高中化学碳和硅的知识点介绍

高中化学碳和硅的知识点介绍

导读：我根据大家的需要整理了一份关于《高中化学碳和硅的知识点介绍》

的内容，具体内容：在高中的化学学习中，学生过会学习到很多的知识点，

下面的我将为大家带来化学中关于碳和硅的知识点的介绍，希望能够帮助

到大家。高中化学碳和硅的知识点（一）碳族元素1、.•・

在高中的化学学习中，学生过会学习到很多的知识点，下面的我将为大

家带来化学中关于碳和硅的知识点的介绍，希望能够帮助到大家。

高中化学碳和硅的知识点

（一）碳族元素

1、组成和结构特点

（1）碳族元素包括碳、硅、楮、锡、铅五种元素，位于元素周期表的IVA

族。

（2）碳族元素原子最外层有4个电子，在化学反应中不易得到或失去电

子，易形成共价键。主要化合价有+2和+4价，其中碳和硅有负价。碳族

元素在化合物中多以+4价稳定，而铅在化合物中则以+2价稳定。碳族元

素中碳元素形成的单质（金刚石）硬度最大;碳元素形成的化合物种类最多;

在所有非金属形成的气态氢化物中，CH4中氢元素的质量分数最大;12c是

元素相对原子质量的标准原子;硅在地壳中的含量仅次于氧，其单质晶体

是一种良好的半导体材料。

2、性质的递变规律

随着原子序数的增大，碳族元素的原子半径依次增大，由非金属元素逐

渐转变为金属元素，即金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱;最高价氧化

物对应水化物的酸性逐渐减弱，碱性逐渐增强;气态氢化物的稳定性逐渐

减弱，还原性逐渐增强。

(二)碳及其化合物

1、碳单质

(1)碳的同素异形体

金刚石

石墨

足球烯

晶体类型

原子晶体

过渡性晶体

分子晶体

微粒间作用力

共价键

层内共价键，层间范德华力

范德华力

熔沸点

很高

很高

低

溶解性

一般不溶

难溶

易溶于有机溶剂

硬度

最大

质软

很小

导电性

不导电

导电

不导电

(2)碳的化学性质

常温下碳的性质稳定，在加热、高温或点燃时常表现出还原性，做还原

剂，温度越高，还原性越强，高温时的氧化产物一般为一氧化碳。

溶解性不同：一般情况下，所有的钾盐、钠盐和镂盐是可溶的，所有的

酸式盐是可溶的，正盐的溶解度小于酸式盐的溶解度，但碳酸钠的溶解度

大于碳酸氢钠的溶解度。

热稳定性不同：一般情况下，难溶的正盐和酸式盐受热易分解，可溶性

碳酸盐稳定不易分解。

与酸反应的剧烈程度不同：两者都能与强酸(H+)反应产生C02,但反应

的剧烈程度不同，根据反应的剧烈程度可鉴别两者。

可溶性盐的水解程度不同：相同浓度的正盐溶液的pH值大于酸式盐溶

液的pH值。

与碱反应不同：弱酸的酸式盐可与碱反应生成正盐。

与盐反应不同：碳酸钠可与氯化钙或氯化钢反应生成难溶性碳酸盐，但

碳酸氢钠不反应。

(2)碳酸根和碳酸氢根的检验

C032?D的检验方法：向待检溶液中滴加过量的CaC12溶液。若生成白色

沉淀，再加入稀盐酸或稀硝酸。若白色沉淀又溶解，且生成无色、无味的

气体，则检得溶液中有C032?D。

HC03?D的检验方法：向待检溶液中滴加足量的Ca2+或Ba2+的可溶性盐

溶液。若无明显现象，再向溶液中加入足量的酸(如盐酸、硝酸、醋酸等)

溶液。若溶液中逸出无色、无味的气体，则待检溶液中有HC03?D。

(三)硅及其化合物

1、硅

(1)存在：硅在地壳中的含量仅次于氧，全部以化合态形式存在。注意:

