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文檔簡介

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

一、硫和二氧化硫(-)硫1、硫元素的位置、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(1)硫元素位于元素周期表的第周期、第族,硫原子的最外電子層有電子,在化學反應(yīng)中容易得到2個電子,形成價硫的化合物。(2)與氧元素相比,得電子能力相對,非金屬性比氧的.故在富含O2的地表附近的含硫化合物中,硫常顯 價或價,而氧顯 價。2、硫單質(zhì)的物理性質(zhì)硫(俗稱)是一種黃色晶體,質(zhì)脆,易研成粉末。硫溶于水,微溶于,易溶于。3、硫單質(zhì)的化學性質(zhì)(1)氧化性表現(xiàn)為與金屬、氏反應(yīng):與Fe、Cu、Hz反應(yīng)的化學方程式分別為、、,在這些反應(yīng),S均作劑。(2)還原性表現(xiàn)為與反應(yīng),其化學方程式為,反應(yīng)中S作劑。注意:(1)硫的氧化性,與變價金屬反應(yīng),生成態(tài)的金屬硫化物。(2)硫與氧氣反應(yīng),無論氧氣是否過量,只生成S02。(二)二氧化硫1、物理性質(zhì)二氧化硫是一種無色、有氣味的有毒氣體,密度比空氣的,易溶于水。在通常情況下,1體積的可以溶解約體積的S02。2、化學性質(zhì)(1)具有酸性氧化物的性質(zhì)①與H?0反應(yīng)的化學方程式為:。②與堿(如NaOH)反應(yīng)的化學方程式為:o(2)還原性2so+0、催化劑2soSO2在一定條件下與。2反應(yīng)的化學方程式為:一‘= " 生成的SO3也是氧化物,與H2。反應(yīng)的化學方程式為:。(3)氧化性SO2與H2s反應(yīng)的化學方程式為:。(4)漂白性①SO2通入品紅溶液中,品紅溶液 色,加熱時,溶液又變 色。②SO2的漂白原理:S02與某些有色物質(zhì)生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)。這些無色物質(zhì)容易分解又使有色物質(zhì)恢復原來的顏色。③應(yīng)用:S02在工業(yè)上應(yīng)用于漂白紙漿、毛、絲等;此外S02可用于,還是一種食品。3、可逆反應(yīng)(1)正反應(yīng):向方向進行的反應(yīng)。(2)逆反應(yīng):向方向進行的反應(yīng)。(3)可逆反應(yīng):在同一條件下,既能向方向進行,同時又能向方向進行的反應(yīng)。二、硫酸1、工業(yè)制硫酸的原理示意圖燃燒或4FeS2+1102^=2Fe2O3+8SO2:“V2O5(2)2SO,+O, 2S0v-400~500℃(3),2、硫酸的酸性(1)電離方程式:H2SO4=2H+SOr,(2)寫出稀硫酸與Zn、CuO,NaOH溶液、NaHCO3溶液反應(yīng)的離子方程式分別為、、hco;+h+=co2t+h2o.3、濃硫酸的特性(1)吸水性:濃硫酸能吸收存在于周圍環(huán)境中的水分,可用于作干燥劑。(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①與金屬Cu反應(yīng)的化學方程式為。反應(yīng)中氧化劑是,還原劑是,還原產(chǎn)物為o②與非金屬的反應(yīng)濃硫酸與木炭反應(yīng)的化學方程式為。反應(yīng)中氧化劑為,還原劑為,還原產(chǎn)物為.4、常見的硫酸鹽(1)石膏(化學式為),加熱失水變?yōu)槭焓?化學式為),應(yīng)用于制作各種模型和醫(yī)療用的石膏繃帶,工業(yè)上還用于調(diào)節(jié)。(2)硫酸領(lǐng)又稱"重晶石''或“鋼餐”,用于生產(chǎn)其他領(lǐng)鹽的原料或消化系統(tǒng) 檢查的內(nèi)服藥劑。

