第五章 化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素

第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素【網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建】【知識(shí)梳理】一、硫及其化合物S：游離態(tài)的硫存在于火山口附近或地殼的巖層里。俗稱硫磺，是一種黃色晶體，硫不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳。（1）氧化性：和金屬Fe+^^=FeS（黑色）2Cu+SCu2S（黑色）和非金屬s+h2^=H2S點(diǎn).踱△（2）還原性：S+O2SO2（在空氣中燃燒火焰為淡藍(lán)色），S+2H2SO4（濃）=====3SO2t+2H2O。（3）S與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為3S+6NaOH==%=2Na2S+Na2SO3+3H2O,該反應(yīng)中硫既是氧化劑，又是還原劑，此反應(yīng)可用于除去試管內(nèi)黏附的S。【特別提醒】硫與變價(jià)金屬反應(yīng)時(shí)，生成低價(jià)態(tài)金屬硫化物（如Cu2S、FeS）。汞蒸氣有毒，實(shí)驗(yàn)室里不慎灑落一些汞，可撒上硫粉進(jìn)行處理。SO2二氧化硫是無色、有刺激氣味的有毒氣體，密度比空氣大，易溶于水。二氧化硫是形成酸雨的主要?dú)怏w，排放到大氣中有很大危害。酸性氧化物的通性與H2O反應(yīng)：SO2+H2OH2SO3與堿反應(yīng)：SO2+2NaOH=Na2SO3+H2OSO2+Na2SO3+H2O=2NaHSO3SO2+Ca(OH)2=CaSO3I+H2OSO2+CaSO3+H2O=Ca(HSO3)2(CO2、so2均可使澄清石灰水變渾濁)與堿性氧化物的作用：SO2+CaO=CaSO3與某些鹽反應(yīng)：Sa+2NaHCO=N^SO+HO+2COf氧化性和還原性：SO2中的S元素化合價(jià)為+4價(jià)，處于中間價(jià)態(tài)，表現(xiàn)出雙重性，但以還原性為主。例：SO2+2H2S=3SI+2H2O——氧化性SO+T+2HO-HSO+2HT還原性2+》+2?！?4+SO2可使酸性KMnO4溶液褪色SO2可以被02、Cl2、Br2、12、KMnO4、HNO3、Fe3+等所氧化特性：漂白性二氧化硫有漂白性，它能與某些有色物質(zhì)化合生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)。這種物質(zhì)容易分解而使有色物質(zhì)恢復(fù)原來的顏色。因此，二氧化硫氣體可使品紅溶液褪色，加熱后溶液又恢復(fù)原來的顏色。小結(jié)所學(xué)的漂白劑及其漂白原理漂白劑漂白原理活性炭物理吸附HClO、03、H202強(qiáng)氧化作用so2結(jié)合生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)，加熱又復(fù)色【易錯(cuò)警示】S02不能漂白酸堿指示劑，如只能使紫色的石蕊溶液變紅，但不能使之退色。S02的漂白性和還原性的區(qū)別：S02使品紅溶液退色表現(xiàn)的是S02的漂白性，加熱后溶液顏色復(fù)原；S02使酸性高錳酸鉀溶液、漠水、氯水、碘水退色表現(xiàn)的是S02的還原性，加熱后溶液顏色不復(fù)原。S02氧化性的表現(xiàn)：S02通入氫硫酸、硫化鈉溶液中都會(huì)出現(xiàn)淡黃色沉淀，表現(xiàn)了S02的氧化性。(4)SO2實(shí)驗(yàn)室制法固體Na2SO3與較濃H2SO4反應(yīng)Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+SO崩+H20；銅與濃h2so4混合加熱Cu+2H2SO4(濃)=冬=。詬04+$02[+2巳0。3.三氧化硫(S03)(1)物理性質(zhì)熔點(diǎn)16.8°C，沸點(diǎn)44.8°C，在常溫下為液態(tài)，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為固態(tài)。