資源簡介

第五章 化工生產中的重要非金屬元素知識清單
考點1 硫
1．硫的結構
（1）原子結構示意圖，離子結構示意圖
（2）性質：在反應中容易得到2個電子形成最外層8電子穩定結構，表現氧化性
（3）常見化合價：－2，0，+4和+6
2．硫元素的自然存在
（1）游離態：主要存在于火山噴口附近或地殼的巖層里。
（2）化合態：主要以硫化物和硫酸鹽的形式存在。
硫鐵礦 黃銅礦 石膏 芒硝
FeS2 CuFeS2 CaSO4·2H2O Na2SO4·10H2O
3．硫單質物理性質
（1）色、態：黃色或淡黃色的固體，俗稱硫黃
（2）溶解性：不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳
4．硫單質和氯氣的氧化性強弱
（1）硫單質的弱氧化性：與變價金屬反應生成低價金屬硫化物
①FeFeS
②CuCu2S
（2）氯氣的強氧化性：與變價金屬反應生成高價金屬氯化物
①FeFeCl3
②CuCuCl2
5．燃燒反應
（1）氧氣的量不同，產物相同：SSO2；SSO2
（2）氧氣濃度不同，產物相同，現象不同
①空氣：產生微弱的淡藍色火焰
②氧氣：產生明亮的藍紫色火焰
6．兩種分離提純黑火藥的流程
（1）流程一
（2）流程二
考點2 二氧化硫
一、二氧化硫的性質
1．物理性質
（1）色味態：無色有刺激性氣味的氣體
（2）密度：比空氣的大
（3）溶解性：易溶于水（1∶40），不溶于飽和NaHSO3溶液
2．酸性氧化物的通性
（1）與水化合成亞硫酸：SO2+H2OH2SO3
（2）與堿性氧化物化合成亞硫酸鹽
①CaO：CaO+SO2CaSO3
②Na2O：Na2O+SO2Na2SO3
（3）與堿性溶液反應：少量SO2生成亞硫酸鹽，過量SO2生成亞硫酸氫鹽
①少量SO2：2NaOH+SO2Na2SO3+H2O
②過量SO2：NaOH+SO2NaHSO3
（4）與弱酸鹽反應
①SO2+2NaHCO3Na2SO3+CO2↑+H2O
②Na2SiO3+SO2+H2O＝H2SiO3↓+Na2SO3
（5）與亞硫酸鹽反應生成亞硫酸氫鹽
①Na2SO3：SO2+Na2SO3+H2O2NaHSO3
②CaSO3：SO2+CaSO3+H2OCa（HSO3）2
3．氧化性：與H2S氣體混合
（1）反應：2H2S+SO2＝2H2O+3S↓
（2）現象：容器壁上有水珠出現，析出黃色固體
4．強還原性
SO2SO3或SO42－
（1）催化氧化
①反應：2SO2+O22SO3
②應用：工業上制硫酸的第二步反應
（2）能夠使鹵水褪色
①氯水：SO2+Cl2+2H2O2HCl+H2SO4
②溴水：SO2+Br2+2H2O2HBr+H2SO4（檢驗或除去SO2）
③碘水：SO2+I2+2H2O2HI+H2SO4
（3）能夠使酸性高錳酸鉀溶液褪色
①反應：2MnO4－+5SO2+2H2O2Mn2++5SO42－+4H+
②應用：檢驗或除去SO2
（4）能夠使鐵鹽變色
①反應：2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++4H++SO42－
②現象：溶液由棕黃色變成淺綠色
（5）能夠被過氧化物氧化成硫酸或硫酸鹽
①Na2O2：SO2+Na2O2Na2SO4
②H2O2：SO2+H2O2H2SO4
（6）能夠將硝酸根離子還原
①2NO3－+3SO2+2H2O3SO42－+2NO↑+4H+
②2NO3－+SO2SO42－+2NO2↑
（7）SO2和氧化性鹽溶液的反應
①向BaCl2溶液中通入SO2，沒有現象；而向Ba（NO3）2溶液中通入SO2，則會產生白色的BaSO4沉淀。
