第五章化工生產中的重要非金屬元素同步微專題1元素及其化合物的性質及應用1．由點到面構建知識框架掌握9種核心物質的性質及應用，如氯氣(Cl2，黃綠色、刺激性、有毒氣體)；二氧化硫(SO2，無色、刺激性、有毒氣體)；氨氣(NH3，無色、刺激性氣體)；硫酸(H2SO4，高沸點、難揮發性強酸)；硝酸(HNO3，無色、易揮發性強酸)；二氧化硅(熔點高、硬度大、不溶于水的酸性氧化物)；碳酸鈉(Na2CO3)和碳酸氫鈉(NaHCO3)；鋁的化合物；鐵鹽(含Fe3+)和亞鐵鹽(含Fe2+)。2．由“共性”探“個性”(1)常見單質的共性與個性金屬單質共性在金屬活動性順序表中，①K～Na能與冷水反應；②Mg與熱水反應；③Al～Pb與一般酸(H＋)反應生成H2；④一般位于前面的金屬在水溶液中能把位于后面的金屬從其鹽中置換出來；⑤K～Al的冶煉可用電解法，Zn～Cu可用熱還原法冶煉，Hg～Ag可用熱分解法冶煉

金屬單質個性①Na在常溫下與空氣反應生成Na2O，加熱或點燃與O2反應生成Na2O2；②K、Ca、Na與鹽溶液反應時，先與H2O反應；③Fe與H2O(g)在高溫下反應生成Fe3O4與H2；④Al既可與酸反應，也可與強堿反應生成H2；⑤Cu、Ag在一定條件下可與濃H2SO4或HNO3反應生成SO2或NOx；⑥Fe、Al在室溫下遇濃H2SO4、

濃HNO3被鈍化非金屬單質共性①大部分非金屬單質與O2、H2反應生成氧化物、氫化物；②大部分非金屬單質與金屬可以化合；③部分非金屬單質可以把不活潑的非金屬單質置換出來個性①H2在加熱條件下可以還原一些金屬氧化物(如Fe2O3、CuO)；②Cl2可以與H2O、NaOH等反應；③S可以與NaOH、濃H2SO4、濃HNO3反應；④N2與O2反應需要放電或高溫條件且生成NO；⑤Si與NaOH、HF反應；⑥Cl2為黃綠色氣體，Br2為紅棕色液體且易揮發，I2為紫黑色固體且易升華，遇淀粉變藍色；⑦Fe在高溫下與H2O(g)反應生成H2(2)常見氧化物的共性與個性①金屬氧化物的共性與個性a．堿性氧化物的共性：與酸反應生成鹽和水；與酸性氧化物反應生成鹽。b．個性化學式Na2ONa2O2Al2O3FeOFe2O3CuO分類堿性氧化物過氧化物兩性氧化物堿性氧化物顏色狀態白色固體淡黃色固體白色固體黑色固體紅棕色粉末黑色固體化學式Na2ONa2O2Al2O3FeOFe2O3CuO與水反應生成NaOH生成NaOH和O2不溶于水，也不與水反應與酸反應生成鈉鹽和水生成鈉鹽、水和O2生成鋁鹽和水生成亞鐵鹽和水生成鐵鹽和水生成銅鹽和水氧化性除Na2O2外，氧化性很弱，通常不能用還原劑還原可用C、CO、Al、H2還原生成單質鐵、銅其他反應與CO2反應生成Na2CO3與CO2反應生成O2、Na2CO3與強堿反應生成偏鋁酸鹽與氧化性酸反應生成鐵鹽——②非金屬氧化物的共性與個性a．酸性氧化物的共性溶于水可生成含氧酸；與堿反應生成鹽和水；與堿性氧化物反應生成鹽。b．個性SO2SO2的漂白性，使品紅褪色，但加熱又可恢復紅色SO2的還原性：使溴水、氯水、碘水、酸性KMnO4溶液褪色SO2的氧化性：通入H2S溶液中有淡黃色沉淀S生成NO2與H2O反應生成HNO3和NO，不是酸性氧化物NO2為紅棕色氣體，與N2O4存在轉化：2NO2

