最新学年度高一化学《非金属及其化合物》全章复习与巩固知识点总结以及典例解析.docx
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最新学年度高一化学《非金属及其化合物》全章复习与巩固知识点总结以及典例解析
《非金属及其化合物》全章复习与巩固
【学习目标】
1.总结几种常见非金属（碳、硅、氯、硫、氮）及其化合物的主要性质，理解浓硫酸及硝酸的氧化性。
2.掌握氯离子、铵根离子的检验方法。
3.学会氨气、二氧化硫、二氧化碳的检验方法。
4.掌握氯气、氨气的实验室制法。
【知识网络】
1、碳及其化合物的转化关系
2．硅及其化合物的转化关系
3．氯及其化合物的转化关系
4．硫及其化合物的转化关系
5．氮及其化合物的转化关系
【要点梳理】
要点一、碳、硅及化合物
1．碳
碳在常温下非常稳定，但在高温条件下活动性增强，主要表现为还原性。
（1）与非金属单质反应
2C+O2
2COC+O2
CO2
（2）与某些氧化物反应
C+CO2
2COC+H2O（g）
CO+H2
2C+SiO2
Si+2CO↑
C+2CuO
2Cu+CO2↑
（3）与氧化性酸反应
C+2H2SO4（浓）
CO2↑+2SO2↑+2H2O
C+4HNO3（浓）
CO2↑+4NO2↑+2H2O
2．碳的氧化物
（1）CO：
主要表现还原性
2CO+O2
2CO2
3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2
CO+H2O
CO2+H2
（2）CO2
①弱氧化性：
CO2+C
2CO
CO2+2Mg
C+2MgO
②酸性氧化物的三点通性
CO2+H2O
H2CO3
CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O
CO2+CaO
CaCO3
其它性质：
CO2+H2O+CaCO3=Ca（HCO3）2
2CO2+Ca（OH）2=Ca（HCO3）2
Na2SiO3 +CO2+H2O==H2SiO3↓+Na2CO3（CO2少量）
Ca（ClO）2+H2O+CO2＝CaCO3↓+2HClO
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
3．碳酸盐
（1）溶解性
正盐中只有碱金属的碳酸盐和铵盐溶于水，所有酸式盐均溶于水。
一般酸式盐比相应正盐易溶，但碱金属的碳酸氢盐比碳酸盐的溶解度小。
（2）热稳定性
一般规律：
可溶性碳酸正盐＞不溶性碳酸正盐＞酸式碳酸盐。
如：
Na2CO3＞CaCO3＞NaHCO3
（3）正盐与酸式盐的相互转化
4．硅单质
地壳中含量最高的两种元素分别是氧和硅。
硅是一种亲氧元素，在自然界中它总是与氧相互化合，硅主要以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在。
硅原子结构和碳原子结构相似。
硅元素是构成岩石与许多矿物的基本元素，碳元素是构成有机物的必要元素。
（1）硅的性质：
还原性为主
Si+2Cl2
SiCl4（无色液体）
Si+O2
SiO2
（2）硅的制取：
工业上用碳在高温下还原二氧化硅可得粗硅：
SiO2+2C
Si+2CO↑
粗硅提纯的原理为：
Si+2Cl2
SiCl4；SiCl4+2H2
Si+4HCl
（3）硅的用途
硅是一种重要的非金属单质，用途非常广泛，作为良好的半导体材料，硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器、半导体器件。
硅还可制成太阳能电池。
5．二氧化硅
（1）酸性氧化物的通性
SiO2+CaO
CaSiO3
SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
盛放碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞
SiO2不溶于水，与水不反应
（2）氧化性
SiO2+CaO
CaSiO3
（3）SiO2和HF反应：
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O（特性）
玻璃中含有SiO2，可以用HF来刻蚀玻璃。
盛放氢氟酸不能用玻璃瓶，可以用塑料瓶。
（4）SiO2用途
天然二氧化硅有结晶形和无定形两大类，统称硅石。
它的硬度较大，熔点较高。
以SiO2为主要成分的沙子是基本的建筑材料。
纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本原料（光导纤维的成分是二氧化硅）。
石英、玛瑙（成分SiO2）用于制作饰物和工艺品。
