第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素 復(fù)習(xí)課件(共55張PPT)2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期化學(xué)人教版（2023）必修第二冊(cè)

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第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素

復(fù)習(xí)

試管內(nèi)壁上有硫附著時(shí)可用CS2試劑洗滌

俗稱(chēng)色、態(tài)溶解性

水酒精CS2

一、硫

1.物理性質(zhì)

黃色或淡黃色晶體

難溶

硫黃

微溶

易溶

2.化學(xué)性質(zhì)

(1)與金屬反應(yīng)（低價(jià)金屬硫化物）

(黑色)

(黑色)

Hg+S=HgS(黑色)用于除去灑落的汞

(2)與非金屬單質(zhì)反應(yīng)

S+H2H2S

空氣中燃燒

淡藍(lán)色火焰

氧氣中燃燒

藍(lán)紫色火焰

單質(zhì)硫燃燒時(shí)，產(chǎn)物只能是SO2，無(wú)論O2的量是否

充足，均不會(huì)生成SO3。

二、SO2的性質(zhì)

1、物理性質(zhì)：無(wú)色，有刺激性氣味、有毒，密度＞空氣，通常情況下，水：SO2=1：40溶于水

2.用途：①制硫酸②漂白紙漿、毛、絲等

③殺菌消毒、食品添加劑（漂白、防腐、抗氧化）

原理：SO2+H2OH2SO3

可逆反應(yīng)特點(diǎn)：同一反應(yīng)、同一條件、同時(shí)進(jìn)行“三同”

3.化學(xué)性質(zhì)

(1)還原性：與氧化性物質(zhì)反應(yīng)

如O2、X2(X=Cl/Br/I)、酸性高錳酸鉀、Fe3+、Na2O2等

與高錳酸鉀：5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2++4H++5SO42-

與鹵素：

與O2:

可逆反應(yīng)

(2)氧化性:只有與S2-反應(yīng)才體現(xiàn)SO2的氧化性

如：H2S、Na2S

現(xiàn)象：產(chǎn)生黃色沉淀

例：如何檢驗(yàn)?zāi)郴旌蠚怏w中含有SO2和CO2？

SO2、CO2

澄清

石灰水

品紅溶液

KMnO4

溶液

品紅溶液

NaOH溶液

褪色褪色不褪色

先渾濁

后澄清

該原理可用于實(shí)驗(yàn)室制SO2

Cu＋2H2SO4(濃)===CuSO4＋SO2↑＋2H2OH2SO4作用

不濃不熱不反應(yīng)

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：品紅溶液褪色，紫色石蕊溶液逐漸變紅；浸NaOH的棉團(tuán)的作用吸收多余的SO2，防止污染空氣。

處理尾氣發(fā)生的化學(xué)方程式SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O

（一）濃硫酸與Cu反應(yīng)實(shí)驗(yàn)

1、螺旋狀可抽動(dòng)銅絲的優(yōu)點(diǎn)（兩點(diǎn)）：①控制反應(yīng)的發(fā)生與停止；②增大反應(yīng)的接觸面積

2.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后若想觀察到藍(lán)色溶液，應(yīng)將反應(yīng)剩余物質(zhì)加入到水中（原理類(lèi)似濃硫酸的稀釋操作）

3.下列藥品能證明反應(yīng)后燒瓶中確有余酸的是.

a.鐵粉b.BaCl2溶液c.銀粉d.NaHCO3溶液

4.若檢驗(yàn)出反應(yīng)后有余酸，但仍有Cu未溶解，解釋原因隨著反應(yīng)進(jìn)行，濃硫酸濃度減小，不能與Cu反應(yīng)。

5.足量Zn與濃硫酸反應(yīng)，酸是否有剩余？沒(méi)有，整個(gè)過(guò)程生成的氣體有SO2、H2。

a、d

兩點(diǎn)符合綠色化學(xué)的設(shè)計(jì)：

1.螺旋狀可抽動(dòng)銅絲、2.NaOH棉團(tuán)吸收尾氣

（二）濃硫酸與蔗糖（C12H22O11）反應(yīng)實(shí)驗(yàn)

