制取元素的單質(zhì)一般都要利用氧化還原反應(yīng)的原理。下面給出了工業(yè)生產(chǎn)中制備某些單質(zhì)的基本反應(yīng)原理：

鐵：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2

鋅：ZnO＋COZn＋CO2

鎂：MgCl2Mg＋Cl2↑

鈉：2NaCl2Na＋Cl2↑

鋁：2Al2O34Al＋3O2↑

硅：SiO2＋2CSi＋2CO↑

磷：2Ca3(PO4)2＋10C＋6SiO26CaSiO3＋10CO↑＋P4

氯氣：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

溴：2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2

碘：2KI＋Cl2===2KCl＋I2

（1）為什么說“制取元素的單質(zhì)一般都要利用氧化還原反應(yīng)的原理”？

 

（2）分析比較上述各單質(zhì)的制備反應(yīng)原理，可知大多數(shù)金屬單質(zhì)都是金屬元素被______________的產(chǎn)物。非金屬單質(zhì)的制備原理是否恰恰與金屬單質(zhì)相反呢？

 

（3）通過電解的方法制備的單質(zhì)，在化學(xué)性質(zhì)方面有何相似的地方？（4）指出工業(yè)生產(chǎn)磷（白磷，P4）的反應(yīng)中的氧化劑、還原劑。

 

解析：因為大多數(shù)元素在自然界里是以化合態(tài)（元素的化合價不是0價）的形式存在的，所以大多數(shù)元素單質(zhì)（元素化合價為0價）的制備都要經(jīng)歷元素化合價變化的過程，當(dāng)然就要發(fā)生氧化還原反應(yīng)。

因為金屬元素除金、銀、鉑等化學(xué)性質(zhì)極不活潑外，大多以陽離子的形式存在于自然界。自然界中沒有以負價的形式存在的金屬元素，故金屬單質(zhì)的制備都是利用還原劑還原的辦法。非金屬則不同，有的非金屬元素由于本身的氧化性強，如氯、溴、氧、氟等，它們在自然界里主要以負價態(tài)存在，制備其單質(zhì)時就要采用氧化的方法；而有的非金屬元素由于本身的還原性強，如硅、磷等，它們在自然界里主要以高價態(tài)（正價）存在，制備其單質(zhì)時就要采用還原的方法。

答案：（1）大多數(shù)元素在自然界中以化合態(tài)的形式存在，制取單質(zhì)須使其發(fā)生化合價的升高或降低，所以制取單質(zhì)一般都要利用氧化還原反應(yīng)的原理。

（2）還原；不一定相反，以正價態(tài)在自然界中存在的非金屬元素，要變成單質(zhì)仍要采用還原的方法。

（3）通過電解方法制備的單質(zhì)，都是極活潑的金屬和非金屬。

（4）氧化劑：Ca3(PO4)2；還原劑：C

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

 非金屬知識規(guī)律總結(jié)

【高考導(dǎo)航】

一、非金屬元素在周期表中的位置和結(jié)構(gòu)特點

1、除H外，非金屬元素均在“階梯線”的右上方。共有16種非金屬元素，其中包括稀有氣體元素6種。

2、非金屬元素(包括稀有元素)均在主族(零族)。非金屬元素一般都有變價。

3、最外層電子數(shù)一般≥4(H、B除外)。

4、原子半徑比同周期金屬半徑小(稀有元素除外)。

二、非金屬性強弱的判斷依據(jù)

    元素非金屬性的本質(zhì)是元素的原子吸引電子的能力。試題常通過以下幾個方面來比較元素的非金屬性：

1、單質(zhì)跟H2化合難易程度（反應(yīng)條件，劇烈程度，反應(yīng)熱的大小，生成氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性）。

2、最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性。

3、化合物中元素化合價的正負，如BrCl中，Cl為-1價，Br為+1價，說明非金屬性Cl＞Br。

4、通過氧化還原反應(yīng)確定非金屬單質(zhì)的氧化能力，進而比較非金屬性。

    需要指出的是，非金屬單質(zhì)的活動性與非金屬元素的活動性，有密切的聯(lián)系，但不是一回事。例如氮元素的非金屬性相當(dāng)強，可是它的單質(zhì)N2化學(xué)性質(zhì)卻不很活潑。單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)不僅取決于原子結(jié)構(gòu)，而且取決于分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)。

三、非金屬元素的性質(zhì)及遞變規(guī)律

1、單質(zhì):

(1)結(jié)構(gòu):除稀有氣體外，非金屬原子間以共價鍵結(jié)合。非金屬單質(zhì)的成鍵有明顯的規(guī)律性。若它處在第N族，每個原子可提供8－N個價電子去和8－N個同種原子形成8－N個共價單鍵，可簡稱8－N規(guī)則；(H遵循2－N規(guī)則)。如ⅦA族單質(zhì):x－x；H的共價數(shù)為1，H－H，第ⅥA族的S、Se、Te共價單鍵數(shù)為8－6＝2,第ⅤA族的P、As共價單鍵數(shù)8－5＝3。但第二周期的非金屬單質(zhì)中N2、O2形成多鍵。

(2)熔沸點與聚集態(tài)。它們可以分為三類：

①小分子物質(zhì)。如:H2、O2、N2、Cl2等，通常為氣體，固體為分子晶體。

②多原子分子物質(zhì)。如P4、S8、As4等，通常為液態(tài)或固態(tài)。均為分子晶體，但熔、沸點因范德華力較大而比①高，Br2、I2也屬此類，一般易揮發(fā)或升華。

