高一化学上册暑假提升讲义专题01 化工生产中的重要非金属元素（原卷版）

专题01化工生产中的重要非金属元素目录考点聚焦：复习要点+知识网络，有的放矢重点速记：知识点和关键点梳理，查漏补缺题型归纳：归纳常考热点题型，高效解题难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升学以致用：真题感知+提升专练，全面突破学业要求聚焦1.能依据物质类别和元素价态分别列举含硫元素、氮元素的典型代表物质。2.能从物质类别和元素价态的角度，依据氧化还原反应原理，预测硫及其化合物、氮及其化合物的化学性质和变化。3.能从物质类别和元素价态变化的角度，设计含硫物质、含氮物质的转化路径。4.能根据实验目的和假设设计实验方案，选择适当的实验试剂，探究不同价态含硫物质的转化；能观察并如实记录实验现象和数据，进行分析和推理，得出合理的结论。5.能利用二氧化硫、氨、硫酸根和铵根的性质和反应，选择适当的实验试剂，设计检验二氧化硫、检验溶液中硫酸根和铵根等离子及实验室制取氨的实验方案。6.能根据硫酸、硝酸和氨的性质，分析实验室、工业生产及环境保护中的某些常见问题。7.能说明硫及其化合物、氮及其化合物（如二氧化硫、氨等）的应用对社会发展的价值和对环境的影响，能有意识地运用所学的知识或寻求相关证据参与社会性议题（如酸雨及防治）的讨论。8.能从材料组成的角度对生活中常见的无机非金属材料进行分析，能根据使用需求选择适当的材料，能解释其使用注意事项，并能科学合理地使用。知识网络聚焦一．硫1.硫的存在（1）游离态：存在于火山喷口附近或地壳的岩层里。（2）化合态：主要以硫化物和硫酸盐的形式存在。2.物理性质：硫单质俗称：硫磺，颜色状态：黄色晶体，溶解性：不溶于水，微溶于酒精，易溶与二硫化碳。3.化学性质（硫可以与金属、非金属反应）化合价角度认识：(1)与非金属反应eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(O2：S＋O2\o(=,\s\up7(点燃))SO2，表现还原性,H2：S＋H2\o(=,\s\up7(△))H2S，表现氧化性))(2)与金属反应eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(Cu：2Cu＋S\o(=,\s\up7(△))Cu2S,Fe：Fe＋S\o(=,\s\up7(△))FeS))表现氧化性(3)与热的强碱溶液反应(如NaOH溶液)：3S＋6NaOHeq\o(=,\s\up7(△))2Na2S＋Na2SO3＋3H2O，既表现氧化性，又表现还原性。应用：汞洒落在地面，一般会用硫粉来处理，原理是S＋Hg==HgS二．二氧化硫1.物理性质二氧化硫是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气大，易液化易溶于水。（1体积水约溶解40体积SO2）2.二氧化硫与水（1）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。SO2与水的反应方程式为SO2＋H2O⇌H2SO3。（2）SO2或亚硫酸的漂白性：①二氧化硫或亚硫酸有漂白作用，与有色物质发生化合反应，生成不稳定的无色物质，加热又恢复为原来的颜色。利用品红溶液可检验二氧化硫气体。②SO2有漂白性，能使品红褪色。③SO2的漂白作用与次氯酸的漂白作用相不相同？不相同；SO2的漂白作用稳不稳定？不稳定；=4\*GB3④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。【问题】常见的漂白剂有哪些？SO2、HClO、NaClO、H2O2、活性炭【总结】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(1)SO2使品红溶液褪色表现的是漂白性，加热后溶液恢复至红色；SO2使酸性高锰酸钾溶液、溴水、氯水、碘水褪色表现的是还原性，加热后溶液颜色不复原。(2)SO2不能漂白酸碱指示剂，只能使紫色石蕊溶液变红，不能使其褪色。3.二氧化硫的化学性质分别从化合价的角度，作为酸性氧化物的角度，二氧化硫有什么化学性质：（1）酸性氧化物的通性eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(①能使紫色石蕊溶液变红色,②与H2O反应：SO2＋H2O⇌H2SO3,③\a\vs4\al(与碱,反应)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(NaOH足量：SO2＋2OH－=SOeq\o\al(2－,3)＋H2O,NaOH少量：SO2＋OH－=HSOeq\o\al(－,3))),④与碱性氧化物反应：CaO＋SO2=CaSO3))（2）氧化性(如与H2S溶液反应)：SO2＋2H2S=3S↓＋2H2O(生成黄色物质)。