专题 xin常见非金属元素单质及其重要化合物讲解Word文件下载.docx
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（8H2CO3的酸性大于H2SiO3,所以有Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3,但高温下
Na2CO3+SiO2高温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SiO2高沸点难挥发固体制得低沸点易挥发的CO2。
例1、某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半,该元素（
A.在自然界中只以化合态的形式存在
B.单质常用作半导体材料和光导纤维
C.最高价氧化物不与酸反应
D.气态氢化物比甲烷稳定
【点评】本题是利用元素周期律和元素周期表来考查非金属元素硅及其化合物的性质和应用。
硅及其化合物有非金属及非金属化合物的共性,又有其特殊性,对考生的要求是很全面的。
此题对一部分考生来说有一定难度,要求考生对知识的掌握不仅要全面更要细致入微。
【变式探究】光导纤维的主要成分是二氧化硅,下列关于二氧化硅的说法正确的是（
A.工业上用二氧化硅制取单质硅时,1molC理论上能置换出1molSi
B.6g二氧化硅中含有0.4mol共价键
C.二氧化硅是H2SiO3的酸酐,因此能与碱反应,不能与任何酸反应
D.由于硅酸比碳酸弱,故二氧化硅不能与碳酸钠反应
【答案】B
【解析】工业上用二氧化硅制取单质硅的反应式为:
2C+SiO2高温Si+2CO↑,故1molC
能置换出0.5molSi,A项错误;
6g的二氧化硅中含0.1molSi,含有0.4molSi—O键,B项正确;
SiO2能与氢氟酸反应,C项错误;
在高温下二氧化硅能与碳酸钠反应,D项错误。
考点二卤素及其化合物
1.氯及其化合物知识中的热点
（1Cl2与水的可逆反应,HClO的强氧化性和弱酸性。
（2Cl2与碱的歧化反应。
（3Cl2作为氧化剂使用,如将Fe2+氧化为Fe3+。
（4Cl2的实验室制法,还原剂用浓盐酸,氧化剂可以为MnO2（△、KClO3和KMnO4等。
（5次氯酸盐为重点
①ClO-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SO32-、I-、Fe2+均不能大量共存。
②ClO-体现水解性,因HClO酸性很弱,ClO-水解显示碱性,如Fe3++3ClO-+3H2O=Fe（OH3↓+3HClO。
例2、（2013·
福建理综·
24（14分二氧化氯（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+、SO42-等杂质。
其次除杂操作时,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SO42-,其原因是___________【已知:
Ksp（BaSO4=1.1×
10-10Ksp（BaCO3=5.1×
10-9】
②该法工艺原理如右。
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:
□+24NaClO3+12H2SO4=□ClO2↑+□CO2↑+18H2O+□_________
（3ClO2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-相同量得电镀废水,所需Cl2的物质的量是ClO2的_______倍
【知识点】粗盐提纯,溶度积常数Ksp,化学方程式的书写,氧化还原反应类型的方程式的配平以及相关的化学计算。
【答案】
（1①BaCl2BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大,当溶液中存在大量CO32-时,BaSO4（s会部分转化为BaCO3（s（或其他合理答案
②H
、Cl2NaClO3+4HCl=2ClO
↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O
（2
+24NaClO
3+12H2SO422↑+18H2
（32.5
【解析】（1①根据提纯的流程可知,先加入的试剂是除去杂质SO42-,在不引入新的杂质的前提下,滴加的试剂是BaCl2。
根据所给的Ksp:
BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大,当溶液中存在大量CO32-时,会导致BaSO4（s会部分转化为BaCO3（s,这时溶液中就出现了SO42-。
