第五章 化工生产中的重要非金属元素 章末知识整合-【精讲精练】2025-2026学年高中化学必修第二册教师用书word（人教版 多选）

该高中化学讲义通过思维导图系统梳理硫、氮、硅及其化合物的转化关系，用分类框架呈现无机物直线型、交叉型、三角型转化规律，结合表格对比SO₂与CO₂的鉴别方法，借助装置图归纳气体制备的发生与净化装置，清晰展现元素化合物知识的内在联系与重难点。 讲义亮点在于“价—类”二维图应用与实验探究题设计，如结合硫、氮的“价—类”二维图分析物质性质及转化（第2题），培养科学思维与证据推理能力。练习题涵盖基础判断（如气体制备装置选择）和综合实验设计（如SO₂与CO₂混合气体鉴别），基础学生可巩固知识，优秀学生能提升探究能力，助力教师实施分层教学与精准复习。

[对应学生用书P40] 1．硫及其重要化合物 2．氮及其重要化合物 3．硅及其重要化合物之间的转化 专题一　无机物的转化 1．直线型转化 ABC (1)X为O2 Na―→Na2O―→Na2O2 N2―→NO―→NO2或NH3―→NO―→NO2 S―→SO2―→SO3或H2S―→SO2―→SO3 C―→CO―→CO2 (2)X为CO2 NaOHNa2CO3NaHCO3 2．交叉型转化 3．三角型转化 1．氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是(　　) A．实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物：HNO3(稀)NONO2 B．工业制硝酸过程中的物质转化：N2NOHNO3 C．汽车尾气催化转化器中发生的主要反应：2NO＋2CON2＋2CO2 D．实验室制备少量NH3的原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 解析　Cu与稀硝酸的反应产物之一为NO，NO与氧气发生反应2NO＋O2===2NO2生成NO2，A正确；氮气与氧气在高温条件下生成NO，但NO无法与水发生化学反应，B错误；汽车尾气催化转化器主要将污染气体NO、CO转化为无污染的气体，故该反应方程式为2NO＋2CON2＋2CO2，C正确；实验室利用熟石灰和氯化铵制备少量NH3，化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，D正确。 答案　B 2．(2025·河北承德段考)“价—类”二维图基于核心元素的化合价和物质类别研究物质，为我们认识物质性质和实现物质转化提供了新思路，下图是硫、氮的“价—类”二维图，则下列说法错误的是(　　) A．i露置在空气中会变成红棕色的j，常利用这一性质检验i B．a与g的水溶液会发生反应 C．c与氯水混合漂白能力一定增强 D．在一定条件下，i、j都可以和g发生反应而被除去，从而减少环境污染 解析　i是NO，j是NO2，2NO＋O2===2NO2无色变为红棕色，颜色变化明显，常用于检验NO，A正确；a为H2S显酸性，g为NH3显碱性，二者能发生反应生成铵盐，B正确；c为SO2，SO2与氯水1∶1混合发生反应SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，产物是两种酸，无漂白性，C错误；i、j分别是氮的氧化物NO、NO2，遇到低价态的g(NH3)在一定条件下归中到0价的N2，从化合价的角度可以发生，从而消除环境污染，D正确。 答案　C 3．(2024·黑龙江哈尔滨高一段考)物质A能发生连续氧化(其他反应条件未标出)，下列说法错误的是(　　) ABC A．若A为常见的碱性气体，C为红棕色气体，则由A反应生成1 mol B时，转移的电子数为5NA B．若B在常温下是能使品红溶液褪色的气体，则C溶于水形成的酸是强酸 C．若C是红棕色气体，则A可能是空气中的一种气体 D．