第五章 章末复习 课件（共44张PPT） 2023-2024学年高一化学人教版（2019）必修2

章末复习
第五章 化工生产中的重要非金属材料
1.回顾本单元的文本内容，熟悉本单元的知识及逻辑结构。
2.能依据物质类别和元素价态分别列举含硫元素、氮元素的典型代表物质并设计含硫物质、含氮物质的转化路径。
3.能利用二氧化硫、氨、硫酸根和铵根的性质和反应，设计检验二氧化硫、硫酸根和铵根等离子及实验室制取氨的实验方案。
4.知道传统和新型无机非金属材料的性能和用途。
知识点一：硫（俗称硫黄）
1.物理性质
黄色晶体，质脆，易研成粉末。
硫难溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳（CS2）。
2.化学性质
硫元素，位于元素周期表的第三周期VIA族。
硫单质既有氧化性又有还原性。硫单质的氧化性较弱，表现在与变价金属反应时，一般只能生成低价态金属硫化物。
S + Fe ? FeS（硫化亚铁）
S + 2Cu ? Cu2S（硫化亚铜）
S + H2 ? H2S
S + O2 SO2
点燃
1.二氧化硫性质
SO2是一种无色、有刺激性气味的有毒气体；
密度比空气的大，易溶于水；
在通常情况下，1体积的水可以溶解约40体积的SO2。
SO2
+4
酸性氧化物
与水反应
与碱反应
还原性
氧化性
知识点二：二氧化硫
SO2+H2O H2SO3
2SO2 + O2 2SO3
SO2 + 2H2S = 3S + 2H2O
可逆反应：在同一条件下，既能向正反应进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。
漂白原理：SO2的漂白作用是由于它能与某些有色物质（如品红溶液）化合生成不稳定的无色物质，这些无色物质容易分解而使有色物质恢复原来的颜色，二氧化硫不能使指示剂褪色。
应用：检验SO2
2.二氧化硫的应用
①漂白纸浆、毛、丝等
②食品添加剂（漂白、防腐、抗氧化）
知识点三：硫酸
1.浓硫酸
（1） 物理性质
色态：无色、粘稠的油状液体
沸点：约338℃——难挥发酸（高沸点酸）
密度：1.84g·cm-3——高密度酸
溶解性：跟水任意比互溶，溶解放出大量热
浓硫酸的稀释方法：将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓倒入水中，并用玻璃棒不断搅拌。
（2）浓硫酸的特性
①吸水性
作干燥剂（干燥与之不反应的物质）
②脱水性（使蔗糖炭化）
C12H22O11 12C+ 11H2O
H2SO4浓
③强氧化性（常温下铁、铝遇浓硫酸会钝化）
能氧化大多数金属单质和部分非金属单质。
与Cu反应实验
Cu +2H2SO4（浓） CuSO4 + SO2↑+2 H2O
?
铜是还原剂，浓硫酸是氧化剂，浓硫酸体现酸性和强氧化性。
浓硫酸与铜反应的实验现象：
加热时左侧试管内有气泡生成
中间试管中的品红溶液褪色
右侧试管中的石蕊溶液逐渐变红
将生成物倒入水中稀释，溶液变蓝。
有气体生成
该气体是二氧化硫
生成了硫酸铜
知识点四：硫酸根离子的检验
1.原理：Ba2+ + = BaSO4 ↓
SO42?
?
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}试剂
稀硫酸
Na2SO4溶液
Na2CO3溶液
加入BaCl2溶液
加入稀盐酸
离子方程式
实验分析
产生白色沉淀
产生白色沉淀
产生白色沉淀
沉淀不溶解
沉淀不溶解
沉淀溶解
Ba2+ + = BaSO4 ↓
SO42?
?
Ba2+ + = BaSO4 ↓
SO42?
?
Ba2+ + = BaCO3 ↓
BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O
CO32?
?
SO42?
?
白色固体BaSO4 不溶于盐酸，而BaCO3溶于盐酸，因此可用稀盐酸和BaCl2溶液检验
【结论】若向溶液中加入稀盐酸时无明显现象，再滴加BaCl2溶液时有白色沉淀产生，则证明该溶液中含有 。
?????????????????
?
