非金属元素概论

　

教学目标

知识技能：了解元素核外电子排布的周期性与元素性质递变关系，掌握典型非金属在周期表中的位置及其性质的关系。了解常见非金属元素（Cl、Br、I、F、H、O、S、N、P、C、Si）的单质及其化合物。

能力培养：通过对本节内容的分析讨论，使学生在掌握元素化合物知识的基础上培养学生对知识进行分析综合、归纳演绎的逻辑思维能力和直觉思维能力以及灵活运用所学知识解决问题的能力。

科学思想：培养学生建立“一切客观事物本来是互相联系和具有内部规律的”辩证唯物主义的观点。

科学品质：认识本质，进行知识整理、综合、提高与拓展的方法培养。

科学方法：培养学生科学抽象、概括整理、归纳总结、准确系统地掌握知识规律的方法。

重点、难点　 　非金属元素的结构、性质及应用。元素化合物知识的综合应用及物质推断。

　

教学过程设计

　

教师活动

【引入】一、元素化合物的复习方法

落实存在、性质、制备、用途四要点。

学生活动

体会“位、构、性”三者关系。

【举例】（1）从位置出发，以Cs为例。位置：第六周期，IA族。→结构特点：最外层只有一个电子，原子半径大。→比Na、K更活泼的金属元素，具强的金属性。→应隔绝空气保存；与水反应剧烈，可能发生爆炸；与氧气迅速反应，主要产物肯定不是Cs2O。

（2）从结构出发：已知某元素原子有六个电子层，最外层2个电子→最外层电子数少，电子层数多，应是活泼金属，金属性大于钙→与水剧烈反应；氢氧化物是可溶性强碱；碳酸盐、硫酸盐均不溶于水。

与教师共同分析。

（3）从性质出发：某单质能从水中置换出O2。→非金属性大于氧，应为最活泼的非金属元素F→在周期表的右上角，第二周期ⅦA族→可与绝大多数金属、非金属甚至某些稀有气体直接反应；化合价只有-1价；几乎无法用氧化剂将F-氧化成F2。

分析：

归纳：

【投影】例1　 BGO是我国研制的一种闪烁晶体材料，曾用于诺贝尔奖获得者丁肇中的著名实验，它是锗酸铋的简称，若知：①在BGO中，锗处于其最高价态。②在BGO中，铋的价态与铋跟氯形成某种共价氯化物时所呈的价态相同，在此氯化物中铋具有最外层8个电子稳定结构。③BGO可看成是由锗和铋两种元素的氧化物所形成的复杂氧化物，且在BGO晶体的化学式中，这两种氧化物所含氧的总质量相同。请填空：

（1）锗和铋的元素符号分别是____、____。

（2）BGO晶体的化学式是____。

（3）BGO晶体所含铋氧化物的化学式是____。

【组织讨论】请分析解题思路，归纳思维过程。

2．总结规律、串联比较，使知识系统化、网络化。

分析：Ge：第Ⅳ主族元素，最高正价+4；最高价氧化物GeO2。

Bi：第Ⅴ主族元素，最外层5个电子→满足8电子稳定结构应形成共价键数目：8-5=3→BiCl3→在BGO中铋为+3价→氧化物Bi2O3。

设BGO化学式为mGeO2·nBi2O3

有：2m=3n　　 m∶n=3∶2

m=3　　 n=2

→BGO化学式为3GeO2·2Bi2O3

（或Bi4（GeO4）3）

答案：略。

归纳思维过程：

位置→最外层电子数→成键情况→实际价态→化学式

即：位置→结构→性质

【投影】例2　 有A、B、C三种常见的短周期元素，它们之间两两结合成化合物X、Y、Z。X、Y、Z之间也能相互反应。已知X是A和B按原子个数比1∶1组成的化合物，其它元素形成的单质（仍用A、B、C表示）和组成的化合物间反应关系式如下：

①B+C→Y　 ②A+C→Z　 ③X+Y→M

④X+Z→C+N　 ⑤Y+Z→C+N

请填空：

（1）上述反应中，一定属于氧化还原反应的是____，理由是____。

（2）若M是一种无色、粘稠的油状液体化合物，则X、Y、Z分别是____。

（3）写出反应③、④的化学方程式：

③______，

④______。

【组织讨论】请分析解题思路并总结思维方法。

分析：有单质参加的化合反应和置换反应一定是氧化还原反应，故①、②、④、⑤一定是氧化还原反应。由题意知：Y、Z中均含C元素，且一为正价，一为负价，故C为非金属元素。可能是硫或氮，则Y、Z极可能一为氧化物，一为气态氢化物→N可能是H2O。

