高中化学必修一非金属及其化合物.doc

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第四章　非金属及其化合物

[循着图示·想一想] [特色特性·记一记]

1．特殊的存在形式：C——金刚石、石墨、C60
2．特殊的用途：Si——半导体材料、太阳能电池板
SiO2——光导纤维
H2SiO3——硅胶可作干燥剂
Na2SiO3(水玻璃)——黏合剂、耐火阻燃材料
3．特殊的表示方法：硅酸盐可以用氧化物的形式表示
如Na2SiO3→Na2O·SiO2
4．特殊的性质：
(1)Si与NaOH溶液的反应：
Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑
(2)SiO2能溶于氢氟酸：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
(3)H2CO3的酸性强于H2SiO3：
Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓
(4)粗硅的制备：SiO2＋2CSi＋2CO↑

考点一
1．碳、硅元素的原子结构与存在

碳
硅
原子结构示意图

在元素周期表中的位置
第二周期ⅣA族
第三周期ⅣA族
单质的结构
金刚石：空间网状结构
石墨：层状结构
晶体硅：与金刚石类似的空间网状结构
元素在自然界中的存在形式
既有游离态又有化合态
只有化合态
2．碳、硅单质的性质
(1)碳、硅的物理性质和用途(用短线连接起来)：

提示：①—c，②—a，③—e，④—b，⑤—d
(2)碳、硅的化学性质：
①碳单质的化学性质

a．与O2的反应(用化学方程式表示)：
O2不足：2C＋O2 2CO；O2充足：C＋O2CO2。
b．与其他物质的反应(用化学方程式表示)：
与CuO反应：2CuO＋C 2Cu＋CO2↑(可用于金属的冶炼)；
与CO2反应：CO2＋C2CO；
与水蒸气反应：C＋H2O(g) CO＋H2(制水煤气)；
与浓硫酸反应：C＋2H2SO4(浓) CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。
②硅的化学性质

a．与氢氟酸反应的化学方程式：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑；
b．与NaOH溶液反应的化学方程式：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑；
c．与O2反应：Si＋O2SiO2。
3．二氧化硅与二氧化碳的比较
(1)物理性质：
①熔、沸点：SiO2的熔、沸点比CO2的熔、沸点高。
②溶解性：CO2可溶于水，SiO2不溶于水。
(2)化学性质：
物质
二氧化硅
二氧化碳
与水
反应
不反应
CO2＋H2OH2CO3
与酸
反应
只与氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
不反应
与碱(NaOH)
溶液反应
SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)
CO2少量：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O CO2足量：CO2＋NaOH===NaHCO3
与盐
反应
如与Na2CO3反应：
SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑
如与Ca(ClO)2反应：
Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO
与碱
性氧化
物反应
如与CaO反应：
SiO2＋CaOCaSiO3
如与Na2O反应：
CO2＋Na2O=== Na2CO3
(3)主要用途：
CO2：制饮料、碳酸盐，干冰用作制冷剂。
SiO2：作光导纤维，制光学仪器、电子部件，水晶可制作饰品。
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硅及其化合物的特性
1．硅单质的特性
(1)Si的还原性强于C，但C却在高温下还原出Si：SiO2＋2C高温,Si＋2CO↑。
(2)非金属单质与碱液作用一般无H2放出，但Si与碱液作用却放出H2：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
(3)非金属单质一般不能与非氧化性酸作用，但Si能与HF作用：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。
(4)非金属单质大多为绝缘体，但Si为半导体。
2．含硅化合物的特性
物质
一般规律
含硅化合物的特性
SiO2
酸性氧化物一般与水反应生成相应酸
SiO2不溶于水，不与水反应
酸性氧化物一般不与酸发生复分解反应
SiO2＋HF===SiF4↑＋2H2O
H2SiO3
“较强酸制较弱酸”是复分解反应的一般规律，H2CO3酸性强于H2SiO3
Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓
以下反应不能说明酸性的强弱
Na2CO3＋SiO2 Na2SiO3＋CO2↑
CaCO3＋SiO2 CaSiO3＋CO2↑
无机酸一般易溶于水
硅酸难溶于水
考点二
1．硅酸

