2021_2022学年高中化学第四章非金属及其化合物阶段素养提升课学案新人教版必修1

第四章 非金属及其化合物

非金属及其化合物的功与过

1．碳、硅及其化合物之间的转化关系

2．氯及其化合物之间的转化关系

3．硫及其化合物之间的转化关系

4．氮及其化合物之间的转化关系

(一)非金属元素及其化合物对环境的影响

1．氯气对环境有严重危害，对水体可造成污染。同时，氯气可助燃，湿润的氯气具有强腐蚀性。所以接触氯气时，需注意全身严格防护，不得将含氯气的废气直接排放到大气中。

(1)某地化工厂的贮氯罐意外发生泄漏，若你是消防队员，应如何应对？若你是处在该环境中的群众，应怎么应对？

提示：消防队员可向贮氯罐周围空气中喷洒稀NaOH溶液；处在该环境中的群众，应用浸有一定浓度NaHCO3的毛巾捂住鼻子，向高处转移。

(2)卫生间的洁厕灵(主要成分是HCl)不能与“84”消毒液混用，你能用离子方程式表示其原因吗？

提示：ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O。

2．NOx、SO2是主要的大气污染物，能引发雾霾、光化学烟雾及酸雨。

(1)NO2会产生硝酸型酸雨，硝酸型酸雨中主要溶质的化学式是什么？

提示：HNO3。硝酸型酸雨中主要溶质的化学式为HNO3。

(2)目前新出厂的汽车均加装尿素[CO(NH2)2]箱，尾气中NO、NO2及尿素以物质的量之比1∶1∶1加热催化生成无害气体，如何书写化学方程式？

提示：NO＋NO2＋CO(NH2)22N2＋CO2＋2H2O。NO、NO2与CO(NH2)2反应生成无害气体，则碳元素转换为CO2，氮元素转化为N2，故方程式为NO＋NO2＋CO(NH2)22N2＋CO2＋2H2O。

(3)已知：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O，NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，NO是不成盐氧化物。NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是什么？

提示：n(NO2)≥n(NO)。因为NO不能被NaOH溶液吸收，NO2可与NaOH溶液完全反应，故n(NO2)≥n(NO)即可。

(二)非金属元素及其化合物在物质制备中的重要作用

光纤通讯是光导纤维传送信号的一种通讯手段，合成光导纤维及氮化硅(一种无机涂层)的工艺流程如下：

1．如何书写反应Ⅰ的化学方程式？氧化剂是什么？

提示：SiO2＋2CSi＋2CO↑；SiO2。反应Ⅰ是焦炭还原SiO2，反应方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑；氧化剂是所含元素化合价降低的物质，根据反应方程式可知，二氧化硅中硅的化合价由＋4价→0价，即SiO2是氧化剂。

2．反应Ⅲ和Ⅳ中尾气的用途是什么？如何书写反应Ⅳ的化学方程式？

提示：反应Ⅲ中得到的物质为SiO2和HCl，尾气是HCl，反应Ⅳ中发生的反应是3SiCl4＋4NH3Si3N4＋12HCl，尾气是HCl，因此尾气的用途是制备盐酸。

1．(2020·日照高一检测)“生态文明，青山绿水”是我们发展的追求，下列对应关系不正确的是(　　)

【解析】选C。造成酸雨的主要物质为二氧化硫，造成温室效应的主要气体为二氧化碳，造成白色污染的主要物质是聚乙烯材料，氟氯烃是形成臭氧空洞的主要污染物，综上所述，错误的是C。

2．(2020·郑州高一检测)化学与生活、环境密切相关。下列有关说法不正确的是(　　)

A．竹炭具有超强的吸附能力，可用于吸收新装修房屋内的有害气体

B．研发使用高效电力能源汽车，减少雾霾污染以降低呼吸系统发病率

C．胶粒不能透过半透膜，血液透析利用半透膜将有害物质移出体外

D．碘酸钾具有较强的氧化性，在食盐中加入适量碘酸钾，可抗人体老化

【解析】选D。竹炭具有疏松多孔的结构，有超强的吸附能力，能够吸收新装修房屋内的有害气体，净化空气，A项正确；研发使用高效电力能源汽车，可以减少石油、煤炭等化石能源的使用，进而减少雾霾污染以降低呼吸系统发病率，B项正确；胶粒能够透过滤纸但不能透过半透膜，血液透析利用半透膜将有害物质移出体外，C项正确；人体缺碘会造成甲状腺激素分泌不足，在食盐中加入适量碘酸钾的目的是补充碘元素，防治碘缺乏病，D项错误。

