人教版（2019）高中化学必修二第五章 化工生产中的重要非金属元素 单元知识清单

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第五章 化工生产中的重要非金属元素单元知识清单【知识导引】1、含硫物质的转化关系：2、含氮物质的转化关系：3、含硅物质的转化关系：【知识清单】一、硫及其化合物知识点1、硫1.原子结构：原子结构示意图，离子结构示意图2.硫元素的自然存在（1）游离态：主要存在于火山喷口附近或地壳的岩层里。（2）化合态：主要以硫化物和硫酸盐的形式存在。如硫铁矿（FeS2）、黄铜矿（CuFeS2）、石膏（CuSO4·2H2O）、芒硝（Na2SO4·10H2O）3.常见化合价：－2，0，+4和+64.硫单质物理性质（1）色、态：黄色或淡黄色的固体，俗称硫黄（2）溶解性：不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳5.化学性质（硫可以与金属、非金属反应）（1）硫单质的弱氧化性：与变价金属反应生成低价金属硫化物Fe+Seq \o(====,\s\up6(Δ))FeS、Cu+Seq \o(====,\s\up6(Δ))Cu2S、H2+Seq \o(====,\s\up6(Δ))H2S（2）硫单质的还原性：与氧气、浓硫酸等反应S+O2eq \o(=====,\s\up7(点燃))SO2 、S+2H2SO4（浓）eq \o(====,\s\up6(Δ))3SO2↑+2H2O 注意：①空气中产生微弱的淡蓝色火焰，氧气中产生明亮的蓝紫色火焰。②硫在空气中燃烧只能生成SO2，不能生成SO3。③硫单质既表现氧化性，又表现还原性：与热的强碱溶液反应(如NaOH溶液)：3S＋6NaOHeq \o(====,\s\up6(Δ))2Na2S＋Na2SO3＋3H2O，6.应用：汞洒落在地面，一般会用硫粉来处理，原理是S＋Hg == HgS 。知识点2、二氧化硫1.物理性质（1）色味态：无色有刺激性气味的气体（2）密度：比空气的大（3）溶解性：易溶于水（1∶40），不溶于饱和NaHSO3溶液2.化学性质（1）酸性氧化物的通性：①与水化合成亚硫酸：SO2+H2OH2SO3②与碱性氧化物化合成亚硫酸盐：CaO+SO2 eq \o(\o(\s\up6(_____),\s\up4(_____)),\s\up6(高温))CaSO3、Na2O+SO2==Na2SO3③与碱性溶液反应：少量SO2生成亚硫酸盐，过量SO2生成亚硫酸氢盐少量SO2：2NaOH+SO2==Na2SO3+H2O、过量SO2：NaOH+SO2==NaHSO3④与弱酸盐反应：SO2+2NaHCO3==Na2SO3+CO2↑+H2O、Na2SiO3+SO2+H2O＝H2SiO3↓+Na2SO3⑤与亚硫酸盐反应生成亚硫酸氢盐：SO2+Na2SO3+H2O==2NaHSO3、CaSO3：SO2+CaSO3+H2O==Ca(HSO3)2（2）氧化性(如与H2S溶液反应)：SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O(生成黄色物质)。（3）还原性：①催化氧化：反应：2SO2+O2eq \o(=====,\s\up9(催化剂),\s\do3(△))2SO3 ，应用：工业上制硫酸的第二步反应②能够使卤水褪色：SO2+Cl2+2H2O==2HCl+H2SO4、SO2+Br2+2H2O==2HBr+H2SO4（检验或除去SO2）③能够使酸性高锰酸钾溶液褪色：2MnO4－+5SO2+2H2O2Mn2++5SO42－+4H+， 应用：检验或除去SO2④能够使铁盐变色：2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++4H++SO42－，现象：溶液由棕黄色变成浅绿色⑤能够被过氧化物氧化成硫酸或硫酸盐：SO2+Na2O2Na2SO4 = 6 \* GB3 \* MERGEFORMAT ⑥能够将硝酸根离子还原：2NO3－+3SO2+2H2O3SO42－+2NO↑+4H+ = 7 \* GB3 \* MERGEFORMAT ⑦SO2和氧化性盐溶液的反应：a.向BaCl2溶液中通入SO2，没有现象；而向Ba（NO3）2溶液中通入SO2，则会产生白色的BaSO4沉淀。b.向Ca（ClO）2溶液中通入CO2，会产生白色的CaCO3沉淀；而向Ca（ClO）2溶液中通入SO2，则会产生白色的CaSO4沉淀。（4）漂白性：SO2可使品红溶液褪色，加热后，溶液由无色变为红色。①二氧化硫与水：二氧化硫与水的反应，水溶液的酸碱性，二氧化硫或亚硫酸的漂白性实验：②SO2或亚硫酸的漂白性原理：a.