在自然界中硅无游离态，氧有游离态，但不能说硅的非金属性比氧强。

(2)物理性质：晶体硅是灰黑色，有金属光泽、硬而脆的固体，是原子

晶体，其结构类似于金刚石。在晶体里，每个硅原子都被相邻的4个硅原

子包围，处于4个硅原子的中心，以共价键跟这4个硅原子结合，成为正

四面体结构，这些正四面体结构向空间发展，构成空间网状晶体，其中键

角为10928,键长为2.35X10T0m(比金刚石的大，是因为碳原子半径比

硅原子半径小的缘故)。晶体硅熔点、沸点较高，但比金刚石的熔点、沸

点低。

（3）化学性质（不活泼）

常温下：Si+2F2=SiF4（气）Si+4HF=SiF4+2H2

Si+2Na0H+H20=Na2Si03+2H2（氧化剂：H20,还原剂：Si）

高温下：Si+02

SiO2Si+2C12

SiC14Si+2H2

SiH4

（4）制备：

粗硅是电炉里用碳还原SiO2而制得的：SiO2+2C

Si（粗）+2C0（当碳过量时：SiO2+3C

SiC+2C0,其中氧化剂、还原剂均为碳。）粗硅提纯：将粗硅在高温下

跟氯气反应生成四氯化硅（SiC14）,SiC14经过分僧提纯，再用氢气还原得

到纯硅：Si（粗）+2C12

SiC14（液）SiC14+2H2

Si（纯）+4HCl

（5）应用：硅是良好的半导体材料，可用来制造半导体器件。也可用来

制造合金。

2、二氧化硅

（1）晶体结构：是立体网状结构的原子晶体，1个Si原子与4个0原子

形成4个共价键，即1个Si原子周围结合4个0原子，同时，每个。原

子跟两个Si原子相结合。由于二氧化硅晶体里Si-0键的键能很高，并形

成了一种立体网状的原子晶体，所以要破坏二氧化硅的晶体，必须消耗较

多的能量，因此，SiO2的熔点很高，硬度也很大。

(2)化学性质(很稳定)

弱氧化性：SiO2+2C

Si+2C0酸性氧化物：CaO+SiO2

CaSiO3SiO2+CaCO3

CaSiO3+CO2SiO2+Na2CO3

Na2SiO3+CO2(上述两反应发生的原因是因为高温下硅酸盐比碳酸盐稳

定)

SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(玻璃中含有Si02,因而它能够被碱溶液腐蚀。

实验室里盛放碱溶液的试剂瓶常用橡皮塞，而不用玻璃塞，就是为了防止

玻璃受碱溶液腐蚀生成Na2Si03,而使瓶口和塞子粘结在一起。)

特性：Si02+4HF=SiF4+2H20所以氢氟酸不能保存在玻璃试剂瓶中而应

贮存在塑料瓶中，另外制备氢氟酸也不能使用玻璃器皿。

(3)用途：二氧化硅是制造光导纤维的重要原料，制造石英玻璃，用做

玻璃原料和建筑材料。

3、硅酸、硅酸盐

(1)硅酸：硅酸钠(Na2Si03)的水溶液跟盐酸起反应生成白色胶状沉淀，

这种白色胶状沉淀叫做原硅酸，常用H4SiO4表示，是一种弱酸，很不稳

定，这种白色胶状物在空气里干燥，失去一部分水后，变成白色粉末，即

为硅酸(H2Si03)oNa2Si03+2HC1+H20=H4Si04+2NaC1>H4Si04=H2Si03+H20

也可以直接写成Na2Si03+2HC1=H2Si03+2NaC1

硅酸不溶于水，酸性比碳酸还要弱，从理论上解释：C、Si在元素周期

表中位于同一主族，C在Si的上方，根据同主族元素性质的递变规律，C

的非金属性比硅强，所以碳酸的酸性比硅酸强。从实验中证明：可向硅酸

钠溶液中通入足量二氧化碳，有沉淀产生。反应可表示为：

SiO32-+2CO2+H2O=H2SiO3+2HCO3-

(2)硅酸盐：硅酸、原硅酸和由它们缩水结合而成的各种酸所对应的盐,

统称硅酸盐。硅酸盐的表示方式有两种：氧化物，化学式。如：

硅酸钠Na2SiO3(Na2O?SiO2)

镁橄榄石Mg2SiO4(2MgO?SiO2)

高岭石A12(Si205)(OH)4(A12O3?2SiO2?2H2O)

正长石KAlSi3O8(K2O?A12O3?6SiO2)

硅酸盐大多是难溶于水的，可溶性的硅酸盐最常见的是Na2SiO3,它的

水溶液俗名水玻璃可作为粘合剂，防腐剂、耐火材料使用。粘土种类很多,

成分也很复杂，但主要是硅酸盐;粘土具有粘性和可塑性，是制造水泥、

陶瓷、砖瓦、耐火材料的主要原料。正长石(KAlSi3O8)在C02和水等作用

下分解而得粘土等物质；高岭土是较纯净的粘土。

4、硅酸盐工业

水泥

玻璃

陶瓷

原料

粘土、石灰石

石灰石、纯碱、石英

粘土

原理

复杂的物理化学变化

Na2C03+Si02#FormatImgID_13##FormatImgID_14#CaSiO3+CO2

复杂的物理化学变化

主要成分

3CaO?SiO2

2CaO?SiO2

3CaO?A12O3

Na2SiO3>CaSiO3>SiO2

硅酸盐

反应条件

高温

高温

高温

产品主要特性

水硬性

玻璃态物质

抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型

【典型例题

例L目前科学界拟合成一种〃二重结构〃的球形物质，即把足球形C60

分子容纳在足球形Si60分子中，外面的硅原子与里面的碳原子以共价键

相结合。下列关于这种物质的叙述不正确的是()

