高考化学二轮复习第一篇专题通关攻略专题三元素及其化合物2非金属元素单质及其重要化合物课件.ppt

第2讲非金属元素单质及其重要化合物 真题回访 1 2015 全国卷 T12 海水开发利用的部分过程如图所示 下列说法错误的是 A 向苦卤中通入Cl2是为了提取溴B 粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯C 工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂D 富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴 再用SO2将其还原吸收 解析 选C 氯气具有强氧化性 能和溴离子反应生成溴单质 向苦卤中通入Cl2是为了提取溴 A正确 提纯粗盐可以采用除杂 重结晶的方法 B正确 工业常选用石灰乳作为沉淀剂 用氢氧化钠不经济 C错误 富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴 再用SO2将其还原吸收 D正确 2 2014 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N氧化为S S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 命题特点 1 客观题 1 考查氧化还原反应 以阿伏加德罗常数 陌生的氧化还原反应为载体考查氧化还原反应的概念和计算 2 考查离子反应 以氧化还原反应的正误判断 离子共存 离子的检验为载体考查重要的离子反应 3 考查实验基础知识 以实验现象和解释 常见的实验装置为载体考查重要非金属及其化合物的化学性质 4 考查物质转化 以网络构建形式考查重要元素单质与化合物的相互转化 5 考查性质和用途 以化学与生活 生产为载体 考查常见物质的性质和用途 2 主观题 1 考查氧化还原反应 考查氧化还原反应方程式的书写和配平 以及电子的转移数目的计算 2 考查离子反应 考查重要的离子反应方程式的书写 3 考查性质和用途 通过物质的推断 化学实验等知识考查重要元素化合物的性质和用途 4 考查物质的制备 考查常见气体的制备和利用气体制备其他化合物 知识回顾 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 Cl2 NO2 SO2 SO2 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 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 硫 氮 氮 NH3 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的非金属单质只有 9 常温下使铁 铝发生钝化的是 与 NO SiO2 Si 浓硝酸 浓硫酸 2 知道14种物质的主要用途 硅 半导体材料 太阳能电池板 计算机芯片活性炭 吸附剂 去除冰箱中的异味臭氧 O3 漂白剂 消毒剂氯气 杀菌消毒 漂白剂 制盐酸 漂白粉等二氧化碳 灭火剂 人工降雨 温室气体 二氧化硅 制石英玻璃 光导纤维二氧化硫 漂白剂 杀菌 消毒双氧水 漂白剂 消毒剂 脱氧剂氢氟酸 蚀刻玻璃制品氨 制冷剂 液氨 制硝酸 铵盐 次氯酸钠 NaClO 漂白剂 杀菌剂硅胶 袋装食品干燥剂乙烯 植物生长调节剂 催熟剂甘油 护肤保湿剂 3 易混淆的6种离子的检验方法 1 C 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 S 先加入足量 无明显现象 再加入 产生白色沉淀 3 S 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 4 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 5 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 计算时应先确定被还原的硝酸 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 由氮元素守恒可知被还原的硝酸与生成气体的物质的量 氧化剂 得失电子守恒 相等 易错辨析 判断下列说法是否正确 正确的打 错误的打 1 CO2 CH4 N2等均是造成温室效应的气体 提示 氮气不是造成温室效应的气体 2 单质硅常用作半导体材料和光导纤维 提示 单质Si能用作半导体材料而不能用作光导纤维 3 CO2 NO2或SO2都会导致酸雨的形成 提示 酸雨是由氮的氧化物和硫的氧化物引起的 