第五章 化工生产中的重要非金属元素 知识清单 2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

该高中化学知识清单系统梳理“化工生产中重要非金属元素”单元内容，涵盖硫及其化合物、氮及其化合物、无机非金属材料三大知识范畴，搭建从物质性质、化学反应到实验操作、工业应用的递进式学习支架。 清单通过对比表格（如硫与Cl₂、O₂氧化性对比）、实验步骤分解（如SO₂漂白实验）、重点标注（如硫酸根离子检验流程）呈现知识体系，强化化学观念和科学思维。特别设计“除杂方法归纳”“实验现象记录要点”等实用模块，如SO₂（CO₂）除杂用饱和亚硫酸氢钠溶液，帮助学生高效掌握重难点，教师可据此设计分层教学，提升课堂效率。

第五章化工生产中重要非金属元素知识点填空练习题 第一节硫及其化合物 一、硫和二氧化硫 1.硫 （1）硫的物理性质（ 以正交硫为例） 装过硫磺的试管，可以采用的洗涤方法是：用 洗涤。 （2）氧化性(与Cl2、O2的对比)写出对应的条件与产物 Na Fe Cu H2 S 研磨生成Na2S 加热生成H2S Cl2 加热燃烧生成NaCl 光照或加热生成HCl O2 缓慢氧化生成Na2O、燃烧生成Na2O2 点燃生成H2O 结论：S的氧化性比Cl2、O2要 。 （3）还原性 与O2等的反应，只能生成SO2。 （4）与烧碱溶液在加热时的反应，装过硫磺的试管，通常洗涤方法是：用热的浓 溶液洗涤。 2.SO2 （1）物理性质：二氧化硫是一种 色、有 气味的气体，密度比空气大，易液化，易溶于水在通常情况下，1体积的水可以溶解约 的SO2。 （2）化学性质 ①是酸性氧化物，能与 、H2O等反应。 ②氧化性：与 反应。 变形：SO32-、HSO3-与S2-、HS-在酸性条件下的反应。 ③还原性，与强氧化剂反应，如能使氯水、溴水、碘水、氯化铁溶液、高锰酸钾、重铬酸钾溶液 。能与O2、H2O2等反应。 ④漂白性，能使 溶液褪色。 （3）用途：SO2在工业上应用于漂白纸浆、毛、丝等；此外SO2可用于 ，还是一种食品 。 （4）除杂 CO2（SO2）：利用强氧化剂：如氯水、溴水、碘水、氯化铁溶液、高锰酸钾、重铬酸钾溶液等除去SO2。 SO2（CO2）：用 。 （5）SO2的实验室制法： 固体与70%的浓硫酸反应。 （6）SO32-的检验，加入盐酸，用 溶液检验放出的气体。 二、硫酸 1. 硫酸的工业制法 吸收SO3采用: （1）酸的通性：（重要作用，提供酸性条件。） ①与金属活动顺序表中排在H前面的金属反应制取 。 ②与碱反应生成成盐和水。例如与Ba（OH）2溶液反应的离子方程式： 。 ③与 氧化物反应生成成盐和水。例如Na2O等。 ④与弱酸盐反应生成新酸与新盐。例如Na2CO3等。 ⑤SO42-的性质：生成难溶物如BaSO4沉淀。 3.浓硫酸 （1）酸的通性： ①酸性，高沸点、难挥发性，制 等。 浓硫酸使石蕊试纸先变红后变黑，表现出 。 ②强酸性，制 。 ③与碱、碱性氧化物反应生成盐和水。 （2）吸水性，实验室常用作 。但是不能干燥碱性气体如 。不能干燥还原性气体，如 、HI等。 （3）脱水性，浓H2SO4能把有机物中的氢、氧原子按水的组成即原子个数比为 脱去，剩余黑色的炭。例如教材P5而浓硫酸与蔗糖反应，浓硫酸表现： 。 （4）强氧化性，加热条件下，C、Cu与浓硫酸反应。 ④ Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，浓硫酸表现： 。 ⑤C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，浓硫酸表现： 。 ⑥常温下，Fe、Al遇浓H2SO4 ，可用铝槽车装运浓H2SO4，浓硫酸表现 三、硫酸根离子的检验 ①实验步骤：未知溶液 无明显现象 产生白色沉淀原未知液中含SO ②先加稀盐酸的目的：是防止 干扰，再加BaCl2溶液，有白色沉淀产生。 ③原理：整个过程中可能发生反应的离子方程式：CO＋2H+===CO2↑＋H2O、SO＋2H+===SO2↑＋H2O、HSO3-＋2H+===SO2↑＋H2O 、Ag+＋Cl-===AgCl↓、 。 ④当加入的溶液中存在NO3-、Fe3+、MnO4-要特别注意试剂加入的顺序。 四、硫酸盐 1. 硫酸钙：自然界中常以石膏（ ）形式存在，加热到1500C变成熟石膏（ ）。用途：制作各种模型、医疗用的 ，工业上调节 速率。 2. 硫酸钡：自然界中以 （BaSO4）形式存在，是生产其他钡盐原料。性质： 。用途：医疗上作消化系统X射线检查内服药剂，俗称 。 3. 硫酸铜：白色粉末（CuSO4），结合水后变成蓝色晶体胆矾（ ），可用于检验酒精中是否含 。