《化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素》復(fù)習(xí)提綱一、基于原子結(jié)構(gòu)和元素周期律的元素性質(zhì)回顧二、化工生產(chǎn)中重要的物質(zhì)轉(zhuǎn)化三、重要的實(shí)驗(yàn)一、基于原子結(jié)構(gòu)和元素周期律的元素性質(zhì)學(xué)習(xí)S+16286一、基于原子結(jié)構(gòu)和元素周期律的元素性質(zhì)學(xué)習(xí)S+16286一、基于原子結(jié)構(gòu)和元素周期律的元素性質(zhì)學(xué)習(xí)1.單質(zhì)硫具有氧化性，但相同條件下氧化性比氧氣和氯氣的都弱S

+16286一、基于原子結(jié)構(gòu)和元素周期律的元素性質(zhì)學(xué)習(xí)1.單質(zhì)硫具有氧化性，但相同條件下氧化性比氧氣和氯氣的都弱S+Fe

FeSS+2CuCu2SS

+16286??一、基于原子結(jié)構(gòu)和元素周期律的元素性質(zhì)學(xué)習(xí)1.單質(zhì)硫具有氧化性，但相同條件下氧化性比氧氣和氯氣的都弱S+Fe

FeSS+2CuCu2S3Cl2+2Fe2FeCl3Cl2+CuCuCl22O2+3Fe

Fe3O4O2+2Cu2CuOS

+16286??????一、基于原子結(jié)構(gòu)和元素周期律的元素性質(zhì)學(xué)習(xí)2.硫的氫化物H2S的穩(wěn)定性比HCl和H2O的都弱S+H2H2SS

+16286?一、基于原子結(jié)構(gòu)和元素周期律的元素性質(zhì)學(xué)習(xí)3.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性:H2SO4<HClO4S

+16286一、基于原子結(jié)構(gòu)和元素周期律的元素性質(zhì)學(xué)習(xí)1.單質(zhì)硫具有氧化性，但氧化性比氧氣和氯氣的都弱2.硫的氫化物H2S的穩(wěn)定性比HCl和H2O的都弱3.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性:H2SO4<HClO4S

+16286得出結(jié)論：硫元素的非金屬性比氯元素和氧元素弱。一、基于原子結(jié)構(gòu)和元素周期律的元素性質(zhì)學(xué)習(xí)N

+725一、基于原子結(jié)構(gòu)和元素周期律的元素性質(zhì)學(xué)習(xí)N

+725一、基于原子結(jié)構(gòu)和元素周期律的元素性質(zhì)學(xué)習(xí)N

+7251.氮元素的非金屬性強(qiáng)于碳元素，弱于氧元素一、基于原子結(jié)構(gòu)和元素周期律的元素性質(zhì)學(xué)習(xí)N

+7251.氮元素的非金屬性強(qiáng)于碳元素，弱于氧元素2.N2的分子結(jié)構(gòu)：N≡N，通常情況下氮?dú)夂芊€(wěn)定一、基于原子結(jié)構(gòu)和元素周期律的元素性質(zhì)學(xué)習(xí)N

+725N2+3MgMg3N2N2+O22NON2+3H22NH3放電或高溫點(diǎn)燃催化劑高溫、高壓3.特殊條件下，氮?dú)庖材芘c一些物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)一、基于原子結(jié)構(gòu)和元素周期律的元素性質(zhì)學(xué)習(xí)N

+725N2+3MgMg3N2N2+O22NON2+3H22NH3放電或高溫點(diǎn)燃催化劑高溫、高壓3.特殊條件下，氮?dú)庖材芘c一些物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)以上幾個(gè)反應(yīng)均實(shí)現(xiàn)了氮的固定。一、基于原子結(jié)構(gòu)和元素周期律的元素性質(zhì)學(xué)習(xí)N

+725N2+3MgMg3N2N2+O22NON2+3H22NH3放電或高溫點(diǎn)燃催化劑高溫、高壓3.特殊條件下，氮?dú)庖材芘c一些物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)得出結(jié)論：氮元素的非金屬性比氧元素的弱，N≡N很穩(wěn)定，但通過控制條件，N2也可以發(fā)生一些反應(yīng)。一、基于原子結(jié)構(gòu)和元素周期律的元素性質(zhì)學(xué)習(xí)

