新人教版高中化學(xué)必修第二冊(cè)知識(shí)點(diǎn)填空02-第五章 化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素（答案版）

第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素

第一節(jié)硫及其化合物

一、硫和二氧化硫

（一）硫

1、硫元素的位置、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

（1）硫元素位于元素周期表的第三周期、第ⅥA族，硫原子的最外電子層有6個(gè)電子，在化學(xué)

反應(yīng)中容易得到2個(gè)電子，形成－2價(jià)硫的化合物。

（2）與氧元素相比，得電子能力相對(duì)較弱，非金屬性比氧的弱。故在富含O2的地表附近的含硫

化合物中，硫常顯＋4價(jià)或＋6價(jià)，而氧顯－2價(jià)。

2、硫單質(zhì)的物理性質(zhì)

硫(俗稱硫黃)是一種黃色晶體，質(zhì)脆，易研成粉末。硫難溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫

化碳。

3、硫單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)

（1）氧化性表現(xiàn)為與金屬、H2反應(yīng)：

與Fe、Cu、H2反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為S＋Fe=====FeS、S＋2Cu=====Cu2S、S＋H2=====H2S，

△△△

在這些反應(yīng)，S均作氧化劑。

點(diǎn)燃

（2）還原性表現(xiàn)為與O2反應(yīng)，其化學(xué)方程式為S＋O2=====SO2，反應(yīng)中S作還原劑。

注意：(1)硫的氧化性較弱，與變價(jià)金屬反應(yīng)，生成低價(jià)態(tài)的金屬硫化物。

(2)硫與氧氣反應(yīng)，無(wú)論氧氣是否過(guò)量，只生成SO2。

（二）二氧化硫

1、物理性質(zhì)

二氧化硫是一種無(wú)色、有刺激性氣味的有毒氣體，密度比空氣的大，易溶于水。在通常情況下，

1體積的水可以溶解約40體積的SO2。

2、化學(xué)性質(zhì)

（1）具有酸性氧化物的性質(zhì)

①與H2O反應(yīng)的化學(xué)方程式為：SO2＋H2OH2SO3。

②與堿(如NaOH)反應(yīng)的化學(xué)方程式為：SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O。

（2）還原性

SO2在一定條件下與O2反應(yīng)的化學(xué)方程式為：，生成的SO3也是酸性氧化物，

與H2O反應(yīng)的化學(xué)方程式為：SO3＋H2O===H2SO4。

（3）氧化性

1

SO2與H2S反應(yīng)的化學(xué)方程式為：SO2＋2H2S===3S＋2H2O。

（4）漂白性

①SO2通入品紅溶液中，品紅溶液褪色，加熱時(shí)，溶液又變紅色。

②SO2的漂白原理：SO2與某些有色物質(zhì)生成不穩(wěn)定的無(wú)色物質(zhì)。這些無(wú)色物質(zhì)容易分解又使有色物質(zhì)恢復(fù)

原來(lái)的顏色。

③應(yīng)用：SO2在工業(yè)上應(yīng)用于漂白紙漿、毛、絲等；此外SO2可用于殺菌消毒，還是一種食品添加劑。

3、可逆反應(yīng)

（1）正反應(yīng)：向生成物方向進(jìn)行的反應(yīng)。

（2）逆反應(yīng)：向反應(yīng)物方向進(jìn)行的反應(yīng)。

（3）可逆反應(yīng)：在同一條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時(shí)又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)。

二、硫酸

1、工業(yè)制硫酸的原理示意圖

點(diǎn)燃燃燒

（1）S＋O2=====SO2或4FeS2＋11O2=====2Fe2O3＋8SO2；

V2O5

（2）2SO2＋O22SO3，

400～500℃

（3）SO3＋H2O===H2SO4。

2、硫酸的酸性

＋2－

（1）電離方程式：H2SO4===2H＋SO4。

＋2＋

（2）寫(xiě)出稀硫酸與Zn、CuO、NaOH溶液、NaHCO3溶液反應(yīng)的離子方程式分別為Zn＋2H===Zn＋

－

＋2＋＋－＋

H2↑、CuO＋2H===Cu＋H2O、H＋OH===H2O、HCO3＋H===CO2↑＋H2O。

3、濃硫酸的特性

（1）吸水性：濃硫酸能吸收存在于周圍環(huán)境中的水分，可用于作干燥劑。

（2）脫水性：濃硫酸能將蔗糖、紙張、棉布和木材等有機(jī)物中的氫元素和氧元素按水的組成比脫去。

（3）強(qiáng)氧化性

①與金屬Cu反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H2SO4(濃)＋Cu=====CuSO4＋SO2↑＋2H2O。反應(yīng)中氧化劑是濃硫