②电解食盐水的方程式为:
所以可以得到的单质是:
H2和Cl2。
发生器中的反应物是NaClO3和HCl,根据流程图可知生成的物质有:
ClO2、Cl2以及NaCl（根据元素守恒还有水。
所以化学方程式为2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O。
（
2纤维素属于多糖,水解产物是葡萄糖（C6H12O6,根据元素守恒,生成的产物还有24Na2
SO4。
根据H原子个数守恒（36-24=12,可知葡萄糖分子的系数是1,然后在满足其他原子个数守恒,即可配平此方程式:
还原反应,根据电子守恒2.5Cl2︿ClO2。
【变式题】下列说法正确的是（
A.1molCl2与足量NaOH溶液反应转移电子的物质的量为2mol
B.用含有0.2molHCl的浓盐酸与足量MnO2加热反应,可制得1.12LCl2（标准状况下
C.向新制氯水中通入SO2,氯水的漂白能力将增强
D.向新制氯水加入CaCO3,溶液中c（HClO将增大
【答案】D
【解析】Cl2与NaOH溶液反应的化学方程式为Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,该反应为歧化反应,1molCl2与足量NaOH溶液反应转移电子的物质的量应为1mol,A项错;
0.2molHCl完全反应可制得0.05molCl2,但随反应的进行,浓盐酸变成稀盐酸,而稀盐酸
不与MnO2反应,B项错;
新制氯水中存在如下平衡:
Cl2+H2
OHCl+HClO,若通入SO2会发生反应:
Cl2+SO2+2H2O===2HCl+H2SO4,平衡左移,c（HClO减小,溶液的漂白能力将减弱;
若加入CaCO3,由于CaCO3与HCl反应而不与HClO反应,平衡右移,溶液中c（HClO将增大,故C项错,D项正确。
考点三氧、硫及其化合物
1.常见无机酸的重要规律和重要特性
（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该元素非金属性的强弱,如酸性:
HClO4>
H2SO4>
H3PO4>
H2CO3>
H2SiO3。
②证明酸性强弱,可利用复分解反应中“强酸制弱酸”的规律,如:
Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓
Ca（ClO2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
③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。
（2重要特性
①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。
②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。
③浓H2SO4具有吸水性、脱水性和强氧化性。
④常温下,铁、铝遇浓H2SO4、浓HNO3发生钝化。
例3如图,在注射器中加入少量Na2SO3晶体,并吸入少量浓硫酸（以不接触纸条为准。
则下列有关说法正确的是（
A.蓝色石蕊试纸先变红后褪色
B.品红试纸、沾有KMnO4溶液的滤纸均褪色证明了SO2具有漂白性
C.湿润淀粉KI试纸变蓝
D.NaOH溶液可用于除去实验中多余的SO2
【解析】SO2溶于水显酸性使蓝色石蕊试纸变红,但不褪色,A错;
SO2使KMnO4溶液褪
色是发生了氧化还原反应,表现了SO2的还原性,B错;
SO2的氧化性弱于I2,不能把I-氧化成I2,所以湿润淀粉KI试纸不能变蓝,C错。
【点评】正确把握SO2的漂白性应注意以下几点:
（1SO2漂白性的选择性:
SO2不能使紫色石蕊试液褪色,SO2使红色酚酞溶液褪色,是SO2与水反应生成的H2SO3具有酸性。
（2SO2漂白性的暂时性:
如溶有SO2的无色品红溶液加热后溶液变红。
（3SO2使氯水、溴水或酸性KMnO4溶液褪色,不属于SO2的漂白性,而是SO2的还原性。
【变式题】用图所示实验装置（夹持仪器已略去探究铜丝与过量浓硫酸的反应。
下列实验不合理的是（
A.上下移动①中铜丝可控制SO2的产生量
B.②中选用品红溶液验证SO2的生成
C.③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2
D.为确认CuSO4生成,向①中加水,观察颜色
【解析】注意审题“……过量浓硫酸”,所以向①中加入水可能发生危险,应待反应冷却后,慢慢倒入盛水的小烧杯中,并不断搅拌,观察颜色,D项错误。
