2024年高一化学期末复习核心知识点汇编

知识点一硫及其化合物硫与二氧化硫1．硫自然界存在游离态火山喷口附近或地壳的岩石里化合态主要以硫化物(FeS2)、硫酸盐[绿矾(FeSO4·7H2O)、CuSO4·5H2O、BaSO4、生石膏(CaSO4·2H2O)；熟石膏(2CaSO4·H2O)]形式存在物理性质硫黄是一种淡黄色晶体，不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2化学性质氧化性S＋H2eq\o(,\s\up6(Δ))H2SS＋HgHgS(撒硫粉处理洒落的汞)S＋Feeq\o(,\s\up6(Δ))FeSS＋2Cueq\o(,\s\up6(Δ))Cu2S还原性S＋O2eq\o(,\s\up6(Δ))SO2S＋2H2SO4(浓)eq\o(,\s\up6(Δ))3SO2↑＋2H2OS＋6HNO3(浓)eq\o(,\s\up6(Δ))H2SO4＋6NO2↑＋2H2O氧化性还原性3S＋6KOHeq\o(,\s\up6(Δ))2K2S＋K2SO3＋3H2O用途制农药、硫酸、黑火药、染料、橡胶制品及消除汞蒸气等2．二氧化硫物理性质无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大。易溶于水(常温下，1体积水溶解40体积SO2)化学性质酸性氧化物与水反应：SO2＋H2OH2SO3与碱性氧化物反应：SO2＋CaOCaSO3与碱反应：SO2＋NaOHNa2SO3SO2＋NaOHNaHSO3与盐反应：SO2＋NaHCO3＝NaHSO3＋CO2SO2＋Na2SO3＋H2O2NaHSO3强还原性O2：2SO2＋O2eq\o(eq\o(,\s\up6()),\s\up7(催化剂),\s\do7(Δ))2SO3X2：如SO2＋Br2＋2H2OH2SO4＋2HBrH2O2：SO2＋H2O2H2SO4FeCl3：SO2＋2Fe3＋＋2H2OSO2－＋2Fe2＋＋4H＋HNO3：3SO2＋2HNO3＋2H2O3H2SO4＋2NOKMnO4酸性溶液：褪色弱氧化性SO2＋2H2S3S↓＋2H2O2Mg＋SO2eq\o(=,\s\up7(点燃),\s\do5())S＋2MgO漂白性可使品红溶液褪色，加热后红色恢复。漂白原理是非氧化还原反应。制备实验室原理：Na2SO3＋H2SO4(浓)Na2SO4＋SO2↑＋H2O装置：工业S＋O2eq\o(,\s\up6(Δ))SO24FeS2＋11O2eq\o(,\s\up7(高温))2Fe2O3＋8SO2污染与防治来源化石燃料的燃烧、含硫矿石的冶炼和硫酸的生产等危害污染大气、形成酸雨(pH＜5.6)，危害人体健康硫酸型酸雨的形成途径1：SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O22H2SO4途径2：2SO2＋O2eq\o(eq\o(,\s\up6()),\s\up6(催化剂),\s\do6(Δ))2SO3、SO3＋H2OH2SO4防治开发新能源、燃煤脱硫、净化工业废气1．硫与氧反应无论O2少量或过量，均生成SO2而不是SO3。2．使澄清石灰水变浑浊的气体不一定是CO2，也可能是SO2。3．漂白性：被漂白的物质是有机色质，不是有色的无机物质，如溴水、酸性高锰酸钾溶液等。4．SO2通入BaCl2溶液无沉淀生成，但通入Ba(NO3)2溶液中则有白色沉淀生成。5．SO3在标准状况下为无色、针状晶体。6．物质的类型和漂白原理漂白原理用于漂白的物质变化类型漂白特点吸附型漂白活性炭物理变化不可逆氧化型漂白HClO、NaClO、Ca(ClO)2、Na2O2、H2O2、O3化学变化不可逆化合型漂白SO2化学变化可逆7．从物质类别和化合价维度设计的脱硫(SO2)方法类型一：SO2是酸性氧化物，用加碱性物质脱硫(SO2)生成亚硫酸盐，亚硫酸盐容易被氧化成硫酸盐，制得有用产品；或者亚硫酸盐继续参加后续反应，重新生成SO2和碱性物质，碱性物质循环使用，SO2回收利用。方法原理钙基固硫法(加CaO或者CaCO3)①CaCO3eq\o(,\s\up7(高温))CaO＋CO2↑、CaO＋SO2eq\o(,\s\up6(Δ))CaSO3、2CaSO3＋O2eq\o(,\s\up6(Δ))2CaSO4②加CaO对应总反应方程式：2CaO＋2SO2＋O2eq\o(,\s\up6(Δ))2CaSO4(生成石膏，变废为宝)加CaCO3对应总反应方程式：2CaCO3＋2SO2＋O2eq\o(,\s\up6(Δ))2CaSO4＋2CO2氨水脱硫法①NH3(少量)＋SO2＋H2ONH4HSO3、2NH3(过量)＋SO2＋H2O(NH4)2SO3[或NH3·H2O(少量)＋SO2NH4HSO3，2NH3·H2O(过量)＋SO2(NH4)2SO3＋H2O]②达到一定浓度后用93%的浓硫酸酸化：(NH4)2SO3＋H2SO4(NH4)2SO4＋SO2↑＋H2O、2NH4HSO3＋H2SO4(NH4)2SO4＋2SO2↑＋2H2O(NH4)2SO4作氮肥，放出高浓度SO2可用于制漂白剂、消毒剂和生产硫酸钠、碱脱硫法①2NaOH(过量)＋SO2Na2SO3＋H2O，Na2CO3(过量)＋SO2Na2SO3＋CO2②Na2SO3＋SO2＋H2O2NaHSO3③2NaHSO3eq\o(,\s\up6(Δ))Na2SO3＋SO2↑＋H2O(Na2SO3和SO2循环利用)类型二：SO2中S的化合价为＋4价，加氧化剂(如NaClO、NaClO2等)脱硫生成硫酸盐，或者加还原剂(如CO等)脱硫生成硫单质。8．检验SO2和CO2同时存在的一般流程SO2和CO2都可使澄清的石灰水变浑浊，在检验CO2之前应先除去SO2。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说明有时为简化装置，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，现象是酸性KMnO4溶液颜色变浅。9．除去CO2中的SO2气体方法的选择将CO2和SO2混合气体通过溴水、酸性高锰酸钾溶液或饱和NaHCO3溶液均能除去SO2。如在检验浓硫酸与碳反应的产物时不可用饱和NaHCO3溶液来除去SO2，因为NaHCO3与SO2反应产生的CO2会对实验造成干扰。硫酸硫酸根离子的检验1．浓硫酸物理性质无色油状液体，高沸点，难挥发，与水以任意比互溶，但密度比水大稀释浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌(酸入水)化学性质吸水性往盛有少量胆矾(CuSO4·5H2O)的试管中加入适量的浓硫酸，搅拌，蓝色固体变成无色浓硫酸可以干燥H2、O2、CO2、HCl、SO2、Cl2等脱水性用玻璃棒蘸浓硫酸在白纸上写字，字迹变黑浓硫酸使棉织品、木材变黑强氧化性铁、铝的钝化浓硫酸与碳、硫加热反应：C＋2H2SO4(浓)eq\o(,\s\up6(Δ))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O氧化性和酸性Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(,\s\up6(Δ))CuSO4＋SO2↑＋2H2O产生的气体能使品红溶液褪色，将试管内物质倒入水中，溶液变蓝色脱水性和强氧化性向蔗糖中加入浓硫酸，蔗糖变黑(脱水性)，体积膨胀，变成疏松多孔的海绵状的炭，放出能使品红褪色的有刺激性气味的气体(氧化性)催化剂和吸水剂CH3CO18OH＋C2H5OHeq\o(,\s\up7(浓H2SO4),\s\do5(Δ))CH3COOC2H5＋H218O2．硫酸的工业制备——接触法三设备三原料硫、黄铁矿空气浓硫酸三阶段二氧化硫的制取SO2催化氧化三氧化硫的吸收三反应S＋O2eq\o(,\s\up6(Δ))SO24FeS2＋11O2eq\o(,\s\up7(高温))2Fe2O3＋8SO22SO2＋O2eq\o(eq\o(,\s\up6()),\s\up7(催化剂),\s\do7(Δ))2SO3SO3＋H2OH2SO4用98.3%的浓硫酸代替水尾气吸收①用石灰浆吸收二氧化硫后酸化：SO2＋Ca(OH)2CaSO3＋H2O，CaSO3＋2H＋Ca2＋＋SO2↑＋H2O(SO2回收循环利用)②与氨水反应制氮肥3．硫酸根的检验法一：待测液→盐酸酸化(如有沉淀则过滤)→加BaCl2溶液，如有白色沉淀，则证明含有SO2－。注意：不能用HNO3酸化(以防SO2－被氧化为SO2－)（易错点）。法二：待测液（如NO－、SO2－共存时）→Ba(NO3)2溶液→过滤→白色沉淀中加入过量盐酸，如沉淀不溶，则证明含有SO2－。