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专题 09 金属和非金属元素及其化合物
考点01 金属单质的性质····················································································1
考点02 常见金属的化合物·················································································4
考点03 非金属及其化合物的性质应用·································································12
考点04 常见非金属单质及其化合物的制备···························································21
考点05 非金属及其化合物的性质转化·································································25
考点 01 金属单质的性质
1．常见金属的主要性质
(1)钠及其化合物
①等物质的量的金属钠被氧化成NaO和NaO 时转移的电子数相同。
2 2 2
②钠与酸反应时，先与酸反应，酸不足再与水反应。
③钠与盐的溶液反应：钠不能置换出溶液中的金属，钠直接与水反应，反应后的碱再与溶液中的其他物质
反应。
④NaO 与CO 或HO反应时，生成1 mol O ，转移电子的物质的量为2 mol。
2 2 2 2 2
⑤)Na O 跟CO 和水蒸气组成的混合气体反应时，应先考虑 NaO 跟CO 的反应。因为若先发生反应：
2 2 2 2 2 2
2NaO＋2HO===4NaOH＋O↑，必定还发生反应：2NaOH＋CO===Na CO＋HO。
2 2 2 2 2 2 3 2
⑥NaO 与SO 反应的化学方程式为：NaO＋SO ===Na SO 。
2 2 2 2 2 2 2 4
⑦向NaCO 溶液中逐滴滴入盐酸，反应是分步进行的。反应的离子方程式依次为：CO＋H＋===HCO、
2 3
HCO＋H＋===HO＋CO↑。
2 2
(2)镁、铝及其化合物
①镁在空气中燃烧主要发生反应：2Mg＋O=====2MgO，此外还发生反应：3Mg＋N=====MgN 、2Mg
2 2 3 2
＋CO=====2MgO＋C。
2
②MgN 与水反应：MgN＋6HO===3Mg(OH) ＋2NH ↑。
3 2 3 2 2 2 3
③加热Mg(HCO ) 溶液生成的是Mg(OH) 沉淀，而不是MgCO 沉淀，因为Mg(OH) 比MgCO 更难溶于水。
3 2 2 3 2 3
反应方程式为Mg(HCO )=====Mg(OH) ↓＋2CO↑。
3 2 2 2
④铝与NaOH溶液、非氧化性强酸反应生成H。常温下，浓硝酸、浓硫酸使铝发生钝化。
2
⑤Al O、Al(OH) 仅能溶于强酸和强碱溶液中(如在氨水和碳酸中不溶)。
2 3 3
⑥Al3＋、AlO只能分别存在于酸性、碱性溶液中。Al3＋与下列离子不能大量共存：OH－、CO、HCO、
SO、S2－、ClO－、AlO，其中OH－是因为直接反应，其余均是因为发生了剧烈的双水解反应。AlO与下列
离子不能大量共存：H＋、HCO、Al3＋、Fe2＋、Fe3＋，其中H＋和HCO是因为与AlO直接反应(AlO＋HCO＋
HO===Al(OH) ↓＋CO)，其余也是因为发生了剧烈的双水解反应。
2 3
(7)明矾的净水原理：明矾的化学式为 KAl(SO )·12H O，它在水中能电离：KAl(SO )===K＋＋Al3＋＋
4 2 2 4 2
2SO。铝离子发生水解反应，生成的氢氧化铝胶体具有很强的吸附能力，吸附水中的悬浮物，使之沉降以达到净水目的：Al3＋＋3HO Al(OH) (胶体)＋3H＋。
2 3
(3)铁、铜及其化合物
①Fe与Cl 反应只能生成FeCl ，与I 反应生成FeI，与反应物的用量无关。
2 3 2 2
②Fe与水蒸气在高温下反应生成H 和Fe O，而不是Fe O。
2 3 4 2 3
③过量的Fe与硝酸作用，或在Fe和Fe O 的混合物中加入盐酸，均生成Fe2＋。要注意产生的Fe3＋还可以
2 3
氧化单质Fe这一隐含反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。
④NO与Fe2＋在酸性条件下不能共存。
⑤Fe O、Fe(OH) 与氢碘酸反应时，涉及Fe3＋与I－的氧化还原反应，产物为Fe2＋、I 和HO。
2 3 3 2 2
⑥FeCl 溶液加热浓缩时，因Fe3＋水解和HCl的挥发，得到的固体为Fe(OH) ，灼烧后得到红棕色Fe O 固
3 3 2 3
体；而Fe (SO ) 溶液蒸干时，因硫酸是难挥发性的酸，将得不到 Fe(OH) 固体，最后得到的固体仍为
2 4 3 3
Fe (SO )。
2 4 3
⑦注意亚铁盐及Fe(OH) 易被空气中氧气氧化成三价铁的化合物。如某溶液中加入碱溶液后，最终得到红
2
褐色沉淀，并不能断定该溶液中一定含有Fe3＋，也可能含有Fe2＋。
2．常见金属的性质比较
金属活动
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
性顺序表
性质变化规
元素的金属性逐渐减弱，单质的还原性依次减弱，离子的氧化性逐渐增强
律
与冷水剧 与沸水缓 高温与水
烈反应 慢反应 蒸气反应
和水的反应 — 不跟水反应
生成氧化
生成碱和氢气
物和氢气
剧烈反应 反应逐渐减缓 不能置换稀酸中的氢
和酸的 与非氧化性酸反应放出H ；与浓硫酸、浓硝 与氧化性
2
— 只溶于
反应 酸及稀硝酸反应，不放出H ，一般产物为： 酸反应(但
2
王水
盐＋水＋成酸元素的低价化合物 不放出H)
2
金属先与水反
和盐溶液
应生成碱，碱 排在前面的金属可将后面的金属从其盐溶液中置换出来
的反应
再与盐反应
和氧气 常温生成 加热能 加热能 不能被
易被氧化 —
的反应 氧化膜 被氧化 被氧化 氧化
金属氧化物 氧化物跟水剧
对应的水化 烈反应，生成 氧化物不溶于水，也不跟水反应，对应碱的热稳定性逐渐
物及碱的热 碱，碱受热不 减弱
稳定性 易分解
金属的 电解法 热还原法 煅烧法 —
冶炼 电解熔融盐或氧化物 高 温 下 用 CO( 或 — —Al)从其氧化物中还
原出来
只以游
自然界中存 多以化合态存在，但有极少的游
只以化合态(盐、氧化物)存在 离态存
在的形式 离态
在
3．金属元素及其化合物的重要性质和应用
常见物质 日常应用 利用的性质
钠 核反应堆的传热介质 熔点较低，导热性好
氢氧化钠 制肥皂 与油脂发生皂化反应生成高级脂肪酸钠
调味剂 具有咸味
氯化钠
配制生理盐水(0.9%) 体液替代物
发酵粉、
2NaHCO NaCO＋HO＋CO↑
3 2 3 2 2
膨松剂
碳酸氢钠 胃酸中和剂 HCO＋H＋===H O＋CO↑
2 2
Al (SO )＋6NaHCO ===
2 4 3 3
用于泡沫灭火器
2Al(OH) ↓＋6CO↑＋3NaSO
3 2 2 4
清洗油污 水解，溶液显碱性
碳酸钠
制玻璃 NaCO＋SiO NaSiO＋CO↑
2 3 2 2 3 2
氧化铝 耐火材料 熔点高
铝制品 表面易生成致密的氧化膜
铝
铝热剂(焊接钢轨) 2Al＋Fe O Al O＋2Fe(放出大量热量)
2 3 2 3
氢氧化铝 胃酸中和剂 碱性较弱Al(OH) ＋3H＋===Al3＋＋3HO
3 2
在水中生成Al(OH) [或Fe(OH) ]胶体，其可
3 3
明矾、铁盐 净水剂
以和悬浮的泥沙形成絮状不溶物沉降下来
氧化铁 红色油漆和涂料 氧化铁是一种红棕色粉末
硫酸铜 配制农药，杀菌消毒 铜离子(重金属离子)能使蛋白质变性
【典例1】下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A. 铝的金属活泼性强，可用于制作铝金属制品
B. 氧化铝熔点高，可用作电解冶炼铝的原料
C. 氢氧化铝受热分解，可用于中和过多的胃酸
D. 明矾溶于水并水解形成胶体，可用于净水
【答案】D
【解析】铝在空气中可以与氧气反应生成致密氧化铝，致密氧化铝包覆在铝表面阻止铝进一步反应，铝具
有延展性，故铝可用于制作铝金属制品，A错误；氧化铝为离子化合物，可用作电解冶炼铝的原料，B错
误；氢氧化铝为两性氢氧化物，可以用于中和过多的胃酸，C错误；明矾溶于水后电离出的铝离子水解生