（3）还原性eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(①与O2反应：2SO2＋O2\o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2SO3,②使溴水褪色：SO2＋Br2＋2H2O=H2SO4＋2HBr,③使酸性KMnO4溶液褪色：5SO2＋2MnOeq\o\al(－,4)＋2H2O=5SOeq\o\al(2－,4)＋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))（4）漂白性：SO2可使品红溶液褪色，加热后，溶液由无色变为红色。三．三氧化硫1.物理性质:熔点为16.8℃，沸点为44.8℃，标准状况下为固态。2.化学性质:具有酸性氧化物的通性:（1）与水反应：SO3＋H2O=H2SO4（2）与碱性氧化物反应：SO3＋CaO=CaSO4（3）与碱反应：SO3＋2NaOH=Na2SO4＋H2O（4）与某些盐溶液反应（如：BaCl2）SO3＋H2O＋BaCl2=BaSO4↓＋2HCl四．硫化氢1.物理性质:无色有臭鸡蛋气味的剧毒气体,常温常压下，1体积水约能溶解2.6体积的硫化氢气体。2.化学性质（1）酸性H2S⇌H＋＋HS－，HS－⇌H＋＋S2－（2）还原性（易被Cl2、O2、SO2等氧化）2H2S＋SO2=3S↓＋2H2O；2H2S＋O2=2S↓＋2H2O；2H2S＋3O2(足量)2SO2＋2H2O考点2硫酸硫酸根离子的检验一．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：eq\o(\s\up7(金属冶炼),\s\do5(产生的尾气))eq\o(\s\up7(硫黄或黄铁矿),\s\do5())eq\o(→,\s\up7(空气),\s\do5(燃烧))SO2eq\o(→,\s\up7(400～500℃),\s\do5(V2O5催化剂))SO3eq\o(→,\s\up7(98.3%的),\s\do5(浓硫酸吸收))H2SO4写出工业制备硫酸有关反应的化学方程式：(1)制备SO2：4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2(2)制备SO3：2SO2＋O22SO3(3)吸收SO3：SO3＋H2O=H2SO4二．硫酸的性质1．稀硫酸具有酸的通性：写出下列反应的离子方程式：(1)稀硫酸与活泼金属反应，如Zn：__Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑__。(2)稀硫酸与金属氧化物反应，如CuO：__CuO＋2H＋=Cu2＋＋H2O__。(3)稀硫酸与碱反应，如NaOH：OH－＋H＋=H2O。(4)稀硫酸与部分盐反应，如Na2CO3：__CO＋2H＋=CO2↑＋H2O__。2.硫酸的物理性质硫酸是一种无色、黏稠的油状液体，密度比水的大。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。3.浓H2SO4的特性三大特性：吸水性、脱水性、强氧化性三．硫酸根离子的检验检验SO42－的正确操作方法：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(判断有无SO42－)。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↓。4．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不同价态含硫物质的转化一．自然界中硫的存在和转化二．实验探究不同价态含硫物质的转化1.不同价态硫元素的转化与性质硫元素常见的化合价有-2、0、+4、+6，可以通过氧化还原反应实现不同价态含硫物质的相互转化。利用氧化剂，可将硫元素从低价态转化为高价态；利用还原剂，可将硫元素从高价态转化为低价态。2.不同价态含硫物质的转化序号转化目标转化前的含硫物质选择试剂转化后的含硫物质①－2→0H2S__O2(不足)__S__SO2__②0→－2S__H2__H2S__Fe或Cu__FeS或Cu2S③－2→＋4H2S__O2(足量)__SO2④0→＋4S__O2__SO2⑤＋4→0SO2__H2S__S⑥＋4→＋6SO2__O2__SO3____H2SO4⑦＋6→＋4H2SO4__Cu__SO2书写有关化学方程式：①__2H2S＋O22S＋2H2O，SO2＋2H2S=3S＋2H2O__；②__H2＋SH2S，Fe＋SFeS或2Cu＋SCu2S__；③__2H2S＋3O22SO2＋2H2O__；④__S＋O2SO2__；⑤__SO2＋2H2S=3S＋2H2O__；⑥__2SO2＋O22SO3，SO2＋Cl2＋2H2O=2HCl＋2H2SO4__；⑦__Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋2H2O＋SO2↑__。3.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。