【点评】观察近几年高考试题可以发现,对浓H2SO4性质的考查具有一定的隐含性,主要表现在以下几个方面:
①如本题隐含了浓硫酸稀释的操作;
②隐含条件对反应的影响,如浓H2SO4与不活泼金属、非金属在不加热的条件下不反应,在加热的条件下与Fe、Al发生剧烈反应;
③隐含浓H2SO4与金属反应时,反应过程中浓度的减小对反应的影响。
考点四氮及其化合物的性质
1.NO、NO2与O2溶于水的计算,利用好两个比值4∶3、4∶1即可
4NO+3O2+2H2O===4HNO3
4NO2+O2+2H2O===4HNO3
2.HNO3的性质,尤其是强氧化性是热点,涉及与单质反应产物的判断,尤其是与铁的反应如稀HNO3与Fe:
Fe+4HNO3（稀,过量===Fe（NO33+NO↑+2H2O;
3Fe（过量+8HNO3（稀===3Fe（NO32+2NO↑+4H2O。
例4向含4molHNO3的稀溶液中,逐渐加入铁粉至过量。
假设生成的气体只有一种,请在坐标系中画出n（Fe2+随n（Fe变化的示意图,并标出n（Fe2+的最大值。
【解析】向稀HNO3溶液中加入Fe粉,开始时HNO3过量,Fe被氧化成Fe（NO33:
Fe+4HNO3（稀===Fe（NO33+NO↑+2H2O,但加入1molFe时恰好生成1molFe（NO33。
再加入铁粉时,发生反应:
Fe+2Fe（NO33===3Fe（NO32,当加入1.5molFe时,生成1.5molFe（NO3
2,继续加入铁粉后,不再发生反应,n（Fe2+不变。
由此可画出n（Fe2+
随n（Fe变化的曲线。
【点评】图像题、画图题是近几年高考的热点问题,应予以重视。
解答这类题目的关键是分析化学反应的过程。
【变式题】将22.4g铁粉逐渐加入到含HNO30.8mol的稀硝酸中,反应生成的气体的物质的量（x随消耗铁粉的物质的量（y变化关系中正确的是（
【答案】C
【解析】22.4g铁的物质的量为0.4mol,铁粉发生的反应有以下两个阶段:
Fe+4HNO3（稀===Fe（NO33+NO↑+2H2O
0.2mol0.8mol0.2mol0.2mol
Fe+2Fe（NO33===3Fe（NO32
0.1mol0.2mol
结合图像分析知C项符合题意。
难点探究:
难点一氯及其化合物的性质与应用
例5（2012·
上海15.下图所示最验证氯气性质的徼型实验,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+8H2
O
【解析】A项,由实验现象不能说明氧化性:
Br2>
I2;
B项,由实验现象还可以说明氯气与水生成了漂白性物质;
C项,氯气与水生成酸性物质也可出现对应的实验现象。
【点评】本题考查氯气的性质。
1.氯及其化合物中的高考热点
（1Cl2与碱的歧化反应;
（2Cl2作为氧化剂使用,如将Fe2+→Fe3+,Br-→Br2。
（3HClO、HClO2、HClO3、HClO4酸性依次增强,但氧化性降低;
（4HCl的特殊制法,浓盐酸中滴加浓H2SO4;
（5Cl2实验室制法,氧化剂可以为KMnO4、MnO2、K2Cr2O7、KClO3
（6卤素化合物以次氯酸盐为重点:
①ClO-类似NO3-,酸性环境中氧化性增强,但ClO-又不同于NO3-,任何环境中都表现氧化性,如ClO-与I-、Fe2+均不能共存。
②ClO-表现水解性,因HClO酸性很弱,ClO-水解显示碱性,如Fe3++3ClO-+3H2O===Fe（OH3↓+3HClO。
难点二硫及其化合物的性质与应用
例6（2012·
天津2.下列单质或化合物性质的描述正确的是
A.NaHSO4水溶液显中性
B.SiO2与酸、碱均不反应
C.NO2溶于水时发生氧化还原反应
D.Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3
【解析】硫酸氢钠在水溶液中完全电离为:
NaHSO4=Na++H++SO42-,故溶液呈酸性,A错;
二氧化硅属于酸性氧化物,其能和强碱反应,也能和氢氟酸反应,B错;
二氧化氮溶于水和水反应生成硝酸和一氧化氮,属于氧化还原反应,C对;
氯气具有较强的氧化性,铁在其中燃烧一定生成氯化铁,D错。
【点评】此题以元素化合物知识为基础,综合考查了物质性质、氧化还原反应等知识。
【变式题】（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
【解析】该装置分别为固液不加热制气体,向上排空气法收集气体,以及采用防倒吸的方法进行尾气处理。
A、氨气不能使用向上排空气法,错误;
B、正确;
C、铜与稀硝酸反应需要