用途：胆矾和 混合制成常用的农药波尔多液。 五、重点实验 1.P3页5-1二氧化硫溶于水 把充满SO2、塞有橡胶塞的试管倒立在水中，在 打开橡胶塞，开始液面上升慢，然后瞬间上升，溶液不能充满试管的原因一是收集SO2是 ，空气无法排尽；二是反应是 反应，不能完全进行。管待液面高度不再明显变化时，在水下用橡胶塞塞紧试管口，取出试管，用pH试纸测定试管中溶液的酸碱度，pH 7。 2. P4页二氧化硫的漂白作用 用试管取2 mL实验5-1中得到的溶液，向其中滴入1 - 2滴品红溶液，振荡，观察溶液颜色变化： 。然后加热试管，注意通风，再观察溶液变化： 。 3.P5页浓硫酸与铜反应 在带导管橡胶塞倒面凹槽放下端套成螺旋状铜丝，采用这种作法的原因： 。试管加浓硫酸，塞好橡胶塞使铜丝与浓硫酸接触，加热，试管底部有 固体产生，有气泡产生。将产生气体通入品红溶液，观察现： 。向外拉铜丝， ，冷却后将试管物质慢慢倒入盛少量水的另一支试管，观察溶液颜色： 。用浸有NaOH溶液的棉花塞在试管口的目的是： 。 六、不同价态含量硫物质的转化 （1）. 自然界中硫的存在和转化 1. 游离态：存在于 附近或地壳的岩层中。 2.化合态：在岩层深处和海底无氧环境下，以 形式存在，如黄铁矿（FeS2）、黄铜矿（CuFeS2）；在地表附近，受氧气和水长期作用，转化为 ，如石膏（ ）、芒硝（ ）。 3.火山口附近的硫单质被大气中的氧气氧化成 ，SO2可被进一步氧化为SO3，它们遇水分别生成亚硫酸和硫酸。 （2）P30页实验活动5 1.Na2S溶液中滴加H2SO3，现象: 。Na2S溶液中滴加酸性KMnO4溶液现象：有 沉淀产生，KMnO4溶液的 褪去。 2.铜片与浓硫酸反应 防止污染的方法是：用浸有 棉花塞在试管口。 3.将0.5g硫粉和1.0g铁粉均匀混合，放在陶土网上堆成条状，用灼热的玻璃棒触及混合物粉末的端，当混合物红热状态时，移开玻璃棒上。灼热的玻璃棒作用是 ，混合物红热状态说明反应是 ，移开玻璃棒，反应继续进行，说明： 。 产物的理论产量低于实际产量的原因是：在加热条件下，硫粉和铁粉会与 反应。 七、粗盐的提纯 1.试剂的加入顺序： ① →NaOH溶液→ →过滤→盐酸； ②NaOH溶液→ →过滤→盐酸； ③ →NaOH溶液→过滤→盐酸； 由此可知， Na2CO3必须在 之后；盐酸必须在 之后；加盐酸前必须 。 2.检验SO是否除尽的操作： ； 3.判断盐酸是否适量的方法是：向所得滤液中滴加盐酸， ，并用pH试纸检验， 。 4.蒸发结晶的操作：将滤液倒入蒸发皿中，用酒精灯加热，同时用玻璃棒不断搅拌。当蒸发皿中 时， 。 第二节氮及其化合物 一、氮气与氮的固定 （1）. 氮元素在自然界中的存在 1. 游离态：主要以 的形式存在于空气中，约占78%（体积分数）。 2. 化合态：存在于动植物体内的 中，土壤、海洋的 中。 （2）氮气化学性质很稳定 氮分子内两个氮原子间以 ，所以氮气的化学性质很稳定，通常情况下很难与其他物质发生化学反应。氮气常用作 ，如焊接金属、填充灯泡、保存食品、文物馆将贵重文物保存在氮气中等。 （3）氮的固定：将大气中 转化为 的过程。 1.大自然通过闪电释放的能量，反应为： 。 2.豆科植物的 固氮：N2NH3 3.镁在空气中燃烧，能与 反应。 4.工业上合成氨的反应为： 。 二、一氧化氮和二氧化氮 （1）一氧化氮 1、物理性质:常温下，是 、无法闻到气味的有毒气体，不溶于水，大气污染物之一。收集方法： 。 2、化学性质 ①还原性：常温下与氧气化合： 现象： 气体变为 色，应用： 。 ②实验室制法：3Cu＋8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O （2）二氧化氮 1、物理性质: 色、有刺激性气味的气体，有毒，大气污染物之一。 2、化学性质 ①与水反应： 收集方法： ②实验室制法：Cu＋4HNO3(浓)==Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O （3）常见NOx的尾气处理方法 1、碱液吸收法（例如：NOx用烧碱溶液吸收）的反应举例： 2、催化转化法（常用还原剂如NH3、CO等）的反应举例： 三、氨和铵盐 （1）氨气 1.物理性质：氨气，常温下为 、有 的气体，密度比空气 ，极易溶于水。在常温常压下，1体积水大约可溶解700体积氨。 2. 液氨可用作制冷剂的理由： 。 3. P13页实验5-6 ①由于氨气极易溶于水，常用向下排空气法收集。空气不易排尽。 ②引发喷泉操作： ，使水进入烧瓶。 ③喷泉的颜色控制：关键是选择指示剂。 