3．硫代硫酸钠(Na2S2O3)可用作分析试剂及鞣革还原剂。它受热、遇酸易分解。工业上可用反应2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2制得。实验室模拟该工业过程的装置如图所示。

回答下列问题：

(1)b中反应的离子方程式为_________________________________________，

c中试剂为__________________________________________________。

(2)反应开始后，c中先有浑浊产生，后又变澄清。此浑浊物是____________。

(3)d中的试剂为______________________________________________。

(4)实验中要控制SO2生成速率，可以采取的措施有___________________

___________________________________________________(写出两条)。

(5)为了保证硫代硫酸钠的产量，实验中通入的SO2不能过量，原因是____________________________________________________________。

【解析】(2)由该反应的反应物和生成物的元素组成可知此浑浊物是S。(3)d装置的作用是吸收反应中产生的气体，故d中的试剂为NaOH溶液。(4)溶液中的反应速率受温度、浓度的影响，故可通过控制反应温度及滴入酸溶液的速率的方式达到目的。(5)SO2溶于水可形成酸性较强的亚硫酸，而Na2S2O3遇酸会分解。

答案：(1)SO＋2H＋===SO2↑＋H2O或HSO＋H＋===SO2↑＋H2O　硫化钠和碳酸钠混合溶液　(2)硫(或S)　(3)NaOH溶液　(4)控制反应温度、调节酸的滴加速率(或调节酸的浓度等)　(5)若SO2过量，溶液显酸性，产物分解

4．二氧化氯(ClO2)是一种新型的环保饮用水消毒剂，某课题小组拟选择如图所示部分装置制备并收集二氧化氯来探究其漂白性(装置不可重复使用)。

已知：①常温下，亚氯酸钠(NaClO2)与氯气反应的生成物之一为二氧化氯；②常温常压下，ClO2是一种易溶于水而难溶于有机溶剂的气体。

回答下列问题：

(1)制备干燥、纯净的氯气：气体发生装置是________(填字母)，反应的离子方程式为________________________________________。

(2)制备二氧化氯：导管口连接顺序为a→____________→n→p→j。本实验选择装置I而不选择装置H的原因是______________________。

(3)写出装置G中发生反应的化学方程式： __________________________。

(4)装置E的作用是____________________________________________。

【解析】(1)若用MnO2作氧化剂制备Cl2，则气体发生装置应选取装置A，因该反应需加热；若用KMnO4作氧化剂，则气体发生装置应选取装置B，因该反应不需要加热。反应的离子方程式分别为MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O、2MnO＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O。(2)制备ClO2的过程：制备Cl2，除去Cl2中HCl杂质，用装置C中的浓硫酸进行干燥，用装置G中的NaClO2与Cl2反应生成ClO2和NaCl，用装置E中的CCl4除去多余的Cl2，用装置F收集ClO2，用装置I吸收有毒尾气，装置I还起到防止空气中的水蒸气进入到装置F中的作用。故导管口的连接顺序为a→z→m→x→y→b→c→r→

s→n→p→j。装置I与装置H的不同之处在于装置I可防止空气中的水蒸气进入装置F中，而装置H中盛有烧碱溶液，其中的水蒸气可进入装置F中，且可能会引起倒吸。(3)装置G中制备ClO2发生反应的化学方程式为Cl2＋2NaClO2===2ClO2＋2NaCl。(4)装置E中的CCl4可吸收ClO2中的Cl2，起到净化ClO2的作用。

答案：(1)A　MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O(或B　2MnO＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O)

(2)z→m→x→y→b→c→r→s　装置H中的水蒸气会进入装置F中，且可能会引起倒吸

(3)Cl2＋2NaClO2===2ClO2＋2NaCl

(4)吸收二氧化氯中的氯气