高三第一轮复习导学案非金属及其化合物.docx

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高三第一轮复习导学案非金属及其化合物

第一讲碳、硅及其化合物

考纲要求

命题预测

1.了解C、Si元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。

2.了解C、Si元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。

1.C、Si元素单质及其化合物知识考查。

主要是以实验探究、框图推断考查的综合运用为主要命题形式，难度中等。

2.硅及其化合物在生产、生活中的应用。

通常是以新材料、新技术为背景考查常识性知识，难度较小。

1、【知识梳理】　一、碳、硅比较

碳

硅

存在形态

单质的存

在形态

金刚石、石墨、C60等同素异形体

________和________

单质物

理性质

金刚石：

________________

石墨：

__________________

________色固体、有金属光泽，熔点高、硬度大，有脆性

用途

_________用作切割刀具，________用作电极、铅笔芯

________材料和合金材料

与非金属

单质反应

与O2反应：

____________________________

与O2、F2反应：

________________

与氧化

物反应

与CuO、SiO2反应：

______________________________

与酸反应

与浓H2SO4、浓HNO3反应：

与氢氟酸反应：

与碱反应

与氢氧化钠反应

硅及其化合物的特性：

1、碳、硅、锗锡的+4价化合物稳定，+2价化合物不稳定；铅的+4价化合物不稳定，+2价化合物稳定。

2、Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si。

3、非金属单质跟碱液作用一般无H2放出，但Si却放出H2

4、非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但Si能与HF作用。

5、酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能跟HF作用。

6、Na2SiO3的水溶液称水玻璃，硅酸钠水溶液（即水玻璃）俗称泡花碱。

例1　下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是（　　）

①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品

③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料．

硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料

A．

B.

C.

D.

2．CO2和SiO2的比较

物质

二氧化碳

二氧化硅

结构特点

由CO2分子构成

　由硅、氧原子构成的网状结构

物理

性质

熔沸点

溶解性

可溶

不溶

化

学

性

质　

物质

二氧化碳

二氧化硅

与水反应

CO2＋H2O

H2CO3

不反应

与酸反应

不反应

SiO2＋4HF＝________________

与碱反应

（如NaOH）

CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O或

__________________________

（盛碱液的试剂瓶不能用______塞）

与碱性氧

化物反应

与Na2O反应：

__________________________

与CaO反应：

_____________________________

与盐反应

（如Na2CO3）

例2：

科学家最新发现，火星土壤中含有高纯度的二氧化硅沉积物。

下列有关二氧化硅和水的叙述正确的是（  ） 

A．硅氧键比氢氧键强，所以二氧化硅的熔点高于冰 B．1 mol SiO2含有4 mol Si—O键高温

C．粗硅精炼原理：

SiO2＋2C=====Si＋2CO↑D．二氧化硅溶于水生成硅胶

强调：

CO2与盐的反应

①CO2＋Na2CO3＋H2O===3②CO2（少量）＋2NaAlO2＋3H2O===＋

CO2（足量）＋NaAlO2＋2H2O===＋

③CO2（少量）＋Ca（ClO）2＋H2O===＋

④CO2（足量）＋Na2SiO3＋H2O===＋

CO2（少量）+C6H5ONa+H2O====＋

例3：

将足量的CO2气体通入下列澄清溶液中，最终仍为澄清溶液的是（  ） 

A．苯酚钠溶液   B．氯化钙溶液 C．水玻璃   D．饱和Na2CO3溶液

3.CO32-的检验

（1）检验方法

向待检验溶液中滴加一定量的Ca2＋或Ba2＋的可溶性盐溶液，有白色沉淀生成，再加入适量的盐酸，白色沉淀溶解且生成无色、无味的气体，则待检验溶液中有CO32-

（2）注意事项

①不能用加酸看是否有无色无味气体产生的方法检验，因HCO3-也有该现象发生。

②不能用Ca（OH）2溶液和Ba（OH）2溶液鉴别CO32-和HCO3-，原因是OH－将HCO3-转化为CO32-。

例4：

　下列表述正确的是（　　）

①人造刚玉熔点很高，可用作高级耐火材料，主要成分是二氧化硅

②化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐

③三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料

④夏天到了，游客佩戴由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛

⑤太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能

A．①②③　B．②④　C．③④⑤　D．③⑤

练习：

向四只盛有一定量NaOH溶液的烧杯中通入不同量的CO2气体后，在所得溶液中逐渐加入稀盐酸至过量，并将溶液加热，产生的CO2气体与HCl物质的量的关系如图（忽略CO2的溶解和HCl的挥发）：

