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2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 上篇 專題突破方略 專題三 元素及其化合物 第十講 非金屬及其化合物學(xué)案 　xx高考導(dǎo)航——適用于全國卷Ⅰ 最新考綱 高頻考點 高考印證 命題趨勢 1.常見非金屬元素(如H、C、N、O、Si、S、Cl等) (1)了解常見非金屬單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。 (2)了解常見非金屬單質(zhì)及其重要化合物對環(huán)境質(zhì)量的影響。 2．以上各部分知識的綜合應(yīng)用。 常見非金屬 及其化合物 的性質(zhì)和 應(yīng)用 xxT7 xxT10 xxT26 xxT8 xxT13 xxT7 非金屬及其化合物的考查，在選擇題和非選擇題中均有呈現(xiàn)，在選擇題中多考查物質(zhì)的性質(zhì)、制備、用途，在非選擇題中多與化學(xué)推斷、制備工藝、化學(xué)實驗、化學(xué)計算結(jié)合起來進行綜合考查。此外，環(huán)境問題是當(dāng)今社會的熱點、焦點問題，高考命題的趨勢在重視基礎(chǔ)、強化能力的前提下，越來越關(guān)注對環(huán)境題材的涉及，在復(fù)習(xí)中應(yīng)注意關(guān)注。 常見非金屬 及其化合物 與環(huán)境污染 xxT27 考點一　常見非金屬及其化合物的性質(zhì)和應(yīng)用 [學(xué)生用書P45] 1．碳、硅及其化合物 (1)知識主線 H4 ―→O―→O2 SH4S ―→SO2(H2SO3) (2)轉(zhuǎn)化關(guān)系 2．鹵素及其化合物 (1)知識主線(以氯元素為例) H C2―→HO―→HO2―→HO3―→HO4 (2)轉(zhuǎn)化關(guān)系 3．硫及其化合物 (1)知識主線 H2 ―→ ―→O2―→O3(H2O4) (2)轉(zhuǎn)化關(guān)系 4．氮及其化合物 (1)知識主線 H3―→2―→2O―→O―→O2―→HO3 (2)轉(zhuǎn)化關(guān)系 5．常見無機酸的重要規(guī)律和特性 (1)重要規(guī)律 ①最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性強弱取決于元素非金屬性的強弱，如非金屬性：Cl＞S＞P＞C＞Si，則酸性：HClO4＞H2SO4＞H3PO4＞H2CO3＞H2SiO3。 ②證明酸性強弱順序，可利用復(fù)分解反應(yīng)中“強酸制弱酸”的規(guī)律，如 Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓， Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO。 ③強氧化性酸(如HNO3、濃H2SO4)與金屬反應(yīng)，一般不生成H2；金屬與濃HNO3反應(yīng)一般生成NO2，而與稀HNO3反應(yīng)則生成NO，金屬與濃H2SO4反應(yīng)一般生成SO2。 (2)重要特性 ①H2SiO3(或H4SiO4)為難溶性酸，鹽酸、硝酸為揮發(fā)性酸。 ②HNO3、濃H2SO4、HClO具有強氧化性，屬于氧化性酸，其中HNO3、HClO見光或受熱易分解。 ③濃HNO3和Cu(足量)、濃H2SO4和Cu(足量)、濃鹽酸和MnO2(足量)在反應(yīng)時，隨著反應(yīng)的進行，產(chǎn)物會發(fā)生變化或反應(yīng)停止。 ④濃H2SO4具有吸水性、脫水性和強氧化性。 ⑤常溫下，鐵、鋁遇濃H2SO4、濃HNO3發(fā)生鈍化。 ⑥濃鹽酸、濃硝酸、醋酸等遇氨氣能冒白煙，是它們揮發(fā)出來的蒸氣與氨氣反應(yīng)生成相應(yīng)的銨鹽(固體)的緣故。 ⑦H2S、HI、HBr遇強氧化性酸能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，因此不能用濃硫酸進行干燥。 　　　　非金屬及其化合物的性質(zhì)、用途判斷 1．(性質(zhì)判斷類)(xx山東臨沂模擬)將足量X氣體通入Y溶液中，實驗結(jié)果與預(yù)測的現(xiàn)象一致的組合是(　　) X氣體 Y溶液 預(yù)測的現(xiàn)象 ① CO2 飽和Na2CO3 溶液 白色沉淀析出 ② SO2 Ba(NO3)2 溶液 白色沉淀析出 ③ Cl2 AgNO3溶液 白色沉淀析出 ④ NH3 AlCl3溶液 白色沉淀析出 A.只有①②③ B．只有①②④ C．只有①③④ D．①②③④ [破題關(guān)鍵]　氣體與鹽溶液的反應(yīng)類型除了強酸制弱酸之外，還存在正鹽轉(zhuǎn)化為酸式鹽(如Na2CO3中通入CO2生成NaHCO3)，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成特殊的沉淀等類型，本題可作為歸納此類題材的類型題。 解析：選D。①CO2、H2O與Na2CO3反應(yīng)生成溶解度更小的NaHCO3，析出NaHCO3，出現(xiàn)白色沉淀，正確；②SO2溶于水生成H2SO3，H2SO3電離產(chǎn)生H＋，NO和H＋相當(dāng)于HNO3，可把SO氧化為SO，生成BaSO4白色沉淀，正確；③Cl2與H2O反應(yīng)生成HCl和HClO，HCl與AgNO3反應(yīng)生成AgCl白色沉淀，正確；④NH3與AlCl3反應(yīng)生成白色沉淀Al(OH)3，正確。故D項正確。 [互動拓展] SO2通入Na2SO3溶液中能否發(fā)生反應(yīng)？