非金属及其化合物复习讲义学案

富集在海水中的元素—氯

一、氯及其重要化合物

1. 氯气的性质及用途

1、物理性质：常温下，氯气是黄绿色、有刺激性、能溶于水、比空气重、易液化的有毒气体。

2、化学性质：氯气的化学性质很活泼的非金属单质。

（1）与金属反应（与变价金属反应，均是金属氧化成高价态）(请分别写出Cl2和Na、Cu、Fe的反应方程式)

①（产生白烟）

②（产生棕黄色的烟）

③（产生棕色的烟）

注：常温下干燥的氯气或液氯不与铁反应，所以液氯通常储存在钢瓶中。

（2）与非金属反应

如：①H2＋Cl22HCl（发出色火焰，有白雾生成）——可用于工业制盐酸

H2＋Cl22HCl（会发生爆炸）——不可用于工业制盐酸

②2P＋3Cl22PCl3（氯气不足；产生白雾）

2P＋5Cl22PCl5（氯气充足；产生白烟）磷在氯气中燃烧产生大量

（3）与水反应：

（4）与碱反应(请分别写出氯气与氢氧化钠、氢氧化钙的反应方程式)

①

②

漂白粉的漂白原理：

注意：①若CO2过量则生成Ca(HCO3)2②若向Ca(ClO)2溶液中通入SO2气体,不能生成CaSO3，因为能被HClO氧化。

（5）与某些还原性物质反应

①氯气与氧化亚铁的反应：

②氯气使湿润的淀粉-KI试纸变蓝色发生的反应：（用于氯气的检验）

③卤族单质X2（X＝Cl、Br、I）与二氧化硫一起通入水中发生的反应：

饱和NaCl 浓流酸

NaOH

3、氯水的成分及性质

氯气溶于水得黄绿色的溶液----氯水。在氯水中有少部分氯分子与水反应，Cl 2 + H 2O = HCl + HClO (次氯酸)，大部分是以Cl 2分子状态存在于水中。

注意：（1）在新制的氯水中存在的微粒有： ；久置氯水则几乎是稀盐酸

① 一元弱酸，比H 2CO 3弱

② 不稳定:2HClO === 2HCl + O 2↑ （2）HClO 的基本性质

③ 强氧化性；漂白、杀菌能力，使色布、品红溶液等褪色，故氯水可用作自来水消毒。 （3）几种漂白剂的比较

漂白剂 HClO Na 2O 2（H 2O 2）

SO 2

活性炭

漂白原理

品红溶液 褪色 褪色 褪色 褪色 紫色石蕊 先变红后褪色

褪色 只变红不褪色 褪色 稳定性

稳定

稳定

不稳定

——

4、氯气的制法

二．实验室如何制取纯净的氯气

制取原理：MnO 2 + 4HCl(浓) △ MnCl 2 + Cl 2↑+2H 2O 杂质成分：

收集：① 用向 排空气法收集 ② 用排 法收集 验满：① 观察法（黄绿色）

② 湿润的淀粉－KI 试纸（现象： ，化方： ） ③ 湿蓝色石蕊试纸（现象： ）

尾气吸收装置：烧杯中盛有NaOH 溶液（不能用水、Ca(OH)2溶液代替）离子方程式为：

思考： 足量MnO 2和含4mol HCl 的浓盐酸加热制得Cl 2物质的量 1mol （填“小于”或“等于”或“大于”）

三、其他卤素知识

（1）Br 2 、I 2在不同溶剂中的颜色

水 苯或汽油 四氯化碳 Br 2 黄 ～ 橙 橙 ～ 橙红 橙 ～ 橙红 I 2 深黄～ 褐 淡紫～紫红 紫 ～ 深紫

（2）置换反应 Cl 2 + 2NaBr = Br 2 + 2KI = ∴氧化性 Cl 2 ＞ Br 2 ＞I 2 （3）I 2遇淀粉溶液后，溶液呈蓝色

操作顺序 仪器中盛装的药品

各试剂的作用 应出现的现象 ① 先通入饱和食盐水

除去 有晶体析出（NaCl ） ② 再通入浓H 2SO 4

除去

（4）.卤素离子（Cl-、Br-、I-）的检验

(1)操作方法：未知液,据沉淀颜色判断。

(2)现象及结论：AgCl为色沉淀，未知液中含有；

AgBr为色沉淀，未知液中含有；

AgI为色沉淀，未知液中含有；

稀硝酸的作用：排除CO32-、PO43-、OH-等离子的干扰。

例题赏析1:氯水中存在多种分子和离子，可通过实验的方法加以确定。下列有关氯水中存在的粒子的说法错误的是( )

答案：A

例题赏析2:如图所示，是一个制取氯气并以氯气为原料进行特定反应的装置，其中各试剂瓶装的试剂为：B（氢硫酸）C（溴化亚铁溶液）D（碘化钾淀粉溶液）E（混有二氧化硫的氯化钡溶液）F（水）H（紫色石蕊试液）

（1）A是氯气发生装置，其化学反应方程式可以是：。

（2）Ⅰ中b瓶内宜加入的液体一般是。关闭Ⅰ中的活塞，在选取试剂正确且适量的前提下，制取氯气时c中的液面不明显上升，估计可能的原因是。检查原因的简单方法

是；怎样检验这一部分装置的气密性。

（3）用图示的Ⅱ或Ⅲ代替Ⅰ是否可行？。简要说明理由

。

（4）实验开始时，先点燃A处酒精灯，打开分液漏斗旋塞和Ⅰ处活塞，让氯气充满整个装置，再点燃G处酒精灯，回答下列问题：

ａ、怎样证明氯气已充满了整个装置。

ｂ、下列装置中的现象是B ；C ；D ；

E ；

F 。

（5）G装置的硬质玻璃管内盛有碳粉，发生氧化还原反应，其产物为二氧化碳、和氯化氢，写出G中的反应的化学方程式。装置F的作用是。（6）在H处，紫色石蕊试液的颜色由紫色变为红色，再变为无色，其原因是