二氧化碳不会引起酸雨 4 NO2溶于水时发生氧化还原反应 提示 二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮 化合价由 4价变为 5价和 2价 是氧化还原反应 5 SiO2与酸 碱均不反应 提示 二氧化硅能和氢氧化钠反应 也能与氢氟酸反应 6 液溴易挥发 在存放液溴的试剂瓶中应水封 提示 因为液溴易挥发 在试剂瓶中存放时应水封 7 能使润湿的淀粉KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2 提示 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 如O3 Br2蒸气等 8 某溶液加入CCl4 CCl4层显紫色 证明原溶液中存在I 提示 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 考点一非金属单质及其化合物的相互转化 典型例题 2015 福建高考 纯净物X Y Z转化关系如图所示 下列判断正确的是 A X可能是金属铜B Y不可能是氢气C Z可能是氯化钠D Z可能是三氧化硫 解析 选A A 若X是Cu Y是Cl2 Cu在Cl2中燃烧产生Z是CuCl2 电解CuCl2溶液产生Cu和Cl2 符合题图转化关系 故选项说法正确 B 若X是Cl2 Y是氢气 氢气在氯气中燃烧产生Z是HCl 电解HCl的水溶液 产生氢气和氯气 符合题图转化关系 故选项说法错误 C 若Z是氯化钠 则X Y分别是Na和Cl2中的一种 电解氯化钠水溶液会产生氢气 氯气 氢氧化钠 不符合题图转化关系 故选项说法错误 D 若Z是三氧化硫 而X Y可能是O2和SO2中的一种 SO3溶于水产生硫酸 电解硫酸溶液 实质是电解水 产生氢气和氧气 不符合题图转化关系 故选项说法错误 母题变式 1 满足题中转化关系的物质Z可能是哪些化合物 举例说明 提示 Z应为无氧酸 如HCl 或者不活泼金属的无氧酸盐 如CuCl2 2 若Y为氯气 试举例写出生成X的电极反应 提示 2H 2e H2 Cu2 2e Cu 3 若Y为氯气 X在Y中燃烧可能的现象是怎样的 提示 H2在氯气中燃烧 发出苍白色的火焰 瓶口有白雾产生 Cu在氯气中燃烧 产生棕黄色的烟 加入少量水 可生成蓝绿色溶液 答题技法 常见非金属元素及其化合物的转化关系1 直线型转化关系 2 多向型转化关系 1 条件不同 转化不同 4NH3 3O22N2 6H2O4NH3 5O24NO 6H2OCl2 2NaOH NaCl NaClO H2O3Cl2 6NaOH5NaCl NaClO3 3H2O 2 用量不同 转化不同 2C O22CO O2不足 C O2CO2 O2充足 CO2 2NaOH Na2CO3 H2O CO2少量 CO2 NaOH NaHCO3 CO2过量 3 浓度不同 生成物不同 Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2OZn 2H2SO4 浓 ZnSO4 SO2 2H2OZn H2SO4 稀 ZnSO4 H2 3 连续转化关系 ABC如 S 或H2S SO2SO3N2 或NH3 NONO2C 或CH4 COCO2 4 三角转化关系 新题预测 1 如图是均含同一元素的物质转化关系图 其中A为单质 则A为 A N2B CC Cl2D Fe 解析 选A N2和H2反应生成氨气 N2 3H22NH3 氨气催化氧化生成NO 4NH3 5O24NO 6H2O N2和氧气反应生成NO N2 O2 2NO NO和氧气反应生成NO2 2NO O2 2NO2 NO2和水反应生成HNO3和NO 3NO2 H2O 2HNO3 NO HNO3和铜反应生成NO 3Cu 8HNO3 3Cu NO3 2 2NO 4H2O 故A正确 碳和氢气不反应 碳和氧气反应生成CO CO和氧气反应生成CO2 CO2溶于水生成碳酸 碳酸和铜不反应 不能实现上述转化 故B错误 Cl2和氧气不反应 氯气和氢气反应生成氯化氢气体 氯化氢和氧气不反应 故C错误 Fe和氢气不反应 铁的氧化物不溶于水 故D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 3 如图是某研究小组采用电解法处理石油炼制过程中产生的大量H2S废气的工艺流程 该方法对H2S的吸收率达99 以上 并可制取H2和S 下列说法正确的是 A 吸收H2S的离子方程式为Fe3 H2S Fe2 S 2H B 电解过程中的阳极反应主要为2Cl 2e Cl2 C 实验室可用点燃充分燃烧的方法消除H2S污染D 该工艺流程体现绿色化学思想 解析 选D FeCl3有氧化性 H2S有还原性 