常见非金属元素单质及其重要化合物

常见非金属元素
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1.常见非金属元素（如H、C、N、O、Si、S、Cl等）
（1）了解常见非金属元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。

（2）了解常见非金属元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。

2.以上各部分知识的综合应用。

【核心要点突破】
一、非金属单质及其氧化物的共性和特性
1.常见非金属单质：Cl2、Br2、I2、O2、S、N2、P4、H2、C、Si
（1）非金属元素在周期表中的位置和原子结构特点：
①位置：在已知的元素中，非金属共22种（包括6种稀有气体元素），除氢元素位于周期表的ⅠA族外，其余都集中在元素周期表阶梯线（硼、硅、砷、碲、砹斜线）的右上方。

②原子结构特点及化合价：
Ⅰ.最外层电子均大于、等于3（除H以外），与其主族序数相同。

Ⅱ.最高正价分别为：+4 +5 +6 +7（与族序数相等）
对应最低负价：-4 -3 -2 -1（等于族序数减8）
Ⅲ.非金属元素一般都有变价：除呈现上述最高价及最低价以外，有的非金属还呈现其它价态。

如：
S：+4价；N：+1 +2 +3 +4价； Cl：+1 +3 +5价。

③非金属单质的聚集状态和同素异形体：
1°典型的非金属单质在固态时为分子晶体，如：F2、Cl2、Br2、I2、O2、S、N2、P4、H2，这些晶体表现为硬度不大，熔点不高，易挥发、不导电，它们在常温下聚集态为气态（“气”字头）液态（“氵”旁）或固态（“石”字旁）
2°碳（金刚石）、硅、硼为原子晶体，硬度很大，熔沸点很高。

由于原子晶体中没有离子和自由电子，所以固态和熔融态都不导电。

但某些原子晶体，如单晶硅可以作为半导体材料。

3°非金属元素常出现同素异形现象。

如：金刚石与石墨；白磷与红磷；O2与O3；S2、S4、S8等互为同分异构体。

（2）物理性质
①色态：多数常温下为气态，而Br2为液态，I2、S、C、Si为固态；Cl2为黄绿色，Br2为红棕色，I2为紫黑
②熔沸点：一般较低，但金刚石、石墨、单晶硅很高
③毒性：Cl2、Br2、I2、有一定的毒性
（3）非金属元素的化学性质（注意反应条件、现象、生成物的聚集状态）①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
2.非金属氧化物的性质
（1）常见的氧化物：SO2、 SO3、NO 、NO2、CO 、CO2、SiO2 （2）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、难溶的固体
（3）化学性质
①与水反应：SO2、 SO3、NO2 、CO2 能与水反应
②与碱反应 SO2、 SO3、SiO2 、CO2 与OH- 反应生产酸式盐或正盐，
③氧化性
④还原性
⑤特性
【典题训练1】（2010·山东高考·T13·4分）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
二、常见无机酸的重要规律和重要特性
1.最高价氧化物对应的酸的组成和酸性
(1)最高价氧化物对应的酸的组成
(2)酸性强弱规律
①对于同种非金属形成的不同含氧酸，其非金属价态越高，酸性越强。

如：
HClO4>HClO3>HClO2>HClO，H2SO4>H2SO3，HNO3>HNO2
②证明酸性强弱顺序，可用“强酸制弱酸”的规律。

如：
Na2SiO3+CO2+2H2O=Na2CO3+H4SiO4↓(水玻璃敞口放置变浑浊)
Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO(漂白粉遇CO2产生HClO)
③常见酸的酸性强弱顺序：
2.重要特性
（1）（或）为难溶性酸，浓盐酸、浓硝酸为挥发性酸。

（2）硝酸、浓、次氯酸具有强氧化性，属于氧化性酸，其中硝酸、见光受热易分解。

（3）浓和（足量）、浓和（足量）、浓盐酸和（足量）在反应时，随着反应的
进行，产物会发生变化或反应停止。

（4）浓具有吸水性、脱水性和强氧化性。

（5）常温下，铁、铝遇浓、浓发生钝化。

【典题训练2】（2010·安徽高考·T12·6分）如图是三种稀酸对Fe-Cr合金随Cr含量变化的腐蚀性实验结果，下列有关说法正确的是
A．稀硝酸对Fe-Cr合金的腐蚀性比稀硫酸和稀盐酸的弱
B．稀硝酸和铁反应的化学方程式是：Fe+6HNO3（稀）Fe（NO3）3+3NO2↑+3H2O
C．Cr含量大于13%时，因为三种酸中硫酸的氢离子浓度最大，所以对Fe-Cr合金的腐蚀性最强
D．随着Cr含量增加，稀硝酸对Fe-Cr合金的腐蚀性减弱
三、常见非金属元素形成的离子的检验
离子采用试剂操作步骤和反应现象有关离子方程式
H+
石蕊试液，
Na2CO3溶液
或pH试纸
取含有H+溶液于试管中，滴加Na2CO3溶液有气
泡；取溶液用玻璃棒蘸取溶液少量滴到蓝色石蕊
试纸或pH试纸上，呈红色.
2H+ +CO32- =CO2↑+H2O
A.甲是浓氨水，乙是浓硫酸
B.甲是浓盐酸，乙是浓氨水
C.甲是浓氨水，乙是浓盐酸
D.甲是浓硝酸，乙是浓氨水
5 （2008·上海高考）如图的装置中，干燥
烧瓶内盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某
种溶液。

