第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素知識清單高一下學(xué)期化學(xué)人教版

第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素考點1硫和二氧化硫硫元素的價—類二維圖一、硫1．硫的存在：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(游離態(tài)：火山噴口附近或地殼的巖層里,化合態(tài)：主要以硫化物和硫酸鹽[硫鐵礦(FeS2)、石膏(CaSO4·2H2O)、,芒硝(Na2SO4·10H2O)及蛋白質(zhì)、石油、天然氣、煤等]))2．硫的物理性質(zhì)硫俗稱硫黃，黃色晶體，質(zhì)脆，易研成粉末，不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2，熔沸點低。3．硫的化學(xué)性質(zhì)化合價角度認識(1)硫的氧化性①與金屬反應(yīng)2Na＋Seq\o(=,\s\up8(△))Na2S（混合研磨發(fā)生輕微爆炸）Fe＋Seq\o(=,\s\up8(△))FeS（鐵被氧化為+2價）2Cu＋Seq\o(=,\s\up8(△))Cu2S（銅被氧化為+1價）常溫下，Hg＋S=HgS（汞撒落在地面可撒些硫黃覆蓋）②與非金屬反應(yīng)：H2＋Seq\o(=,\s\up8(△))H2S。(2)硫的還原性：S＋O2eq\o(=,\s\up8(點燃))SO2（在空氣中，淡藍色火焰；在氧氣中，明亮的藍紫色火焰。）(3)硫與堿反應(yīng)：S與熱的濃NaOH溶液反應(yīng)：3S＋6NaOHeq\o(=,\s\up8(△))2Na2S＋Na2SO3＋3H2O4．硫的用途：制硫酸，制火藥，在橡膠工業(yè)中做硫化劑，制殺菌藥物。二、二氧化硫(亞硫酸酐)1．二氧化硫的物理性質(zhì)無色、有刺激性氣味的有毒氣體，密度比空氣大，易溶于水，常溫、常壓下，1體積水能溶解40體積的SO2，熔點－76℃，沸點－10℃，容易液化。2．二氧化硫的化學(xué)性質(zhì)從物質(zhì)類別角度，化合價的角度來看(1)SO2屬于酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性①與水的反應(yīng)：SO2＋H2OH2SO3(可逆反應(yīng))注：可逆反應(yīng)——指在同一條件下，同時向正反應(yīng)方向和逆反應(yīng)方向進行的反應(yīng)。用“”表示。二氧化硫與水的反應(yīng)，水溶液的酸堿性，二氧化硫或亞硫酸的漂白性實驗實驗操作現(xiàn)象結(jié)論①把盛有SO2的試管倒立于水中，打開膠塞試管內(nèi)液面上升。SO2易溶于水。②用pH試紙測定溶液的酸堿度試紙變紅色二氧化硫水溶液呈酸性。③滴入2滴品紅溶液，振蕩；加熱試管，再觀察品紅褪色；加熱恢復(fù)紅色。二氧化硫能使品紅褪色，具有漂白性。②與堿的反應(yīng)：2NaOH＋SO2(少量)=Na2SO3＋H2O；NaOH＋SO2(過量)=NaHSO3Ca(OH)2＋SO2(少量)=CaSO3↓＋H2O；Ca(OH)2＋2SO2(過量)=Ca(HSO3)2③與堿性氧化物反應(yīng)：SO2＋CaO=CaSO3④與某些鹽反應(yīng)2Na2CO3＋SO2(少量)＋H2O=Na2SO3＋2NaHCO3Na2CO3＋2SO2(過量)＋H2O=2NaHSO3＋CO2(2)強還原性:SO2eq\o(→,\s\up7(MnO4－(H+)、ClO－(H+)、NO3－(H+)),\s\do5(Fe3+、H2O2、O2、Cl2、Br2、I2))SO3或SO42－①與O2反應(yīng)：2SO2＋O2eq\o(,\s\up8(催化劑),\s\do8(△))2SO3。(該反應(yīng)為可逆反應(yīng))②與Cl2、Br2、I2溶液的反應(yīng)：SO2＋X2＋2H2O=H2SO4＋2HX(X2=Cl2、Br2、I2)③與酸性KMnO4溶液的反應(yīng)5SO2＋2MnO4－＋2H2O=5SO42－＋2Mn2＋＋4H＋④與FeCl3溶液反應(yīng)：SO2＋2Fe3＋＋2H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2Fe2＋＋4H＋⑤與H2O2溶液反應(yīng)：SO2＋H2O2=H2SO4(3)弱氧化性2H2S＋SO2===S↓＋2H2O(在溶液中進行時產(chǎn)生淺黃色渾濁)(4)漂白性二氧化硫或亞硫酸有漂白作用，能與某些有色物質(zhì)結(jié)合生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)，這種無色物質(zhì)容易分解而使有色物質(zhì)恢復(fù)原來的顏色。①SO2有漂白性，能使品紅褪色。利用品紅溶液可檢驗二氧化硫氣體。②SO2的漂白作用與次氯酸的漂白作用相不相同？