(3)硫酸銅為白色粉末,CuSCU結(jié)合水后變?yōu)?化學式為),又稱藍磯。無水CuSO4可用于檢驗H2O的存在。膽磯和混合制成一種常用的農(nóng)藥——.5、探究1:蔗糖的脫水實驗濃硫酸C12H22O11 濃硫酸C12H22O11 ?,1)蔗糖逐漸變黑。原因是濃硫酸具有(2)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。原因是6、探究2:濃6、探究2:濃硫酸與Cu的反應(yīng)為 色;c中溶液變?yōu)?色。(Da中銅絲變有氣體逸出;b中品紅溶液逐漸變(2)NaOH溶液棉團的作用是吸收尾氣,防止污染空氣:SO2+2OH=SOr+H2Oo三、硫酸根離子的檢驗1、SO1的檢驗(1)實驗探究:.沉淀生成,加鹽酸后沉淀不溶_ .沉淀生成,加鹽酸后沉淀不溶①稀硫酸或Na2so4溶液 ? >現(xiàn)象為有.解。②NazCCh溶液——-__>——>現(xiàn)象為有沉淀生成,加鹽酸后沉淀溶解且放出氣體。先加稀鹽酸 BaCb溶液(2)SO:的檢驗一般思路:待測液———>無沉淀無氣體生成 ? 沉淀生成。酸化2、粗鹽中可溶性雜質(zhì)的除去雜質(zhì)加入的試劑化學方程式Na2s04MgChCaChNa2cO3溶液

四、不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化(-)自然界中硫的存在和轉(zhuǎn)化1、硫的存在(1)在自然界中硫元素主要以形式存在,通常以的形式存在,如黃鐵礦()、黃銅礦()o在地表附近,硫化物轉(zhuǎn)化為,如石膏( )、芒硝(Na2sO4/OH2O)等。(2)的硫存在于附近或的巖層中。2、硫的轉(zhuǎn)化火山口附近的硫單質(zhì)會被大氣中的氧氣氧化成,可被進一步氧化成。(二)常見硫的價態(tài)及轉(zhuǎn)化1、硫元素常見的化合價有和,可以通過氧化還原反應(yīng)實現(xiàn)不同價態(tài)含硫物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化。利用,可將硫元素從態(tài)轉(zhuǎn)化到態(tài);利用,可將硫元素從態(tài)轉(zhuǎn)化到態(tài)?2、硫的不同價態(tài)所對應(yīng)的常見化合物(1)含有一2價硫的物質(zhì)有酸:,鹽:Na?S、等。(2)含有+4價硫的物質(zhì)有氧化物:,酸:,鹽:Na2sCh、NaHSCh等。(3)含有+6價硫的物質(zhì)有氧化物:,酸:,鹽:Na2so4、NaHSCU等。3、不同價態(tài)硫元素之間的相互轉(zhuǎn)化實現(xiàn)。上述轉(zhuǎn)化中,從左到右,硫元素化合價,需加入從右到左,硫元素化合價降低,需加入4,相同價態(tài)硫元素之間的轉(zhuǎn)化4,相同價態(tài)硫元素之間的轉(zhuǎn)化以上兩種轉(zhuǎn)化關(guān)系均屬于價態(tài)硫元素之間的轉(zhuǎn)化,從左到右的轉(zhuǎn)化,加入可以實現(xiàn);從右到左的轉(zhuǎn)化,加入可以實現(xiàn)。第二節(jié)氮及其化合物一、氮氣與氮的固定1、氮元素的位置、結(jié)構(gòu)與存在(1)氮元素位于元素周期表的周期、第族。氮原子的最外電子層有電子,既不容易得到3個電子,也不容易失去5個電子。因此,氮原子一般通過與其他原子相互結(jié)合構(gòu)成物質(zhì)。(2)氮元素在自然界中主要以的形式存在于空氣中,部分氮元素存在于動植物體內(nèi)的中,還有部分氮元素存在于土壤、海洋里的和中。2、氮氣的物理性質(zhì)N2是一種、的氣體,p(N2)<p(;溶于水。3、氮氣的結(jié)構(gòu)與化學性質(zhì)(1)N2的結(jié)構(gòu):N2的結(jié)構(gòu)式為,氮氮鍵很難斷裂,化學性質(zhì)很穩(wěn)定。(2)化學性質(zhì)用在等條件下,N2獲得足夠的能量,使斷裂。寫出N2與Mg、出、02反應(yīng)的化學方程式。