2020高考化学第二轮复习 专题 氯、硫、氮、碳、硅等非金属及其重要化合物的化学性质学案

2020高考化学第二轮复习 专题 氯、硫、氮、碳、硅等非金属及其重要化合物的化学性质学案

氯、硫、氮、碳、硅等非金属及其重要化合物的化学性质 ‎【本讲教育信息】‎ 一. 教学内容：‎ 高考第二轮复习《专题7》‎ 二. 教学目的：‎ ‎ 1. 了解氯、氮、硫、硅等非金属及其重要化合物的主要物理性质。‎ ‎ 2. 了解氯气的氧化性（与氢气、钠、铁、某些盐等的反应）及与水、碱的反应，知道氯水的消毒和漂白原理。了解硫的可燃性和氮气的稳定性。知道硅元素在自然界以及硅酸盐的形式存在，知道晶体硅是良好的半导体材料。能说出氯、氮、硫、硅等非金属单质的主要用途。‎ ‎ 3. 了解二氧化硫与氧气、与水的反应，认识亚硫酸的不稳定性，认识二氧化硫的漂白作用与次氯酸漂白作用的区别，了解二氧化氮与水的反应，了解二氧化硅与氢氟酸、与碱性氧化物、与强碱的反应。‎ ‎ 4. 了解氨气与水、与酸的反应，了解氨水的成分以及氨水的不稳定性。了解铵盐易溶于水、受热易分解、与碱反应等性质。‎ ‎ 5. 了解次氯酸、浓硫酸、硝酸的强氧化性，了解浓硫酸、硝酸分别与、C的反应。了解常温下铁、铝在浓硫酸、浓硝酸中的钝化现象。认识工业上生产硫酸、硝酸的反应原理。‎ ‎ 6. 了解陶瓷、玻璃、水泥等硅酸盐产品的用途。‎ ‎ 7. 认识非金属及其重要化合物在生产中的应用和对生态环境的影响。了解氮循环对生态平衡的重要作用。了解氮氧化物、二氧化硫等污染物的来源、性质和危害，体会化学对环境保护的重要意义，逐步形成可持续发展的思想。‎ 三. 重点和难点：‎ ‎ 1. 氯、硫、氮、碳、硅等非金属及其重要化合物的主要物理性质和化学性质。‎ ‎ 2. 氯气的氧化性（与氢气、钠、铁、某些盐等的反应）及与水、碱的反应，氯水的消毒和漂白原理。‎ ‎ 硫的可燃性和氮气的稳定性。硅元素在自然界以及硅酸盐的形式存在，晶体硅是良好的半导体材料。氯、氮、硫、硅等非金属单质的主要用途。‎ ‎ 3. 二氧化硫与氧气、与水的反应，亚硫酸的不稳定性，二氧化硫的漂白作用与次氯酸漂白作用的区别，二氧化氮与水的反应，二氧化硅与氢氟酸、与碱性氧化物、与强碱的反应。‎ ‎ 4. 氨气与水、与酸的反应，氨水的成分以及氨水的不稳定性。铵盐易溶于水、受热易分解、与碱反应等性质。‎ ‎ 5. 次氯酸、浓硫酸、硝酸的强氧化性，浓硫酸、硝酸分别与、的反应。常温下铁、铝在浓硫酸、浓硝酸中的钝化现象。工业上生产硫酸、硝酸的反应原理。‎ ‎ 6. 陶瓷、玻璃、水泥等硅酸盐产品的用途。‎ 非金属及其重要化合物在生产中的应用和对生态环境的影响。氮循环对生态平衡的重要作用。氮氧化物、二氧化硫等污染物的来源、性质和危害，化学对环境保护的重要意义。‎ 四. 考点分析 ‎ 本专题内容在高考中的主要考查点是：‎ ‎ 1. 氯、硫、氮、碳、硅等非金属及其重要化合物的主要物理性质和化学性质。‎ ‎ 2.‎ 6‎ ‎ 氯气的氧化性（与氢气、钠、铁、某些盐等的反应）及与水、碱的反应，氯水的消毒和漂白原理。‎ ‎ 硫的可燃性和氮气的稳定性。硅元素在自然界以及硅酸盐的形式存在，晶体硅是良好的半导体材料。氯、氮、硫、硅等非金属单质的主要用途。‎ ‎ 3. 二氧化硫与氧气、与水的反应，亚硫酸的不稳定性，二氧化硫的漂白作用与次氯酸漂白作用的区别，二氧化氮与水的反应，二氧化硅与氢氟酸、与碱性氧化物、与强碱的反应。‎ ‎ 4. 氨气与水、与酸的反应，氨水的成分以及氨水的不稳定性。铵盐易溶于水、受热易分解、与碱反应等性质。‎ ‎ 5. 次氯酸、深硫酸、硝酸的强氧化性，浓硫酸、硝酸分别与Cu、C的反应。常温下铁、铝在浓硫酸、浓硝酸中的钝化现象。