二者在溶液中发生氧化还原反应2Fe3 H2S 2Fe2 S 2H A错误 将题中混合物过滤得到的滤液中含有FeCl2和HCl 电解时由于溶液中的离子的还原性Fe2 Cl OH 所以电解过程中的阳极反应主要为2Fe2 2e 2Fe3 B错误 若点燃则发生反应 2H2S 3O22SO2 2H2O 燃烧产物SO2也是大气污染物 C错误 由于电解的产物又重新用来吸收处理石油炼制过程中产生的大量H2S废气 物质得到充分的利用 所以该工艺流程充分体现绿色化学思想 D正确 加固训练 1 2016 聊城一模 下列氧化物中 能与水反应生成酸的是 A SiO2B NOC SO3D Al2O3 解析 选C SiO2不溶于水 不能与水反应 故A错误 NO不溶于水 不能与水反应 故B错误 SO3能与水反应生成硫酸 故C正确 Al2O3不溶于水 不能与水反应 故A错误 2 CuSO4是一种重要的化工原料 其有关制备途径及性质如图所示 下列说法正确的是 A 途径 和途径 都体现了硫酸的酸性和氧化性B Y可以是蔗糖溶液C CuSO4在1100 分解所得气体X可能是SO2和SO3的混合气体D 将CuSO4溶液蒸发浓缩 冷却结晶 可制得胆矾晶体 解析 选D 根据转化关系分析可知 途径 产生二氧化硫气体表现浓硫酸强氧化性和酸性 途径 是表现硫酸的酸性 无强氧化性表现 故A错误 硫酸铜与氢氧化钠生成Cu OH 2碱性悬浊液 与Y反应生成Cu2O 可知Y含有醛基 蔗糖不含醛基 为非还原性糖 不能与Cu OH 2反应 B错误 硫酸铜分解生成Cu2O与氧气 SO3 SO2 X可能是O2 SO2和SO3的混合气体 若只是二氧化硫和三氧化硫 铜元素 硫元素化合价只有降低 无元素化合价升高 故C错误 将CuSO4溶液蒸发浓缩 冷却结晶 过滤洗涤可制得胆矾晶体 故D正确 3 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 考点二非金属元素单质及其化合物的实验探究 典型例题 2016 北京高考 以Na2SO3溶液和不同金属的硫酸盐溶液作为实验对象 探究盐的性质和盐溶液间反应的多样性 1 经检验 现象 中的白色沉淀是Ag2SO3 用离子方程式解释现象 2 经检验 现象 的棕黄色沉淀中不含S 含有Cu Cu2 和S 已知 Cu Cu Cu2 Cu2 CuI 白色 I2 用稀H2SO4证实沉淀中含有Cu 的实验现象是 通过下列实验证实 沉淀中含有Cu2 和S a 白色沉淀A是BaSO4 试剂1是 b 证实沉淀中含有Cu2 和S的理由是 3 已知 Al2 SO3 3在水溶液中不存在 经检验 现象 的白色沉淀中无S 该白色沉淀既能溶于强酸 又能溶于强碱 还可使酸性KMnO4溶液褪色 推测沉淀中含有亚硫酸根和 对于沉淀中亚硫酸根的存在形式提出两种假设 i 被Al OH 3所吸附 ii 存在于铝的碱式盐中 对假设ii设计了对比实验 证实了假设ii成立 a 将对比实验方案补充完整 步骤一 步骤二 按上图形式呈现 b 假设ii成立的实验证据是 4 根据实验 亚硫酸盐的性质有 盐溶液间反应的多样性与 有关 解题指南 解答本题时应明确以下两点 1 题目中给出了大量的信息 要充分利用这些信息解题 2 步骤二 的设计要充分挖掘 步骤一 中的信息 如记录数据V1等 解析 1 反应生成的沉淀是Ag2SO3 离子方程式为2Ag S Ag2SO3 2 根据信息Cu Cu Cu2 可知 用稀硫酸证实沉淀中含有Cu 的实验现象是析出红色固体铜 由信息Cu2 CuI 白色 I2可知 滴加KI溶液时有I2生成 加入淀粉 无明显现象 是因为发生了反应I2 S H2O S 2I 2H 试剂1用来检验S 需排除S的干扰 故应选HCl和BaCl2溶液 故证实沉淀中含有Cu2 和S的理由是在I 的作用下 Cu2 转化为白色沉淀CuI S转化为S 3 根据题意知现象 的白色沉淀中无S 该白色沉淀既能溶于强酸 又能溶于强碱 还可使酸性KMnO4溶液褪色 可推测沉淀中含有亚硫酸根和Al3 OH 铝的碱式盐的化学式为Al OH SO3 相比Al OH 3 碱式盐中每个铝对应的氢氧根离子不足其三倍 因此应当设计一个定量实验 记录数据V1也暗示了这是一个定量实验 定量思路可能有多种 比如使用同浓度的酸去滴定 但题目中要求 按上图形式呈现 故可设计为 4 由题目可知 Ag2SO3是白色沉淀 S能被I2氧化 说明其有还原性 Al2 SO3 3在水溶液中不存在 是因为发生了水解相互促进反应 实验结论要紧扣实验目的 根据题目 我们探究的是Na2SO3溶液和不同金属的硫酸盐溶液反应 所以得到结论是盐溶液间反应的多样性与两种盐溶液中阴 阳离子的性质有关 另外 实验 和 都是因为滴加量的不同 所发生的反应不同 故盐溶液间反应的多样性与反应条件有关 