若C能使澄清石灰水变浑浊，则A在常温下一定是气体 解析　若A为常见的碱性气体，则符合NH3→NO→NO2的转化，C为红棕色的NO2，则由A反应生成1 mol B时，转移的电子数为5NA，A正确；若B在常温下是能使品红溶液褪色的气体，则符合S→SO2→SO3的转化，则C溶于水形成的酸是H2SO4为强酸，B正确；若C是红棕色气体NO2，则B为NO，A可以是氮气，C正确；若C能使澄清石灰水变浑浊，则C可能为CO2或SO3，则A可能为C单质或S单质，两者在常温下均为非气体，D错误。 答案　D 4．(2024·湖南高一段考)A、B、C、D是含同一元素的四种物质，所含有的元素都位于元素周期表前20位。A是单质，D是该元素最高价氧化物对应的水化物。相互之间有如图所示的转化关系。下列说法错误的是(　　) A．C可能为红棕色气体 B．B→C→D的转化过程一定会发生电子的得失或偏移 C．若A为黄色固体，则将过量铜丝插入含溶质2 mol的D的浓溶液中，加热并完全反应，获得的B的物质的量小于1 mol D．D为某种弱酸时，该转化关系也能成立 解析　若A为N2，则A～D分别为N2、NO、NO2、HNO3时转化关系成立，A正确；若A为Al，则A～D分别为Al、Al2O3、AlCl3、Al(OH)3时转化关系成立，B→C→D的过程没有发生氧化还原反应，B错误；若A为S，则A～D分别为S、SO2、SO3、H2SO4时转化关系成立，铜丝只能与浓硫酸发生反应，随着反应的进行，硫酸浓度变小，因此生成的SO2量少于1 mol，C正确；若A为Si或C，则A～D分别为Si、SiO2、Na2SiO3、H2SiO3或者C、CO2、Na2CO3、H2CO3时转化关系成立，D正确。 答案　B 5．芯片主要由单晶硅构成，如图是硅及其化合物的“价—类”二维图，根据要求完成下列化学(或离子)方程式。 (1)利用焦炭在电炉中还原二氧化硅的化学方程式为___________________________。 (2)利用氢氟酸刻蚀玻璃的化学方程式为____________________________________。 (3)硅酸钠与强酸反应转化为硅酸的离子方程式为_____________________________。 (4)二氧化硅与烧碱溶液反应的化学方程式为_________________________________。 (5)石英与石灰石在玻璃熔炉里加强热发生反应的化学方程式为 ________________________________________________________________________。 答案　(1)2C＋SiO22CO↑＋Si (2)SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O (3)SiO＋2H＋===H2SiO3↓ (4)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O (5)CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑ 专题二　SO2、CO2的鉴别与除杂 1．SO2与CO2的鉴别 (1)单一气体的鉴别 SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊，继续通入过量的气体，沉淀都会消失，故不能用Ca(OH)2鉴别。 可以用以下方法鉴别： ①SO2的漂白性：使品红溶液褪色的是SO2，不褪色的是CO2。 ②SO2的氧化性：通入H2S溶液变浑浊的是SO2，无明显现象的是CO2。 ③SO2的还原性：通入酸性KMnO4溶液或溴水等有色氧化性物质中，使溶液褪色的是SO2，不褪色的是CO2。 (2)混合气体的鉴别 流程 设计 实验 装置 特别提醒　可将除去和检验SO2是否除尽合并为一个装置，用较浓的酸性KMnO4溶液，颜色变浅。 2．除去CO2中SO2的两种方法 (1)利用二氧化硫的还原性，用酸性高锰酸钾溶液、氯水、溴水等除去。 (2)利用亚硫酸的酸性比碳酸强，用饱和碳酸氢钠溶液除去。 1．下列溶液中能够区别SO2和CO2的是(　　) ①石灰水　②H2S溶液　③KMnO4溶液　④氯水 ⑤品红溶液 A．①②③　　　　　　 B．②③④ C．除①以外 D．