(2)化學(xué)性質(zhì)反應(yīng)化學(xué)方程式與水反應(yīng)SO3+h2o==h2so4(放出大量的熱)與氧化鈣反應(yīng)SO3+CaO==CaSO4與氫氧化鈉反應(yīng)SO3+2NaOH===Na2SO4+H2O4?硫的氧化物的污染與治理來源：含硫化石燃料的燃燒及金屬礦物的冶煉等。危害：危害人體健康，形成酸雨(pH小于5.6)。治理：燃煤脫硫，改進(jìn)燃燒技術(shù)。硫酸型酸雨的形成途徑有兩個(gè)：譯徑1.牽與由西機(jī)小的伸仆作田伸-I-C.催化劑qc-i-ucuqc^途1工1:空~中飄N土口的隹I化IF用，I使2SU^~^~2SUq、SUq^TH^OH^SOn。途徑2：SO2+H2O^=H2SO「2H2SO+O2===2H2SO4。5.濃硫酸硫酸是一種強(qiáng)酸，其稀溶液具有酸的通性，但濃硫酸還具有三大特性：吸水性：可做氣體干燥劑。脫水性：按水的組成比脫去有機(jī)物中的氫、氧元素，生成水。濃硫酸對(duì)皮膚有強(qiáng)腐蝕性。強(qiáng)氧化性與非金屬反應(yīng)2H2SO4(濃)+C^=CO2f+2H2O+2SO2f2H2SO4(濃)+S^=3SO2f+2H2O與不活潑金屬反應(yīng)/A人2H2SO4(濃)+CuCuSO4+2H2O+SO2f常溫時(shí)，F(xiàn)e、Al與濃硫酸作用，使金屬表面生成致密氧化膜(鈍化)，可用鋁槽車運(yùn)輸濃H2SO4。與化合物反應(yīng)2FeSO4+2H2SO4(濃)==Fe2(SO4)3+SO2f+2H2O【特別提醒】①H2SO4是高沸點(diǎn)、難揮發(fā)性的強(qiáng)酸，利用這一性質(zhì)可以制取HCl和HF：H2SO4(濃)+NaCl業(yè)些NaHSO4

+HClf,CaF2+H2SO4==CaSO4+2HFf。②由“量變，，引起的“質(zhì)變，，：金屬(如Cu、Zn等)與濃H2SO4反應(yīng)時(shí)，要注意H2SO4濃度對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響。開始階段產(chǎn)生SO2氣體，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，H2SO4的濃度變小，最后變?yōu)橄2SO4,Cu與稀h2so4不反應(yīng)，Zn與稀H2SO4反應(yīng)生成H2而不是SO2。硫酸的用途：①制取化肥、硫酸鹽、揮發(fā)性酸。②消除金屬表面的氧化物。硫酸的工業(yè)制備三原理：高潟△①4FeS2+11O2=====2Fe2O3+8SO2(或S+O2===SO2)。②2SO2②2SO2+O2催化劑

高溫2SO3。③so3+h2o===h2so4。6、SO2-的檢驗(yàn)檢驗(yàn)SO4-的正確操作方法：被檢液加足量鹽酸酸化取清液滴加—溶液有無白色沉淀產(chǎn)生(判斷有無SO2-)。先加稀鹽酸的目的是防止CO2-、SO2-、Ag+干擾，再加BaCl2溶液，有白色沉淀產(chǎn)生。整個(gè)過程中可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：CO3-+2H+==CO2f+H2O、SO2-+2H+==SO2f+H2O>Ag++Cl-==AgCll、Ba2++SO4-===BaSC4I。二、氮及其化合物氮的固定自然固氮：根瘤菌固氮、雷電固氮；(2)人工固氮：合成氨工業(yè)。氮?dú)獾獨(dú)庹伎諝怏w積的78%左右。物理性質(zhì)：無色無味氣體，密度比空氣略小，難溶于水?；瘜W(xué)性質(zhì)_點(diǎn)燃3Mg+N2=點(diǎn)冬Mg3N2；高溫、高壓噸+3馬、催化劑一2NH3；由qI/、，曰放電或高溫、N2+O2===========2NO。3.NO和NO2(1)氮有多種價(jià)態(tài)的氧化物，氮元素從+1?+5價(jià)都有對(duì)應(yīng)的氧化物，如n2o、no、n2o3、NO2(或n2o4)、NO，其中屬于酸性氧化物的是NO、NO。25，2^^3、2^^5。