化学高考专题11 非金属元素及其化合物 考纲解读及题案分析.docx

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化学高考专题11非金属元素及其化合物考纲解读及题案分析

化学高考专题11非金属元素及其化合物

考纲解读及题案分析

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制备方法，掌握其主要性质及其应用。

2、了解常见非金属元素单质及其重要化合物对环境的影响。

和2016年大纲相比，变化有：

“常见非金属元素单质及其重要化合物的主要性质及其应用”由“了解”提高为“掌握”；增加“了解常见非金属元素单质及其重要化合物的制备方法”，复习时应重视物质制备（实验），注意以元素及其化合物为载体的实验考查。

预计2018高考将以元素化合物的性质与化工生产、日常生活、科学技术等方面的联系为载体，与氧化还原反应、离子反应、化学实验方案的设计与评价等知识结合起来综合考査卤族元素及其化合物的性质和应用。

预计2018高考会将氧、硫及其化合物的性质与其他元素化合物及氧化还原反应等知识结合，以实验题、工艺流程题等形式进行考查;

涉及绿色化学、环境保护的试题也会出现，与生产、生活实际联系，物质的循环利用、保护环境等观念将渗透考题中，以体现化学核心素养科学精神与社会责任。

预计2018高考会以化学实验或化工工艺流程为载体，考查氨气、铵盐、氮氧化物和硝酸等物质的性质，重点考查考生的综合应用能力和探究能力。

硅、二氧化硅、硅酸、硅酸盐的性质和用途是高考考查的主要内容，预计今后高考会以新材料、新工艺为载体，考查硅及其化合物的性质及应用；

以过渡元素为背景，结合实际生产、生活中的物质制备流程，综合考查电化学、化学平衡、氧化还原反应等知识，着重考查考生理论联系实际、运用化学理论解决实际问题的能力和将化学成果应用于生产、生活的意识。

一、碳、硅及其化合物的“特殊性”