不相同，二氧化硫能使品紅溶液褪色，漂白后的溶液加熱后能恢復(fù)至原來的顏色；次氯酸的漂白過程是發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，其漂白作用是永久性的。③二氧化硫不能漂白酸堿指示劑。=4\*GB3④二氧化硫漂白作用是化學(xué)變化。幾種漂白類型對比物質(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物，不能漂白指示劑有色的有機物和指示劑有機色質(zhì)3．二氧化硫的用途工業(yè)上常用來漂白紙漿、毛、絲等，還可用于殺菌消毒，還是一種食品添加劑，如葡萄酒中適量添加，可起到殺菌、抗氧化的作用。三、三氧化硫(硫酸酐)1．物理性質(zhì)在標準狀況下，是一種無色固體，熔點(16.80℃)、沸點(44.8℃)較低，具有較強的吸濕性，極易溶于水并放出大量的熱，溶解于濃硫酸中形成發(fā)煙硫酸。2．化學(xué)性質(zhì)：具有酸性氧化物的通性(1)與水反應(yīng)生成硫酸：SO3＋H2O=H2SO4(工業(yè)上生產(chǎn)硫酸)(2)與堿反應(yīng)：SO3＋2NaOH=Na2SO4＋H2OSO3＋Ca(OH)2=CaSO4＋H2O(3)與堿性氧化物反應(yīng)：CaO＋SO3=CaSO4【補充拓展1——二氧化硫的實驗室制法】1．反應(yīng)原理及裝置（1）裝置類型：“固體+固體氣體”型原理：Cu+2H2SO4（濃）CuSO4+SO2↑+2H2O（1）裝置（2）裝置（2）裝置類型：“固體+液體氣體”型原理：Na2SO3+H2SO4（濃）Na2SO4+SO2↑+H2O不用稀硫酸的原因；SO2易溶于水，逸出SO2的較少2．氣體凈化裝置（1）先用飽和NaHSO3溶液除HCl（若用亞硫酸鈉和稀鹽酸反應(yīng)）（2）再用濃硫酸或無水氯化鈣或P2O5或硅膠除水蒸氣3．氣體的收集：（1）排液法：排飽和NaHSO3溶液法，導(dǎo)氣管短進長出（2）排氣法：向上排空氣法，導(dǎo)氣管長進短出4．氣體的檢驗：通入品紅溶液，品紅褪色（加熱又變紅）5．尾氣處理（1）利用酸性①吸收劑：一般用NaOH溶液②反應(yīng)：2NaOH+SO2Na2SO3+H2O（2）利用還原性①吸收劑：一般用酸性高錳酸鉀溶液②反應(yīng)：2MnO4－+2H2O+5SO22Mn2++4H++5SO42－6．實驗安全裝置（1）安全隱患：可能發(fā)生倒吸現(xiàn)象（2）在收集裝置和尾氣吸收裝置之間加防倒吸的安全瓶【補充拓展2——硫化氫】四、硫化氫1．物理性質(zhì)硫化氫是無色、有臭雞蛋氣味的氣體，密度比空氣大，有劇毒，是大氣污染物，能溶于水(通常情況下溶解度為1∶2.6)?2．硫化氫的化學(xué)性質(zhì)(1)不穩(wěn)定性H2Seq\o(=,\s\up8(△))H2+S(300℃時分解)(2)可燃性2H2S+3O2eq\o(=,\s\up8(點燃))2H2O+2SO2(完全燃燒)2H2S+O2eq\o(=,\s\up8(點燃))2H2O+2S(不完全燃燒)(3)還原性H2S中的硫元素為－2價，是硫的最低價態(tài)，在化學(xué)反應(yīng)中的化合價只能升高，不能降低，因此H2S有強還原性。如：2H2S＋SO2===3S↓＋2H2OH2S＋Cl2===2HCl＋S(Br2、I2有類似反應(yīng))H2S＋2FeCl3===2FeCl2＋2HCl＋S↓H2S＋H2SO4(濃)===S↓＋SO2↑＋2H2O(濃硫酸不能干燥硫化氫氣體)(4)特殊性H2S＋CuSO4===CuS↓(黑色)＋H2SO4(常用硫酸銅溶液除去硫化氫氣體)H2S＋(CH3COO)2Pb===PbS↓(黑色)＋2CH3COOH(常用醋酸鉛試紙檢驗H2S氣體，試紙由白色變成黑色)3．氫硫酸（H2S的水溶液叫氫硫酸）(1)弱酸性：是易揮發(fā)的二元弱酸，其酸性比碳酸還弱，具有酸的通性。H2S＋2NaOH===Na2S＋2H2O(H2S不足量)H2S＋NaOH===NaHS＋H2O(H2S過量)(2)還原性2H2S(溶液)+O2===2S+2H2O(氫硫酸不宜在空氣中長久存放)4．實驗室用FeS與稀硫酸或鹽酸反應(yīng)制取H2S氣體FeS+H2SO4(稀)=FeSO4+H2S（氣體制備裝置與氫氣相同）考點2硫酸硫酸根離子的檢驗一、稀硫酸的酸的通性(1)使指示劑變色，H2SO4=2H＋＋SO42(2)稀硫酸與活潑金屬反應(yīng)，如Zn：Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑(3)稀硫酸與金屬氧化物反應(yīng)，如CuO：CuO＋2H＋=Cu2＋＋H2O(4)稀硫酸與堿反應(yīng)，如NaOH：OH－＋H＋=H2O(5)稀硫酸與部分鹽反應(yīng)，如Na2CO3：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O二、濃硫酸1．物理性質(zhì)純硫酸是無色、黏稠的油狀液體，難揮發(fā)。常用的濃硫酸中H2SO4的質(zhì)量分數(shù)是98%，密度為1.84g/cm3，物質(zhì)的量濃度為18.4mol/L。