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2013年自主招生化学讲义+习题解析4


2013年大学自主招生化学讲义+习题

1

1

(1)化学小组所制的气体中混有的主要杂质气体可能是______________ 分子式)。产生这种结果的主要原因是_________________________________ (用化学方程式和必要的文字加以说明)。

(填

/>(2)为证实相关分析,化学小组的同学设计了实验,组装了如下装置,对所制取的气体进行 探究。

①装置 B 中加入的试剂______________________________________________,作用是 _______________________________________________________________。 ②装置 D 加入的试剂_____________________________________,装置 F 加入的试剂 ________________________________________。 。 ③可证实一定量的锌粒和一定量的浓硫酸反应后生成的气体中混有某杂质气体的实验现象是 ______________________________________________________。 ④ U型管G的作用为____________________________________________。 9、实验室为自然科学(化学)兴趣小组的同学准备了四种红色溶液,它们分别可能是酸性 KMnO4溶液、滴有酚酞的 NaOH 溶液、滴有石蕊的稀硫酸、品红溶液。另外还提供了常见的必备仪 器和药品。为了培养同学们的创造精神和实践能力,现规定只允许选用一种试剂对上述四种溶液

加以鉴别。
(1) 甲组同学选用了 FeCl2 溶液,试写出该组同学鉴别出 NaOH 溶液的有关离子方程式 ___________________________________________________________。 (2)乙组同学选用了Na2SO3溶液,他们第一步鉴别出来的溶液是____________,对应的现象 分别是________________________________________。 还需要继续完成的实验是:(请简要写明操作步骤、现象和结论) 步骤:________________________________________________________________。 现象:________________________________________________________________。

结论:________________________________________________________________。

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参考答案
1、最轻的金属相对原子质量应最小,A正确。2、C 3、D 4、B 5、A 6、C

7、反应生成的铜和铝组成原电池促进了铝和水的反应;反应放出的热量使溶液温度升高,促
+

进作用;海绵状铜做原电池电极促进了铝和水反应放出氢气。 8、(1)H2;随着反应的进行,硫酸浓度降低,致使锌与稀硫酸反应生成H2; Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑ (2)①NaOH溶液(或KMnO4);除去混合气体中的SO2。

②浓硫酸;无水硫酸铜 ③装置E中玻璃管中黑色CuO粉末变红色,干燥管F中无水硫酸铜变蓝色
④防止空气中H2O进入干燥管而影响杂质气体的检验
2+ -

(2)酸性高锰酸钾溶液和稀硫酸;褪色和产生有刺激性气味的气体。另取未鉴别出来的两种 待测液各少量,分别滴加稀硫酸,红色褪去者为氢氧化钠溶液,剩余为品红溶液。

专题四 非金属及其化合物

基础知识梳理
一、非金属元素及其化合物的通性
1、常见非金属元素的非金属性由强到弱的顺序 F﹥O﹥Cl﹥N﹥Br﹥I﹥S﹥P﹥C﹥Si﹥H
注意 :元素的非金属性与非金属单质活泼性是并完全一致的,如元素的非金属性O>Cl, N>Br;而单质 的活泼性:O2< Cl2,N2<Br2。

2、比较元素非金属性强弱的依据 (1)元素在周期表中的相对位置:同周期元素,自左向右,元素的非金属性依次增强,如F >O>N>C>B;Cl>S>P>Si等;同主族元素自上而下,非金属性依次减弱,如F>Cl>Br>I; O>S>Se;N>P>As等。 (2)非金属单质与氢气化合的越容易,非金属性越强。如F2、Cl2、Br2、I2 与H2化合由易
32 32

