資源簡介

(共35張PPT)
第五章　化工生產中的重要非金屬元素
本章總結
構建 · 知識網絡
總結 · 專題提升
1．依據特殊性質或現象
(1)有顏色的氣體：Cl2(黃綠色)、NO2(紅棕色)和溴蒸氣(紅棕色)等。
(2)有漂白作用的氣體：Cl2(有水時)、SO2等。
(3)在空氣中點燃后火焰呈淡藍色的氣體：CH4、CO、H2等。
(4)通常可作為保護氣的氣體：N2和Ar等。
(5)溶于水顯堿性的氣體只有NH3。
(6)在空氣中迅速由無色變為紅棕色的氣體只有NO。
有關元素的單質及其化合物轉化關系的推斷題的解題方法
【答案】B
非金屬單質A經如下圖所示的過程轉化為含氧酸D，已知D為強酸，請回答下列問題：
(1)若A在常溫下為固體，B是能使品紅溶液褪色的有刺激性氣味的無色氣體。
①D的化學式是________。
②在工業生產中，大量排放的B氣體被雨水吸收后形成了________而污染環境。
(2)若A在常溫下為氣體，C是紅棕色氣體。
①A、C的化學式分別是：A________；C________。
②D的濃溶液在常溫下可與銅反應并生成C氣體，請寫出該反應的化學方程式：___________________________，該反應________(填“屬于”或“不屬于”)氧化還原反應。
【答案】(1)①H2SO4　②酸雨
(2)①N2　NO2
②4HNO3(濃)＋Cu===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O　屬于
【解析】(1)若B是能使品紅溶液褪色的有刺激性氣味的無色氣體，則B是SO2，C是SO3，D是H2SO4；若大量排放SO2，會形成酸雨。(2)若C是紅棕色氣體，則C為NO2，B為NO，A為N2，D為HNO3，濃硝酸可與Cu反應：Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。此反應中有元素化合價的升降，屬于氧化還原反應。
1．氣體的發生裝置
(1)加熱固體藥品制取氣體(圖①)，如制取氨氣。
(2)固體與液體反應不加熱制取氣體(圖②)，如制取二氧化碳。
(3)固體與液體或液體與液體反應加熱制取氣體(圖③)，如制取氯氣。
實驗室中氣體的制備、凈化、收集及尾氣處理
2．氣體的凈化干燥裝置
結合氣體雜質的性質，如果想用液體試劑來除雜就選用圖A裝置，如果想用固體試劑來除雜就選用圖B、C裝置。
3．氣體的收集裝置
氣體的收集裝置的選擇要根據氣體的水溶性、是否與氧氣反應及氣體的密度。一般有排空氣法、排液(水)法，也可將氣體直接裝入貯氣袋中。
(1)排空氣法：
(2)排液(水)法：
4．尾氣處理裝置
對于有毒或對空氣有污染的氣體，要進行尾氣處理。結合氣體的性質可以選擇用吸收劑吸收、燃燒或裝袋集中處理的方法。
為了探究Cl2、SO2同時通入H2O中發生的反應，某校化學興趣小組同學設計了如下圖所示的實驗裝置。
(1)該化學興趣小組的同學為制取Cl2、SO2氣體，現采用Na2SO3與70%的硫酸為原料制取SO2，采用MnO2和濃鹽酸(12 mol·L-1)為原料制取Cl2。在此實驗中，F儀器的作用是____________；氣體發生裝置B應選擇以下三種裝置中的________(填序號)。
(2)D裝置中主要反應的離子方程式為_________________________。
(3)為驗證通入D裝置中的氣體是Cl2過量還是SO2過量，興趣小組的同學準備了以下試劑：
①氯化鐵溶液　②氯化亞鐵溶液　③硫氰化鉀溶液　④酸性高錳酸鉀溶液
若Cl2過量，取適量D中溶液滴加至盛有_________(填一個序號，下同)試劑的試管內，再加入_________試劑。發生的現象是____________。
若SO2過量，取適量D中溶液滴加至盛有________試劑的試管內，發生的現象是________________________________。
【解析】(1)由實驗裝置可知，氣體發生裝置B產生的氣體用飽和食鹽水進行除雜凈化，可知B裝置為制取Cl2裝置，則A裝置為制取SO2的裝置，因SO2易溶于水，故F儀器的作用為防倒吸。制取Cl2所用試劑為MnO2和濃鹽酸，屬于固、液混合加熱制取氣體，故應選①裝置為發生裝置B。(2)將Cl2和SO2同時通入水中時，Cl2將SO2氧化生成H2SO4，Cl2被還原為HCl。(3)若Cl2過量，則在D中溶液中除含H2SO4、HCl外，還含有剩余Cl2及HClO，具有強氧化性，可將Fe2+氧化為Fe3+，故可選擇②③進行檢驗；若SO2過量，則在D中溶液中會含有SO2、H2SO3，SO2具有還原性，故可選用④進行檢驗。
典練 · 素養提升
素養解讀　非金屬元素在化工生產中扮演著重要的角色，如工業合成氨、硫酸工業、氯堿工業等。在這些工業生產中，由最初的原料到最終產品，往往涉及多個反應。如何使這些反應能快速、盡可能多地轉換為我們需要的產品，就需要控制反應條件，同時盡可能地做好環境保護工作，做到環境友好化學，實現環境保護與資源利用的和諧統一。
通過硫、氮、硅及其化合物間的轉化，可逐步培養宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、科學探究與創新意識等學科核心素養。
在實驗室探究濃硫酸與銅的反應、制取氨氣的實驗中，要時刻注意物質制備與尾氣處理的關系，做到尾氣的有效吸收，減少對環境的危害，增強環保意識，逐步培養科學態度與社會責任等學科核心素養。
1．(2023·四川自貢期中)下列事實與原因(括號中)對應關系正確的是 (　　)
A．濃硝酸敞口放置于空氣中密度減小(硝酸有強氧化性)
B．NO暴露于空氣中變紅棕色(NO有氧化性)
C．濃硫酸久置時溶液濃度變小(濃硫酸吸水性)
D．蔗糖與濃硫酸反應中有海綿狀的炭生成(濃硫酸具有吸水性)
【答案】C
【解析】硝酸溶液的濃度越大，密度就越大。濃硝酸具有揮發性，若敞口放置于空氣中，由于硝酸的揮發導致溶液濃度變稀，硝酸的密度減小，這與硝酸有強氧化性無關，A錯誤；NO暴露于空氣中，NO與空氣中的O2反應產生紅棕色的NO2氣體，在該反應中NO表現還原性，B錯誤；濃硫酸有吸水性，導致其在空氣中久置后吸水，濃度減小，C正確；蔗糖與濃硫酸反應中有海綿狀的炭生成體現濃硫酸的脫水性，D錯誤。
2．(科學探究與創新意識)(2021·河北定州期末)化學是一門以實驗為主要研究手段的科學，化學反應現象是化學反應本質的外在表現。下列反應不能觀察到顏色變化的是 (　　)
A．將足量SO2通入NaOH溶液中
B．用濃硫酸在紙上書寫文字
C．將足量NH3通入滴有酚酞的蒸餾水中
D．在空氣中打開裝滿NO氣體的集氣瓶的玻璃塞
【答案】A
【解析】將足量SO2通入NaOH溶液中，2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O，溶液中看不到明顯現象變化，故選A；用濃硫酸在紙上書寫文字，因濃硫酸具有脫水性，紙張炭化變黑，有明顯現象，B不選；將足量NH3通入滴有酚酞的蒸餾水中，NH3溶于水生成的弱堿一水合氨電離出OH－，溶液顯堿性，滴有酚酞的蒸餾水變紅，有明顯現象，C不選；在空氣中打開裝滿NO氣體的集氣瓶的玻璃塞后，2NO＋O2===2NO2，NO2為紅棕色氣體，有明顯現象，D不選。
3．(變化觀念與平衡思想)各取0.1 mol Cu分別投入足量的下列酸中(必要時可加熱)：①濃硫酸，②濃硝酸，③稀硝酸。充分反應后在相同的條件下得到的氣體體積由大到小的順序是 (　　)
A．②③① B．②①③
C．①②③ D．③①②
【答案】B
【解析】由于Cu的用量一樣，電子轉移數目相等，產生1 mol氣體需要獲得的電子：濃H2SO4→SO2，2 mol e－；濃HNO3→NO2，1 mol e－；稀HNO3→NO，3 mol e－。故產生的氣體的體積由大到小的順序為②>①>③。
4．(多選題)(2023·廣西欽州一中期中)A、B、C、D、E是含有同一種元素的五種無機物，在一定條件下發生如下圖所示的轉化。其中A是單質，B是氣體，C、D是氧化物，E是最高價氧化物的水化物，則A可能是 (　　)
A．Cl2 B．N2
C．S D．H2
【答案】BC
5．(證據推理與模型認知)科學的假設與猜想是科學探究的先導和價值所在。在下列假設或猜想引導下的探究肯定沒有意義的是 (　　)
A．探究SO2和Na2O2反應可能有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，酚酞紅色褪去的原因是溶液的酸堿性改變還是HClO的漂白作用
【答案】B
【解析】NO和N2O反應不可能生成NO2，因為氮元素的化合價均升高，沒有元素化合價的降低。
6．用如圖所示裝置進行下列實驗：將①中溶液滴入②中，預測的現象與結論相符的是 (　　)
選項 ① ② 預測②中現象 實驗結論
A 濃硫酸 濃鹽酸 產生大量氣體 硫酸的酸性比鹽酸強
B 濃硫酸 銅片 銅片溶解，產生氣泡，底部產生灰白色粉末 濃硫酸表現酸性和強氧化性
C 濃硫酸 CuSO4·5H2O 固體由藍色變為白色 濃硫酸具有吸水性，發生物理變化
D 濃硫酸 蔗糖 固體由白色變為黑色海綿狀，并有刺激性氣味氣體放出 濃硫酸具有脫水性、強氧化性
【答案】D
7．(證據推理與模型認知、科學探究與創新意識)(1)寫出濃硫酸與木炭粉在加熱條件下反應的化學方程式：__________________________。
(2)試用如圖所示各裝置設計一個實驗，驗證上述反應所產生的各種產物。這些裝置的連接順序(按產物氣體從左至右的流向)是______→ ______→______→______(填裝置的編號)。
(3)實驗室可觀察到裝置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)裝置②中所加的固體藥品是________________，可驗證的產物是________，確定裝置②在整套裝置中的位置的理由是________________ ________________________________________。
(5)裝置③中所盛溶液是___________，可驗證的產物是___________。(共39張PPT)
第五章　化工生產中的重要非金屬元素
第二節　氮及其化合物
第1課時　氮氣與氮的固定　一氧化氮和二氧化氮
學習目標 素養目標 學法指導
通過分析氮氣分子的結構，了解氮氣的化學穩定性 宏觀辨識與微觀探析 1．復習初中所學氮氣的化學穩定性，結合氮氣分子中的氮氮三鍵，鞏固對氮氣穩定性的理解
2．比較法學習一氧化氮和二氧化氮的性質
3．通過氮氧化物溶于水的原理，認識、理解并能計算氮氧化物與氧氣混合通入水中最終所得溶液中溶質的物質的量濃度
結合生產、生活實例，了解氮的固定的概念及意義 科學態度與社會責任 掌握氮氧化物的重要化學性質 — 課前 · 新知導學
1．自然界中的氮元素
(1)游離態：以氮分子的形式存在于空氣中。
(2)化合態：存在于動植物體內的__________中，土壤、海洋里的________和________中。
氮氣與氮的固定
蛋白質
硝酸鹽
銨鹽
2．氮氣的化學性質
(1)穩定性：通常情況下，氮氣難以與其他物質發生化學反應，無法被大多數生物體直接吸收。
(2)氮氣與金屬或非金屬單質的反應。
①與金屬鎂反應：________________________。
②與氧氣反應：________________________。
③與氫氣反應：________________________。
3．氮的固定
(1)定義：將大氣中______態的氮轉化為____________的過程。
(2)分類。
游離
氮的化合物
雷電
為何氮氣的化學性質很穩定？
【答案】氮氣分子內的兩個氮原子間以共價三鍵結合，斷開該化學鍵需要較多的能量。
微思考
下列關于N2的說法中錯誤的是 (　　)
A．N2化學性質穩定，是因為分子中的氮氮三鍵很強
B．N2分子的結構穩定，因而N2不能支持任何物質的燃燒
C．N2在反應中既能作氧化劑又能作還原劑
D．實驗室可用排水法收集氮氣
【答案】B
【解析】Mg可在N2中燃燒，B錯誤。
1．物理性質
一氧化氮和二氧化氮
不
物質 顏色、狀態 氣味 毒性 水溶性
NO 無色氣體 無味 有毒 _____溶于水
NO2 _____色氣體 _____________ ________ _____溶于水
紅棕
有刺激性氣味
有毒
易
2．化學性質
(1)在常溫下，NO很容易與O2反應，化學方程式為______________ _______。
(2)NO2溶于水時發生反應的化學方程式為______________________ _______。
2NO＋O2===
2NO2
3NO2＋H2O===2HNO3
＋NO
3．二氧化氮溶于水的實驗——教材【實驗5－5】
(1)實驗過程。
實驗裝置 實驗操作 在如上圖注射器里充入20 mL NO，然后吸入5 mL 水，用乳膠管和彈簧夾封住管口，振蕩注射器 打開彈簧夾，快速吸入10 mL空氣后夾上彈簧夾 振蕩注射器
(2)對工業生產硝酸的啟示。
工業上生產硝酸時，向吸收后的廢氣中再通入適量的氧氣或空氣，能充分利用原料，并能減少NO的排放以保護環境。
實驗現象 無明顯現象 無色氣體變為紅棕色 紅棕色氣體變淺至消失，有無色氣體生成，注射器活塞向內滑動
化學方程式 ___________________，___________________________。 思考與討論 如果要將注射器中的NO充分轉化，可再吸入足量的空氣 2NO＋O2===2NO2