濃H2SO4與水以任意比互溶，溶解時可放出大量的熱，濃H2SO4稀釋的方法是將濃硫酸沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不斷攪拌。2．三大特性(1)吸水性：濃硫酸具有強烈的吸水能力，能吸收空氣中的水分，甚至能吸收結(jié)晶水合物中的水，故濃硫酸常用作干燥劑，但不能干燥NH3。(2)脫水性：濃硫酸具有很強的腐蝕性，能按水的組成脫去紙、棉布、木條等有機物中的氫、氧元素，如濃硫酸使蔗糖脫水炭化：C12H22O11eq\o(→,\s\up8(濃硫酸))12C＋11H2O?！昂诿姘睂嶒瀸嶒灢僮鲗嶒灛F(xiàn)象a.蔗糖逐漸變黑;b.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實驗結(jié)論a.濃硫酸具有脫水性;b.濃硫酸具有強氧化性,能將蔗糖炭化生成的碳單質(zhì)氧化為CO2,自身被還原為SO2

(3)強氧化性①與金屬反應(yīng)常溫下，濃H2SO4能使Fe、Al鈍化(在其表面生成了一層致密的氧化膜，阻止了反應(yīng)繼續(xù)進行。可用鋁槽車運輸濃H2SO4)Zn＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up8(△))ZnSO4＋SO2↑＋2H2OCu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up8(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O實驗操作實驗現(xiàn)象銅絲表面有氣泡逸出;品紅溶液逐漸變?yōu)闊o色;石蕊溶液逐漸變?yōu)榧t色;將試管a中的溶液慢慢倒入水中,溶液變?yōu)樗{色②與非金屬反應(yīng)C＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up8(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2OS＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up8(△))3SO2↑＋2H2O檢驗碳與濃硫酸反應(yīng)所有氣體產(chǎn)物實驗方案A：CuSO4粉末，檢驗產(chǎn)生的水蒸氣B：品紅溶液，檢驗產(chǎn)生的SO2氣體C：酸性KMnO4溶液或溴水，除去SO2氣體D：品紅溶液，檢驗SO2能否完全除去E：澄清石灰水，檢驗產(chǎn)生的CO2氣體當(dāng)D中品紅溶液不褪色，E中澄清石灰水變渾濁時，說明產(chǎn)物中CO2氣體。若把裝置D去掉，當(dāng)C中溶液顏色未完全褪去，E中澄清石灰水變渾濁時，說明產(chǎn)物中有CO2氣體。③與還原性化合物反應(yīng)2HBr＋H2SO4(濃)=SO2↑＋Br2＋2H2OH2S＋H2SO4(濃)=S↓＋SO2↑＋2H2O④可利用濃H2SO4的高沸點難揮發(fā)性制備易揮發(fā)性酸(HF、HCl等)如2NaCl(固)＋H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))Na2SO4＋2HCl↑。濃硫酸的吸水性和脫水性區(qū)別吸水性常用作干燥劑，但不能干燥NH3、H2S、HI等分清濃硫酸的脫水性和吸水性的區(qū)別：①吸水性：濃硫酸能吸收物質(zhì)中游離的水，可用作干燥劑?？梢允俏锢碜兓部梢允腔瘜W(xué)變化，如濃硫酸脫去CuSO4·5H2O晶體中的結(jié)晶水；②脫水性：濃硫酸可將有機物中的H、O原子以2∶1比例脫去脫水性將有機物中的H、O以原子數(shù)2∶1的比例脫去，如使蔗糖變黑稀硫酸和濃硫酸的鑒別方法濃硫酸稀硫酸觀察狀態(tài)油狀黏稠液體稀薄的液體測量密度大小加蒸餾水放出大量的熱沒有變化滴在藍色石蕊試紙上試紙先變紅然后變黑試紙變紅色加鐵片鈍化，無明顯變化產(chǎn)生氣泡加入銅片并加熱產(chǎn)生刺激性氣味氣體且溶液變藍無明顯現(xiàn)象加入膽礬藍色晶體變白色固體晶體溶解，溶液變藍色滴在紙上紙?zhí)炕兒诓惶炕?、硫酸的用途和工業(yè)制備1．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。2．工業(yè)制備：(1)黃鐵礦或硫黃制備SO2：4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up10(點燃),\s\do4())2Fe2O3＋8SO2S＋O2eq\o(=,\s\up8(點燃))SO2(2)在V2O5作催化劑、400~500℃條件下，制備SO3：2SO2＋O2eq\o(=====,\s\up10(催化劑),\s\do4())2SO3(3)用98.3%濃硫酸吸收SO3：SO3＋H2O=H2SO4四、硫酸根離子的檢驗被檢液eq\o(→,\s\up7(加足量鹽酸酸化))取清液eq\o(→,\s\up7(滴加BaCl2溶液))觀察有無白色沉淀產(chǎn)生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↓。