挤压滴管的胶头，下列与实验事实
不相符的是（）
A.CO2（NaHCO3溶液）/无色喷泉
B.NH3（H2O含酚酞）/红色喷泉
C.H2S（CuSO4溶液）/黑色喷泉
D.HCl（AgNO3溶液）/白色喷泉
6 （2007·海南高考）下列实验现象的描述错误的是（）
A.氢气在氯气中燃烧生成绿色烟雾
B.红热的铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体颗粒
C.点燃的硫在氧气中剧烈燃烧，发出蓝紫色火焰
D.钠在空气中燃烧，发出黄色的火焰，生成淡黄色固体
7 （2010·福建理综·T9·6分）下列各组物质中，满足下图物质一步转化关系的选项是
8 （2010·全国卷I ·T7·6分）下列叙述正确的是
A ．Li 在氧气中燃烧主要生成22Li O
B ．将SO 2通入2BaCl 溶液可生成3BaSO 沉淀
C ．将CO 2通入次氯酸钙溶液可生成次氯酸
D ．将NH 3通入热的CuSO 4溶液中能使Cu 2+
还原成Cu
9 （2008·广东高考）硅单质及其化合物应用范围很广。

请回答下列问题：
（1）制备硅半导体材料必须先得到高纯硅，三氯甲硅烷（SiHCl 3）还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：
①写出由纯SiHCl 3制备高纯硅的化学方程式________________________________________。

②整个制备过程必须严格控制无水无氧。

SiHCl 3遇水剧烈反应生成H 2SiO 3、HCl 和另一种物质，写出配平的化学方程式__________________________；H 2还原SiHCl 3过程中若混入O 2，可能引起的后果是________________。

（2）下列有关硅材料的说法正确的是_____（填字母）。

A.碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥 B.氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作耐高温陶瓷和轴承 C.高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料——光导纤维 D.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高 E.盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
（3）硅酸钠水溶液俗称水玻璃。

取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡。

写出实验现象并给予解释________________________________________ ___________________________________________。

10 （2010·广东高考·T33·16分） 某科研小组用MnO 2和浓盐酸制备Cl 2时，利用刚吸收过少量SO 2的NaOH 溶液对其尾气进行吸收处理。

（1）请完成SO 2与过量NaOH 溶液反应的化学方程式：SO 2+2NaOH
________________．
（2）反应Cl2+Na2SO3+2NaOH2NaCl+Na2SO4+H2O中的还原剂为________________．
（3）吸收尾气一段时间后，吸收液（强碱性）中肯定存在Cl－、OH－和SO42－。

请设计实验，探究该吸收液中可
能存在的其他阴离子（不考虑
．．．空气的CO2的影响）．
①提出合理假设．
假设1：只存在SO32－；假设2：既不存在SO32－也不存在ClO－；假设3：_____________．
②设计实验方案，进行实验。

请在答题卡上写出实验步骤以及预期现象和结论。

限选
．．实验试剂：3moL·L－1H2SO4、1moL·L－1NaOH、0.01mol·L－1KMnO4、淀粉－KI溶液、紫色石蕊试液．
实验步骤预期现象和结论
步骤1：取少量吸收液于试管中，滴加3 moL·L
－1H
2SO4至溶液呈酸性，然后将所得溶液分置
于A、B试管中．
步骤2：
步骤3：
11 （2010·全国卷Ⅱ·T28·15分）A、B、C、D、E、F、G、H、和I是中学化学中常见的气体，它们均由短周期元素组成，具有如下性质：
① A、B、E、F、G能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，I能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，C、D、H不能使湿润的石蕊
试纸变色；
②A和I相遇产生白色烟雾
③B和E都能使红溶液褪色
④将红热的铜丝放入装有B的瓶中，瓶内充满棕黄色的烟
⑤将点燃的镁条放入装有F的瓶中，镁条剧烈燃烧，生成白色粉末，瓶内壁附着黑色颗粒；
⑥ C和D相遇生成红棕色气体；
⑦ G在D中燃烧可以产生E和H2O
⑧将B和H 在瓶中混合后于亮处放置几分钟，瓶内壁出现油状滴并产生A。

[来源:Z&xx&]
回答下列问题：
（1）A的化学式是，②中烟雾的化学式是；
(2) ④中发生反应的化学方程式是；
常见非金属元素单质及其重要化合物（3）⑤中发生反应的化学方程式是；
（4）C的化学式是，D的化学式是；
(5) ⑦中发生反应的化学方程式是；[来源:学科网ZXXK]
(6) H的化学式是。

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