试题调研高三复习非金属及其化合物.docx

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试题调研高三复习非金属及其化合物

<<试题调研>>杂志社

《无机化学基础基础部分》

蚌埠二中蒋红年

邮箱：

jhn19807819@

专题六非金属及其化合物

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【考情分析】

本专题和专题五内容一起共同构成了高考试卷中元素化合物部分的知识系统，在考查方式上常以氧化还原反应知识为背景，结合环境保护或化工生产来进行考查（如2014北京卷以NH3为原料制备HNO3和NH4NO3的化工生产为背景考查了氮及其化合物的性质）。

纵观2014年的化学卷可以发现，对非金属及其化合物部分考查的知识点有：

物质结构及性质、离子检验、化学反应原理等。

预计2015年高考对非金属元素及其化合物的考查主要结合实验探究、化学反应原理及化学与技术知识进行，单纯考查元素化合物知识的可能性不大。

【备考指导】

1.联系性质，体验生活非金属元素及其化合物既是中学化学的基础，又与我们的生活息息相关，因此在复习时要尽量做到知识与用途相结合，理论与实际相结合，物质的重要性质与可能的负面影响相结合（如对环境的影响等）。

2.采用对比，归纳异同非金属元素及其化合物种类非常多，应该学会用对比的方法来认识物质的共性和特性、联系和区别，如浓硫酸和浓硝酸作氧化剂时都是硫、氮元素被还原，都是浓溶液的氧化性比稀溶液的强，常温下遇到铁和铝都会钝化，通过对比归纳加深理解和记忆，从而提高复习效率。

重难点全解

重点1卤素及其化合物的性质及应用

【调研1】氯气和漂白粉是现代工业和生活常用的消毒、杀菌剂。

（1）实验室拟用下列装置制备干燥纯净的氯气,请按照气体从左向右流动的方向将仪器进行连接:

H→　　、　　→　　、　　→　　，并指出其中广口瓶Ⅱ中的试剂为　　　　。

（2）写出工业上用氯气和石灰乳制取漂白粉的化学方程式:

　；

用方程式表示此实验过程中制取氯气的反应原理。

（3）实验室有一瓶密封不严的漂白粉样品,其中肯定存在CaCl2。

请设计实验,探究该样品中可能存在的其他固体物质。

①提出合理假设。

假设1:

该漂白粉未变质,只含有　。

假设2:

该漂白粉全部变质,只含有　。

假设3:

该漂白粉部分变质,既含有Ca（ClO）2又含有CaCO3。

②设计实验方案,进行实验。

请在右表中写出实验步骤、预期现象和结论。

限选用的仪器和药品:

试管、滴管、带导管的单孔塞、蒸馏水、自来水、1mol·L-1HCl、品红溶液、新制澄清石灰水。

（提示:

不必检验Ca2+和Cl-）

实验步骤

预期现象与结论

取少量上述漂白粉于试管中，

【解析】

（1）用此方法制得氯气还有HCl和水蒸气两种杂质，其中HCl用饱和食盐水吸收，水蒸气用浓硫酸干燥，为防止在除杂过程中又引入水，水要最后除去，依据“长进短出”的原则，所以A中试剂是浓硫酸B中是饱和食盐水；氯气密度比空气大，所以要送入最底部从C口进气；尾气处理时为防止倒吸要选择装置F。

所以连接顺序是B→A→C→D→F，

广口瓶Ⅱ中的试剂为饱和食盐水

（2）2Cl2+2Ca（OH）2

CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O；本实验中先用浓硫酸和氯化钠制取HCl：

2NaCl+H2SO4（浓）=2HCl+Na2SO4，再用浓盐酸和MnO2在加热条件下制取Cl2：

MnO2+4HCl（浓）

MnCl2+Cl2↑+2H2O。

（3）①漂白粉放置在空气中会发生反应：

Ca（ClO）2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO，如果部分变质既含有Ca（ClO）2又含有CaCO3，如果完全变质只有CaCO3，如果没有变质只有Ca（ClO）2。

