第五章化工生产中的重要非金属元素 复习课件(共55张PPT)2022-2023学年高一下学期化学人教版（2023）必修第二册

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第五章化工生产中的重要非金属元素

复习

试管内壁上有硫附着时可用CS2试剂洗涤

俗称色、态溶解性

水酒精CS2

一、硫

1.物理性质

黄色或淡黄色晶体

难溶

硫黄

微溶

易溶

2.化学性质

(1)与金属反应（低价金属硫化物）

(黑色)

(黑色)

Hg+S=HgS(黑色)用于除去洒落的汞

(2)与非金属单质反应

S+H2H2S

空气中燃烧

淡蓝色火焰

氧气中燃烧

蓝紫色火焰

单质硫燃烧时，产物只能是SO2，无论O2的量是否

充足，均不会生成SO3。

二、SO2的性质

1、物理性质：无色，有刺激性气味、有毒，密度＞空气，通常情况下，水：SO2=1：40溶于水

2.用途：①制硫酸②漂白纸浆、毛、丝等

③杀菌消毒、食品添加剂（漂白、防腐、抗氧化）

原理：SO2+H2OH2SO3

可逆反应特点：同一反应、同一条件、同时进行“三同”

3.化学性质

(1)还原性：与氧化性物质反应

如O2、X2(X=Cl/Br/I)、酸性高锰酸钾、Fe3+、Na2O2等

与高锰酸钾：5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2++4H++5SO42-

与卤素：

与O2:

可逆反应

(2)氧化性:只有与S2-反应才体现SO2的氧化性

如：H2S、Na2S

现象：产生黄色沉淀

例：如何检验某混合气体中含有SO2和CO2？

SO2、CO2

澄清

石灰水

品红溶液

KMnO4

溶液

品红溶液

NaOH溶液

褪色褪色不褪色

先浑浊

后澄清

该原理可用于实验室制SO2

Cu＋2H2SO4(浓)===CuSO4＋SO2↑＋2H2OH2SO4作用

不浓不热不反应

实验现象：品红溶液褪色，紫色石蕊溶液逐渐变红；浸NaOH的棉团的作用吸收多余的SO2，防止污染空气。

处理尾气发生的化学方程式SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O

（一）浓硫酸与Cu反应实验

1、螺旋状可抽动铜丝的优点（两点）：①控制反应的发生与停止；②增大反应的接触面积

2.实验结束后若想观察到蓝色溶液，应将反应剩余物质加入到水中（原理类似浓硫酸的稀释操作）

3.下列药品能证明反应后烧瓶中确有余酸的是.

a.铁粉b.BaCl2溶液c.银粉d.NaHCO3溶液

4.若检验出反应后有余酸，但仍有Cu未溶解，解释原因随着反应进行，浓硫酸浓度减小，不能与Cu反应。

5.足量Zn与浓硫酸反应，酸是否有剩余？没有，整个过程生成的气体有SO2、H2。

a、d

两点符合绿色化学的设计：

1.螺旋状可抽动铜丝、2.NaOH棉团吸收尾气

（二）浓硫酸与蔗糖（C12H22O11）反应实验

1.现象：蔗糖逐渐变黑→脱水性

体积膨胀，产生刺激性气味气体→强氧化性

2.C+2H2SO4(浓)CO2+2SO2↑+2H2O

不浓不热不反应，H2SO4作用

要事先往蔗糖里滴加少量水的原因：浓硫酸吸水放出大量的热，为C与浓硫酸的反应提供热量。

黑面包实验体现浓H2SO4性质:脱水性、强氧化性

（二）浓硫酸与蔗糖（C12H22O11）反应实验

产物验证：H2OSO2CO2

请思考可以替代酸性高锰酸钾的是？①新制氯水②溴水③FeCl3溶液③NaHCO3溶液

判断下列过程浓硫酸体现的性质：

①强酸性②强氧化性③吸水性④脱水性⑤难挥发性

(1)往胆矾(CuSO4·5H2O)中加浓硫酸后变白③；

(2)敞口放置浓硫酸浓度变小③；

(3)用浓硫酸在纸上书写的字迹变黑④；

(4)用铁制或铝制槽车运输浓硫酸②；

(5)可用浓硫酸干燥O2、N2、Cl2等气体③；

(6)浓硫酸与NaCl固体反应制备HCl⑤；

(7)将浓硫酸滴在紫色石蕊试纸上现象是先变红后变黑，体现浓硫酸的①④性；

SO3+H2O====H2SO4

净化目的：防止催化剂中毒

不能用水淋洗防止形成酸雾

发烟硫酸：98%浓H2SO4吸收了SO3

工业上SO2尾气处理：氨水(NH4)2SO3→(NH4)2SO4

氧化

硫黄

一、工业制硫酸

二、不同价态含硫物质的转化

通过氧化还原反应实现不同价态的转化：氧化剂/还原剂

实验一：粗盐提纯

用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子

(杂质：不溶的泥沙和Ca2+、Mg2+、SO42-)