又：M由A、B、C三种元素组成；M是一种无色、粘稠的油状液体化合物。依据物质的分类→M应是酸→M是H2SO4

A—H；B—O；C—S

X—H2O2；Y—SO2；Z—H2S

答案：略。

进行思维方法总结：

对元素化合物的推断题，首先要仔细审题，把握题意，明确题目给定条件和要求。然后，在熟练的知识网络基础上，搜索扫描，确定范围。寻找切入点或突破口，最后分析求解。

【点评】只有将所学过的知识系统化、网络化，并从中找到知识规律，才能准确地找到切入点和突破口，从而培养出良好的直觉思维能力。

3．以结构为主线，以元素周期律为指导，联系类型、掌握递变。

 

【投影】例3　 同主族元素所形成的同一类型的化合物，其结构和性质往往相似，化合物PH4I是无色晶体，下列对它的描述不正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]

A．它是一种共价化合物

B．在加热时此化合物可以分解

C．这种化合物能跟碱发生反应

D．该化合物可以由PH3与HI化合而成

【提问】怎样求解信息题？

分析：由题意知，PH4I与NH4I结构和性质相似，而NH4I又应与NH4CI结构与性质相似。而NH4CI是一种离子化合物；受热易分解；可与强碱反应；可由NH3与HCI化合而成。故所选答案为A。

总结：对信息题，先要准确地理解、把握信息，从中理出信息要素。然后利用信息要素，结合自己所学知识来分析和解决问题。

二、非金属元素在周期表中的位置和结构特点教师与学生一起分析周期表

【提问】1．非金属元素数目？在周期表中所处区域？与周期序数的关系？

回答：

1．22种非金属元素，有6种是稀有气体；除H外均处于周期表右上方；除第一周期外，每周期非金属元素数目=8-周期序数。

2．非金属元素的结构特点？

2．除H、He、B外，最外层电子数≥4；且原子半径比同周期的金属元素小。

三、非金属单质的物理性质

【提问】非金属单质有怎样的物理性质？请归纳他们的状态、晶体类型及其溶解性。

归纳：

常温下状态：气态H2、N2、O2、F2、Cl2（稀有气体除外）；液态Br2；其余为固态。晶体类型：原子晶体B、C、Si；分子晶体：除B、C、Si外的其它（常见）非金属单质。溶解性：除F2与水发生置换反应，Cl2、Br2在水中发生自身氧化还原反应（部分）外，可以说非金属单质均难溶于水。

【投影】例4 　有A、B、C、D四种短周期元素，已知A原子最外层电子数比电子层数少，常温、常压下，B2、C2、D2均为无色双原子气体分子。这四种元素的单质和化合物之间在一定条件下存在如下反应：

（1）2A+C2=2AC（3）3B2+D2=2DB3

（2）3A+D2=A3D2（4）2B2+C2=2B2C

请填空：

（1）电子式：AC____，B2C____，DB3____。

（2）DB3分子的空间构型____，是____（填极性或非极性）分子。

（3）A3D2溶于B2C中，发生复分解反应的化学方程式是______。

分析：由A原子最外层电子数比电子层数少→A可能为Li或Mg；

常温、常压下，B2、C2、D2均为无色双原子气体分子→它们可能是H2、N2、O2（五种气体中，F2、Cl2分别为浅黄绿色和黄绿色气体），再结合给定条件判断B—H；C—O；D—N；A—Mg。

