資源簡介

第五章 化工生產中的重要非金屬元素
單元專項提升
1.將硫單質的性質混淆
點撥：(1)單質硫燃燒時，產物只能是SO2，無論O2的量是否充足，均不會生成SO3。
(2)汞蒸氣有毒，實驗室里不慎灑落一些汞，可撒上硫粉進行處理(Hg+S=HgS)。
(3)實驗室中，殘留在試管內壁上的硫可用CS2溶解除去，也可用熱的NaOH溶液除去。因為硫單質易溶于CS2也可以與熱的強堿溶液反應：3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O。
【例題】
1．加熱裝有硫粉的試管，硫粉很快熔化為液體，繼而有淡黃色氣體產生。將光亮細銅絲伸入氣體中，銅絲發光發熱且表面有黑色物質生成。由上述現象得不出的結論是
A．黑色固體是 B．硫蒸汽是淡黃色
C．銅絲能在硫蒸氣中燃燒 D．硫的熔沸點較低
2.將硫的氧化物的性質混淆
點撥：(1)注意SO2的漂白性和還原性的區別
SO2使品紅溶液褪色表現的是SO2的漂白性，加熱后溶液顏色復原；SO2使酸性高錳酸鉀溶液、溴水、氯水、碘水褪色表現的是SO2的還原性，加熱后溶液顏色不復原。
(2)注意SO2的氧化性的表現
SO2通入氫硫酸、硫化鈉溶液中都會出現淺黃色沉淀，表現了SO2的氧化性。
(3)SO2不能漂白酸堿指示劑，SO2只能使紫色石蕊溶液變紅，但不能使之退色。
(4)SO2和CO2的鑒別方法。
①聞氣味法：CO2無氣味，SO2有刺激性氣味。
②品紅溶液法：能使品紅溶液褪色的是SO2，不能使品紅溶液褪色的是CO2。
③酸性高錳酸鉀或溴水法：使酸性高錳酸鉀溶液或溴水褪色的是SO2，不能使它們褪色的是CO2。
【例題】
2．下列關于SO2的說法不正確的是
A．工業制備硫酸后含SO2的尾氣大量排放至空氣中會形成酸雨
B．SO2能使酸性KMnO4溶液褪色，是利用了SO2的還原性
C．SO2與H2S氣體混合，產生淡黃色固體，體現了SO2的氧化性
D．SO2通入滴有酚酞的NaOH溶液中，紅色褪去，向褪色后的溶液中滴加NaOH溶液，紅色復現，體現了SO2的漂白性
3.濃硫酸吸水性和脫水性的區別與應用
點撥：(1)吸水性。
濃硫酸具有吸收水(如氣體中、液體中的水分子，以及固體中的結晶水等)的性能，吸水性是濃硫酸的物理性質。因此濃硫酸可作為吸水劑或干燥劑。
①濃硫酸能干燥三類氣體：中性氣體，如H2、O2、N2、CO、NO、CH4等；某些酸性氣體，如SO2、CO2、HCl、HF等；某些氧化性氣體，如F2、Cl2等。
②濃硫酸不能干燥兩類氣體：堿性氣體，如氨氣(NH3)；還原性氣體，如HBr、HI、H2S等。
③濃硫酸使藍礬(CuSO4·5H2O)變成白色粉末，體現了濃H2SO4的吸水性。
(2)脫水性。
濃硫酸可將許多有機化合物中的氫、氧元素按水的組成比脫去。脫水性是濃硫酸的化學性質。如：
C12H22O1112C+11H2O
HCOOHCO↑+H2O。
【例題】
3．下列濃硫酸的敘述錯誤的是
A．濃硫酸可用作干燥劑，能夠干燥氫氣、氧氣等氣體，但不能干燥堿性氣體和有較強還原性的HI、H2S等氣體
B．濃硫酸與木炭反應的化學方程式為C＋2H2SO4(濃) CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，在此反應中，濃硫酸既表現了強氧化性又表現了酸性
C．1 mol銅粉投到足量濃硫酸中，加熱得到氣體體積標準狀況下為22.4 L
D．常溫下能夠用鐵、鋁等容器盛放濃硫酸，是因為濃硫酸能使鐵、鋁鈍化
4.硫酸根離子的檢驗
點撥：誤區1只加可溶性鋇鹽，而不酸化
將導致、、等干擾離子判斷成。因上述離子會產生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3白色沉淀。
