第五章 化工生产中的重要非金属元素【知识清单】-2024-2025学年高一化学单元速记·巧练（人教版2019必修第二册）

第一章 物质及其变化 01 思维导图 02 考点速记 第一节 硫及其化合物 一、硫 1．硫元素 （1）“位——构——性” 硫元素位置 原子结构示意图 非金属性 主要化合价 （2）存在形式：以游离态和化合态形式存在 2．硫单质 （1）物理性质 俗称 颜色状态 溶解性 水 酒精 CS2 （2）从化合价的角度认识硫单质的化学性质 ①硫与金属的反应 ②硫与O2的反应： ，表现 二、二氧化硫 1．物理性质及毒性 颜色 状态 气味 密度 毒性 2．SO2水溶性实验 （1）现象： 。 （2）结论：SO2易溶于水，在通常状况下，1体积水可以溶解约40体积SO2，水溶液呈酸性。 3．具有酸性氧化物的通性 （1）与H2O反应： （2）与碱性氧化物反应（如CaO）： （3）与碱反应 ①少量SO2+澄清石灰水： 。现象： ②过量SO2+澄清石灰水： 。现象： 4．氧化性与还原性 （1）还原性（与O2）： （2）氧化性（与H2S）： 。 5．漂白性 （1）现象： 。 （2）结论：SO2具有漂白作用，它能与某些有色物质生成不稳定的无色物质，这些无色物质容易分解而使有色物质恢复原来的颜色，因此，SO2的漂白作用具有可逆性。 6．SO2的用途 （1）制造硫酸： ； （用化学反应方程式表示）； （2）可以漂白纸浆、毛、丝等； （3）可用于 。 【特别提醒】（1）硫的氧化性较弱，与变价金属反应，生成低价态的金属硫化物。 （2） 硫与氧气反应，无论氧气是否过量，只生成SO2。 3、 硫酸的工业制备 （1）重要的化工原料，可用于生产化肥、农药、炸药、染料、盐类等。 （2）用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、做干燥剂等。 2．硫酸的工业制备 （1）三种原料： 。 （2）三个阶段（写出下列阶段的化学方程式） ①二氧化硫的制取和净化： 。 ②SO2氧化成SO3： 。 ③三氧化硫的吸收和硫酸的生成： 。 4、 硫酸的性质 1．硫酸的物理性质 （1）色味态：纯净的硫酸是无色黏稠状液体 （2）密度：比水大 （3）溶解性： 能与水以任意比混合，溶解时可放出大量的热 。 （4）沸点：沸点高，难挥发。 （5）稀释：将浓硫酸沿烧杯壁缓慢倒入蒸馏水中并用玻璃棒不断搅拌。 2．稀硫酸的性质 （1）二元强酸：其电离方程式： （2）稀硫酸具有酸的通性 3．浓硫酸的吸水性与脱水性 （1）吸水性：浓硫酸能吸收存在于周围环境中的水分（自由水和结晶水），常用做 。 （2）脱水性：浓硫酸能将有机物中的氢和氧按水的组成比脱去。 ①“黑面包”实验操作 ②实验现象： 。 3．浓硫酸的强氧化性 （1）浓硫酸与Cu反应 实验操作 实验现象 实验结论 在反应中，浓硫酸体现强氧化性和酸性 化学方程式 （2）浓硫酸与非金属反应 ①浓硫酸具有很强的氧化性，能氧化大多数金属单质和部分非金属单质。 ②碳与浓硫酸反应： （3）浓硫酸与金属反应 ①常温下，Fe、Al与浓H2SO4发生钝化，生成了致密的氧化膜 ②氢前的活泼金属（如Zn）：常温下与浓硫酸反应先放SO2，后放H2 、 。 ③氢后的活泼金属（如铜）：加热下与浓硫酸反应先放SO2，后反应停止 【特别提醒】在化学反应中，硫酸所体现的性质的判断方法： ①生成硫酸盐和挥发性酸：体现酸性和难挥发性，如与NaCl固体反应。 ②全部转化为SO2：只体现强氧化性，如与C、H2S、HI反应。 ③生成硫酸盐和SO2：既体现酸性又体现强氧化性，如与Cu、FeO反应。 5、 硫酸根离子检验及粗盐的提纯 1．SO42－的检验 （1）实验探究 实验 操作 实验 现象 先生成白色沉淀，加入稀盐酸后沉淀不溶解 先生成白色沉淀，加入稀盐酸后沉淀不溶解 先生成白色沉淀，加入稀盐酸后沉淀溶解，且有气泡产生 实验 结论 SO42－与Ba2+反应生成不溶于稀盐酸的 ， 离子方程式： CO32－与Ba2+反应生成的白色沉淀BaCO3，可溶于稀盐酸，离子方程式： （2）检验SO42－的正确操作 2．SO42－检验的应用——粗盐除杂 （1）若除去粗盐中的杂质（硫酸盐、CaCl2、MgCl2），将选用的试剂及反应的离子方程式填入下表： 杂质 加入的试剂 离子方程式 硫酸盐 CaCl2 MgCl2 （2）试剂加入的顺序 ①BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→盐酸； ②NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→盐酸； ③BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→盐酸。 总结： 6、 自然界中硫的存在和转化 1．自然界中硫的存在 （1）游离态的硫主要存在于火山口附近或地壳的岩层中。 （2）化合态的硫广泛存在于动植物体内、海洋、大气和地壳中： ①动植物体内：组成生命体的 中含有硫； ②岩层深处和海底的无氧环境中：金属硫化物，如黄铁矿（ ）、黄铜矿（ ）等； ③地表附近的富氧环境中：硫酸盐，如石膏（ ）、芒硝（ ）等； ④大气中：少量的 等。 2．自然界中不同价态含硫物质的转化 写出上述转化的化学方程式： ① 。 ② 。 ③ 。 ④ 。 7、 不同价态含硫物质的转化 1．硫元素的常见价态及性质 价态 －2 0 +4 +6 性质 实例 H2S、S2－ S SO2、H2SO3、SO32－ SO3、H2SO4、SO42－ 2．实验探究不同价态含硫物质的转化 预期转化 选择试剂 实验操作和现象 实验结论 H2S→S 二氧化硫、硫化氢、蒸馏水 将H2S和SO2通入水中，生成淡黄色沉淀（或溶液变浑浊） SO2与H2S反应生成单质硫 SO2→S SO2→H2SO4 二氧化硫、新制氯水、BaCl2溶液 将SO2通入新制氯水中，溶液浅黄绿色褪去：再向溶液中滴入氯化钡溶液，产生白色沉淀 二氧化硫在水中能被强氧化剂氧化为SO42－ H2SO4→SO2 浓硫酸、铜片 加热铜片和浓硫酸的混合物，有刺激性气味气体生成 浓硫酸被金属铜还原为SO2 结论： 【特别提醒】（1）+6价S一定有氧化性，但是不一定具有强氧化性。浓硫酸中SO42－具有强氧化性，稀硫酸和Na2SO4中SO42－不具有强氧化性。 （2）SO2不易被O2氧化，但亚硫酸、亚硫酸盐易被O2氧化。 （3）S2－和SO只有在酸性溶液中才能发生反应，2S2－+SO32－+6H+3S↓+3H2O。 第二节 氮及其化合物 一、氮气与氮的固定 1．氮元素 （1）结构 ①在元素周期表中的位置： ②氮原子结构示意图： ③构成物质：一般通过 与其他原子相互结合构成物质。 （2）自然存在：主要以 的形式存在于空气中。 2．氮气 （1）结构： 。 （2）物理性质：无色、无味、难溶于水，密度与空气相近，约占空气体积的4/5。 （3）化学性质 ①稳定性：通常情况下很稳定，难与其他物质反应，原因是氮氮三键键能很大。 ②与氢气反应： ③与氧气反应： ④与金属镁反应： 3．氮的固定 （1）含义：将大气中 的氮转化为 的过程叫做氮的固定。 （2）分类： 二、NO和NO2的性质 1．物理性质及毒性 （1）一氧化氮： 。 （2）二氧化氮： 。 2．化学性质 （1）实验探究 实验步骤 ①在一支50mL的注射器里充入20mLNO，然后吸入5mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器。 ②打开弹簧夹，快速吸入10mL空气后夹上弹簧夹，观察现象。振荡注射器，再观察现象。 实验现象 气体变为 ，再振荡后气体又变为 ，同时注射器的活塞 。 原因解释 NO与O2反应生成 ，气体变为 ；振荡后NO2溶于水生成 ，气体又变为 ，同时气体的总体积有所 。 （2）NO和NO2的相互转化 ①NO→NO2化学方程式： ②NO2→NO化学方程式： （3）对工业生产硝酸的启示：向吸收后的废气中再通入适量的空气，充分利用原料，并能减少NO的排放以保护环境。 三、氨气的结构和性质 1．氨气的结构 （1）结构式： （2）电子式： 2．物理性质 （1）色味态：无色、有刺激性气味的气体 （2）密度：密度比空气的小 （3）溶解性：极易溶于水（1∶700） （4）物理特性：易液化，液氨汽化时吸收大量的热，可用作制冷剂。 3．喷泉实验 （1）操作：打开弹簧夹，并挤压滴管的胶头。 （2）现象：烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉，瓶内液体呈红色。 （3）结论：氨极易溶于水，其水溶液呈碱性。 3．化学性质 （1）与水反应： ①NH3·H2O的电离方程式： ，能使 。 ②NH3·H2O不稳定，易分解： 。 （2）与酸反应 ①操作：将蘸有浓盐酸的玻璃棒和蘸有浓氨水的玻璃棒相接近 ②现象：产生大量白烟 ③反应： （3）催化氧化（ 性）： 四、铵盐的性质和NH4+的检验 1．铵盐：铵根离子（NH4+）与酸根离子形成的化合物。 2．物理性质：绝大多数铵盐 于水。 3．化学性质 （1）不稳定性 ①NH4Cl受热分解： ②NH4HCO3受热分解： （2）与碱反应：以（NH4）2SO4溶液与NaOH溶液加热反应为例 ①化学方程式： ②离子方程式： 4．NH4+检验 （1）实验探究 ①现象：试管中有气泡产生，试纸变蓝。 ②结论：铵盐与强碱在加热条件下反应生成氨气，离子方程式为 。 （2）NH4+检验方法： 五、氨气的实验室制法 1．原理： 2．装置： （1）发生装置：固体+固体气体 （2）净化装置：通常用 干燥氨气。 3．收集方法： 4．验满方法 （1）方法一： （2）方法二： 5．尾气处理：在吸收氨气尾气时要防止倒吸，常采用的装置有 【特别提醒】为使实验现象明显，一般用浓的碱溶液与之反应，且需加热。步骤是①取样，②加浓NaOH溶液，③加热，④使湿润的红色石蕊试纸变蓝或遇蘸有浓盐酸的玻璃棒冒白烟。 六、硝酸的性质 1．物理性质：无色、易挥发、具有刺激性气味的液体，能与水以任意比混合。 2．化学性质 （1）酸性：硝酸是一元强酸，电离方程式： 。 （2）不稳定性： ①不纯的HNO3呈黄色，是HNO3分解产生的NO2溶于其中形成的。 ②温度越高、光线越强、浓度越大，越易分解。 ③保存： 。 （3）强氧化性 【实验探究】 实验物质 稀硝酸 浓硝酸 实验现象 实验结论 常温下，稀硝酸与铜缓慢反应生成NO 常温下，浓硝酸与铜迅速剧烈反应生成NO2 ①浓硝酸与Cu反应： ②稀硝酸与Cu反应： ③常温下，浓硝酸使铁、铝钝化。除金、铂外几乎能氧化所有的金属。 3．硝酸的工业制法 （1）制备流程 （2）相关反应 ① ② ③ ④ 4．应用 （1）硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造化肥、农药、炸药、染料和硝酸盐等 （2）硝酸在实验室里是一种重要的化学试剂。 七、酸雨及防治 1．SO2与NO2的主要来源、危害和防治 2．酸雨 第三节 无机非金属材料 一、传统无机非金属材料——硅酸盐材料 1．无机非金属材料 （1）组成元素：多含有硅、氧等元素。 （2）分类：传统无机非金属材料、新型无机非金属材料。 （3）性能： ，以及特殊的光学、电学等性能。 （4）应用领域：日常生活应用、航空、航天、信息和新能源等领域。 2．传统无机非金属材料——硅酸盐材料 （1）硅酸盐及其结构 ①概念：硅酸盐是由硅、氧和金属等元素组成的化合物的总称。 ②结构：Si和O构成了硅氧四面体，许多这样的四面体通过顶角的O相互连接。 ③特性：硅酸盐材料大多具有硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点。 （2）常见的硅酸盐材料 项目 陶瓷 玻璃 水泥 主要成分 成分复杂 硅酸三钙（ ）、硅酸二钙（ ）、铝酸三钙（ ） 生产原料 （含水的铝硅酸盐） 主要原料： 、 辅助原料：适量的 主要设备 用途 建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等 建筑材料、光学仪器、各种器皿、制造玻璃纤维 大量用于建筑和水利工程 【特别提醒】二氧化硅的特殊性 （1）酸性氧化物一般能与水反应生成对应的酸，但SiO2不溶于H2O，不能直接与H2O反应生成H2SiO3。 （2）非金属氧化物的熔点一般较低，但二氧化硅的熔点很高。 （3）酸性氧化物一般不与酸反应，但SiO2可以与氢氟酸反应SiO2+4HFSiF4↑+2H2O。 二、高纯度含硅元素的材料——硅和二氧化硅 1．硅的存在、结构 存在 原子结构 示意图 周期表中位置 含量 存在形态 2．高纯硅的制备 （1）流程 （2）反应 ① ② ③ 3．硅和二氧化硅的用途 （1）单质硅 ①信息技术：单质硅是应用最为广泛的 ，如硅晶片是生产 的基础材料。 ②新能源技术： 电池 （2）二氧化硅：用于生产 。 4．新型陶瓷 （1）组成：不再限于传统的硅酸盐体系。 （2）特性和功能：在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能。 （3）碳化硅（SiC）俗称金刚砂，具有类似金刚石的结构，可用作磨料，具有优异的高温抗氧化性能，可用作耐高温结构材料等。 （4）常见的类型：高温结构陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、超导陶瓷。 5．碳纳米材料 （1） ：由碳原子构成的一系列笼形分子的总称，如C60，可以制碳纳米材料。 （2） ：可以看成是由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺度的直径，比表面积大，有相当高的强度和优良的电学性能，可用于生产复合材料、电池和传感器等。 （3） ：只有一个碳原子直径厚度的单层石墨，电阻率低、热导率高，具有很高的强度，在光电器件、超级电容器、电池和复合材料等方面的应用研究在不断深入。 