2.氮元素的非金屬性比氧元素的弱。

N≡N很穩(wěn)定，但通過控制條件，N2也可以發(fā)生一些反應(yīng)。1.硫元素的非金屬性比氯元素和氧元素的都弱。通過單質(zhì)的氧化性、氫化物的穩(wěn)定性、最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱比較。N

+725S

+16286二、化工生產(chǎn)中重要的物質(zhì)轉(zhuǎn)化1.工業(yè)合成硫酸2.工業(yè)合成硝酸H2SO4

1.工業(yè)合成硫酸H2SO4

1.工業(yè)合成硫酸SO3

H2SO4

1.工業(yè)合成硫酸SO3

SO2

H2SO4

1.工業(yè)合成硫酸SO3

SO2

H2SO3

H2SO4

1.工業(yè)合成硫酸SO3

SO2

SH2SO3

H2SO4

1.工業(yè)合成硫酸SO3

SO2

S

或FeS2H2SO3

H2SO4

1.工業(yè)合成硫酸SO3

SO2

S

或FeS2H2SO3

H2SO4

1.工業(yè)合成硫酸SO3

SO2

SH2SO3

H2SO4

1.工業(yè)合成硫酸SO3

SO2

SH2SO3

CO2

COCH2SO4

含硫物質(zhì)之間的重要轉(zhuǎn)化關(guān)系：SO3

SO2

SH2SH2SO3

H2SO4

含硫物質(zhì)之間的重要轉(zhuǎn)化關(guān)系：SO3

SO2

SH2SH2SO3

H2SO4

含硫物質(zhì)之間的重要轉(zhuǎn)化關(guān)系：SO3

SO2

SH2SH2SO3

Na2SO3

H2SO4

含硫物質(zhì)之間的重要轉(zhuǎn)化關(guān)系：SO3

SO2

SH2SH2SO3

Na2SO3

含硫物質(zhì)之間的重要轉(zhuǎn)化關(guān)系：物質(zhì)的性質(zhì)：1.共性（基于元素周期律、元素化合價(jià)或物質(zhì)類別）

含硫物質(zhì)之間的重要轉(zhuǎn)化關(guān)系：物質(zhì)的性質(zhì)：1.共性（基于元素周期律、元素化合價(jià)或物質(zhì)類別）2.特性

如SO2的漂白性濃硫酸的吸水性、脫水性、強(qiáng)氧化性等2.工業(yè)合成硝酸HNO32.工業(yè)合成硝酸HNO3NO22.工業(yè)合成硝酸HNO3NO2NO2.工業(yè)合成硝酸HNO3NO2NON22.工業(yè)合成硝酸HNO3NO2NONH3N22.工業(yè)合成硝酸HNO3NO2NONH3N22.工業(yè)合成硝酸HNO3NO2NONH3N2HNO3NO2NONH3N2含氮物質(zhì)間的重要轉(zhuǎn)化關(guān)系：HNO3NO2NON2含氮物質(zhì)間的重要轉(zhuǎn)化關(guān)系：NH3NH3H2O·HNO3NO2NON2含氮物質(zhì)間的重要轉(zhuǎn)化關(guān)系：NH3NH3H2O·NH4ClHNO3NO2NON2含氮物質(zhì)間的重要轉(zhuǎn)化關(guān)系：NH3NH3H2O·NH4ClHNO3NO2NON2含氮物質(zhì)間的重要轉(zhuǎn)化關(guān)系：NH3NH3H2O·NH4ClHNO3NO2NON2含氮物質(zhì)間的重要轉(zhuǎn)化關(guān)系：NH3NH3H2O·NH4Cl含氮物質(zhì)間的重要轉(zhuǎn)化關(guān)系：物質(zhì)的性質(zhì)：1.共性（基于元素周期律、元素化合價(jià)或物質(zhì)類別）含氮物質(zhì)間的重要轉(zhuǎn)化關(guān)系：物質(zhì)的性質(zhì)：1.共性（基于元素周期律、元素化合價(jià)或物質(zhì)類別）2.特性