答案 1 2Ag S Ag2SO3 2 析出红色固体 a HCl和BaCl2溶液b 在I 的作用下 Cu2 转化为白色沉淀CuI S转化为S 3 Al3 OH a b V1明显大于V2 4 亚硫酸盐的溶解性 氧化还原性 在水溶液中的酸碱性两种盐溶液中阴 阳离子的性质和反应条件 答题技法 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pH 7 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 比较盐的水解程度 如通过测定等浓度NaHCO3和NaHSO3溶液的pH 确定H2CO3和H2SO3酸性强弱 6 气体检验时杂质气体的干扰问题 先除去干扰气体 检验杂质气体已经除净 再检验待检气体 如检验SO2和CO2混合气体中的CO2 先通过酸性KMnO4溶液除去SO2 再通过品红溶液确定SO2已经除净 最后通过澄清石灰水检验CO2 新题预测 实验法和比较法是研究物质性质的基本方法 以下实验设计中 不合理或不严密的是 A 钠和镁分别与冷水反应 判断钠和镁金属性强弱B 测定相同温度下盐酸和醋酸溶液的pH 就可证明盐酸是强酸 醋酸是弱酸 C 铁分别与氯气和硫反应 判断氯气与硫的氧化性强弱D 测定相同条件下Na2CO3溶液和Na2SO4溶液的pH 判断碳与硫的非金属性强弱 解析 选B 与水反应剧烈的金属 其金属性强 则钠和镁分别与冷水反应 Na反应剧烈 可判断钠和镁金属性强弱 故A正确 盐酸 醋酸的浓度未知 应测定等浓度的溶液的pH 才能确定电离的程度 所以该选项不能证明盐酸是强酸 醋酸是弱酸 故B错误 Fe与氯气反应生成氯化铁 与S反应生成FeS 氯气得电子能力强 则判断氯气与硫的氧化性强弱 故C正确 Na2SO4溶液不水解 Na2CO3溶液水解显碱性 则硫酸的酸性大于碳酸的酸性 非金属性S C 所以可判断碳与硫的非金属性强弱 故D正确 加固训练 1 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 N和H 相当于HNO3可把S氧化为S 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 2 2016 天津市河北区一模 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 粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3 Si 3HClSiHCl3 H2 SiHCl3与过量H2在1000 1100 反应制得纯硅 已知SiHCl3能与H2O剧烈反应 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 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的方法为 3 用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如图所示 热源及夹持装置均已略去 装置B中的试剂是 装置C中的烧瓶需要水浴加热 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 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 控制好反应温度以及 为鉴定产品硅中是否含有微量铁单质 将试样用稀盐酸溶解 取上层清液后需再加入的试剂是 填写字母代号 a 碘水b 氯水c NaOH溶液d KSCN溶液e Na2SO3溶液 解析 1 在高温条件下 用C还原SiO2生成CO 2 分离 提纯不同沸点的液体可以采用分馏或蒸馏的方法 3 用Zn 稀硫酸制得的H2会混有少量H2O 而SiHCl3能与H2O剧烈反应 所以要进行干燥 根据装置应选择液态干燥剂浓硫酸 C装置用水浴加热使SiHCl3气化 使SiHCl3和H2进入D装置反应 因为SiHCl3与H2在 1000 1100 下反应 温度很高 普通玻璃会软化 因此不能使用普通玻璃管 因为SiHCl3在空气中易自燃 实验中还要注意先通一段时间H2以排尽装置中的空气 铁元素的检验要利用Fe3 遇KSCN变红色 所以鉴定产品硅中是否含有微量铁单质 试样用稀盐酸溶解后 还需要氯水和KSCN溶液 答案 1 SiO2 2CSi 2CO 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SiHCl3与H2在1000 1100 下反应 温度很高 普通玻璃会软化SiHCl3 H2Si 3HCl 排尽装置中的空气 b d