加热,且
2
NO吸收不宜使用防倒吸装置,错误;
D、制取氯气需要加热,错误。
【点评】考查化学实验基本原理（气体的制备,实验装置、仪器的使用。
【变式题】（2012·
上海13.下列关于硫酸工业生产过程的叙述错误的是
A.在接触室中使用铁粉作催化剂
B.在接触室中运用热交换技术可充分利用能源
C.把硫铁磨成细粉末,可以提高原料的利用率
D.该反应采用450~500℃主要是因为该温度下催化剂活性好
【答案】A
【解析】硫酸工业生产中的铁触媒的主要成分是Fe3O4,而不是铁粉,A错。
【点评】本题考查硫酸工业。
【变式题】（2013·
23（16分
利用化石燃料开采、加工过程产生的H2S废气制取氢气,既廉价又环保。
（1工业上可用组成为K2O·
M2O3·
2RO2·
nH2O的无机材料纯化制取的氢气
①已知元素M、R均位于元素周期表中第3周期,两种元素原子的质量数之和为27,则R的原子结构示意图为_________
②常温下,不能与M单质发生反应的是_________（填序号
a.CuSO4溶液b.Fe2O3c.浓硫酸
d.NaOHe.Na2CO3固体
（2利用H2S废气制取氢气来的方法有多种
①高温热分解法
H2S（g==H2+1/2S2（g
在恒温密闭容器中,控制不同温度进行H2S分解实验。
以
H2S起始浓度均为cmol·
L-1测定H2S的转化率,结果见右
图。
图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线,b曲线表
示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的
转化率。
据图计算985℃时H2S按上述反应分解的平衡常数
K=________;
说明温度的升高,曲线b向曲线a逼近的原
因:
___________
②电化学法
该法制氢过程的示意图如右。
反应池中反应物的流向采用
气、液逆流方式,其目的是___________;
反应池中发生反
应的化学方程式为_____________________。
反应后的溶液
进入电解池,电解总反应的离子方程式为_______________________。
【知识点】物质结构和元素周期律,元素化合物性质,化学平衡常数以及电化学反应等知识。
（1①②b、e
（2①温度升高,反应速率加快,达到平衡所需的时间缩短（或其他合理条件②增大反应物接触面积,使反应更充分
【解析】（1①根据可知M、R的化合价分别是+3、+4价,再结合二者的质子数之和为27,可推知X是Al、Y是Si,则Si的原子结构示意图为
。
②Al和Fe2O3发生铝热反应的条件是高温,也不和Na2CO3固体反应;
（2根据图像可知,985℃时,H2S的平衡转化率为40%,我们根据三段式计算出化学平衡常数:
由图可知,当温度升高时,达到平衡的时间缩短了,也就是说升高温度加快了化学反应速率;
②采用气、液逆流的方式进行,其目的是增大了气、液的接触面积,增大了化学反应速率,使反应更容易进行。
根据反应池的结构,可知:
参加反应的物质是H2S和2FeCl3,生成物是S单质,说此反应为氧化还原反应,所以生成的物质还有FeCl2
即方程式为
从反应池流出的溶液中含有Fe2+,经过电解池
也变回了Fe3+,同时还有H2生成,故电解反应方程式
为
北京25.（13分直接排放含SO2的烟气会形成酸雨,危害环境。
利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2,
（1用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应:
。
（2在钠碱循环法中,Na2SO3溶液作为吸收液,可由NaOH溶液吸收SO2制得,该反应的离子方程式是
²
﹣3﹣变化关系如下表:
:
②当吸收液呈中性时,溶液中离子浓度关系正确的是（选填字母:
a.c（Na+
=2c（SO32-+c（HSO3-,
b.c（Na+>
c（HSO3->
c（H+=c（OH-
c.c（Na++c（H+=c（SO32-+c（HSO3-+c（OH-
（4当吸收液的pH降至约为6时,需送至电解槽再生。
再生示意图如下:
①HSO3-在阳极放电的电极反应式是。
②当阴极室中溶液pH升至8以上时,吸收液再生并循环利用。
简述再生原理:
【答案】（1SO2+H2O
H2SO3,2H2SO3+O2催化剂2H2SO4;
（2SO2+2OH-=SO32-+H2O;
（3酸;
HSO3-存在:
HS
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