第13讲 非金属及其化合物-2022高考化学二轮复习高分冲刺课件

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1．(2019·江苏，6)下列有关化学反应的叙述正确的是(　　)A．Fe在稀硝酸中发生钝化B．MnO2和稀盐酸反应制取Cl2C．SO2与过量氨水反应生成(NH4)2SO3D．室温下Na与空气中O2反应制取Na2O2
考点一　非金属单质及其化合物的相互转化
真 题 感 悟——悟真题、明方向
[解析]　A项，常温下，Fe在浓硝酸中会发生钝化，错误；B项，MnO2与浓盐酸在加热条件下发生反应生成Cl2，与稀盐酸不反应，错误；C项，氨水过量，SO2与NH3·H2O发生反应生成(NH4)2SO3，正确；D项，室温下，Na与空气中O2反应生成Na2O，错误。
2．(2017·北京卷)下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是(　　) A．由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体B．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸产生了反应C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物D．③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
[解析]　①中灼热碎玻璃起加热作用，浓硝酸受热分解生成红棕色NO2，硝酸中氮元素化合价降低，必有元素化合价升高，只能为氧元素，因此，还有O2生成，产生的气体为混合气体，A项正确；由①可知，浓硝酸受热分解可生成红棕色气体，所以②中产生的“红棕色气体”不一定是木炭与浓硝酸发生反应产生的，B项正确；③中浓硝酸挥发才能与红热木炭接触，产生的NO2是还原产物，C项正确；红热的木炭还可与空气中的O2反应生成CO2，不一定是木炭与浓硝酸发生反应生成了CO2，D项错误。
3．(2018·天津·7)下图中反应①是制备SiH4的一种方法，其副产物MgCl2·6NH3是优质的镁资源。回答下列问题：(1)MgCl2·6NH3所含元素的简单离子半径由小到大的顺序(H－除外)：_______________________________，Mg在元素周期表中的位置：_________________，Mg(OH)2的电子式：_____________________。
r(H＋)(2)A2B的化学式为_____________。反应②的必备条件是_____________。上图中可以循环使用的物质有_____________________。(3)在一定条件下，由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料_________ (写化学式)。(4)为实现燃煤脱硫，向煤中加入浆状Mg(OH)2，使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物，写出该反应的化学方程式：________________________________________。
2Mg(OH)2＋2SO2＋O2===2MgSO4＋2H2O
CH3CH2CHO，CH3CHO
核 心 突 破——补知能、学方法
1．必记的9种特征：(1)有颜色的气体：_________(黄绿色)、_________(红棕色)等。(2)有漂白作用的气体：Cl2(有水时)、_________等，能使品红溶液褪色，加热后恢复原色的是_________。(3)同一元素的气态氢化物和气态氧化物反应，生成该元素的单质和水，该元素可能是_____或_____。
(4)同一元素的气态氢化物和最高价氧化物对应的水化物发生化合反应，生成盐的元素一定是_____。(5)溶于水显碱性的气体只有_________。(6)在空气中迅速由无色变为红棕色的气体只有_______。(7)可溶于氢氟酸的酸性氧化物只有___________。(8)能与NaOH溶液作用产生H2的非金属单质只有_____。(9)常温下使铁、铝发生钝化的是_________与_________。
2．知道14种物质的主要用途：硅——半导体材料、太阳能电池板、计算机芯片活性炭——吸附剂、去除冰箱中的异味臭氧(O3)——漂白剂、消毒剂氯气——杀菌消毒、漂白剂、制盐酸、漂白粉等二氧化碳——灭火剂、人工降雨、温室气体二氧化硅——制石英玻璃、光导纤维
二氧化硫——漂白剂、杀菌、消毒双氧水——漂白剂、消毒剂、脱氯剂氢氟酸——蚀刻玻璃制品氨——制冷剂(液氨)、制硝酸、铵盐次氯酸钠(NaClO)——漂白剂、杀菌剂硅胶——袋装食品干燥剂乙烯——植物生长调节剂、催熟剂甘油——护肤保湿剂
BaCl2(或CaCl2)溶液