△

酸，還原劑是Cu，還原產(chǎn)物為SO2。

②與非金屬的反應(yīng)

濃硫酸與木炭反應(yīng)的化學(xué)方程式為C＋2H2SO4(濃)=====CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。反應(yīng)中氧化劑為濃硫

△

酸，還原劑為C，還原產(chǎn)物為SO2。

4、常見(jiàn)的硫酸鹽

2

（1）石膏(化學(xué)式為CaSO4·2H2O)，加熱失水變?yōu)槭焓?化學(xué)式為2CaSO4·H2O)，應(yīng)用于制作各種

模型和醫(yī)療用的石膏繃帶，工業(yè)上還用于調(diào)節(jié)水泥的硬化速率。

（2）硫酸鋇又稱“重晶石”或“鋇餐”，用于生產(chǎn)其他鋇鹽的原料或消化系統(tǒng)X射線檢查的內(nèi)服藥劑。

（3）硫酸銅為白色粉末，CuSO4結(jié)合水后變?yōu)樗{(lán)色晶體膽礬(化學(xué)式為CuSO4·5H2O)，又稱藍(lán)礬。

無(wú)水CuSO4可用于檢驗(yàn)H2O的存在。膽礬和石灰乳混合制成一種常用的農(nóng)藥——波爾多液。

5、探究1：蔗糖的脫水實(shí)驗(yàn)

濃硫酸

（1）蔗糖逐漸變黑。原因是濃硫酸具有脫水性：C12H22O11――→12C＋11H2O。

（2）蔗糖體積膨脹，形成黑色疏松多孔的海綿狀的炭，并放出有刺激性氣味的氣體。原因是濃硫酸具有

強(qiáng)氧化性，把C氧化成CO2，并有SO2氣體放出。

6、探究2：濃硫酸與Cu的反應(yīng)

（1）a中銅絲變黑，有氣體逸出；b中品紅溶液逐漸變?yōu)闊o(wú)色；c中溶液變?yōu)榧t色。

－2－

（2）NaOH溶液棉團(tuán)的作用是吸收尾氣SO2，防止污染空氣：SO2＋2OH===SO3＋H2O。

三、硫酸根離子的檢驗(yàn)

2－

1、SO4的檢驗(yàn)

（1）實(shí)驗(yàn)探究：

BaCl2溶液稀鹽酸

①稀硫酸或Na2SO4溶液――――→――→現(xiàn)象為有白色沉淀生成，加鹽酸后白色沉淀不溶解。

BaCl2溶液稀鹽酸

②Na2CO3溶液――――→――→現(xiàn)象為有白色沉淀生成，加鹽酸后白色沉淀溶解且放出氣體。

－先加稀鹽酸BaCl2溶液

(2)SO2的檢驗(yàn)一般思路：待測(cè)液―――――→無(wú)沉淀無(wú)氣體生成――――→白色沉淀生成。

4酸化

2、粗鹽中可溶性雜質(zhì)的除去

雜質(zhì)加入的試劑化學(xué)方程式

Na2SO4BaCl2溶液Na2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2NaCl

MgCl2NaOH溶液MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl

CaCl2Na2CO3溶液CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl

3

四、不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化

（一）自然界中硫的存在和轉(zhuǎn)化

1、硫的存在

（1）在自然界中硫元素主要以化合態(tài)形式存在，通常以硫化物的形式存在，如黃鐵礦(FeS2)、黃

銅礦(CuFeS2)。在地表附近，硫化物轉(zhuǎn)化為硫酸鹽，如石膏(CaSO4·2H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)等。

（2）游離態(tài)的硫存在于火山口附近或地殼的巖層中。

2、硫的轉(zhuǎn)化

火山口附近的硫單質(zhì)會(huì)被大氣中的氧氣氧化成二氧化硫，二氧化硫可被進(jìn)一步氧化成三氧化硫。

（二）常見(jiàn)硫的價(jià)態(tài)及轉(zhuǎn)化

1、硫元素常見(jiàn)的化合價(jià)有－2、0、＋4和＋6，可以通過(guò)氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的相互