注意：Ba(NO3)2不能能改用BaCl2，HCl不能改用HNO31．浓硫酸的吸水性：水可以是气态水、液态水和结晶水。脱水性：按照H、O个数比为2∶1脱去水。2．钝化：常温下浓硫酸使Fe、Al表面快速生成致密氧化膜从而阻止反应进一步发生。钝化不是“不发生化学反应”。3．浓硫酸与不活泼金属(如Cu)反应，开始产生SO2(加热)，浓度变小后，稀硫酸不再与Cu反应。如1molCu与含2molH2SO4的浓硫酸充分反应，生成的SO2小于1mol。4．浓硫酸与活泼金属(如Zn)反应，开始产生SO2，硫酸浓度变小，变成稀硫酸，稀硫酸与Zn反应产生H2。5．稀硫酸在酯、糖的水解反应中作催化剂。在配制高锰酸钾溶液时作酸化剂。不同价态含硫物质间的转化1．硫及其化合物的氧化还原转化（1）eq\o(S,\s\up8(-2))eq\o(,\s\up8(氧化),\s\do7(还原))eq\o(S,\s\up8(0))eq\o(,\s\up8(氧化),\s\do7(还原))eq\o(S,\s\up8(+4))eq\o(,\s\up8(氧化),\s\do7(还原))eq\o(S,\s\up8(+6))①H2S＋Cl22HCl＋S2H2S＋O22H2O＋S②2H2S＋3O22H2O＋2SO2③Na2S＋Cl22NaCl＋S↓Na2S＋I22NaI＋S↓④S＋O2SO2⑤S＋H2H2S⑥SO2＋2H2S3S＋2H2O⑦2SO2＋O2eq\o(,\s\up8(催化剂),\s\do6(Δ))2SO3⑧SO2＋Cl2＋2H2OH2SO4＋2HCl⑨2H2SO3＋O22H2SO4⑩2H2SO4(浓)＋CuCuSO4＋2SO2↑＋2H2O⑪SO2＋2NaOHNa2SO3＋H2O⑫2Na2SO3＋O22Na2SO4①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。如：H2S＋H2SO4(浓)＝S↓＋SO2＋2H2O，即H2S→S，H2SO4→SO2。②相邻价态的微粒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含硫物质的连续氧化硫元素eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(H2S\o(→,\s\up7(足量O2))SO2\o(→,\s\up7(O2))SO3\o(→,\s\up7(H2O))H2SO4,S\o(→,\s\up7(O2))SO2\o(→,\s\up7(O2))SO3\o(→,\s\up7(H2O))H2SO4))（2）含硫化合物的非氧化还原反应①－2价硫化合物间的转化①FeS＋2HClFeCl2＋H2S↑②H2S＋2NaOHNa2S＋2H2O③H2S＋NaOHNaHS＋H2O④Na2S＋H2SO4Na2SO4＋H2S↑⑤Na2S＋FeSO4FeS↓＋Na2SO4⑥Na2S＋HClNaHS＋NaCl⑦NaHS＋NaOHNa2S＋H2O②＋4价硫化合物间的转化①SO2＋H2OH2SO3②SO2＋2NaOHNa2SO3＋H2O③SO2＋NaOHNaHSO3④H2SO3SO2↑＋H2O⑤H2SO3＋2NaOHNa2SO3＋2H2O⑥H2SO3＋NaOHNaHSO3＋H2O⑦NaHSO3＋HClNaCl＋SO2↑＋H2O⑧NaHSO3＋NaOHNa2SO3＋H2O⑨Na2SO3＋HClNaHSO3＋NaCl⑩Na2SO3＋H2SO4Na2SO4＋SO2↑＋H2O②＋6价硫化合物间的转化①SO3＋H2OH2SO4②SO3＋2NaOHNa2SO4＋H2O③SO3＋BaCl2＋H2O＝BaSO4↓＋2HCl④H2SO4SO3↑＋H2O⑤H2SO4＋BaCl2BaSO4↓＋2HCl⑥H2SO4＋2NaOHNa2SO4＋2H2O⑦Na2SO4＋Ba(OH)2BaSO4↓＋2H2O1．H2S与O2的反应产物与O2的用量有关，若O2过量则生成SO2。2．一般弱酸不能制强酸，但有例外，如：H2S＋CuSO4CuS↓＋H2SO4。一、判断下列说法的正误，并说明原因。说法正误及解释1硫只以化合态存在于自然界中错误在火山口附近或地壳的岩层中，S以游离态存在2硫粉在过量的纯氧中燃烧可以生成SO3错误硫与O2反应只生成SO23向SO2水溶液中滴加Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀产生，说明SO2水溶液中含有SOeq\o\al(2－,4)错误SO2通入水中生成H2SO3，使得溶液显酸性，SOeq\o\al(2－,3)在酸性条件下被NOeq\o\al(－,3)氧化成SOeq\o\al(2－,4)4向溴水溶液中滴加SO2水溶液，溶液颜色褪去，说明SO2水溶液具有漂白性错误SO2＋Br2＋2H2OH2SO4＋2HBr，使溴水褪色，SO2具有还原性5向SO2水溶液中加入少量NaHCO3粉末，有气泡产生，说明H2SO3的酸性强于H2CO3正确有气泡生成，说明生成了H2CO3(分解生成CO2气体)，故酸性：H2SO3＞H2CO36室温下，Fe与浓H2SO4反应生成FeSO4错误室温下，铁在浓硫酸中发生钝化生成氧化物7一定量浓硫酸中加入足量锌粒加热，产生的气体为SO2和H2的混合气体正确Zn与浓硫酸反应产生SO2，变为稀硫酸时产生H282molSO2和1molO2在密闭容器中混合充分反应，转移电子的数目为4×6.02×1023错误SO2与O2反应有一定限度9向某溶液中加入Ba(NO3)2溶液，出现白色沉淀，再加入足量盐酸，白色沉淀不消失，则原溶液中有SOeq\o\al(2－,4)错误Ba(NO3)2溶液中加入足量盐酸，相当于加入了强氧化性的HNO3，则原溶液中可能含有SOeq\o\al(2－,3)10用热的NaOH溶液溶解S：3S＋4OH－eq\o(,\s\up6(Δ))2S2－＋SO2↑＋2H2O错误反应的方程式为3S＋6OH－eq\o(,\s\up6(Δ))2S2－＋SOeq\o\al(2－,3)＋3H2O二、选择1．（2022·贵州黔东南州下学期期末）下列关于硫单质的叙述错误的是A．硫是一种黄色晶体 B．自然界中有单质硫存在C．硫在空气中燃烧时生成SO3 D．难溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2C解析：A项，硫俗称硫黄，是一种黄色晶体，正确；B项，自然界中有单质硫和硫的化合物存在，正确；C项，硫在空气中燃烧时生成SO2，错误；D项，硫的溶解性为：难溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳，正确。2．（2022·云南保山昌宁县下学期期中）用硫及其化合物制硫酸有下列三种反应途径，某些反应条件和产物已省略。下列有关说法不正确的是途径①：Seq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(浓HNO3),\s\do4(→))),\s\do6())H2SO4途径②：Seq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(O2),\s\do4(→))),\s\do4())SO2eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(O2),\s\do4(→))),\s\do4())SO3eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(H2O),\s\do4(→))),\s\do4())H2SO4途径③：FeS2eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(O2),\s\do4(→))),\s\do4())SO2eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(O2),\s\do4(→))),\s\do4())SO3eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(H2O),\s\do4(→))),\s\do4())H2SO4A．途径①的反应中体现了浓HNO3的强氧化性B．途径②③的第二步反应在实际生产中可以通过增大O2的浓度来降低成本C．由途径①②③分别制取1molH2SO4，理论上各转移6mole－D．