(共35张PPT)
第五章 化工生产中的重要非金属元素
本章总结
构建 · 知识网络
总结 · 专题提升
1．依据特殊性质或现象
(1)有颜色的气体：Cl2(黄绿色)、NO2(红棕色)和溴蒸气(红棕色)等。
(2)有漂白作用的气体：Cl2(有水时)、SO2等。
(3)在空气中点燃后火焰呈淡蓝色的气体：CH4、CO、H2等。
(4)通常可作为保护气的气体：N2和Ar等。
(5)溶于水显碱性的气体只有NH3。
(6)在空气中迅速由无色变为红棕色的气体只有NO。
有关元素的单质及其化合物转化关系的推断题的解题方法
【答案】B
非金属单质A经如下图所示的过程转化为含氧酸D，已知D为强酸，请回答下列问题：
(1)若A在常温下为固体，B是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体。
①D的化学式是________。
②在工业生产中，大量排放的B气体被雨水吸收后形成了________而污染环境。
(2)若A在常温下为气体，C是红棕色气体。
①A、C的化学式分别是：A________；C________。
②D的浓溶液在常温下可与铜反应并生成C气体，请写出该反应的化学方程式：___________________________，该反应________(填“属于”或“不属于”)氧化还原反应。
【答案】(1)①H2SO4 ②酸雨
(2)①N2 NO2
②4HNO3(浓)＋Cu===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 属于
【解析】(1)若B是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体，则B是SO2，C是SO3，D是H2SO4；若大量排放SO2，会形成酸雨。(2)若C是红棕色气体，则C为NO2，B为NO，A为N2，D为HNO3，浓硝酸可与Cu反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。此反应中有元素化合价的升降，属于氧化还原反应。
1．气体的发生装置
(1)加热固体药品制取气体(图①)，如制取氨气。
(2)固体与液体反应不加热制取气体(图②)，如制取二氧化碳。
(3)固体与液体或液体与液体反应加热制取气体(图③)，如制取氯气。
实验室中气体的制备、净化、收集及尾气处理
2．气体的净化干燥装置
结合气体杂质的性质，如果想用液体试剂来除杂就选用图A装置，如果想用固体试剂来除杂就选用图B、C装置。
3．气体的收集装置
气体的收集装置的选择要根据气体的水溶性、是否与氧气反应及气体的密度。一般有排空气法、排液(水)法，也可将气体直接装入贮气袋中。
(1)排空气法：
(2)排液(水)法：
4．尾气处理装置
对于有毒或对空气有污染的气体，要进行尾气处理。结合气体的性质可以选择用吸收剂吸收、燃烧或装袋集中处理的方法。
为了探究Cl2、SO2同时通入H2O中发生的反应，某校化学兴趣小组同学设计了如下图所示的实验装置。
(1)该化学兴趣小组的同学为制取Cl2、SO2气体，现采用Na2SO3与70%的硫酸为原料制取SO2，采用MnO2和浓盐酸(12 mol·L-1)为原料制取Cl2。在此实验中，F仪器的作用是____________；气体发生装置B应选择以下三种装置中的________(填序号)。
(2)D装置中主要反应的离子方程式为_________________________。
(3)为验证通入D装置中的气体是Cl2过量还是SO2过量，兴趣小组的同学准备了以下试剂：
①氯化铁溶液 ②氯化亚铁溶液 ③硫氰化钾溶液 ④酸性高锰酸钾溶液
若Cl2过量，取适量D中溶液滴加至盛有_________(填一个序号，下同)试剂的试管内，再加入_________试剂。发生的现象是____________。
若SO2过量，取适量D中溶液滴加至盛有________试剂的试管内，发生的现象是________________________________。
【解析】(1)由实验装置可知，气体发生装置B产生的气体用饱和食盐水进行除杂净化，可知B装置为制取Cl2装置，则A装置为制取SO2的装置，因SO2易溶于水，故F仪器的作用为防倒吸。制取Cl2所用试剂为MnO2和浓盐酸，属于固、液混合加热制取气体，故应选①装置为发生装置B。(2)将Cl2和SO2同时通入水中时，Cl2将SO2氧化生成H2SO4，Cl2被还原为HCl。(3)若Cl2过量，则在D中溶液中除含H2SO4、HCl外，还含有剩余Cl2及HClO，具有强氧化性，可将Fe2+氧化为Fe3+，故可选择②③进行检验；若SO2过量，则在D中溶液中会含有SO2、H2SO3，SO2具有还原性，故可选用④进行检验。
典练 · 素养提升
素养解读 非金属元素在化工生产中扮演着重要的角色，如工业合成氨、硫酸工业、氯碱工业等。在这些工业生产中，由最初的原料到最终产品，往往涉及多个反应。如何使这些反应能快速、尽可能多地转换为我们需要的产品，就需要控制反应条件，同时尽可能地做好环境保护工作，做到环境友好化学，实现环境保护与资源利用的和谐统一。
通过硫、氮、硅及其化合物间的转化，可逐步培养宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、科学探究与创新意识等学科核心素养。
在实验室探究浓硫酸与铜的反应、制取氨气的实验中，要时刻注意物质制备与尾气处理的关系，做到尾气的有效吸收，减少对环境的危害，增强环保意识，逐步培养科学态度与社会责任等学科核心素养。
1．(2023·四川自贡期中)下列事实与原因(括号中)对应关系正确的是 ( )
A．浓硝酸敞口放置于空气中密度减小(硝酸有强氧化性)
B．NO暴露于空气中变红棕色(NO有氧化性)
C．浓硫酸久置时溶液浓度变小(浓硫酸吸水性)
D．蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成(浓硫酸具有吸水性)
【答案】C
【解析】硝酸溶液的浓度越大，密度就越大。浓硝酸具有挥发性，若敞口放置于空气中，由于硝酸的挥发导致溶液浓度变稀，硝酸的密度减小，这与硝酸有强氧化性无关，A错误；NO暴露于空气中，NO与空气中的O2反应产生红棕色的NO2气体，在该反应中NO表现还原性，B错误；浓硫酸有吸水性，导致其在空气中久置后吸水，浓度减小，C正确；蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成体现浓硫酸的脱水性，D错误。
2．(科学探究与创新意识)(2021·河北定州期末)化学是一门以实验为主要研究手段的科学，化学反应现象是化学反应本质的外在表现。下列反应不能观察到颜色变化的是 ( )
A．将足量SO2通入NaOH溶液中
B．用浓硫酸在纸上书写文字
C．将足量NH3通入滴有酚酞的蒸馏水中
D．在空气中打开装满NO气体的集气瓶的玻璃塞
【答案】A
【解析】将足量SO2通入NaOH溶液中，2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O，溶液中看不到明显现象变化，故选A；用浓硫酸在纸上书写文字，因浓硫酸具有脱水性，纸张炭化变黑，有明显现象，B不选；将足量NH3通入滴有酚酞的蒸馏水中，NH3溶于水生成的弱碱一水合氨电离出OH－，溶液显碱性，滴有酚酞的蒸馏水变红，有明显现象，C不选；在空气中打开装满NO气体的集气瓶的玻璃塞后，2NO＋O2===2NO2，NO2为红棕色气体，有明显现象，D不选。
3．(变化观念与平衡思想)各取0.1 mol Cu分别投入足量的下列酸中(必要时可加热)：①浓硫酸，②浓硝酸，③稀硝酸。充分反应后在相同的条件下得到的气体体积由大到小的顺序是 ( )
A．②③① B．②①③
C．①②③ D．③①②
【答案】B
【解析】由于Cu的用量一样，电子转移数目相等，产生1 mol气体需要获得的电子：浓H2SO4→SO2，2 mol e－；浓HNO3→NO2，1 mol e－；稀HNO3→NO，3 mol e－。故产生的气体的体积由大到小的顺序为②>①>③。
4．(多选题)(2023·广西钦州一中期中)A、B、C、D、E是含有同一种元素的五种无机物，在一定条件下发生如下图所示的转化。其中A是单质，B是气体，C、D是氧化物，E是最高价氧化物的水化物，则A可能是 ( )
A．Cl2 B．N2
C．S D．H2
【答案】BC
5．(证据推理与模型认知)科学的假设与猜想是科学探究的先导和价值所在。在下列假设或猜想引导下的探究肯定没有意义的是 ( )
A．探究SO2和Na2O2反应可能有Na2SO4生成
B．探究NO和N2O可能化合生成NO2
C．探究NO2可能被NaOH溶液完全吸收生成NaNO2和NaNO3
D．探究向滴有酚酞溶液的NaOH溶液中通入Cl2，酚酞红色褪去的原因是溶液的酸碱性改变还是HClO的漂白作用
【答案】B
【解析】NO和N2O反应不可能生成NO2，因为氮元素的化合价均升高，没有元素化合价的降低。
6．用如图所示装置进行下列实验：将①中溶液滴入②中，预测的现象与结论相符的是 ( )
选项 ① ② 预测②中现象 实验结论
A 浓硫酸 浓盐酸 产生大量气体 硫酸的酸性比盐酸强
B 浓硫酸 铜片 铜片溶解，产生气泡，底部产生灰白色粉末 浓硫酸表现酸性和强氧化性
C 浓硫酸 CuSO4·5H2O 固体由蓝色变为白色 浓硫酸具有吸水性，发生物理变化
D 浓硫酸 蔗糖 固体由白色变为黑色海绵状，并有刺激性气味气体放出 浓硫酸具有脱水性、强氧化性
【答案】D
7．(证据推理与模型认知、科学探究与创新意识)(1)写出浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的化学方程式：__________________________。
(2)试用如图所示各装置设计一个实验，验证上述反应所产生的各种产物。这些装置的连接顺序(按产物气体从左至右的流向)是______→ ______→______→______(填装置的编号)。
(3)实验室可观察到装置①中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色，A瓶溶液的作用是_____________，B瓶溶液的作用是________________，C瓶溶液的作用是______________________________。
(4)装置②中所加的固体药品是________________，可验证的产物是________，确定装置②在整套装置中的位置的理由是________________ ________________________________________。
(5)装置③中所盛溶液是___________，可验证的产物是___________。(共39张PPT)
第五章 化工生产中的重要非金属元素
第二节 氮及其化合物
第1课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮
学习目标 素养目标 学法指导
通过分析氮气分子的结构，了解氮气的化学稳定性 宏观辨识与微观探析 1．复习初中所学氮气的化学稳定性，结合氮气分子中的氮氮三键，巩固对氮气稳定性的理解
2．比较法学习一氧化氮和二氧化氮的性质
3．通过氮氧化物溶于水的原理，认识、理解并能计算氮氧化物与氧气混合通入水中最终所得溶液中溶质的物质的量浓度
结合生产、生活实例，了解氮的固定的概念及意义 科学态度与社会责任 掌握氮氧化物的重要化学性质 — 课前 · 新知导学
1．自然界中的氮元素
(1)游离态：以氮分子的形式存在于空气中。
(2)化合态：存在于动植物体内的__________中，土壤、海洋里的________和________中。
氮气与氮的固定
蛋白质
硝酸盐
铵盐
2．氮气的化学性质
(1)稳定性：通常情况下，氮气难以与其他物质发生化学反应，无法被大多数生物体直接吸收。
(2)氮气与金属或非金属单质的反应。
①与金属镁反应：________________________。
②与氧气反应：________________________。
③与氢气反应：________________________。
3．氮的固定
(1)定义：将大气中______态的氮转化为____________的过程。
(2)分类。
游离
氮的化合物
雷电
为何氮气的化学性质很稳定？
【答案】氮气分子内的两个氮原子间以共价三键结合，断开该化学键需要较多的能量。
微思考
下列关于N2的说法中错误的是 ( )
A．N2化学性质稳定，是因为分子中的氮氮三键很强
B．N2分子的结构稳定，因而N2不能支持任何物质的燃烧
C．N2在反应中既能作氧化剂又能作还原剂
D．实验室可用排水法收集氮气
【答案】B
【解析】Mg可在N2中燃烧，B错误。
1．物理性质
一氧化氮和二氧化氮
不
物质 颜色、状态 气味 毒性 水溶性
NO 无色气体 无味 有毒 _____溶于水
NO2 _____色气体 _____________ ________ _____溶于水
红棕
有刺激性气味
有毒
易
2．化学性质
(1)在常温下，NO很容易与O2反应，化学方程式为______________ _______。
(2)NO2溶于水时发生反应的化学方程式为______________________ _______。
2NO＋O2===
2NO2
3NO2＋H2O===2HNO3
＋NO
3．二氧化氮溶于水的实验——教材【实验5－5】
(1)实验过程。
实验装置 实验操作 在如上图注射器里充入20 mL NO，然后吸入5 mL 水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器 打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹 振荡注射器
(2)对工业生产硝酸的启示。
工业上生产硝酸时，向吸收后的废气中再通入适量的氧气或空气，能充分利用原料，并能减少NO的排放以保护环境。
实验现象 无明显现象 无色气体变为红棕色 红棕色气体变浅至消失，有无色气体生成，注射器活塞向内滑动