所以，相应化合物：

AC—MgO；B2C—H2O；DB3—NH3；

A3D2—Mg3N2。

答案：略。

【提问】1．请分析解题思路；2．怎样把握物质的物理性质？

回答：首先要把握通性，然后根据不同物质类型，突出其代表性和特性。

四、非金属单质的制备

（一）实验室制备

制备非金属单质，要结合非金属元素及其化合物的性质、存在来考虑。

【组织讨论】实验室通常用哪些方法来制备非金属单质？请同学们通过讨论，给以归纳总结。

分小组读书讨论、归纳总结如下：

1．还原法

用还原剂还原的方法来制备，如H2：

Zn+2H+→Zn2++H2↑</PGN0110.TXT/PGN>

2．氧化法

用氧化剂氧化非金属阴离子的方法来制备（包括用同一种非金属元素的高价态氧化该元素的低价态来制备单质。），如：Cl2、Br2、I2、（N2）等。

MnO2+4HCl→MnCl2+Cl2↑+2H2O

（或用KMnO4、KClO3等做氧化剂；Br2可类似制备）

Cl2+2X-（Br-、I-）→X2+2Cl-

3．加热分解法

在加热条件下使某些化合物发生分解反应以制备单质，如：O2

也可通过其他分解反应来制备O2：

2Na2O2+2H2O→4NaOH+O2↑

4．分离法

将空气通过NaOH溶液、浓硫酸、灼热的铜网后，可得较纯净的N2气体。

【投影】例5　 根据下图实验，填空和回答问题

（1）烧瓶中所发生的主要反应的化学方程式为：______

装置（Ⅱ）的烧杯中冷水的作用是：______

装置（Ⅲ）的烧杯中液体的作用是：______

（2）进行此实验时，烧瓶内的橡皮塞最好用锡箔包住，用橡皮管连接的两玻璃管口要相互紧靠，这是因为______。

（3）装置（Ⅲ）的烧杯中使用倒置漏斗可防止液体倒吸，试简述其理由______。

【组织讨论】请分析解题思路并求解。

分析：由题目给定条件知，此为制取单质溴的实验装置，应该选用强氧化剂来氧化Br-成Br2。

在（Ⅰ）中，浓硫酸、二氧化锰和溴化钠发生反应生成溴单质。然后在（Ⅱ）中冷却成液态。故（Ⅲ）是用来吸收尾气中的溴化氢气体的。

由于溴蒸气的强腐蚀性，在实验过程中应避免与橡胶接触。

答案：

（1）MnO2+H2SO4+2NaBr 2NaHSO4+MnSO4+2H2O+Br2↑

冷凝：吸收未冷凝的气体。

（2）溴蒸气会腐蚀橡皮塞和橡皮管。</PGN0111.TXT/PGN>

（3）当气体被吸收时，液体上升到漏斗中。由于漏斗的容积较大，导致烧杯中液面明显下降，使漏斗口脱离液面，漏斗中液体又流回到烧杯中，从而防止了倒吸。

【提问】此反应中浓硫酸的作用？可否用浓硫酸与溴化钠反应来制取溴化氢气体，为什么？

回答：此反应中，浓硫酸首先与溴化钠反应生成溴化氢，然后，溴化氢再与二氧化锰反应制取溴单质。尽管浓硫酸具有强氧化性，过程中会把部分溴化氢氧化生成溴单质，但由于最终目的是制单质溴，故无影响。但制溴化氢就不同了，因要求最终产物是溴化氢，而浓硫酸会把部分溴化氢氧化生成溴，故此法不可用。

【小结】解题思路与方法：（1）审题，（2）分析，（3）思考，（4）求解（注意与前面所总结方法相联系）。

（二）非金属单质的工业制法

【组织讨论】请同学们通过讨论，给以归纳总结。

分小组读书讨论、归纳总结如下：

1．电解法

用于将还原性较弱的非金属阴离子氧化成单质。

2NaCl+2H2O H2↑+Cl2↑+2NaOH

2．还原剂还原法

在高温下，用还原剂将非金属元素的高价态还原成零价。如H2、Si的制备。

C+H2O CO+H2↑

2C+SiO2 Si+2CO↑

3．氧化剂氧化法

用氧化剂将非金属阴离子氧化成非金属单质。如从海水中提取溴、碘。

4．分离法

用物理方法从混合物中分离所需要的单质。如将空气液化后气化，分离出N2、O2。

【小结】引导学生将实验室制法与工业制法相对比（原理、原料、方法）。→工业制备要考虑原料来源、操作、生产的连续性、废弃物处理、经济效益、环境保护等问题。

　

精选题

　

一、选择题

1．氮的固定是指　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]

A．植物从土壤中吸收含氮养分

B．植物将所吸收的含氮养分在体内转化为植物蛋白质

C．将氨转变为硝酸及其他氮的化合物

D．将空气中氮气转变为含氮化合物

2．汽车尾气中的CO、NO都是城市空气中浓度较高的严重污染物，有关它们的叙述不正确的是　　　 [　　 　]

A．CO、NO的燃烧产物分别是CO2和NO2

B．NO、NO2的混合气可与水反应生成一些HNO2，但NO、NO2都不是HNO2的酸酐

C．化学上有一种说法：等电子体结构类似。CO与NO+（亚硝酰基阳离子）的微粒中最外层电子数之和相等，应具有类似的结构

D．在催化剂作用下，可通过反应：2CO+2NO→N2+2CO2来达到净化汽车尾气的目的

3．有A、B、C三种气体，分别是Cl2、HCl、HBr，A和B混合无反应，那么下列判断正确的是 [　　　 ]

A．C一定不是HCl

B．不能确定A、B各是什么物质

C．C可能是HCl

D．C一定是HBr

4．密闭容器中，300℃时将100mL由H2O、CO2、H2和CO组成的混合气体与足量的Na2O2在连续电火花作用下充分反应后，容器内压强只有原来的五分之一，则原混合气体中各组分的体积比不可能是　 [　　　 ]

