第五章化工生产中的重要非金属元素知识清单高一下学期化学人教版

第五章化工生产中的重要非金属元素考点1硫和二氧化硫硫元素的价—类二维图一、硫1．硫的存在：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(游离态：火山喷口附近或地壳的岩层里,化合态：主要以硫化物和硫酸盐[硫铁矿(FeS2)、石膏(CaSO4·2H2O)、,芒硝(Na2SO4·10H2O)及蛋白质、石油、天然气、煤等]))2．硫的物理性质硫俗称硫黄，黄色晶体，质脆，易研成粉末，不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2，熔沸点低。3．硫的化学性质化合价角度认识(1)硫的氧化性①与金属反应2Na＋Seq\o(=,\s\up8(△))Na2S（混合研磨发生轻微爆炸）Fe＋Seq\o(=,\s\up8(△))FeS（铁被氧化为+2价）2Cu＋Seq\o(=,\s\up8(△))Cu2S（铜被氧化为+1价）常温下，Hg＋S=HgS（汞撒落在地面可撒些硫黄覆盖）②与非金属反应：H2＋Seq\o(=,\s\up8(△))H2S。(2)硫的还原性：S＋O2eq\o(=,\s\up8(点燃))SO2（在空气中，淡蓝色火焰；在氧气中，明亮的蓝紫色火焰。）(3)硫与碱反应：S与热的浓NaOH溶液反应：3S＋6NaOHeq\o(=,\s\up8(△))2Na2S＋Na2SO3＋3H2O4．硫的用途：制硫酸，制火药，在橡胶工业中做硫化剂，制杀菌药物。二、二氧化硫(亚硫酸酐)1．二氧化硫的物理性质无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易溶于水，常温、常压下，1体积水能溶解40体积的SO2，熔点－76℃，沸点－10℃，容易液化。2．二氧化硫的化学性质从物质类别角度，化合价的角度来看(1)SO2属于酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性①与水的反应：SO2＋H2OH2SO3(可逆反应)注：可逆反应——指在同一条件下，同时向正反应方向和逆反应方向进行的反应。用“”表示。二氧化硫与水的反应，水溶液的酸碱性，二氧化硫或亚硫酸的漂白性实验实验操作现象结论①把盛有SO2的试管倒立于水中，打开胶塞试管内液面上升。SO2易溶于水。②用pH试纸测定溶液的酸碱度试纸变红色二氧化硫水溶液呈酸性。③滴入2滴品红溶液，振荡；加热试管，再观察品红褪色；加热恢复红色。二氧化硫能使品红褪色，具有漂白性。②与碱的反应：2NaOH＋SO2(少量)=Na2SO3＋H2O；NaOH＋SO2(过量)=NaHSO3Ca(OH)2＋SO2(少量)=CaSO3↓＋H2O；Ca(OH)2＋2SO2(过量)=Ca(HSO3)2③与碱性氧化物反应：SO2＋CaO=CaSO3④与某些盐反应2Na2CO3＋SO2(少量)＋H2O=Na2SO3＋2NaHCO3Na2CO3＋2SO2(过量)＋H2O=2NaHSO3＋CO2(2)强还原性:SO2eq\o(→,\s\up7(MnO4－(H+)、ClO－(H+)、NO3－(H+)),\s\do5(Fe3+、H2O2、O2、Cl2、Br2、I2))SO3或SO42－①与O2反应：2SO2＋O2eq\o(,\s\up8(催化剂),\s\do8(△))2SO3。(该反应为可逆反应)②与Cl2、Br2、I2溶液的反应：SO2＋X2＋2H2O=H2SO4＋2HX(X2=Cl2、Br2、I2)③与酸性KMnO4溶液的反应5SO2＋2MnO4－＋2H2O=5SO42－＋2Mn2＋＋4H＋④与FeCl3溶液反应：SO2＋2Fe3＋＋2H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2Fe2＋＋4H＋⑤与H2O2溶液反应：SO2＋H2O2=H2SO4(3)弱氧化性2H2S＋SO2===S↓＋2H2O(在溶液中进行时产生浅黄色浑浊)(4)漂白性二氧化硫或亚硫酸有漂白作用，能与某些有色物质结合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。①SO2有漂白性，能使品红褪色。利用品红溶液可检验二氧化硫气体。②SO2的漂白作用与次氯酸的漂白作用相不相同？不相同，二氧化硫能使品红溶液褪色，漂白后的溶液加热后能恢复至原来的颜色；次氯酸的漂白过程是发生了氧化还原反应，其漂白作用是永久性的。③二氧化硫不能漂白酸碱指示剂。=4\*GB3④二氧化硫漂白作用是化学变化。