1.除杂原则：除杂试剂要过量，过量试剂要除去

除杂不引杂。过量的原因：使杂质离子沉淀完全

2.步骤：

①溶解：

5.0g

左物右码

玻璃棒作用：搅拌，加速溶解

水不易过量

2.步骤：

①先加入过量的BaCl2溶液，使SO42-沉淀完全；②再加入过量的NaOH溶液，使Mg2+沉淀完全；③再加入过量的Na2CO3溶液，使Ca2+和Ba2+沉淀完全；

【注意】1.分析每步试剂时，写全反应方程式。

加入Na2CO3溶液方程式：

2.加入试剂的顺序为：三种在Na2CO3在BaCl2溶液之后

BaCl2溶液、Na2CO3溶液

3.检验沉淀完全的操作：取上层清液，再加沉淀剂，……

检验SO42-是否沉淀完全：取上层清液，再加BaCl2溶液，若无沉淀生成，则证明已沉淀完全；反之，则未沉淀完全

试剂过量，也不要太多

2.步骤：

④过滤；⑤向滤液中加入盐酸，用玻璃棒搅拌，直到没有气泡冒出，并用pH试纸检测，使滤液呈中性或微酸性。

1.最后过滤一次即可，除去生成的沉淀和不溶性杂质

2.过滤时玻璃棒的作用引流，一贴二低三靠

3.最后加入盐酸的目的是什么？

除去过量的NaOH溶液、Na2CO3溶液

离子方程式写两个，盐酸过量怎么除？

4.过滤和加入盐酸这两步能否颠倒？否，原因是

沉淀会再次溶解

5.盐酸能否换成硫酸：不能，引杂

最少一次

2.步骤：

最后，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.【蒸发结晶的规范操作】

玻璃棒作用：

蒸发结晶的仪器：

区分蒸发皿、坩埚

实验二：SO42-检验

1.SO42-检验：取少量溶液于试管中，先加HCl，无明显现象，再加BaCl2，若生成白色沉淀，则证明有SO42-。（唯一试剂，唯一顺序）必考

①加入稀盐酸排除Ag+SO32-CO32-离子的干扰

②若加入盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀，可能含有Ag+离子

若先加BaCl2，再加HCl沉淀不溶解，则可能存在的离子有Ag+。

③加入试剂错误：若用HNO3酸化，则不能排除的离子有Ag+SO32-

2.变式考察：检验Na2SO3是否变质？

取少量试剂于试管中，先加过量的盐酸，再加BaCl2溶液，若产生白色沉淀，说明Na2SO3变质

1.氮及其化合物

一、N2的性质

1.物理性质：难溶于水，M=28g/mol；只能用排水法收集

用途：保护气、冷冻剂、麻醉剂、合成氨、制硝酸；

2.化学性质：

二、氮的固定：游离态的氮转变为氮的化合物。

1)自然固氮：①生物固氮：植物根瘤菌固氮②雷电作用

雷雨发庄稼：N2+O2=======2NO2NO+O2=2NO2

3NO2+H2O==2HNO3+2NO

2)人工固氮：工业合成氨

不能做Mg的保护气

自然固氮，区分条件

工业合成氨，条件

三、NO的性质

1.物理性质：无色、无味的有毒气体，不溶于水，

只能用排水法收集

2.化学性质：2NO+O2==2NO2可用于检验NO

NO是不成盐氧化物，不是酸性氧化物

四、NO2的性质：

1.物理性质：红棕色、刺激性气味、有毒，密度比空气大，易溶于水，向上排空气法收集。

不是酸性氧化物

2.化学性质—自然界无纯净的NO22NO2N2O4

①与水：3NO2+H2O==2HNO3+NO工业制硝酸

氧化剂：还原剂=1：2应用：除去NO中的NO2

四、NO2的性质：

③与碱：2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O

NO：NO2混合1：1时恰好反应

NO+NO2+2NaOH＝2NaNO2+H2O

NO、NO2满足＜1:1比例时，可被NaOH完全吸收。如果没有被完全吸收可以通入O2。

实验5-5在一支50ml的注射器里充入20mlNO，然后吸入5ml水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器，观察无明显现象。打开弹簧夹，快速吸入10ml空气后夹上弹簧夹，观察气体由无色变为红棕色。振荡注射器，再观察气体由红棕色变为无色，注射器塞子向左移动

