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专题05 非金属元素及其化合物
【核心考点梳理】
考点一、非金属元素单质及其化合物
1．硅及其化合物的“特性”
(1)Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si：SiO2＋2CSi＋2CO↑。
(2)非金属单质跟碱作用一般无H2放出，但Si能跟强碱溶液作用放出H2：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
(3)非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但Si能跟HF作用：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。
(4)非金属氧化物一般为分子晶体，但SiO2为原子晶体。
(5)一般情况，酸性氧化物与水反应生成相应的酸，如CO2＋H2O===H2CO3，但SiO2不溶于水，不与水反应。
(6)酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能与氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O(SiF4不属于盐)。
(7)无机酸一般易溶于水，但H2SiO3及H4SiO4难溶于水。
(8)硅酸钠水溶液称为泡花碱或水玻璃，但却是盐溶液。
(9)H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以有Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，但高温下：Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑也能发生。
2．有关Cl2及化合物的命题热点
(1)Cl2与水的可逆反应，HClO的强氧化性、漂白性和弱酸性。
(2)Cl2与碱的歧化反应。
(3)Cl2作为氧化剂使用，如将Fe2＋氧化为Fe3＋。
(4)Cl2的实验室制法，还原剂用浓盐酸，氧化剂可以为MnO2(△)、KClO3和KMnO4等。
(5)次氯酸盐为重点
①ClO－不论在酸性环境中还是在碱性环境中均能表现强氧化性，如ClO－与SO、I－、Fe2＋均不能大量共存。
②ClO－表现水解性，因HClO酸性很弱，ClO－水解显碱性，如Fe3＋＋3ClO－＋3H2O===Fe(OH)3↓＋3HClO。
3．常见无机酸的重要规律和特性
(1)重要规律
①最高价氧化物对应水化物的酸性强弱取决于元素非金属性的强弱，如酸性：
HClO4＞H2SO4＞H3PO4＞H2CO3＞H2SiO3，
则非金属性：Cl>S>P>C>Si。
②证明酸性强弱顺序，可利用复分解反应中“强酸制弱酸”的规律，如：
Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓
Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO
③强氧化性酸(如HNO3、浓H2SO4)与金属反应，一般不生成H2；金属和浓HNO3反应一般生成NO2，而和稀HNO3反应则生成NO，金属和浓H2SO4反应一般生成SO2。
(2)重要特性
①H2SiO3(或H4SiO4)为难溶性酸，浓盐酸、浓硝酸为挥发性酸。
②HNO3、浓H2SO4、HClO具有强氧化性，属于氧化性酸，其中HNO3、HClO见光受热易分解。
③浓HNO3和Cu(足量)、浓H2SO4和Cu(足量)、浓盐酸和MnO2(足量)在反应时，随着反应的进行，产物会发生变化或反应停止。
④浓H2SO4具有吸水性、脱水性和强氧化性。
⑤常温下，铁、铝遇浓H2SO4、浓HNO3发生钝化。
⑥浓盐酸、浓硝酸、醋酸等遇氨气能冒白烟，即它们挥发出来的酸蒸气与氨气反应生成相应的铵盐(固体)的缘故。
⑦H2S、HI、HBr遇强氧化性酸能发生氧化还原反应，因此不能用浓硫酸进行干燥。
考点二、常见非金属氧化物与环境污染
1．常见的环境污染
污染类型
污染成因
温室效应
CO2排放量过大，造成全球气温上升
赤潮/水华
大量富含N、P等营养物质的废水的排放使水体富营养化
酸雨
硫的氧化物、氮的氧化物的大量排放，造成雨水酸度过大
臭氧空洞
氟氯代烷、氮的氧化物的大量排放使臭氧层大量损耗
光化学污染
主要是由氮的氧化物(主要指NO2)和碳氢化合物引起
白色污染
主要是由废弃的难降解的塑料类制品造成
食品污染
人类在动物饲养和植物培养过程中使用的大量生长激素、农药、化肥等造成的
飘尘
烟雾、尘埃、煤灰或冷凝汽化物的固体长时间悬浮于空气中造成的
2.污染及防治
类型
主要污染物
防治措施
大气污染
有害气体和粉尘
调整能源结构；综合运用各种技术措施
水污染
城市生活污水、重金属、酸、碱、盐等无机物；耗氧物质
控制污水任意排放，用物理、化学、生物等方法治理
土壤污染
生活垃圾及工矿业固体废弃物、化肥、农药等
控制和减少污染物的排放
3.工业尾气的主要成分及其治理
(1)硫酸厂尾气：SO2、O2、N2等，一般用氨水吸收。
(2)硝酸厂尾气：NO、NO2、N2、O2等，一般用NaOH溶液吸收。
(3)高炉煤气：CO、CO2、N2等，一般回收利用。
(4)炼钢烟气：Fe2O3烟尘、CO等，一般回收利用。
(5)焦炉气：H2、CH4、CO、CO2、C2H4、N2等，可用作燃料。
(6)氯碱工业：Cl2一般用NaOH溶液吸收。
考点三、非金属元素单质及其化合物的综合实验探究
1．气体除杂剂的选择原则
选择的气体除杂试剂应在除去杂质气体的同时，减少原气体的溶解度，故一般采取通入相关饱和溶液的方法除杂。如Cl2中混有HCl，可通入饱和氯化钠溶液；SO2(或CO2)中混有HCl，则通入饱和NaHSO3(或NaHCO3)溶液。
2．常见的尾气处理方法
通常有毒和有污染的尾气必须适当处理，常用尾气处理装置有：

