化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素復習【知識精講+備課精研】 高一化學 課件（人教版2019必修第二冊）

單元小結(jié)一、物質(zhì)的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化運用元素的原子結(jié)構(gòu)知識，可以預測和解釋物質(zhì)的性質(zhì)。請以硫和氮為例進行說明。1、從結(jié)構(gòu)預測性質(zhì)、了解硫、氮在自然界的存在及其轉(zhuǎn)化N0FSCl+725NS第三周期VIA族第二周期VA族易得2個電子形成-2價的硫化物、非金屬性比氧弱，常以+4、+6價與氧形成氧化物、含氧酸及其鹽既不容易得3個電子也不容易失5個電子一般通過共用電子對與其他原子結(jié)合成物質(zhì)，常見化合價-3、+2、+4、+5硫在自然界中的循環(huán)氮在自然界中的循環(huán)游離態(tài)——氮氣化合態(tài)——蛋白質(zhì)、銨鹽、硝酸鹽氮的固定自然固氮人工固氮2.從物質(zhì)類別認識物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系氫化物氧化物單質(zhì)含氧酸鹽研究非金屬及其化合物、可以按照物質(zhì)的類別認識各類物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化關(guān)系。H2SSSO2SO3H2SO3H2SO4Na2SO4Na2SO3NH3N2NONO2HNO2HNO3NaNO2NaNO3發(fā)生____反應氧化還原價態(tài):性質(zhì):只有還原性既有氧化性又有還原性只有氧化性低價態(tài)高價態(tài)-2S0S+4S+6S發(fā)生____反應價態(tài):-3N0N2+4N+6N+2N把一種原料轉(zhuǎn)化成多種產(chǎn)品，路徑之一是通過氧化還原反應改變主要元素的化合價，從而實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化。3.從元素價態(tài)的視角認識物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系+6+40-2化合價類別氫化物單質(zhì)氧化物酸鹽H2SSSO2SO3H2SO3H2SO4SO42-SO32-FeSNa2S、NaHSFeS2只有還原性既有還原性也有氧化性只有氧化性硫元素的價類二維圖酸堿轉(zhuǎn)化氧化還原硫及其化合物濃硫酸的性質(zhì)在涉及H2SO4的反應時,要注意分析濃度不同時的反應情況:(1)Zn與濃硫酸反應時,如果Zn過量,隨著H2SO4濃度減小,當濃硫酸變成稀硫酸時,Zn與稀硫酸反應生成H2,最終得到SO2和H2的混合氣體。(2)Cu與濃硫酸反應時,如果Cu過量,隨著H2SO4濃度的減小,當濃硫酸變成稀硫酸時,兩者將不再反應。(3)常溫下濃硫酸使Fe、Al鈍化,若加熱或?qū)饬蛩嵯♂?則可以繼續(xù)反應:SO2性質(zhì)的多面性將SO2通入下列溶液中,觀察到的現(xiàn)象及體現(xiàn)的SO2的性質(zhì)如表所示。溶液紫色石蕊溶液加有酚酞的氫氧化鈉溶液品紅溶液酸性KMnO4溶液、溴水氫硫酸(H2S溶液)現(xiàn)象變紅褪色褪色褪色生成淡黃色沉淀SO2的性質(zhì)溶于水顯酸性溶于水顯酸性漂白性還原性氧化性氧化作用化合作用吸附作用HClO、O3、