。

（7）若将H处的烧杯中的溶液改为澄清的石灰水，反应过程中的现象为（选填标号）Ａ、有白色沉淀Ｂ、无现象Ｃ、先生成白色沉淀而后消失

（8）G处反应完毕后关闭分液漏斗旋塞，移去酒精灯，但由于余热的作用，Ａ处仍有氯气产生，此时应该怎样操作；装置Ⅰ中的现象是；装置Ⅰ的作用是。

（9）实验完毕后如将F中的溶液逐滴滴入含酚酞的氢氧化钠溶液中，当滴到最后一滴时，红色突然褪去，产生该现象的原因可能有两个，请用简要的文字说明：

①是由于。②是由于。

简述怎样用实验的方法证明红色褪去原因是①或是②；

（10）若将F中的水换成氢氧化钠溶液，溶液中不但有NaClO还有NaClO3，其物质的量比为2：1，则氧化剂和还原剂的物质的量比为：。

参考答案：

（1）MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2H2O

（2）饱和食盐水装置漏气检查原因的简单方法：用湿润的碘化钾淀粉试纸靠近各接口处，漏气则试纸变蓝。检验这一部分装置的气密性：关闭分液漏斗旋塞和Ⅰ处活塞，从c中向容器内加饱和食盐水，当c的下端浸入液面下且c 中的液面高于b瓶内液面，并长时间不下降，则说明气密性好。

（3）Ⅱ可行，Ⅲ不行。Ⅱ与Ⅰ原理相同，而Ⅲ中因c瓶口密封，体积不能改变，增大压强会有危险。

（4）ａ、观察当整个装置内充满黄绿色气体时，说明氯气已充满整个装置。

ｂ、B：有浅黄色沉淀生成。C：溶液由浅绿色变为深红棕色。D：溶液变蓝。

E：生成白色沉淀。F：溶液变为浅黄绿色。

（5）C + 2H2O+ 2Cl2 == CO2↑+ 4HCl↑向G中提供反应所需的水蒸气

（6）生成的HCI使紫色石蕊试液变红色，剩余的氯气又与水作用生成次氯酸，又起漂白作用，使红色褪去。（7）Ｂ

（8）关闭Ⅰ处活塞。现象是：Ⅰ处b瓶内液面下降，c中液面上升。作用：贮存多余的氯气。

（9）①是由于：F中的酸中和了氢氧化钠溶液而是红色褪去。

②是由于：F中的HClO氧化漂白使红色褪去。

向褪色的溶液中滴加氢氧化钠溶液，红色又出现，说明是原因①而不是原因②

（10）7：3

例题赏析3：某研究性学习小组查阅资料得知，漂白粉与硫酸反应可以制得氯气，化学方程式为：Ca(ClO)2+CaCl2+2 H2SO42CaSO4+2Cl2↑+2H2O 。他们设计了如下制取氯气并验证其性质的实验

试回答：(1)该实验中A部分的装置是＿＿＿＿(填写装置的序号)

请回答下列问题。

（1）实验中A部分的装置可以是（填字母）。

(2)请你设计一个实验，证明洗气瓶C中的Na2SO3已经被氧化(简述实验不在)：

。

(3)若D中反应后的溶液具有漂白性，请写出D装置中发生反应的离子方程式。

(4)该实验存在明显的缺陷，请你提出改进的方法＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

(5)该小组又进行了如下实验：称取漂白粉2.0 g，研磨后溶解，配制成250 mL溶液，取25 mL加入到锥形瓶中，再加入过量的KI溶液和过量的H2SO4溶液，静置。待完全反应后，用0.1 mol/L的Na2S2O3溶液作标准溶液滴定反应生成的碘，已知反应式为：2Na2S2O3+I2=Na2S4O6 + 2NaI 反应完成时，共用去Na2S2O3 20.0 mL。则该漂白粉中Ca(ClO)2的质量分数为：。

参考答案：

(1)b

(2)取C中溶液少量，加入稀盐酸和氯化钡溶液，看是否产生沉淀

(3)Cl2+HCO3-=CO2+Cl-+HClO

(4)增加尾气吸收装置(5)35.75％

无机非金属材料主角——硅

1、碳单质

（1）物理性质：碳元素形成的同素异形体由于碳原子的排列方式不同，导致物理性质有较大的差别。（见表18—2） （2）化学性质：①C + O 2 ＝ CO 2 ②2C + O 2 ＝ 2CO ③C+4HNO 3（浓）＝CO 2↑+ 4NO 2↑+ 2H 2O