到难,所以,非金属性F>Cl>Br>I。 (3)气态氢化物的越稳定,非金属性越强,如稳定性HF>H2O>HCl>NH3>HBr>HI>H2S>PH3, 所以非金属性F>O>Cl>N>Br>I>S>P。 (4)最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,非金属性越强,如酸性HClO4>H2SO4>H3PO4> H2CO3>H4SiO4,则非金属性Cl>S>P>C>Si。 (5)非金属性强的元素的单质能置换出非金属性弱的元素的单质。如2F2+2H2O=4HF+O2↑; O2+4HCl=2H2O+2Cl2;Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2 ;3Cl2+2NH3=N2+6HCl;Cl2+H2S=S+2HCl。 (6)非金属单质对应阴离子的还原性越强,该非金属元素的非金属性越弱。常见阴离子的还 原性由强到弱的顺序是S2->I->Br->Cl->F-,则非金属性S<I<Br<Cl<F。 (7)与变价金属反应时,金属所呈价态越高,非金属性越强,如Cu+Cl2= CuCl2;2Cu+S= Cu2S,说明非金属性Cl>S。 (8)几种非金属同处于一种物质中,可用其化合价判断非金属性的强弱,如HClO、 HClO3中, 氯元素显正价、氧元素显负价,说明氧的非金属性强于氯。 3、非金属氢化物的通性

(1)气态氢化物性质比较如下图:

图1

(2)由于氢键的存在,使第ⅤA、ⅥA、ⅦA氢化物的熔沸点出现了反常。第ⅤA中:SbH3
>NH3>AsH3>PH3;第ⅥA中: H2O>H2Te>H2Se>H2S;第ⅦA中HF>HI>HBr>HCl。 (3)气态氢化物水溶液的酸碱性及与水作用的情况:①HCl、 HBr、 HI溶于水成酸且都是强酸; ②HF、H2S、H2Se、H2Te溶于水成酸且都是弱酸;③NH3溶于水成碱,氨水是弱碱;④PH3、AsH3、CH4 与水反应;⑤SiH4、B2H6与水作用时分解并放出H2。 4、非金属氧化物的通性 (1)许多非金属低价氧化物有毒,如SO2、NO、NO2、CO等,注意能随便排放于大气中。 (2)非金属氧化物(除SiO2外)大都是分子晶体,熔沸点相差大。 (3)非金属氧化物大都为酸酐,相应的酸易溶于水,则氧化物易与水化合,反之水化反应难 以进行。
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(4)成盐氧化物(如CO、NO)溶于水,也与碱反应。虽然NO2能与碱反应生成盐,但 NO2属于酸酐。 5、非金属含氧酸的通性 (1)同周期非金属元素最高价含氧酸从左到右酸性增强。

(2)氧化性:同种元素低价强于高价含氧酸.例如,HClO>HClO3>HClO4(稀)。
(3)对于同种非金属形成的同含氧酸,价态越高,酸性越强。例如, HClO4>HClO3>HClO2>HClO,H2SO4>H2SO3。 (4)难挥的H2SO4、H3PO4受热难分解;强氧化性的HNO3、HNO2、HClO见光或受热易分解; 非氧化性的H2CO3、H2SO3易分解。强酸可制弱酸,难挥性酸制挥性酸。 (5)常见含氧酸的一般性质如下表
化学 式 H2SO4 H2SO3 存在状态 酸性

表1 含氧酸的一般性质
稳定性 特性

无色粘稠的油状液 体 仅存在于溶液中 能与水以任何比例 相 混

强 中强 最强 无 机酸

稳定 稳定 稳定(水 溶液 中)

沸点高,浓硫酸有吸 水性、 脱水性和强氧化性

HClO4

强氧化性 强氧化性和漂白性, 遇光 分解 沸点低、易挥、易分 解, 有强氧化性 难挥,有吸水性,属 于 非氧化性酸

HClO

仅存在于溶液中



极稳定

HNO3

无色液体



稳定

H3PO4 H2CO3

无色晶体 仅存在于溶液中

中强 弱

稳定 稳定

H2SiO 白色固体、溶于水 弱 稳定 挥,加热时可分解 注:常见的强酸有: HCl、 HNO3、 H2SO4;中强酸: H2SO3>H3PO4(H3PO4中强偏弱);弱酸: HF>CH3COOH 3 >H2CO3>H2S>HClO>H2SiO3。

