专题02 氮、硅及其化合物（暑假复习讲义）新高二化学人教版

专题02 氮、硅及其化合物 内容导航 01 复习目标 → 知目标，明考向，以目标导学，以考向定标 02 知识重构 → 系统讲解核心知识，重构整合形成体系 脉络重构：快速扫描高频考点，定位薄区 考点精讲：知识复盘，精选题目，提升解题能力 巩固提升：趁热打铁练一练，强化巩固所学 03综合通关 → 综合演练，梯度设题；查漏补缺，闭环收官 04错题留痕 → 预留固定区域，记录错题题号、错因与正解 复习目标 1.了解氮的固定和自然界中氮的循环，掌握氮气的物理和化学性质。 2.通过实验探究氮氧化物的转化，从而掌握一氧化氮和二氧化氮的性质对比。 3.认识氨的物理性质，掌握并能熟练应用氨的化学性质，理解喷泉实验的原理。 4.掌握铵盐的性质和铵根离子的检验，掌握氨气的实验室制法，了解氨的工业制法及实验室中其他简易方法。 5.熟悉掌握硝酸的性质和用途，了解工业制硝酸的方法。 6.了解硅酸盐材料的结构和性质，掌握传统无机非金属材料的工业生产原理，能从材料组成的角度对无机非金属材料进行分类。 7.认识硅单质、二氧化硅、硅酸的物理化学性质和用途。 8.认识碳化硅、氮化硅、纳米材料等新型无机非金属材料的性质和用途。 命题考向 考向1：氮及其化合物的性质与用途辨析 考向2：价类二维图与物质转化规律应用 考向3：氨气及铵盐的性质 考向4：硝酸的制备的化工流程 考向5：硅及其化合物的性质与用途 考向6：无机非金属材料的辨别 ( 脉 ｜ 络 ｜ 重 ｜ 构 ) ( 考 ｜ 点 ｜ 精 ｜ 讲 ) 知识点一 氮气及其氧化物 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 （体积分数）。 ②化合态 存在于动植物体内的 中，土壤、海洋的 盐和 盐中。 2.氮的固定 含义 将大气中 的氮转化为 的过程 分类 ①自然固氮 固氮（大自然通过闪电释放能量将氮气转化为含氮的氧化物） 固氮（通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化为氨） ②人工固氮 工业上 固氮(某些金属有机化合物可起到根瘤菌的作用) 3.氮气 （1）结构： 分子式 电子式 结构式 球棍模型 （2）物理性质 通常情况下，氮气是 色、 的气体，密度比空气的 ， 溶于水（体积比=1：0.02），在压强为101KPa下，氮气在-195.8℃时变成 ，氮气分子在-209.9℃时变成 。 （3）化学性质 ①金属镁 ，氮气表现 性 ②氢气 ，氮气表现 性 ③氧气 （闪电、汽车引擎中发生的反应），氮气表现 性 ①镁在空气中燃烧时可与O2、CO2和N2分别发生反应，生成 、 和 三种物质。 ②纯净的氮化镁（Mg3N2）为黄绿色固体，呈粉末状，离子化合物，在水中强烈水解Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2+2NH3↑，与盐酸反应的方程式为：Mg3N2+8HCl===3MgCl2+2NH4Cl。 （4）用途 ①氮气常用作保护气，如焊接金属、填充 、保存食品等。 ②氮气是合成氨、制 的重要原料。 ③液氮可用作 剂，应用于医学、科技等领域。 （5）制取 工业制法 ①分离液态空气： ②耗氧法： 实验室制法 ①NH3氧化法： ②NH4Cl溶液和NaNO2溶液共热法： 二．氮的氧化物 1.氮的氧化物 氧化物 N2O(笑气) NO NO2(或N2O4) N2O3 N2O5 化合价 ＋1 ＋2 ＋4 ＋3 ＋5 氧化物类别 氧化物 氧化物 氮有多种价态的氧化物，其中属于酸性氧化物的是N2O3是亚硝酸（ ）的 ，亚硝酸是一种弱酸。N2O5是 的酸酐。 2.NO和NO2的性质和制法对比 NO NO2 物理性质 色态味 色、 味、气体 色、 味、气体 密度 密度 空气 密度比空气 熔沸点 很低 低，易液化 溶解性 溶 溶 化学性质 毒性 有毒，与CO类似，能与血红蛋白结合，造成人体缺氧 有毒 与水 不反应 NO2既是氧化剂，又是还原剂 与碱 不反应，但与NO2混合可被NaOH吸收： 氧化性 弱氧化性（氧化NH3）: 强氧化性 ①氧化SO2： ; ②可使湿润的淀粉-KI试纸变蓝(不能用于鉴别NO2和溴蒸气)：2NO2+2KI===I2+2KNO2 还原性 可使KMnO4褪色 可使KMnO4褪色 与O2和H2O 制法 实验室制取 3Cu+8HNO3(稀)=== 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2 ↑+2H2O 收集方法 。 。 ①NO2与N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4（无色气体），因此实验测得NO2的平均相对分子质量总 46。 ②验证某无色气体为NO的方法是向该无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为 色。 ③NO虽易与O2化合，但N2与O2反应时，不论O2是否足量，其一步反应都只能得到 。 ④NO、NO2都 酸性氧化物。 ⑤工业制取硝酸的物质转化 ⑥工业上生产硝酸时，向尾气中再通入适量氧气或空气，经过多次循环氧化吸收生成硝酸，可以充分利用原料，并能减少NO的排放，保护环境。 3.氮氧化物对环境的污染 ①光化学烟雾 NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种 的烟雾。 ②酸雨 NOx排入大气中后，与水反应生成 和 ，随雨雪降到地面,pH值 5.6的雨水为酸雨。 ③破坏臭氧层 NO2可使平流层中的 减少，导致地面紫外线辐射量增加。 ④毒性 氮的氧化物都是有毒的，如 与血红蛋白结合使人中毒 【典例破题1】（24-25高一下·辽宁朝阳·期末）硝酸是重要的化工原料。如图是以合成氨为基础的传统硝酸生产工艺流程(其中空气等基础原料已略去)。 (1)关于合成氨工艺，下列说法正确的是_____(填序号)。 a．合成氨是一种重要的人工固氮方法 b．该反应过程中氮元素被氧化 c．合成的还可以用于化肥工业 d．该反应采用高温、高压等苛刻条件，与氮氮三键键能较大有关 (2)氨氧化装置中，生成的含氮物质主要为，反应的化学方程式为_____________________________。 (3)聚合、吸收装置中，含氮物质转化的主要反应包括①；②；③，其中属于氧化还原反应的是_____(填序号)。 (4)吸收装置中，发生的反应为，若用的稀硝酸作为吸收液，反应后得到的浓硝酸，则理论上吸收装置中需消耗的的物质的量为_____(写出计算式)。 (5)催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的氮氧化物脱除技术，可用于上述硝酸生产工艺的废气处理，反应原理如下图所示： 若催化剂表面参与反应的和物质的量之比为1：1，则总反应的化学方程式为_____________________________。 【易错提醒】合成氨： ①和在一定条件（如高温、高压、催化剂）下反应生成，是人工固氮的关键步骤。 ②氨氧化：被氧化，生成。 ③聚合：进一步反应，使氮氧化物转化为更易被吸收的。 ④吸收：等在吸收塔中与水、补充充足的氧气反应，生成硝酸； ⑤废气处理：吸收过程中未反应完全的氮氧化物（如等）需处理，防止污染环境，常用方法有碱液吸收等，将其转化为无害或可回收物质。 【巩固提升1】（24-25高一下·甘肃·期中）下列反应不属于氮的固定的是 A．雷电时，空气中N2和O2生成NO B．NO被氧气氧化为NO2 C．豆科植物的根瘤菌将氮气转变成硝酸盐 D．镁条在氮气中燃烧 【巩固提升2】（25-26高一下·云南楚雄·期中）分类观和价态观是研究物质性质的两个重要维度，如图为氮元素的“价-类”二维图，下列说法错误的是 A．“雷雨发庄稼”涉及的转化过程包含 B．b为，可用作火箭燃料 C．d与反应生成e，d是酸性氧化物 D．e有强氧化性，不能用于实验室制 知识点二 氨气及铵盐 一．氨气 1.物理性质 氨是一种 色、有 气味的气体，密度比空气的 。氨在加压下容易液化，液化时 。液氨汽化时吸收大量的热，使周围温度急剧降低，因此工业上可作 。氨是一种 溶于水的气体，常温常压下，1体积水大约可溶解 体积的氨气。 2.氨气溶于水的喷泉实验 实验装置 实验原理 氨气极易溶于水（NH3＋H2ONH3·H2ONH4+＋OH-），导致容器内的气体压强变小，容器内外产生 ，外界大气压将水压入从而形成喷泉。 实验步骤 在干燥的圆底烧瓶里充满氨，用带有玻璃管和滴管（预先吸入水）的塞子塞紧瓶口。倒置烧瓶，使玻璃管插入盛有水的烧杯（预先在水里滴入少量酚酞溶液）。打开橡胶管上的弹簧夹，挤压滴管，使少量水进入烧瓶。观察并描述现象，分析出现这些现象的可能原因。 实验现象 烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成 ，瓶内液体呈 。 实验结论 氨 溶于水，水溶液呈 性。 实验说明 ①实验成功的关键：a.装置的 要好；b.烧瓶要 ；c.氨气要 。 ②若无胶头滴管引发喷泉，可采用 法或 法引发喷泉。 喷泉实验的常见气液试剂 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、H2S、SO2 NO2+O2 吸收剂 组合时的条件 气体在溶液中的溶解度很大或者通过反应，使气体的物质的量迅速减小，产生足够的压强差（负压） 3.氨的化学性质 氨与水的反应 （氨的水溶液俗称氨水，显 性） 氨与酸的反应 （两根分别蘸取浓氨水和浓盐酸或浓硝酸的玻璃棒，靠近时，产生 ） （ 烟,N元素的气态氢化物能与其最高价氧化物对应的水化物发生化合反应） （不能用浓H2SO4干燥） 氨与氧气的反应（还原性） ①氨的催化氧化，反应化学方程式： ，NH3在反应中作 。（工业上制取硝酸的第一步反应） ②氨在加热条件下和氧化铜反应生成铜和氮气，反应的化学方程式为 (用于实验室制少量 ) ③与氯气反应： 或 (用于检验 管道泄漏) ④2xNH3+3NOx 催化剂 ()N2+3xH2O（治理氮氧化物的污染） ①氨溶于水得氨水，氨水是 物。氨水中的溶质是NH3·H2O，但计算氨水的浓度时，溶质按 进行计算。溶液中存在的微粒有三种分子： ；三种离子： 。 ②NH3·H2O为可溶性 碱，具有碱的通性，氨水可使紫色石蕊试液变 ，故常用湿润的 色石蕊试纸检验NH3的存在。 ③NH3·H2O不稳定，易分解： ④NH3是中学化学中唯一的 气体，可在推断题中作为解题突破口。 4.氨的用途 ①氨是 工业，有机合成工业，制造 、铵盐和 的原料。 ②NH3易液化，当液态NH3汽化时要吸收大量的热，使周围温度急剧降低，因此，液氨常用作 。 5.氨的实验室制法 药品选择 ①铵盐：制取NH3时，一般用NH4Cl而不用NH4NO3、(NH4)2SO4或(NH4)2CO3的原因：NH4NO3受热分解，产物复杂，且易发生 ;(NH4)2SO4与 Ca(OH)2反应生成的CaSO4为 ，不利于 的逸出，且反应后试管难清洗;(NH4)2CO3受热分解会产生 ，使收集到的氨气不纯。 ②碱：一般用熟石灰，不用NaOH或KOH，因为NaOH或KOH易吸水 ，而且加热时对玻璃仪器 较强。 实验原理 实验室用固体氯化铵和氢氧化钙制取氨气： 实验装置 制取装置：固－固反应加热装置 ①试管口略向下倾斜，防止反应产生的水蒸气冷凝回流炸裂试管； ②棉花的作用： ；若用水或稀H2SO4浸湿棉花团，可 。 ③导气管要伸入接近试管 部 收集方法 氨气的密度比空气小且极易溶于水，常用 法收集。 验满方法 ①用湿润的红色石蕊试纸放置在试管口附近，若变 ，说明已经收集满。　　 ②用蘸取 的玻璃棒靠近试管口，若有 生成，说明已经收集满。 净化装置 氨气是碱性气体，常用 (CaO和NaOH等的混合物)作干燥剂，不能用酸性干燥剂( 、 等)干燥，也不能用无水 (与NH3反应 )干燥。 尾气处理 可在试管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花；氨气极易溶于水，用水吸收时要防止倒吸，常用的防倒吸装置如图所示； 防倒吸原理： (1)将NH3通入a装置时，因NH3极易溶于水，使制取NH3的装置内的压强小于大气压强，水被倒吸入漏斗中，水面下降，与漏斗口分离，在重力作用下，漏斗中的水又回落到烧杯中，达到防倒吸的目的。 (2)b装置与a装置相似，水被倒吸入球形干燥管中，因其容积较大，可达到防倒吸的目的。 (3)c装置利用了NH3不溶于CCl4而易溶于水的原理。 (4)d装置的水倒吸后留存于广口瓶中，不会进入前面的装置 6.氨气的简易制法 方法 化学方程式(或原理) 气体发生装置 加热浓氨水 氨水具有 和 ，受热 。 化学方程式为 将浓氨水滴入固体NaOH中 NaOH溶于水 ，促使氨水分解。且OH－浓度的增大有利于NH3的生成 将浓氨水滴入固体CaO或碱石灰中 CaO与水反应，使 减少；反应 ，促使氨水分解。化学方程式为 二.铵盐 1.物理性质 绝大多数铵盐是 色或 色晶体，都 于水。 2.化学性质 不稳定性 NH4Cl受热分解： （用于除去或分离 ） NH4HCO3受热分解： ； (NH4)2CO3受热分解： 与碱反应 ①在稀溶液中不加热： ②加热时或浓溶液： 。 ③实验室用NH4Cl和Ca(OH)2反应制取氨气，化学方程式：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。 ①NH4Cl受热分解的现象从表面上看同升华与凝华（升华、凝华都是物理变化）一样，但该变化过程中发生了 变化，不是升华、凝华，先发生NH4Cl的分解反应，后发生NH3与HCl的化合反应。 ②如果组成铵盐的酸是易挥发或易分解的酸，则固体铵盐受热分解时， 与 一起挥发，冷却时又重新结合成 ，如NH4Cl、NH4HCO3等。 ③如果组成铵盐的酸是难挥发性酸，则固体铵盐受热分解时，只有氨呈气态逸出，而难挥发性酸残留在容器中，如(NH4)2SO4分解的化学方程式为 (NH4)2SO4NH3↑+NH4HSO4或(NH4)2SO42NH3↑+H2SO4。 ④如果组成铵盐的酸是具有 的酸，则在较低的温度下分解可得到NH3和相应的酸，如NH4NO3。温度升高时，生成的 NH3易被 HNO3氧化，则反应时的温度不同，形成氮的化合物也不同，如将NH4NO3在不同的温度下加热分解分别可得到N2O、NO2、N2O3、N2等。 ⑤与碱反应放出氨气是铵盐的通性，因此某物质与碱反应，若能鉴定放出的气体是氨气，则可以确定该物质中含有 。 3．铵盐(NH4+)的检验 原理 方法 ①NaOH 溶液法：取少量固体样品或溶液于试管中，再加入 ， 产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体（或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口，有白烟产生），证明固体样品或溶液中含有NH4+。 ②碱石灰法：把碱石灰与某物质的固体混合物在研钵里 ，产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝（或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近研钵口，有白烟产生），则可以判断该物质是铵盐。 ①检验铵盐时，必须先加 将NH4+转化为 NH3，而 直接加热，因为有的铵盐受热分解不一定产生 NH3，如 NH4NO3分解产物较复杂，且高温下分解不产生氨气。 ②检验铵盐时，必须加热且用浓碱溶液，因为碱液浓度较小或不加热时生成 NH3·H2O 而不能放出氨气。 【典例破题2】（24-25高一下·福建福州·期中）已知氨可以与灼热的氧化铜反应生成氮气和金属铜，用下面示意图中的装置可以实现该反应。已知：无水氯化钙会和氨气反应生成。 A中装有的和混合物在加热条件下，可以发生反应生成、和。试回答下列问题： (1)B中填充的是碱石灰(CaO和NaOH的混合物)，作用是___________，能否换成无水___________(填是或否)。 (2)实验时在C中观察到的现象为___________，发生反应的化学方程式是___________。该反应证明氨具有___________性。 (3)实验时在D中观察到的现象是___________，收集到的物质是___________。 (4)E中收集的主要气体为___________。 【易错提醒】各装置的用途：装置A中装有和，加热反应生成，装置B的U形管中装有碱石灰，用于干燥，进入装置C后，与灼热的氧化铜反应生成和，装置D起冷却作用，使反应生成的水蒸气冷却成液态水并溶解，装置E用排水法收集生成的并吸收多余的 【巩固提升3】（25-26高一下·广东湛江·期中）喷泉实验是中学化学学习中极具趣味性的实验。利用如图所示装置(气密性良好)，下列气体a和试剂b的组合最可能形成喷泉实验的是 选项 气体a 试剂b 装置 A 溶液 B C 饱和食盐水 D NO 【巩固提升4】（25-26高一下·内蒙古巴彦淖尔·期中）关于NH3说法正确的是 A．NH3遇到HCl产生白雾 B．NH3可用湿润的红色石蕊试纸检验 C．利用NH4Cl受热分解可制得NH3 D．NH3沸点低，故NH3极易溶于水 知识点三 硝酸及酸雨的防治 一.硝酸 1.硝酸的物理性质 硝酸是 色， 挥发，具有 气味的液体， 溶于水。质量分数为 的硝酸为常用浓硝酸。98%以上的硝酸称之为 硝酸。 ①久置的浓硝酸中，因 HNO3分解产生的NO2又溶于硝酸而使其呈 ;工业盐酸呈黄色则是因为盐酸中含有 。 ②发烟硝酸的“发烟”原因是挥发出来的硝酸和空气中的水蒸汽形成的 ，所发出的“烟”实际上是“雾”。 2.硝酸的化学性质 （1）酸的通性 酸的通性 ①与指示剂反应：稀硝酸能使紫色石蕊溶液变红色;浓硝酸则会使紫色石蕊溶液先 （H+的作用，酸性）后 （强氧化性） ②与碱反应： Cu(OH)2+2HNO3=== ③与碱性氧化物反应： CuO+2HNO3=== ④与弱酸盐反应：CaCO3+2HNO3=== ①在利用HNO3的酸性时，要注意考虑它的强氧化性。如FeO与稀硝酸反应时的方程式应是： ，而不是FeO+2HNO3 (稀)===Fe(NO3)2+H2O。 （2）不稳定性 浓硝酸 或 易分解，化学方程式为 （长期存放的浓硝酸呈黄色是因为其分解生成的 溶于硝酸中，实验室常将浓硝酸保存在 试剂瓶中，并放置在 处） （3）强氧化性 强氧化性 ①浓硝酸能使紫色石蕊试液 ，后 ②与非金属单质C、S、P等在加热条件下反应： ； 。 。 ③与金属的反应（如浓和稀硝酸与铜的反应） ④钝化：常温时，冷的 、 可使铝、铁表面生成致密的氧化膜，阻止酸与金属的进一步反应。钝化其实也是硝酸强氧化性的表现，利用金属Al和Fe的这种性质，我们可以用Al或Fe制的容器来盛装 。当 时，铁、铝会与浓HNO3或浓H2SO4发生反应。 ⑤与还原性化合物反应 硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等还原性物质。如稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式： 。 ①硝酸越浓，温度越高，其氧化性越 ，而不能利用硝酸被还原后的产物中氮元素价态高低来判断硝酸氧化性的强弱。 ②与硝酸反应时，还原剂一般被氧化成最高价态。 ③硝酸与金属反应时既表现 性又表现 性。与非金属反应时只体现 性。 ④稀硝酸可与铁、铝反应，硝酸被还原为NO。硝酸与铁反应时，产物符合以下规律： Fe的量 Fe过量 Fe不足 Fe与HNO3恰好完全反应 产物 ⑤碱性、中性条件下，NO3- 氧化性，但在酸性条件下，NO3-表现出 性，故在应用硝酸的氧化性分析离子是否共存时，要注意溶液中H+和NO3-的组合相当于HNO3，能够氧化具有强还原性的离子，而单纯的NO3-不能氧化这些离子。 ⑥Au、Pt等金属不能溶于硝酸，但可溶于“王水”中。王水为浓硝酸和浓盐酸的混合物，且浓硝酸与浓盐酸的体积比为 。 3.硝酸的用途及制法 （1）硝酸的用途 在工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等，在有机化学中，浓硝酸与浓硫酸的混合液是重要的硝化试剂。 （2）硝酸的工业制法 制硝酸的流程 化学方程式 ① ，N2发生 反应。 ② ，NH3发生 反应。 ③ ，NO发生 反应。 ④ ，NO2既发生 反应，又发生 反应。 二.酸雨及防治 1.酸雨的形成 ①酸雨：主要指pH小于5.6的雨水，其主要是含有 和 。正常雨水由于溶解了CO2，其pH约为5.6。 ②成因：主要是大气中的 与 及它们在大气中发生反应后的生成物溶于雨水形成的酸雨。 ③分类 硫酸型 化学方程式： ① 。 ② 。 ③ 。 ④ 。 硝酸型 化学方程式： ① 。 ② 。 2.酸雨的危害与防治 （1）危害：酸雨能直接损伤农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化，加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。 （2）防治 ①改变能源结构，开发利用氢能、太阳能等清洁能源 ②严格规定污染物的排放标准，提高人们的环境保护意识 ③通过物理方法和化学方法在污染产生的过程中将其消除，如燃煤脱硫、汽车尾气处理等 （1）常见的NOx尾气处理方法 ①碱液吸收法 ； NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是 n(NO2) n(NO)。一般适合工业尾气中NOx的处理。 ②催化转化法 在催化剂、加热条件下，NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2),化学方程式为 。一般适用于汽车尾气的处理。 ③氨气吸收法 在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)，化学方程式为 ， 。 （2）消除SO2对环境污染的“3方法” 钙基固硫法 为防治酸雨，工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧，燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙，从而使硫转移到煤渣中，反应原理为 ， 总反应方程式为 。 氨水脱硫法 该脱硫法采用喷雾吸收法，雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2，其反应的化学方程式为 NH3＋SO2(过量)＋H2O===NH4HSO3, 2NH3＋SO2(少量)＋H2O===(NH4)2SO3, 2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4。 钠、碱脱硫法 钠、碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2，得到Na2SO3和NaHSO3，发生反应的化学方程式为 2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O， Na2CO3＋SO2===Na2SO3＋CO2， Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3 【典例破题3】（25-26高一下·广西南宁·阶段检测）为探究不同浓度与Fe反应的产物，进行如下实验。下列说法正确的是 装置 实验 溶液的浓度 步骤与现象 ① 铁丝表面有气泡产生，溶液变为黄色；取出铁丝 液面上方出现红棕色气体 ② 试管口出现红棕色气体 ③ 无明显红棕色气体；取少量上层溶液，加入足量NaOH溶液，加热，产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体 A．①中溶液变为黄色，说明铁变成三价铁离子 B．“试管口出现红棕色气体”说明②中的被Fe还原为 C．③中无明显红棕色气体，可能是生成了 D．“石蕊试纸变蓝”说明③中有被Fe氧化为 【易错提醒】①中浓硝酸与反应生成，溶于水使溶液呈黄色；②中稀硝酸与反应生成，遇空气被氧化为红棕色；③中稀硝酸与反应生成，无、生成，加入加热生成 【巩固提升5】（25-26高一下·四川遂宁·期中）工业上制备硝酸的主要流程如下图所示。下列说法错误的是 A．氧化炉中发生的主要反应为：4NH3+7O24NO2+6H2O B．物质X是空气或O2，物质Y是H2O C．上述流程中，理论上用N2合成1 mol HNO3，至少需要2 mol O2 D．吸收塔中为提高氮原子的利用率，可通入过量空气和循环吸收尾气中的氮氧化物 【巩固提升6】（25-26高一下·四川成都·期中）取某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，向其中逐渐加入铁粉，产生气体的体积随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝酸被还原为NO气体，不考虑气体的溶解)。下列说法错误的是 A．OA段发生的反应为： B．BC段反应产生的气体为 C．C点的溶质为和的混合物 D．原混合溶液中的物质的量浓度为 知识点四 硅及其化合物 一．硅单质 1.硅的物理性质 晶体硅是 色、有 、 而 的固体，其结构类似于 ，熔沸点 、硬度 ，导电能力介于 和 之间，是良好的 。 2.硅的化学性质 稳定性 常温下，除与F2、HF 和强碱溶液反应外，硅不与其他物质（如强酸和强氧化剂）反应 ①与氢氟酸反应的化学方程式： ； ②与NaOH溶液反应的化学方程式： ； ③与F2反应的化学方程式: 还原性 加热或高温条件下，硅能和一些非金属单质反应。 ①与O2反应： 。 ②与Cl2反应： 。 ③与C反应： 。 ①Si与氢氟酸反应是Si的特性，其他非金属单质没有此性质。 ② 是能与NaOH溶液反应放出H2的非金属单质，A1是能与NaOH溶液反应放出H2的金属单质，推断题中常以此为突破口。 ③反应Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑可看作两步进行： Si+3H2O===H2SiO3+2H2↑、H2SiO3+2NaOH===Na2SiO3+2H2O。 总反应为Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑。此反应中 是还原剂， 是氧化剂， 既不是氧化剂也不是还原剂。 3.工业制法 用焦炭还原石英砂制得含有少量杂质的粗硅，反应的化学方程式为 。 工业上将粗硅通过化学方法进一步提纯，得到高纯硅。工业制备高纯硅的原理示意图如图所示。 其中涉及的主要化学反应为： (a) (b) (c) 。 ①用焦炭还原SiO2，产物是 而不是 。 ②粗硅中含碳等杂质，与HCl反应生成的SiHCl3中含有CCl4等杂质，经过 提纯SiHCl3后，再用H2还原，得到高纯度硅。 4.硅单质的特殊性 ①Si的还原性强于C，但C却能在高温下还原出 Si：SiO2+2CSi+2CO↑; ②非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但 Si能与HF反应：Si＋4HF===SiF4↑+2H2↑; ③非金属单质与碱溶液反应一般既作氧化剂又作还原剂，且无氢气放出，但硅与碱溶液反应只作 剂，且放出氢气：Si + 2NaOH + H2O===Na2SiO3 + 2H2↑。 ④非金属单质大多为 体，但晶体硅为半导体。 5.硅的用途 材料、 电池、 芯片和耐酸设备等。 二．二氧化硅 1.二氧化硅的存在 自然界中，硅元素仅有化合态，主要以氧化物和硅酸盐的形式存在。天然SiO2有 和 两种，统称 ，硅石、 、 、 、 、沙子等主要成分都是SiO2。 2.结构 SiO2晶体有多种晶型，其基本结构单元为硅氧 (如下图甲所示)，硅氧四面体通过氧原子相互连接为空间的 结构(如下图乙所示)。在SiO2晶体中，每个Si周围结合 个O，Si在中心，O在4个顶角；许多这样的四面体又通过顶角的O相连接，每个O为两个四面体所共有，即每个O与2个Si相结合，SiO2晶体中Si和O的比例为 。由结构可知，二氧化硅的化学性质很 。 ①SiO2是二氧化硅的化学式（表示组成），不是 ，二氧化硅没有分子式。 3.物理性质 纯净的SiO2是 的，其熔、沸点 ，硬度 ，不溶于 ，也不 。 4.化学性质 酸性氧化物 ①是硅酸的酸酐，但不与 反应。 ②SiO2与碱（如NaOH）反应，生成 与水： ③在高温条件下，能够与 （如氧化钙）反应： 在高温条件下可以与 反应，如与碳酸钠、碳酸钙反应的化学方程式为 ； （工业制 ）。 弱氧化性 ①与碳反应： (制 )； (制 )； 特性 常温下与氢氟酸反应的化学方程式为： ①由于玻璃的成分中含有SiO2，故实验室盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，因为SiO2与碱溶液反应生成具有黏性的 。 ②因为氢氟酸腐蚀玻璃并用于雕刻玻璃，与玻璃中的SiO2反应，所以氢氟酸不能用 瓶保存，而应保存在 或 中。未进行磨砂处理的玻璃，在常温下是不易被强碱腐蚀的。 ③SiO2是H2SiO3的酸酐，虽然能与NaOH溶液、HF溶液反应，但不属于两性氧化物，属于 氧化物，但SiO2不与水反应，不能用SiO2直接与水作用制备H2SiO3。 ④不能依据反应2C＋SiO2Si＋2CO↑来说明C的还原性比Si强，也不能依据反应SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑来说明SiO2水化物的酸性比H2CO3强。此类反应能进行的原因是因为在高温条件下，生成物中的 从反应体系中逸出，有利于反应向右进行。 ⑤不要混淆二氧化硅和硅的用途：用于制作光导纤维的是SiO2，用于制作半导体材料、计算机芯片的是晶体硅。 ⑥加热熔融NaOH时，不能使用陶瓷坩埚，石英坩埚和铝坩埚，只能使用 坩埚，原因是陶瓷和石英的主要成分都含有SiO2，SiO2能与NaOH反应，铝坩埚的主要成分是氧化铝，也能与NaOH反应。 