高三化学非金属元素的梳理和综合教案

高考化学最后冲刺专题五：非金属元素的梳理和综合

 [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。

[知识体系和复习重点]

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：

（1）HClO是一种弱酸，与碳酸比较电离能力有如下关系：H₂CO₃>HClO>HCO₃^-，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^-+SO₃^2-=Cl^-+SO₄^2-

（4）HClO见光易分解：2HClO2HCl+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↓+2NaClO

Ca(ClO)₂+NaHCO₃=CaCO₃↓+HClO+NaClO

3．碳、硅及化合物的联系网络

4．氧及其化合物相互联系

5．氮及其化合物间的转化关系

[典型题析]

[例1]在F、P、Si、Fe这四种元素中，每种元素都有某些方面区别于某它三种元素。若从中选出氟元素，选择的理由中正确的是（   ）。

（A）最高价氧化物对应的水化物酸性最强

（B）单质与冷水反应最剧烈

（C）单质固态时为分子晶体，熔沸点较低

（D）在氧化物：OF₆、P₂O₅、Fe₂O₃中，OF₆最稳定

[解析]题给四种元素比较，最高价氧化物水化物的酸性最强的是磷酸。单质跟冷水反应最剧烈的是F₂。单质固态时为分子晶体的有磷和氟，熔沸点较低的是F₂。氧化物中OF₆最不稳定。所以应选BC。

[例2]在溴化钾和碘化钾的混合溶液中通入过量氯气，把溶液蒸干后并将剩余物灼烧，最后残余的物质是（    ）

（A）氯化钾               （B）氯化钾和碘

（C）氯化钾和溴           （D）氯化钾和溴化钾

[解析]溴化钾和碘化钾都能与氯气反应：

           2KBr + Cl₂ = 2KCl + Br₂         2KI + Cl₂ = 2KCl + I₂

所以向溶液中通入过量氯气后，溶液中留下氯化钾、溴分子和碘分子，考虑到溴单质极易挥发，所以蒸干过程中，溴单质已挥发掉。考虑到碘单质加热条件下能升华，所以灼烧过程中，碘单质必定已升华了。最后留下的物质必定是氯化钾。选A。

[例3]18年，曾有人发明了固氮的一种方法，该法以石灰石、焦炭、空气为原料。第一步反应是石灰石分解；第二步是使第一步反应产物和焦炭反应，在电炉中的高温下制得第三步反应起始物；第三步反应中另一反应物是空气，该反应也是在电炉中完成的，生成一种固体；第四步是使该固体和水蒸气反应制得氨气。又知该固体中有与N₃^-互为等电子体的离子。

（1）试写出四步反应的化学方程式；

（2）试简评该固氮方法。

解析  前二步反应分别是石灰石的分解和制造电石的反应：

CaCO₃CaO+CO₂↑；          CaO+3CCaC₂+CO↑

第三步反应是CaC₂在高温下与空气中的氮气反应，以取得固氮的效果。由于生成物与N₃^-互为等电子体的离子，氮元素在此生成物中应为-3价，后者与水反应才更有可能生成NH₃。N₃^-的等电子体有CN₂^2-、C₂N^3-。如果N为-3价，在CN₂^2-中C为+4价，在C₂N^3-中C为0价，不合理，因此生成物中的该离子只能为CN₂^2-。其化学方程式为：

CaC₂+N₂CaCN₂+C ；   CaCN₂+3H₂O=CaCO₃+2NH₃↑。

这种方法较之现在的合成氨工业，需要消耗大量电能，原料众多，生产成本高，因此，很快被合成氨的催化法代替。

所以答案为：（1）CaCO₃CaO+CO₂↑； CaO+3CCaC₂+CO↑；CaC₂+N₂CaCN₂+C ；   CaCN₂+3H₂O(g)=CaCO₃+2NH₃↑。

（2）这种方法，需要消耗大量电能，原料众多，设备重，生产成本高。

[例4]为检验浓硫酸与木炭在加热条件下反应产生的SO₂和CO₂气体，设计了如图所示实验装置，a、b、c为止水夹，B是用于储气的气囊，D中放有用I₂和淀粉的蓝色溶液浸湿的脱脂棉。

请回答下列问题：

（1）实验前欲检查装置A的气密性，可以采取的操作是                    ；

（2）此实验成败的关键在于控制反应产生气体的速率不能过快，由此设计了虚框部分的装置，则正确的操作顺序是                       （用操作编号填写）

①向A装置中加入浓硫酸，加热，使A中产生的气体进入气囊B，当气囊中充入一定量气体时，停止加热；

②待装置A冷却，且气囊B的体积不再变化后，关闭止水夹a，打开止水夹b，慢慢挤压气囊，使气囊B中气体慢慢进入装置C中，待达到实验目的后，关闭止水夹b；

③打开止水夹a和c，关闭止水夹b；

（3）实验时，装置C中的现象为                               ；

（4）当D中产生           （多选不得分）现象时，可以说明使E中澄清石灰水变浑浊的是CO₂，而不是SO₂；

A．进气口一端脱脂棉蓝色变浅，出气口一端脱脂棉蓝色不变

B．脱脂棉上蓝色均变浅

C．脱脂棉上蓝色褪去

装置D的作用为                                           。

[解析]实验装置中接了一个储气的气囊，这是课本实验中没有见到过的。但试题主要还是考查卤族和氧族元素化合物基础知识、实验基本操作等。

（1）关闭分液漏斗的活塞，打开止水夹a和b，关闭止水夹c，用手捂热（或微热）圆底烧瓶A，若C中有气泡冒出，移开手掌（或热源）后，C处导管内有水上升，则证明A装置的气密性良好。