二氧化硫或亚硫酸有漂白作用，与有色物质发生化合反应，生成不稳定的无色物质，加热又恢复为原来的颜色。利用品红溶液可检验二氧化硫气体。b.SO2有漂白性，能使品红褪色。c.SO2的漂白作用与次氯酸的漂白作用相不相同；SO2的漂白作用不稳定。d.次氯酸的漂白过程是发生了氧化还原反应，其漂白作用是永久性的。注意：常见的漂白剂有SO2、HClO、NaClO、 H2O2、 活性炭. [归纳总结]注意：①SO2使品红溶液褪色表现的是漂白性，加热后溶液恢复至红色；SO2使酸性高锰酸钾溶液、溴水、氯水、碘水褪色表现的是还原性，加热后溶液颜色不复原。②SO2不能漂白酸碱指示剂，只能使紫色石蕊溶液变红，不能使其褪色。 知识点3、硫化氢1.物理性质: 无色有臭鸡蛋气味的剧毒气体,常温常压下，1体积水约能溶解2.6体积的硫化氢气体。2.化学性质（1）酸性：H2SH＋＋HS－，HS－H＋＋S2－ 。（2）还原性（易被Cl2、O2、SO2等氧化）： 2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O、2H2S＋O2 ===2S↓＋2H2O 、 2H2S＋3O2(足量)eq \o(=====,\s\up7(点燃))2SO2＋2H2O。知识点4、实验室制备二氧化硫1．原理（1）Na2SO3粉末和中等浓度的硫酸混合：Na2SO3+H2SO4（浓）==Na2SO4+SO2↑+H2O①不用稀硫酸的原因；SO2易溶于水，逸出SO2的较少②不用浓硫酸的原因；在Na2SO3表面生成Na2SO4固体，阻止反应持续进行（2）Cu与浓H2SO4混合加热：Cu+2H2SO4（浓）eq \o(====,\s\up6(Δ))CuSO4+SO2↑+2H2O2．净化（假设用亚硫酸钠和稀盐酸反应）（1）先用饱和NaHSO3溶液除HCl（2）再用浓硫酸或无水氯化钙除水蒸气3．收集（1）排液法：排饱和NaHSO3溶液法，导气管长进短出（2）排气法：向上排空气法，导气管长进短出4．检验：通入品红溶液，品红褪色，加热又变红5．尾气：注意导气管末端不能插入液面以下，以防发生倒吸（1）酸性气体：一般用NaOH溶液吸收（2）还原性气体：一般用酸性高锰酸钾溶液吸收知识点5、硫酸 硫酸根离子的检验1.硫酸的工业制备（1）制备流程：　.（2）制备原理：①燃烧：4FeS2＋ 11O2 eq \o(=====,\s\up9(点燃),\s\do3(　))2Fe2O3 ＋ 8SO2②氧化：2SO2＋O2 eq \o(=====,\s\up9(催化剂),\s\do3(　))2SO3③吸收：SO3：SO3 ＋ H2O ==H2SO4 2.用途：(1)重要的化工原料，可用于生产化肥、农药、炸药、染料、盐类等。(2)用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、作干燥剂等。3．硫酸的性质（1）稀硫酸：具有酸的通性。①稀硫酸与活泼金属反应，如Zn：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。②稀硫酸与金属氧化物反应，如CuO：CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O。③稀硫酸与碱反应，如NaOH：OH－＋H＋===H2O。④稀硫酸与部分盐反应，如Na2CO3：COeq \o\al(2－,3)＋2H＋===CO2↑＋H2O。（2）硫酸的物理性质：硫酸是一种无色、黏稠的油状液体，密度比水的大。浓H2SO4与水以任意比互溶，溶解时可放出大量的热，浓H2SO4稀释的方法是将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌。（3）浓H2SO4的三大特性：吸水性、脱水性、强氧化性。①吸水性:浓硫酸能吸收存在于周围环境中的水分,以及混在气体中的水分子,故常用作干燥剂。 ②脱水性:浓硫酸能将蔗糖、纸张、棉布和木材等有机物中的氢元素和氧元素按水的组成比脱去。③强氧化性:能氧化大多数金属单质和部分非金属单质。a.与金属单质的反应b.与非金属单质的反应：C＋2H2SO4(浓)eq \o(====,\s\up6(Δ))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O.④常温下，铁、铝遇浓H2SO4发生钝化，可用铝槽车运输浓H2SO4；体现了浓硫酸的强氧化性。⑤可利用浓H2SO4的高沸点难挥发性制备易挥发性酸(HF、HCl等)，如2NaCl(固)＋H2SO4(浓)eq \o(====,\s\up6(Δ))Na2SO4＋2HCl↑。【温馨提示】区分浓硫酸的吸水性和脱水性4．