5.二氧化硅的主要应用 ①水晶可用于电子工业的部件、光学仪器、工艺品。 ②SiO2是制 的重要原料。 ③较纯的石英用于制造石英玻璃，石英玻璃常用来制造 的化学仪器。 ④石英砂用于制玻璃的原料及建筑材料。 三.硅酸 1.硅酸的物理性质 硅酸是一种 色胶状物质， 溶于水（硅酸是中学阶段唯一难溶于水的酸），能形成胶体。新制备的硅酸为透明、胶冻状，硅酸经干燥脱水形成硅酸干凝胶—— 。 2.硅酸的化学性质 弱酸性 硅酸的酸性很弱，比碳酸的酸性还 ，在与碱反应时只能与 反应。如： 不稳定性 硅酸的热稳定性很 ，受热分解为SiO2和H2O： 3.硅酸的制备 由于SiO2不溶于水，所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得的。 ， （证明酸性：H2CO3 H2SiO3）。 4.硅酸的用途 硅胶可作催化剂的载体和袋装食品、瓶装药品的 。 5.最简单的硅酸盐——硅酸钠 物理性质 硅酸钠是 色固体， 溶于水，俗称 。其水溶液是一种无色黏稠状的液体，俗称 ，黏性很 ，是一种 化学性质 硅酸钠的化学性质 ，不能 ，不易 ，但能与比硅酸酸性强的一些酸反应，生成难溶于水的 ： a．与盐酸反应的化学方程式： 。 b．与CO2水溶液反应的化学方程式： 。 用途 剂(矿物胶)、 剂和 材料 【典例破题4】下列叙述正确的是 A．CO2和SiO2都是酸性氧化物，所以两者物理性质相似 B．依据，推测硅酸的酸性比碳酸强 C．CO2和SiO2都能与碳反应，且都作氧化剂 D．SiO2既能和NaOH反应，又能和HF反应，所以二氧化硅属于两性氧化物 【易错提醒】硅酸的酸性比碳酸弱，依据，不能推测硅酸的酸性比碳酸强，这个反应之所以发生，是因为CO2为气体，可以脱离反应体系。 【巩固提升7】（25-26高一下·重庆·阶段检测）纯二氧化硅可用下列流程制得。下列说法不正确的是 A．X的水溶液俗称水玻璃，可用作木材防火剂 B．步骤Ⅱ的反应是Na2SiO3＋H2SO4=H2SiO3↓＋Na2SO4 C．步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2来代替 D．SiO2既能与NaOH溶液反应，又能与氢氟酸反应，所以SiO2是两性氧化物 【巩固提升8】（25-26高一下·安徽六安·期中）“龙芯一号”的问世填补了我国电脑芯片制造史上的一项空白。用硝酸与氢氟酸的混合液制作芯片的刻蚀液，发生的反应为。下列有关叙述正确的是 A．工业制粗硅反应：SiO2+C=Si+CO2 B．实验室中可用玻璃仪器密封保存氢氟酸 C．该反应转移电子时，生成 D．在该反应中，作还原剂，被氧化为 知识点五 无机非金属材料 1.传统的无机非金属材料 （1）无机非金属材料的分类 无机非金属材料 传统无机非金属材料 、 、 等 新型无机非金属材料 单晶硅、二氧化硅、新型陶瓷、碳纳米材料等 （2）传统无机非金属材料的对比 水泥 玻璃 陶瓷 主要原料 、 、石膏 、 、 （主要成分为SiO2） （主要成分为含水的 ） 主要设备 水泥回转窑 玻璃窑 陶瓷窑 制备过程 原料与其他辅料经混合、研磨后在水泥回转窑中煅烧，发生复杂的物理和化学变化，加入适量石膏调节水泥硬化速率，再磨成细粉即得 原料经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融，发生复杂的物理和化学变化而制得 原料经高温烧结而成 变化 复杂的 、 变化过程 复杂的 、 变化过程 组成 硅酸三钙(3CaO·SiO2) 硅酸二钙(2CaO·SiO2) 铝酸三钙3CaO·Al2O3) 、 和 硅酸盐 用途 重要的建筑材料，制作混凝土，用于建筑和水利工程 建筑材料、化学实验用的玻璃仪器、光学仪器、各种器皿、玻璃纤维、窗玻璃等 在工农业、科技、生活、实验室中使用广泛，如建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等 ①硅酸盐产品中，水泥和陶瓷的共同原料是 ，水泥和玻璃的共同原料是 。 2.新型无机非金属材料 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。 （1）碳化硅（SiC）陶瓷 结构 碳原子和硅原子通过 键连接，具有类似金刚石的 结构 性能 硬度很 ，耐 ，抗 用途 用作砂纸和砂轮的磨料、耐高温结构材料、耐高温半导体材料等 （2）其他新型陶瓷 新型陶瓷 成分 性能 主要应用 高温结构陶瓷 碳化硅、氮化硅、金属氧化物 耐高温、抗氧化、耐腐蚀 用于火箭发动机、汽车发动机和高温电极材料等 压电陶瓷 钛酸盐、锆酸盐等 能实现机械能和电能的相互转化 用于滤波器、扬声器、超声波探伤器和点火器等 透明陶瓷 氧化铝、氧化钇等透明陶瓷；氮化铝、氟化钙等非氧化物透明陶瓷 具有优异的光学性能、耐高温、绝缘性好 用于高压钠灯、激光器、高温探测窗等 超导陶瓷 YBa2Cu3O7-δ、Bi2Sr2Ca2Cu3O10、Tl2Ba2Ca2Cu3O10 临界温度下具有超导性 用于电力、交通、医疗领域等 （3）碳纳米材料 物质 结构 性质 用途 富勒烯 碳原子构成的一系列笼形分子 具有超导性能 在光学、电学、磁学等方面都有重要应用 碳纳米管 可看成是由石墨片层卷成的管状物 比表面积大，有相当高的强度和优良的电学性能 生产复合材料、电池和传感器等 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正在不断深入 【典例破题5】（24-25高一下·湖北黄冈·期中）陶瓷材料广泛应用于人类生产与生活，下列陶瓷材料属于硅酸盐材料的是 A．悬浮列车中超导陶瓷 B．火箭发动机中高温结构陶瓷轴承 C．高压输电线路中的陶瓷绝缘材料 D．高温探测窗中的透明陶瓷 【巩固提升9】（24-25高一下·浙江杭州·期中）随着科技进步，我国有大量重点工程，下列所涉及的材料不属于无机非金属材料的是 A．光导纤维传输线 B．晶体硅芯片 C．表面隐形涂料 D．氮化硅陶瓷发动机 【巩固提升10】（25-26高一下·广西南宁·期中）化学在科技发展中起到了重要的作用，与生产、生活和社会发展密切相关，下列叙述错误的是 A．军事装备系统中常用储氢合金，可在室温下快速吸放氢 B．用于北京冬奥会礼仪服智能发热的石墨烯属于无机非金属化合物 C．宇树机器人的触觉传感器材料压电陶瓷，属于新型无机非金属材料 D．含铅的原料制造的光学玻璃透光性好、折射率高，可用来制造眼镜、照相机的透镜 一、单选题 1．（24-25高一下·湖南·期中）化学是一门以实验为基础的学科，下列实验能达到预期目的的是 A．制备并收集NH3 B．干燥SO2 C．测量某雨水的pH D．收集NO2 2．（25-26高一下·内蒙古·期中）化学与现代科技发展联系紧密，下列说法不正确的是 A．碳化硅的熔点高，可用作砂纸和砂轮的磨料 B．石墨烯与陶瓷都属于新型无机非金属材料 C．“中国天眼”的“眼眶”是钢铁结成的圈梁，属于新型无机非金属材料 D．北斗卫星导航系统由中国自主研发、独立运行，其所用芯片的主要成分为Si 3．（24-25高一下·湖北宜昌·期中）下列属于氮的固定的是 A． B． C． D． 4．（24-25高一下·广东惠州·期中）劳动创造美好生活。下列劳动项目与化学知识表述或关联有误的是 选项 劳动项目 化学知识 A 用豆科植物作绿肥进行施肥 豆科植物可实现自然固氮 B 氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记 HF能与反应 C 酿葡萄酒时向葡萄汁中添加适量 具有杀菌和抗氧化作用 D 常用铁罐车运输浓硝酸 常温下，铁不与浓硝酸反应 5．（25-26高一下·四川资阳·期中）在给定条件下，下列制备过程涉及的物质转化不可以实现的是 A．工业制硫酸： B．生产玻璃： C．提纯硅： D．制硝酸：、 6．（25-26高一下·福建泉州·期中）化学与生产、生活社会发展息息相关，下列有关说法正确的是 A．陶瓷、玻璃、水泥和光导纤维都属于传统硅酸盐产品 B．动力电池和超轻海绵使用了石墨烯材料，该材料不是新型无机非金属材料 C．《吕氏春秋别类》中“金(即铜)柔锡柔，合两柔则钢”，体现合金硬度的特性 D．白居易的《问刘十九》中“绿蚁新醅酒，红泥小火炉”，优质红泥明亮且橙中略带红光，是因其含有含量较高的四氧化三铁 7．（25-26高一下·广东汕头·期中）宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一、下列物质性质对应的方程式书写错误的是 A．通入水中： B．焦炭制备粗硅： C．实验室若用磨砂玻璃塞盖在盛放NaOH溶液的试剂瓶上： D．铜与浓硝酸反应： 8．（24-25高一下·浙江·期中）高纯硅是现代信息产业的基础材料，工业制备高纯硅的一种工艺流程如图所示。下列说法中不正确的是 已知：①粗(沸点33.0℃)中含有少量的(沸点57.6℃)和HCl(沸点)。②键中，H对共用电子对引力更大；常温下，遇剧烈反应，在空气中易自燃。 A．步骤①的原理为：，该反应不能说明非金属性： B．步骤③的方法为蒸馏 C．能与NaOH溶液反应，得到、NaCl和 D．已知步骤⑤产生氮化硅时的另一种产物为CO，则该反应中为氧化剂 9．（25-26高一下·广东汕头·期中）利用下列实验装置能达到实验目的的是 A．比较酸性强弱： B．制备并收集 C．制取并收集二氧化氮 D．蔗糖变黑体现了浓硫酸的吸水性 10．（24-25高一下·河北保定·期中）我国清代《本草纲目拾遗》中的“强水”条目下写道：“性最烈，能蚀五金……其水甚强，五金八石皆能穿滴，惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指硝酸，下列有关硝酸的描述中正确的是 A．实验室中，少量浓硝酸保存在无色试剂瓶中 B．常温下，浓硝酸可以用铝制容器储存，说明浓硝酸与铝不反应 C．向盛有溶液的试管中加入稀硫酸，可在试管口观察到红棕色气体 D．稀硝酸与金属反应时，可被还原为更低价态，说明稀硝酸氧化性强于浓硝酸 11．（24-25高一下·广东·期中）一种新型的人工固氮的原理如图所示，下列说法错误的是 A．过程①中N2被还原 B．转化过程中所涉及的锂、氮、氧元素均呈现了两种价态 C．若设每一步均完全转化，每生成1molNH3的同时生成1.5molO2 D．该固氮过程节能环保，但仍需要提供额外的能量 12．（24-25高一下·福建福州·期中）制取并收集氨气可用于实验室制取。其中不能达到实验目的的是 A．浓氨水加到生石灰中可用于实验室制取 B．如图装置用碱石灰干燥氨气 C．如图装置用于实验室中制取并收集干燥氨气的实验 D．可用湿润的红色石蕊试纸检验氨气 13．（25-26高一下·河北唐山·期中）对下列事实的解释错误的是 A．浓硝酸久置显黄色，说明浓硝酸不稳定 B．NH3具有还原性，可用作制冷剂 C．氮气可代替稀有气体作白炽灯钨丝保护气，说明氮气常温下很稳定 D．硝态氮肥不宜在高温天气施用是因为易被反硝化脱氮；不易在多雨的水田区施用是因为不容易被土壤胶粒吸附 14．（25-26高一下·四川·期中）已知极易溶于水，HCl易溶于乙醇。某同学用收集满的或HCl进行喷泉实验，设计了多个装置如下，图1装置实验前先关闭止水夹。下列说法错误的是 A．标准状况下图1喷泉实验后，烧瓶内氨水的物质的量浓度约为 B．利用图1进行喷泉实验，将胶头滴管中的水挤入烧瓶，立即形成喷泉 C．利用图2进行喷泉实验，用冰冷的毛巾覆盖烧瓶可引发形成喷泉 D．图3锥形瓶内盛有乙醇，向盛有水的水槽中加入浓硫酸可引发喷泉 15．（25-26高一下·四川遂宁·期中）将3.86 g铜锌合金投入40 mL一定浓度的硝酸中，合金完全溶解，产生NO和NO2混合气体1344 mL(不考虑其他气体，体积折算为标准状况下)，反应结束后向溶液中加入40 mL4 mol/LNaOH溶液，恰好使溶液中的金属阳离子全部转化为5.9 g沉淀。若将生成的氮氧化物混合气体与一定体积的氧气混合后通入足量的水中，所有气体恰好被完全吸收。下列说法错误的是 A．合金中Zn与Cu的物质的量之比为1：2 B．混合气体中NO和NO2的体积之比为1：1 C．原硝酸的浓度为5 mol/L D．通入O2的体积为672 mL(标准状况下) 二、非选择题 16．（25-26高三下·江西宜春·期中）如图是由常见元素组成的一些单质及其化合物之间的转化关系图。常温常压下，B、E、F、H、I均为气体，F无色无味且能使澄清石灰水变浑浊；B、E、I均有刺激性气味，E能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，B、E在空气中相遇会产生白烟，I为红棕色。A是一种常见的肥料。C、G、K的焰色试验呈黄色(反应中生成的部分物质已略去)。 请回答下列问题： (1)物质F的化学式为___________，D物质的电子式___________。 (2)写出J的浓溶液与铜反应的现象___________。 (3)写出反应④的离子方程式：___________。 (4)写出反应E→H的化学方程式，并用单线桥标出电子转移的方向和数目：___________。 (5)为避免生产硝酸时尾气中的氮氧化物污染环境，人们开发了溶液吸收、催化还原等尾气处理方法。现可以使用或其他物质将氮氧化物催化还原为。请以尾气中的处理为例，写出相关反应的化学方程式___________。 17．（25-26高一下·四川巴中·期中）硅单质及其化合物应用广泛，工业上用石英砂(主要成分是，还含有少量的和)为原料制取高纯度的硅，其生产流程如下图所示： (1)操作1需要用到的玻璃仪器有___________。 (2)反应①中通过过量焦炭与反应获得粗硅，该反应的化学方程式是___________。 (3)下列物品含有SiO2的是___________(填序号)。 ①水晶项链 ②玛瑙 ③石英钟 ④硅太阳能电池 ⑤光导纤维 ⑥计算机芯片 实验室用与过量反应制备纯硅的装置如下图(热源及夹持装置略去)。已知能与强烈反应，在空气中易自燃。(已知的沸点为31.8℃) (4)装置B中试剂的作用是___________，装置C中的烧瓶需要加热，其目的是___________。 (5)实验中先让稀硫酸与锌粒反应一段时间后，再加热C、D装置的理由是___________。 (6)新型陶瓷材料氮化硅()可应用于原子反应堆，一种制备氮化硅的反应如下：。若标准状况下，生成33.6L CO，反应过程中转移的电子数为___________。 18．（25-26高一下·天津滨海新区·期中）某化学小组设计了如下有关氮的化合物的实验。 Ⅰ．探究催化氧化反应 A、B装置可选药品：浓氨水、、蒸馏水、生石灰、。 (1)装置B中发生反应的化学方程式是___________。 (2)装置E中发生反应的化学方程式是___________。 (3)装置F的作用___________。 (4)实验一段时间后，观察到装置F中有红棕色气体；G中铜片溶解，且溶液变成蓝色用离子方程式表示G中发生该现象的原因：___________，___________。 (5)可用如图所示的装置替换上述装置中虚线框部分，化合物X为___________。 Ⅱ．检验硫酸铵分解的产物(各装置中药品足量)； 温度高于500℃，硫酸铵会分解： (6)甲同学要证明产物中是否有；气体从左至右，装置的连接顺序为C→___________→___________(填写字母序号)。证明有的实验现象是：___________。 (7)乙同学设计方案证明产物中有和：装置的连接顺序C→G→B→D→E；实验中，观察到D装置溶液由棕黄色变为浅绿色，发生的离子方程式为：___________。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 氮、硅及其化合物 内容导航 01 复习目标 → 知目标，明考向，以目标导学，以考向定标 02 知识重构 → 系统讲解核心知识，重构整合形成体系 脉络重构：快速扫描高频考点，定位薄区 考点精讲：知识复盘，精选题目，提升解题能力 巩固提升：趁热打铁练一练，强化巩固所学 03综合通关 → 综合演练，梯度设题；查漏补缺，闭环收官 04错题留痕 → 预留固定区域，记录错题题号、错因与正解 复习目标 1.了解氮的固定和自然界中氮的循环，掌握氮气的物理和化学性质。 2.通过实验探究氮氧化物的转化，从而掌握一氧化氮和二氧化氮的性质对比。 3.认识氨的物理性质，掌握并能熟练应用氨的化学性质，理解喷泉实验的原理。 4.掌握铵盐的性质和铵根离子的检验，掌握氨气的实验室制法，了解氨的工业制法及实验室中其他简易方法。 5.熟悉掌握硝酸的性质和用途，了解工业制硝酸的方法。 6.了解硅酸盐材料的结构和性质，掌握传统无机非金属材料的工业生产原理，能从材料组成的角度对无机非金属材料进行分类。 7.认识硅单质、二氧化硅、硅酸的物理化学性质和用途。 8.认识碳化硅、氮化硅、纳米材料等新型无机非金属材料的性质和用途。 命题考向 考向1：氮及其化合物的性质与用途辨析 考向2：价类二维图与物质转化规律应用 考向3：氨气及铵盐的性质 考向4：硝酸的制备的化工流程 考向5：硅及其化合物的性质与用途 考向6：无机非金属材料的辨别 ( 脉 ｜ 络 ｜ 重 ｜ 构 ) ( 考 ｜ 点 ｜ 精 ｜ 讲 ) 知识点一 氮气及其氧化物 一．氮气与氮的固定 1.氮元素在自然界中的存在 ①游离态 主要以氮气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.氮的固定 含义 将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程 分类 ①自然固氮 雷电固氮（大自然通过闪电释放能量将氮气转化为含氮的氧化物） 生物固氮（通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化为氨） ②人工固氮 工业上合成氨 仿生固氮(某些金属有机化合物可起到根瘤菌的作用) 3.氮气 （1）结构： 分子式 电子式 结构式 球棍模型 N2 N≡N （2）物理性质 通常情况下，氮气是无色、无味的气体，密度比空气的稍小，难溶于水（体积比=1：0.02），在压强为101KPa下，氮气在-195.8℃时变成无色液体，氮气分子在-209.9℃时变成雪花状固体。 （3）化学性质 ①金属镁 N2＋3MgMg3N2，氮气表现氧化性 ②氢气 N2＋3H22NH3，氮气表现氧化性 ③氧气 N2＋O22NO（闪电、汽车引擎中发生的反应），氮气表现还原性 ①镁在空气中燃烧时可与O2、CO2和N2分别发生反应，生成MgO、C和Mg3N2三种物质。 ②纯净的氮化镁（Mg3N2）为黄绿色固体，呈粉末状，离子化合物，在水中强烈水解Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2+2NH3↑，与盐酸反应的方程式为：Mg3N2+8HCl===3MgCl2+2NH4Cl。 （4）用途 ①氮气常用作保护气，如焊接金属、填充灯泡、保存食品等。 ②氮气是合成氨、制硝酸的重要原料。 ③液氮可用作制冷剂，应用于医学、科技等领域。 （5）制取 工业制法 ①分离液态空气： ②耗氧法： 实验室制法 ①NH3氧化法：2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O ②NH4Cl溶液和NaNO2溶液共热法：NH4Cl+NaNO2N2↑+NaCl+2H2O 二．氮的氧化物 1.氮的氧化物 氧化物 N2O(笑气) NO NO2(或N2O4) N2O3 N2O5 化合价 ＋1 ＋2 ＋4 ＋3 ＋5 氧化物类别 不成盐氧化物 酸性氧化物 氮有多种价态的氧化物，其中属于酸性氧化物的是N2O3是亚硝酸（HNO2）的酸酐，亚硝酸是一种弱酸。N2O5是硝酸的酸酐。 2.NO和NO2的性质和制法对比 NO NO2 物理性质 色态味 无色、无味、气体 红棕色、刺激性气味、气体 密度 密度略大于空气 密度比空气大 熔沸点 很低 低，易液化 溶解性 不溶 易溶 化学性质 毒性 有毒，与CO类似，能与血红蛋白结合，造成人体缺氧 有毒 与水 不反应 3NO2+H2O===2HNO3+NO NO2既是氧化剂，又是还原剂 与碱 不反应，但与NO2混合可被NaOH吸收： NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2 +H2O 2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O 氧化性 弱氧化性（氧化NH3）: 6NO+4NH35N2+6H2O 强氧化性 ①氧化SO2：NO2+SO2===NO+SO3; ②可使湿润的淀粉-KI试纸变蓝(不能用于鉴别NO2和溴蒸气)：2NO2+2KI===I2+2KNO2 还原性 2NO+O2===2NO2 可使KMnO4褪色 可使KMnO4褪色 与O2和H2O 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 4NO2+O2+2H2O===4HNO3 制法 实验室制取 3Cu+8HNO3(稀)=== 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2 ↑+2H2O 收集方法 排水法 向上排空气法 ①NO2与N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4（无色气体），因此实验测得NO2的平均相对分子质量总大于46。 ②验证某无色气体为NO的方法是向该无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色。 ③NO虽易与O2化合，但N2与O2反应时，不论O2是否足量，其一步反应都只能得到NO。 ④NO、NO2都不属于酸性氧化物。 ⑤工业制取硝酸的物质转化 ⑥工业上生产硝酸时，向尾气中再通入适量氧气或空气，经过多次循环氧化吸收生成硝酸，可以充分利用原料，并能减少NO的排放，保护环境。 3.氮氧化物对环境的污染 ①光化学烟雾 NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。 ②酸雨 NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面,pH值<5.6的雨水为酸雨。 ③破坏臭氧层 NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。 ④毒性 氮的氧化物都是有毒的，如NO与血红蛋白结合使人中毒 【典例破题1】（24-25高一下·辽宁朝阳·期末）硝酸是重要的化工原料。如图是以合成氨为基础的传统硝酸生产工艺流程(其中空气等基础原料已略去)。 (1)关于合成氨工艺，下列说法正确的是_____(填序号)。 a．合成氨是一种重要的人工固氮方法 b．该反应过程中氮元素被氧化 c．合成的还可以用于化肥工业 d．该反应采用高温、高压等苛刻条件，与氮氮三键键能较大有关 (2)氨氧化装置中，生成的含氮物质主要为，反应的化学方程式为_____________________________。 (3)聚合、吸收装置中，含氮物质转化的主要反应包括①；②；③，其中属于氧化还原反应的是_____(填序号)。 (4)吸收装置中，发生的反应为，若用的稀硝酸作为吸收液，反应后得到的浓硝酸，则理论上吸收装置中需消耗的的物质的量为_____(写出计算式)。 (5)催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的氮氧化物脱除技术，可用于上述硝酸生产工艺的废气处理，反应原理如下图所示： 若催化剂表面参与反应的和物质的量之比为1：1，则总反应的化学方程式为_____________________________。 【答案】(1)acd (2) (3) ①③ (4) (5) 【分析】合成氨：和在一定条件（如高温、高压、催化剂）下反应生成，是人工固氮的关键步骤。氨氧化：被氧化，发生反应，生成，为后续生成硝酸提供含氮氧化物。聚合（实际多为氧化等后续转化）：进一步反应，通常，使氮氧化物转化为更易被吸收的。吸收：等在吸收塔中与水、可能补充的氧气等反应（，），生成硝酸；废气处理：吸收过程中未反应完全的氮氧化物（如等）需处理，防止污染环境，常用方法有碱液吸收等，将其转化为无害或可回收物质； 【详解】（1）a．合成氨是氮气和氢气反应生成氨气，是一种重要的人工固氮方法，a正确； b．该反应过程中氮元素化合价降低被还原，b错误； c．还可以用于化肥工业生产铵盐，c正确； d．化学性质很稳定，所以该反应采用高温、高压等苛刻条件，d正确； 故选acd； （2）氨的催化氧化生成NO和水，化学方程式为：； （3）→氮元素化合价升高，属于氧化还原反应；→元素化合价不变，没有发生氧化还原反应；→氮元素化合价升高，属于氧化还原反应，属于氧化还原反应的是①③； （4）若用的稀硝酸作为吸收液，反应后得到的浓硝酸，则反应生成硝酸的物质的量为，根据反应方程式，则理论上吸收装置中需消耗的的物质的量为； （5）若催化剂表面参与反应的和物质的量之比为1：1，根据得失电子守恒，总反应的化学方程式为 【易错提醒】合成氨： ①和在一定条件（如高温、高压、催化剂）下反应生成，是人工固氮的关键步骤。 ②氨氧化：被氧化，生成。 ③聚合：进一步反应，使氮氧化物转化为更易被吸收的。 ④吸收：等在吸收塔中与水、补充充足的氧气反应，生成硝酸； ⑤废气处理：吸收过程中未反应完全的氮氧化物（如等）需处理，防止污染环境，常用方法有碱液吸收等，将其转化为无害或可回收物质。 【巩固提升1】（24-25高一下·甘肃·期中）下列反应不属于氮的固定的是 A．雷电时，空气中N2和O2生成NO B．NO被氧气氧化为NO2 C．豆科植物的根瘤菌将氮气转变成硝酸盐 D．镁条在氮气中燃烧 【答案】B 【详解】A．雷电时，空气中和生成，氮元素由游离态转化为化合态，属于氮的固定，A不符合题意； B．被氧气氧化为，氮元素始终为化合态，属于化合态氮之间的转化，不属于氮的固定，B符合题意； C．豆科植物的根瘤菌将氮气（游离态）转变成硝酸盐（化合态），氮元素由游离态转化为化合态，属于氮的固定，C不符合题意； D．镁条在氮气中燃烧，转化为化合态的氮化镁，氮元素由游离态转化为化合态，属于氮的固定，D不符合题意； 故选B。 【巩固提升2】（25-26高一下·云南楚雄·期中）分类观和价态观是研究物质性质的两个重要维度，如图为氮元素的“价-类”二维图，下列说法错误的是 A．“雷雨发庄稼”涉及的转化过程包含 B．b为，可用作火箭燃料 C．d与反应生成e，d是酸性氧化物 D．e有强氧化性，不能用于实验室制 【答案】C 【分析】由价类二维图可知，a为，b为，c为NO，d为或，e为。 【详解】A．“雷雨发庄稼”过程中，在放电条件下与反应生成，与反应生成，与水反应生成，涉及的转化过程包含，A项正确； B．b为，可用作火箭燃料，B项正确； C．d为或，，与碱作用时发生了氧化还原反应，不属于酸性氧化物，C项错误； D．e为，有强氧化性，反应生成NO、，无法用于实验室制，D项正确。 知识点二 氨气及铵盐 一．氨气 1.物理性质 氨是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气的小。氨在加压下容易液化，液化时放热。液氨汽化时吸收大量的热，使周围温度急剧降低，因此工业上可作制冷剂。氨是一种极易溶于水的气体，常温常压下，1体积水大约可溶解700体积的氨气。 2.氨气溶于水的喷泉实验 实验装置 实验原理 氨气极易溶于水（NH3＋H2ONH3·H2ONH4+＋OH-），导致容器内的气体压强变小，容器内外产生压强差，外界大气压将水压入从而形成喷泉。 实验步骤 在干燥的圆底烧瓶里充满氨，用带有玻璃管和滴管（预先吸入水）的塞子塞紧瓶口。倒置烧瓶，使玻璃管插入盛有水的烧杯（预先在水里滴入少量酚酞溶液）。打开橡胶管上的弹簧夹，挤压滴管，使少量水进入烧瓶。观察并描述现象，分析出现这些现象的可能原因。 实验现象 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。 实验结论 氨极易溶于水，水溶液呈弱碱性。 实验说明 ①实验成功的关键：a.装置的气密性要好；b.烧瓶要干燥；c.氨气要充满。 ②若无胶头滴管引发喷泉，可采用热敷法或冷敷法引发喷泉。 喷泉实验的常见气液试剂 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、H2S、SO2 NO2+O2 吸收剂 水或NaOH溶液 水或盐酸 NaOH溶液 水 组合时的条件 气体在溶液中的溶解度很大或者通过反应，使气体的物质的量迅速减小，产生足够的压强差（负压） 3.氨的化学性质 氨与水的反应 NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－（氨的水溶液俗称氨水，显弱碱性） 氨与酸的反应 NH3＋HCl===NH4Cl（两根分别蘸取浓氨水和浓盐酸或浓硝酸的玻璃棒，靠近时，产生大量白烟） NH3+HNO3===NH4NO3（白烟,N元素的气态氢化物能与其最高价氧化物对应的水化物发生化合反应） 2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4（不能用浓H2SO4干燥） 氨与氧气的反应（还原性） ①氨的催化氧化，反应化学方程式：4NH3＋5O24NO＋6H2O，NH3在反应中作还原剂。（工业上制取硝酸的第一步反应） ②氨在加热条件下和氧化铜反应生成铜和氮气，反应的化学方程式为 2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O(用于实验室制少量N2) ③与氯气反应：2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl或8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl(用于检验Cl2管道泄漏) ④2xNH3+3NOx 催化剂 ()N2+3xH2O（治理氮氧化物的污染） ①氨溶于水得氨水，氨水是混合物。