1、第四章 非金属及其化合物专题复习学案专题一、解答无机框图推断题的一般思路和方法元素及其化合物的推断是将分散的知识点连成线，织成网，可有效地考查学生的抽象、求异、发散等思维分析能力。一、方法与技巧读图审题找准突破口逻辑推理检验验证规范答题，其中“突破口”的寻找是关键。二、解推断题的突破口1根据特征转化关系找突破口(1)AO2BO2CH2OD(酸或碱)NH 3(气体)O 2NOO2NO2H2OHNO3或 N2(气体)O 2NOO2NO2H2OHNO3H 2S(气体)O 2SO2O2SO3H2OH2SO4或 S(固体)O 2SO2O2SO3H2OH2SO4C(固体)O 2COO2CO2H2OH2CO
2、3Na(固体 )O2Na2OO2Na2O2H2ONaOH(2)AError!A 为弱酸的铵盐：(NH 4)2CO3 或 NH4HCO3；(NH 4)2S 或 NH4HS；(NH 4)2SO3 或NH4HSO3 等。(3)交叉型转化关系例如：(4)三角转化2根据特征反应找突破口(1)特征反应条件催化剂条件2KClO3MnO2, 2KCl3O 22H2O2MnO22H2OO 22SO2O 2 催化剂 ,2SO 34NH35O 2 催化剂,4NO 6H2ON23H 2 高温、高压,催化剂 2NH3电解：2H2O 通电 2H2O 22NaCl2H 2O 通电 2NaOHH 2Cl 22Al2O3 通电
3、 4Al3O 2(2)置换反应非金属 活泼金属(Na、Mg、Fe) H2,非金属 Error! H 或 H2O 金属 金属盐金属Error! 。非金属非金属Error!金属+H 2金属氧化物 金属H 2O,金属Error! 高 温 (3)与溶液反应气体气体气体单质 Al、Si2Al2NaOH2H 2O2NaAlO23H 2Si2NaOHH 2ONa2SiO32H 2气体气体2Na2H 2O2NaOHO 22F22H 2O4HFO 22Na2O22H 2O4NaOHO 2与酸或碱反应单质：Al化合物：Al 2O3、Al(OH) 3、弱酸弱碱盐、弱酸铵盐、弱酸酸式盐、氨基酸(4)Na2O2Erro
4、r!(5)NH3,NH4NO3(最高价氧化物对应的水化物与气态氢化物反应生成盐的元素为 N),NH 4NO3(最高价氧化物对应的水化物与气态氢化物反应生成盐的元素为 N),3.根据特殊化学工业生产反应找突破口,(1)煅烧石灰石 (2)硫酸工业 (3) 合成氨 (4) 氨的催化氧化 (5)工业制盐酸 (6)高炉炼铁 (7)工业制水煤气 (8) 硅酸盐工业 (9) “侯氏制碱法” (10)电解饱和食盐水,4.根据特殊现象,(1)物质颜色,有色气体： Cl2(黄绿色) 、Br 2 蒸气和 NO2(红棕色),有色固体,Error!有色溶液Error!(2)使品红溶液褪色的气体：SO 2(可逆)、Cl
5、2(不可逆) 。(3)遇酚酞溶液变红色或遇石蕊溶液变蓝色的气体必是 NH3。(4)空气中由无色变红棕色的气体是 NO。(5)与酸反应放出无色气体，且将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊的是CO 、 HCO 或 SO 、HSO 。23 3 23 3(6)遇 BaCl2 溶液生成白色沉淀的溶液中可能有 Ag 、SO 、SO (含 NO )。24 23 3(7)加 NaOH 溶液生成白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的溶液中含有 Fe2 。(8)遇 HCl 产生白色沉淀的溶液中含有 Ag 、SiO 。23(9)H2 在 Cl2 中燃烧有苍白色火焰， CH4、CO 、H 2 在空气中燃烧有淡蓝色火焰
6、。(10)溶于氢氟酸的氧化物：SiO 2、单质 Si。【例 1】 右图表示某固态单质 A 及其化合物之间的转化关系 (某些产物和反应条件已略去 )。化合物 B 在常温常压下为气体，B 和 C 的相对分子质量之比为 45，化合物 D 是重要的工业原料。(1)写出 A 在加热条件下与 H2 反应的化学方程式： ；(2)写出 E 与 A 的氢化物反应生成 A 的化学方程式： ；(3)写出一个由 D 生成 B 的化学方程式： ；(4)将 5 mL 0.10 molL1 的 E 溶液与 10 mL 0.10 molL1 的 NaOH 溶液混合。写出反应的离子方程式 ；反应后溶液的 pH_7(填“大于”
