第五章化工生产中的重要非金属元素 课件+分层作业+知识清单

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人教版高中化学必修第二册第五章第4节 章末复习 目录硫及其化合物注意:因为硫易溶于CS2,常用CS2清洗试管内壁上附着的硫单质。1、硫的物理性质①与非金属单质②与金属单质③与碱反应说明硫的氧化性小于氯气3、用途制黑火药2、化学性质化学性质①酸性氧化物与碱(如NaOH)反应:(NaOH足量)与碱性氧化物(如CaO)反应:②还原性与氯水反应:与H2O2反应:与Na2O2反应:③氧化性与H2S反应:SO2可使品红溶液等有色物质褪色,原理是生成不稳定的无色物质(二氧化硫的漂白具有可逆性，且不会漂白指示剂)。④漂白性用酸性高锰酸钾溶液、氯水、溴水等除去。用饱和碳酸氢钠溶液除去1、利用二氧化硫的还原性：2、利用亚硫酸的酸性比碳酸强：【总结】氧化型漂白：加合型漂白：吸附型漂白：Cl2 、NaClOSO2活性炭三种漂白原理：用途可以用作铜丝表面__________________________有气泡产生品红溶液逐渐变为________紫色石蕊溶液逐渐变为________将反映后的溶液慢慢倒入水中，溶液变为_____无色红色蓝色吸收尾气用NaOH溶液，防止污染大气制备强氧化性方法二：强酸制弱酸【注意】（1）浓硫酸的浓度70%左右，若浓度太高，氢离子浓度小反应速率慢；若浓度太小，二氧化硫易溶于水，难以逸出（2）干燥SO2，可以用浓硫酸二氧化硫制备物理性质常温下为无色液体，熔点：16.8℃ 沸点：44.8℃，标况下为固体，加热为气体，易溶于水，并与水反应生成硫酸，放出大量的热化学性质酸性氧化物与水反应:与碱(如NaOH)反应:(NaOH足量)与碱性氧化物(如CaO)反应沸腾炉接触室吸收塔不用水：与水反应放热，形成酸雾影响吸收无色油状液体，，密度比水大，难挥发（高沸点）与水以任意比混合，并放出大量的热。化学性质（稀）具有酸的通性使紫色石蕊溶液变为红色,不能使无色酚酞溶液变色;不能干燥碱性或还原性气体：NH3、H2S、HBr、HI用于干燥中性气体或酸性气体 H2、O2、Cl2、CO2、CO、CH4、SO2、N2等①吸水性②脱水性蔗糖变黑体积膨胀，放出大量热，产生刺激性气味气体浓硫酸的性质　　取少量待测液于试管中，加入少量稀盐酸酸化，在加入氯化钡溶液若有白色沉淀生成，则含有SO42SO42-检验③强氧化性（与铜反应）1．掌握硫及其化合物之间的转化规律(1)同种元素相邻价态的粒子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)同价态硫元素之间的转化也是物质推断的重要突破点，可以从物质类别的角度进行分析与迁移。如：SO2、Na2SO3、NaHSO3之间的转化代表着酸性氧化物、正盐、酸式盐之间的转化；H2S、Na2S、NaHS之间的转化代表着二元弱酸、正盐、酸式盐之间的转化，可类比CO2、Na2CO3、NaHCO3之间的转化。氮及其化合物在自然界里，氮元素主要以氮分子的形式存在于空气中少部分存在于生物的蛋白质中、以及土壤、海洋中的硝酸盐和铵盐。两个氮原子间以氮氮三键结合，常温时化学性质稳定结构：氮气（工业合成氨）氮的存在形式 将大气中 的氮转化为 的过程叫做氮的固定。 游离态含氮化合物分类自然固氮高能固氮(如雷雨天气N2转化为NO)生物固氮(如豆科植物的根瘤菌将氮气转化为氨)人工固氮合成氨(工业上合成氨)仿生固氮(某些金属有机化合物可起到根瘤菌的作用)2NO + O2 = 2NO24NO+3O2+2H2O =4HNO34NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3无色，无味，难溶于水 有毒红棕色，刺激性气味，易溶于水3NO2 + H2O = 2HNO3 + NONONO2O2H2O常用排水法常用向上排空气法①碱液吸收法②催化转化法尾气处理无色刺激性小于易液化（-33.5℃）极易700物理性质 在干燥的圆底烧瓶里充满NH3，用带有玻璃管和胶头滴管（预先吸入水）的橡胶塞塞紧瓶口。倒置烧瓶，使玻璃管插入盛有水的烧杯中（预先在水里滴入少量酚酞溶液）。打开弹簧夹，挤压胶头滴管，使水进入烧瓶。观察并描述现象，分析出现这些现象的可能原因。烧杯中的酚酞溶液由玻璃管进入烧瓶，形成红色喷泉。引发操作现象：结论：①氨极易溶于水 ②氨水显碱性喷泉实验产生喷泉的条件容器内外产生较大的压强差，在压强差作用下，液体迅速流动，通过带尖嘴的导管喷出，形成喷泉 常见喷泉实验装置挤压滴管，气体溶解，P内P上常见喷泉实验试剂组合化学性质原理：收集方法：向下排空气法，导管深入试管底部以排净试管中的空气验满：①将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝。 ②将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生。