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高考化學(xué)最后沖刺專題五非金屬元素的梳理和綜合
[典型題析]
[例1]在F、P、Si、Fe這四種元素中，每種元素都有某些方面區(qū)別于某它三種元素。若從中選出氟元素，選擇的理由中正確的是（ ）。
（A）最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性最強(qiáng)
（B）單質(zhì)與冷水反應(yīng)最劇烈
（C）單質(zhì)固態(tài)時(shí)為分子晶體，熔沸點(diǎn)較低
（D）在氧化物：OF6、P2O5、Fe2O3中，OF6最穩(wěn)定
[解析]題給四種元素比較，最高價(jià)氧化物水化物的酸性最強(qiáng)的是磷酸。單質(zhì)跟冷水反應(yīng)最劇烈的是F2。單質(zhì)固態(tài)時(shí)為分子晶體的有磷和氟，熔沸點(diǎn)較低的是F2。氧化物中OF6最不穩(wěn)定。所以應(yīng)選BC。
[例2]在溴化鉀和碘化鉀的混合溶液中通入過量氯氣，把溶液蒸干后并將剩余物灼燒，最后殘余的物質(zhì)是（ ）
（A）氯化鉀 （B）氯化鉀和碘
（C）氯化鉀和溴 （D）氯化鉀和溴化鉀
[解析]溴化鉀和碘化鉀都能與氯氣反應(yīng)：
2KBr + Cl2 = 2KCl + Br2 2KI + Cl2 = 2KCl + I2
所以向溶液中通入過量氯氣后，溶液中留下氯化鉀、溴分子和碘分子，考慮到溴單質(zhì)極易揮發(fā)，所以蒸干過程中，溴單質(zhì)已揮發(fā)掉�？紤]到碘單質(zhì)加熱條件下能升華，所以灼燒過程中，碘單質(zhì)必定已升華了。最后留下的物質(zhì)必定是氯化鉀。選A。
[例3]1898年，曾有人發(fā)明了固氮的一種方法，該法以石灰石、焦炭、空氣為原料。第一步反應(yīng)是石灰石分解；第二步是使第一步反應(yīng)產(chǎn)物和焦炭反應(yīng)，在電爐中的高溫下制得第三步反應(yīng)起始物；第三步反應(yīng)中另一反應(yīng)物是空氣，該反應(yīng)也是在電爐中完成的，生成一種固體；第四步是使該固體和水蒸氣反應(yīng)制得氨氣。又知該固體中有與N3-互為等電子體的離子。
（1）試寫出四步反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）試簡(jiǎn)評(píng)該固氮方法。
解析 前二步反應(yīng)分別是石灰石的分解和制造電石的反應(yīng)：
CaCO3 CaO+CO2↑； CaO+ 3C CaC2+CO↑
第三步反應(yīng)是CaC2在高溫下與空氣中的氮?dú)夥磻?yīng)，以取得固氮的效果。由于生成物與N3-互為等電子體的離子，氮元素在此生成物中應(yīng)為-3價(jià)，后者與水反應(yīng)才更有可能生成NH3。N3-的等電子體有CN22-、C2N3-。如果N為-3價(jià)，在CN22-中C為+4價(jià)，在C2N3-中C為0價(jià)，不合理，因此生成物中的該離子只能為CN22-。其化學(xué)方程式為：
CaC2+N2 CaCN2+C ； CaCN2+3H2O=CaCO3+2NH3↑。
這種方法較之現(xiàn)在的合成氨工業(yè)，需要消耗大量電能，原料眾多，生產(chǎn)成本高，因此，很快被合成氨的催化法代替。
所以答案為：（1）CaCO3 CaO+CO2↑； CaO+3C CaC2+CO↑；CaC2+N2 CaCN2+C ； CaCN2+3H2O(g)=CaCO3+2NH3↑。
（2）這種方法，需要消耗大量電能，原料眾多，設(shè)備重，生產(chǎn)成本高。
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