化学方程式 ___________________，___________________________。 思考与讨论 如果要将注射器中的NO充分转化，可再吸入足量的空气 2NO＋O2===2NO2
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
实验室能否用排空气法收集NO气体？能否用排水法收集NO2？为什么？
【答案】不能。NO与空气的密度十分接近且易与空气中的O2反应，故不能用排空气法收集，一般用排水法收集；NO2易与H2O发生反应，故不能用排水法收集，一般用向上排空气法收集。
微思考
(2022·广东茂名期中)下列关于NO、NO2性质的说法，正确的是 ( )
A．都是无色无味气体
B．都不溶于水
C．都可以用向上排空气法收集
D．NO2与水能够发生反应，而NO不能
【答案】D
课堂 · 重难探究
[重难理解]
1．氮的氧化物溶于水的相关反应原理
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO①
2NO＋O2===2NO2②
由方程式①×2＋②得：
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3③
由方程式①×2＋②×3得：
4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3④
重难点 氮的氧化物溶于水的有关计算
【名师点拨】氮的氧化物或氮的氧化物与O2的混合气体溶于水时，剩余的气体可能是O2，也可能是NO，但不可能是NO2，因为NO2会与水反应生成NO。
(2023·广东顺德李兆基中学段考)将盛12 mL一氧化氮和36 mL二氧化氮混合气体的烧瓶倒置于水中，通入一定量的氧气，完全反应后，剩余气体体积为4 mL，且该气体不支持燃烧，则充入的氧气的体积为 ( )
A．15 mL B．18 mL
C．20 mL D．22 mL
[典例精练]
【答案】A
在标准状况下，把22.4 L NO、NO2的混合气体通入装有1 L水的密闭容器中，再向该容器中充入足量的O2，完全反应后(假设反应过程中液体体积不变)，容器中所得的溶液的物质的量浓度为 ( )
A．无法计算 B．1 mol·L-1
C．0.5 mol·L-1 D．1.5 mol·L-1
【答案】B
【解析】错选A的原因在于对本题的解题思路不明确，错误地认为因为不知道混合气体中NO、NO2的具体量，所以也就无法计算出两者反应后生成的HNO3的物质的量浓度。NO、NO2在足量的氧气条件下会全部生成HNO3，根据N元素守恒，就可以很简单地算出HNO3溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1。
(2023·宁夏银川一中期中)将盛有12 mL NO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2 mL无色气体，则原混合气体中NO2的体积可能是 ( )
A．6 mL B．9.6 mL
C．10.8 mL D．4 mL
【答案】C
如图所示，试管中盛装的是红棕色气体，当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，试管内完全被水充满，对原试管中盛装气体的说法正确的是 ( )
A．可能是N2与NO2的混合气体
B．可能是NO2气体
C．只可能是NO与NO2的混合气体
D．只可能是NO2一种气体
【答案】B
【解析】N2与水不反应，且不溶于水，试管内不能完全被水充满，A错误；试管中装有红棕色气体，一定有NO2存在，当向试管内鼓入氧气后，可发生反应，试管内能完全被水充满，则可能是NO2气体，或者是NO和NO2的混合气体，B正确，C、D错误。
[课堂小结]
小练 · 素养达成
1．(2022·北京怀柔期末)二十四节气是中国独有的传统文化，农谚“雷雨肥田”“雨生百谷”描述的都是谷雨节气。下列元素在自然界中的转化与“雷雨肥田”有关的是 ( )
A．K B．P
C．N D．O
【答案】C
2．(2023·湖南长沙一中一模)植物对氮元素的吸收过程如下，下列说法错误的是 ( )
【答案】D
【答案】C
4．下列关于NO和NO2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．含等质量氧元素的NO和CO的物质的量相等
D．NO2可用排水法收集
【答案】C
【解析】解答本题要抓住NO易被氧化、NO2易与水反应的特点。NO是无色的气体，A错误；常温常压下，NO易与空气中的氧气直接化合生成NO2，B错误；NO2能与水反应，不能用排水法收集，D错误。
5．下列物质的转化必须加入氧化剂且通过一步反应就能完成的是 ( )
①N2→NO2 ②NO2→NO ③NO2→HNO3 ④N2→NO
A．① B．②
C．③ D．④
【答案】D
【解析】该题有两个要求：(1)必须加入氧化剂；(2)通过一步反应就能完成。反应①、③、④从化合价角度来看都是升高，但反应①N2→ NO2不能通过一步反应完成；而反应③NO2→HNO3虽然氮的化合价升高，但不加氧化剂也能完成，如3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，在该反应中，NO2既是氧化剂又是还原剂；只有反应④N2→NO必须加入氧化剂且通过一步反应就能完成。
6．(2023·甘肃民勤一中联考)如图所示，在注射器里吸入20 mL NO，然后吸入5 mL水。若再吸入6 mL O2，夹住弹簧夹，让内外大气压相同，观察。下列叙述正确的是 ( )
A．可观察到注射器内气体由无色变成红棕色，最后变成无色
B．可观察到注射器的活塞缓缓向右移动
C．最终剩余气体体积约为19 mL
D．所得硝酸溶液的浓度约为0.07 mol/L
【答案】A
【解析】NO遇空气中氧气生成NO2，NO2为红棕色气体，NO2溶于水生成NO，气体由红棕色变为无色，A正确；可观察到注射器活塞缓缓向左移动，B错误；由4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可知，O2消耗完，NO有剩余，剩余气体体积为20 mL－8 mL＝12 mL，C错误；没有注明状态，无法计算，D错误。
7．利用如图所示装置收集以下7种气体(图中烧瓶的位置不得变化)。
①H2 ②Cl2 ③CH4 ④HCl ⑤NH3 ⑥NO ⑦SO2
(1)若烧瓶是干燥的，则由B口进气，可收集的气体有______________(写序号)。
(2)若烧瓶充满水，可收集的气体有______________，这时气体由________口进入。
(3)若烧瓶是干燥的，则由A口进气，可收集的气体有____________。
(4)若在烧瓶内装入浓硫酸使气体干燥，则可用此装置干燥的气体有________________，这时气体由________口进入。
【答案】(1)②④⑦ (2)①③⑥ A
(3)①③⑤ (4)①②③④⑥⑦ B(共51张PPT)
第五章 化工生产中的重要非金属元素
第二节 氮及其化合物
第2课时 氨和铵盐
课前 · 新知导学
1．物理性质
氨
刺激性
色、态 气味 密度 沸点 溶解性
无色气体 有_______气味 比空气_____ ______液化 ______溶于水(常温常压，1∶______)
小
易
极易
700
2．化学性质
(1)氨与水的反应。
①常用______实验来验证NH3极易溶于水。
②NH3溶于水形成的溶液叫氨水，溶解在水中的大部分氨气和水反应生成一水合氨(化学式____________)。化学方程式：_______________ __________。
③一水合氨是一种弱碱，在水中有_________发生电离：_________ ______________，所以氨水显______性，能使酚酞溶液______或使红色的石蕊试纸________。
喷泉
NH3·H2O
NH3＋H2O
NH3·H2O
一小部分
碱
变红
变蓝
NH3·H2O
(2)氨与酸的反应。
与HCl反应原理：________________________。
实验操作：将两根分别蘸有浓氨水和浓盐酸的玻璃棒靠近。
实验现象：____________。
实验应用：用于NH3和HCl气体的互相检验。
(3)氨的还原性。
在加热和有催化剂(如铂)的条件下，氨能被氧气氧化为一氧化氮和
水：_____________________________(工业制硝酸的基础)。
NH3＋HCl===NH4Cl
有白烟生成
(1)液氨为何可用作制冷剂？
【答案】液氨汽化时要吸收大量的热，使周围温度急剧降低。
(2)氨水和液氨是同一物质吗？
【答案】不是同一物质。氨水是氨的水溶液，属于混合物；而液氨是纯净物，是液态的NH3。
微思考
关于氨的下列叙述中，不正确的是 ( )
A．液氨汽化吸收大量的热，因此可用作制冷剂
B．氨极易溶于水，因此可用来做喷泉实验
C．氨极易溶于水，因此氨水比较稳定(不容易分解)
D．氨溶于水呈碱性，因此可使酚酞溶液变为红色
【答案】C
【解析】氨水不稳定，受热易分解。
1．物理性质
都是无色或白色晶体，绝大多数铵盐______溶于水。
2．化学性质
(1)不稳定性。
①氯化铵受热分解：__________________________。
②碳酸氢铵(碳铵)受热分解：_________________________________。
铵盐
易
＋2H2O＋2NH3↑
变蓝
【答案】不一定。因溶液中加入稀NaOH溶液，即使生成NH3·H2O，没有加热，也不会放出氨气。
微思考
下列说法中正确的是 ( )
【答案】C
【解析】有的铵盐受热分解产生氨(如NH4Cl)，有的铵盐受热分解不产生氨(如硝酸铵)，A错误；铵盐中的N不一定均呈－3价，如NH4NO3中，N分别为－3、＋5价，B错误；可用加热法分离NH4Cl和某些固体(不分解、不升华的固体)的混合物，但其过程为先受热分解，再降温化合，而不是升华，D错误。
课堂 · 重难探究
[重难理解]
1．液氨与氨水的比较
重难点一 氨及铵盐的性质
2．铵盐受热分解
固态铵盐受热分解的产物较复杂，组成铵盐的酸根离子对应的酸的性质不同，铵盐分解产物不同。
(2)组成铵盐的酸根离子对应的酸是氧化性酸，则加热时发生氧化还原反应，无氨逸出。如NH4NO3在一定条件下分解不生成NH3，而生成N2。
3．铵盐与碱反应——铵盐的通性
铵盐无论是固体状态还是存在于溶液中都能与强碱反应。
(1)固体间反应：反应条件是加热或搅拌，产生NH3。
(2)溶液中反应：由于NH3极易溶于水，所以产生的NH3会溶解；若溶液浓度很大，会有少量NH3逸出；加热溶液可使NH3大量逸出。
(2023·江苏扬州期中)下列有关氮及其化合物的性质与用途的对应关系正确的是 ( )
A．N2密度小，可用作保护气
B．氨气易液化，液氨可用作制冷剂
C．硝酸见光易分解，可用于制氮肥
D．NH4Cl受热易分解，可用作实验室制备氨气
[典例精练]
【答案】B
【解析】N2可用作保护气是由于氮气化学性质不活泼，A错误；液氨可用作制冷剂是由于氨气易液化，液氨汽化时吸收大量热，B正确；硝酸可用于制氮肥是由于硝酸与其他物质反应生成硝酸盐，C错误；NH4Cl受热易分解，但生成的氨气、HCl反应又生成氯化铵，实验室制备氨气常用氯化铵和氢氧化钙加热反应生成，D错误。
检验试管中盛有的少量白色固体是铵盐的方法是 ( )
A．加氢氧化钠溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验，看试纸是否变蓝
B．将固体加热，产生的气体通入紫色石蕊溶液，看是否变红
C．加水溶解，用pH试纸测溶液的酸碱性
D．加入氢氧化钠溶液，加热，再滴入酚酞溶液
【答案】A
[重难理解]
1．氨的制备
重难点二 氨的实验室制法
净化装置
收集方法 向下排空气法
验满方法 ①用湿润的红色石蕊试纸放置在试管口附近，若试纸变蓝，则已集满；
②用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟生成，则已集满
尾气处理 ①在试管口放一团用水或稀硫酸浸润的棉花团，吸收尾气；
②在吸收氨时要防止倒吸，常采用的装置如下：
2．实验室制取氨的简便方法
简便方法 装置 反应原理
加热浓氨水
浓氨水与固体烧碱或生石灰混合 将浓氨水滴加到固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等)上，消耗浓氨水中的水，同时反应放热，促进NH3·H2O分解产生NH3
氨气是化学实验室经常制取的气体。实验室制取氨气通常有两种方法：
①用固体氢氧化钙与氯化铵共热；
②在常温下用固体氢氧化钠与浓氨水反应。
[典例精练]
(1)右图的制取装置图中，方法①应选用装置______(填“A”或“B”，下同)，方法②应选用装置______。
(2)实验中要干燥氨气，应选用的干燥剂是________。
A．浓硫酸 B．固体氢氧化钠 C．五氧化二磷
(3)检验集气瓶中是否收集满氨气的方法是
【答案】(1)A B (2)B (3)将湿润的红色石蕊试纸靠近集气瓶口，若试纸变蓝，说明NH3已集满(或其他合理答案)
【解析】(1)A装置适用于固体与固体加热制取气体，B装置适用于液体与固体(或液体)不加热制取气体。(2)NH3为碱性气体，只能用碱性干燥剂。(3)检验NH3一般用湿润的红色石蕊试纸。
如图是实验室制取氨的装置和选用的试剂，其中错误的是( )
A．①③ B．②③
C．①④ D．②④
【答案】A
【解析】氯化铵分解生成的NH3与HCl冷却后又生成NH4Cl，不能得到NH3，①错误；实验室用铵盐与碱加热制取氨，常用NH4Cl与Ca(OH)2反应，该反应是固体与固体的反应，因为有水生成，试管口应略向下倾斜，③错误；将浓氨水加入CaO中，CaO与水反应放出大量的热，使NH3·H2O分解放出氨，②正确；加热浓氨水，加快氨挥发，④正确。
[重难理解]
1．喷泉形成原理——减小内部压强，内外形成一定压强差