5．常考的有HNO3参与的氧化还原反应的计算：(1)金属与硝酸的反应中硝酸分为两部分，一部分作_________，另一部分起酸性作用生成硝酸盐，计算时应先确定被_______的硝酸，再由_______________求解。(2)Cu与HNO3的反应中：被还原的硝酸无论生成NO还是NO2，由氮元素守恒可知被还原的硝酸与生成气体的物质的量_______。
6．浓硫酸吸水性和脱水性的区别与应用：(1)吸水性浓硫酸具有吸收游离水(如气体中、液体中的水分子，以及固体中的结晶水等)的性能。①原理：H2SO4分子与水分子可形成一系列稳定的水合物。H2SO4(浓)＋nH2O===H2SO4·nH2O
②应用：作吸水剂或干燥剂。a．可干燥的物质：H2、CO、CO2、CH4、N2、NO、NO2、 O2、SO2、Cl2、HCl等。b．不能干燥的物质：H2S、NH3、HBr、HI等。c．所用的装置：洗气瓶(如图)。
7．化学反应中浓硫酸由“量变”引起的“质变”：过量金属(如Fe、Cu、Zn等)与浓硫酸反应时，要动态地看反应过程，注意H2SO4浓度的变化对反应产物的影响。开始阶段是浓硫酸反应，产生的是SO2气体，随着反应的进行，硫酸的浓度逐渐减小，最后变为稀硫酸，与Cu不反应，与铁、锌等反应生成H2而不是SO2。
判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。1．CO2、CH4、N2等均是造成温室效应的气体。(　　)2．单质硅常用作半导体材料和光导纤维。(　　)3．CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成。(　　)4．NO2溶于水时发生氧化还原反应。(　　)5．SiO2与酸、碱均不反应。(　　)6．液溴易挥发，在存放液溴的试剂瓶中应水封。(　　)7．能使润湿的淀粉KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2。(　　)8．某溶液加入CCl4，CCl4层显紫色，证明原溶液中存在I－。(　)
1.(2019·郑州一模)a、b、c、X是中学化学中常见的四种物质，且a、b、c中含有同一种元素，其转化关系如图所示。下列说法错误的是(　　)
备 考 验 证——练典题、重应用
A．若a、b、c均为厨房中常用的物质，则构成c中的阳离子半径小于其阴离子半径B．若a为一种气态氢化物，X为O2，则a分子中可能含有10个或者18个电子C．若b为一种两性氢氧化物，则X可能是强酸，也可能是强碱D．若a为固态非金属单质，X为O2，则氧元素与a元素的原子序数之差可能为8
[解析]　若a、b、C为厨房中的物质，则a为Na2CO3，b为NaHCO3，c为NaCl，X为盐酸，A项正确；若a为一种气态氢化物，X为O2，则a可以为CH4或H2S，B项正确；若b为一种两性氢氧化物，则b为Al(OH)3，则X可能是强酸，也可能是强碱，C项正确；S与O2不能直接生成SO3，D项错误。
[解析]　若X是H2，则Y是HCl，溶于水后得到盐酸，电解盐酸又重新得到H2和Cl2，①正确；若X是Na，则Y是NaCl，溶于水溶液呈中性，电解NaCl溶液得到NaOH、H2和Cl2，②错误；若X是Cu，则Y是CuCl2，滴加NaOH溶液后有蓝色沉淀Cu(OH)2生成；电解CuCl2溶液得到Cu和Cl2，③正确；若X是Al，则Y是AlCl3，逐滴滴加NaOH溶液后先生成Al(OH)3沉淀，后沉淀又溶解，电解AlCl3溶液得到Al(OH)3，H2和Cl2，④错误。故选C。
3.一定条件下，物质A～E转化关系如图所示，其中A为单质，常温下E为无色液体。
(1)若A、C、D均含氯元素，C为氯碱工业的原料。D溶液具有漂白性，则A与B反应的化学方程式是_______________________________________；D溶液可使淀粉KI溶液显蓝色，则D与KI在溶液中反应的离子方程式是________________________________________；检验C中所含阴离子的实验方法是___________________________________________________________________________________________________。
Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
ClO－＋2I－＋H2O===I2＋Cl－＋2OH－
取适量待测液于试管中，滴入少量稀硝酸酸化，再滴入AgNO3溶液，若产生
白色沉淀，则证明含有Cl－
(2)若A为红色金属，B为某酸的浓溶液，D为可形成酸雨的无色气体。A与B反应的化学方程式是_________________________________________。a ml A与足量的B充分反应后，将产生的D通入NaOH溶液中，恰好完全反应，则所需NaOH的物质的量的范围是____________________________。
a ml≤n(NaOH)≤2a ml