【总结】不同价态硫元素的转化,可通过氧化还原反应实现(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H2SSO2SO3H2SO4SSO2SO3H2SO4考点4氮气氮的氧化物一．氮元素的存在1．氮的原子结构氮元素位于第二周期、第=5\*ROMANVA族。氮原子最外电子层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。因此氮原子一般通过共用电子对与其它原子相互结合构成物质。氮的原子结构常见的化合价有＋1、＋2、＋3、＋4、＋5、－3，其氧化物有N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5共有六种，其中N2O5是HNO3的酸酐，N2O3是HNO2的酸酐（氮的氧化物都有毒）。2．氮元素的存在a.游离态:以氮分子的形式存在于空气中。

b.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。二．氮气1.物理性质纯净的N2是一种无色无味的气体，难溶于水，在空气中约占五分之四左右。2.化学性质（1）常温下，N2的化学性质不活泼，可代替稀有气体作保护气体。原因：氮分子内两个氮原子间以共价三键结合，断开该化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳定，通常难以与其它物质反应。（2）在放电条件或高温下氮气跟氧气化合生成一氧化氮N2＋O22NO（3）镁在氮气中燃烧：3Mg＋N2Mg3N2；（4）人工合成氨：N2＋3H22NH3；三．氮的固定和循环1.含义：将大气中__游离态__的氮转化为__含氮化合物__的过程叫做氮的固定。2.分类：eq\a\vs4\al(氮的,固定)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(自然固氮\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(高能固氮N2＋O2\o(═══,\s\up7(放电或高温))2NO,生物固氮豆科植物的根瘤菌固氮)),人工固氮\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(合成氨N2＋3H2\o(,\s\up7(高温、高压),\s\do5(催化剂))2NH3,仿生固氮))))3．氮的循环四．二氧化氮和一氧化氮氮的氧化物NONO2物理性质颜色无色红棕色毒性有毒有毒溶解性不溶于水易溶于水化学性质与O2反应2NO＋O2=2NO2不反应与H2O反应不反应3NO2＋H2O=2HNO3＋NO1.NO和NO2的化学性质(1)在常温下，NO很容易与O2反应，化学方程式为2NO+O2=2NO2。

(2)NO2溶于水时发生反应的化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO。

2.二氧化氮溶于水的实验(1)实验过程实验装置实验操作在如图注射器里充入20mLNO,然后吸入5mL水,用乳胶管和弹簧夹封住管口,振荡注射器打开弹簧夹,快速吸入10mL空气后夹上弹簧夹振荡注射器实验现象无明显现象无色气体变为红棕色红棕色气体变浅至消失,有无色气体生成,注射器活塞向内滑动化学方程式2NO+O2=2NO2、

3NO2+H2O=2HNO3+NO