2．硅酸盐
(1)硅酸盐：是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的重要成分。
(2)硅酸盐组成的表示方法：
通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成，如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2，长石(KAlSi3O8)可表示为K2O·Al2O3·6SiO2。
(3)硅酸钠：
①白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。
②与酸性较硅酸强的酸反应：
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===Na2CO3＋H2SiO3↓。
③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。
3．无机非金属材料
(1)传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。
①常见硅酸盐材料比较

水泥
玻璃
陶瓷
生产原料
石灰石、黏土
纯碱、石灰石、石英
黏土
主要设备
水泥回转窑
玻璃熔窑
陶瓷窑
②玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3＋SiO2高温,Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2高温,CaSiO3＋CO2↑。
(2)新型无机非金属材料，如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。
[易错警示]

硅及其化合物在常用物质中的易错点
(1)用作半导体材料的是晶体硅而不是SiO2，用于制作光导纤维的是SiO2而不是硅，计算机芯片的成分是晶体硅而不是SiO2。
(2)水晶、石英、玛瑙、硅石、沙子等主要成分是SiO2，而不是硅酸盐。
(3)传统无机非金属材料陶瓷、水泥、玻璃的主要成分是硅酸盐。
[探规寻律]

硅酸盐改写成氧化物形式的方法
(1)氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物―→较活泼金属氧化物―→二氧化硅―→水。
(2)氧化物前计量数的配置原则：除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置计量数，且不同氧化物间以“·”隔开。
(3)当计量数配置出现分数时应化为整数。如正长石：KAlSi3O8不能写成K2O·Al2O3·3SiO2，应写成K2O·Al2O3·6SiO2。
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常用的“碳三角”转化关系

①2C＋O22CO；
②2CO＋O22CO2
③C＋CO2 2CO；
④C＋O2CO2
⑤2Mg＋CO22MgO＋C

含硅化合物间的重要转化关系

①SiO2 ＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
②Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓
(或SiO＋2H＋===H2SiO3↓)
③H2SiO3H2O＋SiO2
上述转化关系是含硅化合物推断题的重要突破口。

[循着图示·想一想] [特色特性·记一记]

1．特殊的颜色：Cl2——黄绿色气体
Br2——红棕色液体
I2——紫黑色固体
2．特殊的成分：新制氯水中含三分子(Cl2、HClO、H2O)、四离子(Cl－、ClO－、H＋、OH－)
3．X－(卤素离子)的检验：

4．必记五反应：
(1)Cl2＋H2OHCl＋HClO
(2)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
(3)Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO
(4)Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl
(5)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
考点一
[基础自主落实]
1．氯气的物理性质
颜色
气味
毒性
密度
特性
黄绿色
强烈刺激性气味
有毒
比空气大
易液化
[注意]　闻氯气气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动，使极少量的Cl2飘进鼻孔。
2．从氯的原子结构认识氯气的化学性质
——氧化性

(1)与金属反应：与变价金属反应生成高价金属氯化物。
①与铁反应：2Fe＋3Cl22FeCl3。
②与铜反应：Cu＋Cl2CuCl2。
(2)与非金属反应
与H2反应：H2＋Cl22HCl。

(3)与还原性无机化合物反应
①与碘化钾溶液反应：Cl2＋2KI===2KCl＋I2。
②与SO2水溶液反应：Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。
③与FeCl2溶液反应：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。
3．从化合价的角度认识Cl2的化学性质
——歧化反应
氯气与水或碱反应，氯的化合价既有升高又有降低，因而氯气既表现氧化性又表现还原性。
(1)与水反应
氯气与水反应的化学方程式：Cl2＋H2OHCl＋HClO。
(2)与碱(NaOH)反应
反应的化学方程式：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。
4．次氯酸

(1)不稳定性：次氯酸分解反应的化学方程式为2HClO2HCl＋O2↑。氯水须现用现配，保存在棕色瓶，置于冷暗处。
(2)强氧化性
①能将有色物质氧化为无色物质，作漂白剂。
②杀菌、消毒。
(3)弱酸性
向NaClO溶液中通入少量CO2，化学方程式为2NaClO＋CO2＋H2O===Na2CO3＋2HClO。
5．次氯酸盐
(1)漂白液

