1、常见非金属元素及其 化合物 第11讲 考情分析 真题回放 1.(2020 全国卷)下列气体去除杂质的方法中，不能实现目的的是 ( ) 气体(杂质) 方法 A SO2 (H2S) 通过酸性高锰酸钾溶液 B Cl2(HCl) 通过饱和的食盐水 C N2 (O2) 通过灼热的铜丝网 D NO(NO2) 通过氢氧化钠溶液 解析：SO2能被酸性高锰酸钾溶液氧化，所以不能用酸性高锰酸钾溶 液除去 SO2中的 H2S，A 项符合题意；HCl 能溶于饱和食盐水，而 Cl2在饱 和食盐水中的溶解度很小，所以能用饱和食盐水除去 Cl2中的 HCl，B 项不 符合题意；O2能与灼热的铜反应生成 CuO，而 N2不能
2、与灼热的铜反应， 所以可以用灼热的铜丝网除去 N2中的 O2，C 项不符合题意；NO、NO2混 合气体能被 NaOH 溶液吸收，但由于 NO 不能被 NaOH 溶液吸收，所以可 以用 NaOH 溶液吸收 NO 中的少量 NO2，D 项不符合题意。 答案：A 2.(2020 全国卷)喷泉实验装置如下图所示。应用下列各组气体溶液， 能出现喷泉现象的是( ) 气体 溶液 A H2S 稀盐酸 B HCl 稀氨水 C NO 稀硫酸 D CO2 饱和 NaHCO3溶液 解析：A 项，硫化氢气体不溶于盐酸，无法形成压强差，错误；B 项， HCl 气体呈酸性，可被稀氨水吸收，使烧瓶内外产生较大压强差，正确；C
3、 项，一氧化氮不与硫酸发生反应且不溶于水，烧瓶内外不会产生压强差，不 会出现喷泉现象，错误；D 项，二氧化碳不溶于饱和碳酸氢钠溶液，烧瓶内 外不会产生压强差，不会出现喷泉现象，错误。 答案：B 3.(2020 山东卷)下列关于 C、Si 及其化合物结构与性质的论述错误的是 ( ) A.键能 CCSiSi、CHSiH，因此 C2H6稳定性大于 Si2H6 B.立方型 SiC 是与金刚石成键、结构均相似的共价晶体，因此具有很高 的硬度 C.SiH4中 Si 的化合价为4， CH4中 C 的化合价为4， 因此 SiH 还原性 小于 CH4 D.Si 原子间难形成双键而 C 原子间可以，是因为 Si
4、的原子半径大于 C， 难形成 pp 键 解析： 根据键能越大， 分子越稳定， 所以键能 CCSiSi、 CHSiH 可推知 C2H6稳定性大于 Si2H6，A 项正确；立方型 SiC 与金刚石成键、结构均 相似的共价晶体， CC、SiSi 的键能均很大，因此具有很高的硬度，B 项 正确；由于硅的原子半径较大，难形成 pp 键，所以 Si 原子间难形成双键， D 项正确；碳的非金属性比硅强，所以 SiH4的还原性比 CH4强，C 项符合题 意。 答案：C 4.(2019 全国卷)下列实验不能达到目的的是( ) 选项 目的 实验 A 制取较高浓度的次氯酸溶液 将 Cl2通入碳酸钠溶液中 B 加快氧
5、气的生成速率 在过氧化氢溶液中加入少量 MnO2 C 除去乙酸乙酯中的少量乙酸 加入饱和碳酸钠溶液洗涤、分液 D 制备少量二氧化硫气体 向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓硫酸 解析：A 错，将 Cl2通入碳酸钠溶液中发生反应：Cl22Na2CO3 H2O=NaClNaClO2NaHCO3，不能制取较高浓度的次氯酸溶液。B 对， 在过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰作催化剂，可加快氧气的生成速率。C 对，加入饱和碳酸钠溶液可以中和乙酸，降低乙酸乙酯在水中的溶解度，便 于析出。D 对，向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓硫酸，应用强酸制弱酸的原理， 可以制备二氧化硫气体。 答案：A 考 点 诠 释 考点考点1 碳、硅及