②检验CaCO3用稀盐酸和澄清石灰水，检验Ca（ClO）2就是验证氧化性使品红褪色。

【答案】

（1）B→A→C→D→F　饱和食盐水

（2）2Cl2+2Ca（OH）2

CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O

（3）①Ca（ClO）2　CaCO3

②

实验步骤

预期现象与结论

取少量上述漂白粉于试管中，加入适量1mol·L-1盐酸溶解后,再将产生的气体导入到澄清石灰水中。

若澄清石灰水未见浑浊,则假设1成立;若澄清石灰水变浑浊,则假设2或假设3成立。

向步骤①反应后的试管滴入1至2滴品红溶液,振荡。

（或另外取样操作）

若品红褪色,结合步骤①中澄清石灰水变浑浊,则假设3成立;若品红不褪色,则假设2成立。

【解法点津】常见气体的制备是中学化学中的重要知识点，在高考中也反复考查。

氯气的实验室制备是一种典型的气体制备，包含完整的操作步骤。

解答此类习题的方法就是从操作步骤的各个方面进行，看反应原理是否科学、仪器选取是否正确、净化试剂和仪器是否合理、收集方法是否正确，尾气处理是否科学（如本题中E装置会引起倒吸所以不能选用）等。

高考中对卤素及其化合物性质的考查主要集中在其氧化性和漂白性上，要能够熟练书写与卤素及其化合物有关的反应的离子方程式。

对这部分内容在复习时，要以掌握基础知识为重点，同时兼顾基本概念和基本理论，尤其是要和氧化还原反应、离子反应紧密联系，要能够做到用基本理论来指导元素化合物知识的学习。

【变式1】溴和碘的化合物在生产和生活中有广泛的用途。

（1）市场销售的某种食用精制盐包装袋上有如下说明：

产品标准

GB5461

产品等级

一级

配料

食盐、碘酸钾、抗结剂

碘含量（以I计）

20~50mg/kg

碘酸钾与碘化钾在酸性条件下发生如下反应，配平该反应的化学方程式：

KIO3+KI+H2SO4====K2SO4+I2+

②上述反应生成的I2可用四氯化碳检验。

向碘的四氯化碳溶液中加入Na2SO3稀溶液，将I2还原，以回收四氯化碳。

Na2SO3稀溶液与I2反应的离子方程式是。

③已知：

I2+2S2O32－====2I－+S4O62-。

某考生测定食用精制盐的碘含量，其步骤为：

a.准确称取wg食盐，加适量蒸馏水使其完全溶解；

b.用稀硫酸酸化所得溶液，加入足量KI溶液，使KIO3与KI反应完全；

c.以淀粉溶液为指示剂，逐滴加入物质的量浓度为2.0×10-3mol/L的Na2S2O3溶液10.0mL，

恰好反应完全。

i．判断c中反应恰好完全依据的现象是，

ii．根据以上实验和包装袋说明，所测精制盐碘含量是（以含w的代数式表示）mg/kg。

（2）海水提溴过程中溴元素的变化如下：

①过程I，海水显碱性，调其pH<3.5后，再通入氯气，调节海水pH可提高Cl2的利用率，用平衡原理解释其原因是____________________。

②过程II，用热空气将溴赶出，再用浓Na2CO3溶液吸收。

完成并配平下列方程式。

Br2+Na2CO3= NaBrO3+ CO2+____ 

③过程III，用硫酸酸化可得Br2和Na2SO4的混合溶液。

相同条件下，若用盐酸酸化，则所得溴的质量减少，原因是____________________。

NaBrO3是一种分析试剂。

向硫酸酸化的NaI溶液中逐滴加入NaBrO3溶液，当加入2.6molNaBrO3时，测得反应后溶液中溴和碘的存在形式及物质的量分别为：

则原溶液中NaI的物质的量为_______mol。

1.

