非金属及其化合物.doc

非金属及其化合物命题趋向1考试大纲中对非金属元素及化合物这块内容可分成二部分来理解。第一部分是卤素等典型的非金属元素的化合物；第二部分是其它非金属元素（如氢、氧、硫、氮、磷、碳和硅等）的化合物。每年的化学高考试题中往往都要考查到典型非金属元素及其化合物。2元素化合物知识的考查往往跟元素周期律、物质结构等基础理论内容相综合。最后阶段的复习中要注意元素化合物知识跟基础理论内容的综合应用，提高解决学科内综合问题的能力。3考试大纲中有多条类似于“以为例，了解（或理解、掌握）”的内容叙述，如：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、“三废处理”与环境保护以及生产过程中的综合经济效益问题等等。对这些内容的要注意理解实质，达到“举一反三”的要求。在这些内容往往是高考命题的重点。4元素化合物知识复习中要注意相似、相近内容的总结归纳。如SO2、CO2、SO3、P2O5、SiO2等都是酸性氧化物，它们在性质有相似之处也有相异点。高考命题时常会把这种关系编入试题中。近几年的高考试题中这种趋向比较明显，值得大家重视。5重视元素化合物知识跟化学实验的综合。近几年的实验试题，都是以元素化合物性质为落点。估计近几年内这种命题趋向不会有太大的变化。(一)学习方法指导 1.每族元素抓住代表物.重点讨论该元素的单质、氧化物、氢化物、酸、碱或盐等有关知识.2.注意该族元素与其代表物在结构、性质上的相似性、递变性和特殊性.3.研究结构应分两个层次考虑.(1)原子结构(价电子数、原子半径、核电荷数等)(2)分子结构(主要指化学键的种类及牢固程度) 4.理清下列关系. 5.元素化合物知识网络化元素化合物的知识在中学化学教材中占有较重的比例,内容繁多锁碎,要尽可能以最佳的方法或方式来总结成网络图,主线明确、脉络清晰.(二)非金属元素在周期表中的位置及结构特点.(1) 除H外,非金属元素均在“阶梯线”的右上方(2) 非金属元素(包括稀有元素)均在主族(零族)(3) 最外层电子数一般4(H.B除外)(4) 原子半径比同周期金属半径小.(稀有元素除外)(三)非金属元素的性质及递变规律1.单质: (1)结构:除稀有气体外,非金属原子间以共价键结合.非金属单质的成键有明显的规律性.若它处在第N族,每个原子可提供8N个价电子去和8N个同种原子形成8N个共价单键,可简称8N规则;(H遵循2N规则).如A族单质:xx;H的共价数为1,HH,第A族的S,Se、Te共价单键数为862,第A族的P、As共价单键数853.但第二周期的非金属单质中N2、O2形成多键.（2）.熔沸点与聚集态它们可以分为三类:小分子物质.如:H2、O2、N2、Cl2等,通常为气体.多原子分子物质.如P4、S8、As等,通常为液态或固态.,但熔、沸点因范德华力较大而比高,Br2、I2也属此类，一般易挥发或升华.金刚石、晶体硅和硼等,是非金属单质中高熔点“三角区”，通常为难挥发的固体.（3）.导电性非金属一般属于非导体,金属是良导体,而锗、硅、砷、硒等属于半导体.但半导体与导体不同之一是导电率随温度升高而增大.（4）.化学活性及反应 非金属一般为成酸元素,难以与稀酸反应. 固体非金属能被氧化性酸氧化.2.氢化物 3.卤化物:易水解 如 PCl33H2OH3PO33HCl SiCl43H2OH2SiO34HCl BCl33H2OH3BO33HCl BrF53H2OHBrO35HF利用此法可制得氢卤酸和含氧酸4.含氧酸 同周期非金属元素最高价含氧酸从左到右酸性增强 氧化性:同种元素低价强于高价含氧酸如: HClOHClO3HClO4(稀) H2SO3H2SO4(稀) HNO2HNO3(稀)(四)氢气 水.1.