引发红色喷泉： 溶液。引发蓝色喷泉： 试液。 ④若用图乙装置进行NH3的喷泉实验，打开止水夹后，烧杯中的液体不能进入烧瓶。 请写出一种引发喷泉实验的操作方法： ⑤氨的水溶液显碱性的原因： 4.氨气的检验方法： ①将湿润的 石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝。 ②将湿润的白色 试纸放在试管口，试纸变红。 ③将湿润的 pH试纸放在试管口，试纸变蓝。 ④用蘸有 的玻璃棒靠近试管口，若有 生成，则已集满。 说明：溶液中NH4+的检验，常采用产生NH3，然后检验NH3。 5.氨气的化学性质 ①与水反应 ②与酸的反应 重点实验：蘸浓盐酸与浓氨水的玻璃棒靠近现象： 。氨气与酸溶液反应的离子反应方程式为： 。 ③还原性 氨的催化氧化反应；氨气所氯气的反应；氨气还原氧化铜等。 （2）氨盐 1. 物理性质：铵盐是由 和 构成的化合物，绝大多数铵盐都 溶于水，呈白色或无色晶体。 2.铵盐受热 ：NH4Cl、NH4HCO3、（NH4）2CO3受热分解的方程式。 3.铵盐与碱反应会放出氨气。 ①Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl反应 ②实验室用Ca(OH)2与NH4Cl反应制氨气。 ③P14页实验5-7，NH4+的检验：离子方程式为： （3）氨气的实验室制法 1.装置图 浓氨水 浓氨水与碱石灰或CaO或NaOH 不能用加热NH4Cl制氨气理由： 。 2. 干燥装置图 干燥剂不能用CaCl2，原因是生成： 。 干燥剂不能浓硫酸，原因是生成： 。 干燥剂不能P2O5原因是生成： 。 3.防倒吸装置： 四、硝酸 （1）物理性质：硝酸是无色、易挥发的液体，有 气味的液体，能与水以任意比例混溶。 按体积比1:3混合叫王水。能溶解Au、Pt等。 （2）化学性质 1.具有酸的通性 ①与金属反应时，由于硝酸具有强氧化性，因此 氢气。 ②与碱反应； ③与碱性氧化物反应； ④与盐反应。例如制CO2：CaCO3＋2HNO3===Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O 2.不稳定性 ： 。（浓硝酸呈黄色，保存在棕色试剂瓶） 3.强氧化性 浓、稀硝酸均具有强氧化性，浓度越大，氧化性 。 还原产物一般为HNO3(浓)→NO2， HNO3(稀)→NO。 2 常温下，Fe、Al遇冷的浓硝酸发生钝化 。 ②稀硝酸与铜 ：3Cu＋8HNO3(稀)== 3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，硝酸表现出 。 ③浓硝酸与铜：Cu＋4HNO3(浓)=== Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，硝酸表现出 。 ④浓硝酸与炭反应的化学方程式： ，硝酸表现出 。 ⑤硝酸氧化还原性离子S2—、SO32—、I—、Fe2＋等。 例如FeSO4溶液中滴加稀硝酸： 。 4.铜与稀硝酸反应的离子方程式 的应用： 向盛有Cu片和稀H2SO4不反应，溶液的试管中加入硝酸盐我例如KNO3， 现象是： 。 5.工业制硝酸 N2→NH3→NO→NO2→HNO3 五、酸雨及防治 1.大气污染SO2的来源： ，在燃烧或冶炼时会生成SO2。 2.大气中氮氧化物来源：在机动车发动机中， ，生成氮氧化物。 3.正常雨水的pH约为5.6， 以及它们在大所中发生反应后的生成物溶于雨水会形成酸雨。酸雨的pH小于5.6。酸雨的pH值越放越小，是因为： 。 4.酸雨的危害：直接损伤 ，破坏森林和草原，使土壤、湖泊 、还会加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。 5.二氧化硫、氮氧化物都是有用的化工原料，但当它们分散到大气中时，就成了难以处理的 。因此，工业废气排放到大气中之前，必须进行适当处理，防止有害物质污染大气，并充分 。 第三节无机非金属材料 （一）硅酸盐材料 1. 硅酸盐的结构 在硅酸盐中，Si和O构成了 ，每个Si结合4个O，Si在中心，O在四面体的 ；许多这样的四面体还可以通过 ，每个O为两个四面体所共有，与2个Si相结合。硅胶氧四面体结构的特殊性，决定了硅酸盐材料大多具有 、 、 、 等特点。 2. 常见的硅酸盐材料 硅酸盐产品 原料 主要设备 烧制方法 主要成分 陶瓷 (官、民)窑 高温烧结 发生复杂的物理、化学变化 玻璃 烧融 发生复杂的物理、化学变化 水泥 煅烧 发生复杂的物理、化学变化 3.