硫酸根离子的检验（1）方法：被检液eq \o(――→,\s\up7(加足量盐酸酸化))取清液eq \o(――→,\s\up7(滴加BaCl2溶液))观察有无白色沉淀产生(判断有无SO42－)。（2）试剂：先加稀盐酸的目的是排除CO32－、SO32－、Ag＋干扰，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀产生。（3）原理：CO32－＋2H＋===CO2↑＋H2O、SO32－＋2H＋===SO2↑＋H2O、Ag＋＋Cl－===AgCl↓、Ba2＋＋SO42－===BaSO4↓。（4）应用：除去粗盐中的可溶性杂质(可溶性硫酸盐及CaCl2、MgCl2等杂质)知识点6、实验探究不同价态含硫物质的转化1.不同价态硫元素的转化与性质（1）硫元素常见的化合价有-2、0、+4、+6，可以通过氧化还原反应实现不同价态含硫物质的相互转化。（2）利用氧化剂，可将硫元素从低价态转化为高价态；利用还原剂，可将硫元素从高价态转化为低价态。2.不同价态含硫物质的转化有关化学方程式：①2H2S＋O2eq \o(═══,\s\up7(点燃))2S＋2H2O，SO2＋2H2S===3S＋2H2O；②H2＋Seq \o(====,\s\up6(Δ))H2S，Fe＋Seq \o(====,\s\up6(Δ))FeS或2Cu＋Seq \o(====,\s\up6(Δ))Cu2S；③2H2S＋3O2eq \o(═══,\s\up7(点燃))2SO2＋2H2O；④S＋O2eq \o(═══,\s\up7(点燃))SO2；⑤SO2＋2H2S===3S＋2H2O；⑥2SO2＋O22SO3，SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋2H2SO4；⑦Cu＋2H2SO4(浓)eq \o(====,\s\up6(Δ))CuSO4＋2H2O＋SO2↑。知识点7、化学实验设计1.设计的原则：进行化学实验设计时,应遵循科学性、可行性、安全性和绿色化原则。 2.不同价态硫元素的转化(1)价态与性质：①－2价硫处于最低价态，只有还原性，可被O2、Cl2等氧化剂氧化为S；②0价、＋4价硫处于中间价态，既有氧化性又有还原性；③＋6价硫处于最高价态，只有氧化性。(2)当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其相邻的价态(化合价只靠拢不交叉),即台阶式升降,可用下图表示:相邻价态的同种元素微粒间不发生氧化还原反应,如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。(3)不同价态硫元素间的转化,均属于氧化还原反应，需要选择合适的氧化剂或者还原剂。①证明硫单质、SO2具有还原性要选择氧化剂，如酸性KMnO4溶液、氯水等；②证明浓硫酸具有氧化性要选择还原剂，如金属单质、硫单质、H2S等；③证明SO2具有氧化性要选择还原剂，如H2S、Na2S等。(4)含硫物质的连续氧化H2S SO2SO3 H2SO4、SSO2 SO3 H2SO4二、氮及其化合物知识点1、氮元素的存在及固定1．氮元素的存在（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蛋白质中,以及土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。2．氮的原子结构（1）氮元素位于第二周期、第 = 5 \* ROMAN \* MERGEFORMAT VA族。氮的原子结构 ，最外电子层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。因此氮原子一般通过共用电子对与其它原子相互结合构成物质。（2）氮元素常见的化合价有＋1 、＋2 、＋3、＋4 、＋5 、－3 。（3）其氧化物有 N2O 、NO 、N2O3 、NO2 、 N2O4 、N2O5 共有六种，其中 N2O5 是HNO3的酸酐，N2O3是HNO2的酸酐（氮的氧化物都有毒）。3．氮的固定和循环（1）含义：将大气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程叫做氮的固定。（2）分类：（3）自然界中氮的循环：知识点2、氮气1.物理性质纯净的N2是一种无色无味的气体，难溶于水，密度比比空气略小（极为接近），在空气中约占五分之四左右。2.化学性质（1）常温下，N2的化学性质不活泼，可代替稀有气体作保护气体。原因：氮分子内两个氮原子间以N≡N相结合，断开该化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳定，通常难以与其它物质反应。