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2019-2020年高中化學 專題九 非金屬元素及其化合物教案 【專題要點】 有關非金屬元素及其化合物的知識在高考中經常出現在離子共存、離子方程式、物質鑒別、氣體的制取和性質驗證、推斷、計算等題型中,一般以元素化合物知識為載體,與化學基本概念、理論、實驗、計算結合在一起考查.在未來的高考中考查形式不會有太大的變化,但會突出對物質性質的探究性命題,也會以新的情境或陌生的物質為載體來考查有關非金屬元素及其化合物的考查.它要求我們熟練掌握各主族中典型元素及其化合物的性質、制備和用途，了解這些元素的單質及某些氧化物、氫化物的性質。掌握硫酸、硝酸的化學性質。以硫酸為例，了解化工生產化學反應原理的確定。初步了解原料與能源的合理利用、“三廢處理”與環(huán)境保護以及生產過程中的綜合經濟效益問題。了解硫、氮、碳的氧化物對大氣的污染，以及防止大氣污染。注意：硫酸、硝酸的化學性質，原料與能源的合理利用，生產過程中的綜合經濟效益問題是這部分的重點。 【考綱要求】 1、常見非金屬元素（如H、C、O、N、Si、S、C等） ⑴了解常見非金屬元素單質及其重要化合物的主要性質及應用。 ⑵了解常見非金屬元素單質及其重要化合物對環(huán)境質量的影響。 2、了解海水資源開發(fā)和利用的前景及化學在其中可以發(fā)揮的作用。 ⑴了解海水中存在的重要元素及其在工業(yè)生產和高科技領域的潛在價值。 ⑵了解由海水中提取溴、碘的原理。 3、以上各部分知識的綜合應用 ⑴能依據所提供的資料或信息，獲取并歸納元素化合物的性質。 ⑵能夠設計簡單的實驗，具備研究元素化合物性質的基本思路。 ⑶嘗試利用氧化還原反應等原理研究元素化合物性質 【教法指引】 非金屬元素及其化合物是學習化學的基礎，也是學生今后在生活中經常要接觸、需要了解和應用的化學常識。為了使學生對非金屬及其化合物有一個整體的了解，教學設計要著眼于幾種元素的單質及其重要化合物的主要性質，在知識的銜接上盡量使知識和用途相結合，理論和實際相結合，物質的重要性能與可能的負面作用相結合，從而使學生認識常見非金屬及其化合物在生活和生產中的應用以及與人類和環(huán)境的關系。教學中要注意強化元素化合物知識一般學習和研究方法的訓練，使性質與用途緊密聯系，深化對元素化合物性質的理解和靈活應用，體現學習元素化合物知識價值的重要方面，增進學生學習化學的興趣和情感。采用對比歸納法進行教學，指導學生學會運用對比的方法來認識物質的共性和個性、區(qū)別和聯系。如濃硫酸、硝酸作氧化劑時，都是硫、氮元素被還原；都是濃的溶液氧化性比稀的溶液強；濃硫酸、濃硝酸都能與不活潑金屬和一些非金屬反應；在常溫下，濃硫酸、濃硝酸都能使鐵、鋁表面氧化生成牢固的氧化物薄膜，從而阻止酸與內層金屬的反應等。在教學過程中，通過比較向學生說明，可以加深理解、方便記憶本章的重點側重硅、氯、硫、氮等非金屬重要化合物的主要性質的認識和理解上。 【知識網絡】 1. 鹵素 （1）分清氯水、溴水的成分，反應時的作用和褪色的原理。 氯水中正因為存在可逆反應Cl2+H2OHCl+HClO，使其成分復雜且隨著條件的改變，平衡發(fā)生移動，使成分發(fā)生動態(tài)的變化。當外加不同的反應物時，要正確判斷是何種成分參與了反應。氯水中的HClO能使有色物質被氧化而褪色。反之，也有許多物質能使氯水、溴水褪色，發(fā)生的變化可屬物理變化（如萃取），也可屬化學變化，如歧化法（加堿液）、還原法（如Mg、SO2等）、加成法（加不飽和的有機物）等。