2020届二轮复习非金属及其化合物学案（全国通用）

2020届二轮复习非金属及其化合物学案（全国通用）

第 11 讲 非金属及其化合物 知识点 网络线 引领复习曙光现 释疑难 研热点 建模思维站高端 考点一 常见非金属及其化合物的性质和应用) 命题规律： 1．题型：选择题、填空题。 2．考向：在选择题中考查物质的性质、制备、用途，以正误判断的形式考查考生对常 见物质鉴别与检验方法的掌握情况，填空题与化学推断、实验、计算并结合相关工艺与制备 综合考查物质的鉴别与检验，该命题形式对考生要求较高。 方法点拨： 1．非金属元素及其化合物的重要性质和应用于化学推断、实验 物质 应用、性质 二氧化硅 光导纤维、玛瑙饰物 石英坩埚—熔点高 硅胶 干燥剂、催化剂载体—多孔，表面积大，吸附性强 硅酸钠溶液 黏合剂、防火剂、防腐剂 碳化硅 砂纸、砂轮磨料—硬度大 硅钢 变压器铁芯—具有很强的导磁性 硅 制作硅芯片、制作光电池—半导体 铝硅酸盐 吸附剂、催化剂—具有均匀微孔结构 氯气 杀菌消毒剂、漂白剂—Cl2 溶于水，产生具有强氧化性的次氯酸 臭氧、ClO2 杀菌消毒剂—具有强氧化性 漂白液 漂白粉 杀菌消毒剂、漂白剂—与空气中的 CO2 反应，产生具有强氧化性的 次氯酸 漂白精 碘化银 人工降雨—分解吸热 干冰 人工降雨—升华吸热 二氧化硫 漂白纸浆、毛、丝、草帽辫—与某些有机色质生成不稳定的无色物 质 杀菌、消毒—有毒气体 氨气 制冷剂—液氨汽化时吸收大量的热 浓硫酸 干燥剂—浓硫酸具有吸水性 2．熟记常见无机酸的重要规律和特性 (1) 最 高 价 氧 化 物 对 应 水 化 物 的 酸 性 与 元 素 非 金 属 性 的 强 弱 一 致 ， 如 酸 性 ： HClO4>H2SO4>H3PO4>H2CO3>H2SiO3。 (2)证明酸性强弱顺序，可利用复分解反应中“强酸制弱酸”的规律，如 Na2SiO3＋CO2 ＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓，Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO。 (3)强氧化性酸(如 HNO3、浓 H2SO4)与金属反应，一般不生成 H2；金属和浓 HNO3 反应 一般生成 NO2，而和稀 HNO3 反应则生成 NO。 (4)H2SiO3(或 H4SiO4)为难溶性酸，浓盐酸、浓硝酸为挥发性酸。 (5)HNO3、浓 H2SO4、HClO 具有强氧化性，属于氧化性酸，其中 HNO3、HClO 见光受 热易分解。 (6)浓 HNO3 和 Cu(足量)、浓 H2SO4 和 Cu(足量)、浓盐酸和 MnO2(足量)在反应时，随着 反应的进行，产物会发生变化或反应停止。 (7)浓 H2SO4 具有吸水性、脱水性和强氧化性，吸收 NH3·H2O、SO3，不吸收 SO2。 (8)常温下，铁、铝遇浓 H2SO4、浓 HNO3 发生钝化化学反应。 (9)浓盐酸、浓硝酸、醋酸等遇氨气能冒白烟，是因为它们挥发出来的酸与氨气反应生 成相应的铵盐(固体)的缘故。 (10)H2S、HI、HBr 遇强氧化性酸能发生氧化还原反应，因此不能用浓硫酸进行干燥。 3．常见非金属元素形成离子的鉴别方法 鉴别 方法 离子 试剂 现象 沉 淀 法 Cl－、Br－、I－ AgNO3 溶液和稀 HNO3 溶 液 白色沉淀 AgCl、淡黄色沉淀 AgBr、黄色沉淀 AgI SO2－ 4 稀盐酸和 BaCl2 溶液 加入稀盐酸无现象，然后加入 BaCl2 溶液有白色沉淀 显 色 法 I－ 氯水，CCl4 液体分层，下层为紫红色 氯水，淀粉 溶液变蓝 OH－ 酚酞溶液 变红 紫色石蕊溶液 变蓝 H＋ 变红 气 体 法 NH＋ 4 浓氢氧化钠溶液和湿润的红 色石蕊试纸 产生刺激性气味的气体，且使试 纸变蓝 CO2－ 3 稀盐酸和澄清石灰水 石灰水变浑浊 SO2－ 3 稀硫酸和品红溶液 品红溶液褪色，加热，溶液恢复 红色 4．六种常见气体的检验方法 气体 检验方法 O2 可使带火星的木条复燃 NO 通入 O2(或空气)，气体由无色变成红棕色 Cl2 ①使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 ②通入 AgNO3 溶液中产生白色沉淀 NH3 ①能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 ②用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近，能生成白烟 SO2 ①通入品红溶液，溶液褪色，加热后恢复红色 ②通入酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色 CO2 无色无味的气体，通入澄清石灰水，石灰水变浑浊 1．下列说法中正确的是__ADFH_。 A．漂白粉可用于生活用水的消毒 B．碳酸钡可用于胃肠 X 射线造影检查 C．SiO2 熔点高硬度大，可用于制光导纤维 D．NH4Cl 与 Ca(OH)2 混合加热可生成 NH3 E．ClO2 具有还原性，所以可用于自来水的杀菌消毒 F．硅胶作袋装食品的干燥剂，使用时没有发生化学变化 G．NH3 易溶于水，所以可用作制冷剂 H．HF 与 SiO2 反应，可用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记 I．SO2 具有氧化性，可用于漂白纸浆 J．