(2)漂白粉
①成分：漂白粉的主要成分是Ca(ClO)2、CaCl2，其中有效成分是Ca(ClO)2。
②制备原理：化学方程式为2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。
③漂白原理：化学方程式为Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO。
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氯水成分的实验探究方法
新制氯水为浅黄绿色有刺激性气味的液体，由多种成分组成决定了它具有多重性质，在与不同的试剂反应时，起作用的微粒不同。具体的探究过程见下表：
所加试剂
实验现象
参与反应的微粒
离子方程式或解释
AgNO3溶液
白色沉淀
Cl－
Cl－＋Ag＋===AgCl↓
Na2CO3固体
有气泡产生
H＋
2H＋＋CO=== O2↑＋H2O
有色布条
布条颜色褪去
HClO
发生氧化还原反应
SO2
黄绿色褪去
Cl2
SO2＋Cl2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO
石蕊溶液
先变红后褪色
H＋、HClO
酸性和漂白性

次氯酸盐的强氧化性
ClO－不论是在酸性、碱性条件下都能跟亚铁盐、碘化物、硫化物、亚硫酸盐等发生氧化还原反应，即ClO－与I－、Fe2＋、S2－、SO不论是在酸性环境还是在碱性环境中均不能大量共存。如漂白粉遇到亚硫酸盐：Ca2＋＋ClO－＋SO===CaSO4↓＋Cl－。
考点二
[基础自主落实]
1．卤素单质的相似性
(1)都能与大多数金属反应：
2Fe＋3Br22FeBr3
Fe＋I2FeI2
(2)都能与H2反应：
H2＋X2===2HX
(3)都能与水反应：
X2＋H2OHX＋HXO(F2除外)
(4)都能与碱液(如NaOH)反应：
X2＋2NaOH===NaX＋NaXO＋H2O(F2例外)
2．卤素单质的递变性
颜色

熔、沸点

密度

水溶性

氧化性

还原性(X－)

氯、溴、碘单质氧化性强弱顺序是：Cl2>Br2>I2；
阴离子还原性由强到弱顺序是：I－>Br－>Cl－；
Cl2能从Br－的溶液中置换出Br2，离子方程式为2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2;
Br2能从I－的溶液中置换出I2，离子方程式为2I－＋Br2===2Br－＋I2。
3．卤素离子的检验方法——沉淀法
未知液 生成
　　(1)Br2在常温下呈液态，是唯一的液态非金属单质。液态Br2有剧毒，易挥发，故保存Br2时在试剂瓶中Br2液面上需用水封，磨口的玻璃塞用蜡封。
(2)I2遇淀粉显蓝色，这是碘单质的特殊性质 ，该性质可用于检验Cl2。Cl2可使湿润的淀粉KI试纸变蓝，其实质是Cl2＋2I－===2Cl－＋I2。此外碘单质易升华，是常温下固体单质中唯一的双原子分子。

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卤素离子的其他检验方法
1.置换——萃取法：
未知液
有机层呈
　　2.氧化——淀粉法检验I－：
未知液蓝色溶液，表明有I－
考点三
[基础自主落实]
1．氯气的实验室制备

2．验满方法
(1)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。
(2)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口，观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则证明已集满。
(3)实验室制取Cl2时，常常根据氯气的颜色判断是否收集满。
3．注意事项
(1)必须用浓盐酸，稀盐酸不反应。
(2)为了减少制得的Cl2中HCl的含量，加热温度不宜过高，以减少HCl挥发。
(3)实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。
(4)尾气吸收时，不能使用澄清的石灰水，因为石灰水浓度太小，吸收不完全。

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谨记涉及氯气制备与性质探究实验的典型装置

[循着图示·想一想] [特色特性·记一记]

1．特殊的颜色：S——黄色固体；FeS、Cu2S——黑色固体
2．特殊的转化：SSO2SO3H2SO4
3．特殊的性质：浓H2SO4——吸水性、脱水性、强氧化性
SO2——还原性、氧化性、漂白性
4．必记三反应：
(1)2SO2＋O22SO3
(2)SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr
(3)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O