a用于NaOH溶液吸收氯气、CO2(气体溶解或反应速率不很快，不易引起倒吸)。
b用于收集少量气体然后处理。
c、d用于收集极易溶且溶解很快的气体，如HCl、HBr、NH3等；其中d吸收量少。
e用于处理难以吸收且可燃的气体，如H2、CO等。
3．“防水”处理
在空气中遇水蒸气剧烈反应的物质，制取时应保证制取装置前后均有除水装置，以确保“前后”均无水蒸气引入，提高产物的纯度。
【真题回顾练】
1．（2021·北京真题）室温下，1体积的水能溶解约40体积的SO2。用试管收集SO2后进行如下实验。对实验现象的分析正确的是

A．试管内液面上升，证明SO2与水发生了反应
B．试管中剩余少量气体，是因为SO2的溶解已达饱和
C．取出试管中的溶液，立即滴入紫色石蕊试液，溶液显红色，原因是：SO2+H2O⇌H2SO3、H2SO3⇌H++、⇌H++
D．取出试管中溶液，在空气中放置一段时间后pH下降，是由于SO2挥发
2．（2021·辽宁真题）下列说法正确的是
A．(标准状况)与水充分反应转移电子
B．和均可通过化合反应得到
C．将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒相互靠近，有白烟产生
D．与溶液反应：
3．（2021·辽宁真题）含S元素的某钠盐a能发生如图转化。下列说法错误的是

A．a可能为正盐，也可能为酸式盐 B．c为不溶于盐酸的白色沉淀
C．d为含极性键的非极性分子 D．反应②中还可能生成淡黄色沉淀
4．（2021·山东真题）工业上以SO2和纯碱为原料制备无水NaHSO3的主要流程如图，下列说法错误的是

A．吸收过程中有气体生成 B．结晶后母液中含有NaHCO3
C．气流干燥湿料时温度不宜过高 D．中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3
5．（2021·山东真题）下列由实验现象所得结论错误的是
A．向NaHSO3溶液中滴加氢硫酸，产生淡黄色沉淀，证明HSO具有氧化性
B．向酸性KMnO4溶液中加入Fe3O4粉末，紫色褪去，证明Fe3O4中含Fe(Ⅱ)
C．向浓HNO3中插入红热的炭，产生红棕色气体，证明炭可与浓HNO3反应生成NO2
D．向NaClO溶液中滴加酚酞试剂，先变红后褪色，证明NaClO在溶液中发生了水解反应
6．（2021·河北真题）硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注，下列说法正确的是
A．NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体，是酸雨的主要成因
B．汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5
C．植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，实现氮的固定
D．工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除
7．（2021·河北真题）关于非金属含氧酸及其盐的性质，下列说法正确的是
A．浓H2SO4具有强吸水性，能吸收糖类化合物中的水分并使其炭化
B．NaClO、KClO3等氯的含氧酸盐的氧化性会随溶液的pH减小而增强
C．加热NaI与浓H3PO4混合物可制备HI，说明H3PO4比HI酸性强
D．浓HNO3和稀HNO3与Cu反应的还原产物分别为NO2和NO，故稀HNO3氧化性更强
8．（2020·天津真题）在全国人民众志成城抗击新冠病毒期间，使用的“84消毒液”的主要有效成分是
A．NaOH B．NaCl C．NaClO D．Na2CO3
9．（2020.1·浙江真题）100%硫酸吸收SO3可生成焦硫酸(分子式为H2S2O7或H2SO4·SO3)，下列说法不正确的是
A．Na2S2O7水溶液呈中性
B．焦硫酸具有强氧化性
C．Na2S2O7可与碱性氧化物反应生成新盐
D．100%硫酸吸收SO3生成焦硫酸的变化是化学变化
10．（2020.7·浙江真题）是硅酸盐水泥的重要成分之一，其相关性质的说法不正确的是
A．可发生反应：
B．具有吸水性，需要密封保存
C．能与，反应生成新盐
D．与足量盐酸作用，所得固体产物主要为
【模拟仿真练】
1．（2022·河南郑州·一模）如图是某同学设计的氯气制备及性质验证实验装置。相关说法正确的是