1.現(xiàn)象：蔗糖逐漸變黑→脫水性

體積膨脹，產(chǎn)生刺激性氣味氣體→強(qiáng)氧化性

2.C+2H2SO4(濃)CO2+2SO2↑+2H2O

不濃不熱不反應(yīng)，H2SO4作用

要事先往蔗糖里滴加少量水的原因：濃硫酸吸水放出大量的熱，為C與濃硫酸的反應(yīng)提供熱量。

黑面包實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)濃H2SO4性質(zhì):脫水性、強(qiáng)氧化性

（二）濃硫酸與蔗糖（C12H22O11）反應(yīng)實(shí)驗(yàn)

產(chǎn)物驗(yàn)證：H2OSO2CO2

請(qǐng)思考可以替代酸性高錳酸鉀的是？①新制氯水②溴水③FeCl3溶液③NaHCO3溶液

判斷下列過(guò)程濃硫酸體現(xiàn)的性質(zhì)：

①?gòu)?qiáng)酸性②強(qiáng)氧化性③吸水性④脫水性⑤難揮發(fā)性

(1)往膽礬(CuSO4·5H2O)中加濃硫酸后變白③；

(2)敞口放置濃硫酸濃度變?、郏?/p>

(3)用濃硫酸在紙上書(shū)寫(xiě)的字跡變黑④；

(4)用鐵制或鋁制槽車(chē)運(yùn)輸濃硫酸②；

(5)可用濃硫酸干燥O2、N2、Cl2等氣體③；

(6)濃硫酸與NaCl固體反應(yīng)制備HCl⑤；

(7)將濃硫酸滴在紫色石蕊試紙上現(xiàn)象是先變紅后變黑，體現(xiàn)濃硫酸的①④性；

SO3+H2O====H2SO4

凈化目的：防止催化劑中毒

不能用水淋洗防止形成酸霧

發(fā)煙硫酸：98%濃H2SO4吸收了SO3

工業(yè)上SO2尾氣處理：氨水(NH4)2SO3→(NH4)2SO4

氧化

硫黃

一、工業(yè)制硫酸

二、不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化

通過(guò)氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)不同價(jià)態(tài)的轉(zhuǎn)化：氧化劑/還原劑

實(shí)驗(yàn)一：粗鹽提純

用化學(xué)沉淀法去除粗鹽中的雜質(zhì)離子

(雜質(zhì)：不溶的泥沙和Ca2+、Mg2+、SO42-)

1.除雜原則：除雜試劑要過(guò)量，過(guò)量試劑要除去

除雜不引雜。過(guò)量的原因：使雜質(zhì)離子沉淀完全

2.步驟：

①溶解：

5.0g

左物右碼

玻璃棒作用：攪拌，加速溶解

水不易過(guò)量

2.步驟：

①先加入過(guò)量的BaCl2溶液，使SO42-沉淀完全；②再加入過(guò)量的NaOH溶液，使Mg2+沉淀完全；③再加入過(guò)量的Na2CO3溶液，使Ca2+和Ba2+沉淀完全；

【注意】1.分析每步試劑時(shí)，寫(xiě)全反應(yīng)方程式。

加入Na2CO3溶液方程式：

2.加入試劑的順序?yàn)椋喝N在Na2CO3在BaCl2溶液之后

BaCl2溶液、Na2CO3溶液

3.檢驗(yàn)沉淀完全的操作：取上層清液，再加沉淀劑，……

檢驗(yàn)SO42-是否沉淀完全：取上層清液，再加BaCl2溶液，若無(wú)沉淀生成，則證明已沉淀完全；反之，則未沉淀完全

試劑過(guò)量，也不要太多

2.步驟：

④過(guò)濾；⑤向?yàn)V液中加入鹽酸，用玻璃棒攪拌，直到?jīng)]有氣泡冒出，并用pH試紙檢測(cè)，使濾液呈中性或微酸性。

1.最后過(guò)濾一次即可，除去生成的沉淀和不溶性雜質(zhì)