几种漂白类型对比物质SO2HClO、NaClO、Ca(ClO)2、H2O2、Na2O2、O3活性炭漂白原理与有色物质结合生成无色物质将有色物质氧化为无色物质吸附有色物质变化类型化学变化化学变化物理变化是否可逆可逆，加热或久置后恢复原来的颜色不可逆，加热或久置后不恢复原来颜色—漂白对象有色的有机物，不能漂白指示剂有色的有机物和指示剂有机色质3．二氧化硫的用途工业上常用来漂白纸浆、毛、丝等，还可用于杀菌消毒，还是一种食品添加剂，如葡萄酒中适量添加，可起到杀菌、抗氧化的作用。三、三氧化硫(硫酸酐)1．物理性质在标准状况下，是一种无色固体，熔点(16.80℃)、沸点(44.8℃)较低，具有较强的吸湿性，极易溶于水并放出大量的热，溶解于浓硫酸中形成发烟硫酸。2．化学性质：具有酸性氧化物的通性(1)与水反应生成硫酸：SO3＋H2O=H2SO4(工业上生产硫酸)(2)与碱反应：SO3＋2NaOH=Na2SO4＋H2OSO3＋Ca(OH)2=CaSO4＋H2O(3)与碱性氧化物反应：CaO＋SO3=CaSO4【补充拓展1——二氧化硫的实验室制法】1．反应原理及装置（1）装置类型：“固体+固体气体”型原理：Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O（1）装置（2）装置（2）装置类型：“固体+液体气体”型原理：Na2SO3+H2SO4（浓）Na2SO4+SO2↑+H2O不用稀硫酸的原因；SO2易溶于水，逸出SO2的较少2．气体净化装置（1）先用饱和NaHSO3溶液除HCl（若用亚硫酸钠和稀盐酸反应）（2）再用浓硫酸或无水氯化钙或P2O5或硅胶除水蒸气3．气体的收集：（1）排液法：排饱和NaHSO3溶液法，导气管短进长出（2）排气法：向上排空气法，导气管长进短出4．气体的检验：通入品红溶液，品红褪色（加热又变红）5．尾气处理（1）利用酸性①吸收剂：一般用NaOH溶液②反应：2NaOH+SO2Na2SO3+H2O（2）利用还原性①吸收剂：一般用酸性高锰酸钾溶液②反应：2MnO4－+2H2O+5SO22Mn2++4H++5SO42－6．实验安全装置（1）安全隐患：可能发生倒吸现象（2）在收集装置和尾气吸收装置之间加防倒吸的安全瓶【补充拓展2——硫化氢】四、硫化氢1．物理性质硫化氢是无色、有臭鸡蛋气味的气体，密度比空气大，有剧毒，是大气污染物，能溶于水(通常情况下溶解度为1∶2.6)｡2．硫化氢的化学性质(1)不稳定性H2Seq\o(=,\s\up8(△))H2+S(300℃时分解)(2)可燃性2H2S+3O2eq\o(=,\s\up8(点燃))2H2O+2SO2(完全燃烧)2H2S+O2eq\o(=,\s\up8(点燃))2H2O+2S(不完全燃烧)(3)还原性H2S中的硫元素为－2价，是硫的最低价态，在化学反应中的化合价只能升高，不能降低，因此H2S有强还原性。如：2H2S＋SO2===3S↓＋2H2OH2S＋Cl2===2HCl＋S(Br2、I2有类似反应)H2S＋2FeCl3===2FeCl2＋2HCl＋S↓H2S＋H2SO4(浓)===S↓＋SO2↑＋2H2O(浓硫酸不能干燥硫化氢气体)(4)特殊性H2S＋CuSO4===CuS↓(黑色)＋H2SO4(常用硫酸铜溶液除去硫化氢气体)H2S＋(CH3COO)2Pb===PbS↓(黑色)＋2CH3COOH(常用醋酸铅试纸检验H2S气体，试纸由白色变成黑色)3．氢硫酸（H2S的水溶液叫氢硫酸）(1)弱酸性：是易挥发的二元弱酸，其酸性比碳酸还弱，具有酸的通性。H2S＋2NaOH===Na2S＋2H2O(H2S不足量)H2S＋NaOH===NaHS＋H2O(H2S过量)(2)还原性2H2S(溶液)+O2===2S+2H2O(氢硫酸不宜在空气中长久存放)4．实验室用FeS与稀硫酸或盐酸反应制取H2S气体FeS+H2SO4(稀)=FeSO4+H2S（气体制备装置与氢气相同）考点2硫酸硫酸根离子的检验一、稀硫酸的酸的通性(1)使指示剂变色，H2SO4=2H＋＋SO42(2)稀硫酸与活泼金属反应，如Zn：Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑(3)稀硫酸与金属氧化物反应，如CuO：CuO＋2H＋=Cu2＋＋H2O(4)稀硫酸与碱反应，如NaOH：OH－＋H＋=H2O(5)稀硫酸与部分盐反应，如Na2CO3：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O二、浓硫酸1．