第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素-高一化學(xué)單元速記巧練（人教版2019）（教師版）

第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第一節(jié)硫及其化合物必背知識清單01必背知識清單01硫單質(zhì)1．硫元素：硫是一種非金屬元素，位于元素周期表的第三周期，第Ⅵ族。在化學(xué)反應(yīng)中易得2個(gè)電子，形成2價(jià)硫的化合物。2．硫的存在形態(tài)（1）游離態(tài)：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。3．物理性質(zhì)俗稱顏色狀態(tài)硬度溶解性水酒精CS2硫黃黃色晶體質(zhì)軟，易研成粉末難溶難溶易溶4．化學(xué)性質(zhì)化合價(jià)角度認(rèn)識：(1)與非金屬反應(yīng)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(O2：S＋O2\o(=，\s\up7(點(diǎn)燃))SO2，表現(xiàn)還原性,H2：S＋H2\o(=，\s\up7(△))H2S，表現(xiàn)氧化性))(2)與金屬反應(yīng)eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(Cu：2Cu＋S\o(=，\s\up7(△))Cu2S,Fe：Fe＋S\o(=，\s\up7(△))FeS))表現(xiàn)氧化性(3)與熱的強(qiáng)堿溶液反應(yīng)(如NaOH溶液)：3S＋6NaOHeq\o(=,\s\up7(△))2Na2S＋Na2SO3＋3H2O，既表現(xiàn)氧化性，又表現(xiàn)還原性。應(yīng)用：汞灑落在地面，一般會用硫粉來處理，原理是S＋Hg==HgS注意：硫在空氣中燃燒只能生成SO2，不能生成SO35．用途制農(nóng)藥：如石硫合劑（石灰、硫黃）可用于殺死果樹的害蟲；制黑火藥；實(shí)驗(yàn)室不慎灑落水銀，可以撒上硫粉。必背知識清單02必背知識清單02二氧化硫1．物理性質(zhì)顏色狀態(tài)氣味毒性密度溶解性無色氣體刺激性氣味有毒比空氣大易溶于水(1∶40)2．化學(xué)性質(zhì)3．用途漂白紙漿、毛、絲、草帽辮等；殺菌消毒，可做食品添加劑；工業(yè)制備三氧化硫。4．危害形成酸雨——破壞農(nóng)作物、森林、草原，使土壤、湖泊酸化。加速建筑物、橋梁、工業(yè)設(shè)備、運(yùn)輸工具及電信電纜的腐蝕。必背知識清單03必背知識清單03三氧化硫1．物理性質(zhì)常溫常壓下，SO3是無色液體，熔點(diǎn)16.8℃、沸點(diǎn)44.8℃。標(biāo)準(zhǔn)狀況下，SO3為固體。2．化學(xué)性質(zhì)：具有酸性氧化物的通性：（1）與水反應(yīng)：SO3＋H2O=H2SO4（2）與堿性氧化物反應(yīng)：SO3＋CaO=CaSO4（3）與堿反應(yīng)：SO3＋2NaOH=Na2SO4＋H2O（4）與某些鹽溶液反應(yīng)（如：BaCl2）SO3＋H2O＋BaCl2=BaSO4↓＋2HCl3．用途強(qiáng)氧化劑，能被硫、磷、碳還原。較硫酸、發(fā)煙硫酸的脫水作用更強(qiáng)。對金屬的腐蝕性比硫酸、發(fā)煙硫酸為弱。必背知識清單04必背知識清單04硫化氫1．物理性質(zhì)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(xué)性質(zhì)①與堿反應(yīng)：②強(qiáng)還原性：③可燃性：必背知識清單05硫酸必背知識清單05硫酸1．物理性質(zhì)顏色狀態(tài)沸點(diǎn)揮發(fā)性密度其他無色

油狀

液體高難揮發(fā)大于水（98%的濃硫酸密度為1.84g?cm3溶于水放熱稀釋濃硫酸的方法：在燒杯中倒入一定量的水，少量硫酸沿?zé)诰徛谷?，邊倒邊攪拌?．化學(xué)性質(zhì)（1）稀硫酸——具有酸的通性①使紫色石蕊溶液變紅，酚酞溶液不變色。②與活潑金屬反應(yīng)，如Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑③與堿性氧化物反應(yīng)，如CuO+H2SO4＝CuSO4+H2O④與堿反應(yīng)，如2NaOH+H2SO4＝Na2SO4+2H2O⑤與某些鹽反應(yīng)，如Na2CO3+H2SO4＝Na2SO4+CO2+H2O濃硫酸的性質(zhì)①吸水性：濃硫酸能夠吸收氣體、液體中的水分子，故常用做干燥劑。原理：H2SO4分子與水分子可形成一系列穩(wěn)定的水合物。應(yīng)用：干燥中性氣體（如：H2、O2等）和酸性氣體（如：CO2、SO2、Cl2、HCl等）注意：不能干燥堿性氣體（NH3）和還原性氣體（H2S、HBr、HI）②脫水性：濃硫酸能把有機(jī)物中的氧、氫元素按1：2脫去，留下黑色的炭。如向蔗糖中加入濃硫酸時(shí)，蔗糖逐漸變黑，體積膨脹，形成疏松多孔的海綿狀固體，并放出有刺激性氣味的氣體。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：蔗糖逐漸變黑，體積膨脹，形成疏松多孔海綿狀的炭，并放出刺激性氣味的氣體。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：濃硫酸具有脫水性，且能氧化碳單質(zhì)，生成CO2，本身被還原為SO2③強(qiáng)氧化性：Ⅰ.與金屬的反應(yīng)：除Au、Pt以外的絕大多數(shù)金屬都能與濃硫酸作用。