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第五章 化工生产中的重要非金属元素
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1.将硫单质的性质混淆
点拨：(1)单质硫燃烧时，产物只能是SO2，无论O2的量是否充足，均不会生成SO3。
(2)汞蒸气有毒，实验室里不慎洒落一些汞，可撒上硫粉进行处理(Hg+S=HgS)。
(3)实验室中，残留在试管内壁上的硫可用CS2溶解除去，也可用热的NaOH溶液除去。因为硫单质易溶于CS2也可以与热的强碱溶液反应：3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O。
【例题】
1．加热装有硫粉的试管，硫粉很快熔化为液体，继而有淡黄色气体产生。将光亮细铜丝伸入气体中，铜丝发光发热且表面有黑色物质生成。由上述现象得不出的结论是
A．黑色固体是 B．硫蒸汽是淡黄色
C．铜丝能在硫蒸气中燃烧 D．硫的熔沸点较低
2.将硫的氧化物的性质混淆
点拨：(1)注意SO2的漂白性和还原性的区别
SO2使品红溶液褪色表现的是SO2的漂白性，加热后溶液颜色复原；SO2使酸性高锰酸钾溶液、溴水、氯水、碘水褪色表现的是SO2的还原性，加热后溶液颜色不复原。
(2)注意SO2的氧化性的表现
SO2通入氢硫酸、硫化钠溶液中都会出现浅黄色沉淀，表现了SO2的氧化性。
(3)SO2不能漂白酸碱指示剂，SO2只能使紫色石蕊溶液变红，但不能使之退色。
(4)SO2和CO2的鉴别方法。
①闻气味法：CO2无气味，SO2有刺激性气味。
②品红溶液法：能使品红溶液褪色的是SO2，不能使品红溶液褪色的是CO2。
③酸性高锰酸钾或溴水法：使酸性高锰酸钾溶液或溴水褪色的是SO2，不能使它们褪色的是CO2。
【例题】
2．下列关于SO2的说法不正确的是
A．工业制备硫酸后含SO2的尾气大量排放至空气中会形成酸雨
B．SO2能使酸性KMnO4溶液褪色，是利用了SO2的还原性
C．SO2与H2S气体混合，产生淡黄色固体，体现了SO2的氧化性
D．SO2通入滴有酚酞的NaOH溶液中，红色褪去，向褪色后的溶液中滴加NaOH溶液，红色复现，体现了SO2的漂白性
3.浓硫酸吸水性和脱水性的区别与应用
点拨：(1)吸水性。
浓硫酸具有吸收水(如气体中、液体中的水分子，以及固体中的结晶水等)的性能，吸水性是浓硫酸的物理性质。因此浓硫酸可作为吸水剂或干燥剂。
①浓硫酸能干燥三类气体：中性气体，如H2、O2、N2、CO、NO、CH4等；某些酸性气体，如SO2、CO2、HCl、HF等；某些氧化性气体，如F2、Cl2等。
②浓硫酸不能干燥两类气体：碱性气体，如氨气(NH3)；还原性气体，如HBr、HI、H2S等。
③浓硫酸使蓝矾(CuSO4·5H2O)变成白色粉末，体现了浓H2SO4的吸水性。
(2)脱水性。
浓硫酸可将许多有机化合物中的氢、氧元素按水的组成比脱去。脱水性是浓硫酸的化学性质。如：
C12H22O1112C+11H2O
HCOOHCO↑+H2O。
【例题】
3．下列浓硫酸的叙述错误的是
A．浓硫酸可用作干燥剂，能够干燥氢气、氧气等气体，但不能干燥碱性气体和有较强还原性的HI、H2S等气体
B．浓硫酸与木炭反应的化学方程式为C＋2H2SO4(浓) CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，在此反应中，浓硫酸既表现了强氧化性又表现了酸性
C．1 mol铜粉投到足量浓硫酸中，加热得到气体体积标准状况下为22.4 L
D．常温下能够用铁、铝等容器盛放浓硫酸，是因为浓硫酸能使铁、铝钝化
4.硫酸根离子的检验
点拨：误区1只加可溶性钡盐，而不酸化
将导致、、等干扰离子判断成。因上述离子会产生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3白色沉淀。
误区2误将Ag＋判断成
如向待测液中滴加BaCl2溶液，再加稀盐酸有白色沉淀便断定含。其错误是未注意溶液中不含，而含Ag＋时也会产生同样的现象：Ag＋＋Cl-=AgCl↓(白色)。
误区3误将判断成
如先用稀硝酸酸化，再加入BaCl2溶液或向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀，便误以为有。该错误是未注意在酸性环境中具有强氧化性，将氧化成而产生干扰。
误区4
(1)误将Ag＋、Pb2＋判断成。如向待测液中滴加BaCl2溶液，再加稀盐酸有白色沉淀便断定含。其错误是未注意溶液中不含，而含Ag＋或Pb2＋时也会产生同样的现象：Ag＋＋Cl-=AgCl↓(白色)，Pb2＋＋2Cl-=PbCl2↓(白色)。