②向Ca（ClO）2溶液中通入CO2，會產生白色的CaCO3沉淀；而向Ca（ClO）2溶液中通入SO2，則會產生白色的CaSO4沉淀。
5．漂白性
（1）原理：化合性漂白，與某些有色物質（如品紅）化合生成無色物質
（2）特點：暫時性漂白，產物不穩定，久置或加熱會恢復原色
（3）應用：工業上紙張及草帽編織物的漂白劑
（4）注意
①SO2不能漂白酸堿指示劑，向石蕊試液中通入SO2的現象是溶液變紅，但不褪色
②SO2使溴水、酸性高錳酸鉀溶液褪色，體現的是SO2的還原性，而不是漂白性
③SO2顯紅色的酚酞試液褪色，體現的是SO2是一種酸性氣體，與堿反應，而不是漂白性
二、實驗室制備二氧化硫
1．方法
（1）Na2SO3粉末和中等濃度的硫酸混合；Na2SO3+H2SO4（濃）Na2SO4+SO2↑+H2O
①不用稀硫酸的原因；SO2易溶于水，逸出SO2的較少
②不用濃硫酸的原因；在Na2SO3表面生成Na2SO4固體，阻止反應持續進行
（2）Cu與濃H2SO4混合加熱；Cu+2H2SO4（濃）CuSO4+SO2↑+2H2O
2．凈化（假設用亞硫酸鈉和稀鹽酸反應）
（1）先用飽和NaHSO3溶液除HCl
（2）再用濃硫酸或無水氯化鈣除水蒸氣
3．收集
（1）排液法：排飽和NaHSO3溶液法，導氣管長進短出
（2）排氣法：向上排空氣法，導氣管長進短出
4．檢驗：通入品紅溶液，品紅褪色，加熱又變紅
5．尾氣：注意導氣管末端不能插入液面以下，以防發生倒吸
（1）酸性氣體：一般用NaOH溶液吸收
（2）還原性氣體：一般用酸性高錳酸鉀溶液吸收
三、亞硫酸和亞硫酸鹽的性質
1．亞硫酸的性質
（1）弱酸性：H2SO3H++HSO3－
①相對強弱：酸性比碳酸的弱
②實驗驗證：向飽和NaHCO3溶液中通入足量SO2，將產生的氣體先通過足量的酸性高錳酸鉀溶液，溶液未完全褪色，再將剩余氣體通入澄清石灰水中，溶液變渾濁，則可說明亞硫酸的酸性比碳酸的強
（2）強還原性
①O2：2H2SO3+O22H2SO4
②Cl2：Cl2+H2SO3+H2OH2SO4+2HCl
（3）弱氧化性：2H2S+H2SO33S↓+3H2O
2．亞硫酸鈉在空氣中變質
（1）變質反應：2Na2SO3+O22Na2SO4
（2）保存方法：密封保存
（3）實驗驗證：取樣→加水溶解→加入足量BaCl2溶液→加入足量鹽酸溶液
①完全變質：產生的白色沉淀不溶解
②沒有變質：產生的白色沉淀全部溶解
③部分變質：產生的白色沉淀部分溶解
考點3 硫酸 硫酸根離子的檢驗
一、濃硫酸的性質
1．物理性質
（1）色、態：無色黏稠狀液體
（2）溶解性：以任意比和水互溶，同硝酸、乙醇
①熱效應：溶解時放出大量的熱
②稀釋：將濃硫酸沿玻璃棒緩慢倒入水中，邊加邊攪拌
（3）沸點：338℃，具有難揮發性
（4）濃度和密度
①常用濃硫酸濃度為98.3%，，密度1.84g/cm3，物質的量濃度為18.4mol/L
②濃硫酸中水很少，主要以硫酸分子形式存在
③在寫離子方程式時，濃硫酸不能拆寫成離子形式，而應該保留化學式形式
④氨氣通入濃硫酸的現象是：產生白色沉淀，不能用濃硫酸作為氨氣的吸收劑，否則易堵塞導氣管
2．濃硫酸與金屬單質反應
（1）鋁和鐵與濃硫酸反應，條件不同，反應不同
①Al、Fe鈍化（表現強氧化性）
②Al、Fe劇烈反應，生成硫酸鹽和SO2氣體（表現酸性和強氧化性）
（2）Au、Pt不反應
（3）氫前的活潑金屬（如Zn）與濃硫酸常溫反應，先放出SO2氣體，后放出H2
①Zn+2H2SO4（濃）ZnSO4+SO2↑+2H2O（表現酸性和強氧化性）
②Zn+H2SO4（稀）ZnSO4+H2↑（表現酸性和氧化性）
（4）氫后的不活潑金屬（如Cu）與濃硫酸加熱反應，先放出SO2氣體，后反應停止