物理性质纯硫酸是无色、黏稠的油状液体，难挥发。常用的浓硫酸中H2SO4的质量分数是98%，密度为1.84g/cm3，物质的量浓度为18.4mol/L。浓H2SO4与水以任意比互溶，溶解时可放出大量的热，浓H2SO4稀释的方法是将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌。2．三大特性(1)吸水性：浓硫酸具有强烈的吸水能力，能吸收空气中的水分，甚至能吸收结晶水合物中的水，故浓硫酸常用作干燥剂，但不能干燥NH3。(2)脱水性：浓硫酸具有很强的腐蚀性，能按水的组成脱去纸、棉布、木条等有机物中的氢、氧元素，如浓硫酸使蔗糖脱水炭化：C12H22O11eq\o(→,\s\up8(浓硫酸))12C＋11H2O。“黑面包”实验实验操作实验现象a.蔗糖逐渐变黑;b.蔗糖体积膨胀,形成黑色、疏松多孔的海绵状的炭,并放出有刺激性气味的气体实验结论a.浓硫酸具有脱水性;b.浓硫酸具有强氧化性,能将蔗糖炭化生成的碳单质氧化为CO2,自身被还原为SO2

(3)强氧化性①与金属反应常温下，浓H2SO4能使Fe、Al钝化(在其表面生成了一层致密的氧化膜，阻止了反应继续进行。可用铝槽车运输浓H2SO4)Zn＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up8(△))ZnSO4＋SO2↑＋2H2OCu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up8(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O实验操作实验现象铜丝表面有气泡逸出;品红溶液逐渐变为无色;石蕊溶液逐渐变为红色;将试管a中的溶液慢慢倒入水中,溶液变为蓝色②与非金属反应C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up8(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2OS＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up8(△))3SO2↑＋2H2O检验碳与浓硫酸反应所有气体产物实验方案A：CuSO4粉末，检验产生的水蒸气B：品红溶液，检验产生的SO2气体C：酸性KMnO4溶液或溴水，除去SO2气体D：品红溶液，检验SO2能否完全除去E：澄清石灰水，检验产生的CO2气体当D中品红溶液不褪色，E中澄清石灰水变浑浊时，说明产物中CO2气体。若把装置D去掉，当C中溶液颜色未完全褪去，E中澄清石灰水变浑浊时，说明产物中有CO2气体。③与还原性化合物反应2HBr＋H2SO4(浓)=SO2↑＋Br2＋2H2OH2S＋H2SO4(浓)=S↓＋SO2↑＋2H2O④可利用浓H2SO4的高沸点难挥发性制备易挥发性酸(HF、HCl等)如2NaCl(固)＋H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))Na2SO4＋2HCl↑。浓硫酸的吸水性和脱水性区别吸水性常用作干燥剂，但不能干燥NH3、H2S、HI等分清浓硫酸的脱水性和吸水性的区别：①吸水性：浓硫酸能吸收物质中游离的水，可用作干燥剂。可以是物理变化，也可以是化学变化，如浓硫酸脱去CuSO4·5H2O晶体中的结晶水；②脱水性：浓硫酸可将有机物中的H、O原子以2∶1比例脱去脱水性将有机物中的H、O以原子数2∶1的比例脱去，如使蔗糖变黑稀硫酸和浓硫酸的鉴别方法浓硫酸稀硫酸观察状态油状黏稠液体稀薄的液体测量密度大小加蒸馏水放出大量的热没有变化滴在蓝色石蕊试纸上试纸先变红然后变黑试纸变红色加铁片钝化，无明显变化产生气泡加入铜片并加热产生刺激性气味气体且溶液变蓝无明显现象加入胆矾蓝色晶体变白色固体晶体溶解，溶液变蓝色滴在纸上纸炭化变黑不炭化三、硫酸的用途和工业制备1．用途：(1)重要的化工原料，可用于生产化肥、农药、炸药、染料、盐类等。(2)用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、作干燥剂等。2．