6．硅酸和硅酸盐
（1）硅酸是一种溶解度很小的弱酸，酸性比碳酸弱，只能通过硅酸盐与酸反应制取：
Na2SiO3 +2HCl==H2SiO3↓+2NaCl
硅酸凝胶经干燥脱水后得到的多孔的硅酸干凝胶，称为“硅胶”，常用作干燥剂及催化剂的载体。
（2）硅酸盐
硅酸钠（Na2SiO3）是最简单的硅酸盐，俗称“泡花碱”，易溶于水，其水溶液叫水玻璃，是制取玻璃和建材等的原料。
硅酸盐可改写为氧化物形式（顺序为：
较活泼金属氧化物∙金属氧化物∙二氧化硅∙水）
如Al2（Si2O5）（OH）4：
Al2O3·2SiO2·2H2O
传统的硅酸盐材料包括水泥、普通玻璃、陶瓷等，是使用量很大的无机非金属材料。
要点二、氯及其化合物
氯原子很容易得到一个电子而形成氯离子（Cl-），表现为典型的氧化性。
1．氯气的化学性质
（1）与金属反应：
Cl2+2Na
2NaCl3Cl2+2Fe
2FeCl3 Cl2+Cu
CuCl2
（2）与非金属反应：
Cl2+H2
2HCl
点燃的氢气在氯气瓶中继续燃烧，产生苍白色火焰，瓶口有大量的白雾（HCl气体和空气中的水形成盐酸酸雾）。
（3）与水反应Cl2+H2O
HCl+HClO
新制的氯水
久置的氯水
成分
分子：
Cl2、H2O、HClO
离子：
H+、Cl－、ClO－、OH－
分子：
H2O
离子：
H+、Cl－、OH－
颜色
黄绿色
无色
性质
酸性、漂白性
酸性且酸性增强、无漂白性
原因
新制的氯水中存在Cl2+H2O
HClO+H++Cl－
久置的氯水中HClO完全分解为O2而消耗，最后成为HCl溶液
（4）与碱反应：
①工业制漂白粉或漂粉精2Cl2+2Ca（OH）2＝CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O
漂白粉的主要成分为：
CaCl2+Ca（ClO）2；有效成分为：
Ca（ClO）2
漂白粉的使用：
Ca（ClO）2+2HCl＝CaCl2+2HClO
Ca（ClO）2+H2O+CO2＝CaCO3↓+2HClO
通过此反应可比较得出酸性强弱：
H2CO3＞HClO
②氯气的尾气处理
Cl2+2NaOH＝NaCl+NaClO+H2O
（5）与某些盐溶液反应
Cl2+2KI＝I2+2KCl
Cl2+2Fe2+＝2Fe3++2Cl—
Cl2+SO2+2H2O＝2HCl+H2SO4
2．氯气的实验室制备
MnO2+4HCl（浓）
MnCl2+Cl2↑+2H2O
3．次氯酸、漂白粉的性质
（1）HClO是一种弱酸，H2CO3＞HClO
Ca（ClO）2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
（2）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，能使品红溶液褪色。
（3）HClO见光易分解：
2HClO
2HCl+O2↑。
4．氯离子的检验
在被检物质的溶液中，先滴入少量的稀硝酸，将其酸化，排除CO32-等离子的干扰，然后再滴入AgNO3溶液，如产生白色沉淀，则可判断该溶液中含有Cl-。
要点三、硫及其重要化合物的主要性质
1．S：
游离态的硫存在于火山口附近或地壳的岩层里。
俗称硫磺，是一种黄色晶体，硫不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳。
（1）氧化性：
①和金属Fe+S
FeS（黑色）2Cu+S
Cu2S（黑色）
②和非金属S+H2
H2S
（2）还原性：
S+O2
SO2
2．SO2
二氧化硫是无色、有刺激气味的有毒气体，密度比空气大，易溶于水。
二氧化硫是形成酸雨的主要气体，排放到大气中有很大危害。
（1）酸性氧化物的通性
①与H2O反应：
SO2+H2O
H2SO3
②与碱反应：
SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
SO2+Na2SO3+H2O=2NaHSO3
SO2+Ca（OH）2=CaSO3↓+H2O
SO2+CaSO3+H2O=Ca（HSO3）2
（CO2、SO2均可使澄清石灰水变浑浊）
③与碱性氧化物的作用
SO2+CaO=CaSO3
④与某些盐反应
SO2+2NaHCO3=Na2SO3+H2O+2CO2↑
（2）氧化性和还原性
SO2中的S元素化合价为+4价，处于中间价态，表现出双重性，但以还原性为主。
例：
SO2+2H2S=3S↓+2H2O——氧化性
SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI——还原性
SO2可使酸性KMnO4溶液褪色
