重要非金属.doc

一. 教学内容无机非金属元素及其化合物 二. 教学目标 重点掌握几种常见典型物质的物理性质和化学性质； 掌握硫酸、硝酸的化学性质； 掌握氯气、二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮、二氧化碳、氨气、氢气的实验室制法和气体的收集与尾气的吸收。 三. 教学重点、难点 元素化合物是高中化学的主体，这部分内容与基本概念、基本理论相互渗透，与化学实验、化学计算联系紧密。复习元素化合物，要运用规律、把握关键、抓住重点、联系实际、编织元素化合物的科学体系。 元素化合物知识复习中要注意相似、相近内容的总结归纳。如SO2、CO2、SO3、P2O5、SiO2等都是酸性氧化物，它们的性质有相似之处也有相异点。高考命题时常会把这种关系编入试题中。近几年的高考试题中这种趋向比较明显，值得大家重视。 2. 次氯酸、漂白粉的性质 HClO分子的结构式为H－O－Cl（氧处于中心），所以电子式为。次氯酸、次氯酸钙等有多方面的性质，经常用到以下几方面性质 （1）HClO是一种弱酸，与碳酸比较电离能力有如下关系H2CO3HClOHCO3-，请分析下列反应 少量二氧化碳通入NaClO溶液中NaClO CO2 H2ONaHCO3 HClO 氯气通入碳酸氢钠溶液中 Cl2 NaHCO3NaCl CO2↑ HClO （2）ClO-是一种弱酸的酸根离子，能发生水解反应ClO-H2OHClO OH-，所以次氯酸钙溶液显碱性。 若遇到铁盐、铝盐易发生双水解3ClO-Fe33H2OFe（OH）3↓ 3HClO （3）HClO和ClO-都具有强氧化性，无论酸性、碱性条件下都可以跟亚铁盐、碘化物、硫化物等发生氧化还原反应，但不能使品红溶液褪色。如 硫酸亚铁溶液遇漂白粉2Fe25ClO-5H2O 2Fe（OH）3↓ Cl-4HClO 漂白粉遇亚硫酸盐ClO-SO32-Cl-SO42- （4）HClO见光易分解2HClO2HCl O2↑ （5）次氯酸钙中的Ca2、ClO-可以表现出一些综合性质。如少量二氧化碳通入次氯钙溶液中 Ca（ClO）2 CO2 H2OCaCO3↓ 2HClO 注意理解二氧化碳、碳酸钠、碳酸氢钠分别跟次氯酸钙溶液反应的差异 Ca（ClO）2 Na2CO3CaCO3↓ 2NaClO Ca（ClO）2 NaHCO3CaCO3↓ HClO NaClO 3. 碳、硅及化合物的联系网络 4. 氧及其化合物相互联系 5. 氮及其化合物间的转化关系 6. 熟记常见物质的颜色和状态 7. 常见物质的毒性。 （1）有毒的单质氯气、溴、氟气、Hg、As等 （2）有毒的气体或蒸气氯气、氟气、溴蒸气、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫、三氧化硫（熔点16.8℃）、甲醛、苯蒸气、硝基苯 （3）有毒的离子重金属阳离子，如Cu2、Ag、Pb2、Hg2等。 8. 常温下，呈液态的物质有H2O、Br2、Hg、乙醇、乙醛（沸点20.8℃）、乙酸（熔点16.6℃）、苯、四氯化碳、氯仿等。 9. 气体中极易溶于水的气体有氟化氢、氨、氯化氢、碘化氢、二氧化硫、二氧化氮。 10. 常见物质的漂白性 （1）氧化漂白型HClO、Ca（ClO）2、Na2O2、H2O2、HNO3、O3等，漂白过程不可逆。 （2）化合漂白型SO2、H2SO3等，漂白过程可逆。 说明a漂白性是指化学变化。活性炭为疏松、多孔的物质，具有较大的表面积，可以吸附一些有色物质而使之褪色，是物理变化。 b漂白一般是指使有机物褪色，即使使无机物褪色也不叫漂白，如二氧化硫使碘水褪色。 c两种不同的漂白剂混合可能失去漂白作用，如二氧化硫和氯气按11的体积比混合，生成了盐酸和硫酸，不再具有漂白性。 11. 离子检验中的注意事项 （1）检验Ag加入Cl-，产生白色沉淀，沉淀不溶于稀硝酸（不能加盐酸或硫酸）。 （2）检验SO42-加入Ba2，产生白色沉淀，沉淀不溶于稀盐酸（不能加硝酸或硫酸）。最佳方法是先加盐酸，无气体或无沉淀产生，再加Ba2，有白色沉淀产生。既要防止SO32-的干扰，又要防止Ag的干扰。 （3）加入不同的酸可能产生的气体有氢气、二氧化碳、二氧化硫、硫化氢、一氧化氮、二氧化氮等。 （4）加入强碱产生的气体有氨气、氢气（铝或硅与氢氧化钠反应）。 12. 掌握硝酸、硫酸、盐酸与不同金属的反应规律。 13. 掌握常见的几个连续氧化规律（反应条件略） （1）NH3→ NO →NO2 （2）H2S →S→SO2→SO3 （3）Na→Na2O→Na2O2 （4）C→CO→CO2 14. 推断题中千万不能忽视的几种物质（因为它们不满足同主族的最高正价或最低负价）FeS2、Na2O2、H2O2、CaC2、Fe3O4、N2O等。 【典型例题】 例1. 氯化碘（ICl）的化学性质跟氯气相似，预计它跟水反应的最初生成物是 A. HI和HClO B. HCl和HIO C. HClO3和HIO D. HClO和HIO 答案B 例2. 可以验证硫元素的非金属性比氯元素弱的事实是 ①硫和氢气在加热条件下能形成H2S、H2S受热300℃左右分解。氯气和氢气在点燃或光照下生成氯化氢，氯化氢很难分解。 ②向氢硫酸溶液中滴入氯水有单质硫生成 ③硫、氯气分别与铜和铁反应的产物是 FeS、Cu2S、FeCl3、CuCl2 ④高氯酸（HClO4）的酸性强于硫酸 A. ①②③④ B. 有①② C. 只有②③④ D. 只有③④ 解析元素非金属性强弱的比较有很多方法。常用的方法有 ①形成气态氢化物难易程度，易形成气态氢化物者，非金属性强。通常气态氢化物稳定的非金属性强。 ②相同条件下，最高价氧化物的水化物酸性强的非金属性强。 ③非金属单质甲可以在溶液中置换出非金属单质乙，则甲的非金属性强于乙。 ④同种变价金属与不同非金属反应时，生成高价金属化合物时，该非金属性强于生成低价金属化合物对应的非金属，如题中③。综上所述选项A符合题意。 在理论上还有①易得到电子的非金属单质，其非金属性强。②同周期元素在右侧（稀有气体除外），同主族元素在上方非金属性强。 例3. A、B、C是在中学化学中常见的三种化合物，它们各由两种元素组成，甲、乙是两种单质.这些化合物和单质之间存在如下的关系 据此判断 （1）在A、B、C这三种化合物中，必定含有乙元素的是。（用A、B、C字母填写） （2）单质乙必定是（填“金属”或“非金属”），其理由是。 （3）单质乙的分子式可能是，则化合物B的分子式是。 解析（1） 根据题意，可转化为如下三个反应① 甲＋乙→A，② 甲＋B→ A＋C， ③A＋B→乙＋C，由①可知化合物A中一定含有乙元素，由②A中含乙元素，一定来源于化合物B，所以A、B均含有乙元素。 （2）由③ 看出，该反应一定是氧化还原反应，乙为单质，A、B中又都含有乙元素，所以乙元素在A、B中必有一个显正价，另一个显负价。在中学化学中只有非金属元素显负价，因而乙一定是非金属元素。 （3）单质乙可能是S，B的化学式为H2S，A的化学式为SO2，因此可写出下列（左）反应关系，也可认为乙是N2，可以写出如下（右）反应关系 答案（1）A、B均含有乙元素；（2） 乙一定是非金属元素，乙元素在A、B中必有一个显正价，另一个显负价，而在中学化学中只有非金属元素显负价。 （3）单质乙可能是S，B的化学式H2S，A的化学式为SO2；也可以是N2、NH3和NO 例4. A、B、C、D、E、F六种物质的相互转化关系如下图所示（反应条件未标出），其中反应①是置换反应。 ⑴若A、D、F都是非金属单质，且A、D所含元素同主族，A、F所含元素同周期，则反应①的化学方程式是____________________________________。 ⑵若A是常见的金属单质，D、F是气态单质，反应①在水溶液中进行，则反应②（在水溶液中进行）的离子方程式是 _________________________；已知1 g D与F反应生成B时放出92.3 kJ热量，写出该反应的热化学方程式________________________________。 ⑶若B、C、F都是气态单质，且B有毒，③和④两个反应中都有水生成，反应②需要放电才能发生，A、D相遇有白烟生成，则C的电子式是________________，反应③的化学方程式是 _________________________________________。 ⑷若A、D为短周期元素单质，且所含元素的原子序数A是D的2倍，所含元素的原子核外最外层电子数D是A的2倍，③和④两个反应中都有红棕色气体生成，则反应④的化学方程式是_________________________________________。 答案 ⑴SiO2＋2CSi＋2CO↑ ⑵2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－H2（g）＋Cl2（g）＝2HCl（g）；ΔN∶ 4NH3＋5O24NO＋6H2O ⑷C＋4HNO3CO2↑＋4NO2↑＋2H2O 例5. 为检验浓硫酸与木炭在加热条件下反应产生的SO2和CO2气体，设计了如图所示实验装置，a、b、c为止水夹，B是用于储气的气囊，D中放有用I2和淀粉的蓝色溶液浸湿的脱脂棉。 请回答下列问题 （1）实验前欲检查装置A的气密性，可以采取的操作是； （2）此实验成败的关键在于控制反应产生气体的速率不能过快，由此设计了虚框部分的装置，则正确的操作顺序是（用操作编号填写） ①向A装置中加入浓硫酸，加热，使A中产生的气体进入气囊B，当气囊B中充入一定量气体时，停止加热； ②待装置A冷却，且气囊B的体积不再变化后，关闭止水夹a，打开止水夹b，慢慢挤压气囊，使气囊B中气体慢慢进入装置C中，待达到实验目的后，关闭止水夹b； ③打开止水夹a和c，关闭止水夹b； （3）实验时，装置C中的现象为； （4）当D中产生（多选不得分）现象时，可以说明使E中澄清石灰水变浑浊的是CO2，而不是SO2； A. 进气口一端脱脂棉蓝色变浅，出气口一端脱脂棉蓝色不变 B. 脱脂棉上蓝色均变浅 C. 脱脂棉上蓝色褪去 装置D的作用为。 答案（1）关闭分液漏斗的活塞，打开止水夹a和b，关闭止水夹c，用手捂热（或微热）圆底烧瓶A，若C中有气泡冒出，移开手掌（或热源）后，C处导管内有水上升，则证明A装置的气密性良好。 （2）③①② （3）品红溶液褪色。 （4）A；除去SO2并检验SO2已被除净。 例6. 设X、Y、Z、A、B分别代表五种短周期元素，已知①Ym－和Zn－两种离子具有相同的电子层结构；②Y和X可以形成原子个数比为11的化合物甲和原子个数比为12的化合物乙，甲和乙都是共价化合物；③Z和X可以形成原子个数比为11的化合物丙，其分子与乙的分子所含质子数相同；④Y和A是同周期相邻的两种元素，Y和B是同主族相邻的两种元素；⑤Y、A、B三种元素的原子序数之和为31。据此，请回答 （1）Y的元素符号是；A的元素符号是; B的元素符号是。 （2）化合物甲的结构式是。 （3）Z单质与化合物乙反应的化学方程式是。 （4）化合物丙与NaOH溶液反应的离子方程式是。 （5）X、A、Y可组成原子个数比为423的化合物，其水溶液呈酸性，原因是（用离子方程式表示）。 （6）若把甲看成二元弱酸，请写出常温下甲与乙组成的混合物中存在的带负电荷的微粒。 （7）化合物甲与酸性高锰酸钾溶液反应的现象有 ①；②。 NH3H2O H＋，H2O2属于二元弱酸，其电离方程式为H2O2H＋＋HO2－、HO2－H＋＋O22－，再加上由水电离产生的OH－，则溶液中带负电荷的离子有HO2－、O22－、OH－，H2O2与酸性高锰酸钾溶液反应的方程式为2KMnO4＋5H2O2＋3H2SO4＝K2SO4＋2MnSO4＋8H2O＋5O2↑，现象为①有无色气体产生 ②溶液紫色褪去 NH3H2O H＋（6）HO2－、O22－、OH－ 3R2 3H2O，下列关于R元素的叙述正确的是 A. R位于VA族 B. R的氢化物水溶液属于强酸 C. RO3－中的R只能被还原 D. R2在常温常压下一定是气体 4、固体A的化学式为NH5，它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外电子层结构。则下列有关说法中，不正确的是 A. 1molNH5中含有5NA个N－H键（NA表示阿伏加德罗常数值） B. NH5中既有共价键又有离子键，它形成的晶体是离子晶体 C. NH5受热分解的反应是NH5NH3 H2↑ D. 它与水反应后的溶液显酸性 5、某研究性学习小组为了探索镁粉与溴水反应的机理，做了如下四组实验①将镁粉投入冷水中未见任何明显现象；②将镁粉放入溴水中，观察到只是开始时产生极少量气泡，但溴水的颜色逐渐褪去；③将镁粉放到液溴中，未观察到任何明显现象；④向含足量镁粉的液溴中滴加几滴水，观察到溴的红棕色很快褪去，则下列关于镁与溴水的反应机理的论述中正确的是 （ ） A. 