2020年高考化学考前必记 精华02 非金属元素及其化合物
展开精华02 非金属元素及其化合物
一、卤族元素
1．氯气
H2＋Cl22HCl
2Fe＋3Cl22FeCl3
Cl2＋H2OHCl＋HClO
2NaOH＋Cl2===NaClO＋NaCl＋H2O
2Ca(OH)2＋2Cl2===Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O
6FeBr2＋3Cl2===4FeBr3＋2FeCl3(氯气少量)
2FeBr2＋3Cl2===2FeCl3＋2Br2(氯气过量)
【巧学活用】氯水成分复杂，性质多样：强酸性——H＋的性质；杀菌、漂白性——HClO的性质；强氧化性——Cl2的性质。氯气溶于水，但不溶于饱和食盐水，因此可用饱和食盐水除去Cl2中的HCl。Cl2与NaOH溶液的反应被用于实验室除去多余的Cl2，常出现在框图推断中。
【易错警示】氯气与FeBr2溶液反应时，一定要注意二者量的关系，Cl2首先氧化的是Fe2＋，然后氧化Br－；但Cl2与FeI2溶液反应时，首先氧化的是I－，然后氧化Fe2＋。根据得失电子守恒可得出相应反应的离子方程式，如等物质的量的Cl2与FeBr2在溶液中反应时，其离子方程式为2Fe2＋＋2Cl2＋2Br－===2Fe3＋＋4Cl－＋Br2。
2．含氯化合物
2HClO2HCl＋O2↑
Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO
NaClO＋2HCl===NaCl＋Cl2↑＋H2O
MnO2＋4HCl(浓) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
【巧学活用】HClO可作漂白剂和杀菌剂是由于HClO具有强氧化性，长时间放置的氯水易变质是由于HClO在光照条件下极易分解，所以新制的氯水需避光保存。
(3)卤素单质间的置换反应
Cl2＋2NaBr===Br2＋2NaCl
Cl2＋2NaI===I2＋2NaCl
Br2＋2KI===2KBr＋I2
【巧学活用】以上反应可用于比较Cl2、Br2、I2氧化性(非金属性)的强弱或与CCl4、淀粉溶液相结合用于溶液中Br－、I－的检验。
二、氧族元素
1．硫的氧化物
SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O(SO2不足)
SO2＋NaOH===NaHSO3(SO2过量)
2SO2＋O22SO3
SO3＋H2O===H2SO4
SO2＋2Fe3＋＋2H2O===SO＋2Fe2＋＋4H＋
SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4
【巧学活用】SO2既具有氧化性也具有还原性，在溶液中与强氧化剂反应时都生成SO，由此可用于解释Na2SO3在空气中的变质。SO2的漂白性相对“可逆”：SO2＋色素,△无色化合物，常用于其检验。
2．浓硫酸
Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋2H2O＋SO2↑
C＋2H2SO4(浓) 2H2O＋CO2↑＋2SO2↑
【易错警示】①随着反应的进行，浓H2SO4的浓度越来越小，导致H2SO4不能反应完全，因此所得的SO2比理论值少。
②碳与浓硫酸反应产物的确定应按以下流程进行：无水CuSO4确定水→品红溶液确定SO2→酸性KMnO4溶液除去SO2→品红溶液检验SO2是否除净→澄清石灰水检验CO2。
三、氮族元素
1．氮气及氧化物
N2＋O22NO
3Mg＋N2Mg3N2
2NO＋O2===2NO2
2NO2N2O4
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
【巧学活用】氮的氧化物和O2、水反应的计算可根据反应物相对量的多少判断剩余气体，但无论什么情况，剩余气体都不是NO2。NO、NO2具有氧化性，能与NH3反应生成N2和H2O。
2．氨与铵盐
NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－
NH3＋HCl===NH4Cl
4NH3＋5O24NO＋6H2O
8NH3＋6NO27N2＋12H2O
NH4HCO3NH3↑＋H2O↑＋CO2↑
2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
【巧学活用】铵盐的分解反应常出现在框图推断题中，若某种物质受热分解的产物均为气体，可猜想该物质可能是碳酸氢铵或碳酸铵。在综合探究题中也会与Na2O2结合考查NH3的催化氧化实验等。铵盐与碱反应主要用于实验室制备NH3或检验溶液中的NH。
3．硝酸
4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2H2O＋2NO2↑
3Cu＋8HNO3(稀)=== 3Cu(NO3)2＋4H2O＋2NO↑
C＋4HNO3(浓) CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
【易错警示】浓硝酸的氧化性大于稀硝酸的氧化性，铜与浓硝酸和稀硝酸的两个反应中硝酸均没有全部作氧化剂。铜与浓硝酸反应时在试管内就能看到红棕色的NO2，而与稀硝酸反应时需在试管口才能看到红棕色气体。
四、碳族元素
1．碳及其化合物
C＋O2CO2
C＋CO22CO
C＋H2O(g) CO＋H2
2C＋SiO2Si＋2CO↑
CaCO3CaO＋CO2↑
CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O(CO2不足)
CO2＋NaOH===NaHCO3(CO2过量)
CO2＋Na2SiO3＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3
CO2＋2NaAlO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋Na2CO3
CO2 + +H2O === +NaHCO3
CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3
【巧学活用】由于C过量，SiO2与C反应的产物是CO而不是CO2，该反应可用于工业上制备粗硅，但必须在隔绝空气的条件下进行。
2．硅及其化合物
Si＋O2SiO2
Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑
Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑
SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O(雕刻玻璃；不能用玻璃容器盛装氢氟酸的原因)
SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(不能用带有玻璃塞的试剂瓶装NaOH溶液的原因)
SiO2＋CaOCaSiO3
SiO＋2H＋===H2SiO3↓
Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3(用于SiO的检验；Na2SiO3在空气中变质的原因)
3．二氧化硅的特殊性
(1)非金属氧化物一般由分子构成，而SiO2是由Si和O按个数比1∶2直接构成。Si、SiC、Si3N4、BN等也是直接由原子构成。
(2)SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接与水作用制备H2SiO3。
(3)酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能跟HF作用：SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O。
(4)不要混淆二氧化硅和硅的用途用于制作光导纤维的是SiO2，用于制作半导体材料、计算机芯片的是晶体硅。
(5)水晶、石英、玛瑙的主要成分是SiO2；珍珠的主要成分是CaCO3；钻石是金刚石；红、蓝宝石的主要成分是Al2O3。