氨水中的溶质是NH3·H2O，但计算氨水的浓度时，溶质按NH3进行计算。溶液中存在的微粒有三种分子：NH3·H2O、NH3、H2O；三种离子：NH4+、OH－、H+。 ②NH3·H2O为可溶性一元弱碱，具有碱的通性，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。 ③NH3·H2O不稳定，易分解：NH3·H2ONH3↑＋H2O ④NH3是中学化学中唯一的碱性气体，可在推断题中作为解题突破口。 4.氨的用途 ①氨是氮肥工业，有机合成工业，制造硝酸、铵盐和纯碱的原料。 ②NH3易液化，当液态NH3汽化时要吸收大量的热，使周围温度急剧降低，因此，液氨常用作制冷剂。 5.氨的实验室制法 药品选择 ①铵盐：制取NH3时，一般用NH4Cl而不用NH4NO3、(NH4)2SO4或(NH4)2CO3的原因：NH4NO3受热分解，产物复杂，且易发生爆炸;(NH4)2SO4与 Ca(OH)2反应生成的CaSO4为微溶物，不利于NH3的逸出，且反应后试管难清洗;(NH4)2CO3受热分解会产生CO2，使收集到的氨气不纯。 ②碱：一般用熟石灰，不用NaOH或KOH，因为NaOH或KOH易吸水结块，而且加热时对玻璃仪器腐蚀性较强。 实验原理 实验室用固体氯化铵和氢氧化钙制取氨气：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 实验装置 制取装置：固－固反应加热装置 ①试管口略向下倾斜，防止反应产生的水蒸气冷凝回流炸裂试管； ②棉花的作用：干燥的棉花棉花的作用是防止因空气与NH3对流而使收集的NH3不纯；若用水或稀H2SO4浸湿棉花团，可吸收多余的NH3，以避免污染空气。 ③导气管要伸入接近试管底部 收集方法 氨气的密度比空气小且极易溶于水，常用向下排空气法收集。 验满方法 ①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。 净化装置 氨气是碱性气体，常用碱石灰(CaO和NaOH等的混合物)作干燥剂，不能用酸性干燥剂(浓硫酸、P2O5等)干燥，也不能用无水CaCl2(与NH3反应CaCl2+8NH3=== CaCl2·8NH3)干燥。 尾气处理 可在试管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花；氨气极易溶于水，用水吸收时要防止倒吸，常用的防倒吸装置如图所示； 防倒吸原理： (1)将NH3通入a装置时，因NH3极易溶于水，使制取NH3的装置内的压强小于大气压强，水被倒吸入漏斗中，水面下降，与漏斗口分离，在重力作用下，漏斗中的水又回落到烧杯中，达到防倒吸的目的。 (2)b装置与a装置相似，水被倒吸入球形干燥管中，因其容积较大，可达到防倒吸的目的。 (3)c装置利用了NH3不溶于CCl4而易溶于水的原理。 (4)d装置的水倒吸后留存于广口瓶中，不会进入前面的装置 6.氨气的简易制法 方法 化学方程式(或原理) 气体发生装置 加热浓氨水 氨水具有不稳定性和挥发性，受热易分解。 化学方程式为NH3·H2ONH3↑＋H2O 将浓氨水滴入固体NaOH中 NaOH溶于水放热，促使氨水分解。且OH－浓度的增大有利于NH3的生成 将浓氨水滴入固体CaO或碱石灰中 CaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使氨水分解。化学方程式为NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2 二.铵盐 1.物理性质 绝大多数铵盐是白色或无色晶体，都易溶于水。 2.化学性质 不稳定性 NH4Cl受热分解：NH4ClNH3↑＋HCl↑（用于除去或分离铵盐） NH4HCO3受热分解：NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O； (NH4)2CO3受热分解：(NH4)2CO32NH3↑+CO2↑+H2O 与碱反应 ①在稀溶液中不加热：NH＋OH－===NH3·H2O ②加热时或浓溶液：NH＋OH－NH3↑＋H2O。 ③实验室用NH4Cl和Ca(OH)2反应制取氨气，化学方程式：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。 ①NH4Cl受热分解的现象从表面上看同升华与凝华（升华、凝华都是物理变化）一样，但该变化过程中发生了化学变化，不是升华、凝华，先发生NH4Cl的分解反应，后发生NH3与HCl的化合反应。 ②如果组成铵盐的酸是易挥发或易分解的酸，则固体铵盐受热分解时，氨气与酸一起挥发，冷却时又重新结合成铵盐，如NH4Cl、NH4HCO3等。 ③如果组成铵盐的酸是难挥发性酸，则固体铵盐受热分解时，只有氨呈气态逸出，而难挥发性酸残留在容器中，如(NH4)2SO4分解的化学方程式为 (NH4)2SO4NH3↑+NH4HSO4或(NH4)2SO42NH3↑+H2SO4。 ④如果组成铵盐的酸是具有强氧化性的酸，则在较低的温度下分解可得到NH3和相应的酸，如NH4NO3。温度升高时，生成的 NH3易被 HNO3氧化，则反应时的温度不同，形成氮的化合物也不同，如将NH4NO3在不同的温度下加热分解分别可得到N2O、NO2、N2O3、N2等。 ⑤与碱反应放出氨气是铵盐的通性，因此某物质与碱反应，若能鉴定放出的气体是氨气，则可以确定该物质中含有NH4+。 3．铵盐(NH4+)的检验 原理 方法 ①NaOH 溶液法：取少量固体样品或溶液于试管中，再加入浓的 NaOH溶液，加热产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体（或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口，有白烟产生），证明固体样品或溶液中含有NH4+。 ②碱石灰法：把碱石灰与某物质的固体混合物在研钵里研磨，产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝（或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近研钵口，有白烟产生），则可以判断该物质是铵盐。 ①检验铵盐时，必须先加碱将NH4+转化为 NH3，而不能直接加热，因为有的铵盐受热分解不一定产生 NH3，如 NH4NO3分解产物较复杂，且高温下分解不产生氨气。 ②检验铵盐时，必须加热且用浓碱溶液，因为碱液浓度较小或不加热时生成 NH3·H2O 而不能放出氨气。 【典例破题2】（24-25高一下·福建福州·期中）已知氨可以与灼热的氧化铜反应生成氮气和金属铜，用下面示意图中的装置可以实现该反应。已知：无水氯化钙会和氨气反应生成。 A中装有的和混合物在加热条件下，可以发生反应生成、和。试回答下列问题： (1)B中填充的是碱石灰(CaO和NaOH的混合物)，作用是___________，能否换成无水___________(填是或否)。 (2)实验时在C中观察到的现象为___________，发生反应的化学方程式是___________。该反应证明氨具有___________性。 (3)实验时在D中观察到的现象是___________，收集到的物质是___________。 (4)E中收集的主要气体为___________。 【答案】(1) 干燥氨气（或除去氨气中混有的水蒸气） 否 (2) 黑色固体逐渐变为红色，玻璃管内壁出现小液滴 还原 (3) 试管内有无色液体生成 氨水 (4)氮气（或） 【分析】装置A中装有和，加热反应生成，装置B的U形管中装有碱石灰，用于干燥，进入装置C后，与灼热的氧化铜反应生成和，装置D起冷却作用，使反应生成的水蒸气冷却成液态水并溶解，装置E用排水法收集生成的并吸收多余的，据此分析作答。 【详解】（1）由分析可知B中填充的碱石灰(CaO和NaOH的混合物)是用来干燥氨气（或除去氨气中混有的水蒸气）；不能换成无水，因为会与无水发生反应生成； （2）实验时，C中与灼热的氧化铜反应生成和，可观察到的现象是黑色固体逐渐变为红色，玻璃管内壁出现小液滴；发生反应的化学方程式为：；该反应中作还原剂，体现具有还原性； （3）由分析可知：装置D起冷却作用，使反应生成的水蒸气冷却成液态水并溶解，故观察到的现象为D中管内有无色液体生成，该物质为氨水； （4）由分析可知E中收集到的气体主要为氮气（或）。 【易错提醒】各装置的用途：装置A中装有和，加热反应生成，装置B的U形管中装有碱石灰，用于干燥，进入装置C后，与灼热的氧化铜反应生成和，装置D起冷却作用，使反应生成的水蒸气冷却成液态水并溶解，装置E用排水法收集生成的并吸收多余的 【巩固提升3】（25-26高一下·广东湛江·期中）喷泉实验是中学化学学习中极具趣味性的实验。利用如图所示装置(气密性良好)，下列气体a和试剂b的组合最可能形成喷泉实验的是 选项 气体a 试剂b 装置 A 溶液 B C 饱和食盐水 D NO 【答案】B 【详解】A．在溶液中的溶解度很小，不能形成喷泉，A错误； B．能快速溶于水，导致烧瓶内压强急剧减小，可形成喷泉，B正确； C．难溶于饱和食盐水，不能形成喷泉，C错误； D．难溶于水，且不与水反应，不能形成喷泉，D错误； 故选B。 【巩固提升4】（25-26高一下·内蒙古巴彦淖尔·期中）关于NH3说法正确的是 A．NH3遇到HCl产生白雾 B．NH3可用湿润的红色石蕊试纸检验 C．利用NH4Cl受热分解可制得NH3 D．NH3沸点低，故NH3极易溶于水 【答案】B 【详解】A．与反应生成氯化铵固体小颗粒，产生的是白烟而非白雾（白雾为液体小液滴），A错误； B．是碱性气体，溶于水生成一水合氨使溶液显碱性，可使湿润的红色石蕊试纸变蓝，因此可用湿润的红色石蕊试纸检验，B正确； C．受热分解生成和，二者遇冷会立即重新化合生成，无法制得，C错误； D．沸点低说明其易挥发，而极易溶于水是因为为极性分子且可与水分子形成氢键，二者无因果关系，D错误； 故选B。 知识点三 硝酸及酸雨的防治 一.硝酸 1.硝酸的物理性质 硝酸是无色，易挥发，具有刺激性气味的液体，易溶于水。质量分数为69%的硝酸为常用浓硝酸。98%以上的硝酸称之为发烟硝酸。 ①久置的浓硝酸中，因 HNO3分解产生的NO2又溶于硝酸而使其呈黄色;工业盐酸呈黄色则是因为盐酸中含有 Fe3+。 ②发烟硝酸的“发烟”原因是挥发出来的硝酸和空气中的水蒸汽形成的硝酸小液滴，所发出的“烟”实际上是“雾”。 2.硝酸的化学性质 （1）酸的通性 酸的通性 ①与指示剂反应：稀硝酸能使紫色石蕊溶液变红色;浓硝酸则会使紫色石蕊溶液先变红（H+的作用，酸性）后褪色（强氧化性） ②与碱反应： Cu(OH)2+2HNO3===Cu(NO3)2+2H2O ③与碱性氧化物反应： CuO+2HNO3===Cu(NO3)2+2H2O ④与弱酸盐反应：CaCO3+2HNO3===Cu(NO3)2+H2O+CO2↑ ①在利用HNO3的酸性时，要注意考虑它的强氧化性。如FeO与稀硝酸反应时的方程式应是： 3FeO+10HNO3(稀)===3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O，而不是FeO+2HNO3 (稀)===Fe(NO3)2+H2O。 （2）不稳定性 浓硝酸见光或受热易分解，化学方程式为4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O（长期存放的浓硝酸呈黄色是因为其分解生成的NO2溶于硝酸中，实验室常将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处） （3）强氧化性 强氧化性 ①浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红，后褪色 ②与非金属单质C、S、P等在加热条件下反应： C+4HNO3 (浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O S+6HNO3 (浓)H2SO4+6NO2↑+2H2O。 P+5HNO3 (浓)H3PO4+5NO2↑+H2O。 ③与金属的反应（如浓和稀硝酸与铜的反应） 3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O ④钝化：常温时，冷的浓硝酸、浓硫酸可使铝、铁表面生成致密的氧化膜，阻止酸与金属的进一步反应。钝化其实也是硝酸强氧化性的表现，利用金属Al和Fe的这种性质，我们可以用Al或Fe制的容器来盛装浓硫酸或浓硝酸。当加热时，铁、铝会与浓HNO3或浓H2SO4发生反应。 ⑤与还原性化合物反应 硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等还原性物质。如稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式：3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 ①硝酸越浓，温度越高，其氧化性越强，而不能利用硝酸被还原后的产物中氮元素价态高低来判断硝酸氧化性的强弱。 ②与硝酸反应时，还原剂一般被氧化成最高价态。 ③硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。与非金属反应时只体现强氧化性。 ④稀硝酸可与铁、铝反应，硝酸被还原为NO。硝酸与铁反应时，产物符合以下规律： Fe的量 Fe过量 Fe不足 Fe与HNO3恰好完全反应 产物 Fe(NO3)2 Fe(NO3)3 Fe(NO3)2或Fe(NO3)3或两者的混合物 ⑤碱性、中性条件下，NO3-无氧化性，但在酸性条件下，NO3-表现出强氧化性，故在应用硝酸的氧化性分析离子是否共存时，要注意溶液中H+和NO3-的组合相当于HNO3，能够氧化具有强还原性的离子，而单纯的NO3-不能氧化这些离子。 ⑥Au、Pt等金属不能溶于硝酸，但可溶于“王水”中。王水为浓硝酸和浓盐酸的混合物，且浓硝酸与浓盐酸的体积比为1∶3。 3.硝酸的用途及制法 （1）硝酸的用途 在工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等，在有机化学中，浓硝酸与浓硫酸的混合液是重要的硝化试剂。 （2）硝酸的工业制法 制硝酸的流程 化学方程式 ①N2＋3H22NH3，N2发生还原反应。 ②4NH3＋5O24NO＋6H2O，NH3发生氧化反应。 ③2NO＋O2===2NO2，NO发生氧化反应。 ④3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NO2既发生氧化反应，又发生还原反应。 二.酸雨及防治 1.酸雨的形成 ①酸雨：主要指pH小于5.6的雨水，其主要是含有硫酸和硝酸。