常见非金属元素xue.docx
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常见非金属元素xue
专题常见非金属及其化合物
考点一碳、硅及其重要化合物
【知识精讲】
1．理清知识主线
H4―→O―→O2H4―→O2（H2SO3）
2．注意网络构建
3．常考易错知识点
（1）工业上制备粗硅，是用过量的C和SiO2高温下反应，由于C过量，生成的是CO而不是CO2，该反应必须在隔绝空气的条件下进行。
（2）氢氟酸不能用玻璃容器盛放；NaOH溶液能用玻璃试剂瓶，但不能用玻璃塞。
（3）酸性氧化物一般能与水反应生成酸，但SiO2不溶于水；酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能与HF反应。
（4）硅酸盐大多难溶于水，常见可溶性硅酸盐是硅酸钠，其水溶液称为泡花碱或水玻璃，但却是盐溶液。
（5）H2CO3的酸性大于H2SiO3的，所以有Na2SiO3＋CO2（少量）＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，
但高温下Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑也能发生，原因可以从两方面解释：
①硅酸盐比碳酸盐稳定；②从化学平衡角度，由高沸点难挥发固体SiO2制得低沸点易挥发的CO2。
（6）SiO2不导电，是制作光导纤维的材料；Si是半导体，是制作光电池的材料。
（7）水泥、玻璃与陶瓷是三大传统无机非金属材料；碳化硅、氮化硅等是新型无机非金属材料。
【经典题库】
题组一重要反应必练
1．按要求书写反应方程式。
（1）制水煤气_______________________________________________________。
（2）制备粗硅_______________________________________________________。
（3）Mg在CO2中燃烧_______________________________________________________。
（4）“水滴石穿”的反应原理（用离子方程式表示）
_______________________________________________________
（5）“钟乳石”的形成过程（用化学方程式表示）
_______________________________________________________________________
（6）向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2的离子方程式___________________________________
（7）Si和氢氟酸的反应的化学方程式__________________________________________
（8）Si和NaOH溶液反应的离子方程式_____________________________________________
（9）SiO2和氢氟酸的反应的化学方程式_____________________________________________
（10）SiO2和NaOH溶液反应的离子方程式__________________________________________
（11）向Na2SiO3溶液中通入过量CO2的离子方程式_______________________________________
题组二准确判断物质性质
2．正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”
（1）（）NH4F水溶液中含有HF，因此NH4F溶液不能存放于玻璃试剂瓶中
（2）（）氢氟酸刻蚀玻璃涉及化学变化
（3）（）Ca（HCO3）2溶液与过量NaOH溶液反应可得到Ca（OH）2
（4）（）硅胶可作袋装食品的干燥剂
（5）（）晶体硅熔点高、硬度大，可用于制作半导体材料
（6）（）浓硫酸可刻蚀石英制艺术品
（7）（）玻璃容器可长期盛放各种酸
（8）（）Si和SiO2都用于制造光导纤维
（9）（）石英只能用于生产光导纤维
（10）（）高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅
（11）（）二氧化硅不与强酸反应，可用石英器皿盛放氢氟酸
（12）（）太阳能电池板中的硅在元素周期表中处于金属元素与非金属元素的交界位置
（13）（）合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料
（14）（）单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料
（15）（）硅酸钠溶液与醋酸溶液混合：
SiO＋2H＋===H2SiO3↓
（16）（）向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体，出现白色沉淀，则H2SiO3的酸性比H2CO3的酸性强
（17）（）SiO2与酸、碱均不反应
题组三CO2与盐或碱溶液反应的规律
3.用四种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是（）
选项
操作及现象
溶液
A
通入CO2，溶液变浑浊
饱和Na2CO3溶液
B
通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失
Na2SiO3溶液
C
通入CO2，溶液变浑浊，再加入品红溶液，红色褪去
Ca（ClO）2溶液
D
通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失，再加入足量NaOH溶液，又变浑浊
澄清石灰水
题组四重要实验探究
4．单晶硅是信息产业中重要的基础材料。
通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅（含铁、铝、硼、磷等杂质），粗硅与氯气反应生成四氯化硅（反应温度450～500℃），四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。
以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。