(2)NO和NO2的比較NOno2物理性質(zhì)色態(tài)味無色、無味、氣體紅棕色、刺激性氣味、氣體密度略大于空氣大于空氣熔沸點(diǎn)低低溶解性不溶于水易溶于水并反應(yīng)毒性有毒有毒化學(xué)性質(zhì)與水不反應(yīng)3NO2+H2O=2HNO3+NOno2既是氧化劑，又是還原劑與堿不反應(yīng)2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O氧化性催化劑2NO+2CO2CO2+N22NO2+2KI=I2+2KNO2還原性2NO+O2=2NO2可使KMnO4褪色可使KMnO4褪色(與O2混合，通入水中4NO+3O2+2H2O=4HNO34NO2+O2+2H2O=4HNO3實(shí)驗(yàn)室制法3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NOf+4H2OCu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2f+2H2O氮氧化物對(duì)環(huán)境的污染及防治常見的污染類型光化學(xué)煙霧：NOx在紫外線作用下，與碳?xì)浠衔锇l(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生了一種有毒的煙霧。酸雨：NOx排入大氣中后，與水反應(yīng)生成HNO3和HNO2，隨雨雪降到地面。破壞臭氧層：NO2可使平流層中的臭氧減少，導(dǎo)致地面紫外線輻射量增加。NO與血紅蛋白結(jié)合使人中毒。常見的NOx尾氣處理方法堿液吸收法2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2ONO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2ONO2、NO的混合氣體能被足量燒堿溶液完全吸收的條件是n(NO2)M(NO)。一般適合工業(yè)尾氣中NO*的處理。催化轉(zhuǎn)化法：在催化劑、加熱條件下，氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無毒氣體時(shí)2)，或NO*與CO在一定溫度下催化轉(zhuǎn)化為無毒氣體(N2和CO2)。一般適用于汽車尾氣的處理。4.氨氣(NH3)1）氨的分子結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)電子式密度氣味水溶性II'N￡11XH比空氣小強(qiáng)烈刺激性氣味極易溶于水（1:700）2）氨的化學(xué)性質(zhì)（1）與酸反應(yīng)NH3+HCl=NH4Cl（白煙）nh3+hno3=nh4no3（白煙）DNT口—/MW\2NH3+H2SO4—（NH4）2SO4（2）與水反應(yīng)：氨氣是無色有刺激氣味的氣體，極易溶于水并發(fā)生反應(yīng)，常溫下，1體積水大約可溶解700體積氨氣。實(shí)驗(yàn)室可以用氨氣做噴泉實(shí)驗(yàn)。氨的水溶液是氨水，NHq+H2ONH-H2O■-NH4++OH-（NH-H2O是弱堿）所以，氨水中的微粒共有六種：分子：NH3?H2O、H2O、NH3；離子：NH4+、OH-、H+（3）還原性：在催化劑作用下氨氣可以被氧化成一氧化氮：4NP.+5Q24NO+6h^.Q，因此，氨經(jīng)一系列反應(yīng)可以得到硝酸：NH3NONO2__7HNO3此外，氨還可與Cl2反應(yīng)：8NH3+3Cl2=2N2+6NH4Cl（氨過量，常用于檢驗(yàn)氯氣管道的泄漏）3）氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法原理：2NH4Cl+Ca（OH）2^CaCl2+2NH3f+2H2O裝置：固一固反應(yīng)加熱裝置（同制O2）干燥：堿石灰（或固體NaOH、固體CaO）（不能用濃H2SO4、CaCl2干燥，因CaCl2與NH3反應(yīng)：CaCl2+8NH3=CaCl2-8NH3）收集：向下排空氣法收集驗(yàn)滿：用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙（變藍(lán)）或蘸有濃HCl的玻璃棒接近瓶口（產(chǎn)生白煙）。