第五章 化工生产中的重要非金属元素（知识清单，含图文版）化学人教版必修第二册

视 【化学知识清单】硫单质的性质与应用 硫元素在周期表中的位置与原子结构 1.第三周期、第VIA族。 2.最外层6个电子，易得 到2e形成-2价化合物。 硫黄的物理性质 S02 。× 俗称 颜色 状态 硬度 溶解性 硫黄 黄色 晶体 质脆 难溶于水，微溶于 酒精，易溶于CS2 三、 硫的化学性质 (重点记背方程式) 1.与金属反应 Fe Fe+S△ Fes(黑色) 2Cu+S△Cu2S （黑色） 2.与非金属反应 S+02 点燃 S02 (刺激性气体) H2S S+H2△ H2S （臭鸡蛋味气体） 四、硫的存在与应用 1.存在 游离态：火山喷口附近或地壳岩层中 化合态： 硫化物 (如FeS2) 和硫酸盐 (如CaS04) 2.用途 制造硫酸 化肥 火柴 杀虫剂等 二氧化疏的性质与反应-知识清单 1.物理性质 颜色 气味 状态 密度 毒性 水溶性 无色 刺激性 气体 比空气大 有毒 易溶于水 (1:40) 140 2.化学性质 兄 (1)物质分类角度（酸性氧化物） 与水反应：S02+H20 H2S03 (亚硫酸，中强酸) 与碱反应：S02+2Na0H=Na2S03+H20; SO2+NaOH=NaHSO3 与碱性氧化物反应：S02+Ca0=CaS03 (2)化合价角度（+4价，既有氧化性又有还原性) 还原性：2s0,+0,催化2S03 催化剂 S02+C2+2H20=H2S04+2HCl 氧化性：S02+2H2S=3S↓+2H20(淡黄色沉淀) (3)特性—漂白性 原理：与某些有色物质（如品红）生成不 稳定无色物质，加热后恢复原色 注意：不能漂白酸碱指示剂（如石蕊试液变红不褪色） 3.可逆反应 【特别提醒】 在同一条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向 进行的反应（如S02与H20的反应） 硫酸的工业制备与用途-知识清单 三、 硫酸的用途和工业制备 尽 1.用途 重要化工原料，用于生产化肥（如(NH4)2SO4) 、 农药、炸药、染料，盐类等。 通 →一般化学生产一统一硫酸确度剂化源的结构 o 2.工业制备（以黄铁矿为原料） 黄铁矿(FeS2) 造气 沸腾炉 4eS2+1102高温 2Fe203+8S02 接触室 烧渣 炉气(S02) (Fe2O3) 催化剂V20s 接触氧化 2S02+02 催化剂 2S03 S03 △ 吸收 98.3%浓硫酸 S03+H20=H2SO4 (实际用98.3%浓硫酸 吸收，避免形成酸雾) >发烟硫酸 00 吸收塔 四、硫酸的性质知识清单 1.稀硫酸的性质 (强酸通性) ●与活泼金属：Zn+2Ht=Zn2++H,↑ ●与金属氧化物：CuO+2H+=Cu2++H20 Cuo ●与碱：OH+H+=H2O 2NaOH H2SO=Na2SO+2H2O ●与盐：C032+2H+=C02↑+H20 如Na2C03+H2S04=Na2S04+C02↑+H20 2.。浓硫酸的特性 (1)吸水性：吸收游离水或结晶水 【特别捱醒】：碱 例：干燥H、O、CO,等，不能干燥NH、HS (2）脱水性：将有机物中H、0按2：1比例脱去 蔗糖变黑：C12H201s0 【特别提醒】：体现脱 水性和碳化，体积膨张 (3)强氧化性 是因为产生气体的物理 过程。 与金属反应 (加热) CU+2H2S04(浓)△ CuS04+S02↑+2H20 (既显氧化性又显酸性) 【特别提醒】：浓硫酸一般不产生 ·与非金属反应（加热） H2;冷浓硫酸使Fe、Al钝化。 C+2H2S04(浓)△ C02↑+2S02↑+2H20 (只显氧化性) 钝化：常温下使Fe、Al表面形成致密氧化 膜，阻止反应进行 【特别提醒】：钝化是化 学变化，形成致密氧化膜。 几种重要的硫酸盐-知识清单 硫酸盐 俗名 颜色 用途 磨光粉、纸张 【特别提醒】 2CaSO4H2O 熟石膏 白色 填充物、 熟石膏与水反应 气体干燥剂 成生石膏，硬化 生石膏 白色 塑像、模型、粉笔、 CaSO2H2O 医疗绷带 FeSOa7H,O 绿矾 浅绿色 生产净水剂、补血剂 配波尔多液（农药） 胆矾、 、 镀铜液 【特别提醒】 CuSO5H2O 蓝矾 蓝色 用于检验水的 存在（变白） 白色颜料、 BaSO4 重晶石 白色 医疗“钡餐” (不溶于水和酸) 净水剂(AI3+水解生成 KAlI(S04)212H20 明矾 白色 AI(OH)3胶体) AI3+3H20≥ 898 AI(OH)3(胶体)+3H步 【高中化学知识卡片】 六、硫酸根离子的检验 1.实验探究 项目 稀硫酸 Na2S04溶液 Na2C03溶液 滴加BaCl2溶液 白色沉淀 白色沉淀 白色沉淀 加稀盐酸振荡 沉淀不溶解 沉淀不溶解 沉淀溶解 (Co2↑) 【特别提醒】：Na2C03与BaCl2反应生成B 2.检验方法 aC03白色沉淀，BaC03可溶于稀盐酸： BaCO2 2H+Ba2++H2O+CO2 取少量待测液 离子方程式： 加足量稀盐酸 (排除C032、S032、Ag+干扰) Ba2++S042=BaS04 无现象 干扰排除： C032+2H+=C02↑+H20 加BaCl2溶液 S032+2H+=S02↑+H20 若有白色沉淀(BaS0,),则含S0,2- Ag*+CI=AgCI↓（白色） 3. 实践应用：粗盐提纯 重点流程： 粗盐提纯 (除去可溶性杂质) H He 05 Li Ne 除可溶性硫酸盐： 除Ca2+、Ba2+: 除Mg2+:加 最后：过滤后， K 加过量BaCl2溶液 加过量Na2C03溶液 过量NaOH溶液 加稀盐酸中和 Ar Nb K 219 【特别提醒】：Na2C0必须在BaCl,之后加入，才能除去过量的Ba2+ Cs An Fr Ra Ba Lf Tr Nb Nr Pu Pm Fm Dd Rg Cn Hh Tb Ts Ts Og 不同价态含硫物质的转化-知识清单 1.硫元素常见化合价 -2 0 +4 +6 R, H2S so, S02H2S03H2S04S042 2.转化规律 低价→高价（需氧化剂） 【特别提醒】 例：H2S→S(O2) 升价即失电子，被 S02→H2S04(CL2H202等) 氧化，需氧化剂。 晨高价→低价（需还原剂） 降价即得电子，被 例：H,S04→S02(Cu,C等) 还原，需还原剂。 S02→S(H2S) 3.实验探究 预期转化 试剂 现象及结论 生成淡黄色沉淀 1 S02→S H2S溶液 S02+2H2S=3S↓+2H20 氯水褪色 2 S02→S02 新制氯水 加BaCL2生成白色沉淀 BaCl2 S02+Cl2+2H20=H2S04+2HCl Ba2+S0,2=BaS04↓ 铜片 产生刺激性气味气体 3H2S04→S02 浓H2SO4 Cu+2H2S04(浓)A (加热) CuS04+S02↑+2H20 氨气(N2)的性质与应用 ·知识清单· 1.氮元素的存在 3氮气的化学性质 N N, 2NH3 Z=7 氮原子的结构 (1)结构与化合价 常见化合价 O +1 +2 +3 +4 +4 -3 N2O NO N203 NO2 N205 ①与金属反应 3Mg N2 点燃 Mg3N2 (2) 自然界中的存在 ②与氢气反应 (工业合成氨) 游离态 化合态 N2+3H2 催化剂 2NH3 高温高压 品*米 ③与氧气反应（放电或高温条件） 78% 硝酸盐 铵盐 N2+02 放电或高温 2NO 大气中N2, 8 约占空气体积的78% 蛋白质 4.氮的固定 2,氨气的物理性质 概念：将大气中游离态的氮转化为 Q颜色：无色 氮氨的化合物的过程。 色状态：气体 (2）分类 © 气味：无味 自然固氮 人工固氮 密度：与空气接近 9 Vs 溶解性：难溶于水 效 豆科植物根瘤菌固氨 工业合成氨 式氮的氧化物-知识清单 女 o 1.不同价态氨的氧化物 氧化物 N20 NO N203 NO2 N204 N205 氮的化合价 +1 +2 +3 +4 +4 +5 【特别提醒】N02在常温下存在聚合： 2.NO与NO,性质的比较 2N0,(g)=N,04(g) 温度高有利NO2生成。 项目0 NO 无色 NO, 红棕色 物理性质 无色气体，不溶于水 红棕色、有刺激性气味的气体， 易溶于水，易液化 毒性8 有毒（结合血红蛋白 使人中毒) 有毒（刺激、腐蚀呼吸道黏膜） 与水反应 不反应 3N02+H20=2HN03+NO (工业制硝酸原理) 与0，反应 2N0+02=2N02 不反应 收集方法 排水法 向上排控气法 3。一氧化氮、二氧化氮性质探究及相互转化 ①充入20mL ②吸入5mL水， ③打开弹簧夹，快 ④振荡注射器， NO,观察颜色 振荡，观察 速吸入10mL空气， 观察现象 现象 夹上弹簧夹，观察 50mL= 现象 H NO为无色气体 吸入水后 吸入空气后气体 振荡后红棕 无明显变化 变为红棕色 色消失 实验结论：N0无色、难溶于水；N0易与02反应生成N02(2N0+02=2N02); NO2易与水反应生成HNO3和NO(3NO2+H,0=2HNO3+NO),二者可相互 转化。 。。氨的性质与应用-知识清单 1.物理性质 NH3 Air 液氨 无色刺激性气体 密度小于空气 极易溶于水(1：700) 易液化 2.化学性质 (1) 与水反应 NH3+H2O≥NH3H2O≥NH4t+OH 氨水显碱性 →含NH3、NH3H2O、H2O、NH4、OH、H+ NH3H20不稳定：NH3H20△NH3个+H 【特别提醒】 加热可使一水合氨 色 分解放出氨气 (2)与酸反应（生成铵盐） Key反应： HCI+NH3=NH CI 白烟 白烟 NH NH3+HNO3=NHANO3 (3)与盐溶液反应 【特别提醒】 Al3++3NH3H2O=Al(OH)3+3NH4+ AI(OH)3不溶于氦 水，可用于制备氧 氧化铝 (4) 还原性 反应： 催化剂 4NH3+502 4N0+6H20 工业制硝酸的关键反应 ￥小心5刻 第五章 化学工生产中的非金属元素 第一节 硫及其化合物 一、硫 1．硫元素位于元素周期表中第三周期、第_____族。硫原子的最外电子层有_____个电子，在化学反应中容易__________，形成__________硫的化合物。 2．物理性质 俗称 颜色 状态 硬度 溶解性 水 酒精 CS2 硫黄 _____色晶体 质_____，易研成粉末 _____溶 _____溶 _____溶 3．化学性质(写出下列反应的化学方程式)。 4．硫的存在 (1)游离态：存在于________附近或地壳的岩层里。 (2)化合态：主要以_________和_________的形式存在。 5．主要应用 硫黄主要用于制造_________、化肥、火柴及杀虫剂等。 二、二氧化硫 1．物理性质 颜色 气味 状态 密度 毒性 水溶性 _____ ________ _____ 比空气_____ _______ _____溶于水 2．化学性质。 ①从物质分类的角度分析SO2性质。 ②从元素化合价变化角度分析SO2性质。 ③SO2的特性——漂白性。 能与某些有色物质(如__________溶液)生成不稳定的_____色物质，这些_____色物质容易分解而使有色物质恢复原来的颜色。 注意：SO2能漂白某些有色物质(如__________溶液)，但不能使紫色石蕊溶液等指示剂褪色。 3．可逆反应 三、硫酸的用途和工业制备 1．主要应用 硫酸是一种重要的化工原料，可用于生产__________、__________、炸药、燃料和盐类等。 2．制备方法 以黄铁矿为原料制取硫酸各阶段的反应为：①__________________________；__________________________3；__________________________ 四、硫酸的性质 1．稀硫酸的性质 硫酸是强酸，具有酸的通性 写出下列反应的离子方程式： (1)稀硫酸与活泼金属反应，如Zn：____________________。 (2)稀硫酸与金属氧化物反应，如CuO：____________________。 (3)稀硫酸与碱反应，如NaOH：____________________。 (4)稀硫酸与部分盐反应，如Na2CO3：____________________。 2．浓硫酸的特性 (1)吸水性与脱水性 ①实验探究 实验 操作 实验现象 蔗糖变________，体积膨胀，变成疏松多孔的海绵状的炭，并发出有________性气味的气体 实验结论 浓硫酸具有_________性 ②对比 吸水性 脱水性 原理 浓硫酸能够吸收_______________及固体中的结晶水 浓硫酸能把有机物中_______________脱去，剩余黑色的炭 区别 ____________________ ____________________ 应用 ____________________ (2)强氧化性 ①实验探究 实验操作 实验现象 a试管中铜丝表面____________________； b试管中的溶液____________________； c试管中的____________________； 将a试管里的溶液慢慢倒入水中，____________________。 实验结论 Cu和浓硫酸反应的化学方程式：_____________________________________ ②强氧化性的表现 (3)浓H2SO4与金属反应的规律 ①钝化：常温下，浓硫酸使Fe、Al表面快速生成一层致密的____________而阻止反应进一步发生。 ②与活泼金属(如Zn)反应，开始产生________，硫酸浓度变小后产生________。 ③与不活泼金属(如Cu)反应，开始产生________(加热)，浓度变小后，稀硫酸不再与不活泼金属反应。 例如：1 mol Cu与含2 mol H2SO4的浓硫酸充分反应，生成的SO2的物质的量________1 mol。 ④浓硫酸在与金属的反应中既表现________性又表现________性；浓硫酸在与非金属的反应中只表现________性。 