氢气:常温不很活泼,大多需高温(点燃)或用催化剂.高温下,作很好的还原剂.2.水(1)水参与的反应(2)水处理除去悬浮物:用明矾或FeCl3.脱色去味:用活性炭.杀菌消毒:用液氯、漂白粉、CuSO4.硬水软化:煮沸法、药剂法、离子交换法想一想:每种方法的原理是什么?分属何种变化?【考点突破】一 氯及化合物的性质次氯酸、漂白粉的性质HClO分子的结构式为H-O-Cl（氧处于中心），所以电子式为。次氯酸、次氯酸钙等有多方面的性质，经常用到以下几方面性质：（1）HClO是一种弱酸，与碳酸比较电离能力有如下关系：H2CO3HClOHCO3-，请分析下列反应：少量二氧化碳通入NaClO溶液中：NaClO + CO2+H2O=NaHCO3+HClO氯气通入碳酸氢钠溶液中： Cl2+NaHCO3=NaCl+CO2+HClO（2）ClO-是一种弱酸的酸根离子，能发生水解反应：ClO-+H2OHClO+OH-，所以次氯酸钙溶液显碱性。若遇到铁盐、铝盐易发生双水解：3ClO-+Fe3+3H2O=Fe(OH)3+3HClO（3）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，但不能使品红溶液褪色。如：硫酸亚铁溶液遇漂白粉：2Fe2+ + 5ClO- + 5H2O = 2Fe(OH)3+Cl- + 4HClO漂白粉遇亚硫酸酸盐：ClO-+SO32-=Cl-+SO42-（4）HClO见光易分解：2HClO2HCl+O2（5）次氯酸钙中的Ca2+、ClO-可以表现出一些综合性质。如少量二氧化碳通入次氯钙溶液中：Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO注意理解二氧化碳、碳酸钠、碳酸氢钠分别跟次氯酸钙溶液反应的差异：Ca(ClO)2+Na2CO3=CaCO3+2NaClOCa(ClO)2+NaHCO3=CaCO3+HClO+NaClO考点1 氯水的成分的复杂性和多样性1氯水的成分和性质成分表现的性质反应实例Cl2呈黄绿色强氧化性加成反应Cl2+Mg Cl2+2KI Cl2+H2SO3+H2O Cl2+CH2=CH2 H+强酸性2H+CaCO3 滴入紫色石蕊试液先 ，后 HClO弱酸性强氧化性HClO+OH-ClO-+H2O漂白、杀菌、消毒Cl-沉淀反应Cl-+Ag+AgCl2Cl2+H2OH+Cl-+HClO平衡移动的应用向氯水中加入的物质浓度变化平衡移动的方向应 用可溶性氯化物c(Cl-) 用饱和食盐水除Cl2中的HCl用排饱和食盐水法收集Cl2盐酸c(H+)和c(Cl-) 次氯酸与浓盐酸反应制Cl2NaOHc(H+) 用NaOH溶液吸收多余的Cl2Ca(OH)2c(H+) 制漂白粉CaCO3c(H+) 制高浓度HClO溶液光照c(HClO) 氯水闭光保存或现用现配特别提醒：Cl2+H2OH+Cl-+HClO平衡移动的各种情况均可归结到勒夏特列原理，故掌握知识要“以不变应万变”。考点2 氯气的制法1实验室制法（1）反应原理： 。说明：若没有浓盐酸时，可用 代替； 若没有MnO2时可用 代替，此时可不加热。另外KClO3、K2Cr2O7、Ca(ClO)2、PbO2等也可代替MnO2；加热温度不宜过高，否则制得的Cl2中HCl气体杂质较多。（2）发生装置：用分液漏斗、圆底烧瓶等组装的典型固液加热制气装置。（3）气体的净化与干燥：C12的净化用 或 洗气，除去混在C12中的HCl气体；用 干燥。（4）收集： 法或排 法（饱和食盐水可除去Cl2中的HCl气体）。（5）气体的检验：用 检验。（6）尾气处理：用 吸收多余的Cl2，以防Cl2污染大气。2.