〔高中化學(xué)知識清單〕第二冊第五章化工生產(chǎn)

中的重要非金屬元素

一、硫和二氧化硫

(一)硫

1、硫元素的位置、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

(1〕硫元素位于元素周期表的第二周期、第VIA族,硫原子

的最外電子層有小電子，在化學(xué)反響中簡單得到2個(gè)電子，形成

—2價(jià)硫的化合物。

(2〕與氧元素相比，得電子能力相對較弱,非金屬性比氧的

我。故在富含02的地表附近的含硫化合物中，硫常顯+4價(jià)或+6

價(jià)，而氧顯一2價(jià)。

2、硫單質(zhì)的物理性質(zhì)

硫(俗稱硫黃)是一種黃色晶體,質(zhì)脆，易研成粉末。硫瞳溶于

水，微溶于酒精,易溶于二硫化碳。

3、硫單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)

(1〕氧化性表現(xiàn)為與金屬、在反響：

注意：(1)硫的氧化性較弱,與變價(jià)金屬反響，生成低價(jià)態(tài)的

金屬硫化物。

(2)硫與氧氣反響，無論氧氣是否過量，只生成SO2。

(二)二氧化硫

1、物理性質(zhì)

二氧化硫是一種無色、有刺激性氣味的有毒氣體,密度比空

氣的大，易溶于水。在通常情況下，1體積的丞可以溶化約地體

積的SO2o

2、化學(xué)性質(zhì)

（1〕具有酸性氧化物的性質(zhì)

②與堿（如NaOH）反響的化學(xué)方程式為：SO2+

2NaOH===Na2sCh+比0。

12）復(fù)原性

SO2在肯定條件下與。2反響的化學(xué)方程式為：，生成的SO3

也是酸性氧化物,與H2。反響的化學(xué)方程式為：SO3+

H2O===H2so4。

（3）氧化性

SO2與H2s反響的化學(xué)方程式為：SO2+2H2s===3S+2H2O。

14）漂白性

①SO2通人品紅溶液中，品紅溶液逆色，加熱時(shí)，溶液又變組

色。

②SO2的漂白原理：SO2與某些有色物質(zhì)生成不穩(wěn)定的無色物

質(zhì)。這些無色物質(zhì)簡單分解又使有色物質(zhì)恢復(fù)原來的顏色。

③應(yīng)用：SO2在工業(yè)上應(yīng)用于漂白紙漿、毛、絲等；此外SO2

可用于殺菌消毒,還是一種食品添加齊限

3、可逆反響

(1)正反響：向生成物方向進(jìn)行的反響。

(2〕逆反響：向反響物方向進(jìn)行的反響。

(3〕可逆反響：在同一條件下，既能向正反響方向進(jìn)行,同

時(shí)又能向逆反響方向進(jìn)行的反響。

二、硫酸

1、工業(yè)制硫酸的原理示意圖

2、硫酸的酸性

(1〕電離方程式：

(2〕寫出稀硫酸與Zn、CuO、NaOH溶液、NaHCCh溶液反

響的離子方程式分別為Zn+2H+===Zn2++H2T、CuO+2H+

+

===CU2++H2。、H++OH===H2。、HCO-3+H===CO2T+

H2OO

3、濃硫酸的特性

11〕吸水性：濃硫酸能汲取存在于周圍環(huán)境中的丞全，可用

于作枯燥劑。

(2〕脫水性：濃硫酸能將蔗糖、紙張、棉布和木材等有機(jī)物

中的X和氧元素按水的組成比脫去。

⑶強(qiáng)氧化性

4、常見的硫酸鹽

(1〕石膏(化學(xué)式為CaSO4-2H2。),加熱失水變?yōu)槭焓?化

學(xué)式為2CaSCU-H2O),應(yīng)用于制作各種模型和診治用的石膏繃帶，

工業(yè)上還用于調(diào)節(jié)水泥的硬化速率。

(2〕硫酸鋼又稱“重晶石〃或“領(lǐng)餐〃，用于生產(chǎn)其他鍬鹽的

原料或消化系統(tǒng)X射線檢查的內(nèi)服藥劑。

(3〕硫酸銅為白色粉末，CuSCU結(jié)合水后變?yōu)樗{(lán)色晶體膽磯

(化學(xué)式為CUSO4-5H2。),又稱藍(lán)磯。無水CuSCU可用于檢驗(yàn)H2O

的存在。膽磯和石灰乳混合制成一種常用的農(nóng)藥——波爾多液。

5、探究1:蔗糖的脫水實(shí)驗(yàn)

(1〕蔗糖逐漸變黑。原因是濃硫酸具有脫水性:

C12H22O11I2C+IIH2OO

(2〕蔗糖體積膨脹，形成黑色疏松多孔的海綿狀的炭，并放

出有刺激性氣味的氣體。原因是濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，把C氧化

成CO2,并有SO2氣體放出。

6、探究2：濃硫酸與Cu的反響

(1〕a中銅絲變黑，有氣體逸出；b中品紅溶液逐漸變?yōu)闊o

色；c中溶液變?yōu)榧t色。

(2〕NaOH溶液棉團(tuán)的作用是汲取尾氣皿，預(yù)防污染空

氣：SO2+2OH-===SO2-3+H2O0

三、硫酸根離子的檢驗(yàn)

1、SO2-4的檢驗(yàn)

(1〕實(shí)驗(yàn)探究：

2、粗鹽中可溶性雜質(zhì)的除去

雜參加的試化學(xué)方程式

質(zhì)劑

BaCb溶(

Na2Na2sO4+BaCb===BaSM

SO4液+2NaCl

MgNaOH溶MgCb+

Cl2液2NaOH===Mg(OH)2J+2NaCl

CaNa2cCh溶CaCb+

Cl2液Na2cO3===CaCO3J+2NaCl

四、不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化

（一）自然界中硫的存在和轉(zhuǎn)化

1、硫的存在

（1〕在自然界中硫元素主要以化合態(tài)形式存在,通常以硫化

物的形式存在，如黃鐵礦（FeS2）、黃銅礦（CuFeSz）。在地表附近，

硫化物轉(zhuǎn)化為硫酸鹽,如石膏（CaSO4-2H2。）、芒硝

（Na2so4-10H2。）等。

（2〕游離態(tài)的硫存在于火山口附近或地殼的巖層中。

2、硫的轉(zhuǎn)化

火山口附近的硫單質(zhì)會被大氣中的氧氣氧化成二氧化硫,二

氧化硫可被進(jìn)一步氧化成三氧化硫。

（二）常見硫的價(jià)態(tài)及轉(zhuǎn)化

1、硫元素常見的化合價(jià)有一2、0、+4和+6,可以通過氧化

復(fù)原反響完成不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化。利用氧化劑，可將

硫元素從低價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)化到高價(jià)態(tài);利用復(fù)原劑,可將硫元素從高價(jià)

態(tài)轉(zhuǎn)化到低價(jià)態(tài)。

2、硫的不同價(jià)態(tài)所對應(yīng)的常見化合物

(1〕含有一2價(jià)硫的物質(zhì)有酸：旦￡,鹽：Na2S,NaHS等。

(2〕含有+4價(jià)硫的物質(zhì)有氧化物：SO2,酸：H2so3,鹽：

Na2so3、NaHSCh等。

(3〕含有+6價(jià)硫的物質(zhì)有氧化物：SO3,酸：H2so4,鹽：

Na2SO4>NaHSCU等。

3、不同價(jià)態(tài)硫元素之間的相互轉(zhuǎn)化

不同價(jià)態(tài)硫元素之間的相互轉(zhuǎn)化主要通過氧化復(fù)原反響完

成。上述轉(zhuǎn)化中，從左到右，硫元素化合價(jià)升高,需參加氧化

劑。從右到左，硫元素化合價(jià)降低，需參加復(fù)原劑。

4、相同價(jià)態(tài)硫元素之間的轉(zhuǎn)化

以上兩種轉(zhuǎn)化關(guān)系均屬于桓圓價(jià)態(tài)硫元素之間的轉(zhuǎn)化，從左

到右的轉(zhuǎn)化，參加堿可以完成；從右到左的轉(zhuǎn)化，參加酸可以完

成。

第二節(jié)氮及其化合物

一、氮?dú)馀c氮的固定

1、氮元素的位置、結(jié)構(gòu)與存在

(1〕氮元素位于元素周期表的第二周期、第VA族。氮原子

的最外電子層有讓電子，既不簡單得到3個(gè)電子，也不簡單失去

5個(gè)電子。因此，氮原子一般通過共用電子對與其他原子相互結(jié)合

構(gòu)成物質(zhì)。

(2〕氮元素在自然界中主要以氮分子的形式存在于空氣中,

局部氮元素存在于動植物體內(nèi)的蛋白質(zhì)中,還有局部氮元素存在

于土壤、海洋里的硝酸鹽和鐵鹽中。

2、氮?dú)獾奈锢硇再|(zhì)

N2是一種無色、無味的氣體,p(N2)<p(空氣)，難溶于水。

3、氮?dú)獾慕Y(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)

(1〕N2的結(jié)構(gòu)：N2的結(jié)構(gòu)式為N三N,氮氮鍵很難斷裂，化

學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定。

⑵化學(xué)性質(zhì)