誤區2誤將Ag＋判斷成
如向待測液中滴加BaCl2溶液，再加稀鹽酸有白色沉淀便斷定含。其錯誤是未注意溶液中不含，而含Ag＋時也會產生同樣的現象：Ag＋＋Cl-=AgCl↓(白色)。
誤區3誤將判斷成
如先用稀硝酸酸化，再加入BaCl2溶液或向待測液中滴加用稀鹽酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀，便誤以為有。該錯誤是未注意在酸性環境中具有強氧化性，將氧化成而產生干擾。
誤區4
(1)誤將Ag＋、Pb2＋判斷成。如向待測液中滴加BaCl2溶液，再加稀鹽酸有白色沉淀便斷定含。其錯誤是未注意溶液中不含，而含Ag＋或Pb2＋時也會產生同樣的現象：Ag＋＋Cl-=AgCl↓(白色)，Pb2＋＋2Cl-=PbCl2↓(白色)。
(2)誤將判斷成。如向待測液中滴加用稀鹽酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀，便誤以為有。該錯誤是未注意具有強氧化性，在酸性環境中發生反應：Ba2＋＋=BaSO3↓(白色)，3BaSO3＋2H＋＋2=3BaSO4↓(白色)＋2NO↑＋H2O。
【例題】
4．下列四種溶液中一定存在的是
A．向甲溶液中加入BaCl2溶液，產生白色沉淀
B．向乙溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀，再加入鹽酸，沉淀不溶解
C．向丙溶液中加入鹽酸使之酸化，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀產生
D．向丁溶液中加入硝酸使之酸化，再加入硝酸鋇溶液，有白色沉淀產生
5.N2相關性質的易混易錯點辨析
點撥：(1)氮元素的非金屬性很強，但N2的化學性質特別穩定。
(2)工業上利用合成氨實現人工固氮涉及氧化還原反應。
(3)氮氣在通常情況下不燃燒，也不支持燃燒，不能供呼吸。
(4)液氮可用于醫學和高科技領域，制造低溫環境。
(5)高溫高壓催化劑條件下與氫氣反應時，氮氣只作氧化劑。
(6)固氮反應一定屬于氧化還原反應。
(7)高溫或通電的條件下，氮氣能與氧氣化合生成一氧化氮，而不能生成二氧化氮。
【例題】
5．下列關于氮元素說法中，不正確的是
A．工業上氫氣和氮氣合成氨屬于人工固氮
B．閃電時，大氣中氮的氧化物的生成屬于氮的固定
C．氮元素在自然界有游離態和化合態
D．非金屬單質氮氣在化學反應中只能作氧化劑
6.氮氧化物的易混易錯點
點撥：(1)氮的氧化物都有毒，其中NO2與N2O4存在平衡：2NO2 N2O4，因此實驗測得NO2的平均相對分子質量總是大于46。
(2)驗證某無色氣體為NO的方法是向無色氣體中通入O2(或空氣)，無色氣體變為紅棕色。
(3)NO能用排水法收集，不能用排空氣法收集；而NO2能用向上排空氣法收集，不能用排水法收集。
(4)氮氧化物對環境的污染。
①光化學煙霧：NOx在紫外線作用下，與碳氫化合物發生一系列光化學反應，產生了一種有毒的煙霧。
②酸雨：NOx排入大氣中，與水反應生成HNO3和HNO2，隨雨雪降到地面形成酸雨。
③破壞臭氧層：NO2可使平流層中的臭氧減少，導致地面紫外線輻射量增加。
④NO與血紅蛋白結合使人中毒。
【例題】
6．下列關于NO和NO2的說法正確的是
A．NO2是紅棕色氣體，與水反應生成硝酸，所以屬于酸性氧化物
B．NO2不能由N2和O2直接化合得到
C．NO和NO2均既可以用排空氣法收集又可以用排水法收集
D．NO在空氣中可以長久的存在
7.氨氣的性質及制取