考点一
[基础自主落实]
1．价态多变元素的单质——硫
(1)硫的原子结构
硫元素位于元素周期表中第三周期第ⅥA族，原子结构示意图为，最外层有6个电子，在化学反应中易获得2个电子而呈现出－2价。自然界中硫元素的存在形式：

(2)硫的性质
①物理性质
俗称
颜色状态
溶解性
水
酒精
CS2
硫黄
黄色晶体
不溶
微溶
易溶
②化学性质

2．硫的氧化物
(1)二氧化硫
①物理性质：

②化学性质：

③SO2对大气的污染与防治：

(2)三氧化硫
①物理性质：熔点16.8 ℃，沸点44.8 ℃，在常温下为液态，在标准状况下为固态。
②化学性质：具有酸性氧化物的通性(书写化学方程式)。
反应
方程式
与水反应
SO3＋H2O===H2SO4(放出大量的热)
与氧化钙反应
SO3＋CaO===CaSO4
与氢氧化钠反应
SO3＋2NaOH===Na2SO4＋H2O
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常见的能用于漂白的物质的比较与分析
用于漂白的物质
实际参与漂白的物质
漂白原理
变化类型
漂白特点
漂白范围
活性炭
活性炭
吸附
物理变化
不可逆
一般用于溶液漂白
氯气
HClO
利用次氯酸的强氧化性漂白
化学变化
不可逆
可漂白所有有机色质
次氯酸盐
次氯酸
过氧化钠
过氧键
强氧化性
化学变化
不可逆
可漂白所有有机色质
过氧化氢
二氧化硫
亚硫酸
二氧化硫与有色物质化合生成不稳定的无色物质
化学变化
可逆
具有选择性，漂白品红溶液以及棉、麻等物品

[探规寻律]
SO2和CO2的鉴别方法
SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊，若通入的气体过量，则沉淀都可以消失，所以不能用澄清的石灰水鉴别SO2和CO2。通常可用以下方法：
试
剂
品红
溶液
氢硫
酸
高锰酸
钾溶液
溴水
碘水
(含淀粉)
硝酸酸化
的硝酸钡
溶液
现象及结论
使品红溶
液褪色的
是SO2；不
能使品红
溶液褪色
的是CO2
出现浑
浊的是
SO2，无
明显现
象的是
CO2　
使紫色
褪去的
是SO2，
无明显
现象的
是CO2
使橙色
褪去的
是SO2，
无明显
现象的
是CO2
使蓝色
褪去的
是SO2，
无明显
现象的
是CO2
产生白色
沉淀的是
SO2，无明
显现象的
是CO2　