N2在高溫、放電等條件下,N2獲得足夠的能量，使N三N斷

裂。寫出N2與Mg、H2、。2反響的化學(xué)方程式。

4、氮的固定：將大氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過

程。

(1〕自然固氮：大自然通過閃電釋放的能量將空氣中的氮?dú)?/p>

轉(zhuǎn)化為含氮的化合物，或者通過豆科植物的根瘤菌將氮?dú)廪D(zhuǎn)化成

氨。

(2〕人工固氮：人類通過操作條件，將氮?dú)庋趸驈?fù)原為氮

的化合物，最重要的人工固氮途徑就是工業(yè)合成氨。

二、一氧化氮和二氧化氮

1、物理性質(zhì)

1春水

顏色氣味

態(tài)性溶性

]無

無味

O—色態(tài)有毒乙溶

]紅有刺

有

02基色態(tài)激性氣味王溶

毒

2、化學(xué)性質(zhì)

(1)NO在空氣中易轉(zhuǎn)化為紅棕色的NO2,反響方程式為：

2NO+O2===2NO2。

(2)NO2與H2O反響生成HNO3和NO,反響方程式為：3NO2

+H2O===2HNO3+NO。

三、氨和錠鹽

(一)氨

1、氨的物理性質(zhì)

(1〕氨是無色、有刺激性氣味的氣體,密度比空氣的小，很

簡單液化。

(2〕氨極易溶于水：在常溫常壓下，1體積水大約可溶化

700體積氨?？衫脟娙獙?shí)驗(yàn)證明NH3極易溶于水。

2、氨的化學(xué)性質(zhì)

(1〕NH3與水反響的化學(xué)方程式為：

(2)NH3與酸反響生成錠鹽

①濃氨水揮發(fā)出的NH3與濃鹽酸揮發(fā)出的HC1相遇形成白

煙,即NH4cl晶體小顆粒，其反響的方程式為：NH3+

HC1===NH4C1O

+

②氨通入稀硫酸中反響的離子方程式為NH3+H===NH+

4o

(3〕氨的催化氧化

氫催化氧化制HNO3的系列反響方程式依次為：

2NO+O2===2NO2,3NO2+H2O===2HNO3+NO°

(二)鐵鹽——錢根離子(NH+4)與酸根離子構(gòu)成的化合物

3、錠鹽與堿反響的兩個(gè)應(yīng)用

(1〕檢驗(yàn)NH+4：待測液中加NaOH溶液并加熱,用濕潤的

紅色石蕊試紙放置于試管口,假設(shè)試紙變藍(lán)，說明溶液中含

(2)實(shí)驗(yàn)室制備NH3

4、氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法

(1〕原理：

⑵裝置

①發(fā)生裝置：固體+固體氣體，與實(shí)驗(yàn)室利用氯酸鉀和二氧

化鎰加熱制取氧氣的裝置相同。

②凈化裝置：通常用堿石灰枯燥氨氣,不能用五氧化二磷、

濃硫酸和無水氯化鈣枯燥。

13〕搜集方法：向下排空氣法搜集,試管口塞一團(tuán)疏松的棉

花團(tuán)，目的是預(yù)防氨氣與空氣形成對流,以搜集到較純潔的氨

氣。

(4)驗(yàn)滿方法

①方法一：用鑲子夾住一片濕潤的紅色石蕊試紙放在試管

口，假設(shè)試紙變藍(lán)，說明已經(jīng)搜集滿。

②方法二：用蘸取濃鹽酸的玻璃棒靠近試管口,假設(shè)有白煙

生成，說明已經(jīng)搜集滿。

(5〕尾氣處理：多余的氨氣要汲取掉(可在導(dǎo)管口放一團(tuán)用水

或稀硫酸浸潤的棉花球)以預(yù)防污染空氣。在汲取時(shí)要預(yù)防倒吸,

常采納的裝置如下列圖：

5、實(shí)驗(yàn)室快速制氨氣的方法

(1〕加熱濃氨水法：NH3-H2。不穩(wěn)定，受熱易分解生成

NH3：NH3H2ONH3T+H2O,故可直接加熱濃氨水制備NH3。

12〕濃氨水加固體NaOH(或生石灰、堿石灰)法：固體

NaOH溶于水放出大量的熱，會促使氨水分解，而生石灰可與水反

響生成Ca(OH)2,同時(shí)反響放熱,也會促使氨水分解,故可在常溫

下向固體NaOH或CaO中滴加濃氨水來制備NH3。反響裝置圖分

別為:

四、硝酸

1、物理性質(zhì)

顏

狀態(tài)氣味特性

色

-液有刺易.

