高中化学 重难点讲义+巩固练习题- 第8讲 非金属及其化合物(1)——“氯”和“硅”(尖)

高考要求
内容
要求层次
具体要求
ⅠⅡⅢ
非金属及其化合物
√
根据研究物质的思路和方法，掌握常见非金属单质及其
重要化合物的主要性质和应用
√了解常见非金属单质及重要化合物对环境质量的影响
√
了解水泥、玻璃和陶瓷的主要成分、生产原料及其用途
能应用金属的活动顺序判断反应并解释相关现象
√
结合海水、金属矿物等自然资源综合利用的实例，了解
运用物质性质和反应规律能实现物质间的转化
√认识化学在环境监测与保护中的重要作用
北京高考解读
年次201020112012
题
6、9、10、
25（2）、27（2）（3）
25、26（2）（4）、
27（1）（2）（3）
10、25（1）（2）、
27（1）（2）（6）分值18 18 16
解析
非金属元素及其化合物知识相关的无机推断仍是主要考查方式。

此外
非金属相关基本实验，现象解释、定性推测、反应原理、定量计算、
元素周期律、以及和生产生活相关的具体应用也会是考查的重点，试
题形式的变化会比较多。

知识网络
满分晋级
新课标剖析
第8讲非金属及其化合物
(1)—“氯”和“硅”
元素化合物8级
无机非金属材料的主角——硅
元素化合物9级
富集在海水中的元素——氯
元素化合物16级
非金属元素——硅、氯及卤素
一、氯及其化合物的转化
二、硅及其化合物的转化
知识点拨
8．1 氯及其化合物的性质
一、氯气单质的性质
H Cl +在氯水中，大量存在的是溶于水的氯分子。

2NaOH
NaCl 备漂白液，NaClO 是其有效成分。

工业上用氯气和石灰乳制得漂白粉或漂粉精，其有效成分是70%以上，漂白原理是：O
CaCO 2HClO +↓反应的原理：用强氧化性物质（如MnO 4HCl()
MnCl +△
浓
二、 盐酸与次氯酸
2KCl +溶液发生反应，-的性质：
三、 氯水性质的分析
新制的氯水中具有多种成分：Cl 2、H 2O 、HClO 分子，H +、Cl -
、ClO -离子，以及微量的OH －。

它的多种成分决定了它具有多重性质：①2Cl 的强氧化性；②HCl 的强酸性；③HClO 的强氧化性、弱
-8．2 卤族元素性质的相似性、递变性和特殊性
2FeI
HX + NaX NaXO +深红棕色
8．3 海水的综合利用
22
8．4 碳、硅及无机非金属材料
一、 碳、硅单质的性质比较
SiC(金刚砂2SiO (Si 体现还原性4SiH Si 高温
（体现氧化性）
与氧化物反应时，碳大多作为还原剂：22CuO
CO +高温
↑SiO 2CO 高温
↑
2)CO 4NO +↑2)CO 2SO +↑O(g)CO +高温
二、碳、硅氧化物的性质比较
H CO
2
不反应
三、硅酸盐的性质与应用
1．硅酸及硅酸盐的性质
（1）硅酸（H2SiO3）：不溶于水，二元弱酸，其酸性比碳酸还要弱。

硅酸凝胶脱水后形成硅胶，可作为干燥剂或催化剂载体。

（2）硅酸钠：俗称泡花碱，其水溶液俗称水玻璃，可作为粘合剂，木材、纺织品的防腐剂。

2323Na SiO 2HCl=H SiO 2NaCl ++()胶体
23222323Na SiO CO H O=H SiO 2Na CO +++()胶体（该反应可证明硅酸酸性比碳酸酸性弱） （3） 硅酸盐的组成表示方法：
硅酸盐一般组成比较复杂，因而常用氧化物的形式表示：
① 氧化物顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。

② 除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置系数；若出现分数，应化为
整数；氧化物之间以“g ”隔开。