[探规寻律]
消除SO2对环境污染的“3方法”
方法一：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。
方法二：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＋H2O===NH4HSO3,2NH3＋SO2＋H2O===(NH4)2SO3，2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4。
方法三：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。
考点二
[基础自主落实]
1．硫酸的物理性质
(1)纯硫酸是一种无色油状液体，沸点高，难挥发。
(2)溶解性：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H2SO4沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌。
2．稀H2SO4具有酸的通性
硫酸是强电解质，在水溶液中的电离方程式为H2SO4===2H＋，能与指示剂、金属、碱性氧化物、碱、盐等物质发生反应。
写出稀H2SO4与下列物质反应的离子方程式：
①Fe：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；
②Ba(OH)2：Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O；
③Na2CO3：CO＋2H＋===H2O＋CO2↑。
3．浓H2SO4的特性
(1)填写下表
实验
实验现象
硫酸的特性
少量胆矾加入浓硫酸中
蓝色固体变成白色
吸水性
用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上
沾有浓H2SO4的滤纸变黑
脱水性
将铜片加入盛有浓硫酸的试管中加热
铜片逐渐溶解，产生无色刺激性气味的气体
强氧化性
(2)分别写出浓硫酸与Cu、C反应的化学方程式：
Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O、
C＋2H2SO4(浓) CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。
(3)常温下，铁、铝遇浓H2SO4可用铝槽车运浓H2SO4。
4．硫酸的用途
(1)制取化肥、硫酸盐、挥发性酸。
(2)消除金属表面的氧化物。
(3)用于精炼石油，制造炸药、农药、染料等，是实验室里常用的试剂。
5．SO的检验
检验SO的正确操作方法：被检液加足量盐酸酸化,取清液有无白色沉淀(判断有无SO)
先加稀盐酸的目的是排除Ag＋、CO、SO的干扰，再加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：
CO＋2H＋===H2O＋CO2↑、
SO＋2H＋===SO2↑＋H2O、
Ag＋＋Cl－===AgCl↓、
Ba2＋＋SO===BaSO4↓。
[知能存储]
1．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。
(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。
2．注意由“量变”引起的“质变”
金属(如铜、铁、锌、铝等)与浓H2SO4反应时，要动态地看待反应过程，注意H2SO4浓度的变化对反应的影响，开始阶段是浓H2SO4反应，产生SO2气体但随着反应的进行，硫酸的浓度逐渐减小，最后变成稀硫酸，与Cu不反应，与铁、锌、铝等反应生成H2而不是SO2。
[易错警示]
SO检验的易错点
(1)只加可溶性钡盐，不酸化。CO、PO、SO等会产生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3白色沉淀干扰SO的检验。
(2)向待测液中滴加BaCl2溶液，再加稀盐酸有白色沉淀便断定含SO。其错误是溶液中若含Ag＋时也会产生同样的现象：Ag＋＋Cl－===AgCl↓(白色)。
(3)向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀，便误以为有SO。该错误是未注意在酸性环境中NO具有强氧化性：Ba2＋＋SO===BaSO3↓(白色)，3BaSO3＋2H＋＋2NO===3BaSO4↓(白色)＋2NO↑＋H2O。
考点三
[基础自主落实]
1．硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系

2．硫及其化合物之间的转化规律
(1)不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的。
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，即台阶式升降，可用下图表示

如：H2SSSO2SO3
写出③、④、⑤反应的化学方程式：
③2SO2＋O22SO3；
④H2＋S△,H2S；
⑤2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O。
注意事项：
①相邻价态的粒子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。
②当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时，一般生成中间价态，如2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4===3Na2SO4＋3S↓＋3H2O。
③含硫物质的连续氧化：
硫元素
(2)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的，如：

写出②、③、④反应的化学方程式：
②H2SO3＋2NaOH===Na2SO3＋2H2O；
③Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2；
④Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3。
小题热身
1．有下列转化关系：
①S2－―→S　②SO―→SO2　③SO2―→S
④SO―→SO　⑤H2SO4(浓)―→SO2
其中加入氧化剂能实现的是________，加入还原剂能实现的是________。
答案：①、④　③、⑤
2.如图，A为非金属单质，B是一种具有还原性的二元含氧弱酸，D为一种非金属氧化物的气体，E为白色沉淀。它们之间的转化关系如图：
(1)写出下列物质的化学式。
A：__________，D：__________，E：__________。
(2)写出B→E的离子方程式：____________________________________________。
答案：(1)S　SO2　BaSO3
(2) H2SO3＋Ba2＋＋2OH－===BaSO3↓＋2H2O
[探规寻律]

中学阶段常见的符合ABCD转化关系的有：
硫元素：H2SSO2SO3H2SO4
SSO2SO3H2SO4
碳元素：CCOCO2H2CO3
氮元素：N2NONO2HNO3
NH3NONO2HNO3
钠元素：NaNa2ONa2O2NaOH
[探规寻律]
检验CO2、SO2同时存在的实验设计流程
流程设计
―→―→检验SO2
是否除尽―→
选用试剂
品红溶液
KMnO4
(H＋)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
实验
图示

[循着图示·想一想] [特色特性·记一记]

1．特殊的颜色：NO2——红棕色气体
2．特殊的检验：①NO：无色气体红棕色
②NH：
3．特殊的性质：硝酸具有不稳定性和强氧化性
4．必记六反应：
(1)N2＋3H22NH3　(2)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
(3)4NH3＋5O24NO＋6H2O
(4)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
(5)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
(6)3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
考点一
[记牢主干知识]
1．氮气