正常雨水由于溶解了CO2，其pH约为5.6。 ②成因：主要是大气中的SO2与NOx及它们在大气中发生反应后的生成物溶于雨水形成的酸雨。 ③分类 硫酸型 化学方程式： ①2SO2＋O22SO3。 ②SO2＋H2OH2SO3。 ③SO3＋H2O===H2SO4。 ④2H2SO3＋O2===2H2SO4。 硝酸型 化学方程式： ①2NO＋O2===2NO2。 ②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 2.酸雨的危害与防治 （1）危害：酸雨能直接损伤农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化，加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀。 （2）防治 ①改变能源结构，开发利用氢能、太阳能等清洁能源 ②严格规定污染物的排放标准，提高人们的环境保护意识 ③通过物理方法和化学方法在污染产生的过程中将其消除，如燃煤脱硫、汽车尾气处理等 （1）常见的NOx尾气处理方法 ①碱液吸收法 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O；NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是 n(NO2)≥n(NO)。一般适合工业尾气中NOx的处理。 ②催化转化法 在催化剂、加热条件下，NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2),化学方程式为2NO+2CO2CO2+N2。一般适用于汽车尾气的处理。 ③氨气吸收法 在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)，化学方程式为8NH3＋6NO27N2＋12H2O，4NH3＋6NO5N2＋6H2O。 （2）消除SO2对环境污染的“3方法” 钙基固硫法 为防治酸雨，工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧，燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙，从而使硫转移到煤渣中，反应原理为 CaO＋SO2CaSO3 2CaSO3＋O2===2CaSO4， 总反应方程式为2CaO＋2SO2＋O22CaSO4。 氨水脱硫法 该脱硫法采用喷雾吸收法，雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2，其反应的化学方程式为 NH3＋SO2(过量)＋H2O===NH4HSO3, 2NH3＋SO2(少量)＋H2O===(NH4)2SO3, 2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4。 钠、碱脱硫法 钠、碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2，得到Na2SO3和NaHSO3，发生反应的化学方程式为 2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O， Na2CO3＋SO2===Na2SO3＋CO2， Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3 【典例破题3】（25-26高一下·广西南宁·阶段检测）为探究不同浓度与Fe反应的产物，进行如下实验。下列说法正确的是 装置 实验 溶液的浓度 步骤与现象 ① 铁丝表面有气泡产生，溶液变为黄色；取出铁丝 液面上方出现红棕色气体 ② 试管口出现红棕色气体 ③ 无明显红棕色气体；取少量上层溶液，加入足量NaOH溶液，加热，产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体 A．①中溶液变为黄色，说明铁变成三价铁离子 B．“试管口出现红棕色气体”说明②中的被Fe还原为 C．③中无明显红棕色气体，可能是生成了 D．“石蕊试纸变蓝”说明③中有被Fe氧化为 【答案】C 【分析】①中浓硝酸与反应生成，溶于水使溶液呈黄色；②中稀硝酸与反应生成，遇空气被氧化为红棕色；③中稀硝酸与反应生成，无、生成，加入加热生成，据此分析。 【详解】A．①中浓硝酸与反应生成，可能是溶于浓硝酸使溶液呈黄色，A不符合题意； B．②中，硝酸浓度较小，反应生成的在试管口与发生反应生成了NO2，故试管口出现红棕色气体，B不符合题意； C．③中铁丝表面有气泡产生，但是无红棕色气体，说明无、生成，为无色气体，故有可能性生成N2，C符合题意； D．③中加入足量溶液加热，产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，说明溶液中含，N元素化合价降低，发生还原反应，即被还原为，D不符合题意； 故选C。 【易错提醒】①中浓硝酸与反应生成，溶于水使溶液呈黄色；②中稀硝酸与反应生成，遇空气被氧化为红棕色；③中稀硝酸与反应生成，无、生成，加入加热生成 【巩固提升5】（25-26高一下·四川遂宁·期中）工业上制备硝酸的主要流程如下图所示。下列说法错误的是 A．氧化炉中发生的主要反应为：4NH3+7O24NO2+6H2O B．物质X是空气或O2，物质Y是H2O C．上述流程中，理论上用N2合成1 mol HNO3，至少需要2 mol O2 D．吸收塔中为提高氮原子的利用率，可通入过量空气和循环吸收尾气中的氮氧化物 【答案】A 【分析】原料和在高温高压催化剂条件下合成氨气；在催化剂、加热条件下被氧气氧化生成一氧化氮；流程中为氧化剂（空气或），既满足氨氧化的氧气需求，也为后续氧化提供氧化剂；被（）氧化为，和（水）反应生成硝酸。 【详解】A．氧化炉中，氨气催化氧化的产物是，不是，正确反应为：，A错误； B．氧化炉中氨气氧化需要氧气，吸收塔中需要进一步被氧化为，和水反应生成硝酸，因此可以是空气或，是，B正确； C．从的价到的价，则生成共转移电子，​反应转移电子，因此恰好需要，C正确； D．吸收塔中通入过量空气，可以将充分氧化，循环吸收尾气中的氮氧化物，能让氮氧化物尽可能转化为硝酸，提高氮原子利用率，D正确； 故选A。 【巩固提升6】（25-26高一下·四川成都·期中）取某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，向其中逐渐加入铁粉，产生气体的体积随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝酸被还原为NO气体，不考虑气体的溶解)。下列说法错误的是 A．OA段发生的反应为： B．BC段反应产生的气体为 C．C点的溶质为和的混合物 D．原混合溶液中的物质的量浓度为 【答案】C 【分析】向稀硫酸与稀硝酸混合液逐步加铁粉，反应分三段：段和、反应生成与气体，完全消耗后到段，还原生成、无气体生成，段剩余和反应放出，点、全部反应完毕，溶质只有。 【详解】A．段硝酸氧化性强优先和反应，离子方程式，恰好完全消耗，A正确； B．由分析可知，段发生反应，无气体生成，段发生反应，气体为，B正确； C．由分析可知，C点溶质仅为，C错误； D．在C点，溶液中的溶质为。消耗的铁的总物质的量为，则。根据电荷守恒，，所以原混合溶液中，D正确； 故选C。 知识点四 硅及其化合物 一．硅单质 1.硅的物理性质 晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体，其结构类似于金刚石，熔沸点很高、硬度大，导电能力介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。 2.硅的化学性质 稳定性 常温下，除与F2、HF 和强碱溶液反应外，硅不与其他物质（如强酸和强氧化剂）反应 ①与氢氟酸反应的化学方程式：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑； ②与NaOH溶液反应的化学方程式：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑； ③与F2反应的化学方程式:Si＋2F2===SiF4 还原性 加热或高温条件下，硅能和一些非金属单质反应。 ①与O2反应：Si＋O2SiO2。 ②与Cl2反应：Si＋Cl2SiCl4。 ③与C反应：Si+ CSiC。 ①Si与氢氟酸反应是Si的特性，其他非金属单质没有此性质。 ②Si是能与NaOH溶液反应放出H2的非金属单质，A1是能与NaOH溶液反应放出H2的金属单质，推断题中常以此为突破口。 ③反应Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑可看作两步进行： Si+3H2O===H2SiO3+2H2↑、H2SiO3+2NaOH===Na2SiO3+2H2O。 总反应为Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑。此反应中Si是还原剂，H2O是氧化剂，NaOH既不是氧化剂也不是还原剂。 3.工业制法 用焦炭还原石英砂制得含有少量杂质的粗硅，反应的化学方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑。 工业上将粗硅通过化学方法进一步提纯，得到高纯硅。工业制备高纯硅的原理示意图如图所示。 其中涉及的主要化学反应为： (a)SiO2＋2CSi＋2CO↑ (b)Si＋3HClSiHCl3＋H2 (c)SiHCl3＋H2Si＋3HCl。 ①用焦炭还原SiO2，产物是CO而不是CO2。 ②粗硅中含碳等杂质，与HCl反应生成的SiHCl3中含有CCl4等杂质，经过分馏提纯SiHCl3后，再用H2还原，得到高纯度硅。 4.硅单质的特殊性 ①Si的还原性强于C，但C却能在高温下还原出 Si：SiO2+2CSi+2CO↑; ②非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但 Si能与HF反应：Si＋4HF===SiF4↑+2H2↑; ③非金属单质与碱溶液反应一般既作氧化剂又作还原剂，且无氢气放出，但硅与碱溶液反应只作还原剂，且放出氢气：Si + 2NaOH + H2O===Na2SiO3 + 2H2↑。 ④非金属单质大多为绝缘体，但晶体硅为半导体。 5.硅的用途 半导体材料、太阳能电池、计算机芯片和耐酸设备等。 二．二氧化硅 1.二氧化硅的存在 自然界中，硅元素仅有化合态，主要以氧化物和硅酸盐的形式存在。天然SiO2有晶体和无定形两种，统称硅石，硅石、石英、水晶、玛瑙、硅藻土、沙子等主要成分都是SiO2。 2.结构 SiO2晶体有多种晶型，其基本结构单元为硅氧四面体(如下图甲所示)，硅氧四面体通过氧原子相互连接为空间的网状结构(如下图乙所示)。在SiO2晶体中，每个Si周围结合4个O，Si在中心，O在4个顶角；许多这样的四面体又通过顶角的O相连接，每个O为两个四面体所共有，即每个O与2个Si相结合，SiO2晶体中Si和O的比例为1∶2。由结构可知，二氧化硅的化学性质很稳定。 ①SiO2是二氧化硅的化学式（表示组成），不是分子式，二氧化硅没有分子式。 3.物理性质 纯净的SiO2是无色透明的，其熔、沸点高，硬度大，不溶于水，也不导电。 4.化学性质 酸性氧化物 ①是硅酸的酸酐，但不与水反应。 ②SiO2与碱（如NaOH）反应，生成硅酸盐与水： SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O ③在高温条件下，能够与碱性氧化物（如氧化钙）反应：SiO2＋CaOCaSiO3 在高温条件下可以与碳酸盐反应，如与碳酸钠、碳酸钙反应的化学方程式为 SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑；SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑（工业制玻璃）。 弱氧化性 ①与碳反应：SiO2+2CSi+2CO↑(制粗硅)；SiO2＋3CSiC＋2CO↑(制金刚砂)； 特性 常温下与氢氟酸反应的化学方程式为：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O ①由于玻璃的成分中含有SiO2，故实验室盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，因为SiO2与碱溶液反应生成具有黏性的Na2SiO3。 ②因为氢氟酸腐蚀玻璃并用于雕刻玻璃，与玻璃中的SiO2反应，所以氢氟酸不能用玻璃瓶保存，而应保存在塑料瓶或铅皿中。未进行磨砂处理的玻璃，在常温下是不易被强碱腐蚀的。 ③SiO2是H2SiO3的酸酐，虽然能与NaOH溶液、HF溶液反应，但不属于两性氧化物，属于酸性氧化物，但SiO2不与水反应，不能用SiO2直接与水作用制备H2SiO3。 ④不能依据反应2C＋SiO2Si＋2CO↑来说明C的还原性比Si强，也不能依据反应SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑来说明SiO2水化物的酸性比H2CO3强。此类反应能进行的原因是因为在高温条件下，生成物中的气体从反应体系中逸出，有利于反应向右进行。 ⑤不要混淆二氧化硅和硅的用途：用于制作光导纤维的是SiO2，用于制作半导体材料、计算机芯片的是晶体硅。 ⑥加热熔融NaOH时，不能使用陶瓷坩埚，石英坩埚和铝坩埚，只能使用铁坩埚，原因是陶瓷和石英的主要成分都含有SiO2，SiO2能与NaOH反应，铝坩埚的主要成分是氧化铝，也能与NaOH反应。 5.二氧化硅的主要应用 ①水晶可用于电子工业的部件、光学仪器、工艺品。 ②SiO2是制光导纤维的重要原料。 ③较纯的石英用于制造石英玻璃，石英玻璃常用来制造耐高温的化学仪器。 ④石英砂用于制玻璃的原料及建筑材料。 三.硅酸 1.硅酸的物理性质 硅酸是一种白色胶状物质，不溶于水（硅酸是中学阶段唯一难溶于水的酸），能形成胶体。新制备的硅酸为透明、胶冻状，硅酸经干燥脱水形成硅酸干凝胶——“硅胶”。 2.硅酸的化学性质 弱酸性 硅酸的酸性很弱，比碳酸的酸性还弱，在与碱反应时只能与强碱反应。如：H2SiO3+2NaOH===Na2SiO3+2H2O 不稳定性 硅酸的热稳定性很差，受热分解为SiO2和H2O：H2SiO3SiO2＋H2O 3.硅酸的制备 由于SiO2不溶于水，所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得的。 Na2SiO3+2HCl==H2SiO3↓+2NaCl，Na2SiO3+CO2+H2O==H2SiO3↓+Na2CO3（证明酸性：H2CO3＞H2SiO3）。 4.硅酸的用途 硅胶可作催化剂的载体和袋装食品、瓶装药品的干燥剂。 5.