SiO2――→HClaq SiCl4――→H2 Si 的转化能够实现 解析 漂白粉有强氧化性，常用于生活用水消毒，选项 A 正确；碳酸钡溶于胃酸，不 能用于胃肠造影，应该选用硫酸钡，选项 B 错误；SiO2 用作光导纤维不是因为熔点高硬度 大，选项 C 错误；实验室常用 NH4Cl 与 Ca(OH)2 混合加热可生成 NH3，选项 D 正确；ClO2 用于自来水的杀菌消毒，是因为有强氧化性，选项 E 错误；硅胶吸水时，利用其吸附性， 没有发生化学变化，选项 F 正确；NH3 可用作制冷剂 ，不是因为易溶于水而是因为液氨气 化吸热，选项 G 错误；氢氟酸能雕刻玻璃，是因为 HF 能与 SiO2 反应，选项 H 正确；SO2 用于漂白纸浆，不是因为有还原性，而是因为可与有机色素化合生成无色物质，选项 I 错误； SiO2 不与 HCl 反应，J 错误。 2．(1)下列说法中正确的是__BC_。 A．某溶液中加入 Ba(NO3)2 溶液，产生白色沉淀，再加足量盐酸仍有白色沉淀，则原溶 液中有 SO2－ 4 B．鉴别 NaBr 和 KI 溶液 ：分别加新制氯水后，用 CCl4 萃取 C．证明部分 Na2SO3 被氧化：向久置的 Na2SO3 溶液中加入足量 BaCl2 溶液，出现白色 沉淀；再加入足量稀盐酸，部分沉淀溶解 D．在未知溶液中滴加 BaCl2 溶液出现白色沉淀，加稀硝酸，沉淀不溶解，说明该未知 溶液中存在 SO 2－ 4 或 SO2－ 3 E．将某溶液与稀盐酸反应产生的气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，该溶液中一定 含有 CO2－ 3 F．向某黄色溶液中加入淀粉 KI 溶液，溶液呈蓝色，则溶液中含 Br2 (2)已知：Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10，Ksp(BaS2O3)＝4.1×10－5。市售硫代硫酸钠中常含有 硫酸根杂质，选用下列试剂设计实验方案进行检验： 试剂：稀盐酸、稀 H2SO4、BaCl2 溶液、Na2CO3 溶液、H2O2 溶液 实验步骤 现象 ①取少量样品，加入除氧蒸馏水 ②固体完全溶解得无色澄清溶液 ③__加入过量稀盐酸_ ④__出现乳黄色浑浊__，有刺激性气体产生 ⑤静置， (吸)取上层清液，滴入 BaCl2 溶液 ⑥__产生白色沉淀_ 解析 (1)检验 SO 2－ 4 应该先加盐酸酸化，再加氯化钡，选项 A 错误；分别加新制氯水后， 用 CCl4 萃取，可以用溴单质和碘单质在 CCl4 颜色不同进行鉴别，选项 B 正确；沉淀部分溶 解，说明还有一部分不溶解，不溶解的一定是硫酸钡，溶解的是亚硫酸钡，所以亚硫酸钠只 有部分被氧化，选项 C 正确；溶液中若有银离子，也会有此实验结果，选项 D 错误；溶液 中有碳酸氢根离子、亚硫酸根离子、亚硫酸氢根离子也会有此实验现象，选项 E 错误；溶 液中有铁离子也会有此实验结果，选项 F 错误；(2)检验样品中的硫酸根离子，应该先加入 稀盐酸，再加入氯化钡溶液。但是本题中，硫代硫酸根离子和氢离子以及钡离子都反应，所 以应该排除其干扰，具体过程应该为先将样品溶解，加入稀盐酸酸化(反应为 S2O2－ 3 ＋2H＋＝ SO2↑＋S↓＋H2O)，静置，取上层清液中滴加氯化钡溶液，观察到白色沉淀，证明存在硫 酸根离子。 3．根据 SO2 通入不同溶液中实验现象，所得结论不正确的是( C ) 溶液 现象 结论 A 含 HCl、BaCl2 的 FeCl3 溶液 产生白色沉淀 SO2 有还原性 B H2S 溶液 产生黄色沉淀 SO2 有氧化性 C 酸性 KMnO4 溶液 紫色溶液褪色 SO2 有漂白性 D Na2SiO3 溶液 产生胶状沉淀 酸性：H2SO3>H2SiO3 解析 SO2 被混合溶液中 FeCl3 氧化生成 SO2－ 4 ，再与 BaCl2 反应产生白色沉淀，体现了 SO2 的还原性，选项 A 正确；SO2 与 H2S 在溶液发生反应 SO2＋2H2S＝3S↓＋2H2O，体现 了 SO2 的氧化性，选项 B 正确；SO2 使酸性 KMnO4 溶液褪色，这是 SO2 在酸性溶液中还原 KMnO4 生成 Mn2＋，体现了 SO2 的还原性，选项 C 错误；SO2 与 Na2SiO3 溶液产生胶状沉淀， 根据强酸制弱酸，可得结论酸性：H2SO3>H2SiO3，选项 D 正确。 突破点拨 (1)胸中有“网”：快速进入知识网络，熟悉物质之间的转化关系；(2)分类熟记重要、典 型、特殊物质的性质与用途，特别是性质与用途之间的对应关系；(3)记住重要离子的检验 方法并且注意试剂加入的先后顺序；如 SO 2－ 4 检验，先加盐酸，再加 BaCl2。 【变式考法】 (1)下列说法中正确的是 。 A．SiO2 既能和 NaOH 溶液反应又能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物 B．将 Cl2 与 HCl 混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的 Cl2 C．S――→O2 点燃 SO3――→H2O H2SO4 的转化能够实现 D．NH3 ――→O2 催化剂，△NO――→H2O HNO3 的转化能够实现 E．NaCl 与浓 H2SO4 加热可制 HCl，推测 NaBr 与浓 H2SO4 加热可制 HBr。 F．SO2 和 SO3 混合气体通入 Ba(NO3)2 溶液可得到 BaSO3 和 BaSO4 G．加热盛有 NH4Cl 固体的试管，试管底部固体消失，试管口有晶体凝结，是因为 NH4Cl 固体可以升华 H．