③N2+O2高溫或放電=2NOo③N2+O2高溫或放電=2NOo①3Mg+N2==Mg3N2;②刈+3出催化劑2N%;4、氮的固定:將大氣中的氮轉(zhuǎn)化為的過程。(1)自然固氮:大自然通過閃電釋放的能量將空氣中的氮氣轉(zhuǎn)化為含氮的化合物,或者通過豆科植物的根瘤菌將氮氣轉(zhuǎn)化成氨。(2)人工固氮:人類通過控制條件,將氮氣或為氮的化合物,最重要的人工固氮途徑就是O二、一氧化氮和二氧化氮1、物理性質(zhì)顏色狀態(tài)氣味毒性水溶性NO色氣態(tài) 沼NO2色氣態(tài)氣味 溶2、化學性質(zhì)(DNO在空氣中易轉(zhuǎn)化為 色的N02,反應(yīng)方程式為:(2)NO2與H2O反應(yīng)生成HNCh和NO,反應(yīng)方程式為:三、氨和鎮(zhèn)鹽(一)氨1、氨的物理性質(zhì)(1)氨是無色、有氣味的氣體,密度比空氣的,很容易。(2)氨極易溶于水:在常溫常壓下,1體積水大約可溶解體積氨??衫脤嶒炞C

明NH3極易溶于水。2、氨的化學性質(zhì)(1)NH3與水反應(yīng)的化學方程式為:。(2)NH3與酸反應(yīng)生成核鹽①濃氨水揮發(fā)出的NE與濃鹽酸揮發(fā)出的相遇形成,即NH4cl晶體小顆粒,其反應(yīng)的方程式為:。②氨通入稀硫酸中反應(yīng)的離子方程式為nh3+h*=nh;?(3)氨的催化氧化催化劑氨催化氧化制HNO3的系列反應(yīng)方程式依次為:4NH3+5O24NO+6H2。,△(二)錢鹽——錢根離子(NH:)與酸根離子構(gòu)成的化合物1、不穩(wěn)定性:NH4CkNH4HCO3受熱分解的化學方程式分別為2、與堿的反應(yīng)(1)固體反應(yīng):NH4cl與NaOH反應(yīng)的化學方程式為:NH4C1+NaOH==NH3t+NaCl+H2Oo,△(2)溶液中鍍鹽與強堿反應(yīng)的離子方程式(加熱):NH4+OH==NH3t+H2O=(3)稀溶液中鍍鹽與強堿反應(yīng)的離子方程式(不加熱):NH;+0H-=NH3H。3、錢鹽與堿反應(yīng)的兩個應(yīng)用(1)檢驗NH;:待測液中加并,用濕潤的放置于試管口,若試紙變,說明溶液中含NH:。(2)實驗室制備N%4、氨氣的實驗室制法A(1)原理:2NH4Cl+Ca(OH)2=^=CaCb+2NH3T+2H2。。nh4a和Ca(OJi)znh4a和Ca(OJi)z。棉花和加熱制取和加熱制?、侔l(fā)生裝置:固體+固體——>氣體,與實驗室利用氧氣的裝置相同。②凈化裝置:通常用干燥氨氣,不能用五氧化二磷、和無水氯化鈣干燥。目的是防止與空氣形成對流,以收集到較純凈的氨氣。破石灰(3)破石灰(3)收集方法:.排空氣法收集,試管口塞一團疏松的棉花團,(4)驗滿方法①方法一:用鏡子夾住一片濕潤的試紙放在試管口,若試紙變,說明已經(jīng)收集滿。②方法二:用蘸取的玻璃棒靠近試管口,若有 生成,說明已經(jīng)收集滿。(5)尾氣處理:多余的氨氣要吸收掉(可在導管口放一團用水或浸潤的棉花球)以避免污染空氣。在吸收時要防止 ,常采用的裝置如圖所示:△(1)加熱濃氨水法:NH3H2O不穩(wěn)定,受易分解生成NH3:NH3H2O^=NH4+H2O,故可直接加制備NH3o(2)濃氨水加固體NaOH(或生石灰、堿石灰)法:固體NaOH溶于水放出大量的熱,會促使氨水分解,而生石灰可與水反應(yīng)生成Ca(OH”,同時反應(yīng) ,也會促使分解,故可在常溫下向固體NaOH或CaO中滴加來制備NH3o反應(yīng)裝置圖分別為:(1)酸性:屬于強酸,具有酸的通性,如CaCCh與HNO3反應(yīng)的化學方程式為:△(2)不穩(wěn)定性:見光或者受熱易分解,化學方程式為4HNO3h^4NO2T+O2T+2H20。所以硝酸一般?;蚬庹沾嬖?試劑瓶中,并放置在 。(3)強氧化性①Cu與濃硝酸反應(yīng)的化學方程式為?Cu與稀硝酸反應(yīng)的化學方程式為。