17届高考化学(人教版)总复习专题11常见非金属元素单质及其重要化合物课件

专题十一常见非金属元素单质及其重要化合物主干知识整合一、非金属元素及其单质1．位置：在已知的元素中，非金属共22种(包括6种稀有气体元素)，除氢元素位于周期表的ⅠA族外，其余都集中在元素周期表阶梯线(硼、硅、砷、碲、砹斜线)的右上方。2．原子结构特点及化合价(1)最外层电子均大于、等于3(除H、He以外)，与其主族序数相同。(2)最高正价分别为：＋4、＋5、＋6、＋7。(与族序数相等)对应最低负价：－4、－3、－2、－1。(等于族序数减8)(3)非金属元素一般都有变价：除呈现上述最高价及最低价以外，有的非金属还呈现其他价态。如：S：＋4价；N：＋1、＋2、＋3、＋4价；Cl：＋1、＋3、＋4、＋5价。3．非金属单质的聚集状态和同素异形体(1)典型的非金属单质在固态时，如：F2、Cl2、Br2、I2、O2、S、N2、P4、H2，这些物质的固态表现为硬度不大，熔点不高，易挥发，不导电，它们在常温下聚集态为气态(“气”字头)、液态(“氵”旁)或固态(“石”字旁)。(2)碳(金刚石)、硅等单质，硬度很大，熔沸点很高。由于晶体中没有离子和自由电子，所以固态和熔融态都不导电。但某些非金属单质，如：石墨可以作导体、单晶硅可以作为半导体材料。(3)非金属元素常出现同素异形现象。如：金刚石、石墨及C60；白磷与红磷；O2与O3等。二、非金属元素单质的化学性质(注意反应条件、现象、生成物的聚集状态)1．与非金属反应氧化性：与氢气反应生成氢化物还原性S、N2、P、C与O2反应C、P与Cl2反应C与S反应2．与金属反应Cl2、Br2与金属反应变价金属显高价O2与金属反应与Fe生成Fe3O4S与金属反应变价金属显低价N2与活泼金属如Mg等反应3．与水反应氧化性：2F2＋2H2O===4HF＋O2歧化反应：X2＋H2O===HX＋HXOX2＝Cl2、Br2、I2还原性：C＋H2Og=====高温CO＋H24．与碱反应歧化：X2＋2OH－===X－＋XO－＋H2OX2＝Cl2、Br2、I23S＋6OH－===2S2－＋SO2－3＋3H2O还原性：Si＋2OH－＋H2O===SiO2－3＋2H2↑5．与盐反应非金属单质间的置换，如Cl2＋2KBr===2KCl＋Br2与低价态盐反应：如2FeBr2＋3Cl2===2FeCl3＋2Br22Na2SO3＋O2===2Na2SO46．与酸反应氧化性：X2Cl2、Br2、I2、O2与还原性酸反应，如Cl2＋H2SO3＋H2O===H2SO4＋2HCl还原性：C、S、P与强氧化性酸如浓HNO3、浓H2SO4反应7．与氧化物反应还原性：如2C＋SiO2=====高温Si＋2CO↑C＋CO2=====高温2COC＋2CuO=====高温2Cu＋CO2↑氧化性：低价氧化物被氧气氧化，如2NO＋O2===2NO2X2Cl2、Br2与SO2＋H2O反应三、非金属元素重要化合物的性质1．气态氢化物(1)物理性质：一般都是无色气体，都有刺激性气味；HX、NH3易溶于水，H2S可溶，其余一般不溶；ⅥA、ⅦA族元素的气态氢化物的水溶液一般为挥发性酸，HCl、HBr、HI为强酸，其余为弱酸，NH3水溶液显碱性，其余不溶，可视为中性。其熔沸点都较低，常温下H2O、H2O2为液体，其余均为气体。HF、H2O、NH3分子间易形成氢键，使它们的沸点升高，出现了反常情况。(2)非金属氢化物的化学性质2.非金属氧化物►探究点一卤素及其化合物1．氯元素单质及其化合物间的转化关系要点热点探究2．氯及其化合物知识中的热点(1)Cl2与水的可逆反应，HClO的强氧化性和弱酸性。(2)Cl2与碱的歧化反应。(3)Cl2作为氧化剂使用，如将Fe2＋氧化为Fe3＋。(4)Cl2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SO2－3、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(OH)3↓＋3HClO。例1如图11－1所示，是一个制取氯气并以氯气为原料进行特定反应的装置，其中各试剂瓶装的试剂为：B(氢硫酸)、C(溴化亚铁溶液)、D(碘化钾淀粉溶液)、E(混有SO2的氯化钡溶液)、F(水)、H(紫色石蕊试液)。活塞ABCDEFGHbcⅠ活塞活塞cbbcⅡⅢ图11-1(1)A是氯气发生装置，其离子反应方程式是：__________。(2)Ⅰ中b瓶内加入的液体最好是____________。(3)用图示的Ⅱ或Ⅲ代替Ⅰ是否可行？________，简要说明理由_____________________________。(4)实验开始时，先点燃A处酒精灯，打开分液漏斗旋塞和Ⅰ处活塞，让氯气充满整个装置，再点燃G处酒精灯，回答下列问题：①怎样证明氯气已充满整个装置？_____________。②下列装置中的现象是C______________________；D________；E____________；F________________。(5)G装置的硬质玻璃管内盛有碳粉，发生氧化还原反应，其产物为二氧化碳和氯化氢，写出G中反应的化学方程式_______________________。装置F的作用是______________________。(6)在H处，紫色石蕊试液的颜色由紫色变为红色，再变为无色，其原因是______________________________。