③ 如正长石38KAlSi O 可写成2232K O Al O 6SiO g g 。

但注意，硅酸盐不是以简单氧化物形
式存在的。

【例1】开发新材料是现代科技发展的方向之一。

下列有关材料的说法正确的是（ ）
①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素 ②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品 ③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 ④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料 ⑤氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料 ⑥C 60与金刚石互为同分异构体
A.①②⑦
B.②③⑥
C.①④⑤
D.①③④
【答案】C
【例2】下列有关无机非金属材料的说法中，不正确的是（ ）
A ．高纯硅可用于制造半导体材料
B ．SiO 2制成的玻璃纤维，由于导电能力强而被用于制造光缆
C ．玻璃、水泥和陶瓷，其成分均含有硅酸盐
D ．Si 3N 4是一种新型无机非金属材料，可应用于制造发动机
【答案】B
【例3】下列物质：①氢氟酸；②浓硫酸；③烧碱溶液；④Na 2CO 3固体；⑤氧化钙；⑥浓硝酸，其
中在一定条件下能与SiO 2反应的有（ ）
考点1： 碳、硅及其化合物性质
例题精讲
A.①②⑥
B.全部
C.①③④⑤
D.②③⑥
【答案】 C
【例4】（07北京）用4种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误
的是（ ）
【答案】B
【例5】氮化硅用作高温陶瓷复合材料，在航天航空、汽车发动机、机械等领域有着广泛的用途。

由
石英合成氮化硅粉末的路线图如下所示。

其中NH 2原子团中各元素的化合价与NH 3相同。

请回答下列问题：
（1）石英砂不能与碱性物质共同存放，以NaOH 为例，用化学反应方程式表示其 原因： 。

（2）图示①~⑤的变化中，加入的物质起还原剂作用的是 。

（3）SiCl 4在潮湿空气中剧烈水解，产生白雾，军事工业中用于制造烟雾剂。

SiCl 4 水解的化学反应方程式为 。

（4）在反应⑤中，3 mol Si(NH 2)4在高温下加热可得1 mol 氮化硅粉末和8 mol A 气 体，则氮化硅的化学式为 。

（5）在高温下将SiCl 4在B 和C 两种气体的气氛中，也能反应生成氮化硅，B 和C 两种气体在一定条件下化合生成A 。

写出用SiCl 4与B 和C 两种气体反应的化 学方程式： 。

【答案】（1）SiO 2 + 2NaOH === Na 2SiO 3 + H 2O
（2）① （3）SiCl 4+3H 2O=4HCl+H 2SiO 3 （4）Si 3N 4 （5）3SiCl 4＋2N 2＋6H 2Si 3N 4＋12HCl
【例6】下列有关海水资源综合利用的说法正确的是（ ）
①蒸馏法是海水淡化的方法之一
②海水蒸发制海盐的过程中只发生化学变化 ③从海带提取碘单质的过程涉及氧化还原反应 ④只需经过物理变化就可以从海水中得到钾单质 ⑤海水提溴涉及的反应类型包括复分解反应
A ．①②③
B ．④⑤
C ．①③
D ．①②⑤
【答案】C
【例7】将过量的氯气通入溴化钠溶液中，再向溶液中加入一定量的CCl 4，充分振荡，观察到的现
象是（ ）
A ．溶液有无色变橙色
B ．上层几乎无色，下层显橙色
C ．溶液由橙色变无色
D ．上层无色，下层为紫色
【答案】B
【例8】下列实验现象，与新制氯水中的某些成分（括内物质）没有关系的是（ ）
A.使红色布条褪色（Cl 2）
B.将NaHCO 3固体加入新制氯水，有无色气泡产生（H +）
C.向FeCl 2溶液中滴加氯水，再滴加KSCN 溶液，发现呈血红色（Cl 2）
考点2： 卤族元素的性质与应用
D.滴加AgNO3溶液生成白色沉淀（Cl-）
【答案】A
【例9】碱金属与卤素所形成的化合物大都具有的性质是（）
①熔沸点较高②能溶于水③水溶液能导电
④有较深的颜色⑤熔融状态不导电
A.①②③
B.③④⑤
C.①④⑤
D.②③
【答案】A
【例10】对经常出现的客观现象进行归纳可以形成相应规律，但客观事物有时也会有违背普遍规律的现象，寻找例外现象出现的原因正是科学发展的内在动力。