（1）①1、5、3、3、3、3H2O②I2+SO32－+H2O====2I－+SO42－+2H+

③i．溶液由蓝色恰好变为无色ii．

（2）①通入后发生反应Cl2+H2O=Cl-+H++HClO，增大c（H+），平衡逆向移动，抑制Cl2与水反应 ②3 3 135 NaBr    ③盐酸有还原性，与溴酸根反应

3

【解析】本题主要考查溴和碘及其化合物的性质。

（1）

依据得失电子守恒和质量守恒可以配平此氧化还原反应方程式为

KIO3+5KI+3H2SO4====3K2SO4+3I2+3H2O

②I2被还原则其价态降低为-1价产物为I－，根据氧化还原反应规律可知SO32-被氧化其产物为SO42－，依据得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒定律可以配平此离子方程式为

I2+SO32－+H2O====2I－+SO42－+2H+

③恰好反应时I2已经被完全还原，所以溶液由蓝色变为无色；依据反应

KIO3+5KI+3H2SO4====3K2SO4+3I2+3H2O和I2+2S2O32－====2I－+S4O62-可得关系式：

KIO3→3I2→6S2O32－，已知n（Na2S2O3）=2.0×10-3×10.0×10-3=2×10-5mol,

所以n（I）=2×10-5÷6=0.33×10-5mol,质量为0.4233mg，所以碘含量是

mg/kg

（2）①通入Cl2后发生反应Cl2+H2O=Cl-+H++HClO，增大c（H+），平衡逆向移动，抑制Cl2与水反应 ②依据得失电子守恒规律和质量守恒规律可以配平此方程式为：

3Br2+3Na2CO3=NaBrO3+3CO2+5NaBr

③若用盐酸酸化，盐酸具有还原性能消耗BrO3-，使生成溴的质量减少

向NaI溶液中滴加2.6molNaBrO3时，依据题意知生成I2为0.5mol、Br2为1.3mol和NaIO3xmol，由得失电子守恒知：

5×2.6=1×2×0.5+6x，解得：

x=2mol，由“I”元素守恒得n（NaI）=3mol。

重点2氧、硫及化合物的综合考查

【调研2】（2014·浙江省宁波市期末有改动）某化学兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应，用如图所示装置进行有关实验。

实验中甲同学将agCu片和12mL18mol·L-1浓H2SO4放入圆底烧瓶中加热，直到反应完毕，最后发现烧瓶中还有一定量的H2SO4和Cu剩余。

请回答下列问题：

（1）请写出Cu与浓H2SO4反应的化学方程式：

____________________________。

（2）装置D内盛品红溶液，当C中气体集满后，D中有可能观察到的现象是__________。

实验装置D有可能造成环境污染，试用最简单的方法加以解决（实验用品自选）

________________________________________________________________________。

（3）F中应放置的液体是__________（填字母）。

A．饱和Na2SO3溶液　　B．酸性KMnO4溶液

C．浓溴水　　D．饱和NaHSO3溶液

（4）为什么有一定量的余酸，但未能使Cu完全溶解，你认为原因是________________。

（5）下列足量药品能够用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是__________（填序号）。

A．Fe粉B．BaCl2溶液C．AgD．Na2CO3溶液

（6）甲同学向A中反应后的溶液中通入一种气体单质，使铜片全部溶解且仅生成硫酸铜溶液，请问该气体单质是______（填名称），反应方程式是_____________________________。

（7）实验结束后某同学取集气瓶C中的气体标况下为VmL通入足量的溴水中，然后加入足量的BaCl2溶液，经适当干燥后得到2.33克沉淀，由此推之集气瓶C中SO2气体的体积分数为。