相关信息如下：
a．四氯化硅遇水极易水解；
b．硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；
c．有关物质的物理常数见下表：
物质
SiCl4
BCl3
AlCl3
FeCl3
PCl5
沸点/℃
57.7
12.8
－
315
－
熔点/℃
－70.0
－107.2
－
－
－
升华温度/℃
－
－
180
300
162
（1）写出装置A中发生反应的离子方程式：
______________________________________________。
（2）装置A中g管的作用是____________；装置C中的试剂是__________；装置E中的h瓶需要冷却的理由是_______________________________________________________。
（3）装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏（类似多次蒸馏）得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是________（填写元素符号）。
（4）为了分析残留物中铁元素的含量，先将残留物预处理，使铁元素还原成Fe2＋，再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。
①滴定前是否要滴加指示剂？
________（填“是”或“否”），请说明理由：
________________________________________________________________________。
②某同学称取5.000g残留物，经预处理后在容量瓶中配制成100mL溶液，移取25.00mL试样溶液，用1.000×10－2mol·L－1KMnO4标准溶液滴定。
达到滴定终点时，消耗标准溶液20.00mL，则残留物中铁元素的质量分数是________。
考点二卤素及其重要化合物
【知识精讲】
1．理清知识主线
HC―→Cl2―→HCl―→HO2―→HO3―→HO4
2．注意网络构建
3．常见易错知识点
（1）液氯密封在钢瓶中，而氯水、次氯酸应保存在棕色试剂瓶中。
（2）1molCl2参加反应，转移电子数可能为2NA、NA或小于NA（Cl2和H2O的反应为可逆反应）。
（3）实验室制Cl2，除了用MnO2和浓盐酸反应外，还可以用KMnO4、KClO3、NaClO与浓盐酸反应且都不需要加热，如ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O。
（4）酸性KMnO4溶液，用的是H2SO4酸化而不是盐酸。
（5）ClO－不论在酸性环境中还是在碱性环境中均能体现强氧化性，
如ClO－与SO、S2－、I－、Fe2＋均不能大量共存；
ClO－体现水解性，因HClO酸性很弱，ClO－水解显碱性，
如Fe3＋＋3ClO－＋3H2O===Fe（OH）3↓＋3HClO，所以ClO－与Fe3＋、Al3＋均不能大量共存。
（6）向Ca（ClO）2溶液中通入SO2气体生成CaSO4而不是CaSO3，其离子方程式为
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
【经典题库】
题组一重要反应必练
1．按要求书写反应方程式（除标注的外，其余均写离子方程式）。
（1）实验室用MnO2和浓盐酸反应制Cl2
______________________________________________________________________
（2）工业制Cl2
______________________________________________________________________
（3）洁厕灵和漂白液混合
______________________________________________________________________
（4）向水中通入Cl2
______________________________________________________________________
（5）制漂白液（写化学方程式）
______________________________________________________________________
（6）制漂白粉（写化学方程式）
______________________________________________________________________
（7）在空气中漂白粉漂白的原理
______________________________________________________________________
（8）向FeBr2溶液通入少量Cl2
______________________________________________________________________
（9）向FeBr2溶液中通入等量Cl2
______________________________________________________________________
（10）向FeBr2溶液中通入过量Cl2
______________________________________________________________________
题组二准确判断物质性质
2．正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”
（1）（）制氯气时，用饱和NaHCO3溶液和浓硫酸净化气体
（2）（）漂白粉在空气中久置变质，是因为漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3
（3）（）验证Br2的氧化性强于I2，可以将少量溴水加入KI溶液中，再加入CCl4，振荡，静置，可观察到下层液体呈紫色
（4）（）除去Cl2中的HCl（g）可通过饱和食盐水、浓H2SO4进行洗气
（5）（）漂白粉在空气中不稳定，所以可用于漂白纸张
（6）（）实验室从海带提取单质碘的方法是：
取样→灼烧→溶解→过滤→萃取
（7）（）用乙醇萃取的方法可以分离溶于水的碘，是因为碘在乙醇中的溶解度较大
（8）（）碘是人体必须的微量元素，所以要多吃富含高碘酸的食物
（9）（）HClO是弱酸，所以NaClO是弱电解质