A.是两种单质组成的混合物

B.相对分子质量为2400

C.是一种化合物

D.其晶体类型属于分子晶体

分析：题中已明确该物质中碳原子和硅原子间形成共价键，也就是说，

二者已不再是原来独立存在的分子了，而且有固定的组成

[n(C)：n(Si)=1：：),因此它是化合物,C正确,A不正确。形成的Si60c60

分子间不存在化学键，而是依靠范德瓦耳斯力结合成分子晶体，D正确。

其相对分子质量Mr=(12+28)义60=2400,故B正确。应注意的是，如果在

C60分子中放入一个或几个He,碳原子与球内的稳定的氢分子不能成键，

仍为独立的两种分子，此时二者形成混合物而不是化合物。

答案：A

例2.大理石可以用做墙面、地面和厨房桌面，其主要成分是碳酸钙。

食醋不慎滴在大理石桌面上，会使其失去光泽，变得粗糙。下列能正确解

释此现象的是()

A.食醋中的水使碳酸钙溶解

B.食醋中的醋酸与碳酸钙发生了复分解反应

C.食醋中的醋酸与碳酸钙反应并放出大量的二氧化碳气体

D.食醋中的醋酸将碳酸钙氧化

分析：醋酸能与CaCO3发生复分解反应，由于食醋中醋酸浓度很低，所

以，二者反应不一定产生大量的CO2,可以生成Ca(HCO3)2。

答案：B

例3.可以肯定溶液中大量存在CO

的理由是()

A.加入AgN03溶液，有大量白色沉淀产生

B.加入酸，有无色无味气体产生

C.加入BaC12溶液时有白色沉淀产生，再加稀盐酸沉淀溶解，产生可

使澄清石灰水变浑浊的无色无味的气体

D.加入Ba(0H)2溶液有白色沉淀产生，再加稀盐酸如C所述

分析：溶液中含有Cl-SO32?D时，可与AgN03溶液反应产生白色沉淀,

A不正确。

与酸反应会产生无色无味的C02气体，B不正确。向含有HCO37D的溶液

中加入Ba(0H)2时：HC03?D+0H-+Ba2+=BaC03+H20,再加盐酸

BaC03+2H+=Ba2++C02+H20,其现象与CO32?D反应的现象相同，D选项不正

确。

答案：C

例4.玻璃的主要成分之一是二氧化硅。能在玻璃上进行蚀刻，将其制

成毛玻璃和雕花玻璃的物质是()

A.烧碱B.纯碱C.氢氟酸D.盐酸

答案：C

例5.现有25ml,2mol/L的Na2C03溶液和75ml,lmol/L的稀盐酸反应，

(1)将Na2C03溶液缓缓滴入盐酸中；⑵将稀盐酸缓缓滴入Na2C03溶液中；

在标准状况下产生气体体积的情况是()