轉(zhuǎn)化。利用氧化劑，可將硫元素從低價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)化到高價(jià)態(tài)；利用還原劑，可將硫元素從高

價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)化到低價(jià)態(tài)。

2、硫的不同價(jià)態(tài)所對(duì)應(yīng)的常見(jiàn)化合物

（1）含有－2價(jià)硫的物質(zhì)有酸：H2S，鹽：Na2S、NaHS等。

（2）含有＋4價(jià)硫的物質(zhì)有氧化物：SO2，酸：H2SO3，鹽：Na2SO3、NaHSO3等。

（3）含有＋6價(jià)硫的物質(zhì)有氧化物：SO3，酸：H2SO4，鹽：Na2SO4、NaHSO4等。

3、不同價(jià)態(tài)硫元素之間的相互轉(zhuǎn)化

不同價(jià)態(tài)硫元素之間的相互轉(zhuǎn)化主要通過(guò)氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)。上述轉(zhuǎn)化中，從左到右，硫元素化合價(jià)

升高，需加入氧化劑。從右到左，硫元素化合價(jià)降低，需加入還原劑。

4、相同價(jià)態(tài)硫元素之間的轉(zhuǎn)化

以上兩種轉(zhuǎn)化關(guān)系均屬于相同價(jià)態(tài)硫元素之間的轉(zhuǎn)化，從左到右的轉(zhuǎn)化，加入堿可以實(shí)現(xiàn)；從右

到左的轉(zhuǎn)化，加入酸可以實(shí)現(xiàn)。

4

第二節(jié)氮及其化合物

一、氮?dú)馀c氮的固定

1、氮元素的位置、結(jié)構(gòu)與存在

（1）氮元素位于元素周期表的第二周期、第ⅤA族。氮原子的最外電子層有5個(gè)電子，既不

容易得到3個(gè)電子，也不容易失去5個(gè)電子。因此，氮原子一般通過(guò)共用電子對(duì)與其他原子相互結(jié)合

構(gòu)成物質(zhì)。

（2）氮元素在自然界中主要以氮分子的形式存在于空氣中，部分氮元素存在于動(dòng)植物體內(nèi)的蛋白質(zhì)

中，還有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸鹽和銨鹽中。

2、氮?dú)獾奈锢硇再|(zhì)

N2是一種無(wú)色、無(wú)味的氣體，ρ(N2)＜ρ(空氣)，難溶于水。

3、氮?dú)獾慕Y(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)

（1）N2的結(jié)構(gòu)：N2的結(jié)構(gòu)式為N≡N，氮氮鍵很難斷裂，化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定。

（2）化學(xué)性質(zhì)

N2在高溫、放電等條件下，N2獲得足夠的能量，使N≡N斷裂。寫(xiě)出N2與Mg、H2、O2反應(yīng)的化學(xué)方

程式。

點(diǎn)燃高溫、高壓高溫或放電

①3Mg＋N2=====Mg3N2；②N2＋3H22NH3；③N2＋O2=====2NO。

催化劑

4、氮的固定：將大氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過(guò)程。

（1）自然固氮：大自然通過(guò)閃電釋放的能量將空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為含氮的化合物，或者通過(guò)豆科植物的根

瘤菌將氮?dú)廪D(zhuǎn)化成氨。

（2）人工固氮：人類通過(guò)控制條件，將氮?dú)庋趸蜻€原為氮的化合物，最重要的人工固氮途徑就

是工業(yè)合成氨。

二、一氧化氮和二氧化氮

1、物理性質(zhì)

顏色狀態(tài)氣味毒性水溶性

NO無(wú)色氣態(tài)無(wú)味有毒不溶

NO2紅棕色氣態(tài)有刺激性氣味有毒易溶

2、化學(xué)性質(zhì)

（1）NO在空氣中易轉(zhuǎn)化為紅棕色的NO2，反應(yīng)方程式為：2NO＋O2===2NO2。

(2)NO2與H2O反應(yīng)生成HNO3和NO，反應(yīng)方程式為：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。

三、氨和銨鹽

（一）氨

1、氨的物理性質(zhì)