全部 解析　SO2和CO2都属于酸性氧化物，他们都能与石灰水反应生成不溶性的盐，出现白色沉淀，气体过量时沉淀都会溶解生成酸式盐，所以不能用石灰水来区别；SO2能将H2S氧化成硫单质，能看到黄色沉淀生成，而CO2不能；SO2能被KMnO4溶液和氯水氧化，从而使溶液褪色，且SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色，而CO2没有这些性质。所以可用②③④⑤来区别SO2和CO2。 答案　C 2．为除去CO2中混有的SO2和O2，得到干燥的CO2，下列试剂使用顺序正确的是(　　) ①酸性高锰酸钾溶液　②饱和NaHCO3溶液 ③碱石灰　④灼热的铜网　⑤浓硫酸 A．①③④ B．④①⑤ C．②④③ D．②④⑤ 解析　为除去CO2中混有的SO2和O2，得到干燥的CO2，需要先利用O2的氧化性，通过灼热的铜网除去氧气，然后利用SO2的还原性，用酸性高锰酸钾溶液除去SO2，通过溶液后的气体中混有水蒸气，需要将气体干燥，所以需要再通过浓硫酸，则试剂的使用顺序是④①⑤。 答案　B 3．化学兴趣小组为了探究常温下某非金属氧化物形成的未知气体的成分，将气体通入澄清石灰水，发现澄清石灰水变浑浊，持续通入发现溶液又变澄清，由此该小组成员对气体的成分提出猜想。 [提出猜想] 猜想1：该气体为CO2。 猜想2：该气体为SO2。 猜想3：______________________________________________。 为了验证猜测，该小组设计实验加以探究。 [实验探究] 该小组同学按如图所示装置，将气体从a端通入。 (1)B中应该装下列________(填字母)试剂。 A．NaCl溶液　　　　　 B．酸性KMnO4溶液 C．盐酸 D．澄清石灰水 (2)A中品红溶液的作用是_________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)D中澄清石灰水的作用是_______________________________________________ ________________________________________________________________________。 通过该实验，该小组同学观察到以下三个实验现象： ①A中品红溶液褪色 ②C中品红溶液不褪色 ③D中澄清石灰水变浑浊 [得出结论] (4)由上述现象，该小组同学确认该气体的成分为 ________________________________________________________________________。 解析　回忆学过的能使澄清石灰水先变浑浊又变澄清的气体，只有CO2和SO2，所以提出的猜想3是该气体为CO2和SO2的混合气体。要验证气体的成分，必须先验证SO2是否存在，并除尽，再验证CO2气体的存在，因为SO2的存在对CO2的验证有干扰。 答案　该气体为CO2和SO2的混合气体 (1)B　(2)验证混合气体中是否含有SO2 (3)验证混合气体中是否含有CO2 (4)CO2和SO2的混合气体 专题三　常见气体的制备 1．气体制备实验的基本思路 2．重要气体的发生装置 依据制备气体所需的反应物状态和反应条件，可将制备气体的发生装置分为三类： (1)固体＋固体气体 发生装置： (2)固体＋液体或液体＋液体气体 发生装置： (3)固体＋液体(不加热)―→气体 发生装置： 制备气体：选择合适的药品和装置能制取中学化学中常见的气体。 3．气体的除杂方法 (1)除杂试剂选择的依据：主体气体和杂质气体性质上的差异，如溶解性、酸碱性、氧化性、还原性。 除杂原则：①不损失主体气体；②不引入新的杂质气体；③在密闭装置内进行；④先除易除的杂质气体。 (2)气体干燥净化装置 类型 液态干燥剂 固态干燥剂 固态干燥剂 固体加热 装置 常见 干燥剂 浓H2SO4(酸性、强氧化性) 无水氯化钙(中性) 碱石灰(碱性) 除杂试剂Cu、CuO、Mg等 当CO2中混有O2杂质时，应选用上述Ⅰ～Ⅳ中Ⅳ装置除O2，除杂试剂是Cu粉。 1．选择如图装置(不加热)，下列试剂不能制备对应气体的是(　　) A．铁和浓硫酸：氢气 B．浓氨水和生石灰：氨气 C．二氧化锰和双氧水：氧气 D．