（2）在放电条件或高温下氮气跟氧气：N2＋O2eq \o(=====,\s\up7(放电或高温))2NO；（3）镁在氮气中燃烧：3Mg＋N2eq \o(=====,\s\up7(点燃))Mg3N2；（4）人工合成氨：N2＋3H2eq \o(,\s\up9(高温、高压),\s\do3(催化剂))2NH3；知识点3、二氧化氮和一氧化氮1.NO和NO2的性质2.二氧化氮溶于水的实验(1)实验过程：(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。知识点4、氨和铵盐1．氨的性质（1）氨的物理性质：①无色刺激性气味有毒气体，密度比空气小。②极易溶于水，常温下，1体积水大约可溶解700体积氨气。氨的水溶液叫做氨水。③氨易液化（液态的氨称为液氨）。液氨汽化时要吸收的量的热，使周围温度急剧下降，因此，液氨常用作制冷剂。 2.喷泉实验（1）喷泉实验的原理：因为烧瓶内气体易溶于水或易与水反应，使瓶内压强减小，形成压强差，大气压将烧杯中的水压入烧瓶而形成喷泉。（2）常见的能形成喷泉实验的气体和吸收剂如表：3.氨气的化学性质（1）与水反应：①原理：NH3＋H2ONH3·H2ONH4＋＋OH－。②氨气溶于水得氨水，显碱性，氨水中含有的粒子有：NH3·H2O、H2O、NH3、NH4＋、OH－、H＋。③NH3·H2O为可溶性一元弱碱，不稳定，易分解，化学方程式为NH3·H2Oeq \o(====,\s\up6(Δ))NH3↑＋H2O。注意： = 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①NH3是中学化学中唯一的碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，在推断题中作为解题突破口。 = 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②氨水呈碱性，NH3·H2O属于一元弱碱，计算氨水的浓度时，溶质按NH3进行计算。（2）氨气与酸的反应：①蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为有白烟生成，将浓盐酸改为浓硝酸，也会出现相同的现象。②化学方程式：HCl＋NH3===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO3。（3）与盐溶液的反应：过量氨水与AlCl3溶液反应的离子方程式：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋。（氢氧化铝不溶于氨水）（4）氨气的还原性：①催化氧化：4NH3＋5O2eq \o(=====,\s\up9(催化剂),\s\do3(△))4NO＋6H2O。②被CuO氧化：2NH3＋3CuOeq \o(====,\s\up6(Δ))3Cu＋N2＋3H2O。③被氯气氧化：2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl或8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl。4.氨的用途（1）液氨汽化时吸收大量的热，故用作制冷剂。（2）制氮肥、硝酸、铵盐、纯碱等。知识点5、铵盐的性质及NHeq \o\al(＋,4)的检验1．物理性质铵盐都是白色固体，均易溶于水。2．化学性质（1）受热易分解：NH4Cleq \o(====,\s\up6(Δ))NH3↑＋HCl 、NH4HCO3eq \o(====,\s\up6(Δ))NH3↑＋H2O＋CO2↑（2）与碱溶液反应NH4＋＋OH－eq \o(====,\s\up6(Δ))NH3↑＋H2O（3）NHeq \o\al(＋,4)的检验：未知液加入强碱共热，产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，则证明含NH4＋。（4）实验探究：知识点6、氨的实验室制法1.原理：2NH4Cl+Ca（OH）2eq \o(====,\s\up6(Δ))2NH3↑+2H2O+CaCl22.净化：用碱石灰吸水3.收集（1）方法：①向上排空气法和排四氯化碳液体法；②试管口堵棉花的作用：防止氨气和空气发生对流，提高氨气的收集速率和纯度（2）尾气处理：棉花用稀硫酸浸湿，注意防倒吸4.以氨水为原料制氨气的方法和装置（1）装置：“固体+液体→气体”型（2）方法：浓氨水和NaOH固体或生石灰混合（3）原理：NaOH固体溶于水放热（氧化钙和水反应放热）使浓氨水分解知识点7、 硝酸 酸雨及防治1．