值得一提的是有時雖然發(fā)生化學變化，但仍生成有色物，如Br2與Fe或KI反應。 （2）區(qū)分清楚萃取和分液的原理、儀器、操作以及適用范圍與其他物質分離方法不同。 萃取和分液是物質分離的眾多方法之一。每一種方法適用于一定的前提。分液適用于分離互不相溶的兩種液體，而萃取是根據一種溶質在兩種互不相溶的溶劑中溶解性有很大差異從而達到提取的目的。一般萃取和分液結合使用。其中萃取劑的合理選擇、分液漏斗的正確使用、與過濾或蒸餾等分離方法的明確區(qū)分等是此類命題的重點和解決問題的關鍵。 命題以選擇何種合適的萃取劑、萃取后呈何現象、上下層如何分離等形式出現。解題關鍵是抓住適宜萃取劑的條件、液體是否分層及分層后上下層位置的決定因素。分液操作時注意“先下后上、下流上倒”的順序。為確保液體順利流出，一定要打開上部塞子或使瓶塞與瓶頸處的小孔或小槽對齊，與大氣相通 2. 氧族： （1）掌握常見物質的俗名、組成、用途，防止張冠李戴。 本章中出現的物質俗名比較多，有些名稱之間又特別容易混淆，如冰晶石和重晶石、芒硝和硝石、大蘇打和蘇打或小蘇打等，還有名目繁多的礬鹽。這些雖屬識記性的知識，但也應做到在理解的基礎上進行記憶，注意它們的性質和用途，對記憶其化學組成有幫助。同時要及時歸納和比較，以便清楚地區(qū)別它們。 （2）熟悉有關各種價態(tài)的硫元素性質及轉化，以作推斷題（主要是框圖型）。 牢固掌握各種代表物性質及它們之間的知識網絡和反應原理，就可避免死搬硬套。對于框圖型等推斷題，也要善于找“題眼”，挖掘題中隱含的提示，注意對題設條件的充分應用，盡量縮小范圍。推斷時不僅要關注網絡的結構，還要注意題干提供的不起眼的信息，如顏色、狀態(tài)、式量、用途等都可能成為突破的切入口。 （3）二氧化硫和氯氣的漂白性 SO2和Cl2雖都有漂白性，但漂白原理和現象有不同特點。氯氣的漂白原理是由于溶于水生成次氯酸的具有強氧化性，將有色物質氧化成無色物質，褪色后不能恢復原來的顏色。而SO2是由于它溶于水生成的亞硫酸與有色物質直接結合，形成不穩(wěn)定的無色化合物，褪色后在一定的條件下又能恢復原來的顏色。如： 不顯紅色 通入Cl2 加熱至沸 通入SO2 品紅溶液 褪色 紅色 褪色 加熱至沸 通入Cl2 立即變紅隨即變?yōu)闊o色 很快變成紅色 紫色石蕊 通入SO2 3. 氮族： 1．氨水顯弱堿性的理解。 氨氣溶于水形成氨水，氨水少部分電離出OH-、NH4+，所以氨水具有弱堿性。注意以下兩點： (1)氨水遇Al3+、Fe3+、Mg2+分別可以生成Al(OH)3、Fe(OH)3、Mg(OH)2沉淀，但氨水中滴加Ag+溶液開始出現沉淀AgOH，繼續(xù)滴加沉淀即溶解生成銀氨溶液；（2）氨水遇酸、酸性氧化物可以成鹽，又根據氨水與酸的量關系分別得到正鹽和酸式鹽。如：用氨水吸收少量二氧化硫的離子方程式 NH3.H2O+SO2=NH4++HSO3-是錯誤的。 2．NO、O2被水吸收的分析。 NO、O2被水吸收實質上發(fā)生如下反應：2NO+O2=2NO2，3NO2+2H2O=2HNO3+NO。生成NO還可以繼續(xù)氧化，生成NO2再溶于水，這是一個循環(huán)反應。如無任何氣體剩余，最終產物應為HNO3，恰好反應的量的關系：4NO+3O2+2H2O=4HNO3，實際反應中可以有NO或O2剩余，但不能兩者兼有之。 3．氮可以形成多種氧化物。NO2可以與水反應生成硝酸，但NO2不是硝酸的酸酐。掌握酸酐的判斷方法。NO2與溴蒸氣不能用濕潤的KI淀粉試紙檢驗。 4．