常见非金属元素单质及其重要化合物#精选.docx
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常见非金属元素单质及其重要化合物#精选
常见非金属元素
【考纲点击】
1.常见非金属元素（如H、C、N、O、Si、S、Cl等）
（1）了解常见非金属元素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。
2.以上各部分知识的综合应用。
【核心要点突破】
一、非金属单质及其氧化物的共性和特性
1.常见非金属单质：
Cl2、Br2、I
2、O2、S、N2、P4、H2、C、Si
（1）非金属元素在周期表中的位置和原子结构特点：
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：
Ⅰ.最外层电子均大于、等于3（除H以外），与其主族序数相同。
Ⅱ.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）
Ⅲ.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它价态。
如：
S：
+4价；N：
+1+2+3+4价；Cl：
+1+3+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为分子晶体，如：
F2、Cl2、Br2、I2、O2、S、N2、P4、H2，这些晶体表现为硬度不大，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、硼为原子晶体，硬度很大，熔沸点很高。
由于原子晶体中没有离子和自由电子，所以固态和熔融态都不导电。
但某些原子晶体，如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：
金刚石与石墨；白磷与红磷；O2与O3；S2、S4、S8等互为同分异构体。
（2）物理性质
①色态：
多数常温下为气态，而Br2为液态，I2、S、C、Si为固态；Cl2为黄绿色，Br2为红棕色，I2为紫黑
②熔沸点：
一般较低，但金刚石、石墨、单晶硅很高
③毒性：
Cl2、Br2、I2、有一定的毒性
（3）非金属元素的化学性质（注意反应条件、现象、生成物的聚集状态）
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
2.非金属氧化物的性质
（1）常见的氧化物：
SO2、SO3、NO、NO2、CO、CO2、SiO2
（2）物理性质：
①SO2、NO2有刺激性气味
②NO2是红棕色气体
③除CO2、SiO2外均有毒
④SO2易液化、SiO2是坚硬、难溶的固体
（3）化学性质
1与水反应：
SO2、SO3、NO2、CO2能与水反应
2与碱反应SO2、SO3、SiO2、CO2与OH-反应生产酸式盐或正盐，
3氧化性
4还原性
5特性
【典题训练1】（2010·山东高考·T13·4分）下列推断正确的是
A．SiO2是酸性氧化物，能与NaOH溶液反应
B．Na2O、Na2O2组成元素相同，与CO2反应产物也相同
C．CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在
D．新制氯水显酸性，向其中滴加少量紫色石蕊试液，充分振荡后溶液呈红色
二、常见无机酸的重要规律和重要特性
1.最高价氧化物对应的酸的组成和酸性
（1）最高价氧化物对应的酸的组成
（2）酸性强弱规律
①对于同种非金属形成的不同含氧酸，其非金属价态越高，酸性越强。
如：
HClO4>HClO3>HClO2>HClO，H2SO4>H2SO3，HNO3>HNO2
②证明酸性强弱顺序，可用“强酸制弱酸”的规律。
如：
Na2SiO3+CO2+2H2O=Na2CO3+H4SiO4↓（水玻璃敞口放置变浑浊）
Ca（ClO）2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO（漂白粉遇CO2产生HClO）
③常见酸的酸性强弱顺序：
2.重要特性
（1）
（或
）为难溶性酸，浓盐酸、浓硝酸为挥发性酸。
（2）硝酸、浓
、次氯酸具有强氧化性，属于氧化性酸，其中硝酸、
见光受热易分解。
（3）浓
和
（足量）、浓
和
（足量）、浓盐酸和
（足量）在反应时，随着反应的进行，产物会发生变化或反应停止。
（4）浓
具有吸水性、脱水性和强氧化性。
（5）常温下，铁、铝遇浓
、浓
发生钝化。
【典题训练2】（2010·安徽高考·T12·6分）如图是三种稀酸对Fe-Cr合金随Cr含量变化的腐蚀性实验结果，下列有关说法正确的是
A．稀硝酸对Fe-Cr合金的腐蚀性比稀硫酸和稀盐酸的弱
B．稀硝酸和铁反应的化学方程式是：
Fe+6HNO3（稀）
Fe（NO3）3+3NO2↑+3H2O
C．Cr含量大于13%时，因为三种酸中硫酸的氢离子浓度最大，所以对
合金的腐蚀性最强
D．随着Cr含量
增加，稀硝酸对Fe-Cr合金的腐蚀性减弱
三、常见非金属元素形成的离子的检验
离子
采用试剂
操作步骤和反应现象
有关离子方程式
H+
石蕊试液，Na2CO3溶液或pH试纸
取含有H+溶液于试管中，滴加Na2CO3溶液有气泡；取溶液用玻璃棒蘸取溶液少量滴到蓝色石蕊试纸或pH试纸上，呈红色.