A.均为0.84LB,均为0.56L

Imol22.4L

0.05mol

ImolImol0.05mol0.05（注意判断过量问题）

Imol22.4L

0.05mol

,故选Co

例6.下图是气体制取装置，下列能用此装置制取气体并能〃随开随用、

随关随停〃的是（）

A.大理石和稀硫酸制取二氧化碳B.锌粒和稀硫酸制氢气

C.浓盐酸和二氧化镒制取氯气D.电石和水制取乙快

答案：B

例7.A、B、C、D、E代表单质或化合物，它们之间的相互转换关系如

下图所示。A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与

金刚石相似。

请填空：

（1）形成单质A的原子的结构示意图为，它的最高化合价为。

（2）B的化学式（分子式）为，B的晶体类型为。B和碳反应生成A和E

的化学方程式是。

（3）C的化学式（分子式）为，口的化学式（分子式）为。

分析：本题以框图题的形式考查了硅及其化合物的相互转化关系，关键

是找出解题的突破口。侧重于考查的是审题能力、分析能力、综合利用知

识解决问题的能力。本题的突破口是A为地壳中含量仅次于氧的非金属元

素，推出A为硅，然后根据转化关系图逐一推出，B是二氧化硅、C是硅

酸钙、D是硅酸钠。即可回答所有问题。

答案：⑴

+4(2)SiO2原子晶体SiO2+2C

例8.晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：

①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅

②粗硅与干燥HC1气体反应制得SiHC13：

③SiHC13与过量H2在1000~1100℃反应制得纯硅

已知SiHC13能与H20强烈反应，在空气中易自燃。请回答下列问题：

(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为。

(2)粗硅与HC1反应完全后，经冷凝得到的SiHC13(沸点33.0C)中含有

少量SiC14(沸点

①装置B中的试剂是，装置C中的烧瓶需要加热，其目的是：。

②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是，装置D不能采用普通玻

璃管的原因是，装置D中发生反应的化学方程式为。

③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，

控制好反应温度以及。

④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清

液后需再加入的试剂(填写字母代号)是

a.碘水b.氯水c.NaOH溶液d.KSCN溶液e.Na2SO3溶液

分析：本题利用硅的制取考查了一些常见的基本实验操作技能和实验的

评价设计能力，侧重考查的是基本实验技能。（1）根据题意信息，粗硅可

用碳还原二氧化硅的方法制取。（2）因HC1易溶于水，而SiHC13遇H20强

烈水解，故提纯SiHC13的方法只能在无水的条件下采用蒸僧的方法进行

分离。（3）①因SiHC13强烈水解，故A产生的H2必须干燥，B中盛装的液

体为浓硫酸，烧瓶需加热是为了使SiHC13气化，加快与氢气的反应。②

根据信息，石英管中产生的物质为硅，D中应有固体物质产生，普通玻璃

在该反应条件下会软化，D中发生SiHC13被氢气还原生成硅的反应。③因

高温下氢气和氧气混合容易爆炸，故应先排净装置中的空气。④铁与盐酸

反应生成二价铁，常用氯气先将二价铁氧化然后再加入硫氧化钾进行检

验。

答案：⑴

（2）分馆（或蒸储）

（3）①浓硫酸;使滴入烧杯中的

③排尽装置中的空气④bd

【模拟试题

1.当下列物质：①大理石、②钟乳石、③锅垢、④贝壳、⑤蛋壳，分

别滴入醋酸时，会产生相同气体的是（）

A.只有①②B.只有④⑤C.只有①②③D.①②③④⑤

2.C02通入下列各溶液中，不可能产生沉淀的是（）

A.氯化钙溶液B.石灰水

C.饱和碳酸氢钠溶液D.硅酸钠溶液

3.最近，科学家研制得一种新的分子，它具有空心的类似足球状结构,

分子式为C60。下列说法正确的是（）

A.C60是一种新型的化合物B.C60和石墨都是碳的同素异形体

C.C60中含离子键D.C60的相对分子质量是720

4.把少量C02分别通入到浓度相同的①Ba（N03）2溶液;②Ba（0H）2溶

液;③溶有氨的BaC12溶液中。预计能观察到白色沉淀的溶液是（）

A.②和③B.只有②C.①和②D.只有③

5.科学家研究发现，用〃汽水〃（一种能释放CO2的弱酸性溶液）浇灌植

物能促进植物的生长。原因是它能（）

①加强呼吸作用②加强光合作用

③改良碱性土壤、调节pH值④加强植物蒸腾作用

A.①②B.②③C.③④D.②③④

6.下列离子方程式不正确的是（）

A.少量Na2c03溶液滴入到硝酸中：H++C032?D=HC03?D

B.过量C02通入到澄清的石灰水中：C02+Ca2++20H?D=CaC03+H20

C.烧碱溶液与碳酸氢钙溶液混合：

20H?D+Ca2++2HC03?D=CaC03+C032?D+2H20

D.小苏打溶液与氢氧化钢溶液反应：HC03?D+Ba2++0H?D=BaC03+H20

7.有关纯碱和小苏打的叙述正确的是

A.等质量的Na2c03、NaHC03分别与足量稀H2S04反应，NaHC03产生的

C02多

B.等质量的Na2c03、NaHC03分别与足量的同种盐酸反应，NaHC03消耗

的盐酸多

C.向NaHC03溶液中滴入Ba(0H)2溶液无沉淀，而Na2c03溶液中加入

Ba(0H)2溶液出现白色沉淀

D.Na2c03和NaHC03都既能与酸反应，又能与氢氧化钠反应

8.欲使0.Imol/L的NaHC03溶液中c(H+)、c(C032-)>c(HC03)都减少,

其方法是

A.通入二氧化碳气体B.加入氢氧化钠固体

C.通入氯化氢气体D.加入饱和石灰水溶液

9.下列关于纯碱晶体(Na2c03?10H20)的叙述中，错误的是()

A.将晶体放置在空气中质量会减轻

B.加热晶体则生成NaHC03

C.Na2c03可作为干燥剂使用

D.晶体溶于水后呈碱性

10.溶液中含有HC03-、S032-、C032-、CH3C00-等4种阴离子。若向其

中加入足量Na202后，溶液中离子浓度基本保持不变的是()

A.CH3C00-B.S032-C.C032-D.HC03-

11.下列说法中，正确的是()

A.1molSi02晶体中，含有2molSi?DO键

B.熔融烧碱可选择石英生期

C.二氧化硅分子由一个硅原子和两个氧原子构成

D.尽管二氧化硅既能与烧碱又能与氢氟酸反应，但它仍不是两性氧化

物

12.有一种粗铝含金属铁和单质硅两种杂质。取等质量的样品分别投入

足量的稀HCl(aq)和足量的稀NaOH(aq)中，放出等量的H2,则该粗铝中铁

和硅的关系正确的是()

①物质的量之比为2:1②物质的量之比为3:1③质量之比为2:1④质

量之比为4:1

A.②④B.②③C.①④D.只有④

13.工业上由粗硅制取纯硅涉及以下反应：

①Si(s)+3HC1(g)

Si(s)+3HC1(g)

对于上述反应的说法中正确的是()