则下列分析都正确的组合是（　　）

溶液组成的主要成分

对应图象

溶液中离子浓度的关系

A

Na2CO3、NaHCO3

Ⅰ

c（Na＋）＝c（HCO3-）

B

NaHCO3、Na2CO3

Ⅱ

c（CO32-）＝c（HCO3-）

C

NaOH、Na2CO3

Ⅲ

c（OH－）＞c（CO32-）

D

Na2CO3

Ⅳ

c（Na＋）＝c（CO32-）＋c（HCO3-）＋c（H2CO3）

4.特殊功能的含硅材料

（1）SiC（俗称____________）具有金刚石结构，硬度大，可用作砂纸、砂轮的磨料。

（2）含硅4%的硅钢具有很高的导磁性，可用作变压器的铁芯。

（3）硅橡胶具有耐高温、耐低温的性质。

例5　矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中一部分生成的。

此处所指的风化作用是指矿物与水和CO2作用时的过程。

例如，长石（KAlSi3O8）风化生成高岭土[Al2Si2O5（OH）4]，此反应的离子方程式为2KAlSi3O8＋2H2CO3＋5H2O＝2K＋＋2HCO3-＋4H2SiO3＋Al2Si2O5（OH）4。

（1）将上述复杂硅酸盐改写成氧化物形式：

①KAlSi3O8______________________________。

②Al2Si2O5（OH）4__________________________。

（2）这个反应能够发生的原因是____________________________________________。

课后练习：

1、牙膏样品中碳酸钙的定量测定利用如图所示装置（图中夹持仪器略去）进行实验，充分反应后，测定C中生成的BaCO3沉淀质量，以确定碳酸钙的质量分数。

依据实验过程回答下列问题：

（1）实验过程中需持续缓缓通入空气。

其作用除了可搅拌B、C中的反应物外，还有______。

（2）在加入盐酸之前，应排净装置内的CO2气体，理由是____________________________。

（3）有人认为不必测定C中生成的BaCO3质量，只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差，一样可以确定碳酸钙的质量分数。

实验证明按此方法测定的结果明显偏高，原因是________________________________________。

2、（探究题）为了证明一氧化碳具有还原性，有人设计了下列实验：

（1）装置B中最适宜的试剂是___________________________________________。

（2）装置D中发生反应的化学方程式是___________________________________。

（3）必须用装置C吸收除去气体中水蒸气的理由是__________________________

_____________________________________________________________________。

（4）若根据F中石灰水变浑浊的现象也能确定CO具有还原性，应在上图中装置

　　　　与　　　　之间连接下列装置中的　　　　（填序号）。

3、（预测题）A元素的一种单质是一种重要的半导体材料，含A元素的一种化合物C可用于制造高性能的现代通讯材料——光导纤维，C与烧碱反应生成含A元素的化合物D。

（1）在元素周期表中，A位于第　　　　　　族，与A同族但相对原子质量比A小的元素B的原子结构示意图为　　　　，A与B在原子的电子层结构上的相同点是__________________。

（2）易与C发生化学反应的酸是　　　　（填名称），反应的化学方程式是_________________________________________________________。