2H++CO32-=CO2↑+H2O
NH4+
浓HCl、NaOH溶液、红色石蕊试纸
取含NH4+的盐或溶液加入浓NaOH溶液后加热,使产生气体接触湿润红色石蕊试纸变蓝或用玻璃棒蘸上浓HCl挨近，上述气体时冒大量白烟
NH4++OH-=NH3↑+H2O
NH3+H2O=NH3.H2O
NH3+HCl=NH4+Cl
OH-
石蕊、酚酞和甲基橙
含OH-的试液能使红色石蕊试纸变蓝,酚酞变红色;甲基橙变黄;pH试纸的变色范围中紫色加深
Cl-
AgNO3溶液、HNO3溶液
滴加AgNO3溶液生成白色沉淀,再加稀HNO3沉淀不溶,
Ag++Cl-=AgCl↓
Br-
AgNO3、HNO3溶液,Cl2水
滴加AgNO3溶液生成浅黄色沉淀,沉淀不溶于稀HNO3;滴加Cl2水振荡后加几滴汽油,油层红棕色
Ag++Br-=AgBr↓
Cl2+2Br-=2Cl-+Br2
I-
AgNO3、HNO3溶液，Cl2水
滴加AgNO3溶液生成黄色沉淀,沉淀不溶于稀HNO3;滴加Cl2水,振荡用CCl4萃取呈紫色
I-+Ag+=AgI↓
Cl2+2I-=I2+2Cl-
S2-
Pb（NO3）2或Pb（Ac）2[来源:
学科网ZXXK]
用玻璃棒蘸取被测液于Pb（NO3）2或Pb（Ac）2试纸上，试纸变为黑色
Pb2++S2-=PbS↓
SO42-
BaCl2、HNO3溶液
向被测溶液滴加BaCl2或Ba（NO3）2溶液,出现白色沉淀,再滴加稀HNO3沉淀不溶
Ba2++SO42-=BaSO4↓
SO32-
稀HNO3、BaCl2、HCl溶液
取含SO32-的溶液,滴加HCl溶液（少量）出现能使品红褪色的气体;如滴加BaCl2溶液生成白色沉淀;再加过量HCl能溶解,但用硝酸白色沉淀则不溶
SO32-+2H+=SO2↑+H2O
SO32-+Ba2+=BaSO3↓ BaSO3+2H+=Ba2++H2O+SO2↑
3BaSO3+2H++3NO3-=3BaSO4↓+2NO↑+H2O
CO32-
HCl溶液、Ca（OH）2溶液
取含CO32-溶液于试管中滴加HCl溶液,发生气泡,再将气泡通入Ca（OH）2溶液中,溶液发浑浊
CO32-+2H+=CO2↑+H2O
CO2+Ca2++2OH-=CaCO3↓+H2O
NO3-
Cu、浓H2SO4
在Cu屑和浓H2SO4混合物的试管中加入少许含NO3-物质的粉末或浓缩溶液,在加热条件下出现棕色气体[来源:
学#科#网Z#X#X#K]
2NO3-+4H++Cu=Cu2++2NO2↑+2H2O
PO43-
AgNO3、稀HNO3
向含有PO43-溶液的试管中滴加AgNO3溶液，生成黄色沉淀,再加HNO3后沉淀溶解
PO43-+3Ag+=Ag3PO4↓
Ag3PO4+3H+=3Ag++H3PO4
【高考题库】
1.（2010·重庆高考·T6·6分）减缓温室气体排放是2009年哥本哈根气候变化会议的议题，下列反应不产生温室气体的是
A.用纯碱制玻璃B.用煤炭作燃料
C.用铁矿石炼铁D.用氨制碳酸铵
2.（2009·全国卷Ⅱ）下列叙述中正确的是（）
A.向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO3饱和溶液，又有CaCO3沉淀生成
B.向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1∶2
C.等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应，在同温同压下，生成的CO2体积相同
D.向Na2CO3饱和溶液中通入CO2，有NaHCO3结晶析出
3.（2009·广东理基）下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是（）
①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素
②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品
③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维
④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料
A.①②B.②③C.①④D.③④
4（2008·上海高考）已知气体的摩尔质量越小，扩散速度越快。
如图所示为气体扩散速度的实验，两种气体扩散相遇时形成白色烟环。
下列关于物质甲、乙的判断正确的是（）
A.甲是浓氨水，乙是浓硫酸
B.甲是浓盐酸，乙是浓氨水
C.甲是浓氨水，乙是浓盐酸
D.甲是浓硝酸，乙是浓氨水
5（2008·上海高考）如图的装置中，干燥
烧瓶内盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某
种溶液。
挤压滴管的胶头，下列与实验事实
不相符的是（）
A.CO2（NaHCO3溶液）/无色喷泉
B.NH3（H2O含酚酞）/红色喷泉
C.H2S（CuSO4溶液）/黑色喷泉
D.HCl（AgNO3溶液）/白色喷泉
6（2007·海南高考）下列实验现象的描述错误的是（）
A.氢气在氯气中燃烧生成绿色烟雾
B.红热的铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体颗粒