知识点五：构建硫及其化合物之间的转化关系
酸
单质
盐
氧化物
+4
0
+6
硫元素化合价
物质类别
-2
氢化物
H2S
SO3
H2SO4
SO2
H2SO3
Na2SO4
Na2SO3
S
【考点一：二氧化硫的性质】
【例】SO2是中学重要的化学物质之一，下面是关于SO2的一系列实验，请回答有关问题：
Ⅰ.制取并探究SO2的性质，进行以下系列实验。请回答下列问题：
（1）装置A中仪器a的名称是 ；A中发生的化学反应方程式： 。
（2）当足量的SO2进入装置C中后，品红溶液将 （填“褪色”或“不褪色”），说明此时SO2具有 （填“氧化性”或“漂白性”）；
（3）当SO2进入装置D中后，溶液中产生白色沉淀和无色气体，该白色沉淀的化学式为 ，说明此时SO2具有 （填“酸性”、“氧化性”或“还原性”）；
分液漏斗
H2SO4+Na2SO3=Na2SO4+SO2↑+H2O
褪色
漂白性
BaSO4
还原性
练一练
1.下列说法中错误的是（　　）
A．二氧化硫能漂白某些物质，说明它具有氧化性
B．二氧化硫的水溶液中滴加石蕊试剂，溶液变红
C．将二氧化硫通入酸性高锰酸钾溶液中溶液褪色，不能说明二氧化硫具有漂白性
D．二氧化硫漂白过的草帽过一段时间后变黄
A
2.为探究SO2气体的还原性，某实验小组的同学利用如图所示装置进行实验。
（1）装置A中发生反应的离子方程式为 。
（2）装置C的作用是 。
（3）在上述装置中通入过量的SO2，为了验证A中SO2与Fe3+发生了氧化还原反应，取A中的溶液少量，分成两份，并设计了如下实验方案：
方案①：向第一份溶液中加入少量酸性KMnO4溶液，发现紫红色褪去；
方案②：向第二份溶液中加入少量KSCN溶液，发现不变红，再加入少量新制的氯水，溶液变红．上述方案中不合理的是 ，原因是 。
吸收未反应的二氧化硫，防止污染空气
过量的二氧化硫能溶于水，也能使高锰酸钾褪色
方案①
SO2+2H2O+2Fe3+=2Fe2++ +4H+
?????????????????
?
【考点二：浓硫酸的性质】
【例】某小组同学利用如图所示装置完成碳与浓硫酸反应的实验，并验证所得气体产物。请完成下列空白。
（1）写出浓硫酸和木炭粉在加热条件下发生反应的化学方程式： 。该反应体现了浓硫酸具有 性质。
（2）如果用图中的装置检验上述反应的全部产物，则B中加入的试剂是 ，作用是 。D中加入的试剂是 ，作用是 。
（3）A装置的现象是 。
（4）实验时，C中应观察到的现象是 ，写出发生反应的离子方程式 ，若C中消耗标准状况下的气体体积是11.2L，
转移电子数目是 。
C+2H2SO4（浓） CO2↑+2SO2↑+2H2O
强氧化性
品红溶液
检验该气体中是否含有SO2
澄清石灰水
检验该气体中是否含有CO2
白色粉末变成蓝色
酸性高锰酸钾溶液的颜色不褪尽
NA
5SO2+ +2H2O═ +2Mn2++4H+
2MnO4?
?
5SO42?
?
练一练
1.下列事实与浓硫酸表现出的性质（括号中）对应关系正确的是（　　）
A．在空气中敞口久置的浓硫酸，溶液变稀（挥发性）
B．在加热条件下铜与浓硫酸反应（脱水性）
C．浓硫酸在白纸上书写的字迹变黑（氧化性）
D．浓硫酸可用来干燥某些气体（吸水性）
D
【考点三：硫酸根离子的检验及含硫物质之间的转化】
【例】能够确定一溶液中一定含有?????????????????的实验事实是（　　）
A．取少量试样溶液，加入用盐酸酸化过的BaCl2溶液有白色沉淀生成
B．取少量试样溶液，加入用盐酸酸化过的Ba（NO3）2溶液，有白色沉淀生成
C．取少量试样溶液，加入足量盐酸无沉淀，加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成
D．取少量试样溶液，加入BaCl2溶液有白色沉淀生成，再加稀盐酸，沉淀不溶解
?
C
【方法小结】
①检验 时，应先加稀盐酸排除 等离子的干扰；
②若溶液中会有 ，当加入稀硝酸时，会将 氧化为 ；
③若溶液中混有Ag+，当加入稀盐酸时，会产生不溶于酸的白色AgCl沉淀，可以加入过量稀盐酸，过滤除去AgCl后再检验 。
?
?????????????????
?
?????????????????
?
?????????????????
?
SO32?
?
?????????????????
?
?????????????????
?