點撥：(1)NH3是中學化學中唯一堿性氣體，能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，可在推斷題中作為解題突破口。
(2)氨水呈堿性，NH3·H2O屬于一元弱堿，計算氨水的濃度時，溶質按NH3進行計算。
(3)氨氣實驗室制法應注意的問題
①制氨時，選用的銨鹽及堿都有一定的要求。選銨鹽時，不選(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4NO3等，因它們受熱易分解，使產生的NH3中混有較多的雜質氣體，另外NH4NO3易爆炸；選堿時，用Ca(OH)2而不用NaOH或KOH，因NaOH、KOH具有吸濕性，易結塊，不利于產生氨氣，且在高溫下均能腐蝕玻璃。
②干燥氨氣不能用濃硫酸，也不能用無水CaCl2(8NH3＋CaCl2=CaCl2·8NH3)，通常用堿石灰干燥氨氣。
③凈化裝置：通常用堿石灰干燥氨氣，不能用五氧化二磷、濃硫酸和無水氯化鈣干燥。
④收集方法：向下排空氣法收集，試管口塞一團疏松的棉花團，目的是防止氨氣與空氣形成對流，以收集到較純凈的氨氣。
⑤尾氣處理：多余的氨氣要吸收掉(可在導管口放一團用水或稀硫酸浸潤的棉花球)以避免污染空氣。在吸收時要防止倒吸。
(4)實驗室制取少量NH3的兩種簡易方法
①加熱濃氨水(圖甲)
反應原理：NH3·H2ONH3↑＋H2O。
②濃氨水中加固態堿性物質(圖乙)
反應原理：濃氨水中存在以下平衡：NH3＋H2O NH3·H2O ＋OH-，加入固態堿性物質(如CaO、NaOH、堿石灰等)，消耗水且使c(OH-)增大，使平衡逆向移動，同時反應放熱，促進NH3·H2O的分解。
【例題】
7．氨廣泛應用于化工、化肥、制藥等領域，一種新型制備氨的方法如下。下列說法錯誤的是
A．反應①屬于人工固氮
B．反應②屬于氧化還原反應
C．反應⑤在無水環境中進行時，有白煙產生
D．該轉化過程總反應的反應物是和，產物是和
8.硝酸的不穩定性和強氧化性
點撥：(1)實驗室常用濃硝酸的質量分數為69%，物質的量濃度約為16mol·L-1，95%以上的硝酸稱為“發煙硝酸”。
(2)市售濃硝酸呈黃色，是因為硝酸分解生成的NO2溶解在硝酸里。
(3)硝酸要保存在棕色試劑瓶中，并置于冷暗處，不能用橡膠塞。
(4)濃、稀硝酸均具有強氧化性，濃度越大，氧化性越強，其還原產物的價態越高。還原產物一般為HNO3(濃)→NO2，HNO3(稀)→NO。
(5)常溫下，鐵、鋁遇濃硝酸能發生“鈍化”，“鈍化”并不是不反應，故常溫下濃硝酸可以用鐵桶盛放。
(6)濃硝酸能使紫色石蕊溶液先變紅，后褪色，該反應過程中濃硝酸表現出強酸性和強氧化性。
(7)硝酸能夠與絕大多數的金屬(除Au、Pt外)反應，但不生成氫氣；與變價金屬反應時，金屬能夠被氧化為高價態。
(8)硝酸與金屬反應的規律
①HNO3與金屬反應一般不能產生H2。
②還原產物一般為HNO3(濃)→NO2，HNO3(稀)→NO；很稀的硝酸還原產物也可能為N2O、N2或NH4NO3。
③硝酸與金屬反應時既表現氧化性又表現酸性。
(9)涉及HNO3的離子反應常見的易錯問題
①忽視在酸性條件下的強氧化性。在酸性條件下不能與Fe2＋、I-、、S2-等還原性較強的離子大量共存。
②在書寫離子方程式時，忽視HNO3的強氧化性，將氧化還原反應簡單的寫成復分解反應。
(10)硝酸作氧化劑的反應中，還原劑一般被氧化成最高價態。
(11)鐵與稀硝酸反應，先生成Fe(NO3)3，若Fe過量，Fe(NO3)3再與Fe反應生成Fe(NO3)2。
【例題】
8．下列有關硝酸化學性質的敘述正確的是
A．稀硝酸使紅色石蕊試紙變藍
B．硝酸能與Na2CO3反應，但不生成CO2