成氢氧化铝胶体，氢氧化铝胶体能吸附水中的悬浮物，用于净水，D正确；故选D。
【变式1-1】下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是（ ）A．NH HCO 受热易分解，可用作化肥
4 3
B．稀硫酸具有酸性，可用于除去铁锈
C．SO 具有氧化性，可用于纸浆漂白
2
D．Al O 具有两性，可用于电解冶炼铝
2 3
【答案】B
【解析】A．NH HCO 受热易分解和用作化肥无关，可以用作化肥是因为含有氮元素；B．铁锈的主要成
4 3
分为Fe O，硫酸具有酸性可以和金属氧化物反应，具有对应关系；C．二氧化硫的漂白原理是二氧化硫与
2 3
有色物质化合成不稳定的无色物质，不涉及氧化还原，故和二氧化硫的氧化性无关；D．电解冶炼铝，只
能说明熔融氧化铝能导电，是离子晶体，无法说明是否具有两性，和酸、碱都反应可以体现 Al O 具有两
2 3
性。故选B。
【变式1-2】(2022·天津，3)下列有关金属及其化合物的应用不合理的是( )
A．将废铁屑加入FeCl 溶液中，可用于除去工业废气中的Cl
2 2
B．铝中添加适量锂，制得低密度、高强度的铝合金，可用于航空工业
C．盐碱地(含较多NaCO 等)不利于作物生长，可施加熟石灰进行改良
2 3
D．无水CoCl 呈蓝色，吸水会变为粉红色，可用于判断变色硅胶是否吸水
2
【答案】C
【解析】将废铁屑加入FeCl 溶液中，可用于除去工业废气中的Cl，发生反应2FeCl ＋Cl===2FeCl 、
2 2 2 2 3
2FeCl ＋Fe===3FeCl ，A项正确；铝中添加适量锂，制得的铝合金密度小、硬度大，可用于航空工业，B
3 2
项正确；盐碱地中施加熟石灰，发生反应NaCO＋Ca(OH) ===CaCO ＋2NaOH，生成的NaOH为强碱，不
2 3 2 3
利于作物生长，C项错误；无水CoCl 吸水后会发生颜色变化，可用于判断变色硅胶是否吸水，D项正确。
2
【变式1-3】（2020·新课标Ⅱ）某白色固体混合物由NaCl、KCl、MgSO 、CaCO 中的两种组成，进行如
4 3
下实验：① 混合物溶于水，得到澄清透明溶液；② 做焰色反应，通过钴玻璃可观察到紫色；③ 向溶液
中加碱，产生白色沉淀。根据实验现象可判断其组成为
A. KCl、NaCl B. KCl、MgSO
4
C. KCl、CaCO D. MgSO 、NaCl
3 4
【答案】B
【解析】①混合物溶于水，得到澄清透明溶液，则不含CaCO ，排除C选项；②做焰色反应，通过钴玻璃
3
可观察到紫色，可确定含有钾元素，即含有KCl；③向溶液中加碱，产生白色沉淀，则应含有MgSO ，综
4
合以上分析，混合物由KCl和MgSO 两种物质组成，故选B。
4
【变式1-4】（2022·浙江卷）黄色固体X，可能含有漂白粉、FeSO 、Fe (SO )、CuCl 、KI之中的几种或
4 2 4 3 2
全部。将X与足量的水作用，得到深棕色固体混合物Y和无色碱性溶液Z。下列结论合理的是( )
A. X中含KI，可能含有CuCl
2
B. X中含有漂白粉和FeSO
4
C. X中含有CuCl ，Y中含有Fe(OH)
2 3
D. 用HSO 酸化溶液Z，若有黄绿色气体放出，说明X中含有CuCl
2 4 2
【答案】C
【解析】固体X为黄色，则含有Fe (SO )，溶于水后，要使溶液Z为无色碱性，则一定含有漂白粉，且漂
2 4 3白粉过量，得到深棕色固体混合物Y，则固体Y是Fe(OH) 和Cu(OH) 的混合物，X中一定含有CuCl ，
3 2 2
FeSO 和Fe (SO ) 中含有其中一种或两种都含，据此解答。若X含有KI，则会与漂白粉反应生成I，溶液
4 2 4 3 2
不为无色，A不正确；由分析可知，不一定含有FeSO ，B不正确；由分析可知， X含有CuCl ，Y含有
4 2
Fe(OH) ，C正确；酸化后，产生黄绿色气体，为氯气，则发生的发生反应的离子反应方程式为：Cl-+ClO-
3
+2H+=Cl↑+H O，此时的Cl-有可能来自于漂白粉氧化FeSO 产生的Cl-，也有可能是漂白粉自身含有的，不
2 2 4
能推导出含有CuCl ，D不正确。
2
【变式1-4】下列说法不正确的是( )
A．[Cu(NH )]SO 可通过CuSO 溶液与过量氨水作用得到
3 4 4 4
B．铁锈的主要成分可表示为Fe O·nH O
2 3 2
C．钙单质可以从TiCl 中置换出Ti
4
D．可用H 还原MgO制备单质Mg
2
【答案】D
【解析】A项，CuSO 溶液与少量氨水反应生成氢氧化铜沉淀，与过量氨水反应生成络合物
4
[Cu(NH )]SO ，故A正确；B项，铁在潮湿空气中发生吸氧腐蚀生成红棕色的铁锈，铁锈的主要成分可表
3 4 4
示为Fe O·nH O，故B正确；C项，钙的化学性质活泼，在稀有气体的保护下，与熔融的四氯化钛反应可
2 3 2
置换出Ti，故C正确；D项，制备单质Mg应该用电解熔融MgCl 的方法，故D错误；故选D。
2
【变式1-5】下列关于铝及其化合物说法，不正确的是( )
A．明矾可用作净水剂和消毒剂 B．利用铝热反应可冶炼高熔点金属
C．铝可用作包装材料和建筑材料 D．氢氧化铝可用作治疗胃酸过多的药物
【答案】A
【解析】A项，明矾溶于水可生成具有吸附性的氢氧化铝胶体，可以净水但不能消毒，故A错误；B项，
铝热反应是金属铝和沸点较高的金属氧化物之间反应冶炼高熔点金属的过程，故B正确；C项，铝具有良
好的延展性，铝箔可以做包装材料，铝合金硬度大密度小常用做建筑材料，故C正确；D项，胃酸主要成
分为HCl，氢氧化铝具有弱碱性可中和过多胃酸，故D正确；故选A。
【变式1-6】下列说法不正确的是( )
A．铁粉与氧化铝发生的铝热反应可用于焊接铁轨
B．镁燃烧会发出耀眼的白光，可用于制造信号弹和焰火
C．熟石膏与水混合成糊状后能很快凝固，常用于制作模型和医疗石膏绷带
D．工业上可用氨水消除燃煤烟气中的二氧化硫
【答案】A
【解析】A项，铝粉与氧化铁发生铝热反应时放出大量的热，因此，生成的铁是液态的，其可以将两段铁
轨焊接在一起，故其可用于焊接铁轨，但是，铁粉与氧化铝不能发生铝热反应，A说法不正确；B项，镁
燃烧会发出耀眼的白光，可以照亮黑暗的夜空和地面，因此，其可用于制造信号弹和焰火，B说法正确；
C项，粉末状的熟石膏与水混合成糊状后能很快凝固转化为坚固的块状生石膏，因此，其常用于制作模型
和医疗石膏绷带，C说法正确；D项，二氧化硫属于酸性氧化物，其可以与碱反应生成盐和水，而氨水属
于碱性的溶液，因此，工业上可用氨水吸收燃煤烟气中的二氧化硫从而削除污染，D说法正确。故选A。考点 02 常见金属的化合物
1．常见金属氧化物
化学式 NaO NaO MgO Al O FeO Fe O Fe O
2 2 2 2 3 2 3 3 4
碱性氧化 两性氧化 碱性氧化
分 类 过氧化物 碱性氧化物 碱性氧化物 ——
物 物 物
淡黄色固 红棕色粉
颜色状态 白色固体 白色粉末 白色固体 黑色粉末 黑色晶体
体 末
反应生成 与水缓慢反
反应生成
与水作用 NaOH和 应生成 不溶于水，也不与水反应
NaOH
O Mg(OH)
2 2
反应生成 反应生成
反应生成 反应生成 反应生成 反应生成
与酸作用 钠盐、水 亚铁盐和 ——
钠盐和水 镁盐和水 铝盐和水 铁盐和水
和氧气 水
除NaO 外氧化性很弱，通常不能用还原剂还 可用C、CO、Al等还原生成单
2 2
氧 化 性
原 质铁
与CO 反 与CO 生 与强碱生 与氧化性
2 2
与NH Cl溶
4
其它反应 应生成 成NaCO 成偏铝酸 酸生成铁 —— ——
2 3
液
NaCO 和O 盐 盐
2 3 2
2．常见金属氢氧化物
化学式 NaOH Mg(OH) Al(OH) Fe(OH) Fe(OH) Cu(OH)
2 3 3 2 2
白色胶状沉
颜色状态 白色固体 白色固体 红褐色沉淀 白色沉淀 蓝色沉淀
淀
较高温度分 不稳定易被
稳定加热 加热分解成 加热分解成 易分解成
稳 定 性 解成MgO和 氧化成
不分解 Al O 和HOFe O 和HO CuO和HO
2 3 2 2 3 2 2
HO Fe(OH)
2 3
与酸反应 均易与酸反应生成对应的盐，若为氧化性酸则Fe(OH) 还要被氧化
2
与盐反应， 新制
与NH Cl溶 与强碱溶液
4
其它反应 与Cl、Al —— 具有还原性 Cu(OH) 被
2 2
液反应 反应
反应 醛基还原
3．重要的盐
盐 NaCO NaHCO FeCl FeCl
2 3 3 2 3
CO＋2H＋ HCO＋H＋==H O＋
2
与酸反应 不反应 不反应