如銨鹽的熱不穩(wěn)定性氨氣溶于水顯堿性和極強(qiáng)的溶解性硝酸的強(qiáng)氧化性等非金屬元素主要物質(zhì)間的重要轉(zhuǎn)化關(guān)系：基于物質(zhì)類別分析的轉(zhuǎn)化關(guān)系

單質(zhì)氫化物

氧化物

酸

鹽非金屬元素主要物質(zhì)間的重要轉(zhuǎn)化關(guān)系：基于物質(zhì)類別分析和化合價(jià)分析的轉(zhuǎn)化關(guān)系

單質(zhì)氫化物

氧化物1

氧化物2

鹽1

酸1

酸2

鹽2三、重要的實(shí)驗(yàn)（一）物質(zhì)性質(zhì)類（二）物質(zhì)制備類（三）物質(zhì)檢驗(yàn)類（四）物質(zhì)提純類

三、重要的實(shí)驗(yàn)（一）物質(zhì)性質(zhì)類1.SO2的性質(zhì)探究

水溶性與水反應(yīng)生成酸漂白性三、重要的實(shí)驗(yàn)（一）物質(zhì)性質(zhì)類1.SO2的性質(zhì)探究2.NO與氧氣3.NO2溶于水

NO難溶于水NO與空氣反應(yīng)NO2與水發(fā)生反應(yīng)SO2+H2OH2SO3

3NO2+H2O2HNO3+NONO+H2O

三、重要的實(shí)驗(yàn)（一）物質(zhì)性質(zhì)類1.SO2的性質(zhì)探究2.NO與氧氣3.NO2溶于水4.氨氣的性質(zhì)探究

氨氣極易溶于水氨的水溶液顯堿性三、重要的實(shí)驗(yàn)（一）物質(zhì)性質(zhì)類1.SO2的性質(zhì)探究2.NO與氧氣3.NO2溶于水4.氨氣的性質(zhì)探究

濃氨水和濃鹽酸易揮發(fā)產(chǎn)物為白色固體小顆粒三、重要的實(shí)驗(yàn)（一）物質(zhì)性質(zhì)類1.SO2的性質(zhì)探究2.NO與氧氣3.NO2溶于水4.氨氣的性質(zhì)探究

三、重要的實(shí)驗(yàn)（一）物質(zhì)性質(zhì)類1.SO2的性質(zhì)探究2.NO與氧氣3.NO2溶于水4.氨氣的性質(zhì)探究5.濃硫酸的性質(zhì)探究

蔗糖變黑：濃硫酸有脫水性有刺激性氣味：濃硫酸有強(qiáng)氧化性三、重要的實(shí)驗(yàn)（一）物質(zhì)性質(zhì)類1.SO2的性質(zhì)探究2.NO與氧氣3.NO2溶于水4.氨氣的性質(zhì)探究5.濃硫酸的性質(zhì)探究

銅絲不斷溶解、品紅溶液褪色、紫色石蕊溶液變紅：濃硫酸有強(qiáng)氧化性三、重要的實(shí)驗(yàn)（一）物質(zhì)性質(zhì)類1.SO2的性質(zhì)探究2.NO與氧氣3.NO2溶于水4.氨氣的性質(zhì)探究5.濃硫酸的性質(zhì)探究6.硝酸與銅濃硝酸和稀硝酸均有強(qiáng)氧化性2H2SO4(濃)+CuCuSO4+SO2↑+2H2OH2SO4(稀)+Cu4HNO3(濃)+Cu2NO2+Cu(NO3)2+

2H2O8HNO3+3Cu2NO↑+3Cu(NO3)2+4H2O4HCl(濃）+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2OHCl(?。?MnO2

△△△△三、重要的實(shí)驗(yàn)（二）物質(zhì)制備類1.NH3的制取

反應(yīng)原理及反應(yīng)物狀態(tài)→發(fā)生裝置→除雜裝置→收集裝置→尾氣處理裝置三、重要的實(shí)驗(yàn)（二）物質(zhì)制備類1.NH3的制取

2.SO2的制取

反應(yīng)原理及反應(yīng)物狀態(tài)→發(fā)生裝置→除雜裝置→收集裝置→尾氣處理裝置三、重要的實(shí)驗(yàn)（二）物質(zhì)制備類1.NH3的制取