[實(shí)驗(yàn)]——濃硫酸與銅反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)說明：a裝置通過可抽動(dòng)的銅絲來控制反應(yīng)的發(fā)生或停止。c裝置浸有堿液的棉花團(tuán)可以吸收多余的SO2，以防止污染環(huán)境。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：a試管中銅絲表面逐漸變黑；b試管中的品紅溶液逐漸變?yōu)榧t色；c試管中的紫色石蕊溶液逐漸變?yōu)榧t色；將a試管里的溶液慢慢倒入水中，溶液變?yōu)樗{(lán)色。注意：Ⅱ.與非金屬反應(yīng)C+2H2SO4（濃）CO2↑+2SO2↑+2H2OS+2H2SO4（濃）3SO2↑+2H2O2P+5H2SO4（濃）2H3PO4+5SO2↑+2H2OⅢ.與還原性物質(zhì)反應(yīng)H2S+H2SO4（濃）＝S↓+SO2+2H2O2HI+H2SO4（濃）＝I2+SO2+2H2OⅣ.難揮發(fā)性由于濃硫酸是高沸點(diǎn)、難揮發(fā)性酸，所以能夠制取易揮發(fā)性酸，如HCl、HNO3等。H2SO4（濃）+NaCl（s）NaHSO4+HCl↑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。必背知識清單06必背知識清單06SO42的檢驗(yàn)檢驗(yàn)SO42的正確操作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。整個(gè)過程中可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：CO32－＋2H＋=CO2↑＋H2O、SO32－＋2H＋=SO2↑＋H2O、Ag＋＋Cl－=AgCl↓、Ba2＋＋SO42－=BaSO4↓。必背知識清單07必背知識清單07含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化1．不同價(jià)態(tài)硫元素的轉(zhuǎn)化與性質(zhì)硫元素常見的化合價(jià)有2、0、+4、+6，可以通過氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化。利用氧化劑，可將硫元素從低價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)化為高價(jià)態(tài)；利用還原劑，可將硫元素從高價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)化為低價(jià)態(tài)。2．不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化序號轉(zhuǎn)化目標(biāo)轉(zhuǎn)化前的含硫物質(zhì)選擇試劑轉(zhuǎn)化后的含硫物質(zhì)①－2→0H2SO2(不足)SSO2②0→－2SH2H2SFe或CuFeS或Cu2S③－2→＋4H2SO2(足量)SO2④0→＋4SO2SO2⑤＋4→0SO2H2SS⑥＋4→＋6SO2O2SO3Cl2H2SO4⑦＋6→＋4H2SO4CuSO2書寫有關(guān)化學(xué)方程式：①__2H2S＋O2eq\o(═══,\s\up7(點(diǎn)燃))2S＋2H2O，SO2＋2H2S=3S＋2H2O__；②__H2＋Seq\o(═══,\s\up7(△))H2S，F(xiàn)e＋Seq\o(═══,\s\up7(△))FeS或2Cu＋Seq\o(═══,\s\up7(△))Cu2S__；③__2H2S＋3O2eq\o(═══,\s\up7(點(diǎn)燃))2SO2＋2H2O__；④__S＋O2eq\o(═══,\s\up7(點(diǎn)燃))SO2__；⑤__SO2＋2H2S=3S＋2H2O__；⑥__2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2SO3，SO2＋Cl2＋2H2O=2HCl＋2H2SO4__；⑦_(dá)_Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(═══,\s\up7(△))CuSO4＋2H2O＋SO2↑__。【總結(jié)】不同價(jià)態(tài)硫元素的轉(zhuǎn)化，可通過氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)(1)價(jià)態(tài)與性質(zhì)①－2價(jià)硫處于最低價(jià)態(tài)，只有還原性，可被O2、Cl2等氧化劑氧化為S；②0價(jià)、＋4價(jià)硫處于中間價(jià)態(tài)，既有氧化性又有還原性；③＋6價(jià)硫處于最高價(jià)態(tài)，只有氧化性。(2)當(dāng)硫元素的化合價(jià)升高或降低時(shí)，一般升高或降低到其相鄰的價(jià)態(tài)(化合價(jià)只靠攏不交叉)，即臺階式升降，可用下圖表示：相鄰價(jià)態(tài)的同種元素的微粒間不發(fā)生氧化還原反應(yīng)，如S和H2S、S和SO2、SO2和濃硫酸之間不發(fā)生氧化還原反應(yīng)。(3)不同價(jià)態(tài)硫元素間的轉(zhuǎn)化，均屬于氧化還原反應(yīng)，需要選擇合適的氧化劑或者還原劑。證明硫單質(zhì)、SO2具有還原性要選擇氧化劑，如酸性KMnO4溶液、氯水等；證明濃硫酸具有氧化性要選擇還原劑，如金屬單質(zhì)、硫單質(zhì)、H2S等；證明SO2具有氧化性要選擇還原劑，如H2S、Na2S等。(4)含硫物質(zhì)的連續(xù)氧化H2SSO2SO3H2SO4SSO2SO3H2SO4第二節(jié)氮及其化合物必背知識清單08必背知識清單08氮?dú)?．