④ C + 2CuO ＝ 2Cu + CO 2↑⑤ C + CO 2 ＝ 2CO ⑥ 2C + SiO 2 ＝ Si + 2CO ↑ 2、单质硅（Si ）

⑴ 物理性质：有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大。 ⑵ 化学性质：

①常温下化学性质不活泼，只能跟F 2、HF 和NaOH 溶液反应。请写出相应的方程式。

②在高温条件下，单质硅能与O 2和Cl 2等非金属单质反应。请分别写出相应的方程式。

⑶ 用途：太阳能电池、计算机芯片以及半导体材料等。

⑷ 硅的制备：工业上，用C 在高温下还原SiO 2可制得粗硅（写方程式）

3、二氧化硅与二氧化碳的对比：

物 质 二氧化硅 二氧化碳 化学式 SiO 2

CO 2

物理性质

硬度大、熔沸点高、常温下为固

体、不溶于水

熔沸点低，常温下为气体，微溶于水

化

学 性

质

①与水反应 不反应 ②与酸反应

不反应 ③与碱反应 盛碱液的试剂瓶用橡皮塞

④与盐反应

Ca(ClO)2 + CO 2 + H 2O = CaCO 3↓ + 2HClO

CO 2 + Na 2CO 3 + H 2O = 2NaHCO 3

⑤与碱性氧化物反应

SiO 2 + CaO ＝ CaSiO 3

CO 2 + Na 2O ＝ Na 2CO 3

4、硅酸及硅酸盐

（1）硅酸（H 2SiO 3或原硅酸H 4SiO 4）：难溶于水的弱酸，酸性比碳酸还弱。

（2）硅酸钠：溶于水，其水溶液俗称“水玻璃”，是一种矿物胶。盛水玻璃的试剂瓶要使用橡胶塞。 与酸反应（盐酸、）：Na 2SiO 3 + 2HCl ＝ H 2SiO 3↓(白)+ 2NaCl ；Na 2SiO 3 + CO 2 + H 2O ＝H 2SiO 3↓+ Na 2CO 3

点燃

点燃

△

高温

高温 △

5、水泥、玻璃和陶瓷等硅酸盐产品的主要化学成分、生产原料及其用途

硅酸盐材料是传统的无机非金属材料：玻璃、水泥、各种陶瓷等都是以黏土、石英和长石等为原料生产的硅酸盐制品，比较如下（表18—6）

硅酸盐产品 水 泥 玻 璃 原 料 石灰石、黏土

纯碱、石灰石、石英

反应原理

发生复杂的物理化学变化

（不作要求）

SiO 2 + Na 2CO 3 ＝Na 2SiO 3 + CO 2↑

SiO 2 + CaCO 3 ＝ CaSiO 3 + CO 2↑

主要设备 水泥回转窑

玻璃窑

主要成分

3CaO ·SiO 2、2CaO ·SiO 2、

3CaO ·Al 2O 3

Na 2SiO 3、CaSiO 3、SiO 2

反应条件

高温

高温

陶瓷生产的一般过程：混合→成型→干燥→烧结→冷却→陶瓷，随着现代科学技术的发展，一些具有特殊结构、特殊功能的新型无机非金属材料如高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等相继被生产出来。

6、信息材料――光导纤维：它的主要成分是SiO 2，是目前应用最广的信息材料，它有信息传输大，信号准确，便于铺设，耐磨耐腐蚀，试用寿命长等优点。一条通常的光缆可以同时传输十亿门电话的信号。

7、分子筛：许多硅酸盐具有多孔的结构,孔的大小与一般分子的大小相当,而且组成不同的硅酸盐的孔径不同.因此这些硅酸盐具有筛分分子的作用,人们把它们称为分子筛(molecular sieve). 分子筛常用于分离、提纯气体或液体混合物。

例题赏析1:下列叙述中正确的是 ( )

A. 向含有CaCO 3沉淀的水中通入CO 2 至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO 3饱和溶液，又有CaCO 3沉淀生成

B. 向Na 2CO 3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，生成的CO 2与原Na 2 CO 3的物质的量之比为1：2.

C. 等质量的NaHCO 3和Na 2 CO 3分别与足量盐酸反应，在同温同压下，生成的CO 2体积相同

D. 向Na 2 CO 3饱和溶液中通入CO 2，有NaHCO 3结晶析出 答案：D

例题赏析2：下列说法正确的是：（ ）

①硅在自然界中以游离态和化合态两种形式存在；②水泥是硅酸盐材料；③单质硅是良好的半导体；④太阳能电池

可用二氧化硅制作，其应用有利于环保、节能；⑤光导纤维属于硅酸盐产品；⑥水玻璃可以用作木材防火材料；⑦硅胶可以做干燥剂；⑧氢氟酸可以用来刻蚀玻璃

A ．①②③④⑧

B ．②③④⑤⑦

C ．①②⑤⑥⑧

D ．②③⑥⑦⑧

高温

高温

答案：D

例题赏析3：写出除去下列气体中混有的杂质(括号内为杂质)可采取的方法：

(1)CO(CO 2)：___________________________。 (2)CO 2(CO)：____________________________。 (3)CO 2(O 2)：__________________________。(4)CO 2(SO 2)：___________________________。 (5)CO 2(HCl)：___________________________。

答案 (1)通过盛有浓NaOH 溶液的洗气瓶 (2)通过盛放灼热CuO 的硬质玻璃管 (3)通过盛放灼热铜网的硬质玻璃管 (4)通过盛有饱和NaHCO 3溶液或酸性KMnO 4溶液的洗气瓶 (5)通过盛有饱和NaHCO 3溶液的洗气瓶

例题赏析4：二氧化硅广泛存在于自然界中，在日常生活、生产、科研及新型材料等方面有着重要的用途。a ～e 是对①～⑤反应中SiO 2所表现的化学性质或作用进行判断，其中正确的是( ) ①SiO 2＋2NaOH===Na 2SiO 3＋H 2O ②SiO 2＋2C=====高温

Si ＋2CO ↑ ③SiO 2＋4HF===SiF 4↑＋2H 2O ④Na 2CO 3＋SiO 2=====高温Na 2SiO 3＋CO 2↑ ⑤SiO 2＋3C=====高温