铜和浓硝酸：二氧化氮 解析　常温下Fe遇到浓硫酸发生钝化，不能用铁和浓硫酸来制备氢气；故选A。 答案　A 2．(2024·重庆卷)某小组用下图中甲作为气体发生装置，其他装置根据实验需求选用(加热及夹持装置略)。下列说法错误的是(　　) A．若制取NH3，则a为浓氨水，b可为氧化钙 B．若制取Cl2，则乙可盛饱和食盐水以除去HCl C．若制取Cl2，则丙可作气体收集装置 D．若制取NH3，则丁可盛水用作尾气处理装置 解析　氧化钙和水反应放出大量热，促使氨水中一水合氨分解释放出氨气，A正确；饱和食盐水能抑制氯气溶解，且能吸收HCl，则制取Cl2，乙可盛饱和食盐水以除去HCl，B正确；氯气密度大于空气，则丙中气体长进短出，可作氯气气体收集装置，C正确；氨气极易溶于水，容易倒吸，没有防倒吸装置，D错误。 答案　D 3．实验室常见的几种气体发生装置如图A、B、C所示： (1)实验室可以用B或C装置制取O2，如果用C装置，通常使用的药品是________(写化学式)。制备气体之前，必要的一步操作方法是________。 (2)若用A装置与D装置相连制取并收集X气体，则X可能是下列气体中的________(填序号)。 ①CO2　　②Cl2　　③H2 实验室中制取该气体的离子方程式为_______________________________________ ________________________________________________________________________。在D装置中，烧杯内所盛放的试剂是________________________________________。 (3)实验室利用装置B制取NH3的化学方程式为____________________。下列试剂不能用于干燥NH3的是________(填字母)。 A．浓硫酸　　　　 B．碱石灰 C．NaOH固体 (4)下列气体的性质与收集方法无关的是________(填序号)。 ①密度　②颜色　③溶解性　④热稳定性 ⑤是否与氧气反应 下图是某学生设计的收集气体的几种装置，其中不可行的是________(填字母)。 解析　(1)C为固液不加热制取气体的装置，用C装置制取氧气，通常使用的药品是H2O2和MnO2或过氧化钠和水。为防止漏气，制备气体之前，必要的一步操作方法是检验装置的气密性。 (2)制取CO2气体不需要加热，故不选①；锌与稀硫酸反应制取氢气，不需要加热，且收集氢气用向下排空气法，故不选③；A装置与D装置相连可以制取Cl2，故选②； 实验室中二氧化锰和浓盐酸在加热条件下制氯气的离子方程式为MnO2＋2Cl－＋4H＋Mn2+＋Cl2↑＋2H2O。D装置的作用是吸收剩余氯气，烧杯内所盛放的试剂是氢氧化钠溶液。 (3)实验室利用装置B制取NH3，化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2H2O＋2NH3↑。 浓硫酸和氨气反应生成硫酸铵，不能用浓硫酸干燥氨气，能用碱石灰或NaOH固体干燥氨气，故不选A，选BC。 (4)密度、溶解性、是否与氧气反应与收集方法有关，故不选①、③、⑤；颜色、热稳定性与气体的收集方法无关，故选②、④；b装置只有进气管，没有出气管，气体进入不能排出集气瓶中的空气，所以不可行的是b。 答案　(1)H2O2和MnO2(过氧化钠和水)　检验装置的气密性 (2)②　MnO2＋2Cl－＋4H＋Mn2+＋Cl2↑＋2H2O　NaOH溶液 (3)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2H2O＋2NH3↑　A (4)②④　b 1．(2024·北京卷改编)硫酸是重要化工原料，工业生产制取硫酸的原理示意图如下。 下列说法错误的是(　　) A．Ⅰ的化学方程式：3FeS2＋8O2Fe3O4＋6SO2 B．SO2有毒，不能用于食品加工 C．将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生 D．