03 素养提升 ◆判断正误 1、 判断下列说法的正误，并说明原因。 说法 正误及解释 1 向BaCl2溶液中通入SO2会出现白色沉淀 2 向Ba（NO3）2溶液中通入SO2，则会产生白色沉淀 3 SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色，体现了SO2的漂白性 4 除去试管内壁上附着的硫，可用酒精洗涤。 5 过量的硫与铁反应生成Fe2S3，表现了硫单质的氧化性 6 硫在空气中燃烧生成二氧化硫，硫在过量氧气中燃烧生成三氧化硫 7 S单质与稀硫酸反应可以制取SO2 8 电闪雷鸣的雨天，空气中的氮气会与氧气发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收，与氮的固定有关。 9 可用排水法收集NO。 10 为除去混入NO中的少量NO2，应将气体通过Na2CO3溶液中 11 NO、NO2、N2O4、N2O5都属于酸性氧化物 12 可用来干燥氨气的是浓硫酸。 二、判断下列说法的正误，并说明原因： 说法 正误及解释或改正 1 蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒相互靠近，有白烟生成 2 实验室常用浓硝酸与金属锌反应制备氢气 3 陶瓷、玻璃和水泥均属于无机非金属材料 4 SiO2H2SiO3能一步完成。 5 SiO2和CO2两者都可以与NaOH溶液反应 【易错集锦】 1. 误将S与金属或非金属发生反应生成的价态问题。 点拨：硫与大部分变价金属发生反应生成低价态金属。硫的价态很多有-2、0、+4、+6价根据不同物质和量多量少做调整 【例题】下列关于硫的说法正确的是（ ）。 A．硫是一种黄色或淡黄色的不溶于水的固体 B．1mol硫原子参加反应时一定转移2NA个电子 C．硫与非金属反应均作还原剂 D．1.6g硫与5.6g铁反应能得到7.2g纯净硫化物 2. 误认为SO2的漂白与强氧化性物质的漂白是同一类 点拨：SO2的漂白属于化合型漂白，Na2O2、HClO等强氧化性物质的漂白属于氧化性漂白。氧化性漂白是不可逆的，化合型漂白是可逆的。 【例题】二氧化硫对食品有漂白和防腐作用，使用二氧化硫能够达到使产品外观光亮、洁白的效果，是食品加工中常用的漂白剂和防腐剂，但必须严格按照国家有关范围和标准使用，否则，会影响人体健康。化学中很多物质都具有漂白性，下列加入的物质使有色溶液褪色体现的性质相同的是（ ）。 ①SO2使品红溶液褪色 ②Cl2使品红溶液褪色 ③Na2O2加入含酚酞的水溶液中，先变红后褪色 ④SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色 A．①② B．②④ C．②③ D．①④ 3. 误认为NO和NO2混合气体是用NaOH溶液除杂 点拨：NO与NO2同时通入NaOH溶液中：NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O 【例题】下列说法正确的是（ ）。 A．实验室能用排空气法收集N2、NO和NO2 B．NO为红棕色气体，NO2为无色气体 C．除去NO中的NO2气体可以使混合气体通过蒸馏水 D．NO、NO2、N2O4、N2O5都属于酸性氧化物 4．氮的氧化物溶于水涉及的相关计算 点拨：（1）NO2溶于水的计算 （2）NO2、O2溶于水的计算 （3）NO、O2溶于水的计算 （4）NO2、NO、O2溶于水的计算 【例题】在一定条件下，将6体积的NO2和一定体积的NO置于试管中，并将试管倒置于水中，当通入4.5体积的O2充分反应后，剩余1.5体积气体，则原NO体积可能为（ ）。 ①3体积②4体积③5体积④5.5体积⑤2体积 A．③ B．⑤ C．④或⑤ D．②或⑤ 5．硝酸的计算 点拨： 1．原子守恒法在解题中的应用 HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO3－的形式存在于溶液中，另一部分HNO3作为氧化剂转化为还原产物。这两部分HNO3中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量。 n（HNO3）消耗＝x·n［M（NO3）x］+n（NO2）+n（NO） 2．电子守恒法在解题中的应用 HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得到的电子的物质的量等于金属失去的电子的物质的量，即金属失电子的物质的量x·n［M（NO3）x］＝n（NO2）+3n（NO）。 3．“离子方程式法”在解题中的应用 金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于NO3－在H2SO4提供H+的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先做少、过量判断，然后根据完全反应的金属或H+或NO3－进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。 4．电荷守恒法在解题中的应用 溶液呈电中性，离子符合电荷守恒。若HNO3过量，反应后溶液中（不考虑OH－）有：c（NO3－）＝c（H+）+nc（Mn+）（Mn+代表金属离子）。 【方法导引】硝酸与金属反应的计算规律 【例题】已知Mg与稀HNO3反应，还原产物是N2O；若HNO3极稀，则还原产物为NH3，并与过量HNO3反应生成NH4NO3。现有9.6g Mg与1L 1.1mol·L－1 HNO3（过量）充分反应后收集到amL气体（标况），同时测得c（NH4+）＝0.08mol·L－1（设反应前后溶液体积不变）。求： （1）a＝________。 （2）有__________mol HNO3被还原。 （3）反应后溶液的c（H+）＝__________mol·L－1。 （4）反应后溶液中c（NO3－）＝____________mol·L－1。 6． 硅酸和硅酸盐比较 点拨：1．碳酸和硅酸性质的比较 H2CO3 H2SiO3 酸性 均为弱酸,且酸性H2CO3＞H2SiO3 水溶性 能溶于水 难溶于水 稳定性 常温下易分解生成CO2和H2O 受热易分解生成SiO2和H2O 制备 CO2+H2OH2CO3 Na2SiO3+2HCl2NaCl+H2SiO3↓ 转化关系 Na2SiO3+CO2+H2OH2SiO3↓+Na2CO3 2．Na2SiO3与Na2CO3性质的比较 Na2SiO3 Na2CO3 俗名 硅酸钠的水溶液俗称水玻璃、泡花碱 纯碱、苏打 水溶性 易溶于水，水溶液黏合性强，是一种矿物胶 易溶 与盐酸反应 Na2SiO3+2HCl2NaCl+H2SiO3↓ Na2CO3+2HCl（少量） 2NaCl+H2O+CO2↑ Na2CO3+HCl（少量） NaCl+NaHCO3 与CO2反应 Na2SiO3+CO2（少量）+H2O H2SiO3↓+Na2CO3 Na2SiO3+2CO2（过量）+2H2O H2SiO3↓+2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3 用途 制备硅胶和木材防火剂 制玻璃、制肥皂 【例题】下列反应不能一步完成的是（ ）。 