②與Fe、Al反應(yīng):常溫下,濃硝酸或濃硫酸可使鐵、鋁表面形成一層致密的薄膜,所以可以用鐵制容器或鋁制容器來盛裝或。當加熱時,F(xiàn)e、Al會與濃硝酸或濃硫酸發(fā)生反應(yīng)。③濃硝酸和濃鹽酸的混合物(體積比為)叫做,能使一些不溶于硝酸的金屬如金、的等溶解。3、用途硝酸是重要的化工原料,可用于制造、、染料、等。五、酸雨及防治1、SO2、NOX的主要來源(1)S02:主要來源于和某些含硫的的燃燒或冶煉。(2)NOx:主要來源于機動車產(chǎn)生的。2、S02>NOx對人體的危害SO2與NOx會引起疾病,危害人體健康,嚴重時會使人死亡。3、酸雨SO2、含氮氧化物及其在大氣中發(fā)生反應(yīng)后的溶于雨水后形成的。4、酸雨防治(1)工業(yè)廢氣排放到大氣中之前,必須進行適當處理,防止 污染大氣。(2)減少化石燃料的直接,如脫硫處理。六、硝酸與金屬反應(yīng)的計算1、電子守恒法:硝酸與反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng),氮原子得到的電子總數(shù)等于金屬原子總數(shù)。2、原子守恒法:硝酸與金屬反應(yīng)時,反應(yīng)前硝酸中的NO;一部分仍以NO;的形式存在,一部分轉(zhuǎn)化為 產(chǎn)物,這兩部分中N的之和與反應(yīng)消耗的硝酸中N的相等。3、電荷守恒法:HNO3時,反應(yīng)后溶液中(不考慮OH)根據(jù)電荷守恒有c(NO;)=c(H')+nc(M")(Mn+代表金屬離子)。4、利用離子方程式計算:硝酸與硫酸混合液跟金屬的反應(yīng),當金屬足量時,不能用硝酸與金屬反應(yīng)的化學方程式計算,應(yīng)用離子方程式計算,因為生成的硝酸鹽中的NO-,與硫酸電離出的H+仍能繼續(xù)與金屬反應(yīng)。如金屬銅與混酸的反應(yīng)方程式為。第三節(jié)無機非金屬元素一、硅酸鹽材料1、硅酸鹽的結(jié)構(gòu):在硅酸鹽中,Si和0構(gòu)成了,Si在中心,。在的4個頂角;許多這樣的四面體還可以通過頂角的O相互 。2、硅酸鹽材料產(chǎn)品原料主要設(shè)備主要成分用途陶瓷 (主要成分為含水的鋁硅酸鹽)—硅酸鹽建筑材料、絕緣材料、日用器皿、衛(wèi)生潔具等

玻璃(普通)—玻璃窯NazSiCh、CaSiO?>SiO2建筑材料、光學儀器、各種器皿、高強度復合材料等水泥 、適量石膏水泥回轉(zhuǎn)窯- 建筑和水利工程高溫注意:由原料和玻璃的成分及反應(yīng)條件“熔融”,可知反應(yīng)的化學方程式為SiO2+Na2CO3^-Na2SiO3+CO2t.SiO2+CaCO3^=CaSiO3+CO2t?二、新型無機非金屬材料粗硅的提純1粗硅的提純存在原子結(jié)構(gòu)示意圖周期表中位置含量存在形態(tài)地殼中居第 位氧化物和硅酸鹽?)))第 周期、第 族粗硅的制取 SiO,+2C—Si(粗)+2C0T(1)硅元素的存在與結(jié)構(gòu)粗硅與HC1反應(yīng)—Si(ffl)+3HC1=SiHCl,+H,Si(純)+3HC1也還原|—SiHCI3+Si(純)+3HC1(2)單質(zhì)硅的制備(3)硅和二氧化硅的用途計算機等的芯片回-硅太陽能電池生產(chǎn)光導纖維2、回-硅太陽能電池生產(chǎn)光導纖維2、新型陶瓷(1)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。(2)碳化硅(SiC)俗稱,碳原子和硅原子通過連接,具有類似金剛石的結(jié)構(gòu),硬度,可用作砂紙和砂輪的磨料。碳化硅還,可用作耐高溫結(jié)構(gòu)材料、耐高溫半導體材料等。3、碳納米材料碳納米材料在等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。結(jié)構(gòu)特點應(yīng)用富勒烯由 原子構(gòu)成的一系列籠形分代表物 開啟碳納米材料研究和應(yīng)