二、氯元素的知识网络

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AgCl

HCl

NaCl

NaOH NaClO HClO Ca(OH)2 Ca(ClO)2 KClO3 浓KOH H2O 歧化反应 Cl2 氧化

Fe、Cu NH3 Na2SO3 P

FeCl3、CuCl2 N2 Na2SO4 PCl3、P Cl2

加成 CH2Cl-CH2Cl

Cl 取代 CH3Cl

三、氮元素知识网络

NH4Cl Mg3N2

点燃 H2 N2

NH3· 2O H NH4NO3 NH3 NO NO2 HNO3 NH4HCO3 (NH4)2SO4 O2

四、碳、硅元素的知识网络

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跟NaOH反应 炼钢中硅铁脱 (与Al、Al2O比较) 氧 新型无机材料: Si 氮、硼等 性质结构 半导体材料 的比较 SiO2

石英玻璃 光导纤维

硅酸盐化学 式的变换

硅酸盐

制水泥 制玻璃

CaC2

C

CO

CO2

CaCO3

玻璃态物质

乙炔

C60 金刚石

炼钢 炼铁

候氏制碱 跟镁反应 跟C6H5ON

氯气制漂白粉 海水中提取镁 炼铁中除铁锈

有机物

石墨等

典型例题
一、选择题
1、共价键、离子键和范德华力是粒子之间的三种作用力。下列晶体

①Na2O2 ②SiO2 ③石墨 ④金刚石 ⑤NaCl ⑥白磷中,含有两种作用力的是( )

A.①②③

B.①③⑥

C.②④⑥

D.①②③⑥

解析:选B。Na2O2是离子晶体,其中存在的作用力有:Na+与O22-之间的离子键,O22-中的两个氧原子之
间的共价键;SiO2是原子晶体,存在的作用力只有Si原子与O原子之间的共价键;石墨是混合晶体,其中存在的 作用力有: C原子与C原子之间的共价键,片层之间的范德华力;金刚石是原子晶体, 其中存在的作用力只有C 原子与C原子之间的共价键;NaCl是离子晶体,其中存在的作用力只有Na+与Cl-之间的离子键;白磷是分子晶 体,其中存在的作用力有:P4分子之间的范德华力,P4分子内P原子与P原子之间的共价键。

2、在溴化钾和碘化钾的混合溶液中通入过量氯气,把溶液蒸干后并将剩余物灼烧,最后残余

的物质是( A.氯化钾

) B.氯化钾和碘 C.氯化钾和溴 D.氯化钾和溴化钾

解析: 溴化钾和碘化钾都能与氯气反应2KBr+Cl2=2KCl+Br2 ;2KI+Cl2=2KCl+I2,所以向溶液中通入
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过量氯气后,溶液中留下氯化钾、溴分子和碘分子,考虑到溴单质极易挥,所以蒸干过程中,溴单质已挥掉。 考虑到碘单质加热条件下能升华,所以灼烧过程中,碘单质必定已升华了。最后留下的物质必定是氯化钾。

二、简答题
3、(09· 华)美国科学院1992年评出一种含氮的“明星小分子”,写出它的分子式,并 说出它的生物功能。 解析:“明星小分子”为NO,NO是巨噬细胞的有效武器,可以杀死病菌和癌细胞。80年代后期,科学家陆
续现NO在信息传递、消化、血压调节、生殖、抗菌、学习和记忆方面的重要作用。NO可表现出强化学活性,
易与别的分子结合,在大脑细胞间传递信息,充当神经传递介质。科学家现,NO参与人的学习和记忆活动,是 大脑功能分子之一。NO还具有使神经松弛、血管扩张的功能。还有人现癌细胞能利用NO来控制自身生长,当 其开始产生NO时,它们就会停止生长。也可以通过一定途径刺激癌细胞产生NO,以保护人体防止癌症。