工业制法：电解饱和食盐水：考点3 卤素及化合物的特性与卤素的检验1卤素及化合物的特性卤族元素是最外层电子数最多的主族元素，卤族是唯一全部由非金属元素构成的元素族，卤素的非金属性比同周期其他元素都强。（1）氟是 的非金属，单质的氧化性 ，氟离子（-）很难被氧化。氟元素在化合物中化合价只有 ， 正价，常温下氟气与水剧烈反应且 其他卤素(产物不同，原理不同)， 从其他卤化物的水溶液中置换出其他卤素(先与水发生置换反应)，能与稀有气体反应(常见的产物均为白色)。（2）溴在常温下为 色液体(唯一液态非金属单质)，极易挥发产生红棕色且有毒的溴蒸气。实验室通常将溴密闭保存在 处，且在试剂瓶中加 进行液封，不能用 。（3）碘是 色固体，具有金属光泽，易升华(常用于 )、易吸潮(遇铁在水催化下易反应，故盛碘的瓶子不能用铁盖)，使淀粉变 色(常用来检验碘的存在)，碘的氧化性较其他卤素弱，与变价金属铁反应生成 而不是 。（4）氢氟酸为 酸，有剧毒， 腐蚀玻璃，实验室中常用 容器保存。Ag易溶于水，无感光性，其他卤化银难溶于水，具有感光性。2卤素的检验（1）氯气为黄绿色，有刺激性气味，并可使某些潮湿的有色物质褪色。氯气具有强氧化性，可使湿润KI淀粉试纸呈现 色，因此可用于检验氯气的存在。（2）利用碘单质能与淀粉溶液呈现 色的性质可用于检验碘单质的存在。（3）AgCl、AgBr、AgI都不溶于稀HNO3，且颜色逐渐加深，分别为 色、 色、 色，所以，可用 溶液来检验Cl-、Br-、I-的存在。（4）也可以用卤素单质间的置换反应和有机溶剂萃取的方法来检验卤素单质。考点4 卤素互化物与拟卤素1. 与卤素单质的性质相似，其原子团是化合物中的阴离子，也有与卤素阴离子相似的性质。如：氰(CN)2 ，硫氰(SCN)2等物质，称为拟卤素。可以和碱反应：(CN)2+2NaOH 与氧化剂反应：(CN)2+MnO2 2. 不同的卤素之间可以互相化合，形成一系列化合物，如IBr等，这类化合物称为卤素互化物，与卤素单质的性质相似。与水反应：IBrH2O 与碱反应：IBr2NaOH 其中非金属性弱的卤素显价。复习技巧1、注意氯水的成分的多重性氯水成分复杂，氯水中存在的粒子：四种分子：H2O、Cl2、HClO、O2（及其少量）。四种离子：H、Cl 、ClO 、OH（及其少量）。由于氯水组成成分多样化，所以氯水的性质必然多样化。表现在：颜色、酸性、氧化性及其变化；H参加的反应；Cl参加的反应；Cl2参加的反应；HClO参加的反应；多微粒同时表现；新制氯水与久置氯水的比较。2、注意知识的应用 学会实验探究卤族元素及其化合物对所涉及的探究性问题较多，主要集中在：Cl2的性质及制法；氯水的成分及性质；卤离子的检验等。无论哪种探究性试题，万变不离其中，仍然是将化学性质和实验探究融合在一起，打好这两方面扎实的基础，就能迎刃而解。二 氧、硫及其化合物考点1 硫的性质1.物理性质硫有 同素异形体。如单斜硫、斜方硫、弹性硫等。常温为 色晶体（淡黄色固体有： 等）。2.化学性质硫原子最外层6个电子，较易得电子，表现较强的氧化性。（1）与金属反应：Na+S （剧烈反应并发生爆炸）Al+S （制取 的唯一途径） Fe+S （黑色）（2）与非金属的反应：S+O2 S+H2 H2S（3）与化合物的反应S+6HNO3（浓） S+2H2SO4（浓） S+NaOH 考点2 二氧化碳和二氧化硫性质的异同1物理性质相同点：常温下，都是 色气体，密度都 空气。不同点：CO2 气味，SO2有 气味；CO2 毒，SO2 毒；CO2 水（1体积水大约溶解1体积气体），SO2 水（1体积水大约溶解40体积气体）；SO2易液化。2化学性质相同点：都是 氧化物。都能和水反应，生成的酸 稳定，只能存在于溶液中CO2+H2OH2CO3；SO2+H2OH2SO3。