常见非金属元素及其化合物

第1讲常见非金属元素及其化合物高考点击1.了解常见非金属单质及其重要化合物的主要性质及应用。2．了解常见非金属单质及其重要化合物对环境质量的影响。重点知识整合一、常见非金属单质的性质常见非金属单质Cl2、O2、Br2、I2、N2、S、C、Si、H2物理性质色态多数常温常压下为气态，而Br2为液态，I2、S、C、Si为固态；Cl2为黄绿色，Br2为深红棕色，I2为紫黑色熔、沸点一般较低，但金刚石、石墨、单晶硅很高毒性Cl2、Br2、I2有一定的毒性常见非金属单质Cl2、O2、Br2、I2、N2、S、C、Si、H2化学性质氧化性Cl2、O2、Br2具有强氧化性；I2、N2、S有氧化性；C、Si、H2主要表现还原性与O2反应N2在放电或高温时与之反应；S、C、Si、H2在加热或点燃时与之反应，其他不反应与H2反应O2在点燃条件下与之剧烈反应；Cl2在光照条件下与之剧烈反应；Br2、I2、N2、S在加热或高温条件下与之缓慢反应与H2O反应Cl2、Br2与水反应，既作氧化剂，又作还原剂；C与水在高温下反应，其余不反应与碱反应Cl2、Br2、I2与碱反应与酸反应Cl2、Br2、I2、O2与还原性酸如H2SO3、H2S反应；S、C与强氧化性酸如浓HNO3、浓H2SO4反应二、常见非金属氧化物的性质常见非金属氧化物SO2、SO3、NO、NO2、CO、CO2、SiO2等物理性质①SO2、NO2有刺激性气味②NO2是红棕色气体③除CO2、SiO2外均有毒④SO2易液化，SiO2是坚硬、难熔的固体类型SO2、SO3、CO2、SiO2是酸性氧化物NO2、NO、CO是不成盐氧化物三、非金属元素的反应规律与特例1．强酸制弱酸规律(1)对于同种非金属元素形成的不同含氧酸，非金属元素的价态越高，酸性越强。如：HClO4>HClO3>HClO2>HClO，H2SO4>H2SO3，HNO3>HNO2等。(2)常见酸的酸性强弱(3)强酸制弱酸：较强酸＋较弱酸盐―→较强酸盐＋较弱酸。如：2HCl＋Na2CO3===2NaCl＋CO2↑＋H2O(盐酸酸性强于碳酸)Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO(漂白粉的使用原理，说明碳酸酸性强于次氯酸)2．置换反应规律及其应用(1)同主族元素单质间的置换①第ⅠA族单质间的置换2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑②第ⅣA族单质间的置换SiO2＋2C高温,Si＋2CO↑(注意生成物为CO)；③第ⅥA族单质间的置换2H2S＋O2===2S↓＋2H2O④第ⅦA族单质间的置换Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2Cl2＋2NaI===2NaCl＋I2(2)不同主族元素单质间的置换反应①第ⅡA族置换第ⅠA族Mg＋2H2O△,Mg(OH)2＋H2↑②第ⅣA族置换第ⅠA族C＋H2O(g)高温,CO＋H2；Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑③第ⅢA族置换第ⅠA族2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑④第ⅡA族置换第ⅣA族2Mg＋CO2点燃,2MgO＋C(Mg能在CO2中燃烧)2Mg＋SiO2===2MgO＋Si⑤第ⅦA族置换第ⅥA族2F2＋2H2O===4HF＋O2X2＋H2S===S↓＋2HX(X＝Cl、Br、I)；(3)主族元素单质置换副族元素单质Fe2O3＋2Al高温,2Fe＋Al2O3(铝热反应)H2＋CuO高温,Cu＋H2OC＋CuO高温,Cu＋CO↑(4)副族元素单质置换主族元素单质H2SO4(稀)＋Fe===FeSO4＋H2↑3Fe＋4H2O(g)高温,Fe3O4＋4H2Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑(5)副族元素的单质置换副族元素的单质Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu四、常见气体及非金属形成的离子的检验1．重要气体的检验2.重要离子的检验(1)利用酸碱指示剂检验H＋→滴入紫色石蕊试液，溶液变红色(2)利用盐酸和其他试剂检验命题热点演练热点一常见非金属单质和化合物的性质例1

