高三化学第一轮复习----非金属元素及其化合物

1非金属元素及其化合物一考纲要求1卤族元素——典型的非金属(1)以氯为例，了解卤族元素的物理性质和化学性质。(2)从原子的核外电子排布，理解卤族元素(单质、化合物)的相似性和递变性。(3)掌握氯气的化学性质，了解几种重要的含卤素化合物的性质和用途。2其他常见的非金属元素(如：H、O、S、N、P、C、Si)(1)了解这些元素的单质及某些氧化物、氢化物的性质。(2)以H2O2为例，了解过氧化物的性质。(3)掌握硫酸、硝酸的化学性质。(4)以硫酸为例，了解化工生产化学反应原理的确定。初步了解原料与能源的合理利用“三废处理”与环境保护以及生产过程中的综合经济效益问题。(5)初步了解氟氯烃、含磷洗涤剂及粉尘对环境及人类健康的影响。二考点解读（一）卤族元素1卤素原子结构特点相同点：卤素原子最外层都有7个电子递变性：核电荷数不同，电子层数不同。2卤素单质的制法由于X2性质活泼，在自然界中只能以化合态的形式存在，制取X2时都是把卤离子X-氧化成X2。(1)实验室制法：①反应原理：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O，在加热的条件下，MnO2将Cl-氧化成Cl2，因为I-的还原性＞Br-的还原性＞Cl-的还原性，MnO2能氧化Cl-，就更能氧化Br-和I-，所以制取卤素单质的反应原理：MnO2+4HX(浓)MnX2+X2↑+2H2O；又因：2KMnO4＋16HCl＝2KCl＋2MnCl2＋5Cl2＋8H2O,在通常情况下，高锰酸钾将Cl-氧化成Cl2，因为I-的还原性＞Br-的还原性＞Cl-的还原性，KMnO4能氧化Cl-，就更能氧化Br-和I-，所以制取卤素单质的反应原理2KMnO4＋16HX＝2KX＋2MnX2＋5X2＋8H2O。：将其他物质可代替它如KClO3；K2Cr2O7；PbO2；Ca(ClO)2等。②装置：粉末状固体+液体气体。③除杂装置（洗气）——除去Cl2中少量HCl、水蒸气，可先通入饱和食盐水（或水）除去HCl，再通过浓H2SO4（或P2O5或CaCl2）除去水。④收集装置用向上排空气法；排饱和食盐水。⑤验满：①湿淀粉——KI试纸（或品红试纸）；②湿石蕊试纸。⑥吸收装置——烧杯中盛有NaOH溶液。可设计为如下图所示：(2)工业制法：2NaCl（熔融）2Na+Cl2↑；2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑。3卤族单质相似的性质①卤素单质都具有氧化性，除碘以外，其他卤素单质都具有强氧化性，表现：其它与变价金属反应生成高价金属卤化物，都可与某些还原性物质如FeCl2、NaBr、KI等反应：Cl2＋2FeCl2＝2FeCl32②都可与氢气反应生成气态氢化物，H2＋X2＝2HX一般用X表示卤素元素。③都能与水反应，除氟外，其它与水反应生成氢卤酸和次卤酸，可表示：X2＋2H2O＝HX＋HXO歧化反应。④都能与碱反应：常温下，X2+2OH-=X-+XO-+H2O;加热：3X2+6OH-=5X-+XO3-+3H2O。如：2Cl2+2Ca（OH）2====CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O；3Cl2＋6KOH浓5KCl＋KClO3＋3H2O。⑤都能与有机物发生取代反应或加成反应。4卤族元素及化合物递变的性质（1）递变的物理性质：状态：气→液→固；颜色：逐渐加深；溶沸点：逐渐升高。（2）递变的化学性质：按原子序数递增的顺序，元素的非金属性逐渐减弱，单质的氧化性逐渐减弱，阴离子的还原性逐渐增强；卤化氢越来越不稳定；卤化氢还原性逐渐增强：水溶液的酸性逐渐增强；最高价氧化物的水化物的酸性逐渐减弱；卤化银：AgX的溶解度逐渐减少，颜色逐渐加深，感光性逐渐增强。(86全国)砹（At）是原子序数最大的卤族元素。砹和砹的化合物最不可能．．．．具有的性质是（）A．常温下单质是固态，颜色比碘单质深。B．HAt是不稳定的弱还原剂。C．单质砹易溶于某些有机溶剂。D．NaAt溶于水，而AgAt不溶于水。5卤素及其化合物特殊的性质（1）氟元素在化合物中化合价只有－1价，无正价。