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
實驗室能否用排空氣法收集NO氣體？能否用排水法收集NO2？為什么？
【答案】不能。NO與空氣的密度十分接近且易與空氣中的O2反應，故不能用排空氣法收集，一般用排水法收集；NO2易與H2O發生反應，故不能用排水法收集，一般用向上排空氣法收集。
微思考
(2022·廣東茂名期中)下列關于NO、NO2性質的說法，正確的是 (　　)
A．都是無色無味氣體
B．都不溶于水
C．都可以用向上排空氣法收集
D．NO2與水能夠發生反應，而NO不能
【答案】D
課堂 · 重難探究
[重難理解]
1．氮的氧化物溶于水的相關反應原理
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
重難點　氮的氧化物溶于水的有關計算
【名師點撥】氮的氧化物或氮的氧化物與O2的混合氣體溶于水時，剩余的氣體可能是O2，也可能是NO，但不可能是NO2，因為NO2會與水反應生成NO。
(2023·廣東順德李兆基中學段考)將盛12 mL一氧化氮和36 mL二氧化氮混合氣體的燒瓶倒置于水中，通入一定量的氧氣，完全反應后，剩余氣體體積為4 mL，且該氣體不支持燃燒，則充入的氧氣的體積為 (　　)
A．15 mL B．18 mL
C．20 mL D．22 mL
[典例精練]
【答案】A
在標準狀況下，把22.4 L NO、NO2的混合氣體通入裝有1 L水的密閉容器中，再向該容器中充入足量的O2，完全反應后(假設反應過程中液體體積不變)，容器中所得的溶液的物質的量濃度為 (　　)
A．無法計算 B．1 mol·L-1
C．0.5 mol·L-1 D．1.5 mol·L-1
【答案】B
【解析】錯選A的原因在于對本題的解題思路不明確，錯誤地認為因為不知道混合氣體中NO、NO2的具體量，所以也就無法計算出兩者反應后生成的HNO3的物質的量濃度。NO、NO2在足量的氧氣條件下會全部生成HNO3，根據N元素守恒，就可以很簡單地算出HNO3溶液的物質的量濃度為1 mol·L-1。
(2023·寧夏銀川一中期中)將盛有12 mL NO2和O2的混合氣體的量筒倒立于水槽中，充分反應后，還剩余2 mL無色氣體，則原混合氣體中NO2的體積可能是 (　　)
A．6 mL B．9.6 mL
C．10.8 mL D．4 mL
【答案】C
如圖所示，試管中盛裝的是紅棕色氣體，當倒扣在盛有水的水槽中時，試管內水面上升，但不能充滿試管；當向試管內鼓入氧氣后，可以觀察到試管中水柱繼續上升。經過多次重復后，試管內完全被水充滿，對原試管中盛裝氣體的說法正確的是 (　　)
A．可能是N2與NO2的混合氣體
B．可能是NO2氣體
C．只可能是NO與NO2的混合氣體
D．只可能是NO2一種氣體
【答案】B
【解析】N2與水不反應，且不溶于水，試管內不能完全被水充滿，A錯誤；試管中裝有紅棕色氣體，一定有NO2存在，當向試管內鼓入氧氣后，可發生反應，試管內能完全被水充滿，則可能是NO2氣體，或者是NO和NO2的混合氣體，B正確，C、D錯誤。
[課堂小結]
小練 · 素養達成
1．(2022·北京懷柔期末)二十四節氣是中國獨有的傳統文化，農諺“雷雨肥田”“雨生百谷”描述的都是谷雨節氣。下列元素在自然界中的轉化與“雷雨肥田”有關的是 (　　)
A．K B．P
C．N D．O
【答案】C
2．(2023·湖南長沙一中一模)植物對氮元素的吸收過程如下，下列說法錯誤的是 (　　)
【答案】D
【答案】C
4．下列關于NO和NO2的敘述正確的是 (　　)
A．NO是一種紅棕色氣體
B．常溫常壓下，NO不能與空氣中的氧氣直接化合
C．含等質量氧元素的NO和CO的物質的量相等
D．NO2可用排水法收集
【答案】C
【解析】解答本題要抓住NO易被氧化、NO2易與水反應的特點。NO是無色的氣體，A錯誤；常溫常壓下，NO易與空氣中的氧氣直接化合生成NO2，B錯誤；NO2能與水反應，不能用排水法收集，D錯誤。
5．下列物質的轉化必須加入氧化劑且通過一步反應就能完成的是 (　　)
①N2→NO2　②NO2→NO　③NO2→HNO3　④N2→NO
A．① B．②
C．③ D．④
【答案】D
【解析】該題有兩個要求：(1)必須加入氧化劑；(2)通過一步反應就能完成。反應①、③、④從化合價角度來看都是升高，但反應①N2→ NO2不能通過一步反應完成；而反應③NO2→HNO3雖然氮的化合價升高，但不加氧化劑也能完成，如3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，在該反應中，NO2既是氧化劑又是還原劑；只有反應④N2→NO必須加入氧化劑且通過一步反應就能完成。
6．(2023·甘肅民勤一中聯考)如圖所示，在注射器里吸入20 mL NO，然后吸入5 mL水。若再吸入6 mL O2，夾住彈簧夾，讓內外大氣壓相同，觀察。下列敘述正確的是 (　　)
A．可觀察到注射器內氣體由無色變成紅棕色，最后變成無色
B．可觀察到注射器的活塞緩緩向右移動
C．最終剩余氣體體積約為19 mL
D．所得硝酸溶液的濃度約為0.07 mol/L
【答案】A
【解析】NO遇空氣中氧氣生成NO2，NO2為紅棕色氣體，NO2溶于水生成NO，氣體由紅棕色變為無色，A正確；可觀察到注射器活塞緩緩向左移動，B錯誤；由4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可知，O2消耗完，NO有剩余，剩余氣體體積為20 mL－8 mL＝12 mL，C錯誤；沒有注明狀態，無法計算，D錯誤。
7．利用如圖所示裝置收集以下7種氣體(圖中燒瓶的位置不得變化)。
①H2　②Cl2　③CH4　④HCl　⑤NH3　⑥NO　⑦SO2
(1)若燒瓶是干燥的，則由B口進氣，可收集的氣體有______________(寫序號)。
(2)若燒瓶充滿水，可收集的氣體有______________，這時氣體由________口進入。
(3)若燒瓶是干燥的，則由A口進氣，可收集的氣體有____________。
(4)若在燒瓶內裝入濃硫酸使氣體干燥，則可用此裝置干燥的氣體有________________，這時氣體由________口進入。
【答案】(1)②④⑦　(2)①③⑥　A
(3)①③⑤　(4)①②③④⑥⑦　B(共51張PPT)
第五章　化工生產中的重要非金屬元素
第二節　氮及其化合物
第2課時　氨和銨鹽
課前 · 新知導學
1．物理性質
氨
刺激性
色、態 氣味 密度 沸點 溶解性
無色氣體 有_______氣味 比空氣_____ ______液化 ______溶于水(常溫常壓，1∶______)
小
易
極易
700
2．化學性質
(1)氨與水的反應。
①常用______實驗來驗證NH3極易溶于水。
②NH3溶于水形成的溶液叫氨水，溶解在水中的大部分氨氣和水反應生成一水合氨(化學式____________)。化學方程式：_______________ __________。
③一水合氨是一種弱堿，在水中有_________發生電離：_________ ______________，所以氨水顯______性，能使酚酞溶液______或使紅色的石蕊試紙________。
噴泉
NH3·H2O
NH3＋H2O
NH3·H2O
一小部分
堿
變紅
變藍
NH3·H2O
(2)氨與酸的反應。
與HCl反應原理：________________________。
實驗操作：將兩根分別蘸有濃氨水和濃鹽酸的玻璃棒靠近。
實驗現象：____________。
實驗應用：用于NH3和HCl氣體的互相檢驗。
(3)氨的還原性。
在加熱和有催化劑(如鉑)的條件下，氨能被氧氣氧化為一氧化氮和
水：_____________________________(工業制硝酸的基礎)。
NH3＋HCl===NH4Cl
有白煙生成
(1)液氨為何可用作制冷劑？
【答案】液氨汽化時要吸收大量的熱，使周圍溫度急劇降低。
(2)氨水和液氨是同一物質嗎？
【答案】不是同一物質。氨水是氨的水溶液，屬于混合物；而液氨是純凈物，是液態的NH3。
微思考
關于氨的下列敘述中，不正確的是 (　　)
A．液氨汽化吸收大量的熱，因此可用作制冷劑
B．氨極易溶于水，因此可用來做噴泉實驗
C．氨極易溶于水，因此氨水比較穩定(不容易分解)
D．氨溶于水呈堿性，因此可使酚酞溶液變為紅色
【答案】C
【解析】氨水不穩定，受熱易分解。
1．物理性質
都是無色或白色晶體，絕大多數銨鹽______溶于水。
2．化學性質
(1)不穩定性。
①氯化銨受熱分解：__________________________。
②碳酸氫銨(碳銨)受熱分解：_________________________________。
銨鹽
易
＋2H2O＋2NH3↑
變藍
【答案】不一定。因溶液中加入稀NaOH溶液，即使生成NH3·H2O，沒有加熱，也不會放出氨氣。
微思考
下列說法中正確的是 (　　)
【答案】C
【解析】有的銨鹽受熱分解產生氨(如NH4Cl)，有的銨鹽受熱分解不產生氨(如硝酸銨)，A錯誤；銨鹽中的N不一定均呈－3價，如NH4NO3中，N分別為－3、＋5價，B錯誤；可用加熱法分離NH4Cl和某些固體(不分解、不升華的固體)的混合物，但其過程為先受熱分解，再降溫化合，而不是升華，D錯誤。
課堂 · 重難探究
[重難理解]
1．液氨與氨水的比較
重難點一　氨及銨鹽的性質
2．銨鹽受熱分解
固態銨鹽受熱分解的產物較復雜，組成銨鹽的酸根離子對應的酸的性質不同，銨鹽分解產物不同。
(2)組成銨鹽的酸根離子對應的酸是氧化性酸，則加熱時發生氧化還原反應，無氨逸出。如NH4NO3在一定條件下分解不生成NH3，而生成N2。
3．銨鹽與堿反應——銨鹽的通性
銨鹽無論是固體狀態還是存在于溶液中都能與強堿反應。
(1)固體間反應：反應條件是加熱或攪拌，產生NH3。
(2)溶液中反應：由于NH3極易溶于水，所以產生的NH3會溶解；若溶液濃度很大，會有少量NH3逸出；加熱溶液可使NH3大量逸出。
(2023·江蘇揚州期中)下列有關氮及其化合物的性質與用途的對應關系正確的是 (　　)
A．N2密度小，可用作保護氣
B．氨氣易液化，液氨可用作制冷劑
C．硝酸見光易分解，可用于制氮肥
D．NH4Cl受熱易分解，可用作實驗室制備氨氣
[典例精練]
【答案】B
【解析】N2可用作保護氣是由于氮氣化學性質不活潑，A錯誤；液氨可用作制冷劑是由于氨氣易液化，液氨汽化時吸收大量熱，B正確；硝酸可用于制氮肥是由于硝酸與其他物質反應生成硝酸鹽，C錯誤；NH4Cl受熱易分解，但生成的氨氣、HCl反應又生成氯化銨，實驗室制備氨氣常用氯化銨和氫氧化鈣加熱反應生成，D錯誤。
檢驗試管中盛有的少量白色固體是銨鹽的方法是 (　　)
A．加氫氧化鈉溶液，加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙在試管口檢驗，看試紙是否變藍
B．將固體加熱，產生的氣體通入紫色石蕊溶液，看是否變紅
C．加水溶解，用pH試紙測溶液的酸堿性
D．加入氫氧化鈉溶液，加熱，再滴入酚酞溶液
【答案】A
[重難理解]
1．氨的制備
重難點二　氨的實驗室制法
凈化裝置

收集方法 向下排空氣法
驗滿方法 ①用濕潤的紅色石蕊試紙放置在試管口附近，若試紙變藍，則已集滿；
②用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近試管口，若有白煙生成，則已集滿
尾氣處理 ①在試管口放一團用水或稀硫酸浸潤的棉花團，吸收尾氣；
②在吸收氨時要防止倒吸，常采用的裝置如下：

2．實驗室制取氨的簡便方法
簡便方法 裝置 反應原理
加熱濃氨水
濃氨水與固體燒堿或生石灰混合 將濃氨水滴加到固態堿性物質(如CaO、NaOH、堿石灰等)上，消耗濃氨水中的水，同時反應放熱，促進NH3·H2O分解產生NH3
氨氣是化學實驗室經常制取的氣體。實驗室制取氨氣通常有兩種方法：
①用固體氫氧化鈣與氯化銨共熱；
②在常溫下用固體氫氧化鈉與濃氨水反應。
[典例精練]
(1)右圖的制取裝置圖中，方法①應選用裝置______(填“A”或“B”，下同)，方法②應選用裝置______。
(2)實驗中要干燥氨氣，應選用的干燥劑是________。
A．濃硫酸 B．固體氫氧化鈉 C．五氧化二磷
(3)檢驗集氣瓶中是否收集滿氨氣的方法是
【答案】(1)A　B　(2)B　(3)將濕潤的紅色石蕊試紙靠近集氣瓶口，若試紙變藍，說明NH3已集滿(或其他合理答案)
【解析】(1)A裝置適用于固體與固體加熱制取氣體，B裝置適用于液體與固體(或液體)不加熱制取氣體。(2)NH3為堿性氣體，只能用堿性干燥劑。(3)檢驗NH3一般用濕潤的紅色石蕊試紙。
如圖是實驗室制取氨的裝置和選用的試劑，其中錯誤的是(　　)
A．①③ B．②③
C．①④ D．②④
【答案】A
【解析】氯化銨分解生成的NH3與HCl冷卻后又生成NH4Cl，不能得到NH3，①錯誤；實驗室用銨鹽與堿加熱制取氨，常用NH4Cl與Ca(OH)2反應，該反應是固體與固體的反應，因為有水生成，試管口應略向下傾斜，③錯誤；將濃氨水加入CaO中，CaO與水反應放出大量的熱，使NH3·H2O分解放出氨，②正確；加熱濃氨水，加快氨揮發，④正確。
[重難理解]
1．噴泉形成原理——減小內部壓強，內外形成一定壓強差
當氣體接觸外部的水或溶液時，由于氣體大量溶解或與溶液中的溶質發生化學反應，從而使容器內氣壓迅速降低，在外界大氣壓作用下，外部液體迅速進入容器，通過尖嘴導管噴出，形成噴泉。