氮元素在元素周期表中的位置：氮元素位于第二周期、第=5\*ROMANVA族。氮原子最外電子層有5個(gè)電子，既不容易得到3個(gè)電子，也不容易失去5個(gè)電子。因此氮原子一般通過共用電子對與其它原子相互結(jié)合構(gòu)成物質(zhì)。2．氮元素的存在主要以氮分子的形式存在于空氣中，部分氮元素存在于動(dòng)植物體內(nèi)的蛋白質(zhì)中，還有部分存在于土壤、海洋里的硝酸鹽和銨鹽中。3．氮?dú)獾奈锢硇再|(zhì)顏色狀態(tài)氣味密度溶解性無色氣體無味比空氣稍小難溶于水4．氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)氮分子內(nèi)兩個(gè)氮原子間以共價(jià)三鍵（N≡N）結(jié)合，通常情況下難以與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。5．氮的固定(1)含義：將大氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為含氮化合態(tài)的過程叫做氮的固定。(2)分類：eq\a\vs4\al(氮的,固定)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(自然固氮\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(高能固氮N2＋O2\o(═══,\s\up7(放電或高溫))2NO,生物固氮豆科植物的根瘤菌固氮)),人工固氮\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(合成氨N2＋3H2\o(,\s\up7(高溫、高壓),\s\do5(催化劑))2NH3,仿生固氮))))必背知識清單09必背知識清單09氮的氧化物1．物理性質(zhì)NONO2色、態(tài)無色氣體紅棕色氣體氣味無味刺激性氣味密度(與空氣相比)略大大溶解性不溶于水與水反應(yīng)毒性有毒有毒收集排水法向上排空氣法2．化學(xué)性質(zhì)NONO2與O2反應(yīng)2NO+O2＝2NO2——與H2O反應(yīng)——3NO2+H2O＝2HNO3+NO與H2O、O2共同反應(yīng)4NO+3O2+2H2O=4HNO34NO2+O2+2H2O＝4HNO3氧化性6NO+4NH35N2+6H2O6NO2+8NH37N2+12H2ONO2+SO2＝SO3+NONO2能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{(lán)所屬類別不成鹽氧化物實(shí)驗(yàn)室制法2Cu+8HNO3（?。?3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCu+4HNO3（濃）=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O3．二氧化氮溶于水的實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)操作在如圖注射器里充入20mLNO，然后吸入5mL水，用乳膠管和彈簧夾封住管口，振蕩注射器打開彈簧夾，快速吸入10mL空氣后夾上彈簧夾振蕩注射器實(shí)驗(yàn)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(dòng)化學(xué)方程式2NO+O2=2NO2、

3NO2+H2O=2HNO3+NO

(2)對工業(yè)生產(chǎn)硝酸的啟示工業(yè)上生產(chǎn)硝酸時(shí)，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(hù)環(huán)境。4．常見的NOx尾氣處理方法①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)≥n(NO)。一般適合工業(yè)尾氣中NOx處理。②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(N2)或NOx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。必背知識清單必背知識清單10氨1．物理性質(zhì)顏色氣味溶解性密度是否易液化無色刺激性極易溶于水（1：700）比空氣密度小易液化2．噴泉實(shí)驗(yàn)裝置圖操作及現(xiàn)象打開止水夾，并擠壓膠頭；燒杯中形成噴泉，瓶內(nèi)液體呈紅色。原理當(dāng)氣體接觸外部的水或溶液時(shí)，由于氣體大量溶解或與溶液中的溶質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而使容器內(nèi)氣壓迅速降低，在外界大氣壓作用下，外部液體迅速進(jìn)入容器，通過尖嘴導(dǎo)管噴出，形成噴泉。氨氣與水反應(yīng)：NH3+H2ONH3+H2ONH4++OH因此，氨氣溶于水顯堿性使酚酞變紅。結(jié)論氨氣極易溶于水；氨氣的水溶液顯堿性。注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵：NH3純度盡可能高，且裝滿；燒瓶干燥；裝置氣密性好；由滴管內(nèi)擠入的水不要太少。噴泉組合HCl(水或NaOH);NH3(水或鹽酸）；CO2、Cl2、H2S、SO2（NaOH溶液）;NO2和O2（水）3．氨的化學(xué)性質(zhì)（1）與水反應(yīng)反應(yīng)原理為NH3＋H2O?NH3·H2O?NH4＋＋OH－。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＋。