通入BaCl2溶液中能否發(fā)生反應(yīng)？ 答案：前者能反應(yīng)：SO2＋Na2SO3＋H2O===2NaHSO3；后者不能反應(yīng)，因為亞硫酸酸性弱于鹽酸。 　將SO2通入BaCl2溶液中沒有沉淀生成，若先通入下列氣體，再通入SO2，仍沒有沉淀生成的是(　　) A．NH3 B．Cl2 C．H2S D．CO2 解析：選D。先通入NH3后通入SO2，將發(fā)生反應(yīng)2NH3＋SO2＋BaCl2＋H2O===BaSO3↓＋2NH4Cl；先通入Cl2后通入SO2，則Cl2＋SO2＋2H2O＋BaCl2===BaSO4↓＋4HCl；先通入H2S再通入SO2，則2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，故A、B、C項均能產(chǎn)生沉淀。 2．海水開發(fā)利用的部分過程如下圖所示。下列說法錯誤的是(　　) A．向苦鹵中通入Cl2是為了提取溴 B．粗鹽可采用除雜和重結(jié)晶等過程提純 C．工業(yè)生產(chǎn)中常選用NaOH作為沉淀劑 D．富集溴一般先用空氣和水蒸氣吹出單質(zhì)溴，再用SO2將其還原吸收 解析：選C。A項，苦鹵中含有K＋、Mg2＋、Br－等，通入Cl2可將Br－氧化成Br2，便于從苦鹵中提取Br2。B項，粗鹽中含有不溶性雜質(zhì)(泥沙)和可溶性雜質(zhì)(Ca2＋、Mg2＋、SO等)，將粗鹽溶于水，并除去其中的雜質(zhì)，再通過重結(jié)晶的方法得到純凈NaCl晶體。 C項，工業(yè)上沉淀Mg2＋常選用廉價的Ca(OH)2，而不選用NaOH。D項，Br2具有較強的揮發(fā)性，富集溴時，常先用空氣和水蒸氣吹出Br2，再用SO2將其還原吸收(SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr)，得到濃度較大的含Br－溶液。 　　　　非金屬及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系 1．(xx高考江蘇卷)在給定條件下，下列選項中所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能一步實現(xiàn)的是(　　) A．粗硅SiCl4Si B．Mg(OH)2MgCl2(aq)Mg C．Fe2O3FeCl3(aq)無水FeCl3 D．AgNO3(aq)[Ag(NH3)2]OH(aq)Ag 解析：選A。A選項，可以實現(xiàn)相關(guān)轉(zhuǎn)化，所以正確；B選項，電解氯化鎂溶液不可能得到鎂單質(zhì)，所以錯誤；C選項，氯化鐵能夠發(fā)生水解反應(yīng)，因此蒸發(fā)氯化鐵溶液不可能得到無水氯化鐵，所以錯誤；D選項，蔗糖中沒有醛基，因此不能被銀氨溶液氧化，所以錯誤。 2．下表各組物質(zhì)中，滿足如圖物質(zhì)一步轉(zhuǎn)化關(guān)系的選項是(　　) 選項 X Y Z A Na NaOH NaHCO3 B Cu CuSO4 Cu(OH)2 C C CO CO2 D Si SiO2 H2SiO3 解析：選C。本題考查元素化合物，意在考查考生對常見金屬和非金屬元素及其化合物相互轉(zhuǎn)化的理解和分析能力。NaHCO3不能一步轉(zhuǎn)化為Na，A項錯誤；Cu(OH)2不能一步轉(zhuǎn)化為Cu，B項錯誤；根據(jù)CCOCO2C知，C項正確；SiO2不能一步轉(zhuǎn)化為H2SiO3，H2SiO3不能一步轉(zhuǎn)化為Si，D項錯誤。 　　　　實驗探究類型 1．(xx高考山東卷)下列由實驗現(xiàn)象得出的結(jié)論正確的是(　　) 操作及現(xiàn)象 結(jié)論 A 向AgCl懸濁液中加入NaI溶液時出現(xiàn)黃色沉淀 Ksp(AgCl)Ksp(AgI)。B.不能確定是否含有Fe2＋，正確的實驗操作及現(xiàn)象應(yīng)該是先加入KSCN溶液，無變化，再加入氯水，溶液變紅色，證明溶液中存在Fe2＋。C.上層呈橙紅色，說明Cl2與NaBr反應(yīng)生成了Br2和NaCl，則Br－的還原性強于Cl－。D.加熱盛有NH4Cl固體的試管，NH4Cl分解產(chǎn)生HCl和NH3，HCl和NH3在試管口重新反應(yīng)生成NH4Cl，是化學(xué)反應(yīng)，不是升華。 2．(xx高考江蘇卷)在探究新制飽和氯水成分的實驗中，下列根據(jù)實驗現(xiàn)象得出的結(jié)論不正確的是(　　) A．氯水的顏色呈淺黃綠色，說明氯水中含有Cl2 B．向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說明氯水中含有Cl－ C．向氯水中加入NaHCO3粉末，有氣泡產(chǎn)生，說明氯水中含有H＋ D．向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液顏色變成棕黃色，說明氯水中含有HClO 解析：選D。A.Cl2的顏色為黃綠色，正因為氯水中溶解了黃綠色的Cl2，才使得氯水顯示了淺黃綠色，A選項正確。B.Cl－與Ag＋結(jié)合生成AgCl白色沉淀，B選項正確。C.Cl2與水反應(yīng)生成HCl和HClO，H＋與NaHCO3反應(yīng)生成CO2氣體，C選項正確。D.氯水中的Cl2也能將Fe2＋氧化為Fe3＋，D選項錯誤。 3．(1)將H2O2溶液滴入含有酚酞的NaOH溶液中，溶液紅色消失。甲同學(xué)認為這是由于H2O2是二元弱酸(H2O2H＋＋HO)，H2O2電離出來的H＋消耗了原溶液中的OH－，而使紅色褪去。乙同學(xué)認為H2O2具有強氧化性，將酚酞氧化，紅色消失。