最简单的硅酸盐——硅酸钠 物理性质 硅酸钠是白色固体，可溶于水，俗称泡花碱。其水溶液是一种无色黏稠状的液体，俗称水玻璃，黏性很强，是一种矿物胶 化学性质 硅酸钠的化学性质稳定，不能燃烧，不易腐蚀，但能与比硅酸酸性强的一些酸反应，生成难溶于水的硅酸： a．与盐酸反应的化学方程式： Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓。 b．与CO2水溶液反应的化学方程式： Na2SiO3＋H2O＋CO2(少量)===Na2CO3＋H2SiO3↓。 用途 黏合剂(矿物胶)、防腐剂和耐火阻燃材料 【典例破题4】下列叙述正确的是 A．CO2和SiO2都是酸性氧化物，所以两者物理性质相似 B．依据，推测硅酸的酸性比碳酸强 C．CO2和SiO2都能与碳反应，且都作氧化剂 D．SiO2既能和NaOH反应，又能和HF反应，所以二氧化硅属于两性氧化物 【答案】C 【详解】A．CO2和SiO2都是酸性氧化物，化学性质相似，但物理性质差别很大，A错误； B．硅酸的酸性比碳酸弱，这个反应之所以发生，是因为CO2为气体，可以脱离反应体系，B错误； C．CO2和SiO2与碳反应时，CO2和SiO2中C、Si的化合价均下降，故都作氧化剂，C正确； D．SiO2与碱反应生成盐和水，与HF反应不能生成盐，所以SiO2没有两性，它属于酸性氧化物，D错误； 故答案选C。 【易错提醒】硅酸的酸性比碳酸弱，依据，不能推测硅酸的酸性比碳酸强，这个反应之所以发生，是因为CO2为气体，可以脱离反应体系。 【巩固提升7】（25-26高一下·重庆·阶段检测）纯二氧化硅可用下列流程制得。下列说法不正确的是 A．X的水溶液俗称水玻璃，可用作木材防火剂 B．步骤Ⅱ的反应是Na2SiO3＋H2SO4=H2SiO3↓＋Na2SO4 C．步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2来代替 D．SiO2既能与NaOH溶液反应，又能与氢氟酸反应，所以SiO2是两性氧化物 【答案】D 【分析】粗SiO2与NaOH反应生成Na2SiO3和水，故X为Na2SiO3溶液，Na2SiO3与酸反应生成H2SiO3沉淀，故Y为H2SiO3；H2SiO3灼烧分解得到纯SiO2。 【详解】A．Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，不燃不助燃，可用作木材防火剂，A正确； B．步骤Ⅱ中，硫酸酸性强于硅酸，发生反应Na2SiO3+H2SO4=H2SiO3↓+Na2SO4，符合强酸制弱酸规律，B正确； C．碳酸酸性也强于硅酸，CO2通入Na2SiO3溶液也能生成H2SiO3沉淀，因此可以代替稀硫酸，C正确； D．两性氧化物的定义是：既能与酸、又能与碱反应生成盐和水的氧化物，SiO2与氢氟酸反应生成的SiF4不属于盐，SiO2不与其他强酸反应，仅能与特殊的氢氟酸反应，SiO2属于酸性氧化物，不是两性氧化物，D错误； 故选D。 【巩固提升8】（25-26高一下·安徽六安·期中）“龙芯一号”的问世填补了我国电脑芯片制造史上的一项空白。用硝酸与氢氟酸的混合液制作芯片的刻蚀液，发生的反应为。下列有关叙述正确的是 A．工业制粗硅反应：SiO2+C=Si+CO2 B．实验室中可用玻璃仪器密封保存氢氟酸 C．该反应转移电子时，生成 D．在该反应中，作还原剂，被氧化为 【答案】D 【详解】 A．工业制粗硅的方程式为，A错误； B．氢氟酸会腐蚀玻璃（反应：），不能用玻璃容器保存，应使用塑料瓶，B错误； C．反应中N由+5价变为+4价，则转移电子时生成，但未说明标准状况且标况下NO2不是气体，体积无法确定，C错误； D．Si的化合价从0升至中的价，被氧化，作还原剂，D正确； 故选D。 知识点五 无机非金属材料 1.传统的无机非金属材料 （1）无机非金属材料的分类 无机非金属材料 传统无机非金属材料 玻璃、水泥、陶瓷等 新型无机非金属材料 单晶硅、二氧化硅、新型陶瓷、碳纳米材料等 （2）传统无机非金属材料的对比 水泥 玻璃 陶瓷 主要原料 黏土、石灰石、石膏 石灰石、纯碱、 石英砂（主要成分为SiO2） 黏土（主要成分为含水的铝硅酸盐） 主要设备 水泥回转窑 玻璃窑 陶瓷窑 制备过程 原料与其他辅料经混合、研磨后在水泥回转窑中煅烧，发生复杂的物理和化学变化，加入适量石膏调节水泥硬化速率，再磨成细粉即得 原料经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融，发生复杂的物理和化学变化而制得 原料经高温烧结而成 变化 复杂的物理、化学变化过程 Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑ CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑ 复杂的物理、化学变化过程 组成 硅酸三钙(3CaO·SiO2) 硅酸二钙(2CaO·SiO2) 铝酸三钙3CaO·Al2O3) 硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅 硅酸盐 用途 重要的建筑材料，制作混凝土，用于建筑和水利工程 建筑材料、化学实验用的玻璃仪器、光学仪器、各种器皿、玻璃纤维、窗玻璃等 在工农业、科技、生活、实验室中使用广泛，如建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等 ①硅酸盐产品中，水泥和陶瓷的共同原料是黏土，水泥和玻璃的共同原料是石灰石。 2.新型无机非金属材料 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。 （1）碳化硅（SiC）陶瓷 结构 碳原子和硅原子通过共价键连接，具有类似金刚石的空间网状结构 性能 硬度很大，耐高温，抗氧化 用途 用作砂纸和砂轮的磨料、耐高温结构材料、耐高温半导体材料等 （2）其他新型陶瓷 新型陶瓷 成分 性能 主要应用 高温结构陶瓷 碳化硅、氮化硅、金属氧化物 耐高温、抗氧化、耐腐蚀 用于火箭发动机、汽车发动机和高温电极材料等 压电陶瓷 钛酸盐、锆酸盐等 能实现机械能和电能的相互转化 用于滤波器、扬声器、超声波探伤器和点火器等 透明陶瓷 氧化铝、氧化钇等透明陶瓷；氮化铝、氟化钙等非氧化物透明陶瓷 具有优异的光学性能、耐高温、绝缘性好 用于高压钠灯、激光器、高温探测窗等 超导陶瓷 YBa2Cu3O7-δ、Bi2Sr2Ca2Cu3O10、Tl2Ba2Ca2Cu3O10 临界温度下具有超导性 用于电力、交通、医疗领域等 （3）碳纳米材料 物质 结构 性质 用途 富勒烯 碳原子构成的一系列笼形分子 具有超导性能 在光学、电学、磁学等方面都有重要应用 碳纳米管 可看成是由石墨片层卷成的管状物 比表面积大，有相当高的强度和优良的电学性能 生产复合材料、电池和传感器等 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正在不断深入 【典例破题5】（24-25高一下·湖北黄冈·期中）陶瓷材料广泛应用于人类生产与生活，下列陶瓷材料属于硅酸盐材料的是 A．悬浮列车中超导陶瓷 B．火箭发动机中高温结构陶瓷轴承 C．高压输电线路中的陶瓷绝缘材料 D．高温探测窗中的透明陶瓷 【答案】C 【详解】A．超导陶瓷的主要成分为复合氧化物等，属于新型无机非金属材料，不属于硅酸盐材料，A错误； B．高温结构陶瓷轴承一般为氮化硅、碳化硅等新型特种陶瓷，不属于硅酸盐材料，B错误； C．高压输电线路中的陶瓷绝缘材料主要成分为硅酸盐，是传统陶瓷，属于硅酸盐材料，C正确； D．透明陶瓷多为氧化铝、氮化铝等新型功能陶瓷，不属于硅酸盐材料，D错误； 故选C。 【巩固提升9】（24-25高一下·浙江杭州·期中）随着科技进步，我国有大量重点工程，下列所涉及的材料不属于无机非金属材料的是 A．光导纤维传输线 B．晶体硅芯片 C．表面隐形涂料 D．氮化硅陶瓷发动机 【答案】C 【详解】A．光导纤维主要成分为，属于无机非金属材料，A不符合题意； B．晶体硅属于半导体无机非金属材料，B不符合题意； C．表面隐形涂料属于有机高分子材料，不属于无机非金属材料，C符合题意； D．氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，D不符合题意； 故答案为C。 【巩固提升10】（25-26高一下·广西南宁·期中）化学在科技发展中起到了重要的作用，与生产、生活和社会发展密切相关，下列叙述错误的是 A．军事装备系统中常用储氢合金，可在室温下快速吸放氢 B．用于北京冬奥会礼仪服智能发热的石墨烯属于无机非金属化合物 C．宇树机器人的触觉传感器材料压电陶瓷，属于新型无机非金属材料 D．含铅的原料制造的光学玻璃透光性好、折射率高，可用来制造眼镜、照相机的透镜 【答案】B 【详解】A．储氢合金是性能成熟的储氢材料，可在室温下快速完成吸氢、放氢过程，可应用于军事装备领域，A正确； B．石墨烯是仅由碳元素组成的碳单质，不属于无机非金属化合物，B错误； C．压电陶瓷是具备特殊电声转换功能的陶瓷材料，属于新型无机非金属材料，C正确； D．含铅光学玻璃具备透光性好、折射率高的特点，符合眼镜、照相机透镜等光学元件的性能要求，可用于这类产品的制造，D正确； 故选B。 一、单选题 1．（24-25高一下·湖南·期中）化学是一门以实验为基础的学科，下列实验能达到预期目的的是 A．制备并收集NH3 B．干燥SO2 C．测量某雨水的pH D．收集NO2 【答案】B 【详解】A．NH4Cl受热分解生成NH3和HCl，但NH3和HCl易再次化合生成NH4Cl，应该加热氯化铵和氢氧化钙的混合物制取氨气，A错误； B．SO2和浓硫酸不反应，可以用浓硫酸干燥SO2，且干燥气体长管进短管出，B正确； C．不能直接将pH试纸浸入待测液中，应把pH试纸放在洁净的表面皿或玻璃片上，用玻璃棒蘸取少量待测液体，点在试纸中部，观察试纸颜色变化并与标准比色卡对比，C错误； D．NO2溶于水并与水反应，反应式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO，不能用排水法收集NO2，应用向上排空气法，D错误； 故答案选B。 2．（25-26高一下·内蒙古·期中）化学与现代科技发展联系紧密，下列说法不正确的是 A．碳化硅的熔点高，可用作砂纸和砂轮的磨料 B．石墨烯与陶瓷都属于新型无机非金属材料 C．“中国天眼”的“眼眶”是钢铁结成的圈梁，属于新型无机非金属材料 D．北斗卫星导航系统由中国自主研发、独立运行，其所用芯片的主要成分为Si 【答案】C 【详解】A．碳化硅用作磨料是因为硬度大，与熔点高的性质无关，A正确； B．石墨烯是新型碳功能材料，陶瓷是高温结构陶瓷，二者均属于新型无机非金属材料，B正确； C．钢铁是铁碳合金，属于金属材料，不属于新型无机非金属材料，C错误； D．晶体硅是良好的半导体材料，是制造芯片的核心原料，D正确； 故选C。 3．（24-25高一下·湖北宜昌·期中）下列属于氮的固定的是 A． B． C． D． 【答案】B 【分析】氮的固定是将游离态的氮（即单质）转化为化合态含氮化合物的过程。 【详解】A．该反应是将化合态的、中的氮转化为游离态的，属于氮的固定的逆过程，A错误； B．该反应是将游离态的转化为化合态的中的氮，符合氮的固定的定义，B正确； C．反应物和生成物中的氮均为化合态，没有游离态氮参与反应，C错误； D．反应物和生成物中的氮均为化合态，没有游离态氮参与反应，D错误； 故选B。 4．（24-25高一下·广东惠州·期中）劳动创造美好生活。下列劳动项目与化学知识表述或关联有误的是 选项 劳动项目 化学知识 A 用豆科植物作绿肥进行施肥 豆科植物可实现自然固氮 B 氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记 HF能与反应 C 酿葡萄酒时向葡萄汁中添加适量 具有杀菌和抗氧化作用 D 常用铁罐车运输浓硝酸 常温下，铁不与浓硝酸反应 【答案】D 【详解】A．豆科植物可与根瘤菌共生实现自然固氮，因此可作绿肥施肥，A正确； B．玻璃的主要成分含有，HF能与反应，因此可用氢氟酸在玻璃上刻蚀标记，B正确； C．具有还原性可抗氧化，同时能使蛋白质变性起到杀菌作用，因此酿葡萄酒时可添加适量，C正确； D．常温下铁遇浓硝酸发生钝化，钝化是反应生成致密氧化膜阻止反应进一步进行，并非不与浓硝酸反应，D错误； 故选D。 5．（25-26高一下·四川资阳·期中）在给定条件下，下列制备过程涉及的物质转化不可以实现的是 A．工业制硫酸： B．生产玻璃： C．提纯硅： D．制硝酸：、 【答案】C 【详解】A．工业制硫酸过程中各步转化均符合反应原理，转化可实现，A正确； B．生产玻璃时碳酸钙分解、氧化钙与二氧化硅反应的转化均符合反应原理，转化可实现，B正确； C．二氧化硅与焦炭高温反应的产物为粗硅和一氧化碳，不能生成二氧化碳，该步转化无法实现，整体转化不能实现，C错误； D．工业制硝酸过程中各步转化均符合反应原理，转化可实现，D正确； 故选 C。 6．（25-26高一下·福建泉州·期中）化学与生产、生活社会发展息息相关，下列有关说法正确的是 A．陶瓷、玻璃、水泥和光导纤维都属于传统硅酸盐产品 B．动力电池和超轻海绵使用了石墨烯材料，该材料不是新型无机非金属材料 C．《吕氏春秋别类》中“金(即铜)柔锡柔，合两柔则钢”，体现合金硬度的特性 D．白居易的《问刘十九》中“绿蚁新醅酒，红泥小火炉”，优质红泥明亮且橙中略带红光，是因其含有含量较高的四氧化三铁 【答案】C 【详解】A．光导纤维的主要成分为，不属于硅酸盐，因此光导纤维不属于传统硅酸盐产品，A错误； B．石墨烯是碳的单质，属于新型无机非金属材料，B错误； C．铜和锡的硬度均较低，二者形成的铜锡合金硬度高于成分金属，体现了合金硬度大于成分金属的特性，C正确； D．为黑色晶体，红泥呈橙红色是因为含有较高含量的，D错误； 故选C。 7．（25-26高一下·广东汕头·期中）宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一、下列物质性质对应的方程式书写错误的是 A．通入水中： B．焦炭制备粗硅： C．实验室若用磨砂玻璃塞盖在盛放NaOH溶液的试剂瓶上： D．铜与浓硝酸反应： 【答案】D 【详解】A．通入水中反应生成硝酸和，离子方程式满足原子、电荷、得失电子守恒，A正确，不符合题意； B．焦炭制备粗硅原理为：二氧化硅与碳在高温下的反应，生成粗硅和一氧化碳，方程式书写正确，B正确，不符合题意； C．磨砂玻璃塞中与NaOH溶液反应生成硅酸钠和水，离子方程式：书写正确，C正确，不符合题意； D．铜与浓硝酸反应的还原产物为而非NO且题干中离子方程式未配平，故正确离子方程式为，D错误，符合题意； 故选D。 8．（24-25高一下·浙江·期中）高纯硅是现代信息产业的基础材料，工业制备高纯硅的一种工艺流程如图所示。下列说法中不正确的是 已知：①粗(沸点33.0℃)中含有少量的(沸点57.6℃)和HCl(沸点)。