专题十二常见非金属元素.docx
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专题十二常见非金属元素
[考纲要求] 1.了解常见非金属元素（如H、C、N、O、Si、S、Cl等）单质及其重要化合物的主要性质并了解其应用。
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。
考点一 碳、硅及其重要化合物
1．理清知识主线
H4
―→
O―→
O2
H4
―→
O2（H2S
O3）
2．注意网络构建
3．扫除知识盲点
（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＋SiO2
Na2SiO3＋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。
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（）
题组三 重要实验探究
3．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
请回答下列问题：
（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
1．理清知识主线
HC
Cl2―→HCl
―→H
O2―→H
O3―→H
O4
2．注意网络构建
3．扫除知识盲点
（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
、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
Ca2＋＋3ClO－＋SO2＋H2O===CaSO4↓＋Cl－＋2HClO（少量SO2）
Ca2＋＋2ClO－＋2SO2＋2H2O===CaSO4↓＋2Cl－＋SO
＋4H＋（过量SO2）。
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（）
题组三 重要实验探究
3．（2014·江苏，5）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．（2014·江苏，13）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
考点三 氧、硫及其化合物
1．理清知识主线
H2
―→
―→
O2―→
O3（H2
O4）
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。
题组一 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
④实验室利用Na2SO3和浓H2SO4制SO2
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）室温下，不能将浓硫酸盛放在铁桶中（）
（2）SO2使溴水褪色与乙烯使KMnO4溶液褪色的原理相同（）
（3）利用
，根据①浓硫酸，②蔗糖，③溴水，证明浓硫酸具有脱水性、氧化性（）
（4）利用
，根据①稀盐酸，②Na2SO3，③Ba（NO3）2溶液，证明SO2与可溶性钡盐均可以生成白色沉淀（）
（5）BaSO3与H2O2的反应为氧化还原反应（）
（6）二氧化硫可广泛用于食品的增白（）
（7）用Na2S作沉淀剂，除去废水中的Cu2＋、Hg2＋（）
（8）用硫酸清洗锅垢中的水垢（）
（9）用SO2漂白纸浆和草帽辫（）
题组三 重要实验探究
3．（2014·海南，17）硫代硫酸钠（Na2S2O3）可用做分析试剂及鞣革的还原剂，它受热、遇酸易分解。
工业上可用反应：
2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2制得。
实验室模拟该工业过程的装置如图所示。
回答下列问题：
（1）b中反应的离子方程式为________________________________________________
________________________________________________________________________，
c中试剂为____________。
（2）反应开始后，c中先有浑浊产生，后又变澄清。
此浑浊物是____________。
（3）d中的试剂为______________。
（4）实验中要控制SO2生成速率，可以采取的措施有____________________________
____________________________________________________________________（写出两条）。
（5）为了保证硫代硫酸钠的产量，实验中通入SO2不能过量，原因是______________
________________________________________________________________________。
考点四 氮及其重要化合物
1．理清知识主线
H3―→
―→
2O―→
O―→
O2―→H
O3
2．注意网络构建
3．扫除知识盲点
（1）NO只能用排水法或气囊法收集。