A.均为置换反应和氧化还原反应

B.反应①、②实际上互为可逆反应

C.由于反应①放热，则反应②一定吸热

D.欲提高SiHC13的产率，应采用加压、升温的办法

14.下列说法：①硅的化学性质很稳定，因此硅在自然界中以游离态形

式存在;②硅和二氧化硅晶体都属于原子晶体;③二氧化硅和二氧化碳在

物理性质上有很大的差异;④二氧化硅是一种酸性氧化物，它不与任何酸

发生反应。正确的是()

A.①②③④B.①②④C.①④D.②③

15.我国科学家前不久成功地合成了3mm长的管状碳纳米管，此管居

世界之首。这种碳纤维具有强度高、刚度(抵抗变形的能力)高、密度小(只

有钢的1/4)、熔点高、化学稳定性好的特点，因此被称为〃超级纤维〃。下

列对纤维的说法不正确的是()

A.它是制造飞机的某些部件的理想材料

B.它的主要组成元素是碳

C.它的结构与石墨相似

D.碳纤维复合材料不易导电

16.氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大，熔点高，化学性质稳定。

工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300C反应获得氮化硅。

⑴根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是

①制汽轮机叶片②制有机玻璃③制永久性模具④制造柴油机

⑵氮化硅晶体属于晶体(填晶体类型)。

⑶下列物质熔化时，所克服的微粒间作用力与氮化硅熔化时所克服的微

粒间作用力相同的是。

①单质12和金刚石②晶体硅和二氧化硅③冰和干冰④金刚石和碳化

硅

⑷已知氮化硅晶体结构中，原子间都以单键相连，且N原子和N原子、

Si原子和Si原子不直接相连，同时每个原子都满足8电子稳定结构。请

写出氮化硅的化学式：，1mol氮化硅晶体中含molN?DSi键。

⑸现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得较高

纯度的氮化硅。反应的化学方程式为：。

17.我国化学家侯德榜(右图)改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简

要表示如下：

(1)上述生产纯碱的方法称，副产品的一种用途为。

(2)沉淀池中发生的化学反应方程式是。

(3)写出上述流程中X物质的分子式。

(4)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了(填上

述流程中的编号)的循环。从沉淀池中取出沉淀的操作是

(5)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再

滴加

(6)向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的

作用有

(a)增大NH4+的浓度，使NH4C1更多地析出

(b)使NaHCO3更多地析出

(c)使NaHCO3转化为Na2c03,提高析出的NH4cl的纯度

18.2005年11月13日，我国石油吉林石化公司双苯车间发生爆炸，爆

炸泄漏的有毒物质和燃烧产生的烟气造成松花江和当地空气严重污染。某

课外活动小组的同学准备探究在爆炸现场采集的气体样品中是否含有

CO(假设该样品中不含除CO之外的其它能与CuO反应的物质)