工业制备：(1)黄铁矿或硫黄制备SO2：4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up10(点燃),\s\do4())2Fe2O3＋8SO2S＋O2eq\o(=,\s\up8(点燃))SO2(2)在V2O5作催化剂、400~500℃条件下，制备SO3：2SO2＋O2eq\o(=====,\s\up10(催化剂),\s\do4())2SO3(3)用98.3%浓硫酸吸收SO3：SO3＋H2O=H2SO4四、硫酸根离子的检验被检液eq\o(→,\s\up7(加足量盐酸酸化))取清液eq\o(→,\s\up7(滴加BaCl2溶液))观察有无白色沉淀产生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↓。实践应用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↑考点3硫及其化合物间的转化关系1．自然界中不同价态硫元素之间的转化2．通过氧化还原反应实现含不同价态硫元素的物质之间的转化(1)价态与性质①－2价硫处于最低价态，只有还原性，可被O2、Cl2等氧化剂氧化为S；②0价、＋4价硫处于中间价态，既有氧化性又有还原性；③＋6价硫处于最高价态，只有氧化性。(2)当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其相邻的价态(化合价只靠拢不交叉),即台阶式升降,可用下图表示:相邻价态的同种元素微粒间不发生氧化还原反应,如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。(3)不同价态硫元素间的转化,均属于氧化还原反应，需要选择合适的氧化剂或者还原剂。证明硫单质、SO2具有还原性要选择氧化剂，如酸性KMnO4溶液、氯水等；证明浓硫酸具有氧化性要选择还原剂，如金属单质、硫单质、H2S等；证明SO2具有氧化性要选择还原剂，如H2S、Na2S等。(4)含硫物质的连续氧化H2SSO2SO3H2SO4SSO2SO3H2SO43．通过非氧化还原反应实现含不同价态硫元素的物质之间的转化（1）（2）（3）SO3H2SO4→Na2SO4→NaHSO4→BaSO44．具体的硫及其化合物之间的转化关系5．化学实验设计的原则进行化学实验设计时,应遵循科学性、可行性、安全性和绿色化原则。

考点4氮气氮的氧化物一、氮元素的存在与氮的固定1．原子结构（1）原子结构示意图：（2）在周期表中位置：第二周期第VA族2．常见的含氮微粒（1）氮元素的化合价与氧化性、还原性的关系价态代表物性质－3NH3、Mg3N2、NH4Cl只有还原性0N2既有氧化性，又有还原性+1N2O+2NO+3N2O3、HNO2、NaNO2+4NO2、N2O4+5N2O5、HNO3、NaNO3只有氧化性（2）氮元素的价类二维图3．氮的存在（1）游离态:以氮分子的形式存在于空气中。（2）化合态:存在于动植物体内的蛋白质中，以及土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。4．氮的固定（1）含义：将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。（2）分类：①自然固氮高能固氮：N2＋O2eq\o(=,\s\up8(放电或高温))2NO生物固氮：豆科植物的根瘤菌固氮②人工固氮合成氨：N2＋3H2eq\o(,\s\up8(催化剂),\s\do8(高温、高压))2NH3仿生固氮：某些金属有机化合物，可起到根瘤菌的作用5．自然界中氮的循环二、氮气1．物理性质：氮气是一种无色、无味的气体，密度为1.2506g·L－1，难溶于水，难液化。2．化学性质：N≡N键能很大，通常情况下，氮气化学性质很不活泼。①与氧气：N2＋O2eq\o(=,\s\up8(放电))2NO②与氢气：N2＋3H2eq\o(,\s\up8(催化剂),\s\do8(高温、高压))2NH3（合成氨工业反应原理）③与镁：N2＋3Mgeq\o(=,\s\up8(高温))Mg3N23．用途：合成氨，制氮肥，充汽车轮胎，作保护气等。4．实验室制法：（1）高温下氨气还原氧化铜：2NH3+3CuOeq\o(=,\s\up8(△))3Cu+N2+3H2O（2）用饱和NaNO2和NH4Cl溶液反应：NH4Cl＋NaNO2eq\o(=,\s\up8(△))NaCl＋2H2O＋N2↑三、一氧化氮1．物理性质：无色、无味气体，密度与空气接近，不溶于水，有毒。2．化学性质①还原性：2NO＋O2=2NO2(红棕色)(无色气体在空气中变成红棕色是NO气体的特征)②氧化性：2NO＋2COeq\o(=,\s\up8(催化剂))N2＋2CO2(安装“尾气催化转化器”可净化汽车尾气)3．