练一练
1.硫及其化合物的“价-类”二维图体现了化学变化之美。下列有关说法正确的是（　　）
A．硫在氧气中燃烧直接生成Y
B．N为难溶于水的黑色固体，可溶于硝酸
C．硫化氢与X反应的氧化产物和还原产物的物质的量之比为1︰2
D．N可由其相应单质直接化合生成
B
2.硫元素的价类二维图如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．a与c、d、e都有可能反应生成b
B．d溶液久置于空气中会生成e，溶液的pH 减小
C．盐g与盐f之间也可能发生反应
D．铜与e的浓溶液共热产生的气体通入BaCl2溶液中，无明显现象
D
知识点六：氮气
1.物理性质
2.化学性质
无色无味的气体，难溶于水。
N2+3H2 2NH3
N2+O2===2NO
放电
3.氮的固定
将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程。
知识点七：一氧化氮和二氧化氮
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}物质
NO
NO2
颜色
毒性
溶解度
气味
收集方法
化学性质
红棕色
无色
有毒
有毒
不溶于水
易溶于水
无味
刺激性气味
排水法
向上排空气法
2NO+O2===2NO2
3NO2+H2O===2HNO3+NO
知识点八：氨气
1.物理性质
2.化学性质
无色，有刺激性气味气体，极易溶于水
（1）与水反应
（2）与酸反应
NH3+H2O ? NH3·H2O
NH3+HCl=== NH4Cl
（3）还原性
4NH3+5O2 4NO+6H2O
催化剂
?
3.实验室制法
2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O
?
验满：把湿润的红色石蕊试纸置于试管口
将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生
?NH4 +OH-
+
知识点九：铵盐
1.物理性质
易溶于水的白色晶体
(1)受热分解
2.化学性质
①NH4Cl不稳定,受热分解：
②NH4HCO3不稳定,受热分解:
NH4Cl
NH3↑+HCl↑
?
NH4HCO3
?
NH3↑+H2O+CO2↑
(2)与碱反应
NH4++OH-
?
?
NH3↑+H2O
知识点十：硝酸
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}
浓硝酸
稀硝酸
物理性质
主要存在形式
化学性质
紫色石蕊试纸
铁片
铜片
H+、NO3
-
无色液体，易挥发
酸性、不稳定性、氧化性
先变红后褪色
变红
钝化(常温)
生成NO
生成NO
生成NO2
知识点十一：酸雨
酸雨：主要指 pH小于5.6 的雨水，其主要是含有硫酸和硝酸。
S
SO2
SO3
H2SO4
硫酸型酸雨：
硝酸型酸雨：
NO2
HNO3
成因：主要是大气中的SO2与NOx溶于水形成的。
严格规定污染物的排放标准，提高人们的环境保护意识
酸雨的防治
改变能源结构,开发清洁能源
控制酸性物质的排放，对含硫燃料预先进行脱硫等
知识点十二：无机非金属材料
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}分类
名称
性能
主要用途
传统无机
非金属材料
陶瓷
熔点高、硬度大、耐腐蚀、性质稳定
建筑材料、日常器皿、
卫生洁具
玻璃
透光性好、硬度大、
无固定熔点
建筑材料、各种器皿、
光学仪器等
水泥
遇水逐渐变硬（水硬性）、硬化后性质稳定
大量用于建筑、水利、
道路等工程中
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}分类
名称
性能
主要用途
新型无机非金属材料
晶体硅
导电性介于导体和绝缘体之间
半导体材料、计算机芯片、太阳能电池等
二氧化硅
性质稳定，透光性好
光导纤维、玻璃仪器、
装饰品
新型陶瓷
分别具有光学、热学、电学、磁学等方面的特性
分别用于激光、火箭发动机、压电陶瓷（点火器）、
磁悬浮技术
石墨烯
电阻率低、热导率高、
强度大
光电器件、超级电容、
电池、复合材料
碳纳米管
比表面积大、电学性能好、强度大
传感器、电池、复合材料
【例】图中试管内盛装的是红棕色气体，将其倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水柱继续上升，经过多次重复后，试管被水充满，原来试管中盛装的气体是（　　）
A．肯定是NO2气体
B．肯定是O2与NO2的混合气体
C．肯定是NO气体
D．可能是NO与NO2的混合气体
【考点四：含氮氧化物和氧气的混合气体与水反应后气体的成分】
D
4NO+3O2+2H2O === 4HNO3
当体积比V（NO）：V(O2)
?4:3
=4:3
>4:3
当NO、O2混合气体与水反应时
O2过量，剩余气体是O2
恰好完全反应
NO过量，剩余气体是NO
当NO2、O2混合气体与水反应时
4NO2+O2+2H2O === 4HNO3
当体积比V（NO2）：V(O2)
?4:1
=4:1
>4:1
（过量NO2与H2O反应生成NO）
O2过量，剩余气体是O2
恰好完全反应
NO2过量，剩余气体是NO
【方法小结】
练一练
1.将VmLNO和NO2的混合气体通过水吸收后，得到无色气体A。将此无色气体A与等体积的O2通入水中充分吸收后，得到5mL无色气体B，下列说法不正确的是（　　）
A．A气体是NO，B气体是O2
B．A气体的体积是20mL
C．V的取值范围是20＜V＜60
D．将盛有体积比为4︰1NO2和O2的混合气体的烧瓶倒立于水槽中充分反应后，烧瓶中所得溶液的物质的量浓度为128mol/L
?
D
2.在标准状况下，三个干燥的烧瓶内分别装入：干燥纯净的NO2、体积比为4︰1的二氧化氮与氧气的混合气体、体积比为4︰3的一氧化氮与氧气的混合气体分别做喷泉实验，最终三个烧瓶中所得溶液的物质的量浓度（假设溶液不外渗）之比为（　　）
A．无法确定 B．5︰5︰4 C．35︰28︰20 D．1︰1︰1
C
【考点五：氨气和铵根离子的检验】
【例】某小组同学用如图所示装置制取氨气，并探究其性质。
（1）图1试管中发生反应的化学方程式是 。
（2）请将图1方框中的收集装置补充完整 。
（3）图2是甲同学设计的尾气处理装置，乙同学认为该设计不合理，其理由是
。
（4）如图3所示，将蘸有浓氨水和浓盐酸的棉球分别塞到玻璃管两端的A、B处，可观察到的现象是 。
（5）将图3中反应的生成物溶于水得到溶液a，取溶液a少许于试管中， （填操作和现象），则证明溶液a含有????????4+。
?
Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2H2O+2NH3↑
氨气极易溶于水中，容易产生倒吸
管内有白烟生成
加入适量浓NaOH溶液、加热，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口附近，湿润的红色石蕊试纸变蓝
【方法归纳】
离子方程式：
碱
加热
氨气
湿润的红色石蕊试纸
变蓝
浓盐酸
白烟
铵盐
NH4++OH-
?
?
NH3↑+H2O
【易错混淆】
必须先加碱再加热，因为铵盐受热不一定分解产生氨气。
1.检验铵根离子的实验所依据的是：①氨气极易溶于水；②铵根离子与OH- 间发生反应产生氨气；③NH3·H2O电离出NH4+和OH -；④石蕊在碱性条件下变为蓝色。（ ）
A．②④ B．①②③④ C．①②③ D．②③④
D
练一练
2．检验铵根离子的一般方法是取少许待测物置于试管中，然后（ ）
A．直接加热，用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验
B．向溶液中滴加紫色石蕊试液
C．加入强酸溶液加热后，再滴入酚酞试液
D．加入强碱溶液加热后，再用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口检验
D
【考点六】硝酸与金属反应的计算
【例】在浓硝酸中放入铜片。
(1)反应开始的化学方程式为　 　　　　　　　　　　　,
现象为　 　　　　　　　　　　　。?
(2)若铜有剩余,反应快结束时的化学方程式是
　　　　　　　　　　 　 　。?
(3)待反应停止时,再加入少量质量分数为25%的稀硫酸,这时铜片上又有气泡产生,
其原因是　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(4)若将12.8 g铜跟一定质量的浓硝酸反应,铜消耗完时,共产生气体5.6 L(标准状况),
则所消耗的硝酸的物质的量是　　　　 。?
Cu+4HNO3(浓) === Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
铜片逐渐溶解,溶液由无色变为蓝色,有红棕色气体生成
3Cu+8HNO3(稀) === 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
3Cu+8H++2NO3 === 3Cu2++2NO↑+4H2O
-
-
0.65 mol
【方法归纳】
（1）N原子守恒：反应前所有的N只存在于HNO3中，反应后含N的物质有HNO3的还原产物、Cu(NO3)2和剩余的HNO3，则有：
n(N)=n(NO2)+n(NO)+2n[Cu(NO3)2]+n剩(HNO3)
（2）得失电子守恒：Cu-2e-→Cu2+
NO3+e-→NO2、 NO3+3e-→NO
（3）溶液中的电荷守恒：①若HNO3不过量：n(NO3)=2n(Cu2+)
②若HNO3过量：n(NO3)=2n(Cu2+)+n(H+)
-
-
-
-
练一练
1．将32gCu投入到80mL5mol/L的HNO3溶液中，充分反应后，向溶液中再加入200mL2mol/LH2SO4溶液，使之充分反应，两步反应共生成NO在标况下的体积（ ）
A．2.24L B．6.72L C．8.96L D．11.2L
B
2．铜与足量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和由NO2、N2O4、NO组成的混合气体，这些气体与896ml(标准状况)O2混合后通入水中，能完全被水吸收生成硝酸。则消耗铜的质量为（ ）
A．2.56g B．5.12g C．6.4g D．10.24g
B
【考点七】元素及其化合物的转化与推断
请回答下列问题：
I.若B是碱性气体；D气体为红棕色。
(1)请写出A的化学式：_______。
(2)请写出下列转化过程的化学方程式：
【例】A、B、C、D中均含有同一种元素，其中A是单质，它们的转化关系如图所示：
N2
A→B： ____ __；B→C：_____ 。
4NH3+5O2 4NO+6H2O
催化剂
?