[解析]　常温下无色液体一般为H2O。(1)A是单质且含氯元素，A为Cl2，C为氯碱工业的原料，应是NaCl，根据框图分析D应是NaClO，反应方程式为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。NaClO具有强氧化性，可将I－氧化生成I2，离子方程式为ClO－＋2I－＋H2O===I2＋Cl－＋2OH－。物质C中含有Cl－，其检验方法为取适量待测液于试管中，滴入少量稀硝酸酸化，再滴入AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则证明含有Cl－。
4．ClO2、NaClO2是两种重要的含氯化工产品，工业上生产ClO2、NaClO2有多种方法，下面为其中的一种生产流程图：
(1)NaClO2中氯元素的化合价为_______。(2)电解槽中阳极上的电极反应式为________________________________。(3)反应器I中化学方程式为________________________________________________；反应器Ⅱ中氧化剂与还原剂物质的量之比为_________。(4)流程中①、②的现实意义是_______________________________；已知NaClO2饱和溶液在温度低于38 ℃时析出NaClO2·3H2O晶体，高于38 ℃时析出NaClO2晶体，高于60 ℃时NaClO2分解，则从NaClO2溶液中得到NaClO2晶体的方法为____________________________________________。
2NaClO3＋4HCl===2NaCl＋2ClO2＋Cl2↑＋2H2O
提高原料利用率，降低生产成本
减压条件下，在55 ℃时蒸发结晶，趁热过滤
蓝色消失并在30 s内不复原
1．(2018·天津，9)烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一，为了监测其含量，选用如下采样和检测方法。回答下列问题：Ⅰ.采样
考点二　非金属元素单质及其化合物的实验探究考点
采样步骤：①检验系统气密性；②加热器将烟道气加热至140 ℃；③打开抽气泵置换系统内空气；④采集无尘、干燥的气样；⑤关闭系统，停止采样。(1)A中装有无碱玻璃棉，其作用为_______。(2)C中填充的干燥剂是(填序号)_____。a．碱石灰　　b．无水CuSO4　　c．P2O5
(3)用实验室常用仪器组装一套装置，其作用与D(装有碱液)相同，在虚线框中画出该装置的示意图，标明气体的流向及试剂。____________________(4)采样步骤②加热烟道气的目的是_______________________。
防止NOx溶于冷凝水
2．(2019·天津，10)多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多晶硅的简易过程。
回答下列问题：Ⅰ.硅粉与HCl在300 ℃时反应生成1 ml SiHCl3气体和H2，放出225 kJ热量，该反应的热化学方程式为_________________________________________________________。SiHCl3的电
子式为______________。
(1)氢化过程中所需的高纯度H2可用惰性电极电解KOH溶液制备，写出产生H2的电极名称_______(填“阳极”或“阴极”)，该电极反应方程式为_________________________________________________。
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－或2H＋＋2e－===H2↑
(2)已知体系自由能变ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG<0时反应自发进行。三个氢化反应的ΔG与温度的关系如图1所示，可知：反应①能自发进行的最低温度是_______________；相同温度下，反应②比反应①的ΔG小，主要原因是___________________________________。(3)不同温度下反应②中SiCl4转化率如图2所示。下列叙述正确的是_________(填序号)。a．B点：v正>v逆 b．v正：A点>E点c．反应适宜温度：480～520 ℃
ΔH2<ΔH1导致反应②的ΔG小
(4)反应③的ΔH3＝_________________(用ΔH1，ΔH2表示)。温度升高，反应③的平衡常数K_______(填“增大”“减小”或“不变”)。(5)由粗硅制备多晶硅过程中循环使用的物质除SiCl4、SiHCl3和Si外，还有_______________(填分子式)。
(3)a项，同一点比较正逆反应速率看反应进行方向，B点反应正向进行，所以v正>v逆，正确；b项，不同点比较正逆反应速率看反应条件，A点温度低于E点温度，所以v正：A点0知ΔH3<0，反应③为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小。(5)根据由粗硅制备多晶硅的过程可知，循环使用的物质还有HCl和H2。