實踐應(yīng)用除去粗鹽中的可溶性雜質(zhì)(可溶性硫酸鹽及CaCl2、MgCl2等雜質(zhì))雜質(zhì)加入的試劑離子方程式可溶性硫酸鹽過量BaCl2溶液SO42－+Ba2+=BaSO4↓CaCl2過量Na2CO3溶液Ca2++CO32－=CaCO3↓Ba2++CO32－=BaCO3↓MgCl2過量NaOH溶液Mg2++2OH=Mg(OH)2↓多余的NaOH、Na2CO3適量稀鹽酸OH+H+=H2O、CO32－+2H+=H2O+CO2↑考點3硫及其化合物間的轉(zhuǎn)化關(guān)系1．自然界中不同價態(tài)硫元素之間的轉(zhuǎn)化2．通過氧化還原反應(yīng)實現(xiàn)含不同價態(tài)硫元素的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化(1)價態(tài)與性質(zhì)①－2價硫處于最低價態(tài)，只有還原性，可被O2、Cl2等氧化劑氧化為S；②0價、＋4價硫處于中間價態(tài)，既有氧化性又有還原性；③＋6價硫處于最高價態(tài)，只有氧化性。(2)當(dāng)硫元素的化合價升高或降低時,一般升高或降低到其相鄰的價態(tài)(化合價只靠攏不交叉),即臺階式升降,可用下圖表示:相鄰價態(tài)的同種元素微粒間不發(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H2SSO2SO3H2SO4SSO2SO3H2SO43．通過非氧化還原反應(yīng)實現(xiàn)含不同價態(tài)硫元素的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化（1）（2）（3）SO3H2SO4→Na2SO4→NaHSO4→BaSO44．具體的硫及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系5．化學(xué)實驗設(shè)計的原則進行化學(xué)實驗設(shè)計時,應(yīng)遵循科學(xué)性、可行性、安全性和綠色化原則。

考點4氮氣氮的氧化物一、氮元素的存在與氮的固定1．原子結(jié)構(gòu)（1）原子結(jié)構(gòu)示意圖：（2）在周期表中位置：第二周期第VA族2．常見的含氮微粒（1）氮元素的化合價與氧化性、還原性的關(guān)系價態(tài)代表物性質(zhì)－3NH3、Mg3N2、NH4Cl只有還原性0N2既有氧化性，又有還原性+1N2O+2NO+3N2O3、HNO2、NaNO2+4NO2、N2O4+5N2O5、HNO3、NaNO3只有氧化性（2）氮元素的價類二維圖3．氮的存在（1）游離態(tài):以氮分子的形式存在于空氣中。（2）化合態(tài):存在于動植物體內(nèi)的蛋白質(zhì)中，以及土壤、海洋里的硝酸鹽和銨鹽中。4．氮的固定（1）含義：將大氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過程。（2）分類：①自然固氮高能固氮：N2＋O2eq\o(=,\s\up8(放電或高溫))2NO生物固氮：豆科植物的根瘤菌固氮②人工固氮合成氨：N2＋3H2eq\o(,\s\up8(催化劑),\s\do8(高溫、高壓))2NH3仿生固氮：某些金屬有機化合物，可起到根瘤菌的作用5．自然界中氮的循環(huán)二、氮氣1．物理性質(zhì)：氮氣是一種無色、無味的氣體，密度為1.2506g·L－1，難溶于水，難液化。2．化學(xué)性質(zhì)：N≡N鍵能很大，通常情況下，氮氣化學(xué)性質(zhì)很不活潑。①與氧氣：N2＋O2eq\o(=,\s\up8(放電))2NO②與氫氣：N2＋3H2eq\o(,\s\up8(催化劑),\s\do8(高溫、高壓))2NH3（合成氨工業(yè)反應(yīng)原理）③與鎂：N2＋3Mgeq\o(=,\s\up8(高溫))Mg3N23．用途：合成氨，制氮肥，充汽車輪胎，作保護氣等。4．實驗室制法：（1）高溫下氨氣還原氧化銅：2NH3+3CuOeq\o(=,\s\up8(△))3Cu+N2+3H2O（2）用飽和NaNO2和NH4Cl溶液反應(yīng)：NH4Cl＋NaNO2eq\o(=,\s\up8(△))NaCl＋2H2O＋N2↑三、一氧化氮1．物理性質(zhì)：無色、無味氣體，密度與空氣接近，不溶于水，有毒。2．化學(xué)性質(zhì)①還原性：2NO＋O2=2NO2(紅棕色)(無色氣體在空氣中變成紅棕色是NO氣體的特征)②氧化性：2NO＋2COeq\o(=,\s\up8(催化劑))N2＋2CO2(安裝“尾氣催化轉(zhuǎn)化器”可凈化汽車尾氣)3．實驗室制法：3Cu＋8HNO3(稀)eq\o(=,\s\up8(△))3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O四、二氧化氮1．物理性質(zhì)：紅棕色、有刺激性氣體，密度比空氣大，易液化，易溶于水，有毒。2．