6、其重要化合物 1.理清知识主线 2.形成网络构建 【例 1】从石英砂制取并获得高纯硅的主要化学反应如下： SiO22C= 高温 Si(粗)2CO Si(粗)2Cl2= 高温 SiCl4 SiCl42H2= 高温 Si(纯)4HCl 关于上述反应的分析不正确的是( ) A.、是置换反应，是化合反应 B.任一反应中，每消耗或生成 28 g 硅，均转移 4 mol 电子 C.高温下，焦炭与氢气的还原性均强于硅 D.高温下将石英砂、焦炭、氯气、氢气按一定比例混合可得高纯硅 解析：在这三个反应中，、是置换反应，是化合反应，所以 A 正 确；这三个反应都是氧化还原反应，其中硅的化合价都变化了 4 价，所以
7、每 消耗或生成 28 g 即 1 mol 硅，都转移 4 mol 电子，故 B 正确；在氧化还原反 应中，还原剂的还原性强于还原产物的还原性，在反应中，C 是还原剂， Si 是还原产物，在反应中，H2是还原剂，Si 是还原产物，所以在高温下， 焦炭与氢气的还原性均强于硅，则 C 正确；这些反应并不是混合在一起同时 进行的，所以高温下把石英砂、焦炭、氯气、氢气按一定比例混合是得不到 高纯硅的，故 D 错误。 答案：D 【变式 1】A、B、C、D、E 五种物质中均含有同一种短周期主族元素 R, 它们能发生如图所示的转化关系， 已知 A、 B、 D、 E 四种物质均难溶于水， 单质 R 能与 NaO
8、H 溶液反应生成盐和氢气。 下列说法正确的是( ) A.反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 11 B.化合物 A 既能溶于 NaOH 又能溶于氢氟酸 C.反应的离子方程式为 2R2OH 2H 2O=2RO 23H2 D.化合物 C 的溶液与反应产生的气体能够发生化学反应 解析：单质 R 能与 NaOH 溶液反应生成盐和氢气，常见的是 Al 或 Si， 由图中转化关系可知，若 R 是 Al，则 C 应为 NaAlO2，但 NaAlO2与过量盐酸 反应生成 NaCl 和 AlCl3的混合溶液，不能生成难溶物，所以 R 是 Si，A 在高 温下能与焦炭和石灰石反应，说明 A 是 SiO2，根据图中
9、转化关系可推知，B 为 CaSiO3、D 为 Si、C 为 Na2SiO3、E 为 H2SiO3。反应的化学方程式为 SiO2 2C= 高温 Si2CO，由方程式可知，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 12，A 错误； SiO2既能与 NaOH 溶液反应，又能和氢氟酸反应，B 正确； 反应的离子方程式为 Si2OH H 2O=SiO 2 3 2H2， C 错误； 反应产 生的气体是 CO，Na2SiO3溶液与 CO 不反应，D 错误。 答案：B 考点考点2 卤素及其重要化合物 1.理清知识主线(以 Cl2为例) 2.形成网络构建 【例 2】(2020 全国卷)氯可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌
10、、消毒 及化工领域。实验室中利用下图装置(部分装置省略)制备 KClO3和 NaClO， 探究其氧化还原性质。 回答下列问题： (1)盛放 MnO2粉末的仪器名称是_，a 中的试剂为_。 (2)b 中采用的加热方式是_。c 中化学反应的离子方程式是 _ _，采用冰水浴冷却的目的是_。 解析：(1)根据盛放 MnO2粉末的仪器结构可知，该仪器为圆底烧瓶；a 中盛放的试剂为饱和食盐水，用于除去氯气中混有的 HCl 气体； (2)装置 b 中采用的加热方式为水浴加热；装置 c 中，Cl2与 NaOH 溶液反 应制备 NaClO，为避免生成 NaClO3，反应需采用冰水浴冷却，该反应的离子 方程式为
11、Cl22OH =ClOClH 2O； 答案：(1)圆底烧瓶饱和食盐水 (2)水浴加热 Cl22OH =ClOClH 2O 避免生成 NaClO3 (3)d 的作用是_，可选用试剂_(填字母)。 A.Na2S B.NaCl C.Ca(OH)2 D.H2SO4 (4) 反 应 结 束 后 ， 取 出b中 试 管 。 经 冷 却 结 晶 ， _， _， 干燥， 得到 KClO3晶体。 (5)取少量 KClO3和 NaClO 溶液分别置于 1 号和 2 号试管中，滴加中性 KI 溶液。1 号试管溶液颜色不变。2 号试管溶液变为棕色，加入 CCl4，振荡 静置后 CCl4层显_色。可知该条件下 KClO