試設(shè)計一個實驗驗證兩位同學(xué)的結(jié)論是否正確：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)甲同學(xué)向品紅溶液中通入一種氣體后，品紅溶液褪色。乙同學(xué)設(shè)計了一個很簡便的實驗便判斷出甲同學(xué)通入的是Cl2還是SO2。乙同學(xué)的實驗方案是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)甲同學(xué)認為H2O2與NaOH發(fā)生中和反應(yīng)，酚酞未被消耗，而乙同學(xué)認為H2O2將酚酞氧化，NaOH未消耗。只需要通過實驗驗證酚酞和NaOH哪一種物質(zhì)存在即可。故可設(shè)計以下方案：①取少量反應(yīng)后溶液，向其中繼續(xù)加NaOH溶液，看溶液是否變紅，若變紅證明酚酞尚存，則甲同學(xué)正確，否則乙同學(xué)正確。②取少量反應(yīng)后溶液，向其中滴加幾滴酚酞，若溶液變紅，證明NaOH尚存，則乙同學(xué)正確，否則甲同學(xué)正確。(2)由于Cl2漂白與SO2漂白的原理不同，Cl2是通過發(fā)生氧化還原反應(yīng)進行漂白，是永久漂白，而SO2是與某些有機色素化合生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)，加熱可恢復(fù)原色，乙同學(xué)可利用此性質(zhì)進行實驗設(shè)計。 答案：(1)取少量反應(yīng)后溶液，向其中繼續(xù)加NaOH溶液，看溶液是否變紅，若變紅則甲同學(xué)正確，否則乙同學(xué)正確(或取少量反應(yīng)后溶液滴加幾滴酚酞，若溶液變紅，則乙同學(xué)正確，否則甲同學(xué)正確) (2)取反應(yīng)后少量溶液加熱即可，若仍不能恢復(fù)紅色，則為Cl2，否則為SO2 非金屬及其化合物轉(zhuǎn)化關(guān)系中的常見“題眼” (1)物質(zhì)性質(zhì)及用途：如黃綠色的Cl2、橙色的溴水、紫色的碘水；鹽酸除銹、碘與甲狀腺腫大、碘化銀與人工降雨、二氧化硫與酸雨等；自然界硬度最大的金剛石、空氣主要成分氮氣、紅棕色氣體NO2、黃色的工業(yè)硝酸(工業(yè)鹽酸也呈黃色)。 (2)特殊組成或構(gòu)成：H2O、H2O2，SO2、SO3，CO、CO2，NO2、NO，NH3、N2H4等相同元素可組成不同的物質(zhì)。 (3)特征反應(yīng)：氯氣、二氧化硫使?jié)駶櫵{色石蕊試紙的變色，氨氣使?jié)駶櫦t色石蕊試紙的變色。 (4)反應(yīng)條件：電解飽和食鹽水，黃鐵礦的高溫煅燒，氫氣與氯氣的光照反應(yīng)，二氧化錳催化氯酸鉀分解，鐵觸媒催化氨合成，次氯酸、硝酸的光照分解，Pt催化氨氧化，硅酸鹽的高溫制備。 (5)重要反應(yīng)：SO2＋H2O2、SO2＋Cl2＋H2O、FeBr2＋Cl2、N2＋Mg、NH3＋Cl2、Cu＋HNO3、C＋HNO3(濃)、C＋H2SO4(濃)。 考點二　常見非金屬及其化合物與環(huán)境污染 [學(xué)生用書P47] 1．大氣污染 環(huán)境問題 主要污染物 主要危害 PM2.5 直徑小于等于2.5_μm的懸浮顆粒物 引發(fā)哮喘、支氣管炎等疾病 酸雨 SO2、NOx 土壤酸化、水源污染、植物死亡、建筑物被腐蝕 臭氧層 破壞 氟氯代烷、NOx 紫外線對人體健康及生態(tài)環(huán)境帶來危害 光化學(xué) 煙霧 碳氫化合物、NOx 刺激人體呼吸系統(tǒng)，危害人體健康 溫室效應(yīng) CH4、CO2 全球氣候變暖 2.水體污染 環(huán)境問題 主要污染物 主要危害 赤潮、水華 N、P等營養(yǎng)物質(zhì)的含量過高 使水體富營養(yǎng)化，水中含氧量減少，嚴(yán)重危害水生動物生存 水俁病 含Pb、Cd、Cr、Hg等重金屬、工業(yè)廢水 污染水源，通過食物鏈被富集，嚴(yán)重危害人體健康 3.土壤污染 環(huán)境問題 主要污染物 主要危害 白色污染 廢棄塑料制品 破壞土壤結(jié)構(gòu)，焚燒后造成大氣污染 生態(tài)脆弱 化肥、農(nóng)藥不合理使用 破壞土壤結(jié)構(gòu)，污染水源、危害人體健康 　　　　環(huán)境污染及處理方法 1．(環(huán)境污染及處理應(yīng)用類)(xx高考江蘇卷)煙氣(主要污染物SO2、NOx )經(jīng)O3預(yù)處理后用CaSO3水懸浮液吸收，可減少煙氣中SO2、NOx的含量。O3氧化煙氣中SO2、NOx的主要反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 NO(g)＋O3(g)===NO2(g)＋O2(g)　 ΔH＝－200.9 kJmol－1 NO(g)＋O2(g)===NO2(g)　 ΔH＝－58.2 kJmol－1 SO2(g)＋O3(g)===SO3(g)＋O2(g)　 ΔH＝－241.6 kJmol－1 (1)反應(yīng)3NO(g)＋O3(g)===3NO2(g)的ΔH＝________kJmol－1。 (2)室溫下，固定進入反應(yīng)器的NO、SO2的物質(zhì)的量，改變加入O3的物質(zhì)的量，反應(yīng)一段時間后體系中n(NO)、n(NO2)和n(SO2)隨反應(yīng)前n(O3)∶n(NO) 的變化見下圖。 ①當(dāng)n(O3)∶n(NO)>1時，反應(yīng)后NO2的物質(zhì)的量減少，其原因是__________________________。 ②增加n(O3)，O3氧化SO2的反應(yīng)幾乎不受影響， 其可能原因是__________________________。 (3)當(dāng)用CaSO3水懸浮液吸收經(jīng)O3預(yù)處理的煙氣時，清液(pH約為8)中SO將NO2轉(zhuǎn)化為NO ，其離子方程式為________________________________________________________________________。 (4)CaSO3水懸浮液中加入Na2SO4溶液，達到平衡后溶液中c(SO)＝________[用c(SO)、Ksp(CaSO3 )和Ksp(CaSO4 )表示]；CaSO3水懸浮液中加入Na2SO4 溶液能提高NO2的吸收速率，其主要原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 [破題關(guān)鍵]　(2)弄清n(O3)∶n(NO)＝1.000時的意義，當(dāng)O3用量增加時，應(yīng)考慮NO2被氧化為更高價態(tài)，故生成的NO2減少。僅從還原性角度看，SO2應(yīng)優(yōu)先被氧化，即O3氧化SO2的反應(yīng)必受n(O3)的影響，實際上影響不大，故只能考慮反應(yīng)速率的因素，所以反應(yīng)不受影響的原因必是其反應(yīng)速率較慢。 (3)在堿性環(huán)境下，書寫離子方程式應(yīng)注意OH－的參與或生成。 (4)加入Na2SO4使c(Ca2＋)減小，從而使CaSO3(s)Ca2＋(aq)＋SO(aq)平衡向右移動，從而使c(SO)增大，加快了SO與NO2的反應(yīng)速率。 解析：(1)應(yīng)用蓋斯定律進行解答。 (2)①O3的氧化性很強，O3能將NO2氧化為更高價的氮氧化物。 ②O3能氧化SO2，而增加n(O3)時O3氧化SO2的反應(yīng)幾乎不受影響，則“幾乎不受影響”的原因是SO2與O3的反應(yīng)速率慢。 (3)NO2轉(zhuǎn)化為NO是NO2發(fā)生了還原反應(yīng)，則SO發(fā)生氧化反應(yīng)；pH＝8的溶液呈堿性。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用書寫氧化還原反應(yīng)型離子方程式的規(guī)則，可寫出SO與NO2反應(yīng)的離子方程式。 (4)CaSO3水懸浮液中加入Na2SO4溶液以后的體系中存在兩個沉淀溶解平衡： CaSO3 (s)Ca2＋(aq)＋SO(aq)， Ksp(CaSO3)＝c(Ca2＋)c(SO) CaSO4 (s)Ca2＋(aq)＋SO(aq)， Ksp(CaSO4)＝c(Ca2＋)c(SO) 則c(SO)＝c(SO)。 CaSO3水懸浮液吸收NO2的實質(zhì)是SO與NO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)。CaSO3水懸浮液中加入Na2SO4溶液以后，發(fā)生反應(yīng)：Ca2＋(aq)＋SO(aq)CaSO4(s)，促使沉淀溶解平衡CaSO3(s)Ca2＋(aq)＋SO(aq)向右移動，SO的濃度增大，加快了SO與NO2的反應(yīng)速率。 答案：(1)－317.3 (2)①O3將NO2氧化為更高價氮氧化物(或生成了N2O5) ②SO2與O3的反應(yīng)速率慢 (3)SO＋2NO2＋2OH－===SO＋2NO＋H2O (4)c(SO) CaSO3轉(zhuǎn)化為CaSO4使溶液中SO的濃度增大，加快SO與NO2的反應(yīng)速率 [互動拓展] (1)上題第(3)小題中為什么不能在酸性條件下進行？ (2)在第(4)小題中，CaSO3懸濁液中改加K2SO4是否也能提高NO2的吸收速率？ 答案：(1)酸性條件下NO易分解，故不能。 (2)加入K2SO4與加入Na2SO4原理相同，所以也能提高NO2的吸收速率。 　霧霾天氣嚴(yán)重影響人們的生活質(zhì)量，其中氮氧化物和硫氧化物是造成霧霾天氣的主要原因之一。 消除氮氧化物和硫氧化物有多種方法。 (1)方法一：工業(yè)上變“廢”為寶，吸收工業(yè)尾氣SO2和NO，獲得Na2S2O4(連二亞硫酸鈉)和NH4NO3產(chǎn)品的流程圖如下(Ce為鈰元素)： ①裝置Ⅰ中的主要反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________ ____________。 ②裝置Ⅲ可以使Ce4＋再生，若用甲烷燃料電池電解該裝置中的溶液，當(dāng)消耗1 mol甲烷時，理論上可再生________________________________________________________________________ mol Ce4＋。 (2)方法二：NH3催化還原氮氧化物(SCR)技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術(shù)。反應(yīng)原理為NH3將NO和NO2轉(zhuǎn)化為無毒的N2和H2O(g)。 ①如圖是不同催化劑Mn和Cr在不同溫度下對應(yīng)的脫氮率，由圖綜合考慮可知最佳的催化劑和相應(yīng)的溫度應(yīng)為________(填序號)。 a．Mn,200 ℃左右 b．Cr,450 ℃左右 c．Mn和Cr混合，300 ℃左右 ②用Fe作催化劑時，在氨氣足量的情況下，若c(NO2)/c(NO)＝1∶1脫氮率最佳。已知每生成11.2 L N2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)反應(yīng)放出的熱量為Q kJ，此時對應(yīng)的脫氮反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。 解析：(1)①裝置Ⅰ中主要發(fā)生SO2與NaOH溶液的反應(yīng)：SO2＋OH－===HSO。