NO3-在酸性溶液中具有強氧化性，可以將Fe2+氧化為Fe3+、SO32-氧化為SO42-，將I-、Br-、S2-氧化為I2、Br2、S。 5．檢驗NH4+離子，可加入燒堿溶液后，必須加熱，再用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗NH3，否則不一定有NH3放出。 4、碳族： （1）CO2通入NaOH溶液的判別。 CO2通入NaOH溶液的反應與CO2氣體通入量有關。當CO2通入少量時生成Na2CO3，當CO2通入過量時生成NaHCO3，CO2通入量介于兩者之間，既有Na2CO3又有NaHCO3。因此推斷產物時一定要注意CO2與NaOH間量的關系。 （2）Na2CO3溶液中滴加鹽酸過程不清楚。 在Na2CO3溶液中滴加HCl，CO32-先轉化為HCO3-，再滴加鹽酸HCO3-轉化為H2CO3，不穩(wěn)定分解為CO2。 如：在10mL0.01mol/L純堿溶液中，不斷攪拌并逐滴加入1.2mL0.05mol/L鹽酸，完全反應后在標準狀況下生成二氧化碳的體積為（答案D） A.1.334mL B.2.240mL C.0.672mL D.0mL （3）CO2通入CaCl2溶液中是否有沉淀的分析錯誤。 可用反證法：如能產生沉淀，則反應的化學方程式為：CO2+CaCl2+H2O=CaCO3↓+2HCl。因CaCO3溶于鹽酸，故反應不能發(fā)生。因為CO2只有通入中性或堿性溶液才能產生CO32-，并同時產生部分H+，若原溶液無法消耗這部分H+，則不利于CO2轉化為CO32-，也就無法與Ca2+形成沉淀。若要使CaCl2與CO2反應生成沉淀，就必須加入部分堿溶液中和CO2與H2O反應而產生的H+。同理，該思維方式適用于CO2、SO2通入CaCl2或BaCl2溶液。 （4）不要把Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑與Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓相混。前者是工業(yè)制玻璃的反應式之一，是在高溫條件下發(fā)生的反應，而后者是在水溶液中發(fā)生的反應。若交換條件，兩者均不發(fā)生反應。 專題九 非金屬元素及其化合物 1． 把過量的CO2氣體通入下列物質的飽和溶液中，不變渾濁的是（ ） A．Ca(OH)2 B．C6H5ONa C．NaAlO2 D．Na2SiO3 2． 用水稀釋0． 1mol/L氨水時，溶液中隨著水量的增加而減小的是（ ） A． B． C． c(H+)和c(OH-)的乘積 D． OH-的物質的量 3． 下列關于砷（As）元素的敘述中，正確的是（ ） A． 在AsCl3分子中，砷原子最外層電子數為8； B． Na3AsO4溶液的pH大于7； C． 砷的氫化物的化學式為AsH3，它是一種強氧化劑； D． 砷的相對原子質量為74． 92，由此可知砷原子核內有42個中子。 4． 各地電視臺的天氣預報中都要預報城市的空氣質量。根據國家環(huán)保局的統(tǒng)一規(guī)定，目前進行常規(guī)大氣監(jiān)測的項目是：二氧化硫、氮氧化合物、懸浮顆粒物等三種大氣污染物。與氮氧化合物有關的全球或區(qū)域性大氣環(huán)境問題主要有（ ） A．酸雨、溫室效應、光化學煙霧 B．酸雨、臭氧層空洞、光化學煙霧 C．水華、臭氧層空洞、光化學煙霧 D．酸雨、臭氧層空洞、白色污染 5． 在下列反應中，HNO3既表現出氧化性，又表現出酸性的是（ ） A．