(2)误将判断成。如向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀，便误以为有。该错误是未注意具有强氧化性，在酸性环境中发生反应：Ba2＋＋=BaSO3↓(白色)，3BaSO3＋2H＋＋2=3BaSO4↓(白色)＋2NO↑＋H2O。
【例题】
4．下列四种溶液中一定存在的是
A．向甲溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀
B．向乙溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀，再加入盐酸，沉淀不溶解
C．向丙溶液中加入盐酸使之酸化，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生
D．向丁溶液中加入硝酸使之酸化，再加入硝酸钡溶液，有白色沉淀产生
5.N2相关性质的易混易错点辨析
点拨：(1)氮元素的非金属性很强，但N2的化学性质特别稳定。
(2)工业上利用合成氨实现人工固氮涉及氧化还原反应。
(3)氮气在通常情况下不燃烧，也不支持燃烧，不能供呼吸。
(4)液氮可用于医学和高科技领域，制造低温环境。
(5)高温高压催化剂条件下与氢气反应时，氮气只作氧化剂。
(6)固氮反应一定属于氧化还原反应。
(7)高温或通电的条件下，氮气能与氧气化合生成一氧化氮，而不能生成二氧化氮。
【例题】
5．下列关于氮元素说法中，不正确的是
A．工业上氢气和氮气合成氨属于人工固氮
B．闪电时，大气中氮的氧化物的生成属于氮的固定
C．氮元素在自然界有游离态和化合态
D．非金属单质氮气在化学反应中只能作氧化剂
6.氮氧化物的易混易错点
点拨：(1)氮的氧化物都有毒，其中NO2与N2O4存在平衡：2NO2 N2O4，因此实验测得NO2的平均相对分子质量总是大于46。
(2)验证某无色气体为NO的方法是向无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色。
(3)NO能用排水法收集，不能用排空气法收集；而NO2能用向上排空气法收集，不能用排水法收集。
(4)氮氧化物对环境的污染。
①光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。
②酸雨：NOx排入大气中，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面形成酸雨。
③破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。
④NO与血红蛋白结合使人中毒。
【例题】
6．下列关于NO和NO2的说法正确的是
A．NO2是红棕色气体，与水反应生成硝酸，所以属于酸性氧化物
B．NO2不能由N2和O2直接化合得到
C．NO和NO2均既可以用排空气法收集又可以用排水法收集
D．NO在空气中可以长久的存在
7.氨气的性质及制取
点拨：(1)NH3是中学化学中唯一碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，可在推断题中作为解题突破口。
(2)氨水呈碱性，NH3·H2O属于一元弱碱，计算氨水的浓度时，溶质按NH3进行计算。
(3)氨气实验室制法应注意的问题
①制氨时，选用的铵盐及碱都有一定的要求。选铵盐时，不选(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4NO3等，因它们受热易分解，使产生的NH3中混有较多的杂质气体，另外NH4NO3易爆炸；选碱时，用Ca(OH)2而不用NaOH或KOH，因NaOH、KOH具有吸湿性，易结块，不利于产生氨气，且在高温下均能腐蚀玻璃。
②干燥氨气不能用浓硫酸，也不能用无水CaCl2(8NH3＋CaCl2=CaCl2·8NH3)，通常用碱石灰干燥氨气。
③净化装置：通常用碱石灰干燥氨气，不能用五氧化二磷、浓硫酸和无水氯化钙干燥。
④收集方法：向下排空气法收集，试管口塞一团疏松的棉花团，目的是防止氨气与空气形成对流，以收集到较纯净的氨气。
⑤尾气处理：多余的氨气要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸润的棉花球)以避免污染空气。在吸收时要防止倒吸。
(4)实验室制取少量NH3的两种简易方法
①加热浓氨水(图甲)
反应原理：NH3·H2ONH3↑＋H2O。
②浓氨水中加固态碱性物质(图乙)
反应原理：浓氨水中存在以下平衡：NH3＋H2O NH3·H2O ＋OH-，加入固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等)，消耗水且使c(OH-)增大，使平衡逆向移动，同时反应放热，促进NH3·H2O的分解。
