高考化学考前知识专题复习12常见非金属元素及其化合物专题12常见非金属元素及其化合物.docx
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高考化学考前知识专题复习12常见非金属元素及其化合物专题12常见非金属元素及其化合物
2017年高考化学考前知识专题复习12-常见非金属元素及其化合物专题12-常见非金属元素及其化合物
D
②NH3 NH4Cl与消石灰共热法 浓氨水加热分解或浓氨水加入烧碱、生石灰等固体法
③NH3、HCl NH3＋HCl===NH4Cl
④4NH3＋5O2
4NO＋6H2O
高考题型1 典型物质的性质及应用
1．（2016高考选项组合题）化学在生活中有着广泛的应用，下列对应关系错误的是（ ）
A．SO2具有漂白性，可用于漂白纸浆（2016·江苏，3A改编）
B．NH4HCO3受热易分解，可用作氮肥（2016·江苏，3B）
C．次氯酸盐具有氧化性，可用漂白粉漂白织物（2016·全国卷Ⅲ，7C）
D．HF与SiO2反应，可用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记（2016·全国卷Ⅲ，7D）
答案 B
解析 B项，NH4HCO3用作氮肥是因为其中含有氮元素，易被农作物吸收，错误。
2．（高考选项组合题）下列关于物质的性质及应用正确的是（ ）
A．将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2（2016·全国卷Ⅰ，10D）
B．应用HF与SiO2反应的性质，可用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记（2016·全国卷Ⅲ，7D）
C．Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应（2015·重庆理综，2C）
D．SO2和SO3混合气体通入Ba（NO3）2溶液可得到BaSO3和BaSO4（2015·重庆理综，2D）
答案 B
解析 将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水时，虽然能除去HCl，但会引入水蒸气，A项错误；HF与SiO2产生SiF4气体，可腐蚀玻璃刻蚀标记，B项正确；Al2O3是两性氧化物，可溶于NaOH溶液，MgO是碱性氧化物，不溶于NaOH溶液，C项错误；SO2在酸性环境中能被Ba（NO3）2氧化成硫酸钡，则SO2和SO3混合气体通入Ba（NO3）2溶液只得到BaSO4白色沉淀，D项错误。
3．（2016·上海，9）向新制氯水中加入少量下列物质，能增强溶液漂白能力的是（ ）
A．碳酸钙粉末B．稀硫酸
C．氯化钙溶液D．二氧化硫水溶液
答案 A
解析 在氯水中存在反应：
Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，若反应使溶液中c（HClO）增大，则溶液的漂白性会增强。
A项，由于酸性HCl>H2CO3>HClO，所以向溶液中加入碳酸钙粉末，会发生反应：
2HCl＋CaCO3===CaCl2＋H2O＋CO2↑，使化学平衡正向移动，导致c（HClO）增大，则溶液的漂白性会增强，正确；B项，若加入稀硫酸，使溶液中c（H＋）增大，使化学平衡逆向移动，则溶液的漂白性减弱，错误；C项，加入氯化钙溶液，不能发生反应，溶液的水对氯水起稀释作用，使溶液的漂白性减弱，错误；D项，加入二氧化硫的水溶液，氯水被二氧化硫还原，使化学平衡逆向移动，则溶液的漂白性减弱，错误。
1．漂白性物质性质特点总结
（1）氯水、潮湿的氯气——实际具有漂白性的物质为次氯酸，漂白原理是因为次氯酸具有强氧化性。
（2）过氧化氢：
其水溶液又称为双氧水。
过氧化氢具有漂白性主要是由其氧化性所致。
过氧化氢既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。
如：
H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
优点：
H2O2的还原产物是H2O，无任何污染，是最常用的绿色氧化剂、漂白剂、消毒剂、脱氯剂、火箭燃料等。
（3）臭氧：
空气中微量的臭氧能刺激中枢神经，加速血液循环，令人产生爽快和振奋的感觉。
臭氧层中的臭氧吸收来自太阳的大部分紫外线，使地球上的生物免遭其伤害。
具有极强的氧化性：
常温时可将银、汞等氧化；某些染料受到臭氧的强烈氧化作用会褪色；臭氧还可以杀死许多细菌。
它是一种很好的消毒剂和脱色剂。
可作为自来水的理想消毒剂。
（4）过氧化钠：
其漂白原理是因为其具有强氧化性。
（5）SO2——是酸性氧化物。
其漂白原理为有机色质与二氧化硫化合生成不稳定的无色物质。
经SO2漂白的物质长时间光照或受热后，会恢复原来的颜色，因此，其漂白作用不持久。
二氧化硫除具有漂白性外，还具有酸性氧化物通性，氧化性和还原性，是典型的还原剂。
（6）活性炭：
疏松、多孔、表面积大，吸附性强。
其漂白原理为物理吸附。