六水合氯化钙可用作食品干燥剂，CaCl2 也可干燥 NH3。 I．浓盐酸与 MnO2 反应制备纯净 Cl2，应将气体产物先通过浓硫酸，后通过饱和食盐水。 J．除去 CO2 气体中的 HCl，可将混合气体通入 NaHCO3 饱和溶液中。 (2)为落实“五水共治”，某工厂拟综合处理含 NH ＋ 4 废水和工业废气(主要含 N2、CO2、 SO2、NO、CO，不考虑其他成分)，设计了如下流程： 下列说法不正确的是( B ) A．固体 1 中主要含有 Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3 B．X 可以是空气，且需过量 C．捕获剂所捕获的气体主要是 CO D．处理含 NH ＋ 4 废水时，发生反应的离子方程式为：NH＋ 4 ＋NO－ 2 ===N2↑＋2H2O 解析 (1)SiO2 只能和氢氟酸发生特殊反应，不能与其他酸反应，所以不是两性氧化物， 选项 A 错误；通过饱和食盐水洗气后还有水蒸气，选项 B 错误；S 与氧气反应不能直接生 成 SO3，选项 C 错误；NO 不能与水反应，选项 D 错误；浓 H2SO4 可 HBr 氧化生产溴单质， 选项 E 错误；通入 Ba(NO3)2 溶液后，SO2 被氧化生成硫酸根离子，最后的沉淀只有 BaSO4， 选项 F 错误；NH4Cl 固体受热不是升华，而是发生了分解和化合反应，选项 G 错误；作干 燥剂的不是六水合氯化钙，是无水氯化钙，而且无水氯化钙能吸收氨气，不能用于干燥氨气， 选项 H 错误；制备纯净 Cl2，应将气体产物通过饱和食盐水，再通过浓硫酸，选项 I 错误； 除去 HCl 气体中的 CO2，可将混合气体通入 NaHCO3 饱和溶液中，既除去了氯化氢，又产 生了 CO2，选项 J 正确。(2)工业废气中的 CO2、SO2 与石灰乳反应生成更难溶的 CaCO3 和 CaSO3，因石灰乳过量，则固体 1 中主要含有 Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3，选项 A 正确；气 体 1 中含有 NO、CO 和 N2，若用过量空气，则 NO 被全部氧化为 NO2，NO2 与 NaOH 反应 生成 NaNO3 和 NaNO2，与流程图中 NaNO2 不符，故通入的空气不能过量，NO2 与 NO 气体 按照 1∶1 混合与 NaOH 完全反应生成 NaNO2，选项 B 错误；气体 2 只含有 N2 和 CO，N2 无毒，故捕获剂捕获的气体主要为 CO，选项 C 正确；NaNO2 具有氧化性，NH ＋ 4 具有还原 性，二者发生氧化还原反应生成无污染的 N2，选项 D 正确。 2．(1)下列说法中正确的是__C__。 A．检验溶液中的 SO 2－ 4 离子时，需要向溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液 B．检验碳与浓硫酸反应的气态产物中含 SO2 和 CO2：将产生的气体依次通过澄清石灰 水和品红溶液 C．向 KNO3 和 KOH 混合溶液中加入铝粉并加热，管口放湿润的红色石蕊试纸，试纸 变为蓝色，说明 NO － 3 被还原为 NH3 D．取少量试液于试管中，加入 NaOH 溶液并加热，用湿润的蓝色石蕊试纸检验产生的 气体，可以检验溶液中是否含有 NH＋ 4 E．某溶液加入 BaCl2 溶液，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀，该溶液一定含有 Ag＋ F．某溶液加入稀盐酸能产生使品红褪色的气体，则该溶液一定含有 SO 2－ 3 或 HSO－ 3 (2)磺酰氯( SO2Cl2)是锂电池正极活性物质，熔点－54.1℃，沸点 69.1℃，遇到潮湿的空 气易水解。实验室可依据反应 SO2(g)＋Cl2(g)??SO2Cl2(g) ΔH<0 制备，磺酰氯 SO2Cl2 遇到 潮湿的空气易产生大量白雾，该反应的化学方程式为 SO2Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4 。 磺酰氯 SO2Cl2 应储存于阴凉、干燥、通风的库房，但久置后会呈现黄色，原因是__磺酰氯 分解生成的氯气溶解在磺酰氯中使溶液呈现黄色。氯磺酸(HSO3Cl)分解也可得到磺酰氯 SO2Cl2，方程式为 2HSO3Cl===H2SO4＋SO2Cl2，此方法得到的产品中混有硫酸。从分解产物 中分离磺酰氯的方法是__蒸馏__。 氯磺酸( HSO3Cl)水解产物中检验氯离子的实验操作是_ 向水解产物中加入足量的硝酸钡溶液，充分反应后静置，取上层清液少许于另一支试管中， 滴加硝酸银溶液，如果有白色沉淀，则水解产物中有氯离子。 解析 (1)应该先加盐酸，看是否有白色沉淀，若有白色沉淀，再取上层清液加氯化钡 溶液，以排除银离子的干扰，选项 A 错误；应该先证明并除尽 SO2，再证明 CO2，选项 B 错误；氨气是中学阶段唯一的碱性气体，选项 C 正确；检验氨气应该用湿润的红色石蕊试 纸，而不是蓝色石蕊试纸，选项 D 错误；溶液中有硫酸根、亚硫酸根离子也有此实验结果， 选项 E 错误；能使品红褪色的气体除了二氧化硫，还有氯气，如果原溶液中有次氯酸根离 子，加入稀盐酸会产生氯气，也有此实验结果，选项 F 错误。(2)根据“大量白雾”以及水 解规律可知产物为氯化氢和硫酸，据此可以写出反应方程式；由于合成反应为可逆反应，结 合颜色可以推测是因为氯气造成的；硫酸和磺酰氯均为液体，二者相溶，所以应该用蒸馏的 方法分离；检验氯离子时，先要排除硫酸根离子的干扰。 