SO2可以被O2、Cl2、Br2、I2、KMnO4、HNO3、Fe3+等所氧化
（3）特性：
漂白性
二氧化硫有漂白性，它能与某些有色物质化合生成不稳定的无色物质。
这种物质容易分解而使有色物质恢复原来的颜色。
因此，二氧化硫气体可使品红溶液褪色，加热后溶液又恢复原来的颜色。
小结所学的漂白剂及其漂白原理
漂白剂
漂白原理
活性炭
物理吸附
HClO、O3、H2O2
强氧化作用
SO2
结合生成不稳定的无色物质，加热又复色
3．浓硫酸
硫酸是一种强酸，其稀溶液具有酸的通性，但浓硫酸还具有三大特性：
（1）吸水性：
可做气体干燥剂。
（2）脱水性：
按水的组成比脱去有机物中的氢、氧元素，生成水。
浓硫酸对皮肤有强腐蚀性。
（3）强氧化性
①与非金属反应
2H2SO4（浓）+C
CO2↑+2H2O+2SO2↑
2H2SO4（浓）+S
3SO2↑+2H2O
②与不活泼金属反应
2H2SO4（浓）+Cu
CuSO4+2H2O+SO2↑
常温时，Fe、Al与浓硫酸作用，使金属表面生成致密氧化膜（钝化）。
③与化合物反应
2FeSO4+2H2SO4（浓）=Fe2（SO4）3+SO2↑+2H2O
要点四、氮及其重要化合物的主要性质
1．氮气
氮气占空气体积的78%左右，氮的化学性质稳定，不活泼，但在一定条件下可以和氧气、氢气发生反应：
N2+O2
2NO
2．NO和NO2
NO
NO2
物
理性质
色态味
无色、无味、气体
红棕色、刺激性气味、气体
密度
略大于空气
大于空气
熔沸点
低
低
创业首先要有“风险意识”，要能承受住风险和失败。
还要有责任感，要对公司、员工、投资者负责。
务实精神也必不可少，必须踏实做事；溶解性
（4）信息技术优势不溶于水
易溶于水并反应
三、主要竞争者分析毒性
在上海，随着轨道交通的发展，地铁商铺应运而生，并且在重要商圈已经形成一定的气候，投资经营地铁商铺逐渐为一大热门。
在人民广场地下的迪美购物中心，有一家DIY自制饰品店--“碧芝自制饰品店”有毒
有毒
（3）优惠多
一、消费者分析
精明的商家不失时机地打出“自己的饰品自己做”、“DIY（DoItYourself）饰品、真我个性”的广告，推出“自制饰品”服务，吸引了不少喜欢标新立异、走在潮流前端的年轻女孩，成为上海的时尚消费市场。
其市场现状特点具体表现为：
化学性质
与水
不反应
3NO2+H2O=2HNO3+NO
NO2既是氧化剂，又是还原剂
与碱
不反应
2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
氧化性
2NO+2CO
2CO2+N2
2NO2+2KI=I2+2KNO2
还原性
2NO+O2=2NO2
可使KMnO4褪色
可使KMnO4褪色
与O2混合，通入水中
4NO+3O2+2H2O=4HNO3
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
实验室制法
3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O
Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O
3．氨气（NH3）
（1）与酸反应
NH3+HCl=NH4Cl（白烟）
NH3+HNO3=NH4NO3（白烟）
2NH3+H2SO4=（NH4）2SO4
（2）与水反应：
氨气是无色有刺激气味的气体，极易溶于水并发生反应，常温下，1体积水大约可溶解700体积氨气。
实验室可以用氨气做喷泉实验。
氨的水溶液是氨水，
NH3+H2O
NH3·H2O
NH4++OH－ （NH3·H2O是弱碱）
所以，氨水中的微粒共有六种：
分子：
NH3·H2O、H2O、NH3；
离子：
NH4+、OH－、H+
（3）还原性
在催化剂作用下氨气可以被氧化成一氧化氮：
，
因此，氨经一系列反应可以得到硝酸：
NH3
NO
NO2
HNO3
此外，氨还可与Cl2反应：
8NH3+3Cl2=2N2+6NH4Cl（氨过量）
（4）氨气的实验室制法
①原理：
2NH4Cl+Ca（OH）2
CaCl2+2NH3↑+2H2O
②装置：
固－固反应加热装置（同制O2）
③干燥：
碱石灰（或固体NaOH、固体CaO）
（不能用浓H2SO4、CaCl2干燥，因CaCl2与NH3反应：
CaCl2+8NH3=CaCl2·8NH3）
④收集：
向下排空气法收集
⑤验满：
用湿润的红色石蕊试纸（变蓝）或蘸有浓HCl的玻璃棒接近瓶口（产生白烟）。
⑥尾气吸收：
水（防止倒吸）
4．铵盐
（1）铵盐都是离子化合物，都易溶于水
（2）铵盐的化学性质
①不稳定性，受热易分解
NH4Cl
NH3↑+HCl↑（用于除去或分离铵盐）
NH4HCO3