硝酸（1）物理性质：无色、易挥发、有刺激性气味的液体。（2）化学性质①不稳定性：4HNO3(浓)eq \o(=====,\s\up7(△),\s\do5(或光照))2H2O＋4NO2↑＋O2↑。②强氧化性：硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。③实验探究：a．与金属反应：稀硝酸与铜反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(填化学方程式，下同)。浓硝酸与铜反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。注意：常温下，铁、铝遇浓HNO3会发生钝化，所以可用铁或铝制容器来盛装浓HNO3。b．与非金属反应：C＋4HNO3(浓)eq \o(====,\s\up6(Δ))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。c．与还原性化合物反应：硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等还原性物质。稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式：3Fe2＋＋4H＋＋NOeq \o\al(－,3)===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。（3）硝酸的工业制备有关化学方程式：①氨在催化剂、加热条件下氧化为NO：4NH3＋5O2eq \o(=====,\s\up9(催化剂),\s\do3(△))4NO＋6H2O。②NO被空气氧化为NO2：2NO＋O2===2NO2。③NO2溶于水制备HNO3：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。（4）用途：硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造化肥、农药、炸药、染料、盐类等。2．酸雨及防治（1）空气中SO2和NO2的主要来源①煤、石油和某些金属矿物中含有硫或含硫化合物；②汽车尾气中除含有氮氧化物外，还含有一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、含铅化合物和颗粒等，严重污染大气，破坏环境。（2）危害①SO2和NO2是主要的大气污染物，它们能直接危害人体健康，引起呼吸道疾病；②溶于水形成酸雨； ③氮氧化物的危害：a.光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。b,酸雨：NOx排入大气中，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面。c.破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。d.NO与血红蛋白结合使人中毒。(3)酸雨的危害及防治措施①酸雨是指pH〈5.6的雨、雾等形式的降水，主要由大气污染物中硫、氮的氧化物所致。②形成原理a.硫酸型酸雨: b.硝酸型酸雨:3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ③危害:直接破坏农作物、草原、森林，使土壤、湖泊酸化；加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。④防治措施:a．调整能源结构，发展清洁能源；b．研究煤的脱硫技术，改进燃烧装置和燃烧技术，减少二氧化硫和氮氧化物的排放；c．加强工厂废气的回收处理；d．改进汽车尾气的处理技术，控制汽车尾气的排放标准。知识点8、金属与硝酸反应的计算1．硝酸与金属反应的规律（1）特点：硝酸与金属单质反应时一部分被还原，一部分生成硝酸盐，故硝酸既表现了酸性又表现了氧化性，但硝酸与金属反应一般不生成H2。（2）硝酸与铜的反应：①随HNO3浓度的降低，还原产物会由NO2变成NO。 ②由氮原子守恒可知，无论是NO2还是NO，被还原的硝酸与被还原生成气体的物质的量总是相等的； ③未被还原的NO3－与Cu2+构成Cu（NO3）2，NO3－的物质的量为Cu2+物质的量的2倍； ④运用电子守恒、原子守恒，便可顺利求解参加反应的Cu、HNO3以及产物NO2、NO之间量的关系。（3）稀硝酸与铁的反应： ①化学方程式：Fe+4HNO3（稀）＝Fe（NO3）3+NO↑+2H2O ① 3Fe（过量）+8HNO3（稀）＝3Fe（NO3）2+2NO↑+4H2O ②②反应物的量与生成物的关系如图所示：③上述反应首先发生反应①，若Fe剩余再发生反应③Fe+2Fe（NO3）3＝3Fe（NO3）2，合并①③即可得反应②。