2．引發噴泉的實驗操作
打開彈簧夾，擠壓膠頭滴管，或其他形成壓強差引發液體向容器中流動噴射的操作。
重難點三　噴泉實驗
3．使容器內外產生較大壓強差的兩種方法
方法 減小內壓法 增大外壓法
裝置
原理 減小燒瓶內壓強，形成壓強差，產生噴泉現象 增大錐形瓶內壓強，形成壓強差，產生噴泉現象
4．噴泉實驗應注意的問題
(1)裝置的氣密性良好。
(2)燒瓶要干燥。
(3)燒瓶內充滿氣體。
5．常見能形成噴泉的物質組合
氣體 NH3 HCl CO2、SO2、Cl2 NO2＋O2
吸收劑 水或鹽酸 水或NaOH溶液 NaOH溶液 水
在如圖裝置中，燒瓶中充滿干燥氣體a，將滴管中的液體b擠入燒瓶內，輕輕振蕩燒瓶，然后打開彈簧夾f，燒杯中的液體b通過玻璃管呈噴泉狀噴出，最終幾乎充滿整個燒瓶。則a和b分別是 (　　)
[典例精練]
選項 a(干燥氣體) b(液體)
A NO2 水
B CO2 CaCl2溶液
C Cl2 飽和NaCl溶液
D NH3 水
【答案】D
【解析】氨極易溶于水，D符合題意；二氧化氮與水反應生成一氧化氮，氣體體積變為原來的三分之一，A錯誤；常溫下，二氧化碳在CaCl2溶液中的溶解度很小，B錯誤；氯氣在飽和NaCl溶液中的溶解度很小，C錯誤。
如下圖是實驗室進行氨溶于水的噴泉實驗裝置，下列敘述不正確的是 (　　)
A．該實驗說明氨是一種極易溶于水的氣體
B．進入燒瓶中的液體顏色由無色變為紅色，說明氨水呈堿性
C．形成噴泉的原因是氨溶于水后，燒瓶內的氣壓小于大氣壓
D．用氯氣代替氨，利用此裝置也可進行噴泉實驗
【答案】D
【解析】Cl2在水中的溶解度較小，不能用于做噴泉實驗，D錯誤。
某實驗小組在實驗室中制取氨氣并設計實驗驗證氨氣的某些性質。
(1)實驗室制取氨氣的化學方程式為______________________________，干燥氨氣要用________，檢驗氨氣時可以用______ __________________。
(2)利用如圖所示的裝置，可以驗證NH3和HCl的有關性質。實驗前a、b、c活塞均關閉。(已知HCl極易溶于水且能快速溶解)
①若要在燒瓶Ⅱ中產生“噴泉”現象，燒瓶Ⅰ中不產生“噴泉”現象，其操作方法是______________________________________________。
②若先打開a、c活塞，再擠壓膠頭滴管，在燒瓶Ⅱ中可觀察到的現象是________________________。
③通過擠壓膠頭滴管和控制活塞的開關，在燒瓶Ⅰ中產生“噴泉”現象，燒瓶Ⅱ中不產生“噴泉”現象，其操作方法是________________ ________________。
[課堂小結]
小練 · 素養達成
1．(2022·廣東揭陽月考)以下物質不可以直接通過化學反應轉化的是 (　　)
A．NH4Cl→NH3 B．NH3→NO
C．S→SO3 D．Cu→SO2
【答案】C
2．下列有關氨的說法正確的是 (　　)
A．氨屬于電解質
B．液氨是純凈物，氨水是混合物
C．氨氣遇濃鹽酸、濃硫酸、濃硝酸都能產生白煙
D．氨氣易液化，所以可用來做噴泉實驗
【答案】B
【解析】氨是非電解質，A錯誤；濃H2SO4難揮發，C錯誤；噴泉實驗是利用了NH3極易溶于水的性質，D錯誤。
【答案】C
【解析】一般來說，銨鹽受熱分解可產生NH3，但有些銨鹽(如NH4NO3)在加強熱時會發生氧化還原反應，并不產生NH3。
4．(2023·安徽池州期中)下列物質中，能用兩種單質直接化合而成的是 (　　)
①NO2　②FeCl3　③CuS　④HCl　⑤SO3　⑥FeS
A．①②④ B．②④⑥
C．③④⑤ D．①③⑤
【答案】B
【解析】氮氣與氧氣在放電條件下或高溫條件下直接化合生成NO，①不符合題意；鐵單質與氯氣反應生成＋3價的鐵離子，產物是FeCl3，②符合題意；因為硫的氧化性弱，遇到變價金屬氧化成低價化合物，所以銅只能被氧化成＋1價，銅與硫單質反應產物是Cu2S，③不符合題意；氫氣和氯氣在點燃條件下生成氯化氫，可以直接化合而成，④符合題意；硫單質與氧氣生成SO2，⑤不符合題意；因為硫的氧化性弱，遇到變價金屬氧化成低價化合物，所以鐵只能被氧化成＋2價，鐵與硫單質反應產物是FeS，⑥符合題意。
①蒸餾水　②NaOH溶液　③紅色石蕊試紙　④藍色石蕊試紙　⑤稀硫酸
A．①⑤　　　　B．④⑤　　　　C．①④⑤　　　　D．①③⑤
【答案】B
6．(2023·河南大學附中期中)現用傳感技術測定噴泉實驗中的壓強變化來認識噴泉實驗的原理。下列說法不正確的是 (　　)
【答案】D
【解析】CaO能與水反應，使c(OH－)增大，同時放出大量的熱，有利于氨氣的逸出，堿石灰中的氫氧化鈉也可以抑制NH3·H2O的電離，從而促進氨氣的生成，A正確；氨氣和水反應生成一水合氨，一水合氨電離出氫氧根離子而導致氨水呈堿性，紅色石蕊試液遇堿變藍色，所以檢驗三頸燒瓶集滿NH3的方法是將濕潤的紅色石蕊試紙靠近瓶口，試紙變藍色，證明NH3已收集滿，B正確；三頸燒瓶內氣體與外界大氣壓壓強之差越大，其反應速率越快，C點壓強最小，大氣壓不變，所以大氣壓和C點壓強差最大，則噴泉最劇烈，C正確；常溫、常壓下氣體摩爾體積不是22.4 L/mol，無法計算溶液濃度大小，D錯誤。
7．某化學實驗小組同學利用如圖實驗裝置制備氨氣，并探究氨氣的性質(部分儀器已略去)。請回答：
(1)實驗室制備氨氣的化學方程式為____________________________ ____________________。
(2)用裝置B收集氨氣時，應選擇氨氣的進氣口是________(填“a”或“b”)，并說明選擇的理由是________________________。
(3)打開裝置B中的止水夾c，若觀察到燒瓶內產生了紅色噴泉，則說明氨氣具有的性質是________________，________________________。
(4)為防止環境污染，以下裝置(盛放的液體均為水)可用于吸收多余氨氣的是________(填序號)。
【解析】(2)氨氣密度比空氣密度小，可用向下排空氣法收集，導氣管要伸入燒瓶底部。(3)能形成噴泉，證明氨氣極易溶于水；酚酞變紅，說明氨氣的水溶液顯堿性。(4)①不能使NH3進入瓶中，②、④能防止倒吸，③會發生倒吸。(共55張PPT)
第五章　化工生產中的重要非金屬元素
第二節　氮及其化合物
第3課時　硝酸　酸雨及防治
學習目標 素養目標 學法指導
結合實驗探究，掌握硝酸的保存方法、不穩定性、強氧化性 科學探究與創新意識 1．比較法學習濃硝酸、稀硝酸的化學性質，特別是二者氧化性的差別
2．復習氧化還原反應知識中的電子守恒法的原理，并在有關硝酸氧化性的計算中加以應用
3．從形成原理和途徑上認識酸雨的形成、危害及防治
結合環境污染與防治知識，了解酸雨的形成及危害，加強環保意識 科學態度與社會責任 課前 · 新知導學
1．物理性質
硝酸是_____色、______揮發、___________氣味的液體。
2．化學性質
(1)不穩定性。
濃硝酸見光或受熱會分解產生二氧化氮，化學方程式：_________
____________________________。
濃硝酸一般保存在______色試劑瓶中，并放置在__________。
硝酸
無
易
有刺激性
4HNO3
棕
陰涼處
(2)強氧化性。
①與金屬銅的反應——教材【實驗5－8】。
濃、稀硝酸與銅反應的化學方程式分別為______________________ __________________________、__________________________________ _______________。
②濃硝酸與鐵、鋁的反應：
a.________下，鐵、鋁的表面被濃硝酸或濃硫酸氧化，生成了一層______________薄膜，這層薄膜阻止了酸_________________________。
Cu＋4HNO3(濃) ===
Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
3Cu＋8HNO3(稀) ===3Cu(NO3)2＋
常溫
致密的氧化物
2NO↑＋4H2O
與內層金屬的進一步反應
b.________時，鐵、鋁會與濃硝酸或濃硫酸發生反應。
③王水是濃硝酸和________按體積比為______組成的混合物。王水能使不溶于硝酸的金屬，如________等溶解。
加熱
濃鹽酸
1∶3
金、鉑
3．工業制硝酸
(1)工業上制硝酸的流程圖。
(2)反應原理。
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
農藥
炸藥
(1)實驗室中濃硝酸顯黃色的原因是什么？
【答案】濃硝酸分解生成的二氧化氮又溶于硝酸所致。
(2)在硝酸與銅的反應中，體現了硝酸的哪些性質？
【答案】強氧化性、酸性。
(3)濃HNO3、稀HNO3與Cu反應產物分別為NO2、NO，反應中稀硝酸中氮元素的化合價降低較多，說明稀HNO3氧化性比濃HNO3強，對嗎？
【答案】不對，濃HNO3氧化性比稀HNO3強，與Cu反應時濃HNO3反應更劇烈。
微思考
下列對于硝酸的認識中，不正確的是 (　　)
A．濃硝酸在見光或受熱時會發生分解
B．銅與硝酸的反應屬于置換反應
C．金屬與硝酸反應不產生氫氣
D．常溫下可用鐵和鋁制品盛裝濃硝酸
【答案】B
【解析】銅與硝酸反應時產生硝酸銅、氮氧化物和水，不符合置換反應特點，B錯誤。
1．大氣中二氧化硫、氮氧化物的來源
(1)二氧化硫：__________的燃燒、含硫金屬礦物的冶煉等。
(2)氮氧化物：機動車發動機產生的_____________使空氣中的_____________反應生成氮氧化物。
2．二氧化硫、氮氧化物的危害
(1)引起________疾病，嚴重時會使人死亡。
(2)形成________。
酸雨及防治
煤和石油
高溫條件
氮氣和氧氣
呼吸道
酸雨
3．酸雨的形成與危害
(1)酸雨：二氧化硫、氮氧化物以及它們在大氣中發生反應后的生成物溶于雨水會形成酸雨。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__________農作物，破壞森林和草原，使土壤、湖泊______；
②加速建筑物、橋梁、工業設備、運輸工具和電纜的_______。
小于5.6
H2SO4
H2SO4
HNO3
直接損傷
酸化
腐蝕
(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約為5.6。
(2)“雷雨發莊稼”有何科學道理？試結合有關反應的化學方程式解釋說明。
(3)收集到的酸雨樣品，放置時間稍長，酸性反而越強，原因是什么？
【答案】酸雨中的H2SO3易被O2氧化為酸性強的H2SO4。
微思考
(2023·廣東深圳聯考改編)“綠水青山就是金山銀山”理念旨在引導社會各界自覺踐行綠色生活，共建美麗中國。下列說法正確的是 (　　)
A．酸雨是pH<7的雨水
B．采用原煤脫硫技術可減少燃煤產生的SO2
C．汽車尾氣中的NO主要來源于汽油的不充分燃燒
D．CO2、SO2、NO2均是常見的大氣污染物
【答案】B
【解析】酸雨是pH<5.6的雨水，A錯誤；采用原煤脫硫技術可減少燃煤產生的SO2，B正確；汽油中無氮元素，氮氧化物產生的原因是內燃機的高溫環境使空氣中的N2與O2化合形成NO，C錯誤；CO2不是大氣污染物，D錯誤。
課堂 · 重難探究
[重難理解]
1．硝酸的強氧化性規律
(1)硝酸的濃度越大，其氧化性越強。
(2)還原劑一般被氧化成最高價態。
2．硝酸的強氧化性的表現
(1)硝酸與金屬的反應。
①除Au、Pt等少數金屬外，硝酸幾乎可以氧化所有的金屬。
重難點一　硝酸的強氧化性
②活潑金屬與HNO3反應不生成H2，HNO3的濃度不同，還原產物不同。
③常溫下濃硝酸能使Fe、Al鈍化，加熱時反應。
(2)硝酸與非金屬的反應。
反應規律：非金屬單質＋濃硝酸―→最高價氧化物或高價含氧酸＋NO2↑＋H2O。
下列說法正確的是 (　　)
A．過量的鐵與濃硝酸反應，其產物是Fe(NO3)3、NO2、NO、H2O
B．1 mol銅與足量的濃硝酸反應，消耗硝酸的物質的量為2 mol
C．往Fe(NO3)2溶液中加入稀硫酸，溶液的顏色會由淺綠色變為棕黃色
D．鐵、鋁在任何濃度的硝酸中都會鈍化
【答案】C
[典例精練]
【解析】過量的鐵與濃硝酸反應生成Fe(NO3)2，A錯誤；1 mol銅與足量的濃硝酸反應，消耗硝酸的物質的量為4 mol，B錯誤；鐵、鋁在濃硝酸中會發生鈍化，但在稀硝酸中不會鈍化，D錯誤。
將相同質量的銅分別和過量濃硝酸、稀硝酸反應，下列敘述正確的是 (　　)
A．反應劇烈程度：兩者相同
B．消耗硝酸的物質的量：前者多，后者少
C．反應生成氣體的顏色：前者淺，后者深
D．反應中轉移的電子總數：前者多，后者少
【答案】B
關于硝酸的說法中正確的是 (　　)
A．Cu可以溶解在稀硝酸中并生成H2
B．濃硝酸不能與非金屬單質反應
C．硝酸與金屬反應時，主要是＋5價的氮元素得電子
D．常溫下，向濃硝酸中投入Fe片，會產生大量的紅棕色氣體
【答案】C
【解析】錯選D的原因在于對重要知識點掌握得不透徹，根據常規判斷物質性質，導致分析錯誤。不清楚一些物質除了常見的性質外，還有一些特性。在常溫下濃硝酸中加入Fe會鈍化，不會有NO2生成。Cu與稀硝酸反應不會有氫氣生成，但能生成NO，A錯誤；大多數酸不能與非金屬發生反應，但是一些強氧化性酸在一定條件下能把非金屬氧化，如濃硝酸在加熱條件下可與木炭反應，B錯誤。
[重難理解]
硝酸與金屬反應的“三個守恒、一個關系”