SiC ＋2CO ↑

a ．反应①中SiO 2作为玻璃的成分被消耗，用于刻蚀玻璃

b ．反应②中SiO 2表现出氧化性

c ．反应③中SiO 2表现了酸性氧化物的通性

d ．反应④符合用难挥发性的酸酐制取易挥发性酸酐的道理

e ．反应⑤中SiO 2未参加氧化还原反应 A ．ace B ．bde C ．cde D ．ab 答案 B

例题赏析5：硅及其化合物在自然界广泛存在并被人类应用。

(1)氮化硅膜与二氧化硅膜相比较具有表面化学性能稳定等优点，故氮化硅膜可用于半导体工业。可以用NH 3和SiH 4(硅烷)在一定条件下反应，并在600 T 的加热基板上生成氮化硅膜：3SiH 4＋4NH 3=====一定条件

Si 3N 4＋12H 2 以硅化镁为原料制备硅烷的反应和工业流程如下：

反应原理：4NH 4Cl ＋Mg 2Si=====常温

常压

4NH 3↑＋SiH 4↑＋2MgCl 2 ΔH ＜0 ( ΔH ＜0 表示该反应为放热反应 )

①NH 4Cl 中的化学键类型有______________________，SiH 4的电子式为______________。

②上述生产硅烷的过程中液氨的作用是________________________________________________________。

③氨气是重要的工业原料，写出氨气发生催化氧化反应生成NO 的化学方程式__________________________________， 实验室可利用如右图所示装置完成该反应。在实验过程中，除观察到锥形瓶中产生红棕色气体外，还可观察到有白烟

生成，白烟的主要成分是______________。

(2)三硅酸镁(Mg 2Si 3O 8·n H 2O)难溶于水，在医药上可做抗酸剂。它除了可以中和胃液中多余的酸之外，生成的H 2SiO 3还可覆盖在有溃疡的胃表面，保护其不再受刺激。三硅酸镁与盐酸反应的化学方程式为___________ ____________ _ 。将0.184 g 三硅酸镁加入到50 mL 0.1 mol·L

－1

盐酸中，充分反应后，滤去沉淀，

用0.1 mol·L －

1 NaOH 溶液滴定剩余的盐酸，消耗NaOH 溶液30 mL ，则Mg 2Si 3O 8·n H 2O 中n 的值为__________。(注：Mg 2Si 3O 8的摩尔质量为260 g·mol －

1)。

答案 (1)①极性键(或共价键)、配位键、离子键

②吸收热量，保证反应在常温下进行(答“制冷”或“降温”均可) ③4NH 3＋5O 2=====催化剂

△4NO ＋6H 2O NH 4NO 3(或硝酸铵)

(2)Mg 2Si 3O 8·n H 2O ＋4HCl===3H 2SiO 3＋2MgCl 2＋(n －1)H 2O 6

解析 (1)②液氨的作用是制冷、吸收热量，保证反应在常温下进行，液氨并不参与反应。 (2)书写Mg 2Si 3O 8·n H 2O 与HCl 反应的化学方程式时，Mg 2Si 3O 8·n H 2O 要以整体形式出现。 Mg 2Si 3O 8·n H 2O ＋4HCl===3H 2SiO 3＋2MgCl 2＋(n －1)H 2O 1 mol 4 mol

x mol 0.050 L ×0.1 mol·L －

1－0.1 mol·L －

1×0.030 L ＝0.002 mol

x ＝0.000 5

0.000 5×(260＋18n )＝0.184，n ＝6。

硫及其重要化合物的主要性质及用途

1、硫

（1）物理性质：硫为淡黄色固体；溶于水，溶于酒精，溶于CS2（用于洗去试管壁上的硫）；硫有多种同素异形体：如单斜硫、斜方硫、弹性硫等。

（2）化学性质：硫原子最外层6个电子，较易得电子，表现较强的氧化性。

①与金属反应（与变价金属反应，均是金属氧化成低价态）请写出S 与钠、铝、铁、铜的反应式

②与非金属反应（请写出S与O2、H2的反应)

③与化合物的反应（请写出S与浓硝酸、浓硫酸、氢氧化钠的反应）

、、

（3）用途：大量用于制造硫酸、硫化天然橡胶，也用于制药和黑火药。

2、硫的氢化物

①硫化氢的制取：

Fe+H2SO4（稀）=FeSO4+H2S↑（不能用浓H2SO4或硝酸，因为H2S具有强还原性）

硫化氢的物理性质：H2S是色、有气味的有毒气体；能溶于水，密度比空气略大。

②硫化氢的化学性质

A．可燃性：（H2S过量）；（O2过量）B．强还原性：常见氧化剂Cl2、Br2、O2、Fe3+、HNO3、KMnO4等，甚至SO2均可将H2S氧化成S。

C．不稳定性：300℃以上易受热分解

③H2S的水溶液叫氢硫酸，是二元弱酸。

3、硫的氧化物

（1）二氧化硫：

①SO2是无色而有气味的有毒气体，密度比空气大，容易液化，易溶于水（1：40）。

②SO2是酸性氧化物，能跟水反应生成亚硫酸，亚硫酸是中强酸。

写出二氧化硫分别与H2O、Ca(OH)2 、CaO的反应：

③SO2有强还原性常见氧化剂（见上）均可与SO2发生氧化一还原反应

如二氧化硫通入氯水中：。

④SO2也有一定的氧化性。

⑤SO2具有漂白性，能跟有色有机化合物生成无色物质（可逆、非氧化还原反应）

SO 2

SO 2

CO 2

CO 2

⑥实验室制法：Na 2SO 3 + H 2SO 4(浓) == Na 2SO 4 + H 2O +SO 2↑

或Cu + 2H 2SO 4(浓)