（3）将C与纯碱混合高温熔融时也发生化学反应生成D，同时还生成B的最高价氧化物E；将全部的E与全部的D在足量的水中混合后，又发生化学反应生成含A的化合物F。

①写出生成D和F的化学方程式：

___________________________________________。

②要将NaOH高温熔化，下列坩埚中不可选用的是　　　　。

A.普通玻璃坩埚B.石英玻璃坩埚C.氧化铝坩埚D.铁坩埚

第二讲：

卤素及其化合物

考纲要求

命题预测

　1.了解Cl元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。

　2.了解Cl元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。

1.氯及卤族元素知识的综合应用。

通常以实验探究、框图推断形式考查，以选择、填空的形式考查氯气的性质、制法以及工业生产为本部分知识的主要命题形式，难度较大。

2.氯及其主要化合物的应用。

一般与工业生产、日常生活、医疗保健相结合考查氯气及其化合物的性质与其应用的关系，难度中等。

【知识梳理】1、氯气及其化合物的化学性质

（1）氯气（空白处写出方程式）

物理性质

色气体、有刺激性气味，密度空气、一体积水溶体积氯气。

有毒

化

学

性

质

与非金属反应（H2、P）

与金属反应

（Na、Cu、Fe）

（Cl2与金属反应生成高价金属氯化物）

与H2O反应

Cl2的水溶液叫氯水，溶解的Cl2中有少量与水反应

与碱溶液反应

（NaOH、Ca（OH）2）

与还原性物质反应

（FeCl2、KI、SO2）

（2）次氯酸（弱酸性（比碳酸弱）、强氧化性、不稳定性）2HClO

2HCl+O2↑

液氯

新制氯水

久置氯水

成分

Cl2

Cl2、HClO、H2O、H＋、Cl－、ClO－、OH－（少量）

H＋、Cl－、H2O、OH－（少量）

分类

纯净物

混合物

混合物

颜色

黄绿色

黄绿色

无色

性质

氧化性

酸性、强氧化性、漂白性

酸性

例1、　在新制的氯水中存在下列平衡：

Cl2＋H2O

H＋＋Cl－＋HClO，若向氯水中加入少量Na2CO3粉末，溶液中发生的变化是（　　）

A．pH增大，HClO浓度减小B．pH减小，HClO浓度增大

C．pH增大，HClO浓度增大D．pH减小，HClO浓度减小

例2、将氯水分别滴入下列各选项所述的溶液中，由实验现象得出的结论完全正确的是

选项

实验现象

结论

A

滴有KSCN的FeCl2溶液变红

Cl2具有还原性

B

滴有酚酞的NaOH溶液褪色

Cl2具有酸性

C

紫色石蕊溶液先变红后褪色

Cl2具有漂白性

D

KI淀粉溶液变蓝色

Cl2具有氧化性

3．实验室如何制取纯净的氯气

制取原理：

MnO2+4HCl（浓）

MnCl2+Cl2↑+2H2O气体成分：

Cl2（HCl、H2O）

操作顺序

仪器中盛装的药品

各试剂的作用

应出现的现象

①

先通入饱和食盐水

除去HCl

有晶体析出（NaCl）

②

再通入浓H2SO4

除去H2O

例3、取17.4gMnO2固体粉末与一定体积的浓盐酸（含溶质0.4mol）共热制取氯气（假设HCl挥发不计），下列说法正确的是（　　）

A．反应过程中MnO2作催化剂B．盐酸未完全反应

C．MnO2过量，盐酸完全反应D．反应产生2.24L氯气（标况）

例4、如图11－3所示，是一个制取氯气并以氯气为原料进行特定反应的装置，其中各试剂瓶装的试剂为：

B（氢硫酸）、C（溴化亚铁溶液）、D（碘化钾淀粉溶液）、E（混有SO2的氯化钡溶液）、F（水）、H（紫色石蕊试液）

（1）A是氯气发生装置，其离子反应方程式是：

__________________________________。

（2）I中b瓶内加入的液体最好是____________。

（3）用图示的Ⅱ或Ⅲ代替Ⅰ是否可行？

_____________，

简要说明理由_____________________________________________________。

（4）实验开始时，先点燃A处酒精灯，打开分液漏斗旋塞和Ⅰ处活塞，让氯气充满整个装置，再点燃G处酒精灯，回答下列问题：

①怎样证明氯气已充满整个装置？

_____________________________________________________。

②下列装置中的现象是：

C_______________________________；D____________；E____________；F____________。

（5）G装置的硬质玻璃管内盛有碳粉，发生氧化还原反应，其产物为二氧化碳和氯化氢，写出G中的反应的化学方程式___________________________________________________。

