第五章 化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素 單元知識清單 【知識導引】 1、含硫物質的轉化關系： 2、含氮物質的轉化關系： 3、含硅物質的轉化關系： 【知識清單】 一、硫及其化合物 知識點1、硫 1.原子結構：原子結構示意圖，離子結構示意圖 2.硫元素的自然存在 （1）游離態(tài)：主要存在于火山噴口附近或地殼的巖層里。 （2）化合態(tài)：主要以硫化物和硫酸鹽的形式存在。如硫鐵礦（FeS2）、黃銅礦（CuFeS2）、石膏（CuSO4·2H2O）、芒硝（Na2SO4·10H2O） 3.常見化合價：－2，0，+4和+6 4.硫單質物理性質 （1）色、態(tài)：黃色或淡黃色的固體，俗稱硫黃 （2）溶解性：不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳 5.化學性質（硫可以與金屬、非金屬反應） （1）硫單質的弱氧化性：與變價金屬反應生成低價金屬硫化物 Fe+Seq \o(====,\s\up6(Δ))FeS、Cu+Seq \o(====,\s\up6(Δ))Cu2S、H2+Seq \o(====,\s\up6(Δ))H2S （2）硫單質的還原性：與氧氣、濃硫酸等反應 S+O2eq \o(=====,\s\up7(點燃))SO2 、S+2H2SO4（濃）eq \o(====,\s\up6(Δ))3SO2↑+2H2O 注意：①空氣中產(chǎn)生微弱的淡藍色火焰，氧氣中產(chǎn)生明亮的藍紫色火焰。 ②硫在空氣中燃燒只能生成SO2，不能生成SO3。 ③硫單質既表現(xiàn)氧化性，又表現(xiàn)還原性：與熱的強堿溶液反應(如NaOH溶液)： 3S＋6NaOHeq \o(====,\s\up6(Δ))2Na2S＋Na2SO3＋3H2O， 6.應用：汞灑落在地面，一般會用硫粉來處理，原理是S＋Hg == HgS 。 知識點2、二氧化硫 1.物理性質 （1）色味態(tài)：無色有刺激性氣味的氣體 （2）密度：比空氣的大 （3）溶解性：易溶于水（1∶40），不溶于飽和NaHSO3溶液 2.化學性質 （1）酸性氧化物的通性： ①與水化合成亞硫酸：SO2+H2OH2SO3 ②與堿性氧化物化合成亞硫酸鹽：CaO+SO2 eq \o(\o(\s\up6(_____),\s\up4(_____)),\s\up6(高溫))CaSO3、Na2O+SO2==Na2SO3 ③與堿性溶液反應：少量SO2生成亞硫酸鹽，過量SO2生成亞硫酸氫鹽 少量SO2：2NaOH+SO2==Na2SO3+H2O、過量SO2：NaOH+SO2==NaHSO3 ④與弱酸鹽反應：SO2+2NaHCO3==Na2SO3+CO2↑+H2O、Na2SiO3+SO2+H2O＝H2SiO3↓+Na2SO3 ⑤與亞硫酸鹽反應生成亞硫酸氫鹽：SO2+Na2SO3+H2O==2NaHSO3、CaSO3：SO2+CaSO3+H2O==Ca(HSO3)2 （2）氧化性(如與H2S溶液反應)：SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O(生成黃色物質)。 （3）還原性： ①催化氧化：反應：2SO2+O2eq \o(=====,\s\up9(催化劑),\s\do3(△))2SO3 ，應用：工業(yè)上制硫酸的第二步反應 ②能夠使鹵水褪色：SO2+Cl2+2H2O==2HCl+H2SO4、SO2+Br2+2H2O==2HBr+H2SO4（檢驗或除去SO2） ③能夠使酸性高錳酸鉀溶液褪色：2MnO4－+5SO2+2H2O2Mn2++5SO42－+4H+， 應用：檢驗或除去SO2 ④能夠使鐵鹽變色：2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++4H++SO42－，現(xiàn)象：溶液由棕黃色變成淺綠色 ⑤能夠被過氧化物氧化成硫酸或硫酸鹽：SO2+Na2O2Na2SO4  = 6 \* GB3 \* MERGEFORMAT ⑥能夠將硝酸根離子還原：2NO3－+3SO2+2H2O3SO42－+2NO↑+4H+  = 7 \* GB3 \* MERGEFORMAT ⑦SO2和氧化性鹽溶液的反應： a.向BaCl2溶液中通入SO2，沒有現(xiàn)象；而向Ba（NO3）2溶液中通入SO2，則會產(chǎn)生白色的BaSO4沉淀。 