尾氣吸收：水（防止倒吸）銨鹽（1）銨鹽都是離子化合物，都易溶于水（2）銨鹽的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定性，受熱易分解_A，一，……NH4Cl^=NH3f+HClf（用于除去或分離銨鹽）Anh4hco3^=nh3f+h2o+co2f與堿反應(yīng)NH4++OH-H=nh3f+H2O（用于nh4+的檢驗(yàn)）nh3與nh4+的相互轉(zhuǎn)化H+硝酸1）物理性質(zhì)硝酸是無色易揮發(fā)的液體，有刺激性氣味。2）化學(xué)性質(zhì)（1）酸的通性：（石蕊、金屬、堿、堿性化合物、某些鹽）（2）不穩(wěn)定性4HNO3（濃）?--??2H2O+4NO2f+O2f（是久置濃硝酸呈黃色的原因，濃硝酸應(yīng)保存在棕色瓶中，并置于陰涼處）。（2）強(qiáng)氧化性硝酸無論濃、稀都有強(qiáng)氧化性，而且濃度越大，氧化性越強(qiáng)。與金屬單質(zhì)的反應(yīng)：與活潑金屬反應(yīng)無氫氣放出。Al、Fe鈍化：常溫濃硝酸可使鋁、鐵鈍化，但加熱能和它們劇烈的發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。A1+6HNO3（濃）」Al（NO3）3+3NO2f+3H2O不活潑金屬Cu+4HNO3（濃）=Cu（NO3）2+2NO2f+2H2O3Cu+8HNO3（?。?3Cu（NO3）2+2NOf+4H2O與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)：C+4HNO3（濃）三CO2f+4NO2f+2H2O與化合物的反應(yīng)：如可使下列變化發(fā)生Fe2+—Fe3+；SO32-—SO42-；I-—I2（3）與有機(jī)物反應(yīng)硝化反應(yīng)（與苯反應(yīng)）：濃硫酸+HNO3（濃）一h+h2o；顯色反應(yīng)：含有苯基的蛋白質(zhì)遇到濃硝酸時(shí)變黃色?！疽族e(cuò)警示】1）HNO3與金屬反應(yīng)一般不能產(chǎn)生h2。2）還原產(chǎn)物一般為HNO3（濃）一NO2，HNO3（?。┮籒O；很稀的硝酸還原產(chǎn)物也可能為N2O、N2或NH4NO3。3）硝酸與金屬反應(yīng)時(shí)既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)酸性。4）涉及HNO3的離子反應(yīng)常見的易錯(cuò)問題忽視NO-在酸性條件下的強(qiáng)氧化性。在酸性條件下NO-不能與Fe2+、1-、SO3-、S2-等還原性較強(qiáng)的離子大量共存。在書寫離子方程式時(shí)，忽視hno3的強(qiáng)氧化性，將氧化還原反應(yīng)簡(jiǎn)單地寫成復(fù)分解反應(yīng)。3）硝酸工業(yè)制法的反應(yīng)原理NH3在催化劑作用下與O2反應(yīng)生成NO：催化劑4NH3+5O2『△4NO+6H2O。NO進(jìn)一步氧化生成NO2：2NO+O2===2NO2。用水吸收NO2生成HNO3：3NO2+H2O===2HNO3+NO。4）硝酸的保存保存硝酸：棕色瓶（避光）、玻璃塞（橡膠塞易被氧化）、陰涼處（防熱）。存放的濃硝酸中，因分解產(chǎn)生的NO2溶于HNO3而使其呈黃色。與工業(yè)鹽酸中因含F(xiàn)e3+而呈黃色易混。三、無機(jī)非金屬材料硅單質(zhì)地殼中含量最高的兩種元素分別是氧和硅。硅是一種親氧元素，在自然界中它總是與氧相互化合，硅主要以熔點(diǎn)很高的氧化物及硅酸鹽的形式存在。硅原子結(jié)構(gòu)和碳原子結(jié)構(gòu)相似。硅元素是構(gòu)成巖石與許多礦物的基本元素，碳元素是構(gòu)成有機(jī)物的必要元素。（1）硅的性質(zhì)：還原性為主常溫下與F2、HF、NaOH反應(yīng)；加熱時(shí)能與H2化合生成不穩(wěn)定的氫化物SiH4，加熱時(shí)還能與Cl2、O2化合分別生成SiCl4、SiO2。涉及的化學(xué)方程式如下：'△O2：Si+O2=====SiO2_.?