镁粉只直接与溴水中的溴反应 B. 镁粉只与溴水中的酸反应 C. 镁粉同时与溴水中的溴和酸反应 D. 镁粉在水的催化下与溴发生反应 6、原硅酸的结构为，若去掉氢原子后的剩余部分即SiO44－为原硅酸根，其构型为正四面体，四面体顶角上的氧原子叫“角氧”。有关叙述正确的是 （ ） A. 两分子原硅酸脱去一分子水得到的H6Si2O7分子中有6个 SiDO键 B. 两个硅氧四面体，彼此用一个角氧相连后，形成的Si2O76－，离子中各键角均为10928′ C. 3个硅氧四面体彼此用2个角氧相连后，形成的Si3O96－离子呈链状 D. n个硅氧四面体彼此用4个角氧连接后的晶体是二氧化硅 7、在10mL0.01mol/L的纯碱溶液中，不断搅拌并逐滴加入1.2mL 0.05mol/L盐酸，完全反应后在标准状况下生成二氧化碳的体积为（ ） 13、0.8mol锌跟稀硝酸反应，消耗2molHNO3，则还原产物可能是 A. NO B. NO2 C. N2O D. NH4NO3 14、在FeCl3和AlCl3的混合溶液中，先加入过量的NaI溶液，再加入足量的Na2S溶液，则所得的沉淀是 A. FeS、S和Al（OH）3 B. Fe2S3和I2 C. Al2S3和I2 D. Fe（OH）3和Al（OH）3 15、Cl2、SO2均能使品红溶液褪色。后者因为品红分子结构中的发色团遇到亚硫酸后结构发生改变，生成不稳定的无色化合物。其漂白原理可用下面的反应方程式表示下列说法正确的是 试填写下列空白 ⑴N的化学式为； ⑵写出反应①的化学方程式； ⑶由K溶液经如何处理才能制得N 。 19、一定量的石灰乳中通入一定量的氯气，两者恰好完全反应，生成物中有三种含氯元素的离子，其中两种离子的物质的量（n）与反应时间（t）的曲线图如图所示。试回答 （1）t2时Ca（ClO）2与Ca（ClO3）2的物质的量之和为____________mol，该石灰乳中Ca（OH）2的质量是________g。 （2）据分析，生成Ca（ClO3）2的反应是由温度升高引起的，通气速率不同，ClO－和ClO3－的比例也不同，若在原石灰乳中通入氯气速率加快，则反应后将______（填“”“”或“”）2，若，则n（Cl－）_______mol（用a的代数式表示）。 20、现有含NH3为1.7mgL-1的废水300m3（密度为1gcm-3），可采用如下两种方法进行处理。 （1）方法一把甲醇加入含氨的废水中，在一种微生物作用下发生反应 2O2 NH3 NO3－HH2O， 6NO3D6H5CH3OH→ 3N2↑ 5CO3↑ 13H2O. 若用此方法处理，假设每步的转化率为100，需要甲醇多少克 （2）方法二对废水进行加热蒸发（假设NH3全部蒸发出来），所得NH3用一定量空气氧化（设空气中氧气的体积分数为20，氮气的体积分数为80），发生的主要反应有 4NH3 5O24NO 6H2O ， 4NO 3O2 2H2O 4HNO3， 副反应有4NH3 3O2 2N2 6H2O.产生的混合物的组成为NO27mol， O218mol， N2225mol和少量的HNO3（高温下NO和O2不反应），求NH3转化为NO和HNO3的转化率各是多少。 【试题答案 1、D 2、A 3、B 4、B 5、D 6、D 7、D 8、B 9、AC 10、CD 11、A 12、C 13、CD 14、A 15、BD 16、⑴Na2S2O3 SO2 S BaSO4 ⑵S2O32－＋4Cl2＋5H2O＝2SO42－＋10H＋＋8Cl－ ⑶2KMnO4＋5SO2＋2H2O＝2MnSO4＋K2SO4＋2H2SO4 17、（1）F Mg（2）2Na2O2＋2CO2＝4NaOH＋O2 （3）2F2＋2NaOH＝2NaF＋OF2＋H2O （4）c（Na＋）＞c（OH－）＞ 设每天处理废水需x kg甲醇 根据关系式 6NH3 DD 5CH3OH 6mol 53210－3 x x0.8kg 所以需甲醇0.8kg. （2）NH3转化为NO的转化率为根据得失电子守恒有② 联合方程①、②，解得Z5/3 故NH3转化为HNO3的转化率为5.6