当气体接触外部的水或溶液时，由于气体大量溶解或与溶液中的溶质发生化学反应，从而使容器内气压迅速降低，在外界大气压作用下，外部液体迅速进入容器，通过尖嘴导管喷出，形成喷泉。
2．引发喷泉的实验操作
打开弹簧夹，挤压胶头滴管，或其他形成压强差引发液体向容器中流动喷射的操作。
重难点三 喷泉实验
3．使容器内外产生较大压强差的两种方法
方法 减小内压法 增大外压法
装置
原理 减小烧瓶内压强，形成压强差，产生喷泉现象 增大锥形瓶内压强，形成压强差，产生喷泉现象
4．喷泉实验应注意的问题
(1)装置的气密性良好。
(2)烧瓶要干燥。
(3)烧瓶内充满气体。
5．常见能形成喷泉的物质组合
气体 NH3 HCl CO2、SO2、Cl2 NO2＋O2
吸收剂 水或盐酸 水或NaOH溶液 NaOH溶液 水
在如图装置中，烧瓶中充满干燥气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，然后打开弹簧夹f，烧杯中的液体b通过玻璃管呈喷泉状喷出，最终几乎充满整个烧瓶。则a和b分别是 ( )
[典例精练]
选项 a(干燥气体) b(液体)
A NO2 水
B CO2 CaCl2溶液
C Cl2 饱和NaCl溶液
D NH3 水
【答案】D
【解析】氨极易溶于水，D符合题意；二氧化氮与水反应生成一氧化氮，气体体积变为原来的三分之一，A错误；常温下，二氧化碳在CaCl2溶液中的溶解度很小，B错误；氯气在饱和NaCl溶液中的溶解度很小，C错误。
如下图是实验室进行氨溶于水的喷泉实验装置，下列叙述不正确的是 ( )
A．该实验说明氨是一种极易溶于水的气体
B．进入烧瓶中的液体颜色由无色变为红色，说明氨水呈碱性
C．形成喷泉的原因是氨溶于水后，烧瓶内的气压小于大气压
D．用氯气代替氨，利用此装置也可进行喷泉实验
【答案】D
【解析】Cl2在水中的溶解度较小，不能用于做喷泉实验，D错误。
某实验小组在实验室中制取氨气并设计实验验证氨气的某些性质。
(1)实验室制取氨气的化学方程式为______________________________，干燥氨气要用________，检验氨气时可以用______ __________________。
(2)利用如图所示的装置，可以验证NH3和HCl的有关性质。实验前a、b、c活塞均关闭。(已知HCl极易溶于水且能快速溶解)
①若要在烧瓶Ⅱ中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅰ中不产生“喷泉”现象，其操作方法是______________________________________________。
②若先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管，在烧瓶Ⅱ中可观察到的现象是________________________。
③通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关，在烧瓶Ⅰ中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅱ中不产生“喷泉”现象，其操作方法是________________ ________________。
[课堂小结]
小练 · 素养达成
1．(2022·广东揭阳月考)以下物质不可以直接通过化学反应转化的是 ( )
A．NH4Cl→NH3 B．NH3→NO
C．S→SO3 D．Cu→SO2
【答案】C
2．下列有关氨的说法正确的是 ( )
A．氨属于电解质
B．液氨是纯净物，氨水是混合物
C．氨气遇浓盐酸、浓硫酸、浓硝酸都能产生白烟
D．氨气易液化，所以可用来做喷泉实验
【答案】B
【解析】氨是非电解质，A错误；浓H2SO4难挥发，C错误；喷泉实验是利用了NH3极易溶于水的性质，D错误。
【答案】C
【解析】一般来说，铵盐受热分解可产生NH3，但有些铵盐(如NH4NO3)在加强热时会发生氧化还原反应，并不产生NH3。
4．(2023·安徽池州期中)下列物质中，能用两种单质直接化合而成的是 ( )
①NO2 ②FeCl3 ③CuS ④HCl ⑤SO3 ⑥FeS
A．①②④ B．②④⑥
C．③④⑤ D．①③⑤
【答案】B
【解析】氮气与氧气在放电条件下或高温条件下直接化合生成NO，①不符合题意；铁单质与氯气反应生成＋3价的铁离子，产物是FeCl3，②符合题意；因为硫的氧化性弱，遇到变价金属氧化成低价化合物，所以铜只能被氧化成＋1价，铜与硫单质反应产物是Cu2S，③不符合题意；氢气和氯气在点燃条件下生成氯化氢，可以直接化合而成，④符合题意；硫单质与氧气生成SO2，⑤不符合题意；因为硫的氧化性弱，遇到变价金属氧化成低价化合物，所以铁只能被氧化成＋2价，铁与硫单质反应产物是FeS，⑥符合题意。
①蒸馏水 ②NaOH溶液 ③红色石蕊试纸 ④蓝色石蕊试纸 ⑤稀硫酸
A．①⑤ B．④⑤ C．①④⑤ D．①③⑤
【答案】B
6．(2023·河南大学附中期中)现用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理。下列说法不正确的是 ( )
【答案】D
【解析】CaO能与水反应，使c(OH－)增大，同时放出大量的热，有利于氨气的逸出，碱石灰中的氢氧化钠也可以抑制NH3·H2O的电离，从而促进氨气的生成，A正确；氨气和水反应生成一水合氨，一水合氨电离出氢氧根离子而导致氨水呈碱性，红色石蕊试液遇碱变蓝色，所以检验三颈烧瓶集满NH3的方法是将湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口，试纸变蓝色，证明NH3已收集满，B正确；三颈烧瓶内气体与外界大气压压强之差越大，其反应速率越快，C点压强最小，大气压不变，所以大气压和C点压强差最大，则喷泉最剧烈，C正确；常温、常压下气体摩尔体积不是22.4 L/mol，无法计算溶液浓度大小，D错误。
7．某化学实验小组同学利用如图实验装置制备氨气，并探究氨气的性质(部分仪器已略去)。请回答：
(1)实验室制备氨气的化学方程式为____________________________ ____________________。
(2)用装置B收集氨气时，应选择氨气的进气口是________(填“a”或“b”)，并说明选择的理由是________________________。
(3)打开装置B中的止水夹c，若观察到烧瓶内产生了红色喷泉，则说明氨气具有的性质是________________，________________________。
(4)为防止环境污染，以下装置(盛放的液体均为水)可用于吸收多余氨气的是________(填序号)。
【解析】(2)氨气密度比空气密度小，可用向下排空气法收集，导气管要伸入烧瓶底部。(3)能形成喷泉，证明氨气极易溶于水；酚酞变红，说明氨气的水溶液显碱性。(4)①不能使NH3进入瓶中，②、④能防止倒吸，③会发生倒吸。(共55张PPT)
第五章 化工生产中的重要非金属元素
第二节 氮及其化合物
第3课时 硝酸 酸雨及防治
学习目标 素养目标 学法指导
结合实验探究，掌握硝酸的保存方法、不稳定性、强氧化性 科学探究与创新意识 1．比较法学习浓硝酸、稀硝酸的化学性质，特别是二者氧化性的差别
2．复习氧化还原反应知识中的电子守恒法的原理，并在有关硝酸氧化性的计算中加以应用
3．从形成原理和途径上认识酸雨的形成、危害及防治
结合环境污染与防治知识，了解酸雨的形成及危害，加强环保意识 科学态度与社会责任 课前 · 新知导学
1．物理性质
硝酸是_____色、______挥发、___________气味的液体。
2．化学性质
(1)不稳定性。
浓硝酸见光或受热会分解产生二氧化氮，化学方程式：_________
____________________________。
浓硝酸一般保存在______色试剂瓶中，并放置在__________。
硝酸
无
易
有刺激性
4HNO3
棕
阴凉处
(2)强氧化性。
①与金属铜的反应——教材【实验5－8】。
浓、稀硝酸与铜反应的化学方程式分别为______________________ __________________________、__________________________________ _______________。
②浓硝酸与铁、铝的反应：
a.________下，铁、铝的表面被浓硝酸或浓硫酸氧化，生成了一层______________薄膜，这层薄膜阻止了酸_________________________。
Cu＋4HNO3(浓) ===
Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
3Cu＋8HNO3(稀) ===3Cu(NO3)2＋
常温
致密的氧化物
2NO↑＋4H2O
与内层金属的进一步反应
b.________时，铁、铝会与浓硝酸或浓硫酸发生反应。
③王水是浓硝酸和________按体积比为______组成的混合物。王水能使不溶于硝酸的金属，如________等溶解。
加热
浓盐酸
1∶3
金、铂
3．工业制硝酸
(1)工业上制硝酸的流程图。
(2)反应原理。
①________________________；
②______________________________；
③________________________；
④______________________________。
2NO＋O2===2NO2
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
4．硝酸的用途
硝酸是重要化工原料，用于制______、______、______、染料等。
化肥
农药
炸药
(1)实验室中浓硝酸显黄色的原因是什么？
【答案】浓硝酸分解生成的二氧化氮又溶于硝酸所致。
(2)在硝酸与铜的反应中，体现了硝酸的哪些性质？
【答案】强氧化性、酸性。
(3)浓HNO3、稀HNO3与Cu反应产物分别为NO2、NO，反应中稀硝酸中氮元素的化合价降低较多，说明稀HNO3氧化性比浓HNO3强，对吗？
【答案】不对，浓HNO3氧化性比稀HNO3强，与Cu反应时浓HNO3反应更剧烈。
微思考
下列对于硝酸的认识中，不正确的是 ( )
A．浓硝酸在见光或受热时会发生分解
B．铜与硝酸的反应属于置换反应
C．金属与硝酸反应不产生氢气
D．常温下可用铁和铝制品盛装浓硝酸
【答案】B
【解析】铜与硝酸反应时产生硝酸铜、氮氧化物和水，不符合置换反应特点，B错误。
1．大气中二氧化硫、氮氧化物的来源
(1)二氧化硫：__________的燃烧、含硫金属矿物的冶炼等。
(2)氮氧化物：机动车发动机产生的_____________使空气中的_____________反应生成氮氧化物。
2．二氧化硫、氮氧化物的危害
(1)引起________疾病，严重时会使人死亡。
(2)形成________。
酸雨及防治
煤和石油
高温条件
氮气和氧气
呼吸道
酸雨
3．酸雨的形成与危害
(1)酸雨：二氧化硫、氮氧化物以及它们在大气中发生反应后的生成物溶于雨水会形成酸雨。酸雨的pH__________。
(2)形成。
①硫酸型酸雨：SO2→SO3→________或SO2→H2SO3→________。
②硝酸型酸雨：NOx→NO2→________。
(3)危害。
①__________农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊______；
②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的_______。
小于5.6
H2SO4
H2SO4
HNO3
直接损伤
酸化
腐蚀
(1)正常雨水是否呈中性？
【答案】否，正常雨水由于溶解了二氧化碳，呈酸性，其pH约为5.6。
(2)“雷雨发庄稼”有何科学道理？试结合有关反应的化学方程式解释说明。
(3)收集到的酸雨样品，放置时间稍长，酸性反而越强，原因是什么？
【答案】酸雨中的H2SO3易被O2氧化为酸性强的H2SO4。
微思考
(2023·广东深圳联考改编)“绿水青山就是金山银山”理念旨在引导社会各界自觉践行绿色生活，共建美丽中国。下列说法正确的是 ( )
A．酸雨是pH<7的雨水
B．采用原煤脱硫技术可减少燃煤产生的SO2
C．汽车尾气中的NO主要来源于汽油的不充分燃烧
D．CO2、SO2、NO2均是常见的大气污染物
【答案】B
【解析】酸雨是pH<5.6的雨水，A错误；采用原煤脱硫技术可减少燃煤产生的SO2，B正确；汽油中无氮元素，氮氧化物产生的原因是内燃机的高温环境使空气中的N2与O2化合形成NO，C错误；CO2不是大气污染物，D错误。
课堂 · 重难探究
[重难理解]
1．硝酸的强氧化性规律
(1)硝酸的浓度越大，其氧化性越强。
(2)还原剂一般被氧化成最高价态。
2．硝酸的强氧化性的表现
(1)硝酸与金属的反应。
①除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属。
重难点一 硝酸的强氧化性
②活泼金属与HNO3反应不生成H2，HNO3的浓度不同，还原产物不同。
③常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化，加热时反应。
(2)硝酸与非金属的反应。
反应规律：非金属单质＋浓硝酸―→最高价氧化物或高价含氧酸＋NO2↑＋H2O。
下列说法正确的是 ( )
A．过量的铁与浓硝酸反应，其产物是Fe(NO3)3、NO2、NO、H2O
B．1 mol铜与足量的浓硝酸反应，消耗硝酸的物质的量为2 mol
C．往Fe(NO3)2溶液中加入稀硫酸，溶液的颜色会由浅绿色变为棕黄色
D．铁、铝在任何浓度的硝酸中都会钝化
【答案】C
[典例精练]
【解析】过量的铁与浓硝酸反应生成Fe(NO3)2，A错误；1 mol铜与足量的浓硝酸反应，消耗硝酸的物质的量为4 mol，B错误；铁、铝在浓硝酸中会发生钝化，但在稀硝酸中不会钝化，D错误。