化学反应：2NO+O2=2NO2

3NO2+H2O=2HNO3+NO

要将NO充分转化可以采取措施：反复通入O2

工业生产硝酸的启示：向其中加入一定量的O2可提高二氧化氮的利用率，增大硝酸的产率

4NO2+O2+2H2O=4HNO3

4NO+3O2+2H2O=4HNO3

①当混合气体NO2O2满足4:1时，液体全部充满试管。

②当混合气体NOO2满足4:3时，液体全部充满试管。

1.氮及其化合物

一、NH3的性质

1.物理性质：无色、有刺激性气味、极易溶于水（1:700）氨易液化，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，液氨可用作制冷剂。

2.化学性质：

(1)与水反应

三分子：NH3、H2O、NH3·H2O三离子：NH4+、OH-、H+

NH3+H2O

NH3·H2O

注：1、氨水是混合物，氨气、液氨、NH3·H2O是纯净物。

2、氨水不稳定，见光受热易分解需用棕色试剂瓶避光阴凉处保存

3、氨水、氯水久置后均变质，但原理不同！

氨水久置，NH3逸出，浓度减小，碱性减弱；

(非氧化还原)

氯水久置，最终HClO分解为HCl，酸性增强。

(氧化还原)

氨水显碱性的原因

+OH-

2.化学性质：

(2)与酸反应：与挥发性酸有白烟

NH3＋HCl==NH4Cl(白烟）→NH3与HCl互检

NH3＋HNO3===NH4NO3(白烟）→NH3与挥发性酸生成盐是固体小颗粒，现象为白烟

2NH3(过量)＋H2SO4===(NH4)2SO4

NH3(少量)＋H2SO4===NH4HSO4

(3)还原性①与O2:

催化氧化：4NH3+5O2===4NO+6H2O→工业制硝酸的基础

催化剂

4.NH3是高中阶段唯一一个碱性气体

检验NH3的方法：

①湿润的红色石蕊试纸变蓝

②使酚酞试液变红

③湿润的PH试纸变红

④蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近产生白烟

二、喷泉实验实验5-6

喷泉实验成功的关键：

①气密性要好（否则无喷泉现象）

②气体要充满烧瓶（否则液体喷不满）

③烧瓶要干燥

一、铵盐：铵根离子(NH4+)与酸根离子构成的化合物

1.受热易分解——产物不一定有NH3如：NH4NO3

NH4HCO3==H2O+CO2↑+NH3↑

△

NH4Cl==NH3↑+HCl↑试管底部分解，试管口重新化合

△

2.与碱反应：加热→NH3，不加热→NH3·H2O

NH4Cl+NaOH===NaCl+NH3↑+H2O

(NH4)2CO3+2NaOH===Na2CO3+2NH3↑+2H2O

铵盐与强碱离子方程式：NH4++OH==NH3↑+H2O

3.NH4+检验的规范叙述：（取加若则）

取待测液少许于试管中，向其中加入NaOH溶液并加热，

若产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则含有NH4+

4.实验方法证明某种无色晶体是(NH4)2SO4

阴阳离子均检验，先加水溶解，再分别检验NH4+、SO42-

△

△

二、实验室制氨气

1.原理：试剂：NH4Cl、Ca(OH)2

2NH4Cl+Ca(OH)2===CaCl2+2H2O+2NH3↑

是复分解反应，但不是离子反应，固体反应

注意事项：

①仪器：固固加热型，酒精灯(加热)试管口略向下倾斜

②收集方法：向下排空气，导管伸入试管底部

③干棉花的作用：减小对流，提高氨气的收集速度和纯度

若为湿棉花：还有吸收尾气的作用

棉花还可以沾稀硫酸

△

试剂选择

①不用NH4NO3原因：加热过程中NH4NO3分解易爆炸

②不能直接加热NH4Cl固体制NH3

③若改用直接加热NH4HCO3、(NH4)2CO3固体制NH3

应在收集装置前加碱石灰除CO2

2.除杂、干燥(碱石灰)