2．氮的氧化物
氮有多种价态的氧化物，如N2O、NO、NO2、N2O4、N2O3、N2O5等。
NO与NO2性质的比较
性质
NO
NO2
颜色状态气味
无色无味气体
红棕色有刺激性气味的气体
溶解性
难溶于水
与水反应
毒性
有毒(跟血红蛋白结合)
有毒
与水反应
不反应
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
与氧气反应
2NO＋O2===2NO2
不反应
对环境的影响
导致光化学烟雾和酸雨，破坏臭氧层
3．铵盐
(1)物理性质：都是无色或白色晶体，都易溶于水。
(2)化学性质——“三解”。
①“热解”——不稳定，受热易分解，写出下列反应的化学方程式：
a．NH4Cl受热分解：NH4ClNH3↑＋HCl。
b．NH4HCO3受热分解：NH4HCO3NH3↑＋H2O＋CO2↑。
②“碱解”——铵盐都可与碱发生反应生成NH3或NH3·H2O。写出铵盐与碱溶液反应的离子方程式：
a．稀溶液不加热：NH＋OH－===NH3·H2O。
b．浓溶液或加热：NH＋OH－NH3↑＋H2O。
③“水解”——铵盐溶于水易水解，离子方程式：NH＋H2ONH3·H2O＋H＋。
(3)NH的检验。

[探规寻律]

NOx尾气的处理方法
(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，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。
[探规寻律]

氮氧化物与O2、H2O反应的计算方法
(1)电子守恒法
当NOx转化为硝酸时要失去电子，如果是NOx与O2混合，则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。
(2)原子守恒法
4NO2＋O2和4NO＋3O2从组成上均相当于2N2O5的组成，都与N2O5＋H2O===2HNO3等效。当NO、NO2、O2的混合气体溶于水时利用混合气体中N、O原子个数比进行分析判断。

　 考点二
[基础自主落实]
1．氨
(1)物理性质
无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，易液化。极易溶于水(1∶700)，可由喷泉实验证明。
(2)化学性质

①与水反应：
NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－。氨气溶于水得氨水，氨水中含有的粒子有：NH3·H2O、H2O、NH3、NH、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·H2O△,NH3↑＋H2O。
②还原性：与氧气发生催化氧化反应的化学方程式为4NH3＋5O24NO＋6H2O。
③与酸反应：与氯化氢反应的化学方程式为NH3＋HCl===NH4Cl，产生白烟。
(3)用途
制硝酸、铵盐、纯碱、尿素、制冷剂等。
2．氨气的实验室制法
用铵盐和熟石灰制取

[探规寻律]
实验室制取氨气的简易方法

方法
化学方程式(或原理)
发生装置
加热浓氨水

浓氨水＋固体NaOH
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

浓氨水＋固体CaO
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

[知能存储]
喷泉实验的原理及应用
(1)喷泉实验的原理
使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内，在尖嘴导管口形成喷泉。
(2)形成喷泉的类型
下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体。
气体
HCl
NH3
CO2、Cl2、
SO2、H2S
NO2
NO、O2
(4∶3)
NO2、O2
(4∶1)
吸收剂
水、NaOH
溶液
水
NaOH溶液
水
水
水
[知能存储]
氨气还原性的“4大体现”
(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＋6HCl
或8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl
(4)被氮氧化物氧化：
6NO＋4NH3===5N2＋6H2O
6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O
考点三
[基础自主落实]
1．硝酸的物理性质
硝酸是无色、易挥发的液体，有刺激性气味，能与水以任意比例混溶。
2．硝酸的化学性质

(1)不稳定性
①反应：4HNO32H2O＋4NO2↑＋O2↑。
②市售浓硝酸呈黄色的原因是：硝酸分解生成的NO2溶解在硝酸里。
③硝酸保存在棕色试剂瓶中，置于冷暗处，不能用橡胶塞。
(2)强氧化性
不论浓、稀硝酸都有强氧化性，而且浓度越大氧化性越强。
①与金属反应。
稀硝酸与铜反应的化学方程式：
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。
浓硝酸与铜反应的化学方程式：
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。
②与非金属反应。
如浓硝酸与C反应的化学方程式：
C＋4HNO3(浓) CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
③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。