将相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是 ( )
A．反应剧烈程度：两者相同
B．消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少
C．反应生成气体的颜色：前者浅，后者深
D．反应中转移的电子总数：前者多，后者少
【答案】B
关于硝酸的说法中正确的是 ( )
A．Cu可以溶解在稀硝酸中并生成H2
B．浓硝酸不能与非金属单质反应
C．硝酸与金属反应时，主要是＋5价的氮元素得电子
D．常温下，向浓硝酸中投入Fe片，会产生大量的红棕色气体
【答案】C
【解析】错选D的原因在于对重要知识点掌握得不透彻，根据常规判断物质性质，导致分析错误。不清楚一些物质除了常见的性质外，还有一些特性。在常温下浓硝酸中加入Fe会钝化，不会有NO2生成。Cu与稀硝酸反应不会有氢气生成，但能生成NO，A错误；大多数酸不能与非金属发生反应，但是一些强氧化性酸在一定条件下能把非金属氧化，如浓硝酸在加热条件下可与木炭反应，B错误。
[重难理解]
硝酸与金属反应的“三个守恒、一个关系”
(1)三个守恒。
①得失电子守恒：金属失电子数＝n(NO2)＋3n(NO)。
②氮原子守恒：n(HNO3)＝xn[M(NO3)x]＋n(NO2)＋n(NO)。
重难点二 硝酸与金属反应的有关计算
(2)一个关系。
起酸性作用的HNO3的物质的量是金属物质的量和金属所带电荷数的乘积，可表示为n(HNO3)酸性＝xn(Mx＋)＝n(转移电子)。
1.92 g Cu投入到一定量的浓硝酸中，铜完全溶解，生成的气体的颜色越来越浅，共收集到672 mL的气体(气体体积已折算为标准状况下)。将盛有此气体的容器倒扣在水槽中，通入标准状况下一定体积的氧气，恰好使气体完全溶于水，则通入的氧气的体积为 ( )
A．168 mL B．224 mL
C．336 mL D．504 mL
【答案】C
[典例精练]
【答案】B
[重难理解]
SO2和氮的氧化物的吸收、转化
(1)NaOH溶液吸收。
SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O
重难点三 酸雨的危害与防治
(4)石灰吸收。
CaO＋SO2===CaSO3，2CaSO3＋O2===2CaSO4
【名师点拨】
(1)氮的氧化物是造成酸雨和臭氧层空洞的共同污染物。
(2)NO在破坏臭氧层的过程中可发生如下反应：
NO＋O3―→NO2＋O2 ①
NO2＋O3―→NO＋2O2 ②
总反应方程式为2O3===3O2，从整个反应来看NO作催化剂。
(3)NO使人中毒的原理与CO相似，被人吸入后与血红蛋白结合，从而使血红蛋白失去运输O2的能力。
如图所示是酸雨的形成示意图。根据图示回答下列问题。
[典例精练]
(1)下列气体容易形成酸雨的是________。
A．CO2 B．SO2
C．N2 D．NO2
(2)现有雨水样品1份，每隔一段时间测定该雨水样品的pH，所得数据如下：
测试时间/h 0 1 2 3 4
雨水的pH 4.73 4.63 4.56 4.55 4.55
分析数据，回答下列问题：
①雨水样品的pH变化的原因是______________________________ (用化学方程式表示)。
②如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合，pH将变________，原因是____________________________________(用化学方程式表示)。
(3)下列措施中，可减少酸雨产生途径的是______(填字母)。
①少用煤作燃料 ②把工厂烟囱建高
③燃料脱硫 ④在已酸化的土壤中加石灰
⑤开发新能源
A．①②③ B．②③④⑤
C．①③⑤ D．①③④⑤
【答案】(1)BD (2)①SO2＋H2O H2SO3，2H2SO3＋O2=== 2H2SO4 ②小 Cl2＋2H2O＋SO2===H2SO4＋2HCl(或H2SO3＋HClO ===H2SO4＋HCl) (3)C
【解析】(2)①酸雨放置时pH变小，其原因是雨水中的H2SO3被空气中的氧气氧化。②雨水和自来水混合，应考虑H2SO3与Cl2(或HClO)的反应。
酸雨是对降水呈酸性(pH小于5.6)的统称。下列说法错误的是 ( )
A．空气中的SO2溶于水，最终形成酸雨
B．汽车排放的尾气、硝酸厂和化肥厂的废气都含有氮氧化物
C．工业废水任意排放是造成酸雨的主要原因
D．为了减少酸雨的形成，必须减少SO2的排放量，对燃料脱硫处理
【答案】C
[课堂小结]
小练 · 素养达成
1．(2023·吉林长春三中段考)以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是 ( )
选项 氧化物 环境问题 主要来源
A CO2 破坏臭氧层 化石燃料的燃烧
B SO2 温室效应 汽车尾气的排放
C NO2 光化学烟雾 工厂废气的排放
D CO 酸雨 汽车尾气和化石燃料的不完全燃烧
答案】C
【解析】破坏臭氧层的是氟利昂，A错误；导致温室效应的气体是CO2、CH4，B错误；造成光化学烟雾的气体是氮氧化物和碳氢化合物，C正确；CO有毒，能使人中毒，造成酸雨的是SO2和氮氧化物，D错误。
2．下列关于硝酸的叙述正确的是 ( )
A．NO2溶于水生成硝酸，所以NO2是酸性氧化物
B．硝酸可与活泼金属反应生成盐和氢气
C．浓硝酸见光或受热易分解，必须保存在棕色瓶中
D．硝酸与铜的反应只表现出氧化性
【答案】C
【解析】NO2和硝酸中氮元素的化合价不相等，NO2不是酸性氧化物；硝酸与活泼金属反应时常生成盐和含氮氧化物；硝酸与铜反应生成硝酸铜及NO或NO2，硝酸既表现出氧化性也表现出酸性。
3．将铜粉放入稀硫酸中，加热无明显反应，但加入某盐后，发现铜粉质量逐渐减少，该盐是 ( )
A．硫酸亚铁 B．硫酸锌
C．硝酸钾 D．氯化钠
【答案】C
【解析】在酸性稀溶液中，硝酸盐具有氧化性，能与铜反应生成硝酸铜和NO，选项C符合题意。
4．已知3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，则下列说法不正确的是 ( )
A．Cu作还原剂，HNO3作氧化剂
B．HNO3在该反应中只表现出了氧化性
C．每生成22.4 L(标准状况)NO有3 mol的电子转移
D．如果有8 mol HNO3被还原，则生成了8 mol NO
【答案】B
5．(2023·广东汕尾海丰中学段考)硝酸是一种具有强氧化性、腐蚀性的强酸，其还原产物因硝酸浓度的不同而有变化，从总体上说，硝酸浓度越高，平均每分子硝酸得到的电子数越少，浓硝酸的还原产物主要为NO2、稀硝酸的还原产物为NO。实验室中，常用Cu与浓HNO3反应制取NO2，用Cu与稀HNO3反应制取NO。
(1)浓硝酸具有以下性质：①强氧化性；②酸性；③还原性；④不稳定性；⑤挥发性。
下列反应或现象主要体现了硝酸什么性质？
久置浓硝酸显黄色：______(填序号，下同)，反应方程式：_______ _________________用稀硝酸清洗试管壁上的银：__________；稀硝酸清洗石灰水试剂瓶壁上的固体：__________。
(2)请写出实验室中用Cu与稀HNO3反应制取NO的化学方程式并用双线桥标明电子的转移方向及数目________________________________ ________________。
(3)64 g Cu与适量的浓HNO3反应，铜全部作用后，共收集到22.4 L气体(标准状况下)，反应中消耗的HNO3的物质的量是________mol。
(4)硝酸的还原产物NO、NO2、N2O等对环境均有副作用，为了可持续发展，当今社会提出的一个新概念：“绿色化学”，它要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应，则下列由单质铜制取硝酸铜的方法可行且符合“绿色化学”的是________(填字母)。
6．在浓硝酸中放入铜片：
(1)开始反应的化学方程式为_________________________________，实验现象为________________________________________。
(2)若铜有剩余，则反应将要结束时的反应方程式为______________。
(3)待反应停止后，再加入少量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铜跟一定量的浓硝酸反应，铜消耗完时，共产生5.6 L(标准状况)气体。则所消耗的HNO3的物质的量为________，其中显氧化性的硝酸的物质的量为________________________。(共49张PPT)
第五章 化工生产中的重要非金属元素
第三节 无机非金属材料
学习目标 素养目标 学法指导
结合生产、生活中各种常见的无机非金属材料的应用，了解多种硅酸盐材料、新型无机非金属材料的性能和用途 科学态度与社会责任 1．本节内容与人们生产、生活联系密切，所以在学习时应联系实际，认识无机非金属材料的种类、性质和用途，这样能加深对这些知识的理解和应用
2．对于晶体硅的制备要结合教材中的流程图和反应，认识晶体硅的制备原理
掌握晶体硅的制备原理 变化观念与平衡思想 课前 · 新知导学
1．无机非金属材料
硅酸盐材料
硅
氧
高温
腐蚀
高
2．传统无机非金属材料多为硅酸盐材料
(1)硅酸盐的结构与性能。
四面体
硅酸盐的结构 性质
Si和O构成了硅氧________ 多数具有硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质________、__________________等特点
稳定
耐腐蚀(或耐高温)
(2)三种常见硅酸盐产品。
黏土
硅酸盐产品 原料 主要设备或生产条件 应用
陶瓷 _________(主要成分为含水的___________) 高温烧结 用于生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等
铝硅酸盐
硅酸盐产品 原料 主要设备或生产条件 应用
玻璃(主要成分：______、__________和______) _____、______和________ 在_______中熔融，发生复杂的_____和_____变化而制得 用于生产建筑材料、光学仪器和各种器皿，还可制造玻璃纤维用于高强度复合材料等
水泥 ____、_____、石膏(调节水泥的__________) ______________ 水泥、沙子和碎石等与水混合可以得到______ ____，大量用于建筑和水利工程
Na2SiO3
CaSiO3
SiO2
纯碱
石灰石
石英砂
玻璃窑
物理
化学
黏土
石灰石
硬化速率
水泥回转窑
混凝
土
(3)特种玻璃。
在玻璃中加入的元素或物质 玻璃特性 用途
铅 光学玻璃：___________，折射率_____ 制造眼镜、照相机和光学仪器的透镜
硼酸盐 耐_________、耐温度________ 制造可用于实验室使用的玻璃仪器
金属氧化物或盐 彩色玻璃 用于____________
透光性好
高
化学腐蚀
急剧变化
建筑和装饰
生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英砂(主要成分是SiO2)，而玻璃的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2，那么在生产过程中发生了怎样的反应？试写出反应的化学方程式。
微思考
1．根据陶瓷的生产原理，可以得出硅酸盐工业的一般特点是 ( )
①以含硅物质作为原料
②主要产物是硅酸盐
③反应条件是高温
④反应原理是复杂的物理变化和化学变化
A．只有①③ B．只有②③
C．①②③④ D．只有③④
【答案】C
【解析】传统陶瓷多是将黏土与水的混合物通过高温烧结制成，其生产过程中发生复杂的化学变化和物理变化。故①②③④均正确。
2．制取下列物质不需要用石灰石做原料的是 ( )
A．硅酸 B．水泥
C．玻璃 D．生石灰
【答案】A
【解析】硅酸由可溶性硅酸盐与酸反应制得。
1．硅和二氧化硅
(1)单质硅的性质。
硅单质的导电性介于________________之间，是应用最为广泛的________材料。
(2)自然界中的硅元素：主要以________(如地壳中的大多数矿物)和氧化物(如______和________)的形式存在。
新型无机非金属材料
导体和绝缘体
半导体
硅酸盐
水晶
玛瑙
(3)晶体硅的制备。
写出化学方程式：
①__________________________________。
②_____________________________。
③_____________________________。
(4)硅和二氧化硅的用途。
①高纯硅： ________、________________等。
②二氧化硅晶体：生产__________。
2．新型陶瓷
(1)碳化硅(SiC)。
制芯片
硅太阳能电池
光导纤维
俗称 结构特点 主要性能 用途
______ 碳原子、硅原子以________连接，结构类似________ 硬度很大、优异的高温抗______ 性能 砂纸和砂轮的______、耐高温结构材料和耐高温________材料
金刚砂
共价键
金刚石
氧化
磨料
半导体
(2)新型陶瓷。
名称 原料或成分 优良性能 用途
高温结构陶瓷 一般用碳化硅、氮化硅或某些金属氧化物等在高温下烧结而成 耐高温、抗氧化、耐磨蚀等 可用于______________、汽车发动机和高温电极材料等
压电陶瓷 主要有________和________等 能实现机械能与______的相互转化 可用于滤波器、扬声器、超声波探伤器和点火器等
火箭发动机
钛酸盐
锆酸盐
电能
名称 原料或成分 优良性能 用途
透明陶瓷 主要有_______、_______等氧化物透明陶瓷和_______、________等非氧化物透明陶瓷 具有优异的光学性能，耐高温，绝缘性好 可用于__________、激光器和高温探测窗等