子的總稱用的新時代碳納米管由 片層卷成的管狀物,具有納米尺度的直徑用于生產(chǎn) 、電池和 等石墨烯只有 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、電池和復合材料等第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素

第一節(jié)硫及其化合物一、硫和二氧化硫(-)硫1、硫元素的位置、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(1)硫元素位于元素周期表的第三周期、第VIA族,硫原子的最外電子層有_讓電子,在化學反應(yīng)中容易得到2個電子,形成一2價硫的化合物.(2)與氧元素相比,得電子能力相對較弱,非金屬性比氧的弱.故在富含0;的地表附近的含硫化合物中,硫常顯+4價或+6價,而氧顯一2價。2、硫單質(zhì)的物理性質(zhì)硫(俗稱硫黃)是一種黃色晶體,質(zhì)脆,易研成粉末。硫難溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳。3、硫單質(zhì)的化學性質(zhì)(1)氧化性表現(xiàn)為與金屬、見反應(yīng):△△△與Fe、Cu、H2反應(yīng)的化學方程式分別為S+Fe^^=FeS、S+2Cu Cu2s、S+H2 H2s,在這些反應(yīng),S均作氧化劑。點燃(2)還原性表現(xiàn)為與02反應(yīng),其化學方程式為S+O2^^SO2,反應(yīng)中S作還原劑。注意:(1)硫的氧化性較弱,與變價金屬反應(yīng),生成低價態(tài)的金屬硫化物。(2)硫與氧氣反應(yīng),無論氧氣是否過量,只生成S02。(二)二氧化硫1、物理性質(zhì)二氧化硫是一種無色、有刺激性氣味的有毒氣體,密度比空氣的大,易溶于水。在通常情況下,1體積的水可以溶解約40體積的SO?。2、化學性質(zhì)(1)具有酸性氧化物的性質(zhì)①與H8反應(yīng)的化學方程式為:SO?+。②與堿(如NaOH)反應(yīng)的化學方程式為: SCh+2NaC)H-Na2sQi+Hq。(2)還原性2S0+0里嗎S0SO2在一定條件下與O,反應(yīng)的化學方程式為:、 生成的so.也是酸性氧化物,與H2。反應(yīng)的化學方程式為:SCh+H,O=H2SO4.。(3)氧化性SO2與H2s反應(yīng)的化學方程式為: SO2+2H2s=3S+2Hq.

(4)漂白性①SO2通人品紅溶液中,品紅溶液褪色,加熱時,溶液又變紅色。②SO2的漂白原理:S02與某些有色物質(zhì)生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)。這些無色物質(zhì)容易分解又使有色物質(zhì)恢復原來的顏色。③應(yīng)用:so2在工業(yè)上應(yīng)用于漂白紙漿、毛、絲等;此外so:可用于殺菌消毒,還是一種食品添加劑。3、可逆反應(yīng)(1)正反應(yīng):向牛.成物方向進行的反應(yīng)。(2)逆反應(yīng):向反應(yīng)物方向進行的反應(yīng)。(3)可逆反應(yīng):在同一條件下,既能向正反應(yīng)方向進行,同時又能向逆反應(yīng)方向進行的反應(yīng)。二、硫酸1、工業(yè)制硫酸的原理示意圖2Fe2C)3+8SO2;點燃2Fe2C)3+8SO2;點燃一 燃燒S+或4FeS2+110;TOC\o"1-5"\h\z? 曠252so2+O2 2sCh,400~500℃SO、+H2O=H2so4 -2、硫酸的酸性(1)電離方程式:H2SO4=2H+soi-?(2)寫出稀硫酸與Zn、CuO、NaOH溶液、NaHCCh溶液反應(yīng)的離子方程式分別為Zn+2H+=Zn2++H?1 、CuO+2H'=Cu2'+H2O、h'+OH-=H2O、HCO;+H*=CO2|+H2O?3、濃硫酸的特性(1)吸水性:濃硫酸能吸收存在于周圍環(huán)境中的水會,可用于作干燥劑。