一周强化

【考试说明】

　　了解元素原子核外电子排布的周期性与元素性质递变关系，重点掌握典型非金属在周期表中的位置及与其性质的关系。了解其他常见非金属元素的单质及其化合物。

　　卤族元素——典型的非金属

　　（1）以氯为例，了解卤族元素的物理性质和化学性质。

　　（2）从原子的核外电子排布，理解卤族元素（单质、化合物）的相似性和递变性。

　　（3）掌握氯气的化学性质，了解几种重要的含卤素化合物的性质和用途。

[导读]这部分内容是历年高考重点考查的内容之一，大家一定要掌握典型非金属元素的物理、化学性质及其化合物的性质、用途等。

　　其他常见的非金属元素（如：H、O、S、N、P、C、Si）

　　（1）了解这些元素的单质及某些氧化物、氢化物的性质。

　　（2）以Na2O2为例，了解过氧化物的性质。

　　（3）掌握硫酸、硝酸的化学性质。

　　（4）以硫酸为例，了解化工生产化学反应原理的确定。初步了解原料与能源的合理利用、“三废利用”与环境保护以及生产过程中的综合经济效益问题。

　　（5）了解常见盐类的性质和用途。

　　（6）初步了解常见化肥的基本性质。

　　（7）了解硫、氮、碳的氧化物对大气的污染及其防治。

　　（8）初步了解氟氯烃、含磷洗涤剂及二氧化硅粉尘对环境及人类健康的影响。

　　（9）初步了解一些生活用水的净化及污水处理的基本原理。

[导读]硫酸、硝酸的化学性质，原料与能源的合理利用，生产过程中的综合经济效益问题是这部分的重点。

【知识网络】

1、卤素及其重要化合物的相互转化

例1、已知：

　　①A、B、C、D四种物质均含元素X，有的还可能含有元素Y、Z。元素Y、X、Z的原子序数依次递增。

　　②X在A、B、C、D中都不呈现它的最高化合价。

　　③室温下单质A与某种常见一元强碱溶液反应，可得到B和C。

　　④化合物D受热催化分解，可制得元素Y的单质。

　　（1）元素X是________________、Z是________________。

　　（2）写出③中反应的化学方程式：____________________________。

　　（3）写出④中反应的化学方程式：_____________________________。

解析：

　　已知条件③可以作为解决本题的突破口。常见的一元强碱，应该考虑为KOH和NaOH。和碱作用的单质A，可以从金属单质和非金属单质两个方面去分析。金属单质与碱反应，则是两性的金属，如Zn、Al等。产物是AlO2－或，很难同时生成含有这种金属元素的两种化合物。而考生熟知的非金属单质，如卤素单质Cl2、Br2和I2等却都可以在碱中发生歧化反应，得到一种卤化物和一种卤素的含氧酸盐，还有硅可与强碱溶液反应，但它只生成硅酸的一种含硅化合物。

　　如何判断是KOH还是NaOH呢？如何判断是Cl2，是Br2还是I2呢？从条件①中给出的原子序数将会起决定性作用，但在此之前，还必须判断出一元强碱的金属元素是Y还是Z。④中含卤素的化合物D受热分解会制得元素Y的单质，这种单质显然不会是金属钠或金属钾。钠和钾金属的制取绝对不会用热分解含卤化合物的方法。故碱中的金属元素是Z。