工业上生产硫酸、硝酸的反应原理。‎ 五. 知识网络 ‎ 1. 氯及其化合物的相互转化 ‎ 2. 硫及其化合物的相互转化 ‎ 3. 氮及其化合物的相互转化 6‎ ‎ 4. 碳和硅及其化合物的相互转化 ‎【典型例题】‎ ‎ 例1. 将通入溶液至饱和未见沉淀，继续通入另一种气体仍无沉淀，通入的气体可能是 ‎ A. B. C. D. ‎ ‎ 解析：A项溶于水产生的的氧化性能氧化而生成得到沉淀；B项溶于水使溶液呈碱性得到沉淀；D项显然得到沉淀。C项不与溶液反应，故无沉淀。‎ ‎ 答案：C ‎ 例2. 目前人类已发现的非金属元素除稀有气体外，共有16种，下列对这16种非金属元素的相关判断正确的是 ‎ ①都是主族元素，最外层电子数都大于4‎ ‎②单质在反应中都只能作氧化剂 6‎ ‎③氢化物常温下都是气态，所以又都叫气态氢化物 ‎④氧化物常温下都可以与水反应生成酸 ‎ A. 只有①②正确 B. 只有①③正确 C. 只有③④正确 D. ①②③④均不正确 解析：①都是主族元素，但最外层电子数不都大于4，如H元素的最外层电子数为1。②单质不一定在反应中都只能作氧化剂，如氢气可以做还原剂。③氢化物常温下不一定都是气态，如氧元素氢化物水常温下为液态。④氧化物常温下不一定都可以与水反应生成酸，如和水不反应。所以选D项。‎ 答案：D ‎ 例3. 氧化还原反应中实际上包含氧化和还原两个过程。下面是一个还原过程的反应式：‎ ‎、、、四种物质中的一种物质（甲）能使上述还原过程发生。‎ ‎（1）写出并配平该氧化还原反应的方程式：________________________。‎ ‎（2）反应中硝酸体现了________________________、________________________性质。‎ ‎（3）反应中若产生气体，则转移电子的物质的量是________________________mol。‎ ‎（4）若甲与某浓度硝酸反应时，被还原硝酸的物质的量增加，原因是________________________。‎ 解析：、、、四种物质中只有有还原性，根据电子得失守恒和元素原子个数守恒可配平如下：‎ ‎，。被还原为NO的表现氧化性，生成的表现酸性。由半反应：，若产生气体，则转移电子的物质的量是。被还原硝酸的物质的量增加，说明硝酸还原产物的价态较高。可能产物中有部分二氧化氮生成，使用了较浓的硝酸。‎ 答案：（1）‎ ‎（2）酸性 氧化性 ‎（3）0.6‎ ‎（4）使用了较浓的硝酸，产物中有部分二氧化氮生成。‎ ‎ 例4. “喷泉”是一种常见的自然现象，其产生原因是存在压强差。‎ 6‎ ‎（1）做氨的喷泉实验时，若要在图（a）装置中收集一瓶氨气，氨气应由_____________口进入，原因是__________________________，为了证明烧瓶充满氨气，可用_____________检验，观察到的现象是_____________，或用_____________检验，观察到的现象是__________________________。‎ ‎（2）某学生做喷泉实验时，用向下排空气法在体积为的烧瓶中收集氨气，最后所得气体对氢气的相对密度为，将此充满气体的烧瓶倒置于水中，瓶内水面升到一定高度停止，则在同温同压下瓶内剩余气体的体积为_____________mL。‎ ‎（3）图（b）为中学化学中所用的喷泉实验装置，在烧瓶中充满干燥的气体，胶头滴管及烧杯中分别盛有液体，下列组合中不可能形成喷泉的是_____________（填序号）。‎ ‎①和 ②和 ‎③和 ④和溶液 ‎（4）某学生积极思考产生喷泉的其他方法，并设计了图（c）所示的装置，在图（c）所示的锥形瓶中，分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是_____________（填序号）。