與非金屬單質(zhì)反應(yīng)F2：Si+2F2===SiF4、△Cl2：Si+2Cl2===SiCl4與氫氟酸反應(yīng)：Si+4HF==SiF4f+2H2f。與NaOH溶液反應(yīng)：Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2f。（2）硅的制取：①制取粗硅：工業(yè)上，用焦炭在電爐中還原SiO2得到含有少量雜質(zhì)的粗硅：SiO2+2C=^!=Si+2COf。②粗硅提純：Si+2Cl2=S=i=SiCl4，SiCl4+2H2=高溫i=Si+4HCl?！咎貏e提醒】①用焦炭還原SiO2,產(chǎn)物是CO而不是CO2。②粗硅中含碳等雜質(zhì)，與Cl2反應(yīng)生成的SiCl4中含有CCl4等雜質(zhì)，經(jīng)過分餾提純SiCl4后，再用H2還原，得到高純度硅。硅的用途：①良好的半導(dǎo)體材料；②太陽能電池；③計(jì)算機(jī)芯片。二氧化硅酸性氧化物的通性SiO2+CaO^^CaSiO3SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O(盛放堿性溶液的試劑瓶不能用玻璃塞)SiO2不溶于水，與水不反應(yīng)氧化性：SiO2+2C里土Si+2CO⑶SiO2和HF反應(yīng)：SiO2+4HF=SiF4f+2H2O(特性)，玻璃中含有SiO2，可以用HF來刻蝕玻璃。盛放氫氟酸不能用玻璃瓶，可以用塑料瓶。SiO2用途：天然二氧化硅有結(jié)晶形和無定形兩大類，統(tǒng)稱硅石。它的硬度較大，熔點(diǎn)較高。以SiO2為主要成分的沙子是基本的建筑材料。純凈的SiO2是現(xiàn)代光學(xué)及光纖制品的基本原料(光導(dǎo)纖維的成分是二氧化硅)。石英、瑪瑙(成分SiO2)用于制作飾物和工藝品。注意：(1)SiO2中硅元素為+4價(jià)，是Si元素的最高價(jià)態(tài)，具有較弱的氧化性能與C在高溫下反應(yīng)。SiO2是酸性氧化物，H2SiO3的酸酎，與水不反應(yīng)，硅酸只能用相應(yīng)的可溶性硅酸鹽與酸反應(yīng)制得。實(shí)驗(yàn)室中，盛放Na2SiO3溶液、NaOH溶液的試劑瓶不能用玻璃塞，要用橡膠塞。原因是玻璃中含有SiO2，與NaOH溶液反應(yīng)生成Na2SiO3,Na2SiO3溶液有很強(qiáng)的黏合性，能將玻璃塞和玻璃瓶黏合在一起，久之不能打開。氫氟酸能與SiO2反應(yīng)，故氫氟酸不能盛放在玻璃瓶中，而應(yīng)存放在塑料瓶中。硅酸和硅酸鹽1)硅酸物理性質(zhì)硅酸的溶解度小，新制備的硅酸為透明、膠凍狀，干燥硅膠多孔，吸水性和吸附性強(qiáng)?；瘜W(xué)性質(zhì)弱酸性：酸性比碳酸弱，與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2SiO3+2NaOH===Na2SiO3+2H2O。不穩(wěn)定性：受熱易分解，反應(yīng)的化學(xué)方程式為△,H2SiO3=====SiO2+H2O。制備：通過可溶性硅酸鹽與其他酸反應(yīng)制得，如Na2SiO3溶液與鹽酸反應(yīng)：Na2SiO3+2HCl===2NaCl+H2SiO3(膠體)。用途：硅膠可用作干燥劑、催化劑的載體等。2)硅酸鹽白色、可溶于水的粉末狀固體，其水溶液俗稱丞玻璃，有黏性，水溶液顯堿性。與酸性較硅酸強(qiáng)的酸反應(yīng)：與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：Na2SiO3+2HCl===2NaCl+H2SiO3」。與CO2水溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：Na2SiO+H2O+CO2===Na2CO+H2SiOI。用途：黏合劑(礦物膠)，耐火阻燃材料。(3)硅酸鹽組成的表示通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示硅酸鹽的組成。如硅酸鈉(Na2SiO3)可表示為NaQSR石棉(CaMg3Si4O12)可表示為CaO?3MgO?4SiO2。