(讲解练)2014高考化学一轮复习专题8《非金属元素及其化合物》

1专题八非金属元素及其化合物【命题趋向】1．《考试大纲》中对非金属元素及化合物这块内容可分成二部分来理解。第一部分是卤素等典型的非金属元素的化合物；第二部分是其它非金属元素（如氢、氧、硫、氮、磷、碳和硅等）的化合物。每年的化学高考试题中往往都要考查到典型非金属元素及其化合物。2．元素化合物知识的考查往往跟元素周期律、物质结构等基础理论内容相综合。最后阶段的复习中要注意元素化合物知识跟基础理论内容的综合应用，提高解决学科内综合问题的能力。3．《考试大纲》中有多条类似于“以××为例，了解（或理解、掌握）××××”的内容叙述，如：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等等。对这些内容的要注意理解实质，达到“举一反三”的要求。在这些内容往往是高考命题的重点。4．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，它们在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。5．重视元素化合物知识跟化学实验的综合。近几年的实验试题，都是以元素化合物性质为落点。估计近几年内这种命题趋向不会有太大的变化。【主干知识整合】一、卤族元素1．氯元素的知识网络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：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+H2O=NaHCO3+HClO氯气通入碳酸氢钠溶液中：Cl2+NaHCO3=NaCl+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-+Fe3++3H2O=Fe(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2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：2Fe2++5ClO-+5H2O=2Fe(OH)3↓+Cl-+4HClO漂白粉遇亚硫酸酸盐：ClO-+SO32-=Cl-+SO42-（4）HClO见光易分解：2HClO2HCl+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+H2O=CaCO3↓+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+Na2CO3=CaCO3↓+2NaClOCa(ClO)2+NaHCO3=CaCO3↓+HClO+NaClO3．分清萃取和分液的原理、仪器、操作以及适用范围。萃取和分液是物质分离的重要方法之一,分液适用于分离互不相溶的两种液体，而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。一般萃取和分液结合使用。其中萃取剂的合理选择、分液漏斗的正确使用、与过滤或蒸馏等分离方法的明确区分等是此类命题的重点和解决问题的关键。二、碳族元素1．碳、硅及化合物的联系网络2．CO2与NaOH溶液反应的分析CO2通入NaOH溶液的反应与CO2气体通入量有关。当CO2通入少量时生成Na2CO3，当CO2通入过量时生成NaHCO3，CO2通入量介于两者之间，既有Na2CO3又有NaHCO3。因此推断产物时一定要注意CO2与NaOH之间量的关系。3．Na2CO3溶液中滴加盐酸的过程分析在Na2CO3溶液中滴加HCl，CO32-先转化为HCO3-，再滴加盐酸HCO3-转化为H2CO3，不稳定分解为CO2。4．CO2通入CaCl2溶液中是否有沉淀的分析可用反证法：如能产生沉淀，则反应的化学方程式为：CO2+CaCl2+H2O=CaCO3↓+2HCl。因CaCO3溶于盐酸，故反应不能发生。因为CO2只有通入中性或碱性溶液才能产生CO32-，并同时产生部分H+，若原溶液无法消耗这部分H+，则不利于CO2转化为CO32-，也就无法与Ca2+形成沉淀。若要使CaCl2与CO2反应生成沉淀，就必须加入部分碱溶液中和CO2与3H2O反应而产生的H+。同理，该思维方式适用于CO2、SO2通入CaCl2或BaCl2溶液。5．不要把Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑与Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓相混淆前者是工业制玻璃的反应式之一，是在高温条件下发生的反应，而后者是在水溶液中发生的反应。若交换条件，两者均不发生反应。三、氧族元素1．氧及其化合物相互联系2．硫及其化合物相互联系（1）掌握常见物质的俗名、组成、用途，防止张冠李戴本章中出现的物质俗名比较多，有些名称之间又特别容易混淆，如冰晶石和重晶石、芒硝和硝石、大苏打和苏打或小苏打等，还有名目繁多的矾盐。这些虽属识记性的知识，但也应做到在理解的基础上进行记忆，注意它们的性质和用途，对记忆其化学组成有帮助。同时要及时归纳和比较，以便清楚地区别它们。（2）熟悉有关各种价态的硫元素性质及转化牢固掌握各种代表物性质及它们之间的知识网络和反应原理，就可避免死搬硬套。对于框图型等推断题，也要善于找“题眼”，挖掘题中隐含的提示，注意对题设条件的充分应用，尽量缩小范围。推断时不仅要关注网络的结构，还要注意题干提供的不起眼的信息，如颜色、状态、式量、用途等都可能成为突破的切入口。（3）二氧化硫和氯气的漂白性SO2和Cl2虽都有漂白性，但漂白原理和现象不同。氯气的漂白原理是由于溶于水生成次氯酸的具有强氧化性，将有色物质氧化成无色物质，褪色后不能恢复原来的颜色。而SO2是由于它溶于水生成的亚硫酸与有色物质直接结合，形成不稳定的无色化合物，褪色后在一定的条件下又能恢复原来的颜色。如：4四、氮族元素1．氮、磷及其化合物间的转化关系2．氨水显弱碱性的理解氨气溶于水形成氨水，氨水少部分电离出OH-、NH4+，所以氨水具有弱碱性。