2015年高考“非金属及其化合物”试题解析

师殿峰

一、考查非金属化合物的性质

例1（全国理综课标卷I）我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335种，其中“强水”条目下写道：“性最烈，能蚀五金……其水甚强，五金八石皆能穿滴，惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指（）。

A.氨水 B.硝酸 C.醋 D.卤水

解析根据题给信息可知，“强水”具有强氧化性和酸性，而题给四种物质中只有硝酸符合题意（“性最烈，能蚀五金……其 水甚强，五金八石皆能穿滴，惟玻璃可盛。”）。故答案为B。

例2 （上海化学卷）下列物质见光不会分解的是（ ）。

A.HClO B.NH4Cl C.HNO3 D.AgNO3

解析HClO、HNO3和AgNO3见光均会分解，而NH4Cl见光不会分解。故答案为B。

二、考查非金属单质和化合物的性质

例2（上海化学卷）二氧化硫能使溴水褪色，说明二氧化硫具有（ ）。

A.还原性 B.氧化性 C.漂白性 D.酸性

解析溴水具有氧化性，二氧化硫能使溴水褪色说明二氧化硫具有还原性（其反应为SO2+Br2+2H2OH2SO4+2HBr）。

故答案为A。

例4（天津、浙江、安徽与重庆理综卷组合）下列有关说法正确的是（ ）。

A.点燃爆竹后，硫燃烧生成SO3

B.为测定新制氯水的pH，用玻璃棒蘸取液体滴在pH试纸上，与标准比色卡对照即可

C.H2、SO2、CO2三种气体都可用浓硫酸干燥

D.SO2和SO3混合气体通入Ba（NO3）2溶液可得到BaSO3和BaSO4

解析硫在空气或纯氧中燃烧均生成SO2，A项错误；新制氯水具有漂白性，能将pH试纸漂白，而无法测其pH，B项错误；H2、SO2、CO2三种气体都与浓硫酸不反应，都可用浓硫酸干燥，C项正确；在酸性（有大量的H+存在）条件下，NO-3具有很强的氧化性（“H++NO-3”相当于稀硝酸），则将SO2气体通入Ba（NO3）2溶液中，SO2被NO-3氧化为SO2-4，最终得到BaSO4沉淀，D项错误。故答案为C。

三、考查非金属化合物的性质与应用

例3（全国理综课标卷Ⅱ）食品干燥剂应无毒、无味、无腐蚀性及环境友好。下列说法错误的是（ ）。

A.硅胶可用作食品干燥剂

B.P2O5不可用作食品干燥剂

C.六水合氯化钙可用作食品干燥剂

D.加工后具有吸水性的植物纤维可用作食品干燥剂

解析硅胶无毒、无味、无腐蚀性，具有吸水性，则硅胶可用作食品干燥剂，A项正确；P2O5是酸性氧化物，能够与水反应生成磷酸和偏磷酸，磷酸具有腐蚀性，偏磷酸有毒，则P2O5不可用作食品干燥剂，B项正确；无水氯化钙具有吸水性，而六水合氯化钙无吸水性，则六水合氯化钙不能用作食品干燥剂，C项错误；植物纤维无毒、无味、无腐蚀性，则加工后具有吸水性的植物纤维可用作食品干燥剂，D项正确。故答案为C。

四、考查非金属化合物的性质与电解质的概念

例4（上海化学卷）与氢硫酸反应有沉淀生成的电解质是（ ）。

A.硫酸铜 B.氢氧化钠

C.硫酸亚铁 D.二氧化硫

解析硫酸铜与氢硫酸反应有CuS沉淀生成，且硫酸铜属于电解质，A项正确；尽管氢氧化钠属于电解质，但氢氧化钠与氢硫酸反应无沉淀生成，B项错误；尽管硫酸亚铁属于电解质，但硫酸亚铁与氢硫酸不反应，C项错误；二氧化硫与氢硫酸反应有S沉淀生成，但二氧化硫属于非电解质，D项错误。故答案为A。