2．常见无机酸的重要规律和特性
（1）重要规律
①最高价氧化物对应水化物的酸性强弱取决于元素非金属性的强弱，如酸性：
HClO4＞H2SO4＞H3PO4＞H2CO3＞H2SiO3
②证明酸性强弱顺序，可利用复分解反应中“强酸制弱酸”的规律，如：
Na2SiO3＋2CO2＋2H2O===2NaHCO3＋H2SiO3↓
Ca（ClO）2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO
③强氧化性酸（如HNO3、浓H2SO4）与金属反应，一般不生成H2；金属和浓HNO3反应一般生成NO2，而和稀HNO3反应则生成NO。
（2）重要特性
①H2SiO3（或H4SiO4）为难溶性酸，浓盐酸、浓硝酸为挥发性酸。
②HNO3、浓H2SO4、HClO具有强氧化性，属于氧化性酸，其中HNO3、HClO见光受热易分解。
③浓HNO3和Cu（足量）、浓H2SO4和Cu（足量）、浓盐酸和MnO2（足量）在反应时，随着反应的进行，产物会发生变化或反应停止。
④浓H2SO4具有吸水性、脱水性和强氧化性。
⑤常温下，铁、铝遇浓H2SO4、浓HNO3发生钝化。
⑥浓盐酸、浓硝酸、醋酸等遇氨气能冒白烟，是因为它们挥发出来的酸与氨气反应生成相应的铵盐（固体）的缘故。
⑦H2S、HI、HBr遇强氧化性酸能发生氧化还原反应，因此不能用浓硫酸进行干燥。
⑧氢氟酸能溶硅、二氧化硅、硅酸、盐等。
1．判断下列关于非金属元素及化合物的性质和用途说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。
（1）SO2使溴水褪色与乙烯使KMnO4溶液褪色的原理相同（√）
解析 SO2使溴水褪色与乙烯使KMnO4溶液褪色都是利用二者的还原性。
（2）SO2和SO3混合气体通入Ba（NO3）2溶液可得到BaSO3和BaSO4（×）
解析 SO2在酸性环境中能被Ba（NO3）2氧化成硫酸钡，则SO2和SO3混合气体通入Ba（NO3）2溶液只得到BaSO4白色沉淀，错误。
（3）H2、SO2、CO2三种气体都可用浓H2SO4干燥（√）
解析 H2、SO2、CO2与浓硫酸均不反应。
（4）元素C的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体（×）
解析 碳元素有多种同素异形体，如金刚石、石墨和C60等。
（5）硅胶可作袋装食品的干燥剂（√）
解析 硅胶多孔，吸收水分能力强，可作袋装食品的干燥剂，正确。
（6）晶体硅熔点高、硬度大，因而可用于制作半导体材料（×）
解析 晶体硅能导电，可用于制作半导体材料，与熔点高、硬度大无关系。
（7）漂白粉在空气中不稳定，因而可用于漂白纸张（×）
解析 漂白粉具有强氧化性，可用于漂白纸张，与其稳定性无关系。
（8）漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3，漂白粉在空气中久置变质（×）
解析 漂白粉在空气中久置变质，是因为有效成分Ca（ClO）2与CO2发生反应，产生的HClO不稳定，光照分解产生HCl和氧气，错误。
（9）NH3能使酚酞溶液变红，因而NH3可用于设计喷泉实验（×）
解析 由于氨气极易溶于水，故可用于设计喷泉试验。
2．下列说法正确的是（ ）
A．SO2具有漂白性，能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色
B．水玻璃可以堵塞管道，是因为水玻璃显碱性
C．氨气是电解质，因为氨气的水溶液能导电
D．NaHCO3受热易分解放出CO2，可用作糕点膨松剂
答案 D
解析 A项，SO2溶于水呈酸性，可与NaOH发生反应，生成Na2SO3或NaHSO3，使溶液碱性减弱，甚至变为酸性，红色褪去，但并不是因为SO2具有漂白性所致，错误；B项，水玻璃的主要成分是Na2SiO3，具有黏性，能堵塞管道，但与其碱性无关，错误；C项，氨气的水溶液能导电是因为NH3与H2O反应生成NH3·H2O，电离出的离子导电，不是NH3电离出可导电的离子，错误；D项，NaHCO3受热易分解放出CO2气体，可以使糕点膨松，故可用作糕点膨松剂，正确。
高考题型2 非金属元素化合物对环境的污染与治理
1．高考真题选项正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。
（1）燃料的脱硫脱氮、SO2的回收利用和NOx的催化转化都是减少酸雨产生的措施（√）
（2015·浙江理综，7D）
（2）光催化还原水制氢比电解水制氢更节能环保、更经济（√）
（2014·浙江理综，7A）
解析 光催化还原水制氢利用的是太阳能，而电解水制氢利用的是电能，正确。
（3）装饰材料释放的甲醛会造成污染（√）
（2014·海南，1D）
解析 装饰材料释放的甲醛会造成人体一些不适，免疫能力下降等，正确。
（4）84消毒液的有效成分是NaClO（√）
（2014·海南，1B）
解析 84消毒液是氯气与氢氧化钠反应得到的溶液，其有效成分是NaClO，正确。