化 ==HO＋CO↑ CO↑
2 2 2
学 HCO＋OH－===H O Fe2＋＋2OH－ Fe3＋＋3OH－
2
与碱反应 不反应
性
＋CO ==Fe(OH) ↓ ==Fe(OH) ↓
2 3
质
2Fe2＋＋Cl==2Fe3
氧化还原性 无 无 2 2Fe3＋＋Fe==3Fe2
＋＋2Cl－＋
2NaHCO NaCO
3 2 3
稳定性 稳定 稳定 稳定
＋HO↑＋CO↑
2 2
遇KSCN不显血
金属离子检 焰色反应呈黄 遇KSCN显血红
焰色反应呈黄色 红色，加入氯水
验 色 色
后显红色
4．两种常见金属及其化合物的转化形式：
(1)直线型转化关系：A――→B――→C
①Na――→NaO――→NaO
2 2 2
②X为强酸，如NaAlO ――→Al(OH) ――→AlCl
2 3 3
③X为强碱，如AlCl ――→Al(OH) ――→NaAlO
3 3 2
【典例2】海水晒盐后精制得到NaCl，氯碱工业电解饱和NaCl溶液得到Cl 和NaOH，以NaCl、NH 、
2 3
CO 等为原料可得到 NaHCO ；向海水晒盐得到的卤水中通Cl 可制溴；从海水中还能提取镁。（2020·江
2 3 2
苏卷）下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A. (aq) (g) 漂白粉(s)
B. (aq) (s) (s)
C. (aq) (aq) (aq)
D. (s) (aq) (s)
【答案】C
【解析】石灰水中Ca(OH) 浓度太小，一般用氯气和石灰乳反应制取漂白粉，故A错误；碳酸的酸性弱于
2
盐酸，所以二氧化碳与氯化钠溶液不反应，故B错误；氧化性Cl＞Br ＞I，所以氯气可以氧化NaBr得到
2 2 2
溴单质，溴单质可以氧化碘化钠得到碘单质，故C正确；电解氯化镁溶液无法得到镁单质，阳极氯离子放
电生成氯气，阴极水电离出的氢离子放电产生氢气，同时产生大量氢氧根，与镁离子产生沉淀，故D错误。
综上所述，答案为C。
【变式2-1】 在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是（ ）
A．NaCl(aq) Cl(g) FeCl (s)
2 2
(aq) Mg(OH) (s) MgO (s)
B．MgCl2 2
C．S(s) SO (g) HSO (aq)
3 2 4
(g) NH (g) NaCO(s)
D．N2 3 2 3
【答案】B
【解析】氯气的氧化性强，与铁单质反应直接生成氯化铁，A错误；氯化镁与石灰乳发生复分解反应生成氢氧化镁，氢氧化镁高温煅烧生成氧化镁和水，B正确；硫单质在空气中燃烧只能生成SO ，SO 在与氧气
2 2
在催化剂条件下生成SO ，C错误；氨气与二氧化碳和氯化钠溶液反应生成碳酸氢钠，碳酸氢钠受热分解
3
可生成碳酸钠，D错误；综上所述，本题应选B。
【变式2-2】磷酸亚铁锂(LiFePO )电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚
4
铁锂电池正极片中的金属，其流程如下：
下列叙述错误的是( )
A．合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用
B．从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li
C．“沉淀”反应的金属离子为Fe3＋
D．上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠
【答案】D
【解析】LiSO 易溶于水，用硫酸钠代替碳酸钠，不能形成含Li沉淀，D项错误；合理处理废旧电池有利
2 4
于保护环境和资源再利用，A项正确；LiFePO 中含有Li和Fe元素，正极片碱溶所得滤液中含有Al元素，
4
B项正确；Fe2＋能被HNO 氧化为Fe3＋，Fe3＋遇到碱液后沉淀，而另一种金属离子——锂离子遇到碳酸钠后
3
沉淀，C项正确。
【变式2-3】氢氧化铈[Ce(OH) ]是一种重要的稀土氢氧化物。平板电视显示屏生产过程中会产生大量的废
4
玻璃粉末(含SiO、Fe O、CeO)，某课题组以此粉末为原料回收铈，设计实验流程如下：
2 2 3 2
下列说法错误的是( )
A．滤渣A中主要含有SiO、CeO
2 2
B．过滤操作中用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒
C．过程②中发生反应的离子方程式为CeO＋HO＋3H＋===Ce3＋＋2HO＋O↑
2 2 2 2 2
D．过程④中消耗 11.2 L O(已折合成标准状况)，转移电子数为2×6.02×1023
2
【答案】C
【解析】向CeO、SiO、Fe O 中加入稀盐酸，Fe O 转化为FeCl 存在于滤液中，滤渣为CeO 和SiO，故
2 2 2 3 2 3 3 2 2
A正确；结合过滤操作要点，实验中用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，故B正确；稀硫酸、HO、
2 2
CeO 三者反应生成Ce (SO )、O 和HO，反应的离子方程式为：6H＋＋HO＋2CeO===2Ce3＋＋O↑＋
2 2 4 3 2 2 2 2 2 2
4HO，故C错误；过程④中消耗 11.2 L O 的物质的量为0.5 mol，转移电子数为4×0.5 mol×N ＝
2 2 A
2×6.02×1023，故D正确。【变式2-4】研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如下图所示)。下列叙述错误
的是( )
A．雾和霾的分散剂相同
B．雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵
C．NH 是形成无机颗粒物的催化剂
3
D．雾霾的形成与过度施用氮肥有关
【答案】C
【解析】NH 参与反应生成铵盐，是反应物，不是催化剂，C项错误；雾和霾的分散剂都是空气，A项正
3
确；雾霾中的无机颗粒物含有硝酸铵和硫酸铵，B项正确；过度施用氮肥会增加大气中氨的含量，D项正
确。
【变式2-5】酸雨的形成是一种复杂的大气化学和光学化学过程，在清洁空气、污染空气中形成硫酸型酸
雨的过程如下：
下列有关说法不正确的是( )
A．所涉及的变化均为氧化还原反应
B．光照是酸雨形成的必要条件之一
C．污染指数越高形成酸雨的速率越快
D．优化能源结构能有效遏制酸雨污染
【答案】A
【解析】A项，SO 变为激发态SO ，化合价没有变化，不是氧化还原反应，错误；B项，结合图中信息知
2 2
产生激发态SO 和·OH自由基需要光照条件，正确；C项，途径Ⅱ的速率大于途径Ⅰ，正确；D项，使用
2
化石燃料将产生SO 进而产生酸雨， 如果对化石燃料优化处理能有效遏制酸雨污染，正确。
2
【变式2-6】某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性
物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO ·7H O)：
4 2溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
金属离子 Ni2+ Al3+ Fe3+ Fe2+
开始沉淀时(c=0.01 mol·L−1)的pH 7．2 3．7 2．2 7．5
沉淀完全时(c=1．0×10−5 mol·L−1)的pH 8．7 4．7 3．2 9．0
回答下列问题：
(1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是______________。为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”调为中性，
生成沉淀。写出该反应的离子方程式______________。
(2)“滤液②”中含有的金属离子是______________。
(3)“转化”中可替代HO 的物质是______________。若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，即
2 2
“滤液③”中可能含有的杂质离子为______________。
(4)利用上述表格数据，计算Ni(OH) 的K =______________(列出计算式)。如果“转化”后的溶液中Ni2+浓
2 sp
度为1．0 mol·L−1，则“调pH”应控制的pH范围是______________。