A．SiO2Na2SiO3 B．SiO2H2SiO3 C．Na2SiO3H2SiO3 D．H2SiO3SiO2 7． 浓硫酸强氧化性的体现 点拨： 反应物 变化或反应 表现性质 活泼 金属 铁、铝 常温下，铁、铝遇到浓硫酸时发生钝化 强氧化性 加热时，反应生成硫酸盐、H2O和SO2 强氧化性和酸性 锌等其他活泼金属 与浓硫酸反应时，开始产生SO2，金属过量时产生H2 较不活泼金属（如：铜、银等） 金属+浓硫酸高价态硫酸盐+SO2↑+H2O 碳、硫、磷等非金属 非金属单质+浓硫酸高价态氧化物或含氧酸+SO2↑+H2O 强氧化性 还原性物质 能将还原性物质（如Fe2+、H2S、HI）氧化，如：H2S+H2SO4（浓）S↓+SO2↑+2H2O 【例题】下列有关铜与过量浓硫酸反应的实验说法不正确的是（ ）。 A．浸有碱液的棉花是为了防止SO2逸出污染环境 B．将水注入反应后冷却的试管a中，溶液变为蓝色 C．铜片表面先发黑，反应完全后试管a底部有白色固体 D．反应的化学方程式是Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！28 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第一章 物质及其变化 01 思维导图 02 考点速记 第一节 硫及其化合物 一、硫 1．硫元素 （1）“位——构——性” 硫元素位置 原子结构示意图 非金属性 主要化合价 第三周 期第ⅥA族 比氧弱 －2、+4、+6 （2）存在形式：以游离态和化合态形式存在 2．硫单质 （1）物理性质 俗称 颜色状态 溶解性 水 酒精 CS2 硫黄 黄色晶体 难溶 微溶 易溶 （2）从化合价的角度认识硫单质的化学性质 ①硫与金属的反应 ②硫与O2的反应： S+O2SO2，表现 还原性 二、二氧化硫 1．物理性质及毒性 颜色 状态 气味 密度 毒性 无色 气态 有刺激性气味 比空气大 有毒 2．SO2水溶性实验 （1）现象： 液面迅速上升，pH试纸变红 。 （2）结论：SO2易溶于水，在通常状况下，1体积水可以溶解约40体积SO2，水溶液呈酸性。 3．具有酸性氧化物的通性 （1）与H2O反应： SO2+H2OH2SO3 （2）与碱性氧化物反应（如CaO）： SO2+CaOCaSO3 （3）与碱反应 ①少量SO2+澄清石灰水： Ca（OH）2+SO2CaSO3↓+H2O 。现象： 变浑浊 ②过量SO2+澄清石灰水： Ca（OH）2+2SO2Ca（HSO3）2 。现象： 先变浑浊，后变澄清 4．氧化性与还原性 （1）还原性（与O2）： 2SO2+O22SO3 （2）氧化性（与H2S）： SO2+2H2S3S↓+2H2O 。 5．漂白性 （1）现象： 振荡后溶液红色褪色，再加热溶液恢复红色 。 （2）结论：SO2具有漂白作用，它能与某些有色物质生成不稳定的无色物质，这些无色物质容易分解而使有色物质恢复原来的颜色，因此，SO2的漂白作用具有可逆性。 6．SO2的用途 （1）制造硫酸： 2SO2+O22SO3 ； SO3+H2OH2SO4 （用化学反应方程式表示）； （2）可以漂白纸浆、毛、丝等； （3）可用于 杀菌消毒、食品添加剂 。 【特别提醒】（1）硫的氧化性较弱，与变价金属反应，生成低价态的金属硫化物。 （2） 硫与氧气反应，无论氧气是否过量，只生成SO2。 3、 硫酸的工业制备 （1）重要的化工原料，可用于生产化肥、农药、炸药、染料、盐类等。 （2）用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、做干燥剂等。 2．硫酸的工业制备 （1）三种原料： 硫黄或黄铁矿（FeS2）、空气、98.3%的浓硫酸 。 （2）三个阶段（写出下列阶段的化学方程式） ①二氧化硫的制取和净化：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2或 S+O2SO2 。 ②SO2氧化成SO3： 2SO2+O22SO3 。 ③三氧化硫的吸收和硫酸的生成： SO3+H2OH2SO4 。 4、 硫酸的性质 1．硫酸的物理性质 （1）色味态：纯净的硫酸是无色黏稠状液体 （2）密度：比水大 （3）溶解性： 能与水以任意比混合，溶解时可放出大量的热 。 （4）沸点：沸点高，难挥发。 （5）稀释：将浓硫酸沿烧杯壁缓慢倒入蒸馏水中并用玻璃棒不断搅拌。 2．稀硫酸的性质 （1）二元强酸：其电离方程式： H2SO42H++SO42－ （2）稀硫酸具有酸的通性 3．浓硫酸的吸水性与脱水性 （1）吸水性：浓硫酸能吸收存在于周围环境中的水分（自由水和结晶水），常用做 干燥剂 。 （2）脱水性：浓硫酸能将有机物中的氢和氧按水的组成比脱去。 ①“黑面包”实验操作 ②实验现象：向蔗糖中加入浓硫酸，搅拌，可观察到蔗糖变黑，体积膨胀，变成疏松多孔的海绵状的炭，并放出有刺激性气味的气体。 4．浓硫酸的强氧化性 （1）浓硫酸与Cu反应 实验操作 实验现象 a试管中铜丝表面变黑； b试管中的溶液有气泡冒出，逐渐变为无色； 冷却后将a试管里的物质慢慢倒入水中，溶液呈蓝色 实验结论 在反应中，浓硫酸体现强氧化性和酸性 化学方程式 Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O （2）浓硫酸与非金属反应 ①浓硫酸具有很强的氧化性，能氧化大多数金属单质和部分非金属单质。 ②碳与浓硫酸反应： C+2H2SO4（浓）CO2↑+2SO2↑+2H2O （3）浓硫酸与金属反应 ①常温下，Fe、Al与浓H2SO4发生钝化，生成了致密的氧化膜 ②氢前的活泼金属（如Zn）：常温下与浓硫酸反应先放SO2，后放H2 Zn+2H2SO4（浓）ZnSO4+SO2↑+2H2O、 Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑ 。 ③氢后的活泼金属（如铜）：加热下与浓硫酸反应先放SO2，后反应停止 Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O 【特别提醒】在化学反应中，硫酸所体现的性质的判断方法： ①生成硫酸盐和挥发性酸：体现酸性和难挥发性，如与NaCl固体反应。 ②全部转化为SO2：只体现强氧化性，如与C、H2S、HI反应。 ③生成硫酸盐和SO2：既体现酸性又体现强氧化性，如与Cu、FeO反应。 5、 硫酸根离子检验及粗盐的提纯 1．