传统的无机非金属材料 （1）陶瓷：用于生产建筑材料、绝缘材料（例如： ）、日用器皿(例如： 等)、卫生洁具（例如： 等）等。 （2）玻璃：用于生产建筑材料、光学仪器和各种器皿，制造玻璃纤维等。例如：含 原料制造的光学玻璃，透光性好，折射率高。加入 制耐化学腐蚀、耐高温急剧变化；加入一些 可以得到采色玻璃，常用于建筑和装饰。 （3）水泥：加入适量 调节水泥硬化速度，再磨成细粉就能得到普通水泥。 、 与水混合可能得到混凝土，大量用于建筑和水利工程。 （二）新型无机非金属材料 1.硅 ①硅在周期表中的位置： ，正好处于金属与非金属的过渡位置，其单质的导电性介于导体和绝缘体之间，是应用最为广泛的 。 ②硅在自然界的存在形式：主要以 形式存在。 ③高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域：利用其半导体性能可以制成计算机和家用电器等的 。以及光伏电站、人造卫生和电动汽车等的 。 2.二氧化硅 ①俗称： 等。 ②用氢氟酸溶蚀玻璃生产磨砂玻璃的反应为： ③是酸性氧化物：实验室盛放烧碱溶液的试剂瓶不用玻璃塞，采用 的原因是： ，Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，具有黏结力强、耐高温等特性，可以用作 。 ④可用来生产 。 3. 新型陶瓷的种类与用途 碳化硅陶瓷俗称金刚砂，其中碳原子和硅原子通过 连接，具有类似 的结构，硬度很大，可用作砂纸的磨料。还具有优异的高温抗氧化性能，使用温度可达16000C，大在超过了普通金属材料所能承受的温度，可用作 材料、 材料等。 材料类型 主要特性 示例 用途 高温结构 陶瓷 耐高温、抗氧化、耐磨蚀 、 与某些金属氧化物等烧结而成 火箭发动机的尾管及燃烧室、汽车发动机（例如陶瓷轴承）、高温电极材料等 压电陶瓷 实现机械能与电能的相互转化 滤波器、扬声器、声纳探伤器、点火器等 透明陶瓷 优异的光学性能，耐高温，绝缘性好 高压钠灯、激光器、高温探测窗等 超导陶瓷 可用于 等领域 4. 碳纳米材料 （1） 富勒烯 ：由碳原子构成的一系列笼形分子的 ，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（此过程是 变化），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、 等。 （3）石墨烯 ：只有一个碳原子直径厚度的单层石墨， ，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。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第五章化工生产中重要非金属元素知识点填空练习题 第一节硫及其化合物 一、硫和二氧化硫 1.硫 （1）硫的物理性质（ 以正交硫为例） 装过硫磺的试管，可以采用的洗涤方法是：用CS2洗涤。 （2）氧化性(与Cl2、O2的对比)写出对应的条件与产物 Na Fe Cu H2 S 研磨生成Na2S 加热生成FeS 加热生成CuS 加热生成H2S Cl2 加热燃烧生成NaCl 点燃生成FeCl3 点燃生成CuCl2 光照或加热生成HCl O2 缓慢氧化生成Na2O、燃烧生成Na2O2 点燃生成Fe3O4 加热生成CuO 点燃生成H2O 结论：S的氧化性比Cl2、O2要弱。 （3）还原性 与O2等的反应，只能生成SO2。 （4）与烧碱溶液在加热时的反应，装过硫磺的试管，通常洗涤方法是：用热的浓NaOH溶液洗涤。 2.SO2 （1）物理性质：二氧化硫是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气大，易液化，易溶于水在通常情况下，1体积的水可以溶解约40体积的SO2。 （2）化学性质 ①是酸性氧化物，能与碱、碱性氧化物、H2O等反应。 ②氧化性：与H2S反应。 变形：SO32-、HSO3-与S2-、HS-在酸性条件下的反应。 ③还原性，与强氧化剂反应，如能使氯水、溴水、碘水、氯化铁溶液、高锰酸钾、重铬酸钾溶液褪色。能与O2、H2O2等反应。 ④漂白性，能使品红溶液褪色。 （3）用途：SO2在工业上应用于漂白纸浆、毛、丝等；此外SO2可用于杀菌消毒 ，还是一种食品添加剂。 （4）除杂 CO2（SO2）：利用强氧化剂：如氯水、溴水、碘水、氯化铁溶液、高锰酸钾、重铬酸钾溶液等除去SO2。 SO2（CO2）：用饱和NaHCO3溶液。 （5）SO2的实验室制法：Na2SO3固体与70%的浓硫酸反应。 （6）SO32-的检验，加入盐酸，用品红溶液检验放出的气体。 二、硫酸 1. 