五、几种重要的硫酸盐 硫酸盐 俗名 颜色 用途 2CaSO4·H2O ________ 白色 作磨光粉、纸张填充物、气体干燥剂等 CaSO4·2H2O ________ 白色 塑像、模型、粉笔、医疗绷带等 FeSO4·7H2O ________ 浅绿色 生产铁系列净水剂、补血剂等 CuSO4·5H2O ________ 蓝色 配波尔多液、镀铜液 BaSO4 ________ 白色 白色颜料、医疗上作“钡餐” KAl(SO4)2·12H2O ________ 白色 净水剂 六、硫酸根离子的检验 1．实验探究 在三支试管中分别加入少量稀硫酸、Na2SO4溶液和Na2CO3溶液,然后各滴入几滴BaCl2溶液,观察现象。再分别加入少量稀盐酸,振荡,观察现象。 项目 稀硫酸 Na2SO4溶液 Na2CO3溶液 滴入几滴BaCl2溶液 有________生成  有________生成  有________生成  加入少量稀盐酸并振荡 ________________ ________________ ________________ 2．实验结论 在溶液中,SO42－可与Ba2+反应，生成不溶于稀盐酸的白色BaSO4沉淀。反应的离子方程式为________________。 3．检验SO42－的正确操作方法： 被检液取清液观察有无白色沉淀产生(判断有无SO42－)。 先加稀盐酸的目的是________________________，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀产生；整个过程中可能发生反应的离子方程式：CO32－＋2H＋===CO2↑＋H2O、SO32－＋2H＋===SO2↑＋H2O、________________、________________________。 4．实践应用 粗盐提纯的操作步骤如下，共有三种方案： 除去粗盐中的可溶性杂质(可溶性硫酸盐及CaCl2、MgCl2等杂质) 杂质 加入的试剂 离子方程式 可溶性硫酸盐 过量________溶液  __________________________________ CaCl2 过量________溶液  __________________________________ MgCl2 过量________溶液  __________________________________ 多余的NaOH、Na2CO3 适量________ __________________________________ 七、不同价态含硫物质的转化 1．自然界中不同价态含硫物质的转化 2．实验探究不同价态含硫物质的转化 (1)硫的化合价与性质的关系 硫元素常见的化合价有-2、0、+4和+6，其中________价为硫元素的最低化合价，________价为硫元素的最高化合价。根据氧化还原反应的规律，低价态的硫向高价态转化时需加入________剂，高价态的硫向低价态转化时需加入________剂。 (2)实验探究。 预期转化 选择试剂 实验操作和现象 实验结论 → H2O、H2S、SO2 将H2S和SO2通入水中，生成________色沉淀(或溶液变浑浊) SO2与H2S反应生成________硫 O2→H2O4 SO2、新制氯水、氯化钡溶液 将SO2通入新制氯水中，溶液浅________色褪去；再向溶液中滴入氯化钡溶液，产生________________ SO2在水中能被强氧化剂氧化为________ H2O4→O2 铜片、浓硫酸 加热铜片和浓硫酸的混合物，有________气味气体生成 H2SO4被金属铜还原为________ 第二节 氮及其化合物 一、氮气 1．氮元素的存在 (1)氮原子的结构 氮元素位于第______周期、第______族。氮原子最外电子层有______个电子，既不容易得到______个电子，也不容易失去5个电子。因此氮原子一般通过____________与其它原子相互结合构成物质。 氮的原子结构 常见的化合价有______、______、______、______、______、______，其氧化物有______、______、______、______、______、______ 共有六种，其中______是HNO3的酸酐，______是HNO2的酸酐(氮的氧化物都有毒)。 (2)氮元素在自然界中的存在。 2．氮气的物理性质 颜色 状态 气味 密度 溶解性 ______ 气体 _____ 密度与空气接近 ______溶于水 3．氮气的化学性质(写出标有序号的反应的化学方程式)。 ①3Mg+N2____________；②N2+3H2____________；③N2+O2______。 4．氮的固定 (1)概念：将大气中______态的氮转化为__________________的过程。 (2)分类 二、氮的氧化物 1．不同价态氮的氧化物 氧化物 ______ ______ N2O3 NO2 N2O4 ______ 对应氮的化合价 ＋1 ＋2 ______ ______ ______ ＋5 2．NO与NO2性质的比较 项目 NO NO2 物理性质 无色气体，______溶于水 ______色、有刺激性气味的气体，______水，易液化 毒性 有______(易结合血红蛋白使人中毒) 有______(刺激、腐蚀呼吸道黏膜) 与水反应 不反应 3NO2+H2O=____________(工业制硝酸的原理) 与氧气反应 2NO+O2=______ 不反应 收集方法 常用______法 常用____________法 3．一氧化氮、二氧化氮性质探究及相互转化 实验装置 实验操作 在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，观察颜色；然后吸入5 mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器，观察现象。打开弹簧夹，快速吸入10 mL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 NO为无色气体；吸入5 mL水后，注射器内无明显变化；快速吸入10 mL空气后，注射器内气体变为______色；振荡注射器后，气体的______色消失 实验结论 NO为______色气体，难溶于水；NO易与氧气反应，生成物容易与水发生反应；在一定条件下，NO和NO2可以相互转化，反应的化学方程式为2NO+O2=______，3NO2+H2O=____________ 三、氨 1．物理性质 颜色状态 气味 密度 溶解性 特性 ______气体 _________气味 ______空气 ______溶于水，1 体积水能溶解______体积的氨气 易液化，常用作制冷剂 2．氨的化学性质 (1)氨与水的反应。 氨气与水反应反应原理为__________________________________________________。 氨气溶于水得氨水，显碱性，氨水中含有的粒子有：__________________________。 NH3·H2O为可溶性一元弱碱，不稳定，易分解，化学方程式为__________________________。 (2)氨气与酸的反应 蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为____________，将浓盐酸改为____________，也会出现相同的现象。 化学方程式__________________________、__________________________。 (3)与盐溶液的反应 过量氨水与AlCl3溶液反应的离子方程式：__________________________。(氢氧化铝不溶于氨水) (4)氨气的还原性 ①催化氧化：____________________________________________________。 ②被CuO氧化：____________________________________________________。 ③被氯气氧化：__________________________或__________________________。 四、铵盐 1．铵盐的物理性质 绝大多数铵盐都是______于水的白色或无色晶体。 2．铵盐的化学性质 3．NH的检验 未知液呈碱性湿润的______石蕊试纸变______色，则证明含NH。 五、氨的实验室制法 六、硝酸 1．物理性质 纯净的硝酸是______色、______挥发、有____________气味的液体，熔沸点较低，质量分数为95%以上的浓硝酸在空气中挥发出硝酸蒸汽会产生“发烟”现象，通常又称为____________。 2．化学性质 (1)不稳定性： 浓硝酸见光或受热会发生分解，化学方程式为4HNO3(浓)__________________________ (2)强氧化性： 浓、稀硝酸均具有强氧化性，浓度越大，氧化性越强，其还原产物的价态越高。还原产物一般为HNO3(浓)→______，HNO3(稀)→______。 ①与金属反应。 硝酸能与大多数金属(金、铂等除外)反应，将金属氧化为高价态金属的硝酸盐。但在常温下，浓硝酸能使铁、铝钝化。硝酸与铜的反应如图所示，填写下表。 硝酸浓度 实验现象 实验结论 浓硝酸 反应______、铜丝______，产生______色气体，溶液呈绿色 铜与浓硝酸反应生成______，化学方程式：Cu+4HNO3(浓)=__________________________ 稀硝酸 反应______、铜丝______，产生______气体，溶液呈蓝色 铜与稀硝酸反应生成______，化学方程式：3Cu+8HNO3(稀)=__________________________ ②与非金属反应。 热的浓硝酸可将非金属单质(碳、硫、磷等)氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸。 如浓硝酸与C的反应：C+4HNO3(浓)__________________________。 ③与还原性化合物反应。 硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有______性的化合物或离子，如HI、HBr、SO2、Fe2+、FeO、I-、S2-、S等均能被HNO3氧化。在中性或碱性的稀溶液中，NO3-不表现氧化性，但当水溶液中有大量H+存在时，N表现出强氧化性。 3．工业制备 制备流程如图所示： 相关反应的化学方程式为 (1)NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO：4NH3＋5O2__________________。 (2)NO进一步氧化生成NO2：2NO＋O2===____________。 (3)用水吸收NO2生成HNO3：3NO2＋H2O===____________。 七、酸雨及防治 1．酸雨的形成与危害 2．防治 (1)调整能源结构，发展清洁能源。 (2)研究煤的脱硫技术，改进燃烧技术，减少二氧化硫和氮氧化物的排放。 (3)加强工厂废气的回收处理。 (4)改进汽车尾气的处理技术，控制尾气排放。 第三节 无机非金属材料 一、硅酸盐的结构 1．传统的无机非金属材料多为______材料。 2．在硅酸盐中，Si和O构成了____________，每个Si结合______个O，______在中心，______在四面体的4个顶角。 3．硅氧四面体结构的特殊性，决定了硅酸盐材料大多具有硬度______、熔点______、______溶于水、化学性质______、______腐蚀等特点。 二、传统硅酸盐材料 1．无机非金属材料根据组成、性能和应用的不同可分为____________非金属材料和____________非金属材料两种。 2．传统无机非金属材料多为硅酸盐材料，通常包括______、______和______三种。 项目 普通玻璃 普通水泥 陶瓷 生产原料 ______、______和______(主要成分是SiO2) ______、______ ______ 生产设备 玻璃窑 水泥回转窑 陶瓷窑 主要成分 __________________ — — 主要用途 用于生产建筑材料、光学仪器和各种器皿，还可制造玻璃纤维等 大量用于建筑和水利工程 用于生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等 三、硅和二氧化硅 1．硅在元素周期表中的位置及存在 (1)硅元素位于元素周期表中第______周期、第______族，处于______和______的过渡位置，其单质的导电性介于导体与绝缘体之间，是应用最为广泛的______材料。 (2)自然界中没有游离态的硅，硅在自然界主要以______和______(如水晶、玛瑙)的形式存在。 2．高纯硅的工业制法 工业上用焦炭还原石英砂制备粗硅，再提纯才能得到高纯硅。 涉及的主要反应为：SiO2+2C____________，Si+3HCl____________，SiHCl3+H2____________。 3．二氧化硅的性质 (1)二氧化硅硬度大、熔点高，不溶于水。 (2)酸性氧化物：SiO2+2NaOH=__________________。 (3)具有氧化性：SiO2+2C____________。 (4)特性：SiO2+4HF=__________________。 4．用途 (1)硅：利用其半导体性能制成计算机、通信设备和家用电器等的____________，以及光伏电站、人造卫星和电动汽车等的____________电池。 (2)二氧化硅：可用来生产______。 四、新型无机非金属材料 1．新型陶瓷 新型陶瓷在组成上不再限于传统的硅酸盐体系，在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能，如碳化硅(SiC)俗称______，具有类似金刚石的结构，硬度______。 材料类别 主要特性 示例 用途 高温结构陶瓷 能承受高温，强度高 氮化硅陶瓷 汽轮机叶片、轴承、永久性模具等 压电陶瓷 具有电学特性 钛酸钡陶瓷 声呐系统、气象探测等 透明陶瓷 具有光学特性 氧化物透明陶瓷和非氧化物透明陶瓷 高压钠灯、激光器和高温探测窗等 超导陶瓷 具有超导性 超导陶瓷 电力、交通、医疗等 2．