(2)对工业生产硝酸的启示工业上生产硝酸时，向吸收后的废气中再通入适量的氧气或空气,能充分利用原料，并能减少NO的排放以保护环境。考点5氨和铵盐一．氨的性质(一)氨的物理性质1.无色刺激性气味有毒气体，密度比空气小。极易溶于水，常温下，1体积水大约可溶解700体积氨气。氨的水溶液叫做氨水。氨易液化（液态的氨称为液氨）。液氨汽化时要吸收的量的热，使周围温度急剧下降，因此，液氨常用作制冷剂。2.喷泉实验（1）喷泉实验的原理因为烧瓶内气体易溶于水或易与水反应，使瓶内压强减小，形成压强差，大气压将烧杯中的水压入烧瓶而形成喷泉。（2）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(二)氨气的化学性质1.与水反应反应原理为NH3＋H2O⇌NH3·H2O⇌NH4＋＋OH－。氨气溶于水得氨水，显碱性，氨水中含有的粒子有：NH3·H2O、H2O、NH3、NH4＋、OH－、H＋。NH3·H2O为可溶性一元弱碱，不稳定，易分解，化学方程式为NH3·H2ONH3↑＋H2O。【注意】=1\*GB3①NH3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。=2\*GB3②氨水呈碱性，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.氨气与酸的反应蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为有白烟生成，将浓盐酸改为浓硝酸，也会出现相同的现象。化学方程式为HCl＋NH3=NH4Cl、NH3＋HNO3=NH4NO3。3.与盐溶液的反应过量氨水与AlCl3溶液反应的离子方程式：Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH4＋。（氢氧化铝不溶于氨水）4.氨气的还原性①催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O。②被CuO氧化：2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O。③被氯气氧化：2NH3＋3Cl2=N2＋6HC或8NH3＋3Cl2=N2＋6NH4Cl。5.氨的用途①液氨汽化时吸收大量的热，故用作制冷剂。②制氮肥、硝酸、铵盐、纯碱等。二．铵盐的性质1．铵盐的物理性质铵盐都是白色固体，均易溶于水。2．铵盐的化学性质（1）受热易分解NH4ClNH3↑＋HCl；NH4HCO3NH3↑＋H2O＋CO2↑（2）与碱溶液反应NH4＋＋OH－NH3↑＋H2O三．NHeq\o\al(＋,4)的检验未知液加入强碱共热，产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，则证明含。(2)实验探究实验装置铵盐溶液NH4Cl溶液NH4NO3溶液(NH4)2SO4溶液现象__试管中有气泡产生，试纸变蓝__结论铵盐与强碱反应生成氨气，离子方程式为应用①__检验铵根离子的存在__②制取氨四．氨的实验室制法考点6硝酸酸雨及防治一．硝酸1．物理性质：无色、易挥发、有刺激性气味的液体。2．化学性质（1）不稳定性化学方程式：4HNO3(浓)2H2O＋4NO2↑＋O2↑。（2）强氧化性硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。【实验探究】实验装置稀硝酸浓硝酸实验现象反应缓慢，有少量气泡产生，溶液变蓝试管口有红棕色气体产生反应剧烈，有大量气泡产生，溶液变蓝，液面上有红棕色气体产生实验结论铜与稀硝酸常温下缓慢反应生成NO气体铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成NO2气体a．与金属反应稀硝酸与铜反应：3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(填化学方程式，下同)。浓硝酸与铜反应：Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。【注意】常温下，铁、铝遇浓HNO3会发生钝化，所以可用铁或铝制容器来盛装浓HNO3。b．与非金属反应浓硝酸与C反应：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。c．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。稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式：3Fe2＋＋4H＋＋NO=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。3．硝酸的工业制备写出下列反应的化学方程式：(1)氨在催化剂、加热条件下氧化为NO：4NH3＋5O24NO＋6H2O。(2)NO被空气氧化为NO2：2NO＋O2=2NO2。(3)NO2溶于水制备HNO3：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。4．