(1)三個守恒。
①得失電子守恒：金屬失電子數＝n(NO2)＋3n(NO)。
②氮原子守恒：n(HNO3)＝xn[M(NO3)x]＋n(NO2)＋n(NO)。
重難點二　硝酸與金屬反應的有關計算
(2)一個關系。
起酸性作用的HNO3的物質的量是金屬物質的量和金屬所帶電荷數的乘積，可表示為n(HNO3)酸性＝xn(Mx＋)＝n(轉移電子)。
1.92 g Cu投入到一定量的濃硝酸中，銅完全溶解，生成的氣體的顏色越來越淺，共收集到672 mL的氣體(氣體體積已折算為標準狀況下)。將盛有此氣體的容器倒扣在水槽中，通入標準狀況下一定體積的氧氣，恰好使氣體完全溶于水，則通入的氧氣的體積為 (　　)
A．168 mL B．224 mL
C．336 mL D．504 mL
【答案】C
[典例精練]
【答案】B
[重難理解]
SO2和氮的氧化物的吸收、轉化
(1)NaOH溶液吸收。
SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O
重難點三　酸雨的危害與防治
(4)石灰吸收。
CaO＋SO2===CaSO3，2CaSO3＋O2===2CaSO4
【名師點撥】
(1)氮的氧化物是造成酸雨和臭氧層空洞的共同污染物。
(2)NO在破壞臭氧層的過程中可發生如下反應：
NO＋O3―→NO2＋O2　①
NO2＋O3―→NO＋2O2　②
總反應方程式為2O3===3O2，從整個反應來看NO作催化劑。
(3)NO使人中毒的原理與CO相似，被人吸入后與血紅蛋白結合，從而使血紅蛋白失去運輸O2的能力。
如圖所示是酸雨的形成示意圖。根據圖示回答下列問題。
[典例精練]
(1)下列氣體容易形成酸雨的是________。
A．CO2 B．SO2
C．N2 D．NO2
(2)現有雨水樣品1份，每隔一段時間測定該雨水樣品的pH，所得數據如下：
測試時間/h 0 1 2 3 4
雨水的pH 4.73 4.63 4.56 4.55 4.55
分析數據，回答下列問題：
①雨水樣品的pH變化的原因是______________________________ (用化學方程式表示)。
②如果將剛取樣的上述雨水和自來水相混合，pH將變________，原因是____________________________________(用化學方程式表示)。
(3)下列措施中，可減少酸雨產生途徑的是______(填字母)。
①少用煤作燃料　②把工廠煙囪建高
③燃料脫硫　④在已酸化的土壤中加石灰
⑤開發新能源
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酸雨放置時pH變小，其原因是雨水中的H2SO3被空氣中的氧氣氧化。②雨水和自來水混合，應考慮H2SO3與Cl2(或HClO)的反應。
酸雨是對降水呈酸性(pH小于5.6)的統稱。下列說法錯誤的是 (　　)
A．空氣中的SO2溶于水，最終形成酸雨
B．汽車排放的尾氣、硝酸廠和化肥廠的廢氣都含有氮氧化物
C．工業廢水任意排放是造成酸雨的主要原因
D．為了減少酸雨的形成，必須減少SO2的排放量，對燃料脫硫處理
【答案】C
[課堂小結]
小練 · 素養達成
1．(2023·吉林長春三中段考)以下非金屬氧化物與其引起的環境問題及主要來源對應正確的是 (　　)
選項 氧化物 環境問題 主要來源
A CO2 破壞臭氧層 化石燃料的燃燒
B SO2 溫室效應 汽車尾氣的排放
C NO2 光化學煙霧 工廠廢氣的排放
D CO 酸雨 汽車尾氣和化石燃料的不完全燃燒
答案】C
【解析】破壞臭氧層的是氟利昂，A錯誤；導致溫室效應的氣體是CO2、CH4，B錯誤；造成光化學煙霧的氣體是氮氧化物和碳氫化合物，C正確；CO有毒，能使人中毒，造成酸雨的是SO2和氮氧化物，D錯誤。
2．下列關于硝酸的敘述正確的是 (　　)
A．NO2溶于水生成硝酸，所以NO2是酸性氧化物
B．硝酸可與活潑金屬反應生成鹽和氫氣
C．濃硝酸見光或受熱易分解，必須保存在棕色瓶中
D．硝酸與銅的反應只表現出氧化性
【答案】C
【解析】NO2和硝酸中氮元素的化合價不相等，NO2不是酸性氧化物；硝酸與活潑金屬反應時常生成鹽和含氮氧化物；硝酸與銅反應生成硝酸銅及NO或NO2，硝酸既表現出氧化性也表現出酸性。
3．將銅粉放入稀硫酸中，加熱無明顯反應，但加入某鹽后，發現銅粉質量逐漸減少，該鹽是 (　　)
A．硫酸亞鐵 B．硫酸鋅
C．硝酸鉀 D．氯化鈉
【答案】C
【解析】在酸性稀溶液中，硝酸鹽具有氧化性，能與銅反應生成硝酸銅和NO，選項C符合題意。
4．已知3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，則下列說法不正確的是 (　　)
A．Cu作還原劑，HNO3作氧化劑
B．HNO3在該反應中只表現出了氧化性
C．每生成22.4 L(標準狀況)NO有3 mol的電子轉移
D．如果有8 mol HNO3被還原，則生成了8 mol NO
【答案】B
5．(2023·廣東汕尾海豐中學段考)硝酸是一種具有強氧化性、腐蝕性的強酸，其還原產物因硝酸濃度的不同而有變化，從總體上說，硝酸濃度越高，平均每分子硝酸得到的電子數越少，濃硝酸的還原產物主要為NO2、稀硝酸的還原產物為NO。實驗室中，常用Cu與濃HNO3反應制取NO2，用Cu與稀HNO3反應制取NO。
(1)濃硝酸具有以下性質：①強氧化性；②酸性；③還原性；④不穩定性；⑤揮發性。
下列反應或現象主要體現了硝酸什么性質？
久置濃硝酸顯黃色：______(填序號，下同)，反應方程式：_______ _________________用稀硝酸清洗試管壁上的銀：__________；稀硝酸清洗石灰水試劑瓶壁上的固體：__________。
(2)請寫出實驗室中用Cu與稀HNO3反應制取NO的化學方程式并用雙線橋標明電子的轉移方向及數目________________________________ ________________。
(3)64 g Cu與適量的濃HNO3反應，銅全部作用后，共收集到22.4 L氣體(標準狀況下)，反應中消耗的HNO3的物質的量是________mol。
(4)硝酸的還原產物NO、NO2、N2O等對環境均有副作用，為了可持續發展，當今社會提出的一個新概念：“綠色化學”，它要求從經濟、環保和技術上設計可行的化學反應，則下列由單質銅制取硝酸銅的方法可行且符合“綠色化學”的是________(填字母)。
6．在濃硝酸中放入銅片：
(1)開始反應的化學方程式為_________________________________，實驗現象為________________________________________。
(2)若銅有剩余，則反應將要結束時的反應方程式為______________。
(3)待反應停止后，再加入少量25%的稀硫酸，這時銅片上又有氣泡產生，其原因是________________________________________________。
(4)若將12.8 g銅跟一定量的濃硝酸反應，銅消耗完時，共產生5.6 L(標準狀況)氣體。則所消耗的HNO3的物質的量為________，其中顯氧化性的硝酸的物質的量為________________________。(共49張PPT)
第五章　化工生產中的重要非金屬元素
第三節　無機非金屬材料
學習目標 素養目標 學法指導
結合生產、生活中各種常見的無機非金屬材料的應用，了解多種硅酸鹽材料、新型無機非金屬材料的性能和用途 科學態度與社會責任 1．本節內容與人們生產、生活聯系密切，所以在學習時應聯系實際，認識無機非金屬材料的種類、性質和用途，這樣能加深對這些知識的理解和應用
2．對于晶體硅的制備要結合教材中的流程圖和反應，認識晶體硅的制備原理
掌握晶體硅的制備原理 變化觀念與平衡思想 課前 · 新知導學
1．無機非金屬材料
硅酸鹽材料
硅
氧
高溫
腐蝕
高
2．傳統無機非金屬材料多為硅酸鹽材料
(1)硅酸鹽的結構與性能。
四面體
硅酸鹽的結構 性質
Si和O構成了硅氧________ 多數具有硬度高、熔點高、難溶于水、化學性質________、__________________等特點
穩定
耐腐蝕(或耐高溫)
(2)三種常見硅酸鹽產品。
黏土
硅酸鹽產品 原料 主要設備或生產條件 應用
陶瓷 _________(主要成分為含水的___________) 高溫燒結 用于生產建筑材料、絕緣材料、日用器皿、衛生潔具等
鋁硅酸鹽
硅酸鹽產品 原料 主要設備或生產條件 應用
玻璃(主要成分：______、__________和______) _____、______和________ 在_______中熔融，發生復雜的_____和_____變化而制得 用于生產建筑材料、光學儀器和各種器皿，還可制造玻璃纖維用于高強度復合材料等
水泥 ____、_____、石膏(調節水泥的__________) ______________ 水泥、沙子和碎石等與水混合可以得到______ ____，大量用于建筑和水利工程
Na2SiO3
CaSiO3
SiO2
純堿
石灰石
石英砂
玻璃窯
物理
化學
黏土
石灰石
硬化速率
水泥回轉窯
混凝
土
(3)特種玻璃。
在玻璃中加入的元素或物質 玻璃特性 用途
鉛 光學玻璃：___________，折射率_____ 制造眼鏡、照相機和光學儀器的透鏡
硼酸鹽 耐_________、耐溫度________ 制造可用于實驗室使用的玻璃儀器
金屬氧化物或鹽 彩色玻璃 用于____________
透光性好
高
化學腐蝕
急劇變化
建筑和裝飾
生產玻璃的原料是純堿、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，那么在生產過程中發生了怎樣的反應？試寫出反應的化學方程式。
微思考
1．根據陶瓷的生產原理，可以得出硅酸鹽工業的一般特點是 (　　)
①以含硅物質作為原料
②主要產物是硅酸鹽
③反應條件是高溫
④反應原理是復雜的物理變化和化學變化
A．只有①③ B．只有②③
C．①②③④ D．只有③④
【答案】C
【解析】傳統陶瓷多是將黏土與水的混合物通過高溫燒結制成，其生產過程中發生復雜的化學變化和物理變化。故①②③④均正確。
2．制取下列物質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】硅酸由可溶性硅酸鹽與酸反應制得。
1．硅和二氧化硅
(1)單質硅的性質。
硅單質的導電性介于________________之間，是應用最為廣泛的________材料。
(2)自然界中的硅元素：主要以________(如地殼中的大多數礦物)和氧化物(如______和________)的形式存在。
新型無機非金屬材料
導體和絕緣體
半導體
硅酸鹽
水晶
瑪瑙
(3)晶體硅的制備。
寫出化學方程式：
①__________________________________。
②_____________________________。
③_____________________________。
(4)硅和二氧化硅的用途。
①高純硅： ________、________________等。
②二氧化硅晶體：生產__________。
2．新型陶瓷
(1)碳化硅(SiC)。
制芯片
硅太陽能電池
光導纖維
俗稱 結構特點 主要性能 用途
______ 碳原子、硅原子以________連接，結構類似________ 硬度很大、優異的高溫抗______ 性能 砂紙和砂輪的______、耐高溫結構材料和耐高溫________材料
金剛砂
共價鍵
金剛石
氧化
磨料
半導體
(2)新型陶瓷。
名稱 原料或成分 優良性能 用途
高溫結構陶瓷 一般用碳化硅、氮化硅或某些金屬氧化物等在高溫下燒結而成 耐高溫、抗氧化、耐磨蝕等 可用于______________、汽車發動機和高溫電極材料等
壓電陶瓷 主要有________和________等 能實現機械能與______的相互轉化 可用于濾波器、揚聲器、超聲波探傷器和點火器等
火箭發動機
鈦酸鹽
鋯酸鹽
電能
名稱 原料或成分 優良性能 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 具有優異的光學性能，耐高溫，絕緣性好 可用于__________、激光器和高溫探測窗等
超導陶瓷 — 在某一臨界溫度下電阻為______，具有_______性 可用于電力、交通、醫療等領域
氧化鋁
氧化釔
氮化鋁
氟化鈣
高壓鈉燈
零
超導
3．碳納米材料
名稱 組成 性能 應用或用途
富勒烯 由碳原子構成的一系列______分子的總稱，其中C60 是富勒烯的代表物 — C60的發現為納米科學提供了重要的研究對象，開啟了碳納米材料的研究和應用的新時代，如用C60作車輪的“__________”
籠形
納米汽車
名稱 組成 性能 應用或用途
碳納米管 可看成由__________卷成的________，具有_________的直徑 碳納米管的比表面積大，有相當高的________和優良的________性能 可用于生產_________ 、_______和___________等
石墨烯 是只有____________直徑厚度的_________ 電阻率____、熱導率____，具有_____ 的強度 可用于光電器件、超級電容器、電池和復合材料等方面，如使用了石墨烯材料的_________和_________等
石墨片層
管狀物
納米尺度
強度
電學
復合材料