装置F的作用是________________。

（6）在H处，紫色石蕊试液的颜色由紫色变为红色，再变为无色，其原因是_____________________________________________________________________。

4．卤素单质及其化合物的特性

（1）氟

①无正价和含氧酸，非金属性最强，F－的还原性最弱。

②2F2＋2H2O＝4HF＋O2，与H2反应在暗处即爆炸。

③HF是弱酸，能腐蚀玻璃，保存在铅制器皿或塑料瓶中；有毒；在HX中沸点最高。

（2）溴

①Br2是深红棕色液体，易挥发。

②Br2易溶于有机溶剂。

③盛溴的试剂瓶中加水,进行水封,保存液溴不能用橡胶塞。

（3）碘

①I2遇淀粉变蓝色。

②I2加热时易升华。

③I2易溶于有机溶剂。

④食用盐中加入KIO3可防治甲状腺肿大。

I2与Fe反应产生FeI2，其他卤素单质生成FeX3。

（4）卤化银

①AgF易溶于水，AgCl为不溶于水的白色沉淀，AgBr为不溶于水的淡黄色沉淀，AgI为不溶于水的黄色沉淀。

AgCl、AgBr、AgI也不溶于稀硝酸。

②除AgF外,均有感光性,其中AgBr作感光材料，可用于照相。

③AgI可进行人工降雨。

Br2、I2在不同溶剂中的颜色

水

苯或汽油

四氯化碳

Br2

黄～橙

橙～橙红

橙～橙红

I2

深黄～褐

淡紫～紫红

紫～深紫

6．卤离子的检验

离子

检验试剂

主要实验现象

有关反应的离子方程式

Cl－

AgNO3溶液、稀硝酸

生成白色沉淀

Cl－＋Ag＋===AgCl↓

Br－

①AgNO3溶液、稀硝酸

②加氯水和CCl4

①生成淡黄色沉淀

②CCl4层显橙红色

①Br－＋Ag＋===AgBr↓

②Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2

I－

①AgNO3溶液、稀硝酸

②加氯水和CCl4

③加氯水和淀粉溶液

①生成黄色沉淀

②CCl4层显紫红色

③溶液变蓝

①I－＋Ag＋===AgI↓

②Cl2＋2I－===2Cl－＋I2

例5、甲、乙、丙三种溶液中各含有一种X－（X－为Cl－、Br－、I－）离子，向甲溶液中加入淀粉溶液和氯水，则溶液变为橙色，再加入丙溶液，颜色无明显变化。

则甲、乙、丙依次含有的卤离子是（　　）

A．Br－、Cl－、I－　B．Br－、I－、Cl－C．I－、Br－、Cl－D．Cl－、I－、Br－

例6、下列关于氯的说法正确的是（　　）

A．Cl2具有很强的氧化性，在化学反应中只能作氧化剂

B．1735Cl、1737Cl为不同的核素，有不同的化学性质

C．实验室制备Cl2，可用排饱和食盐水集气法收集

D．1.12LCl2含有1.7NA个质子（NA表示阿伏伽德罗常数）

例7、下列有关氯气的说法中正确的是（   ） 

A.氯气的水溶液能导电，所以氯气是电解质

B.干燥的氯气无漂白性，液氯具有极强的漂白性 

C.氯气能使品红溶液褪色，且受热后溶液的红色不能恢复 

D.可用湿润的蓝色石蕊试纸来鉴别氯气中是否含有氯化

例8、某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中会有水蒸气和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（支撑用的铁架台已省略），按要求回答问题。