用途硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造化肥、农药、炸药、染料、盐类等。二．酸雨及防治1.空气中SO2和NO2的主要来源（1）煤、石油和某些金属矿物中含有硫或含硫化合物；（2）汽车尾气中除含有氮氧化物外，还含有一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、含铅化合物和颗粒等，严重污染大气，破坏环境。2.危害（1）SO2和NO2是主要的大气污染物，它们能直接危害人体健康，引起呼吸道疾病；（2）溶于水形成酸雨；（3）氮氧化物的危害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，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面。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。④NO与血红蛋白结合使人中毒。3.酸雨的危害及防治措施（1）酸雨是指pH〈5.6的雨、雾等形式的降水，主要由大气污染物中硫、氮的氧化物所致。（2）形成原理①硫酸型酸雨②硝酸型酸雨3NO2＋H2O=2HNO3＋NO（3）危害①直接破坏农作物、草原、森林，使土壤、湖泊酸化；②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。（4）防治措施a．调整能源结构，发展清洁能源；b．研究煤的脱硫技术，改进燃烧装置和燃烧技术，减少二氧化硫和氮氧化物的排放；c．加强工厂废气的回收处理；d．改进汽车尾气的处理技术，控制汽车尾气的排放标准。考点7无机非金属材料一．玻璃、水泥、陶瓷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。1.硅酸盐的结构、特点结构特点硅氧四面体硅酸盐材料大多具有硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点2.陶瓷产品主要原料制备过程生产应用陶瓷黏土

原料经高温烧结而成建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等3.玻璃和水泥产品主要原料主要设备主要成分用途普通玻璃纯碱、石灰石、石英砂玻璃窑Na2SiO3、CaSiO3、SiO2建筑材料、光学仪器、各种器皿、高强度复合材料等水泥石灰石、黏土水泥回转窑硅酸盐和沙子、碎石、水等混合可以得到混凝土,大量用于建筑和水利工程二．硅和二氧化硅1.硅元素的存在硅在地壳中的含量为26.3%，仅次于氧，在地壳中含量居第二位。硅是一种亲氧元素，其在自然界中总是与氧相互化合，自然界中以化合态态形式存在。二氧化硅是硅最重要的化合物。硅原子和碳原子最外层电子数为4个，它们既难失去电子，也难得到电子，其中碳是构成有机物的主要元素，硅是构成岩石与许多矿物的基本元素。2.硅的工业制法及提纯eq\x(石英砂)eq\o(→,\s\up7(①焦炭),\s\do5(高温))eq\x(粗硅)eq\o(→,\s\up7(②氯气),\s\do5(加热))eq\x(SiCl4)eq\o(→,\s\up7(③氢气),\s\do5(高温))eq\x(高纯硅)涉及的化学方程式：①SiO2+2CSi+2CO↑②Si+3HClSiHCl3+H2③SiHCl3+H2Si+3HCl硅的用途：①良好的半导体材料；②太阳能电池；③计算机芯片。3.二氧化硅（SiO2）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，约占地壳质量的12%，天然SiO2存在形态有结晶形和无定型形两大类。石英、水晶、玛瑙、沙子的主要成分是SiO2。二氧化硅中每个Si周围结合4个O，Si在中心，O在4个顶角；许多个这样的四面体又通过顶角的O相连，每个O与2个Si相结合，二氧化硅晶体中Si和O按1:2的比例组成立体网状结构的晶体，二氧化硅的网状结构决定了它的熔点高，硬度大，不导电，不溶于水，化学性质稳定。【拓展】SiO2的化学性质：①不与水、一般的酸反应②具有酸性氧化物的通性分别写出SiO2与CaO、NaOH、溶液反应的化学方程式：SiO2＋CaOCaSiO3；SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O；与Na2CO3反应：固体高温条件下SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑③特性：与氢氟酸反应，化学方程式为：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O。