SO42－的检验 （1）实验探究 实验 操作 实验 现象 先生成白色沉淀，加入稀盐酸后沉淀不溶解 先生成白色沉淀，加入稀盐酸后沉淀不溶解 先生成白色沉淀，加入稀盐酸后沉淀溶解，且有气泡产生 实验 结论 SO42－与Ba2+反应生成不溶于稀盐酸的白色沉淀，离子方程式： SO42－+Ba2+BaSO4↓ CO32－与Ba2+反应生成的白色沉淀BaCO3，可溶于稀盐酸，离子方程式： CO32+Ba2+BaCO3，BaCO3+2H+Ba2++CO2↑+H2O （2）检验SO42－的正确操作 2．SO42－检验的应用——粗盐除杂 （1）若除去粗盐中的杂质（硫酸盐、CaCl2、MgCl2），将选用的试剂及反应的离子方程式填入下表： 杂质 加入的试剂 离子方程式 硫酸盐 氯化钡溶液 Ba2++SO42－BaSO4↓ CaCl2 碳酸钠溶液 Ca2++CO32－CaCO3↓ MgCl2 烧碱溶液 Mg2++2OH－Mg（OH）2↓ （2）试剂加入的顺序 ①BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→盐酸； ②NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→盐酸； ③BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→盐酸。 总结：为保证杂质离子完全除去，只要碳酸钠溶液在氯化钡溶液之后加入即可。 6、 自然界中硫的存在和转化 1．自然界中硫的存在 （1）游离态的硫主要存在于火山口附近或地壳的岩层中。 （2）化合态的硫广泛存在于动植物体内、海洋、大气和地壳中： ①动植物体内：组成生命体的 蛋白质 中含有硫； ②岩层深处和海底的无氧环境中：金属硫化物，如黄铁矿（FeS2）、黄铜矿（CuFeS2）等； ③地表附近的富氧环境中：硫酸盐，如石膏（CaSO4·2H2O）、芒硝（Na2SO4·10H2O）等； ④大气中：少量的 H2S、SO2、SO3 等。 2．自然界中不同价态含硫物质的转化 写出上述转化的化学方程式： ① 2H2S+3O22SO2+2H2O 。 ② 2SO2+O22SO3 。 ③ SO3+H2OH2SO4 。 ④ S+O2SO2 。 7、 不同价态含硫物质的转化 1．硫元素的常见价态及性质 价态 －2 0 +4 +6 性质 只有还原性 既有氧化性又有还原性 只有氧化性 实例 H2S、S2－ S SO2、H2SO3、SO32－ SO3、H2SO4、SO42－ 2．实验探究不同价态含硫物质的转化 预期转化 选择试剂 实验操作和现象 实验结论 H2S→S 二氧化硫、硫化氢、蒸馏水 将H2S和SO2通入水中，生成淡黄色沉淀（或溶液变浑浊） SO2与H2S反应生成单质硫 SO2→S SO2→H2SO4 二氧化硫、新制氯水、BaCl2溶液 将SO2通入新制氯水中，溶液浅黄绿色褪去：再向溶液中滴入氯化钡溶液，产生白色沉淀 二氧化硫在水中能被强氧化剂氧化为SO42－ H2SO4→SO2 浓硫酸、铜片 加热铜片和浓硫酸的混合物，有刺激性气味气体生成 浓硫酸被金属铜还原为SO2 结论：不同价态硫元素之间的相互转化主要是通过氧化还原反应实现的。上述转化中利用氧化剂，可将硫元素从低价态转化到高价态；利用还原剂，可将硫元素从高价态转化到低价态。 【特别提醒】（1）+6价S一定有氧化性，但是不一定具有强氧化性。浓硫酸中SO42－具有强氧化性，稀硫酸和Na2SO4中SO42－不具有强氧化性。 （2）SO2不易被O2氧化，但亚硫酸、亚硫酸盐易被O2氧化。 （3）S2－和SO只有在酸性溶液中才能发生反应，2S2－+SO32－+6H+3S↓+3H2O。 第二节 氮及其化合物 一、氮气与氮的固定 1．氮元素 （1）结构 ①在元素周期表中的位置：第二周期、第ⅤA族 ②氮原子结构示意图： ③构成物质：一般通过 共用电子对 与其他原子相互结合构成物质。 （2）自然存在：主要以 氮分子 的形式存在于空气中。 2．氮气 （1）结构：结构式为N≡N，电子式为。 （2）物理性质：无色、无味、难溶于水，密度与空气相近，约占空气体积的4/5。 （3）化学性质 ①稳定性：通常情况下很稳定，难与其他物质反应，原因是氮氮三键键能很大。 ②与氢气反应： N2+3H22NH3 ③与氧气反应： N2+O22NO ④与金属镁反应： N2+3MgMg3N2 3．氮的固定 （1）含义：将大气中 游离态 的氮转化为 氮的化合物 的过程叫做氮的固定。 （2）分类： 二、NO和NO2的性质 1．物理性质及毒性 （1）一氧化氮：无色无味气体，密度比空气略大，不溶于水，有毒。 （2）二氧化氮：红棕色气体，有刺激性气味，密度比空气大，易液化，易溶于水，有毒。 2．化学性质 （1）实验探究 实验步骤 ①在一支50mL的注射器里充入20mLNO，然后吸入5mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器。 ②打开弹簧夹，快速吸入10mL空气后夹上弹簧夹，观察现象。振荡注射器，再观察现象。 实验现象 无明显现象 气体变为 红棕色 ，再振荡后气体又变为无色 ，同时注射器的活塞 向内移动 。 原因解释 NO不溶于水 NO与O2反应生成 NO2 ，气体变为 红棕色 ；振荡后NO2溶于水生成 硝酸和NO ，气体又变为 无色 ，同时气体的总体积有所减小。 （2）NO和NO2的相互转化 ①NO→NO2化学方程式： 2NO+O22NO2 ②NO2→NO化学方程式： 3NO2+H2O2HNO3+NO （3）对工业生产硝酸的启示：向吸收后的废气中再通入适量的空气，充分利用原料，并能减少NO的排放以保护环境。 三、氨气的结构和性质 1．氨气的结构 （1）结构式： （2）电子式： 2．物理性质 （1）色味态：无色、有刺激性气味的气体 （2）密度：密度比空气的小 （3）溶解性：极易溶于水（1∶700） （4）物理特性：易液化，液氨汽化时吸收大量的热，可用作制冷剂。 3．喷泉实验 （1）操作：打开弹簧夹，并挤压滴管的胶头。 （2）现象：烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉，瓶内液体呈红色。 （3）结论：氨极易溶于水，其水溶液呈碱性。 3．化学性质 （1）与水反应： NH3+H2ONH3·H2O ①NH3·H2O的电离方程式： NH3·H2ONH4++OH－ ，能使 红色石蕊试纸变蓝 。 ②NH3·H2O不稳定，易分解： NH3·H2ONH3↑+H2O 。 （2）与酸反应 ①操作：将蘸有浓盐酸的玻璃棒和蘸有浓氨水的玻璃棒相接近 ②现象：产生大量白烟 ③反应： NH3+HClNH4Cl （3）催化氧化（还原性）： 4NH3+5O24NO+6H2O 四、铵盐的性质和NH4+的检验 1．铵盐：铵根离子（NH4+）与酸根离子形成的化合物。 2．物理性质：绝大多数铵盐易溶于水。 3．化学性质 （1）不稳定性 ①NH4Cl受热分解：NH4ClNH3↑+HCl↑ ②NH4HCO3受热分解：NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑ （2）与碱反应：以（NH4）2SO4溶液与NaOH溶液加热反应为例 ①化学方程式：（NH4）2SO4+2NaOHNa2SO4+2H2O+2NH3↑ ②离子方程式：NH4++OH－NH3↑+H2O 4．