電池
傳感器
一個碳原子
單層石墨
低
高
很高
動力電池
超輕海綿
(1)利用石英坩堝能否熔融NaOH固體？
【答案】不能。因石英坩堝中的SiO2會與NaOH在加熱條件下發生反應。
(2)富勒烯、碳納米管和石墨烯的主要成分是否都是碳單質？
【答案】是。
微思考
1．下列有關新型無機非金屬材料的說法正確的是 (　　)
A．高純硅可用于制造光導纖維
B．高純二氧化硅可用于制造太陽能電池
C．碳化硅化學性質穩定，可用于生產砂紙、砂輪等
D．金剛石、石墨烯、C60等都屬于碳納米材料
【答案】C
【解析】高純硅可用于制造太陽能電池，A錯誤；高純二氧化硅可用于制造光導纖維，B錯誤；金剛石不屬于碳納米材料，D錯誤。
2．下列物質中，屬于新型無機非金屬材料的是 (　　)
A．有色玻璃 B．碳化硅陶瓷
C．石英玻璃 D．鋼化玻璃
【答案】B
【解析】有色玻璃、鋼化玻璃主要成分與普通玻璃相同，屬于傳統無機非金屬材料；石英玻璃屬于傳統無機非金屬材料。
課堂 · 重難探究
[重難理解]
工業制備高純硅的反應原理
重難點　高純硅的制備
在無機非金屬材料中，硅一直扮演著主要的角色。制備純硅的主要步驟如下：
①在1 800～2 000 ℃溫度下用碳還原二氧化硅制得粗硅；
[典例精練]
請回答下列問題：
(1)第①步制備粗硅反應的化學方程式為________________________ ______________。
(2)粗硅與HCl反應完全后，經冷凝得到的SiHCl3(沸點33.0 ℃)中含有少量SiCl4(沸點57.6 ℃)和HCl(沸點－84.7 ℃)，提純SiHCl3采用的方法為________。
(3)從基本反應類型角度分類，步驟③中發生的反應屬于________。
(4)為鑒定產品硅中是否含微量鐵單質，將試樣用稀鹽酸溶解，取上層清液后需再加入的試劑是________(填字母)。
A．氯水 B．NaOH溶液
C．KSCN溶液 D．Na2SO3溶液
(2023·山東青島二中期中改編)晶體硅是一種重要的非金屬材料，有科學家認為硅是“21世紀的能源”“未來的石油”。
(1)工業上生產純硅的工藝流程如下：
石英砂的主要成分是SiO2，在制備粗硅時反應的氧化產物為______ (填化學式)，焦炭的作用是________(填“氧化劑”或“還原劑”)；在該反應中，若消耗了3.0 g SiO2，則轉移電子的總數為________(用NA表示阿伏加德羅常數)。
(2)某實驗室利用SiHCl3(沸點33.0 ℃)與過量H2在1 000～1 100 ℃反應制得純硅(灰黑色固體)。已知SiHCl3能與H2O強烈反應，在空氣中易自燃。裝置如圖所示(熱源及夾持裝置略去)。
①裝置B中的試劑是__________。裝置C中水的作用是_________ _______________。
②反應一段時間后，裝置D中觀察到的現象是__________；裝置D中發生反應的化學方程式為________________________。
③為檢驗產品硅中是否含微量鐵單質，將試樣用稀鹽酸溶解，取上層清液后需要加入的試劑有________(填字母)。
a．KMnO4 b．氯水
c．Na2SO3溶液 d．KSCN溶液
[課堂小結]
小練 · 素養達成
1．(2023·廣東華南師大附中三模)考古遺跡和歷史文物是歷史的見證，反映了古代人民豐富多彩的生活。下列文物屬于無機非金屬材料的是 (　　)
【答案】C
【解析】銅烤爐為金屬材料，A錯誤；黃花梨為木制品，所含的植物纖維為有機材料，B錯誤；陶俑是燒制而成的無機非金屬材料，C正確；山居圖扇面為紙張制品，屬于植物纖維制品，不是無機非金屬材料，D錯誤。
2．(2022·陜西渭南期末)2021年，我國具有獨立知識產權的“龍芯”19歲了。下列關于硅單質及其化合物的敘述正確的是 (　　)
A．陶瓷是人類應用最早的硅酸鹽材料
B．利用二氧化硅的半導體性能制成光電池
C．硅的化學性質穩定，不與任何物質反應
D．晶體硅是具有金屬光澤的灰黑色金屬
【答案】A
【解析】陶瓷是人類應用最早的硅酸鹽材料，A正確；硅是半導體材料，二氧化硅常被用來制造光導纖維，B錯誤；硅與氟化氫反應生成四氟化硅，C錯誤；晶體硅是一種有金屬光澤的灰黑色的固體，是非金屬，D錯誤。
3．新型無機非金屬材料碳化鈦(TiC)、碳化硼(B4C3)、氮化硅等稱為非氧化物陶瓷，合成這些物質需在高溫下進行，在合成工藝中必須注意 (　　)
A．通入充足的氧氣 B．可在空氣中進行
C．可在氮氣氛圍中合成 D．通入少量氧氣
【答案】C
【解析】合成這些無機非金屬材料的過程中應杜絕氧氣的存在，否則會生成相應的氧化物。
A．①③為置換反應
B．②為化合反應
C．①②③均為氧化還原反應
D．三個反應的反應物中硅元素均被還原
【答案】D
【解析】①③中硅元素被還原，②中硅元素被氧化，D錯誤。
5．下列有關硅的化合物說法正確的是 (　　)
A．SiO2與CO2相似，由一個硅原子和兩個氧原子構成一個SiO2分子
B．硅酸鹽一般不溶于水，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(如鹽酸)反應制得
D．SiO2是酸性氧化物，能和堿反應，不能和酸反應
【答案】B
【解析】錯選A的原因在于對SiO2這個化學式分析不到位。SiO2是由硅原子和氧原子形成的立體網狀結構，在這個網狀結構中，硅原子與氧原子個數比是1∶2；C中，SiO2不溶于水，不可能與水反應生成H2SiO3，H2SiO3一般是由可溶性的硅酸鹽和其他酸反應制得；D中，SiO2作為酸性氧化物，能和堿反應生成硅酸鹽和水，也能和氫氟酸反應：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O，該反應經常用來雕刻玻璃。
6．(2023·山西朔州期中)氮化硅是一種性能優異的無機非金屬材料，它的熔點高，硬度大，電絕緣性好，化學性質穩定，但生產成本較高，不溶于酸(氫氟酸除外)，高溫下氧氣及水蒸氣能明顯腐蝕氮化硅。一種用工業硅(含少量鐵、銅的單質及氧化物)和N2(含少量O2)合成氮化硅的工藝流程如下。
(1)N2凈化時，銅屑的作用是______________________；將硅塊粉碎的作用是__________________________________。
(2)在氮化爐中每生成70 g Si3N4轉移電子的物質的量是________mol。
(3)X可能是________(填“鹽酸”“硝酸”“硫酸”或“氫氟酸”)。
(4)如何說明氮化硅產品已用水洗干凈？
(5)推測氮化硅可能有哪些用途？________(填字母)。
a．制作切削刀具　　　　b．制作坩堝
c．用作建筑陶瓷　　　　d．制作耐高溫軸承
(6)工業上還可以采用化學氣相沉積法，在H2的保護下，使SiCl4與N2在高溫下反應生成Si3N4沉積在石墨表面，該反應的化學方程式為________________________。(共56張PPT)
第五章　化工生產中的重要非金屬元素
③了解硫元素不同價態間的轉化及反應條件的控制。
④了解氮氣的性質及固氮方法。認識一氧化氮、二氧化氮的性質，熟知氮的氧化物溶于水發生反應的化學方程式。
⑧知道常見的硅酸鹽材料玻璃、水泥、陶瓷及生產它們的主要原料。
⑨了解高純硅的制備原理。知道硅和二氧化硅的用途。
⑩知道一些新型的無機非金屬材料如硅和二氧化硅、新型陶瓷和碳納米材料等。
學習內容 考查重點
硫及其化合物 硫和二氧化硫 ①硫單質的弱氧化性，二氧化硫的漂白性、還原性、弱氧化性
②濃硫酸的三大特性，特別是其強氧化性及吸水性的應用
硫酸 硫酸根離子的檢驗 不同價態含硫物質的轉化 學習內容 考查重點
氮及其化合物 氮氣與氮的固定 ③硫酸根離子的檢驗試劑和方法④硫、氮及其化合物間的轉化
⑤氨的噴泉實驗原理、氨氣的實驗室制法及簡便制法
⑥硝酸強氧化性的應用
⑦硅酸鹽的基本組成、性質、用途
一氧化氮和二氧化氮 氨和銨鹽 硝酸 酸雨及防治 無機非金屬材料 硅酸鹽材料 新型無機非金屬材料 第一節　硫及其化合物
第1課時　硫和二氧化硫
學習目標 素養目標
認識單質硫的性質，特別是硫的化學性質 宏觀辨識與微觀探析
通過實驗探究，掌握二氧化硫的物理性質及化學性質，特別是二氧化硫與水的反應，以及二氧化硫的漂白性 科學探究與創新意識
了解單質硫與二氧化硫在生產、生活中的應用 科學態度與社會責任
學法指導
1．能運用原子結構模型學習硫單質的氧化性和還原性。能說明二氧化硫的性質與應用之間的關系
2．做好對比學習，如二氧化硫和二氧化碳的比較、二氧化硫與氯水的比較、二氧化硫和三氧化硫的比較等，通過比較，加深對新知識的理解和認識，以便將新知識融入已有知識體系中
課前 · 新知導學
1．物理性質
硫俗稱________，____色晶體，質______，______研成粉末，難溶于_____，微溶于______，易溶于__________。硫有多種_____________，其中正交硫的熔點為113 ℃，沸點為445 ℃，密度為2.06 g·cm-3。
硫
硫黃
黃
脆
易
水
酒精
二硫化碳
同素異形體
2．化學性質
氧化性 與Fe反應：________________________
與Cu反應：________________________
與H2反應：________________________
還原性 與O2反應：________________________
是否可以根據Fe、Cu分別與S、Cl2反應的產物判斷S和Cl2的氧化性強弱？
【答案】可以。Fe、Cu與S反應生成低價的化合物，Fe、Cu與Cl2反應生成高價的化合物，故Cl2的氧化性強于S。
微思考
判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。
(1)硫黃是非金屬單質，只具有氧化性 (　　)
(2)硫與氧氣的反應中，硫單質作氧化劑 (　　)
(3)洗去試管壁上的硫黃可以用CS2 (　　)
(4)硫與金屬或非金屬反應均作為氧化劑 (　　)
【答案】(1)×　(2)×　(3)√　(4)×
1．物理性質
二氧化硫
無
色、態 氣味 毒性 密度 水溶性
______色氣體 _________氣味 _______ 比空氣________ _____溶于水
(1∶_____)
有刺激性
有毒
大
易
40
2．化學性質
(1)具有酸性氧化物的通性。
①與H2O反應：______________________。
可逆反應：在__________下，既能向________方向進行，同時又能向_________方向進行的反應。
②與過量NaOH反應：_______________________________。
③與CaO反應：_______________________。
SO3也是一種酸性氧化物，溶于水時與水發生劇烈反應，生成硫酸：_______________________。
SO2＋H2O H2SO3
同一條件
正反應
逆反應
SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O
SO2＋CaO===CaSO3
SO3＋H2O===H2SO4
(2)還原性。
二氧化硫在適當的溫度并有催化劑存在的條件下，可被氧氣氧化為
SO3：_______________________。
【名師點撥】化學上通常把向生成物方向進行的反應叫作正反應，向反應物方向進行的反應叫作逆反應。在同一條件下，既能向正反應方向進行，同時又能向逆反應方向進行的反應，叫作可逆反應。
(3)氧化性。
二氧化硫可與硫化氫反應，生成硫和水：________________________。
(4)漂白性。
①教材【實驗5－2】向溶有SO2的溶液中滴加1～2滴品紅溶液，振蕩，溶液紅色________，再加熱所得溶液，溶液顏色____________，該實驗說明二氧化硫具有________性。
②原理：二氧化硫能與某些有色物質生成________的______色物質。
SO2＋2H2S===3S＋2H2O
褪去
恢復紅色
漂白
不穩定
無
③用途：
a．工業上常用二氧化硫來漂白________、______、______等。
b．二氧化硫可用于__________，同時可用作______________。如葡萄酒中添加適量的二氧化硫，既起到一定的殺菌作用，又起到________作用。
紙漿
毛
絲
殺菌消毒
食品添加劑
抗氧化
SO3除了可與水反應外，還能與哪些類型物質反應？
【答案】SO3作為一種酸性氧化物，還可與堿、某些堿性氧化物等反應。
微思考
(2023·四川瀘縣五中期末)下列關于SO2的說法中，不正確的是 (　　)
A．能使品紅溶液褪色
B．在空氣中極易被O2氧化為SO3
C．是酸性氧化物，能與水發生反應生成亞硫酸
D．在有的反應中顯示氧化性，有的反應中顯示還原性
【答案】B
【解析】SO2具有漂白性，可以漂白品紅，A正確；SO2在催化劑的作用下加熱可以被氧氣氧化為三氧化硫，沒有催化劑的情況下，不易被氧化，B錯誤；SO2屬于酸性氧化物，和水反應可以生成亞硫酸，化學方程式為SO2＋H2O===H2SO3，C正確；SO2和硫化氫反應生成單質硫，此時體現氧化性，在催化劑存在的條件下加熱生成三氧化硫，體現還原性，D正確。
課堂 · 重難探究
[重難理解]
1．SO2與CO2性質對比
重難點一　二氧化硫和二氧化碳的比較與鑒別
比較 SO2 CO2
物理性質 氣味 有刺激性氣味 無味
毒性 有毒 無毒
溶解性 易溶 可溶
比較 SO2 CO2
化學性質 與水的反應 SO2＋H2O H2SO3 CO2＋H2O H2CO3