二氧化硅的用途：①沙子是基本的建筑材料。②纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本原料，可以制作光导纤维。③实验室中使用的石英坩埚。④水晶和玛瑙制作饰物和工艺品。【思考】实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而为什么不用玻璃塞？（提示：玻璃中含有SiO2）氢氧化钠与二氧化硅反应生成硅酸钠，使瓶口黏结无法打开三．新型陶瓷1.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，如碳化硅(化学式SiC)俗称金刚砂，碳原子和硅原子通过共价键连接,具有类似金刚石的结构，硬度很大、优异的高温抗氧化性能，用作砂纸和砂轮的磨料、耐高温结构材料和耐高温半导体材料。2.其它新型陶瓷材料类别主要特性示例用途高温结构陶瓷能承受高温，强度高氮化硅陶瓷汽轮机叶片、轴承、永久性模具等压电陶瓷具有电学特性钛酸钡陶瓷声呐系统、气象探测等透明陶瓷具有光学特性氧化物透明陶瓷和非氧化物透明陶瓷高压钠灯、激光器和高温探测窗等超导陶瓷具有超导性超导陶瓷电力、交通、医疗等3.碳纳米材料(1)富勒烯:由碳原子构成的一系列笼形分子的总称,其代表物为C60。(2)碳纳米管:由石墨片层卷成的管状物,具有纳米尺度的直径。碳纳米管的比表面积大,有相当高的强度和优良的电学性能,可用于生产复合材料、电池和传感器等。(3)石墨烯:只有一个碳原子直径厚度的单层石墨,其电阻率低、热导率高，具有很高的强度，应用于光电器件、超级电容器、电池和复合材料。4.特殊功能的含硅材料：①含4%硅的硅钢具有导磁性，主要用作变压器的铁芯；②人工合成的硅橡胶是最好的既耐高温又耐低温的橡胶，用于火箭、飞机、导弹的零件和绝缘材料；③人工制造的分子筛，主要用作吸附剂和催化剂。题型一\o"空气的成分及各成分的体积分数"硫及其化合物典例1（23-24高一下·湖南·期中）某化学兴趣小组利用如下装置探究SO2和Cl2使品红溶液褪色的原理。反应一段时间后，观察到装置Ⅱ、Ⅳ中的品红溶液均褪色，将两支试管加热一段时间后，Ⅱ中溶液仍为无色，Ⅳ中溶液重新变回红色。则下列说法正确的是A．装置Ⅰ中的试剂可以是浓盐酸和MnO2B．反应产生的SO2和Cl2中可能混有HCl杂质，均可用饱和NaHSO3溶液进行除杂C．反应一段时间后往装置Ⅲ中滴加BaCl2溶液或AgNO3溶液，均能观察到白色沉淀生成D．该实验证明了SO2和Cl2使品红溶液褪色的原理均为氧化破坏品红分子典例2（23-24高一下·湖北武汉·阶段练习）部分含S物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列说法错误的是A．上述物质之间可以存在a→b→c→d→f的转化关系B．a与c反应可生成bC．常温下，同为0.1mol/L的e、f的水溶液，pH：e>fD．b在过量O2中燃烧可生成d典例3（23-24高一下·山东济宁·期中）某同学用下列装置完成了浓硫酸和SO2性质实验(夹持装置已省略)。下列说法正确的是A．反应后，向试管Ⅰ中加入蒸馏水，溶液呈蓝色B．试管Ⅴ中的NaOH溶液可用NaHSO3溶液代替C．试管Ⅳ中KMnO4溶液褪色，说明SO2具有氧化性D．取下试管Ⅲ并不断振荡，试管中出现浑浊，是因为生成了BaSO4题型二\o"空气的成分及各成分的体积分数"氮及其化合物典例1（23-24高一下·北京·期中）下列方程式正确的是A．铁溶于稀硝酸，溶液变黄：B．发生催化氧化反应：C．铁和硫加热条件下反应：D．“气肥”要低温保存，因为碳酸氢铵受热分解：典例2（23-24高一下·河北石家庄·期中）某同学利用如图所示装置(夹持装置已省略)在通风橱内进行铜与稀硝酸反应的探究实验，下列说法错误的是A．注射器A中的稀硝酸与NaHCO3反应体现了硝酸的酸性B．当观察到澄清石灰水变浑浊后关闭止水夹1、2，将铜丝伸入稀硝酸中，观察到铜丝溶解，有无色气体产生C．铜与稀硝酸反应后，将注射器B中的空气注入具支试管，试管内气体会变成红棕色D．澄清石灰水可吸收挥发出来的NO，同时防止外界空气进入具支试管中干扰实验典例3（23-24高一下·甘肃白银·期中）是一种重要的化工原料，可用于制化肥、农药，炸药、染料等．工业制硝酸的流程如图所示．下列说法错误的是A．反应①②③均属于氧化还原反应B．若有完全转化为，理论上共需要消耗C．吸收塔内反应的化学方程式为D．浓硝酸在光照下会逐渐变黄，原因是浓硝酸光照时分解生成了题型三\o"空气的成分及各成分的体积分数"无机非金属材料典例1（23-24高一下·河北石家庄·期中）中华文明是革故鼎新，辉光日新的文明，静水深流与波澜壮阔交织。下列说法错误的是A．