都能与碱反应，用量比不同，可以生成两种盐。SO2、CO2气体通入澄清石灰水中，都是先生成沉淀，当SO2、CO2过量时又溶解。Ca(OH)2+SO2 CaSO3+SO2+H2O Ca(OH)2+CO2 CaCO3+CO2+H2O 不同点：SO2常表现 性：2SO2+O22SO3 CO2表现 性：CO2+C2COSO2被高锰酸钾、氯水、溴水、碘水等氧化剂氧化，CO2不能。SO2具有漂白性，能漂白某些有色物质，CO2不能。造成环境破坏的原因不同：SO2形成 ，CO2引起 。考点3 浓硫酸和稀硫酸氧化性比较比较项目浓硫酸稀硫酸氧化性强弱 氧化性（S） 氧化性（H+）氧化性的原因 还原产物一般是 ，可以是硫单质H2与金属单质的反应在常温下，使铁、铝钝化，因加热条件下可以反应。规律：金属H2SO4 能与排在金属活动顺序表氢之前的金属发生置换反应。与非金属单质的反应加热条件下可以和某些非金属单质反应不能反应与H2S等还原性物质反应能够反应不能反应考点4 溶液中SO42-的检验1原理：利用Ba2+SO42-BaSO4（白色），BaSO4 盐酸、硝酸的特性。2试剂： 。3检验的误区干扰检验的离子：Ag+能与SO42-离子反应生成难溶于水的白色沉淀Ag 2SO4；Ag+还能与Cl-反应生成难溶于水的白色沉淀AgCl；SO32-、CO32-、SiO32-、PO43-等能与Ba2+反应生成难溶于水的白色沉淀。但这些白色沉淀溶于强酸中。4检验步骤在待测溶液中加入 ，排除 等离子的干扰。注意一般不用稀HNO3，因为稀HNO3能将 氧化成 而被漏检。在排除干扰后的溶液中加入 ，产生的白色沉淀一定是BaSO4，则此溶液中一定含有SO42-。复习技巧1、利用理论统摄 抓紧硫的价态氧族元素的学习要以物质结构、元素周期律、氧化还原反应知识为指导，根据氧族元素的原子结构特征和在周期表中的位置，理解氧族元素性质的相似性和递变性，结合具体知识对所学的物质结构、元素周期律的知识进行迁移与运用，充分利用氧化还原反应知识来理解硫元素的价态变化。总结氧气参与反应的规律： 2、明确重点知识 注意迁移应用 本章的重点知识在于SO2及硫酸的性质。SO2的实验室制法、SO2的检验与净化、+4硫的氧化性和还原性、SO2的漂白；稀、浓H2SO4的性质及SO42、SO32的检验等。注意总结SO2与CO2、CO32、SO32、SO42、Cl在相关实验设计中的相互干扰，这也是同学们经常出错的地方。如鉴别SO2和CO2不能用澄清石灰水，可用：品红溶液；氢硫酸；酸性KMnO4溶液；溴水；用HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液；FeCl3。其实验原理及化学反应方程式、实验现象等，请同学们自己分析。三 氮及其化合物考点1 氮的氧化物1.氮元素有1、2、3、5等五种正价态，五种正价对应六种氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5。其中N2O3和N2O5分别是HNO2和HNO3的酸酐。NO是一种 色还原性较强的气体，易被O2氧化生成 ，NO2是一种 色的易溶于水且与水反应的气体，氧化性强，能氧化SO2，能使湿润的KI淀粉试纸变 。2.NO、NO2都是大气污染物，空气中NO、NO2主要来自石油产品和煤燃烧、汽车尾气以及制硝酸工厂的废气。其中空气中的NO2是造成 的主要因素。3NO、NO2的制法（1）NO的实验室制法原理： 装置：铁架台、铁夹、铁圈、烧瓶、分液漏斗、胶塞、导管、酒精灯等收集： 检验：无色气体和空气接触立即变红棕色（2）NO2的实验室制法原理： 装置：锥形瓶(或烧瓶)、分液漏斗、带导管胶塞收集： 考点2 氨的性质1氨的物理性质氨气为 色、有 气味的气体，比空气轻，易液化， 溶于水，氨水的密度小于水的密度，氨水的浓度 ，密度 。 