2020届二轮复习 非金属及其化合物(二) 学案（全国通用）
展开专题十一 非金属及其化合物(二)
第一部分 硅
SiO2是硅最重要的化合物，占地壳质量约12%，其存在形态有结晶型和无定型两大类，统称硅石。
SiO2基本结构单元为四面体结构 Si与O按1:2的比例组成立体网状结构。
二氧化硅和二氧化碳性质比较
物质 | 二氧化硅 | 二氧化碳 | |
熔沸点、硬度、状态 | 很高、硬度大、固态 | 低、硬度小、气态 | |
化 学 性 质 | 与水 | 不反应 | CO2+H2O=H2CO3 |
与氢氟酸 | SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O 用HF来腐蚀和雕刻玻璃。 | 不反应 | |
与碱溶液 | SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O 盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞，而不用玻璃塞。 | CO2＋2NaOH＝Na2CO3＋H2O | |
与碱性氧化物 | SiO2＋CaOCaSiO3 | CO2+CaO=CaCO3 | |
异同点 | 相同点 |
| |
不同点 | ①CO2与水反应生成H2CO3;SiO2不与水反应； ②SiO2溶于氢氟酸，CO2不与氢氟酸反应； ③SiO2须在高温下与碱性氧化物反应，而CO2可在常温常压下进行。 | ||
硅酸和碳酸的性质比较
物质 | 硅酸 | 碳酸 |
化学式 | H2SiO3 | H2CO3 |
酸酐 | SiO2 | CO2 |
制法 | 硅酸胶体的制备： Na2SiO3＋2HCl＝H2SiO3↓＋2NaCl Na2SiO3＋H2O＋CO2＝H2SiO3↓＋Na2CO3 | CO2+H2O=H2CO3 |
颜色与状态 | 白色、固体 | 无纯态，只存在于水溶液中 |
水溶性 | 不溶于水 | 只存在于水溶液中 |
酸性比较 | H2CO3 ＞H2SiO3向硅酸钠饱和溶液中通入二氧化碳，同样可得到硅酸凝胶，说明硅酸是一种酸性比碳酸还弱的弱酸。 | |
硅单质物性：
①存在和形态：硅在地壳中含量居第二位。自然界中无游离态，主要以硅酸盐和二氧化硅形式存在。
②晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。
③导电性：半导体材料，介于导体和半导体之间。
制备：（1）用碳在高温下还原二氧化硅制取粗硅；SiO2+2CSi+2CO↑
（2）将粗硅在高温下跟氯气反应生成四氯化硅；Si+2Cl2SiCl4
（3）四氯化硅经提纯后，再用氢气还原，得到高纯度的硅。SiCl4+2H2Si+4HCl
常温下化学性质稳定Si＋O2SiO2 Si＋4HF＝SiF4＋2H2↑，Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑
硅酸盐材料：水泥、玻璃、陶瓷、水玻璃（Na2SiO3的水溶液）等
硅酸盐组成的表示：例如，Na2SiO3Na2O·SiO2 Al2Si2O5(OH)4Al2O3·2SiO2·2H2O
KAlSi3O8K2O·Al2O3·6SiO2
新型无机非金属材料：高温结构陶瓷、光导纤维等
传统无机非金属材料的优缺点：抗腐蚀、耐高温，质脆、经不起冲击。
新型无机非金属材料的特性：强度高，耐高温；①具有电学特性：绝缘体、半导体、导体等；
②具有光学特性：发光、透光（可见光、红外光、射线）；③具有生物功能。
第二部分氮及其化合物
工业合成氨：
氨及其铵盐：
1、物理性质：
氨是一种无色、有刺激性气味的气体；极易溶于水（1:700），水溶液叫“氨水”；氨易液化“液氨”，常作致冷剂。
2、化学性质：
（1）氨水呈弱碱性，能使酚酞变红或使湿润的红色石蕊试纸变蓝：
NH3 + H2O = NH3·H2O（呈弱碱性） 氨水不稳定，易分解。NH3·H2O = NH3↑+ H2O
（2）氨与酸的反应（生成相应的铵盐）
HCl + NH3 = NH4Cl H2SO4 + 2NH3 = (NH4)2SO4 NH3+HNO3 = NH4NO3
3、铵盐性质：都易溶于水，受热易分解，与碱反应放出氨气。
NH4Cl == HCl↑ + NH3↑
NH4HCO3 = NH3↑+ H2O + CO2↑ NH4NO3 + NaOH = NaNO3 + H2O + NH3↑
4、氨的实验室制法：加热铵盐与碱的混合物 2NH4Cl + Ca(OH)2 = CaCl2 + 2H2O + 2NH3↑
重要的氮氧化物： 自然界中即存在： N2+O2 2NO（无色有毒的气体，难溶于水）
2NO+O2 = 2NO2（ 色 气味有毒气体，密度比空气 ，易液化，易溶于水）
在工业生产硝酸时，应使用稍过量的空气，经过多次循环氧化吸收，可充分利用原料，并减少NO的排放以保护环境。重要的导出方程式：3NO2+H2O = 2HNO3+NO 2NO+O2 = 2NO2
4NO2+O2+2H2O=4HNO3 当V（NO2）: V（O2）=4:1时，NO2气体完全转化成HNO3
4NO+3O2+2H2O=4HNO3 当V（NO）: V（O2）=4:3时，NO气体完全转化成HNO3
硝酸的氧化性：Cu + 4HNO3（浓）==
3Cu + 8HNO3（稀）==
常温下（冷的）浓H2SO4或浓HNO3会使某些金属钝化（如铝、铁），因此可用铁制槽车运输浓H2SO4或浓HNO3。
【知能训练】
1、当周围空间不慎有大量氯气逸出时，可以用浸有某物质一定浓度溶液的毛巾捂住鼻子，最适宜采用的物质是（ ）
A．NaOH B．KBr C．NH3•H2O D．Na2CO3
2、某同学为检验溶液中是否含有常见的四种无机离子，进行了下图所示的实验操作。其中检验过程中产生的气体能使红色石蕊试纸变蓝。由该实验能得到的正确结论是（ ）
A．原溶液中一定含有SO42－离子 B．原溶液中一定含有NH4+离子C．原溶液中一定含有Cl－离子 D．原溶液中一定含有Fe3+离子