NH3·H2O為可溶性一元弱堿，不穩(wěn)定，易分解，化學(xué)方程式為NH3·H2Oeq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋H2O?！咀⒁狻?1\*GB3①NH3是中學(xué)化學(xué)中唯一的堿性氣體，能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)，在推斷題中作為解題突破口。=2\*GB3②氨水呈堿性，NH3·H2O屬于一元弱堿，計(jì)算氨水的濃度時(shí)，溶質(zhì)按NH3進(jìn)行計(jì)算。（2）氨氣與酸的反應(yīng)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。化學(xué)方程式為HCl＋NH3=NH4Cl、NH3＋HNO3=NH4NO3。（3）與鹽溶液的反應(yīng)過量氨水與AlCl3溶液反應(yīng)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\up7(催化劑),\s\do5(△))4NO＋6H2O。②被CuO氧化：2NH3＋3CuOeq\o(=,\s\up7(△))3Cu＋N2＋3H2O。③被氯氣氧化：2NH3＋3Cl2=N2＋6HCl或8NH3＋3Cl2=N2＋6NH4Cl。4．氨的制備方法化學(xué)方程式氣體發(fā)生裝置加熱濃氨水注：①NH3·H2O不穩(wěn)定，受熱易分解；②加熱溫度不宜過高濃氨水+固體NaOHNaOH溶于水放熱，促使NH3·H2O分解。且OH－濃度的增大有利于NH3的放出固體Ca(OH)2+固體NH4Cl（實(shí)驗(yàn)室法）5．用途①氨是氮肥工業(yè)，有機(jī)合成工業(yè)，制造硝酸、銨鹽和純堿的原料。②NH3易液化，當(dāng)液態(tài)NH3汽化時(shí)，要吸收大量的熱，使周圍的溫度急劇降低，因此，液氮常用作制冷劑。必背知識清單必背知識清單11銨鹽1．銨鹽概念由NH4+和酸根離子構(gòu)成的化合物。物理性質(zhì)都是晶體，都易溶于水。化學(xué)性質(zhì)受熱分解注：銨鹽受熱一般會放出氨，但不是都放出氨。如NH4NO3受熱到一定溫度會發(fā)生爆炸，生成氮?dú)?。與堿反應(yīng)2．NHeq\o\al(＋,4)的檢驗(yàn)未知液加入強(qiáng)堿共熱，產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)色的氣體，則證明含NH4＋。(2)實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)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(lán)__結(jié)論__銨鹽與強(qiáng)堿反應(yīng)生成氨氣__，離子方程式為__NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(═══,\s\up7(△))NH3↑＋H2O__應(yīng)用①檢驗(yàn)銨根離子的存在②制取氨必背知識清單必背知識清單12硝酸1．物理性質(zhì)：無色、易揮發(fā)、有刺激性氣味的液體。2．化學(xué)性質(zhì)（1）不穩(wěn)定性化學(xué)方程式：4HNO3(濃)eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5(或光照))2H2O＋4NO2↑＋O2↑。（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)。【實(shí)驗(yàn)探究】實(shí)驗(yàn)裝置稀硝酸濃硝酸實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象反應(yīng)緩慢，有少量氣泡產(chǎn)生，溶液變藍(lán)，試管口有紅棕色氣體產(chǎn)生反應(yīng)劇烈，有大量氣泡產(chǎn)生，溶液變藍(lán)，液面上有紅棕色氣體產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)結(jié)論銅與稀硝酸常溫下緩慢反應(yīng)生成NO氣體銅與濃硝酸常溫下劇烈反應(yīng)生成NO2氣體a．與金屬反應(yīng)稀硝酸與銅反應(yīng)：3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(填化學(xué)方程式，下同)。濃硝酸與銅反應(yīng)：Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O?！咀⒁狻砍叵拢F、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(yīng)濃硝酸與C反應(yīng)：C＋4HNO3(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。c．與還原性化合物反應(yīng)硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等還原性物質(zhì)。稀硝酸與FeSO4溶液反應(yīng)的離子方程式：3Fe2＋＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。3．硝酸的工業(yè)制備寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：(1)氨在催化劑、加熱條件下氧化為NO：4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up11(催化劑),\s\do4(△))4NO＋6H2O。