化學(xué)性質(zhì)①自身氧化還原3NO2＋H2O=2HNO3＋NO(工業(yè)生產(chǎn)硝酸)2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O②氧化性：能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{。2NO2＋4COeq\o(=,\s\up8(催化劑))N2＋4CO2(安裝“尾氣催化轉(zhuǎn)化器”可凈化汽車尾氣)③還原性：2NO2＋Na2O2=2NaNO3④自身化合：2NO2N2O4注：四氧化二氮通常為無色氣體。火箭使用偏二甲肼作燃料，四氧化二氮為氧化劑，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：C2H8N2＋2N2O4=2CO2↑＋3N2↑＋4H2O↑3．實驗室制法：Cu＋4HNO3(濃)eq\o(=)Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O五、氮的氧化物溶解于水的計算方法1．計算原理3NO2＋H2O===2HNO3＋NO…①2NO＋O2===2NO2 …②反應(yīng)①×2＋②?4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3…③反應(yīng)①×2＋②×3?4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3…④2．計算類型(1)NO2(或NO2與N2的混合氣體)溶于水(反應(yīng)①)，利用氣體體積差法進行計算。(2)NO2和O2的混合氣體溶于水(反應(yīng)③)：V(NO2)︰V(O2)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(＝4︰1，恰好完全反應(yīng),>4︰1，NO2過量，剩余NO,<4︰1，O2過量，剩余O2))(3)NO和O2同時通入水中(反應(yīng)④)V(NO)︰V(O2)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(＝4︰3，恰好完全反應(yīng),>4︰3，剩余NO,<4︰3，剩余O2))考點5氨和銨鹽一、氨1．氨的物理性質(zhì)與噴泉實驗(1)氨的物理性質(zhì)：無色、有刺激性氣味的氣體；易液化，形成液氨；密度比空氣小；極易溶于水，在常溫常壓下，1體積水約能溶解700體積氨氣，形成氨水。(2)噴泉實驗①裝置(如圖)②原理：NH3極易溶于水，擠入滴管內(nèi)的少許水，可以吸收燒瓶中的大量NH3，燒瓶內(nèi)氣壓迅速減小，形成壓強差，打開止水夾，燒杯內(nèi)的水就會被大氣壓入燒瓶，形成噴泉。③操作：輕輕擠壓滴管，使少量的水進入燒瓶，打開止水夾。④現(xiàn)象：形成紅色噴泉。⑤實驗失敗不能形成噴泉的原因eq\b\lc\{\rc\(\a\vs1\al\co1(\a\vs1\al(裝置漏氣,燒瓶不干燥,NH3未充滿燒瓶,由膠頭滴管擠入燒瓶內(nèi)的水太少)))(3)常見的能形成噴泉實驗的氣體和吸收劑如表：氣體HClNH3CO2、SO2、Cl2、H2SNO2＋O2吸收劑水或NaOH溶液水或鹽酸濃NaOH溶液水(4)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，形成壓強差，產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象增大錐形瓶內(nèi)氣體壓強，形成壓強差，產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象2．氨的化學(xué)性質(zhì)(1)與水反應(yīng)：NH3＋H2ONH3·H2O(一水合氨)液氨、氨水和一水合氨的區(qū)別與聯(lián)系液氨氨水一水合氨成分NH3H2O、NH3·H2O、NH3及NHeq\o\al(＋,4)、OH－、H＋NH3·H2O類型非電解質(zhì)混合物、既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì)弱電解質(zhì)，一元弱堿聯(lián)系NH3＋H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－NH3·H2Oeq\o(=,\s\up8(△))NH3↑＋H2ONH3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，在推斷題中作為解題突破口。NH3·H2O屬于一元弱堿，計算氨水的濃度時，溶質(zhì)按NH3進行計算。(2)與酸反應(yīng)生成銨鹽NH3＋HCl=NH4Cl(產(chǎn)生大量白煙)NH3＋HNO3=NH4NO3(產(chǎn)生大量白煙)2NH3＋H2SO4=(NH4)2SO4注意：氨氣只與揮發(fā)性酸反應(yīng)有白煙產(chǎn)生，遇難揮發(fā)性酸無此現(xiàn)象，這可作為檢驗氨的方法之一。