［实验目的］确定气体样品中是否含有CO

［查阅资料］爆炸泄漏的有毒物质主要是苯和苯胺，它们都是有机物，已

知苯的化学式为C6H6,是一种液体，有毒，不溶于水，密度比水小，熔

点5.5℃,沸点80.在空气中完全燃烧生成C02和H20,不完全燃烧

时还生成COo

［实验原理］CuO+CO

Cu+C02，反应生成的C02使澄清石灰水变浑浊，以此证明CO的存在。

［实验仪器］

［问题］

⑴要用较简单的方法收集爆炸现场的气体样品，可选用什么用品？。

⑵在实验时，上述仪器的连接顺序是丙乙甲乙。其中乙装置需要使用两

次，这两次的作用分别是：第一次。第二次。

⑶从环境保护的角度考虑，你认为该实验是否存在缺陷，如果有，如何

改进该实验？（若认为该实验没有缺陷，以下问题不必回答）改进的方法

是。

⑷由于苯泄漏，造成松花江上大量鱼类死亡，你认为鱼类死亡的可能原

因是（回答两点即可）：①；②。

⑸苯的熔点比较低，在低温时很容易凝固成冰一样的晶体。若苯凝固，

如何从试剂瓶（细口瓶）中取出苯？。

19.某课外活动小组加热炭粉（过量）和氧化铜的混合物，再用下图装

置，对获得的铜粉（含炭）样品进行实验。图中铁架台等装置已略去。请你

帮助他们完成下列实验报告。

（一）实验目的：。

（二）实验用品：仪器：天平、分液漏斗、锥形瓶、硬玻璃管、干燥管、

酒精灯、洗气瓶等药品：红褐色铜粉（含炭）样品、过氧化氢溶液、二氧化

镒、碱石灰、浓硫酸等

（三）实验内容：

实验过程

实验现象

有关化学方程式

在C中加入样品标本W克，D中装入精品后并称量为ml克。连接好仪器后,

检查气密性

打开A的活塞，慢慢滴加溶液。

对G进行加热。当G中药品充分反应后。关闭A的活塞。停止加热：

冷却后，称量D的质量为m2克。

（四）计算：样品中铜的质量分数=（用含W、ml、m2

的代数式表示）

（五）问题和讨论：

实验完成后，老师评议说：按上述实验设计，即使G中反应完全、D中

吸收完全，也不会得出正确的结果。经讨论，有同学提出在B与G之间加

入一个装置。再次实验后，得到了较正确的结果。那么，原来实验所测得

的钢的质量分数偏小的原因可能是,在B与G之间加入的装

置可以是，其中盛放的药品是。

20.高镒酸钾是镒的重要化合物和常用的氧化剂。以下是工业上用软镒

矿制备高锌酸钾的一种工艺流程。

（l）KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂。其消毒原理与下列物质相同的是

（填代号）。

a.84消毒液（NaClO溶液）b.双氧水

c.苯酚d.75%酒精

（2）高镒酸钾保存在棕色试剂瓶中，下列试剂保存不需要棕色试剂瓶的

是（填代号）。

a.浓硝酸b.硝酸银c.氯水d,烧碱

（3）上述流程中可以循环使用的物质有、（写化学式）。

（4）若不考虑物质循环与制备过程中的损失，则1molMn02可制得mol

KMn04o

（5）该生产中需要纯净的C02气体。若实验室要制备纯净的C02,所需试

剂最好选择（选填代号）。

a.石灰石b.稀HC1c.稀H2s04d.纯碱

所需气体发生装置是（选填代号）。

ABC

（6）操作I的名称是；操作II根据KMnO4和K2C03两物质在（填性质）上

的差异，采用（填操作步骤）、趁热过滤得到KMnO4粗晶体。

【试题答案】

1.D2.A3.BD4.A5.B6.AB7,A8.D

9.BC10.A11.D12.C13.A14.D15.C

16.⑴①③④⑵原子⑶②④（4）Si3N412

⑸3SiC14+6H2+2N2

B、E中有气泡产生

2H202

G中的红褐色粉末变成黑色

2Cu+02

C02

（五）偏小：水蒸汽通过G被D中碱石灰吸收;洗气瓶浓硫酸（或干燥管

碱石灰）

20.(l)ab;(2)d;(3)MnO2;KOH;(4)2/3;(5)cd;A;

(6)过滤;溶解度;浓缩结晶。

高中化学无机非金属及其化合物的知识点

元素化合物是高中化学的主体，这部分内容与基本概念、基本理论相互

渗透，与化学实验、化学计算联系紧密。复习元素化合物，要运用规律、

把握关键、抓住重点、联系实际、编织元素化合物的科学体系。

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、P205、SiO2等都是酸性氧化物，它们的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。

2.次氯酸、漂白粉的性质

HC1O分子的结构式为匕0-d(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：

(DHC1O是一种弱酸，与碳酸比较电离能力有如下关系：

H2CO3>HC1O>HCO3-,请分析下列反应：

少量二氧化碳通入NaClO溶液中：NaClOC02H2O=NaHCO3HC10

氯气通入碳酸氢钠溶液中：C12NaHCO3=NaClC02HC10

(2)CIO-是一种弱酸的酸根离子，能发生水解反应：CIO-H20HC1O0H-,

所以次氯酸钙溶液显碱性。

若遇到铁盐、铝盐易发生双水解：3C10-Fe33H2O=Fe(OH)33HC1O

(3)HC1O和CIO-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：2Fe25C10-5H20=2Fe(OH)3Cl-4HC10

漂白粉遇亚硫酸盐：CIO-SO32-=C1-S042-

(4)HC1O见光易分解：2HC102HC102

(5)次氯酸钙中的Ca2、CIO-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(C10)2C02H20=CaC032HC10