五、以海水开发利用为素材，考查非金属单质及其化合物的性质与物质的除杂和提纯

例5（全国理综课标卷Ⅱ）海水开发利用的部分过程如图1所示。下列说法错误的是（）。

图1A.向苦卤中通入Cl2是为了提取溴

B.粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯

C.工业生产常选用NaOH作为沉淀剂

D.富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收

解析苦卤中含有Br-，通入Cl2可将Br-氧化为Br2，A项正确；粗盐中含有Ca2+、SO2-4等杂质离子，则先除杂得到NaCl和KCl的混合溶液，而NaCl的溶解度随温度变化不大（KCl的溶解度随温度变化大），采用重结晶可以得到纯净的NaCl，B项正确；工业上沉淀海水中的Mg2+，采用Ca（OH）2作沉淀剂，而不用NaOH作沉淀剂（因NaOH的价格贵），C项错误；Br2易挥发，用热空气吹出后，用SO2吸收生成H2SO4和HBr，富集后再用Cl2处理HBr生成Br2，D项正确。故答案为C。

六、以非金属化合物的性质为素材，考查实验现象的预测

例6（全国理综课标卷Ⅱ）用图2所示装置进行下列实验：将①中溶液滴入②中，预测的现象与实际相符的是（ ）。

选项①中物质②中物质预测②中的现象A.稀盐酸碳酸钠与氢氧化

钠的混合溶液立即产生气泡B.浓硝酸用砂纸打磨过的铝条产生红棕色气体C.氯化铝溶液浓氢氧化钠溶液产生大量白色沉淀D.草酸溶液高锰酸钾酸性溶液溶液逐渐褪色解析稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液中，首先发生酸碱中和反应图2，开始没有气泡产生，A项错误；常温下铝在浓硝酸中产生钝化现象，得不到红棕色气体，B项错误；将氯化铝溶液滴入氢氧化钠溶液中，开始氢氧化钠过量，不可能产生白色沉淀，C项错误；草酸具有还原性，能被酸性高锰酸钾溶液氧化使其褪色，D项正确。故答案为D。

七、以非金属化合物的性质为素材，考查离子方程式正误的判断

例7（山东理综卷）下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是（ ）。

A.向稀HNO3中滴加Na2SO3溶液：

SO2-3+2H+SO2↑+H2O

B.向Na2SiO3溶液中通入过量SO2：

SiO2-3+SO2+H2OH2SiO3↓+SO2-3

C.向Al2（SO4）3溶液中加入过量的NH3·H2O：

Al3++4NH3·H2O[Al（OH）4]-+4NH+4

D.向CuSO4溶液中加入Na2O2：2Na2O2+2Cu2++2H2O4Na++2Cu（OH）2↓+O2↑

解析A项错在违背客观事实，其正确的离子方程式为3SO2-3+2H++2NO-33SO2-4+2NO↑+H2O；B项SO2过量，其正确的离子方程式为SiO2-3+2SO2+2H2OH2SiO3↓+2HSO-3；C项错在产物不符合客观事实，其正确的离子方程式为Al3++3NH3·H2OAl（OH）3↓+3NH+4；向CuSO4溶液中加入Na2O2反应的实质是首先Na2O2与H2O反应生成NaOH和O2，其离子方程式为2Na2O2+2H2O4Na++4OH-+O2↑，然后NaOH与CuSO4反应生成Cu（OH）2沉淀和Na2SO4，其离子方程式为Cu2++2OH-Cu（OH）2↓，将这两个离子方程式叠加得总离子方程式为2Na2O2+2Cu2++2H2O4Na++2Cu（OH）2↓+O2↑，D项正确。故答案为D。