（2）NO2或NO与O2通入水的计算中常用到4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3、4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3两个方程式。
（3）浓HNO3显黄色是因为溶有NO2，而工业上制备的盐酸显黄色，是因为溶有Fe3＋。
（4）硝酸、浓H2SO4、次氯酸具有强氧化性，属于氧化性酸，其中HNO3、HClO见光或受热易分解。
（5）强氧化性酸（如HNO3、浓H2SO4）与金属反应不生成H2；金属和浓HNO3反应一般生成NO2，而金属和稀HNO3反应一般生成NO。
（6）实验室制备NH3，除了用Ca（OH）2和NH4Cl反应外，还可用浓氨水的分解（加NaOH固体或CaO）制取，而检验NH
须用浓NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体，以确定NH
的存在。
（7）收集NH3时，把一团干燥的棉花放在试管口，以防止与空气对流；收集完毕，尾气处理时，应放一团用稀硫酸浸湿的棉花放在试管口，以吸收NH3。
（8）铜与浓HNO3反应在试管内就能看到红棕色的NO2，而与稀HNO3反应时需在试管口才能看到红棕色气体。
（9）浓盐酸和浓氨水反应有白烟生成，常用于HCl和NH3的相互检验。
题组一 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将NO2通入水中
②将NH4Cl溶液与NaOH溶液混合加热
③把NH3通入到AlCl3溶液中
④将氨水滴入到FeCl3溶液中
⑤Cu和浓HNO3反应
⑥Cu和稀HNO3反应
⑦C和浓HNO3反应
（2）书写化学方程式
①N2和O2的反应
②氨的催化氧化
③实验室用消石灰和NH4Cl制氨气
④浓HNO3变黄
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）制二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收尾气（）
（2）液氨用作制冷剂不涉及化学变化（）
（3）NH3能使酚酞试液变红，所以NH3可用于设计喷泉实验（）
（4）浓氨水可检验氯气管道漏气（）
（5）P2O5可用于干燥Cl2和NH3（）
（6）利用
，根据①浓硝酸，②Na2CO3，③Na2SiO3溶液可证明酸性：
硝酸＞碳酸＞硅酸（）
（7）利用
，根据②中酚酞试液变红，能证实①中加热NH4Cl和Ca（OH）2混合物发生反应生成NH3（）
（8）可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气（）
（9）液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷剂（）
（10）NH4Cl为强酸弱碱盐，所以可用加热法除去NaCl中的NH4Cl（）
（11）检验NH
时，往试样中加入NaOH溶液，微热，用湿润的蓝色石蕊试纸检验逸出的气体（）
题组三 装置判断与利用
3．（2012·上海，16）实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置，其中正确的是（ ）
A．①是氨气发生装置
B．③是氨气发生装置
C．②是氨气吸收装置
D．④是氨气收集、检验装置
4．（2013·安徽理综，8）实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示（省略夹持和净化装置）。
仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验，最合理的选项是（ ）
选项
a中的物质
b中的物质
c中收集的气体
d中的物质
A
浓氨水
CaO
NH3
H2O
B
浓硫酸
Na2SO3
SO2
NaOH溶液
C
稀硝酸
Cu
NO2
H2O
D
浓盐酸
MnO2
Cl2
NaOH溶液
考点五 环境污染与环境保护
人类社会进入二十世纪八十年代以来，人们越来越关心环境问题。
我们在享受科学技术迅速发展带来物质文明的同时，也因一次次以牺牲环境为代价，而受到大自然的一次次报复。
如全球变暖、臭氧层破坏、酸雨、死鱼事件、沙尘暴等。
人们逐渐意识到：
保护环境，就是保护人类赖以生存的空间。
作为关系到千家万户的高考已经把环境问题列为一个重要考点。
1．环境污染的主要类型
大气污染、水污染、土壤污染、食品污染、固体废弃物污染、放射性污染、噪音污染等。
2．二氧化硫的污染及治理
二氧化硫是空气中有害气体的罪魁祸首。
当空气中SO2的含量达到百万分之零点一到百万分之一时，植物、建筑物的结构材料就会严重受损；若达到百万分之一到百万分之十时，会引起呼吸道痉挛、流泪、咳嗽甚至死亡；若达到万分之一时，一切生命都无法存在。
控制酸雨的根本措施是减少SO2和NO2的人为排放量。
火力发电厂是SO2主要的污染源之一。
目前全世界的火力发电厂通常利用石灰石泥浆吸收尾气中的SO2生产石膏，较先进的方法是采取烟气脱硫、重油脱硫等方法。
生产硫酸的工厂也是主要的污染源，硫酸工业通常采用氨吸收法。
3．化学中的环保
（1）环境：
大气、土地、水、矿产、森林、生物及风景游览区、自然保护区、生活居住区等构成了人类生存的环境。
（2）环保措施：