7、“小于”或“等于 ”)，理由是 ；加热反应后的溶液，其 pH_(填“增大” “不变” 或“减小”) ，理由是 。答案 (1)SH 2H 2S(2)H2SO32H 2S3S3H 2O(3)2H2SO4(浓) CCO 22SO 22H 2O(其他合理答案也可以 )(4)H 2SO32OH SO 2H 2O23大于 Na 2SO3 是强碱弱酸盐，水解后溶液呈碱性增大 水解是吸热反应，加热使 SO 水解程度增大，因而 pH 增大23解析 根据 A 和 B、C、D、E 的框图转化关系可知，A 有多种化合价，A 是一种非金属固体单质，又由于 B 和 C 的相对分子质量之比为 45 ，因此推得 A 为单质
8、S，B 为SO2，C 为 SO3，D 为 H2SO4，E 为 H2SO3。高考指南 本题涉及单质和化合物的性质、离子方程式的书写、中和反应、氧化还原反应、物质的量浓度的计算等知识的综合，考查学生对硫及其化合物的性质的理解和应用能力，考查分析、推理能力。元素化合物框图推断与基本概念和理论的综合考查是高考的热点题型，所以应注意元素化合物之间的网络关系。专题二 常见气体制备1实验装置净化装置净化装置干燥装置收集装置吸收装置2气体净化装置类型根据反应原理、反应物状态和反应条件等因素来选择反应装置。(1)固固气体，可制备 NH3、O 2。气体，可制备 H2、CO 2 等。气体，可制备 H2、CO 2 等
9、。(3)固液气体，可制备 Cl2 等。常见气体的制法【例 2】 实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下：, ,已知实验室可用饱和亚硝制 取 N2 气 体 混 合 气 体 混 合 合 成 氨 氨 吸 收 氨 氧 化酸钠(NaNO 2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。,(1)从上图中选择制取气体的合适装置：,氮气 ；氢气 。,(2) 氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还有 、 。,(3)氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨， ( 填“会”或“不会”) 发生倒吸，原因是： , 。,(4) 用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥
10、形瓶内，能使铂丝保持红热的原因是：_，锥形瓶中还可观察到的现象是： 。,(5)写出乙装置中氨氧化的化学方程式： , 。,(6)反应结束后锥形瓶内的溶液中含有的离子：H 、OH 、_、_。,答案 (1)a b (2)干燥气体 控制氢气和氮气的流速 (3)不会 因为混合气体中含有大量难溶于水的氮、氢两种气体 (4) 氨的氧化反应是一个放热反应 有红棕色气体产生 (5)4NH 35O 2 催化剂,4NO 6H 2O,(6)NH NO ,解析 4 3(1)由题给反应物的状态，NaNO 2 和 NH4Cl 都是饱和溶液，可推知 N2 用 a 装置，而 H2 是由锌粒( 固 )和稀酸 (液)来制取，则可用
11、 b 制取。,(2)干燥气体和调节 (或控制)H 2 和 N2 的流速。,(3)不会，因合成氨的反应是一个可逆反应，生成的混合气体除 NH3 以外还有大量的 N2 和H2 存在。,(4)从能使铂丝保持红热可以推知，氨的氧化反应是一个放热反应。根据氨氧化的产物看有 NO 生成，NO 被 O2 氧化又产生 NO2，所以锥形瓶中会看到有红棕色气体产生。,(5)乙装置中氨氧化的反应方程式为 4NH35O 2 催化剂,4NO 6H 2O。,(6) 因氨氧化生成的 NO 与 O2、H 2O 反应生成 HNO3，未氧化的氨与 HNO3 反应生成 NH4NO3。因此，反应结束后，锥形瓶内的溶液中除有 H 、O
12、H 外，还应有 NH 和 NO 。 4 3专题三、化学实验方案的设计、评价与改进, 实验设计的原则1.科学性,实验原理、方法、操作过程必须科学合理。2.安全性,尽量避免带有危险性的操作、有毒物质的接触，若无法避免则应采取安全措施。3.环保性,有毒物质必须处理，以防污染环境4.可行性,设计的实验方案切实可行，所选药品、仪器、设备和方法在现有的条件下能得到满足。5.简约性,实验设计应尽可能简单易行，应采用简单的实验装置，用较少的实验步骤且效果明显。,6.经济性,综合考虑原料的用量、价格。,7.创新性,一是实验原理的创新设计，二是实验装置的创新设计。【例 3】 某校化学实验兴趣小组在“探究卤素单质的