鹳鱼石斧图彩绘陶缸是以黏土为主要原料，经高温烧结而成的B．镶金兽首玛瑙杯的材质是极其稀有的缠丝玛瑙，玛瑙的主要成分为SiO2C．“天街小雨润如酥，草伍谣看近却无”，pH<5.6的雨水为酸雨，会对植物造成巨大危害D．5G-A技术闪耀世界，光导纤维的主要成分为高纯硅典例2（23-24高一下·北京·期中）硅是电子工业的重要材料。利用石英砂（主要成分为：SiO2）和镁粉模拟工业制硅的流程示意图如下。已知：非金属性：Si＜H下列说法不正确的是A．Ⅰ中引燃时用镁条，利用了镁条燃烧放出大量的热B．Ⅱ中主要反应有C．中Si、H的化合价分别是；为防止自燃，Ⅱ需隔绝空气D．过程中含硅元素的物质只体现氧化性强化点一浓硫酸的特性三大特性：吸水性、脱水性、强氧化性(1)吸水性:浓硫酸能吸收存在于周围环境中的水分,以及混在气体中的水分子,故常用作干燥剂。

(2)脱水性:浓硫酸能将蔗糖、纸张、棉布和木材等有机物中的氢元素和氧元素按水的组成比脱去。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:能氧化大多数金属单质和部分非金属单质。a.与金属单质的反应实验操作实验现象试管a中的铜丝表面有气泡逸出;

试管b中的品红溶液逐渐变为无色;

试管c中的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

化学方程式Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2Ob.与非金属单质的反应在加热时,浓硫酸与木炭发生反应：C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O.(4)常温下，铁、铝遇浓H2SO4发生钝化，可用铝槽车运输浓H2SO4；体现了浓硫酸的强氧化性。(5)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↑。【区分浓硫酸的吸水性和脱水性】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，如使蔗糖变黑强化点二硝酸与金属反应的规律和计算方法1．硝酸与金属反应的规律硝酸与金属单质反应时一部分被还原，一部分生成硝酸盐，故硝酸既表现了酸性又表现了氧化性，但硝酸与金属反应一般不生成H2。(1)硝酸与铜的反应：在反应中硝酸的作用可用如图表示：可以看出，随HNO3浓度的降低，还原产物会由NO2变为NO。①由氮原子守恒可知，无论是NO2还是NO，被还原的硝酸与被还原生成气体的物质的量总是相等的；②未被还原的NOeq\o\al(－,3)与Cu2＋构成Cu(NO3)2，NOeq\o\al(－,3)的物质的量为Cu2＋物质的量的2倍；③运用电子守恒、原子守恒，便可顺利求解参加反应的Cu、HNO3以及产物NO2、NO之间量的关系。(2)稀硝酸与铁的反应：Fe＋4HNO3(稀)=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O①3Fe(过量)＋8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O②反应物的量与生成物的关系如图所示：上述反应首先发生反应①，若Fe剩余再发生反应③Fe＋2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2，合并①③即可得反应②。所以，无论反应①还是反应②，被还原的HNO3皆占参与反应的HNO3的eq\f(1,4)。2．金属与硝酸反应常用的计算方法(1)原子守恒法：HNO3与金属反应时，反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量等于显酸性的HNO3(以硝酸盐的NOeq\o\al(－,3)形式存在于溶液中)的物质的量与显氧化性的HNO3(以NOx的形式存在)的物质的量之和。(2)电子守恒法：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。(3)电荷守恒：HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH－)有：c(NOeq\o\al(－,3))＝c(H＋)＋n×c(Mn＋)(Mn＋代表金属离子)。真题感知1．（2022·河北·高考真题）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．陶瓷主要成分为和C．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2．