下列事实与相关规律不相吻合并有其内在原因的是（）
A．Cs是很活泼的金属B．I2易溶于四氯化碳
C．HF在标准状况下是液体D．Cl在第三周期中原子半径最小
【答案】C
【例11】某学生鉴定甲盐的流程如图所示：
下列结论正确的是（）
A．甲中一定有Fe3+B．丙中一定有Fe3+
C．乙为AgI沉淀D．甲一定为FeBr2溶液
【答案】B
【例12】下列叙述中正确的是（）
A．向Ba(NO3)2溶液中通CO2无沉淀生成，可推知向Ba(NO3)2溶液中通入SO2也无沉淀生成；
B．向FeI2溶液中通少量Cl2无Fe3+生成，可推知向FeBr2溶液中通少量Cl2也无Fe3+ 生成；
C．向品红溶液中加入H2O2溶液时，品红溶液褪色，可推知向品红溶液中通入Cl2 时，品红溶液也会褪色；
D．向CuSO4溶液中加铁时会置换出铜，可推知向CuSO4溶液中加入钠时也会置换出铜；
【答案】C
【例13】下列关于卤素的叙述正确的是（）
A．单质的颜色随核电荷数的增加逐渐加深
B．氢化物的稳定性随核电荷数的增加逐渐增强
C．单质与水反应均可表示为X2+H2O = HX+HXO
D．随核电荷数的增加，X-的半径递增，还原性递减
【答案】A
【例14】下列离子方程式的书写正确的是（）
A.误将洁厕灵（主要成分盐酸）与消毒液（主要成分次氯酸钠）混合：2H++Cl-+ClO-===Cl2↑+H2O
B.玻璃试剂瓶被烧碱溶液腐蚀：SiO2+2Na++2OH-===Na2SiO3↓+H2O
C.高锰酸钾酸性溶液吸收二氧化硫：SO2+MnO4-+4H+===SO42-+Mn2++2H2O
D.从酸化的海带灰浸出液中提取碘：2I-+H2O2===I2+2OH-
【答案】A
【例15】溴化碘（IBr）的化学性质跟卤素单质相似，它跟水反应的化学方程式为：IBr + H2O =HBr + HIO，下列有关的叙述中，不正确的是（）
A.IBr是双原子分子
B.在很多反应中，IBr是氧化剂
C.和NaOH溶液反应生成NaBr
D.和H2O反应时，IBr既是氧化剂又是还原剂
【答案】D
【例16】硫氰(SCN)2的化学性质和卤素（X2）类似，称为拟卤素，如(SCN)2+H2O HSCN+HSCNO，它们阴离子的还原性强弱为：Cl-<Br-<SCN-<I-。

下列说法不正确的是（）
A．Cl2可以与KSCN溶液反应B．(SCN)2可以与KI溶液反应
C．KSCN可以与FeCl3溶液反应D．(SCN)2可以与KBr溶液反应
【答案】D
【例17】金属卤化物跟卤素化合可生成多卤化物，如：KI+I2KI3，有关KI3的叙述中不正确的是（）
A．I2在KI溶液中溶解度增大是由于生成I3－离子
B．I3-在溶液中存在下列平衡I3-I2+I－
C．KI3溶液遇淀粉不变蓝色
D．将Cl2通入KI3溶液中，I3-浓度减小
【答案】C
【例18】一定量的氢气在氯气中燃烧，所得混合物冷却后用500mL0.6mol·L-1的NaOH溶液恰好完全吸收，测得溶液中含有NaClO的物质的量为0.05mol，参加反应的氢气和所用氯气的物质的量之比为（）
A．3︰1 B．3︰2 C．2︰3 D．3︰4
【答案】C
【例19】某课外小组同学用下图所示装置在实验室制备氯气并探究其相关性质（夹持设备已略）。