硫酸的工业制法 吸收SO3采用:98.3%的浓硫酸。 2. 稀H2SO4 （1）酸的通性：（重要作用，提供酸性条件。） ①与金属活动顺序表中排在H前面的金属反应制取氢气。 ②与碱反应生成成盐和水。例如与Ba（OH）2溶液反应的离子方程式： Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+H2O。 ③与碱性氧化物反应生成成盐和水。例如Na2O等。 ④与弱酸盐反应生成新酸与新盐。例如Na2CO3等。 ⑤SO42-的性质：生成难溶物如BaSO4沉淀。 3.浓硫酸 （1）酸的通性： ①酸性，高沸点、难挥发性，制HCl等。 浓硫酸使石蕊试纸先变红后变黑，表现出酸性和脱水性。 ②强酸性，制H3PO4。 ③与碱、碱性氧化物反应生成盐和水。 （2）吸水性，实验室常用作干燥剂。但是不能干燥碱性气体如NH3。不能干燥还原性气体，如H2S、HI等。 （3）脱水性，浓H2SO4能把有机物中的氢、氧原子按水的组成即原子个数比为2:1脱去，剩余黑色的炭。例如教材P5而浓硫酸与蔗糖反应，浓硫酸表现：脱水性和强氧化性。 （4）强氧化性，加热条件下，C、Cu与浓硫酸反应。 ④ Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，浓硫酸表现：强氧化性和酸性。 ⑤C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，浓硫酸表现：强氧化性。 ⑥常温下，Fe、Al遇浓H2SO4钝化，可用铝槽车装运浓H2SO4，浓硫酸表现强氧化性。 三、硫酸根离子的检验 ①实验步骤：未知溶液无明显现象产生白色沉淀原未知液中含SO ②先加稀盐酸的目的：是防止CO、HSO3-、SO、Ag＋干扰，再加BaCl2溶液，有白色沉淀产生。 ③原理：整个过程中可能发生反应的离子方程式：CO＋2H+===CO2↑＋H2O、SO＋2H+===SO2↑＋H2O、HSO3-＋2H+===SO2↑＋H2O 、Ag+＋Cl-===AgCl↓、Ba2＋＋SO===BaSO4↓。 ④当加入的溶液中存在NO3-、Fe3+、MnO4-要特别注意试剂加入的顺序。 四、硫酸盐 1. 硫酸钙：自然界中常以石膏（CaSO4·2H2O）形式存在，加热到1500C变成熟石膏（2CaSO4·H2O）。用途：制作各种模型、医疗用的石膏绷带，工业上调节水泥硬化速率。 2. 硫酸钡：自然界中以重晶石（BaSO4）形式存在，是生产其他钡盐原料。性质：不溶于水和酸，不易被X射线透过。用途：医疗上作消化系统X射线检查内服药剂，俗称“钡餐”。 3. 硫酸铜：白色粉末（CuSO4），结合水后变成蓝色晶体胆矾（CuSO4·5H2O），可用于检验酒精中是否含少量水。用途：胆矾和石灰乳混合制成常用的农药波尔多液。 五、重点实验 1.P3页5-1二氧化硫溶于水 把充满SO2、塞有橡胶塞的试管倒立在水中，在水面下打开橡胶塞，开始液面上升慢，然后瞬间上升，溶液不能充满试管的原因一是收集SO2是向上排空气法，空气无法排尽；二是反应是可逆反应，不能完全进行。管待液面高度不再明显变化时，在水下用橡胶塞塞紧试管口，取出试管，用pH试纸测定试管中溶液的酸碱度，pH<7。 2. P4页二氧化硫的漂白作用 用试管取2 mL实验5-1中得到的溶液，向其中滴入1 - 2滴品红溶液，振荡，观察溶液颜色变化：品红溶液褪色。然后加热试管，注意通风，再观察溶液变化：恢复红色。 3.P5页浓硫酸与铜反应 在带导管橡胶塞倒面凹槽放下端套成螺旋状铜丝，采用这种作法的原因：便于控制反应。试管加浓硫酸，塞好橡胶塞使铜丝与浓硫酸接触，加热，试管底部有黑色固体产生，有气泡产生。将产生气体通入品红溶液，观察现：品红溶液褪色。向外拉铜丝，终止反应，冷却后将试管物质慢慢倒入盛少量水的另一支试管，观察溶液颜色：溶液为蓝色。用浸有NaOH溶液的棉花塞在试管口的目的是：防止SO2污染大气。 六、不同价态含量硫物质的转化 （1）. 自然界中硫的存在和转化 1. 游离态：存在于火山口附近或地壳的岩层中。 2.化合态：在岩层深处和海底无氧环境下，以硫化物形式存在，如黄铁矿（FeS2）、黄铜矿（CuFeS2）；在地表附近，受氧气和水长期作用，转化为硫酸盐，如石膏（CaSO4·2H2O）、芒硝（Na2SO4·10H2O）。 3.火山口附近的硫单质被大气中的氧气氧化成SO2，SO2可被进一步氧化为SO3，它们遇水分别生成亚硫酸和硫酸。 （2）P30页实验活动5 1.Na2S溶液中滴加H2SO3，现象:有黄色沉淀产生。Na2S溶液中滴加酸性KMnO4溶液现象：有黄色沉淀产生，KMnO4溶液的紫红色褪去。 2.