目的突破口。,(2)利用转化。 无机物之间有一些重要的转换关系，在物质之间按照一定规律反应时，会形成一定特征的转化关系。 (3)利用特征反应现象：使淀粉变蓝的物质是I2(碘水、碘酒)，能使带火星的木条复燃的气体是O2。 (4)利用物质的特殊性质，如氯的单质是最易液化的气体、最高价氧化物对应的水化物是酸性最强的元素。,3.解题正确解题的步骤。 该过程实际上就是写出析题过程的结论。所以要根据具体情况进行分析。结合元素化合物的基础知识进行判断。 4.检查正确解题的保证。 最后要对照试题进行认真的检查核对，避免失误。,【即时训练】 1.(2015湘潭一模)五种常见物质X、Y、Z、E、F均含有同一元素M，已知Y是单质，Z是NO(一氧化氮)，在一定条件下它们有如下转化关系，下列推断不合理的是( ),A.X可能是一种氢化物 B.M可能是金属 C.E可能是一种有色气体 D.XY可能是非氧化还原反应 【解析】选B。因这五种物质中均含有同一元素M，且Z是NO，则M元素是氮或氧，B项错误；若X是NH3，则NH3N2NONO2HNO3，A项、C项正确；若X是O3，则O3O2NONO2HNO3，所以D项正确。,2.已知甲、乙、丙、丁是中学化学常见的物质，一定条件下可发生如下转化：,下列相关离子方程式或化学方程式错误的是( ) A.可能为 +H+H2O=Al(OH)3 B.可能为Fe+2Fe3+=3Fe2+ C.可能为2NO+O2=2NO2 D.可能为Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3,【解析】选B。甲为 ，则丁为H+、乙为Al(OH)3，则丙为Al3+，相 关方程式为 +H+ H2O=Al(OH)3，Al(OH)3+3H+=Al3+ 3H2O，A项正确；甲无论为Fe还是Fe3+均无法有第二个连续反应，B项 错误；丙为NO2，则丁为O2，乙为NO，则甲为NH3或N2，相关方程式为 4NH3+5O2 4NO+6H2O(或N2+O2 2NO)，2NO+O2=2NO2，C项 正确；丙为NaHCO3，则丁为CO2，乙为Na2CO3，则甲为NaOH，相关方程 式为2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O，Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3，D项正 确。,3.(2015广元一模)某同学通过系列实验，探究Cu及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是( ) A.将铜粉和硫粉混合均匀并加热以制取CuS B.将铜片放入过量浓硫酸中，一段时间后加水以观察CuSO4溶液的颜色 C.向CuSO4溶液中加入NaOH溶液，过滤洗涤并收集沉淀，加热以制取CuO D.设计Cu-Al-浓硝酸原电池，以证明金属活泼性：CuAl,【解析】选C。铜粉和硫粉反应生成的是Cu2S，故A项错误；Cu与浓硫酸的反应需要加热，且把水加到浓硫酸中会造成液体飞溅，引起事故，故B项错误；CuSO4与NaOH反应可生成Cu(OH)2，Cu(OH)2受热分解可制得CuO，故C项正确；“Cu-Al-浓硝酸原电池”因Cu与浓硝酸发生氧化还原反应，Al与浓硝酸发生钝化，所以铜作负极，不能证明金属活泼性CuAl，故D项错误。,【加固训练】已知X、Y、Z、W均为中学化学中常见的单质或化合物， 它们之间的转化关系如图所示(部分产物已略去)。则W、X可能是( ),【解析】选C。Fe与Cl2反应只能生成FeCl3，Fe与S反应只生成FeS，而与反应物的用量无关，A项、B项不符合题意；Al(OH)3不能溶于NH3H2O，D项不符合题意。,
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