途径②③比途径①污染相对小且原子利用率高，更能体现“绿色化学”的理念C解析：A项，S与浓硝酸反应生成硫酸、二氧化氮和水，该反应中体现了浓硝酸的强氧化性，正确；B项，增大一种反应物的浓度，可以提高另一种反应物的转化率，途径②、③的第二步反应在实际生产中可以通过增大O2的浓度来降低成本，正确；C项，途径①和②都是由S来制备H2SO4，S的化合价从0价升高到＋6价，制取1molH2SO4，理论上各消耗1molS，各转移6mole－，途径③中S的化合价从－1价升高到＋6价，制取1molH2SO4，转移7mole－，错误；D项，途径①S与浓硝酸反应生成硫酸、二氧化氮和水，有副产物二氧化氮，而且二氧化氮会污染大气，所以途径②、③与途径①相比更能体现“绿色化学”的理念，正确。3．（2022·吉林通化部分重点中学下学期期末）下列反应中，调节反应物用量或浓度不会改变反应产物的是A．H2S在O2燃烧 B．铁在硫蒸气中燃烧C．SO2通入澄清石灰水中 D．硫酸中加入锌粉B解析：A项，H2S和O2的反应有两种情况，O2不足：2H2S＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃),\s\do5())2S+2H2O，O2过量：2H2S＋3O2eq\o(=,\s\up7(点燃),\s\do5())2SO2＋2H2O，错误；B项，Fe和S反应只会生成FeS，与反应物用量或者浓度无关，正确；C项，SO2和澄清石灰水反应有两种情况，SO2不足：SO2＋Ca(OH)2CaSO3↓＋H2O，SO2过量：Ca(OH)2＋2SO2Ca(HSO3)2，错误；D项，Zn和硫酸反应有两种情况，Zn和稀硫酸反应放出氢气，和浓硫酸反应放出SO2，错误。4．（2022·山东聊城下学期期末）下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是A．新制银氨溶液中加入葡萄糖溶液，水浴加热，产生光亮银镜，因为葡萄糖含羟基B．常温下，Al放入浓H2SO4中，无明显现象，说明Al与浓H2SO4不反应C．SO2通入H2S溶液中，溶液出现乳白色浑浊，因为SO2具有氧化性D．将SO2通入氯化钡溶液中，出现白色沉淀，因为SO2与BaCl2反应生成了BaSO3C解析：A项，新制银氨溶液中加入葡萄糖溶液，水浴加热，产生光亮银镜，因为葡萄糖含醛基，羟基不能发生银镜反应，错误；B项，常温下，Al放入浓H2SO4中发生钝化，因此无明显现象，钝化发生化学变化，错误；C项，SO2通入H2S溶液中发生氧化还原反应生成单质硫和水，因此溶液出现乳白色浑浊或淡黄色浑浊，说明SO2具有氧化性，正确；D项，盐酸的酸性强于亚硫酸，将SO2通入氯化钡溶液中不会生成亚硫酸钡，因此不出现白色沉淀，错误。三、（2022·四川凉山下学期期末）I．用下图装置制取SO2并验证SO2的某些性质。回答下列问题：

（1）仪器a的名称是_________________，仪器b的作用是___________。（2）装置②中的实验现象是_________________________。反应结束后，对装置③的试管加热可观察到的现象是______________________。（3）装置④中发生反应的化学方程式为_____________________________，在该反应中氧化产物与还原产物物质的量之比为___________。（4）SO2可用于杀菌、消毒。葡萄酒里含有微量SO2，起保鲜、杀菌和抗氧化作用，其中抗氧化作用是利用了SO2的___________性。氯水和SO2都有漂白性，有人为增强漂白效果，将Cl2和SO2混合使用，结果适得其反，几乎没有漂白效果，用离子方程式表示其原因：___________________________________。（1）分液漏斗防倒吸（2）石蕊溶液变红溶液恢复红色（3）SO2＋2H2S3S↓＋2H2O2∶1（4）还原SO2＋Cl2＋2H2O4H＋＋SO2－＋2Cl－解析：（1）由实验装置图可知，仪器a的名称是分液漏斗，仪器b的作用是防止倒吸，故答案为：分液漏斗；防止倒吸；（2）SO2＋H2OH2SO3，即SO2溶于水后显酸性，SO2的漂白性不能使指示剂褪色，故装置②中的实验现象是紫色石蕊试液变红，SO2的漂白是暂时的可逆的，反应结束后，对装置③的试管加热可观察到的现象是溶液恢复红色，故答案为：紫色石蕊试液变红；溶液恢复红色；（3）由分析可知，装置④中发生反应的化学方程式为SO2＋2H2S3S↓＋2H2O，在该反应中S的化合价由＋4价变为0价，化合价降低被还原，此时S为还原产物，S由－2价升高为0价，此时S为氧化产物，故氧化产物与还原产物物质的量之比为2∶1，答案为：SO2＋2H2S3S↓＋2H2O；2∶1；（4）SO2可用于杀菌、消毒。葡萄酒里含有微量SO2，起保鲜、杀菌和抗氧化作用，其中抗氧化作用是利用了SO2的还原性，氯水和SO2都有漂白性，有人为增强漂白效果，由于反应：SO2＋Cl2＋2H2OH2SO4＋2HCl，则将Cl2和SO2混合使用，结果适得其反，几乎没有漂白效果，反应的离子方程式为：SO2＋Cl2＋2H2O4H＋＋SO2－＋2Cl－，故答案为：还原；SO2＋Cl2＋2H2O4H＋＋SO2－＋2Cl－。四、（2022·广东揭阳市揭东区下学期期末）浓硫酸与木炭在加热条件下可发生化学反应，为检验反应的产物，某同学设计了如下图所示的实验。请据此回答下列问题：（1）圆底烧瓶内发生反应的化学方程式为____________________________________________________。（2）A装置中的现象是__________________________________，证明产物中有生成__________(填写化学式，下同)。（3）B装置证明产物中有_______生成，现象是_______________________________。（4）D装置中的现象是_______________________________________。（5）C装置发生反应的离子方程式是_________________________________________________________。（1）C＋2H2SO4(浓)eq\o(,\s\up6(Δ))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O（2）无水硫酸铜变蓝H2O（3）SO2品红溶液褪色（4）澄清石灰水变浑浊（5）5SO2＋2MnO－＋2H2O2Mn2＋＋5SO2－＋4H＋解析：浓硫酸与木炭在加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，用无水硫酸铜检验水，用品红检验二氧化硫，先用酸性高锰酸钾溶液除掉二氧化硫，再用澄清石灰水检验二氧化碳。（1）圆底烧瓶内发生反应的是碳和浓硫酸加热反应生成二氧化硫、二氧化碳和水，其反应的化学方程式为C＋2H2SO4(浓)eq\o(,\s\up6(Δ))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O；故答案为：C＋2H2SO4(浓)eq\o(,\s\up6(Δ))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O；（2）无水硫酸铜遇水变蓝，则A装置中的现象是无水硫酸铜变蓝，证明产物中有生成H2O；故答案为：无水硫酸铜变蓝；H2O；（3）二氧化硫使品红溶液褪色，因此B装置证明产物中有SO2生成，现象是品红溶液褪色；故答案为：SO2；品红溶液褪色；（4）D装置中的现象是澄清石灰水变浑浊；故答案为：澄清石灰水变浑浊；（5）C装置是二氧化硫和酸性高锰酸钾溶液反应生成锰离子、硫酸根，其反应的离子方程式是5SO2＋2MnO－＋2H2O2Mn2＋＋5SO2－＋4H＋；故答案为：5SO2＋2MnO－＋2H2O2Mn2＋＋5SO2－＋4H＋。

