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专题十一非金属元素及其化合物1．了解常见非金属元素(C、N、O、Si、S、Cl等)单质及其重要化合物的主要性质及应用。2．了解常见非金属元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。3．了解以上各部分知识的综合应用。考纲解读近五年来，本讲内容多次出现在新课标高考试题中，考查的知识主要有：①卤素及其化合物的性质、卤素及其化合物的实验及综合应用，共出现15次。②碳和硅对应单质及其化合物性质及应用；碳和硅对应单质及其化合物的实验及综合应用，共出现4次。③硫及其化合物的相互转化关系是新课标高考的常考内容，主要的考点有：＋4价硫的氧化性与还原性，SO2的漂白作用与HClO的比较，浓硫酸的特性，浓硫酸在有机反应中的作用，SO2、SO42－的检验，酸雨与大气污染及防治。④对氮及其化合物的知识考查,主要的考点有N2、NH3的分子结构及性质，氮的氧化物、硝酸的重要性质及计算，NH3、NO、NO2的制备及检验等。考点探究本讲内容的考查常以选择题和非选择题的形式出现，所占分值比例较大。高考试题对本讲能力点考查以了解和综合应用为主，还涉及分析、解决问题的能力。试题难度适中或稍难。高考的考查形式主要有3种，一种是与元素及其化合物性质及其相互转化相结合；一种是以工业生产流程图为载体考查综合应用。三是以实验设计为中心考查分析问题、解决实际问题的能力。预测2013年高考对本讲知识的考查重点体现在以下几个方面：(1)考查卤素及其化合物性质为主，题型为非选择题，分值约为6分。中等难度。(2)考查以碳和硅单质及化合物性质及应用为主，延续选择题形式，分值约为6分，中等难度。(3)考查O2、S单质及化合物的性质相互转化及应用等，题型以选择题、填空题为主，分值6～10分，难度适中。(4)考查以氨气、铵盐、一氧化氮、二氧化氮与硝酸等物质的性质为重点，突出考查反应方程式的书写和相关氧化还原反应的计算，选择题和填空题均有可能出现，分值8分左右。预测2013年高考可将会以碳硅新型材料为主线，卤素、氧硫氮等知识与现代生产，日常生活，医疗保健、科学技术等各方面的联系为载体，以化学实验，化工生产流程为参照，重点考查对常见非金属元素单质及其重要化合物的理解和应用能力。一、碳、硅元素的存在及单质的性质和用途1．存在形态自然界中碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素仅有化合态。碳单质主要有金刚石、石墨等同素异形体，硅单质主要有晶体硅和无定形硅两大类。2．单质的性质与用途比较基础知识梳理碳硅结构金刚石：结构石墨：状结构的晶体晶体硅：空间网状结构物理性质金刚石熔点高、硬度大石墨熔点高、质，有滑腻感晶体硅硬度、熔点____________空间网状层大软高化学性质与非金属单质反应与氧化物反应与CuO、SiO2反应：C＋2CuO2Cu＋CO2↑，与酸反应与浓H2SO4、浓HNO3反应：与氢氟酸的反应：与O2、Cl2反应：与O2反应：C＋O2CO2(完全燃烧),2C＋O22CO(不完全燃烧)Si＋O2SiO2，Si＋2Cl2SiCl42C＋SiO2Si＋2CO↑C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2OSi＋4HF===SiF4↑＋H2↑二、硅的化合物1．二氧化硅SiO2属于性氧化物，具有该类氧化物的通性。(1)与NaOH的反应：。(2)与CaO的反应：；SiO2的特性：SiO2＋4HF===。(3)SiO2高温反应SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑用于制造普通玻璃和光导纤维。SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O酸SiO2＋CaOCaSiO3SiF4↑＋2H2O2．硅酸(1)溶解性：溶解度很小。(2)化学性质——弱酸性：酸性比还弱。Na2SiO3＋__________===Na2CO3＋__________。(3)制备：可用硅酸钠与盐酸反应制得：3．硅酸盐(1)硅酸盐：是由组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的重要成分。