13、氧化性”的系列实验中发现：在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入 12 滴溴水，振荡后溶液呈黄色。,(1)提出问题,Fe3 、Br 2 哪一个的氧化性更强？,(2)猜想,甲同学认为氧化性： Fe3 Br2，故上述实验现象不是发生化学反应所致，则溶液呈黄色是含_( 填化学式，下同) 所致。,乙同学认为氧化性：Br 2Fe3 ，故上述实验现象是发生化学反应所致，则溶液呈黄色是含_所致。,(3)设计实验并验证,丙同学为验证乙同学的观点，选用下列某些试剂设计出两种方案进行实验，并通过观察实验现象，证明了乙同学的观点确实是正确的。,供选用的试剂：,a.酚酞试液；b.CCl 4；c.无水酒精；d.KSCN 溶液
14、,请你在下表中写出丙同学选用的试剂及实验中观察到的现象。(试剂填序号),选用试剂 实验现象方案 1 方案 2(4)结论,氧化性：Br 2Fe3 。故在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入 12 滴溴水，溶液呈黄色所发生反应的离子方程式为 , 。,(5)实验后的思考 ,根据上述实验推测，若在溴化亚铁溶液中通入氯气，首先被氧化的离子是_(填离子的化学式) 。,在100 mL FeBr2 溶液中通入 2.24 L Cl2(标准状况) ，溶液中有 1/2 的 Br 被氧化成单质 Br2，则原 FeBr2 溶液中 FeBr2 的物质的量浓度为_。答案 (2) (3)选用试剂 实验现象方案 1 b CCl4 层呈
15、无色 方案 2 d 溶液变红色(4)2Fe2 Br 22Fe3 2Br ,(5)Fe 2 1 molL 1 ,解析 (2)因溴水也呈黄色；因发生反应 2Fe2 Br 22Fe3 2Br ，生成的 Fe3 使溶液呈黄色。,(3)方案一：可通过 Br2在 CCl4 中的颜色变化来证明。若 CCl4 层呈无色，则说明溶液中无 Br2 存在，Br 2 完全反应，从而说明氧化性 Br2Fe3 。若甲正确，则溶液中有 Br2，Br 2 溶于 CCl4 中，出现橙红色的颜色变化。方案二：可通过检验 Fe3 存在与否来证明。向反应后的溶液中加入 KSCN 溶液，若出现血红色，说明有 Fe3 存在，从而证明氧化
16、性 Br2Fe3 。,(5)因还原性 Fe2 Br ，故Cl2 优先氧化 Fe2 。设 FeBr2 的物质的量为 x mol。2.24 L Cl2(标准状况) 的物质的量为 0.1 mol，因 Br 被氧化了 1/2，则 Fe2 完全被氧化，根据得失电子守恒有：x2x/20.2，x 0.1，故原 FeBr2 溶液中 FeBr2 的物质的量浓度为 0.1 mol/0.1 L1 molL 1。【例 4】 用图示装置制备 NO 并验证其还原性。有下列主要操作： ,向广口瓶内注入足量热 NaOH 溶液，将盛有铜片的小烧杯放入瓶中。,b.关闭止水夹，点燃红磷，伸入瓶中，塞好胶塞。,c.待红磷充分燃烧，一
17、段时间后打开分液漏斗旋塞，向烧杯中滴入少量稀硝酸。,(1)步骤 c 后还缺少的一步主要操作是 。,(2) 红磷充分燃烧的产物与 NaOH 溶液反应的离子方程式是： 。,(3)步骤 c 滴入稀硝酸后烧杯中的现象是 , 。,反应的离子方程式是 。,答案 (1)打开止水夹，通入少量空气 ,(2)P2O56OH 2PO 3H 2O,(3)Cu 片逐渐溶解，有无色气泡产生，溶液由无色变为34蓝色,3Cu8H 2NO 3Cu2 2NO4H 2O,解析 (1) 因实验目的中要求验证 NO 3的还原性，而 a、b、c 三个步骤只是制 NO 并没有完成该目的，故应该打开止水夹，通入少量空气看是否产生红棕色气体。
18、,(2)因为适量红磷、热 NaOH 溶液足量，则反应产物为 Na3PO4。可以先写化学方程式：,P2O53H 2O2H3PO4,H 3PO43NaOHNa 3PO43H 2O,合写可得：P2O56NaOH2Na 3PO43H 2O,(3)气、液、固的三方向变化要答全。,3Cu8H 2NNO 3Cu2 2NO4H 2O 3【例 5】 在实验室里可用下图所示装置制取氯酸钾、次氯酸钠和探究氯水的性质。,图中：为氯气净化装置；的试管里盛有 15 mL 30% KOH 溶液，并置于水浴中；的试管里盛有 15 mL 8% NaOH 溶液，并置于冰水浴中；的试管里加有紫色石蕊试液；为尾气吸收装置。,请填写下