超导陶瓷 — 在某一临界温度下电阻为______，具有_______性 可用于电力、交通、医疗等领域
氧化铝
氧化钇
氮化铝
氟化钙
高压钠灯
零
超导
3．碳纳米材料
名称 组成 性能 应用或用途
富勒烯 由碳原子构成的一系列______分子的总称，其中C60 是富勒烯的代表物 — C60的发现为纳米科学提供了重要的研究对象，开启了碳纳米材料的研究和应用的新时代，如用C60作车轮的“__________”
笼形
纳米汽车
名称 组成 性能 应用或用途
碳纳米管 可看成由__________卷成的________，具有_________的直径 碳纳米管的比表面积大，有相当高的________和优良的________性能 可用于生产_________ 、_______和___________等
石墨烯 是只有____________直径厚度的_________ 电阻率____、热导率____，具有_____ 的强度 可用于光电器件、超级电容器、电池和复合材料等方面，如使用了石墨烯材料的_________和_________等
石墨片层
管状物
纳米尺度
强度
电学
复合材料
电池
传感器
一个碳原子
单层石墨
低
高
很高
动力电池
超轻海绵
(1)利用石英坩埚能否熔融NaOH固体？
【答案】不能。因石英坩埚中的SiO2会与NaOH在加热条件下发生反应。
(2)富勒烯、碳纳米管和石墨烯的主要成分是否都是碳单质？
【答案】是。
微思考
1．下列有关新型无机非金属材料的说法正确的是 ( )
A．高纯硅可用于制造光导纤维
B．高纯二氧化硅可用于制造太阳能电池
C．碳化硅化学性质稳定，可用于生产砂纸、砂轮等
D．金刚石、石墨烯、C60等都属于碳纳米材料
【答案】C
【解析】高纯硅可用于制造太阳能电池，A错误；高纯二氧化硅可用于制造光导纤维，B错误；金刚石不属于碳纳米材料，D错误。
2．下列物质中，属于新型无机非金属材料的是 ( )
A．有色玻璃 B．碳化硅陶瓷
C．石英玻璃 D．钢化玻璃
【答案】B
【解析】有色玻璃、钢化玻璃主要成分与普通玻璃相同，属于传统无机非金属材料；石英玻璃属于传统无机非金属材料。
课堂 · 重难探究
[重难理解]
工业制备高纯硅的反应原理
重难点 高纯硅的制备
在无机非金属材料中，硅一直扮演着主要的角色。制备纯硅的主要步骤如下：
①在1 800～2 000 ℃温度下用碳还原二氧化硅制得粗硅；
[典例精练]
请回答下列问题：
(1)第①步制备粗硅反应的化学方程式为________________________ ______________。
(2)粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0 ℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6 ℃)和HCl(沸点－84.7 ℃)，提纯SiHCl3采用的方法为________。
(3)从基本反应类型角度分类，步骤③中发生的反应属于________。
(4)为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂是________(填字母)。
A．氯水 B．NaOH溶液
C．KSCN溶液 D．Na2SO3溶液
(2023·山东青岛二中期中改编)晶体硅是一种重要的非金属材料，有科学家认为硅是“21世纪的能源”“未来的石油”。
(1)工业上生产纯硅的工艺流程如下：
石英砂的主要成分是SiO2，在制备粗硅时反应的氧化产物为______ (填化学式)，焦炭的作用是________(填“氧化剂”或“还原剂”)；在该反应中，若消耗了3.0 g SiO2，则转移电子的总数为________(用NA表示阿伏加德罗常数)。
(2)某实验室利用SiHCl3(沸点33.0 ℃)与过量H2在1 000～1 100 ℃反应制得纯硅(灰黑色固体)。已知SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。装置如图所示(热源及夹持装置略去)。
①装置B中的试剂是__________。装置C中水的作用是_________ _______________。
②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是__________；装置D中发生反应的化学方程式为________________________。
③为检验产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需要加入的试剂有________(填字母)。
a．KMnO4 b．氯水
c．Na2SO3溶液 d．KSCN溶液
[课堂小结]
小练 · 素养达成
1．(2023·广东华南师大附中三模)考古遗迹和历史文物是历史的见证，反映了古代人民丰富多彩的生活。下列文物属于无机非金属材料的是 ( )
【答案】C
【解析】铜烤炉为金属材料，A错误；黄花梨为木制品，所含的植物纤维为有机材料，B错误；陶俑是烧制而成的无机非金属材料，C正确；山居图扇面为纸张制品，属于植物纤维制品，不是无机非金属材料，D错误。
2．(2022·陕西渭南期末)2021年，我国具有独立知识产权的“龙芯”19岁了。下列关于硅单质及其化合物的叙述正确的是 ( )
A．陶瓷是人类应用最早的硅酸盐材料
B．利用二氧化硅的半导体性能制成光电池
C．硅的化学性质稳定，不与任何物质反应
D．晶体硅是具有金属光泽的灰黑色金属
【答案】A
【解析】陶瓷是人类应用最早的硅酸盐材料，A正确；硅是半导体材料，二氧化硅常被用来制造光导纤维，B错误；硅与氟化氢反应生成四氟化硅，C错误；晶体硅是一种有金属光泽的灰黑色的固体，是非金属，D错误。
3．新型无机非金属材料碳化钛(TiC)、碳化硼(B4C3)、氮化硅等称为非氧化物陶瓷，合成这些物质需在高温下进行，在合成工艺中必须注意 ( )
A．通入充足的氧气 B．可在空气中进行
C．可在氮气氛围中合成 D．通入少量氧气
【答案】C
【解析】合成这些无机非金属材料的过程中应杜绝氧气的存在，否则会生成相应的氧化物。
A．①③为置换反应
B．②为化合反应
C．①②③均为氧化还原反应
D．三个反应的反应物中硅元素均被还原
【答案】D
【解析】①③中硅元素被还原，②中硅元素被氧化，D错误。
5．下列有关硅的化合物说法正确的是 ( )
A．SiO2与CO2相似，由一个硅原子和两个氧原子构成一个SiO2分子
B．硅酸盐一般不溶于水，它是水泥、陶瓷、玻璃的主要成分
C．H2SiO3既可由SiO2溶于水制得，也可由Na2SiO3和其他酸(如盐酸)反应制得
D．SiO2是酸性氧化物，能和碱反应，不能和酸反应
【答案】B
【解析】错选A的原因在于对SiO2这个化学式分析不到位。SiO2是由硅原子和氧原子形成的立体网状结构，在这个网状结构中，硅原子与氧原子个数比是1∶2；C中，SiO2不溶于水，不可能与水反应生成H2SiO3，H2SiO3一般是由可溶性的硅酸盐和其他酸反应制得；D中，SiO2作为酸性氧化物，能和碱反应生成硅酸盐和水，也能和氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O，该反应经常用来雕刻玻璃。
6．(2023·山西朔州期中)氮化硅是一种性能优异的无机非金属材料，它的熔点高，硬度大，电绝缘性好，化学性质稳定，但生产成本较高，不溶于酸(氢氟酸除外)，高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。一种用工业硅(含少量铁、铜的单质及氧化物)和N2(含少量O2)合成氮化硅的工艺流程如下。
(1)N2净化时，铜屑的作用是______________________；将硅块粉碎的作用是__________________________________。
(2)在氮化炉中每生成70 g Si3N4转移电子的物质的量是________mol。
(3)X可能是________(填“盐酸”“硝酸”“硫酸”或“氢氟酸”)。
(4)如何说明氮化硅产品已用水洗干净？
(5)推测氮化硅可能有哪些用途？________(填字母)。
a．制作切削刀具 b．制作坩埚
c．用作建筑陶瓷 d．制作耐高温轴承
(6)工业上还可以采用化学气相沉积法，在H2的保护下，使SiCl4与N2在高温下反应生成Si3N4沉积在石墨表面，该反应的化学方程式为________________________。(共56张PPT)
第五章 化工生产中的重要非金属元素
③了解硫元素不同价态间的转化及反应条件的控制。
④了解氮气的性质及固氮方法。认识一氧化氮、二氧化氮的性质，熟知氮的氧化物溶于水发生反应的化学方程式。
⑧知道常见的硅酸盐材料玻璃、水泥、陶瓷及生产它们的主要原料。
⑨了解高纯硅的制备原理。知道硅和二氧化硅的用途。
⑩知道一些新型的无机非金属材料如硅和二氧化硅、新型陶瓷和碳纳米材料等。
学习内容 考查重点
硫及其化合物 硫和二氧化硫 ①硫单质的弱氧化性，二氧化硫的漂白性、还原性、弱氧化性
②浓硫酸的三大特性，特别是其强氧化性及吸水性的应用
硫酸 硫酸根离子的检验 不同价态含硫物质的转化 学习内容 考查重点
氮及其化合物 氮气与氮的固定 ③硫酸根离子的检验试剂和方法④硫、氮及其化合物间的转化
⑤氨的喷泉实验原理、氨气的实验室制法及简便制法
⑥硝酸强氧化性的应用
⑦硅酸盐的基本组成、性质、用途
一氧化氮和二氧化氮 氨和铵盐 硝酸 酸雨及防治 无机非金属材料 硅酸盐材料 新型无机非金属材料 第一节 硫及其化合物
第1课时 硫和二氧化硫
学习目标 素养目标
认识单质硫的性质，特别是硫的化学性质 宏观辨识与微观探析
通过实验探究，掌握二氧化硫的物理性质及化学性质，特别是二氧化硫与水的反应，以及二氧化硫的漂白性 科学探究与创新意识
了解单质硫与二氧化硫在生产、生活中的应用 科学态度与社会责任
学法指导
1．能运用原子结构模型学习硫单质的氧化性和还原性。能说明二氧化硫的性质与应用之间的关系
2．做好对比学习，如二氧化硫和二氧化碳的比较、二氧化硫与氯水的比较、二氧化硫和三氧化硫的比较等，通过比较，加深对新知识的理解和认识，以便将新知识融入已有知识体系中
课前 · 新知导学
1．物理性质
硫俗称________，____色晶体，质______，______研成粉末，难溶于_____，微溶于______，易溶于__________。硫有多种_____________，其中正交硫的熔点为113 ℃，沸点为445 ℃，密度为2.06 g·cm-3。
硫
硫黄
黄
脆
易
水
酒精
二硫化碳
同素异形体
2．化学性质
氧化性 与Fe反应：________________________
与Cu反应：________________________
与H2反应：________________________
还原性 与O2反应：________________________
是否可以根据Fe、Cu分别与S、Cl2反应的产物判断S和Cl2的氧化性强弱？
【答案】可以。Fe、Cu与S反应生成低价的化合物，Fe、Cu与Cl2反应生成高价的化合物，故Cl2的氧化性强于S。
微思考
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)硫黄是非金属单质，只具有氧化性 ( )
(2)硫与氧气的反应中，硫单质作氧化剂 ( )
(3)洗去试管壁上的硫黄可以用CS2 ( )
(4)硫与金属或非金属反应均作为氧化剂 ( )
【答案】(1)× (2)× (3)√ (4)×
1．物理性质
二氧化硫
无
色、态 气味 毒性 密度 水溶性
______色气体 _________气味 _______ 比空气________ _____溶于水
(1∶_____)
有刺激性
有毒
大
易
40
2．化学性质
(1)具有酸性氧化物的通性。
①与H2O反应：______________________。
可逆反应：在__________下，既能向________方向进行，同时又能向_________方向进行的反应。
②与过量NaOH反应：_______________________________。
③与CaO反应：_______________________。
SO3也是一种酸性氧化物，溶于水时与水发生剧烈反应，生成硫酸：_______________________。
SO2＋H2O H2SO3
同一条件
正反应
逆反应
SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O
SO2＋CaO===CaSO3
SO3＋H2O===H2SO4
(2)还原性。
二氧化硫在适当的温度并有催化剂存在的条件下，可被氧气氧化为
SO3：_______________________。
【名师点拨】化学上通常把向生成物方向进行的反应叫作正反应，向反应物方向进行的反应叫作逆反应。在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应，叫作可逆反应。
(3)氧化性。
二氧化硫可与硫化氢反应，生成硫和水：________________________。
(4)漂白性。
①教材【实验5－2】向溶有SO2的溶液中滴加1～2滴品红溶液，振荡，溶液红色________，再加热所得溶液，溶液颜色____________，该实验说明二氧化硫具有________性。
②原理：二氧化硫能与某些有色物质生成________的______色物质。
SO2＋2H2S===3S＋2H2O
褪去
恢复红色
漂白
不稳定
无
③用途：
a．工业上常用二氧化硫来漂白________、______、______等。
b．二氧化硫可用于__________，同时可用作______________。如葡萄酒中添加适量的二氧化硫，既起到一定的杀菌作用，又起到________作用。
纸浆
毛
丝
杀菌消毒
食品添加剂
抗氧化
SO3除了可与水反应外，还能与哪些类型物质反应？
【答案】SO3作为一种酸性氧化物，还可与碱、某些碱性氧化物等反应。
微思考