(5)硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子
方程式______________。
(6)将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用，其意义是______________。
【答案】(1)除去油脂、溶解铝及其氧化物
AlO-+H++H O=Al(OH) ↓或[Al(OH) ]- +H+=Al(OH) ↓+H O
2 2 3 4 3 2
(2)Ni2+、Fe2+、Fe3+ (3)O 或空气 Fe3+
2
(4) 3．2~6.2
(5)2Ni2++ClOˉ+4OHˉ=2NiOOH↓+Clˉ+H O (6)提高镍回收率
2
【解析】由工艺流程分析可得，向废镍催化剂中加入NaOH溶液进行碱浸，可除去油脂，并发生反应
2Al+2NaOH+2H O=2NaAlO +3H ↑、2Al O+4NaOH=4NaAlO +2H O将Al及其氧化物溶解，得到的滤液①
2 2 2 2 3 2 2
含有NaAlO ，滤饼①为Ni、Fe及其氧化物和少量其他不溶性杂质，加稀HSO 酸浸后得到含有Ni2+、
2 2 4
Fe2+、Fe3+的滤液②，Fe2+经HO 氧化为Fe3+后，加入NaOH调节pH使Fe3+转化为Fe(OH) 沉淀除去，再控
2 2 3
制pH浓缩结晶得到硫酸镍的晶体。(1)根据分析可知，向废镍催化剂中加入NaOH溶液进行碱浸，可除去
油脂，并将Al及其氧化物溶解，滤液①中含有NaAlO (或Na[Al(OH)])，加入稀硫酸可发生反应AlO-+H+
2 4 2
+H O=Al(OH) ↓或[Al(OH) ]- +H+=Al(OH) ↓+H O；(2)加入稀硫酸酸浸，Ni、Fe及其氧化物溶解，所以“滤
2 3 4 3 2
液②”中含有的金属离子是Ni2+、Fe2+、Fe3+；(3)“转化”在HO 的作用是将Fe2+氧化为Fe3+，可用O 或空
2 2 2
气替代；若将工艺流程改为先“调pH”后“转化”，会使调pH过滤后的溶液中含有Fe2+，则滤液③中可能
含有转化生成的Fe3+；(4)由上述表格可知，Ni2+完全沉淀时的pH=8．7，此时c(Ni2+)=1．0×10-5mol·L-1，c(H+)=1．0×10-8．7mol·L-1，则c(OH-)= ，则Ni(OH) 的
2
；或者当Ni2+开始沉淀时pH=7．2，此时c(Ni2+)=0.01mol·L-1，
c(H+)=1．0×10-7．2mol·L-1，则c(OH-)= ，则Ni(OH) 的
2
；如果“转化”后的溶液中Ni2+浓度为1．0mol·L-1，为避免镍离子
沉淀，此时 ，则 ，即
pH=6.2；Fe3+完全沉淀的pH为3．2，因此“调节pH”应控制的pH范围是3．2~6.2；(5)由题干信息，硫酸
镍在强碱中被NaClO氧化得到NiOOH沉淀，即反应中Ni2+被氧化为NiOOH沉淀，ClOˉ被还原为Clˉ，则
根据氧化还原得失电子守恒可得离子方程式为2Ni2++ClOˉ+4OHˉ=2NiOOH↓+Clˉ+H O；(6)分离出硫酸镍晶
2
体后的母液中还含有Ni2+，可将其收集、循环使用，从而提高镍的回收率。
【变式 2-7】(2022•湖北选择性考试)废旧太阳能电池 CIGS具有较高的回收利用价值，其主要组成为
CuIn Ga Se 。某探究小组回收处理流程如下：
0.5 0.5 2
回答下列问题：
(1)硒(Se)与硫为同族元素，Se的最外层电子数为 ；镓(Ga)和铟(In)位于元素周期表第ⅢA族，
CuI Ga Se 中Cu的化合价为 。
n0.5 0.5 2
(2)“酸浸氧化”发生的主要氧化还原反应的化学方程式为 。
(3)25 ℃时，已知： ， ，
， ，“浸出液”中c(Cu2)＝0.01 mol·L1。当金属
阳离子浓度小于1.0×105mol·L1时沉淀完全，In3+恰好完全沉淀时溶液的pH约为 (保留一位
小数)；若继续加入6.0 mol·L1氨水至过量，观察到的实验现象是先有蓝色沉淀，然后 ；
为探究Ga(OH) 在氨水中能否溶解，计算反应Ga(OH) ＋NH ·H O [ Ga(OH)]＋NH +的平衡常数K＝
3 3 3 2 4 4
。
(已知：Ga3+＋4OH [ Ga(OH)] )
4
(4)“滤渣”与SOCl 混合前需要洗涤、干燥，检验滤渣中SO 2是否洗净的试剂是 ；“回流过
2 4
滤”中SOCl 的作用是将氢氧化物转化为氯化物和 。
2(5)“高温气相沉积”过程中发生的化学反应方程式为 。
【答案】(1)6 ＋1 (2)Cu O＋HO＋2HSO ＝2CuSO ＋3HO
2 2 2 2 4 4 2
(3)4.7(2分)蓝色沉淀溶解，溶液变成深蓝色(2分)2.0×106
(4)HCl溶液、BaCl 溶液 作溶剂
2
高温
(5)GaCl ＋NH GaN＋3HCl
3 3
【解析】(1)硒与硫同为第ⅥA族元素，最外层有6个电子。硒最低化合价为－2；镓和铟同为ⅢA族元素，
化合价均为＋3，根据化合物中正、负化合价代数和为0，设CuIn Ga Se 中铜的化合价为x，则有x＋
0.5 0.5 2
3×0.5＋3×0.5＝2×2，解得x＝＋1。(2)CuIn Ga Se 在“焙烧”时硒转化成二氧化硒，镓、铟元素化合价
0.5 0.5 2
均为最高价，保持不变化。则酸浸氧化时双氧水氧化＋1价铜元素，高温焙烧时铜元素转化成氧化亚铜(在
1000 ℃以上氧化铜分解生成氧化亚铜)，故酸浸氧化时发生的主要氧化还原反应为Cu O＋HO＋2HSO ＝
2 2 2 2 4
2CuSO ＋ 3HO 。 (3) ，
4 2
。Cu(OH) ＋4NH ·H O＝[Cu(NH )]2+(深蓝色)＋2OH＋4HO；向氢氧化铜
2 3 2 3 4 2
中 滴 加 过 量 浓 氨 水 ， 蓝 色 沉 淀 溶 解 得 到 深 蓝 色 溶 液 。
，由此推知，氢氧化镓不溶于浓
氨水。(4)检验的试剂是氯化钡溶液和盐酸。回流时发生一系列反应可以理解为 2Ga(OH) ＝GaO ＋3HO，
3 2 3 2
2In(OH)＝InO＋3HO，SOCl ＋HO＝SO ＋2HCl，GaO＋6HCl＝2GaCl ＋3HO，InO＋6HCl＝2InCl ＋
2 3 2 2 2 2 2 3 3 2 2 3 3
3HO，随着水增多、GaCl 和InCl 会水解，产生的氯化氢会抑制氯化物水解。滤渣溶于氯化亚砜(SOCl )，
2 3 3 2
回流过滤，说明氯化亚砜作用之一是溶剂。(5)氯化镓与氨气在高温下生成氮化镓和氯化氢。
考点 03 非金属及其化合物的性质应用
1．常见非金属单质的性质
非金属单质 Cl、Br 、I、O、O、N、H、S、C、Si
2 2 2 2 3 2 2
①气态的有Cl 、O 、O 、N 、H ；固态的有S、C、Si、I ；Br 为液态。
2 2 3 2 2 2 2
物 颜色、状态
②Cl 黄绿色、Br 深红棕色、I 紫黑色、S淡黄色
2 2 2
理
Cl、Br 溶于水；S不溶于水、微溶于酒精、易溶于CS，其他均不易溶于
2 2 2
性 溶解性
水
质]
毒性 Cl、Br 、I 有一定的毒性
2 2 2
①N 放电或高温时反应；②H 、S、C、Si加热或点燃时反应，其他一般
2 2
与O
2
化 不反应
学 与H ①Cl 光照爆炸；②O 点燃爆炸；③N 在高温高压催化剂条件下反应
2 2 2 2
性 与HO ①Cl、Br 与水反应，既作氧化剂，又作还原剂；②C与水高温下反应
2 2 2
质 与碱 Br 、I 与碱反应，既作氧化剂，又作还原剂
2 2
与氧化剂 S、C与强氧化性酸如浓硫酸、浓硝酸反应与还原剂 Cl、Br 、O、O 与HSO 、NaSO 、HS、NaS、Fe2＋、I－等还原剂反应
2 2 2 3 2 3 2 3 2 2
特性及用途 I 使淀粉变蓝、Si作半导体材料
2
2．常见非金属氧化物的性质
非金属氧化物 CO、CO、SO 、SO 、NO、NO 、SiO
2 2 3 2 2
色、 ①除 SiO 外，其余均为气体；②除 NO 红棕色外，其他均无色；
2 2
物理
状、味 ③SO 、NO 有刺激性气味；④SO 易液化
2 2 2
性质
毒性 除CO、SiO 外均有毒
2 2
类型 CO、SO 、SO 、SiO 是酸性氧化物；CO、NO、NO 是不成盐氧化物
2 2 3 2 2
①SO 、SO 、CO 生成相应酸；②NO 生成酸和NO；③SiO 、NO、
2 3 2 2 2
与HO
2
CO不溶于水
化学 与碱 CO、SO 、SO 、SiO 等酸性氧化物与碱溶液反应生成正盐或酸式盐
2 2 3 2