12、3的氧化能力_(填 “大于”或“小于”)NaClO。 解析：(3)Cl2有毒，故装置 d 中可选用 Na2S 还原或用 Ca(OH)2溶液吸收， 进行尾气处理； (4)将滤液冷却结晶后，需进行过滤、洗涤、干燥操作，为减小 KClO3晶 体溶解损耗，需用少量(冷)水洗涤； (5)I2溶于 CCl4显紫色，由 1、2 号试管中溶液颜色变化可知，KClO3不能 将 I 氧化，氧化能力比 NaClO 弱。 答案：(3)吸收尾气(Cl2) AC (4)过滤 少量(冷)水洗涤 (5)紫 小于 【变式 2】 溴化锂是一种高效的水汽吸收剂和空气湿度调节剂。 工业上以 碳酸锂为原料制备 LiBr H2O 的流程
13、如下： 已知： Br2H2O=HBrHBrO； 3Br23H2O=5HBrHBrO3。 HBrO、HBrO3具有强氧化性。 (1)合成时，除生成 LiBr 外，还产生了两种参与大气循环的气体，请写出 化学方程式：_。 (2)合成时，向碳酸锂中滴加溴和氨水的顺序是_(填字母)，可能的理 由是_。 a.先加氨水再滴溴 b.先滴溴再加氨水 c.边滴溴边加氨水 (3)若测得合成所得溶液的 pH3， 说明溴过量， 可用试剂 X 将 pH 调至 8 9 以除去过量的溴。则 X 的化学式为_。 解析：(2)NH3有还原性，可减少 Br2转化为 HBrO 和 HBrO3。 (3)调节溶液的 pH 时， 不能引
14、入新的杂质， 故可加入 LiOH、 Li2CO3或 Li2O 等。 答案：(1)3Br23Li2CO32NH3 H2O=6LiBrN23CO25H2O (2)a 在氨水存在的条件下，可减少 Br2转化为 HBrO、HBrO3(其他合 理答案均可) (3) LiOH(或 Li2CO3或 Li2O) (4)加入硫脲CS(NH2)2的作用是除去 BrO 3，在此反应中硫脲表现的性质 是_。 (5)已知脱色后的混合液中还含有少量的 CO2 3 。 溴化锂溶液的溶解度随温 度变化曲线如图所示， 请补充完整由脱色后得到的溶液制备 LiBr H2O 的实验 方案：加入活性炭脱色后，_。 (实验中可供选择的试
15、剂：盐酸、氢溴酸、乙醇、蒸馏水) 解析：(5)加入活性炭脱色后过滤，滤液中主要含有 LiBr、CO2 3 ，加入氢 溴酸将 CO2 3 转变为 CO2， 蒸发浓缩、 冷却结晶， 根据溶解度曲线可知， 在 44 时结晶最好，并保持 44 过滤，用乙醇洗涤后干燥。 答案：(4)还原性 (5)过滤，向滤液中加入氢溴酸，蒸发浓缩，冷却至 44结晶，保持 44 过滤，用乙醇洗涤，干燥 考点考点3 硫及其重要化合物 1.理清知识主线 2.形成网络构建 【例 3】某化学课题小组将二氧化硫的制备与多个性质实验进行了一体化设 计，实验装置如图所示。下列说法不正确的是( ) A.a、b、c 中依次盛装 70%的硫
16、酸，Na2SO3 固体、NaOH 溶液 B.实验时， 湿润的 pH 试纸、 鲜花、 品红溶液、 KMnO4溶液均褪色，Na2S 溶液出现淡黄色沉淀 C.此设计可证明 SO2水溶液的酸性， SO2的氧 化性、还原性、漂白性 D.点燃酒精灯加热， 可证明 SO2使品红溶液褪色具有可逆性， 使 KMnO4 溶液褪色不具有可逆性 解析：实验时，应将 70%的硫酸滴加到 Na2SO3固体中，SO2是有毒气体， 用 NaOH 溶液吸收尾气， 故 a、 b、 c 中依次盛装 70%硫酸、 Na2SO3固体、 NaOH 溶液， A 正确； 湿润的 pH 试纸只变红色， 不褪色， 而鲜花、 品红溶液、 KMnO