知识点二氮及其化合物知识体系氮及氮的氧化物1．氮元素的存在形式和固氮“固氮”是将游离态的氮转化为化合态氮的过程。2．氮气物理性质氮气是无色、无味、难溶于水的气体。分子结构电子式：，结构式：N≡N。由于氮氮之间形成三个共价键，键能大，所以氮气化学性质较稳定。化学性质氧化性N2＋3Mgeq\o(,\s\up8(点燃))Mg3N2还原性N2＋O2eq\o(,\s\up7(放电))2NO(自然固氮)N2＋3H2eq\o(,\s\up7(高温高压),\s\do7(催化剂))2NH3(人工固氮)3．氮的氧化物（1）氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。（2）NO和NO2比较NONO2物理性质颜色无色红棕色毒性——有毒溶解性不溶于水能溶于水化学性质与O2反应2NO＋O22NO2——与H2O反应——3NO2＋H2O2HNO3＋NO与O2和H2O反应4NO＋3O2＋2H2O4HNO34NO2＋O2＋2H2O4HNO3与NH3反应4NH3＋6NOeq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(Δ))5N2＋6H2O8NH3＋6NO2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(Δ))7N2＋12H2O实验室制法原理3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)3Cu2＋＋2NO↑＋4H2OCu＋4H＋＋2NOeq\o\al(－,3)Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O尾气处理NO2＋NO＋2NaOH2NaNO2＋H2O2NO2＋2NaOHNaNO3＋NaNO2＋H2O4．氮的氧化物(NOx)对环境的污染及防治污染类型光化学烟雾：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酸雨：NOx排入大气中后，最终与水反应生成HNO3型酸雨破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加处理汽车尾气NOx(NO、NO2)经催化处理生成无污染的N2。硝酸工业尾气是用氢氧化钠溶液处理生成有用的工业产品硝酸盐和亚硝酸盐。1．N2与O2反应条件是放电不是点燃，且生成物是NO不是NO2。2．NO2能使湿润的淀粉­KI试纸变蓝，不能用湿润的淀粉­KI试纸鉴别NO2和Br2。4．NO用排水水法收集，不能用排空气法收集；NO2用排气法收集，不能用排水法收集。氨气和铵盐1．氨气物理性质无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，熔、沸点低，易液化。氨气极易溶于水(1体积水溶解700体积的氨气)分子结构电子式为，结构式为，空间构型为三角锥形化学性质与水反应NH3＋H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－氨水加热易分解与酸反应①蘸有浓氨水的玻璃棒与蘸有浓盐酸(或浓硝酸)的玻璃棒靠近，有白烟生成：HCl＋NH3NH4ClHNO3＋NH3NH4NO3②过量氨气与H2SO4反应：2NH3＋H2SO4(NH4)2SO4③氨气与CO2和H2O反应：过量氨气与CO2和H2O反应的化学方程式：2NH3＋CO2＋H2O(NH4)2CO3氨气与过量CO2和H2O反应的化学方程式：NH3＋CO2＋H2ONH4HCO3与盐溶液反应氨气(少量或过量)通入可溶性铝盐中：Al3＋＋3NH3·H2OAl(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)还原性①被氧气(Pt为催化剂)氧化：4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(Pt),\s\do5(Δ))4NO＋6H2O②被CuO氧化：2NH3＋3CuOeq\o(,\s\up6(Δ))3Cu＋N2＋3H2O③过量氨气被氯气氧化：8NH3(过量)＋3Cl2N2＋6NH4Cl实验室制备原理2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(,\s\up6(Δ))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O制备与收集干燥用碱石灰(NaOH和CaO固体的混合物)，不能用浓硫酸、无水CaCl2和P2O5干燥用途液氨汽化吸收热量，可用作制冷剂NH3是一种重要的化工原料，可用来制硝态氮肥、铵态氮肥、尿素等2．铵盐物理性质都是白色晶体，都易溶于水化学性质不稳定性NH4Cleq\o(,\s\up6(Δ))NH3↑＋HCl↑(不可制备氨气)NH4HCO3eq\o(,\s\up6(Δ))NH3↑＋CO2↑＋H2O与碱反应稀溶液不加热：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－NH3·H2O(没有氨气生成)浓溶液或加热：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(,\s\up6(Δ))NH3↑＋H2O(有氨气生成)NHeq\o\al(＋,4)的检验待测液加入较浓的NaOH溶液，加热，试管口放湿润的红色石蕊试纸，若试纸蓝色，则溶液中含有NHeq\o\al(＋,4)书写NH3的电子式时，防止漏写孤对电子。2．检验NHeq\o\al(＋,4)时关键的操作是——必须加热。3．氨气的简易制法方法将浓氨水滴入固体碱性物质(如：CaO粉末、NaOH固体、碱石灰)加热浓氨水装置图原理NH3·H2O＋CaONH3↑＋Ca(OH)2NH3·H2Oeq\o(=,\s\up5(Δ),\s\do5())NH3↑＋H2O说明浓氨水中存在平衡NH3＋H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－，加入固态碱性物质(如CaO粉末或NaOH固体或碱石灰)，使平衡逆向移动，同时反应放热，促进NH3·H2O的分解硝酸1．硝酸的性质、应用及保存性质化学方程式或离子方程式说明易挥发性NaNO3＋H2SO4(浓)eq\o(══,\s\up5(微热))HNO3↑＋NaHSO4①难挥发酸制易挥发酸②因硝酸爱热易分解，故微热强酸性CaCO3＋2HNO3＝Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O——不稳定性4HNO3eq\o(═,\s\up5(光照),\s\do5(Δ))4NO2↑＋O2↑＋2H2O久置时呈黄色，贮存方法：棕色瓶、放冷暗处强氧化性C＋4HNO3(浓)4NO2↑＋CO2↑＋2H2O3Fe2＋＋4H＋＋NO－＝3Fe3＋＋NO↑＋2H2O6I－＋8H＋＋2NO－＝3I2＋2NO↑＋4H2O3SO2＋2NO－＋2H2O＝3SO2－＋2NO↑＋4H＋室温下，铁、铝在浓硝酸中发生钝化①酸性条件下，Fe2＋、I－与NO－在溶液中不能大量共存②实验室不能用HNO3制取SO2气体③钝化是化学变化！氧化性与酸性Cu＋4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O3Ag＋4HNO3(稀)3AgNO3＋NO↑＋2H2O溶解铜、银时要用稀HNO3生成低价N的物质生成硝酸盐颜色反应与蛋白质相遇生成黄色沉淀检验蛋白质2．硝酸的工业生产原料反应原理主要设备说明氨空气水4NH3＋5O2eq\o(══,\s\up7(催化剂),\s\do4(Δ))4NO＋6H2O转化器①理论上相当于4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3，整个反应相当于NH3＋2O2＝HNO3＋H2O②尾气用NaOH溶液吸收：NO＋NO2＋2NaOH＝2NaNO2＋H2O2NO＋O2＝2NO2——3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO吸收塔生产流程1．NOeq\o\al(－,3)是一种有着鲜明个性的离子，不能单独与任何离子反应，但在酸性条件下，它又能氧化多种还原性较强的离子，如Fe2＋、I－、SOeq\o\al(2－,3)、S2－等。2．在书写离子方程式时，注意HNO3的强氧化性，如Fe(OH)2＋2HNO3＝Fe(NO3)2＋2H2O是错误的，应为3Fe(OH)2＋10HNO3＝3Fe(NO3)3＋NO↑＋8H2O。金属与硝酸反应的计算思维模型具体分析二守恒原子守恒HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NOeq\o\al(－,3)的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量：n(HNO3)总＝n(HNO3)余＋xn[M(NO3)x]＋n(NO2)＋n(NO)。电子守恒HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量：金属失电子的物质的量＝n(NO2)＋3n(NO)一关系起酸性作用的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＋)，即反应中转移的电子的物质的量一技巧金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NOeq\o\al(－,3)在H2SO4提供H＋的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NOeq\o\al(－,3)进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。