4、(09· 华)“夏天多雨,秋天丰收”,解释其科学原理。 解析: 空气中的氮气和氧气在放电条件下生成一氧化氮,一氧化氮再和氧气反应,生成二氧化氮,二氧化氮
和水反应生成硝酸,硝酸与土壤中矿物质作用,可形成可溶性硝酸盐,成为氮肥被植物吸收,所以有利于庄家生长, 化学方程式为:N2+O2高温2NO 2NO+O2== 2NO2 3NO2+H2O == 2HNO3+NO

5、(09华)写出CO中毒的原理。 解析:CO有很强的夺氧能力,一旦CO进入人体内便会将身体内的红细胞携带的氧夺走,使我们身体里的
所有需氧组织因缺氧处于瘫痪状态,即缺氧窒息而死。

6、(09· 华)为什么CO2是一种温室气体? 解析:CO2但能吸收来自太阳的红外辐射,而且CO2也能隔热,使太阳辐射到地球上的热量无法向外层
空间散,就像棉被一样覆盖在地球表面,形成一种无形的玻璃罩,其结果是地球表面变热起来,使地球表面的能 量平衡生变化,造成地球表面的温度上升。

7、(09· 华)为什么常温下F2、Cl2为气体,Br2为液体,I2为固体? 解析: 由F2→I2分子的半径越来越大,变形性也越来越大,色散力随之增强,故其分子间的作用力依次增大。
所以在常态下,从F2到I2的物态由气体变为液体再到固体。

8、(09· 华)写出用Cl2制漂白粉的离子方程式。 解析:石灰乳中通入Cl2制漂白粉:Ca(OH)2+Cl2==Ca2++ Cl-+ClO-+H2O 9、 (1)氰化钾、氰化氢的制备反应式为:K2CO3+C+2NH32KCN+3H2 ;O H=+276kJ/mol ① CO+NH3===HCN+H2 ;O H=+46kJ/mol ②氰离子为负一价(CN-),其中碳氮元素的化合价分别 为多少?以上两个反应是否均为氧化还原反应?(2)制备纯净无水HCN(沸点299K)的另一种方 法是:混合磨细的KCN和KHS粉末适度加热。①试写出这个反应式。②为什么要磨细和用粉末? ③为什么要强调适度加热?
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解析: 据共价键理论,一般当碳同非金属性比它强的元素结合时,碳显正价,氮为负价,为-3价,所以(CN-)
中碳为+2价,氮为-3价。故①为氧化还原反应,②为非氧化还原反应。第二种方法制备HCN是固体与固体之间 的反应,故磨细和用粉末的目的是增大表面积,加快反应速率,据题意知,第二种方法制备HCN如温度太低,反 应速率较小,温度太高,则酸式盐易分解生副反应:2KHS===K2S+H2S↑。该反应的化学方程式为KCN+ KHS===HCN↑+K2S。

三、填空题
10、金属M可以在同条件下生下列五个反应:M+A→I, M+B→H, M+C→H+F, M+D →H+A, M+E→I+G。 其中(1)A、B、C、D、E在通常情况下都是气体,并且C是CO2。(2)

上述反应的产物,在同条件下,还可和有关反应物生下列反应:F+B→C A +G→E,(3)I
是一种离子化合物,它可以水解产生一种白色沉淀和E。该白色沉淀加热可分解为H和H2O。而E 则是分子晶体,其分子中共有10个电子,根据以上条件,判断并写出有关物质的化学式: A_______, 解析:本题的突破口是M+C→H+F,而C为CO2。一般同CO2能生反应的金属就现有知识来讲,只能
是Mg。F、H中有一为碳,根据F+B→C,则C为CO2,B为气体,F肯定为碳,H为MgO。扫描全题,知E 是分子晶体,且其分子中共有10个电子。分子中有10个电子的有:HF、H2O、NH3、CH4等。而E又通过一种 离子化合物水解而到,E可能为 HF或NH3。如E为HF,根据M+E→I+G,HF同Mg作用,但事实HF同