H2S＋2HNO3S↓＋2NO2↑十2H2O B．CuO＋2HNO3Cu（NO3）2十H2O C．4HNO34NO2↑十O2↑十2H2O D．3Cu＋8HNO33Cu（NO3）2＋2NO↑十4H2O 6． 在N2O、NO、NO2、N2O3、N2O5五種化合物中，相同質量的氮元素結合氧元素的質量比為（ ） A 1：1：4：2：5 B 1：2：4：3：5 C 30：50：40：12：60 D 30：15：20：12：60 7． 我國科學家前不久成功合成3nm長的管狀碳納米管，長度居世界之首。這種碳纖維具有強度高、剛度（抵抗變形的能力）高、密度小（只有鋼的1/4）、熔點高，化學穩(wěn)定性好的特點，固此被稱為“超級纖維”。下列對碳纖維的說法中不正確的是（ ） A．它是制造飛機的理想材料 B．它的主要組成元素是碳元素 C．它的結構與石墨相似 D．碳纖維復合材料不易導電 8． 在制取水泥、玻璃的生產中，共同使用的主要原料是（ ）A． Na2CO3 B． 石灰石 C． 石英D． 焦炭 9． 某硅酸鹽樣品含鋅58． 6%，其化學組成用氧化物形式可表示為nZnOSiO2，則n值等于（ ） A． 2 B． 3 C． 1 D． 1/2 10． 下列說法正確的是（ ） A． SiO2是酸性氧化物不跟任何酸反應 B． 水玻璃敞口存放，呆能有白色膠狀沉淀析出 C． 高溫時SiO2能跟Na2CO3反應放出CO2，所以硅酸的酸性比碳酸強 D． SiO2和CO2化學性質雖然相似，但兩者的結構完全不同 11． 在制Cl2的反應中，若0．048 mol RO-4 與 100 mL12 mol/L的鹽酸恰好完全反應，得Cl2標準狀況下體積2．688 L，在還原產物中R的化合價為（ ） A．+4 B．+3 C．+2 D．0 12． 在解釋下列物質性質的變化規(guī)律與物質結構間的因果關系時，與鍵能無關的變化規(guī)律是（ ） A． HF、HCI、HBr、HI的熱穩(wěn)定性依次減弱 B． NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔點依次減低 C． F2、C12、Br2、I2的熔、沸點逐漸升高 D． H2S的熔沸點小于H2O的熔、沸點 13． 有關硫酸的下列化學反應中，不是表現硫酸氧化性的是（ ） A．濃硫酸與鋁的反應 B．濃硫酸與木炭的反應 C．稀硫酸與鋅的反應 D．稀硫酸與純堿的反應 14． 檢驗某未知溶液中是否含有SO42－的下列操作中，合理的是（ ） A．先加硝酸酸化，再加氯化鋇溶液 B．先加硝酸酸化，再加硝酸鋇溶液 C．先加鹽酸酸化，再加氯化鋇溶液 D．先加鹽酸酸化，再加硝酸鋇溶液 15． 下列實驗報告記錄的實驗現象正確的是（ ） 16． SO2和Cl2都具有漂白性，若將等物質的量的這兩種氣體同時作用于潮濕的有色物質，可觀察到有色物質（ ） A．立刻褪色 B．慢慢褪色 C．先褪色，后復原 D．顏色不褪 17． 已知硒是元素周期表中第四周期第ⅥA族元素，關于硒的性質判斷肯定不正確的是（ ） A、硒的含氧化合物以Se2O3形式存在 B、硒的含氫化合物以H2Se形式存在 C、硒的氫化物的穩(wěn)定性比硫化氫差 D、硒的最高價氧化物對應水化物的化學式是H2SeO4 18．已知反應①2BrO3- + Cl2 =Br2 +2ClO3- ②5Cl2 + I2 +6H2O=2HIO3 +10HCl③ClO3- +5Cl-+6H+=3Cl2 +3H2O,下列物質氧化能力強弱順序正確的是（ ）C A．ClO3-＞BrO3-＞IO3-＞Cl2 B．