(3)還原性①氨氣跟空氣中的氧氣反應(yīng)發(fā)生催化氧化4NH3＋5O2eq\o(,\s\up8(催化劑),\s\do8(△))4NO＋6H2O(氨氧化法制硝酸的反應(yīng)之一)②氨氣與氯氣接觸產(chǎn)生白色煙霧：2NH3＋3Cl2=N2＋6HCl8NH3＋3Cl2=N2＋6NH4Cl③被CuO氧化：2NH3＋3CuOeq\o(=,\s\up8(△))3Cu＋N2＋3H2O。(4)與鹽溶液的反應(yīng)Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH4＋。（氫氧化鋁不溶于氨水）3．氨的用途：是氮肥工業(yè)、有機合成工業(yè)及制硝酸、銨鹽、純堿的原料，作制冷劑。4．氨氣的實驗室制法(1)實驗原理：用銨鹽與堿共熱制取氨氣。(2)實驗藥品：NH4Cl、Ca(OH)2。(3)發(fā)生裝置：固－固反應(yīng)加熱裝置(如圖)。(4)凈化裝置：用堿石灰、固體NaOH等(如圖)。注意，不能用中性干燥劑CaCl2干燥，因為能發(fā)生反應(yīng)：CaCl2＋8NH3=CaCl2·8NH3。(5)收集方法：用向下排空氣法。試管口放置一團棉花的作用是防止試管內(nèi)外氣體對流，以便收集到純凈的氨氣(6)驗滿方法：a.用濕潤的紅色石蕊試紙(變藍)；b.蘸有濃鹽酸的玻璃棒接近瓶口(產(chǎn)生白煙)。(7)尾氣處理：在收集NH3的試管口塞上一團蘸有稀硫酸的棉花；或?qū)⑽矚馔ㄈ胨杏盟斩嘤嗟腘H3，注意要防止倒吸，可用如圖所示的裝置：(8)實驗室制取氨氣的其他方法：方法加熱濃氨水濃氨水＋固體NaOH濃氨水＋固體CaO化學(xué)方程式(或原理)NH3·H2Oeq\o(=,\s\up8(△))NH3↑＋H2O注：①NH3·H2O不穩(wěn)定，受熱易分解②加熱溫度不宜過高NaOH溶于水放熱，促使氨水分解。且OH－濃度的增大有利于NH3的放出NH3·H2O＋CaO=NH3↑＋Ca(OH)2CaO的作用：①吸水；②吸水后放熱促進NH3的放出；③增加溶液中OH－濃度，減少NH3的溶解氣體發(fā)生裝置注意：制取NH3時一般不能用NH4HCO3、(NH4)2CO3、NH4NO3，因為能分解產(chǎn)生雜質(zhì)氣體，同時消石灰也不能用KOH、NaOH代替，因為易吸濕結(jié)塊，不利于產(chǎn)生NH3，且高溫易腐蝕試管。二、銨鹽的性質(zhì)1．銨鹽(1)定義：由銨根離子(NHeq\o\al(＋,4))和酸根離子構(gòu)成的化合物叫做銨鹽。(2)物理性質(zhì)：都是晶體，都易溶于水。(3)化學(xué)性質(zhì)①銨鹽受熱易分解：NH4Cleq\o(=,\s\up8(△))NH3↑＋HCl↑；NH4HCO3eq\o(=,\s\up8(△))NH3↑＋CO2↑＋H2O↑②銨鹽和堿反應(yīng)：2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up8(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O(NH4)2SO4＋2NaOHeq\o(=,\s\up8(△))Na2SO4＋2NH3↑＋2H2O(3)銨鹽的檢驗：把NaOH溶液加到某物質(zhì)的固體或溶液里，加熱后產(chǎn)生無色有刺激性氣味的氣體且能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，就可以判斷該物質(zhì)中含有NHeq\o\al(＋,4)。注意：①銨鹽受熱都易分解，但不一定都放出氨氣。如：2NH4NO3eq\o(=,\s\up8(△))2N2↑＋O2↑＋4H2O。②銨鹽與強堿反應(yīng)的離子方程式：濃溶液加熱時寫為：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up8(△))NH3↑＋H2O稀溶液不加熱時寫為：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－NH3·H2O考點6硝酸1．物理性質(zhì)純凈的硝酸是無色、易揮發(fā)、有刺激性氣味的液體，能與水以任意比例互溶，濃硝酸的質(zhì)量分數(shù)為69%，發(fā)煙硝酸的濃度為98%。2．化學(xué)性質(zhì)(1)酸性：硝酸是一元強酸，具有酸的通性，但硝酸與金屬反應(yīng)一般不生成H2(2)不穩(wěn)定性(見光、受熱易分解)：4HNO3eq\o(=,\s\up8(光或熱))4NO2↑＋O2↑＋2H2O(3)強氧化性①與金屬的反應(yīng)：HNO3能氧化除Au、Pt以外的大多數(shù)金屬。生成鹽和水及HNO3的還原產(chǎn)物。常溫下濃硝酸可以使Fe、Al鈍化(類似濃硫酸)Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2OFe＋4HNO3(稀,過量)=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O3Fe＋8HNO3(稀,不足)=3Fe(NO3)3＋2NO↑＋4H2O②與非金屬反應(yīng)C＋4HNO3(濃)eq\o(=,\s\up8(△))2H2O＋4NO2↑＋CO2↑S＋6HNO3(濃)eq\o(=,\s\up8(△))H2SO4＋6NO2↑＋2H2O③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)。