2氨的化学性质；（1）与水反应，溶液呈碱性：NH3+H2ONH3H2ONH4+OH-氨水中所含有微粒： ，氨水中溶质通常看作为NH3，而不是NH3H2O。（2）与酸反应 NH3+HNO3NH4NO3 HCl+NH3NH4Cl H2SO4+2NH3(NH4)2SO4 氨气与氯化氢相遇便产生 ，可用于NH3与HCl的相互检验。（3）还原性 NH3分子中氮元素呈3价，具有还原性，能在一定条件下与O2、Cl2、CuO等反应，被它们氧化：2NH33Cl2 2NH33CuO 3氨气的实验室制法（1）原理：固态铵盐与碱加热反应： （2）发生装置：固+固+加热型，与制备 气体相似；（3）收集： 。（4）干燥：在干燥管中盛放 作干燥剂。不能用浓硫酸、P2O5、无水氯化钙作干燥剂，因CaCl2吸收氨气生成CaCl28NH3。（5）验满：a用湿润的红色石蕊试纸放在瓶口，若变蓝，则满；b蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口，若产生白烟，则满。考点3 硝酸的强氧化性硝酸不论浓稀都具有强氧化性，主要有以下几个方面体现：1金属与硝酸反应，不论金属活泼与否，也不论硝酸的浓度大小，一般 氢气放出。这是因为： 。2金属活动顺序表中，较不活泼的金属（如铜、银等）都能和硝酸反应，一般浓硝酸被还原为 , 稀硝酸被还原为 ，金属则变为相应的 。这类反应中硝酸只有一部分体现 被还原，另一部分体现 生成硝酸盐。Ag+2HNO3(浓) 3Ag+4HNO3(稀) 3铁、铝常温下遇浓硝酸，由于浓硝酸具有 ，所以在金属的表面形成一层 ，阻止反应继续进行，这个过程叫 。所以可用铁、铝容器装运浓硝酸（或浓硫酸）。4非金属（如碳、硫等）也可以和浓硝酸发生反应，非金属被 ，硝酸完全被还原成 。这和金属与硝酸的反应不同，在有关判断及计算题中应该注意。C+4HNO3 S+6HNO3(浓) 5浓硝酸和浓盐酸按1:3的 比组成的混合物叫 ，它能溶解惰性金属铂、金，这也是硝酸强氧化性的体现。此外，硝酸还可以氧化很多还原性化合物，如：S2-、SO32-、I-、Fe2+等特别提醒：有硝酸参与的氧化还原反应的计算：（1）单质与硝酸的反应，分析讨论是金属还是非金属，若为金属参加的反应硝酸分为两部分，一部分作氧化剂，另一部分起酸性生成硝酸盐，应先确定未被还原的硝酸，再由电子得失守恒求解。若为非金属单质与硝酸反应时，硝酸全部被还原。（2）Cu与HNO3的反应中随着反应的进行浓度逐渐变小，产物由NO2变成NO，最终为混合气体。可以这样理解并分析：反应的硝酸在产物中共三部分：Cu(NO3)2 HNO3可以看出：被还原的硝酸无论生成NO还是NO2均为一个N原子与一个HNO3的比例关系，即：被还原的硝酸与气体的物质的量相等。而未被还原的硝酸总是生成最高价金属的硝酸盐如Cu (NO3)2，一个金属离子与金属离子最高价数个HNO3成比例关系，即未被还原的HNO3与金属离子的最高价态数相等。复习技巧1、抓理论带性质在学习中，同学们应以物质结构，元素周期律为指导，抓住物质结构及在周期表中的位置跟物质性质的关系，分析氮族元素及形成的单质和化合物性质的相似性和递变规律，从而找出它们之间的内在联系。要抓不同价态的氮元素具有不同的氧化性或还原性，形成氧化还原的知识链。从氮或磷的各种化合物的类型认识各自有关的性质，同时注意典型物质的特殊性。2、抓计算重技巧 本章的计算主要有：氮的氧化物、氢化物溶于水的有关计算；硝酸及硝酸工业的计算等。同学们要注意总结，归纳解题方法，并掌握一些结论，对提高解题速度和质量大有益处。