　　若元素X是Br，则金属元素是钾和钠均不合题意，因其原子序数都小于Br。故元素X是氯，于是可以同时确定金属元素Z是钾。

　　由条件④中制单质Y的反应，以催化分解KClO3最典型。Y应是氧元素，因此Y、X、Z应分别是O、Cl、K。

　　由条件③的歧化反应之一是B或C中含有氧元素，D中亦含有氧元素，因此Y是氧元素是最合理的。D又不是高氯酸钾，因为题设D中X不显最高化合价。

答案：

　　（1）Cl（或氯）K（或钾）

　　（2）Cl2＋2KOHKCl＋KClO＋H2O

　　（3）2KClO32KCl＋3O2↑

练习1、下列物质在一定条件下可实现图中所示的一系列变化。其中固体W的焰色反应呈紫色，A是一切生物都不能缺少的气体。

请回答：

　　（1）判断X、Y各是什么物质？X________________Y________________

　　（2）写出有关反应的化学方程式：

　　　　①Z＋H2SO4（浓）→C

　　　　②W＋H2SO4（浓）→D＋T

答案：

　　（1）KClO3，MnO2

　　（2）①4KCl＋MnO2＋2H2SO4（浓）Cl2↑＋MnCl2＋2K2SO4＋2H2O

　　　　 ②2KCl＋H2SO4（浓）2HCl↑＋K2SO4

2、硫及其重要化合物的相互转化

例2、A、B、C、D、E分别代表5种微粒，每种微粒中都含有18个电子。其中A和C都是由单原子形成的阴离子，B、D和E都是分子；又知在水溶液中A跟B反应生成C和D；E具有强氧化性。请回答：

　　（1）用化学符号表示上述5种微粒：

　　　　A________________，B________________，C________________，

　　　　D________________，E________________。

　　（2）在水溶液中A跟B反应的离子方程式是__________________。

解析：

　　题中“每种微粒中都含有18个电子”是最主要前提，我们解题时，将常见18电子的微粒列出：K＋、Ca2＋、Cl－、S2－、HS－、Ar、F2、HCl、H2S、H2O2等。在其中寻找符合条件的粒子，例如“单原子形成的阴离子”仅有Cl－、S2－，具有强氧化性的有F2、H2O2，然后利用由于在水溶液中A(Cl－或S2－)＋B（分子）→C(Cl－或S2－)＋D（分子），即可推出各种相应微粒。

答案：（1）S2－，HCl，Cl－，H2S，F2（或H2O2）

　　　（2）S2－＋2H＋H2S↑

例3、下图是中学化学中常见的物质间化学反应关系的图示，其中A的焰色反应呈黄色，E、F为有刺激性气味的气体，G为强酸性溶液，H为既难溶于水、也难溶于稀酸的白色固体。

试回答：

　　（1）写出化学式：A________________；B________________。

　　（2）写出下列反应的离子方程式：

　　　　①C→E：________________________________；

　　　　②D→H：________________________________；

　　　　③E＋F＋H2O→G：________________________________。

解析：

　　常见有刺激性气味的气体有Cl2、SO2、NO2等。E气体是C溶液的电解产物之一，且E有刺激性气味，可知E是Cl2，C溶液中含Cl－。F气体也有刺激性气味，且F能在溶液中与Cl2反应生成强酸性的G溶液，则F是SO2，G是H2SO4和HCl的混合溶液。D沉淀能与盐酸反应生成B溶液和SO2，则D溶液是亚硫酸盐。因沉淀H为既难溶于水、也难溶于稀酸的白色固体，D沉淀加氯水生成沉淀H，则H是BaSO4，D是BaSO3，B是BaCl2。A的焰色反应呈黄色，可知A中含Na＋。含Na＋的A溶液与BaCl2溶液反应，生成BaSO3沉淀和C溶液，则A是Na2SO3，C是NaCl。NaCl溶液的电解产物之一是有刺激性气味的气体Cl2。符合题意。

答案：

　　（1）A：Na2SO3　　　　B：BaCl2

　　（2）①2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑

　　　　 ②BaSO3＋Cl2＋H2OBaSO4↓＋2H＋＋2Cl－

　　　　 ③SO2＋Cl2＋2H2O4H＋＋2Cl－＋SO42－

练习2、溶液①由A、B两种正盐组成，它与其他物质间有如下的转化关系：

　　（1）写出下列反应的离子方程式：⑦～④_________________；

　　　　　②～⑥_________________________________________。

　　（2）溶液①中两溶质可能有多种组合，将其可能的化学式及其物质的量nA、nB之间应满足的关系填入下表（有几种情况填几种，可不填满，也可补充）。 

答案：

　　（1）2SO32－＋O22SO42－；H2S＋2OH－S2－＋2H2O

　　（2）A填Na2S，B填Na2SO3；；

　　　　 A填Na2S，B填Na2S2O3；。

3、氮族元素及其化合物的相互转化：

一、氮及其重要化合物

　　二、磷及其重要化合物

例4、下图为短周期元素组成的中学常见A～J十种物质的转换关系。已知A、B、C、D均为单质，通常状态下单质A、C、D为气态B为固态。它们在一定条件下可发生如下列框图所示的化学反应，得到E～J等化合物（图中物质的状态均为常温常压下的状态）。