【答案】(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－(浓)=====△Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O(2)饱和食盐水(3)Ⅱ可行，Ⅲ不可行Ⅱ原理同Ⅰ，而Ⅲ中因c瓶口密封，体积不能改变，压强增大会有危险(4)①观察，当整个装置内充满黄绿色气体时，说明氯气已充满整个装置②溶液由浅绿色变为深红棕色溶液变蓝生成白色沉淀溶液变为浅黄绿色(5)C＋2H2O＋2Cl2=====△CO2＋4HCl向G中提供反应所需的水蒸气(6)生成HCl使紫色石蕊试液变红色，剩余的氯气又与水反应生成HClO，起漂白作用，使红色褪去【解析】(2)b瓶的作用是贮存多余的Cl2，试剂最好为饱和食盐水。(3)Ⅱ原理同Ⅰ，可代替Ⅰ；Ⅲ中c瓶口密封，不安全。(4)①当黄绿色气体充满整个装置时，说明Cl2充满。②Cl2有强氧化性，可将Fe2＋、Br－、I－、SO2氧化为Fe3＋、Br2、I2、SO2－4，故C中溶液由浅绿色变为深红棕色；D中溶液变蓝；E中产生白色沉淀BaSO4；F中由于吸收了Cl2变为浅黄绿色。(5)C＋2H2O＋2Cl2=====△CO2＋4HCl，F的作用是提供水蒸气。(6)生成HCl使溶液变红，剩余Cl2与水反应生成HClO又起漂白作用。【点评】解答该类综合实验题首先应明确实验目的，然后分析仪器的使用及作用，再结合氯气的性质综合分析，整体解答。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2molB．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＋H2OHCl＋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。用图11－2装置制取PCl3，在E中放入足量白磷，将氯气不间断地通入E，氯气与白磷就会发生反应，并放出热量(温度高于75℃)。图11－2已知：PCl3和PCl5遇水强烈反应。它们的熔沸点数据如下：熔点沸点PCl3－112℃75℃PCl5148℃200℃请根据图中装置回答下列问题：(1)检查该装置气密性的方法是______________________。(2)为得到氯气，若B中加入MnO2，则A中应加入__________，反应的化学方程式为_________________________________。(3)若发现C中气泡产生过猛，需要进行的操作或对装置进行的改进是___________________________。(4)在反应开始时主要生成PCl3，而后来主要生成PCl5，原因可能是_________________________；从PCl3和PCl5的混合物中分离出PCl3的方法是________(选填序号)。a．蒸馏b．过滤c．分液d．升华(5)生成的PCl3在G中收集，则F中盛有______，作用是_________。(6)C、D、H所盛的试剂分别是(选填序号)：C______；D______；H______。a．饱和食盐水b．浓硫酸c．无水氯化钙d．碱石灰(7)如果E中反应放热较多，G处的导管可能发生堵塞，其原因是___________________________________。【答案】(1)H接一导管放入水槽，微热圆底烧瓶，盛液体的仪器中产生气泡，撤灯后导管中形成水柱，说明装置气密性良好(2)浓盐酸MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O(3)用分液漏斗控制添加液体的量(合理即可)(4)P过量生成PCl3，氯气过量生成PCl5a(5)冷水使得三氯化磷液化(6)abd(7)PCl5(可能还有P2O5)蒸气冷却后变成固体【解析】(1)检查整套装置的气密性，首先要封闭装置，将H浸入水中，然后微热圆底烧瓶B，在其他各盛液体的仪器中观察是否有气泡，然后停止加热，过一会儿看H的导管中是否会倒吸形成一段水柱。(2)实验室制Cl2的方法是在加热条件下MnO2与浓盐酸反应，A中应加入浓盐酸，反应方程式为MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。(3)C中产生气泡过猛，说明反应产生的Cl2太快，需要调节浓盐酸的加入速度。(4)反应开始时P较多，此时产生PCl3，随着反应进行，Cl2逐渐过量，会将PCl3氧化成PCl5，所以后期主要产生PCl5，虽然PCl3是液态，而PCl5是固态，但在加热时都是温度超过75℃，此时PCl3是气态，而PCl5是液态，可以蒸馏分开。(5)气态的PCl3到G中要液化生成液态，F装置起到降温作用，所以F中要加入冷水。(6)从B装置产生的Cl2中混有HCl，先通过饱和食盐水除去，然后通入浓硫酸干燥，在E装置中P和Cl2发生反应，G中收集PCl3，H是防止空气中水蒸气进入G，使PCl3水解。(7)如果E中放热多，PCl5也可能汽化，在导管中易凝华而堵塞导气管。►探究点二氧、硫及其化合物1．硫及其重要化合物间的转化关系2．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(ClO)2＋CO2＋H2O＝CaCO3↓＋2HClO③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，