(2)NO被空氣氧化為NO2：2NO＋O2=2NO2。(3)NO2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。必背知識清單必背知識清單13酸雨及其防治1．SO2與NO2的主要來源(1)SO2：主要來源于煤、石油的燃燒和某些含硫的金屬礦物冶煉。（2）NO2：主要來自于汽車尾氣。2．酸雨(1)概念：pH＜5.6的降雨。(2)成因：主要是大氣中的二氧化硫和氮的氧化物溶于水形成的。(3)類型：①硫酸型：SO2→H2SO3→H2SO4SO2＋H2OH2SO3，2H2SO3＋O2===2H2SO4②硝酸型：NO2→HNO33NO2＋H2O===2HNO3＋NO3．危害(1)直接損傷農(nóng)作物，破壞森林和草原，使土壤、湖泊酸化。（2）加速建筑物、橋梁、工業(yè)設(shè)備、運(yùn)輸工具和電纜的腐蝕。4．防治措施（1）調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，發(fā)展清潔能源（2）研究煤的脫硫技術(shù)，改進(jìn)燃燒技術(shù)，減少SO2和氮的氧化物的排放。（3）加強(qiáng)工廠廢氣的回收處理。（4）改進(jìn)汽車尾氣處理技術(shù)，控制汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)。5．光化學(xué)煙霧概念：含有氮氧化物和碳?xì)浠衔锏鹊谝淮挝廴疚锏拇髿?，在陽光作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生二次污染物，這種一次污染物和二次污染物的混合物所形成的煙霧污染現(xiàn)象。特征：淡藍(lán)色煙霧，具有強(qiáng)氧化性。危害：加速建筑材料的老化，刺激人的眼睛，傷害植物的葉子，是大氣能見度降低。必背知識清單必背知識清單14含氮物質(zhì)的轉(zhuǎn)化圖中序號所代表反應(yīng)的化學(xué)方程式為①N2+3H22NH3②N2+O22NO③4NH3+5O24NO+6H2O④2NO+O22NO2⑤3NO2+H2O2HNO3+NO⑥HNO3+NH3NH4NO3⑦3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O⑧Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O第三節(jié)無機(jī)非金屬材料必背知識清單必背知識清單15無機(jī)非金屬材料1．傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料多為硅酸鹽材料，如陶瓷、玻璃、水泥等。產(chǎn)品原料主要設(shè)備主要成分應(yīng)用陶瓷黏土生產(chǎn)建筑材料、絕緣材料、日用器皿、衛(wèi)生潔具玻璃純堿、石灰石、石英砂玻璃窯NaSiO3、CaSiO3、SiO2生產(chǎn)建筑材料、光學(xué)儀器和各種器皿，還可制造玻璃纖維用于高強(qiáng)度復(fù)合材料水泥粘土和石灰石水泥回轉(zhuǎn)窯水泥、沙子和碎石等與水混合可以得到混凝土2．新型無機(jī)非金屬材料結(jié)構(gòu)特性用途富勒烯由碳原子構(gòu)成的一系列籠形分子的總稱，性質(zhì)穩(wěn)定代表物C60開啟碳納米材料研究和應(yīng)用的新時(shí)代碳納米管比表面積大，有相當(dāng)高的強(qiáng)度和優(yōu)良的電學(xué)性能生產(chǎn)復(fù)合材料、電池和傳感器等石墨烯只有一個(gè)碳原子直徑厚度的單層石墨應(yīng)用于光電器件、超級電容器、電池和復(fù)合材料碳化硅陶瓷硬度大，優(yōu)異的高溫抗氧化性能可用作砂紙和砂輪的磨料，用作耐高溫結(jié)構(gòu)材料、耐高溫半導(dǎo)體材料等必背知識清單必背知識清單16硅1．硅元素的存在及在元素周期表中的位置位于元素周期表第三周期、第ⅣA族，處于金屬元素與非金屬元素的過渡位置，其單質(zhì)的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體與絕緣體之間，是應(yīng)用最廣泛的半導(dǎo)體材料。自然界中的硅都是化合態(tài)，在地殼中含量居第二位。2．硅單質(zhì)的種類和結(jié)構(gòu)硅有晶體硅和無定形硅兩種，兩者互為同素異形體。與金剛石類似，都具有正四面體形的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。3．物理性質(zhì)色、態(tài)光澤熔點(diǎn)硬度導(dǎo)電性質(zhì)地灰黑色固體金屬光澤高大半導(dǎo)體脆4．化學(xué)性質(zhì)常溫下：性質(zhì)穩(wěn)定，除氟氣、氫氟酸、氫氧化鈉外，一般不反應(yīng)。Si+4HF==SiF4↑+2H2↑Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑Si+2F2==SiF4加熱條件下，硅與O2、Cl2、C、N2等非金屬反應(yīng)。5．硅的制備粗硅的制備：焦炭還原石英砂粗硅提純：6．硅的用途Si是半導(dǎo)體，用于制造太陽能電池；還用于計(jì)算機(jī)、集成電路、晶體管等半導(dǎo)體器件中的芯片。必背知識清單必背知識清單17二氧化硅1．存在沙子、石英、水晶、瑪瑙、硅藻土的主要成分就是SiO2。2．結(jié)構(gòu)SiO2晶體的基本結(jié)構(gòu)是以硅原子為中心，氧原子在4個(gè)頂角上的正四面體結(jié)構(gòu)，每個(gè)硅原子結(jié)合4個(gè)氧原子，每個(gè)氧原子結(jié)合2個(gè)硅原子，所以硅、氧原子個(gè)數(shù)比為1：2。3．物理性質(zhì)二氧化硅硬度大、熔點(diǎn)高、不溶于水、不導(dǎo)電的固體。4．化學(xué)性質(zhì)SiO2+4HF==SiF4↑+2H2OSiO2＋2NaOH==Na2SiO3+H2O5．用途用于制造光導(dǎo)纖維；石英玻璃用來制造耐高溫的化學(xué)儀器；水晶用于制造電子工業(yè)的重要部件、工藝品；石英砂用作玻璃原料和建筑材料。必背知識清單必背知識清單18硅酸和硅酸鹽1．硅酸物理性質(zhì)顏色白色狀態(tài)膠狀固體溶解性不溶于水化學(xué)性質(zhì)酸性比碳酸弱不能使指示劑變色能與堿反應(yīng)生成鹽和水H2SiO3+2NaOH==2H2O

