1、高中化学必修一 非金属及其化合物单元复习专题练习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、硅及其化合物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+O22CO C+O2CO2
2、(2)与某些氧化物反应C+CO22CO C+H2O(g) CO+H22C+SiO2Si+2COC+2CuO2Cu+CO2(3)与氧化性酸反应C+2H2SO4(浓) CO2+2SO2+2H2OC+4HNO3(浓) CO2+4NO2+2H2O2碳的氧化物(1)CO：主要表现还原性2CO+O22CO23CO+Fe2O32Fe+3CO2CO+H2OCO2+H2(2)CO2 弱氧化性：CO2+C2CO酸性氧化物的三点通性CO2+H2OH2CO3CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O CO2+CaOCaCO3 其它性质：CO2+H2O+CaCO3=Ca(HCO3)22CO2+Ca(OH)2=Ca(HC
3、O3)2Na2SiO3+CO2 +H2O =H2SiO3+ Na2CO3 (CO2少量)Ca(ClO)2+H2O+CO2CaCO3+2HClO 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O23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：Na2CO3CaCO3NaHCO3(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
4、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+2Cl2SiCl4(无色液体)Si+O2SiO2(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+2CSi+2CO(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+CaOCaSiO3SiO2+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
5、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（胶体）+2NaCl要点二、氯及其化合物氯原子很容易得到一个
6、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+2Na2NaCl 3Cl2+2Fe2FeCl3 Cl2+CuCuCl2 (2)与非金属反应：Cl2+H22HCl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+H2OHClO+H+Cl久置的氯水中HClO完全
7、分解为O2而消耗，最后成为HCl溶液(4)与碱反应：工业制漂白粉或漂粉精2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+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+ 2HClCaCl2+2HClOCa(ClO)2+ H2O+CO2CaCO3+2HClO通过此反应可比较得出酸性强弱：H2CO3HClO氯气的尾气处理Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O(5)与某些盐溶液反应Cl2+2KII2+2KClCl2+2Fe2+2Fe3+2Cl Cl2+ SO2+2H2O2HCl+ H2SO42氯气的实验室制备MnO
8、2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2+2H2O3次氯酸、漂白粉的性质(1)HClO是一种弱酸，H2CO3HClOCa(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：2HClO2HCl+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1S：游离态的硫存在于火山口附近或地壳的岩层里。俗称
9、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：和金属Fe+SFeS(黑色) 2Cu+SCu2S(黑色)和非金属S+H2H2S(2)还原性：S+O2SO22SO2 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)酸性氧化物的通性与H2O反应：SO2+H2OH2SO3与碱反应：SO2+2NaOH=Na2SO3+H2OSO2+Na2SO3+H2O= 2NaHSO3SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2OSO2+CaSO3+H2O=Ca(HSO3)2(CO2，SO2均可使澄清石灰水变浑浊)与碱性
10、氧化物的作用SO2+CaO =CaSO3(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
11、、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2H2SO4(浓)+ CCO2 + 2H2O + 2SO2 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）。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+O22N
12、O2NO和NO2NONO2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溶解性不溶于水易溶于水并反应毒性有毒有毒化学性质与水不反应3NO2+H2O=2HNO3+NONO2既是氧化剂，又是还原剂与碱不反应2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O与氧气2NO+O2=2NO2不反应实验室制法3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2OCu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O3氨气(NH3)(1)与酸反应 NH3+HCl=NH4Cl（白烟）NH3+HNO3=NH4NO3（ 白烟）2NH3+H2SO4=(NH4
13、)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+H2ONH3 H2ONH4+OH(NH3H2O是弱碱)所以，氨水中的微粒共有六种：分子：NH3H2O、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：NH3NONO2HNO3 此外，氨还可与Cl2反应：8NH3+3Cl2=2N2+6NH4Cl（氨过量）(4)氨气的实验室制法原理： 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O装置