2.SO2的制取

反應(yīng)原理及反應(yīng)物狀態(tài)→發(fā)生裝置→除雜裝置→收集裝置→尾氣處理裝置三、重要的實(shí)驗(yàn)（二）物質(zhì)制備類1.NH3的制取

2.SO2的制取3.NO的制取4.NO2的制取

反應(yīng)原理及反應(yīng)物狀態(tài)→發(fā)生裝置→除雜裝置→收集裝置→尾氣處理裝置三、重要的實(shí)驗(yàn)（三）物質(zhì)檢驗(yàn)類1.SO4的檢驗(yàn)

（生成白色難溶于酸的沉淀）

問題1：為什么用氯化鋇溶液而不能用硝酸鋇溶液？

問題2：為什么要加入酸酸化，酸化時(shí)所加的是什么酸？

2-三、重要的實(shí)驗(yàn)（三）物質(zhì)檢驗(yàn)類1.SO4的檢驗(yàn)

（生成白色難溶于酸的沉淀）

2.NH4的檢驗(yàn)

（生成溶于水顯堿性的氣體）

2-+三、重要的實(shí)驗(yàn)（四）物質(zhì)提純類

粗鹽的提純

三、重要的實(shí)驗(yàn)（四）物質(zhì)提純類

粗鹽的提純

粗鹽溶解①BaCl2溶液②NaOH

溶液③Na2CO3溶液④過濾⑤濾液沉淀鹽酸⑥蒸發(fā)、結(jié)晶烘干精鹽除雜試劑的添加順序三、重要的實(shí)驗(yàn)——啟示1.認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)的手段2.運(yùn)用物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)際過程

3.培養(yǎng)獲取證據(jù)的素養(yǎng)

4.發(fā)展做出結(jié)論的能力

任務(wù)一晶體硅的制備【問題探究】中國(guó)5G芯片崛起,技術(shù)再獲新突破,成為全球5G市場(chǎng)巨頭。(1)光導(dǎo)纖維的主要成分是什么?利用光導(dǎo)纖維傳輸信號(hào)是利用了其導(dǎo)電性嗎?5G芯片的主要成分是什么?提示

光導(dǎo)纖維的主要成分是SiO2;SiO2不具有導(dǎo)電性,利用光導(dǎo)纖維傳輸信號(hào)是利用了其對(duì)光的全反射現(xiàn)象;5G芯片的主要成分是高純硅。(2)工業(yè)上可以通過如圖所示的流程制取純硅:②整個(gè)制備過程中必須嚴(yán)格控制無水無氧。SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì),寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。提示

SiHCl3+3H2O===H2SiO3↓+3HCl+H2↑?！旧罨卣埂?.硅的制備與提純2.硅及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系【素能應(yīng)用】典例在無機(jī)非金屬材料中,硅一直扮演著主要的角色。制備純硅的主要步驟如下:①高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅;②粗硅與干燥的HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl3:Si+3HClSiHCl3+H2;③SiHCl3與過量H2在1100℃反應(yīng)制得純硅。請(qǐng)回答下列問題:(1)第①步制備粗硅反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

(2)粗硅與HCl反應(yīng)完全后,經(jīng)冷凝得到的SiHCl3(沸點(diǎn)33.0℃)中含有少量SiCl4(沸點(diǎn)57.6℃)和HCl(沸點(diǎn)-84.7℃),提純SiHCl3采用的方法為

。

(3)從基本反應(yīng)類型角度分類,步驟③中發(fā)生的反應(yīng)屬于

。

(4)為鑒定產(chǎn)品硅中是否含微量鐵單質(zhì),將試樣用稀鹽酸溶解,取上層清液后需再加入的試劑是

(填字母)。

A.氯水

B.NaOH溶液C.KSCN溶液 D.Na2SO3溶液答案

(1)SiO2+2CSi+2CO↑(2)蒸餾(或分餾)

(3)置換反應(yīng)(4)AC解析

(1)高溫下用碳還原二氧化硅可制得粗硅,同時(shí)生成一氧化碳。(2)分離沸點(diǎn)不同的液體應(yīng)用蒸餾(或分餾)的方法。(3)步驟③中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiHCl3+H2