八、以非金属及其化合物的离子为素材，考查离子能否大量共存的判断

例8 （广东理综卷）水溶液中能大量共存的一组离子是（ ）。

A.NH+4、Ba2+、Br-、CO2-3 B.Cl-、SO2-3、Fe2+、H+

C.K+、Na+、SO2-4、MnO-4 D.Na+、H+、NO-3、HCO-3

解析A组的Ba2+与CO2-3不能大量共存；B组的SO2-3与H+反应而不能大量共存；C组离子彼此不反应而能够大量共存；D组的H+与HCO-3不能大量共存。故答案为C。

例9（上海化学卷）某无色溶液含有下列离子中的若干种：H+、NH+4、Fe3+、Ba2+、Al3+、CO2-3、Cl-、OH-、NO-3。向该溶液中加入铝粉，只放出H2，则溶液中能大量存在的离子最多有（ ）。

A.3种 B.4种 C.5种 D.6种

解析因溶液无色Fe3+不能大量存在；因向该溶液中加入铝粉，只放出H2，则可能是酸性溶液或碱性溶液；若为酸性溶液，CO2-3和OH-不能大量存在，且在H+存在下，NO-3（“H++NO-3”相当于稀硝酸）与铝反应不能产生氢气，则NO-3也不能大量存在，此时溶液中能大量存在的离子有H+、NH+4、Ba2+、Al3+和Cl- 5种；若是碱性溶液，H+、NH+4和Al3+均能够与OH-反应而不能大量存在，且Ba2+与CO2-3不能同时大量存在（二者只能存在其中之一），此时溶液中能大量存在的离子有Ba2+（或CO2-3）、Cl-、OH-和NO-3 4种；则溶液中能大量存在的离子最多有5种。故答案为C。

九、以非金属化合物的性质为素材，考查仪器的洗涤、试剂的保存与物质的除杂

例10 （海南化学卷）下列叙述正确的是（ ）。

A.稀盐酸可除去烧瓶内残留的MnO2

B.可用磨口玻璃瓶保存NaOH溶液

C.稀硝酸可除去试管内壁的银镜

D.煮沸自来水可除去其中的Ca（HCO3）2

解析稀盐酸与MnO2不反应，稀盐酸不能除去烧瓶内残留的MnO2，A项错误；NaOH能够与玻璃中的SiO2反应生成具有粘性的Na2SiO3，将试剂瓶口与玻璃塞黏在一起，则不能用磨口（应用带橡胶塞的）玻璃瓶保存NaOH溶液，B项错误；稀硝酸具有氧化性，能够与银发生反应生成可溶性的硝酸银，则稀硝酸可除去试管内壁的银镜，C项正确；Ca（HCO3）2受热易分解[Ca（HCO3）2△CaCO3+ CO2↑+H2O]，则煮沸自来水可除去其中的Ca（HCO3）2，D项正确。故答案为C、D。

十、考查非金属化合物或离子的检验

例11 （天津、福建、浙江理综卷组合）下列关于物质或离子检验的叙述正确的是（ ）。

A.气体通过无水硫酸铜，粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气

B.将气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，证明原气体是CO2

C.检验溶液中是否含有NH+4，取少量试液于试管中，加入NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体

D.在未知溶液中滴加BaCl2溶液出现白色沉淀，加稀硝酸，沉淀不溶解，说明该未知溶液中存在SO2-4或SO2-3

解析白色的无水硫酸铜与水蒸气反应可生成蓝色的CuSO4·5H2O，A项正确；CO2、SO2均能使澄清石灰水变浑浊，B项错误；检验溶液中是否含有NH+4的方法是取少量试液于试管中，加入NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体，若红色石蕊试纸变蓝色则原溶液中含有NH+4，否则原溶液中不含NH+4，C项正确；若未知溶液中不存在SO2-4或SO2-3，而存在Ag+，则滴加BaCl2溶液也能出现不溶于稀硝酸的白色沉淀，D项错误。故答案为A、C。

十一、考查有关非金属单质与非金属化合物反应的计算

例12 （上海化学卷）将O2和NH3的混合气体448 mL通过加热的三氧化二铬，充分反应后，再通过足量的水，最终收集到44.8 mL气体。原混合气体中O2的体积可能是（假设氨全部被氧化；气体体积均已换算成标准状况） （ ）。