(3)向D溶于水形成的稀溶液中加入过量铜片，待铜片不再溶解时，向其中加入几滴浓硫酸，可观察到铜片继续溶解。请用离子方程式解释该现象：___ ___。
II.若A、B、D既能与强酸溶液反应，又能与强碱溶液反应。
(1)C→D可通过滴加氨水实现，该反应的离子方程式为：
____ _ _。
(2)请写出A用于焊接铁轨的化学方程式：____ ___。
3Cu+8H++2NO3===3Cu2++2NO↑+4H2O
-
Al3++3NH3?H2O===Al(OH)3↓+3NH4
+
Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3
高温
【方法归纳】
1.解题“五步曲”
①审:审清题意,从题干→问题→框图迅速浏览一遍,尽量在框图中把相关信息表示出来,明确求解要求。
②找:找“题眼”即找到解题的突破口。
③析:从题眼出发,联系新信息及所学的旧知识,大胆猜测,顺藤摸瓜,应用正逆向思维进行综合分析、推理,初步得出结论。
④验:验证确认,将结果代入原题检验。
⑤答:按题目的要求写出答案。
2.破题最关键:寻找解题“突破口”,抓“特”字
(1)特征现象
①颜色:NO2(红棕色)、亚铁盐溶液（浅绿色）等。
②有漂白作用的气体:Cl2(有水时)、SO2等。
③通常可作为保护气的气体:N2和Ar等。
④溶于水显碱性的气体只有NH3。
⑤在空气中迅速由无色变为红棕色的气体只有NO。
⑥能与盐酸作用产生有刺激性气味的无色气体,且将该气体通入品红溶液中能使之褪色,加热后又恢复原来颜色的物质必含 或 。
SO32?
?
HSO3?
?
(2)特征转化关系
①连续转化:


②三角转化:
练一练
1．分类是学习的一种重要方法，“价一类”二维图对学习化学知识具有重要的指导意义。物质的化学反应常与外界条件密切相关。回答下列问题：
(1)含有同一元素的X、Y、Z、E、M五种物质，一定条件下有以下的转化关系。
①若E为红棕色气体，则该气体的收集方法为 ；X分子含有10个
电子，则气体X的水溶液显 性。
②若Y为淡黄色固体单质，则物质X与Z反应的化学方程式为 。
向上排空气法
碱
2H2S+SO2===3S+2H2O
(2)盐酸、硫酸、硝酸是工业生产中常用的三种强酸。
①盐酸既有酸性，又能表现氧化性和还原性，其还原产物是 ；
若足量的MnO2与100mL12mol·L-1的浓盐酸反应，生成Cl2的物质的量
0.3mol(填：“大于”、“等于”、“小于”)。
②足量的锌与浓硫酸反应，反应开始时的化学方程式为
；
反应快结束时的离子反应方程式为 。
③将6.4g铜与足量的浓硝酸反应，产生NO和NO2气体的体积为2.24L(标况下)，则参加反应的硝酸的物质的量为 。
H2
小于
Zn+2 H2SO4(浓)===ZnSO4+SO2↑+2 H2O
?
Zn+2H+===Zn2++H2↑
0.3mol
重要非金属元素
硫及其化合物
氮及其化合物
无机非金属材料
硫和二氧化硫
浓硫酸
氮气和二氧化氮
浓硝酸
氨气和铵盐
传统
新型
氧化性、还原性、漂白性
强氧化性、脱水性、吸水性
工业合成氨、工业制硝酸
强氧化性、不稳定性、酸性
易溶于水，水溶液呈碱性
陶瓷、玻璃、水泥
硅和二氧化硅、新型陶瓷、石墨烯、碳纳米管