有关反应的化学计量关系为：

　①A与B按物质的量之比n（A）︰n（B）=1︰2完全反应生成G

　②B与C按物质的量之比n（B）︰n（C）=3︰1完全反应生成F

　③C与D按物质的量之比n（C）︰n（D）=1︰3完全生成E

请填空：

　　（1）构成上述物质各元素的离子中，电子层结构相同且按其离子半径由大到小排列的顺序是（用离子符号表示）_________________。

　　（2）物质G的电子式是______________，其化学键类型是_________________。

　　（3）B和C反应生成F的化学方程式为_________________。

　　（4）实验室制取E反应的化学方程式_________________，干燥E时常用干燥剂的名称是_________________。

　　（5）室温下将F投入J可生成E和一种白色难溶物X，该反应的化学方程式为_________________；若将I通入J中可生成H和某物质Y，X与Y溶液可发生中和反应，该反应的离子方程式为__________________。

答案：

　　（1）N3－>O2－>Mg2＋

　　（2）Mg2＋　　离子键

　　（3）3Mg＋N2Mg3N2

　　（4）2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O　　（碱石灰）

　　（5）Mg3N2＋6H2O3Mg(OH)2↓＋2NH3↑

　　　　 Mg(OH)2＋2H＋Mg2＋＋2H2O

练习3、图中1～分别代表有关反应中的一种物质，请填写以下空白：

　　（1）①、③、④的化学式分别是____________、_________、____________。

　　（2）⑧与⑨反应的化学方程式是__________________________________。

答案：

　　（1）NH4HCO3；NH3；O2

　　（2）C＋4HNO3（浓）4NO2↑＋CO2↑＋2H2O

4、碳硅及其重要化合物

例5、在25℃，101kPa条件下，将15L O2通入10L CO和H2的混合气中，使其完全燃烧，干燥后，恢复至原来的温度和压强。

　　（1）若剩余气体的体积是15L，则原CO和H2的混合气中

　　　　V(CO)= _________________L，V(H2)= _________________L。

　　（2）若剩余气体的体积为aL，则原CO和H2的混合气中V(CO)︰V(H2)= ____________。

　　（3）若剩余气体的体积为aL，则a的取值范围是_________________。

解析：

　　本题主要考查计算推理能力，涉及的两个燃烧反应方程式如下：

　　2CO＋O22CO2　　　2H2＋O22H2O（1）

　　仔细审视这两个方程式的化学计量数可知：

（1）无论是CO或H2，它们燃烧所需要O2的物质的量都只是自己的一半

（2）燃烧前的CO和燃烧后的CO2的物质的量是相等的，因此其体积是不变的。但是燃烧前的H2的体积在燃烧后是不计的。

　　据此，代入题设数据可知：

（1）10L CO和H2的混合气，充分燃烧只需要5L O2，题给15L，将多余10L。

　　如果剩余气体为15L，则必定还有CO2，它来源于CO，它们的体积应是：

　　V(CO2)=V(CO)=(15－10)L=5L

　　因此H2的体积应是V(H2)=(10－5)L=5L

（2）剩余气体为aL，其中有O2 10L，所以CO2应是（a－10）L，CO2来自CO。

　　V(CO)=V(CO2)=(a－10)L

　　V(H2O)=10L－(a－10)L=(20－a)L

　　V(CO)︰V(H2)=(a－10)︰(20－a)

（3）剩余气体为aL，其中必含O2 10L，因此a>10.