3FeO＋10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O注意：①濃硝酸能使紫色石蕊試液先變紅，后褪色。②金屬與HNO3反應(yīng)一般不生成H2，濃HNO3一般被還原為NO2，稀HNO3一般被還原為NO，極稀HNO3可被還原成NH3，生成NH4NO3。③溫度越高，硝酸越濃，其氧化性越強。④與硝酸反應(yīng)時，還原劑一般被氧化成最高價態(tài)。⑤濃鹽酸和濃硝酸以3︰1的體積比組成的混合液叫“王水”，能夠溶解Pt、Au。Au+HNO3+4HCl=H[AuCl4]+NO↑+2H2O3．硝酸的工業(yè)制備4．濃硝酸的保存（1）易揮發(fā)：密封保存，敞口放置，質(zhì)量減小，濃度降低（2）易分解：棕色細口瓶避光、黑暗而且溫度低的地方（3）強氧化性：不能用橡膠塞，而用玻璃塞（4）大量存放：鋁制或鐵制的槽車內(nèi)考點7酸雨及防治一、大氣污染及其防治1．空氣中SO2和NO2的來源①SO2：主要來自煤、石油的燃燒、含硫金屬礦物的冶煉、火山噴發(fā)等。②NO2：主要來自汽車排放的尾氣。2．SO2和NO2的危害①引起大氣污染，直接危害人體健康。②形成酸雨：pH<5.6的降雨。大氣中硫的氧化物和氮的氧化物溶于水形成酸雨。正常的雨水由于溶解CO2形成弱酸H2CO3，其pH約為5.6。③NO2是造成光化學(xué)煙霧的主要因素。3．酸雨的形成及防治(1)酸雨的成因：硫酸型：SO2→H2SO3→H2SO4(主要)，或SO2→SO3→H2SO4SO2＋H2OH2SO3；2H2SO3＋O2=2H2SO42SO2＋O2eq\o(,\s\up8(催化劑),)2SO3；SO3＋H2O=H2SO4硝酸型：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO(2)防治酸雨的措施①調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，發(fā)展清潔能源，優(yōu)化能源質(zhì)量，提高能源利用率。②研究煤的脫硫技術(shù)，改進燃燒技術(shù)，減少二氧化硫和氮氧化物的排放。如“鈣基固硫”(向燃煤中加生石灰)：SO2＋CaOeq\o(=,\s\up8(△))CaSO3；2CaSO3＋O2eq\o(=,\s\up8(△))2CaSO4如煤的氣化：C＋H2Oeq\o(=,\s\up8(高溫))CO＋H2③加強環(huán)境管理，強化環(huán)保執(zhí)法，嚴格控制二氧化硫和氮氧化物排放量。如用氨水、氫氧化鈉、石灰水吸收工廠含SO2的尾氣。硝酸工廠排放的尾氣可用NaOH溶液吸收：2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2ONO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O④改進汽車尾氣的處理技術(shù)，控制尾氣排放。如加裝“尾氣催化轉(zhuǎn)化器”減少汽車尾氣污染：2NO＋2COeq\o(=,\s\up8(催化劑))N2＋2CO2；2NO2＋4COeq\o(=,\s\up8(催化劑))N2＋4CO2二、常見的環(huán)境污染環(huán)境污染形成原因主要危害溫室效應(yīng)大氣中CO2含量不斷增加全球變暖，冰雪融化，釋放有毒氣體酸雨SO2和氮氧化物的排放光化學(xué)煙霧氮氧化物和碳氫化合物的排放危害人體健康和植物生長臭氧空洞氮氧化物和氟氯代烴的排放地球上的生物受太陽紫外線的傷害加劇赤潮和水華含氮、磷等營養(yǎng)成分的生活污水和工、農(nóng)業(yè)廢水的任意排放使藻類過度繁殖，水質(zhì)惡化，發(fā)生在海水中為赤潮，淡水中為水華白色污染聚乙烯塑料的大量使用，任意丟棄破壞土壤結(jié)構(gòu)和生態(tài)環(huán)境考點7無機非金屬材料一、硅酸鹽材料1．硅酸鹽的組成、結(jié)構(gòu)與特點（1）硅酸鹽的組成：硅酸鹽是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱。硅酸鹽組成的表示方法：硅酸鹽種類繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其組成的表示方法有兩種。①鹽化學(xué)式法：如硅酸鈉(Na2SiO3)、硅酸鈣(CaSiO3)，此方法一般適用于組成較簡單的硅酸鹽。②氧化物法：如硅酸鈉(Na2O·SiO2)、石棉(3MgO·CaO·4SiO2)?！镜谝徊健繉⒚糠N元素寫成氧化物，氧化物之間以“·”隔開。一般順序為：較活潑金屬的氧化物→較不活潑金屬的氧化物→二氧化硅→水?！镜诙健吭诿糠N氧化物前面添加系數(shù)，計量數(shù)配置出現(xiàn)分數(shù)應(yīng)化為整數(shù)。