(2011年高考江苏卷)下列有关物质的性质和该性质的应用均正确的是(

)A．常温下浓硫酸能使铝发生钝化，可在常温下用铝制贮罐贮运浓硫酸B．二氧化硅不与任何酸反应，可用石英制造耐酸容器C．二氧化氯具有还原性，可用于自来水的杀菌消毒D．铜的金属活泼性比铁的弱，可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀【解析】

B项，SiO2可与氢氟酸反应；C项，ClO2具有强氧化性；D项，海轮外壳上装铜块，会形成Fe­Cu原电池，铁作负极，腐蚀加快。【答案】

A变式训练1

(2010年高考山东卷)下列推断正确的是(

)A．SiO2是酸性氧化物，能与NaOH溶液反应B．Na2O、Na2O2组成元素相同，与CO2反应产物也相同C．CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在D．新制氯水显酸性，向其中滴加少量紫色石蕊试液，充分振荡后溶液呈红色解析：选A。过氧化钠与二氧化碳反应生成物为碳酸钠和氧气，而氧化钠与二氧化碳反应只生成碳酸钠，B项错误；NO易与空气中的氧气反应，在空气中不能稳定存在，C项错误；新制氯水既显酸性，又具有强氧化性，向其中滴加少量的紫色石蕊试液先变红，后褪色，D项错误。热点二结合实验探究考查非金属元素及其化合物的性质例2(1)操作Ⅰ使用的试剂是__________，所用主要仪器的名称是__________。(2)加入溶液W的目的是_______________________________________。用CaO调节溶液Y的pH，可以除去Mg2＋。由表中数据可知，理论上可选择的pH最大范围是__________。酸化溶液Z时，使用的试剂为__________。开始沉淀时的pH沉淀完全时的pHMg2＋9.611.0Ca2＋12.2c(OH－)＝1.8mol·L－1(3)实验室用贝壳与稀盐酸反应制备并收集CO2气体，下列装置中合理的是__________。(4)常温下，H2SO3的电离常数Ka1＝1.2×10－2，Ka2＝6.3×10－8；H2CO3的电离常数Ka1＝4.5×10－7，Ka2＝4.7×10－11。某同学设计实验验证H2SO3酸性强于H2CO3：将SO2和CO2气体分别通入水中至饱和，立即用酸度计测两溶液的pH。若前者的pH小于后者，则H2SO3酸性强于H2CO3。该实验设计不正确，错误在于________________________________________________________________________________。设计合理实验验证H2SO3酸性强于H2CO3(简要说明实验步骤、现象和结论)：________________________________________________________________________________。仪器自选。供选择的试剂：CO2、SO2、Na2CO3、NaHCO3、Na2SO3、NaHSO3、蒸馏水、饱和石灰水、酸性KMnO4溶液、品红溶液、pH试纸。(3)洗气瓶是除去HCl气体，内盛饱和NaHCO3溶液。由于CO2的密度大于空气，故用向上排空气法收集，a装置不合理；c装置起不到类似启普发生器的作用，生成的CO2会通过长颈漏斗逸入空气中，故不合理。(4)SO2在水中的溶解度远大于CO2，则形成的饱和溶液中两种酸的物质的量浓度不相等，不能比较。比较两种酸的酸性强弱，可通过对应盐溶液的性质、酸与盐的复分解反应来进行。方案一：配制相同物质的量浓度的NaHSO3和NaHCO3溶液，用酸度计(或pH试纸)测两溶液的pH。前者的pH小于后者，证明H2SO3酸性强于H2CO3。方案二：将SO2气体依次通过NaHCO3(或Na2CO3)溶液、酸性KMnO4溶液、品红溶液、澄清石灰水。品红溶液不褪色、且澄清石灰水变浑浊，证明H2SO3酸性强于H2CO3。方案三：将CO2气体依次通过NaHSO3(或Na2SO3)溶液、品红溶液。品红溶液不褪色，证明H2SO3酸性强于H2CO3。变式训练2

(2010年高考新课标全国卷)某化学兴趣小组为探究SO2的性质，按下图所示装置进行实验。请回答下列问题：(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是__________，其中发生反应的化学方程式为_______________________________________；(2)实验过程中，装置B、C中发生的现象分别是________________、________________，这些现象分别说明SO2具有的性质是__________和__________；装置B中所发生反应的离子方程式为_______________________