2.過(guò)濾時(shí)玻璃棒的作用引流，一貼二低三靠

3.最后加入鹽酸的目的是什么？

除去過(guò)量的NaOH溶液、Na2CO3溶液

離子方程式寫(xiě)兩個(gè)，鹽酸過(guò)量怎么除？

4.過(guò)濾和加入鹽酸這兩步能否顛倒？否，原因是

沉淀會(huì)再次溶解

5.鹽酸能否換成硫酸：不能，引雜

最少一次

2.步驟：

最后，將濾液倒入蒸發(fā)皿中，用酒精燈加熱，同時(shí)用玻璃棒不斷攪拌，當(dāng)蒸發(fā)皿中出現(xiàn)較多固體時(shí)，停止加熱，利用蒸發(fā)皿的余熱使濾液蒸干.【蒸發(fā)結(jié)晶的規(guī)范操作】

玻璃棒作用：

蒸發(fā)結(jié)晶的儀器：

區(qū)分蒸發(fā)皿、坩堝

實(shí)驗(yàn)二：SO42-檢驗(yàn)

1.SO42-檢驗(yàn)：取少量溶液于試管中，先加HCl，無(wú)明顯現(xiàn)象，再加BaCl2，若生成白色沉淀，則證明有SO42-。（唯一試劑，唯一順序）必考

①加入稀鹽酸排除Ag+SO32-CO32-離子的干擾

②若加入鹽酸酸化的BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，可能含有Ag+離子

若先加BaCl2，再加HCl沉淀不溶解，則可能存在的離子有Ag+。

③加入試劑錯(cuò)誤：若用HNO3酸化，則不能排除的離子有Ag+SO32-

2.變式考察：檢驗(yàn)Na2SO3是否變質(zhì)？

取少量試劑于試管中，先加過(guò)量的鹽酸，再加BaCl2溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明Na2SO3變質(zhì)

1.氮及其化合物

一、N2的性質(zhì)

1.物理性質(zhì)：難溶于水，M=28g/mol；只能用排水法收集

用途：保護(hù)氣、冷凍劑、麻醉劑、合成氨、制硝酸；

2.化學(xué)性質(zhì)：

二、氮的固定：游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)變?yōu)榈幕衔铩?/p>

1)自然固氮：①生物固氮：植物根瘤菌固氮②雷電作用

雷雨發(fā)莊稼：N2+O2=======2NO2NO+O2=2NO2

3NO2+H2O==2HNO3+2NO

2)人工固氮：工業(yè)合成氨

不能做Mg的保護(hù)氣

自然固氮，區(qū)分條件

工業(yè)合成氨，條件

三、NO的性質(zhì)

1.物理性質(zhì)：無(wú)色、無(wú)味的有毒氣體，不溶于水，

只能用排水法收集

2.化學(xué)性質(zhì)：2NO+O2==2NO2可用于檢驗(yàn)NO

NO是不成鹽氧化物，不是酸性氧化物

四、NO2的性質(zhì)：

1.物理性質(zhì)：紅棕色、刺激性氣味、有毒，密度比空氣大，易溶于水，向上排空氣法收集。

不是酸性氧化物

2.化學(xué)性質(zhì)—自然界無(wú)純凈的NO22NO2N2O4

①與水：3NO2+H2O==2HNO3+NO工業(yè)制硝酸

氧化劑：還原劑=1：2應(yīng)用：除去NO中的NO2

四、NO2的性質(zhì)：

③與堿：2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O

NO：NO2混合1：1時(shí)恰好反應(yīng)