b.向Ca（ClO）2溶液中通入CO2，會產(chǎn)生白色的CaCO3沉淀；而向Ca（ClO）2溶液中通入SO2，則會產(chǎn)生白色的CaSO4沉淀。 （4）漂白性：SO2可使品紅溶液褪色，加熱后，溶液由無色變?yōu)榧t色。 ①二氧化硫與水：二氧化硫與水的反應，水溶液的酸堿性，二氧化硫或亞硫酸的漂白性實驗： ②SO2或亞硫酸的漂白性原理： a.二氧化硫或亞硫酸有漂白作用，與有色物質發(fā)生化合反應，生成不穩(wěn)定的無色物質，加熱又恢復為原來的顏色。利用品紅溶液可檢驗二氧化硫氣體。 b.SO2有漂白性，能使品紅褪色。 c.SO2的漂白作用與次氯酸的漂白作用相不相同；SO2的漂白作用不穩(wěn)定。 d.次氯酸的漂白過程是發(fā)生了氧化還原反應，其漂白作用是永久性的。 注意：常見的漂白劑有SO2、HClO、NaClO、 H2O2、 活性炭. [歸納總結] 注意：①SO2使品紅溶液褪色表現(xiàn)的是漂白性，加熱后溶液恢復至紅色；SO2使酸性高錳酸鉀溶液、溴水、氯水、碘水褪色表現(xiàn)的是還原性，加熱后溶液顏色不復原。 ②SO2不能漂白酸堿指示劑，只能使紫色石蕊溶液變紅，不能使其褪色。 知識點3、硫化氫 1.物理性質: 無色有臭雞蛋氣味的劇毒氣體,常溫常壓下，1體積水約能溶解2.6體積的硫化氫氣體。 2.化學性質 （1）酸性：H2SH＋＋HS－，HS－H＋＋S2－ 。 （2）還原性（易被Cl2、O2、SO2等氧化）： 2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O、2H2S＋O2 ===2S↓＋2H2O 、 2H2S＋3O2(足量)eq \o(=====,\s\up7(點燃))2SO2＋2H2O。 知識點4、實驗室制備二氧化硫 1．原理 （1）Na2SO3粉末和中等濃度的硫酸混合：Na2SO3+H2SO4（濃）==Na2SO4+SO2↑+H2O ①不用稀硫酸的原因；SO2易溶于水，逸出SO2的較少 ②不用濃硫酸的原因；在Na2SO3表面生成Na2SO4固體，阻止反應持續(xù)進行 （2）Cu與濃H2SO4混合加熱：Cu+2H2SO4（濃）eq \o(====,\s\up6(Δ))CuSO4+SO2↑+2H2O 2．凈化（假設用亞硫酸鈉和稀鹽酸反應） （1）先用飽和NaHSO3溶液除HCl （2）再用濃硫酸或無水氯化鈣除水蒸氣 3．收集 （1）排液法：排飽和NaHSO3溶液法，導氣管長進短出 （2）排氣法：向上排空氣法，導氣管長進短出 4．檢驗：通入品紅溶液，品紅褪色，加熱又變紅 5．尾氣：注意導氣管末端不能插入液面以下，以防發(fā)生倒吸 （1）酸性氣體：一般用NaOH溶液吸收 （2）還原性氣體：一般用酸性高錳酸鉀溶液吸收 知識點5、硫酸 硫酸根離子的檢驗 1.硫酸的工業(yè)制備 （1）制備流程：　. （2）制備原理： ①燃燒：4FeS2＋ 11O2 eq \o(=====,\s\up9(點燃),\s\do3(　))2Fe2O3 ＋ 8SO2 ②氧化：2SO2＋O2 eq \o(=====,\s\up9(催化劑),\s\do3(　))2SO3 ③吸收：SO3：SO3 ＋ H2O ==H2SO4 2.用途： (1)重要的化工原料，可用于生產(chǎn)化肥、農(nóng)藥、炸藥、染料、鹽類等。 (2)用于精煉石油、金屬加工前的酸洗及制取各種揮發(fā)性酸、作干燥劑等。 3．硫酸的性質 （1）稀硫酸：具有酸的通性。 ①稀硫酸與活潑金屬反應，如Zn：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。 ②稀硫酸與金屬氧化物反應，如CuO：CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O。 ③稀硫酸與堿反應，如NaOH：OH－＋H＋===H2O。 ④稀硫酸與部分鹽反應，如Na2CO3：COeq \o\al(2－,3)＋2H＋===CO2↑＋H2O。 （2）硫酸的物理性質：硫酸是一種無色、黏稠的油狀液體，密度比水的大。濃H2SO4與水以任意比互溶，溶解時可放出大量的熱，濃H2SO4稀釋的方法是將濃硫酸沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不斷攪拌。 （3）濃H2SO4的三大特性：吸水性、脫水性、強氧化性。 ①吸水性:濃硫酸能吸收存在于周圍環(huán)境中的水分,以及混在氣體中的水分子,故常用作干燥劑。? ②脫水性:濃硫酸能將蔗糖、紙張、棉布和木材等有機物中的氫元素和氧元素按水的組成比脫去。 ③強氧化性:能氧化大多數(shù)金屬單質和部分非金屬單質。 a.與金屬單質的反應 b.與非金屬單質的反應：C＋2H2SO4(濃)eq \o(====,\s\up6(Δ))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O. ④常溫下，鐵、鋁遇濃H2SO4發(fā)生鈍化，可用鋁槽車運輸濃H2SO4；體現(xiàn)了濃硫酸的強氧化性。 ⑤可利用濃H2SO4的高沸點難揮發(fā)性制備易揮發(fā)性酸(HF、HCl等)，如2NaCl(固)＋H2SO4(濃)eq \o(====,\s\up6(Δ))Na2SO4＋2HCl↑。 【溫馨提示】區(qū)分濃硫酸的吸水性和脫水性 4．硫酸根離子的檢驗 （1）方法：被檢液eq \o(――→,\s\up7(加足量鹽酸酸化))取清液eq \o(――→,\s\up7(滴加BaCl2溶液))觀察有無白色沉淀產(chǎn)生(判斷有無SO42－)。 （2）試劑：先加稀鹽酸的目的是排除CO32－、SO32－、Ag＋干擾，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀產(chǎn)生。 （3）原理：CO32－＋2H＋===CO2↑＋H2O、SO32－＋2H＋===SO2↑＋H2O、Ag＋＋Cl－===AgCl↓、Ba2＋＋SO42－===BaSO4↓。 （4）應用：除去粗鹽中的可溶性雜質(可溶性硫酸鹽及CaCl2、MgCl2等雜質) 知識點6、實驗探究不同價態(tài)含硫物質的轉化 1.不同價態(tài)硫元素的轉化與性質 （1）硫元素常見的化合價有-2、0、+4、+6，可以通過氧化還原反應實現(xiàn)不同價態(tài)含硫物質的相互轉化。 （2）利用氧化劑，可將硫元素從低價態(tài)轉化為高價態(tài)；利用還原劑，可將硫元素從高價態(tài)轉化為低價態(tài)。 2.不同價態(tài)含硫物質的轉化 有關化學方程式： ①2H2S＋O2eq \o(═══,\s\up7(點燃))2S＋2H2O，SO2＋2H2S===3S＋2H2O； ②H2＋Seq \o(====,\s\up6(Δ))H2S，F(xiàn)e＋Seq \o(====,\s\up6(Δ))FeS或2Cu＋Seq \o(====,\s\up6(Δ))Cu2S； ③2H2S＋3O2eq \o(═══,\s\up7(點燃))2SO2＋2H2O； ④S＋O2eq \o(═══,\s\up7(點燃))SO2； ⑤SO2＋2H2S===3S＋2H2O； ⑥2SO2＋O22SO3，SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋2H2SO4； ⑦Cu＋2H2SO4(濃)eq \o(====,\s\up6(Δ))CuSO4＋2H2O＋SO2↑。 知識點7、化學實驗設計 1.設計的原則：進行化學實驗設計時,應遵循科學性、可行性、安全性和綠色化原則。? 2.不同價態(tài)硫元素的轉化 (1)價態(tài)與性質： ①－2價硫處于最低價態(tài)，只有還原性，可被O2、Cl2等氧化劑氧化為S； ②0價、＋4價硫處于中間價態(tài)，既有氧化性又有還原性； ③＋6價硫處于最高價態(tài)，只有氧化性。 (2)當硫元素的化合價升高或降低時,一般升高或降低到其相鄰的價態(tài)(化合價只靠攏不交叉),即臺階式升降,可用下圖表示: 相鄰價態(tài)的同種元素微粒間不發(fā)生氧化還原反應,如S和H2S、S和SO2、SO2和濃硫酸之間不發(fā)生氧化還原反應。 (3)不同價態(tài)硫元素間的轉化,均屬于氧化還原反應，需要選擇合適的氧化劑或者還原劑。 ①證明硫單質、SO2具有還原性要選擇氧化劑，如酸性KMnO4溶液、氯水等； ②證明濃硫酸具有氧化性要選擇還原劑，如金屬單質、硫單質、H2S等； ③證明SO2具有氧化性要選擇還原劑，如H2S、Na2S等。 (4)含硫物質的連續(xù)氧化 H2S SO2SO3 H2SO4、SSO2 SO3 H2SO4 二、氮及其化合物 知識點1、氮元素的存在及固定 1．氮元素的存在 （1）游離態(tài):以氮分子的形式存在于空氣中。? （2）化合態(tài):存在于動植物體內(nèi)的蛋白質中,以及土壤、海洋里的硝酸鹽和銨鹽中。 