碳纳米材料 碳纳米材料主要包括____________、____________、____________等，在能源、信息、医药等领域有着广阔的应用前景。 (1)富勒烯是由碳原子构成的一系列_______分子的总称，C60是富勒烯的代表物。 (2)碳纳米管可以看成是由____________卷成的管状物，具有纳米尺度的直径。 (3)石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的___________石墨，其独特的结构使其电阻率低、热导率高，具有很高的强度。 易错点01：SO2的特殊性质及应用 (1)注意SO2的漂白性和还原性的区别。SO2使品红溶液褪色表现的是SO2的漂白性，加热后溶液颜色复原；SO2使酸性高锰酸钾溶液、溴水、氯水、碘水褪色表现的是SO2的还原性，加热后溶液颜色不复原。 (2)注意SO2的氧化性的表现。SO2通入氢硫酸、硫化钠溶液中都会出现浅黄色沉淀，表现了SO2的氧化性。 (3)二氧化硫的漂白作用是由于它能与某些有色物质生成不稳定的无色物质，这种无色物质容易分解而使有色物质恢复原来的颜色，注意不是无机物。 (4)SO2不能漂白酸碱指示剂，使紫色石蕊溶液变红，但不能使紫色石蕊溶液等指示剂褪色。 易错点02：浓硫酸强氧化性的体现 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，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 易错点03：浓硫酸作干燥剂的注意点 (1)可干燥酸性气体(如CO2、SO2、Cl2等)和中性气体(如O2、N2、CO等)。 (2)不可干燥的气体：碱性气体(如NH3)和某些还原性气体(如HBr、HI、H2S等)。 浓硫酸和金属反应的规律 ①浓硫酸与金属反应时，既表现酸性又表现强氧化性，而与非金属反应时，只表现强氧化性。 ②浓硫酸与不活泼金属(如铜)反应时，随着反应的进行，浓硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，就不再与不活泼金属反应。 ③浓硫酸与活泼金属(如锌)反应时，开始浓硫酸表现其强氧化性，产生二氧化硫气体；当浓硫酸变为稀硫酸时，则产生的气体为氢气。 易错点04：SO42-检验的三大误区 (1)只加可溶性钡盐，不酸化。误将CO、PO、SO等干扰离子判断成SO。因上述离子会产生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3白色沉淀。 (2)误将Ag＋判断成SO。如向待测液中滴加BaCl2溶液生成白色沉淀，再加稀盐酸沉淀不溶解便断定含SO。其错误是未注意溶液中不含SO，而含Ag＋时也会产生同样的现象：Ag＋＋Cl－===AgCl↓(白色)。 (3)误将SO判断成SO。如先用稀硝酸酸化，再加入BaCl2溶液或向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀，便误以为有SO。该错误是未注意NO在酸性环境中具有强氧化性，将SO氧化成SO而产生干扰。 易错点05：氮的固定及性质 (1)氮的固定必须为将游离态的N2转化为化合态含氮物质的过程，为氧化还原反应。 (2)氮气性质的“一惰性、两反应”。氮气化学性质很稳定，通常状况下，很难与其他物质反应，但是在一定条件下，也能与氢气、氧气等反应。 (3)氮元素是多价态元素，氮气中氮元素呈0价，处于中间价态，故氮气既有氧化性(与H2等反应)，又有还原性(与O2等反应)。 易错点06：氨气、液氨、一水合氨、氨水的区别 名称 成分(化学式) 类别 氨气 NH3 非电解质 液氨 NH3(氨气的液体状态) 非电解质 一水合氨 NH3·H2O 弱电解质 氨水 NH3、H2O、NH3·H2O、NH、OH－、H＋(少量) 混合物 【注意】①NH3是中学化学中唯一的碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，可在推断题中作为解题突破口。 ②氨溶于水得氨水，氨水是混合物，溶液中存在的微粒有三种分子：NH3·H2O、NH3、H2O；三种离子：NH4+、OH－及少量的H+。氨水呈碱性，NH3·H2O属于一元弱碱，氨水可使紫色石蕊试液变蓝，故常用湿润的红色石蕊试纸检验NH3的存在。计算氨水的浓度时，溶质按NH3进行计算。 易错点07：氨气的实验室制法 (1)制取NH3时，一般用NH4Cl而不用NH4NO3、(NH4)2SO4或(NH4)2CO3，原因如下： 铵盐 不选用的理由 NH4NO3 受热分解，会发生爆炸，不安全 (NH4)2SO4 与Ca(OH)2反应时生成CaSO4，反应物呈块状，不利于NH3逸出，且反应后试管难清洗 (NH4)2CO3 受热分解会产生CO2，使收集到的NH3不纯 (2)制取氨时，不能用氢氧化钠代替熟石灰。因为氢氧化钠具有吸湿性，易结块，不利于产生NH3，且在加热条件下易腐蚀试管。 (3)氨是碱性气体，不能用酸性干燥剂(浓硫酸等)干燥，也不能用无水CaCl2干燥，因为它们均能与氨发生反应，常用碱石灰做干燥剂。 易错点08：硝酸的性质 (1)硝酸与金属反应不能生成氢气。硝酸浓度不同，其还原产物不同，一般情况下，浓硝酸被还原为NO2，稀硝酸被还原为NO。 (2)硝酸能与大多数金属金、铂等除外反应，将金属氧化为高价态金属的硝酸盐。但在常温下，浓硝酸能使铁、铝钝化。 (3)热的浓硝酸可将非金属单质(碳、硫、磷等)氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸。 (4)硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子，如SO2、FeO、Fe2＋、Br－、I－、S2－、SO等均能被硝酸氧化。 易错点09：硅与二氧化硅性质不能混淆 (1)不要混淆硅和二氧化硅的用途：用作半导体材料的是晶体硅而不是SiO2，用于制作光导纤维的是SiO2而不是硅。 (2)不要混淆常见含硅物质的成分：①计算机芯片的成分是晶体硅而不是SiO2。②水晶、石英、玛瑙等主要成分是SiO2，而不是硅酸盐。③传统无机非金属材料陶瓷、水泥、玻璃的主要成分是硅酸盐。 (3)碳和硅原子结构相似，但CO2和SiO2在结构、性质上却有很大差异。解答此类问题时应注意SiO2的特性，避免机械套用CO2的性质。 (4)粗硅制备时，要隔绝空气，在电炉中进行，且生成的是CO而不是CO2。 (5)CO2与酸不反应，SiO2能与氢氟酸反应。 方法01 ：硫的存在和性质 【解题通法】 (1)硫单质与O2反应时，所得产物与O2的量的多少无关，硫和O2反应不可能直接生成SO3。 (2)由于S的氧化性不强，与变价金属反应时，生成低价态金属硫化物(如Cu2S、FeS等)。 【典型例题】下列有关硫单质性质的叙述中，正确的是(　　) A．硫与金属或非金属反应时均作氧化剂 B．自然界中在富氧环境中的含硫化合物，硫通常显＋4价或＋6价 C．硫燃烧时，硫过量时燃烧的产物是SO2，氧气过量时燃烧的产物是SO3 D．硫在空气中的燃烧产物是SO2，在纯氧中的燃烧产物是SO3 方法02 ：常见漂白剂的漂白原理及特点 【解题通法】 类型 原理 特点 举例 氧化型 漂白剂本身是氧化剂，利用其氧化性氧化有色物质，使之失去原来的颜色 加热时不能恢复原来的颜色 HClO、Ca(ClO)2、ClO2、H2O2、O3等 化合型 漂白剂与有色物质结合生成新的无色物质，使之失去原来的颜色 加热时能恢复原来的颜色 二氧化硫等 吸附型 有些固体物质疏松、多孔，具有较大的比表面积，可以吸附有色物质使之失去原来的颜色 部分吸附剂可以重复使用 活性炭、胶体等 【典型例题】下列说法正确的是( ) A．SO2具有漂白性，能使品红溶液和酸性KMnO4溶液褪色且常作食品的漂白剂 B．活性炭、胶体、H2O2、O3等都有漂白性 C．氯气具有漂白性 D．Na2O2也有漂白性，其漂白原理和SO2相似 方法03：二氧化硫的性质与制取 【解题通法】 (1)SO2化学性质 (2)SO2的实验室制法 ①固体Na2SO3与较浓H2SO4(70%)反应：Na2SO3(固)＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O； ②固体Cu与浓H2SO4混合加热：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。 【典型例题】某兴趣小组利用如图装置制备SO2，并探究SO2的性质。下列说法正确的是(　　) A．若装置乙中为紫色石蕊溶液，则装置乙可验证SO2的漂白性 B．若装置乙中为Na2S溶液，则装置乙可验证SO2具有还原性 C．若装置乙中为1．0 mol/L的CaCl2溶液，则乙中会产生沉淀 D．若装置乙中有足量的酸性KMnO4溶液，则丙中不会产生白色沉淀 方法04 ：SO2和CO2混合气体的鉴别 流程设计 检验SO2⇒除去SO2⇒检验SO2是否除尽 ⇒检验CO2 选用试剂 品红溶液 酸性KMnO4溶液 品红溶液 澄清的石灰水 预期现象 褪色 褪色 不褪色 变浑浊 有时为简化装置，可将除去SO2和检验SO2是否除尽合并为一个装置，用较浓的酸性KMnO4溶液。 【典型例题】下列溶液中能够区别SO2和CO2气体的是 (　　) ①石灰水；②H2S溶液；③酸性KMnO4溶液；④氯水；⑤品红溶液 A．仅①②③ B．仅②③④ C．②③④⑤ D．全部 方法05：硫酸的工业制备 【解题通法】 三步骤 三原料 三设备 三反应原理 造气 S或FeS2 沸腾炉 4FeS2＋11O28SO2＋2Fe2O3 接触氧化 O2 接触室 2SO2＋O22SO3 SO3吸收 98.3%浓H2SO4 吸收塔 SO3＋H2O===H2SO4 【典型例题】一种以黄铁矿(主要成分是FeS2，假设杂质均不参与反应)为原料生产硫酸的简要流程图如图所示： 下列说法正确的是(　　) A．黄铁矿“煅烧”时发生反应的化学方程式为4FeS2+11O22Fe3O4+8SO2 B．依据上述流程，当最终生成 0.1 mol H2SO4时，共转移7.5 mol电子 C．“吸收”时若用水吸收三氧化硫会有酸雾产生 D．标准状况下，22．4 L SO3中含有的原子总数为2.408×1024 方法06：硫酸的性质 【解题通法】 1．浓硫酸的主要性质 物理性质 纯净的硫酸是无色粘稠状液体，沸点高，难挥发，密度大于水(98%的浓H2SO4，密度为1．84 g·cm-3)，溶于水放出大量的热 化 学 性 质 吸水性 常用作干燥 剂 能干燥 H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4等 不能 干燥 碱性气体，如 NH3等 还原性气体，如 H2S、HBr、HI 等 脱水性 将有机物中的氢、氧元素按原子个数2∶1的比例脱去，如蔗糖脱水炭化 强氧化性 与活泼金属反应 2Fe+6H2SO4(浓) Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O，常温下浓硫酸使Fe、Al钝化 与不活泼金属反应 Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O 与非金属反应 C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O 【典型例题】 某同学设想用如图装置来验证浓硫酸的某些性质，其中不能达到目的的是(　　) A B C D 实验 目的 吸水性 脱水性 溶解放热 强氧化性 实验 装置 方法07 ：浓硫酸和稀硫酸的区别 【解题通法】 (1)浓、稀硫酸的性质比较 浓硫酸 稀硫酸 物理性质[ 加水 放出大量热 无明显变化 观状态 油状液体 液态 密度 ρ(浓H2SO4)>ρ(稀H2SO4) 化学性质 铁片 无明显变化(钝化) 铁片逐渐溶解，并产生无色气体 铜片(加热) 铜片溶解，产生无色气体 不反应 白纸 变黑 无明显变化 胆矾 蓝色变白 胆矾溶解形成蓝色溶液 (2)鉴别浓、稀硫酸的八种方法 方法 操作 结论 一 分别滴到火柴梗上 变黑者为浓硫酸 二 分别加入到盛水的试管中 放热者为浓硫酸 三 加到CuSO4·5H2O晶体中 变白色的为浓硫酸 四 分别加入铝箔 常温下反应的是稀硫酸，不反应的是浓硫酸 五 滴加到浓盐酸中 产生白雾的是浓硫酸 六 加入铜片并加热 溶液变蓝，产生刺激性气味气体的是浓硫酸，不反应的是稀硫酸 七 用玻璃棒蘸取液体 粘稠状的为浓硫酸 八 称量相同体积的酸 质量大的是浓硫酸 【典型例题】下列关于鉴别1 mol·L－1的稀硫酸和98%的浓硫酸的叙述正确的是(　　) A．常温下测定两溶液的导电能力，导电能力强的是浓硫酸 B．常温下可以用铜片鉴别两种溶液 C．铝片不能用于鉴别两种溶液 D．两溶液敞口在空气中放置一段时间后质量明显增大的是浓硫酸 方法08 ：与浓硫酸有关的实验探究 【解题通法】 实验操作 实验现象 a试管中铜丝表面有气泡。b试管中的品红溶液逐渐变为无色。c试管中的紫色石蕊溶液逐渐变红。将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液变蓝色。 实验结论 Cu和浓硫酸反应的化学方程式为： Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O 【典型例题】某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应，用下图所示装置进行有关实验。请回答： (1)试管Ⅰ中发生反应的化学方程式为__________________________________。 (2)实验过程中，怎样操作可防止SO2污染空气？ ________________________。 (3)实验中，用a g铜片和V mL 18 mol·L－1的浓硫酸放在试管中共热，直到反应完毕，发现试管中还有铜片剩余，该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。 ①有一定量的硫酸剩余但未能使铜片完全溶解，你认为原因是_____________________。 ②下列药品中能用来证明反应结束后的试管中确有硫酸剩余的是_______(填序号字母)。 a．铁粉 b．BaCl2溶液 c．银 d．Na2CO3溶液 方法09：不同价态硫元素间转化的思维模型 【解题通法】 (1)不同价态硫元素间转化的思维模型 H2 O2O3 (2)硫及其化合物之间的相互转化 【典型例题】硫元素的几种化合物存在下列转化关系。下列说法正确的是( ) 浓H2SO4SO2Na2SO3溶液Na2S2O3溶液S A．反应①中生成的SO2具有漂白性，可使溴水褪色 B．反应②中若SO2过量，就会生成NaHSO3 C．反应④中生成 S 既是氧化产物，也是还原产物 D．反应④中当消耗 1mol 稀硫酸时，电子转移为4mol 方法10：氮的循环 【解题通法】 【典型例题】氮元素在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程如图所示，下列说法不正确的是( ) A．海洋中的氮循环起始于氮的氧化 B．海洋中存在游离态的氮和化合态的氮 C．②中的含氮物质转化属于氮的固定 D．向海洋排放含NO3-的废水会影响海洋中NH4+的含量 方法11：氮的氧化物溶于水的计算 相关反应原理 3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO……① 2NO＋O2＝2NO2……② 由方程式①×2＋②得：4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3……③ 由方程式①×2＋②×3得：4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3……④ 三种 类型 NO2气体 NO2气体溶于水时仅涉及反应①：剩余气体为NO NO2和O2的混合气体 NO2和O2的混合气体溶于水时涉及反应③ NO和O2的混合气体 NO、O2的混合气体溶于水时涉及反应④ 【典型例题】将充有m mL NO和n mL NO2的量筒倒立于水槽中，然后通入m mL O2，若m<n，则充分反应后，量筒内剩余的气体体积为(　　) 方法12：氨的重要性质 【解题通法】氨水、液氨和一水合氨的区别 氨水 液氨 一水合氨 化学式 —— NH3 NH3·H2O 分类 混合物，多成分物，非电解质 纯净物，氢化物 一元弱碱 成分 NH3、NH3·H2O、NH、OH－、H＋(极少) NH3 NH3·H2O 联系 氨溶于水形成氨水，氨水中含有NH3和NH3·H2O 【典型例题】 如图，利用表面皿探究氨的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是(　　) 选项 实验现象 解释 A 浓盐酸附近产生白烟 NH3与浓盐酸反应产生了NH4Cl固体 B 浓硫酸附近无明显现象 NH3与浓硫酸不发生反应 C 氯化物溶液变浑浊 该溶液一定是AlCl3溶液 D 干燥红色石蕊试纸不变色，湿润红色石蕊试纸变蓝 NH3是一种可溶性碱 方法13： 喷泉实验探究 【解题通法】 喷泉产生的原因是烧瓶内外形成压强差，由于烧瓶内气体的压强小于烧瓶外的压强，所以液体会被压入烧瓶内形成喷泉。 (1)如图甲(或乙)烧瓶内的气体极易溶于水(或易与溶液中的溶质发生化学反应)，从而使烧瓶内压强迅速降低，在大气压作用下，烧杯中的液体迅速向上流动，从而形成喷泉。 (2)如图丙锥形瓶内发生化学反应，产生气体，从而使锥形瓶内压强迅速增大，促使锥形瓶内液体迅速向上流动，形成喷泉。 (3)常见能形成喷泉的物质组合 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、SO2、H2S、NO2 NO2与O2 吸收剂 水或NaOH溶液 水或盐酸 NaOH溶液 水 【典型例题】如图所示是某课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案(提示：Cl2易溶于CCl4)。下列有关操作不可能引发喷泉现象的是(　　) A．挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹 B．挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹 C．用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹 D．向装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹 方法14： 铵盐检验的原理与方法 【解题通法】 (1)原理 (2)方法 【典型例题】某同学进行如下实验： 实验步骤 实验现象 将NH4Cl固体加入试管中，并将湿润的pH试纸置于试管口，试管口略向下倾斜，对试管底部进行加热 试纸颜色变化：黄色→蓝色(pH≈10)→黄色→红色(pH≈2)；试管中部有白色固体附着 下列说法不正确的是(　　) A．试纸变成红色，是由于NH4Cl水溶液呈酸性 B．根据试纸颜色变化，说明氨比氯化氢气体扩散速率大 C．试纸变蓝，说明NH4Cl发生了分解反应 D．根据试管中部有白色固体附着，说明不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3 方法15： 实验室制取氨的方法拓展 【解题通法】实验室快速制取氨气的其它方法 (1)加热浓氨水制氨，利用NH3·H2OH2O＋NH3↑。其装置如图甲所示。 (2)浓氨水与生石灰：利用生石灰和水反应减少水的同时放出大量的热，使NH3逸出。其装置如图乙所示。 (3)浓氨水和固体NaOH：利用NaOH的吸水性和溶于水放热的性质，使NH3逸出。其装置如图乙所示。 【典型例题】下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是(　　) A．①③ 　　B．②③　　C．①④　　D．②④ 方法16： 硝酸的性质 【解题通法】 硝酸无论浓稀均具有强氧化性，主要是由于硝酸中的＋5价的氮元素具有很强的得电子能力。其主要表现为能将大多数金属(除Au、Pt之外)溶解、能与很多非金属反应以及与某些还原性化合物发生反应。 (1)浓硝酸 ①与金属单质反应：浓硝酸与金属反应生成的气体主要是NO2。 2HNO3(浓)＋Ag===AgNO3＋NO2↑＋H2O 4HNO3(浓)＋Cu===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 铁和铝常温下遇浓硝酸钝化，钝化是化学变化。 ②非金属单质：浓硝酸在加热情况下能与非金属单质反应，本身被还原为NO2，非金属单质一般被氧化成最高价含氧酸或最高价氧化物。 C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O S＋6HNO3(浓)H2SO4＋6NO2↑＋2H2O。 (2)稀硝酸 常温下稀硝酸与绝大多数金属单质反应生成的气体主要是NO，不产生氢气。 ①稀硝酸与铜反应 8HNO3(稀)＋3Cu===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 ②稀硝酸与铁反应 反应过程：先发生：Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，后发生： Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2 反应物用量与产物的关系 反应物量的关系 HNO3过量 Fe过量 恰好反应 产物 Fe(NO3)3 Fe(NO3)2 Fe(NO3)3或Fe(NO3)2或二者的混合物 (3)硝酸与还原性化合物的反应 硝酸的氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子，如HI、HBr、SO2、Fe2＋、FeO、Br－、I－、S2－、SO等。 【典型例题】下列事实不能说明浓硝酸氧化性比稀硝酸强的是(　　) A．浓硝酸遇石蕊溶液先变红后褪色，稀硝酸遇石蕊溶液只变红不褪色 B．浓硝酸能与NO反应生成NO2，而稀硝酸不与NO反应 C．浓硝酸在加热条件下可与碳单质反应，而稀硝酸则不能 D．足量的铜分别还原含1 mol HNO3的浓硝酸和稀硝酸转移电子数分别为NA和3NA 方法17：有关硝酸反应的计算思路 【解题通法】 三个守恒 得失电子守恒 金属失电子数＝n(NO2)＋3n(NO) 氮原子守恒 n(HNO3)＝xn[M(NO3)x]＋n(NO2)＋n(NO) 电荷守恒 若向反应后的溶液中加入NaOH溶液恰好使Mx＋沉淀完全，此时溶质为NaNO3，则存在：n(Na＋)＝n(NO)＝n(HNO3)－n(NO)－n(NO2)。 一个关系 起酸性作用的HNO3的物质的量是金属物质的量和金属所带电荷数的乘积，可表示为： n(HNO3)酸性＝xn(Mx＋)＝n(转移电子) 一个方程式 对于金属铜与稀硝酸和稀硫酸的混合溶液反应，应用以下离子方程式计算： 3Cu＋2NO3－＋8H＋＝3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 【典型例题】向27.2 g Cu和Cu2O的混合物中加入某浓度的硝酸溶液0.5 L，固体物质完全反应，得到标准状况下 8.96 L NO和 NO2的混合气体及Cu(NO3)2。在所得溶液中加入1 mol·L-1的NaOH溶液1．0 L，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，沉淀质量为39.2 g。下列有关说法正确的是(　　) A．Cu与Cu2O的物质的量之比为1∶2 B．硝酸的物质的量浓度为2．4 mol·L-1 C．产生的NO2的体积为2．24 L (标准状况) D．Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为 0.2 mol 方法18：常见的环境污染 【解题通法】 环境污染 形成原因 主要危害 温室效应 大气中CO2含量不断增加 全球变暖，冰雪融化，释放有毒气体 酸雨 SO2和氮氧化物的排放 土壤酸化，腐蚀建筑物 光化学烟雾 氮氧化物和碳氢化合物的排放 危害人体健康和植物生长 臭氧空洞 氮氧化物和氟氯代烃的排放 地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧 赤潮和水华 含磷洗衣粉的大量使用及其废水的任意排放 使藻类过度繁殖，水质恶化，发生在海水中为赤潮，淡水中为水华 白色污染 聚乙烯塑料的大量使用，任意丢弃 破坏土壤结构和生态环境 【典型例题】以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应不正确的是( ) 选项 氧化物 环境问题 主要来源 A CO2 温室效应 化石燃料的燃烧 B NO2 酸雨 工厂废气的排放 C CO CO中毒 燃料的不完全燃烧 D SO2 光化学烟雾 汽车尾气的排放 方法19：传统无机非金属材料 【解题通法】 陶瓷 玻璃 水泥 原料 黏土 纯碱、石灰石、石英砂 石灰石、黏土及其他辅料 设备 陶瓷窑 玻璃窑 水泥回转窑 成分 普通玻璃： 　Na2SiO3、CaSiO3、SiO2　 性能 硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点 应用 生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿和卫生洁具等 生产建筑材料、光学仪器、和各种器皿，制造玻璃纤维、用于高强度复合材料等 大量用于建筑和水利工程 【典型例题】下列关于硅酸盐工业的叙述正确的是(　　) A．普通玻璃的主要成分可以表示为Na2O·CaO·6SiO2，说明玻璃为纯净物 B．陶瓷、玻璃、水泥都属于硅酸盐产品 C．制玻璃、水泥时都用到了石灰石和黏土 D．制玻璃的过程中发生了反应：Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑，说明酸性：H2SiO3>H2CO3 方法20：新型无机非金属材料 【解题通法】 1．碳纳米材料 新型材料 结构特点 主要性能 主要应用 富勒烯 碳原子构成的一系列笼形分子 工业材料，应用于电化学，催化剂，化妆品，抗癌药物等 碳纳米管 石墨片层卷成的直径纳米级的管状物 比表面积大，具有高的强度和优良的电学性质 生产复合材料、电池和传感器等 石墨烯 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 应用于光电器件、超级电容器、电池和复合材料等方面 2．传统无机非金属材料与新型无机非金属材料的区别 类别 传统无机非金属材料 新型无机非金属材料 主要成分 硅酸盐 不一定是硅酸盐 主要特性 抗腐蚀、耐高温、质脆、经不起热冲击 大都强度高、硬度大，耐高温，另外还具有一定的电学特性、光学特性和生物功能等 【典型例题】根据不同部位工作条件的不同，航天飞机使用了多种防热材料。例如，机身和机翼下表面使用高温陶瓷瓦。下列对新型陶瓷材料的有关叙述中，错误的是(　　) A．高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料，可以作为高级耐火材料 B．氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料，它是生物陶瓷 C．氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，可用于制造陶瓷发动机的受热面 D．新型无机非金属材料克服了传统无机非金属材料的缺点，但是强度比较差 1 / 25 学科网（北京）股份有限公司 $ 第五章 化学工生产中的非金属元素 第一节 硫及其化合物 一、硫 1．硫元素位于元素周期表中第三周期、第ⅥA族。硫原子的最外电子层有6个电子，在化学反应中容易得到2e－，形成－2价硫的化合物。 2．物理性质 俗称 颜色 状态 硬度 溶解性 水 酒精 CS2 硫黄 黄色晶体 质脆，易研成粉末 难溶 微溶 易溶 3．化学性质(写出下列反应的化学方程式)。 4．