（2023·重庆·高考真题）下列叙述正确的是A．分别与空气和氧气反应，生成的产物相同B．分别与和反应，反应的类型相同C．分别与和反应，生成的气体相同D．浓分别与和反应，生成的酸性气体相同3．（2023·天津·高考真题）实验室制备和收集相应气体可使用下图装置的是A．Fe与稀硝酸反应制NOB．MnO2与浓盐酸共热制备Cl2C．NaOH与浓氨水制备NH3D．Na2SO3与浓硫酸制备SO24．（2022·江苏·高考真题）氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是A．自然固氮、人工固氮都是将转化为B．侯氏制碱法以、、、为原料制备和C．工业上通过催化氧化等反应过程生产D．多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”5．（2022·江苏·高考真题）实验室制取少量水溶液并探究其酸性，下列实验装置和操作不能达到实验目的的是A．用装置甲制取气体 B．用装置乙制取水溶液C．用装置丙吸收尾气中的 D．用干燥pH试纸检验水溶液的酸性提升专练1．（23-24高一下·江苏·期末）下列物质性质与用途具有对应关系的是A．晶体硅熔点高，可用于制作半导体材料B．SiO2硬度大，可用于制作光导纤维C．碳化硅硬度大，可用作砂纸、砂轮的磨料D．硅酸钠耐热性好，它的水溶液常用作黏合剂2．（23-24高一下·天津·期中）下列物品所使用的主要材料不属于无机非金属材料的是A．石墨烯超轻海绵B．宣纸C．瓷器D．碳化硅陶瓷轴承3．（23-24高一下·上海·期中）下列关于浓硫酸和浓硝酸的比较正确的是A．露置在空气中，容器中酸液的质量都减少，浓度都变小B．都能用铝槽车运输C．都应存放在棕色细口瓶中，避光保存D．常温下都能与铜粒反应4．（23-24高一下·重庆·期中）实验室用还原（沸点：31.85℃，密度为）制备高纯硅的装置如图所示（夹持装置和尾气处理装置略去），下列说法正确的是A．装置Ⅲ的烧杯中盛装的是冰水B．实验时，应先加热管式炉，再打开活塞KC．该实验中滴加13.55mL，制得高纯硅2.814g，则的利用率为75%D．为鉴定高纯硅中是否含微量铁单质，需要用的试剂为盐酸、硫氰化钾溶液5．（23-24高一下·福建龙岩·期中）工业制备高纯硅的流程如下，下列说法正确的是A．粗硅与HCl反应时，需要在富氧的环境中进行B．盛装NaOH溶液的玻璃瓶需要使用磨口玻璃塞C．制粗硅的化学方程式为D．高纯硅常用于制备光导纤维6．（23-24高一下·重庆·期中）向浓硫酸中分别加入下列三种固体，对实验现象的分析正确的是A．实验①中红棕色气体是HBrB．对比实验②和实验③可知还原性：C．对比实验①和实验②可知还原性：D．由上述实验现象可知浓硫酸具有强酸性、吸水性、氧化性7．（23-24高一下·天津·期中）下列有关硫及其化合物性质的说法中，正确的是A．铜粉和硫粉混合加热可制得CuSB．久置酸雨酸性增强，原因是水的挥发C．通入石蕊试液中，溶液颜色先变红，再褪色D．浓硫酸使胆矾变白是由于浓硫酸具有吸水性8．（23-24高一下·重庆·期中）为测定空气中的含量，某课外小组的同学将空气样品经过管道通入密闭容器中的100mL、0.30mol/L的酸性溶液。已知与该溶液反应的离子方程式为：。若管道中空气流量为0.5L/min，经过3min溶液恰好褪色，假定样品中的可被溶液充分吸收，则该空气样品中的含量（单位为g/L）是A．3.2 B．6.4 C．9.6 D．1.69．（23-24高一下·云南丽江·阶段练习）如图是某元素的价类二维图。其中是一种酸式盐，的相对分子质量比D的相对分子质量大16，当为一种强酸时，有如下转化关系。下列说法不正确的是A．物质A、B、C、D、E、F中均含有硫元素B．物质A的化学式可以为C．物质C可在纯氧中燃烧，火焰呈蓝紫色D．物质的浓溶液可以用铁制容器盛放10．（23-24高一下·浙江·期中）下列装置或操作一定能达到实验目的是A．用于制备并收集少量干燥氨气B．排水法收集C．验证反应是否有生成D．验证非金属性：11．（23-24高一下·江苏徐州·阶段练习）已知晶体在加热条件下发生如下反应：(已知：和的熔点分别为-72.7℃、16.8℃，沸点分别为-10℃、44.8℃)；利用下图装置可检验该反应的气体产物。下列说法错误的是A．仪器的连接顺序为a、f(或g)、g(或f)、h、i、d、e、bB．装置C中的X溶液为溶液C．装置B的作用为处理尾气D．反应中每生成，转移2mol电子12．（23-24高一下·重庆·期中）将一定质量的铝粉和铁粉的混合物加入到一定量很稀的硝酸溶液中，充分反应，反应过程中无气体放出。向反应结束后的溶液中，逐滴加入5mol/L的NaOH溶液，所加NaOH溶液的体积与产生沉淀的物质的量(n)关系如