(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A①與金屬Cu反應(yīng)的化學方程式為2H2soM濃)+Cu—=CuSO4+SO2t+2H2。、反應(yīng)中氧化劑是濃硫酸_,還原劑是Cu,還原產(chǎn)物為SO2。②與非金屬的反應(yīng)A濃硫酸與木炭反應(yīng)的化學方程式為C+2H2SOM濃)^=CO2T+2SO#+2H2O.反應(yīng)中氧化劑為濃硫酸,還原劑為C,還原產(chǎn)物為SO?。4、常見的硫酸鹽(1)石膏(化學式為C為0/2比0),加熱失水變?yōu)槭焓癁椋ɑ瘜W式為2CaS0,加9),應(yīng)用于制作各種

模型和醫(yī)療用的石膏繃帶,工業(yè)上還用于調(diào)節(jié)水泥的硬化速率。(2)硫酸鋼又稱“重晶石”或“領(lǐng)餐”,用于生產(chǎn)其他領(lǐng)鹽的原料或消化系統(tǒng)X射線檢杳的內(nèi)服藥劑。(3)硫酸銅為白色粉末,CuSOa結(jié)合水后變?yōu)樗{色晶體膽磯(化學式為CuSO,5H9),又稱藍帆。無水CuSC>4可用于檢驗H2O的存在。膽研和石灰乳混合制成一種常用的農(nóng)藥——波爾多液.5、探究1:蔗糖的脫水實驗濃硫酸)蔗糖逐漸變黑。原因是濃硫酸具有脫水性:C.2H22OH——>12C+11H2。。(2)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。原因是濃硫酸具有強氧化性,把C氧化成CCh,并有SO2氣體放出 。6、探究2:濃硫酸與Cu的反應(yīng)可抽動的銅絲色;c中溶液變?yōu)榧t色??沙閯拥你~絲色;c中溶液變?yōu)榧t色。(1)a中銅絲變;'1';,有氣體逸出:b中品紅溶液逐漸變?yōu)闊o(2)NaOH溶液棉團的作用是吸收尾氣防止污染空氣:SO2+2OH==SOr+H2Oo三、硫酸根離子的檢驗I、SO:的檢驗(1)實驗探究:BaCh溶液稀鹽酸①稀硫酸或Na2s04溶液 >——>現(xiàn)象為有白色沉淀牛成,加款酸后白色沉淀不溶解。BaCl,溶液稀鹽酸②Na2c03溶液 >——>現(xiàn)象為有」1魚」沉淀生成,加鹽酸后上E沉淀溶解且放出氣體。先力口稀土卜酸 BaCL溶液(2)S0;的檢驗一般思路:待測液——7vJ無沉淀無氣體生成——~>白色沉淀生成。酸化2、粗鹽中可溶性雜質(zhì)的除去雜質(zhì)加入的試劑化學方程式Na2so4BaCh溶液Na2sOs+BaCb-BaSCU+ZNaCIMgCLNaOH溶液MgC,+2NaOH-Mg(OH”1+2NaClCaCl2Na2cCh溶液CaCh+Na2cCh-CaCCM+2NaCl

四、不同價態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化(一)自然界中硫的存在和轉(zhuǎn)化1、硫的存在(1)在自然界中硫元素主要以化合態(tài)形式存在,通常以硫化物的形式存在,如黃鐵礦(FeS2)、黃銅礦(CuFeS?)。在地表附近,硫化物轉(zhuǎn)化為硫酸鹽,如石膏(CaSO^H?。衣芒硝(Na2sOQOHzO)等。(2)游離態(tài)的硫存在于火山口附近或地殼的巖層中。2、硫的轉(zhuǎn)化火山口附近的硫單質(zhì)會被大氣中的氧氣氧化成二氧化硫,二氧化硫可被進一步氧化成二氧化硫。(-)常見硫的價態(tài)及轉(zhuǎn)化1、硫元素常見的化合價有一2、0、+4和+6,可以通過氧化還原反應(yīng)實現(xiàn)不同價態(tài)含硫物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化。利用氧化劑,可將硫元素從低價態(tài)轉(zhuǎn)化到高價態(tài);利用還原劑,可將硫元素從商價態(tài)轉(zhuǎn)化到低價態(tài)o2、硫的不同價態(tài)所對應(yīng)的常見化合物(1)含有一2價硫的物質(zhì)有酸: H2s,鹽:Na2S,NaHS等。