CuSO 4 + 2H 2O + SO 2↑

（2）三氧化硫：是一种没有颜色易挥发的晶体；具有酸性氧化物的通性，遇水剧烈反应生成硫酸并放出大量的热。 （3）比较SO 2与CO 2、SO 3

SO 2

CO 2

SO 3

主要物性 无色、有刺激性气体、易液化易溶于水(1:40) 无色、无气味气体能溶于水(1:1) 无色固体.熔点（16.8℃） 与水反应 SO 2+H 2O H 2SO 3 中强酸 CO 2+H 2O H 2CO 2 弱酸 SO 3+H 2O==H 2SO 4(强酸)

与碱反应

Ca(OH)2 CaSO 3↓ Ca(HSO 3)2 清液 白 清液

Ca(OH)2 CaCO 3↓ Ca(HCO 3)2 清液 白↓ 清液

SO 3+Ca(OH)2==CaSO 4(微溶)

紫色石蕊 变红 变红 变红 品红 褪色

不褪色

不褪色

鉴定存在

能使品红褪色 又能使清石灰变浑浊

不能使品红褪色 但能使清石灰水变浑浊

氧化性

SO 2+2H 2S=2S ↓+2H 2O

CO 2+2Mg

点燃

2MgO+C

CO 2+C 2CO

还原性 有

无

与Na 2O 2作用

（4）酸雨的形成和防治

酸雨的形成是一个十分复杂的大气化学和大气物理过程。酸雨中含有硫酸和硝酸等酸性物质，其中又以硫酸为主。从污染源排放出来的SO 2、NO x （NO 、NO 2）是酸雨形成的主要起始物，因为大气中的SO 2在光照、烟尘中的金属氧化物等的作用下，经氧化、溶于水等方式形成H 2SO 4，而NO 被空气中氧气氧化为NO 2，NO 2直接溶于水形成HNO 3，造成了雨水pH 值降低，便形成了酸雨。

硫酸型酸雨的形成过程为：气相反应：2SO 2+O 2=2SO 3、SO 3+H 2O=H 2SO 4；液相反应：SO 2+H 2O=H 2SO 3、2H 2SO 3+O 2=2H 2SO 4。

总反应：232522224222Mn Fe Cu V

SO H O O H SO +

+

+

+

++???????→、、、

硝酸型酸雨的形成过程为：2NO+O 2=2NO 2、3NO 2+H 2O=2HNO 3+NO 。

引起硫酸型酸雨的SO 2人为排放主要是化石燃料的燃烧、工业尾气的排放、土法炼硫等。引起硝酸型酸雨的NOx 人为排放主要是机动车尾气排放。

酸雨危害：①直接引起人的呼吸系统疾病；②使土壤酸化，损坏森林；③腐蚀建筑结构、工业装备，电信电缆等。 酸雨防治与各种脱硫技术：要防治酸雨的污染，最根本的途径是减少人为的污染物排放。因此研究煤炭中硫资源的综合开发与利用、采取排烟脱硫技术回收二氧化硫、寻找替代能源、城市煤气化、提高燃煤效率等都是防止和治理

高温

酸雨的有效途径。目前比较成熟的方法是各种脱硫技术的应用。

在含硫矿物燃料中加生石灰，及时吸收燃烧过程中产生的SO 2，这种方法称为“钙基固硫”，其反应方程式为：SO 2+CaO=CaSO 3，2CaSO 3+O 2=2CaSO 4；也可采用烟气脱硫技术，用石灰浆液或石灰石在烟气吸收塔内循环，吸收烟气中的SO 2，其反应方程式为：SO 2+Ca(OH)2=CaSO 3+H 2O ，SO 2+CaCO 3=CaSO 3+CO 2，2CaSO 3+O 2=2CaSO 4。在冶金工业的烟道废气中，常混有大量的SO 2和CO ，它们都是大气的污染物,在773Ｋ和催化剂(铝矾土)的作用下，使二者反应可收回大量的硫黄，其反应原理为：SO 2+2CO==S+CO 2 4、浓H 2SO 4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 蓝色固体变白 用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上 沾有浓H 2SO 4的滤纸变黑 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

(2)分别写出浓硫酸与Cu 、C 反应的化学方程式： 、 。

(3)常温下，铁、铝遇浓H 2SO 4――→钝化

可用铝槽车运输浓H 2SO 4。

(4）硫酸的用途：制过磷酸钙、硫酸铵、硫酸铜、硫酸亚铁、医药、炸药，用于铅蓄电池，作干燥剂、制挥发性酸、作脱水剂和催化剂等。

5、SO 2－4的检验

检验SO 2－

4的正确操作方法：被检液

――→

加足量盐酸酸化

取清液

――→

滴加BaCl 2溶液

有无白色沉淀(判断有无SO 2－

4)

先加稀盐酸的目的是防止CO 2－

3、SO 2－

3、Ag ＋

干扰，再加BaCl 2溶液，有白色沉淀产生，可能发生反应的离子方程

式：CO 2－

3＋2H ＋

===CO 2↑＋H 2O 、SO 2－

3＋2H ＋

===SO 2↑＋H 2O 、Ag ＋

＋Cl －

===AgCl ↓、Ba 2＋

＋SO 2

－

4===BaSO 4↓

例题赏析1:如图所示是一种综合处理SO 2废气的工艺流程，若每步都完全反应。下列说法正确的是( )