+Na2SiO3不穩(wěn)定性2．硅酸鹽Na2SiO3是白色固體，易溶于水，水溶液俗稱水玻璃，是無色粘稠狀液體，是一種礦物膠。常用于制作黏合劑、防腐劑和耐火材料。在空氣中易變質(zhì)：Na2SiO3+H2O+CO2=H2SiO3↓+Na2CO3硅酸鹽的表示方法：①鹽式法：CaSiO3②氧化物式法：CaO·SiO2a.表示順序?yàn)椋夯顫娊饘傺趸铩^活潑金屬氧化物→二氧化硅→水；b.氧化物之間用“·”隔開；c.氧化物的系數(shù)若出現(xiàn)分?jǐn)?shù)時(shí)應(yīng)化為整數(shù)。鉀長石(KAlSi3O3)：K2O·Al2O3·6SiO2硅酸鈉（Na2SiO3）：Na2O·SiO2鈉長石（NaAlSi3O3)：Na2O·Al2O3·6SiO2【講透重點(diǎn)】一、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【總結(jié)】常見的能用于漂白的物質(zhì)的比較物質(zhì)SO2HClO、NaClO、Ca(ClO)2、H2O2、Na2O2、O3活性炭漂白原理與有色物質(zhì)結(jié)合生成無色物質(zhì)將有色物質(zhì)氧化為無色物質(zhì)吸附有色物質(zhì)變化類型化學(xué)變化化學(xué)變化物理變化是否可逆可逆，加熱或久置后恢復(fù)原來的顏色不可逆，加熱或久置后不恢復(fù)原來顏色—漂白對象有色的有機(jī)物，不能漂白指示劑有色的有機(jī)物和指示劑有機(jī)色質(zhì)(1)SO2使品紅溶液褪色表現(xiàn)的是漂白性，加熱后溶液恢復(fù)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(fù)原。(2)SO2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。二、SO2和CO2性質(zhì)的比較【問題探究】1．CO2和SO2均為酸性氧化物，在性質(zhì)上具有一定的相似性，結(jié)合已有的知識探究能否用澄清石灰水鑒別CO2和SO2，為什么？不能。少量的CO2和SO2通入澄清石灰水中，均產(chǎn)生白色沉淀；足量的CO2和SO2通入澄清石灰水中現(xiàn)象都是先變渾濁后變澄清。其中SO2與Ca(OH)2反應(yīng)的離子方程式為SO2＋Ca2＋＋2OH－=CaSO3↓＋H2O，CaSO3＋SO2＋H2O=Ca2＋＋2HSOeq\o\al(－,3)。2．如何檢驗(yàn)?zāi)碂o色氣體是SO2還是CO2?將氣體通入品紅溶液中，若品紅溶液褪為無色，加熱，褪色后的溶液又恢復(fù)紅色，則氣體為SO2；若品紅溶液不褪色，則為CO2。【知識歸納總結(jié)】SO2和CO2性質(zhì)的比較SO2CO2物理性質(zhì)色、味無色、刺激性氣味無色、無味毒性有毒無毒溶解性易溶(1∶40)可溶(1∶1)物理性質(zhì)與水反應(yīng)H2O＋SO2H2SO3H2O＋CO2H2CO3與堿反應(yīng)SO2＋OH－(少量)=HSOeq\o\al(－,3)，SO2＋2OH－(足量)=SOeq\o\al(2－,3)＋H2OCO2＋OH－(少量)=HCOeq\o\al(－,3)，CO2＋2OH－(足量)=COeq\o\al(2－,3)＋H2O氧化性SO2＋2H2S=3S↓＋2H2OCO2＋Ceq\o(═══,\s\up7(高溫))2CO還原性2SO2＋O2eq\o(═══,\s\up11(催化劑),\s\do4(△))2SO3，也能被酸性KMnO4溶液、氯水、溴水等氧化無還原性漂白性有，但不穩(wěn)定無對環(huán)境的影響過量排放形成酸雨過量排放引起溫室效應(yīng)【歸納】檢驗(yàn)SO2和CO2同時(shí)存在的一般流程SO2和CO2均可使澄清石灰水變渾濁，若通入的氣體過量，沉淀都可以溶解消失。檢驗(yàn)SO2、CO2混合氣體中存在CO2的一般流程如下：三、濃硫酸的強(qiáng)氧化性【問題探究】1．過量的銅與一定量的濃硫酸反應(yīng)時(shí)，硫酸能否全部參加反應(yīng)？不能。Cu是不活潑金屬，只能與濃硫酸反應(yīng)，與稀硫酸不反應(yīng)，在過量Cu與一定量濃硫酸反應(yīng)時(shí)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硫酸的濃度逐漸減小，反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，濃硫酸將變?yōu)橄×蛩?，反?yīng)停止，H2SO4不可能全部參加反應(yīng)。2．如果用過量的鋅代替銅與一定量的濃硫酸反應(yīng)，生成氣體的成分有哪些？鋅首先與濃硫酸發(fā)生反應(yīng)：Zn＋2H2SO4(濃)=ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硫酸的濃度降低，鋅還會與稀硫酸進(jìn)一步反應(yīng)，Zn＋H2SO4(稀)=ZnSO4＋H2↑，故生成的氣體為SO2和H2的混合氣體?！