‎ ‎①和稀 ②和溶液 ‎③和稀 ④和稀盐酸 ‎（5）在图（c）锥形瓶外放一水槽，瓶内加入酒精，水槽中加入冷水后，再加入足量的下列物质，结果也产生了喷泉，水槽中可以加入的物质可以是_____________（填序号）。‎ ‎①浓 ②食盐 ③硝酸钾 ④硫酸铜 ‎ ‎（6）比较图（b）和图（c）两套装置，以产生喷泉的原理来分析，图（b）是_____________上部烧瓶内压强；图（c）_____________下部锥形瓶内气体压强（填“增大”或“减小”）。城市中常见的人造喷泉及火山喷发的原理与上述_____________（填“图（b）”或“图（c）”）装置的原理相似。‎ 解析：气体的收集方法取决于气体的物理性质，极易溶于水，且密度比空气小（17<29），因此，只能用向下排空气法收集，采用图（a）的装置收集时，要分清楚空气是从哪个导管中排出的。‎ ‎（2）根据所得气体对氢气的相对密度为10.5可知，烧瓶内气体的相对分子质量为21，说明氨气没有收集满，我们把烧瓶内气体看作是空气和氨气两部分，根据空气的平均相对分子质量29和氨气的相对分子质量17，采用“十字交叉”法可求出烧瓶中与空气的体积比。‎ ‎（3）图（b）装置形成“喷泉”是因为烧瓶内气体极易溶解于烧杯和滴管中的液体，使烧瓶内的压强突然减少而产生压强差形成“喷泉”。‎ ‎（4）图（c）装置恰恰相反，下部锥形瓶中的物质相互反应产生气体，使锥形瓶内气体压强增大而产生压强差，将液体从锥形瓶中压入到上瓶形成“喷泉”。与反应生成微溶解于水，会使反应生成的气体量较少。‎ ‎（5）酒精是易挥发物质，升高温度时酒精的挥发将加快，浓溶解于水中可放出大量的热。‎ 答案：（1）A 因为密度比空气小，只能用向下排气法收集气体 浓 有白烟产生 湿润的酚酞试纸 变蓝 ‎ ‎（2） （3）② （4）④ （5）①‎ ‎（6）减小 增大 图（c）‎ ‎ 例5. 下图是一种试验某气体化学性质的实验装置，图中B为开关，如先打开B，在A处通入干燥的氯气，C中红色布条颜色无变化；当关闭B时，C处红色布条颜色褪去，则D瓶中盛有的溶液是 6‎ ‎ A. 浓硫酸 B. 饱和氯化钠溶液 ‎ C. 浓氢氧化钠溶液 D. 氢氧化钙悬浊液 解析：红色布条颜色褪去，即布条被漂白，氯气起漂白作用的原理是氯气与水反应生成次氯酸，次氯酸将有色物质氧化为无色物质，氯气通过D瓶中的液体后C处的红色布条仍能褪色，这说明D瓶中的液体既不能干燥氯气，又不能吸收氯气，反而是使干燥的氯气变得湿润了，在题中提供的四项溶液中，浓硫酸能干燥氯气，浓氢氧化钠溶液和氢氧化钙悬浊液都能跟氯气发生化学反应，氯气在饱和氯化钠溶液中溶解度很小，但能从中获得水分，故答案为B。‎ 答案：B。‎ ‎ 例6. 三位学生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。‎ 方案甲：试液白色沉淀沉淀不溶解 方案乙：试液无沉淀白色沉淀 方案丙：试液无沉淀白色沉淀 试评价上述各种方案是否严密，并分别说明理由。‎ 解析：检验要防止的干扰，当加入、稀硝酸发现有白色沉淀时并不能证明一定有，因为也是不溶于稀硝酸的白色沉淀。‎ 还要防止的干扰，和稀硝酸的试剂组合可排除的干扰，但不能排除的干扰，因为可以将氧化成，最好是先用盐酸看有无沉淀，有则滤去，无则证明没有，加入盐酸时，如有，则被转化成放出，再加入即证明是否存在。‎ 答案：方案甲：不严密，因为含有而不含的无色透明溶液也会出现此现象。‎ 方案乙：严密，因为只有含的无色透明溶液才会出现此现象。‎ 方案丙：不严密，因为含有而不含的溶液也会出现此现象。‎ 6‎