C．硝酸可與Na2S反應制得H2S氣體
D．濃硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黃色
9.硅單質及其化合物的性質用途辨析
點撥：(1)氫氟酸不能用玻璃試劑瓶保存，氫氟酸能腐蝕玻璃，可用于玻璃制品蝕刻花紋。
(2)強堿溶液不能用玻璃塞試劑瓶保存，應用橡膠塞。
(3)水玻璃在空氣中變質生成沉淀。
(4)氧化物形式只表示硅酸鹽的組成而不表示其結構，切不可認為硅酸鹽是由氧化物混合而成的。將硅酸鹽寫成氧化物時氧化物的書寫順序：活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→二氧化硅→水。
(5)用石英砂和焦炭制備粗硅的反應必須要隔絕空氣在電爐中進行，得到的氧化產物是CO而不是CO2。
(6)硅與堿溶液反應時，硅為還原劑，H2O為氧化劑。
Si＋2NaOH＋4H2O=Na2SiO3＋2H2↑＋3H2O。
(7)SiO2雖然即能與NaOH溶液反應，又能與氫氟酸反應，但不屬于兩性氧化物，屬于酸性氧化物。
(8)酸性氧化物一般和水反應生成相應的酸，SiO2雖然是H2SiO3的酸酐，但它不與水反應，不能直接與水作用制備H2SiO3。
(9)不能依據反應2C＋SiO2Si＋2CO↑來說明C的還原性比Si強，也不能依據反應SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑來說明SiO2水化物的酸性比H2CO3強。
(10)硅單質的特殊性
①Si的還原性大于C，但C卻能在高溫下還原出Si：SiO2＋2CSi＋2CO↑；
②非金屬單質一般不跟非氧化性酸反應，但Si能與HF反應：Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑；
③非金屬單質大多為非導體，但Si為半導體。
(11)含硅化合物的特殊性
①SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接與水作用制備H2SiO3；
②酸性氧化物一般不與酸反應，但SiO2能跟HF反應：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O；
③無機酸一般易溶于水，但H2SiO3難溶于水；
④因H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以在Na2SiO3溶液中通入少量CO2能發生下列反應：Na2SiO3＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋Na2CO3，但在高溫下SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑也能發生。
【例題】
9．下列說法正確的是
A．碳元素非金屬性強于硅元素
B．晶體硅的化學性質不活潑，常溫下不與任何物質發生反應
C．硅酸酸性強于磷酸
D．SiH4的穩定性強于H2O
10.無機非金屬材料
點撥：(1)硅酸鹽大多難溶于水，常見的可溶性硅酸鹽是硅酸鈉，Na2SiO3的水溶液俗稱水玻璃，與玻璃成分不同，水玻璃又稱泡花堿，但它卻是鹽溶液，而不是堿溶液。
(2)氧化物形式只表示硅酸鹽的組成而不表示其結構，切不可認為硅酸鹽是由氧化物混合而成的。
(3)硅酸鹽改寫成氧化物形式的方法
①氧化物的書寫順序：活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→二氧化硅→水。