硫的存在 (1)游离态：存在于火山喷口附近或地壳的岩层里。 (2)化合态：主要以硫化物和硫酸盐的形式存在。 5．主要应用 硫黄主要用于制造硫酸、化肥、火柴及杀虫剂等。 二、二氧化硫 1．物理性质 颜色 气味 状态 密度 毒性 水溶性 无色 刺激性 气态 比空气大 有毒 易溶于水 2．化学性质。 ①从物质分类的角度分析SO2性质。 ②从元素化合价变化角度分析SO2性质。 ③SO2的特性——漂白性。 能与某些有色物质(如品红溶液)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。 注意：SO2能漂白某些有色物质(如品红溶液)，但不能使紫色石蕊溶液等指示剂褪色。 3．可逆反应 三、硫酸的用途和工业制备 1．主要应用 硫酸是一种重要的化工原料，可用于生产化肥、农药、炸药、燃料和盐类等。 2．制备方法 以黄铁矿为原料制取硫酸各阶段的反应为：①4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2；2SO2＋O22SO3；SO3＋H2O==H2SO4。 四、硫酸的性质 1．稀硫酸的性质 硫酸是强酸，具有酸的通性 写出下列反应的离子方程式： (1)稀硫酸与活泼金属反应，如Zn：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。 (2)稀硫酸与金属氧化物反应，如CuO：CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O。 (3)稀硫酸与碱反应，如NaOH：OH－＋H＋===H2O。 (4)稀硫酸与部分盐反应，如Na2CO3：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O。 2．浓硫酸的特性 (1)吸水性与脱水性 ①实验探究 实验 操作 实验现象 蔗糖变黑，体积膨胀，变成疏松多孔的海绵状的炭，并发出有刺激性气味的气体 实验结论 浓硫酸具有脱水性 ②对比 吸水性 脱水性 原理 浓硫酸能够吸收气体、液体中的水分子及固体中的结晶水 浓硫酸能把有机物中氢、氧元素按水的组成比脱去，剩余黑色的炭 区别 物质中含有H2O 物质中不含有H2O，只含有氢元素和氧元素 应用 作干燥剂 (2)强氧化性 ①实验探究 实验操作 实验现象 a试管中铜丝表面有气泡产生； b试管中的溶液逐渐变为无色； c试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为红色； 将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液显蓝色。 实验结论 Cu和浓硫酸反应的化学方程式：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O ②强氧化性的表现 (3)浓H2SO4与金属反应的规律 ①钝化：常温下，浓硫酸使Fe、Al表面快速生成一层致密的氧化物薄膜而阻止反应进一步发生。 ②与活泼金属(如Zn)反应，开始产生SO2，硫酸浓度变小后产生H2。 ③与不活泼金属(如Cu)反应，开始产生SO2(加热)，浓度变小后，稀硫酸不再与不活泼金属反应。 例如：1 mol Cu与含2 mol H2SO4的浓硫酸充分反应，生成的SO2的物质的量小于1 mol。 ④浓硫酸在与金属的反应中既表现强氧化性又表现酸性；浓硫酸在与非金属的反应中只表现强氧化性。 五、几种重要的硫酸盐 硫酸盐 俗名 颜色 用途 2CaSO4·H2O 熟石膏 白色 作磨光粉、纸张填充物、气体干燥剂等 CaSO4·2H2O 生石膏 白色 塑像、模型、粉笔、医疗绷带等 FeSO4·7H2O 绿矾 浅绿色 生产铁系列净水剂、补血剂等 CuSO4·5H2O 胆矾、蓝矾 蓝色 配波尔多液、镀铜液 BaSO4 重晶石、钡餐 白色 白色颜料、医疗上作“钡餐” KAl(SO4)2·12H2O 明矾 白色 净水剂 六、硫酸根离子的检验 1．实验探究 在三支试管中分别加入少量稀硫酸、Na2SO4溶液和Na2CO3溶液,然后各滴入几滴BaCl2溶液,观察现象。再分别加入少量稀盐酸,振荡,观察现象。 项目 稀硫酸 Na2SO4溶液 Na2CO3溶液 滴入几滴BaCl2溶液 有白色沉淀生成  有白色沉淀生成  有白色沉淀生成  加入少量稀盐酸并振荡 白色沉淀不溶解  白色沉淀不溶解  白色沉淀溶解  2．实验结论 在溶液中,SO42－可与Ba2+反应，生成不溶于稀盐酸的白色BaSO4沉淀。反应的离子方程式为Ba2++SO42－=== BaSO4↓。 3．检验SO42－的正确操作方法： 被检液取清液观察有无白色沉淀产生(判断有无SO42－)。 先加稀盐酸的目的是排除CO32－、SO32－、Ag＋干扰，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀产生；整个过程中可能发生反应的离子方程式：CO32－＋2H＋===CO2↑＋H2O、SO32－＋2H＋===SO2↑＋H2O、Ag＋＋Cl－===AgCl↓、Ba2＋＋SO42－===BaSO4↓。 4．实践应用 粗盐提纯的操作步骤如下，共有三种方案： 除去粗盐中的可溶性杂质(可溶性硫酸盐及CaCl2、MgCl2等杂质) 杂质 加入的试剂 离子方程式 可溶性硫酸盐 过量BaCl2溶液  　SO42－+Ba2+= BaSO4↓ CaCl2 过量Na2CO3溶液  　Ca2++CO32－=CaCO3↓、Ba2++CO32－=BaCO3↓ MgCl2 过量NaOH溶液  　Mg2++2OH-= Mg(OH)2↓ 多余的NaOH、Na2CO3 适量稀盐酸 　OH-+H+= H2O、CO32－+2H+= H2O+CO2↑ 七、不同价态含硫物质的转化 1．自然界中不同价态含硫物质的转化 2．实验探究不同价态含硫物质的转化 (1)硫的化合价与性质的关系 硫元素常见的化合价有-2、0、+4和+6，其中-2价为硫元素的最低化合价，+6价为硫元素的最高化合价。根据氧化还原反应的规律，低价态的硫向高价态转化时需加入氧化剂，高价态的硫向低价态转化时需加入还原剂。 (2)实验探究。 预期转化 选择试剂 实验操作和现象 实验结论 → H2O、H2S、SO2 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 O2→H2O4 SO2、新制氯水、氯化钡溶液 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 SO2在水中能被强氧化剂氧化为SO42- H2O4→O2 铜片、浓硫酸 加热铜片和浓硫酸的混合物，有刺激性气味气体生成 H2SO4被金属铜还原为SO2 第二节 氮及其化合物 一、氮气 1．氮元素的存在 (1)氮原子的结构 氮元素位于第二周期、第VA族。氮原子最外电子层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。因此氮原子一般通过共用电子对与其它原子相互结合构成物质。 氮的原子结构 常见的化合价有＋1、＋2、＋3、＋4、＋5、－3，其氧化物有N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5 共有六种，其中N2O5是HNO3的酸酐，N2O3是HNO2的酸酐(氮的氧化物都有毒)。 (2)氮元素在自然界中的存在。 2．氮气的物理性质 颜色 状态 气味 密度 溶解性 无色 气体 无味 密度与空气接近 难溶于水 3．氮气的化学性质(写出标有序号的反应的化学方程式)。 ①3Mg+N2Mg3N2；②N2+3H22NH3；③N2+O22NO。 4．氮的固定 (1)概念：将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。 (2)分类 二、氮的氧化物 1．不同价态氮的氧化物 氧化物 N2O NO N2O3 NO2 N2O4 N2O5 对应氮的化合价 ＋1 ＋2 +3 +4 +4 ＋5 2．NO与NO2性质的比较 项目 NO NO2 物理性质 无色气体，不溶于水 红棕色、有刺激性气味的气体，易溶于水，易液化 毒性 有毒(易结合血红蛋白使人中毒) 有毒(刺激、腐蚀呼吸道黏膜) 与水反应 不反应 3NO2+H2O=2HNO3+NO(工业制硝酸的原理) 与氧气反应 2NO+O2=2NO2 不反应 收集方法 常用排水法 常用向上排空气法 3．一氧化氮、二氧化氮性质探究及相互转化 实验装置 实验操作 在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，观察颜色；然后吸入5 mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器，观察现象。打开弹簧夹，快速吸入10 mL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 NO为无色气体；吸入5 mL水后，注射器内无明显变化；快速吸入10 mL空气后，注射器内气体变为红棕色；振荡注射器后，气体的红棕色消失 实验结论 NO为无色气体，难溶于水；NO易与氧气反应，生成物容易与水发生反应；在一定条件下，NO和NO2可以相互转化，反应的化学方程式为2NO+O2=2NO2，3NO2+H2O=2HNO3+NO 三、氨 1．物理性质 颜色状态 气味 密度 溶解性 特性 无色气体 刺激性气味 小于空气 极易溶于水，1 体积水能溶解700体积的氨气 易液化，常用作制冷剂 2．氨的化学性质 (1)氨与水的反应。 氨气与水反应反应原理为NH3＋H2O⇌NH3·H2O⇌NH4＋＋OH－。 氨气溶于水得氨水，显碱性，氨水中含有的粒子有：NH3·H2O、H2O、NH3、NH4＋、OH－、H＋。 NH3·H2O为可溶性一元弱碱，不稳定，易分解，化学方程式为NH3·H2ONH3↑＋H2O。 (2)氨气与酸的反应 蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为有白烟生成，将浓盐酸改为浓硝酸，也会出现相同的现象。 化学方程式为HCl＋NH3===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO3。 (3)与盐溶液的反应 过量氨水与AlCl3溶液反应的离子方程式：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋。(氢氧化铝不溶于氨水) (4)氨气的还原性 ①催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O。 ②被CuO氧化：2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O。 ③被氯气氧化：2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl或8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl。 四、铵盐 1．铵盐的物理性质 绝大多数铵盐都是易溶于水的白色或无色晶体。 2．铵盐的化学性质 3．NH的检验 未知液呈碱性湿润的红色石蕊试纸变蓝色，则证明含NH。 五、氨的实验室制法 六、硝酸 1．物理性质 纯净的硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体，熔沸点较低，质量分数为95%以上的浓硝酸在空气中挥发出硝酸蒸汽会产生“发烟”现象，通常又称为发烟硝酸。 2．化学性质 (1)不稳定性： 浓硝酸见光或受热会发生分解，化学方程式为4HNO3(浓)4NO2↑＋O2↑＋2H2O。 (2)强氧化性： 浓、稀硝酸均具有强氧化性，浓度越大，氧化性越强，其还原产物的价态越高。还原产物一般为HNO3(浓)→NO2，HNO3(稀)→NO。 ①与金属反应。 硝酸能与大多数金属(金、铂等除外)反应，将金属氧化为高价态金属的硝酸盐。但在常温下，浓硝酸能使铁、铝钝化。硝酸与铜的反应如图所示，填写下表。 硝酸浓度 实验现象 实验结论 浓硝酸 反应剧烈、铜丝变细，产生红棕色气体，溶液呈绿色 铜与浓硝酸反应生成NO2，化学方程式：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 稀硝酸 反应缓慢、铜丝变细，产生无色气体，溶液呈蓝色 铜与稀硝酸反应生成NO，化学方程式：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O ②与非金属反应。 热的浓硝酸可将非金属单质(碳、硫、磷等)氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸。 如浓硝酸与C的反应：C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O。 ③与还原性化合物反应。 硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子，如HI、HBr、SO2、Fe2+、FeO、I-、S2-、S等均能被HNO3氧化。在中性或碱性的稀溶液中，NO3-不表现氧化性，但当水溶液中有大量H+存在时，N表现出强氧化性。 3．工业制备 制备流程如图所示： 相关反应的化学方程式为 (1)NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO：4NH3＋5O24NO+6H2O。 (2)NO进一步氧化生成NO2：2NO＋O2===2NO2。 (3)用水吸收NO2生成HNO3：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 七、酸雨及防治 1．酸雨的形成与危害 2．防治 (1)调整能源结构，发展清洁能源。 (2)研究煤的脱硫技术，改进燃烧技术，减少二氧化硫和氮氧化物的排放。 (3)加强工厂废气的回收处理。 (4)改进汽车尾气的处理技术，控制尾气排放。 第三节 无机非金属材料 一、硅酸盐的结构 1．