注意以下两点：①氨水遇Al3+、Fe3+、Mg2+分别可以生成Al(OH)3、Fe(OH)3、Mg(OH)2沉淀，但氨水中滴加Ag+溶液开始出现沉淀AgOH，继续滴加沉淀即溶解生成银氨溶液；②氨水遇酸、酸性氧化物可以成盐，又根据氨水与酸的量关系分别得到正盐和酸式盐。如：用氨水吸收少量二氧化硫的离子方程式NH3.H2O+SO2=NH4++HSO3-是错误的。3．NO、O2被水吸收的分析NO、O2被水吸收实质上发生如下反应：2NO+O2=2NO2，3NO2+2H2O=2HNO3+NO。生成NO还可以继续氧化，生成NO2再溶于水，这是一个循环反应。如无任何气体剩余，最终产物应为HNO3，恰好反应的量的关系：4NO+3O2+2H2O=4HNO3，实际反应中可以有NO或O2剩余，但不能两者兼有之。4．氮可以形成多种氧化物NO2可以与水反应生成硝酸，但NO2不是硝酸的酸酐。掌握酸酐的判断方法。NO2与溴蒸气不能用湿润的KI淀粉试纸检验。5．NO3-在酸性溶液中具有强氧化性：可以将Fe2+氧化为Fe3+、SO32-氧化为SO42-，将I-、Br-、S2-氧化为I2、Br2、S。6．检验NH4+离子：可加入烧碱溶液后，必须加热，再用湿润的红色石蕊试纸检验NH3，否则不一定有NH3放出。【典例精析】1．多原子分子氰（CN）2、硫氰（SCN）2和（OCN）2的性质与卤素单质相似，故称它们为拟卤素。它们可以生成酸和盐（见下表，表中X代表F、Cl、Br或I）。卤素氰硫氰①“单质”X2（CN）2（SCN）2（OCN）25酸HXHCN②HOCN盐KXKCNKSCN③（1）在表中①②③空格处应分别填写_______、_______、_______。（2）完成下列反应的化学方程式或离子方程式。①（CN）2和KOH溶液反应的化学方程式为：______________。②已知阴离子的还原性强弱为：Cl－＜Br－＜CN－＜SCN－＜I－。试写出在NaBr和KSCN的混合溶液中加入（CN）2反应的离子方程式：_________________________________。【解析】此题主要考查“运用已学知识进行类推思维的能力”。解题时可用熟知的Cl2、HCl、KCl等物质作参照物。由还原性Br—CN—SCN—，可推知氧化性Br2（CN）2（SCN）2，因而可判断（CN）2只能与KSCN反应，不能与NaBr反应，亦即由物质的氧化性和还原性的强弱，可以判断氧化还原反应能否发生。【答案】（1）氧氰HSCNKOCN（2）①（CN）2+2KOH====KCN+KOCN+H2O②（CN）2+2SCN－====2CN－+（SCN）22．常温下，往H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液，可发生如下两个反应：2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O2Fe3++H2O2＝2Fe2++O2↑+2H+下列说法正确的是（）A．H2O2的氧化性比Fe3+强，其还原性比Fe2+弱B．在H2O2分解过程中，溶液的pH逐渐下降C．在H2O2分解过程中，Fe2+和Fe3+的总量保持不变D．H2O2生产过程要严格避免混入Fe2+【解析】结合A、B两个方程式根据氧化性、还原性强弱比较规律：得H2O2的氧化性Fe3+的氧化性，H2O2的还原性Fe2+的还原性，A错；2H2O2＝2H2O+O2↑，分解过程中，Fe2+作催化剂，溶液pH值不变，B错，H2O2分解Fe3+或Fe2+作催化剂，所以总量不变。因为Fe2+可导致H2O2分解，所以H2O2生产过程要避免混入Fe2+，D正确。【答案】CD3．物质的量之比为2：5的锌与稀硝酸反应，若硝酸被还原的产物为N2O，反应结束后锌没有剩余，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是（）A.1：4B.1：5C.2：3D.2：5【解析】设2molZn参与反应，因Zn无剩余，则最终生成了2molZn(NO3)2，显然含有4molNO3－，这部分是没有参与氧化还原反应的HNO3，根据得失电子守恒有：2×n(Zn)=n(HNO3)×4，则n(HNO3)=1mol，即有1molHNO3被还原。【答案】A4．最新研究表明：NO吸收治疗法可快速改善SARS重症患者的缺氧状况，缓解病情。病毒学研究同时证实，NO对SARS病毒有直接抑制作用。下列叙述正确的是（）A．NO是一种红棕色的气体B．常温常压下，NO不能与空气中氧气直接化合C．含等质量的氧元素的NO和CO的物质的量相等D．NO易溶于水，不能用排水法收集【解析】NO是一种无色难溶于水的气体，可以用排水法收集。常温常压下，NO容易与氧气直接化合生成NO2。【答案】C5．下列说法都正确的是（）①江河入海口三角洲的形成通常与胶体的性质有关②四川灾区重建使用了大量钢材，钢材是合金③“钡餐”中使用的硫酸钡是弱点解质④太阳能电池板中的硅在元素周期表中处于金属与非金属的交界位置⑤常用的自来水消毒剂有氯气和二氧化氮，两者都含有极性键6⑥水陆两用公共汽车中，用于密封的橡胶材料是高分子化合物A.①②③④B.①②④⑥C.①②⑤⑥D.③④⑤⑥【解析】根据胶体的性质①正确；钢材是铁和碳的合金，②正确；“钡餐”是硫酸钡，但硫酸钡是强电解质，因为尽管硫酸钡是难溶物但溶于水的部分确实完全电离的③错；硅元素位于周期表第三周期第ⅣA主族，是处于金属与非金属的交界处，④正确；氯气是由非极性键组成的单质，⑤错；橡胶是高分子化合物，⑥正确。【答案】B6．今有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K+、NH4+、Cl、Mg2+、Ba2+、CO32、SO42，现取三份100mL溶液进行如下实验：（1）第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生（2）第二份加足量NaOH溶液加热后，收集到气体0.04mol（3）第三份加足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀6.27g，经