×

CaCl2+8NH3==CaCl28NH3

干燥NH3应选：①浓H2SO4②P2O5③碱石灰④无水CaCl2

3.收集:向下排空气法

4.验满:试纸必须湿润/瓶口验满

①用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝

②湿润的无色酚酞试纸靠近试管口，试纸变红

③湿润的pH试纸靠近试管口，试纸变蓝

④蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口产生白烟

⑤遇氯气靠近试管口，产生白烟

5.尾气处理:(用水或稀酸吸收氨气→防倒吸)

abde

三、实验室快速制取NH3的方法

方法化学方程式(或原理)气体发生装置

加热浓氨水NH3·H2O==NH3↑＋H2O

浓氨水＋固体NaOH①NaOH溶于水放热，促使NH3·H2O分解，②OH－浓度的增大也有利于NH3的逸出

浓氨水＋固体CaO①CaO与水反应消耗水，使溶剂(水)减少②反应放热，促进NH3逸出；③生成OH－，OH－浓度的增大也有利于NH3的逸出

NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-

1.氮及其化合物

一、硝酸的化学性质

1.不稳定性：

保存在棕色细口瓶（玻璃塞）中，并放置在阴凉处

【思考】浓硝酸呈黄色的原因:生成的NO2溶解在硝酸中

如何消除黄色？通入O2

2.酸性

(1)指示剂：

①稀硝酸使紫色石蕊试液变红

②浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色（酸性、氧化性）

(2)与部分盐反应（如Na2CO3）CO32-+2H+=CO2+H2O

(3)与碱、NH3反应:NH3+HNO3=NH4NO3

现象：产生白烟

3.强氧化性:体现在+5价的N上，浓度越大，氧化性越强

浓HNO3还原产物为NO2，稀HNO3还原产物为NO

(1)与金属Cu反应-装置

主要反应现象（海陆空）反应原理化学方程式

浓硝酸与铜常温下反应剧烈，溶液变为绿色，铜丝逐渐变细，试管上方出现红棕色气体溶液绿色是因为溶解了红棕色的NO2，加水可变为蓝色

稀硝酸与铜常温下反应比较温和，溶液变为蓝色，铜丝逐渐变细，试管上方出现无色气体

硝酸在反应中体现：酸性和氧化性

Cu＋4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O

3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO+4H2O

3Cu+8H++2NO3=

3Cu2++2NO↑+4H2O

Cu＋4H++2NO3-＝Cu2+＋2NO2↑＋2H2O

二、工业制硝酸(3个反应)基础是氨的催化氧化

①4NH3+5O24NO+6H2O（氨的催化氧化）

②2NO+O2=2NO2

③3NO2+H2O=NO+2HNO3

实际生产中可以通入过量空气（或氧气）使NO完全转化为硝酸

酸雨的来源：SO2、NO、NO2

空气中SO2来源：

①煤、石油的燃烧②金属矿物冶炼；

氮氧化物来源：①汽车尾气(汽车内燃机高温使空气中N2与O2反应)②工业制硝酸废气中的NO、NO2。

O2+2H2SO3=2H2SO4

SO3+H2O=H2SO4

2SO2+O22SO3

催化剂

SO2+H2OH2SO3

途径1

途径2

一、1.酸雨的形成：两种类型

硝酸型：

硝酸型酸雨的形成过程都是氧化还原反应

硫酸型：

硫酸型酸雨在空气中久置pH降低原因:H2SO3转化为H2SO4

N2+O2=高温=2NO2NO＋O2==2NO2

3NO2＋H2O==2HNO3＋NO

2、酸雨的吸收处理：

1.Si在元素周期表中的位置：第三周期第ⅣA族（不容易得也不容易失去电子），处于金属与非金属的过渡位置，其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，Si在自然界存在：主要以硅酸盐和氧化物的形式（无游离态）

2.SiO2存在于水晶、玛瑙、沙子、石英，光导纤维，饰品

一、硅用途：与电有关！

应用最广泛的半导体材料，做硅芯片、硅太阳能电池

二、SiO2是酸性氧化物用途：与光有关！

做建筑材料：沙子；

做饰品水晶、玛瑙；做石英坩埚、玻璃坩埚；

①与HFSiO2+4HF=SiF4↑+2H2O用途：刻蚀玻璃

②与NaOHSiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O

③与盐：SiO2+Na2CO3=高温=Na2SiO3+CO2↑

SiO2+CaCO3=高温=CaSiO3+CO2↑

第一步中C是过量的，所以产物为CO，不是CO2，C过量，会发生下列反应SiO2+3C==SiC+2CO↑所以粗硅中所含杂质为SiC