传统的无机非金属材料多为硅酸盐材料。 2．在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，每个Si结合4个O，Si在中心，O在四面体的4个顶角。 3．硅氧四面体结构的特殊性，决定了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。 二、传统硅酸盐材料 1．无机非金属材料根据组成、性能和应用的不同可分为传统无机非金属材料和新型无机_非金属材料两种。 2．传统无机非金属材料多为硅酸盐材料，通常包括陶瓷、玻璃和水泥三种。 项目 普通玻璃 普通水泥 陶瓷 生产原料 纯碱、石灰石和石英砂(主要成分是SiO2) 石灰石、黏土 黏土 生产设备 玻璃窑 水泥回转窑 陶瓷窑 主要成分 Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 — — 主要用途 用于生产建筑材料、光学仪器和各种器皿，还可制造玻璃纤维等 大量用于建筑和水利工程 用于生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等 三、硅和二氧化硅 1．硅在元素周期表中的位置及存在 (1)硅元素位于元素周期表中第三周期、第ⅣA族，处于金属和非金属的过渡位置，其单质的导电性介于导体与绝缘体之间，是应用最为广泛的半导体材料。 (2)自然界中没有游离态的硅，硅在自然界主要以硅酸盐和氧化物(如水晶、玛瑙)的形式存在。 2．高纯硅的工业制法 工业上用焦炭还原石英砂制备粗硅，再提纯才能得到高纯硅。 涉及的主要反应为：SiO2+2CSi+2CO↑，Si+3HClSiHCl3+H2，SiHCl3+H2Si+3HCl。 3．二氧化硅的性质 (1)二氧化硅硬度大、熔点高，不溶于水。 (2)酸性氧化物：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O。 (3)具有氧化性：SiO2+2CSi+2CO↑。 (4)特性：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O。 4．用途 (1)硅：利用其半导体性能制成计算机、通信设备和家用电器等的芯片，以及光伏电站、人造卫星和电动汽车等的硅太阳能电池。 (2)二氧化硅：可用来生产光导纤维。 四、新型无机非金属材料 1．新型陶瓷 新型陶瓷在组成上不再限于传统的硅酸盐体系，在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能，如碳化硅(SiC)俗称金刚砂，具有类似金刚石的结构，硬度很大。 材料类别 主要特性 示例 用途 高温结构陶瓷 能承受高温，强度高 氮化硅陶瓷 汽轮机叶片、轴承、永久性模具等 压电陶瓷 具有电学特性 钛酸钡陶瓷 声呐系统、气象探测等 透明陶瓷 具有光学特性 氧化物透明陶瓷和非氧化物透明陶瓷 高压钠灯、激光器和高温探测窗等 超导陶瓷 具有超导性 超导陶瓷 电力、交通、医疗等 2．碳纳米材料 碳纳米材料主要包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等，在能源、信息、医药等领域有着广阔的应用前景。 (1)富勒烯是由碳原子构成的一系列_笼形分子的总称，C60是富勒烯的代表物。 (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。 (3)石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨，其独特的结构使其电阻率低、热导率高，具有很高的强度。 易错点01：SO2的特殊性质及应用 (1)注意SO2的漂白性和还原性的区别。SO2使品红溶液褪色表现的是SO2的漂白性，加热后溶液颜色复原；SO2使酸性高锰酸钾溶液、溴水、氯水、碘水褪色表现的是SO2的还原性，加热后溶液颜色不复原。 (2)注意SO2的氧化性的表现。SO2通入氢硫酸、硫化钠溶液中都会出现浅黄色沉淀，表现了SO2的氧化性。 (3)二氧化硫的漂白作用是由于它能与某些有色物质生成不稳定的无色物质，这种无色物质容易分解而使有色物质恢复原来的颜色，注意不是无机物。 (4)SO2不能漂白酸碱指示剂，使紫色石蕊溶液变红，但不能使紫色石蕊溶液等指示剂褪色。 易错点02：浓硫酸强氧化性的体现 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，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 易错点03：浓硫酸作干燥剂的注意点 (1)可干燥酸性气体(如CO2、SO2、Cl2等)和中性气体(如O2、N2、CO等)。 (2)不可干燥的气体：碱性气体(如NH3)和某些还原性气体(如HBr、HI、H2S等)。 浓硫酸和金属反应的规律 ①浓硫酸与金属反应时，既表现酸性又表现强氧化性，而与非金属反应时，只表现强氧化性。 ②浓硫酸与不活泼金属(如铜)反应时，随着反应的进行，浓硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，就不再与不活泼金属反应。 ③浓硫酸与活泼金属(如锌)反应时，开始浓硫酸表现其强氧化性，产生二氧化硫气体；当浓硫酸变为稀硫酸时，则产生的气体为氢气。 易错点04：SO42-检验的三大误区 (1)只加可溶性钡盐，不酸化。误将CO、PO、SO等干扰离子判断成SO。因上述离子会产生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3白色沉淀。 (2)误将Ag＋判断成SO。如向待测液中滴加BaCl2溶液生成白色沉淀，再加稀盐酸沉淀不溶解便断定含SO。其错误是未注意溶液中不含SO，而含Ag＋时也会产生同样的现象：Ag＋＋Cl－===AgCl↓(白色)。 (3)误将SO判断成SO。如先用稀硝酸酸化，再加入BaCl2溶液或向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀，便误以为有SO。该错误是未注意NO在酸性环境中具有强氧化性，将SO氧化成SO而产生干扰。 易错点05：氮的固定及性质 (1)氮的固定必须为将游离态的N2转化为化合态含氮物质的过程，为氧化还原反应。 (2)氮气性质的“一惰性、两反应”。氮气化学性质很稳定，通常状况下，很难与其他物质反应，但是在一定条件下，也能与氢气、氧气等反应。 (3)氮元素是多价态元素，氮气中氮元素呈0价，处于中间价态，故氮气既有氧化性(与H2等反应)，又有还原性(与O2等反应)。 易错点06：氨气、液氨、一水合氨、氨水的区别 名称 成分(化学式) 类别 氨气 NH3 非电解质 液氨 NH3(氨气的液体状态) 非电解质 一水合氨 NH3·H2O 弱电解质 氨水 NH3、H2O、NH3·H2O、NH、OH－、H＋(少量) 混合物 【注意】①NH3是中学化学中唯一的碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，可在推断题中作为解题突破口。 ②氨溶于水得氨水，氨水是混合物，溶液中存在的微粒有三种分子：NH3·H2O、NH3、H2O；三种离子：NH4+、OH－及少量的H+。氨水呈碱性，NH3·H2O属于一元弱碱，氨水可使紫色石蕊试液变蓝，故常用湿润的红色石蕊试纸检验NH3的存在。计算氨水的浓度时，溶质按NH3进行计算。 易错点07：氨气的实验室制法 (1)制取NH3时，一般用NH4Cl而不用NH4NO3、(NH4)2SO4或(NH4)2CO3，原因如下： 铵盐 不选用的理由 NH4NO3 受热分解，会发生爆炸，不安全 (NH4)2SO4 与Ca(OH)2反应时生成CaSO4，反应物呈块状，不利于NH3逸出，且反应后试管难清洗 (NH4)2CO3 受热分解会产生CO2，使收集到的NH3不纯 (2)制取氨时，不能用氢氧化钠代替熟石灰。因为氢氧化钠具有吸湿性，易结块，不利于产生NH3，且在加热条件下易腐蚀试管。 (3)氨是碱性气体，不能用酸性干燥剂(浓硫酸等)干燥，也不能用无水CaCl2干燥，因为它们均能与氨发生反应，常用碱石灰做干燥剂。 易错点08：硝酸的性质 (1)硝酸与金属反应不能生成氢气。硝酸浓度不同，其还原产物不同，一般情况下，浓硝酸被还原为NO2，稀硝酸被还原为NO。 (2)硝酸能与大多数金属金、铂等除外反应，将金属氧化为高价态金属的硝酸盐。但在常温下，浓硝酸能使铁、铝钝化。 (3)热的浓硝酸可将非金属单质(碳、硫、磷等)氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸。 (4)硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子，如SO2、FeO、Fe2＋、Br－、I－、S2－、SO等均能被硝酸氧化。 易错点09：硅与二氧化硅性质不能混淆 (1)不要混淆硅和二氧化硅的用途：用作半导体材料的是晶体硅而不是SiO2，用于制作光导纤维的是SiO2而不是硅。 (2)不要混淆常见含硅物质的成分：①计算机芯片的成分是晶体硅而不是SiO2。②水晶、石英、玛瑙等主要成分是SiO2，而不是硅酸盐。③传统无机非金属材料陶瓷、水泥、玻璃的主要成分是硅酸盐。 (3)碳和硅原子结构相似，但CO2和SiO2在结构、性质上却有很大差异。解答此类问题时应注意SiO2的特性，避免机械套用CO2的性质。 (4)粗硅制备时，要隔绝空气，在电炉中进行，且生成的是CO而不是CO2。 (5)CO2与酸不反应，SiO2能与氢氟酸反应。 方法01 ：硫的存在和性质 【解题通法】 (1)硫单质与O2反应时，所得产物与O2的量的多少无关，硫和O2反应不可能直接生成SO3。 (2)由于S的氧化性不强，与变价金属反应时，生成低价态金属硫化物(如Cu2S、FeS等)。 【典型例题】下列有关硫单质性质的叙述中，正确的是(　　) A．硫与金属或非金属反应时均作氧化剂 B．自然界中在富氧环境中的含硫化合物，硫通常显＋4价或＋6价 C．硫燃烧时，硫过量时燃烧的产物是SO2，氧气过量时燃烧的产物是SO3 D．硫在空气中的燃烧产物是SO2，在纯氧中的燃烧产物是SO3 【答案】B 【解析】硫与金属和氢气反应时生成硫化物，硫元素化合价降低，作氧化剂，与氧气反应时生成二氧化硫，化合价升高，作还原剂，A项错误；硫燃烧无论是硫过量还是氧气过量，其反应产物都是SO2， C项错误；硫燃烧无论是在空气中还是在纯氧中其燃烧产物都是SO2，D项错误 方法02 ：常见漂白剂的漂白原理及特点 【解题通法】 类型 原理 特点 举例 氧化型 漂白剂本身是氧化剂，利用其氧化性氧化有色物质，使之失去原来的颜色 加热时不能恢复原来的颜色 HClO、Ca(ClO)2、ClO2、H2O2、O3等 化合型 漂白剂与有色物质结合生成新的无色物质，使之失去原来的颜色 加热时能恢复原来的颜色 二氧化硫等 吸附型 有些固体物质疏松、多孔，具有较大的比表面积，可以吸附有色物质使之失去原来的颜色 部分吸附剂可以重复使用 活性炭、胶体等 【典型例题】下列说法正确的是( ) A．SO2具有漂白性，能使品红溶液和酸性KMnO4溶液褪色且常作食品的漂白剂 B．活性炭、胶体、H2O2、O3等都有漂白性 C．氯气具有漂白性 D．Na2O2也有漂白性，其漂白原理和SO2相似 【答案】B 【解析】A项，SO2使品红褪色是漂白性，但使酸性KMnO4褪色是因还原性；SO2有毒，禁止用于食品漂白，A错误；B项，活性炭、胶体通过吸附色素漂白；H2O2、O3通过氧化色素漂白，均符合漂白性定义，B正确；C项，干燥氯气无漂白性，其漂白作用需与水反应生成HClO，C错误；D项，Na2O2漂白基于强氧化性，SO2漂白基于与有色物化合生成不稳定的无色物，原理不同，D错误；故选B。 方法03：二氧化硫的性质与制取 【解题通法】 (1)SO2化学性质 (2)SO2的实验室制法 ①固体Na2SO3与较浓H2SO4(70%)反应：Na2SO3(固)＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O； ②固体Cu与浓H2SO4混合加热：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。 【典型例题】某兴趣小组利用如图装置制备SO2，并探究SO2的性质。下列说法正确的是(　　) A．若装置乙中为紫色石蕊溶液，则装置乙可验证SO2的漂白性 B．若装置乙中为Na2S溶液，则装置乙可验证SO2具有还原性 C．若装置乙中为1．0 mol/L的CaCl2溶液，则乙中会产生沉淀 D．若装置乙中有足量的酸性KMnO4溶液，则丙中不会产生白色沉淀 【答案】D 【解析】若装置乙中为紫色石蕊溶液，通入SO2气体后，紫色石蕊溶液变红，说明SO2是酸性氧化物，故A错误；若装置乙中为Na2S溶液，通入SO2气体后，有淡黄色沉淀S生成，说明SO2具有氧化性，故B错误；SO2与CaCl2溶液不发生反应，所以通入SO2气体后，装置乙中不会产生沉淀，故C错误；SO2具有还原性，能被酸性KMnO4溶液氧化，若装置乙中有足量的酸性KMnO4溶液，SO2气体被全部吸收，无SO2进入丙中，丙中也不会产生白色沉淀，故D正确。 方法04 ：SO2和CO2混合气体的鉴别 流程设计 检验SO2⇒除去SO2⇒检验SO2是否除尽 ⇒检验CO2 选用试剂 品红溶液 酸性KMnO4溶液 品红溶液 澄清的石灰水 预期现象 褪色 褪色 不褪色 变浑浊 有时为简化装置，可将除去SO2和检验SO2是否除尽合并为一个装置，用较浓的酸性KMnO4溶液。 【典型例题】下列溶液中能够区别SO2和CO2气体的是 (　　) ①石灰水；②H2S溶液；③酸性KMnO4溶液；④氯水；⑤品红溶液 A．仅①②③ B．仅②③④ C．②③④⑤ D．全部 【答案】C 【解析】SO2和CO2都属于酸性氧化物，它们都能与澄清石灰水反应生成沉淀，所以不能利用这一性质来区别SO2和CO2；SO2具有氧化性，能将H2S氧化生成单质S(有黄色沉淀生成)；SO2具有还原性，能被酸性KMnO4溶液和氯水氧化(溶液褪色)；SO2还具有漂白性，能使品红溶液褪色，而CO2没有这些性质。