2．氮的原子結構 （1）氮元素位于第二周期、第 = 5 \* ROMAN \* MERGEFORMAT VA族。氮的原子結構 ，最外電子層有5個電子，既不容易得到3個電子，也不容易失去5個電子。因此氮原子一般通過共用電子對與其它原子相互結合構成物質。 （2）氮元素常見的化合價有＋1 、＋2 、＋3、＋4 、＋5 、－3 。 （3）其氧化物有 N2O 、NO 、N2O3 、NO2 、 N2O4 、N2O5 共有六種，其中 N2O5 是HNO3的酸酐，N2O3是HNO2的酸酐（氮的氧化物都有毒）。 3．氮的固定和循環(huán) （1）含義：將大氣中游離態(tài)的氮轉化為含氮化合物的過程叫做氮的固定。 （2）分類： （3）自然界中氮的循環(huán)： 知識點2、氮氣 1.物理性質 純凈的N2是一種無色無味的氣體，難溶于水，密度比比空氣略?。O為接近），在空氣中約占五分之四左右。 2.化學性質 （1）常溫下，N2的化學性質不活潑，可代替稀有氣體作保護氣體。 原因：氮分子內(nèi)兩個氮原子間以N≡N相結合，斷開該化學鍵需要較多的能量，所以氮氣的化學性質很穩(wěn)定，通常難以與其它物質反應。 （2）在放電條件或高溫下氮氣跟氧氣：N2＋O2eq \o(=====,\s\up7(放電或高溫))2NO； （3）鎂在氮氣中燃燒：3Mg＋N2eq \o(=====,\s\up7(點燃))Mg3N2； （4）人工合成氨：N2＋3H2eq \o(,\s\up9(高溫、高壓),\s\do3(催化劑))2NH3； 知識點3、二氧化氮和一氧化氮 1.NO和NO2的性質 2.二氧化氮溶于水的實驗 (1)實驗過程： (2)對工業(yè)生產(chǎn)硝酸的啟示：工業(yè)上生產(chǎn)硝酸時，向吸收后的廢氣中再通入適量的氧氣或空氣,能充分利用原料，并能減少NO的排放以保護環(huán)境。 知識點4、氨和銨鹽 1．氨的性質 （1）氨的物理性質： ①無色刺激性氣味有毒氣體，密度比空氣小。 ②極易溶于水，常溫下，1體積水大約可溶解700體積氨氣。氨的水溶液叫做氨水。 ③氨易液化（液態(tài)的氨稱為液氨）。液氨汽化時要吸收的量的熱，使周圍溫度急劇下降，因此，液氨常用作制冷劑。 2.噴泉實驗 （1）噴泉實驗的原理：因為燒瓶內(nèi)氣體易溶于水或易與水反應，使瓶內(nèi)壓強減小，形成壓強差，大氣壓將燒杯中的水壓入燒瓶而形成噴泉。 （2）常見的能形成噴泉實驗的氣體和吸收劑如表： 3.氨氣的化學性質 （1）與水反應： ①原理：NH3＋H2ONH3·H2ONH4＋＋OH－。 ②氨氣溶于水得氨水，顯堿性，氨水中含有的粒子有：NH3·H2O、H2O、NH3、NH4＋、OH－、H＋。 ③NH3·H2O為可溶性一元弱堿，不穩(wěn)定，易分解，化學方程式為NH3·H2Oeq \o(====,\s\up6(Δ))NH3↑＋H2O。 注意： = 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①NH3是中學化學中唯一的堿性氣體，能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，在推斷題中作為解題突破口。  = 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②氨水呈堿性，NH3·H2O屬于一元弱堿，計算氨水的濃度時，溶質按NH3進行計算。 （2）氨氣與酸的反應： ①蘸有濃鹽酸的玻璃棒與蘸有濃氨水的玻璃棒靠近，其現(xiàn)象為有白煙生成，將濃鹽酸改為濃硝酸，也會出現(xiàn)相同的現(xiàn)象。 ②化學方程式：HCl＋NH3===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO3。 （3）與鹽溶液的反應：過量氨水與AlCl3溶液反應的離子方程式：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋。（氫氧化鋁不溶于氨水） （4）氨氣的還原性： ①催化氧化：4NH3＋5O2eq \o(=====,\s\up9(催化劑),\s\do3(△))4NO＋6H2O。 ②被CuO氧化：2NH3＋3CuOeq \o(====,\s\up6(Δ))3Cu＋N2＋3H2O。 ③被氯氣氧化：2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl或8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl。 4.氨的用途 （1）液氨汽化時吸收大量的熱，故用作制冷劑。 （2）制氮肥、硝酸、銨鹽、純堿等。 知識點5、銨鹽的性質及NHeq \o\al(＋,4)的檢驗 1．物理性質 銨鹽都是白色固體，均易溶于水。 2．化學性質 （1）受熱易分解：NH4Cleq \o(====,\s\up6(Δ))NH3↑＋HCl 、NH4HCO3eq \o(====,\s\up6(Δ))NH3↑＋H2O＋CO2↑ （2）與堿溶液反應NH4＋＋OH－eq \o(====,\s\up6(Δ))NH3↑＋H2O （3）NHeq \o\al(＋,4)的檢驗：未知液加入強堿共熱，產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍色的氣體，則證明含NH4＋。 （4）實驗探究： 知識點6、氨的實驗室制法 1.原理：2NH4Cl+Ca（OH）2eq \o(====,\s\up6(Δ))2NH3↑+2H2O+CaCl2 2.凈化：用堿石灰吸水 3.收集 （1）方法：①向上排空氣法和排四氯化碳液體法；②試管口堵棉花的作用：防止氨氣和空氣發(fā)生對流，提高氨氣的收集速率和純度 （2）尾氣處理：棉花用稀硫酸浸濕，注意防倒吸 4.以氨水為原料制氨氣的方法和裝置 （1）裝置：“固體+液體→氣體”型 （2）方法：濃氨水和NaOH固體或生石灰混合 （3）原理：NaOH固體溶于水放熱（氧化鈣和水反應放熱）使?jié)獍彼纸?知識點7、 硝酸 酸雨及防治 1．硝酸 （1）物理性質：無色、易揮發(fā)、有刺激性氣味的液體。 （2）化學性質 ①不穩(wěn)定性：4HNO3(濃)eq \o(=====,\s\up7(△),\s\do5(或光照))2H2O＋4NO2↑＋O2↑。 ②強氧化性：硝酸無論濃、稀都有強氧化性，而且濃度越大，氧化性越強。 ③實驗探究： a．與金屬反應： 稀硝酸與銅反應：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(填化學方程式，下同)。 濃硝酸與銅反應：Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。 注意：常溫下，鐵、鋁遇濃HNO3會發(fā)生鈍化，所以可用鐵或鋁制容器來盛裝濃HNO3。 b．與非金屬反應：C＋4HNO3(濃)eq \o(====,\s\up6(Δ))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。 c．與還原性化合物反應： 硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等還原性物質。 稀硝酸與FeSO4溶液反應的離子方程式：3Fe2＋＋4H＋＋NOeq \o\al(－,3)===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 （3）硝酸的工業(yè)制備 有關化學方程式： ①氨在催化劑、加熱條件下氧化為NO：4NH3＋5O2eq \o(=====,\s\up9(催化劑),\s\do3(△))4NO＋6H2O。 ②NO被空氣氧化為NO2：2NO＋O2===2NO2。 ③NO2溶于水制備HNO3：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 （4）用途：硝酸是一種重要的化工原料，可用于制造化肥、農(nóng)藥、炸藥、染料、鹽類等。 2．酸雨及防治 （1）空氣中SO2和NO2的主要來源 ①煤、石油和某些金屬礦物中含有硫或含硫化合物； ②汽車尾氣中除含有氮氧化物外，還含有一氧化碳、未燃燒的碳氫化合物、含鉛化合物和顆粒等， 嚴重污染大氣，破壞環(huán)境。 （2）危害 ①SO2和NO2是主要的大氣污染物，它們能直接危害人體健康，引起呼吸道疾病； ②溶于水形成酸雨； ③氮氧化物的危害： a.光化學煙霧：NOx在紫外線作用下，與碳氫化合物發(fā)生一系列光化學反應，產(chǎn)生了一種有毒的煙霧。 b,酸雨：NOx排入大氣中，與水反應生成HNO3和HNO2，隨雨雪降到地面。 c.破壞臭氧層：NO2可使平流層中的臭氧減少，導致地面紫外線輻射量增加。 