(2)含有+4價硫的物質(zhì)有氧化物:SO2,酸: H2s,鹽:Na2sCh、NaHSCh等。(3)含有+6價硫的物質(zhì)有氧化物:SO:,酸:H?SQ4,鹽:Na2s。4、NaHSCh等。3、不同價態(tài)硫元素之間的相互轉(zhuǎn)化-2價。價 -2價。價 +4價 +6價不同價態(tài)硫元素之間的相互轉(zhuǎn)化主要通過氧化還原反應(yīng)實現(xiàn)。上述轉(zhuǎn)化中,從左到右,硫元素化合價升高,需加入氧化劑。從右到左,硫元素化合價降低,需加入還原劑。4、相同價態(tài)硫元素之間的轉(zhuǎn)化|H2s1alNaHS|^=^|NazS|IS'iaHS0,^^|Na2S,0,| 以上兩種轉(zhuǎn)化關(guān)系均屬于相同價態(tài)硫元素之間的轉(zhuǎn)化,從左到右的轉(zhuǎn)化,加入堿可以實現(xiàn):從右到左的轉(zhuǎn)化,加入酸可以實現(xiàn)。第二節(jié)氮及其化合物一、氮氣與氮的固定1、氮元素的位置、結(jié)構(gòu)與存在(1)氮元素位于元素周期表的周期、第VA族。氮原子的最外電子層有二^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他原子相互結(jié)合構(gòu)成物質(zhì)。(2)氮元素在自然界中主要以氮分子的形式存在于空氣中,部分氮元素存在于動植物體內(nèi)的蛋白質(zhì)中,還有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸鹽和錢鹽中。2、氮氣的物理性質(zhì)N?是一種無色、無味的氣體,p(N2)<p(*p,難溶于水。3、氮氣的結(jié)構(gòu)與化學性質(zhì)(1)N2的結(jié)構(gòu):N,的結(jié)構(gòu)式為N三N,氮氮鍵很難斷裂,化學性質(zhì)很穩(wěn)定。(2)化學性質(zhì)N?在高溫、放電等條件下,用獲得足夠的能量,使N三N斷裂。寫出N2與Mg、氏、02反應(yīng)的化學方程式。八點燃 ?高溫、高壓' / 高溫或放電①3Mg+N2==Mg3N2;②N2+3H2催化劑2N%;③N2+O2=====2N0。4、氮的固定:將大氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過程。(1)自然固氮:大自然通過閃電釋放的能量將空氣中的氮氣轉(zhuǎn)化為含氮的化合物,或者通過豆科植物的根瘤菌將氮氣轉(zhuǎn)化成氨。(2)人工固氮:人類通過控制條件,將氮氣氧化或還原為氮的化合物,最重要的人工固氮途徑就是工業(yè)合成氨。二、一氧化氮和二氧化氮1、物理性質(zhì)顏色狀態(tài)氣味毒性水溶性NO無色氣態(tài)無味有毒不溶NO2紅棕色氣態(tài)有刺激性氣味有毒易溶2、化學性質(zhì)(1)NO在空氣中易轉(zhuǎn)化為紅棕色的NO’,反應(yīng)方程式為:2NO+O2=2NC>2(2)NO2與H2O反應(yīng)生成HNO3和NO,反應(yīng)方程式為: 3NO2+HQ=2HNCh+NO.三、氨和鉉鹽(一)氨1、氨的物理性質(zhì)(1)氨是無色、有刺激性氣味的氣體,密度比空氣的小,很容易液化。(2)氮極易溶于水:在常溫常壓下,1體積水大約可溶解700體積氨??衫脟娙獙嶒炞C明NH3極易溶于水。2、氨的化學性質(zhì)NH3與水反應(yīng)的化學方程式為: NHs+HzO^NLHQ。NH3與酸反應(yīng)生成鐵鹽①濃氨水揮發(fā)出的N&與濃鹽酸揮發(fā)出的HC1相遇形成白煙,即NH4cl晶體小顆粒,其反應(yīng)的方程式為: NH.i+HCl=NH4cl 。②氨通入稀硫酸中反應(yīng)的離子方程式為nh3+h*=nh;?(3)氨的催化氧化催化劑氨催化氧化制HNCh的系列反應(yīng)方程式依次為:4NH3+502 4NO+6H2。,2NO+△C)2=2NO2,3NO2+H2O=2HNOa+NO 。