性质 氧化性 ①SO 能氧化HS；②CO、SiO 能在高温下被C还原
2 2 2 2
①SO 具有较强还原性，能被Cl 、Br 、I 、O 、MnO、Fe3＋、HNO 等
2 2 2 2 3 3
还原性
氧化剂氧化为SO；②NO遇空气被氧化为红棕色的NO
2
特性 ①SO 具有漂白性；②SiO 能与氢氟酸反应；③2NO NO
2 2 2 2 4
SO 、NO、NO 、CO均是大气污染物：SO →酸雨、NO、NO →光化学
2 2 2 2
环保
烟雾、CO→有毒气体
3．几种常见的硫酸盐
硫酸盐 俗名 颜色 用途
2CaSO·H O 熟石膏 白色 作磨光粉、纸张填充物、气体干燥剂等
4 2
CaSO·2H O 生石膏 白色 塑像、模型、粉笔、医疗绷带等
4 2
FeSO ·7H O 绿矾 浅绿色 生产铁系列净水剂、补血剂等
4 2
CuSO ·5H O 胆矾、蓝矾 蓝色 配“波尔多液”、镀铜液
4 2
BaSO 重晶石 白色 白色颜料、医疗上作“钡餐”
4
KAl(SO )·12H O 明矾 白色 净水剂
4 2 2
4．常见无机物性质与用途对应关系归纳
性质 用途
(1) 硅是常用的半导体材料 可作太阳能电池板
二氧化硅导光能力强，并且有硬度和柔韧
(2) 可作光导纤维
度
(3) 4HF＋SiO===2H O＋SiF↑ 用HF雕刻玻璃
2 2 4
(4) 2C＋SiO=====Si＋2CO↑ 碳还原二氧化硅制备粗硅
2
(5) 碘酸钾在常温下稳定 食盐中的加碘物质
(6) 氮气的化学性质稳定 作保护气用浓氨水检验输送氯气的管道是否漏
(7) 浓氨水具有挥发性和还原性
气
(8) 草木灰和硫铵反应生成氨气，使肥效降低 草木灰和硫铵不能混合施用
二氧化硫可用于制作葡萄酒的食品添
(9) 二氧化硫具有还原性
加剂
(10) 氦气化学性质稳定、密度小 可用于填充飞艇、气球
(11) 钠具有较强的还原性 可用于冶炼钛、锆、铌等金属
可用作焙制糕点的膨松剂、胃酸中和
(12) NaHCO 受热分解生成CO，能与酸反应
3 2
剂
(13) NaCO 水解使溶液显碱性 用热的纯碱溶液洗去油污
2 3
(14) NaO 与HO、CO 反应均生成O 作供氧剂
2 2 2 2 2
(15) 肥皂水显碱性 肥皂水作蚊虫叮咬处的清洗剂
(16) 水玻璃不燃不爆 可用作耐火材料
(17) 硅酸钠的水溶液是一种无机黏合剂 盛放碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞
(18) 锂质量轻、比能量大 可用作电池负极材料
(19) Al具有良好的延展性和抗腐蚀性 常用铝箔包装物品
(20) 铝有还原性，能发生铝热反应 可用于焊接铁轨、冶炼难熔金属
(21) MgO、Al O 的熔点很高 作耐高温材料
2 3
(22) 小苏打与硫酸铝溶液发生双水解反应 可以作泡沫灭火器
(23) Al(OH) 有弱碱性 可用于中和胃酸
3
(24) 镁铝合金质量轻、强度大 可用作高铁车厢材料
(25) Fe粉具有还原性 可用于防止食品氧化变质
(26) Fe O 是红棕色粉末 可用作红色颜料
2 3
(27) Cu＋2FeCl ===2FeCl ＋CuCl FeCl 腐蚀Cu刻制印刷电路板
3 2 2 3
(28) CuSO 使蛋白质变性 误服CuSO 溶液，喝蛋清或豆浆解毒
4 4
(29) BaSO 不溶于水，不与胃酸反应 在医疗上用作“钡餐”透视
4
【典例3】(2022•天津卷)关于反应HSO +Na SO =Na SO +SO↑+H O所涉及的物质，下列说法错误的是(
2 4 2 3 2 4 2 O
)
A．HSO 在该反应中为氧化剂 B．NaSO 容易被空气中的O 氧化变质
2 4 2 3 2
C．NaSO 是含有共价键的离子化合物 D．SO 是导致酸雨的主要有害污染物
2 4 2
【答案】A
【解析】A项，HSO +Na SO =Na SO +SO↑+H O中无化合价的变化，不属于氧化还原反应，所以该反应
2 4 2 3 2 4 2 O
中无氧化剂，故A错误；B项，NaSO 不稳定，容易被空气中的O 氧化成硫酸钠变质，故B正确；C项，
2 3 2
NaSO 含有阴阳离子，存在离子键，硫酸根中含有共价键，故C正确；D项，SO 在空去中会转化成硫酸，
2 4 2
形成酸雨，所以二氧化硫是导致酸雨的主要有害污染物，故D正确；故选A。
【变式3-1】（2022•河北选择性考试）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．NO 和SO 均为红棕色且有刺激性气味的气体，是酸雨的主要成因
2 2
B．汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO 和PM2.5
2
C．植物直接吸收利用空气中的NO和NO 作为肥料，实现氮的固定
2
D．工业废气中的SO 可采用石灰法进行脱除
2
【答案】D
【解析】A项，NO 是红棕色且有刺激性气味的气体，而SO 是无色有刺激性气味的气体，A错误；B项，
2 2
汽车尾气的主要大气污染物为C与N的氧化物，如NO 和CO等，B错误；C项，氮的固定是指将游离态
x
的氮元素转化为化合态，且植物可吸收土壤中的铵根离子或硝酸根离子作为肥料，不能直接吸收空气中的
氮氧化物，C错误；D项，工业废气中的SO 可采用石灰法进行脱除，如加入石灰石或石灰乳均可进行脱
2
硫处理，D正确；故选D。
【变式3-2】(2022•辽宁选择性考试)下列说法正确的是( )
A．22.4LCl (标准状况)与水充分反应转移1mol电子
2
B．HSO 和CuCl 均可通过化合反应得到
2 4 2
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．SO 与KClO溶液反应：SO +2ClO-+H O=2HClO+SO 2-
2 2 2 3
【答案】B
【解析】A项，由于溶于水中的Cl 只有部分与HO反应，故22.4LCl (标准状况)与水充分反应转移电子
2 2 2
数目小于1mol，A错误；B项，根据反应：SO +H O=HSO ，Cu+Cl CuCl ，故HSO 和CuCl 均可通
3 2 2 4 2 2 2 4 2
过化合反应得到，B正确；C项，将蘸有浓氨水和浓盐酸或浓硝酸的玻璃棒相互靠近，有白烟产生，由于
浓硫酸难挥发，故不能形成白烟，C错误；D项，由于ClO-具有强氧化性，SO 具有强还原性，故SO 与
2 2
KClO溶液反应：SO +2ClO-+H O=2H++Cl-+SO2-，D错误；故选B。
2 2 4
【变式3-3】（2022•浙江6月选考）下列说法不正确的是( )
A．应避免铵态氮肥与草木灰混合施用
B．工业上可用离子交换法提高海带中碘的提取率
C．电解饱和食盐水可以得到金属钠和氯气
D．将生铁进一步炼制减少含碳量，能得到耐腐蚀的钢
【答案】C
【解析】A项，铵态氮肥的主要成分为铵根离子，草木灰的主要成分含有氢氧根，二者混合使用可以发生
反应生成氨气，降低肥效，不能混合使用，A正确；B项，离子交换法可以很大程度的提取海水中的I-，
还可以起到富集低浓度I-的作用，可以提高海水中I的提取率，B正确；C项，电解饱和食盐水可以得到
NaOH、H、Cl，不能得到Na单质，C错误；D项，将生铁进一步炼制可以减少碳含量，在使用这种钢材
2 2
时可以减少电化学腐蚀过程，这样的钢材更耐腐蚀，D正确；故选C。
【变式3-4】（2022•广东选择性考试）化学创造美好生活。下列生产活动中，没有运用相应化学原理的是
选
生产活动 化学原理
项A 用聚乙烯塑料制作食品保鲜膜 聚乙烯燃烧生成CO 和HO
2 2
B 利用海水制取溴和镁单质 Br -可被氧化、Mg2+可被还原
C 利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品 氢氟酸可与SiO 反应
2
D 公园的钢铁护栏涂刷多彩防锈漆 钢铁与潮湿空气隔绝可防止腐蚀
【答案】A
【解析】A项，聚乙烯是一种无毒的塑料，是最常见的食品包装袋材料之一，则用聚乙烯塑料制作食品包
装袋与燃烧生成二氧化碳和水无关，故A符合题意；B项，溴离子具有还原性，能与氯气反应生成溴单质，
镁离子具有弱氧化性，能用电解熔融氯化镁的方法制得镁，则海水制取溴和镁与单质，与溴离子可被氧化、
镁离子可被还原有关，故B不符合题意；C项，氢氟酸能与二氧化硅反应，常用来刻蚀石英制作艺术品，
则用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品，与氢氟酸能与二氧化硅反应有关，故C不符合题意；D项，钢铁在潮湿