與堿的反應 SO2氣體通入澄清石灰水中，先生成沉淀，當氣體過量時沉淀又溶解： Ca(OH)2＋SO2===CaSO3↓＋H2O CaSO3＋SO2＋H2O=== Ca(HSO3)2 CO2氣體通入澄清石灰水中，先生成沉淀，當氣體過量時沉淀又溶解：
Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O
CaCO3＋CO2＋H2O=== Ca(HCO3)2
2．SO2與CO2的鑒別方法
①用品紅溶液：能使品紅溶液褪色的是SO2，不能使品紅溶液褪色的是CO2。
②用氫硫酸溶液：出現淡黃色渾濁的是SO2，無明顯現象的是CO2。
③用酸性KMnO4溶液：能使紫色KMnO4溶液褪色的是SO2，無明顯現象的是CO2。
④用溴水：能使溴水褪色的是SO2，無明顯現象的是CO2。
⑤用FeCl3溶液：能使黃色FeCl3溶液變為淺綠色的是SO2，無明顯現象的是CO2。
某化學興趣小組為了探究常溫下非金屬氧化物形成的某未知氣體的成分，將氣體通入澄清石灰水，發現澄清石灰水變渾濁，持續通入，發現石灰水又變澄清，由此該小組成員對氣體的成分提出猜想。
【提出猜想】
猜想1：該氣體為CO2。
猜想2：該氣體為SO2。
猜想3：_____________為了驗證猜想，該小組設計實驗加以探究：
[典例精練]
【實驗探究】
該小組同學按如下圖所示裝置，將氣體從a端通入。
(1)B中應該裝下列________試劑(填字母)。
A．NaCl溶液 B．酸性KMnO4溶液
C．鹽酸 D．澄清石灰水
(2)A中品紅溶液的作用是_______________________。
(3)D中澄清石灰水的作用是_____________________。
通過該實驗，該小組同學觀察到以下三個實驗現象：
①A中品紅溶液褪色
②C中品紅溶液不褪色
③D中澄清石灰水變渾濁
【得出結論】
(4)該小組同學由上述現象確認該氣體的成分為________________。
【答案】【提出猜想】該氣體為CO2和SO2的混合氣體
【實驗探究】(1)B　(2)驗證未知氣體中是否含有SO2
(3)驗證未知氣體中是否含有CO2
【得出結論】(4)CO2和SO2的混合氣體
【解析】回憶學過的能使澄清石灰水先變渾濁后變澄清的氣體，只有CO2和SO2，所以提出的猜想是①氣體為CO2；②氣體為SO2；③氣體為CO2和SO2的混合氣體。因為SO2的存在對CO2的驗證有干擾，所以要驗證氣體的成分，必須先驗證SO2是否存在，并除盡，再驗證CO2是否存在。
(2023·四川廣安二中期中)下列溶液中，能夠區分CO2和SO2氣體的是 (　　)
①澄清石灰水溶液　②氫硫酸　③酸性高錳酸鉀溶液　④氯水　⑤品紅溶液
A．①②④ B．②③④
C．除①外 D．全部
【答案】C
【解析】①因SO2和CO2均能與石灰水反應生成白色沉淀，不能鑒別；②二氧化硫與氫硫酸反應生成單質硫和水，二氧化碳不反應，可以鑒別；③因二氧化硫與高錳酸鉀溶液發生氧化還原反應，觀察到溶液褪色，而二氧化碳與高錳酸鉀溶液不反應，能鑒別；④因二氧化硫與氯水發生氧化還原反應，氯水褪色，而二氧化碳與氯水不反應，能鑒別；⑤因二氧化硫具有漂白性，能使品紅褪色，而二氧化碳不能，能鑒別。
[重難理解]
二氧化硫和新制氯水的漂白作用比較
重難點二　二氧化硫的漂白性
比較 SO2 新制氯水
漂白原理 SO2能與某些有色物質結合生成不穩定的無色物質 Cl2與H2O反應生成的HClO具有強氧化性，可以將有色物質氧化成無色物質
漂白效果 不穩定，加熱能復原 穩定
漂白范圍 某些有色物質 絕大多數有色物質
與有色物質作用實例 品紅褪色；紫色石蕊變紅，但不褪色 品紅褪色；紫色石蕊先變紅，隨即褪色
混合作用 SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，漂白作用大大減弱或消失 下列說法正確的是 (　　)
A．因為SO2具有漂白性，所以它能使品紅溶液、溴水、酸性KMnO4溶液、石蕊溶液都褪色
B．能使品紅溶液褪色的不一定是SO2
C．SO2、漂白粉、活性炭、Na2O2都能使紅墨水褪色，其原理相同
D．鹽酸能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色，所以鹽酸也有漂白性
【答案】B
[典例精練]
【解析】SO2能使品紅溶液褪色，利用了其漂白性，使溴水、酸性高錳酸鉀溶液褪色，利用了其還原性，SO2不能使石蕊溶液褪色，A錯誤；使品紅溶液褪色的可能是SO2、Cl2、H2O2、O3等，B正確；活性炭具有吸附性，SO2利用其和有色物質的結合，漂白粉和過氧化鈉利用其強氧化性，原理不同，C錯誤；鹽酸和NaOH發生中和反應，D錯誤。
(2022·河南林州月考)不能證明下列物質具有漂白性的是 (　　)
A．向品紅溶液中通入SO2后，紅色消失
B．向顯紅色的酚酞溶液中通入SO2后，紅色褪去
C．向滴有酚酞的水中投入Na2O2粉末，溶液先變紅，后褪色
D．將新制氯水滴入紫色石蕊溶液，溶液先變紅，后褪色
【答案】B
【解析】向品紅溶液中通入SO2后，紅色消失，體現SO2的漂白性，A錯誤；向顯紅色的酚酞溶液中通入SO2后，溶液變為中性或酸性，紅色褪去，體現SO2的酸性氧化物的性質，B正確；向滴有酚酞的水中投入Na2O2粉末，Na2O2和水反應生成氫氧化鈉和氧氣，所以溶液變紅，由于Na2O2具有漂白性，最后溶液褪色，C錯誤；將新制氯水滴入紫色石蕊溶液，氯水溶液呈酸性，所以溶液先變紅，次氯酸具有漂白性，最后溶液褪色，D錯誤。
(2022·廣東東莞南城月考)下列有關硫的氧化物的說法正確的是　 (　　)
A．SO2和SO3均是酸性氧化物
B．SO2的漂白原理和氯氣的漂白原理相同
C．在SO2＋2H2S===3S＋2H2O反應中，SO2作氧化劑，其具有很強的氧化性
D．把某氣體通入澄清的石灰水中，石灰水變渾濁，該氣體一定是SO2
【答案】A
【解析】錯選B的原因在于對所學漂白類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正確；二氧化硫氧化性不強，C錯誤；能使澄清的石灰水變渾濁的氣體可能是CO2也可能是SO2，D錯誤。
[課堂小結]
小練 · 素養達成
1．(2023·江西吉安聯考)下列硫及其化合物的性質與用途正確且具有對應關系的是 (　　)
A．濃H2SO4具有吸水性，可用作干燥劑
B．SO2具有還原性，可用于漂白紙漿
C．SO2有毒，可以作為食品添加劑
D．S是一種黃色晶體，可用于生產SO2
【答案】A
【解析】濃硫酸具有吸水性，可用作干燥劑，A正確；SO2具有漂白性，可用于漂白紙漿，與還原性無關，B錯誤；SO2有毒，但在嚴格控制用量的情況下，二氧化硫可被添加到食品中作漂白劑、防腐劑和抗氧化劑，C錯誤；S是一種黃色晶體，與生產SO2無對應關系，D錯誤。
【答案】B
3．下列有關SO2的說法正確的是 (　　)
A．SO2和SO3均能與NaOH反應
B．SO2具有漂白性，所以能使碘的淀粉溶液變為無色
C．在SO2＋2H2S===3S＋2H2O反應中，氧化產物和還原產物的物質的量之比為1∶2
D．SO2、Cl2均能與FeCl3反應
【答案】A
【解析】SO2和SO3都可以和堿反應生成相應的鹽和H2O，A正確；SO2使碘的淀粉溶液褪色，體現其還原性，B錯誤；該反應中，氧化產物與還原產物的物質的量之比為2∶1，C錯誤；Cl2與FeCl3不反應，D錯誤。
4．(2023·內蒙古通遼期中)下列對SO2和SO3的敘述正確的是 (　　)
A．標準狀況下，都是無色氣體，都易溶于水
B．都是酸性氧化物，溶于水都生成強酸
C．都可使品紅溶液褪色，加熱時紅色又能再現
D．都屬于非電解質
【答案】D
【解析】標準狀況下三氧化硫是固體，二氧化硫是氣體，二氧化硫和三氧化硫都易溶于水，A錯誤；SO2＋H2O===H2SO3、SO3＋H2O=== H2SO4，二氧化硫和三氧化硫都是酸性氧化物，但亞硫酸是弱酸，硫酸是強酸，B錯誤；三氧化硫沒有漂白性，二氧化硫具有漂白性，能使品紅溶液褪色，但二氧化硫的漂白性不穩定，在加熱條件下易恢復為原來顏色，C錯誤；二氧化硫和三氧化硫本身都不能電離，都屬于非電解質，D正確。
5．下列五種有色溶液與SO2作用，均能褪色，其實質相同的是 (　　)
①品紅溶液　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中表現酸性氧化物的通性，在②④⑤中表現還原性，在①中表現漂白性。
6．下列有關硫的化合物說法正確的是 (　　)
A．向品紅、酸性高錳酸鉀溶液中通入SO2都會褪色，證明了SO2具有漂白性
B．SO2、Cl2都具有漂白性，但若把兩種氣體按1∶1的體積比混合，其漂白性很差
C．把SO2通入含有酚酞的NaOH溶液中，紅色褪去，原因是SO2具有漂白性
D．某氣體能使品紅溶液褪色，該氣體是SO2
【答案】B
【解析】錯選A的原因是對SO2使品紅、酸性高錳酸鉀溶液褪色的原理沒有做出正確的分析。二氧化硫使酸性高錳酸鉀溶液褪色，是因為二氧化硫的還原性，A錯誤；Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，把SO2和Cl2按1∶1的體積比混合，會使其漂白性大大減弱甚至消失，B正確；若沒有掌握SO2是酸性氧化物，能和堿反應則會錯選C；能使品紅溶液褪色的氣體有多種，如Cl2、SO2等，D錯誤。
7．某化學興趣小組為探究SO2的性質，按下圖所示裝置進行實驗。已知：Na2SO3＋H2SO4(濃)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O。
請回答下列問題：
(1)裝置A中盛放亞硫酸鈉的儀器的名稱是________________。
(2)實驗過程中，裝置B中產生的現象為______________________，這說明SO2具有____________。
(3)裝置C的目的是探究SO2與品紅溶液發生反應的可逆性，請寫出實驗操作及現象：_________________________________________。
(4)尾氣可采用________溶液吸收。
【答案】(1)蒸餾燒瓶
(2)溶液由紫紅色變為無色　還原性
(3)品紅溶液褪色后，關閉分液漏斗旋塞，點燃酒精燈加熱，溶液恢復為紅色　(4)NaOH(共46張PPT)
第五章　化工生產中的重要非金屬元素
第一節　硫及其化合物
第2課時　硫酸　硫酸鹽
學習目標 素養目標 學法指導
1.結合初中知識及實驗探究，認識濃硫酸的吸水性和脫水性及其區別 實驗探究與創新意識 1.比較法學習濃硫酸的吸水性和脫水性
2.從硫元素的＋6價認識濃硫酸的強氧化性，并通過濃硫酸與銅反應的實驗探究，加深對濃硫酸強氧化性的認識
3.通過比較濃硫酸與稀硫酸的性質，認識二者體現氧化性的原因所在
2.通過濃硫酸與銅反應的實驗探究，掌握濃硫酸的強氧化性 實驗探究與創新意識 3.聯系生產、生活實際，認識常見硫酸鹽的成分、性質和應用 科學態度與社會責任 課前 · 新知導學
1．用途：重要的化工原料，可用于生產______、______、炸藥、染料和鹽類等。
2．工業上制備硫酸的原料
(1)硫黃或其他含硫礦物(如________)。
(2)從冶煉金屬時產生的廢氣中回收的__________。
硫酸的用途和制備
化肥
農藥
黃鐵礦
二氧化硫
3．工業制硫酸的原理示意圖
SO2
SO3
(2023·遼寧學考改編)硫及其化合物廣泛存在于自然界中，工業上一般以硫黃或其他含硫礦物(如黃鐵礦)為原料來制備硫酸。工業制硫酸充分體現了化學工業在國民經濟發展中的重要地位，凸顯了化學學科在自然資源和能源綜合利用方面的重要價值。如圖為工業制硫酸的原理示意圖。該流程不涉及的核心化學反應是 (　　)
【答案】C
【解析】工業制硫酸時，煅燒硫或黃鐵礦制備SO2，二氧化硫被氧化為SO3，SO3溶于水轉化為H2SO4過程中放熱，產生酸霧降低SO3吸收效率，故在吸收塔內用98.3%的濃硫酸吸收SO3，但反應為SO3＋H2O ===H2SO4，則C項中的反應不是該流程的核心反應，C錯誤。
1．稀硫酸的化學性質
硫酸的性質
紅
Zn2+＋H2↑
Cu2+
2．濃硫酸的特性
(1)吸水性：濃硫酸能吸收存在于周圍環境中的______，故常用作________。
(2)脫水性：濃硫酸能將______、紙張、棉布和木材等有機物中的______和______按_____________脫去。
水分
干燥劑
蔗糖
氫
氧
水的組成比
實驗操作

實驗現象 ①蔗糖先變黃，再逐漸變黑
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
實驗結論 ①濃硫酸具有__________，能將蔗糖炭化
②濃硫酸具有__________，能將炭氧化成CO2，自身被還原為SO2
脫水性
強氧化性
(3)強氧化性：能氧化大多數金屬單質和部分非金屬單質。
①與金屬的反應。
教材【實驗5－3】濃硫酸與銅反應：
實驗操作

實驗現象 a試管中銅絲表面_____________；
b試管中的品紅溶液逐漸變為_______；
c試管中的石蕊溶液逐漸變為_______；
將a試管里的溶液冷卻后慢慢倒入水中，溶液變為______
化學方程式
_____________________________________________
②與非金屬的反應。
在加熱時，濃硫酸與木炭發生反應：__________________________ __________________。