Na2O2、H2O2、Ca(ClO)2SO2活性炭化學變化化學變化物理變化永久漂白暫時漂白永久漂白漂白性物質(zhì)小結(jié)除去粗鹽中可溶性雜質(zhì)的原理為使雜質(zhì)離子完全除去，要加入過量的試劑。后續(xù)試劑要能夠?qū)⑶懊嫠舆^量的試劑除去，由此可知碳酸鈉溶液要在氯化鋇溶液之后加入。最后加入鹽酸的目的是除去溶液中過量的OH－和CO32－硫及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系酸性氧化物化合價單質(zhì)鹽酸氧化物類別氫化物0+2+4-3NH3N2NONO2HNO2HNO3NaNO2NaNO3稀、濃NH4Cl+5+3N2O5NH3·H2O堿氮元素的價類二維圖酸堿轉(zhuǎn)化氧化還原工業(yè)制硝酸反應（3步）NH3的還原性、硝酸的強氧化性氮及其化合物氮及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系Cl-SO42-NH4+取少量待測液于試管中，滴加硝酸酸化的硝酸銀溶液，若出現(xiàn)白色沉淀，則證明含有Cl-取少量待測液于試管中，滴加鹽酸酸化，無明顯現(xiàn)象，再向溶液中滴加BaCl2溶液，若出現(xiàn)白色沉淀，則證明含有SO42-。取少量待測液于試管中，滴加NaOH溶液，加熱產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的無色氣體，證明含有NH4+。離子檢驗時，需要排除干擾離子的影響。4.辨識化學物質(zhì)通過對構(gòu)成物質(zhì)的陰、陽離子的檢驗，可以辨識化學物質(zhì)。發(fā)生裝置

凈化裝置收集裝置18模塊：尾氣處理常見氣體制備方法的模塊化分析發(fā)生裝置

以氨的實驗室制取為例，談談在實驗室里通過化學方法制取某種物質(zhì)，通常需要考慮哪些問題。5.基于性質(zhì)認識實驗室制取物質(zhì)的方法工業(yè)制備高純硅反應的化學方程式：①

；②

；③

。無機非金屬材料主要是通過化學方法從自然界的物質(zhì)獲得的，具有優(yōu)良的性能與廣泛的用途。二、無機非金屬材料從沙灘到用戶無機非金屬材料無機非金屬材料分類名稱性能主要用途傳統(tǒng)硅酸鹽材料陶瓷熔點高、硬度大、耐腐蝕、性質(zhì)穩(wěn)定建筑材料、日用器皿、衛(wèi)生潔具等玻璃透光性好、硬度大、無固定熔點建筑材料、各種器皿、光學儀器等水泥遇水逐漸變硬（水硬性）、硬化后性質(zhì)穩(wěn)定大量用于建筑、水利、道路等工程中無機非金屬材料分類名稱性能主要用途新型無機非金屬材料晶體硅導電性介于導體與絕緣體之間半導體材料、計算機芯片、太陽能電池等二氧化硅透光性好、性質(zhì)穩(wěn)定光導纖維、玻璃儀器、裝飾品等新型陶瓷分別具有光學、熱學、電學、磁學等方面的特性分別用于激光、火箭發(fā)動機、壓電陶瓷、磁懸浮技術(shù)、人工關(guān)節(jié)等石墨烯電阻率低、熱導率高、強度大光電器件、超級電容、電池、復合材料等碳納米管比表面積打、電學性能好、強度大傳感器、電池、復合材料等酸雨形成過程含硫礦物SO2O2燃燒H2SO3O2H2SO4N2NOO2高溫O2NO2H2OH2SO4物質(zhì)類別、氧化還原思想是分析物質(zhì)轉(zhuǎn)化的重要角度H2O易錯易誤再回顧(1)硫與氧氣反應時，無論是在空氣中燃燒還是在純氧中燃燒、無論是氧氣過量還是硫過量其產(chǎn)物都是SO2。(2)由于硫單質(zhì)的氧化性較弱，與變價金屬反應時生成低價金屬硫化物。(3)洗去試管內(nèi)壁上沾有的硫可用熱的NaOH溶液和CS2，但原理不同，用熱的NaOH溶液洗滌是由于發(fā)生反應生成了可溶性物質(zhì)，用CS2洗滌是由于溶解了硫。(4)并不是所有與SO2有關(guān)的褪色現(xiàn)象都屬于SO2的漂白性，如①SO2能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色是因為SO2與堿發(fā)生反應；②SO2能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色是因為SO2的還原性。(5)SO2不能漂白酸堿指示劑，例如SO2能使紫色石蕊試液變紅色，但不褪色。(6)雖說SO2有毒，但不超過國家規(guī)定的使用范圍和最大使用量，還可用作食品添加劑。(7)SO2和CO2都能使澄清石灰水變渾濁，檢驗SO2和CO2混合氣體中既有CO2又有SO2的方法是先用品紅溶液檢驗出SO2，然后用酸性KMnO4溶液除去SO2，再用澄清石灰水檢驗CO2。(8)SO2、活性炭和HClO、Na2O2的漂白原理不相同，HClO、Na2O2的漂白是因為具有強氧化性，SO2的漂白原理是與有色物質(zhì)化合形成無色物質(zhì)，活性炭的漂白是由于具有吸附性。(9)檢驗SO42-時既不能用Ba(NO3)2溶液也不能用硝酸酸化，因為在酸性條件下，SO32-、HSO3-等會被溶液中的NO3-氧化為SO42-。(10)常溫下，F(xiàn)e、Al遇到濃H2SO4、濃HNO3會發(fā)生“鈍化”，“鈍化”不是不反應，而是生成的致密氧化膜阻止了金屬繼續(xù)反應。(11)NO容易和空氣中的O2反應，只能用排水法收集，NO2與H2O反應，只能用向上排空氣法收集。(12)氨是中學階段學習的唯一溶于水，并且其水溶液顯堿性的氣體，但氨氣本身沒堿性。(13)氨水中氮元素主要以NH3·H2O的形式存在，但氨水的溶質(zhì)是NH3而非NH3·H2O。(14)銨鹽與堿在溶液中反應，若加熱或為濃溶液，生成NH3和H2O，若為稀溶液，生成NH3·H2O。(15)實驗室不能用加熱NH4Cl的方法制取NH3，因為生成的NH3和HCl遇冷重新結(jié)合生成NH4Cl；一般也不用NH4NO3、NH4HCO3與堿加熱制NH3，因為NH4NO3受熱易爆炸，NH4HCO3易分解而產(chǎn)生雜質(zhì)；還不能用NaOH固體代替Ca(OH)2固體，因為用NaOH固體與銨鹽反應時易結(jié)塊，且腐蝕試管。(16)CaCl2雖說是中性干燥劑，但由于能與NH3反應生成配合物CaCl2·8NH3，所以不能用CaCl2干燥NH3。(17)金屬和硝酸反應不能生成氫氣是由于硝酸中NO3－的氧化能力大于H＋。(18)把濃HNO3滴到紫色石蕊試紙上的現(xiàn)象是先變紅后褪色，先變紅是因為硝酸具有酸性，后褪色是因為濃硝酸有強氧化性，將石蕊氧化而使紅色褪去。(19)酸性條件下NO3－表現(xiàn)出強氧化性，但中性和堿性溶液中NO3－無氧化性。(20)單晶硅由于具有良好的半導體性能可用于制造芯片和太陽能電池；二氧化硅具有良好的傳輸光信號的性能，可用于制造光導纖維。(21)傳統(tǒng)無機非金屬材料都是以含硅物質(zhì)為原料，經(jīng)過高溫發(fā)生復雜的物理、化學變化制成的硅酸鹽產(chǎn)品。新型無機非金屬材料的的成分大都不是硅酸鹽。答題語言再規(guī)范