NO+NO2+2NaOH＝2NaNO2+H2O

NO、NO2滿(mǎn)足＜1:1比例時(shí)，可被NaOH完全吸收。如果沒(méi)有被完全吸收可以通入O2。

實(shí)驗(yàn)5-5在一支50ml的注射器里充入20mlNO，然后吸入5ml水，用乳膠管和彈簧夾封住管口，振蕩注射器，觀察無(wú)明顯現(xiàn)象。打開(kāi)彈簧夾，快速吸入10ml空氣后夾上彈簧夾，觀察氣體由無(wú)色變?yōu)榧t棕色。振蕩注射器，再觀察氣體由紅棕色變?yōu)闊o(wú)色，注射器塞子向左移動(dòng)

化學(xué)反應(yīng)：2NO+O2=2NO2

3NO2+H2O=2HNO3+NO

要將NO充分轉(zhuǎn)化可以采取措施：反復(fù)通入O2

工業(yè)生產(chǎn)硝酸的啟示：向其中加入一定量的O2可提高二氧化氮的利用率，增大硝酸的產(chǎn)率

4NO2+O2+2H2O=4HNO3

4NO+3O2+2H2O=4HNO3

①當(dāng)混合氣體NO2O2滿(mǎn)足4:1時(shí)，液體全部充滿(mǎn)試管。

②當(dāng)混合氣體NOO2滿(mǎn)足4:3時(shí)，液體全部充滿(mǎn)試管。

1.氮及其化合物

一、NH3的性質(zhì)

1.物理性質(zhì)：無(wú)色、有刺激性氣味、極易溶于水（1:700）氨易液化，液化時(shí)放熱。液氨汽化時(shí)吸收大量的熱，使周?chē)鷾囟燃眲〗档?。因此，液氨可用作制冷劑?/p>

2.化學(xué)性質(zhì)：

(1)與水反應(yīng)

三分子：NH3、H2O、NH3·H2O三離子：NH4+、OH-、H+

NH3+H2O

NH3·H2O

注：1、氨水是混合物，氨氣、液氨、NH3·H2O是純凈物。

2、氨水不穩(wěn)定，見(jiàn)光受熱易分解需用棕色試劑瓶避光陰涼處保存

3、氨水、氯水久置后均變質(zhì)，但原理不同！

氨水久置，NH3逸出，濃度減小，堿性減弱；

(非氧化還原)

氯水久置，最終HClO分解為HCl，酸性增強(qiáng)。

(氧化還原)

氨水顯堿性的原因

+OH-

2.化學(xué)性質(zhì)：

(2)與酸反應(yīng)：與揮發(fā)性酸有白煙

NH3＋HCl==NH4Cl(白煙）→NH3與HCl互檢

NH3＋HNO3===NH4NO3(白煙）→NH3與揮發(fā)性酸生成鹽是固體小顆粒，現(xiàn)象為白煙

2NH3(過(guò)量)＋H2SO4===(NH4)2SO4

NH3(少量)＋H2SO4===NH4HSO4

(3)還原性①與O2:

催化氧化：4NH3+5O2===4NO+6H2O→工業(yè)制硝酸的基礎(chǔ)

催化劑

4.NH3是高中階段唯一一個(gè)堿性氣體

檢驗(yàn)NH3的方法：

①濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)