（1）制备氯气选用的药品为：漂粉精固体和浓盐酸，相关的离子反应方程式
．．．．．．．为：
_________________________________________________________________；
（2）装置B的作用之一是安全瓶，监测实验进行时C中是否发生堵塞，请写出发
生堵塞时B中的现象________________________________________；
（3）装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，为此C中①、②、③依次放
入_______；(选填字母)
（4）设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。

当向D中缓缓通入一定量氯气时，可以看到无色溶液逐渐变为______色，说明氯的非金属性大于溴；之后打开活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中，振荡；观察到的现象是____________，则说明溴的非金属性大于碘；（5）有同学提出该实验方案仍有不足，请说明其中两点不足及原因是：
①；
②。

【答案】（1）-
C+-1C+ 2H+＝Cl2↑ + H2O ；
1
O
（2）B中长颈漏斗中液面明显上升，形成水柱；
（3）d ；（4）黄（或橙）；E中溶液变蓝
（5）①E处未能排除D中过量Cl2的干扰，而置换出I2；
②Cl2通入NaHSO3溶液中会产生SO2，污染空气。

（或：C、D装置之间无干燥装置，③处布条不干燥，也可褪色。

）
【例20】X、Y、Z是中学化学常见的三种元素，其中，X、Z位于短周期。

常温下，X单质为黄绿色气体；向含Y离子的溶液中滴加氢氧化钠溶液，生成白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色；Z的最外层电子数与核外电子总数之比为3：13。

请回答下列问题：
（1）Z在元素周期表中的位置是，X单质分子的电子式是。

（2）Z单质与Y的氧化物在高温条件下反应是冶炼Y单质的一种方法，该反应化学方程式是。

（3）含上述元素的某些物质常用于处理工业废水，部分流程如下图：
①处理含铬废水时，在反应池中Cr2O72—变为Cr3+，当反应转移1 mol 电子时，有
_____molCr2O72—转化（计算结果保留两位小数）。

②含Z化合物可以使水中悬浮颗粒发生凝聚，原因是（用
文字和化学用语表示）。

③处理含氰废水时，CN-最终转化为两种无毒的气体，该反应的离子方程
式是。

（4）利用下图方法电解可得到一种新型净水剂K2YO4，阳极的电极反应
式为。

【答案】（1）第三周期ⅢA族，
（2）Fe2O3＋2Al Al2O3＋3Fe或3Fe3O4＋8Al4Al2O3＋9Fe或
3FeO＋2Al Al2O3＋3Fe
（3）①0.17
②Al3＋＋3H 2O Al(OH)3＋3H＋，铝离子水解产生氢氧化铝胶体，能吸附水中悬浮物，
使之沉淀下来。

③ 2CN- + 5Cl2 + 8OH- = 2CO2 + N2 + 4H2O + 10Cl-
（4）Fe - 6e-+ 8OH-= FeO42- + 4H2O
【演练1】
2011年11月3日“神舟八”与“天宫一”首次交会对接，为中国航天第三步建设空间
站做准备。

下列说法错误的是（ ）
A.“天宫一”使用的太阳能电池板主要成分是硅
B. 信息技术的硬件核心是芯片，芯片材料的主要成分是二氧化硅
C.“长征二F ”运载火箭外壳抗高温陶瓷是无机非金属材料
D. 光导纤维是信息高速公路的骨架，其主要成分是石英
【答案】B
【演练2】
硅单质及其化合物应用范围很广。