C.点燃的硫在氧气中剧烈燃烧，发出蓝紫色火焰
D.钠在空气中燃烧，发出黄色的火焰，生成淡黄色固体
7（2010·福建理综·T9·6分）下列各组物质中，满足下图物质一步转化关系的选项是
8（2010·全国卷I·T7·6分）下列叙述正确的是
A．Li在氧气中燃烧主要生成
B．将SO2通入
溶液可生成
沉淀
C．将CO2通入次氯酸钙溶液可生成次氯酸
D．将NH3通入热的CuSO4溶液中能使Cu2+还原成Cu
9（2008·广东高考）硅单质及其化合物应用范围很广。
请回答下列问题：
（1）制备硅半导体材料必须先得到高纯硅，三氯甲硅烷（SiHCl3）还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：
①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学方程式________________________________________。
②整个制备过程必须严格控制无水无氧。
SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学方程式__________________________；H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是________________。
（2）下列有关硅材料的说法正确的是_____（填字母）。
A.碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥
B.氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作耐高温陶瓷和轴承
C.高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料——光导纤维
D.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高
E.盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
（3）硅酸钠水溶液俗称水玻璃。
取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡。
写出实验现象并给予解释________________________________________
___________________________________________。
10（2010·广东高考·T33·16分）某科研小组用MnO2和浓盐酸制备Cl2时，利用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液对其尾气进行吸收处理。
（1）请完成SO2与过量NaOH溶液反应的化学方程式：
SO2+2NaOH
________________．
（2）反应Cl2+Na2SO3+2NaOH
2NaCl+Na2SO4+H2O中的还原剂为________________．
（3）吸收尾气一段时间后，吸收液（强碱性）中肯定存在Cl－、OH－和SO42－。
请设计实验，探究该吸收液中可能存在的其他阴离子（不考虑空气的CO2的影响）．
①提出合理假设．
假设1：
只存在SO32－；假设2：
既不存在SO32－也不存在ClO－；假设3：
_____________．
②设计实验方案，进行实验。
请在答题卡上写出实验步骤以及预期现象和结论。
限选实验试剂：
3moL·L－1H2SO4、1moL·L－1NaOH、0.01mol·L－1KMnO4、淀粉－KI溶液、紫色石蕊试液．
实验步骤
预期现象和结论
步骤1：
取少量吸收液于试管中，滴加3moL·L－1H2SO4至溶液呈酸性，然后将所得溶液分置于A、B试管中．
步骤2：
步骤3：
11（2010·全国卷Ⅱ·T28·15分）A、B、C、D、E、F、G、H、和I是中学化学中常见的气体，它们均由短周期元素组成，具有如下性质：
1A、B、E、F、G能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，I能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，C、D、H不能使湿润的石蕊试纸变色；
2A和I相遇产生白色烟雾
3B和E都能使红溶液褪色
4将红热的铜丝放入装有B的瓶中，瓶内充满棕黄色的烟
⑤将点燃的镁条放入装有F的瓶中，镁条剧烈燃烧，生成白色粉末，瓶内壁附着黑色颗粒；
⑥C和D相遇生成红棕色气体；
⑦G在D中燃烧可以产生E和H2O
⑧将B和H在瓶中混合后于亮处放置几分钟，瓶内壁出现油状滴并产生A。
[来源:
Z&xx&k.Com]
回答下列问题：
（1）A的化学式是，②中烟雾的化学式是；
（2）④中发生反应的化学方程式是；
（3）⑤中发生反应的化学方程式是；
（4）C的化学式是，D的化学式是；
（5）⑦中发生反应的化学方程式是；[来源:
学科网ZXXK]
（6）H的化学式是
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