①化學方程式：Cu+2H2SO4（濃）CuSO4+SO2↑+2H2O（表現酸性和強氧化性）
②離子方程式：Cu+2H2SO4（濃）CuSO4+SO2↑+2H2O（不能拆）
3．濃硫酸與碳等非金屬單質加熱反應
（1）過程：C先放CO2和SO2氣體，后反應停止
（2）反應：C+2H2SO4（濃）CO2↑+2SO2↑+2H2O（表現強氧化性）
4．濃硫酸與還原性化合物反應：濃H2SO4SO2
（1）H2S+H2SO4（濃）S+SO2↑+2H2O（表現強氧化性）
（2）2HI+H2SO4（濃）I2+SO2↑+2H2O（表現強氧化性）
（3）2NaBr+2H2SO4（濃）Na2SO4+Br2↑+SO2↑+2H2O（表現酸性、強氧化性）
（4）2FeO+4H2SO4（濃）Fe2（SO4）3+SO2↑+4H2O（表現酸性、強氧化性）
5．濃硫酸的吸水性
（1）含義：吸收自由水或結晶水
（2）變化：化學變化（形成H2SO4·xH2O）
（3）應用：作干燥劑，不能干燥四種氣體
①強還原性氣體：H2S、HI、HBr
②堿性氣體：NH3
6．濃硫酸的脫水性
（1）含義：將有機物中的H、O元素按2∶1脫去
（2）變化：化學變化
（3）實驗現象
①紙張、木材、棉花變黑
②濕潤的藍色石蕊試紙先變紅后變黑
（4）蔗糖碳化
①現象：蔗糖變黑，體積膨脹，產生大量有刺激性氣味的酸霧
②反應：C12H22O1112C+11H2O
C+2H2SO4（濃）CO2↑+2SO2↑+2H2O
③性質：濃硫酸表現脫水性、吸水性和強氧化性
（5）強腐蝕性
①原理：濃硫酸可以脫去皮膚中的水
②不慎將濃硫酸沾在皮膚上的事故處理：先用干布蘸去大量硫酸，再用大量清水沖洗，最后涂3%~5%的碳酸氫鈉溶液
7．檢驗碳與濃硫酸反應所有氣體產物
（1）各儀器中的試劑及其作用
①A：CuSO4粉末，檢驗產生的水蒸氣
②B：品紅溶液，檢驗產生的SO2氣體
③C：酸性KMnO4溶液或溴水，除去SO2氣體
④D：品紅溶液，檢驗SO2能否完全除去
⑤E：澄清石灰水，檢驗產生的CO2氣體
（2）證明有CO2氣體的現象
①當D中品紅溶液不褪色，E中澄清石灰水變渾濁時，說明產物中CO2氣體
②若把裝置D去掉，當C中溶液顏色未完全褪去，E中澄清石灰水變渾濁時，說明產物中有CO2氣體
二、硫酸根離子的檢驗
1．常見的干擾反應及排干擾反應或措施
（1）Ag+：Ag++Cl－＝AgCl↓，不加氯化物
（2）CO32－：Ba2++CO32－BaCO3↓，CO32－+2H+H2O+CO2↑
（3）SO32－：Ba2++SO32－BaSO3↓，SO32－+2H+H2O+SO2↑
（4）SiO32－：SiO32－+2H+H2SiO3↓，H2SiO3+2OH－SiO32－+2H2O
（5）SO32－和NO3－：3SO32－+2H++2NO3－3SO42－+2NO↑+H2O，溶液中不能同時含H+和NO3－
2．最佳檢驗流程
（1）加入硝酸鋇溶液得到的白色沉淀可能是BaCO3、BaSO3、BaSO4、H2SiO3，并且將NO3－留在溶液中
（2）加入鹽酸可以排除BaSO3和BaCO3的干擾，得到的白色沉淀可能是BaSO4、H2SiO3
（3）加入NaOH溶液可以排除H2SiO3的干擾，得到的白色沉淀是BaSO4
考點4 硫及其化合物間的轉化關系
1．自然界中不同價態硫元素之間的轉化
2．通過氧化還原反應實現含不同價態硫元素的物質之間的轉化
3．通過非氧化還原反應實現含不同價態硫元素的物質之間的轉化
（1）
（2）
（3）SO3H2SO4→Na2SO4→NaHSO4→BaSO4
4．具體的硫及其化合物之間的轉化關系
考點5 氮氣和氮的氧化物
一、氮的結構
1．原子結構
（1）原子結構示意圖：