实验室制法：3Cu＋8HNO3(稀)eq\o(=,\s\up8(△))3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O四、二氧化氮1．物理性质：红棕色、有刺激性气体，密度比空气大，易液化，易溶于水，有毒。2．化学性质①自身氧化还原3NO2＋H2O=2HNO3＋NO(工业生产硝酸)2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O②氧化性：能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。2NO2＋4COeq\o(=,\s\up8(催化剂))N2＋4CO2(安装“尾气催化转化器”可净化汽车尾气)③还原性：2NO2＋Na2O2=2NaNO3④自身化合：2NO2N2O4注：四氧化二氮通常为无色气体。火箭使用偏二甲肼作燃料，四氧化二氮为氧化剂，反应的化学方程式为：C2H8N2＋2N2O4=2CO2↑＋3N2↑＋4H2O↑3．实验室制法：Cu＋4HNO3(浓)eq\o(=)Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O五、氮的氧化物溶解于水的计算方法1．计算原理3NO2＋H2O===2HNO3＋NO…①2NO＋O2===2NO2 …②反应①×2＋②⇒4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3…③反应①×2＋②×3⇒4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3…④2．计算类型(1)NO2(或NO2与N2的混合气体)溶于水(反应①)，利用气体体积差法进行计算。(2)NO2和O2的混合气体溶于水(反应③)：V(NO2)︰V(O2)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(＝4︰1，恰好完全反应,>4︰1，NO2过量，剩余NO,<4︰1，O2过量，剩余O2))(3)NO和O2同时通入水中(反应④)V(NO)︰V(O2)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(＝4︰3，恰好完全反应,>4︰3，剩余NO,<4︰3，剩余O2))考点5氨和铵盐一、氨1．氨的物理性质与喷泉实验(1)氨的物理性质：无色、有刺激性气味的气体；易液化，形成液氨；密度比空气小；极易溶于水，在常温常压下，1体积水约能溶解700体积氨气，形成氨水。(2)喷泉实验①装置(如图)②原理：NH3极易溶于水，挤入滴管内的少许水，可以吸收烧瓶中的大量NH3，烧瓶内气压迅速减小，形成压强差，打开止水夹，烧杯内的水就会被大气压入烧瓶，形成喷泉。③操作：轻轻挤压滴管，使少量的水进入烧瓶，打开止水夹。④现象：形成红色喷泉。⑤实验失败不能形成喷泉的原因eq\b\lc\{\rc\(\a\vs1\al\co1(\a\vs1\al(装置漏气,烧瓶不干燥,NH3未充满烧瓶,由胶头滴管挤入烧瓶内的水太少)))(3)常见的能形成喷泉实验的气体和吸收剂如表：气体HClNH3CO2、SO2、Cl2、H2SNO2＋O2吸收剂水或NaOH溶液水或盐酸浓NaOH溶液水(4)喷泉的常见类型方法减小内压法增大外压法装置原理减小烧瓶内气体压强，形成压强差，产生喷泉现象增大锥形瓶内气体压强，形成压强差，产生喷泉现象2．氨的化学性质(1)与水反应：NH3＋H2ONH3·H2O(一水合氨)液氨、氨水和一水合氨的区别与联系液氨氨水一水合氨成分NH3H2O、NH3·H2O、NH3及NHeq\o\al(＋,4)、OH－、H＋NH3·H2O类型非电解质混合物、既不是电解质也不是非电解质弱电解质，一元弱碱联系NH3＋H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－NH3·H2Oeq\o(=,\s\up8(△))NH3↑＋H2ONH3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，在推断题中作为解题突破口。NH3·H2O属于一元弱碱，计算氨水的浓度时，溶质按NH3进行计算。(2)与酸反应生成铵盐NH3＋HCl=NH4Cl(产生大量白烟)NH3＋HNO3=NH4NO3(产生大量白烟)2NH3＋H2SO4=(NH4)2SO4注意：氨气只与挥发性酸反应有白烟产生，遇难挥发性酸无此现象，这可作为检验氨的方法之一。