17、4 溶液均褪色，Na2S 溶液出现淡黄色沉淀硫，B 错误；湿润的 pH 试纸变红， 体现了二氧化硫水溶液的酸性， KMnO4溶液褪色， 体现了二氧化硫的还原性； 鲜花、品红溶液褪色，体现了二氧化硫的漂白性，Na2S 溶液出现淡黄色沉淀， 体现了二氧化硫的氧化性，C 正确；点燃酒精灯加热，品红溶液很快恢复红 色， 证明 SO2使品红溶液褪色具有可逆性， KMnO4溶液仍无色， 说明使 KMnO4 溶液褪色不具有可逆性，D 正确。 答案：B 【变式 3】某研究性学习小组为研究 Cu 与浓 H2SO4的反应，设计如下实 验探究方案(装置中的固定仪器和酒精灯均未画出)： 实验选用细铜丝、98.3% H
18、2SO4、品红溶液、澄清石灰水、CCl4、NaOH 溶液等药品。 根据上述材料回答下列问题： (1)D、E 两容器中 CCl4的作用是_。 (2)加热过程中，观察到 A 容器中出现大量白色烟雾，随着反应的进行， 瓶底有白色沉淀生成，你认为该沉淀物是_，分析可能的原 因_。 解析：(1)SO2通入碱溶液中易发生倒吸，但 SO2在 CCl4中溶解度小，所 以 CCl4的作用是防止倒吸。 (2)根据铜与浓硫酸反应的产物可推知，可能为无水硫酸铜。这是由于浓 硫酸浓度较大，含水量少，再加上浓硫酸的吸水作用，硫酸铜无法带结晶水 析出，只能生成无水硫酸铜。 答案：(1)防止倒吸 (2)无水 CuSO4 含水
19、少，生成的硫酸铜较多，再加上浓硫酸的吸水作 用 (3)对 A 容器中的浓 H2SO4和铜片进行加热， 很快发现 C 容器中品红溶液 褪色，但始终未见 D 试管中澄清石灰水出现浑浊或沉淀。你的猜想是 _。 设计实验验证你的猜想： _。 (4)实验结束后，为了减少环境污染，将各容器的 SO2赶尽可采取的操作 是_。 解析：(3)要从 SO2易溶于水，产生气体速度和澄清石灰水中 Ca(OH)2含 量低、易生成 Ca(HSO3)2角度来考虑。 (4)注意观察 A 容器的结构特点， 通入空气将 A 容器中的 SO2带到最后的 石灰水或 NaOH 溶液中。还要注意，排空法不能完全赶走 B 瓶中的 SO2，
20、要 另外加入 NaOH 溶液除去。 答案：(3)由于 SO2溶解度较大，澄清石灰水中 Ca(OH)2含量低，生成了 Ca(HSO3)2溶液的缘故 向其中加入氢氧化钠溶液， 观察是否有沉淀生成(或 者加热、加盐酸检验生成 SO2等方法) (4)打开 A 容器上的止水夹，用注射器向装置内通入空气，最后再在 B 中 加入 NaOH 溶液盖上塞子，振荡即可 考点考点4 氮及其重要化合物 1.理清知识主线 2.形成网络构建 【例 4】下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是 ( ) A.由中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体 B.红棕色气体不能表明中木炭与浓硝酸发生了反应 C.由
21、说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物 D.的气体产物中检测出 CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 解析：A 对，浓 HNO3具有不稳定性，中浓 HNO3受热发生分解反应， 4HNO3= 4NO2O22H2O，故中所得红棕色气体是 NO2和 O2的 混合气体。B 对，中红热木炭加入浓 HNO3中，有红棕色气体产生，该气 体为 NO2，但不能说明浓 HNO3与木炭发生了反应，可能是浓 HNO3在红热 木炭作用下发生分解产生了 NO2。C 对，中红热木炭未插入浓 HNO3中， 有红棕色气体产生，说明浓 HNO3具有挥发性，且挥发产生的 HNO3被还原 生成 NO2，故红棕色气体为
22、还原产物。D 错，的气体产物中检测出 CO2， 不能说明木炭一定与浓 HNO3发生了反应，可能是浓 HNO3分解产生 NO2、 O2和 H2O，红热木炭与分解产生的 O2反应生成 CO2。 答案：D 【变式 4】某研究性学习小组学生根据氧化还原反应规律，探究 NO2、 NO 与 Na2O2反应的情况，提出假设并进行相关实验。 .从理论上分析 Na2O2和 NO2都既有氧化性又有还原性，于是提出如下 假设： 假设 1，Na2O2氧化 NO2；假设 2，NO2氧化 Na2O2。 (1)甲同学设计如图 1 装置进行实验： 试管 A 中反应的离子方程式是_。 待试管 B 中充满红棕色气体，关闭旋塞 a