注意：①Na2SiO3的水溶液是一種黏合劑，是制備硅膠和木材防火劑等的原料；Na2SiO3易與空氣中的CO2、h2o反應(yīng)，要密封保存。②可溶性碳酸鹽、硅酸鹽的水溶液呈堿性，保存該溶液的試劑瓶不能用玻璃塞，應(yīng)用橡膠塞。4.硅酸鹽材料陶瓷玻璃水泥原料黏土純堿、石灰石、石英主要原料:石灰石、黏土；輔助原料：適量的石膏等生產(chǎn)設(shè)備陶窯玻璃熔爐水泥回轉(zhuǎn)主要生產(chǎn)過程原料經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成，發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化原料經(jīng)混合、粉碎，在玻璃窯中熔融，發(fā)生復(fù)雜的物理和化學(xué)變化而制得。Na2CO3+SiO2^Na2SiO3+CO2f；CaCO3+SiO^CaSiO3+CO2f原料與其他輔料經(jīng)混合、研磨后在水泥回轉(zhuǎn)窯中煅燒，發(fā)生復(fù)雜的物理和化學(xué)變化，加入適量石膏調(diào)節(jié)水泥硬化速率，再磨成細(xì)粉即得。主要成分成分復(fù)雜硅酸鈉(NaSiO)、硅酸鈣(CaSiO)、二233氧化硅(SiO)2硅酸三鈣(3Ca?SiO)、硅酸二鈣2(2CaO?SO)、鋁酸三鈣(3CaO?2AlO)^-3性能熔點(diǎn)高、硬度大、耐腐蝕、性質(zhì)穩(wěn)定透光性好、硬度大、無固定熔點(diǎn)遏水逐漸變硬(水硬性)、硬化后性質(zhì)穩(wěn)定主要用途建筑材料、絕緣材料、日用器皿、衛(wèi)生潔具等建筑材料、各種器皿、光學(xué)儀器等大量用于建筑、水利、道路等工程中5、新型無機(jī)非金屬材料新型材料成分性能主要應(yīng)用

晶體硅硅原子，硅原子以共價(jià)鍵連接，結(jié)構(gòu)類似金剛石導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間半導(dǎo)體材料、計(jì)算機(jī)芯片、太陽電池等二氧化硅硅原子、氧原子，其基本結(jié)構(gòu)單元為硅氧四面體（如下圖甲所示），硅氧四面體通過氧原子相互連接為空間的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)性質(zhì)穩(wěn)定、透光性好光導(dǎo)纖維、玻璃儀器、裝飾品等新型陶瓷碳化硅、氮化硅、金屬氧化物等高溫結(jié)構(gòu)陶瓷；氧化鋁、氧化釔等透明陶瓷；YBa2Cu3O7&、Bi2Sr2Ca2Cu3Oio、Tl2Ba2Ca2Cu3Oio等超導(dǎo)陶瓷分別具有光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)等方面的特性分別用于激光、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、壓電陶瓷（點(diǎn)火器）、磁浮技術(shù)、人工關(guān)節(jié)等石墨烯一個(gè)碳原子直徑厚度的單層石墨電阻率低、熱導(dǎo)率高、具有很高的強(qiáng)度應(yīng)用于光電器件、超級(jí)電容器、電池和復(fù)合材料等方面碳納米管石墨片層卷成的直徑納米級(jí)的管狀物比表面積大，具有高的強(qiáng)度和優(yōu)良的電學(xué)性質(zhì)生產(chǎn)復(fù)合材料、電池和傳感器等【重難點(diǎn)講解】1、具有漂白作用的物質(zhì)，按其漂白原理可分為三類：（1）氧化型：即漂白劑本身是一種強(qiáng)氧化劑，它可以將有機(jī)色質(zhì)內(nèi)部的“生色團(tuán)”（實(shí)際上是一種特殊化學(xué)鍵）破壞掉而使之失去原有的顏色，這種漂白是徹底的，不可逆的。此類物質(zhì)有：HClO、Na2O2、濃HNO3、H2O2等強(qiáng)氧化性物質(zhì)。（2）加合型：即漂白劑與有機(jī)色質(zhì)內(nèi)部的“生色團(tuán)”發(fā)生反應(yīng)，使有機(jī)色質(zhì)失去原有的顏色。但是，如果受熱或其他一些因素的影響，漂白劑從有機(jī)色質(zhì)中脫離，使之又恢復(fù)原有的顏色。