(3)还原性①氨气跟空气中的氧气反应发生催化氧化4NH3＋5O2eq\o(,\s\up8(催化剂),\s\do8(△))4NO＋6H2O(氨氧化法制硝酸的反应之一)②氨气与氯气接触产生白色烟雾：2NH3＋3Cl2=N2＋6HCl8NH3＋3Cl2=N2＋6NH4Cl③被CuO氧化：2NH3＋3CuOeq\o(=,\s\up8(△))3Cu＋N2＋3H2O。(4)与盐溶液的反应Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH4＋。（氢氧化铝不溶于氨水）3．氨的用途：是氮肥工业、有机合成工业及制硝酸、铵盐、纯碱的原料，作制冷剂。4．氨气的实验室制法(1)实验原理：用铵盐与碱共热制取氨气。(2)实验药品：NH4Cl、Ca(OH)2。(3)发生装置：固－固反应加热装置(如图)。(4)净化装置：用碱石灰、固体NaOH等(如图)。注意，不能用中性干燥剂CaCl2干燥，因为能发生反应：CaCl2＋8NH3=CaCl2·8NH3。(5)收集方法：用向下排空气法。试管口放置一团棉花的作用是防止试管内外气体对流，以便收集到纯净的氨气(6)验满方法：a.用湿润的红色石蕊试纸(变蓝)；b.蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口(产生白烟)。(7)尾气处理：在收集NH3的试管口塞上一团蘸有稀硫酸的棉花；或将尾气通入水中用水吸收多余的NH3，注意要防止倒吸，可用如图所示的装置：(8)实验室制取氨气的其他方法：方法加热浓氨水浓氨水＋固体NaOH浓氨水＋固体CaO化学方程式(或原理)NH3·H2Oeq\o(=,\s\up8(△))NH3↑＋H2O注：①NH3·H2O不稳定，受热易分解②加热温度不宜过高NaOH溶于水放热，促使氨水分解。且OH－浓度的增大有利于NH3的放出NH3·H2O＋CaO=NH3↑＋Ca(OH)2CaO的作用：①吸水；②吸水后放热促进NH3的放出；③增加溶液中OH－浓度，减少NH3的溶解气体发生装置注意：制取NH3时一般不能用NH4HCO3、(NH4)2CO3、NH4NO3，因为能分解产生杂质气体，同时消石灰也不能用KOH、NaOH代替，因为易吸湿结块，不利于产生NH3，且高温易腐蚀试管。二、铵盐的性质1．铵盐(1)定义：由铵根离子(NHeq\o\al(＋,4))和酸根离子构成的化合物叫做铵盐。(2)物理性质：都是晶体，都易溶于水。(3)化学性质①铵盐受热易分解：NH4Cleq\o(=,\s\up8(△))NH3↑＋HCl↑；NH4HCO3eq\o(=,\s\up8(△))NH3↑＋CO2↑＋H2O↑②铵盐和碱反应：2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up8(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O(NH4)2SO4＋2NaOHeq\o(=,\s\up8(△))Na2SO4＋2NH3↑＋2H2O(3)铵盐的检验：把NaOH溶液加到某物质的固体或溶液里，加热后产生无色有刺激性气味的气体且能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，就可以判断该物质中含有NHeq\o\al(＋,4)。注意：①铵盐受热都易分解，但不一定都放出氨气。如：2NH4NO3eq\o(=,\s\up8(△))2N2↑＋O2↑＋4H2O。②铵盐与强碱反应的离子方程式：浓溶液加热时写为：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up8(△))NH3↑＋H2O稀溶液不加热时写为：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－NH3·H2O考点6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，能与水以任意比例互溶，浓硝酸的质量分数为69%，发烟硝酸的浓度为98%。2．化学性质(1)酸性：硝酸是一元强酸，具有酸的通性，但硝酸与金属反应一般不生成H2(2)不稳定性(见光、受热易分解)：4HNO3eq\o(=,\s\up8(光或热))4NO2↑＋O2↑＋2H2O(3)强氧化性①与金属的反应：HNO3能氧化除Au、Pt以外的大多数金属。生成盐和水及HNO3的还原产物。