【例题】
7．氨广泛应用于化工、化肥、制药等领域，一种新型制备氨的方法如下。下列说法错误的是
A．反应①属于人工固氮
B．反应②属于氧化还原反应
C．反应⑤在无水环境中进行时，有白烟产生
D．该转化过程总反应的反应物是和，产物是和
8.硝酸的不稳定性和强氧化性
点拨：(1)实验室常用浓硝酸的质量分数为69%，物质的量浓度约为16mol·L-1，95%以上的硝酸称为“发烟硝酸”。
(2)市售浓硝酸呈黄色，是因为硝酸分解生成的NO2溶解在硝酸里。
(3)硝酸要保存在棕色试剂瓶中，并置于冷暗处，不能用橡胶塞。
(4)浓、稀硝酸均具有强氧化性，浓度越大，氧化性越强，其还原产物的价态越高。还原产物一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO。
(5)常温下，铁、铝遇浓硝酸能发生“钝化”，“钝化”并不是不反应，故常温下浓硝酸可以用铁桶盛放。
(6)浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红，后褪色，该反应过程中浓硝酸表现出强酸性和强氧化性。
(7)硝酸能够与绝大多数的金属(除Au、Pt外)反应，但不生成氢气；与变价金属反应时，金属能够被氧化为高价态。
(8)硝酸与金属反应的规律
①HNO3与金属反应一般不能产生H2。
②还原产物一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO；很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3。
③硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。
(9)涉及HNO3的离子反应常见的易错问题
①忽视在酸性条件下的强氧化性。在酸性条件下不能与Fe2＋、I-、、S2-等还原性较强的离子大量共存。
②在书写离子方程式时，忽视HNO3的强氧化性，将氧化还原反应简单的写成复分解反应。
(10)硝酸作氧化剂的反应中，还原剂一般被氧化成最高价态。
(11)铁与稀硝酸反应，先生成Fe(NO3)3，若Fe过量，Fe(NO3)3再与Fe反应生成Fe(NO3)2。
【例题】
8．下列有关硝酸化学性质的叙述正确的是
A．稀硝酸使红色石蕊试纸变蓝
B．硝酸能与Na2CO3反应，但不生成CO2
C．硝酸可与Na2S反应制得H2S气体
D．浓硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黄色
9.硅单质及其化合物的性质用途辨析
点拨：(1)氢氟酸不能用玻璃试剂瓶保存，氢氟酸能腐蚀玻璃，可用于玻璃制品蚀刻花纹。
(2)强碱溶液不能用玻璃塞试剂瓶保存，应用橡胶塞。
(3)水玻璃在空气中变质生成沉淀。
(4)氧化物形式只表示硅酸盐的组成而不表示其结构，切不可认为硅酸盐是由氧化物混合而成的。将硅酸盐写成氧化物时氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。
(5)用石英砂和焦炭制备粗硅的反应必须要隔绝空气在电炉中进行，得到的氧化产物是CO而不是CO2。
(6)硅与碱溶液反应时，硅为还原剂，H2O为氧化剂。
Si＋2NaOH＋4H2O=Na2SiO3＋2H2↑＋3H2O。
(7)SiO2虽然即能与NaOH溶液反应，又能与氢氟酸反应，但不属于两性氧化物，属于酸性氧化物。
(8)酸性氧化物一般和水反应生成相应的酸，SiO2虽然是H2SiO3的酸酐，但它不与水反应，不能直接与水作用制备H2SiO3。
(9)不能依据反应2C＋SiO2Si＋2CO↑来说明C的还原性比Si强，也不能依据反应SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑来说明SiO2水化物的酸性比H2CO3强。
(10)硅单质的特殊性
①Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si：SiO2＋2CSi＋2CO↑；
②非金属单质一般不跟非氧化性酸反应，但Si能与HF反应：Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑；
③非金属单质大多为非导体，但Si为半导体。
(11)含硅化合物的特殊性
①SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接与水作用制备H2SiO3；
②酸性氧化物一般不与酸反应，但SiO2能跟HF反应：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O；