（10）（）Fe2＋、Al3＋、ClO－、Cl－不能大量共存
（11）（）标准状况下，0.1molCl2溶于水，转移的电子数目为0.1NA
题组三重要实验探究
3．下列装置应用于实验室制氯气并回收氯化锰的实验，能达到实验目的的是（）
A．用装置甲制取氯气B．用装置乙除去氯气中的少量氯化氢
C．用装置丙分离二氧化锰和氯化锰溶液D．用装置丁蒸干氯化锰溶液制MnCl2·4H2O
4．在探究新制饱和氯水成分的实验中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是（ ）
A．氯水的颜色呈浅黄绿色，说明氯水中含有Cl2
B．向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀，说明氯水中含有Cl－
C．向氯水中加入NaHCO3粉末，有气泡产生，说明氯水中含有H＋
D．向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液颜色变成棕黄色，说明氯水中含有HClO
5．下图所示是验证氯气性质的微型实验，a、b、d、e是浸有相关溶液的滤纸。
向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面。
已知：
2KMnO4＋16HCl―→2KCl＋5Cl2↑＋2MnCl2＋8H2O
对实验现象的“解释或结论”正确的是（ ）
选项
实验现象
解释或结论
A
a处变蓝，b处变红棕色
氧化性：
Cl2>Br2>I2
B
c处先变红，后褪色
氯气与水生成了酸性物质
C
d处立即褪色
氯气与水生成了漂白性物质
D
e处变红色
还原性：
Fe2＋>Cl－
6．在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。
①下列收集Cl2的正确装置是________。
②将Cl2通入水中，所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是________。
③设计实验比较Cl2和Br2的氧化性，操作与现象是：
取少量新制氯水和CCl4于试管中，____________。
7.为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用下图所示装置进行实验。
实验过程：
Ⅰ.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。
Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。
Ⅲ.当B中溶液由黄色变为红棕色时，关闭活塞a。
Ⅳ.……
（1）A中产生黄绿色气体，其电子式是_____________________________________________。
（2）验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是______________________________________。
（3）B中溶液发生反应的离子方程式是_______________________。
（4）为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象是________________________。
（5）过程Ⅲ实验的目的是_______________________________。
（6）氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：
同主族元素从上到下____________________，得电子能力逐渐减弱。
8.海水是巨大的资源宝库。
从海水中提取食盐和溴的过程如下：
（1）请列举海水淡化的两种方法：
______________________、________________________。
（2）将NaCl溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有H2、________、________或H2、________。
（3）步骤Ⅰ中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br－，其目的为______________________。
（4）步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95%，有关反应的离子方程式为__________，
由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是_________________。
（5）某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料：
Br2的沸点为59℃，微溶于水，有毒性和强腐蚀性。
他们参观生产过程后，绘制了如下装置简图：
请你参与分析讨论：
①图中仪器B的名称：
________________；
②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因为_____________；
③实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件：
_____；
④C中液体产物颜色为________，为除去该产物中仍残留的少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离操作是_____________________。
9.二氧化氯（ClO2）是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。
（1）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。
①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2＋、Mg2＋、SO等杂质。
某次除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的________________（填化学式），至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去。