常温下浓硝酸可以使Fe、Al钝化(类似浓硫酸)Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2OFe＋4HNO3(稀,过量)=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O3Fe＋8HNO3(稀,不足)=3Fe(NO3)3＋2NO↑＋4H2O②与非金属反应C＋4HNO3(浓)eq\o(=,\s\up8(△))2H2O＋4NO2↑＋CO2↑S＋6HNO3(浓)eq\o(=,\s\up8(△))H2SO4＋6NO2↑＋2H2O③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。3FeO＋10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O注意：①浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红，后褪色。②金属与HNO3反应一般不生成H2，浓HNO3一般被还原为NO2，稀HNO3一般被还原为NO，极稀HNO3可被还原成NH3，生成NH4NO3。③温度越高，硝酸越浓，其氧化性越强。④与硝酸反应时，还原剂一般被氧化成最高价态。⑤浓盐酸和浓硝酸以3︰1的体积比组成的混合液叫“王水”，能够溶解Pt、Au。Au+HNO3+4HCl=H[AuCl4]+NO↑+2H2O3．硝酸的工业制备4．浓硝酸的保存（1）易挥发：密封保存，敞口放置，质量减小，浓度降低（2）易分解：棕色细口瓶避光、黑暗而且温度低的地方（3）强氧化性：不能用橡胶塞，而用玻璃塞（4）大量存放：铝制或铁制的槽车内考点7酸雨及防治一、大气污染及其防治1．空气中SO2和NO2的来源①SO2：主要来自煤、石油的燃烧、含硫金属矿物的冶炼、火山喷发等。②NO2：主要来自汽车排放的尾气。2．SO2和NO2的危害①引起大气污染，直接危害人体健康。②形成酸雨：pH<5.6的降雨。大气中硫的氧化物和氮的氧化物溶于水形成酸雨。正常的雨水由于溶解CO2形成弱酸H2CO3，其pH约为5.6。③NO2是造成光化学烟雾的主要因素。3．酸雨的形成及防治(1)酸雨的成因：硫酸型：SO2→H2SO3→H2SO4(主要)，或SO2→SO3→H2SO4SO2＋H2OH2SO3；2H2SO3＋O2=2H2SO42SO2＋O2eq\o(,\s\up8(催化剂),)2SO3；SO3＋H2O=H2SO4硝酸型：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO(2)防治酸雨的措施①调整能源结构，发展清洁能源，优化能源质量，提高能源利用率。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。如“钙基固硫”(向燃煤中加生石灰)：SO2＋CaOeq\o(=,\s\up8(△))CaSO3；2CaSO3＋O2eq\o(=,\s\up8(△))2CaSO4如煤的气化：C＋H2Oeq\o(=,\s\up8(高温))CO＋H2③加强环境管理，强化环保执法，严格控制二氧化硫和氮氧化物排放量。如用氨水、氢氧化钠、石灰水吸收工厂含SO2的尾气。硝酸工厂排放的尾气可用NaOH溶液吸收：2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2ONO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O④改进汽车尾气的处理技术，控制尾气排放。如加装“尾气催化转化器”减少汽车尾气污染：2NO＋2COeq\o(=,\s\up8(催化剂))N2＋2CO2；2NO2＋4COeq\o(=,\s\up8(催化剂))N2＋4CO2二、常见的环境污染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氮、磷等营养成分的生活污水和工、农业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考点7无机非金属材料一、硅酸盐材料1．硅酸盐的组成、结构与特点（1）硅酸盐的组成：硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。硅酸盐组成的表示方法：硅酸盐种类繁多、结构复杂，其组成的表示方法有两种。①盐化学式法：如硅酸钠(Na2SiO3)、硅酸钙(CaSiO3)，此方法一般适用于组成较简单的硅酸盐。②氧化物法：如硅酸钠(Na2O·SiO2)、石棉(3MgO·CaO·4SiO2)。【第一步】将每种元素写成氧化物，氧化物之间以“·”隔开。