第四章非金属及其化合物全章复习与测试

第四章非金属及其化合物全章复习与测试一、本节学习目标1、氯气的组成、物理性质、主要化学性质和生产生活中的重要用途。2、学会氯离子（Cl-）的检验方法，简单了解卤族元素。3.能列举硫元素的单质及其化合物；认识硫单质的物理性质。4.通过实验认识二氧化硫的物理性质和主要化学性质，能书写相关的化学方程式。5.认识硫及其化合物之间的转化关系；了解酸雨的形成、危害及其防治的方法。6.认识氨气和铵盐的主要物理性质和化学性质、；知道铵根离子的检验方法，学会氨气的实验室制法，能书写相应的化学方程式。7.认识浓硫酸及硝酸的氧化性，能书写相关的化学方程式，知道浓硫酸的脱水性。重点难点：二氧化硫和二氧化氮的化学性质、二氧化硅的性质。氯气的化学性质。氮氧化物之间的反应、硅酸盐的丰富性和多样性。氯气与水反应，氯气与NaOH、Ca(OH)2溶液反应。二、知识要点梳理知识点一、无机非金属的主角——硅地壳中含量最高的两种元素分别是氧和硅。硅是一种亲氧元素，在自然界中它总是与氧相互化合，硅主要以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在。硅原子结构和碳原子结构相似。硅元素是构成岩石与许多矿物的基本元素，碳元素是构成有机物的主要元素。1．硅单质硅是一种重要的非金属单质，用途非常广泛，作为良好的半导体材料，硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器、半导体器件。硅还可制成太阳能电池。工业上用碳在高温下还原二氧化硅可得粗硅：SiO2+2CSi+2CO↑粗硅提纯的方法为：Si+2Cl2SiCl4；SiCl4+2H2Si+4HCl2．二氧化硅和硅酸天然二氧化硅有结晶形和无定形两大类，统称硅石。它的硬度较大，熔点较高。新型无机非金属材料中的光电导纤维的成分是二氧化硅。二氧化硅的化学性质稳定，不与水反应。HF是惟一可以与它发生反应的酸，化学反应方程式为：SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O。玻璃中含有SiO2，可以用HF来刻蚀玻璃。二氧化硅是酸性氧化物，能与碱或碱性氧化物反应生成盐：SiO2+CaOCaSiO3SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O所以实验室盛装NaOH溶液等碱液的试剂瓶用橡胶塞，而不用玻璃塞（玻璃塞中含有SiO2）。硅酸是一种溶解度很小的弱酸，酸性比碳酸弱。只能通过硅酸盐与酸反应制取：Na2SiO3+2HCl==H2SiO3+2NaCl硅酸凝胶经干燥脱水后得到的多孔的硅酸干凝胶，称为“硅胶”，常用作干燥剂及催化剂的载体。3．硅酸盐硅酸钠（Na2SiO3）是最简单的硅酸盐，其水溶液叫水玻璃，是制取玻璃和建材等的原料。传统的硅酸盐材料包括水泥、玻璃、陶瓷等，是使用量很大的无机非金属材料。知识点二、富集在海水中的元素——氯氯原子很容易得到一个电子而形成氯离子（Cl-），表现为典型的氧化性。氯元素在自然界中主要以氯化钠形式存在于海水和盐矿中。海水中含盐3%左右。1．氯气氯气在通常情况下呈黄绿色，是一种有强烈的刺激性气味的有毒气体。氯气是很活泼的非金属单质，具有强氧化性。能与大多数金属化合，生成金属氯化物（盐）。如：2Na+Cl22NaCl2Fe+3Cl22FeCl3Cu+Cl2CuCl2氯气也能与许多非金属化合。如：H2+Cl22HCl点燃的氢气在氯气瓶中继续燃烧，产生苍白色色火焰，瓶口有大量的雾（HCl气体和空气中的水形成盐酸酸雾）：燃烧是发光发热的剧烈的化学反应，不仅仅只有氧气才能支持燃烧。2．氯水、次氯酸及次氯酸盐氯气的水溶液称为氯水，溶液中部分Cl2与水发生反应：Cl2+H2O==HCl+HClO新制的氯水有消毒、杀菌及漂白作用的原因是氯水中的次氯酸酸具有强氧化性。次氯酸是很弱的酸，不稳定，光照容易分解，化学方程式为：2HClO2HCl+O2↑。