NH3↑+H2O+CO2↑
②与碱反应NH4++OH－
NH3↑+H2O（用于NH4+的检验）
③NH3与NH4+的相互转化
5．硝酸
（1）酸的通性：
（石蕊、金属、碱、碱性化合物、某些盐）
（2）氧化性：
①与金属单质的反应：
a．活泼金属
b．Al、Fe钝化
常温浓硝酸可使铝、铁钝化，但加热能和它们剧烈的发生化学反应。
Al+6HNO3（浓）
Al（NO3）3+3NO2↑+3H2O
c．不活泼金属
Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O
②与非金属单质的反应：
C+4HNO3（浓）
CO2+4NO2↑+2H2O
③与化合物的反应：
如可使下列变化发生
Fe2+→Fe3+；SO32-→SO42-；I-→I2
（3）不稳定性：
（浓硝酸应保存在棕色瓶中，并置于阴凉处）
【典型例题解析】
类型一：
氯及其化合物
例1、NaCl是一种化工原料，可以制备一系列物质（见下图）。
下列说法正确的是（）
A．25℃，NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大
B．石灰乳与Cl2的反应中，Cl2既是氧化剂，又是还原剂
C．常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮存，所以Cl2不与铁反应
D．上图所示转化反应都是氧化还原反应
【思路点拨】做这道题时要先看选项是怎么设置的，先三个选项都与图无关，且已包含了正确选项，这样就不用去分析图，从而节省了大量时间。
【答案】B
【解析】25℃，NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的要小；石灰乳与Cl2的反应中氯气发生歧化反应，Cl2既是氧化剂，又是还原剂；常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮存仅代表常温Cl2不与铁反应，加热、高温时可以反应；在侯氏制碱法中不涉及氧化还原反应。
【总结升华】本题考查元素化合物知识综合内容，拓展延伸至电解饱和食盐水、电解熔融氯化钠、侯氏制碱等内容，但落点很低，仅考查NaHCO3、Na2CO3的溶解度、工业制漂白粉、干燥的Cl2贮存和基本反应类型。
举一反三：
【变式1】下列氯化物中，既能由金属和氯气直接反应制得，又能由金属和盐酸反应制得的是（）
A．CuCl2 B．FeCl2 C．FeCl3 D．AlCl3
【答案】D
【解析】具有可变价态的金属（如Fe、Cu等）与氯气反应，生成高价态金属氯化物；活泼的金属与盐酸反应，生成低价态金属氯化物，而不活泼的金属与盐酸不反应。
铜与氯气反应，生成CuCl2，与盐酸不反应，所以A错误；铁与氯气反应生成FeCl3，与盐酸反应生成FeCl2，所以B、C错误；铝与氯气反应生成AlCl3，与盐酸反应生成AlCl3和H2，所以D正确。
【变式2】下列关于卤素（用X表示）的叙述正确的是（）
A．单质都能与大多数金属反应，生成高价态金属卤化物
B．单质都能与H2反应，且从F2→I2逐渐变难
C．单质都能与H2O反应，通式X2+H2O==HX+HXO
D．单质的还原性顺序为：
F2＞Cl2＞Br2＞I2
【答案】B
【解析】单质都能跟金属反应，但I2与金属反应生成低价态的金属碘化物，A错误；随着单质的氧化性顺序：
F2＞Cl2＞Br2＞I2，单质与H2化合也逐渐变难，所以B正确，D错误；F2与H2O反应时，2F2+2H2O==4HF+O2，所以C错误。
掌握某一族元素的性质，既要善于归纳其相似性，又要特别注意差异性。
类型二：
硫及其化合物
例2、某学生课外活动小组利用下图所示装置，分别做如下实验：
（1）在试管中注入某红色溶液，加热试管，溶液颜色逐渐变浅，冷却后恢复红色，则原溶液可能是_____________溶液；加热时溶液由红色逐渐变浅的原因是：
_______________________________________。
（2）在试管中注入某无色溶液，加热试管，溶液变为红色。
冷却后恢复无色，则此溶液可能是_______溶液。
加热时溶液由无色变为红色的原因是：
______________________。
【思路点拨】注意颜色的变化，以此作为突破口进行推测。
【答案】
（1）稀氨水和酚酞；稀氨水中的NH3逸出，所以溶液的颜色变浅。
（2）溶有SO2的品红；SO2气体逸出，品红溶液恢复红色。
【解析】
（1）认真观察实验装置的特点：
试管口上套有气球，说明加热时会有气体逸出，一下就使“红色溶液”的范围缩小：
溶有酸性气体的石蕊溶液或溶有碱性气体的酚酞溶液。