铜与稀硝酸、稀硫酸的混合溶液的计算，不能按3Cu＋8HNO3(稀)3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O计算，而要按3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O计算。一、判断下列说法的正误，并说明原因。说法正误及解释1氮气化学性质通常不活泼，可将炽热的镁粉放在氮气中冷却错误镁与氮气加热会反应2NO与O2反应生成NO2错误生成的是NO3汽车尾气中有NOx，主要是汽油不充分燃烧引起的错误汽车尾气中有NOx，主要是空气中的氧气和氮气在汽车的气缸内高温作用下生成的4氨气具有还原性，可用浓氨水检验氯气管道是否泄漏正确若漏气会产生白烟5向某稀溶液中加入NaOH溶液，湿润的红色石蕊试纸无变化，该溶液中一定不含NHeq\o\al(＋,4)错误氨气极易溶于水，稀溶液且不加热时不能放出氨气6浓硝酸具有强氧化性，能和浓氨水反应产生白烟错误浓硝酸具有挥发性和酸性，可以和氨气反应生成硝酸铵7常温下铁能被稀硝酸钝化，可用铁质容器贮运稀硝酸错误常温下铁能与稀硝酸反应8浓硝酸具有强酸性，能与木炭在加热的条件下反应错误浓硝酸与木炭反应，浓硝酸体现的是强氧化性，没有体现酸性90.1mol·L－1HCl溶液中，Na＋、K＋、S2－、NOeq\o\al(－,3)能大量共存错误酸性条件下NOeq\o\al(－,3)能氧化S2－10用稀硝酸除去试管内壁的银镜：Ag＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)Ag＋＋NO↑＋2H2O错误电荷不守恒，电子不守恒，应是3Ag＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)3Ag＋＋2H2O＋NO↑二、选择1．（2022·云南临沧市云县下学期期中）下列反应属于氮的固定的是A．NO遇O2转化为NO2 B．N2和H2在一定条件下反应生成NH3C．硝酸工厂用NH3氧化制NO D．用NH3制碳酸氢铵和硫酸铵【答案】B【解析】A项，NO为化合物，氮元素不呈游离态，不属于氮的固定，不符合题意；B项，N2和H2在一定条件下反应生成NH3，氮元素由游离态转化为化合态，符合氮的固定的定义，符合题意；C项，NH3氧化制NO，氮元素由化合态转化为化合态，不属于氮的固定，不符合题意；D项，用NH3制碳酸氢铵和硫酸铵，氮元素由化合态转化为化合态，不属于氮的固定，不符合题意。2．（2022·北京市房山区期末）关于硝酸的下列说法不正确的是A．硝酸是无色易挥发的液体B．硝酸的强氧化性体现为H＋的氧化性C．硝酸能氧化大多数金属D．相同条件下，浓硝酸和稀硝酸的还原产物不同【答案】B【解析】A项，纯硝酸是无色油状液体，开盖时有白雾，硝酸是无色易挥发的液体，说法正确，不符合题意；B项，硝酸的强氧化性体现为＋5价的氮元素体现，酸性是由H＋体现的，说法错误，符合题意；C项，硝酸具有强氧化性，能溶解除金、铂以外的大多数金属，说法正确，不符合题意；D项，相同条件下，浓硝酸与铜反应生成二氧化氮，稀硝酸与铜反应生成一氧化氮，浓硝酸和稀硝酸的还原产物不同，说法正确，不符合题意。3．（2022·广西三新教学教学质量测评4月考）实验室用如图装置制氨气并验证氨气的某些化学性质能达到实验目的的是A．用装置甲制取氨气 B．用装置乙除去氨气中的水蒸气C．用装置丙验证氨气具有还原性 D．用装置丁吸收尾气【答案】C【解析】A项，实验室采用装置甲制取氨气时，分液漏斗中盛装浓氨水，圆底烧瓶中盛放氢氧化钠固体或生石灰，图示药品使用不正确，不能用来制取氨气，错误；B项，氨气与浓硫酸反应生成硫酸铵，不能用浓硫酸干燥氨气，错误；C项，丙装置中发生反应：2NH3＋3CuOeq\o(,\s\up6(Δ))N2＋3Cu＋3H2O，可以验证氨气具有还原性，正确；D项，氨气与水直接接触，不能起防倒吸的作用，错误。4．（2022·江苏扬州邗江区下学期期中）下列反应的离子方程式正确的是A．NO2气体通入NaOH溶液中：NO2＋2OH－NO－＋H2OB．氨水滴加到AlCl3溶液中：Al3＋＋3OH－Al(OH)3↓C．铜与稀硝酸反应：3Cu＋8H＋＋2NO－3Cu2＋＋2NO↑＋4H2OD．氨水中通入少量的SO2气体：SO2＋NH3·H2OHSO－＋NHeq\o\al(＋,4)【答案】C【解析】A项，NO2气体通入NaOH溶液中，发生反应的离子方程式为2NO2＋2OH－NO－＋NO－＋H2O，错误；B项，氨水滴加到AlCl3溶液中生成氢氧化铝沉淀和氯化铵，反应的离子方程式是Al3＋＋3NH3·H2OAl(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)，错误；C项，铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮、水，反应的离子方程式是3Cu＋8H＋＋2NO－3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，正确；D项，氨水中通入少量的SO2气体生成亚硫酸铵，反应的离子方程式是SO2＋2NH3·H2OSO2－＋2NHeq\o\al(＋,4)＋H2O，错误。三、（2022·河南豫北名校下学期期中）某同学利用如图所示装置分别进行相应的实验，按要求回答相应的问题。（1）当X是Ag、Y是稀硝酸时，反应的离子方程式为________________________________________，当X是Ag、Y是浓硝酸且过量时，若有0.4mol物质被还原，则生成的盐为_________mol。（2）当X是铝片、Y是浓硝酸时，常温下发生氧化反应与还原反应的物质的物质的量之比为________，加热时试管中的主要实验现象为__________________________。（3）当X是FeO，Y分别是0.2mol·L－1的硫酸、0.2mol·L－1的硝酸时，反应后溶液的颜色分别为_________________________；等量的X完全反应消耗的上述硫酸、硝酸的体积之比为____________。【答案】（1）3Ag＋NO－＋4H＋3Ag＋＋NO↑＋2H2O0.4（2）1∶3有红棕色气体产生（3）浅绿色、黄色3∶10【解析】（1）当X是Ag、Y是稀硝酸时，银和稀硝酸反应生成硝酸银、一氧化氮、水，反应的离子方程式为3Ag＋NO－＋4H＋3Ag＋＋NO↑＋2H2O，当X是Ag、Y是浓硝酸且过量时，发生反应Ag＋NO－＋2H＋Ag＋＋NO2↑＋H2O，若有0.4mol物质被还原即生成了0.4molNO2，则根据反应2NO2＋2NaOHNaNO3＋NaNO2＋2H2O可知，则生成的盐为0.4mol；（2）当X是铝片、Y是浓硝酸时，常温下铝表面被氧化为氧化铝、硝酸被还原为二氧化氮，根据得失电子守恒，n(Al)×3＝n(HNO3)×1，n(Al)∶n(HNO3)=1∶3，发生氧化反应的Al与发生还原反应的HNO3物质的物质的量之比为1∶3，加热时，发生反应Al＋6HNO3(浓)eq\o(,\s\up6(Δ))Al(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O，试管中的主要实验现象为有红棕色气体产生；（3）当X是FeO、Y是0.2mol·L－1的硫酸时，发生反应的方程式为FeO＋H2SO4FeSO4＋H2O，反应生成硫酸亚铁，溶液呈浅绿色；当X是FeO、Y是0.2mol·L－1的硝酸时，发生反应3FeO＋10HNO33Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O，反应生成硝酸铁，溶液呈黄色；根据反应方程式，等量的X完全反应消耗的上述硫酸、硝酸的体积之比为3∶10。四、（2022·山西大同下学期期中）同学们利用传感技术测定喷泉实验中仪器内的压强变化，来进一步认识喷泉实验的原理，装置如图1所示。