A．1∶1∶1∶1

B．3∶1∶2∶4

C．1∶3∶5∶1

D．2∶2∶3∶3

5．1998年，美国科学家合成出具有极强爆炸性的“N5”，但对其结构尚不十分清楚，只知“N5”实际是带正电荷的分子碎片。若“N5”的空间结构呈V型对称，5个氮原子最外电子层都达8电子结构，且含2个N≡N，将其视为“N5n+”，则n值为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]

A．1　 B．2　 C．3　 D．4

6．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

7．将1体积选项中的气体与10体积O2混合后，依次通过盛有足量浓NaOH溶液的洗气瓶和盛有足量灼热铜屑的管子（假设反应都进行完全），最后得到的尾气可以是　　　　　　　　　　 [　　　 ]

A．Cl2　　　　　　　　　　　　　　 B．CO

C．CO2　　　　　　　　　　　　　 D．N2

些性质来看，每组中的物质有些类似，据此判断下列反应正确的是　　　　 [　　　 ]

A．Cu+2NH3→Cu（NH2）2+H2↑

B．2Na+2NH3→2NaNH2+H2N—NH2

C．3Mg（NH2）2 Mg3N2+4NH3↑

D．2Na+2NH3→2NaNH2+H2↑

9．下列物质间发生化学反应：①H2S+O2，②Na+O2，③Cu+HNO3，④P2O5+H2O，⑤Fe+HCl。在不同条件下得到不同产物的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]

A．①②③④

B．①③⑤

C．②③④⑤

D．①②③④⑤

10．两份质量均为1g的硫粉，分别使之与足量的H2和O2完全反应，将产生的含硫化合物混合，最终可得硫的质量是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]

A．0.5g　　　　　　　　　　 B．1g

C．1.5g　　　　　　　　　　 D．2g

二、非选择题

11．下列关系图中，A是一种正盐，D的分子量比C的式量大16，E是酸。当X无论是强酸还是强碱时都有如下转化关系（其它产物及反应所需条件均已删去）：

回答下列问题：

（1）A是____，Y是_____，Z是_____，

（2）当X是强酸时，A、B、C、D、E均合同一种元素，E是______，

（3）当X是强碱时，A、B、C、D、E均合同一种元素，E是______。

12．已知A、B、C、D是短周期中的4种非金属元素，它们的原子序数依次增大。A元素原子形成的离子就是一个质子。又知，①B单质在高温下可从A与D组成的某种化合物中置换出A，同时生成化合物BD，②A、C、D三种元素组成的某种盐水溶液显酸性，③B、C均能与D组成原子数比为1∶1和1∶2的化合物。

（1）写出①中反应的化学方程式______，

（2）写出②中盐的水溶液显酸性的原因（写出离子方程式）______，

（3）这四种元素可组成原子个数比4∶1∶2∶1（按A、B、C、D顺序）的化合物，其名称为____。这四种元素又可组成原子个数比为4∶1∶1∶2（按A、B、C、D顺序）的化合物，其结构简式为______，

（4）C元素的气态氢化物能还原CuO，生成Cu、C单质及A与D形成的化合物，该反应的化学方程式为______。

13．A、B、C是中学化学常见的三种化合物，它们各由两种元素组成，甲、乙是两种单质，这些化合物和单质之间存在如下的关系：

据此判断：

（1）在A、B、C这三种化合物中，必定含有乙元素的是____（用A、B、C字母填写）。

（2）单质乙必定是____（填“金属”或“非金属”），其理由是____

（3）单质乙的化学式可能是____，则化合物B的化学式是____。

14．在化工生产中，要用到一种无色、可溶于水的晶体：铝铵矾。该晶体是一种复盐，其主要成分是十二水合硫酸铝铵。向该复盐的浓溶液中逐滴加入浓NaOH溶液，将发生一系列变化。

试回答：

（1）硫酸铝铵在水溶液中的电离方程式为______；

（2）在逐滴加入浓NaOH溶液的过程中，产生的现象有：①溶液中出现白色沉淀；②有刺激性气味的气体产生；③白色沉淀量逐渐增多；④白色沉淀完全消失；⑤白色沉淀量逐渐减少。

请答出各种现象由先到后出现的顺序（用序号回答）____→____→____→____→____；

（3）写出滴入NaOH溶液的过程中，有关反应的离子方程式：①____；②______；③____。

15．化合物E（含两种元素）与NH3反应，生成化合物G和H2。化合物G的式量约为81，G分子中硼元素（B的相对原子质量为10.8）和氢元素的质量分数分别为40％和7.4％，由此判断：

（1）化合物G的化学式为______。

（2）反应消耗1molNH3，可生成2molH2，组成化合物E的元素是____和____。

（3）1molE和2molNH3恰好完全反应，化合物E的分子式为______。

　