一般顺序为：较活泼金属的氧化物→较不活泼金属的氧化物→二氧化硅→水。【第二步】在每种氧化物前面添加系数，计量数配置出现分数应化为整数。例如，高岭土[Al2Si2O5(OH)4]：Al2O3·2SiO2·2H2O。钾长石KAlSi3O8不能写成eq\f(1,2)K2O·eq\f(1,2)Al2O3·3SiO2，应写成K2O·Al2O3·6SiO2。【第三步】检查。各原子组成不变。（2）硅酸盐结构在硅酸盐中，Si和O构成了硅氧四面体，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。（3）硅酸盐的性质特点①物理性质：大多硬度高、熔点高、难溶于水②化学性质：大多化学性质稳定、耐腐蚀（4）硅酸钠(Na2SiO3)①物理性质：白色固体，俗名泡花碱，易溶于水，其水溶液是无色黏稠液体，是一种矿物胶，又叫水玻璃。②化学性质：Na2SiO3不能燃烧，不易被腐蚀，热稳定性良好。其水溶液显碱性与酸反应：Na2SiO3＋2HCl=H2SiO3(胶体)＋2NaCl与CO2反应：Na2SiO3＋CO2＋H2O=H2SiO3(胶体)＋Na2CO3③用途：制备硅酸和硅胶；用作黏合剂、防腐剂；用作木材防火剂。2．硅酸盐材料：传统的无机非金属材料多为硅酸盐材料，如玻璃、水泥、陶瓷等。产品原料主要设备主要成分用途陶瓷黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐)——硅酸盐建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等玻璃(普通)纯碱、石灰石、石英砂玻璃窑Na2SiO3、CaSiO3、SiO2建筑材料、光学仪器、各种器皿、高强度复合材料水泥石灰石、黏土、适量石膏水泥回转窑硅酸盐建筑和水利工程注意：玻璃、水泥、陶瓷的生产过程中均发生了复杂的物理、化学变化。生产玻璃的反应原理可能表示为：Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up8(高温))Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up8(高温))CaSiO3＋CO2↑水泥具有水硬性，加入适量的石膏是为了调节水泥的硬化速度。二、新型无机非金属材料1．硅（1）硅元素的存在——只以化合态形式存在于自然界中碳、硅元素对比碳(C)硅(Si)在元素周期表中的位置第2周期第ⅣA族第3周期第ⅣA族原子结构示意图常见化合价＋2、＋4＋4自然界中的存在单质(金刚石、石墨)，无机物(CO2、碳酸盐)，有机物(糖类、油脂、蛋白质)，是组成生物界的主要元素。二氧化硅、硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤，是构成地球上矿物界的主要元素。（2）硅单质的结构与物理性质：硅有晶体(有单晶、多晶两种)和无定形两类。晶体硅结构类似于金刚石。晶体硅为带有金属光泽的灰黑色固体，熔点高、硬度大、有脆性，导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。（3）硅的化学性质：①稳定性：常温下硅的化学性质不活泼，只能与氟气(F2)、氢氟酸(HF)和强碱溶液反应。Si＋2F2=SiF4Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑②还原性：在加热条件下，硅能与一些非金属单质发生反应：Si＋2Cl2eq\o(=,\s\up8(高温))SiCl4；Si＋O2eq\o(=,\s\up8(△))SiO2；Si＋Ceq\o(=,\s\up8(高温))SiC（4）硅的工业制法及提纯涉及的化学化学反应为：制粗硅：①SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up8(1800~2000℃))Si(粗)＋2CO↑粗硅提纯：②Si+3HCleq\o(=,\s\up8(300℃))SiHCl3+H2；③SiHCl3+H2eq\o(=,\s\up8(1100℃))Si+3HCl（5）硅的用途①用做半导体材料，制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件。②制合金，如含硅4%的钢可制成变压器铁芯，含硅15%的钢可制造耐酸设备等。③制造光电池，将光能直接转换为电能。2．二氧化硅（1）二氧化硅的存在与结构SiO2是硅最重要的化合物，地球上存在的天然二氧化硅称为硅石，约占地壳质