??N2O4與NaOH反應生成NaNO3和NaNO2，可用堿液吸收NO無色不溶于水的氣體遇O2變紅棕色，生成NO2CO還原性、可燃性氣體，可還原一些金屬氧化物CO與血紅蛋白結合使人體中毒SiO2不溶于水的酸性氧化物與C高溫下可制粗硅與氫氟酸反應生成SiF4氣體，可用氫氟酸刻蝕玻璃P2O5H3PO4的酸酐，易吸水，可作干燥劑，但不能干燥NH3(3)常見酸的共性與個性a．共性共性實質酸在溶液中電離出的陽離子全部為H＋共性體現與指示劑作用：紫色石蕊溶液遇酸變紅色與金屬發生置換反應：金屬＋酸→鹽＋氫氣與金屬氧化物反應：金屬氧化物＋酸→鹽＋水與堿發生中和反應：酸＋堿→鹽＋水與鹽發生復分解反應：酸＋鹽→新酸＋新鹽b.個性化學式H2SiO3HNO3H2SO3HClOH2SO4物理性質白色固體、難溶無色液體、易溶無色液體、易溶可溶可溶酸性弱酸強酸弱酸弱酸強酸穩定性加熱分解，生成SiO2、H2O見光易分解，生成NO2、O2、H2O加熱分解，生成SO2、H2O見光易分解，生成HCl、O2穩定氧化性、還原性—強氧化性強還原性、弱氧化性強氧化性濃硫酸有強氧化性注意：濃、

稀HNO3均有強氧化性，與金屬反應均不能生成H2；濃H2SO4有強氧化性，與金屬反應生成SO2,稀H2SO4與金屬反應可生成H2；相同條件下，酸性強弱：HClO4>HClO3>HClO2>HClO。(4)常見堿的共性與個性共性實質堿在溶液中電離出的陰離子全部為OH－共性體現與指示劑作用：紫色石蕊溶液遇可溶性堿變藍色，無色酚酞溶液遇可溶性堿變紅色與多數非金屬氧化物反應：非金屬氧化物＋堿→鹽＋H2O與酸發生中和反應：酸＋堿→鹽＋H2O與某些鹽反應：堿＋鹽→新堿＋新鹽個性體現可溶性堿有KOH、NaOH、Ba(OH)2等；微溶性堿有Ca(OH)2；難溶性堿有Cu(OH)2、Mg(OH)2、Fe(OH)3、Fe(OH)2、Al(OH)3等NaOH為易潮解且具有強烈的腐蝕性的白色固體，俗名為火堿、燒堿、

苛性鈉，故用天平稱量其質量時應放在玻璃器皿中NH3·H2O名稱為一水合氨，屬于弱堿

Al(OH)3為兩性氫氧化物，既可以與強酸反應也可以與強堿反應Fe(OH)2為白色沉淀，在溶液中迅速變為灰綠色，最后生成紅褐色沉淀，其原因是生成的Fe(OH)2易被溶解在溶液中的氧氣氧化成紅褐色的Fe(OH)3沉淀(5)常見鹽的共性與個性a．共性鹽有四條通性：與鹽反應生成兩種新鹽；與堿反應生成新鹽與新堿；與酸反應生成新鹽與新酸；與較活潑金屬可發生置換反應。b．個性NaHCO3受熱易分解生成Na2CO3、CO2和H2O與堿反應生成正鹽Na2CO3和H2O根據化合價變化理解鹽的某些個性硫化物：S2-為硫元素的最低價態，只表現還原性，可被氧化劑氧化為S【典型例題】例1

(2022·廣東佛山月考)下列有關物質的性質和用途的說法正確，且存在因果關系的是 (

)A．鈉、鉀的還原性強，可用作原子反應堆的導熱劑B．Fe2O3是紅棕色粉末，可用作紅色油漆顏料C．含鉀元素的物質灼燒時會使火焰呈黃色，可用于制作煙花D．鋁制餐具表面有一層致密的氧化膜，可用來蒸煮或長時間存放堿性食物【答案】B【解析】K－Na合金熔點低，在室溫下呈液態，導熱能力強，可用作原子反應堆的導熱劑，這與鈉、鉀的還原性強弱無關，A錯誤；Fe2O3是紅棕色粉末，可用作紅色油漆或紅色涂料等的顏料，B正確；含鈉元素的物質灼燒時會使火焰呈黃色，可用于制作煙花，C錯誤；鋁制餐具表面有一層致密的氧化膜，對內層金屬起保護作用，但這層氧化膜的成分Al2O3是兩性氧化物，能夠與堿性物質發生反應，因此不能用來蒸煮或長時間存放堿性食物，D錯誤。例2