【解析】

（1）浓H2SO4与Cu反应产生SO2：

Cu＋2H2SO4（浓）

CuSO4＋SO2↑＋2H2O。

（2）C为收集SO2装置，当C中收集满SO2后会进入到D中，由于SO2具有漂白性，能够看到D中品红溶液褪色；SO2作为酸性氧化物可以用NaOH溶液吸收。

（3）F的作用是贮存少量的SO2，为降低SO2的溶解，F中应盛放饱和NaHSO3溶液。

（4）随着反应进行，浓H2SO4的浓度不断减小，稀H2SO4与Cu不反应，所以虽然有一定量的余酸，但未能使Cu完全溶解。

（5）为证明烧瓶中有余酸，实际上就是证明H+的存在，可以用活泼的金属如铁反应有气泡，银不反应，A项正确、C项不正确；BaCl2溶液只能证明SO42-的存在，B项错误；利用强酸制弱酸原理，加入碳酸钠合适，D项正确。

（6）要使Cu片全部溶解，应该加入氧化剂，且不引入新的杂质，通入的单质气体应为O2：

2Cu＋2H2SO4＋O2===2CuSO4＋2H2O。

（7）发生的反应有：

2H2O+SO2+Br2=H2SO4+2HBr，H2SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl,2.33克BaSO4为0.01mol，所以SO2为0.01mol，体积为224mL,所以集气瓶C中SO2气体的体积分数为224/V

【答案】

（1）Cu＋2H2SO4（浓）

CuSO4＋SO2↑＋2H2O

（2）品红溶液褪色　用浸有NaOH溶液的棉花团塞在试管口　（3）D　（4）随着反应进行，浓H2SO4的浓度不断减小，稀H2SO4与Cu不反应　（5）AD

（6）氧气　2Cu＋2H2SO4＋O2===2CuSO4＋2H2O（7）224/V

【解法点津】硫及其化合物常考查的知识点有SO2的漂白性、氧化性、还原性和酸性氧化物的性质，浓硫酸的氧化性，SO42-的检验等，解题时要注意以下两点：

（1）SO2的检验问题：

通常利用其漂白性（检验试剂为品红）和还原性（检验试剂为酸性高锰酸钾）进行检验；若检验SO2和CO2的混合气体，因为SO2和CO2都可以使澄清石灰水变浑浊，所以一定要先检验SO2，然后再除去SO2，最后在确保SO2已经除净的情况下检验CO2；作为酸性氧化物SO2和CO2一样，遇到BaCl2都不会有沉淀生成，但是SO2遇到Ba（NO3）2会有沉淀形成，CO2遇到Ba（NO3）2不会有沉淀形成。

（2）SO42-的检验：

检验SO42-时，会受到许多离子的干扰如Ag+、CO32-、SO32-等，因此要先加入盐酸排除这些离子的干扰，另外酸性条件下NO3-会氧化SO32-为SO42-，因此只能选用BaCl2溶液不能用Ba（NO3）2。

正确的检验方法为：

先向待测液中加入过量的稀盐酸，若无沉淀生成，继续加入BaCl2有白色沉淀生成，可证明待测液中含有SO42-。

【变式2】含有硫元素的物质种类繁多。

某学校兴趣小组对其中两类物质进行性质探究。

Ⅰ.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Na2Sn）。

请回答下列问题：

⑴多硫化物Na2Sn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。

.浓硫酸具有氧化性，不同浓度的硫酸氧化性不同。

为了探究浓度对硫酸氧化性的影响，某学习小组进行了以下探究 :

称取无锈铁钉（碳素钢）12.0g放入30.0mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。

为了测定气体Y中SO2的含量，设计如下三种方案：

方案

取672mL（标准状况）气体Y通入足量溴水中，然后加入足量BaCl2溶液，经适当操作后得干燥固体4.66g。

方案

向VmL c mol/L酸性高锰酸钾溶液中缓慢通入Y气体aL（标准状况），溶液恰好完全褪色。

方案

取VL（标准状况）气体Y缓慢通入足量的氢氧化钡溶液中，充分反应后，过滤、洗涤、烘干，称得固体质量为mg。

（1）其中不合理的方案是_____，理由是___________。

分析上述实验中SO2体积分数的结果，丙同学认为气体Y中还可能含有少量的H2和CO2气体。

为此设计了下列探究实验装置（图中夹持装置已省略）。

（2）装置A中试剂的作用是____________________。

（3）简述确认气体Y中含有CO2的实验现象：

_____________________。

（4）有同学根据“F干燥管无水硫酸铜是否变蓝色”确认Y气体中是否有氢气，你认为是否可靠？

_______（填“可靠”或“不可靠”），简述理由：

____________________。

2.Ⅰ.⑴Na2Sn=2Na++Sn2-⑵S2―+Cl2=2Cl―+S↓（n－1）S+S2-=Sn2-

⑶S2-+4Cl2+4H2O=8Cl―+SO42-+8H+

.