（5）用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可减少白色污染（×）
（2014·天津理综，1B）
解析 聚乙烯塑料在自然界中很难分解，会造成白色污染，错误。
（6）大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的一种重要因素（√）
（2014·天津理综，1C）
解析 大量燃烧化石燃料会产生烟尘等污染物，能造成雾霾天气，正确。
2．（2016·浙江理综，13）为落实“五水共治”，某工厂拟综合处理含NH
废水和工业废气（主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分），设计了如下流程：
下列说法不正确的是（ ）
A．固体1中主要含有Ca（OH）2、CaCO3、CaSO3
B．X可以是空气，且需过量
C．捕获剂所捕获的气体主要是CO
D．处理含NH
废水时，发生反应的离子方程式为NH
＋NO
===N2↑＋2H2O
答案 B
解析 A项，根据题中的流程，可以得出固体1为CaCO3、CaSO3和过量Ca（OH）2，正确；气体1是不能被过量石灰乳吸收的NO、CO和N2，NO和NO2按1∶1的体积比能与NaOH溶液反应生成亚硝酸钠，所以X可以是空气，但不能过量，错误；C项，气体2为N2、CO，因“无污染气体”为N2，故捕获的气体主要是CO，正确；D项，NH
与NO
能够发生归中反应生成氮气，离子方程式为NH
＋NO
===N2↑＋2H2O，正确。
1．常见的环境污染
污染类型
污染成因
温室效应
CO2排放量过大，造成全球气温上升
赤潮/水华
大量富含N、P等营养物质的废水的排放使水体富营养化
酸雨
硫的氧化物、氮的氧化物的大量排放，造成雨水酸度过大
臭氧空洞
氟氯代烷、氮的氧化物的大量排放使臭氧层大量损耗
光化学污染
主要是由氮的氧化物（主要指NO2）和碳氢化合物引起
白色污染
主要是由废弃的难降解的塑料类制品造成
食品污染
人类在动物饲养和植物种植过程中使用的大量生长激素、农药、化肥等造成的
飘尘
烟雾、尘埃、煤灰或冷凝气化物的固体长时间悬浮于空气中造成的
2.工业尾气的主要成分及其治理
（1）硫酸厂尾气：
SO2、O2、N2等，一般用氨水吸收。
（2）硝酸厂尾气：
NO、NO2、N2、O2等，一般用NaOH溶液吸收。
（3）高炉煤气：
CO、CO2、N2等，一般回收利用。
（4）炼钢烟气：
Fe2O3烟尘、CO等，一般回收利用。
（5）焦炉气：
H2、CH4、CO、C2H4等，可用作燃料。
（6）氯碱工业：
Cl2，一般用NaOH溶液吸收。
考向1 环境污染的形式及根源判断
1．以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是（ ）
选项
氧化物
环境问题
主要来源
A
CO
煤气中毒
含碳燃料的不完全燃烧
B
SO2
光化学烟雾
汽车尾气的排放
C
NO2
温室效应
工厂废气的排放
D
CO2
酸雨
化石燃料的燃烧
答案 A
解析 本题考查环境污染及污染物，明确常见的温室效应、酸雨、光化学烟雾的形成原因即可解答。
A项，碳不完全燃烧生成CO，易导致煤气中毒；B项，汽车尾气中含氮的氧化物，易导致光化学烟雾；C项，工厂废气的排放主要含二氧化硫及氮的氧化物，导致酸雨；D项，化石燃料的燃烧产生二氧化硫，导致酸雨。
2．化学与环境、材料、信息、能源关系密切，下列说法正确的是（ ）
A．长期食用二氧化硫含量超标的食品会破坏维生素B1，可通过服入碱性物质（如NaOH）的方法来消除二氧化硫中毒
B．含氟制冷剂——氟利昂（CF2Cl2）的使用是形成温室效应的重要原因之一
C．尽量使用含12C的产品，减少使用含13C或14C的产品，符合“促进低碳经济”宗旨
D．高纯度的二氧化硅广泛用于制作光导纤维，光导纤维遇强碱会“断路”
答案 D
解析 A项，NaOH的碱性太强，腐蚀性强，则不能用服入NaOH的方法来消除二氧化硫中毒，可选择弱碱性溶液，如碳酸钠、肥皂水等，A错误；B项，含氟（CF2Cl2）制冷剂能破坏臭氧层，使臭氧生成氧气，故B错误；C项，使用含12C的产品，减少使用含13C或14C的产品，未减少二氧化碳的排放，不符合“促进低碳经济”宗旨，故C错误；D项，二氧化硅具有对光良好的全反射作用，广泛用于制作光导纤维，光导纤维遭遇强碱发生反应SiO2＋2OH－===SiO
＋H2O，可发生“断路”，故D正确。
3．下列关于化学与能源、环保等相关说法正确的是（ ）
A．太阳能光电池的主要成分是单质硅
B．核电站泄漏的放射性碘 131（13153I）、铯 137（13755Cs）互称同位素
C．汽车尾气污染中含有的氮氧化物，是汽油不完全燃烧造成的
D．某雨水样品放置一段时间后pH由4.68变为4.28，是因为吸收了CO2
答案 A
解析 B项，质子数相同，中子数不同的原子互称同位素；C项，汽油的主要成分是含碳原子5～11个的烃，烃为碳氢化合物，高温富氧环境造成氮的氧化物，与汽油不完全燃烧无关；D项，酸雨中亚硫酸为弱电解质，具有还原性，能被氧化成强电解质硫酸，溶液的pH减小，二氧化碳在空气中不会形成酸雨。