新制氯水可以表现出多重性质，如下表：实验现象反应的化学方程式解释起作用成分表现的性质加入FeCl2溶液溶液变黄色2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-Fe3+氯气的氧化性滴加紫色石蕊试液溶液先变红后褪色Cl2+H2O==HCl+HClOHClHClO酸性和漂白性放入湿润的红布红色褪去无HClO漂白性加入CaCO3粉未有气泡产生CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑HCl酸性加入AgNO3溶液有白色沉淀Ag++Cl－==AgCl↓Cl－氯化银的沉淀氯气和碱反应，化学方程式为：Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O2Cl2+2Ca(OH)2==Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O以HClO为有效成分的漂白液及以Ca(ClO)2为有效成分的漂白粉（或漂白精）可用作漂白剂或消毒剂。3、氯离子的检验在被检物质的溶液中，先滴入少量的稀硝酸，将其酸化，排除CO32-等离子的干扰，然后再滴入AgNO3溶液，如产生白色沉淀，则可判断该溶液中含有Cl-。4、海水资源的开发利用海水资源的利用是指海水资源的利用和海水化学资源的利用两部分。（1）海水淡化：蒸馏法；电渗析法；离子交换法等。（2）海水制盐：利用浓缩、沉淀、过滤、结晶、重结晶等分离方法制备得到各种盐。知识点三、硫及其重要化合物的主要性质1．硫单质游离态的硫存在于火山口附近或地壳的岩层里。俗称硫磺，是一种黄色晶体，硫不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳。硫或含硫物质在空气中燃烧：S+O2SO22．二氧化硫和三氧化硫SO2：无色，有刺激气味的有毒气体，密度比空气大，易溶于水。二氧化硫是形成酸雨的主要气体，排放到大气中有很大危害。二氧化硫是一种酸性氧化物，表现的主要性质有：SO2+H2O=H2SO3SO2+CaO=CaSO3SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O二氧化硫有漂白性，它能与某些有色物质化合生成不稳定的无色物质。这种物质容易分解而使有色物质恢复原来的颜色。因此，二氧化硫气体可使品红溶液褪色，加热后溶液又恢复原来的颜色。二氧化硫可被氧化成三氧化硫：SO2+O2=SO3（催化剂）SO3：三氧化硫是一种酸性氧化物，表现的主要性质有：SO3+H2O=H2SO4SO3+CaO=CaSO4SO3+Ca(OH)2=CaSO4↓+H2O3．硫酸硫酸是一种强酸，其稀溶液具有酸的通性。浓硫酸具有一些特性：吸水性，脱水性和强氧化性。浓硫酸能将大多数金属（如Cu）或非金属（如C）氧化：硫酸是一种重要的化工厂原料，用途很广。知识点四、氮及其重要化合物的主要性质1．氮气氮气占空气体积的78%左右，氮的化学性质稳定，不活泼，但在一定条件下可以和氧气、氢气发生反应：N2+O22NON2+3H22NH32．一氧化氮和二氧化氮NO：无色气体，难溶于水，很容易和空气中氧气化合：2NO+O2=2NO2NO2：红棕色气体，刺激性气味，是一种能污染大气的有毒气体，密度比空气大，易液化，易溶于水，和水反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO3．氨实验室常用氯化铵和氢氧化钙反应制取氨气，化学方程式为：Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O氨气是无色有刺激气味的气体，极易溶于水，常温下，1体积水大约可溶解700体积氨气。实验室可以用氨气做喷泉实验。氨的水溶液是氨水，里面主要含有H2O、NH3、NH3·H2O（一水合氨），NH3·H2O不稳定。氨水显碱性，用方程式表示为：NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-氨与酸反应：将蘸有浓氨水和蘸有浓盐酸的两根玻璃棒靠近，可看到产生大量的白烟：NH3+HCl=NH4Cl在催化剂作用下氨气可以氧化成一氧化氮。4NH3+5O24NO+6H2O因此，氨经一系列反应可以得到硝酸：NH3NONO2HNO34．铵盐铵盐都易溶于水，受热易分解。NH4ClNH3↑+HCl↑NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑铵盐与碱反应放出氨气：NaOH+NH4NO3NaNO3+NH3↑+H2O5．