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(C10)2Na2C03=CaC032NaC10

Ca(C10)2NaHC03=CaC03HC10NaClO

3.碳、硅及化合物的联系网络

4.氧及其化合物相互联系

5.氮及其化合物间的转化关系

6.熟记常见物质的颜色和状态：

7.常见物质的毒性。

(1)有毒的单质：氯气、澳、氟气、Hg、As等

(2)有毒的气体或蒸气：氯气、氟气、澳蒸气、一氧化碳、一氧化氮、

二氧化氮、二氧化硫、三氧化硫(熔点：16.8℃)、甲醛、苯蒸气、硝基苯

(3)有毒的离子：重金属阳离子，如Cu2、Ag、Pb2、Hg2等。

8.常温下，呈液态的物质有：H20、Br2、Hg、乙醇、乙醛(沸点20.8℃)、

乙酸(熔点16.6℃)、苯、四氯化碳、氯仿等。

9.气体中极易溶于水的气体有：氟化氢、氨、氯化氢、碘化氢、二氧

化硫、二氧化氮。

10.常见物质的漂白性：

⑴氧化漂白型：HC1O、Ca(C10)2>Na202、H202、HNO3、03等，漂白过

程不可逆。

(2)化合漂白型：S02、H2s03等，漂白过程可逆。

说明：a：漂白性是指化学变化。活性炭为疏松、多孔的物质，具有较

大的表面积，可以吸附一些有色物质而使之褪色，是物理变化。

b：漂白一般是指使有机物褪色，即使使无机物褪色也不叫漂白，如二

氧化硫使碘水褪色。

c：两种不同的漂白剂混合可能失去漂白作用，如二氧化硫和氯气按L

1的体积比混合，生成了盐酸和硫酸，不再具有漂白性。

11.离子检验中的注意事项：

(1)检验Ag：加入C厂，产生白色沉淀，沉淀不溶于稀硝酸(不能加盐

酸或硫酸)O

(2)检验S042-：加入Ba2,产生白色沉淀，沉淀不溶于稀盐酸(不能加

硝酸或硫酸)。最佳方法是先加盐酸，无气体或无沉淀产生，再加Ba2,

有白色沉淀产生。既要防止S032-的干扰，又要防止Ag的干扰。

(3)加入不同的酸可能产生的气体有：氢气、二氧化碳、二氧化硫、硫

化氢、一氧化氮、二氧化氮等。

(4)加入强碱产生的气体有：氨气、氢气(铝或硅与氢氧化钠反应)。

12.掌握硝酸、硫酸、盐酸与不同金属的反应规律。

13.掌握常见的几个连续氧化规律(反应条件略)：

(1)NH3NON02

(2)H2SSS02S03

(3)NaNa20Na202

(4)CC0C02

14.推断题中千万不能忽视的几种物质(因为它们不满足同主族的最高

正价或最低负价)：FeS2、Na202、H202、CaC2、Fe304、N20等。

【典型例题】

例1.氯化碘(IC1)的化学性质跟氯气相似，预计它跟水反应的最初生成

物是

A.HI和HC10B.HC1和HIO

C.HC103和HIOD,HC10和HIO

答案：B

例2.可以验证硫元素的非金属性比氯元素弱的事实是

①硫和氢气在加热条件下能形成H2S、H2s受热300℃左右分解。氯气和

氢气在点燃或光照下生成氯化氢，氯化氢很难分解。

②向氢硫酸溶液中滴入氯水有单质硫生成

③硫、氯气分别与铜和铁反应的产物是FeS、Cu2S、FeC13、CuC12

④高氯酸(HC104)的酸性强于硫酸

A.①②③④B.有①②C.只有②③④D.只有③④

解析：元素非金属性强弱的比较有很多方法。常用的方法有：

①形成气态氢化物难易程度，易形成气态氢化物者，非金属性强。通常

气态氢化物稳定的非金属性强。

②相同条件下，最高价氧化物的水化物酸性强的非金属性强。

③非金属单质甲可以在溶液中置换出非金属单质乙，则甲的非金属性强

于乙。

④同种变价金属与不同非金属反应时，生成高价金属化合物时，该非金

属性强于生成低价金属化合物对应的非金属，如题中③。综上所述选项A

符合题意。

在理论上还有：①易得到电子的非金属单质，其非金属性强。②同周期

元素在右侧（稀有气体除外），同主族元素在上方非金属性强。

例3.A、B、C是在中学化学中常见的三种化合物，它们各由两种元素

组成，甲、乙是两种单质.这些化合物和单质之间存在如下的关系：

据此判断：

（1）在A、B、C这三种化合物中，必定含有乙元素的是。（用A、B、C

字母填写）

（2）单质乙必定是（填〃金属〃或〃非金属〃），其理由是。

（3）单质乙的分子式可能是，则化合物B的分子式是。

解析：（D根据题意，可转化为如下三个反应①甲+乙A,②甲+BA+C,

③A+B乙+C,由①可知化合物A中一定含有乙元素，由②A中含乙元素，

一定来源于化合物B,所以A、B均含有乙元素。

（2）由③看出，该反应一定是氧化还原反应，乙为单质，A、B中又都含

有乙元素，所以乙元素在A、B中必有一个显正价，另一个显负价。在中

学化学中只有非金属元素显负价，因而乙一定是非金属元素。

（3）单质乙可能是S,B的化学式为H2S,A的化学式为S02,因此可写出

下列（左）反应关系，也可认为乙是N2,可以写出如下（右）反应关系

答案：（1）A、B均含有乙元素；（2）乙一定是非金属元素，乙元素在A、

B中必有一个显正价，另一个显负价，而在中学化学中只有非金属元素显

负价。

（3）单质乙可能是S,B的化学式H2S,A的化学式为S02;也可以是N2、

NH3和NO

例4.A、B、C、D、E、F六种物质的相互转化关系如下图所示（反应条

件未标出），其中反应①是置换反应。

⑴若A、D、F都是非金属单质，且A、D所含元素同主族，A、F所含元

素同周期，则反应①的化学方程式是

⑵若A是常见的金属单质，D、F是气态单质，反应①在水溶液中进行，

则反应②（在水溶液中进行）的离子方程式是

；已知1gD与F反应生成B时放出92.3kJ

热量，写出该反应的热化学方程式。

⑶若B、C、F都是气态单质，且B有毒，③和④两个反应中都有水生成,

反应②需要放电才能发生，A、D相遇有白烟生成，则C的电子式是

，反应③的化学方程式是

_________________________________________________________________________________________________________________________O