[探规寻律]
硝酸与金属反应的规律
(1)与金属反应时，盐酸或稀硫酸中起氧化作用的是H＋，所以能放出H2，而硝酸中＋5价氮，其氧化性远大于H＋，所以硝酸与金属反应不放出H2。
(2)金属与硝酸反应，金属一般被氧化为高价金属硝酸盐。若金属过量且有变价时，将生成低价金属硝酸盐。如：
Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O
3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(3)金属与浓硝酸反应时，先放出NO2气体，随着硝酸的浓度变小，会放出NO气体，因此过量的Cu与浓硝酸反应时，放出的气体是NO2与NO的混合气体。
(4)硝酸与金属反应时，一部分起氧化剂的作用，被还原为氮的氧化物，一部分起酸的作用，与金属离子结合形成盐。若金属过量，待反应后，再加入稀硫酸，则这部分成盐的NO又会起氧化剂的作用，继续与金属反应。
[探规寻律]
硝酸与金属反应的计算方法
(1)思维模型

(2)计算技巧

[循着图示·想一想] [特色特性·记一记]

1．特殊的污染名词：
雾霾、酸雨、臭氧空洞、光化学烟雾、温室效应、白色污染、水华、赤潮
2．特殊的制备流程：
(1)海水提镁：
海水―→Mg(OH)2―→MgCl2溶液―→MgCl2·6H2O―→MgCl2―→Mg
(2)海水提溴：
海水―→Br2HBr―→Br2
(3)海带提碘：
海带―→海带灰―→含I－的溶液―→I2的有机溶液―→I2
3．必记四反应：
(1)2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑　(2)Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－
(3)Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4　(4)H2O2＋2H＋＋2I－===I2＋2H2O
考点一
[记牢主干知识]
1．水资源的利用

2．化学资源的开发利用
(1)氯碱工业
①电解NaCl溶液：(写出化学方程式，下同)

②产物制盐酸：
③制漂白液：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。
(2)海水提镁
海水Mg(OH)2盐酸,MgCl2(溶液) MgCl2·6H2O MgCl2Mg。
(3)海水提溴

(4)海带提碘
①工艺流程

②两种原理
a．主要的化学原理：Cl2＋2KI===2KCl＋I2。
b．主要的物理原理：单质碘用CCl4或苯萃取，分液后用蒸馏法将碘与有机溶剂分开。
3．海水其他资源的开发利用
(1)从海水中提取核能、开发的重要原料：铀和重水。
(2)潮汐能、波浪能是有待开发的新型能源。

[探规寻律]

从海水中提取溴的方法
(1)工艺流程

(2)基本步骤及主要反应

[探规寻律]

从海水中提取镁的方法
(1)工艺流程

(2)基本步骤及主要反应
制熟
石灰
CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca(OH)2
沉淀
Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
酸化
Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
蒸发
结晶
析出MgCl2·6H2O
脱水
在氯化氢气流中使MgCl2·6H2O脱水制得无水氯化镁
电解
电解熔融氯化镁制得镁

考点二
[记牢主干知识]
1．环境污染
(1)环境问题
主要是指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境的破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。
(2)“三废”：主要是指废气、废水和废渣。
(3)大气污染物的来源
化石燃料的燃烧和工业生产过程中的废气及其携带的颗粒物。
(4)常见环境污染问题

(5)环境保护的措施
①工业废气携带颗粒物的回收利用。
②工业、生活污水经处理达标后排放，限制使用含氮、磷洗涤剂。
③回收、限制难降解塑料，研制可降解塑料。
2．绿色化学

[知能存储]
污染类型与防治
类型
主要污染物
防治措施
大气污染
有害气体和粉尘
调整能源结构；综合运用各种技术手段
水污染
城市生活污水、重金属、酸、碱、盐等无机物；耗氧物质
控制污水任意排放，用物理、化学、生物等方法治理
土壤污染
生活垃圾及工业固体废弃物、化肥、农药等
控制和减少污染物的排放