B_______, C_______, D_______, E_______, F_______, G_______, H_______, I_______, M______

Mg反应。如为NH3同样根据A+G→E,A为N2或H2。因为Mg可跟A作用,显然A为N2,I为Mg3N2。再
根据M+D→H+A,M为Mg,H 为MgO,A为N2,则D只能为NO2。 A:N2,B:O2,C:CO2,D:NO2,E:NH3,F:C,G:H2,H:MgO,I:Mg 3N2,M:Mg

模拟训练
一、选择题
1、化学与工农业生产、环境保护、日常生活等方面有广泛联系,下列叙述正确的是( ) A.纯净水几乎含任何杂质,喝纯净水比喝矿泉水对人体更有营养 B.二氧化硫的大量排放是造成光化学烟雾的主要原因 C.某雨水样品放置一段时间后, pH由4.68变为4.28,是因为雨水在放置过程中溶解了较多 的CO2 D.光缆在信息产业中有广泛应用,制造光缆的主要材料是二氧化硅 2、在pH=l时能大量共存的无色溶液的离子组是( )
38 38

A.NH4+、C1—、Mg2+、SO42— B.A13+、Cu2+、SO42—、C1— C.Ba2+、K+、NO3—、OH— D.Ca2+、Na+、C1—、A1O2— 3、可以验证硫元素的非金属性比氯元素弱的事实是( ) ① 硫和氢气在加热条件下能形成H2S、H2S受热300℃左右分解。氯气和氢气在点燃或光照下 生成氯化氢,氯化氢很难分解。 ② 向氢硫酸溶液中滴入氯水有单质硫生成 ③ 硫、氯气分别与铜和铁反应产物是 FeS、Cu2S、FeCl3、CuCl2 ④ 高氯酸(HClO4)的酸性强于硫酸 A.①②③④ B.只有①② C.只有②③④ D.只有③④

4、三支相同容积的试管A、B、C,每个试管内各盛有两种气体,且各占 体积,A管是NO和 NO2,B管是NO和O2,C管是NO2和O2,将A、B、C三支试管倒立于水槽中,在相同条件下,水面 上升的高度分别是hA、hB、hC,则以下选项正确的是( ) A.hA=hB=hC B.hA>hB>hC C.hC >hB>hA D.hB>hC>hA

5、某种混合气体可能含有N2、 HCl、 CO,把混合气体依次通过足量的NaHCO3溶液和灼热的CuO, 气体体积都没有变化。再通过足量的Na2O2固体,气体体积减小。最后通过灼热的铜网,经充分反 应后气体体积又减小,但还有剩余气体。以下对混合气体组分的判断,正确的是( ) A.一定没有N2;CO和HCl至少有一种

B.一定含有N2、HCl和CO
C.一定有N2;CO和HCl至少有一种 D.一定有N2和HCl;没有CO 6、测定空气中污染物含量的一种方法是:将一定体积的空气通入吸收剂,并测定其导电能力 的变化(电阻越小,电导越大)。例如测定空气中H2S的含量,若用CuSO4溶液吸收,可测很大 浓度范围内的H2S,但电导变化大;若用浓溴水吸收,则仅限于低浓度范围内的H2S,但有高灵 敏度。现要兼顾吸收容量和灵敏度,用上述方法测定空气中氯气的含量时,最佳吸收剂是( ) A.Na2SO3溶液 B.KI溶液 C.NaOH溶液 D.H2O

二、简答题
7、工业上如何从空气中分离到纯净N2?实验室又是用什么方法制取N2的?

8、(09华)为什么高浓度的NaCl可以用来保存食物?
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