(2)硅酸钠：硅酸钠的水溶液俗称，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。(3)硅酸盐组成的表示通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成：如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为，长石(KAlSi3O8)可表示为：。硅、氧和金属水玻璃防火Na2O·SiO2K2O·Al2O3·6SiO2碳酸CO2＋H2OH2SiO3↓Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓。1．工业上制备硅的原理是什么？(请用有关反应的化学方程式来说明)2．(1)二氧化硅不能与水反应生成H2SiO3，那么如何用SiO2来制备H2SiO3?(2)盛放NaOH溶液的试剂瓶为何不能用玻璃塞？【提示】1.SiO2＋2CSi＋2CO↑。2．(1)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl。(2)玻璃中含有SiO2，与NaOH溶液反应生成Na2SiO3溶液，有较强的粘合性，瓶塞不易打开。问题探究一、四、氯气的性质1．通常情况下，氯气是、有气味、比空气重的毒气体，易液化，溶于水。2．氯气的化学性质很活泼，是一种活泼的非金属单质和强氧化剂。(1)跟金属反应(变价金属均氧化至价)2Na＋Cl2(现象：)Cu＋Cl2(现象：)2Fe＋3Cl2(现象：)(2)跟非金属反应H2＋Cl2点燃：发现色火焰，有白雾，工业制；光照：会发生爆炸。2P＋3Cl2(Cl2不足)2P＋5Cl2(Cl2足量)黄绿色刺激性有能最高产生白烟产生棕色的烟产生棕黄色的烟2NaClCuCl22FeCl32HCl苍白盐酸2PCl32PCl5(3)跟水的反应，离子方程式：HClO是一元弱酸，酸性比H2CO3弱，不稳定易分解：氯水保存方法：。(4)跟碱反应Cl2＋2NaOH===(制漂白液)制漂白粉：2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O，有效成分：。(5)与还原性化合物反应Cl2＋2FeCl2===(除FeCl3中FeCl2)Cl2＋H2S===Cl2＋2KI===(氯气的检验)NaCl＋NaClO＋H2O2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2OCa(ClO)22FeCl32HCl＋S↓2KCl＋I2密封储存于棕色试剂瓶里2HClO2HCl＋O2↑。Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。Cl2＋H2OHCl＋HClOCl2＋Na2SO3＋H2O===Cl2＋2NaBr===Cl2＋SO2＋2H2O===(6)与有机物反应Cl2＋CH4(取代反应)CH2===CH2＋Cl2―→(加成反应)2HCl＋Na2SO42NaCl＋Br22HCl＋H2SO4CH3Cl＋HClCH2ClCH2Cl四、氯气的制法1．氯气的制法(1)实验室制取原理：MnO2＋4HCl(浓)_____________________，氧化剂可用MnO2或KMnO4或Ca(ClO)2等，浓盐酸可用浓硫酸和固体食盐代替。如：MnO2＋2NaCl＋3H2SO4(浓)氯气的收集方法是：；检验方法是：湿润KI淀粉试纸变蓝或湿润蓝色石蕊试纸先变红后褪色。MnCl2＋Cl2↑＋2H2OMnSO4＋Cl2↑＋2H2O＋2NaHSO4向上排空气或排饱和食盐水湿润KI淀粉试纸变蓝或湿润蓝色石蕊试纸先变红后褪色。(2)工业制法①电解饱和食盐水(氯碱工业)：②电解熔融的氯化钠：2NaCl2Na＋Cl2↑2．Cl－的检验检验溶液中的Cl－时，应先加硝酸酸化，再加入硝酸银溶液，有白色沉淀产生，证明有Cl－存在。H2↑＋Cl2↑2NaCl＋2H2O2NaOH＋五、卤素1．卤素原子最外层电子数均为，最高价为价(氟除外)，负价为价，均能形成气态氢化物(HX)，最高价氧化物对应的水化物(HXO4)为酸(F除外)，都有。卤素单质按F2、Cl2、Br2、I2的顺序，颜色加深，密度增大，熔沸点升高，水溶性降低。从F→I随着原子序数的递增，卤素得电子能力逐渐减弱，元素的非金属性逐渐。单质氧化性逐渐，与H2化合由易到难，氢化物的稳定性减小，最高价氧化物对应水化物的酸性，卤素离子或氢化物的还原性增强。