NH4+检验 （1）实验探究 ①现象：试管中有气泡产生，试纸变蓝。 ②结论：铵盐与强碱在加热条件下反应生成氨气，离子方程式为NH4++OH－NH3↑+H2O。 （2）NH4+检验方法： 取溶液（或固体）少许于小试管中，滴加浓NaOH溶液，加热，能产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体证明NH4+的存在，反之则没有。 五、氨气的实验室制法 1．原理：2NH4Cl+Ca（OH）2CaCl2+2NH3↑+2H2O 2．装置： （1）发生装置：固体+固体气体 （2）净化装置：通常用碱石灰干燥氨气。 3．收集方法：向下排空气法收集 4．验满方法 （1）方法一：用湿润的红色石蕊试纸放置在试管口附近，若变蓝，说明已经收集满。 （2）方法二：用蘸取浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟生成，说明已经收集满。 5．尾气处理：在吸收氨气尾气时要防止倒吸，常采用的装置有 【特别提醒】为使实验现象明显，一般用浓的碱溶液与之反应，且需加热。步骤是①取样，②加浓NaOH溶液，③加热，④使湿润的红色石蕊试纸变蓝或遇蘸有浓盐酸的玻璃棒冒白烟。 六、硝酸的性质 1．物理性质：无色、易挥发、具有刺激性气味的液体，能与水以任意比混合。 2．化学性质 （1）酸性：硝酸是一元强酸，电离方程式： HNO3H++NO3－ 。 （2）不稳定性： 4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O ①不纯的HNO3呈黄色，是HNO3分解产生的NO2溶于其中形成的。 ②温度越高、光线越强、浓度越大，越易分解。 ③保存：棕色试剂瓶，并放置在阴凉处。 （3）强氧化性 【实验探究】 实验物质 稀硝酸 浓硝酸 实验现象 试管内开始产生少量无色气体，反应逐渐加快，气体在试管口变为红棕色，溶液逐渐变蓝，铜丝逐渐变细 试管内产生大量红棕色气体，溶液逐渐变绿，铜丝逐渐变细 实验结论 常温下，稀硝酸与铜缓慢反应生成NO 常温下，浓硝酸与铜迅速剧烈反应生成NO2 ①浓硝酸与Cu反应： Cu+4HNO3（浓）Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O ②稀硝酸与Cu反应： 3Cu+8HNO3（稀）3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O ③常温下，浓硝酸使铁、铝钝化。除金、铂外几乎能氧化所有的金属。 3．硝酸的工业制法 （1）制备流程 （2）相关反应 ① N2+3H22NH3 ② 4NH3+5O24NO+6H2O ③ 2NO+O22NO2 ④ 3NO2+H2O2HNO3+NO 4．应用 （1）硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造化肥、农药、炸药、染料和硝酸盐等 （2）硝酸在实验室里是一种重要的化学试剂。 七、酸雨及防治 1．SO2与NO2的主要来源、危害和防治 2．酸雨 第三节 无机非金属材料 一、传统无机非金属材料——硅酸盐材料 1．无机非金属材料 （1）组成元素：多含有硅、氧等元素。 （2）分类：传统无机非金属材料、新型无机非金属材料。 （3）性能： 具有耐高温、抗腐蚀、硬度高等特点 ，以及特殊的光学、电学等性能。 （4）应用领域：日常生活应用、航空、航天、信息和新能源等领域。 2．传统无机非金属材料——硅酸盐材料 （1）硅酸盐及其结构 ①概念：硅酸盐是由硅、氧和金属等元素组成的化合物的总称。 ②结构：Si和O构成了硅氧四面体，许多这样的四面体通过顶角的O相互连接。 ③特性：硅酸盐材料大多具有硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点。 （2）常见的硅酸盐材料 项目 陶瓷 玻璃 水泥 主要成分 成分复杂 Na2SiO3、CaSiO3和SiO2 硅酸三钙（3CaO·SiO2）、硅酸二钙（2CaO·SiO2）、铝酸三钙（3CaO·Al2O3） 生产原料 黏土 （含水的铝硅酸盐） 纯碱、石灰石、石英砂 主要原料：石灰石、黏土 辅助原料：适量的石膏 主要设备 陶瓷窑 玻璃窑 水泥回转窑 用途 建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等 建筑材料、光学仪器、各种器皿、制造玻璃纤维 大量用于建筑和水利工程 【特别提醒】二氧化硅的特殊性 （1）酸性氧化物一般能与水反应生成对应的酸，但SiO2不溶于H2O，不能直接与H2O反应生成H2SiO3。 （2）非金属氧化物的熔点一般较低，但二氧化硅的熔点很高。 （3）酸性氧化物一般不与酸反应，但SiO2可以与氢氟酸反应SiO2+4HFSiF4↑+2H2O。 二、高纯度含硅元素的材料——硅和二氧化硅 1．硅的存在、结构 存在 原子结构 示意图 周期表中位置 含量 存在形态 地壳中居第二位 氧化物和硅酸盐 第三周期、第ⅣA族 2．高纯硅的制备 （1）流程 （2）反应 ① SiO2+2CSi+2CO↑ ② Si+3HClSiHCl3+H2 ③ SiHCl3+H2Si+3HCl 3．硅和二氧化硅的用途 （1）单质硅 ①信息技术：单质硅是应用最为广泛的半导体材料，如硅晶片是生产 芯片 的基础材料。 ②新能源技术： 硅太阳能 电池 （2）二氧化硅：用于生产 光导纤维 。 4．新型陶瓷 （1）组成：不再限于传统的硅酸盐体系。 （2）特性和功能：在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能。 （3）碳化硅（SiC）俗称金刚砂，具有类似金刚石的结构，可用作磨料，具有优异的高温抗氧化性能，可用作耐高温结构材料等。 （4）常见的类型：高温结构陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、超导陶瓷。 5．碳纳米材料 （1） 富勒烯 ：由碳原子构成的一系列笼形分子的总称，如C60，可以制碳纳米材料。 （2） 碳纳米管 ：可以看成是由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺度的直径，比表面积大，有相当高的强度和优良的电学性能，可用于生产复合材料、电池和传感器等。 （3） 石墨烯 ：只有一个碳原子直径厚度的单层石墨，电阻率低、热导率高，具有很高的强度，在光电器件、超级电容器、电池和复合材料等方面的应用研究在不断深入。 03 素养提升 ◆判断正误 1、 判断下列说法的正误，并说明原因。 说法 正误及解释 1 向BaCl2溶液中通入SO2会出现白色沉淀 错误 。