答　 案

　

一、选择题

1．D　 2．A　　 3．A、B 4．A　 5．A　　　 6．C　　　 7．C、D 8．C、D 9．A　　　 10．C

二、非选择题

11．（1）（NH4）2S　 O2 　H2O（2）H2SO4　 （3）HNO3

12．（1）C+H2O（气）→CO+H2（2）NH4++H2O→NH3·H2O+H+

（3）尿素H4NOOC—COONH4

（4）3CuO+2NH3→3Cu+N2+3H2O

13．（1）A、B（2）非金属；因为A+B→乙+C，且乙为单质，可知乙元素在A、B中分别显正、负价，所以乙是非金属。（3）S（或N2）H2S（或NH3）

（2）①→③→②→⑤→④；

（3）①Al3++3OH-→Al（OH）3↓②NH4++OH-→NH3↑+H2O

③Al（OH）3+OH-→AlO2-+2H2O

15．（1）B3N3H6（2）B、H（3）B2H6

非金属元素概命（二）

　

教师活动

五、非金属单质的化学性质

1．氧化性

（1）与氢气反应

【组织讨论】请结合元素周期表同周期、同主族非金属元素性质递变规律，总结非金属单质与氢气反应的规律。

学生活动

总结：

结论：非金属元素的非金属性越强，其非金属单质的氧化性就越强，就越易与氢气反应；生成的气态氢化物也就越稳定。

【提问】工业上用什么方法来制备HCl？可否用光照H2、Cl2混合气的方法来制HCl？

回答：工业上用氢气在氯气中燃烧的方法来制备HCl。不能用光照H2、Cl2混合气的方法来制HCl，因为这样会产生剧烈爆炸。

（2）与金属反应

【引入】非金属单质与金属单质的反应，非金属表现出氧化性。

【投影】练习：写出Cl2、O2、S分别与Fe、Cu反应的化学方程式，指明实验现象。

写化学方程式并描述实验现象：

2Fe+3Cl2→2FeCl3剧烈反应，大量棕褐色的烟。

Cu+Cl2→CuCl2剧烈燃烧，生成棕黄色的烟。加少量水，溶液变绿色；再加水，溶液变蓝绿色。

6Fe+4O2 2Fe3O4剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体。

2Cu+O2 2CuO加热变黑。

Fe+S FeS剧烈反应，生成黑色固体。

2Cu+S Cu2S铜在硫蒸气中燃烧，有红光。

【提问】在铁过量的情况下，是否有FeCl2生成？为什么？将少量水加入反应容器中，振荡，溶液变浑浊，为什么？

回答：无FeCl2生成，因为Cl2具强氧化性，它将铁氧化成FeCl3，而固态时FeCl3与Fe不反应。当将FeCl3溶于水时，由于发生反应FeCl3+3H2O→Fe（OH）3↓+3HCl，即：FeCl3水解生成了Fe（OH）沉淀，故溶液变浑浊。

【提问】CuCl2晶体是什么颜色？（学生可能错误：无色；白色；蓝色；蓝绿色。）

回答：棕黄色。

【组织讨论】从以上几个反应来看，非金属单质与金属的反应，是否有什么规律存在？请加以分析总结。

分析：非金属单质与变价金属反应，若非金属单质的氧化性较强（如O2、Cl2、Br2等），则金属被氧化成高价态化合物；若非金属单质的氧化性较弱（如I2、S等），则金属被氧化成低价态化合物。

（3）非金属单质间的反应

【提问】哪些非金属单质间可发生相互反应，反应原则是什么？

分小组分析讨论、归纳小结：

通常，非金属单质可以与O2或X2反应，生成相应的氧化物或卤化

物。

O2做氧化剂，除X2外的非金属单质均可被直接氧化；X2做氧化剂，

许多非金属单质也可被氧化，较熟悉情况为H2、P等。

原则：非金属性强的氧化非金属性弱的。

（4）非金属间的置换

【提问】非金属间的置换反应按什么原则进行？

【投影】练习：写出满足下列要求的化学方程式：①同主族非金属元素间的置换；②同周期非金属元素间的置换；③不同周期、不同主族非金属元素间的置换。

回答：非金属间的置换原则是非金属性强的置换非金属性弱的。

即：元素同周期，右边的置换左边的；元素同主族；上面的置换下面的。

写化学方程式：

①Cl2+Br-（I-）或Br2+I-；O2+H2S；C+SiO2。

②F2+H2O；Cl2+H2S；CH4+O2（不完全燃烧）。

③O2+HI；Br2+H2S；I2+H2S。

【投影】例1 由短周期元素形成的四种常见的非金属单质A、B、C、D。在室温下，它们之中有三种气体，一种固体。在这些单质中，B的式量最小，C次之。这些单质和甲、乙、丙、X、Y五种化合物之间存在如下关系：