局R歸納總結(jié)】1．濃硫酸強(qiáng)氧化性的本質(zhì)濃硫酸具有強(qiáng)氧化性是因?yàn)榱蛩岱肿又校?價(jià)的硫元素具有很強(qiáng)的得電子能力。2．濃硫酸強(qiáng)氧化性的體現(xiàn)反應(yīng)物變化或反應(yīng)表現(xiàn)性質(zhì)活潑金屬鐵、鋁常溫下，鐵、鋁遇到濃硫酸時(shí)發(fā)生鈍化強(qiáng)氧化性加熱時(shí)，反應(yīng)生成硫酸鹽和SO2強(qiáng)氧化性和酸性鋅等其他活潑金屬與濃硫酸反應(yīng)時(shí)，開始產(chǎn)生SO2，后來產(chǎn)生H2較不活潑金屬(如：銅、銀等)金屬＋濃硫酸eq\o(——→,\s\up7(△))高價(jià)態(tài)硫酸鹽＋SO2↑＋H2O碳、硫、磷等非金屬非金屬單質(zhì)＋濃硫酸eq\o(——→,\s\up7(△))高價(jià)態(tài)氧化物或含氧酸＋SO2↑＋H2O還原性物質(zhì)能將還原性物質(zhì)(如H2S、HI)氧化，如：H2S＋H2SO4(濃)=S↓＋SO2↑＋2H2O強(qiáng)氧化性3．區(qū)分濃硫酸和稀硫酸的方法方法操作結(jié)論脫水法用玻璃棒蘸取兩種酸分別涂在紙上變黑者是濃硫酸稀釋法分別加入盛水的試管中放熱者是濃硫酸吸水法分別滴到硫酸銅晶體(CuSO4·5H2O)上藍(lán)色晶體變白者是濃硫酸鈍化法常溫下，取已去氧化膜的兩塊鋁片(或鐵片)分別放入盛有濃、稀硫酸的試管中有大量氣泡冒出的是稀硫酸，無明顯現(xiàn)象的是濃硫酸生霧法分別滴到濃鹽酸中有白霧產(chǎn)生的是濃硫酸黏度法分別用玻璃棒蘸取兩種酸黏稠狀的是濃硫酸密度法分別稱量相同體積的兩種酸質(zhì)量大的是濃硫酸氧化法分別取兩支試管，加入銅片后再分別加入兩種酸，加熱溶液變藍(lán)，有刺激性氣味氣體產(chǎn)生的是濃硫酸四、粗鹽的提純(1)除去粗鹽中不溶性雜質(zhì)——過濾(2)除去粗鹽中可溶性雜質(zhì)①原理：②加試劑的先后順序原則：Na2CO3溶液加入順序在BaCl2溶液之后；加入鹽酸在過濾之后。通常順序可以為BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→鹽酸；NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→鹽酸；BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→鹽酸。五、噴泉實(shí)驗(yàn)【問題探究】噴泉，指由地下噴射出地面的泉水，是一種將水或其他液體經(jīng)過一定壓力通過噴頭噴灑出來具有特定形狀的組合體。某同學(xué)組裝了一套噴泉實(shí)驗(yàn)裝置(如下圖所示)。(1)如何操作才能引發(fā)該噴泉實(shí)驗(yàn)？打開止水夾，用手(或熱毛巾等)焐熱燒瓶，氨氣受熱膨脹，使氨氣通過導(dǎo)管與水接觸，即產(chǎn)生噴泉。(或用浸冰水的毛巾“冷敷”燒瓶，使水進(jìn)入燒瓶，燒瓶內(nèi)氨氣溶于水)(2)某同學(xué)做課本中噴泉實(shí)驗(yàn)時(shí)，打開止水夾后將膠頭滴管內(nèi)的水?dāng)D入燒瓶內(nèi)，可并未產(chǎn)生噴泉，試分析實(shí)驗(yàn)失敗可能的原因是什么？①裝置氣密性不好；②收集的NH3純度較低；③燒瓶不干燥等?！局R歸納總結(jié)】1．原理和裝置(1)氨氣噴泉實(shí)驗(yàn)形成原理當(dāng)氣體接觸外部的水或溶液時(shí)，由于氣體大量溶解或與溶液中的溶質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而使容器內(nèi)氣壓迅速降低，在外界大氣壓作用下，外部液體迅速進(jìn)入容器，通過尖嘴導(dǎo)管噴出，形成噴泉。引發(fā)操作打開止水夾，擠壓膠頭滴管的膠頭，或其他形成壓強(qiáng)差引發(fā)液體向容器中流動(dòng)噴射的操作。(2)實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵——“三要”①裝置氣密性——要好。②燒瓶和氣體——要干。③燒瓶內(nèi)的氨氣——要滿。2．噴泉的常見類型方法減小內(nèi)壓法增大外壓法裝置原理減小燒瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)，形成壓強(qiáng)差，產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象增大錐形瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)，形成壓強(qiáng)差，產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象3．常見產(chǎn)生噴泉實(shí)驗(yàn)的組合氣體NH3HClSO2、CO2、NO2、Cl2NO2和O2吸收劑水或鹽酸水或氫氧化鈉溶液濃氫氧化鈉溶液水六、氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法和NHeq\o\al(＋,4)的檢驗(yàn)【問題探究】1．實(shí)驗(yàn)室制取氨氣時(shí)，堿不選用NaOH、KOH，其原因是什么？消石灰不能用NaOH、KOH代替，原因是NaOH、KOH具有吸濕性，易結(jié)塊，不利于產(chǎn)生氨氣，在加熱條件下還會腐蝕試管。2．某同學(xué)根據(jù)銨鹽受熱分解的性質(zhì)，認(rèn)為可以采用加熱NH4Cl來制備氨氣，你怎么看？不行。