（2）在周期表中位置：第二周期第VA族
2．元素存在
3．氮氣的分子結構
（1）結構式：N≡N
（2）電子式：
4．常見的含氮微粒
（1）氮元素的化合價與氧化性、還原性的關系
價態 代表物 性質
－3 NH3、Mg3N2、NH4Cl 只有還原性
0 N2 既有氧化性，又有還原性
+1 N2O
+2 NO
+3 N2O3、HNO2、NaNO2
+4 NO2、N2O4
+5 N2O5、HNO3、NaNO3 只有氧化性
（2）氮元素的價-類圖
5．自然界中氮的循環
二、氮氣的性質和制備
1．物理性質
（1）色味態：無色無味氣體
（2）密度：在標準狀況下ρ（N2）＝＝1.25g L－1，比空氣的小（極為接近）
（3）溶解性：難溶于水
2．化學性質
（1）穩定性：N≡N鍵能很大，通常情況下很難發生反應
（2）氧化性：N2+3H22NH3
（3）還原性
①除去中H2的N2：3Mg+N2Mg3N2
②高能固氮反應：N2+O22NO
3．實驗室制備氮氣
（1）制備原理
①高溫下氨氣還原氧化銅：2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O
②用飽和NaNO2和NH4Cl溶液反應：NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O
（2）收集方法：只能用排水法（密度與空氣接近，不能用排空氣法）
三、氮氧化物的性質
1．氮氧化物的種類
化合價 +1 +2 +3 +4 +5
化學式 N2O NO N2O3 NO2 N2O4 N2O5
2．NO的性質
（1）色味態：無色無味氣體
（2）溶解性：難溶于水
（3）強還原性：2NO+O22NO2
3．NO2的性質
（1）色味態：紅棕色有刺激性氣味氣體
（2）溶解性：易溶于水，不溶于四氯化碳
（3）與H2O反應：3NO2+H2O2HNO3+NO
（4）強氧化性：能夠將某些還原性微粒氧化，自身被還原成NO
還原性微粒
氧化產物 S SO3或SO42－ I2 Fe3+
①2NO2+2KI＝2KNO2+I2（濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍，可用于檢驗NO2）
②NO2+SO2SO3+NO
③H2S+NO2S+NO+H2O
④2Fe2++4H++NO22Fe3++2H2O+NO↑
4．氮氧化物的來源和危害
（1）形成硝酸型酸雨
含氮物質NONO2HNO3
（2）形成光化學煙霧
NO2和O2O3有毒煙霧
（3）破壞臭氧層：NO催化O3分解為O2
NO+O3＝NO2+O，NO2+O＝NO+O2
（4）水體富營養化：水中含氮化合物引起水體污染
5．氮氧化物的預防和吸收
（1）使用清潔能源，減少氮氧化物的排放
（2）安裝汽車尾氣轉化裝置：2NO+2CON2+2CO2
（3）對生產化肥、硝酸工廠的廢氣進行處理
方法 反應原理
堿液吸收法 2NO2+2NaOH＝NaNO3+NaNO2+H2O NO2+NO+2NaOH＝2NaNO2+H2O
催化還原法 6NO+4NH35N2+6H2O CH4+4NO2N2+CO2+2H2O 4H2+2NO2N2+4H2O 2H2+2NON2+2H2O
6．氮氧化物溶于水的計算
（1）NO和NO2的混合氣體溶于水時，其反應是3NO2+H2O2HNO3+NO，可利用氣體體積變化差值進行計算。
V剩＝V原（NO）+V（NO2）
（2）NO2和O2的混合氣體溶于水時，其反應是3NO2+H2O2HNO3+NO，2NO+O22NO2，總式為4NO2+O2+2H2O4HNO3。
（3）NO和O2同時通入水中時，其反應是：2NO+O22NO2 ，3NO2+H2O2HNO3+NO，總式為4NO+3O2+2H2O4HNO3。