（1）写出化合物乙的化学式______。

（2）上述图示的化学反应共有。种基本反应类型，其中化合反应有______个。

（3）上述四种单质中存在同素异形体的元素是（写元素符号）______。

【组织讨论】请分析解题思路并求解。

分析：由题目给定条件和前面知识知，除稀有气体外，非金属单质只有5种在常温下是气态。故三种气体应是H2、N2、O2、Cl2中的三种（F2不常见）；

A与D反应存在量的问题，A（或D）有一个可能是固体（气体间的两两反应不存在量的问题）；

由相互反应关系可推断：B——H；C——O；D——Cl。

再考虑：X是氧化物，Y是氯化物，甲是H2O，丙是HCl。可推知：乙是含氧酸；Y是一种能水解生成含氧酸和HCl的氯化物；A与CI2反应是有一个量的限制，A——P。

答案：（1）H3PO4

（2）2种（化合与复分解），5

（3）O（O2与O3）、P（红磷与白磷）

2．还原性

【提问】哪些非金属单质以还原性为主？哪些非金属单质在一定条件下显现还原性？

读书讨论并归纳小结：

以还原性为主的非金属单质，如：C、H2等；遇强氧化剂如O2、Cl2、HNO3、H2SO4（浓）等时表现出还原性的非金属单质，如：S、P等。

非金属单质的氧化性与还原性情况：

强氧化性的：F2、O2、Cl2、Br2；

以氧化性为主的：N2、I2、S；

以还原性为主的：C、Si、P；

【投影】例2 120℃、101.3kPa条件下，有2LH2O、2LCO、2LCO2、0.5LO2和1LH2组成的混合气体。将混合气体通过分别放有足量Cu粉、C粉和CuO粉末的三个灼热的反应管。假设气体通过每个反应管都能充分反应，且不论三个反应管以何种顺序排列，问：

（1）尾气是否有可能是单一气体______？若可能，该气体是______。

（2）原气体中是否有几种（或一种）不可能再存在于尾气之中______？若有，它们（或它）是______。

（3）原气体是否有几种（或一种）肯定存在于尾气之中______？若有，它们（或它）是______。

【组织讨论】请分析解题思路并求解。

分析：根据题目给定条件，C、Cu均可与O2反应，而过程中却不会产生O2，所以，不管用何种排列顺序，最后一定没有O2；又依据质量守恒定律，C、H元素一定存在最后产物中，以H2O或H2、CO或CO2形式存在，但无法确定是以什么形式存在。

（1）不可能；

（2）有，O2；

（3）没有。

【启发】此题的求解可用排列、组合，依次分析的方法或同学们刚才所用的方法。请比较一下两种方法的差异，由此可得到什么启示？

回答：两种方法的差异在于：①效率。排列、组合法费时费力。②思维方式。排列、组合法的思维不敏捷，且容易使思维发生混乱（步骤太多、太繁）。

启示：对看似比较复杂的题，一定要先弄明白题目给了什么条件，要求解决什么问题，千万不要急于动手，因为“欲速则不达”。在读懂题的基础上理顺思路，剥丝抽茧，拓展思维。这样才能提高效率，培养较高层次的能力。

【投影】例3 如图：

已知：化合物E与水反应生成白色浆状物；化合物F是不能成盐的氧化物；单质D能与某些稀有气体反应。

据此，请填空：

（1）化合物F是______；化合物I是______。

（2）反应②、反应④的化学方程式是______；______。

【组织讨论】请分析解题思路并求解。

分析：由题目给定条件知：D为最活泼的非金属单质→F2；F为不成盐氧化物，且由单质B与化合物C发生置换反应得到→F为CO，B为碳，化合物C为氧化物，再结合G与H燃烧生成C，判断H为O2，C为H2O，G为H2，I为HF；化合物E由碳与化合物A反应得到（可能是碳化物），再考虑E与水反应生成白色浆状物，E是CaC2，A是CaO。