铜片与浓硫酸反应 防止污染的方法是：用浸有NaOH溶液的棉花塞在试管口。 3.将0.5g硫粉和1.0g铁粉均匀混合，放在陶土网上堆成条状，用灼热的玻璃棒触及混合物粉末的端，当混合物红热状态时，移开玻璃棒上。灼热的玻璃棒作用是加热，混合物红热状态说明反应是放热反应，移开玻璃棒，反应继续进行，说明：放出的热量能维持反应进行。 产物的理论产量低于实际产量的原因是：在加热条件下，硫粉和铁粉会与空气中的氧气反应。 七、粗盐的提纯 1.试剂的加入顺序： ①BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→过滤→盐酸； ②NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→过滤→盐酸； ③BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→过滤→盐酸； 由此可知， Na2CO3必须在BaCl2之后；盐酸必须在Na2CO3和NaOH 之后；加盐酸前必须过滤。 2.检验SO是否除尽的操作：静置，取上层清液少量，继续滴加BaCl2溶液，若溶液不出现浑浊则表明沉淀完全）； 3.判断盐酸是否适量的方法是：向所得滤液中滴加盐酸，用玻璃棒搅拌，直到没有气泡冒出，并用pH试纸检验，使滤液呈中性或微酸性。 4.蒸发结晶的操作：将滤液倒入蒸发皿中，用酒精灯加热，同时用玻璃棒不断搅拌。当蒸发皿中出现较多固体时，停止加热，利用蒸发皿的余热使滤液蒸干。 第二节氮及其化合物 一、氮气与氮的固定 （1）. 氮元素在自然界中的存在 1. 游离态：主要以氮分子的形式存在于空气中，约占78%（体积分数）。 2. 化合态：存在于动植物体内的蛋白质中，土壤、海洋的硝酸盐和铵盐中。 （2）氮气化学性质很稳定 氮分子内两个氮原子间以共价三键(N≡N)结合，断开该化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳定，通常情况下很难与其他物质发生化学反应。氮气常用作保护气，如焊接金属、填充灯泡、保存食品、文物馆将贵重文物保存在氮气中等。 （3）氮的固定：将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。 1.大自然通过闪电释放的能量，反应为：N2+O22NO。 2.豆科植物的根瘤菌固氮：N2NH3 3.镁在空气中燃烧，能与O2、N2、CO2反应。 4.工业上合成氨的反应为：N2＋3H22NH3。 二、一氧化氮和二氧化氮 （1）一氧化氮 1、物理性质:常温下，是无色、无法闻到气味的有毒气体，不溶于水，大气污染物之一。收集方法：排水法收集。 2、化学性质 ①还原性：常温下与氧气化合：2NO＋O2==2NO2 现象：无色气体变为红棕色，应用：检验NO。 ②实验室制法：3Cu＋8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O （2）二氧化氮 1、物理性质:红棕色、有刺激性气味的气体，有毒，大气污染物之一。 2、化学性质 ①与水反应：3NO2＋H2O==2HNO3＋NO 收集方法：向上排空气法收集 ②实验室制法：Cu＋4HNO3(浓)==Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O （3）常见NOx的尾气处理方法 1、碱液吸收法（例如：NOx用烧碱溶液吸收）的反应举例： 2NO2＋2NaOH==NaNO2＋NaNO3＋H2O NO2＋NO＋2NaOH = 2NaNO2+H2O 2、催化转化法（常用还原剂如NH3、CO等）的反应举例： 6NO＋4NH3 5N2+6H2O 6NO＋8NH3 7N2+12H2O 2NO＋2CO 2CO2+N2 三、氨和铵盐 （1）氨气 1.物理性质：氨气，常温下为无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水。在常温常压下，1体积水大约可溶解700体积氨。 2. 液氨可用作制冷剂的理由：氨很容易液化，液化时放热。液氨汽化时要吸收大量的热，使周围温度急剧降低。 3. P13页实验5-6 ①由于氨气极易溶于水，常用向下排空气法收集。空气不易排尽。 ②引发喷泉操作：打开弹簧夹，挤压胶头滴管，使水进入烧瓶。 ③喷泉的颜色控制：关键是选择指示剂。 引发红色喷泉：酚酞溶液。引发蓝色喷泉：石蕊试液。 ④若用图乙装置进行NH3的喷泉实验，打开止水夹后，烧杯中的液体不能进入烧瓶。 请写出一种引发喷泉实验的操作方法： 用热毛巾捂住圆底烧瓶底部，然后拿开；用冰袋包住烧瓶底部,倒溶液进入烧瓶。【或其它升温或降温（相变蓄冷或蓄热）的方法：如在烧瓶底部淋少量酒精等。】 ⑤氨的水溶液显碱性的原因：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－ 4.氨气的检验方法： ①将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝。 ②将湿润的白色酚酞试纸放在试管口，试纸变红。 ③将湿润的黄色pH试纸放在试管口，试纸变蓝。 ④用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟生成，则已集满。 说明：溶液中NH4+的检验，常采用产生NH3，然后检验NH3。 5.氨气的化学性质 ①与水反应 ②与酸的反应 重点实验：蘸浓盐酸与浓氨水的玻璃棒靠近现象：大量的白烟。氨气与酸溶液反应的离子反应方程式为：NH3＋H+==NH4+。 ③还原性 氨的催化氧化反应；氨气所氯气的反应；氨气还原氧化铜等。 （2）氨盐 1. 物理性质：铵盐是由铵根离子和酸根离子构成的化合物，绝大多数铵盐都易溶于水，呈白色或无色晶体。 2.铵盐受热易分解：NH4Cl、NH4HCO3、（NH4）2CO3受热分解的方程式。 3.铵盐与碱反应会放出氨气。 ①Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl反应 ②实验室用Ca(OH)2与NH4Cl反应制氨气。 ③P14页实验5-7，NH4+的检验：离子方程式为：NH4++OH- NH3↑+H2O （3）氨气的实验室制法 1.装置图 固体：Ca(OH)2与NH4Cl 或NH4HCO3或（NH4）2CO3 浓氨水 浓氨水与碱石灰或CaO或NaOH 不能用加热NH4Cl制氨气理由：NH4Cl分解产生的NH3和HCl遇冷会再次化合为NH4Cl,不能用于制取NH3。 2. 干燥装置图 干燥剂不能用CaCl2，原因是生成：CaCl2·8NH3。 干燥剂不能浓硫酸，原因是生成：（NH4）2SO4。 干燥剂不能P2O5原因是生成：（NH4）3PO4。 3.防倒吸装置： 四、硝酸 （1）物理性质：硝酸是无色、易挥发的液体，有刺激性气味的液体，能与水以任意比例混溶。浓硝酸和浓盐酸按体积比1:3混合叫王水。能溶解Au、Pt等。 （2）化学性质 1.具有酸的通性 ①与金属反应时，由于硝酸具有强氧化性，因此不产生氢气。 ②与碱反应； ③与碱性氧化物反应； ④与盐反应。例如制CO2：CaCO3＋2HNO3===Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O 2.不稳定性 ： 4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑。（浓硝酸呈黄色，保存在棕色试剂瓶） 3.强氧化性 浓、稀硝酸均具有强氧化性，浓度越大，氧化性越强 。 还原产物一般为HNO3(浓)→NO2， HNO3(稀)→NO。 ①常温下，Fe、Al遇冷的浓硝酸发生钝化 。 ②稀硝酸与铜 ：3Cu＋8HNO3(稀)== 3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，硝酸表现出氧化性和酸性。 ③浓硝酸与铜：Cu＋4HNO3(浓)=== Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，硝酸表现出氧化性和酸性。 ④浓硝酸与炭反应的化学方程式：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O，硝酸表现出氧化性。 ⑤硝酸氧化还原性离子S2—、SO32—、I—、Fe2＋等。 例如FeSO4溶液中滴加稀硝酸：3Fe2＋＋4H＋＋NO ===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 4.铜与稀硝酸反应的离子方程式 3Cu＋8H＋＋2NO ===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O的应用： 向盛有Cu片和稀H2SO4不反应，溶液的试管中加入硝酸盐我例如KNO3， 现象是：铜片溶解、溶液变蓝色，有无色气体，管口有红棕色气体。 5.工业制硝酸 N2→NH3→NO→NO2→HNO3 五、酸雨及防治 1.大气污染SO2的来源：煤、石油和某些金属矿物中含有硫，在燃烧或冶炼时会生成SO2。 2.大气中氮氧化物来源：在机动车发动机中，燃料燃烧产生的高温条件会使空气中的氮气与氧气反应，生成氮氧化物。 3.