3．为确定某纯净的气体 Q 的成分，进行了如下几种实验，其中不正确的是( A ) 操作及现象(现象在括号内) 结论 A 闻 Q 气味(有刺激性)――→通入 酸性 KMnO4 溶液(褪色) Q 一定是 SO2 B 闻 Q 气味(有刺激性)――→通入 澄清石灰水(变浑浊) Q 可能是 SO2 C Q ――→通入 品红溶液(褪色)――→△ 变红色 Q 一定是 SO2 D Q ――→通入 紫色石蕊试液(先变红色后褪色) Q 一定不是 SO2 解析 酸性气体 H2S、SO2 都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，选项 A 错误；具有刺激性气 味的 SO2 与氢氧化钙反应生成亚硫酸钙沉淀，选项 B 正确；SO2 能使品红溶液褪色，加热又 恢复红色，选项 C 正确；SO2 只能使紫色石蕊试液变红不能褪色，选项 D 正确。 物质鉴别与检验的易错易混点 (1)误认为加入 AgNO3 溶液生成白色沉淀，溶液中一定含 Cl－，其实 CO2－ 3 、SO 2－ 4 也有 这种现象，故检验 Cl－时要排除 CO2－ 3 、SO 2－ 4 干扰。 (2)误认为能与盐酸反应产生使澄清石灰水变浑浊的气体，溶液中一定会 CO 2－ 3 离子，其 实 HCO－ 3 、SO2－ 3 、HSO 2－ 3 也可能。 (3)误认为加入 BaCl2 溶液产生不溶于稀 HNO3 的白色沉淀时，溶液中一定含 SO2－ 4 (或 Ag ＋)，其实也可能是含 Ag＋(或 SO 2－ 4 离子)。 (4)误将能使湿润淀粉 KI 试纸变蓝的气体判断为 Cl2，其他氧化性气体(如 O3、NO2 等) 同样会发生上述现象。 (5)误将能使品红溶液褪色的气体判断为 SO2，其实 Cl2 也能发生同样的实验现象。 考点二 常见非金属及其化合物与环境污染) 命题规律： 1．题型：选择题，填空题。 2．考向：在选择题中多考查环境污染的后果与污染源之间的联系，以及环保与清洁能 源的问题。填空题主要是将污染问题与元素及其化合物性质进行综合考查，涉及化学知识面 广。 方法点拨： 常见的环境污染 污染类型 污染成因 温室效应 CO2 排放量过大，造成全球气温上升 赤潮/水华 大量富含 N、P 等营养物质的废水的排放使水体富营养化 酸雨 硫的氧化物、氮的氧化物的大量排放，造成雨水酸度过大，酸雨 pH<5.6 臭氧空洞 氟氯代烷、氮的氧化物的大量排放使臭氧层大量损耗 光化学 烟雾 主要是由氮的氧化物(主要指 NO2)和碳氢化合物引起 白色污染 主要是由废弃的难降解的塑料类制品造成 食品污染 人类在动物饲养和植物种植过程中使用的大量生长激素、农药、化肥等造 成的 飘尘 烟雾、尘埃、煤灰或冷凝汽化物的固体长时间悬浮于空气中造成的 1．(1)NOx(主要指 NO 和 NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的 NOx 是环境 保护的重要课题。 (1)用水吸收 NOx 的相关热化学方程式如下： 2NO2(g)＋H2O(l)===HNO3(aq)＋HNO2(aq) ΔH＝－116.1 kJ·mol－1 3HNO2(aq)===HNO3(aq)＋2NO(g)＋H2O(l) ΔH＝75.9 kJ·mol－1 反应 3NO2(g)＋H2O(l)===2HNO3(aq)＋NO(g)的ΔH＝__－136.2__kJ·mol－1。 (2)用稀硝酸吸收 NOx，得到 HNO3 和 HNO2 的混合溶液，电解该混合溶液可获得较浓的 硝酸。写出电解时阳极的电极反应式： HNO2－2e－＋H2O===3H＋＋NO－ 3 。 (3)用酸性(NH2)2CO 水溶液吸收 NOx，吸收过程中存在 HNO2 与(NH2)2CO 生成 N2 和 CO2 的反应。写出该反应的化学方程式： 2HNO2＋(NH2)2CO===2N2↑＋CO2↑＋3H2O 。 突破点拨 (1)抓住关键信息即“破”题要点如：“电解该混合溶液可获得较浓的硝酸”，可见必有 电极反应：HNO2→HNO3；(2)反常现象细思量，如“T 升高→NOx 去除率先上升后下降”， 应综合考虑催化剂与温度的影响及副反应发生。 解析 (1)将两个热化学方程式编号，2NO2(g)＋H2O(l)===HNO3(aq)＋HNO2(aq) ΔH＝ －116.1 kJ·mol－1(①式) 3HNO2(aq)===HNO3(aq)＋2NO(g)＋H2O(l) ΔH＝＋75.9 kJ·mol－1(②式) 应用盖斯定律，将(①式×3＋②式)÷2，得反应 3NO2(g)＋H2O(l)＝2HNO3(aq)＋NO(g) ΔH＝[(－116.1 kJ·mol－1)×3＋75.9 kJ·mol－1]÷2＝－136.2 kJ·mol－1。(2)根据电解原理，阳极发 生失电子的氧化反应，阳极反应为 HNO2 失去电子生成 HNO3,1mol HNO2 反应失去 2 mol 电 子，结合原子守恒和溶液呈酸性，电解时阳极电极反应式为 HNO2－2e－＋H2O＝NO－ 3 ＋3H＋。 (3)HNO2 与(NH2)2CO 反应生成 N2 和 CO2，N 元素的化合价由 HNO2 中＋3 降至 0，由(NH2)2CO 中－3 升至 0，根据得失电子守恒和原子守恒，反应的化学方程式为 2HNO2＋(NH2)2CO＝2N2 ↑＋CO2↑＋3H2O。 【变式考法】 研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如下图所示)。