A.231.5 mL B.268.8 mL

C.287.5 mL D.313.6 mL

解析设原混合气体中O2和NH3的体积分别为V（O2）和V（NH3），则V（O2）+V（NH3）=448mL……①。由题意可知发生的反应为4NH3+5O2催化剂△4NO+6H2O和4NO+3O2+2H2O4HNO3，将这两个反应叠加得总反应为NH3+2O2HNO3+H2O。若剩余气体为NO，则生成HNO3的NH3为[V（NH3）-44.8 mL]；因NH3-8e-→HNO3，NH3-5e-→NO，O2+4e-→HNO3；根据得失电子守恒原则和阿伏加德罗定律得：[V（NH3）-44.8 mL]×8+44.8 mL×5=V（O2）×4……②；解方程组①②得，V（NH3）=160.5 mL，V（O2）=287.5 mL；如果氧气过量，因NH3-8e-→HNO3，O2+4e-→HNO3；根据得失电子守恒原则和阿伏加德罗定律得：V（NH3）×8=[V（O2） -44.8 mL]×4……③；解方程组①③得，V（NH3）=134.4mL，V（O2）=313.6 mL。故答案为C、D。

十二、以非金属化合物的性质为素材，考查化学方程式的书写

例13 （福建理综卷，节选）加热时，硫元素的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与木炭反应的化学方程式为 。

解析加热时，浓硫酸与C反应生成CO2、SO2和H2O，则其化学方程式为C+2H2SO4（浓）△2SO2↑+CO2↑+2H2O。故答案为：C+2H2SO4（浓）△2SO2↑+CO2↑+2H2O。

十三、以非金属化合物的性质为素材，考查离子方程式的书写

例14（江苏化学卷，节选）KMnO4与盐酸反应生成MnCl2和Cl2，其离子方程式为 。

解析KMnO4与盐酸反应生成MnCl2、Cl2、KCl和H2O，根据离子方程式的书写原则可得其离子方程式为2MnO-4+16H++10Cl-2Mn2++5Cl2↑+8H2O。故答案为：2MnO-4+16H++10Cl-2Mn2++5Cl2↑+8H2O。

十四、考查NH3的制法

例15 （广东理综卷，节选）用NH4Cl和Ca（OH）2制备NH3，反应发生、气体收集和尾气处理装置（如图3）依次为 。

图3解析装置连接顺序为“气体发生装置→气体收集装置→尾气处理装置”；加热固体与固体制气体，应选用装置A；NH3的密度比空气小，应用向下排空气法收集，选用的装置为C；NH3极易溶于水，为防止倒吸，应选装置G进行尾气处理。答案为ACG。

十五、考查有关非金属单质及其化合物的推断

例16（海南化学卷）单质Z是一种常见的半导体材料，可由X通过如图4所示的路线制备，其中X为Z的氧化物，Y为氢化物，分子结构与甲烷相似，回答下列问题：

XMg加热Mg2Z盐酸Y加热Z

图4

（1）能与X发生化学反应的酸是 ；由X制备Mg2Z的化学方程式为 。

（2）由Mg2Z生成Y的化学反应方程式为 ，Y分子的电子式为 。

（3）Z、X中共价键的类型分别是 。

解析单质Z是一种常见的半导体材料，则Z是Si，从而可知Z的氧化物X为SiO2，Mg2Z为Mg2Si；因Mg2Si与盐酸反应生成的Y为氢化物，且其分子结构与甲烷相似，则Y为SiH4。因此可知，

（1）能与X （SiO2）发生化学反应的酸是氢氟酸；由X制备Mg2Z的化学方程式为SiO2+4Mg△Mg2Si+2MgO。

（2）由Mg2Z生成Y的化学反应方程式为Mg2Si+4HCl2MgCl2+SiH4↑；SiH4（Y）的电子式为HH∶Si····∶HH。

（3）单质Z（Si）中的共价键为非极性键，X （ SiO2）中的共价键为极性键。

故答案为：（1）氢氟酸，SiO2+4Mg△Mg2Si+2MgO；（2）Mg2Si+4HCl2MgCl2+SiH4↑，HH∶Si····∶HH；（3）非极性键，极性键。