23、 和 b；取下试管 B；向其中 加入适量 Na2O2粉末，塞上塞子，轻轻振荡试管内粉末，观察到红棕色气体 迅速消失；再将带火星的木条迅速伸进试管内，木条复燃。 仪器 C 兼有防倒吸的作用，仪器 C 的名称为_。 结论：甲同学认为假设 2 正确。 解析：.(1)试管 A 中铜和浓硝酸反应，其离子方程式是 Cu4H 2NO 3=Cu 22NO 22H2O。待试管 B 中充满红棕色气体，关闭旋塞 a 和 b；取下试管 B，向其中加入适量 Na2O2粉末，塞上塞子，轻轻振荡试管内 粉末，观察到红棕色气体迅速消失；再将带火星的木条迅速伸进试管内，木 条复燃。仪器 C 兼有防倒吸的作用，仪器 C 为球形管
24、。 答案：(1)Cu4H 2NO 3=Cu 22NO 22H2O 球形管 (2)乙同学认为甲同学设计的实验存在缺陷，为达到实验目的，在 A、B 之间应增加一个装置，该装置的作用是_。乙同学 用改进后的装置，重复了甲同学的实验操作，观察到红棕色气体迅速消失； 带火星的木条未复燃，得出结论：假设 1 正确，则 NO2和 Na2O2反应的化学 方程式是_。 .该研究性学习小组同学还认为 NO 易与 O2发生反应，应该更易被 Na2O2氧化。查阅资料：2NONa2O2=2NaNO2；2NaNO22HCl=2NaCl NO2NOH2O; 酸性条件下， NO 能与 MnO 4反应生成 NO 3和 Mn 2
25、。 解析：(2)乙同学认为甲同学设计的实验存在缺陷，为达到实验目的，在 A、B 之间应增加一个装置，该装置的作用是除去 NO2中混有的水蒸气，防 止其干扰实验。乙同学用改进后的装置，重复了甲同学的实验操作，观察到 红棕色气体迅速消失；带火星的木条未复燃。使带火星的本条复燃的氧气是 水蒸气与过氧化钠反应得到，由此得出结论：假设 1 正确， NO2和 Na2O2反 应的化学方程式是 Na2O22NO2=2NaNO3。 答案：(2)除去生成 NO2中混有的水蒸气 Na2O22NO2=2NaNO3 (3)丙同学用图 2 所示装置(部分夹持装置略)探究 NO 与 Na2O2的反应。 在反应前， 打开弹簧
26、夹， 通入一段时间 N2， 目的是_。 B 中观察到的主要现象是_(填字母编号)。 a.铜片逐渐溶解，溶液变为蓝色 b.有红棕色气泡产生 c.有无色气泡产生 C、E 中所盛装的试剂不能是_(填字母编号)。 a.无水硫酸铜 b.无水氯化钙 c.碱石灰 d.生石灰 F 中发生反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。 充分反应后， 检验D装置中产物的方法是_， 则产物是 NaNO2。 解析：.(3)在反应前，打开弹簧夹，通入一段时间 N2，目的是将装置中的 空气排出，防止氧气干扰实验。B 中观察到的主要现象是铜片逐渐溶解，溶液变 为蓝色，有无色气泡产生，选 ac。无水硫酸铜通常用于检验水，不用于吸收水， 所以 C、E 中所盛装的试剂不能是 a。F 中发生的是一氧化氮与酸性高锰酸钾溶 液的反应，其中的氧化剂高锰酸根被还原生成2 价锰离子，锰元素的化合价降低 了 5，还原剂 NO 被氧化成硝酸根，氮元素的化合价升高了 3，根据得失电子守恒 可知，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 35。由题中信息可知，2NaNO2 2HCl=2NaClNO2NOH2O。因此，检验 D 装置中产物的方法是：取 D 装置中产物少许，加入稀盐酸，产生红棕色气体，则产物是 NaNO2。 答案：(3)将装置中的空气排出 ac a 35 取 D 装置中 产物少许，加入稀盐酸，产生红棕色气体