5

（1）氨是無(wú)色、有刺激性氣味的氣體，密度比空氣的小，很容易液化。

（2）氨極易溶于水：在常溫常壓下，1體積水大約可溶解700體積氨。可利用噴泉實(shí)驗(yàn)證明NH3

極易溶于水。

2、氨的化學(xué)性質(zhì)

（1）NH3與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NH3＋H2ONH3·H2O。

（2）NH3與酸反應(yīng)生成銨鹽

①濃氨水揮發(fā)出的NH3與濃鹽酸揮發(fā)出的HCl相遇形成白煙，即NH4Cl晶體小顆粒，其反應(yīng)的

方程式為：NH3＋HCl===NH4Cl。

＋＋

②氨通入稀硫酸中反應(yīng)的離子方程式為NH3＋H===NH4。

（3）氨的催化氧化

催化劑

氨催化氧化制HNO3的系列反應(yīng)方程式依次為：4NH3＋5O2=====4NO＋6H2O，2NO＋

O2===2NO2，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO?！?/p>

＋

（二）銨鹽——銨根離子(NH4)與酸根離子構(gòu)成的化合物

1、不穩(wěn)定性：NH4Cl、NH4HCO3受熱分解的化學(xué)方程式分別為NH4Cl=====NH3↑＋HCl↑、

△

NH4HCO3=====NH3↑＋H2O＋CO2↑。

△

2、與堿的反應(yīng)

（1）固體反應(yīng)：NH4Cl與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NH4Cl＋NaOH=====NH3↑＋NaCl＋H2O。

△

＋－

（2）溶液中銨鹽與強(qiáng)堿反應(yīng)的離子方程式(加熱)：NH4＋OH=====NH3↑＋H2O。

＋△－

（3）稀溶液中銨鹽與強(qiáng)堿反應(yīng)的離子方程式(不加熱)：NH4＋OH===NH3·H2O。

3、銨鹽與堿反應(yīng)的兩個(gè)應(yīng)用

＋

（1）檢驗(yàn)NH4：待測(cè)液中加NaOH溶液并加熱，用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙放置于試管口，若試紙變藍(lán)，說(shuō)明

＋

溶液中含NH4。

（2）實(shí)驗(yàn)室制備NH3

4、氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法

（1）原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2=====CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。

△

（2）裝置

①發(fā)生裝置：固體＋固體――→氣體，與實(shí)驗(yàn)室利用氯酸鉀和二氧化錳加熱制取氧氣的裝置相同。

△

6

②凈化裝置：通常用堿石灰干燥氨氣，不能用五氧化二磷、濃硫酸和無(wú)水氯化鈣干燥。

（3）收集方法：向下排空氣法收集，試管口塞一團(tuán)疏松的棉花團(tuán)，目的是防止氨氣與空氣形成對(duì)

流，以收集到較純凈的氨氣。

（4）驗(yàn)滿方法

①方法一：用鑷子夾住一片濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙放在試管口，若試紙變藍(lán)，說(shuō)明已經(jīng)收集滿。

②方法二：用蘸取濃鹽酸的玻璃棒靠近試管口，若有白煙生成，說(shuō)明已經(jīng)收集滿。

（5）尾氣處理：多余的氨氣要吸收掉(可在導(dǎo)管口放一團(tuán)用水或稀硫酸浸潤(rùn)的棉花球)以避免污染空氣。

在吸收時(shí)要防止倒吸，常采用的裝置如圖所示：

5、實(shí)驗(yàn)室快速制氨氣的方法

（1）加熱濃氨水法：NH3·H2O不穩(wěn)定，受熱易分解生成NH3：NH3·H2O=====NH3↑＋H2O，故可直接

△

加熱濃氨水制備NH3。

（2）濃氨水加固體NaOH(或生石灰、堿石灰)法：固體NaOH溶于水放出大量的熱，會(huì)促使氨水分解，而

生石灰可與水反應(yīng)生成Ca(OH)2，同時(shí)反應(yīng)放熱，也會(huì)促使氨水分解，故可在常溫下向固體NaOH

或CaO中滴加濃氨水來(lái)制備NH3。反應(yīng)裝置圖分別為：

四、硝酸

1、物理性質(zhì)

顏色狀態(tài)氣味特性

無(wú)色液態(tài)有刺激性氣味易揮發(fā)

2、化學(xué)性質(zhì)