14、：固固反应加热装置(同制O2)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= CaCl28 NH3)收集：向下排空气法收集验满：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)。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)铵盐的化学性质不稳定性，受热易分解NH4ClNH3+ HCl(用于除去或分离铵盐)NH4HCO3NH3+ H2O + CO2与碱反应NH4+OHNH3+H2O(用于NH4+的检验)NH3与NH4+的相互转化 5硝酸(1)酸的通性：（石蕊、金属、碱
15、、碱性化合物、某些盐）(2)氧化性：与金属单质的反应：a活泼金属bAl、Fe钝化常温浓硝酸可使铝、铁钝化，但加热能使它们发生剧烈的化学反应。Al+6HNO3（浓）Al(NO3)3+3NO2+3H2Oc不活泼金属Cu+4HNO3（浓）=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O3Cu+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O与非金属单质的反应：C+4HNO3（浓）CO2+4NO2+2H2O与还原性物质的反应：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、下列氯化
16、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（ ）ACuCl2 BFeCl2 CFeCl3 DAlCl3【思路点拨】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。 【答案】D【解析】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。 【总结升华】氯气与大多数金属反应，生成高价态金属氯化物；只有金属活动顺序表中氢以前的金属，才能跟盐酸反
17、应，并且一般生成低价态金属氯化物和氢气，所以符合题意的是具有不变价态、且在金属活动顺序表中排在氢以前的金属的氯化物。举一反三：【变式】下列物质中，不能使干燥的有色布条褪色的是ACl2 B氯水 CNaClO溶液 DH2O2 【答案】A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
18、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
19、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
20、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+、
21、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。 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： AC：_ ； DC：_ ； BE：_ ； EC：_ 。【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
22、条件进行推测。【答案】(1)A：N2B：NO2C：NOD：NH3E：HNO3(2)AC：N2 O22NO DC：4NH35O24NO6H2OBE：3NO2H2O2HNO3NO EC： 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或现象作为突破口，特殊性质包括颜色、状态、气味等，在学习的过程中要加以积累、记忆。举一反三：【变式1】已知A、B、C、D为气体，E、F为固体
23、，G是氯化钙，它们之间的转换关系如下图示：(1)D的化学式(分子式)是_，E的化学式(分子式)是_。(2)A和B反应生成C的化学方程式是_。(3)E和F反应生成D、H和G的化学方程式是_。【答案】（1）NH3 NH4Cl（2）H2+Cl22HCl（3）2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3+2H2O+CaCl2【解析】此题综合考查了元素化合物知识，是典型的框图推断题，要求对元素化合物知识要有全面的掌握，较难。在解答此题时要紧密结合物质的状态及已知物G进行假设。从题知：A、B、C、D为气态，E、F为固态，则H为液态；由最后生成D气体、H液体和固体CaCl2，再联想常见的生成液体为H2O，结合E、
24、F为固体可猜测是实验室制NH3的反应，即D为NH3，则E、F分别为NH4Cl和Ca(OH)2；由于E是气态D（氨气）、C形成的，所以E为NH4Cl，C为HCl，F为Ca(OH)2；又由于C为HCl，所以A、B分别为H2和Cl2。验证假设的内容，发现符合框图，所以假设成立。类型四：碳、硅及其化合物例4、在一定条件下，下列物质不能与二氧化硅反应的是（ ）焦炭 纯碱 碳酸钙 氢氟酸 浓硝酸 烧碱溶液 氧化钙 氮气A B C D 【思路点拨】掌握SiO2与一些物质反应的条件及化学方程式，就可迅速解题。【答案】C 【解析】二氧化硅是酸性氧化物，不与强酸反应，因此浓硝酸不会与二氧化硅反应；氮气的化学性质不
25、活泼，很能与一些物质反应，不会与二氧化硅反应，故选C。 【总结升华】二氧化硅的化学性质很稳定，常温下只与氢氟酸、强碱溶液反应，在加热条件下可体现二氧化硅酸性氧化物的通性。 作为酸性氧化物，SiO2可与强碱和碱性氧化物反应，在常温下SiO2可与氢氟酸反应，在加热时SiO2可被焦炭还原，可与碳酸钙、纯碱反应。举一反三：【变式1】不能用磨口玻璃塞的试剂瓶贮存的一组物质是（ ）A溴水、氯水、碘水B氢溴酸、盐酸、氢硫酸C浓硝酸、浓硝酸、高氯酸DNaOH溶液、KOH溶液、Na2SiO3溶液 【答案】D【变式2】向下列物质的浓溶液中缓慢地通入过量CO2气体，整个过程中无明显现象的是（ ） A水玻璃 B氯化钙
26、C漂白粉 D饱和碳酸钠【答案】B【解析】CO2溶于水生成碳酸，碳酸的酸性比盐酸弱，而比硅酸、次氯酸强。根据酸与盐反应的规律（弱酸不能制强酸），过量CO2通入硅酸钠溶液中有白色沉淀H2SiO3生成；CO2通入氯化钙溶液无明显现象； CO2通入次氯酸钙溶液过程中会生成碳酸钙白色沉淀，CO2过量最终沉淀会消失；过量CO2通入饱和碳酸钠溶液会生成碳酸氢钠，碳酸氢钠溶解度比碳酸钠溶解度小而结晶析出。类型五：气体的实验室制法例5、实验室用二氧化锰和浓盐酸加热来制取氯气，反应的化学方程式为_，其中二氧化锰的作用是_。按上述方法制得的氯气中，可能含有的杂质气体有_、_。若需制得纯净、干燥的氯气，应将由发生装置导出的气体依次通过分别盛有_、_的洗气瓶。为防止氯气污染空气，多余的氯气通常可用_吸收，这个反应的离子方程式为_。【思路点拨】本题考查氯气的实验室制法，在除杂过程中抓住每个杂质气体的特殊性质进行处理。【答案】MnO2+4HCl (浓) MnCl+Cl2+2H2O 氧化剂 HCl H2O（g） 饱和食盐水 浓硫酸 NaOH溶液 Cl2+2OH=Cl+ClO+H2O 【解析】实验室制