（2）③①②

（3）品红溶液褪色。

（4）A；除去SO₂并检验SO₂已被除净。

[考题预测与专题训练]

1．2001年1月，某地发生了导致四人死亡、一百多人中毒的食用熟牛肉中毒事件，经过对该牛肉的检测，发现某盐的含量比国家允许标准高800多倍，该盐可能是（    ）

（A）NaCl    （B）NaNO₂    （C）NaNO₃    （D）BaSO₄   

2．硅酸铜钡是当今用最新科学技术才合成的一种物质，然而科学家惊奇地发现，我国秦朝兵马俑用的一种颜料竟也是硅酸铜钡。由以上事实推测关于硅酸铜钡的说法错误的是（  ）

（A）易溶于水   （B）难溶于水   （C）属于硅酸盐   （D）属于无机材料

3．巳知某溶液中存在较多的H^＋、SO₄^2-、NO₃^-，则该溶液中还可能大量存在的离子组是（  ）

A．Al³⁺、CH₃COO^-、Cl^-        B．Mg²⁺、Ba²⁺、Br^-

C．Mg²⁺、Cl^-、I^-            D．Na⁺、NH₄⁺、Cl^-

4．1828年，德国化学家武勒（F·WOhler）冲破了生命力学术的束缚，在实验室里将无机物氰酸铵（NH₄CNO）溶液蒸发，得到了有机物尿素[CO(NH₂)₂]。下列说法中不正确的是（    ）

（A）氰酸铵属于铵盐                 （B）氰酸铵与尿素互为同分异构体

（C）有机物不一定要从生命体内获得   （D）氰酸铵转变为尿素的过程为物理变化

5．下列说法均摘自某科普杂志，你认为无科学性错误的是（    ）

（A）铅笔芯的原料是金属铅，儿童在使用时不可用嘴吮咬铅笔，以免引起铅中毒

（B）一氧化碳有毒，生有煤炉的居室，可放置数盆清水，这样可有效地吸收一氧化碳，防 止煤气中毒

（C）“汽水”浇灌植物有一定的道理，其中二氧化碳的缓释，有利于作物的光合作用

（D）硅的提纯与应用，促进了半导体元件与集成芯片业的发展，可以说“硅是信息技术革 命的催化剂”

6．在pH＝l含Ba²⁺离子的溶液中，还能大量存在的离子是（  ）

A．    B．ClO^-    C．Cl^-   D．

7．氯气和水反应生成HCl和HClO，欲从反应混合物中分离出HClO溶液，下列方法可选用的是（   ）

（A）加硫酸钙，充分反应后蒸馏         （B）加碳酸钙，充分反应后蒸馏

（C）加磷酸钙，充分反应后蒸馏         （D）加氯化钙，充分反应后蒸馏

8．将下列卤化物跟浓硫酸放在烧瓶热，可以制得纯净卤化氢气体的是（   ）。

（A）NaF        （B）NaCl        （C）NaBr       （D）NaI

9．在碘化钾和硫酸的混合溶液中加入过氧化氢水溶液，迅速发生反应，放出大量气体，反应过程可表示如下：

①H₂O₂+2KI+H₂SO₄=I₂+K₂SO₄+2H₂O

②H₂O₂+I₂=2HIO

③H₂O₂+2HIO=I₂+O₂↑+2H₂O

（1）H₂O₂在反应③中的作用是____________（填正确选项的标号）。

（A）氧化剂                （B）还原剂   

（C）既是氧化剂又是还原剂  （D）不是氧化剂也不是还原剂

（2）有人认为上述反应说明了碘单质是过氧化氢分解的催化剂，你认为_________（填“对”或“不对”），其理由________________________________________。

（3）上述反应说明H₂O₂、I₂、HIO氧化性从强到弱的顺序是____________________。

10．某学生根据高中课本中钾受热分解的实验操作来判断铅的分解产物之一是氧气；将试管中的铅加热到熔融，把带有火星的细木条伸进试管口，检验放出的气体，当发现木条复燃时该学生即断言，铅受热分解有氧气放出。请你对上述实验及结论的合理性作出评价。如有必要，可提出改进的实验方案。

11．已知可溶性硫化物在溶液中能与硫单质反应生成可溶性的多硫化物（如Na₂S_n）。请回答下列问题：

⑴多硫化物溶于水的电离方程式为                       ；

⑵在浓Na₂S溶液中滴入少量氯水，经振荡，未发现生成沉淀物，其原因是（只要求写出反应的离子方程式，下同）                  ，                   ；

⑶在足量氯水中，滴入少量Na₂S溶液，经振荡，也未发现生成沉淀物，若再加用盐酸酸化的BaCl₂溶液，即可产生白色沉淀，其原因是                   。

参：

1B。2A。

3D。

分析：离子间相互不反应才能大量共存于同一溶液中。题干中有“H^＋、SO₄^2-、NO₃^-”三种离子，每个题支中都有三种离子，要解题者分析同组中6种离子间能否发生化学反应。

A组：因为醋酸是难电离物质，CH₃COO^-跟H^＋要结合成CH₃OOH。不能共存。

B组：硫酸钡难溶于水，Ba²⁺、SO