所以，无论反应①还是反应②，被还原的HNO3皆占参与反应的HNO3的。2．HNO3与金属反应的计算的思维模型三、无机非金属材料知识点1、传统的无机非金属材料1.传统的无机非金属材料多为硅酸盐材料，如玻璃、水泥、陶瓷等。2.硅酸盐的结构、特点3.陶瓷4.玻璃和水泥知识点2、硅和二氧化硅1.硅元素的存在（1）硅在地壳中的含量为26.3%，仅次于氧，在地壳中含量居第二位。（2）硅是一种亲氧元素，其在自然界中总是与氧相互化合，自然界中以化合态态形式存在。二氧化硅是硅最重要的化合物。（3）硅原子和碳原子最外层电子数为4个，它们既难失去电子，也难得到电子，其中碳是构成有机物的主要元素，硅是构成岩石与许多矿物的基本元素。2.硅的工业制法及提纯（1）流程：（2）化学方程式：①SiO2+2C Si+2CO↑②Si+3HCl SiHCl3+H2③SiHCl3+H2 Si+3HCl3.硅的用途：①良好的半导体材料；②太阳能电池；③计算机芯片。4.二氧化硅（SiO2）（1）存在：SiO2是硅最重要的化合物，地球上存在的天然二氧化硅称为硅石，约占地壳质量的12%，天然SiO2存在形态有结晶形和无定型形两大类。石英、水晶、玛瑙、沙子的主要成分是SiO2。（2）结构：二氧化硅中每个Si周围结合 4 个O，Si在中心 ，O在 4个顶角； 许多个这样的四面体又通过顶角的 O 相连，每个O与2个Si 相结合，二氧化硅晶体中Si和O按1:2 的比例组成立体网状结构的晶体。（3）性质：二氧化硅的网状结构决定了它的熔点高，硬度大，不导电，不溶于水，化学性质稳定。注意：①SiO2不与水、一般的酸反应；②SiO2具有酸性氧化物的通性，分别写出SiO2与CaO、NaOH、溶液反应的化学方程式：SiO2＋CaOeq \o(=====,\s\up7(高温))CaSiO3 、SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O ，与Na2CO3反应：固体高温条件下SiO2＋Na2CO3eq \o(=====,\s\up7(高温))Na2SiO3＋CO2↑③特性：与氢氟酸反应，化学方程式为：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O 。（4）用途：①沙子是基本的建筑材料。②纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本原料，可以制作光导纤维。③实验室中使用的石英坩埚。④水晶和玛瑙制作饰物和工艺品。注意：实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞的原因是玻璃中含有SiO2，氢氧化钠与二氧化硅反应生成硅酸钠，使瓶口黏结无法打开。知识点3、新型陶瓷1.特点：新型陶瓷在组成上不再限于传统的硅酸盐体系，在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能，如碳化硅(化学式SiC)俗称金刚砂，碳原子和硅原子通过共价键连接,具有类似金刚石的结构，硬度很大、优异的高温抗氧化性能，用作砂纸和砂轮的磨料、耐高温结构材料和耐高温半导体材料。2.类型：知识点4、碳纳米材料1.富勒烯:由碳原子构成的一系列笼形分子的总称,其代表物为C60。2.碳纳米管:由石墨片层卷成的管状物,具有纳米尺度的直径。碳纳米管的比表面积大,有相当高的强度和优良的电学性能,可用于生产复合材料、电池和传感器等。3.石墨烯:只有一个碳原子直径厚度的单层石墨,其电阻率低、热导率高，具有很高的强度，应用于光电器件、超级电容器、电池和复合材料。4.特殊功能的含硅材料：①含4%硅的硅钢具有导磁性，主要用作变压器的铁芯；②人工合成的硅橡胶是最好的 既耐高温又耐低温 的橡胶，用于 火箭、飞机、导弹的零件和绝缘材料；③人工制造的分子筛，主要用作吸附剂和催化剂。实验操作现象结论①把盛有SO2的试管倒立于水中，打开胶塞试管内液面上升SO2易溶于水。②用pH试纸测定溶液的酸碱度试纸变红色二氧化硫水溶液呈酸性。③滴入2滴品红溶液，振荡；加热试管，再观察品红褪色 加热恢复红色。二氧化硫能使品红褪色，具有漂白性化学反应方程式SO2＋H2OH2SO3物质SO2HClO、NaClO、Ca(ClO)2、H2O2、Na2O2、O3活性炭漂白原理与有色物质结合生成无色物质将有色物质氧化为无色物质吸附有色物质变化类型化学变化化学变化物理变化是否可逆可逆，加热或久置后恢复原来的颜色不可逆，加热或久置后不恢复原来颜色—漂白对象有色的有机物，不能漂白指示剂有色的有机物和指示剂有机色质实验操作实验现象a.