BrO3- ＞Cl2＞C1O3-＞IO3- C．BrO3-＞ClO3-＞Cl2＞IO3- D．Cl2＞BrO3-＞C1O3-＞IO3- 19． 向NaBr和KI混合溶液中通入足量氯氣后，將溶液蒸干并灼燒，最后得到的物質是（ ） A、NaBr和KI B、NaBr和KCl C、NaCl和KCl D、NaCl、KCl和 I2 20． 下列溶液中不存在氯離子的是（ ） A、氯水 B、氯化氫溶液 C、漂白粉溶液 D、氯酸鉀溶液 21． KClO3和濃鹽酸在一定溫度下反應生成綠黃色的易爆物二氧化氯。其變化表述為： （1）請完成該化學方程式并配平（未知物化學式和化學計量數填入空格）。 （2）濃鹽酸在反應中顯示出來的性質是 （填編號，多選倒扣）。 ①只有還原性 ②還原性和酸性 ③只有氧化性 ④氧化性和酸性 （3）ClO2具有很強的氧化性。因此，常被用作消毒劑，其消毒的效率（以單位質量得到的電子數表示）是Cl2的 倍。 22．在硝酸生產過程所排放出來的廢氣中含有NO和NO2，它們污染環(huán)境，現用氨催化還原法將它們轉化為無毒氣體（填名稱） ，直接排入空氣中，寫出有關反應方程式 、 。假設NO和NO2的物質的量之比為1：1，則兩者的混合物相當于一種酸酐，寫出燒堿溶液吸收這種酸酐的化學方程式 。 23．寫出下列化學方程式（或離子方程式）： ⑴、在氯化鋅溶液中加入過量的氨水 ⑵、在硫酸銅溶液中加入過量的濃氨水 下面兩個寫離子方程式： ⑶、氯化銀溶于濃氨水 ⑷、在FeCl3溶液中加入過量的氨水 24．獲取知識和信息是現代人不可缺少的素質，信息產業(yè)的飛速發(fā)展離不開材料科學的推動。 （1）光導纖維是一種能高質量傳導光的玻璃纖維，利用光纜通訊，能同時傳輸大量信息。制造光纖電纜的主要原材料的化學式是 ，它屬 材料。 （2）信息產業(yè)的核心材料是高純度的硅，高純度的單晶硅生產方法之一： SiO2Si（粗硅）SiHCl3（沸點31． 5℃）Si超純硅（多晶硅）單晶硅 近代用得較多的另一種方法（之二）是：用金屬硅化物（Mg2Si）與鹽酸作用制得硅烷，再熱分解硅烷可得高純硅。單晶硅可用來制作大規(guī)模集成電路、整流器等，硅純度越高，大規(guī)模集成電路的性能就越好。 根據上述信息回答以下問題： （2）從方法一生產單晶硅的過程看，由碳還原得到的硅為何還要進一步處理？ （3）寫出方法二中，生產高純硅的兩個化學反應方程式： ① 。 ② 。 25．碘是人體中的重要元素，人體缺碘易患甲狀腺腫大，請回答下列問題。 （1）碘在元素周期表中的位置是 （2）根據碘在元素周期表中的位置確定碘的原子序數的方法是 （3）碘原子有 個能層，分別為 （用相應的符號表示），有 個能級，分別為 （4）碘原子的結構示意圖為 ，最外電子能層有 個電子，這些電子有 個能級，各個能級所容納的電子數分別為 26．據報道，2003年3月27日巨大的SO2、NO等排放量使廣東成為酸雨的重災區(qū),占全省國土面積63%的17個城市已被國務院劃為酸雨控制區(qū),酸雨使大片水稻突然枯死,并且每年因酸雨污染造成的經濟損失就達40億元左右,問： （1） 酸雨導致水稻死亡的原因是什么？ （2） 試簡敘述酸雨的形成過程，并寫出反應方程式。 （3） 請?zhí)岢鰞蓷l防治酸雨的措施。 27．為了驗證木炭可被濃H2SO4氧化成CO2，選用下圖所示儀器(內含物質)組裝成實驗裝置： (1)如按氣流由左向右流向，連接上述裝置的正確順序是(填各接口字母)： 接 ， 接 ， 接 ； (2)儀器乙、丙應有怎樣的實驗現象才表明已檢驗出CO2? 