（1）方案

；生成BaCO3和BaSO4两种沉淀，无法计算SO2的体积；

（2）吸收并除去SO2

（3）B中品红溶液不褪色，C中澄清石灰水变浑浊

（4）不可靠；空气中的水蒸气进入F装置，也可使无水硫酸铜变蓝色

【解析】Ⅰ.

（1）多硫化物Na2Sn属于可溶性钠盐，是强电解质完全电离。

电离方程式为：

Na2Sn=2Na++Sn2―

（2）滴入少量氯水时，Cl2先氧化S2-为单质硫：

S2-+Cl2=2Cl-+S↓，由于S2-大量剩余所以接下来会有反应：

（n－1）S+S2-=Sn2-

（3）滴入少量Na2S溶液时，加入盐酸酸化的BaCl2溶液产生白色沉淀，所以有SO42-生成，依据氧化还原反应类的离子方程式的书写规则可得出：

S2―+4Cl2+4H2O=8Cl―+SO42―+8H+

.

（1）碳素钢中的碳和铁在加热条件下都会和浓硫酸反应C+2H2SO4

CO2↑+2SO2↑+2H2O、

2Fe+6H2SO4

Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O,CO2和SO2都可以和氢氧化钡反应分别生成BaCO3和BaSO4两种沉淀，所以无法计算SO2的体积。

（2）SO2具有还原性可以被酸性高锰酸钾溶液氧化为SO42-而除去，

（3）SO2和CO2都可以使澄清石灰水变浑浊，一定要先检验SO2，然后再除去SO2在确保SO2已经除净的情况下检验CO2，品红溶液不褪色就可以证明SO2已经除净，如果此时澄清石灰水变浑浊只能是CO2

（4）空气中的水蒸气进入F装置，也可使无水硫酸铜变蓝色，所以不可靠

重点3碳、硅及其化合物的综合考查

【调研3】晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：

①高温下用过量的碳还原二氧化硅制得粗硅，同时得到一种可燃性气体；

②粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3（Si+3HCl=SiHCl3+H2）

③SiHCl3与过量H2在1000—1 100℃反应制得纯硅。

已知SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。

请完成下列问题：

（1）第①步制备粗硅的化学反应方程式为______________________________。

（2）粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3（沸点33.0℃）中含有少量SiCl4（沸点57.6℃）和HCl（沸点-84.7℃），提纯SiHCl3采用的方法为_____________________。

（3）用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下（热源及夹持装置略去）：

①装置B中的试剂是_______。

装置C中的烧瓶需要加热，其目的是________________。

②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是__________________________，装置D不能采用普通玻璃管的原因是___________________________________，装置D中发生反应的化学方程式为_______________________________________。

③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及________________________________。

【解析】

（1）高温下，碳做还原剂时，生成CO，即2C+SiO2

2CO+Si．

（2）利用沸点的不同提纯SiHCl3属于蒸馏

（3）浓硫酸是常用的干燥剂，装置C需水浴加热，目的是使SiHCl3气化，与氢气反应；SiHCl3与过量的H2在1000℃～1100℃反应制得纯硅，温度太高，普通玻璃管易熔化；保证实验成功的关键是：

装置要严密；控制好温度等；书写化学方程式时，要注意配平．故答案为：

①浓硫酸；使SiHCl3气化，与氢气反应；②SiHCl3与过量的H2在1000℃～1100℃反应制得纯硅，温度太高，普通玻璃管易熔化；SiHCl3+H2=Si+3HCl；③装置要严密；控制好温度。