A.溶液B 中发生的反应为2SO 2＋O 2===2SO 3

B.可用酸性高锰酸钾溶液检验溶液C 中是否含有Fe 3＋

C.由以上流程可推知氧化性：Fe 3＋

>O 2>SO 2－

4 D.此工艺的优点之一是物质能循环利用

答案 D

例题赏析2:如图所示，利用培养皿探究SO 2的性质。实验时向Na 2SO 3固体上滴几滴浓硫酸，立即用另一表面皿扣在上面。表中对实验现象的描述或解释不正确的是( )

选项实验现象解释

A BaCl2溶液变浑浊SO2与BaCl2溶液反应产生了BaSO3沉淀

B Na2S溶液变浑浊SO2与Na2S溶液反应产生了S单质

C KMnO4溶液褪色SO2具有还原性

D 品红溶液褪色SO2具有漂白性

答案 A

例题赏析3:关于SO2的叙述中正确的是()

A.SO2通入氯水后，溶液褪色，酸性减弱

B.是酸性氧化物，溶于水得稳定的亚硫酸

C.SO2气体通入NaOH溶液一定得到Na2SO3

D.S、SO2、SiO2三种物质均能与NaOH溶液反应，各自又能与某些酸反应

答案 D

例题赏析4:下列说法正确的是()

A.因为SO2具有漂白性，所以它能使品红溶液、溴水、酸性KMnO4溶液、石蕊溶液褪色

B.能使品红溶液褪色的物质不一定是SO2

C.SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色，且原理相同

D.等物质的量的SO2和Cl2混合后通入装有湿润的有色布条的集气瓶中，漂白效果更好

答案 B

例题赏析5:在BaCl2溶液中通入SO2气体，未见沉淀生成，若再通入下列四种气体①Cl2②NH3③NO2④H2S均会产生沉淀。

回答下列问题：

(1)通入四种气体时产生的沉淀分别是

①______________________；②____________________；

③______________________；④____________________。

(2)用方程式表示①和④产生沉淀的原因

①________________________________________________________________________；

②________________________________________________________________________。

答案(1)①BaSO4②BaSO3③BaSO4④S

(2)①SO2＋Cl2＋2H2O===SO2－4＋2Cl－＋4H＋、SO2－4＋Ba2＋===BaSO4↓(或SO2＋Cl2＋2H2O＋Ba2＋===BaSO4↓＋2Cl－＋4H＋)

②2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O(或2H2S＋H2SO3===3S↓＋3H2O)

例题赏析6:硫酸是中学化学实验室的常见药品，其性质有①酸性②吸水性③脱水性④强氧化性⑤催化作用，请将序号填在相应的横线上：

(1)锌和稀H2SO4制H2________；(2)浓硫酸作干燥剂________；

(3)浓硫酸与蔗糖的炭化实验(黑面包实验)________；(4)实验室用乙醇和冰醋酸制取乙酸乙酯________；

(5)乙酸乙酯的水解________；(6)纤维素的水解________；

(7)浓硫酸与铜的反应________；(8)浓硫酸使湿润石蕊试纸变红，后来又变黑________。

答案(1)①(2)②(3)②③④(4)②⑤(5)⑤(6)⑤(7)①④(8)①③

例题赏析6：对某酸性溶液(可能含有Br－、SO2－4、H2SO3、NH＋4)分别进行如下实验：

①加热时放出的气体可以使品红溶液褪色；

②加碱调至碱性后，加热时放出的气体可以使润湿的红色石蕊试纸变蓝；

③加入氯水时，溶液略显黄色，再加入BaCl2溶液，产生的白色沉淀不溶于稀硝酸。

对于下列物质不能确认其在原溶液中是否存在的是()

A.Br－

B.SO2－4

C.H2SO3

D.NH＋4

答案 B

例题赏析7：某化学兴趣小组为探究SO2的性质，按如图所示装置进行实验。

请回答下列问题：

(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是________，其中发生反应的化学方程式为______________________________。

(2)实验过程中，装置B、C中发生的现象分别是________________________________ ________________、

__________________________________________________________；

这些现象分别说明SO2具有的性质是________________和________________；装置B中发生反应的离子方程式为______________________________________________________________________________________。

(3)装置D的目的是探究SO2与品红反应的可逆性，请写出实验操作及现象____________________________________。

(4)尾气可采用________溶液吸收。

答案(1)蒸馏烧瓶Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O

(2)溶液由紫红色变为无色无色溶液中出现黄色浑浊还原性氧化性

5SO2＋2MnO－4＋2H2O===2Mn2＋＋5SO2－4＋4H＋

(3)品红溶液褪色后，关闭分液漏斗的活塞，点燃酒精灯加热，溶液恢复为红色

(4)NaOH(答案合理即可)

例题赏析8：硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)。

Ⅰ.[查阅资料]

(1)Na2S2O3·5H2O是无色透明晶体，易溶于水，其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。

(2)向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3，所得产品常含有少量Na2SO3和Na2SO4。

(3)Na2SO3易被氧化；BaSO3难溶于水，可溶于稀HCl。

Ⅱ.[制备产品]

实验装置如图所示(省略夹持装置)：

实验步骤：

(1)检查装置气密性，按图示加入试剂。

仪器a的名称是________；E中的试剂是________(选填下列字母编号)。

A.稀H2SO4

B.NaOH溶液

C.饱和NaHSO3溶液

(2)先向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液，再向A中烧瓶滴加浓H2SO4。

(3)待Na2S和Na2CO3完全消耗后，结束反应。过滤C中混合物，滤液经______ ____(填写操作名称)、结晶、过滤、洗涤、干燥，得到产品。

Ⅲ.[探究与反思]