十六、以非金属及其化合物的性质为素材，考查探究性实验方案的设计

例17（安徽理综卷）某研究小组将纯净的SO2气体通入0.1 mol/L的Ba（NO3）2溶液中，得到了BaSO4沉淀，为探究上述溶液中何种微粒能氧化通入的SO2，该小组提出了如下假设：

假设一：溶液中的NO-3

假设二：溶液中溶解的O2

（1）验证假设一该小组设计实验验证了假设一，请在下表空白处填写相关实验现象。

实验步骤实验现象结论实验1：在盛有不 含O2的25 mL 0.1 mol/L BaCl2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体 实验2：在盛有不含O2的25 mL 0.1 mol/L Ba（NO3）2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体 假设

一

成立（2）为深入研究该反应，该小组还测得上述两个实验中溶液的pH随通入SO2体积的变化曲线如图5。

图5实验1中溶液pH变小的原因是 ；V1时，实验2中溶液pH小于实验1的原因是（用离子方程式表示） 。

（3）验证假设二

请设计实验验证假设二，写出实验步骤、预期现象和结论。

实验步骤、预期现象和结论（不要求写具体操作过程）（4）若假设二成立，请预测：在相同条件下，分别用足量的O2和KNO3氧化相同的H2SO3溶液（溶液体积变化忽略不计），充分反应后两溶液的pH前者 （填“大于”或“小于”）后者，理由是 。

解析（1）因实验1中SO2与BaCl2溶液不反应，则实验1无明显现象产生；在实验2中，因SO2溶于水后生成H2SO3，H2SO3能电离出H+，在H+存在条件下，NO-3具有强氧化性（“H++NO-3”相当于稀硝酸），能将SO2-3氧化为SO2-4，SO2-4与Ba2+反应生成白色的BaSO4沉淀，则实验2的现象是产生白色沉淀。（2）实验1中随着SO2的通入，SO2与水化合生成H2SO3且浓度逐渐增大，则溶液的pH逐渐变小。实验2中SO2会被NO-3氧化为SO2-4，且同时有大量的H+生成，则V1时实验2中溶液pH小于实验1，其离子方程式为3SO2+2NO-3+2H2O3SO2-4+4H++2NO。（3）验证假设二需要做对比实验，其实验步骤、预期现象和结论如下：

实验步骤实验现象结论实验1：在盛有不含O2的25 mL 0.1 mol/L BaCl2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体 实验2：在盛有含O2的25 mL 0.1 mol/L BaCl2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体 假设

二

成立（4）由离子方程式O2+2H2SO34H++2SO2-4和2NO-3+3H2SO34H++3SO2-4+2NO+H2O可知，1 mol H2SO3完全被O2氧化可生成2 mol H+，而1 mol H2SO3完全被NO-3氧化可生成4/3 mol H+，则在相同条件下，分别用足量的O2和KNO3氧化相同的H2SO3溶液，前者生成H+的物质的量比后者多，即两溶液的pH前者小于后者。

故答案为：（1）无明显现象；有白色沉淀。（2）SO2溶于水生成H2SO3；3SO2+2NO-3+2H2O3SO2-4+4H++2NO（或3H2SO3+2NO-33SO2-4+4H++2NO+H2O）。

（3）

实验步骤、预期现象和结论（不要求写具体操作过程）实验1作为参照实验

实验2：将纯净的SO2气体缓慢通入未经脱氧处理的的25mL0.1mol/LBaCl2溶液的烧杯中，若有白色沉淀，表明假设二成立，否则不成立。（4）小于；反应的离子方程式表明，足量的O2和NO-3分别氧化相同的H2SO3，生成H+的物质的量前者多于后者。