蔗糖逐渐变黑;b.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a.浓硫酸具有脱水性; b.浓硫酸具有强氧化性,能将蔗糖炭化生成的碳单质氧化为CO2,自身被还原为SO2 实验操作实验现象试管a中的铜丝表面有气泡逸出; 试管b中的品红溶液逐渐变为无色; 试管c中的石蕊溶液逐渐变为红色; 将试管a中的溶液慢慢倒入水中,溶液变为蓝色化学方程式Cu＋2H2SO4(浓)eq \o(====,\s\up6(Δ))CuSO4＋SO2↑＋2H2O吸水性常用作干燥剂，但不能干燥NH3、H2S、HI等①吸水性：浓硫酸能吸收物质中游离的水，可用作干燥剂。可以是物理变化，也可以是化学变化，如浓硫酸脱去 CuSO4·5H2O晶体中的结晶水；②脱水性：浓硫酸可将有机物中的H、O原子以2∶1比例脱去脱水性将有机物中的H、O以原子数2∶1的比例脱去，如使蔗糖变黑杂质加入的试剂离子方程式可溶性硫酸盐过量BaCl2溶液　SO42－+Ba2+=== BaSO4↓　 CaCl2过量Na2CO3溶液　Ca2++CO32－ ===CaCO3↓、Ba2++CO32－ ===BaCO3↓　 MgCl2过量NaOH溶液　Mg2++2OH- ===Mg(OH)2↓　 多余的NaOH、Na2CO3适量稀盐酸　OH-+H+=== H2O、CO32－+2H+ ===H2O+CO2↑　 序号转化目标转化前的含硫物质选择试剂转化后的含硫物质①－2→0H2SO2(不足)SSO2②0→－2SH2H2SFe或CuFeS或Cu2S③－2→＋4H2SO2(足量)SO2④0→＋4SO2SO2⑤＋4→0SO2H2SS⑥＋4→＋6SO2O2SO3Cl2H2SO4⑦＋6→＋4H2SO4CuSO2氮的氧化物NONO2物理性质颜色无色红棕色毒性有毒有毒溶解性不溶于水易溶于水化学性质与O2反应2NO＋O2===2NO2不反应与H2O反应不反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO与碱反应不反应2NO2+2NaOH==NaNO3+NaNO2+H2O氧化性弱氧化性：6NO+4NH35N2+6H2O强氧化性：NO2+SO2==NO+SO3；可使湿润的淀粉KI试纸变蓝实验室制法3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O常用排水法收集Cu+4HNO3(浓)==3Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O常用向上排空法收集实验装置实验操作在如图注射器里充入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　2NO+O2 === 2NO2　、 　3NO2+H2O === 2HNO3+NO　 气体HClNH3CO2、SO2、Cl2、H2SNO2＋O2吸收剂水或NaOH溶液水或盐酸浓NaOH溶液水实验装置铵盐溶液NH4Cl溶液NH4NO3溶液(NH4)2SO4溶液现象试管中有气泡产生，试纸变蓝结论铵盐与强碱反应生成氨气，离子方程式为NHeq \o\al(＋,4)＋OH－eq \o(====,\s\up6(Δ)) NH3↑＋H2O应用①检验铵根离子的存在；②制取氨。实验装置稀硝酸浓硝酸实验现象反应缓慢，有少量气泡产生，溶液变蓝试管口有红棕色气体产生反应剧烈，有大量气泡产生，溶液变蓝，液面上有红棕色气体产生实验结论铜与稀硝酸常温下缓慢反应生成NO气体铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成NO2气体结构特点硅氧四面体硅酸盐材料大多具有硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点产品主要原料制备过程生产应用陶瓷　黏土　 原料经高温烧结而成建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具等产品主要原料主要设备主要成分用途普通玻璃纯碱、石灰石、石英砂玻璃窑Na2SiO3、CaSiO3、SiO2建筑材料、光学仪器、各种器皿、高强度复合材料等水泥石灰石、黏土水泥回转窑硅酸盐和沙子、碎石、水等混合可以得到混凝土,大量用于建筑和水利工程材料类别主要特性示例用途高温结构陶瓷能承受高温，强度高氮化硅陶瓷汽轮机叶片、轴承、永久性模具等压电陶瓷具有电学特性钛酸钡陶瓷声呐系统、气象探测等透明陶瓷具有光学特性氧化物透明陶瓷和非氧化物透明陶瓷高压钠灯、激光器和高温探测窗等超导陶瓷具有超导性超导陶瓷电力、交通、医疗等