例如，高嶺土[Al2Si2O5(OH)4]：Al2O3·2SiO2·2H2O。鉀長石KAlSi3O8不能寫成eq\f(1,2)K2O·eq\f(1,2)Al2O3·3SiO2，應(yīng)寫成K2O·Al2O3·6SiO2?！镜谌健繖z查。各原子組成不變。（2）硅酸鹽結(jié)構(gòu)在硅酸鹽中，Si和O構(gòu)成了硅氧四面體，Si在中心，O在四面體的4個頂角；許多這樣的四面體還可以通過頂角的O相互連接。（3）硅酸鹽的性質(zhì)特點①物理性質(zhì)：大多硬度高、熔點高、難溶于水②化學(xué)性質(zhì)：大多化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐腐蝕（4）硅酸鈉(Na2SiO3)①物理性質(zhì)：白色固體，俗名泡花堿，易溶于水，其水溶液是無色黏稠液體，是一種礦物膠，又叫水玻璃。②化學(xué)性質(zhì)：Na2SiO3不能燃燒，不易被腐蝕，熱穩(wěn)定性良好。其水溶液顯堿性與酸反應(yīng)：Na2SiO3＋2HCl=H2SiO3(膠體)＋2NaCl與CO2反應(yīng)：Na2SiO3＋CO2＋H2O=H2SiO3(膠體)＋Na2CO3③用途：制備硅酸和硅膠；用作黏合劑、防腐劑；用作木材防火劑。2．硅酸鹽材料：傳統(tǒng)的無機非金屬材料多為硅酸鹽材料，如玻璃、水泥、陶瓷等。產(chǎn)品原料主要設(shè)備主要成分用途陶瓷黏土(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)純堿、石灰石、石英砂玻璃窯Na2SiO3、CaSiO3、SiO2建筑材料、光學(xué)儀器、各種器皿、高強度復(fù)合材料水泥石灰石、黏土、適量石膏水泥回轉(zhuǎn)窯硅酸鹽建筑和水利工程注意：玻璃、水泥、陶瓷的生產(chǎn)過程中均發(fā)生了復(fù)雜的物理、化學(xué)變化。生產(chǎn)玻璃的反應(yīng)原理可能表示為：Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up8(高溫))Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up8(高溫))CaSiO3＋CO2↑水泥具有水硬性，加入適量的石膏是為了調(diào)節(jié)水泥的硬化速度。二、新型無機非金屬材料1．硅（1）硅元素的存在——只以化合態(tài)形式存在于自然界中碳、硅元素對比碳(C)硅(Si)在元素周期表中的位置第2周期第ⅣA族第3周期第ⅣA族原子結(jié)構(gòu)示意圖常見化合價＋2、＋4＋4自然界中的存在單質(zhì)(金剛石、石墨)，無機物(CO2、碳酸鹽)，有機物(糖類、油脂、蛋白質(zhì))，是組成生物界的主要元素。二氧化硅、硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤，是構(gòu)成地球上礦物界的主要元素。（2）硅單質(zhì)的結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)：硅有晶體(有單晶、多晶兩種)和無定形兩類。晶體硅結(jié)構(gòu)類似于金剛石。晶體硅為帶有金屬光澤的灰黑色固體，熔點高、硬度大、有脆性，導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料。（3）硅的化學(xué)性質(zhì)：①穩(wěn)定性：常溫下硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，只能與氟氣(F2)、氫氟酸(HF)和強堿溶液反應(yīng)。Si＋2F2=SiF4Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑②還原性：在加熱條件下，硅能與一些非金屬單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)：Si＋2Cl2eq\o(=,\s\up8(高溫))SiCl4；Si＋O2eq\o(=,\s\up8(△))SiO2；Si＋Ceq\o(=,\s\up8(高溫))SiC（4）硅的工業(yè)制法及提純涉及的化學(xué)化學(xué)反應(yīng)為：制粗硅：①SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up8(1800~2000℃))Si(粗)＋2CO↑粗硅提純：②Si+3HCleq\o(=,\s\up8(300℃))SiHCl3+H2；③SiHCl3+H2eq\o(=,\s\up8(1100℃))Si+3HCl（5）硅的用途①用做半導(dǎo)體材料，制造集成電路、晶體管、硅整流器等半導(dǎo)體器件。②制合金，如含硅4%的鋼可制成變壓器鐵芯，含硅15%的鋼可制造耐酸設(shè)備等。③制造光電池，將光能直接轉(zhuǎn)換為電能。2．二氧化硅（1）二氧化硅的存在與結(jié)構(gòu)SiO2是硅最重要的化合物，地球上存在的天然二氧化硅稱為硅石，約占地殼質(zhì)