7．實驗室制一氧化氮和二氧化氮
（1）藥品：銅和稀（濃）硝酸
或或
（2）反應
①NO2：Cu+4HNO3（濃）Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O
②NO：3Cu+8HNO3（稀）3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O
（3）收集
①NO：只能用排水法收集或排“惰性”氣體法
②NO2：向上排空氣法或排四氯化碳法
（4）檢驗
①NO：通入空氣，產生紅棕色氣體
②NO2：通過濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍
（5）尾氣
①NO：一般用酸性的H2O2、酸性高錳酸鉀溶液等強氧化性溶液吸收
②NO2：一般用NaOH、Na2CO3等堿性溶液吸收
（6）制NO前，先通氮氣等氣體將裝置內的空氣排盡
考點6 氨和銨鹽
一、氨氣和氨水的性質
1．氨氣的物理性質
（1）色味態：無色、有刺激性氣味的氣體
（2）密度：比空氣的小
（3）溶解性：極易溶于水，1∶700，難溶于CCl4
（4）物理特性：易液化（沸點－33.5℃）
2．堿性氣體
（1）水：NH3+H2ONH3·H2O
（2）指示劑：能夠使紫色石蕊試液變藍，酚酞試液變紅
（3）鹽酸
①反應：NH3+HClNH4Cl
②現象：遇揮發性酸產生白煙，同濃硝酸
③應用：檢驗氨氣
（4）硫酸：2NH3+H2SO4（NH4）2SO4
3．氨氣的還原性
（1）催化氧化：4NH3+5O24NO+6H2O
（2）熱的CuO：2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O
（3）將氮氧化物還原為無毒的氮氣
①6NO+4NH35N2+6H2O
②6NO2+8NH37N2+12H2O
（4）還原氯氣
①少量NH3：2NH3+3Cl26HCl+N2
②過量NH3：8NH3+3Cl26NH4Cl+N2
4．氨氣的用途
（1）制硝酸和硝酸銨：N2NH3NONO2HNO3NH4NO3
（2）致冷劑：液氨氣化時要吸收大量的熱，使周圍的溫度急劇降低
（3）制化肥：制備硝銨、硫銨、氯銨、碳銨等銨態氮肥
5．氨氣的噴泉實驗
（1）實驗裝置
（2）操作步驟：先打開止水夾→再擠膠頭滴管
（3）形成條件：產生較大的壓強差
①氣體完全被液體吸收劑溶解或反應
②氣體和氣體完全反應生成固體或液體
③氣體冷凝成液體使氣壓減小
④液體變成氣體使氣壓增大
⑤外界氣壓壓縮氣體
二、氨水的性質
1．氨水的密度
（1）比水小，濃度越大，密度越小
（2）質量分數為a和b的兩種氨水混合
①等質量混合，所得氨水的質量分數c＝
②等體積混合，所得氨水的質量分數c＜
2．氨水的揮發性：易揮發出氨氣，所以氨水應密封保存
3．氨水的組成
（1）三個可逆反應
①氨氣和水的反應：NH3+H2ONH3·H2O
②一水合氨的電離：NH3·H2ONH4++OH－
③水的電離：H2OH++OH－
（2）“三分子”、“三離子”成分
①三分子：NH3、H2O、NH3·H2O
②三離子：NH4+、OH－、H+
4．氨水的化學性質
（1）不穩定性：NH3·H2ONH3↑+H2O
（2）弱堿性
①H2SO4：2NH3·H2O+H2SO4（NH4）2SO4+2H2O
②少量CO2：2NH3·H2O+CO2（NH4）2CO3+H2O
③過量CO2：NH3·H2O+CO2NH4HCO3
④AlCl3：AlCl3+3NH3·H2OAl（OH）3↓+3NH4Cl
三、銨鹽的性質及檢驗