這種漂白是可逆的、不徹底的，如：SO2使品紅溶液褪色，加熱時(shí)又恢復(fù)原有顏色。（3）吸附型：有些物質(zhì)的固體疏松、多孔、具有較大的表面積，可以吸附一些其他有色物質(zhì)而使之失去原來顏色。如活性炭，此過程為物理過程。注意：①漂白是指使有機(jī)色質(zhì)褪色，漂白劑不一定能使無機(jī)色質(zhì)（如KMnO4、CuSO4?5H2O等）褪色，即使能使無機(jī)色質(zhì)褪色，也不稱漂白作用（如SO2使KMnO4溶液褪色）。②二氧化硫不能漂白酸堿指示劑。能氧化酸堿指示劑而使指示劑褪色的常見物質(zhì)主要有Cl2（HClO）、濃HNO3及Na2O2,它們會(huì)使酸堿指示劑溶液先顯色后褪色。2.SO2和CO2的比較（1）SO2和CO2都是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性特別是與澄清的石灰水反應(yīng)極為相似，一般不用此反應(yīng)區(qū)別CO2與SO2,而利用SO2的漂白性、還原性和氧化性，選擇試劑如品紅、H2S、Cl2、Br2、12、H2O2、KMnO4(H+)等試劑。除去CO2中的SO2不能選用品紅溶液，可利用SO2的還原性選擇KMnO4(H+)溶液、漠水、H2O2等氧化劑，或用飽和NaHCO3溶液NaHCO3+SO2NaHSO3+CO2f。檢驗(yàn)SO2可以用品紅溶液。檢驗(yàn)混合氣體中既有CO2，又有SO2的方法是：依次通入品紅溶液漠水(或酸性KMnO4溶液等氧化劑溶液)品紅溶液澄清石灰水。3、有關(guān)NO、NO2、O2與H2O作用的計(jì)算有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式3NO2+H2O=2HNO3+NO①4NO2+O2+2H2O=4HNO3?4NO+3O2+2H2O=4HNO3③2NO+O2=2NO2?不同情況及剩余氣體的體積序號(hào)氣體反應(yīng)剩余氣體剩余氣體的體積1NO2①NOV(NO2)/32no2no①NOV(NO)+V(NO2)/33no2+o2[V(NO2)/V(O2)]=4:1②無0[V(NO2)/V(O2)]<4:1②NOV(O2)-V(NO2)/4[V(NO2)/V(O2)]>4:1①②NO[V(NO2)-4V(O2)]/34no+o2[V(NO)/V(O2)]=4:3③無0[V(NO)/V(O2)]<4:3③NOV(NO)-4V(O2)/3[V(NO)/V(O2)]>4:3③O2V(O2)-3V(NO2)/4NO2、NO、O2三者組成的混合氣體溶于水：先按①反應(yīng)后，再據(jù)表W進(jìn)行計(jì)算。先按④反應(yīng)后，再據(jù)表m進(jìn)行計(jì)算。技巧：NO2+O2和4NO+3O2從組成上均相當(dāng)于2N2O5的組成，即上述兩種情況中的總反應(yīng)式都與N2O5+H2O2HNO3等效。這不僅是記憶上述二式的方法，也為上述問題的解法提供了新的思路。即利用混合氣體中的N、O原子個(gè)數(shù)比進(jìn)行分析判斷。'<2：5，O2剩余。N：O<=2：5，恰好完全反應(yīng)。、>2：5，剩余NO。硅及其化合物的“特性”小結(jié)(1)硅的“特性”①非金屬單質(zhì)一般為非導(dǎo)體(石墨能導(dǎo)電)，硅的晶體是良好的半導(dǎo)體材料。Si（粗硅）+2COto②Si的還原性大于C,但C能在高溫下還原出Si：SiO2(石英砂)+2C(焦炭)非金屬單質(zhì)跟堿作用一般無H2放出，但Si能跟強(qiáng)堿溶液作用放出H2：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2HSi（粗硅）+2COto單質(zhì)一般不跟非氧化性酸作用，但Si能跟HF作用：Si+4HF=SiF4t+2H2to(2)硅的化合物“特性”酸性氧化物一般不與酸作用，但SiO2能與HF作用。SiO2+4HF=SiF4t+2H2OSiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接與水作用制備H2SiO3o無機(jī)酸一般易溶于水，但H2SiO3難溶于水。