（1）连接好装置后应首先进行的操作是_________________________。（2）装入药品后，实验开始前应_____________(填序号)。A．打开弹簧夹a，关闭弹簧夹b B．打开弹簧夹b，关闭弹簧夹a C．同时打开弹簧夹a和b（3）加热反应物制取氨气的化学方程式为________________________________________。证明三颈烧瓶中已收集满氨气的方法是：在瓶口c处___________________________________，观察到的现象是____________。（4）停止加热后，引发喷泉的操作是：关闭弹簧夹_______(填“a”或“b”)，用带有胶头滴管(预先吸入水)的橡胶塞塞紧瓶口c，打开弹簧夹_______(填“a”或“b”)，挤压胶头滴管，使水进入烧瓶，形成喷泉，此实验利用了氨气具有________________的性质。由数据采集器和电脑绘制的三颈烧瓶内压强变化曲线如图2，其中_______点(填字母)所对应的是喷泉最剧烈的时刻。【答案】（1）检查装置气密性（2）A（3）2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(,\s\up6(Δ))CaCl2＋2H2O＋2NH3↑放一张湿润的红色石蕊试纸试纸变蓝（4）ab极易溶于水C【解析】连接装置，检查装置气密性，装入药品后，关闭弹簧夹b，打开弹簧夹a，氯化铵与氢氧化钙共热制取氨气，用三颈烧瓶收集氨气，氨气集满后，停止加热，关闭弹簧夹a，用带有胶头滴管(预先吸入水)的橡胶塞塞紧瓶口c，打开弹簧夹b，挤压胶头滴管，使水进入烧瓶，形成喷泉。（1）实验中有气体参与，因此连接好装置后应首先进行的操作是：检查装置气密性；（2）实验的目的是先收集氨气，因此装入药品后，实验开始前应关闭弹簧夹b，打开弹簧夹a，答案选A；（3）试管中加热氯化铵和氢氧化钙的混合物制取氨气，反应的化学方程式为：2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(,\s\up6(Δ))CaCl2＋2H2O＋2NH3↑；氨气为碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，因此检验氨气已经收集满的方法是：在瓶口c处放一张湿润的红色石蕊试纸，若观察到试纸变蓝，说明氨气已经收集满；（4）氨气极易溶于水，三颈烧瓶中收集满氨气后，停止加热，关闭弹簧夹a，用带有胶头滴管(预先吸入水)的橡胶塞塞紧瓶口c，打开弹簧夹b，挤压胶头滴管，使水进入烧瓶，形成喷泉；氨气溶于水后，造成烧瓶内压强变小，A到C点间压强在不断减小，C点时压强最小，与外界空气形成的压强差最大，此时应是喷泉最剧烈的时刻，随着大量水涌入烧瓶，烧瓶内压强开始增大。

知识点三硅及其化合物硅单质存在地壳中的含量位居第二位，只存在化合态的硅(主要以硅酸盐和氧化物的形式)，无游离态物理性质灰黑色、金属光泽、熔沸点高、硬度大、半导体化学性质常温Si＋2F2＝SiF4Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑高温Si＋O2SiO2Si＋2Cl2SiCl4Si＋CSiCSi＋2H2SiH4高纯硅制备生产流程一：二氧化硅eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(电炉里用碳还原),\s\do4(→))),\s\do6())粗硅eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(Cl2),\s\do4(→))),\s\do5(蒸馏))纯SiCl4eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(H2),\s\do4(→))),\s\do5(高温))高纯硅。反应式如下：①粗硅：SiO2＋2Ceq\o(,\s\up7(高温))2Si(粗硅)＋2CO↑②高纯硅：Si＋2Cl2eq\o(,\s\up7(高温))SiCl4SiCl4＋2H2eq\o(,\s\up7(高温))Si＋4HCl生产流程二：二氧化硅eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(电炉里用碳还原),\s\do4(→))),\s\do6())粗硅eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(HCl),\s\do4(→))),\s\do5(300℃))纯SiCl4eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(H2),\s\do4(→))),\s\do5(1100℃))高纯硅。反应式如下：300℃①粗硅：SiO2＋2Ceq\o(,\s\up7(高温))2Si(粗硅)＋2CO↑②高纯硅：Si＋3HCleq\o(,\s\up6(300℃))SiHCl3＋H2SiHCl3＋H2eq\o(,\s\up6(1100℃))Si＋3HCl用途半导体材料，用于集成电路、晶体管的制造；制太阳能电池的材料1．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。2．硅的还原性比碳强，而碳在高温下却能从二氧化硅中还原出硅：SiO2＋2CSi＋2CO↑。3．非金属单质与强碱溶液反应一般不生成氢气，而硅却不然：Si＋2NaOH＋H2ONa2SiO3＋2H2↑。4．一般情况下，活泼金属与酸发生置换反应生成氢气，非金属单质与非氧化性酸不反应，但硅例外：Si＋4HFSiF4↑＋2H2↑。5．硅与烧碱溶液反应的实质和铝与烧碱溶液反应的实质相似，其中的氧化剂都是水。5．硅具有“亲氟”性：Si＋2F2SiF4，Si＋4HFSiF4↑＋2H2↑，SiO2＋4HFSiF4↑＋2H2O。二氧化硅硅酸1．二氧化硅存在普通的沙(细小的石英晶体)、水晶(纯石英，无色透明晶体)物理性质无色透明晶体，高熔点，高硬度，不溶于水结构1个Si原子结合4个O原子，同时1个O原子结合2个Si原子。最小的环上有12个原子：6个O原子、6个Si原子。实际上，二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子构成的立体的正四面体空间网状结构，这种结构很稳定，要破坏此结构需很大的能量，因此SiO2具有较高的熔、沸点及较高的硬度。虽然1个Si原子结合4个O原子，由于1个O原子结合2个Si原子，所以1个Si原子实际上分享到的O原子个数为4×EQ\f(1,2)＝2，即在二氧化硅晶体Si与O的个数比为1∶2，通常所用的“SiO2”表示的是化学式，而不是分子式。化学性质酸性氧化物水不反应碱性氧化物CaO＋SiO2CaSiO3碱2NaOH＋SiO2Na2SiO3＋H2O（实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞）某些盐CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑弱氧化性SiO2＋2CSi＋2CO↑SiO2＋3CSiC＋2CO↑SiO2＋Mg2MgO＋Si特殊性SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O（氢氟酸不能保存于玻璃瓶中，常保存于塑料瓶中）用途①制造光导纤维；②制光学镜片；③制石英坩埚；④制石英玻璃2．硅酸溶解性难溶于水弱酸性与强碱反应：H2SiO3＋2NaOHNa2SiO3＋H2O酸性小于碳酸：Na2SiO3＋CO2＋H2OH2SiO3↓＋Na2CO3不稳定性H2SiO3eq\o(,\s\up6(Δ))SiO2＋H2O用途制作硅胶，用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂。1．水晶、石英、玛瑙的主要成分是SiO2；珍珠的主要成分是CaCO3；钻石是金刚石；宝石的主要成分是Al2O3。2．一般情况下，酸性氧化物不与酸反应，但SiO2能与氢氟酸反应：SiO2＋4HFSiF4↑＋2H2O。3．SiO2是熔点最高的非金属氧化物，H2SiO3是常温下呈固态的酸。4．硅酸钠叫泡花碱，但它是盐，水溶液俗称水玻璃，但它和玻璃的成分并不完全相同。无机非金属材料1．硅酸盐工业主要原料主要设备主要反应主要成分特性水泥石灰石黏土水泥回转窑复杂的物理变化与化学反应3CaO·SiO22CaO·SiO23CaO·Al2O3水硬性玻璃石灰石、纯碱、石英玻璃熔炉CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑CaSiO3、Na2SiO3、SiO2无固定熔点陶瓷黏土陶瓷窑——Al2O3·2SiO2·2H2O——2．新型无机非金属材料高温结构陶瓷SiC、BN、Si3N4、Al2O3等碳纳米材料类型富勒烯、碳纳米管、石墨烯等用途在能源、信息、医药等领域有广阔的应用前景1．石墨烯是单质，不是烯烃。2．玻璃中含有SiO2，故不能用玻璃瓶盛放NaOH溶液。一、判断下列说法的正误，并说明原因。