①一般情况下，非金属元素单质熔、沸点低，硬度小，但晶体硅、金刚石熔、沸点高，硬度大，其中金刚石为自然界中硬度最大的物质。

②一般情况下，非金属单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。

③Si的还原性大于C，但C在高温下能还原出Si：

SiO2＋2C

Si＋2CO↑。

④非金属单质与碱反应一般既作氧化剂又作还原剂，且无氢气放出，但硅与碱溶液反应只作还原剂，且放出氢气：

Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。

⑤非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅能跟HF作用：

Si＋4HF＝SiF4↑＋2H2↑。

⑥SiO2是酸性氧化物却能与非氧化性酸反应：

SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O。

⑦无机酸一般能溶于水，但硅酸却难溶于水。

⑧H2CO3的酸性强于H2SiO3，所以Na2SiO3＋CO2＋H2O＝Na2CO3＋H2SiO3↓，但高温下Na2CO3＋SiO2

Na2SiO3＋CO2↑也能发生。

⑨硅酸钠水溶液俗称“泡花碱”或水玻璃，却是盐溶液。

⑩一般情况下，金属（Na、K）能转换出水中的氢，C在高温下也能置换出H2O中的氢：

C＋H2O（g）

H2＋CO。

二、硅酸盐及无机非金属材料

1、硅酸盐的表示方法：

硅酸盐的种类很多，结构复杂，其组成的表示方法有两种：

（1）盐化学式法：

如：

硅酸钠Na2SiO3，硅酸钙CaSiO3等。

此法一般用于表示组成较简单的硅酸盐。

（2）氧化物法：

如黏土：

Al2O3·2SiO2·2H2O；石棉：

CaO·2MgO·4SiO2；

云母：

2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O；滑石：

3MgO·4SiO2·H2O；钾长石：

K2O·Al2O3·6SiO2。

2、无机非金属材料分类：

。

三、新制氯水的成分及相关性质

1、氯水的成分：

Cl2溶于水：

Cl2＋H2O

H＋＋Cl－＋HClO

三种分子：

Cl2、H2O、HClO；四种离子：

Cl－、H＋、OH－、ClO－

2、氯水的性质：

氯水的多种成分决定了氯水的化学性质表现出多样性：

（1）Cl2的强氧化性；

（2）HCl的强酸性；

（3）HClO的强氧化性、弱酸性和不稳定性；

（4）Cl－的性质：

氯水的多种成分决定了氯水的化学性质表现出多样性：

Cl2的强氧化性；HCl的强酸性；HClO的强氧化性、弱酸性和不稳定性；Cl－的性质。

在不同的反应中，氯水起作用的成分不同，现列表如下：

参与反应的微粒

所加试剂

实验现象

离子方程式或解释

Cl－

AgNO3溶液

白色沉淀

Cl－＋Ag＋===AgCl↓

H＋

Na2CO3固体

有气泡产生

2H＋＋CO32－===CO2↑＋H2O

HClO

有色布条

布条颜色褪去

发生氧化还原反应

Cl2

FeCl2溶液

溶液变棕黄色

2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－

Cl2、H2O

SO2

黄绿色褪去

SO2＋Cl2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO42－

HClO、H＋

石蕊试液

先变红后褪色

酸性和漂白性

Cl2、H＋

镁粉

氯水的颜色褪去并有气泡产生

Mg＋Cl2===Mg2＋＋2Cl－、

Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑

四、氯气的制备及相关实验探究

1、实验装置：

。

2、制取过程

（1）反应原理：

用强氧化剂（如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等）氧化浓盐酸，例如MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；

（2）试剂：

二氧化锰和浓盐酸。

（3）净化方法：

用饱和食盐水除去HCl，再用浓硫酸除去水蒸气。

（4）收集方法：

向上排空气法或排饱和食盐水法。

（5）尾气吸收反应的离子方程式为：

Cl2＋2OH－＝Cl－＋ClO－＋H2O。

（6）验满方法：

①将湿润的淀粉－碘化钾试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即变蓝色，则证明已集满；

②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则证明已集满；

③根据氯气的颜色判断是否收集满。

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注意事项：

（1）一套完整的制取气体的实验装置包括四个部分：

发生装置→净化装置→收集或性质验证装置→尾气处理装置。

（2）正确闻气体气味的方法：

取一只盛满气体的集气瓶，稍微打开玻璃片，用手在瓶口轻轻扇动，使极少量的气体飘进鼻孔，闻气体的气味。

（3）必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应。

（4）为了减少制得的Cl2中HCl的含量，所以加热温度不宜过高，减少HCl的挥发。

（5）实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2，再拆缷装置，避免污染空气。

（6）尾气吸收时，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因为溶液中Ca（OH）2浓度小，吸收不完全。

五、卤素单质性质的递变性、相似性和特殊性

1、物理性质：

Br2是一种深红棕色液体，易挥发；I2是一种紫黑色固体，易升华。

Br2溶解在水中的颜色是黄色→橙色，I2溶解在水中的颜色是深黄色→褐色，Br2溶解在CCl4中的颜色是橙色→橙红色，I2溶解在CCl4中的颜紫色→深紫色。

物理性质的递变性：

。

2、化学性质相似性：

（1）都能与大多数金属反应：

2Fe＋3Br2＝2FeBr3；I2＋Fe＝FeI2；

（2）都能与H2反应：

H2＋X2＝2HX；

（3）都能与H2O反应：

X2＋H2O

HX＋HXO（F2例外）；

（4）都能与碱液反应：

X2＋2NaOH＝NaX＋NaXO＋H2O（F2例外）。

3、F2、Br2、I2的特殊性：

（1）Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质；液溴易挥发且有毒，通常用水液封来保存。

（2）I2易升华，I2遇淀粉变蓝。

（3）Br2和I2都可被某些有机溶剂（如四氯化碳、汽油苯）萃取。

（4）氟元素无正价，F2与H2O发生置换反应生成O2（2F2＋2H2O＝4HF＋O2），F2与Xe、Kr等稀有气体可反应生成白色氟化物。

（5）I2易与Na2S2O3溶液反应：

I2＋2S2O32－＝2I－＋S4O62－，用于通过滴定（以淀粉为指示剂）来定量测定碘的含量。

六、硫及其重要化合物间的转化关系

（1）－2价硫处于最低价态，只有还原性，可被O2、Cl2等氧化剂氧化为S；0价、＋4价硫处于中间价态，既有氧化性又有还原性；＋6价硫处于最高价态，只有氧化性，注意浓H2SO4在一定条件下与金属或还原性盐反应时既体现强氧化性又体现酸性，如Cu＋2H2SO4（浓）