下列叙 述错误的是( C ) A．雾和霾的分散剂相同 B．雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵 C．NH3 是形成无机颗粒物的催化剂 D．雾霾的形成与过度施用氨肥有关 解析 雾的分散剂是空气，分散质是水；霾的分散剂是空气，分散质固体颗粒，因此雾 和霾的分散剂相同，选项 A 正确；由于氮氧化物和二氧化硫转化为铵盐而形成无机颗粒物， 因此雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵，选项 B 正确；NH3 作为反应物参加反应转化为铵盐，因 此氨气不是形成无机颗粒物的催化剂，选项 C 错误；氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与 大气中的氨有关，由于氨肥会释放出氨气，因此雾霾的形成与过度施用氨肥有关，选项 D 正确。 2．烟道气中的 NOx 是主要的大气污染物之一，为了监测其含量，选用如下采样和检测 方法。回答下列问题： Ⅰ．采样 采样步骤： ①检验系统气密性；②加热器将烟道气加热至 140℃；③打开抽气泵置换系统内空气； ④采集无尘、干燥的气样；⑤关闭系统，停止采样。 (1)A 中装有无碱玻璃棉，其作用是__除尘__。 (2)C 中填充的干燥剂是(填序号) __c__。 a．碱石灰 b．无水 CuSO4 c．P2O5 (3)用实验室常用仪器组装一套装置，其作用是与 D(装有碱液)相同，在虚线框中画出该 装置的示意图，标明气体的流向及试剂。 (4)采样步骤②加热烟道气的目的是__防止 NOx 溶于冷凝水。 解析 (1)A 的过程叫“过滤”，所以其中玻璃棉的作用一定是除去烟道气中的粉尘。(2) 碱石灰是碱性干燥剂可能与 NOx 反应，所以不能使用。硫酸铜的吸水能力太差，一般不用 做干燥剂，所以不能使用。五氧化二磷是酸性干燥剂，与 NOx 不反应，选项 c 正确。(3)实 验室通常用洗气瓶来吸收气体，与 D 相同应该在洗气瓶中加入强碱(氢氧化钠)溶液，所以答 案为： 。 (4)加热烟道气的目的是避免水蒸气冷凝后，NOx 溶于水中。 3．氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用 NH3 将 NOx 还原生成 N2。某同学在实验室中对 NH3 与 NO2 反应进行了探究。 将收集到的 NH3 充入注射器 X 中，硬质玻璃管 Y 中加入少量催化剂，充入 NO2(两端用 夹子 K1、K2 夹好)。在一定温 度下按图示装置进行实验。 操作步骤 实验现象 解释原因 打开 K1，推动注射器活塞， 使 X 中的气体缓慢通入 Y 管 中 ①Y 管中_红棕色气体慢慢变 浅 ②反应的化学方程式 6NO2 ＋8NH3===== 催化剂 7N2＋12H2O 将注射器活塞退回原处并固 定，待装置恢复到室温 Y 管中有少量水珠 生成的气态水凝聚 打开 K2 ③Z中NaOH 溶液产生倒吸现 象 ④__反应后气体分子数减少， Y 管中压强小于外压 解析 打开 K1，推动注射器活塞将氨气缓慢通入 Y 管中，在一定温度和催化剂的作用 下发生反应：6NO2＋8NH3===== 催化剂 7N2＋12H2O，随着反应的发生 Y 管中红棕色气体颜色变浅； 反应生成的水蒸气液化后，NO2 和 NH3 反应后气体的物质的量减小，反应容器中的压强减 小，打开 K2，Z 中的溶液倒吸入 Y 管中。 工业尾气的主要成分及其治理方法 (1)硫酸厂尾气：SO2 等，一般用氨水吸收。 (2)硝酸厂尾气：NO、NO2 等，一般用 NaOH 溶液吸收。 (3)高炉煤气：CO 等，一般回收利用。 (4)炼钢烟气：Fe2O3 烟尘、CO 等，一般回收利用。 (5)焦炉气：CH4、CO、C2H4 等，可用作燃料。 (6)氯碱工业尾气：Cl2，一般用 NaOH 溶液吸收。 享资源 练类题 弯道超越显功力 无机“框图”题推断突破 考向 预测 无机“框图”题是高考传统题型， 曾经风靡一时，一般为大题，但现在演变为以选择题 为主，该题型能很好考查学生元素化合物知识网络的构建，能够考查学生“证据推理与 模型认知”等化学学科核心素养。 解题 关键 一审：审清题意，按题干→问题→框图顺序迅速浏览全题，尽量在框图中把信息关系表 示出来。 二找：找“题眼”即找到解题的突破口。“题眼”主要有：物质的特殊颜色、特征反应现 象、特殊反应条件、特征转化关系、特征数据等。 三析：从题眼出发，联系新信息及所学的旧知识，大胆猜测，顺藤摸瓜，应用正逆向思 维、横纵向思维多方式分析、推理、证明，初步得出结论。 四验：验证确认，将结果放入原题检验，完全符合才算正确。 五答：按题目要求写出答案。 失分 防范 (1)思维分析整体性：解答时必须认真研究题目的总体要求，仔细推敲每一个环节，结合 限制条件，弄清各个环节的相互联系，相互影响，串联整个过程，回答力求完整。 (2)假设推断要合理：在框图推断中，抓住关键环节，进行合理假设，按照题目要求理顺 后再确定，这样可以大大节省时间。 (3)检验验证很重要：通过一系列思维活动推断出结果后，将结果放入原题中进行检验完 全符合才正确，如有一处不符，可能是哪个环节出现了纰漏，则需再思考。 (4)思维发散有必要：注意多解，有时符合题意的解可能不止一种或一组 【预测】 A、B、C、D、E、X 是中学常见的无机物，存在如下图转化关系(部分生成 物和反应条件略去)。 (1)若 A 为常见的金属单质，焰色反应呈黄色，X 能使品红溶液褪色，写出 C 和 E 反应 的离子方程式： _________。 (2)若 A 为短周期元素组成的单质，该元素的最高价氧化物的水化物酸性最强，则： ①组成单质 A 的元素在周期表中的位置为__________。 ②X 可能为__________ (填代号)。 a．NaHCO3 b．Na2CO3 c．Na2SO3 d．Al(OH)3 (3)若 A 为淡黄色粉末，回答下列问题： ①A 与 H2O 反应的氧化产物为__________。 ②若 X 为非金属单质，通常为黑色粉末，写出 E 的化学式_________。 ③若 X 为一种造成温室效应的气体。则鉴别等浓度的 D、E 两种溶液，可选择的试剂 为__________ (填代号)。 a．盐酸 b．BaCl2 溶液 c．NaOH 溶液 d．Ca(OH)2 溶液 (4)若 A 为氧化物，X 是 Fe，溶液 D 中加入 KSCN 溶液变红。 ①A 与 H2O 反应的化学反应方程式为_________。 ②检验溶液 D 中还可能存在 Fe2＋的方法是_________ (注明试剂、现象)。 思维导航 规范答题：(1)若 A 为常见的金属单质，焰色反应呈黄色，应为 Na，X 能使品红溶 液褪色，应为 SO2，则 B 为 H2，C 为 NaOH，D 为 Na2SO3，E 为 NaHSO3，C 和 E 反应的离 子方程式为 OH－＋HSO－ 3 ＝SO2－ 3 ＋H2O；(2)若 A 为短周期元素组成的单质，该元素的最高价 氧化物的水化物酸性最强，应为 Cl，则 B 为 HClO，C 为 HCl，①Cl 原子核外有 3 个电子层， 最外层电子数为 7，位于周期表第三周期第ⅦA 族；②C 为盐酸，可与 NaHCO3 反应生成 CO2，但 CO2 与 NaHCO3 不反应，故 a 错误；盐酸与 Na2CO3 反应生成 CO2，CO2 与 Na2CO3 反应可生成 NaHCO3，故 b 正确；盐酸与 Na2SO3 反应生成 SO2，SO2 与 Na2SO3 反应可生成 NaHSO3，故 C 正确；盐酸与氢氧化铝反应生成氯化铝，氯化铝与氢氧化铝不反应，故 d 错 误。(3)若 A 为淡黄色粉末，A 应为 Na2O2；①过氧化钠与 H2O 充分反应时自身发生氧化还 原反应，Na2O2 被氧化为氧气，被还原为氢氧化钠，故氧化产物为氧气；②若 X 为非金属单 质，通常为黑色粉末，应为 C，则 D 为 CO2，E 为 CO；③若 X 为一种造成温室效应的气体， 应为 CO2，则 C 为 NaOH，D 为 Na2CO3，E 为 NaHCO3，鉴别等浓度的 D、E 两种溶液，可 用盐酸或氯化钡溶液；(4)若 A 为氧化物，X 是 Fe，由转化关系可知 C 具有强氧化性，则 A 为 NO2，B 为 NO，C 为 HNO3，①NO2 与水反应的方程式为 3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO；② Fe2＋的检验既可以用特征反应：加入铁氰化钾，产生蓝色沉淀；也可以利用 Fe2＋具有还原性， 可与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应而使高锰酸钾褪色，则可用高锰酸钾溶液检验，操作为 取 D 中适量溶液置于洁净试管中，滴加几滴酸性高锰酸钾溶液，充分反应后褪色，证明溶 液中含有亚铁离子，否则无。 答案： (1)OH－＋HSO－ 3 ===SO2－ 3 ＋H2O (2)①第三周期第ⅦA 族 ②bc (3)①O2 ②CO ③ab (4)①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ②取 D 中适量溶液置于洁净试管中，滴加铁氰化钾， 看是否产生蓝色沉淀；或者滴加几滴酸性高锰酸钾溶液，充分反应后褪色，证明溶液中含有 亚铁离子，否则无。 【变式考法】 1．中学常见反应的化学方程式是 A＋B→X＋Y＋H2O(未配平，反应条件略去)，其中 A、 B 的物质的量之比为 1∶4.请回答： (1)若 Y 是黄绿色气体，则 Y 的电子式是 ··Cl ·· ·· ··Cl ·· ·· ·· 该反应的化学方程式是 MnO2＋ 4HCl(浓)===== △ MnCl2＋Cl2↑＋2H2O (2)若 A 为非金属单质，构成它的原子核外最外层电子数是次外层电子数的 2 倍，B 的 溶液为某浓酸，则反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是__4∶1_。 (3)若 A 为金属单质，常温下 A 在 B 的浓溶液中“钝化”，且 A 可溶于 X 溶液中。 ①A 元素在周期表中的位置是__第 4 周期第Ⅷ族_ (填所在周期和族)；Y 的化学式是 __NO__。 ②含a mol X的溶液溶解了一定量A后，若溶液中两种金属阳离子的物质的量恰好相等， 则被还原的 X 是__0.4a_mol。 (4)若 A、B、X、Y 均为化合物，向 A 溶液中加入硝酸酸化的 AgNO3 溶液，产生白色 沉淀；B 的焰色为黄色，则 A 与 B 按物质的量之比 1∶4 恰好反应后，溶液中离子浓度从大 到小的顺序是__c(Na＋)＞c(Cl－)＞c(AlO－ 2 )＞c(OH－)＞c(H＋)__，若其余条件不变，只是 A、B 溶液中实验现象互换，则反应的化学方程式是 NaAlO2＋4HCl===NaCl＋AlCl3＋2H2O 。 