②氧化物前計量數的配置原則：按配置前后原子個數守恒原則配置各氧化物的計量數，并寫在相應氧化物前面，且不同氧化物之間以“·”隔開。寫成氧化物后，原化學式中的各元素、原子的個數比應保持不變。
③當氧化物計量數出現分數時應化為整數，如鉀長石：KAlSi3O8不能寫成K2O·Al2O3·3SiO2，應寫成K2O·Al2O3·6SiO2。
【例題1】
10．“九秋風露越窯開，奪得千峰翠色來”是贊譽越窯秘色青瓷的詩句，描繪我國古代精美的青瓷工藝品。玻璃、水泥和陶瓷均為硅酸鹽制品，下列有關說法中正確的是
A．玻璃的主要成分為Na2CO3、CaCO3和SiO2
B．生產陶瓷、玻璃、水泥都用到黏土
C．硅酸鹽制品的性質穩定、熔點較高
D．沙子和黏土的主要成分均為硅酸鹽
【例題2】
11．現代社會的發展與進步離不開材料，下列有關說法不正確的是
A．碳化硅是一種新型陶瓷材料，具有耐高溫耐磨的特點
B．晶體硅是一種半導體材料，常用于制造光導纖維
C．硬鋁是一種鋁合金，是制造飛機和飛船的理想材料
D．石墨烯是一種新型無機非金屬材料，具有高電導率的特點
試卷第1頁，共3頁
試卷第1頁，共3頁
參考答案：
1．A
【詳解】A．根據實驗現象不能得出黑色固體是，因為CuS也是黑色的，選項A錯誤；
B．硫粉很快熔化為液體，繼而有淡黃色氣體產生，為淡黃色的硫蒸汽，選項B正確；
C．將光亮細銅絲伸氣體中，銅絲發光發熱且裝而有黑色物質生成，說明發生了化學反應，則銅絲能在硫蒸氣中燃燒，選項C正確；
D．加熱裝有硫粉的試管，硫粉很快熔化為液體，說明硫的熔沸點較低，選項D正確；
答案選A。
2．D
【詳解】A．工業制備硫酸后含的尾氣，大量排放至空氣中最終會轉化為硫酸，從而會形成酸雨，A正確；
B．SO2能使酸性KMnO4溶液褪色，是因為酸性KMnO4具有強氧化性，KMnO4與SO2發生氧化還原反應，SO2的化合價升高，體現SO2的還原性，B正確；
C．與氣體混合，產生淡黃色固體，反應為2H2S+SO2＝3S+2H2O，二氧化硫中硫元素化合價降低，體現了的氧化性，C正確；
D．通入滴有酚酞的溶液中，紅色褪去，是因為氫氧化鈉被中和轉化為亞硫酸鈉，向褪色后的溶液中滴加溶液，氫氧根離子濃度增大，堿性增強，紅色復現，和的漂白性無關系，D錯誤；
故答案為：D。
3．B
【詳解】A．濃硫酸具有吸水性，可用作干燥劑，能夠干燥氫氣、氧氣等氣體；濃硫酸具有強氧化性和酸性，不能干燥堿性氣體和有較強還原性的HI、H2S等氣體，故A正確；
B．濃硫酸與木炭反應的化學方程式為C＋2H2SO4(濃) CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，在此反應中，S元素化合價降低，濃硫酸既表現了強氧化性，故B錯誤；
C．Cu能和濃硫酸反應生成硫酸銅和二氧化硫，方程式為：Cu＋2H2SO4(濃) CuSO4＋SO2↑＋2H2O，1 mol銅粉投到足量濃硫酸中，加熱得到1mol二氧化硫，標準狀況下為22.4 L，故C正確；
D．濃硫酸能使鐵、鋁鈍化，常溫下能夠用鐵、鋁等容器盛放濃硫酸，故D正確；
故選B。
4．C
【詳解】A．向甲溶液中加入BaCl2溶液，產生白色沉淀，甲溶液中不一定含有，可能有Ag+、、的干擾，A不符合題意；
B．向乙溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀，再加入鹽酸，沉淀不溶解，乙溶液中不一定含有，還可能有Ag+的干擾，B不符合題意；
C．向丙溶液中加入鹽酸使之酸化，可以排除Ag+、、的干擾，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀產生，說明丙溶液中一定含有，C符合題意；