（1）若用含有0.2molHCl的浓盐酸与足量的MnO2反应，制得的Cl2的体积（标准状况下）总是小于1.12L的原因是。

（2）①装置B中盛放的试剂名称为_____，作用是_____。

装置C中盛放的试剂名称为____，作用是____。

②装置D和E中出现的现象不同说明的问题是____。

③装置F的作用是____。

④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）。

第3讲：

硫及其化合物

考纲要求

命题预测

1.了解硫元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。

2.了解硫元素单质及其重要化合物对环境的影响。

1.硫及其化合物的综合考查。

本部分为元素化合物的重要组成部分，命题中会以各种题型对硫及其化合物之间的转化以及含硫化合物如SO2、SO3和H2SO4的性质进行考查。

难度较大。

2.与环境保护、绿色化学相联系。

以SO2对环境的影响，辐射考查环境污染以及食品安全等社会生活问题是高考的热点，以及浓硫酸性质实验改进等，难度较大。

1．硫的存在

（1）游离态：

硫单质俗名________，主要存在于____________附近或地壳的岩层里。

（2）化合态：

主要以金属硫化物和硫酸盐的形式存在，如硫铁矿（FeS2）、黄铜矿（CuFeS2）、石膏（____________________）和芒硝（Na2SO4·10H2O）等。

2．硫的物理性质

硫通常是一种________色固体，难溶于水，微溶于酒精，易溶于________。

3.硫的化学性质

（1）与金属（铁、铜）反应：

、。

（2）与非金属（氢气、氧气）反应：

（3）与强氧化剂（浓硫酸、浓硝酸）反应：

【要点深化】

1．硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系

2．硫及其化合物之间的转换规律

（1）当硫元素的化合价升高或降低时，一般升高或降低到其相邻的价态，即台阶式升降，如：

（2）相邻价态的粒子之间不发生氧化还原反应。

如：

S与H2S；S和SO2；SO2和浓H2SO4之间不发生氧化还原反应。

（3）典型的归中反应

H2S+SO2==

Na2S+Na2SO3+H2SO4==

（4）含硫物质的连续氧化

足量O2O2H2O

H2SSO2SO3H2SO4

O2O2H2O

SSO2SO3H2SO4

例1、在如图12－1所示的转化关系中A、B、C、D、E、F、G、H、I均为常见物质。

已知B、D都是淡黄色固体，且A与D可反应生成离子化合物I，B与I的相对分子质量相同。

请完成下列问题：

（1）写出下列物质的化学式：

A_______，F_______，H______。

（2）写出C的电子式：

________________，写出H2O2的电子式：

________________。

（3）用电子式表示I的形成过程___________________________________________________。

（4）写出B→C、E→F的化学反应方程式：

B→C________________________________________________，

E→F________________________________________________。

探究点二　硫的氧化物环境保护

1．将二氧化硫分别通入下列溶液中，产生的现象与其体现的性质如下：

溶液

石蕊试液

加有酚酞的

氢氧化钠溶液

KMnO4

酸性溶液

溴水

品红溶液

现象

SO2

的性质

2．CO2和SO2的比较

SO2

CO2

物

理

性

质

气味

毒性

溶解性

化

学

性

质

与水的反应

与碱的

反应

与碱性氧化物反应

SO2+CaO==

CO2+CaO==

弱氧化性

SO2+H2S==

CO2+C==

还原性

能被酸性KMnO4、氯水、溴水、

碘水、氧气等氧化。

无

漂白性

能与某些有色物质生成不稳定的无色物质而使其褪色。

无

对环境的影响

　形成酸雨，直接危害人体健康

引起温室效应

鉴别

1利用二氧化硫的还原性，用酸性高锰酸钾溶液或溴水鉴别

2利用二氧化硫的漂白性，用品红溶液鉴别

例2　某探究学习小组利用图12－2中所列装置设计实验，证明浓硫酸和木炭粉在加热条件下反应有SO2和CO2生成。

（1）实验室可观察到装置A的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色。

A瓶的作用是____________，B瓶的作用是____________，C瓶的作用是_____________________。

（2）装置D中所盛的液体是____________，可验证的产物是____________。

（3）若想同时验证另一种产物的存在，需使用的药品为____________，该装置在整套装置中的位置是________________________，理由是_________________________________。

探究点三　浓硫酸的性质及硫酸根离子的检验

1．硫酸的物理性质

硫酸_____挥发，易溶于水，浓硫酸溶于水放出__________，所以