常温下氟气与水反应不同于其他卤素（产物不同，原理不同）。Cl2、Br2、I2与水反应可用通式X2+H2O=HX+HXO，而F2特殊F2+2H2O=4HF+O2；氢氟酸为弱酸，氢氟酸腐蚀玻璃。实验室中常用铅皿或塑料容器保存。（2）溴在常温下为红棕色液体（惟一的液态非金属单质），极易挥发。实验室通常将溴密闭保存在阴冷处，不能用橡皮塞，盛有液溴的试剂瓶内常加适量水。（3）碘，物理特性：易升华（常用于分离提纯碘）。化学特性：碘（I2）遇淀粉变蓝色（常用来检验碘的存在），碘的氧化性较其他卤素弱。与变价金属铁反应生成FeI2（I2+Fe△FeI2）而不是FeI3。（4）溴、碘的溶解性。单质的溶解性：易溶于有机溶剂，下表列出溴在不同溶剂中的颜色.水CCl4汽油（苯）Br2橙色橙红色橙红色（5）次氯酸①次氯酸是比碳酸还弱的弱酸，它部分电离产生H+和次氯酸根离子。HClOH+＋ClO2NaClO＋CO2＋H2O＝Na2CO3＋2HClO。②次氯酸不稳定，容易分解放出氧气，故只能存在于稀水溶液中。2HClO＝2HCl＋O2③次氯酸是强氧化剂，漂白作用。遇适量酸时：ClO＋H+＝HClO；遇浓盐酸时ClO＋H+＋Cl＝Cl2＋H2O。6卤离子（x-）的检验（x=Cl、Br、I）用稀HNO3酸化的硝酸银溶液，来检验溶液中的卤素离子Cl-+Ag+=AgCl↓（白色）；Br-+Ag+=AgBr↓(淡黄色)；I-+Ag+=AgI↓（黄色）7卤化氢的制取利用难挥发性酸制备挥发性酸的原理：制取HF、HCl可用浓H2SO4，HF：CaF2+H2SO4(浓)CaSO4+2HF↑；HCl:2NaCl+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑用无强氧化性的高沸点酸浓H3PO4制备HBr,HI。NaBr+H3PO4(浓)HBr↑+NaH2PO4；KI+H3PO4(浓)HI↑+KH2PO48萃取和分液（1）萃取是根据一种溶质在两种互不相溶的溶剂中溶解性有很大差异从而达到提取的目的。选用萃取剂的原则：①和原溶液中溶剂不互溶。如萃取溴水中的溴或碘水中的碘就不能用酒精。②溶质在萃取剂中溶解度要大于原溶剂中的溶解度。萃取常用的主要仪器是分液漏斗。④萃取剂与原溶剂和被提取物不反应。（2）分液是把两种互不相溶且密度不同的液体混合物从界面处分离开的操作。使用的仪器是分液漏斗。（3）操作步骤（萃取与分液结合进行）混合振荡→静置分层→分液，分液时，打开分液漏斗的活塞，将下层液体从分液漏斗颈慢慢流出，当下层液体刚好流完便立即关闭活塞，不要让上层液体流出。上层液体要从分液漏斗上口倒出，分液操作时注意“先下后上、下流上倒”的顺序。为确保液体顺利流出，一定要打开上部塞子或使瓶塞与瓶颈处的小孔或小槽对齐，与大气相通。【例】（高考改编题）海带中含有丰富的碘。为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了以下实验：3请填写下列空白：（1）、步骤①灼烧海带时，除需要三脚架外，还需要用到的实验仪器是（从下列仪器中选出所需的仪器，用标号字母填写在空白处）。A．烧杯B．坩埚C．表面皿D．泥三角E．酒精灯F．干燥器。（2）、指出提取碘的过程中有关的实验操作名称：③，⑤；⑥。步骤④中反应的离子方程式为。（3）、步骤⑤提取碘的过程中，可供选择的有机试剂是A．甲苯、酒精B．四氯化碳、苯C．汽油、乙酸D．汽油、甘油其理由是。（4）、请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还有单质碘的简单方法：取少量提取碘后的水溶液于试管中，加入几滴淀粉试液；观察是否出现蓝色（如果变蓝，说明还有单质碘）。（5）从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶剂，还须经过蒸馏，指出右面实验装置图中的错误之处：①；②；③。（6）进行上述蒸馏操作时，使用水浴加热的原因是，最后晶态碘在里聚集。（二）氧族元素1臭氧与普通氧气(1)两者化学性质上的差异：臭氧的氧化性比氧气强。