答案：（1）CO；HF　　　　　　　　　　　　　 （2）略

【总结】常用解题方法：把握类型，了解性质，直觉思维，推理结论。

六、（非金属）气态氢化物

【提问】什么叫气态氢化物？

【组织讨论】请归纳非金属气态氢化物的下列性质。

1．物理性质

2．水溶液酸碱性

3．稳定性（如前所述）、还原性

回答：非金属氢化物，都称为气态氢化物。

归纳：

物理性质：一般都是无色气体；除CH4、SiH4外，均为极性分子，都有刺激性气味；HX、NH3易溶于水，H2S可溶，其余一般不溶。

水溶液酸性：ⅥA、ⅦA族元素的气态氢化物的水溶液一般为挥发性酸（HCl、HBr、HI为强酸，其余为弱酸）；NH3水溶液碱性，其余不溶，可视为中性。

还原性：非金属元素的非金属性越强，其气态氢化物的还原性越弱；非金属元素的非金属性越弱，其气态氢化物的还原性越强。

【投影】例4 某无色溶液可能含有下列钠盐中的几种：（A）氯化钠，（B）硫化钠，（C）亚硫酸钠，（D）硫代硫酸钠，（E）硫酸钠，（F）碳酸钠。向此溶液中加入适量稀硫酸，有浅黄色的沉淀析出，同时有气体产生。此气体有臭鸡蛋气味，可使澄清的石灰水变浑浊，不能使品红试液褪色。根据上述实验现象回答下列问题。

（1）不能使品红试液褪色，说明该气体中不含______（填分子式）。

（2）此无色溶液中至少存在哪几种钠盐？请写出全部可能的情况______（填写相应的字母）。

分析：由题意知，加酸后产生浅黄色沉淀和有臭鸡蛋气味的气体，此气体不能使品红试液褪色但能使澄清的石灰水变浑浊，则一定有硫化钠和碳酸钠，至少一定有亚硫酸钠或硫代硫酸钠中的一种（但都必须是硫化钠过量），无法判断硫酸钠是否存在。

（1）SO2

（2）B、C、F；B、D、F；B、C、D、F

七、非金属元素的含氧酸

【组织讨论】请归纳总结非金属元素含氧酸的分类、酸性强弱、化学性质及递变、特性等。

讨论归纳、总结如下：

（1）常见的含氧酸

（2）酸性强弱递变规律

同主族由上至下酸性逐渐减弱；同周期由左到右酸性逐渐增强；同种元素中，高价态酸的酸性一般大于低价态酸的酸性。

（3）氧化性酸与还原性酸

常见的强氧化性酸有：HNO3、浓H2SO4、HClO等。

常见的还原性酸有：H2SO3、H3PO3等。

HNO2既有氧化性，又有还原性，但以氧化性为主。

（4）某些酸的特殊性质

浓H2SO4：吸水性→做干燥剂；脱水性→使晶体脱结晶水，使有机物碳化。

HClO：漂白作用。漂白原理与Na2O2同，是利用强氧化性破坏有色物质。

H2SO3：漂白作用。与某些有色物质结合生成不稳定的无色物质，加热后恢复原色。

HF：与SiO2反应。SiO2+4HF→SiF4↑+2H2O

【提问】酸的氧化性与氧化性酸是不是一回事？为什么？

回答：酸的氧化性与氧化性酸是两个不同的概念。酸的氧化性就是指酸中H+结合电子的性质，凡酸皆有此性质。而氧化性酸是指含氧酸的中心元素结合电子的性质。

【投影】某学生设计实验，欲选用下列试剂证明NaNO2既有氧化性，又有还原性。

试剂：酸性高锰酸钾溶液、硝酸、硫酸、碘单质、淀粉-碘化钾试纸。

回答：欲证明NaNO2的氧化性，所选用的试剂是______，观察到的现象是______。

欲证明NaNO2的还原性，所选用的试剂是______ ，观察到的现象是______。

答案：硫酸、淀粉-碘化钾试纸淀粉-碘化钾试纸变蓝色。

酸性高锰酸钾溶液，高锰酸钾溶液的紫色消失。

【投影】例5 有A、B、C、D四种单质。在一定条件下，B可以和A、C、D化合生成化合物甲、乙、丙，C和D化合生成化合物丁。已知甲、乙、丙每个分子中都含有10个电子，并且甲、乙、丙、丁有如下关系：

回答：

（1）单质B的化学式。

（2）单质A与化合物乙反应的化学方程式。

（3）根据化合物丙、丁中D元素化合价判断丙、丁是否在一定条件下生成单质D，简述判断理由。

【组织讨论】请分析解题思路并求解。

教师注意引导学生将反应的可能性与实际能否反应加以区别。

分析：含10个电子的化合物有：CH4、NH3、H2O、HF，甲、乙、丙各为其中之一。B和A、C、D单质化合生成甲、乙、丙，B应为H2；上述四种氢化物中，能与某单质反应生成两种化合物的只有CH4和NH3，而这种单质为O2。故C为O2，A为F2（F比O非金属性强），乙为H2O，甲为HF；D可能为C或N2，则丁可能是CO2或NO；

答案：（1）H2

（2）2F2+2H2O→4HF+O2↑

（3）若D为N2，丙、丁分别是NH3和NO，在一定条件下可以反应（NH3、NO中N元素的化合价分别是-3、+2，0价居其中）；若D为C，丙、丁分别是CH4与CO2，化合价分别是-4、+4，0价居其中，故理论上也可发生反应生成碳单质。