②由甲烷燃料電池反應(yīng)CH4＋2O2===CO2＋2H2O知，消耗1 mol甲烷，轉(zhuǎn)移8 mol e－，且1 mol Ce3＋轉(zhuǎn)化為1 mol Ce4＋需要1 mol e－，理論上則可再生8 mol Ce4＋。(2)①由圖像可知，Mn作催化劑時脫氮率較高時對應(yīng)的溫度低于Cr作催化劑時脫氮率較高時對應(yīng)的溫度，且Mn與Cr作催化劑時的最大脫氮率相差不大，所以選a。②由題中提供條件可寫出熱化學(xué)方程式：2NH3(g)＋NO(g)＋NO2(g)===2N2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－4Q kJ/mol。 答案：(1)①SO2＋OH－===HSO?、?　(2)①a ②2NH3(g)＋NO(g)＋NO2(g)===2N2(g)＋3H2O(g) ΔH＝－4Q kJ/mol 2．(xx福建廈門第二次調(diào)研)國務(wù)院頒布的《“十二五”控制溫室氣體排放工作方案》提出，xx年我國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值CO2排放要比xx年下降17%。下列說法不正確的是(　　) A．CO2屬于酸性氧化物 B．CO2是導(dǎo)致酸雨發(fā)生的主要原因 C．可用Na2CO3溶液捕捉(吸收)CO2 D．使用氫能源替代化石燃料可減少CO2排放 解析：選B。CO2能與堿反應(yīng)生成鹽和水，屬于酸性氧化物，A項正確；形成酸雨的主要物質(zhì)為SO2和氮的氧化物，B項錯誤；Na2CO3溶液吸收CO2生成NaHCO3，C項正確；氫氣燃燒生成水，無污染，D項正確。 3．NOx是汽車尾氣中的主要污染物之一。 (1)NOx能形成酸雨，寫出NO2轉(zhuǎn)化為HNO3的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。 (2)在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器，可有效降低NOx的排放。 ①當(dāng)尾氣中空氣不足時，NOx在催化轉(zhuǎn)化器中被還原成N2排出。寫出NO被CO還原的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________ __________________________。 ②當(dāng)尾氣中空氣過量時，催化轉(zhuǎn)化器中的金屬氧化物吸收NOx生成鹽。其吸收能力順序如下：12MgO <20CaO <38SrO<56BaO。原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 元素的金屬性逐漸增強，金屬氧化物對NOx的吸收能力逐漸增強。 解析：(1)本小題根據(jù)所學(xué)課本知識可快速解答。 (2)①利用氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒可得出。②根據(jù)Mg、Ca、Sr和Ba的質(zhì)子數(shù)，得知它們均為ⅡA族元素，同一主族的元素，從上到下，原子半徑逐漸增大。 答案：(1)3NO2＋H2O=== 2HNO3＋NO (2)①2NO＋2CON2＋2CO2?、诟鶕?jù)Mg、Ca、Sr和Ba的質(zhì)子數(shù)，得知它們均為ⅡA族元素。同一主族的元素，從上到下，原子半徑逐漸增大 　工業(yè)尾氣的主要成分及其治理方法 (1)硫酸廠尾氣：SO2等，一般用氨水吸收。 (2)硝酸廠尾氣：NO、NO2等，一般用NaOH溶液吸收。 (3)高爐煤氣：CO等，一般回收利用。 (4)煉鋼煙氣：Fe2O3煙塵、CO等，一般回收利用。 (5)焦?fàn)t氣：CH4、CO、C2H4等，可用作燃料。 (6)氯堿工業(yè)尾氣：Cl2，一般用NaOH溶液吸收。 非金屬性質(zhì)的常見易錯點 1．由于反應(yīng)SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑，誤認為H2SiO3的酸性強于H2CO3。其實不然，該反應(yīng)能夠發(fā)生是因為高溫時CO2以氣體形式逸出反應(yīng)體系，而不能說明硅酸酸性比碳酸酸性強。 2．誤認為所有的酸遇到氨氣都能產(chǎn)生白煙，其實不然，只有揮發(fā)性的酸如硝酸、濃鹽酸遇到氨氣才會產(chǎn)生白煙。 3．誤認為Cl2具有漂白性。其實不然，只有Cl2遇到水生成的HClO具有漂白性，干燥的Cl2沒有漂白性。 4．誤認為SO2能使石蕊試液先變紅后褪色。其實不然，這是因為SO2只能使指示劑石蕊試液變紅，而不能使其褪色。 5．誤認為SO2能使溴水、酸性KMnO4溶液等褪色，是由于SO2具有漂白性。其實不然，這是因為SO2具有還原性，與溴水、酸性KMnO4溶液等氧化性物質(zhì)反應(yīng)而使之褪色。 6．將少量CO2通入Ca(ClO)2溶液中會產(chǎn)生CaCO3沉淀，誤認為將少量的SO2氣體通入Ca(ClO)2溶液中也會產(chǎn)生CaSO3沉淀。其實不然，這是因為SO2具有還原性，HClO具有強氧化性，兩者會發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成CaSO4。  1．(xx高考北京卷)下列關(guān)于自然界中氮循環(huán)(如下圖)的說法不正確的是(　　) A．氮元素均被氧化 B．工業(yè)合成氨屬于人工固氮 C．含氮無機物和含氮有機物可相互轉(zhuǎn)化 D．碳、氫、氧三種元素也參加了氮循環(huán) 解析：選A。A.N2→NH3過程中氮元素由0價變?yōu)椋?價，被還原。B.工業(yè)合成氨的過程屬于人工固氮。C.1828年，德國化學(xué)家維勒首次利用無機物氰酸銨合成了尿素；而含氮的有機物也可以直接分解為無機物。D.