⑷若A、D为短周期元素单质，且所含元素的原子序数A是D的2倍，

所含元素的原子核外最外层电子数D是A的2倍，③和④两个反应中都有

红棕色气体生成，则反应④的化学方程式是

答案：(l)SiO2+2CSi+2C0

⑵2Fe2++C12=2Fe3++2Cl-H2(g)+C12(g)=2HCl(g);N：4NH3+502

4N0+6H20

(4)C+4HN03C02+4N02+2H20

例5.为检验浓硫酸与木炭在加热条件下反应产生的S02和C02气体，

设计了如图所示实验装置，a、b、c为止水夹，B是用于储气的气囊，D中

放有用12和淀粉的蓝色溶液浸湿的脱脂棉。

请回答下列问题：

(1)实验前欲检查装置A的气密性，可以采取的操作是；

(2)此实验成败的关键在于控制反应产生气体的速率不能过快，由此设

计了虚框部分的装置，则正确的操作顺序是(用操作编号填写)

①向A装置中加入浓硫酸，加热，使A中产生的气体进入气囊B,当气

囊B中充入一定量气体时，停止加热；

②待装置A冷却，且气囊B的体积不再变化后，关闭止水夹a,打开止

水夹b,慢慢挤压气囊，使气囊B中气体慢慢进入装置C中，待达到实验

目的后，关闭止水夹b;

③打开止水夹a和c,关闭止水夹b;

(3)实验时，装置C中的现象为；

(4)当D中产生(多选不得分)现象时，可以说明使E中澄清石灰水变浑

浊的是C02,而不是S02;

A.进气口一端脱脂棉蓝色变浅，出气口一端脱脂棉蓝色不变

B.脱脂棉上蓝色均变浅

C.脱脂棉上蓝色褪去

装置D的作用为。

答案：(1)关闭分液漏斗的活塞，打开止水夹a和b,关闭止水夹c,用

手捂热(或微热)圆底烧瓶A,若C中有气泡冒出，移开手掌(或热源)后，C

处导管内有水上升，则证明A装置的气密性良好。

(2)③①②

(3)品红溶液褪色。

(4)A;除去S02并检验S02已被除净。

例6.设X、Y、Z、A、B分别代表五种短周期元素，已知：①Ym-和Zn-

两种离子具有相同的电子层结构;②Y和X可以形成原子个数比为1：1的

化合物甲和原子个数比为L2的化合物乙，甲和乙都是共价化合物;③Z

和X可以形成原子个数比为1：1的化合物丙，其分子与乙的分子所含质

子数相同;④Y和A是同周期相邻的两种元素，Y和B是同主族相邻的两种

元素;⑤Y、A、B三种元素的原子序数之和为31。据此，请回答：

(DY的元素符号是；A的元素符号是；B的元素符号是。

(2)化合物甲的结构式是。

(3)Z单质与化合物乙反应的化学方程式是。

(4)化合物丙与NaOH溶液反应的离子方程式是。

(5)X、A、Y可组成原子个数比为4：2：3的化合物，其水溶液呈酸性，

原因是(用离子方程式表示)。

(6)若把甲看成二元弱酸，请写出常温下甲与乙组成的混合物中存在的

带负电荷的微粒。

(7)化合物甲与酸性高镒酸钾溶液反应的现象有

①：②。

NH37H20H+,H202属于二元弱酸，其电离方程式为：H202H++H02-、H02-

H++022-,再加上由水电离产生的0H,则溶液中带负电荷的离子有：H02-、

022-、0H-,H202与酸性高镒酸钾溶液反应的方程式为：

2KMn04+5H202+3H2S04=K2S04+2MnS04+8H20+502,现象为：①有无色气体

产生②溶液紫色褪去

NH37H20H+(6)H02-、022-、0H-

3R23H20,下列关于R元素的叙述正确的是：

A.R位于VA族B.R的氢化物水溶液属于强酸

C.R03-中的R只能被还原D.R2在常温常压下一定是气体

4、固体A的化学式为NH5,它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体

原子的最外电子层结构。则下列有关说法中，不正确的是：

A.lmolNH5中含有5NA个N-H键(NA表示阿伏加德罗常数值)

B.NH5中既有共价键又有离子键，它形成的晶体是离子晶体

C.NH5受热分解的反应是：NH5NH3H2

D.它与水反应后的溶液显酸性

5、某研究性学习小组为了探索镁粉与澳水反应的机理，做了如下四组

实验：①将镁粉投入冷水中未见任何明显现象;②将镁粉放入滨水中，观

察到只是开始时产生极少量气泡，但滨水的颜色逐渐褪去;③将镁粉放到

液澳中，未观察到任何明显现象;④向含足量镁粉的液澳中滴加几滴水，

观察到澳的红棕色很快褪去，则下列关于镁与澳水的反应