考向2 运用化学原理治理污染
4．某硫酸厂废气中SO2的回收利用方案如图所示。
下列说法不正确的是（ ）
A．X可能含有2种盐
B．气体a通入双氧水，可实现“绿色”转化
C．Y可能含有（NH4）2SO4
D．（NH4）2S2O8中S的化合价为＋7
答案 D
解析 SO2与氨水反应生成X，则X中含有亚硫酸铵或亚硫酸氢铵中一种或两种盐，在X中加过量硫酸生成硫酸铵或硫酸氢铵和二氧化硫气体，二氧化硫经氧化、水合生成的硫酸，气体a为二氧化硫；（NH4）2S2O8为二联硫铵，S最外层有6个电子，最高价为＋6价，不可能为＋7价。
5．[2016·全国卷Ⅲ，27
（1）
（2）（3）]煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大气，采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝，回答下列问题：
（1）NaClO2的化学名称为________。
（2）在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气，反应温度323K，NaClO2溶液浓度为5×10－3mol·L－1。
反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。
离子
SO
SO
NO
NO
Cl－
c/mol·L－1
8.35×10－4
6.87×10－6
1.5×10－4
1.2×10－5
3.4×10－3
①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式
________________________________________________________________________。
增加压强，NO的转化率________（填“提高”、“不变”或“降低”）。
②随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐________（填“增大”、“不变”或“减小”）。
③由实验结果可知，脱硫反应速率________脱硝反应速率（填“大于”或“小于”）。
原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是_________________________________。
（3）在不同温度下，NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压pe如图所示。
①由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均________（填“增大”、“不变”或“减小”）。
②反应ClO
＋2SO
2SO
＋Cl－的平衡常数K表达式为_____________________。
答案
（1）亚氯酸钠
（2）①4NO＋3ClO
＋4OH―===4NO
＋3Cl－＋2H2O
提高 ②减小 ③大于 NO溶解度较低（或脱硝反应活化能较高）
（3）①减小 ②K＝
解析
（1）NaClO2的化学名称为亚氯酸钠。
（2）①亚氯酸钠具有氧化性，可将NO气体氧化为NO
，则NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式为4NO＋3ClO
＋4OH―===4NO
＋3Cl－＋2H2O。
该反应是一个气体体积减小的反应，增大压强，有利于反应向消耗NO的方向进行，所以增大压强，NO的转化率提高。
②脱硝反应消耗OH―，故随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐减小。
③根据题中表格数据发现，反应一段时间后溶液中SO
的离子浓度最大，说明脱硫反应速率大于脱硝反应速率。
原因除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高。
（3）①由图分析可知，温度升高，SO2或NO平衡分压的负对数均减小，说明升高温度，平衡逆向移动，因此脱硫、脱硝反应的平衡常数均减小。
②根据反应ClO
＋2SO
2SO
＋Cl―可写出其平衡常数表达式K＝
。
6．已知氢氧化钙和碳酸钙在水中分别存在下列溶解平衡：
Ca（OH）2（s）Ca2＋＋2OH－，CaCO3（s）Ca2＋＋CO
。
在火力发电厂燃烧煤的废气中往往含有SO2、O2、N2、CO2等。
为了除去有害气体SO2并变废为宝，常常用粉末状的碳酸钙或熟石灰的悬浊液洗涤废气，反应产物为石膏（CaSO4·2H2O）。
（1）粉末状碳酸钙能吸收废气中SO2的原因：