②使酚酞試液變紅

③濕潤(rùn)的PH試紙變紅

④蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近產(chǎn)生白煙

二、噴泉實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)5-6

噴泉實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵：

①氣密性要好（否則無(wú)噴泉現(xiàn)象）

②氣體要充滿(mǎn)燒瓶（否則液體噴不滿(mǎn)）

③燒瓶要干燥

一、銨鹽：銨根離子(NH4+)與酸根離子構(gòu)成的化合物

1.受熱易分解——產(chǎn)物不一定有NH3如：NH4NO3

NH4HCO3==H2O+CO2↑+NH3↑

△

NH4Cl==NH3↑+HCl↑試管底部分解，試管口重新化合

△

2.與堿反應(yīng)：加熱→NH3，不加熱→NH3·H2O

NH4Cl+NaOH===NaCl+NH3↑+H2O

(NH4)2CO3+2NaOH===Na2CO3+2NH3↑+2H2O

銨鹽與強(qiáng)堿離子方程式：NH4++OH==NH3↑+H2O

3.NH4+檢驗(yàn)的規(guī)范敘述：（取加若則）

取待測(cè)液少許于試管中，向其中加入NaOH溶液并加熱，

若產(chǎn)生能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,則含有NH4+

4.實(shí)驗(yàn)方法證明某種無(wú)色晶體是(NH4)2SO4

陰陽(yáng)離子均檢驗(yàn)，先加水溶解，再分別檢驗(yàn)NH4+、SO42-

△

△

二、實(shí)驗(yàn)室制氨氣

1.原理：試劑：NH4Cl、Ca(OH)2

2NH4Cl+Ca(OH)2===CaCl2+2H2O+2NH3↑

是復(fù)分解反應(yīng)，但不是離子反應(yīng)，固體反應(yīng)

注意事項(xiàng)：

①儀器：固固加熱型，酒精燈(加熱)試管口略向下傾斜

②收集方法：向下排空氣，導(dǎo)管伸入試管底部

③干棉花的作用：減小對(duì)流，提高氨氣的收集速度和純度

若為濕棉花：還有吸收尾氣的作用

棉花還可以沾稀硫酸

△

試劑選擇

①不用NH4NO3原因：加熱過(guò)程中NH4NO3分解易爆炸

②不能直接加熱NH4Cl固體制NH3

③若改用直接加熱NH4HCO3、(NH4)2CO3固體制NH3

應(yīng)在收集裝置前加堿石灰除CO2

2.除雜、干燥(堿石灰)

×

CaCl2+8NH3==CaCl28NH3

干燥NH3應(yīng)選：①濃H2SO4②P2O5③堿石灰④無(wú)水CaCl2

3.收集:向下排空氣法

4.驗(yàn)滿(mǎn):試紙必須濕潤(rùn)/瓶口驗(yàn)滿(mǎn)

①用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙靠近試管口，試紙變藍(lán)

②濕潤(rùn)的無(wú)色酚酞試紙靠近試管口，試紙變紅

③濕潤(rùn)的pH試紙靠近試管口，試紙變藍(lán)

④蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近試管口產(chǎn)生白煙

⑤遇氯氣靠近試管口，產(chǎn)生白煙

5.尾氣處理:(用水或稀酸吸收氨氣→防倒吸)

abde

三、實(shí)驗(yàn)室快速制取NH3的方法

方法化學(xué)方程式(或原理)氣體發(fā)生裝置

加熱濃氨水NH3·H2O==NH3↑＋H2O

濃氨水＋固體NaOH①NaOH溶于水放熱，促使NH3·H2O分解，②OH－濃度的增大也有利于NH3的逸出

濃氨水＋固體CaO①CaO與水反應(yīng)消耗水，使溶劑(水)減少②反應(yīng)放熱，促進(jìn)NH3逸出；③生成OH－，OH－濃度的增大也有利于NH3的逸出

NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-

1.氮及其化合物

一、硝酸的化學(xué)性質(zhì)

1.不穩(wěn)定性：

保存在棕色細(xì)口瓶（玻璃塞）中，并放置在陰涼處

【思考】濃硝酸呈黃色的原因:生成的NO2溶解在硝酸中

如何消除黃色？通入O2

2.酸性

(1)指示劑：

①稀硝酸使紫色石蕊試液變紅

②濃硝酸使紫色石蕊試液先變紅后褪色（酸性、氧化性）

(2)與部分鹽反應(yīng)（如Na2CO3）CO32-+2H+=CO2+H2O

(3)與堿、NH3反應(yīng):NH3+HNO3=NH4NO3

現(xiàn)象：產(chǎn)生白煙

3.強(qiáng)氧化性:體現(xiàn)在+5價(jià)的N上，濃度越大，氧化性越強(qiáng)