【答案】

（1）2C+SiO2

Si+2CO↑

（2）分馏（或蒸馏）

（3）①浓硫酸 使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化 ②有固体物质生成 在此反应温度下，普通玻璃会软化 SiHCl3+H2

Si+3HCl ③排尽装置中的空气

【解法点津】硅及其化合物的知识单独进行考查的题目较少，常与晶体结构、元素周期律、化学方程式及化工流程相结合，重在考查考生创新思维以及理论联系实际的能力。

硅及其化合物的性质与一般的非金属有共性，也有其特性，在复习时尤其要注意其特性。

常考查的硅及其化合物的特性有：

①非金属单质与强碱溶液反应一般不生成氢气，但是Si却可以；②非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但Si不但与HF反应，而且有氢气产生；

③无机酸一般易溶于水，而硅酸和原硅酸却难溶于水；④酸性氧化物一般不与酸发生复分解反应，但SiO2能与HF发生复分解反应；⑤硅的还原性比碳强，而碳在高温下能从SiO2中还原出硅；⑥在水溶液中碳酸酸性比硅酸强，依据“强酸制弱酸”原理，水溶液中CO2可与硅酸盐反应生成硅酸，但在高温下SiO2可与碳酸钠反应生成硅酸钠和CO2，是因为在高温下生成的CO2离开反应体系而使反应进行到底。

【变式3】常温下，下列不发生反应的一组物质是（）

硅与氢氧化钠溶液

硅与盐酸

硅与氢氟酸

二氧化硅与碳酸钠

二氧化硅与氢氧化钠

二氧化硅与浓硝酸

二氧化硅与水

A．①②④B．③④⑥C．②⑤⑥D．②④⑥

3.D常温下，硅能与氟气、氢氟酸和强碱溶液反应，二氧化硅能与NaOH溶液、氢氟酸反应，但二氧化硅不能与水反应，加热时二氧化硅可与碳酸钠反应。

重点4氮的化合物及性质

【调研4】（湖北省黄冈市2013届高三月考）将Mg、Cu组成的混合物26.4g投入到适量的稀硝酸中，固体完全溶解，收集到标准状况下的NO气体8.96L，向反应后的溶液中加入过量的5mol·L-1的NaOH溶液300mL，金属离子完全沉淀。

则形成沉淀的质量是（　）

A．43.2g　　　　B．46.8g　　　　C．53.6g　　　　D．63.8g

【解析】Cu→2e-=Cu2+、Mg→2e-=Mg2+，假设Cu为xmol,Mg为ymol,依据总质量则有：

64x+24y=26.4；NO3-+3e-→NO,当NO气体为8.96L即0.4mol时得到电子为1.2mol,依据得失电子守恒则有：

2x+2y=1.2，联立

两式可得：

x=y=0.3mol,所以最终得到的沉淀中Cu（OH）2和Mg（OH）2各0.3mol，质量为46.8g。

答案:

B

【解法点津】解答有关硝酸与金属反应的计算题的技巧：

灵活运用得失电子守恒、原子守恒及溶液中的电荷守恒关系。

例如Cu与HNO3反应中就有以下等量关系：

（1）N原子守恒：

反应前所有的N只存在于HNO3中；反应后含N的物质有HNO3的还原产物（假设此处有NO2、NO）和Cu（NO3）2，若HNO3过量，则剩余HNO3中也含一部分N，则有：

n（N）=n（NO2）+n（NO）+2n[Cu（NO3）2]+n剩（HNO3）。

（2）得失电子守恒：

在反应中失去电子的是参加反应的Cu，Cu→2e-=Cu2+；得到电子的是被还原的HNO3（假设还原产物为NO2、NO），NO3-+e-→NO2、NO3-+3e-→NO。

根据得失电子守恒，则有：

2nCu=n（NO2）+3n（NO） 

（3）溶液中的电荷守恒：

在任何溶液中，阴离子所带负电