如Cu与HNO3反应类试题的解答要抓住“两个守恒”和“一个关系”。两个守恒：N元素质量守恒和得失电子守恒。一个关系：起酸作用的硝酸的物质的量是Cu2的量和Cu2所带电荷数的乘积。如果是混酸与Cu反应根据溶液中H的总量来判断反应的情况。其他金属和硝酸反应也可按照以上方法进行求解。四 碳族元素、无机非金属材料考点1 碳族元素1碳族元素的化合价碳族元素常见化合价为+2和+4，其中碳、硅、锗、锡的 价化合物较稳定，而铅的 价化合物稳定。由氧化还原反应的化合价升降来研究碳族元素的物质，其性质规律如下：（1）碳族元素的单质以 为主，如碳、硅都被氧气氧化。碳作还原剂，温度越高，还原性 ，高温时碳可还原氧化铜。锡、铅都能与盐酸反应置换出氢气等。（2） 价化合物有还原性。如CO高温时能还原某些金属氧化物（Fe2O3、CuO等）。（3） 价化合物有氧化性。如CO2和碳高温下反应生成CO，PbO2在化学反应中是强氧化剂等。2除去CO、CO2气体中混有的杂质（括号内为杂质）（1）CO(CO2) ：通过盛有的 洗气瓶。（2）CO2(CO)：通过盛放 的硬质玻璃管。（3）CO2(O2)：通过盛放 的硬质玻璃管。（4）CO2(SO2)：通过 或 。（5）CO2(HCl)：通过 。（6）CO2(H2S)：通过 。考点2 碳酸盐性质的一般规律1溶解性规律：碱金属的正盐溶解度 酸式盐（如：Na2CO3 NaHCO3）；碱土金属（第A族）的正盐溶解度 酸式盐如：CaCO3 Ca(HCO3)2。2稳定性：难溶性的碳酸盐、(NH4)2CO3及酸式盐受热 ；可溶性的碳酸盐较稳定，受热 ；一般来说：稳定性大小顺序为正盐 酸式盐。3酸式盐与碱反应时的产物要根据相对用量判断。如在Ca(HCO3)2溶液中滴加NaOH溶液：Ca(HCO3)2+NaOH （NaOH少量）Ca(HCO3)2+2NaOH （NaOH过量）4CO32-和HCO3-的检验（1）CO32-的检验方法：向待检溶液中滴加过量的 溶液，生成 ，再加入 ，白色沉淀又溶解，且生成无色、无味的气体，则检得溶液中有CO32-。（2）HCO3-的检验方法：向待检溶液中滴加足量的 的可溶性盐溶液，若无明显现象，再向溶液中加入足量的 （如 等）溶液，溶液中逸出无色、无味的气体，则待检溶液中有HCO3-。考点3 硅及其化合物的特性1Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si：2CSiO2 2非金属单质跟碱液作用一般无H2放出，但Si却放出H2：Si2Na2OHH2O 3非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但Si能与HF作用：Si+4HF 4非金属单质一般为非导体，但Si为 。5SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接将它与水作用制备H2SiO3。6非金属氧化物的熔沸点一般较低，但SiO2的熔沸点却 。7酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能跟HF作用：SiO24HF 8无机酸一般易溶于水，H2SiO3却难溶于水。9因碳酸的酸性强于硅酸，所以在Na2SiO3溶液中通入CO2能发生下列反应：Na2SiO3+CO2+H2O ，但在高温下2Na2CO3+SiO2 也能发生。10Na2SiO3的水溶液称水玻璃，但它与玻璃的成分大不相同，硅酸钠水溶液（即水玻璃）俗称 ，但它却是 的溶液，并不是 溶液。考点4 无机非金属材料1传统无机非金属材料水泥和玻璃的生产方法硅酸盐产品水泥玻璃主要设备水泥回转窑玻璃窑原料石灰石和粘土纯碱、石灰石、石英(过量)反应原理复杂