控制和减少污染物的排放，如硫酸厂尾气在排放前的回收处理、城市机动车的排气限制等。
（3）工业三废：
废水、废气、废渣。
（4）粉尘：
指煤、矿石、SiO2等固体物料在运输、筛选、粉碎、卸料等机械处理过程中产生的或是由风扬起的灰尘等。
（5）破坏臭氧层的物质：
SO2、NO、NO2、CF2Cl2（氟利昂）等。
（6）氰化物：
CN－有剧毒（电镀液中常含有），含CN－的污水、废气会严重污染环境。
（7）汞：
剧毒。
不慎洒出，可在汞上撒上硫粉（Hg＋S===HgS）。
为了排除室内汞蒸气，排风机应装在墙的下部。
1．（2014·天津理综，1）化学与生产、生活息息相关，下列叙述错误的是（ ）
A．铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性
B．用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可减少白色污染
C．大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的一种重要因素
D．含重金属离子的电镀废液不能随意排放
2．（2012·江苏，1）化学在资源利用、环境保护等与社会可持续发展密切相关的领域发挥着积极作用。
下列做法与社会可持续发展理念相违背的是（ ）
A．改进汽车尾气净化技术，减少大气污染物的排放
B．开发利用可再生能源，减少化石燃料的使用
C．研发可降解高分子材料，减少“白色污染”
D．过度开采矿物资源，促进地方经济发展
3．[2013·北京理综，26
（1）（3）]NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。
（1）NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：
____________________
________________________________________________________________________。
（3）在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低NOx的排放。
①当尾气中空气不足时，NOx在催化转化器中被还原成N2排出。
写出NO被CO还原的化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②当尾气中空气过量时，催化转化器中的金属氧化物吸收NOx生成盐。
其吸收能力顺序如下：
12MgO＜20CaO＜38SrO＜56BaO。
原因是______________________________________
________________________________________________________________________，
元素的金属性逐渐增强，金属氧化物对NOx的吸收能力逐渐增强。
专题突破练
1．下列化学方程式（含相关条件）与实际化工生产功能相符合的是（ ）
A．工业上最重要的“人工固氮”反应：
N2＋3H2
2NH3
B．工业法合成盐酸：
H2＋Cl2
2HCl
C．工业上获取NaCl：
2Na＋Cl2
2NaCl
D．氯碱工业：
2NaCl＋2H2O
2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
2．下列实验中能证明某气体为SO2的是（ ）
①使澄清石灰水变浑浊 ②使湿润的蓝色石蕊试纸变红
③使品红溶液褪色 ④通入足量NaOH溶液中，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，该沉淀溶于稀盐酸 ⑤通入溴水中，能使溴水褪色，再滴加Ba（NO3）2溶液有白色沉淀产生
A．都能证明B．都不能证明
C．③④⑤均能证明D．只有⑤能证明
3．实验装置是为达成实验目的选用的。
下列实验装置与实验目的相匹配的是（ ）
4．已知FeS与某浓度的HNO3反应时生成Fe（NO3）3、H2SO4和某一单一的还原产物，若FeS和参与反应的HNO3的物质的量之比为1∶6，则该反应的还原产物是（ ）
A．NOB．NO2C．N2OD．NH4NO3
5．某学生对SO2与漂粉精的反应进行实验探究，下列叙述错误的是（ ）
操作
现象
①取4g漂粉精固体，加入100mL水
部分固体溶解，溶液略有颜色
②过滤，测漂粉精溶液的pH
pH试纸先变蓝，最后褪色
③
液面上方出现白雾；稍后，出现浑浊，溶液变为黄绿色；最终，产生大量白色沉淀，黄绿色褪去
A.Cl2和Ca（OH）2制取漂粉精的化学方程式是：
2Cl2＋2Ca（OH）2===CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O
B．pH试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有碱性、漂白性
C．液面上方出现白雾，白雾中一定只含HCl
D．最后，产生大量白色沉淀，黄绿色褪去，推测白色沉淀主要是CaSO4
6．
（1）下列与含氯化合物有关的说法正确的是________（填字母）。
A．HClO是弱
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