(2022·湖南師大附中期末)下列關于Si、Cl、S非金屬元素單質及其化合物的說法正確的是 (

)A．實驗室可用濃硫酸干燥硫化氫氣體B．陶瓷、水泥、玻璃都屬于硅酸鹽產品C．二氧化硅主要用于制造計算機的芯片D．氯氣及單質硫與鐵反應生成的產物中，鐵元素的化合價相同【答案】B【專題訓練】1．(2023·廣東汕頭聯考改編)化學與生活密切相關。下列有關物質用途錯誤的是 (

)A．二氧化硫作食品防腐劑B．二氧化硅用于制造太陽能電池板C．BaSO4難溶于水和酸，可用作鋇餐藥劑D．NH3具有還原性和堿性，可用來檢驗氯氣管道的泄漏【答案】B【解析】二氧化硫可作為食品添加劑，可起到防腐、漂白等作用，A正確；制造太陽能電池板的材料是硅單質而不是二氧化硅，B錯誤；BaSO4難溶于水和酸，可用作鋇餐，C正確；NH3具有還原性和堿性，氯氣和氨氣反應生成氯化銨和氮氣，觀察到的現象是有白煙生成，因此氨氣可用來檢驗氯氣管道的泄漏，D正確。2．用下面的方案進行某些離子的檢驗，其中方案設計最嚴密的是 (

)【答案】B3．(2023·長春外國語學校期中)下列關于硅及其化合物的說法中，不正確的是 (

)A．自然界中的硅元素全部是以化合態形式存在的【答案】B【解析】Si是親氧元素，不能以單質形式存在于自然界中，主要以二氧化硅和硅酸鹽形式存在，A正確；該反應只有在高溫條件下進行，由于CO2是氣體，逸出反應體系使反應得以繼續進行，不能說明硅酸的酸性比碳酸強，比較硅酸和碳酸的酸性強弱要比較它們在水溶液中電離出H＋的難易程度，B錯誤；SiO2不溶于水，也不與水反應，不能用二氧化硅跟水直接反應制取硅酸，C正確；Na2SiO3可用作黏合劑、木材防火劑的原料，能夠與玻璃反應，則實驗室保存Na2SiO3溶液應用橡膠塞，不能用玻璃塞，D正確。4．(2023·甘肅永昌一中期中)X、A、B、C、D幾種物質的轉化關系如圖所示，其中反應條件及部分產物已略去，已知X為一種常見酸的濃溶液，能使蔗糖變黑。下列說法正確的是 (

)A．X使蔗糖變黑的整個過程，只體現了X的脫水性B．若A為鎂，則A在常溫下遇到X會發生鈍化C．若A為碳，則加熱條件下與X反應只體現了X的強氧化性D．在加熱、催化劑條件下，6.4gB與足量的O2充分反應生成8.0gD【答案】C【解析】X是一種常見酸的濃溶液，能使蔗糖變黑，則X為濃硫酸，D與H2O反應生成硫酸，則D為SO3，B與O2反應生成SO3，B為SO2。濃硫酸使蔗糖變黑的整個過程中，還有SO2、CO2生成，既體現了濃硫酸的脫水性，也體現了濃硫酸的強氧化性，A錯誤；若A為鎂，鎂在常溫下遇到濃硫酸不會發生鈍化，B錯誤；若A為碳，加熱條件下C與濃硫酸反應生成CO2、SO2和H2O，濃硫酸只表現出強氧化性，C正確；加熱、催化劑條件下，SO2與O2生成SO3的反應為可逆反應，6.4gSO2為0.1mol，則生成的SO3物質的量小于0.1mol即不可能生成8.0gSO3，D錯誤。5．某課外活動小組的同學，在實驗室做鋅與濃硫酸反應的實驗中，甲同學認為產生的氣體是二氧化硫，而乙同學認為除二氧化硫氣體外，還可能產生氫氣。為了驗證甲、乙兩位同學的判斷是否正確，丙同學設計了如下圖所示實驗裝置(鋅與濃硫酸共熱時產生的氣體為X，且該裝置略去)，試回答下列問題：(1)上述反應中生成二氧化硫的化學方程式為___________________。(2)乙同學認為還可能產生氫氣的理由是______________________。(3)丙同學在安裝好裝置后，必須首先進行的一步操作是_________。(4)A中加入的試劑可能是____________，作用是____________；B中加入的試劑可能是__________，作用是________________；E中加入的試劑可能是______________，作用是________________________。(5)可以證明氣體X中含有氫氣的實驗現象是C中：_____________，D中：______________如果去掉裝置B，________(填“能”