NH4Cl分解得到NH3和HCl，兩種氣體在試管口遇冷反應(yīng)又生成NH4Cl，得不到氨氣?！局R歸納總結(jié)】1．氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法(1)反應(yīng)原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(═══,\s\up7(△))2NH3↑＋CaCl2＋2H2O(2)裝置：(3)氨氣制備實(shí)驗(yàn)各部分裝置的選擇：裝置選擇選擇原因制備裝置固＋固eq\o(——→,\s\up7(△))氣反應(yīng)原理凈化裝置裝有堿石灰的干燥管NH3具有堿性，不與堿石灰反應(yīng)不用濃硫酸和無水氯化鈣NH3能被濃硫酸和無水氯化鈣吸收收集裝置向下排空氣法NH3的密度遠(yuǎn)小于空氣，且常溫下不與空氣成分反應(yīng)不采用排水法NH3極易溶于水驗(yàn)滿方法將濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口，試紙變藍(lán)色氨水顯堿性 將蘸有濃鹽酸的玻璃棒置于試管口，有白煙產(chǎn)生氨氣遇揮發(fā)性酸反應(yīng)生成固體銨鹽小顆粒尾氣處理試管口放一團(tuán)用水或稀硫酸浸濕的棉花球NH3極易溶于水，與酸反應(yīng)2.其它實(shí)驗(yàn)室制取NH3的簡易方法方法化學(xué)方程式(或原理)氣體發(fā)生裝置加熱濃氨水NH3·H2Oeq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋H2O濃氨水＋固體NaOHNaOH溶于水放熱，促使NH3·H2O分解，且OH－濃度的增大也有利于NH3的生成濃氨水＋固體CaOCaO與水反應(yīng)生成OH－，使溶劑(水)減少；且反應(yīng)放熱，促使NH3·H2O分解?；瘜W(xué)方程式：NH3·H2O＋CaO=NH3↑＋Ca(OH)23．NHeq\o\al(＋,4)的檢驗(yàn)方法(1)原理：(2)方法：eq\x(固體)→eq\x(\a\al(取少量樣品與堿混合于試管中，然后加熱，將濕潤的紅色石蕊試,紙靠近試管口，試紙變藍(lán)或?qū)⒄河袧恹}酸的玻璃棒靠近試管口，,有白煙產(chǎn)生，說明樣品中含有NH\o\al(＋,4)))eq\x(溶液)→eq\x(\a\al(可取少量溶液注入試管中，再加入濃的堿液，微熱，然后用濕潤,的紅色石蕊試紙或蘸有濃鹽酸的玻璃棒檢驗(yàn)))特別提醒：實(shí)驗(yàn)室制備氨氣的幾個(gè)注意事項(xiàng)(1)收集裝置和反應(yīng)裝置的試管和導(dǎo)管必須是干燥的。(2)發(fā)生裝置的試管口略向下傾斜。(3)由于氨氣的密度比空氣小，因此收集氨氣時(shí)，導(dǎo)管口應(yīng)插入試管的底部。(4)棉花團(tuán)上蘸有稀硫酸，既防止空氣對流又防止氨氣逸出污染空氣。(5)干燥NH3不能用P2O5、濃硫酸等酸性干燥劑，也不能用CaCl2干燥，原因是CaCl2與NH3反應(yīng)生成CaCl2·8NH3。七、硝酸的強(qiáng)氧化性【問題探究】1．少量的Fe與足量稀硝酸反應(yīng)，F(xiàn)e被氧化為＋2價(jià)還是＋3價(jià)？過量的Fe與稀硝酸反應(yīng)呢？硝酸的氧化性較強(qiáng)，可將Fe氧化為Fe3＋，故少量的Fe與足量稀硝酸反應(yīng)，F(xiàn)e被氧化為＋3價(jià)；由于Fe可與Fe3＋生成Fe2＋，故過量的Fe與稀硝酸反應(yīng)得到＋2價(jià)鐵。2．銅投入稀硫酸中不會溶解，再向溶液中投入KNO3固體，銅會不會溶解？為什么？會溶解。由離子方程式8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)＋3Cu=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O可知，只要溶液中同時(shí)有H＋和NOeq\o\al(－,3)，銅就會發(fā)生反應(yīng)而溶解?！局R歸納總結(jié)】1．規(guī)律(1)硝酸的濃度越大，反應(yīng)溫度越高，其氧化性越強(qiáng)。(2)濃硝酸的還原產(chǎn)物是NO2，稀硝酸的還原產(chǎn)物是NO。(3)還原劑一般被氧化為最高價(jià)態(tài)。2．表現(xiàn)(1)硝酸與金屬的反應(yīng)①除Au、Pt等少數(shù)金屬外，硝酸幾乎可以氧化所有的金屬，如3Ag＋4HNO3(稀)=3AgNO3＋NO↑＋2H2O；②活潑金屬與硝酸反應(yīng)不生成H2，硝酸的濃度不同，還原產(chǎn)物不同；eq\x(還原產(chǎn)物)eq\a\vs4\al(\o(——→，\s\up7(濃硝酸),\s\do5()))NO2eq\a\vs4\al(\o(——→,\s\up7(極稀硝酸),\s\do5()))N2O、N2、NH4NO3等eq\a\vs4\al(\o(——→,\s\up7(稀硝酸),\s\do5()))NO③常溫下濃硝酸能使Fe、Al鈍化，加熱時(shí)反應(yīng)。(2)硝酸與非金屬的反應(yīng)①反應(yīng)規(guī)律：非金屬單質(zhì)＋濃硝酸→最高價(jià)氧化物或其含氧酸＋NO2↑＋H2O；②實(shí)例：C＋4HNO3(濃)eq\o(═══,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。(3)硝酸與還原性化合物的反應(yīng)硝酸的強(qiáng)氧化性還表現(xiàn)在可以氧化具有還原性的化合物或離子，如HI、HBr、SO2、Fe2＋、FeO、Br－、I－、S2－、SOeq\o\al(2－,3)等均能被HNO3氧化。八、金屬與硫酸、硝酸反應(yīng)的計(jì)算1．反