►知能补漏性质探究实验方案设计的一般方法(1)证明酸性。①用pH试纸或酸碱指示剂，观察颜色变化；②与Na2CO3溶液反应产生CO2；③与Zn等活泼金属反应产生氢气。
(2)证明弱酸性。①存在电离平衡，如向醋酸溶液中加入醋酸铵，测其pH变大，可以证明醋酸溶液中存在电离平衡，从而证明醋酸是弱酸；②测定对应盐溶液的酸碱性，如测定常温下CH3COONa溶液的pH>7，说明CH3COOH是弱酸；③测量稀释前后pH变化，如测定将醋酸溶液稀释至10n倍前后的pH变化，若溶液的pH变化小于n，可证明醋酸为弱酸。
(3)比较金属的活动性：①与水或酸反应的难易；②利用置换反应；③设计成原电池，其负极活泼性强；④利用电解时的放电顺序；⑤比较最高价氧化物对应水化物的碱性强弱。(4)比较非金属的活动性：①利用置换反应；②与氢气反应的难易；③气态氢化物的稳定性、还原性；④比较最高价氧化物对应水化物的酸性强弱。
(5)比较酸(碱)的酸(碱)性强弱：较强的酸(碱)能制得较弱的酸(碱)。比较盐的水解程度，如通过测定等浓度NaHCO3和NaHSO3溶液的pH，确定H2CO3和H2SO3酸性强弱。(6)气体检验时杂质气体的干扰问题：先除去干扰气体，检验杂质气体已经除净，再检验待检气体。如检验SO2和CO2混合气体中的CO2，先通过酸性KMnO4溶液除去SO2，再通过品红溶液确定SO2已经除净，最后通过澄清石灰水检验CO2。
1．(2019·保定一模)用4种物质进行实验，下表中“操作”与“现象”均正确的是(　　)
2．关于相同物质的量浓度的NaHCO3溶液和NaHSO3溶液，下列说法正确的是(　　)A．滴加酚酞后溶液均变红B．滴加饱和澄清石灰水均产生白色沉淀C．滴加氯水均产生能使澄清石灰水变浑浊的气体D．所含阳离子的总浓度相等
[解析]　A项，NaHSO3溶液电离程度大于水解程度，所以溶液呈酸性，所以NaHSO3滴加酚酞后溶液不变红，故A错误；B项，NaHCO3溶液与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀，NaHSO3溶液与氢氧化钙反应生成亚硫酸钙沉淀，所以滴加饱和澄清石灰水均产生白色沉淀，故B正确；C项，NaHSO3溶液滴加氯水发生氧化还原反应生成硫酸钠，而无气体产生，故C错误；D项，阳离子为钠离子与氢离子，相同物质的量浓度的NaHCO3溶液和NaHSO3溶液，钠离子浓度相等，而亚硫酸氢钠电离程度大于水解程度，碳酸氢钠水解程度大于电离程度，所以亚硫酸氢钠中氢离子浓度大，所以两者所含阳离子的总浓度不相等，故D错误。
3．(2019·郑州一模)Ca3N2是重要的化学试剂，容易潮解、被氧化，实验室用N2和金属钙制备Ca3N2的装置如图所示(钙能在CO2中燃烧)。下列说法正确的是(　　)A．Ca3N2潮解的化学方程式为Ca3N2＋3H2O===3CaO＋2NH3↑B．①、④中可分别盛装CaCl2和浓硫酸C．实验开始时，应先点燃②处酒精灯再通空气D．①、④的作用相同
解析]　由信息可知，Ca3N2潮解时与水反应生成Ca(OH)2和NH3，化学方程式为Ca3N2＋6H2O===3Ca(OH)2＋2NH3↑，A项错误；①的作用是除去空气中的CO2和水蒸气，应盛放碱石灰，B项错误；实验开始时，先点燃②处酒精灯再通空气可充分除去空气中的氧气，避免氧气与钙反应，C项正确；④的作用是阻止外界空气进入，与①的作用不同，D项错误。
4．(2019·重庆二模)亚硝酸钠(NaNO2)是一种重要的化工原料，某学习小组通过下述实验制备亚硝酸钠，并测定所制备亚硝酸钠的纯度。(一)利用下列装置制备NaNO2已知：①2NO＋Na2O2===2NaNO2；②NO和NO均能被酸性高锰酸钾氧化为NO。
(1)选择上述仪器完成实验，其连接顺序为_________________________________(按气流方向，用小写字母表示)。(2)装置A中m管的作用为_____________________________________。(3)装置B中发生反应的离子方程式为__________________________________________________________________。
a→h→i→d→e→f→g→c
保持上下压强一致，使浓硝酸顺利滴下
(二)测定上述实验所制备的NaNO2样品(含NaNO3和Na2CO3杂质)的纯度。准确称量D中所得样品a g溶解后配制成250 mL溶液，取25.00 mL于锥形瓶中，用b ml·L－1的酸性高锰酸钾溶液滴定到终点；重复上述滴定操作两次，测得数据如下表：(4)滴定到终点的实验现象为_______________________________________________。(5)最终所得样品中NaNO2的质量分数为________________(用含a、b的关系式表示)。
溶液由无色变为紫色(或红色)，且半分钟不褪色