（1）制备硅半导体材料必须先得到高纯硅，工业上可以按如下步骤制备纯硅：
Ⅰ.高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅
Ⅱ.粗硅与干燥的氯气在450℃～500℃反应制得SiCl 4
Ⅲ. SiCl 4液体经精馏提纯后与过量H 2在1100℃～1200℃反应制得纯硅
已知SiCl 4沸点为57.6℃，能与H 2O 强烈反应。

1 mol H 2与SiCl 4气体完全反应吸收的热量为120.2 kJ 。

请回答下列问题：
①第Ⅰ步制备粗硅的化学反应方程式为
，
第Ⅲ步反应的热化学方程式是 。

②整个制备纯硅过程必须严格控制无水无氧。

SiCl 4在潮湿的空气中因水解而产生
白色烟雾，其生成物是 ；H 2还原SiCl 4过程中若混O 2，可能引起
的后果是 。

③上述生产过程所需氯气和氢气均由氯碱厂提供，氯碱厂的基本设备是阳离子交换膜电解
槽，阴极上的电极反应式是 。

（2）二氧化硅大量用于生产玻璃。

工业上用SiO 2、Na 2CO 3和CaCO 3共283kg 在高温下完全
反应时放出CO 2 44kg ，生产出的玻璃可用化学式Na 2SiO 3·CaSiO 3·x SiO 2表示，则其中x
＝ 。

【答案】（1）① SiO 2＋2C 高温Si ＋2CO↑
2H 2(g)＋SiCl 4(g)o o 1100C~1200C Si(s)＋4HCl(g)；ΔH ＝+240.4 kJ·mol -1
② H 2SiO 3（或H 4SiO 4）和HCl ，爆炸
③2H +＋2e －===H 2↑ 允许H +和Na +通过，阻挡阴离子的定向移动（2）4
【演练3】 海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源等（如下图所示）。

下列有关说法正确的是（ ）
A ．大量的氮、磷废水排入海洋，易引发赤潮
B ．在步骤③④⑤中溴元素均被氧化
C ．步骤②中结晶出的MgCl 2·6H 2O 可在空气中受热分解制无水MgCl 2
D ．步骤①中除去粗盐中的SO 42-、Ca 2+、Mg 2+、Fe 3+等杂质，加入的药品顺序为Na 2CO 3
溶液→NaOH 溶液→BaCl 2溶液→过滤后加盐酸
【答案】A
实战演练
【演练4】 下列与含氯化合物有关的说法正确的是（ ）
A ．HClO 是弱酸，所以NaClO 是弱电解质
B ．向沸水中逐滴加入少量饱和FeCl 3溶液，可制得Fe(OH)3胶体
C ．HCl 溶液和NaCl 溶液均通过离子导电，所以HCl 和NaCl 均是离子化合物
D ．电解NaCl 溶液得到22.4L H 2（标准状况），理论上需要转移N A 个电子（N A 表
示阿伏加德罗常数）
【答案】B
【演练5】 （2010年北京高考）为验证卤素单质氧化性的相对较弱，某小组用下图装置进行实验（夹
持仪器已略去，气密性已检验）。

实验过程：
Ⅰ．打开弹簧夹，打开活塞a ，滴加浓盐酸。

Ⅱ．当B 和C 中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。

Ⅲ．当B 中溶液由黄色变为棕红色时，关闭活塞a 。

Ⅳ．……
（1）A 中产生黄绿色气体，其电子式是 。

（2）验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是 。

（3）B 中溶液发生反应的离子方程式是 。

（4）为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象是 。

（5）过程Ⅲ实验的目的是 。

（6）氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：同主族元素从上到下 ，得电子能
力逐渐减弱。

【答案】（1）
（2）淀粉KI 试纸变蓝
（3）22Cl 2Br Br 2Cl -++
（4）打开活塞b ，将少量C 中溶液滴入D 中，关闭活塞b ，取下D 振荡。

静置后4CCl 层溶
液变为紫红色
（5）确认C 的黄色溶液中无2Cl ，排除2Cl 对溴置换碘实验的干扰
（6）原子半径逐渐增大。