所以可以用②③④⑤来区别SO2和CO2。 方法05：硫酸的工业制备 【解题通法】 三步骤 三原料 三设备 三反应原理 造气 S或FeS2 沸腾炉 4FeS2＋11O28SO2＋2Fe2O3 接触氧化 O2 接触室 2SO2＋O22SO3 SO3吸收 98.3%浓H2SO4 吸收塔 SO3＋H2O===H2SO4 【典型例题】一种以黄铁矿(主要成分是FeS2，假设杂质均不参与反应)为原料生产硫酸的简要流程图如图所示： 下列说法正确的是(　　) A．黄铁矿“煅烧”时发生反应的化学方程式为4FeS2+11O22Fe3O4+8SO2 B．依据上述流程，当最终生成 0.1 mol H2SO4时，共转移7.5 mol电子 C．“吸收”时若用水吸收三氧化硫会有酸雾产生 D．标准状况下，22．4 L SO3中含有的原子总数为2.408×1024 【答案】C 【解析】黄铁矿的主要成分是FeS2，“煅烧”时生成Fe2O3和SO2，反应的化学方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2，将生成的SO2进行催化氧化，生成SO3，SO3与水反应生成硫酸。根据分析可知，A错误；根据“煅烧”的化学方程式，可以确定0.05 mol FeS2反应生成0.1 mol SO2，转移 0.55 mol 电子，0.1 mol SO2被氧化生成SO3时转移0.2 mol电子，SO3与水反应时不发生电子转移，因此反应生成0.1 mol H2SO4时，转移 0.75 mol 电子，B错误；SO3溶于水会产生大量热量，这些热量会使得水蒸发变成水蒸气，然后SO3气体就会溶解在水蒸气中，从而产生酸雾(H2SO4)，C正确；标准状况下，三氧化硫为固体，不能计算出22．4 L SO3的物质的量和原子总数，D错误。 方法06：硫酸的性质 【解题通法】 1．浓硫酸的主要性质 物理性质 纯净的硫酸是无色粘稠状液体，沸点高，难挥发，密度大于水(98%的浓H2SO4，密度为1．84 g·cm-3)，溶于水放出大量的热 化 学 性 质 吸水性 常用作干燥 剂 能干燥 H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4等 不能 干燥 碱性气体，如 NH3等 还原性气体，如 H2S、HBr、HI 等 脱水性 将有机物中的氢、氧元素按原子个数2∶1的比例脱去，如蔗糖脱水炭化 强氧化性 与活泼金属反应 2Fe+6H2SO4(浓) Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O，常温下浓硫酸使Fe、Al钝化 与不活泼金属反应 Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O 与非金属反应 C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O 【典型例题】 某同学设想用如图装置来验证浓硫酸的某些性质，其中不能达到目的的是(　　) A B C D 实验 目的 吸水性 脱水性 溶解放热 强氧化性 实验 装置 【答案】D 【解析】A项中由于分子是在不断运动着的，故玻璃罩内空气中的水蒸气不断地被浓硫酸吸收，导致左侧烧杯中的水不断挥发，最后左侧烧杯内的液体量明显少于右侧烧杯内的液体量；B项中滤纸沾上浓硫酸后，很快会因脱水而变黑；C项中浓硫酸滴到小试管内的水中，放出的热量会使锥形瓶内压强增大，U形管内液面出现左低右高的现象；D项中因常温下铜片与浓硫酸不反应，无法判断浓硫酸是否表现出强氧化性。 方法07 ：浓硫酸和稀硫酸的区别 【解题通法】 (1)浓、稀硫酸的性质比较 浓硫酸 稀硫酸 物理性质[ 加水 放出大量热 无明显变化 观状态 油状液体 液态 密度 ρ(浓H2SO4)>ρ(稀H2SO4) 化学性质 铁片 无明显变化(钝化) 铁片逐渐溶解，并产生无色气体 铜片(加热) 铜片溶解，产生无色气体 不反应 白纸 变黑 无明显变化 胆矾 蓝色变白 胆矾溶解形成蓝色溶液 (2)鉴别浓、稀硫酸的八种方法 方法 操作 结论 一 分别滴到火柴梗上 变黑者为浓硫酸 二 分别加入到盛水的试管中 放热者为浓硫酸 三 加到CuSO4·5H2O晶体中 变白色的为浓硫酸 四 分别加入铝箔 常温下反应的是稀硫酸，不反应的是浓硫酸 五 滴加到浓盐酸中 产生白雾的是浓硫酸 六 加入铜片并加热 溶液变蓝，产生刺激性气味气体的是浓硫酸，不反应的是稀硫酸 七 用玻璃棒蘸取液体 粘稠状的为浓硫酸 八 称量相同体积的酸 质量大的是浓硫酸 【典型例题】下列关于鉴别1 mol·L－1的稀硫酸和98%的浓硫酸的叙述正确的是(　　) A．常温下测定两溶液的导电能力，导电能力强的是浓硫酸 B．常温下可以用铜片鉴别两种溶液 C．铝片不能用于鉴别两种溶液 D．两溶液敞口在空气中放置一段时间后质量明显增大的是浓硫酸 【答案】D 【解析】A项，浓硫酸主要以分子形式存在，导电能力强的是稀硫酸，错误；B项，常温下，浓硫酸与铜不反应，错误；C项，铝和稀硫酸反应放出氢气，铝遇浓硫酸钝化，可以鉴别，错误；D项，浓硫酸具有吸水性，空气中放置质量增加，正确。故选D。 方法08 ：与浓硫酸有关的实验探究 【解题通法】 实验操作 实验现象 a试管中铜丝表面有气泡。b试管中的品红溶液逐渐变为无色。c试管中的紫色石蕊溶液逐渐变红。将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液变蓝色。 实验结论 Cu和浓硫酸反应的化学方程式为： Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O 【典型例题】某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应，用下图所示装置进行有关实验。请回答： (1)试管Ⅰ中发生反应的化学方程式为__________________________________。 (2)实验过程中，怎样操作可防止SO2污染空气？ ________________________。 (3)实验中，用a g铜片和V mL 18 mol·L－1的浓硫酸放在试管中共热，直到反应完毕，发现试管中还有铜片剩余，该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。 ①有一定量的硫酸剩余但未能使铜片完全溶解，你认为原因是_____________________。 ②下列药品中能用来证明反应结束后的试管中确有硫酸剩余的是_______(填序号字母)。 a．铁粉 b．BaCl2溶液 c．银 d．Na2CO3溶液 【答案】(1)Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O (2)在试管Ⅲ管口放一团蘸有碱液的棉花；实验结束后立即将铜丝上移，离开液面 (3)①反应过程中浓硫酸被消耗同时生成水，浓硫酸逐渐变稀，而铜不与稀硫酸反应 ②ad　 【解析】(2)为防止SO2逸出污染空气，应在试管Ⅲ管口放一团蘸有碱液的棉花，以吸收SO2，且在实验结束时应立即将铜丝上移，离开液面。(3)Cu只能与浓硫酸在加热条件下反应，而与稀硫酸不反应，随着反应的进行，硫酸的浓度逐渐下降，最后剩余。验证硫酸剩余应验证H＋的存在，而不能验证SO，因为有CuSO4生成。 方法09：不同价态硫元素间转化的思维模型 【解题通法】 (1)不同价态硫元素间转化的思维模型 H2 O2O3 (2)硫及其化合物之间的相互转化 【典型例题】硫元素的几种化合物存在下列转化关系。下列说法正确的是( ) 浓H2SO4SO2Na2SO3溶液Na2S2O3溶液S A．反应①中生成的SO2具有漂白性，可使溴水褪色 B．反应②中若SO2过量，就会生成NaHSO3 C．反应④中生成 S 既是氧化产物，也是还原产物 D．反应④中当消耗 1mol 稀硫酸时，电子转移为4mol 【答案】B 【解析】A项，SO2具有漂白性，但使溴水褪色与漂白性无关，是因为其还原性，A错误；B项，反应②中若SO2过量，则发生反应Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3，B正确；C项，反应④中Na2S2O3歧化生成S，S元素化合价降低，S为还原产物，C错误；D项，反应④中的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4(稀)=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O，由方程式可知，反应消耗 1mol 稀硫酸时，转移2mol电子，D错误；故选B。 方法10：氮的循环 【解题通法】 【典型例题】氮元素在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程如图所示，下列说法不正确的是( ) A．海洋中的氮循环起始于氮的氧化 B．海洋中存在游离态的氮和化合态的氮 C．②中的含氮物质转化属于氮的固定 D．向海洋排放含NO3-的废水会影响海洋中NH4+的含量 【答案】A 【解析】A项，从图中可以看出，海洋中的氮循环起始于空气中N2的溶解，A不正确；B项，海洋中存在N2、NH4+、NO3-等，所以存在游离态的氮和化合态的氮，B正确；C项，②中的含氮物质，由游离态转化为化合态，则属于氮的固定，C正确；D项，向海洋排放含NO3-的废水，会经过两次反硝化作用，并可转化为NH4+，从而影响海洋中NH4+的含量，D正确；故选A。 方法11：氮的氧化物溶于水的计算 相关反应原理 3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO……① 2NO＋O2＝2NO2……② 由方程式①×2＋②得：4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3……③ 由方程式①×2＋②×3得：4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3……④ 三种 类型 NO2气体 NO2气体溶于水时仅涉及反应①：剩余气体为NO NO2和O2的混合气体 NO2和O2的混合气体溶于水时涉及反应③ NO和O2的混合气体 NO、O2的混合气体溶于水时涉及反应④ 【典型例题】将充有m mL NO和n mL NO2的量筒倒立于水槽中，然后通入m mL O2，若m<n，则充分反应后，量筒内剩余的气体体积为(　　) A．3(m－n) mL B．(m＋n) mL C．(m－n) mL D． mL 【答案】D 【解析】发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，故NO与NO2按1∶1混合的总反应为：NO＋NO2＋O2＋H2O===2HNO3， 充有m mL NO和n mL NO2的量筒倒立于水槽中，然后通入m mL O2，由于m<n，故按总反应进行，NO2有剩余，剩余NO2的体积为n mL－m mL＝(n－m) mL，再发生3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，故生成NO的体积为(n－m) mL。 方法12：氨的重要性质 【解题通法】氨水、液氨和一水合氨的区别 氨水 液氨 一水合氨 化学式 —— NH3 NH3·H2O 分类 混合物，多成分物，非电解质 纯净物，氢化物 一元弱碱 成分 NH3、NH3·H2O、NH、OH－、H＋(极少) NH3 NH3·H2O 联系 氨溶于水形成氨水，氨水中含有NH3和NH3·H2O 【典型例题】 如图，利用表面皿探究氨的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是(　　) 选项 实验现象 解释 A 浓盐酸附近产生白烟 NH3与浓盐酸反应产生了NH4Cl固体 B 浓硫酸附近无明显现象 NH3与浓硫酸不发生反应 C 氯化物溶液变浑浊 该溶液一定是AlCl3溶液 D 干燥红色石蕊试纸不变色，湿润红色石蕊试纸变蓝 NH3是一种可溶性碱 【答案】A 【解析】B项，NH3能与浓硫酸反应生成铵盐；C项，AlCl3、MgCl2等氯化物均可与NH3反应使溶液变浑浊；D项，NH3+H2ONH3·H2ON+OH-，氨水呈碱性，NH3·H2O是碱，NH3不属于碱。 方法13： 喷泉实验探究 【解题通法】 喷泉产生的原因是烧瓶内外形成压强差，由于烧瓶内气体的压强小于烧瓶外的压强，所以液体会被压入烧瓶内形成喷泉。 (1)如图甲(或乙)烧瓶内的气体极易溶于水(或易与溶液中的溶质发生化学反应)，从而使烧瓶内压强迅速降低，在大气压作用下，烧杯中的液体迅速向上流动，从而形成喷泉。 (2)如图丙锥形瓶内发生化学反应，产生气体，从而使锥形瓶内压强迅速增大，促使锥形瓶内液体迅速向上流动，形成喷泉。 (3)常见能形成喷泉的物质组合 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、SO2、H2S、NO2 NO2与O2 吸收剂 水或NaOH溶液 水或盐酸 NaOH溶液 水 【典型例题】如图所示是某课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案(提示：Cl2易溶于CCl4)。下列有关操作不可能引发喷泉现象的是(　　) A．挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹 B．挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹 C．用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹 D．向装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹 【答案】B 【解析】Cl2易溶于有机溶剂CCl4，故可造成烧瓶内压强立即减小，会产生喷泉现象，A不符合题意；NaOH溶液不能吸收H2，所以不能形成喷泉现象，B符合题意；当空气将水压入烧瓶内与NH3接触时，则会产生喷泉，C不符合题意；浓硫酸稀释放热，造成锥形瓶内气体膨胀，而将浓氨水压入烧瓶中，引发喷泉，D不符合题意。 