1．物性：都是無色，易溶于水的晶體
2．熱不穩定性
（1）非氧化性酸銨鹽氨氣和相應的酸
①碳酸銨：（NH4）2CO32NH3↑+H2O↑+CO2↑
②碳酸氫銨：NH4HCO3NH3↑+H2O↑+CO2↑
③亞硫酸銨：（NH4）2SO32NH3↑+H2O↑+SO2↑
④氯化銨：NH4ClNH3↑+HCl↑
（2）氧化性酸銨鹽復雜的氧化還原反應，一般不放氨氣
①NH4NO3N2O↑+2H2O
②5NH4NO32HNO3+4N2↑+9H2O
③2NH4NO32N2↑+O2↑+4H2O
④3（NH4）2SO44NH3↑+3SO2↑+N2↑+6H2O
3．銨鹽和堿反應
（1）條件不同，產物不同
①常溫：NH4++OH－NH3·H2O
②加熱：NH4++OH－NH3↑+H2O
（2）注意事項
①銨態氮肥不能與堿性物質混合使用，以免生成氨氣，降低肥效。
②銨鹽固體和堿固體反應時，不能拆寫成離子形式
③酸式銨鹽和堿溶液反應時，注意堿過量時，NH4+和酸式酸根離子都參與反應
4．銨鹽的檢驗
（1）步驟：取樣，加堿，加熱，加濕潤的紅色石蕊試紙
（2）現象：濕潤的紅色石蕊試紙變藍
5．實驗室制氨氣
（1）反應：2NH4Cl+Ca（OH）22NH3↑+2H2O+CaCl2
（2）凈化：用堿石灰吸水
（3）收集
①方法：向上排空氣法和排四氯化碳液體法
②試管口堵棉花的作用：防止氨氣和空氣發生對流，提高氨氣的收集速率和純度
（4）尾氣：棉花用稀硫酸浸濕，注意防倒吸
（5）以氨水為原料制氨氣的方法和裝置
①裝置：“固體+液體→氣體”型
②方法：濃氨水和NaOH固體或生石灰混合
③原理：NaOH固體溶于水放熱（氧化鈣和水反應放熱）使濃氨水分解
考點7 硝酸
六、硝酸的性質
1．物理性質
（1）色味態：純硝酸是一種無色有刺激性氣味的液體
（2）密度：比水的大，密度越大，濃度越越大，常見濃硝酸濃度為68%~70%
（3）溶解性：以任意比和水互溶
（4）揮發性：易揮發，濃度為95%以上的硝酸稱為發煙硝酸
2．不穩定性
（1）反應：4HNO34NO2↑+O2↑+H2O
（2）通常所見的濃硝酸因含NO2而呈黃色
①除去黃色最簡單的方法：加水，3NO2+H2O2HNO3+NO
②除去黃色最環保的方法：通足量氧氣，4NO2+O2+2H2O4HNO3
3．與金屬單質反應
（1）Al、Fe：遇到濃硝酸，常溫鈍化，加熱劇烈反應放NO2氣體
（2）Au、Pt：任何情況下都不反應
（3）其他金屬與硝酸反應不生成H2，硝酸的濃度不同，還原產物不同
①濃硝酸與銀反應：Ag+2HNO3（濃）AgNO3+NO2↑+H2O
②稀硝酸與銀反應：3Ag+4HNO3（稀）3AgNO3+NO↑+2H2O
4．與碳反應
（1）碳與濃硝酸加熱反應：C+4HNO3（濃）CO2↑+4NO2↑+2H2O
（2）碳與稀硝酸不反應
5．硝酸與還原性化合物反應
（1）－2價硫：3H2S+2HNO3（稀）3S↓+2NO↑+4H2O
（2）+4價硫：3Na2SO3+2HNO3（稀）3Na2SO4+2NO↑+H2O
（3）－2價碘：6I－+8H++2NO3－3I2+2NO↑+4H2O
（4）+2價鐵：3Fe2++4H++NO3－3Fe3++2H2O+NO↑
6．幾種物質和濕潤的藍色石蕊試紙的反應
（1）濕潤的藍色石蕊試紙先變紅，后褪色
（2）濕潤的藍色石蕊試紙只變紅，不褪色
（3）濕潤的藍色石蕊試紙先變紅，后變黑
（4）濕潤的藍色石蕊試紙只變紅，不褪色
（5）濕潤的藍色石蕊試紙先變紅，后褪色
（6）濕潤的藍色石蕊試紙只變紅，不褪色
7．濃硝酸的保存
（1）易揮發：密封保存，敞口放置，質量減小，濃度降低
（2）易分解：棕色細口瓶避光、黑暗而且溫度低的地方
（3）強氧化性：不能用橡膠塞，而用玻璃塞