　　又因为，氧气实际消耗（15－10）L，两种气体合计共为10L，如果全部是H2，则剩余气体只有O2应该是10L；如果全部是CO，则剩余气体还有10L的CO2，全部剩余气体应该是V(O2)＋V(CO2)=10L＋10L=20L

　　即a的取值范围是10L≤aL≤20L

　　如果，原料气指定是混合气则10<a<20

答案：

　　（1）5，5

　　（2）

　　（3）10<a<20

练习4、取等物质的量浓度的NaOH溶液两份，两份均为50mL，向其中各通入一定量的CO2，随后分别各取溶液10mL，将其稀释成100mL，并分别向稀释后的溶液中逐滴加入0.1mol/L的HCl溶液，产生的CO2气体体积（标准状况）与所加盐酸的体积之间的关系如下图所示（设分别为A、B两种情况）

回答下列问题：

　　（1）在（A）情况下，溶质为（写化学式）____________________________，其物质的量之比为_________________，在标准状况下通入CO2气体的体积为_________________。

　　（2）在（B）情况下，溶质为（写化学式）_________________，其物质的量之比为_________________，在标准状况下通入CO2气体的体积为_________________。

　　（3）原NaOH溶液的物质的量浓度为__________________________________。

答案：

　　（1）NaOH，Na2CO3；1︰1；280mL

　　（2）Na2CO3，NaHCO3；1︰1；560mL

　　（3）0.75mol/L

附：

1、卤素（单质、化合物）的相似性、递变性

（1）相似性：

　　①单质均为双原子非极性分子；

　　②主要化合价为－1价，最高正价为＋7价（氟除外）；

　　③强氧化性。

（2）递变性：

　　①原子半径和离子半径增大

　　②非金属性与单质氧化性减弱

　　③与H2化合或与水反应由易到难

　　④氢化物稳定性减弱

　　⑤最高价氧化物的水化物酸性减弱

　　⑥卤离子还原性增强

　　⑦前面元素的单质能把后面元素置换出来

　　⑧单质颜色变深，熔沸点升高

2、Cl2的化学性质

3、H2SO4、HNO3的化学性质

（1）硫酸的化学性质

　　浓H2SO4是氧化性酸，稀H2SO4是非氧化性酸，H2SO4无论是浓的还是稀的都具有酸的通性，由于浓硫酸中含有大量未电离的硫酸分子，故还具有特性：

1、吸水性：吸收游离的水分

　　H2SO4＋nH2OH2SO4·nH2O（n=1，2，4等）

　　浓H2SO4可干燥O2、H2、CO、CO2、SO2、Cl2、HCl、N2、CH4等气体，而不能干燥碱性气体（如NH3），还原性气体（如H2S、HBr、HI）。

2、脱水性：将有机物中的H、O按2︰1的比例脱去。

　　