生产过程中产生的尾气可用碱液吸收 解析　反应Ⅰ是黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应，生成SO2和Fe3O4，化学方程式：3FeS2＋8O2Fe3O4＋6SO2，A正确；食品中添加适量的SO2可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用，B错误；将黄铁矿换成硫黄，则不再产生Fe3O4，即可以减少废渣产生，C正确；硫酸工业产生的尾气为SO2、SO3，可以用碱液吸收，D正确。 答案　B 2．(2025·河南卷)活字印刷术极大地促进了世界文化的交流，推动了人类文明的进步。下列“活字”字坯的主要成分为硅酸盐的是(　　) A.泥活字 B.木活字 C.铜活字 D.铅活字 解析　泥活字的主要材料是黏土，黏土的主要成分是硅酸盐，A正确；木活字主要成分是纤维素，B错误；铜活字是铜合金，主要成分是铜，C错误；铅活字主要成分是铅，D错误。 答案　A 3．(2025·浙江1月卷)提纯NaCl粗品(含少量的Ca2+、Mg2+、K＋和SO)得到NaCl纯品的方案如下，所用试剂为BaCl2溶液、Na2CO3溶液、盐酸和NaOH溶液。 下列说法不正确的是(　　) A．用过量的BaCl2溶液除去SO B．Ca2+、Mg2+、SO通过生成沉淀后过滤除去 C．4种试剂的使用顺序为BaCl2溶液、Na2CO3溶液、盐酸、NaOH溶液 D．调pH后的滤液蒸发至大量固体析出，趁热过滤、洗涤、干燥后即得NaCl纯品 解析　过量的BaCl2溶液可使SO全部转化为BaSO4沉淀而除去，A正确；粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO可分别通过生成CaCO3、Mg(OH)2、BaSO4沉淀后过滤除去，B正确；盐酸应在过滤沉淀后再加入，防止生成的沉淀溶解，C错误；NaCl的溶解度随温度变化很小，而KCl的溶解度随温度的升高增大较多，故应趁热过滤、洗涤、干燥后得到NaCl纯品，而K＋留在母液中，D正确。 答案　C 4．(2025·安徽卷)下列实验产生的废液中，可能大量存在的粒子组是(　　) 选项 实验 粒子组 A 稀硝酸与铜片制NO H＋、Cu2+、NO、NO B 70%硫酸与Na2SO3制SO2 H＋、Na＋、SO、HSO C 浓盐酸与KMnO4制Cl2 H＋、K＋、Mn2+、Cl－ D 双氧水与FeCl3溶液制O2 H＋、Fe2+、Cl－、H2O2 解析　稀硝酸与铜反应生成H＋、Cu2+、NO和NO，NO难溶于水，无法大量存在，A不符合题意；70%硫酸与Na2SO3反应生成SO2，溶液中应含H＋、Na＋、SO，但HSO在强酸性条件下会转化为SO2和H2O，无法大量存在，B不符合题意；浓盐酸与KMnO4反应生成Cl2，产物为K＋、Mn2+、Cl－和H＋，这些离子在酸性环境中稳定共存，无后续反应干扰，C符合题意；FeCl3催化H2O2分解生成O2，溶液中应含Fe3+而非Fe2+，D不符合题意。 答案　C 5．(2025·北京卷)下列反应中，体现NH还原性的是(　　) A．NH4HCO3加热分解有NH3生成 B．NH4Cl和NaNO2的混合溶液加热有N2生成 C．Mg(OH)2固体在NH4Cl溶液中溶解 D．(NH4)2SO4溶液中滴加BaCl2溶液出现白色沉淀 解析　A．NH4HCO3分解生成NH3，未发生氧化还原反应；B.NH中的N(－3价)与NO中的N(＋3价)反应生成N2(0价)，NH被氧化，体现还原性；C.Mg(OH)2溶解过程，无化合价变化，没有体现其还原性；D.(NH4)2SO4与BaCl2的沉淀反应属于复分解反应，NH未参与氧化还原；故选B。 答案　B 6．