Si+3HCl,屬于置換反應(yīng)。(4)鑒定產(chǎn)品中是否含鐵單質(zhì),用稀鹽酸溶解后生成Fe2+,因含量少,應(yīng)將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+后再檢驗(yàn),故選AC?！咀兪皆O(shè)問】從元素化合價(jià)角度分析,上述步驟中,硅及含硅化合物發(fā)生了怎樣的變化?提示

步驟①中SiO2發(fā)生還原反應(yīng),步驟②中Si發(fā)生氧化反應(yīng),步驟③中SiHCl3發(fā)生還原反應(yīng)。變式訓(xùn)練已知:SiHCl3與過量H2在1100℃反應(yīng)制得高純硅,且SiHCl3能與水劇烈反應(yīng),在空氣中易自燃。用SiHCl3與過量H2反應(yīng)制備純硅的裝置如圖所示(熱源及夾持裝置均已略去):請(qǐng)回答下列問題:(1)裝置B中的試劑是

,裝置C中的燒瓶需要加熱,其目的是

。

(2)反應(yīng)一段時(shí)間后,裝置D中觀察到的現(xiàn)象是

,裝置D不能采用普通玻璃管的原因是

,裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

(3)為保證制備純硅實(shí)驗(yàn)的成功,操作的關(guān)鍵是檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性,控制好反應(yīng)溫度以及

。

答案

(1)濃硫酸使滴入燒瓶中的SiHCl3汽化(2)有固體物質(zhì)生成在此反應(yīng)溫度下,普通玻璃會(huì)軟化SiHCl3+H2

Si+3HCl(3)排盡裝置中的空氣解析

用Zn、稀硫酸反應(yīng)制得的H2會(huì)混有少量H2O,而SiHCl3能與H2O發(fā)生劇烈反應(yīng),所以要進(jìn)行干燥,根據(jù)裝置應(yīng)選擇液態(tài)干燥劑濃硫酸。裝置C用水浴加熱,使SiHCl3汽化,再和H2進(jìn)入裝置D反應(yīng),因?yàn)镾iHCl3與H2在1

100

℃時(shí)反應(yīng),溫度很高,普通玻璃會(huì)軟化,因此不能使用普通玻璃管。因?yàn)镾iHCl3在空氣中易自燃,實(shí)驗(yàn)中還要注意先通一段時(shí)間的H2以排盡裝置中的空氣。

隨堂檢測(cè)1.(2021遼寧大連金州高級(jí)中學(xué)高一檢測(cè))《天工開物》記載:“凡埏泥造瓦,掘地二尺余,擇取無砂粘土而為之”,“凡坯既成,干燥之后,則堆積窖中燃薪舉火”,“澆水轉(zhuǎn)釉(主要為青色),與造磚同法”。下列說法錯(cuò)誤的是(

)A.沙子和粘土主要成分為硅酸鹽B.“燃薪舉火”使粘土發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化C.燒制后自然冷卻成紅瓦,澆水冷卻成青瓦D.粘土是制作磚瓦和陶瓷的主要原料答案

A解析

沙子的主要成分是SiO2,粘土的主要成分是硅酸鹽,A錯(cuò)誤;“燃薪舉火”燒制粘土,發(fā)生一系列復(fù)雜的物理化學(xué)變化,可制得磚、瓦等硅酸鹽產(chǎn)品,B正確;據(jù)“澆水轉(zhuǎn)釉(主要為青色),與造磚同法”可知,燒制后澆水冷卻成青瓦,C正確;粘土是制造磚瓦、陶瓷的主要原料,在燒制過程中發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化,D正確。2.硅被譽(yù)為無機(jī)非金屬材料的主角。有科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源”“未來的石油”。下列有關(guān)說法正確的是(

)A.硅的含量居第二位,在地球上有豐富的單質(zhì)硅資源,如石英、水晶、瑪瑙的主要成分都是單質(zhì)硅B.硅相對(duì)于氫氣而言便于運(yùn)輸、貯存,從安全角度考慮,硅是有開發(fā)價(jià)值的燃料C.存放Na