②键中，H对共用电子对引力更大；常温下，遇剧烈反应，在空气中易自燃。 A．步骤①的原理为：，该反应不能说明非金属性： B．步骤③的方法为蒸馏 C．能与NaOH溶液反应，得到、NaCl和 D．已知步骤⑤产生氮化硅时的另一种产物为CO，则该反应中为氧化剂 【答案】D 【分析】该工艺起始原料为石英砂，主要成分为，分为两条转化路径，一是与焦炭反应生成粗硅，粗硅与反应得到粗，利用与杂质、的沸点差异提纯得到纯，再与反应得到高纯硅；二是与焦炭、反应生成氮化硅，结合反应价态变化、物质分离方法即可分析选项。 【详解】A．步骤①反应为，该反应中C表现还原性，非金属性比较需依据最高价氧化物对应水化物酸性、单质与氢气化合难易等规律，该反应不能说明非金属性，A正确； B．粗中、、的沸点差异较大，可通过蒸馏分离提纯得到纯，B正确； C．中键的H对共用电子对吸引力更大，H为-1价，与溶液反应时，-1价H与水中+1价H发生归中反应生成，同时生成和，C正确； D．步骤⑤反应配平为，反应中N元素化合价降低，为氧化剂，C元素化合价升高，C为还原剂，中各元素化合价均未发生变化，不作氧化剂，D错误； 故选 D。 9．（25-26高一下·广东汕头·期中）利用下列实验装置能达到实验目的的是 A．比较酸性强弱： B．制备并收集 C．制取并收集二氧化氮 D．蔗糖变黑体现了浓硫酸的吸水性 【答案】B 【详解】A．浓盐酸具有挥发性，挥发出的会随生成的进入溶液，也能与反应生成沉淀，无法证明的酸性强于，A错误； B．与混合加热可生成，密度小于空气，采用向下排空气法收集，试管口的棉花可防止氨气与空气对流，能达到实验目的，B正确； C．能与水反应生成和，不能用排水法收集，C错误； D．蔗糖变黑是浓硫酸将蔗糖中的、元素以水的组成比脱去，体现浓硫酸的脱水性，与吸水性无关，D错误； 故选 B。 10．（24-25高一下·河北保定·期中）我国清代《本草纲目拾遗》中的“强水”条目下写道：“性最烈，能蚀五金……其水甚强，五金八石皆能穿滴，惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指硝酸，下列有关硝酸的描述中正确的是 A．实验室中，少量浓硝酸保存在无色试剂瓶中 B．常温下，浓硝酸可以用铝制容器储存，说明浓硝酸与铝不反应 C．向盛有溶液的试管中加入稀硫酸，可在试管口观察到红棕色气体 D．稀硝酸与金属反应时，可被还原为更低价态，说明稀硝酸氧化性强于浓硝酸 【答案】C 【详解】A．浓硝酸见光易分解，需保存在棕色试剂瓶避光存放，无色试剂瓶会导致其分解，A错误； B．常温下浓硝酸与铝发生钝化，生成致密氧化膜阻止反应继续进行，并非不反应，B错误； C．酸性条件下具有强氧化性，将氧化，自身被还原为，遇空气生成红棕色，C正确； D．氧化性强弱由得电子难易程度决定，与还原产物价态无关，且浓硝酸氧化性强于稀硝酸，D错误； 故选C。 11．（24-25高一下·广东·期中）一种新型的人工固氮的原理如图所示，下列说法错误的是 A．过程①中N2被还原 B．转化过程中所涉及的锂、氮、氧元素均呈现了两种价态 C．若设每一步均完全转化，每生成1molNH3的同时生成1.5molO2 D．该固氮过程节能环保，但仍需要提供额外的能量 【答案】C 【详解】A．过程①中N元素化合价由0价降低为-3价，得电子被还原，A正确； B．Li存在0价、+1价，N存在0价、-3价，O存在-2价、0价，三种元素均呈现两种价态，B正确； C．根据得失电子守恒，生成1 mol时N元素得到3 mol电子，每生成1 mol，O元素失去4mol电子，故生成的物质的量为0.75 mol，不是1.5 mol，C错误； D．过程③需要通电，因此需要提供额外的电能，D正确； 故选C。 12．（24-25高一下·福建福州·期中）制取并收集氨气可用于实验室制取。其中不能达到实验目的的是 A．浓氨水加到生石灰中可用于实验室制取 B．如图装置用碱石灰干燥氨气 C．如图装置用于实验室中制取并收集干燥氨气的实验 D．可用湿润的红色石蕊试纸检验氨气 【答案】C 【详解】A．浓氨水加到生石灰中，与水反应放热，促进分解生成，可用于实验室制取，A不符合题意； B．碱石灰为碱性干燥剂，可干燥氨气，B不符合题意； C．氨气密度比空气小，应采用向下排空气法收集，但装置中导管未伸入试管底部，无法将空气排尽，不能收集到纯净的氨气，C符合题意； D．氨气溶于水显碱性，可用湿润的红色石蕊试纸检验氨气，试纸变蓝，D不符合题意； 故选C。 13．（25-26高一下·河北唐山·期中）对下列事实的解释错误的是 A．浓硝酸久置显黄色，说明浓硝酸不稳定 B．NH3具有还原性，可用作制冷剂 C．氮气可代替稀有气体作白炽灯钨丝保护气，说明氮气常温下很稳定 D．硝态氮肥不宜在高温天气施用是因为易被反硝化脱氮；不易在多雨的水田区施用是因为不容易被土壤胶粒吸附 【答案】B 【详解】A．浓硝酸不稳定，久置分解生成的溶解在浓硝酸中使溶液显黄色，解释合理，A不符合题意； B．用作制冷剂是因为液氨汽化时吸收大量热，与其还原性无关，解释错误，B符合题意； C．氮气常温下化学性质稳定，不易与钨丝发生反应，因此可作白炽灯钨丝保护气，解释合理，C不符合题意； D．硝态氮肥的有效成分为带负电的，与带负电的土壤胶粒相互排斥不易被吸附，多雨时易随水流失；高温环境下易发生反硝化反应生成氮气脱氮，解释合理，D不符合题意； 故答案选B。 14．（25-26高一下·四川·期中）已知极易溶于水，HCl易溶于乙醇。某同学用收集满的或HCl进行喷泉实验，设计了多个装置如下，图1装置实验前先关闭止水夹。下列说法错误的是 A．标准状况下图1喷泉实验后，烧瓶内氨水的物质的量浓度约为 B．利用图1进行喷泉实验，将胶头滴管中的水挤入烧瓶，立即形成喷泉 C．利用图2进行喷泉实验，用冰冷的毛巾覆盖烧瓶可引发形成喷泉 D．图3锥形瓶内盛有乙醇，向盛有水的水槽中加入浓硫酸可引发喷泉 【答案】B 【详解】A．设烧瓶内体积为，喷泉实验后烧瓶内溶液的体积也为，标准状况下烧瓶内溶液物质的量浓度，A项正确； B．将胶头滴管中的水挤入烧瓶，还需打开止水夹才能形成喷泉，操作有误，B项错误； C．用冰冷的毛巾覆盖烧瓶，烧瓶内气压降低，烧杯内的水在大气压作用下可进入烧瓶，从而引发喷泉，C项正确； D．浓硫酸稀释放热，使水槽中的温度升高，乙醇挥发，锥形瓶内压强增大，将乙醇压入烧瓶中，部分HCl溶解，导致烧瓶内压强减小引发喷泉，D项正确； 答案选B。 15．（25-26高一下·四川遂宁·期中）将3.86 g铜锌合金投入40 mL一定浓度的硝酸中，合金完全溶解，产生NO和NO2混合气体1344 mL(不考虑其他气体，体积折算为标准状况下)，反应结束后向溶液中加入40 mL4 mol/LNaOH溶液，恰好使溶液中的金属阳离子全部转化为5.9 g沉淀。若将生成的氮氧化物混合气体与一定体积的氧气混合后通入足量的水中，所有气体恰好被完全吸收。下列说法错误的是 A．合金中Zn与Cu的物质的量之比为1：2 B．混合气体中NO和NO2的体积之比为1：1 C．原硝酸的浓度为5 mol/L D．通入O2的体积为672 mL(标准状况下) 【答案】C 【详解】A．沉淀中OH-质量为5.9g-3.86g=2.04g，n(OH-)=，+2价金属总物质的量为，设Zn、Cu物质的量分别为x、y，列方程x+y=0.06mol、65x+64y=3.86g，解得x=0.02mol、y=0.04mol，二者物质的量之比为1:2，A正确； B．标准状况下混合气体总物质的量为，设NO、NO2物质的量分别为a、b，列方程a+b=0.06mol，结合得失电子守恒3a+b=0.12mol，解得a=0.03mol、b=0.03mol，同温同压下体积比等于物质的量比为1:1，B正确； C．根据N元素守恒，原硝酸中HNO3的物质的量等于还原产物（NO、NO2）中N的物质的量与反应后溶液中的物质的量之和，反应后溶液中溶质为NaNO3，n()=n(NaOH)=0.04L×4mol/L=0.16mol，故n(HNO3)=0.06mol+0.16mol=0.22mol，浓度为 =5.5mol/L，不是5mol/L，C错误； D．根据电子守恒，金属失去的电子全部被O2得到，1mol O2得4mol电子，故n(O2)= =0.03mol，标准状况下体积为0.03mol×22.4L/mol=672mL，D正确； 故选C。 二、非选择题 16．（25-26高三下·江西宜春·期中）如图是由常见元素组成的一些单质及其化合物之间的转化关系图。常温常压下，B、E、F、H、I均为气体，F无色无味且能使澄清石灰水变浑浊；B、E、I均有刺激性气味，E能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，B、E在空气中相遇会产生白烟，I为红棕色。A是一种常见的肥料。C、G、K的焰色试验呈黄色(反应中生成的部分物质已略去)。 请回答下列问题： (1)物质F的化学式为___________，D物质的电子式___________。 (2)写出J的浓溶液与铜反应的现象___________。 (3)写出反应④的离子方程式：___________。 (4)写出反应E→H的化学方程式，并用单线桥标出电子转移的方向和数目：___________。 (5)为避免生产硝酸时尾气中的氮氧化物污染环境，人们开发了溶液吸收、催化还原等尾气处理方法。现可以使用或其他物质将氮氧化物催化还原为。请以尾气中的处理为例，写出相关反应的化学方程式___________。 【答案】(1) (2)铜片逐渐溶解，有红棕色气体生成，溶液由无色变为蓝色，反应放热 (3) (4) (5) 【分析】E能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则E为，I为红棕色，则I为，结合转化关系，可推知H为，J为，F为无色无味，且能使澄清石灰水变浑浊，则F为，A是一种常见的氮肥，则A为或，B、E在空气中相遇会产生白烟，可知B为，D为，C、G、K的焰色反应呈黄色，则都含有Na元素，由反应②可知C属于碱，结合反应③可知，C为，G为，K为。 【详解】（1） 由分析知F为；D为，电子式为 ：； （2）J为，浓硝酸与铜反应的现象：铜片逐渐溶解，有红棕色气体生成，溶液由无色变为蓝色，反应放热； （3）反应④是铜与稀硝酸的反应，离子方程式：； （4） 反应E→H是的催化氧化反应，化学方程式：，反应中O元素得电子，化合价从0价变为-2价， N元素失电子，化合价从-3价升高为+2价，转移电子数目为20，电子转移的方向和数目可表示为：； （5）用或其他物质将氮氧化物还原为N2时，发生归中反应，生成氮气和水，方程式为； 17．（25-26高一下·四川巴中·期中）硅单质及其化合物应用广泛，工业上用石英砂(主要成分是，还含有少量的和)为原料制取高纯度的硅，其生产流程如下图所示： (1)操作1需要用到的玻璃仪器有___________。 (2)反应①中通过过量焦炭与反应获得粗硅，该反应的化学方程式是___________。 (3)下列物品含有SiO2的是___________(填序号)。 ①水晶项链 ②玛瑙 ③石英钟 ④硅太阳能电池 ⑤光导纤维 ⑥计算机芯片 实验室用与过量反应制备纯硅的装置如下图(热源及夹持装置略去)。已知能与强烈反应，在空气中易自燃。(已知的沸点为31.8℃) (4)装置B中试剂的作用是___________，装置C中的烧瓶需要加热，其目的是___________。 (5)实验中先让稀硫酸与锌粒反应一段时间后，再加热C、D装置的理由是___________。 (6)新型陶瓷材料氮化硅()可应用于原子反应堆，一种制备氮化硅的反应如下：。若标准状况下，生成33.6L CO，反应过程中转移的电子数为___________。 【答案】(1)烧杯、漏斗、玻璃棒 (2) (3)①②③⑤ (4) 干燥氢气，除去氢气中混有的水蒸气 使汽化，与氢气充分混合进入石英管反应 (5)排尽装置内的空气，防止在空气中自燃，同时防止氢气与空气混合加热发生爆炸，避免与水蒸气反应 (6)3 18．（25-26高一下·天津滨海新区·期中）某化学小组设计了如下有关氮的化合物的实验。 Ⅰ．探究催化氧化反应 A、B装置可选药品：浓氨水、、蒸馏水、生石灰、。 (1)装置B中发生反应的化学方程式是___________。 (2)装置E中发生反应的化学方程式是___________。 (3)装置F的作用___________。 (4)实验一段时间后，观察到装置F中有红棕色气体；G中铜片溶解，且溶液变成蓝色用离子方程式表示G中发生该现象的原因：___________，___________。 (5)可用如图所示的装置替换上述装置中虚线框部分，化合物X为___________。 Ⅱ．检验硫酸铵分解的产物(各装置中药品足量)； 温度高于500℃，硫酸铵会分解： (6)甲同学要证明产物中是否有；气体从左至右，装置的连接顺序为C→___________→___________(填写字母序号)。证明有的实验现象是：___________。 (7)乙同学设计方案证明产物中有和：装置的连接顺序C→G→B→D→E；实验中，观察到D装置溶液由棕黄色变为浅绿色，发生的离子方程式为：___________。 【答案】(1) (2) (3)防止倒吸 (4) (5) (6) A F F中酚酞溶液变红 (7) 【分析】由题意，A装置中生成氧气，通过C中浓硫酸干燥，B装置中生成氨气，通过D中碱石灰干燥，氨气和氧气在E中催化氧化生成NO，NO和氧气生成二氧化氮，二氧化氮和生成硝酸，G中硝酸和铜生成硝酸铜和NO，尾气有毒，需处理防止污染； 【详解】（1）由分析，B装置中生成氨气，结合所给药品，可以为氧化钙和浓氨水反应生成氨气和氢氧化钙：； （2）装置E中发生反应为氨气和氧气在E中催化氧化生成NO，化学方程式是； （3）装置F的作用防止倒吸，起安全瓶作用； （4）NO和氧气生成二氧化氮，二氧化氮和生成硝酸，G中硝酸和铜生成硝酸铜和NO，G中发生该现象的原因为：3NO2+H2O=2H++2+NO、； （5）碳酸氢铵受热分解为氨气和二氧化碳、水，二氧化碳和水均能和过氧化钠反应生成原料气氧气，故X可以为过氧化钠； （6）由实验装置图可知，装置C中硫酸铵受热分解生成氮气、二氧化硫、氨气和水，若要证明产物中是否有氨气，应将气体先通入盛有碱石灰的干燥管吸收二氧化硫，排除二氧化硫的干扰，再通过盛有酚酞溶液的洗气瓶，观察溶液是否变红确定是否有氨气生成，则装置的连接顺序为：C→A→F；证明有的实验现象是：F中酚酞溶液变红； （7）若要证明产物中有水蒸气和二氧化硫，应将气体通过盛有无水硫酸铜的干燥管观察白色固体是否变蓝确定是否有水蒸气生成，通过盛有浓硫酸的洗气瓶吸收氨气，排除氨气对二氧化硫检验的干扰，通过盛有氯化铁溶液的洗气瓶观察溶液黄色是否褪去确定是否有二氧化硫的生成，最后用排水法收集确定反应是否生成氮气，则装置的连接顺序为：C→G→B→D→E；观察到D装置溶液由棕黄色变为浅绿色，发生反应为铁离子和二氧化硫发生氧化还原反应生成亚铁离子和硫酸，离子方程式。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $