第五章、化工生产中的重要非金属元素
第一节、硫及其化合物
一、二氧化硫和三氧化硫 1、硫
（1）存在：游离态、化合态
石膏： 芒硝：
（2）物理性质：硫（俗称硫磺）是一种黄色晶体，难溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳。 （3）化学性质 化学反应 化学方程式 S表现的性质 与金属单质 铁 铜 与非金属单质 氢气 氧气 与碱溶液反应 NaOH
2、二氧化硫（酸性氧化物）
（1）物理性质：二氧化硫是无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易溶于水。 （2）化学性质：(可逆反应：在同一条件下既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行，用可逆符号表示。)
化学反应 化学方程式 SO2表现的性质 ①与水反应 ②与碱性氧化物反应 ③与碱反应 NaOH 少量SO2 过量SO2 Ca(OH)2 化学反应 ④与氧气反应 化学方程式 SO2表现的性质 ⑤与硫化氢反应 1
⑥与碳酸氢钠反 应 ⑦使品红溶液褪色,加热溶液会恢复红色 ⑧SO2可使氯水、 溴水、碘水、 酸性高锰酸钾溶 液褪色 （3）二氧化硫的用途：漂白、杀菌消毒。 （4）二氧化碳与二氧化硫的鉴别： ①不可用澄清石灰水 ②将气体通入品红溶液/氯水/溴水/碘水/酸性 高锰酸钾溶液 中 ③通入H2S溶液中
3.三氧化硫 化学反应 与水反应 与氧化钙反应 与氢氧化钙反应 化学方程式 SO3表现的性质 二、硫酸
1、稀硫酸的性质：（具有酸的通性）
（1）使指示剂变色：紫色石蕊遇酸变红
（2）与活泼金属反应（如：Zn、Fe）,反应生成硫酸盐和氢气
（3）与碱性氧化物反应（如：CuO）,反应生成硫酸盐和水
（4）与碱发生中和反应（如：NaOH）, 反应生成硫酸盐和水
（5）与弱酸盐反应（如：Na2CO3）,反应生成硫酸盐和弱酸
2、浓硫酸的性质： （1）吸水性（物理变化） 应用：作干燥剂（不能干燥NH3和部分还原性气体） （2）脱水性（化学变化）：使蔗糖、纸张、棉布和木材等脱水炭化。
（3）强氧化性（表现在S元素上）
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化学反应 与金属反应：Cu 化学方程式 浓H2SO4体现的性质 与非金属反应：C 常温下，冷的浓硫酸能使Fe、Al发生钝化，是化学变化。 碳与浓硫酸反应产物的检验：
H2O:（无水硫酸铜：变蓝） SO2:（品红溶液：褪色）
CO2:（澄清石灰水：变浑浊）
三、硫酸根离子的检验
1、试剂：稀盐酸和氯化钡溶液
2、操作：先加过量稀盐酸，后加氯化钡溶液 3、现象：开始无明显现象，后来出现白色沉淀 离子方程式：
注意：加稀盐酸的目的是排除碳酸根离子的干扰
四、粗盐的提纯
1、不溶性杂质的除去：溶解、过滤、蒸发 2、可溶性杂质的除去： 杂质 加入的试剂 硫酸盐 BaCl2溶液 MgCl2 NaOH溶液 离子方程式 CaCl2 Na2CO3溶液 注意：有顺序要求 BaCl2 一定要在Na2CO3 前面加，HCl一定要在最后加。
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第二节: 氮及其化合物
一、氮气与氮的固定 1.氮气
（1）物理性质：_____色_____味，密度比空气_____，______溶于水。 （2）化学性质： 氮气与氧气的反应：
2.氮的固定
（1）概念：使空气中游离态的氮转化为含氮化合物。
（2）分类:a.自然固氮:高能固氮(闪电),生物固氮(根瘤菌)
b.人工固氮:合成氨;仿生固氮 二、一氧化氮和二氧化氮 1.一氧化氮 （1） 物理性质：
_____色_____味有____的气体，_____溶于水，常温下易与_______化合。 （2）化学性质：
①一氧化氮与氧气反应：
n（氧化剂）：n（还原剂）=
现象： 应用：
②一氧化氮、氧气与水的反应：
2.二氧化氮
(1)物理性质：_________色有____________ 的气体，_____ 溶于水，易_______。 (2)化学性质：
①二氧化氮与水反应：
n（氧化剂）：n（还原剂）= ②二氧化氮、氧气与水的反应：
③“雷雨发庄稼”的原理：
三、氨和铵盐 1.氨
工业合成氨的反应： (1)氨的物理性质:
_____色有__________气味的气体，密度比空气_____，____溶于水，____液化。 (2)化学性质
①氨气与水反应：
②氨水受热分解的反应：
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小结:氨水的成分（三分子三离子）:
氨气的检验：氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝（红色石蕊试纸遇碱变蓝）
氨气能使酚酞溶液变红（无色酚酞遇碱变红）
③氨气与酸的反应：挥发性酸（如浓盐酸、浓）遇氨会产生白烟，难挥发性酸遇氨不产生白烟。 氨气与盐酸反应 氨气与反应 氨气与硫酸反应 实质 ④氨的催化氧化反应： ⑤氨气与氧化铜的反应：
(3)氨气的用途： a.制HNO3 ，铵盐 b.作制冷剂 (液氨汽化吸收大量热) 2.铵盐：NH4+ 和酸根离子构成的化合物。
(1)物理性质：大多数铵盐都是白色晶体，____溶于水。 (2)化学性质 ①受热易分解：
氯化铵受热分解的反应： 碳酸氢铵受热分解的反应： ②与碱反应： 铵与氢氧化钠反应 氯化铵与氢氧化钠反应 实质 (3)铵根离子的检验 ①原理：
②方法：取少量样品或溶液于试管中, 加入浓的NaOH溶液, 加热产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变____色 (或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口，若有______产生），证明样品或溶液中含有NH4+。 3.氨气的实验室制法 反应原理 反应装置 干燥(净化装置) 用 干燥 收集方法 向 排空气法
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验满 尾气处理 ①用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸_______。 ②将蘸有浓HCl的玻璃棒置于试管口，有_______产生。 放一团浸有水或稀硫酸的棉花球，尾气处理装置要放倒吸。
注意事项:
① NH4Cl可用(NH4)2SO4等代替，不可用______________ ，会有杂质产生。
② Ca(OH)2不可用NaOH, KOH代替，因为易吸水结块不利于产生氨气，且高温下会腐蚀玻璃。 ③ 无水CaCl2不能用于干燥NH3，会生成________ __。 四、
1.一元强酸，一般与金属反应不产生_____，具有_________。 2.不稳定、见光易分解，故保存于__________________。
3.强氧化性
（1）与金属反应
①常温下，冷的浓能使_________钝化。 ②与铜反应： 铜与浓反应：
铜与稀反应：
HNO3体现的性质：
（2） 与非金属反应（木炭）：
（3）王水：________ 和_________的混合物，体积比1:3 。
能使不溶于的金属_______溶解。
五、酸雨及防治
1. 酸雨： pH 的降水。
(1)成因：大气中的二氧化硫和二氧化氮溶于雨水形成。 (2)危害：①破坏农作物、森林、草原、使土壤、湖泊酸化。
②加速建建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。
2. 二氧化硫和二氧化氮
(1)危害：①引起大气污染，直接危害人体健康 ②溶于水形成酸雨。 (2)防治：①调整能源结构，发展清洁能源。
② 研究煤的脱硫技术，改进燃料技术，减少二氧化硫和氮氧化物排放。 ③ 加强工厂废气的回收处理。
④ 改进汽车尾气处理技术，控制尾气排放。
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第三节 无机非金属材料
一、
硅酸盐材料
1.陶瓷：以 为主要原料，高温烧结而成，用于生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等。
2.玻璃：主要成分为 ，以 为原料制得，用于生产建筑材料、光学仪器和各种器皿、制造玻璃纤维。
3.水泥：以 为主要原料，再加适量石膏制得，用于建筑和水利工程。
二、新型无机非金属材料
1.硅和二氧化硅
（1）硅：
① 导电性介于导体与绝缘体之间，是应用最广泛的 材料。 ② 存在形式有 (矿物)和氧化物(水晶、玛瑙)。 ③ 应用于信息技术、新能源技术、计算机芯片、光伏电站，人造卫星和电动汽车等硅太阳能电池。
(2)二氧化硅：用于生产 、玻璃仪器、装饰品。
2.新型陶瓷：作耐高温结构材料，耐高温半导体材料。
3.碳纳米材料：包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯，用于能源信息医药等领域。
三、硅 二氧化硅 硅酸钠 1.硅
（1）原子结构示意图：
（2）存在形式：硅酸盐(矿物)和氧化物(水晶、玛瑙)。 （3）制取（课本22页）：
（4）物理性质： 色、有金属光泽的固体，熔点高，硬度大，是良好的 材料
（5）化学性质： 硅与氯气反应 硅与氧气反应 硅与氢氧化钠反应 硅与氢氟酸反应 2.二氧化硅：
（1）存在形式：硅石（石英、硅藻土）
石英、水晶、玛瑙、光导纤维、沙子的主要成分是
(2)结构：SiO2晶体呈正四面体形状，由原子构成，无SiO2分子 （3）物理性质：熔点高，硬度大，不溶于水 （4）化学性质：
① 酸性氧化物（与CO2比较）
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与氢氧化钠反应 与氧化钙反应 ② 与盐反应： 与碳酸钙反应：
③ 特性：只与氟化氢反应：
（5）用途：制作光导纤维、石英坩埚，石英和玛瑙可作装饰品和工艺品 3.硅酸
（1）化学性质: 弱酸性（比碳酸更弱） 不稳定性 （2）制备：
4.常见硅酸盐——硅酸钠
（1）物理性质： 色固体，可溶于水,俗名 ，水溶液俗称 （2）化学性质： 与盐酸反应 与少量二氧化碳反应 （3）用途：制备硅胶和木材防火剂 5．硅酸盐氧化物形式的改写
例如：钠长石 NaAlSi3O8 Na2O·Al2O3·6SiO2 (✓)
½Na2O·½Al2O3·3SiO2 (×)
(1)书写形式:A.氧化物排列顺序:活泼金属氧化物·较活泼金属氧化物·SiO2·H2O (氧化物之间以圆点隔开)
（2）化学计量数：各元素原子总个数比值符合原来的组合，若出现分数时应化为整数 练习： KAlSi3O8 Al2Si2O5(OH)4 Ca2Mg5Si8O22(OH)
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