③无机酸一般易溶于水，但H2SiO3难溶于水；
④因H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以在Na2SiO3溶液中通入少量CO2能发生下列反应：Na2SiO3＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋Na2CO3，但在高温下SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑也能发生。
【例题】
9．下列说法正确的是
A．碳元素非金属性强于硅元素
B．晶体硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质发生反应
C．硅酸酸性强于磷酸
D．SiH4的稳定性强于H2O
10.无机非金属材料
点拨：(1)硅酸盐大多难溶于水，常见的可溶性硅酸盐是硅酸钠，Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，与玻璃成分不同，水玻璃又称泡花碱，但它却是盐溶液，而不是碱溶液。
(2)氧化物形式只表示硅酸盐的组成而不表示其结构，切不可认为硅酸盐是由氧化物混合而成的。
(3)硅酸盐改写成氧化物形式的方法
①氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。
②氧化物前计量数的配置原则：按配置前后原子个数守恒原则配置各氧化物的计量数，并写在相应氧化物前面，且不同氧化物之间以“·”隔开。写成氧化物后，原化学式中的各元素、原子的个数比应保持不变。
③当氧化物计量数出现分数时应化为整数，如钾长石：KAlSi3O8不能写成K2O·Al2O3·3SiO2，应写成K2O·Al2O3·6SiO2。
【例题1】
10．“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句，描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品，下列有关说法中正确的是
A．玻璃的主要成分为Na2CO3、CaCO3和SiO2
B．生产陶瓷、玻璃、水泥都用到黏土
C．硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高
D．沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐
【例题2】
11．现代社会的发展与进步离不开材料，下列有关说法不正确的是
A．碳化硅是一种新型陶瓷材料，具有耐高温耐磨的特点
B．晶体硅是一种半导体材料，常用于制造光导纤维
C．硬铝是一种铝合金，是制造飞机和飞船的理想材料
D．石墨烯是一种新型无机非金属材料，具有高电导率的特点
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】A．根据实验现象不能得出黑色固体是，因为CuS也是黑色的，选项A错误；
B．硫粉很快熔化为液体，继而有淡黄色气体产生，为淡黄色的硫蒸汽，选项B正确；
C．将光亮细铜丝伸气体中，铜丝发光发热且装而有黑色物质生成，说明发生了化学反应，则铜丝能在硫蒸气中燃烧，选项C正确；
D．加热装有硫粉的试管，硫粉很快熔化为液体，说明硫的熔沸点较低，选项D正确；
答案选A。
2．D
【详解】A．工业制备硫酸后含的尾气，大量排放至空气中最终会转化为硫酸，从而会形成酸雨，A正确；
B．SO2能使酸性KMnO4溶液褪色，是因为酸性KMnO4具有强氧化性，KMnO4与SO2发生氧化还原反应，SO2的化合价升高，体现SO2的还原性，B正确；
C．与气体混合，产生淡黄色固体，反应为2H2S+SO2＝3S+2H2O，二氧化硫中硫元素化合价降低，体现了的氧化性，C正确；
D．通入滴有酚酞的溶液中，红色褪去，是因为氢氧化钠被中和转化为亚硫酸钠，向褪色后的溶液中滴加溶液，氢氧根离子浓度增大，碱性增强，红色复现，和的漂白性无关系，D错误；
故答案为：D。
3．B
【详解】A．浓硫酸具有吸水性，可用作干燥剂，能够干燥氢气、氧气等气体；浓硫酸具有强氧化性和酸性，不能干燥碱性气体和有较强还原性的HI、H2S等气体，故A正确；
B．浓硫酸与木炭反应的化学方程式为C＋2H2SO4(浓) CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，在此反应中，S元素化合价降低，浓硫酸既表现了强氧化性，故B错误；
C．Cu能和浓硫酸反应生成硫酸铜和二氧化硫，方程式为：Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O，1 mol铜粉投到足量浓硫酸中，加热得到1mol二氧化硫，标准状况下为22.4 L，故C正确；