3．下列有关工业生产的叙述正确的是（ ）
A．合成氨生产过程中将NH3液化分离，可加快正反应速率，提高N2、H2的转化率
B．硫酸工业中，可以通过通入过量氧气的方法直接生成SO3
C．电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜法，可防止阴极室产生的C12进入阳极室
D．电解精炼铜时，同一时间内阳极溶解铜的质量比阴极析出铜的质量小
4．用浓氯化铵溶液处理过的舞台幕布不易着火。其原因是（ ）
①幕布的着火点升高 ②幕布的质量增加
③氯化铵分解吸收热量，降低了温度 ④氯化铵分解产生的气体隔绝了空气
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
5．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（ ）
选项 | 操作及现象 | 溶液 |
A | 通入CO2，溶液变浑浊。再升温至65 ℃以上，溶液变澄清 | C6H5ONa溶液 |
B | 通入CO2，溶液变浑浊。继续通CO2至过量，浑浊消失 | Na2SiO3溶液 |
C | 通入CO2，溶液变浑浊。再加入品红溶液，红色褪去。 | Ca(ClO)2溶液 |
D | 通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失，再加入足量NaOH溶液，又变浑浊。 | Ca(OH)2溶液 |
6．关于非金属元素N、C、Si的叙述中正确的是（ ）
A．它们都能以游离态存在于自然界 B．它们的氧化物都能与强碱反应生成含氧酸盐
C．气态氢化物的稳定性为CH4>SiH4
D．N2和C在一定条件下分别与足量的O2反应，其△H都大于零
7．下列关于氨气的说法正确的是（ ）
A．氨可以用浓硫酸干燥也可用无水CaCl2干燥
B．氨水能导电，所以NH3是电解质
C．沸点：NH3＜PH3＜AsH3
D．用水吸收NH3用右图装置可防止倒吸：
8．把少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管，最后收集到的气体是（ ）
A．氧气 B．二氧化氮 C．二氧化氮和氧气 D．二氧化氮和一氧化氮
9．向50mL18mo1/L的H2SO4溶液中加入足量的铜片并加热充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量是（ ）
A．小于0.45 mol B．等于0.45 mol C．在0.45mol～0.90mol之间 D．等于0.90mol
10．碳跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中（如下图装置），下列有关说法正确的是( )
A.洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡 B.在Z导管出来的气体中无二氧化碳
C.洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡 D.Z导管口有红棕色气体出现
11．足量铜与一定量浓硝酸反应得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合
气体，这些气体与1.68LO2（标准状况）混合后通入水中，所有气体完
全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5mol/LNaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是（ ）
A．60mL B．45mL C．30mL D．15mL
12．已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜，用示意图中的装置可以实现该反应。
回答下列问题：
（1）A中加入的物质是 ，发生反应的化学方程式
。
（2）B中加入的物质是 ，其作用是 。
（3）实验时在C中观察到得现象是 ，发生反应的化学方程式是 。
（4）实验时在D中观察到得现象是 ，D中收集到的物质是 ，检验该物质的方法和现象是
13．浓H2SO4和木炭在加热时发生反应的化学方程式是2H2SO4(浓)＋CCO2↑＋2H2O＋2SO2↑
请从下图中选用所需仪器（可重复使用）组成一套进行该反应并检验出反应产物的装置。现提供浓H2SO4、木炭和酸性KMnO4溶液，其它固、液试剂自选（连接和固定仪器用的玻璃管、胶管、铁夹、铁架台及加热装置等均略去）将所
选的仪器按连接顺序由上至下依次填入下表，
并写出该仪器中应加试剂的名称及其作用。
选用仪器（填字母） | 加入试剂 | 作用 |
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参考答案
第一部分 硅 ： 都是酸性氧化物
第二部分 氮及其化合物
4.红棕；刺激性；大； Cu + 4HNO3（浓）= Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu + 8HNO3（稀）= 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
【智能训练】
1D 2B 3D 4B 5B 6C 7D 8C 9A 10CD 11 A
12．⑴NH4Cl和Ca(OH)2 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
⑵碱石灰（或CaO） 除去NH3中的水
⑶黑色粉末部分逐渐变为红色 2NH3+3CuON2 +3H2O+3Cu
⑷出现无色液体 氨水 用红色石蕊试纸检验、试纸变蓝
用无水硫酸铜检验、无水硫酸铜变蓝
13. C 浓硫酸和木炭 产生反应物
B 无水硫酸铜 检验是否有水
A 品红 检验SO2
A 酸性KMnO4 除去SO2
A 澄清石灰水 检验CO2的存在