(1)为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4，该小组设计了以下实验方案，请将方案补充完整。

(所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸馏水中选择)

取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，_____ ___________，若沉淀未完全溶解，并有刺激性气味的气体产生，则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。

(2)为减少装置C中生成Na2SO4的量，在不改变原有装置的基础上对实验步骤(2)进行了改进，改进后的操作是

________________________________________________________________________。

(3)Na2S2O3·5H2O的溶解度随温度升高显著增大，所得产品通过________________方法提纯。

答案Ⅱ.(1)分液漏斗B(3)蒸发

Ⅲ.(1)过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀HCl

(2)先向A中烧瓶滴加浓H2SO4，产生的气体将装置中空气排尽后，再向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液

(3)重结晶

例题赏析9：某兴趣小组在实验室用铜和硫酸为原料，采用多种方法制取硫酸铜，制备方法如下：

方法一

(1)浓硫酸试剂瓶上适合贴上的标签是________(填序号)。

(2)甲同学取6.4 g铜片和10 mL 18 mol·L－1浓硫酸，放在试管中共热时发现，铜与热的浓硫酸反应后并没有得到预期的蓝色溶液，而是在试管底部看到灰白色沉淀。甲同学为了验证其中灰白色沉淀的主要成分，设计下列实验：

实验步骤：倾倒掉上层液体后，向所得灰白色的固体中加入适量蒸馏水，边加边搅拌。

实验现象：____________________________________________________________________。

实验结论：所得灰白色固体的化学式为__________。

(3)乙还观察到加热过程中，试管内壁上部析出少量淡黄色固体物质，持续加热，淡黄色固体物质又慢慢地溶于浓硫酸而消失。淡黄色固体消失的原因是(用化学方程式回答)___________________________________________________。 直到最后反应完毕，发现试管中还有铜片剩余，乙根据自己所学的化学知识，认为试管中还有硫酸剩余。他这样认为的理由是________________________________________________________________________。 方法二

(4)丙同学认为甲设计的实验方案不好，他自己设计的思路是2Cu ＋O 2=====△

2CuO ，CuO ＋H 2SO 4===CuSO 4＋H 2O 。 对比甲的方案，你认为丙同学的优点是

①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________。 方法三

(5)丁同学取一铜片和稀硫酸放在试管中，再向其中滴入双氧水发现溶液逐渐呈蓝色，写出反应的化学方程式________________________________________________________________________。 答案 (1)BD (2)灰白色物质溶解，溶液变为蓝色 CuSO 4

(3)S ＋2H 2SO 4(浓)=====△

3SO 2↑＋2H 2O 随着反应的进行，浓硫酸的浓度逐渐变小，溶液由浓变稀，稀硫酸不能与铜发生反应

(4)①产生等量的硫酸铜，消耗的硫酸更少 ②不产生有毒气体SO 2 (5)H 2SO 4＋Cu ＋H 2O 2===CuSO 4＋2H 2O

氮及其重要化合物的主要性质

1．氮气（N2）

（1）分子结构：电子式为∶N┇┇N∶，结构式为N≡N，氮氮叁键键能大，分子结构稳定，化学性质不活泼。

（2）物理性质：纯净的氮气是无色无味的气体，难溶于水，空气中约占总体积的78%。

（3）化学性质：常温下性质稳定，可作保护气；但在高温、放电、点燃等条件下能与H2、O2、IIA族的Mg、Ca等发生化学反应，即发生氮的固定（将空气中的氮气转变为含氮化合物的过程，有自然固氮和人工固氮两种形式）N2中N 元素0价，为N的中间价态，既有氧化性又有还原性

①与H2反应：②与O2反应：

③与活泼金属（Mg）反应：

（4）氮气的用途：化工原料；液氮是火箭燃烧的推进剂；还可用作医疗、保护气等。

2．氨气（NH3）

（1）分子结构：由极性键形成的三角锥形的极性分子，N原子有一对孤对电子；

（2）物理性质：无色、有气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，常温常压下1体积水能溶解700体积的氨气，易液化（可作致冷剂）

（3）化学性质：

①与H2O反应：NH3 + H2O NH3·H2O NH4+ + OH-，溶液呈弱碱性，氨水的成份

为：，氨水易挥发；

②与酸（HCl 、HNO3）反应：、。

与挥发性酸反应有白烟生成

③还原性（氨的催化氧化）：

（4）氨气实验室制法

实验室氨气的其他制法： 加热浓氨水 浓氨水中加固态碱性物质 反应原理：NH 3·H 2O=====△

NH 3↑＋H 2O 。

例题赏析1：某研究小组要快速制取干燥的氨气，提供的药品有：浓氨水、氯化铵固体、氢氧化钠固体、蒸馏水、碱石灰，提供的仪器如下所示(必要的塞子、玻璃导管、橡胶管、固定装置和尾气处理装置略去)。

(1)需选择的药品是__________，该小组选择的药品混合后快速放氨气的原因___________________________________， 选择的仪器是________________(填序号)。

(2)若用下图甲装置收集NH 3，如何判断烧瓶中已收集满NH 3？________________________________________。

(3)图乙中胶头滴管中的水挤入烧瓶后，观察到的现象是_____________________________________________。 答案 (1)浓氨水、氢氧化钠固体 NaOH 溶于水放热，促使氨水分解放出氨气，且c (OH －