A．脱脂棉中的无水氯化钙可以用碱石灰代替
B．该实验装置可证明干燥的氯气没有漂白作用
C．湿润的紫色石蕊试纸变红色，说明反应生成了酸性物质
D．湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色，然后又逐渐褪去，说明氯气具有漂白性
2．（2022·广东肇庆·二模）下图表示部分含氮物质的类别与化合价的关系。其中推断不合理的是

A．a可与O2反应生成c
B．b转化为c的过程称为人工固氮
C．d既可被氧化也可被还原
D．可控制e溶液的浓度选择性制备c或d
3．（2022·湖南岳阳·一模）下列关于物质的性质、用途等描述中不正确的是
A．具有还原性，并且可以杀菌、消毒，在葡萄酒中添加适量的能杀灭微生物并防止葡萄酒的氧化变质
B．乙烯是一种重要的化工原料，可用于制取聚乙烯等化工产品，工业上可通过石油的裂化获得乙烯
C．分解是吸热反应且分解后生成和水蒸气是其作阻燃剂的主要原因
D．透明度高，折射率合适，光能够发生全反射，故是制作光导纤维的主要原料
4．（2022·广东韶关·一模）硫及其化合物的“价-类”二维图体现了化学变化之美。下列有关说法正确的是

A．硫单质在氧气中燃烧可直接生成c
B．b能使酸性KMnO4溶液褪色，体现其漂白性
C．可存在a→d的转化关系
D．Al与d的浓溶液不反应，可用铝制容器盛装d的浓溶液
5．（2022·全国·模拟预测）火山喷发是硫元素在自然界中转化的重要途径，反应过程如图所示。下列说法错误的是

A．由氧化产生 B．等矿物转化为石膏时，需要暴露于地球表面
C．火山喷发时收集的雨水，放置时变大 D．火山喷发口附近可能发现硫磺
6．（2020·北京·人大附中三模）三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂，其催化剂表面物质转化的关系如图所示，下列说法正确的是

A．在转化过程中，氮元素均被还原
B．依据图示判断催化剂不参与储存和还原过程
C．还原过程中生成0.1 mol ，转移0.5 mol电子
D．三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、CxHy、NOx三种成分的净化
7．（2021·浙江·无模拟预测）利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5(焦亚硫酸钠)的工艺如图，已知：NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得Na2S2O5下列说法不正确的是

A．步骤Ⅰ中为NaHSO3溶液
B．步骤Ⅱ的目的是使NaHSO3转化为Na2S2O5，可用NaOH溶液代替Na2CO3固体
C．工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是得到NaHSO3过饱和溶液
D．在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，可用一定浓度的碘标准液进行滴定
8．（2021·全国·模拟预测）利用下图所示装置模拟工业NaClO3与Na2SO3在浓H2SO4存在下制备ClO2，并以ClO2为原料制备NaClO2（已知：高于60℃时，NaClO2分解生成NaClO3和NaCl）。

下列说法不正确的是
A．装置③、⑤的作用分别是防倒吸、吸收④未反应的有害气体
B．装置④中所得产物中可能同时含有Na2SO4、Na2SO3、NaOH
C．反应④结束时，①中NaOH溶液吸收②产生的尾气，保护环境
D．从装置④反应后的溶液中获得晶体，方案可采用常压蒸发结晶
9．（2022·全国·模拟预测）部分含氮物质的分类与相应氮元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是