(2)臭氧和氧气的关系：同素异形体；在一定的条件下相互转化：203=302“臭氧空洞”2过氧化氢(1)结构过氧化氢的分子式为H202，结构式是H-0-0-H。在该分子中H是+1价O是-1价。(2)化学性质①弱酸性②不稳定性③既具有氧化性又具有还原性：因分子中的氧呈现-1价。3硫（1）物理性质：常温为淡黄色晶体；不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2。（2）化学性质—在单质硫中硫元素的化合价为0，既具有氧化性又具有还原性，遇到较强还原性物质，表现较强的氧化性；遇到较强氧化性物质，表现较强的还原性。①与金属反应Cu+SCu2S（剧烈反应并发生爆炸）Fe+S△FeS（黑色）②与非金属的反应S+O2点燃SO2S+H2H2S（说明硫化氢不稳定）③与化合物的反应：S+6HNO3（浓）△H2SO4+6NO2↑+2H2O；S+2H2SO4（浓）△2SO2↑+2H2O。3S+6NaOH△2Na2S+Na2SO3+3H2O。（3）某一玻璃容器内附着硫，其洗涤方法：物理方法用CS2；化学方法：加入热的强碱溶液。⑤提取碘④MnO2＋H2SO4（稀）②浸泡①灼烧海带海带灰海带灰悬浊液③含碘离子溶液含碘水溶液含碘苯溶液⑥单质碘水↓水↓水↓水↓44、二氧化硫的性质：SO2的“三性”（漂白性、氧化性和还原性）。（1）污染性：SO2是酸雨的主要污染物。SO2主要来自化石燃料和汽车尾气，除硫方法：钙基固硫。（2）漂白性：SO2使品红溶液褪色，其原理：由于二氧化硫可跟某些有色物质化合成无色物质，而化合成的无色物质却是不稳定的，易分解而恢复原来有色物质的颜色。（3）两面性氧化性：SO2气体通过氢硫酸，溶液变浑浊，有淡黄色不溶物出现。SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O。还原性：SO2使卤水、含铁离子溶液和高锰酸钾溶液褪色SO2＋X2＋2H2O===H2SO4＋2HX;5SO2+2KMnO4+2H2O===K2SO4+2MnSO4+2H2SO42SO2＋O22SO3（SO3+H2O===H2SO4，SO3是一种无色固体，熔点是16.80C，沸点也只有44.8℃，易溶于水，溶于水时放出大量的热。）把Cl2和SO2混合用于漂白，能否增强漂白效果？SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl（4）酸性氧化物能和碱反应生成盐和水：SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O，SO2与CO2的相互鉴别鉴别SO2气体的常用方法是用品红溶液，看能否使其褪色，有时还需再加热看能否再复原。鉴别CO2气体的常用方法是用澄清石灰水，看能否使其变浑浊，足量时再变澄清。当CO2中混有SO2时，应先除去SO2后再用澄清石灰水鉴别CO2气体。除去CO2中的SO2，常用方法是使混合气体先通过足量溴水或酸性KMnO4溶液或饱和NaHCO3溶液(吸收SO2)，再通过品红溶液(检验SO2是否被除尽)。5硫酸（1）浓硫酸的化学特性：①吸水性（干燥剂）；②脱水性（炭化）；③强氧化性。⑴硫酸具有强的氧化性的主要原因是硫酸中含有非金属性较强且又呈最高价态（+6）的硫元素。⑵浓硫酸在作氧化剂时，主要是+6价硫的原子得电子，被还原为含低价硫元素的物质，一般不会有+1价氢被还原，即一般不会生成氢气，中学化学中常见的还原产物为SO2。（2）SO42－检验原理：H2SO4和硫酸盐溶于水时都会产生SO42－，利用BaSO4即不溶于水，也不溶于稀酸，来检验SO42－的存在。使用试剂是：可溶性钡盐和酸（盐酸或稀硝酸）。常用方法：①溶液2BaClX现象（产生白色沉淀）溶液HCl现象（沉淀不消失）结论：可能含有SO42－、Ag＋。②溶液23)(NOBaX现象（产生白色沉淀）溶液HCl现象（沉淀不消失）结论：可能含SO42－、SO32-。③溶液2BaClX现象（产生白色沉淀）溶液3HNO现象（沉淀不消失）结论：可能含SO42－、SO32-、Ag＋。小结：先用盐酸把溶液酸化，以排除CO32-、SO32-、SiO32-、Ag＋、PO43－等可能造成的干扰，再加入BaCl2溶液，根据是否有白色沉淀