(2023·四川泸县五中期末)下列关于SO2的说法中，不正确的是 ( )
A．能使品红溶液褪色
B．在空气中极易被O2氧化为SO3
C．是酸性氧化物，能与水发生反应生成亚硫酸
D．在有的反应中显示氧化性，有的反应中显示还原性
【答案】B
【解析】SO2具有漂白性，可以漂白品红，A正确；SO2在催化剂的作用下加热可以被氧气氧化为三氧化硫，没有催化剂的情况下，不易被氧化，B错误；SO2属于酸性氧化物，和水反应可以生成亚硫酸，化学方程式为SO2＋H2O===H2SO3，C正确；SO2和硫化氢反应生成单质硫，此时体现氧化性，在催化剂存在的条件下加热生成三氧化硫，体现还原性，D正确。
课堂 · 重难探究
[重难理解]
1．SO2与CO2性质对比
重难点一 二氧化硫和二氧化碳的比较与鉴别
比较 SO2 CO2
物理性质 气味 有刺激性气味 无味
毒性 有毒 无毒
溶解性 易溶 可溶
比较 SO2 CO2
化学性质 与水的反应 SO2＋H2O H2SO3 CO2＋H2O H2CO3
与碱的反应 SO2气体通入澄清石灰水中，先生成沉淀，当气体过量时沉淀又溶解： Ca(OH)2＋SO2===CaSO3↓＋H2O CaSO3＋SO2＋H2O=== Ca(HSO3)2 CO2气体通入澄清石灰水中，先生成沉淀，当气体过量时沉淀又溶解：
Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O
CaCO3＋CO2＋H2O=== Ca(HCO3)2
2．SO2与CO2的鉴别方法
①用品红溶液：能使品红溶液褪色的是SO2，不能使品红溶液褪色的是CO2。
②用氢硫酸溶液：出现淡黄色浑浊的是SO2，无明显现象的是CO2。
③用酸性KMnO4溶液：能使紫色KMnO4溶液褪色的是SO2，无明显现象的是CO2。
④用溴水：能使溴水褪色的是SO2，无明显现象的是CO2。
⑤用FeCl3溶液：能使黄色FeCl3溶液变为浅绿色的是SO2，无明显现象的是CO2。
某化学兴趣小组为了探究常温下非金属氧化物形成的某未知气体的成分，将气体通入澄清石灰水，发现澄清石灰水变浑浊，持续通入，发现石灰水又变澄清，由此该小组成员对气体的成分提出猜想。
【提出猜想】
猜想1：该气体为CO2。
猜想2：该气体为SO2。
猜想3：_____________为了验证猜想，该小组设计实验加以探究：
[典例精练]
【实验探究】
该小组同学按如下图所示装置，将气体从a端通入。
(1)B中应该装下列________试剂(填字母)。
A．NaCl溶液 B．酸性KMnO4溶液
C．盐酸 D．澄清石灰水
(2)A中品红溶液的作用是_______________________。
(3)D中澄清石灰水的作用是_____________________。
通过该实验，该小组同学观察到以下三个实验现象：
①A中品红溶液褪色
②C中品红溶液不褪色
③D中澄清石灰水变浑浊
【得出结论】
(4)该小组同学由上述现象确认该气体的成分为________________。
【答案】【提出猜想】该气体为CO2和SO2的混合气体
【实验探究】(1)B (2)验证未知气体中是否含有SO2
(3)验证未知气体中是否含有CO2
【得出结论】(4)CO2和SO2的混合气体
【解析】回忆学过的能使澄清石灰水先变浑浊后变澄清的气体，只有CO2和SO2，所以提出的猜想是①气体为CO2；②气体为SO2；③气体为CO2和SO2的混合气体。因为SO2的存在对CO2的验证有干扰，所以要验证气体的成分，必须先验证SO2是否存在，并除尽，再验证CO2是否存在。
(2023·四川广安二中期中)下列溶液中，能够区分CO2和SO2气体的是 ( )
①澄清石灰水溶液 ②氢硫酸 ③酸性高锰酸钾溶液 ④氯水 ⑤品红溶液
A．①②④ B．②③④
C．除①外 D．全部
【答案】C
【解析】①因SO2和CO2均能与石灰水反应生成白色沉淀，不能鉴别；②二氧化硫与氢硫酸反应生成单质硫和水，二氧化碳不反应，可以鉴别；③因二氧化硫与高锰酸钾溶液发生氧化还原反应，观察到溶液褪色，而二氧化碳与高锰酸钾溶液不反应，能鉴别；④因二氧化硫与氯水发生氧化还原反应，氯水褪色，而二氧化碳与氯水不反应，能鉴别；⑤因二氧化硫具有漂白性，能使品红褪色，而二氧化碳不能，能鉴别。
[重难理解]
二氧化硫和新制氯水的漂白作用比较
重难点二 二氧化硫的漂白性
比较 SO2 新制氯水
漂白原理 SO2能与某些有色物质结合生成不稳定的无色物质 Cl2与H2O反应生成的HClO具有强氧化性，可以将有色物质氧化成无色物质
漂白效果 不稳定，加热能复原 稳定
漂白范围 某些有色物质 绝大多数有色物质
与有色物质作用实例 品红褪色；紫色石蕊变红，但不褪色 品红褪色；紫色石蕊先变红，随即褪色
混合作用 SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，漂白作用大大减弱或消失 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、石蕊溶液都褪色
B．能使品红溶液褪色的不一定是SO2
C．SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使红墨水褪色，其原理相同
D．盐酸能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色，所以盐酸也有漂白性
【答案】B
[典例精练]
【解析】SO2能使品红溶液褪色，利用了其漂白性，使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色，利用了其还原性，SO2不能使石蕊溶液褪色，A错误；使品红溶液褪色的可能是SO2、Cl2、H2O2、O3等，B正确；活性炭具有吸附性，SO2利用其和有色物质的结合，漂白粉和过氧化钠利用其强氧化性，原理不同，C错误；盐酸和NaOH发生中和反应，D错误。
(2022·河南林州月考)不能证明下列物质具有漂白性的是 ( )
A．向品红溶液中通入SO2后，红色消失
B．向显红色的酚酞溶液中通入SO2后，红色褪去
C．向滴有酚酞的水中投入Na2O2粉末，溶液先变红，后褪色
D．将新制氯水滴入紫色石蕊溶液，溶液先变红，后褪色
【答案】B
【解析】向品红溶液中通入SO2后，红色消失，体现SO2的漂白性，A错误；向显红色的酚酞溶液中通入SO2后，溶液变为中性或酸性，红色褪去，体现SO2的酸性氧化物的性质，B正确；向滴有酚酞的水中投入Na2O2粉末，Na2O2和水反应生成氢氧化钠和氧气，所以溶液变红，由于Na2O2具有漂白性，最后溶液褪色，C错误；将新制氯水滴入紫色石蕊溶液，氯水溶液呈酸性，所以溶液先变红，次氯酸具有漂白性，最后溶液褪色，D错误。
(2022·广东东莞南城月考)下列有关硫的氧化物的说法正确的是 ( )
A．SO2和SO3均是酸性氧化物
B．SO2的漂白原理和氯气的漂白原理相同
C．在SO2＋2H2S===3S＋2H2O反应中，SO2作氧化剂，其具有很强的氧化性
D．把某气体通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊，该气体一定是SO2
【答案】A
【解析】错选B的原因在于对所学漂白类型及原理掌握不到位。SO2和SO3均是酸性氧化物，因其都符合酸性氧化物的概念，A正确；二氧化硫氧化性不强，C错误；能使澄清的石灰水变浑浊的气体可能是CO2也可能是SO2，D错误。
[课堂小结]
小练 · 素养达成
1．(2023·江西吉安联考)下列硫及其化合物的性质与用途正确且具有对应关系的是 ( )
A．浓H2SO4具有吸水性，可用作干燥剂
B．SO2具有还原性，可用于漂白纸浆
C．SO2有毒，可以作为食品添加剂
D．S是一种黄色晶体，可用于生产SO2
【答案】A
【解析】浓硫酸具有吸水性，可用作干燥剂，A正确；SO2具有漂白性，可用于漂白纸浆，与还原性无关，B错误；SO2有毒，但在严格控制用量的情况下，二氧化硫可被添加到食品中作漂白剂、防腐剂和抗氧化剂，C错误；S是一种黄色晶体，与生产SO2无对应关系，D错误。
【答案】B
3．下列有关SO2的说法正确的是 ( )
A．SO2和SO3均能与NaOH反应
B．SO2具有漂白性，所以能使碘的淀粉溶液变为无色
C．在SO2＋2H2S===3S＋2H2O反应中，氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2
D．SO2、Cl2均能与FeCl3反应
【答案】A
【解析】SO2和SO3都可以和碱反应生成相应的盐和H2O，A正确；SO2使碘的淀粉溶液褪色，体现其还原性，B错误；该反应中，氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1，C错误；Cl2与FeCl3不反应，D错误。
4．(2023·内蒙古通辽期中)下列对SO2和SO3的叙述正确的是 ( )
A．标准状况下，都是无色气体，都易溶于水
B．都是酸性氧化物，溶于水都生成强酸
C．都可使品红溶液褪色，加热时红色又能再现
D．都属于非电解质
【答案】D
【解析】标准状况下三氧化硫是固体，二氧化硫是气体，二氧化硫和三氧化硫都易溶于水，A错误；SO2＋H2O===H2SO3、SO3＋H2O=== H2SO4，二氧化硫和三氧化硫都是酸性氧化物，但亚硫酸是弱酸，硫酸是强酸，B错误；三氧化硫没有漂白性，二氧化硫具有漂白性，能使品红溶液褪色，但二氧化硫的漂白性不稳定，在加热条件下易恢复为原来颜色，C错误；二氧化硫和三氧化硫本身都不能电离，都属于非电解质，D正确。
5．下列五种有色溶液与SO2作用，均能褪色，其实质相同的是 ( )
①品红溶液 ②溴水 ③滴有酚酞的NaOH溶液 ④酸性KMnO4溶液 ⑤氯水
A．①④ B．①②④
C．②③⑤ D．②④⑤
【答案】D
【解析】SO2在③中表现酸性氧化物的通性，在②④⑤中表现还原性，在①中表现漂白性。
6．下列有关硫的化合物说法正确的是 ( )
A．向品红、酸性高锰酸钾溶液中通入SO2都会褪色，证明了SO2具有漂白性
B．SO2、Cl2都具有漂白性，但若把两种气体按1∶1的体积比混合，其漂白性很差
C．把SO2通入含有酚酞的NaOH溶液中，红色褪去，原因是SO2具有漂白性
D．某气体能使品红溶液褪色，该气体是SO2
【答案】B
【解析】错选A的原因是对SO2使品红、酸性高锰酸钾溶液褪色的原理没有做出正确的分析。二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色，是因为二氧化硫的还原性，A错误；Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，把SO2和Cl2按1∶1的体积比混合，会使其漂白性大大减弱甚至消失，B正确；若没有掌握SO2是酸性氧化物，能和碱反应则会错选C；能使品红溶液褪色的气体有多种，如Cl2、SO2等，D错误。
7．某化学兴趣小组为探究SO2的性质，按下图所示装置进行实验。已知：Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O。
请回答下列问题：
(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器的名称是________________。
(2)实验过程中，装置B中产生的现象为______________________，这说明SO2具有____________。
(3)装置C的目的是探究SO2与品红溶液发生反应的可逆性，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
(2)溶液由紫红色变为无色 还原性
(3)品红溶液褪色后，关闭分液漏斗旋塞，点燃酒精灯加热，溶液恢复为红色 (4)NaOH(共46张PPT)
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
第2课时 硫酸 硫酸盐
学习目标 素养目标 学法指导
1.结合初中知识及实验探究，认识浓硫酸的吸水性和脱水性及其区别 实验探究与创新意识 1.比较法学习浓硫酸的吸水性和脱水性
2.从硫元素的＋6价认识浓硫酸的强氧化性，并通过浓硫酸与铜反应的实验探究，加深对浓硫酸强氧化性的认识
3.通过比较浓硫酸与稀硫酸的性质，认识二者体现氧化性的原因所在
2.通过浓硫酸与铜反应的实验探究，掌握浓硫酸的强氧化性 实验探究与创新意识 3.联系生产、生活实际，认识常见硫酸盐的成分、性质和应用 科学态度与社会责任 课前 · 新知导学
1．用途：重要的化工原料，可用于生产______、______、炸药、染料和盐类等。
2．工业上制备硫酸的原料
(1)硫黄或其他含硫矿物(如________)。
(2)从冶炼金属时产生的废气中回收的__________。
硫酸的用途和制备
化肥
农药
黄铁矿
二氧化硫
3．工业制硫酸的原理示意图
SO2
SO3
(2023·辽宁学考改编)硫及其化合物广泛存在于自然界中，工业上一般以硫黄或其他含硫矿物(如黄铁矿)为原料来制备硫酸。工业制硫酸充分体现了化学工业在国民经济发展中的重要地位，凸显了化学学科在自然资源和能源综合利用方面的重要价值。如图为工业制硫酸的原理示意图。该流程不涉及的核心化学反应是 ( )
【答案】C
【解析】工业制硫酸时，煅烧硫或黄铁矿制备SO2，二氧化硫被氧化为SO3，SO3溶于水转化为H2SO4过程中放热，产生酸雾降低SO3吸收效率，故在吸收塔内用98.3%的浓硫酸吸收SO3，但反应为SO3＋H2O ===H2SO4，则C项中的反应不是该流程的核心反应，C错误。
1．稀硫酸的化学性质
硫酸的性质
红
Zn2+＋H2↑
Cu2+
2．浓硫酸的特性
(1)吸水性：浓硫酸能吸收存在于周围环境中的______，故常用作________。
(2)脱水性：浓硫酸能将______、纸张、棉布和木材等有机物中的______和______按_____________脱去。
水分
干燥剂
蔗糖
氢
氧
水的组成比
实验操作
实验现象 ①蔗糖先变黄，再逐渐变黑
②蔗糖体积膨胀，形成黑色疏松多孔的海绵状的炭，并放出有刺激性气味的气体