没有现象SO2不与BaCl2溶液反应。 2 向Ba（NO3）2溶液中通入SO2，则会产生白色沉淀 正确。 会生成BaSO4沉淀。 3 SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色，体现了SO2的漂白性 错误。SO2与高锰酸钾溶液反应体现了SO2的还原性。 4 除去试管内壁上附着的硫，可用酒精洗涤。 错误。硫易溶于CS2，因此可用CS2将硫除去，也可利用硫的化学性质，用热NaOH溶液将硫除去。 5 过量的硫与铁反应生成Fe2S3，表现了硫单质的氧化性 错误。硫与铁反应时，硫得电子作氧化剂，但反应产物为FeS，与铁和硫的用量无关 6 硫在空气中燃烧生成二氧化硫，硫在过量氧气中燃烧生成三氧化硫 错误 硫在空气中和氧气中燃烧都只生成二氧化硫，燃烧产物与氧气用量无关，只是在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，而在纯氧中燃烧发出蓝紫色火焰 7 S单质与稀硫酸反应可以制取SO2 错误 .稀硫酸与铜不反应，可以用浓硫酸与铜反应来制取SO2。 8 电闪雷鸣的雨天，空气中的氮气会与氧气发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收，与氮的固定有关。 正确 。氮的固定是指把空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程。 9 可用排水法收集NO。 正确。NO难溶于水，可用排水法收集 10 为除去混入NO中的少量NO2，应将气体通过Na2CO3溶液中 错误 通过Na2CO3溶液会生成CO2，导致带入新的杂质；由反应3NO2+H2O2HNO3+NO知，水洗可除去NO中的NO2。 11 NO、NO2、N2O4、N2O5都属于酸性氧化物 错误 。NO是不成盐氧化物；NO2、N2O4与水反应时N元素化合价会发生变化，也不是酸性氧化物；只有N2O5属于酸性氧化物 12 可用来干燥氨气的是浓硫酸。 错误 NH3溶于水显碱性与浓硫酸反应，应该用碱石灰干燥。 二、判断下列说法的正误，并说明原因： 说法 正误及解释或改正 1 蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒相互靠近，有白烟生成 正确。生成NH4Cl产生白烟。 2 实验室常用浓硝酸与金属锌反应制备氢气 错误 。硝酸的氧化性很强，与金属反应时一般不生成氢气而生成氮氧化物，所以实验室中不能使用硝酸制备氢气 3 陶瓷、玻璃和水泥均属于无机非金属材料 正确。水泥、玻璃、陶瓷均属于无机非金属材料，属于硅酸盐材料。 4 SiO2H2SiO3能一步完成。 错误。SiO2不与水反应，不能一步生成H2SiO3 5 SiO2和CO2两者都可以与NaOH溶液反应 正确。SiO2和CO2都是酸性氧化物，都能与NaOH溶液反应 【易错集锦】 1. 误将S与金属或非金属发生反应生成的价态问题。 点拨：硫与大部分变价金属发生反应生成低价态金属。硫的价态很多有-2、0、+4、+6价根据不同物质和量多量少做调整 【例题】下列关于硫的说法正确的是（ ）。 A．硫是一种黄色或淡黄色的不溶于水的固体 B．1mol硫原子参加反应时一定转移2NA个电子 C．硫与非金属反应均作还原剂 D．1.6g硫与5.6g铁反应能得到7.2g纯净硫化物 【解析】选A。在S+O2SO2反应中，1mol硫原子参加反应时，转移4NA个电子，B错误；S与H2反应生成H2S时，S作氧化剂，C错误；Fe与S反应时： Fe + S FeS 计量关系 56g 32g 88g 加入质量 5.6g 1.6g 0 反应质量 2.8g 1.6g 4.4g 剩余质量 2.8g 0 4.4g 反应物中Fe过量，反应后得到含有4.4g FeS和2.8g Fe的混合物，D错误。 2. 误认为SO2的漂白与强氧化性物质的漂白是同一类 点拨：SO2的漂白属于化合型漂白，Na2O2、HClO等强氧化性物质的漂白属于氧化性漂白。氧化性漂白是不可逆的，化合型漂白是可逆的。 【例题】二氧化硫对食品有漂白和防腐作用，使用二氧化硫能够达到使产品外观光亮、洁白的效果，是食品加工中常用的漂白剂和防腐剂，但必须严格按照国家有关范围和标准使用，否则，会影响人体健康。化学中很多物质都具有漂白性，下列加入的物质使有色溶液褪色体现的性质相同的是（ ）。 ①SO2使品红溶液褪色 ②Cl2使品红溶液褪色 ③Na2O2加入含酚酞的水溶液中，先变红后褪色 ④SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色 A．①② B．②④ C．②③ D．①④ 【解析】选C。①SO2使品红溶液褪色，是二氧化硫与有色物质结合生成不稳定的无色物质，不是氧化还原反应；②Cl2使品红溶液褪色，是因为氯气和水反应生成了次氯酸，次氯酸具有强氧化性；③Na2O2加入含酚酞的水溶液中，先变红后褪色，是因为过氧化钠与水反应生成NaOH，NaOH使酚酞变红，但Na2O2的强氧化性又导致溶液褪色；④SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色，是利用SO2的还原性。因此，有色溶液褪色原理相同的是②③。 3. 误认为NO和NO2混合气体是用NaOH溶液除杂 点拨：NO与NO2同时通入NaOH溶液中：NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O 【例题】下列说法正确的是（ ）。 A．实验室能用排空气法收集N2、NO和NO2 B．NO为红棕色气体，NO2为无色气体 C．除去NO中的NO2气体可以使混合气体通过蒸馏水 D．NO、NO2、N2O4、N2O5都属于酸性氧化物 【解析】选C。N2的密度与空气接近，容易混合，不能使用排空气法收集；NO与O2反应产生NO2，也不能使用排空气法收集，A错误；NO为无色气体，NO2为红棕色气体，B错误；NO2与水反应产生HNO3和NO，因此除去NO中的NO2气体可以使混合气体通过蒸馏水，C正确；NO是不成盐氧化物；NO2、N2O4与水反应时N元素化合价会发生变化，也不是酸性氧化物；只有N2O5属于酸性氧化物，D错误 4．氮的氧化物溶于水涉及的相关计算 点拨：（1）NO2溶于水的计算 （2）NO2、O2溶于水的计算 （3）NO、O2溶于水的计算 （4）NO2、NO、O2溶于水的计算 【例题】在一定条件下，将6体积的NO2和一定体积的NO置于试管中，并将试管倒置于水中，当通入4.5体积的O2充分反应后，剩余1.5体积气体，则原NO体积可能为（ ）。 ①3体积②4体积③5体积④5.5体积⑤2体积 A．③ B．⑤ C．④或⑤ D．②或⑤ 【答案】C 【解析】本题的关键在于理解剩余的1.5体积气体，可能是一氧化氮，也有可能是氧气。