而前者加热后，红色变为紫色，不符合“溶液颜色逐渐变浅”的条件，结论只有稀氨水和酚酞。
（2）由无色溶液
气体+溶液变红
气体+溶液无色。
联想无色溶液虽多，但加热后放出气体且溶液变红不多，又冷却后该气体可使红色溶液褪色——显然该气体有漂白作用，并是一可逆过程，符合条件的无色溶液只能是SO2漂白过的品红溶液。
【总结升华】颜色的变化是此题的突破口，在中学教材中还有许多物质有特殊的颜色，这些特征颜色往往是解题的关键，要注意积累归纳。
举一反三：
【变式1】能鉴别CO2和SO2的试剂是（）
A．品红溶液 B．澄清石灰水
C．紫色石蕊试液 D．氯化钡溶液和氯水混合液
【答案】AD
【解析】CO2与SO2溶于水可得碳酸和亚硫酸，均可电离出氢离子，均可使紫色石蕊试剂变红。
它们与澄清石灰水均可生成白色沉淀，且过量后均可溶解。
CO2与SO2在还原性方面不同。
SO2具有还原性可以被氯单质氧化而在水溶液中生成硫酸根离子，可与氯化钡生成硫酸钡白色沉淀，而CO2不能。
SO2有漂白性，CO2没有。
【变式2】三位同学设计了下述三个方案，并都认为：
如果观察到的现象和自己设计的方案一致，即可确证试液中有SO42－。
试评价上述方案是否严密，并分别说明理由。
方案甲：
_________；
方案乙：
_________；
方案丙：
_________。
【答案】甲：
不合理，因试液中如含有Ag+，而不含SO42-的无色溶液同样产生白色沉淀。
乙：
合理，加稀HCl排除CO32-、SO32-的干扰，同时无白色沉淀说明原无色溶液中无Ag+，再加入BaCl2产生白色沉淀说明原溶液肯定有SO42-。
丙：
不合理，如含有SO32-不含SO42-，强氧化性的酸HNO3会把SO32-氧化成SO42-，从而和Ba（NO3）2反应生成BaSO4白色沉淀。
【解析】对检验SO42-干扰的离子有Ag+、CO32-、SO32-来进行分析。
检验SO42-的方法是：
先用HCl（HNO3）酸化再用钡盐滴定。
如果有Ag+干扰可用HNO3酸化，如果有SO32-用稀HCl酸化，既有Ag+也有SO32-应用稀HCl酸化。
【变式3】向50mL18mol/L的H2SO4溶液中加入足量的铜片并加热，充分反应后，被还原的硫酸的物质的量是（）
A．小于0.45mol B．等于0.45mol
C．在0.45mol与0.90mol之间 D．大于0.90mol
【解析】本题考查铜与浓硫酸反应的相关计算，在反应Cu+2H2SO4（浓）
CuSO4+SO2↑+2H2O中n（H2SO4）＝0.90mol，被还原的占1/2，理论上被还原的应为0.45mol，但由于随着反应的进行浓硫酸逐渐变为稀硫酸时，不再与金属铜发生反应，实际参与反应的小于0.90mol硫酸，被还原的小于0.45mol。
本题以铜与浓硫酸的反应量的关系来考察反应的本质问题，此类题目还有浓盐酸与MnO2的反应等，需要特别注意要分析出更本质的反应实质。
【答案】A
类型三：
氮及其化合物
例3、如图表示A、B、C、D、E五种含氮物质相互转化的关系图，其中A、B、C、D常温下都是气体，B为红棕色，写出A、B、C、D、E的化学式和各步反应的化学方程式。
（1）各物质的化学式为：
A、__________，B、___________，C、__________，D、__________，E、___________。
（2）各步反应的化学方程式为：
A→C：
____________________________________；
D→C：
____________________________________；
B→E：
____________________________________；
E→C：
____________________________________。
【思路点拨】把B为红棕色气体作为突破口，根据框图中的反应条件进行推测。
【答案】
（1）A：
N2 B：
NO2 C：
NO D：
NH3 E：
HNO3
（2）A→C：
N2＋O2
2NO D→C：
4NH3＋5O2
4NO＋6H2O
B→E：
3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO
E→C：
3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O
【解析】解题的突破口是B为红棕色气体，则B为NO2，C与O2能生成气体B，故C为NO。
E在常温下不是气体，故E为稀HNO3。
由图转化关系进一步分析可知：
A为N2、D为NH3。
【总结升华】做推断题时要以特殊性质
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