3、强氧化性：可氧化大多数金属（除Pt、Au）和其他还原性物质（如H2S、HBr、HI、Fe2＋、C等）

　　Cu＋2H2SO4（浓）CuSO4＋SO2↑＋2H2O（氧化性、酸性）

　　C＋2H2SO4（浓）CO2↑＋SO2↑＋2H2O（氧化性）

　　在以上反应中，浓H2SO4一般被还原为SO2。常温下，Al、Fe在浓H2SO4中钝化，也是浓H2SO4强氧化性的表现。

　　此外，浓H2SO4在某些有机反应中，可作催化剂、脱水剂、磺化剂等。

（2）HNO3的化学性质

（1）强酸性（具有酸的通性）

　　稀硝酸使石蕊试液变红色，浓硝酸使石蕊试液先变红（H＋作有），后褪色（强氧化作用，即漂白作用）。用此实验可以证明浓硝酸的氧化性比稀硝酸强。

（2）不稳定性：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O

　　由此反应可推知下列事实：

　　①浓硝酸一般呈黄色，是由于硝酸分解产生的NO2溶于硝酸的缘故。

　　②硝酸浓度越大越易分解，因此，浓硝酸应放入棕色瓶中（避光）、阴凉处保存（避免受热分解），用玻璃塞（酸会腐蚀橡皮塞）而不能用橡皮塞。

　　③强氧化性（HNO3中＋5价N有很强的得电子能力）：

　　硝酸不论浓、稀都是氧化性的酸。硝酸和金属或非金属单质反应规律如下：

　　①金属和硝酸反应，不论金属活泼与否，不论硝酸浓度大小，一般无氢气放出。这是因为H＋夺得电子的能力不及硝酸中＋5价氮元素夺电子的能力。

　　②在金属活动顺序表中、排在氢以后的较不活泼的金属和硝酸反应，如果是浓硝酸，则还原产物是NO2，如果是稀硝酸，还原产物是NO，金属则氧化成相应的硝酸盐。要对金属和硝酸反应进行定性和定量的分析。

　　Cu＋4HNO3（浓）Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O（实验室制NO2）

　　3Cu＋8HNO3（稀）3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O（实验室制NO）

　　③室温下浓硝酸使铁、铝钝化。（发生了化学反应）

　　④浓硝酸和浓盐酸按物质的量之比为1︰3组成的混合物叫王水，王水能溶解铂和金：

　　3Pt＋4HNO3（浓）＋18HCl3H2PtCl6＋4NO↑＋8H2O

　　Au＋HNO3（浓）＋4HClHAuCl4＋NO↑＋2H2O

　　⑤非金属和浓硝酸反应，非金属被氧化成最高价氧化物或最高价氧化物对应的水化物，如：

　　4HNO3（浓）＋C2H2O＋4NO2↑＋CO2↑

　　6HNO3（浓）＋SH2SO4＋6NO2↑＋2H2O

　　5HNO3（浓）＋PH3PO4＋5NO2↑＋H2O

4、离子的检验：

例6、某酸性溶液（可能含有Br－、SO42－、H2SO3、NH4＋）分别进行如下实验：

　①加热时放出的气体可以使品红溶液褪色；

　②加碱调至碱性后，加热时放出气体可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝；

　③加入氯水后，溶液略显黄色，再加入BaCl2溶液，产生的白色沉淀不溶于稀硝酸。

对于下列物质不能确认其在原溶液中是否存在的是（　）

A．Br－　　　　　　　　　　　　　　B．SO42－

C．H2SO4　　　　　　　　　　　　　 D．NH4＋

解析：

　　加热时放出的气体可以使品红溶液褪色，则溶液中一定含有H2SO3，因H2SO3不稳定，分解产生的SO2可使品红溶液褪色。加碱加热后，产生使润湿的红色石蕊试纸变蓝的气体为NH3，说明溶液中有NH4＋。加入氯水时溶液显黄色，说明有Br－，而生成的不溶于HNO3的沉淀BaSO4，不能确定是原溶液含有SO42－，还是H2SO3被Cl2氧化生成SO42－。

答案：B

练习5、溶液A可能含有等物质的量浓度的Cl－、AlO2－、S2－、SiO32－、SO32－、CO32－、SO42－、PO43－离子中的几种。现进行如下实验：

　①取5mL A溶液，往其中通入足量CO2，得到白色沉淀B。B能完全溶于盐酸；

　②另取5mL A溶液，往其中加入盐酸，生成气体C，但不产生沉淀。将C通入CuSO4溶液，有黑色沉淀D生成。

根据以上实验回答：

　　（1）溶液A中肯定存在的离子有____________________________；

　　（2）溶液A中肯定不存在的离子有__________________________；

　　理由是_____________________________________________________

答案：

　　（1）AlO2－，S2－

　　（2）SiO32－，SO32－；AlO2－和SiO32－与碳酸反应生成的产物是Al(OH)3和H2SiO3，前者可溶于盐酸，而后者不行，所以应存在AlO2－而排除SiO32－；加盐酸生成气体可能有下列几种情况：CO2或H2S或SO2或混合物，由于气体通入CuSO4溶液后有黑色沉淀生成，说明肯定存在S2－而排除SO32－的存在，因为6H＋＋2S2－＋SO32－3S↓＋3H2O。

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