解析 (1)黄绿色气体为氯气， 电子式为··Cl ·· ·· ··Cl ·· ·· ··，A、B 的物质的量之比为 1：4，则反 应为 MnO2＋4HCl(浓)===== △ MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；(2)A 为非金属单质，构成它的原子核外 最外层电子数是次外层电子数的 2 倍，则只能有 2 个电子层，即 A 为碳，A、B 的物质的量 之比为 1：4，则该反应为碳与浓硝酸反应，其反应为 C＋4HNO3(浓)===== △ CO2↑＋4NO2↑ ＋2H2O, 氧化剂与还原剂的物质的量之比为 4：1；(3)A 为金属单质，常温下 A 在 B 的浓溶 液中“钝化”，则 A 为铁或铝，B 为浓硫酸或浓硝酸，又 A 可溶于 X 溶液中则 A 为铁，由 A、B 的物质的量之比为 1：4，该反应为铁与稀硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水；①铁 为 26 号元素，位于元素周期表中的第 4 周期第Ⅷ族，铁与稀硝酸反应生成的 Y 为 NO；② 设被还原的硝酸铁的物质的量为 x，根据关系式 2Fe3＋～3Fe2＋，可得生成的 Fe2＋为 3x/2，则 a－x＝3x/2，故 x＝0.4a；(4)向 A 溶液中加入硝酸酸化的 AgNO3 溶液，产生白色沉淀，则 A 中含有氯离子，B 的焰色为黄色， 则 B 中含有钠元素，A 与 B 按物质的量之比 1：4 恰好 反应，则该反应 ：AlCl3＋4NaOH＝3NaCl＋NaAlO2＋2H2O，显然若 A 与 B 的物质的量分 别为 1 mol、4 mol，则钠离子 4 mol, 氯离子 3 mol，偏铝酸根离子略小于 1 mol，因偏铝酸 根离子水解则溶液显碱性，即c(OH－)＞c(H＋)，则离子大小为c(Na＋)＞c(Cl－)＞c(AlO－ 2 )＞c(OH －)＞c(H＋)，若 A 溶液焰色为黄色，B 溶液中加入硝酸酸化的 AgNO3 溶液产生白色沉淀，二 者按 1：4 反应，则为 NaAlO2＋4HCl===NaCl＋AlCl3＋2H2O。 对点特训(十一) 非金属及其化合物 1．下列说法不正确的是( D ) A．山西博物院陈列的元青花瓷的原料有高岭土[Al2Si2O5(OH)4]，也可以表示为 Al2O3·2SiO2·2H2O B．氮的三种固定方式，都发生了氧化还原反应 C．汉代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器，其主要原料为黏土 D．工业上由 NH3 制硝酸：NH3――→O2 NO2――→H2O HNO3 解析 NH3 氧化不能直接得到 NO2，选项 D 错误。 2．非金属元素的一些氧化物会导致环境污染，以下非金属元素的氧化物与其引起的环 境问题及主要来源对应正确的是( D ) 选项 氧化物 环境问题 主要来源 A CO2 酸雨 化石燃料的燃烧 B SO2 光化学烟雾 工厂废气的排放 C NO2 温室效应 汽车尾气的排放 D CO CO 中毒 汽车尾气和化石燃料的不完全燃烧 解析 CO2 导致温室效应，NO2 引起光化学烟雾，SO2 引起酸雨。 3．实验室用有机含碘(主要以 I2 和 IO － 3 的形式存在)废水制备单质碘的实验流程如下： 已知：碘的熔点为 113 ℃，但固态的碘可以不经过熔化直接升华。下列说法错误的是 ( C ) A．操作①和③中的有机相均从分液漏斗下端放出 B．操作②中发生反应的离子方程式为 2IO－ 3 ＋5SO2－ 3 ＋2H＋===I2＋5SO2－ 4 ＋H2O C．操作④中用到的玻璃仪器仅需温度计、球形冷凝管、酒精灯、接引管及锥形瓶 D．操作⑤可用如图所示的水浴装置进行 解析 CCl4 的密度比水大，操作①和③均为萃取操作，其中溶解 I2 的有机相从分液漏 斗下端放出，选项 A 正确；操作②中 Na2SO3 溶液还原 IO－ 3 得到 I2，自身被氧化为 SO2－ 4 ， 发生反应的离子方程式为 2IO－ 3 ＋5SO2－ 3 ＋2H＋===I2＋5SO2－ 4 ＋H2O，选项 B 正确；操作④为 蒸馏操作，用到的玻璃仪器包括温度计、球形冷凝管、酒精灯、接引管、锥形瓶以及蒸馏烧 瓶，选项 C 错误；固态的碘可以不经过熔化直接升华，不需要经过加热熔化使之气化的过 程，则操作⑤可利用水浴装置进行，选项 D 正确。 4．四个课外活动小组为完成实验，均设计了两套实验装置(部分图中的夹持装置略去)， 其中一个活动小组设计的两套装置中，有一套装置存在原理错误，该活动小组是( C ) A．锌粒和稀硫酸反应制氢气 B．向下排空气法收集甲烷 C．制取氨气的发生装置 D．氯化氢气体的喷泉实验 解析 Zn 与稀硫酸的反应 Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，属于固体＋液体→气体，H2 难溶于水，可用排水法收集，选项 A 两套装置都可以；CH4 的密度比空气小，用向下排空 气法收集 CH4 时空气从下口排出，选项 B 两套装置都可以；CaO 与浓氨水作用可产生 NH3， 属于固体＋液体→气体，前一套装置可以，NH4Cl 受热分解成 NH3 和 HCl，NH3 和 HCl 在 试管口会重新化合成 NH4Cl，不能用 NH4Cl 直接受热分解制得 NH3，选项 C 后一套装置原 理错误不能制得 NH3；HCl 极易溶于水，HCl 与 H2O 可形成喷泉，前一套装置打开止水夹， 用热毛巾焐热圆底烧瓶引发喷泉，后一套装置引发喷泉的操作：打开止水夹，将胶头滴管中 的水挤入圆底烧瓶中，选项 D 两套装置都可以。 5．