说法正误及解释1Si是半导体材料，可用于制作太阳能电池正确2SiO2与NaOH溶液反应生成盐和水，也可以和氢氟酸反应，所以SiO2是两性氧化物错误SiO2是酸性氧化物，SiO2与HF反应生成的SiF4不是盐3硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质发生反应错误硅常温下能和HF溶液、氢氧化钠溶液反应4加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应正确在加热时，硅能与氧气或氯气反应生成二氧化硅或四氯化硅5沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐错误沙子主要成分为氧化物6晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，常用于制造光导纤维错误制造光导纤维是SiO27石灰石是制造玻璃和水泥的主要原料之一正确8火炬“飞扬”使用的碳纤维属于有机高分子材料错误碳纤维是无机材料9冰壶主材料花岗岩属于无机非金属材料正确10单晶硅熔点高，所以可用作半导体材料错误单晶硅可用作半导体材料与空穴可传递电子有关，与熔点高无关二、选择1．（2022·河北）定窑是宋代五大名窑之一，其生产的白瓷闻名于世。下列说法正确的是A．传统陶瓷是典型的绝缘材料 B．陶瓷主要成分为SiO2和MgOC．陶瓷烧制的过程为物理变化 D．白瓷的白色是因铁含量较高A解析：A项，陶瓷是良好的绝缘体，传统陶瓷是典型的绝缘材料，正确；B项，陶瓷的主要成分为硅酸盐，而不是SiO2和MgO，错误；C项，陶瓷烧制过程发生复杂的化学反应，有新物质生成，属于化学变化，错误；D项，由于Fe2＋、Fe3＋和铁的氧化物均有颜色，故陶瓷中含铁量越高，陶瓷的颜色越深，白瓷的白色是因为铁含量较低甚至几乎不含，错误。2．（2022·广东，3）广东一直是我国对外交流的重要窗口，馆藏文物是其历史见证。下列文物主要由硅酸盐制成的是文物选项A.南宋鎏金饰品B.蒜头纹银盒C.广彩瓷咖啡杯D.铜镀金钟座C解析：A项，鎏金饰品主要由合金材料制成，不符合题意；B项，蒜头纹银盒的主要成分为金属银，不符合题意；C项，广彩瓷咖啡杯是由黏土等硅酸盐产品烧制而成，其主要成分为硅酸盐，符合题意；D项，铜镀金钟座由铜和金等金属制成，不符合题意。3．下列关于二氧化硅的说法正确的是A．二氧化硅是酸性氧化物，因此能与水反应生成硅酸B．二氧化硅制成的光导纤维，由于导电能力强而被用于制造光缆C．二氧化硅能与碳酸钠固体在高温时发生反应D．用二氧化硅制取单质硅时，当生成2.24L气体(标准状况)时，得到2.8g硅C解析：A项，二氧化硅是酸性氧化物，但是二氧化硅不溶于水，与水不反应，错误；B项，二氧化硅制成的光导纤维，由于其良好的光学特性而被用于制造光缆，错误；C项，在高温时，二氧化硅能与碳酸钠固体反应生成硅酸钠和二氧化碳，正确；D项，由化学方程式SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑可知，当生成2.24L(标准状况)即0.1mol气体时，得到0.05mol即1.4g硅，错误。4．科学家最新研制的利用氯化氢和氢气生产高纯硅的工艺流程如图所示：容器①中进行的反应为①Si(粗)＋3HCl(g)eq\o(,\s\up6(Δ))SiHCl3(l)＋H2(g)；容器②中进行的反应为②SiHCl3＋H2eq\o(,\s\up7(高温))Si(纯)＋3HCl。下列说法不正确的是A．该工艺流程的优点是部分反应物可循环使用B．①和②互为可逆反应C．该流程中需要隔绝空气D．粗硅制备不能通过SiO2eq\o(→,\s\up7(HCl(aq)))SiCl4eq\o(→,\s\up7(H2),\s\do5(高温))Si实现B解析：A项，反应②中生成的HCl在反应①中循环利用，反应①中生成的H2在反应②中循环利用，正确；B项，反应①与反应②的反应温度不一致，不是可逆反应，错误；C项，高温条件下，Si、SiHCl3、H2都与O2反应，故需隔绝空气，正确；D项，SiO2不与HCl反应，不能通过上述途径制硅，正确。三、高纯硅是制作光伏电池的关键材料，如图是一种生产高纯硅的工艺流程示意图：已知：①流化床反应器内的主反应：Si＋3HCleq\o(=,\s\up7(250～300℃))SiHCl3＋H2；②还原炉内的主反应：SiHCl3＋H2eq\o(,\s\up7(1100～1200℃))Si＋3HCl；③SiHCl3极易水解：SiHCl3＋3H2OH2SiO3↓＋H2↑＋3HCl。回答下列问题：（1）石英砂的主要成分为SiO2，SiO2是一种酸性氧化物，能与烧碱反应生成盐和水，下列物质中也能与烧碱反应生成盐和水的是__________(填字母)。A．Al B．Al2O3C．CuO D．NaHCO3SiO2能在一种常见的酸中溶解，生成一种气态含硅物质，这种酸的电子式为____________。（2）电弧炉中生成粗硅，反应的化学方程式为_______________________________________。若电弧炉中焦炭过量，还会有SiC生成，石英砂和焦炭生成SiC的反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为______________。（3）整个操作流程都需隔绝空气，原因是__________________________________________________________________________________________________________(答出两条即可)。（4）流化床反应器中除SiHCl3外，还可能发生副反应，生成其他含硅化合物(如SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等)，可以用蒸馏的方法加以分离，该操作方法的理论依据是__________________。（5）上述操作流程中可以循环利用的物质是__________________。（1）BDH∶eq\o(F,\s\up6(··),\s\do8(··))∶（2）SiO2＋2Ceq\o(,\s\up7(高温))Si＋2CO↑1∶2（3）防止SiHCl3发生水解；防止硅被氧化；防止氢气与氧气反应而发生爆炸(任写两条即可)（4）各组分沸点相差较大（5）H2、HCl解析：（1）A项，铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，不符合题意；B项，氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，符合题意；C项，氧化铜与氢氧化钠溶液不反应，不符合题意；D项，碳酸氢钠与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，符合题意。SiO2能在一种常见的酸中溶解，生成一种气态含硅物质，这种酸为HF，HF属于共价化合物，其电子式为H∶eq\o(F,\s\up6(··),\s\do8(··))∶；（2）二氧化硅与碳在高温条件下反应生成粗硅和CO：SiO2＋2Ceq\o(,\s\up7(高温))Si＋2CO↑，石英砂和焦炭生成SiC的反应为SiO2＋3Ceq\o(,\s\up7(高温))SiC＋2CO↑，C元素化合价由0价降低为－4价，由0价升高为＋2价，C既是氧化剂又是还原剂，氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2；（3）考虑空气中的O2、水蒸气的影响，Si、H2会与O2反应，SiHCl3会与水反应；（4）SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl和SiHCl3的沸点不同，考虑采用蒸馏方法分离；（5）由流程图可知，H2、Cl2参加反应的同时又有H2、Cl2的生成，故H2、Cl2可循环利用。四、氮化硅可用作高温结构陶瓷复合材料，在航空航天、汽车发动机、机械等领域有着广泛的应用。由石英砂合成氮化硅粉末的路线如图所示：其中—NH2中各元素的化合价与NH3相同。请回答下列问题：（1）石英砂不能与碱性物质共同存放，以NaOH为例，用化学方程式表示其原因：________________________。（2）图示①～⑤的变化中，属于氧化还原反应的是____________(填序号)。（3）在反应⑤中，3molSi(NH2)4在高温下加热可得1mol氮化硅粉末和8molA气体，则氮化硅的化学式为____________。（4）在高温下将SiCl4在B和C两种气体的气氛中，也能反应生成氮化硅，B和C两种气体在一定条件下化合生成A。写出SiCl4与B和C两种气体反应的化学方程式：_________________________________。（1）SiO2＋2NaOHNa2SiO3＋H2O（2）①②（3）Si3N4（4）3SiCl4＋2N2＋6H2eq\o(=,\s\up7(高温))Si3N4＋12HCl解析：（2）反应①是石英砂与焦炭发生氧化还原反应；反应②是硅单质与Cl2发生氧化还原反应；（3）氮化硅的化学式可通过题目信息运用质量守恒定律求得：3Si(NH2)4eq\o(,\s\up7(高温))Si3N4＋8NH3↑；（4）结合题给信息，SiCl4与N2、H2反应可得到Si3N4和HCl。