若是一氧化氮，则氧气全部反应，根据4NO2+O2+2H2O4HNO3，二氧化氮完全反应消耗1.5体积氧气，剩余3体积氧气应该被4体积一氧化氮消耗，所以一氧化氮体积为4体积+1.5体积＝5.5体积；若剩余的为氧气，则反应过程中一氧化氮消耗的氧气为1.5体积，那么一氧化氮的体积是2体积。 5．硝酸的计算 点拨： 1．原子守恒法在解题中的应用 HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO3－的形式存在于溶液中，另一部分HNO3作为氧化剂转化为还原产物。这两部分HNO3中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量。 n（HNO3）消耗＝x·n［M（NO3）x］+n（NO2）+n（NO） 2．电子守恒法在解题中的应用 HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得到的电子的物质的量等于金属失去的电子的物质的量，即金属失电子的物质的量x·n［M（NO3）x］＝n（NO2）+3n（NO）。 3．“离子方程式法”在解题中的应用 金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于NO3－在H2SO4提供H+的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先做少、过量判断，然后根据完全反应的金属或H+或NO3－进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。 4．电荷守恒法在解题中的应用 溶液呈电中性，离子符合电荷守恒。若HNO3过量，反应后溶液中（不考虑OH－）有：c（NO3－）＝c（H+）+nc（Mn+）（Mn+代表金属离子）。 【方法导引】硝酸与金属反应的计算规律 【例题】已知Mg与稀HNO3反应，还原产物是N2O；若HNO3极稀，则还原产物为NH3，并与过量HNO3反应生成NH4NO3。现有9.6g Mg与1L 1.1mol·L－1 HNO3（过量）充分反应后收集到amL气体（标况），同时测得c（NH4+）＝0.08mol·L－1（设反应前后溶液体积不变）。求： （1）a＝________。 （2）有__________mol HNO3被还原。 （3）反应后溶液的c（H+）＝__________mol·L－1。 （4）反应后溶液中c（NO3－）＝____________mol·L－1。 【答案】（1）448 （2）0.12 （3）0.1 （4）0.98 【解析】（1）由于HNO3过量，显然产生的气体为N2O，根据电子守恒有：×2＝1L×0.08mol·L－1×［5－（－3）］+×（5－1）×2，解得：a＝448mL。（2）被还原的HNO3包括两部分：一是用于生成N2O，二是用于生成NH4+，其总量为：1L×0.08mol·L－1+×2＝0.12mol。（3）参加反应的HNO3总量为：×2+1L×0.08mol·L－1×2+×2＝1.0mol，剩余HNO3的物质的量为：1L×1.1mol·L－1－1.0mol＝0.1mol，c（H+）＝＝0.1mol·L－1。（4）反应后溶液中NO3－的物质的量等于HNO3的总物质的量减去被还原的HNO3的物质的量，即1L×1.1mol·L－1－0.08mol·L－1×1L－×2＝0.98mol，所以反应后c（NO3－）＝＝0.98mol·L－1。 6． 硅酸和硅酸盐比较 点拨：1．碳酸和硅酸性质的比较 H2CO3 H2SiO3 酸性 均为弱酸,且酸性H2CO3＞H2SiO3 水溶性 能溶于水 难溶于水 稳定性 常温下易分解生成CO2和H2O 受热易分解生成SiO2和H2O 制备 CO2+H2OH2CO3 Na2SiO3+2HCl2NaCl+H2SiO3↓ 转化关系 Na2SiO3+CO2+H2OH2SiO3↓+Na2CO3 2．Na2SiO3与Na2CO3性质的比较 Na2SiO3 Na2CO3 俗名 硅酸钠的水溶液俗称水玻璃、泡花碱 纯碱、苏打 水溶性 易溶于水，水溶液黏合性强，是一种矿物胶 易溶 与盐酸反应 Na2SiO3+2HCl2NaCl+H2SiO3↓ Na2CO3+2HCl（少量）2NaCl+H2O+CO2↑ Na2CO3+HCl（少量）NaCl+NaHCO3 与CO2反应 Na2SiO3+CO2（少量）+H2O H2SiO3↓+Na2CO3 Na2SiO3+2CO2（过量）+2H2O H2SiO3↓+2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3 用途 制备硅胶和木材防火剂 制玻璃、制肥皂 【例题】下列反应不能一步完成的是（ ）。 A．SiO2Na2SiO3 B．SiO2H2SiO3 C．Na2SiO3H2SiO3 D．H2SiO3SiO2 【解析】选B。SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O，A项正确；SiO2不与水反应，不能一步生成H2SiO3，B项错误；Na2SiO3+2HClH2SiO3↓+2NaCl，C项正确；H2SiO3SiO2+H2O，D项正确。 7． 浓硫酸强氧化性的体现 点拨： 反应物 变化或反应 表现性质 活泼 金属 铁、铝 常温下，铁、铝遇到浓硫酸时发生钝化 强氧化性 加热时，反应生成硫酸盐、H2O和SO2 强氧化性和酸性 锌等其他活泼金属 与浓硫酸反应时，开始产生SO2，金属过量时产生H2 较不活泼金属（如：铜、银等） 金属+浓硫酸高价态硫酸盐+SO2↑+H2O 碳、硫、磷等非金属 非金属单质+浓硫酸高价态氧化物或含氧酸+SO2↑+H2O 强氧化性 还原性物质 能将还原性物质（如Fe2+、H2S、HI）氧化，如：H2S+H2SO4（浓）S↓+SO2↑+2H2O 【例题】下列有关铜与过量浓硫酸反应的实验说法不正确的是（ ）。 A．浸有碱液的棉花是为了防止SO2逸出污染环境 B．将水注入反应后冷却的试管a中，溶液变为蓝色 C．铜片表面先发黑，反应完全后试管a底部有白色固体 D．反应的化学方程式是Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O 【解析】选B。二氧化硫是有毒的大气污染物，浸有碱液的棉花可吸收过量的SO2，防止环境污染，A项正确；冷却后的试管a中有浓硫酸，应将试管a中的物质慢慢倒入盛有水的烧杯中，B项错误；浓硫酸具有强氧化性，铜被氧化生成氧化铜，表面先发黑，浓硫酸具有吸水性，使生成的硫酸铜过饱和而析出白色的固体，C项正确；铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应的化学方程式为Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O，D项正确。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！28 学科网（北京）股份有限公司 $$