不论以何种比例混合，将甲和乙两种混合气体同时通入过量的丙中，一定能产生沉 淀的组合是( D ) 序号 甲 乙 丙 ① CO2 SO2 石灰水 ② HCl CO2 石灰水 ③ CO2 SO2 Ba(NO3)2 溶液 ④ NO2 SO2 BaCl2 溶液 ⑤ CO2 NH3 CaCl2 溶液 A．②③④ B．②③④⑤ C．①③④ D．①②③④ 6．用无机矿物资源生产部分材料，其产品流程示意图如下，下列说法正确的是( D ) A．制取粗硅时生成的气体产物为 CO2 B．生产铝、铜、高纯硅及玻璃的过程中都涉及氧化还原反应 C．电解精炼铜时，当电路中转移 0.2 mol 电子时阳极质量减轻 6.4 g D．粗硅制高纯硅时，提纯四氯化硅可用多次分馏的方法 解析 石英和碳在高温下反应生成 Si 和 CO，选项 A 错误；生产玻璃涉及到的反应有 SiO2＋Na2CO3===== 高温 Na2SiO3＋CO2↑和 SiO2＋CaCO3===== 高温 CaSiO3＋CO2↑，不是氧化还原反 应，选项 B 错误；精炼铜时，阳极为粗铜，粗铜中如果有比 Cu 活泼的杂质金属，该杂质先 放电，所以转移 0.2 mol 电子时，阳极质量减少的不一定是 0.1 mol Cu 的质量，即不一定为 6.4 g，选项 C 错误；制备硅的过程中，利用沸点不同进行分馏，将 SiCl4 除去杂质提取出来， 再与 H2 发生置换反应得到高纯硅，选项 D 正确。 7．下表各组物质之间通过一步反应就能实现如图所示转化的是( C ) 选项 a b c m A N2 NO HNO3 O2 B Na2CO3 NaHCO3 NaOH CO2 C H2S S SO2 O2 D CH3CH2OH CH3CHO CH3COOH O2 解析 图中包含了Ⅰ a――→m b――→m c、Ⅱ a＋c―→b 两种形式变化，氮气与氧气反应生 成 NO，NO 与氧气反应得到 NO2 不是硝酸，另外氮气与硝酸也不反应，选项 A 错误；碳酸 钠与二氧化碳反应生成碳酸氢钠，但碳酸氢钠与二氧化碳不反应，另外碳酸钠与氢氧化钠也 不反应，选项 B 错误；硫化氢与氧气反应可以生成硫，硫燃烧可以生成二氧化硫，二氧化 硫与硫化氢反应生成硫和水，选项 C 正确；乙醇发生催化氧化生成乙醛，乙醛继续氧化生 成乙酸，乙醇和乙酸发生酯化反应生成乙酸乙酯而不是乙醛，选项 D 错误。 8．CuSO4 是一种重要的化工原料，有关制备途径及性质如图所示。下列说法错误的是 ( D ) A．途径①所用混酸中 H2SO4 与 HNO3 物质的量之比最好为 3∶2 B．生成等量的硫酸铜，三个途径中参加反应的硫酸的物质的量：①＝②<③ C．硫酸铜在 1100℃分解的方程式为：2CuSO4===== 高温 Cu2O＋SO2↑＋SO3↑＋O2↑ D．当 Y 为葡萄糖时，葡萄糖发生还原反应 解析 途径①涉及反应 3Cu＋8H＋＋2NO－ 3 ＝3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，NO － 3 由硝酸提供， H＋由硝酸和硫酸共同提供，所以若硝酸为 2 mol，则硫酸为(8－2)÷2＝3 mol，所以混酸中 H2SO4 与 HNO3 物质的量之比最好为 3∶2，选项 A 正确；途径②涉及反应为 2Cu＋2H2SO4 ＋O2＝2CuSO4＋2H2O；途径③涉及反应 Cu＋2H2SO4(浓)===== △ CuSO4＋SO2↑＋2H2O；若生 成 1 mol 硫酸铜，途径①消耗 1 mol 硫酸，途径②消耗 1 mol 硫酸，途经③消耗 2 mol 硫酸， 所以三个途径中，生成等量的硫酸铜，参加反应的硫酸的物质的量：①＝②<③，选项 B 正 确；据图可知，CuSO4 在 1100 ℃分解产生 Cu2O 和混合气体 X，Cu2O 为化合价降低的产物， 则混合气体 X 中一定有化合价升高的产物，则一定含有 O2，根据原子守恒，CuSO4 在 1100 ℃ 分解的方程式可能为 2CuSO4===== 高温 Cu2O＋SO2↑＋SO3↑＋O2↑，选项 C 正确；硫酸铜与过 量的 NaOH 反应生成氢氧化铜，葡萄糖中含有醛基，能与新制氢氧化铜在碱性条件下反应 生成 Cu2O 和葡萄糖酸钠，体现了葡萄糖的还原性，葡萄糖发生氧化反应，选项 D 错误。 9．向如图所示装置中缓慢通入气体 X，若打开活塞 K，则品红溶液褪色；若关闭活塞 K，则品红溶液无变化而澄清石灰水变浑浊。X 和 Y 可能是( B ) 选项 A B C D X SO2 Cl2 HCl NO2 Y NaOH 溶液 饱和 NaHCO3 溶液 饱和 NaCl 溶液 Na2SO3 溶液 解析 若关闭活塞 K，SO2 通过 NaOH 溶液，生成 Na2SO3 而被吸收，澄清石灰水不会 变浑浊，选项 A 错误；若关闭活塞 K，Cl2 通过饱和 NaHCO3 溶液，产生 CO2，澄清石灰水 变浑浊，选项 B 正确；若打开活塞 K，HCl 不会使品红溶液褪色，若关闭活塞 K，HCl 通过 饱和 NaCl 溶液，HCl 被吸收，澄清石灰水不会变浑浊，选项 C 错误；若关闭活塞 K，NO2 通过 Na2SO3 溶液中，NO2 先与水反应生成 HNO3 和 NO，然后 HNO3 将 Na2SO3 氧化，得到 Na2SO4 和 NO，NO 不能使澄清石灰水变浑浊，选项 D 错误。 10．下图中反应①是制备 SiH4 的一种方法，其副产物 MgCl2·6NH3 是优质的镁资源。回 答下列问题： (1)MgCl2·6NH3 所含元素的简单离子半径由小到大的顺序(H－除外)： r(H＋)

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