有氣泡逸出
無色
紅色
藍色
＋2SO2↑＋2H2O
(1)在實驗中將銅絲下端卷成螺旋狀的目的是什么？
【答案】增大銅絲與濃硫酸的接觸面積，以加快反應速率。
(2)實驗室用金屬與酸反應制取氫氣時，往往用稀硫酸，而不用濃硫酸，這是為什么？
【答案】稀硫酸與(活潑)金屬反應時可生成氫氣，而濃硫酸與金屬反應時往往得不到氫氣，而是生成二氧化硫氣體。
微思考
判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。
(1)濃硫酸具有強氧化性，稀硫酸不具有氧化性 (　　)
(2)將濃H2SO4滴到濕的蔗糖表面，固體變黑膨脹并有刺激性氣味氣體生成，說明濃H2SO4有脫水性、吸水性和強氧化性 (　　)
(3)濃H2SO4具有強氧化性，SO2具有還原性，所以濃H2SO4不能干燥SO2 (　　)
(4)濃H2SO4具有吸水性，所以濃H2SO4可以干燥H2、CO、NH3、H2S、HI、HBr等氣體 (　　)
(5)銅不能置換出稀硫酸中的氫，但在加熱條件下可置換出濃硫酸中的氫 (　　)
【答案】(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×
1．硫酸鈣
(1)性質。
硫酸鹽
(2)用途。
①制作模型和醫療用的__________。
②工業上，可用來調節水泥的__________。
石膏繃帶
硬化速率
CaSO4·2H2O
150
大部分
水
糊狀物
凝固
2CaSO4·H2O
2．硫酸鋇
(1)存在：以重晶石(BaSO4)的形式存在。
(2)性質：白色固體，不溶于__________，且不容易被______射線透過。
(3)用途：在醫療上可被用作消化系統X射線檢查的內服藥劑，俗稱“_______”。
水和酸
X
鋇餐
3．硫酸銅
(1)性質。
______色粉末，結合水后會變成______色晶體，化學方程式為_______________________________，CuSO4·5H2O俗稱________。
(2)用途。
①硫酸銅可用來檢驗________________________。
②膽礬可與__________混合制成一種常用農藥——__________。
白
藍
　CuSO4＋5H2O===CuSO4·5H2O
膽礬
酒精中是否含有少量水
石灰乳
波爾多液
已知Ba2+有毒，那么不溶于水的碳酸鋇能否代替硫酸鋇用作“鋇餐”？
【答案】不能。因BaCO3可溶于胃酸(鹽酸)中，生成可溶于水的Ba2+，使人中毒。
微思考
下列說法正確的是 (　　)
A．無水硫酸銅為藍色固體，遇水變為白色
B．BaCO3和BaSO4都不溶于水，都可用作“鋇餐”
C．熟石膏化學式為CaSO4·2H2O，可制成模型
D．波爾多液可由膽礬與石灰乳混合制成
【答案】D
課堂 · 重難探究
[重難理解]
1．濃硫酸吸水性、脫水性的區別
重難點　濃硫酸的吸水性、脫水性和強氧化性
由此看出：二者的根本區別在于物質本身是否存在水分子。
2．濃硫酸的強氧化性
(1)本質。
濃硫酸具有強氧化性，是因為H2SO4分子中＋6價的硫元素具有很強的得電子能力。
(2)反應規律。
①常溫下與活潑金屬反應(鐵、鋁鈍化)表現強氧化性和酸性，生成硫酸鹽和SO2，硫酸濃度變小后，生成的氣體為H2。
②與較不活潑金屬反應：
向50 mL 18 mol/L H2SO4溶液中加入足量的銅片并加熱，充分反應后，被還原的H2SO4的物質的量 (　　)
A．小于0.45 mol
B．等于0.45 mol
C．在0.45 mol和0.90 mol之間
D．大于0.90 mol
【答案】A
[典例精練]
【規律方法】　濃硫酸的氧化性類型題
一是理解題意，明確題目要求。如例題中求“被還原的H2SO4的物質的量”。二是硫酸的濃度對反應的影響。類似問題還有MnO2與濃鹽酸在加熱條件下產生氯氣，而稀鹽酸不與MnO2反應。因此，一切因濃度不同而產生不同產物(或不發生反應)的反應都會遇到上述問題，計算時要考慮反應的實際情況。
將下列硫酸的性質填到相應的括號內(填字母)。
A．酸性　B．吸水性　C．脫水性　D．強氧化性
(1)濃H2SO4滴在紙上，使紙變黑 (　　)
(2)濃H2SO4干燥SO2氣體 (　　)
(3)鋅粒放入稀H2SO4中有氣體放出 (　　)
(4)盛有濃H2SO4的燒杯敞口放置一段時間后，質量增加 (　　)
(5)把木炭放入熱的濃H2SO4中有氣體放出 (　　)
【答案】(1)C　(2)B　(3)A　(4)B　(5)D
下列有關濃硫酸的說法中正確的是　 (　　)
A．濃硫酸常用作干燥劑，它是利用了濃硫酸的脫水性
B．濃硫酸具有極強的氧化性，故把鐵片放入濃硫酸中會生成Fe2(SO4)3
C．濃硫酸是酸，故在和金屬反應時，符合酸與金屬反應的通式：酸＋金屬―→鹽＋H2↑
D．濃硫酸稀釋會放出大量的熱，故正確的稀釋方法是把濃硫酸緩慢加入水中，并不斷攪拌
【答案】D
【解析】錯選A的原因在于對濃硫酸的吸水性和脫水性理解不到位。吸水是一個物理過程，相當于干燥某物質，而脫水是一個化學過程，是把物質中的氫和氧以2∶1(即水分子)的形式脫出。錯選B的原因在于對所學基礎知識掌握不到位，對知識不能靈活使用導致片面地分析問題。濃硫酸是酸，且具有強氧化性，但它又有其自身的特性。如常溫時使鐵、鋁鈍化，故不能使鐵與濃硫酸進一步反應而生成Fe2(SO4)3。錯選C的原因是對濃硫酸的特性掌握不熟練。濃硫酸因其具有強氧化性，反應中＋6價的S原子得電子。故其與金屬的反應與常見的酸和金屬的反應不同，濃硫酸在和金屬反應時，除了生成鹽外，還會生成SO2氣體和水。
(2023·甘肅天水二中段考)下列有關硫及其化合物的說法中正確的是 (　　)
A．濃硫酸具有吸水性，可作干燥劑，不能干燥NH3，也不能干燥H2S等還原性氣體
B．濃硫酸與灼熱的炭反應，體現了濃硫酸的強氧化性和酸性
C．濃硫酸和稀硫酸性質完全相同
D．以硫黃或黃鐵礦為原料生產硫酸的過程中，所涉及的反應均為氧化還原反應
【答案】A
【解析】濃硫酸具有吸水性，可作干燥劑，氨氣為堿性氣體，不能用濃硫酸干燥，同時濃硫酸還具有強氧化性，所以不能干燥H2S等還原性氣體，A正確；濃硫酸與灼熱的炭反應時沒有鹽生成，不體現酸性，B錯誤；濃硫酸主要以H2SO4分子存在，稀硫酸中以H＋和SO存在，二者性質不同，C錯誤；以硫黃或黃鐵礦為原料生產硫酸的過程中，吸收塔中用98.3%的濃H2SO4吸收三氧化硫的過程不是氧化還原反應，D錯誤。
[課堂小結]
小練 · 素養達成
1．(2023·云南大理民族中學段考)濃硫酸與下列物質作用時，既表現氧化性又表現酸性的是 (　　)
A．氧化銅 B．氧化亞鐵
C．硫化氫氣體 D．紅熱的木炭
【答案】B
【解析】氧化銅和濃硫酸反應生成硫酸銅和水，硫酸中元素化合價不變，硫酸只表現酸性，故A錯誤；氧化亞鐵和濃硫酸反應生成硫酸鐵、二氧化硫、水，部分硫酸中S元素化合價降低生成二氧化硫，部分硫酸中元素化合價不變生成鹽，硫酸既表現氧化性又表現酸性，故B正確；硫化氫氣體和濃硫酸反應生成S、二氧化硫、水，硫酸中S元素化合價降低生成二氧化硫，硫酸只表現氧化性，故C錯誤；濃硫酸和紅熱的木炭反應生成二氧化硫、二氧化碳、水，硫酸中S元素化合價降低生成二氧化硫，硫酸只表現氧化性，故D錯誤。
2．(2022·江蘇徐州月考)SO3可溶于濃硫酸生成H2SO4·SO3，繼續與水反應轉化為H2SO4，下列有關硫酸的說法正確的是 (　　)
A．濃硫酸具有吸水性，可用于干燥氨氣
B．濃硫酸與鐵不反應，可用鐵罐儲運濃硫酸
C．常溫下，可用濃硫酸與Cu反應制備SO2
D．將1 mol H2SO4·SO3全部轉化為H2SO4需消耗1 mol H2O
【答案】D
【答案】B
【解析】CaSO4·2H2O、CuSO4·5H2O都屬于純凈物，A錯誤；碳酸鋇可溶于鹽酸，不可用作“鋇餐”，C錯誤；膽礬失去結晶水的過程屬于化學變化，D錯誤。
4．下列關于濃硫酸與稀硫酸的說法中不正確的是 (　　)
A．濃硫酸使硫酸銅晶體變白，體現了濃硫酸的吸水性
B．濃硫酸有氧化性沒有酸性
C．用玻璃棒各蘸少許涂在紙上，可以區別濃硫酸和稀硫酸
D．常溫下，濃硫酸和稀硫酸都不能與銅反應
【答案】B
【解析】硫酸銅晶體遇濃硫酸變白，體現濃硫酸的吸水性，A正確；加熱條件下，濃硫酸與銅反應既體現濃硫酸的氧化性，又體現其酸性，B錯誤；濃硫酸具有脫水性，涂在紙上，使其變黑色，稀硫酸涂在紙上無明顯變化，C正確；銅與濃硫酸在加熱條件下發生反應，在常溫下與濃硫酸和稀硫酸都不反應，D正確。
5．(2023·河北聯考)若將銅絲插入熱濃硫酸中進行如圖(a～d均為浸有相應試液的棉花)所示的探究實驗，下列有關敘述正確的是 (　　)
A．a處紫色石蕊試液先變紅后褪色
B．c處出現淡黃色渾濁，說明SO2具有氧化性
C．濃硫酸與Cu的反應，只體現了濃硫酸的強氧化性
D．反應結束后，可向試管中加水，觀察溶液是否變藍，以檢驗是否有Cu2+生成
【答案】B
【解析】SO2是酸性氣體，能夠與石蕊溶液中的水反應產生H2SO3，H2SO3具有酸性，可以使紫色石蕊溶液變為紅色，但不能被漂白，故a處看到的現象是紫色石蕊溶液變紅，A錯誤；在c處，SO2與H2S發生氧化還原反應產生難溶于水的S單質，在該反應中SO2表現氧化性，SO2將H2S氧化，體現了氧化性，因此c處出現淡黃色渾濁，B正確；銅和濃硫酸反應過程中，生成CuSO4體現出濃硫酸的酸性，生成SO2又體現出濃硫酸的強氧化性，C錯誤；反應結束后，試管中還存在過量的濃硫酸，由于濃硫酸溶于水會放出大量熱量，故若向試管中加水會引起暴沸，D錯誤。
6．在化學課上圍繞濃硫酸的化學性質進行了如下實驗探究，將適量的蔗糖放入燒杯中，加入幾滴水，攪拌均勻，然后加入濃硫酸，生成黑色物質。
請回答下列問題：
(1)生成的黑色物質(單質)是__________(填化學式)。
(2)這種黑色物質繼續與濃硫酸作用會產生兩種氣體，其中一種氣體有刺激性氣味，是大氣的主要污染物之一，這種刺激性氣味的氣體是________(填化學式)，反應的化學方程式為_______________________。
(3)將(2)中產生的有刺激性氣味的氣體通入品紅溶液中，可以看到品紅溶液________，說明這種氣體具有________性；將(2)中產生的有刺激性氣味的氣體通入水中可生成一種不穩定、易分解的酸，請寫出該反應的化學方程式：________________________。
(4)能否用澄清石灰水鑒別這兩種氣體？________(填“能”或“不能”)。若不能，請填寫兩種能鑒別的試劑：______________。
【解析】(3)SO2具有漂白性，因此將(2)中產生的有刺激性氣味的氣體通入品紅溶液中，可以看到品紅溶液褪色；SO2與水反應生成亞硫酸，亞硫酸不穩定，反應的化學方程式為SO2＋H2O H2SO3。(4)SO2、CO2均能使澄清石灰水變渾濁，且氣體過量后沉淀又溶解，所以不能用澄清石灰水鑒別這兩種氣體；由于SO2具有漂白性和還原性，所以能鑒別兩種氣體的試劑可以是品紅溶液、溴水等。(共50張PPT)
第五章　化工生產中的重要非金屬元素
第一節　硫及其化合物
第3課時　硫酸根離子的檢驗　不同價態含硫物質的轉化
學習目標 素養目標
通過對比實驗，掌握硫酸根離子的檢驗方法，以此為基礎能設計出粗鹽提純的方案和操作方法 證據推理與模型認知，實驗探究與創新意識
通過實驗探究不同價態含硫物質的相互轉化，掌握運用氧化還原反應規律尋找合適的氧化劑和還原劑的方法 變化觀念與平衡思想，科學探究與創新意識
學法指導
1．通過閱讀教材相關內容，了解硫元素在自然界中的轉化、含硫元素的物質在自然界中的存在以及含硫物質的主要來源
2．從化合價變化角度和物質分類角度設計含硫物質間的轉化，從而鞏固氧化還原反應知識及物質類別轉化方法，構建含硫物質的價—類二維圖，形成知識網絡
課前 · 新知導學
1．教材【實驗5－4】中的化學反應
(1)向少量稀硫酸、Na2SO4溶液和Na2CO3溶液中分別滴加幾滴BaCl2溶液，所發生反應的離子方程式分別為______________________、________________________、_________________________。
(2)碳酸鋇溶于稀鹽酸反應的化學方程式為______________________ _______________。
硫酸根離子的檢驗
BaCO3＋2HCl===BaCl2
＋H2O＋CO2↑
稀鹽酸
BaCl2溶液
稀鹽酸
BaCl2溶液
無明顯現象
出現白色沉淀
【答案】不一定。若原溶液中含有Ag＋也會有類似的實驗現象。
微思考
用可溶性鋇鹽檢驗硫酸根離子的存在時，先在待測溶液中加入鹽酸，其作用是 (　　)
A．形成較多的白色沉淀
B．形成的沉淀純度更高
C．排除硫酸根離子以外其他陰離子及銀離子的干擾
D．排除鋇離子以外的其他陽離子的干擾
【答案】C
1．自然界中硫的存在與轉化
(1)游離態的硫存在于________附近或地殼的巖層中。
(2)化合態。
①主要以硫化物和硫酸鹽的形式存在。
②重要的化合物。
不同價態含硫物質的轉化
火山口
名稱 黃鐵礦 黃銅礦 石膏 芒硝
化學式 _______ _________ ______________ ________________
FeS2
CuFeS2
CaSO4·2H2O
Na2SO4·10H2O
(3)轉化。
SO2
SO3
H2SO3
H2SO4
無氧
黃銅礦
O2
芒硝
SO3＋H2O===H2SO4
3．不同價態含硫物質的轉化
(1)通過__________反應可實現不同價態含硫物質的相互轉化。