知识点四化学反应与能量变化反应热1．反应热：化学反应过程中吸收或放出的能量。2．吸热反应和放热反应放热反应吸热反应定义放出热量的化学反应吸收热量的化学反应图像举例①中和反应②燃烧反应③金属与酸或与氧气的反应④铝热反应⑤酸性氧化物或碱性氧化物与水的反应⑥大多数的化合反应氢氧化钡晶体与NH4Cl的反应②大多数的分解反应③灼热的炭与二氧化碳的反应④盐酸与碳酸氢钠的反应⑤炭和水蒸气的反应表示方法ΔH＜0ΔH＞0形成原因宏观反应物总能量大于生成物总能量反应物总能量小于生成物总能量微观3．反应热的计算ΔH＝反应物键能之和－生成物键能之和4．热化学方程式（1）概念：表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。（2）意义：既表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。（2）书写：一写化学方程式，二标出各物质的状态，三标ΔH。1．放热反应不一定需要加热。反应的放热与吸热是由反应物和生成物能量的高低决定的，与反应条件无关。2．有热量放出的变化，不一定是放热反应，如烧碱溶于水。3．热化学方程式：化学计量数只表示物质的量，可以是分数；一般不要求写反应条件，不用标“↑”和“↓”。原电池工作原理及应用1．工作原理能量变化化学能转化为电能形成条件两个电极组合情况①②③④负极较活泼金属金属金属石墨或Pt正极较不活泼金属金属氧化物石墨或Pt石墨或Pt电解质溶液或熔液、固体电解质可能与电极的负极反应，也可能不与电极反应电极上有自发的氧化还原反应发生微粒流向外电路电子从负极流向正极内电路溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极2．多角度判断原电池的正、负极正极较不活泼金属或非金属电极材料较活泼金属负极还原反应电极反应类型氧化反应电子流入电子流向电子流出电流流出电流流向电流流入阳离子迁移的电极离子流向阴离子迁移的电极质量增大或不变电极质量质量减少或不变电极有气泡产生电极现象电极变细3．原电池原理的应用加快化学反应速率实验室用锌和稀硫酸反应制备氢气时，常用粗锌，产生氢气的速率更快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀硫酸构成原电池，电子定向移动，加快了锌与硫酸反应的速率。比较金属的活泼性一般情况下，在原电池中，负极金属的活泼性比正极金属的活泼性强。设计原电池首先将氧化还原反应分成两个半反应——氧化反应式、还原反应式。根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。用于金属的防护将需要保护的金属连接另一较活泼的金属，要保护的金属作原电池的正极受到保护。1．溶液中无电子流动。2．原电池的正、负极不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。在大部分原电池反应中，金属活泼性较强的作负极，另一电极作正极。但在某些特殊条件下例外，如：①冷的浓硝酸作电解质溶液，金属铁或铝与金属铜作电极时，铁或铝在冷的浓硝酸中钝化，金属活动性弱的铜与浓硝酸发生反应，作负极。②NaOH溶液作电解质溶液，金属镁与金属铝作电极时，因铝能与NaOH溶液反应，作负极，而金属活动性强的镁只能作正极。化学电源与电极反应式书写1．化学电池名称干电池(一次电池)充电电池(二次电池)燃料电池特点①活性物质(发生氧化还原反应的物质)消耗到一定程度后，不能再使用(放电之后不能充电)②电解质溶液为胶状，不流动①放电后可再充电使活性物质获得再生②可以多次充电，重复使用①电极本身不包含活性物质，只是一个催化转换元件②工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给(反应物不是储存在电池内部)，在电极上不断地进行反应，生成物不断地被排出举例普通的锌锰电池、碱性锌锰电池、银锌电池等铅蓄电池、锂电池、镍镉电池等氢氧燃料电池、CH4燃料电池、CH3OH燃料电池等❶一次电池碱性锌锰电池电池纽扣式锌银电池Zn＋2MnO2＋2H2O2MnO(OH)＋Zn(OH)2总反应式Zn＋Ag2O＋H2OZn(OH)2＋2AgZn＋2OH－－2e－Zn(OH)2负极反应式Zn＋2OH－－2e－Zn(OH)22MnO2＋2H2O＋2e－2MnO(OH)＋2OH－正极反应式Ag2O＋H2O＋2e－2Ag＋2OH－❷二次电池负极反应物是Pb，正极反应物是PbO2。总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4eq\o(eq\o(,\s\up6()),\s\up7(放电),\s\do7(充电))2PbSO4＋2H2O。电极反应式放电负极反应式Pb＋SOeq\o\al(2－,4)－2e－PbSO4正极反应式PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2e－PbSO4＋2H2O充电阴极反应式PbSO4＋2e－Pb＋SOeq\o\al(2－,4)阳极反应式PbSO4＋2H2O－2e－PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)❸燃料电池a氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，常见的燃料除H2外，还有CO、水煤气(CO和H2)、烃类(如CH4)、醇类(如CH3OH)、醚类(如CH3OCH3)、氨(NH3)、肼(H2N—NH2)等。如无特别提示，燃料电池反应原理类似于燃料的燃烧。b燃料电池的电解质常有四种类型，酸性溶液、碱性溶液、固体电解质(可传导O2－)、熔融碳酸盐，不同电解质会对总反应式、电极反应式有影响。2．原电池电极反应式的书写（1）电极方程式书写的一般方法正极：找出氧化剂及还原产物，写出“氧化剂＋ne－＝还原产物”负极：找出还原剂及氧化产物，写出“还原剂－ne－＝氧化产物”注意开始生成的氧化产物、还原产物在溶液中能否存在，如碱性溶液中H＋要结合OH－生成H2O。由电荷守恒确定要添加的离子，再据质量守恒，配平其他微粒个数。将正、负析电极反应式相加，与总反应式对照验证。（2）具体书写方法负极反应式的书写①活泼金属作负极时，电极本身被氧化：a．若生成的阳离子不与电解质溶液反应，其产物可直接写为金属阳离子，如：Zn－2e－Zn2＋，Cu－2e－Cu2＋。b．若生成的金属阳离子与电解质溶液反应，其电极反应式为两反应合并后的反应式。如Mg－Al(KOH)原电池，负极反应式为Al－－3e－＋4OH－AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O；铅蓄电池负极反应式：Pb－2e－＋SOeq\o\al(2－,4)PbSO4。②负极本身不反应时，常见书写方法为：氢氧(酸性)燃料电池，负极反应式为H2－2e－2H＋。氢氧(碱性)燃料电池，负极反应式为H2－2e－＋2OH－2H2O。正极反应式的书写①首先根据化合价变化或氧化性强弱判断得电子的微粒②其次确定该微粒得电子后变成哪种形式如氢氧(酸性)燃料电池，正极反应式为O2＋4H＋＋4e－2H2O氢氧(碱性)燃料电池，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－4OH－铅蓄电池正极反应式：PbO2＋2e－＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)PbSO4＋2H2O1．书写电极反应式时，注意体系的性质，看生成物在所给的环境中能否存在。2．复杂电极反应式的书写：复杂电极反应式＝总反应式－较简单一极的电极反应一、判断下列说法的正误，并说明原因。说法正误及解释1放热反应不需要加热就能发生，吸热反应不加热就不能发生错误反应的絷效应与反应条件无关2可逆反应的ΔH表