D．由于硝酸能將氧化成，故向丁溶液中加入硝酸使之酸化，再加入硝酸鋇溶液，有白色沉淀產生，不能說明丁溶液中一定含有，還可能有的干擾，D不符合題意；
故答案為C。
5．D
【詳解】A．氮的固定是指游離態氮轉化為化合態氮的過程，工業上氫氣和氮氣合成氨屬于人工固氮，故A正確；
B．閃電時，大氣中氮氣轉化為氮的氧化物屬于氮的固定，故B正確；
C．氮元素在自然界有游離態(氮氣)和化合態(銨態氮和硝態氮等)，故C正確；
D．非金屬單質氮氣在化學反應中能作氧化劑，也能作還原劑，如氮氣與氧氣反應中，氮氣作還原劑，故D錯誤；
故選D。
6．B
【詳解】A．NO2是紅棕色氣體，與水反應生成硝酸和NO，NO2不屬于酸性氧化物，故A錯誤；
B．N2和O2在放電條件下直接化合得到NO，故B正確；
C．NO與氧氣反應，NO不能用排空氣法收集。NO2能與水反應，NO2不能用排水法收集，故C錯誤；
D．NO與氧氣反應生成NO2，NO不能在空氣中可以長久的存在，故D錯誤；
選B。
7．B
【詳解】A．反應①是氮氣和鎂化合生成氮化鎂，由游離態轉化為化合態，屬于人工固氮，A正確；
B．反應②是氮化鎂和氯化銨反應生成氯化鎂、氨氣，元素的化合價均不變，因此屬于非氧化還原反應，B錯誤；
C．反應⑤是氨氣和氯化氫化合生成氯化銨，因此在無水環境中進行時，有白煙產生，C正確；
D．根據轉化關系圖可判斷該轉化過程總反應的反應物是和，最終產物是和，D正確；
答案選B。
8．D
【詳解】A．稀硝酸顯酸性，不可能使紅色石蕊試紙變藍，故A錯誤；
B．發生復分解反應，可以生成CO2，故B錯誤；
C．HNO3有強氧化性，可以氧化H2S氣體，不能用于制取H2S，故C錯誤；
D．NO2呈紅棕色，濃硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黃色，故D正確；
故選D。
9．A
【詳解】A．碳和硅都是第ⅣA族元素，碳的原子半徑小于硅，所以C得電子能力強于Si，則C的非金屬性強于Si，故A正確；
B．晶體硅的化學性質不活潑，但常溫下可以和NaOH溶液反應，故B錯誤；
C．硅酸和磷酸分別是Si和P的最高價氧化物對應的水化物，元素的非金屬性越強，最高價氧化物對應的水化物的酸性越強。同周期元素，從左到右，非金屬性逐漸增強，所以非金屬性：P＞Si，所以磷酸的酸性強于硅酸，故C錯誤；
D．元素的非金屬性越強，氣態氫化物的穩定性越強。Si的非金屬性弱于P，所以SiH4 的穩定性弱于 PH3，故D錯誤；
故選A。
10．C
【詳解】A．陶瓷是人類最早使用的硅酸鹽材料，不是玻璃，故A錯誤；
B．水泥的原料是黏土和石灰石，純堿、石灰石、石英是制造玻璃的原料，生成玻璃不需要黏土，故B錯誤；
C．硅酸鹽性質穩定，熔點較高，所以硅酸鹽制品一般具有性質穩定、熔點較高特點，故C正確；
D．沙子主要成分為二氧化硅，為氧化物，不是硅酸鹽，故D錯誤；
故選：C。
11．B
【詳解】A．碳化硅陶瓷具有抗氧化性強，耐磨性好，硬度高，熱穩定性好，高溫強度大，屬于新型無機非金屬材料，故A正確；
B．晶體硅是良好的半導體材料，常用于制造芯片，常用于制造光導纖維的是二氧化硅，而不是硅，故B錯誤；
C．硬鋁是鋁和其他金屬或非金屬形成的一種鋁合金，具有密度小，強度大，是制造飛機和飛船的理想材料，故C正確；
D．石墨烯是一種新型無機非金屬材料，石墨是良好的導體，石墨烯有獨特的結構，具有優良的導電、導熱性能，故D正確；
故選：B。
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答案第1頁，共2頁

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