d.NO與血紅蛋白結合使人中毒。 (3)酸雨的危害及防治措施 ①酸雨是指pH〈5.6的雨、霧等形式的降水，主要由大氣污染物中硫、氮的氧化物所致。 ②形成原理 a.硫酸型酸雨: b.硝酸型酸雨:3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ③危害:直接破壞農(nóng)作物、草原、森林，使土壤、湖泊酸化；加速建筑物、橋梁、工業(yè)設備、運輸工具及電信電纜的腐蝕。 ④防治措施:a．調(diào)整能源結構，發(fā)展清潔能源；b．研究煤的脫硫技術，改進燃燒裝置和燃燒技術，減少二氧化硫和氮氧化物的排放；c．加強工廠廢氣的回收處理；d．改進汽車尾氣的處理技術，控制汽車尾氣的排放標準。 知識點8、金屬與硝酸反應的計算 1．硝酸與金屬反應的規(guī)律 （1）特點：硝酸與金屬單質反應時一部分被還原，一部分生成硝酸鹽，故硝酸既表現(xiàn)了酸性又表現(xiàn)了氧化性，但硝酸與金屬反應一般不生成H2。 （2）硝酸與銅的反應： ①隨HNO3濃度的降低，還原產(chǎn)物會由NO2變成NO。 ②由氮原子守恒可知，無論是NO2還是NO，被還原的硝酸與被還原生成氣體的物質的量總是相等的； ③未被還原的NO3－與Cu2+構成Cu（NO3）2，NO3－的物質的量為Cu2+物質的量的2倍； ④運用電子守恒、原子守恒，便可順利求解參加反應的Cu、HNO3以及產(chǎn)物NO2、NO之間量的關系。 （3）稀硝酸與鐵的反應： ①化學方程式：Fe+4HNO3（?。紽e（NO3）3+NO↑+2H2O ① 3Fe（過量）+8HNO3（稀）＝3Fe（NO3）2+2NO↑+4H2O ② ②反應物的量與生成物的關系如圖所示： ③上述反應首先發(fā)生反應①，若Fe剩余再發(fā)生反應③Fe+2Fe（NO3）3＝3Fe（NO3）2，合并①③即可得反應②。所以，無論反應①還是反應②，被還原的HNO3皆占參與反應的HNO3的。 2．HNO3與金屬反應的計算的思維模型 三、無機非金屬材料 知識點1、傳統(tǒng)的無機非金屬材料 1.傳統(tǒng)的無機非金屬材料多為硅酸鹽材料，如玻璃、水泥、陶瓷等。 2.硅酸鹽的結構、特點 3.陶瓷 4.玻璃和水泥 知識點2、硅和二氧化硅 1.硅元素的存在 （1）硅在地殼中的含量為26.3%，僅次于氧，在地殼中含量居第二位。 （2）硅是一種親氧元素，其在自然界中總是與氧相互化合，自然界中以化合態(tài)態(tài)形式存在。二氧化硅是硅最重要的化合物。 （3）硅原子和碳原子最外層電子數(shù)為4個，它們既難失去電子，也難得到電子，其中碳是構成有機物的主要元素，硅是構成巖石與許多礦物的基本元素。 2.硅的工業(yè)制法及提純 （1）流程： （2）化學方程式： ①SiO2+2C Si+2CO↑ ②Si+3HCl SiHCl3+H2 ③SiHCl3+H2 Si+3HCl 3.硅的用途：①良好的半導體材料；②太陽能電池；③計算機芯片。 4.二氧化硅（SiO2） （1）存在：SiO2是硅最重要的化合物，地球上存在的天然二氧化硅稱為硅石，約占地殼質量的12%，天然SiO2存在形態(tài)有結晶形和無定型形兩大類。石英、水晶、瑪瑙、沙子的主要成分是SiO2。 （2）結構：二氧化硅中每個Si周圍結合 4 個O，Si在中心 ，O在 4個頂角； 許多個這樣的四面體又通過頂角的 O 相連，每個O與2個Si 相結合，二氧化硅晶體中Si和O按1:2 的比例組成立體網(wǎng)狀結構的晶體。 （3）性質：二氧化硅的網(wǎng)狀結構決定了它的熔點高，硬度大，不導電，不溶于水，化學性質穩(wěn)定。 注意：①SiO2不與水、一般的酸反應； ②SiO2具有酸性氧化物的通性，分別寫出SiO2與CaO、NaOH、溶液反應的化學方程式： SiO2＋CaOeq \o(=====,\s\up7(高溫))CaSiO3 、SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O ， 與Na2CO3反應：固體高溫條件下SiO2＋Na2CO3eq \o(=====,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑ ③特性：與氫氟酸反應，化學方程式為：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O 。 （4）用途： ①沙子是基本的建筑材料。 ②純凈的SiO2是現(xiàn)代光學及光纖制品的基本原料，可以制作光導纖維。 ③實驗室中使用的石英坩堝。 ④水晶和瑪瑙制作飾物和工藝品。 注意：實驗室盛裝NaOH溶液的試劑瓶用橡皮塞而不用玻璃塞的原因是玻璃中含有SiO2，氫氧化鈉與二氧化硅反應生成硅酸鈉，使瓶口黏結無法打開。 知識點3、新型陶瓷 1.特點：新型陶瓷在組成上不再限于傳統(tǒng)的硅酸鹽體系，在光學、熱學、電學、磁學等方面具有很多新的特性和功能，如碳化硅(化學式SiC)俗稱金剛砂，碳原子和硅原子通過共價鍵連接,具有類似金剛石的結構，硬度很大、優(yōu)異的高溫抗氧化性能，用作砂紙和砂輪的磨料、耐高溫結構材料和耐高溫半導體材料。 2.類型： 知識點4、碳納米材料 1.富勒烯:由碳原子構成的一系列籠形分子的總稱,其代表物為C60。 2.碳納米管:由石墨片層卷成的管狀物,具有納米尺度的直徑。碳納米管的比表面積大,有相當高的強度和優(yōu)良的電學性能,可用于生產(chǎn)復合材料、電池和傳感器等。 3.石墨烯:只有一個碳原子直徑厚度的單層石墨,其電阻率低、熱導率高，具有很高的強度，應用于光電器件、超級電容器、電池和復合材料。 4.特殊功能的含硅材料： ①含4%硅的硅鋼具有導磁性，主要用作變壓器的鐵芯； ②人工合成的硅橡膠是最好的 既耐高溫又耐低溫 的橡膠，用于 火箭、飛機、導彈的零件和絕緣材料； ③人工制造的分子篩，主要用作吸附劑和催化劑。 實驗操作現(xiàn)象結論①把盛有SO2的試管倒立于水中，打開膠塞 試管內(nèi)液面上升 SO2易溶于水。②用pH試紙測定溶液的酸堿度試紙變紅色二氧化硫水溶液呈酸性。③滴入2滴品紅溶液，振蕩；加熱試管，再觀察品紅褪色 加熱恢復紅色。二氧化硫能使品紅褪色，具有漂白性化學反應方程式SO2＋H2OH2SO3物質SO2HClO、NaClO、Ca(ClO)2、 H2O2、Na2O2、O3活性炭漂白原理與有色物質結合生成無色物質將有色物質氧化為無色物質吸附有色物質變化類型化學變化化學變化物理變化是否可逆可逆，加熱或久置后 恢復原來的顏色不可逆，加熱或久置后 不恢復原來顏色—漂白對象有色的有機物，不能漂白指示劑有色的有機物和指示劑有機色質實驗 操作實驗 現(xiàn)象a.蔗糖逐漸變黑; b.蔗糖體積膨脹,形成黑色、疏松多孔的海綿狀的炭,并放出有刺激性氣味的氣體實驗 結論a.濃硫酸具有脫水性;? b.濃硫酸具有強氧化性,能將蔗糖炭化生成的碳單質氧化為CO2,自身被還原為SO2?實驗操作實驗現(xiàn)象試管a中的銅絲表面有氣泡逸出;? 試管b中的品紅溶液逐漸變?yōu)闊o色;? 試管c中的石蕊溶液逐漸變?yōu)榧t色;? 將試管a中的溶液慢慢倒入水中,溶液變?yōu)樗{色化學方程式Cu＋2H2SO4(濃)eq \o(====,\s\up6(Δ))CuSO4＋SO2↑＋2H2O吸水性常用作干燥劑，但不能干燥NH3、H2S、HI等①吸水性：濃硫酸能吸收物質中游離的水，可用作干燥劑。可以是物理變化，也可以是化學變化，如濃硫酸脫去 CuSO4·5H2O晶體中的結晶水； ②脫水性：濃硫酸可將有機物中的H、O原子以2∶1比例脫去脫水性將有機物中的H、O以原子數(shù)2∶1的比例脫去，如使蔗糖變黑雜質加入的試劑離子方程式可溶性 硫酸鹽過量BaCl2溶液　SO42－+Ba2+=== BaSO4↓　?CaCl2過量Na2CO3溶液　Ca2++CO32－ ===CaCO3↓、Ba2++CO32－ ===BaCO3↓　?MgCl2過量NaOH溶液　Mg2++2OH- ===Mg(OH)2↓　?多余的 NaOH、Na2CO3適量稀鹽酸　OH-+H+=== H2O、CO32－+2H+ ===H2O+CO2↑　?序號轉化目標轉化前的含硫物質選擇試劑轉化后的含硫物質①－2→0H2SO2(不足)SSO2②0→－2SH2H2SFe或CuFeS或Cu2S③－2→＋4H2SO2(足量)SO2④0→＋4SO2SO2⑤＋4→0SO2H2SS⑥＋4→＋6SO2O2SO3Cl2H2SO4⑦＋6→＋4H2SO4CuSO2氮的氧化物NONO2物理 性質顏色無色紅棕色毒性有毒有毒溶解性不溶于水易溶于水化學 