(2025·广东卷)下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确，且两者间具有因果关系的是(　　) 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 浓硝酸保存在棕色试剂瓶中 浓硝酸具有强氧化性 B 向蔗糖中加适量浓硫酸，蔗糖变黑 浓硫酸具有脱水性 C Fe2+与K3[Fe(CN)6]可生成蓝色物质 KSCN溶液可用于检验Fe3+ D MnO2与浓盐酸共热，生成黄绿色气体 Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl 解析　浓硝酸见光易分解，故应保存在棕色试剂瓶中，与其具有强氧化性无关，A错误；向蔗糖中加适量浓硫酸，蔗糖变黑，是因为浓硫酸具有脱水性，B正确；Fe2+与铁氰化钾反应生成蓝色物质与用KSCN溶液检验Fe3+无关，C错误；二氧化锰与浓盐酸共热发生反应生成的黄绿色气体为氯气，该反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，与陈述Ⅱ无关，D错误。 答案　B 7．(2025·云南卷)稻壳制备纳米Si的流程图如下。下列说法错误的是(　　) ＋ A．SiO2可与NaOH溶液反应 B．盐酸在该工艺中体现了还原性 C．高纯Si可用于制造硅太阳能电池 D．制备纳米Si：SiO2＋2MgSi＋2MgO 解析　SiO2是酸性氧化物，与NaOH反应生成Na2SiO3和H2O，A正确；盐酸参与的反应为MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O，该反应是非氧化还原反应，盐酸体现酸性，没有体现还原性，B错误；高纯硅可以将太阳能转化为电能，故可用于制硅太阳能电池，C正确；SiO2和Mg在650 ℃条件下发生置换反应得到MgO和纳米Si，反应的化学方程式为SiO2＋2MgSi＋2MgO，D正确。 答案　B 8．(2024·甘肃卷)某兴趣小组设计了利用MnO2和H2SO3生成MnS2O6，再与Na2CO3反应制备Na2S2O6·2H2O的方案： (1)采用下图所示装置制备SO2，仪器a的名称为________；步骤Ⅰ中采用冰水浴是为了 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)步骤Ⅱ应分数次加入MnO2，原因是____________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)步骤Ⅲ滴加饱和Ba(OH)2溶液的目的是___________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)步骤Ⅳ生成MnCO3沉淀，判断Mn2+已沉淀完全的操作是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)将步骤Ⅴ中正确操作或现象的标号填入相应括号中。 ―→―→(　　)―→(　　)―→―→(　　)―→ A．蒸发皿中出现少量晶体 B．使用漏斗趁热过滤 C.利用蒸发皿余热使溶液蒸干 D．用玻璃棒不断搅拌 E．等待蒸发皿冷却 解析　(1)步骤Ⅰ中采用冰水浴是为了增大SO2的溶解度、增大H2SO3的浓度，同时为步骤Ⅱ提供低温； (2)由于MnO2具有氧化性，SO2(或H2SO3)具有还原性，步骤Ⅱ应分数次加入MnO2，原因是防止过多的MnO2与H2SO3反应生成MnSO4，同时防止反应太快、放热太多、不利于控制温度低于10 ℃； (3)步骤Ⅲ中滴加饱和Ba(OH)2溶液的目的是除去过量的SO2(或H2SO3)，防止后续反应中SO2与Na2CO3溶液反应，增加饱和Na2CO3溶液的用量、并使产品中混有杂质； (4)步骤Ⅳ中生成MnCO3沉淀，判断Mn2+已沉淀完全的操作是静置，向上层清液中继续滴加几滴饱和Na2CO3溶液，若不再产生沉淀，说明Mn2+已沉淀完全； (5)步骤Ⅴ的正确操作或现象为将滤液倒入蒸发皿中→用酒精灯加热→用玻璃棒不断搅拌→蒸发皿中出现少量晶体→停止加热→等待蒸发皿冷却→过滤、洗涤、干燥得到Na2S2O6·2H2O，依次填入D、A、E。 答案　(1)恒压滴液漏斗　增大SO2的溶解度、增大H2SO3的浓度，同时为步骤Ⅱ提供低温 (2)防止过多的MnO2与H2SO3反应生成MnSO4，同时防止反应太快、放热太多、不利于控制温度低于10 ℃ (3)除去过量的SO2(或H2SO3) (4)静置，向上层清液中继续滴加几滴饱和Na2CO3溶液，若不再产生沉淀，说明Mn2+已沉淀完全 (5)D　A　E 学科网（北京）股份有限公司 $