D．浓硫酸能使铁、铝钝化，常温下能够用铁、铝等容器盛放浓硫酸，故D正确；
故选B。
4．C
【详解】A．向甲溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，甲溶液中不一定含有，可能有Ag+、、的干扰，A不符合题意；
B．向乙溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀，再加入盐酸，沉淀不溶解，乙溶液中不一定含有，还可能有Ag+的干扰，B不符合题意；
C．向丙溶液中加入盐酸使之酸化，可以排除Ag+、、的干扰，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生，说明丙溶液中一定含有，C符合题意；
D．由于硝酸能将氧化成，故向丁溶液中加入硝酸使之酸化，再加入硝酸钡溶液，有白色沉淀产生，不能说明丁溶液中一定含有，还可能有的干扰，D不符合题意；
故答案为C。
5．D
【详解】A．氮的固定是指游离态氮转化为化合态氮的过程，工业上氢气和氮气合成氨属于人工固氮，故A正确；
B．闪电时，大气中氮气转化为氮的氧化物属于氮的固定，故B正确；
C．氮元素在自然界有游离态(氮气)和化合态(铵态氮和硝态氮等)，故C正确；
D．非金属单质氮气在化学反应中能作氧化剂，也能作还原剂，如氮气与氧气反应中，氮气作还原剂，故D错误；
故选D。
6．B
【详解】A．NO2是红棕色气体，与水反应生成硝酸和NO，NO2不属于酸性氧化物，故A错误；
B．N2和O2在放电条件下直接化合得到NO，故B正确；
C．NO与氧气反应，NO不能用排空气法收集。NO2能与水反应，NO2不能用排水法收集，故C错误；
D．NO与氧气反应生成NO2，NO不能在空气中可以长久的存在，故D错误；
选B。
7．B
【详解】A．反应①是氮气和镁化合生成氮化镁，由游离态转化为化合态，属于人工固氮，A正确；
B．反应②是氮化镁和氯化铵反应生成氯化镁、氨气，元素的化合价均不变，因此属于非氧化还原反应，B错误；
C．反应⑤是氨气和氯化氢化合生成氯化铵，因此在无水环境中进行时，有白烟产生，C正确；
D．根据转化关系图可判断该转化过程总反应的反应物是和，最终产物是和，D正确；
答案选B。
8．D
【详解】A．稀硝酸显酸性，不可能使红色石蕊试纸变蓝，故A错误；
B．发生复分解反应，可以生成CO2，故B错误；
C．HNO3有强氧化性，可以氧化H2S气体，不能用于制取H2S，故C错误；
D．NO2呈红棕色，浓硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黄色，故D正确；
故选D。
9．A
【详解】A．碳和硅都是第ⅣA族元素，碳的原子半径小于硅，所以C得电子能力强于Si，则C的非金属性强于Si，故A正确；
B．晶体硅的化学性质不活泼，但常温下可以和NaOH溶液反应，故B错误；
C．硅酸和磷酸分别是Si和P的最高价氧化物对应的水化物，元素的非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强。同周期元素，从左到右，非金属性逐渐增强，所以非金属性：P＞Si，所以磷酸的酸性强于硅酸，故C错误；
D．元素的非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强。Si的非金属性弱于P，所以SiH4 的稳定性弱于 PH3，故D错误；
故选A。
10．C
【详解】A．陶瓷是人类最早使用的硅酸盐材料，不是玻璃，故A错误；
B．水泥的原料是黏土和石灰石，纯碱、石灰石、石英是制造玻璃的原料，生成玻璃不需要黏土，故B错误；
C．硅酸盐性质稳定，熔点较高，所以硅酸盐制品一般具有性质稳定、熔点较高特点，故C正确；
D．沙子主要成分为二氧化硅，为氧化物，不是硅酸盐，故D错误；
故选：C。
11．B
【详解】A．碳化硅陶瓷具有抗氧化性强，耐磨性好，硬度高，热稳定性好，高温强度大，属于新型无机非金属材料，故A正确；
B．晶体硅是良好的半导体材料，常用于制造芯片，常用于制造光导纤维的是二氧化硅，而不是硅，故B错误；
C．硬铝是铝和其他金属或非金属形成的一种铝合金，具有密度小，强度大，是制造飞机和飞船的理想材料，故C正确；
D．石墨烯是一种新型无机非金属材料，石墨是良好的导体，石墨烯有独特的结构，具有优良的导电、导热性能，故D正确；
故选：B。
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答案第1页，共2页

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