【小结】解题思路与方法：

（1）审题，（2）分析，（3）思考，（4）求解（注意与前面所总结方法相联系）。

【投影】

八、重要非金属单质的性质比较表（如下表）

请同学认真思考，准确完成此表。

填表：（如下）

精 选 题

一、选择题

1．氢叠氨酸（HN3）与醋酸酸性相近，其盐稳定，但受撞击时发生爆炸生成N2，有关氢叠氮酸及其盐的叙述有：①NaN3的水溶液显碱性，②HN3的固体属于分子晶体，③NaN3的固体是离子晶体，④NaN3可用于小汽车防撞保护气囊。其中正确的是

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）

A．①、②、③

B．②、③、④

C．①、③、④

D．全对

2．某温度下，将Cl2通入NaOH溶液中，反应得到NaCl、NaClO、NaClO3的混合溶液，经测定ClO-与ClO3-的物质的量浓度之比为1∶3，则此反应中被还原的氯元素与被氧化的氯元素原子的物质的量之比是

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）

A．21∶5　　　　　 B．11∶3　　　　　 C．4∶1　　　　　　　 D．3∶1

3．某K2CO3样品中含有Na2CO3、KNO3、Ba（NO3）2三种杂质中的一种或二种，现将13.8g样品加入足量水，样品全部溶解，再加入过量的CaCl2溶液，得到9g沉淀，对样品所含杂质的正确判断是

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）

A．肯定有KNO3

B．肯定有KNO3，可能还含有Na2CO3

C．肯定没有Ba（NO3）2，可能有KNO3

D．肯定没有Na2CO3和Ba（NO3）2

4．两个硫酸分子可以脱去一分子水生成焦硫酸（H2S2O7）。已知硫酸分子中有四个硫氧键，则焦硫酸分子中硫氧键的数目是

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）

A．4　　　　　　　 B．6　　　　　　　 C．7　　　　　　 D．8

5．下列溶液中通入足量SO2后，最终一定会出现沉淀的是

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）

A．Na2S

B．BaCl2

C．Ba（NO3）2

D．Ca（OH）2

6．工业废气中氮的氧化物是重要的污染源，有一种治理污染的方法是通入适量氨气将其还原成无毒物质N2和H2O，现有含氮氧化物NO和NO2的混合气体3L，与同条件下的NH33.5L恰好完全反应，则混合气中NO与NO2的体积比是

（　　　 ）

A．1∶4　　　　 B．1∶3　　　　　　　 C．1∶2　　　　　　　　 D．1∶1

7．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，可测得很大浓度范围内的H2S，但电导变化不大；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

8．下列关于砷（As）的叙述中，正确的是

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）

A．砷的气态氢化物AsH3很不稳定，它具有较强的还原性

B．砷的相对原子质量为74.92，由此可见砷原子核内有42个中子

C．砷酸（H3ASO4）是强酸，其酸性与HNO3相当

D．砷在ⅤA族中的位置在P和Sb之间，因此，砷既体现一定的非金属性，又体现一定的金属性

二、非选择题

9．PCl3中加入蒸馏水，微热，PCl3完全水解，产物之一是亚磷酸（H3PO3），它的结构式为：

已知：（a）H3PO3与NaOH反应能生成NaH2PO3和Na2HPO3两种盐。

（b）H3PO3与碘水反应，碘水棕黄色褪去，再加AgNO3有黄色沉淀生成。

（c）盛放H3PO3的试管中加入AgNO3溶液，有黑色沉淀生成，试管口有红棕色气体出现。

填空：（1）上述反应中有H3PO3生成的是反应（填序号）______。

（2）b反应中黄色沉淀是______。

（3）c反应中黑色沉淀是______，反应中最先生成的气体是______。

10．在一定条件下，单质X与单质Y反应，生成化合物Z，Z与水作用可生成气体G和白色沉淀P（如下框图表示），已知气体G与空气之密度比约为1.17。

请填空：

（1）组成单质X和Y的元素分别属于第______族和第______族。（2）化合物Z的化学式为______。

（3）每生成1mol的气体G，同时应得到______mol的沉淀P。

　

答　 案

　

一、选择题

1．B　　　　　　 2．D　　　　　　　　　 3．D　　　　　　 4．C、D

5．B　　　　　　 6．B、C　　　　　　　 7．D　　　　　　 8．A、C

二、非选择题

9．（1）b、C　　　　　　　　　　 （2）AgI　　　　 （3）Ag、NO

10．（1）ⅢA；ⅦA。　　　　　　　　　　　 （2）Al2S3　　　　　　　　 （3）2/3