(1)檢驗SO2和CO2混合氣體中既有CO2又有SO2的方法是：將氣體依次通入品紅溶液(溶液褪色，檢驗SO2)—酸性KMnO4溶液(溶液顏色變淺或褪色，除SO2)—品紅溶液(紅色不褪，檢驗SO2已除盡)—澄清石灰水(石灰水變渾濁，檢驗CO2)

(2)SO42－的檢驗方法：取少量試樣于試管中，先加入足量的稀鹽酸酸化，若無沉淀，再加入適量的BaCl2溶液，若有無白色沉淀生成，則含有SO42-(3)NH4＋的檢驗方法：取少量試樣于試管中，加入適量氫氧化鈉溶液并加熱，若產(chǎn)生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體，則含有NH4＋

三、環(huán)境保護

二氧化硫、二氧化氮及氯氣等都能對大氣造成污染，人類在生產(chǎn)、生活中，應盡量減少污染物的排放。

我們要加強環(huán)境保護意識，自覺地保護環(huán)境，防治污染，創(chuàng)建美好家園。

二氧化硫和二氧化氮是大氣的主要污染物。如形成酸雨（PH<5.6）、光化學煙霧（引起呼吸道疾?。┑取６趸蚝投趸獙Υ髿獾奈廴?、空氣中SO