（4）大量存放：鋁制或鐵制的槽車內
七、金屬與硝酸反應的計算
1．硝酸與金屬反應的規律
硝酸與金屬單質反應時一部分被還原，一部分生成硝酸鹽，故硝酸既表現了酸性又表現了氧化性，但硝酸與金屬反應一般不生成H2。
（1）硝酸與銅的反應：
在反應中硝酸的作用可用下圖表示：
可以看出，隨HNO3濃度的降低，還原產物會由NO2變成NO。
①由氮原子守恒可知，無論是NO2還是NO，被還原的硝酸與被還原生成氣體的物質的量總是相等的；
②未被還原的NO3－與Cu2+構成Cu（NO3）2，NO3－的物質的量為Cu2+物質的量的2倍；
③運用電子守恒、原子守恒，便可順利求解參加反應的Cu、HNO3以及產物NO2、NO之間量的關系。
（2）稀硝酸與鐵的反應：
Fe+4HNO3（稀）＝Fe（NO3）3+NO↑+2H2O ①
3Fe（過量）+8HNO3（稀）＝3Fe（NO3）2+2NO↑+4H2O ②
反應物的量與生成物的關系如圖所示：
上述反應首先發生反應①，若Fe剩余再發生反應③Fe+2Fe（NO3）3＝3Fe（NO3）2，合并①③即可得反應②。所以，無論反應①還是反應②，被還原的HNO3皆占參與反應的HNO3的。
2．常用解題方法
（1）原子守恒：n（HNO3）＝n（NO3－）+n（還原產物中氮原子）。
（2）電子守恒：硝酸與金屬反應屬于氧化還原反應，氮原子得到的電子數等于金屬原子失去的電子數。
（3）利用離子方程式計算：
硝酸與硫酸混合液跟金屬的反應，當金屬足量時，不能用硝酸與金屬反應的化學方程式計算，應用離子方程式計算，因為生成的硝酸鹽中的NO3－借助硫酸中的H+仍能繼續與金屬反應。
考點8 無機非金屬材料
一、硅酸鹽材料
1．結構和性質
（1）結構：硅氧正四面體
（2）性質
①物理性質：大多硬度高、熔點高、難溶于水
②化學性質：大多化學性質穩定、耐腐蝕
2．分類
（1）陶瓷
①原料：黏土（主要成分為含水的鋁硅酸鹽）
②制備流程：黏土陶瓷
③應用：制建筑材料、絕緣材料、日用器皿、衛生潔具
（2）玻璃
①原料：純堿、石灰石和石英砂
②成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2
③制備流程
④用途：制建筑材料、光學儀器、各種器皿、玻璃纖維
（3）水泥
①原料：石灰石和黏土
②制備流程
③用途：制建筑材料，如混凝土（水泥、沙子、碎石）
【注意】傳統無機非金屬材料的主要成分都是硅酸鹽，都是混合物，都沒有固定的熔沸點
二、新型無機非金屬材料
1．硅和二氧化硅
（1）硅元素的自然存在
①硅酸鹽：地殼中的大多數礦物
②二氧化硅：如水晶、瑪瑙等
（2）硅和二氧化硅的用途
①晶體硅：制芯片和硅太陽能電池
②二氧化硅：制造光導纖維
（3）高純硅的制備
①SiO2+2CSi+2CO↑
②Si+3HClSiHCl3+H2
③SiHCl3+H2Si+3HCl
2．新型陶瓷
（1）組成：不是傳統的硅酸鹽體系
（2）性能：光學、熱學、電學、磁學等新特性和功能
（3）代表物：碳化硅（SiC）
①俗名：金剛砂
②結構：原子間通過共價鍵結合，類似于金剛石
③硬度：很大，可作砂紙和砂輪的磨料
④熔點：很高，具有高溫抗氧化性能
3．碳納米材料
富勒烯 碳納米管 石墨烯
結構 由碳原子構成的一系列籠形分子的總稱 由石墨片層卷成的管狀物，有納米尺度的直徑 只有一個碳原子直徑厚度的單層石墨
關系 都是碳單質，互為同素異形體
性質 比表面積大，有很高的強度和優良的電學性能 電阻率低、熱導率高，具有很高的強度
用途 C60，開啟了碳納米材料研究和應用的新時代 生產復合材料、電池和傳感器等 制光電器件、超級電容器、電池和復合材料

展開更多......

收起↑