雷電發(fā)生時涉及的反應(yīng)有N2＋O22NO,2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，HNO3進入土壤，與礦物質(zhì)結(jié)合成硝酸鹽；豆科植物也可以將N2合成氮肥，生物體內(nèi)含有C元素，所以碳、氫、氧三種元素都參加了氮循環(huán)。 2．(xx北京二中期中)下列說法不正確的是(　　) A．水玻璃可用作木材防火劑 B．硅是制造光導(dǎo)纖維的材料 C．硅是制造太陽能電池的常用材料 D．硅是構(gòu)成一些巖石和礦物的基本元素 解析：選B。A項，水玻璃不能燃燒，可用作木材防火劑；B項，二氧化硅是制造光導(dǎo)纖維的材料；C項，硅是一種常用的半導(dǎo)體材料，常用于制造太陽能電池；D項，硅是構(gòu)成一些巖石和礦物的基本元素。 3．(xx江西上饒二模)化學(xué)與社會、科學(xué)、技術(shù)、環(huán)境等有密切聯(lián)系。下列有關(guān)說法不正確的是(　　) A．PM2.5是指氮、硫的氧化物溶于水形成的酸性液體造成的空氣污染 B．氯氣是塑料、合成橡膠、合成纖維、農(nóng)藥、染料及藥品的重要原料 C．硅陶瓷和碳纖維復(fù)合制成的材料是一種新型無機非金屬材料 D．用浸泡過高錳酸鉀溶液的硅藻土吸收水果產(chǎn)生的乙烯以達到保鮮目的 答案：A 4．(xx高考江蘇卷)下列各組物質(zhì)中，不滿足組內(nèi)任意兩種物質(zhì)在一定條件下均能發(fā)生反應(yīng)的是(　　) 　　物質(zhì) 組別　　 甲 乙 丙 A Al HCl NaOH B NH3 O2 HNO3 C SiO2 NaOH HF D SO2 Ca(OH)2 NaHCO3 解析：選B。A.Al與HCl、NaOH溶液都能反應(yīng)生成H2，HCl溶液與NaOH溶液能發(fā)生中和反應(yīng)。 B．NH3與O2在催化劑、高溫條件下反應(yīng)生成NO和H2O；O2與HNO3不能發(fā)生反應(yīng)；NH3與HNO3反應(yīng)生成NH4NO3。 C．SiO2與NaOH溶液、HF溶液分別發(fā)生反應(yīng)：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O、SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O；NaOH溶液與HF溶液發(fā)生中和反應(yīng)。 D．SO2為酸性氧化物，可與Ca(OH)2溶液反應(yīng)生成鹽；H2SO3的酸性強于H2CO3，SO2可與NaHCO3溶液反應(yīng)生成CO2；Ca(OH)2溶液可與NaHCO3溶液反應(yīng)生成CaCO3沉淀。 5．“類比法”是化學(xué)學(xué)習(xí)中的一種常用方法。下列說法正確的是(　　) A．二氧化碳能使漂白粉水溶液先變渾濁后變澄清，二氧化硫也有同樣現(xiàn)象 B．加熱條件下，鈉與氧氣反應(yīng)生成過氧化鈉，鋰與氧氣反應(yīng)也生成過氧化鋰 C．常溫下，濃硝酸能使鐵、鋁鈍化，濃硫酸也能使鐵、鋁鈍化 D．氯氣可置換出碘化鉀溶液中的碘，氟氣也可置換出碘化鉀溶液中的碘 解析：選C。SO2通入漂白粉水溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)：Ca(ClO)2＋2SO2＋2H2O===CaSO4↓＋2HCl＋H2SO4，溶液變渾濁后不變澄清，A項錯誤；Li與氧氣加熱時生成Li2O，B項錯誤；常溫下，濃硝酸、濃硫酸均能使鐵、鋁鈍化，C項正確；氟氣能與水發(fā)生置換反應(yīng)生成HF和O2，因此氟氣不能置換出碘化鉀溶液中的碘，D項錯誤。 6．化學(xué)中有許多物質(zhì)之間的反應(yīng)符合下列關(guān)系圖，圖中其他產(chǎn)物及反應(yīng)所需條件均已略去。 對于上圖的變化下列判斷不正確的是(　　) A．當(dāng)A是正鹽、X是強酸時，D是酸性氧化物 B．當(dāng)X是強堿溶液時，B一定是NH3 C．B可能是單質(zhì) D．D可能是一種酸 解析：選B。A項，可以是Na2SH2S―→SO2―→SO3，正確；C項，H2SSSO2SO3，正確；CH3ClCH3OHHCHOHCOOH，則B錯誤，D正確。 7．某同學(xué)仿照“噴泉”實驗的原理，在實驗室中做了一個“噴煙”實驗，如圖所示。他在甲、乙兩個燒瓶中分別充入X、Y兩種無色氣體，在膠頭滴管中盛有含酚酞的NaOH溶液，實驗時將膠頭滴管內(nèi)的液體擠入甲燒瓶內(nèi)，然后打開止水夾，便可以看到甲燒瓶中的導(dǎo)管口噴出白色的煙，同時甲燒瓶中的溶液顏色逐漸變淺。若已知X、Y是HCl、NH3、Cl2、O2、CH4、SO2、NO這些氣體中的兩種，則下列判斷中，正確的是(　　) A．X是NH3，Y是HCl B．X是Cl2，Y是CH4 C．X是SO2，Y是O2 D．X是NO，Y是O2 解析：選A。能形成白煙的兩種氣體是氨氣和氯化氫氣體，所以這兩種氣體是氨氣和氯化氫氣體，甲燒瓶中的溶液顏色逐漸變淺說明原來氣體溶于水呈堿性，所以X是氨氣，Y是氯化氫。 8．某市對大氣進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)該市首要污染物為可吸入顆粒物PM2.5(直徑小于等于2.5 μm的懸浮顆粒物)，其主要來源為燃煤、機動車尾氣等。因此，對PM2.5、SO2、NOx等進行研究具有重要意義。 請回答下列問題： (1)將PM2.5樣本用蒸餾水處理制成待測試樣。若測得該試樣所含水溶性無機離子的化學(xué)組分及其平均濃度如下表： 離子 K＋ Na＋ NH SO NO Cl－ 濃度/molL－1 410－6 610－6 210－5 410－5 310－5 210－5 根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷PM2.5的酸堿性為________，試樣的pH＝________。 (2)為減少SO2的排放，可采取的措施是洗滌含SO2的煙氣。以下物質(zhì)可作洗滌劑的是________。 a．Ca(OH)2 b．CaCl2 c．Na2CO3 d．NaHSO3 (3)汽車尾氣中NOx和CO的生成及轉(zhuǎn)化。 目前，在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器可減少CO和NO的污染，其化學(xué)反應(yīng)方程式為__________________________________________。 解析：(1)溶液中NH水解呈酸性。根據(jù)電荷守恒可求得溶液中c(H＋)＝110－4 molL－1，故pH＝4。 (2)SO2是酸性氧化物，能被Ca(OH)2吸收，a正確；亞硫酸酸性強于碳酸，SO2能與碳酸鈉反應(yīng)，生成Na2SO3或NaHSO3，同時生成CO2，c正確；SO2與CaCl2、NaHSO3不反應(yīng)，b、d錯誤。 (3)CO和NO反應(yīng)生成無污染的N2和CO2，根據(jù)元素守恒用觀察法即可配平。 答案：(1)酸性　4 (2)ac (3)2CO＋2NO2CO2＋N2 9．有報道稱Co3O4能催化N2O分解，其中Co在元素周期表中屬于鐵系元素，其單質(zhì)及化合物的性質(zhì)與鐵有很多相似之處。 (1)Co3O4中Co的化合價為________________。 (2)Co3O4能與濃鹽酸反應(yīng)生成黃綠色的氣體，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。 (3)Co3O4可用Co(OH)2為原料來制備。常溫下，用CoCl2溶液制取Co(OH)2，CoCl2溶液物質(zhì)的量濃度為1 mol/L，若使溶液中的Co2＋完全沉淀(金屬離子濃度為110－5 mol/L時視為沉淀完全)，則溶液的pH應(yīng)控制在________________。已知常溫下Ksp[Co(OH)2]約為1.010－15。 (4)Co(OH)2在空氣中加熱時，固體殘留率隨溫度的變化如圖所示。已知鈷的氫氧化物加熱至290 ℃時已完全脫水。通過分析數(shù)據(jù)確定： ①1 000 ℃時，剩余固體成分為____________(填化學(xué)式)。 ②在350～400 ℃范圍內(nèi)，剩余固體成分為________(填化學(xué)式)。 (5)下列關(guān)于Co3O4催化N2O分解的說法正確的是____________。 A．Co3O4作為催化劑使N2O分解反應(yīng)的ΔH增大 B．Co3O4作為催化劑使N2O分解反應(yīng)的ΔH減小 C．Co3O4作為催化劑使N2O分解反應(yīng)的速率加快，但ΔH不變 D．Co3O4作為催化劑使N2O分解反應(yīng)的途徑改變，降低了反應(yīng)所需能量 E．Co3O4作為催化劑使N2O分解反應(yīng)的途徑改變，增加了反應(yīng)所需能量 解析：(1)根據(jù)“Co在元素周期表中屬于鐵系元素，其單質(zhì)及化合物的性質(zhì)與鐵有很多相似之處”，遷移Fe3O4中鐵的化合價，可知Co3O4中Co的化合價為＋2和＋3。(2)根據(jù)題意可知，Co3O4中＋3價Co被還原為＋2價，而部分HCl中－1價Cl被氧化為Cl2，根據(jù)得失電子守恒、元素守恒配平方程式即可。(3)Co2＋恰好完全沉淀時c(OH－)＝＝ molL－1＝10－5 molL－1，c(H＋)＝＝10－9 molL－1，pH＝9，因此要使Co2＋完全沉淀，溶液的pH≥9。(4)假設(shè)對1 mol Co(OH)2(93 g)加熱。①根據(jù)圖中1 000 ℃數(shù)據(jù)計算，剩余固體的質(zhì)量為93 g80.65%＝75 g，可知此時剩余固體成分為CoO(其摩爾質(zhì)量為75 gmol－1)。②290 ℃時，剩余固體的質(zhì)量為93 g89.25%＝83 g，則此時剩余固體為0.5 mol Co2O3(其摩爾質(zhì)量為166 gmol－1)；500 ℃時剩余固體的質(zhì)量為93 g86.38%＝80.3 g，則此時剩余固體為 mol Co3O4(其摩爾質(zhì)量為241 gmol－1)；故350～400 ℃時，剩余固體為Co2O3和Co3O4。(5)催化劑可加快反應(yīng)速率，但不能改變反應(yīng)的反應(yīng)熱；催化劑使反應(yīng)途徑改變，降低了活化能，從而可降低反應(yīng)所需能量。 答案：(1)＋2、＋3 (2)Co3O4＋8HCl(濃)===3CoCl2＋Cl2↑＋4H2O (3)pH≥9 (4)①CoO?、贑o2O3，Co3O4 (5)CD 10．(xx北京朝陽一模)Cl2、漂白液(有效成分為NaClO)在生產(chǎn)、生活中廣泛用于殺菌、消毒。 (1)電解NaCl溶液生成Cl2的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)Cl2溶于H2O、NaOH溶液即獲得氯水、漂白液。 ①干燥的氯氣不能漂白物質(zhì)，但氯水卻有漂白作用，說明起漂白作用的物質(zhì)是________。 ②25 ℃時，Cl2與H2O、NaOH的反應(yīng)如下： 反應(yīng)Ⅰ Cl2＋H2OCl－＋H＋＋HClO　K1＝4.510－4 反應(yīng)Ⅱ Cl2＋2OH－Cl－＋ClO－＋H2O　K2＝7.51015 不直接使用氯水而使用漂白液作消毒劑的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)家庭使用漂白液時，不宜直接接觸鐵制品，漂白液腐蝕鐵的電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋，ClO－發(fā)生的電極反應(yīng)式是________________________________________________________________________。 (4)研究漂白液的穩(wěn)定性對其生產(chǎn)和保存有實際意義。30 ℃時，pH＝11的漂白液中NaClO的質(zhì)量百分含量隨時間變化如下： ①分解速率v(Ⅰ)、v(Ⅱ)的大小關(guān)系是________，原因是________________________________________________________________________。 ②NaClO分解的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________。 ③4～8 d期間，Ⅰ中v(NaClO)＝________mol/(Ld)(常溫下漂白液的密度約為1 g/cm3，且變化忽略不計)。 解析：(3)鐵遇漂白液發(fā)生電化學(xué)腐蝕，實質(zhì)是ClO－將Fe氧化，本身被還原為Cl－，據(jù)此可寫出電極反應(yīng)式。 (4)①據(jù)圖可知NaClO的起始含量Ⅰ>Ⅱ，NaClO的濃度越高，其分解速率越大，因此v(Ⅰ)>v(Ⅱ)。②NaClO分解的化學(xué)方程式可從以下兩個反應(yīng)分析得出：NaClO＋H2OHClO＋NaOH,2HClO===2HCl＋O2↑。③設(shè)溶液的體積為1 L,4～8 d期間，Ⅰ中v(NaClO)＝(6.5%－5.1%)1 g/cm3103cm374.5 g/mol1 L4 d≈0.047 mol/(Ld)。 答案：(1)2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑ (2)①HClO?、贙2>K1，反應(yīng)Ⅱ的有效成分比反應(yīng)Ⅰ的有效成分多，Cl2最終轉(zhuǎn)化為HClO更充分；次氯酸鈉比次氯酸更穩(wěn)定 (3)ClO－＋2e－＋H2O===Cl－＋2OH－ (4)①v(Ⅰ)>v(Ⅱ)　在相同的條件下，NaClO的濃度越高其分解速率越大 ②2NaClO2NaCl＋O2↑ ③0.047 11．(xx高考安徽卷)某研究小組將純凈的SO2氣體通入0.1 molL－1的Ba(NO3)2溶液中，得到了BaSO4沉淀，為探究上述溶液中何種微粒能氧化通入的SO2，該小組提出了如下假設(shè)： 假設(shè)一：溶液中的NO 假設(shè)二：溶液中溶解的O2 (1)驗證假設(shè)一 該小組設(shè)計實驗驗證了假設(shè)一。請在下表空白處填寫相關(guān)實驗現(xiàn)象。 實驗步驟 實驗現(xiàn)象 結(jié)論 實驗1：在盛有不含O2的25 mL 0.1 molL－1 BaCl2溶液的燒杯中，緩慢通入純凈的SO2氣體 ________________________________________ 假設(shè)一成立 實驗2：在盛有不含O2的25 mL 0.1 molL－1 Ba(NO3)2溶液的燒杯中，緩慢通入純凈的SO2氣體 _______________________________________ , (2)為深入研究該反應(yīng)，該小組還測得上述兩個實驗中溶液pH隨通入SO2體積的變化曲線如右圖。 實驗1中溶液pH變小的原因是__________________________；V1時，實驗2中溶液pH小于實驗1的原因是(用離子方程式表示)____________________________。 (3)驗證假設(shè)二 請設(shè)計實驗驗證假設(shè)二，寫出實驗步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。 (4)若假設(shè)二成立，請預(yù)測：在相同條件下，分別用足量的O2和KNO3氧化相同的H2SO3溶液(溶液體積變化忽略不計)，充分反應(yīng)后兩溶液的pH前者________(填“大于”或“小于”)后者，理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)實驗1中溶液和實驗2中溶液的唯一區(qū)別就是一個含有Cl－，一個含有NO，故可通過實驗1未生成白色沉淀，而實驗2生成白色沉淀來證明假設(shè)一正確。 (2)SO2溶于水得到中強酸H2SO3，故使得溶液的pH減小。在實驗2中，NO將SO2氧化成SO，自身被還原為NO，同時有H＋生成，故溶液pH小于實驗1。 (3)在驗證假設(shè)二時，應(yīng)使用不含NO的鋇鹽，如BaCl2，可以向含有O2的BaCl2溶液中緩慢通入SO2，若有白色沉淀生成，則證明假設(shè)二成立。 (4)O2和KNO3分別與H2SO3反應(yīng)的離子方程式為O2＋2H2SO3===4H＋＋2SO、3H2SO3＋2NO===3SO＋4H＋＋2NO↑＋H2O，故相同的H2SO3溶液被O2氧化后溶液的pH較小。 答案：(1)無明顯現(xiàn)象　有白色沉淀 (2)SO2溶于水生成H2SO3　3SO2＋2NO＋2H2O===3SO＋2NO＋4H＋(或3H2SO3＋2NO===3SO＋4H＋＋2NO↑＋H2O) (3)實驗1作為參照實驗； 實驗3：將純凈的SO2氣體緩慢通入未經(jīng)脫O2處理的25 mL 0.1 molL－1 BaCl2溶液中，若有白色沉淀，表明假設(shè)二成立，否則不成立。 (4)小于　反應(yīng)的離子方程式表明，足量的O2和NO分別氧化相同的H2SO3，生成H＋的物質(zhì)的量前者多于后者 (本題部分小題屬于開放性題，答案合理即可)