乙中 ，丙中 ； (3)丁中酸性KMnO4溶液的作用是 ； (4)寫出甲中反應的化學方程式。 28．(11分) 甲、乙、丙三位同學分別用如下三套實驗裝置及化學藥品（其中堿石灰為固體氫氧化鈉和生石灰的混合物）制取氨氣。請你參與探究，并回答下列問題： （1）三位同學制取氨氣的化學方程式為： 。 （2）三位同學都用向下排空氣法收集氨氣，其原因是 ． （3）三位同學用上述裝置制取氨氣時,其中有一位同學沒有收集到氨（如果他們的實驗操作都正確），你認為沒有收集到氨氣的同學是 填(“甲”、“乙”或“丙”)，收集不到氨氣的主要原因是 (用化學方程式表示)。 （4）檢驗氨氣是否收集滿的方法是（簡述操作方法、現象和結論） 。 （5）三位同學都認為他們的實驗裝置也可用于加熱碳酸氫銨固體制取純凈的氨氣，你判斷能夠達到實驗目的的是 (填“甲”、“乙”或“丙”)，該裝置中的NH4HCO3固體能否用NH4CL固體代替NH3？ (填“能”或“不能”)。 參考答案 1． A 2． B 3． AB 4． B 5． D 6． B 7． C 8． B 9． A 10． BD 11． C 12． CD 13． D 14． C 15． B 16． D 17． A 18． C 19． B 20． D 21．（1）5，6，5，6，3H2O （2）②（3）2．63倍 22． 氮氣 4NH3＋6NO 5N2＋6H2O 8NH3＋6NO2 7N2＋12H2O NO＋NO2＋NaOH＝2NaNO2＋6H2O 23． ⑴、在氯化鋅溶液中加入過量的氨水 ZnCl2+4NH3=[Zn（NH3）4]Cl2 ⑵、在硫酸銅溶液中加入過量的濃氨水 CuSO4+4NH3=[Cu（NH3）4]SO4 ⑶、氯化銀溶于濃氨水 AgCl+2NH3H2O=[Ag（NH3）2]Cl+2H2O ⑷、在FeCl3溶液中加入過量的氨水 Fe3++3NH3H2O=Fe（OH）3↓+3NH4+ 24． （1）SiO2 無機非金屬 （2）由C還原SiO2得到的單質硅中，雜質含量過高，將它用HCl—Cl2處理得到低沸點SiHCl3，便于蒸發(fā)提純，然后再還原得高純硅 （3）①Mg2Si+4HCl2MgCl2+SiH4↑ ②SiH4Si+2H2 25． （1）第5周期ⅦA （2）各能層電子數之和 （3）5、KLMNO、11、1s2s2p3s3p3d4s4p4d5s5p （4）53、7、2、2 5 26．(1) 酸雨改變了水稻生長、發(fā)育、繁殖等生命活動中的所需要的正常酸堿度，導致了水稻的死亡。 (2)工業(yè)生產、民用生活燃料煤炭和汽油產生大量的SO2和氮氧化合物，被空氣中的氧氣氧化成硫酸和硝酸，和空氣中的水蒸氣結合，最終降落在地面形成酸雨，反應式：2SO2＋O2＋2H2O=2H2SO4 4NO+3NO+2H2O=4HNO3 (3)①控制空氣中SO2和氮氧化物的排放量②植樹造林，凈化空氣 27． （1）A、F、E、C、D、B（2）乙中出現白色沉淀，丙中品紅未褪色 （3）吸收SO2（4）C+2H2SO4(濃) CO2↑+2SO2↑+2H2O 28． （1）2NH4Cl+Ca（OH）2====CaCl2+2NH3 +2H2O （2）NH3的密度小于空氣 （3）乙；2NH3+H2SO4===（NH4）2SO4 （4）將濕潤的紅色石蕊試紙置于管口，若試紙變藍，則說明已收集滿（或用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近試管口，若有白煙產生，則證明已收集滿） （5）丙；不能