经检测发现滤液中仍含有一定量的SO，其原因是________________________________[已知：
Ksp（BaSO4）＝1.1×10－10、Ksp（BaCO3）＝5.1×10－9]。
②该法工艺原理示意图如下。
其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠（NaClO3）与盐酸反应生成ClO2。
工艺中可以利用的单质有____________（填化学式），发生器中生成ClO2的化学方程式为________________。
（2）纤维素还原法制ClO2是一种新方法，其原理是：
纤维素水解得到的最终产物D与NaClO3反应生成ClO2。
完成反应的化学方程式
__（D）__＋24NaClO3＋12H2SO4===ClO2↑＋CO2↑＋18H2O＋________
（3）ClO2和Cl2均能将电镀废水
中的CN－氧化为无毒的物质，自身被还原为Cl－。
处理含CN－相同量的电镀废水，所需Cl2的物质的量是ClO2的______倍。
10．实验室常用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2（发生装置如图所示）
（1）制备实验开始时，先检查装置气密性，接下来的操作依次是_______（填序号）。
A．往烧瓶中加入MnO2粉末B．加热C．往烧瓶中加入浓盐酸
（2）制备反应会因盐酸浓度下降而停止。
为测定反应残余液中盐酸的浓度，探究小组同学提出下列
实验方案：
甲方案：
与足量AgNO3溶液反应，称量生成的AgCl质量。
乙方案：
采用酸碱中和滴定法测定。
丙方案：
与已知量CaCO3（过量）反应，称量剩余的CaCO3质量。
丁方案：
与足量Zn反应，测量生成的H2体积。
继而进行下列判断和实验：
①判定甲方案不可行，理由是____________________________________________。
②进行乙方案实验：
准确量取残余清液稀释一定倍数后作为试样。
a．量取试样20.00mL，用0.1000mol·L－1NaOH标准溶液滴定，消耗22.00mL，该次滴定测得试样中盐酸浓度为__________mol·L－1；
b．平行滴定后获得实验结果。
③判断丙方案的实验结果________（填“偏大”、“偏小”或“准确”）。
[已知：
Ksp（CaCO3）＝2.8×10－9、Ksp（MnCO3）＝2.3×10－11]
④进行丁方案实验：
装置如右图所示（夹持器具已略去）。
（ⅰ）使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将_______转移到_______中。
（ⅱ）反应完毕，每间隔1分钟读取气体体积，气体体积逐次减小，直至不变。
气体体积逐次减小的原因是_____________（排除仪器和实验操作的影响因素）。
考点三氧、硫及其化合物
【知识精讲】
1．理清知识主线
H2―→―→O2―→O3（H2O4）
2．注意网络构建
3．扫除知识盲点
（1）除去附着在试管内壁上的硫，除了用热的NaOH溶液，还可以用CS2，但不能用酒精。
（2）SO2使含有酚酞的NaOH溶液褪色，表现SO2酸性氧化物的性质；使品红溶液褪色，表现SO2的漂白性；能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，表现SO2的还原性；SO2与H2S反应，表现SO2的氧化性；SO2和Cl2等体积混合通入溶液中，漂白性不但不增强，反而消失。
（3）把SO2气体通入BaCl2溶液中，没有沉淀生成，但若通入NH3或加入NaOH溶液，或把BaCl2改成Ba（NO3）2均有白色沉淀生成，前两者生成BaSO3沉淀，后者生成BaSO4沉淀。
（4）浓HNO3和Cu（足量）、浓H2SO4和Cu（足量）、浓盐酸和MnO2（足量）在反应时，随反应进行，产物会发生变化或反应停止。
注意区分Zn和浓H2SO4的反应。
（5）C与浓硫酸反应产物的确定应按以下流程进行：
无水CuSO4确定水→品红溶液确定SO2→酸性KMnO4溶液除去SO2→品红溶液检验SO2是否除净→澄清石灰水检验CO2。
4.常见的能用于漂白的物质的比较
用于漂白的物质
实际参与漂白的物质
漂白原理
变化类别
漂白特点
能漂
白的物质
活性炭
活性炭
吸附漂白
物理变化
物理漂白不可逆
一般用于溶液漂白
氯气
次氯酸
利用次氯酸的强氧化性进行漂白
化学变化
氧化还原漂白，不可逆
可以漂白所有有机色质
次氯酸盐
次氯酸
过氧化钠
过氧化氢
过氧化氢的强氧化性
化学变化
氧化还原漂白，不可逆
可以漂白所有有机色质
过氧化氢
二氧化硫
二氧化硫
二氧化硫与有色物质化合生成不稳定的无色物质
化学变化
非氧化还原漂白，可逆
具有选择性，如品红、棉、麻、草等
【经典题库】
题型一重要反应必练
1．按要求书写反应方程式。
（1）书写离子方程式
①热NaOH溶液除硫
_______________________________________________________
②将少量SO2气体通入NaOH溶液中
_______________________________________________________
③将SO2和Cl2等体积混合通入水中
_______________________________________________________
④将SO2气体通入FeCl3溶液中
_______________________________________________________
⑤向Na2S、Na2SO3混合溶液中加入盐酸
_______________________________________________________
⑥将SO2气体通入Ba（NO3）2溶液中
_______________________________________________________
（2）书写化学方程式
①将SO2通入H2S溶液中____________________________________________
②Cu和浓H2SO4混合加热____________________________________________
③C和浓H2SO4混合加热________________________________
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