19、列空白：,(1)制取氯气时，在烧瓶里加入一定量的二氧化锰，通过 (填写仪器名称 )向烧瓶中加入适量的浓盐酸。实验时为了除去氯气中的氯化氢气体，可在与之间安装盛有 (填写下列编号字母) 的净化装置。,A.碱石灰 。,2B.饱和食盐水,C.浓硫酸 。,2D.饱和碳酸氢钠溶液,(2) 比较制取氯酸钾和次氯酸钠的条件，二者的差别是：_。,反应完毕经冷却后，的试管中有大量晶体析出，右图中符合该晶体溶解度曲线的是 (填写编号字母)；从的试管中分离出该晶体的方法是 (填写实验操作名称)。,(3)本实验中制取次氯酸钠的离子方程式是： (4)实验中可观察到的试管里溶液的颜色发生了如下变化，请填写下表中的空白：
20、,实验现象 原因溶液最初从紫色逐渐变为_色 氯气与水反应生成的 H 使石蕊变色随后溶液逐渐变为无色 _然后溶液从无色逐渐变为_色 _答案 (1)分液漏斗 B,(2)碱溶液 (或反应物)的浓度不同，反应温度不同 M 过滤,(3)Cl22OH ClO Cl H 2O,(4),红氯气与水反应生成的 HClO 将石蕊氧化为无色物质黄绿 继续通入的氯气溶于水使溶液呈黄绿色解析 (1)向烧瓶中加盐酸的仪器是分液漏斗；除去混在 Cl2 中的 HCl 杂质，不能用碱石灰，因两种气体都会被碱石灰吸收；饱和食盐水可大量吸收 HCl，但 Cl2 在其中的溶解度非常小，所以饱和食盐水可达到除杂的目的；浓硫酸只能吸收水
21、蒸气，不能吸收杂质；饱和 NaHCO3 溶液可吸收 Cl2、HCl，并同时放出 CO2 气体，所以也不符合要求。,(2)根据实验装置可看出，制取 KClO3 用酒精灯加热，而制 NaClO 时无加热工具；从反应物的浓度来看，所用的碱溶液的浓度也存在差异。根据溶解度曲线可发现，只有 M 的溶解度随温度的降低而减小，所以，中析出的晶体为 M。将晶体与溶液分离的方法是过滤。,(3)制取NaClO 时，发生的反应是 Cl22NaOHNaClNaClO H 2O，将其改写为离子方程式：Cl22OH Cl ClO H 2O。将 Cl2 通入紫色石蕊试液中，首先发生反应：Cl2H 2OHCl HClO，生成
22、的酸能使紫色石蕊试液变为红色，之后由于 HClO 的强氧化性将红色石蕊氧化为无色，最后由于通入的过量 Cl2 的作用，得到黄绿色的氯水。【例 6】 某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应，用下图所示装置进行有关实验。请回答：,(1) 装置 A 中发生的化学反应方程式为 。,(2)装置 D 中试管口放置的棉花中应浸一种液体，这种液体是_，其作用是_。,(3)装置 B的作用是贮存多余的气体。当 D 处有明显的现象后，关闭旋塞 K，移去酒精灯，但由于余热的作用，A 处仍有气体产生，此时 B 中的现象是_。B 中应放置的液体是(填字母)_。a.水 b.酸性 KMnO4 溶液,c.浓溴水 d.饱和 NaH
23、SO3 溶液,(4) 实验中，取一定质量的铜片和一定体积浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到反应完毕，发现烧瓶中还有铜片剩余，该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。,有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解，你认为原因是, 。,下列药品中能用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是_(填字母) 。,a.铁粉 。,2b.BaCl 2 溶液,c.银粉 。,2d.Na 2CO3 溶液,答案 (1)Cu2H 2SO4(浓)CuSO 4SO 22H 2O,(2)碱液(其他合理答案也可) 吸收多余的 SO2，防止污染空气,(3)广口瓶中液面下降，漏斗中液面上升 d,(4)反应过程中浓硫酸浓度下降，而铜与稀 H2SO4 不反应,ad, 解析 明确浓 H2SO4 的性质特点和与 Cu反应的产物，结合产物的性质特点，回答各小题。,(1)Cu 与浓 H2SO4 反应方程式为：Cu2H 2SO4(浓)CuSO 4SO 22H 2O，当 H2SO4 溶液浓度降低至一定程度时反应停止；(2)生成的 SO2 有漂白性，且污染大气，可用 NaOH 溶液吸收；(3)余热使反应继续进行，生成的多余气体可储存于 B，排出的液体留于长颈漏斗，为减少 SO2 的溶解，B 内溶液应该是饱和 NaHSO3 溶液；(4) 检验酸剩余的试剂是 Fe 和 Na2CO3。