③原子晶體類單質(zhì)。如金剛石、晶體硅和硼等，是非金屬單質(zhì)中高熔點“三角區(qū)”，通常為難揮發(fā)的固體。

(3)導(dǎo)電性:非金屬一般屬于非導(dǎo)體，金屬是良導(dǎo)體，而鍺、硅、砷、硒等屬于半導(dǎo)體。但半導(dǎo)體與導(dǎo)體不同之處是導(dǎo)電率隨溫度升高而增大。

(4)化學(xué)活性及反應(yīng):

　 

    ③非金屬一般為成酸元素，難以與稀酸反應(yīng)。 固體非金屬能被氧化性酸氧化。

2、氫化物：

(1)氣態(tài)氫化物性質(zhì)比較



(2)由于氫鍵的存在，使得第ⅤA、ⅥA、ⅦA氫化物的熔沸點出現(xiàn)了反常。第ⅤA中：SbH3＞NH3＞AsH3＞PH3；第ⅥA中： H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S；第ⅦA中HF＞HI＞HBr＞HCl。

(3)氣態(tài)氫化物水溶液的酸堿性及與水作用的情況。①HCl、HBr、HI溶于水成酸且都是強酸。②HF、H2S、H2Se、H2Te溶于水成酸且都是弱酸。③NH3溶于水成堿，氨水是弱堿。④PH3、AsH3、CH4與水不反應(yīng)。⑤SiH4、B2H6與水作用時分解并放出H2。

3、非金屬氧化物的通性：

(1)許多非金屬低價氧化物有毒，如SO2、NO、NO2、CO等，注意不能隨便排放于大氣中。

(2)非金屬氧化物（除SiO2外)大都是分子晶體，熔沸點相差不大。

(3)非金屬氧化物大都為酸酐，相應(yīng)的酸易溶于水，則氧化物易與水化合，反之水化反應(yīng)難以進行。

(4)不成鹽氧化物（如CO、NO）不溶于水，也不與堿反應(yīng)。雖然NO2能與堿反應(yīng)生成鹽，但NO2不屬于酸酐。

4、含氧酸

(1)同周期非金屬元素最高價含氧酸從左到右酸性增強。

(2)氧化性:同種元素低價強于高價含氧酸.

如:HClO＞HClO3＞HClO4(稀)

   H2SO3＞H2SO4(稀)

   HNO2＞HNO3(稀)

(3)對于同種非金屬形成的不同含氧酸，價態(tài)越高，酸性越強。其順序如：HClO4＞HClO3＞HClO2＞HClO，H2SO4＞H2SO3。

(4)難揮發(fā)的H2SO4、H3PO4受熱難分解；強氧化性的HNO3、HNO2、HClO見光或受熱易分解；非氧化性的H2CO3、H2SO3易分解。強酸可制弱酸，難揮發(fā)性酸制揮發(fā)性酸。

(5)常見含氧酸的一般性質(zhì)：

①H2SO4：無色粘稠的油狀液體，強酸，沸點高，不揮發(fā)，穩(wěn)定。濃硫酸有吸水性、脫水性和強氧化性。

②H2SO3：僅存在于溶液中，中強酸，不穩(wěn)定。

③HClO4：在水溶液中相當(dāng)穩(wěn)定，最強無機酸，有強氧化性。

④HClO：僅存在于溶液中，是一種弱酸，有強氧化性和漂白性，極不穩(wěn)定，遇光分解。⑤HNO3：無色液體，強酸，沸點低，易揮發(fā)，不穩(wěn)定，易分解，有強氧化性。

⑥H3PO4：無色晶體，中強酸，難揮發(fā)，有吸水性，穩(wěn)定，屬于非氧化性酸。

⑦H2CO3：僅存在于溶液中，弱酸，不穩(wěn)定。

⑧H2SiO3：白色固體，不溶于水，弱酸，不揮發(fā)，加熱時可分解。

⑨常見酸的酸性強弱。強酸：HCl、HNO3、H2SO4；中強酸：H2SO3＞H3PO4(H3PO4中強偏弱）；弱酸：HF＞CH3COOH＞H2CO3＞H2S＞HClO＞H2SiO3。

四、11種無機化學(xué)氣體的制取和性質(zhì)(O2、H2、Cl2、CO、NO、SO2、NO2、CO2、H2S、HCl、NH3)。

(1)利用氧化還原反應(yīng)原理制取的氣體有：O2、H2、Cl2、NO、NO2等。

(2)利用復(fù)分解制取的氣體有：SO2、CO2、H2S、HCl、NH3等。

(3)可用啟普發(fā)生器制取的氣體有：H2、CO2、H2S等。

(4)只能用排氣法收集的是：Cl2、SO2、NO2、CO2、H2S、HCl、NH3等。只能用排水法收集的氣體是：NO、CO。

(5)使紅色石蕊變藍的氣體是NH3；使石灰水變渾濁的氣體是SO2和CO2；使品紅溶液褪色的氣體是SO2和Cl2；使高錳酸鉀溶液和溴水褪色的氣體有H2S和SO2。

(6)臭雞蛋氣味的氣體是H2S；刺激性氣味的氣體有：Cl2、SO2、NO2、HCl、NH3等；毒性氣體有：Cl2、CO、NO、SO2、NO2、H2S等。

(7)能在空氣中燃燒的氣體：H2S、CO、H2等

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