的空气中易发生吸氧腐蚀，在护栏上涂油漆可以隔绝钢铁与潮湿空气接触，防止钢铁腐蚀，则公园的钢铁
护栏涂刷多彩油漆防锈，与隔绝钢铁与潮湿的空气防止腐蚀有关，故D不符合题意；故选A。
考点 04 常见非金属单质及其化合物的制备
1．氯气和氨气的实验室制法
物质 氯气 氨气
2NH Cl＋Ca(OH) =====CaCl ＋2HO
4 2 2 2
MnO ＋4HCl(浓)=====MnCl ＋Cl↑
2 2 2
制备原理 ＋2NH ↑
3
＋2HO
2
H·H O(浓)＋CaO===NH↑＋Ca(OH)
3 2 3 2
实验装置
①实验前检查装置的气密性
②净化：先通过饱和食盐水除去氯 ①实验前检查装置的气密性
化氢气体，再通过浓硫酸除去水蒸 ②净化：应用碱石灰除去水蒸气，不
气 能用浓硫酸和氯化钙作干燥剂
注意事项
③收集：一般用向上排空气法收集 ③收集：一般用向下排空气法收集
④尾气处理：用NaOH浓溶液吸 ④尾气处理：用水或酸液吸收，但要
收，反应的化学方程式为2NaOH＋ 防止发生倒吸
Cl===NaCl＋NaClO＋HO
2 2
2．常见非金属单质及其化合物的工业制法
(1)单质
氯气 溴单质 碘单质制备
电解饱和食盐水 海水提溴 海带中提碘
方法
Cl＋2Br－===Br ＋2Cl－
2 2
2NaCl＋
反应 Br ＋SO ＋2HO===2Br－＋4H＋
2 2 2
2HO===== Cl＋2I－===2Cl－＋I
2 2 2
原理 ＋SO
2NaOH＋Cl↑＋H↑
2 2
Cl＋2Br－===Br ＋2Cl－
2 2
粗盐――→精
制备
盐―→饱和食盐
流程
水――→氯气
(2)化合物
氨 硝酸
制备方法 工业合成氨 氨氧化法
4NH ＋5O=====4NO＋6HO
3 2 2
反应原理 N＋3H2NH 2NO＋O===2NO
2 2 3 2 2
3NO ＋HO===2HNO ＋NO
2 2 3
制备流程
3．硫酸工业
工业上接触法制硫酸的主要设备及生产流程如下图：
各进口或出口物质的名称为：
A：含硫矿石(如FeS)；B：炉渣；C：二氧化硫、氧气、氮气；D：尾气(SO 、O、N)。
2 2 2 2
接触法制硫酸分为三个阶段：
生产阶段 设备 主要反应
造气 沸腾炉 S＋O=====SO 或4FeS＋11O=====2Fe O＋8SO
2 2 2 2 2 3 2
接触氧化 接触室
2SO ＋O 2SO
2 2 3
SO 吸收 吸收塔 SO ＋HO===H SO
3 3 2 2 4
【典例4】下列说法不正确的是( )
A．某些胶态金属氧化物分散于玻璃中可制造有色玻璃B．通常以海水提取粗食盐后的母液为原料制取溴
C．生物炼铜中通常利用某些细菌把不溶性的硫化铜转化为可溶性铜盐
D．工业制备硝酸的主要设备为沸腾炉、接触室和吸收塔
【答案】D
【解析】A项，某些胶态金属氧化物分散于玻璃中可制造有色玻璃，如氧化亚铜分散在玻璃中可以得到红
色的玻璃，三氧化二钴分散在玻璃中可以得到蓝色的玻璃，A说法正确；B项，溴虽然被称为“海洋元
素”，但是其在海水中的浓度太小，直接以海水为原料提取溴的成本太高，而海水提取粗食盐后的母液属
于浓缩的海水，其中溴化物的浓度较高，因此，通常以海水提取粗食盐后的母液为原料制取溴，B说法正
确；C项，某种能耐受铜盐毒性的细菌能利用空气中的氧气氧化硫化铜矿石，从而把不溶性的硫化铜转化
为可溶性的铜盐，因此，其可用于生物炼铜，C说法正确；D项，工业制备硝酸的主要设备为氧化炉(转化
器)、热交换器和吸收塔，工业制备硫酸的主要设备为沸腾炉、接触室和吸收塔，D说法不正确。故选D。
【变式4-1】(2022·安徽省濉溪县高三联考)利用自然资源制备相关化学物质，下列化学工艺不可行的是
( )
A．提取食盐后母液 含Br 的液体 粗溴 纯溴
2
B．石英砂 粗硅 粗四氯化硅 高纯硅
C．FeS SO HSO HSO
2 2 2 3 2 4
D．铝土矿 Na[Al(OH)]溶液 Al(OH) Al O 铝
4 3 2 3
【答案】C
【解析】A项，提取食盐后的母液中提取单质溴的过程，要知道母液中是溴离子，需要先用Cl 氧化，此
2
工艺可行的，故A正确；B项，由石英砂先制粗硅，再用H 还原SiCl 得到Si，是工业上制高纯硅的流程，
2 4
工艺可行的，故B正确；C项，应首先进行二氧化硫的催化氧化，然后用98.3%的硫酸吸收，此工艺不可
行，故C错误；D项，工业上用铝土矿制铝的过程，每一步所加试剂必须过量，此工艺可行的，故D正确；
故选C。
【变式4-2】（2022•山东卷）工业上以SO 和纯碱为原料制备无水NaHSO 的主要流程如图，下列说法错
2 3
误的是( )
A．吸收过程中有气体生成 B．结晶后母液中含有NaHCO
3
C．气流干燥湿料时温度不宜过高 D．中和后溶液中含NaSO 和NaHCO
2 3 3
【答案】B【解析】根据工艺流程逆向分析可知，以二氧化硫和纯碱为原料，得到结晶成分为NaHSO，则母液为饱
3
和NaHSO 和过量的二氧化硫形成的亚硫酸，溶液呈酸性，所以加入纯碱进行中和，涉及的反应为：
3
HSO +2Na CO= Na SO + 2NaHCO ，NaHSO+ Na CO= Na SO + NaHCO ，所以调节pH为8进行中和后
2 3 2 3 2 3 3 3 2 3 2 3 3
得到NaSO 和NaHCO ，通入二氧化硫气体进行混合吸收，此时吸收过程中发生反应为：
2 3 3
NaSO +SO+H O=2NaHSO ↓，SO + NaHCO = CO+ NaHSO↓，此时会析出大量NaHSO 晶体，经过离心分
2 3 2 2 3 2 3 2 3 3
离，将得到的湿料再进行气流干燥，最终得到NaHSO 产品。A项，吸收过程中有二氧化碳生成，A正确；
3
B项，结晶后母液中含饱和NaHSO 和过量的二氧化硫形成的亚硫酸，没有NaHCO ，假设产物中存在
3 3
NaHCO ，则其会与生成的NaHSO 发生反应，且NaHCO 溶解度较低，若其残留于母液中，会使晶体不纯，
3 3 3
假设不成立，B错误；C项，NaHSO 高温时易分解变质，所以气流干燥过程中温度不宜过高，C正确；D
3
项，中和后溶液中含NaSO 和NaHCO ，D正确；故选B。
2 3 3
【变式4-3】(2022•新课标Ⅰ卷)硼酸(H BO)是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。
3 3
一种以硼镁矿(含MgB O·H O、SiO 及少量Fe O、Al O)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：
2 2 5 2 2 2 3 2 3
回答下列问题：
(1)在95 ℃“溶浸”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为_________。
(2)“滤渣1”的主要成分有_________。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3+离子，可选用的化学试剂是
_________。
(3)根据HBO 的解离反应：HBO+H O H++B(OH)− ，K=5．81×10−10，可判断HBO 是______酸；
3 3 3 3 2 4 a 3 3
在“过滤2”前，将溶液pH调节至3．5，目的是_______________。
(4)在“沉镁”中生成Mg(OH) ·MgCO 沉淀的离子方程式为__________，母液经加热后可返回___________
2 3
工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是_________。
【答案】(1)NH HCO +NH=(NH )CO (2)SiO、Fe O、Al O KSCN
4 3 3 4 2 3 2 2 3 2 3
(3)一元弱 转化为HBO，促进析出
3 3
(4)2Mg2++3 CO2-+2H O=Mg(OH) ·MgCO ↓+2 HCO -
3 2 2 3 3
(或2Mg2++2 CO2-+H O=Mg(OH) ·MgCO ↓+CO ↑) 溶浸 高温焙烧
3 2 2 3 2
【解析】(1)根据流程图知硼镁矿粉中加入硫酸铵溶液产生的气体为氨气，用碳酸氢铵溶液吸收，反应方程
式为：NH +NHHCO = (NH )CO。(2)滤渣I为不与硫酸铵溶液反应的Fe O、Al O、SiO；检验Fe3+，可
3 4 3 4 2 3 2 3 2 3 2
选用的化学试剂为KSCN；(3)由硼酸的离解方程式知，硼酸在水溶液中是通过与水分子的配位作用产生氢