)增大，使NH 3＋H 2O NH 3·H 2O NH ＋

4＋OH －

平衡左移，有利于NH 3放出 ①③⑥或①③⑦ (2)漏斗下端边沿与水面接触时溶液颜色变为浅红色 (3)气球逐渐变大

例题赏析2．下图所示是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是________。

答案 (1)(3) 3．氮的氧化物

（1）氮的氧化物简介：氮元素有+1、+2、+3、+4、+5五种正价态，对应有六种氧化物

NO NO2

物理性质

颜色无色红棕色毒性

溶解性不溶能溶

化学性质

与O2反应与H2O反应

与人体、环境的关系①与血红蛋白结合使人中毒

②转化成NO2形成酸雨、光

化学烟雾

形成酸雨、光化学烟雾

特别提醒(1)氮的氧化物都是大气污染物。

(2)空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素。

(3)空气中NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂等。

(4)NO2：既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。NO2能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝。

（2）氮的氧化物（NO、NO2）对环境的影响：

氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因，同时也可造成水体污染。在工业上含氮氧化物的尾气吸收常用以下反应：NO2 + NO + 2NaOH ＝ 2NaNO2 + H2O，既可以回收尾气，生成的亚硝酸盐又是重要的化工原料。

例题赏析3：NO、NO2的性质及对环境的影响

1．NO吸收治疗法可快速改善SARS重症患者的缺氧状况，缓解病情，病毒学研究同时证实，NO对SARS病毒有直接抑制作用。下列关于NO的叙述正确的是()

A．NO是一种红棕色气体: B．常温常压下，NO不能与空气中的氧气直接化合

C．含等质量的氧元素的NO和CO的质量相等D．NO难溶于水，可以用排水法收集

答案 D

例题赏析4：汽车排放的尾气中含有NO2，NO2是城市大气污染的主要污染物之一，在日光照射下，NO2发生一系列光化学烟雾的循环反应，从而不断产生O3，加重空气污染。反应过程为①2NO2―→2NO＋2O，②2NO＋O2―→2NO2，③O ＋O2―→O3。下列对该反应过程及生成物叙述正确的是()

A．NO2起催化剂作用B．NO起催化剂作用

C．NO2只起氧化剂作用D．O3与O2为同分异构体

答案 A

例题赏析5：汽车尾气主要含有CO2、CO、SO2、NO x等物质，这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。(1)汽车尾气中的CO来自于______________________，NO来自于________________________。汽车尾气对环境的危害主要有________________________(至少填两种)。

(2)NO x能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：____________________________________。

(3)汽车尾气中的CO、NO x在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出NO被CO还原的化学方程式：__________________________________________________________________。

答案 (1)①汽油的不完全燃烧 N 2与O 2在汽车汽缸内的高温环境下的反应 形成硝酸型酸雨、导致光化学烟雾、产生温室效应(任填两种即可)

(2)3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO (3)2CO ＋2NO=====催化剂

N 2＋2CO 2

例题赏析6：．氮氧化合物(用NO x 表示)是大气污染的重要因素，根据NO x 的性质特点，开发出多种化学治理氮氧化合物污染的方法。

(1)用氨可将氮氧化物转化为无毒气体。已知：4NH 3＋6NO=====催化剂△5N 2＋6H 2O,8NH 3＋6NO 2=====催化剂

△7N 2＋12H 2O 。同温同压下，3.5 L NH 3恰好将3.0 L NO 和NO 2的混合气体完全转化为N 2，则原混合气体中NO 和NO 2的体积之比是________。 (2)工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。

①NO 2被烧碱溶液吸收时，生成两种钠盐，其物质的量之比1∶1，写出该反应的化学方程式：________________。 ②NO 与NO 2按物质的量之比1∶1被足量NaOH 溶液完全吸收后只得到一种钠盐，该钠盐的化学式是______。 (3)纯碱溶液也能用于处理氮氧化合物废气，反应原理与上述(2)类似，同时产生CO 2。 ①请写出纯碱溶液吸收NO 2的化学方程式：________。

②现有一定量的某工业废气，其中含有3.36 L NO 2、1.12 L NO(已换算为标准状况，假设不含N 2O 4)，恰好被200 mL 碳酸钠溶液吸收，所得盐的物质的量分别为________、________，该碳酸钠溶液的物质的量浓度为_____mol·L －

1。

答案 (1)1∶3

(2)①2NO 2＋2NaOH===NaNO 3＋NaNO 2＋H 2O ②NaNO 2 (3)①Na 2CO 3＋2NO 2===NaNO 3＋NaNO 2＋CO 2 ②NaNO 3：0.05 mol NaNO 2：0.15 mol 0.5 mol·L －

1

4．硝酸(HNO 3)

（1）物理性质：无色、刺激性气味、易 液体，能与水以任意比例互溶，常用浓硝酸的质量分数大约为69%。 （2）化学性质：硝酸为强酸，具有以下性质：

①具有酸的通性 ②浓硝酸不稳定性： 。 ③强氧化性：无论浓稀硝酸均具有强氧化性，与金属反应时不能放出氢气。 a. 与金属反应：请写出铜与稀硝酸、浓硝酸的反应，银与稀硝酸的反应

； ； 常温下浓硝酸使铁、铝钝化。 b.与非金属（与碳）反应： 。 c.与其他还原剂反应,如H 2S 、SO 2、Fe 2+

等。

d.与有机物反应:硝化反应、蛋白质发生颜色反应（黄色）等。 （3）工业制法：

思考：你能书写出氨的催化氧化法制硝酸的反应方程式？