方法14： 铵盐检验的原理与方法 【解题通法】 (1)原理 (2)方法 【典型例题】某同学进行如下实验： 实验步骤 实验现象 将NH4Cl固体加入试管中，并将湿润的pH试纸置于试管口，试管口略向下倾斜，对试管底部进行加热 试纸颜色变化：黄色→蓝色(pH≈10)→黄色→红色(pH≈2)；试管中部有白色固体附着 下列说法不正确的是(　　) A．试纸变成红色，是由于NH4Cl水溶液呈酸性 B．根据试纸颜色变化，说明氨比氯化氢气体扩散速率大 C．试纸变蓝，说明NH4Cl发生了分解反应 D．根据试管中部有白色固体附着，说明不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3 【答案】A 【解析】对NH4Cl固体加热，湿润的pH试纸颜色变化为黄色→蓝色(pH≈10)→黄色→红色(pH≈2)，说明加热过程中生成了氨，氨遇水形成一水合氨，一水合氨为弱碱，使试纸变蓝，同时产生了氯化氢气体，氯化氢极易溶于水形成盐酸，中和了一水合氨恢复到黄色，最后变为红色，该过程可证明氯化铵受热发生分解生成氨和氯化氢气体，试纸先变蓝后变红，说明氨扩散的速率比氯化氢大；试管中部有白色固体附着，说明氯化铵分解产生的氨和氯化氢在扩散过程中又化合生成氯化铵。由分析可知，A错误，B、C、D正确。 方法15： 实验室制取氨的方法拓展 【解题通法】实验室快速制取氨气的其它方法 (1)加热浓氨水制氨，利用NH3·H2OH2O＋NH3↑。其装置如图甲所示。 (2)浓氨水与生石灰：利用生石灰和水反应减少水的同时放出大量的热，使NH3逸出。其装置如图乙所示。 (3)浓氨水和固体NaOH：利用NaOH的吸水性和溶于水放热的性质，使NH3逸出。其装置如图乙所示。 【典型例题】下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是(　　) A．①③ 　　B．②③　　C．①④　　D．②④ 【答案】A 【解析】实验室制取氨气的方法有：铵盐与碱加热制取氨气，常用NH4Cl与Ca(OH)2反应，固体与固体反应，因为有水生成，试管口应向下倾斜，③错误；在浓氨水中加入CaO，CaO与水反应放出大量的热，使NH3·H2O分解放出氨气；加热浓氨水，加快氨气挥发。①是错误的，因为氯化铵分解生成的NH3与HCl冷却后又生成NH4Cl，不能得到NH3。 方法16： 硝酸的性质 【解题通法】 硝酸无论浓稀均具有强氧化性，主要是由于硝酸中的＋5价的氮元素具有很强的得电子能力。其主要表现为能将大多数金属(除Au、Pt之外)溶解、能与很多非金属反应以及与某些还原性化合物发生反应。 (1)浓硝酸 ①与金属单质反应：浓硝酸与金属反应生成的气体主要是NO2。 2HNO3(浓)＋Ag===AgNO3＋NO2↑＋H2O 4HNO3(浓)＋Cu===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 铁和铝常温下遇浓硝酸钝化，钝化是化学变化。 ②非金属单质：浓硝酸在加热情况下能与非金属单质反应，本身被还原为NO2，非金属单质一般被氧化成最高价含氧酸或最高价氧化物。 C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O S＋6HNO3(浓)H2SO4＋6NO2↑＋2H2O。 (2)稀硝酸 常温下稀硝酸与绝大多数金属单质反应生成的气体主要是NO，不产生氢气。 ①稀硝酸与铜反应 8HNO3(稀)＋3Cu===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 ②稀硝酸与铁反应 反应过程：先发生：Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，后发生： Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2 反应物用量与产物的关系 反应物量的关系 HNO3过量 Fe过量 恰好反应 产物 Fe(NO3)3 Fe(NO3)2 Fe(NO3)3或Fe(NO3)2或二者的混合物 (3)硝酸与还原性化合物的反应 硝酸的氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子，如HI、HBr、SO2、Fe2＋、FeO、Br－、I－、S2－、SO等。 【典型例题】下列事实不能说明浓硝酸氧化性比稀硝酸强的是(　　) A．浓硝酸遇石蕊溶液先变红后褪色，稀硝酸遇石蕊溶液只变红不褪色 B．浓硝酸能与NO反应生成NO2，而稀硝酸不与NO反应 C．浓硝酸在加热条件下可与碳单质反应，而稀硝酸则不能 D．足量的铜分别还原含1 mol HNO3的浓硝酸和稀硝酸转移电子数分别为NA和3NA 【答案】D 【解析】A项，浓硝酸具有强氧化性，能将有色物质氧化，可以使石蕊溶液先变红后褪色，而稀硝酸只能使石蕊溶液变红，能说明浓硝酸的氧化性强于稀硝酸；B项，浓硝酸能将NO氧化成NO2，体现浓硝酸的强氧化性，而稀硝酸不能将NO氧化成NO2，能说明浓硝酸的氧化性强于稀硝酸；C项，浓硝酸在加热条件下能与碳单质反应，体现浓硝酸的强氧化性，而稀硝酸不与碳单质发生反应，能说明浓硝酸的氧化性强于稀硝酸；D项，不能以转移电子多少判断氧化性的强弱，因此足量的铜分别还原含1 mol HNO3的浓硝酸和稀硝酸转移电子数分别为NA和3NA，不能说明浓硝酸的氧化性比稀硝酸的强。 方法17：有关硝酸反应的计算思路 【解题通法】 三个守恒 得失电子守恒 金属失电子数＝n(NO2)＋3n(NO) 氮原子守恒 n(HNO3)＝xn[M(NO3)x]＋n(NO2)＋n(NO) 电荷守恒 若向反应后的溶液中加入NaOH溶液恰好使Mx＋沉淀完全，此时溶质为NaNO3，则存在：n(Na＋)＝n(NO)＝n(HNO3)－n(NO)－n(NO2)。 一个关系 起酸性作用的HNO3的物质的量是金属物质的量和金属所带电荷数的乘积，可表示为： n(HNO3)酸性＝xn(Mx＋)＝n(转移电子) 一个方程式 对于金属铜与稀硝酸和稀硫酸的混合溶液反应，应用以下离子方程式计算： 3Cu＋2NO3－＋8H＋＝3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 【典型例题】向27.2 g Cu和Cu2O的混合物中加入某浓度的硝酸溶液0.5 L，固体物质完全反应，得到标准状况下 8.96 L NO和 NO2的混合气体及Cu(NO3)2。在所得溶液中加入1 mol·L-1的NaOH溶液1．0 L，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，沉淀质量为39.2 g。下列有关说法正确的是(　　) A．Cu与Cu2O的物质的量之比为1∶2 B．硝酸的物质的量浓度为2．4 mol·L-1 C．产生的NO2的体积为2．24 L (标准状况) D．Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为 0.2 mol 【答案】D 【解析】设27.2 g Cu和Cu2O的混合物中Cu的物质的量为x mol，Cu2O的物质的量为y mol，向所得溶液中加入1．0 L 1 mol·L-1的氢氧化钠溶液，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，沉淀质量为39.2 g，根据铜元素守恒建立关系，64x+144y=27.2，x+2y=，解得x=0.2，y=0.1，因此Cu与Cu2O的物质的量之比为2∶1，故A错误；标准状况下8.96 L NO和NO2即物质的量为0.4 mol，溶液加NaOH溶液至中性，得到n(HNO3)=0.4 mol+n(NaNO3)=0.4 mol+1 mol·L-1×1．0 L=1．4 mol，则硝酸的物质的量浓度为2．8 mol·L-1，故B错误；标准状况下8.96 L NO和NO2即物质的量为0.4 mol，设NO的物质的量为a mol，NO2的物质的量为b mol，则a+b=0.4，根据得失电子守恒得到3a+b=0.2×2+0.1×2×1，解得a=0.1，b=0.3，因此标准状况下，产生的NO2的体积为 6．72 L，故C错误；标准状况下8.96 L NO和NO2即物质的量为0.4 mol，根据氮元素守恒得到消耗的硝酸的物质的量为0.4 mol+2×(0.2+0.1×2)mol=1．2 mol，根据B选项得到总的硝酸的物质的量为1．4 mol，因此Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.2 mol，故D正确。 方法18：常见的环境污染 【解题通法】 环境污染 形成原因 主要危害 温室效应 大气中CO2含量不断增加 全球变暖，冰雪融化，释放有毒气体 酸雨 SO2和氮氧化物的排放 土壤酸化，腐蚀建筑物 光化学烟雾 氮氧化物和碳氢化合物的排放 危害人体健康和植物生长 臭氧空洞 氮氧化物和氟氯代烃的排放 地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧 赤潮和水华 含磷洗衣粉的大量使用及其废水的任意排放 使藻类过度繁殖，水质恶化，发生在海水中为赤潮，淡水中为水华 白色污染 聚乙烯塑料的大量使用，任意丢弃 破坏土壤结构和生态环境 【典型例题】以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应不正确的是( ) 选项 氧化物 环境问题 主要来源 A CO2 温室效应 化石燃料的燃烧 B NO2 酸雨 工厂废气的排放 C CO CO中毒 燃料的不完全燃烧 D SO2 光化学烟雾 汽车尾气的排放 【答案】D 【解析】A项，CO2主要是导致温室效应，故A正确；B项，NO2是酸性气体，可以引起酸雨和光化学烟雾，故B正确；C项，燃料的不完全燃烧生成CO，CO有毒，故C正确；D项，光化学烟雾主要是氮的氧化物形成的，SO2主要引起酸雨，故D错误。 方法19：传统无机非金属材料 【解题通法】 陶瓷 玻璃 水泥 原料 黏土 纯碱、石灰石、石英砂 石灰石、黏土及其他辅料 设备 陶瓷窑 玻璃窑 水泥回转窑 成分 普通玻璃： 　Na2SiO3、CaSiO3、SiO2　 性能 硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点 应用 生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿和卫生洁具等 生产建筑材料、光学仪器、和各种器皿，制造玻璃纤维、用于高强度复合材料等 大量用于建筑和水利工程 【典型例题】下列关于硅酸盐工业的叙述正确的是(　　) A．普通玻璃的主要成分可以表示为Na2O·CaO·6SiO2，说明玻璃为纯净物 B．陶瓷、玻璃、水泥都属于硅酸盐产品 C．制玻璃、水泥时都用到了石灰石和黏土 D．制玻璃的过程中发生了反应：Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑，说明酸性：H2SiO3>H2CO3 【答案】B 【解析】普通玻璃的主要成分可以表示为Na2O·CaO·6SiO2，还含有其他杂质，因此玻璃属于混合物，A错误；陶瓷、玻璃、水泥都属于传统的硅酸盐产品，B正确；制造玻璃的主要原料是石灰石、纯碱和石英，制造水泥的主要原料是石灰石、黏土和辅助原料，C错误；反应Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑，不是在溶液中进行的，利用的是难挥发性酸制备易挥发性酸原理，事实上碳酸的酸性强于硅酸的酸性，在溶液中碳酸可以制备硅酸，D错误。 方法20：新型无机非金属材料 【解题通法】 1．碳纳米材料 新型材料 结构特点 主要性能 主要应用 富勒烯 碳原子构成的一系列笼形分子 工业材料，应用于电化学，催化剂，化妆品，抗癌药物等 碳纳米管 石墨片层卷成的直径纳米级的管状物 比表面积大，具有高的强度和优良的电学性质 生产复合材料、电池和传感器等 石墨烯 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 应用于光电器件、超级电容器、电池和复合材料等方面 2．传统无机非金属材料与新型无机非金属材料的区别 类别 传统无机非金属材料 新型无机非金属材料 主要成分 硅酸盐 不一定是硅酸盐 主要特性 抗腐蚀、耐高温、质脆、经不起热冲击 大都强度高、硬度大，耐高温，另外还具有一定的电学特性、光学特性和生物功能等 【典型例题】根据不同部位工作条件的不同，航天飞机使用了多种防热材料。例如，机身和机翼下表面使用高温陶瓷瓦。下列对新型陶瓷材料的有关叙述中，错误的是(　　) A．高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料，可以作为高级耐火材料 B．氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料，它是生物陶瓷 C．氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，可用于制造陶瓷发动机的受热面 D．新型无机非金属材料克服了传统无机非金属材料的缺点，但是强度比较差 【答案】D 【解析】A项，高温结构陶瓷包括Si3N4陶瓷、SiC陶瓷等属于新型无机非金属材料，可以作为高级耐火材料，选项A正确；B项，氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料，是生物陶瓷，选项B正确；C项，氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，可用于制造陶瓷发动机的受热面，选项C正确；D项，新型无机非金属材料具有耐高温、耐冲击、电学特性、光学特性、生物功能等优点，克服了传统无机非金属材料的缺点，具有较高的强度和耐磨性，能抵抗冷热冲击，常用于发动机的受热面，选项D错误。故选D。 1 / 25 学科网（北京）股份有限公司 $