离子，而三价硼原子最多只能再形成一个配位键，且硼酸不能完全解离，所以硼酸为一元弱酸；在“过滤
2”前，将溶液pH调节至3．5，目的是将B(OH)− 转化为HBO，并促进HBO 析出；(4)沉镁过程中用碳
4 3 3 3 3
酸铵溶液与Mg2+反应生成Mg(OH) ∙MgCO，沉镁过程的离子反应为：2Mg2++2H O+3CO2-
2 3 2 3=Mg(OH) ∙MgCO↓+2HCO-；母液加热分解后生成硫酸铵溶液，可以返回“溶浸”工序循环使用；碱式碳
2 3 3
酸镁不稳定，高温下可以分解，故由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是高温焙烧。
【变式4-4】(2022•新课标Ⅱ卷)立德粉ZnS·BaSO(也称锌钡白)，是一种常用白色颜料。回答下列问题：
4
(1)利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉样品时，钡
的焰色为__________(填标号)。
A．黄色 B．红色 C．紫色 D．绿色
(2)以重晶石(BaSO)为原料，可按如下工艺生产立德粉：
4
①在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡，该过程的化学方程式为______________________。
回转炉尾气中含有有毒气体，生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO 和一种清洁能源气体，该反应
2
的化学方程式为______________________。
②在潮湿空气中长期放置的“还原料”，会逸出臭鸡蛋气味的气体，且水溶性变差。其原因是“还原料”
表面生成了难溶于水的___________(填化学式)。
③沉淀器中反应的离子方程式为______________________。
(3)成品中S2−的含量可以用“碘量法”测得。称取 m g样品，置于碘量瓶中，移取 25．00 mL 0.1000
mol·L−1的I−KI溶液于其中，并加入乙酸溶液，密闭，置暗处反应5 min，有单质硫析出。以淀粉为指示剂，
2
过量的I 用0.1000 mol·L−1NaSO 溶液滴定，反应式为I+2 =2I−+ 。测定时消耗NaSO 溶液体
2 2 2 3 2 2 2 3
积V mL。终点颜色变化为_________________，样品中S2−的含量为______________(写出表达式)。
【答案】(1)D
(2)①BaSO+4C=BaS+4CO↑ CO+HO=CO+H ②BaCO
4 2 2 2 3
③S2−+Ba2++Zn2++ SO 2-= BaSO·ZnS↓
4 4
(3)浅蓝色至无色
【解析】(1)焰色反应不是化学变化，常用来检验金属元素存在，常见金属元素焰色：A．钠的焰色为黄色，
故A错误；B．钙的焰色为红色，故B错误；C．钾的焰色为紫色，故C错误；D．钡的焰色为绿色，故D
正确；故选D。(2)①注意焦炭过量生成CO，反应物为硫酸钡与焦炭，产物为BaS与CO，写出方程式
BaSO+4C=BaS+4CO↑；CO与水蒸气反应生成CO 与H ，写出方程式：CO+HO=CO+H 。②根据信息臭
4 2 2 2 2 2
鸡蛋气味气体为硫化氢气体，由强酸制弱酸原理，还原料硫化钡与空气中水，二氧化碳反应生成了碳酸钡
与硫化氢气体。③硫化钡与硫酸锌为可溶性强电解质，写成离子形式，产物硫酸钡与硫化锌为沉淀，不可
电离，写出离子方程式：S2−+Ba2++Zn2++ SO 2-=BaSO·ZnS↓。(3)碘单质与硫离子的反应：S2-+I =S+2I-；碘单
4 4 2
质与淀粉混合为蓝色，用硫代硫酸钠滴定过量的 I ，故终点颜色变化为浅蓝色至无色；根据氧化还原反应
2
得失电子数相等，利用关系式法解题；根据化合价升降相等列关系式，设硫离子物质的量为n mol：S2- ～ I 2S O2- ～ I
2 2 3 2
1 mol 1 mol 2 mol 1 mol
n mol n mol 0.1V×10-3mol 0.1V×10-3mol
n+ 0.1V×10-3mol=25 0.1V×10-3mol，得n=(25- V)0.1×10-3mol
则样品中硫离子含量为： ×100%= ×100%。
核心考点 05 非金属及其化合物的性质转化
1．卤素及其重要化合物
2．碳、硅及其化合物
3．硫及其化合物4．氮及其化合物
【典例5】(2022·广东珠海市高三一模)部分含氯物质的分类与相应氯元素的化合价关系下图所示。下列说
法错误的是( )
A．a 与d，a与e在酸性情况下反应，均可以得到b
B．c 为一种新型自来水消毒剂，代替 b的原因是：c的毒性更小
C．b 的水溶里加入 CaCO ，可以增加d的产量
3
D．消毒液可用于环境消毒，主要是因为含有d，e的固体可用于实验室制O
2
【答案】B
【解析】具体分析可知a：HCl；b：Cl；c：ClO ；d：HClO；e：ClO -。A项，盐酸和次氯酸可生成水和
2 2 3
氯气，盐酸和次氯酸钠可生成氯化钠、水和氯气，故A正确；B项，ClO 为一种新型自来水消毒剂，代替
2
Cl 的原因是：ClO 消毒效率更高；不产生新的有毒有害的物质，故B错误；C项，氯气的水溶液中含有
2 2
HCl、HClO，HCl与加入的CaCO 反应，HCl的消耗促进Cl 与水的反应，生成更多的HClO，故C正确；
3 2
D项，消毒液可用于环境消毒，主要是因为含有HClO，次氯酸钾可用于实验室制O，故D正确；故选
2B。
【变式5-1】（2022·山西怀仁·高三期中）设N 表示阿伏加德罗常数的数值，某工业脱硫过程如图所示
A
(CuS极难溶于水)。下列说法正确的是（ ）
A．过程①发生复分解反应，由强酸反应得到弱酸
B．过程②中，发生反应的离子方程式为：S2-+2Fe3+=S↓+2Fe2+
C．过程③中，每有11.2L O 参加反应转移电子数2N
2 A
D．脱硫过程总反应为2HS+O 2HO+2S↓
2 2 2
【答案】D
【解析】A项，①中发生HS+Cu2+=CuS↓+2H+，属于复分解反应，但不是由强酸反应得到弱酸，故A错误；
2
B项，过程②中，发生反应的离子方程式为CuS+2Fe3+=S+2Fe2++Cu2+，故B错误；C项，③中发生4Fe2+
+O +4H+=4Fe3++2H O，但未指明标准状况，则无法计算，故C错误；D项，由①HS+Cu2+=CuS↓+2H+、
2 2 2
②CuS+2Fe3+=S+2Fe2++Cu2+、③4Fe2++O +4H+=4Fe3++2H O可知，回收S的总反应为2HS+O
2 2 2 2
2HO+2S↓，故D正确；故选D。
2
【变式5-2】甲、乙、丙、丁为中学化学中的常见物质，其转化关系如下图所示，下列说法错误的是( )
A．若甲为C，则丙可能为CO B．若甲为NaOH，则丁可能为CO
2 2
C．若甲为Fe，则丁可能为Cl D．若甲为HS，则丙可能为SO
2 2 2
【答案】C
【解析】A项，若甲为C，则乙和丙分别为一氧化碳和二氧化碳，则内可能为CO，故正确；B项，若甲
2
为NaOH，则丁可能为CO，乙为碳酸钠，丙为碳酸氢钠，故正确；C项，若甲为Fe、丁为Cl，二者反应
2 2
生成氯化铁，氯化铁和氯气不能发生反应，故错误；D项，若甲为HS，硫化氢和氧气反应生成硫和水，
2
硫和氧气反应生成二氧化硫，则丙可能为SO ，故正确。
2
【变式5-3】下列关系图中，A是一种正盐，B是气态氢化物，C是单质，F是强酸。当X无论是强酸还是
强碱时都有如下转化关系(其他反应产物及反应所需条件均已略去)。当X是强碱时， B能使湿润的红色石
蕊试纸变蓝。下列说法中不正确的是( )
O
2
A．当X是强酸时，A、B、C、D、E、F中均含同一种元素，F可能是HSO
2 4B．当X是强碱时，A、B、C、D、E、F中均含同一种元素，F是HNO
3
C．B和Cl 的反应是氧化还原反应
2
D．当X是强酸时，C在常温下是气态单质
【答案】D
【解析】根据题意A既可以和强酸反应，又可以和强碱反应，并是一种正盐，这一物质只能是硫化铵。A
项，当A是硫化铵时，硫化铵 硫化氢 硫单质 二氧化硫 三氧化硫 硫酸，选项A
正确；B项，当A是硫化铵时，硫化铵 氨气 氮气 一氧化氮 二氧化氮 硝酸，选
项B正确；C项，硫化氢或氨气和氯气发生的反应均是置换反应，一定是氧化还原反应，选项C正确；D
项，当X是强酸时，C为硫单质，常温下是固态，选项D不正确。
【变式5-4】甲、乙、丙、丁均为中学化学常见的物质，它们之间的转化关系如图(反应条件及其他产物已