______________________________
________________________________________________________________________。
（2）SO2与Ca（OH）2悬浊液反应生成石膏的总方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）试说明用熟石灰的悬浊液而不用澄清石灰水的理由：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）由于亚硫酸的酸性比碳酸强，亚硫酸与碳酸根反应产生CO2气体，CaCO3的溶解平衡向右移动，生成亚硫酸钙，再被氧化为硫酸钙
（2）2SO2＋O2＋2Ca（OH）2＋2H2O===2CaSO4·2H2O
（3）Ca（OH）2微溶，澄清的石灰水中Ca（OH）2的浓度小，不利于吸收SO2
解析
（1）SO2与CaCO3悬浊液反应，相当于弱酸制更弱的酸。
（2）SO2与Ca（OH）2悬浊液反应，相当于酸碱中和反应，再被氧气氧化为硫酸钙。
（3）用熟石灰的悬浊液而不用澄清石灰水，与浓度有关，浓度大时吸收二氧化硫的效果好。
高考题型3 重要物质转化关系的综合考查
1．（2016·江苏，9）在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是（ ）
A．SiO2
SiCl4
Si
B．FeS2
SO2
H2SO4
C．N2
NH3
NH4Cl（aq）
D．MgCO3
MgCl2（aq）
Mg
答案 C
解析 SiO2不与盐酸反应，A错误；SO2与水反应生成H2SO3，不是H2SO4，B错误；N2和H2在高温高压条件下生成NH3，NH3与HCl反应生成NH4Cl，C正确；电解MgCl2溶液得不到Mg，D错误。
2．（2016·全国卷Ⅰ，28）NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：
回答下列问题：
（1）NaClO2中Cl的化合价为________。
（2）写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式______________________________
______________________________________________________________。
（3）“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2＋和Ca2＋，要加入的试剂分别为______________、__________________。
“电解”中阴极反应的主要产物是________________。
（4）“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。
此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为____，该反应中氧化产物是________。
（5）“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：
每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。
NaClO2的有效氯含量为________。
（计算结果保留两位小数）
答案
（1）＋3
（2）2NaClO3＋H2SO4＋SO2===2NaHSO4＋2ClO2
（3）NaOH溶液 Na2CO3溶液 ClO
（或NaClO2）
（4）2∶1 O2
（5）1.57
解析
（1）根据化合物中化合价的代数和为零的原则，可知NaClO2中Cl的化合价为＋3价。
（2）由工艺流程图可知，“反应”步骤中的反应物为NaClO3、H2SO4和SO2，生成物为NaHSO4和ClO2，则反应的化学方程式为2NaClO3＋H2SO4＋SO2===2NaHSO4＋2ClO2。
（3）由于Mg（OH）2的溶解度比MgCO3更小，CaCO3的溶解度比Ca（OH）2更小，所以为了能更完全的除去粗盐水中的Mg2＋和Ca2＋，要加入的试剂分别为NaOH溶液和Na2CO3溶液，电解时在阴极发生还原反应，氯元素化合价降低，产物为NaClO2。
（4）由题意可知，“尾气吸收”是利用NaOH和H2O2溶液吸收“电解”过程排出的少量ClO2，生成的是NaClO2，则此吸收反应发生的化学反应方程式为2NaOH＋H2O2＋2ClO2===2NaClO2＋2H2O＋O2↑，其中ClO2是氧化剂，H2O2是还原剂，其物质的量之比为2∶1，该反应中的氧化产物是O2。
（5）NaClO2在杀菌消毒的过程中被还原为Cl－，则1molNaClO2得到电子的物质的量为4mol,1molCl2被还原为Cl－时得到电子的物质的量为2mol，故1gNaClO2得到电子的物质的量为4/90.5mol，根据“有效氯含量”的定义可知，NaClO2的有效氯含量约为1.57。
1．熟记下列转化关系的化学方程式
（1）氯及其化合物间的转化关系
①化学方程式：
Cu＋Cl2
CuCl2；
②化学方程式：
4HCl（浓）＋Mn
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