(2)利用__________劑，可將硫元素從低價態轉化到高價態。
(3)利用__________劑，可將硫元素從高價態轉化到低價態。
氧化
還原
氧化還原
氧化
還原
黃鐵礦或硫黃在過量的純氧中充分反應，能否直接生成SO3
【答案】不能。含硫物質與氧氣反應時一般只能得到SO2。
微思考
(2023·湖南長沙雅禮中學期中)硫元素的幾種化合物及其單質存在下列轉化關系(反應條件省略)。下列判斷不正確的是 (　　)
【答案】D
【解析】反應①為濃硫酸氧化銅單質的反應，濃硫酸作氧化劑被還原成SO2，化合價降低2價，Cu作還原劑被氧化成Cu2+，化合價升高2價，所以氧化劑與還原劑物質的量之比為1∶1，A正確；二氧化硫與NaOH反應生成鹽和水，表明二氧化硫為酸性氧化物，B正確；反應③為Na2SO3＋S===Na2S2O3，生成物只有一種，原子利用率是100%，C正確；反應④的化學方程式Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O，稀硫酸既不是氧化劑也不是還原劑，D錯誤。
課堂 · 重難探究
[重難理解]
1．除去粗鹽中少量可溶性雜質
(1)除去粗鹽中可溶性雜質的原理。
(2)試劑加入的先后順序。
根據原理可知，Na2CO3溶液既可除去CaCl2，又可除去過量的BaCl2，故Na2CO3溶液必須在加BaCl2溶液之后加入，鹽酸要除去過量的Na2CO3和NaOH，故應在過濾后，向濾液中加入，因此各試劑的加入順序可以為：①BaCl2→NaOH→Na2CO3→鹽酸；
②NaOH→BaCl2→Na2CO3→鹽酸；
③BaCl2→Na2CO3→NaOH→鹽酸。
[典例精練]
(2)根據題意，回答下列問題：
①加入過量A的目的是________________________；
②加入過量B的目的是________________________；
③加熱煮沸的目的是________________________。
(3)操作Ⅰ是________，操作Ⅱ是________。
【答案】D
重難點二　不同價態含硫物質的轉化
[典例精練]
人們認識和應用物質常從兩方面入手，一是從物質的類別認識該物質可能跟哪些物質發生反應；二是從物質所含元素的化合價分析該物質是否具有氧化性或還原性。如下圖所示是硫元素的各個價態與物質類別的對應關系：
【解析】A中的S的化合價為＋6價且可以轉化為硫酸，又可以和二氧化硫互相轉化，因此A為三氧化硫；B中的硫的化合價為－2價且為氣態氫化物，因此B為硫化氫；由硫元素的價態及轉化關系知C為硫酸鹽，D為亞硫酸，E為亞硫酸鹽。
(2022·廣東珠海月考)如圖所示為硫元素的單質及其化合物的價類二維圖，其中X、Y、Z、W為含硫化合物。下列說法正確的是 (　　)
A．實驗室可用X的濃溶液與Na2SO3反應制備Y，主要是利用了X的強氧化性
B．Y與KOH反應可以生成W
C．Y和Z反應可以生成S
D．W與鹽酸反應可以制取X
【答案】C
【解析】根據元素化合價與物質類型可知：Z是H2S，Y是SO2，X是H2SO4，W是K2SO4，然后根據物質性質分析解答。
【答案】C
[課堂小結]
小練 · 素養達成
【答案】B
【答案】A
【答案】C
4．(2023·廣東廣州真光中學段考)硫及其化合物的價—類二維圖如圖所示，則下列說法錯誤的是 (　　)
A．將X與Y混合，可生成淡黃色固體
B．Y與氯氣等物質的量混合后能增強漂白性
C．在蔗糖中倒入W的濃溶液，可驗證W的濃溶液具有脫水性和強氧化性
D．從氧化還原角度分析，欲制備Na2S2O3，可用Na2SO3與S反應制得
【答案】B
【解析】X為氣態氫化物，則X為H2S，Y為硫元素的＋4價氧化物，則Y為SO2，Z為＋4價的鹽，則Z為Na2SO3，W為＋6價的酸，則W為H2SO4。將X與Y混合，二氧化硫和硫化氫反應生成淡黃色固體硫和水，A正確；等物質的量SO2與氯氣混合后，同時與水反應生成硫酸和鹽酸，漂白性消失，B錯誤；在蔗糖中倒入濃硫酸溶液，蔗糖會變黑且疏松多孔，可驗證濃硫酸溶液具有脫水性和強氧化性，C正確；Na2S2O3中S元素化合價為＋2價，Na2SO3與S中S元素化合價分別為＋4和0價，從氧化還原角度分析，可用Na2SO3與S反應制得Na2S2O3，D正確。
5．一定量的濃硫酸跟過量的鋅充分反應，產生的氣體可能有 (　　)
①SO2　②SO3　③H2S　④H2
A．①② B．①③
C．①④ D．只有①
【答案】C
【解析】2H2SO4(濃)＋Zn===ZnSO4＋2H2O＋SO2↑，隨著反應的進行，硫酸的濃度減小，當變成稀硫酸時，發生反應H2SO4＋Zn=== ZnSO4＋H2↑。
6．粗食鹽中除含有鈣離子、鎂離子、硫酸根離子等可溶性雜質外，還含有泥沙等不溶性雜質。我們食用的精鹽是用粗食鹽提純而得到的。通過學習教材中“粗鹽的提純”，回答下列問題。
(1)實驗室進行NaCl溶液蒸發時，一般有以下操作過程：①放置酒精燈；②固定鐵圈位置；③放上蒸發皿(蒸發皿中盛有NaCl溶液)；④加熱攪拌； ⑤停止加熱。其正確的操作順序為_______________(填序號)。
(3)實驗室里將粗鹽制成精鹽的過程中，在溶解、過濾、蒸發三個步驟的操作中都要用到玻璃棒，分別說明在這三種情況下使用玻璃棒的目的：
溶解時：________________________。
過濾時：________________________。
蒸發時：________________________。
(1)如果將裝置中①②③三部分儀器的連接順序變為②①③，則可以檢出的物質是____________，不能檢出的物質是______。
(2)如果將儀器的連接順序變為①③②，則可以檢出的物質是__________，不能檢出的物質是________________。
(3)如果將儀器的連接順序變為②③①，則可以檢出的物質是__________，不能檢出的物質是________。
【答案】(1)SO2、CO2　H2O
(2)H2O　SO2、CO2　(3)SO2、CO2　H2O
【解析】Ⅱ. 裝置①用于檢驗產物H2O，只能放在裝置②③之前，因為若放在裝置②③之后或裝置②③之間，則氣流通過裝置②或③溶液后會帶出水蒸氣，則無法驗證使無水CuSO4變藍的水蒸氣是否是反應生成物。裝置③和裝置②位置也不得變更，因為SO2、CO2均能使澄清石灰水變渾濁。故在用澄清石灰水來驗證CO2前一定要排除SO2的干擾。
①加適量鹽酸；②加過量Na2CO3溶液；③過濾；④加過量NaOH溶液；⑤加過量BaCl2溶液。
(1)以上正確的操作順序為________________________。
(2)步驟③實驗中所用的玻璃儀器有燒杯、________、________。
(3)其中，在步驟①中涉及的離子反應方程式有__________________、________________。
(4)除雜操作完成后，得到NaCl固體的操作方法為_______________。
【答案】(1)⑤②④③①(或⑤④②③①或④⑤②③①)　(2)玻璃棒　漏斗(共11張PPT)
第五章　化工生產中的重要非金屬元素
實驗活動4　用化學沉淀法去除粗鹽中的雜質離子
【實驗目的】
1用化學沉淀法去除粗鹽中的Ca2+、Mg2+和SO2。
2．熟練掌握溶解、過濾、蒸發等操作，認識化學方法在物質分離和提純中的重要作用。
【實驗用品】
1．儀器：天平、藥匙、量筒、燒杯、膠頭滴管、濾紙、坩堝鉗、鐵架臺(帶鐵圈)、陶土網、火柴。除上述儀器外，還需要的儀器有__________(填序號)。
①分液漏斗　②玻璃棒　③漏斗　④蒸發皿　⑤酒精燈　⑥坩堝
【答案】②③④⑤
2．試劑：粗鹽、蒸餾水、0.1 mol·L-1氯化鋇溶液(其作用是除去__________)、20%的氫氧化鈉溶液(其作用是除去__________)、飽和碳酸鈉溶液(其作用是除去__________)、6 mol·L-1鹽酸、pH試紙。
(1)溶解(如圖①)：用天平稱取5.0 g粗鹽放入燒杯中，然后加入20 mL蒸餾水，用玻璃棒________，使粗鹽溶解，得到粗鹽水。
(2)沉淀(如圖②)：向粗鹽水中依次滴加過量的氯化鋇溶液、氫氧化鈉溶液、飽和碳酸鈉溶液，使________________________完全沉淀析出。
(3)過濾(如圖③)：將燒杯靜置后過濾，除去生成的沉淀和不溶性雜質。過濾中玻璃棒的作用是________，濾液呈________性。
(4)中和(如圖④)：向濾液中滴加鹽酸，用玻璃棒攪拌，直到______，并用pH試紙檢驗，使濾液呈中性或微酸性。
(5)蒸發(如圖⑤)：將濾液倒入蒸發皿，用酒精燈加熱，并用玻璃棒__________。當蒸發皿中出現__________時，停止加熱，利用蒸發皿的余熱使濾液蒸干。冷卻后，得到除去雜質離子的精鹽。
【問題探究】
1．本實驗中加入試劑的順序是什么？按照其他順序加入試劑能否達到同樣的目的？
【答案】本實驗中加入試劑的順序是：
BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→鹽酸。
按下列順序加入試劑也可達到實驗目的：
①NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→鹽酸；
②BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→鹽酸。
2．實驗操作③和④的順序能否顛倒？為什么？
【答案】不能顛倒。 因為先加入鹽酸時，可使Mg(OH)2、 CaCO3、BaCO3等沉淀溶解，溶液中Mg2+、Ca2+、 Ba2+ 等無法除去。
3．在實驗操作②中為什么依次加入的試劑都要略微過量？實驗操作④中加入鹽酸的目的是什么？
【答案】C
粗鹽提純的過程中，涉及的實驗操作正確的是 (　　)
【答案】B(共11張PPT)
第五章　化工生產中的重要非金屬元素
實驗活動5　不同價態含硫物質的轉化
【實驗目的】
1．通過實驗加深對硫及其化合物性質的認識。
2．應用氧化還原反應原理實現不同價態含硫物質的轉化。
【實驗用品】
1．試劑：濃硫酸、銅片、硫粉、鐵粉、Na2S溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液、H2SO3溶液、品紅溶液。
2．儀器：試管、天平、量筒、酒精燈、鐵架臺、試管架、橡膠塞、乳膠管、膠頭滴管、玻璃導管、陶土網、玻璃棒、藥匙、棉花、鑷子、火柴。
【實驗過程】
實驗1　－2價、＋4價硫轉化為0價；＋4價硫轉化為＋6價
【答案】淡黃色　淡黃色
實驗2　＋6價的硫轉化為＋4價的硫
(1)實驗操作：如圖所示連接好儀器，向試管中加入1 mL 濃硫酸和一小塊銅片，塞上帶導管的單孔橡膠塞，加熱，觀察并記錄實驗現象。
(2)實驗現象：銅片不斷溶解且表面有__________________，品紅溶液__________。
(3)實驗結論：在加熱條件下，銅片與濃硫酸反應生成SO2，化學方程式為________________________________________。
【答案】(2)氣泡產生　褪色
實驗3　0價的硫轉化為－2價的硫
(1)實驗操作：將0.5 g硫粉和1.0 g鐵粉均勻混合，放在陶土網上堆成條狀。用灼熱的玻璃棒觸及混合粉末的一端，當混合物呈紅熱狀態時，移開玻璃棒，觀察并記錄實驗現象。
(2)實驗現象：劇烈反應，混合物呈紅熱狀態，冷卻后得到________固體。
(3)實驗結論：________________________(寫化學方程式)。
【問題探究】
1．SO2具有還原性，濃硫酸具有強氧化性，能否用濃硫酸干燥SO2氣體？
【答案】能。SO2中硫元素顯＋4價，但硫元素的化合價在＋4、＋6價之間不存在中間價態，因此SO2雖具有較強的還原性，但不能被濃硫酸氧化，因此可以用濃硫酸干燥SO2氣體。
2．鐵粉和硫粉在空氣中混合燃燒時，可能會發生哪些化學反應？
【答案】可能會發生Fe與S，S與O2，Fe與O2之間的反應等。
實驗室里研究不同價態硫元素之間的轉化。
(1)A中發生反應的化學方程式為____________________________。
(2)B中的現象是______________________。
(3)C中出現淡黃色沉淀，反應中Na2S作________(填“氧化劑”或“還原劑”)。
(4)D中溴水褪色，該反應中S元素的價態變化是由＋4價變為______價。
(5)E的作用是______________，離子方程式為______________。
(6)上述實驗體現SO2的性質有____________________________。
(2021·武漢重點中學聯考節選)某小組同學設計實驗實現幾種價態硫元素的轉化，可選用的實驗藥品如下：①Na2SO3溶液；②濃硫酸；③Na2S溶液；④稀硫酸；⑤酸性KMnO4溶液；⑥品紅溶液；⑦銅片。
(1)實驗Ⅰ選擇的試劑是①和______(填序號)，該轉化利用了Na2SO3的________性。證明實現該轉化的現象是______________________。
(2)實驗Ⅱ實現了＋4價和－2價S向0價S的轉化，寫出該轉化反應的離子方程式：__________________________________________。
(3)實驗Ⅲ中發生反應的化學方程式是________________________，證明實現該轉化的現象是________________________________。

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