CuSO4＋2H2O＋SO2↑。

（2）当硫元素的化合价升高或降低时，一般升高或降低到其相邻的价态，即台阶式升降，如：

O2

、

（3）相邻价态的微粒不发生氧化还原反应：

如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。

（4）典型的归中反应：

2H2S＋SO2＝3S↓＋2H2O、2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4==3Na2SO4＋3S↓＋3H2O。

（5）含硫物质的连续氧化：

硫元素

七、二氧化硫的性质及综合实验探究

（1）SO2性质的多面性：

二氧化硫通入下列溶液中的现象与其体现的性质比较

溶液

石蕊试液

加有酚酞的

NaOH溶液

酸性KMnO4

溶液

溴水

品红溶液

氢硫酸

（H2S溶液）

现象

变红

褪色

褪色

褪色

褪色

生成浅黄色沉淀

SO2的性质

溶于水显酸性

溶于水显酸性

还原性

还原性

漂白性

氧化性

（2）鉴别SO2和CO2的方法：

SO2和CO2都能使澄清的石灰水变浑浊，若通入的气体过量，则沉淀都可消失。

所以不能用澄清的石灰水鉴别SO2和CO2。

通常可用以下方法：

①可根据物理性质，CO2无色无味，SO2无色具有刺激性气味。

②用品红溶液，使品红溶液褪色的是SO2，不能使品红溶液褪色的是CO2。

③用酸性高锰酸钾溶液，紫色褪去的是SO2，无明显现象的是CO2。

④用溴水，使橙色褪去的是SO2，无明显现象的是CO2。

⑤用硝酸酸化的硝酸钡溶液，产生白色沉淀的是SO2，无明显现象的是CO2。

⑥用FeCl3溶液，使棕黄色颜色变浅的是SO2，无明显现象的是CO2。

八、对浓硫酸性质的考查及综合实验探究

浓H2SO4的性质可归纳为“五性”：

即难挥发性、吸水性、脱水性、强酸性、强氧化性。

1、浓H2SO4的吸水性与脱水性的区别：

浓H2SO4夺取的水在原物质中以H2O分子形式存在时浓H2SO4表现吸水性，不以H2O分子形式而以H和O原子形式存在时，而浓H2SO4表现脱水性。

2、浓硫酸与金属的反应：

（1）钝化：

常温下浓硫酸使Fe、Al钝化；

（2）与活泼金属（如Zn）

；

（3）

。

Cu＋2H2SO4（浓）

CuSO4＋SO2↑＋2H2O。

3、SO42－的检验：

待测液

取清液

有无白色沉淀，即可确定是否存在SO42－。

九、有关氮的氧化物计算题的守恒解题方法

（1）原子守恒法（关系式法）：

①NO和O2混合气体通入水中：

由2NO＋O2＝2NO2和3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO得总反应为4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3，因此当体积比V（NO）∶V（O2）

②NO2和O2混合气体通入水中：

由3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO和2NO＋O2＝2NO2得总反应为4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3，因此当体积比V（NO2）∶V（O2）

③NO、NO2和O2三种混合气体通入水中：

先按3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO计算出生成的NO体积，再加上原来混合气体中NO体积，再按①计算。

（2）电子守恒法：

当NOx转化为硝酸时要失去电子，如果是NOx与O2混合，则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。

这是得失电子守恒法解答此类题目的依据。

（3）NO、NO2混合气体与NaOH溶液反应时的N守恒，发生如下反应①2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O，②NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O。

则当V（NO）>V（NO2）