濃HNO3還原產(chǎn)物為NO2，稀HNO3還原產(chǎn)物為NO

(1)與金屬Cu反應(yīng)-裝置

主要反應(yīng)現(xiàn)象（海陸空）反應(yīng)原理化學(xué)方程式

濃硝酸與銅常溫下反應(yīng)劇烈，溶液變?yōu)榫G色，銅絲逐漸變細(xì)，試管上方出現(xiàn)紅棕色氣體溶液綠色是因?yàn)槿芙饬思t棕色的NO2，加水可變?yōu)樗{(lán)色

稀硝酸與銅常溫下反應(yīng)比較溫和，溶液變?yōu)樗{(lán)色，銅絲逐漸變細(xì)，試管上方出現(xiàn)無(wú)色氣體

硝酸在反應(yīng)中體現(xiàn)：酸性和氧化性

Cu＋4HNO3(濃)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O

3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO+4H2O

3Cu+8H++2NO3=

3Cu2++2NO↑+4H2O

Cu＋4H++2NO3-＝Cu2+＋2NO2↑＋2H2O

二、工業(yè)制硝酸(3個(gè)反應(yīng))基礎(chǔ)是氨的催化氧化

①4NH3+5O24NO+6H2O（氨的催化氧化）

②2NO+O2=2NO2

③3NO2+H2O=NO+2HNO3

實(shí)際生產(chǎn)中可以通入過(guò)量空氣（或氧氣）使NO完全轉(zhuǎn)化為硝酸

酸雨的來(lái)源：SO2、NO、NO2

空氣中SO2來(lái)源：

①煤、石油的燃燒②金屬礦物冶煉；

氮氧化物來(lái)源：①汽車(chē)尾氣(汽車(chē)內(nèi)燃機(jī)高溫使空氣中N2與O2反應(yīng))②工業(yè)制硝酸廢氣中的NO、NO2。

O2+2H2SO3=2H2SO4

SO3+H2O=H2SO4

2SO2+O22SO3

催化劑

SO2+H2OH2SO3

途徑1

途徑2

一、1.酸雨的形成：兩種類(lèi)型

硝酸型：

硝酸型酸雨的形成過(guò)程都是氧化還原反應(yīng)

硫酸型：

硫酸型酸雨在空氣中久置pH降低原因:H2SO3轉(zhuǎn)化為H2SO4

N2+O2=高溫=2NO2NO＋O2==2NO2

3NO2＋H2O==2HNO3＋NO

2、酸雨的吸收處理：

1.Si在元素周期表中的位置：第三周期第ⅣA族（不容易得也不容易失去電子），處于金屬與非金屬的過(guò)渡位置，其導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是應(yīng)用最為廣泛的半導(dǎo)體材料，Si在自然界存在：主要以硅酸鹽和氧化物的形式（無(wú)游離態(tài)）

2.SiO2存在于水晶、瑪瑙、沙子、石英，光導(dǎo)纖維，飾品

一、硅用途：與電有關(guān)！

應(yīng)用最廣泛的半導(dǎo)體材料，做硅芯片、硅太陽(yáng)能電池

二、SiO2是酸性氧化物用途：與光有關(guān)！

做建筑材料：沙子；

做飾品水晶、瑪瑙；做石英坩堝、玻璃坩堝；

①與HFSiO2+4HF=SiF4↑+2H2O用途：刻蝕玻璃

②與NaOHSiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O

③與鹽：SiO2+Na2CO3=高溫=Na2SiO3+CO2↑

SiO2+CaCO3=高溫=CaSiO3+CO2↑

第一步中C是過(guò)量的，所以產(chǎn)物為CO，不是CO2，C過(guò)量，會(huì)發(fā)生下列反應(yīng)SiO2+3C==SiC+2CO↑所以粗硅中所含雜質(zhì)為SiC