（1）酸性：屬于強(qiáng)酸，具有酸的通性，如CaCO3與HNO3反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaCO3＋

2HNO3(稀)===Ca(NO3)2＋CO2↑＋H2O。

（2）不穩(wěn)定性：見(jiàn)光或者受熱易分解，化學(xué)方程式為4HNO3=====4NO2↑＋O2↑＋2H2O。所以硝酸一般保

或光照

△

存在棕色試劑瓶中，并放置在陰涼處。

7

（3）強(qiáng)氧化性

①Cu與濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。

Cu與稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。

②與Fe、Al反應(yīng)：常溫下，濃硝酸或濃硫酸可使鐵、鋁表面形成一層致密的氧化物薄膜，所以可以用

鐵制容器或鋁制容器來(lái)盛裝濃硝酸或濃硫酸。當(dāng)加熱時(shí)，F(xiàn)e、Al會(huì)與濃硝酸或濃硫酸發(fā)生反應(yīng)。

③濃硝酸和濃鹽酸的混合物(體積比為1∶3)叫做王水，能使一些不溶于硝酸的金屬如金、鉑等溶解。

3、用途

硝酸是重要的化工原料，可用于制造化肥、炸藥、染料、農(nóng)藥等。

五、酸雨及防治

1、SO2、NOx的主要來(lái)源

（1）SO2：主要來(lái)源于煤、石油和某些含硫的金屬礦物的燃燒或冶煉。

（2）NOx：主要來(lái)源于機(jī)動(dòng)車產(chǎn)生的尾氣。

2、SO2、NOx對(duì)人體的危害

SO2與NOx會(huì)引起呼吸道疾病，危害人體健康，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使人死亡。

3、酸雨

SO2、含氮氧化物及其在大氣中發(fā)生反應(yīng)后的生成物溶于雨水后形成的。

4、酸雨防治

（1）工業(yè)廢氣排放到大氣中之前，必須進(jìn)行適當(dāng)處理，防止有害物質(zhì)污染大氣。

（2）減少化石燃料的直接燃燒，如脫硫處理。

六、硝酸與金屬反應(yīng)的計(jì)算

1、電子守恒法：硝酸與金屬反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，氮原子得到的電子總數(shù)等于金屬原子失去的電

子總數(shù)。

－－

2、原子守恒法：硝酸與金屬反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)前硝酸中的NO3一部分仍以NO3的形式存在，一部分轉(zhuǎn)化為還

原產(chǎn)物，這兩部分中N的物質(zhì)的量之和與反應(yīng)消耗的硝酸中N的物質(zhì)的量相等。

－

－＋n＋n

3、電荷守恒法：HNO3過(guò)量時(shí)，反應(yīng)后溶液中(不考慮OH)根據(jù)電荷守恒有c(NO3)＝c(H)＋nc(M)(M

＋代表金屬離子)。

4、利用離子方程式計(jì)算：硝酸與硫酸混合液跟金屬的反應(yīng)，當(dāng)金屬足量時(shí)，不能用硝酸與金屬反應(yīng)的化學(xué)

－＋

方程式計(jì)算，應(yīng)用離子方程式計(jì)算，因?yàn)樯傻南跛猁}中的NO3與硫酸電離出的H仍能繼續(xù)與金屬反應(yīng)。

＋－2＋

如金屬銅與混酸的反應(yīng)方程式為3Cu＋8H＋2NO3===3Cu＋2NO↑＋4H2O。

第三節(jié)無(wú)機(jī)非金屬元素

一、硅酸鹽材料

1、硅酸鹽的結(jié)構(gòu)：在硅酸鹽中，Si和O構(gòu)成了硅氧四面體，Si在中心，O在四面體的4個(gè)頂角；

8

許多這樣的四面體還可以通過(guò)頂角的O相互連接。

2、硅酸鹽材料

產(chǎn)品原料主要設(shè)備主要成分用途

黏土(主要成分為含水建筑材料、絕緣材料、日用器

陶瓷——硅酸鹽

的鋁硅酸鹽)皿、衛(wèi)生潔具等

玻璃Na2SiO3、CaSiO3、建筑材料、光學(xué)儀器、各種器

純堿、石灰石、石英砂玻璃窯

(普通)SiO2皿、高強(qiáng)度復(fù)合材料等

水泥

水泥石灰石、黏土、適量