7＋7－1氧化性或非金属性减弱减弱减弱2．卤素的特殊性：①单质溴常温下为红棕色，极易_____实验室保存时常用，盛溴的试剂瓶不能用胶塞。②碘单质紫黑色固体，加热易(用于分离)，遇淀粉变蓝(用来检验)，碘的氧化性较其他卤素单质弱，与变价金属铁反应生成FeI2。③F2在黑暗处就可与H2爆炸化合，氟与水剧烈反应产生氧气：2F2＋2H2O===4HF＋O2。④卤离子在溶液中与银离子生成的AgCl、AgBr、AgI分别为白色、浅黄、黄色沉淀，卤化银都不溶于水和稀酸，见光易，用AgNO3可检验溶液中的卤离子。AgF易溶于水。⑤Cl2、Br2、I2易溶于苯、CCl4、汽油等有机溶剂；在有机溶剂中分别呈黄色、棕红色、紫色。(苯、汽油不溶于水且密度水，CCl4溶于水且密度大于水)液体挥发水封升华分解小于不3．卤素间置换反应离子方程式：Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2Cl2＋2I－===2Cl－＋I2Br2＋2I－===2Br－＋I2、、问题探究二、1．漂白粉长时间放置会失效，原因是什么？2．NaClO溶液与FeCl2溶液混合，会产生红褐色沉淀，体现了NaClO的哪些性质？3．如何用实验证明KClO3中含有氯元素，但不含Cl－？【提示】1.漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2，在空气中长时间放置后，会发生下列一系列反应：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO,2HClO2HCl＋O2↑，漂白粉的漂白原理是能产生HClO，HClO有强氧化性，HClO分解后即失效。2．红褐色物质为Fe(OH)3，FeCl2被氧化成了Fe3＋，体现了NaClO的氧化性；同时溶液也有一定碱性。3．先取少量KClO3加水溶解，滴加稀HNO3酸化的AgNO3溶液，若无白色沉淀产生，说明无Cl－。证明是否含氯元素的方法：将KClO3和MnO2混合加热，冷却后，将固体残渣溶于水，静置，取上层清液少许，滴加稀HNO3酸化的AgNO3溶液，若观察到有白色沉淀生成，证明KClO3中含有氯元素。六、硫、二氧化硫1．硫硫(俗称)是一种黄色粉末，在空气中燃烧生成SO2，方程式为：。2．二氧化硫(1)物理性质SO2是色、有气味的有气体，密度比空气___，容易，溶于水。(2)化学性质SO2是一种酸性氧化物，由于SO2中硫元素为＋4价，属于中间价态，所以SO2既有还原性又有氧化性。硫磺S＋O2SO2无刺激性毒大液化易二氧化硫具有酸性氧化物的通性。与H2O反应：。与碱性氧化物(CaO)反应：(除去燃煤中的SO2)。与碱(如与NaOH)反应：(SO2少量)，(SO2过量)。与盐(如与NaHCO3)反应：(SO2少量)，(SO2过量)。SO2＋H2OH2SO3SO2＋CaO===CaSO32NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2ONaOH＋SO2===NaHSO32NaHCO3＋SO2===Na2SO3＋H2O＋2CO2NaHCO3＋SO2===NaHSO3＋CO2具有还原性，例如：具有漂白性，其漂白原理是：(不能漂白酸碱指示剂)。H2SO3是二元弱酸，不稳定，易分解、易氧化在它的水溶液中存在的分子有：，存在的离子有：。2SO2＋O22SO3与某些有色物质化合成不稳定的无色物质SO2、H2O、H2SO3H＋、HSO3－、SO32－七、硫酸1．硫酸的性质稀H2SO4具有酸的通性：能使指示剂变色，遇石蕊变_____；能与金属反应，如与Zn反应的方程式为红色Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑；能与碱反应，如与Fe(OH)3反应的方程式为2Fe(OH)3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋6H2O；能与碱性氧化物反应，如与CuO反应的方程式为：CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O；能与某些盐反应，如与NaHCO3反应的方程式为：2NaHCO3＋H2SO4===Na2SO4＋2H2O＋2CO2↑。浓硫酸通常的质量分数为98%、