A．b为无色，可转化为c B．a可以用无水氯化钙进行干燥
C．密闭体系中，c存在2NO2⇌N2O4 D．d的溶液与Cu反应可生成b或c
10．（2022·全国·模拟预测）部分含氯物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列说法错误的是

A．工业上通过电解g的水溶液制备b
B．用a、d制备1molb时转移的电子数为5NA
C．c具有漂白性，见光分解
D．e可用于自来水消毒
11．（2022·全国·模拟预测）某同学按照以下流程从碘的四氯化碳溶液中提取碘单质

下列说法错误的是

A．当四氯化碳层不显红色时，停止滴加溶液
B．用仪器甲完成分液操作
C．冷却时，有大量紫黑色固体析出
D．操作a为蒸发浓缩
13．（2021·河北石家庄·一模）“钯碳”是将金属钯粉负载到活性碳及有机物上制成的催化剂，废钯碳中钯的回收可通过“王水脱钯”法实现，其工艺流程如下：

下列说法错误的是
A．“焚烧”的目的是除去碳和有机物
B．“还原”反应中甲酸被氧化为
C．“溶解”反应中消耗和的物质的量之比为
D．温度过高，不利于“氨化”进行
14．（2021·内蒙古新城·一模）实验室采用如图装置制备气体，合理的是

选项
化学试剂
制备的气体
A
氯酸钾与二氧化锰

B
浓氨水与生石灰

C
铜与浓硝酸

D
锌粒与稀硫酸

25．（2021·全国·模拟预测）下列物质在给定条件下不能一步实现转化的是
A．
B．饱和NaCl(aq) NaHCO3 Na2CO3
C．MgCl(aq) MgCl2·6H2O Mg
D．CuSO4(aq) Cu(OH)2 Cu2O
15．（2021·河北石家庄·一模）下列关于常见金属、非金属元素及其化合物的说法错误的是
A．与水反应生成硝酸，说明是酸性氧化物
B．能使品红溶液褪色，说明具有漂白性
C．向酸性溶液中加入粉末，紫色褪去，说明中含有价
D．硫与浓在加热条件下生成和水，说明浓具有酸性和强氧化性
16．（2021·山东·胶州市教育体育局教学研究室高三期中）如图所示物质的转化关系中A是常见的气态氢化物，C是黄绿色气体，E是淡黄色固体，X是一种紫红色金属单质(反应条件和部分生成物未列出)。下列说法正确的是

A．C和F均可使品红溶液褪色，其漂白原理相同
B．通过比较D和I的酸性强弱可以确定C和E的氧化性强弱
C．A与足量的B可以通过一步反应得到G
D．上述6个反应中，只有1个是非氧化还原反应
17．（2021·辽宁·高三期中）硫是生物必需的营养元素之一，下列关于自然界中硫循环(如图所示)说法正确的是

A．火山口附近的单质硫燃烧时可直接生成SO3
B．硫循环中硫的化合物均为无机物
C．硫酸盐在含硫杆菌及好氧/厌氧菌作用下被还原为R1-S-R2
D．烧煤时加石灰石，可减少酸雨及温室气体的排放
18．（2021·山西太原·高三期中）下列有关实验探究的说法正确的是

A．浓硝酸在光照条件下变黄，说明HNO3不稳定，生成的NO2能溶于浓硝酸
B．可以用如图甲装置比较HCl、H2CO3和H2SiO3的酸性强弱
C．向某溶液中加入硝酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成，说明该溶液中一定含有SO
D．可以用如图乙装置除去CO2 气体中混有的 SO2
19．（2021·山东·菏泽一中高三期中）以工业硒为原料制备高纯度硒的流程如图。下列说法错误的是

A．在元素周期表Se与S元素同主族
B．SeO2能与NaOH反应生成Na2SeO3和H2O
C．SO2还原H2SeO3的化学方程式为：2SO2+H2SeO3+H2O=Se+2H2SO4
D．相同条件下，H—Se键的键能比H—S键的键能大
20．（2021·吉林·东北师大附中高三月考）绿水青山是习近平总书记构建美丽中国的伟大构想，某工厂拟综合处理含废水和工业废气(主要含、、、、，不考虑其他成分)，设计了如下流程：

下列说法正确的是
A．固体1的成分为、
B．X可以是空气
C．捕获剂所捕获的气体主要是
D．处理含废水时，发生的反应为