实验结论 ①浓硫酸具有__________，能将蔗糖炭化
②浓硫酸具有__________，能将炭氧化成CO2，自身被还原为SO2
脱水性
强氧化性
(3)强氧化性：能氧化大多数金属单质和部分非金属单质。
①与金属的反应。
教材【实验5－3】浓硫酸与铜反应：
实验操作
实验现象 a试管中铜丝表面_____________；
b试管中的品红溶液逐渐变为_______；
c试管中的石蕊溶液逐渐变为_______；
将a试管里的溶液冷却后慢慢倒入水中，溶液变为______
化学方程式
_____________________________________________
②与非金属的反应。
在加热时，浓硫酸与木炭发生反应：__________________________ __________________。
有气泡逸出
无色
红色
蓝色
＋2SO2↑＋2H2O
(1)在实验中将铜丝下端卷成螺旋状的目的是什么？
【答案】增大铜丝与浓硫酸的接触面积，以加快反应速率。
(2)实验室用金属与酸反应制取氢气时，往往用稀硫酸，而不用浓硫酸，这是为什么？
【答案】稀硫酸与(活泼)金属反应时可生成氢气，而浓硫酸与金属反应时往往得不到氢气，而是生成二氧化硫气体。
微思考
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)浓硫酸具有强氧化性，稀硫酸不具有氧化性 ( )
(2)将浓H2SO4滴到湿的蔗糖表面，固体变黑膨胀并有刺激性气味气体生成，说明浓H2SO4有脱水性、吸水性和强氧化性 ( )
(3)浓H2SO4具有强氧化性，SO2具有还原性，所以浓H2SO4不能干燥SO2 ( )
(4)浓H2SO4具有吸水性，所以浓H2SO4可以干燥H2、CO、NH3、H2S、HI、HBr等气体 ( )
(5)铜不能置换出稀硫酸中的氢，但在加热条件下可置换出浓硫酸中的氢 ( )
【答案】(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×
1．硫酸钙
(1)性质。
硫酸盐
(2)用途。
①制作模型和医疗用的__________。
②工业上，可用来调节水泥的__________。
石膏绷带
硬化速率
CaSO4·2H2O
150
大部分
水
糊状物
凝固
2CaSO4·H2O
2．硫酸钡
(1)存在：以重晶石(BaSO4)的形式存在。
(2)性质：白色固体，不溶于__________，且不容易被______射线透过。
(3)用途：在医疗上可被用作消化系统X射线检查的内服药剂，俗称“_______”。
水和酸
X
钡餐
3．硫酸铜
(1)性质。
______色粉末，结合水后会变成______色晶体，化学方程式为_______________________________，CuSO4·5H2O俗称________。
(2)用途。
①硫酸铜可用来检验________________________。
②胆矾可与__________混合制成一种常用农药——__________。
白
蓝
CuSO4＋5H2O===CuSO4·5H2O
胆矾
酒精中是否含有少量水
石灰乳
波尔多液
已知Ba2+有毒，那么不溶于水的碳酸钡能否代替硫酸钡用作“钡餐”？
【答案】不能。因BaCO3可溶于胃酸(盐酸)中，生成可溶于水的Ba2+，使人中毒。
微思考
下列说法正确的是 ( )
A．无水硫酸铜为蓝色固体，遇水变为白色
B．BaCO3和BaSO4都不溶于水，都可用作“钡餐”
C．熟石膏化学式为CaSO4·2H2O，可制成模型
D．波尔多液可由胆矾与石灰乳混合制成
【答案】D
课堂 · 重难探究
[重难理解]
1．浓硫酸吸水性、脱水性的区别
重难点 浓硫酸的吸水性、脱水性和强氧化性
由此看出：二者的根本区别在于物质本身是否存在水分子。
2．浓硫酸的强氧化性
(1)本质。
浓硫酸具有强氧化性，是因为H2SO4分子中＋6价的硫元素具有很强的得电子能力。
(2)反应规律。
①常温下与活泼金属反应(铁、铝钝化)表现强氧化性和酸性，生成硫酸盐和SO2，硫酸浓度变小后，生成的气体为H2。
②与较不活泼金属反应：
向50 mL 18 mol/L H2SO4溶液中加入足量的铜片并加热，充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量 ( )
A．小于0.45 mol
B．等于0.45 mol
C．在0.45 mol和0.90 mol之间
D．大于0.90 mol
【答案】A
[典例精练]
【规律方法】 浓硫酸的氧化性类型题
一是理解题意，明确题目要求。如例题中求“被还原的H2SO4的物质的量”。二是硫酸的浓度对反应的影响。类似问题还有MnO2与浓盐酸在加热条件下产生氯气，而稀盐酸不与MnO2反应。因此，一切因浓度不同而产生不同产物(或不发生反应)的反应都会遇到上述问题，计算时要考虑反应的实际情况。
将下列硫酸的性质填到相应的括号内(填字母)。
A．酸性 B．吸水性 C．脱水性 D．强氧化性
(1)浓H2SO4滴在纸上，使纸变黑 ( )
(2)浓H2SO4干燥SO2气体 ( )
(3)锌粒放入稀H2SO4中有气体放出 ( )
(4)盛有浓H2SO4的烧杯敞口放置一段时间后，质量增加 ( )
(5)把木炭放入热的浓H2SO4中有气体放出 ( )
【答案】(1)C (2)B (3)A (4)B (5)D
下列有关浓硫酸的说法中正确的是 ( )
A．浓硫酸常用作干燥剂，它是利用了浓硫酸的脱水性
B．浓硫酸具有极强的氧化性，故把铁片放入浓硫酸中会生成Fe2(SO4)3
C．浓硫酸是酸，故在和金属反应时，符合酸与金属反应的通式：酸＋金属―→盐＋H2↑
D．浓硫酸稀释会放出大量的热，故正确的稀释方法是把浓硫酸缓慢加入水中，并不断搅拌
【答案】D
【解析】错选A的原因在于对浓硫酸的吸水性和脱水性理解不到位。吸水是一个物理过程，相当于干燥某物质，而脱水是一个化学过程，是把物质中的氢和氧以2∶1(即水分子)的形式脱出。错选B的原因在于对所学基础知识掌握不到位，对知识不能灵活使用导致片面地分析问题。浓硫酸是酸，且具有强氧化性，但它又有其自身的特性。如常温时使铁、铝钝化，故不能使铁与浓硫酸进一步反应而生成Fe2(SO4)3。错选C的原因是对浓硫酸的特性掌握不熟练。浓硫酸因其具有强氧化性，反应中＋6价的S原子得电子。故其与金属的反应与常见的酸和金属的反应不同，浓硫酸在和金属反应时，除了生成盐外，还会生成SO2气体和水。
(2023·甘肃天水二中段考)下列有关硫及其化合物的说法中正确的是 ( )
A．浓硫酸具有吸水性，可作干燥剂，不能干燥NH3，也不能干燥H2S等还原性气体
B．浓硫酸与灼热的炭反应，体现了浓硫酸的强氧化性和酸性
C．浓硫酸和稀硫酸性质完全相同
D．以硫黄或黄铁矿为原料生产硫酸的过程中，所涉及的反应均为氧化还原反应
【答案】A
【解析】浓硫酸具有吸水性，可作干燥剂，氨气为碱性气体，不能用浓硫酸干燥，同时浓硫酸还具有强氧化性，所以不能干燥H2S等还原性气体，A正确；浓硫酸与灼热的炭反应时没有盐生成，不体现酸性，B错误；浓硫酸主要以H2SO4分子存在，稀硫酸中以H＋和SO存在，二者性质不同，C错误；以硫黄或黄铁矿为原料生产硫酸的过程中，吸收塔中用98.3%的浓H2SO4吸收三氧化硫的过程不是氧化还原反应，D错误。
[课堂小结]
小练 · 素养达成
1．(2023·云南大理民族中学段考)浓硫酸与下列物质作用时，既表现氧化性又表现酸性的是 ( )
A．氧化铜 B．氧化亚铁
C．硫化氢气体 D．红热的木炭
【答案】B
【解析】氧化铜和浓硫酸反应生成硫酸铜和水，硫酸中元素化合价不变，硫酸只表现酸性，故A错误；氧化亚铁和浓硫酸反应生成硫酸铁、二氧化硫、水，部分硫酸中S元素化合价降低生成二氧化硫，部分硫酸中元素化合价不变生成盐，硫酸既表现氧化性又表现酸性，故B正确；硫化氢气体和浓硫酸反应生成S、二氧化硫、水，硫酸中S元素化合价降低生成二氧化硫，硫酸只表现氧化性，故C错误；浓硫酸和红热的木炭反应生成二氧化硫、二氧化碳、水，硫酸中S元素化合价降低生成二氧化硫，硫酸只表现氧化性，故D错误。
2．(2022·江苏徐州月考)SO3可溶于浓硫酸生成H2SO4·SO3，继续与水反应转化为H2SO4，下列有关硫酸的说法正确的是 ( )
A．浓硫酸具有吸水性，可用于干燥氨气
B．浓硫酸与铁不反应，可用铁罐储运浓硫酸
C．常温下，可用浓硫酸与Cu反应制备SO2
D．将1 mol H2SO4·SO3全部转化为H2SO4需消耗1 mol H2O
【答案】D
【答案】B
【解析】CaSO4·2H2O、CuSO4·5H2O都属于纯净物，A错误；碳酸钡可溶于盐酸，不可用作“钡餐”，C错误；胆矾失去结晶水的过程属于化学变化，D错误。
4．下列关于浓硫酸与稀硫酸的说法中不正确的是 ( )
A．浓硫酸使硫酸铜晶体变白，体现了浓硫酸的吸水性
B．浓硫酸有氧化性没有酸性
C．用玻璃棒各蘸少许涂在纸上，可以区别浓硫酸和稀硫酸
D．常温下，浓硫酸和稀硫酸都不能与铜反应
【答案】B
【解析】硫酸铜晶体遇浓硫酸变白，体现浓硫酸的吸水性，A正确；加热条件下，浓硫酸与铜反应既体现浓硫酸的氧化性，又体现其酸性，B错误；浓硫酸具有脱水性，涂在纸上，使其变黑色，稀硫酸涂在纸上无明显变化，C正确；铜与浓硫酸在加热条件下发生反应，在常温下与浓硫酸和稀硫酸都不反应，D正确。
5．(2023·河北联考)若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a～d均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验，下列有关叙述正确的是 ( )
A．a处紫色石蕊试液先变红后褪色
B．c处出现淡黄色浑浊，说明SO2具有氧化性
C．浓硫酸与Cu的反应，只体现了浓硫酸的强氧化性
D．反应结束后，可向试管中加水，观察溶液是否变蓝，以检验是否有Cu2+生成
【答案】B
【解析】SO2是酸性气体，能够与石蕊溶液中的水反应产生H2SO3，H2SO3具有酸性，可以使紫色石蕊溶液变为红色，但不能被漂白，故a处看到的现象是紫色石蕊溶液变红，A错误；在c处，SO2与H2S发生氧化还原反应产生难溶于水的S单质，在该反应中SO2表现氧化性，SO2将H2S氧化，体现了氧化性，因此c处出现淡黄色浑浊，B正确；铜和浓硫酸反应过程中，生成CuSO4体现出浓硫酸的酸性，生成SO2又体现出浓硫酸的强氧化性，C错误；反应结束后，试管中还存在过量的浓硫酸，由于浓硫酸溶于水会放出大量热量，故若向试管中加水会引起暴沸，D错误。
6．在化学课上围绕浓硫酸的化学性质进行了如下实验探究，将适量的蔗糖放入烧杯中，加入几滴水，搅拌均匀，然后加入浓硫酸，生成黑色物质。
请回答下列问题：
(1)生成的黑色物质(单质)是__________(填化学式)。
(2)这种黑色物质继续与浓硫酸作用会产生两种气体，其中一种气体有刺激性气味，是大气的主要污染物之一，这种刺激性气味的气体是________(填化学式)，反应的化学方程式为_______________________。
(3)将(2)中产生的有刺激性气味的气体通入品红溶液中，可以看到品红溶液________，说明这种气体具有________性；将(2)中产生的有刺激性气味的气体通入水中可生成一种不稳定、易分解的酸，请写出该反应的化学方程式：________________________。
(4)能否用澄清石灰水鉴别这两种气体？________(填“能”或“不能”)。若不能，请填写两种能鉴别的试剂：______________。
【解析】(3)SO2具有漂白性，因此将(2)中产生的有刺激性气味的气体通入品红溶液中，可以看到品红溶液褪色；SO2与水反应生成亚硫酸，亚硫酸不稳定，反应的化学方程式为SO2＋H2O H2SO3。(4)SO2、CO2均能使澄清石灰水变浑浊，且气体过量后沉淀又溶解，所以不能用澄清石灰水鉴别这两种气体；由于SO2具有漂白性和还原性，所以能鉴别两种气体的试剂可以是品红溶液、溴水等。(共50张PPT)
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
第3课时 硫酸根离子的检验 不同价态含硫物质的转化
学习目标 素养目标
通过对比实验，掌握硫酸根离子的检验方法，以此为基础能设计出粗盐提纯的方案和操作方法 证据推理与模型认知，实验探究与创新意识
通过实验探究不同价态含硫物质的相互转化，掌握运用氧化还原反应规律寻找合适的氧化剂和还原剂的方法 变化观念与平衡思想，科学探究与创新意识
学法指导
1．通过阅读教材相关内容，了解硫元素在自然界中的转化、含硫元素的物质在自然界中的存在以及含硫物质的主要来源
2．从化合价变化角度和物质分类角度设计含硫物质间的转化，从而巩固氧化还原反应知识及物质类别转化方法，构建含硫物质的价—类二维图，形成知识网络
课前 · 新知导学
1．教材【实验5－4】中的化学反应
(1)向少量稀硫酸、Na2SO4溶液和Na2CO3溶液中分别滴加几滴BaCl2溶液，所发生反应的离子方程式分别为______________________、________________________、_________________________。
(2)碳酸钡溶于稀盐酸反应的化学方程式为______________________ _______________。
硫酸根离子的检验
BaCO3＋2HCl===BaCl2
＋H2O＋CO2↑
稀盐酸
BaCl2溶液
稀盐酸
BaCl2溶液
无明显现象
出现白色沉淀
【答案】不一定。若原溶液中含有Ag＋也会有类似的实验现象。
微思考
用可溶性钡盐检验硫酸根离子的存在时，先在待测溶液中加入盐酸，其作用是 ( )
A．形成较多的白色沉淀
B．形成的沉淀纯度更高
C．排除硫酸根离子以外其他阴离子及银离子的干扰
D．排除钡离子以外的其他阳离子的干扰
【答案】C
1．自然界中硫的存在与转化
(1)游离态的硫存在于________附近或地壳的岩层中。
(2)化合态。
①主要以硫化物和硫酸盐的形式存在。
②重要的化合物。
不同价态含硫物质的转化
火山口