实验室制备吸收氨气用酸液或水吸收尾气，防止污染大气，注意要防倒吸（若液体与气体反应速率太快，则需要防倒吸）干燥氨气用碱石灰（固体氧化钙、固体氢氧化钠），不能用浓硫酸和无水氯化钙（3）装置：（5）收集：（6）验满：（7）尾气吸收：（1）试剂：（2）原理：固+固→加热型向下排空气法湿润的红色石蕊试纸变蓝或蘸浓盐酸的玻璃棒(与氧气的制取装置相同)酸溶液或水（防倒吸装置处理）氯化铵晶体、消石灰固体（4）干燥：碱石灰（固体氧化钙、固体氢氧化钠）【总结】CaO + NH3·H2O == Ca(OH)2 + NH3↑ （1）NaOH溶于水放热，促使氨水分解，且OH－浓度的增大有利于NH3的放出（2）CaO的作用：①吸水后放热促进NH3的放出；②增加溶液中OH－的浓度，减小NH3的溶解度①受热易分解 物理性质大多数铵盐是白色易溶于水的固体化学性质②与碱反应 操作：(1)取少许样品与碱混合于试管中共热，将湿润的红色石蕊试纸靠近管口，若试纸变蓝，则证明样品中含有NH4+ 。(2)取少许样品于试管中，放入浓碱后加热，用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟产生，则证明样品中含有NH4+ 。NH4+检验硝酸是一种无色有刺激性气温的液体，易挥发（瓶口有白雾与水以任意比互溶,质量分数为95%以上的硝酸叫发烟硝酸化学性质①不稳定性 ②强氧化性 制备氮氧化物大多数金属能与硝酸反应，但在常温下，铁和铝会被冷的浓硝酸、浓硫酸钝化，生成一层致密的氧化膜，阻止了酸与内层金属的反应，故可以用铁（铝）槽车运输浓硝酸、浓硫酸钝化硝酸是一元强酸稀硝酸使石蕊溶液由紫色变为红色,浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红(酸性)后褪色(强氧化性)②与碱反应:Fe(OH)3+3HNO3=Fe(NO3)3+3H2O③与碱性氧化物反应:CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O④与弱酸盐反应:CaCO3+2HNO3=Ca(NO3)2+CO2↑+H2O①与指示剂反应:化学性质煤、石油和某些金属矿物中含有硫，在燃烧或冶炼时往往会生成二氧化硫。在机动车发动机中，燃料燃烧产生的高温条件会使空气中的氮气与氧气反应，生成氮氧化物。它们会引起呼吸道疾病，危害人体健康，严重时会使人死亡。硝酸对环境影响指 pH小于5.6 的雨水，其主要是含有硫酸和硝酸。 酸雨主要是大气中的SO2与NOx溶于水形成的。成因硫酸型酸雨：类型硝酸型酸雨：(1)调整能源结构，积极开发新能源(2)对煤（其中含硫为0.3%-5%)进行处理，如选洗加工、综合开发、在煤中加入适量的生石灰、对排放的烟进行处理等(3)种植能够吸收SO2的有关树木(如臭椿、垂柳、柳杉）等(4)加强工厂废气的回收处理(5)改进汽车尾气的处理技术，控制尾气排放防治汽车尾气NOx产生在机动车发动机中，燃料燃烧产生的高温条件会使空气中的氮气与氧气反应，生成氮氧化物尾气处理主要含CO和NOX硅及其化合物存在形式在自然界中主要以硅酸盐（如地壳中的大多数矿物）和氧化物（如水晶、玛瑙、石英砂）的形式存在高纯硅的制备粗硅的制备 粗硅变纯硅 ④Si + 4HF=== SiF4↑ +2H2↑⑤Si+ 2NaOH + H2O == Na2SiO3 + 2H2↑43硅的化学性质二氧化硅的结构是硅氧四面体结构：一个硅连接四个氧，一个氧连接两个硅，故化学式为SiO2SiO2是一种难溶于水的非金属氧化物，硬度大，熔点高结构物理性质化学性质（在玻璃上雕花刻字）①沙子是基本的建筑材料； ②纯净的SiO2是光学和光纤制品的基本原料；③水晶、石英和玛瑙可制作饰品和工艺品；④水晶用来制造电子工业中的重要部件。⑤做耐高温材料如石英坩埚用途结构硅酸盐一般结构复杂，存在于地壳、岩石中①用盐的化学式表示，如Na2SiO3、CaSiO3②用氧化物的形式表示，如Na2O•SiO2、CaO•SiO2表示方法【注意】 长石（KAlSi3O8） 高岭土[Al2Si2O5(OH)4] K2O·Al2O3·2SiO2 Al2O3·2SiO2·2H2ONa2SiO3物理性质化学性质白色固体，可溶于水，水溶液俗称水玻璃，是一种矿物胶，有很强的黏合性。与酸反应：H2SiO3黏土生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等纯碱、石灰石和石英砂（主要成分是SiO2）普通玻璃：Na2SiO3、CaSiO3和SiO2生产建筑材料、光学仪器和各种器皿，制造玻璃纤维用于高强度复合材料黏土和石灰石以及其他辅料大量用于建筑和水利工程Na2CO3+SiO2== Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2 == CaSiO3+CO2↑高温高温新型无机非金属材料包含以 为原料的计算机芯片、太阳能电池，以 为原料的光导纤维，和新型陶瓷、碳纳米材料新型陶瓷包含：常见的碳纳米材料包含：碳纳米管、石墨烯、富勒烯（如C60）等超导陶瓷、高温结构陶瓷、压电陶瓷、超导陶瓷等晶体硅二氧化硅课程结束