(二)錢鹽——錢根離子(NH:)與酸根離子構(gòu)成的化合物△1、不穩(wěn)定性:NH4C1>NH4HCO3受熱分解的化學方程式分別為NH』C1V=NH3T+HC1T、△NHaHCCh^^NFhT+H2O+CO2T 。2、與堿的反應(yīng)_△(1)固體反應(yīng):NH4cl與NaOH反應(yīng)的化學方程式為:NH4C1+NaOH=NHjf+NaCl+H20o(2)溶液中鍍鹽與強堿反應(yīng)的離子方程式(加熱):NH4+OH==NH3T+H2Oo(3)稀溶液中鍍鹽與強堿反應(yīng)的離子方程式(不加熱):NH.+OH=NHvH2Oq3、錢鹽與堿反應(yīng)的兩個應(yīng)用(1)檢驗NH;:待測液中加NaOH溶液并加熱,用濕潤的紅色小裝試紙放置于試管口,若試紙變藍,說明溶液中含NH:。(2)實驗室制備Nh4、氨氣的實驗室制法△(1)原理:2NH4Cl+Ca(OH)2—CaCL+2NH3T+2H20。A①發(fā)生裝置:固體+固體——>氣體,與實驗室利用氯酸鉀和二氧化鋅加熱制取氧氣的裝置相同。②凈化裝置:通常用堿/灰干燥弱氣,不能用五氧化二磷、濃硫酸和無水氯化鈣干燥。減石灰二rnnnnB (3)收集方法:向下排空氣法收集,試管口塞一團疏松的棉花團,目的是防止財氣與空氣形成對流,以收集到較純凈的氨氣。

(4)驗滿方法①方法一:用鎰子夾住一片濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口,若試紙變藍,說明已經(jīng)收集滿。②方法二:用蘸取濃鹽酸的玻璃棒靠近試管口,若有白煙生成,說明已經(jīng)收集滿。(5)尾氣處理:多余的氨氣要吸收掉(可在導管口放一團用水或』?浸潤的棉花球)以避免污染空氣。在吸收時要防止倒吸,常采用的裝置如圖所示:_水-CCU5,_水-CCU5,實驗室快速制氨氣的方法△(1)加熱濃氨水法:NHrFhO不穩(wěn)定,受熱易分解生成NHa:NH3H2O==NH3t+H2O,故可直接加熱濃氨水制備N%。(2)濃氨水加固體NaOH(或生石灰、堿石灰)法:固體NaOH溶于水放出大量的熱,會促使氨水分解,而生石灰可與水反應(yīng)生成Ca(OH)2,同時反應(yīng)放熱,也會促使氨水分解,故可在常溫下向固體NaOH或CaO中滴加濃氮水來制備NH3o反應(yīng)裝置圖分別為:1、物理性質(zhì)顏色狀態(tài)氣味特性無色液態(tài)有刺激性氣味易揮發(fā)2、化學性質(zhì)(1)酸性:屬于強酸,具有酸的通性,如CaCCh與HNO3反應(yīng)的化學方程式為:CaCCh+2HNCM稀)=Ca(NCh)2+CCM+H2O。A(2)不穩(wěn)定性:見光或者受熱易分解,化學方程式為4HNO3h=4NO2T+O2f+2H20。所以硝酸一般保或光照存在棕色試劑瓶中,并放置在陰涼處。(3)強氧化性①Cu與濃硝酸反應(yīng)的化學方程式為 Cu+4HNO式濃)=Cu(NO3)2+2NO2T+2H2。。Cu與稀硝酸反應(yīng)的化學方程式為3Cu+8HNO式稀)=3Cu(NO3)2+2NOt+4H2。-②與Fe、Al反應(yīng):常溫下,濃硝酸或濃硫酸可使鐵、鋁表面形成一層致密的氧化物薄膜,所以可以用鐵制容器或鋁制容器來盛裝濃硝酸或濃硫酸。當加熱時,F(xiàn)e、Al會與濃硝酸或濃硫酸發(fā)生反應(yīng)。③濃硝酸和濃鹽酸的混合物(體積比為I:3)叫做王水,能使一些不溶于硝酸的金屬如金、鉗等溶解。3、用途硝酸是重要的化工原料,可用于制造化肥、炸藥、染料、農(nóng)藥等。五、酸雨及防治1、S02>NOx的主要來源SO2:主要來源于煤、石油和某些含硫的金屬礦物的燃燒或冶煉。N0x:主要來源于機動車產(chǎn)生的尾氣。2、SO2、NOx對人體的危害SO,與NO、會引起呼吸道疾病,危害人體健康,嚴重時會使人死亡。3、酸雨SCh、含氮氧化物及其在大氣中發(fā)生反應(yīng)后的生成物

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