無色態(tài)激性氣味揮發(fā)

2、化學(xué)性質(zhì)

11）酸性：屬于強(qiáng)酸，具有酸的通性，如CaCCh與HNO3反

響的化學(xué)方程式為：CaCQ3+2HNO3（＜）===Ca（NQ3）2+CQ2?+

H2Q0

（2〕不穩(wěn)定性：見光或者受熱易分解，化學(xué)方程式為

所以硝酸一般保存在棕色試劑瓶中,并放置在陰涼處。

⑶強(qiáng)氧化性

①Cu與濃硝酸反響的化學(xué)方程式為Cu+

4HNO3（濃）===CU（NO3）2+2NO2T+2H2O。

Cu與稀硝酸反響的化學(xué)方程式為3Cu+

8HNC）3（?。?==3CU（NO3）2+2N0T+4H2O。

②與Fe、Al反響：常溫下，濃硝酸或濃硫酸可使鐵、鋁外表

形成一層致密的氧化物薄膜,所以可以用鐵制容器或鋁制容器來

盛裝濃硝酸或濃硫酸。當(dāng)加熱時(shí)，F(xiàn)e、Al會與濃硝酸或濃硫酸發(fā)

生反響。

③濃硝酸和濃鹽酸的混合物（體積比為1：3）叫做王水,能使

一些不溶于硝酸的金屬如金、鈾等溶化。

3、用途

硝酸是重要的化工原料，可用于制造化肥、X、染料、農(nóng)藥

等。

五、酸雨及防治

1、SO2、NOx的主要來源

(1〕SO2：主要來源于煤、石油和某些含硫的金屬礦物的燃

燒或鍛煉。

(2〕NOx：主要來源于機(jī)動車產(chǎn)生的尾氣。

2、SO2、NOx對人體的危害

SO2與NOx會引起呼吸道疾病,危害人體健康，嚴(yán)峻時(shí)會使人

死亡。

3、酸雨

SO2、含氮氧化物及其在大氣中發(fā)生反清脆的生成物溶于雨水

后形成的。

4、酸雨防治

(1〕工業(yè)廢氣排放到大氣中之前，必須進(jìn)行適當(dāng)處理，預(yù)防

有害物質(zhì)污染大氣。

(2〕減少化石燃料的直接燃燒,如脫硫處理。

六、硝酸與金屬反響的計(jì)算

1、電子守恒法：硝酸與金屬反響屬于氧化復(fù)原反響,氮原子

得到的電子總數(shù)等于金屬原子失去的電子總數(shù)。

2、原子守恒法：硝酸與金屬反響時(shí)，反響前硝酸中的NO—3

一局部仍以NO—3的形式存在，一局部轉(zhuǎn)化為復(fù)原產(chǎn)物,這兩局

部中N的物質(zhì)的量之和與反響消耗的硝酸中N的物質(zhì)的量相等。

3、電荷守恒法：HNO3過量時(shí),反清脆溶液中(不考慮OH」)

依據(jù)電荷守恒有c(NO—3)=c(H+)+nc(Mn+)(Mn+代表金屬離子)。

4、利用離子方程式計(jì)算：硝酸與硫酸混合液跟金屬的反響，

當(dāng)金屬足量時(shí)，不能用硝酸與金屬反響的化學(xué)方程式計(jì)算，應(yīng)用

離子方程式計(jì)算，因?yàn)樯傻南跛猁}中的NO-3與硫酸電離出的

H+仍能繼續(xù)與金屬反響。如金屬銅與混酸的反響方程式為3Cu+

8H++2NO—3===3Cu2++2NOT+4-0。

第三節(jié)無機(jī)非金屬元素

一、硅酸鹽材料

1、硅酸鹽的結(jié)構(gòu)：在硅酸鹽中，Si和O構(gòu)成了硅氧四面體,

Si在中心，O在四面體的4個(gè)頂角；許多這樣的四面體還可以通過

頂角的。相互連接。

2、硅酸鹽材料

31二

主要

原料要設(shè)用途

品成分

備

F黏土(主—硅酸建筑材

瓷要成分為含水鹽料、絕緣材

的鋁硅酸鹽）料、日用器

皿、衛(wèi)生潔具

等

3建筑材

Na2Si

璃料、光學(xué)儀

純堿、石玻。3、

（器、各種器

灰石、石英砂璃窯CaSiO>

3皿、高強(qiáng)度復(fù)

SiO2

般）合材料等

水

石灰石、

泥硅酸建筑和水

黏土、適量石

泥回鹽利工程

膏

轉(zhuǎn)窯

二、新型無機(jī)非金屬材料

1、硅和二氧化硅

（1）硅元素的存在與結(jié)構(gòu)

存在

原子結(jié)

存在形周期表中位置