性質與O2反應2NO＋O2===2NO2不反應與H2O反應不反應3NO2＋H2O===2HNO3＋NO與堿反應不反應2NO2+2NaOH==NaNO3+NaNO2+H2O氧化性弱氧化性：6NO+4NH35N2+6H2O強氧化性：NO2+SO2==NO+SO3；可使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍實驗室制法3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O常用排水法收集Cu+4HNO3(濃)==3Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O常用向上排空法收集實驗 裝置實驗 操作在如圖注射器里充入20 mL NO,然后吸入5 mL水,用乳膠管和彈簧夾封住管口,振蕩注射器打開彈簧夾,快速吸入10 mL空氣后夾上彈簧夾振蕩注射器實驗 現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象無色氣體變?yōu)榧t棕色紅棕色氣體變淺至消失,有無色氣體生成,注射器活塞向內(nèi)滑動化學 方程式　2NO+O2 === 2NO2　、? 　3NO2+H2O === 2HNO3+NO　?氣體HClNH3CO2、SO2、Cl2、H2SNO2＋O2吸收劑水或NaOH溶液水或鹽酸濃NaOH溶液水實驗裝置銨鹽溶液NH4Cl溶液NH4NO3溶液(NH4)2SO4溶液現(xiàn)象試管中有氣泡產(chǎn)生，試紙變藍結論銨鹽與強堿反應生成氨氣，離子方程式為NHeq \o\al(＋,4)＋OH－eq \o(====,\s\up6(Δ)) NH3↑＋H2O應用①檢驗銨根離子的存在；②制取氨。實驗 裝置稀硝酸濃硝酸實驗 現(xiàn)象反應緩慢，有少量氣泡產(chǎn)生，溶液變藍試管口有紅棕色氣體產(chǎn)生反應劇烈，有大量氣泡產(chǎn)生， 溶液變藍，液面上有紅棕色氣體產(chǎn)生實驗 結論銅與稀硝酸常溫下緩慢反應生成NO氣體銅與濃硝酸常溫下劇烈反應生成NO2氣體結構特點 硅氧四面體硅酸鹽材料大多具有硬度高、熔點高、難溶于水、化學性質穩(wěn)定、耐腐蝕等特點產(chǎn)品主要原料制備過程生產(chǎn)應用陶瓷　黏土　?原料經(jīng)高溫燒結而成建筑材料、絕緣材料、日用器皿、衛(wèi)生潔具等產(chǎn)品主要原料主要設備主要成分用途普通 玻璃純堿、石灰石、石英砂玻璃窯Na2SiO3、 CaSiO3、SiO2建筑材料、光學儀器、各種器皿、 高強度復合材料等水泥石灰石、黏土水泥回轉窯硅酸鹽和沙子、碎石、水等混合可以得到混凝土,大量用于建筑和水利工程材料類別主要特性示例用途高溫結構陶瓷能承受高溫，強度高氮化硅陶瓷汽輪機葉片、軸承、永久性模具等壓電陶瓷具有電學特性鈦酸鋇陶瓷聲吶系統(tǒng)、氣象探測等透明陶瓷具有光學特性氧化物透明陶瓷和非氧化物透明陶瓷高壓鈉燈、激光器和高溫探測窗等超導陶瓷具有超導性超導陶瓷電力、交通、醫(yī)療等

英語朗讀寶
相關資料 更多
資料下載及使用幫助
版權申訴
版權申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識產(chǎn)權，請掃碼添加我們的相關工作人員，我們盡可能的保護您的合法權益。
入駐教習網(wǎng)，可獲得資源免費推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎勵，申請 精品資源制作， 工作室入駐。
版權申訴二維碼
高中化學人教版 (2019)必修 第二冊電子課本

本單元綜合與測試

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修 第二冊

切換課文
  • 課件
  • 教案
  • 試卷
  • 學案
  • 更多
所有DOC左下方推薦
歡迎來到教習網(wǎng)
  • 900萬優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊
qrcode
二維碼已過期
刷新

微信掃碼，快速注冊

手機號注冊
手機號碼

手機號格式錯誤

手機驗證碼 獲取驗證碼

手機驗證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內(nèi)有效

設置密碼

6-20個字符，數(shù)字、字母或符號

注冊即視為同意教習網(wǎng)「注冊協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊
手機號注冊
微信注冊

注冊成功

返回
頂部