正常雨水的pH约为5.6，二氧化硫、氮氧化物以及它们在大所中发生反应后的生成物溶于雨水会形成酸雨。酸雨的pH小于5.6。酸雨的pH值越放越小，是因为：2H2SO3+O2=2H2SO4。 4.酸雨的危害：直接损伤农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化、还会加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。 5.二氧化硫、氮氧化物都是有用的化工原料，但当它们分散到大气中时，就成了难以处理的污染物。因此，工业废气排放到大气中之前，必须进行适当处理，防止有害物质污染大气，并充分利用原料。 第三节无机非金属材料 （一）硅酸盐材料 1. 硅酸盐的结构 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；许多这样的四面体还可以通过顶角的O相互连接，每个O为两个四面体所共有，与2个Si相结合。硅胶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、难溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点。 2. 常见的硅酸盐材料 硅酸盐产品 原料 主要设备 烧制方法 主要成分 陶瓷 黏土 (官、民)窑 高温烧结 发生复杂的物理、化学变化 铝硅酸盐 玻璃 纯碱、石灰石、石英砂 玻璃窑 烧融 发生复杂的物理、化学变化 Na2SiO3、CaSiO3和SiO2 水泥 石灰石、黏土 水泥回转窑 煅烧 发生复杂的物理、化学变化 硅酸盐、铝酸盐 3.传统的无机非金属材料 （1）陶瓷：用于生产建筑材料、绝缘材料（例如： 高压输电线路上的陶瓷绝缘材料 ）、日用器皿(例如：瓷碗、瓷杯等)、卫生洁具（例如：便盆、浴缸等）等。 （2）玻璃：用于生产建筑材料、光学仪器和各种器皿，制造玻璃纤维等。例如：含铅原料制造的光学玻璃，透光性好，折射率高。加入硼酸盐制耐化学腐蚀、耐高温急剧变化；加入一些金属氧化物或盐可以得到采色玻璃，常用于建筑和装饰。 （3）水泥：加入适量石膏调节水泥硬化速度，再磨成细粉就能得到普通水泥。水泥、沙子和碎石与水混合可能得到混凝土，大量用于建筑和水利工程。 （二）新型无机非金属材料 1.硅 ①硅在周期表中的位置：第三周期第IVA族，正好处于金属与非金属的过渡位置，其单质的导电性介于导体和绝缘体之间，是应用最为广泛的半导体材料。 ②硅在自然界的存在形式：主要以硅酸盐和氧化物形式存在。 ③高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域：利用其半导体性能可以制成计算机和家用电器等的芯片。以及光伏电站、人造卫生和电动汽车等的硅太阳能电池。 2.二氧化硅 ①俗称：水晶、玛瑙、石英等。 ②用氢氟酸溶蚀玻璃生产磨砂玻璃的反应为：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O ③是酸性氧化物：实验室盛放烧碱溶液的试剂瓶不用玻璃塞，采用橡胶塞的原因是：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O，Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，具有黏结力强、耐高温等特性，可以用作黏合剂和防火剂。 ④可用来生产光导纤维。 3. 新型陶瓷的种类与用途 碳化硅陶瓷俗称金刚砂，其中碳原子和硅原子通过共价键连接，具有类似金刚石的结构，硬度很大，可用作砂纸的磨料。还具有优异的高温抗氧化性能，使用温度可达16000C，大在超过了普通金属材料所能承受的温度，可用作耐高温结构材料、耐高温半异体材料等。 材料类型 主要特性 示例 用途 高温结构 陶瓷 耐高温、抗氧化、耐磨蚀 碳化硅、氮化硅与某些金属氧化物等烧结而成 火箭发动机的尾管及燃烧室、汽车发动机（例如陶瓷轴承）、高温电极材料等 压电陶瓷 实现机械能与电能的相互转化 钛酸盐、锆酸盐 滤波器、扬声器、声纳探伤器、点火器等 透明陶瓷 优异的光学性能，耐高温，绝缘性好 氧化铝、氧化钇、氮化铝、氟化钙 高压钠灯、激光器、高温探测窗等 超导陶瓷 在某一临界温度下电阻为零 可用于电力、交通、医疗等领域 4. 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（此过程是化学变化），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。 学科网（北京）股份有限公司 $