硅酸鈉水溶液稱泡花堿或水玻璃，但卻是鹽溶液，并不是堿。H2CO3的酸性強(qiáng)于H2SiO3，所以有Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3；+Na2CO3，但高溫下，Na2CO3+SiO2^^=Na2SiO3+CO2t也能發(fā)生。硅酸鹽的表示方法和步驟將硅酸鹽中所有元素都寫成氧化物，較活潑金屬氧化物一較活潑金屬氧化物一二氧化硅一水；在各氧化物前添上未知數(shù)心y、z等；依據(jù)原子守恒列出等式，求出心y、z等；x、y、z的具體數(shù)值寫在氧化物前面；氧化物之間以“?”隔開，若系數(shù)配置出現(xiàn)分?jǐn)?shù)應(yīng)化為整數(shù)。注意：(1)由于硅酸鹽的組成與結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，為了簡(jiǎn)化對(duì)硅酸鹽組成的表示方法，采用了氧化物法。實(shí)際上硅酸鹽不是以簡(jiǎn)單氧化物形式存在的，而是以種種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鹽的形式存在的。(2)在硅酸鹽氧化物的表示式中，氧化物前面的計(jì)量數(shù)只對(duì)該氧化物起作用，對(duì)其他氧化物不起作用。如2MgO?SiO2表示2個(gè)MgO和1個(gè)SiO2，不能認(rèn)為是2(MgOSO2)?！镜漕}例析】考點(diǎn)1、考查硫及其氧化物的性質(zhì)例1、下列說法錯(cuò)誤的是()殘留在試管內(nèi)壁上的硫可用CS2溶解除去，也可用熱的NaOH溶液除去硫單質(zhì)與變價(jià)金屬反應(yīng)時(shí)一般生成低價(jià)態(tài)的金屬硫化物汞蒸氣有毒，實(shí)驗(yàn)室里不慎灑落一些汞，可撒上硫粉進(jìn)行處理單質(zhì)硫或含硫物質(zhì)燃燒時(shí)，氧氣少量時(shí)生成SO2,氧氣足量時(shí)生成SO3考點(diǎn)2、考查硫酸的性質(zhì)及其應(yīng)用例2、濃硫酸分別與三種鈉鹽反應(yīng)，現(xiàn)象如圖。下列分析正確的是()—一試甕I?.部有冗株色氣體MuBits）試管」.部無現(xiàn)象，管口MaCJ（s）"IL現(xiàn)白霧產(chǎn)生有時(shí)澈性氣味的氣心口"體,能使品紅溶液槌色對(duì)比①和②可以說明還原性：Br->Cl-①和③相比可說明氧化性：Br—一試甕I?.部有冗株色氣體MuBits）試管」.部無現(xiàn)象，管口MaCJ（s）"IL現(xiàn)白霧產(chǎn)生有時(shí)澈性氣味的氣心口"體,能使品紅溶液槌色③中濃H2SO4被還原成SO2考點(diǎn)3、考查硫及其化合物的相互轉(zhuǎn)化及應(yīng)用例3、含硫煤燃燒會(huì)產(chǎn)生大氣污染物，為防治該污染，某工廠設(shè)計(jì)了新的治污方法，同時(shí)可得到化工產(chǎn)品，該工藝流程如圖所示，下列敘述不正確的是（）該過程中可得到化工產(chǎn)品HSO24該工藝流程是除去煤燃燒時(shí)產(chǎn)生的SO2該過程中化合價(jià)發(fā)生改變的元素只有Fe和S圖中涉及的反應(yīng)之一為Fe（SO）+SO+2HO===2FeSO+2HSO24322424考點(diǎn)4、考查氮?dú)饧把趸锏男再|(zhì)和應(yīng)用例4、下列有關(guān)氮?dú)庥猛镜恼f法不正確的是（）作焊接金屬的保護(hù)氣制硝酸和化肥的原料食品袋中充氮?dú)鈦矸栏c氧氣反應(yīng)制NO從而制硝酸考點(diǎn)5、考查氮氧化物溶于水的定量判斷例5、（NOx^H2O反應(yīng)計(jì)算）如圖所示，相同條件下，兩個(gè)容積相同的試管分別裝滿NO2和NO氣體，分別倒置于水槽中，然后通過導(dǎo)管緩慢通入氧氣，邊通邊慢慢搖動(dòng)試管，直到兩個(gè)試管內(nèi)充滿液體。假設(shè)試管內(nèi)的溶質(zhì)不向水槽中擴(kuò)散，則兩個(gè)試管內(nèi)溶液物質(zhì)的量濃度之比為（）1：1B.5：7C.7：5D.4：3考點(diǎn)6、考查