硝酸硝酸有强氧化性，和绝大多数金属反应，但不产生氢气：Cu+4HNO3（浓）==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O在常温下，浓硝酸酸或浓硫酸酸可将金属铁、铝迅速氧化生成一层致密的氧化膜，阻止内层金属和酸继续反应，这种现象叫做金属的钝化。硝酸是一种重要的化工原料。三、规律方法指导四、经典例题解析类型一：非金属之间的相互反应题1．在一定条件下，下列物质不能与二氧化硅反应的是（）①焦炭②纯碱③碳酸钙④氢氟酸⑤浓硝酸⑥烧碱溶液⑦氧化钙⑧氮气A．③⑤⑦⑧B．⑤⑦⑧C．⑤⑧D．⑤思路点拨：二氧化硅的化学性质很稳定，常温下只与氢氟酸、强碱溶液反应，在加热条件下可体现二氧化硅酸性氧化物的通性。解析：作为酸性氧化物，SiO2可与强碱和碱性氧化物反应，在常温下SiO2可与氢氟酸反应，在加热时SiO2可被焦炭还原，可与碳酸钙、纯碱反应。答案：C总结升华：掌握SiO2与一些物质反应的条件及化学方程式，就可迅速解题。举一反三：[变式1]不能用磨口玻璃塞的试剂瓶贮存的一组物质是（）A．溴水、氯水、碘水B．氢溴酸、盐酸、氢硫酸C．浓硝酸、浓硝酸、高氯酸D．NaOH溶液、KOH溶液、NaSiO3溶液[答案]D[变式2]赏心悦目的雕花玻璃是用下列物质中的一种对玻璃进行刻蚀而成的。这种物质是（）A．盐酸B．氢氟酸C．烧碱D．纯碱[答案]B类型二：气体的实验室制法题2．实验室用二氧化锰和浓盐酸加热来制取氯气，反应的化学方程式为________________，其中二氧化锰的作用是____________。按上述方法制得的氯气中，可能含有的杂质气体有________、________。若需制得纯净、干燥的氯气，应将由发生装置导出的气体依次通过分别盛有________、________的洗气瓶。为防止氯气污染空气，多余的氯气通常可用________吸收，这个反应的离子方程式为________________。思路点拨：对气体的实验室制法，一般应从以下几个方面考虑分析：①反应原理②反应装置及仪器③除杂装置④干燥装置⑤气体收集方法及装置⑥验满方法⑦余气处理装置。解析：实验室制取氯气的反应为：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O，由此分析从气体发生装置出来的氯气中有HCl和H2O（g）杂质，所以需用饱和食盐水洗去HCl，用浓硫酸干燥氯气；由氯气的密度和溶解性，可选择向上排空气法收集氯气；根据氯气的性质，可用湿润的KI淀粉试纸检验集气瓶是否充满，剩余的氯气可用NaOH溶液吸收。答案：MnO2+4HCl(浓)MnCl+Cl2+2H2O氧化剂HClH2O（g）饱和食盐水浓硫酸NaOH溶液Cl2+2OH－==Cl－+ClO－+H2O总结升华：要善于运用所学的实验知识和氯气的性质，通过分析整理出有关气体的实验室制法的七个方面的内容，使之成为理性记忆分析能力。举一反三：[变式3]下图是某同学设计的实验室制备干燥的Cl2及吸收多余氯气的实验装置，根据图中的装置和有关试剂回答下列问题。（1）指出上述装置中的各处错误：①_________________；②_________________；③_________________；④_________________；⑤_________________（2）在改正过来的装置中，下列物质的作用分别是：①饱和食盐水_________________；②浓硫酸_________________；③NaOH溶液_________________；④MnO2_________________；[答案]（1）①不能用稀盐酸，应改用浓盐酸；②没有酒精灯；③盛有浓硫酸和饱和食盐水的位置颠倒；④缺少石棉网；⑤收集氯气的集气瓶的进气管和出气管接反（2）①除去氯气中的HCl②除去氯气中的H2O（g）③吸收多余的氯气④作氧化剂[变式4]实验室用下列两种方案制取氯气：①用含HCl146g的浓盐酸与足量的MnO2反应；②用87gMnO2与足量的浓盐酸反应。则所得氯气（）A．①多B．②多C．一样多D．无法比较[答案]B类型三：综合计算题3、在一定温度和压强下，将装有N2和NO2混合气体的试管倒立在水中，经足够时间后，试管内气体的体积缩小为原体积的3/5，则原混合气体中N2与NO2的体积比是()A、2∶3B、3∶