名称 黄铁矿 黄铜矿 石膏 芒硝
化学式 _______ _________ ______________ ________________
FeS2
CuFeS2
CaSO4·2H2O
Na2SO4·10H2O
(3)转化。
SO2
SO3
H2SO3
H2SO4
无氧
黄铜矿
O2
芒硝
SO3＋H2O===H2SO4
3．不同价态含硫物质的转化
(1)通过__________反应可实现不同价态含硫物质的相互转化。
(2)利用__________剂，可将硫元素从低价态转化到高价态。
(3)利用__________剂，可将硫元素从高价态转化到低价态。
氧化
还原
氧化还原
氧化
还原
黄铁矿或硫黄在过量的纯氧中充分反应，能否直接生成SO3
【答案】不能。含硫物质与氧气反应时一般只能得到SO2。
微思考
(2023·湖南长沙雅礼中学期中)硫元素的几种化合物及其单质存在下列转化关系(反应条件省略)。下列判断不正确的是 ( )
【答案】D
【解析】反应①为浓硫酸氧化铜单质的反应，浓硫酸作氧化剂被还原成SO2，化合价降低2价，Cu作还原剂被氧化成Cu2+，化合价升高2价，所以氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶1，A正确；二氧化硫与NaOH反应生成盐和水，表明二氧化硫为酸性氧化物，B正确；反应③为Na2SO3＋S===Na2S2O3，生成物只有一种，原子利用率是100%，C正确；反应④的化学方程式Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O，稀硫酸既不是氧化剂也不是还原剂，D错误。
课堂 · 重难探究
[重难理解]
1．除去粗盐中少量可溶性杂质
(1)除去粗盐中可溶性杂质的原理。
(2)试剂加入的先后顺序。
根据原理可知，Na2CO3溶液既可除去CaCl2，又可除去过量的BaCl2，故Na2CO3溶液必须在加BaCl2溶液之后加入，盐酸要除去过量的Na2CO3和NaOH，故应在过滤后，向滤液中加入，因此各试剂的加入顺序可以为：①BaCl2→NaOH→Na2CO3→盐酸；
②NaOH→BaCl2→Na2CO3→盐酸；
③BaCl2→Na2CO3→NaOH→盐酸。
[典例精练]
(2)根据题意，回答下列问题：
①加入过量A的目的是________________________；
②加入过量B的目的是________________________；
③加热煮沸的目的是________________________。
(3)操作Ⅰ是________，操作Ⅱ是________。
【答案】D
重难点二 不同价态含硫物质的转化
[典例精练]
人们认识和应用物质常从两方面入手，一是从物质的类别认识该物质可能跟哪些物质发生反应；二是从物质所含元素的化合价分析该物质是否具有氧化性或还原性。如下图所示是硫元素的各个价态与物质类别的对应关系：
【解析】A中的S的化合价为＋6价且可以转化为硫酸，又可以和二氧化硫互相转化，因此A为三氧化硫；B中的硫的化合价为－2价且为气态氢化物，因此B为硫化氢；由硫元素的价态及转化关系知C为硫酸盐，D为亚硫酸，E为亚硫酸盐。
(2022·广东珠海月考)如图所示为硫元素的单质及其化合物的价类二维图，其中X、Y、Z、W为含硫化合物。下列说法正确的是 ( )
A．实验室可用X的浓溶液与Na2SO3反应制备Y，主要是利用了X的强氧化性
B．Y与KOH反应可以生成W
C．Y和Z反应可以生成S
D．W与盐酸反应可以制取X
【答案】C
【解析】根据元素化合价与物质类型可知：Z是H2S，Y是SO2，X是H2SO4，W是K2SO4，然后根据物质性质分析解答。
【答案】C
[课堂小结]
小练 · 素养达成
【答案】B
【答案】A
【答案】C
4．(2023·广东广州真光中学段考)硫及其化合物的价—类二维图如图所示，则下列说法错误的是 ( )
A．将X与Y混合，可生成淡黄色固体
B．Y与氯气等物质的量混合后能增强漂白性
C．在蔗糖中倒入W的浓溶液，可验证W的浓溶液具有脱水性和强氧化性
D．从氧化还原角度分析，欲制备Na2S2O3，可用Na2SO3与S反应制得
【答案】B
【解析】X为气态氢化物，则X为H2S，Y为硫元素的＋4价氧化物，则Y为SO2，Z为＋4价的盐，则Z为Na2SO3，W为＋6价的酸，则W为H2SO4。将X与Y混合，二氧化硫和硫化氢反应生成淡黄色固体硫和水，A正确；等物质的量SO2与氯气混合后，同时与水反应生成硫酸和盐酸，漂白性消失，B错误；在蔗糖中倒入浓硫酸溶液，蔗糖会变黑且疏松多孔，可验证浓硫酸溶液具有脱水性和强氧化性，C正确；Na2S2O3中S元素化合价为＋2价，Na2SO3与S中S元素化合价分别为＋4和0价，从氧化还原角度分析，可用Na2SO3与S反应制得Na2S2O3，D正确。
5．一定量的浓硫酸跟过量的锌充分反应，产生的气体可能有 ( )
①SO2 ②SO3 ③H2S ④H2
A．①② B．①③
C．①④ D．只有①
【答案】C
【解析】2H2SO4(浓)＋Zn===ZnSO4＋2H2O＋SO2↑，随着反应的进行，硫酸的浓度减小，当变成稀硫酸时，发生反应H2SO4＋Zn=== ZnSO4＋H2↑。
6．粗食盐中除含有钙离子、镁离子、硫酸根离子等可溶性杂质外，还含有泥沙等不溶性杂质。我们食用的精盐是用粗食盐提纯而得到的。通过学习教材中“粗盐的提纯”，回答下列问题。
(1)实验室进行NaCl溶液蒸发时，一般有以下操作过程：①放置酒精灯；②固定铁圈位置；③放上蒸发皿(蒸发皿中盛有NaCl溶液)；④加热搅拌； ⑤停止加热。其正确的操作顺序为_______________(填序号)。
(3)实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的：
溶解时：________________________。
过滤时：________________________。
蒸发时：________________________。
(1)如果将装置中①②③三部分仪器的连接顺序变为②①③，则可以检出的物质是____________，不能检出的物质是______。
(2)如果将仪器的连接顺序变为①③②，则可以检出的物质是__________，不能检出的物质是________________。
(3)如果将仪器的连接顺序变为②③①，则可以检出的物质是__________，不能检出的物质是________。
【答案】(1)SO2、CO2 H2O
(2)H2O SO2、CO2 (3)SO2、CO2 H2O
【解析】Ⅱ. 装置①用于检验产物H2O，只能放在装置②③之前，因为若放在装置②③之后或装置②③之间，则气流通过装置②或③溶液后会带出水蒸气，则无法验证使无水CuSO4变蓝的水蒸气是否是反应生成物。装置③和装置②位置也不得变更，因为SO2、CO2均能使澄清石灰水变浑浊。故在用澄清石灰水来验证CO2前一定要排除SO2的干扰。
①加适量盐酸；②加过量Na2CO3溶液；③过滤；④加过量NaOH溶液；⑤加过量BaCl2溶液。
(1)以上正确的操作顺序为________________________。
(2)步骤③实验中所用的玻璃仪器有烧杯、________、________。
(3)其中，在步骤①中涉及的离子反应方程式有__________________、________________。
(4)除杂操作完成后，得到NaCl固体的操作方法为_______________。
【答案】(1)⑤②④③①(或⑤④②③①或④⑤②③①) (2)玻璃棒 漏斗(共11张PPT)
第五章 化工生产中的重要非金属元素
实验活动4 用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子
【实验目的】
1用化学沉淀法去除粗盐中的Ca2+、Mg2+和SO2。
2．熟练掌握溶解、过滤、蒸发等操作，认识化学方法在物质分离和提纯中的重要作用。
【实验用品】
1．仪器：天平、药匙、量筒、烧杯、胶头滴管、滤纸、坩埚钳、铁架台(带铁圈)、陶土网、火柴。除上述仪器外，还需要的仪器有__________(填序号)。
①分液漏斗 ②玻璃棒 ③漏斗 ④蒸发皿 ⑤酒精灯 ⑥坩埚
【答案】②③④⑤
2．试剂：粗盐、蒸馏水、0.1 mol·L-1氯化钡溶液(其作用是除去__________)、20%的氢氧化钠溶液(其作用是除去__________)、饱和碳酸钠溶液(其作用是除去__________)、6 mol·L-1盐酸、pH试纸。
(1)溶解(如图①)：用天平称取5.0 g粗盐放入烧杯中，然后加入20 mL蒸馏水，用玻璃棒________，使粗盐溶解，得到粗盐水。
(2)沉淀(如图②)：向粗盐水中依次滴加过量的氯化钡溶液、氢氧化钠溶液、饱和碳酸钠溶液，使________________________完全沉淀析出。
(3)过滤(如图③)：将烧杯静置后过滤，除去生成的沉淀和不溶性杂质。过滤中玻璃棒的作用是________，滤液呈________性。
(4)中和(如图④)：向滤液中滴加盐酸，用玻璃棒搅拌，直到______，并用pH试纸检验，使滤液呈中性或微酸性。
(5)蒸发(如图⑤)：将滤液倒入蒸发皿，用酒精灯加热，并用玻璃棒__________。当蒸发皿中出现__________时，停止加热，利用蒸发皿的余热使滤液蒸干。冷却后，得到除去杂质离子的精盐。
【问题探究】
1．本实验中加入试剂的顺序是什么？按照其他顺序加入试剂能否达到同样的目的？
【答案】本实验中加入试剂的顺序是：
BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→盐酸。
按下列顺序加入试剂也可达到实验目的：
①NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→盐酸；
②BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→盐酸。
2．实验操作③和④的顺序能否颠倒？为什么？
【答案】不能颠倒。 因为先加入盐酸时，可使Mg(OH)2、 CaCO3、BaCO3等沉淀溶解，溶液中Mg2+、Ca2+、 Ba2+ 等无法除去。
3．在实验操作②中为什么依次加入的试剂都要略微过量？实验操作④中加入盐酸的目的是什么？
【答案】C
粗盐提纯的过程中，涉及的实验操作正确的是 ( )
【答案】B(共11张PPT)
第五章 化工生产中的重要非金属元素
实验活动5 不同价态含硫物质的转化
【实验目的】
1．通过实验加深对硫及其化合物性质的认识。
2．应用氧化还原反应原理实现不同价态含硫物质的转化。
【实验用品】
1．试剂：浓硫酸、铜片、硫粉、铁粉、Na2S溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液、H2SO3溶液、品红溶液。
2．仪器：试管、天平、量筒、酒精灯、铁架台、试管架、橡胶塞、乳胶管、胶头滴管、玻璃导管、陶土网、玻璃棒、药匙、棉花、镊子、火柴。
【实验过程】
实验1 －2价、＋4价硫转化为0价；＋4价硫转化为＋6价
【答案】淡黄色 淡黄色
实验2 ＋6价的硫转化为＋4价的硫
(1)实验操作：如图所示连接好仪器，向试管中加入1 mL 浓硫酸和一小块铜片，塞上带导管的单孔橡胶塞，加热，观察并记录实验现象。
(2)实验现象：铜片不断溶解且表面有__________________，品红溶液__________。
(3)实验结论：在加热条件下，铜片与浓硫酸反应生成SO2，化学方程式为________________________________________。
【答案】(2)气泡产生 褪色
实验3 0价的硫转化为－2价的硫
(1)实验操作：将0.5 g硫粉和1.0 g铁粉均匀混合，放在陶土网上堆成条状。用灼热的玻璃棒触及混合粉末的一端，当混合物呈红热状态时，移开玻璃棒，观察并记录实验现象。
(2)实验现象：剧烈反应，混合物呈红热状态，冷却后得到________固体。
(3)实验结论：________________________(写化学方程式)。
【问题探究】
1．SO2具有还原性，浓硫酸具有强氧化性，能否用浓硫酸干燥SO2气体？
【答案】能。SO2中硫元素显＋4价，但硫元素的化合价在＋4、＋6价之间不存在中间价态，因此SO2虽具有较强的还原性，但不能被浓硫酸氧化，因此可以用浓硫酸干燥SO2气体。
2．铁粉和硫粉在空气中混合燃烧时，可能会发生哪些化学反应？
【答案】可能会发生Fe与S，S与O2，Fe与O2之间的反应等。
实验室里研究不同价态硫元素之间的转化。
(1)A中发生反应的化学方程式为____________________________。
(2)B中的现象是______________________。
(3)C中出现淡黄色沉淀，反应中Na2S作________(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(4)D中溴水褪色，该反应中S元素的价态变化是由＋4价变为______价。
(5)E的作用是______________，离子方程式为______________。
(6)上述实验体现SO2的性质有____________________________。
(2021·武汉重点中学联考节选)某小组同学设计实验实现几种价态硫元素的转化，可选用的实验药品如下：①Na2SO3溶液；②浓硫酸；③Na2S溶液；④稀硫酸；⑤酸性KMnO4溶液；⑥品红溶液；⑦铜片。
(1)实验Ⅰ选择的试剂是①和______(填序号)，该转化利用了Na2SO3的________性。证明实现该转化的现象是______________________。
(2)实验Ⅱ实现了＋4价和－2价S向0价S的转化，写出该转化反应的离子方程式：__________________________________________。
(3)实验Ⅲ中发生反应的化学方程式是________________________，证明实现该转化的现象是________________________________。