略去)。下列说法不正确的是( )
A．若甲是AlCl 溶液，则丁可能是NaOH溶液
3
B．若甲是Fe，则丁可能是Cl
2
C．若丁是CO，则甲可能为Mg
2
D．若丁是O，则乙、丙的相对分子质量可能相差16
2
【答案】B
【解析】甲能连续反应说明发生的反应与丁的物质的量或浓度或反应条件有关，若丁是O ，则乙、丙的相
2
对分子质量可能相差16，则乙和丙相差一个氧原子，据此解题。若甲是氯化铝溶液，氯化铝和少量氢氧化
钠溶液反应生成氢氧化铝沉淀，氢氧化铝和过量氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，所以符合转化关系，故 A正
确；若甲是铁，丁是氯气，铁在氯气中燃烧只生成氯化铁，氯化铁和氯气不反应，所以不符合转化关系，
故B不正确；若丁是二氧化碳，甲是镁，镁和二氧化碳反应生成氧化镁和碳，碳和二氧化碳反应生成一氧
化碳，所以符合转化关系，故C正确；若丁是O，甲是碳，碳和少量氧气反应生成一氧化碳，一氧化碳和
2
氧气反应生成二氧化碳，一氧化碳和二氧化碳的相对分子质量相差16，故D正确。
1．（2022·浙江卷）下列消毒剂的有效成分属于盐的是
A．高锰酸钾溶液 B．过氧乙酸溶液 C．双氧水 D．医用酒精
【答案】A
【解析】A．高锰酸钾溶液的有效成分为KMnO ，其在水溶液中电离出K+和 ，故KMnO 属于盐，A
4 4
符合题意；
B．过氧乙酸溶液的有效成分是CHCOOOH，在水溶液中电离出CHCOOO-和H+，即水溶液中的阳离子全
3 3
部为H+，故其属于酸，不合题意；
C．双氧水是由H和O组成的化合物，故其属于氧化物，C不合题意；
D．医用酒精的有效成分为CHCHOH，其属于有机物，不属于盐，D不合题意；
3 2
故答案为：A。2．（2022·浙江卷）下列说法不正确的是
A．晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，常用于制造光导纤维
B．高压钠灯发出的黄光透雾能力强、射程远，可用于道路照明
C．氧化铝熔点高，常用于制造耐高温材料
D．用石灰右-石膏法对燃煤烟气进行脱硫，同时可得到石膏
【答案】A
【解析】A．晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，可用于制造晶体管、集成电
路等，而二氧化硅常用于制造光导纤维，A错误；
B．钠的焰色反应为黄色，可用作透雾能力强的高压钠灯，B正确；
C．耐高温材料应具有高熔点的性质，氧化铝熔点高，可用作耐高温材料，C正确；
D．石灰石的主要成分为碳酸钙，石灰石-石膏法脱硫过程中发生反应：CaCO CaO+CO ↑，
3 2
SO +CaCO =CaSO +CO ，2CaSO+O =2CaSO ，得到了石膏，D正确；
2 3 3 2 3 2 4
答案选A。
3．（2022·浙江卷）下列说法正确的是
A．工业上通过电解六水合氯化镁制取金属镁
B．接触法制硫酸时，煅烧黄铁矿以得到三氧化硫
C．浓硝酸与铁在常温下不能反应，所以可用铁质容器贮运浓硝酸
D．“洁厕灵”(主要成分为盐酸)和“84消毒液”(主要成分为次氯酸钠)不能混用
【答案】D
【解析】A．六水合氯化镁没有自由移动的离子，不能导电，工业上通过电解熔融的无水氯化镁制取金属
镁，A不正确；
B．接触法制硫酸时，煅烧黄铁矿只能得到二氧化硫，二氧化硫在接触室经催化氧化才能转化为三氧化硫，
B不正确；
C．在常温下铁与浓硝酸发生钝化反应，在铁表面生成一层致密的氧化物薄膜并阻止反应继续发生，所以
可用铁质容器贮运浓硝酸，C不正确；
D．“洁厕灵”(主要成分为盐酸)和“84消毒液”(主要成分为次氯酸钠)不能混用，若两者混用会发生归中
反应生成氯气，不仅达不到各自预期的作用效果，还会污染环境，D正确；
综上所述，本题选D。
4．（2022·浙江卷）关于化合物 的性质，下列推测不合理的是
A．与稀盐酸反应生成 、 、
B．隔绝空气加热分解生成FeO、 、
C．溶于氢碘酸(HI)，再加 萃取，有机层呈紫红色
D．在空气中，与 高温反应能生成
【答案】B【解析】已知化合物 中Fe的化合价为+3价，CHO-带一个单位负电荷，据此分析解题。
3
A．由分析可知，化合物 中Fe的化合价为+3价，故其与稀盐酸反应生成 、 、
，反应原理为：FeO(OCH)+3HCl=FeCl +H O+CHOH，A不合题意；
3 3 2 3
B．由分析可知，化合物 中Fe的化合价为+3价，C为-1，若隔绝空气加热分解生成FeO、
、 则得失电子总数不相等，不符合氧化还原反应规律，即不可能生成FeO、 、 ，B符合题意；
C．由分析可知，化合物 中Fe的化合价为+3价，故其溶于氢碘酸(HI)生成的Fe3+能将I-氧化为
I，反应原理为：2FeO(OCH)+6HI=2FeI +I +2H O+2CHOH，再加 萃取，有机层呈紫红色，C不合题
2 3 2 2 2 3
意；
D．化合物 在空气中高温将生成Fe O、CO 和HO，然后Fe O 为碱性氧化物，SiO 为酸性氧
2 3 2 2 2 3 2
化物，故化合物 与 高温反应能生成 ，D不合题意；
故答案为：B。
5．（2022·广东卷）劳动开创未来。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是
选
劳动项目 化学知识
项
A 面包师用小苏打作发泡剂烘焙面包 Na 2 CO 3可与酸反应
B 环保工程师用熟石灰处理酸性废水 熟石灰具有碱性
C 工人将模具干燥后再注入熔融钢水 铁与 H 2 O 高温下会反应
D 技术人员开发高端耐腐蚀镀铝钢板 铝能形成致密氧化膜
【答案】A
【解析】A．小苏打是碳酸氢钠，不是碳酸钠，主要用来做膨松剂，故A符合题意；
B．熟石灰是氢氧化钙，具有碱性，可以用于处理酸性废水，故B不符合题意；
C．熔融的铁与水蒸气在高温下反应会生成四氧化三铁和氢气，因此必须将模具干燥，故C不符合题意；
D．钢板上镀铝，保护钢板，金属铝表面形成致密氧化膜而保护金属铝不被腐蚀，，故D不符合题意。
综上所述，答案为A。
6．（2022·广东卷）若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a~d均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验，下
列分析正确的是A． 与浓硫酸反应，只体现 的酸性
B．a处变红，说明 是酸性氧化物
C．b或c处褪色，均说明 具有漂白性
D．试管底部出现白色固体，说明反应中无 生成
【答案】B
【解析】A．铜和浓硫酸反应过程中，生成CuSO 体现出浓硫酸的酸性，生成SO 体现出浓硫酸的强氧化
4 2
性，故A错误；
B．a处的紫色石蕊溶液变红，其原因是SO 溶于水生成了酸，可说明SO 是酸性氧化物，故B正确；
2 2
C．b处品红溶液褪色，其原因是SO 具有漂白性，而c处酸性高锰酸钾溶液褪色，其原因是SO 和KMnO
2 2 4
发生氧化还原反应，SO 体现出还原性，故C错误；
2
D．实验过程中试管底部出现白色固体，根据元素守恒可知，其成分为无水CuSO ，而非蓝色的
4
CuSO ·5H O，其原因是浓硫酸体现出吸水性，将反应生成的HO吸收，故D错误；
4 2 2
综上所述，正确的是B项。
7．（2022·广东卷）陈述Ⅰ和Ⅱ均正确但不具有因果关系的是
选
陈述Ⅰ 陈述Ⅱ
项
A 用焦炭和石英砂制取粗硅 SiO 2可制作光导纤维
B 利用海水制取溴和镁单质 Br可被氧化， Mg2 可被还原
C 石油裂解气能使溴的 CCl 4溶液褪色 石油裂解可得到乙烯等不饱和烃
D FeCl 3水解可生成 FeOH 3胶体 FeCl 3可用作净水剂
【答案】A
【解析】A．焦炭具有还原性，工业上常利用焦炭与石英砂（SiO）在高温条件下制备粗硅，这与SiO 是
2 2
否做光导纤维无因果关系，故A符合题意；
B．海水中存在溴离子，可向其中通入氯气等氧化剂将其氧化为溴单质，再经过萃取蒸馏物理操作分离提
纯溴单质，另外，通过富集海水中的镁离子，经过沉淀、溶解等操作得到无水氯化镁，随后电解熔融氯化
镁可制备得到镁单质，陈述I和陈述II均正确，且具有因果关系，B不符合题意；C．石油在催化剂加热条件下进行裂解可得到乙烯等不饱和烃，从而使溴的CCl 溶液褪色，陈述I和陈述
4
II均正确，且具有因果关系，C不符合题意；
D．FeCl 溶液中铁离子可发生水解，生成具有吸附性的氢氧化铁胶体，从而可用作净水机，陈述I和陈述
3
II均正确，且具有因果关系，D不符合题意；
综上所述，答案为A。
